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[關(guān)鍵詞]指數(shù);冪;對(duì)數(shù);大小比較
指數(shù)函數(shù)的概念:一般地,函數(shù)指數(shù)y =ax(a>0,且a≠1)叫做指數(shù)函數(shù),其中x是自變量,函數(shù)的定義域是R。y是因變量,函數(shù)的值域?yàn)椋?,+∞).注意:⒈指數(shù)函數(shù)對(duì)外形要求嚴(yán)格,前系數(shù)要為1,否則不能為指數(shù)函數(shù)。⒉指數(shù)函數(shù)的定義僅是形式定義。3.當(dāng)a>1時(shí),底數(shù)越大,圖像上升的越快,在y軸的右側(cè),圖像越靠近y軸;當(dāng)01時(shí),圖像在R上是增函數(shù);當(dāng)0
比較指數(shù)的大小的方法主要有:(1)當(dāng)?shù)讛?shù)相同時(shí),則利用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行比較;(2)當(dāng)?shù)讛?shù)中含有字母時(shí)要注意分類(lèi)討論;(3)當(dāng)?shù)讛?shù)不同,指數(shù)也不同時(shí),則需要引入中間量進(jìn)行比較;(4)對(duì)多個(gè)數(shù)進(jìn)行比較,可用0或1作為中間量進(jìn)行比較(5)采用平移法,在指數(shù)上加上一個(gè)數(shù),圖像會(huì)向左平移;減去一個(gè)數(shù),圖像會(huì)向右平移。 在f(x)后加上一個(gè)數(shù),圖像會(huì)向上平移;減去一個(gè)數(shù),圖像會(huì)向下平移。(6)采用數(shù)形結(jié)合的方法去比較。
比較數(shù)的大小在高一數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中占據(jù)著重要地位,尤其在學(xué)習(xí)了指數(shù)函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)之后冪與冪的比較,對(duì)數(shù)與對(duì)數(shù)的比較后更加突顯。因此尋找一種比較方法迫在眉睫,由特殊到一般的思想,尋找這兩類(lèi)數(shù)的比較,冪的比較可以分為三大類(lèi):一為底數(shù)相同,指數(shù)不同;二為底數(shù)不同,指數(shù)相同;三為底數(shù)和指數(shù)都不相同。通常是指數(shù)和底數(shù)都限定在 到 之間的實(shí)數(shù),針對(duì)第一類(lèi)問(wèn)題,我們可以根據(jù)指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性比較兩個(gè)冪值的大小,當(dāng)?shù)讛?shù)大于1時(shí),指數(shù)越大,值越大。當(dāng)?shù)讛?shù)大于0小于1時(shí),指數(shù)越大,值越小。對(duì)于第二類(lèi)問(wèn)題,可以引入中間橋梁“1”或是從圖像中觀察并得出結(jié)果。第三類(lèi)問(wèn)題的解決需要選擇適當(dāng)?shù)闹虚g變量來(lái)進(jìn)行比較,如 0.80.6與 0.60.8,需要尋找0.60.8 或是 0.80.6來(lái)作為中間量來(lái)進(jìn)行比較。
本文主要討論第二類(lèi)問(wèn)題,通過(guò)對(duì)冪的探究,得出了“冪的左異右同”,既不借助橋梁,又不借助函數(shù)圖像,直接得出判斷結(jié)果。左異是當(dāng)指數(shù)取值為 軸左邊的實(shí)數(shù),即 ,當(dāng)?shù)讛?shù)越大時(shí),冪值反而小。當(dāng)?shù)讛?shù)越小時(shí),冪值反而越大。左異因此而得名,右同是當(dāng)指數(shù)取值為 軸右邊的實(shí)數(shù),即 。當(dāng)?shù)讛?shù)越大時(shí),冪值越大。當(dāng)?shù)讛?shù)越小時(shí),冪值越小。右同因此而得名。這里的這里的左右分界線(xiàn)是y軸。
例如:比較 0.5-0.3與0.4-0.3 的大小。先畫(huà)圖像如下:
由圖像可知 ,0.5-0.3 0.4-0.3 ,由于-0.30,a≠1)的反函數(shù)稱(chēng)為對(duì)數(shù)函數(shù),并記為y=logax(a>0,a≠1).,因?yàn)橹笖?shù)函數(shù)y=ax的定義域?yàn)椋?∞,+∞),值域?yàn)椋?,+∞),所以對(duì)數(shù)函數(shù)y=logax的定義域?yàn)椋?,+∞),值域?yàn)椋?∞,+∞). 設(shè)y1=logax y2=logbx其中a>1,b>1(或01時(shí)“底大圖低”即若a>b則y1>y2(2)當(dāng)0y2。比較對(duì)數(shù)大小的常用方法有:(1)若底數(shù)為同一常數(shù),則可由對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性直接進(jìn)行判斷.(2)若底數(shù)為同一字母,則按對(duì)數(shù)函數(shù)的單調(diào)性對(duì)底數(shù)進(jìn)行分類(lèi)討論.(3)若底數(shù)不同、真數(shù)相同,則可用換底公式化為同底再進(jìn)行比較.(4)若底數(shù)、真數(shù)都不相同,則常借助1、0、-1等中間量進(jìn)行比較。 同樣地,對(duì)于對(duì)數(shù)與對(duì)數(shù)的比較,同樣可以分為三類(lèi):一為對(duì)數(shù)的底數(shù)相同,真數(shù)不同;二為對(duì)數(shù)的底數(shù)不同,真數(shù)相同;三為對(duì)數(shù)的底數(shù)和真數(shù)都不同。對(duì)于第一類(lèi)問(wèn)題,當(dāng)a >1時(shí),對(duì)數(shù)函數(shù)y=logax(x>0) 隨著 x的增大而增大,當(dāng)x
從圖像可知,log0.5 0.6 > log0.3 0.6, log0.5 6 log0.3 0.6。log0.5 6 與log0.3 6 的真數(shù)都是6,因?yàn)?6>1,所以是右異,底數(shù)越大,則對(duì)數(shù)值反而小.因?yàn)?.3 0,a≠1,b≠1)試比較ax 與bx 的大小。
解:對(duì)ax 與bx分別取自然對(duì)數(shù)可得xln a 和 xln b
xln a - xln b=x(xln a -xln b) = xlnbA
a>b>0, ab>1 則ln ab>0
當(dāng) X≧0時(shí),有 xlnbA ≧0,則 ax ≧bx
摘 要: 抽象函數(shù)集函數(shù)的定義域、值域、解析式、單調(diào)性、奇偶性、對(duì)稱(chēng)性、周期性和圖像等性質(zhì)于一身,題型豐富多樣,方法靈活巧妙,是高考的常客.學(xué)生在解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí),往往會(huì)感覺(jué)無(wú)從下手,思路受阻,尤其是高一新生,答題正確率很低.作者就抽象函數(shù)這類(lèi)問(wèn)題,根據(jù)高一學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)特點(diǎn),談?wù)剬?duì)抽象函數(shù)的看法.
關(guān)鍵詞: 抽象函數(shù) 高一新生 函數(shù)性質(zhì)
對(duì)于剛剛步入高中的新生而言,在各科學(xué)習(xí)中,以數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)為最難,而數(shù)學(xué)中又以函數(shù)為最難,而函數(shù)中又以抽象函數(shù)最為難.學(xué)生普遍感覺(jué)抽象函數(shù)實(shí)在是太“抽象”了,無(wú)法捕捉住它的性質(zhì)和特點(diǎn)規(guī)律,解題是往往會(huì)感覺(jué)無(wú)從下手,障礙重重.本文將從七個(gè)方面對(duì)抽象函數(shù)進(jìn)行分析,概括高一階段對(duì)常考的抽象函數(shù)的一些基本性質(zhì)和基本題型.
一、定義域
解決抽象函數(shù)的定義域問(wèn)題,一定要明確定義域的含義,通常采用等價(jià)轉(zhuǎn)換的方法予以解決.
例1:若函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,1),則函數(shù)f(x+1)的定義域?yàn)??搖?搖?搖 ?搖?搖?搖?搖.
分析:因?yàn)閒(x)的定義域?yàn)椋?,1),所以x+1整體的范圍也為(0,1),從而x∈(-1,0),所以函數(shù)f(x++1)的定義域?yàn)椋?1,0).
例2:若函數(shù)f(x+1)的定義域?yàn)椋?,1),則函數(shù)f(x)的定義域?yàn)??搖?搖?搖?搖 ?搖?搖?搖.
分析:因?yàn)閒(x+1)的定義域?yàn)椋?,1),所以x+1整體的范圍也為(1,2),所以函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,2).
二、值域
解決抽象函數(shù)的值域問(wèn)題,通常抓住函數(shù)的定義域和對(duì)應(yīng)法則,進(jìn)而確定值域,有時(shí)也可借助圖像的平行移動(dòng)進(jìn)行分析.
例3:若函數(shù)f(x)的值域?yàn)椋?,1),則函數(shù)f(x+1)的值域?yàn)??搖?搖?搖 ?搖?搖?搖?搖.
分析:(法1)因?yàn)楹瘮?shù)f(x)的x與函數(shù)f(x+1)的x+1的范圍是一樣的,且對(duì)應(yīng)法則也相同,所以函數(shù)f(x+1)的值域也是(0,1).
(法2)將f(x)的函數(shù)圖像水平向左移動(dòng)1個(gè)單位,會(huì)得到函數(shù)f(x+1)的圖像,因此函數(shù)的值域相同.
三、解析式
觀察條件中變量的形式,尋找關(guān)聯(lián)性,采用賦值等形式建立方程組,從而解出解析式.
例4:若函數(shù)f(x)滿(mǎn)足:f(x)+2f(■)=x,則函數(shù)f(x)的解析式為?搖?搖?搖?搖?搖 ?搖?搖.
分析:在f(x)+2f(■)=x中,以■代替x,得到f(■)+2f(x)=■,建立方程組
f(x)+2f(■)=xf(■)+2f(x)=■,解得f(x)=■-■.
四、利用某些函數(shù)為背景,類(lèi)比遷移
某些抽象函數(shù)可以尋找出相應(yīng)的初等函數(shù)作為背景,從而起到啟發(fā)思維的作用,進(jìn)而成功地解決函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性等性質(zhì).
冪函數(shù):f(xy)=f(x)f(y) 正比例函數(shù):f(x+y)=f(x)+f(y)
指數(shù)函數(shù):f(x+y)=f(x)+f(y) 對(duì)數(shù)函數(shù):f(xy)=f(x)+f(y)
例5:若函數(shù)f(x)滿(mǎn)足以下條件:①當(dāng)x>0時(shí),f(x)>0;②對(duì)任意的x,y,都有f(x+y)=f(x)+f(y)成立,試判斷函數(shù)f(x)的單調(diào)性.
分析:(這類(lèi)抽象函數(shù),可以用正比例函數(shù)為背景,如f(x)=x,啟發(fā)思維.)
任取x■,x■∈R,且x■
因?yàn)閤■-x■>0,所以f(x■-x■)>0,故-f(x■-x■)
五、對(duì)稱(chēng)性、周期性
1.對(duì)稱(chēng)性重要結(jié)論
(1)y=f(-x)與y=f(x)的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng);
(2)y=-f(x)與y=f(x)的圖像關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng);
(3)y=-f(-x)與y=f(x)的圖像關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng);
(4)若f(m+x)=f(m-x)恒成立,則y=f(x)的圖像關(guān)于直線(xiàn)x=m對(duì)稱(chēng);
(5)若f(a+x)=f(b-x),對(duì)任意x∈R恒成立,則y=f(x)的圖像關(guān)于x=■對(duì)稱(chēng).
2.周期性重要結(jié)論
(1)對(duì)于非零常數(shù)A,若函數(shù)y=f(x)滿(mǎn)足f(x+A)=-f(x),則函數(shù)y=f(x)必有一個(gè)周期為2A;
(2)對(duì)于非零常數(shù)A,函數(shù)y=f(x)滿(mǎn)足f(x+A)=±■,則函數(shù)y=f(x)的一個(gè)周期為2A;
(3)函數(shù)y=f(x)有兩根對(duì)稱(chēng)軸x=a,x=b時(shí),那么該函數(shù)必是周期函數(shù),T=2|a-b|.
高一數(shù)學(xué)教材知識(shí)量比起初中明顯增加,理論性明顯增強(qiáng),尤其是抽象函數(shù)內(nèi)容,對(duì)理解要求很高,不動(dòng)一番腦子,就難以掌握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別.所以,對(duì)于高一新生而言,在學(xué)習(xí)這一塊內(nèi)容時(shí),一定要多學(xué)多練多想多問(wèn),這樣,才能更好地掌握抽象函數(shù)的常見(jiàn)性質(zhì)及基本解題思路和方法.
參考文獻(xiàn):
[1]蔡親鵬.數(shù)學(xué)教育學(xué).浙江:浙江大學(xué)出版社,2008.10.01.
一、應(yīng)用遞推公式引出隱含條件
在學(xué)習(xí)函數(shù)的奇偶性與周期性這一章節(jié)時(shí),有時(shí)會(huì)涉及到題目的條件比較隱蔽,直接應(yīng)用,往往不能一步到位。因此,必須采取相應(yīng)地變化手段來(lái)揭示題中的隱含條件。
例1.已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且滿(mǎn)足f(x-2)=-f(x),在[0,1]上的解析式為f(x)=■,求f(5π)的值。
分析:因?yàn)楹瘮?shù)f(x)在[0,1]上有解析式,x=5π不在函數(shù)的定義區(qū)間上,因此無(wú)法代入求值,而這奇函數(shù)的性質(zhì)看上去又起不到多少作用,所以我們?cè)O(shè)想變化一步由f(x-2)=-f(x)的整體圖象向左平移2個(gè)單位就可以得到這樣的一個(gè)等量關(guān)系f(x)=-f(x+2),所以就有等式f(x-2)=f(x+2)得到函數(shù)的周期性。從而可以解決問(wèn)題。
解:由已知條件f(x-2)=-f(x)知,用 x+2去替換x,得f(x)=-f(x+2),因此得到 f(x-2)=f(x+2)。所以函數(shù)f(x)的周期為T(mén)=4。
因此f(5π)=f(5π-16),又5π-16∈[-1,0]是在[0,1]的對(duì)稱(chēng)區(qū)間上,又因?yàn)閒(x)在R上是奇函數(shù),所以,f(5π-16)=-f(6-5π),而5π-16∈[-1,0],因此16-5π∈[0,1]。
所以f(5π)=f(5π-16)=-f(16-5π)=-■=■。
本題通過(guò)式子的遞推變換,導(dǎo)出等式 f(x-2)=f(x+2),從而得出函數(shù)的隱含條件周期性,即周期為4。從而結(jié)合函數(shù)的奇偶性把f(5π)轉(zhuǎn)化為f(6-5π)使得函數(shù)在有解析式的范圍內(nèi)求解。
二、應(yīng)用特殊值法尋求隱含條件
仍然在函數(shù)的奇偶性這一章節(jié)中,所給出的條件看上去與例1非常相似但在解題過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)情況定全不同,請(qǐng)看下例。
例2.已知函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且滿(mǎn)足f(x+2)=f(x)+f(2),f(1)=■,求f(5)的值。
分析:由已知條件可以得到f(5)=f(3)+f(2)=f(1)+2f(2),這里f(1)已知,而f(2)未知,也沒(méi)有明顯的等量關(guān)系。而題中奇函數(shù)這一條件又好像是多余的條件,如何我們重新審視等量關(guān)系式,變式可得f(2)=f(x+2)-f(x)。給x賦予特殊值,從而就能通過(guò)奇函數(shù)的性質(zhì)解決問(wèn)題。
解:因?yàn)閒(x+2)=f(x)+f(2),所以f(5)=f(3)+f(2)=f(1)+2f(2),
又令x=-1時(shí),f(2-1)=f(-1)+f(2),f(2)=f(1)-f(-1),根據(jù)f(x)是奇函數(shù),
所以f(-1)=-f(1),從而得到f(2)=2f(1)=2×■=1。
因此,f(5)=f(1)+2f(2)=■+2×1=■
本例通過(guò)特殊值x=-1的代入,等式的一部分出現(xiàn)隱含條件f(1)=f(-1)+f(2)奇函數(shù)的關(guān)系,通過(guò)奇函數(shù)f(-1)=-f(1)的性質(zhì),求出關(guān)鍵值f(2),從而由f(5)=f(1)+2f(2)求出f(5)的值。
三、從已知信息中探求隱含條件
在函數(shù)性質(zhì)的綜合應(yīng)用中,最常見(jiàn)的隱含條件是函數(shù)的定義域,而學(xué)生在解題過(guò)程中往往最容易忽略的就是函數(shù)的定義域。所以在涉及到函數(shù)的性質(zhì)問(wèn)題時(shí),必須強(qiáng)調(diào)定義域優(yōu)先原則,即優(yōu)先考慮函數(shù)的定義域。
例3.已知函數(shù)f(x)=loga(2-ax)是在[0,1]上的減函數(shù),求a的取值范圍。
分析與解答:a是對(duì)數(shù)的底數(shù),所以a>0,a≠1,設(shè)g(x)=2-ax,則g(x)在區(qū)間[0,1]上是減函數(shù)。
設(shè)u=2-ax,由于f(x)=1oga(2-ax)是區(qū)間[0,1]上的減函數(shù),所以logau是增函數(shù),故a>1。
還要使2-ax>0在區(qū)間[0,1]上總成立,即g(x)在區(qū)間[0,1]上總成立,由于g(x)是減函數(shù),x=1時(shí),g(x)有最小值。只要g(1)>0,即2-a>0,得a
所以a∈(1,2)。
本題由對(duì)數(shù)底數(shù)a的條件入手,不斷延伸與拓展,從而得出一次函數(shù)g(x)=2-ax的單調(diào)性,又從復(fù)合函數(shù)logau的單調(diào)性,進(jìn)一步落實(shí)a的準(zhǔn)確范圍,再通過(guò)函數(shù)的定義域g(x)>0,只要得出g(x)的最小值是正數(shù)時(shí),那么對(duì)所有g(shù)(x)的值都滿(mǎn)足。因此,從g(1)>0找出a
在高一數(shù)學(xué)函數(shù)教學(xué)中,揭示題目中隱含條件是提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力的一個(gè)重大突破。是從初中數(shù)學(xué)過(guò)渡到高中數(shù)學(xué)的思維的躍升。
對(duì)高一新生來(lái)講,學(xué)習(xí)環(huán)境是全新的,新教材、新同學(xué)、新教師、新集體,學(xué)生需要有一個(gè)由陌生到熟悉的適應(yīng)過(guò)程。另外,經(jīng)過(guò)緊張的中考復(fù)習(xí),考取了自己理想中的高中,必有些學(xué)生會(huì)產(chǎn)生“松口氣”的想法,入學(xué)后無(wú)緊迫感。也有些學(xué)生有畏懼心理,他們?cè)谌雽W(xué)前就耳聞高中數(shù)學(xué)很難學(xué),高中數(shù)學(xué)課一開(kāi)始也確有些難理解的抽象概念,如映射、集合等,使他們從開(kāi)始就處于被動(dòng)局面。
二、課時(shí)的變化
在初中,由于內(nèi)容少,題型簡(jiǎn)單,課時(shí)較充足。因此課容量小,進(jìn)度慢,對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容均有充足時(shí)間反復(fù)強(qiáng)調(diào),對(duì)各類(lèi)習(xí)題的解法,教師有足夠的時(shí)間進(jìn)行舉例示范,學(xué)生也有足夠的時(shí)間進(jìn)行鞏固。而到高中,由于知識(shí)點(diǎn)增多,靈活性加大,課時(shí)(自習(xí)輔導(dǎo)課)減少,課容量增大,進(jìn)度加快,對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容沒(méi)有更多的時(shí)間強(qiáng)調(diào),對(duì)各類(lèi)題型也不可能講全講細(xì)以及鞏固強(qiáng)化。這也使高一新生開(kāi)始不適應(yīng)高中學(xué)習(xí)而影響成績(jī)的提高。
三、教學(xué)內(nèi)容的銜接
首先,初中數(shù)學(xué)教材內(nèi)容通俗具體,多為常量,題型少且簡(jiǎn)單;而高中數(shù)學(xué)內(nèi)容抽象,多研究變量、字母,不僅注重計(jì)算,而且還注重理論分析,與初中數(shù)學(xué)相比增加了難度。其次,由于近幾年教材內(nèi)容的調(diào)整,雖然初高中教材都降低了難度,但相比之下,初中降低的幅度大,而高中階段由于受高考的限制,教師都不敢降低難度,便造成了高中數(shù)學(xué)實(shí)際難度沒(méi)有降低的現(xiàn)實(shí)。因此,從一定意義上講,調(diào)整后的教材不僅沒(méi)有縮小初高中教材內(nèi)容的難度差距,反而加大了。此外相對(duì)初中數(shù)學(xué)所富有“生活趣味” 來(lái)講,高中數(shù)學(xué)則更有“數(shù)學(xué)味”。高中數(shù)學(xué)第一章就是集合、簡(jiǎn)易邏輯等知識(shí),緊接著就是函數(shù)問(wèn)題。函數(shù)單調(diào)性的證明又是一個(gè)難點(diǎn),立體幾何對(duì)空間想象能力的要求又很高。教材概念多、符號(hào)多、定義嚴(yán)格,論證要求又高。初中刪減的內(nèi)容都需要在高中階段補(bǔ)充上,因而增加了高中學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān),這些都是升入高中后學(xué)生數(shù)學(xué)成績(jī)下降的客觀原因。
四、教學(xué)方法的銜接
初、高中教學(xué)方法上的差異也是高一新生成績(jī)下降的一個(gè)重要原因。初中數(shù)學(xué)教學(xué)中重視直觀、形象教學(xué),每學(xué)習(xí)一道例題,都要進(jìn)行相應(yīng)的練習(xí),學(xué)生板演的機(jī)會(huì)較多。
一些重點(diǎn)題目學(xué)生可以反復(fù)練習(xí),強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。而高中數(shù)學(xué)教學(xué)則更強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思想和方法,注重舉一反三,在嚴(yán)格的論證和推理上下工夫。高中數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)往往采用粗線(xiàn)條模式,為學(xué)生構(gòu)建一定的知識(shí)框架,講授一些典型 例題,以落實(shí)“三基”培養(yǎng)能力。 剛進(jìn)入高中的學(xué)生不容易適應(yīng)這種教學(xué)方法.聽(tīng)課時(shí)存在思維障礙,難以適應(yīng)快速的教學(xué)推進(jìn)速度,從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)障礙,影響學(xué)習(xí)成績(jī)。因此,新高一數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)注意加強(qiáng)基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)的講授,盡量以形象、直觀的方式講解抽象的數(shù)學(xué)慨念。 中國(guó)論比如講映射時(shí)可舉“某班5O名學(xué)生安排到50張單人課桌的分配方法” 等直觀例子,為引入映射概念創(chuàng)造階梯。由于初中學(xué)生尚未形成嚴(yán)格的論證能力,所以在高一證明函數(shù)單調(diào)性時(shí)可進(jìn)行系列訓(xùn)練,讓學(xué)生進(jìn)行板演,從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題。又比如在《拋物線(xiàn)及其標(biāo)準(zhǔn)方程 的教學(xué)中,可以從學(xué)生初中所學(xué)過(guò)的“二次函數(shù)的圖像是拋物線(xiàn)”入手,利用學(xué)生的已有的知識(shí)存量,引導(dǎo)學(xué)生找到聯(lián)系與區(qū)別,這樣便于學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解。 通過(guò)上述方法,能夠降低教材難度,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心,讓學(xué)生逐步適應(yīng)高中數(shù)學(xué)的正常教學(xué)。
五、學(xué)習(xí)方法的銜接
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué)教學(xué);高中數(shù)學(xué)教學(xué);銜接;教師
中圖分類(lèi)號(hào):G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1992-7711(2016)06-0078
升入高中,往往有很多學(xué)生不能適應(yīng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),對(duì)數(shù)學(xué)懷有恐懼感。高一階段反映高中數(shù)學(xué)難學(xué)、學(xué)起來(lái)吃力的學(xué)生不在少數(shù);學(xué)得似懂非懂、不能消化的學(xué)生大有人在;在小學(xué)、初中階段數(shù)學(xué)成績(jī)優(yōu)異,進(jìn)入高中后成績(jī)不理想的學(xué)生,也不乏其數(shù)。以前游刃有余、引以為豪的數(shù)學(xué),一下子變成了攔路老虎,形成較大落差。課堂上跟不上教師的進(jìn)度,課后達(dá)不到自己的期望,種種的不適應(yīng)嚴(yán)重打擊了學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的自信心和積極性。如不及時(shí)加以引導(dǎo),會(huì)造成學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)的整體滑坡,甚至影響學(xué)生的一生。因此,高一數(shù)學(xué)教師應(yīng)特別關(guān)注初、高中數(shù)學(xué)教學(xué)的銜接。
高中數(shù)學(xué)相對(duì)于初中數(shù)學(xué)而言,有著顯著的變化。一是數(shù)學(xué)語(yǔ)言在抽象程度上突變。初中數(shù)學(xué)主要是以形象、通俗的語(yǔ)言方式進(jìn)行表達(dá)。而高一數(shù)學(xué)一下子就觸及非常抽象的集合語(yǔ)言、邏輯運(yùn)算語(yǔ)言、函數(shù)語(yǔ)言、圖像語(yǔ)言等。二是思維方法向理性層次躍遷。高一學(xué)生產(chǎn)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)障礙的另一個(gè)原因是高中數(shù)學(xué)思維方法與初中階段大不相同。初中階段很多教師將各種題建立了統(tǒng)一的思維模式,如解分式方程分幾步,因式分解先看什么,再看什么等。因此,初中學(xué)習(xí)中習(xí)慣于這種機(jī)械的、便于操作的定勢(shì)方式,而高中數(shù)學(xué)在思維形式上產(chǎn)生了很大的變化,數(shù)學(xué)語(yǔ)言抽象化對(duì)思維能力提出了高要求。這種能力要求的突變使很多高一新生感到不適應(yīng),故而導(dǎo)致成績(jī)下降。三是知識(shí)內(nèi)容的整體數(shù)量劇增。高中數(shù)學(xué)與初中數(shù)學(xué)相比,知識(shí)內(nèi)容的“量”急劇增加了,單位時(shí)間內(nèi)接受知識(shí)信息的量與初中相比增加了許多,輔助練習(xí)、消化的課時(shí)相應(yīng)減少了。四是知識(shí)的獨(dú)立性更強(qiáng)。初中知識(shí)的系統(tǒng)性是較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?,給我們的學(xué)習(xí)帶來(lái)了很大的方便。因?yàn)樗阌谟洃?,又適合于知識(shí)的提取和使用。但高中的數(shù)學(xué)卻不同了,它是由幾塊相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)拼合而成(如高一有集合、命題、不等式、函數(shù)的性質(zhì)、指數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)和對(duì)數(shù)方程、三角比、三角函數(shù)、數(shù)列等),經(jīng)常是一個(gè)知識(shí)點(diǎn)剛學(xué)得有點(diǎn)入門(mén),馬上又有新的知識(shí)出現(xiàn)。因此,注意它們內(nèi)部的小系統(tǒng)和各系統(tǒng)之間的聯(lián)系成了學(xué)習(xí)時(shí)必須花力氣的著力點(diǎn)。
針對(duì)高中數(shù)學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和高一學(xué)生的思維特點(diǎn),筆者就如何幫助學(xué)生完成初、高中數(shù)學(xué)銜接這一問(wèn)題,結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了一些摸索和總結(jié)。以下提出幾點(diǎn)粗淺的認(rèn)識(shí),僅供大家參考。
一、抓“重點(diǎn)”
所謂抓“重點(diǎn)”,就是對(duì)每一知識(shí)點(diǎn)都要突出它的重點(diǎn),甚至提煉精髓,幫助學(xué)生更好、更深刻地理解和掌握。隨著新課程改革的不斷推進(jìn),數(shù)學(xué)教材發(fā)生了很大的變化,高中數(shù)學(xué)新課程恰當(dāng)精簡(jiǎn)了傳統(tǒng)課程的內(nèi)容,更新了知識(shí)和教學(xué)方法,強(qiáng)調(diào)靈活性和綜合性,重視數(shù)學(xué)應(yīng)用。但是我們不能否認(rèn),初高中教材的銜接不是非常緊密。以前初中教材中十分重要的數(shù)學(xué)知識(shí),如因式分解、代數(shù)公式、一元二次方程、指數(shù)和對(duì)數(shù)運(yùn)算法則、二次函數(shù)、十字相乘法、配方法、待定系數(shù)法等在現(xiàn)行的初中教材中已經(jīng)淡化。而像三角形的全等和相似在高中有所淡化??墒牵诟咭唤滩闹斜仨氂玫竭@些知識(shí),并且對(duì)學(xué)生的要求很高,這就形成了一個(gè)知識(shí)上的落差。與初中數(shù)學(xué)相比,高中數(shù)學(xué)對(duì)概念、定義、定理、公式、公理的理解與運(yùn)用的要求更高,所以教師應(yīng)該在教授新知時(shí)提煉知識(shí)精髓,強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)與易錯(cuò)點(diǎn)。如在學(xué)習(xí)函數(shù)單調(diào)性時(shí),可從三種語(yǔ)言的角度來(lái)讓學(xué)生體會(huì)單調(diào)性的重點(diǎn),自然語(yǔ)言“隨著自變量x的增加因變量y也增加”,圖形語(yǔ)言“從左向右圖像逐漸上升”,數(shù)學(xué)語(yǔ)言“當(dāng)時(shí),若f(x1) < f(x2)”,則函數(shù)是增函數(shù)。再如必修二中的線(xiàn)線(xiàn)平行、線(xiàn)面平行、面面平行的證明,可提煉三者的關(guān)系,并強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵在找平行,而現(xiàn)有的找平行的方法只限于三角形中位線(xiàn)、平行四邊形、對(duì)應(yīng)邊成比例等,這樣就可使學(xué)生降低恐懼感,過(guò)好“入門(mén)關(guān)”。如能先對(duì)知識(shí)點(diǎn)有一個(gè)整體把握,就能在一定程度上降低學(xué)生學(xué)習(xí)高一數(shù)學(xué)的臺(tái)階。
二、巧“引導(dǎo)”
高中數(shù)學(xué)教材采用蘊(yùn)含披露的方式將數(shù)學(xué)思想融于數(shù)學(xué)知識(shí)體系中,因此,適時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)思想作出歸納、概括是十分必要的。概括數(shù)學(xué)思想一般可分為兩步進(jìn)行:一是揭示數(shù)學(xué)思想內(nèi)容規(guī)律,即將數(shù)學(xué)對(duì)象具有的屬性或關(guān)系抽取出來(lái),二是明確數(shù)學(xué)思想方法知識(shí)的聯(lián)系,抽取解決全體的框架。但這對(duì)高一新生來(lái)講確實(shí)困難較大。因此,在教學(xué)中,應(yīng)從高一學(xué)生實(shí)際出發(fā),采取“低起點(diǎn)、小梯度、巧引導(dǎo)、多訓(xùn)練”的方法,將教學(xué)目標(biāo)分解成若干遞進(jìn)層次逐層落實(shí)。在速度上,放慢起始進(jìn)度,逐步加快教學(xué)節(jié)奏。在知識(shí)導(dǎo)入上,多由實(shí)例和已知引入。在難點(diǎn)知識(shí)講解上,從學(xué)生理解和掌握的實(shí)際出發(fā),對(duì)教材作必要層次處理和知識(shí)鋪墊,并對(duì)知識(shí)的理解要點(diǎn)和應(yīng)用注意點(diǎn)作必要總結(jié)及舉例說(shuō)明,簡(jiǎn)要概括。如學(xué)習(xí)必修Ⅱ公理三時(shí),可把書(shū)本上的抽象概念,用具體模型概括為“公共點(diǎn)在公共棱上”,這樣便于學(xué)生在證明點(diǎn)共線(xiàn)問(wèn)題和線(xiàn)共點(diǎn)問(wèn)題上尋找恰當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)平面。又如,在學(xué)習(xí)線(xiàn)面平行的判定定理時(shí),可使教學(xué)設(shè)計(jì)多樣化,讓學(xué)生既有感官上的認(rèn)識(shí),又有動(dòng)手實(shí)踐的體會(huì),還有理論上的概括,三位一體引導(dǎo)學(xué)生理解基本模型。這樣可使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)從懂的層次進(jìn)入會(huì)的層次。除了在教法上注重引導(dǎo),還應(yīng)加強(qiáng)學(xué)法的引導(dǎo)。高中數(shù)學(xué)教學(xué)要把對(duì)學(xué)生加強(qiáng)學(xué)法引導(dǎo)作為教學(xué)的重要任務(wù)之一。以培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力為重點(diǎn),狠抓學(xué)習(xí)基本環(huán)節(jié),指導(dǎo)學(xué)生“怎樣預(yù)習(xí)”“怎樣聽(tīng)課”“怎樣處理習(xí)題”等。
三、重“主體”
在教學(xué)過(guò)程中,教師是主導(dǎo),學(xué)生才是主體。教師一定要注意一切從學(xué)生實(shí)際出發(fā),千萬(wàn)不能越俎代庖、先入為主。中國(guó)古代教育家孔子曾說(shuō):“不憤不啟,不悱不發(fā)。舉一隅不以三隅反,則不復(fù)也?!币馑际钦f(shuō),一個(gè)人不到他傾全力去嘗試了解事理,但卻仍然想不透的程度,我是不會(huì)去啟示他的。不到他盡全力想要表達(dá)其內(nèi)心的想法,卻想不到合適言詞的程度,我是不會(huì)去開(kāi)導(dǎo)他的。如果學(xué)生不能舉一反三、觸類(lèi)旁通,教師再怎么教也是無(wú)濟(jì)于事的。匈牙利數(shù)學(xué)家波利亞曾說(shuō):“教師講了什么并非不重要,但更重要千萬(wàn)倍的是學(xué)生想了些什么,學(xué)生的思路應(yīng)該在學(xué)生自己的頭腦中產(chǎn)生,教師的作用在于系統(tǒng)地給學(xué)生發(fā)現(xiàn)事物的機(jī)會(huì)”。波利亞認(rèn)為教師在學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)中,僅僅是“助產(chǎn)士”,他的主導(dǎo)作用在于引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)盡可能多的東西;引導(dǎo)學(xué)生積極地參與提出問(wèn)題、解決問(wèn)題。他認(rèn)為科學(xué)的提出問(wèn)題需要更多的洞察力和創(chuàng)造性,而學(xué)生一旦提出了問(wèn)題,那么他們解決問(wèn)題的注意力更集中,主動(dòng)性會(huì)更強(qiáng)烈。因此,教師的教學(xué)應(yīng)立足于學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。
在以學(xué)生為主體的教學(xué)中還應(yīng)注意,課堂回答問(wèn)題活躍不等于思維活躍,不等于教學(xué)設(shè)計(jì)合理,還要看是否存在為活動(dòng)而活動(dòng)的傾向,是否適用于所有學(xué)生等問(wèn)題。教師必須圍繞教學(xué)目的進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)水平精心設(shè)計(jì),啟發(fā)學(xué)生積極有效的思維,從而保持課堂張力。設(shè)法由學(xué)生自己提出問(wèn)題,然后再將學(xué)生的思考引向深入。學(xué)生只有經(jīng)過(guò)思考,教學(xué)內(nèi)容才能真正進(jìn)入他們的頭腦,否則容易造成學(xué)生對(duì)教師的依賴(lài),不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和新方法的形成。有時(shí),我們?cè)谏险n、評(píng)卷、答疑解難時(shí),自以為講清楚明白了,學(xué)生受到了一定的啟發(fā),但思考后發(fā)現(xiàn),自己的講解并沒(méi)有很好地針對(duì)學(xué)生原有的知識(shí)水平,從根本上解決學(xué)生存在的問(wèn)題,只是一味地想要他們按照某個(gè)固定的程序去解決某一類(lèi)問(wèn)題,學(xué)生當(dāng)時(shí)也許明白了,但并沒(méi)有理解問(wèn)題本質(zhì)性的東西。還有,教師在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情時(shí),也應(yīng)妥善地加以管理,使課堂教學(xué)秩序有利于教師“教”和學(xué)生的“學(xué)”,要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)傾聽(tīng),并加強(qiáng)學(xué)生合理表達(dá)自己觀點(diǎn)的訓(xùn)練。
四、善“反思”
某一項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容完成后,教師要及時(shí)進(jìn)行教學(xué)反思。要根據(jù)學(xué)生反饋的信息,思考“出現(xiàn)這樣的問(wèn)題,如何調(diào)整教學(xué)計(jì)劃,采取怎樣有效的策略與措施,需要在哪方面進(jìn)行補(bǔ)充”,從而順著學(xué)生的思路組織教學(xué),確保教學(xué)過(guò)程沿著最佳的軌道運(yùn)行,這種思考能使教學(xué)高質(zhì)高效地進(jìn)行。
一、導(dǎo)致高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)存在障礙的原因
1、初中與高中知識(shí)不能有效鏈接。初中教材偏重于實(shí)數(shù)集內(nèi)的運(yùn)算,缺少對(duì)概念的嚴(yán)格定義或?qū)Ω拍畹亩x不全,如函數(shù)的定義,三角函數(shù)的定義就是如此;對(duì)不少數(shù)學(xué)定理沒(méi)有嚴(yán)格論證,或用公理形式給出而回避了證明,比如不等式的許多性質(zhì)就是這樣處理的;教材坡度較緩,直觀性強(qiáng),對(duì)每一個(gè)概念都配備了足夠的例題和習(xí)題。而高一教材第一章就是集合、映射等近世代數(shù)知識(shí),緊接著就是函數(shù)的分類(lèi)問(wèn)題。函數(shù)單調(diào)性的證明又是一個(gè)難點(diǎn)。教材概念多、符號(hào)多、定義嚴(yán)格,論證要求又高,高一新生學(xué)起來(lái)相當(dāng)困難。此外內(nèi)容也多,每節(jié)課容量遠(yuǎn)大于初中數(shù)學(xué)。
2、初中與教師的教學(xué)方法有很大差異。初中教師重視直觀、形象教學(xué),老師每講完一道例題后,都要布置相應(yīng)的練習(xí),學(xué)生到黑板表演的機(jī)會(huì)相當(dāng)多。為了提高合格率,不少初中教師把題型分類(lèi),讓學(xué)生死記解題方法和步驟。在初三,重點(diǎn)題目反復(fù)做過(guò)多次,而高中教師在授課時(shí)強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思想和方法,注重舉一反三,在嚴(yán)格的論證和推理上下功夫。又由于高中搞小循環(huán),教高一課程的教師剛帶完高三,他們往往用高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)達(dá)到的難度來(lái)對(duì)待高一教學(xué)。因此造成初、高中教師教學(xué)方法上的巨大差距,中間又缺乏過(guò)渡過(guò)程,致使高一學(xué)生普遍適應(yīng)不了高中教師的教學(xué)方法。
3、在學(xué)習(xí)方法上,初中與高中有很大不同。高一學(xué)生在初中三年已形成了固定的學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)習(xí)慣。他們上課注意聽(tīng)講,盡力完成老師布置的作業(yè),但課堂上滿(mǎn)足于聽(tīng),沒(méi)有做筆記的習(xí)慣,缺乏積極思維;遇到難題不是動(dòng)腦子思考,而是希望老師講解整個(gè)解題過(guò)程;不會(huì)科學(xué)地安排時(shí)間,缺乏自學(xué)、看書(shū)的能力,還有些學(xué)生考上了高中后,認(rèn)為可以松口氣了,放松了對(duì)自己的要求。
4、部分初中生沒(méi)有很好的掌握系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。對(duì)比初中數(shù)學(xué),高中數(shù)學(xué)教材結(jié)構(gòu)的邏輯性、系統(tǒng)性更強(qiáng)。首先表現(xiàn)在教材知識(shí)的銜接上,前面所學(xué)的知識(shí)往往是后邊學(xué)習(xí)的基礎(chǔ);其次還表現(xiàn)在掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的技能技巧上,新的技能技巧形成都必須借助于已有的技能技巧。因此如果學(xué)生對(duì)前面所學(xué)的內(nèi)容達(dá)不到規(guī)定的要求,不能及時(shí)掌握知識(shí)形成技能,就造成了連續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié),跟不上集體學(xué)習(xí)的進(jìn)程,導(dǎo)致數(shù)學(xué)成績(jī)兩極分化。
5、初中與高中的數(shù)學(xué)思維方式不相同。高二階段是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)兩極分化最明顯的階段,一個(gè)重要原因是高中階段數(shù)學(xué)課程對(duì)學(xué)生抽象邏輯思維能力要求有明顯提高,而高二學(xué)生正處于由直觀形象思維為主向以抽象邏輯思維為主過(guò)渡的又一個(gè)關(guān)鍵期,沒(méi)有形成比較成熟的抽象邏輯思維方式,而且學(xué)生個(gè)體差異也比較大,有的抽象邏輯思維能力發(fā)展快一些,有的則慢一些,因此表現(xiàn)出數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)接受能力的差異。教師沒(méi)有根據(jù)學(xué)生的實(shí)際和教學(xué)要求去組織教學(xué)活動(dòng),指導(dǎo)學(xué)生掌握有效的學(xué)習(xí)方法,促進(jìn)學(xué)生抽象邏輯思維的發(fā)展,提高學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)適應(yīng)性。
二、解決方法
1、提高教師隊(duì)伍素質(zhì),制訂相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃。高中教師應(yīng)聽(tīng)初中數(shù)學(xué)課,了解初中教師的授課特點(diǎn)。開(kāi)學(xué)初,要通過(guò)摸底測(cè)驗(yàn)和開(kāi)學(xué)生座談會(huì),了解學(xué)生掌握知識(shí)的程度和學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在摸清三個(gè)底(初中知識(shí)體系,初中教師授課特點(diǎn),學(xué)生狀況)的前提下,根據(jù)高一教材和大綱,制訂出相當(dāng)?shù)慕虒W(xué)計(jì)劃,確定應(yīng)采取的教學(xué)方法,做到有的放矢。
2、針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)降低難度,注重教學(xué)內(nèi)容和方法的銜接。高一課時(shí)數(shù)量要增加基本概念、基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué),教學(xué)時(shí)注意形象、直觀。由于高一學(xué)生缺乏嚴(yán)格的論證能力,所以證明函數(shù)單調(diào)性時(shí)可進(jìn)行系列訓(xùn)練,開(kāi)始時(shí)可搞模仿性的證明。要增加學(xué)生到黑板上演練的次數(shù),從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題,章節(jié)考試難度不能大,降低教材難度,提高學(xué)生的可接受性,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心,讓學(xué)生逐步適應(yīng)高中數(shù)學(xué)的正常教學(xué)。
3、打牢學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí),改正學(xué)生不良學(xué)習(xí)習(xí)慣。教學(xué)伊始,教師應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)的五大環(huán)節(jié)提出具體可行要求。如:作業(yè)的規(guī)范化,獨(dú)立完成,訂正錯(cuò)題等。對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)上存在的弊病,應(yīng)限期改正。嚴(yán)格要求貴在持之以恒,貫穿在學(xué)生學(xué)習(xí)的全過(guò)程,成為學(xué)生的習(xí)慣??荚嚨拿芏纫黾?用以督促、檢查、鞏固所學(xué)知識(shí)。
【關(guān)鍵詞】高一數(shù)學(xué) 教學(xué)策略 探究教學(xué) 數(shù)學(xué)史 數(shù)形結(jié)合 學(xué)困生轉(zhuǎn)化
【中圖分類(lèi)號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889(2017)01B-0135-03
完高一的第一感覺(jué)是:學(xué)生把數(shù)學(xué)當(dāng)成了“猛虎”。作為高一的數(shù)學(xué)教師收到的投訴是所有學(xué)科中最多的。學(xué)生覺(jué)得高中和初中的知識(shí)跨度大,學(xué)習(xí)難度大,老師的講課速度相對(duì)于他們的理解能力來(lái)說(shuō)太快,回家哭訴的有,討厭老師的有,說(shuō)要放棄的更有。那么,作為承上啟下的高一數(shù)學(xué)教學(xué)者,面對(duì)如此的情況應(yīng)該注意什么呢?以下是筆者一些不太成熟的想法,供同行一起探討。
一、注重初高中數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的銜接
高中數(shù)學(xué)與初中數(shù)學(xué)相比,初步分析發(fā)現(xiàn)有以下顯著特點(diǎn):從直觀到抽象,從單一到復(fù)雜,從淺顯至深入,從定量到定性。必修1一來(lái)就是集合與函數(shù),教材一開(kāi)始就引入了大量的符號(hào)和字母,對(duì)學(xué)生的抽象、概括和數(shù)學(xué)符號(hào)的理解力有很大的要求,很多題目都涉及分類(lèi)討論,對(duì)學(xué)生的邏輯和嚴(yán)謹(jǐn)性提出了挑戰(zhàn)。比如:“集合集合 , 若 ,求 a 的取值范圍?!睂W(xué)生對(duì)此題中集合 B 是否為空集常忘了討論,對(duì)于包含關(guān)系下什么時(shí)候取等號(hào)常常搞不清楚。為了解決這樣的問(wèn)題,教師要不停地變化條件讓學(xué)生來(lái)做題和體會(huì),才能慢慢地讓學(xué)生掌握此類(lèi)內(nèi)容。因此,教授集合時(shí)要從一開(kāi)始就耐心細(xì)致地引導(dǎo),放低臺(tái)階,放慢腳步,讓學(xué)生習(xí)慣數(shù)學(xué)符號(hào)的表達(dá)和書(shū)寫(xiě),養(yǎng)成用數(shù)學(xué)符號(hào)代替自然語(yǔ)言的描述習(xí)慣,并學(xué)會(huì)將抽象的符號(hào)和直觀的圖形相結(jié)合進(jìn)行理解和學(xué)習(xí)。
高一開(kāi)始時(shí),在適當(dāng)放慢進(jìn)度,降低難度的同時(shí),在新課的引入中,要盡量從初中的角度切入,注意新舊對(duì)比,前后聯(lián)系。比如,函數(shù)的引入可以從初中熟悉的一次函數(shù) y=x,二次函數(shù) y=x2,反比例函數(shù) 著手。這要求教師必須熟悉初中數(shù)學(xué)教材和課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)初中數(shù)學(xué)概念和知識(shí)的要求,把高中教材研究的問(wèn)題與初中教材研究的問(wèn)題在文字表述、研究方法、思維特點(diǎn)等方面進(jìn)行對(duì)比,明確新舊知識(shí)之間的聯(lián)系與差異,然后在講授高中數(shù)學(xué)時(shí),在復(fù)習(xí)初中內(nèi)容的基礎(chǔ)上引入新內(nèi)容。高一數(shù)學(xué)的每一節(jié)內(nèi)容都是在初中數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的,故在引入新知識(shí)、新概念時(shí),注意舊知識(shí)的復(fù)習(xí),用學(xué)生已熟悉的知識(shí)做鋪墊和引入。如講任意角的三角函數(shù)時(shí),要先復(fù)習(xí)初三學(xué)過(guò)的銳角三角函數(shù)的概念,進(jìn)而提出任意角的三角函數(shù)概念,從而引入坐標(biāo)定義法。教師在教學(xué)過(guò)程中,幫助學(xué)生以舊知識(shí)同化新知識(shí),使學(xué)生掌握新知識(shí),順利達(dá)到知識(shí)的遷移,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
二、注重?cái)?shù)學(xué)史教學(xué)
在《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》關(guān)于課程的基本理念中,明確指出要“體現(xiàn)數(shù)學(xué)的文化價(jià)值”。數(shù)學(xué)課程應(yīng)適當(dāng)?shù)胤从硵?shù)學(xué)的歷史、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì),數(shù)學(xué)對(duì)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的作用,數(shù)學(xué)的社會(huì)需求,數(shù)學(xué)科學(xué)的思想體系,數(shù)學(xué)的美學(xué)價(jià)值,數(shù)學(xué)家的創(chuàng)新精神,提出設(shè)立“數(shù)學(xué)史選講”等專(zhuān)題。由此可見(jiàn),新課標(biāo)理念下把數(shù)學(xué)史作為數(shù)學(xué)文化的載體有多么重要的作用。幾乎所有學(xué)科都強(qiáng)調(diào)“興趣是最好的老師”,在調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性方面,筆者發(fā)現(xiàn)通過(guò)講一講數(shù)學(xué)家的一些小故事帶來(lái)的效果不錯(cuò),比如,解析幾何的創(chuàng)始人笛卡爾,從小游手好閑,偶遇一次街頭數(shù)學(xué)問(wèn)題懸賞解答,強(qiáng)烈的興趣使他對(duì)數(shù)學(xué)入迷,此時(shí)他已經(jīng)近二十歲。數(shù)學(xué)中的經(jīng)典問(wèn)題也對(duì)學(xué)生有相當(dāng)大的吸引力,比如,歐拉研究的七橋問(wèn)題,阿基米德的分牛問(wèn)題,等等,都是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的好素材。
筆者在高一第一節(jié)《集合的概念和表示方法》給學(xué)生講了集合的創(chuàng)始人―― 康托爾,學(xué)生感嘆他的英俊養(yǎng)眼同時(shí),也記得了他的“連續(xù)統(tǒng)”假設(shè)(CH,Continuum Hypothesis)―― 在自然數(shù)集合與實(shí)數(shù)集合之間存在不存在一種“集合”,其元素比實(shí)數(shù)集合少一些,但是,卻又比自然數(shù)集合多一些?學(xué)生的眼球一下被吸引住了,他們會(huì)思考,無(wú)窮多的數(shù)如何比較大小呢?在講授必修1第二章《函數(shù)的概念》時(shí),筆者給學(xué)生講了函數(shù)的由來(lái),從萊布尼茨對(duì)“function”函數(shù)一詞的提出,到貝努利認(rèn)為函數(shù)是必須有表達(dá)式,到歐拉認(rèn)為圖形也可以表示為函數(shù),再到柯西提出“自變量”一詞,完善到與課本接近的概念,最后到德國(guó)數(shù)學(xué)家狄利克雷對(duì)函數(shù)一詞本質(zhì)的理解。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)函數(shù)不斷補(bǔ)充和發(fā)展的過(guò)程,認(rèn)識(shí)這些知名的數(shù)學(xué)家,并且對(duì)課本為何在函數(shù)概念前放 3 個(gè)不同的列子作了很好的詮釋。
在高一教學(xué)中的數(shù)學(xué)史內(nèi)容還有很多,筆者大概做了以下的歸類(lèi):
筆者在數(shù)學(xué)史這方面的知識(shí)儲(chǔ)備相對(duì)來(lái)說(shuō)很少,視野也不夠開(kāi)闊。筆者查了一些圖書(shū)資料,覺(jué)得有兩本書(shū)值得推薦,即李文林的《數(shù)學(xué)史概論》和美國(guó)數(shù)學(xué)家克來(lái)茵的《古今數(shù)學(xué)思想》,大家可以去看看。
三、合理選擇探究教學(xué)形式
高中階段的教學(xué)模式應(yīng)該多元化,但其主要手段莫過(guò)于“啟發(fā)式”“探究式”“灌輸式”教學(xué)。對(duì)學(xué)生而言,數(shù)學(xué)上由探究學(xué)習(xí)與接受學(xué)習(xí)兩部分組成,這二者除了獲取知識(shí)的途徑不同之外,還主要存在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程的思維活躍程度上的差異。筆者用 venn 圖表示兩者間的關(guān)系如下:
這是否說(shuō)明探究式教學(xué)明顯高于傳統(tǒng)的接受式教學(xué)呢?答案是否定的。其實(shí)很多基礎(chǔ)性的對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)思維要求不高的知識(shí)內(nèi)容,采用傳統(tǒng)的接受式教學(xué)方式更容易使學(xué)生掌握。啟發(fā)式和探究式教學(xué)對(duì)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備和能力都有很高的要求,探究的數(shù)學(xué)問(wèn)題在具有必要性和可行性的前提下才能實(shí)施。因此對(duì)什么知識(shí)點(diǎn)用什么樣的手段,老師要仔細(xì)考慮清楚,切不可將探究流于表面的形式,更多的要上升到內(nèi)部的數(shù)學(xué)思維操作上,積極引導(dǎo)學(xué)生做出進(jìn)一步的探究思考,從而努力實(shí)現(xiàn)向更高層次過(guò)渡。
例如,在一節(jié)關(guān)于等差數(shù)列概念及其性質(zhì)的教學(xué)中,有一位好問(wèn)的學(xué)生提出:“既然有等差數(shù)列,是不是應(yīng)該存在等和數(shù)列?”雖然這個(gè)問(wèn)題和本節(jié)教學(xué)無(wú)關(guān),但此時(shí)卻是為學(xué)生創(chuàng)造探究學(xué)習(xí)的最佳時(shí)機(jī)。通過(guò)學(xué)生的探究,學(xué)生舉出了“1,2,1,2,1,…”等多個(gè)等和數(shù)列的例子,還仿照等差數(shù)列概念得出等和數(shù)列的概念,并指出了它的兩個(gè)性質(zhì):(1)等和盜幸歡ㄊ侵芷謔列;(2)等和數(shù)列也一定是等積數(shù)列。
這樣的例子在數(shù)學(xué)課堂上經(jīng)常遇到,教師應(yīng)該抓住這樣的“題外話(huà)”,甚至故意引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這樣的“題外話(huà)”借題發(fā)揮,從真正意義上調(diào)動(dòng)學(xué)生探究欲望與積極性。蘇霍姆林斯基指出:“有許多聰明的,天賦很好的學(xué)生,只有當(dāng)他的手和手指尖接觸到創(chuàng)造性勞動(dòng)的時(shí)候,他們對(duì)知識(shí)的興趣才能覺(jué)醒起來(lái)?!?/p>
四、注重?cái)?shù)形結(jié)合
數(shù)形結(jié)合是中學(xué)數(shù)學(xué)的重要思想方法,數(shù)學(xué)家華羅庚說(shuō)過(guò):“數(shù)缺形時(shí)少直覺(jué),形少數(shù)時(shí)難入微。數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬(wàn)事非?!边\(yùn)用數(shù)形結(jié)合的方式解題,既可體現(xiàn)數(shù)量與空間圖形的辯證統(tǒng)一關(guān)系,又快捷簡(jiǎn)便,直觀易懂。
例如,在集合的運(yùn)算基本上,要借助數(shù)軸和 venn 圖來(lái)直觀形象地表示交、并、補(bǔ)的部分。
在函數(shù)的教學(xué)中,數(shù)形結(jié)合更為重要,例如 2015 年廣東高考題最后一題:
21.(本小題滿(mǎn)分 14 分)
設(shè) a 為實(shí)數(shù),函數(shù) f(x)=(x-a)2+|x-a|-a(a-1)。
(1)若 ,求 a 的取值范圍;
(2)討論 f(x) 的單調(diào)性;
(3)當(dāng) 時(shí),討論 在區(qū)間 內(nèi)的零點(diǎn)個(gè)數(shù)。
這完全可以用畫(huà)圖的方式解決。筆者讓所帶的高一的學(xué)生做,數(shù)學(xué)思維能力強(qiáng)的學(xué)生基本能拿到 10 分。學(xué)生告訴筆者,他們認(rèn)為和平時(shí)做的“x2-4|x|+3=m 有四個(gè)互相不相等的實(shí)數(shù)根,求 m 的取值范圍”的方法是類(lèi)似的,只是帶有變量 a 的討論而已,此類(lèi)題目用畫(huà)圖方式容易解決。
像這樣的例子在高一教學(xué)中實(shí)在太多了,基本初等函數(shù)(尤其是帶參數(shù)的二次函數(shù))、三角函數(shù)都對(duì)學(xué)生的作圖能力提出了很高的要求,在高一教學(xué)中一定要給學(xué)生灌輸這樣的思想。在作業(yè)上嚴(yán)格要求,在解題中畫(huà)圖與書(shū)寫(xiě)都不能少。只有在平時(shí)經(jīng)常提醒,讓學(xué)生養(yǎng)成習(xí)慣,這樣才能使學(xué)生在考試中靈活運(yùn)用,進(jìn)行變形遷移。
五、注重?cái)?shù)學(xué)學(xué)習(xí)困難生的轉(zhuǎn)化
筆者認(rèn)為教學(xué)和教育從來(lái)都是分不開(kāi)的。筆者每年都會(huì)帶到一些“讓我心疼”的學(xué)生,他們乖巧聽(tīng)話(huà),上課認(rèn)真做筆記,課后作業(yè)認(rèn)真完成,學(xué)習(xí)也很用功,課外的輔導(dǎo)書(shū)也是標(biāo)注得密密麻麻,但是一考起試來(lái)總是在 70 分左右,有甚者是全班的倒數(shù)第一。對(duì)這樣的孩子,筆者通過(guò)接觸發(fā)現(xiàn)她們把數(shù)學(xué)學(xué)不好歸結(jié)于自己不行,老師講的東西總是記不住,解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的方法不太靈活,腦子不好用,太笨了,不如別的同學(xué)聰明,不是學(xué)數(shù)學(xué)的料。這樣的孩子喜歡做一些程序化的題目,但是題目稍微發(fā)生變化就不知道如何下手,即使做對(duì)了,也常常懷疑自己做錯(cuò)了。面對(duì)這樣的學(xué)生,筆者做了以下的轉(zhuǎn)化策略:
1.適時(shí)表?yè)P(yáng),增強(qiáng)自信
平時(shí)分析問(wèn)題時(shí),抽查問(wèn)一下他們有什么好思路,只要他們的想法有理就給予肯定和表?yè)P(yáng),樹(shù)立他們的信心,提高他們的個(gè)人數(shù)學(xué)自我效能感。另外,在講解題目時(shí),筆者也多方面展示自己的思路和想法,讓學(xué)生明白老師也不是立刻就有正確的解法的,當(dāng)他們下次遇到一下子不能正確求解的題目時(shí)不要輕易放棄。 (下轉(zhuǎn)第162頁(yè))
(上接第136頁(yè))
2.鼓勵(lì)做學(xué)習(xí)方法不佳的歸因
學(xué)習(xí)成績(jī)不理想一定是方法不佳,比如,總記一些結(jié)論和解題類(lèi)型,沒(méi)有對(duì)概念和解題思路理解好。多鼓勵(lì)他們與其他同學(xué)交流學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)心得,把做錯(cuò)的題和不會(huì)做的題目一步步整理下來(lái),把當(dāng)時(shí)為什么不會(huì)解的各種類(lèi)型的題的原因記下來(lái),也要把之后如果再碰到這類(lèi)題目應(yīng)該怎么辦寫(xiě)在旁邊。讓他們自己去逐漸認(rèn)識(shí)到初中和高中的不同,不再是機(jī)械的模仿而是需要自己多嘗試和探索,學(xué)會(huì)獨(dú)立運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法。
3.引導(dǎo)進(jìn)行合理的外部歸因
其實(shí),除了內(nèi)因外,也有一些外在的因素,如家庭環(huán)境,人際關(guān)系,身體因素等。多方面對(duì)他們進(jìn)行關(guān)心和引導(dǎo),這樣做也取得預(yù)想不到的效果。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);銜接;內(nèi)容;課時(shí);基礎(chǔ);補(bǔ)充;復(fù)習(xí);反饋
在推行新課程的今天,由于教材內(nèi)容、教師觀念、課時(shí)、學(xué)法等原因,造成初高中教學(xué)脫節(jié)是高中教學(xué)中存在的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題,也是個(gè)老大難問(wèn)題。特別是對(duì)意志品質(zhì)薄弱和學(xué)習(xí)方法不妥的那部分學(xué)生更是使他們過(guò)早地失去學(xué)數(shù)學(xué)的興趣,甚至打擊他們的學(xué)習(xí)信心。如何讓學(xué)生逐步適應(yīng)高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),提高他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性、主動(dòng)性,使之能夠敢于學(xué)習(xí)、樂(lè)于學(xué)習(xí),以至敢于思考、樂(lè)于思考,幫助學(xué)生形成良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣,是擺在高一數(shù)學(xué)教師面前的首要問(wèn)題。本人結(jié)合自己多年教學(xué)中所積累的經(jīng)驗(yàn)和在教學(xué)中所采用的方法,從教材、教法、過(guò)程、結(jié)果等方面談一談個(gè)人的體會(huì),以期對(duì)教學(xué)有所幫助。
一、初高中數(shù)學(xué)的差異
1.教材內(nèi)容
教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的依據(jù),在結(jié)構(gòu)上,初中數(shù)學(xué)采用連貫、整體、螺旋上升的結(jié)構(gòu);高中數(shù)學(xué)則采用模塊的結(jié)構(gòu),將內(nèi)容分為必修的五個(gè)基本模塊和選修部分。在內(nèi)容上,初中注重基礎(chǔ),講求知識(shí)的廣度;高中則注重推理、應(yīng)用,講求知識(shí)的深度。同時(shí)從內(nèi)容的連貫性上看:高中把“平行線(xiàn)等分線(xiàn)段定理、十字相乘法、立方和與立方差公式等”內(nèi)容作了淡化處理,把它們放到了選修或者直接刪去,但習(xí)題中卻大量出現(xiàn)。所有的這些都說(shuō)明初高中數(shù)學(xué)存在著顯著的區(qū)別,從而使學(xué)生產(chǎn)生許多的不適應(yīng),直接影響了今后的學(xué)習(xí)。
2.教學(xué)課時(shí)
初中階段我們用6個(gè)學(xué)期的時(shí)間學(xué)6本書(shū),其中的內(nèi)容多是重復(fù)、提升的形式出現(xiàn);高中階段我們用4個(gè)學(xué)期學(xué)8本(文科7本),其中的內(nèi)容基本沒(méi)有重復(fù),難度更是初中無(wú)法比擬的。就拿高一來(lái)說(shuō)吧:高一第一學(xué)期有兩本書(shū)共72學(xué)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容,這些并不包括單元測(cè)試與講解、復(fù)習(xí)等所用的時(shí)間。此外,高一學(xué)生一般報(bào)到較遲(9月4~5日左右),還有一周至十天的軍訓(xùn),再加上國(guó)慶節(jié)、元旦等正常假日。真正能用于上課的時(shí)間非常有限,也就不可能有什么補(bǔ)缺補(bǔ)差的時(shí)間,連完成正常教學(xué)任務(wù)也感到十分困難。這就注定了教師的教和學(xué)生的學(xué)不可能再照搬初中了。
3.教學(xué)方法
在學(xué)習(xí)方法及思維方式上,高初中數(shù)學(xué)的脫節(jié)并不僅僅在教材內(nèi)容上,在思維方式上也產(chǎn)生了一個(gè)質(zhì)的飛躍。如果說(shuō)初中數(shù)學(xué)是一個(gè)幼童的話(huà),那么高中數(shù)學(xué)則是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的成人,這是從思維能力上說(shuō)的,二者根本就不在同一級(jí)別上,且從高中一開(kāi)始就沒(méi)有緩沖區(qū)的直接產(chǎn)生這樣一個(gè)質(zhì)的飛躍,這讓絕大多學(xué)生難以接受,也讓多數(shù)學(xué)生在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中形成的一套學(xué)習(xí)方法到高中很難奏效,大大地增加了他(她)們的困惑,也給教師的教學(xué)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。
二、銜接措施
1.依據(jù)學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)
這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、貫穿始終的過(guò)程,因?yàn)閷W(xué)生是不斷發(fā)展的個(gè)體,不能用固定的眼光去看,否則就容易產(chǎn)生誤解、不信任。首先我查詢(xún)了入學(xué)成績(jī),了解一個(gè)大概的情況;然后我讓學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià),以消除試卷、臨場(chǎng)發(fā)揮等方面的影響。我還根據(jù)學(xué)生上課的反應(yīng)定期找學(xué)生談話(huà),從中了解學(xué)生的接受、消化情況,這樣能更準(zhǔn)確地把握學(xué)生的狀態(tài),不會(huì)出現(xiàn)被單純考試分?jǐn)?shù)所蒙蔽的現(xiàn)象。
2.注意相關(guān)內(nèi)容的及時(shí)復(fù)習(xí)與補(bǔ)充
由于初高中數(shù)學(xué)在內(nèi)容上的脫節(jié),教師在教學(xué)中應(yīng)及時(shí)的對(duì)相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行及時(shí)復(fù)習(xí)與補(bǔ)充,只有這樣才能使學(xué)生順利的度過(guò)難關(guān)。例如在高一數(shù)學(xué)《函數(shù)》一章中,對(duì)初中數(shù)學(xué)中的一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等內(nèi)容涉及的不少。象一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系,二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)中,關(guān)于y值范圍(函數(shù)值域)、單調(diào)性的討論、最大(?。┲档那蠓ǖ?,有的當(dāng)時(shí)不作要求,有的要求不深,現(xiàn)在學(xué)生感到模糊,就應(yīng)當(dāng)及時(shí)作適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)。為此,可在初中數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上,作適當(dāng)?shù)囊?,可不作太高要求,能解決一些問(wèn)題就可以了。可以跟學(xué)生明確指出,這些以后還要學(xué)的,不熟練不要緊。
3.及時(shí)比較和總結(jié),注重學(xué)習(xí)中的信息反饋
與初中數(shù)學(xué)相比較,在解題方法上,高中數(shù)學(xué)對(duì)學(xué)生的要求更高。分情況討論、數(shù)形結(jié)合、合情推理、邏輯推理等等數(shù)學(xué)思想和方法要求都比較高。對(duì)于一個(gè)高一學(xué)生來(lái)說(shuō),這些思想方法雖不陌生,但距離熟練應(yīng)用還是很有差距的。因此,在學(xué)習(xí)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)及時(shí)總結(jié)、比較現(xiàn)在的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的方式方法與初中有何共同點(diǎn),有何不同點(diǎn)。從而確定應(yīng)當(dāng)掌握哪些,注意哪些。經(jīng)常性的分析與比較,學(xué)生就會(huì)不斷調(diào)整方向,明確目標(biāo),逐漸形成一整套的正確的學(xué)習(xí)方法。
三、銜接的體會(huì)與反思
1.注意學(xué)生的學(xué)習(xí)情況的改變
知道學(xué)生在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,學(xué)過(guò)了什么,學(xué)到什么程度,什么沒(méi)有學(xué),學(xué)習(xí)要求如何等等。針對(duì)與高中相關(guān)的每一部分內(nèi)容,都要分析學(xué)生現(xiàn)有的水平,具體知識(shí)結(jié)構(gòu),高中階段所要達(dá)到的目標(biāo)。要了解每一名學(xué)生,關(guān)注其數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的狀態(tài)變化。從課堂教學(xué),到課后練習(xí)、鞏固,到單元測(cè)試等。注意個(gè)別學(xué)生的特殊變化,上升快的要及時(shí)鼓勵(lì),給予肯定;出現(xiàn)下降幅度大的,應(yīng)及時(shí)談話(huà),幫助學(xué)生分析原因,采取措施,不要錯(cuò)失良機(jī)。這樣做能收到事半功倍的效果。
2.注意學(xué)生所用的學(xué)習(xí)方法
數(shù)學(xué)教學(xué)更應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為主體,充分考慮學(xué)生的思維方式,接受能力,個(gè)人興趣、愛(ài)好等。鑒于此,應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同的學(xué)生使用不同的教學(xué)方法、指導(dǎo)方法。這在課堂教學(xué)中不易做到,但可以利用課外輔導(dǎo)來(lái)處理,還要注意數(shù)學(xué)解題中通性通法的理解與掌握。一些常用方法如:歸納法、類(lèi)比法、演繹法、算法或構(gòu)造性方法、統(tǒng)計(jì)方法、迭代法、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)模型法、猜想、直覺(jué)、靈感或頓悟等?!凹仁翘岢鰡?wèn)題的方法,又是解決問(wèn)題的方法?!备鼞?yīng)注意培養(yǎng)。
3.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
函數(shù)是高中數(shù)學(xué)的主線(xiàn),是高中數(shù)學(xué)的核心內(nèi)容,也是整個(gè)高中數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)。函數(shù)的性質(zhì)是高考的重點(diǎn)與熱點(diǎn),函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性是函數(shù)的一個(gè)基本性質(zhì),對(duì)稱(chēng)關(guān)系不僅廣泛存在于數(shù)學(xué)問(wèn)題之中,而且利用對(duì)稱(chēng)性往往能更簡(jiǎn)捷地使問(wèn)題得到解決,對(duì)稱(chēng)關(guān)系還充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)之美。本文擬通過(guò)函數(shù)自身的對(duì)稱(chēng)性和不同函數(shù)之間的對(duì)稱(chēng)性這兩個(gè)方面來(lái)探討函數(shù)與對(duì)稱(chēng)有關(guān)的性質(zhì)。
一、函數(shù)的奇偶性
要研究函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性一定要先研究函數(shù)的奇偶性,因?yàn)槠婧瘮?shù)是最典型的點(diǎn)對(duì)稱(chēng),偶函數(shù)是最典型的軸對(duì)稱(chēng)。奇函數(shù):f(x)+f(-x)=0或f(x)=-f(-x),關(guān)于原點(diǎn)(0,0)對(duì)稱(chēng);偶函數(shù):f(x)-f(-x)=0或f(x)=f(-x)關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)。在對(duì)稱(chēng)區(qū)間上奇函數(shù)單調(diào)性相同,偶函數(shù)單調(diào)性相反。
二、函數(shù)自身的對(duì)稱(chēng)性探究
定理1.函數(shù)y=f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)A(a,b)對(duì)稱(chēng)的充要條件是f(x)+f(2a-x)=2b.
證明:(必要性)設(shè)點(diǎn)P(x,y)是y=f(x)圖像上任一點(diǎn),點(diǎn)P(x,y)關(guān)于點(diǎn)A(a,b)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)P′(2a-x,2b-y)也在y =f(x)圖像上, 2b-y=f(2a-x),即y+f(2a-x)=2b故f(x)+f(2a -x)=2b,必要性得證。
(充分性)設(shè)點(diǎn)P(x0,y0)是y=f(x)圖像上任一點(diǎn),則y0 = f(x0),f (x)+f(2a-x)=2bf(x0)+f(2a-x0)=2b,即2b-y0=f(2a-x0)。
故點(diǎn)P′(2a-x0,2b-y0)也在y=f(x)圖像上,而點(diǎn)P與點(diǎn)P′關(guān)于點(diǎn)A(a,b)對(duì)稱(chēng),充分性得征。
推論:函數(shù)y=f(x)的圖像關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱(chēng)的充要條件是f(x)+f(-x)=0.
定理2. 函數(shù)y=f(x)的圖像關(guān)于直線(xiàn)x=a對(duì)稱(chēng)的充要條件是f(a+x)=f(a-x),即f(x)=f(2a-x).(證明留給讀者)
推論:函數(shù)y=f(x)的圖像關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的充要條件是f(x)=f(-x).
定理3. ①若函數(shù)y=f(x) 圖像同時(shí)關(guān)于點(diǎn)A(a,c)和點(diǎn)B(b,c)成中心對(duì)稱(chēng)(a≠b),則y=f(x)是周期函數(shù),且2|a-b|是其一個(gè)周期。
②若函數(shù)y=f(x) 圖像同時(shí)關(guān)于直線(xiàn)x=a和直線(xiàn)x=b成軸對(duì)稱(chēng)(a≠b),則y=f(x)是周期函數(shù),且2|a-b|是其一個(gè)周期。
③若函數(shù)y=f(x)圖像既關(guān)于點(diǎn)A(a,c) 成中心對(duì)稱(chēng)又關(guān)于直線(xiàn)x=b成軸對(duì)稱(chēng)(a≠b),則y=f(x)是周期函數(shù),且4|a-b|是其一個(gè)周期。
①②的證明留給讀者,以下給出③的證明:
函數(shù)y=f(x)圖像既關(guān)于點(diǎn)A(a,c) 成中心對(duì)稱(chēng),
f(x)+f(2a-x)=2c,用2b-x代x得:
f(2b-x)+f[2a-(2b-x)]=2c………………(*)
又函數(shù)y=f(x)圖像直線(xiàn)x=b成軸對(duì)稱(chēng),
f(2b-x)=f(x)代入(*)得:
f(x)=2c-f[2(a-b)+x]…………(**),用2(a-b)-x代x得f[2(a-b)+x]=2c-f [4(a-b)+x]代入(**)得:
f(x)=f[4(a-b)+x],故y=f(x)是周期函數(shù),且4|a-b|是其一個(gè)周期。
三、不同函數(shù)對(duì)稱(chēng)性的探究
定理4. 函數(shù)y=f(x)與y=2b-f(2a-x)的圖像關(guān)于點(diǎn)A(a,b)成中心對(duì)稱(chēng)。
定理5. ①函數(shù)y=f(x)與y=f(2a-x)的圖像關(guān)于直線(xiàn)x=a成軸對(duì)稱(chēng)。
②函數(shù)y=f(x)與a-x=f(a-y)的圖像關(guān)于直線(xiàn)x+y=a成軸對(duì)稱(chēng)。
③函數(shù)y=f(x)與x-a=f(y+a)的圖像關(guān)于直線(xiàn)x-y=a成軸對(duì)稱(chēng)。
定理4與定理5中的①②證明留給讀者,現(xiàn)證定理5中的③
設(shè)點(diǎn)P(x0,y0)是y=f(x)圖像上任一點(diǎn),則y0=f(x0)。記點(diǎn)P(x,y)關(guān)于直線(xiàn)x-y=a的軸對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為P′(x1,y1),則x1=a+y0,y1=x0-a,x0=a+y1,y0=x1-a代入y0=f(x0)之中得x1-a=f(a+ y1) 點(diǎn)P′(x1,y1)在函數(shù)x-a=f(y+a)的圖像上。
同理可證:函數(shù)x-a = f (y + a)的圖像上任一點(diǎn)關(guān)于直線(xiàn)x-y = a的軸對(duì)稱(chēng)點(diǎn)也在函數(shù)y = f (x)的圖像上。故定理5中的③成立。
推論:函數(shù)y=f(x)的圖像與x=f(y)的圖像關(guān)于直線(xiàn)x=y成軸對(duì)稱(chēng)。
三、三角函數(shù)圖像的對(duì)稱(chēng)性列表
注:①上表中k∈Z
②y=tan x的所有對(duì)稱(chēng)中心坐標(biāo)應(yīng)該是(kπ+π/2,0),而在岑申、王而冶主編的浙江教育出版社出版的21世紀(jì)高中數(shù)學(xué)精編第一冊(cè)(下)及陳兆鎮(zhèn)主編的廣西師大出版社出版的高一數(shù)學(xué)新教案(修訂版)中都認(rèn)為y=tan x的所有對(duì)稱(chēng)中心坐標(biāo)是(kπ,0),這明顯是錯(cuò)的。
四、函數(shù)對(duì)稱(chēng)性應(yīng)用舉例
例1 定義在R上的非常數(shù)函數(shù)滿(mǎn)足:f(10+x)為偶函數(shù),且f(5-x)=f(5+x),則f(x)一定是( )
A.是偶函數(shù),也是周期函數(shù)
B.是偶函數(shù),但不是周期函數(shù)
C.是奇函數(shù),也是周期函數(shù)
D.是奇函數(shù),但不是周期函數(shù)
解:f(10+x)為偶函數(shù),f(10+x)=f(10-x).
f(x)有兩條對(duì)稱(chēng)軸 x=5與x=10 ,因此f(x)是以10為其一個(gè)周期的周期函數(shù),x=0即y軸也是f(x)的對(duì)稱(chēng)軸,因此f(x)還是一個(gè)偶函數(shù)。
故選(A)
例2 設(shè)定義域?yàn)镽的函數(shù)y=f(x)、y=g(x)都有反函數(shù),并且f(x-1)和g-1(x-2)函數(shù)的圖像關(guān)于直線(xiàn)y=x對(duì)稱(chēng),若g(5)=1999,那么f(4)=( )。
A.1999 B.2000 C.2001 D.2002
解:y=f(x-1)和y=g-1(x-2)函數(shù)的圖像關(guān)于直線(xiàn)y=x對(duì)稱(chēng),y=g-1(x-2) 反函數(shù)是y=f(x-1),而y=g-1(x-2)的反函數(shù)是:y=2+g(x), f(x-1)=2+g(x), 有f(5-1)=2+g(5)=2001。
故f(4) = 2001,應(yīng)選(C)
例3 設(shè)f(x)是定義在R上的偶函數(shù),且f(1+x)= f(1-x),當(dāng)-1≤x≤0時(shí),f(x)=-x,則f(8.6 )= _________。
解:f(x)是定義在R上的偶函數(shù)x=0是y=f(x)對(duì)稱(chēng)軸;又f(1+x)=f(1-x),x=1也是y=f(x)對(duì)稱(chēng)軸。故y=f(x)是以2為周期的周期函數(shù),f(8.6)=f(8+0.6)=f(0.6)=f(-0.6)=0.3。
例4 函數(shù)y=sin (2x+)的圖像的一條對(duì)稱(chēng)軸的方程是( )
A.x=- B.x=-
C.x= D.x=
解:函數(shù) y=sin(2x+)的圖像的所有對(duì)稱(chēng)軸的方程是2x+=kπ+,
x=-π,顯然取k=1時(shí)的對(duì)稱(chēng)軸方程是x=-故選(A)。
例5 設(shè)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且f(x+2)= -f(x),當(dāng)0≤x≤1時(shí),f(x)=x,則f(7.5)=( )
A.0.5 B.-0.5 C.1.5 D.-1.5
解:y=f(x)是定義在R上的奇函數(shù),點(diǎn)(0,0)是其對(duì)稱(chēng)中心;
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榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
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