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数形结合思想在解题中的应用:数形结合思想方法在解题中的应用

时间:2019-01-08 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘 要: 数形结合是数学解题中一种常用的思想方法,数与形二者相结合往往能使抽象问题具体化,复杂问题简单化.本文主要介绍了数形结合思想在集合,解不等式,直线方程,以及求函数极限之中的应用.
  关键词: 数形结合 数学解题 应用
  
  数形结合是数学学科的重要思想,又是数学研究的常用方法,所谓数形结合思想,就是在研究问题时把数和形结合起来考虑,或者是把问题的数量关系转化为图形的性质、把图形的性质转化为数量关系,数精确但比较抽象,形直观但不够精确,数与形二者相结合便能优势互补,从而使复杂问题简单化,抽象问题具体化.因此,数形结合的思想,就是将复杂或抽象的数量关系与直观形象的图形在方法上相互渗透,并在一定条件下相互补充、转化的思想.本文就教学中所出现的问题谈谈数形结合思想在解题中的应用.
  一、关于集合中求差集的运算
  集合的运算包括交集、并集、补集和差集,在这几类运算当中,差集是学生比较难掌握的.我们在解有关差集的题目时可以用文氏图来分析题目,从图形上进行观察,就可以很容易地解题.例如:设A={x|x+2=x},B={x|=x},求A-B,B-A.要解这样的题,首先来回顾一下差集的定义:设A和B是两个集合,把属于A而不属于B的所有元素组成的集合称为A和B的差集,记为A-B,读作“A减B”,即A-B={x|x∈A,x?埸B},如图(1)所示.也就是说我们要先分别求出两个集合中所含的元素,并且在A集合中除去B集合中的元素,就可以得到A-B,在B集合中除去A集合中的元素,就可以得到B-A,由此可以得出A-B=A-(A∩B),B-A=B-(A∩B),因此我们先求出A={-1,2},B={2},再求出A∩B={2},因此由图(2)可以看出A-B=A-(A∩B)={-1},B-A=B-(A∩B)=??.
  二、用数轴解不等式组
  解不等式组一直是学生比较头疼的问题,其实在解不等式组的时候,利用数轴来分析,思路会更加明确,直观清晰,而且充分体现了数形结合的优越性.例如:
  解不等式组2x-1>-xx<3,我们首先要分别解出2x-1>-x和x<3的解集,然后求它们的交集,下面我们用数轴来分析一下.解不等式2x-1>-x,得x|x>.解不等式x<3,得{x|x<6}.在同一数轴上表示两个不等式的解,如图(3),可知所求不等式组的解集是{x|<x<6}.
  三、根据直线方程的图像研究直线方程的系数
  在我们研究直线方程的过程当中,有时会出现这样的问题:已知直线方程的图像,要求从方程的图像上判断出直线方程的系数,如图(4)所示.从图像上我们可以看出直线的方程穿过了第一,二,四象限且与x轴相交与A点,与y轴相交于B点,而A点位于x轴的负半轴,B点位于y轴的正半轴,由直线的一般方程ax+by+c=0(c≠0)可以得出A点的坐标为-,0,B点的坐标为0,-,因此可以得出-<0->0,解得ab<0,即a与b异号.
  四、求函数的极限
  在我们学习函数的极限时会把自变量x的变化趋势分成两种情况来研究,一种情况是当x→∞时函数的极限,一种情况是x→x时函数的极限,为了让学生更加深刻地理解函数极限的概念,通常会通过函数图像来讲解函数值随自变量的变化情况.例如有这样一个题目:考察当x→∞时,函数y=的变化趋势,其实就是求.要解决这样的问题,在只理解函数极限的概念的情况下,我们只能从函数图像上进行观察,如图(5)所示.图上虚线分别表示自变量x的变化趋势,函数图像的变化趋势,以及函数值y的变化趋势.从图像上可以清楚地看出当x→+∞时,函数图像成一个上升的趋势,无限的向y=1这条直线靠近,函数值y也在无限地向1靠近,因此=1,同样当x→-∞时,函数图像成一个下降的趋势,无限地向y=1这条直线靠近,函数值y也在无限地向1靠近,因此=1,因此,根据函数极限的定义,我们可以得出=1.
  著名的数学家华罗庚说:“数形本是相倚依,焉能分作两边飞;数无形时少直觉,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万世事休.”这句话深刻地说明了数形结合在数学学习中的重要作用,因此,教师在数学教学中要恰当地使用数形结合的思想来启发学生,使学生切身体会到数形结合思想带来的便利,激发学习热情.
  参考文献:
  [1]周小兵.巧学妙技之数形结合思想[J].中国科教创新导刊,2009,(36).
  [2]张宏良.浅谈数学教学中的数形结合思想[J].衡水学院学报,2005,03.
  [3]耿春智.恰当运用数形结合思想解题[J].教师,2010,02.

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