安徽省鳳陽(yáng)縣臨淮中學(xué)　(233100)

張琳　劉祖權(quán)

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千淘萬(wàn)漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金
——由一道高考?jí)狠S題所引發(fā)的探究

安徽省鳳陽(yáng)縣臨淮中學(xué)(233100)

張琳劉祖權(quán)

下課鈴剛響，筆者走下講臺(tái)步履疲憊地進(jìn)入辦公室，一位愛(ài)鉆牛角尖的男生帶著數(shù)學(xué)問(wèn)題緊隨其后跟進(jìn)了我的辦公室，期望得到我的幫助.

一、問(wèn)題的出現(xiàn)

題目已知函數(shù)f(x)=2x3-3x.

(1)求f(x)在區(qū)間[-2,1]上的最大值；

(2)若過(guò)點(diǎn)P(1，t)存在3條直線與曲線y=f(x)相切，求t的取值范圍；

(3)問(wèn)過(guò)點(diǎn)A(-1,2),B(2,10),C(0，2)分別存在幾條直線與曲線y=f(x)相切？(只需寫出結(jié)論)

這是2014年高考數(shù)學(xué)北京文科卷中第20題，也是最后一道壓軸題，綜合性較強(qiáng)，考查知識(shí)面廣，計(jì)算量也較大，相對(duì)于文科生來(lái)說(shuō)，確實(shí)有一定的難度.筆者邊書寫計(jì)算邊畫圖，最終給出了正確答案，對(duì)于如此的解答這位學(xué)生并不滿意，提出更高要求：“過(guò)一點(diǎn)如何判定一元三次函數(shù)切線存在的條數(shù)，并要求推導(dǎo)一般性的判定方法，給出明確的判斷結(jié)論”.這著實(shí)給我出了難題，對(duì)于一般形式的推導(dǎo)而言，不是不能完成，而是心中沒(méi)底.筆者所顧慮的是由于參數(shù)較多，計(jì)算量可能較大，判定結(jié)論是否簡(jiǎn)潔適當(dāng).就本道壓軸題的題干可以覺(jué)察出，過(guò)一點(diǎn)作三次函數(shù)的切線，對(duì)切線數(shù)存在的判定可能存在著必然的規(guī)律.題中第(3)問(wèn)給出A,B,C三點(diǎn)的具體坐標(biāo)判斷切線數(shù)只是問(wèn)題的一種表象，其背后到底隱藏了什么？帶著這個(gè)疑問(wèn)和學(xué)生“強(qiáng)加”給的使命，為揭開(kāi)謎底，筆者決定嘗試一下.

二、問(wèn)題的探究

現(xiàn)在把上述問(wèn)題一般化：曲線C是一元三次函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的圖像，過(guò)定點(diǎn)P(m，n)作曲線C的切線，推出存在的切線數(shù)的判定方法.

下面分兩種情形加以討論：

三、探究后的結(jié)論

命題曲線C是一元三次函數(shù)f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)的圖像，過(guò)定點(diǎn)P(m，n)作曲線C的切線，則曲線C上存在的切線數(shù)的判定方法：

(1)若n<μ或n>λ時(shí)，曲線C過(guò)點(diǎn)P(m，n)的切線僅有一條；

(2)若n=μ或n=λ時(shí)，曲線C過(guò)點(diǎn)P(m，n)的切線僅有兩條；

(3)若μ

四、回歸問(wèn)題的解答

讓我們?cè)賮?lái)看一道高考?jí)狠S題，此題出自于2007年高考數(shù)學(xué)(理)全國(guó)卷Ⅱ第22題：

題目已知函數(shù)f(x)=x3-x.

(Ⅰ)求曲線y=f(x)在點(diǎn)M(t，f(t))處的切線方程；

(Ⅱ)設(shè)a>0，如果過(guò)點(diǎn)(a，b)可以作曲線y=f(x)的三條切線.證明：-a

解析：(Ⅰ)略；(Ⅱ)易知拐點(diǎn)為原點(diǎn)(0，0)，因a>0，所以點(diǎn)(a，b)不是拐點(diǎn).下面求出拐點(diǎn)函數(shù)h(x)=-x，從而有f(a)=a3-a，h(a)=-a，由于a>0，顯然f(a)=a3-a>-a，又過(guò)點(diǎn)(a，b)可以作曲線y=f(x)的三條切線，所以-a