趙祺
摘 要 本文對高中數(shù)學中的函數(shù)與方程思想的內(nèi)涵作了探討,并結(jié)合一些具體實例說明了函數(shù)與方程思想在數(shù)學解題中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 數(shù)學 函數(shù) 方程思想 應(yīng)用
中圖分類號:G633.6 文獻標識碼:A
函數(shù)與方程思想是指在數(shù)學問題解決過程中,根據(jù)問題中的數(shù)量關(guān)系,構(gòu)造或建立適當?shù)暮瘮?shù)與方程,應(yīng)用函數(shù)與方程的知識及其性質(zhì)進行分析問題和解決問題。函數(shù)與方程思想可以使數(shù)學問題解決變得簡潔、明快,能夠化繁為簡,化難為易。
1高中數(shù)學中的函數(shù)與方程思想
函數(shù)與方程雖然是兩個不同的數(shù)學概念,但它們之間有著緊密的聯(lián)系。從高中數(shù)學角度來看,函數(shù)與方程思想主要在兩個方面對解題發(fā)揮著很大的作用:一方面是聯(lián)系有關(guān)初等函數(shù)的性質(zhì),解決關(guān)于求值、解析(證明)不等式、求解方程和關(guān)于參數(shù)取值范圍的討論等問題;另一個方面則是通過建立函數(shù)關(guān)系式和構(gòu)造輔助函數(shù),把需要求解的問題轉(zhuǎn)化成為討論函數(shù)相關(guān)性質(zhì)的問題,從而簡化題目難度。
1.1函數(shù)的思想
函數(shù)的思想總體上而言就是利用運動和變化的觀點,進而分析研究數(shù)學中的數(shù)量關(guān)系,建立起函數(shù)關(guān)系或是構(gòu)造函數(shù),最終能夠利用函數(shù)的圖像和性質(zhì)去分析、轉(zhuǎn)化這些問題,使問題得以解決。
1.2方程的思想
方程思想指的是通過分析數(shù)學問題中變量的直接關(guān)系,從而建立起方程或方程組,或是構(gòu)造方程,通過解方程或方程組,或運用方程的性質(zhì)去分析、轉(zhuǎn)化問題、解決問題。方程的思想要求對方程的概念有深刻的認識,在解題中需要利用方程或方程組的觀點觀察、分析和處理問題。
2函數(shù)與方程思想在解題中的典型應(yīng)用
在下文,結(jié)合一些典型的題目來顯現(xiàn)函數(shù)與方程思想在解 答高中數(shù)學題目中所發(fā)揮的獨特的作用。
2.1求解不等式問題
例1:解不等式+5>0。
解析:題目中不等式可以簡化為()3+5>+5,
令()=+5,則上式可寫成()>(),
易知函數(shù)()=+5在整個R上單調(diào)遞增,所以原式等價于>,
因此,解得: 1 點評:上述例題是函數(shù)與方程數(shù)學思想在不等式解題中的應(yīng)用,是將不等式的求解問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,再通過函數(shù)單調(diào)性簡化問題。 2.2求解數(shù)列有關(guān)問題 例2:設(shè)數(shù)列{an}為等差數(shù)列,Sn是數(shù)列an的前n項和,已知S7=7,S15=75,Tn為數(shù)列的前n項和,求Tn。 解析:設(shè)等差數(shù)列{an}公差為d,則有 ,解方程可得:a1= 2,d=1。 所以,=a1+(n1)d= 2+(n 1), 又因 =,所以數(shù)列{}是等差數(shù)列,且其首項為 2,公差為, 即:Tn= n 點評:在例2中可以看到,利用題目已知條件,列出方程組,直接對問題進行求解,此外,數(shù)列實質(zhì)上就是定義域為N的函數(shù)值列。應(yīng)該注意N的無限子集中除N外均不能做為數(shù)列所對應(yīng)的函數(shù)的定義域,有限子集也必須是規(guī)定的形式。數(shù)列的通項公式an=f(n),前n項和公式 Sn=g(n)實質(zhì)上就是函數(shù)解析式。 2.3求解應(yīng)用型問題 例3:甲、乙兩地相距600千米,快車勻速走完全程需10個小時,慢車勻速走完全程需15個小時,兩車分別從甲、乙兩地同時相向而行,求從出發(fā)到相遇,兩車的距離 y(千米)與行駛的時間x(小時)之間的函數(shù)關(guān)系式,給出自變量x的取值范圍。 解析:由題目已知條件可以得到快車、慢車的速度分別為60 Km/h,40 Km/h,進而推出 y 與 x 的函數(shù)關(guān)系式為:y=600-(40+60)x,所以兩車相遇所用的時間是6 小時,即有 0≤x≤6。 點評:就本體而言,主要是通過行程問題尋找變量 x、y 之間的函數(shù)關(guān)系式,在一般的題目中,解題時首先列出關(guān)于x、y 的方程式,再轉(zhuǎn)化成 y 與 x 之間的函數(shù)關(guān)系式,值得注意的是 實際問題中自變量的取值范圍的確定。 3函數(shù)與方程思想解題總結(jié) 從以上給出的例子可以看出,函數(shù)與方程思想在高中數(shù)學的解題中有著廣泛的應(yīng)用,巧妙利用函數(shù)與方程的數(shù)學思想通??梢詫⒁粋€較為復(fù)雜抽象的題目轉(zhuǎn)化成為簡單具體的問題進行分析。在基于函數(shù)與方程數(shù)學思想解題的時候,有以下幾個問題值得注意: (1)看到一個題目,首先要想想是否可以一個代數(shù)式抽象成為看成一個函數(shù),把方程化作函數(shù),把字母可以設(shè)為變量。 (2)如果可以把一個代數(shù)式變成函數(shù),把字母當作變量,是否應(yīng)該充分運用函數(shù)的性質(zhì)和圖像來解題。 (3)如果題目中的問題不能簡單地化作函數(shù)問題來處理,是否應(yīng)該想到構(gòu)造一個輔助函數(shù)來解決問題。 (4)對于一個等式是否可以把這個等式看作為一個含有未知數(shù)的方程來處理。 (5)對于一個方程,應(yīng)該注意對這個方程的根(例如根的虛實、正負、范圍等)有什么要求。 總之,函數(shù)與方程思想是高中數(shù)學解題中最基本的思想方法,在高中數(shù)學的學習過程中要加強這種思想方法的訓(xùn)練,以便熟練掌握這種思維方式,運用在題目的分析和解題中,不斷地提高思維的靈活性。 參考文獻 [1] 張同君.中學數(shù)學解題研究[M].長春:東北師范大學出版社,2002. [2] 成世泰.例談含參不等式的解法[J].數(shù)學教學研究,1998(04). [3] 嚴碧友.函數(shù)與方程思想應(yīng)用面面觀[J].中學生數(shù)理化:高中版,2004(03).