導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用作為高中數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),是高中學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容之一,以導(dǎo)數(shù)作為工具分析和解決一些函數(shù)性質(zhì)和實(shí)際應(yīng)用問題又是高考中的熱點(diǎn),那么如何將“新課標(biāo)”理念貫徹到平時(shí)的導(dǎo)數(shù)教學(xué)實(shí)踐中去是廣大教師在實(shí)踐中需要三思的問題。下面結(jié)合自己在高中“導(dǎo)數(shù)”的教學(xué)經(jīng)歷,談一談體會(huì):
一、將“導(dǎo)數(shù)”的基礎(chǔ)及精髓落到實(shí)處,體現(xiàn)出導(dǎo)數(shù)的優(yōu)越性
導(dǎo)數(shù)的概念是微積分的核心概念之一,它有著極其豐富的實(shí)際背景和廣泛的應(yīng)用。如何使學(xué)生更好地理解導(dǎo)數(shù)的含義,體會(huì)導(dǎo)數(shù)的思想和內(nèi)涵,并會(huì)應(yīng)用導(dǎo)數(shù)探索函數(shù)的單調(diào),極值等性質(zhì),便是我們?cè)诮虒W(xué)中需要思索的首要問題。以2011年天津高考題第19題為例:
已知a>0,函數(shù)f(x)=lnx-ax2,x>0(f(x)的圖像連續(xù)不斷)
(Ⅰ)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)當(dāng)a=1/8時(shí),證明:存在x0∈(2,+∞),使f(x0)=f( );
(Ⅲ)若存在均屬于區(qū)間[1,3]的α,β,且β-α≥1,使f(α)=f(β)
證明:
x變化時(shí),f'(x), f(x)的變化情況如下表:
所以,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間是(0, ),f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間是
( ,+∞)
(II)證明:當(dāng)a= 時(shí),f(x)=lnx- x2,由(I)知f(x)在(0,2)內(nèi)單調(diào)遞增,在(2,+∞)內(nèi)單調(diào)遞減。
令g(x)= f(x)-f( ),由于f(x)在(0,2)內(nèi)單調(diào)遞增,故f(2)>
f( ),即g(2)>0。
使f(x0)=f( )
(III)(證明略)
由上例可見,諸多在初等方法下技巧性極強(qiáng)的函數(shù)問題在高等工具——導(dǎo)數(shù)的作用下是那么的簡(jiǎn)捷。因此,在教學(xué)實(shí)踐中,要將求含參數(shù)的函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,求閉區(qū)間上函數(shù)的最值等問題落到實(shí)處,培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性,使學(xué)生深感到導(dǎo)數(shù)法的優(yōu)越性。
二、注重實(shí)際應(yīng)用題的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生“用數(shù)學(xué)”的能力
“學(xué)以致用”是數(shù)學(xué)教育改革永遠(yuǎn)關(guān)注的熱點(diǎn),在高考試卷中也常有反映,幾乎每年都有一些應(yīng)用題。而函數(shù)與最值問題的應(yīng)用是高考命題人員關(guān)注的焦點(diǎn),有些問題運(yùn)用舊知識(shí)可以解決,但也有一些題目要利用求導(dǎo)的方法才能徹底地求解。例如2011年山東高考題第21題:某企業(yè)擬建造如圖所示的容器(不計(jì)厚度,長(zhǎng)度單位:米),其中容器的中間為圓柱形,左右兩端均為半球形,按照設(shè)計(jì)要求容器的體積為 立方米,且l≥2r。假設(shè)該容器的建造費(fèi)用僅與其表面積有關(guān)。已知圓柱形部分每平方米建造費(fèi)用為3千元,半球形部分每平方米建造費(fèi)用為c(c>3)千元,設(shè)該容器的建造費(fèi)用為 千元。
(Ⅰ)寫出y關(guān)于r的函數(shù)表達(dá)式,并求該函數(shù)的定義域;
(Ⅱ)求該容器的建造費(fèi)用最小時(shí)的r。
解析:(I)設(shè)容器的容積為V,
由題意知
故 ,由于l≥2r,因此0<r≤2
所以建造費(fèi)用y=2πrl×3+4πr2c=2πr× ( -r)×3+4πr2c因此y=4π(c-2)r2+ ,0<r≤2。
由于c>3,所以c-2>0,當(dāng)
令 所以
(1)當(dāng)0<m<2即c> 時(shí),
所以r=m是函數(shù)y的極小值點(diǎn),也是最小值點(diǎn)。
(2)當(dāng)m≥2即3<c≤ 時(shí),當(dāng)r∈(0,2)時(shí),y'<0,函數(shù)單調(diào)遞減,所以r=2是函數(shù)y的最小值點(diǎn),綜上所述,當(dāng)3<c≤ 時(shí),建造費(fèi)用最小時(shí)r=2;當(dāng)c> 時(shí),建造費(fèi)用最小時(shí) 。
由上題可使學(xué)生看出導(dǎo)數(shù)的確是有源之水,使他們真切地認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)來源于生活,而又反過來服務(wù)生活的真諦,真正體現(xiàn)“教育即生活”的重要性,真正培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)。
三、恰當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù),提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣
為使導(dǎo)數(shù)中枯燥的文字,數(shù)字和符號(hào)變得生動(dòng)形象,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,在教學(xué)中,可恰當(dāng)運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù),發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)直觀的優(yōu)勢(shì),從而刺激學(xué)生的多種感觀,使其充分獲得豐富多彩的感性認(rèn)識(shí)。例如:在講解曲線上某點(diǎn)切線的定義時(shí),可運(yùn)用幾何畫板的動(dòng)畫效果,演示曲線的割線是如何變?yōu)榍芯€的,從而體會(huì)極限思想的形成過程。再如:在講解函數(shù)的極值時(shí),可運(yùn)用幾何畫板畫出y=x3-4x+4的圖象,使學(xué)生感知函數(shù)的單調(diào)性與極值點(diǎn)的相互關(guān)系。使學(xué)生體會(huì)到函數(shù)不再是抽象的“世外高人”,而且真實(shí)地凸現(xiàn)在眼前,從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)導(dǎo)數(shù)的興趣,對(duì)他們掌握導(dǎo)數(shù)無疑起著雪中送炭、錦上添花的作用。
因此作為教師的我們只有打破傳統(tǒng)內(nèi)容的束縛,并深入挖掘?qū)?shù)在原有知識(shí)系統(tǒng)體系下潛在功能,才能使教學(xué)取得良好效果。