新高考数学二轮复习 第2部分 思想方法 第2讲 数形结合思想(含解析)课件PPT
展开思想概述 数形结合思想,就是根据数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的思想.数形结合思想的应用包括以下两个方面:(1)“以形助数”,把某些抽象的数学问题直观化、生动化,能够变抽象思维为形象思维,揭示数学问题的本质;(2)“以数定形”,把直观图形数量化,使形更加精确.
利用函数图象可直观研究函数的性质,求解与函数有关的方程、不等式问题.
方法一 利用数形结合求解函数与方程、不等式问题
思路分析 方程f(x)=b有三个不同的根→函数y=f(x)的图象和直线y=b有三个交点→画函数图象
解析 作出f(x)的图象如图所示,当x>m时,x2-2mx+4m=(x-m)2+4m-m2.要使方程f(x)=b有三个不同的根,则有4m-m2
正确作出两个函数图象是解题关键,直观是本解法的最大优势.
例2 当x∈(1,2)时,不等式(x-1)2
方法二 利用数学概念、表达式的几何意义求解最值、范围问题
思路分析 求|c|的最大值→考虑向量a,b,c的几何关系→通过几何意义观察|c|的最值
∴O,A,C,B四点共圆.
例4 设P是抛物线y2=4x上的一个动点,则点P到点A(-1,1)的距离与点P到直线x=-1的距离之和的最小值为________.
解析 如图,易知抛物线的焦点为F(1,0),准线是x=-1,
由抛物线的定义知点P到直线x=-1的距离等于点P到F的距离.于是,问题转化为在抛物线上求一点P,使点P到点A(-1,1)的距离与点P到F(1,0)的距离之和最小,显然,连接AF与抛物线相交的点即为满足题意的点,
应用几何意义法解决问题需要熟悉常见的几何结构的代数形式,主要有:①比值——可考虑直线的斜率;②二元一次式—可考虑直线的截距;③根式分式——可考虑点到直线的距离;④根式——可考虑两点间的距离.
对一些几何动态中的代数求解问题,可以结合各个变量的形成过程,找出其中的相互关系求解.例5 已知抛物线的方程为x2=8y,点F是其焦点,点A(-2,4),在抛物线上求一点P,使△APF的周长最小,求此时点P的坐标.思路分析 △APF的周长最小→结合抛物线定义转化|PF|=|PQ|→结合图形观察三边关系求最值
方法三 几何动态问题中的数形结合
解 因为(-2)2<8×4,所以点A(-2,4)在抛物线x2=8y的内部,如图,设抛物线的准线为l,过点P作PQ⊥l于点Q,过点A作AB⊥l于点B,连接AQ.
则△APF的周长为|PF|+|PA|+|AF|=|PQ|+|PA|+|AF|≥|AQ|+|AF|≥|AB|+|AF|,
当且仅当P,B,A三点共线时,△APF的周长取得最小值,即|AB|+|AF|.因为A(-2,4),所以不妨设△APF的周长最小时,点P的坐标为(-2,y0),
通过定义转化|PF|=|PQ|,利用三角形两边之和大于第三边,两次放缩,图形间的关系是解题关键.
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