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(学军中学,浙江 杭州 310000)
数形结合是中学阶段重要的思想方法,是培养学生直观想象能力的重要途径,是提升学生核心素养的重要载体.从数到形,由形到数,让学生在分析问题和解决问题中提升素养.从数到形,问题更加直观;由形到数,问题更加严谨,更加贴近数学的本质.
数形结合思想是浙江省数学高考重点考查的内容之一.浙江省试题具有简洁严谨的特点,非常注重学生对问题本身的理解,对数形结合思想的考查常从概念出发,形成图形,然后解决问题.如2017年浙江省数学高考试题第3~5,7,10,15,17,21题,都与数形结合有关,可以预测:数形结合思想仍将是2018年浙江省数学高考考查的重点和热点之一.
分析如图1,点A在以O为圆心、BC为直径的圆上,由已知条件得
图1
从而
评注本题关键在于形的构造,找到点M动的原因是点A在圆上运动,由此将问题转化为对投影的分析,通过寻找两个极端位置,顺利实现对本题的突破.
图2
评注本题关键在于对绝对值的分析,转化为两个函数纵向距离差的最大值,逐步分析,最终找到取到复合最小值的位置.
例3若不等式(ax+3)(x2-b)≤0对任意的x∈(0,+∞)恒成立,则 ( )
A.ab2=9 B.a2b=9,a<0
C.b=9a2,a<0 D.b2=9a
图3
评注从两个函数的图形特点出发,分析两个函数零点必有一个重合的条件,本题通过一个图,巧妙地回避了很多讨论,非常灵巧.
A.必为正数 B.必为负数
C.必为非负 D.必为非正
图4
分析由题意知f′(x)=x2-2x+a,设A,B为f′(x)的两个零点,则
f′(t+2)>0.
评注本题的数形结合一气呵成,从中发现点E是1~t之间的三等分点,这是本题最大的亮点,充分说明图形是解决问题的重要载体.
例5设函数f(x)=x2-ax+a+3,g(x)=ax-2a,存在x0∈R,使得f(x0)≤0与g(x0)≤0同时成立,求实数a的最小值.
分析对a进行讨论:
综上所述,a的最小值为7.
图5 图6
评注问题的关键在于对于同一个x0,函数值均不大于0,反映在图像上均小于0,这个关键在于排除a≤0的情况,然后找到a>0情形的边界条件.
图7
评注把代数问题转化为距离问题,把两个动点距离问题转化为圆到打勾函数的距离问题.这是本题的亮点,也是数形结合的重要运用.本题通过图形发现问题、分析问题,然后解决问题.
2.已知向量a,b满足|a|=1,|b|=2,则|a+b|+|a-b|的最大值是______,最小值是______.
参考答案
图8 图9
7.解如图9,联结AC,MN交于点F.由点N,F,M共线可知
由点A,F,C共线可知
图10
[1] 范迪飞,朱哲.以“本”为据 以“思”促教——高三数学解题教学的实践与思考[J].中学教研(数学),2017(12):9-12.
[2] 张春杰.数形结合思想方法[J].中学教研(数学),2017(2):23-26.