应用拉格朗日中值定理逆向巧解数学问题

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  【摘要】随着我国新课程改革的不断贯彻和深入,在现阶段的高中课本中,逐渐引入了近代和现代数学思想,同时加入了导数的基础知识。因此,在高中数学中出现了很多相关数学模型,对高中學生的数学学习带来一定困难。通过对应用拉格朗日中值定理逆向巧解数学问题进行研究分析,希望能够为相关教育工作者提供一定的理论借鉴。
  【关键词】拉格朗日中值定理 逆向 数学问题
  前言:拉格朗日中值定理是微分学中的基本定理之一,同时也是高中学生必须掌握的定理,对高中生解答数学题具有至关重要的作用。在如今的高考试题中,常会出现考察高中生运用数学思想方法解题的问题,对学生数学能力要求较高。因此,高中数学教师需要在课堂教学活动中,加强对拉格朗日中值定理知识的渗透,保证所有学生能够扎实掌握此数学思想。
  一、拉格朗日中值定理概述
  如果函数f(x)满足:(1)在闭区间[a,b]上连续;(2)在开区间(a,b)内可导;那么在开区间(a,b)内至少有一点ε(a<ε  二、应用拉格朗日中值定理逆向巧解数学问题具体措施
  在面对数学问题时,利用拉格朗日中值定理需要对问题详细解读,充分理顺定量之间的限定条件,学生全面掌握拉格朗日中值定理概念的基础上,对题目与定理之间的关系进行逆向思考,进而构建与问题有关联的函数,最终实现问题的解答。
  2.1极限问题的求解
  在高中数学学习阶段,有很多方法都能够解答极限问题,比如说洛必达法则、夹逼定理、或者泰勒公式。上述方法在面对极限问题时,不仅仅便于高中生进行操作,同时解题思路较为清晰明了,能够有效降低解题难度,有利于提升解题效果。但是,很多极限问题具有一定的困难性和复杂性,利用上述方法无法很好的解决。因此,可以选择拉格朗日中值定理进行求解。利用拉格朗日中值定理,可以将求积式型的极限替代差式的极限,改变题目,使解答过程更加简单。此外,面对求解极限问题时,必须充分找出极限问题与拉格朗日中值定理之间的关联,准确找出连接点,进而使方程式简化,以此实现问题的解决[2]。不仅于此,在具体计算阶段,还需要确认极限式满足拉格朗日中值定理的限定要求,避免出现解题错误的情况。
  2.2不等式问题的求解
  在高中数学不等式证明中,通常情况下进行函数的构建,以此明确导数与函数之间的关系,以此解答问题;使函数在某个限定条件下符合条件,进而实现不等式的证明。类似此种数学问题,很难利用初等函数进行求解,如果利用拉格朗日中值定理,能够快速准确的求出答案。利用拉格朗日中值定理证明不等式、或者求解不等式时,仅仅需要根据条件构建满足拉格朗日中值定理要求的函数即可,之后根据相应内容进行证明。
  2.3证明问题的求解
  在现阶段的高等数学阶段,普遍利用拉格朗日中值定理进行问题的证明。在问题的证明过程中,需要高中生能够对拉格朗日中值定理的详细内容做充分掌握,同时能够利用逆向思维,使思考从题目转回到定理中,根据具体问题,以此找出与拉格朗日中值定理相关的内容,进而将问题与定理合理联系起来。在解答数学问题时,通过利用逆向思维,找出证明途径,能够使问题难度降低,更加利于学生解答。
  例如:假设g(a)在[0,1]中可导,并且0  存在性的证明:可以假设函数f(a)=g(a)+a-1,那么f(a)在(0,1)范围内可导。同时由于00。依据根的存在定理可知,f(a)=0在(0,1)中至少存在一个实根。
  唯一性证明:可以假设f(a)=0,在(0,1)中,至少存在2个根a1a2,并且a1  2.4函数问题的求解
  拉格朗日中值定理能够有效经导数与函数进行相连,中值定理通过联系起导数与函数之间的关系,可以进一步深入研究函数性质,对函数区间的连续性、单调性、凹凸性、以及符号全面解析,有利于学生在整体方面、局部方面掌握函数关系,拉格朗日中值定理是求解函数的主要方法。在面对函数问题时,同样需要做好逆向分析。根据拉格朗日中值定理、以及所求证内容,以此分析函数求证之间的关系,并且确认两者的一致性。有利于帮助学生准备而又快速的求证,简化函数问题,提升解题效率。特别注意的是,必须构建出最有效、最直接的辅助函数。
  总结:通过上述论述能够看出,拉格朗日中值定理对高中生的数学学习影响深远。在高中学习阶段,学生不仅需要掌握基础性的数学知识,以及解题技巧,同时能够明确各知识之间的内在关联,充分掌握拉格朗日中值定理,结合逆向思维,利用其正确解答和证明数学问题,进而提高自身的数学解题技巧,提高数学成绩。
  【参考文献】:
  [1]刘彬.拉格朗日中值定理在高中数学中的应用[J].数学学习与研究:教研版,2014(9):126-127.
  [2]尹逊波,吴勃英,白红.拉格朗日中值定理在方程有根证明题中的应用[J].大学数学, 2015,31(2):84-86.
  [3]王一棋.高观点下的中学数学——拉格朗日中值定理在中学数学中的应用[J].数学教学通讯:中等教育,2013(33):63-64.
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