在初中階段學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力時(shí),往往可以由數(shù)到形、以形思數(shù)、數(shù)形結(jié)合地考慮問(wèn)題;把抽象的數(shù)量關(guān)系用圖形反映出來(lái),利用比較直觀的圖形解決抽象的數(shù)量關(guān)系問(wèn)題;也可用比較直觀的圖形使數(shù)量關(guān)系的變化趨勢(shì)更加明確;還可以把幾何圖形轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系。“數(shù)形結(jié)合”是數(shù)學(xué)中最重要的,也是最基本的思想方法之一。數(shù)學(xué)大師華羅庚說(shuō):“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形缺數(shù)時(shí)難入微?!币徽Z(yǔ)道出了數(shù)與形相結(jié)合的真諦。由此可見(jiàn)數(shù)形結(jié)合是解決許多數(shù)學(xué)問(wèn)題的有效思想。綜合初中階段數(shù)學(xué)教材,數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。
1.數(shù)軸上的點(diǎn)與實(shí)數(shù)的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
數(shù)軸是初中數(shù)學(xué)教材中數(shù)形結(jié)合的第一個(gè)實(shí)例,它的建立不僅使最簡(jiǎn)單的形與實(shí)數(shù)間建立了一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,而且揭示了數(shù)形間的內(nèi)在聯(lián)系,使實(shí)數(shù)的很多性質(zhì)可由數(shù)軸上相應(yīng)點(diǎn)的位置關(guān)系得到形象生動(dòng)的說(shuō)明,將負(fù)數(shù)、相反數(shù)、絕對(duì)值、有理數(shù)的大小比較、實(shí)數(shù)的相關(guān)概念、不等式(組)的解集等知識(shí)將數(shù)和形有機(jī)地融合在一起,學(xué)生可以結(jié)合圖形進(jìn)行直觀分析,以數(shù)和形為紐帶,解決問(wèn)題。
例如:a、b、c在數(shù)軸上的位置如圖所示:且|a|=|b|,|c-a|+|c-b|+|a+b|=?搖?搖?搖?搖。
探討:由數(shù)軸上的實(shí)數(shù)位置,負(fù)數(shù)、相反數(shù)、絕對(duì)值定義,對(duì)上式進(jìn)行大小比較,由圖明顯觀察出:a<0,b>0,c>0,可推出:c-a>0,c-b<0,a+b=0,從而有:c-a-(c-b)+0=b-a。
2.平面上的點(diǎn)與有序?qū)崝?shù)對(duì)的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
例如:已知點(diǎn)M(1-a,a+2)在第二象限,則a的取值范圍是(?搖?搖?搖?搖)。
A.a>-2 B.-2<a<1 C.a<-2 D.a>1
探討:第一象限:(+,+)正正;第二象限:(-,+)負(fù)正;第三象限:(-,-)負(fù)負(fù);第四象限:(+,-)正負(fù)。此有:1-a>0,a+2>0,可知a<1,a>-2,故選B。
3.函數(shù)式與圖像之間的關(guān)系。
例如:如圖所示,二次函數(shù)y=ax+bx+c(a≠0)的圖像經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)。
?。?)觀察圖像,寫(xiě)出A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo),并求出函數(shù)的解析式;
?。?)求此拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)和對(duì)稱軸。
探討:求函數(shù)解析式時(shí),依圖形我們要注意考慮函數(shù)表達(dá)式的三種一般形式,并能夠根據(jù)題目條件來(lái)選取合適的表達(dá)式來(lái)求解。頂點(diǎn)坐標(biāo)和對(duì)稱軸則可以用相應(yīng)的公式來(lái)求解。
4.線段(角)的和、差、倍、分等問(wèn)題,充分利用數(shù)來(lái)反映形。
例如:如圖,OC、OD分別是∠AOB、∠AOC的平分線,且∠COD=25°,求∠AOB的度數(shù)。
5.解三角形,求角度和邊長(zhǎng),引入了三角函數(shù),這是用代數(shù)方法解決幾何問(wèn)題。
例如:如圖,在△ABC中,∠C=90°,AB的垂直平分線交AC于D,垂足為E,若∠A=30°,DE=4cm,求∠DBC的度數(shù)和CD的長(zhǎng)。
6.“圓”這一章中,圓的定義,點(diǎn)與圓、直線與圓、圓與圓的位置關(guān)系等都是化為數(shù)量關(guān)系來(lái)處理的。
例如:如圖,在直角坐標(biāo)系中,⊙A的半徑為4,A的坐標(biāo)為(2,0),⊙A與x軸交于E、F兩點(diǎn),與y軸交于C、D兩點(diǎn),過(guò)C點(diǎn)作⊙A的切線BC交x軸于點(diǎn)B。(1)求直線BC的解析式;(2)若拋物線y=ax+bx+c的頂點(diǎn)在直線BC上,與x軸的交點(diǎn)恰為⊙A與x軸的交點(diǎn),求拋物線的解析式;(3)試判斷點(diǎn)C是否在拋物線上,并說(shuō)明理由。
7.統(tǒng)計(jì)初步中統(tǒng)計(jì)的第二種方法是繪制統(tǒng)計(jì)圖表,用這些圖表的反映數(shù)據(jù)的分情況布、發(fā)展趨勢(shì)等。
這種題型一般由大量的數(shù)據(jù)所組成,這里就不再舉例了,實(shí)際上就是通過(guò)“形”來(lái)反映數(shù)的特征,這是數(shù)形結(jié)合思想在實(shí)際中的直接應(yīng)用。
由此可見(jiàn)解數(shù)形結(jié)合的問(wèn)題時(shí),應(yīng)注意運(yùn)用“由數(shù)想形,以形助數(shù)”的解題策略,充分挖掘題目中的已知條件,從而創(chuàng)造性地解決問(wèn)題,使題目?jī)?nèi)容形象化、具體化,達(dá)到解答時(shí)事半功倍的效果。