(SKKN mới NHẤT) SKKN vận dụng linh hoạt đạo hàm để giải phương trình, bất phuuwong trình, hệ phương trình chứa tham số

Hơn nữa thời lượng dành cho các bài tập áp dụng phương pháp hàm số lại rất ít, do đó giáo viên cũng khó khăn trong việc giúp học sinh nắm vững kiến thức cùng các kinh nghiệm c

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT LÊ HỒNG PHONG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

VẬN DỤNG LINH HOẠT ĐẠO HÀM ĐỂ GIẢI PHƯƠNG TRÌNH, BẤT PHƯƠNG TRÌNH,

HỆ PHƯƠNG TRÌNH CHỨA THAM SỐ

Người thực hiện: Mai Thị Huyền Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Toán

MỤC LỤC

1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Lí do chọn đề tài 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 1

1.3 Đối tượng nghiên cứu 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 1

1.5 Những điểm mới trong kết quả nghiên cứu 1

2 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 1

2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm 1

2.2.Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2

2.3 Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề 3

2.4 Thực nghiệm sư phạm 11

3 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 12

3.1 Kết luận 12

3.2 Kiến nghị 13 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài

Nghiên cứu sách giáo khoa môn toán lớp 10, 11, 12 và các đề tuyển sinh ĐH - CĐ trong những năm gần đây tôi nhận thấy dạng bài toán về vận dụng đạo hàm (Phương pháp hàm số) thường được sử dụng trong các kì thi Hơn nữa thời lượng dành cho các bài tập áp dụng phương pháp hàm số lại rất ít, do đó giáo viên cũng khó khăn trong việc giúp học sinh nắm vững kiến thức cùng các kinh nghiệm cần thiết để giải các dạng bài tập này

Hầu hết các bài tập có chứa tham số trong chương trình THPT đều có thể áp dụng đạo hàm số để giải, tuy nhiên không phải học sinh nào cũng có khả năng cô lập tham số, tìm được hàm đặc trưng… Đặc biệt với học sinh lớp 11 thì điều này lại càng khó khăn hơn nhiều

Xuất phát từ thực tế trên, qua kinh nghiệm dạy học của mình, tôi cũng đúc kết được một số kinh nghiệm về vận dụng đạo hàm để giải các bài toán về phương trình, hệ phương trình, bất phương trình Nhằm giúp các em tiếp thu kiến thức được tốt hơn, từ đó mà chất lượng giảng dạy cũng như học tập của học

sinh ngày được nâng lên Tôi viết bài “Vận dụng linh hoạt đạo hàm để giải phương trình, bất phương trình, hệ phương trình chứa tham số”.

1.2 Mục đích nghiên cứu

Do đây là phần nội dung kiến thức khó, trừu tượng, có nhiều kiến thức tổng hợp, nhiều học sinh còn chưa quen với tính tư duy, trừu tượng của nó nên tôi nghiên cứu nội dung này nhằm tìm ra những phương pháp truyền đạt phù hợp cho học sinh, bên cạnh cũng nhằm tháo gỡ vướng mắc, khó khăn mà học sinh thường hay gặp phải với mong muốn nâng cao chất lượng dạy học

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu trong đề tài là học sinh khối 12 qua các năm giảng dạy từ trước đến nay

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện mục đích và nhiệm vụ của đề tài, trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng các phương pháp sau:

Phương pháp quan sát (công việc dạy -học của giáo viên và học sinh) Phương pháp điều tra (nghiên cứu chương trình, hồ sơ chuyên môn, ) Phương pháp đàm thoại phỏng vấn(lấy ý kiến của giáo viên và học sinh thông qua trao đổi trực tiếp)

1.5 Những điểm mới trong kết quả nghiên cứu

Đa số các em học khá giỏi có hứng thú với việc áp dụng các phương pháp này để giải, học sinh chuyển biến rất rõ rệt, các em không còn e ngại với các bài toán có chứa tham số hay hệ phương trình, một số em học yếu ham học hơn, vươn lên học tập tốt hơn

2 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm

Đổi mới phương pháp dạy học là sự thay đổi từ các phương pháp dạy học tiêu cực đến các phương pháp tích cực, sáng tạo Nhưng không phải thay đổi ngay lập tức bằng những phương pháp hoàn toàn mới lạ mà phải là một quá

cực của phương pháp dạy học truyền thống nhằm thay đổi cách thức, phương pháp học tập của học sinh chuyển từ thụ động sang chủ động Do đó trong quá trình dạy học đòi hỏi mỗi thầy cô giáo phải tích cực học tập, không ngừng nâng cao năng lực chuyên môn, đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh, bồi dưỡng khả năng tự học, sáng tạo, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế, đem lại sự say mê, hứng thú học tập cho các em

Đối với học sinh yếu kém cần tạo nên cho các em có hứng thú học tập môn toán, còn đối với học sinh khá giỏi cần rèn luyện cho các em tính linh hoạt, tính độc lập, tính sáng tạo Chính vì vậy việc dạy, học toán không đơn thuần chỉ cung cấp cho các em vốn kiến thức thông qua việc làm bài tập càng nhiều càng tốt, càng khó càng hay, mà còn phải rèn luyện cho các em khả năng tư duy, sáng tạo, giải bài toán bằng nhiều cách khác nhau

Do đây là phần nội dung kiến thức khó, vì nó trừu tượng, có nhiều kiến thức tổng hợp, nhiều học sinh còn chưa quen với tính tư duy, trừu tượng của nó nên tôi nghiên cứu nội dung này nhằm tìm ra những phương pháp truyền đạt phù hợp cho học sinh, bên cạnh cũng nhằm tháo gỡ những vướng mắc, khó khăn mà học sinh thường hay gặp phải với mong muốn nâng dần chất lượng dạy học

Học sinh đã có kiến thức về phương trình, bất phương trình và hệ phương trình ở lớp dưới

Học sinh đã biết cách khảo sát hàm số và có kiến thức về sự tương giao giữa các đồ thị

Giáo viên có trực tiếp soạn, giảng môn toán ở lớp 12

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

a Thuận lợi: Đưa được bài toán tìm giá trị tham số để phương trình, bất

ta sử dụng các mệnh đề trên để giải quyết bài toán đơn giản

Vấn đề về hàm số là vấn đề tương đối khó với đặc thù học sinh Trường THPT Lê Hồng Phong

Thời lượng học sinh được giáo viên hướng dẫn rất ít mà các bài tập ở dạng này thì đa dạng, phong phú về nội dung

Học sinh thường mắc sai lầm khi giải các bài toán về tìm tham số m để phương trình, bất phương trình có nghiệm

b Khó khăn:

Trong quá trình giảng dạy, tôi thấy đa số học sinh nắm kiến thức chưa chắc, khả năng tưởng tượng còn hạn chế Ý thức học tập của các em chưa thực

sự tốt, nhiều em hỏng kiến thức ở lớp dưới nên rất chán khi học phần này Các

em chưa thấy được ứng dụng to lớn của đạo hàm

, nhất là khi g(m) là một đa thức theo m mà bậc của m không cùng bậc Vì thế với mong muốn đóng góp vào việc nâng cao chất lượng dạy và học, giúp các em tháo gỡ được phần nào sự lúng túng, qua kinh nghiệm

dạy học của mình tôi mạnh dạn đưa ra phương pháp giải quyết các bài toán có ứng dụng sự biến thiên của hàm số nhằm giúp học sinh nắm được kiến thức cơ

bản, hình thành phương pháp chung để giải chúng

2.3 Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề

A.Cơ sở lý thuyết:

1 Kiến thức chuẩn bị

Cho hàm số y = f(x) liên tục trên miền D

1.1 Nghiệm của phương trình f(x)  g(x) là hoành độ giao điểm của đồ thị

phần hoành độ tương ứng với phần đồ thị

1.4 Nghiệm của phương trình f(x)  m là hoành độ giao điểm của đường

2.1 Cho hàm số y = f(x) đơn điệu trên tập D

Khi đó f(u) = f(v)  u = v ( Với mọi u, v D)

2.2 BPT f(x)  m đúng xD 

2.3 BPT f(x)  m đúng xD 

2.4 BPT f(x)  m có nghiệm xD 

2.5 BPT f(x)  m có nghiệm xD 

3 Phương pháp giải

Phương pháp chung để giải các bài toán tìm giá trị tham số m để phương trình, hệ phương trình, bất phương trình có nghiệm là:

Biến đổi PT ( BPT) về dạng f(x)  g(m) hoặc f(x) ≥ g(m) hoặc f(x) ≤ g(m) Lập bảng biến thiên của hàm f(x) trên tập xác định D của nó.

Vận dụng một trong các kết quả trên mục 2 để kết luận

B Bài tập áp dụng:

1.Các bài tập về phương trình và hệ phương trình

1.1.(Đề TSĐH khối A, 2007)

Giải:

a

g(x) f(x)

y = m

+ Biến đổi phương trình (1)

Khi đó

Do đó (1) có nghiệm

Nhận xét: Sai lầm phổ biến của học sinh đó là không tìm điều kiện đúng

cho biến u Các em chỉ có điều kiện u ≥ 0 và không tính giới hạn

Giải:

+ Biến đổi phương trình (2)

Nhận xét: Cô lập biến rồi áp dụng chiều biến thiên để kết luận.

1.3 (Đề TSĐH khối A, 2008) Tìm m để phương trình sau có đúng hai

nghiệm thực phân biệt:

Giải:

ĐK: 0 ≤ x ≤ 6, Đặt

+ Ta có:

+ Đặt

t01+0–0– 1

x026+0–f(x)

4

2 6 2 6 

Từ BBT ta có PT có 2 nghiệm phân biệt

Nhận xét: Kỹ thuật xét dấu f’(x) đòi hỏi học sinh phải vận dụng đạo hàm với từng biểu thức trong f’(x).

1.4 (Đề TSĐH khối D, 2007):

Tìm m để hệ phương trình có nghiệm

Giải:

ĐK: x ≠ 0, y ≠ 0;

và

+ Khi đó hệ trở thành

2

/2

+

2

/4

2

2 2

+

Nhìn bảng biến thiên ta có hệ có nghiệm

Nhận xét: Học sinh rất dễ sai miền xác định của hàm f(t).

1.5 (Đề TSĐH khối A, 2012):

Giải hệ phương trình:

Giải:

Từ phương trình (2)

nên

+ nên xét trên

+ Chỉ ra f(t) nghịch biến Có

Nhận xét: Học sinh thường không xác định được điều kiện của và nên khó chứng minh được f(t) đồng biến.

1.6 (Đề TSĐH khối A, 2010):

Giải hệ phương trình:

Giải:

ĐK:

Phương trình (1) tương đương

Nhận thấy x = 0 và x = ¾ không là nghiệm của (3)

 g’(x) < 0 với mọi x (0; ).Suy ra g(x) nghịch biến.

Nhận xét: Học sinh thường gặp khó khăn khi giải phương trình (4), nên hướng dẫn học sinh sử dụng máy tính cầm tay để dò nghiệm rồi từ đó tìm cách chứng minh nghiệm duy nhất như trên.

1.7 (Đề TSĐH khối A, 2013):

Giải hệ phương trình:

Giải:

Điều kiện:

Từ (2) ta được , suy ra

Do đó (3)  y = u, nghĩa là

Nhận xét: Sẽ rất khó khăn nếu học sinh không chú ý đến điều kiện t > 0

1.8 Giải hệ phương trình

Phân tích Nếu thay vào phương trình thứ nhất thì ta sẽ được hđt

Giải:

(1)

Vậy tập nghiệm của hệ là S =

Nhận xét: Học sinh thường quên công thức đạo hàm của hàm y = a x

1.9 Giải hệ phương trình

Giải:

ĐK:

(1)

với

đồng biến trên

Vậy hệ có nghiệm duy nhất

Nhận xét: Học sinh thường bị thiếu các trường hợp, không xét hết trên tập

xác định

2 Các bài tập về bất phương trình:

2.1 Tìm m để bất phương trình: nghiệm đúng x  1

Giải:

2.2.Tìm m để bất phương trình: (2) có

Giải:

Bảng biến thiên:

t

’

- 0 + t

2

1

Từ đó suy ra 1≤ t ≤ 2

Tức là

Nhận xét: Bài toán đòi hỏi học sinh phải biết quan sát tốt, đặt ẩn phụ rồi mới cô lập được tham số.

Giải:

Suy ra ycbt 

Giải:

Đặt

+ Ta có :

Nhận xét: Kỹ thuật xét dấu f’(x) đòi hỏi học sinh phải vận dụng đạo hàm với từng biểu thức trong f’(x)

Giải:

Lập bảng biến thiên suy ra Max

Giải:

Đặt





Xét

ycbt

Giải:

BĐT

trong đó

Nhận xét: Bài toán dồn biến, đưa nhiều biến về một biến rồi dùng đạo hàm thường rất khó và trong 2 năm 2014, 2015 trong đề thi đại học xuất hiện ở câu số 10, học sinh và giáo viên có tâm lí e ngại.

2.8 (IMO 25 – Tiệp Khắc 1984):

Giải:

Với những ví dụ và những gợi ý nhỏ trong bài viết này chúng ta có thể vận dụng để giải các bài tâp sau

3 Bài tập tự luyện:

Bài 1 (Đề TSĐH khối A, 2002)

Cho phương trình

a Giải phương trình khi m = 2

Bài 2 (Đề TSĐH khối B, 2006)

Bài 3 (Đề TSĐH khối D, 2006)

Chứng minh rằng với mọi a > 0, hệ phương trình có nghiệm duy nhất

Bài 4 (Đề TSĐH khối B, 2004)

Xác định m để phương trình

có nghiệm

Bài 5 Giải hệ phương trình

Bài 6 Tìm m để phương trình có

2.4 Thực nghiệm sư phạm

1 Mục đích thực nghiệm

Thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của việc vận dụng đạo hàm vào giải các bài toán liên quan

2 Tổ chức thực nghiệm

Thực nghiệm được tiến hành tại trường THPT Lê Hồng Phong thị xã Bỉm Sơn tỉnh Thanh Hóa, trong khoảng thời gian một tháng từ ngày 10 tháng 10 đến ngày 10 tháng 11 năm 2018

Lớp thực nghiệm 12 C4 có 40 học sinh

Lớp đối chứng 12C5 có 37 học sinh

3 Đánh giá kết quả thực nghiệm

3.1 Một số đánh giá chung

Sáng kiến kinh nghiệm nhằm trang bị cho học sinh THPT, đăc biệt học sinh 12 phương pháp dùng đạo hàm để giải bài toán tìm giá trị tham số để phương trình, bất phương trình, hệ phương trình có nghiệm Phương pháp này nhằm giúp cho học sinh giải được bài toán dạng trên trong đề thi THPT Quốc gia và thi học sinh giỏi

Đa số các em học khá giỏi có hứng thú với việc áp dụng các phương pháp này để giải, học sinh chuyển biến rất rõ rệt, các em không còn e ngại với các bài toán có chứa tham số hay hệ phương trình, một số em học yếu ham học hơn, vươn lên học tập tốt hơn

3.2 Một số kết quả định lượng

Việc phân tích định lượng dựa vào kết quả kiểm tra trong đợt thực nghiệm tại hai lớp thực nghiệm và đối chứng, nhằm minh họa và bước đầu kiểm nghiệm tính khả thi, hiệu quả của việc vận dụng đạo hàm vào giải toán

Trong quá trình thực nghiệm, tôi tiến hành một bài kiểm tra gồm hai bài tập để đánh giá

a) Nội dung bài kiểm tra (thời gian làm bài 45 phút)

Câu 1: Chứng minh rằng với mọi giá trị dương của tham số m, phương trình sau có hai nghiệm phân biêt:

Câu 2: Tìm m để hệ phương trình sau đây có nghiệm:

b) Kết quả bài kiểm tra

Điểm

Lớp TN

Lớp ĐC

Lớp Thực nghiệm: Yếu 7, 5%; Trung bình 47, 5%; Khá 30%; Giỏi 12, 5% Lớp Đối chứng: Yếu 21, 6%; trung bình 70, 3%; Khá 8, 1%; Giỏi 0% Căn cứ vào kết quả kiểm tra, có thể bước đầu thấy được hiệu quả của giải pháp nhằm tăng cường, rèn luyện khả năng vận dụng đạo hàm giải các bài toán cho học sinh THPT mà tôi đã đề xuất và thực hiện trong quá trình thực nghiệm

4 Kết luận chung về thực nghiệm

Từ kết quả thực nghiệm tôi thấy rằng:

- Việc dạy cho học sinh vận dụng đạo hàm vào giải toán trên cơ sở dựa vào những Quan điểm, những gợi ý về phương pháp dạy học đã góp phần rèn luyện cho học sinh năng lực vận dụng kiến thức Toán học

- Số lượng và mức độ các bài toán vận dụng đạo hàm được lựa chọn và cân nhắc thận trọng, được đưa vào giảng dạy một cách phù hợp, có chú ý nâng cao dần tính tích cực và độc lập của học sinh, nên học sinh tiếp thu tốt, tích cực tham gia luyện tập và đạt kết quả tốt

Phương pháp giảng dạy vận dụng đạo hàm vào giải toán, trên cơ sở kế thừa và phát huy những kinh nghiệm dạy học tiên tiến, được chuyển giao cho giáo viên thực nghiệm một cách thuận lợi và được vận dụng một cách sinh động, không gặp phải những trở ngại gì lớn và các mục đích dạy học được thực hiện một cách toàn diện, vững chắc

3 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

3.1 Kết luận

Với việc triển khai giảng dạy cho học sinh lớp 12 trong một số giờ tự chọn ôn thi, chủ yếu là hướng dẫn học sinh tự nghiên cứu nội dung ứng dụng đạo hàm và ẩn phụ để tìm tham số trong bài toán phương trình, bất phương trình, hệ phương trình đã giúp cho học sinh thấy được sự liên hệ chặt chẽ giữa số nghiệm của một phương trình với số giao điểm của các đồ thị của hai hàm số ở hai vế, học sinh biết cách sử dụng đạo hàm trong nhiều bài toán tìm tham số,

làm bài có những lập luận chặt chẽ hơn trong những tình huống giải phương trình, bất phương trình, hệ phương trình

Mặc dù Sách giáo khoa đã giảm tải khá nhiều nhưng trong đề thi THPT Quốc gia có nhiều bài rất khó được phát triển từ các bài tập trong sách giáo

khoa, nên để giải quyết các bài toán đó cần phải sử dụng linh hoạt tính đơn điệu của hàm số Đề tài này chỉ giới thiệu cách giải một số phương trình, bất

phương trình, đặc biệt là phương trình, bất phương trình chứa tham số bằng việc

sử dụng tính đơn điệu của hàm số

Vì năng lực và thời gian có hạn, rất mong được sự đóng góp của các bạn đồng nghiệp và những người yêu thích môn toán để đề tài này có ý nghĩa thiết thực hơn trong nhà trường Góp phần vào việc nâng cao hơn nữa chất lượng Giáo dục phổ thông Giúp các em học sinh có phương pháp - kỹ năng khi giải các bài toán liên quan đến hàm số trong các kỳ thi học sinh giỏi và kì thi THPT

Quốc gia

3.2 Kiến nghị

1 Đề nghị Sở giáo dục và đào tạo Thanh Hóa xây dựng được những Quan điểm chỉ đạo cho việc xây dựng Hệ thống bài tập có vận dụng đạo hàm vào giải toán ở trường THPT và những gợi ý về phương pháp dạy học những bài tập đó trên cơ sở tôn trọng Chương trình, sách giáo khoa Toán và kế hoạch dạy học hiện hành

2 Đề nghị BGH trường THPT Lê Hồng Phong cho phép tổ bộ môn xây

dựng một Hệ thống bài tập có vận dụng đạo hàm vào giải toán trong dạy học

Toán ở trường THPT Lê Hồng Phong

Tôi xin cam đoan đây là sáng kiến kinh nghiệm của mình viết, không sao chép nội dung của người khác.

Thanh Hóa, ngày 18 tháng 05 năm 2019

XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG

Mai Thị Huyền