摘要:核心素养下,对高中数学教学提出新的要求,强调学生全面发展。函数是高中数学重要部分,对学生数学核心素养的培养影响重大。文章以核心素养下高中数学课堂导数求解函数最值问题为研究对象,对函数最值、导数法进行阐述,对如何利用导数法求函数最值问题,提出几点建议,希望对数学教学活动开展提供帮助。
关键词:核心素养;高中;数学课堂;函数最值
引言:函数最值求解是高中数学函数知识重点内容,是学生必须要掌握的知识内容。导数法在函数最值求解中应用,可以提高学生解决问题能力,使学生快速掌握学习方法。本文就此进行分析。
1函数最值、导数法
首先,函数最值。一般来讲函数最值是指函数的最大值与最小值,其中最大值就是定义域中的最大值,最小值就是函数定义域中最小值[1]。通过对函数图像的最高点或者最低点的纵坐标分析,可以确定函数的最值。如,在函数y=f(x)的定义域为I,若是存在实数N,且满足xI,f(x)≥N。f(0)=N,则实数N是函数的最小值。若是函数y=f(x)足xI,f(x)≦N,f(0)=N,那么N就是函数的最大值。解决函数最值问题时,需要加强对函数概念与定义的分析,根据此确定求解方法,明确数值。
其次,导数法。导数法是一项综合型较强的解题方法,可以对二元一次方程、不等式、三角函数等内容进行求解,能够帮助学生快速找到问题解决方法。应用导数法解决时,可以避免出现解题过程复杂、大量运算的问题出现,能够深化学生理解。在函数最值中应用,可以将学生解题思路清晰化、透明化,能够辅助学生更好的学习数学知识。
2核心素养下导数求解函数最值问题教学方法
2.1情景导入,提高解决问题能力
函数最值问题教学中,通过情景的应用,可以将复杂题干清晰、简单化,活跃学生解题思路。数学课堂教学中,加强对函数最值的分析,结合数学知识设计教学情景,让学生意识到数学知识与生活之间的关系,培养学生逻辑思维与解决问题能力,提高导数法应用效果[2]。课堂教学中,教师可以利用几何画板辅助教学,引导学生发现导数法在函数最值中应用优势,并主动学习中这一方法,提高导数推导函数最值能力,提高学生学习质量。
例如,某建筑公司要建造一面靠墙的2间面积相同的矩形工作室,如果可共建造围墙的材料总长是30厘米,那么宽X为多少时?使所建造的每间工作室面积最大?如果可共建造围墙的材料总长是30厘米,那么宽X为多少时?使所建造的每间居室面积最大?每间工作室最大面积是多少?
当教师展示问题后,则利用电子白板将工作室的构建过程以直观的形式呈现出来,并让学生写出函数方程,如将两间房间靠在一起,可以节省一些面积,使面积最大化。因此可以得到:设宽为x,则长为30-3x,根据问题,可以了解到问题的目的就是求 x*(30-3x)的最大值。课堂上将数学公式转化为化为二次函数,令 f(x)=x*(30-3x),求f(x)的最大值。确定函数公式后,则,利用导数法进行求解,得出最后的答案。通过情景教学法的应用,将问题简单化,同时可以让学生理清学习思路,有利于学生导数求函数最值能力提高。
2.2合作学习,提高学生解决问题比能力
合作学习在导数求函数最值问题中应用,可以发散学生思维,提高学生数学解决问题能力。
课堂上,教师可以根据学生学习基础,设计针对性的数学问题,并引导学生以合作探究的方式,解决问题,以此提高知识应用能力[3]。以往解题中,都是由学生自主学习或者教师讲解的方式完成函数最值求解,忽略学生主体性。而合作学习的应用,可以夯实学生导数求解能力,有效提高学生学习积极性。
例如,若函数f(x)=x3-12x在区间(k-1,k+1)上不是单调函数,那么实数k的取值范围是
A.k≤-3或-1≤k≤1或k≥3?
B.-3<k<-1或1<k<3?
C.-2<k<2?
D.不存在
当学生看到这一问题时,会感到非常迷惑,无法利用问题给出知识求解。这是教师可以让学生讨论学习,结合以往学习解决问题方法,对这一问题进行探究。经过学生的探究学习后,得到:y′=3x2-12,当y′>0是,函数的增区间是(-∞,-2)和(2,+∞);当y′<0,函数的减区间是(-2,2)。根据问题可知函数在(k-1,k+1)中不是单调函数,因此可以得到k-1<-2<k+1或k-1<2<k+1,解得-3<k<-1或1<k<3,所以选B。通过学生的合作,可以加深对导数法解题的应用意识,能够找到快速解决问题的路径,提高学生数学学习效果。
2.3导数法应用总结,提高解题质量
数学核心素养下,不仅要进行理论知识教学,同时还要让学生学会知识方法总结归纳,养成良好的学习习惯,为后续学习发展带下基础[4]。课堂教学中,对导数法在函数最值问题应用情况进行总结归纳,明确该方法应用时需要注意的问题与如何有效确定为问题答案。通过对该知识的总结,提高学生对数学方法的重视,提升数学知识学习能力,促使学生数学综合能力提升。如,应用导数法求解时,需要以下几个步骤就可以求出问题答案:第一,列出函数式,y=f(x);第二,对y求导,令y'=0。第三,根据函数y’=f'(x),画出函数图象。第四,根据y=f(x)增减性,画出原函数的图象,确定函数的最值。
结束语:
总而言之,通过文章的分析,可以看出导入法在函数最值问题中应用价值,不仅提高解题效率,同时可以将复杂问题简单化,能够有效提高学生数学学习能力。实际教学中,采用多种不同方式进行教学活动,让学生在解题过程中,知识应用能力与实践能力得到全面提升。
参考文献:
[1]欧阳伟成.透析问题解决策略,提高高三复习效率——以多元函数最值问题为例[J].数学学习与研究,2019(24):97.
[2]计进.以思想为主导 设计变式题组——高中数学“等差数列和二次函数”的课例研究[J].上海中学数学,2019(11):24-25+29.
[3]徐庆惠.高考函数试题的考查视角对数学教学的启示——以数学高考上海卷(理科)为例[J].数学教学,2018(01):5-9+14.
[4]李燕.初探高中数学微课教学——以“二次函数的动轴定区间最值问题”为例[J].高中数学教与学,2017(12):24-26.