白保建
摘 要:函數(shù)一直是高中數(shù)學的一個重點知識,它貫穿于高中數(shù)學的始終,而方程也是函數(shù)問題的一種特殊形式,所以學習中要注意函數(shù)與方程思想的應(yīng)用,關(guān)鍵是函數(shù)與方程之間的轉(zhuǎn)化問題.
關(guān)鍵詞:函數(shù);方程;轉(zhuǎn)化;應(yīng)用
函數(shù)描述了自然界中數(shù)量之間的關(guān)系,函數(shù)思想通過提出問題的數(shù)學特征,建立函數(shù)關(guān)系的數(shù)學模型,從而進行研究.一般的,函數(shù)思想是構(gòu)造函數(shù)從而利用函數(shù)的性質(zhì)解題,對所給的問題觀察、分析、判斷、比較,產(chǎn)生由此及彼的聯(lián)系,構(gòu)造出函數(shù)原型.具體來說可以這樣去理解:
一、函數(shù)的思想
利用函數(shù)知識或函數(shù)觀點觀察、分析和解決問題的思想方法,分析和研究數(shù)學中的數(shù)量關(guān)系,建立函數(shù)關(guān)系或構(gòu)造函數(shù),運用函數(shù)的性質(zhì)去分析問題、轉(zhuǎn)化問題,從而使問題獲得解決,其本質(zhì)是對函數(shù)概念的認識.
二、方程的思想
在對方程概念本質(zhì)認識的基礎(chǔ)上分析數(shù)學問題中變量間的等量關(guān)系,建立方程(方程組)或者構(gòu)造方程,通過解方程(方程組)或者運用方程的性質(zhì)去分析、轉(zhuǎn)化問題,使問題獲得解決.
例1.如圖,長方體物體E在雨中沿面P(面積為S)的垂直方向做勻速移動,速度為v(v>0),雨速沿E移動方向的分速度為c(c∈R).E移動時單位時間內(nèi)的淋雨量包括兩部分:①P或P的平行面(只有一個面淋雨)的淋雨量,假設(shè)其值與v-c×S成正比,比例系數(shù)為 ;②其他面的淋雨量之和,其值為 .記y為E移動過程中的總淋雨量.當移動距離d=100,面積S= 時,
(1)寫出y的表達式;
(2)設(shè)0
解:(1)由題意知,E移動時單位時間內(nèi)的淋雨量為 v-c+ ,
故y= v-c+ = (3v-c+10).
(2)由(1)知,
當0
故y= -15,0
+15,c
①當0
②當
評析:這道題由物理意義和幾何關(guān)系構(gòu)造了變量,利用物理性質(zhì)和變量間相互關(guān)系而得到方程,進而進行轉(zhuǎn)化求出最值和單調(diào)性.
三、方程的思想與函數(shù)的思想密切相關(guān)
方程f(x)=0的解就是函數(shù)y=f(x)的圖象與x軸的交點的橫坐標;函數(shù)y=f(x)也可以看作二元方程f(x)-y=0,方程f(x)=a有解,當且僅當a屬于函數(shù)f(x)的值域;函數(shù)與方程的這種相互轉(zhuǎn)化關(guān)系十分重要.
例2.(2012年高考北京卷文科5)函數(shù)f(x)=x x的零點個數(shù)為( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】f(x)=x - x的零點,即令f(x)=0,根據(jù)此題可得
x = x,在平面直角坐標系中分別畫出冪函數(shù)x 和指數(shù)函數(shù) x的圖象,可得交點只有一個,所以零點只有一個,故選B.
評析:這道題就是一個高考中常見的類型,它把函數(shù)的零點個數(shù)問題轉(zhuǎn)化成了方程解的個數(shù)問題,在平時我們遇到這類問題就是構(gòu)造一個方程即:f(x)=g(x),進而利用求解或數(shù)形結(jié)合求出方程解的個數(shù).
我們應(yīng)用函數(shù)與方程思想的幾種常見題型的解決辦法是:遇到變量,構(gòu)造函數(shù)關(guān)系解題;有關(guān)不等式、方程、最值的問題,利用函數(shù)觀點加以分析;在含有多個變量的數(shù)學問題中,選定合適的主變量,從而揭示其中的函數(shù)關(guān)系;實際應(yīng)用問題,應(yīng)翻譯成數(shù)學語言,建立數(shù)學模型和函數(shù)關(guān)系式,應(yīng)用函數(shù)性質(zhì)或不等式等知識解答;在數(shù)列中,通項公式、前n項和的公式,都可以看成n的函數(shù),數(shù)列問題也可以用函數(shù)方法解決,這樣的例子很多,在此不做一一表述,只想起到拋磚引玉的作用.
(作者單位 河南省開封市第二實驗高級中學)