浅析解析几何中的数形结合意识
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高中数学解题中数形结合思想的思考研究 1. 引言 1.1 背景介绍 高中数学解题中数形结合思想的背景介绍: 随着社会的发展和教育水平的提高,对数学解题能力的要求也越来越高。传统的数学解题方法往往局限于抽象的数学符号和运算,难以直观地理解和解决问题。而数形结合思想的引入,可以通过几何图形的直观展示和数学运算的精确计算相结合,使问题更加具体,更容易理解和解决。
研究高中数学解题中数形结合思想的意义重大。通过深入探讨数形结合思想的概念、应用和优势,可以提高学生的数学解题能力和数学思维水平,促进数学教学的优质发展。进一步挖掘数形结合思想在解决实际问题中的应用,可以拓展数学的应用领域,为学生将来的职业发展提供更广阔的空间。
1.2 研究意义 数形结合思想在高中数学解题中的应用是一种重要的解题方法,通过结合数学知识和几何图形,能够更加全面地理解和解决问题。这种思想不仅能够提高解题效率,还能够培养学生的综合思维能力和创新意识,在数学教学中具有重要的意义。 数形结合思想能够帮助学生更深入地理解数学知识。在解题过程中,往往需要将抽象的数学概念与具体的几何图形相结合,通过可视化的方式直观地展现问题的解法,使问题更加直观、形象。通过将数学问题转化为几何图形,学生能够更清晰地理解问题的本质,从而更加熟练地运用所学知识进行解答。
数形结合思想还能够激发学生的兴趣和求知欲。相比于枯燥的计算题,数形结合思想能够让学生在解题过程中享受到探究的乐趣,激发他们对数学的兴趣。通过实际操作几何图形,学生能够更加感受到数学的美妙,从而激发对数学的学习兴趣,提高学习积极性。
研究数形结合思想在高中数学解题中的意义,不仅可以促进数学教学方法的创新,提高教学效果,还能够培养学生的综合应用能力和创新意识,为他们将来的学习和工作奠定良好的基础。【2000字】。
1.3 研究现状 目前,随着数学教育的不断深化和完善,数学解题中数形结合思想的研究也逐渐受到了重视。在国内外学术界,关于数形结合思想在高中数学解题中的应用以及其优势和实际问题中的应用等方面进行了深入探讨和研究。一些学者通过案例分析和实验研究,探讨了数形结合思想对学生数学学习的促进作用,提出了一些具有创新性的观点和见解。一些教育实践也证明了数形结合思想在高中数学教学中的重要性和必要性。目前关于数形结合思想在高中数学解题中的研究还存在一些不足之处,如研究方法不够系统和深入,实证案例不够充分等。有必要继续深入探讨数形结合思想在高中数学解题中的作用机制,完善研究方法,拓展研究视角,以期为高中数学教学提供更为科学有效的方法和策略。
浅谈数形结合的思想摘要"数形结合百般好,隔离分家万事非"——这是我国著名数学家华罗庚在谈到数形结合时的精辟论断.数形结合是我国传统数学的基本思想方法之一,在数学教学历史中具有举足轻重的地位.从《九章算术》的“析理以辞,解体用图”,到现代数学各分支“交叉渗透,学科整合”,无不体现着数形结合长盛不衰的魅力. 数形结合是推动数学向前发展的一种比较重要手段,数学一大部分知识都是围绕其演变、发展而展开的.关键词数形结合数学思想以形助数以数辅形一、引言数形结合思想占有非常重要的地位,其“数”与“形”结合,相互渗透,把代数式的精确刻划与几何图形的直观描述相结合,使代数问题、几何问题相互转化,使抽象思维和形象思维有机结合.应用数形结合思想,就是充分考查数学问题的条件和结论之间的内在联系,既分析其代数意义又揭示其几何意义,将数量关系和空间形式巧妙结合,来寻找解题思路,使问题得到解决.我从以下几方面学习研究一下应用数形结合来提高学生的解题能力.1.数形结合的概念.2.数形结合的原则3.数形结合思想及其内涵.3.数形结合在数学中的应用由来已久.4、数形结合的途径5.数形结合在数学中的应用.“数”与“形”是贯穿于数学发展历史长河中的一条主线,是数学教学的两个基本概念,两块基石.可以说大多数数学知识基本上都是围绕这两个基本概念提炼、演变.采用数形结合思想解决问题的关键是找准数与形的契合点.如果能将数与形巧妙地结合起来,有效地相互转化,一些看似无法入手的问题就会迎刃而解,产生事半功倍的效果.二、数形结合的概念数形结合就是把抽象的数学语言与直观的图形结合起来思索,使抽象思维和形象思维结合,通径的目的.一般地说,“形”具有形象、直观的特点,易于整体上定性地分析问题.“数形对照”便于寻求思路,化难为易;“数”则具有严谨、准确的特点,能够严格论证和定量求解.“由数想形”可以弥补“形”难以精确的弊端.恰当地应用数形结合是提高解题素的、优化解题过程的一种重要方法数形结合是一个数学思想方法,包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:或者是借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数为目的,比如应用函数的图像来直观地说明函数的性质;或者是借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质.数形结合的思想,其实质是将抽象的数学语言与直观的图像结合起来,关键是代数问题与图形之间的相互转化,它可以使代数问题几何化,几何问题代数化.三、数形结合的原则数形结合一般遵循以下三个原则:1、等价原则等价原则是指“数”的代数性质与“形”的几何的转化应是对应的,即对于所讨论的问题形与数所反映的对应关系应具有一致性.例题方程132sinX x=的实数根的个数为()A、3个B、5个C、7个D、9个错解图象法,作函数13y x=与2siny x=的草图.由于两个函数均为奇函数,故只需要作0x≥的部分,又因为x>8时,13x>22sin x≥.故图形只需取[0,3π]就行了(如图1).除原点外还有一个交点,再由奇偶性知有7个交点,故选C.x x 图1 图2分析当18x=时,13111122sin8288⎛⎫=>⨯>⎪⎝⎭.因此在(0,)2π内还有一个交点,所以正确的答案为D,如图2所示.2、双向性原则双向性原则是指几何形象直观的分析,进行代数计算的探索.3、简单性原则简单性原则是指数形转换时尽可能使构图简单合理,即使几何形象优美又使代数计算简洁,明了.四、数形结合思想及其内涵“数缺形,少直观;形缺数,难入微”,这是华罗庚教授对数形结合思想的深刻、透彻的阐释.具体地说,就是在解决数学问题时,根据问题的背景、数量关系、图形特征,或使“数”的问题,借助于“形”去观察;或将“形”的问题,借助于“数”去思考,这种解决问题的思想称为数形结合思想.事实上,数形结合思想,就是用联系的观点,根据数的结构特征,构造出与之相适应的图形,并利用图形的性质和规律,解决“数”的问题;或将图形的部分信息或全部信息转换成“数”的信息,弱化或消除“形”的推理,从而将“形”的问题转化为数量关系来解决.给“数”的问题以直观图形的描述,揭示出问题的几何特征,就能变抽象为直观;给“形”的问题以数的度量,分析数据之间的关系,更能从本质上深刻认识“形”的几何属性.五、数形结合的途径数形结合是一柄双刃的解题利剑,下面简单介绍一下数形结合的途径1、由数到形的转换途径(1)方程或不等式问题常可以转化为两个图象的交点位置关系的问题,并借助函数的图象和性质解决相关的问题.(2)利用平面向量的数量关系及模AB的性质来寻求代数式性质.(3)构造几何模型.通过代数式的结构分析,构造出符合代数式的几何图形,如将2a与正方形的面积互化,将abc.(4d=,直线的斜率,直线的截距)、定义等来寻求代数式的图形背景及有点到直线的距离关性质.2、由形到数的转换途径(1)解析法建立适当的坐标系(直角坐标系,极坐标系),引进坐标将几何图形变换为坐标间的代数关系.(2)三角法将几何问题与三角形沟通,运用三角代数知识获得探求结合的途径.(3)向量法将几何图形向量化,运用向量运算解决几何中的平角、垂直、夹角、距离等问题.把抽象的几何推理化为代数运算.特别是空间向量法使解决立体几何中平行、垂直、夹角、距离等问题变得有章可循.六、数形结合的应用数形结合思想在课本中,具有突出的地位.“数无形时不直观,形无数时难入微”道出了数形结合的辩证关系,数形结合简言之就是:见到数量就应想到它的几何意义,见到图形就应想到它的数量关系.比如:在集合运算中的应用.涉及集合的运算,常常采用文氏图,数轴等形象、直观的方式;在研究函数时,已知函数的解析式,作出函数的图象,再通过函数的图象研究函数的性质;或通过图、表的分析,抽象出变量之间的规律,再通过变量之间的规律的研究,进一步掌握图、表的变化趋势;运用数形结合思想,构出适当的图形证明不等式和解不等式往往十分简捷.又如,笛卡儿用数形结合思想将长期对立的代数与几何有机结合,创立了数学的一大分支——解析几何,构建曲线与方程的理论,集中解决了两大问题:已知曲线求方程和通过方程研究曲线的性质.1、利用数形结合思想解决集合的问题(1)利用韦恩图法解决集合之间的关系问题一般用圆来表示集合,两圆相交则表示两集合有公共元素,两圆相离则表示两个集合没有公共元素.利用韦恩图法能直观地解答有关集合之间的关系的问题.例1有48名学生,每人至少参加一个活动小组,参加数理化小组的人数分别为28,25,15,同时参加数理小组的8人,同时参加数化小组的6人,同时参加理化小组的7人,问同时参加数理化小组的有多少人?分析我们可用圆A、B、C分别表示参加数理化小组的人数(如图),则三圆的公共部分正好表示同时参加数理化小组的人数.用n表示集合的元素,则有:即所以()1=nCAB即参加数理化小组的有1人.(2)利用数轴解决集合的有关运算和集合的关系问题.例2 已知集合⑴若,求的范围.⑵若,求的范围.分析 先在数轴上表示出集合A 的范围,要使,由包含于的关系可知集合A 应该覆盖集合A , 从而有,这时的值不可能存在.要使,当0>a 时集合A 应该覆盖集合B ,应有⎪⎩⎪⎨⎧>≤-≥0331a a a 成立.即 10≤<a当0≤a 时,Φ=B ,显然成立.故 时2、利用数形结合思想解决方程和不等式问题(1)利用二次函数的图像解决一元二次方程根的分布情况问题 通过的相互转化,利用函数)(x f y =的图象直观解决问题.例3 如果方程的两个实根在方程的两实根之间,试求与应满足的关系式.分析 我们可联想对应的二次函数,的草图.这两个函数图像都是开口向上,形状相同且有公共对称轴的抛物线(如图).要使方程的两实根在方程的两实根之间,则对应的函数图像与轴的交点应在函数图像与轴的交点之内,它等价于抛物线的顶点纵坐标不大于零且大于抛物线的顶点纵坐标.由配方方法可知与的顶点分别为:())4,(,,2221-+--+--a a a P k a a P .故 求出与应满足的关系式为.(2)利用二次函数的图像求一元二次不等式的解集求一元二次不等式的解集时,只要联想对应的二次函数的图像,确定抛物线的开口方向和与轴的交点情况,便可直观地看出所求不等式地解集. 例4 解不等式.分析 我们可先联想对应的二次函数的图像.从解得知该抛物线与轴交点横坐标为-2,3,当取交点两侧的值时,即时,.即.故可得不等式的解集为:.(3)利用函数图像解决方程的近似解或解的个数问题通过构造函数,把求方程解的问题,转化为两函数图像的交点问题.例5 解方程分析由方程两边的表达式我们可以联想起函数,作出这两个函数的图像,这两个函数图像交点的横坐标为方程的近似解,可以看出方程的近似解为.例6设方程,试讨论取不同范围的值时其不同解的个数的情况.分析我们可把这个问题转化为确定函数与图像交点个数的情况,因函数表示平行于轴的所有直线,从图像可以直观看出:①当时,与没有交点,这时原方程无解;②当时,与有两个交点,原方程有两个不同的解;③当时,与有四个不同交点,原方程不同解的个数有四个;④当时,与有三个交点,原方程不同解的个数有三个;⑤当时与有两个交点,原方程不同解的个数有三个.(4)利用三角函数的图像解不等式.通过构造函数,把不等式问题转化为两个函数图像的关系问题.例7解不等式分析从不等式的两边表达式我们可以看成两个函数.在上作出它们的图像,得到四个不同的交点,横坐标分别为:,而当在区间内时,的图像都在的图像上方.所以可得到原不等式的解集为:.3、利用函数图像比较函数值的大小一些数值大小的比较,我们可转化为对应函数的函数值,利用它们图像的直观性进行比较.例8试判断三个数间的大小顺序.分析这三个数我们可以看成三个函数:在时,所对应的函数值.在同一坐标系内作出这三个函数的图像(如图),从图像可以直观地看出当时,所对应的三个点的位置,从而可得出结论:.4、利用单位圆中的有向线段解决三角不等式问题在教材中利用单位圆的有向线段表示角的正弦线,余弦线,正切线,并利用三角函数线可作出对应三角函数的图像.如果能利用单位圆中的有向线段表示三角函数线,应用它解决三角不等式问题,简便易行.例9 解不等式21sin ->x .分析 因为正弦线在单位圆中是用方向平行于轴的有向线段来表示.我们先在轴上取一点P ,使,恰好表示角的正弦线,过点P 作轴的平行线交单位圆于点,在内,分别对应于角,(这时所对应的正弦值恰好为21-).而要求的解集,只需将弦向上平移,使重合(也即点P 向上平移至与单位圆交点处).这样所扫过的范围即为所求的角.原不等式的解集为:.5、利用两点间距离公式或斜率公式模型构造辅助图形利用两点间距离公式或斜率公式模型构造辅助图形,找出代数问题的几何背景,简便解答某些代数综合题.例10 求证:(a 与c 、b 与d 不同时相等)分析 考察不等号两边特点为,其形式类同平面上两点间距离公式.在平面直角坐标系中设),(b a A ,)0,0(),,(o d c B .如图,()22)(AB d b c a -+=-=22b a AO +=,22d c BO +=当A 、B 、O 三点不共线时,BO AO AB +<.当A 、B 、O 三点共线,且A 、B 在O 点同侧时,BO AO AB +>.当A 、B 、O 三点共线,且A 、B 在O 点异侧时,或A 、B 之一与原点O 重合时,BO AO AB +=.综上可证.例11 求函数84122+-++=x x x y 的最小值.分析 考察式子特点,从代数的角度求解,学生的思维受阻,这时利用数形结合为转化手段,引导学生探索函数背后的几何背景,巧用两点间距离公式,可化为=令A (0,1),B (2,2),P (x ,0),则问题转化为在X 轴上求一点P ,使|PA |+|PB |有最小值.如图,由于AB 在X 轴同侧,故取A 关于X 轴的对称点,故(|PA |+|PB |)min=.例12 已知点P (x ,y )在线性区域内,求(1)U =;(2)V =的值域分析 由线性规划可知P (x ,y )在OAB Rt ∆内(包括边界),Umin 实质上是点M (4,3)到直线AB的距离;V的值域实质上是直线PM 斜率的取值范围.通过以上几个方面的探讨,我们初步领略了数形结合在解题中的美妙所在了.数形结合思想在数学解题中的应用很广泛,渗透在学习新知识和应用知识解决问题的过程之中,需要平时多注意数形结合的应用,有意识地加强这方面的训练,提高数学思维水平.在数形转化结合的过程中,必须遵循下述原则:转化等价原则;数形互补原则;求解简单原则.当然在渗透数形结合的思想时,应掌握以下几点:1. 善于观察图形,以揭示图形中蕴含的数量关系.2. 正确绘制图形,以反映图形中相应的数量关系.切实把握“数”与“形”的对应关系,以图识性,以性识图华罗庚先生曾指出:“数缺形时少直觉,形少数时难人微.”应用数形结合的思想就能扬这两种方法之长,避呆板单调解法之短.在解决有关问题时,数形结合思想方法所表现出来的思路上的灵活,过程上的简便,方法上的多样化是一目了然的,它为我们提供了多条解决问题的通道,使灵活性,创造性的思维品质在其中得到了更大限度的发挥.参考文献:[1] 袁桂珍. 数形结合思想方法及其运用[J]. 广西教育, 2004,(15) .[2] 陈喜娥, 尹雪峰. 浅谈数学思想方法的培养[J]. 山西煤炭管理干部学院学报, 2006,(02)[3] 刘焕芬. 巧用数形结合思想解题[J]. 数学通报, 2005,(01) .[4] 施献慧. 数形结合思想在数学解题中的应用[J]. 云南教育, 2003,(35) .[5] 王银篷. 浅谈数形结合的方法[J]. 中学数学, 2004,(12) .[6] 赵玲. 数形结合思想及其应用[J]. 山西煤炭管理干部学院学报, 2004,(03)[7] 吴雅平. 浅谈数形结合的解题思想[J]. 山西煤炭管理干部学院学报, 2004,(01)11。
论高中数学“数形结合”在解题中的应用高中数学中的“数形结合”是指将数学知识与几何形状结合起来,通过几何形状表达数学概念,从而解决数学问题。
在解题中,数形结合具有很大的实用性和指导性,能够帮助学生提高对数学问题的理解和解决能力。
数形结合在解题中有助于学生形成几何思维和推理能力。
几何学习注重的是观察、分析和推理能力的培养。
在解决数学问题时,通过引入几何形状可以帮助学生形成几何思维,培养学生的观察力和分析能力。
在解决几何证明题时,常常需要学生通过观察图形、分析图形特点,从而推理出结论。
这样既锻炼了学生的推理能力,也培养了学生的几何思维。
数形结合在解题中有助于学生发现问题的内在联系和规律。
通过将数学知识与几何形状结合起来,可以帮助学生发现问题中的共性和规律。
在解决相似三角形的问题时,可以通过观察和比较两个三角形的形状,通过比例关系发现两个三角形的各个对应边长之间的关系。
这样帮助学生发现数学问题的内在联系,从而更好地解决问题。
数形结合在解题中可以培养学生的综合运用能力。
数学的学习是一个综合运用各种知识和技巧的过程。
通过将数学知识与几何形状结合起来,可以帮助学生将所学的各种数学知识有机地结合起来,综合运用于解决问题中。
在解决几何推理题时,除了运用几何知识外,还需要运用代数知识、等价变形等技巧,通过数形结合可以将这些知识和技巧更好地融合在一起,提高学生的综合运用能力。
高中数学中的“数形结合”在解题中具有很大的应用价值和指导性。
它可以帮助学生更好地理解抽象的数学概念,形成几何思维和推理能力,发现问题的内在联系和规律,并培养学生的综合运用能力。
数形结合在高中数学教学中应得到广泛的应用和重视。
小学数学“数”“形”互渗的教学浅探数形结合思想是小学数学中解决数学问题的重要方法之一,它是将数量关系和空间形式两者相结合,即用数与形两种基本数学形式,来帮助中小学生分析与解决数学问题。
数学教学方法较多,比如:分类法、比较法、类比法、推理法、假设法、数形结合法、函数法、几何法等等。
这些方法能够增强中小学生的数学观念认知能力,形成良好的思维素质与技巧,培养中小学生的创新性思维。
本文将对小学数学“数”与“形”互渗教学进行分析研究。
1.数形结合思想的简要概述(1)数形结合思想的涵义。
数、形是一个数学事物两个方面的基本属性。
数形结合思想的实质是数字与形状一一对应的数学关系。
数形结合能够将抽象的数学语言、复杂的数量关系、直观的数学图形、清晰的位置关系一一结合起来,将抽象的数学问题具体化、形象化,将复杂的数学问题简单化和明了化。
并以此培养学生的抽象思维、空间想象思维和逻辑思维等。
(2)数形结合在数学中的应用范围。
数形结合思想在数学的解题方法中十分常见,在数学领域应用十分广泛。
数形结合思想可以具体应用于集合问题、函数问题、方程与不等式问题、三角函数问题、线性规划问题、数列问题、解析几何问题、立体几何问题等一系列的数学特殊问题。
(3)数形结合思想的三种常见类型。
第一种类型叫做以数化形,以数化形主要是指将数量问题转变为图形问题,然后通过分析图形来解决数学问题。
这样就能将抽象的数学知识通过直观的图形表现出来,将数与形一一对应,找出解决数学问题的方法。
这种以数化形的基本思路在于根据题意中的已知条件,构造出与题意相符合的数学图形,最后根据图形的性质与几何意义得出结论。
第二种类型叫做以形变数,以形变数主要是指在较复杂的图形上,要将图形数学化,再进行分析计算。
这种以形变数的基本思路在于根据题意找出相关图形解题,再对较复杂的图形进行数学分析,用代数式表达出来,通过公式和定理解决问题。
第三种类型叫做形数互变,形数互变是指灵活地处理数学与图形的关系,深入挖掘数形之间的关系,做好数形之间的灵活转变。
浅析高中数学数形结合方法解题技巧摘要:在数学知识学习和探究的过程中,经常会运用到数形结合的思想方法。
在高中数学学习中合理运用数形结合的思想方法,方便学生梳理题目信息、分析解题思路,帮助学生突破数学解题中的重难点,提高学生的问题解决能力。
为此,高中数学教师在开展解题教学的过程中,可以结合教材内容,借助高中数学的重点题型,引导学生对数形结合思想的具体应用策略进行深入思考与分析,促使学生掌握数量与图形之间的转化方式,以此提升学生的数学解题能力,发展学生的数学核心素养。
关键词:高中数学;数形结合方法;解题技巧引言数学是学生学习生涯中一门重要的学科,主要考查学生的逻辑思维能力以及探究能力,具有一定的复杂程度。
另外,数学知识的掌握对其他学科的学习有所帮助,因此教师应该重视数学教学方法的创新,培养学生的数学核心素养。
数形结合作为高中数学教学中的重要思想方法之一,能够帮助学生简化数学问题,提高学生解决问题的效率。
一、数形结合思想概述数形结合的含义就是将数学中两个重要元素“数”与“形”进行相互转化,通过数字的形式帮助学生理解图形,借助图形的形式让学生学习到数字表达的含义。
数形结合能够帮助学生将抽象的问题具体化,更深入地理解数学知识所表达的内涵,感受到数学的奥秘。
数学学习并不只是包括数字和公式,几何也是数学学习中的一个重要内容,因此在遇到不易解答的问题时,教师可以使用具体的图形来为学生讲解,有时需要公式推导的题只需要几何图形展示就能够直观求解,简化解题过程,树立学生学习数学的信心。
数形结合思想是一种新式教学方式,它打破了传统古板的教学模式,在高中数学教学中发挥着重要的作用,能够有效提升高中数学教学质量。
高中数学知识分为数量关系和几何空间两大部分,在数学教学过程中,教师通过将二者有效结合,可以帮助学生降低知识的学习难度,培养学生将数量关系和几何空间相互转化的意识,提高学生解决问题的效率,让学生轻松找到解题思路。
二、数形结合思想运用于高中数学的价值高中教育阶段的数学学习在内容上是比较丰富的,数学的课本上会有很多图形,和其他科目相比起来更加有意思,图形的描述方式可以让学生更加清楚的理解数学知识。
论高中数学“数形结合”在解题中的应用【摘要】高中数学中的“数形结合”概念是指通过数学知识和图形形式相结合,解决数学问题的方法。
本文从数形结合在解题中的重要性入手,探讨了数形结合在几何、代数、概率、数列以及解析几何题中的应用。
通过具体的例题分析,展示了数形结合在解题过程中的实际运用和优势,强调数形结合是解题的有效策略。
文章指出数形结合不仅可以帮助解题,还可以深化对数学概念的理解,从而提高学生的数学素养。
数形结合在高中数学学习中具有重要意义,是一种促进数学思维发展的有效方法。
通过本文的阐述,读者可以更好地理解数形结合的概念及其在解题中的应用,从而提升自己的数学学习能力。
【关键词】高中数学、数形结合、解题、几何题、代数题、概率题、数列题、解析几何题、有效策略、数学概念、重要意义1. 引言1.1 高中数学中的数形结合概念高中数学中的数形结合概念是指将数学中的代数和几何相结合,通过图形的形状和数学符号的运算相互联系,从而更好地理解和解决数学问题。
数形结合是一种将抽象的数学概念与具体的几何形状相结合的方法,通过这种方式可以更直观地理解和应用数学知识。
在数学学习中,数形结合的概念可以帮助学生更深入地理解数学概念,提高解题的效率和准确性。
通过将代数和几何相结合,学生可以更好地理解抽象概念,并将其应用到具体问题中。
数形结合的概念不仅可以帮助解决数学题目,还可以帮助学生培养逻辑思维和数学建模的能力。
高中数学中的数形结合概念对于学生的数学学习和能力提升具有重要意义。
通过深入理解数形结合的概念,学生可以更好地掌握数学知识,提高解题的能力,为将来的学习和工作打下良好的数学基础。
1.2 数形结合在解题中的重要性数形结合在解题中的重要性体现在数学问题解决过程中起着至关重要的作用。
通过将数学中的抽象概念与形象直观的图形结合起来,能够帮助学生更好地理解和应用所学知识。
数形结合可以让抽象的数学公式和定理变得更加具体和生动,使问题更容易被理解和解决。
思想方法专题数形结合思想【思想方法诠释】一、数形结合的思想所谓的数形结合,就是根据数学问题的条件和结论之间的内在联系,既分析其代数含义,又揭示其几何意义,使数量关系和空间形式巧妙、和谐地结合起来,并充分利用这种“结合”,寻找解题思路,使问题得到解决,数形结合是根据数量与图形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法。
数形结合思想通过“以形助数,以数解形”,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,从形的直观和数的严谨两方面思考问题,拓宽了解题思路,是数学的规律性与灵活性的有机结合.数形结合的实质是将抽象的数学语言与直观的图象结合起来,关键是代数问题与图形之间的相互转化,它可以使代数问题几何化,几何问题代数化.二、数形结合思想解决的问题常有以下几种:1.构建函数模型并结合其图象求参数的取值范围;2.构建函数模型并结合其图象研究方程根的范围;3.构建函数模型并结合其图象研究量与量之间的大小关系;4.构建函数模型并结合其几何意义研究函数的最值问题和证明不等式;5.构建立体几何模型研究代数问题;6.构建解析几何中的斜率、截距、距离等模型研究最值问题;7.构建方程模型,求根的个数;8.研究图形的形状、位置关系、性质等。
三、数形结合思想是解答高考数学试题的一种常见方法与技巧,特别是在解选择题、填空题时发挥奇特功效,具体操作时,应注意以下几点:1.准确画出函数图象,注意函数的定义域;2.用图象法讨论方程(特别是含参数的方程)的解的个数是一种行之有效的方法,值得注意的是首先把方程两边的代数式看作是两个函数的表达式(有时可能先作适当调整,以便于作图)然后作出两个函数的图象,由图求解。
四、在运用数形结合思想分析问题和解决问题时,需做到以下四点:1.要清楚一些概念和运算的几何意义以及曲线的代数特征;2.要恰当设参,合理用参,建立关系,做好转化;3.要正确确定参数的取值范围,以防重复和遗漏;4.精心联想“数”与“形”,使一些较难解决的代数问题几何化,几何问题代数化,以便于问题求解。
浅谈初中数学解题技巧之数形结合一、认识数形结合数形结合,顾名思义就是将数学问题中的数字和图形结合起来进行分析和解答。
在很多初中数学题中,都需要通过数形结合的方式来进行解题,比如几何题、函数图像题等。
通过观察图形、抽象数据和数学关系的联系,可以更清晰地理解问题并找到解决问题的方法。
二、数形结合的应用2. 函数图像题在解决函数图像题时,数形结合也是非常重要的。
通过观察函数的图像和计算函数的关系式,可以更好地理解函数的性质和图像的特点。
求解函数的解析式、函数的增减性、最值等问题,都需要通过观察图形和计算数据来进行解答。
在这种情况下,数学问题中的函数图像和关系式是相辅相成的,通过它们的结合可以更好地理解和解决问题。
1. 提高问题理解能力通过数形结合的方式,可以更清晰地理解问题并找到解决问题的方法。
通过观察图形和计算数据,可以更好地理解数学问题中的各种性质和关系,从而提高问题的理解能力。
3. 培养数学思维通过数形结合的方式,可以培养学生的数学思维。
在解题过程中,需要通过观察图形和计算数据来进行分析和思考,从而培养学生的思维能力。
四、数形结合的学习方法1. 多观察图形学生在解题时,需要多观察图形,理解图形的性质和特点,并通过图形去理解问题。
3. 多练习题目学生在学习数学时,需要多练习各种类型的数学题,尤其是需要数形结合的题目,从而熟练掌握数形结合的解题方法和技巧。
4. 多总结经验学生在学习数形结合的解题方法和技巧时,需要多总结经验,找到适合自己的解题方法和技巧,从而提高解题效率和质量。
五、结语数形结合是初中数学解题中常见且有效的方法,通过观察图形和计算数据的结合,可以更好地理解和解决数学问题。
学生在学习数学时,需要灵活运用数形结合的方式进行解题,从而提高解题的能力和水平。
希望通过本文的介绍和讨论,可以帮助学生更好地掌握数形结合的解题方法和技巧,提高数学学习的效果。
第三讲:数形结合的思想方法中学数学的基本知识分三类:一类是纯粹数的知识,如实数、代数式、方程(组)、不等式(组)、函数等;一类是关于纯粹形的知识,如平面几何、立体几何等;一类是关于数形结合的知识,主要体现是解析几何。
数形结合思想是一种很重要的数学思想,研究的对象是数量关系和空间形式,包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:或者是借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数为目的,比如应用函数的图像来直观地说明函数的性质;或者是借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质。
在使用的过程中,由“形”到“数”的转化,往往比较明显,而由“数”到“形”的转化却需要转化的意识,因此,数形结合的思想的使用往往偏重于由“数”到“形”的转化。
在一维空间,实数与数轴上的点建立一一对应关系;在二维空间,实数对与坐标平面上的点建立一一对应关系。
特别是在集合、函数、不等式、数列、向量、解析几何、导数与积分等能够用图形表述的知识点,就要用数形结合形象化。
1.集合问题中的数形结合例 1.(北京卷,理1)已知全集U =R ,集合{}|23A x x =-≤≤,{}|14B x x x =<->或,那么集合)(B C A U 等于( )A .{}|24x x -<≤B .{}|34x x x 或≤≥C .{}|21x x -<-≤D .{}|13x x -≤≤分析:不等式表示的集合通过数轴解答.解:在数轴上先画出{}14U B x x =-≤≤ð,再画出集合{}|23A x x =-≤≤,取其公共部分如图所示阴影部分就是集合)(B C A U ,故选D 答案:D评注:对于不等式表示的集合,可在数轴上表示并进行集合的交、并、补的运算2.利用函数的图象解答问题例1. 若方程lg(-x 2+3x -m)=lg(3-x)在x ∈(0,3)内有唯一解,求实数m 的取值范围。
浅析解析几何中的数形结合意识
解析几何是高中数学课程中的重要内容之一,也是高
考的重要内容。它体现了解析方法和代数方法在刻画平面曲
线方面的强大作用,反映了数形结合的重要思想.然而笔者在
高中数学教学过程中发现学生对解析几何中的数形结合意
识的学习变成了经验主义。
这个问题以前见过,现在照猫画虎能解决;那个问题以
前没有见过,就素手无策了。在高中教学过程当中,笔者在
解析几何教学中尝试将解析几何中对于数形结合思想的应
用由旧有的经验教学转变为模式化的可操作的思维模式。基
于几道常见例题给出如下见解。
一、形与数的一 一对应
【例】1、动圆 与圆 外切,与圆 内切,求动圆圆心 的
轨迹方程。
【思考】利用两圆位置关系判定的条件找出点 点满足
的几何条件,结合圆锥曲线定义求解. 然而数形结合思想对
于学生而言常常是只可意会不可言传的感性认知。如何在教
学过程中引导学生正确切入,寻找数形结合的方向成为教师
教学的主要难点。
【解】设动圆 的半径为 ,则由已知知
又 又因为, 故而有双曲线的定义知 的轨迹是以 为焦
点的双曲线右支。而后由待定系数法求得 的轨迹方程为 。
【反思】本题采用数形结合沟通双曲线定义,确定求解
轨迹方程的办法为待定系数法。而值得思考的是数形结合的
形式是将几何图形中圆的相切关系转化为具体代数式 从而
沟通双曲线的定义。即用代数式描述几何特征,体现数与形
的一一对应特征。特殊图形位置一定对应着代数式上的特
征。比如直线与圆锥曲线位置关系中相离对应联立二次方程
判别式小于零;相切对应判别式等于零;两交点相交判别式
大于零;一交点相交二次项系数等于零。
二、图形与点坐标间的对应
【例2】已知抛物线 ,动弦 长为2,求弦 中点 到 轴
的最小距离。
如图:
【分析】记 要求得 中点 到 轴的最距离实际为 点的
纵坐标最小值,即为梯形 的中位线长度。借助于抛物线的
定义沟通为点到准线距离求解。然而抛物线的定义在具体解
题中的优势是什么呢?如何将图形中的几何信息转化为抛
物线的定义式呢?
【解】:设 , 中点 。抛物线 的焦点 ,准线 。设 ?p ?p
到准线的垂足分别为 ?p ?p ,则
所以 即 。
故而 中点 到 轴的最距离为 。
【反思】本题的亮点在于巧妙使用抛物线的定义转化点
到准线的距离为点到焦点的距离。而切入点的选择就在于将
距离的问题理解为坐标最值,实际上抛物线的定义之所以能
简化运算就在于将线段的长度与动点的坐标完成沟通。抛物
线定义解题运算量小就在于点到准线距离为垂直坐标轴的
直线,它的长度与点坐标有直接关系。因此在后续的教学实
践中,对于垂直或平行坐标轴的线段要使学生建立坐标的意
识。
三、图形与曲线方程参数的对应
【例3】、过双曲线 的焦点 作圆 的切线,切点为 .延
长 交双曲线右支于点 ,若 ,则双曲线的离心率是多少?
如图:
【分析】利用向量 关系知道 为 中点, 则 ,借助于
双曲线的定义寻找参数之间的关系,进一步求得离心率。值
得思考的是,图形中的中位线特征如何与双曲线的参数产生
联系的呢?
【解】设右焦点为 ,连结 。由圆的方程 知半径为 ,
易知 为 中点,则 。由双曲线的定义知 ,则 。由 垂直 得
垂直 。借助于勾股定理知 ,即 。从而得到双曲线的离心
率为 。
【反思】本题的亮点是利用双曲线的定义巧妙构建方程
组,得到参数 , 关系达到求解离心率的目的。然而更关键
的一点在于 作为圆的半径与双曲线参数 有直接关系,才使
得双曲线的参数与图形中的线段沟通起来,从而达到数形结
合的目的。因此教师在教学过程中应当点出参数与图形中的
线段之间的关系。使学生自主审题时有寻找图形中哪些线段
与圆锥曲线参数有关的意识,使数形结合不在流于感性认
知。
总之,要让学生真正掌握数形结合思想的精髓,必须有
雄厚的基础知识和熟练的基本技巧,并且理解数形结合的结
合点是什么。能够从数形结合的结合点上选择切入,达到灵
活运用数形结合思想的目的。而不是说积累了一些常见的数
形结合实例并能解决此类熟知的题型就行了。
(陕西省洋县中学)