教材是實現(xiàn)課程目標、實施教學的重要資源和主要依據,它以概括、規(guī)范、結論等靜止的形式為我們提供了教學內容、學習素材以及蘊含于其中的豐富的數(shù)學思想。新課程要求我們變“教教材”為“用好教材”,變教結論為教過程,這不僅僅是觀念上的轉變,更是推進素質教育過程中實施有效教學的必由之路。蘇教版高中數(shù)學教材整體設計具有時代性、基礎性、選擇性、層次性的鮮明特點,為教師的教學增添了擴充拓展的空間。
一、 注重對課本中習題的變式與拓展
案例1:蘇教版必修5第96頁第13題:已知正數(shù)x,y滿足x+2y=1,求 + 的最小值.
解: + =( + )(x+2y)=3+( + )≥3+2 .
當且僅當時x= -1,y= 時取等號.
點評:本題通過變換,得出基本不等式形式,最后利用基本不等式求最值。
變式1.已知x,y>0且x+y=1,求f(x,y)=(x+ )(y+ )的最小值。
解: f(x,y)=(x+ )(y+ )=xy+ -2.設t=xy,f(t)=t+ -2.由x+y=1得0≤xy≤ 即0≤t≤ ?!?f(t)在t∈(0, ]上單調遞減, ∴ f(t)min=f( )= 。
點評:此變式主要目的有(1)增加變換出基本不等式形式的難度;(2)利用基本不等式求最值時,如果條件不滿足,應轉為判斷函數(shù)的單調性來完成。
變式2:已知x,y>0且x+y=k求f(x,y)=(x+ )(y+ )的最小值。
解:由x+y=k得xy=t∈(0, ],f(x,y)=f(t)=t+ -2.
當 ≤ 時,f(t)min=f( ).
當 > 時,f(t)在t∈(0, ]在上單調遞減,∴ f(t)min=f( ).
點評:此變式用字母代替具體的數(shù)字,增加了對分類討論思想的考查.
變式3:已知x,y>0且x+y=k,求f(x,y)=(x- )(y- )的最小值。
解:f(x,y)=f(t)=t+-2.
當1-k2≤0時,f(t)單調遞增,t∈(0, ]上無最小值。
當1-k2>0時,
① ≤時,f(t)min=f( ).
② > 時,f(t)在t∈(0, ]上單調遞減,∴ f(t)min=f( ).
點評:此變式進一步加深學生對基本不等式形式的認識,同時掌握了形如y=x- 的研究方法,鍛煉了學生二級分類討論的能力.
變式4:已知k為正常數(shù),方程x2-kx+μ=0有兩個正數(shù)解x1,x2。求f(x1,x2)=(x1- )(x2- )的最小值。
提示:由題意得:k>0,μ>0,k≥4μ。以下解法同變式3。點評:把問題放入新情境中,提高了學生綜合運用數(shù)學知識解決問題的能力。該題的分類討論思想正是2008江蘇高考第20題(壓軸題)所突顯的思想。
二、 注重對課本習題的組合與拓展
案例2:蘇教版必修2第36頁第7題:如圖1,AB是⊙O的直徑,PA垂直于⊙O所在的平面,C是圓周上任意一點。求證:BC⊥平面PAC。
第37頁第11題:如圖2在四棱錐P-ABCD中,M,N分別是AB,PC的中點,若ABCD是平行四邊形,求證:MN∥平面PAD。
蘇教版必修5第93頁第3題:將一段圓木制成橫截面是矩形的柱子,怎樣加工才能使橫截面的面積最大?
對這三個題進行組合處理得到下面探索性新題:
如圖3:AC是⊙O的直徑,PA垂直于⊙O所在的平面,B,D是圓周上兩點,已知PA=6,AC=8.(1)若∠BAC=∠DAC=60°,M是AB中點,試在PC上確定N點的位置,使MN∥平面PAD;(2)求四棱錐P-ABCD體積的最大值。
解法略。
三、 注重對課本中習題的繼續(xù)與拓展
案例3:蘇教版必修4第111頁第10題:如圖6,將矩形紙片的右下角折起,使得該角的頂點落在矩形的左邊上,那么l的長度取決于角θ的大小探求l、θ之間的關系式,并導出用θ表示l的函數(shù)表達式。
對該題繼續(xù)探究得下面新題,從而使該題更加完整,體現(xiàn)了數(shù)學的實際應用價值。
如圖7已知矩形紙片ABCD中,AB=6,AD=12cm,將矩形紙片的右下角折起,使該角的頂點B落在矩形的邊AD上,且折痕MN的兩端點,M、N分別位于邊AB、BC上,設∠MNB=θ,MN=l。(1)試將l表示成θ的函數(shù);(2)求l的最小值。
圖6圖7
解:(1)如圖7所示,∠APM=90°-2θ=6,則MB=l#8226;sinθsin(90°-θ).
由題設得:lsinθ+l#8226;sinθsin(90°-2θ)=6從而得l= 即l= ,l= .
(2)設:sinθ=t則u=t(l-t2)=t-t3,即,u=t-t3,0<θ< ,u'=l-3t2令u'=0,得t= 當t< 時,u'>0,當t> 時,u'<0,所以當t= 時,u取到最大值: -= 。l的最小值為 = 。
點評:2008年江蘇高考第17題:某地有三家工廠,分別位于矩形ABCD的頂點A,B及CD的中點P處,已知AB=20km,CB=10km,為了處理三家工廠的污水,現(xiàn)要在矩形ABCD的區(qū)域上(含邊界),且A,B與等距離的一點O處建造一個污水處理廠,并鋪設排污管道AO、BO、OP,設排污管道的總長為ykm。
(Ⅰ)按下列要求寫出函數(shù)關系式:
①設∠BAO=θ (rad),將y表示成θ的函數(shù)關系式;
②設OP=x(km),將y表示成x的函數(shù)關系式.
(Ⅱ)請你選用(Ⅰ)中的一個函數(shù)關系式,確定污水處理廠的位置,使三條排污管道總長度最短。
解法略。
在新課程背景下教師要充分挖掘教材資源,有效地選取例題和習題,整合、充實和完善教材,創(chuàng)造性地使用教材,緊緊抓住思維這條主線,從不同角度領會概念、理解知識、熟練方法、感悟思想,才能真正地實現(xiàn)用教材去教而不是去教教材的教學理念。
(責任編輯劉永慶)
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