数形结合思想在“一次函数”解题中的应用

发表时间:2020/8/20   来源:《中小学教育》2020年9期   作者:郑德山
[导读] 在解题过程中,利用数形结合的思想解答数学问题,
        摘要:在解题过程中,利用数形结合的思想解答数学问题,往往能够起到事半功倍的效果,在解答与“一次函数”相关的问题的时候,可以画一个直角坐标,先根据题目中给到的点标在直角坐标系中,这样就可以直观的把所有信息都体现在图上,使解题更加方便,不会漏掉重要信息,而且在解题后,还能根据直角坐标系进行验证,用数形结合的思想在“一次函数”解题中是非常实用的。

关键词:数形结合;一次函数;解题应用

        一次函数在初中数学中是比较基础的章节,这一章节也可说是小学数学与初中数学的过渡,同学们要逐渐适应这样的函数形式,通过数行结合的思想可以很好地解决一次函数相关的问题,数形结合法是解决数学问题的重要方法之一,体现了数量关系与空间形式是相互联系和转化的,将抽象的数式与具体的图形相结合与转化,把数量关系转化为图形或把图形问题转化为数量关系进行研究.在一定的条件下,将数与形进行巧妙转化,以形助数,以数解形,化难为易,有时会起到事半功倍的效果.
(1)以形助数:仔细观察图形的形状、大小、位置关系,充分利用线段、面积与周长等数量关系将数转化为形来求解.
例1:已知:如图,平面直角坐标系中,A(1,0),B(0,1),C(-1,0),过点C的直线绕C旋转,交y轴于点D,交线段AB于点E。
(1)求∠OAB的度数及直线 AB的解析式:
(2)若△OCD 与△BDE 的面积相等,求直线 CE 的解析式;若 y 轴上的一点P 满足∠APE=45°,请直接写出点P的坐标。
 
解题思路:
(1)由A,B两点的坐标知,LAOB为等腰直角三角形,所以ZOAB=45°
(2)△OCD与△BDE?的面积相等,等价于△ACE?与△AOB?面积相等,故可求E点坐标,从而得到CE的解析式;因为E为AB中点,故P为(0.0)时,∠APE=45°

        在例1当中,运用的就是以形助数的解题方式,在这道题目当中,给出了在直角坐标系的电的位置和图形,从图形中,我们可以清晰地看到OA=OB=1,△AOB为等腰直角三角形,而等腰直角形的除直角以外的两个角的度数是45°,从坐标系中清晰可见,如果题目中没有给出直角坐标系,那么,只依靠想象和计算推演出△AOB为等腰直角三角形就比较困难了。根据A、B两点的坐标求直线AB的解析式就非常简单了,只需要将坐标带入y=kx+b,就可轻松得出直线AB的解析式为:y=x+1。
        第二问中,已知△OCD与△BDE?的面积相等,考虑面积相等这个条件时,直接算比较困难,往往采取补全成一个容易计算的面积来解决问题,因此等价于△ACE?与△AOB?面积相等,根据这个条件,我们可以求出点E的坐标,已知点E的坐标和点C的坐标,再求直线CE的解析式也非常简单了,只需要把两点坐标带入解析式,就可得出直线CE的解析式:y=1/3x+1/3;当点P(0.0)时,我们可以从图中看出,△APE又是一个直角三角形,因此∠APE=45°。
        在这道例题当中,我们充分利用了图中三角形的特点直接看到了相关角度,并且根据补全三角形面积得方法找到相关电的坐标,从而求得解析式,这就是用数形结合的思路来解题,帮助同学们可以正面的直观的看到解题步骤,从而准确解出题目,在类似的题目当中,数形结合的方法都可以被应用,可以帮助学生更好地理解一次函数的含义,也能够提升解题速度和准确性,帮助学生理清解题思路。
(2)以数解形:要先充分挖掘出图形中的数量关系,使用代数式求解几何问题,根据图形建立方程或函数关系是常用的方法.
        .
        
        解析思路:从一次函数的特性中我们知道,y=kx+b,其中b是图像与Y轴相交的位置,这道选择题中,因为给出了(k0)的条件,那么就一定是正数,一定与y轴的正半轴相交,根据这个条件,我们看ABCD四个选项,只有B选项符合答案,因此,正确答案应该是B.通过简单的分析推理,正确答案就直接出来了,ACD三个选项不需要考虑,可以直接排除掉,这样在选择题中,就可以节约大量的时间,还能够保证答题的准确率,因此,用数形结合的理念来解析一次函数是非常简单的。
        
        
        

        
        解析思路:首先,看到这道题目的时候,首先自己在草纸上画一个象限图,x前面的系数是正数,说明图像肯定会在一、三象限,b=2是正数,与y轴正半轴相交,因此会穿过第二象限,所以正确的选项应该是A选项,这个图像应该存在于一、二、三象限。这样运用图形结合法解决一次函数的问题就非常的简便了。
        说到这里,我们在分析一下一次函数应用数形结合的方法的解题思路,当遇到一次函数相关的问题的时候,我们要先画一个象限图,然后根据描点法在图中找到这些点的坐标,根据两个点的坐标,用待定系数的方法,就可以确定一次函数的解析式了。还有一些的相关衍生问题,比如根据一次函数与x/y轴围成的三角形面积问的相关问题,遇到这种问题的时候,一定要结合图形,找到这个图形的一些特点,比如是直角三角形或者是等边三角形,就可以求出相关角的角度,或者根据等边三角形三个边相等的特点求出相关的坐标,然后根据点的左边,用待定系数发,就可解决一次函数的解析式了。
        总  结
        在初中数学当中,一次函数是非常基础而且重要的问题,在解决这样的问题的时候,数形结合发是一种非常有效而且准确率高的方法,本文通过举例说明在一次函数解题过程中应用数形结合的方法,阐述了数形结合这一解题思路的重要性,希望日后在一次函数的教学过程中,教师要注意多应用这一方法帮助同学滤清解题思路,并且应用这样的方法节省选择题的时间。帮助同学们找对方法,爱上数学课,
         

参考文献

[1]浅谈数形结合思想在高中数学解题中的应用[J]. 宋端坤.??数学学习与研究.?2013(21)
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[4]数形结合思想在高中数学解题中的应用分析[J]. 陈耀阳.??数学学习与研究.?2019(21)
[5]浅谈数形结合思想在数学解题中的应用[J]. 徐玉明.??数学学习与研究.?2010(17)
[6]浅谈数形结合思想在中学数学解题中应用[J]. 张长耀,王坤,郑灿伟,刘秀丽.??数学学习与研究.?2018(01)
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