数形结合例题教师
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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:?实数与数轴上的点的对应关系;?函数与图象的对应关系;?曲线与方程的对应关系;?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;?所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义。
22 如等式()()xy,,,,214
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、应用举例
题型一:数形结合思想在集合运算中的应用
例1.设命题甲:0
计算公式
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,“甲乙能会面”的概率 P(甲乙能会面),g的面积/G的面积, .
,点评, 解决问题的关键是要构造出随机事件对应的几何图形,利用图形的几何度量来求随机事件的概率.
题型三:数形结合思想在圆锥曲线中的应用
y22如果实数、满足,则的最大值为xyxy()(),,,23 例7. x
133 ABCD....3232
22 【解析】 等式有明显的几何意义,它表坐标平面上的一个圆,()xy,,,23
yy,0圆心为(2,0),半径r,3,(如图),而,则表示圆上的点(x,y)与坐 xx,0
标原点(0,0)的连线的斜率。如此以来,该问题可转化为如下几何问题:动点A
在以(2,0)为圆心,以3为半径的圆上移动,求直线OA的斜率的最大值,由图可见,当?A在第一象限,且与圆相切时,OA的斜率最大,经简单计算,得最
22xy已知x,y满足,,1,求y,3x的最大值与最小值例8. 1625
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22xy【解析】构造直线的截距对于二元函数y,3x在限定条件,,1下求最值问题,常采用1625的方法来求之。
令,则,yxbyxb,,,,33
22xy 原问题转化为:在椭圆,,1上求一点,使过该点的直线斜率为3,1625
且在y轴上的截距最大或最小,
22xy由图形知,当直线y,3x,b与椭圆,,1相切时,有最大截距与最小截距。 1625
y,3x,b,,2222 ,169x,96bx,16b,400,0,xy,,1,1625,
由,,0,得b,?13,故y,3x的最大值为13,最小值为,13。题型四:数形结合思想在三角函数、复数中的应用
sinxsinx例9(函数f(x)=+2 ,的图像与直线y=k有且仅有两个不同的交点,则kx,[0,2,]
的取值范围是 .
[解析]分段表示f(x),数形结合求出k的取值范围。
,3sin,,[0,]xx,(),fx函数f(x)在的图像知,1
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