☉重慶市江津中學(xué)校 蘭 勇
很多教師往往會(huì)將大量的習(xí)題訓(xùn)練當(dāng)作數(shù)學(xué)高效學(xué)習(xí)的重要途徑,但實(shí)際上,問題解決過程中的思維才是數(shù)學(xué)高效教學(xué)必須重點(diǎn)關(guān)注的,高效的思維方式才是教師在課堂教學(xué)中應(yīng)該始終關(guān)注的.
就題解題只是學(xué)生在認(rèn)識(shí)問題的初級(jí)階段的思維變現(xiàn),學(xué)生對問題形成深刻的理解才是教師高效教學(xué)應(yīng)該追求的,學(xué)生對問題的理解能夠達(dá)到由此及彼、由表及里直至去粗取精、去偽存真的境界才能說明學(xué)生對問題真正理解了.
例1將函數(shù)的圖像向左平移φ個(gè)單位,所得的圖像對應(yīng)的函數(shù)為偶函數(shù),則φ的最小正值是______.
分析:將函數(shù)的圖像向左平移φ個(gè)單位,得求φ的最小正值.
方法1:偶函數(shù)的對稱軸為x=0,即y軸,把x=0代入得或2,則或-1,故,所以φ的最小正值為
方法2:由題意為偶函數(shù),故有恒等 式化 簡 得.因?yàn)閟inx不恒為0,因此0,故,以下同上.
方法3:直接作函數(shù)的圖像,如圖1,觀察圖像可知,將圖像向左平移個(gè)單位長度即可.
圖1
問題圓滿解決,那么此題是否還有更值得思考的地方呢?函數(shù)圖像的上下移動(dòng)其實(shí)就是函數(shù)值的改變,圖像的形狀、單調(diào)區(qū)間等并沒有發(fā)生變化,所以,將函數(shù)y=視為考查對象就可以了.
透過復(fù)雜的現(xiàn)象進(jìn)行本質(zhì)的把握能令解題者更好地抓住主要矛盾并做到思維上的刪繁就簡.
例2函數(shù)f(x)=|x2-4|+x2+kx(x∈R)的單調(diào)減區(qū)間為(-∞,-2),則k的取值范圍為______.
分析:有的學(xué)生往往受導(dǎo)數(shù)處理函數(shù)單調(diào)性的思維定勢的影響會(huì)聯(lián)想到用導(dǎo)數(shù)來解決本題,那么解決此題必須這樣嗎?首先,去絕對值符號(hào)可得
所得分段函數(shù)由一次函數(shù)與二次函數(shù)組成,那么,此處要用導(dǎo)數(shù)知識(shí)來解決嗎?
其次,“函數(shù)f(x)的單調(diào)減區(qū)間為(-∞,-2)”這一條件又應(yīng)該怎樣理解呢?將題目理解為如下意思是否可以:已知(-∞,-2)為函數(shù)f(x)=|x2-4|+x2+kx(x∈R)的單調(diào)區(qū)間,k的取值范圍如何?答案是否定的,原題想表達(dá)的是(-∞,-2)為函數(shù)f(x)的單調(diào)減區(qū)間,且函數(shù)f(x)只在這一區(qū)間上為單調(diào)減函數(shù).結(jié)合函數(shù)圖像可知,對稱軸在[-2,2]之間,于是且k>0,解得0<
突破“復(fù)雜”的重圍并讓思維變得簡潔是思維的高級(jí)階段,“簡單”與“復(fù)雜”的對比往往更具有價(jià)值.
思維的嚴(yán)謹(jǐn)性表現(xiàn)在學(xué)生對知識(shí)的“知其所以然”上.
例3已知函數(shù)若對于任意的x1∈R均存在x2∈R,并令g(x2)=f(x1),則實(shí)數(shù)a的取值范圍為______.
分析:g(x)=sin4x-cos4x=-cos2x∈[-1,1].由條件易知函數(shù)f(x)的值域應(yīng)為函數(shù)g(x)值域的子集.f(x)的定義域?yàn)镽,因此接下來應(yīng)求函數(shù)f(x)的值域.
思路1:對x進(jìn)行分類討論.
當(dāng)x=0或a=0時(shí),f(x)=0.
當(dāng)x>0時(shí)
若a>0,則
若a<0,則
當(dāng)x<0時(shí)
若a>0,則
若a<0,則
思路2:運(yùn)用導(dǎo)數(shù)知識(shí).
這兩種思路相對于這樣一道中等水平的填空題來說較費(fèi)筆墨.觀察函數(shù)f(x)解析式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并聯(lián)想基本不等式a2+b2≥2ab(a,b∈R)的加強(qiáng)形式a2+b2≥2|a||b|(a,b∈R),可以這樣求解函數(shù)f(x)的值域:
若a=0或x=0,則f(x)=0,符合題意;
當(dāng)a≠0且x≠0時(shí)
顯而易見,此種思路更加簡潔而高效.由此可見,思維變得嚴(yán)謹(jǐn)不僅能對自己解題中的思維過程進(jìn)行充分的認(rèn)識(shí),還能使解題者根據(jù)問題的要求及時(shí)調(diào)整思維的方向與解題的手段,當(dāng)然,解題者的主動(dòng)反饋是這一過程中必不可少的.
不被情景性的暗示所左右、不迷信權(quán)威并敢于向權(quán)威提出質(zhì)疑是思維敏捷性、獨(dú)立性的表現(xiàn).數(shù)學(xué)思維的敏捷性更多地表現(xiàn)在運(yùn)算環(huán)節(jié)與推理過程的縮減上,與概括性緊密關(guān)聯(lián)的敏捷性又在概括與推理的“立即”上有所展現(xiàn).
跳出一般的解題框架并結(jié)合問題的條件、結(jié)論、背景提出自己獨(dú)創(chuàng)的見解是解題者思維敏捷性的表現(xiàn),一般來說,想象力豐富的學(xué)生往往更容易獲得獨(dú)創(chuàng)性的解法.
例4已知函數(shù),則以下結(jié)論不正確的是______.
(1)?x∈R,等式f(-x)+f(x)=0恒成立;
(2)?m∈(0,1),使方程|f(x)|=m有兩個(gè)不等實(shí)根;
(3)?x1,x2∈R,若x1≠x2,則一定有f(x1)≠f(x2);
(4)?k∈(1,+∞),使得函數(shù)g(x)=f(x)-kx在R上有三個(gè)零點(diǎn).
分析:很多題目中往往具有看似比較簡單的情境,解題者往往也會(huì)因?yàn)榍榫车暮唵味`以為這是一道簡單題,思維與解法往往也就因此誤入歧途了.對于命題(1),似乎只要聯(lián)想奇偶性的定義就可以順利解決,那么從數(shù)的角度進(jìn)行推理論證是否也可以解決下面的命題呢?
顯然不行.對下面三個(gè)命題進(jìn)行仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn),利用圖像判斷的意味還是相當(dāng)明顯的,因此,若將函數(shù)的圖像作出就可以順利解決問題了,如圖2所示.
總之,高中數(shù)學(xué)教師可以借助問題來指導(dǎo)學(xué)生,使學(xué)生的思維能夠在由此及彼、由表及里的思考中變得更為深刻,在刪繁就簡、把握本質(zhì)的解題中變得更為簡潔,在知其所以然的探索中變得更為嚴(yán)謹(jǐn),在觸類旁通的推理與論證中變得更為敏捷,只有令學(xué)生的思維方式變得更加靈活才能保障數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的高效性.W