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        高中數(shù)學(xué)解題中函數(shù)與方程思想的實(shí)例剖析

        2016-11-16 03:50:36張菁
        新課程(下) 2016年9期
        關(guān)鍵詞:實(shí)例圖象解析

        張菁

        (江蘇昆山陸家高級(jí)中學(xué))

        高中數(shù)學(xué)解題中函數(shù)與方程思想的實(shí)例剖析

        張菁

        (江蘇昆山陸家高級(jí)中學(xué))

        高中數(shù)學(xué)的邏輯性極強(qiáng),對(duì)于普通的高中生而言并不容易接受,而函數(shù)方程作為高中數(shù)學(xué)中的重要組成,更是教學(xué)的難點(diǎn)及重點(diǎn),所以在實(shí)際教學(xué)過程中,不僅要求學(xué)生了解基本概念和簡(jiǎn)單運(yùn)用,更要掌握相應(yīng)的解題思路,從而起到事半功倍的效果,為學(xué)生數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。

        高中數(shù)學(xué);函數(shù)與方程;實(shí)例

        高中數(shù)學(xué)解題中函數(shù)與方程的思想極為重要,更是教學(xué)的關(guān)鍵所在,是數(shù)學(xué)能力、數(shù)學(xué)本質(zhì)、數(shù)學(xué)素質(zhì)以及數(shù)學(xué)知識(shí)的深層次體現(xiàn),因此應(yīng)當(dāng)引起廣大教育者的重視。

        一、函數(shù)與方程思想的含義

        函數(shù)與方程盡管是截然不同的概念,但內(nèi)在聯(lián)系緊密,僅從高中數(shù)學(xué)方面來說,均對(duì)解題起著十分重要的作用,一方面是將參數(shù)取值范圍、求解方程、解析不等式、求值等問題的聯(lián)系,另一方面是構(gòu)建函數(shù)關(guān)系式,對(duì)函數(shù)起到輔助的解題作用,簡(jiǎn)化了解題難度。

        1.函數(shù)思想

        從某種意義上來說,函數(shù)思想即變化和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn),是對(duì)高中數(shù)學(xué)的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行分析探索,實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)或函數(shù)關(guān)系的構(gòu)建,從而利用函數(shù)性質(zhì)及圖象對(duì)這些問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化、分析、解題。函數(shù)思想是處理函數(shù)問題的重要基礎(chǔ)。

        2.方程思想

        方程思想主要是對(duì)變量直觀關(guān)系的研究,實(shí)現(xiàn)了方程及方程組的構(gòu)建,從而結(jié)合方程的性質(zhì)解出答案。方程思想要求學(xué)生對(duì)方程的概念具備較深的理解,從而得以發(fā)現(xiàn)、處理問題。

        二、函數(shù)與方程思想的典型應(yīng)用

        1.不等式求解

        所以,解得x<-2或-1<x<1

        例2.a,b,c,d實(shí)數(shù)滿足:a<b,c<d,(a-c)(a-d)=1,(b-c)(b-d)=1,求解上述實(shí)數(shù)的大小關(guān)系為。

        解析:假設(shè)函數(shù)(fx)=(x-c)(x-d),g(x)=(x-c)(x-d)-1

        可知(fx)圖象向下位移一個(gè)單位即可得到函數(shù)g(x)圖象,那么再結(jié)合題中所給的條件,可知c,d均為f(x)=0的根,同理,a,b為g(x)=0的根(如圖1),所以,結(jié)合圖象,可知a<c<d<d。

        圖1

        例3.求證:任意實(shí)數(shù)x,y,z∈(0,1),在x(1-y)+y(1-z)+z(1-x)<1中成立。

        證明:假設(shè)x為主元,y,z為參數(shù),構(gòu)造函數(shù)f(x)=(1-y-z)x+y(1-z)+z

        可得:

        如果1-y-z=0時(shí),則f(x)=y-z+z<y+z=1

        如果1-y-z≠0時(shí),f(x)為一次函數(shù),且在區(qū)間(0,1)單調(diào),

        ∴f(0)=y(1-z)+z=y(1-z)+(z-1)+1=(1-z)(y-1)-1<1

        得:f(1)=1-yz<1

        ∴f(x)于(0,1)區(qū)間始終有f(x)<1

        即,x(1-y)+y(1-z)+z(1-x)<1

        評(píng)價(jià):上述三個(gè)例子均是不等式解題中函數(shù)與方程思想的應(yīng)用,例1將不等式轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,其次結(jié)合單調(diào)性對(duì)問題予以簡(jiǎn)化;例2則是將g(x)=(x-c)(x-d)-1和f(x)=(x-c)(x-d)-1這樣抽象的問題予以轉(zhuǎn)化,從而得到便于解題的方程、函數(shù),有效降低數(shù)學(xué)難度,順利解題;例3則是在不等式證明中運(yùn)用特別解題思路,創(chuàng)建輔助函數(shù),從而快速驗(yàn)證函數(shù)特有性質(zhì)。

        2.零點(diǎn)求解

        解析:

        f(x)的周期圖象題中已給,因此可以先作出這個(gè)圖象(如圖2),隨后確定區(qū)間[-3,4]中的圖象,作直線y=a,確保和y=f(x)有10個(gè)不同交點(diǎn),根據(jù)圖象可得0<a<。

        圖2

        點(diǎn)評(píng):通過已知交點(diǎn)數(shù)目做出函數(shù)圖象,有助于學(xué)生更直觀地找出答案。

        3.方程根個(gè)數(shù)求解

        例5.x2=2x方程解的個(gè)數(shù)

        解析:

        畫出函數(shù)f(x)=x2-2x的函數(shù)圖象(如圖3所示),根據(jù)函數(shù)的函數(shù)圖象不難看出,和x軸共有3個(gè)交點(diǎn),因此x2=2x方程解的個(gè)數(shù)為3個(gè)。

        圖3

        4.數(shù)列求解

        解析:

        三、高中數(shù)學(xué)函數(shù)與方程解題思想的歸納分析

        以上實(shí)例均說明函數(shù)與方程思想的應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn),并且將抽象的題目轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的解題思路,具有較好的實(shí)效性,但是仍需注意如下問題:

        (1)解題時(shí)首先要思考將代數(shù)視為函數(shù)、方程視為函數(shù)、字母視為變量的可行性。

        (2)如果代數(shù)變?yōu)楹瘮?shù),字母為變量,思考利用函數(shù)的圖象和性質(zhì)解題。

        (3)如果問題難以化為函數(shù),則要思考能否構(gòu)建輔助函數(shù)。

        (4)思考等式是否可以作為未知數(shù)方程處理。

        (5)解方程時(shí),需要注意其根的范圍、正負(fù)、虛實(shí)等方面的要求。

        總而言之,函數(shù)與方程思想在高中數(shù)學(xué)中的利用,可以為學(xué)生大開“方便之門”,便于學(xué)生多方向、多思維解題能力的培養(yǎng),是高中數(shù)學(xué)課堂中不可或缺的重要思想,值得推廣應(yīng)用。

        [1]馬麗麗.方程與函數(shù)思想在中學(xué)解題中的應(yīng)用[J].山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014(S2):18-21.

        [2]薛文佳,樸勇杰.淺析函數(shù)與方程思想及其應(yīng)用[J].教育教學(xué)論壇,2014(2):102-103.

        [3]崔聲隆.函數(shù)與方程思想在求數(shù)列通項(xiàng)中的應(yīng)用[J].福建教育學(xué)院學(xué)報(bào),2014(2):65-67.

        [4]陳江華.函數(shù)與方程思想在高中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用[J].讀與寫(教育教學(xué)刊),2014(3):120.

        [5]任瀟.高中數(shù)學(xué)函數(shù)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用分析[J].現(xiàn)代婦女(下旬),2014(4):158.

        [6]呂世虎,王尚志.高中數(shù)學(xué)新課程中函數(shù)設(shè)計(jì)思路及其教學(xué)[J].課程.教材.教法,2008(2).

        ·編輯段麗君

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