☉湖北省宜昌市夷陵中學(xué) 徐 勇
學(xué)生上完選修4-5《不等式選講》第二講“柯西不等式”不久,一個(gè)學(xué)生拿著一道題來問我,原題如下:
我和這名同學(xué)一起分析,覺得要求出u的最小值,去根號(hào)是關(guān)鍵,于是有了如下探究:
探究一:由柯西不等式(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2得:
探究二:
和學(xué)生一起探究完這道題,感覺這道題能很好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、辨誤、糾誤能力,是一道難得的好題,于是決定在習(xí)題課上面向全班學(xué)生評(píng)析此題.
第二天的習(xí)題課上,當(dāng)我按照上面的探究一、探究二講解完這道題,并再次強(qiáng)調(diào)此題構(gòu)造柯西不等式的思路時(shí),幾個(gè)學(xué)生在下面小聲說,這樣構(gòu)造也太麻煩了吧!這句話打消了我接著講下一題的計(jì)劃.是啊,像探究一、二這樣做確實(shí)能解決問題,但付出的代價(jià)太大了,還不如發(fā)揮學(xué)生的主體地位,讓學(xué)生繼續(xù)探究下去!于是,我引導(dǎo)道:“還有沒有更簡(jiǎn)單的方法?請(qǐng)大家思考并討論.”經(jīng)過熱烈的討論,不少同學(xué)舉起了手,我點(diǎn)了學(xué)生甲,請(qǐng)他到黑板前面讓大家分享他的成果,于是有了如下探究:
探究三:考慮到柯西不等式左邊有兩組平方和相乘,而本題的函數(shù)u為三項(xiàng)相加,只要先把u平方即可得到乘積形式,即u2=x2+4+y2+9+z2+16+2 [8)=(x+y+z)2+81=442,當(dāng)且僅時(shí)等號(hào)成立.又u>0,故umin=
教室里響起了熱烈的掌聲!探究三充分考慮了柯西不等式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),求解更為直接.那這道題還有沒有別的做法呢?這時(shí)學(xué)生的思維完全打開了,不久學(xué)生乙就給出了另一種方法:
探究四:本題函數(shù)u為根式和形式,且被開方數(shù)為平方和形式,這一點(diǎn)與二維形式的三角不等式吻合,所以連續(xù)兩次運(yùn)用三角不等式即可,
學(xué)生乙的做法跳出了柯西不等式的窠臼,根據(jù)函數(shù)式的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行有效聯(lián)想,做法漂亮、干脆,令人眼前一亮!當(dāng)大家還沉浸在這種優(yōu)美解法中時(shí),學(xué)生丙舉手站了起來:
探究五:探究四的做法實(shí)質(zhì)就是構(gòu)造三個(gè)向量:a=(x,2),b=(y,3),c=(z,4),,當(dāng)且僅當(dāng)向量a,b,c同向共線,即時(shí)兩等號(hào)同時(shí)成立.故u
好一句“實(shí)質(zhì)就是”,讓我們對(duì)函數(shù)u有了新的認(rèn)識(shí).那我們對(duì)函數(shù)u還能從別的角度去認(rèn)識(shí)它嗎?果真是“思想有多遠(yuǎn),行動(dòng)就有多遠(yuǎn)”,很快學(xué)生們就給出了另一種探究思路:
由兩點(diǎn)間線段最短有
真是令人拍案叫絕!一道看似需要用柯西不等式才能做的問題,竟然用初中的平面幾何知識(shí)就輕易解決了!學(xué)生們徹底沸騰了……
反思:很多學(xué)生包括老師在內(nèi)都有一種思維定勢(shì),認(rèn)為新課后的作業(yè)、習(xí)題一定要用新課上的知識(shí)去解決,這種觀點(diǎn)其實(shí)是大錯(cuò)特錯(cuò)的.本案例中,通過放手發(fā)動(dòng)學(xué)生去思考,學(xué)生不斷優(yōu)化自己的思維,在創(chuàng)造、再創(chuàng)造中得出很多體現(xiàn)了書本知識(shí)靈活應(yīng)用的方法,逐步對(duì)問題的本質(zhì)有了清晰的認(rèn)識(shí).另外,本次探究成功很重要的一點(diǎn)是有了學(xué)生的積極參與.布魯納認(rèn)為:在教學(xué)過程中,學(xué)生是一個(gè)積極的探索者,教師的作用是形成有助于學(xué)生獨(dú)立探究的情境,讓學(xué)生自己思考問題,參與知識(shí)獲得的過程.教師要舍得留出時(shí)間和空間給學(xué)生,以供他們馳騁自己的思維.