例谈“以数助形”在初中数学综合解题中的应用
宜兴外国语学校 汤舟 裴姣
“数”与“形”是初中数学的两个主要研究对象,这两方面的内容是紧密联系在一起的。在
初中数学的解题中得以充分的体现,对掌握初中数学起到决定性的作用。“以数
助形”是一种非常重要的数学思想,在初中数学解题中起着关键性的作用。下面用几个例题
来谈一谈“以数助形”在初中数学综合解题中的有效应用。
例1.如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,∠B=90°,AB=6cm,CD=2cm.P为线段BC上
的一动点,且和B、C不重合,连接PA,过点P作PE⊥PA交射线CD于点E.聪聪根据学习
函数的经验,对这个问题进行了研究:设BC=
cm,当点P在线段BC上运动时,点E总在
线段CD上, 求
的取值范围。
由题意可得随着P点的变化,即BP的长度的变化,CE的长度在变化,所以若把BP的长度看作为自变量,则CE的长度为因变量,从而利用等量关系得到二次函数。
解:∵
∴∠APE=90°
∵∠APB+∠CPE=90°,∠CEP+∠CPE=90° ∴∠APB=∠CEP,
又∵∠B=∠C=90° ∴△ABP∽△PCE
设BP的长度为xcm,CE的长度为ycm,
∵△ABP∽△PCE ∴
,即
,
∴![]()
∴当
时,y取得最大值,最大值为![]()
∵点P在线段BC上运动时,点E总在线段CD上 ∴
,解得![]()
∴
的取值范围为:![]()
本题考察了代数几何综合题、相似三角形的判定与性质、二次函数最值等知识点,所涉及考
点众多,有一定的难度。用函数的最值就可以轻松解决了问题,是“以数助形”的一次典型
的应用。
例2.在平面直角坐标系
中,反比例函数
的图象经过点A(3,4),过点A的直线
与
轴、
轴分别交于B,C两点若△AOB的面积为△BOC的面积的2倍,
求此直线的函数表达式。
此题中的反比例函数很容易就可以确定,但一次函数的不能完全确定。可以利用面积的关系列出方程,解方程就可以确定待定系数
、
。
解:∵反比例函数
的图象经过点A(3,4) ∴![]()
∵直线
过点A(3,4) ∴
∴
∴![]()
∵直线
与
轴、
轴分别交于B,C两点
∴B(
,0),C(0,
) ∴OB=
,OC=![]()
∵△AOB的面积为△BOC的面积的2倍
∴
∴
∴![]()
∴
∴![]()
或![]()
∴
(不合题意,舍去)或
或![]()
∴
或![]()
从这题的解答,通过面积关系列出方程,正确的解出方程的解。可以体会到“以数助形”在
解题中的化繁为简。所以“以数助形”在初中数学综合解题中的应用可以把所有的可能性都
解出来,确保解题的完整性。
例3.如图,点A是反比例函数
上的一个动点,过点A作AB∥
轴,AC∥
轴,分别交函数
的图像于点B、C,点D是直线
上的动点,请探索在点A运动过程中,以A、B、C、D为顶点的四边形能否为平行四边形,若能,求出此时点A的坐标;若不能,请说明理由。
此题从几何的角度主要是利用平行四边形的性质,单纯用几何关系是很难解决问题。引进参数,利用关系,得到方程,就很容易解决问题了。
解:令A
,则B
,C![]()
(1)若AB为对角线,则D![]()
∵点D是直线
上的动点 ∴
∴![]()
∵
∴
∴A![]()
(2)若AB为边,则
或![]()
∵点D是直线
上的动点 ∴
或![]()
∵
∴
或![]()
∴A
或A![]()
∴A
或A
或A![]()
“以数助形”在解题中可使复杂的问题简单化,有利于开阔学生的数学思维方式,有利于提高学生在数学问题中建立模型的能力,有利于增强学生探求知识的兴趣,感知数学中的美。