基于数形结合方法的高中数学学习研究

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  数学在高中学习中占据着极其重要的地位。从本质角度来讲,这门学科主要考查数量关系与空间形式这两种要素。很多同学对上述两种要素的理解较为困难,而数形结合方法则在这两种要素的理解方面存在一定优势。
  因此,为了提升学习质量,同学们应该加強数形结合方法在高中数学学习中的应用。下面就以基于数形结合方法的不等式解题为例,对数形结合方法在高中数学学习中的应用进行分析。
  例解关于x的不等式ax2-4≥4x-ax,其中a∈R。
  解:将题目中的不等式化为
  ax2+(a-4)x-4≥0。
  (1)当该不等式中的a=0时,可解得x≤-1。
  (2)当该不等式中的a≠0时,可将整个不等式的前半部分命名为一个函数:y=ax2+(a-4)x-4。
  在这个一元二次函数中,其所对应的一元二次方程为ax2+(a-4)x-4=0。
  因此,这个一元二次方程的判别式Δ=(a-4)2-4a×(-4)=(a+4)2=a+4≥0。
  当Δ=0时,此时,上述公式中的a=-4时,原题目中的不等式可化为x2+2x≥0。在这种情况下,可以利用数形结合法将原本的不等式关系转化成函数图形。整个函数的开口方向应该向下,且与x轴的交点只有一个,即x=-2。
  (3)当a不为0和-4时,上述方程中的x有两个解x1和x2,它们分别为4-a-a+44a和4-a+a+44a。
  此时仍然需要利用数形结合方法,将上述公式转化成图1所示的函数图形:利用上述函数图形,可得两个解分别为:图1x1=4-a-a+44a=-2,
  x2=4-a+a+44a=4a。
  此时,可得题目中不等式的解为x≤-2或x≥4a。
  (4)当-4  (5)当a<-4时,利用数形结合方法,可将数量关系转化成图3所示的函数图像。
  x1=4-a-a+44a=4a,
  x2=4-a+a+44a=-2。
  此时,题目中不等式的解应该为-2≤x≤4a。
  结论:数形结合方法是帮助大家降低高中数学问题解题难度、缩短解题时间的一种重要方法。因此,在实际的高中数学学习活动中,同学们需要加强对数形结合方法的内涵及应用的理解,使得再遇到无法直接理解的图形问题或数字形式问题时,能够通过原本形式向另一种形式的转化,顺利解决数学问题。
  作者单位:安徽省天长市天长中学
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