蔡愛欽
中圖分類號:G633.6文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2017)06-0245-01
2017年考試大綱在能力要求內涵方面,增加了基礎性、綜合性、應用性、創新性的要求,增加了數學文化的要求。因此,我們要引導學生重視基礎知識、基本技能和基本的數學思考方法,對習題要舉一反三,一題多解,解題中要不斷優化解題思路、加大思維量減少運算量,在數學文化方面,要求學生注重這方面知識的積累,注重實際應用。
為了適應新考試大綱要求,高三的復習不應該只是停留在就題講題層面,而應該是在講解習題的過程中尋找知識點之間的聯系,進行思想方法的歸納總結,進行題目的挖掘和引申,構建專題的知識網絡,在進行高效復習的同時培養學生的能力。下面我就以函數的對稱性和函數的導數為核心,介紹如何進行高三數學復習。
母題:設點P在曲線y=12ex上,點Q在曲線y=ln(2x)上,則|PQ|最小值為2(1-ln2)。
分析:常規思路是設出動點坐標P(x1,12ex),Q(x2,ln2x2),列出|PQ|=f(x1,x2),再求最值。顯然雙動點難度很大,注意到指對數函數的關系,發現y=12ex與y=ln(2x)互為反函數,圖象關于y=x對稱,則|PQ|≥d1+d2≥2d0其中d0是點P到直線y=x的距離。將問題轉化為求“曲線y=12ex上的點到直線y=x的距離的最小值”。
整道題是觀察并發現兩函數的特性,根據它們互為反函數的圖像特性,把所求的點點距離轉化為點線距離,構造函數求解。觀察、分析、轉化,這就是考查能力。利用圖形的對稱性將問題轉化為解析幾何問題,在求最小值時又用到導數知識,從數到形的轉化,將一類知識遷移到另一類知識情境中創造性解決,這就是創新能力,就是學科素養,學科價值。在教學過程中,要引導學生歸納處理雙動點問題的基本方法:力求向單動點問題轉化,解題過程要做到思路清晰,有法可依。
當然對于文科生來講,由于對反函數要求比較低,導數方面也相對較弱,因此在講解這道題時可以適當降低難度,比如可以先設計以下兩個題目:
題1:設直線x=t與函數f(x)=x2,g(x)=lnx的圖象分別交于點M,N則當|MN|達到最小時t的值為2。
此題雖然兩個點都是動點,但由于它們的橫坐標相等,所以求MN的距離難度不大,設計這道題目的目的是要建立利用導數求最值的知識框架,讓學生熟悉這個知識背景的前提下解決母題。
題2:設點P在曲線y=ex上,點Q在曲線y=lnx,則|PQ|的最小值為0.5。
此題學生較容易看出兩個函數互為反函數,再復習反函數的性質,構建有關反函數的知識體系,學生解決此題自然就得心應手。
通過上面學生對利用函數導數求最值問題有了初步的了解,這時我們可以讓學生歸納有關利用導數求最值的方法步驟,并以此為載體,引導學生回憶利用導數求函數單調性,極值,求切線的方法,這樣通過簡單的一道母題就復習了導數應用的知識點,構建起導數應用的知識體系,這也再次體現了這道題的學科價值。
通過上面學生對曲線關于直線對稱的曲線問題也有了了解,這時我們可以順便復習有關直線對稱其他類型問題,比如關于x軸、y軸對稱等,建立起有關對稱的知識體系,拓展學生的應用能力,大大提高高三復習的效率。
接下來我們可以再設計兩道姐妹題,讓學生進一步鞏固剛才所建立的知識體系。
姐妹題1:已知函數f(x)=lnx2+12,g(x)=ex-2,對于使得g(a)=f(b) 成立,則b-a的最小值為ln2。
解法分析:設g(a)=f(b)=m,從而可求出b,a,再求出b-a,令b-a=h(m),再利用導數求最值的方法求h(m)的最小值即可。
此題是構造新函數,再用導數求最值的方法解題,這考查了學生觀察、分析、轉化的能力,同時也再次鞏固了利用導數求最值知識點。
姐妹題2:已知函數g(x)=a-x2(1e≤x≤e,e, 為自然對數的底數)與h(x)=2lnx的圖象上存在關于x軸對稱的點,則實數 α的取值范圍是[1,e2-2] 此題不僅考查了對稱問題,還考查了構造函數,函數求極值問題,正好鞏固了本節的兩個重要知識點。
我們還可以進一步深化,提高學生的遷移能力。
深化題1:函數f(x)=ex+x2+x+1與g(x)的圖象關于直線2x-y-3=0對稱,P與Q分別是函數f(x),g(x)圖象上的動點,則|PQ|的最小值為2 5。
解法分析:根據函數f(x)的圖象與g(x)關于直線2x-y-3=0對稱,所以函數f(x)到直線的距離的最小值的2倍,即可|PQ|的最小值。
深化題2:若實數a,b,c,d滿足(b+a2-3lna)2+(c-d+2)2=0 則(a-c)2+(b-d)2的最小值為8。
解法分析: 根據b+a2-3lna=0,c-d+2=0構造函數y=3lnx-x2設c=x,d=y轉化為曲線y=3lnx-x與直線y=x+2之間的最小距離的平分值即可。
高三學生的時間是非常寶貴的,課堂上能否高效教學直接影響著學生的高考分數,所以我們在設計課堂教學時不能具有隨意性,而應該精心備課,構建專題知識網絡,進行系統教學,教學中我們可以設計一題多變,一題多解,歸納解題方法,提高復習效率。