倪慧斌
幾何畫板作為作圖工具,能直觀、明了地表現(xiàn)函數(shù)圖形,用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,能幫助我們便捷、透徹地研究函數(shù)的性質(zhì).這為我們提高學(xué)習(xí)效率提供了一種現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)手段.
我們經(jīng)常會(huì)遇到求交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,現(xiàn)有幾何畫板,這個(gè)問題的思考就簡單多了,如:
函數(shù)f(x)=2ln x與函數(shù)g(x)=x2-4x +5的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為____
打開幾何畫板的對話框,直接點(diǎn)擊“繪圖”,找到“繪制新函數(shù)”點(diǎn)擊,則會(huì)出現(xiàn)下面要求輸入函數(shù)的對話框(如圖1),然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊依次輸入“x”,“^,“2”,“ -”,“4”,“x”,“+”,“5”,在中間光標(biāo)閃動(dòng)的空白處就會(huì)出現(xiàn)“x^2-4x+5”(如圖2),再點(diǎn)擊“確認(rèn)”.接著重復(fù)操
作以上步驟,到再輸入第二個(gè)函數(shù)時(shí),先用鼠標(biāo)點(diǎn)擊輸入“2”,再點(diǎn)“函數(shù)”圖標(biāo),找到自然對數(shù)“In”點(diǎn)擊,用鼠標(biāo)點(diǎn)擊輸入“x”,再點(diǎn)擊“確認(rèn)”.兩個(gè)你要的函數(shù)圖象就會(huì)出現(xiàn)在你面前(圖3),題目的答案就一目了然了.當(dāng)然這個(gè)題的草圖相對還是很好畫的,只要把握二次函數(shù)的頂點(diǎn)為(2,1),且知道2ln 2=ln4>1,就很容易得到草圖的形狀,也就很容易確定交點(diǎn)個(gè)數(shù)為2個(gè).
當(dāng)函數(shù)圖象特征差異不是很明顯,有時(shí)特殊點(diǎn)的位置不好確定時(shí),幾何畫板的優(yōu)勢就更明顯.
如我們研究函數(shù)y =lg x的圖象和函數(shù)y=slnx的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù).
結(jié)合兩個(gè)函數(shù)的基本性質(zhì),我們知道正弦函數(shù)y=slnz的取值范圍為[-1,1],而常用對數(shù)函數(shù)中l(wèi)g 10 =1,但即便這樣,草圖還是不好畫,此時(shí)借助幾何畫板就很輕松了.
打開幾何畫板對話框,點(diǎn)擊“繪圖”,在拖動(dòng)窗口中找到“繪制新函數(shù)”,點(diǎn)擊后,出現(xiàn)輸入函數(shù)的對話框,因?yàn)檫@兩個(gè)都是常見的初等函數(shù),幾何畫板里有現(xiàn)存的模型,只用點(diǎn)擊“函數(shù)”,在拖動(dòng)窗口里點(diǎn)擊“l(fā)og”,它就表示的是常用對數(shù),再用鼠標(biāo)點(diǎn)擊對話框中的“x”鍵,最后點(diǎn)擊“確認(rèn)”即可.完成函數(shù)y=lgx的圖象后在該對話框內(nèi)重復(fù)操作上述步驟.不同之處在點(diǎn)擊“函數(shù)”鍵后,再拖動(dòng)窗口點(diǎn)擊“sin”,再用鼠標(biāo)點(diǎn)擊對話框中的“x”鍵,最后點(diǎn)擊“確認(rèn)”,此時(shí)會(huì)有一個(gè)供你選擇單位的對話框跳出(如圖4),點(diǎn)擊“是”,將單位統(tǒng)一為弧度,其他操作跟原來一致,就會(huì)在同一坐標(biāo)系得到二者的圖象,如果此時(shí)交點(diǎn)不是很明顯,還有一個(gè)好的辦法傳授給你,就是用鼠標(biāo)分別左擊選中兩個(gè)函數(shù)圖象,當(dāng)圖象都變色后,點(diǎn)擊對話框最上面一行的“構(gòu)造”,在拖動(dòng)窗口中找到“交點(diǎn)”,點(diǎn)擊,兩個(gè)圖象的三個(gè)交點(diǎn)就會(huì)閃亮登場,如圖5.
又如教材中出現(xiàn)的常見函數(shù)y=tanx和y=sinx的交點(diǎn)問題,在同一坐標(biāo)系中,作出二者的草圖很容易,但是由于在原點(diǎn)附近,兩個(gè)圖象靠得很近,我們又怎么判斷交點(diǎn)呢?幾何畫板為此提供了放大功能.先用幾何畫板作出圖6所示的圖象,如何判斷(o,π/2]上的交點(diǎn)情況?
tanx>sinx,這個(gè)結(jié)論一則可以通過代數(shù)式關(guān)系tanx=sinx/cosx解釋,二則就是運(yùn)用幾何畫板的放大功能輕松看圖,因?yàn)閳D象靠得近,利用幾何畫板的特性,分別用鼠標(biāo)左擊按住x,軸和y軸的單位點(diǎn),分別向右拖動(dòng)和向上拖動(dòng),你就會(huì)發(fā)現(xiàn)局部圖象在不斷放大(如圖7),直到你滿意為止.
了解和學(xué)習(xí)幾何畫板的基本功效,強(qiáng)化練習(xí),反復(fù)實(shí)踐,在每一次操作中,你都會(huì)收到意想不到的收獲,期待你的參與,為我們深層次的學(xué)習(xí)函數(shù)鋪好堅(jiān)實(shí)的路基.