范選鋒
(甘肅省合水縣第一中學 745400)
“函數”是高中數學中最基本、最重要的概念.隨著新高考改革,函數的重要性只增不減,在集合、數列、方程等模塊解題中均有體現.因此,在高中數學解題教學中,教師要重視對學生函數思想的培養(yǎng),發(fā)散學生解題思維.
函數思想依托函數概念而發(fā)展,了解函數思想之前,首先要對函數的相關概念和性質有所了解,包括周期函數、增(減)函數、奇(偶)函數、一次函數、二次函數、指數函數以及對數函數等.函數思想是一種最基本的數學思想,應用比較廣泛,通過運用運動和變化的觀點,對問題中的數量關系進行分析與研究,結合函數有關知識,解決問題,把握函數思想.函數思想在解題中應用一般遵循觀點提出——抽象數量——建立函數關系.由此可見,熟練掌握函數思想不可忽視.在高中數學教學中,許多知識都體現了函數思想,像方程、不等式、算法、線性規(guī)劃.方程上主要體現在求f(x)=0的根,實際上對應著求函數y=f(x) 的零點,即該函數圖象與x軸交點的橫坐標.不等式求解上主要解答一元二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0),相當于求函數y=ax2+bx+c圖象在x軸上方時x的取值范圍;線性規(guī)劃問題求解中主要是在約束條件下求目標函數的最值問題.總之,函數思想在高中數學教學中無處不在,在解題教學中教師要重視學生函數思想的培養(yǎng).
1.妙用導數解決一些實際應用問題
導數是數學學習重要內容,也是高考的重要考點之一,主要包括導數概念、幾何意義、各類函數求導方法、常用導數運算公式等.近幾年高考主要考查如何利用導數求解函數單調區(qū)間和最值.導數擺脫了對二次函數的依賴,成為考查函數性質及數學思想方法、能力等重要載體,在解題中具有很強的工具性和方法性作用,承擔著命題創(chuàng)新的要求和任務.導數在解題中的應用一般分為三個層次,層次一:從導數幾何意義和求導公式與法則入手;層次二:從導函數性質入手,像最值、極值、單調性等;層次三:以導數為工具,解決綜合問題,包括不等式、實際應用問題等.
2.巧用函數中“三個二次”題型解題
《高中數學新課程標準》在代數知識結構方面淡化了代數運算與變形技巧,體現了以函數思想為主線的代數體系,更加注重函數思想方法的滲透.“三個二次”主要指二次函數、二次方程與二次不等式,這三者之間能夠相互轉化,有著緊密的聯系,是解決函數零點分布、函數不等式等問題的重要工具.結合近幾年高考考查傾向來看,重要集中在二次函數最值、圖象問題、二次方程的根的分布問題、與不等式恒成立相關的二次函數的最值問題的考查,特別是解析幾何的最值問題.所以,在高中數學解題教學中要重視此部分知識的滲透,培養(yǎng)學生函數思想.
例2 某班同學積極參加植樹節(jié)活動,計劃在一段直線公路一側植樹,一共20名同學,每人植一棵,各棵樹間隔10m.樹苗全都集中放在某一定點位置,為了使每位學生從各自樹坑出發(fā)前來領取樹苗所走路程和最小,樹苗應該放在哪個樹坑位置,這個最小和為多少?解答過程中,首先應該想到二次函數的轉化,設放到第a個樹坑,每個樹坑到第a個樹坑的距離和為S,此時可以列式為:S=(a-1)×10+(a-2)×10+…+(a-a)×10+[(a+1)-a]×10+…+(20-a)×10,化簡為10(a2-21a+210),當a=10或11時,S的取值最小,具體為1000,往返路程為2000.在此類題型解答中,二次函數形式的構造起到了關鍵性作用,通過建立函數解析式,研究函數性質解決實際問題.
3.函數與方程思想方法解題突破
函數與方程是離不開的,兩者不僅知識涉及廣泛,知識點交匯多,而且在解題過程中有很具體的體現,像創(chuàng)新題型的變式轉化、解答題的綜合應用等,都是大型題目的解題法寶.在新課標改革下,高中數學教學也增加了函數與方程教學內容,可見其重要性.在問題解答中主要考查含參數方程討論、構造方程求解、函數與方程之間的轉化等,在教學中教師要特別注重此部分知識講解.
例3直線(1+a)x+y+1=0與圓x2+y2-2x=0相切,則a的值為多少?此類題目在解答過程中可以直接將直線方程代入圓方程中,消去y,得關于x的一元二次方程,結合題意位置關系相切,利用判別式Δ=0求出結果a.該解題過程體現了方程思想的運用,也可以轉化為求函數與x軸交點的個數,體現了函數與方程思想.
綜上所述,函數思想作為數學思想的重要組成部分,貫穿整個高中知識學習.在高中數學解題教學中,教師要重視函數思想的滲透,以此為解題工具,拓展學生思路,提高解題效率.使學生通過問題分析、解答掌握函數知識本質,了解數學學習魅力,培養(yǎng)數學學科核心素養(yǎng).