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数学是研究事物的空间形式和数量关系的一门自然科学,数与形有机地联系在一起,贯穿于自然科学的领域之中。许多代数问题,如能借助几何知识来解就能简洁直观的得出结论。下面结合具体问题浅谈一下数形结合方法在代数问题中的应用。
一、数形结合求值域
数形结合是代数与几何的综合运用,它们相互对应,相互依存,在一定条件下相互转化,相互利用。如下例:
例1 求y=2x2+3x+1的值域,其中。
分析:可通过一元二次函数的性质求解出其顶点坐标,画出图像,从图像分析值域。如图1:
■
顶点坐标:X=-■=-■=-■
y=■=■=-■
顶点坐标为(-■,-■),
这时若x∈R,则y的值域为(-■,+∝)。
若x∈[0,4],其图像为整个图像中的一段,∴由图像看值域为[1,45]。
若x∈[-1,4],则y的值域为[-■,45]。
评注:故当有取值范围时,需要借助图形来分析值域。
二、数形结合求最值
以形助数需要我们敏锐的洞察到问题中“形”的因素,把原题进行转化,从而得到简便解法。
例2:求函数f(x)=■+■的最小值。
解:联想到两点间距离公式,把函数式改写为
f(x)=■+■
原题转化为:在x轴上求一点P,使它到点A(0,2)和点B(3,1)的距离之和|PA|+|PB|最小,并求出这个最小值。如图2。
■
求出点A关于x轴的对称点a(0,-2),连结AB交x轴于点P(x,0),则有|AB|=3■,再由相似形知识易得x=2。
∴当x=2时,f(x)取得最小值3■。
评注:转化的关键是迅速接受函数式中两个根号内都是“平方和形式”这一重要信息且作出反馈。
三、数形结合解不等式
无理不等式的解法,纯代数方法求解,将要分多种情况讨论,步骤繁琐。如用几何方法可使问题简便直观。如下例:
例3 解不等式■>x+1
可令y=■即:y2=2x+5(y≥0)和y=x+1在同一坐标集中作出抛物线y2=2x+5(y≥0)以及直线y=x+1的图形:
■
如图可知:只要求出两曲线在x>0的交点P的横坐标2就可直观的写出不等式解集{x|-■≤0<2}。
综上所述,用数形结合解题,可以使抽象的函数从图形上直观看到,可以帮助学生丰富解题思路,激发学生的学习兴趣,培养和发展他们的创造力。
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
一、数形结合求值域
数形结合是代数与几何的综合运用,它们相互对应,相互依存,在一定条件下相互转化,相互利用。如下例:
例1 求y=2x2+3x+1的值域,其中。
分析:可通过一元二次函数的性质求解出其顶点坐标,画出图像,从图像分析值域。如图1:
■
顶点坐标:X=-■=-■=-■
y=■=■=-■
顶点坐标为(-■,-■),
这时若x∈R,则y的值域为(-■,+∝)。
若x∈[0,4],其图像为整个图像中的一段,∴由图像看值域为[1,45]。
若x∈[-1,4],则y的值域为[-■,45]。
评注:故当有取值范围时,需要借助图形来分析值域。
二、数形结合求最值
以形助数需要我们敏锐的洞察到问题中“形”的因素,把原题进行转化,从而得到简便解法。
例2:求函数f(x)=■+■的最小值。
解:联想到两点间距离公式,把函数式改写为
f(x)=■+■
原题转化为:在x轴上求一点P,使它到点A(0,2)和点B(3,1)的距离之和|PA|+|PB|最小,并求出这个最小值。如图2。
■
求出点A关于x轴的对称点a(0,-2),连结AB交x轴于点P(x,0),则有|AB|=3■,再由相似形知识易得x=2。
∴当x=2时,f(x)取得最小值3■。
评注:转化的关键是迅速接受函数式中两个根号内都是“平方和形式”这一重要信息且作出反馈。
三、数形结合解不等式
无理不等式的解法,纯代数方法求解,将要分多种情况讨论,步骤繁琐。如用几何方法可使问题简便直观。如下例:
例3 解不等式■>x+1
可令y=■即:y2=2x+5(y≥0)和y=x+1在同一坐标集中作出抛物线y2=2x+5(y≥0)以及直线y=x+1的图形:
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如图可知:只要求出两曲线在x>0的交点P的横坐标2就可直观的写出不等式解集{x|-■≤0<2}。
综上所述,用数形结合解题,可以使抽象的函数从图形上直观看到,可以帮助学生丰富解题思路,激发学生的学习兴趣,培养和发展他们的创造力。
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