Теория уравнений в школьном курсе алгебры занимает ведущее место. На их изучение отводится времени больше, чем на любую другую тему школьного курса математики. Это связано с тем, что большинство жизненных задач сводится к решению различных видов уравнений.

В учебнике алгебры для 8 класса мы знакомимся с несколькими видами квадратных уравнений, и отрабатываем их решение по формулам. Существуют ли другие методы решения квадратных уравнений? Насколько сложны данные методы и можно ли ими пользоваться на практике?

Этим вопросам посвящена исследовательская работа «Нестандартные способы решения квадратных уравнений».

Актуальность этой темы заключается в том, что на уроках алгебры, геометрии, физики мы очень часто встречаемся с решением квадратных уравнений. Поэтому каждый ученик должен уметь верно и рационально решать квадратные уравнения, это также может мне пригодится при решении более сложных задач, в том числе и в 9 классе при сдаче экзаменов.

Цель исследовательской работы: выявить способы решения квадратных уравнений, узнать можно ли решить любое квадратное уравнение данными способами и выделить особенности и недостатки этих способов.

Задачи исследовательской работы: проанализировать источники литературы для выявления способов решения квадратных уравнений, показать различные способы решения квадратных уравнений; выявить наиболее удобные способы решения квадратных уравнений; научиться решать квадратные уравнения различными способами.

Методы исследования: анализ литературы, социологический опрос, наблюдение, сравнение и обобщение результатов.

Просмотр содержимого презентации
«Нестандартные способы решения квадратных уравнений»

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Богучарская средняя общеобразовательная школа №1»

Научно-исследовательская работа по теме: «Нестандартные способы решения квадратных уравнений»

Прядкова Екатерина Сергеевна

Руководитель: Алабина Галина Юрьевна

Выявить способы решения квадратных уравнений

Узнать можно ли решить любое квадратное уравнение данными способами и выделить особенности и недостатки этих способов

• Анализировать источники литературы для выявления способов решения квадратных уравнений
• Показать различные способы решения квадратных уравнений
• Выявить наиболее удобные способы решения квадратных уравнений
• Научиться решать квадратные уравнения различными способами

Способы решения квадратных уравнений

Разложение левой части на множители

По формуле

Основные

С использованием теоремы Виета (прямой и обратной)

Графический способ

По свойствам коэффициентов

Способом «переброски»

Дополнительные

С помощью циркуля и линейки

С помощью номограммы

Геометрический способ

Свойства коэффициентов

Свойства:

Способ «переброски»

Умножив обе части уравнения на а, получим

Пусть

, откуда

Тогда получим уравнение с новой переменной

Его корни у 1 и у 2 . Окончательно

С помощью циркуля и линейки

Радиус окружности больше ординаты центра

, окружность пересекает ось Ох в двух точках, где корни исходного уравнения.

Радиус окружности равен ординате центра

, окружность пересекает ось Ох в одной точке где корень исходного уравнения.

Радиус окружности меньше ординаты центра

, окружность не имеет общих точек с осью Ох. В этом случае исходное уравнение не имеет корней.

С помощью номограммы

х 2 -9х+8=0

Х 1 =8; х 2 =1

Геометрический способ

Рассмотрим, как древние греки решали уравнение

Решение представлено на рисунке, где

или

Выражения

и 16 + 9

геометрически представляют собой один и тот же квадрат со стороной 5.

Поэтому

Обработка данных

Метод выделения

полного квадрата

Разложение левой части

уравнения на множители

Ответ: -4,5; 1.

Обработка данных

С использованием

формул Виета

По формуле

имеет два разных

по знаку корня

больший по модулю

корень отрицательный

Ответ: -4,5; 1.

Обработка данных

По свойству коэффициентов

Способом «переброски»

Перебросим коэффициент а = 2 к свободному члену и получим уравнение:

Так как

из которого по формулам Виета

Корнями исходного уравнения будут

Ответ: -4,5; 1.

Обработка данных

Графический метод

С помощью циркуля и линейки

Запишем уравнение в виде

Определим координаты центра окружности по формулам:

Построим в одной системе координат графики функций

Проведем окружность радиуса SA, где А (0;1).

Ответ: -4,5; 1.

Обработка данных

Геометрический способ

С помощью номограммы

Представим уравнение в виде:

Представим уравнение в виде:

Площадь полученного квадрата:

Так как

Номограмма дает положительный корень

Таким образом, получили уравнение:

отрицательный корень

Ответ: -4,5; 1.

Положительные стороны и недостатки

Положительные стороны

Разложение левой части уравнения на множители

Недостатки

Дает возможность сразу увидеть корни уравнения.

Метод выделения полного квадрата

Нужно правильно расчленить слагаемые для

группировки.

По формуле

За минимальное количество действий можно найти корни уравнений

Нужно правильно найти все слагаемые для выделения полного квадрата.

Можно применить ко всем квадратным уравнениям.

С использованием формул Виета

Нужно выучить формулы.

Достаточно легкий способ, дает возможность сразу увидеть корни уравнения.

Легко находятся только целые корни.

Название способа решения квадратных уравнений

Положительные стороны

Недостатки

Способом «переброски»

За минимальное количество действий можно найти корни уравнения, применяется совместно со способом теоремы Виета.

По свойствам коэффициентов

Графический способ

Легко найти только целые корни.

Не требует особых усилий

Наглядный способ

Подходит только к некоторым уравнениям

С помощью циркуля и линейки

Могут быть неточности при составлении графиков

Наглядный способ

С помощью номограммы

Наглядный способ, прост в применении.

Могут быть неточности

Геометрический способ

Наглядный способ.

Не всегда под рукой имеется номограмма.

Похож на способ выделения полного квадрата

Для того, чтобы хорошо решать любое квадратные уравнения необходимо

знать:

 формулу нахождения дискриминанта;

 формулу нахождения корней квадратного уравнения;

 алгоритмы решения уравнений данного вида.

уметь:

 решать неполные квадратные уравнения;

 решать полные квадратные уравнения;

 решать приведенные квадратные уравнения;

 находить ошибки в решенных уравнениях и исправлять их;

 делать проверку.

Нестандартные методы решения уравнений.

Рыбенкова М.П.

МБОУ «Школа 140»

Н.Новгород.

Глава I . Методические рекомендации к изучению нестандартных

методов решения уравнений.

1. Особенности обучения во втором концентре.

1.2. Нестандартные методы.

1.3. Развитие творческого мышления при решении уравнений нестандартными методами.

Глава I I . Нестандартные методы решения уравнений.

2.1. Решение уравнений с помощью исследования ОДЗ

2.2.Решение уравнений с использованием множества значений

2.3.Использование монотонности функций при решении уравнений

2.4.Использование эквивалентности при решении уравнений

2.5.Использование четности функций при решении уравнений

2.6.Использование векторов при решении уравнений

2.7.Использование неравенства между средним арифметическим

и средним геометрическим при решении уравнений

Заключение.

Список литературы.

ГЛАВА I . Методические рекомендации к изучению нестандартных методов решения.

1.1.Особенности обучения во втором концентре.

« Деятельности нельзя научить, но ею можно овладеть».

В условиях современной школы перед учителем стоит задача так организовать учебный процесс, чтобы школа стала не местом приобретения суммы знаний, а средой для развития личности, для овладения интеллектуальными приёмами, необходимыми в будущем. Особенно это важно в старших класса, для выпускников, которым совсем скоро предстоит адаптироваться во взрослой жизни, самостоятельно принимать решения, брать на себя ответственность.

При организации уроков в 10 -11 классах, в том числе практических занятий, учителю, прежде всего, необходимо учитывать особенности концентрической структуры образования.

Обучение в рамках первого концентра предполагает изучение фактов. В 5 -9 классах ученик знакомится с фактами, накапливает их, систематизирует и усваивает, приобретая минимум математических знаний.

Второй концентр предполагает принципиально новый уровень усвоения учебного материала. Учитель ориентирует учащихся не на информационный, а на проблемный принцип усвоения. Таким образом, в центре внимания проблемное обучение математики. Сущность проблемного обучения заключается в постановке проблемы, задачи, требующей разрешения. Это обучение, основанное на активном привлечении учащихся к учебному процессу. В связи с этим существенно меняются функции учителя и ученика, цели обучения.

Если в рамках первого концентра преобладает сообщение учителем новой информации, то есть информационно – репродуктивный уровень, то во втором концентре упор делается на познание сути математического процесса, на установление причинно – следственных связей, на определение места и роли события, на анализ фактов самими учащимися под руководством учителя.

Таким образом, ученик превращается в субъекта учебной деятельности, а задача учителя – организаторская, управляющая (учитель – менеджер урока). Учебные проблемы легко обнаруживаются при установлении связей между теориями и фактами, между теориями и понятиями, между отдельными понятиями и т.д. Так, например, проблема, почему одни и те же, скажем, иррациональные уравнения нельзя решить путем возведения в одну и ту же степень левой и правой частей уравнений.

1.2«Нестандартные» методы .

Какие же методы называются нестандартными? « Нестандартные методы решения уравнений - это такие нетипичные методы, содержащие в себе оригинальную, творческую идею, это не традиционные методы, далекие от шаблона. Оценка метода решения уравнения с позиции традиционности (нестандартности) во многом субъективна: на сколько непривычен для учащегося предложенный прием, настолько он и нестандартен. И, наверное, самая высокая степень нестандартности идеи – это ее неожиданность.

Понятие «нестандартный» метод является относительным. Как только учитель познакомит учащихся с такими методами решения уравнений, они перестают быть «нестандартными».

Нестандартные задачи, опять – таки условно, можно разделить на два типа: нестандартные и стандартные по внешнему виду. Довольно часто задача первого типа представляет нечто вроде «функционального винегрета», т.е. ее конструируют функции из различных разделов математики. Например: .

С задачами второго типа иная ситуация. Их внешняя «успокоительная стандартность» - своего рода коварство. Зачастую по закону зловредности длинное решение менее замаскировано, чем короткое. В таких случаях бывает полезно еще раз проанализировать условие задачи, а самое главное, попытаться найти ее конкретные особенности, позволяющие обнаружить ее традиционную идею. Поэтому для решения такого рода задач особенно важны такие качества, как сообразительность, интуиция, высокая логическая культура. При этом вовсе не хотим сказать, что второй тип задач более сложный, чем первый: ощущение необходимости поиска нетрадиционной идеи еще не означает, что такова будет найдена .

Универсального метода, позволяющего решить любое уравнение, любую нестандартную задачу, к сожалению, нет. Но, чтобы добиться хороших результатов, надо соблюдать следующие методические приемы:

1)Вызвать интерес к решению той или иной задачи. (Можно научить решать такие уравнения только в том случае, если у ученика будет желание.) Умение учителя отбирать интересные задачи.

2)Задачи не должны быть слишком легкими или слишком трудными, чтобы ученик не потерял веру в себя не предлагать ученикам те задачи, которые они заведомо не решат.

3)Если не решат заданную задачу, то не предлагать ее решение, а подсказать идею решения, или план, или вспомогательные задания.

4)Отмечать успехи учащихся в решении такого типа задач.

5)Нет ничего плохого в том, что при решении таких задач ученик обратился к кому-то за помощью, ему интересна задача, а изучение способа решения, предложенного кем-то другим, будет способствовать накоплению определенного запаса математических фактов.

1.3.Развитие творческого мышления при решении уравнений нестандартными методами.

Самостоятельный поиск нетрадиционного способа решения уравнения, ведущего к быстрому и рациональному способу решения, способствует развитию творческого мышления.

Психологами было затрачено много усилий и времени на выяснение того, как человек решает новые, необычные, нестандартные, творческие задачи. Однако до сих пор ясного ответа на вопрос о психологической природе творчества нет. Наука располагаем только некоторыми данными, позволяющими частично описать процесс решения человеком такого рода задач, охарактеризовать условия, способствующие и препятствующие нахождению правильного решения.

Мышление отличается от других психологических процессов тем, что оно почти всегда связано с присутствием проблемной ситуации, задачи которую нужно решить. В мышлении на основе информации делаются определенные теоретические и практические выводы.

Мышление - это движение идей, раскрывающее суть вещей. E го итогом является не образ, а некоторая мысль, идея.

Что же такое творческое мышление? Одним из первых попытался сформулировать ответ на данный вопрос Дж.Гилфорд. Он считал, что «творческость» мышления связана с доминированием в нем четырех особенностей

A. Оригинальность, нетривиальность, необычность высказываемых идей, ярко выраженное стремление к интеллектуальной новизне. Творческий человек почти всегда и везде стремится найти свое собственное, отличное от других решение.

Б Семантическая гибкость, т.е. способность видеть объект под новым углом зрения, обнаруживать его новое использование, расширять функциональное применение на практике.

B. Образная адаптивная гибкость, т.е. способность изменить восприятие объекта таким образом, чтобы видеть его новые, скрытые от наблюдения стороны.

Г. Семантическая спонтанная гибкость, т.е. способность продуцировать разнообразные идеи в неопределенной ситуации, в частности в такой, которая не содержит ориентиров для этих идей.

В ходе исследований творческого мышления были выявлены условия, которые способствуют быстрому нахождению решения творческой задачи:

1.Если в прошлом определенный способ решения человеком некоторых задач оказался достаточно успешным, то это обстоятельство побуждает его и в дальнейшем придерживаться данного способа решения. При встрече с новой задачей человек стремится применить его в первую очередь.

2.Чем больше усилий было потрачено на то, чтобы найти и применить на практике новый способ решения задачи, тем вероятнее обращение к нему в будущем. Психологические затраты на обнаружение некоторого нового способа решения пропорциональны стремлению использовать его как можно чаще на практике.

3.Максимум эффективности в решении интеллектуальных задач достигается при оптимальной мотивации и соответствующем уровне эмоционального возбуждения. Этот уровень для каждого человека сугубо индивидуален

Условия, которые препятствуют быстрому нахождению решения творческой задачи:

1.Возникновение стереотипа мышления, который в силу указанных выше условий мешает человеку отказаться от прежнего и искать новый, более подходящий путь решения задачи.

Один из способов преодоления такого сложившегося стереотипа состоит в том, чтобы на некоторое время вообще прекратить попытки решения задачи, а затем вернуться к ней, с твердой установкой пробовать для поиска решения только новые пути.

2.Интеллектуальные способности человека, как правило, страдают от частых неудач, и боязнь очередной неудачи начинает автоматически возникать при встрече с новой задачей. Она порождает защитные реакции, которые мешают творческому мышлению, обычно связанному с риском для собственного «Я». В итоге человек теряет веру в себя, у него накапливаются отрицательные эмоции, которые мешают ему думать. Чувство успеха для усиления интеллектуальных потенций людей столь же необходимо, как и ощущение правильности какого-либо движения для его усвоения.

Чем больше знаний имеет человек, тем разнообразнее будут его подходы к решению творческих задач. Однако соответствующие знания должны быть разнонаправленными, так как они обладают способностью ориентировать мышление на различные подходы к решению.

Почему уравнения? В течение всех лет обучения в школе решают различные виды уравнений: линейных, квадратных, дробно – рациональных, тригонометрических, показательных, логарифмических и т. д., но проблема остается: решение уравнений один из наиболее трудных заданий по математике. Даже если ученик правильно проводит тождественные преобразования, входящих в него выражений, безошибочно вычисляет. Нужно знать какие способы, в каких ситуациях применять, а это умение вырабатывается при знании различных методов решения и большой практике.

Если ученик научится решать уравнения. Он эти знания перенесет на решение неравенств, систем уравнений и неравенств. В нестандартных методах используются свойства всех функций входящих в состав уравнений, знания скалярного произведения векторов, неравенство между средним арифметическим и средним геометрическим положительных чисел, и многое другое. Это вырабатывает умения переносить знания с одного предмета на другой, и на другие учебные ситуации. Вооружив ученика различными методами решения уравнений, его мышление претерпевает изменения, учащайся сам начинает предлагать различные подходы к решению уравнений, предлагая порой интересные нестандартные решения. Его уже не пугает сложный вид порой и нестандартного уравнения, применяя различные способы решения которого нестандартность улетучивается.

Для углубления знаний по методам решения уравнений используются индивидуально-групповые занятия, начиная с третьей четверти.

Основная задача наших занятий: как можно полнее развить потенциальные творческие способности каждого ученика, не ограничивая заранее уровень сложности решения задач. Как видим, личная цель - подготовки к конкурсному экзамену - совпадает с общественной- повышением уровня математической подготовки выпускников средней школы. Не зависимо от цели у учащихся повышается интерес к математике, к творческим заданиям. Ориентируя школьников на поиски красивых изящных решений математических задач, учитель тем самым способствует эстетическому воспитанию учащихся и повышению их математической культуры. Главная цель задач - развить творческое и математическое мышление учащихся, заинтересовать их математикой, привести к «открытию» математических фактов.

Следует отметить тот факт, что любая математическая задача, решаемая на уроках, на внеклассных занятиях или дома должна обязательно чему-нибудь научить учащихся. Решение каждой задачи должно быть шагом вперед в развитии математических знаний, умений и навыков учащихся, должно обогащать их знания и опыт, учить их ориентироваться в различных ситуациях.

Систематическая работа по изучению способов решения уравнений поможет учащимися не только научиться решать задачи, но и самим их предлагать. Умение находить нестандартные, более рациональные пути решения уравнений, свидетельствует о культуре их мышления, хорошо развитых математических способностях.

Учитель должен помнить, что решение задач является не самоцелью, а средством обучения. Обсуждение найденного решения, поиск других способов решения, закрепление в памяти тех приемов, которые были использованы, выявление условий возможности применения этих приемов, обобщение данной задачи – все это дает возможность школьникам учиться на задаче. Именно через задачи учащиеся могут узнать и глубоко усвоить новые математические факты, овладеть новыми математическими методами, накопить определенный опыт, сформировать умения самостоятельно и творчески применять полученные знания.

Чтобы добиться эффективности этих занятий необходимо выполнение следующих правил.

1)Новые идеи, не опирающиеся на дополнительные теоретические сведения, следует вводить через уравнения по схеме; уравнение - самостоятельный поиск решения – разбор ее решения – выделение идеи.

2) При решении таких заданий должен работать принцип регулярности, основная работа происходит не в классе, а дома.

3)Не стоит загружать ученика большой по объему, но не сложной работой, также как нельзя ставить перед ним непосильную задачу.

4) Ученик имеет право отложить трудную задачу(уравнение), если он над ее решением потрудился определенное время, и она у него не получилась. В этом случае процесс усвоения новых идей будет более эффективным.

5) Приветствуется правильная идея, в период накопления идей или же при решении трудных задач.

6) Полезно приводить различные приемы и методы решения одного и того же уравнения, а затем обсудить решения на предмет рациональности, красоты, нестандартности решения. При отыскании различных способов решения задач у школьника формируется познавательный интерес, развиваются творческие способности, вырабатываются исследовательские навыки.

7)Постоянный повтор при решении ранее изученных методов решения

применять полученные знания.

ГЛАВА 2. НЕСТАНДАРТНЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ.

Собранные здесь уравнения не являются очень сложными,но по мере занятий усложняются. Некоторые методы решения уравнений условно можно назвать нестандартными.

Решение уравнений с помощью исследования ОДЗ.

Областью допустимых значений (сокращенно ОДЗ) уравнения называется множество тех значений неизвестного, при которых имеют смысл его левая и правая части.

В этом пункте мы рассматриваем решение иррациональных уравнений, которые можно решать стандартным путем, избавляясь от иррациональности, а затем выполнить проверку. Но такой способ ведет к громоздким вычислениям, к решению рациональных уравнений четвертой, шестой степени, которые решить очень сложно. При решении некоторых уравнений знание ОДЗ уравнения и применение некоторых оценок позволяет найти все его корни или доказать, что их нет.

Предлагаю ученикам решить 2 таких уравнения дома, перед занятием. Чаще всего они пытаются решить эти уравнения, избавляясь от иррациональности, но находятся 1-2 человека в классе, которые выбирают рациональный путь решения, что радует. Затем совместно рассматриваем оба способа решения уравнений.

Примеры.

1)Решить уравнение
-
=
-

Решение: видно, что для решения этого уравнения можно возвести в квадрат обе части уравнения, что возможно позволит избавиться от иррациональности

11х+3-2
+2-х=9х+7-2
+х-2

Приведем подобные 10х+5-2
=10х+5-2

=
.

После возведения в квадрат обеих частей уравнения, приведем подобные и получим стандартное квадратное уравнение

20х 2 -30х-20=0,

2х 2 -3х-2=0,

х 1 =
, х 1 =2 х 2=
, х 2 =-0,5

Полученные корни необходимо проверить, т.к. при возведении в квадрат, возможно приобретение посторонних корней.

Проверка:

х=2,
-
=5,
-
=5, 5=5
х=2 корень данного уравнения

х=-0,5 ,
-
=
-

х=-0,5-посторонний корень.

Ответ: х=2

Однако, сравнив области определения функций у=
, (х-20, х2) и у=
, (2-х
, приходим к выводу, что область определения исходного уравнения х=2. Подставив х=2 в данное уравнение, приходим к выводу, что х=2 единственный корень этого уравнения.

Ответ: х=2.

Очевидно, что решать данное уравнение вторым способом удобнее и быстрее чем первым. Рассмотрим еще несколько таких уравнений.

2)Решить уравнение
+
=
-1.

Решение: найдем ОДЗ этого уравнения. Для этого нужно решить систему неравенств: х 2 -х
,

2-х-х 2 >0,

, х=0, х=1

-1

Итак, ОДЗ этого уравнения является двух элементное множество
. Проверим, являются ли эти значения корнями уравнения:

х=0 ,
+
=

-1 =-1,

, х=0 - не является корнем уравнения.

х =1
+
=0

-1=0, 0=0
х=1- корень уравнения.

Ответ: х=1.

3) Сколько корней имеет уравнение.

Решение:

Данное уравнение не определено не при каких действительных х.

Ответ: уравнение не имеет корней.

4) Решить уравнение:

Решение: область определения уравнения:

Это уравнение равносильно следующей системе:

(х-4)(х-2)=(12-3х) 2 ,

12-3х0.

12-3х0, х4.

Учитывая область определения уравнения, единственно возможным корнем может быть только х=4, проверим:

х=4- корень уравнения.

Ответ: х=4.

5)Решить уравнение:

Решение: Попытки решить уравнение, производя последовательное возведение в квадрат и единение радикала, ведут здесь к уравнению четвертой степени и заводят в тупик. Выпишем условия, при которых выражения, входящие в левую часть данного уравнения, имеют смысл.

5-х0, х5,

7-х0, х7, нет решения.

2х-15. х7,5.

Видим, что нет таких действительных х при которых было бы определено данное уравнение.

Ответ: нет корней.

Решение уравнений с использованием множества значений.

При решении некоторых уравнений нахождение множества значений существенно облегчает задачу решения уравнений. Этот метод довольно часто встречается у ребят с развитой культурой мышления. Легко усваивается, они пытаются часто применять его при решении других уравнений.

1)Решить уравнение:Решение: найдем область определения данного уравнения:

Оценим правую и левую части уравнений: т.е., а
.

Левая часть уравнения больше правой, значит, данное уравнение не имеет корней.

Ответ: нет корней.

2)Решить уравнение:
.

Решение: имеем стандартное иррациональное уравнение. Тем не менее, не будем спешить возводить в квадрат. Для начала найдем ОДЗ уравнения:

значит
т.к.
то левая часть уравнения больше 2 , а правая равна 1. Следовательно, данное уравнение не имеет корней.

Ответ: нет корней.

3)Решить уравнение: 2 cosx =cosx +
.

Решение: вновь оценим правую и левую части уравнения.

Т.к.
, то левая часть уравнения
.

Правая часть уравнения должна быть положительна, т.к. 2 t >0, значит cosx >0. Используя неравенство Коши
.

Тогда, если корень данного уравнения существует, то только в том случае, если правая и левая части уравнений равны 2.

х=2Пк, к

Ответ: х=2Пк, кZ .

4) Решить уравнение:

Решение:
а Решение этого уравнения равносильно системе:

Из первого уравнения системы получаем х=0, проверим является ли х=0 решением второго уравнения системы: х=0 корень уравнения.

Ответ: х=0.

5) Решить уравнение:

Решение этого уравнения аналогично предыдущему: очевидно х 2
и log
т.к. основание логарифма 3>1, а

1-(3 х -1) 2 1, уравнение равносильно системе:

х=0- корень уравнения.

Ответ: х=о.

6) Найти целые корни уравнения: (6-х)(х-2)(х+3)(х+9)=24х 2

Решение: это уравнение предлагалось на едином экзамене, рассмотрим решение этого уравнения двумя способами: с помощью оценки левой и правой частей уравнения, и второй способ- с помощью преобразований. Первый способ, мне так кажется, более прост и экономичен по времени его решения.

а) правя часть данного уравнения не отрицательна, значит

(6-х)(х-2)(х+3)(х+9)0, решим это неравенство методом интервалов:

- + - + -

9 -3 2 6 х

Целые решения этого уравнения следует искать среди делителей свободного члена, равного 6 (-2) 3 9= -324.

Перечислим все целые значения являющиеся решением неравенства:

9,-8,-7,-6,-5,-4,-3,2,3,4,5,6. Очевидно, что 6,2,-3,-9 не являются корнями уравнения, (т.к. при этих значениях левая часть уравнения равна нулю, а правая нет) числа –7,5,-8 не являются делителями числа –324. Проверим, являются ли решениями числа –-6,-4,3,4.

х=-6, 12⋅ (-8)⋅ (-3) ⋅ 3 =864, 24 ⋅ 36=864, 864=864.

х=-4, 10⋅ (-6) ⋅ (-1) ⋅ 5=300, 24⋅ 16=384, 300384.

х=3, 3 ⋅ 1 6 ⋅ 12 =216, 24⋅ 9=216, 216=216.

х=4, 2 ⋅ 2⋅ 7 ⋅ 13=364, 24⋅ 16=384, 364384.

Итак, х=-6, х=3 целые корни уравнения.

Ответ: х=-6; х=3.

б) решим это же уравнение другим способом:

(6-х)(х-2)(х+3)(х+9)=24х 2 , выполним некоторые преобразования:

(6х+18-х 2 -3х)(х 2 +7х-18)=24х 2

(-х 2 +3х+18)(х 2 +7х-18)=24х 2

очевидно, что х=о не является корнем уравнения, разделим обе части уравнения на х 2

Х 2 (х--3)(х-+7)=24х 2 ,

(х--3)(х-+7)=-24,

Пусть

тогда (t -3)(t +7)=-24,

t 2 +4t -21=-24, t 2 +4t +3=0, t 1 =-1 ,t 2 =-3.

/ х

х 2 +х-18=0 ,х 1,2 =
- не являются целыми решениями уравнения.

/х

х 2 +3х-18=0, х 3 =-6, х 4 =3.

Ответ: х=-6;х=3.

7)Решить уравнение:

Решение: метод возведения в квадрат при решении этого уравнения приводит к рациональному уравнению восьмой степени, корни которого найти не легко. Заметим, что левая часть уравнения существует при любых действительных значениях переменной х, а правая не отрицательна при условии

Заметим, что ,

в то время как
Следовательно, левая часть исходного уравнения может быть равна правой части, только если обе части уравнения равны 3.

Значит х=0- единственный корень уравнения.

Ответ: х=0.

8)Решить уравнение

Решение: попытки найти корни, возводя обе части уравнения в квадрат, обречены на неудачу. Выпишем условие существования функции, стоящей в левой части уравнения Решение этого неравенства, также представляется проблематичным. Проверим не отрицательность правой части –1-2х 2 >0 это неравенство решений не имеет, но тогда исходное уравнение не имеет корней, т.к. левая часть его неотрицательная функция.

Ответ: нет корней.

9) Решить уравнение

Решение: если для многих предыдущих уравнений можно было найти традиционный путь – решение с помощью привычных школьных рассуждений, правда, затратив при этом гораздо больше времени. А это уравнение лишает нас такого выбора. Обычно подобные задачи условно называют нестандартными. Уже «внешний вид» подобного уравнения подсказывает, что для решения надо придумать что-то нетрадиционное.

Оценим правую часть уравнения:
, оценим левую часть уравнения:
,
,
.

Исходное уравнение имеет корни лишь в том случае, если cosy =1,

тогда cosy =1

значит х=0, у=0.

Ответ: (0;0).

Использование монотонности функций при решении уравнений.

С каждым уравнением связаны конструирующие их аналитические выражения. Последние в свою очередь могут задавать функции одной или нескольких переменных. Поэтому присутствие функций, а точнее их свойства, не могут не влиять на решения задач такого рода. Просто в одних случаях мы как бы негласно используем свойства функций, в других – явно ссылаемся на них. Порой «гласное» смещение акцентов в сторону свойств функций может оказать существенную пользу в поиске рациональных идей решения.

Очень часто мы встречаемся с такими уравнениями, в которых методом подбора легко определить корень, чаще всего один. Казалось бы, все просто, но ведь решить уравнение, это значит не только найти его корень, но и доказать, что он единственный. Столкнувшись с этим, многие начинают решать это уравнение стандартным способом, который может оказаться запутанным и сложным. Но если применить свойства монотонности функций, то можно многие подобные уравнения решать более рационально.

Основная идея такова: если f (x ) монотонно возрастает, а g (x ) монотонно убывает, то уравнение f (x )=g (x ) имеет не более одного решения, причем если х=х 0 - решение этого уравнения, то при х >х 0 (х входит в область определения обеих функций f (x ) и g (x )) будет f (x )>g (x ) , а при х

Подтвердим сказанное примерами:

1)Решить уравнение:3 х +4 х =7 х.

Решение: разделим обе части уравнения на 7 х,
очевидно, что х=1- корень уравнения и он единственный т.к. левая часть уравнения представляет собой монотонно убывающую функцию. Следовательно, каждое свое значение она принимает один раз.

Ответ: х=1.

2)Решить уравнение:

Решение: традиционный метод решения такого уравнения хорошо известен. Легко заметить, что х=1 корень. Левая часть уравнения задают возрастающую функцию, правя константу. Следовательно, данное уравнение может иметь не более одного корня.

Ответ: х=1.

3)Решить уравнение:

Решение: х=1, функция у=
возрастает на множестве

на этом же множестве у= убывает. Поэтому х=1- единственный корень.

Ответ: х=1.

4)Решить уравнение:

Решение: функция, расположенная в левой части уравнения, монотонно возрастающая на области орределения., а функция, стоящая в правой части, убывает. Следовательно, данное уравнение имеет не более одного корня. Значение корня легко подбирается х=1.

Ответ: х=1.

5) Решить уравнение: 3 х-1 =5-х.

Решение: х=2 единственный корень т.к. у=3 х-1 -монотонно возрастающая функция, а у=5-х – монотонно убывающая.

Ответ: х=2.

6)Решить уравнение:

Решение: это уравнение легко «превратить» в рациональное четвертой степени. Поиск корней последнего затруднителен, и учащийся должен обладать высокой степенью изобретательности, чтобы справиться с этой задачей. Выберем путь менее традиционный: несложно обнаружить, что х=3 – корень уравнения. Область определения уравнения
Но теперь, в отличии от ранее рассмотренных левая часть уравнения не задает монотонную функцию. Однако на промежутке
указанная функция возрастает и х=3 принадлежит этому промежутку. Значит, на промежутке
данное уравнение имеет единственный корень. Осталось исследовать поведение функции у=
на отрезке
при

а
на отрезке
исходное уравнение корней не имеет.

Ответ: х=3.

7)Решить уравнение:4 3 3х+1 +4=5 2 9х.

Решение: казалось бы это уравнение нельзя решить тем же способом,

что и предыдущие. Но если произвести замену 3х=t , то основываясь на монотонности функций можно решить уравнение относительно t ,а потом найти корень исходного уравнения.

, t =1 является корнем. Проверим: 12 3 1 +4=36+4=40 ,5 2 3 =40, 40=40 t =1 корень, докажем что он единственный, для этого изменим вид уравнения.

12 3 t +4=5 2 3 t /3 t

Функция у=5
монотонно возрастающая, а у= монотонно убывающая при любом t , следовательно, уравнение относительно t может иметь только один корень t =1, значит, исходное уравнение имеет только один корень х=

Ответ: х=

Рассмотрим модификацию идеи: если f (x ) монотонно возрастает, а g(x) монотонно убывает, то уравнение f (x )=g (x ) имеет не более одного решения, она заключается в следующем: если f (x )- монотонная функция, то из равенства f (x )=f (у) следует, что х=у.

Используем эту идею при решении уравнений.

8)Решить уравнение log 6- x log 2 x =log 7- x log 2 (2x ).

Решение: преобразуем уравнение:

Рассмотрим функцию f (t )=log t (t +1). Докажем, что при t >1 эта функция монотонно убывает.

f (t )-1=log t (t +1)-1=log t
-получившаяся функция, очевидно, является убывающей(основание растет, под знаком логарифма функция убывает).

Наше уравнение имеет вид: f (6-x )=f (log 2 х), значит, log 2 х=6-х. Слева функция возрастающая, справа убывающая, следовательно, решение единственно, оно легко находится подбором: х=4. Ответ: х=4.

9) Решить уравнение

Решение: пусть х 2 -4х-2=t , t >0.

| : 2

Пусть
,

,

т.к. функция
монотонна (это мы доказывали в предыдущем уравнении) то f (a )=f (t ) равносильно a =t , т.е. получаем уравнение

Ответ: .

Использование эквивалентности при решении уравнений.

При решении уравнений вида f (f (x )) = x полезна бывает теорема: Если у=f (х) – монотонно возрастающая функция, то уравнения f(x)=x и f (f (x ))=x эквивалентны.

Приведем несколько примеров использования этой теоремы.

1)Решить уравнение

Решение: перепишем уравнение:
Рассмотрим функцию f (x )=1+
, эта функция монотонно возрастает. Имеем уравнение f (f (x ))=x .

В соответствии с теоремой заменяем его эквивалентным уравнением f (x )=x или

. Пусть
. Имеем у 2 -у-1=0,

у 1,2 =
; у 1 =
, у 2 =
- не удовлетворяет условию
.

,
, х=
.

Ответ: х=
.

2)Решить уравнение
.

Решение: преобразуем уравнение
.

Данное уравнение имеет вид: f (f (x ))=x , где f (x )=
, эта функция монотонно возрастает. Согласно теореме имеем эквивалентное уравнение:
х 3 -2х+1=0, (х-1)(х 2 +х-1)=0. х 1 =1 или х 2 +х-1=0, х 2,3 =

Ответ: х 1 =1, х 2 =
, х 3 =

3)Решить уравнение

Решение: выполним некоторые преобразования
,
Это уравнение имеет вид x =f (f (х)), где f (х)=
, f (х)- монотонно возрастает. Следовательно, уравнение эквивалентно
. Заменим
, получим 2у 3 -у-1=0. у 3 -у+у 3 -1=0,у(у 2 -1)+(у-1)(у 2 +у+1)=0,(у-1)(у 2 +1+у 2 +у+1)=0,(у-1)(2у 2 +у+1)=0

у=1, уравнение 2у 2 +у+1=0 не имеет корней.

, х=1.

Ответ: х=1.

4)Решить уравнение ln (1+ln х)=x -1.

Решение: ln (1+lnx )+1=x , Это уравнение имеет вид x =f (f (x ) , где f (x )=ln х+1. f (x )=1+lnx – монотонно возрастает при х > 0, следовательно, уравнение эквивалентно уравнению х=ln х+1, х-1=ln х.

Решим это уравнение графически: у=х-1 – графиком этой функции является прямая, проходящая через точки с координатами (0;-1), (1;0)

Функция у=lnx определена при х>0 . Очевидно, что х=1-корень уравнения, его единственность подтверждается графически.

Ответ: х=1.

Использование четности функции при решении уравнений.

1)Может ли при каком–нибудь значении а уравнение 2х 8 -3ах 6 +4х 4 -ах 2 =5 иметь пять корней?

Решение: рассмотрим функцию f (х)=2х 8 -3ах 6 +4х 4 -ах-5. Она определена при всех действительных х, является четной, т.к.f (x )=f (-x ) и область определения симметрична относительно нуля.

График функции f (х) симметричен относительно оси ординат, то есть для любого х из области определения, -х из области определения и только х=0 симметричен сам себе. Тогда, если исходное уравнение имеет нечетное число корней (пять), то х=0 – корень уравнения. Проверкой убеждаемся, что х=0 не является корнем уравнения - 0=5. Значит, исходное уравнение не может иметь пять корней не при каких а.

Ответ: не при каких действительных а уравнение 2х 8 -3ах 6 +4х 4 -ах 2 =5 не может иметь пять корней.

2)Докажите, что уравнение 3 х +3 -х =ах 4 +2х 2 +2 имеет нечетное число корней.

Решение: рассмотрим функцию f (х)=3 х +3 -х -ах 4 -2х 2 -2. Она определена при всех действительных х, является четной. Согласно предыдущей задаче, если имеет нечетное число корней, то х=0 корень исходного уравнения. Проверим: 3 0 +3 0 =2, 0+0+2=2, 2=2. х=0 является корнем уравнения, значит, исходное уравнение имеет нечетное число корней.

Ответ: уравнение 3 х +3 -х =ах 4 +2х 2 +2 имеет нечетное число корней.

3)Найдите все действительные значения параметра а, при которых уравнение
имеет единственное решение.

Решение: рассмотрим функцию f (х)=
, определена при всех действительных х, четная, т.к. f (-х)=f (х) и область определения симметрична относительно нуля. График функции f (х) симметричен относительно оси ординат, х=0 симметричен сам себе. Таким образом, х=0 может являться либо единственным решением, либо одним из нескольких. Найдем f (0). f (0)=4 0 -2 0 а+4=5-а. f (0)=0, если а=5. Дабы исключить значения а, при которых уравнение f (х)=0 имеет два и более решений, сделаем проверку. Если а=5, то f (х)=0.
. Решая это уравнение с помощью замены
, получим
, х=0 или
х=2;х=-2. То есть уравнение f (х)=0 имеет три решения, где х=0 – одно из них. 1 , два корня при; .

=

=

При этом равенство достигается при условии
, тогда

Ответ:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В этой работе собраны решения уравнений нетрадиционными методами, с помощью которых можно решать достаточно сложные задачи. Нестандартное решение заключается в том, чтобы путем логических рассуждений, основываясь на свойства функций, на неравенство между средним арифметическим и средним геометрическим, на скалярное произведение векторов, избежать громоздких математических преобразований, а иногда решить уравнение, которое нельзя решить стандартными способами. Несмотря на то, что выше были рассмотрены только уравнения, с помощью этих методов можно решать и другие задачи. К сожалению, нельзя привести четкой классификации по методам решения уравнений. Выбор метода решения предстоит сделать ученику на основе анализа исходных уравнений. Развивается умственная культура учащихся через систему задач. При решении уравнений нестандартными способами возникают вопросы, проявляется интерес к поиску нового способа решения. По окончании этой темы было проведено семинарское занятие, где ребята предлагали свои методы решения уравнений или систем уравнений. Работа на практическом занятии позволяет формировать у ученика важные для современного человека компетенции: умение самостоятельно приобретать необходимые знания, применять их на практике, умение грамотно работать с информацией, анализировать её и критически обрабатывать, умение занимать свою позицию в дискуссиях, наконец, умение сотрудничать и работать в коллективе

Опыт показывает, что в условиях современной школы актуально звучат слова:

« Скажи мне, и я забуду. Покажи мне, и я запомню. Дай мне действовать самому, и я научусь».

Список литературы.

Авдонин Н.И., Голубев В.К. 30 уроков репетитора по математике

Н. Новгород, «Век»,1997г.,-304с.

Варианты тестов по математике вНф ГУВШЭ в 2000-2001гг.

Бляхман Л.Г.,Громов Е.М. и др. Н.Н.:2001-38с

3. Горнштейн П. И. Мерзляк. А.Г. Экзамен по математике и его подводные рифы-«Илекса», Харьков:Гимназия,1998г.,-237с. 4.Дорофеев Г.В., Муравин Г.К., Седова Е. А. Сборник заданий для подготовки и проведения письменного экзамена по математике (курс А) и алгебре и началам анализа (курс В) за курс средней школы.11класс.-М.:Дрофа,2001.-192с.

5.Мерзляк А.Г., Полонский В.Б. Алгебраический тренажер-«Илекса»,

Харьков: Гимназия,1998г.,-320с.

6.Сенниковский Я.И. Приватный репетиторъ по математике- Н.Новгород:

АО «ИЛМА», 1995г.,-242с.

7.Черкасов О.Ю., Якушев А.Г. Математика: интенсивный курс подготовки к экзамену.- М.: 2001.-432с.

8.Шарыгин И.Ф., Голубев В.И. Факультативный курс по математике: Решение задач по математике 11класс.-М.:Просвещение,1991г.,-384с.

9.Газета «Математика», №25,36,48-Москва: Первое сентября

П.И. Горнштейн, А.Г.Мерзляк, В.Б. Полонский, М.С. Якир. Экзамен по математике и его подводные рифы.-М.: Илекса,Харьков:Гимназия,1998.

«Решение квадратных неравенств» - Решить неравенство. Что такое нули функции? Решение квадратных неравенств. Как найти нули функции? Цель урока: Что зависит от знака первого коэффициента квадратичной функции? Как знак дискриминанта влияет на решение квадратного неравенства?

«Решение неравенств 2» - Повторение свойств числовых неравенств. Устный счет – зарядка для ума. Воспитание интереса к математике. Этапы графического решения уравнений. Фломастеры, мелки разных цветов, линейки, компьютеры. Решение неравенств первой степени с одной переменной (графический способ решения). Оборудование. Актуализация знаний.

«Нестандартные уроки» - Отказ от шаблона в организации урока, от рутины и формализма в проведении. Влияние нестандартных форм урока на учебный процесс. Максимальное вовлечение учащихся класса в активную деятельность на уроке. План проведения МО: Подготовительный период собственно урок анализ. Использование оценки в качестве формирующего (а не только результативного инструмента).

«Свойства неравенств» - Свойства неравенств. Что называется неравенством? Устная работа. Какие свойства неравенств вам известны? Сложение и умножение числовых неравенств. Докажите неравенство. Решите неравенство. Определение неравенства. Какими свойствами вы пользовались при решении неравенства? Решение неравенств. Неравенства.

«Иррациональные уравнения и неравенства» - Иррациональные неравенства. Иррациональные уравнения и неравенства. 3. Введение вспомогательных переменных. Методы решения. 5. Сужение области поиска корней уравнения за счет нахождения ОДЗ. Иррациональные уравнения Методы решения. 1. Возведение в степень. 6. Графический метод. Иррациональные уравнения и неравенства с параметром.

«Уравнения и неравенства» - Решение системы графическим способом. 2. Найдите сумму чисел, удовлетворяющих неравенству. Найти область определения функции. "Решение уравнений и неравенств". Формулировки заданий. Неравенства в КИМах. Найти произведение х*у, где (х;у) – решение системы. У=х+2. x2 – 2x – 3 =0 Представим в виде x2 –3 = 2x.

Михайлов Александр, Петухова Анастасия, Жагурина Ксения, Котов Александр

Данная работа - исследовательский реферат, который учащиеся представляли на научной практической конференции, а также материалы этой работы представляли на уроке - семинаре в 11-м классе по теме " Решение логарифмических и показательных уравнений нестандартными методами". Данную рароту можно использовать учителям как методическое пособие на факультативных занятиях, при подготовке к ЕГЭ заданий С1, С3 и для работы в профильных классах. Преимущество этой работы в том, что здесь выведены и подробно описаны алгоритмы решений уравнений и неравенств, что не наблюдается в обычных источниках.

Скачать:

Предварительный просмотр:

План.

Введение.

1. Метод ограниченности функций:

1.1. Решение уравнений

1.2.Решение неравенств

2. Метод неотрицательности функций:

2.1.Решение уравнений

2.2.Решение неравенств

3. Метод использования области допустимых значений:

3.1.Решение уравнений

3.2.Решение неравенств

4. Метод использования свойств синуса и косинуса:

4.1.Решение уравнений

4.2.Решение неравенств

5. Метод использования числовых неравенств:

5.1.Решение уравнений

5.2. решение неравенств

6. Метод использования производной:

6.1.Решение уравнений

6.2. решение неравенств

7. Решение неравенств методом замены функций.

8. Заключение.

9. Литература.

Введение.

« Уж лучше совсем не помышлять об отыскании каких бы то ни было истин, чем делать это без всякого метода…»

Рене Декарт.

В математике, как известно, выше всего ценится не просто верное решение, но и наиболее короткое из возможных, как говорят сами математики, более рациональное.

Как найти такое решение? Что для этого необходимо знать? Чем владеть? Что это даёт ученику? Или это только удел одарённых учеников? На эти вопросы мы попробуем найти ответы. Учимся мы в физико – математическом классе и увлечены математикой.

Хотим иметь прочные и высокие знания по данному предмету, которые понадобятся нам при дальнейшем обучении в вузах. Почему мы выбрали именно эту тему?

Данная тема актуальна, она соответствует нашему профилю, потому что её изучение помогает расширить и углубить знания по теме: «Методы решения уравнений и неравенств». Эта работа поможет нам успешно сдать ЕГЭ и приобрести опыт выполнения научной работы.

1. Метод ограниченности функций.

1.1. Решение уравнений.

Данный метод основан на применении следующей теоремы:

Теорема: Если на промежутке Х наибольшее значение одной из функции y=f(x), y=g(x) равно А и наименьшее значение другой функции тоже равно А, то уравнение f(x)=g(x) равносильно системе уравнений:

Графическое представление.

E(f(x))E(g(x))= A

Пример 1. Решите уравнение: .

Решение:

1. Рассмотрим функции g() = и f()=
2. E(g()) =, т.к.
3. E(f()) =, т.к, то.
4. g()=1 для функции g() = и f()=1 для функции f()= , значит можно воспользоваться теоремой о ограниченности функции.

5. Составляем систему уравнений и решаем её:

Достаточно решить одно, более простое уравнение, и сделать проверку корней в другом уравнение.

Lg(-2)=0,

Проверка: если, то, -1 = -1, верно, значит является решением исходного уравнения.

Ответ: 3.

Пример 2 . Решите уравнение:

Решение:

Преобразуем данное уравнение:

Рассмотрим функции и

1. Е, т.к,
2. Е, т.к
3. Составляем систему уравнений и решаем её:

Ответ: .

1.2. Решение неравенств.

Пусть множество есть общая часть (пересечение) областей существования функций и и пусть для любого справедливы неравенства и где - некоторое число. Тогда неравенство

равносильно системе уравнений

Пример 1.

Обе части неравенства определены для всех действительных чисел. Для любого, поэтому Следовательно, неравенство равносильно системе

которая, в свою очередь, равносильна системе

Единственное решение второго уравнения системы есть Это число удовлетворяет первому уравнению системы. Следовательно, система и неравенство имеют одно решение

Ответ: -1.

Пример 2.

Обе части неравенства определены на множестве Для любого имеем

Поэтому неравенство равносильно системе уравнений

Первое уравнение системы имеет единственное решение, которое удовлетворяет второму уравнению системы. Следовательно, система и неравенство имеют одно решение.

Ответ: 3.

1. Метод неотрицательности функций.

2.1. Решение уравнений.

Данный метод основан на следующей теореме:

Теорема:

Пусть левая часть уравнения F(х)=0 (1), есть сумма нескольких функций F(x)=f(x)+f(x)+…+f(x) каждая из которых неотрицательна для любого х из области её существования.

Тогда уравнение (1) равносильно системе уравнений:

Пример 1.

Решите уравнение:

Так как и 0, то данное уравнение равносильно системе из двух уравнений:

Проверка:
если х=3, то 0 = 0, верно. Так как х = 3 является решением системы равносильной исходному уравнению, то оно является корнем первоначального уравнения.

Ответ: 3.

Пример 2.

Решите уравнение:

преобразуем данное уравнение, выделив полные квадраты двух выражений

(х+22)+(2-1)=0.

Так как данные функции f(x)=(x+22) и g(x)=(2-1) неотрицательны, то данное уравнение равносильно системе двух уравнений:

Проверка: если x = 0, то 2 = 0, неверно.

Так как уравнение имеет единственное решение

x = 0, которое не является решением второго уравнения, то система не имеет решений, следовательно первоначальное уравнение не имеет решений.

Ответ: нет решений.

2.2. Решение неравенств .

Данный метод для решения неравенств основан на следующей теореме:

Пусть левая часть неравенства есть сумма нескольких неотрицательных функций, каждая из которых неотрицательна для любого из области определения ее существования, тогда данное неравенство равносильно системе уравнений

Пример 1.

Так как для любого справедливы неравенства

И, то

данное неравенство равносильно системе уравнений

Второе уравнение системы имеет два решения: и. Из этих чисел только удовлетворяет первому уравнению системы. Следовательно, система и неравенство имеют единственное решение

Ответ: 2.

Пример 2.

Каждая функция и неотрицательна для любого из области ее существования. Поэтому неравенство равносильно системе уравнений

Первое уравнение системы имеет два решения: и. Из этих чисел только 4 удовлетворяет второму уравнению системы. Следовательно, система и неравенство имеет одно решение.

Ответ: 4.

1. Метод использования области допустимых значений.

3.1. Решение уравнений.

Иногда знание ОДЗ позволяет доказать, что уравнение не имеет решений, а иногда позволяет найти решения уравнения подстановкой чисел из ОДЗ.

Пример 1 . Решите уравнение:

Решение:

ОДЗ этого уравнения состоит из всех, одновременно удовлетворяющих условиям и, т.е ОДЗ есть пустое множество, значит ни одно из чисел не может являться решением, т.е.это означает, что уравнение корней не имеет.

Ответ: нет корней.

Рассмотрим ещё один пример.

Пример2 . Решите уравнение:

Решение:

ОДЗ этого уравнения состоит из чисел, удовлетворяющих условиям т.е. ОДЗ есть Сделаем проверку, подставив эти значения в уравнение, получим верное равенство.

Ответ:

3.2. Решение неравенств.

Суть этого метода в следующем: если при рассмотрении неравенства выясняется, что обе его части определены на множестве М , состоящем из одного или нескольких чисел, то нет необходимости проводить какие-либо преобразования неравенства, достаточно проверить, является или нет каждое из этих чисел решением данного неравенства.

Рассмотрим этот метод на следующих неравенства х :

Пример 1 .

1.Найдем область допустимых значений неравенства и объединим их в систему:

2.Решим эту систему:

3. Решением этой системы являются два числа: и.

4.Сделав проверку в первоначальное неравенство, x = 1 не удовлетворяет ему. Следовательно, решением неравенства является x = 5.

Ответ: 5.

Пример 2 .

1. Найдем область допустимых значений неравенства и объединим их в систему:

2.Эта система не имеет решений, а значит и данное неравенство не имеет решений.

Ответ: нет решений.

1. Метод использования свойств синуса и косинуса.

4.1. Решение уравнений.

Решение некоторых тригонометрических уравнении может быть сведено к решению систем уравнений. Примерами таких уравнений могут быть следующие:

где, А и В – данные отличные от нуля числа, m и n – данные натуральные числа. При этом используются следующие свойства: если для некоторого числа справедливо строгое неравенство или, то такое число не может быть корнем ни одного из уравнений данного вида.

Пример 1. Решите уравнение : (1)

Решение:

1. Если число - решение уравнения (1), то sin=1 или sin=-1.
2. Если, то из уравнения (1) следует, что, а это невозможно.
3. Если sin=1, то cos4=1.
4. Eсли sin=-1, то cos4= - 1.
5. Следовательно, любое решение уравнения (1) является решением совокупности двух систем уравнений

(2)

(3)

1. Первое уравнение системы (2) имеет решения.

Все они удовлетворяют второму уравнению системы (2), т.е. являются её решением.

1. Первое уравнение системы (3) имеет решения. Ни одно из этих чисел не удовлетворяет второму уравнению системы (3). Поэтому система (3) не имеет решений.
2. Значит, все решения уравнения (1) совпадают со всеми решениями системы (2).

Ответ:

4.2. Решение неравенств.

Аналогичные рассуждения могут применяться и при решении неравенств.

Рассмотрим следующий пример:

Пример 1.

Решение.

1.Допустим -решение данного неравенства, тогда так как в противном случае было бы справедливо неравенство что невозможно. Следовательно, решением неравенства является решение системы:

2. Решая первое уравнение, получается Это решение удовлетворяет второму уравнению. Значит, это решение является решением неравенства.

Ответ:

1. Метод использования числовых неравенств.

5.1. Решение уравнений.

Применяя то или иное числовое неравенство к одной из его частей уравнения, его можно заменить равносильной ему системой уравнений. Примером такого неравенства является неравенство между средним арифметическим и средним геометрическим, где a и b – неотрицательные числа, причём равенство здесь возможно лишь при a=b.

Можно использовать следствие из этих неравенств, например, при, причём тогда и только тогда, когда, или при, причём

Тогда и только тогда, когда

Пример 1. Решите уравнение:

Решение.

1. ОДЗ=R.
2. Преобразуем левую часть:

причём она равна четырём, если x=0.

3. Правая часть при х=0 также равна четырём, а для всех меньше четырёх

4. Следовательно, х=0 , единственное решение

Ответ: х = 0.

Пример 2. Решите уравнение:

Решение.

1. Введём новые переменные: , где a>0 и b>0.
2. Перепишем левую часть уравнения и докажем, что
3. Применим неравенство о среднем арифметическом и среднем геометрическом:

И,откуда

Т.е.

4. ОДЗ :

5. Так как, а

то данное уравнение равносильно системе из двух уравнений

6. Из второго уравнения системы находим его решения и. Подставим эти значения в первое уравнение системы, получим верное равенств, следовательно, они являются его решением. Значит, и являются решением исходного уравнения.

Ответ: и.

5.2. Решение неравенств.

Пример.

1. Преобразуем левую часть неравенства, получаем:

Применяя формулу этого метода, получаем, что для любого x справедливо неравенство:

Так же для любого x справедливо неравенство:

Равенство здесь справедливо, когда x=0.

2.Следовательно, неравенство имеет одно решение x=0.

3. Из последних двух неравенств следует, что исходное неравенство справедливо лишь тогда, когда обе части исходного неравенства равны 4, а это возможно лишь при х = 0.

Ответ: 0.

1. Метод использования производной.

6.1. Решение уравнений.

Использование монотонности функции .

Пример 1. Решите уравнение:

Решение:

1. Рассмотрим функцию
2. Эта производная принимает только положительные значения на всей области определения, значит функция возрастает. Следовательно, она принимает каждое своё значение только в одной точке. Это означает, что данное уравнение имеет не более одного корня.
3. Подбором находим, что.

Ответ:

Использование наибольшего и наименьшего значений функции

Пример 2. Решите уравнение: .

Решение:

1. ОДЗ уравнения есть интервал.
2. Рассмотрим функцию на отрезке

1. Так как функция непрерывна на своей области определения, то её наибольшее и наименьшее значения находятся среди чисел,
2. Наибольшее значение есть, следовательно уравнение имеет единственный корень.

Ответ: 3.

Применение теоремы Лангранжа.

Теорема: Если функция непрерывна на отрезке и имеет производную на интервале, то найдется такая точка с интервала, что.

Пример 3. Решите уравнение:

Решение.

1. Подбором находим, что и. Докажем, что других корней уравнение не имеет.
2. Предположим, что уравнение имеет три корня
3. Рассмотрим функцию. Она непрерывна на всей числовой прямой.
4. Найдем её производную: . Данная функция тоже непрерывна на всей числовой прямой.
5. По теореме Лагранжа имеем

1. Значит, существует хотя бы две точки и, в которых производная функции f(x) равна нулю.
2. Уравнение имеет только один корень.
3. Значит, заданное уравнение имеет два корня: -2 и 1.

Ответ: -2, 1.

1. 6.2. Решение неравенств.

Пример1. Решить неравенство

Решение.

1. Рассмотрим функцию

D(f ) = ().

2. D() = (). на области определения, значит функция f(x) возрастает на своей области определения и принимает каждое своё значение ровно в одной точке.

3. Тогда уравнение f(x) = 0 может иметь не более одного корня и таким корнем является х = 0.

4. Определим знаки функции: так как функция f(x) определена и непрерывна на всей числовой прямой, то для x f(x) а для x >0 имеем f(x)>0.

5. Значит, решением исходного неравенства являются все х из промежутка (0;).

Ответ: (0;).

1. Решение неравенств методом замены функций.

Данный метод основан на следующем утверждении:

Если область определения, нули и промежутки знакопостоянства функции соответственно совпадают с областью определения, нулями и промежутками знакопостоянства функции, то неравенства

равносильны.

Это утверждение означает то, что если одна из функций или имеет более простой вид, то при решении этих неравенств ее можно заменить на другую. Рассмотрим основные примеры таких пар функций.

Функции

Пример 1. Решите неравенство

Приведем числитель дроби к основанию 2, а знаменатель к основанию 5.

Последнее неравенство решается методом интервалов, его решением является объединение промежутков

Ответ:

Функции

И .

Области определения функций и совпадают. Кроме того,

Следовательно, для функций и условия утверждения выполнены.

Пример 1.

Последнее неравенство решаем методом интервалов.

Ответ:

Пример 2.

Данное неравенство равносильно неравенству

Множество - решение последнего неравенства.

Ответ: .

Функции

Где при четном.

При нечетном утверждение справедливо. Кроме того, при четном области определения функций совпадают, и

Следовательно, при четном для функций и также выполнены условия утверждения.

Пример 1.

Так как и, то

Ответ:

Пример 2.

Так как и, то

Решив последнюю систему методом интервалов, получаем

Ответ:

Функции

При и

Области определения функций и совпадают. Кроме того, при:

Следовательно, для функций и при выполнены условия первоначального утверждения.

Пример 1.

Ответ:

Пример 2.

Это неравенство равносильно следующему:

Ответ:

Изложенные методы решения эффективны при решении неравенств, левая часть которых представляет собой произведение или частное двух функций указанных выше видов, а правая часть равна нулю.

Для того, чтобы успешно решать такие уравнения и неравенства, предлагаем придерживаться общего алгоритма:

1. Визуально проанализировать уравнение(неравенство)

(определить тип, не спешить раскрывать знак модуля, скобки, возводить в степень)

1. Преобразовать, если необходимо
2. Определить способ решения и учитывать его особенности при выполнении
3. В процессе преобразований необходимо постоянно следить за областью допустимых значений и равносильностью преобразований
4. Уравнение – проверка!

Заключение.

Работа над данной темой была интересной и познавательной. Изучив новые методы решения уравнений и неравенств, мы обогатили свой опыт:

1. Новыми научными понятиями
2. Научились работать со справочной литературой
3. Узнали методы, которые выходят за рамки школьной программы
4. Углубили и расширили свои знания

Самыми трудными оказались методы: применение производной: использование теоремы Лагранжа(ещё требует дополнительного изучения), использование свойств синуса и косинуса, использование числовых неравенств.

Также мы приобрели навыки пользователя компьютера:

1. Форматирование и редактирование текста
2. Работа с редактором формул в Microsoft Word
3. Работа с мастером функций в Microsoft Excel

Данные методы позволяют рационально решать сложные уравнения и неравенства, а порой являются и единственными способами. Для того, чтобы овладеть этими методами, необходимо иметь прочные навыки по стандартным методам, преобразованиям, знать много теоретического материала и дополнительно решать.

Литература.

1. Никольский С.М. « Алгебра и начала анализа. 11 класс», Москва, « Просвещение» - 2004.
2. С.Н. Олехник, М.К. Потапов, П.И. Пасиченко « Уравнения и неравенства», Москва, «Экзамен» - 1998.
3. Журнал « Математика для школьников», № 4 – 2005.
4. С.Н. Олехник, М.К. Потапов, П.И. Пасиченко «Уравнения и неравенства. Нестандартные методы», Москва, « Дрофа» - 2002.
5. Школьная энциклопедия « Математика», Москва, « Дрофа» - 1997.
6. Мордкович А.Г. « Алгебра и начала анализаю 10-11 класс. Учебник и задачник», Москва, « Мнемозина» - 2002.
7. Медиаресурсы: «Вся математика», « Повторяем весь школьный курс», « Алгебра 7 – 11».

Бородич

Ирина Сергеевна

Учебное пособие для учителя по элективному курсу математики для 11 класса (физико – математический профиль)

«Нестандартные методы решения задач по математике»

Введение. В современных условиях содержательной модернизации образования возникает континуум проблем, имеющий социально – личностные характеристики и тормозящие позитивные изменения.

Математическое образование в системе среднего общего образования занимает одно из ведущих мест, что определяется безусловно практической значимостью математики, ее возможностями в развитии и формировании мышления человека, ее вкладом в создание представлений о научных методах познания действительности.

По данным исследований PIZA в России остается весьма низким уровень математических компетентностей учащихся, хотя мы привыкли гордиться достижениями академической науки.

Важнейшей проблемой сегодняшнего математического образования является дефицит развития формально – операциональных структур интеллекта (логического мышления) и низкая мотивация к теоретической интеллектуальной деятельности у большинства школьников.

С другой стороны, к этому дефициту привели авторитарные методы педагогики, не способствовавшие развитию интеллекта у детей и коллективные методы работы, снижавшие интерес к математической науке.

Поэтому важнейшей стороной сегодняшнего образования становится индивидуализация образовательного процесса при изучении математики и тьюторское сопровождение педагогами развития интеллекта ребенка.

Актуальность. Курс по нестандартным методам решения математических задач актуален, прежде всего, тем, что делает образование более открытым, расширяя интеллектуальные возможности старшеклассников. Во - вторых, данный курс обеспечивает более свободное владение математическим инструментарием в рамках итоговой аттестации. С другой стороны, математика, являясь надпредметной областью знаний, способствует развитию логического мышления, интеллекта в целом и коммуникативных умений, способствующих самореализации личности. Курс актуален и в связи с расширением прикладного применения математических исчислений в других областях знаний.

Курс поможет учащимся оценить свои потребности, возможности и сделать обоснованный выбор дальнейшего жизненного пути.

Начиная работу по математике с младшими подростками, я в 6-7 классах, в рамках разделения предмета на два раздела, провожу тест анализа математических способностей, дифференцируя полученные результаты для формирования пакетов заданий: учащимся с низким уровнем креативности – развивающие пакеты, со средним уровнем креативности – задания повышенной сложности, с высоким уровнем – творческие задания. Оценивая эффект мероприятий, я повторяю это тестирование в 8-9 и 10-11 классах. Результат показал, что такая дифференцировка способствует более интенсивному и гармоничному развитию обучающихся.

Целью профильного обучения, как одного из направлений модернизации математического образования является обеспечение углубленного изучения предмета и подготовка учащихся к продолжению образования.

Курс «Нестандартные методы решения задач по математике» предполагает изучение таких вопросов, которые не входят в общий курс математики средней школы, но необходимы при дальнейшем ее изучении, при итоговой аттестации в форме ЕГЭ. Появление задач, решаемых нестандартными методами, на экзаменах далеко не случайно, т.к. с их помощью проверяется техника владения формулами элементарной математики, способами решения уравнений и неравенств, умение выстраивать логическую цепочку рассуждений, уровень логического мышления учащихся и их математической культуры.

Решению задач такого типа в школьной программе не уделяется должного внимания, большинство учащихся (не физико-математических профильных групп) либо вовсе не справляются с такими задачами, либо приводят громоздкие выкладки. Причиной этого является отсутствие системы задач по данной теме в школьных учебниках. В связи с этим возникла необходимость в разработке и проведении элективного курса для учащихся 11 классов физико – математического профиля.

Многообразие нестандартных задач охватывает весь курс школьной математики, поэтому владение приемами их решения можно считать критерием знаний основных разделов школьной математики, уровня математического и логического мышления.

Изучение нестандартных методов решения математических задач дают прекрасный материал для настоящей учебно-исследовательской работы.

Курс позволит школьникам систематизировать, расширить и укрепить знания, подготовиться для дальнейшего изучения математики, научиться решать разнообразные задачи различной сложности.

Учителю курс поможет наиболее качественно подготовить учащихся к математическим олимпиадам, сдаче ЕГЭ и экзаменов при поступлении в ВУЗы.

Новизна. Курс является инновационным, так как способствует более глубокому освоению математической науки в старших классах, как в профильных группах, так и на базовом уровне. Новизной является построение курса по методам решения математических задач и способам реализации математических знаний. Курс является своего рода тренажером при подготовке к итоговой аттестации и профессиональном выборе математических специальностей.

Обзор литературы. Данный курс предназначена для учащихся 11 класса физико-математического профиля. Содержание учебного материала соответствует целям и задачам профильного обучения. В начале курса обучения по элективному курсу была проведена диагностика математической креативности. Методологически, опираюсь в теоретической части на работы В. П. Супруна «Математика для старшеклассников: Нестандартные методы решения задач по математике» и Олехник С. Н. Нестандартные методы решения уравнений и неравенств: .

Основная цель курса:

Создание условий для развития логического мышления, математической культуры и интуиции учащихся посредством решения задач повышенной сложности нетрадиционными методами;

Задачи курса:

формировать у учащихся компетентности по решению нестандартных задач;

изучение курса предполагает формирование у учащихся интереса к предмету, развитие их математических способностей, подготовку к ЕГЭ и к дальнейшему обучению в ВУЗе;

развивать исследовательскую и познавательную деятельность учащихся;

создание условий для самореализации учащихся в процессе учебной деятельности.

развивать умение самостоятельно приобретать и применять знания.

Общими принципами отбора содержания курса являются:

Системность

Целостность

Научность.

Доступность, согласно психологическим и возрастным особенностям учащихся профильных классов.

Курс содержит материал необходимый для достижения запланированных целей. Данный курс является источником, который расширяет и углубляет обучение, обеспечивает интеграцию необходимой информации для формирования математического мышления, логики и изучения смежных дисциплин.

Место данного курса определяется необходимостью подготовки к профессиональной деятельности, учитывает интересы и профессиональные склонности старшеклассников, что позволяет получить более высокий конечный результат.

Концепция курса.

При изучении курса математики старшей школы на базовом уровне продолжается изучение разделов: «Алгебра», «Функции», «Уравнения и неравенства», «Геометрия», «Элементы логики, комбинаторики, статистики и теории вероятностей», вводится линия «Начала математического анализа».

В ходе освоения содержания математического образования учащиеся овладевают разнообразными способами деятельности, приобретают и совершенствуют опыт:

построения и исследования математических моделей для описания и решения прикладных задач, задач из смежных дисциплин;

выполнения и самостоятельного составления алгоритмических предписаний и инструкций на математическом материале; выполнения расчетов практического характера; использования математических формул и самостоятельного составления формул на основе обобщения частных случаев и эксперимента;

самостоятельной работы с источниками информации, обобщения и систематизации полученной информации, интегрирования ее в личный опыт;

проведения доказательных рассуждений, логического обоснования выводов, различения доказанных и недоказанных утверждений, аргументированных и эмоционально убедительных суждений;

самостоятельной и коллективной деятельности, включения своих результатов в результаты работы группы, соотнесение своего мнения с мнением других участников учебного коллектива и мнением авторитетных источников.

В профильном курсе содержание образования развивается в следующих направлениях :

систематизация сведений о числе; формирование представлений числовых множеств, как способе построения нового математического аппарата необходимого для решения задач окружающего мира и внутренних задач математики; совершенствование техники вычислений;

развитие и совершенствование техники алгебраических преобразований, решения уравнений, неравенств, систем;

систематизация и расширение сведений о функциях, совершенствование графических умений; знакомство с основными идеями и методами математического анализа в объеме, позволяющем исследовать элементарные функции и решать простейшие геометрические, физические и другие прикладные задачи;

развитие представлений о вероятностно-статистических закономерностях в окружающем мире;

совершенствование математического развития до уровня, позволяющего свободно применять изученные факты и методы при решении задач из различных разделов курса, а также использовать их в нестандартных ситуациях;

формирование способности строить и исследовать простейшие математические модели при решении прикладных задач, задач из смежных дисциплин, углубление знаний об особенностях применения математических методов к исследованию процессов и явлений в природе и обществе.

в ходе изучения математики в профильном курсе старшей школы учащиеся продолжают овладение разнообразными способами деятельности, приобретают и совершенствуют опыт:

проведения доказательных рассуждений, логического обоснования выводов, использования различных языков математики для иллюстрации, интерпретации, аргументации и доказательства;

решения широкого класса задач из различных разделов курса, поисковой и творческой деятельности при решении задач повышенной сложности и нетиповых задач;

планирования и осуществления алгоритмической деятельности: выполнения и самостоятельного составления алгоритмических предписаний и инструкций на математическом материале; использования и самостоятельного составления формул на основе обобщения частных случаев и результатов эксперимента; выполнения расчетов практического характера;

построения и исследования математических моделей для описания и решения прикладных задач, задач из смежных дисциплин и реальной жизни; проверки и оценки результатов своей работы, соотнесения их с поставленной задачей, с личным жизненным опытом;

самостоятельной работы с источниками информации, анализа, обобщения и систематизации полученной информации, интегрирования ее в личный опыт.

В российских школах начинается поэтапный переход на федеральные государственные образовательные стандарты второго поколения общего образования (далее – ФГОС), основной миссией которых является повышение качества образования. Особенностью 2011/2012 учебного года является введение ФГОС начального общего образования в начальной школе и последовательная подготовка к введению ФГОС основного общего образования. Поэтому уже сейчас необходимо понять его теоретико-методологическую основу, структуру и содержание.

ФГОС будет обеспечен гарантиями государства относительно того, что образовательные результаты будут достигаться в условиях определенной информационно-образовательной среды, которую составляют: педагогические кадры, материально-техническое, финансово-экономическое, информационное обеспечение.

Хотя содержание математического образования представлено в виде традиционных содержательных разделов: «Арифметика», «Алгебра», «Геометрия», «Математический анализ», «Вероятность и статистика», вместе с тем предполагается знакомство с историей математики и овладение следующими общематематическими понятиями и методами:

определения и начальные (неопределяемые) понятия, доказательства, аксиомы и теоремы, гипотезы и опровержения, контрпример, типичные ошибки в рассуждениях;

прямая и обратная теорема, существование и единственность объекта, необходимое и достаточное условие верности утверждения, доказательство от противного, метод математической индукции;

математическая модель, математика и задачи физики, химии, биологии, экономики, географии, лингвистики, социологии и пр.

Исходя из вышепредставленных позиций, нестандартные методы решения задач по математике являются инструментом формирования, как математического мышления, так и математических компетентностей, т.е. готовности применять нестандартные методы в решении теоретических и прикладных математических исчислений.

При этом математические модели тех или иных процессов природы и технологии требуют математической обработки, не всегда традиционными способами.

Такие подходы к применению и использованию математики способствуют формированию через личностные, действия личностных (самосовершенствование и самоуважение), метапредметных (формирование целей, задач, процессов их решения) и предметных результатов.

Нестандартные подходы к освоению математики, как надпредметной области делает образование открытым, а образовательную среду развивающей.

Темы реферативных, исследовательских и проектных работ :

История математики

Математики эпохи возрождения

Число как основное понятие математики

Чтение и запись натуральных чисел

Отношение сознания к материи: математика и объективная реальность

Математическая интуиция

Числа, которые преобразили мир

Бернулли

Иррациональные уравнения

Применение графиков в решении уравнений

Курс предназначен для учащихся 11 физико-математических класса.

Объем часов – 33 часа (по 1 часу в неделю).

Курс разделен на модули, по три часа каждый, объединённых темой решения задач.

Учебно-тематический план

Темы и разделы

Всего часов

В том числе

Формы проведения

Введение

Личностные

Мини - лекция

1. Метод функциональной подстановки

Регулятивные

Семинар, тренинг

2. Метод тригонометрической подстановки

Познавательные, личностные и регулятивные

Семинар, тренинг

3. Методы, основанные на применении численных неравенств

Регулятивные и коммуникативные

Семинар, тренинг

4. Методы, на основе использования монотонности функций

Регулятивные и коммуникативные

Семинар, тренинг

5. Методы решения функциональных уравнений

Семинар, тренинг

6. Методы, основанные на применении векторов

Личностные и регулятивные

Семинар, тренинг

7. Комбинированные методы

Познавательные, личностные и регулятивные, коммуникативные

Технология критического мышления

8. Методы, основанные на использовании ограниченности функций

Регулятивные и коммуникативные

Семинар, тренинг

9. Методы решения симметрических систем уравнений

Регулятивные

Семинар, тренинг

10. Методы решения уравнений, содержащих целые или дробные части числа

Регулятивные

Семинар, тренинг

ИТОГОВОЕ занятие

Коммуникативные

Урок – конференция (защита проектных, исследовательских и реферативных работ)

Введение: 1 час (1 – теоретический)

Значение математики как науки и в жизни человека. Прикладное значение. Красота нестандартных способов решения задач. Распределение тем проектных, исследовательских и реферативных работ.

1.Метод функциональной подстановки: 3 часа (1 час – семинар; 2 часа – тренинг)

Метод функциональной подстановки. Новая переменная , её применение. Иррациональные уравнения. Системы уравнений. Уравнения вида х 2 +(ах) 2 2 =с. Возвратные уравнения. Ряд других уравнений, решение которых требует введения новой переменной.

2.Метод тригонометрической подстановки: 3 часа (1час – семинар; 2 часа – тренинг)

Метод тригонометрической подстановки. Замена неизвестной переменной х тригонометрической функцией: х= или х= . Иррациональные уравнения. Рациональные уравнения. Показательные уравнения. Системы уравнений.

3.Методы, основанные на применении численных неравенств: 3 часа (1 час – семинар; 2 часа – тренинг)

Методы, основанные на применении численных неравенств. Неравенство Коши. Неравенство Бернулли. Неравенство Коши-Буняковского.

4.Методы на основе использования монотонности функций: 3 часа (1час – семинар; 2 часа – тренинг)

Методы на основе использования монотонности функций. Уравнение вида f (x )=g (x ). Исследование функций на монотонность.

5.Методы решения функциональных уравнений: 3часа (1 час – семинар; 2 часа – тренинг)

Методы решения функциональных уравнений. Уравнения вида f (f (…(f (x ))…))=x . Уравнения вида f (g (x ))=f (h (x )).

6.Методы, основанные на применении векторов: 3 часа (1час – семинар; 2 часа – тренинг)

Методы, основанные на применении векторов. Вектор в трёхмерном пространстве. Длина вектора. Сумма и разность двух векторов. Коллинеарные векторы. Неравенство треугольника.

7.Комбинированные методы: 3 часа (1 час – семинар; 2 часа – тренинг)

Комбинированные методы. Задачи с параметрами. Иррациональные уравнения. Логарифмические уравнения. Уравнения и неравенства, содержащие модуль. Системы уравнений. Доказательства неравенств.

8.Методы, основанные на использовании ограниченности функций: 3 часа (1 час – семинар; 2 часа – тренинг)

Методы, основанные на использовании ограниченности функций. Тригонометрические функции. Обратные тригонометрические функции. Функции, содержащие модуль, степень, корень с четной степенью.

9.Методы решения симметрических систем уравнений: 3 часа (1 час –семинар; 2 часа – тренинг)

Методы решения симметрических систем уравнений. Системы уравнений с симметрическим вхождением слагаемых или сомножителей.

10.Методы решения уравнений, содержащих целые или дробные части числа: 3часа (1 час – семинар; 2 часа – тренинг)

Методы решения уравнений, содержащих целые и дробные части числа. Целая часть действительного числа. Дробная часть действительного числа.

11.Итоговое занятие: 2часа (Урок – конференция (защита проектных, исследовательских и реферативных работ))

Реализация формирования универсальных учебных действий в рамках внедрения ФГОС II поколения к профильному уровню старшей школы

ЛИЧНОСТНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Оценивать ситуации и поступки (ценностные установки, нравственная ориентация)

Делать выбор в отношении поступков, формируя установки на социально одобряемые и нравственные модели поведения, разрешая моральные противоречия на основе:

Общечеловеческих ценностей и российских ценностей, в том числе человеколюбия, уважения к труду, культуре;

Важности исполнения возрастных социальных ролей («сына», «дочери», роли «хорошего ученика»), важности учёбы и познания нового;

Важности бережного отношения к здоровью человека и к природе;

Важности развития духовного потенциала личности (различения «красивого» и «некрасивого», потребности в «прекрасном» и отрицания «безобразного», тяги к самопознанию и самосоверщенствованию);

Важности образования, здорового образа жизни, красоты природы и творчества.

Прогнозировать оценки одних и тех же ситуаций с позиций разных людей, отличающихся национальностью, мировоззрением, положением в обществе и т.п. (толерантное мышление и поведение)

Учиться замечать и признавать расхождения своих поступков со своими заявленными позициями, взглядами, мнениями.

Объяснять смысл своих оценок, мотивов, целей

(личностная саморефлексия, способность к саморазвитию, мотивация к познанию, учёбе)

ОСМЫСЛЕНИЕ

Объяснять положительные и отрицательные оценки, в том числе неоднозначных поступков, с позиции общечеловеческих и российских гражданских ценностей.

Объяснять отличия в оценках одной и той же ситуации, поступка разными людьми (в т.ч. и самим собой), как представителями разных мировоззрений, разных групп общества.

Собственного социального выбора и выбора моделей поведения.

САМООСОЗНАНИЕ

Объяснять самому себе:

Позитивная «Я – концепция»

- «что во мне хорошо, а что плохо» (личные качества, черты характера), «что я хочу» (цели, мотивы), «что я могу» (результаты).

Самоопределяться в жизненных ценностях (на словах) и поступать в соответствии с ними, отвечая за свои поступки (личностная позиция, российская и гражданская идентичность)

САМООПРЕДЕЛЕНИЕ

Осознавать себя гражданином России и ценной частью многоликого изменяющегося мира, в том числе

Объяснять, что связывает тебя:

с родными, с семьей

с твоими близкими, друзьями, одноклассниками

с земляками, народом

с твоей Родиной

со всеми людьми

с природой

Объяснять, что связывает тебя с историей, культурой, судьбой твоего народа и всей России;

Испытывать чувство гордости за свой народ, свою Родину, сопереживать им в радостях и бедах и проявлять эти чувства в добрых поступках;

Отстаивать (в пределах своих возможностей) гуманные, равноправные, гражданские демократические порядки и препятствовать их нарушению;

Искать свою позицию в многообразии общественных и мировоззренческих позиций, эстетических и культурных предпочтений;

Стремиться к взаимопониманию с представителями иных культур, мировоззрений, народов и стран, на основе взаимного интереса и уважения;

Уважать иное мнение, историю и культуру других народов и стран, не допускать их оскорбления, высмеивания;

Осуществлять добрые дела, полезные другим людям, своей стране, в том числе отказываться ради них от каких-то своих желаний.

Определение своего места в мире природы и мире культуры;

Формировать бесконфликтную модель поведения, способствующую ненасильственному и равноправному преодолению конфликта.

Делать осознанный выбор модели поведения в неоднозначно оцениваемых ситуациях, на основе:

Культуры, народа, мировоззрения, к которому ощущаешь свою причастность,

Базовых российских гражданских ценностей,

Общечеловеческих, гуманистических ценностей, в том числе ценности мирных добрососедских взаимоотношений людей разных культур, позиций, мировоззрений,

Известных и простых общепринятых правил «доброго», «безопасного», «красивого», «правильного» поведения,

Сопереживания в радостях и в бедах «своим»: близким, друзьям, одноклассникам,

Сопереживания чувствам других не похожих на тебя людей, отзывчивости к бедам всех живых существ.

Формировать адекватную самооценку и ответственность за совершаемые поступки и близких людей.

РЕГУЛЯТИВНЫЕ УУД

Определять и формулировать цель деятельности, составлять план действий по решению проблемы (задачи)

Определять цель учебной деятельности и целеполагание обучения самостоятельно, искать средства её осуществления.

Находить и формулировать основную учебную проблему и идею вначале вместе с учителем, а затем, самостоятельно, выбирать тему проекта с помощью учителя и самостоятельно.

Составлять план выполнения задач, решения проблем творческого и поискового характера, выполнения проекта совместно с учителем.

Освоить основы исследовательской и проектной деятельности через учебную и внеурочную работу.

Осуществить действия по реализации плана

Работая по проекту, планировать его этапы с целью выполнения и, при необходимости, корректировать этапы его реализации.

Научиться работать с информацией, используя её при реализации планов и решении учебных и исследовательских задач (справочная литература, сложные приборы, средства ИКТ).

Соотнести результат своей деятельности с целью и оценить его

В диалоге с учителем учиться вырабатывать критерии оценки и определять степень успешности выполнения своей работы и работы всех, исходя из имеющихся критериев, совершенствовать критерии оценки и пользоваться ими в ходе оценки и самооценки.

В ходе представления проекта учиться давать оценку его результатов.

Понимать причины своего неуспеха и находить способы выхода из этой ситуации.

Извлекать информацию, ориентироваться в своей системе знаний и осознавать необходимость нового знания, делать предварительный отбор источников информации для поиска нового знания, добывать новые знания (информацию) из различных источников и разными способами

Самостоятельно предполагать, какая информация нужна для решения предметной учебной задачи, состоящей из нескольких шагов.

Самостоятельно отбирать для решения предметных учебных задач необходимые словари, энциклопедии, справочники, электронные диски.

ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ УУД

Сопоставлять и отбирать информацию, полученную из различных источников (словари, энциклопедии, справочники, электронные диски, сеть Интернет).

Формировать собственную позицию в мире информации

Перерабатывать информацию для получения необходимого результата, в том числе и для создания нового продукта

Выполнять универсальные логические действия:

Выполнять анализ (выделение признаков),

Производить синтез (составление целого из частей, в том числе с самостоятельным достраиванием),

Выбирать основания для сравнения, сериации, классификации объектов,

Прогнозировать ожидаемый результат решения учебных задач,

Устанавливать аналогии и причинно-следственные связи,

Выстраивать логическую цепь рассуждений,

Относить объекты к известным понятиям.

Создавать модели с выделением существенных характеристик объекта и представлением их в пространственно-графической или знаково-символической форме, преобразовывать модели с целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область.

Использовать информацию в проектной деятельности под руководством учителя-консультанта.

Преобразовывать информацию из одной формы в другую и выбирать наиболее удобную для себя форму

Представлять информацию в виде таблиц, схем, опорного конспекта, в том числе с применением средств ИКТ.

Составлять простой и сложный план текста.

Уметь передавать содержание в сжатом, выборочном или развёрнутом виде.

КОММУНИКАТИВНЫЕ УУД

Доносить свою позицию до других, владея приёмами монологической и диалогической речи

Осваивать эффективную речевую деятельность средствами родного языка и его эмоциональной составляющей.

Оформлять свои мысли в устной и письменной речи с учетом своих учебных и жизненных речевых ситуаций, в том числе с применением средств ИКТ.

При необходимости отстаивать свою точку зрения, аргументируя ее. Учиться подтверждать аргументы фактами.

Учиться критично относиться к собственному мнению.

Понять другие позиции (взгляды, интересы)

Слушать других, пытаться принимать другую точку зрения, быть готовым изменить свою точку зрения.

Анализировать изучаемый текст, осуществляя при этом:

Сопоставляя её с собственной позицией по данному вопросу (проблеме);

Вычитывать все виды текстовой информации (фактуальную, подтекстовую, концептуальную).

Проводить рефлексию собственного отношения к идеи произведения;

Договариваться с людьми, согласуя с ними свои интересы и взгляды, для того чтобы сделать что-то сообща

Организовывать учебное взаимодействие в группе (распределять роли, договариваться друг с другом и т.д.).

Принимать чужое мнение в группе.

Предвидеть (прогнозировать) последствия коллективных решений.

Дидактическое обеспечение

Курс носит характер углубления изучения математики в профильных группах и в рамках подготовки к конкурсам и олимпиадам. Курс предполагает дополнительный разбор наиболее сложных методик решения математических задач и уравнений. При этом в основе курса лежат, в основном две формы деятельности: семинары и тренинги. На семинарах, имеющих характер тьюториалов, рассматриваются теоретические аспекты математической науки. Целью изучения является освоение нестандартных методов решения сложных математических задач. При этом, в связи со сложностью и неоднозначностью методов, у обучающихся в тренинговом режиме вырабатывается логическое мышление и математические компетентности.

Занятия выстраиваются с активным участием обучающихся, которые: отслеживают пути решения, формируют критическое мышление и адекватную оценку и самооценку. При этом формируются все универсальные учебные действия и как следствие, ключевые образовательные компетентности:

аналитико - деятельностная,

прогностическая,

информационная,

коммуникативная

рефлексивная.

Все занятия строятся по плану, выработанному мною в процессе практики

при знакомстве с новыми способами решения - работа учителя с демонстрацией примеров;

при совершенствовании;

тренинговые занятия;

индивидуальная работа;

анализ готовых решений;

самостоятельная работа с тестами;

На занятиях используются различные формы и методы работы с учащимися:

Семинары, мини – лекции, круглые столы, мастер – классы, тренинги, работа индивидуальная и в малых группах.

Методы преподавания определяются целями курса, направленными на формирование математических способностей учащихся и основных компетентностей в предмете.

В тематическом планировании выделяется практическая часть, которая реализуется на знаниях учащихся, полученных в ходе курса теоретической подготовки.

По окончанию каждого раздела предполагается промежуточный контроль в форме обучающих тестов и других активных методов.

Результативность курса определяется в ходе итогового урока-конференции, выстроенного на защите поисково-исследовательских, проектных и реферативных работ.

Материал курса построен с учётом использования активных методов обучения, а рациональное распределение разделов программы позволит получить качественные знания и достичь запланированных результатов. Курс обеспечивается необходимым для её реализации учебно-методическим комплексом.

В процессе изучения данного курса предполагается использование различных методов активизации познавательной деятельности школьников, а также различных форм организации их самостоятельной работы.

Результатом освоения программы курса является представление школьниками творческих индивидуальных и групповых работ на итоговом занятии.

Используемые технологии: технология развития критического мышления, проблемная технология, технологию решения исследовательских задач (ТРИЗ), информационно - коммуникативную технология.

Литература для учителя:

Азаров А. И. Математика для старшеклассников: Функциональный и графический методы решения экзаменационных задач /А. И. Азаров, С. А. Барвенов.- Мн.: Аверсэв, 2004.

Епифанова Т. Н. Отыскание экстремальных значений функций различными

способами / Т. Н. Епифанова Математика в школе. – №4. – 2000.

Мухаметзянова Ф.С. методист кафедры физико-математического образования УИПКПРО, Заслуженный учитель РФ Особенности преподавания учебного предмета «Математика» в 2011-2012 учебном году. (24.02.2009).

Олехник С. Н. Нестандартные методы решения уравнений и неравенств: Справочник / С. Н. Олехник, М. К. Потапов, П. И. Пасиченко. – М.: Изд-во МГУ, 1991.

Потапов, М. К. Рассуждения с числовыми значениями при решении систем уравнений / М. К. Потапов, А. В. Шевкин / Математика в школе. – №3. – 2005.

Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения

корреспондент РАО А. М. Кондаков, академик РАО Л. П. Кезина)

В. П. Супрун. Математика для старшеклассников. Задачи повышенной сложности. – Мн.: «Аверсэв», 2002.

Литература для обучающихся:

Супрун В. П. Нестандартные методы решения задач по математике / Супрун В. П. – Мн.: Полымя, 2000.

Алгебра и математический анализ. 10 класс: Учебное пособие для школ и классов с углубленным изучением математики / Н. Я. Виленкин, О. С. Ивашев-Мусатов, С. И. Шварцбурд. – М.: Мнемозина, 2006

Алгебра и математический анализ. 11 класс: Учебное пособие для школ и классов с углубленным изучением математики / Н. Я. Виленкин, О. С. Ивашев-Мусатов, С. И. Шварцбурд. – М.: Мнемозина, 2006