《數形結合思想的應用》教學設計說明
教學目標
(1)理解數形結合的本質:幾何圖形的性質反映了數量關係,數量關係決定了幾何影象的性質;
(2)了解數形結合在解決數學問題中的作用,化抽象為直觀,化直觀為精確,從而使問題得到簡捷解決.
教學重點
(1)理解數形結合的本質;
(2)能夠用數形結合思想方法探求解決問題的思路.
教學難點
在代數與幾何的結合點上找出解題思路,從而以簡捷途徑解決問題
教材分析
數形結合的思想貫穿初中數學教學的始終。數形結合思想的主要內容體現在以下幾個方面:①以數解形:
建立適當的代數模解決有關幾何的問題型。②以形助數:建立幾何模型(或函式圖象)解決有關方程和函式的問題。
③數形結合:與函式有關的代數、幾何綜合性問題。
《課程標準》中明確指出:「加強數學思想方法在進行數學思考和解決問題中的作用,引導學生從解題的思想和方法上考慮問題,達到巧妙解題。」數形結合思想作為一種常規而又十分重要的思想方法,要求抽象思維和形象思維結合。
通過「以形助數」或「以數解形」,使複雜問題簡單化,抽象問題具體化,從而達到優化解題途徑的目的。
學情分析
學生已經掌握了二次函式解析式與影象性質的相關知識,對於代數與圖形的結合有了一定的體會。在解決簡單函式問題時,會使用一種或幾種方法解決,而對於一些綜合型問題無法將解析式與影象合理聯絡,因此本節課致力於從數與形的不同角度分析問題解法,在代數與幾何的結合點上找出解題思路,從而以簡捷途徑解決問題。
教學方法分析
縱觀整個初中階段的數學教學,數形結合思想總是隱含其中、逐步滲透的,進入中考複習第一輪時必須進行系統的介紹、運用。結合學生的知識和技能的掌握情況及其心理特徵,本節課擬採用引導發現探索法,教師適當引導,學生自主探索、合作交流。
對於學生較難理解的部分,利用多**輔助教學,使學生更容易從直觀上理解「數」和「形」之間的關係。
教學過程設計
引入:數學結合作為一種重要的數學思想,同學們並不陌生。本學期所學習的二次函式相關知識,就由函式表示式與影象性質兩部分組成。
從影象角度分析,二次函式影象是一條拋物線,具有對稱性、最高(低)點等特徵;但若要精確獲得拋物線上某一點的具體位置,則需要借助解析式求出座標。下面考考大家的影象分析能力,試著自己從拋物線影象中提取重要資訊,回答下列問題。
例1. 已知二次函式的圖象如圖所示,則下列結論中:
①2a+b=0;
②abc>0;
③;④方程的兩根之和大於0;
⑤方程有兩個實數根,
正確的是
【原因】解:①根據影象可知,二次函式對稱軸為直線x=1,則
∴-b=2a ∴2a+b=0
②觀察開口方向、截距、對稱軸可知:a>0,c<0;
∵,a>0 ∴b<0
③∵當時,且由影象可知:時對應的點在x軸下方
∴④法一:【數】由韋達定理
法二:【形】二次函式的零點即為對應的二次方程的兩根.根據影象對稱軸與影象的乙個零點,可知另乙個零點為3. 所以
⑤法一:【數】將原式變形為
∵其中,
∴∴方程有兩個實數根
法二:【形】令,方程的根即為y1與y2影象交點的x值。由影象可知y1與y2影象有兩個交點,所以方程有兩個實數根。
例1小結:(1)注意觀察二次函式影象的開口方向,對稱軸,特殊點座標
(2)函式影象公共點的橫座標,即為兩解析式聯立後所得方程的解
【設計意圖】從「看圖說話」入手,總結觀察二次函式影象時需要注意的關鍵資訊。通過課件演示構建起函式影象公共點與方程的解的聯絡。
例2. 如圖,已知在點a(0,4)是y軸上一點,過點c(4,6)作x軸的垂線,垂足為點d,點b(t,0)為od上一動點(不與o,d重合),聯結ab,ac,e為dc上一動點,且,過點e作ef∥ab,交ac於點f.
(1)設點e的縱座標為ye,求ye關於t的函式關係式,並寫出t的取值範圍;
(2)若存在一點b,使四邊形abef為矩形,求t的值.
解:(1)法一:根據題意:ab=,
ae=, be=
代入化簡得:
法二:,
, 又,
∽(2)法一:若四邊形是矩形,則
其中,ac=,bc=
代入解得:t=2
法二:過點作⊥,垂足為點
若四邊形是矩形,則∥,
又,解得(舍),
法三:直線ac的解析式為:
若四邊形是矩形,則⊥ab
∴kab=-2, ∴直線ab的解析式為:y=-2x+4
令y=0,得x=2 ∴t=2
例2小結:處理垂直(直角)的幾種方法:
1. 勾股定理
2. 銳角三角比
3. 三直角型相似
【設計意圖】通過不同方法的介紹,體會從數與形不同角度解決問題時的繁簡區別,總結處理垂直關係的幾種做法。鼓勵學生通過實踐,自主探尋最為簡捷的解題方法。
例3.已知例1中的二次函式解析式為:,其影象與x軸交於a、b兩點(點a在點b左側),與y軸交於點c.
在該拋物線對稱軸上是否存在點p,使得△pac的周長最小?若存在,求出點p的座標;若不存在請說明理由.
【思考題】(機動)在第四象限內,該拋物線上是否存在點q,使得△qbc的面積最大?若存在,求出點q座標;若不存在請說明理由.
解:法一:利用兩點之間距離公式
假設p(1,t),利用兩點之間距離公式表示pc、pa,進一步將
c△pac表示為關於t的表示式,但最小值以目前知識無法求出;
法二:結合影象性質
∵a、b關於二次函式對稱軸對稱, ∴對稱軸上點到a、b兩點距離相等
∵ac為定長 ∴c△pac的最小值在(pc+pa)min=(pc+pb)min時取到
∵兩點之間線段距離最短, ∴(pc+pb)min=cb=
∴c△pac的最小值為
【設計意圖】不同於之前的例題,此例從單一的代數角度入手難以解決,此時則需要結合影象性質輔助解答。
課堂總結:
「數形結合」作為一種重要的思想方法,其應用大致可以分為兩種情形:一是借助數的精確性來闡明形的某些屬性,二是借助形的直觀性來闡明數之間的某種關係。
幾何圖形的形象直觀,便於理解;代數方法的一般性,解題過程的操作性強,便於把握。如例1與例2,我們可以選取兩種角度中較為簡便的方法解答,但在解決綜合問題時,往往需要兩種方法的結合——如例3,單一方向無法解決問題。
介紹華羅庚《數形結合詩》:數缺形時少直觀,形缺數時難入微。數形結合百般好,隔離分家萬事休。
【思考題】(機動)
法一:設q(a,)(0∴當a=時,,q().
注:從代數出發,落實到圖形
法二:設與bc平行的直線解析式為:y=x+c(c<-3),
與聯立得:,
令解得:,
∴解得:x=, ∴q()
注:從圖形出發,落實到代數
【設計意圖】從數與形兩種不同的角度切入此題,感受不同方法在解題過程中的結合。第一種方法從點座標入手,需要借助圖形分割進行運算;第二種方法從影象入手,最終也需要代數運算求解。
作業布置
配套專題作業
板書設計
數形結合思想專題複習
我們學習的數學內容或以 數 的形式呈現,例如代數式 方程 不等式 函式關係式等,或以 形 的形式呈現,例如線與角 三角形 四邊形 圓 函式圖象等。數 與 形 在描述數學問題時各有鞦韆,密切相關。正如華羅庚先生所說的那樣 數缺形時少直觀,形缺數時難入微,數形結合百般好,隔裂分家萬事休 數形結合思想就是...
教學設計說明
教案說明 一 授課內容的數學本質與教學目標定位 教學內容 本節課是北師大版教材七年級 下 第七章 生活中的軸對稱 第二節 簡單的軸對稱圖形 的第一課時 主要內容是經歷探索簡單圖形軸對稱性的過程,進一步體驗軸對稱圖形的特徵,並由此探索了解角平分線的有關性質,應用角平分線的性質解決一些簡單問題 教學目標...
教學設計說明
復合迴圈切削指令g71 綜述現代職業教育引入了多種資訊化教學手段之後,改變了科學技術科目教學表達枯燥 紙上談兵的狀況。本設計應用於數控應用技術科目中g71指令的教學,教學設計中運用多種多 講解手段突出教學重點,運用 演示走刀軌跡輔助學生突破難點。關鍵是運用了數控 軟體,讓學生在實踐中進行探索性的學習...