数形结合问题研究论文呢

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数 形 结 合江苏省阜宁中学 黄爱华 224400数形结合是根据数量与图形之间的关系，认识研究对象的数学特征、寻找解决问题的一种数学思想。通常情况下，在应用数形结合思想方法解决问题时，往往偏重于"形"对"数"的作用，也就是经常地利用图形的直观性来解决某些数学问题。数形结合思想方法是近些年来高考重点考查的思想方法之一，每年的高考试题（特别是客观题）能够用此方法解决者均占相当的比例。其特点是形象、直观、快捷，因此是高考备考中应予重视的重要数学解题方法。例1 （1995年全国理）已知I为全集，集合M、NI，若M∩N=N，则（ ）A、 B、M C、 D、分析:集合M、N比较抽象，欲具体考察其关系有困难，若能借助集合的图示（文氏图），就能化抽象为具体，故可作出文氏图加以解决。可作出文氏图加以解决：解：用文氏图来表示M、N（如图1），显然CIMCIN ，故选C评注：对于抽象集合问题，只须按题设作出文氏图即可解决。例2、（2003年新课程理）设函数f(x)=，若f(x)>1，则x0的取值范围是A.(-1,1) B.(-1,+∞) C.(-∞,-2)∪ (0,+∞) D.(-∞，-1)∪ (1,+∞)分析：常规思路：分段函数进行分段处理，因为f(x0)>1，当x0≤0时，2-x0-1>1，2-x0>2，∴x0<-1；当x0>0时，∴x0>1综上，x0的取值范围是(-∞,-1)∪(1,+∞)本题若作出函数图象，就能回避分类讨论。解：首先画出函数y=f(x)与y=1的图象（图2），结合图象，关注选项特征，易得f(x)>1时，所对应的x的取值范围，选D。评注：对于与分段函数相联系的相关问题（如不等式，最值），均可借助图象法优化解题，另外，对于一些简单不等式，特别是解无理不等式，抽象不等式，均可考虑数形结合法，请看例3 。例3、（1）已知奇函数f(x)的定义域为{x|x≠0,x∈R}，且在（0,+∞）上单调递增，若f(1)=0，则满足x·f(x)<0的x的取值范围是_________。（2）解不等式>x+1分析（1）：函数f(x)比较抽象，欲化归为具体目标不等式困难，注意到x·f(x)<0表明自变量与函数值异号，故可作出函数f(x)的图象加以解决。解：作出符合条件的一个函数图象（示意图）如图3，观察图象易知，满足x·f(x)<0的x的取值范围是(-1,0)∪(0,1)。分析（2）：令y1=的图象为C1，y2=x+1的图象为C2，则解不等式就归结为寻求C1在C2上方时x的取值范围。解：在同一坐标系内分别作出y1=和y2=x+1的图象（图4），由=x+1解得A(2,3)，观察图象易得原不等式的解集{x|- ≤x<2}。例4、（2004年上海）若函数f(x)=a|x-b|+2在[0，+∞)上为增函数， 则实数a,b的取值范围是______。分析：①当a>0时，需x-b恒为非负数，满足题意，即a>0，b≤0。②当a<0时，x-b恒为非正数，又∵x∈(0.+∞)，∴不成立。综合①②知a>0且b≤0。这是给出的参考答案，本题若能从函数f(x)的图象考虑，不难迅速确定答案。解：先作出函数f(x)的图象，由图象变换理论，只须将O（0，0）移至O'（b,0），在新系下，只须作出y=a|x|+2图象，若b>0，结合图象知，f(x)在[0,+∞)不单调。∴b≤0，此时要使f(x)在[0，+∞）递增，结合图象分析得a>0。评注：图象法是解决函数单调性问题的最基本方法。例5、（2004年上海）已知二次函数y=f1(x)的图象以原点为顶点且过点（1，1），反比例函数y=f2(x)的图象与直线y=x的两个交点间的距离为8，f(x)=f1(x)+f2(x)（1）求函数f(x)的表达式。（2）证明：当a>3时，关于x的方程f(x)=f(a)有三个实数解。分析：由（1） ∴方程f(x)=f(a)即为，若去分母则得到关于x的三次方程，从“数”上处理较难，若能从“形”上考虑，“数形结合”问题可找到解决的方案。解（2）：由f(x)=f(a)得，在同一坐标系内作出f2(x)=和f3(x)=+的大致图象（图5），易知f2(x)与f3(x)在第三象限只有一个交点，即f(x)=f(a)有一个负数解。又f2(2)=4，f3(2)=+-4当a>3时，∴当a>3时，在第 一象限f3(x)的图象上存在点(2,f3 (2))在f2(x)图象的上方。∴f2(x)与f3(x)在第一象限有两个交点，即f(x)=f(a)有两个正数解。因此，方程f(x)=f(a)，有三个实数解。评注：关于方程根的个数问题，使用数形结合处理比较方便、直观。综上，从内容上讲，可以用数形结合思想方法解决的问题，主要有以下几类：（1）集合的图示；（2）与函数性质有关的问题；（3）与方程、不等式有关的问题；（4）最值问题；（5）与解析几何有关的问题。在使用数形结合方法时，要注意以下两点：（1）数形结合常用来解选择题，填空题，属简缩思维模式，若用来处理解答题，要特别注意说理的严密性，如例5中两函数在第 一象限的交点的说明。（2）在数形结合时，要注意对函数的优化选择，达到简洁、容易的目的，如将函数转化为=+处理。

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