高中数学教学体系中的方程思想论文_孙盛

辽宁省朝阳市第一高级中学 122000

摘 要:方程是高中数学中的主线,它不仅是对中枢中相关变量之间关系的描述,更是我们解题的重要手段。学生只有通过对于数学思想与方法的深入理解和熟练应用,才能真正理解数学学习的意义与价值。在高中数学学习中,对于方程思想的掌握能够为数学学习奠定良好的基础。

关键词:高中数学 教学体系 方程思想

一、方程思想的界定

狭义的方程思想是指从分析问题中的数量关系入手,寻找问题中未知量与已知量之间的等量关系,通过设元构建方程或方程组,随后解元完成未知向已知的转化过程,从而使问题得以突破的思维方式。广义的方程思想是指对等量关系的转换、分析。其核心是动中求静,研究运动中的等量形式;变中求定,解析变化中的一定之规。当一个问题中的若干数值可能具有某个等量关联时,可构造等式并利用相关性质进行研究。包括一些具有表达式函数问题也可看作多元方程,继而使用方程思想进行分析。故而方程思想是高中数学最重要也是最基本的核心思想之一,在历年考试中举足轻重。

二、方程思想在数学学习中的应用实践

1.方程思想在导数中的应用。导数考点属于近年来高考中的重要考点内容,而方程思想在导数题型中的应用是各级、各类考试中的热点问题。导数的单调性、极值、最值等性质的研究常常和函数与方程思想相结合,主要综合考查学生的思维能力。

2.方程思想在解析几何中的应用。在解析几何题型中,常常会出现直线、圆、圆锥曲线之间的位置关系问题,通常会使用联立方程组的方法进行解决。

3.方程思想在不等式中的应用。不等式2x-1>m(x2-1)能够对|m|≤2的一切实数m恒成立,求得实数x的取值范围。对于不等式这种问题,了解关于x的不等式后,这种问题会形成一种思维定式,但是应该进行视角的改变,把不等式当做关于m的不等式,并且构造函数f(m)=(x2-1)m-(2x-1),这一问题就会转化为求得m∈[-2,2]上,使f(m)<0恒成立的x的取值范围。而对于一次函数来说,图象为一条线段,如果想要f(m)<0,应该让f(-2)<0,f(2)<0才能解得x∈(   , )。在通常情况下,含有多个变量或参数的问题,应该对变量与参数进行积极确定,将函数关系提出来,从而使问题更加明朗。

4.三角函数问题处理中的方程思想。提及三角函数,很多高中生都大皱眉头,原因无他,公式太过繁琐多变,而且很多公式大同小异,以致于学生很容易发生混淆。因此,在处理三角函数问题时,我们不能让学生将思维定格在公式应用上,我们应该鼓励学生将方程思想运用于其中,指导学生灵活运用相关的思想和方法来完成问题的分析和处理。

例,求sin18°的值。

解析:设18°=α,则2α=90°-3α,所以sin2α=cos3α,因此有2sinαcosα=cos(2α+α)=4cos3α-3cosα。因为cosα≠0,所以2sinα=4cos2α-3,即4sin2α+2sinα-1=0.解之可得sinα=  ,结合上述范围最后可得到sinα=  。

反思:本题所涉及的角度并不是一个特殊角,所以如果希望通过两角和与两角差的公式进行求解,这是很难得到最后结果的。但是我们如果利用这个角度与90°之间的数量关系,并且构造出有关18°正弦值的一元二次方程,这样既可让学生在方程求解的过程中获得最后的结论,也可以收获化难为易的学习效果。

5.方程思想在实际问题中的应用。例如一个实际应用问题:某班级组织20名学生在一条直线公路上植树,要求以10米为间隔,并且每人植一棵树。在开始之前,要求将树苗集中放在某一个树坑旁边,能够让每位同学领取树苗所用的路程总和最小,求这个最小值。对于这一问题来说,应该建立合适的数学模型,通过列式向函数的最值问题转化,如下图:

当i=10或11时,s的值最小,为1000。因此往返路程的最小值为2000米。对于这类问题,还有另外一种解答方式,针对轴对称图形的原理,两端的树坑旁边放着树苗,路程的总和相同,能够取得一个最值。因此从两端的树坑移动到中间过程中,路程总和的变化是相同的,到第10个以及11个树坑旁边时,路程总和达到一个最值,因此只需进行两个路程总和的计算就可以。将树苗放在第一个树坑旁,路程总和为10×(1+2+…+19)×2=10×19(1+19)×2=3800。树苗放在第10个与第11个旁边时,路程总和为10×(1+2+…+9)+10×(1+2+…+10)×2=2000。因此,路程总和最小应为2000米。对于二次函数形式的构造具有重要作用,函数对实际问题的解决具有重要意义。对于这道题能够借助实际模型的建立,通过函数解析式的方式,对函数的性质进行研究,从而促进实际问题得到合理的解决。

综上所述,在高中数学的教学过程中,教师要关注问题的分析和思考,要让每一个学生都能在学习过程中有所收获,这样的教学有助于学生更加全面地发现并认识问题,同时也有助于他们领会数学知识的真谛。

参考文献

[1]方彤 应用函数与方程思想培养数学核心素养[J].数学学习与研究,2018,(1)。

[2]董军 函数与方程思想在解题中的应用[J].中学数学教学参考(上),2016,(8)。

论文作者:孙盛

论文发表刊物:《教育学》2019年4月总第174期

论文发表时间:2019/5/27

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