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误区最值误区,推动知识整合

收藏本文 2024-02-10 点赞:15777 浏览:69602 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘 要: 最值问题是初中数学的重要内容,学生解题时由于思维不够严密,常出现诸多误区.本文列举了一些常出现错误的例子,并提出了解决的方法.
关键词: 初中数学教学 最值问题 思维误区 知识整合

“最值”指变量在某一变化过程中取得的最大值或最小值.在新课标中,最值问题是初中数学的重要内容,在日常生活中有着广泛的应用,如最大利润问题、最大面积问题、最低运费问题等.最值问题包括函数最值问题、不等式最值问题和几何最值问题等;在函数最值问题中,有二次函数最值、一次函数最值和反比例函数最值问题.
对于二次函数y=ax+bx+c,当a>0时,它的图像开口向上,图像存在最低点,二次函数有最小值,最小值是顶点的纵坐标的值;当a<0时,它的图像开口向下,图像存在最高点,最大值是顶点纵坐标的值.因而求二次函数的最值,即求二次函数的顶点的坐标.这样一来,学生在接触大量的二次函数最值问题后,就会形成一种思维定势:解决最值问题,只需建立一个二次函数,求出顶点的坐标,其中顶点的纵坐标就是所求的最值。于是,出现了最值问题的诸多思维误区.

(一)忽略了自变量取值范围的限制.

在一个二次函数中,当自变量是全体实数时,顶点的纵坐标是这个函数的最大值或最小值.但当自变量的取值范围不是全体实数时,函数的图像是抛物线的一部分,顶点不一定落在部分的抛物线上.这时,以顶点的纵坐标作为所求的最值就不一定正确了.因此,求二次函数的最值,必须考虑顶点的横坐标是否落在自变量的取值范围内,否则会出现错误的结论.
例1:已知二次函数y=x2-2x-3,在2≤

摘自:学年论文www.udooo.com

x≤3的范围内求这个二次函数的最大值或最小值.学生往往会盲目地求出二次函数图像的顶点坐标(1,-4),然后得出结论:因为a>0,所以二次函数有最小值,最小值是-4.这个的结论显然是错误的.其实在2≤x≤3范围内函数的图像在对称轴x=1的右侧,且y随x的增大而增大,故当x取最小数值2时,y的值最小为-3;当x取最大数值3时,y的值最大为0.事实上,在很多实际问题中,自变量往往受实际意义的限制,只能在某一范围内取值.因此,求二次函数的最值必须关注自变量取值范围对最值的影响,当顶点不在自变量取值范围内时,必须利用函数的增减性,以自变量取值范围中端点的函数值确定所求的最值.

(二)忽略了a的符号对最值的影响.

在某些问题中,建立起来的二次函数存在某一种最值,但要求的可能是另一种最值,因此不能盲目地用顶点纵坐标求最值,而应根据函数的增减性及自变量的取值范围确定.
例2:如图,正方形ABCD的边长为4,P是BC边上的一个动点,QP⊥AP交CD于Q,设PB=x,△ADQ的面积为y.
(1)求y与x之间的函数表达式;
(2)当点P运动到什么位置时,△ADQ的面积最大?

(三)忽略了其他函数在某一条件下存在最值.

在一次函数y=kx+b中,当k>0时,y随x的增大而增大;当k<0时,y随x的增大而减少.利用一次函数的增减性质,结合实际问题中自变量的取值范围,可解决有关最大利润、最低运费等的实际问题.
例3:某报刊销售亭从报社购进某晚报的是每份0.7元,销售价是每份1元,卖不掉的报纸还可以以每份0.2元的退回报社.在一个月内(以30天计算),有20天每天可以卖出100份,其余10天只能每天卖出60份,但每天报亭从报社的份数必须都相同.若报亭每天从报社报纸的份数为x(份),每月所获得利润为y(元).
(1)写出y与x之间的函数关系式,并指出自变量的取值范围;
(2)报亭应该每天从多少份报纸,才能使每月获得利润最大?最大利润是多少?
由题意可建立y与x的函数关系:y=0.3(20x+10×60)-0.5×10(x-60),即y=x+480.学生往往没有注意到自变量的取值范围,认为该函数不存在最值,因而无从下手.事实上由题设可知,自变量的取值范围为60≤x≤100,且x为正整数,由于y随x的增大而增大,故当x取最大数值100时,对应的y值最大,最大利润为580元.
例4:某商场出售一批进价为2元的贺卡,在市场营销中发现此商品的销售单价x(元)与日销售量y(个)之间有如下关系:
(1)根据表中数据猜测并确定y与x之间的函数关系式;
(2)设经销此贺卡的销售利润为w元,试求w与x之间的函数关系式.若物价局规定此贺卡的售价最高不能超过10元/个,请求出当日销售单价x定为多少元时,才能获得最大的日销售利润?
例5:在平面直角坐标系中,已知A(-2,-4),B(-1,-2),点P在y轴上,且PA+PB的值最小,求点P的坐标.
如图,联想在直线上到直线同侧两点距离和最小的点的作法,作出点A关于y轴的对称点A′,求出直线A′B的函数表达式,再求出直线A′B与y轴的交点的坐标即为所求.这里,利用对称性质把PA转化,构造三角形两边和大于第三边的不等模型,当点P落在这一特殊位置上时,PA+PB的值最小.

那么,如何引导学生走出最值问题思维的误区呢?下面我谈谈在教学中的做法.

(一)引导多方思考,加强知识联系.

最值问题,涉及知识面广,解题方法灵活.出现以上误区,原因之一在于思维定势的负面效应,原因之二在于学生思维比较狭窄.因此,教学中应对一般二次函数的最值问题与其他最值问题进行比较,让学生明确在什么情况下,可直接由二次函数的顶点坐标求最值;什么情况下,需借助函数增减性并利用自变量取值范围求最值;什么情况下,需构造不等模型求最值.对生活中的函数问题、图形中的函数问题,引导学生关注自变量的取值范围,关注函数的增减性,加强相关知识的联系,培养学生思维的广阔性.

(二)借图像识增减,提高思维效率.

生活及图形中的函数最值问题,往往与函数自变量取值范围(函数的有界性)及函数的增减性有关,这些从函关系式上理解比较困难,借助图像观察,往往一目了然.因此,在教学中,应通过引导学生对图像的观察,加深对函数有界性和增减性的理解,从中发现函数的变化规律,在加深函数认识的过程中去发现函数的最值,培养学生思维的独创性.

(三)通过动态演示,发现不变规律.

对图形中的最值问题,可以利用几何画板等制作动态图形,借助图形的动态演示,引导学生探索图形性质,帮助建立图形中的函数关系,发现新的结论;通过数值自动跟踪及轨迹跟踪.让学生认识函数的有界性及增减性,认识函数的最值,从而激发学生学习兴趣.如在上面的例2中,可用几何画板制作动态图形,让点P运动时,△ADQ的面积随之变化,同时进行数值和轨迹跟踪,让学生通过观察发现,当动点P运动到BC的中点时,在图像上对应于抛物线的最低点,即顶点的坐标,说明顶点并非取得最大值,而是取得最小值.当点P向B运动时,函数的值趋近于8,当P与B重合时函数的值最大,最大值为8.
综上可知,通过探索函数最值思维误区及应对策略,既有利于避免出现解答最值问题上的错误,又有利于促进不同知识的整合.在教学中,首先必须让学生熟练掌握用顶点坐标求二次函数最值的方法,通过不同最值问题的比较,形成最值问题解答技巧,提高综合运用知识的能力.

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