数形结合,顾名思义,就是将数学的两种表现形式——“代数”和“图形”有效地结合起来,互相补充,以达到解题的目的。作为数学解题中最基本的解题方法,数形结合思想在高中数学解题中得到了广泛运用,其主要用于解决函数问题、几何问题等。本文将对此两种应用展开探讨。一、数形结合思想在函数问题中的应用

【例】已知函数f(x)=■x3+■x2-ax-a,其中a>0,且该函数在(-2,0)区间内有两个零点,求a的取值范围。

我们可以发现,这道例题是关于对数函数单调性、零点、值域等的问题。从问题入手,要想求出a的取值范围,就必须找到一个关于a的不等式函数。解题目标明确后,我们转向对题干信息的充分挖掘和剖析,在这过程中就需要结合函数的图象,借助其辅助功能,提高解题的速率。根据题干信息“且该函数在(-2,0)区间内有两个零点”探讨时,我们可以画出以下两种图象:

观察图象,我们可以发现信息“且该函数在(-2,0)区间内有两个零点”可以分为两种情况:①f(-2)>0且f(-1)<0 且f(0)>0;②f(-2)<0 且f(-1)>0且f(0)<0 。另外由于f’(x)="x2+(1-a)x-a(a">0),得出函数f(x)在(-2,-1)内单调递增,因而排除第一种情况。所以由不等式②可得出a∈(0,■)。

这道题的解题是完全建立在函数图象基础上的,它穿针引线地贯彻在解题的始终,成为思维衔接的一座桥梁。

二、数形结合思想在解决几何问题中的应用

相对于函数比较明显的“数”的特征,几何问题中则“形”的特征更为突出,数形结合的思想表现的较为典型,其充分表现在“以数解形”方面。

【例】已知某一菱形ABCD的边长为8cm,点E为边AB的中点,连接DE,其与对角线AC相交于点M,求■的值。

我们可以发现,题目需要求出两条线段的比值,按照传统的解题思路,就是直接求出MC、AM的长度或利用代数找出两条直线的关系,从而进行解题。但是,学生一旦陷入出题者的这个陷阱中去,不仅会浪费很长的时间在计算上,而且很难得到正确的答案。而如果能够及时地转变解题思路,从“图形”方面入手,就可以凭借“四两拨千金”的智慧,快速地得到正确的答案,从而大大地节省做题时间。

观察上图,连接DB与AC相交于O点,根据菱形的性质(三线合一)我们马上可以得知M点是△ADB的重心。再根据重心的性质和规律,可得AM:MO=2:1,由于菱形对角线互相平分,所以OC=AO,迅速可以得出■=3:2。另外,仔细观察解题过程,我们可以发现菱形边长的大小是不影响线段MC与AM的比值的,这就意味着题目中所得出的性质适用于每一个菱形中,学生在解填空题或选择题中可以作为性质使用,能够有效地提高解题速度。

综上,“以数解形”的解题方法不仅可以沟通数与形的内在联系,而且把代数式的精确性与几何图形的直观性描述有机地结合起来,达到优势互补的效果。