閆小軍
運用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力是高考重點考查的五種能力之一,在高考當(dāng)中經(jīng)常遇到內(nèi)容豐富、難度較大和技巧性較強(qiáng)的物理極值問題.求解物理極值問題的常用數(shù)學(xué)方法有:利用二次函數(shù)極值公式、二次方程的判別式、不等式的性質(zhì)和三角函數(shù)等求極值.用這些數(shù)學(xué)方法求極值要求思路嚴(yán)謹(jǐn)、方法靈活,對數(shù)學(xué)能力要求較高.在高考當(dāng)中許多同學(xué)一般都能利用物理知識列出函數(shù)表達(dá)式,但在求解極值時由于數(shù)學(xué)能力不夠,丟分現(xiàn)象比較嚴(yán)重.通過我們多年高三的教學(xué)發(fā)現(xiàn),利用導(dǎo)數(shù)求解物理極值問題,可以把多種情況統(tǒng)一處理,九九歸一,使問題化難為易、化繁為簡,以不變應(yīng)萬變,從而得到事半功倍的效果,提高解題的效率.下面通過幾個典型實例分析,說明利用導(dǎo)數(shù)求極值的優(yōu)越性.
1 用二次函數(shù)的極值公式求極值與導(dǎo)數(shù)求極值的對比
例1 一輛小汽車從靜止開始以3 m/s2的加速度行駛,恰有一自行車以6 m/s的速度從車旁邊勻速駛過,汽車從開始運動后在追上自行車之前經(jīng)過多長時間兩者相距最遠(yuǎn)?此最遠(yuǎn)距離是多少? .
以上通過四個實例可以看出,雖然題型各異,但都可以化歸為利用導(dǎo)數(shù)求解極值.針對實際問題,找出符合物理規(guī)律的物理方程,再利用求函數(shù)y=f(x)的極值的方法最終找出問題的答案.因此,求物理極值這樣看似難以“下手”的問題,通過導(dǎo)數(shù)便可迎刃而解了.