例說(shuō)預(yù)設(shè)中探究,互動(dòng)中生成

張?zhí)煊? 彭俊昌

【摘要】這是一個(gè)方程有實(shí)根的充要條件的討論，從探索、簡(jiǎn)化、質(zhì)疑、求異四個(gè)不同的側(cè)面展示了師生活動(dòng)的全過(guò)程，通過(guò)活動(dòng)糾正了學(xué)生的各種錯(cuò)誤觀念，消除了不必要的懷疑。從中析出了各種不同的解法。

【關(guān)鍵詞】探索簡(jiǎn)化質(zhì)疑求異等價(jià)轉(zhuǎn)換

【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）3-0166-02

這是來(lái)自課堂教學(xué)中一道預(yù)設(shè)案例，目的是研究一個(gè)方程有實(shí)根的充要條件，實(shí)施過(guò)程雖有曲折，但經(jīng)師生的共同努力，終于順利實(shí)現(xiàn)了"等價(jià)轉(zhuǎn)換"，完成了預(yù)定的教學(xué)設(shè)想。現(xiàn)將師生互動(dòng)、合作探索的全過(guò)程實(shí)錄如下，供同行們參考。

案例：若關(guān)于x的方程4x+2x·a+a+1=0有實(shí)根，試求a的范圍.

一、探索

探索有益的念頭，嘗試求解；雖然探索路上坎坷不平，充滿荊棘，但在師生合作努力下，一步步向目標(biāo)逼近。

(師)我們解題的切入點(diǎn)選在換元，通過(guò)換元，向一元二次方程轉(zhuǎn)化，然后利用方程有根的充要條件確定參數(shù)的取值范圍，那位同學(xué)上來(lái)一試？

[生1]：令2x=u則

u2+au+a+1=0 (1)

∵ 方程有實(shí)根.

∴ △≥0

即a2-4(a+1) ≥0

解得：a≤2-2或a≥2+2。

[師]：思路不錯(cuò)，知道用換元法進(jìn)行轉(zhuǎn)化，運(yùn)用一元二次方程的根判別式求解，值得肯定。但了2x=u>0，因此解答的結(jié)果是錯(cuò)誤，這里△≥0只是原方程有實(shí)根的必要條件，大家思考一下，方程（1）滿足什么條件才滿足原方程有實(shí)根？

[生2]：根據(jù)上述討論，我們可以知道，原方設(shè)方程（1）的兩根為u1，u2， 則

=>-1

[師]：[生2]的解答中："原方程有實(shí)根，歸結(jié)到方程（1）有正根"這句話是正確的嗎？

[生3]：這句話是正確的，但解答條件加強(qiáng)了，加強(qiáng)到兩個(gè)都是正根的條件。

[師]：對(duì)！我們大家驗(yàn)算一下，a=-2,a=-4,a=-5，原方程的根的情況。

師生共探：

10：a=-2,方程可變?yōu)椋?2x-2·2x-1=0

=> (2x-1)2=2=>2x=1±

舍負(fù)得： 2x=1+

=>x=log2 (+1)

20: a=-4，得22x-4·2x-3=0

=>(2x-2)2=7

=>2x=2±

舍負(fù)得：2x=2+ =>x=log2(2+)

更多的事實(shí)：

a=-3原方程：x=log2

a=-6，…… x=log2(3+)

a=-10 方程的實(shí)根為：x=log2(5+)

a=-13方程的實(shí)根為：x=log2

如果想舉，還可以舉出更多。

[師]：這些事實(shí)說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？

[生4]：方程（1）有正根，包括兩個(gè)方面：

10：方程有兩個(gè)正根；20：方程（1）有一個(gè)正根與一個(gè)負(fù)根。

方程（1）有一個(gè)正根和一個(gè)負(fù)根，則△≥0

f（0）=a+1<0

=>a<-1 (2)

由[生1]的解法和（2）得：a∈(-∞,-1)∪(-1,2-2］

這樣解答就完整了嗎？這時(shí)大家的思維非常活躍，見(jiàn)老師這樣問(wèn)話，不禁一楞，老師繼續(xù)道；我們不妨驗(yàn)證一下a=-1的情形：

a=-1時(shí)，方程（1）有u=1與u=0兩根民符合題意。因此，正確解答如下：

令u=2x>0 . 原方程變?yōu)?/p>

u2+au+a+1=0 (1)

∵原方程有實(shí)根， -

∴方程（1）有正根.

由方程（1）有正根的條件可得：

或

或a=-1

=> -1

所以，原方程有解，實(shí)數(shù)a的取值范圍為：(-∞，2-2],

[師]：我們?cè)诩m誤中逐歩理解題意，在轉(zhuǎn)化中逐步形成正確思路，在師生合作討論中實(shí)現(xiàn)等價(jià)轉(zhuǎn)換，在互動(dòng)與情景交融中展現(xiàn)探索思維的全過(guò)程。從而使正確答案順理成章，呼之欲出，水到渠成。

二、簡(jiǎn)化

[師]問(wèn)題的解決，決不是思維的結(jié)束，而是另一思維起點(diǎn)的開(kāi)始。:反思解題的全過(guò)程，那些是可以省略的，那些是可以合并的，就象鄭板橋說(shuō)的：“沉繁削盡留清翠，畫(huà)到生時(shí)是熟時(shí)”，使解題過(guò)程更加精煉，更加趨于合理。

那么本題的解題過(guò)程中那些可以省略，那些可以合并呢？

注意到“a>-1”,“a<-1”及“a=-1”是“a∈R”的情形，所以原解題過(guò)程要以簡(jiǎn)化為：

令u=2x>0.

則原方程可變?yōu)椋簎2+au+a+1=0(1)

∵原方程有實(shí)根，

∴方程（1）有正根.

∴

=> a≤2-2

所以原方程有實(shí)根解時(shí)，a的取值范圍是：(-∞，2-2],

合并后解答簡(jiǎn)單明了，一目了然。大家看還有什么疑問(wèn)？

三、質(zhì)疑

「生5」：x2+2x-3=0的兩根是一正一負(fù)，且負(fù)根的絕對(duì)值大于正根，即對(duì)稱軸在x軸上，而本題會(huì)不會(huì)對(duì)稱軸在x軸的負(fù)半軸，仍然有一個(gè)根大于零呢？

[師]：我們讓邏輯推理說(shuō)話，若存在，則u1<0,u2>0,且u1>u2，

這時(shí)應(yīng)有：

=>a∈φ

以上推理說(shuō)明，這種情況不存在，也就是說(shuō)，不必?fù)?dān)心，u1<0,u2>0,且u1>u2的情形出現(xiàn)。

[生6]：我這樣想，既然原方程有實(shí)根可轉(zhuǎn)化為方程（1）有正根，問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為：

解得：a≤2-2

點(diǎn)評(píng)：這是簡(jiǎn)化解答的等價(jià)形式。進(jìn)一步指出了方程(1) 的大根必須大于零。

四、求異

你能用不同的方法解決這個(gè)問(wèn)題嗎？換一個(gè)角度看問(wèn)題也許別有一番天地。

[解] 由（1）可得：a==-[(u+1)+-2]

≤2-2

當(dāng)且僅當(dāng)u+1==>即當(dāng)，u=-1時(shí)"="號(hào)成立。

[點(diǎn)評(píng)]：換元后進(jìn)行參變量分離，把a(bǔ)表示成u的函數(shù)，然后用重要不等式求最值，從而確定a的范圍，思路自然，言簡(jiǎn)意駭，屬于整體思想及變量分離思想的運(yùn)用。

這節(jié)課教師在課堂中抬終占有主導(dǎo)地位，適時(shí)引導(dǎo)，釋疑、點(diǎn)評(píng)，使學(xué)生的思路始終沿著正確的軌道發(fā)展。問(wèn)題理念是勾通師生聯(lián)系的渠道，師生互動(dòng)有聲有色，解題思路在探索與合作交流中逐步形成，回顧反思中使解題過(guò)程得以優(yōu)化；質(zhì)疑中，消除了學(xué)生不必要的疑慮，完善了學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；求異中，展現(xiàn)了"柳暗花明又一村"的情景。一個(gè)方程有根的充要條件在預(yù)設(shè)中師生共同探究體驗(yàn)，在師生互動(dòng)中生成。