崔娟
摘 要:隨著教育的不斷改革,高中數(shù)學應用問題越來越重要,已成為教學的重要內容之一。教師要充分認識數(shù)學應用問題的重要性,增加學生的應用意識,幫助學生提高解題應用能力,讓學生在應用問題中得到提升和發(fā)展。
關鍵詞:高中數(shù)學;應用問題;解法
數(shù)學和現(xiàn)實生活深度聯(lián)系,這就要求學生在應用數(shù)學知識、數(shù)學技能、思想方法等過程中解決數(shù)學應用問題。教師要在把握高中數(shù)學應用問題基礎上明確基本解法,指引各層次學生科學把握、解決高中數(shù)學應用問題,強化數(shù)學應用意識的同時鍛煉解決數(shù)學實際問題的能力。
一、三角函數(shù)應用問題
三角函數(shù)是新課標下高中數(shù)學學習中學生必須掌握的知識點,也是難點所在。同時三角函數(shù)最值問題是高考的一大熱點,會和不等式、解析幾何、數(shù)列、平面向量等知識有機結合,著重考查學生對知識的綜合應用,包括數(shù)形結合、化歸、轉化、分類討論等思想應用情況,求解、實際問題解決等能力。比如,某一居民區(qū)有一塊矩形的草坪ABCD,其中AB為50米,BC為25√3米,現(xiàn)要在這塊矩形的草坪內鋪設3條小路,即OE、EF、OF,供小區(qū)居民日常休閑散步,但在考慮小區(qū)整體規(guī)劃的基礎上將O作為AB的中點,E點位于BC邊,角EOF剛好為90度。假設角BOE為a,用a的函數(shù)關系式表示三角形OEF的周長,求出該函數(shù)的定義域;假設矩形草坪中3條小路每米的鋪設成本都是400元,請問如何設計3條小路才能讓鋪設的總成本最低且最小成本為多少元?下面是該試題與之對應的圖形。
提出該三角函數(shù)應用問題之后,教師可以引領、指導班級各小組學生在理解題意的基礎上進行有效思考,探討該試題解答的基本方法,在歸納、總結的過程中指引其深層次思考,在讀題、審題的基礎上準確梳理該試題中的關系,將這一實際應用問題轉換為對應的數(shù)學問題,構建三角函數(shù)模型的同時應用三角函數(shù)知識以及多種思想方法、三角函數(shù)解題技巧,以該居民區(qū)草坪小路設計實際情況為基礎,準確列出三角函數(shù)式子的同時進行解答。在此過程中,教師要巧用錯題資源,多層次引領班級學生思考、探究試題解答錯誤的原因,糾錯的同時明確易錯點、解題突破口等,科學歸納、總結關于三角函數(shù)應用問題的基本解法,在強化訓練過程中達到舉一反三的目的。
二、關于數(shù)列應用問題
數(shù)列是高中數(shù)學的重點以及難點所在,體現(xiàn)在等差數(shù)列、等比數(shù)列兩大層面。教師要深化剖析數(shù)列章節(jié)學習中各層次學生存在的問題,聯(lián)系日常生活實際的同時高效講解數(shù)列應用問題的基本解法,讓各層次學生在掌握、內化等差以及等比數(shù)列知識過程中更好地將其應用到實踐中,鍛煉數(shù)學思維、解題能力的同時達到學以致用的目的。比如,某工廠去年產(chǎn)值為a,計劃今后六年內每年產(chǎn)值都要比上一年增加15%,請問從今年起到第六年,該工廠總產(chǎn)值是多少?
提出這一數(shù)列應用問題之后,教師可以讓學生在閱讀、審題的基礎上圍繞已知條件、未知條件,利用數(shù)列知識、常規(guī)解題方法進行解答,根據(jù)其解答情況,針對性補充、講解的同時進行變式訓練,將等差數(shù)列、等比數(shù)列知識有機結合,改變或者增加該數(shù)列中的已知條件、未知條件,指引學生在思考、探究中活用掌握的數(shù)列知識、解題技巧、思想方法,正確解答試題的同時探索不同的解題方法,在一題多解過程中比較、分析、總結數(shù)列應用問題的基本解法,提高數(shù)列學習效率。
三、線性規(guī)劃應用問題
線性規(guī)劃應用問題是高中數(shù)學教材“不等式”章節(jié)下的關鍵點,主要體現(xiàn)在二元一次不等式(組)方面。教師要細化把握一元二次不等式、二元一次不等式(組)等知識點,聯(lián)系日常生活實際的同時科學設置關于不等式的線性規(guī)劃應用問題,在應用基本解法過程中準確解決關于不等式線性規(guī)劃的應用問題。比如,已知某企業(yè)生產(chǎn)甲乙兩種產(chǎn)品,生產(chǎn)每噸甲產(chǎn)品需要用A原料、B原料分別為3噸、2噸,生產(chǎn)每噸乙產(chǎn)品需要用A原料、B原料分別為1噸、3噸。銷售每噸甲產(chǎn)品、每噸乙產(chǎn)品獲取的利潤分別為5萬元、3萬元,如果在一個生產(chǎn)周期內該企業(yè)生產(chǎn)甲乙兩種產(chǎn)品中消耗的A、B兩種原料分別不超過13噸、18噸,請問在生產(chǎn)甲乙兩種產(chǎn)品過程中該企業(yè)獲取的最大利潤是多少?
提出線性規(guī)劃應用問題之后,教師要強調學生主體地位呈現(xiàn),讓學生立足這一基于二元一次不等式的線性規(guī)劃應用問題,認真解讀試題、明確題意的同時準確把握試題中的已知條件、未知條件,包括涉及到的不等式、線性規(guī)劃等知識。隨后,學生要在試題剖析、聯(lián)想的基礎上借助數(shù)形結合、建模等思想方法,準確繪制試題圖形,構建數(shù)學模型的同時在數(shù)形結合下探究試題解答思路,靈活應用不等式以及線性規(guī)劃知識,合理假設未知數(shù)的同時列出約束條件以及目標函數(shù),再進行求解。具體來說,假設甲乙兩種產(chǎn)品各自需要生產(chǎn)X噸、Y噸,才能讓獲取的利潤(Z)最大化,得出對應的約束條件,3x+y≤13,2x+3y≤18且x≥0、y≥0,構建二元一次不等式組,求目標函數(shù)Z=5x+3y的最大值,可以求出X、y分別為3、4,則目標函數(shù)Z為27,也就是說,該企業(yè)獲取的最大利潤為27萬元。
四、結語
總而言之,數(shù)學應用性問題是對數(shù)學學科和現(xiàn)實生活、科技、生產(chǎn)等之間關系的客觀折射。教師要深層次剖析高中數(shù)學中三角函數(shù)、解析幾何、概率統(tǒng)計等知識,優(yōu)化數(shù)學應用問題的基本解法,在教與學銜接中指引學生掌握基本解法、數(shù)學技能的同時提高解題速度、準確率與能力,在實際問題解決中發(fā)展實用能力。
參考文獻
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本文系淄博市教育科學“十三五”規(guī)劃一般課題“問題探究式教學與數(shù)學應用能力培養(yǎng)策略研究”的研究成果(課題編號:2019ZJY027)