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高數函數有界性的判斷范文1
【關鍵詞】數形結合; 創設情境;思維活動
早在一百多年前,恩格斯曾對數學下了一個經典的定義“數學是研究現實中世界的數量關系和空間形式的科學”.而數與形是互相聯系,也是可以相互轉化的,把問題的數量關系轉化為圖形的性質問題,或者將圖形的性質問題轉化為數量關系問題,是數學活動中一種十分重要的思維策略,這種處理問題的思想就是數形結合的思想方法.這種通過數與形的相互轉化來解決數學問題的思想,實質上就是在解決數學問題時,使抽象思維和形象思維結合起來,實現抽象內容與具體形象的聯系與轉化,即學生理性認識過程是由表象的具體到思維的抽象,再由思維的抽象上升到思維的具體的過程.這正如著名數學家華羅庚先生所說:“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.”
數形結合是初等數學和高等數學中十分重要的數學思想,又是一種常見的數學方法,對此數學教育者在教學中經常引導學生創設“數形結合”的情境,力圖在這種結合中,尋找到解題的思想與方法,使一些題目的解決簡潔明快,為研究和探求數學問題開辟了一條重要的途徑,同時又有利于開拓學生解題思路,發展學生思維.
“數形結合”的方法一般來說可分為以下三種:
(1)將幾何論證轉化為代數計算的“坐標法(解析法)”;
(2)利用數(式)來研究形的“以數(式)輔形法”;
(3)利用形來研究數(式)的“以形助數(式)法”.
下面舉例分別加以說明:
一、坐標法(解析法)
湘教版普通高中課程標準實驗教科書《數學》選修2-1(理科)“2.5曲線與方程”介紹:借助坐標系研究幾何圖形的方法叫做坐標法,即借助于坐標系,用坐標表示點,把曲線看成滿
足某種條件的點的集合或軌跡.
如:(2004上海,文理11) 教材中“坐標平面上的直線”與“圓錐曲線”兩章內容體現出解析幾何的本質是.
答案用代數的方法研究圖形的幾何性質.
二、以數(式)輔形法
以數輔形就是把圖形的性質問題轉化為數量關系問題來研究,借助于數的精確性和規范嚴密性來闡明形的某些屬性,即以數作為手段,形作為目的.
1.點A(1,2)與點B(3,5)到直線l的距離分別為2,3的直線有2條.
分析此題可引導學生利用圓與圓的關系及其公切線的條數的知識,作圖立即可知有2條.再利用圖形只改變AB的長度,再來判斷其條數,或改變距離再判斷,來鍛煉學生的思維活動,達到舉一反三,開拓學生解題思路,培養學生的創新能力.
2.(2012年高考·福建卷·文21)如圖,等邊三角形OAB的邊長為83,且其三個頂點均在拋物線E:x2=2py,(p>0)上.
(1)求拋物線E的方程;
(2)設動直線L與拋物線E相切于點P,與直線y=-1相交于點Q.
證明以PQ為直徑的圓恒過y軸上某定點.
分析本題主要考查拋物線的定義性質、圓的性質、直線與圓錐曲線的位置關系等基本知識,考查運用求解能力、推理論證能力、數形結合思想、轉化與化歸思想、特殊與一般思想.
評析以數論形是解析幾何、坐標系與參數方程側重的手段,圓錐曲線的各種性質通過它的代數方程等數量關系來研究.在思考問題時,以敏銳的感知迅速提取有效信息,進行“由此思彼”的聯想,果斷、簡潔地解決問題,進而使思維的敏捷性得到培養. 如2011年高考福建卷·理17、21選(2),文18; 2012年高考福建卷·理19、21選(2),文21.
三、以形助數法
以形助數就是把數量關系轉化為圖形的性質來確定,借助形的生動和直觀性來闡明數量之間的聯系,即以形作為手段,數為目的.
如:求函數y=sinx2+cosx的值域.
一般的思路是:①把函數化為三角函數sin(x+φ)=2y1+y2(φ為輔助角).②利用正弦函數的有界性解不等式2y1+y2≤1.③解不等式得原函數的值域-33,33.此題同學們若用代數的知識計算求解,則不但花費4~5分鐘而把學生的情緒搞得十分低下,倘若用如圖所示數形結合,則學生的自信心立即增強,思維活躍起來,從而思維能力得到開發與鍛煉.
分析由y=sinx2+cosx=sinx-0cosx-(-2),
其幾何意義為過點(sinx,cosx)與點(-2,0)的直線的斜率,即求單位圓上任意一點與點(-2,0)連線的斜率的取值范圍.