摘要:數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)是數(shù)學(xué)課程的基本理念和總體目標(biāo)的體現(xiàn),可以有效地指導(dǎo)數(shù)學(xué)教學(xué)實踐.數(shù)學(xué)建模是對現(xiàn)實問題進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,用數(shù)學(xué)語言表達(dá)問題、用數(shù)學(xué)方法構(gòu)建模型解決問題的素養(yǎng).數(shù)學(xué)模型搭建了數(shù)學(xué)與外部世界聯(lián)系的橋梁,是數(shù)學(xué)應(yīng)用的重要形式.數(shù)學(xué)建模主要表現(xiàn)為發(fā)現(xiàn)和提出問題,建立和求解模型,檢驗和完善模型,分析和解決問題。新課標(biāo)將數(shù)據(jù)建模作為六大學(xué)科素養(yǎng)之一,凸顯出數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)最重要的本質(zhì).如何理解數(shù)學(xué)建模?本文從數(shù)學(xué)建模在高中不同知識點的應(yīng)用進(jìn)行解讀.
一、建立數(shù)學(xué)模型,利用三角函數(shù)解決實際問題
例1 如圖,在矩形OABC中,AB=1,OA=2,以B為圓心,BA為半徑在矩形內(nèi)部作弧,點P是弧上一動點,PM⊥OA,垂足為M,PN⊥OC,垂足為N,求四邊形OMPN的周長的最小值.
二、建立數(shù)學(xué)模型,利用數(shù)形結(jié)合法研究直線與圓的位置關(guān)系的問題
例2 若圓x2+y2=r2(r>0)上恒有4個點到直線x-y-2=0的距離為1,則實數(shù)r的取值范圍是( ).
解:計算得圓心到直線的距離為.如圖所示,
直線l:x-y-2=0與圓相交,l1,l2與l平行,且與直線l的距離為1,故可以看出,圓的半徑應(yīng)該大于圓心到直線l2的距離,故.
三、建立數(shù)學(xué)模型,利用排列組合解決生活中的問題
例3?某市準(zhǔn)備舉辦一場學(xué)習(xí)交流會,為了更加有效地讓人們關(guān)注、了解和參與這次交流會,市政管理委員會欲在某步行街的一側(cè)如圖所示的6塊有關(guān)交流會的宣傳廣告牌配色,每塊廣告牌的底色可選用藍(lán)、紅兩種顏色中的一種.若要求相鄰的兩塊廣告牌的底色不能同為紅色,則不同配色方案的種數(shù)為( ).
A.20 ?B.21 ?C.30 ?D.31
解:當(dāng)廣告牌沒有紅色時,有1種排法;當(dāng)廣告牌有1塊紅色時,可以從6個位置中任選1個,有6種排法;當(dāng)廣告牌有2塊紅色時,先排4塊藍(lán)色,形成5個位置,插入2塊紅色,有=10種排法;當(dāng)廣告牌有3塊紅色時,先排3塊藍(lán)色,形成4個位置,插入3塊紅色,有=4種排法.∵相鄰的兩塊廣告牌的底色不能同為紅色,∴不可能有4塊紅色廣告牌.由分類加法計數(shù)原理可知共有1+6+10+4=21種配色方案.
四、建立數(shù)學(xué)模型,利用古典概型解決實際問題
例4 某校食堂使用大小、手感完全一樣的餐票,小明口袋里有一元餐票2張,兩元餐票3張,五元餐票1張,若從他口袋中隨意摸出2張,那么其面值之和不少于4元的概率為( )
解:(1)小明口袋里有一元餐票2張,兩元餐票3張,五元餐票1張,從他口袋中隨意摸出2張,基本事件總數(shù)n=15,其面值之和不少于4元包含的基本事件個數(shù)m=8,所以從他口袋中隨意摸出2張,其面值之和不少于4元的概率P= .
本文通過具體例子解讀了如何運用數(shù)學(xué)知識建立數(shù)學(xué)模型,從而解決實際問題.這充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模能力培養(yǎng)的重要性.
[參考文獻(xiàn)]
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潘麗欽?福建省三明市清流縣第一中學(xué)