孫五林
摘要:宋代文學(xué)家王安石曾留下千古絕句“青山繚繞疑無(wú)路,忽見(jiàn)千帆隱映來(lái) ”. 閑暇時(shí),駕一葉輕舟,暢游在平靜而又開(kāi)闊的江面,去填滿充滿詩(shī)意的心懷,但可曾想到,竹韻深掩的江水里,經(jīng)常有暗礁埋伏,青山環(huán)繞的狹窄處,也許就無(wú)路可走.細(xì)想一下,這與學(xué)生對(duì)于導(dǎo)數(shù)綜合題目的解答何其相似啊,本文從一道導(dǎo)數(shù)題目出發(fā),談了談學(xué)生跌宕起伏的心理歷程,供大家參考.
關(guān)鍵詞:導(dǎo)數(shù)綜合;一題多解;素養(yǎng)滲透
中圖分類(lèi)號(hào):G632文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-0333(2022)03-0011-03
細(xì)思詩(shī)句,寓意深刻.人生“疑無(wú)路”時(shí),最容易失去信心,惆悵失意,甚至悲觀絕望.可是“千帆隱映來(lái)”又告訴我們,困難總是暫時(shí)的,危機(jī)的時(shí)候不能慌亂,總會(huì)有脫離困境的辦法,希望就在不遠(yuǎn)的前方.高中導(dǎo)數(shù)作為壓軸題,可謂十分“變態(tài)”,因?yàn)閷?dǎo)數(shù)問(wèn)題思維強(qiáng)度大,題型繁多,方法性強(qiáng)而靈活,解題突破口不易找尋,所以大多學(xué)生對(duì)導(dǎo)數(shù)壓軸題是有恐懼心理的,大多望而生畏,甚至放棄.那么怎樣找到突破口呢?筆者認(rèn)為破解疑難在于轉(zhuǎn)化之道,把問(wèn)題轉(zhuǎn)化成熟悉的常規(guī)問(wèn)題,讓學(xué)生看清問(wèn)題的本質(zhì),前方可能無(wú)路可走,轉(zhuǎn)化一下也許就柳暗花明.
課堂是教學(xué)的第一陣地,我國(guó)教育界權(quán)威專(zhuān)家、華東師范大學(xué)終身教授葉瀾女士說(shuō)到:“一堂好課是有效率的課,豐實(shí)的課,平實(shí)的課,真實(shí)的課,常態(tài)的課”.說(shuō)到底,一堂“好課”就是一堂有效率的課,能照顧到每一類(lèi)學(xué)生的課,如涓涓溪水娓娓道來(lái),讓學(xué)生學(xué)起來(lái)輕松,在課上有所收獲,并且能在課堂中落實(shí)雙基,滲透核心素養(yǎng).下面的這節(jié)課,就是筆者本人在高三上的平常課,真實(shí)課,課堂圍繞著一道導(dǎo)數(shù)題目展開(kāi),現(xiàn)把這節(jié)課的教學(xué)過(guò)程呈現(xiàn)給大家,望批評(píng)指正.
1 開(kāi)門(mén)見(jiàn)山,直接引入
不等式恒成立問(wèn)題是近年高考的熱點(diǎn)問(wèn)題,常以壓軸題形式出現(xiàn),交匯函數(shù)、方程、不等式和數(shù)列等知識(shí),考察邏輯推理、數(shù)據(jù)運(yùn)算、直觀想象等核心素養(yǎng).那么,不等式恒成立問(wèn)題的一般處理思路是什么呢?
這種引入直接將學(xué)生帶入主題,學(xué)生迅速進(jìn)入方法上的思考和回顧,學(xué)生回答得最多的方法就是轉(zhuǎn)化,將恒成立問(wèn)題轉(zhuǎn)化成最值問(wèn)題,這表明轉(zhuǎn)化的思想大多學(xué)生已經(jīng)具備.
2 典例呈現(xiàn),越品越香
原題:已知函數(shù)f(x)=ex-aln(ax-a)+a(a>0),若關(guān)于x的不等式f(x)>0恒成立,則a的取值范圍是().
A.(0,e2)B.(0,e2〗
C.(1,e2)D.〖
背景:該題是2019年武漢二月調(diào)研測(cè)試第12題,是最后一道選擇題,具有典型性、代表性等特征,方法多樣.
師:本題能否參變量分離呢?
生:似乎很難辦到,陷入思考?
師:直接來(lái)求函數(shù)的最值,這是個(gè)隱零點(diǎn)問(wèn)題嗎?能否很快算出?
學(xué)生在計(jì)算過(guò)程中遇到了種種困難,這并不是說(shuō)這個(gè)問(wèn)題不能解決,而是稍顯麻煩,那么我們應(yīng)該將不等式變形,從另外不同的視角來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題.
視角一:求同存異,去偽為真
師:選項(xiàng)有何特征?
生:觀察每個(gè)選項(xiàng)的特征,找到他們的相同和不同,1和e2在每個(gè)答案中成為了兩個(gè)特殊值,有的答案包含元素1,有的答案包括元素e2.
師:分別如何驗(yàn)證?
生:思考片刻,當(dāng)a=e2時(shí),易得f(2)=0;當(dāng)a=1時(shí),由ex≥x+1,lnx≤x-1得f(x)>x+1-(x-2)-1=2>0,這樣通過(guò)排除的方式選出來(lái)正確的答案.
視角二:去指數(shù)、去對(duì)數(shù),切線不等式來(lái)開(kāi)路
師:對(duì)了,教材習(xí)題中其實(shí)有切線不等式的原型,這說(shuō)明我們要立足教材.切線不等式在處理這個(gè)特殊情況時(shí),有效地進(jìn)行了放縮,那么對(duì)于一般的情況,我們是否可以進(jìn)行放縮,進(jìn)一步求出a的范圍呢?
生:不等式ex-aln(ax-a)+a>0(a>0)恒成立,由于a>0,即為ex-lna-ln(x-1)+1-lna>0恒成立,而ex-lna-ln(x-1)+1-lna≥x-lna+1-(x-2)+1-lna=4-2lna,故只要4-2lna>0即可.
課到這里,同學(xué)們豁然開(kāi)朗,對(duì)于含lnx與ex型的超越函數(shù),只要做到靈活變形,腦中有形,合理代換,便可峰回路轉(zhuǎn).
視角三:指數(shù)對(duì)數(shù)兩邊跑,凹凸反轉(zhuǎn)公切找
師:提到切線,我們還能夠想到恒成立的什么處理辦法?
生:切線隔離法
師:對(duì)了,要找到左右兩邊lnx與ex型函數(shù)的公切線,具體怎么操作呢?
生:原不等式恒成立可化為:exa>ln(x-1)+lna-1恒成立,構(gòu)造h(x)=exa,g(x)=ln(x-1)+lna-1,由于這兩個(gè)曲線的凹凸性相反,于是可以求它們相切時(shí)參數(shù)的值,通過(guò)數(shù)形結(jié)合,求出參數(shù)的取值范圍.不難求出與兩曲線相切時(shí)點(diǎn)的橫坐標(biāo)x0=2,進(jìn)一步可算出a=e2,分析參數(shù)變化與對(duì)應(yīng)圖象的位置變化關(guān)系即可選出答案.
師:這就是說(shuō)數(shù)形結(jié)合百般好啊!
視角四:指數(shù)對(duì)數(shù)兩邊跑,反函數(shù)構(gòu)造巧妙解
師:原不等式恒成立可化為:exa+1>ln(ax-a),實(shí)際上y=exa+1和y=ln(ax-a)是什么關(guān)系?
生:互為反函數(shù).
師:反函數(shù)內(nèi)容雖然在高考中涉及較少,要求低,但是我們都知道互為反函數(shù)的兩個(gè)函數(shù)圖象是關(guān)于直線y=x對(duì)稱(chēng)的,那么問(wèn)題又可怎樣轉(zhuǎn)化呢?
生:只需要轉(zhuǎn)化為exa+1>x在(1,+
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)上恒成立即可.
感嘆:我們苦苦追尋的參變量分離在這里得以實(shí)現(xiàn).
視角五:無(wú)中生有去同構(gòu),關(guān)鍵形式變量湊
師:在恒成立問(wèn)題中,有很多是利用函數(shù)的單調(diào)性構(gòu)造出來(lái)的.如果我們能夠找到這個(gè)函數(shù)模型及不等式兩邊對(duì)應(yīng)的同一函數(shù),無(wú)疑會(huì)大大加快解決問(wèn)題的速度,那么本題怎么配湊,進(jìn)而用同構(gòu)函數(shù)的單調(diào)性來(lái)解決呢?
生:原不等式可化為:ex-lna+x-lna>x-1+ln(x-1),即ex-lna+x-lna>eln(x-l)+ln(x-1),構(gòu)造函數(shù)g(x)=ex+lnx,則g(x-lna)>g(ln(x-1)),那么利用g(x)的單調(diào)性,去掉外套對(duì)應(yīng)關(guān)系g,于是問(wèn)題變成了常規(guī)的恒成立問(wèn)題.
下課鈴聲響起……
3 幾點(diǎn)思考與啟發(fā)
3.1 多選題不如選好題
導(dǎo)數(shù)是高考的必考內(nèi)容,考察知識(shí)點(diǎn)有導(dǎo)數(shù)的幾何意義、單調(diào)區(qū)間、極值最值等.為了更全面復(fù)習(xí)導(dǎo)數(shù)知識(shí),于是筆者決定選擇恒成立問(wèn)題作為出發(fā)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多種方法解題,不僅能溝通知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,熟悉題目的結(jié)構(gòu)和解題規(guī)律,使知識(shí)融會(huì)貫通;而且能在多解的基礎(chǔ)上探求最佳解法,不斷提高解題技巧.更重要的是能使學(xué)生思路開(kāi)闊,學(xué)會(huì)從不同角度分析,解決問(wèn)題,發(fā)展求異思維,使思維靈活;并能發(fā)揮各自的獨(dú)特見(jiàn)解,培養(yǎng)創(chuàng)造才能,以適應(yīng)時(shí)代的需要.
導(dǎo)數(shù)具有很強(qiáng)的知識(shí)交匯功能,以其為載體的問(wèn)題情景如繁花似錦,給師生在復(fù)習(xí)內(nèi)容和方法上的選擇帶來(lái)困惑.因此,筆者選擇這個(gè)題目,麻雀雖小,五臟俱全,入手容易,學(xué)生在不同視角下體驗(yàn)解題帶來(lái)的快樂(lè),不僅僅是知識(shí)的復(fù)習(xí),更重要的是思維品質(zhì)的升華和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的提升.
3.2 一題多解的理性思考
在課堂復(fù)習(xí)中,一題多解肯定可以激發(fā)學(xué)生大膽發(fā)現(xiàn)、勇敢創(chuàng)造,通過(guò)對(duì)題目求解的強(qiáng)烈欲望,加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的深刻理解,訓(xùn)練學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法的嫻熟使用.但是學(xué)生的掌握程度究竟如何,有待通過(guò)題目驗(yàn)證,聽(tīng)懂不等于會(huì)做,能根據(jù)老師的提示轉(zhuǎn)化也不等于拿到一個(gè)類(lèi)似題目自己真的能夠完整寫(xiě)出來(lái).本節(jié)課是一堂真實(shí)的平常課,優(yōu)點(diǎn)是方法的灌輸,思想的滲透很到位,課堂是高效率的,但是本節(jié)課留下幾個(gè)問(wèn)題值得商議,比如對(duì)于本題最優(yōu)解的教學(xué)怎樣去體現(xiàn)呢?哪種解法更適用學(xué)生呢?考試中又如何選擇這些方法來(lái)解題呢?我想具體分析每種解法的特點(diǎn),分析每種解法的本質(zhì)是什么,根據(jù)學(xué)生自己的情況,選擇權(quán)交給學(xué)生吧.
3.3 核心素養(yǎng)滲透怎樣體現(xiàn)?
函數(shù)與導(dǎo)數(shù)壓軸題是高考的沸騰考點(diǎn),主要考查學(xué)生的“數(shù)學(xué)運(yùn)算”、“邏輯推理”、“直觀想象”等核心素養(yǎng),難度很大.在上這方面的復(fù)習(xí)課時(shí),更要注重對(duì)“數(shù)學(xué)運(yùn)算”、“邏輯推理”、“直觀想象”等核心素養(yǎng)的培養(yǎng).學(xué)生在解決此類(lèi)題型時(shí),不是理解了解題思路就認(rèn)為完成了任務(wù),而是要落實(shí),要敢于下筆,要下完筆,要善于反思,靈活解決問(wèn)題.在我們數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,應(yīng)教會(huì)學(xué)生思考,善于思考,進(jìn)行一道題目多種思路解法的訓(xùn)練和變式訓(xùn)練,讓學(xué)生的思維遷移、發(fā)散、開(kāi)拓和活躍.使學(xué)生形成有序的網(wǎng)絡(luò)化的知識(shí)體系,從中領(lǐng)會(huì)“化歸轉(zhuǎn)化、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程”等基本數(shù)學(xué)思想.教學(xué)中鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想、探究、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的合作探究意識(shí).只有這樣,課堂教學(xué)才會(huì)充滿創(chuàng)新,在教學(xué)中演繹精彩.核心素養(yǎng)滲透并非一朝一夕,它是需要學(xué)生厚積薄發(fā)的,這需要持之以恒的毅力.
3.4 青山繚繞疑無(wú)路,忽見(jiàn)千帆隱映來(lái)
五種解法有的解法還沒(méi)有繼續(xù)板書(shū)完,有的也僅僅是提到了方法,可是下課鈴已響,但整個(gè)教室非常安靜.同學(xué)們都在認(rèn)真地對(duì)五種解法進(jìn)行討論,興趣非常的濃,課后還有很多同學(xué)對(duì)此題的解法進(jìn)行再探討,形成了一種濃厚的學(xué)習(xí)氛圍.反思這節(jié)課的教學(xué),其實(shí)也是一種勵(lì)志教育,“青山繚繞疑無(wú)路,忽見(jiàn)千帆隱映來(lái)”,學(xué)生解題遇到困難該怎么辦?生活中的瑣事遇到困難又怎么辦?數(shù)學(xué)和哲學(xué)是不是又拉上了關(guān)系.本節(jié)課恰好給了師生互動(dòng)的空間,去調(diào)動(dòng)學(xué)生的解題興趣,學(xué)生智慧的火花頻頻閃爍,多種解法油然而生,所以在課堂教學(xué)中,應(yīng)多創(chuàng)造這種師生互動(dòng)的機(jī)會(huì),激發(fā)學(xué)生數(shù)學(xué)興趣的生成.
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