日期:2022-01-02
這是函數(shù)的應(yīng)用教學(xué)地位分析,是優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教案文章,供老師家長們參考學(xué)習(xí)。
引言
復(fù)變函數(shù)論是現(xiàn)行大學(xué)本科數(shù)學(xué)專業(yè)的核心課程,主要學(xué)習(xí)經(jīng)典的解析函數(shù)理論.早在19世紀(jì),有關(guān)解析函數(shù)的研究就已經(jīng)形成了非常系統(tǒng)的理論.這一數(shù)學(xué)分支是19世紀(jì)最為獨(dú)特的創(chuàng)造,幾乎統(tǒng)治了整個19世紀(jì),曾被認(rèn)為是抽象科學(xué)中最和諧的理論之一.自其形成以來,一方面,它深刻地滲透到了代數(shù)學(xué)、解析數(shù)論、微分方程、概率統(tǒng)計、計算數(shù)學(xué)等數(shù)學(xué)分支;另一方面,它又被廣泛地應(yīng)用于理論物理、彈性理論、流體力學(xué)、電學(xué)以及天體力學(xué)等方面.它和數(shù)學(xué)其他分支的聯(lián)系也日益密切.并且,對它的研究還發(fā)展出了一些新的數(shù)學(xué)分支.因而,在大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)的課程學(xué)習(xí)中,解析函數(shù)的理論占有十分重要的地位.
一般而言,在本科階段該課程包含的主要內(nèi)容有:解析函數(shù)及其性質(zhì)、復(fù)函數(shù)的積分理論、解析函數(shù)的Taylor展式、解析函數(shù)的Laurent展式、留數(shù)理論、共形映射以及解析延拓等.這些內(nèi)容都圍繞解析函數(shù)這個中心概念展開.要學(xué)好復(fù)變函數(shù)理論,弄清解析函數(shù)是一個關(guān)鍵.然而,在教學(xué)的過程當(dāng)中,針對學(xué)生而言,對于解析函數(shù)概念的學(xué)習(xí),尤其是對其本質(zhì)的認(rèn)識,仍然是一個薄弱的環(huán)節(jié).所以,在教學(xué)的過程當(dāng)中,有必要對解析函數(shù)的概念在深層次上作一定的剖析和探究,同時對其教學(xué)特點(diǎn)作一定的分析和總結(jié).這樣一來,有利于教學(xué)活動的有效展開,起到事半功倍的作用.
文章首先論述了解析概念的產(chǎn)生,介紹了解析函數(shù)研究的背景及其發(fā)展過程;其次深刻分析了函數(shù)解析的本質(zhì),總結(jié)了若干解析的等價條件;然后具體剖析了解析概念在課程教學(xué)中的重要性;接著指出了現(xiàn)行課程教學(xué)中存在的突出問題;最后,針對問題分析了解析函數(shù)內(nèi)容教學(xué)的特點(diǎn)并給出了相應(yīng)的教學(xué)建議.
一、解析概念的產(chǎn)生
1.研究的歷史
復(fù)數(shù)以及復(fù)變函數(shù)的研究是與部分分式積分法,確定復(fù)數(shù)與復(fù)數(shù)的對數(shù),保形映射,以及實系數(shù)多項式的分解等研究相聯(lián)系而被引入數(shù)學(xué)的.
三、解析概念教學(xué)的重要性
1.解析概念的地位
解析函數(shù)是復(fù)變函數(shù)論研究的中心對象,因而復(fù)變函數(shù)論常常又稱為解析函數(shù)論.解析函數(shù)是整個復(fù)變函數(shù)論最基本最重要的概念.
其重要性體現(xiàn)在:首先,通過解析函數(shù)的定義,將復(fù)變函數(shù)論的中心研究對象作了界定,使課程主題對象明確化.其次,由解析函數(shù)論研究的歷史,許多相關(guān)的數(shù)學(xué)和實際問題的研究其對應(yīng)的對象都是解析函數(shù),這在課程中有重要的體現(xiàn).最后,在課程中,由不同時期關(guān)于復(fù)變函數(shù)的研究得到的結(jié)果是由解析這個概念系統(tǒng)組織在一起的.
2.解析概念的紐帶作用
現(xiàn)行大學(xué)復(fù)變函數(shù)論課程的內(nèi)容因要求不同而有所區(qū)別.一般在本科階段該課程包含的主要內(nèi)容有:解析函數(shù)及其性質(zhì)、復(fù)函數(shù)的積分理論、解析函數(shù)的Taylor展式、解析函數(shù)的Laurent展式、留數(shù)理論、共形映射以及解析延拓等.如上所言,解析函數(shù)是該課程研究的中心對象,而解析又是該課程最基本最重要的概念.實際上,在課程教學(xué)中,解析概念還起著關(guān)鍵的紐帶作用.
除去復(fù)數(shù)與復(fù)變函數(shù)的基本概念外,課程其他部分的內(nèi)容均圍繞解析函數(shù)而展開.在討論復(fù)積分時,由函數(shù)解析得到著名的柯西積分定理和柯西積分公式等結(jié)論;在復(fù)級數(shù)的討論中,得到冪級數(shù)的解析性和解析函數(shù)的級數(shù)性質(zhì);隨后對環(huán)狀區(qū)域內(nèi)函數(shù)的解析與級數(shù)展開討論了條件與性質(zhì);在討論留數(shù)理論時,雖然是針對奇點(diǎn)(不解析點(diǎn)),但還是利用去心鄰域內(nèi)函數(shù)的解析性;共形映射則從幾何的角度討論解析的性質(zhì)與應(yīng)用.所以,課程的各部分內(nèi)容都是由解析概念聯(lián)系在一起的.
四、教學(xué)中的問題
1.背景知識教學(xué)的缺乏
目前,大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)課程的教學(xué)中普遍存在概念背景知識教學(xué)的缺乏.通常直接給出概念以及公理、引理,接下來,大部分時間在做推理論證.這種教學(xué)和學(xué)習(xí)的方式使學(xué)生感到課程枯燥乏味,大大降低了學(xué)習(xí)效率.復(fù)變函數(shù)論課程的教學(xué)中當(dāng)然也存在類似問題.
關(guān)于解析函數(shù)的概念,大多數(shù)教材都未給出相應(yīng)的背景知識,教師教學(xué)時也不太重視這個問題.通常是給出定義后,僅將定義本身解釋一遍,而如此定義的原因、過程等等卻未給出相應(yīng)的必要說明.如忽視了解析概念的研究的起源、解析函數(shù)研究的發(fā)展變化以及概念形成的背景等等.致使學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到突兀和茫然,對概念沒有深刻的體會和把握,只能低效機(jī)械地學(xué)習(xí).
2.概念本質(zhì)的強(qiáng)化不夠
在通常的課程教學(xué)中,對解析概念的本質(zhì)強(qiáng)化不夠.實際上,在學(xué)完了解析的概念(定義)后,學(xué)生對解析幾乎不可能有任何深層的體會.而在稍后幾部分重要內(nèi)容即復(fù)函數(shù)的積分理論、解析函數(shù)的Taylor展式、解析函數(shù)的Laurent展式、留數(shù)理論、共形映射以及解析延拓等的學(xué)習(xí)中,教師和學(xué)生又會更加注重于數(shù)學(xué)邏輯的推導(dǎo)和技巧的鍛煉,往往忽視了在這些內(nèi)容的教學(xué)和學(xué)習(xí)中去深化對“解析”的認(rèn)識.
這樣一來,削弱了學(xué)生對解析概念的認(rèn)識和體會,一定程度上使其降低了對各部分內(nèi)容關(guān)聯(lián)度的認(rèn)識,不能從更高的視野下來系統(tǒng)把握整個課程的內(nèi)容.
五、教學(xué)的特點(diǎn)及建議
1.教學(xué)特點(diǎn)分析
由上述對解析概念的剖析探究以及復(fù)變函數(shù)論課程內(nèi)容的特點(diǎn),結(jié)合數(shù)學(xué)教育的內(nèi)在規(guī)律,對于解析概念的教學(xué),總結(jié)如下幾個特點(diǎn):
(1)背景知識的教學(xué),如研究的起源、發(fā)展、形成等對于解析概念的教學(xué)是必要的.恰當(dāng)?shù)谋尘爸R的引入會使學(xué)生更為自然和輕松地接受概念,并且對知識的發(fā)展會有一定的歷史的把握.
(2)解析概念對應(yīng)的實際意義,如映射的保形性、場的無源無旋性等內(nèi)容的教學(xué)對加深學(xué)生在概念理解和接受上有很大的作用.它會在一定程度上將概念形象化,使學(xué)生易于接受.
(3)解析概念在整個復(fù)變函數(shù)論課程各部分內(nèi)容的教學(xué)中具有紐帶作用,充分發(fā)揮并適時強(qiáng)化這一紐帶作用有利于學(xué)生對課程內(nèi)容的全面把握.
(4)解析及其性質(zhì)與實函數(shù)的對比在教學(xué)上有利于深化學(xué)生對解析概念的理解.函數(shù)的解析特性導(dǎo)致復(fù)函數(shù)在性質(zhì)上與一元實函數(shù)有本質(zhì)差異,在教學(xué)中特意比較這種差異有利于學(xué)生深刻領(lǐng)會解析的含義.
(5)解析的多種不同等價形式也有利于學(xué)生對概念的理解和掌握.熟悉并領(lǐng)會多種不同的等價形式不僅有助于理解概念,還有助于對整體內(nèi)容的把握.
2.相應(yīng)的教學(xué)建議
基于現(xiàn)行大學(xué)復(fù)變函數(shù)論課程的教學(xué)要求,根據(jù)上述解析函數(shù)概念的特征,結(jié)合教學(xué)過程中的典型問題以及解析概念教學(xué)的特點(diǎn)分析,對復(fù)變函數(shù)論課程中解析函數(shù)概念的教學(xué)給出如下建議:
(1)選取恰當(dāng)?shù)慕滩囊约敖虒W(xué)參考書,有目的和針對性地在教學(xué)過程中增強(qiáng)關(guān)于解析概念背景知識的教學(xué).同時注重對解析給予恰當(dāng)?shù)膶嶋H解釋.一句話,就是要使解析這個概念在教學(xué)中不要太抽象.
(2)充分發(fā)揮解析概念在復(fù)變函數(shù)論課程中的紐帶作用.通過總結(jié)、展示各種不同形式的解析等價條件,強(qiáng)化學(xué)生對解析概念的理解.同時加強(qiáng)學(xué)生對整體內(nèi)容的全面把握.
(3)在教學(xué)過程中,重視解析函數(shù)與一元實函數(shù)在性質(zhì)上的比較.可引導(dǎo)學(xué)生通過比較二者的性質(zhì)差異性,深化學(xué)生對解析內(nèi)涵的認(rèn)識.
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一、對初中函數(shù)應(yīng)用知識的深層次理解
(一)函數(shù)應(yīng)用的知識結(jié)構(gòu)與框圖
初中函數(shù)應(yīng)用主要包括一次函數(shù)、反比例函數(shù)以及二次函數(shù)的應(yīng)用這三部分內(nèi)容,
具體如下:
( 1 )一次函數(shù)的實際應(yīng)用:利用物理(運(yùn)動過程)中的一次函數(shù)應(yīng)用來滲透函數(shù)應(yīng)用的思想.
( 2 )反比例函數(shù)的實際應(yīng)用:揭示社會問題、經(jīng)濟(jì)問題中的反比例關(guān)系.
( 3 )二次函數(shù)的實際應(yīng)用:利用二次函數(shù)的性質(zhì),結(jié)合一元二次方程來解決實際問題.利用函數(shù)知識解決應(yīng)用問題的思路框圖如下:
初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
(二)函數(shù)應(yīng)用在數(shù)學(xué)中的地位與作用
現(xiàn)實中存在大量問題涉及具有簡單函數(shù)關(guān)系的變量,這為函數(shù)的學(xué)習(xí)提供了大量的現(xiàn)實素材.在實際的教學(xué)過程中,實際問題的情境也會多次出現(xiàn),主要有以下作用:
( 1 )引入或解釋函數(shù)等概念.幾乎所有的概念都是通過實際問題來引入的,這樣做的目的是借助直觀的、具體的事物為理解抽象的內(nèi)容服務(wù).
( 2 )作為函數(shù)的應(yīng)用舉例.在解決實際問題的過程中運(yùn)用函數(shù)這一工具,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模的思想,反映了函數(shù)的廣泛應(yīng)用性.
找出問題中相關(guān)變量之間的關(guān)系,并以數(shù)學(xué)形式表現(xiàn)這種關(guān)系,是函數(shù)中用數(shù)學(xué)模型表示和解決實際問題的關(guān)鍵步驟,而正確的理解問題情境是基礎(chǔ).在函數(shù)的教學(xué)過程中,可以從多種角度思考,借助圖象、表格、代數(shù)式等進(jìn)行分析,尋找變量之間的關(guān)系,檢驗所建立的函數(shù)關(guān)系的合理性.
(三)函數(shù)應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)
函數(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾個方面的問題:行程問題,生產(chǎn)中的問題,利潤最大問題,花費(fèi)最小問題,拋物線的刻畫問題,體育比賽中的函數(shù)問題等等.
主要是 讓學(xué)生理解利用函數(shù)知識解決實際問題時,首先要梳理問題所提供的原始信息,從中提取有效信息加以分析,對問題的原始形態(tài)進(jìn)行抽象化、數(shù)學(xué)化,聯(lián)想和概括構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型——即函數(shù)關(guān)系,并利用數(shù)學(xué)知識方法加以解決.
教學(xué)重點(diǎn):
1 .有意識地運(yùn)用函數(shù)思想將實際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題,并能合理解實際問題;
2 .體會數(shù)學(xué)中的變量與不變量的辯證關(guān)系;
3 .合理確定問題中的變量,建立合適的函數(shù)關(guān)系式.
教學(xué)難點(diǎn):
1 .確定實際問題中變量的取值范圍;
2 .學(xué)會用分段函數(shù)來分析問題;
3 .確定函數(shù)解析式的方法和步驟.
二、函數(shù)應(yīng)用的教學(xué)策略
(一)怎樣進(jìn)行函數(shù) 應(yīng)用 教學(xué) 引入的設(shè)計
數(shù)學(xué)課的引入設(shè)計是至關(guān)重要的.好的引入會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,快速將學(xué)生引入教學(xué)情境,使整節(jié)課順利進(jìn)行.所以首先從引入的設(shè)計來看看我們在函數(shù)的教學(xué)中應(yīng)該如何去做,下面以二次函數(shù)的起始課為例來進(jìn)行說明.
(1) 常規(guī)設(shè)計:
課本上引入二次函數(shù)是以實際問題(正方體的表面積)為切入點(diǎn)的.包括二次函數(shù)的圖象的教學(xué),是以投籃時籃球運(yùn)動的軌跡作為引入.看上去這些實際生活中的例子都是非常鮮活的,應(yīng)該能夠起到刺激學(xué)生思維的過程.
但是事實卻不是如此.
這是一個信息爆炸的時代,現(xiàn)代的學(xué)生每天都能夠被大量的信息所影響.他們更關(guān)心的是與自己的生活息息相關(guān)的內(nèi)容,而不是陳舊的、已經(jīng)沿襲很久的實例.另外過于簡單的實例(如投籃時籃球的軌跡)也許會帶給他們一定刺激,但是能否刺激學(xué)生去思考這些例子背后的數(shù)學(xué)原理,能否對于二次函數(shù)的學(xué)習(xí)有所幫助就很難說了.面對不再新鮮,甚至說有些過時的例子,學(xué)生很難打起精神來.這就要求我們教師必須有所改變,我們應(yīng)該與時俱進(jìn),了解學(xué)生在想什么,他們經(jīng)常在做些什么?才能設(shè)計出更好的、更貼切他們的生活的實例,并能為我們的教學(xué)帶來幫助.
( 2 ) 突破設(shè)計:
通過以上的分析可以想到,實際生活中的二次函數(shù)還有那些?運(yùn)動軌跡是拋物線的還有哪些呢?實際上有一個很好的資源可以供我們來使用,那就是《憤怒的小鳥》 —— 可以說是現(xiàn)在最火爆的游戲(如圖).
初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
相信當(dāng)學(xué)生看到這幅圖片時,一定會產(chǎn)生發(fā)自內(nèi)心的共鳴.當(dāng)然根據(jù)這個游戲可以設(shè)計出很多數(shù)學(xué)問題,學(xué)生自然會很有興趣的去思考這些數(shù)學(xué)問題的解決途徑,也就自然的引出了二次函數(shù)的概念,甚至是拋物線的定義了.下圖是美國的一道考試題,在這方面,創(chuàng)新能力出眾的美國教師已經(jīng)走在了我們的前面,我們需要迎頭趕上.
初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
(二)怎樣進(jìn)行 函數(shù) 應(yīng)用 知識的滲透及教學(xué)
1 .應(yīng)用性問題的解決方法和規(guī)律是什么?
初中數(shù)學(xué)教育的理念中對應(yīng)用能力的培養(yǎng)已經(jīng)發(fā)生了一定的變化,近幾年教材中、各類考試中不僅增加了實際問題的內(nèi)容,還豐富了實際問題的類型,而且拓展了實際問題的意境,改變了以往取材僅限于工程、行程、濃度問題等老面孔,紛紛取材于國情大政、環(huán)保生態(tài)、市場決策、經(jīng)濟(jì)核算、生產(chǎn)生活,既展示數(shù)學(xué)應(yīng)用的廣闊空間,又著意體現(xiàn)新素材的德育功能.
應(yīng)用題要解決的是實際問題,而實際問題是豐富多彩的.因此,在解決實際問題的過程中,不但需要扎實的基礎(chǔ)知識和技能,更需要有多方面的能力.解答應(yīng)用題一般程序是:先讀懂文字,理解題意,再將其翻譯成數(shù)學(xué)語言,建立數(shù)學(xué)模型.
例 1 幸福村村辦工廠今年前 5 個月生產(chǎn)某種產(chǎn)品的總量 C (件)關(guān)于時間 t (月)的函數(shù)圖象如圖所示,則該廠對這種產(chǎn)品來說(
)
A . 1 月至 3 月每月生產(chǎn)總量逐月增加, 4 、 5 兩月每月生產(chǎn)總量逐月減少.
B . 1 月至 3 月每月生產(chǎn)總量逐月增加, 4 、 5 兩月每月生產(chǎn)總量與 3 月持平
C . 1 月至 3 月每月生產(chǎn)總量逐月增加, 4 、 5 兩月均停止生產(chǎn)
D . 1 月至 3 月每月生產(chǎn)總量不變, 4 、 5 兩月均停止生產(chǎn)
初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
此題講解中注意:
圖象顯示 1 ~ 3 月為正比例函數(shù)表示總產(chǎn)量逐月累計增加,而并不表示 “ 每月生產(chǎn)總量逐月增加 ” ; 4 、 5 兩月的 “ 累計總產(chǎn)量 ” 均同 3 月,則表示這兩個月的產(chǎn)量均為 0 .應(yīng)選 D .
此題是函數(shù)圖象信息型應(yīng)用題. 教師在講解中注意引導(dǎo)學(xué)生明白 解決這類問題的關(guān)鍵是讀懂函數(shù)圖象,從函數(shù)圖象中獲得數(shù)據(jù),培養(yǎng)的是運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解決實際問題的能力.
此題在設(shè)置過程中意境抓住了問題中的易錯易混點(diǎn)來設(shè)計選擇項,若讀圖能力差或?qū)忣}不細(xì),極易掉進(jìn)陷井,錯選成答案 B .
例 2 : A 、 B 兩人連續(xù) 6 年對某縣農(nóng)村甲魚養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模(產(chǎn)量)進(jìn)行調(diào)查,提供了兩個方面的信息,如圖( 1 )和( 2 ). A 調(diào)查表明:每個甲魚池平均年產(chǎn)量由第一年的 l 萬只甲魚上升到第 6 年的 2 萬只; B 調(diào)查表明:甲魚池個數(shù)由第一年的 30 個減少到第 6 年的 10 個.
請你根據(jù)所提供的信息說明:
( 1 )第 2 年甲魚池的個數(shù)及全縣出產(chǎn)甲魚總數(shù);
( 2 )到第 6 年這個縣的甲魚養(yǎng)殖業(yè)的規(guī)模比第 1 年是擴(kuò)大了還是縮小了 ? 說明理由 ;
( 3 )哪處的規(guī)模最大?說明理由.
初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
教師在講解此題時,要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真讀圖中的信息:
( 1 )讀圖( 2 )知,第 2 年甲魚池的只數(shù)為 26 ;讀圖( 1 )知,第 2 年每個甲魚池平均產(chǎn)量為 1.2 萬只,全縣出產(chǎn)甲魚的總數(shù)為 1.2×26 = 31.1 (萬只)
( 2 )規(guī)模縮小.因為第一年出產(chǎn)甲魚 30×1 = 30 (萬只),而第 6 年出產(chǎn)甲魚 2×10 = 20 (萬只).
初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
即第 2 年規(guī)模最大,生產(chǎn)甲魚 31.2 萬只.
這道應(yīng)用題把圖象信息、閱讀理解、探索性問題巧妙地揉合在一起,要求 學(xué) 生在讀懂文字、圖形的基礎(chǔ)上,把實際問題抽象轉(zhuǎn)化,建立起符合題意的數(shù)學(xué)模型解決問題. 這是學(xué)生解題的一個難點(diǎn),所以教師如何啟發(fā)學(xué)生整個認(rèn)知過程,使之將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn) 轉(zhuǎn)化后的數(shù)學(xué)問題并不復(fù)雜:
① 根據(jù)函數(shù)圖象求點(diǎn)的坐標(biāo);
② 運(yùn)用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;
③ 利用二次函數(shù)的性質(zhì)求最大值.
例 3 : 為了發(fā)展電信事業(yè),方便用戶,電信公司對移動電話采用了不同的收費(fèi)方式.其中所使用的 “ 便民卡 ” 與 “ 如意卡 ” 在每月( 30 天)的通話時間 x (分鐘)與通話費(fèi) y (元)的關(guān)系如圖所示.
( 1 )分別求出通話費(fèi) y 1 、 y 2 與通話時間 x 之間的函數(shù)關(guān)系式.
( 2 )請幫用戶計算一下,在一個月內(nèi)使用哪種卡便宜 ?
初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
教師講解時,引導(dǎo)學(xué)生從閱讀圖中的信息入手,如
(1) 由圖象知 y 1 、 y 2 與通話時間之間的函數(shù)關(guān)系是一次函數(shù)的關(guān)系.設(shè) y 1 = k 1 x+b
把 A ( 0 , 29 ), B ( 30 , 35 )兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入,可得
初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
( 2 )要知道在一個月內(nèi)使用哪種卡便宜,只需要比較出 y 1 與 y 2 的大小即可.
本 題取材于我們?nèi)粘I钪械氖謾C(jī)話費(fèi)問題,要求計算出兩種電話卡哪種便宜.設(shè)計的問題并不難,但立意卻比較深刻.
在市場經(jīng)濟(jì)的大潮中,諸如省錢劃算,商品優(yōu)惠的問題,銷售價、成本價和銷售利潤的問題等等,司空見慣,不勝枚舉.通過在應(yīng)用題中的滲透,提醒同學(xué)們重視數(shù)學(xué)在生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用,非常必要.在解決實際問題的過程中,逐步形成用數(shù)學(xué)的意識,樹立數(shù)學(xué)來源于實踐又應(yīng)用于實踐的辯證唯物主義觀點(diǎn),為同學(xué)們將來的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ).這正是素質(zhì)教育的發(fā)展方向所在.
(三)怎樣突破 函數(shù) 應(yīng)用 教學(xué)中的難點(diǎn)
1 .用二次函數(shù)求最大(小)值的應(yīng)用題的方法步驟是什么?
利用二次函數(shù)的性質(zhì)解決實際的規(guī)劃設(shè)計問題(即最大最小值問題),其基本方法是將實際問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)的取值范圍問題,然后按求二次函數(shù)最大值或最小值的方法求解.
其一般步驟是:
( 1 )利用題目中的已知條件明確函數(shù)關(guān)系式;
( 2 )把關(guān)系式轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)的解析式;
( 3 )求二次函數(shù)的最大值或最小值(注意自變量的取值范圍).
例 4 : 用 12 米 長的木料做成如圖所示的矩形窗框(包括中間的十字形),問當(dāng)長、寬各是多少時,矩形窗框的面積最大 ? 最大的面積是多少 ?
此題關(guān)鍵是建立函數(shù)關(guān)系,
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用二次函數(shù)表示變量之間的關(guān)系時,要抓住兩點(diǎn):
( 1 )要明確變量(自變量、因變量)的含義;
( 2 )為便于尋找各變量的關(guān)系,可根據(jù)實際情況列出相應(yīng)的圖或表或解析式來表示各量之間的關(guān)系 .
在解決問題時可直接應(yīng)用已建立的圖、表或解析式關(guān)系,幫助進(jìn)行思考,便于尋找較復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系 .
例 5 :如圖, 已知三角形的兩邊和為 20cm ,這兩邊的夾角為 120° .求它的面積的最大值;當(dāng)面積最大時,這兩邊的長各是多少 ?
教師在試題分析時,注意引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生: 已知三角形兩邊之和為 20cm ,應(yīng)設(shè)其中一邊為 x cm ,并將這條邊上的高用 x 表示,即可把該三角形的面積表示為 x 的函數(shù).
本題講解時,關(guān)鍵是如何建立兩個變量關(guān)系,如果確定變量,如何從題的條件出發(fā)去發(fā)現(xiàn)量之間的關(guān)系,結(jié)合圖形尋找解決問題的入手點(diǎn) .
教師講解時,從形入手幫助學(xué)生分析建立函數(shù)關(guān)系的關(guān)鍵點(diǎn),只要能引導(dǎo)學(xué)生正確的引出輔助線問題就得以解決
在如圖所示的 △ ABC 中,設(shè) BC 邊的長為 x cm ,則 AB =( 20 - x ) cm .
過 A 作 BC 邊上的高 AD ,與 CB 的延長線交于點(diǎn) D .
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求幾何圖形的最大面積,應(yīng)先在分析圖形的基礎(chǔ)上,引入自變量,用含自變量的代數(shù)式分別表示出與所求幾何圖形相關(guān)的量,再根據(jù)圖形特征列出其面積的計算公式,并且用函數(shù)表示這個面積,最后根據(jù)函數(shù)的關(guān)系式求出最值及取的最值時自變量的值 .
在求幾何圖形的最大面積時,還應(yīng)注意自變量的取值范圍,一定要注意題目中的每一個幾何量的可能范圍,一般有以下幾種情況:邊長、周長、面積大于零,三角形中兩邊之和大于第三遍,圓的周長與半徑的關(guān)系 .
例 6 : 某商場銷售一批名牌襯衫,平均每天可售出 20 件,每件盈利 40 元.為了擴(kuò)大銷路,增加盈利,盡快減少庫存,商場決定采取適當(dāng)?shù)慕祪r措施.經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),如果每件襯衫每降價 1 元,商場平均每天可多售出 2 件.
( 1 )某商場平均每天要盈利 1200 元,每件襯衫應(yīng)降價多少元 ?
( 2 )每件襯衫降價多少元時,商場平均每天盈利最多 ?
本題是獲利問題,給學(xué)生交代清楚:
商場所獲的利潤是由售出的商品數(shù)量和這件商品的利潤相乘而得到的.
這樣問題就轉(zhuǎn)化為如何建立兩個變量的關(guān)系了 .
如果每件襯衫降價 x 元,則 每件 盈利為( 40 - x )元,則可多售出 2 x 件襯衫,即每天可售出( 20 + 2 x )件襯衫,
問題( 1 )可列出方程 (20+2 x )(40- x )=1200. 轉(zhuǎn)化為一元二次方程求解問題,這里要注意一元二次方程有兩個根時要檢驗是否符合題意 .
問題( 2 )若設(shè)商場平均每天盈利為 y .
則 y =(20-2 x )(40- x ). 問題轉(zhuǎn)化為求二次函數(shù)的最值問題 .
從而可求出每天的利潤.
由于這個關(guān)系式是一個二次項系數(shù)為負(fù)數(shù)的二次函數(shù),所以可求出盈利的最大值,
通過解答上述的幾個實際問題, 讓學(xué)生了解 數(shù)學(xué)的美很大程度上在于它來源于實踐,應(yīng)用于實踐. 教師要交給學(xué)生會 從生產(chǎn)、生活的實踐中發(fā)現(xiàn)和總結(jié)規(guī)律,進(jìn)而能根據(jù)客觀規(guī)律指導(dǎo)實踐,解決生產(chǎn)、生活中的一些實際問題.
教師在教學(xué)過程中,讓學(xué)生逐步知曉 初中數(shù)學(xué)中的一次函數(shù)、二次函數(shù)問題是與實際問題聯(lián)系最緊密的內(nèi)容之一. 學(xué)生 通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),掌握把實際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題這一重要的思想方法.
2 .閱讀理解題方法和規(guī)律是什么?
閱讀和處理數(shù)學(xué)問題,不是一個被動接受的過程,而是一個主動建構(gòu)的過程,讓同學(xué)們學(xué)會讀書,學(xué)會理解,學(xué)會分析,學(xué)會總結(jié),從而學(xué)會求知,這就是閱讀理解題潛在的素質(zhì)教育功能.
實際應(yīng)用問題與常規(guī)的數(shù)學(xué)問題相比最明顯的區(qū)別就是閱讀量的增加以及對學(xué)生理解能力要求的提高.不管是課本、考試中遇到的應(yīng)用題,還是實際生活中的數(shù)學(xué)問題,都會出現(xiàn)很多干擾信息,需要學(xué)生對其進(jìn)行甄別處理,從中提煉出數(shù)學(xué)的條件 和 結(jié)論.即需要經(jīng)歷一個將自然語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言(包括符號語言和圖形語言)的過程.然后才能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來解決這些問題.而現(xiàn)在的學(xué)生閱讀理解能力偏弱,其直接后果就是無法順利地將實際問題建模化,更談不上解決問題了.
閱讀理解題在函數(shù)應(yīng)用方面的主要類型是:閱讀一段短文,在理解題意的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)實際問題中的變量的數(shù)量關(guān)系, 再 求解答有關(guān)的問題.
例 7 : 某地防汛部門為做好當(dāng)年的防汛抗洪工作,根據(jù)本地往年汛期特點(diǎn)和當(dāng)年氣象信息分析,利用當(dāng)?shù)匾凰畮斓乃空{(diào)節(jié)功能,制訂了當(dāng)年的防汛計劃:
從 6 月 10 日 零時起,開啟水庫 1 號入水閘蓄水,每天經(jīng)過 1 號水閘流入水庫的水量為 6 萬立方米 ;從 6 月 15 日 零時起,打開水庫的泄水閘泄水,每天從水庫流出的水量為 4 萬立方米 ;從 6 月 20 日 零時起再開啟水庫 2 號入水閘,每天經(jīng)過 2 號入水閘流入水庫的水量為 3 萬立方米 ;到 6 月 30 日 零時,入水閘和泄水閘全部關(guān)閉.根據(jù)測量, 6 月 10 日 零時,該水庫的蓄水量為 96 萬立方米.
( 1 )設(shè)開啟 2 號入水閘后的第 x 天零時,水庫的蓄水量為 y 萬立方米,寫出 y (萬立方米)與 x (天)之間的函數(shù)關(guān)系式(只要求寫出解析式);
( 2 )如果該水庫的最大蓄水量為 200 萬立方米,該地防汛部門的當(dāng)年汛期(到 6 月 30 日 零時)的防汛計劃能否保證水庫的安全(水庫的蓄水量不超過水庫的最大蓄水量) ? 請說明理由.
此題的題干較大,閱讀量過多,如何從大容量的閱讀中抓住數(shù)學(xué)問題去分析是關(guān)鍵,教師應(yīng)該啟發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)不同時段問題的變化,即
( 1 )根據(jù)題目中給出的四個時刻,可分為三個時間段考慮 y 與 x 間的函數(shù)關(guān)系:
① 6 月 10 日 零時,該水庫的蓄水量為 96 萬立方米.
② 6 月 10 日 零時起,到 6 月 20 日 零時止,該水庫增加的蓄水量 問題
③ 從 6 月 20 日 零時起,到開啟 2 號入水閘后的第 x 天的零時止,
該水庫水量問題 , 于是可得:
y = 5 x + 136 ,其中 0≤ x ≤10 , x 取整數(shù).
解決第( 2 )個問題,注意引導(dǎo)學(xué)生此問題實際是解決函數(shù)中的最值問題,聯(lián)系函數(shù)解析式,根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)即可解答 .
本 題取材于防汛抗洪問題,對閱讀理解的能力要求高,要了解現(xiàn)實情景,必須讀懂第二段文字,將四個時刻,開啟(或關(guān)閉)入水(或泄水)閘,流量等要素搞懂,才能理清其數(shù)量關(guān)系;構(gòu)思新穎,但設(shè)計的兩個問題并不難,也沒有繁雜的運(yùn)算.
3 .二次函數(shù)的實踐與探究
有些實際問題中的變量存在著二次函數(shù)的關(guān)系,但問題中并不告訴存在二次函數(shù),而是提到拋物線.如何描述和刻畫拋物線?顯然用二次函數(shù),而且需要建立適當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,這是有難度的問題.首先是如何建立平面直角坐標(biāo)系,還有如何使用問題的條件來確定解析式.
例 8 : 有一塊鐵皮,拱形邊緣呈拋物線狀, MN =4m ,拋物線頂點(diǎn)處到邊 MN 的距離是 4m ,要在鐵皮上截下一矩形 ABCD ,使矩形頂點(diǎn) B 、 C 落在邊 MN 上, A 、 D 落在拋物線上,問這樣截下的矩形鐵皮的周長能否等于 8m ?
教師在講解時,首先指導(dǎo)學(xué)生考慮如何建立坐標(biāo)系,確定點(diǎn)的坐標(biāo),從而求出二次函數(shù)的解析式.通過形確定出數(shù)量關(guān)系,即建立方程解方程,用數(shù)將形的問題解決 . 這里的關(guān)鍵是如何建系,教師可以從不同角度分析建系,讓學(xué)生體會其中的奧秘 . 同時引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從實際問題中去考慮自變量取值范圍問題 .
如圖所示建立平面直角坐標(biāo)系,引導(dǎo)學(xué)生求出拋物線的解析式,設(shè)出相關(guān)的量,從而通過解方程把問題答案找到 .
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例 9 : 目前國內(nèi)最大跨徑的鋼管混凝土拱橋 —— 永和大橋,是南寧市又一標(biāo)志性建筑,其拱形圖形為拋物線的一部分(如圖( 1 )),在正常情況下,位于水面上的橋拱跨度為 350 米 ,拱高為 85 米 .在所給的直角坐標(biāo)系中(如圖( 2 )),假設(shè)拋物線的表達(dá)式為 y=ax 2 + b ,請你根據(jù)上述數(shù)據(jù)求出 a 、 b 的值,并寫出拋物線的表達(dá)式 . (不要求寫自變量的取值范圍, a 、 b 的值保留兩個有效數(shù)字) .
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此題教師在講解時,要交待清楚解決此類問題,必須建立恰當(dāng)?shù)闹苯亲鴺?biāo)系,而坐標(biāo)系的建立取決于已知點(diǎn)所在的位置,可以以已知的一部分作一個坐標(biāo)軸,以它的垂直平分線作為另一個坐標(biāo)軸,使圖形關(guān)于坐標(biāo)軸對稱,可以使計算較簡便 .
例 10 : 有一座拋物線形拱橋,在正常水位時水面 AB 的寬為 20m ,如果水位上升 3 米時,水面 CD 的寬為 10m .
( 1 )建立如圖直角坐標(biāo)系,求點(diǎn) B 、 D 的坐標(biāo) ;
( 2 )求此拋物線的解析式;
( 3 )現(xiàn)有一輛載有救援物質(zhì)的貨車,從甲出發(fā)需經(jīng)此橋開往乙,已知甲距此橋 280km (橋長忽略不計)貨車以 40km / h 的速度開往乙;當(dāng)行駛 1 小時,忽然接到通知,前方連降暴雨,造成水位以每小時 0.25m 的速度持續(xù)上漲(貨車接到通知時水位在 CD 處,當(dāng)水位到達(dá)最高點(diǎn) E 時,禁止車輛通行)試問:如果貨車按原速行駛,能否安全通過此橋?若能,請說明理由,若不能,要使貨車安全通過此橋,速度應(yīng)不小于每小時多少千米?
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此題和例 9 類同,關(guān)鍵之一是建立平面直角坐標(biāo)系的選擇 . 關(guān)鍵之二分析清楚此題實際是一個行程的應(yīng)用問題,如何建立行程中三個量的關(guān)系,如何找到已知的量是關(guān)鍵之二 .
解:( 1 ) B ( 10 , 0 ), D ( 5 , 3 ) .
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∴ 水位有 CD 上升到點(diǎn) E 所用的時間為 1÷0.25=4 小時
設(shè)貨車從接到通知到到達(dá)橋所用的時間為 t .
則 40 ( t + 1 )= 280,
解得: t = 6 > 4 .
故貨車按原速行駛,不能安全通過此橋 .
設(shè)貨車速度為 x km / h ,能安全通過此橋 .
則 4 x +40≥280, 解得 x ≥60 .
故速度不小于 60 km / h ,貨車能安全通過此橋 .
4 .分段函數(shù)的應(yīng)用
有些實際問題中的函數(shù)關(guān)系是用分段函數(shù)給出的,研究分段函數(shù)是學(xué)生需要面對的一個難點(diǎn).
例 11 :心理學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),一般情況下,學(xué)生的注意力隨著教師講課時間的變化而變化,講課開始時,學(xué)生的注意力逐步增強(qiáng),中間有一段時間學(xué)生的注意力保持較為理想的狀態(tài),隨后學(xué)生的注意力開始分散,經(jīng)過實驗分析可知,學(xué)生的注意力 y 隨著時間 t 的變化規(guī)律有如下關(guān)系式:
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( 1 )講課開始后,第 5 分鐘時與講課開始后第 25 分鐘時比較,何時學(xué)生的注意力更集中?
( 2 )講課開始后多少分鐘,學(xué)生的注意力最集中?能持續(xù)多少分鐘?
( 3 )一道數(shù)學(xué)難題,需要講解 24 分鐘,為了效果較好,要求學(xué)生的注意力最低達(dá)到 180 ,那么經(jīng)過適當(dāng)安排,老師能否在學(xué)生注意力達(dá)到所需的狀態(tài)下講解完這道題目?
解:( 1 )當(dāng) t=5 時, y=195 ,當(dāng) t=25 時, y=205
∴講課開始后第 25 分鐘時學(xué)生的注意力比講課開始后第 5 分鐘時更集中.
( 2 )當(dāng) 0 < t ≤ 10 時, y=-t 2 +24t+100=- ( t-12 ) 2+244 ,
該圖的對稱軸為 t=12 ,在對稱軸左側(cè), y 隨 x 的增大而增大,
所以,當(dāng) t=10 時, y 有最大值 240
當(dāng) 10 < t ≤ 20 時, y=240
當(dāng) 20 < t ≤ 40 時, y=-7t+380 , y 隨 x 的增大而減小,
故此時 y < 240
所以,當(dāng) t=20 時, y 有最大值 240 .
所以,講課開始后 10 分鐘時,學(xué)生的注意力最集中,能持續(xù) 10 分鐘.
( 3 )當(dāng) 0 < t ≤ 10 ,令 y=-t 2 +24t+100=180 ,
∴ t=4
當(dāng) 20 < t ≤ 40 時,令 y=-7t+380=180 ,
∴ t=28.57
所以,老師可以經(jīng)過適當(dāng)安排,能在學(xué)生注意力達(dá)到所需的狀態(tài)下講解完這道題目.
教師在講解時,交給如何去學(xué)生讀懂題意,讓學(xué)生知道在理解實際背景情況下,再去收集處理有關(guān)信息 .
教師要講解清楚如何應(yīng)用問題中的信息語言翻譯成數(shù)學(xué)語言,抽象、歸納其中的數(shù)量關(guān)系,轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題 . 引導(dǎo)學(xué)生在得到數(shù)學(xué)模型上,進(jìn)行推理與對比計算等,得出問題解決的方案 .
通過例題,老師應(yīng)給學(xué)生交待清楚解決此類型問題首先要根據(jù)圖形特點(diǎn),建立恰當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,建立平面直角坐標(biāo)系時,要盡量將圖形放置于特殊位置,這樣便于解題 .
(四)怎樣分析 函數(shù) 應(yīng)用 與相關(guān)知識的聯(lián)系
在現(xiàn)實生活中存在著大量實際問題,它們或多或少的都設(shè)計具有簡單函數(shù)關(guān)系的變量.這些數(shù)量關(guān)系可能是線性(一次函數(shù))的,也可能是反比例關(guān)系或者是二次關(guān)系,這些實際問題為初中數(shù)學(xué)的教學(xué)提供了大量的素材.
而函數(shù)本身就是人們?yōu)榱烁羁痰恼J(rèn)識千變?nèi)f化的世界,經(jīng)過歸納總結(jié)得出的一個重要的數(shù)學(xué)工具,它的主要作用就是用來描述變化中的數(shù)量關(guān)系.其中找出實際問題中相關(guān)變量之間的關(guān)系,并以數(shù)學(xué)形式表現(xiàn)這種關(guān)系,是運(yùn)用函數(shù)或者數(shù)學(xué)模型表示和解決實際問題的關(guān)鍵步驟,而正確的理解問題情境則是基礎(chǔ).
例 12 :如圖,在梯形 ABCD 中, DC // AB , ∠ A =90 ° , AD =6cm, DC =4cm , BC 的坡度 i =3:4, 動點(diǎn) P 從 A 出發(fā)以 2cm/s 的速度沿 AB 方向向點(diǎn) B 運(yùn)動,動點(diǎn) Q 從點(diǎn) B 出發(fā)以 3cm/s 的速度沿 B---C---D 方向向點(diǎn) D 運(yùn)動,兩個動點(diǎn)同時出發(fā),當(dāng)其中一個動點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時,另一個動點(diǎn)也隨之停止,設(shè)動點(diǎn)運(yùn)動的時間為 t 秒 .
( 1 )求邊 BC 的長;
( 2 )當(dāng) t 為何值時, PC 與 BQ 互相平分;( 3 )連結(jié) PQ, 設(shè) ⊿ PBQ 的面積為 y, 探求 y 與 t 的函數(shù)關(guān)系式,求 t 為何值時, y 有最大值?最大值是多少?
此題是運(yùn)動型幾何問題中二次函數(shù)的應(yīng)用
教師在講解時,首先要清楚對于運(yùn)動型幾何問題中的函數(shù)應(yīng)用問題,解題時應(yīng)以靜制動,在動中求靜;指點(diǎn)學(xué)生抓住適合條件的某個待定時刻具體位置的幾何狀態(tài),運(yùn)用幾何圖形的性質(zhì)建立出變量之間的函數(shù)關(guān)系式,借助函數(shù)的性質(zhì)予以解決,給學(xué)生點(diǎn)播當(dāng)圖形(或某一事物)在運(yùn)動的過程中達(dá)到最大或最小值時,其位置必定在一個特殊的位置,這是普遍規(guī)律 .
引導(dǎo)學(xué)生恰當(dāng)引出輔助線建立出數(shù)學(xué)模型去解決問題 .
問題( 1 )通過圖形的分割,問題轉(zhuǎn)化為矩形和勾股定理來解決,這里利用了坡度的概念,找出直角三角形中的兩條直角邊進(jìn)而求出 BC =10 .
問題( 2 )如果 PC 與 BQ 互相平分,就可以得出平行四邊形這一個特殊的四邊形,再利用平行四邊形這一特殊的形的性質(zhì),將問題轉(zhuǎn)化為數(shù)來解決即可求出 t 的值 .
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對于運(yùn)動型幾何問題中的函數(shù)應(yīng)用問題,解題時應(yīng)以靜制動,在動中求靜,抓住適合條件的某個特定時刻具體的幾何狀態(tài),運(yùn)用幾何圖形的性質(zhì)建立出變量之間的函數(shù)關(guān)系式,借助函數(shù)的性質(zhì)予以解決,當(dāng)圖形在運(yùn)動的過程中達(dá)到最大值或最小值時,其位置必定在一個特殊的位置,這是普遍規(guī)律 .
三、 學(xué)生常見的問題及解決的策略方法
(一)利用 函數(shù)解決實際生產(chǎn)問題的困惑
例 13 : 某旅社有 100 張床位,每床每晚收費(fèi) 10 元時,可全部租出,若每床每晚收費(fèi)提高 2 元時,則減少 10 張床位租出;以每次提高 2 元這種方法變化下去,為了投資少而獲利大,每床每晚應(yīng)提高多少元?
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每床每晚應(yīng)提高 6 元時,獲得的利潤最大,最大利潤為 1120 元 .
例 14 : 某商品現(xiàn)在的售價為每件 60 元,每星期可賣出 300 件,市場調(diào)查反映:每漲價 1 元,每星期少賣出 10 件;每降價 1 元,每星期可多賣出 18 件,已知商品的進(jìn)價為每件 40 元,如何定價才能使利潤最大?
此題也是實際生活中常遇到的問題,但是題中出現(xiàn)了兩種情況,一是漲價,二是降價 . 所以考慮解決方法要全,不能漏此題體現(xiàn)了分類討論思想 .
解:調(diào)整價格包括漲價和降價兩種情況
先來看漲價的情況:
(1) 每件漲價 x 元,
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所以,當(dāng)定價為 65 元時,利潤最大,最大利潤為 6250 元 . .
可以看出,這個函數(shù)的圖象是一條拋物線的一部分,這條拋物線的頂點(diǎn)是函數(shù)圖象的最高點(diǎn),也就是說當(dāng) x 取頂點(diǎn)坐標(biāo)的橫坐標(biāo)時,這個函數(shù)有最大值 .
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在降價的情況下
解:設(shè)降價 x 元時利潤最大,則每星期可多賣 18 x 件,實際賣出( 300+18 x ) 件,
銷售額為 (60 − x )(300+18 x ) 元,買進(jìn)商品需付 40(300 — 10 x ) 元,
因此,得利潤
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所以選擇漲價 .
這兩道題是利用二次函數(shù)解決實際問題中的利潤問題,學(xué)生在解決時困惑之一不理解題中所給出有關(guān)量的含義,也就是缺少實際生活的體驗,困惑之二不知從何處著手獲取有用的信息;困惑之三就是由函數(shù)關(guān)系式從理論上會求最值,但不知和實際結(jié)合去解決問題 .
所以要引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合函數(shù)圖象去思考問題,結(jié)合實際生活總的現(xiàn)象去解決問題 .
(二)利用函數(shù)解決體育問題的困惑
例 15 :如圖,一個運(yùn)動員推鉛球,鉛球在點(diǎn) A 處出手,出手時離地面約5/3
米,鉛球落地在點(diǎn) B 處,鉛球運(yùn)行中在運(yùn)動員前 4 米處(即 OC=4 )達(dá)到最高點(diǎn),最高點(diǎn)離地面距離為 3 米,已知鉛球經(jīng)過的路線是拋物線,根據(jù)圖示的直角坐標(biāo)系,能否算出該運(yùn)動員的成績?若能請求出他的成績,若不能請說明理由.
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此題反映的是體育運(yùn)動中鉛球運(yùn)行過程中所行的路徑問題,老師對此題分析時可以實際生活中鉛球比賽時鉛球運(yùn)行的實況,讓學(xué)生感受其路徑近似可以看出是拋物線 , 讓學(xué)生體會數(shù)學(xué)服務(wù)于生活和來源于生活的辯證關(guān)系,進(jìn)而將有關(guān)數(shù)學(xué)信息抽出來,建立數(shù)學(xué)模型區(qū)解決 .
例 16 :如圖,足球場上守門員在 O 處開出一高球,球從離地面 1 米的 A 處飛出( A 在 y 軸上),運(yùn)動員乙在距 O 點(diǎn) 6 米的 B 處發(fā)現(xiàn)球在自己的正上方達(dá)到最高點(diǎn) M ,距地面約 4 米高,球落地后又一次彈起,據(jù)試驗,足球在草地上彈起后的拋物線與原來的拋物線形狀相同,最大高度減少到原來最大高度的一半 .
( 1 )求足球開始飛出到第一次落地時,該拋物線的解析式
( 2 )足球第一次落地點(diǎn) C 距守門員多少米?(取初中數(shù)學(xué)“函數(shù)的應(yīng)用”學(xué)習(xí)研究與教學(xué)策略
)
( 3 )運(yùn)動員乙要搶到第二次落點(diǎn) D ,他應(yīng)該再向前跑多少米?
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此題是將足球運(yùn)動問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題,關(guān)鍵引導(dǎo)學(xué)生對足球常識的一個認(rèn)知,體會在實際生活中踢足球時,足球運(yùn)動路徑,老師最好帶領(lǐng)學(xué)生一起去體驗,讓學(xué)生真正感知,另一點(diǎn)將實際問題抽象出數(shù)學(xué)問題,體會拋物線平移變化的規(guī)律 . 從實際到理論,通過建立數(shù)學(xué)模型解決實際問題 .
(三) 利用函數(shù)解決最大(小)值問題的困惑
例 17 :某瓜果基地市場部為指導(dǎo)該基地某種蔬菜的生產(chǎn)和銷售,在對歷年市場行情和生產(chǎn)情況進(jìn)行了調(diào)查的基礎(chǔ)上,對今年這種蔬菜上市后,市場售價和生產(chǎn)成本進(jìn)行了預(yù)測,提供了兩個方面的信息,如圖甲、乙所示 ( 甲、乙兩圖中的每個實心黑點(diǎn)所對應(yīng)的縱坐標(biāo)分別指相應(yīng)月份的售價和成本,生產(chǎn)成本 6 月份最低,甲圖的圖象是線段,乙圖的圖象是拋物線段 ) .
請你根據(jù)圖像提供的信息說明:
(1) 在 3 月份出售這種蔬菜,每千克的收益是多少元? ( 收益=售價-成本 )
(2) 哪個月出售這種蔬菜,每千克的收益最大?說明理由;
(3) 已知市場部銷售該種蔬菜, 4 、 5 兩個月的總收益為 48 萬元,且 5 月份的銷量比 4 月份的銷量多 2 萬公斤,求 4 、 5 兩個月銷量各多少萬公斤?
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此題老師在講解時,要帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)真分析題中信息的含義,題中存在的等量關(guān)系及每個圖的意義: 由每千克的收益 = 售價-成本,分別由甲、乙兩圖求出售價與月份,每千克成本與月份的函數(shù)關(guān)系式,其中圖甲反映的是一次函數(shù),圖乙反映的是二次函數(shù),則收益為二次函數(shù),求這個函數(shù)的最大值.抓住切入點(diǎn)建立函數(shù)關(guān)系去解決問題 .
解:( 1 )從甲圖知: 3 月份出售這種蔬菜,每千克售價為 5 元;
從乙圖知, 3 月份購買這種蔬菜的成本為每千克 4 元,
根據(jù)收益 = 售價 - 成本,易知,
在 3 月份出售這種蔬菜每千克的收益是 1 元;
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( 四 ) 利用反比例函數(shù)解決實際問題的困惑
在與數(shù)學(xué)聯(lián)系密切的物理、化學(xué)學(xué)科中存在大量的成反比例函數(shù)的關(guān)系量凡是成反比例關(guān)系的兩個量,都可以用反比例函數(shù)解決,特別地,在求反比例函數(shù)的關(guān)系式時,要注意自變量的取值范圍,更要注意考慮實際情況 .
而學(xué)生在遇到這種跨學(xué)科應(yīng)用的問題時,一是困惑不知從什么角度去聯(lián)系兩個學(xué)科之間的關(guān)系,二是困惑不知從其他學(xué)科中如何尋找數(shù)學(xué)問題 .
例 18 .某種氣球內(nèi)充滿了一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)溫度不變時,氣球內(nèi)氣體的氣壓 P(kPa ) 是氣體體積 V(m3 ) 的反比例函數(shù),其圖象如圖示,當(dāng)氣球內(nèi)氣體的氣壓對于 120kPa 時,氣球?qū)⒈ǎ瑸榱税踩瑲怏w的體積應(yīng)該( )
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例 19. 李明參加了新月電腦公司推出的分期付款購買電腦活動,他購買的電腦價格為 1.2 萬元,交了首付之后每月付款 y 元, x 個月結(jié)清余款, y 與 x 的函數(shù)關(guān)系如圖所示,試根據(jù)圖象所提供的信息回答下列問題:
( 1 )確定 y 與 x 的函數(shù)關(guān)系式,并求出首付的數(shù)目;
( 2 )李明若用 4 個月結(jié)清余款,每月應(yīng)付多少元?
( 3 )如果打算每月付款不超過 500 元,李明至少幾個月才能結(jié)清余款?
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所以李明至少 16 個月才能結(jié)清余款 .
把實際問題轉(zhuǎn)化為反比例函數(shù)應(yīng)用題的關(guān)鍵是建立反比例函數(shù)模型,即列出符合題意的反比例函數(shù)的解析式,然后根據(jù)反比例函數(shù)的性質(zhì)綜合方程(組)、不等式(組)及圖象求解 .
學(xué)生面對這樣的應(yīng)用問題困惑之一是對實際問題中的有關(guān)量不理解,也就是缺少生活實際經(jīng)驗 . 困惑二是不知從什么角度思考去利用函數(shù)來解決問題 . 困惑三是不知實際問題中什么量可以轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,去建立數(shù)學(xué)模型 .
例 20 .近年來,我國煤礦安全事故頻頻發(fā)生 , 其中危害最大的是瓦斯,其主要成分是 CO ,在一次礦難事件的調(diào)查中發(fā)現(xiàn):從零時起,井內(nèi)空氣中 CO 的濃度達(dá)到 4mg/L, 此后濃度呈直線型增加,在第 7 時到達(dá)最高值 46mg/L ,發(fā)生爆炸;爆炸后,空氣中的 CO 濃度呈反比例下降,如圖,根據(jù)題中相關(guān)信息回答下列問題:
( 1 )求爆炸前后空氣中 CO 濃度 y 與時間 x 的函數(shù)關(guān)系式,并寫出相應(yīng)的自變量取值范圍;
( 2 )當(dāng)空氣中的 CO 濃度達(dá)到 34mg/L 時,井下 3km 的礦工接到自動報警信號,這里他們至少要以每小時多少千米的速度散離才能在爆炸前逃生?
( 3 )礦工只有在空氣中的 CO 濃度降到 4mg/L 及以下時,才能回到礦井開展生產(chǎn)自救,求礦工至少在爆炸后多少小時才能下井?
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所以至少在爆炸后 73.5 小時才能下井 .
本題中兩個變量的關(guān)系不是單一的一次函數(shù)或反比例函數(shù)關(guān)系,而是兩者的復(fù)合,這類題目在函數(shù)應(yīng)用中很普遍,注意在實際問題中提煉出函數(shù)模型,同時要加上自變量的取值范圍,這點(diǎn)也正是學(xué)生的困惑之處,所以教師在講解時也要在這點(diǎn)上講解清楚,引導(dǎo)學(xué)生掌握好解題方法和思路 .
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( 3 )以下方法只要回答一種即可
方法一:利用鈍角的一半是銳角,然后利用上述結(jié)論把銳角三等分的方法即可 .
方法二:也可把鈍角減去一個直角得一個銳角,然后利用上述結(jié)論把銳角三等分后 . 再將直角利用等邊三角形(或其他方法)將其三等分即可 .
這是一道本學(xué)科知識點(diǎn)之間應(yīng)用的一個問題,學(xué)生困惑點(diǎn)是不知如何由形確定數(shù),再由數(shù)解決形的問題的入手點(diǎn) .
綜上,運(yùn)用函數(shù)知識解決實際問題時,可以從多角度思考,利用函數(shù)的圖象、表格、解析式等對實際問題進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,尋找變量之間的關(guān)系,檢驗所建立的函數(shù)的合理性,在實際教學(xué)中還可以結(jié)合實際情況選擇更貼近生活的各種問題,進(jìn)一步的強(qiáng)化學(xué)生的應(yīng)用意識,更深入的的滲透數(shù)學(xué)建模的思想,為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ).
在高中新課程中,函數(shù)是在實際中應(yīng)用最多的內(nèi)容之一,它是反映現(xiàn)實生活和其它學(xué)科規(guī)律的基本的數(shù)學(xué)模型。作為新課程的一條主線,函數(shù)與函數(shù)的應(yīng)用貫穿在高中新課程的始終。
一、 函數(shù)與方程
用函數(shù)的觀點(diǎn)看待方程,可以用動態(tài)的觀點(diǎn)看方程,把方程看成函數(shù)變化過程中的一個特殊狀態(tài),方程的根是函數(shù)的零點(diǎn),解方程就是求函數(shù)的零點(diǎn)。
例1.設(shè)6ec8aac122bd4f6e,若僅有一個常數(shù)c使得對于任意的6ec8aac122bd4f6e,都有6ec8aac122bd4f6e滿足方程6ec8aac122bd4f6e,這時,6ec8aac122bd4f6e的取值的集合為 。
分析:題目給出的方程中含有6ec8aac122bd4f6e等多個字母,而條件中是對任意的6ec8aac122bd4f6e都有6ec8aac122bd4f6e,這使我們聯(lián)想到函數(shù)的定義域、值域,所以必須把方程改寫為關(guān)于6ec8aac122bd4f6e的函數(shù),再進(jìn)一步研究函數(shù)的性質(zhì)。
解:由已知6ec8aac122bd4f6e,得6ec8aac122bd4f6e(其中6ec8aac122bd4f6e),函數(shù)為反比例函數(shù),在6ec8aac122bd4f6e(6ec8aac122bd4f6e)上為單調(diào)遞減,所以當(dāng)6ec8aac122bd4f6e時,6ec8aac122bd4f6e又因為對于任意的6ec8aac122bd4f6e,都有6ec8aac122bd4f6e,所以6ec8aac122bd4f6e,因為有且只有一個常數(shù)6ec8aac122bd4f6e符合題意,所以6ec8aac122bd4f6e,解得6ec8aac122bd4f6e,所以6ec8aac122bd4f6e的取值的集合為6ec8aac122bd4f6e。
本題看似方程問題,實質(zhì)是函數(shù)問題,通過分析、轉(zhuǎn)化為函數(shù),并運(yùn)用函數(shù)的性質(zhì)將問題轉(zhuǎn)化為不等式組解出,自覺地、巧妙地運(yùn)用函數(shù)的思想來指導(dǎo)解答問題。
二、 函數(shù)與數(shù)列
數(shù)列是特殊的函數(shù)。因為它的定義域一般是自然數(shù)集或其子集,而自然數(shù)是離散的,因此,數(shù)列通常稱為離散函數(shù)。教材中從兩個角度對數(shù)列給出了定義,一是描述性定義:數(shù)列是按照一定順 序排列著的一列數(shù),二是函數(shù)性定義:數(shù)列是一類定義在整數(shù)集或它的有限子集上的一種特殊函數(shù),由此可見,任何數(shù)列問題都具有函數(shù)的性質(zhì)以及函數(shù)的一些固有特征。充分利用函數(shù)的概念、圖象、性質(zhì)去揭示它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而達(dá)到更有效、更快捷地解決數(shù)列的問題。如等差數(shù)列與一次函數(shù)的聯(lián)系,等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的聯(lián)系,等差數(shù)列的前n項和與二次函數(shù)的聯(lián)系,構(gòu)造特殊函數(shù)模型結(jié)合圖象解決問題等。
例2. 數(shù)列通項,前30項中最大項和最小項分別是( )
A B C D
分析:用分離常數(shù)法,得.該函數(shù)圖象是經(jīng)過坐標(biāo)軸平移后的反比例函數(shù)圖像
三、函數(shù)與不等式、線性規(guī)劃
用函數(shù)的觀點(diǎn)看不等式——運(yùn)動變化、數(shù)形結(jié)合、幾何直觀。例如二次不等式、高次不等式的解法,都是以函數(shù)為載體,通過數(shù)形結(jié)合的方法來實現(xiàn)。從函數(shù)的觀點(diǎn)看,線性規(guī)劃問題就是確定目標(biāo)函數(shù)在可行域(由約束條件確定的定義域)內(nèi)的最值問題,是函數(shù)知識在更高維度上的擴(kuò)展。
例3. 不等式恰好有一個實數(shù)解,則的取值范圍是 。
分析:如果僅從不等式的角度去思考問題,就要解兩個含參不等式,并且使其交集只含有一個元素,理論上可行,但實際解決起來很繁瑣。換一角度思考:由不等式可構(gòu)造函數(shù):,題目轉(zhuǎn)化為該二次函數(shù)的圖像在軸和直線僅僅出現(xiàn)一個點(diǎn),不難想象二次函數(shù)的圖像應(yīng)滿如圖所示的樣子,即拋物線的最低點(diǎn)在直線上,故,解得。
四、函數(shù)與解析幾何
平面曲線是函數(shù)概念的重要背景,嚴(yán)格定義后它們有差異,但仍有緊密聯(lián)系。例如:從函數(shù)的角度看,一元二次函數(shù)的圖象是拋物線,體現(xiàn)的是變量之間的對應(yīng)關(guān)系;從方程和曲線的角度看,拋物線是由“到定點(diǎn)和定直線等距”這一幾何特征確定的曲線。函數(shù)為解析幾何學(xué)習(xí)中所需的數(shù)、形結(jié)合思想奠定了基礎(chǔ)。
例4. 已知P點(diǎn)在圓x2+(y-4)2=1上移動,Q點(diǎn)有橢圓上移動,Q點(diǎn)在橢圓上移動,試求|PQ|的最大值。
分析:兩個都是動點(diǎn),看不出究竟,P、Q在什么位置時|PQ|最大
故先讓Q點(diǎn)在橢圓上固定,顯然當(dāng)PQ通過圓心O1時|PQ|最大,因此要求|PQ|的最大值,只要求|OQ|的最大值。
解:設(shè)Q(x,y),則|O1Q|2= x2+(y-4)2=1 ①
因Q在橢圓上,則x2=9(1-y2) ⑵
將②代入①得
|O1Q|2=9(1-y2)+(y-4)2
=
因為Q在橢圓上移動,所以 —1≤y≤1
故當(dāng)時,|O1Q|mox=
此時 |PQ| mox=+1
函數(shù)法是我們探求解析幾何最值問題的首選方法,其中所涉及到的函數(shù)最常見的有二次函數(shù)等。
五、函數(shù)與導(dǎo)數(shù)
函數(shù)是導(dǎo)數(shù)的研究對象。沒有導(dǎo)數(shù)時,函數(shù)性質(zhì)的研究需要許多技巧;導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的通用、有效、簡便的工具。用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)性質(zhì)、進(jìn)一步理解函數(shù)概念和性質(zhì)的聯(lián)系,是對函數(shù)概念理解的又一次上升。如求函數(shù)的最值問題,判斷函數(shù)的單調(diào)性問題等。
例5.已知函數(shù),
(2)若在區(qū)間[-2,2]上的最大值為20,求它在該區(qū)間上的最小值.
解:(1) ,解得,如下圖,所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為(-∞,-1),(3,+∞).
(2)
于是有 22+a=20,解得 a=-2.
故,因此f (-1)=-7,即函數(shù)f (x)在區(qū)間[-2,2]上的最小值為-7.
二次函數(shù)的有關(guān)性質(zhì)及其應(yīng)用是函數(shù)內(nèi)容中的一個重點(diǎn),而隨著導(dǎo)數(shù)知識的介入,三次函數(shù)在函數(shù)問題的研究中凸顯出其重要性。三次函數(shù)問題,可通過求導(dǎo)轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)或二次方程問題,然后結(jié)合導(dǎo)數(shù)的基本知識及二次函數(shù)的性質(zhì)來解決。
六、立體幾何中的“動態(tài)問題”,是指空間圖形中的某些點(diǎn)、線、面的位置是不確定的、可變的一類開放問題。點(diǎn)、線、面的變化必然導(dǎo)致位置關(guān)系或一些量的變化,在具體問題中,讓變量變化,考慮由此變化所引發(fā)的其它量的變化,構(gòu)建目標(biāo)函數(shù),則可將立體幾何問題用代數(shù)方法解決。
例6.等邊三角形ABC的邊長為a,將它沿平行于BC的線段DE折起,使平面ADE平面BDEC,若折疊后AB的長度為d,則d的最小值為( )
A. B. C. D.
分析:在此問題中,DE在三角形ABC中的位置是
變化的,由此變化引起翻折后AO、OF的變化,從而
導(dǎo)致AF的變化,進(jìn)而形成了折疊后AB的長度的變化。
設(shè)AO=x,則,
由此易知時,取得最小值為
七、函數(shù)是描述客觀世界變化規(guī)律的基本數(shù)學(xué)模型,現(xiàn)實世界中的許多關(guān)系是運(yùn)用函數(shù)模型來刻畫的,算法作為研究函數(shù)的工具,二者有著密切的聯(lián)系。例如:算法的順序結(jié)構(gòu):輸入——處理——輸出,和函數(shù)的定義:對任意一個x,都有唯一的y與之對應(yīng)。那么一個簡單的函數(shù)關(guān)系y=2x+1:就可以用相應(yīng)的順序結(jié)構(gòu)來寫出算法:輸入x的值——求出y=2x+1——輸出y的值。通過這樣的一個例子,我們將函數(shù)和算法自然而然結(jié)合起來,既學(xué)習(xí)了順序結(jié)構(gòu)這一新知,又復(fù)習(xí)了函數(shù)的定義,使二者相符相成。當(dāng)進(jìn)入條件結(jié)構(gòu)的教學(xué)時,我們自然而然地引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到分段函數(shù)。
例7. 鐵路托運(yùn)行李,從甲地到乙地,按規(guī)定每張車票托運(yùn)行李不超過50kg時,每千克0.13元,如超過50kg,超過的部分按每千克0.20元計算,如果行李重量為W(kg),運(yùn)費(fèi)為F(元),函數(shù)模型為:
請設(shè)計程序,輸入行李的重量W,輸出運(yùn)費(fèi)F.
分析:運(yùn)費(fèi)F是行李重量W的分段函數(shù),
可以用條件結(jié)構(gòu)的算法解決,
框圖如下:
通過上面的例子,我們就會體會到順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和函數(shù)有著必然的聯(lián)系,使我們更加體會到函數(shù)思想在高中數(shù)學(xué)中的重要。
從20世紀(jì)初函數(shù)開始進(jìn)入中學(xué)數(shù)學(xué),克萊因提出了一個重要的思想——以函數(shù)概念和思想統(tǒng)一數(shù)學(xué)教育的內(nèi)容,這足見“函數(shù)”的重要地位。新課程中,在義務(wù)教育基礎(chǔ)上又進(jìn)行了冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)等基本初等函數(shù)的研究,其中涉及他們的定義、圖像、性質(zhì)以及基本應(yīng)用。而函數(shù)與方程、函數(shù)與數(shù)列、函數(shù)與不等式、函數(shù)與線性規(guī)劃、函數(shù)與算法等等都有著不可分割的聯(lián)系,新課程中函數(shù)真的是無處不在。在教學(xué)過程中,始終堅持以函數(shù)為綱,做到“綱舉目張”。
一、地位:
(1)函數(shù)是高中數(shù)學(xué)的入門知識,是初中數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)的一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
(2)函數(shù)教學(xué)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中起主導(dǎo)作用,其所涉及的一些數(shù)學(xué)思想方法貫穿整個高中數(shù)學(xué)的始終,并對其它相關(guān)理科學(xué)科有指導(dǎo)意義。
(3)學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的必備知識。
二、新舊教材的對比及變化:
(1)刪掉了函數(shù)的奇偶性。
(2)淡化了映射的概念。
(3)加強(qiáng)了求函數(shù)解析式部分的內(nèi)容,新教材無論從例題的數(shù)量還是質(zhì)量都得到了提升,這說明新教材對學(xué)生的能力要求有所提高。
(4)新教材出現(xiàn)了一些與生活實際密切相關(guān)的新題,如稅收問題、噴泉水池問題等等,一方面教材也在與時俱進(jìn);另一方面加強(qiáng)了數(shù)學(xué)的應(yīng)用功能和實用價值。
三、重點(diǎn)難點(diǎn)分析:
1、函數(shù)的概念的教學(xué)
(1)函數(shù)與映射的關(guān)系。
(2)構(gòu)成函數(shù)的三要素:定義域、對應(yīng)法則、值域
(3)定義域是函數(shù)不可缺少的重要組成部分,在解題時要引起高度重視。
(4)要重視分段函數(shù)的教學(xué)。
(5)掌握求一個函數(shù)的反函數(shù)的基本步驟。
(6)在講解函數(shù)概念時,要注意文字語言、符號語言、圖像語言及數(shù)表語言之間的相互轉(zhuǎn)化。
例1已知函數(shù)y=f(x),x[a,b],那么集合{(x,y)}|y=f(x),x[a,b]}
∩{(x,y)|x=1,y∈R}中,所含元素的個數(shù)是________。
例2 設(shè) 集合M={x|0≤x≤2},N={y|0≤y≤2},給出下列4個圖像
其中能表示集合M到N的函數(shù)關(guān)系的有_______個。
(7)求抽象函數(shù)的定義域是本節(jié)內(nèi)容的一個難點(diǎn)。
例3 若f(x)的定義域是[-1,1]求函數(shù)f(x+1)的定義域。
(8)求函數(shù)的值域也是本節(jié)內(nèi)容的一個難點(diǎn),針對函數(shù)值域的教學(xué),應(yīng)該循序漸進(jìn),逐步推進(jìn)。
(9)求函數(shù)解析式既是重點(diǎn)又是難點(diǎn),這部分的教學(xué)要做到(1)掌握常見函數(shù)的解析式;(2)會用待定系數(shù)法求解析式。(3)掌握其它求解析式的常見方法(換元,配湊等)(4)能結(jié)合實際問題建立數(shù)學(xué)模型,求出目標(biāo)函數(shù),重視函數(shù)的應(yīng)用。
2、函數(shù)的性質(zhì)的教學(xué)
(1)熟練掌握函數(shù)各種性質(zhì)的定義,(單調(diào)性,周期性,對稱性等)。
(2)運(yùn)用函數(shù)性質(zhì)解題是一個難點(diǎn)。
例3用函數(shù)單調(diào)性定義證明f(x)=在(-∞,1/2)上單調(diào)減。
證明,任取x1,x2∈(-∞,1/2)且使x1
f(x1)-f(x2)= -
=
=>0
(3)熟悉各種符號語言與函數(shù)性質(zhì)的等價轉(zhuǎn)化
例4 定義在R上的函數(shù)f(x),下列符號語言分別表示f(x)具有哪些性質(zhì)?
1、若f(-x)= f(x)則f(x)的圖像關(guān)于___________。
2、若f(-x)= -f(x)則f(x)的圖像關(guān)于___________。
3、若f(a+x)= f(a-x)則f(x)的圖像關(guān)于___________。
4、若f(a+x)= -f(a-x)則f(x)的圖像關(guān)于___________。
5、若f(x+a)= f(x-a)則f(x)___________。
6、若f(x+a)= -f(x-a)則f(x)___________。
3、函數(shù)的圖像的教學(xué)
(1)要能正確畫出基本初等函數(shù)的圖像。
(2)滲透函數(shù)圖像間的三種變換:平移變換,伸縮變換和對稱變換,這是圖像教學(xué)的一個難點(diǎn)。
例5 函數(shù)y=log2(-x)的圖像通過怎樣的變換得到函數(shù)y=log2(-x+3)的圖像。
例6 已知函數(shù)f(x)的圖像經(jīng)過點(diǎn)(0,1)則函數(shù)f(x+3)的反函數(shù)的圖像必經(jīng)過點(diǎn)___________。
(3)會用數(shù)形結(jié)合的思想方法解題:
例7 (1)試討論方程|1-x|=kx的實數(shù)根的個數(shù)。
(2)試討論方程|2x2-4x|-a=0的解的個數(shù)。
(4)方程x2-mx+4=0在[-1,1]上有解,求m的取值范圍。
教學(xué)關(guān)鍵:1、選擇合適的函數(shù)2、正確作出所設(shè)函數(shù)的圖像。
3、通過對動曲線的平移或旋轉(zhuǎn)尋找變化規(guī)律。
4、函數(shù)的應(yīng)用的教學(xué):
(1)應(yīng)用問題主要考查應(yīng)用數(shù)學(xué)意識,觀點(diǎn),方法去處理實際問題的能力,在教學(xué)中要處理好解數(shù)學(xué)應(yīng)用題的三個關(guān)鍵步驟:
①閱讀理解 ②數(shù)學(xué)建模 ③數(shù)學(xué)求解
(2)應(yīng)用函數(shù)知識解應(yīng)用題時應(yīng)注意的方法和步驟:
①、正確地將實際問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)模型,這是解應(yīng)用題的關(guān)鍵,轉(zhuǎn)化來源于對已知條件的綜合分析,歸納與抽象,并與熟知的函數(shù)模型相比較,以確定函數(shù)模型的種類。
②、用相關(guān)的函數(shù)知識,進(jìn)行合理設(shè)計,確定最佳解題方案,進(jìn)行數(shù)學(xué)上的計算求解。
③、把計算獲得的結(jié)果回到實際問題中去解釋實際問題,即對實際問題進(jìn)行總結(jié)作答。
(3)解函數(shù)應(yīng)用問題學(xué)生中常見的錯誤。
①、不會將實際問題抽象轉(zhuǎn)化為函數(shù)模型,或轉(zhuǎn)化不全面。
②、在求解過程中忽略實際問題對變量參數(shù)的限制條件。
5、需要補(bǔ)充說明的問題:
(1)關(guān)注定義域是函數(shù)教學(xué)永遠(yuǎn)的目標(biāo),要著力培養(yǎng)學(xué)生自覺考慮函數(shù)定義域的習(xí)慣和意識。
(2)加強(qiáng)對二次函數(shù)的補(bǔ)缺,補(bǔ)漏教學(xué),做好初高中教材的銜接教學(xué),切實把二次函數(shù)的教學(xué)分散落實到各單元函數(shù)教學(xué)中去。
(3)提升指數(shù)、對數(shù)函數(shù)的教學(xué)內(nèi)容。
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