林相
《普通高中數(shù)學(xué)課程標準(2017年版)》指出,數(shù)學(xué)建模是對現(xiàn)實問題進行數(shù)學(xué)抽象,用數(shù)學(xué)語言表達問題、用數(shù)學(xué)方法構(gòu)建模型解決問題的素養(yǎng)[1].數(shù)學(xué)建模主要表現(xiàn)為:發(fā)現(xiàn)和提出問題,建立和求解模型,檢驗和完善模型,分析和解決問題[1].數(shù)學(xué)建模活動是基于數(shù)學(xué)思維運用模型解決實際問題的一類綜合實踐活動,是高中階段數(shù)學(xué)課程的重要內(nèi)容.解題中的建模是依據(jù)題目中的條件和結(jié)論的特征,類比聯(lián)想相關(guān)數(shù)學(xué)概念、公式、定理、證明,構(gòu)造出新的數(shù)學(xué)模型,從而使問題得到解決的過程,李尚志教授指出,能用現(xiàn)成公式加以變通解決不現(xiàn)成的問題,就是核心素養(yǎng)中的“數(shù)學(xué)建?!盵2].因此,如解決函數(shù)與導(dǎo)數(shù)綜合問題,通常需要構(gòu)造函數(shù)等來解決問題,屬于構(gòu)造函數(shù)模型,這也體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模素養(yǎng),
不等式的恒成立問題,一直是高考的熱點難點問題,常作為函數(shù)與導(dǎo)數(shù)問題的壓軸題,考查學(xué)生對不等式與函數(shù)轉(zhuǎn)化思想的應(yīng)用,題目形式多樣,方法靈活,綜合性強,難度大,本文擬運用建模方法解題,以建立和求解導(dǎo)數(shù)模型為例,談?wù)勗诮忸}過程中如何運用數(shù)學(xué)建模方法以建立和求解模型為切入點,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)[3].
點評解法一中分類討論的臨界點探究是學(xué)生解決這類問題中公認的難點,抓住f(x)=0分類,一步到位是我們追求的目標,但學(xué)生往往因無法找到分類討論標準而無法前行,所以通過訓(xùn)練建立和求解這樣的導(dǎo)數(shù)模型,抓住f(x)=0分類,有利于學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的提升,
點評 解法2中,通過分離參數(shù)后,避開了對參數(shù)進行討論,降低了思維的難度,學(xué)生容易接受,感覺解法上有章可循,但遇到罟形式,往往要結(jié)合高等數(shù)學(xué)中的洛必達法則,建立和求解導(dǎo)數(shù)模型,使得此類恒成立問題迎刃而解,簡潔流暢,解題過程中,引導(dǎo)學(xué)生建立這種導(dǎo)數(shù)模型的解題方法,往往能打破解題常規(guī),避開難點,獲得明快的解題思路,對培養(yǎng)學(xué)生的思維獨創(chuàng)性有著重要意義,數(shù),問題馬上得到解決,用此法構(gòu)思巧妙,方法新穎,起到事半功倍的效果,同時可以很好地培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng),
證法2 隱零點代換
點評從a=1/e手,利用隱零點代換得到fmin(x)
=0,然后通過放縮得到f(x)≥0.通過虛設(shè)零點,整體代換的方法求出最值,這種導(dǎo)數(shù)模型的建立和求解,使一般問題特殊化,復(fù)雜問題簡單化,
證法3 變更主元法
點評 對于涉及雙變量的導(dǎo)數(shù)問題,f(x)= axe x-2-lnx - x+2≥0,x>0,a≥1/e時,常常反客為主,將
參數(shù)與主元換個位置,利用單調(diào)性把含參數(shù)變量的不等式證明問題轉(zhuǎn)化為不含參數(shù)變量的不等式證明問題,這種建模方法比較獨特,富有創(chuàng)造性,有效調(diào)動了學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的形成,
證法4 構(gòu)造函數(shù)法
總之,數(shù)學(xué)建模是指我們面對實際問題,通過抽象、化簡,用數(shù)學(xué)語言表達問題,用數(shù)學(xué)方法構(gòu)建模型解決問題,它是聯(lián)系數(shù)學(xué)與外部世界的橋梁,是數(shù)學(xué)應(yīng)用的重要形式,在導(dǎo)數(shù)解題過程中引入建模方法,教師要引導(dǎo)學(xué)生從不同角度進行思考,對同一個問題建立不同的數(shù)學(xué)求解模型,讓學(xué)生從多角度進行探究,尋求多種解題方法,培養(yǎng)創(chuàng)新意識,從而面對函數(shù)與導(dǎo)數(shù)綜合問題時能按圖索驥,一方面提升學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng),另一方面使學(xué)生能夠養(yǎng)成自覺運用數(shù)學(xué)建模思想解決問題的習(xí)慣,這樣做往往能高屋建瓴,達到四兩撥千斤的效果,
參考文獻
[1]中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標準(2017版)[M].北京:人民教育出版社,2018
[2]郭洪,劉成龍,程雙,例談模型在解2020年高考試題中的應(yīng)用[Jl.中學(xué)數(shù)學(xué)研究,2021 (1):45-47
[3]柯躍海.選拔性數(shù)學(xué)考試的命題與評價[M].西安:陜西師范大學(xué)出版社,2018