沈桂蘭
【摘 要】 在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要注意有效滲透函數(shù)思想,巧妙地運用函數(shù)定義、性質(zhì)、圖象、值域等函數(shù)思想載體去分析、轉(zhuǎn)化和解決問題,從而使問題得以快速、巧妙、準確、有效地解決。
【關(guān)鍵詞】 巧用;函數(shù)思想;數(shù)學(xué);問題
函數(shù)思想是數(shù)學(xué)解題中至關(guān)重要的思想方法,它涉及知識點多,覆蓋面廣,綜合應(yīng)用強,解法靈活多樣,對于培養(yǎng)學(xué)生思維深刻性、靈活性和創(chuàng)造性,提升學(xué)生思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生良好數(shù)學(xué)素養(yǎng)有著積極的作用。對此,筆者從自身教學(xué)實踐出發(fā),就如何在數(shù)學(xué)教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生巧用函數(shù)思想妙解數(shù)學(xué)問題略談了如下看法,以供參考。
一、利用函數(shù)定義,有效解決數(shù)學(xué)問題
函數(shù)的基本定義是:設(shè)A、B是非空數(shù)集,若根據(jù)某個確定的對應(yīng)關(guān)系f,使對于集合A中的任意一個數(shù)x,在集合B中都有唯一確定的數(shù)f(x)和它對應(yīng),那么就稱f:A→B為從集合A到集合B的一個函數(shù),記作y=f(x),x∈A.其中x叫做自變量,x的取值范圍A叫做函數(shù)的定義域;與x的值相對應(yīng)的y值叫做函數(shù)值,函數(shù)值的集合{f(x)|x∈A}叫做函數(shù)的值域。
函數(shù)定義是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握函數(shù)知識的重要基礎(chǔ)。靈活運用函數(shù)定義解決數(shù)學(xué)問題,既可以深化學(xué)生對函數(shù)概念的理解,又可以提高學(xué)生應(yīng)用函數(shù)定義解題意識,發(fā)展學(xué)生的思維能力。許多學(xué)生在解函數(shù)問題時感覺束手無策、無從下手,究其主要原因是學(xué)生對函數(shù)定義理解不透徹、把握不當,因此,在平時教學(xué)中,教師要注意強化函數(shù)概念,增強學(xué)生解題能力。
例1 若f(x)與g(x)都是定義在R實數(shù)集上的函數(shù),且方程x-f[g(x)]=0有實數(shù)解。則g[f(x)]不可能為( ).
A.x2-1/5 B. x2+1/5 C. x2+x-1/5 D. x2+x+1/5
解析:此題乍看之下學(xué)生可能無從下手,但若能結(jié)合函數(shù)定義,則可使問題豁然開朗起來。方程x-f[g(x)]=0有實數(shù)解,設(shè)解為a,將其代入得a-f[g(a)]=0,把方程看成函數(shù),這樣a-f[g(a)]=0可理解成在g(x)定義域中存在元素a經(jīng)過映射g,設(shè)對應(yīng)的象為b, b經(jīng)過映射f后,在f(x)的值域中存在a與之相對應(yīng)。這樣對于g[f(x)]而言,函數(shù)定義可知存在b,使得g[f(b)]=b成立,即方程g[f(x)]=x有解,將上述選項中的答案逐一代入進行驗證,可知g[f(x)]不可能為x2+x+1/5,故應(yīng)選D.
例2 已知集合M={a, b, c},N={-2,0,2},求建立從M到N且滿足f(a)+f(b)+f(c)=0的函數(shù)f個數(shù)。
解析:許多學(xué)生在解答本題時,往往束手無策,不知如何下手。事實上,本題的解題突破口是正確理解f(a)+f(b)+f(c)=0這一函數(shù)。根據(jù)函數(shù)的基本定義,不難發(fā)現(xiàn),f(a),f(b),f(c)三個函數(shù)均是屬于集合N中的元素,因而此題可以轉(zhuǎn)化為從N中可任意取3個元素(可重復(fù))滿足f(a)+f(b)+f(c)=0這一已知條件。由于每個式子對應(yīng)著一個函數(shù)關(guān)系,又由于f(a)+f(b)+f(c)=0的表達式僅有0+0+0=0或-2+0+2=0,因此,滿足題意要求的函數(shù)f個數(shù)為:A33+1=7.
點評:在解某些數(shù)學(xué)問題的過程中,靈活巧妙地運用函數(shù)定義解題,往往可以收到事半功倍的效果。
二、把握函數(shù)性質(zhì),靈活解決數(shù)學(xué)問題
函數(shù)基本性質(zhì)主要包括了函數(shù)的奇偶性、單調(diào)性、周期性、對稱性等方面。在解某些問題時,若能善于挖掘問題的隱含條件,有效構(gòu)造函數(shù),靈活巧妙地運用函數(shù)性質(zhì),往往可以達到化繁為簡,化難為易的目的,從而使問題迎刃而解。因此,在平時函數(shù)教學(xué)中,教師要注意引導(dǎo)學(xué)生正確理解函數(shù)性質(zhì),把握好函數(shù)內(nèi)涵外延和本質(zhì)特征,為數(shù)學(xué)解題奠定良好的基礎(chǔ)。
例3 設(shè)x, y∈[-π/4,π/4],a∈R,且x3+sinx-2a=0,4y3+sinycosy+a=0,求cos(x+2y)的值。
解析:此題若直接從三角變換角度進行分析和處理,往往難度較大,不易下手。但若能變換視角,轉(zhuǎn)變思路,將兩個方程變形為:x3+sinx=2a ①;(-2y)3+sin(-2y)=2a ②;結(jié)合兩方程結(jié)構(gòu)特征,可構(gòu)造函數(shù)f(a)= a3+sina,聯(lián)立方程①②可得f(x)=f(-2y).而f(a)在[-π/2,π/2]上單調(diào)遞增,故x=-2y x+2y=0 cos(x+2y)=1.
點評:對于有些數(shù)學(xué)問題,條件中有時給出的是不具備特殊性質(zhì)的函數(shù),此時若構(gòu)造適當?shù)暮瘮?shù),將條件適當變形,再巧用函數(shù)性質(zhì)解題,往往會使問題“柳暗花明”,得以輕松獲解。
三、結(jié)合函數(shù)圖象,輕松解決數(shù)學(xué)問題
函數(shù)圖象是函數(shù)的基本表達形式之一,是研究和表述函數(shù)的重要工具,它將函數(shù)的變化趨勢直觀化,以圖形的形式直觀地展現(xiàn)函數(shù)的性質(zhì)特征,借助函數(shù)圖象的直觀性解題,可以簡化解題過程,使問題得以輕松獲解。
由x>0得a≥-(x+1/x)對于0 點評:巧妙地結(jié)合函數(shù)圖象分析和解決數(shù)學(xué)問題,往往可以使一些看似復(fù)雜的問題變得簡單化,從而迅速找到問題的突破口,巧妙求解。 總之,函數(shù)思想貫穿于數(shù)學(xué)教學(xué)中,具有一定的廣泛性、多樣性、靈活性、創(chuàng)造性等特點。在平時教學(xué)中,教師應(yīng)重視函數(shù)思想的有效滲透和靈活運用,引導(dǎo)學(xué)生充分挖掘數(shù)學(xué)問題中隱含的函數(shù)思想,學(xué)會巧用函數(shù)概念、性質(zhì)、圖象來分析、轉(zhuǎn)化和解決問題,從而幫助學(xué)生掌握函數(shù)思想,提升學(xué)生思維品質(zhì),增強學(xué)生數(shù)學(xué)解題能力。 【參考文獻】 [1]龍婷.運用函數(shù)思想解數(shù)列問題[J].中學(xué)生數(shù)學(xué) 2015年21期 [2]吳麗華.淺談函數(shù)思想在數(shù)列中的應(yīng)用[J].中學(xué)數(shù)學(xué) 2015年21期 [3]許欽彪.例談函數(shù)問題在數(shù)學(xué)中的意義和作用[J].中學(xué)教研(數(shù)學(xué))2015年11期 [4]龍婷.運用函數(shù)思想解數(shù)列問題[J].中學(xué)生數(shù)學(xué) 2015年21期