利用数形结合思想方法解题
目录
目录..................................................... I 摘要. (Ⅱ)
引言 (Ⅲ)
1．数形结合思想方法概述 (1)
1.1 数形结合的思想方法 (1)
1.2 数形结合思想的价值 (1)
2．数形结合在中学数学解题中的应用 (3)
2.1 利用数形结合解决集合问题 (3)
2.1.1利用韦恩图解决集合题目 (3)
2.1.2 利用数轴来解决集合问题 (3)
2.2利用数形结合解决方程问题 (3)
2.2.1 数形结合在含有一次、二次式的方程中的应用 (3)
2.2.2数形结合在含对数、指数的方程的应用 (5)
2.3 数形结合在求不等式问题中的应用 (7)
2.3.1构造适当的平面图形，利用三角形三边的关系来证明不等式 (8)
2.3.2 构造适当的函数，利用函数图象性质证明不等式 (8)
2.4数形结合在解决三角函数问题中的应用 (9)
2.5 数形结合在求解极值问题中的应用 (11)
2.5.1 数形结合在几何极值问题中的应用 (11)
2.5.2 数形结合在函数极值问题中的应用 (12)
2.6 数学结合在解决线性规划问题中的应用 (12)
2.7 数形结合在复数中的应用 (14)
结语 (16)
参考文献 (18)
利用数形结合思想方法解题
摘要
数形结合思想是一种非常重要的数学解题方法，是数学学习普遍适用的方法，把知识的学习、能力的提升和智力的发展有效结合。形与数常常结合在一起，在内容上相互联系，在方法上互相渗透，在一定条件下互相转化。本文在概述数形结合思想的基础上，分析了数形结合在中学数学解题中的应用，主要体现在处理集合问题、方程根的存在性问题、不等式问题、三角函数问题、求极值问题、线性规划问题和复数问题等，并针对解决不同类型的数学题目给出了详细的例题分析，最终给出了在培养学生利用数形结合思想时需注意的问题，以激发学生的学习兴趣，提高学生的解题能力和思维能力。
关键词：数形结合；集合；方程；极值
The combination of number and shape in the problem
solving application
Abstract:The number shape union thinking is a very important mathematical method of solving problems, is a generally applicable method of mathematics learning, to enhance the development of effective combination of intelligence and knowledge learning, ability. Form and number often together, communicate with each other in the content, permeate each other in method, transform each other under certain conditions. In this paper, based on the number and shape of thought, analysis the number shape union application in middle school mathematics, mainly set problem, in dealing with the existence of root of an equation, inequality, triangle function extremum problems, problems, linear programming problems and complex problems, and to solve different types of mathematics the title gives a detailed analysis of the example, the need to pay attention to combine ideas in training students to use number shape when the problem is given, to stimulate students' interest in learning, improve student's problem solving ability and thinking ability.
Key words: The combination of number and shape,set, equation, extrem
引言
我们学习数学，不仅仅是数的计算和形的研究，还有着数学思想和数学方法.好的数学思想能够引导学生使用正确的数学方法，从而准确、快速地解决数学问题，增强学生学习数学的兴趣。
数形结合既是一种思想，也是一种方法.它的本质就是抽象思维与形象思维的结合，以“形”助“数”，或以“数”助“形”，使复杂问题简单化，使抽象问题直观化.
所以，本文在概况数形结合思想方法的基础上，详细分析了数形结合在中学数学
解题中的应用，并主要从下面几个方面进行了讨论：集合问题、方程根的存在性
问题、不等式问题、三角函数问题、求极值问题、线性规划问题和复数问题等，
而且还给出了各种类型对应的实际例题及其详细的求解过程。
1．数形结合思想方法概述
主要概述数形结合的思想方法，并在此的基础上介绍数形结合思想的价值，为后面的内容“数形结合在中学数学解题中的应用”做铺垫。
1.1 数形结合的思想方法
中学数学研究的对象是现实世界的数量关系（数）和空间形式（形），数是数量关系的体现，而形则是空间形式的体现.数形结合思想就是通过“数”与”形”相结合来解决题目，在中学解题中有着广泛的应用，通过这个方法，我们常常能很容易的解决问题。
1.2 数形结合思想的价值
数形结合这种思维方法的运用，有助于我们解决中学许多数学问题，同时加深我们对数学问题本质的认识，使数学更具有创造性。
数形结合在中学数学解题的整个过程中发挥着重要的作用.它有下面这些优点：第一，在解决相关的题目时，数形结合方法在思路上比较灵活，过程上很简便，方法上多样化；第二，数形结合思想方法为我们提供了很多种解决问题的道路，使我们解决问题更加灵活，也具有创造性；第三，数形结合丰富的思想内涵，能是引起大家的联想，启迪同学们的思维，拓宽解题的思路；第四，数形结合思想能提高学生数形转化能力，提高学生迁移思维的能力。
2．数形结合在中学数学解题中的应用
接来下我主要讲述数形结合在解决集合、不等式、方程、三角函数、极值、线性规划和复数问题中的应用，并且给出了例题及详细解答过程，说明了数形结合在中学数学解题中应用非常广泛，是一种重要的解题方法。
2.1 利用数形结合解决集合问题
在中学数学中，集合问题是一类比较简单的题目，我们常常可以借助韦恩图或者数轴来解决这些问题，它的关键是怎么样准确将集合问题转化为图形。
2.1.1利用韦恩图解决集合题目
例1 有48名学生，每人至少参加一个活动小组，参加数理化小组的人数分别为28，25，15，同时参加数理小组的8人，同时参加数化小组的6人，同时参加理化小组的7人，问同时参加数理化小组的有多少人？
分析 我们可用圆A 、B 、C 分别表示参加数理化小组的人数（如图1），则三圆的公共部分正好表示同时参加数理化小组的人数。
图1
例 2 例若集合{}10U x x =是小于的正整数， ,,A U B U ??且(){}19U C A B ?=，， {}2A B ?=, ()(){}468U U C A C B ?=，，,试求A 与B 。
分析 利用韦恩图把元素放入相应位置，从而写出所求集合。
图
2
解 如图2，我们可得：
{}2357A =，，，
{}
1,2,9B =
2.1.2 利用数轴来解决集合问题
例3 已知{}3A x a x a =≤≤+，{}
2450B x x x =-->。
（1）若A B =?,求的取值范围；
（2）若A B B =,求a 的取值范围。 分析 在数轴上标出集合A 、B 所含的元素的范围，利用A 、B 的位置关系确定参数a 的取值范围。
解 （1）{}1,5B x x x =<->或，利用数轴得到满足A B =?的
不等式组135a a ≥-??+≤?
，如图三，所以实数a 的取值范围是{}12a a -≤≤。
图3 （2）由A B B =知A B ?，利用数轴得到满足A B B =的不等式，31a +<-，
或5a >，所以实数a 的取值范围是{}4,5a a a <->或。
图4 从上面三个实际的例题可以看出，合理、灵活、巧妙地运用数形结合来解题，可以将复杂问题简单化，化难为易，有事半功倍之效.所以，平时应该注意培养数形结合思想。
2.2利用数形结合解决方程问题
数形集合思想在方程的题目中经常用到，尤其是含有一次式、二次式、对数式和指数式方程，下面就是几种常见的题型中用到了数形结合。
2.2.1 数形结合在含有一次、二次式的方程中的应用
下面两个例题将把方程进行变换再求解，再根据相对应图形的性质来解答，这样可以加深我们对基本概念的理解，加强对基本知识与基本技能的灵活运用。
例4[5] 当01k <<时，关于x 的方程k kx x +=-|1|2的解的个数是多少？
图5函数图像
分析 这道题原方程中包含有绝对值运算符号，我们直接求解比较困难，所以，我们能想到求方程解的个数等价于就其相对应函数图形的交点。
解 由于k kx x +=-|1|2
则令|1|2x y -=和k kx y +=
如图5示我们把函数|1|2x y -=和k kx y +=的图像画出来
其交点个数就是我们方程所以求得的解的个数
即 原方程解的个数是三个
例 5 当m 取何值时，方程)22(0sin sin 2ππ≤≤-=+-x m x x 有唯一解？有两解？无解？
分析 用换元法，令x t sin =，再转化为求解二次函数与一次函数的交点的个数问题。
解 原方程即)22(sin sin 2ππ≤≤-=+-x m x x 令x t sin =。
则有)11(2≤≤-=+-t m t t ,再令)11(2≤≤-+-=t t t y 及m y =。
则方程解的个数等于直线m y =与抛物线)11(2≤≤-+-=t t t y 的交点的个数 由图6可知
当41=m 或02<≤-m 时，原方程有唯一解；
当410<≤m 时，原方程有两个不同的实数解；
当41>m 或2- 2.2.2数形结合在含对数、指数的方程的应用 由于对数式、指数式形式比较特殊，所以在解决一些含对数、指数方程时，我们时常可以根据它们性质画图来解。 例6 ||01|log |( )x a a a x <<=已知，则方程的实根个数为。 A . 1个 B . 2个 C . 3个 D . 1个或2个或3个 解 判断方程的根的个数就是判断图象与的交点个数，画y a y x x a ==|||log | 出两个函数图象，由图7易知两图象只有两个交点，故方程有2个实根,选（B ）。 图7 例7 方程lgx+x=3的解所在区间为（ ）。 A ．(0，1) B ．(1，2) C ．(2，3) D ．(3，+∞) 分析 我们可以把原方程拆分成函数lg y x =与3y x =-+，求原方程解所在的区间也就是求这2个函数的交点所在区间。 解 如图8所示， 函数 y=lgx 与y=-x+3它们图像交点的横坐标0x 显然在区间(1，3)内，由此可排除A ，D 至于选B 还是选C ，由于画图精确性的限制，单凭直观就比较困难了． 实际上这是要比较0x 与2的大小． 当x=2时 lgx=lg2 3-x=1．由于lg2＜1 因此0x ＞2 从而判定0x ∈(2，3)，故本题应选C 在上面四个例题中，我们可以知道利用数和形的各自优势，往往能使我们尽快地找到解题途径或简化解题过程，给解题带来极大的方便。 2.3 数形结合在求不等式问题中的应用 不等式在中学数学有着重要地位，而不等式的证明又是个难题，它的题型广泛、灵活.下面我将从运用代数式的几何意义或借助函数的图象构造几何图形入手，利用数形结合的思想来巧妙地求解不等式问题。 2.3.1构造适当的平面图形，利用三角形三边的关系来证明不等式 我将举常见的两个证明题，并且给出详细解答步骤，来说明不等式和数形结合思想的巧妙结合。 例8 已知实数0,0a b ≥≥，请证明如下不等式成立 2 2222??? ??+≥+b a b a 分析：我们可以构造一个四边形，在利用勾股定理来解。 证明：如图9所示，作以a , b 为上、下底，a b +为高的直角梯形BCDE ，在图中有,BC AD a CA CE b ====。 B C A D E a b c c a b d 图9 直角梯形BCDE 则根据勾股定理有 22AE AB b a c +=== 2222BE b a c +?== 又因为CD BE ≥，则有如下不等式的成立 b a b a +≥+?222 对上述不等式的两边平方可得到 222)()(2b a b a +≥+ 即原不等式成立得到证明。 2.3.2 构造适当的函数，利用函数图象性质证明不等式 例10 已知实数R c b a ∈,,，请证明下述不等式的成立 2222)(3 1c b a c b a ++≥++ 分析 我们可以先把不等式变形，再根据变形后不等式，联想到三角形的重心，这道题将通过引入函数图形进行数形结合对其进行证明。 证明 原不等式等价为 2 22233??? ??++≥++c b a c b a 设二次函数2x y =，则可将),(),,(),,(222c c b b a a 看作曲线2x y =上的三个点，则原式 的左边3 2 22c b a ++是三点纵坐标平均值，右边是横坐标平均值3c b a ++的平方，这样为由这三个点构成的三角形的重心坐标为??? ? ? ?++++3,32 22c b a c b a 。 图11曲线2x y =的图形 如图11所示，作出函数2x y =的图形，A 、B 、C 三点在函数2x y =上，分别表示点),(),,(),,(222c c b b a a .此时G 是ΔABC 的重心，x GP ⊥轴于p 且与曲线2x y =交于点M ，则有点G 和M 的坐标为 ???? ??++++3,32 22c b a c b a 、???? ? ???? ??++++23,3c b a c b a 如图11所示，显然有|MP ||GP |≥，则有不等式222233?? ? ??++≥++c b a c b a 成立，即可证得原不等式成立 2222)(3 1c b a c b a ++≥++ 通过平时的练习和积累能较快掌握，这类不等式的证明题,恰当的应用数 形结合思想，构造几何图形来解决是这类题目的难点。 2.4数形结合在解决三角函数问题中的应用 三角函数这章是高中相对重要的一个知识点，下面就通过两个考试中比较例子，来表示三角函数与数形结合方法的完美结合。 例11 已知[]()sin 2sin ,0,2f x x x x π=+∈的图形与直线y k =有且仅有2个不 同的交点，求k 的取值范围. 分析 这道题我们可以先把()f x . 例12 求函数sin 2cos 2x y x +=-的值域。 分析 我们可以原函数看成是直线斜率，再化简，求答案。 解 sin 2cos 2 x y x +=- 0，()cos ,sin P x x 所在直线的斜率，而P 在单位圆上运动.如图13所示，可得：00P OA P OB k y k ≤≤ 设过0P 的圆的切线方程为2(2)y k x +=-，则有，1= 解得 k =y ≤≤ 所以, 函数的值域为:4433?--+??? 2.5 数形结合在求解极值问题中的应用 在高中数学中极值占有相当重要的地位，它是函数的一个性质，涉及知识面宽.本节主要探讨数形结合思想在求解几何极值和函数极值中的应用。 2.5.1 数形结合在几何极值问题中的应用 例13[7] 如图14所示，已知P 为平行四边形ABCD 的AB 边上的一个动点，DP 的延长线与CB 的延长线相交于Q ，问P 点在什么位置时，使得的值AP BQ +最小？ 解 P 是AB 边上的动点，Q 点随P 的运动而动，题中涉及两个未知量的和.BQ 随AP 的变化而变化，所以可用AP 的代数式来表示.这种，我们设所求两线段之和为线段AP 的函数，即可用代数法求解。 A B C D P Q 图14 平行四边形ABCD 设,,,,AP x AB m AD n AP BQ y ===+=易证ΔBQP 相似于ΔADP 则有AP BP AD BQ =，即x m-x m =BQ ，且x m-x m )(BQ = 综上可得到 )0()(m x x x m m x y ≤<-+= （1） 由（1）等价为 )0(0)(2m x mn x n y x ≤<=++- （2） 又因为x 为实数，根据方程解的存在性有04)(Δ2≥-+=mn n y ，则得到mn n y 4)(2≥+. 由于0>+n y 所以mn n y 2≥+ 即n mn y -≥2 此时有y 的最小值为n mn -2 将n mn y -=2代入（2） 解得mn x = 所以当AP 的长为平行四边形ABCD 的比例中项式时，AP BQ +的值最小。 2.5.2 数形结合在函数极值问题中的应用 例14[8] 如图15所示，工厂铁路线上AB 段的距离为100km.工厂C 距A 处为20km ，AC 垂直于AB .为了运输需要，要在AB 线上选定一点D 向工厂修筑一条公路。已知铁路每公里货运的运费与公路上每公里货运的运费之比3:5，为了使货物从供应站B 运到工厂C 的运费最省， 问D 点应选在何处？ 100km B 图15 工厂铁路线 解 设)km (AD x =，则)km )(100(DB x -=，即有 )km (40020CD 222x x +=+= 再设从B 点到C 点需要的总运费为y ，那么DB 3CD 5?+?=k k y ，其中0>k ，则 1000)100(340052≤≤-++=x x k x k y 所以, x 在[]0,100内取何值时目标函数y 的值最小.先求y 对x 的导数??? ? ??-+=340052'x x k y ，解方程0'=y 得到)km (15=x 由于2100150511500|,380|,400|+======k y k y k y x x x ，其中以k y x 380|15==为最小，因此 当15()AD x km ==时总的运费最省。 运用以数辅形的思想，需要将图形间的数量关系整理清晰，以函数的形式表 现出来，通过对函数的分析，求得函数的极值，从而得到所求答案。 2.6 数学结合在解决线性规划问题中的应用 数学无处不在，生活中我们时常碰到有关数学方面的问题，如果我们能好好掌握数形结合思想，这些问题就能迎刃而解了。 例15 某厂拟生产甲、乙两种试销产品，每件销售收入分别为3千元，2千元.甲、乙两种产品都需要在A 、B 两种设备是哪个加工，在每台A ，B 上加工甲产品所需的时间分别为1小时、2小时，加工一件乙产品所需工时分别为2小时、1小时，A 、B 两种设备每月有效使用台时数分别为400和500，如何安排生产可使收入最大？ 解 设加工甲产品x 件，加工乙产品y 件 线性约束条件为 24002500,0x y x y x y +≤??+≤??>? 目标函数为 32z x y =+，变形为平行直线系l 322 z y x =-+ 做出可行域，如图17所示阴影部分 由图知，l 经过可行域上的点M 时，截距当2 z 时最大 解方程组24002500 x y x y +≤??+≤? , 得(200,100)M = 即 max 32002100800z =?+?= 答：当甲产品200件，乙产品100件时，可使收入最大，最大为80万. 由上面这个例子我们可以知道，数学与生活密切相关，很多生活中的问题都可以用数学去解决，所以学好数学对我们是很有用处的。 图16 2.7 数形结合在复数中的应用 复数是高中阶段一个相对简单的知识点，数形结合在复数的加减法中有些应该，这样能直观的求解答案。 例16 复数i z 211+=，i z +-=22，i z 213--=，它们在复平面上的对应点是一个正方形的三个顶点，求这个正方形的第四个顶点对应的复数. 分析 这道题目我们借助坐标轴来解，再利用正方形四边相等边相等求出结果。 解 设复数1z ，2z ，3z 所对应的点分别为A 、B 、C ，正方形的第四个顶点D 对应的复数为yi x +（R y x ∈,），如图15则 -=)21()(i yi x +-+= i y x )2()1(-+-= OB OC BC -=i i i 31)2()21(-=+----= ∵ =， ∴.31)2()1(i i y x -=-+- ∴ ???-=-=-3211y x 解得? ??-==12y x 故点D 对应的复数为. 例17设复数满足i z i z 342234-+-=--+，求z 的最大值和最小值。 分析 仔细地观察、分析等式i z i z 342234-+-=--+，实质是一实数等式，由其特点，根据实数的性质知若a a -=，则0≤a ，因此已知等式可化为0234≤--+i z 解 由已知等式得02)34(≤-+--i z 即02)34(≤-+--i z 它表示的以点(4,3)p -为圆心 半径2=R 的圆面。 如图可知OQ z =时 z 有最大值725=+=+R OP OM z =时z 有最小值325=-=-R OP 。 由例16和例17可以知道求复数的模的最值常常根据其几何意义，利用图形 直观来解，是一种化繁为简的做题方法。 结语 我们可以知道数形结合思想在高考中占有非常重要的地位，在上面的例子中通过数形结合在求取值范围、方程、不等式、三角函数、极值、线性规划、复数等问题，要注意三点：第一我们要理解集合问题、方程问题、复数、线性规划问题的题目意思，把数学语言转换为图形求解；第二是对于不等问题要合理构造图形或者函数求解，这是题目的难点；第三是对于极值、三角问题，我们应该根据题目利用适当的图形辅助求解。 我了解到数学的魅力，同时也提高了我的解题速度和对数学的全面认识.这是中学数学中一种很重要的解题方法，贯穿于整个中学数学，运用这个方法能使题目更简单化，增强了我学习数学的信心，提高了我的学习兴趣，同时我也觉得学好数学需要多思考，勤总结。 参考文献 [1] 韦中庆. 数形结合思想在解题中的应用[J]. 中学教学参考, 2011, [2] 中华人民共和国教育部制定. 数学课程标准(实验)[M]. 北京: 人民教育出版 社, 2003. 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●教师在数学教学中如何充分渗透数形结合的思想? ●通过直观的图形揭示数，是否影响了学生的抽象思维能力? ●如何在教学中很好地通过数抽象出图形，看图提问题、解决问题? ●数学课堂中能否建立一种数一形一数或形一数一形的数 学教学模式? ●在高段教学中，数形怎样结合才能促进学生主动发展? 在这次论坛中，通过专家对课例的点评和对数形结合的理解，结合课例对一线教师提出的质疑作出了解答，使一线教师对数形结合在实际教学中要注意的问题有了更深入的理解和认识，使我由最初的迷茫发展至现在的茅塞顿开，达到了参与这次论坛的目的。 一、数形结合是一种数学思考方法 数形结合是数学思考、数学研究、数学应用、数学教学的基本方式，数形结合是双向过程，要处理好数与形的结合，要根据教材的特点和学生的思维水平而定。 1．就教材内容而言，对于较新、较难的教学内容、对于学习较困难的学生可先形后数，用形来表示数，学生通过形来表示数量之间的关系；对于后继教材和较容易理解的内容可先数后形，通过数来揭示形。 2．就学生的年龄特征而言。中低段学生是以具体形象思维为主，实施先形后数，让学生从形中读懂重要的数学信息，并整理信息，提出数学问题并加以解决，对于逻辑思维能力较强的中高段学生，应该逐步过渡到先数后形，如在教学分数的乘、除法意义，教学长方体、正方体、圆柱体的拼、截引起的面积变化时，让学生通过画出直观图形，能让学生很快找出面的变化， 第5讲 数形结合思想在解题中的应用 一、知识整合 1．数形结合是数学解题中常用的思想方法，使用数形结合的方法，很多问题能迎刃而解，且解法简捷。所谓数形结合，就是根据数与形之间的对应关系，通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法。数形结合思想通过“以形助数，以数解形”，使复杂问题简单化，抽象问题具体化能够变抽象思维为形象思维，有助于把握数学问题的本质，它是数学的规律性与灵活性的有机结合。 2．实现数形结合，常与以下内容有关：①实数与数轴上的点的对应关系；②函数与图象的对应关系；③曲线与方程的对应关系；④以几何元素和几何条件为背景，建立起来的概念，如复数、三角函数等；⑤所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义。 如等式()()x y -+-=21422 3．纵观多年来的高考试题，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，数形结合的重点是研究“以形助数”。 4．数形结合的思想方法应用广泛，常见的如在解方程和解不等式问题中，在求函数的值域，最值问题中，在求复数和三角函数问题中，运用数形结合思想，不仅直观易发现解题途径，而且能避免复杂的计算与推理，大大简化了解题过程。这在解选择题、填空题中更显其优越，要注意培养这种思想意识，要争取胸中有图，见数想图，以开拓自己的思维视野。 二、例题分析 例1.的取值范围。之间，求和的两根都在的方程若关于k k kx x x 310322 -=++ 分析：0)(32)(2=++=x f x k kx x x f 程轴交点的横坐标就是方，其图象与令 ()13(1)0y f x f =-->的解，由的图象可知，要使二根都在，之间，只需，(3)0f >， ()()02b f f k a - =-<10(10) k k -<<∈-同时成立，解得，故， 例2. 解不等式x x +>2 解：法一、常规解法： 原不等式等价于或()()I x x x x II x x ≥+≥+>??? ? ?<+≥??? 020 20202 数形结合思想在解题中的应用 数形结合思想在解题中的应用 摘要 数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的学科，数和形是数学研究的两个重要方面，在研究过程中，一方面，许多数量关系的抽象概念和解析式，若赋予几何意义，往往变得非常的直观形象，另一方面，一些图形的属性又可以通过数量关系的研究使得图形的性质更丰富、更精确、更深刻，这种“数”与“形”的信息转换，相互渗透，不仅可以使一些题目的解决简捷明快，同时还可以大大开拓我们的解题思路，为研究和探求数学问题开辟了一条重要的途径。 数形结合包含“以形助数”和“以数助形”两个方面，在高中阶段用的较多的是以形助数。数量关系如果能有效地结合图形，往往会使抽象问题直观化，复杂问题简单化，巧妙地应用数形结合的思想方法来处理一些抽象的数学问题，可起到事半功倍的效果，达到优化解题途径的目的，在选择题，填空题中，数形结合更能显示出其简捷的优越性。 关键词：数形结合思想方法应用解题 第一章 绪论 数学是研究现实世界中空间形式与数量关系的一门学科，故数学的研究是围绕数和形展开的，而数形结合的实质在于数量关系决定着几何图形属性，几何图形的属性反映着数量关系[1]。在现代数学研究中，数形结合既是一种常用的数学方法又是一种数学思想。由此可见，在高中阶段，掌握并熟练运用这一思想是十分必要的。本文针对数形结合思想的形成和演进，数形结合思想解题能力的培养，以及在高中数学解题中的应用范围和数形结合思想在解题中的实际应用做了浅显成述。 第二章数形结合思想的概述和历史演进 2.1数形结合思想的概述 数学的两个最古老、最普遍的研究对象是数、形，在某些条件的作用下，两者可以相互转化。中学数学研究的对象可以分为数和形两大部分，数与形的联系则称作数形结合，它包含“以形助数”和“以数助形”两个方面[1]。以形助数，即借助形的直观性来阐明数之间的关系；以数助形，即借助数的精确性来阐明形的某些属性。 2.2数形结合思想的历史演进 随着时间的推移，数学得到了不断的拓展和充实，数学中最原始的研究对象数与形也在不断地变化，从最初因需要而产生数到欧几里德撰写的《几何原本》，再到从笛卡尔创立平面直角坐标系到近、现代数学研究，数形结合一直伴随其行。在古希腊数学时期，毕达哥斯拉学派在研究数学时，就借助形来归纳数的性质，这便是早期的“数”与“形”结合的体现。 数轴的建立使人类对数与形的统一有了初步的认识，把实数与数轴上的点一一对应起来，数可视为点，点可当作数，点在直线上的位置关系可以数量化，而数的运算可以几何化。1637年，笛卡尔在其《几何学》中，首次提出了点的坐标和变数的思想，并借助坐标系用含有数的代数方程来表示和研究曲线[2]。笛卡尔把数轴（一维）扩展到平面直角坐标系，把有序数对) P与平面上的点 x , (y 一一对应起来，从而使得平面曲线的点集与二元方程组的解集一一对应起来。于是就可以用代数方法来研究几何图形的性质，把几何研究转换成对应的代数的研究。 课题：中职常见的三种数学思想方法 教学目标：1.理解数形结合思想，分类讨论思想，转化与化归思想； 2.学会用数形结合思想，分类讨论思想，转化与化归思想 等三种思想解答实际数学问题。 教学重点：帮助学生树立数形结合思想，分类讨论思想，转化与化归思想。 教学难点：数形结合思想，分类讨论思想，转化与化归思想在实际数学问题中的应用。 教学方法：讲练结合及世界大学城空间网络教学 教学设计： Ⅰ.新课讲授 （一）专题一：数形结合思想 1．数形结合的含义 (1)数形结合，就是根据数与形之间的对应关系，通过数与形 的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法． 数形结合思想通过“以形助数，以数辅形”，使复杂问题简单化， 抽象问题具体化，能够变抽象思维为形象思维，有助于把握数 学问题的本质，它是数学的规律性与灵活性的有机结合． (2)数形结合包含“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：一是借助形的生动性和直观性来阐明数 形之间的联系，即以形作为手段，数作为目的，比如应用函数 的图像来直观地说明函数的性质；二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． 角度一：利用数形结合讨论方程的解或图像交点 [例1]函数f(x)＝x 1 2 － ? ? ? ? ?1 2 x 的零点的个数为( ) A．0 B．1 C．2 D．3 方法规律：讨论方程的解(或函数的零点)可构造两个函数，使问题转化为讨论两曲线的交点问题，但用此法讨论方程的解一定要注意图像的准确性、全面性，否则会得到错解. 强化训练：1．方程log3(x+2)=2x解的个数为 角度二：利用数形结合解不等式或求参数问题 [例2]使log2(－x) 数 形 结 合 ———高考解题的一把利刃 山东 胡大波 数形结合思想的实质是将抽象的数量关系与直观的图形结合起来，具有直观、明了、易懂等优越性，如能准确把握，威力巨大．这也是高考考查的重点，让我们看看其在函数中的神奇效果． 一、研究函数的性质 例1 （2005年北京卷13题）对于函数()f x 定义域中任意的1212()x x x x ≠，，有如下结论： ①1212()()()f x x f x f x +=g ；②1212()()()f x x f x f x =+g ； ③1212()()0f x f x x x ->- ；④1212()()22x x f x f x f ++??< ??? ． 当()lg f x x =时，上述结论中正确结论的序号是___． 解析：作出图象如图1，由图可知④不正确；而①显然不成立；②为运算律，成立；③表示12x x -与12()()f x f x -同号，由增函数的定义知：()lg f x x =在其定义域上为增函数成立．所以答案为：②③． 点评：本题综合考查函数的概念、图象及性质，选项③侧重考查单调性，选项④考查函数图象，若用代数方法研究，难度较大，通过图象的特征及其变化趋势则容易判断． 二、研究函数的最值 例2 （2006年全国Ⅱ理科12题）函数19 1()n f x x n ==-∑的最小值为（ ） ． （Ａ）190 （Ｂ）171 （Ｃ）90 （Ｄ）45 解析：绝对值往往是使试题增加难度的“添加剂”．如果试图进行分类讨论，几乎不可能完成，必须另寻妙法!1x -的几何意义是什么？是数轴上的点 x 到点1的距离，那么 12x x -+-就是点x 到点1与到点2的距离之和，如图2，当[1 2]x ∈，时，12x x -+-的最小值为1；又当x =2时，123x x x -+-+-的最小值为2；…，依次类推，当x =10 1. 2. 3. 数形结合的思想方法---练习 设命题甲：0 数形结合在高考解题中的应用 摘 要： 数学中两大研究对象“形”与“数”的矛盾统一是数学发展的内在因素。数形结合是推动数学发展的动力。数形结合不应仅仅作为一种解题的方法，而应作为一种基本的，重要的数学思想来学习，研究和掌握运用。数形结合能力的提高，有利于从数与形的结合上深刻认识数学问题的实质，有利于扎实打好数学的基础，有利于数学素质的提高，同时必然促进数学能力的发展。 数形结合是中学数学中重要的思想方法，每年高考中都有一定量的考题采用此法解决，可起到事半功倍的效果。 在高考试题中，选择题、填空题由于不要求写出解答过程，命题时常对掌握及应用数形结合的思想方法解决问题的能力提出较高的要求，要求考生应用数形结合思想，通过数与形的转化，找到简捷的思路，快速而准确地做出判断，从而得出结果；对于要求完整写出解题过程的解答题，由于包含的知识量大、涉及的概念多，数形结合的思想主要用于思路分析、化简运算及推理的过程，以求快速准确地分析问题、解决问题。 其基本模型有： 1 距离函数 2、 y a x b -- 斜率函数 3、Ax ＋By 截距函数 4、22(cos ,sin )x y 1(cos ,sin )F θθθθ+单位圆＝上的点 5、2 2 a a b b ±+余弦定理 6、 ax b cx d ++ 双曲线 a ．数形结合是数学解题中常用的思想方法，使用数形结合的方法，很多问题能迎刃而解， 且解法简捷。所谓数形结合，就是根据数与形之间的对应关系，通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法。数形结合思想通过“以形助数，以数解形”，使复杂问题简单化，抽象问题具体化能够变抽象思维为形象思维，有助于把握数学问题的本质，它是数学的规律性与灵活性的有机结合。 b ．实现数形结合，常与以下内容有关：①实数与数轴上的点的对应关系；②函数与图象的 对应关系；③曲线与方程的对应关系；④以几何元素和几何条件为背景，建立起来的概念，如复数、三角函数等；⑤所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义。 如等式()()x y -+-=21422 c ．数形结合的思想方法应用广泛，常见的如在解方程和解不等式问题中，在求函数的值域， 数学思想方法专题：数形结合思想 【教学目标】 知识目标 数形结合是把数或数量关系与图形对应起来，借助图形来研究数量关系或者利用数量关系来研究图形的性质，是一种重要的数学思想方法。它可以使抽象的问题具体化，复杂的问题简单化。灵活运用数形结合的思想方法，可以有效提升思维品质和数学技能。 能力目标 用好数形结合的思想方法，需要在平时学习时注意理解概念的几何意义和图形的数量表示，为用好数形结合思想打下坚实的知识基础。函数的图像、方程的曲线、集合的文氏图或数轴表示等，是 “以形示数”，而解析几何的方程、斜率、距离公式，向量的坐标表示则是 “以数助形”，还有导数更是数形结合的产物，这些都为我们提供了 “数形结合”的知识平台。 情感目标 在数学学习和解题过程中，要善于运用数形结合的方法来寻求解题途径，制定解题方案，养成数形结合的习惯，解题先想图，以图助解题。 【教学重难点】 重点：对数形结合思想方法的考查包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面，代数问题几何化，几何问题代数化。 难点：一些概念和运算的几何意义及常见曲线的代数特征，关键在于恰当应用图形来体现数的几何意义，巧妙运用数的精确性和严密性，来揭示形的某些属性。 【考情分析】 在高考中，利用客观题的题型特点来考查数形结合的思想方法，突出考查考生将复杂的数量关系转化为直观的几何图形来解决问题的意识，而在解答题中对数形结合思想的考查是由“形”到“数”的转化为主。高考题对数形结合思想方法的考查，一方面是通过解析几何或平面向量考查一些几何问题，如何用代数方法来处理，另一方面，有一些代数问题则依靠几何图形的构造和分析辅助解决，历年来高考试卷中的许多试题都富有鲜明的几何意义，运用数形结合思想可迅速做出正确的判断。 【知识归纳】 数形结合思想包含“数形结合”和“形数结合”两方面，“数形结合”就是将代数的问题转化为图形形式的问题，利用图形形式解决问题；“形数结合”就是将图形的问题转化为代数的问题，利用代数的方法解决问题。 应用数形结合的思想，可实现以下类型的数与形的转化： (1)构建函数模型并结合其图象求参数的取值范围； (2)构建函数模型并结合其图象研究方程根的范围，求零点的个数； (3)构建解析几何中的斜率、截距、距离等模型研究最值问题； (4)构建函数模型并结合其几何意义研究函数的最值问题、比较大小关系和证明不等式； (5)构建立体几何模型将代数问题几何化； (6)建立坐标关系，研究图形的确定形状、位置关系、性质等. 【考点例析】 题型1：数形结合思想在集合中的应用 例1．设平面点集{ } 22 1(,)()()0,(,)(1)(1)1A x y y x y B x y x y x ??=--≥=-+-≤??? ? ，则B A ?所表示的平 面图形的面积为（ D ） A ． 34π B ． 35π C ． 47π D ． 2 π 数形结合的思想 中学数学的基本知识分三类：一类是纯粹数的知识，如实数、代数式、方程（组）、不等式（组）、函数等；一类是关于纯粹形的知识，如平面几何、立体几何等；一类是关于数形结合的知识，主要体现是解析几何。数形结合是一个数学思想方法，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：或者是借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系，即以形作为手段，数为目的，比如应用函数的图像来直观地说明函数的性质；或者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。恩格斯曾说过：“数学是研究现实世界的量的关系与空间形式的科学。”数形结合就是根据数学问题的条件和结论之间的内在联系，既分析其代数意义，又揭示其几何直观，使数量关的精确刻划与空间形式的直观形象巧妙、和谐地结合在一起，充分利用这种结合，寻找解题思路，使问题化难为易、化繁为简，从而得到解决。“数”与“形”是一对矛盾，宇宙间万物无不是“数”和“形”的矛盾的统一。华罗庚先生说过：数缺形时少直观，形少数时难入微，数形结合百般好，隔裂分家万事休。数形结合的思想，其实质是将抽象的数学语言与直观的图像结合起来，关键是代数问题与图形之间的相互转化，它可以使代数问题几何化，几何问题代数化。在运用数形结合思想分析和解决问题时，要注意三点：第一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，对数学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；第二是恰当设参、合理用参，建立关系，由数思形，以形想数，做好数形转化；第三是正确确定参数的取值范围。数学中的知识，有的本身就可以看作是数形的结合。如：锐角三角函数的定义是借助于直角三角形来定义的；任意角的三角函数是借助于直角坐标系或单位圆来定义的。 《小学数学教学中数形结合思想方法的实践研究》 课题结题报告 课题类别：晋江市教育科学‘十二五’规划（第一批）立项课题课题编号：JG1251-067 课题负责人：黄阳斌 课题负责单位：深沪镇狮峰中心小学 结题时间：2013年6月 《<小学数学教学中数形结合思想方法的实践研究>课题结题报告》数学以是现实世界的空间形式和数量关系作为自己特定的研究对象，也可以说数学是研究“数”与“形”及其相互关系的一门科学，而在数学教学中把数量关系和空间形式结合起来去分析问题、解决问题，就是数形结合思想。可以说，数形结合是小学数学范围里最基本、最重要的思想。源于在数学教学世界越来越重视数学思想的渗透与应用，我们决定以数形结合思想为研究方向，让其成为我们学校提升教师素质和教学行为以及培养学生的数学素养的重要媒介。于是，课题《小学数学教学中数形结合思想方法的实践研究》油然而生。 课题《小学数学教学中数形结合思想方法的实践研究》为晋江市教育科学‘十二五’规划（第一批）立项课题，研究时间为2011年5月至2013年6月，历时2年。 回顾课题研究以来，课题组成员在研究过程中求真务实，尽职尽责，认真学习相关资料，积极参加课题研究各项活动且能及时将研究收获撰写成文。研究近两年，有多篇论文在省、市等各级各类中获奖或汇编，指导学生参加各级各类数学比赛成绩优异。随着研究的进行，教师的数学课堂有着本质性的变化，更加注重于数学思想的渗透与应用，善于挖掘教材中蕴含数形结合思想方法的内容，探索渗透数形结合思想方法的教学途径，课堂中有了更浓厚的数学味。同时对于学生而言，也能逐步地去应用数形结合去观察、分析和解决问题。 一、课题研究背景 “数形结合”可以看成是数学的本质牲特征。“数形结合”是借助简单的图形、符号和文字所作的示意图，可促进学生形象思维和抽象思维的协调发展，沟通数学知识之间的联系，从复杂的数量关系中凸显最本质的特征。它是小学数学教材编排的重要原则，也是小学数学教材的一个重要特点，更是解决问题时常用的方法。华罗庚先生说过：“数缺形时少直观，形缺数时难入微”，从这句话中可体现出数形结合对数学教学起着很主要的作用，把数形结合思想贯穿在学习数学过程的始终，是学好数学的关键。在我们的教学实践当中，教师对数形结合不够重视，关于数形结合教学理论缺乏，大部分学生了解数形结合，但未能充分、广泛运用数形结合去解决问题，这是值得我们去研究的问题。 二、课题研究目标 1、促进教师教学意识及行为的转变，使教师们对数形结合思想方法有系统的认识，明确地位、作用。 2、根据不同学段学生的认知规律，形成适合不同学段进行的以数形结合思想方法指导教学的教学策略。 3、帮助学生树立数形结合的观点，善于运用数形结合思想方法观察、分析、解决问题， 1引言 数与形是数学中最古老最基本的研究对象。华罗庚教授说过：“数缺形时少直观，形缺数时难入微。”数与形各有特定的含义、但他们之间相辅相成、相互渗透、相互转化。数形结合思想是重要的解题方法，是每年高考必考的重要内容，数形结合应用解题能力与学生成绩呈显着的正相关。解题时将问题转化为与之等价的图形问题，可以直观的使问题简捷获解。实现数形结合常与以下内容有关：①实数与数轴上的点的对应关系；②所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义；③以几何元素和几何条件为背景建立起的概念；④函数与图像的对应关系；⑤曲线与方程的对应关系。应用数形结合思想不仅直观易发现解题途径，而且能避免复杂的计算推理，大大简化解题过程，这在解选择、填空题中更为显着，培养这种思想意识能开拓自己的思维视野。 2文献综述 国内外研究现状 数形结合作为高中数学中非常重要的思想方法，很早就引起了许多专家学者的关注。自笛卡尔创造了平面直角坐标系，数形结合的思想得到了突飞猛进的发展。文献[1]中叶立军谈到：“数缺形时少直观，形少数时难入微。数形结合百般好，隔离分家万事休。”近些年来，国内外仍有许多学者发表了对数形结合思想的应用研究，文献[2-3]中介绍了数形结合在概率统计和数列中的应用。文献[4-6]通过总结图形结构与数式结构提出了数形结合的两个主要途径。文献[7-10]认为数形结合可以直观快速解决很多问题，但转化时要遵循转化等价原则。不过由于数形结合思想应用范围极其广泛，所以我认为目前对数形结合思想的研究仍有很大的空间。 国内外研究现状评价 文献[11-13]中介绍了许多数形结合的途径和方法，其中研究解决函数各类文章最多，集中于判断两函数图像交点个数及其他函数性质。对于数形结合在高中数学各种问题的研究并不够全面。 提出问题 如今数形结合有着广泛的应用，即把数学与几何图形相结合，化繁为简，化抽象为具体，直观快速地抓住问题的本质与要害，可使解题起到事半功倍的效果。然而一个不争的事实 数形结合的思想方法(1)---讲解篇 一、知识要点概述 数与形是数学中两个最古老、最基本的元素，是数学大厦深处的两块基石，所有的数学问题都是围绕数和形的提炼、演变、发展而展开的：每一个几何图形中都蕴藏着一定的数量关系，而数量关系又常常可以通过图形的直观性作出形象的描述。因此，在解决数学问题时，常常根据数学问题的条件和结论之间的内在联系，将数的问题利用形来观察，提示其几何意义；而形的问题也常借助数去思考，分析其代数含义，如此将数量关系和空间形式巧妙地结合起来，并充分利用这种“结合”，寻找解题思路，使问题得到解决的方法，简言之，就是把数学问题中的数量关系和空间形式相结合起来加以考察的处理数学问题的方法，称之为数形结合的思想方法。 数形结合是一个数学思想方法，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：或者是借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系，即以形作为手段，数为目的，比如应用函数的图像来直观地说明函数的性质；或者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。 数形结合的思想，其实质是将抽象的数学语言与直观的图像结合起来，关键是代数问题与图形之间的相互转化，它可以使代数问题几何化，几何问题代数化。在运用数形结合思想分析和解决问题时，要注意三点：第一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，对数学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；第二是恰当设参、合理用参，建立关系，由数思形，以形想数，做好数形转化；第三是正确确定参数的取值范围。 二、解题方法指导 1．转换数与形的三条途径： ①通过坐标系的建立，引入数量化静为动，以动求解。 ②转化，通过分析数与式的结构特点，把问题转化到另一个角度来考虑，如将转化为勾股定理或平面上两点间的距离等。 ③构造，比如构造一个几何图形，构造一个函数，构造一个图表等。 2．运用数形结合思想解题的三种类型及思维方法： ①“由形化数”：就是借助所给的图形，仔细观察研究，提示出图形中蕴含的数量关系，反映几何图形内在的属性。 ②“由数化形”：就是根据题设条件正确绘制相应的图形，使图形能充分反映出它们相应的数量关系，提示出数与式的本质特征。 ③“数形转换”：就是根据“数”与“形”既对立，又统一的特征，观察图形的形状，分析数与式 的结构，引起联想，适时将它们相互转换，化抽象为直观并提示隐含的数量关系。 三、数形结合的思想方法的应用 (一)解析几何中的数形结合 解析几何问题往往综合许多知识点，在知识网络的交汇处命题，备受出题者的青睐，求解中常常通过数形结合的思想从动态的角度把抽象的数学语言与直观的几何图形结合起来，达到研究、解决问题的目的. 1. 与斜率有关的问题 【例1】已知：有向线段PQ的起点P与终点Q坐标分别为P（-1，1），Q（2，2）.若直线l∶x+my+m=0 数形结合思想 数形结合思想在高考中占有非常重要的地位,其“数”与“形”结合，相互渗透,把代数式的精确刻划与几何图形的直观描述相结合，使代数问题，几何问题相互转化，使抽象思维与形象思维有机结合。应用数形结合思想，就是充分考查数学问题的条件与结论之间的内在联系,既分析其代数意义又提示其几何意义,将数量关系和空间形式巧妙结合，寻求解题思路，使问题得到解决。运用这一数学思想,要熟练掌握一些概念和运算的几何意义及常见曲线的代数特征。 一、选择题 １．设()y f x = 的图象经过点(1,2)--（ ) A.(2,1)- B ．(8,1)-- C.(4,-解:已知得(1)2f -=-,∴1(2)1f --=- 令1 222 x -= +,得8x =-，故选答案 ２.已知函数32 ()f x ax bx cx d =+++A.(,0)b ∈-∞ Ｂ.(0,1)b ∈ C.b 解:根据图象可知()(1)(2)f x ax x x =--展开得32()32f x ax ax ax =-+ 与32()f x ax bx cx d =+++比较系数知b 3．方程1 sin()44 x x π-=的实根个数是( ) A ．2 B.３ 解:分别作出sin(y x = 与直线1 :4 l y x =的图象如下 只须考虑[4,4]x ∈-时交点个数，得答案 B. 4．设Ｐ (,) x y 是圆22(1)1x y +-=上的任意一点,欲使不等式 0x y c ++≥恒成立,则c 的取值范围是( ） A.[11]-- B.1,)+∞ C.(1) D.(,1]-∞ 解:由线性规划知识知0x y c ++≥表示点P 在直线:0l x y c ++=的上方 ∴圆在l 上方，即圆心(0,1)到l 的距离大于（或等于）1 1, ∴1c （舍去）或1c ≤,得答案D. 5.已知()()()2f x x a x b =---（其中a b <)且α、β是方程()0f x =的两根(αβ<)，则实数,,,a b αβ的大小关系是( ） Ａ．a b αβ<<< Ｂ.a b αβ<<< C.a b αβ<<< Ｄ.a b αβ<<< 解:易知,a b 是()()()0g x x a x b =--= ∵()()2f x g x =-，作(),()f x g x 得答案Ａ. 6．平面上整点(横、纵坐标都是整数的点）到直线54 35 y x =+的最小值是( ） A. 170 B.85 C. 120 D ．1 30 解：直线方程化为2515120x y -+=,设整点坐标为(,)m n ，则距离 d = = ∵5(53)051015m n -=±±±或或或 ∴min |5(53)12|2m n -+=，此时2,4m n == ∴min 85 d ==，此时整点为(2,4),选答案B ． ) 数形结合思想 1. 数形结合思想的概念。 数形结合思想就是通过数和形之间的对应关系和相互转化来解决问题的思想方法。数学是研究现实世界的数量关系与空间形式的科学，数和形之间是既对立又统一的关系，在一定的条件下可以相互转化。这里的数是指数、代数式、方程、函数、数量关系式等，这里的形是指几何图形和函数图象。在数学的发展史上，直角坐标系的出现给几何的研究带来了新的工具，直角坐标系与几何图形相结合，也就是把几何图形放在坐标平面上，使得几何图形上的每个点都可以用直角坐标系里的坐标(有序实数对)来表示，这样可以用代数的量化的运算的方法来研究图形的性质，堪称数形结合的完美体现。数形结合思想的核心应是代数与几何的对立统一和完美结合，就是要善于把握什么时候运用代数方法解决几何问题是最佳的、什么时候运用几何方法解决代数问题是最佳的。如解决不等式和函数问题有时用图象解决非常简捷，几何证明问题在初中是难点，到高中运用解析几何的代数方法有时就比较简便。 2. 数形结合思想的重要意义。 数形结合思想可以使抽象的数学问题直观化、使繁难的数学问题简捷化，使得原本需要通过抽象思维解决的问题，有时借助形象思维就能够解决，有利于抽象思维和形象思维的协调发展和优化解决问题的方法。数学家华罗庚曾说过：“数缺形时少直觉，形少数时难入微。”这句话深刻地揭示了数形之间的辩证关系以及数形结合的重要性。众所周知，小学生的逻辑思维能力还比较弱，在学习数学时必须面对数学的抽象性这一现实问题；教材的编排和课堂教学都在千方百计地使抽象的数学问题转化成学生易于理解的方式呈现，借助数形结合思想中的图形直观手段，可以提供非常好的教学方法和解决方案。如从数的认识、计算到比较复杂的实际问题，经常要借助图形来理解和分析，也就是说，在小学数学中，数离不开形。另外，几何知识的学习，很多时候只凭直接观察看不出什么规律和特点，这时就需要用数来表示，如一个角是不是直角、两条边是否相等、周长和面积是多少等。换句话说，就是形也离不开数。因此，数形结合思想在小学数学中的意义尤为重大。 3. 数形结合思想的具体应用。 数形结合思想在数学中的应用大致可分为两种情形：一是借助于数的精确性、程序性和可操作性来阐明形的某些属性，可称之为“以数解形”；二是借助形 1 引言 数与形是数学中最古老最基本的研究对象。华罗庚教授说过：“数缺形时少直观，形缺数时难入微。”数与形各有特定的含义、但他们之间相辅相成、相互渗透、相互转化。数形结合思想是重要的解题方法，是每年高考必考的重要内容，数形结合应用解题能力与学生成绩呈显著的正相关。解题时将问题转化为与之等价的图形问题，可以直观的使问题简捷获解。实现数形结合常与以下内容有关：①实数与数轴上的点的对应关系； ②所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义；③以几何元素和几何条件为背景建立起的概念；④函数与图像的对应关系；⑤曲线与方程的对应关系。应用数形结合思想不仅直观易发现解题途径，而且能避免复杂的计算推理，大大简化解题过程，这在解选择、填空题中更为显著，培养这种思想意识能开拓自己的思维视野。 2 文献综述 2.1国内外研究现状 数形结合作为高中数学中非常重要的思想方法，很早就引起了许多专家学者的关注。自笛卡尔创造了平面直角坐标系，数形结合的思想得到了突飞猛进的发展。文献[1]中叶立军谈到：“数缺形时少直观，形少数时难入微。数形结合百般好，隔离分家万事休。”近些年来，国内外仍有许多学者发表了对数形结合思想的应用研究，文献[2-3]中介绍了数形结合在概率统计和数列中的应用。文献[4-6]通过总结图形结构与数式结构提出了数形结合的两个主要途径。文献[7-10]认为数形结合可以直观快速解决很多问题，但转化时要遵循转化等价原则。不过由于数形结合思想应用范围极其广泛，所以我认为目前对数形结合思想的研究仍有很大的空间。 2.2国内外研究现状评价 文献[11-13]中介绍了许多数形结合的途径和方法，其中研究解决函数各类文章最多，集中于判断两函数图像交点个数及其他函数性质。对于数形结合在高中数学各种问题的研究并不够全面。 2.3提出问题 如今数形结合有着广泛的应用，即把数学与几何图形相结合，化繁为简，化抽象为具体，直观快速地抓住问题的本质与要害，可使解题起到事半功倍的效果。然而一个不 高中数学数形结合思想在解题中的应用 一、知识整合 1．数形结合是数学解题中常用的思想方法，使用数形结合的方法，很多问题能迎刃而解，且解法简捷。所谓数形结合，就是根据数与形之间的对应关系，通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要思想方法。数形结合思想通过“以形助数，以数解形”，使复杂问题简单化，抽象问题具体化能够变抽象思维为形象思维，有助于把握数学问题的本质，它是数学的规律性与灵活性的有机结合。 2．实现数形结合，常与以下内容有关：①实数与数轴上的点的对应关系；②函数与图象的对应关系；③曲线与方程的对应关系；④以几何元素和几何条件为背景，建立起来的概念，如复数、三角函数等；⑤所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义。 如等式()()x y -+-=21422 3．纵观多年来的高考试题，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，数形结合的重点是研究“以形助数”。 4．数形结合的思想方法应用广泛，常见的如在解方程和解不等式问题中，在求函数的值域，最值问题中，在求复数和三角函数问题中，运用数形结合思想，不仅直观易发现解题途径，而且能避免复杂的计算与推理，大大简化了解题过程。这在解选择题、填空题中更显其优越，要注意培养这种思想意识，要争取胸中有图，见数想图，以开拓自己的思维视野。 二、例题分析 例1.的取值范围。之间，求和的两根都在的方程若关于k k kx x x 310322 -=++ 分析：0)(32)(2 =++=x f x k kx x x f 程轴交点的横坐标就是方，其图象与令 ()13(1)0y f x f =-->的解，由的图象可知，要使二根都在，之间，只需，(3)0f >， ()()02b f f k a - =-<10(10)k k -<<∈-同时成立，解得，故， 例2. 解不等式x x +>2 解：法一、常规解法： 原不等式等价于或()()I x x x x II x x ≥+≥+>??? ? ?<+≥??? 020 20202 解，得；解，得()()I x II x 0220≤<-≤< 数形结合思想的含义数与形是数学中两个最古老、最基本的元素，是数学大厦深处的两块基石，所有的数学问题都是围绕数和形的提炼、演变、发展而展开的：每一个几何图形中都蕴藏着一定的数量关系，而数量关系又常常可以通过图形的直观性作出形象的描述。因此，在解决数学问题时，常常根据数学问题的条件和结论之间的内在联系，将数的问题利用形来观察，提示其几何意义；而形的问题也常借助数去思考，分析其代数含义，如此将数量关系和空间形式巧妙地结合起来，并充分利用这种“结合”，寻找解题思路，使问题得到解决的方法。 正恩格斯曾经说过:"数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的一门科学。"在数学领域中包含着两大研究对象,即"数"与"形",这两大研究对象既是对立的又是统一的,它们是数学发展的内在因素。纵观数学知识的发展长河中,数形结合始终是发展的一条主线,并且数与形相结合能够让学生在实际应用中对知识的运用更加广泛和深入。在初中数学教学中教师要特别重视将数形结合的思想渗透到教学环节中,以此来让学生感受到数形结合的伟大力量,促进学生生成数形结合的思想,让学生在以后的数学学习中受益 1.数形结合思想的涵义 “数”早期是古代的计数，现在表示数量的概念；“形”早期是古代的形状，现在表示空 间的概念。家欧几里得用自己毕生精力完成《几何原本》这一千古流芳的巨著，这是体现数形转化的文字资料。柏拉图说过，只有数学存在的实体才具备永恒的可理解性，任何科学都只有建立在几何学带来的概念和模式上，才可以解释现象表面背后的结构和关系。教育家波利亚也曾说：“画一个图，并用符号表示”。 数形结合是把数或数量关系与图形对应起来，借助图形来研究数量关系或者利用数量关系来研究图形的性质，是一种重要的数学思想方法。它可以使抽象的问题具体化，复杂的问题简单化。数形结合包含“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：一是借助形的生动性和直观性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；二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等等。 2.数形结合思想的发展数形结合思想方法
关于数形结合思想的教学方式浅谈
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三种数学思想方法教案
数形结合思想数形结合思想数形结合
数形结合的思想方法--练习
数形结合在高考解题中的应用
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数形结合的思想
《小学数学教学中数形结合思想方法的实践研究》
用数形结合的方法解题
高中数学的数形结合思想方法-全(讲解+例题+巩固+测试)
数形结合思想
数形结合思想
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高中数学数形结合思想在解题中的应用
数形结合思想的含义 数与形是数学中两个最古老