运用“数形结合”,提高学生的解题能力

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  数形结合的有机统一,终始贯穿于数学学科研究与发展的整个过程,贯穿于数学课堂教学中,学生一旦掌握了数形结合的解题方法,就能使许多问题迎刃而解,对培养学生的解题能力的提高非常重要,通过在多年的教学实践中,本人认为从以下的几方面学习研究应用结合来提高学生的解题能力。
  一、几何问题用代数方法来解决
  几何中的许多计算与证明问题,常常根据图形对特点,问题的条件等因素,应用代数方法,建立方程等数量关系来解决,这样不仅使繁杂问题简单化,抽象问题直观化,在很大程度上提高了学生的分析问题与解决问题的能力,激发了学生的学习数学的热情与欲望。
  例1:如图:在ABC中,AB=AC,点D在AC上,且BD=BC=AD,求ABC的各角度数。
  分析:本题的条件是几组线段的长度相等,而并无角度的大小,但应用等腰三角形的性质“等边对等角”,可设为A=x°,然后用方程思想解决。
  解:设A=x°,因为AD=BD=BC
  所以ABD=A=x°
  BDC=2x°(三角形外角性质)
  所以C=BDC=2x°
  因为AB=AC
  所以ABC=C=2x°
  在ABC中(BCD中)
  x+2x+2x=180°
  x=36
  所以A=36°,ABC=C=72°
  点评:本题虽为几何问题,根据其条件,用代数方法解题较为简单,体现数形结合思想的重要性。
  二、代数问题用几何方法来解决
  当数学问题以代数形式给出时,应借助直观挖掘它的几何意义。
  例2:比较x2-x的大小
  分析:这是一道比较两个代数式大小关系的问题,看上去难度较大,如果能根据问题的特点,建立对应的几何图形,利用图形的直观性,即“数无形,少直观”使问题会变得简单化。
  解:设y=x2-x根据二次函数性质画出图形
  由图可知:
  ①当x=0或x=1时,y=0
  即x2=x
  ②当x<0或x>1时,y>0
  即x2-x>0、x2>x
  ③当0  即x2-x<0、x2  点评:通过构建图形,借助图形的直观性巧妙地解决了两个代数式之间的大小关系问题。
  三、巧用数形结合,降低解题难度,提供简捷的解题途径
  例3:已知过两点可画一条直线,过不在同一直线上的三点可画三条直线,如此下去,过任意三点不在同一直线上n个点能画几条直线呢?
  分析:这是一道数学推理题,如果直接给出结论n×(n-1)÷2这一公式,学生难易理解,但通过画图直观性,学生也就不难接受。
  如图:
  图1 图2
  注:2点:2×1÷2=1 注:3点:3×2÷2=3
  图3 图4
  注:4点:4×3÷2=6 注:5点:5×4÷2=10
  根据这些图,可将找规律的数学问题转化为具体的图形,这些图形每个字母边上的数字,由分析可知这些数字表示从该点出发,与其它个点分别连线,可以画出的直线条数。(注意重复部分)
  如:2个点为:2×1÷2=1
  3个点为:3×2÷2=3
  4个点为:4×3÷2=6(3表示过1点与其它各点连三条直线)
  5个点为:5×4÷2=10(4表示过1点与其它各点连四条直线)
  依次类推:10个点、100点呢,学生通过上面的图形很快知道10个点有:10×9÷2=45条,100个点:100×99÷2=4950条。
  最后得出点数:n个时,直线数多少条?n(n-1)÷2,由此可见巧妙运用数形结合,可以收到意想不到的效果,不但降低解题的难度,还极大地激发了学生求知、探知的渴望。让学生意识到许多数学问题可通过这几何图形来解决。
  四、数形结合与其它学科的有机结合
  在数学解题时,常常运用多媒体辅助教学,不但让课堂变得更加精彩,而且使学生了解数形结合能渗透到各学科中去发挥作用。
  例4:已知四边形ABCD是直角梯形,AB∥CD,AD=10,AB=9,BCD=,求①A、B、C各点坐标;②求直角梯形ABCD的面积。
  分析这道题求A、B、C各点的坐标答案不唯一,可借助多媒体,建立各种不同平面直角坐标系来解决,让学生知道多媒体的使用,不仅使课堂变得精彩,其动画效果能让学生直观看到,当坐标系建立不同,答案也不同,同时了解数形结合在数学解题过程中重要的作用。另外数形结合还与物理学科地理学科等学科结合。
  用数形结合思想解题,就是利用教学中“形中蕴数”,“数中涵形”的和谐统一,抓住数与形互相联系的纽带,找出数与形互相渗透的因素,准确地由数思形式即用形来解决数的问题,或由形思数来解决形的问题,使数与形达到完美的渗透。
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