廣西北海市合浦縣廉州中學(xué) 錢曉萍
高中數(shù)學(xué)中,教師在開展關(guān)于導(dǎo)數(shù)解題內(nèi)容教學(xué)的過程中,需要始終遵循幾大原則:①將學(xué)生作為教學(xué)活動開展的主體。②為同學(xué)們所展示的題目應(yīng)該具有良好的代表性或者典型性。③課堂時(shí)間有限,因此向?qū)W生講解題目的個數(shù)應(yīng)該適量,追求講題質(zhì)量,保證符合學(xué)生的接受能力。④導(dǎo)數(shù)內(nèi)容的教學(xué)過程不能一蹴而就,應(yīng)該經(jīng)歷循序漸進(jìn)的誘導(dǎo)過程。⑤合理選用教學(xué)模式,以多樣化形式激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。⑥課內(nèi)外相互滲透。
高中數(shù)學(xué)中的函數(shù)最值問題,一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn),在將導(dǎo)數(shù)知識融入高中階段數(shù)學(xué)教材之前,對函數(shù)最值求解的方法多種多樣。而在將導(dǎo)數(shù)引入教材之后,對最值求解的題目,不但為學(xué)生提供了一種解題思路和方法,也為很多題目的解題提供了更大的便利。二次函數(shù)屬于函數(shù)最值當(dāng)中比較經(jīng)典的題型,在絕大多數(shù)高考題目當(dāng)中,二次函數(shù)所對應(yīng)的區(qū)間最值,指的是二次函數(shù)所處特定區(qū)間中的最小值或者最大值,該類題目當(dāng)中通常會含有參數(shù),屬于高考當(dāng)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。倘若利用數(shù)形結(jié)合的方式對該類題目進(jìn)行解答,其過程會十分復(fù)雜,而應(yīng)用導(dǎo)數(shù)則會顯得十分簡便、清晰。導(dǎo)數(shù)最為主要的作用是對函數(shù)在區(qū)間當(dāng)中單調(diào)性以及極值點(diǎn)的判斷,題目解析的關(guān)鍵在于考察學(xué)生二次函數(shù)極值點(diǎn)跟區(qū)間之間的相對位置。
例1:在已知a∈R的情況下,分析函數(shù)f(x)=ex(x2+ax+a+1)極值的具體個數(shù)。
解:f'(x)= ex(x2+ax+a+1)+ ex(2x+a)= ex[x2+(a+2)x+(2a+1)],
若使f'(x)=0,則可得x2+(a+2)x+(2a+1)=0。
(1)在Δ=(a+2)2-4(2a+1)=a2-4a=a(a-4)>0,也就是a<0或者a>4的情況下,方程x2+(a+2)x+(2a+1)=0。
有兩個不同實(shí)根x1與x2,我們假設(shè)x1<x2,
依據(jù)f'(x)=ex(x-x1)(x-x2),獲得下表:
x (-∞,x1) x1 (x1,x2) x2 (x2,+∞)f '(x) + 0 - 0 +f (x) ↗ f (x1)是極大值 ↘ f (x2)是極小值 ↗
所以,在這種情況下,f(x)具有兩個極值點(diǎn)。
(2)在Δ=0,也就是a=0或者a=4的時(shí)候,方程x2+(a+2)x+(2a+1)=0 有兩個相同實(shí)根 x1=x2,所以 f'(x)= ex(x-x1)2。
所以在x<x1的情況下,f'(x)>0;在x>x2的情況下,fˊ(x)>0,所以f(x)沒有極值。
(3)在Δ<0,也就是0<a<4的時(shí)候,x2+(a+2)x+(2a+1)>0,
f'(x)= ex[x2+(a+2)x+(2a+1)] > 0,所以f(x)是增函數(shù),這個時(shí)候f(x)沒有極值。
在將導(dǎo)數(shù)引入高中數(shù)學(xué)教材之前,對函數(shù)單調(diào)性的判斷所應(yīng)用最常規(guī)的辦法為定義法,不過定義法通常被用在對一些簡易函數(shù)單調(diào)性的判斷,如果有復(fù)雜程度稍高的函數(shù),應(yīng)用定義法進(jìn)行判斷便顯得十分繁瑣。相比之下,利用導(dǎo)數(shù)進(jìn)行函數(shù)單調(diào)性判斷更為簡便。應(yīng)用導(dǎo)數(shù)對函數(shù)單調(diào)性判斷的主要原理是,對于一個函數(shù)f(x),倘若其導(dǎo)數(shù)f'(x)在區(qū)間[a,b]上大于0,那么函數(shù)f(x)在區(qū)間[a,b]中則單調(diào)遞增,反之則單調(diào)遞減。
例2:已知有函數(shù)f(x)=x2eax(a≤0),分析f(x)的單調(diào)性。
解:f'(x)=x(ax+2)ex。
在a>0時(shí),使f'(x)=0,則得到x=0,
如果x>0,則f'(x)>0,f(x)在(0,+∞)當(dāng)中便是單調(diào)遞增;
如果x<0,則f'(x)<0,f(x)在(-∞,0)當(dāng)中便是單調(diào)遞減。
在對此類型題目進(jìn)行解答的過程中需要關(guān)注兩個方面:①要對常見函數(shù)導(dǎo)數(shù)的求法形成良好掌握,特別是對復(fù)合函數(shù)相應(yīng)函數(shù)的求法要形成足夠的重視。②在對函數(shù)單調(diào)性質(zhì)進(jìn)行說明的過程中,必須要說明在哪個區(qū)間當(dāng)中所呈現(xiàn)何種單調(diào)性。
總而言之,導(dǎo)數(shù)與其他數(shù)學(xué)知識點(diǎn)之間的相互融合,已經(jīng)成為目前高考考察的重點(diǎn)內(nèi)容,必須對其形成足夠的重視。作為一名高中數(shù)學(xué)教師,應(yīng)該在日常工作中積極探索,對國內(nèi)外其他優(yōu)秀教育工作者的優(yōu)秀教育經(jīng)驗(yàn)與理念加以借鑒,繼而與自身的實(shí)際教學(xué)情況相結(jié)合,創(chuàng)建出一套更為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)體系,為國家教育事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出自己的力量,為國家培養(yǎng)出一批又一批現(xiàn)代化人才。