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高中数学核心素养中的数据分析应用

【摘要】:图6-2通过前期的点列计算的猜想,再探究严谨的推理论证.因为f(-x)=f,所以f为偶函数;当x∈[0,+∞)时,y=|x|,y=x2为增函数,所以y=ln为增函数,y=为减函数,且函数值为正,所以为增函数,故在[0,+∞)上为增函数.从而不等式f>f即为|x|>|3-2x|,解得1<x<3.

利用计算器收集和整理离散性数据,把这些数据进行直角坐标系描点处理,根据这些点列分析其几何特征,再根据这些离散的点列几何特征,概括猜想连续函数的性质,并利用所学知识进行论证,形成关于此类函数的完整性质.

【案例6-1】利用数学分析解不等式

问题1:设函数,则使得f(x)>f(3-2x)成立的x的取值范围是.

分析 已知函数f(x)的表达式,求不等式f(x)>f(3-2x)的解集.如果直接把3-2x代入f(x)解不等式,计算量较大,甚至不易求解.

知识与技能 考查函数f(x)一定要考查函数的性质.一种方法是根据题目要考查的内容选择适当函数的性质,如定义域、值域、奇偶性、单调性、对称性、周期性、最值、零点等进行研究,再根据这些性质,求解不等式f(x)>f(3-2x);另一种方法是利用CASIO fx-991CN中文版计算器(见图6-1),按菜单,选7,进入表格功能,输入函数,按右下角“=”,显示g(x)=.若输入函数g(x),则会列出两个函数f(x)、g(x)的函数值,此题只有一个函数,就不需要.若再次按右下角“=”,显示表格范围,开始值为-2,终止值为10,步长为1.按右下角“=”,计算器就显示出函数f(x)的函数值,见表6-1.

图6-1

表6-1

思维与表达 根据表6-1中的数据绘制点列图,并用光滑的曲线连接起来,如图6-2所示.图6-2反映了当x是正数时函数f(x)的函数值随着x的取值增大而增大,且x取互为相反数时,其函数值相等.

交流与反思 通过部分点列,我们是否可猜想函数f(x)是定义域为R的偶函数,且在x∈[0,+∞)上是增函数?

图6-2

通过前期的点列计算的猜想,再探究严谨的推理论证.因为f(-x)=f(x),所以f(x)为偶函数;当x∈[0,+∞)时,y=|x|,y=x2为增函数,所以y=ln(1+|x|)为增函数,y=为减函数,且函数值为正,所以为增函数,故在[0,+∞)上为增函数.

从而不等式f(x)>f(3-2x)即为|x|>|3-2x|,解得1<x<3.