彭寒池
【摘要】文章針對(duì)高中數(shù)學(xué)一元二次不等式,先簡(jiǎn)單介紹了它的地位和作用,然后結(jié)合例題分析了不同的不等式求解方法,最后總結(jié)了不等式的學(xué)習(xí)難點(diǎn),并以此為基礎(chǔ)提出學(xué)習(xí)建議。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);一元二次不等式;求解方法;數(shù)學(xué)思想
一元二次不等式是高中數(shù)學(xué)知識(shí)體系的重要組成部分,在逐漸向多元化轉(zhuǎn)變的高中數(shù)學(xué)考查中,它一般不以單獨(dú)形式出現(xiàn),而是蘊(yùn)含在某些題目或具體的求解過(guò)程當(dāng)中。而由于不等式自身的特性,其求解方法多樣化。學(xué)生不一定會(huì)用到每一種方法,但每一種方法背后的數(shù)學(xué)思想必須掌握,這才是高中數(shù)學(xué)一元二次不等式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。
一、一元二次不等式在高中數(shù)學(xué)當(dāng)中的地位與作用
高中數(shù)學(xué)的數(shù)量關(guān)系總體上可歸結(jié)為兩類(lèi):其一,數(shù)量相對(duì),即等式;其二,數(shù)量不等,即不等式。其中,不等式與許多知識(shí)體系都有關(guān)聯(lián),如函數(shù)、數(shù)列和概率等。通過(guò)對(duì)不等式的學(xué)習(xí),能掌握不等關(guān)系的解決方法及完成不等式求解。由此可見(jiàn),不等式在高中數(shù)學(xué)中是具有重要地位與作用的[1]。
不等式在小學(xué)數(shù)學(xué)中就有所涉及;學(xué)生升到初中后正式接觸不等式概念,但這時(shí)的知識(shí)內(nèi)容還局限于求解;高中所學(xué)內(nèi)容則是對(duì)初中內(nèi)容的進(jìn)一步提升與完善;此外,高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和研究也要用到很多不等式的內(nèi)容。所以,學(xué)好不等式不僅僅是為了應(yīng)付考試,更是掌握一種方法、工具,為日后更加深入的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
除了學(xué)習(xí),生活中也會(huì)用到不等式,這是因?yàn)樗梢灾庇^描述事物存在的不等關(guān)系,強(qiáng)調(diào)數(shù)量差別,即使這種差別很小,在數(shù)學(xué)上也是存在不等關(guān)系的。例如,股市行情調(diào)查分析,人口增長(zhǎng)情況計(jì)算推測(cè),地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究等,這些問(wèn)題無(wú)一不需要進(jìn)行比較,而有比較就會(huì)有不等的關(guān)系。
學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,除了要掌握課本上的知識(shí),還要著重培養(yǎng)數(shù)學(xué)思想,熟練應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法,如分類(lèi)談?wù)摲?、?shù)形結(jié)合法等。數(shù)學(xué)思想不僅是數(shù)學(xué)從產(chǎn)生到現(xiàn)在前人積累的寶貴經(jīng)驗(yàn),還是實(shí)現(xiàn)對(duì)不同知識(shí)體系進(jìn)行關(guān)系建立的橋梁,在解題中能發(fā)揮重要作用。而學(xué)會(huì)利用數(shù)學(xué)思想解決問(wèn)題則是掌握知識(shí)的前提。對(duì)于數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng),離不開(kāi)好的素材,恰巧不等式正是對(duì)數(shù)學(xué)思想進(jìn)行培養(yǎng)的良好實(shí)踐材料。從最基本的不等式開(kāi)始,到越來(lái)越復(fù)雜的含有絕對(duì)值和參數(shù)的不等式,每個(gè)學(xué)習(xí)階段都能體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想。例如,對(duì)于指數(shù)、分式或?qū)?shù)不等式,均能利用化歸的方法,將其變成簡(jiǎn)單不等式來(lái)簡(jiǎn)化求解過(guò)程。
二、實(shí)例分析一元二次不等式的二種解法
例1:解一元二次不等式.
解法一:
∵該不等式,
∴可得兩個(gè)實(shí)數(shù)根分別為.
設(shè)函數(shù),圖像如圖1所示,最終可得該不等式解集為.
圖1
該解法的核心是將不等式轉(zhuǎn)化成函數(shù),再?gòu)暮瘮?shù)圖像中根據(jù)不等關(guān)系確定解集。它和一元二次函數(shù)知識(shí)的零點(diǎn)問(wèn)題有很高相似度,只是在進(jìn)行求解時(shí),先求出零點(diǎn),再畫(huà)圖像,從圖像上找值小于的區(qū)域,從而確定自變量在滿足這一不等關(guān)系時(shí)的取值。
解法二:
∵根據(jù)不等式可得,
∴有或,
計(jì)算后得出:或.
∵不存在,
∴該不等式解集為.
該解法的核心為因式分解,通過(guò)分解與轉(zhuǎn)化使原不等式變成兩因式相乘的形式,再通過(guò)對(duì)因式正負(fù)的分析討論,確定不等式解集。需要注意的是,在因式轉(zhuǎn)化后,要判斷各因式的正負(fù)問(wèn)題。
例2:解一元二次不等式.
該題的正確求解思路為:先對(duì)因式進(jìn)行分解,然后標(biāo)根求解。
基于這一思路,得出以下解題過(guò)程:原式可轉(zhuǎn)化為,這兩個(gè)因式的根分別為和;設(shè)函數(shù),如圖2所示,不等式大于或等于0,即,所以上方取值即為本式解集,為.
通過(guò)上述分析可知,一個(gè)不等式通??梢圆捎煤芏喾椒ㄇ蠼猓也煌姆椒ㄓ衅涮赜械乃悸放c捷徑,不能進(jìn)行比較,也沒(méi)有必要分出孰好孰壞,因?yàn)楦鞣N方法對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)思想都是完全正確的。所以,在實(shí)際學(xué)習(xí)過(guò)程中,要做的是盡可能多地掌握求解方法,審?fù)暌坏李}后能在腦海中立刻形成多種解決方式,再?gòu)钠渲羞x擇一種擅長(zhǎng)的,將另外一種作為檢查結(jié)果是否正確的手段[2]。
三、一元二次不等式學(xué)習(xí)難度與建議
(一)難點(diǎn)
筆者通過(guò)對(duì)自身經(jīng)驗(yàn)的總結(jié),認(rèn)為學(xué)生學(xué)習(xí)不等式時(shí)主要有以下兩個(gè)難點(diǎn)。
其一,理解困難,剛接觸不等式時(shí)認(rèn)為它就是簡(jiǎn)單的大小對(duì)比,沒(méi)有理解其性質(zhì)。表現(xiàn)為:面對(duì)一些求解與證明問(wèn)題,無(wú)法靈活使用不等式性質(zhì)。例如,解分式不等式時(shí),沒(méi)有對(duì)分母的正負(fù)問(wèn)題進(jìn)行分析,大多直接去分母,從而出現(xiàn)很多問(wèn)題;解根式不等式時(shí),忽略了根式內(nèi)部必須滿足的條件,或直接套用固定解題模式,沒(méi)有考慮另外一端正負(fù)問(wèn)題。
其二,求解困難,可用于求解不等式的方法有很多,比如使用求根公式、數(shù)形結(jié)合與零點(diǎn)法等。當(dāng)自身真正使用這些方法進(jìn)行解題時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題:不等式知識(shí)無(wú)法和函數(shù)零點(diǎn)、圖形與方程的求解良好結(jié)合,繼而出現(xiàn)不等式轉(zhuǎn)換后不等價(jià)等實(shí)際問(wèn)題[3]。
(二)建議
針對(duì)以上難點(diǎn),筆者結(jié)合自身在學(xué)習(xí)和高考中取得的成功經(jīng)驗(yàn),提出以下學(xué)習(xí)不等式的建議。
第一步也是最基礎(chǔ)的,必須清晰認(rèn)識(shí)并深刻理解不等式內(nèi)涵,挖掘其內(nèi)在含義,即它是一種能客觀反映事物不等關(guān)系的重要工具。因此,學(xué)習(xí)并不是拿起書(shū)就讀,拿起題就做,而是要明確知識(shí)的重要作用,這樣對(duì)于自身的理解以及日后的深化都大有幫助。
高中數(shù)學(xué)的難度我們都有目共睹,知識(shí)體系、理論、方法都上升到了全新高度,所以高中階段的不等式學(xué)習(xí)必須對(duì)思路做出改變,決不能用初中那一套思路來(lái)學(xué)習(xí)和理解高中的不等式知識(shí)。其原因主要是高中涉及的不等式并非單一求解問(wèn)題,而是結(jié)合了所有可能結(jié)合的知識(shí)形成的復(fù)雜問(wèn)題,比如不等式和絕對(duì)值結(jié)合、不等式和參數(shù)結(jié)合、不等式和線性規(guī)劃結(jié)合、不等式和函數(shù)結(jié)合等。因此,高中不等式問(wèn)題的解決除了要運(yùn)用豐富的知識(shí),還要建立不等式與其他知識(shí)體系之間的聯(lián)系,從而既達(dá)到快速、正確求解的眼前目的,又能在實(shí)踐中充分形成并體會(huì)數(shù)學(xué)思想[4]。
從高考角度看,不等式始終是高考重要考點(diǎn)之一,它在衡量我們對(duì)于數(shù)學(xué)思想的認(rèn)識(shí)與理解水平上有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。也就是說(shuō),只要我們掌握了豐富、正確的數(shù)學(xué)思想,那么就能很輕松地學(xué)好不等式。這就要求我們?cè)谡n前進(jìn)行充分預(yù)習(xí),在課堂上認(rèn)真聽(tīng)教師講解,在課后有針對(duì)性地練習(xí),善于發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題,更重要的是通過(guò)學(xué)習(xí)與練習(xí)理解其中蘊(yùn)含的思想,鍛煉自己的發(fā)散思維,學(xué)會(huì)舉一反三[5]。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,一元二次不等式不僅在高中數(shù)學(xué)中占據(jù)重要地位,是歷年高考重點(diǎn)考查內(nèi)容,而且它注重對(duì)數(shù)學(xué)思想的形成與培養(yǎng),可將其視為貫穿數(shù)學(xué)整個(gè)知識(shí)體系,連接不同知識(shí)內(nèi)容,使考題和解題過(guò)程、方法都實(shí)現(xiàn)多元化、綜合性的工具。其主要表現(xiàn)就是一個(gè)不等式通??梢圆捎煤芏喾椒ㄇ蠼猓也煌姆椒ㄓ衅涮赜械乃悸放c捷徑。因此,在學(xué)習(xí)不等式的過(guò)程中,要轉(zhuǎn)換觀念,以形成數(shù)學(xué)思想為核心宗旨領(lǐng)會(huì)不等式性質(zhì),理解內(nèi)涵,在取得高分的同時(shí),為將來(lái)的學(xué)習(xí)生涯鋪平道路。
【參考文獻(xiàn)】
[1]盧賢慧.一元二次不等式恒成立問(wèn)題的求解策略[J].高中數(shù)學(xué)教與學(xué),2017(08):46-48.
[2]江會(huì)芳.一元二次不等式恒成立問(wèn)題求解策略[J].中學(xué)生數(shù)理化(高二高三版),2016(22):19.
[3]謝勇.恒成立一元二次不等式中參數(shù)范圍的求解策略[J].理科考試研究(高中版),2016(21):10-12.
[4]謝勇.恒成立一元二次不等式中參數(shù)范圍的求解策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究,2016(09):35-38.
[5]謝勇.恒成立一元二次不等式中參數(shù)范圍的求解策略[J].數(shù)理化解題研究,2016(25):16-17.endprint