●劉官茂 (寧波萬里國際學(xué)校中學(xué) 浙江寧波 315040)
函數(shù)在高考中不僅占有較大比重,而且在新課標中也處于非常重要的地位.函數(shù)是聯(lián)系代數(shù)與幾何、定量與變量的橋梁和紐帶,是中學(xué)數(shù)學(xué)的主干知識之一,是學(xué)好中學(xué)數(shù)學(xué)的關(guān)鍵.利用導(dǎo)數(shù)和函數(shù)的性質(zhì)解決各種綜合問題是高考的重點、熱點和難點.本文試圖通過合理構(gòu)造函數(shù)化解教與學(xué)中的一些疑難問題,加強對函數(shù)本質(zhì)的理解,提高函數(shù)思想的應(yīng)用意識.
分析看到該題的第一反應(yīng)是求導(dǎo),利用切線與割線的斜率關(guān)系直觀地闡述,或補充高等數(shù)學(xué)中的拉格朗日中值定理說明,這顯然都是不合理的.要想化解這個疑難,只需設(shè) A(x1,y1),B(x2,y2)是函數(shù)圖像上任意不同的2個點,則
評注如果題目中涉及到曲線任意2個點的斜率范圍,那么均可以按照此法來構(gòu)造函數(shù),把問題轉(zhuǎn)化成函數(shù)的單調(diào)性問題,進而用導(dǎo)數(shù)順利突破.解題過程清晰、自然,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化化歸的思想.
例2 當0<a<b時,求證:顯然 x1≠x2,不妨設(shè) x1< x2,則
由函數(shù)的單調(diào)性可知,只需構(gòu)造函數(shù) g(x)=f(x)-x,則 g(x)在 R上是減函數(shù),g'(x)=-3x2+2ax-1≤0在R上恒成立,故
評注對于多元不等式的證明問題,可以采取這種化定量為變量,合理構(gòu)造函數(shù)的方法解決.
例3 已知函數(shù) f(x)=lnx,g(x)=ax2-x(a≠0),若函數(shù)y=f(x)與y=g(x)的圖像有2個不同的交點M,N,且過線段MN的中點做x軸的垂線分別與f(x)的圖像和g(x)的圖像交于點S,T,以S為切點作f(x)的切線l1,以T為切點作g(x)的切線l2.問是否存在實數(shù)a使得l1∥l2?如果存在,求出a的值;如果不存在,請說明理由.
分析此題入手易,深入難.設(shè)點M(x1,y1),N(x2,y2),由 l1∥l2可得
接下去,學(xué)生基本上沒有思路了.通過適當消元轉(zhuǎn)化則能迎刃而解.首先對式(1)兩邊同乘以x1-x2,得
評析 此題通過2次合理消元,最后把問題蛻化為一元函數(shù),通過求值域解決問題.對于多個變量問題,應(yīng)理清變量間的關(guān)系.
評注導(dǎo)數(shù)的引入后,不等式的證明多了一條出路,函數(shù)的單調(diào)性往往蘊含著大小的比較問題,合理構(gòu)造函數(shù)利用單調(diào)性即可證明.
評注本題最主要的特點是對方程進行了重新“配置”,而關(guān)鍵點就是配置后左右2邊對應(yīng)的函數(shù)有相同的極值點,進而利用函數(shù)的圖像分析解決問題.一般來說,對于比較復(fù)雜的方程求根或是判定函數(shù)零點的個數(shù)問題.要善于發(fā)現(xiàn)方程的結(jié)構(gòu)特征,對方程的結(jié)構(gòu)進行分離重配,轉(zhuǎn)化為一邊是熟悉的基本函數(shù)形式,另一邊可以是較復(fù)雜的函數(shù)形式,用導(dǎo)數(shù)對函數(shù)的變化趨勢進行研究.最后把根的個數(shù)問題轉(zhuǎn)化成2個圖像的交點個數(shù)問題.
在x∈(p,+∞)時恒成立,求實數(shù)p的最小值.
接下來,可求得x=ln(x-p)的最小值為p+1,因此 p≥6 026.
評注對于比較難化簡的求和形式,一般是通過放縮或轉(zhuǎn)化得到比較容易的函數(shù)形式.
在解題教學(xué)過程中,要向?qū)W生暴露思維過程,對解題切入點或突破口的選擇要舍得花時間分析引導(dǎo),問題解決中“坎”的跨越、“陡坡”的攀登要濃墨重彩.題目的講評不是一味地呈現(xiàn)標準答案,要從學(xué)生解題“卡殼”的難點處著手突破,幫助學(xué)生解決問題,并和標準解法進行比較分析.解題后要關(guān)注反思和拓展,品味解題的方法和關(guān)鍵點,探索一題多解,深入理解數(shù)學(xué)本質(zhì).
難題的講解一定要在關(guān)鍵點上突破,在學(xué)生的疑難點上啟發(fā),通過題組與變式的練習,強化學(xué)生的解題經(jīng)驗.