函数与方程思想的应用
函数与方程思想简单应用

数学思想方法的简单应用(1)一、函数与方程思想函数思想,是指用函数的概念和性质去分析问题、转化问题和解决问题。
方程思想,是从问题的数量关系入手,运用数学语言将问题中的条件转化为数学模型(方程、不等式、或方程与不等式的混合组),然后通过解方程(组)或不等式(组)来使问题获解。
有时,还需要函数与方程的互相转化、接轨,达到解决问题的目的。
函数描述了自然界中数量之间的关系,函数思想通过提出问题的数学特征,建立函数关系型的数学模型,从而进行研究。
它体现了“联系和变化”的辩证唯物主义观点。
一般地,函数思想是构造函数从而利用函数的性质解题,经常利用的性质是:y=f (x)的单调性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、图像变换等,要求我们熟练掌握的是一次函数、二次函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数的具体特性。
在解决问题中,善于挖掘题目中的隐含条件,构造出函数解析式和妙用函数的性质,是应用函数思想的关键。
对所给的问题观察、分析、判断比较深入、充分、全面时,才能产生由此及彼的联系,构造出函数原型。
另外,方程问题、不等式问题、集合问题、数列问题和某些代数问题也可以转化为与其相关的函数问题,即用函数思想解答非函数问题。
1.证明:若则为整数.解析:若x+y+z+t=0,则由题设条件可得,于是此时(1)式的值等于-4.若x+y+z+t≠0,则由此可得x=y=z=t.于是(1)式的值等于4.2.已知:函数g(x)=ax2﹣2ax+1+b(a≠0,b<1),在区间[2,3]上有最大值4,最小值1,设函数f(x)=.(1)求a、b的值及函数f(x)的解析式;(2)若不等式f(2x)﹣k•2x≥0在x∈[﹣1,1]时恒成立,求实数k的取值范围;(3)如果关于x 的方程f (|2x ﹣1|)+t •(﹣3)=0有三个相异的实数根,求实数t 的取值范围.解:(1)g (x )=ax 2﹣2ax+1+b ,函数的对称轴为直线x=1,由题意得: ①得②得(舍去)∴a=1,b=0 ∴g (x )=x 2﹣2x+1,(2)不等式f (2x )﹣k •2x ≥0,即k设,∴,∴k ≤(t ﹣1)2 ∵(t ﹣1)2min =0,∴k ≤0 (3)f (|2x ﹣1|)+t •(﹣3)=0,即|2x ﹣1|++﹣3t ﹣2=0. 令u=|2x ﹣1|>0,则 u 2﹣(3t+2)u+(4t+1)=0记方程①的根为u 1,u 2,当0<u 1<1<u 2时,原方程有三个相异实根,记φ(u )=u 2﹣(3t+2)u+(4t+1),由题可知,或. ∴时满足题设. 3.已知函数()ln(1)(1)1f x x k x =---+. (1)若()0f x ≤ 恒成立,试确定实数k 的取值范围;(2)证明:ln 2ln 3ln 4ln (1)34514n n n n -++++<+(*n N ∈且1n >)解:(1)0k ≤当时()()1,f x +∞在上为增函数;0k >当时1()1,1f x k ⎛⎫+ ⎪⎝⎭在上为增函数;在11,k ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭上为减函数;易知k>0,则max 1()(1)0f x f k =+≤即1k ≥; (2)令1k =则ln(1)2x x -≤-对()1,x ∈+∞恒成立, 即:ln 1x x ≤-对()0,x ∈+∞恒成立。
[全]高考数学解题技巧:函数与方程思想的八类应用(附例题详解)
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[全]高考数学解题技巧:函数与方程思想的八类应用(附例题详解)1.函数的思想函数的思想,是用运动和变化的观点,分析和研究数学中的数量关系,建立函数关系或构造函数,运用函数的图象和性质去分析问题、转化问题,从而使问题获得解决。
函数思想是对函数概念的本质认识,用于指导解题就是善于利用函数知识或函数观点观察、分析和解决问题。
经常利用的性质是单调性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、图象变换等。
2.方程的思想方程的思想,就是分析数学问题中变量间的等量关系,建立方程或方程组,或者构造方程,通过解方程或方程组,或者运用方程的性质去分析、转化问题,使问题获得解决。
方程的教学是对方程概念的本质认识,用于指导解题就是善于利用方程或方程组的观点观察处理问题,方程思想是动中求静,研究运动中的等量关系。
3.函数思想与方程思想的联系函数思想与方程思想是密切相关的,如函数问题可以转化为方程问题来龙去脉解决;方程问题也可以转化为函数问题加以解决,如解方程f(x)=0,就是求函数y=f(x)的零点,解不等式f(x)>0(或f(x)<0),就是求函数y=f(x)的正负区间,再如方程f(x)=g(x)的交点问题,也可以转化为函数y=f(x)-g(x)与x轴交点问题,方程f(x)=a有解,当且公当a 属于函数f(x)的值域,函数与方程的这种相互转化关系十分重要。
4.函数方程思想的几种重要形式(1)函数和方程是密切相关的,对于函数y=f(x),当y=0时,就转化为方程f(x)=0,也可以把函数式y=f(x)看做二元方程y-f(x)=0。
函数问题(例如求反函数,求函数的值域等)可以转化为方程问题来求解,方程问题也可以转化为函数问题来求解,如解方程f(x)=0,就是求函数y=f(x)的零点;(2)函数与不等式也可以相互转化,对于函数y=f(x),当y>0时,就转化为不等式f(x)>0,借助于函数图像与性质解决有关问题,而研究函数的性质,也离不开解不等式;(3)数列的通项或前n项和是自变量为正整数的函数,用函数的观点处理数列问题十分重要;(4)函数f(x)=nbax)((n∈N*)与二项式定理是密切相关的,利用这个函数用赋值法和比较系数法可以解决很多二项式定理的问题;(5)解析几何中的许多问题,例如直线和二次曲线的位置关系问题,需要通过解二元方程组才能解决,涉及到二次方程与二次函数的有关理论;(6)立体几何中有关线段、角、面积、体积的计算,经常需要运用布列方程或建立函数表达式的方法加以解决。
函数与方程的思想是中学数学的基本思想(精)

所以f (n)为增函数, 从 而f (n) f (2) 7 12
要使 1 n
1
n
1
2
1 2n
1 12
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a
1
2 3
对 于 大 于1的
正 整 数n恒 成 立 ,
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7 12
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即loga a 1 -1
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1 a
解 得1 a 1 5 2
1、 对x [1,),不 等 式2 x 2 3 x 3 4 x 5 x a 0恒 成 立, 求a的 取 值 范 围 2、 解 不 等 式5 4x 5 5 2x 8 6x 3 0
以及讨论参数的取值范围等问题上; 是在问题的研究中,通过建立函数关系式或构造中间函数,把所研究
的问题转化为讨论函数的有关性质,达到化难为易,化繁为简的目的。
已知函数 f ( x) 3 x 2 3 x 4b2 9 (b 0)在区间 b,1 b
4 上的最大值为25,求实数b的值
关键是弄清什么时候取得最大值
设g( x) f ( x) x ax2 (b 1)x 1,则g( x) 0的 两 根 为x1和x2
y
0 x1 2 x2
2a 1
b 12 1
或 x2 2a
-2 1
x1 0
b 12
1
即
g(2) g(0)
0 0
或
g(2) g(0) 0
0
x2 -2
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2 x2 x
n1 n2
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构 造 函 数f (n) 1 1 1
n1 n2
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函数与方程思想在解题中的应用

( 任编辑 责
陈 景 东)
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由 (I) OlC2( r :(r :- n 16  ̄ A I _ + v- ) — % = ) v 3 2
( 因 为A C 为 菱 形 , A C 6 。 所 以 I B=B II Ⅱ) B D 且 B = 0, A IID=C AI
例 2连 接 球 面 上 两 点 的 线 段 称 为球 的 一 条 弦 。半 径 为 4 ・ 的
球 的 两 条 弦 A 、 D 长 度分 别 等 于2 / , Nr - BC 的 、 了 4 / ,每 条 弦 的 两  ̄
思 想 方 法研 究 曲 线性 质 的推 理 论 证 能 力 。 立 方程 、 用 韦达 定 联 运
理 和 函数 与 方 程 思 想 是 解 决 直 线 与 圆 锥 曲 线 位 置 关 系 问 题 的 常 用方法 。 ( 者 单 位 : 宁 市虎 台 中学 ) 作 西
关 键 是 建 立 两 弦 中 点 间 的 距 离 d /MO 0 间 的 函数 关 系 , 与 - N: 之
函数与方程思想在高中数学解题中的应用

函数与方程思想在高中数学解题中的应用【摘要】函数与方程思想是最重要的一种数学思想,高考中所占比重较大,综合知识多、题型多、应用技巧多.函数思想即将所研究的问题借助建立函数关系式亦或构造中间函数,结合初等函数的图象与性质,加以分析、转化、解决有关求值、解(证)不等式、解方程以及讨论参数的取值范围等问题;方程思想即将问题中的数量关系运用数学语言转化为方程模型加以解决。
【关键词】函数与方程思想;高中数学;应用什么是函数和方程思想?简单地说,就是学会用函数和变量来思考,学会转化已知与未知的关系,对函数和方程思想的考查,主要是考查能不能用函数和方程思想指导解题,在用函数和方程思想指导解题时要经常思考下面一些问题:是否需要把一个代数式看成一个函数,是否需要把字母看作变量,如果把一个代数式看成了函数,把一个或几个字母看成了变量,那么这个函数有什么性质,如果一个问题从表面上看不是一个函数问题,能否构造一个函数来帮助解题,是否需要把一个等式看作为一个含未知数的方程,如果是一个方程,那么这个方程的根(例如根的虚实,正负,范围等)有什么要求?一、把字母看作变量或把代数式看作函数规律技巧提炼:1.函数方程思想就是用函数、方程的观点和方法处量变量或未知数之间的关系,从而解决问题的一种思维方式,是很重要的数学思想.(1)函数思想:把某变化过程中的一些相互制约的变量用函数关系表达出来,并研究这些量之间的相互制约关系,最后解决问题,这就是函数思想.应用函数思想解题,确立变量之间的函数关系是一关键步骤,大体可分为下面两个步骤:①根据题意建立变量之间的函数关系式,把问题转化为相应的函数问题;②根据需要构造函数,利用函数的相关知识解决问题.(2)方程思想:在某变化过程中,往往需要根据一些要求,确定某些变量的值,这时常常列出这些变量的方程或(方程组),通过解方程(或方程组)求出它们,这就是方程思想.2.函数与方程是两个有着密切联系的数学概念,它们之间相互渗透,很多方程的问题需要用函数的知识和方法解决,很多函数的问题也需要用方程的方法来支援,函数与方程之间的辩证关系,形成了函数方程思想.综上所述,在高中数学教学过程中重视函数与方程思想方法的渗透,可以深化学生对基础知识的理解,进一步完善学生的知识结构,优化思维品质,提高学生分析问题,解决问题能力,提高学生的数学素养。
第7讲-方程与函数思想在初中数学中的应用

第7讲:函数与方程思想【写在前面】方程是研究数量关系的重要工具,在处理生活中实际问题时,根据已知与未知量之间的联系及相等关系建立方程或方程组,从而使问题获得解决的思想方法称为方程思想.而函数的思想是用运动、变化的观点,研究具体问题中的数量关系,再用函数的形式把变量之间的关系表示出来.函数与方程思想在中学数学中有着广泛的应用,也是中考必考的内容. 【典型例题】【例1】 如图:在△ABC 中,BA=BC=20 cm ,AC=30 cm ,点P 从点A 出发,沿AB 以每秒4 cm 的速度向点B 运动;同时Q 点从C 点出发,沿CA 以每秒3 cm 的速度向点A 运动.设运动的时间为x 秒.(1)当x 为何值时,PQ ∥BC? (2)△APQ 能否与△CQB 相似?(3)若能.求出AP 的长;若不能.请说明理由.【解】(1)根据题意AP=4xcm ,AQ=A C -QC=(30-30x)cm ,若PQ ∥BC ,则AP AQAB AC=. 则43032030x x -=,解得103x =.所以当103x =s 时,PQ ∥BC . (2)因为∠A=∠C ,所以当AP AQ CQ CB =或AP AQCB CQ=时,△APQ 能与△CQB 棚以. ①当AP AQCQ CB=时,4303320x x x -=,解得109x =. ②当AP AQCB CQ=时,4303203x x x -=,解得x 1=5,x 2=-10(舍去).所以AP=4x=20. 所以当409AP =cm 或20 cm 时,△APQ 与△CQB 相似. 【解题反思】由相似三角形的对应边成比例,可列出分式方程,从而求解;在已知一个角对应相等的前提下考虑两个三角形相似时,有两种情况,不可遗漏.【例2】某企业投资100万元引进一条农产品加工生产线,若不计维修、保养费用,预计投产后每年可创利33万元,该生产线投产后,从第1年到第x 年的维修、保养费用累计为y(万元),且y=a x 2+bx ,若第1年的维修、保养费为2万元,第2年的维修、保养费为4万元. (1)求y 的解析式; (2)投产后,这个企业在第几年就能收回投资? 【解】 (1)由题意,把x=1时,y=2和x=2时,y=2+4=6,代入y=a x 2+bx ,得2426a b a b +=⎧⎨+=⎩,解得11a b =⎧⎨=⎩,所以y=x 2+x (2)设y ′=33x -100-x 2-x ,则y ′=-x 2+32x -100=-(x -16) 2+156.由于当1≤x ≤16时,y ′随x 的增大而增大,且当x=1、2、3时,y ′的值均小于0,当x=4时,y ′=-12 2+156>0,已知投产后该企业在第4年就能收回成本. 【解题反思】用函数思想解决实际问题,要关注自变量与函数之间的关系,注意:本题中的y 是从第1年到第x 年的维修、保养费用总和.【例3】某村响应党中央“减轻农民负担,提高农民生活水平”的号召,该村实行合作医疗制度,村委会规定:(一)每位村民年初交纳合作医疗基金a 元;(二)村民个人当年治疗花费的医疗费(以医院的收据为准),年底按下列办法处理.设一位村民当年治疗花费的医疗费用为x 元,他个人实际承担的医疗费用(包括医疗费中个人承担的部分和缴纳的合作医疗基金)为y 元.(1)当0≤x ≤b 时,y=________;当b<x ≤5000时,y=_______(用含a 、b 、c 、x 的代数式表示) (2)下表是该村3位村民2008年治疗花费的医疗费和个人实际承担的费用,根据表格中的数据,求a 、b 、c 的值;写出y 与x 之间的函数关系式;并计算村民个人一年最多承担医疗费为多少元.(3)下表是小强同学一家2006年治疗花费的医疗费用:请你帮助小强计算参加合作医疗保险后村集体为他们家所承担的费用.【解】(1)a a+(x-b)c%(2)假设b≤40,则()()()4030(1)9050(2)15080(3) a b ca b ca b c+-=⎧⎪+-=⎨⎪+-=⎩②-①得,c=40,③-②得,c=50,结果矛盾,∴b>40,这样①不成立,应为a=30,代入②和③中,解得c=50,b=50.∴当0≤x≤50时,y=30;当50<x≤5000时,y=30+(x-50)50%=0.5x+5;当x>5000时,y=2505,∴村民个人一年最多承担医疗费为2505元;(3)全家医药费合计200+100+10+30+20=360,个人应该承担的药费之和(0.5×200+5)+(0.5×100+5)+30+30+30=250,集体为他们家承担的药费360-250=110(元).【解题反思】本题的关键是确定a的范围,这里采用了反证法来说明b>40.【综合训练】1.如果关于x的方程3211axx x=-+-无解,则a的值为__________.2.如图,已知矩形ABCD中,E是AD上一点,F是AB上一点,EF⊥EC,且EF=EC,DE=4cm,矩形ABCD的周长为32 cm,求AE的长.3.如图,△ABC中,AC=4,AB=5,D是线段AC上一点(点D不与点A重合,可与点C重合),E是线段AB上一点,且∠ADE=∠B.设AD=x,BE=y.(1)写出y与x之间的函数关系式;(2)写出y的取值范围.4.如图,某农场要用总长24 m的木栏建一个长方形的养鸡场,鸡场的一边靠墙(墙长12m),且中间隔有一道木栏,设鸡场的宽AB为xm,面积为S m2;(1)求S关于x的函数关系式;(2)若鸡场的面积为45 m2,试求出鸡场的宽AB的长;(3)鸡场的面积能否达到50 m2?若能,请给出设计方案;若不能,请说明理由.5.某空军加油飞机接到命令,立即给另一架正在飞行的运输飞机进行空中加油.在加油过程中,设运输飞机的油箱余油量为Q1吨,加油飞机的加油油箱余油量为Q2吨,加油时间为t分钟,Q1、Q2与t之间的函数关系如图所示,结合图象回答下列问题:(1)加油飞机的加油油箱中装载了多少吨油?将这些油全部加给运输飞机需多少分钟?(2)求加油过程中,运输飞机的余油量Q1(吨)与时间t(分钟)的函数关系式;(3)运输飞机加完油后,以原速继续飞行,需10小时到达目的地,油料是否够用?说明理由.6.近几年我省高速公路的建设有了较大的发展,有力的促进了我省的经济建设,正在修建中的某段高速公路要招标,现有甲、乙两个工程队,若甲、乙两队合作,24天可以完成,需费用120万元;若甲队单独做20天后,剩下的工程由乙队做,还需40天才能完成,这样需要费用110万元.问:(1)甲、乙两队单独完成此项工程,各需多少天?(2)甲、乙两队单独完成此项工程,各需要费用多少万元?7.已知,关于x的一元二次方程mx2-(3m+2)x+2m+2=0(m>0).(1)求证:方程有两个不相等的实数根;(2)设方程的两个实数根分别为x1、x2(其中x1<x2),若y是关于m的函数,且y=x2-2x1,求这个函数的解析式;(3)在(2)的条件下,结合函数的图象回答:当m满足什么条件时,y≤-m+3?8.已知:△ABC 中,∠A 、∠B 、∠C 的对边分别是a 、b 、c ,若关于x 的方程x 2-2(b+c)x+2bc+a 2=0有两个相等的实数根,且△ABC 的面积为8,a = (1)试判断△ABC 的形状并求b 、c 的长;(2)若点P 为线段AB 边上的一个动点,PQ ∥AC 交BC 于点Q ,以PQ 为一边作正方形PQMN ,使得点B 与线段MN 不在线段PQ 的同侧,设正方形PQMN 与△ABC 的公共部分的面积为S ,BP 的长为x .①试写出S 与x 之间的函数关系式; ②当P 点运动到何处时,S 的值为3.9.(02镇江)已知抛物线y=a x 2+bx+c 经过A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点. (1)求此抛物线的解析式和顶点M 的坐标,并在给定的直角坐标系中画出这条抛物线. (2)若点(x 0,y 0)在抛物线上,且0≤x 0≤4,试写出y 0的取值范围.(3)设平行于y 轴的直线x=t 交线段BM 于点P(点P 能与点M 重合,不能与点B 重合),交x 轴于点Q ,四边形AQPC 的面积为S .①求S 关于t 的函数关系式以及自变量t 的取值范围.②求S 取得最大值时,点P 的坐标.③设四边形OBMC 的面积为S ′,判断是否存在点P ,使得S=S ′. 若存在,求出点P 的坐标,若不存在,请说明理由.10.已知动点P(2m -1,-2m+3)和反比例函数ky x=(k<0). (1)若对一切实数m ,动点P 始终在一条直线l 上,试求l 的解析式.(2)设O 为坐标原点,直线l 与x 轴相交于点M ,与y 轴相交于点N ,与反比例函数的图象相交于A ,B 两点(点A 在第四象限).①证明:△OAM ≌△OBN ;②如果△AOB 的面积为6,求反比例函数解析式.【参考答案】1.2和3 2.6cm 3.(1)455y x =-+ (2)955y ≤< 4.(1)S=x(24-3x)=-3x 2+24x(x ≥4); (2)-3x 2+24x=45,解得:x 1=3(舍去),x 2=5,∴鸡场的宽AB 的长为5米.(3)-3x 2+24x=50,3x 2-24x+50=0,△=242-4×3×50<0∴此方程无实数解,∴鸡场的面积不能达到50米2.5.(1)由图象知,加油飞机的加油油箱中装载了30吨的油,全部加给运输飞机需10分钟. (2)设Q 1=kt+b ,则406910b k b =⎧⎨=+⎩, 2.940k b =⎧∴⎨=⎩,∴Q=2.9t+40(0≤t ≤10).(3)根据图象可知运输飞机的耗油量为每分钟0.1吨,∴10小时的耗油量为10×60×0.1=60(吨)<69(吨),∴油料够用.6.(1)30 120 (2)135 607.(1)△=(3m+2) 2-4×m ×(2m+2)=m 2+4m+4=(m+2) 2m>0,∴ (m+2) 2>0,即A>0,∴方程有两个不相等的实数根.(2)x 1=1,222x m =+,∴ 2122y x x m=-=. (3)在直角坐标系中的第一象限内分别画出2y m=和y=-m+3的图象,观察图象得: 当1≤m ≤2时,y ≤-m+3.8.(1)△ABC 是等腰直角三角形,b=c=4;(2)①当0<x ≤2时,S=x 2;当2<x ≤4时,S=-x 2+4x 3. 9.(1)y=-x 2+2x+3,M(1,4),图略. (2)-5≤y 0≤4 (3)①29322t S t =-++(1≤t<3) ②9342⎛⎫ ⎪⎝⎭, ③不存在.15'2S =,若S=S ′, 则29315222t t -++=,整理得29602t t -+=.812404∆=-<,∴此方程没有实数根,∴不存在点P ,使得S=S ′.10.(1)设l :y=k ′x+b ,当m=0时,P 1 (-1,3),当m=1时,P 2(1,1),带入l :y=k ′x+b 得,3'1'k b k b =-+⎧⎨=+⎩,解得'12k b =-⎧⎨=⎩,∴l :y=-x+2,经检验满足条件.(2)①解方程组2k y xy x ⎧=⎪⎨⎪=-+⎩,得x 2-2x+k=0,解得1A x =1B x =1A y =1B y =OA =OB =.∴OA=OB ,∴∠OAB=∠OBA ;M(2,0),N(0,2),∴OM=ON ,∴∠OMN=∠ONM=45°,∴∠ONB=∠OMA=135°,∴△OA M ≌△OBN . ②26AOBMONAPMSSS=+=,又12222MO NS=⨯⨯=,2AOMS∴=,代入得:(1122⨯-⨯3=,∴k=-8,∴反比例函数的解析式为8y x=-.。
浅议函数与方程思想在解题中的运用
线对称轴 z 一一 为 Y轴 , 再结合 特殊点位 置 =0时 ,
厶“
l c 一
>o , 可轻松建立方程组求解 . 即
V" 一 联合求 解
I 一3 > O
即可. 该 题在 求解 过程 中首选 根据 抛物线 特征参 数 , 亦 即对 称轴方程确定关于 的方程式 , 再结合抛 物线定点 特征 , 限定 7 / ' 1 的取值范 围 , 通过 二者之 间的制约关 系, 建
出未知数 的值. 两 者结 合 的 思想 关 键 就是 找 出相 等关 系, 建立 变量 之 间的等量 关系 , 这 是轻 松求解 函数 问题 的基础 , 可 以使数学 问题变得简洁 、 清晰. 通常情况下 , 函数与方程思想 的应用 涉及方 程组 的 求解 , 此类题 目的一般解题步骤 是尽可 能挖掘题 目所含 条件 , 根据上 文 所 提 到 的函数 和 方 程所 具 备 的基 本 元 素, 限定 特征 方程解 析式 对应 的等式 条件 , 将互相 制 约 的各个 方程联 立起 来 , 构 建具有 共解 的方程 组 , 以下实 例具 体说明.
图( a ) 图( b ) 图( c ) 图( d )
从 以上基本知识 的梳 理 中可 以看 出 , 构建数学 模 型 是对简单 函数知识深刻理解 的有 效途径 , 通过对关 键 系 数的分类思考 , 可 以全 面掌握 函数 思想在解 题过 程 中所 具 备的基本要素 , 实 际题 目中涉及 的 函数 知识点 往往 围 绕 以上关键 系数 展开 . 因此 学会 采用数 学模 型方 法 , 以 数 形结合的方式巩 固基本 知识 , 是熟 练掌 握 函数 求解 题 目首先要 挖掘 隐含条 件. 构 建 方程 的首要任务是 寻找题 目中的等量关 系. 设想在题 目 所给条 件 下 , 存 在一个类 似 方程式 的等式 , 其 中包括 若 干未 知量 和 已知量. 能否顺 利应用 函数 与方 程思想 , 取 决于 寻找方 程所 需要 的对 等条件. 任何 方程 的求解 , 可 以视 为是对 函数 值为 0时 的 自变 量方程 求解. 比如 , 一 元一次方程 忌 +6 —0可 以看 做是 一志 +b的函数 值 为 0时 , 自变量 z的表 达式. 方程 思想 的应 用在 一定 程 度上拓宽 了解题思维 , 使得对 方程式 的求解更 加形象 具 体, 某 种意义 上赋 予 了一定 的数学 含义 , 对 学生来 说更 加具 有启发性.
高中数学基本数学思想:函数与方程思想在数列中的应用
高中数学基本数学思想:函数与方程思想在数列中的应用函数思想和方程思想是学习数列的两大精髓.“从基本量出发,知三求二.”这是方程思想的体现.而“将数列看成一种特殊的函数,等差、等比数列的通项公式和前n项和公式都是关于n的函数.”则蕴含了数列中的函数思想.借助有关函数、方程的性质来解决数列问题,常能起到化难为易的功效。
以下是小编给大家带来的方程思想在数列上的应用,仅供考生阅读。
函数与方程思想在数列中的应用(含具体案例)本文列举几例分类剖析:一、方程思想1.知三求二等差(或等比)数列{an}的通项公式,前n项和公式集中了等差(或等比)数列的五个基本元素a1、d(或q)、n、an、Sn.“知三求二”是等差(或等比)数列最基本的题型,通过解方程的方法达到解决问题的目的.例1等差数列{an}的前n项和为Sn,已知a10=30,a20=50,(1)求数列{an}的通项公式;(2)若Sn=242,求n的值.解(1)由a10=a1+9d=30,a20=a1+19d=50,解得a1=12,因为n∈N*,所以n=11.2.转化为基本量在等差(等比)数列中,如果求得a1和d(q),那么其它的量立即可得.例2在等比数列{an}中,已知a6―a4=24,a3a5=64,求{an}的前8项的和S8.解a6―a4=a1q3(q2―1)=24.(1)由a3a5=(a1q3)2=64,得a1q3=±8.将a1q3=―8代入(1),得q2=―2(舍去);将a1q3=8代入(1),得q=±2.当q=2时,a1=1,S8=255;当q=―2时,a1=―1,S8=85.3.加减消元法利用Sn求an利用Sn求an是求通项公式的一种重要方法,其实这种方法就是方程思想中加减消元法的运用.例3(2011年佛山二模)已知数列{an}、{bn}中,对任何正整数n都有:a1b1+a2b2+a3b3+…+an―1bn―1+anbn=(n―1)?2n+1.若数列{bn}是首项为1、公比为2的等比数列,求数列{an}的通项公式.解将等式左边看成Sn,令Sn=a1b1+a2b2+a3b3+…+an―1bn―1+anbn.依题意Sn=(n―1)?2n+1,(1)又构造Sn―1=a1b1+a2b2+a3b3+…+an―1bn―1=(n―2)?2n―1+1,(2)两式相减可得Sn―Sn―1=an?bn=n?2n―1(n≥2).又因为数列{bn}的通项公式为bn=2n―1,所以an=n (n≥2).当n=1,由题设式子可得a1=1,符合an=n.从而对一切n∈N*,都有an=n.所以数列{an}的通项公式是an=n.4.等差、等比的综合问题这一类的综合问题往往还是回归到数列的基本量去建立方程组.例4设{an}是公比大于1的等比数列,Sn为数列{an}的前n项和.已知S3=7,且a1+3,3a2,a3+4构成等差数列,求数列{an}的通项公式.解根据求和定义和等差中项建立关于a1,a2,a3的方程组.由已知得a1+a2+a3=7,(a1+3)+(a3+4)2=3a2.解得a2=2.设数列{an}的公比为q,由a2=2,可得a1=2q,a3=2q.又S3=7,可知2q+2+2q=7,即2q2―5q+2=0,解得q1=2,q2=12.由题意得q>1,所以q=2.可得a1=1,从而数列{an}的通项为an=2n―1.二、函数思想数列是一类定义在正整数或它的有限子集上的特殊函数.可见,任何数列问题都蕴含着函数的本质及意义,具有函数的一些固有特征.如一次、二次函数的性质、函数的单调性、周期性等在数列中有广泛的应用.如等差数列{an}的通项公式an=a1+(n―1)d=dn+(a1―d),前n项和的公式Sn=na1+n(n―1)2d=d2n2+(a1―d2)n,当d≠0时,可以看作自变量n的一次和二次函数.因此我们在解决数列问题时,应充分利用函数有关知识,以它的概念、图象、性质为纽带,架起函数与数列间的桥梁,揭示了它们间的内在联系,从而有效地分解数列问题.1.运用函数解析式解数列问题在等差数列中,Sn是关于n的二次函数,故可用研究二次函数的方法进行解题.例5等差数列{an}的前n项的和为Sn,且S10=100,S100=10,求S110,并求出当n为何值时Sn有最大值.分析显然公差d≠0,所以Sn是n的二次函数且无常数项.解设Sn=an2+bn(a≠0),则a×102+b×10=100,a×1002+b×100=10.解得a=―11100,b=11110.所以Sn=―11100n2+11110n.从而S110=―11100×1102+11110×110=―110.函数Sn=―11100n2+11110n的对称轴为n=111102×11100=55211=50211.因为n∈N*,所以n=50时Sn有最大值.2.利用函数单调性解数列问题通过构造函数,求导判断函数的单调性,从而证明数列的单调性.例6已知数列{an}中an=ln(1+n)n (n≥2),求证an>an+1.解设f(x)=ln(1+x)x(x≥2),则f ′(x)=x1+x―ln(1+x)x2. 因为x≥2,所以x1+x<1,ln(1+x)>1,所以f ′(x)<0.即f(x)在[2,+∞)上是单调减函数.故当n≥2时,an>an+1.例7已知数列{an}是公差为1的等差数列,bn=1+anan.(1)若a1=―52,求数列{bn}中的最大项和最小项的值;(2)若对任意的n∈N*,都有bn≤b8成立,求a1的取值范围.(1)分析最大、最小是函数的一个特征,一般可以从研究函数的单调性入手,用来研究函数最大值或最小值的方法同样适用于研究数列的最大项或最小项.解由题设易得an=n―72,所以bn=2n―52n―7.由bn=2n―52n―7=1+22n―7,可考察函数f(x)=1+22x―7的单调性.当x<72时,f(x)为减函数,且f(x)<1;当x>72时,f(x)为减函数,且f(x)>1.所以数列{bn}的最大项为b4=3,最小项为b3=―1.(2)分析由于对任意的n∈N*,都有bn≤b8成立,本题实际上就是求数列{bn}中的最大项.由于bn=1+1n―1+a1,故可以考察函数f(x)=1+1x―1+a1的形态.解由题,得an=n―1+a1,所以bn=1+1n―1+a1.考察函数f(x)=1+1x―1+a1,当x<1―a1时,f(x)为减函数,且f(x)<1;当x>1―a1时,f(x)为减函数,且f(x)>1.所以要使b8是最大项,当且仅当7<1―a1<8,所以a1的取值范围是―73.利用函数周期性解数列问题例8数列{an}中a1=a2=1,a3=2,anan+1an+2an+3=an+an+1+an+2+an+3且anan+1an+2≠1成立.试求S100=a1+a2+…+a100的值.分析从递推式不易直接求通项,观察前几项a1=1,a2=1,a3=2,a4=4,a5=1,a6=1,a7=2,a8=4,a9=1,…可猜测该数列是以4为周期的周期数列.解由已知两式相减得通过上述实例的分析与说明,我们可以发现,在数列的教学中,应重视方程函数思想的渗透,应该把函数概念、图象、性质有机地融入到数列中,通过数列与函数知识的相互交汇,使学生的知识网络得以不断优化与完善,同时也使学生的思维能力得以不断发展与提高.高中数学思想方法介绍,高中数学解题思想方法与讲解数学思想,是指现实世界的空间形式和数量关系反映到人们的意识之中,经过思维活动而产生的结果。
浅谈函数与方程思想在中学数学中的应用
浅谈函数与方程思想在中学数学中的应用在高中数学教学的过程中,数学的函数思想一直是我们从事教学的理念之一,函数的定义起始于初中阶段,进入到高中以后,不断的在原来的基础上增加了新的函数概念,主要是用映射的观点来阐明函数,这就要求我们学生对函数要有更加深层的理解,了解函数方程思想的关系。
函数与方程是反映客观事物数量变化规律的一种数学模型,函数思想能使数学有效地揭示事物运动变化的规律,反映事物间的相互关系;而方程思想则是函数思想的具体体现,是已知量和未知量的矛盾统一。
一、准确、深刻理解函数的有关概念函数是中学数学中的一个重要概念,也是高中数学的基础。
学生学习函数的知识分四个阶段:第一个阶段是在初中,学生已经接受了初步的函数知识,掌握了一些简单函数的表示法、性质、图像;第二个阶段(数学必修1);第三个阶段将学习三角函数(数学必修4)、数列(数学必修5);第四个阶段在选修课程中,如导数及其应用、概率(选修系列2)、参数方程(选修系列4)等都仍然要涉及函数知识的再认识,是对函数及其应用研究的深化和提高。
对于函数概念的引入,教材通过具体实例,让学生体会函数是数集之间的一种特殊的对应关系。
教学应从学生已有的函数知识入手,引导学生联系自己的生活经历和实际问题,尝试列举各种各样的变化,在集合的基础上,构建函数的一般概念。
如(1)随着二氧化碳的大量排放,地球正在逐渐变暖;(2)打电话时,通话费用与通话时间之间的关系;(3)中国的国内生产总值正在逐年增长等等。
二、函数与方程思想的概念以及相互转化1.函数与方程思想的概念。
函数的思想方法就是对于客观事物的运动变化过程中各个变量之间的相互关系,通过函数的形式表示出来并加以研究,从而使问题获得解决。
函数思想的实质是提取问题的数学特征,用联系的变化的观点提出数学对象,抽象其数学特征,建立函数关系。
方程的思想方法就是经过数学变换,把非方程的问题转化为方程的形式,并通过解方程的手段或对方程有关性质的研究,使原问题得到解决。
高中数学必修一 [论文]函数与方程思想在解题中的应用
函数与方程思想在解题中的应用摘要:函数与方程思想是中学数学中的基本思想。
其中,函数思想是用变化的观点分析数学问题中的数量关系,建立函数、利用函数的性质解题;方程思想是将问题中的数量关系运用数学语言转化为方程模型来解题。
它们还密切相关,有时需要互相转化来解决问题。
本文主要阐述函数与方程思想的地位和作用,函数与方程思想的概念及它们在解集合、不等式、数列等方面的应用,包括运用函数思想、方程思想,函数和方程统一思想。
关键词:数学思想;函数思想; 方程思想; 函数与方程思想数学知识可以记忆一时,但数学思想和方法却随时随地发挥作用,使人受益终身。
近年来我国许多考纲已明确提出不仅要考察学生的数学知识和思维能力,还要考察学生思想方法的运用能力。
其中函数与方程的思想是众多考试考查的最基本的数学思想方法之一。
学生仅仅学习了函数与方程的知识是不够的,应通过解题和对解题过程的反思来领悟函数与方程的思想。
一、函数与方程思想的地位和作用数学思想是人们对现实世界空间形式和数量关系的本质认识,它是思维加工的产物,比一般的数学概念和数学方法具有更高的概括性和抽象性,因而更深刻,更本质。
可以说,数学思想是数学知识的核心,是数学的精髓和灵魂。
目前高中阶段主要数学思想有:函数与方程、数形结合、分类与整合、划归与转化、特殊与一般、有限与无限、或然与必然。
函数与方程思想,既是函数思想与方程思想的体现,也是两种思想综合运用的体现,是研究变量与函数、相等与不等过程中的基本数学思想。
函数与方程思想作为高中数学思想方法的重点,对学生的要求也越来越高。
考试中心指出:“高考把函数与方程的思想作为七种思想方法的重点来考查,使用选择题和填空题考查函数与方程思想的基本运算,而在解答题中,则从更深的层次,在知识网络的交汇处,从思想方法与相关能力相结合的角度进行深入考查。
”我们仅仅学习了函数与方程知识,在解决问题时往往是被动的,而建立了函数与方程思想,才能主动地去思考一些问题。
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函数与方程思想的应用
首先,“函数思想”是指将一个变量的值映射到另一个变量的值的数学关系,这个数学关系可以用函数表达式来表示。
函数思想在物理学中有着广泛的应用。
例如,质点在一维直线上做匀速直线运动,它的位移与时间之间的关系可以用函数表达。
这个函数可以是线性的,即位移与时间成正比;也可以是二次函数,即位移与时间成二次幂的关系。
通过分析函数的数学性质,我们可以推导出质点的速度、加速度等物理量之间的关系,进而更加深入地研究物体的运动规律。
函数思想在化学中也有重要的应用。
化学反应的速率与反应物的浓度之间通常存在一定的关系。
我们可以用函数来表示反应速率与浓度之间的关系,从而研究反应的速率规律。
通过分析函数的性态,可以确定反应的速率方程,并进一步探索反应机制、反应活化能等重要的化学概念。
同时,函数思想也在经济学中有广泛的应用。
经济学中的需求函数、供给函数、成本函数等都是函数的应用。
通过分析这些函数,可以把经济问题转化为数学问题,进而量化经济关系、研究经济发展规律。
其次,“方程思想”是指把一个未知量与已知量之间的关系用等式表示出来,并通过求解这个等式来得到未知量的值。
方程思想在物理学中有广泛的应用。
例如,牛顿第二定律描述了物体受力作用下的运动状态,可以用方程表示为F=ma,其中F为物体受到的合外力,m为物体的质量,a 为物体的加速度。
通过求解这个方程,可以求得物体的加速度,从而研究物体的运动规律。
方程思想在工程技术中也有重要的应用。
例如,电路中的欧姆定律可以用方程表示为V=IR,其中V为电压,I为电流,R为电阻。
通过求解这个方程,可以计算电路中的电流或电阻,从而设计出满足要求的电路。
另外,方程思想在社会科学中也扮演着重要的角色。
例如,人口学研究中,人口数量与时间之间的关系可以用方程表示。
通过求解这个方程,可以预测未来人口数量的变化,从而指导人口政策的制定。
总之,函数与方程思想的应用广泛而深入。
它们不仅帮助我们从数学的角度理解自然界和社会现象,还能够指导实际问题的解决,推动科学技术的发展。
因此,学习和掌握函数与方程思想对于数学学科的学习和实际应用具有重要的意义。