三类数学题的函数图象解答方法
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【摘要】对于高中阶段的学生而言,学会运用函数图象是其应用数形结合思想的主要表现,同时,也能够为解题提供便利。因此,本文将对函数图象中蕴含的数学思想进行阐述,并具体分析函数图象在高中数学解题中的运用,希望可以为高中生更好解答数学题提供帮助。
【关键词】函数图象;高中;数学
在高中数学学习中,函数图象不仅是高中生学习的重点与难点,其还可以对其他知识点起到一定作用,高中生必须合理运用函数图象,明确解题思路,以直观方式找出准确答案,从而为自身解题能力的提高奠定良好基础。
一、函数图象中蕴含的数学思想
数和形是高中数学学习中最重要的两方面,在具体学习过程中,函数图象可以将大部分数量关系直观展示出来,有利于学生快速、准确认识数和形的转化,并有效解决复杂数学问题。因此,高中生必须了解数形结合思想,并加强对函数图象的运用。通常情况下,数形转化有形转数、数转形以及数形相互转化三种方式,所以,在实际解题过程中,必须明确已知条件,并在这一基础上,合理绘制函数图象,判断未知条件,从而获得最终正确的答案。
二、高中数学解题中的函数图象
(一)选择题
在高中数学考试中,选择题是最常见的题目,其分值是总分数的三分之一,并且难度是由浅入深的,一般最后两道选择题是难度最大的,并且这类题型主要考察的都是单一知识点。同时,由于其已知条件比较少,需要通过函数图象的运用,来快速、准确找到解题重点。这样,不但可以减少解题时间,还能够保证解题正确率。
例1:已知方程式sinx=sin2x,若(0,2π)是x的区间,求这一方程有()个解。
A.2 B.3 C.4 D.5
解析:若按照传统算法来解题,其解题思路如下:先将方程式转化成sinx=sin2x=2sinxcosx,如果sinx=0,那么x则应该是-π、0以及π;如果sinx≠0,那么2cosx=1,则x应该是-π/3、5π/3以及π/3。由此可以看出,传统解题方法计算起来比较麻烦,甚至部分同学可能完全没有思路,同时,在实际解题过程中,很可能忽略(0,2π)这一已知条件,甚至可能因为计算错误而使得最终结果出现差错。但是,通过函数图象的运用,高中生可以通过直观图形准确找到x在(0,2π)范围内,方程式共有三个解。另外,对于高中生而言,若在选择题上花费大量精力与时间,那么就会不自觉产生紧张情绪,不利于后续解答顺利进行。因此,必须加强对函数图象的运用,依照已知条件将方程正确表述出来,并通过直观观看,迅速找出两个方程的交点,降低题目难度,节省计算时间,从而促进自身解题效率的提高。
例2:求同时具宝π是最小正周期与图象关于(π/6,0)对称两个性质的函数是()。
A.y=sin(x/2+π/6)B.y=cos(2x-π/6)
C.y=sin(2x+π/6)D.y=tan(x+π/3)
解析:在解答这类题目时,很明显高中生必须使用函数图象。在具体解答过程中,可以先把四个选项中的函数图象准确绘制出来,并分别验证题目中的已知条件,将不符合的排除后就能够获得最终答案。通过这种方式,不需要进行大量计算,只需要通过直观观看与排除法,就能够选出最终答案,这样,不但可以节省大量时间,还能够促进准确率的提升,在考试过程中,高中生可以采取这一方法。
(二)应用题在新课改深化背景下,高中数学知识变得更具有全面性、综合性,这也就意味着高中生在实际解题过程中,必须全面分析已知条件,合理利用多样化解题方式,明确解题思路,以此来快速、准确获得最终答案。通过研究发现,函数图象可以用来解决不等式、最值、近似解以及值域等问题,其可以将抽象概念具体化,能夠在一定程度上降低题目难度,有利于高中生快速获得正确答案。
例3:已知不等式|x-5|-1<|2x+3|,那么x取值范围是多少?
解析:在解答取值范围这类题型时,若已知条件中含有绝对值,那么很容易会出现解答错误、忽略条件等问题,并最终获得错误答案。但是,在函数图象的作用下,高中生不但可以节省大量解题时间,还能够全面考虑各种可能情况,避免出现条件遗漏等问题。因此,在具体解答时,可以先将不等式假设成一个函数,即y=|x-5|-1-|2x+3|,这样,在x-5=0时,x=5;在2x+3=0时,x=-3/2。之后,根据计算结果,可以把x轴分成三部分,并准确绘制出函数图象,之后,通过交点的寻找,就能够得到最终取值范围。 例4:已知方程2x+x3-2=0,求该方程在(0,1)区间内有几个实数根。
解析:在具体解题过程中,很多高中生仍然使用传统方式进行解题,其解题步骤如下:
因为f(x)=2x+x3-2,
所以f'(x)=2xIn2+x3>0是恒成立的,
所以在(0,1)这一区间内,函数属于单调递增,
同时,因为f(0)=-1,f(1)=1,
所以f(0)f(1)<0,所以方程只有一个实数根。
上述解题步骤虽然正确,但过于繁琐,若出现不仔细等问题,极易出现错误。而函数图象的运用则可以将复杂、抽象问题变得简单、具体,有利于快速获得答案,而且还不易出错。
首先,可以依照已知条件,将方程转换成f(x)=2-2x和g(x)=x3这两个函数方程,并绘制出相关的函数图象,之后,可以通过交点的直观寻找,准确获得该方程在(0,1)区间的实数根个数。
结论
综上所述,函数图象中最基本的数学思想就是数形结合思想,高中生在学习数学知识时,必须加强对函数图象的运用,有效解决复杂的不等式、最值等问题,找出问题解决的关键条件,快速、准确得出答案,从而促进自身学习质量与水平的提升。
【参考文献】
[1]石烨辰.函数图象在高中数学解题中的应用研究[J].中国科技投资,2016(34)
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