浅谈高中数学应用题中的最值问题

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  近年来,随着新课程标准的深化实施,高中数学教学在知识实际应用方面有较大的改善,逐步从注重知识过渡至学生学习能力与应用意识的锻炼.高中数学应用题中的最值问题与实际应用较为贴近,题目背景复杂多变,题型新颖个性,是以建立数学模型为基础,将实际问题抽象成数学问题,并利用求解数学模型解答实际问题,这对改善教学质量来说相当重要.
  一、及时转变传统观念,注重应用数学知识
  在高中数学教学过程中,针对应用题中的最值问题,教师首先需要及时转变传统落后的教育观念,注重学生对数学知识的实际应用,引导他们尝试利用数学知识求解应用题中的最值问题.因此,高中数学教师在具体的应用题教学实践中,应关注数学知识产生的实际背景,增强数学教学与现实生活之间的关联性,可以让学生利用课堂上学习到的知识来解决现实生活中的问题,使其深刻体验到学习数学知识是相当有用的.
  在这里,以函数类应用题教学为例,教师设置应用题:某养殖场需要定期购买饲料,已知该养殖场每天需要使用饲料200千克,每千克饲料的价格是1.8元,饲料保管费及其他费用平均每天每公斤0.03元,每次购买饲料的运费是300元.求该养殖场多少天购买一次飼料,才可以让平均每天支付的总费用最少?解析:设该养殖场应该每隔x(x∈N )天购买一次饲料,平均每天支付的总费用是y元,根据题意得知饲料保管和其他费用每天比前一天要少200×0.03=6元,那么x天饲料的保管和其他费用一共是6(x-1) 6(x-2) … 6=3x2-3x(元).所以有y=1x(3x2-3x 300) 200×1.8=300x加3x 357≥417,当且仅当3x=300x,即x=10时y有最小值,答案即为10天.
  如此,教师在进行函数应用题教学时,利用生活化的应用题引领学生求解最值,锻炼学生的知识应用意识,使其利用学习过的函数知识求出最值,让他们充分感受到成功与喜悦.
  二、鼓励学生善于观察,发现生活数学问题
  在高中数学应用题教学中,教师需结合实际知识点恰当引入现实生活中的实际问题,既能够将枯燥乏味的数学知识和学生数学化的生活原型有机整合,还可以更好地吸引他们的注意力,激发学生求解最值问题的探究动力和欲望.因此,高中数学教师在应用题教学中,需鼓励学生善于观察和体验生活,发现生活中的数学问题,让他们积极、主动地参与到求解最值问题中,将数学知识和生活实际相联系,并自觉接纳数学知识.
  比如,在学习三角函数过程中,教师设置应用题:如图所示,游客从某景区的景点A处下山到C处有两个路线可选择,一种是沿直线直接步行至C处,路程为1 260米,另外一种是先乘坐缆车至B处,在沿直线步行至C处.现有甲、乙两位游客从A处下山,甲沿AC匀速步行,速度是50米/分钟,出发2分钟,乙从A乘坐缆车至B处,速度是130米/分钟,且在B处停留1分钟,之后再匀速步行至C处.其中cosA=1213,cosC=35,求乙出发多少分钟之后在缆车上和甲的距离最短?解析:设乙出发x分钟后,甲、乙的距离为y,则有y2=(130x)2 (100 50x)2-2×130x×(100 50x)×1213,即y2=200(37x2-70x 50).又因0≤x≤1 040130,即0≤x≤8,所以x=3537时,也就是乙出发3537分钟后,和甲的距离最短.
  上述案例教师将三角函数知识和生活中的行程问题相结合,使学生意识到数学知识和生活之间的关联性,培养他们善于发现生活中数学问题的意识,且求最值能力也得以锻炼.
  三、创设良好教学情境,学生主动求解最值
  在高中数学应用题最值问题教学中,为改善课堂教学效率,教师需让学生对所学内容产生一定的兴趣,这是学习好最值问题的关键.所以,高中数学教师在课堂教学中,应当为学生营造一个宽松自由、轻松愉悦的学习环节,使其心理得以保障,并随时随刻鼓励他们,让学生能够大胆提出个人对应用题最值问题的想法与见解,帮助他们养成主动学习的良好习惯,且有助于学习效率的提高和应用意识的改善.
  举个例子,房地产是一个社会热点,教师可设置应用题:为稳定房价,某市政府决定建造一批保障房,计划花费1 600万元购买一块地皮,建造10幢楼房,层数一样,每层建筑面积都是1 000平方米,建筑费用和楼层有关,第x层楼房每平方米的建筑费用是(kx 800)元,(k为常数).经测算,假如每幢楼高5层,该保障房每平方米的平均综合费用是1 270元.求k的值;将费用降至最低,每幢楼是多少层?每平方米的平均综合费用是多少?对k的值学生能够轻松求出是50,然后设每幢楼为n(n∈N )层时,每平方米的平均综合费用是f(n),则f(n)=16 000 000 [(50 800) … (50n 800)]×1 000×101 000×10×n,1 600n 25n 825≥21 600×25 825=1 255,当且仅当1 600n=25n,即n=8时等号成立,也就是楼层为8层,费用是1 255元.
  这样教师利用学生熟悉的房地产创设教学情境,他们将会主动参与到应用题的最值问题求解中,以积极的心态解答应用题,从而提高解题效率,进一步提升运用所学知识解决实际问题的能力.
  总之,在高中数学应用题教学中,教师需格外关注最值问题的教学,利用多元化的教学方式,激发学生学习求应用题最值的积极性与兴趣,增强他们的知识理解能力与数学应用能力,并提升学生的文字信息转变能力与推理变形能力,最终提高他们解决实际问题的水平.
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