SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Đề tài:
“ RÈN LUYỆN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
LỚP 12 THƠNG QUA VIỆC GIẢI PHƯƠNG TRÌNH
MŨ VÀ MỘT SỐ BÀI TỐN LIÊN QUAN”.
BỘ MƠN: TỐN HỌC
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN
TRƯỜNG THPT CÁT NGẠN
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Đề tài:
“ RÈN LUYỆN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HỌC SINH
LỚP 12 THƠNG QUA VIỆC GIẢI PHƯƠNG TRÌNH
MŨ VÀ MỘT SỐ BÀI TỐN LIÊN QUAN”.
Bộ mơn: Tốn học.
Tác giả: Nguyễn Thị Huyền.
Tổ: TỐN TIN.
Điện thoại: 0976946655.
Năm học: 20202021
LỜI CAM ĐOAN.
Năm học 2020 2021, tơi viết sáng kiến kinh nghiệm có tên là ''Rèn luyện tư duy sáng
tạo cho học sinh lớp 12 thơng qua việc giải phương trình mũ và một số bài tốn liên
quan''.
Tơi cam kết sản phẩm này là của cá nhân tơi tham khảo được từ các tài liệu, từ thực
tế giảng dạy, từ mạng internet và qua đó tổng hợp viết thành sản phẩm này khơng sao chép
SKKN của người khác để nộp. Nếu nhà trường và tổ chun mơn phát hiện ra tơi sao chép
của ai hay có sự tranh chấp về quyền sở hữu thì tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm trước
ban chun mơn về tính trung thực của lời cam đoan này.
Thanh chương, ngày 11 tháng 3 năm 2021.
Người viết SKKN
Nguyễn Thị Huyền.
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết tắt
Viết đầy đủ
ĐC
Đối chứng
TN
Thực nghiệm
GV
Giáo viên
HS
Học sinh
HSG
Học sinh giỏi.
PP
Phương pháp.
YCBT
u cầu bài tốn.
L
Loại.
TM
Thỏa mãn.
THPT
Trung học phổ thơng.
THPTQG
Trung học phổ thơng Quốc gia.
TNSP
Thực nghiệm sư phạm.
SKKN
Sáng kiến kinh nghiệm
PT
Phương trình
NXB
Nhà xuất bản.
GD&ĐT
Giáo dục và Đào tạo.
BBT
Bảng biến thiên
GTLN, GTNN
Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất.
MỤC LỤC
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ.
1
1.1. Lý do chọn đề tài
1
1.2. Mục đích nghiên cứu.
1
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
2
1.4. Phạm vi nghiên cứu
2
1.5. Kế hoạch nghiên .
2
1.6. Phương pháp nghiên cứu.
2
1.7. Điểm mới của đề tài.
3
PHẦN II: NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI.
4
2.1. Cơ sở lý luận của đề tài.
4
2.1.1. Tư duy.
4
2.1.2. Tư duy sáng tạo.
5
2.2. Cơ sở thực tiễn.
7
2.2.1. Khảo sát thực trạng của học sinh với mơn Tốn.
7
2.2.2. Khảo sát quan điểm của một số giáo viên về rèn luyện tư duy sáng tạo
cho học sinh THPT.
7
2.2.3. Kế hoạch giảng dạy phương trình mũ.
8
2.3. Thực trạng của đề tài.
10
2.4. Các sáng kiến của đề tài
12
2.4.1. Một số phương pháp giải phương trình mũ đơn giản.
13
2.4.1.1. Phương pháp đưa về cùng cơ số.
14
2.4.1.2. Phương pháp đặt ẩn phụ.
15
2.4.1.3. Phương pháp logarit hóa.
19
2.4.2. Một số phương pháp khác để giải phương trình mũ.
21
2.4.2.1. Phương pháp sử dụng tính đơn điệu của hàm số.
21
2.4.2.2. Phương pháp đánh giá.
25
2.4.2.3. Phương pháp phân tích thành tích.
25
2.4.2.4. Phương pháp đặt ẩn phụ khơng hồn tồn và kết hợp tìm nghiệm
của phương trình bậc hai.
2.4.3. Một số bài tốn liên quan đến phương trình mũ.
26
29
2.4.3.1.Tìm điều kiện của tham số để phương trình mũ có nghiệm thỏa mãn
điều kiện nào đó.
29
2.4.3.2. Một số bài tốn thực tiễn, liên mơn liên quan đến tốn học.
39
2.5. Hiệu quả của sáng kiến.
43
2.5.1. Chọn bài thực nghiệm.
44
2.5.2. Cách thức tiến hành, giáo án thực nghiệm sư phạm, một số hình ảnh
thực nghiệm, phiếu khảo sát học sinh, hướng dẫn một số bài tập.
44
2.5.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm.
45
2.5.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm.
46
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
48
TÀI LIỆU THAM KHẢO
50
Phụ lục 1: Một số cơng thức tính đạo hàm của hàm số
Phụ lục 2: Các giáo án thực nghiệm, minh họa bài làm của học sinh.
Phụ lục 3: Một số hình ảnh minh họa cho các tiết dạy thực nghiệm.
Phụ lục 4: Phiếu khảo sát học sinh sau khi học một số nội dung trong đề tài.
Phụ lục 5: Hướng dẫn một số câu trong phần bài tập.
PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ.
1.1. Lý do chọn đề tài.
Trước đây, từng có những quan niệm mơn Tốn là một mơn học trừu
tượng và ít có tính thực tiễn. Những quan niệm đó đã dần thay đổi trong giai
đoạn hiện nay khi khoa học cơng nghệ ngày càng phát triển mà nền tảng của
sự phát triển đó chính là khoa học cơ bản, trong đó phải kể đến vai trị của
tốn học. Tốn hoc là cơng cụ để giải quyết nhiều vấn đề trong nghiên cứu
khoa học, trong thực tế cuộc sống của chúng ta. Tốn học cũng được nhìn
nhận rộng hơn trong nhiều mặt của đời sống xã hội hiện nay. Đối với mơn
tốn lớp 12 trong những năm gần đây hình thức thi thay đổi, kiến thức trong
mỗi đề thi đều rộng và sâu, có nhiều câu liên quan đến tính ứng dụng trong
thực tiễn cuộc sống mà học sinh đã dùng kiến thức tốn học để giải nó. Do
vậy, qúa trình dạy học nhiều giáo viên đã sử dụng phương pháp dạy học tích
cực nhằm phát huy năng lực cho học sinh, qua đó học sinh được tự mình khám
phá, tự mình tìm ra lời giải của bài tốn mới, từ đó hình thành năng lực, rèn
luyện tư duy sáng tạo cho học sinh nhằm đáp ứng xu hướng giáo dục của thời
đại mới.
Trong chương trình tốn THPT, phương trình mũ là một trong những
kiến thức quan trọng của chương II sách Giải tích 12, nó có nhiều bài tốn
nhằm rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh cũng như tính ứng dụng của nó
trong thực tiễn cuộc sống. Đây cũng là một nội dung thường được đề cập ở
một số câu của đề thi chính thức THPT Quốc gia, thi tốt nghiệp THPT , đề thi
thử THPT Quốc gia, đề thi thử tốt nghiệp THPT của một số trường THPT
hoặc đề của Sở GD&ĐT, một số đề thi HSG của một số tỉnh, đặc biệt hơn
nữa nội dung của nó có ứng dụng để giải một số bài tốn trong thực tiễn.
Trong q trình giảng dạy, ơn thi THPT Quốc gia, ơn thi tốt nghiệp THPT tơi nhận
thấy tâm lý chung của học sinh là rất ngại và lúng túng khi gặp phải một số bài tốn về
phương trình mũ chưa có dạng quen thuộc và một số bài tập liên quan đến phương trình mũ
có chứa tham số, cũng như có một số câu trong đề thi liên quan đến ứng dụng của tốn học
vào thực tiễn có sử dụng phương trình mũ, hàm số mũ để giải nó. Vì vậy, tơi viết SKKN
''Rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh lớp 12 thơng qua việc giải phương trình mũ
và một số bài tốn liên quan'' để phần nào đó giúp các em học sinh lớp 12 có cái nhìn từ
cụ thể, hệ thống, hình thành năng lực, rèn luyện tư duy sáng tạo và cách học tích cực hơn
đối với dạng tốn này.
1.2. Mục đích nghiên cứu.
Giúp các em học sinh lớp 12 tiếp cận một số phương pháp giải phương trình mũ và
một số bài tốn liên quan. Đồng thời rèn luyện cho học sinh tư duy sáng tạo khi giải và trình
bày dạng tốn này, qua đó góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn tốn ở trường THPT.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
Một số phương pháp giải và giải một số bài tập cơ bản, nâng cao, một số bài tập về
ứng dụng của tốn học vào bài tốn thực tiễn liên quan đến PT mũ, hàm số mũ hoặc bài
tốn liên quan đến phương trình mũ có chứa tham số, nhằm giúp học sinh lớp 12 rèn luyện
tư duy sáng tạo.
1.4. Phạm vi nghiên cứu.
Đề tài chủ yếu tập trung rèn luyện tính tư duy sáng tạo cho học sinh lớp 12 thơng
qua việc giải phương trình mũ và một số bài tốn liên quan thơng qua hệ thống bài tập cơ
bản đến nâng cao.
1.5. Kế hoạch nghiên cứu.
TT
1
Thời gian
Nội dung cơng việc
Sản phẩm
Chọn đề tài SKKN.
Bản đề cương chi tiết.
Đăng ký với tổ chun mơn.
Tháng 8/2020 đến tháng Khảo sát thực trạng.
10/2020
Tập hợp tài liệu.
Số liệu khảo sát đã xử lý.
Tham khảo tài liệu, mạng internet, Đề cương sáng kiến kinh
lựa chọn bài tập .. .
nghiệm gửi sở.
2
3
Từ tháng 11/2020 đến
Trao đổi với đồng nghiệp.
tháng
Soạn giáo án, áp dụng thực nghiệm.
01 /2021
Tập hợp ý kiến đóng góp của
đồng nghiệp.
Thực nghiệm.
Tham khảo các tài liệu, mạng Bản nháp báo cáo.
internet, chọn bài tập mới.
Bản chính thức.
Từ tháng 02/2021 đến hết Viết báo cáo.
tháng 3/2021.
Tham khảo ý kiến của đồng
nghiệp.
Hồn thiện SKKN.
1.6. Phương pháp nghiên cứu.
+ Phương pháp nghiên cứu lí luận: Nghiên cứu các tài liệu về tư duy, tư
duy sáng tạo, một số phương pháp giải phương trình mũt, một số bài tốn liên
quan và bài tốn thực tế liên quan.
+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:
Phương pháp thu thập các nguồn tài liệu.
Phương pháp phân tích, tổng hợp các nguồn tài liệu đã thu thập.
+ Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
Điều tra thực trạng của học sinh khi học tốn, tốn với thực tế, qua ơn thi năm học
trước khi học sinh giải phương trình mũ và một số bài tốn liên quan.
Điều tra tính cần thiết của việc rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh qua kênh
của giáo viên. Trao đổi với giáo viên trong nhóm.
+ Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm giảng dạy một số tiết dạy theo
hướng của đề tài nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của đề tài.
+ Phương pháp thống kê tốn học: Xử lý phân tích các kết quả thực nghiệm sư
phạm.
1.7. Điểm mới của đề tài.
''Rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh lớp 12 thơng qua việc giải phương trình
mũ và một số bài tốn liên quan'' đã được một số tác giả nghiên cứu nhưng đề tài của tơi
đã cập nhật một số bài tập mới nhất, sắp xếp các dạng bài tập từ đơn giản đến phức tạp, bài
tập dạng cụ thể ứng dụng để giải cho bài tập sau liên quan, phù hợp với nhiều đối tượng,
một số bài tập tơi đưa ra một số phương pháp giải khác nhau, đồng thời bài tập chủ yếu tơi
tham khảo ở một số đề thi chính thức THPT Quốc gia, thi tốt nghiệp THPT, đề thi thử THPT
Quốc gia, đề thi thử tốt nghiệp THPT của một số trường THPT hoặc đề của Sở GD&ĐT ,
một số đề thi HSG của một số tỉnh trong những năm gần đây để các em thấy hứng thú hơn
khi giải được dạng phương trình mũ hoặc một số bài tốn liên quan trong đề thi . Qua đó phát
huy được tính tự học, tự rèn luyện, rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh.
Trong thực tiễn giảng dạy của bản thân tơi, đồng nghiệp đã áp dụng đề tài này vào
giảng dạy và đã thu được kết quả rất khả quan, học sinh hứng thứ hơn, tích cực, chủ động,
sáng tạo hơn khi gặp dạng tốn này. Đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên và học
sinh trong q trình dạy và học ở dạng tốn này.
PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. Cơ sở lý luận của đề tài.
2.1.1. Tư duy.
2.1.1.1. Khái niệm về tư duy.
Theo từ điển triết học: Tư duy, sản phẩm cao nhất của vật chất được
tổ chức một cách đặc biệt là bộ não, là q trình phản ánh tích cực thế giới
khách quan trong các khái niệm, phán đốn, lý luận. Tư duy xuất hiện trong
q trình sản xuất xã hội của con người và đảm bảo phản ánh thực tại một
cách gián tiếp, phát hiện những mối liên hệ hợp quy luật. Tư duy chỉ tồn tại
trong mối liên hệ khơng thể tách rời khỏi hoạt động lao động và lời nói, là
hoạt động chỉ tiêu biểu cho xã hội lồi người cho nên tư duy của con người
được thực hiện trong mối liên hệ chặt chẽ với lời nói và những kết quả của
tư duy được ghi nhận trong ngơn ngữ. Tiêu biểu cho tư duy là những q trình
như trừu tượng hóa, phân tích và tổng hợp, việc nêu lên những vấn đề nhất
định và tìm cách giải quyết chúng, việc đề xuất những giả thiết, những ý
niệm...Kết quả của q trình tư duy bao giờ cũng là một ý nghĩ nào đó.
Theo tâm lý học tư duy là thuộc tính đặc biệt của vật chất có tổ chức
cao, chính là bộ não người. tư duy phản ánh thế giới vật chất dưới dạng các
hình ảnh lý tưởng: “Tư duy phản ánh những thuộc tính bên trong, bản chất,
những mối quan hệ có tính quy luật của sự vật hiện tượng mà trước đó ta
chưa biết”.
Theo cách hiểu đơn giản, tư duy là một loạt những hoạt động của bộ
não diễn ra khi có sự kích thích. Những kích thích này được não bộ tiếp nhận
thơng qua bất kỳ giác quan nào trong năm giác quan: Xúc giác, thính giác, thị
giác, khứu giác, vị giác.
Tư duy tốn học được hiểu thứ nhất là hình thức biểu lộ của tư duy biện chứng
trong q trình con người nhận thức khoa học, tốn học hay trong q trình áp dụng tốn
học vào các khoa học khác như: Kỹ thuật, kinh tế quốc dân ... Thứ hai tư duy tốn
học có các tính chất đặc thù được quy định bởi bản chất của tốn học, bởi sự áp dụng các
phương pháp tốn học để nhận thức các hiện tượng của thế giới hiện thực cũng như chính
các phương thức chung của tư duy mà nó sử dụng.
2.1.1.2.Các thao tác tư duy.
Phân tích và tổng hợp.
So sánh và tương tự.
Khái qt hố và đặc biệt hóa.
Trừu tượng hố và cụ thể hóa.
Các thao tác tư duy cơ bản được xem như quy luật bên trong của mỗi
hành động tư duy. Trong thực tế các thao tác tư duy đan chéo vào nhau mà
khơng theo trình tự máy móc. Tuy nhiên, tùy theo từng nhiệm vụ tư duy, điều
kiện tư duy, khơng phải mọi hành động tư duy cũng nhất thiết phải thực hiện
tất cả các thao tác trên.
Trong mơn tốn, thao tác phân tích và tổng hợp thường được sử dụng để
tìm hiểu bài tốn, để nhận diện bài tốn thuộc loại nào, sau đó phân tích tìm mối
quan hệ giữa các yếu tố của bài tốn (các yếu tố đã biết và các yếu tố cần
tìm...) từ đó sẽ tổng hợp các yếu tố, điều kiện vừa phân tích để đưa ra các bước
giải hồn thiện. Hơn nữa, nhờ phân tích và tổng hợp ta có thể tổng hợp các bài
tốn tương tự thành một vài dạng tốn mẫu cùng với cách giải tương ứng của
chúng.
2.1.1.3. Các giai đoạn hoạt động của tư duy.
Tư duy là một hoạt động trí tuệ có các giai đoạn sau:
Giai đoạn 1: Xác định vấn đề và biểu đạt vấn đề.
Giai đoạn 2: Huy động các tri thức, kinh nghiệm.
Giai đoạn 3: Sàng lọc các liên tưởng và hình thành giả thuyết.
Giai đoạn 4: Kiểm tra giả thuyết.
Giai đoạn 5: Giải quyết nhiệm vụ đặt ra.
2.1.1.4. Phân loại tư duy
Theo đặc trưng của tư duy, có các loại tư duy sau: Tư duy độc lập; Tư
duy logic; Tư duy trừu tượng; Tư duy biện chứng; Tư duy phê phán; Tư duy
sáng tạo.
2.1.2. Tư duy duy sáng tạo.
2.1.2.1. Khái niệm về tư duy sáng tạo.
Trong tâm lý học định nghĩa: “Tư duy sáng tạo là tư duy vượt ra ngồi
phạm vi giới hạn của hiện thực, của vốn tri thức và kinh nghiệm đã có, giúp
q trình giải quyết nhiệm vụ của tư duy linh hoạt và hiệu quả”.
Theo từ điển Giáo dục học: “Tư duy sáng tạo là tư duy tạo ra những
hình ảnh, ý tưởng, sự vật mới và chưa có từ trước”.
Các nhà nghiên cứu đưa ra quan điểm khác nhau về tư duy sáng tạo:
Theo J.DanTon: “Tư duy sáng tạo đó là những năng lực tìm thấy những ý nghĩa
mới, tìm thấy những mối quan hệ mới, là một chức năng của kiến thức, trí tưởng
tượng và sự đánh giá, là một q trình, một cách dạy và học bao gồm những chuỗi phiêu
lưu, chứa đựng những điều như: Sự khám phá, sự phát sinh, sự đổi mới, trí tưởng tượng, sự
thử nghiệm, sự thám hiểm” .
Theo Bùi Văn Nghị: “Tư duy sáng tạo được hiểu là cách nghĩ mới về sự vật, hiện
tượng, về mối quan hệ, suy nghĩ về cách giải quyết mới có ý nghĩa, giá trị”.
Tác giả Trần Thúc Trình đã cụ thể hóa sự sáng tạo với người học tốn: “Đối với
người học tốn, có thể quan niệm sự sáng tạo đối với họ, nếu họ đương đầu với những
vấn đề đó, để tự mình thu nhận được cái mới mà họ chưa từng biết”.
Theo định nghĩa thơng thường và phổ biến nhất của tư duy sáng tạo thì đó là tư duy
tạo ra cái mới. Tư duy sáng tạo dẫn đến những tri thức mới về thế giới về các phương
thức hoạt động.
Như vậy, một bài tập cũng được xem như là mang yếu tố sáng tạo nếu các thao tác
giải nó khơng bị những mệnh lệnh nào đó chi phối (từng phần hay hồn tồn), tức là nếu
người giải chưa biết trước thuật tốn để giải và phải tiến hành tìm hiểu những bước đi
chưa biết trước.
Các quy trình giải một bài tốn theo bốn bước của Polya:
Bước 1: Tìm hiểu nội dung bài tốn.
Bước 2: Tìm cách giải.
Bước 3: Trình bày bài giải.
Bước 4: Nghiên cứu sâu lời giải.
2.1.2.2. Mối quan hệ giữa các khái niệm tư duy tích cực, tư duy độc lập, tư duy sáng
tạo.
Bàn về mối quan hệ giữa các khái niệm tư duy tích cực, tư duy độc lập, tư duy sáng
tạo thì mối quan hệ đó là các mức độ tư duy khác nhau mà tư duy tích cực có vai trị là tiền
đề. Q trình từ tư duy tích cực đến tư duy sáng tạo thơng qua tư duy độc lập. Như vậy
trong tư duy sáng tạo ln có tư duy tích cực và tư duy độc lập. Ơng Bùi Văn Nghị cho
rằng:
Tư duy tích cực: Khi một HS chăm chú theo dõi việc giải bài tập và cố gắng hiểu
được các bước giải.
Tư duy độc lập: Thể hiện ở việc HS tự mình phát hiện ra vấn đề tự mình xác
định phương hướng, tìm ra cách giải quyết, tự mình kiểm tra và hồn thiện kết quả đạt
được.
Tư duy sáng tạo: Trên các kết quả đó HS tự khám phá tìm ra cách chứng
minh, lời giải mà HS chưa biết.
2.1.2.3. Một số đặc trưng của tư duy sáng tạo.
Tính mềm dẻo, tính nhuần nhuyễn, tính độc đáo, tính hồn thiện, tính nhạy cảm vấn
đề, tính chính xác, năng lực định giá, phán đốn, năng lực định nghĩa là một số
đặc trưng cơ bản của tư duy sáng tạo.
Các yếu tố cơ bản nói trên chúng quan hệ mật thiết với nhau, hỗ trợ, bổ
xung cho nhau và khơng tách rời nhau. Khả năng linh hoạt chuyển từ hoạt
động trí tuệ này sang hoạt động trí tuệ khác (tính mềm dẻo) tạo điều kiện cho
việc tìm được ra nhiều giải pháp trên nhiều góc độ và tình huống khác nhau
(tính nhuần nhuyễn) và qua đó phát hiện, đề xuất được nhiều phương án khác
nhau, cũng như có thể tìm được phương án ấn tượng, khác lạ (tính độc đáo).
Tất cả các yếu tố cơ bản này lại quan hệ khăng khít với các yếu tố khác như:
tính nhạy cảm vấn đề, tính chính xác, tính hồn thiện.
2.2. Cơ sở thực tiễn.
2.2.1. Khảo sát thực trạng của học sinh với mơn Tốn.
Để tìm hiểu vấn đề này, tơi đã tiến hành khảo sát về phía học sinh và đã phát 200
phiếu khảo sát cho HS lớp 12 trong đó có 49 học sinh của trường THPT Cát Ngạn, 74 học
sinh của trường THPT Thanh Chương III, 77 em học sinh trường THPT Nguyễn Cảnh Chân
để các em phát biểu những ý kiến của mình khi học mơn Tốn. Nội dung khảo sát như sau:
Phiếu khảo sát.
Họ và tên học sinh.................................................................Lớp
Trường THPT .............................................................................................
Em hãy trả lời câu hỏi dưới đây bằng cách đánh dấu x vào ơ trống trong bảng có câu trả
lời phù hợp với em?
Nội dung
(1) Em có thích khi học mơn Tốn khơng?.
(2) Em có thấy rằng kiến thức Tốn THPT có nhiều ứng dụng
trong thực tiễn cuộc sống khơng?.
(3) Mỗi bài tập tốn em có thường làm theo cách của thầy cơ đã
dạy khơng?.
Có
Khơng/
chưa
(4) Em đã bao giờ áp dụng kiến thức Tốn học THPT vào thực tế
chưa?.
2.2.2. Khảo sát quan điểm của một số giáo viên về rèn luyện tư duy sáng tạo cho học
sinh THPT.
Tổng số giáo viên dạy mơn tự nhiên được khảo sát 50 giáo viên (10 giáo viên trường
THPT Cát Ngạn, 22 giáo trườngTHPT Thanh Chương III, 18 giáo viên trường Nguyễn Cảnh
Chân).
Kính đề nghị Thầy/Cơ vui lịng dành thời gian đọc kỹ và trả lời khách
quan các nội dung câu hỏi dưới đây bằng cách đánh dấu x vào ơ của phương
án (phiếu 1) và khoanh trịn vào chữ cái đứng trước phương án (phiếu 2) cho
câu trả lời của mình.
Phiếu 1: Khảo sát tính cần thiết trong dạy học rèn luyện tư duy sáng tạo cho
học sinh THPT
Các câu hỏi khảo sát
Rất cần
thiết
Cần thiết
Khơng cần
thiết
1. Thầy (cơ) có cho rằng dạy
học rèn luyện tư duy sáng tạo cho
học sinh có cần thiết hay khơng?.
2. Theo thầy (cơ) rèn luyện tư
duy sáng tạo cho học sinh THPT
qua việc giải bài tập có cần thiết
khơng?.
Phiếu 2: Khó khăn nhất trong dạy học tư duy sáng tạo cho học sinh THPT.
3. Khó khăn nhất khi dạy học rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh THPT.
Với học sinh.
A. Trình độ của học sinh khơng đồng đều.
B. Khơng hứng thú với mơn học.
C. Chưa làm quen với hướng tiếp cận này.
Với giáo viên.
A. Chưa có kinh nghiệm, phương pháp.
B. Trình độ của giáo viên cịn hạn chế.
C. Chưa có tài liệu hướng dẫn.
2.2.3. Kế hoạch giảng dạy phương trình mũ.
2.2.3.1.Khung phân phối chương trình chính khóa và đại trà.
Dựa vào sách giáo khoa chỉnh lí hợp nhất năm 2008 của nhà xuất bản giáo dục và kế
hoạch giảng dạy của nhóm chuyên môn năm học 20202021 bài ''Phương trình mũ và
phương trình logarit'' (Giải tích 12) được tách thành hai bài ''Phương trình mũ'' bài ''phương
trình lơgarit'', thời lượng học chính khóa cả 2 bài là 4 tiết, ơn tập chương 2 tiết, học đại trà
6 tiết (trong đó học kỳ 1 có 3 tiết), ơn thi tốt nghiệp.
Bảng 1. Khung phân phối chương trình''phương trình mũ'' trường THPT Cát
Ngạn.
Tên bài
Dạy
Phương trình
mũ.
chính
khóa
Tiết
PPCT
36
37
Ơn thi tốt
nghiệp
95
Thiết bị, học Hình thức
liệu
Phương trình mũ cơ bản Máy chiếu, Trên lớp
+ Bài tập.
SGK, bảng
phụ, phiếu
PP giải phương trình mũ học tập,...
đơn giản + bài tập
Phương trình mũ.
Ơn tập PT mũ
và PT lơgarit
37, 38
Ơn tập hàm số,
PT mũ và
lơgarit
45
Ứng dụng của tốn học
vào một số bài toán liên
quan đến thực tiễn
Ơn thi tốt
nghiệp
94
Phương trình mũ.
Dạy đại
trà
(dạy
thêm)
Nội dung dạy học
Ơn tập PT mũ.
Phiếu học
Tìm điều kiện của tham tập, SGK,
số để PT mũ có nghiệm máy tính,
thỏa mãn điều kiện nào bảng phụ,
đó.
...
2.2.3.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài.
Kiến thức
Nắm được định nghĩa nêu được cách giải phương trình mũ cơ bản.
Trên lớp
Hiểu rõ được các phương pháp thường dùng để giải phương trình mũ đơn
giản, một số phương pháp khác để giải phương trình mũ
Tìm điều kiện để phương trình mũ có nghiệm thỏa mãn điều kiện nào đó.
Biết giải bài tốn liên quan gắn với thực tiễn và nắm ý nghĩa của nó.
Kỹ năng
Giải chính xác được các phương trình mũ cơ bản và một số dạng thường
gặp.
Sử dụng thành thạo các cơng thức để biến đổi PT đã cho về dạng quen
thuộc.
Tư duy và thái độ
Rèn luyện tư duy logic, tư duy thuật tốn, tư duy trìu tượng và đặc biệt là
rèn luyện tư duy sáng tạo, khả năng nhạy bén và năng động trong các tình
huống.
Giáo dục cho học sinh tính cần cù, cẩn thận, chính xác, kỷ luật, khơng ngại
khó và tích cực tìm ra cái mới. Nghiêm túc, tích cực, chủ động, độc lập và hợp
tác trong hoạt động nhóm.
Say sưa, hứng thú trong học tập và tìm tịi nghiên cứu kiến thức liên quan.
Phát triển năng lực:
Năng lực hợp tác: Tơ ch
̉ ưc nhom hoc sinh h
́
́
̣
ợp tac th
́ ực hiên cac hoat đơng.
̣
́
̣
̣
Năng lực tự học, tự nghiên cứu: Học sinh tự giac tim toi, linh hơi kiên th
́ ̀
̀ ̃
̣
́ ức va ph
̀ ương
phap giai qut bai tâp va cac tinh hng
́
̉
́ ̀ ̣
̀ ́ ̀
́ , tự liên hệ thực tế.
Năng lực giải quyết vấn đề: Học sinh biêt cach huy đ
́ ́
ộng các kiến thức đã học để giaỉ
quyêt cac câu hoi. Biêt cach giai quyêt cac tinh huông trong gi
́ ́
̉
́ ́
̉
́ ́ ̀
́
ờ hoc.
̣
Năng lực sử dụng công nghệ thông tin: HS sử dung may tinh, m
̣
́ ́
ạng internet.
Năng lực thuyết trình, báo cáo: Phat huy kha năng bao cao tr
́
̉
́ ́ ươc tâp thê, kha năng thut
́ ̣
̉
̉
́
trinh.
̀ Năng lực tính tốn.
2.3. Thực trạng của đề tài.
Bảng 2: Kết quả khảo sát thực trạng của học sinh với mơn tốn
Tỉ lệ
Nội dung
Có
Khơng/chưa
(1) Em có thích khi học mơn Tốn khơng?.
57,5%
42,5%
(2) Em có thấy rằng kiến thức Tốn THPT có nhiều ứng
dụng trong thực tiễn cuộc sống khơng?.
41,5%
58,5%
(3) Mỗi bài tập tốn em có thường làm theo cách của thầy
cơ đã dạy khơng?.
(4) Em đã bao giờ áp dụng kiến thức Tốn học THPT vào
thực tế chưa?.
69%
22,5%
31%
77,5%
Bảng 3. Kết quả khảo sát tính cần thiết trong dạy học rèn luyện tư duy sáng tạo cho học
sinh THPT.
Các câu hỏi khảo
sát
Tỉ lệ
Rất cần thiết
Rất cần
thiết
Cần
thiết
Khơng cần
thiết
1. Thầy (cơ) có cho rằng dạy học
rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh
có cần thiết hay khơng?.
66,0%
34,0%
0,0%
2. Theo thầy (cơ) rèn luyện tư duy
sáng tạo cho học sinh THPT qua việc
giải bài tập có cần thiết hay khơng?.
80,0%
18,0%
2,0%
Bảng 4. Khó khăn nhất trong dạy học tư duy sáng tạo cho học sinh THPT.
Khó khăn nhất khi sử khi
dạy học rèn luyện tư duy
Tỉ lệ
Với học sinh
Với giáo viên
A. Trình độ chưa cao, khơng đồng đều.
40%
B. Khơng hứng thú với mơn học.
46%
C. Chưa làm quen với hướng tiếp cận này.
14 %
A. Chưa có kinh nghiệm, phương pháp.
44%
B. Trình độ của giáo viên cịn hạn chế.
36%
C. Chưa có tài liệu hướng dẫn.
20%
Qua các bảng kết quả khảo sát trên, ta rút ra một số nhận xét sau:
Về phía học sinh: 57,5% học sinh có thích học tốn, thấy tốn khơng có ứng dụng trong
thực tế (58,5%), phần lớn (69%) học sinh làm theo cách của giáo viên đã hướng dẫn, phần
lớn học sinh chưa áp dụng tốn học THPT vào bài tốn thực tế.
Về phía giáo viên: Đa số GV cho rằng dạy học rèn luyện tư duy sáng tạo
cho học sinh là rất cần thiết (66%). Đa số giáo viên thấy rằng rèn luyện tư duy
sáng tạo cho học sinh THPT qua việc giải bài tập rất cần thiết (80%). Tìm
hiểu khó khăn nhất khi sử khi dạy học rèn luyện tư duy sáng tạo cho học sinh
THPT: Với HS khơng hứng thú với mơn học (46%), GV chưa có kinh nghiệm
và phương pháp (44%), trình độ giáo viên cịn hạn chế (36%),
Nhận xét: Từ các số liệu nghiên cứu, ta thấy phần lớn học sinh làm theo
cách mà giáo viên đã dạy, thấy tốn THPT ít có ứng dụng trong thực tế, phần lớn
giáo
viên đã chú trọng hơn trong việc sử dụng phương pháp dạy rèn luyện tư duy
sáng tạo cho học sinh.
Trong sách giáo khoa chỉnh lí hợp nhất năm 2008 của nhà xuất bản giáo
dục, nhìn chung, nội dung phương trình mũ được bố trí và sắp xếp rất hợp lý,
hệ thống bài tập phù hợp với đa số học sinh. Song số bài tập nâng cao để rèn
luyện tư duy sáng tạo học sinh học tốt thì chưa nhiều và chưa phong phú, ở
một số bài tập đưa ra khơng đề cập đến các phương trình địi hỏi phải biến
đổi các biểu thức phức tạp. Sách giáo khoa cũng khơng xét đến các phương
trình có chứa tham số, vì thế phần lớn mà học sinh khơng giải được một số
câu hỏi trong một số đề thi THPT trong những năm gần đây nếu như các em
khơng được rèn luyện dạng tốn này. Cụ thể:
Trong đề thi THPT Quốc gia năm 2018 mã đề 102 có câu:
Gọi S là tập các giá trị ngun của tham số m sao cho phương trình có hai nghiệm
phân biệt. Hỏi S có bao nhiêu phần tử.
A.
B.
C.
D.
Qua q trình ơn thi THPT và tìm hiểu từ phía học sinh lớp 12 trường tơi trong năm
học 20192020, tơi nhận thấy rằng số học sinh giải được câu trên là rất ít thậm chí là khơng.
Ngun nhân là do các em chưa biết quy lạ về quen, các em cịn gại suy nghĩ, chưa linh
động khi gặp dạng bài tốn mới. Cụ thể
Trường
THPT Cát Ngạn
Năm học
20192020
Sĩ số khối
12
110
Biết rõ
Biết sơ sài
Khơng biết
5/110
28/110
77/110
Từ các thực trạng trên đã thơi thúc tơi nghiên cứu đề tài ''Rèn luyện tư duy sáng tạo
cho học sinh lớp 12 thơng qua việc giải phương trình mũ và một số bài tốn liên
quan'' và áp dụng nội dung dạy học này trong năm học 2020 – 2021 để góp phần nâng cao
chất lượng dạy học mơn tốn ở trường THPT và là tài liệu tham khảo cho học sinh lớp 12
cũng như giáo viên bộ mơn tốn.
2.4. Các sáng kiến của đề tài.
Việc giải phương trình mũ đã có một số cách giải cụ thể, song người
học cần lựa chọn ra những phương pháp giải phù hợp cho mỗi loại phương
trình, mỗi loại bài tốn. Chính vì vậy khi dạy phần này giáo viên cần rèn luyện
cho học sinh các thao tác tư duy cơ bản: phân tích, tổng hợp, so sánh, tương tự,
khái qt hóa, trừu tượng hóa, cụ thể hóa, đặc biệt hóa...
Trong phần này tơi trình bày một số phương pháp giải phương trình mũ
cùng với một số ví dụ minh họa kết hợp, giải một số bài tốn về tìm điều
kiện của tham số để phương trình mũ có nghiệm thỏa mãn điều kiện nào đó
và ứng dụng của nó trong một số bài tốn thực tế, liên mơn dựa trên việc rèn
luyện tư duy sáng tạo cho học sinh, tơi khơng đề cập phần hướng dẫn nhanh
thử đáp án bằng máy tính (nếu được) để tìm đáp án của bài tốn trắc nghiệm.
2.4.1. Một số phương pháp giải phương trình mũ đơn giản.
* Một số kiến thức liên quan.
+) Một số tính chất của lũy thừa.
Với các số thực và tùy ý, ta có
+) Đinh nghia lơgarit
̣
̃
Cho hai sơ d
́ ương vơi . Sơ thoa man đăng th
́
́ ̉
̃ ̉
ức được goi la lơgarit c
̣ ̀
ơ sơ cua va ki hiêu la .
́ ̉
̀ ́ ̣ ̀
Ta viêt:
́
+) Cac tinh chât c
́ ́
́ ủa lơgarit: Cho , ta có
+) Quy tắc tính lơgarit
Lơgarit cua mơt tich:
̉
̣ ́
Cho 3 sơ d
́ ương vơi , ta co
́
́
Lơgarit cua mơt th
̉
̣ ương:
Cho 3 sơ d
́ ương vơi , ta co
́
́
Đăc biêt: v
̣
̣ ơi ta có
́
Lơgarit cua m
̉ ột luy th
̃ ưa: Cho , , ta co
̀
́
Đăc biêt:
̣
̣
+) Cơng thưc đơi c
́ ̉ ơ số: Cho 3 sơ d
́ ương vơi , ta co
́
́
Đăc biêt: va v
̣
̣
̀ ơi .
́
+) Lơgarit thâp phân và Lơgarit t
̣
ự nhiên.
Lơgarit thâp phân la lơgarit c
̣
̀
ơ sơ 10. Viêt
́
́
Lơgarit tự nhiên la lơgarit c
̀
ơ sơ . Viêt
́
́
+) Định nghĩa phương trình mũ: Phương trình mũ là phương trình có chứa ẩn số ở số mũ của
lũy thừa.
+) Phương trình mũ cơ bản.
Định nghĩa: Phương trình mũ cơ bản có dạng
Cách giải:
Nếu thì phương trình vơ nghiệm.
Nếu thì phương trình có nghiệm duy nhất .
Tổng qt: Cách giải phương trình mũ dạng
Nếu thì phương trình vơ nghiệm.
Nếu thì ta có , giải PT tìm , kết luận nghiệm.
* Phương pháp chung: Quan sát các cơ số, số mũ, các biểu thức có trong PT rồi dùng các
cơng thức biến đổi hoặc đặt ẩn phụ để đưa PT về dạng quen thuộc giải được.
2.4.1.1. Phương pháp đưa về cùng cơ số.
Phương pháp: Biến đổi phương trình đã cho về dạng phương trình
Ví dụ 1. Giải các phương trình a) b)
Phân tích:
+ u cầu bài tốn giải phương trình mũ.
+ Xem mối quan hệ chung của các cơ số hoặc số mũ, linh động trong sử dụng cơng thức?.
+ Với câu a ta có , sau đó sử dụng cơng thức để đưa về cùng cơ số hoặc suy nghĩ theo
hướng giải khác.
+ Với câu b nhận thấy hai cơ số có mối quan hệ.
Giải.
Cách 1.
Cách 2.
b) Nhận xét: . Khi đó ta có
Vậy phương trình đã cho có nghiệm
Ví dụ 2. Giải các phương trình
b) c)
Phân tích hướng dẫn.
+ Câu a: Tư duy đưa về cơ số .
+ Câu b: Tư duy đưa về cơ số
+ Câu c: Cơ số chứa ẩn.
Tổng qt: Giải phương trình
+) Nếu thì (là phương trình đại số)
+) Nếu a chứa ẩn thì Tìm , thử lại và kết luận.
2.4.1.2. Phương pháp đặt ẩn phụ.
Để sử dụng phương pháp này học sinh cần quan sát và phân tích kỹ các
yếu tố của PT để tìm mối quan hệ của chúng, rồi chọn ẩn phụ thích hợp để
đặt và đưa về PT đại số hay hệ phương trình tương đương đơn giản giải
được.
* Dấu hiệu: Cơ số có mối quan hệ, số mũ có dạng
Ví dụ 3. Giải phương trình (1) bằng cách đặt ẩn phụ
Giải.
Đặt , phương trình (1) trở thành
Với ta có Vậy phương trình đã cho có nghiệm
Chú ý: Nếu khơng u cầu đặt ẩn phụ thì học sinh có thể trình bày theo cách
đơn giản như sau:
Ví dụ 4. Giải phương trình
Phân tích.
+ Quan sát cơ số và biểu thức ở số mũ của PT, HS linh động sử dụng cơng thức
đã học và biến đổi về dạng PT giải được.
+ Cho học sinh giải theo suy nghĩ.
Ví dụ 5. (Trích đề thi chọn HSG lớp 12 tỉnh Đồng Nai năm học 20182019).
Giải phương trình
Phân tích Hướng dẫn giải.
+ Biến đổi phương trình đã cho để thấy một mối quan hệ của các cơ số, số mũ?
+ Các cơ số có mối quan hệ, PT khơng có hệ số tự do.
Chia cả hai vế cho hoặc hoặc rồi đặt ẩn phụ.
*Tổng qt: Một số dạng đặt ẩn phụ thường gặp của phương trình mũ:
Dạng 1.
(Nhìn ra phương trình tương tự dạng phương trình bậc hai,...).
Đặt đặt điều kiện cho ẩn phụ t.
Dạng 2. , với
(Số mũ giống nhau, cơ số có mối quan hệ).
Đặt đặt điều kiện cho ẩn phụ t. Khi đó
Dạng 3. .
Chia hai vế cho hoặc hoặc rồi đặt ẩn phụ.
Nhận xét: Thơng qua các ví dụ trên và những gợi ý hướng dẫn giải
phương trình mũ đơn giản, giáo viên nên khuyến khích học sinh tìm tịi nhiều
cách giải khác nhau từ bài tốn đơn giản để tạo sự linh hoạt, khéo léo trong tư
duy. Dù học sinh giải cách nào ngắn hay dài thì giáo viên cũng ln động viên,
kích lệ các em. Như vậy việc giải phương trình mũ đơn giản ở trên đã góp
phần rèn luyện cho học sinh những thao tác phân tích và tổng hợp, so sánh và
tương tự, ...của tư duy, đồng thời rèn luyện tư duy thuật tốn, tư duy trừu
tượng....
Ví dụ 6. (Trích đề thi chọn HSG tỉnh lớp 12 tỉnh Bắc Ninh năm học 2018 2019).
Giải phương trình
Giải.
Cách 1: Ta có (*)
Đặt .
PT (*) trở thành
Vậy PT đã cho có nghiệm
Hướng dẫn cách 2.
Đặt
Chú ý: HS hay sai khi giải PT cơ bản
Hướng dẫn cách 3. Phân tích thành nhân tử tương tự như các ví dụ ở mục 2.4.2.3.
Ví dụ 7.
(Trích đề thi thử Trường THPT Phan Chu Trinh Đà Nẵng 20202021).
Biết phương trình có hai nghiệm và , trong đó ngun tố cùng nhau, giá trị biểu thức là:
A.
B.
C.
Phân tích:
Biến đổi PT được về cùng số mũ , vế phải của PT chưa phải một số và
, suy ra chia cả hai vế của phương trình cho
Giải. Nhận xét:
Ta có
Do nên ,
Vậy chọn A.
Ví dụ 8. Giải phương trình
Phân tích:
+ Ta có
+ Nếu đặt
Giải:
.
thì PT đã cho trở thành PT nào và có giải được khơng?
Cách 1.
Ta có
Đặt
PT (1) trở thành
Với , ta có
Với , ta có
Vậy PT đã cho có nghiệm:
Cách 2. Phương pháp phân tích thành nhân tử được trình bày ở mục 2.4.2.3.
Ví dụ 9. (Trích đề thi chọn HSG lớp 12 tỉnh Nghệ An năm học 20102011).
D.
Giải phương trình
Phân tích:
Nếu ta suy nghĩ: Đặt PT trở thành thì việc giải PT này khơng đơn giản, vậy có phương
pháp nào đơn giản hơn khơng?
Giải.
Đặt ,
Khi đó theo bài ra ta có . Do đó .
Vậy phương trình đã cho có nghiệm là: .
Chú ý: Như vậy, việc đặt ẩn phụ có thể chuyển PT mũ về PT hoặc hệ phương trình đơn
giản giải được. Từ ví dụ 9 ta có thể tổng qt dạng phương trình mũ tương tự và nêu được
cách giải nó.
2.4.1.3. Phương pháp lơgarit hóa.
* Dạng1. Phương trình
Từ phương pháp giải dạng 1 ở trên, ta có thể đặt ra câu hỏi: Nếu lấy
lơgarit hai vế với một cơ số bất kỳ liệu có được khơng ? và câu trả lời là
hồn tồn được. Như vậy ta có thể giải quyết các phương trình phức tạp hơn,
dạng bằng cách lấy lơgarit hai vế với cơ số nào đó.
Ví dụ 10. Giải các phương trình a)
Phân tích:
+ Quan sát PT thấy các cơ số khơng thể biểu thị qua cơ số chung và biểu thức ẩn ở
của lũy thừa khơng có quan hệ chung dạng
.
số mũ
+ Lấy lơgarit hóa theo một cơ số nào đó cả hai vế.
Giải.
Chú ý: Ví dụ trên có thể lấy theo cơ số khác nhưng nên chọn cơ số thích hợp để PT
dễ giải, ta có thể tổng qt dạng câu a, b và nêu được PP giải chúng.
* Dạng 2. PT : Lấy lơgarit hai vế theo cơ số bất kỳ
* Dạng 3. Phương trình dạng
+) Nếu thì phương trình vơ nghiệm.
+) Nếu thì lấy logarit hai vế theo cơ số bất kỳ .
Nhận xét: Như vậy từ việc giải PT mũ đơn giản đến dạng PT mũ phức tạp hơn, ta
thấy việc giải PT mũ đã giúp học sinh rèn luyện khả năng phân tích, tổng hợp, so sánh,
quan sát, tính độc lập trong tìm tịi lời giải ....cũng như kỹ năng mềm dẻo, nhuần nhuyễn,
hồn thiện....Qua đó giúp học sinh rèn luyện tư duy sáng tạo.
Bài tập.
Câu 1. Giải các phương trình
b) c)
Câu 2. Giải các phương trình
a)
b)
Câu 3. Giải các phương trình
a) c)
Câu 4. (Trích đề thi thử trường THPT Cao Bá Qt 2017 2018)
Cho phương trình. Khẳng định nào sau đây là đúng:
A. Nghiệm của phương trình là các số vơ tỷ.
B. Tổng các nghiệm của một phương trình là một số ngun.
C. Tích các nghiệm của phương trình là một số âm.
D. Phương trình vơ nghiệm.
Câu 5. (Trích mã đề 101 THPTQG năm 2017). Cho phương trình Khi đặt ta có được
phương trình nào dưới đây?
A.
B. C. . D.
Câu 6. ( Đề thi thử THPT Thạch Thành 1 Thanh Hóa năm học 20202021)
Gọi là nghiệm của phương trình Khi đó bằng:
A. 4039. B. 1.
C.
D. 2020.
Câu 7. (Trích đề thi thử THPT Gia Viễn A Ninh Bình năm học 20202021)
Cho hai số thực Biết phương trình có hai nghiệm phân biệt . Giá trị nhỏ nhất
của biểu thức bằng:
A. . B. .
C. D.
2.4.2. Một số phương pháp khác để giải phương trình mũ.
2.4.2.1. Phương pháp sử dụng tính đơn điệu của hàm số.
* Kiến thức liên quan.
+) Tính đơn điệu của hàm số mũ:
Khi thì hàm số đồng biến trên . Khi thì hàm số nghịch biến
+) Định lý về tính đơn điệu của hàm số:
Với là một khoảng hoặc nửa khoảng hoặc đoạn.
Cho hàm số có đạo hàm trên K.