何惠瓊
摘 要:在數(shù)學(xué)高考復(fù)習(xí)含參函數(shù)單調(diào)性的討論過(guò)程中,學(xué)生比較難理解,但它卻是近幾年高考熱點(diǎn)之一,為了幫助學(xué)生突破這個(gè)難點(diǎn),本文作者通過(guò)信息技術(shù)手段,用思維導(dǎo)圖進(jìn)行歸納小結(jié),逐步培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力,并給高考復(fù)習(xí)的師生分享經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞:含參函數(shù);單調(diào)性;思維導(dǎo)圖;導(dǎo)函數(shù);變號(hào)零點(diǎn)
思維導(dǎo)圖模擬了人腦放射性的思維過(guò)程,具有形象性、發(fā)散性、趣味性等優(yōu)點(diǎn),更適合人的記憶與思考。思維導(dǎo)圖可以為學(xué)生提供思考框架,與數(shù)學(xué)教學(xué)有共通之處,在數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)中引入思維導(dǎo)圖,有助學(xué)生建構(gòu)完整知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。高考復(fù)習(xí)進(jìn)入“函數(shù)與導(dǎo)數(shù)”模塊,在高考中利用導(dǎo)數(shù)考察函數(shù)的單調(diào)性是一個(gè)熱點(diǎn),尤其是含參函數(shù)的單調(diào)性,這是考查分類(lèi)與整合思想的主要命題知識(shí)點(diǎn),在導(dǎo)數(shù)解答題中學(xué)生常感到不知怎么討論。為了幫助學(xué)生突破這個(gè)難點(diǎn),我利用思維導(dǎo)圖的形象性、發(fā)散性、趣味性等優(yōu)點(diǎn),幫助學(xué)生搭建思維框架,進(jìn)行發(fā)散性思考,加深記憶程度,提高數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)的效率。下面以《利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性》為例進(jìn)行分析。
含參函數(shù)單調(diào)性的研究問(wèn)題,關(guān)鍵要素是課堂教學(xué)設(shè)計(jì)要有明確的解題原理,條理清晰,循序漸進(jìn),脈絡(luò)清晰,以好題為載體,把解題思路與方法融會(huì)貫通,前期復(fù)習(xí)做好以下兩點(diǎn):
1.正確理解利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的原理
x x∈D1 x∈D2
f'(x) f'(x)>0 f'(x)<0
f(x) 在區(qū)間D1上單調(diào)遞增 在區(qū)間D2上單調(diào)遞減
結(jié)論 區(qū)間D1為單調(diào)遞增區(qū)間 區(qū)間D2為單調(diào)遞減區(qū)間
2.熟練掌握求不含參函數(shù)的單調(diào)區(qū)間的解題步驟(思維導(dǎo)圖如下)
前期內(nèi)容學(xué)后總結(jié)與反思:利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)性的本質(zhì)是什么?
利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性的本質(zhì)也是如此。
思考:
1.在求單調(diào)性時(shí)遇見(jiàn)參數(shù)一定要分類(lèi)討論嗎?
2.求含參函數(shù)的單調(diào)性需要討論時(shí),討論的關(guān)鍵點(diǎn)是什么呢?
利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,討論是因?yàn)榉匠蘤’(x)=0的根不確定而造成的,討論的目的是化不確定為確定。下面來(lái)看以下四個(gè)題組:
題組(一)求下列函數(shù)的單調(diào)區(qū)間
分析導(dǎo)函數(shù)
2.(看下面詳解)
小結(jié)題組(一)特征:含參但不需討論(方程f’(x)=0的根是確定的)
例解:2.(2014山東)定義域?yàn)椋?,+∞)
由k≤0可得ex-kx>0,由f’(x)=0,得x=2
x (0,2) 2 (2,+∞)
f'(x) - 0 +
f(x) ↘ 極小值 ↗
故f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(0,2),f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(2,+∞)
題組(二)討論下列函數(shù)的單調(diào)性
分析導(dǎo)函數(shù)
1.(看下面詳解)
小結(jié)題組(二)特征:含參需討論(f’(x)=0的根不確定),導(dǎo)函數(shù)為一次型。
例解:1.f(x)=ax-a-lnx定義域{x|x>0}
當(dāng)a≤0時(shí)f'(x)<0,即f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
當(dāng)a>0時(shí),由f'(x)=0,得,
x (0,) (,+∞)
f'(x) + 0 +
f(x) ↘ 極小值 ↗
綜上,當(dāng)a≤0,f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;當(dāng)a>0時(shí),f(x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增。
(解題反思:1.關(guān)注定義域的限制;2.遵循先特殊后一般的原則)
題組(三)討論下列函數(shù)的單調(diào)性
分析導(dǎo)函數(shù)
1.(看下面詳解)
小結(jié)題組(三)特征:含參需討論(f'(x)=0的根不確定),導(dǎo)函數(shù)為二次型,可因式分解。
例解:1.定義域
(2)當(dāng)a<0時(shí),由g(x)=0可得
①,恒成立∴f(x)在(0,+∞)上為增函數(shù)
綜上,當(dāng)a≥0,f(x)在上單調(diào)遞增,上單調(diào)遞減;
當(dāng)a=-2時(shí),f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)-2
題組(四)討論下列函數(shù)的單調(diào)性
分析導(dǎo)函數(shù)
1.(看下面詳解)
2.(2018全國(guó)1理21)
小結(jié)題組(四)特征:含參需討論(f'(x)=0的根不確定),導(dǎo)函數(shù)為二次型,不可因式分解。
例解:1.定義域?yàn)椋?,+∞)
(1)當(dāng)a≤0時(shí),f'(x)>0,即f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
(2)當(dāng)a>0時(shí),記,
① 時(shí)g(x)≥0,則f'(x)≥0恒成立,故f(x)在(0,+∞)單調(diào)遞增
②時(shí)的解為
綜上,當(dāng),f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),f(x)在和上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減。
下面用思維導(dǎo)圖進(jìn)行梳理總結(jié):
其中求導(dǎo)后的思維展開(kāi)如下:利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性的本質(zhì)是從導(dǎo)函數(shù)的變號(hào)零點(diǎn)的在定義域中的存在問(wèn)題入手,關(guān)注定義域的限制,遵循先特殊后一般的原則;以零點(diǎn)的個(gè)數(shù)及大小關(guān)系為線(xiàn)索,借思維導(dǎo)圖直觀形象思維導(dǎo)向的一臂之力,共同領(lǐng)略導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)單調(diào)性的工具價(jià)值的魅力,更重要的是能幫助學(xué)生逐步提高邏輯思維能力,積累利用導(dǎo)數(shù)建模解決與函數(shù)單調(diào)性相關(guān)的極值、最值問(wèn)題的方法與套路,進(jìn)而提升學(xué)生的綜合解題能力。
參考文獻(xiàn)
[1]向校榮.基于思維導(dǎo)圖的“三圖一評(píng)”教學(xué)模式在中職高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)中的應(yīng)用——以數(shù)列章節(jié)復(fù)習(xí)為例[J].職業(yè)教育(中旬刊),2019,18(09):67-70.