Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Trung học phổ thông Sử dụng đạo hàm để giúp học sinh lớp 12 giải tốt một số bài toán cực trị có nội ...

Tài liệu Sử dụng đạo hàm để giúp học sinh lớp 12 giải tốt một số bài toán cực trị có nội dung thực tiễn với việc vận dụng kiến thức liên môn

.PDF
21
109
97

Mô tả:

MỤC LỤC 1. MỞ ĐẦU..........................................................................................................1 1.1. Lý do chọn đề tài............................................................................................1 1.2. Mục đích nghiên cứu......................................................................................2 1.3. Đối tượng nghiên cứu....................................................................................2 1.4. Phương pháp nghiên cứu................................................................................2 2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI........................................................................................3 2.1. Cơ sở lý luận..................................................................................................3 2.2. Thực trạng vấn đề...........................................................................................3 2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề..............................................3 Dạng 1: Bài toán liên hệ với diện tích và thể tích.................................................7 Dạng 2: Bài toán liên hệ với vật lí.......................................................................10 Dạng 3: Bài toán liên hệ với quãng đường..........................................................12 Dạng 4: Bài toán liên hệ với hóa – sinh..............................................................13 Dạng 5: Bài toán liên hệ với kinh tế....................................................................14 Bài tập tự luyện...................................................................................................16 2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm............................................................18 3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ............................................................................18 3.1. Kết luận........................................................................................................18 3.2. Kiến nghị......................................................................................................19 3.3. Lời kết...........................................................................................................19 HS: GV: THPT: GDCD: PP: BĐT: HSG: MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT Học sinh Giáo viên Trung học phổ thông Giáo dục công dân Phương pháp Bất đẳng thức Học sinh giỏi 1. MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài. Giải toán là một hoạt động chủ yếu trong toán học. Các bài toán là một phương tiện hữu hiệu để học sinh có thể áp dụng tri thức toán học vào cuộc sống từ đó góp phần nâng cao các kỹ năng cuộc sống thông qua các tri thức lĩnh hội ở trường phổ thông. Giáo dục Việt Nam đang tập trung đổi mới, hướng tới một nền giáo dục tiến bộ, hiện đại ngang tầm với các nước trong khu vực và toàn thế giới với bốn tiêu chí: ‘’ Học để biết, học để làm, học để cùng chung sống, học để khẳng định mình’’. Chính vì thế vai trò của các bài toán có nội dung thực tiễn trong dạy học toán là không thể không đề cập đến. Vai trò của toán học ngày càng quan trọng và tăng lên không ngừng thể hiện ở sự tiến bộ trong nhiều lĩnh vực khác nhau của khoa học, công nghệ, sản xuất và đời sống xã hội. Để đáp ứng được sự phát triển của kinh tế, khoa học, kỹ thuật và sản xuất đòi hỏi ở con người lao động có hiểu biết, có kỹ năng, ý thức để có thể vận dụng những thành tựu của toán học trong những điều kiện cụ thể mang lại hiệu quả lao động thiết thực, muốn vậy thì ngay từ bây giờ khi đang còn ngồi trên ghế nhà trường phải dạy cho học sinh tri thức toàn diện để học sinh vận dụng được các kiến thức tổng thể như: Vật lý, Hóa học, Sinh học, Công nghệ thông tin,… vào học Toán để tạo ra những con người lao động tự chủ, năng động, sáng tạo và có năng lực để đáp ứng được nhu cầu phát triển của đất nước, của nền kinh tế - xã hội, xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Chính vì thế, dạy học toán ở trường THPT phải luôn gắn bó mật thiết với thực tiễn đời sống, với việc vận dụng các kiến thức liên môn để tạo hứng thú nội dung bài học để cho ra đời những sản phẩm thiết thực, toàn diện hơn. Tuy nhiên trong thực tiễn dạy học ở trường THPT nhìn chung mới chỉ tập trung rèn luyện cho học sinh vận dụng tư duy tri thức trong nội bộ môn toán là chủ yếu. Còn kỹ năng vận dụng kiến thức liên môn trong Toán học vào đời sống thực tiễn chưa được chú ý đúng mức và thường xuyên. Những bài toán có nội dung thực tiễn liên hệ trực tiếp với đời sống lao động sản xuất còn đang được trình bày một cách hạn chế trong chương trình toán phổ thông. Tuy nhiên các bài toán này lại xuất hiện ngày càng nhiều trong các đề thi THPT quốc gia, như trong đề thi THPT quốc gia môn toán năm 2017 mã đề 101 có hai câu là câu 35 và câu 41, còn năm 2018 trong mã đề 101 có ba câu là câu 27, câu 31 và câu 32. Chính vì vậy mà khi giải các bài toán có nội dung thực tiễn học sinh nói chung và học sinh lớp 12 nói riêng đang còn lúng túng và gặp khó khăn trong việc phân tích đề bài, xác định dạng bài và những kiến thức có liên quan đến bài toán, dẫn đến cách giải dài dòng, thậm chí không giải được. Việc tìm ra một phương pháp giải bài tập nhanh, độc đáo sẽ gây được hứng thú học tập, kích thích trí tò mò tìm hiểu của học sinh, đặc biệt là những phương pháp có tính vận dụng liên môn. Nhận thấy việc sử dụng đạo hàm trong việc tìm cực trị, tìm giá trị lớn nhất, tìm giá trị nhỏ nhất của một hàm số rất hữu hiệu. Thông qua việc dạy học kiến thức này, ta có thể giúp học sinh giải tốt những bài toán thực tiễn khá hấp dẫn và mang nhiều ý nghĩa. Vì vậy mà tôi chọn đề tài “Sử dụng đạo hàm để giúp học 1 sinh lớp 12 giải tốt một số bài toán cực trị có nội dung thực tiễn với việc vận dụng kiến thức liên môn” 1.2. Mục đích nghiên cứu. - Mục đích nghiên cứu của đề tài là làm sáng tỏ cơ sở lý luận và thực tiễn tăng cường vận dụng các bài toán có nội dung thực tiễn vào dạy học việc vận dụng các kiến thức liên môn để giải quyết. - Phân tích và xây dựng các bài toán có nhiều nội dung thể hiện mối liên hệ giữa toán học và thực tiễn, các bài toán thực tiễn đã được đưa vào giảng dạy cho học sinh ở THPT. Qua đó chúng ta thấy được ý nghĩa “Học đi đôi với hành”. - Biết vận dụng thực tế cuộc sống vào dạy học toán. - Góp phần nâng cao tính thực tế, hứng thú học tập cho học sinh tạo nên chất lượng dạy học bộ môn toán ở trường THPT. - Giúp học sinh giải tốt một số bài toán cực trị có nội dung thực tiễn trong đề thi THPT Quốc Gia 1.3. Đối tượng nghiên cứu. Với mục đích nghiên cứu đã nêu trên đối tượng nghiên cứu của đề tài là: - Nghiên cứu về tính thực tiễn và tính ứng dụng của toán học. - Toán học liên hệ với thực tiễn thể hiện như thế nào trong nội dung phần ứng dụng đạo hàm để giải toán. - Tìm hiểu thực tiễn dạy học môn toán ở chương trình THPT và vấn đề tăng cường vận dụng các bài toán có nội dung thực tiễn vào để giảng dạy cùng với việc vận dụng các kiến thức liên môn. 1.4. Phương pháp nghiên cứu. Sử dụng các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành lý luận và phương pháp giảng dạy môn toán đã học tôi tập trung vào các phương pháp sau: - Nghiên cứu lý luận - Điều tra quan sát thực tiễn - Thực nghiệm sư phạm: Phân tích kết quả học tập và lấy ý kiến của học sinh. 2 2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 2.1. Cơ sở lí luận - Hiện nay giáo dục Việt Nam đang tập trung đổi mới, hướng tới một nền giáo dục tiến bộ, hiện đại ngang tầm với các nước trong khu vực và toàn thế giới với bốn tiêu chí: học để biết, học để làm, học để cùng chung sống, học để khẳng định mình. Chính vì thế vai trò của các bài toán có nội dung thực tiễn trong dạy học toán là không thể không đề cập đến. - Những bài toán có nội dung thực tiễn liên hệ trực tiếp với đời sống lao động sản xuất còn đang được trình bày một cách hạn chế trong chương trình toán phổ thông. Tuy nhiên các bài toán này lại xuất hiện ngày càng nhiều trong các đề thi THPT quốc gia, như trong đề thi THPT quốc gia môn toán năm 2017 mã đề 101 có hai câu là câu 35 và câu 41, còn năm 2018 trong mã đề 101 có ba câu là câu 27, câu 31 và câu 32. - Các vấn đề lý thuyết của Toán học từ đại số, giải tích, hình học đều xuất phát từ nhu cầu tự nhiên của thực tiễn cũng như các môn học khác. Việc tìm ra một phương pháp giải bài tập nhanh, độc đáo sẽ gây được hứng thú học tập, kích thích trí tò mò tìm hiểu của học sinh, đặc biệt là những phương pháp có tính vận dụng liên môn. 2.2. Thực trạng vấn đề. - Trong chương trình toán học phổ thông rất ít các bài toán có nội dung thực tiễn được áp dụng vào đời sống chẳng hạn khi dạy bài bất đảng thức của đại số 10 cơ bản có phần ứng dụng thực tế nhưng trong SGK không có bài tập vận dụng hoặc trong bài giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số của giải tích 12 cơ bản có 3 ví dụ …chiếm rất ít trong tổng thể các bài tập. - Nhiều học sinh nắm rất vững kiến thức toán học về mặt lý thuyết nhưng khi giải các bài toán có nội dung thực tiễn thì lại lúng túng và gặp khó khăn trong việc phân tích đề bài , xác định dạng bài và những kiến thức có liên quan đến bài toán, dẫn đến cách giải dài dòng, thậm trí không giải được. - Thực tế trong cách đổi mới thi cử hiện nay thì việc đưa các bài toán có nội dung thực tiễn là rất nhiều mà để giải quyết chính xác các bài toán đó thì đòi hỏi học sinh ngoài việc thành thạo các công thức toán học mà phải hiểu biết thêm về vật lí , công nghệ thông tin, hóa học…kinh nghiệm để có thể suy luận giải quyết các bài toán thực tiễn một cách đầy đủ và chính xác. Trước thực trạng nói trên tôi rất băn khoăn và tự đặt câu hỏi làm thế nào để giúp học sinh khi đứng trước những bài toán có nội dung thực tiễn có thể giải quyết được một cách nhanh chóng và chính xác bằng kỹ năng toán học và bằng vốn thực tế hiểu biết cuộc sống của mình. 2. 3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2.3.1. Hệ thống, bổ sung những kiến thức cơ bản về toán học *Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của hàm số: a) Cho hàm số y  f ( x) xác định trên tập D. + Số M được gọi là giá trị lớn nhất của hàm số y  f ( x) trên tập D nếu f ( x)  M với mọi x thuộc D và tồn tại xo  D sao cho f ( xo )  M . + Số m được gọi là giá trị nhỏ nhất của hàm số y  f ( x) trên tập D nếu 3 f ( x )  m với mọi x thuộc D và tồn tại xo  D sao cho f ( xo )  m . b) Định lý: Mọi hàm số liên tục trên một đoạn đều có giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất trên đoạn đó. c) Hàm đa thức, hàm lượng giác, hàm phân thức hữu tỉ liên tục trên từng khoảng mà nó xác định. * Sự đồng biến, nghịch biến của hàm số a) Cho hàm số y  f ( x) xác định trên K ( K là khoảng hoặc nửa khoảng hoặc đoạn ) + Hàm số y  f ( x) đồng biến (tăng) trên K nếu với mọi cặp x1 , x2 thuộc K mà x1  x2 thì f ( x1 )  f ( x2 ) . + Hàm số y  f ( x) nghịch biến (giảm) trên K nếu với mọi cặp x1 , x2 thuộc K mà x1  x2 thì f ( x1 )  f ( x2 ) . b) Cho hàm số y  f ( x) có đạo hàm trên K. + Nếu f ' ( x)  0 với mọi x thuộc K và f ' ( x)  0 chỉ tại một số hữu hạn điểm thì hàm số y  f ( x) đồng biến trên K. + Nếu f ' ( x)  0 với mọi x thuộc K và f ' ( x)  0 chỉ tại một số hữu hạn điểm thì hàm số y  f ( x) nghịch biến trên K. * Một số công thức cơ bản được sử dụng : + Định lí pitago: Nếu tam giác ABC vuông tại A thì: BC2 = AB2 + AC2 A b c h c' B b' H a C + Đạo hàm của các hàm số sơ cấp và hàm hợp: + Thể tích của hình lăng trụ: V = h. Sday + Thể tích của hình trụ tròn xoay: V = h. Sday + Ý nghĩa vật lí của đạo hàm: a) Vận tốc tức thời – gia tốc tức thời: Cho chuyển động thẳng xác định bởi phương trình s = s(t), và s = s(t) là một hàm số có đạo hàm. - Vận tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm to là đạo hàm của hàm số s = s(t) tại thời điểm to: v(t) = s’(to) - gia tốc tức thời của chuyển động tại thời điểm to là đạo hàm cấp hai của hàm số s = s(t) tại thời điểm to: a(t) = v’(t) = s’’(to). b) Cường độ tức thời: Nếu điện lượng Q truyền trong dây dẫn là một hàm số của thời gian Q = Q(t) (Q = Q(t) là một hàm số có đạo hàm) thì cường độ tức thời của dòng điện tại thời điểm to là đạo hàm của hàm số Q = Q(t) tại to : 4 I(to) = Q’(to) + Định lý côsin: Trong tam giác ABC bất kỳ BC= a, CA= b, AB = c ta có a2 = b2+ c2 – 2bc.cosA b2 = a2+ c2 – 2ac.cosB c2 = a2+ b2 – 2ab.cosC A C B Hệ quả: CosA  b2  c2  a2 2bc , CosB  a2  c2  b2 2ac , CosC  a2  b2  c2 2ab 2.3.2. Các kiến thức liên quan đến vật lý, sinh học, kinh tế,…, các kiến thức từ khoa học + Các kiến thức về vật lí: sự phân rã của chất phóng xạ. Vận tốc, gia tốc của một vật chuyển động thẳng. + Các kiến thức về sinh học: khả năng nhớ trung bình của một học sinh trong một tháng. nuôi cấy sinh trưởng của một loại tế bào … + Các kiến thức về lĩnh vực kinh tế: bài toán lãi suất, bài toán kinh doanh,… 2.3.3. Đổi mới phương pháp dạy học - Sử dụng phương pháp dạy học phát huy tính tích cực của học sinh, tạo hứng thú, đam mê, yêu thích môn học cho học sinh. - Sử dụng phương tiện dạy học, thiết bị dạy học nhằm cho bài giảng sinh động hơn, bớt khô khan và học sinh không thấy nhàm chán 2.3.4. Vài nét về phương pháp dạy học tích hợp liên môn - Dạy học theo hướng tích hợp liên môn là lồng ghép các nội dung cần thiết vào những nội dung vốn có của một môn học - Dạy học theo hướng tích hợp liên môn có tính thực tiễn nên sinh động, hấp dẫn đối với học sinh. Có ưu thế trong việc tạo ra động cơ, hứng thú học tập. Học các chủ đề tích hợp liên môn học sinh được tăng cường vận dụng kiến thức tổng hợp vào giải quyết các tình huống thực tiễn - Dạy học theo hướng tích hợp liên môn giáo viên có thể tích hợp các nội dung ở các môn học khác nhau, hoặc các kiến thức khác nhau liên quan đến bài giảng để truyền tải đến cho học sinh những chủ đề giáo dục lồng ghép thông qua đó không những truyền đạt kiến thức cho học sinh mà còn rèn luyện kỹ năng sống, giá trị sống cho học sinh. - Dạy học theo hướng tích hợp liên môn không phải là tích hợp đa môn. Ví dụ: Khi đưa ra số liệu là tích hợp được môn toán, trình chiếu bài giảng trên máy tính là tích hợp môn tin học, dùng các từ khoá Tiếng Anh là tích hợp môn Ngoại Ngữ, thông tin cảnh báo là tích hợp môn GDCD,… - Dạy học theo hướng tích hợp liên môn không phải bài nào cũng dạy được mà nó phải được dạy theo từng nội dung giảng dạy cần thiết và phải trả lời được 5 câu hỏi học để làm gì ? (Học để biết, Học để hiểu, Học để làm, Học để chung sống, Học để làm người) 2.3.5 Phân dạng bài tập và phương pháp giải Việc phân loại các dạng bài tập cùng với phương pháp giải là vô cùng cần thiết, sau mỗi lời giải cần có nhận xét, củng cố và phát triển bài toán nó sẽ giúp học sinh nắm vững phương pháp giải các bài tập cơ bản, trên cơ sở đó việc tìm ra một phương pháp giải bài tập nhanh, độc đáo sẽ gây được hứng thú học tập, kích thích trí tò mò tìm hiểu của học sinh. Đặt vấn đề: Từ một miếng tôn có dạng là nửa đường tròn bán kính 1m, người ta cắt ra một hình chữ nhật. Hỏi có thể cắt được miếng tôn có diện tích lớn nhất là bao nhêu ? Giải: Ta xem miếng tôn cần cắt là một hình chữ nhật ABCD. Đặt BC = x (0 < x < 1)  OC = 1  x 2  DC = 2 1  x 2  SABCD = 2.x. 1  x2 Đến đây ta có 2 cách làm Cách 1: Ta có SABCD = 2. x 2 (1  x 2 ) Áp dụng BĐT Cô-si cho 2 số: x2 và (1 - x2) Ta có : x2 + (1 - x2)  2. x 2 (1  x 2 )  S ABCD  1  SABCD lớn nhất = 1  x2 = (1 - x2)  x = 2 2 Cách dùng bất đẳng thức Cô-si là một cách hay nhưng nó cũng là một nhược điểm bởi nhắc đến bất đẳng thức nó là một dạng toán khó và ngay cả học sinh có lực học khá, giỏi cũng cảm thấy e ngại và gặp khó khăn khi giải bài toán dù ta thấy bài toán được giải khá đơn giản khi áp dụng theo bất đẳng thức Cô-si. Tuy nhiên cách giải quyết bài toán theo cách 2 sau đây khá dễ hiểu và ngay cả một học sinh có lực học trung bình khá cũng có thể giải tốt bài toán và hơn thế nữa phương pháp này có thể giải quyết tốt nhiều bài toán thực tiễn ở các dạng khác nhau. Cách 2 : sử dụng đạo hàm để khảo sát hàm số Xét hàm số f(x) = 2.x. 1  x 2 trên khoảng  0;1 6   x  0(loai )  2 x  4 x3 2  3 (tm) f’(x) = 2 4  0  2 x  4 x  0   x  2 x x   x   2 (loai )  2 từ đó ta có bảng biến thiên x f’(x) 2 2 0 + 0 1 - 1 f(x)  Max y = 1 vậy SABCD lớn nhất = 1 Dạng 1: Bài toán liên hệ với diện tích và thể tích. Ví dụ 1: (Đề minh họa 2017) Có một tấm nhôm hình vuông cạnh 12cm. Người ta cắt ở bốn góc của tấm nhôm đó bốn hình vuông bằng nhau, mỗi hình vuông có cạnh bằng x(cm) rồi gấp tấm nhôm lại như hình vẽ dưới đây để được một cái hộp không nắp. Tìm x để hình hộp nhận được có thể tích lớn nhất. Giải Độ dài cạnh đáy của cái hộp: 12  2 x. Diện tích đáy của cái hộp: (12  2 x)2 . Thể tích cái hộp là: V  (12  2 x)2 . x  4 x 3  48 x 2  144 x với x  (0;6) Ta có: V '(x)  12 x 3  96 x 2  144 x. Cho V '(x)  0 , giải và chọn nghiệm x  2. Lập bảng biến thiên ta được Vmax  128 khi x  2. Ví dụ 2: Ông A dự định sự dụng hết 6,5 m2 kính để làm một bể cá bằng kính có dạng hình hộp chữ nhật không nắp, chiều dài gấp đôi chiều rộng (các mối ghép có kích thước không đáng kể). Bể cá có dung tích lớn nhất bằng bao nhiêu (kết quả làm tròn đến hàng phần trăm) ? Giải Gọi chiều rộng, chiều dài, chiều cao của bể cá lần lượt là x, 2x, y ( x, y > 0) Diện tích phần lắp kính là: 7 6,5  2 x 2 6,5 13 0 x  2x.x + 2xy + 2.2x.y = 2x2 + 6xy = 6,5  xy  6 2 6,5  2 x 6 6,5  2 x 2 13 x  4 x 3 = với 0 < x < Thể tích bể cá là: V = 2x.x.y = 2x 6 6 Thể tích bể cá là: V = 2x.x.y = 2x V’ = 13  12 x 2 6 2 2 13 2  39 x  6  V’ = 0    39 ( L) x   6  Ta có bảng biến thiên: x 39 6 0 f’(x) + 0 13 2 - 13 39 54 f(x) 0 0 Vậy Max V = 13 39  1,50m3 54 Ví dụ 3: Từ một khúc gỗ hình trụ, cần xẻ thành một chếc xà có tiết diện ngang là hình vuông và 4 miếng phụ như hình vẽ. Hãy xác định kích thước của các miếng phụ để diện tích sử dụng theo tiết diện ngang là lớn nhất ? Giải: Gọi x, y là chiều rộng, chiều dài của miếng phụ như hình vẽ. Gọi d là đường kính của khúc gỗ, khi đó ta có tiết diện ngang của thanh xà có cạnh là: d 2 và 8 0 0, B 1,8 A O tan AOC  tan AOB ta có tanBOC = tan(AOC - AOB) = 1  tan AOC .tan AOB 12 1,4 1,4 x x = = 2 3,2.1,8 x  5,76 1 2 x AC AB  OA OA = AC . AB 1 OA2 1,4 x Xét hàm số f(x) = x 2  5,76 Bài toán trở thành tìm x > 0 để f(x) đạt giá trị lớn nhất. Ta có : 1,4 x 2  1,4.5,76 , f'(x) = 0  x =  2,4 f'(x) = (x 2  5,76)2 Ta có bảng biến thiên x 2,4 0 + f'(x) 0 _ + 84 193 f(x) 0 0 Vậy vị trí đứng cho góc nhìn lớn nhất là cách màn ảnh 2,4m. Ví dụ 3: Từ cảng A dọc theo đường sắt AB cần phải xác định một trạm trung chuyển hàng hóa C và xây dựng một con đường từ C đến D. Biết rằng vận tốc trên đường sắt là v1 và trên đường bộ là v2 (v1 < v2). Hãy xác định phương án chọn địa điểm C để thời gian vận chuyển hàng từ cảng A đến cảng D là ngắn nhất ? Giải Gọi t là thời gian vận chuyển hàng hóa từ cảng A đến cảng D. Thời gian t là: AE  CE CD AC CD  t= v  v = v = v2 1 2 1 =  h h tan  sin v1 v2   h.cot  h  = v1 v2 sin A D C  h E B    h.cot  h  . Ứng dụng Đạo hàm ta được t ( ) nhỏ nhất v1 v2 sin v2 v2 khi cos  v . Vậy để t nhỏ nhất ta chọn C sao cho cos  v . 1 1 Xét hàm số t ( )  Dạng 4: Bài toán liên hệ với hóa – sinh Ví dụ 1: Viết phương trình phản ứng tạo thành nitơ (IV) ôxít từ nitơ (II) ôxít và ôxy. Hãy xác định nồng độ khí ôxy tham gia phản ứng để phản ứng xảy ra nhanh nhất? 13 Giải: Phương trình phản ứng: 2NO + O2 = 2NO2 Vận tốc của phản ứng: v = kx2y = kx2(100 – x) = -kx3 + 100kx2 (0 < x < 100) Trong đó x là nồng độ % của khí NO, y là nồng độ % của khí O2, k là hằng số chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà không phụ thuộc vào các chất tham gia phản ứng. Áp dụng đạo hàm ta thu được v lớn nhất khi x = 66,67%. Lúc này, nồng độ % khí ôxy là y = 33,33%. Vậy để phản ứng xảy ra nhanh nhất thì nồng độ % khí ôxy tham gia phản ứng là 33,33%. Ví dụ 2: Trong một môi trường dinh dưỡng có 1000 vi khuẩn được cấy vào. Bằng thực nghiệm xác định được số lượng vi khuẩn tăng theo thời gian bởi qui luật: p(t) = 1000 + 100t (t là thời gian (đơn vị giờ)). Hãy xác định thời điểm sau 100  t 2 khi thực hiện cấy vi khuẩn vào, số lượng vi khuẩn tăng lên là lớn nhất ? Giải Áp dụng đạo hàm ta có: p’(t)= 10000  100t 2 (100  t 2 ) 2 t  10  p’(t) = 0  10000  100t 2  0   t  10( L) Áp dụng đạo hàm ta tìm được p(t) lớn nhất khi t = 10 Vậy thời điểm sau khi thực hiện cấy vi khuẩn vào, số lượng vi khuẩn tăng lên là lớn nhất là t = 10. Ví dụ 3: Đốt cháy các hidrocacbon của dãy đồng đẳng nào thì tỉ lệ mol H 2O ; mol CO2 giảm dần khi số cacbon tăng dần? Giải: Công thức tổng quát của một hidrocacbon là Cn H 2 n  2 2 k với k là số liên kết  trong phân tử. Phương trình phản ứng cháy là: 0 xt ,t Cn H 2 n  2 2 k O2   nCO2  (n  1  k ) H 2O . Ta có: Xét hàm số. f (n)  nH 2 O nCO2  n 1 k . n n 1 k k 1 ; n  N * . Ta có f '(n)  2 ; n  N * . n n Theo giả thiết f (n) là hàm nghịch biến nên k 1 kN  0  k  1  0  k  1  k  0 2 n  công thức tổng quát là Cn H 2 n  2 : ankan f '(n)  0  Dạng 5: Bài toán liên hệ với kinh tế. Ví dụ 1: (trích đề thi khảo sát chất lượng trường THPT Đông Sơn 1) Một công ty bất động sản có 50 căn hộ cho thuê. Biết rằng nếu cho thuê mỗi căn hộ với giá 2.000.000 đồng một tháng thì mọi căn hộ đều có người thuê và cứ 14 tăng thêm giá cho thuê mỗi căn hộ 100.000 đồng một tháng thì sẽ có 2 căn hộ bị bỏ trống. Hỏi muốn có thu nhập cao nhất thì công ty đó phải cho thuê mỗi căn hộ với giá bao nhiêu một tháng. Giải: Nếu tăng giá thuê mỗi căn hộ là x (đồng/tháng) thì sẽ có 2x căn hộ bỏ 100.000 trống.  Khi đó số tiền công ty thu được là: S   2.000.000  x   50    Xét hàm số f (x)   2.000.000  x   50   2x   100.000  2x   , x  0 100.000  4x  0  x  250.000 100.000 Hàm số f (x) đặt max  x  250.000 f '(x)  10  Giá tiền thuê mỗi căn hộ là: 2.250.000 đ. Ví dụ 2: Một cửa hàng bán bưởi ở Đoan Hùng Phú Thọ với giá bán mỗi quả là 50.000 đồng. Với giá bán này thì cửa hàng chỉ bán được khoảng 40 quả bưởi. Cửa hàng này dự định giảm giá bán , ước tính nếu cửa hàng cứ giảm mỗi quả 5000 đồng thì số bưởi bán được tăng thêm là 50 quả. Xác định giá bán để cửa hàng đó thu được lợi nhuận lớn nhất, Biết rằng giá nhập về ban đầu mỗi quả là 30.000 đồng. Giải Gọi x là giá bán thực tế của mỗi quả bưởi Đoan Hùng, (x: đồng; 30.000  x  50.000 )  nếu giảm ( 50.000 – x) thì ta bán thêm được số quẩ bưởi là: ( 50000 – x) 50 1  (50000  x). 5000 100 Do đó số bưởi bán được tương ứng với giá x là: 40 + 1 1 (50000  x) =  x  540 100 100 Gọi F(x) là hàm lợi nhuận thu được ( F(x): đồng). 1 2 1 x  840 x  16200000 x  540 ).(x - 30.000) = 100 100 1 2 x  840 x  16200000 vói điều kiện 30.000  x  50.000 Xét hàm số F(x) = 100 1 F '( x)  x  840  F '( x)  0  x  42000 50 Ta có: F (30000)  0 F (42000)  1.440.000 F (50000)  800.000 Ta có F(x) = (  Vậy với x = 42000 thì F(x) đạt giá trị lớn nhất. Vậy để cửa hàng đó thu lợi nhuận lớn nhất thì giá bán thực tế của mỗi của bưởi Đoan Hùng là 42.000 đồng. 15 Ví dụ 3: Khi sản xuất vỏ lon sữa bò hình trụ, các nhà thiết kế luôn đặt mục tiêu sao cho chi phí nguyên liệu làm vỏ lon là ít nhất, tức là diện tích toàn phần của hình trụ là nhỏ nhất. Muốn thể tích của khối trụ đó bằng 2 và diện tích toàn phần của hình trụ nhỏ nhất thì bán kính đáy sấp sỉ bằng bao nhiêu ? ( lấy chính xác đến hàng phần trăm). Giải 2 Ta có Stp = Sxq + 2Sđ = 2 rl  2 r (1) 2 thay vào (1) ta có:  r2 4 4 Stp =  2 r 2  f (r)  f ' (r )  2  4 r r r '  f (r )  0 khi r gần bằng 0,68 V = 2 r 2 = 2  l  Chú ý : Khi làm bài toán thực tiễn, điều quan trọng là biết liên hệ đưa về các bài toán mà em đã được học, sau đó cố gắng thiết lập một hàm số một biến từ đó sử dụng đạo hàm để khảo sát hàm số và tìm giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất. BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Cho một tấm tôn hình tròn có diện tích 4π dm2. Người ta cắt thành một hình quạt có góc ở tâm là α ( 0    2 ) như Hình 1 để làm thành một cái gầu múc nước hình nón như Hình 2. Thể tích lớn nhất của cái gầu là: A. 16 3 (dm3 ) 27  3 (dm3 ) 3 3 7 (dm3 ) C. 9 2 2 D. (dm 3) 3 B. Hình 1 Hình 2 Bài 2: Từ một bờ tường có sẵn, người ta muốn rào quanh một khu đất với một số vật liệu cho trước là 100 m thẳng hàng rào. Vậy làm thế nào để rào khu đất ấy theo hình chữ nhật sao cho có diện tích lớn nhất. Khi đó: chiều dài và chiều rộng hình chữ nhật là: A. 50 và 25 B. 35 và 35 C. 75 và 25 D. 50 và 50 Bài 3: Thầy Hồng dự định xây một bồn hoa có bề mặt là hình tròn có đường kính AB  10m , để cho ấn tượng thầy Hồng thiết kế có hai hình tròn nhỏ trong hình tròn lớn bằng cách lấy điểm M giữa A và B rồi dựng các đường tròn đường kính MA và MB . Trong hai đường tròn nhỏ thầy định trồng loại hoa hồng đỏ, còn phần còn lại thầy trồng hoa hồng trắng. Biết giá hoa hồng đỏ là 5.000 đồng, hoa hồng trắng là 4.000 đồng và ít nhất 0.5 m2 mới trồng được một bông hoa. Hỏi chi phí thấp nhất để trồng hoa của thầy là bao nhiêu? 16 A. 706858 đồng. B. 752000 đồng. C. 702000 đồng. D. 622000 đồng. Bài 4: Người ta muốn làm một cánh diều hình quạt sao cho với chu vi cho trước là a sao cho diện tích của hình quạt là cực đại. Dạng của quạt này phải như thế nào? y a a a a A. x  ; y  B. x  ; y  4 2 2a a C. x  ; y  6 3 3 3 D. Đáp án khác x  x Bài 5: Một viên đạn được bắn lên trời, người ta chỉnh thiết bị bắn sao cho độ cao 2 của viên đạn tuân thủ theo công thức h  t   80t  5t trong đó h tính theo đơn vị là mét, t là thời gian sau khi viên đạn được bắn đi. Sau bao lâu kể từ lúc bắn ra, viên đạn đạt độ cao lớn nhất? A. t  320 . B. t  4 . C. t  8 . D. t  16 . Bài 6: Một gia đình cần khoan một cái giếng để lấy nước. Họ thuê một đội đến để khoan giếng nước. Biết giá của mét khoan đầu tiên là 80.000 đồng, kể từ mét khoan thứ 2 giá của mỗi mét khoan tăng thêm 5000 đồng so với giá của mét khoan trước đó. Biết cần phải khoan sâu xuống 50m mới có nước. Vậy hỏi phải trả ít nhất bao nhiêu tiền để khoan cái giếng đó ? A. 4.000.000 đồng B. 4.245.000 đồng C. 10.125.000 đồng. D. 5.2500.000 đồng Bài 7: Hằng ngày, mực nước của một con kênh lên xuống theo thủy triều. Độ sâu h(m) của con kênh tính theo thời gian t (giờ) trong một ngày được cho bởi 1 t    công thức: h  cos     3 . Thời điểm mực nước của kênh cao nhất là: 2 8 4   B. t  16 . C. t  13 . D. t  14 . A. t  15 . Bài 8: Độ giảm huyết áp của một bệnh nhân được đo bởi công thức G(x) = 0.025x2(30-x), trong đó x(mg) và x > 0 là lượng thuốc cần tiêm cho bệnh nhân. Để huyết áp giảm nhiều nhất thì cần tiêm cho bệnh nhân một liều lượng bằng bao nhiêu ? A. 15 mg. B. 30 mg. C. 40 mg. D. 20 mg. Câu 9: Người ta cần xây một hồ chứa nước với dạng khối hộp chữ nhật không 500 3 nắp có thể tích bằng 3 m . Đáy hồ là hình chữ nhật có chiều dài gấp đôi chiều 2 rộng. Giá thuê nhân công để xây hồ là 500.000 đồng/m . Người ta cần tính toán sao cho chi phí thuê nhân công là thấp nhất. Hỏi chi phí thuê nhân công thấp nhất là bao nhiêu? B. 80.000.000 đồng. A. 85.000.000 đồng. C. 50.000.000 đồng. D. 75.000.000 đồng. 17 Câu 10: Để làm một chiếc cốc bằng thủy tinh dạng hình trụ với đáy cốc dày 1, 5cm , thành xung quanh cốc dày 0, 2 cm và có thể tích thật ( thể tích nó đựng được ) là 480 cm3 thì người ta cần ít nhất bao nhiêu cm3 thủy tinh (lấy gần đúng)? 3 3 B. 269  cm  . A. 238  cm  . 3 C. 217  cm  . 3 D. 201  cm  . Đáp án bài tập tự luyện: Câu 1 Câu 2 Câu 3 Câu 4 Câu 5 Câu 6 Câu 7 Câu 8 Câu 9 A A C A C C D D D Câu 10 A 2.4. Kết quả của sáng kiến kinh nghiệm: - Tính hiệu quả: đối với sáng kiến trên đã phát huy được hiệu quả của quá trình dạy học, giúp HS có thể giải được các dạng toán đã nêu, phát triển tư duy . - Việc sử dụng sáng kiến đã có tác dụng trong việc bồi dưỡng tư duy cho học sinh. Góp phần nâng cao tính thực tế, hứng thú học tập cho học sinh tạo nên chất lượng dạy học đặc biệt là kỹ năng vận dụng kiến thức liên môn giúp học sinh nâng cao hiệu quả học tập. Để thấy được kết quả sát thực của sáng kiến kinh nghiệm tôi đã chọn hai lớp 12A3 và 12A5 trong đó lớp 12A3 có học lực khá hơn để tiến hành làm đối chứng cụ thể như sau: Lớp Sĩ số Giỏi Khá TB Yếu, kém 12A3 44 7 15,9% 11 25% 20 45,5% 6 13,6% 12A5 42 3 7,1% 5 11,9% 26 61,9% 8 19,1% Bài làm của học sinh chủ yếu ở mức độ trung bình, yếu, số bài đạt khá, giỏi còn ít. Trước tình trạng đó tôi tập trung bồi dưỡng cho các em vào tiết học tự chọn các nội dung chủ yếu trong SKKN, các em đã tự tin hơn khi làm loại bài tập này, kết quả thu được của bài kiểm tra lần hai là: Lớp Sĩ số Giỏi Khá TB Yếu 12A3 44 13 29,5% 19 43,2% 11 25% 1 2,3% 12A5 42 6 14,3% 12 28,6% 19 45,2% 5 11,9% - Các bài kiểm tra của lớp thực nghiệm sau khi thực hiện, được tiến hành chấm, xử lí kết quả theo phương pháp thống kê toán học cho kết quả tốt. - Cụ thể là học sinh ở các lớp 12A3; 12A5 (Khoá học 2015- 2018) , đa số các em tiếp thu tốt hứng thú bài học và rất tự tin khi áp dụng các kiến thức đã học được vào các bài toán có nội dung thực tiễn. 18 3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1. Kết luận Qua quá trình dạy học tôi nhận thấy việc dạy cho học sinh các bài toán thực tiễn cuộc sống nó không những giúp cho học sinh rèn luyện các lý thuyết cơ bản đã học một cách trôi chảy mà nó còn giúp cho học sinh vận dụng các kiến thức một cách linh hoạt bên cạnh đó nó kích thích tư duy, óc sáng tạo, khám phá khoa học, giúp học sinh lĩnh hội tri thức mạc lạc và tự tin hơn trong cuộc sống. Với nội dung kiến thức đã được áp dụng vào thực tiễn cuộc sống kết hợp liên môn với các môn học khác tôi đã áp dụng vào giảng dạy cho học sinh trường THPT Đông Sơn 1 3.2 Kiến nghị - Tạo điều kiện để tổ chuyên môn được thường xuyên trao đổi rút kinh nghiệm để dần nâng cao trình độ. - Nên đưa nhiều các bài toán thực tiễn vào chương trình học phổ thông để các em được va chạm và cọ sát nhiều tránh tình trạng khi vào cuộc sống thực tiễn gặp nhiều khó khăn. 3.3. Lời kết Chuyên đề về các bài toán ứng dụng thực tiễn là một chuyên đề khá rộng, trong khuôn khổ giới hạn của sáng kiến kinh nghiệm nên người viết cũng chỉ nêu ra được một số bài toán điển hình, vì vậy tôi rất mong nhận được sự góp ý của hội đồng chuyên môn và của đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện đầy đủ hơn nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Đông Sơn, tháng 4 năm 2019 ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan đây là SKKN mình viết, không sao chép nội dung của người khác. Người viết TRẦN THỊ THU HẢO 19
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan