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时间:2019-05-12
《数形结合思想实质就是把抽象数学语言》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、数形结合思想黄根水数形结合思想的实质就是把抽象的数学语言、数量关系和直观的图形结合起来,它在解选择题和填空题的时候非常有用,在解答高考大题的时候也可以帮助打开思路.数形结合作为一种重要的数学思想方法,历年来一直是高考考查的重点之一,纵观近两年的高考试题,巧妙运用数形结合的思想方法解决一些抽象的数学问题,可起到事半功倍的效果.从目前高考“注重通法,淡化技巧”的命题原则来看,应重点关注解析几何中图象的几何意义以及函数图象的充分利用.要点串讲数形结合思想包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:一种是借助形的生动性和直观性
2、来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数作为目的,比如应用函数的图象来直观地说明函数的性质;另一种是借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质.在运用数形结合思想分析和解决问题时,要注意三点1.要彻底明白一些概念和运算的几何意义以及曲线的代数特征,对题目中的条件和结论既分析其几何意义又分析其代数意义;2.恰当设参、合理用参,建立关系,由数思形,以形想数,做好数形转化;3.正确确定参数的取值范围.数形结合思想在高考中占有非常重要的地位.近几年的高考题中的解析几何问题、函数
3、与不等式问题、参数范围问题、集合问题、立体几何问题等都用到了数形结合的思想方法.数形结合思想不仅是我们解题的一种思想方法,还是我们进一步学习、研究数学的有力武器.应用数形结合思想方法解题,通常可以从以下几个方面入手:1.函数式与函数图象.2.不等式与函数图象.3.圆与方程.4.参数本身的几何意义.5.代数式的结构特点.6.概念自身的几何意义.107.可行域与目标函数的最值.8.利用向量的两重性.高频考点 已类型一 数形结合解决函数问题【例1】知f(x)是定义在(-3,3)上的奇函数,当04、osx<0的解集是( )A.∪(0,1)∪B.∪(0,1)∪C.(-3,1)∪(0,1)∪(1,3)D.∪(0,1)∪(1,3)[分析] 在同一坐标系内,画出(-3,3)上的f(x)及y=cosx的图象,利用图象确定解集.→→[解析] 不等式f(x)cosx<0等价于或画出f(x)在(-3,3)上的图象,cosx的图象又熟知,运用数形结合,如图所示,从“形”中找出图象分别在x轴上、下部分的对应“数”的区间为∪(0,1)∪.故选B.[答案] B[点评] (1)有关数的问题可借助图形的性质,使问题直观化.10(2)f(x)在y轴左边的图象是利用5、奇函数的图象关于原点对称画出的,体现了数学对称的思想方法.【探究1】 f(x)=若不等式f(x)≥2x-m恒成立,求实数m的取值范围.解 在同一坐标系中分别画出函数y=2x-m及y=f(x)的图象(如图),由于不等式f(x)≥2x-m恒成立,所以函数y=2x-m的图象应总在函数y=f(x)图象的下方,因此,当x=-2时,y=-4-m≤0,所以m≥-4,所以m的取值范围是[-4,+∞).点评 此题属于不等式恒成立问题,先利用图象的上、下位置关系确定直线的位置,然后再还原即可.解不等式或证明不等式问题经常联系函数的图象,根据不等式中量的特点,选择6、适当的两个(或多个)函数,利用两个函数图象的上、下位置关系来确定不等式的解集或证明不等式.类型二 数形结合解决方程问题【例2】 已知二次函数y=f1(x)的图象以原点为顶点且过点(1,1),反比例函数y=f2(x)的图象与直线y=x的两个交点间的距离为8,f(x)=f1(x)+f2(x).(1)求函数f(x)的表达式;(2)证明:当a>3时,关于x的方程f(x)=f(a)有三个实数解.[分析] 利用待定系数法求出f(x),借助图形或对方程f(x)=f(a)同解变形确定方程根的个数.→→10为顶点,开口向下的抛物线(如图所示).因此,f2(x)7、与f3(x)的图象在第三象限有一个交点,即f(x)=f(a)有一个负数解.又∵f2(2)=4,f3(2)=-4+a2+,当a>3时,f3(2)-f2(2)=a2+-8>0,∴当a>3时,在第一象限f3(x)的图象上存在一点(2,f3(2))在f2(x)图象的上方.∴f2(x)与f3(x)的图象在第一象限有两个交点,即f(x)=f(a)有两个正数解.因此,方程f(x)=f(a)有三个实数解.证法二:由f(x)=f(a),得x2+=a2+,即(x-a)=0,得方程的一个解x1=a.方程x+a-=0化为ax2+a2x-8=0,由a>3,Δ=a4+38、2a>0,得x=,10∴x2=,x3=,∵a>3,∴x1≠x2.若x1=x3,则3a2=,a4=4a,解得a=0或a=,这与a>3矛盾,∴x1≠x3.故原方程有三个
4、osx<0的解集是( )A.∪(0,1)∪B.∪(0,1)∪C.(-3,1)∪(0,1)∪(1,3)D.∪(0,1)∪(1,3)[分析] 在同一坐标系内,画出(-3,3)上的f(x)及y=cosx的图象,利用图象确定解集.→→[解析] 不等式f(x)cosx<0等价于或画出f(x)在(-3,3)上的图象,cosx的图象又熟知,运用数形结合,如图所示,从“形”中找出图象分别在x轴上、下部分的对应“数”的区间为∪(0,1)∪.故选B.[答案] B[点评] (1)有关数的问题可借助图形的性质,使问题直观化.10(2)f(x)在y轴左边的图象是利用
5、奇函数的图象关于原点对称画出的,体现了数学对称的思想方法.【探究1】 f(x)=若不等式f(x)≥2x-m恒成立,求实数m的取值范围.解 在同一坐标系中分别画出函数y=2x-m及y=f(x)的图象(如图),由于不等式f(x)≥2x-m恒成立,所以函数y=2x-m的图象应总在函数y=f(x)图象的下方,因此,当x=-2时,y=-4-m≤0,所以m≥-4,所以m的取值范围是[-4,+∞).点评 此题属于不等式恒成立问题,先利用图象的上、下位置关系确定直线的位置,然后再还原即可.解不等式或证明不等式问题经常联系函数的图象,根据不等式中量的特点,选择
6、适当的两个(或多个)函数,利用两个函数图象的上、下位置关系来确定不等式的解集或证明不等式.类型二 数形结合解决方程问题【例2】 已知二次函数y=f1(x)的图象以原点为顶点且过点(1,1),反比例函数y=f2(x)的图象与直线y=x的两个交点间的距离为8,f(x)=f1(x)+f2(x).(1)求函数f(x)的表达式;(2)证明:当a>3时,关于x的方程f(x)=f(a)有三个实数解.[分析] 利用待定系数法求出f(x),借助图形或对方程f(x)=f(a)同解变形确定方程根的个数.→→10为顶点,开口向下的抛物线(如图所示).因此,f2(x)
7、与f3(x)的图象在第三象限有一个交点,即f(x)=f(a)有一个负数解.又∵f2(2)=4,f3(2)=-4+a2+,当a>3时,f3(2)-f2(2)=a2+-8>0,∴当a>3时,在第一象限f3(x)的图象上存在一点(2,f3(2))在f2(x)图象的上方.∴f2(x)与f3(x)的图象在第一象限有两个交点,即f(x)=f(a)有两个正数解.因此,方程f(x)=f(a)有三个实数解.证法二:由f(x)=f(a),得x2+=a2+,即(x-a)=0,得方程的一个解x1=a.方程x+a-=0化为ax2+a2x-8=0,由a>3,Δ=a4+3
8、2a>0,得x=,10∴x2=,x3=,∵a>3,∴x1≠x2.若x1=x3,则3a2=,a4=4a,解得a=0或a=,这与a>3矛盾,∴x1≠x3.故原方程有三个
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