江蘇省南京市文樞高級中學(xué) 王婷婷
數(shù)學(xué)思想方法不僅對學(xué)生的數(shù)學(xué)解題有一定的幫助作用,還有助于教師提升教學(xué)效果,數(shù)學(xué)思想在學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中,可以將學(xué)生所學(xué)習(xí)的知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際的數(shù)學(xué)能力,有利于學(xué)生形成嚴(yán)密的數(shù)理邏輯思維和良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。函數(shù)思想作為數(shù)學(xué)思想中的一類,在高中數(shù)學(xué)解題中可以將已知的數(shù)學(xué)條件構(gòu)建成函數(shù)關(guān)系,再利用函數(shù)關(guān)系來解決,對于促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升具有重要的作用。
函數(shù)反映的是某一個事物隨著另一事物的變化而發(fā)生變化的規(guī)律與關(guān)系,由此可見,函數(shù)思想體現(xiàn)的是量與量之間的關(guān)系,這種關(guān)系是動態(tài)的,并不是一直保持不變的。因此,我們可以認(rèn)為函數(shù)的本質(zhì)就是對應(yīng),例如函數(shù)y=f(x),其中主要的構(gòu)成要素就是自變量的變化范圍與對應(yīng)法則f,占據(jù)主導(dǎo)地位是自變量的變化,函數(shù)的值域是由定義域與對應(yīng)法則共同決定的。
本篇文章所說的函數(shù)思想在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用,其實(shí)就是指將實(shí)際的數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)變?yōu)楹瘮?shù),利用函數(shù)來解決實(shí)際問題。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)與思考,認(rèn)為函數(shù)思想在高中數(shù)學(xué)解題過程中的應(yīng)用主要有以下三種方式:首先是整體法,通過對于需要解決的數(shù)學(xué)題進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)與整體形式的處理,讓所要解決的數(shù)學(xué)題目變得更加容易理解;其次是歸納假設(shè)法,這種方法是我們在解決數(shù)學(xué)問題中的常用方法,主要是先對數(shù)學(xué)問題通過歸納猜想法進(jìn)行觀察和嘗試,接著利用不完全歸納法對所要解決的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行歸納假設(shè),最后對其假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證;最后是遞推思想法,這種方式指的是對于所要解決的數(shù)學(xué)問題中的遞推關(guān)系進(jìn)行探索、應(yīng)用和構(gòu)建,從而協(xié)助問題的解決。
利用函數(shù)思想解決高中數(shù)學(xué)中的問題,是目前比較常用的方法,通常會與分類討論、數(shù)形結(jié)合以及化歸轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想存在一定的聯(lián)系。目前,運(yùn)用函數(shù)思想可以解決高中數(shù)學(xué)中的方程、數(shù)列、不等式以及其他問題。本文主要從以下幾點(diǎn)淺談了函數(shù)思想在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用:
不等式證明在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中具有重要的地位,而在解決不等式問題的過程中,應(yīng)用函數(shù)思想,就是對相應(yīng)函數(shù)的零點(diǎn)、正負(fù)區(qū)間和單調(diào)性等實(shí)際問題進(jìn)行研究。所以,在解決不等式問題的時候,利用函數(shù)思想可以提升解決問題的效率與準(zhǔn)確性。例如,已知:3n+m<n2+5+nm恒成立,且0≤m≤3,求n的范圍。運(yùn)用函數(shù)思想,我們可以將其建立為相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系:y=(n-1)m+n2-3n+5,不等式就可以轉(zhuǎn)化為y>0,再加上已知條件0≤m≤3,就可以比較方便地得出n的取值范圍。
函數(shù)方程思想作為數(shù)學(xué)思想的一種,在解決實(shí)際的數(shù)學(xué)問題過程中也時常被應(yīng)用。通過研究分析可以發(fā)現(xiàn),在數(shù)學(xué)領(lǐng)域中,方程與函數(shù)的關(guān)系通常是比較密切的,方程是函數(shù)的重要組成因素,函數(shù)包含著方程。所以,運(yùn)用函數(shù)思想是解決高中數(shù)學(xué)方程問題的重要手段。例如,已知(x-n)(x-m)=6,a和b是方程的兩個根,且n>m,b>a,求實(shí)數(shù)n、m、a、b的大小關(guān)系,在解決這一問題的時候,我們可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€函數(shù):f(x)=(x-n)(x-m)-6和g(x)=(x-n)(x-m),然后再進(jìn)行解決,就會使原本比較抽象的數(shù)學(xué)問題變得簡單,解決的效率與準(zhǔn)確性也有一定的提升。
數(shù)列在高中數(shù)學(xué)中作為一個比較特殊的函數(shù),可以將它看作一個方程組或者方程,也就是將其當(dāng)作一個函數(shù)解析式。對于數(shù)列,我們可以理解為其是通過自變量得到離散數(shù)值的一種特殊函數(shù)。因此,我們在運(yùn)用函數(shù)思想解決數(shù)列問題的時候,需要結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)與模式,加強(qiáng)對于數(shù)列含義、等比數(shù)列中的通項(xiàng)和中項(xiàng)以及等差數(shù)列的單調(diào)性等的理解。例如,在等差數(shù)列{bn}中公差d的幾何意義就是這個等差數(shù)列中,每一個點(diǎn)所在的直線斜率。再比如,在等差數(shù)列的求和公式我們在運(yùn)用函數(shù)思想解決這一問題的時候,可以對這個等差數(shù)列做出相應(yīng)的改變,這就可以將這個問題轉(zhuǎn)變?yōu)橛嘘P(guān)于n的二次函數(shù),簡化了解決問題的方法,從而有效提高了解決問題的效果。
總而言之,運(yùn)用函數(shù)思想來解決高中數(shù)學(xué)具有良好的效果,對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,函數(shù)思想在高中數(shù)學(xué)解題中具有廣泛應(yīng)用,對于激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)興趣具有十分重要的作用。在高中數(shù)學(xué)的解題過程中,利用函數(shù)思想可以有效提高解決問題的準(zhǔn)確性與速度,有助于提升學(xué)生的數(shù)學(xué)成績。因此,教師在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,應(yīng)該加強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng),不僅僅是函數(shù)思想,引導(dǎo)學(xué)生在解決問題的過程中選擇合適的數(shù)學(xué)思想,從而進(jìn)一步提升數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用能力。