高中數(shù)學可粗略分為兩大主流:代數(shù)、幾何,當我們在解題時,若使用單一思路而陷入困境時,經(jīng)常會換到一個思維,就是“數(shù)形結(jié)合”。
用代數(shù)的視角解題,同時,借用幾何視角思考問題,反之亦然,轉(zhuǎn)換思路之間,瞬時豁然開朗。
今天,就來花點時間來聊下它,感受一下數(shù)形結(jié)合的巧妙之處。
從函數(shù)解析式的結(jié)構(gòu)聯(lián)想到斜率公式,將函數(shù)最值問題,轉(zhuǎn)化為求斜率范圍問題,本來應(yīng)該是代數(shù)方法求解,化為幾何法,轉(zhuǎn)換思維之后,直觀、易懂。例2、求函數(shù) 的值域。
與上一題同理,通過聯(lián)想兩點間距離公式,將代數(shù)問題轉(zhuǎn)化為幾何問題,使之化為初中的將軍飲馬模型,既是初中幾何,已然相當熟悉,就沒必要用GIF動圖演示,直接在腦海中想象即可。通過條件提供的方程,不難看出,它所代表的幾何圖形是橢圓,求解的問題涉及到 與 的一次式最值,即為一條直線方程,則此問題可化為直線與橢圓位置關(guān)系問題。只有當直線與橢圓相切時,才能取得最值。例4、函數(shù) 有四個不同的零點,求實數(shù) 的取值范圍。
通過分離變量,將參數(shù) 與 分離,零點個數(shù)問題即轉(zhuǎn)化為兩函數(shù)交點個數(shù)問題,恰好函數(shù) 的圖象不難畫出,通過研究兩函數(shù)圖象位置關(guān)系,可快速得出參數(shù) 的范圍。例5、當 時,函數(shù) 的最大值為 ,求 的值。
此題將數(shù)形結(jié)合與分類討論結(jié)合考察,通過研究對稱軸與區(qū)間的相對位置,結(jié)合函數(shù)圖象分析,得知在不同狀態(tài)下的最大值不同,即可得出答案,看似有點難,實則不難。以上的五道題,均為數(shù)形結(jié)合的典型例題,通過研究代數(shù)結(jié)構(gòu),運用斜率、兩點間距離公式、兩函數(shù)圖象交點問題等具有幾何意義的代數(shù)公式或概念,來完成數(shù)形結(jié)合的思維轉(zhuǎn)化,化抽象為具體。通常來說,當我們用數(shù)形結(jié)合解決問題時,需要運用動態(tài)思維思考問題,特別是考慮臨界情況,這一點在求值域或最值問題時會經(jīng)常出現(xiàn),就如同例1-例4。其實,你若善于觀察,在高中物理也會經(jīng)常遇到,考慮物體運動狀態(tài)的臨界情況,它們的底層原理是相通的。對了,今天是大年三十,確實該放松一下,祝大家新春快樂,學習進步!如果認同這篇文章,別忘了點個在看,或轉(zhuǎn)發(fā)朋友圈。
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