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摘要:教学《利用导数研究函数的单调性》一课时,在复习函数单调性定义的环节,引导学生注意关键词的含义;在判断一次函数单调性的环节,引导学生注意数学语言的严谨性;在判断高次函数单调性的环节,引导学生理解导数的几何意义;
在判断对数函数单调性的环节,引导学生注意函数单调性的前提条件。由此,感悟到:学生在学习新知识的过程中犯错是正常现象;
学生的典型错误往往蕴含着正确想法的基因;数学教学应在深度“对话”中自然建构。
关键词:学生错误对话教学导数函数单调性
德国哲学家尼采认为:“时不时地犯错是人类天性的一部分。”英国哲学家波普尔进一步指出:“错误中往往孕育着比正确更丰富的发现和创造因素。对于错误的恐惧是将我们锁在平庸城堡中的大门。只有克服这种恐惧,我们才能够朝着自由迈出重要的一步。”下面,结合《利用导数研究函数的单调性》一课的几个教学片段,谈谈我们对于学生所犯错误的认识与思考。
一、教学片段
(一)复习函数单调性定义:注意关键词的含义
师前面一段时间我们研究了导数,还记得它是准备用来做什么的吗?
生准备用来研究函数单调性的。
师那么,你已经知道函数单调性的哪些内容了?
生我知道函数单调性的定义,知道怎么证明函数的单调性。
师那你说说函数单调性的定义。
(教师投影:函数单调性的定义是什么?)
生在定义域内,取x1、x2,且x1f(x2),则函数f(x)在其定义域内为减函数。
(教师板书。)
生(叫嚷)不对!
师哪里不对了?
生x1、x2应该在定义域的某个子集里面取,而且应该是任取的。
师为什么有这样的要求呢?
生因为有的函数在定义域内不具备单调性。
师比如?
生例如y=x2。
师很好!我们知道函数的单调性是一个局部概念,在定义中需要强调的是在定义域的一个子集(区间)内任意取x1、x2。
(教师更正板书。)
(二)判断一次函数单调性:注意数学语言的严谨性
师刚才我们回忆了函数单调性的定义,那么请同学们思考第二个问题。
(教师投影:如何判断函数y=2x-3的单调性?)
生因为函数斜率大于0,所以此函数在定义域内单调递增。
师函数的斜率?
生哦,不是。是这个一次函数(方程)对应的图像(直线)的斜率。
师嗯,要注意语言的严谨性。那么如果函数是y=-x+1呢?
生因为它对应的直线的斜率小于0,所以这个函数在定义域内单调递减。
师也就是说,一次函数的单调性与相应直线的斜率有关。
(三)判断高次函数单调性:理解导数的几何意义
师请同学们看第三个问题。
(教师投影:如何判断函数y=x2-4x+3的单调性?)
生这个函数在(-∞,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增。
师你是怎么得到这个结论的?
生把函数配方成y=(x-2)2-1,可以得到函数图像的顶点坐标。因为二次项系数为1,大于0,所以图像开口向上。再找出两个对称点(0,3)、(4,3),可以画出简图。由图像可知函数在(-∞,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增。
师大家看看,这个结论寻求的过程对吗?它与上一个函数单调性的研究有什么不同?
生第一个是利用相应直线的斜率得出函数的单调性,第二个是利用函数的图像。
师那么,这次为什么不依然利用斜率刻画函数的单调性呢?
生这个函数的图像是曲线,没有斜率。
师嗯,直线有斜率是我们早已知道的,那么曲线真的没有“斜率”吗?
(学生思考。)
生哦,不对。可以用曲线上一点处切线的斜率来表示。
师你准备怎么表示呢?
生对函数y=x2-4x+3求导,得y′=2x-4。取函数值f′(2)=0,f′(0)=-4<0。再在(-∞,2)上任意取x,都有f′(x)<0,所以(-∞,2)是函数的单调减区间。
生(-∞,2)上有无数个数x,你怎知道都有f′(x)<0?
师你怎么解释同学提出的疑惑?
生因为当x0<2时,f′(x0)<0恒成立。
师“当x0<2时,f′(x0)<0恒成立”如何得到?
生因为y′=2x-4在(-∞,2)上是增函数,所以f′(x) 师也就是说,这个二次函数可以避开图像,从数的角度得出单调性了?
生是的。
师那这个函数呢?
(教师投影:一个三次函数y=x3+2x2,画不出函数图像,你能否從上面的分析中类似地得出答案?
学生在座位上演算。教师巡视,请一位做出来的学生站起来回答。)
师从这三种函数的研究过程中,你能总结出什么样的结论呢?
(学生思考。)
生对于一个函数,解f′(x)<0就能求出单调减区间,同样f′(x)>0解出的就是单调增区间。
师这个结论对于更为一般的函数是否适用呢?若想说明它具备一般性,应该怎么办?
生证明。
师怎么证明?
生利用学过的函数单调性的定义。
师还得回归单调性的定义。(指着刚才板书的函数单调性的定义)观察定义,怎么和导数联系在一起呢?
在判断对数函数单调性的环节,引导学生注意函数单调性的前提条件。由此,感悟到:学生在学习新知识的过程中犯错是正常现象;
学生的典型错误往往蕴含着正确想法的基因;数学教学应在深度“对话”中自然建构。
关键词:学生错误对话教学导数函数单调性
德国哲学家尼采认为:“时不时地犯错是人类天性的一部分。”英国哲学家波普尔进一步指出:“错误中往往孕育着比正确更丰富的发现和创造因素。对于错误的恐惧是将我们锁在平庸城堡中的大门。只有克服这种恐惧,我们才能够朝着自由迈出重要的一步。”下面,结合《利用导数研究函数的单调性》一课的几个教学片段,谈谈我们对于学生所犯错误的认识与思考。
一、教学片段
(一)复习函数单调性定义:注意关键词的含义
师前面一段时间我们研究了导数,还记得它是准备用来做什么的吗?
生准备用来研究函数单调性的。
师那么,你已经知道函数单调性的哪些内容了?
生我知道函数单调性的定义,知道怎么证明函数的单调性。
师那你说说函数单调性的定义。
(教师投影:函数单调性的定义是什么?)
生在定义域内,取x1、x2,且x1
(教师板书。)
生(叫嚷)不对!
师哪里不对了?
生x1、x2应该在定义域的某个子集里面取,而且应该是任取的。
师为什么有这样的要求呢?
生因为有的函数在定义域内不具备单调性。
师比如?
生例如y=x2。
师很好!我们知道函数的单调性是一个局部概念,在定义中需要强调的是在定义域的一个子集(区间)内任意取x1、x2。
(教师更正板书。)
(二)判断一次函数单调性:注意数学语言的严谨性
师刚才我们回忆了函数单调性的定义,那么请同学们思考第二个问题。
(教师投影:如何判断函数y=2x-3的单调性?)
生因为函数斜率大于0,所以此函数在定义域内单调递增。
师函数的斜率?
生哦,不是。是这个一次函数(方程)对应的图像(直线)的斜率。
师嗯,要注意语言的严谨性。那么如果函数是y=-x+1呢?
生因为它对应的直线的斜率小于0,所以这个函数在定义域内单调递减。
师也就是说,一次函数的单调性与相应直线的斜率有关。
(三)判断高次函数单调性:理解导数的几何意义
师请同学们看第三个问题。
(教师投影:如何判断函数y=x2-4x+3的单调性?)
生这个函数在(-∞,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增。
师你是怎么得到这个结论的?
生把函数配方成y=(x-2)2-1,可以得到函数图像的顶点坐标。因为二次项系数为1,大于0,所以图像开口向上。再找出两个对称点(0,3)、(4,3),可以画出简图。由图像可知函数在(-∞,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增。
师大家看看,这个结论寻求的过程对吗?它与上一个函数单调性的研究有什么不同?
生第一个是利用相应直线的斜率得出函数的单调性,第二个是利用函数的图像。
师那么,这次为什么不依然利用斜率刻画函数的单调性呢?
生这个函数的图像是曲线,没有斜率。
师嗯,直线有斜率是我们早已知道的,那么曲线真的没有“斜率”吗?
(学生思考。)
生哦,不对。可以用曲线上一点处切线的斜率来表示。
师你准备怎么表示呢?
生对函数y=x2-4x+3求导,得y′=2x-4。取函数值f′(2)=0,f′(0)=-4<0。再在(-∞,2)上任意取x,都有f′(x)<0,所以(-∞,2)是函数的单调减区间。
生(-∞,2)上有无数个数x,你怎知道都有f′(x)<0?
师你怎么解释同学提出的疑惑?
生因为当x0<2时,f′(x0)<0恒成立。
师“当x0<2时,f′(x0)<0恒成立”如何得到?
生因为y′=2x-4在(-∞,2)上是增函数,所以f′(x)
生是的。
师那这个函数呢?
(教师投影:一个三次函数y=x3+2x2,画不出函数图像,你能否從上面的分析中类似地得出答案?
学生在座位上演算。教师巡视,请一位做出来的学生站起来回答。)
师从这三种函数的研究过程中,你能总结出什么样的结论呢?
(学生思考。)
生对于一个函数,解f′(x)<0就能求出单调减区间,同样f′(x)>0解出的就是单调增区间。
师这个结论对于更为一般的函数是否适用呢?若想说明它具备一般性,应该怎么办?
生证明。
师怎么证明?
生利用学过的函数单调性的定义。
师还得回归单调性的定义。(指着刚才板书的函数单调性的定义)观察定义,怎么和导数联系在一起呢?