淺析數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用

王燕兵

【摘 要】數(shù)形結(jié)合就是將抽象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言與直觀的圖像結(jié)合起來(lái)，關(guān)鍵是代數(shù)問(wèn)題與圖形之間的相互轉(zhuǎn)化，它可以使代數(shù)問(wèn)題幾何化，幾何問(wèn)題代數(shù)化。其應(yīng)用大致可以分為兩種情形：或者是借助形的生動(dòng)和直觀性來(lái)闡明數(shù)之間的聯(lián)系，即以形作為手段，數(shù)為目的;或者是借助于數(shù)的精確性和規(guī)范嚴(yán)密性來(lái)闡明形的某些屬性，即以數(shù)作為手段，形作為目的。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)結(jié)合;數(shù)學(xué)教學(xué);思想方法

下面談一談數(shù)形結(jié)合的幾種常見(jiàn)類(lèi)型。

一、由數(shù)想形，直觀顯現(xiàn)

例1.設(shè)a、b是兩個(gè)實(shí)數(shù)，A={（x，y）|x=n，y=na+b}（n∈Z），B={（x，y）|x=m，y=3m2+15}（m∈Z），C={（x，y）|x2+y2≤144}，討論是否存在a，b，使得A∩B≠φ與（a，b）∈C同時(shí)成立。

分析：集合A、B都是不連續(xù)的點(diǎn)集，“存在a、b，使得A∩B≠φ”的含義就是“存在a、b使得na+b=3n2+15（n∈Z）有解（A∩B時(shí)x=n=m）。再抓住主參數(shù)a、b，則此問(wèn)題的幾何意義是：動(dòng)點(diǎn)（a，b）在直線L：nx+y=3n2+15上，且直線與圓x2+y2=144有公共點(diǎn)，但原點(diǎn)到直線L的距離≥12。

解：由A∩B≠φ得：na+b=3n2+15;

設(shè)動(dòng)點(diǎn)（a，b）在直線L：nx+y=3n2+15上，且直線與圓x2+y2=144有公共點(diǎn)，

所以圓心到直線距離d= 12

∵n為整數(shù) ∴上式不能取等號(hào)，故a、b不存在。

評(píng)注：集合轉(zhuǎn)化為點(diǎn)集，而用圖形進(jìn)行研究。此題也屬探索性問(wèn)題用數(shù)形結(jié)合法解，其中還體現(xiàn)了主元思想、方程思想，并體現(xiàn)了對(duì)有公共點(diǎn)問(wèn)題的恰當(dāng)處理方法。

二、用“數(shù)”說(shuō)“形”

例2.已知曲線C1：y=3x+4x，曲線C2：y=5x，試判斷曲線C1與曲線C2的交點(diǎn)個(gè)數(shù)。

分析：因難準(zhǔn)確畫(huà)出曲線C1的圖象，因此通過(guò)直接觀察C1與C2的圖象而判斷交點(diǎn)個(gè)數(shù)是難以解決。由y=3x+4xy=5x，得3x+4x=5x，兩邊除以5x，使方程的一邊得到簡(jiǎn)化，得 x=1。聯(lián)想指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性即易得解。

解：由y=3x+4xy=5x，得3x+4x=5x。

易知x=2是方程的解。故曲線C1與曲線C2有一個(gè)交點(diǎn)。

評(píng)注：本題是一個(gè)有關(guān)“形”的問(wèn)題，通過(guò)代數(shù)變換，即用“數(shù)”的方法，說(shuō)明了“形”的道理。當(dāng)然為使“數(shù)”具備較強(qiáng)的說(shuō)服力，還可再用“形”輔助說(shuō)明。

總之，數(shù)形結(jié)合是一個(gè)數(shù)學(xué)思想方法，包含“以形助數(shù)”和“以數(shù)輔形”兩個(gè)方面。數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學(xué)的思想方法中占有非常重要的地位，從上面所舉的例子中，可以看出：數(shù)形結(jié)合思想的“數(shù)”與“形”結(jié)合，相互滲透，把代數(shù)式的精確刻畫(huà)與幾何圖形的直觀描述相結(jié)合，使代數(shù)問(wèn)題、幾何問(wèn)題相互轉(zhuǎn)化，使抽象思維和形象思維有機(jī)結(jié)合;應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想，就是要充分考查數(shù)學(xué)問(wèn)題的條件和結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系，既分析其代數(shù)意義又揭示其幾何意義，將數(shù)量關(guān)系和空間形式巧妙結(jié)合，來(lái)尋找解題思路，使問(wèn)題得到解決。