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關(guān)鍵詞:不等式;導(dǎo)數(shù);定積分;證明
中圖分類號:G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)17-0110-02
不等式證明是高等數(shù)學(xué)中常見的題型,證明方法靈活多樣,具有較強(qiáng)的技巧性和綜合性。同時(shí)由于知識(shí)結(jié)構(gòu)不同,高等數(shù)學(xué)中不等式證明方法和高中時(shí)應(yīng)用的證明方法也有所不同。下面我們介紹高等數(shù)學(xué)中常用的幾種不等式證明方法,以幫助剛踏入大學(xué)的同學(xué)轉(zhuǎn)變證明思路,快速掌握高等數(shù)學(xué)中的不等式證明方法。
一、利用導(dǎo)數(shù)知識(shí)證明不等式
(一)利用函數(shù)單調(diào)性
此方法關(guān)鍵是根據(jù)題設(shè)條件構(gòu)造合理的輔助函數(shù),將不等式證明轉(zhuǎn)化為比較兩個(gè)函數(shù)值的大小。
例1?搖 證明不等式ex>1+x,x≠0
證明:設(shè)f(x)=ex-1-x,則f'(x)=ex-1.故當(dāng)x>0時(shí),f'(x)>0,f(x)嚴(yán)格遞增;當(dāng)x
(二)利用函數(shù)的極值和最值
當(dāng)給定的不等式是具體的函數(shù),且又給出自變量的變化范圍,欲證明它大于或是小于某個(gè)定數(shù),這時(shí)往往利用函數(shù)的極值和最值來證明不等式。
例2 當(dāng)x≥0時(shí),證明nxn-1-(n-1)xn-1≤0(n>0,n∈N).
證明:令f(x)=nxn-1-(n-1)xn-1,則f'(x)=n(n-1)xn-2-n(n-1)xn-1=n(n-1)xn-2(1-x).令f'(x)=0,得駐點(diǎn)x=1(因?yàn)閤=0 是x≥0的端點(diǎn),所以x=0不是駐點(diǎn))且當(dāng)x
(三)利用函數(shù)的凹凸性
當(dāng)所求證的不等式中出現(xiàn)了形如f■,■的式子時(shí),我們可以考慮根據(jù)函數(shù)凹凸性的一些性質(zhì)來證明。
例3 己知:α
證明:設(shè)函數(shù)f(x)=x3,x∈(0,+∞),則f'(x)=3x2。f''(x)=6x>0.由引理可知:函數(shù)f(x)=x3,x∈(0,+∞)是凹函數(shù)。設(shè)a1=a2=■,x1=α,x2=β,則f(a1x1+a2x2)=f(■α+■β)=f■≤a1f(x1)+a2f(x2)=■,而f■=■■,且由已知得到■=■≤1,所以■=f■≤■≤1.故有α+β≤2.
(四)利用微分中值定理
微分中值定理將函數(shù)與導(dǎo)數(shù)有機(jī)地聯(lián)系起來,如果所求證不等式經(jīng)過簡單變形后,與微分中值公式的結(jié)構(gòu)有相似性,就可以考慮利用微分中值定理來證明,其關(guān)鍵是構(gòu)造一個(gè)輔助函數(shù),然后通過微分中值定理的公式證明。
微分中值定理包括費(fèi)馬引理,羅爾定理,拉格朗日中值定理,柯西中值定理等。其中比較重要的是羅爾定理,拉格朗日中值定理,柯西中值定理。
例4 證明:對一切h>-1,h≠0成立不等式■
證明:設(shè)f(x)=ln(1+x),則由微分中值定理得到ln(1+h)=ln(1+h)-ln1=■,0
當(dāng)h>0時(shí),由0
(五)利用泰勒公式
當(dāng)所涉及命題中出現(xiàn)二階或更高階導(dǎo)數(shù)時(shí),我們可以考慮使用泰勒公式證明,其關(guān)鍵是選擇恰當(dāng)?shù)奶厥恻c(diǎn)展開。
例5 設(shè)f(x)在[0,1]上的二階導(dǎo)數(shù)連續(xù),f(0)=f(1)=0,并且當(dāng)x∈(0,1)時(shí),f''(x)≤A.求證:f''(x)≤■,x∈(0,1).
證明:因?yàn)閒(x)在[0,1]上有二階連續(xù)導(dǎo)數(shù),所以f(x) 可以展開為一階泰勒公式f(x)=f(x0)+f'(x0)(x-x0)+f''(ξ)■,其中ξ在x與x0之間.
取x=0,x0=x,則泰勒公式為:,f(0)=f(x)+f'(x)(0-x)+f''(ξ)■,其中0
因?yàn)閒(1)=f(0)=0,上面兩式相減得f'(x)=f(1)-f(0)+■f''(ξ1)x2-f''(ξ2)(1-x)2,又f(x)≤A,x∈(0,1),所以f'(x)≤■[x2+(1-x)2]=■(2x2-2x+1),而0≤x≤1,(2x2-2x+1)≤1,故f''(x)≤■.
二、定積分不等式的證明方法
(一)利用定積分的性質(zhì)
性質(zhì):設(shè)函數(shù)f(x)和g(x)在區(qū)間[a,b]可積,且f(x)≤g(x),則■f(x)dx≤■g(x)dx.
例6 設(shè)f(x)在區(qū)間[0,1]上連續(xù)且單調(diào)減少,試證:對任何a∈(0,1),有■f(x)dx≥a■f(x)dx.
證明:構(gòu)造變上限的積分函數(shù),令F(t)=■f(x)dx-t■f(x)dx,t∈(0,1),則有F(0)=0,且由上式可以看出t≥x≥0,所以f(t)≤f(x),故有定積分的性質(zhì)得到F'(t)=f(t)-■f(x)dx=■f(t)dx-■f(x)dx=■[f(t)-f(x)]dx≤0.
因此由拉格朗日中值定理得到F(a)-F(0)=F'(ξ)a≤0,ξ∈(0,a),即F(a)≤0,原式得證。
(二)利用積分中值定理
積分中值定理:設(shè)函數(shù)f(x)在[a,b]連續(xù),則至少存在一點(diǎn)ξ∈(a,b),使得■f(x)dx=f(ξ)(b-a)。
例7 設(shè)f(x)≥0在[0,1]上連續(xù),且單調(diào)下降,0
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);不等式;解題思路
不等式是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容,同時(shí)也是高考中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此,高中數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行不等式的教學(xué)中應(yīng)當(dāng)在對重要不等式進(jìn)行概念講解的基礎(chǔ)上同時(shí)注重不等式解題思路的有效分析。
一、高中數(shù)學(xué)教學(xué)中重要不等式的簡析
不等式作為高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn),數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)注重對不等式的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行合理的講解與闡述。高中數(shù)學(xué)中重要的不等式主要有均值不等式、柯西不等式、三角不等式等。以下從幾個(gè)方面出發(fā),對高中數(shù)學(xué)教學(xué)中重要不等式進(jìn)行簡析。
1.均值不等式
均值不等式一直是不等式中的重要考點(diǎn),其中有調(diào)和平均數(shù)與幾何平均數(shù)、算數(shù)平均數(shù)、平方平均數(shù)的大小關(guān)系歷來是常考的內(nèi)容,其中調(diào)和平均數(shù)Hn=n/(1/a1+1/a2+...+1/an)≤幾何平均數(shù)Gn=(a1a2…an)(1/n)≤算術(shù)平均數(shù)An=(a1+a2+…+an)/n≤平方平均數(shù)Qn=,即調(diào)和平均數(shù)小于等于幾何平均數(shù)、算數(shù)平均數(shù)、平方平均數(shù)(Hn≤Gn≤An≤Qn)
2.柯西不等式
柯西不等式是不等式中的重要內(nèi)容,在高考中柯西不等式二維形式的證明是重要考點(diǎn),柯西不等式二維形式的證明為(a2+b2)(c2+d2)(a,b,c,d∈R)=a2?c2+b2?d2+a2?d2+b2?c2=a2?c2+2abcd+b2?d2+a2?d2-2abcd+b2?c2=(ac+bd)2+(ad-bc)2≥(ac+bd)2,既等號在且僅在ad-bc=0即ad=bc時(shí)成立。
3.三角不等式
在三角不等式中,和差化積是學(xué)生比較難以掌握的點(diǎn),和差化積的主要內(nèi)容有
sinα+sinβ=2sin[(α+β)/2]?cos[(α-β)/2]
sinα-sinβ=2cos[(α+β)/2]?sin[(α-β)/2]
cosα+cosβ=2cos[(α+β)/2]?cos[(α-β)/2]
cosα-cosβ=-2sin[(α+β)/2]?sin[(α-β)/2]
這四個(gè)公式也是不等式解題思路中常用的工具。
二、高中數(shù)學(xué)教學(xué)中重要不等式的解題思路
在不等式的教學(xué)過程中高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)當(dāng)注重解題思路的有效應(yīng)用,通過授之以漁的方法促進(jìn)學(xué)生對不等式這一重要的數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)。高中數(shù)學(xué)教學(xué)中比較重要的不等式解題思路主要有比較法、分析法、綜合法、放縮法等。以下從幾個(gè)方面出發(fā),對高中數(shù)學(xué)教學(xué)中重要不等式解題思路進(jìn)行分析。
1.比較法
不等式中比較法的解題思路通常是通過對實(shí)數(shù)n和b進(jìn)行比較,并通過變形、作差、通分、配方等一系列方法對不等式進(jìn)行比較與判斷。在這一過程中高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)當(dāng)注重因式分解、和差化積等方面的有效應(yīng)用,從而使學(xué)生對不等式比較法的解題思路有著更清晰的認(rèn)識(shí)。
2.分析法
不等式法中分析法的解題思路大多從需要證明的結(jié)論出發(fā)并進(jìn)行反向推導(dǎo),在這一過程同通過對題目中提供的公式與數(shù)字進(jìn)行分析最后得出已知條件。在進(jìn)行分析法解題思路的講解過程中高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)當(dāng)注意分析法中所有推導(dǎo)過程都必須是可逆的。
3.綜合法
高中數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行綜合法的解題思路講解時(shí)應(yīng)當(dāng)注重對不同的定理與公式進(jìn)行綜合性應(yīng)用并結(jié)合題目中提供的已知條件與數(shù)字一步一步進(jìn)行綜合性的分析,從而得到最終要證明的結(jié)論。
4.放縮法
放縮法是高中數(shù)學(xué)中不等式的重要解題思路。放縮法主要應(yīng)用在不等式的證明中,在這一過程中根據(jù)不等式的傳遞性,數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行公式變形時(shí)可以將一些式子與數(shù)字進(jìn)行放大與縮小,從而達(dá)到有效證明的效果。在這一過程中高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)當(dāng)注重教授學(xué)生放縮的尺度,促進(jìn)學(xué)生放縮法解題思路應(yīng)用水平的有效提升。
隨著我國數(shù)學(xué)教學(xué)水平的不斷進(jìn)步,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中對不同的解題思路進(jìn)行探索成為數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要任務(wù)。不等式作為高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn),高中數(shù)學(xué)教師在進(jìn)行這一部分知識(shí)的教學(xué)時(shí)應(yīng)當(dāng)注重對不同不等式的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行清晰的講解。在使學(xué)生掌握了扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)后通過對不同解題思路進(jìn)行分析從而使學(xué)生能夠更好地掌握這一高中數(shù)學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容。
參考文獻(xiàn):
[1]黃海燕.基于數(shù)學(xué)不等式解題思路的探討[J].理科考試研究,2012,5(11):52-55.
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);類比思想;學(xué)生學(xué)習(xí)
類比是指比較兩個(gè)研究對象在形式、屬性、特征和關(guān)系等方面的類似之處,從而推斷兩者在其他方面類似的推理方法,有利于發(fā)現(xiàn)兩個(gè)研究對象之間存在的規(guī)律. 在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)教師有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的類比思想,不但可以幫助學(xué)生對數(shù)學(xué)知識(shí)溫故知新,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)新舊知識(shí)間的聯(lián)系,而且可以將復(fù)雜抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)簡單形象化,易于學(xué)生理解與掌握,筆者從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)多年來,不斷進(jìn)行數(shù)學(xué)思想方法在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)效性的探索與研究,在本文中以案例分析的形式說明類比思想運(yùn)用于高中數(shù)學(xué)教學(xué)之中的優(yōu)越性,希望能給讀者帶來一定的幫助和參考.
[?] 合理運(yùn)用類比思想服務(wù)于教學(xué)之中,由淺入深幫助學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)新知
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中,很多數(shù)學(xué)概念的知識(shí)點(diǎn)間相似之處較多,而在學(xué)習(xí)新概念的時(shí)候,數(shù)學(xué)教師需要將其與學(xué)生已掌握的概念進(jìn)行類比,從而幫助學(xué)生較好地理解與掌握新概念. 例如在講解“點(diǎn)、線、面間的位置關(guān)系”時(shí),高中數(shù)學(xué)教師可以利用類比思想培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力. 如平行線的傳遞性在平面和空間都成立,而平面條件下成立的命題“如果直線ab,bc,則a∥c”,拓展至空間時(shí)則不成立,而這樣對數(shù)學(xué)概念進(jìn)行有效類比更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)新概念,對數(shù)學(xué)概念的認(rèn)識(shí)更為準(zhǔn)確.又如高中數(shù)學(xué)教師在講解函數(shù)性質(zhì)時(shí),可以指導(dǎo)學(xué)生利用函數(shù)圖象與實(shí)例,讓學(xué)生以函數(shù)角度去類比處理不等式、方程和數(shù)列等問題,這樣既可以幫助學(xué)生熟練應(yīng)用類比思想,又可以幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系. 再如高中數(shù)學(xué)教師在講解復(fù)數(shù)運(yùn)算時(shí),可以將復(fù)數(shù)運(yùn)算與實(shí)數(shù)運(yùn)算相類比,而解題中常用的數(shù)形結(jié)合、換元法等解題方法與思路,也在某種程度上是類比思想的體現(xiàn).同樣,在講解數(shù)學(xué)定理時(shí),如果教師只是要求去學(xué)生死記硬背,不注重對定理發(fā)現(xiàn)過程的理解,那么學(xué)生很容易忘記,無法做到理解運(yùn)用. 雖然立體幾何中的某些定理已經(jīng)過證明,學(xué)生只需要了解運(yùn)用即可,但是如果教師有意識(shí)地利用類比思想對定理證明的過程進(jìn)行適當(dāng)講解,就可以拓寬學(xué)生的思維,提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題能力,強(qiáng)化學(xué)生利用類比思想分析和解題的意識(shí),幫助學(xué)生加深對數(shù)學(xué)新知識(shí)的理解、掌握和靈活運(yùn)用.
關(guān)鍵詞:新課程 教學(xué)改革 創(chuàng)新
從總體上說,當(dāng)今的中學(xué)課堂教學(xué),仍然是灌輸式教學(xué)占絕對優(yōu)勢。很顯然,有些教學(xué)改革就其內(nèi)在動(dòng)機(jī)而言,主要還是面向各種考試,特別是應(yīng)付高考的。隨著國家新課程標(biāo)準(zhǔn)的全面實(shí)施,尤其是隨著普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材的面世和進(jìn)人實(shí)驗(yàn)區(qū),高中教學(xué)無論是在理念層面還是在操作層面,都將面臨許多新的挑戰(zhàn)。因此,高中教學(xué)如何才能適應(yīng)新課程改革所提出的各項(xiàng)要求,就成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。下面就當(dāng)今高中數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題及對策談?wù)勛约簻\顯的認(rèn)識(shí)。
1.高中數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題。數(shù)學(xué)是一切科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ),因而數(shù)學(xué)的重要作用和地位是不容置疑的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,數(shù)學(xué)與其他科學(xué)之間的相互交叉,相互滲透,大量的數(shù)學(xué)方法在科學(xué)研究和各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域被成功應(yīng)用,這些都顯示了數(shù)學(xué)的巨大作用。高中數(shù)學(xué)的教學(xué)任務(wù)就是要通過教學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)思想和方法,展示數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的適用性和有效性,并能用數(shù)學(xué)知識(shí)分析問題和解決實(shí)際問題的能力,使學(xué)生初步具備能深入自學(xué)數(shù)學(xué)的能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力,即數(shù)學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。但現(xiàn)在的高中數(shù)學(xué)教育中,有許多令人不滿意的地方,改革也迫在眉睫,就高中數(shù)學(xué)教學(xué)而言存在以下幾個(gè)問題。
(1)教學(xué)內(nèi)容的局限。眾所周知,現(xiàn)在高中數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容,大都是新舊交替,內(nèi)容陳1日,基本上一應(yīng)試教育為目的的框架,突出的問題為以理論知識(shí)和邏輯推導(dǎo)的傳授為主,主要尋求問題的解析解,缺乏數(shù)值計(jì)算,重在許許多多的變換技巧,缺乏現(xiàn)代數(shù)學(xué)的應(yīng)用性,信息量少,不能體現(xiàn)現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法,這使得高中數(shù)學(xué)內(nèi)容滯后實(shí)際需要。同時(shí)這種重技巧的訓(xùn)練使得課程內(nèi)容多,而學(xué)時(shí)少,師生共同趕進(jìn)度,于是犧牲應(yīng)用,多講理論,深?yuàn)W的理論使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高,嚴(yán)重影響教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生求知用學(xué)的積極性,更不要說對學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)素質(zhì)教育了,學(xué)生的學(xué)習(xí)是為了應(yīng)付考試,高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)入一種不良循環(huán),很多學(xué)生學(xué)習(xí)厭倦,當(dāng)用到數(shù)學(xué)知識(shí)時(shí),才感到數(shù)學(xué)的重要,為時(shí)已晚。
(2)現(xiàn)代技術(shù)的教育手段運(yùn)用不足。高中數(shù)學(xué)在強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)素質(zhì)教育,創(chuàng)新能力培養(yǎng)的今天,教學(xué)手段也應(yīng)不斷更新,各種數(shù)學(xué)軟件包,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)以及數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)的介人,使得我們的教學(xué)手段更具有現(xiàn)代化,效果更好。而這些工具我們很少用到高中數(shù)學(xué)的教學(xué)中,依然是教師在黑板上重復(fù)著定理的推導(dǎo),定理的證明,學(xué)生在聽的單一教學(xué)方式,這樣很難減少課時(shí)數(shù),很難改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài),不能實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng),雙向交流。
2.實(shí)施教學(xué)改革的探索。在教學(xué)中,通過師生交流和相互作用,教師要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,注重不同學(xué)生的素質(zhì),教授給符合學(xué)生要求的數(shù)學(xué)知識(shí),真正培養(yǎng)學(xué)生分析,解決問胚的能力。這些問題是培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)的關(guān)鍵,也是提高學(xué)生數(shù)學(xué)素質(zhì)關(guān)鍵所在。
(1)注意精講,幫助學(xué)生理解深度知識(shí)。學(xué)生的年齡特點(diǎn),知識(shí)經(jīng)驗(yàn)以及數(shù)學(xué)自身的特點(diǎn),決定了一些數(shù)學(xué)內(nèi)容需要深度講解。這些內(nèi)容包括學(xué)生對某-此數(shù)學(xué)概念未建立之前而自身需要主動(dòng)建構(gòu)這個(gè)知識(shí)框架的數(shù)學(xué)內(nèi)容;這些數(shù)學(xué)內(nèi)容包含大量的邏輯上沒有聯(lián)系且遠(yuǎn)離學(xué)生實(shí)際的事實(shí),一些重要概念或不加證明的公理等。這些內(nèi)容教師宜作深度講解,即采取精講的方法。對于高中數(shù)學(xué)中的導(dǎo)數(shù)概念、連續(xù)性、單調(diào)性、周期性定義等需要細(xì)致深入的精講,從其產(chǎn)生的知識(shí)背景及發(fā)展過程,以及數(shù)學(xué)家如何分析歸納這類現(xiàn)象和問題,而由此提出的新概念、新理論。從中把解決這類問題的過程、思想、力法展示給學(xué)生,以此建立相關(guān)概念并培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。
(2)注重抽象定理內(nèi)容的解釋,體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想。證明顯沒有經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生最害怕的事情,而教師對知識(shí)的解釋則相對受歡迎,因?yàn)榻忉屚ǔ1徽J(rèn)為不像證明那樣形式化。從另外一方面來說,一個(gè)好的解釋里實(shí)際包含了一個(gè)形式證明的重要思想,集中精力于解釋定理里所包含的數(shù)學(xué)思想而不是證明,這樣并沒有削弱對定理內(nèi)容的理解。我們重復(fù)一個(gè)被前人已證明過無數(shù)次的定理,學(xué)生對這個(gè)定理的內(nèi)容并不一定理解,我們真正的目標(biāo)是理解。、對于高中數(shù)學(xué)巾抽象內(nèi)容,要求教師形象解釋,使學(xué)生理解,通過解釋來理解這些內(nèi)容,而不是把重點(diǎn)放在證明。解釋其中包含的數(shù)學(xué)思想,了解其背后的數(shù)學(xué)精神,讓學(xué)生受到數(shù)學(xué)文化的熏陶,受到智慧的啟迪。
(3)積極開展數(shù)學(xué)建模教育。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)就足試圖用數(shù)學(xué)去解決實(shí)際問題,用數(shù)學(xué)語言盡力能刻畫實(shí)際問題,能把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)語言,而這一種轉(zhuǎn)化過程即就是數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)建模就是應(yīng)用建立數(shù)學(xué)模型來解決各種實(shí)際問題的方法,也就是通過實(shí)際問題的抽象、簡化確定變量和參數(shù),并應(yīng)用某些“規(guī)律”建立起變量、參數(shù)問的確定的數(shù)學(xué)問題,求解該數(shù)學(xué)問題,解釋、驗(yàn)證所得到的解,從而確定這個(gè)模型能否進(jìn)一步推廣,解決實(shí)際問題。
(4)充分利用多媒體教學(xué),使教學(xué)手段現(xiàn)代化。在強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育的今天,教學(xué)手段也在不斷的更新,多媒體計(jì)算機(jī)、投影電視系統(tǒng)等高新技術(shù)在教學(xué)中發(fā)揮越來越火的作用。現(xiàn)代技術(shù)手段用于教學(xué)中,更能突出數(shù)學(xué)理論直觀再現(xiàn),同時(shí)也突破了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式,而且能促使學(xué)生更好的理解所學(xué)的內(nèi)容,并能使學(xué)生面對實(shí)際問題,積極思考,主動(dòng)參與,學(xué)生使用數(shù)學(xué)軟件加深了對數(shù)學(xué)概念與理論的深入理解。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);不等式;教學(xué)方法
一直以來,不等式都是高中數(shù)學(xué)的一個(gè)重要組成部分,也是高中數(shù)學(xué)中最為經(jīng)典的內(nèi)容之一,它是構(gòu)成數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)中必不可少的一部分,同時(shí)也是最難的要點(diǎn)之一。不等式反映了事物在量上的區(qū)別,是數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容。同時(shí)不等式與很多其他知識(shí)也具有緊密的聯(lián)系,在很多涉及量的范圍以及最值的內(nèi)容上基本都會(huì)用到它。結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提出幾點(diǎn)關(guān)于高中數(shù)學(xué)課堂不等式教學(xué)的建議。
一、把握好不等式內(nèi)容的教學(xué)要求
在高中數(shù)學(xué)課堂的不等式教學(xué)中,首先要準(zhǔn)確地把握好教學(xué)要求,不能隨意地提高教學(xué)要求,而是應(yīng)該在數(shù)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的具體要求下嚴(yán)格控制教學(xué)的深廣度。在課程標(biāo)準(zhǔn)的要求上,教材都給出了詳細(xì)的概括,對幾個(gè)教學(xué)內(nèi)容都給了極為明確的教學(xué)要求,例如,在解含有絕對值的不等式時(shí),只要求學(xué)生可以解幾種特殊類型的不等式即可,而不要求學(xué)生能夠解所有類型的含絕對值的不等式。同時(shí)在用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式的時(shí)候,也只要求學(xué)生會(huì)證明一些簡單的問題等等。另外,在不等式以及數(shù)學(xué)歸納法的很多問題中,常常需要使用一些具有極強(qiáng)技巧性的恒等變形。教師在這個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)中,應(yīng)該控制這方面的教學(xué)要求,不能使整個(gè)教學(xué)陷于一種過于形式化且較為復(fù)雜的恒等變形之類的技巧之中去。此外,還不能對學(xué)生的要求過于高,不能以專業(yè)的水平來要求學(xué)生。對于絕大多數(shù)學(xué)生,需要通過一些極為簡單的問題使他們懂得這個(gè)知識(shí)的應(yīng)用。
二、加強(qiáng)在教學(xué)方式方面的改進(jìn)
現(xiàn)在的高中數(shù)學(xué)教學(xué)中仍然存在著一些極為嚴(yán)重的問題,對學(xué)生而言,最為主要的就是學(xué)習(xí)比較被動(dòng),一般都是通過接受式的方法進(jìn)行學(xué)習(xí),而作為教師一般都選擇灌輸式的教學(xué)方式,這樣就使得教師在教學(xué)中對學(xué)生的引導(dǎo)和啟發(fā)不夠,學(xué)生的探索意識(shí)不強(qiáng),不能主動(dòng)地去發(fā)現(xiàn)新問題,不能用很好的方法去解決問題。這就要求教師在教學(xué)中應(yīng)該注重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。例如,在對基本不等式講解時(shí),教科書中就提出了一個(gè)讓學(xué)生自己思考的問題——“對于三個(gè)正數(shù)會(huì)有怎樣的不等式成立呢?”在學(xué)生證明了關(guān)于三正數(shù)的均值不等式后,又提出了一個(gè)關(guān)于一般均值不等式的解法;在證明完二維和三維的柯西不等式后,就出現(xiàn)了一個(gè)具有探究性的問題——“對比二維形式三維形式的柯西不等式,你能猜想一般形式的柯西不等式嗎?”又如,“一般形式的三角不等式應(yīng)該是怎樣的?”等等,這些具有探究性的問題在整個(gè)教材中隨處可見。教師就應(yīng)該充分地利用這些問題,去引導(dǎo)學(xué)生在自己探究的過程中理解知識(shí)的應(yīng)用過程。
三、借助幾何方法,使學(xué)生對不等式的理解更為直觀
不等式是通過數(shù)量關(guān)系來對整個(gè)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行刻畫的,因此,我們一般是通過用代數(shù)的方法來證明不等式的。要通過代數(shù)進(jìn)行證明,一般需要經(jīng)過一系列的變形,而其中的數(shù)量關(guān)系人們往往是不能直接看出來的。此時(shí),就需要借助幾何方法,把不等式中的有關(guān)量恰當(dāng)?shù)赜脠D形中的幾何量表示出來,這樣,就能很好地表示出不等關(guān)系,使學(xué)生能夠很直觀地從幾何的角度理解很多重要的不等式的幾何背景。我們教科書中所呈現(xiàn)的不等式的幾何背景,往往能夠幫助學(xué)生很好地理解不等式的幾何本質(zhì)。例如:絕對值的三角不等式是通過借助向量以及三角形的邊長關(guān)系表示的;柯西不等式是通過借助向量運(yùn)算表示出來的等等。教師應(yīng)該通過這樣的方式來引導(dǎo)學(xué)生在面對數(shù)學(xué)問題時(shí)能夠從幾何的角度進(jìn)行思考,從而找到解決問題的方法。
四、注重?cái)?shù)學(xué)思想方法
之所以強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思想方法的運(yùn)用,是因?yàn)閿?shù)學(xué)思想方法是通過思維活動(dòng)對數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行認(rèn)知的核心。其中既包括知識(shí)內(nèi)容的最基本的表象概念,也包括需要掌握一定知識(shí)所需要的思維方式。就高中數(shù)學(xué)而言,最為常用的數(shù)學(xué)思想方法主要有化歸、模型、遞推、分類、數(shù)形結(jié)合、函數(shù)與方程等,這些不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)中不可缺少的數(shù)學(xué)方法,同時(shí)還是教師教學(xué)中的重要方法。高中數(shù)學(xué)中最為常用的思想方法有:分類討論思想、數(shù)形結(jié)合思想、轉(zhuǎn)化(化歸)思想、函數(shù)與方程思想等,這些方法都可以在不等式教學(xué)中進(jìn)行滲透。
1.分類討論思想
分類討論思想是根據(jù)數(shù)學(xué)對象的本質(zhì)屬性的異同點(diǎn)把數(shù)學(xué)對象分為不同種類的具有一定的從屬關(guān)系的數(shù)學(xué)思想方法。掌握分類討論思想對提高學(xué)生的理解能力以及對知識(shí)的整理和獨(dú)立獲得有重要幫助,同時(shí)還可以幫助學(xué)生形成較為嚴(yán)密的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。
2.數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合思想是通過用數(shù)解形或以形助數(shù)來處理數(shù)學(xué)問題。數(shù)形結(jié)合思想在整個(gè)高中數(shù)學(xué)教育中都是可以使用的。這一思想的具體運(yùn)用體現(xiàn)在數(shù)軸、三角法、復(fù)數(shù)法、計(jì)算法和幾何題、向量法、圖解法、解析法等等。這些都是用數(shù)形結(jié)合思想使抽象問題具體化,復(fù)雜問題簡單化,使問題更簡單地被解決。在不等式的教學(xué)中,教師更應(yīng)充分地利用圖形以及圖象讓學(xué)生更清楚地理解知識(shí)。這些不等式問題的解決,如果利用數(shù)形結(jié)合思想,將不等式中的抽象思維和形象思維加以結(jié)合,就能使不等式的問題化困難為簡單。
3.轉(zhuǎn)化(化歸)思想
轉(zhuǎn)化思想是將已有的相關(guān)知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過觀察、聯(lián)想以及類比等方式,把問題變換、轉(zhuǎn)化成容易解決的問題的思想方法。這個(gè)方法是讓學(xué)生形成一種化歸意識(shí),在平時(shí)的學(xué)習(xí)中熟練地掌握各種知識(shí)的轉(zhuǎn)化,將復(fù)雜的問題簡單化,抽象的問題具體化。例如,可以將多元方程通過轉(zhuǎn)化思想轉(zhuǎn)化為一元方程,將鈍角三角函數(shù)轉(zhuǎn)化為銳角三角函數(shù),把高次的方程化為低次的方程等等。學(xué)生能將新學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到舊知識(shí)中去,在學(xué)習(xí)了新知識(shí)的同時(shí)又鞏固了舊知識(shí)。
4.函數(shù)方程思想
函數(shù)方程思想是在解決有些數(shù)學(xué)問題時(shí),通過構(gòu)造適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)或者方程將問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)或者方程的思想,函數(shù)與方程之間是互相聯(lián)系的。例如,證明不等式離不開換元以及函數(shù)的單調(diào)性,函數(shù)方程思想有助于加深對數(shù)學(xué)知識(shí)的理解,對數(shù)學(xué)教學(xué)具有重要意義。
不等式在整個(gè)高中數(shù)學(xué)中的作用極其重要。作為教師,在對不等式進(jìn)行教學(xué)時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生逐步地學(xué)會(huì)自我學(xué)習(xí),這樣有助于知識(shí)更容易被吸收,也更牢固。通過以上高中數(shù)學(xué)不等式教學(xué)方法的探討,希望可以給教師的授課以及學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來幫助。
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