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关于高中数学函数解题思路多元化的方法

2021-11-19沈晓群

高考·上 2021年10期
关键词:多元化函数解题

沈晓群

摘 要:探寻数学函数解题思路的多元化,有助于学生从多角度去探析数学函数问题,也有利于锻炼学生的数学学习思维,这对提升学生的数学学科核心素养起到积极的作用。因此,文章将结合高中数学函数有关问题,从多元思维角度分析解题的方法,以期给予学生有效的解题意见。

关键词:高中数学;多元化;函数;解题

对于数学函数问题的解答,学生不应仅局限于某一解题方法,而应学会结合多变的数学函数题目,从多角度去探寻更为高效、有趣的解题路径,这样的函数解题学习才更有趣、更有意义。那么为了有效开发学生的多元解题思路,文章将做出如下的分析与探究,包括:高中数学函数解题思路多元化的意义、函数解题思路多元化遵循的原则、具体的多元化解题方法探讨等,使得高中数学函数解题教学不再只是简单的解题方法灌输,而是转由学生开动脑筋、自主探究新的解题路径,以实现高中数学函数解题教学的创新与优化。

一、高中数学函数解题思路多元化研究的意义

(一)核心素养教学背景下的要求

在当下核心素养教学背景下,对学生的学习能力提出了更高的要求,高中生学习数学函数知识,不再是简单地理解函数的定义、性质,而是懂得基于函数的基础学习理论,去展开函数问题的具体分析与解答,由此开发学生的函数解题思维,使得学生将所学的函数知识转为自身的学习能力,这样学生才会形成属于自身的学习素养。

(二)使得学生客观、全面看待问题

多元化的函数解题思路,就需要学生懂得从题目问题出发,去寻求多路径的解题方法,而此过程中,学生既要懂得灵活运用所学的数学函数知识,也要懂得结合与函数问题相关的其他数学知识点,来共同构建知识的解题联系,以开辟多元的解题路径。那么在整个解题中,学生可以跳出原本的题目信息,去更为全面地看待数学函数问题、解决函数问题,从而培养学生客观、全面看待数学函数问题的思想观念[1]。

二、高中数学函数解题思路多元化应遵循的原则

(一)解答问题具有针对性

无论探寻怎样的数学函数解题路径,都应该遵循解题的针对性原则,即在分析数学函数问题中,得出的数学函数解题方法能够针对性地解答问题,为学生指明一条有用的函数解题路径,从而引导学生针对性地解答函数问题,进而促使学生的解题变得有意义。因此,要做到解题的针对性,学生要分析好数学函数题目中的相关信息与条件,也要将其中的数学函数知识点寻找出来,从而为函数解题方法的探寻指明方向。

(二)解答问题具有便捷性

多元化的解题思路是每位学生通过探究函数问题之后,结合自身所学的数学函数知识,开辟的各种解题路径,而这些路径的提出,主要的目的就是让整个数学函数解题变得更为便捷,且不用展开长篇幅的问题解析。因此,探寻高中数学函数解题思路的多元化,要遵循的原则也包括了解答问题的便捷性原则,只有学生做到这一点,那么他们的解题就会变得便捷而有价值。

(三)解答问题具有效率性

如果学生提出的问题解答思路比较烦琐,即使他们能够顺利解答出数学函数问题,但是将会耗费他们大量的解题时间,这在时间紧凑的考试环境里,将会失去很多时间去解答其他的问题,从而影响到学生的整体解题效率。因此,在解题思路探寻中,学生应该懂得提出的解题思路应该具有一定的解题效率性,能够让自己的解题速度有所上升,这样的解题思路才有效、才有意义[2]。

三、高中数学函数解题思路多元化的解题方法

(一)数形结合

在众多高中数学解题思路中,数形结合是一种有效的数学函数解题方法,且其重要的特点就是能够实现“数与形”的相互转化,使得抽象的函数题目变得直观,易于学生探寻其中的函数知识原理,并寻求出有效的函数解题路径。那么在高中函数问题解答之中,教师可以引导学生利用数形结合思维角度,去分析函数图像与数量的关系,从而构建起数与形的关系,进而从中探寻出数与形相互转化的思路,最终高效、便捷地解答数学函数问题。

那么由下面这道高中数学函数问题解答为对象,说一说是如何运用数形结合思维展开问题的解答。

题目:已知f(x)是定义在(-3,3)上的奇函数,当0<x<3时,f(x)的图像如图所示,则不等式f(x)cosx<0的解集是什么?

解题分析:虽然這道函数问题解答的内容与不等式有关,但是如何构建起题目中数量与函数图像之间的联系,则是解答这道数学问题的关键。从数形结合的思维角度,学生可以将不等式f(x)cosx<0解集分析转化为图像内容的分析,以借助直观的图像内容来寻求出题目的答案。比如:从题目中的已知条件f(x)cosx<0,则可以懂得f(x)和cosx是异号的关系,进而获知y=f(x)与y=cosx的图像应该分在x轴的两侧。

解题过程:∵f(x)cosx<0

∴y=f(x)与y=cosx异号

得到二则函数图像:

那么依据分析中的图像内容,可以看出f(x)cosx<0的解集为:

解题总结:从题目的理解和解答过程来看,只有寻找到函数之间的数量与图像之间的关系,才能有效地解答出函数问题的解集,因而在此过程中,学生需要做到的就是分析其中的数形结合关系,即由题目中的f(x)cosx<0条件,来寻求出数学问题的函数关系,进而解出函数答案。

(二)转化思维

对于一道难度较大的高中数学函数问题,教师可以引导学生从转化思维角度,去分析题目中可以转化的点,并由转化思维去分析与探寻问题的另一解题路径。因此,在解答数学函数问题时,学生应该先理清题目问的函数问题,并寻找题目中可用的函数信息条件,以构建起转化的思路,进而将函数朝着一个可以转化的方向来简化问题,最终总结出一条较为便捷、高效的数学函数解题路径[3]。

题目:对函数y=f(x)定义域中任一个x的值均有f(x+a)=f(a-x),请思考与求证y=f(x)的图像关于直线x=a对称。

解题分析:对于此道函数问题的解答,学生可以从转化思维角度,去探寻其中的函数转化关系。比如:题目中可以将图像证明问题转化为对称点问题的转化,从而基于点的对称来思考解题的路径。

解题过程:设(x0,y0)是函数y=f(x)图像上任一点,则y0=f(x0),又f(a+x)=f(a-x),∴f(2a-x0)=f[a+(a-x0)]=f[a-(a-x0)]=f(x0)=y0,∴(2a-x0,y0)也在函数的图像上,∴点(x0,y0)与(2a-x0,y0)关于直线x=a对称。

解题总结:对于函数问题的解答,除了数形结合之外,最为有用和常见的就是转化思维,即将一个看似难的问题转化为较为简单的问题,这样学生才会快速地寻求出函数问题的解答路径,就如上述的求证问题,如若学生只会一味地专注函数图像,而忘了其中点的对称关系的分析,将很难求解出函数问题的答案。

(三)构造思维

当学生遇到一道数学函数问题缺乏解题思路时,可以尝试将题目中的函数展开构造分析,即将题目中的原本函数构造成一个新的函数,一个新的函数解析式,以从新的路径来求解出函数问题。此时,学生要懂得分析原题目中的函数信息及条件,并以相关的条件信息,来重新构造一个新的函数,以围绕这个新的函数展开探究,由此另辟蹊径、探寻出函数问题的答案。

题目:函数f(x)=x,g(x)=x2-x+2,若存在x1x2...xn∈[0,],使得f(x1)+f(x2)+...+f(xn-1)+g(xn)=g(x1)+g(x2)+...+g(xn-1)+f(xn),则n的最大值是多少呢?

解题分析:对于此道函数问题的解答,可以从构造思维的角度,去探寻出函数之间的联系,以将原本复杂的函数问题简单化,从而快速求出函数答案。比如:根据题目中的f(x)=x,g(x)=x2-x+2信息条件,可以构造一个新的函数,即g(xn)-f(xn),从而构建起一个新的解题新联系。

解题过程:g(xn)-f(xn)=[g(x1)-f(x1)]+[g(x2)-f(x2)]+...+[g(xn-1)-f(xn-1)],那么假设h(x)=g(x)-f(x)=x2-2x+2,即h(xn)=h(x1)+h(x2)+...+h(xn-1)就会恒成立,则可以继续求出h(x)的最大值和最小值,从而陆续得到n-1的最大值为13,进而求得n的最大值为14.

解题总结:从整个解题过程中来看,解题思路比较复杂,而且也涉及很多计算与求证问题。此时,学生要具備一定的构造思维,学会基于现有的函数条件信息,去构造一个新的函数,并对这个新函数展开证明与解答,才能寻求出新的解题路径,从而顺利解答出数学函数的答案。

结束语

综上所述,对于高中数学函数问题的多元解答路径探索,教师可以引导学生从数形结合、转化思维、构造法等角度,去探寻一条条有用的数学函数解题路径,由此锻炼学生的数学函数解题思维,并促使其看到一道数学函数有多种不同的数学解题方法,从而促使学生产生数学函数解题的乐趣与信心。

参考文献

[1]马振海.解读高中数学函数解题思路多元化的方法[J].新课程,2020,3(33):57.

[2]李思睿.高中数学函数解题的多元化思路研究[J].速读,2019,5(2):132.

[3]陈磊.高中数学函数问题的多元化解题方法分析[J].文理导航,2020,8(5):13.

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