高中數學解題基本方法數形結合思想方法

2021-03-04 09:18:33 字數 1652 閱讀 9633

中學數學的基本知識分三類:一類是純粹數的知識,如實數、代數式、方程(組)、不等式(組)、函式等;一類是關於純粹形的知識,如平面幾何、立體幾何等;一類是關於數形結合的知識,主要體現是解析幾何。

數形結合是乙個數學思想方法,包含「以形助數」和「以數輔形」兩個方面,其應用大致可以分為兩種情形:或者是借助形的生動和直觀性來闡明數之間的聯絡,即以形作為手段,數為目的,比如應用函式的影象來直觀地說明函式的性質;或者是借助於數的精確性和規範嚴密性來闡明形的某些屬性,即以數作為手段,形作為目的,如應用曲線的方程來精確地闡明曲線的幾何性質。

恩格斯曾說過:「數學是研究現實世界的量的關係與空間形式的科學。」數形結合就是根據數學問題的條件和結論之間的內在聯絡,既分析其代數意義,又揭示其幾何直觀,使數量關的精確刻劃與空間形式的直觀形象巧妙、和諧地結合在一起,充分利用這種結合,尋找解題思路,使問題化難為易、化繁為簡,從而得到解決。

「數」與「形」是一對矛盾,宇宙間萬物無不是「數」和「形」的矛盾的統一。華羅庚先生說過:數缺形時少直觀,形少數時難入微,數形結合百般好,隔裂分家萬事休。

數形結合的思想,其實質是將抽象的數學語言與直觀的影象結合起來,關鍵是代數問題與圖形之間的相互轉化,它可以使代數問題幾何化,幾何問題代數化。在運用數形結合思想分析和解決問題時,要注意三點:第一要徹底明白一些概念和運算的幾何意義以及曲線的代數特徵,對數學題目中的條件和結論既分析其幾何意義又分析其代數意義;第二是恰當設參、合理用參,建立關係,由數思形,以形想數,做好數形轉化;第三是正確確定引數的取值範圍。

數學中的知識,有的本身就可以看作是數形的結合。如:銳角三角函式的定義是借助於直角三角形來定義的;任意角的三角函式是借助於直角座標系或單位圓來定義的。

ⅰ、再現性題組:

1. 設命題甲:0a.充分非必要條件 b.必要非充分條件 c.充要條件 d.既不充分也不必要條件

2. 若log2a. 0b>1 d. b>a>1

3. 如果|x|≤,那麼函式f(x)=cosx+sinx的最小值是_____。 (89年全國文)

abc. -1d.

4. 如果奇函式f(x)在區間[3,7]上是增函式且最小值是5,那麼f(x)的[-7,-3]上是____。(91年全國)

a.增函式且最小值為-5b.增函式且最大值為-5

c.減函式且最小值為-5d.減函式且最大值為-5

5. 設全集i=,集合m=,n=,那麼等於_____。 (90年全國)

ab. c. (2,3) d. (n∈z),b= (m∈z),c=,討論是否,使得a∩b≠φ與(a,b)∈c同時成立。(85年高考)

【分析】集合a、b都是不連續的點集,「存在a、b,使得a∩b≠φ」的含意就是「存在a、b使得na+b=3n+15(n∈z)有解(a∩b時x=n=m)。再抓住主引數a、b,則此問題的幾何意義是:動點(a,b)在直線l:

nx+y=3n+15上,且直線與圓x+y=144有公共點,但原點到直線l的距離≥12。

【解】 由a∩b≠φ得:na+b=3n+15 ;

設動點(a,b)在直線l:nx+y=3n+15上,且直線與圓x+y=144有公共點,

所以圓心到直線距離d==3(+)≥12

∵ n為整數 ∴ 上式不能取等號,故a、b不存在。

【注】 集合轉化為點集(即曲線),而用幾何方法進行研究。此題也屬探索性問題用數形結合法解,其中還體現了主元思想、方程思想,並體現了對有公共點問題的恰當處理方法。

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