原题
小华暑假去某地旅游,导游要大家上山时多带一件衣服,并介绍当地山区海拔每上升100米,气温下降0.6°C。小华在山脚下看了一下随身携带的温度计,气温为34°C。乘缆车到山顶发现气温为32.2°C。
(1) 试建立气温 y(°C)与缆车上升高度 x(米)之间的函数解析式。
(2) 估计山脚到山顶的垂直高度。
同学问:老师,应用题绞得我脑子都晕了!老师,请教一下,作一元函数应用题有什么方法吗!这道题我就有点无从着手了!
解决数学问题的基本步骤是UPSC,即 Undertstand、Plan、Solve、Check。不管是否能解题,找一张白纸,在上面先写上:
- Understand
- Plan
- Solve
- Check
显然,在四个单词之间要留下足够的空行。有同学问,我在脑子里边做行不行?或者问题比较简单,或者思考力特别异常 … 无论如何,如果你发现脑子里装不下这么多思考,顾此失彼的时候,写在纸上总是一个好的选择。
理解 / 探究(Understand / Explore)
每个人的理解问题的方式各不相同。我喜欢的方式是想象:
“我们正在爬山。开始时34°,风都是热的,汗哒哒滴…走着走着,依然是汗如雨下,但如果停下来休息,突然发现吹来一阵凉风,甚至觉得有点凉了。等到了3000多米的山上,夏天都要穿棉大衣了,因为气温太低了。这道题目中,山顶上依然有32.2°,气温降低的不多,看起来山不是很高。爬山中我们得到这样一个启示:爬得越高,气温越低” …
理解问题的方式有很多。想象是其中一种,它使我们身临其境,以求从我们过去的实践中获得感悟。每个人都可以有自己的理解方式。除了想象之外,还可以看书复习,回忆老师的讲课,翻阅笔记。
现实生活中的复杂问题,经常需要亲自去做实验,探究。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,认知事物的基本规律是实践-认知-实践。当然,在课堂上,学生肯定不能跟老师说,“对不起!要完成这道题我们要去外地找一座山来爬。”怎么办呢?去山上旅行的时候,就要多观察多记录多思考。生活就是实践的机会。如果原来忽略了,今后就要留意。
思路(Plan)
经常感觉,再也没有思路了。思路是什么?思路从哪里来呢?其实很简单,思路源于直觉、猜想和经验。如果真的什么也想不出,猜总是可以的。如果猜想都没有,那 … 只好返回上一步,重新进行理解或者探究。
如同个人有个人的理解一样,思路也是各式各样。就拿这道题来说:有人见过科学工作者测量气温,联想到记录列表的方法;有人直觉可以画坐标图;有人在白纸上画一座山,标记气温和高度。思路,总是值得一试的,即使我们没有看到解题的目标,总比没思路只好去爬山的人,要好多了吧。
我喜欢列表的方法。有同学要鄙视了,小学列表,初中还列表。其实,思路并无优劣之分,只有做得出与做不出的区别。即便是做不出,也得到了一个做不出的经验,并不是浪费。然后,此路不通就换一个呗。
解题(Solve)
缆车高度 x(米) | 气温 y(°C) | 倍数 |
---|---|---|
0 | 34-0x0.6 | 0=0/100 |
100 | 34-1x0.6 | 1=100/100 |
200 | 34-2x0.6 | 2=200/100 |
300 | 34-3x0.6 | 3=200/100 |
400 | 34-4x0.6 | 4=200/100 |
500 | 34-5x0.6 | 5=200/100 |
注意:在列表时有人习惯性地把气温算出来,但这样做往往把真正的函数关系隐藏起来了。答案算出来了,但函数关系却没找到。
通过观察这张表,可以得到函数关系式:
$y=34-\cfrac{x}{100}\times 0.6$
垂直高度为 300 米。
检查(Check)
结果出来了,有人抑制不住兴奋,把笔潇洒地扔到再也找不到的地方…慢着,怎么才知道理解、思路、解题都是对的呢?如果错了,那结果就不好说了。所以,数学家笛卡尔在《方法》一书中告诫我们,要全面地检查确保没有遗漏。
你知道数学家们是怎么做的吗?清清楚楚地记录下解决问题的全部过程,向全世界发表,于是,所有的数学家都拿着“放大镜”检查,对任何的问题都不放过。这个过程有时要经过数年。学习中,同样可以借鉴这种方法。
第二天,交作业前,跟同学们交流讨论,看看别人的理解和思路,互相提高。