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数形结合思想在初中数学二次函数问题中的应用

 

【作者】 钟 丹

【机构】 四川省内江市资中县发轮镇配龙学校

【摘要】

【关键词】
【正文】  【摘 要】 学好数学最重要的是培养学生的数学思想,而“数形结合”正是数学思想的核心和基础。初中数学知识中,二次函数是教学重点和难点,有些学生很难理解函数这一抽象理论。若引入数形理念,就能将枯燥的数字转化为图像,能够更直观地看出数量变化特征,从而降低解题难度。秉承数形结合的思想,能够达到事半功倍的学习效果。
  【关键词】 初中数学;二次函数;数形结合;教学方法

  “数缺形时少直观,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休”(华罗庚)。数形结合是将数字与形状相结合的思想方法,有助于理解相关概念和处理相应的习题。该思想贯穿于所有数学知识当中。如果能够巧妙地应用数形结合,就能够培养学生的数学思想。以下就此进行简要分析。
  1.数形结合与函数
  函数属于数学模型,是研究物理世界变化的重要方法。无论是函数的内涵还是外延,都极具抽象特征。如何让学生能够快速理解,并能够熟练应用函数,一直是数学教师面对的难题。一般来说,如果无法理解函数概念,就无法进行后续学习。从教学实践来看,很多学生采用“死记硬背”的方法,如果借助图像变化理解记忆函数概念,就会容易得很多。
  题1:向某湖面投出一粒石子,则以落点为圆心会荡漾一圈圈涟漪。那么,上述变化中变量有哪些?若一个荡漾的涟漪面积为S,半径为r,那么S的变化与r的变化存在什么关系。解析,由于圆的面积公式为:S=πr2,那么S的变化会直接受到r的影响。借助这个学生们都接触过的日常生活,可以引出函数相关的概念,即:随着r的变化,S也会随之发生变化,那么我们就可以将r和S视作函数。由此明确出函数的定义,在某个变化过程中,存在x和y两个变量,并且x的每次确定值,都会对应y的一个固定值。由此,x被称为自变量,y则是因变量,两者的关系就是:y是x的函数。
  上述讲解引进了图像,并形象地展示出了函数中符号变化规律,让定义变得更直观。如果仅仅用语言描述,学生们就会有知其然不知其所以然的感觉,在之后学习二次函数、反比函数、三角函数时,更会一头雾水。
  2.数形结合与函数问题
  2.1解决函数概念问题
  解决函数概念相关问题,采用以形解数的方法,能够将复杂的数量关系转换为直观的图像,所有问题及发展规律会一目了然。比如:某化工公司购入一批原料,进价为30元/kg,考虑到各种因素,我们设定日销量为y(kg),销售单价为x(元),若x=60,y=80,x=50,y=100,但销售过程中还会产生其他费用(450元/天)。(1)求出y函数关系,并确定自变量(x)的取值范围(不得超过60元/kg)?(2)求得日获利y(万元)和自变量(x)之间的函数关系;(3)公司日获利最大y(万元)时,单价应该为多少,能获利多少?上述问题,均可以采用y=kx+b的公式表示出来,并将x与y值代入公式中,从而求得k、b的数值。但在(3)中,我们可以借助函数图像解决问题,观察图像最高点就能得出最大值。当然,该数值可以用代数计算出来,但通过函数图像能够快速理解本题的意图,以及函数与对应变量之间的关系。
  2.2解决函数性质问题
  函数概念和函数性质前后出现在教材当中,若对函数性质理解不准确,后面就无法灵活运用函数。在实际教学中,数形方法能够让学生更好地理解函数性质,通过函数图形直观地表现出函数性质,比如:二次函数与对称问题(见图1),图像按照从左向右的顺序而逐渐降低,函数值也随之减少。当达到对称轴后,则由左向右依次上升,函数值也随之增加。那么,拐点就处于定点位置。通过图形变化特征,就能很好的记住函数的性质。
  同样以图1为例,题1:求函数f(x)=x2-x-2的零点。学生们要明白函数零点就是图像与x轴交点数值,通过图1我们可以清楚地得出答案。如果单纯的计算,就会加大理解难度,无法确定两者之间的相互关系。








  题2:已知,y1=ax2+bx+c,与y2=kx+m,(k≠0)交汇于点A(-2,6)和点B(8,3),若满足y1<y2,求X取值范围? 
  解析:画出函数大概图形(见图2),就能够比较轻松的解题。当解决此类问题时,我们应该帮助学生构建图形,从而更好地理解函数性质,提升学生的解决问题的能力。










  2.3 解决数学模型问题
  数学模型是一种重要的解题方法,帮助学生建立数学模型能够让他们更好地理解理论性的知识,并能更好地解决实际问题。此外,数学模型的应用,让学生们感觉数学更为有趣,更期待进一步学习。比如:函数y=2x?+8x+k的抛物线图,与y轴交于C点(0,5),动点P在抛物线上,则△POC处于等腰三角形状态(OC为底)时,求p点数值。根据已知条件,快速画出抛物线图像,借助数字建模确定C点位置,并求出k的数值,然后设定P点为(x,y),并以OC中点画出垂线,由于OD=3,则能直接求得P的纵坐标(y=3),借助解析式,就能求出P的横坐标。在同类习题当中,数形结合思想能让复杂的问题更加直观,更好地运用函数知识。
  总结
  在学习数学知识过程中,数形结合是最重要的思想,能够将各种复杂的性质、关系直观地展现出来。尤其在代数和几何知识当中,数形结合能够囊括所有学习知识,为学生解题提供便利条件。初中数学教师应该注重培养学生的数形结合的数学思想,就能更有效地解决各种数学问题,为数学的后续学习奠定基础。
  • 【发布时间】2022/4/12 18:17:46
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