彭寒池
【摘要】文章針對高中數(shù)學(xué)一元二次不等式,先簡單介紹了它的地位和作用,然后結(jié)合例題分析了不同的不等式求解方法,最后總結(jié)了不等式的學(xué)習(xí)難點,并以此為基礎(chǔ)提出學(xué)習(xí)建議。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);一元二次不等式;求解方法;數(shù)學(xué)思想
一元二次不等式是高中數(shù)學(xué)知識體系的重要組成部分,在逐漸向多元化轉(zhuǎn)變的高中數(shù)學(xué)考查中,它一般不以單獨形式出現(xiàn),而是蘊含在某些題目或具體的求解過程當中。而由于不等式自身的特性,其求解方法多樣化。學(xué)生不一定會用到每一種方法,但每一種方法背后的數(shù)學(xué)思想必須掌握,這才是高中數(shù)學(xué)一元二次不等式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。
一、一元二次不等式在高中數(shù)學(xué)當中的地位與作用
高中數(shù)學(xué)的數(shù)量關(guān)系總體上可歸結(jié)為兩類:其一,數(shù)量相對,即等式;其二,數(shù)量不等,即不等式。其中,不等式與許多知識體系都有關(guān)聯(lián),如函數(shù)、數(shù)列和概率等。通過對不等式的學(xué)習(xí),能掌握不等關(guān)系的解決方法及完成不等式求解。由此可見,不等式在高中數(shù)學(xué)中是具有重要地位與作用的[1]。
不等式在小學(xué)數(shù)學(xué)中就有所涉及;學(xué)生升到初中后正式接觸不等式概念,但這時的知識內(nèi)容還局限于求解;高中所學(xué)內(nèi)容則是對初中內(nèi)容的進一步提升與完善;此外,高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和研究也要用到很多不等式的內(nèi)容。所以,學(xué)好不等式不僅僅是為了應(yīng)付考試,更是掌握一種方法、工具,為日后更加深入的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。
除了學(xué)習(xí),生活中也會用到不等式,這是因為它可以直觀描述事物存在的不等關(guān)系,強調(diào)數(shù)量差別,即使這種差別很小,在數(shù)學(xué)上也是存在不等關(guān)系的。例如,股市行情調(diào)查分析,人口增長情況計算推測,地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展研究等,這些問題無一不需要進行比較,而有比較就會有不等的關(guān)系。
學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,除了要掌握課本上的知識,還要著重培養(yǎng)數(shù)學(xué)思想,熟練應(yīng)用各種數(shù)學(xué)方法,如分類談?wù)摲?、?shù)形結(jié)合法等。數(shù)學(xué)思想不僅是數(shù)學(xué)從產(chǎn)生到現(xiàn)在前人積累的寶貴經(jīng)驗,還是實現(xiàn)對不同知識體系進行關(guān)系建立的橋梁,在解題中能發(fā)揮重要作用。而學(xué)會利用數(shù)學(xué)思想解決問題則是掌握知識的前提。對于數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng),離不開好的素材,恰巧不等式正是對數(shù)學(xué)思想進行培養(yǎng)的良好實踐材料。從最基本的不等式開始,到越來越復(fù)雜的含有絕對值和參數(shù)的不等式,每個學(xué)習(xí)階段都能體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想。例如,對于指數(shù)、分式或?qū)?shù)不等式,均能利用化歸的方法,將其變成簡單不等式來簡化求解過程。
二、實例分析一元二次不等式的二種解法
例1:解一元二次不等式.
解法一:
∵該不等式,
∴可得兩個實數(shù)根分別為.
設(shè)函數(shù),圖像如圖1所示,最終可得該不等式解集為.
圖1
該解法的核心是將不等式轉(zhuǎn)化成函數(shù),再從函數(shù)圖像中根據(jù)不等關(guān)系確定解集。它和一元二次函數(shù)知識的零點問題有很高相似度,只是在進行求解時,先求出零點,再畫圖像,從圖像上找值小于的區(qū)域,從而確定自變量在滿足這一不等關(guān)系時的取值。
解法二:
∵根據(jù)不等式可得,
∴有或,
計算后得出:或.
∵不存在,
∴該不等式解集為.
該解法的核心為因式分解,通過分解與轉(zhuǎn)化使原不等式變成兩因式相乘的形式,再通過對因式正負的分析討論,確定不等式解集。需要注意的是,在因式轉(zhuǎn)化后,要判斷各因式的正負問題。
例2:解一元二次不等式.
該題的正確求解思路為:先對因式進行分解,然后標根求解。
基于這一思路,得出以下解題過程:原式可轉(zhuǎn)化為,這兩個因式的根分別為和;設(shè)函數(shù),如圖2所示,不等式大于或等于0,即,所以上方取值即為本式解集,為.
通過上述分析可知,一個不等式通??梢圆捎煤芏喾椒ㄇ蠼猓也煌姆椒ㄓ衅涮赜械乃悸放c捷徑,不能進行比較,也沒有必要分出孰好孰壞,因為各種方法對應(yīng)的數(shù)學(xué)思想都是完全正確的。所以,在實際學(xué)習(xí)過程中,要做的是盡可能多地掌握求解方法,審?fù)暌坏李}后能在腦海中立刻形成多種解決方式,再從其中選擇一種擅長的,將另外一種作為檢查結(jié)果是否正確的手段[2]。
三、一元二次不等式學(xué)習(xí)難度與建議
(一)難點
筆者通過對自身經(jīng)驗的總結(jié),認為學(xué)生學(xué)習(xí)不等式時主要有以下兩個難點。
其一,理解困難,剛接觸不等式時認為它就是簡單的大小對比,沒有理解其性質(zhì)。表現(xiàn)為:面對一些求解與證明問題,無法靈活使用不等式性質(zhì)。例如,解分式不等式時,沒有對分母的正負問題進行分析,大多直接去分母,從而出現(xiàn)很多問題;解根式不等式時,忽略了根式內(nèi)部必須滿足的條件,或直接套用固定解題模式,沒有考慮另外一端正負問題。
其二,求解困難,可用于求解不等式的方法有很多,比如使用求根公式、數(shù)形結(jié)合與零點法等。當自身真正使用這些方法進行解題時,會發(fā)現(xiàn)以下問題:不等式知識無法和函數(shù)零點、圖形與方程的求解良好結(jié)合,繼而出現(xiàn)不等式轉(zhuǎn)換后不等價等實際問題[3]。
(二)建議
針對以上難點,筆者結(jié)合自身在學(xué)習(xí)和高考中取得的成功經(jīng)驗,提出以下學(xué)習(xí)不等式的建議。
第一步也是最基礎(chǔ)的,必須清晰認識并深刻理解不等式內(nèi)涵,挖掘其內(nèi)在含義,即它是一種能客觀反映事物不等關(guān)系的重要工具。因此,學(xué)習(xí)并不是拿起書就讀,拿起題就做,而是要明確知識的重要作用,這樣對于自身的理解以及日后的深化都大有幫助。
高中數(shù)學(xué)的難度我們都有目共睹,知識體系、理論、方法都上升到了全新高度,所以高中階段的不等式學(xué)習(xí)必須對思路做出改變,決不能用初中那一套思路來學(xué)習(xí)和理解高中的不等式知識。其原因主要是高中涉及的不等式并非單一求解問題,而是結(jié)合了所有可能結(jié)合的知識形成的復(fù)雜問題,比如不等式和絕對值結(jié)合、不等式和參數(shù)結(jié)合、不等式和線性規(guī)劃結(jié)合、不等式和函數(shù)結(jié)合等。因此,高中不等式問題的解決除了要運用豐富的知識,還要建立不等式與其他知識體系之間的聯(lián)系,從而既達到快速、正確求解的眼前目的,又能在實踐中充分形成并體會數(shù)學(xué)思想[4]。
從高考角度看,不等式始終是高考重要考點之一,它在衡量我們對于數(shù)學(xué)思想的認識與理解水平上有獨特的優(yōu)勢。也就是說,只要我們掌握了豐富、正確的數(shù)學(xué)思想,那么就能很輕松地學(xué)好不等式。這就要求我們在課前進行充分預(yù)習(xí),在課堂上認真聽教師講解,在課后有針對性地練習(xí),善于發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)習(xí)中遇到的問題,更重要的是通過學(xué)習(xí)與練習(xí)理解其中蘊含的思想,鍛煉自己的發(fā)散思維,學(xué)會舉一反三[5]。
四、結(jié)束語
綜上所述,一元二次不等式不僅在高中數(shù)學(xué)中占據(jù)重要地位,是歷年高考重點考查內(nèi)容,而且它注重對數(shù)學(xué)思想的形成與培養(yǎng),可將其視為貫穿數(shù)學(xué)整個知識體系,連接不同知識內(nèi)容,使考題和解題過程、方法都實現(xiàn)多元化、綜合性的工具。其主要表現(xiàn)就是一個不等式通??梢圆捎煤芏喾椒ㄇ蠼?,而且不同的方法有其特有的思路與捷徑。因此,在學(xué)習(xí)不等式的過程中,要轉(zhuǎn)換觀念,以形成數(shù)學(xué)思想為核心宗旨領(lǐng)會不等式性質(zhì),理解內(nèi)涵,在取得高分的同時,為將來的學(xué)習(xí)生涯鋪平道路。
【參考文獻】
[1]盧賢慧.一元二次不等式恒成立問題的求解策略[J].高中數(shù)學(xué)教與學(xué),2017(08):46-48.
[2]江會芳.一元二次不等式恒成立問題求解策略[J].中學(xué)生數(shù)理化(高二高三版),2016(22):19.
[3]謝勇.恒成立一元二次不等式中參數(shù)范圍的求解策略[J].理科考試研究(高中版),2016(21):10-12.
[4]謝勇.恒成立一元二次不等式中參數(shù)范圍的求解策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究,2016(09):35-38.
[5]謝勇.恒成立一元二次不等式中參數(shù)范圍的求解策略[J].數(shù)理化解題研究,2016(25):16-17.endprint