竇若旸
[摘要]用高中數(shù)學(xué)知識解決實際問題,要準(zhǔn)確審題,要善于閱讀直接或間接給出的條件,學(xué)會挖掘隱含的條件,準(zhǔn)確理解題目的文字陳述和符號的含義,以圖形、圖表等數(shù)學(xué)語言,列舉、提煉出問題的關(guān)鍵。應(yīng)具備巧用方程、函數(shù)、數(shù)形結(jié)合、整體、分類討論、轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想和方法的能力。應(yīng)通過多模仿、勤訓(xùn)練、多總結(jié)等方式,有意識地把數(shù)學(xué)知識與生產(chǎn)、生活、相關(guān)學(xué)科聯(lián)系起來,綜合運用好不等式、向量、數(shù)列、函數(shù)等數(shù)學(xué)知識,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。
[關(guān)鍵詞]數(shù)學(xué);能力;應(yīng)用;建模
通過高中數(shù)學(xué)的系統(tǒng)性學(xué)習(xí),可以看出數(shù)學(xué)知識都有其具體、直接的應(yīng)用,如運用不等式的性質(zhì)、線性規(guī)劃、函數(shù)等求解實際問題的最值,用概率統(tǒng)計知識解決概率統(tǒng)計問題等。這些數(shù)學(xué)知識的實踐性學(xué)習(xí)與應(yīng)用讓我們充分感受和體驗到了數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值。本文擬結(jié)合學(xué)習(xí)實踐,談?wù)劯咧袛?shù)學(xué)在解決實際問題時需要具備的能力。
一、審題能力
解題過程就是一個信息的“輸入——加工——輸出”的過程,解題首先要準(zhǔn)確審題。審題要求我們主動發(fā)現(xiàn)、辨認(rèn)、轉(zhuǎn)譯題目中一切直接或間接給出的條件,排除干擾條件,有計劃、有目的地積極思考,達(dá)到準(zhǔn)確解題的目的。求解數(shù)學(xué)問題必須準(zhǔn)確審題,弄清問題的文字陳述和符號的含義,依據(jù)具體問題的題設(shè)和結(jié)論,適當(dāng)運用圖形、圖表等數(shù)學(xué)語言,列舉、提煉出問題的關(guān)鍵。
例1.已知?琢是三角形的一個內(nèi)角,且sin?琢+cos?琢
思路(2):借助sin2?琢+cos2?琢=1,將弦化為切,減少計算,是數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想的體現(xiàn)。
本例的第(1)問也可用第(2)問的方法解決。
通過以上的運算可以看出審題對于解題而言起著至關(guān)重要的作用,但是審題時常常感覺難度較大,往往無從下手。我們應(yīng)該善于閱讀題設(shè)條件,學(xué)會挖掘題目隱含的條件。審題能力是剖析問題、解決問題的重要組成部分,科學(xué)的審題方法是我們每個人必須具備的能力,解題中應(yīng)引起足夠的重視。只有在平時的學(xué)習(xí)中多訓(xùn)練、多思考,逐步培養(yǎng)良好的審題習(xí)慣,才能大大提高我們解決數(shù)學(xué)問題的能力。
二、合理應(yīng)用數(shù)學(xué)知識、思想、方法的能力
數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)的靈魂和生命,是一種“隱性知識”,也是把抽象的數(shù)學(xué)理論轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)應(yīng)用能力的關(guān)鍵,能否靈活掌握并用好數(shù)學(xué)思想方法,直接影響答題的效率和整個解題的思路。針對不同的問題,巧用方程、函數(shù)、數(shù)形結(jié)合、整體、分類討論、轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想方法,是高中數(shù)學(xué)知識在解題中的具體體現(xiàn)。
例2.已知橢圓?賺的中心在原點,焦點在橫軸上,e=,且橢圓經(jīng)過點 (1,3)。
(1)求橢圓M的方程;
(2)是否存在過點Q(2,1)的直線L與橢圓M相交于不同的兩點A、B ,滿足 2?若存在,請求解直線l的方程;若不存在,請簡述理由。
思路(1):確定橢圓的方程,必須確定a 、b 的值,故可用待定系數(shù)法。
解:設(shè)橢圓 M的方程為(a>b>0),由題意得a2=b2+c2
解得a2=4,b2=3
所以橢圓M的方程為
思路(2):存在性問題,先假設(shè)存在,再根據(jù)題意,用方程、函數(shù)、整體、分類討論、轉(zhuǎn)化等 數(shù)學(xué)思想方法解題,若求得符合題意的解,則存在,否則就不存在。
假設(shè)存在直線l,且斜率存在,方程即為y=k(x-2)+1,代入橢圓M的方程得:存在直線l滿足條件,方程為y=x,運算過程略。
從以上求解過程中可以看到,本例主要考查不等式的解法,是平面向量與解析幾何知識的綜合應(yīng)用,反映了方程思想,考察了邏輯思維能力、推理能力、解題運算能力等。多模仿、勤訓(xùn)練、多總結(jié)是提高數(shù)學(xué)應(yīng)用能力與合理應(yīng)用數(shù)學(xué)知識、思想、方法的有效途徑。
三、數(shù)學(xué)建模能力
數(shù)學(xué)建模能力是綜合運用數(shù)學(xué)知識,解決生產(chǎn)和生活中實際問題的有效方法;具備建模能力對應(yīng)用數(shù)學(xué)知識,解決實際問題是十分重要的。
例3.某校在組建校園網(wǎng)時,在項目建設(shè)階段,采購電腦等設(shè)備及安裝調(diào)試期間共花費5萬元。校園網(wǎng)正常運行期間,該校每年要向網(wǎng)絡(luò)運營服務(wù)商支付網(wǎng)絡(luò)通訊費0.5萬元,且校園網(wǎng)的維護(hù)費用每年都各不相同,按照合同約定,其第一年的維護(hù)費用為0.1萬元,之后,每年的維護(hù)費用比上一年增加0.1萬元。
(1)如果該校的校園網(wǎng)正常運行滿5年,其累計總投資費用(含采購電腦等設(shè)備及安裝調(diào)試費用)是多少?
(2)試問該校的校園網(wǎng)正常運行多少年時,其累計總投資費用的年平均值最小?
思路(1):建立數(shù)列模型。此題符合等差數(shù)列的特征。
解:5年內(nèi),校園網(wǎng)的維護(hù)費是以0.1為首項,以0.1為公差的等差數(shù)列,其累計維護(hù)費用可化轉(zhuǎn)為等差數(shù)列的求和問題,所以使用5年時其累計總本案例是數(shù)學(xué)建模知識在現(xiàn)實生活中的實際應(yīng)用,是利用數(shù)列、函數(shù)建立的模型,用基本不等式的知識求解實際問題的最值問題。應(yīng)用數(shù)學(xué)建模知識解決實際問題的關(guān)鍵在于如何建模,建立什么樣的模型,才能更好地、準(zhǔn)確地解決問題。因此,在平時的學(xué)習(xí)中要注重學(xué)習(xí)方法的積累和總結(jié),要勇于探索、敢于提出問題,嘗試自主解決問題。并且,在解題中要努力展現(xiàn)創(chuàng)造力,提高綜合利用所學(xué)知識解決問題的能力,感受數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值。同時也要注重團(tuán)隊合作精神,養(yǎng)成與人交流的習(xí)慣,學(xué)習(xí)借鑒他人的方法,體會學(xué)習(xí)的樂趣。
數(shù)學(xué)是現(xiàn)代文化的重要組成部分,數(shù)學(xué)思想方法向一切領(lǐng)域滲透,數(shù)學(xué)的應(yīng)用越來越被社會所重視。數(shù)學(xué)源于生活,服務(wù)于生產(chǎn)實踐。在學(xué)習(xí)中將數(shù)學(xué)和現(xiàn)實生活中的問題聯(lián)系起來,可以讓學(xué)生充分認(rèn)識到數(shù)學(xué)在日常生活中的重要作用,有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高應(yīng)用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的意識和能力,對開闊學(xué)生的視線有十分積極的意義。
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(責(zé)任編輯 馮 璐)