Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng phương pháp tìm hàm đại diện để tính tích phân hàm ẩn nhằm nâng cao hiệu quả ôn thi tốt nghiệp THPT
Trong đề thi tốt nghiệp THPT thì các bài toán về tính tích phân và ứng dụng
phép tính tích phân vào giải các bài toán diện tích, thể tích, đồ thị chiếm phần
không nhỏ đi từ bài dễ đến bài khó, mỗi dạng có một cách giải khác nhau và có thể
có nhiều cách giải khác nhau, việc lựa chọn cách giải phụ thuộc vào bài toán và
trình độ của học sinh và phương pháp dạy học của giáo viên. Vì vậy tôi luôn tìm
tòi và học hỏi, nghiên cứu để đưa ra cho học sinh những phương pháp giải nhanh
nhất, phù hợp nhất và ứng dụng được nhiều dạng bài tập nhất.
Tích phân hàm ẩn là dạng toán có thể nói khá mới mẻ bởi nó được xuất hiện
nhiều từ những năm 2017 trở về sau, khi đề thi tốt nghiệp THPT môn toán thay đổi
từ hình thức thi tự luận sang hình thức thi trắc nghiệm, với thời gian 90 phút, học
sinh phải thật sự nỗ lực làm thế nào để nhớ được tất cả các kiến thức, phương pháp
giải để trả lời, giải quyết hết các bài toán trong đề thi là vấn đề rất khó, rồi phương
pháp giải đó có áp dụng cho đươc bài toán này, bài toán kia không? Làm thế nào
để giải các bài toán trong phạm vi thời gian nhanh nhất hiệu quả nhất.Với phương
pháp tính tích phân như đề thi tự luận trước đây không còn phù hợp nữa đặc biệt là
các bài tích phân hàm ẩn và các bài toán vận dụng cao.
phép tính tích phân vào giải các bài toán diện tích, thể tích, đồ thị chiếm phần
không nhỏ đi từ bài dễ đến bài khó, mỗi dạng có một cách giải khác nhau và có thể
có nhiều cách giải khác nhau, việc lựa chọn cách giải phụ thuộc vào bài toán và
trình độ của học sinh và phương pháp dạy học của giáo viên. Vì vậy tôi luôn tìm
tòi và học hỏi, nghiên cứu để đưa ra cho học sinh những phương pháp giải nhanh
nhất, phù hợp nhất và ứng dụng được nhiều dạng bài tập nhất.
Tích phân hàm ẩn là dạng toán có thể nói khá mới mẻ bởi nó được xuất hiện
nhiều từ những năm 2017 trở về sau, khi đề thi tốt nghiệp THPT môn toán thay đổi
từ hình thức thi tự luận sang hình thức thi trắc nghiệm, với thời gian 90 phút, học
sinh phải thật sự nỗ lực làm thế nào để nhớ được tất cả các kiến thức, phương pháp
giải để trả lời, giải quyết hết các bài toán trong đề thi là vấn đề rất khó, rồi phương
pháp giải đó có áp dụng cho đươc bài toán này, bài toán kia không? Làm thế nào
để giải các bài toán trong phạm vi thời gian nhanh nhất hiệu quả nhất.Với phương
pháp tính tích phân như đề thi tự luận trước đây không còn phù hợp nữa đặc biệt là
các bài tích phân hàm ẩn và các bài toán vận dụng cao.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng phương pháp tìm hàm đại diện để tính tích phân hàm ẩn nhằm nâng cao hiệu quả ôn thi tốt nghiệp THPT", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng phương pháp tìm hàm đại diện để tính tích phân hàm ẩn nhằm nâng cao hiệu quả ôn thi tốt nghiệp THPT
cực trị là 1; 19A d , 1;13B d và 2;8C d . Gọi 21g x mx nx k là parabol đi qua các điểm ' 1; 19A , ' 1;13B và ' 2;8C , khi đó: 1 1 1 1 19 19 7 1 13 13 16 2 8 4 2 8 4 g m n k m g m n k n g m n k k . 21 7 16 4g x x x 27 16 4g x x x d . Ta có phương trình hoành độ giao điểm: 4 3 2 2 4 3 23 8 6 24 7 16 4 3 8 8 4 0x x x x d x x d x x x x . 1 2 3 1 2 x x x x Khi đó diện tích hình phẳng giới hạn bởi f x và g x là: 2 2 4 3 2 1 1 2948 d 3 8 8 4 d 405 S f x g x x x x x x x dvdt . Chọn D. Bài toán 4. [THANH HOÁ – LẦN 2 – 2022] Cho hàm số 4 3 2f x x ax bx cx d , , ,a b c d thỏa mãn 1 min '' '' 4 f x f và hàm số 2 . 1 f x g x x Biết đồ thị hàm số y g x có ba điểm cực trị là ; ( ) , 0; (0) , 1; (1)A m g m B g C g . Gọi y h x là hàm số bậc hai có đồ thị đi qua ba điểm ,A C và 2; 5D b . Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị hàm số y f x và 2 1 ( ) 1y x h x x bằng A. 64 . 15 B. 44 15 . C. 56 . 15 D. 46 . 15 Bài giải Ta có 2 2 3 2 2 3' 4 3 2 '' 12 6 2 12 2 4 4 a a f x x ax bx c f x x ax b x b Suy ra min '' '' 1 4 a f x f a . 33 Ta có: 2 2 2 1 ' 2 . ' 1 x f x x f x g x x . Vì hàm số g x đạt cực trị tại các điểm 0;1 , suy ra 0 ' 0 ' 1 0 1 c g g d b Xét 0 0x thỏa mãn 0 02 0 0 0 0 0 2 0 0 ' ' 0 1 ' 2 0 1 2 f x f x g x x f x x f x x x hay 3 20 20 0 0 0 0 0 0 0 ' 4 3 2 3 2 2 2 2 f x x x bx g x x x b x x Suy ra ,A C và 2; 5D b thuộc 2 3 ( ) : 2 2 P y h x x x b . Xét phương trình: 2 4 3 2 1 1 1 0 2 2 4 0 1 2 f x x h x x x x x x x . Suy ra diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đồ thị hàm số y f x và là 1 4 3 2 1 1 44 2 2 4 . 2 15 S x x x x dx Bài toán 5.[ĐỀ THI THỬ SỞ GDĐT HÒA BÌNH 2022-2023] Cho hai hàm số 4 3 2 3f x ax bx cx x và 3 2( )g x mx nx x với , , , , .a b c m n Biết hàm số ( ) ( )y f x g x có ba điểm cực trị là 2 , 1 ,1. Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường y f x và y g x bằng A. 5 6 . B. 9 2 . C. 37 6 . D. 16 3 Bài giải. 4 3 2 3 2 4 3 2 3 2 ( ) ( ) 3 ( ) ( ) ( ) 4 . 4 3( ) 2( ) 4 y f x g x ax bx cx cx x mx nx x ax b m x c n x x y ax b m x c n x Vì hàm số có ba điểm cực trị là -1,1,2 suy ra ( 1) 0, (1) 0, (2) 0 4 3( ) 2( ) 4 0 4 3( ) 2( ) 4 0 32 12( ) 4( ) 4 0 1 2 4 3 1 y y y a b m c n a b m c n a b m c n a b m c n 34 3 2 2 ( ) 4 3 2 3 ( ) 3 2 1 f x ax bx cx g x mx nx Phương trình hoành độ giao điểm của ( )y f x và ( )y g x là: 3 2( ) ( ) 2 4 2 4y f x g x x x x Do đó diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường y f x và y g x bằng 1 2 3 2 2 3 2 2 1 1 37 | (2 4 4) | | (2 4 4) | ( ) 6 S x x x dx x x x dx dvdt Chọn C. Bài toán 6. [ĐỀ THI THỬ SỞ GD HÀ TĨNH– 2023] Cho hàm số bậc ba 3 2f x ax bx cx d Có đồ thị như hình vẽ. Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường y f x và ( )g x f x bx c bằng A. 145 2 . B. 125 2 . C. 25 2 . D. 29 2 . Bài giải 3 2 2( ) 3 2 ( ) 6 2 f x ax bx cx d f x ax bx c f x ax b Ta thấy đồ thị hàm đi qua các điểm (-2;0), (3;-5), hàm số đạt cực trị tại -1, 3 ta có hệ phương trình: 8 4 2 0 27 9 3 5 3 2 0 27 6 0 1 5 3 5 9 5 2 5 a b c d a b c d a b c a b c a b c d 2 13 9 12 ( ) ( ) 0 45 5 5 x f x g x x x x 35 Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường y f x và ( )g x f x bx c bằng 4 2 1 3 9 12 25 ( ) ( ) 5 5 5 2 S x x dx dvdt Chọn C. Bài tâp. Bài 1. Cho hàm số ( )y f x có đạo hàm liên tục trên và thỏa mãn 4( ) ( ) 5 6 3,f x xf x x x x . Giá trị của diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường y f x và y f x thuộc khoảng A.(27;28). B.(26;27). C.(28;29). D.(29;30). [ĐỀ THI THỬ SỞ GD NINH BÌNH 2023] Bài 2. Cho hàm số 3 24f x x ax bx c có đồ thị cắt trục hoành tại ba điểm có hoành độ là -3; -1; 1. F(x) là một nguyên hàm của hàm số f(x) và g(x) là hàm số bậc hai có đồ thị đi qua ba điểm cực trị của hàm số F(x). Diện tích hình phẳng giới hạn bởi hai đường y f x và y g x bằng A. 128 15 . B. 64 15 . C.16 . D. 64 . Bài 3. Cho hàm số bậc ba y f x có đồ thị là đường cong ở hình bên dưới. Gọi 1 2,x x lần lượt là hai điểm cực trị thỏa mãn 2 1 2x x và 1 23 0.f x f x và đồ thị luôn đi qua 0 0( ; ( ))M x f x trong đó 0 1 1x x ( )g x là hàm số bậc hai có đồ thị qua 2 điểm cực trị và M. 01 1x x . Tính tỉ số 1 2 S S ( 1S và 2S lần lượt là diện tích hai hình phẳng được tạo bởi đồ thị hai hàm ( ), ( )f x g x như hình vẽ ). A. 5 32 B. 6 35 . C. 7 33 . D. 4 29 . Bài 4. Cho hàm số 4 2y f x ax bx c có đồ thị ,C Biết 1 0f . Tiếp tuyến d tại điểm có hoành độ 1x của C cắt C tại 2 điểm có hoành độ lần lượt là 0 và 2, Gọi 1 2;S S là diện tích hình phẳng (phần gạch chéo trong hình vẽ). Tính 2S , biết 1 401 . 2022 S 36 A. 12431 2022 . B. 5614 1011 C. 2005 2022 . D. 2807 1011 . Bài 5. Hình phằng H được giới hạn bởi đồ thị C của hàm đa thức bậc ba và parabol P có trục đối xứng vuông góc với trục hoành. Phần tô đậm như hình vẽ có diện tích bằng A. 37 12 B. 7 12 . C. 11 12 . D. 5 12 . 4.Thực nghiệm sư phạm. 4.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm. Kiểm tra tính hiệu quả của Sáng kiến kinh nghiệm. 4.2.Nội dung thực nghiệm. Thực hiện theo nội dung của sáng kiến kinh nghiệm 4.3.Tổ chức thực nghiệm. 4.3.1.Địa điểm và đối tượng thực nghiệm. - Thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại Trường THPT Quỳnh Lưu 4, Quỳnh Lưu, Nghệ An. - Đối tượng thực nghiệm các lớp 12A5, 12A7, 12A10 năm học 2021-2022. 4.3.2. Thời gian thực nghiệm sư phạm. Thời gian thực nghiệm từ 15/3/2021 đến 15/5/2022 với số tiết dạy là 12 tiết trong đó có hai bài kiểm tra phần lớn các tiết dạy được dạy trong các tiết học tự chọn, luyện tập, ôn thi tốt nghiệp THPT. 37 4.3.3.Tổ chức thực nghiệm. +) Lớp dạy thực nghiêm: - Dạy theo nội dung sáng kiến kinh nghiệm, tuy nhiên có một số bài tập tương tự mới cập nhật năm 2023. - Quan sát các hoạt động của học sinh xem có phát huy được tính tích cực tự giác và có phát triển được khả năng tư duy sáng tạo hay không. - Tiến hành hai bài kiểm tra trước và sau khi thực nghiệm. +) Lớp đối chứng 12A5, 12A7, 12A10 Trường THPT Quỳnh Lưu 4. 4.3.4. Kết quả thực nghiệm: Kết quả thực nghiệm được thể hiện rõ qua bài kiểm tra số 2. Dựa vào kết quả thi THPT của học sinh năm 2022 Đề số 2.( Sau khi thực hiện đề tài ) Bài 1. Cho 2 2 1 ( 1) 2f x xdx . Tính tích phân 5 2 ( ) ?I f x dx A. 2 B. 1 C. -1 D. 4. Bài 2. Cho hàm số ( )y f x liên tục trên , thỏa mãn 9 1 ( ) 4 f x dx x Và 2 0 (sin ) os 2f x c xdx Tính 3 0 ( )I f x dx A.I = 10 B. I = 6 C. I = 4 D. I = 2. Bài 3. Cho hàm số có đạo hàm liên tục trên 0;1 và thỏa mãn: 1 1 22 0 0 1 ( ) , (1) 0, ( ) 7. 3 x f x dx f f x dx Tính 1 0 ( ) .f x dx A. 7 5 I . B. 1I . C. 7 4 I . D. 4I . (thời gian làm bài 45 phút) “Chọn đáp án đúng và trình bày cách thức làm để có thể chọn được đáp án đó” Bảng 3.Kết quả bài kiểm tra số 2 (Sau khi dạy chuyên đề) Đơn vị lớp Số lượng học sinh được khảo sát Số học sinh không làm được Số học sinh làm được Số học sinh không đủ thời gian làm 12A5 20 0 18 2 12A7 20 0 17 3 12A10 20 0 18 2 ( )f x 38 - Học sinh được chủ động, bình tĩnh không bị ngợp hay băn khoăn gì khi gặp dạng toán này. - Đa số học sinh có hứng thú trong phương pháp giải dạng toán này và đạt kết quả cao trong kỳ thi tốt nghiệp THPT. - Học sinh đã giải được hầu hết các bài tập giáo viên đưa ra và các bài toán về tích phân hàm ẩn trong các đề thi tốt nghiệp THPT. 5. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất. 5.1.Mục đích khảo sát: Đánh giá về sự cấp thiết và tính khả thi của đề tài. 5.2.Nội dung và phương pháp khảo sát 5.2.1.Nội dung khảo sát Các giải pháp được đề xuất có thực sự cần thiết đối với vấn đề nghiên cứu hay không? Các giải pháp được đề xuất có khả thi đối với vấn đề nghiên cứu hay không? 5.2.2.Phương pháp khảo sát Phương pháp được sử dụng để khảo sát là Trao đổi bằng bảng hỏi; với thang đánh giá 04 mức (tương ứng với điểm số từ 1 đến 4): Sử dụng Googleforms theo địa chỉ link Không cấp thiết; Ít cấp thiết; Cấp thiết và Rất cấp thiết. Không khả thi; Ít khả thi; Khả thi và Rất khả thi. 5.3. Đối tượng khảo sát Bảng 4. Tổng hợp các đối tượng khảo sát TT Đối tượng Số lượng 1 Giáo viên 15 2 Học sinh THPT 81 Σ 96 5.4.Kết quả khảo sát về sự cấp thiết và khả thi của giải pháp đã đề xuất Chúng tôi sử dụng phần mềm microsoft Excel 2010 để tính điểm trung bình X Giá trị khoảng cách = (Maximum – Minimum)/4 =(4-1)/4 = 0.75 Chúng ta sẽ có đoạn giá trị: 39 + 1.00 – 1.75: Không cấp thiết + 1.76 – 2.51: Ít cấp thiết + 2.52 – 3.27: Cấp thiết + 3.28 – 4.00: Rất cấp thiết + 1.00 – 1.75: Không khả thi + 1.76 – 2.51: Ít khả thi + 2.52 – 3.27: Khả thi + 3.28 – 4.00: Rất khả thi 5.4.1. Kết quả của sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất Link khảo sát: -Q1fMIH85qV2R0o/edit các biểu đồ 40 Bảng 5. Đánh giá sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất TT Các giải pháp Các thông số X Mức 1 Các hàm số có biến x thay đổi nhưng hàm số không thay đổi ta chọn hàm đại diện là hàm hằng và đặt f(x) = a (trong đó a là hằng số ). 3.35 Rất cấp thiết 2 Nếu bài toán chỉ cho một giả thiết và hàm số thay đổi khi biến x thay đổi thì ta chọn hàm đại diện là hàm bậc nhất có một tham số f(x) = ax 3.43 Rất cấp thiết 3 Nếu bài toán cho hai giả thiết và hàm số thay đổi khi biến x thay đổi thì ta chọn hàm đại diên là hàm bậc nhất có hai tham số thường ta chọn f(x) = ax + b 3.55 Rất cấp thiết 4 - Nếu hàm số cho ba giả thiết trở lên thì ta chọn hàm đại diện là hàm bậc hai trở lên. - Quan sát số mũ của x ở hai vế để lựa chọn hàm đại diện sau đó sử dụng phép đồng nhất thức. 3.73 Rất cấp thiết 5 Vận dụng phương pháp tìm hàm đại diện vào giải các bài toán tìm diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị các hàm số. 3.59 Rất cấp thiết Điểm trung bình chung 3.53 Rất cấp thiết Từ số liệu thu được ở bảng trên có thể rút ra những nhận xét sau Giá trị trung bình chung của đánh giá sự cấp thiết của các giải pháp đã đề xuất là rất cấp thiết, đặc biệt giải pháp 4 được đánh giá cao nhất 3.73.Thực tế cho thấy giải pháp thứ 4 này được áp dụng vào nhiều dạng bài tập với các giả thiết cho khác nhau và khi áp dụng giải pháp thứ 4 thì bài toán trở nên nhẹ nhàng quen thuộc với học sinh hơn. Nhìn chung cho thấy kết quả này học sinh đã thấy rõ một số giải pháp sử dụng hàm đại diện vào tính tích phân hàm ẩn là rất cấp thiết. 41 5.4.2. Kết quả khảo sát tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất Link khảo sát: Q1fMIH85qV2R0o/edit Bảng 6. Đánh giá tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất TT Các giải pháp Các thông số X Mức 1 Các hàm số có biến x thay đổi nhưng hàm số không thay đổi ta chọn hàm đại diện là hàm hằng và đặt f(x) = a ( trong đó a là hằng số ). 3.38 Rất khả thi 2 Nếu bài toán chỉ cho một giả thiết và hàm số thay đổi khi biến x thay đổi thì ta chọn hàm đại diện là hàm bậc nhất có một tham 3.49 Rất khả thi 42 số f(x) = ax 3 Nếu bài toán cho hai giả thiết và hàm số thay đổi khi biến x thay đổi thì ta chọn hàm đại diên là hàm bậc nhất có hai tham số thường ta chọn f(x) = ax + b 3.58 Rất khả thi 4 - Nếu hàm số cho ba giả thiết trở lên thì ta chọn hàm đại diện là hàm bậc hai trở lên. - Quan sát số mũ của x ở hai vế để lựa chọn hàm đại diện sau đó sử dụng phép đồng nhất thức. 3.72 Rất khả thi 5 Vận dụng phương pháp tìm hàm đại diện vào giải các bài toán tìm diện tích hình phẳng giới hạn bởi đồ thị các hàm số. 3.61 Rất khả thi Điểm trung bình chung 3.56 Rất khả thi Từ số liệu thu được ở bảng trên có thể rút ra những nhận xét sau: Như vậy, qua khảo sát trên chúng tôi nhận thấy giáo viên và học sinh đã nhận thấy tính khả thi của các giải pháp đã đề xuất, trong đó có năm giải pháp đạt mức rất khả thi, đặc biệt giải pháp 4 được đánh giá cao nhất 3.72. Nói chung các giải pháp này đã được triển khai, áp dụng tại trường THPT Quỳnh Lưu 4 trong năm học 2021 - 2022 có tính khả thi cao, có khả năng áp dụng trọng phạm vi rộng và dễ thực thi cho tất cả các trường THPT. Đặc biệt là đề tài gởi mở các vấn đề liên quan để GV và HS tiếp tục nghiên cứu, nhằm nâng cao mức độ hiểu biết về các phương pháp tính tích phân hàm ẩn. PHẦN III . KẾT LUẬN: 1. Kết luận. Như vậy căn cứ vào quá trình giảng dạy, kết quả thực nghiệm, kết quả tốt nghiệp THPT, kết quả của việc khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của đề tài tôi thấy đây là một đề tài thiết thực và bổ ích, đạt hiệu quả rõ rệt. Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã luôn cố gắng tìm tòi bổ sung và cập nhật các đề thi thử, đề minh họa của Bộ giáo dục, các bài tập từ dễ đến khó được xây dựng một cách logic chặt chẽ. Bên cạnh đó còn phải luôn trăn trở để có những định hướng đúng đắn để học sinh tiếp thu và vận dụng vào trong các bài tập từ đó hình thành cho các em năng lực tư duy, năng lực mở rộng và phát triển từ bài toán tính tích phân hàm ẩn đơn giản đến bài toán nâng cao về tính diện tích các hình phẳng. Qua quá trình nghiên cứu đề tài tôi nhận thấy: Đối với bản thân: Bản thân tôi phần nào được rèn luyện năng lực chuyên môn, được tiếp xúc và cọ xát với học sinh thông qua lời giải bằng phương pháp lựa 43 chon hàm đại diện vào tính tích phân hàm ẩn và từ đó rút ra được nhiều kinh nghiệm hơn trong việc giải toán tích phân hàm ẩn. Đối với học sinh: Các em được trang bị thêm một phương pháp tính tích phân hàm ẩn, các em sẽ chủ động hơn khi tiếp xúc với các bài toán tính tích phân hàm ẩn và các bài toán về tính diện tích hình phẳng. Đặc biệt hơn là phát triển cho các em tư duy tương tự hóa và tổng quát hóa. Đối với lĩnh vực toán học: Đề tài này được xem như là một phương pháp mới trong việc giải các bài toán tích phân hàm ẩn. 2. Kiến nghị: - Đề tài này có khả năng áp dụng cho khối 12 ôn thi tốt nghiệp THPT, ôn thi bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh. - Dù đã cố gắng tuy nhiên không thể tránh khỏi những sai sót. Để đề tài được hoàn thiện hơn và được áp dụng trong giảng dạy tôi mong nhận được những góp ý chia sẻ của quý thầy cô đồng nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Bá Kim, Phương pháp dạy học môn toán, NXB Đại học sư phạm. 2. G. Polya, Toán học và những suy luận có lí, NXB Giáo dục. 3. Nguyễn Bá Kim - Vũ Dương Thụy (1992), Phương pháp dạy học môn toán, NXB Giáo dục 1992. 4. Đặng Việt Đông (Chủ biên) chuyên đề các dạng tích phân hàm ẩn điển hình mức độ VD -VDC 5. BGD - ĐT, Đề minh họa môn Toán năm 2017,2018, 2019, 2020, 2021 và 2022,2023 6. Đề thi thử THPT QG năm 2017, 2018, 2019, 2020, 2021 và 2022,2023 của các trường THPT chuyên và không chuyên - Violet đề thi. 7. Lê Bá Hạo, ngân hàng câu hỏi tích phân ứng dụng tính diện tích hình phẳng, CLB Giáo viên trẻ TP Huế
File đính kèm:
sang_kien_kinh_nghiem_su_dung_phuong_phap_tim_ham_dai_dien_d.pdf

