高二數(shù)學(xué)備考:數(shù)學(xué)常用解題思想之?dāng)?shù)形結(jié)合思想方法
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高中數(shù)學(xué)常用解題思想之?dāng)?shù)形結(jié)合思想方法
中學(xué)數(shù)學(xué)的基本知識分三類:一類是純粹數(shù)的知識,如實數(shù)、代數(shù)式、方程(組)、不等式(組)、函數(shù)等;一類是關(guān)于純粹形的知識,如平面幾何、立體幾何等;一類是關(guān)于數(shù)形結(jié)合的知識,主要體現(xiàn)是解析幾何。
數(shù)形結(jié)合是一個數(shù)學(xué)思想方法,包含“以形助數(shù)”和“以數(shù)輔形”兩個方面,其應(yīng)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(shù)之間的聯(lián)系,即以形作為手段,數(shù)為目的,比如應(yīng)用函數(shù)的圖像來直觀地說明函數(shù)的性質(zhì);或者是借助于數(shù)的精確性和規(guī)范嚴(yán)密性來闡明形的某些屬性,即以數(shù)作為手段,形作為目的,如應(yīng)用曲線的方程來精確地闡明曲線的幾何性質(zhì)。
恩格斯曾說過:“數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實世界的量的關(guān)系與空間形式的科學(xué)?!睌?shù)形結(jié)合就是根據(jù)數(shù)學(xué)問題的條件和結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系,既分析其代數(shù)意義,又揭示其幾何直觀,使數(shù)量關(guān)的精確刻劃與空間形式的直觀形象巧妙、和諧地結(jié)合在一起,充分利用這種結(jié)合,尋找解題思路,使問題化難為易、化繁為簡,從而得到解決?!皵?shù)”與“形”是一對矛盾,宇宙間萬物無不是“數(shù)”和“形”的矛盾的統(tǒng)一。華羅庚先生說過:數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微,數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬事休。
數(shù)形結(jié)合的思想,其實質(zhì)是將抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀的圖像結(jié)合起來,關(guān)鍵是代數(shù)問題與圖形之間的相互轉(zhuǎn)化,它可以使代數(shù)問題幾何化,幾何問題代數(shù)化。在運用數(shù)形結(jié)合思想分析和解決問題時,要注意三點:第*要徹底明白一些概念和運算的幾何意義以及曲線的代數(shù)特征,對數(shù)學(xué)題目中的條件和結(jié)論既分析其幾何意義又分析其代數(shù)意義;第二是恰當(dāng)設(shè)參、合理用參,建立關(guān)系,由數(shù)思形,以形想數(shù),做好數(shù)形轉(zhuǎn)化;第三是正確確定參數(shù)的取值范圍。
數(shù)學(xué)中的知識,有的本身就可以看作是數(shù)形的結(jié)合。如:銳角三角函數(shù)的定義是借助于直角三角形來定義的;任意角的三角函數(shù)是借助于直角坐標(biāo)系或單位圓來定義的。