取整函数

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  我们看高三模拟考的这道选择题:个案1:对于任意实数x,[x]表示不超过x的最大整数,如[1.1]=1,[-2.1]=-3.定义在R上的函数f(x)=[2x] [4x],若A={y|y=f(x),0≤x≤1},则中所有元素的和为( )
  A.10 B.14 C.15 D.13
  这道题,学生望而生畏,大部分学生都是通过猜来完成解答的.“畏”产生在取整函数模糊、不熟悉,遇到这类问题无从下手,找不到破解的方法.本题答错的学生多,教师如何解决,若再碰到取整函数问题又如何应对,教师在讲题时不能就题讲题,否则今后学生碰到此类题型做对的学生不会增多,如何引申拓展教学,我在教学中探究设计如下.
  个案3:若[x]表示不超过实数x的最大整数,则不等式[x]≥x-1的解集是( )
  分析:可利用图像法解,令y=[x],y=x-1,
  问题等价于当函数y=[x]的图像在抛物线y=x-1的上方时,
  求横坐标x的取值范围.
  如下图,两个函数图像的交点为A(x,1).
  Ⅱ.取整函数与数列:
  个案4:若x∈R,记不超过x的最大整数为[x],
  令{x}=x-[x],则( )
  A.是等差数列但不是等比数列
  B.是等比数列但不是等差数列
  C.既是等差数列又是等比数列
  D.既不是等差数列又不是等比数列
  分析由取整函数的意义,
  三数构成等比数列.
  Ⅲ.取整函数与方程:
  个案5.设[m]表示不超过实数m的最大整数,则在直角坐标平面xOy上满足[x] 4[y]=100的点P(x,y)所形成的图形的面积为( )
  A.10 B.12 C.10π D.12π
  分析:我们在解决这个方程:[x] 4[y]=100,不考虑正负,[x],[y]的整数解有四组,
  (0,5),(10,0),(6,4),(8,3)
  (1)当|[y]|=5时,5≤y<6或-5≤y<-4,由[x]=0,∴0≤x<1,围成的区域是两个单位正方形A,B;
  (2)当|[x]|=10时,10≤x<11或-10≤x<-9,由[y]=0,∴0≤y<1,围成的区域也是两个单位正方形C,D;
  (3)当|[x]|=6时,6≤x<7或-6≤x<-5,再由|[y]|=4,4≤y<5或-4≤y<-3,围成的区域是4个正方形E,F,G,H;
  (4)当|[x]|=8时,8≤x<9或-8≤x<-7,再由|[y]|=3,3≤y<4或-3≤y<-2,围成的区域也是4个正方形I,J,K,L.共12个单位正方形,图中阴影部分的正方形所环绕的图形是一个椭圆,故点P(x,y)所形成的图形的总面积为12,答案选B.已知方程就是由焦点在x轴上的椭圆变式而来.本题从给定方程,利用取整函数的意义,确定出满足方程的整点,对整点进行分类讨论,化归转化为函数图形,以形助数通过图形确定出面积.
  3.归纳小结
  取整函数(高斯函数)的性质:
  我们再看下面一道高考题(2013年陕西卷理科选择题最后一题第10题).
  个案6.设[x]表示不大于x的最大整数,则对任意实数x,y,
  设[x]表示不大于x的最大整数,则对任意实数x,y,有( )
  故C错;由排除法知,选D.
  从以上6个案,学生对取整函数会有新的认知,解有关取整函数问题的解题思路是抓住取整函数的意义,根据已知条件,抓住所问,或利用特值法或利用化归为分段函数(合理划分区间长度为1的每段是解题的关键点)或图像法或利用其性质解题等,学生通过积累,今后再碰到取整函数问题,至少可为解此类题型提供思路和方向,同时也有利于在考试时增强自信心.
  参考文献:
  [1]杨炼.直角三棱锥的一个存在条件——从一道模考错题谈起.数学教学研究,2004(05).
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