極限思想從數(shù)量上描述了變量在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的變化趨勢(shì).函數(shù)圖象在間斷點(diǎn)附近或無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的變化趨勢(shì)等,均要用到極限思想來(lái)考慮,成為解答數(shù)學(xué)問(wèn)題過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié).用這樣的策略來(lái)幫助學(xué)生理解極限思想,學(xué)生很容易接受,可以說(shuō)效果很滿意.
例1(2013年高考山東卷·文9理8)函數(shù)y=xcosx+sinx的圖象大致為().
A.B.C.D.
分析因?yàn)楹瘮?shù)y=xcosx+sinx是奇函數(shù),所以其圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,這樣可排除B.又當(dāng)x=π時(shí),y=-π<0,這時(shí)可排除A.當(dāng)x是一個(gè)無(wú)限接近于0的正數(shù)時(shí),y>0,故可排除C.因此選D.
評(píng)注(1)此題用極限思想來(lái)解答的亮點(diǎn)是,當(dāng)x是一個(gè)無(wú)限接近于0的正數(shù)時(shí),y>0.(2)判斷函數(shù)的圖象問(wèn)題,往往要把函數(shù)的性質(zhì)(單調(diào)性、奇偶性)、最值、在某區(qū)間上的函數(shù)值的正負(fù)、特殊點(diǎn)和極限思想綜合起來(lái)考慮.(3)此題不用極限思想也易解答,y=xcosx+sinx是奇函數(shù),否定B.當(dāng)0 例2(2012年高考山東卷·文10理9)函數(shù)y=cos6x2x-2-x的圖象大致為(). A.B.C.D. 分析因?yàn)楹瘮?shù)f(x)是奇函數(shù),所以排除A.當(dāng)x→0+(x從y軸的右邊無(wú)限趨近于0)時(shí),4x-1無(wú)限趨近于一個(gè) 很小的正數(shù),如圖1,且(12)x無(wú)限趨近于1 (4x-1)·(12)x無(wú)限趨近于一個(gè)很小的正數(shù)圖1 1(4x-1)·(12)x無(wú)限趨近于一個(gè)很大的正數(shù),即 1(4x-1)·(12)x→+∞.又12x-2-x=1(4x-1)(12)x,所以 12x-2-x無(wú)限趨近于一個(gè)很大的正數(shù),即12x-2-x→+∞,又當(dāng)x→0+(x從y軸的右邊無(wú)限趨近于0)時(shí),cos6x→+1(cos6x從y軸的右邊無(wú)限趨近于1).綜上,12x-2-x·cos6x→+∞(12x-2-x·cos6x無(wú)限趨近于一個(gè)很大的數(shù)). 當(dāng)x→+∞時(shí),12x-2-x→0,而|cos6x|≤1,所以當(dāng)x→+∞時(shí),12x-2-x·cos6x→0,即f(x)→0.故選D. 評(píng)注(1)此題雖然可用函數(shù)的性質(zhì)(奇偶性、單調(diào)性)、零點(diǎn)及函數(shù)值的正負(fù)來(lái)解答,但是由此不容易看出函數(shù)圖象的走向.(2)用函數(shù)的性質(zhì)、零點(diǎn)及函數(shù)值的正負(fù)可有如下解答:因?yàn)楹瘮?shù)是奇函數(shù),所以其圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,由此排除A.令y=0得cos6x=06x=π2+kπ(k∈Z)x=π12+kπ6(k∈Z)函數(shù)有無(wú)窮多個(gè)零點(diǎn),所以可排除C.因?yàn)楹瘮?shù)y軸右側(cè)的第一個(gè)零點(diǎn)為π12,又函數(shù)y=2x-2-x為增函數(shù),所以當(dāng)0 例3(2010年高考山東卷·文11理11)函數(shù)y=2x-x2的大致圖象是(). A.B.C.D. 分析由函數(shù)y=2x-x2可知2與4是其函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn),由此可排除B和C.又當(dāng)x→-∞(x從一個(gè)很大的負(fù)數(shù)向很小的負(fù)數(shù)無(wú)限趨近)時(shí),2x→0,-x2→-∞2x+(-x2)→-∞,即2x-x2→-∞,即y→-∞,從而選A. 評(píng)注由函數(shù)y=2x-x2可知2與4是其函數(shù)的兩個(gè)零點(diǎn),由此可排除B和C.又f(-1)=2-1-(-1)2=-12<0,由此可排除D.故選A.這種解答思路看不出函數(shù)y=2x-x2的圖象的走向. 例4(2009年高考山東卷·文6理6)函數(shù)y=ex+e-xex-e-x的圖象大致為(). A.B.C.D. 分析若使函數(shù)有意義,必須使ex-e-x≠0x≠0,所以函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x∈R,且x≠0},由此可排除C和D.又因?yàn)閥=ex+e-xex-e-x=e2x+1e2x-1=1+2e2x-1,所以當(dāng)x→0+(x從y軸的 右邊無(wú)限趨近于一個(gè)很小的正數(shù))時(shí),e2x-1 趨近于一個(gè)很小的正數(shù),如圖2圖2 2e2x-1→+∞1+2e2x-1→+∞,即y→+∞, 故選A. 評(píng)注(1)由函數(shù)的定義域?yàn)閧x|x∈R,且x≠0}可排除C和D.當(dāng)x=12時(shí),y=1+2e-1>2,由此可排除B.故選A.這種解法看不出函數(shù)圖象的走向.(2)也可從x→0-入手. 有些題目表面上看雖然與極限無(wú)關(guān),但是若用運(yùn)動(dòng)變化的觀點(diǎn),靈活地運(yùn)用極限思想來(lái)思考,往往可避免復(fù)雜的運(yùn)算,優(yōu)化解題過(guò)程和解題方法,降低解題難度.極限思想也是一種探索解題思路或切入點(diǎn)的有效武器,在解題過(guò)程中有良好的導(dǎo)向作用. 極限思想的精髓是逼近、趨近、無(wú)限接近.利用這種變化趨勢(shì),我們可以更形象、更直觀、更細(xì)致地認(rèn)識(shí)函數(shù)的圖象,由此也就更深刻地認(rèn)識(shí)了函數(shù)的性質(zhì).在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,特別是在高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)教學(xué)中,教師應(yīng)該予以足夠重視.作者簡(jiǎn)介武增明,男,1965年5月生,云南易門(mén)人,中學(xué)高級(jí)教師,玉溪市數(shù)學(xué)學(xué)科帶頭人,玉溪市勞模.在省級(jí)及其以上數(shù)學(xué)專業(yè)刊物上發(fā)表教育教學(xué)論文140余篇.主要從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)及其研究.
中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(高中版)2015年5期