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【摘要】思维品质是指个体思维活动特殊性的外部表现.它包括思维的严密性、思维的灵活性、思维的深刻性、思维的批判性和思维的敏捷性等品质.函数作为高中数学的主线,贯穿于整个高中数学的始终.在解函数题中强调定义域对解题结论的作用与影响,对提高学生的数学思维品质是十分有益的.
【关键词】高中数学;函数的定义域;思维品质;培养
函数的定义域是构成函数的两大要素之一,函数的定义域(或变量的允许值范围)似乎是非常简单的,然而在解决问题中不加以注意,常常会使人误入歧途.为此,笔者从函数的定义域入手,探讨了如何培养学生的数学思维品质.
一、函数之解析式与定义域
函数关系式包括定义域和对应法则,所以在求函数的关系式时必须要考虑所求函数关系式的定义域,否则所求函数关系式可能是错误的.例如,某单位计划建筑一矩形围墙,现有材料可筑墙的总长度为100 m,求矩形的面积S与矩形长x的函数关系式.
解 设矩形的长为x米,则宽为(50-x)米,由题意得:
S=x(50-x).
故函数关系式为:S=x(50-x).
如果解题到此为止,则本题的函数关系式还欠完整,缺少自变量x的范围.也就是说学生的解题思路不够严密.因为当自变量x取负数或不小于50的数时,S的值是负数,即矩形的面积为负数,这与实际问题相矛盾,所以还应补上自变量x的范围:0 即函数关系式为:S=x(50-x),(0 这个例子说明,在用函数方法解决实际问题时,必须要注意到函数定义域的取值范围对实际问题的影响.若考虑不到这一点,就体现出学生思维缺乏严密性.若注意到定义域的变化,就说明学生的解题思维过程体现出较好的思维严密性.
二、函数之最值问题与定义域
函数的最值是指函数在给定的定义域区间上能否取到最大(小)值的问题.如果不注意定义域,将会导致最值的错误.例如,求函数y=x2-2x-3在\[-2,5\]上的最值.
解 ∵y=x2-2x-3=(x2-2x 1)-4=(x-1)2-4,
∴当x=1时,ymin=-4.
初看结论,本题似乎没有最大值,只有最小值.产生这种错误的根源在于学生是按照求二次函数最值的思路,而没有注意到已知条件发生变化.这是思维呆板性的一种表现,也说明学生思维缺乏灵活性.
其实以上结论只是对二次函数y=ax2 bx c(a>0)在R上适用,而在指定的定义域区间[p,q]上,它的最值应分如下情况:
(1)当-b2a (2)当-b2a>q时,y=f(x)在[p,q]上是单调递减函数,f(x)max=f(p),f(x)min=f(q);
(3)当p≤-b2a≤q时,y=f(x)在[p,q]上的最值情况是:
f(x)min=f(-b2a)=4ac-b24a,f(x)max=max{f(p),f(q)}.即最大值是f(p),f(q)中最大的一个值.
故本题还要继续做下去:
∵-2≤1≤5,∴f(-2)=(-2)2-2×(-2)-3=-3,f(5)=52-2×5-3=12.
∴f(x)max=max{f(-2),f(5)}=f(5)=12.
∴函数y=x2-2x-3在\[-2,5\]上的最小值是-4,最大值是12.
这个例子说明,在函数定义域受到限制时,若能注意定义域的取值范围对函数最值的影响,并在解题过程中加以注意,便体现出学生思维的灵活性.
三、函数之值域问题与定义域
函数的值域是该函数全体函数值的集合,当定义域和对应法则确定,函数值也随之而定.因此在求函数值域时,应注意函数定义域.例如,求函数y=4x-5 2x-3的值域.
错解 令t=2x-3,则2x=t2 3,
∴y=2(t2 3)-5 t=2t2 t 1=2t 142 78≥78.
故所求的函数值域是78, ∞.
剖析 经换元后,应有t≥0,而函数y=2t2 t 1在\[0, ∞)上是增函数,所以当t=0时,ymin=1.
故所求的函数值域是\[1, ∞).
以上例子说明,变量的允许值范围是何等的重要,若能发现变量隐含的取值范围,精细地检查解题思维的过程,就可以避免以上错误结果的产生.也就是说,学生若能在解好题目后,检验已经得到的结果,善于找出和改正自己的错误,善于精细地检查思维过程,便体现出良好的思维批判性.
综上所述,在求解函数函数关系式、最值(值域)等问题中,若能精细地检查思维过程,思辨函数定义域有无改变(指对定义域为R来说),对解题结果有无影响,就能提高学生质疑辨析的能力,有利于培养学生的思维品质,从而不断提高学生的思维能力,进而有利于培养学生思维的创造性.
【参考文献】
[1]王岳庭主编.数学教师的素质与中学生数学素质的培养论文集.北京海洋出版社,1998.
[2]田万海主编.数学教育学.杭州:浙江教育出版社,1993.
[3]庄亚栋主编.高中数学教与学(99.2、99.6).扬州:中学数学教与学编辑部出版,1999.
【关键词】高中数学;函数的定义域;思维品质;培养
函数的定义域是构成函数的两大要素之一,函数的定义域(或变量的允许值范围)似乎是非常简单的,然而在解决问题中不加以注意,常常会使人误入歧途.为此,笔者从函数的定义域入手,探讨了如何培养学生的数学思维品质.
一、函数之解析式与定义域
函数关系式包括定义域和对应法则,所以在求函数的关系式时必须要考虑所求函数关系式的定义域,否则所求函数关系式可能是错误的.例如,某单位计划建筑一矩形围墙,现有材料可筑墙的总长度为100 m,求矩形的面积S与矩形长x的函数关系式.
解 设矩形的长为x米,则宽为(50-x)米,由题意得:
S=x(50-x).
故函数关系式为:S=x(50-x).
如果解题到此为止,则本题的函数关系式还欠完整,缺少自变量x的范围.也就是说学生的解题思路不够严密.因为当自变量x取负数或不小于50的数时,S的值是负数,即矩形的面积为负数,这与实际问题相矛盾,所以还应补上自变量x的范围:0 即函数关系式为:S=x(50-x),(0 这个例子说明,在用函数方法解决实际问题时,必须要注意到函数定义域的取值范围对实际问题的影响.若考虑不到这一点,就体现出学生思维缺乏严密性.若注意到定义域的变化,就说明学生的解题思维过程体现出较好的思维严密性.
二、函数之最值问题与定义域
函数的最值是指函数在给定的定义域区间上能否取到最大(小)值的问题.如果不注意定义域,将会导致最值的错误.例如,求函数y=x2-2x-3在\[-2,5\]上的最值.
解 ∵y=x2-2x-3=(x2-2x 1)-4=(x-1)2-4,
∴当x=1时,ymin=-4.
初看结论,本题似乎没有最大值,只有最小值.产生这种错误的根源在于学生是按照求二次函数最值的思路,而没有注意到已知条件发生变化.这是思维呆板性的一种表现,也说明学生思维缺乏灵活性.
其实以上结论只是对二次函数y=ax2 bx c(a>0)在R上适用,而在指定的定义域区间[p,q]上,它的最值应分如下情况:
(1)当-b2a (2)当-b2a>q时,y=f(x)在[p,q]上是单调递减函数,f(x)max=f(p),f(x)min=f(q);
(3)当p≤-b2a≤q时,y=f(x)在[p,q]上的最值情况是:
f(x)min=f(-b2a)=4ac-b24a,f(x)max=max{f(p),f(q)}.即最大值是f(p),f(q)中最大的一个值.
故本题还要继续做下去:
∵-2≤1≤5,∴f(-2)=(-2)2-2×(-2)-3=-3,f(5)=52-2×5-3=12.
∴f(x)max=max{f(-2),f(5)}=f(5)=12.
∴函数y=x2-2x-3在\[-2,5\]上的最小值是-4,最大值是12.
这个例子说明,在函数定义域受到限制时,若能注意定义域的取值范围对函数最值的影响,并在解题过程中加以注意,便体现出学生思维的灵活性.
三、函数之值域问题与定义域
函数的值域是该函数全体函数值的集合,当定义域和对应法则确定,函数值也随之而定.因此在求函数值域时,应注意函数定义域.例如,求函数y=4x-5 2x-3的值域.
错解 令t=2x-3,则2x=t2 3,
∴y=2(t2 3)-5 t=2t2 t 1=2t 142 78≥78.
故所求的函数值域是78, ∞.
剖析 经换元后,应有t≥0,而函数y=2t2 t 1在\[0, ∞)上是增函数,所以当t=0时,ymin=1.
故所求的函数值域是\[1, ∞).
以上例子说明,变量的允许值范围是何等的重要,若能发现变量隐含的取值范围,精细地检查解题思维的过程,就可以避免以上错误结果的产生.也就是说,学生若能在解好题目后,检验已经得到的结果,善于找出和改正自己的错误,善于精细地检查思维过程,便体现出良好的思维批判性.
综上所述,在求解函数函数关系式、最值(值域)等问题中,若能精细地检查思维过程,思辨函数定义域有无改变(指对定义域为R来说),对解题结果有无影响,就能提高学生质疑辨析的能力,有利于培养学生的思维品质,从而不断提高学生的思维能力,进而有利于培养学生思维的创造性.
【参考文献】
[1]王岳庭主编.数学教师的素质与中学生数学素质的培养论文集.北京海洋出版社,1998.
[2]田万海主编.数学教育学.杭州:浙江教育出版社,1993.
[3]庄亚栋主编.高中数学教与学(99.2、99.6).扬州:中学数学教与学编辑部出版,1999.