討論單調(diào)性的步驟范文
時(shí)間:2024-03-26 11:29:59
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篇1
《函數(shù)的單調(diào)性》是人教版高中數(shù)學(xué)必修一的內(nèi)容,該內(nèi)容包括函數(shù)的單調(diào)性的定義與判斷及其證明。函數(shù)的單調(diào)性一節(jié)中的知識(shí)是前一節(jié)內(nèi)容函數(shù)的概念和圖像知識(shí)的延續(xù),它和后面的函數(shù)奇偶性,合稱為函數(shù)的簡(jiǎn)單性質(zhì)。函數(shù)的單調(diào)性是函數(shù)眾多性質(zhì)中的重要性質(zhì)之一,它是研究指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)及其他函數(shù)單調(diào)性的理論基礎(chǔ);在解決函數(shù)值域(或最值)、定義域、不等式、比較兩數(shù)大小、求方程的根的個(gè)數(shù)(或函數(shù)的零點(diǎn)的個(gè)數(shù))等具體問(wèn)題中均需用到函數(shù)的單調(diào)性;同時(shí)在這一節(jié)中利用函數(shù)圖象來(lái)研究函數(shù)性質(zhì)的數(shù)形結(jié)合思想將貫穿于我們整個(gè)高中數(shù)學(xué)教學(xué)。
二、學(xué)情分析
本節(jié)復(fù)習(xí)課安排在必修一所有內(nèi)容都完成后的一節(jié)期中復(fù)習(xí)課。依據(jù)現(xiàn)有認(rèn)知結(jié)構(gòu),學(xué)生能根據(jù)函數(shù)的圖象觀察出“隨著自變量的增大,函數(shù)值增大”的變化趨勢(shì),且能用符號(hào)語(yǔ)言進(jìn)行嚴(yán)密的代數(shù)證明。在教學(xué)過(guò)程中,要注意讓學(xué)生掌握代數(shù)證明的格式,要注意讓學(xué)生在內(nèi)容上緊扣定義貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。
三、教學(xué)目標(biāo)
1.會(huì)用定義證明函數(shù)的單調(diào)性
2.會(huì)用函數(shù)的單調(diào)性解決函數(shù)根的個(gè)數(shù)、函數(shù)的值域等問(wèn)題
3.體會(huì)函數(shù)思想、化歸思想、數(shù)形結(jié)合思想
在本節(jié)課的教學(xué)中以函數(shù)的單調(diào)性的概念為線,它始終貫穿于教師的整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程和學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程;利用函數(shù)的單調(diào)性的定義證明簡(jiǎn)單函數(shù)的單調(diào)性是對(duì)函數(shù)單調(diào)性概念的深層理解,且“取值、作差與變形、判斷、結(jié)論”過(guò)程學(xué)生不易掌握。所以對(duì)教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)確定如下:
四、教學(xué)重點(diǎn)
函數(shù)的單調(diào)性的判斷與證明。
五、教學(xué)難點(diǎn)
函數(shù)的單調(diào)性的靈活應(yīng)用。
六、課前準(zhǔn)備
學(xué)生復(fù)習(xí)函數(shù)單調(diào)性的定義,并完成題目:已知函數(shù)
①用定義證明函數(shù)在[0,+∞)上是增函數(shù);②求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
七、教學(xué)設(shè)計(jì)
[教學(xué)環(huán)節(jié) 問(wèn)題展示 設(shè)計(jì)意圖 課前預(yù)習(xí) 已知函數(shù)①用定義證明函數(shù)在[0,+∞)上是增函數(shù); 復(fù)習(xí)用定義法證明函數(shù)的單調(diào)性,強(qiáng)調(diào)其步驟:取值――作差――變形――定號(hào)――結(jié)論 課內(nèi)探究(一題多問(wèn)) ②求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
③不等式
對(duì)一切恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍; 1.會(huì)利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性求單調(diào)區(qū)間或利用函數(shù)的奇偶性解決單調(diào)區(qū)間有關(guān)的問(wèn)題
2.利用函數(shù)的單調(diào)性,知道自變量的大小關(guān)系會(huì)求自變量的大小關(guān)系
3.解決恒成立問(wèn)題 一題多變 變式1:已知函數(shù)在 [0,+∞)上是增函數(shù),求實(shí)數(shù)的取值范圍。
變式2:設(shè)函數(shù)在 [1,2]上的最小值為,求 1.已知函數(shù)的單調(diào)性解決參數(shù)問(wèn)題
2.會(huì)利用單調(diào)性求最值
3.體會(huì)轉(zhuǎn)換思想和分類討論思想 ]
八、精彩回放
師:求方程的根
生1:方程的根為
師:方程就只有一個(gè)根嗎?并說(shuō)明理由。
生2:方程的根等價(jià)于函數(shù)的零點(diǎn),而函數(shù)是單調(diào)遞增的,故方程就只有一個(gè)根
師:這里我們用到了函數(shù)的什么性質(zhì)?
生2:函數(shù)的單調(diào)性
師:這節(jié)課我們就來(lái)復(fù)習(xí)函數(shù)的單調(diào)性(板書(shū)課題)。
師:請(qǐng)同學(xué)們看例題:
例題:已知函數(shù)
①用定義證明函數(shù)在[0,+∞)上是增函數(shù);
師:復(fù)習(xí)增函數(shù)的定義。
生3:當(dāng)x1
生4:取值――作差――變形(乘積的形式或平方和的形式)――定號(hào)――結(jié)論
師:本題中求出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;并說(shuō)明理由。
生5:的單調(diào)增區(qū)間是,減區(qū)間,因?yàn)闉榕己瘮?shù),在是增函數(shù),所以在上是減函數(shù)。
生6:利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,令單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,所以f(x)的單調(diào)增區(qū)間是,減區(qū)間。
師:本題中若不等式對(duì)一切恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;
生7:將變量帶入解析式去解不等式。(做了一段時(shí)間后)發(fā)現(xiàn)計(jì)算量太大,沒(méi)法解決。
生8:利用函數(shù)的單調(diào)性,,
師:已知函數(shù)的單調(diào)性,并且知道函數(shù)值的大小關(guān)系,你能得到什么結(jié)論?
生9:函數(shù)在區(qū)間D上是增函數(shù),當(dāng)f(x1)
師:變式1: 已知函數(shù)在 [0,+∞)上是增函數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
生10:任取,且
師:你能總結(jié)一下思路嗎?
生10:函數(shù)在區(qū)間D上是增函數(shù),當(dāng)x1
師:你們還有其他的解法嗎?
生11:利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性,令單調(diào)遞增,
當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,符合
當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,
要使在單調(diào)遞增,則,
綜上所述,
師:變式2: 設(shè)函數(shù)在 [1,2]上的最小值為g(a),求g(a)。
生12:令,
①當(dāng)時(shí),在上單調(diào)遞增,
②當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,
當(dāng)即時(shí),在單調(diào)遞增,
當(dāng)即時(shí),在單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增
當(dāng)即時(shí),在單調(diào)遞減,
師:總結(jié)一下本節(jié)課學(xué)的知識(shí)點(diǎn)和思想方法。
生13:知識(shí)點(diǎn):函數(shù)的單調(diào)性①當(dāng)x1
思想方法:數(shù)學(xué)結(jié)合思想,轉(zhuǎn)換思想,分類討論思想。
九、教后說(shuō)教
本節(jié)課是必修一內(nèi)容上好后為學(xué)生期中考試準(zhǔn)備的一節(jié)復(fù)習(xí)課。
(1)通過(guò)求方程的根的個(gè)數(shù)引出函數(shù)的單調(diào)性,而這個(gè)方程的根學(xué)生容易看出來(lái),但為什么只有1個(gè)根,只能利用函數(shù)的單調(diào)性加以解決。這樣讓學(xué)生體會(huì)函數(shù)單調(diào)性的重要性,更加激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)函數(shù)單調(diào)性的積極性,大大提高了課堂效率。
(2)例題及變式歸納出證明函數(shù)單調(diào)性的方法、步驟及注意點(diǎn),還對(duì)單調(diào)性進(jìn)行靈活應(yīng)用:①已知當(dāng)x1
(3)題目設(shè)置一題多問(wèn),一題多變,復(fù)習(xí)了函數(shù)單調(diào)性涉及的題型,讓問(wèn)題更集中,更加突出問(wèn)題的本質(zhì)。
(4)本節(jié)課內(nèi)容完整,思路清晰。符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的精神。例題及變式由淺入深,完整,全面。
篇2
關(guān)鍵詞:?jiǎn)握{(diào)性;同課異構(gòu);反思;高效
近年來(lái),隨著新課程實(shí)施的不斷深入,廣大一線教師和教研員都在日益關(guān)注課堂教學(xué)的實(shí)效性問(wèn)題,關(guān)于“有效課堂教學(xué)”的討論進(jìn)行地轟轟烈烈. 先進(jìn)的教育理念需要物化為教學(xué)實(shí)踐,才能對(duì)教學(xué)實(shí)踐起促進(jìn)作用,教師的教學(xué)能力最終也是需要通過(guò)教學(xué)實(shí)踐才能得到提高. 我們教研組積極開(kāi)展同課異構(gòu)教學(xué),讓所有教師都接觸新的教學(xué)方式,并圍繞著如何改變課堂教學(xué)中教師“教”的方式和學(xué)生“學(xué)”的方式這一主題,讓教師們?nèi)巳苏勼w會(huì),說(shuō)感想,大膽設(shè)計(jì)課堂教學(xué)新思路,從而大大增加課堂教學(xué)的有效性. 下面就兩位教師開(kāi)展《函數(shù)的單調(diào)性》的同課異構(gòu)教學(xué)談?wù)勛约旱捏w會(huì).
課堂引入環(huán)節(jié)的比較與評(píng)析
1. 周老師的課堂引入
多媒體顯示兩組圖象
提問(wèn):下列兩組圖象的變化趨勢(shì)有什么區(qū)別?
學(xué)生:圖1的圖象都是上升的,圖2的圖象都是下降的.
教師:函數(shù)圖象的“上升”、“下降”反映了函數(shù)的一個(gè)基本性質(zhì)——單調(diào)性. 提出課題,板書(shū).
問(wèn)題:二次函數(shù)y=x2的圖象的變化趨勢(shì)怎樣呢?
2. 王老師的課堂引入
材料一:我市某天12小時(shí)的氣溫圖.
材料二:人的大腦是一個(gè)記憶的寶庫(kù),人腦經(jīng)歷過(guò)的事物、思考過(guò)的問(wèn)題、體驗(yàn)過(guò)的情感和情緒、練習(xí)過(guò)的動(dòng)作,都可以成為人們記憶的內(nèi)容. 德國(guó)有一位著名的心理學(xué)家名叫艾繽浩斯,他描繪非常有名的揭示遺忘規(guī)律的曲線. 這條曲線告訴人們?cè)趯W(xué)習(xí)中的遺忘是有規(guī)律的,遺忘的進(jìn)程不是均衡的,不是固定地一天丟掉幾個(gè),轉(zhuǎn)天又丟幾個(gè)的,而是在記憶的最初階段遺忘的速度很快,后來(lái)就逐漸減慢了,到了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)候后,幾乎就不再遺忘了,這就是遺忘的發(fā)展規(guī)律,即“先快后慢”的原則.
問(wèn)題1:說(shuō)出氣溫在哪些時(shí)段內(nèi)是逐步升高的或下降的?
學(xué)生:0到3點(diǎn),圖象下降;3點(diǎn)到7點(diǎn),圖象上升;7點(diǎn)到12點(diǎn)圖象上升.
問(wèn)題2:怎樣用數(shù)學(xué)語(yǔ)言刻畫(huà)艾繽浩斯遺忘曲線“隨著時(shí)間的增加記憶的保持量降低”這一特征?
3. 觀點(diǎn)與評(píng)析
周老師采用的是問(wèn)題引入,學(xué)生總結(jié)每組三張圖片的共同點(diǎn)和兩組圖片的不同點(diǎn),對(duì)兩組圖象的不同變化趨勢(shì)(上升和下降)有了直觀形象的認(rèn)識(shí),使學(xué)生初步體會(huì)增(減)函數(shù). 問(wèn)題具有起點(diǎn)低、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn),學(xué)生很容易入手. 很自然地帶出二次函數(shù)作為探究的對(duì)象.
王老師采用的是情境創(chuàng)設(shè),由貼近生活的兩幅函數(shù)圖(我市的氣溫變化圖和艾繽浩斯遺忘曲線),帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)函數(shù)圖象的變化趨勢(shì),趣味性的小故事激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的好奇心和興趣.以問(wèn)題帶動(dòng)學(xué)生的思維,通過(guò)第二個(gè)問(wèn)題,引發(fā)學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)的好奇心.
單調(diào)性概念形成教學(xué)環(huán)節(jié)的比較與評(píng)析
1. 周老師的教學(xué)處理
學(xué)生畫(huà)好二次函數(shù)y=x2的圖象:
問(wèn)題1:觀察函數(shù)的圖象,指出函數(shù)從左向右是怎樣變化的?
學(xué)生:在y軸的左邊,圖象下降;在y軸的右邊,圖象上升.
問(wèn)題2:此函數(shù)在區(qū)間?搖_______內(nèi)y隨x的增大而_______,
在區(qū)間_______內(nèi)y隨x的增大而_______.
問(wèn)題3:如何用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)準(zhǔn)確地表述這種y值隨著x的值增大而增大(減小)呢?
(教師提示:增大,至少需要幾個(gè)量比較,如何用式子表達(dá)量的增大動(dòng)態(tài).)
在老師的幫助下,學(xué)生逐步完善到式子x1
2. 王老師的教學(xué)處理
問(wèn)題1:畫(huà)出下列函數(shù)圖象,指出其變化趨勢(shì).
(1)f(x)=x;(2)f(x)=x2(以此函數(shù)為例,探究概念的形成).
填寫(xiě)下表:
問(wèn)題2:圖象上升或下降,函數(shù)值和自變量的變化關(guān)系?
學(xué)生:通過(guò)表格數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),表1中x值增大,y的值也增大;表2中x值增大,y的值減小.
問(wèn)題3:區(qū)間(0,+∞)上,函數(shù)單調(diào)遞增,
區(qū)間(-∞,0)上,函數(shù)單調(diào)遞減.
問(wèn)題4:如何用數(shù)學(xué)式子表達(dá)x的增大?
學(xué)生:譬如:取兩個(gè)值1,4,則1
問(wèn)題5:在區(qū)間(0,+∞),x的增大怎么表達(dá)?
學(xué)生:(思考、討論)得出0
問(wèn)題6:類比x的增大,那么y的增大(減小)的表達(dá)是什么?
學(xué)生:(迫不及待地報(bào)出)y1y2).
(師生一起整理探討的過(guò)程,得到單調(diào)性的概念)
3. 觀點(diǎn)與評(píng)析
兩位老師都以二次函數(shù)y=x2為例,引導(dǎo)學(xué)生采用數(shù)學(xué)符號(hào)表達(dá)增(減)函數(shù)的概念. 但兩位老師的教學(xué)設(shè)計(jì)有所不同.
周老師給出二次函數(shù)的圖象,以填空的形式,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注區(qū)間以及x與y之間的變化情況,結(jié)合初中所給的y隨著x的增大而增大(減小),引導(dǎo)學(xué)生如何用數(shù)學(xué)關(guān)系式表示x和y之間的這種變化,再通過(guò)三道判斷題,完善了概念中的區(qū)間和任意性.指導(dǎo)學(xué)生對(duì)特殊的二次函數(shù)的增(減)性的表達(dá)遷移到一般的函數(shù)增減性的表達(dá),從而得出函數(shù)單調(diào)性的概念. 周老師的導(dǎo)語(yǔ)貼近學(xué)生,問(wèn)題設(shè)計(jì)易促動(dòng)學(xué)生,又是步步以舊知帶出新內(nèi)容,學(xué)生很容易接受,也愿意接受新知識(shí)的擴(kuò)充,學(xué)生的積極性和主動(dòng)性比較高,學(xué)生積極參與整個(gè)過(guò)程.
王老師要求學(xué)生畫(huà)好圖和填寫(xiě)表格中x對(duì)應(yīng)的y值,引導(dǎo)學(xué)生注意圖象的上升(下降),并說(shuō)明圖象的變化與變量x和y之間的變化具有什么關(guān)系?學(xué)生完成表格,在表上很容易得到x增大,y的值增大(減小),再提示學(xué)生如何將這種變化情況表達(dá)出來(lái).王老師通過(guò)一系列的本原性問(wèn)題使學(xué)生突破了思維的瓶頸,讓學(xué)生感受到:通過(guò)用任意的點(diǎn)x1和x2的大小關(guān)系來(lái)判斷f(x1)和(x2)的大小關(guān)系,可以得到函數(shù)單調(diào)性的整體性質(zhì),這既讓學(xué)生理解了教師最終給出的嚴(yán)格的單調(diào)性定義,也讓學(xué)生體驗(yàn)到了如何用局部的點(diǎn)的任意性推演到函數(shù)的整體單調(diào)的性質(zhì)這一數(shù)學(xué)思想方法. 這種從形變化引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)來(lái)表達(dá),將數(shù)形結(jié)合思想無(wú)形中遁于具體的操作,讓學(xué)生在做中悟的做法很值得學(xué)習(xí).
課本29頁(yè)?搖例題2教學(xué)處理環(huán)節(jié)的比較與評(píng)析
1. 周老師的教學(xué)處理
練習(xí):畫(huà)出函數(shù)y=的圖象,并寫(xiě)出單調(diào)區(qū)間.
學(xué)生:畫(huà)出圖象,寫(xiě)出區(qū)間(-∞,0),(0,+∞). 有學(xué)生輕輕說(shuō),好像應(yīng)該是(-∞,0)∪(0,+∞). 學(xué)生均表現(xiàn)出疑惑,陷入思考. 片刻后,
教師:究竟是(-∞,0),(0,+∞),還是(-∞,0)∪(0,+∞)?
教師(追問(wèn)):為什么?請(qǐng)說(shuō)明理由.
學(xué)生:是(-∞,0),(0,+∞). 因?yàn)槿1=-1,x2=1,則y1
教師:(例2)如何用函數(shù)的單調(diào)性證明y=在(0,+∞)是減函數(shù)?
(學(xué)生思索后,由學(xué)生敘述,教師板書(shū),共同完成,總結(jié)證明步驟的四部曲)
教師:(變題)如何證明y=(k為正常數(shù))在(0,+∞)上是減函數(shù)?
學(xué)生:對(duì)比例2的過(guò)程,進(jìn)行證明.
教師:(趁機(jī)拋出課本29頁(yè)例題2):物理學(xué)中的玻意耳定律p=(k為正常數(shù))告訴我們,對(duì)于一定量的氣體,當(dāng)其體積V減小時(shí),壓強(qiáng)p將增大. 試用函數(shù)的單調(diào)性證明之.
學(xué)生:輕而易舉地將問(wèn)題歸結(jié)為變題,輕輕松松解決了物理學(xué)中的問(wèn)題,揭示了其數(shù)學(xué)本質(zhì).
教師:(變題)函數(shù)y=的單調(diào)性情況怎樣?
學(xué)生:要對(duì)k進(jìn)行討論,分k>0和k0時(shí),在區(qū)間(-∞,0),(0,+∞)上都是減函數(shù);當(dāng)k
2. 王老師的教學(xué)處理
與學(xué)生一起閱讀課本29頁(yè)例題2(略)后給出問(wèn)題.
問(wèn)題1:本例涉及了哪類函數(shù)模型?
學(xué)生:是反比例函數(shù)模型.
問(wèn)題2:它的單調(diào)區(qū)間是什么?它們的單調(diào)性變化情況怎樣?
學(xué)生:定義域是(-∞,0)∪(0,+∞),所以有兩個(gè)單調(diào)區(qū)間(-∞,0),(0,+∞),因?yàn)閗>0,所以在兩個(gè)區(qū)間上都是減函數(shù). (部分學(xué)生反應(yīng)敏捷,快速質(zhì)疑,指出體積不能是負(fù)的)
學(xué)生:因?yàn)轶w積不為負(fù),所以單調(diào)區(qū)間只有一個(gè),在(0,+∞)上是減函數(shù).
教師:及時(shí)點(diǎn)撥,提醒學(xué)生要注意實(shí)際問(wèn)題需要滿足的條件.
問(wèn)題3:那如何證明它在(0,+∞)上是減函數(shù)?
思考幾分鐘后,由一個(gè)學(xué)生主述,其他學(xué)生修正,教師板書(shū),共同完成,并總結(jié)證明的四個(gè)步驟.
3. 觀點(diǎn)與評(píng)析
周老師先給出一道練習(xí),回顧了反比例函數(shù)y=(x≠0)的圖象,應(yīng)用了單調(diào)性的性質(zhì),并且將學(xué)生中出現(xiàn)的單調(diào)區(qū)間為(-∞,0)∪(0,+∞)的現(xiàn)象進(jìn)行了說(shuō)明.很自然地過(guò)渡到例2,證明y=在(0,+∞)是減函數(shù).此題的解決對(duì)抽象的定義進(jìn)行步驟化,使學(xué)生對(duì)定義有進(jìn)一步的理解.改變y=的分子1為k,一道變題,將高度提升,含參數(shù)的題目,顧及學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的一部分學(xué)生,這一變也揭示了玻意耳定律p=(k為正常數(shù))的數(shù)學(xué)本質(zhì),完成了課本中的例題.最后將k的條件放開(kāi),引入分類討論的思想. 周老師通過(guò)變題,由一個(gè)基本問(wèn)題變式而生成互相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題鏈,使學(xué)生學(xué)一道題,會(huì)一類題,有助于學(xué)生掌握解決這類問(wèn)題的規(guī)律,并使原有的孤立的、零碎的知識(shí)整體化,促進(jìn)對(duì)知識(shí)塊整體的認(rèn)知,增強(qiáng)系統(tǒng)性和條理性,實(shí)現(xiàn)量與質(zhì)的統(tǒng)一. 變題使得學(xué)生容易搞清相似的概念或題型情景間的聯(lián)系與區(qū)別,不至于混淆,加深了基本概念的理解;通過(guò)多問(wèn)、多思、多用等激發(fā)學(xué)生思維的積極性和獨(dú)創(chuàng)性. 周老師設(shè)計(jì)的題目環(huán)環(huán)相扣,步步深入,整個(gè)過(guò)程猶如行云流水. 雖然課堂氣氛活躍,學(xué)生的思維訓(xùn)練得到發(fā)展,但遺憾的是學(xué)生練習(xí)的題量不多,是不是落實(shí)到位很難檢測(cè).
王老師先利用過(guò)渡語(yǔ)保持了課堂的自然與流暢,使物理問(wèn)題在數(shù)學(xué)課堂上出現(xiàn),讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)科之間的融合. 王老師設(shè)計(jì)的3個(gè)問(wèn)題緊緊圍繞著解決例題的核心因素,又充分關(guān)注思想方法(數(shù)學(xué)建模思想、轉(zhuǎn)化化歸思想等)的滲透,使解決問(wèn)題的過(guò)程始終是在數(shù)學(xué)思想方法的指導(dǎo)下進(jìn)行的. 問(wèn)題1幫助學(xué)生理解、分析題意,舍棄與數(shù)學(xué)無(wú)關(guān)因素,建立函數(shù)模型,將問(wèn)題抽象轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問(wèn)題,梳理自變量和因變量之間的關(guān)系. 問(wèn)題2指導(dǎo)學(xué)生在用數(shù)學(xué)方法解題時(shí),碰到純數(shù)學(xué)和實(shí)際的約束條件有出入時(shí),如何適當(dāng)?shù)奶幚砗眠@兩者之間的關(guān)系. 對(duì)于問(wèn)題3,在證明函數(shù)在(0,+∞)是減函數(shù)的處理上,王老師也始終不脫離本課的核心內(nèi)容,回歸到函數(shù)單調(diào)性的概念特征上去. 但是縱觀整堂課的過(guò)程,此題的處理與前后的銜接不是很自然,顯得有點(diǎn)孤立.
小結(jié)環(huán)節(jié)的比較與評(píng)析
1. 周老師的教學(xué)處理
小結(jié):
1. 函數(shù)單調(diào)性的定義中有哪些關(guān)鍵點(diǎn)?
2. 判斷函數(shù)單調(diào)性有哪些常用方法?
3. 利用函數(shù)單調(diào)性證明的步驟有哪幾步?
2. 王老師的教學(xué)處理
本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容:
1. 單調(diào)函數(shù)的圖象特征;
2. 函數(shù)單調(diào)性的定義及其判斷方法;
3. 證明函數(shù)單調(diào)性的步驟.
3. 觀點(diǎn)與評(píng)析
周老師的小結(jié)以問(wèn)題的形式讓學(xué)生對(duì)本節(jié)課講授的知識(shí)結(jié)構(gòu)、主線進(jìn)行歸納總結(jié),加深對(duì)知識(shí)的鞏固,鍛煉學(xué)生的總結(jié)、概括能力. 王老師簡(jiǎn)明扼要地幫助學(xué)生回憶所學(xué)的內(nèi)容,幫助他們進(jìn)行知識(shí)梳理,辨清知識(shí)之間的聯(lián)系. 兩位老師都進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)這節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn),幫助學(xué)生建立和完善他們的認(rèn)知結(jié)構(gòu),提高他們解決問(wèn)題的能力.
反思及對(duì)今后教學(xué)的啟示
古羅馬著名思想家普羅塔克曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“學(xué)生不是一個(gè)需要添滿的罐子,而是一顆需要點(diǎn)燃的火種.” 兩位教師都在導(dǎo)入環(huán)節(jié)非常注重激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與喚醒學(xué)習(xí)求知欲望,但好的導(dǎo)入還必須立足學(xué)發(fā)展區(qū),緊扣教學(xué)重點(diǎn)與核心內(nèi)容,這樣才能在有效提升主體的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)為更有效地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)服務(wù),好的導(dǎo)入是成功的一半.
新課程的指導(dǎo)思想之一就是強(qiáng)調(diào)問(wèn)題性、啟發(fā)性,指出遵循認(rèn)知規(guī)律,以問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)習(xí),在課堂中要以恰時(shí)恰點(diǎn)的問(wèn)題引導(dǎo)數(shù)學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生經(jīng)歷思想方法的產(chǎn)生過(guò)程. 兩堂課中都采用“問(wèn)題鏈”形式給出有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,很好地激發(fā)了學(xué)生的研究熱情,他們利用舊知,探討解決方案的同時(shí)產(chǎn)生了新知識(shí)、新方法,使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成了一個(gè)再創(chuàng)適的過(guò)程. 問(wèn)題式的對(duì)話不只是簡(jiǎn)單的語(yǔ)言交流,而是我們要注重強(qiáng)調(diào)對(duì)“對(duì)話”空間和“對(duì)話”內(nèi)涵的拓展,真正激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生的自主學(xué)習(xí)成為可能.好的問(wèn)題能激活學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu),喚醒學(xué)生的運(yùn)用意識(shí).
篇3
關(guān)鍵詞: 高考 導(dǎo)數(shù) 函數(shù)
導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用部分是以高一時(shí)學(xué)習(xí)的函數(shù)單調(diào)性為前提的,直接講明判定可導(dǎo)函數(shù)增減性的方法,如果能利用好導(dǎo)數(shù)這個(gè)有效工具,便可以突破很多初等數(shù)學(xué)思想和方法上的局限,真正拓寬對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決思路,簡(jiǎn)化解題步驟和提高解題能力.為此,本文以四道高考的典型題目為例,分別從解題思路、步驟及適當(dāng)?shù)耐卣沟确矫嫒胧郑怪哂羞B貫性和邏輯性.
一、高考數(shù)學(xué)考試中對(duì)導(dǎo)數(shù)應(yīng)用的考查
1.利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)
把導(dǎo)數(shù)當(dāng)做研究函數(shù)問(wèn)題的“利刃”,可解決有關(guān)極值、單調(diào)性等問(wèn)題,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的思想,熟練掌握一般的求解步驟:
首先求導(dǎo),并求出駐點(diǎn),接著以駐點(diǎn)為界點(diǎn)劃分定義域,最后在各區(qū)間內(nèi)確定其增減性并由此判斷出相應(yīng)的極值.
首先,本題開(kāi)門見(jiàn)山地給出了x≥0,a>0,因而ax+1>0.但是若沒(méi)有此條件的限制,在求解過(guò)程中則可能忽視函數(shù)的定義域,從而一下子擴(kuò)大了討論范圍,最終造成分類情況增多,繼而出現(xiàn)錯(cuò)誤.因此,在解決這類問(wèn)題時(shí)要先求出函數(shù)的定義域,再往下繼續(xù)求解,這點(diǎn)務(wù)必注意.
由于含有參數(shù)a,故在求導(dǎo)之后,令f′(x)=0.找出分界點(diǎn),并求出函數(shù)的增減區(qū)間,注意分類標(biāo)準(zhǔn)要統(tǒng)一,不能前后不一致,換句話說(shuō)就是不能變換討論的對(duì)象.
二、結(jié)語(yǔ)
應(yīng)用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值、凸凹性、拐點(diǎn)等可以較準(zhǔn)確地畫(huà)出中學(xué)階段的大部分函數(shù)圖像,為數(shù)形結(jié)合教學(xué)做好準(zhǔn)備.只有真正理解導(dǎo)數(shù)的本質(zhì),考試時(shí)才能以不變應(yīng)萬(wàn)變.由此可見(jiàn),在導(dǎo)數(shù)部分的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)中,教師和學(xué)生要防止簡(jiǎn)單將導(dǎo)數(shù)作為一種規(guī)則的步驟去學(xué)習(xí),而不在理解思想性上動(dòng)腦子的傾向.因此,教師和學(xué)生不應(yīng)該把平時(shí)的訓(xùn)練重點(diǎn)放在對(duì)函數(shù)導(dǎo)數(shù)的純技巧、高難度上,形成形式化的運(yùn)算練習(xí),而應(yīng)當(dāng)凸顯導(dǎo)數(shù)的價(jià)值性,從根本上增強(qiáng)對(duì)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用意識(shí).
參考文獻(xiàn):
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[5]上海市教育委員會(huì).高等數(shù)學(xué)[M].上海:中國(guó)科學(xué)院印刷廠,2005:35-38.
篇4
1.知識(shí)與技能
能從文字、形與數(shù)三方面解釋說(shuō)明增、減函數(shù)的概念及函數(shù)單調(diào)性的定義;初步學(xué)會(huì)利用函數(shù)圖像和定義判斷、證明函數(shù)單調(diào)性的方法。
2.過(guò)程與方法
結(jié)合生活實(shí)例及已學(xué)的特殊函數(shù),通過(guò)對(duì)函數(shù)單調(diào)性定義的探究,體驗(yàn)數(shù)形結(jié)合思想方法的運(yùn)用;體會(huì)分類討論思想及集合語(yǔ)言的運(yùn)用,培養(yǎng)學(xué)生觀察、歸納、抽象的能力;通過(guò)對(duì)函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用,提高學(xué)生的推理論證能力。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)知識(shí)的探究過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察、認(rèn)真分析、嚴(yán)謹(jǐn)論證的良好思維習(xí)慣,讓學(xué)生感受從具體到抽象,從特殊到一般,從局部到整體,從感性到理性的認(rèn)知過(guò)程。
[教學(xué)過(guò)程]
(一)創(chuàng)設(shè)情境
師:剛才通過(guò)大屏幕我們欣賞到了四季更迭,應(yīng)該說(shuō)季節(jié)的變換讓我們充分感受到自然之美,眾所周知這種色彩的演變?cè)从跍囟取=裉炀妥屛覀儚臏囟乳_(kāi)始,進(jìn)入今天的數(shù)學(xué)探索歷程。讓我們來(lái)看這樣一個(gè)問(wèn)題。(用多媒體展示問(wèn)題,老師身入同學(xué)中)
師:?jiǎn)栴}1:觀察沈陽(yáng)市秋季某一天24小時(shí),溫度隨時(shí)間變化的函數(shù)曲線。如圖,分析隨時(shí)間的逐漸推移,溫度的變化情況。
■
生:從零時(shí)至3時(shí)溫度下降,從3時(shí)至14時(shí)溫度上升,從14時(shí)至24時(shí)溫度下降。
師:很好。在這位同學(xué)清晰、準(zhǔn)確的描述中,提到了兩個(gè)關(guān)鍵詞:上升與下降。(升高、降低)
師:請(qǐng)問(wèn):在我們學(xué)過(guò)的數(shù)學(xué)知識(shí)中,有沒(méi)有類似具有既上升又下降(升高、降低)或僅上升、僅下降的例子,誰(shuí)能舉例?
生:一次函數(shù)的整體上是上升或是下降的,二次函數(shù)在對(duì)稱軸左右的升降是相反的。
生:反比例函數(shù)。
(演示學(xué)生提出的實(shí)例,在生動(dòng)活潑的氛圍中,了解“上升與下降”圖形特征)
師:如此多(實(shí)例)熟知的函數(shù),都具有這種特征,為了更好描述這些事物的這種共性,教材用了兩個(gè)字來(lái)形容,即“增、減”。若與函數(shù)相結(jié)合,我們就將這種具有“升高”或“降低”的特征函數(shù),取名為“增函數(shù)”與“減函數(shù)”——統(tǒng)稱函數(shù)的單調(diào)性。這就是我們這節(jié)要研究的主要內(nèi)容。
(二)初步探索,展示內(nèi)涵
第一層:歸納(圖像特征)
師:由剛才溫度函數(shù)曲線,可迅速觀察出在某時(shí)間段上函數(shù)的“增、減”。若現(xiàn)在換個(gè)方向觀察(從右到左),能否說(shuō)此時(shí)因函數(shù)圖像呈上升趨勢(shì)就在這個(gè)時(shí)間段上是增函數(shù),呈下降趨勢(shì)就在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)是減函數(shù)?
生:不行。
師:一旦改換觀察方向結(jié)果就大相徑庭,為此,在這里我們將觀察的方向作以統(tǒng)一規(guī)定。
第二層:數(shù)學(xué)符號(hào)表示
師:有了這個(gè)規(guī)定,由圖像觀察增、減函數(shù)簡(jiǎn)單易行,但我們知道有些函數(shù)的圖像是難以畫(huà)出的,特別對(duì)于存在無(wú)限延展的圖像(例如二次曲線),更是受限于我們的視野及紙張等實(shí)際條件的約束,無(wú)法通過(guò)觀察來(lái)判斷遠(yuǎn)處的增、減。所以急待尋找一種更為嚴(yán)格、通用、可行的方法來(lái)定義增、減函數(shù)。“形”難以完美體現(xiàn)的,數(shù)學(xué)中我們就用“數(shù)”來(lái)形容。今天我們就一同來(lái)嘗試用數(shù)的方式來(lái)體現(xiàn)圖形的增減,進(jìn)而來(lái)定義增、減函數(shù)。
師:如何將數(shù)與形聯(lián)系在一起呢?如何用數(shù)體現(xiàn)形的增、減,現(xiàn)在我們借助以下的問(wèn)題作以分析,從中你會(huì)有什么發(fā)現(xiàn)?
師:判斷1、根據(jù)問(wèn)題1中的圖像,因?yàn)楫?dāng)1
生:錯(cuò)。
師:為什么?
生:在[3,14]上為增函數(shù),1與15不在這個(gè)區(qū)間內(nèi)。
師:很好。所以我們?cè)诒硎鲈鰷p時(shí)必須指明在同一區(qū)間內(nèi)才可以研究。(板書(shū):區(qū)間)
師:判斷2、因?yàn)楫?dāng)8
生:錯(cuò)。
生:對(duì)。(出現(xiàn)意見(jiàn)上的分歧,分組討論,派代表發(fā)言、演示)
師:判斷3、因?yàn)楫?dāng)t1
生:錯(cuò)。
師:如何形容[3,14]上為增函數(shù)更準(zhǔn)確??jī)牲c(diǎn)不行、多個(gè)有限點(diǎn)也不行?那應(yīng)該多少個(gè)點(diǎn)?
生:任意點(diǎn)。
師:哪上的任意點(diǎn)?
生:區(qū)間上的任意點(diǎn)。(教師板書(shū):任意)
師:如何實(shí)現(xiàn)任取?由于取定點(diǎn)、定值是不可行了,必須取變點(diǎn),需要取幾個(gè)變點(diǎn)呢?
(引導(dǎo)學(xué)生舍棄具體問(wèn)題的實(shí)際意義,抽象得到函數(shù)單調(diào)性定義,幫助學(xué)生完成思維的飛躍)
生:兩點(diǎn)。
師:如何實(shí)現(xiàn)任取?看圖像,為方便我們從函數(shù)圖像中截取一段進(jìn)行研究。
生:函數(shù)在某區(qū)間上任意兩點(diǎn)y隨x的增大而增大;則函數(shù)在該區(qū)間上為增函數(shù);函數(shù)在某區(qū)間上任意兩點(diǎn)y隨x的增大而減小;則函數(shù)在該區(qū)間上為減函數(shù)。
(學(xué)生可借助已有的認(rèn)知基礎(chǔ)很容易答出這樣的表述,在表述中讓各組暢所欲言,在對(duì)比中尋出更合理科學(xué)的表達(dá)方式。老師將有代表性的幾種定義方式用展示屏臺(tái)演示)
師:所有的定義方式都有哪些公共關(guān)鍵詞?
生:區(qū)間,任意,增大,減少。
師:現(xiàn)在我們以這里面公認(rèn)最優(yōu)的這一定義表述為基礎(chǔ),如何用數(shù)學(xué)符號(hào)來(lái)表達(dá)?
生:對(duì)于函數(shù)f(x)的某個(gè)區(qū)間M上的任意兩個(gè)自變量的值x1,x2,
(1)當(dāng)x1
(2)當(dāng)x1f(x2),則說(shuō)f(x)在這個(gè)區(qū)間M上是減函數(shù)。
師:形容增、減有沒(méi)有其他方式?
師:1到1.5如何去形容它們間的增,反之如何形容它們的減?(引入增量)
生:作差比較,差為正值時(shí)為增,差為負(fù)值時(shí)為減。
師:改變量定義:Δx=x2-x1,表示自變量x的改變量;Δy=f(x2)-f(x1),Δy表示因變量y的改變量。
師:板書(shū)概念:設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)锳,區(qū)間MA. 如果取區(qū)間M中的任意兩個(gè)值,
(1)當(dāng)改變量Δx=x2-x1>0時(shí),有Δy=f(x2)-f(x1)>0,那么就稱函數(shù)y=f(x)在區(qū)間M上是增函數(shù)。
(2)當(dāng)改變量Δx=x2-x1>0時(shí),有Δy=f(x2)-f(x1)
(3)單調(diào)性與單調(diào)區(qū)間
若函數(shù)y=f(x)在某個(gè)區(qū)間M上是增函數(shù)或減函數(shù),則說(shuō)函數(shù)y=f(x)在這一區(qū)間M上具有單調(diào)性,這一區(qū)間M叫做函數(shù)y=f(x)的單調(diào)區(qū)間。
師:科學(xué)定義有哪些關(guān)鍵詞,有何特征?
生:“定義域、區(qū)間、任意”“同號(hào)則增,異號(hào)則減”即“同增異減”。
(三)循序漸進(jìn),延伸拓展
師:例1、如圖,定義在閉區(qū)間[-5,5]上的函數(shù)y=f(x)的圖像,根據(jù)圖像說(shuō)出y=f(x)的單調(diào)區(qū)間,以及在每一單調(diào)區(qū)間上,函數(shù)y=f(x)是增函數(shù)還是減函數(shù)。
■
生:函數(shù)y=f(x)的單調(diào)區(qū)間有[-5,-2),[-2,1),[1,3),[3,5],其中y=f(x)在區(qū)間[-5,-2),[1,3)上是減函數(shù),在區(qū)間[-2,1),[3,5]上是增函數(shù)。(小結(jié)判斷函數(shù)單調(diào)區(qū)間的方法:從左至右)
師:例2、判斷以下函數(shù)在定義域上的單調(diào)性,并加以證明。①f(x)=3x+2;
生:解:在R上為增函數(shù);
證明:任取x1,x2∈R,且x1
則Δx=x1-x2>0
Δy=f(x2)-f(1)=(3x2+2)-(3x1+2)——作差
=3(x1-x2),——變形
Δx>0 Δy>0——判號(hào)
f(x)=3x+2在R上是增函數(shù)。——定論
歸納解題證明步驟:設(shè)元、作差、變形、判號(hào)、定論。
師:②f(x)=x2
生:解:在(-∞,0]上為減函數(shù),(0,+∞)上為增函數(shù)
(兩組證明(-∞,0],兩組證明[0,+∞),以競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制提高效率)
生:證明:①任取x1,x2∈(0,+∞),且x10,
Δy=f(x2)-f(x1)=x22-x12=(x2-x1)(x2+x1)>0,
f(x)=x2在區(qū)間(0,+∞)上是增函數(shù)。
②任取x1,x2∈(-∞,0],且x10,
Δy=f(x2)-f(x1)=x22-x12=(x2-x1)(x2+x1)
f(x)=x2在區(qū)間(-∞,0]上是增函數(shù)。
師:你在證明中出現(xiàn)了哪些疑難?同學(xué)是如何將你的疑難解決的?
生:①出現(xiàn)x22-x12如何去解釋:有理有據(jù),不能評(píng)經(jīng)驗(yàn)。
②單調(diào)區(qū)間的表示,不要寫(xiě)成范圍,應(yīng)寫(xiě)成區(qū)間。
(四)歸納總結(jié),內(nèi)化知識(shí)
由學(xué)生自己總結(jié),再由師生共同歸納完善。
篇5
一、溫故知新,在對(duì)話中生成新課
奧蘇貝爾認(rèn)為:“影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)生己知的內(nèi)容,弄清了這一點(diǎn)之后,進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)。”回顧初中學(xué)習(xí)過(guò)的一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等,學(xué)生隨意選定以上幾個(gè)函數(shù)的具體解析式,利用幾何畫(huà)板軟件畫(huà)出相應(yīng)的函數(shù)圖像。教師:請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合自己畫(huà)出的圖形,觀察所畫(huà)•34•函數(shù)圖像的升降變化,并說(shuō)說(shuō)自己的看法。學(xué)生1:從左至右看,一次函數(shù)的圖像是上升的。學(xué)生2:從左至右看,二次函數(shù)在Y軸左側(cè)是下降的,在Y軸右側(cè)是上升的。學(xué)生3:從左至右看,反比例函數(shù)的圖像在Y軸兩側(cè)是下降的。教師:比較所畫(huà)的函數(shù)圖像的升降變化情況,說(shuō)一說(shuō)它們的不同點(diǎn)。在這里,教師啟發(fā)、鼓勵(lì)學(xué)生暢所欲言,進(jìn)行交流和討論,表達(dá)出自己的看法。學(xué)生4:所畫(huà)的圖像有上升的,也有下降的。教師:那么它們上升或下降的范圍有多大?學(xué)生5:可能是定義域上,也可能是定義域的某個(gè)區(qū)間。教師:所畫(huà)的函數(shù)圖像升降變化,不同函數(shù)相應(yīng)升降變化區(qū)間各不一樣,表現(xiàn)為:在某些區(qū)問(wèn)上升,某些區(qū)間下降。我們常說(shuō):“數(shù)學(xué)是有用的,數(shù)學(xué)是自然的。”學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí),利用幾何畫(huà)板軟件繪圖,并從圖像變化中獲取對(duì)函數(shù)單調(diào)性的直觀感知,建立數(shù)與形的結(jié)合,溫故知新,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。這里,不同層次的學(xué)生親身經(jīng)歷了做數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,通過(guò)人機(jī)互動(dòng),實(shí)現(xiàn)了實(shí)踐性對(duì)話。教師更多地啟發(fā)學(xué)生輸入具體函數(shù)解析式,親自動(dòng)手操作,在動(dòng)態(tài)狀態(tài)下觀察圖像的變化趨勢(shì)以及升降特點(diǎn),體會(huì)某一種函數(shù)在不同區(qū)間上的變化差異。此時(shí),“教師越來(lái)越少地傳遞知識(shí),越來(lái)越多地激勵(lì)思考”,通過(guò)與學(xué)生對(duì)話,新的教學(xué)內(nèi)容不斷地生成與轉(zhuǎn)化,師生共同分享理解新知識(shí)。
二、創(chuàng)設(shè)多元聯(lián)系表示形式,在交流中重組,并建構(gòu)單調(diào)函數(shù)概念
華羅庚說(shuō):“形缺數(shù)時(shí)難人微,數(shù)缺形時(shí)少直觀。”以函數(shù)g(X)=X為例。教師:函數(shù)g(X)=X圖像在Y軸右側(cè)是上升的,在函數(shù)g(X)=X圖像上任找一點(diǎn)P“按橫坐標(biāo)(即自變量)X增大”的方式移動(dòng)時(shí),點(diǎn)P的縱坐標(biāo)(即函數(shù)值)Y的變化規(guī)律如何?教師指導(dǎo)學(xué)生利用幾何畫(huà)板軟件的“度量坐標(biāo)”功能,在函數(shù)g(X)=X圖像上任找一點(diǎn)P并拖動(dòng)它,測(cè)出其坐標(biāo)。學(xué)生自主觀察,并思考問(wèn)題。學(xué)生6:在Y軸右側(cè),拖動(dòng)點(diǎn)P,隨著自變量x的增大,函數(shù)值Y也增大。師生間、學(xué)生間相互溝通,相互補(bǔ)充,達(dá)成共識(shí),總結(jié)規(guī)律后,給出增(減)函數(shù)的自然語(yǔ)言描述。學(xué)生7:在某個(gè)區(qū)間I上,若隨著自變量X的增大,函數(shù)值y也增大;在區(qū)間I上,若隨著自變量X的增大,函數(shù)值y減少。在這里,學(xué)生學(xué)會(huì)用自然語(yǔ)言描述圖像“上升”、“下降”的特征,學(xué)生對(duì)單調(diào)函數(shù)概念的學(xué)習(xí),從定性分析過(guò)渡到定量分析,從直觀認(rèn)識(shí)過(guò)渡到數(shù)學(xué)符號(hào)表述。教師指導(dǎo)學(xué)生利用幾何畫(huà)板軟件進(jìn)行如下操作:(1)在區(qū)間[0,+oo)上,從0開(kāi)始,拖動(dòng)點(diǎn)P,每隔0.1秒取一個(gè)自變量的值,算出其對(duì)應(yīng)的函數(shù)值表(如圖1(1)所示)。(2)在區(qū)間[0,+oo)上,從2開(kāi)始,拖動(dòng)點(diǎn)P,每隔0.5秒取一個(gè)自變量的值,算出對(duì)應(yīng)的函數(shù)值表(如圖1(2)所示)。(3)在區(qū)間[0,+oo)上,從5開(kāi)始,拖動(dòng)點(diǎn)P,每隔1秒取一個(gè)自變量的值,算出其對(duì)應(yīng)的函數(shù)值表(如圖1(3)所示)。(4)在區(qū)間[0,+。。)上,從0開(kāi)始,拖動(dòng)點(diǎn)P,任選一個(gè)自變量的值作起點(diǎn),隨機(jī)地取一批自變量的值,算出其對(duì)應(yīng)的函數(shù)值表(如圖1(4)所示)。教師:結(jié)合以上的實(shí)驗(yàn)操作,觀察以上表格中,自變量X的值從小到大變化時(shí),函數(shù)值Y是如何變化的。學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手操作進(jìn)行嘗試,得到對(duì)應(yīng)的函數(shù)值表,進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,各自表述發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。教師及時(shí)抓住時(shí)機(jī),鼓勵(lì)學(xué)生大膽用自己的語(yǔ)言回答問(wèn)題,教師加以糾正和引導(dǎo),并給予評(píng)價(jià),形成正確的結(jié)論:任選兩個(gè)自變量的值,自變量大的函數(shù)值也大。教師:由于剛剛所驗(yàn)證的是一些具體的有限個(gè)的自變量的值,如果任意給出一些[0,+O0)上的x,X的值,當(dāng)X<x時(shí),能否驗(yàn)證都有X<X;呢?學(xué)生8:如果給出具體數(shù)值,容易驗(yàn)證,但區(qū)間內(nèi)的值有無(wú)限個(gè)。學(xué)生陷人思考之中,不知如何是好。一會(huì)兒后,有學(xué)生提出:不給X,X賦具體數(shù)值,當(dāng)X<X時(shí),驗(yàn)證X<X成立,行嗎?學(xué)生9:太好了,這就體現(xiàn)X,X:取值的任意性了。學(xué)生10:若x<x;成立,轉(zhuǎn)化為驗(yàn)證X一X;<0即可。此時(shí),課堂氣氛也活躍起來(lái),大家進(jìn)行熱烈討論,教師參與其中,師生在相互傾聽(tīng)和接納過(guò)程中,更好地理解知識(shí)和珍視差異。學(xué)生11(交流討論后):事實(shí)上,。.‘x1+x2>0,X1一X.<0.‘.f(X1)一f(X2)=X—X=(X1+X2)(Xl—X2)<0,得X<X即f(X1)<f(X2)。以上表述過(guò)程,教師引導(dǎo)學(xué)生用函數(shù)解析式來(lái)描述。再次操作確認(rèn),通過(guò)邏輯推理,從理論上給出單調(diào)函數(shù)定義形式化的表達(dá)。正如波利亞在《怎樣解題》中提到的:“嚴(yán)格表述的數(shù)學(xué)是一門系統(tǒng)的演繹科學(xué),但在形成過(guò)程中的數(shù)學(xué)則是一門實(shí)驗(yàn)性的歸納科學(xué)。”教師:我們把具有函數(shù)值隨著自變量的增大而增大這種性質(zhì)的函數(shù)叫增函數(shù)。教師:我們應(yīng)如何定義增函數(shù)?教師進(jìn)一步從具體函數(shù)g(X)=X延伸到一般函數(shù)Y=f(X),引導(dǎo)學(xué)生討論、交流,說(shuō)出各自的想法,并進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),完善后給出增函數(shù)的定義,從具體到一般引出增函數(shù)的定義。教師:從函數(shù)圖像上可以看到,函數(shù)g(X)=X在Y軸左側(cè)是下降的,類比增函數(shù)的定義,你能概括出什么結(jié)論?學(xué)生通過(guò)觀察、驗(yàn)證,討論、交流,師生共同得出減函數(shù)的定義,由此培養(yǎng)學(xué)生的類比能力。教師:大家能分析一下增(減)函數(shù)定義中的要點(diǎn)嗎?教師首先讓學(xué)生自主閱讀課本中的概念,尋找增(減)函數(shù)定義的要點(diǎn),在此基礎(chǔ)上,教師指導(dǎo)學(xué)生體會(huì)定義中關(guān)鍵字、詞和句,如:“某個(gè)區(qū)間D上的任意兩個(gè)自變量的值”、“都有”等。學(xué)生l2:我們能說(shuō)函數(shù)g(X)=X在X=0是增函數(shù)嗎?學(xué)生13:不行吧,概念中指明單調(diào)區(qū)間內(nèi)取值。教師:非常好,說(shuō)明大家閱讀是比較認(rèn)真的,函數(shù)在某一個(gè)點(diǎn)處是沒(méi)有單調(diào)性的。通過(guò)定義分析,實(shí)現(xiàn)師生和文本對(duì)話,學(xué)生把定義與圖形結(jié)合起來(lái),使新舊知識(shí)融為一體,加深對(duì)單調(diào)函數(shù)概念的理解,同時(shí)也滲透數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想。
三、深入自主探究,在共享中鞏固并倍增新知
教師:請(qǐng)同學(xué)們利用幾何畫(huà)板軟件,畫(huà)出函數(shù)Y=X一3x一9x在(一3,5)內(nèi)的圖像,并指出它的單調(diào)區(qū)間。教師:現(xiàn)在我們來(lái)思考必修一課本中的探究題:•36•函數(shù)f(x)=的定義域I是什么?它在定義域I上的單調(diào)性是怎樣的?你能用定義證明自己的結(jié)論嗎?學(xué)生14:定義域I是(一∞,0)u(0,+。。),函數(shù)在定義域上是減函數(shù)。學(xué)生15:好像不對(duì)吧,從函數(shù)圖像上看,從左至右,它的圖像不是一直下降的。學(xué)生16:現(xiàn)取兩個(gè)值,X=一1,X:=1,可得f(X1)=一1,f(X2)=1此時(shí)X1<X2,f(X1)<f(X2)。學(xué)生一下子感覺(jué)茫然了,找不出問(wèn)題關(guān)鍵所在。教師:回到定義,大家是否注意到這樣的話:“某個(gè)區(qū)間D上的任意兩個(gè)自變量的值”,這里任意兩個(gè)自變量的值是否應(yīng)該在同一個(gè)單調(diào)區(qū)間來(lái)取值呢?如何更_tY_.fl0才獲得的結(jié)論呢?學(xué)生17:函數(shù)f(X)在區(qū)間(一∞,0)和(0,+∞)上是減函數(shù)。教師:回答很好。如何證明你們的結(jié)論呢?學(xué)生18(交流討論后):任取0<x<x2,所以x一x1>0,X1‘2>0則f(x1)一f(x2)=一=>o所以函數(shù)f(X)在區(qū)間(0,+∞)上是減函數(shù),同理可證,函數(shù)f(X)在區(qū)間(一o。,0)也是減函數(shù)。教師:以上題目的解題過(guò)程,請(qǐng)大家概括一下用定義證明一個(gè)函數(shù)是某個(gè)區(qū)間上的增(減)函數(shù)的一般步驟。學(xué)生(協(xié)作討論):取值一作差一判斷符號(hào)一得出結(jié)論。
四、回顧總結(jié)
篇6
一、進(jìn)一步深入理解函數(shù)概念
初中階段已經(jīng)講述了函數(shù)的定義,進(jìn)入高中后在學(xué)習(xí)集合的基礎(chǔ)上,接著重新學(xué)習(xí)函數(shù)概念,主要是用映射觀點(diǎn)來(lái)闡明函數(shù),這時(shí)就可以用學(xué)生已經(jīng)有一定了解的函數(shù),特別是二次函數(shù)為例來(lái)更深刻地認(rèn)識(shí)函數(shù)的概念。二次函數(shù)是從一個(gè)數(shù)集A(定義域)到數(shù)集B上的對(duì)應(yīng)f:AB,使得集合B中的元素y=ax+bx+c(a≠0)與集合A的元素x對(duì)應(yīng),記為f(x)=ax+bx+c(a≠0)。這里ax+bx+c表示對(duì)應(yīng)法則,又表示定義域中的元素x在集合B中的對(duì)應(yīng)元素,從而使學(xué)生對(duì)函數(shù)的概念有一個(gè)較明確的認(rèn)識(shí),在學(xué)生掌握函數(shù)值的記號(hào)后,可以讓學(xué)生進(jìn)一步處理如下問(wèn)題:
題型I:已知f(x)=2x+x+2,求f(x+1).
這里不能把f(x+1)理解為x=x+1時(shí)的函數(shù)值,只能理解為自變量為x+1的函數(shù)值。
題型Ⅱ:設(shè)f(x+1)=x-4x+1,求f(x).
這個(gè)問(wèn)題理解為,已知對(duì)應(yīng)法則f下,定義域中的元素x+1在集合B中的對(duì)應(yīng)元素為x-4x+1,求定義域中元素x的在集合B中的對(duì)應(yīng)元素,其本質(zhì)是求對(duì)應(yīng)法則。
一般有兩種方法:
(1)把所給表達(dá)式表示成x+1的多項(xiàng)式。
f(x+1)=x-4x+1=(x+1)-6(x+1)+6,再用x代x+1得f(x)=x-6x+6.
(2)變量代換:它的適應(yīng)性強(qiáng),對(duì)一般函數(shù)都適用。
令t=x+1,則x=t-1,所以f(t)=(t-1)-4(t-1)+1=t-6t+6,從而f(x)=x-6x+6.
二、二次函數(shù)的單調(diào)性、最值與圖像
在高中階階段學(xué)習(xí)單調(diào)性時(shí),必須讓學(xué)生對(duì)二次函數(shù)y=ax+bx+c(a≠0)在區(qū)間(-∞,-]及[-,+∞)上的單調(diào)性的結(jié)論用定義進(jìn)行嚴(yán)格的論證,使它建立在嚴(yán)密理論的基礎(chǔ)上,與此同時(shí),進(jìn)一步充分利用函數(shù)圖像的直觀性,給學(xué)生配以適當(dāng)?shù)木毩?xí),使學(xué)生逐步自覺(jué)地利用圖像學(xué)習(xí)與二次函數(shù)有關(guān)的一些函數(shù)的單調(diào)性。
題型Ⅲ:畫(huà)出下列函數(shù)的圖像,并通過(guò)圖像研究其單調(diào)性。
(1)y=|x+2x-1|?搖(2)y=x+2|x|-1
這里要使學(xué)生注意這些函數(shù)與二次函數(shù)的差異和聯(lián)系。掌握把含有絕對(duì)值記號(hào)的函數(shù)用分段函數(shù)表示,然后畫(huà)出其圖像。
題型Ⅳ:設(shè)f(x)=x-2x-1在區(qū)間[t,t+1]上的最小值是g(t),求:g(t),并畫(huà)出y=g(t)的圖像.
解:f(x)=x-2x-1=(x-1)-2,在x=1時(shí)取最小值-2
當(dāng)1∈[t,t+1]即0≤t≤1,g(t)=-2
當(dāng)t>1時(shí),g(t)=f(t)=t-2t-1
當(dāng)t<0時(shí),g(t)=f(t+1)=t-2
g(t)=t-2,(t<0)-2,(0≤t≤1)t-2t-1,(t>1)
首先要使學(xué)生弄清楚題意。一般的,一個(gè)二次函數(shù)在實(shí)數(shù)集合R上或是只有最小值或是只有最大值,但當(dāng)定義域發(fā)生變化時(shí),取最大或最小值的情況也隨之變化,為了鞏固和熟悉這方面知識(shí),可以再給學(xué)生補(bǔ)充一些練習(xí)。
如:y=x-5x+6(-3≤x≤-1),求該函數(shù)的值域.(可適當(dāng)改變區(qū)間)
三、二次函數(shù)的知識(shí),可以準(zhǔn)確反映學(xué)生的數(shù)學(xué)思維
題型Ⅴ:設(shè)a為實(shí)數(shù),函數(shù)f(x)=2x+(x-a)|x-a|.
(1)若f(0)≥1,求a的取值范圍;
(2)求f(x)的最小值;
(3)設(shè)函數(shù)h(x)=f(x),x∈(a,+∞),直接寫(xiě)出(不需給出演算步驟)不等式h(x)≥1的解集.
解析:本小題主要考查函數(shù)的概念、性質(zhì)、圖像及解一元二次不等式等基礎(chǔ)知識(shí),考查靈活運(yùn)用數(shù)形結(jié)合、分類討論的思想方法進(jìn)行探索、分析與解決問(wèn)題的綜合能力。
(1)若f(0)≥1,則-a|a|≥1?圯a<0a≥1?圯a≤-1
(2)當(dāng)x≥a時(shí),f(x)=3x-2ax+a,f(x)=f(a),a≥0f(),a<0=2a,a≥0,a<0
當(dāng)x≤a時(shí),f(x)=x+2ax-a,f(x)=f(-a),a≥0f(a),a<0=-2a,a≥02a,a<0
綜上f(x)=-2a,a≥0,a<0
(3)x∈(a,+∞)時(shí),h(x)≥1得3x-2ax+a-1≥0,=4a-12(a-1)=12-8a,
當(dāng)a≤-或a≥時(shí),≤0,x∈(a,+∞);
當(dāng)-<a<時(shí),>0,得:(x-)(x-)≥0x>a
討論得:當(dāng)a∈(,)時(shí),解集為(a,+∞);
當(dāng)a∈(-,-)時(shí),解集為(a,]∪[,+∞);
當(dāng)a∈[-,]時(shí),解集為[,+∞).
篇7
數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程總是充滿了矛盾,如教與學(xué)的矛盾、學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)與數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的矛盾、學(xué)生認(rèn)知發(fā)展水平與數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容的矛盾等.有矛盾才能有發(fā)展,其中,學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)、能力水平與教學(xué)要求之間的矛盾是數(shù)學(xué)教學(xué)的決定性動(dòng)力.作為教師,應(yīng)努力做到敏銳地發(fā)現(xiàn)、深刻地認(rèn)識(shí)各種矛盾,進(jìn)而在教學(xué)中科學(xué)合理地暴露、“創(chuàng)設(shè)”甚至“激化”矛盾,以幫助學(xué)生在解決矛盾的過(guò)程中發(fā)展自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、提升自己的數(shù)學(xué)素養(yǎng),這可以充分體現(xiàn)出教師的專業(yè)水平、教學(xué)能力與教學(xué)智慧.
“函數(shù)的單調(diào)性”是反映函數(shù)變化規(guī)律的一個(gè)最基本的性質(zhì),是學(xué)生學(xué)習(xí)了函數(shù)概念后研究的第一個(gè)函數(shù)性質(zhì),也是學(xué)生在高中階段遇到的第一個(gè)用數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言刻畫(huà)的概念,對(duì)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)函數(shù)的其它性質(zhì)具有示范和引領(lǐng)作用.本節(jié)課匯集了數(shù)學(xué)教學(xué)的諸多矛盾,如何在教學(xué)中處理好這些矛盾,特別是其中的主要矛盾,對(duì)每個(gè)數(shù)學(xué)教師都是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的任務(wù).筆者認(rèn)為,“函數(shù)的單調(diào)性”教學(xué),關(guān)鍵是要深刻認(rèn)識(shí)、科學(xué)處理以下“三個(gè)矛盾”.1 “上升”、“下降”、“單調(diào)”等名詞的數(shù)學(xué)意義與學(xué)生的生活理解之間的矛盾
“函數(shù)的單調(diào)性”教學(xué),通常是從現(xiàn)實(shí)生活入手――展示某地某天的氣溫變化圖、舉出生活中描述“升降”變化規(guī)律的成語(yǔ)(如蒸蒸日上、每況愈下、此起彼伏)并畫(huà)出相應(yīng)的函數(shù)圖象等,然后讓學(xué)生觀察得到:函數(shù)圖象有的呈上升趨勢(shì),有的呈下降趨勢(shì),有的在一個(gè)區(qū)間內(nèi)呈上升趨勢(shì),而在另一個(gè)區(qū)間內(nèi)呈下降趨勢(shì),此時(shí)教師指出:函數(shù)圖象的“上升”“下降”反映了函數(shù)的一個(gè)基本性質(zhì)――單調(diào)性,接下來(lái)引導(dǎo)學(xué)生用自然語(yǔ)言進(jìn)行描述,并體驗(yàn)單調(diào)性是函數(shù)的局部特征(教師可在此處提前介紹“增函數(shù)”、“減函數(shù)”、“單調(diào)區(qū)間”等名詞).
這里,“上升”、“下降”、“單調(diào)”的數(shù)學(xué)意義與學(xué)生在日常生活中的理解有一定的“矛盾”:在生活中,若從A到B是“上升”,則從B到A就是“下降”,如同“上坡”“下坡”那樣,僅僅考慮了鉛垂方向;而在數(shù)學(xué)中,若x增大時(shí)y也隨之增大,則稱函數(shù)y=f(x)“上升”,若x增大時(shí)y隨之減小,則稱函數(shù)y=f(x)“下降”,是水平與鉛垂這兩個(gè)方向的“合成”.在生活中,“單調(diào)”是指“重復(fù)而缺少變化”;而在數(shù)學(xué)中,“單調(diào)”是指“隨著自變量的增大,函數(shù)值始終增大或始終減小”,是不斷變化的.對(duì)此,有些學(xué)生可能會(huì)因區(qū)分不清而產(chǎn)生錯(cuò)誤理解.例如,對(duì)于函數(shù)y=x2(x≥0),有學(xué)生認(rèn)為:x由小到大時(shí),y是“上升”的,x由大到小時(shí),y是“下降”的;又如,對(duì)于函數(shù)y=2,有學(xué)生認(rèn)為它是“單調(diào)”的,理由是“y始終沒(méi)有變化”.
因此,在本節(jié)課的教學(xué)中,教師應(yīng)明確地指導(dǎo)學(xué)生將數(shù)學(xué)名詞與日常概念區(qū)分開(kāi):
(1)對(duì)于同一段函數(shù)圖象來(lái)說(shuō),在數(shù)學(xué)上它究竟是“上升”還是“下降”,應(yīng)該是確定的,不能產(chǎn)生歧義.因此,我們選擇x軸正方向作為參照,從左往右,沿著圖象“策馬前行”,函數(shù)圖象的“上升”“下降”就有了統(tǒng)一的規(guī)則和統(tǒng)一的結(jié)論;
(2)數(shù)學(xué)上的“單調(diào)”,其本身也含有“重復(fù)而缺少變化”的意味,但它不是指函數(shù)值始終保持不變,而是指函數(shù)在某個(gè)區(qū)間“上升”“下降”(或“增加”“減少”)具有不變的規(guī)律性,反映的是一種“變中的不變性”,當(dāng)然也顯得“單調(diào)”.
2 學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知習(xí)慣與新知學(xué)習(xí)的必要性之間的矛盾
我們知道,“精確定量思維方式”是數(shù)學(xué)教育所能給予學(xué)生的最重要和最基本的數(shù)學(xué)素質(zhì),也是培養(yǎng)學(xué)生理性精神的最好體現(xiàn).在高中階段,“函數(shù)的單調(diào)性”定義之所以要進(jìn)一步符號(hào)化(形式化),正是基于數(shù)學(xué)精確化、嚴(yán)謹(jǐn)性的要求.只有這樣,學(xué)生才可以通過(guò)準(zhǔn)確的計(jì)算進(jìn)行推理論證,以保證結(jié)論的嚴(yán)密性,在此過(guò)程中逐漸培養(yǎng)并形成“算法的思維”.
然而,學(xué)生在初中已經(jīng)接觸過(guò)一次、二次、反比例函數(shù),對(duì)函數(shù)的單調(diào)性已經(jīng)初步有了直觀形象的認(rèn)識(shí):圖象從左往右上升(y隨x的增大而增大)是增函數(shù),圖象從左往右下降(y隨x的增大而減小)是減函數(shù).他們會(huì)覺(jué)得這種定義通俗易懂、易于接受,用它解決函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題時(shí)也沒(méi)遇到過(guò)什么困難,進(jìn)而產(chǎn)生疑問(wèn):為什么還要費(fèi)盡周折地去學(xué)習(xí)符號(hào)化(形式化)定義呢?豈不是“多此一舉”!學(xué)生一旦在心理上排斥新知,那么教與學(xué)的效果都將大打折扣,這是一個(gè)很重要的問(wèn)題.
因此,在學(xué)習(xí)抽象的定義之前,教師應(yīng)針對(duì)性地設(shè)置“認(rèn)知沖突”,以便讓學(xué)生充分體驗(yàn)到學(xué)習(xí)新知的必要性,增強(qiáng)研究的興趣和積極主動(dòng)性.例如,可讓學(xué)生依據(jù)函數(shù)單調(diào)性的圖象特征或自然語(yǔ)言描述,嘗試判斷函數(shù)y=x+1x在[1,+∞)內(nèi)的單調(diào)性.由于學(xué)生對(duì)該函數(shù)的圖象性質(zhì)并不熟悉,因此無(wú)法判斷函數(shù)圖象呈現(xiàn)什么樣的變化趨勢(shì),也難以根據(jù)函數(shù)解析式描述其變化規(guī)律.此時(shí),學(xué)生就會(huì)自然意識(shí)到自己知識(shí)上的欠缺,認(rèn)識(shí)到用精確的數(shù)學(xué)語(yǔ)言刻畫(huà)定義的必要性,從而進(jìn)入一種“憤悱狀態(tài)”,產(chǎn)生較強(qiáng)勁的學(xué)習(xí)動(dòng)力.
3 學(xué)生現(xiàn)有的思維水平與函數(shù)單調(diào)性定義的思維要求之間的矛盾
這是本節(jié)課教學(xué)的核心矛盾.剛進(jìn)入高一的學(xué)生,其思維處于從經(jīng)驗(yàn)型水平向理論型水平轉(zhuǎn)變的階段,仍然偏于簡(jiǎn)單化、直觀化,邏輯思維水平不高,抽象概括能力不強(qiáng).函數(shù)單調(diào)性的定義,是數(shù)學(xué)概念形式化的典型案例,具有高度的抽象性.從“隨著x增大,y也增大”這一自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)換到“對(duì)于某區(qū)間上任意的x1<;x2,有f(x1)<;f(x2)”這一數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言,跳躍性較大,學(xué)生非常不習(xí)慣,特別是為什么要用“任意”二字,在區(qū)間上“任意”取兩個(gè)大小不等的x1<;x2,通過(guò)比較f(x1)與f(x2)的大小來(lái)刻畫(huà)函數(shù)的單調(diào)性,學(xué)生更是感到難以理解,容易產(chǎn)生思維障礙.
為此,教師應(yīng)精心設(shè)置一系列問(wèn)題,讓學(xué)生充分參與函數(shù)單調(diào)性定義的符號(hào)化過(guò)程,感悟數(shù)學(xué)的研究方法,積累基本的數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn).首先,要緊緊抓住新舊知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,使得形式化定義是在文字語(yǔ)言描述的基礎(chǔ)上自然“生長(zhǎng)”出來(lái)的,而不是“天上掉下個(gè)林妹妹”.其次,對(duì)于單調(diào)性概念中“自變量不可能被窮盡”這一本質(zhì)(也是難點(diǎn)),應(yīng)及時(shí)喚醒學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn),使他們自然想到用“任意”突破“無(wú)限”.最后,對(duì)于學(xué)生中出現(xiàn)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),應(yīng)引導(dǎo)他們結(jié)合具體例子(最好是由學(xué)生自己舉出)、分別用圖形語(yǔ)言和文字語(yǔ)言進(jìn)行辨析,以逐步形成對(duì)概念正確、全面而深刻的理解.
以下是筆者施教這一環(huán)節(jié)時(shí)的具體設(shè)計(jì):
問(wèn)題1 如何用符號(hào)化的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表述“當(dāng)x增大時(shí),函數(shù)值f(x)隨之增大”?
教師引導(dǎo)學(xué)生分析其中的關(guān)鍵詞“增大”的含義及其符號(hào)表示,得出:增大,刻畫(huà)的是一種相對(duì)性,說(shuō)明第二個(gè)量比第一個(gè)量大,它是兩個(gè)數(shù)值之間的大小比較.因此,可將x的第一個(gè)取值記為x1,第二個(gè)值記為x2,則將文字語(yǔ)言“當(dāng)x增大時(shí),函數(shù)值f(x)隨之增大”用符號(hào)語(yǔ)言表示即為“當(dāng)x1<;x2時(shí),f(x1)<;f(x2)”.
問(wèn)題2 能否取滿足x1<;x2的若干組具體數(shù)值,只要驗(yàn)證相應(yīng)的f(x1)<;f(x2)均成立,就可以斷定函數(shù)f(x)的單調(diào)性?
教師應(yīng)盡量放手讓學(xué)生思考討論,若學(xué)生作肯定回答,則追問(wèn)“為什么”;
若學(xué)生作否定回答,則讓其舉出反例,以不斷完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),必要時(shí)教師應(yīng)進(jìn)行引導(dǎo):
以函數(shù)f(x)=x2(x∈R)為例,由于自變量x的取值“無(wú)限”,因此,不論驗(yàn)證多少次也無(wú)法窮盡.雖然當(dāng)-1<;2<;3<;…時(shí),有f(-1)<;f(2)<;f(3)<;…,但這并不能保證f(x)=x2(x∈R)的圖象從左往右始終“上升”.可見(jiàn),具體驗(yàn)證是不可靠的.
問(wèn)題3 在此之前,你有沒(méi)有遇到過(guò)“無(wú)法窮盡”的情況?當(dāng)時(shí)是怎么處理的?
教師引導(dǎo)學(xué)生回憶“子集”的證明方法:設(shè)A、B是兩個(gè)無(wú)窮集合,要證明AB,逐一驗(yàn)證A中的每一個(gè)元素都屬于B是不可能的,于是,為了突破“無(wú)限”這個(gè)障礙,就一般性地“任取”一個(gè)元素x∈A,只要能證明x∈B就行了.
至此,學(xué)生不難理解,在函數(shù)f(x)的單調(diào)性中,x1、x2也應(yīng)該是“任意”的.
問(wèn)題4 設(shè)區(qū)間D是函數(shù)f(x)的定義域I內(nèi)的某個(gè)區(qū)間,如何用x1,x2,f(x1),f(x2)來(lái)刻畫(huà)函數(shù)f(x)在區(qū)間D上是增函數(shù)、減函數(shù)呢?
學(xué)生嘗試用數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言表達(dá)單調(diào)增(減)函數(shù)的定義,師生共同修正.在此過(guò)程中,學(xué)生可能會(huì)有一定的模仿的成分,這也是一種內(nèi)化的過(guò)程,對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)是正常的,也是必要的.
問(wèn)題5 請(qǐng)你嘗試?yán)蒙鲜龆x判斷函數(shù)y=x+1x在[1,+∞)內(nèi)的單調(diào)性.
這是對(duì)前述“遺留問(wèn)題”的呼應(yīng),由學(xué)生盡量獨(dú)立完成,教師可在“作差”、“變形”等關(guān)鍵環(huán)節(jié)適時(shí)予以指導(dǎo),解決該問(wèn)題后,師生共同概括出用定義證明函數(shù)單調(diào)性的一般步驟.顯然,由之前的“不能”到現(xiàn)在的“能”,既加深了學(xué)生對(duì)定義的理解與掌握,也體現(xiàn)了定義的應(yīng)用價(jià)值,學(xué)生從中可以獲取成功的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和心理上的滿足感.
問(wèn)題6 判斷下列說(shuō)法是否正確,并說(shuō)明理由.
(1)設(shè)函數(shù)y=f(x)的定義域?yàn)閇0,+∞),若取x1=0,且對(duì)于任意的x2>;0,都有f(x2)>;f(0),則f(x)在區(qū)間[0,+∞)上是增函數(shù);
(2)下圖是三個(gè)分段函數(shù)(定義域均為R)的圖象,它們都是R上的增函數(shù);
(3)反比例函數(shù)y=1x的單調(diào)遞減區(qū)間是(-∞,0)∪(0,+∞).
篇8
1. 幾何方面的應(yīng)用 在導(dǎo)數(shù)概念的基礎(chǔ)上,結(jié)合函數(shù)圖像來(lái)研究導(dǎo)數(shù)的幾何意義是導(dǎo)數(shù)概念的延伸,是導(dǎo)數(shù)知識(shí)的重要內(nèi)容。導(dǎo)數(shù)是微積分中的重要基礎(chǔ)概念,當(dāng)自變量的增量趨于零時(shí),因變量的增量與自變量的增量之商的極限。在一個(gè)函數(shù)存在導(dǎo)數(shù)時(shí),稱這個(gè)函數(shù)可導(dǎo)或者可微分。可導(dǎo)的函數(shù)一定連續(xù),不連續(xù)的函數(shù)一定不可導(dǎo)。
在解析幾何中,我們求曲線的切線,只需要知道曲線的方程y=f(x)和曲線上的任意一點(diǎn),利用對(duì)函數(shù)求導(dǎo)就可以得到這一點(diǎn)的切線方程。
下面給出求曲線的切線方程的方法步驟:
(1)求導(dǎo)數(shù),得到曲線在該點(diǎn)的切線的斜率;(2)在已知切點(diǎn)坐標(biāo)和切線斜率的條件下,利用點(diǎn)斜式求出切線方程:y-f(x0)=f'(x0)(x-x0)
例1. 試求曲線y=xlnx上點(diǎn)(1,2)的切線方程
解: 對(duì)函數(shù)f(x)=xlnx
求導(dǎo)得f'(x)=lnx+1
所以f'(1)=ln1+1=1,所以在點(diǎn)(1,2)的切線方程為
y-2=1(x-1)
即 y=x+1
切線方程: y=x+1
先求出函數(shù)y=f(x)在x=x0處的導(dǎo)數(shù),即曲線在該點(diǎn)處的切線斜率,再由直線方程的點(diǎn)斜式便可求出切線方程。
例2. 求垂直于直線2x-6y+1=0并且和曲線y=x3+3x2-5相切的直線方程。
解 因?yàn)樗蟮闹本€與已知直線2x-6y+1=0垂直
所以所求直線的斜率 k1=-3
又因?yàn)樗笾本€與y=x3+3x2-5相切,
所以它的斜率 k2=y'=3x2+6x
因?yàn)閗1=k2 即 3x2+6x=-3
所以(x+1)2=0 即 x=-1
代入曲線方程得 y=(-1)3+3(-1) 2-5=-3
所以切點(diǎn)為 (-1,-3)
故所求直線方程為y+3=-3(x+1)即3x+y+6=0 。
2. 在函數(shù)方面的應(yīng)用 運(yùn)用導(dǎo)數(shù)知識(shí)研究函數(shù)性質(zhì)的試題,研究對(duì)象已經(jīng)突破了單純的一次函數(shù)、二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)等命題常以復(fù)合的函數(shù)形式出現(xiàn)。
2.1 函數(shù)單調(diào)性的討論。(1)利用導(dǎo)數(shù)的符號(hào)判斷函數(shù)的單調(diào)性。函數(shù)的單調(diào)性是函數(shù)最基本的性質(zhì)之一,是研究函數(shù)所要掌握的最基本的知識(shí)。通常用定義來(lái)判斷,但當(dāng)函數(shù)表達(dá)式較復(fù)雜時(shí)判斷f(x1)-f(x2)正負(fù)較困難。運(yùn)用導(dǎo)數(shù)知識(shí)來(lái)討論函數(shù)單調(diào)性時(shí),只需求出f'(x) ,再考慮f'(x)的正負(fù)即可。此方法簡(jiǎn)單快捷而且適用面廣。
利用導(dǎo)數(shù)的符號(hào)判斷函數(shù)的增減性,這是導(dǎo)數(shù)幾何意義在研究曲線變化規(guī)律時(shí)的一個(gè)應(yīng)用,它充分體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的思想。
一般地,在某個(gè)區(qū)間(a,b)內(nèi),如果f'(x)>0 ,那么函數(shù)y=f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;如果f'(x)<0 ,那么函數(shù)y=f(x)在這個(gè)區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞減。
如果在某個(gè)區(qū)間內(nèi)恒有f'(x)=0 ,則f'(x)是常函數(shù)。
注意:在某個(gè)區(qū)間內(nèi), f'(x)>0 是f'(x)在此區(qū)間上為增函數(shù)的充分條件,而不是必要條件。
(2)求函數(shù)y=f(x)單調(diào)區(qū)間的步驟。
①確定y=f(x)的定義域;
②求導(dǎo)數(shù)解f'(x)=0 此方程,求出它們?cè)诙x域區(qū)間內(nèi)的一切實(shí)數(shù)根。
③當(dāng)f'(x)>0時(shí), y=f(x)在相應(yīng)區(qū)間上是增函數(shù);當(dāng)f'(x)<0時(shí), y=f(x)在相應(yīng)區(qū)間上是減函數(shù)。
例3. 判定函數(shù)y1=x3-x和y2=x3+x在(-∞,+∞)上的增減性。
解: y'1=3x2-1=3(x+13)(x-13)
當(dāng)y'1>0 得 x<-13或x>13
當(dāng)y'1<0 得 -13
所以y1=x3-x在(-∞,-13)和(13,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增,在(-13,13)內(nèi)單調(diào)遞減。
因?yàn)閥'2=3x2+1>0 , 故y2=x3+x在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增。
2.2 函數(shù)的極值的求法。
例4.求函數(shù)f(x)=13x3-4x+4的極值。
解:因?yàn)?f(x)=13x3-4x+4,所以f'(x)=x2-4=(x-2)(x+2) 。
令f'(x)=0 ,解得x=2或x=-2 。
下面分兩種情況討論:
(1)當(dāng)f'(x)>0 ,即x >2或x <-2時(shí);
(2)當(dāng)f'(x)<0 ,即-2
當(dāng)x變化時(shí),f'(x) ,f(x) 的變化情況如下表:
因此,當(dāng)x=-2 時(shí), f(x)有極大值,并且極大值為f(-2)=283 ;
當(dāng)x=2 時(shí), f(x)有極小值,并且極小值為f(2)= -43。
點(diǎn)評(píng):求可導(dǎo)函數(shù)的極值的步驟可歸納為:
(1)求導(dǎo)數(shù)f'(x) ;
(2)求方程f'(x)=0 的根;
(3)檢查f'(x) 在方程根左右的值的符號(hào),如果左正右負(fù),那么f(x) 在這個(gè)點(diǎn)處取得極大值;如果左負(fù)右正,那么f(x) 在這個(gè)點(diǎn)出取得極小值。
2.3 函數(shù)的最值求法。極值反映的是函數(shù)在某一點(diǎn)附近的局部性質(zhì),而不是函數(shù)在整個(gè)定義域內(nèi)的性質(zhì)。在解決實(shí)際問(wèn)題或研究函數(shù)的性質(zhì)時(shí),我們更關(guān)心函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上,哪個(gè)值最大,哪個(gè)值最小。當(dāng)然函數(shù)在某個(gè)區(qū)間上一定是連續(xù)的不斷的曲線,它必有最大值和最小值。
例5. 求函數(shù)y=cos2x+cosx+1 的極值和最值。
解: y'=-2cosxsinx-sinx ,
令y'=0 得 sinx(2cosx+1)=0
解得sinx=0或cosx=- 12, 由sinx=0 可得:
cosx=1或cosx=-1 ,因此,
當(dāng)cosx=- 12 時(shí),得y極小 = 34;
當(dāng) cosx=1時(shí), 得 y極大=3;
當(dāng)cosx=-1 時(shí),得y極大=1 。
則ymax =3, ymin= 34
最值問(wèn)題是高中數(shù)學(xué)的一個(gè)重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn)。它涉及到了高中數(shù)學(xué)知識(shí)的各個(gè)方面,要解決這類問(wèn)題往往需要各種技能,并且需要選擇合理的解題途徑。用導(dǎo)數(shù)解決這類問(wèn)題可以使解題過(guò)程簡(jiǎn)化,步驟清晰,學(xué)生也好掌握.應(yīng)注意函數(shù)的極值與最值的區(qū)別與聯(lián)系,極值是一個(gè)局部性概念,最值是某個(gè)區(qū)間的整體性概念。
一般地,求函數(shù)f(x)在[a,b]上的最大值與最小值的步驟如下:
(1)求 f(x)在(a,b) 內(nèi)的極值;
(2)將 f(x)的各極值與端點(diǎn)處的函數(shù)值f(a),f(b) 比較,其中最大的一個(gè)是最大值,最小的一個(gè)是最小值,從而得出函數(shù)f(x) 在[a,b] 上的最值。
3. 利用導(dǎo)數(shù)解決實(shí)際優(yōu)化問(wèn)題 生活中經(jīng)常遇到求利潤(rùn)最大、用料最省、效率最高等問(wèn)題,這些問(wèn)題通常稱為優(yōu)化問(wèn)題,也稱為最值問(wèn)題。解決這些問(wèn)題具有非常現(xiàn)實(shí)的意義。這些問(wèn)題通常可以轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)中的函數(shù)問(wèn)題,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最大(小)值問(wèn)題。
例6.有甲、乙兩城,甲城位于一直線形河岸,乙城離岸40千米,乙城到岸的垂足與甲城相距50千米,兩城在此河邊合建一水廠取水,從水廠到甲城和乙城的水管費(fèi)用分別為每千米500元和700元,問(wèn)水廠應(yīng)設(shè)在河邊的何處,才能使水管費(fèi)用最省?
解:設(shè)水廠D點(diǎn)與乙城到岸的垂足B點(diǎn)之間的距離為x千米,所需水管總費(fèi)用為y元,
則y=500(50-x)+700 x2+402=25000-500x+700 x2+1600,
y'=-500+700x12(x2+1600)-122x=-500+700x x2+1600,令 y'=0,解得 x=50 63
當(dāng)x∈[0,50 63) 時(shí),y'<0 ;當(dāng)x∈[50 63,50) 時(shí),y'>0 ,所以當(dāng) x=50 63時(shí), y'取得極小值,也是最小值。
答:水廠建在距甲距離為50-50 63 千米時(shí),所需水管費(fèi)用最省。
解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的關(guān)鍵在于建立數(shù)學(xué)模型和目標(biāo)函數(shù),把“問(wèn)題情景”譯為數(shù)學(xué)語(yǔ)言,找出問(wèn)題的主要關(guān)系,并把得主要關(guān)系近似化、形式化、抽象成數(shù)學(xué)問(wèn)題。再化歸為常規(guī)問(wèn)題,選擇合適的數(shù)學(xué)方法解題。
“生活中的優(yōu)化問(wèn)題舉例”實(shí)際上是求實(shí)際問(wèn)題的最大(小)值,其主要步驟如下:
(1)列出實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,寫(xiě)出實(shí)際問(wèn)題中的變量之間的函數(shù)關(guān)y=f(x)系 ;
(2)求函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)f'(x) ,解方程f'(x)=0 ;(3)比較函數(shù)在區(qū)間端點(diǎn)和使f'(x)=0 的點(diǎn)的函數(shù)值的大小,最大(小)者為最大(小)值。
導(dǎo)數(shù)在高中數(shù)學(xué)中只能介紹一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用。對(duì)于高中學(xué)生,這一部分內(nèi)容不能挖掘太深,因?yàn)閷?dǎo)數(shù)的引入,本質(zhì)上就是將初等數(shù)學(xué)中一些高難度、繁雜的問(wèn)題簡(jiǎn)化。但也要求學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容要掌握其實(shí)質(zhì),弄清楚與其他各章節(jié)內(nèi)容的聯(lián)系。從解決上述三個(gè)方面的應(yīng)用中可以看到,導(dǎo)數(shù)在應(yīng)對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),感覺(jué)有入手易,過(guò)程簡(jiǎn)便的優(yōu)勢(shì),它的最終目的還是考查函數(shù)的性質(zhì)。所以我們不僅要掌握導(dǎo)數(shù)的概念,求導(dǎo)的公式和求導(dǎo)的法則及其簡(jiǎn)單應(yīng)用,包括求函數(shù)的極值、單調(diào)區(qū)間。證明函數(shù)的增減性等,還要學(xué)會(huì)把導(dǎo)數(shù)與其它知識(shí)相結(jié)合,去尋找求一些復(fù)雜問(wèn)題的簡(jiǎn)單解法。
參考文獻(xiàn)
[1] 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《數(shù)學(xué)》選修2-2A版,人民教育出版社
篇9
思維品質(zhì)包括思維的深刻性、嚴(yán)密性、靈活性、敏捷性、獨(dú)立性等。如何有效地培養(yǎng)學(xué)生的思維思維品質(zhì)呢?我在教學(xué)實(shí)踐中作了一些探索:
一、思維深刻性的培養(yǎng)
函數(shù)作為數(shù)學(xué)教學(xué)的主線,貫穿于數(shù)學(xué)的始終。函數(shù)的定義域是構(gòu)成函數(shù)的兩大要素之一,函數(shù)的定義域似乎是非常簡(jiǎn)單的,然而在解決問(wèn)題中不加以注意,常常會(huì)使人誤入歧途。在解函數(shù)題中強(qiáng)調(diào)定義域?qū)忸}結(jié)論的作用與影響,對(duì)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維品質(zhì)是十分有益的。函數(shù)單調(diào)性是指函數(shù)在給定的定義域區(qū)間上函數(shù)自變量增加時(shí),函數(shù)值隨著增減的情況,所以討論函數(shù)單調(diào)性必須在給定的定義域區(qū)間上進(jìn)行。
如果在做題時(shí),沒(méi)有在定義域的兩個(gè)區(qū)間上分別考慮函數(shù)的單調(diào)性,就說(shuō)明學(xué)生對(duì)函數(shù)單調(diào)性的概念一知半解,沒(méi)有理解,在做練習(xí)或作業(yè)時(shí),只是對(duì)題型,套公式,而不去領(lǐng)會(huì)解題方法的實(shí)質(zhì),也說(shuō)明學(xué)生的思維缺乏深刻性。
二、思維嚴(yán)密性的培養(yǎng)
函數(shù)關(guān)系式包括定義域和對(duì)應(yīng)法則,所以在求函數(shù)的關(guān)系式時(shí)必須要考慮所求函數(shù)關(guān)系式的定義域,否則所求函數(shù)關(guān)系式可能是錯(cuò)誤。如:某單位計(jì)劃建筑一矩形圍墻,現(xiàn)有材料可筑墻的總長(zhǎng)度為100m,求矩形的面積S與矩形長(zhǎng)x的函數(shù)關(guān)系式?
解:設(shè)矩形的長(zhǎng)為x米,則寬為(50-x)米,由題意得:
S=X(50-X)故函數(shù)關(guān)系式為:S=X(50-X) .
如果解題到此為止,則本題的函數(shù)關(guān)系式還欠完整,缺少自變量 的范圍。也就說(shuō)學(xué)生的解題思路不夠嚴(yán)密。因?yàn)楫?dāng)自變量 取負(fù)數(shù)或不小于50的數(shù)時(shí),S的值是負(fù)數(shù),即矩形的面積為負(fù)數(shù),這與實(shí)際問(wèn)題相矛盾,所以還應(yīng)補(bǔ)上自變量 的范圍:0
即:函數(shù)關(guān)系式為: S=X(50-X)( 0
這個(gè)例子說(shuō)明,在用函數(shù)方法解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),必須要注意到函數(shù)定義域的取值范圍對(duì)實(shí)際問(wèn)題的影響。若考慮不到這一點(diǎn),就體現(xiàn)出學(xué)生思維缺乏嚴(yán)密性。若注意到定義域的變化,就說(shuō)明學(xué)生的解題思維過(guò)程體現(xiàn)出較好思維的嚴(yán)密性。
三、思維靈活性的培養(yǎng)
思維的靈活性指善于根據(jù)事物的發(fā)展變化,及時(shí)地用新的觀點(diǎn)看待已經(jīng)變化了的事物,并提出符合實(shí)際的解決問(wèn)題的新設(shè)想、新方案和新方法。 實(shí)踐證明講什么練什么的單一反饋模式易使學(xué)生形成錯(cuò)誤定勢(shì),不利于學(xué)生知識(shí)的掌握,技能的形成和素質(zhì)的發(fā)展。因此應(yīng)重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行多角度的類比訓(xùn)練,使學(xué)生舉一反三,觸類旁通,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心解決問(wèn)題的思考過(guò)程及采用策略。 如在講授反正弦函數(shù)時(shí),教師可以這樣安排講授:
①對(duì)于我們過(guò)去所講過(guò)的正弦函數(shù)Y=SinX是否存在反函數(shù)?為什么?
②在(-∞,+∞)上,正弦函數(shù)Y=SinX不存在反函數(shù),那么我們本節(jié)課應(yīng)該怎么樣研究所謂的反正弦函數(shù)呢?
③為了使正弦函數(shù)Y=SinX滿足Y與X間成單值對(duì)應(yīng),這某一區(qū)間如何尋找,怎樣的區(qū)間是最佳區(qū)間,為什么?
講授反余弦函數(shù)Y=ArcCosX時(shí),在完成了上述同樣的三個(gè)步驟后,我們可向?qū)W生提出第四個(gè)問(wèn)題:
④反余弦函數(shù)Y=ArcCosX與反正弦函數(shù)Y=ArcSinX在定義時(shí)有什么區(qū)別。造成這些區(qū)別的主要原因是什么,學(xué)習(xí)中應(yīng)該怎樣注意這些區(qū)別。
四、思維獨(dú)立性的培養(yǎng)
教學(xué)中要?jiǎng)?chuàng)造性地使用教材和借助形象思維的參與,培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)立性。 例如我在《等比數(shù)列求和公式》的教學(xué)中,首先講了這樣一個(gè)故事:甲、乙兩人訂立了一個(gè)合同,一個(gè)月內(nèi)甲每天需付給乙1萬(wàn)元,而乙第一天需付給甲1分錢,第二天2分錢,第三天4分錢……,以后每天乙付給甲的錢數(shù)都是前一天的2倍,直到30天期滿.猜想一下,這一合同對(duì)誰(shuí)有利?由于問(wèn)題富有趣味性,學(xué)生頓時(shí)活躍起來(lái),憑自己的自覺(jué)猜測(cè)結(jié)論.我及時(shí)點(diǎn)題:這就是我們今天研究的課題《等比數(shù)列求和公式》.這樣巧設(shè)懸念,使學(xué)生一開(kāi)始就對(duì)問(wèn)題產(chǎn)生濃厚的興趣,自覺(jué)地啟動(dòng)積極的思維。
篇10
1. 串聯(lián)情況:本部分是函數(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ). 重點(diǎn)是了解函數(shù)的定義,會(huì)求簡(jiǎn)單函數(shù)的定義域、值域,體會(huì)對(duì)應(yīng)關(guān)系在刻畫(huà)函數(shù)概念中的作用. 在熟練掌握有關(guān)技能的同時(shí),注意換元、待定系數(shù)法等數(shù)學(xué)思想方法的運(yùn)用,并通過(guò)對(duì)分段函數(shù)、復(fù)合函數(shù)、抽象函等的認(rèn)識(shí),進(jìn)一步體會(huì)函數(shù)關(guān)系的本質(zhì).
2. 考情分析:從近幾年來(lái)看,對(duì)本考點(diǎn)的考查形勢(shì)穩(wěn)中求變,向著更靈活的方向發(fā)展,多為尋求變量間的函數(shù)關(guān)系,再求出函數(shù)的定義域、值域,進(jìn)而研究函數(shù)性質(zhì)來(lái)解決問(wèn)題.考查以選擇或填空題為主,以解答題形式出現(xiàn)的可能性相對(duì)較小,本節(jié)知識(shí)作為工具和其他知識(shí)結(jié)合起來(lái)命題的可能性依然很大.
3. 破解技巧:
(1)函數(shù)的定義域是使式子有意義的自變量的取值范圍,一般是構(gòu)建不等式組求解.
(2)要克服“函數(shù)就是解析式”的片面認(rèn)識(shí),其中列表法、圖象法直觀,解析法是常用表述法,同時(shí)也要注意自變量的實(shí)際意義的要求.
(3)確定函數(shù)f(x)的值域或最值一般用不等式法、配方法、幾何法、換元法,也可直接利用它的圖象和性質(zhì)求解,還可利用單調(diào)性定義或?qū)?shù)法確定其性質(zhì),再求值域.
4. 經(jīng)典例題:
函數(shù)f(x)=的定義域?yàn)锳,g(x)=lg[(x-a-1)(2a-x)](a
(1)求A;
(2)若BA,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
破解思路 實(shí)數(shù)集合間的相互關(guān)系一般需注意數(shù)軸(或韋恩圖)的利用;含參問(wèn)題討論需注意合理的分類討論.
經(jīng)典答案 (1)由2-≥0得x
(2)由(x-a-1)(2a-x)>0得[x-(a+1)](x-2a)
設(shè)函數(shù)f(x)=x-1(x≥0),(xa,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是_______.
破解思路 分段函數(shù)體現(xiàn)了“分類”的數(shù)學(xué)方法,也是高考命題的熱點(diǎn)之一. 解此類問(wèn)題一般需從兩方面考慮問(wèn)題,必要時(shí)可結(jié)合圖象處理.
經(jīng)典答案 法1:當(dāng)a≥0時(shí),有a-1>a,得a
法2:分別作出函數(shù)f(x)的圖象與函數(shù)y=x的圖象,用兩函數(shù)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)確定取值范圍.
1. 串聯(lián)情況:函數(shù)的圖象與性質(zhì)是函數(shù)的主體部分. 考查形式靈活多變,一般是通過(guò)函數(shù)與不等式、導(dǎo)數(shù)或數(shù)列的交匯與鏈接,借助函數(shù)圖象的直觀工具,全面考查函數(shù)的奇偶性、周期性及單調(diào)性等基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)考查數(shù)形結(jié)合、抽象思維、邏輯推理及創(chuàng)新能力.
2. 考情分析:函數(shù)性質(zhì)是高考命題的主線索,不論是何種函數(shù),必須與函數(shù)性質(zhì)相關(guān)聯(lián),函數(shù)圖象是函數(shù)形的體現(xiàn),著力考查作圖、識(shí)圖、用圖能力. 從近幾年來(lái)看,以中等難度、題型新穎的試題綜合考查函數(shù)的性質(zhì),預(yù)計(jì)以組合形式、一題多角度考查函數(shù)性質(zhì)的試題會(huì)成為新的熱點(diǎn).
3. 破解技巧:函數(shù)圖象的幾何特征與函數(shù)性質(zhì)的數(shù)量特征緊密結(jié)合,有效地揭示了各類函數(shù)的定義域、值域、單調(diào)性、奇偶性、周期性等基本屬性,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的特征與方法,為此,學(xué)習(xí)本單元要從定形、定性、定位各方面深刻理解奇偶性、單調(diào)性的定義,掌握判定方法;掌握函數(shù)圖象變化的一般規(guī)律,并靈活運(yùn)用圖象輔助解題.
4. 經(jīng)典例題:
設(shè)函數(shù)f(x)=x2+2x-a(x∈R,a為實(shí)數(shù))
(1)若f(x)為偶函數(shù),求實(shí)數(shù)a的值;
(2)設(shè)a>2,求函數(shù)f(x)的最小值.
破解思路 (1)函數(shù)的奇偶性問(wèn)題,一要確定函數(shù)的定義域,二要看f(x)與f(-x)的關(guān)系;
(2)討論二次函數(shù)的區(qū)間最值問(wèn)題:①注意對(duì)稱軸與區(qū)間的相對(duì)位置;②注意系數(shù)a的符號(hào)對(duì)拋物線開(kāi)口方向的影響.
經(jīng)典答案 (1)由偶函數(shù)的定義得f(-x)=f(x),即2x-a=2x+a,解得a=0.
(2)f(x)=x2+2x-a(x≥a),x2-2x+a(x2,x≥a,得x>1,從而f(x)在x≥a時(shí)單調(diào)遞增, f(x)的最小值為f=.
當(dāng)x0知f(x)的最小值為a-1.
假設(shè)定義域?yàn)椋?,1]的函數(shù)f(x)同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)稱f(x)為“友誼函數(shù)”:
①對(duì)任意的x∈[0,1],總有f(x)≥0;
②f(1)=1;③若x1≥0,x2≥0且x1+x2≤1,則有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)成立,則下列判斷正確的有_________.
(1)f(x)為“友誼函數(shù)”,則f(0)=0;
(2)函數(shù)g(x)=2x-1在區(qū)間[0,1]上是“友誼函數(shù)”;
(3)若f(x)為“友誼函數(shù)”,且0≤x1
破解思路 解決抽象函數(shù)問(wèn)題一般有三種思路:
①利用函數(shù)的奇偶性和它在定義域內(nèi)的增減性,去掉“f”符號(hào),轉(zhuǎn)化為代數(shù)不等式組求解,但要特別注意函數(shù)定義域的作用;
②適當(dāng)?shù)摹百x值”也是得到一些基礎(chǔ)結(jié)論的好方法;
③尋求函數(shù)“模型”通過(guò)簡(jiǎn)圖處理.
經(jīng)典答案 (1)取x1=x2=0得f(0)≥f(0)+f(0),又由f(0)≥0,得f(0)=0.
(2)顯然g(x)=2x-1在[0,1]上滿足①g(x)≥0;②g(1)=1;③若x1≥0,x2≥0,且x1+x2≤1,則有g(shù)(x1+x2)-[g(x1)+g(x2)]=2-1-[(2-1)+(2-1)]=(2-1)(2-1)≥0,故g(x)=2x-1滿足條件①②③,所以g(x)=2x-1為友誼函數(shù).
(3)因?yàn)?≤x1
綜上,正確答案是(1)(2)(3).
定義在R上的偶函數(shù)f(x)滿足:f(2-x)=-f(x),且在[-1,0]上是增函數(shù),下面關(guān)于f(x)的判斷:
①f(x)是周期函數(shù);
②f(5)=0;
③f(x)在[1,2]上是減函數(shù);
④f(x)在[-2,-1]上是減函數(shù).其中正確的判斷是________.
(把你認(rèn)為正確的判斷都填上)
破解思路 研究函數(shù)圖象,可以從“數(shù)”和“形”兩個(gè)方面入手,即解析式定量分析與圖象的定性分析.
經(jīng)典答案 因?yàn)閒(2-x)=-f(x),所以f(x)有對(duì)稱中心(1,0).
又f(2-x)=-f(x),所以f(x)= -f(2-x),所以f(x+4)=-f[2-(x+4)]= -f[-(x+2)].
又f(x)為偶函數(shù),所以f(x+4)= -f(x+2),所以f(x+4)=f[2-(x+2)]=f(-x)=f(x),所以4是f(x)的一個(gè)周期.
從而由圖象可知其中正確的判斷是①②③.
1. 串聯(lián)情況:二次函數(shù)是中學(xué)代數(shù)的基本內(nèi)容之一,它既簡(jiǎn)單又具有豐富的內(nèi)涵和外延. 作為最基本的初等函數(shù),可以它為素材來(lái)研究函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、最值等性質(zhì),還可建立起函數(shù)、方程、不等式之間的有機(jī)聯(lián)系;作為拋物線,可以聯(lián)系其他平面曲線討論相互之間關(guān)系.
2. 考情分析:有關(guān)二次函數(shù)的內(nèi)容與近、現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展緊密聯(lián)系,是我們進(jìn)入高校繼續(xù)深造的重要知識(shí)基礎(chǔ). 從近幾年高考的形勢(shì)來(lái)看,十分注重對(duì)三個(gè)“二次”(即一元二次函數(shù)、一元二次方程、一元二次不等式)的考查力度,同時(shí)也研究了它的許多重要的結(jié)論,并付諸應(yīng)用. 高考試題中有近一半的試題與這三個(gè)“二次”問(wèn)題有關(guān).
3. 破解技巧:學(xué)次函數(shù),可以從兩個(gè)方面入手:一是解析式,二是圖象特征. 從解析式出發(fā),可以進(jìn)行純粹的代數(shù)推理,從圖象特征出發(fā),可以實(shí)現(xiàn)數(shù)與形的自然結(jié)合.
4. 經(jīng)典例題:
已知二次函數(shù)y=f(x)=x2+bx+c的圖象過(guò)點(diǎn)(1,13),且函數(shù)y=fx-是偶函數(shù).
(1)求f(x)的解析式.
(2)已知t
(3)函數(shù)y=f(x)的圖象上是否存在這樣的點(diǎn),其橫坐標(biāo)是正整數(shù),縱坐標(biāo)是一個(gè)完全平方數(shù)?如果存在,求出這樣的點(diǎn)的坐標(biāo);如果不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
破解思路 (1)待定系數(shù)法是求二次函數(shù)解析式的基本方法,可設(shè)一般式、頂點(diǎn)式、兩根式,若是結(jié)合圖象處理可獲簡(jiǎn)潔過(guò)程.
(2)確定函數(shù)f(x)在[a,b]上的值域,可直接利用它的圖象和性質(zhì)求解;也可利用單調(diào)性定義或?qū)?shù)法確定其性質(zhì),再求值域.
經(jīng)典答案 (1)因?yàn)楹瘮?shù)y=fx-是偶函數(shù),對(duì)稱軸方程為x=-,故b=1.
又因?yàn)槎魏瘮?shù)f(x)=x2+bx+c的圖象過(guò)點(diǎn)(1,13),所以1+b+c=13,故c=11.
因此, f(x)的解析式為f(x)=x2+x+11.
(2)g(x)=(x-2)•x,當(dāng)x≤0時(shí),g(x)=-(x-1)2+1,當(dāng)x>0時(shí),g(x)=(x-1)2-1,由此可知g(x)max=0.
當(dāng)1≤t
當(dāng)1-≤t
當(dāng)t
(3)如果函數(shù)y=f(x)的圖象上存在符合要求的點(diǎn),設(shè)為P(m,n2),其中m為正整數(shù),n為自然數(shù),則m2+m+11=n2,從而4n2-(2m+1)2=43,即[2n+(2m+1)][2n-(2m+1)]=43.
注意到43是質(zhì)數(shù),且2n+(2m+1)>2n-(2m+1),2n+(2m+1)>0,所以有2n+(2m+1)=43,2n-(2m+1)=1,解得m=10,n=11.
因此,函數(shù)y=f(x)的圖象上存在符合要求的點(diǎn),它的坐標(biāo)為(10,121).
已知二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R,a>0),設(shè)方程f(x)=x的兩個(gè)實(shí)數(shù)根為x1和x2.
(1)如果x1
(2)如果x1
破解思路 在求解二次方程根的分布問(wèn)題時(shí),要靈活運(yùn)用判別式、邊界函數(shù)值、對(duì)稱軸等來(lái)轉(zhuǎn)化運(yùn)算過(guò)程. 本題條件x1
經(jīng)典答案 設(shè)g(x)=f(x)-x=ax2+(b-1)x+1,則g(x)=0的兩根為x1和x2.
(1)由a>0及x1
即3+3•-
(2)由(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2=-, 可得2a+1=. 又x1x2=>0,所以x1,x2同號(hào).
所以x1
即g(2)0,2a+1=或g(-2)0,2a+1=,解之得b.
本題還可拆分為以下兩道較簡(jiǎn)單的問(wèn)題:
(拆分1)集合A={(x,y)y=x2+mx+2},B={(x,y)x-y+1=0,且0≤x≤2},若A∩B≠,求實(shí)數(shù)m的取值范圍. (答案:m∈(-∞,-1])
(拆分2)已知關(guān)于x的方程x2-2tx+t2-1=0的兩個(gè)實(shí)根屬于區(qū)間(-2,4),則實(shí)數(shù)t的取值范圍是_______.(答案:-1
把題設(shè)中“兩個(gè)實(shí)根屬于區(qū)間(-2,4)”改為“至少有一實(shí)根屬于區(qū)間(-2,4)”或“至少有一實(shí)根屬于區(qū)間[-2,4]”或“一實(shí)根大于4,一實(shí)根小于-2”作為練習(xí)效果更好.
已知函數(shù)f(x)=ax2+(b-8)x-a-ab(a≠0). 當(dāng)x∈(-3,2)時(shí), f(x)>0;當(dāng)x∈(-∞,-3)∪(2,+∞)時(shí), f(x)
(1)求f(x)在[0,1]內(nèi)的值域;
(2)當(dāng)c為何值時(shí),不等式ax2+bx+c≤0在[1,4]上恒成立?
破解思路 (1)確定函數(shù)f(x)在[a,b]上的值域,可直接利用它的圖象和性質(zhì)求解,也可利用單調(diào)性的定義或?qū)?shù)法確定其有關(guān)性質(zhì),再求值域.
(2)關(guān)于不等式恒成立的問(wèn)題,常見(jiàn)解法有數(shù)形結(jié)合法、分離參數(shù)法與主元法. 多數(shù)與參數(shù)取值范圍有關(guān)的問(wèn)題,都可轉(zhuǎn)化為恒成立問(wèn)題來(lái)處理. 如以下兩道題.
(拆分1)設(shè)f(x)=x2-2ax+2,當(dāng)x∈[-1,+∞)時(shí), f(x)≥a恒成立,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是__________. (答案:a∈[-3,1])
(拆分2)已知函數(shù)f(x)=lg(2x-b),b為常數(shù),若當(dāng)x∈[1,+∞)時(shí), f(x)≥0,則( )
A. b≤1 B. b
C. b≥1 D. b=1
(答案:A)
經(jīng)典答案 由題意得x=-3和x=2是函數(shù)f(x)的零點(diǎn),且a≠0,則0=a•(-3)2+(b-8)•(-3)-a-ab,
0=a•22+(b-8)•2-a-ab.解得a=-3,
b=5.所以f(x)=-3x2-3x+18.
(1)由函數(shù)圖象知,函數(shù)f(x)在[0,1]內(nèi)單調(diào)遞減,當(dāng)x=0時(shí),y=18;當(dāng)x=1時(shí),y=12. 所以f(x)在[0,1]內(nèi)的值域?yàn)椋?2,18].
(2)令g(x)=-3x2+5x+c,則g(x)在,+∞上單調(diào)遞減. 要使g(x)≤0在[1,4]上恒成立,則需g(x)max=g(1)≤0,即-3+5+c≤0,解得c≤-2. 所以當(dāng)c≤-2時(shí),不等式ax2+bx+c≤0在[1,4]上恒成立.
1. 串聯(lián)情況:本部分主要側(cè)重考查以下幾點(diǎn):一是以指對(duì)數(shù)運(yùn)算為依據(jù),考查求函數(shù)值、對(duì)數(shù)式與指數(shù)式的互化;以考查單調(diào)性為目的的大小比較;以指數(shù)或?qū)?shù)函數(shù)為載體,以某一性質(zhì)為核心,結(jié)合其他知識(shí),把問(wèn)題延伸,主要以考查知識(shí)的綜合運(yùn)用和能力的發(fā)展為目的.
2. 考情分析:指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)是三類常見(jiàn)的重要函數(shù),在歷年的高考題中都占據(jù)著重要的地位. 從近幾年的高考形勢(shì)來(lái)看,對(duì)指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)的考查,大多以基本函數(shù)的性質(zhì)為依托,結(jié)合運(yùn)算推理,能運(yùn)用它們的性質(zhì)解決具體問(wèn)題. 題目形式多以指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)為載體的復(fù)合函數(shù)來(lái)考查函數(shù)的性質(zhì). 若它們與其他知識(shí)點(diǎn)交匯命題,則難度會(huì)加大.
3. 破解技巧:指數(shù)函數(shù)與對(duì)數(shù)函數(shù)互為反函數(shù),運(yùn)算可相互轉(zhuǎn)化,性質(zhì)可相互理解,方法可相互借鑒.
(1)學(xué)會(huì)指數(shù)式與對(duì)數(shù)式的相互轉(zhuǎn)化;
(2)結(jié)合指對(duì)數(shù)“互反”性質(zhì)記憶有關(guān)的概念、圖象和性質(zhì).
(3)底是參數(shù)時(shí),一定要區(qū)分底是大于1還是小于1的,與對(duì)數(shù)有關(guān)的問(wèn)題還要緊扣對(duì)數(shù)函數(shù)的定義域.
4. 經(jīng)典例題:
已知函數(shù)f(x)=ax(x
A. 0, B. (0,1)
C. ,1 D. (0,3)
破解思路 本題考查意圖:一是解決指數(shù)函數(shù)的相關(guān)問(wèn)題時(shí),要對(duì)底數(shù)a進(jìn)行討論;二是考慮分段函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題,這是學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn),應(yīng)緊扣定義理解.
經(jīng)典答案 由條件知, f(x)在R上為減函數(shù),則0
設(shè)函數(shù)f(x)=loga1-,其中0
(1)證明:f(x)是(a,+∞)上的減函數(shù);
(2)解不等式f(x)>1.
破解思路 證明函數(shù)單調(diào)性的常用方法有:
定義法,一般是作差、分解、判斷.
導(dǎo)數(shù)法,若f(x)在某個(gè)區(qū)間A內(nèi)有導(dǎo)數(shù),則f ′(x)≥0(x∈A)f(x)在A內(nèi)為增函數(shù);
f ′(x)≤0(x∈A)f(x)在A內(nèi)為減函數(shù).
經(jīng)典答案 (1)任取x1,x2∈(a,+∞),且x1f(x2),所以f(x)是(a,+∞)上的減函數(shù).
(2)由01得loga1->logaa,則0
已知函數(shù)f(x)=a-,
(1)確定a的值,使f(x)為奇函數(shù);
(2)求證:不論a為何實(shí)數(shù), f(x)在R上總為增函數(shù);
(3)當(dāng)f(x)為奇函數(shù)時(shí),求f(x)的值域.
破解思路 (1)判斷函數(shù)的奇偶性,先考察定義域,再利用定義判定;
(2)解決具體函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題,一般可用單調(diào)性定義解決;也可用求導(dǎo)方法解決. 但用定義證明要注意合理的判斷過(guò)程.
經(jīng)典答案 (1)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,且f(x)是奇函數(shù),所以f(0)=0=a-1,所以a=1;
(2)函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上是增函數(shù),證明如下:設(shè)x1,x2∈R,且x1
因?yàn)楹瘮?shù)y=2x在R上是增函數(shù),且y>0,又因?yàn)閤10,所以f(x1)
(3)由單調(diào)性知2x+1>1,則0
定義在R上的單調(diào)函數(shù)f(x)滿足f(3)=log23且對(duì)任意x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y).
(1)求證:f(x)為奇函數(shù);
(2)若f(k•3x)+f(3x-9x-2)
破解思路 利用函數(shù)的奇偶性和它在定義域內(nèi)的增減性,去掉“f”符號(hào),轉(zhuǎn)化為代數(shù)不等式組求解.
經(jīng)典答案 (1)證明:在f(x+y)=f(x)+f(y)中,令x=y=0,代入上式,得f(0)=0;再令y=-x代入上式,得f(x-x)=f(x)+f(-x)=f(0)=0,即f(-x)=-f(x)對(duì)任意x∈R成立,所以f(x)是奇函數(shù).
(2)f(3)=log23>0,即f(3)>f(0),又f(x)在R上是單調(diào)函數(shù),所以f(x)在R上是增函數(shù),且f(x)是奇函數(shù).f(k•3x)
令t=3x>0,問(wèn)題等價(jià)于g(t)=t2-(1+k)t+2>0對(duì)任意t>0恒成立.
當(dāng)
當(dāng)≥0,即k≥-1時(shí),則g=2->0,得-1≤k
綜上,當(dāng)k
1. 串聯(lián)情況:本部分內(nèi)容在高考中地位并不非常突出,但屬于必考內(nèi)容,整個(gè)命題過(guò)程源于教材,又高于教材,是教材中問(wèn)題的延伸、變形與組合,主要以考查知識(shí)的綜合運(yùn)用和能力的發(fā)展為目的.
2. 考情分析:函數(shù)與方程的理論是高中新課標(biāo)教材中新增的知識(shí)點(diǎn),特別是“二分法”求方程的近似解一定是高考的考點(diǎn). 題型可為選擇題、填空題和解答題,多為函數(shù)零點(diǎn)(即方程的根)的應(yīng)用問(wèn)題,即已知函數(shù)的零點(diǎn)的存在情況求參數(shù)的值,同時(shí)考查函數(shù)方程的思想.
3. 破解技巧:解決該類問(wèn)題關(guān)鍵是利用函數(shù)方程思想或數(shù)形結(jié)合思想,構(gòu)建關(guān)于參數(shù)的方程或不等式求解.
4. 經(jīng)典例題:
定義在R上的奇函數(shù)f(x),當(dāng)x≥0時(shí), f(x)=log0.5(x+1)(0≤x
破解思路 奇偶函數(shù)的問(wèn)題,可以根據(jù)對(duì)稱性先研究一部分,數(shù)形結(jié)合是解決此類問(wèn)題的常用方法.
經(jīng)典答案 因?yàn)閤≥0時(shí), f(x)=log0.5(x+1)(0≤x
綜上S=-1(-1
1. 串聯(lián)情況:導(dǎo)數(shù)是高中數(shù)學(xué)中重要的內(nèi)容,是解決實(shí)際問(wèn)題的強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)工具,運(yùn)用導(dǎo)數(shù)的有關(guān)知識(shí),研究函數(shù)的性質(zhì):?jiǎn)握{(diào)性、極值和最值是高考的熱點(diǎn)問(wèn)題.
2. 考情分析:對(duì)函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的交匯考查非常全面,所占分值較高,既有基本題也有綜合題. 一般以兩種形式考查:一是直接把導(dǎo)數(shù)應(yīng)用于多項(xiàng)式函數(shù)性質(zhì)的研究,考查多項(xiàng)式函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值等:二是把導(dǎo)數(shù)與函數(shù)、方程、不等式、數(shù)列等相聯(lián)系,進(jìn)行綜合考查,主要考查函數(shù)的最值或求參數(shù)取值范圍問(wèn)題.
3. 破解技巧:首先確定函數(shù)的定義域,再求導(dǎo)數(shù)f ′(x),得到導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn),一般列表判定單調(diào)區(qū)間與極值或最值;若是含參變量的單調(diào)性或極值問(wèn)題,則應(yīng)結(jié)合定義域?qū)Ψ匠谈膯?wèn)題進(jìn)行討論;求解某些綜合問(wèn)題時(shí),還要進(jìn)行命題轉(zhuǎn)化(如恒成立、大小比較、數(shù)列問(wèn)題等),逐步化歸為基本問(wèn)題來(lái)解決,尤其要注意分類討論、數(shù)形結(jié)合等思想的綜合運(yùn)用.
4. 經(jīng)典例題:
已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋郏?,+∞),部分函數(shù)值如表1所示,其導(dǎo)函數(shù)的圖象如圖1所示,若正數(shù)a,b滿足f(2a+b)
表1
圖2
A. ,1
B. ,4
C. (1,4)
D. -∞,∪(4,+∞)
破解思路 利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與利用初等函數(shù)研究單調(diào)性不同,其中導(dǎo)函數(shù)是通過(guò)函數(shù)值的正負(fù)研究其單調(diào)性的,初等函數(shù)是通過(guò)圖象的上升或下降來(lái)研究其單調(diào)性的.
經(jīng)典答案 由函數(shù)表與導(dǎo)數(shù)圖判定得-3
已知函數(shù)f(x)=x3+2bx2+cx-2的圖象在與x軸交點(diǎn)處的切線方程是y=5x-10.
(1)求函數(shù)f(x)的解析式;
(2)設(shè)函數(shù)g(x)=f(x)+mx,若g(x)的極值存在,求實(shí)數(shù)m的取值范圍以及函數(shù)g(x)取得極值時(shí)對(duì)應(yīng)的自變量x的值.
破解思路 用導(dǎo)數(shù)的幾何意義研究切線方程時(shí)要注意該點(diǎn)是否在曲線上. “三次型”函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是二次函數(shù),我們往往可以通過(guò)研究二次函數(shù)的根的分布問(wèn)題來(lái)解決此類題目.
參考答案 (1)由已知,切點(diǎn)為(2,0),故有f(2)=0,即4b+c+3=0.①
又f ′(x)=3x2+4bx+c,由已知f ′(2)=12+8b+c=5得8b+c+7=0. ②
聯(lián)立①②,解得b=-1,c=1,所以函數(shù)的解析式為f(x)=x3-2x2+x-2.
(2)因?yàn)間(x)=x3-2x2+x-2+mx,令g′(x)=3x2-4x+1+m=0,當(dāng)函數(shù)有極值時(shí),則Δ≥0,方程3x2-4x+1+m=0有實(shí)數(shù)解, 由Δ=4(1-m)≥0,得m≤1.
①當(dāng)m=1時(shí),g′(x)=0有實(shí)數(shù)根x=,在x=左右兩側(cè)均有g(shù)′(x)>0,故函數(shù)g(x)無(wú)極值.
②當(dāng)m
表2
所以在m∈(-∞,1)時(shí),函數(shù)g(x)有極值.當(dāng)x=(2-)時(shí),g(x)有極大值;當(dāng)x=(2+)時(shí),g(x)有極小值.
已知函數(shù)f(x)=alnx-ax-3(a∈R).
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)函數(shù)f(x)的圖象在x=4處切線的斜率為,若函數(shù)g(x)=x3+x2f ′(x)+在區(qū)間(1,3)上不是單調(diào)函數(shù),求m的取值范圍.
破解思路 討論函數(shù)的單調(diào)性其實(shí)就是討論不等式的解集的情況,大多數(shù)情況下是歸結(jié)為一個(gè)含參數(shù)的一元二次不等式的解集的討論. 討論函數(shù)的單調(diào)性是在函數(shù)的定義域內(nèi)進(jìn)行的,不要忽視了定義域的限制.
經(jīng)典答案 (1)f ′(x)=(x>0). 當(dāng)a>0時(shí), f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(0,1],減區(qū)間為[1,+∞);
當(dāng)a
當(dāng)a=0時(shí), f(x)不是單調(diào)函數(shù).
(2)f ′(4)=-=得a=-2, f(x)= -2lnx+2x-3,所以g(x)=x3++2•x2-2x,所以g′(x)=x2+(m+4)x-2.
因?yàn)間(x)在區(qū)間(1,3)上不是單調(diào)函數(shù),且g′(0)=-2,所以g′(1)0, 所以m-,m∈-,-3.
1. 串聯(lián)情況:函數(shù)應(yīng)用題與綜合應(yīng)用題是最能體現(xiàn)考生函數(shù)水平的試題:一次函數(shù)、二次函數(shù)、y=x+(a>0)型、指數(shù)型、對(duì)數(shù)型與現(xiàn)實(shí)生活相結(jié)合,考查建模能力,而函數(shù)與數(shù)列、不等式、導(dǎo)函數(shù)等眾多知識(shí)的交匯已經(jīng)成為函數(shù)綜合應(yīng)用中的典型問(wèn)題.
2. 考情分析:函數(shù)應(yīng)用問(wèn)題是高考的熱點(diǎn),高考對(duì)應(yīng)用題的考查即考小題又考大題,而且分值呈上升的趨勢(shì). 高考中重視考查環(huán)境保護(hù)及數(shù)學(xué)課外的綜合性應(yīng)用題等問(wèn)題. 出于“立意”和創(chuàng)設(shè)情景的需要,函數(shù)試題設(shè)置問(wèn)題的角度和方式也不斷創(chuàng)新,重視函數(shù)思想的考查,加大函數(shù)應(yīng)用題、探索題、開(kāi)放題和信息題的考查力度,從而使高考考題顯得新穎、生動(dòng)和靈活.
3. 破解技巧:解函數(shù)應(yīng)用問(wèn)題的步驟(四步八字)
(1)審題:弄清題意,分清條件和結(jié)論,理順數(shù)量關(guān)系,初步選擇數(shù)學(xué)模型;
(2)建模:將自然語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語(yǔ)言,將文字語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為符號(hào)語(yǔ)言,利用數(shù)學(xué)知識(shí),建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型;
(3)求模:求解數(shù)學(xué)模型,得出數(shù)學(xué)結(jié)論;
(4)還原:將數(shù)學(xué)問(wèn)題還原為實(shí)際問(wèn)題的意義.
4. 經(jīng)典例題:
行駛中的汽車,在剎車后由于慣性的作用,要繼續(xù)向前滑行一段距離后才會(huì)停下,這段距離叫剎車距離. 為測(cè)定某種型號(hào)汽車的剎車性能,對(duì)這種型號(hào)的汽車在國(guó)道公路上進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試所得數(shù)據(jù)如表3. 在一次由這種型號(hào)的汽車發(fā)生的交通事故中,測(cè)得剎車距離為15.13 m,則該汽車在剎車時(shí)的速度是多少?
破解思路 所求問(wèn)題為根據(jù)表3數(shù)據(jù),建立描述v與s之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題. 此模型不能由表格中的數(shù)據(jù)直接看出,因此,以剎車時(shí)車速v為橫軸,以剎車距離s為縱軸建立直角坐標(biāo)系. 根據(jù)表中的數(shù)據(jù)作散點(diǎn)圖,可看出應(yīng)選擇二次函數(shù)作擬合函數(shù).
經(jīng)典答案 假設(shè)變量v與s之間有如下關(guān)系式:s=av2+bv+c,因?yàn)檐囁贋?時(shí),剎車距離也為0,所以二次曲線的圖象應(yīng)通過(guò)原點(diǎn)(0,0). 再在散點(diǎn)圖中任意選取兩點(diǎn)A(30,7.30),B(80,44.40)代入,解出a,b,c,于是s=0.0062v2+0.0563v. (代入其他數(shù)據(jù)有偏差是許可的)
將s=15.13代入得15.13=0.0062v2+0.0563v,解得v≈45.07.
所以,汽車在剎車時(shí)的速度是45.07km/h.
如圖2,有一塊半橢圓形鋼板,其長(zhǎng)半軸長(zhǎng)為2r,短半軸長(zhǎng)為r,計(jì)劃將此鋼板切割成等腰梯形的形狀,下底AB是半橢圓的短軸,上底CD的端點(diǎn)在橢圓上,記CD=2x,梯形面積為S.
圖2
(1)求面積S以x為自變量的函數(shù)關(guān)系式,并寫(xiě)出其定義域;
(2)求面積S的最大值.
破解思路 梯形面積是“上底加下底,乘以高除以2”,題目中已經(jīng)給出梯形的上、下底分別為2x和2r,但是其高是多少呢?這顯然取決于橢圓的形狀. 又橢圓的方程正是這一形狀的“數(shù)”的表示,有了方程就可知高與x的關(guān)系,進(jìn)而梯形的面積S與x的關(guān)系式(目標(biāo)函數(shù))也就不難寫(xiě)出來(lái)了.以導(dǎo)數(shù)為工具求函數(shù)S(x)的最大值是比較自然而常規(guī)的方法.
經(jīng)典答案 (1)以AB的中點(diǎn)O為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系,則點(diǎn)C在橢圓+=1(y≥0)上,所以S=2(x+r)•,定義域?yàn)椋鹸0
(2)記f(x)=S2=4(x+r)2(r2-x2)(0
1. 認(rèn)真落實(shí)本章的每個(gè)知識(shí)點(diǎn),注意揭示概念的數(shù)學(xué)本質(zhì). 從“數(shù)”和“形”兩個(gè)方面體會(huì)并加強(qiáng)對(duì)一些小結(jié)論形成過(guò)程的理解.