【摘要】在高中教育體系中,數(shù)學(xué)占據(jù)重要地位,學(xué)科知識點(diǎn)涉及內(nèi)容過多,難度相對較大,各個知識點(diǎn)之間有一定的關(guān)聯(lián)性.為了加深學(xué)生對導(dǎo)數(shù)知識的理解,需要為學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的導(dǎo)數(shù)學(xué)習(xí)基礎(chǔ).在新課程改革大背景下,導(dǎo)數(shù)概念運(yùn)用于高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,成為高考熱門話題,導(dǎo)致導(dǎo)數(shù)和數(shù)學(xué)解題關(guān)系愈發(fā)密切.在高中數(shù)學(xué)解題中,應(yīng)用導(dǎo)數(shù)思維,可降低學(xué)生的解題難度,提高學(xué)生的解題效率,使學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力不斷提升.本文概括高中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中導(dǎo)數(shù)思維的運(yùn)用方法,希望為高中數(shù)學(xué)教師提供教學(xué)新思路,提高學(xué)生的解題效率.
【關(guān)鍵詞】 導(dǎo)數(shù)思維;高中數(shù)學(xué);解題應(yīng)用
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,知識點(diǎn)抽象復(fù)雜,且對學(xué)生正確解答問題的影響因素眾多,為此教師要重視多元化教學(xué)方法的運(yùn)用.導(dǎo)數(shù)知識是高考必考重點(diǎn)內(nèi)容.培養(yǎng)學(xué)生導(dǎo)數(shù)思維,使其將導(dǎo)數(shù)知識靈活運(yùn)用到解題當(dāng)中,
能夠提高學(xué)生的解題效率,提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展.
1 導(dǎo)數(shù)思維在求解參數(shù)范圍中的運(yùn)用
在高中數(shù)學(xué)教育體系中,有關(guān)求解參數(shù)取值范圍的習(xí)題屬于常見類型,利用導(dǎo)數(shù)思維,解決此類問題,教師要培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真審題的良好習(xí)慣,以便讓學(xué)生進(jìn)一步判定求解問題是恒成立[1],還是存在性問題.此外,解答求解參數(shù)范圍問題時,一般解題思路以分離參數(shù)為主,對于先分離參數(shù),還是求導(dǎo)后分離參數(shù)的情況還要做到具體問題具體分析,以免學(xué)生形成思維定勢,影響做題效率.值得注意的是,對于先求導(dǎo)后分離參數(shù)的習(xí)題,可從問題入手,找到問題的關(guān)鍵點(diǎn),以此根據(jù)自身所掌握的知識,克服解題難點(diǎn),提高解題準(zhǔn)確率.
例1 假設(shè)曲線y=lnx+ɑx2,ɑ為常數(shù),沒有斜率為負(fù)的切線存在,請問實(shí)數(shù)ɑ的取值范圍是( )
(A)-12,+∞.
(B)-12,+∞).
(C)(0,+∞).
(D)0,+∞).
解析 對于高中學(xué)生而言,此類問題的解題難度比較低,側(cè)重于考查學(xué)生對于切線知識的理解,教師指導(dǎo)學(xué)生深入分析問題,并從問題中的“沒有斜率為負(fù)的切線存在”這一已知條件入手,將問題轉(zhuǎn)變成:在x<0的情況下,曲線導(dǎo)數(shù)y≥0恒成立.此時指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用導(dǎo)數(shù)思維,對曲線方程求導(dǎo),可得出y′=1x+2ax,把問題轉(zhuǎn)變成x∈(0,+∞)情況下,1x+2ax≥0恒成立,通過分離參數(shù),得出a≥-12x2,學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)f(x)=-12x2在定義域內(nèi)單調(diào)遞減,同時因f(x)<0,已知條件中a≥0,得出ɑ的取值范圍是0,+∞),即(D).
2 導(dǎo)數(shù)思維在比較數(shù)值大小中的運(yùn)用
在高中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中,導(dǎo)數(shù)思維運(yùn)用相對普遍,其中比較數(shù)值大小非標(biāo)準(zhǔn)習(xí)題,運(yùn)用導(dǎo)數(shù)思維,便可將復(fù)雜多變的習(xí)題化繁為簡[2],得出準(zhǔn)確的結(jié)果,提高學(xué)生的解題有效性.但是部分問題還需要二次求導(dǎo),對原函數(shù)單調(diào)性進(jìn)行判定,使學(xué)生理清二次求導(dǎo)解題思路,找到解決問題的關(guān)鍵點(diǎn),克服解題難點(diǎn),強(qiáng)化學(xué)生的解題能力.高中數(shù)學(xué)教師在解題教學(xué)中,運(yùn)用導(dǎo)數(shù)思維,要重視例題的篩選與講授環(huán)節(jié),使學(xué)生在比較數(shù)值大小時,找到解題的規(guī)律,提高學(xué)生的解題正確率.
例2 假設(shè)函數(shù)f(x)=sinxx,0<x1<x2<π,如若a=f(x1),b=f(x2),請問ɑ與b的大小關(guān)系是( )
(A)ɑ>b.(B)ɑ<b.
(C)ɑ=b.(D)不確定.
解析 由于這一問題涉及函數(shù)知識點(diǎn),對學(xué)生來講4Wbi3YUPEU1/xnwGCfFZOQ==解題難度比較大,難以判定其單調(diào)性,要對其進(jìn)行求導(dǎo),運(yùn)用導(dǎo)數(shù)思維,對導(dǎo)數(shù)進(jìn)行分析,明確其單調(diào)性,如若無法判定,還要進(jìn)行二次求導(dǎo).因f(x)=sinxx,運(yùn)用導(dǎo)數(shù)思維,求導(dǎo)得出f'(x)=xcosx-sinxx2,隨后教師要讓學(xué)生進(jìn)一步判定f'(x)在給定區(qū)間的正負(fù)性質(zhì).假設(shè)g(x)=xcosx-sinx,學(xué)生經(jīng)過分析,無法對其正負(fù)進(jìn)行判定,學(xué)生還要繼續(xù)求導(dǎo),g′(x)=-xsinx+cosx-cosx=-xsinx,發(fā)現(xiàn)位于(0,π)中,g′(x)<0,說明g(x)屬于減函數(shù),也就是g(x)<g(0)=0,轉(zhuǎn)變成f′(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減,在已知條件中,0<x1<x2<π,說明f(x1)>f(x2),表示ɑ>b,選擇正確選項(xiàng)(A).
3 導(dǎo)數(shù)思維在函數(shù)圖象判定中的應(yīng)用
在高中解題教學(xué)中,利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)圖象,屬于最基本的運(yùn)用方法,解決此類問題,需要學(xué)生深入理解導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性[3],運(yùn)用導(dǎo)數(shù)思維,依照導(dǎo)函數(shù)的取值正負(fù)范圍,對原函數(shù)單調(diào)性進(jìn)行準(zhǔn)確判定.同時,依照導(dǎo)函數(shù)變化特點(diǎn),對原函數(shù)斜率變化進(jìn)行判定,以此畫出原函數(shù)圖象.為讓學(xué)生運(yùn)用導(dǎo)數(shù)思維解決函數(shù)圖象判定問題[4],教師要發(fā)揮引導(dǎo)促進(jìn)作用,幫助學(xué)生建立完整的導(dǎo)數(shù)學(xué)習(xí)體系,使學(xué)生掌握有關(guān)解題方法,以此克服學(xué)習(xí)難點(diǎn),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力.
例3 觀察圖1,屬于函數(shù)y=f(x),y=g(x)的導(dǎo)函數(shù)圖象,請問y=f(x),y=g(x)的圖象可能是以下哪個選項(xiàng)?
(A) (B)
(C) (D)
解析 學(xué)生想要解決此類問題,教師要指導(dǎo)學(xué)生依照導(dǎo)函數(shù)對原函數(shù)圖象加以判定,這屬于導(dǎo)數(shù)靈活運(yùn)用的問題.利用導(dǎo)數(shù)思維,準(zhǔn)確判定導(dǎo)數(shù)圖象與原函數(shù)的內(nèi)在關(guān)系.學(xué)生對圖一進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn),y=f(x)的導(dǎo)函數(shù)會隨著x值升高而下降,說明原函數(shù)隨著x的升高是斜率下降,圖象呈上凸特點(diǎn).y=g(x)函數(shù)隨著x的升高而變大,說明原函數(shù)隨著x的增大斜率增加,圖象呈下凹特點(diǎn).觀察以上四個選項(xiàng),可以直接將選項(xiàng)(A)與選項(xiàng)(C)排除,進(jìn)一步分析題意,發(fā)現(xiàn)x=x0處于兩個導(dǎo)函數(shù)相交,也就是拐點(diǎn)處原函數(shù)有大小相一致的斜率,進(jìn)一步分析選項(xiàng)(B)與選項(xiàng)(D),發(fā)現(xiàn)正確答案為(D).
4 結(jié)語
綜上所述,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,導(dǎo)數(shù)知識點(diǎn)占據(jù)重要地位,也是解決函數(shù)問題的有效手段.為了強(qiáng)化學(xué)生的導(dǎo)數(shù)解題能力,高中數(shù)學(xué)教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的導(dǎo)數(shù)思維,使學(xué)生根據(jù)相應(yīng)的問題,深入分析解題過程,形成良好的導(dǎo)數(shù)思想,讓學(xué)生快速找到解決問題的關(guān)鍵點(diǎn),提高學(xué)生的問題解決效率.與此同時,高中數(shù)學(xué)教師還要讓學(xué)生多訓(xùn)練、多反思、多總結(jié),加深自身對導(dǎo)數(shù)知識的理解,達(dá)到舉一反三、融會貫通,有效解決實(shí)際問題,強(qiáng)化學(xué)生的問題解決能力.
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