金葉
【摘要】在高中教學中,基本不等式看似簡單,但是應用起來卻非常容易出錯,有的學生甚至在高考考場上還會出現(xiàn)失分現(xiàn)象,究其原因,是由于學生不能夠正確地理解并加以應用.有鑒于此,本文通過深入公式的本質來突破學習中的難點.
【關鍵詞】深挖公式;基本不等式;困惑
在高中數(shù)學中,基本不等式是學生容易犯錯的主要內容,其中“一正、二定、三相等”,即,a+b≥2ab,在a>0、b>0的前提下,a=b時,才取得最小值,如果ab不能為定值時是不是意味著a+b沒有最小值呢?這也是學生在應用基本不等式時常犯的錯誤,也是學生的易錯點.下面,筆者在教學中深挖公式,以期突破教學中的困惑.
一、積為定值有和的最小值
在數(shù)學教材中,不等式“ab≤a+b2(a>0、b>0)”稱為基本不等式,在解題中有著廣泛地應用.在教學中,筆者會用到這樣以下例子:用鐵絲網扎出一個矩形菜園,面積為100 m2,問,當此矩形的長度和寬度分別為多少時,所用的鐵絲網最短,最短值是多少?在授課中,在明確指出了基本不等式成立所需要的三個條件后進行了能力提升,筆者通過例題來啟發(fā)學生進行深入探討.
筆者:大家思考下,如果菜園的面積不是定值,是否可以求出周長的最小值?
學生:當面積不確定時,不能求出周長的最小值.
筆者:回答得非常好.假設a,b分別為菜園的兩個邊,結合基本不等式的公式,有何發(fā)現(xiàn)呢?
學生:基本不等式可以視為矩形周長2≥2矩形面積,因此,如果面積不能確定,那么矩形的周長也不會有最小值.
筆者:回答得非常好,通過基本不等式求最值,必須要滿足“定”的條件,只有在積為定值的前提下才會有和的最小值.
通過思考,學生可以從宏觀方面來掌握基本不等式求最值需要滿足的條件,對此有個大概了解和掌握.
二、相等未必有和的最小值
在講授完上述理論內容后,針對以往學生容易出錯的地方來進行試題鞏固.
題目:當x≥0時,7x+1的最小值為多少?
筆者:學生進行嘗試,有幾種不同的思路,均認為7x+1是代數(shù)式,可以將其分為兩項,3x+(4x+1)、4x+(3x+1)、2x+(5x+1)、5x+(2x+1)、x+(6x+1)、6x+(x+1)、7x+1,學生都有不同的思路.
思路1:7x+1拆分為3x+(4x+1),則,7x+1=3x+(4x+1)≥23x·(4x+1),只有當3x=(4x+1)時,即x=-1時,7x+1的最小值為-6.
思路2:7x+1拆分為2x+(5x+1),則,7x+1=2x+(5x+1)≥22x·(5x+1),只有當2x=(5x+1)時,即,x=-13時,7x+1的最小值為-43.
思路3:7x+1拆分為6x+(x+1),則,7x+1=6x+(x+1)≥26x·(x+1),只有當6x=(x+1)時,即,x=15時,7x+1的最小值為125.
思路4:帶入基本不等式,則,7x+1≥27x·1,只有當7x=1時,即,x=17時,7x+1的最小值為2.
筆者:大家對這道題有很多的思路,那么請分別按照上述思路來算出3x·(4x+1)、2x·(5x+1)、6x·(x+1)、7x·1的值,看是否為定值?依照上一問題,這些問題中的x是否是根據(jù)“a=b”得出,相同的試題為何卻能得到不同的答案?大家能不能將7x+1與27x·1進行比較?
通過以上分析,學生們有了以下深刻認識:(1)如果ab不為定值,則7x+1所拆分到的值不確定,即使在基本不等式中存在“a=b”情形,不能得出a+b的最小值.而思路1和2求出的x值錯誤,因此,只滿足“相等”條件并不能得到和的最小值;(2)在a>0,b>0的前提下,當a=b時,a+b=2ab,在a≠b情形下,a+b>2ab.如果a=b不存在,a+b不存在2ab的最小值.因此,筆者引導學生對基本不等式進行了深入討論,應用習題來對理解的內容進行深入學習和探究,掌握正確的解題思路,通過辨析來從微觀角度掌握公式的具體應用,提升基本不等式學習的質量和效率.
三、基本不等式教學反思
本文所研究內容是往年教學中學生都會出現(xiàn)的問題,我們應當從小處入手,緊抓教學細節(jié),幫助學生辨識學習的內容.在基本不等式講解過程中,有時候會很難處理學生的疑惑,加之教學過程不夠細致,導致他們在學習時出現(xiàn)錯誤.通過預見式教學,學生在最開始時就會從宏觀和微觀兩個角度進行辨析,這有助于突破教學的困惑,最終真正掌握基本不等式的精髓.
總之,正確應用基本不等式需要學生在理解的基礎上來熟練應用,對一些容易犯錯的內容,教師要深入分析錯誤原因,挖掘其中的內在本質,幫助學生掌握解題技巧,使他們能夠正確、靈活地應用基本不等式.
【參考文獻】
[1]陳超.高中數(shù)學不等式教學策略研究[D].呼和浩特:內蒙古師范大學,2016.
[2]劉清華.《基本不等式及其應用》教學設計[J].昭通師范高等??茖W校學報,2011(a01):46-53.