李靜
摘 要:文章以分析高中數(shù)學(xué)不等式易錯(cuò)題型及解題技巧為主要內(nèi)容,以當(dāng)下高中數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)需求為主要依據(jù),從和線性規(guī)劃結(jié)合問題、高次不等式的解答方法、不等式等價(jià)轉(zhuǎn)化問題、含參不等式問題、絕對(duì)值不等式問題、不等式恒成立問題這幾方面進(jìn)行深入探討和分析,其目的在于更好地解答高中數(shù)學(xué)不等式易錯(cuò)題,使得學(xué)生掌握一定技巧,旨在為相關(guān)研究提供參考資料。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué)知識(shí);不等式問題;易錯(cuò)題;解題技巧
中圖分類號(hào):G633.6?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?文章編號(hào):2095-624X(2020)27-0081-02
一、逐漸引入不等式概念
不等式概念中,包含了數(shù)學(xué)思考,但多數(shù)教師只是根據(jù)教學(xué)參考書以及大綱來安排教學(xué),直接進(jìn)入不等式的內(nèi)容講解。筆者認(rèn)為在引入不等式概念時(shí)一定要逐漸引進(jìn)。在接觸不等式知識(shí)前,學(xué)生習(xí)慣用等號(hào)來連接式子兩端,突然要用“>”“<”符號(hào)連接式子,學(xué)生一下難以適應(yīng)。這時(shí)可讓學(xué)生體會(huì)世上的萬物都有正、反兩面,對(duì)于數(shù)學(xué)而言,數(shù)學(xué)中有等式,也有不等式,在學(xué)習(xí)時(shí)難免會(huì)有較為“別扭”的感覺,認(rèn)為不等式就是數(shù)學(xué)內(nèi)容中的不和諧因素。實(shí)際上不等式也是數(shù)學(xué)的一種表達(dá)式,其以相似確定形式描述了一種無窮及不確定的數(shù)學(xué)狀態(tài)。故教師在對(duì)這部分內(nèi)容講解時(shí),引入概念時(shí)要平緩,這樣才能自然銜接,糾正學(xué)生對(duì)不等式的看法。
二、解題中所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想
為了更好地幫助學(xué)生掌握不等式的有關(guān)解題方法,很多教師都絞盡腦汁,總結(jié)了很多技巧。例如,“解不等式的方法是利用函數(shù)性質(zhì),將無理不等式化成有理不等式。高向低次代,轉(zhuǎn)化步步等價(jià)……”對(duì)于這類技巧,學(xué)生如果可以掌握自然是好,但如果無法掌握也不能讓學(xué)生死記,因此硬背的方式是不可取的。只有真正掌握了不等式推導(dǎo)的起始過程,學(xué)生才能牢記于心里。
很多教師在講解不等式內(nèi)容時(shí),容易把這一節(jié)的內(nèi)容孤立起來。事實(shí)上,不等式就是一個(gè)簡單函數(shù),需要學(xué)生快速聯(lián)想起函數(shù)的定義域、值域等因素,特別要培養(yǎng)學(xué)生在遇到根號(hào)下整式、分式下分母、底數(shù)函數(shù)等不等式時(shí),其腦中馬上就要想到先求出這些數(shù)學(xué)因子的定義域,在此范圍內(nèi)再去尋求不等式的解。教師充分考慮各因素并形成科學(xué)數(shù)學(xué)思維,讓高中生掌握數(shù)學(xué)歸納法以及分類討論法等基本方法不等式就是這樣,在未考慮分母、底數(shù)函數(shù)是否有意義的條件下盲目尋求不等式的解,無法做到等價(jià)置換,且容易出錯(cuò)。所以對(duì)于易錯(cuò)題的講解,還是十分必要的。
三、易錯(cuò)題型及解題技巧
1.和線性規(guī)劃結(jié)合問題
此類數(shù)學(xué)問題在高考數(shù)學(xué)教學(xué)中占據(jù)比例是比較大的,并且涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)也比較多,主要是值域、定義域以及面積計(jì)算等,在解答此類數(shù)學(xué)問題時(shí),一定要尋找恰當(dāng)?shù)慕忸}方法,一旦不等式和線性規(guī)劃數(shù)學(xué)性質(zhì)理解不夠具體和詳細(xì),那么解題過程將會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
比如,在學(xué)習(xí)人教版不等式知識(shí)內(nèi)容時(shí),有這樣一
道例題:下有不等式組所表示的平面區(qū)域面積
都是等于一的三角形,那么實(shí)數(shù)k的數(shù)值則為(? ?)。
A.-1B.—C.—D.1
此道數(shù)學(xué)題所要解決的難點(diǎn)問題,就是三條直線在x、y軸上圍成的圖形——三角形圖形面積的計(jì)算,這里也是學(xué)生最容易出現(xiàn)問題的地方,解決問題的主要方法就是將三條直線圍成的示意圖圖形面積標(biāo)出來(如圖1所示),然后將A、B、C、D四個(gè)答案代入方程式中計(jì)算,就可以得到正確答案,通過計(jì)算后發(fā)現(xiàn)選項(xiàng)B是正確的[1]。
解決此類問題的技巧可以分為兩個(gè)形式,第一是將問題轉(zhuǎn)化為目標(biāo)函數(shù)最值求解問題,解決問題的關(guān)鍵在于在紙張上繪畫出可行域,進(jìn)而可以更加正確地理解目標(biāo)函數(shù)的幾何意義和價(jià)值,此思路是正確解決問題的一種方式[2]。
第二則是將目標(biāo)函數(shù)中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)立設(shè)置,主要目的在于提升探索問題的動(dòng)態(tài)性以及問題的開放性,解決問題的關(guān)鍵在于從目標(biāo)函數(shù)結(jié)論上入手,針對(duì)圖形動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行分析,對(duì)于整個(gè)函數(shù)變化過程以及出現(xiàn)的各種相關(guān)量進(jìn)行準(zhǔn)確定位,進(jìn)而可以從此類問題中尋找到解決問題的主要思維方法。
2.高次不等式的解答方法
高次不等式易錯(cuò)點(diǎn)主要是學(xué)生經(jīng)常會(huì)遺忘數(shù)學(xué)知識(shí)的特殊點(diǎn),一些特殊區(qū)域難免會(huì)被學(xué)生遺忘,進(jìn)而無法判斷函數(shù)升降問題。人教版高中數(shù)學(xué)不等式章節(jié)知識(shí)中有一道例題是:求解(x+3)(x-2)(x-4)≤0的解集。此題解答方法和思路是可以在數(shù)軸上將方程的三個(gè)零點(diǎn)標(biāo)記出來,分別是-3、2、4,三個(gè)零點(diǎn)將整個(gè)數(shù)軸分為4個(gè)區(qū)間,如圖2所示。
最右邊的第一個(gè)區(qū)間是正數(shù),后邊則正負(fù)相間,在區(qū)間將正負(fù)號(hào)標(biāo)記清楚,不等式小于等于0則是符號(hào)區(qū)間,進(jìn)而可以得到正確答案。因此此不等式的解集則是{x|2≤x≤4或者x≤-3}。解答此類數(shù)學(xué)題型的主要技巧在于要善于使用函數(shù)圖像對(duì)區(qū)間進(jìn)行劃分,在具體解決問題過程中一定要注意尋找一些特殊點(diǎn),通過特殊點(diǎn)解決數(shù)學(xué)問題,加深對(duì)知識(shí)的理解,從而不斷提升學(xué)生解決不等式問題的效率。
3.不等式等價(jià)轉(zhuǎn)化問題
在學(xué)習(xí)人教版知識(shí)時(shí),一道例題是:不等式|x2-4x+p|+|x-3|≤5的x的最大值是3,那么請(qǐng)求出p的值。學(xué)生在解決此類不等式題時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因是學(xué)生并未進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,無法理解x的最大值是3的真正內(nèi)涵。
解決問題的主要步驟:因?yàn)閤的最大值是3,所以x-3<0,原不等式則可以替換為等價(jià)的|x2-4x+p|-(x-3)≤5。通過化簡可以轉(zhuǎn)化為-x-2≤x2-4x+p≤x+2,最后可以得到{ ? ,假設(shè)①和②的根依次是x1、x2(x2>x1)、x2x3(x4x3),則x2=3或者x4=3,
假如x2=3,那么9-15+p-2=0,所以解得p的數(shù)值為8;
假如x4=3,那么9-9+p+2=0,所以解得p的數(shù)值為-2;
當(dāng)p=-2,原不等式組無解,那么p的數(shù)值則為8。
學(xué)生在解決此類問題時(shí),到了后面則會(huì)忘記前面的數(shù)學(xué)知識(shí),要想真正解決此類問題,就要多做題,多練習(xí),才能夠更好地克服和解決學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)帶來的負(fù)遷移效果。學(xué)生不會(huì)等價(jià)轉(zhuǎn)化方法,就要進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練,直到學(xué)生掌握知識(shí)內(nèi)容為止。不等式是高考數(shù)學(xué)必考知識(shí)點(diǎn),不等式知識(shí)掌握程度直接影響了學(xué)生數(shù)學(xué)成績,所以在平時(shí)做題過程中一定要準(zhǔn)備好一本錯(cuò)題集,將容易做錯(cuò)和經(jīng)常出錯(cuò)的數(shù)學(xué)題目抄寫下來,在題目旁邊一定要書寫出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因,經(jīng)常將錯(cuò)題本拿出來閱讀和思考,堅(jiān)決不能在同一個(gè)地方跌倒兩次。
4.含參不等式問題
通常解決含參數(shù)不等式問題時(shí),需要用到分類討論方法,選擇恰當(dāng)?shù)姆诸惙绞?。要想真正解決數(shù)學(xué)問題,就要分析參數(shù)是否為零以及不能重復(fù)和遺漏等。比如,人教版例題中關(guān)于x的不等式是ax2-2x+1>0,(a是常數(shù),并且a∈R)。遇到此類數(shù)學(xué)問題,學(xué)生就要立即想到采用分類情況進(jìn)行討論,分別是a=0、a>0和a<0三種情況,并且在a>0時(shí)還要注重有效區(qū)別▲的數(shù)值。解決此種類型的數(shù)學(xué)題目一定要記得使用的解題技巧就是參數(shù)一定要以分類形式進(jìn)行討論,確保整個(gè)過程不重復(fù),也不遺漏?;静坏仁浇鉀Q方法就是湊項(xiàng),拆項(xiàng),配系數(shù),換元和取倒數(shù)的代換。
5.絕對(duì)值不等式問題
解決絕對(duì)值不等式問題可以通過變形將絕對(duì)值符號(hào)去除,然后將不等式轉(zhuǎn)化為一元一次以及一元二次不等式組,求解起來更加簡單,含有多個(gè)絕對(duì)值符號(hào)的不等式解決方法,一般可以采用零點(diǎn)分段方法進(jìn)行求解,也可以用解決實(shí)數(shù)絕對(duì)值的方法表示的幾何意義進(jìn)行求解,還要考慮不等式的最值問題。解決問題的主要思路就是通過各種方式將問題轉(zhuǎn)化為不含絕對(duì)值符號(hào)的一個(gè)簡單式子進(jìn)行計(jì)算。
6.不等式恒成立問題
不等式恒成立問題一般會(huì)和高中數(shù)學(xué)知識(shí)中數(shù)列以及抽象函數(shù)結(jié)合起來,此類數(shù)學(xué)問題屬于高中數(shù)學(xué)不等式問題的難點(diǎn)問題,對(duì)于學(xué)生來說都是比較抽象的,容易出現(xiàn)錯(cuò)誤,比如,人教版不等式例題函數(shù)f(x)-Ln(1+x), g(x)=xf'(x),x≥0,其中f'(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù)。
(1)假設(shè)g1(x)=g(x),gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+,求出gn(x)的表達(dá)式。
(2)假設(shè)f(x)≥ag(x)恒成立,那么請(qǐng)求出a的取值范圍。
(3)假設(shè)n∈N+,對(duì)比g(1)+g(2)+...+g(n)和n- f(n)的大小,并通過簡單解題步驟進(jìn)行證明。
此道數(shù)學(xué)例題考查的是不等式和函數(shù)導(dǎo)數(shù)閉區(qū)間的最值問題,依照函數(shù)單調(diào)性問題,解決此類數(shù)學(xué)問題一般要使用分離變量以及變形方案,或者使用變換主元以及構(gòu)造函數(shù)的方法進(jìn)行解決,還可以使用函數(shù)單調(diào)性和基本不等式形式求解,最值問題可以通過一種方式轉(zhuǎn)化為基本不等式進(jìn)行求解,并且在轉(zhuǎn)化不等式過程中還要格外注意不等式等號(hào)方向,解決問題期間要注意一正二定三相等。
綜上所述,在解決高中數(shù)學(xué)問題時(shí)一定要高度重視數(shù)學(xué)實(shí)踐內(nèi)容,對(duì)不等式知識(shí)內(nèi)容容易出錯(cuò)題型進(jìn)行整理和記錄,做好不等式證明、轉(zhuǎn)化和最值求解工作,掌握具體解題技巧,從而可以更好地解決數(shù)學(xué)問題,以便于在高考中獲得更好的成績。
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[1]吳建芬.高中數(shù)學(xué)不等式易錯(cuò)題分析[J].中學(xué)數(shù)學(xué),2018(13).
[2]王 楠.高中數(shù)學(xué)不等式易錯(cuò)題型及解題技巧[J].好家長,2017(40).
課題項(xiàng)目:高中數(shù)學(xué)“先學(xué)后教”與“先教后學(xué)”教學(xué)模式的比較研究(20164617)。
作者簡介:李 靜(1990— ),女,吉林長春人,中學(xué)一級(jí)教師,本科,研究方向:高中數(shù)學(xué)教學(xué)。