鐘夢聽昕
[摘要]函數在數學學習中占有十分重要的地位,利用構造函數思想來解數學中的大題,不僅能夠有效提高解題效率,還能促進學生發(fā)散性思維能力的發(fā)展。本文簡要論述了在求解數學大題過程中應用函數思想的必要性,并進一步詳細地探討了具體的應用策略,希望能夠為學生們的數學學習提供一些有價值的參考建議。
[關鍵詞]函數思想 數學解題策略 思路探討
一、在數學大題解題過程中應用函數思想的價值分析
數學大題通常出現在試卷最后部分,不僅在總分值中占據了較大的比重,還綜合考察了多項知識點,對于提升學生們的數學綜合能力具有十分積極的作用。在數學學習中,掌握科學、清晰的解題思路往往比學會某一種具體的解題方法更重要。因此,學生們在求解數學大題目時,應結合題目信息合理應用函數構造思想,一方面,能夠有效簡化解題思路,既快速又準確地求解出最終答案;另一方面,也很好地鍛煉了學生的數學思維能力和實踐應用能力,對于其今后的數學學習和終身發(fā)展而言有著十分重要的價值。
二、利用函數思想解大題的具體策略探討
(一)一次函數的應用
一次函數是初中代數的重要內容,也是學習高中解析幾何知識的必要前提,一般形式為y=kx+b(k,b為常數,且k≠0)。在許多大題目的求解過程中,通過構造一次函數模型,有利于學生快速理清題目已知條件中各變量信息之間的關系,進而有效提高他們的解題效率。例如,在解決以下這種類型的題目時,可以利用一次函數思想:
例1:已知不等式5x-3>m(x2-2),該不等式在|m|≤3時恒成立,試求未知數x的取值范圍。
在求解這道題目時,不妨先將不等式轉化為(x2-2)m-(5x-3)<0,然后在此基礎上構造關于m的一次函數:f(m)=(x2-2)m-(5x-3),(|m|≤2),其中k=(x2-2),b=-(5x-3),再結合該函數的圖像,不難得出未知數x的實際取值范圍。需要注意的是,在利用一次函數解題時,一定要明確各變量、常量的信息,跳脫出x,y形式束縛,根據題目實際條件找準變量,構造相應的函數模型。
(二)二次函數的應用
二次函數的表達式為y=ax2+bx+c(a≠0),其最初定義為二次多項式,一般多應用于解決下類問題:
例2:某投資公司在進行市場調研時發(fā)現:若單獨投資甲產品,所獲得利潤ya(萬元)與投資金額x(萬元)之間的關系為ya=kx+b,并且當x=4時,ya=3;若單獨投資B產品,則獲取利潤的表達式為yb=ax2+6,當x=2時,yb=2.4,x=3時,y2=2.7。如果該公司同時相對A、B兩種產品進行投資,并且預算投資金額為15萬元,則應如何設計投資方案,才能使公司獲得的利潤最大化。
在求解該題時,我們可以將其轉化為二次函數問題來思考,通過構造函數模型,畫出相應的函數圖像來得出最終答案,解題過程如下:
解:根據題目已給出的信息,我們不難計算得出投資甲、乙兩種產品所得利潤與投資金額之間的關系式分別為:
通過二次函數圖像,我們不難得出該函數圖像的頂點即為獲取利潤的最大值,只需簡單的導數運算,便可得出結果,不僅能夠有效提高學生們的解題效率,還去除了多余冗長的解題步驟,極大地簡化了運算過程,有利于增強學生的解題信心。
(三)指數函數的應用
指數函數是指形如y=ax(a為常數,且a>0,a≠1),其函數定義域為R,指數函數在現實生活的各個領域中都有著十分廣泛的應用,如生物、金融、社會人口、房地產等,在數學應用大題中,很多題目都可以通過構造指數函數的方法來求解出答案。如下題所示:
例3:按復利計算利率的一種儲蓄,最初存入的本金為a元,每期利率為r,設本金和利息的和為y,求解:x年后取出本利之后,一共可以獲得多少錢。
在求解該題目時,要想得到年后的本利和,首先必須要知道y與x之間的關系公式,然后才能代入實際的本金數額得出最終答案,解題過程如下:
解:依據題目給出信息,建立指數函數關系式:y=a(1+r)x;將本金α、利率r的數值代入,便可得到存款x年后能夠得到的實際金額。
與其他函數相比較而言,指數函數的函數值隨變量增長的變化十分明顯,故而在銀行存儲、資金管理等類型的題目中經常會涉及到指數函數思想,學生們在解題時可適當地總結相應的規(guī)律。
(四)分式函數的應用
在求解這道題目時,我們不妨從構造分式函數角度出發(fā),先明確不等式中所包含的具體信息,如f(x)=|a+b|(x≥0),f(x)=|a|+|b|(x≥0),在此基礎上,再結合分式函數圖像的基本特征,我們不難得出該函數在[0,+∞]區(qū)間內呈現出單調遞增的趨勢,同時又因為a、b相加的絕對值小于a、b各自絕對值的相加之和,通過簡單的運算,我們便可得出f(|a+b|)4f(|a|+|b|)是恒成立的。
在求解這類題目時,學生首先要做的是將題目中已給出的不等式條件進行拆分,提取出有價值的主干信息,然后再通過等式變換等方式構造出相應的函數,繪制出相應的函數圖像,將原本抽象復雜的不等式求解與證明問題轉化為直觀、形象的圖形信息,根據圖像信息得出相應的結論。
三、結語
綜上所述,函數思想在數學解題中有著十分重要的應用價值,尤其是在求解一些綜合類的大題目時,適當地應用函數構造思想,不僅能夠快速提取出題目的主干內容,還能有效提高學生的解題效率,促進其發(fā)散性思維能力的發(fā)展,學會靈活運用抽象的函數構造知識來解決實際問題,從而達到切實提高學生數學解題能力的目的。所以,作為一名合格的數學教師應高度重視學生函數思想培養(yǎng),并不斷探索函數思想在數學解題中的應用方法。