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浅析化归思想在高中数学函数学习中的应用

2017-06-20万志明

数学学习与研究 2017年11期
关键词:化归思想函数应用

万志明

【摘要】化归思想能够将一些复杂的数学函数转化为比较简单的数学关系,有利于问题的解决.因此,有必要加强化归思想在高中数学函数学习中应用的研究,提高解题效率.

【关键词】化归思想;函数;应用

化归思想是学习数学的一种行之有效的方法,将未知问题转化为已知问题是化归思想的主要体现,也是解决高中数学函数问题的主要方法.通过培养学生化归意识,使其在学习函数内容时能够主动地应用化归思想,有利于提高学生的解题效率,大大简化解题的过程.甚至有时候化归思想是解决一些复杂函数关系的唯一方法,由此可见加强化归思想的应用具有重要的现实意义.

一、将未知问题转化为已知问题

在解题的过程中,发现许多学生对知识点之间的融会贯通能力不足,特别是在面对一些比较新颖的题材时,学生不知道从哪里着手.在这种情况下,教师可以将数学函数知识结合起来,加强问题与函数知识的联系,这样能够提高学生解决问题的能力,同时,也能够开拓学生解题的思路,使学生能够透过现象看本质,熟练地应用已经学习过的知识.这就是将未知的理论转化为已经熟悉的理论,从而找到解决问题的突破口.

例1 求函数y=cosx+sinx+cosx·sinx的最值区间.

分析该函数的特点,可以想到cosx+sinx与cosx·sinx之间的关系,继而假设用参数A代表函数cosx+sinx,那么原函数可以转化为y=12(A2-1)+A,最后转化为常见的二次函数,再由三角函数求出A的取值区间,这样就能够解决该类题目了.其关键是要有化归思维和意识,同时,在转化的过程中准确地把握自变量的变化范围,只有这样才能使问题得到圆满的解决.

二、向题根的转化

向題根转化是化归思想中一种重要的思维方法,对于解决数学问题具有重要的作用.在高中数学学习的过程中,需要通过大量的习题来巩固概念、学习相关的解题技巧等.但大量的习题往往会增加学生的学习负担,使学生难以感悟到数学题目中的精髓,为了做题而做题,难以达到做题的效果.向题根转化的思想能够有效地避免这种状态,能够通过现象直抵本质,发现题目的共同点,最终掌握基本的知识点,使学生能够从大量的无效习题中解放出来.向题根转化能够使类似的题目得到快速的解决,在函数学习的过程中,函数之间可以相互转化,也就是向题根方面转化.在解题的过程中,可以考虑转化基本函数,转化为题根之后,就会使复杂的函数问题简单化,这对于解决一些复杂的函数关系具有重要的帮助.通过这种练习,能够更好地找到问题的突破口,最终找到解决该类问题的规律,从而形成一种系统化的解题流程.

例2 现有函数y=(log2x)2+(t-2)log2x-t+1,当-2≤t≤2时,函数y取正值,现在需要求x的变化范围为.

分析该问题时,可以看到函数y的组成形式比较复杂,在这种情况下考虑到应用化归思想,将函数统一起来,这样才能有效地解决问题.通过向题根转化之后可以看到,其题根是一次函数,结合题目的条件,该函数是关于t的一次函数,因此,在解题时,应当将原来的函数转化为关于t的一次函数.即y=f(t)=(log2x-1)t+(log2x)2-2log2x+1.

由此可知,f(t)是一次函数,当-2≤t≤2时,那么f(t)>0成立.根据一次函数的特点,可以得到f(-2)>0与f(2)>0成立,代入关于t的一次函数中,最终得到关于log2x的不等式,最终求得08,得到了关于x的取值范围.由此可见,这种化归思想非常的奇妙,对于解决一些复杂的数学问题具有重要的作用.其前提是要熟悉相关的函数特点,只有这样才能实现不同函数关系的融会贯通.

三、数形转化的应用

在高中数学解题中,数形转化思想应用的比较多也比较普遍,图形具有更加直观性的特点,能够更有利于问题的解决.图形转化包含的内容比较多,它能够打开学生的视野和思路.

例3 已知函数f(x)=2-|x|,x≤2,2(x-2)2,x>2, 函数g(x)=b-f(2-x),其中b是实数,假设函数y=f(x)-g(x)有四个零点,那么b的取值范围是( ).

A.74,+∞

B.-∞,74

C.0,74

D.74,2

分析 由函数f(x)得到f(2-x)的表达式,由此可得y=f(x)+f(2-x)-b的表达式,由x的取值范围以及四个零点,可以得到函数y=0,根据图像可以知道b的取值范围为74,2.在数形结合的题目中,由于题目大部分涉及方程解的个数或者函数的零点,对于这些类型的函数问题,可以考虑应用数形结合的方法来解决问题.它比纯粹的数学方法相对简单,而且节省时间,特别是面对选择题时,由于不需要得到准确的结果,结合四个选项就可以得到一个类似的结果,从而能够提高解题的效率.

四、结 语

在高中数学函数学习的过程中,化归思想是一种非常有用的方法,而且效率比较高.在教学的过程中,教师应当注意引导学生总结,加强不同函数关系之间的转化,最终将复杂的函数关系转化为比较简单的函数关系,使数学问题迎刃而解.

【参考文献】

[1]李昀晟.化归思想在高中数学解题过程中的应用分析[J].数学理论与应用,2015(04):124-128.

[2]王新兵.化归思想在高中数学函数解题中的应用[J].中学生理科应试,2016(03):8-9.

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