王勝軍
【關(guān)鍵詞】函數(shù)思想 中學數(shù)學思想 參數(shù)取值范圍
【摘要】數(shù)學思想是數(shù)學教學的立足點,是數(shù)學問題考察的核心。求參數(shù)取值范圍問題是歷年高考的重點、難點問題,如何化解該難點是很多老師研究的問題,本文就如何利用函數(shù)思想化解該難點提供一種方法供大家參考。
中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)7(b)-0000-00
數(shù)學教學的目的是向?qū)W生傳授系統(tǒng)的數(shù)學知識,在學習理解應(yīng)用知識的過程中,發(fā)展學生的能力,培養(yǎng)他們良好的個性品質(zhì),這其中最重要的是解決問題,獲取新知識。因此,在教學過程中不僅要重視知識的教學,使學生掌握好基礎(chǔ)知識和基本技能,而且要加強數(shù)學思想方法的有機滲透,增強學生利用數(shù)學思想解題的能力,使學生充分認識數(shù)學思想是教學的靈魂所在。
函數(shù)思想是中學數(shù)學的基本思想方法。函數(shù)的思想,就是運用運動和變化的觀點,集合與對應(yīng)的思想,去分析和研究數(shù)學問題中的等量關(guān)系,建立或構(gòu)造函數(shù)關(guān)系,再運用函數(shù)的圖象和性質(zhì)去分析問題,轉(zhuǎn)化問題,從而使問題獲得解決.求參數(shù)取值范圍的題型在近幾年的高考以及各省市的模擬測試中頻頻出現(xiàn),這也是高中數(shù)學學習的重點及難點,本文給出一些靈活應(yīng)用數(shù)學思想方法解這一類題的例子,以供同仁參考。函數(shù)是高中數(shù)學的一條主線,數(shù)學教學在適當?shù)膯栴}情境下,靈活地在解決問題中有意識地培養(yǎng)學生的函數(shù)思想,對啟迪學生思維,培養(yǎng)學生能力,優(yōu)化思維品質(zhì),提高教學質(zhì)量大有稗益。在解題時通常把題目中的參數(shù)和未知量分離開來,利用函數(shù)有界性解題常能使問題簡單化。函數(shù)思想在解題中的應(yīng)用,主要體現(xiàn)在通過建立函數(shù)關(guān)系式或構(gòu)造函數(shù),把所研究的問題轉(zhuǎn)化為討論函數(shù)的有關(guān)性質(zhì),達到化難為易,化繁為簡的目的。
對在某區(qū)間恒成立的不等式問題、方程有解問題,用函數(shù)思想指導(dǎo)求解,主要基于以下顯然成立的命題:
命題:記函數(shù)y=f(x)的定義域為D,值域為Z,最小值為Y ,最大值為Y ,則f(x) m恒成立 y m,f(x) m恒成立 y m,f(x)=m有解 m的取值范圍為Z。
例1.(1)對任意實數(shù)x,不等式 恒成立,則k的取值范圍是 ;
(2)對任意實數(shù)x,不等式 恒成立,則k的取值范圍是 ;
(3)方程 有解,則k的取值范圍是 ;
分析:記y= ,即y= 易得y =3,y =-3,Z= ,故
(1)所求k的取值范圍是k<-3
(2)所求k的取值范圍是k 3,
(3)所求k的取值范圍是-3 k 3
例2.不等式 >b-1對x∈R恒成立,求證:a>b
證明: 原不等式在 ∈R恒成立,即
在 ∈R恒成立,即 在 ∈R恒成立,記y=- ,顯然 ,故a-b>0,即a>b成立。
例3.(1)關(guān)于x的方程 有解,求a的取值范圍;
(2)關(guān)于x的方程 有解,求a的取值范圍.
解析:(1)由原方程可得:a= ,記y= ,可求得其值域Z= ,于是a的取值范圍是 .
(2)由原方程可得:-(4+a)= ,記y= ,易得y 4, -(4+a) 4,從而所求a的取值范圍是:a -8.
例4.(1)若不等式 對 ∈ 的所有實數(shù)x都成立,求m的取值范圍。
(2)若不等式 對 ∈ 的所有實數(shù)m都成立,求x的取值范圍。
解析:記y= [1],則對(1)(2)均需且只需
(1)此時[1]可視為關(guān)于x的二次函數(shù),其圖像的對稱軸為x=m,
①當m<-3時,在 ∈ 上,[1]為增函數(shù),當x=-3時,y =10+8m,由10+8m>0,得 ,又 ,故這時m的取值范圍為 ;
②當 時,當x=m時, 得 ;
③當m>3時,在 ∈ 上,[1]為減函數(shù),當x=3時, ,由10-4m>0得m< ,又m>3,故這種情況下m的取值范圍為
(2)把[1]整理為y=(2-2x)m+ ,m∈ [2]
①當x=1時[2]即y=2,m∈ ,此時 成立,故x=1可?。?/p>
②當x不為1,[2]可視為關(guān)于m的一次函數(shù),記g(m)=(2-2x)m+ ,m∈ 上y=g(m)為單調(diào)函數(shù),要g(m)>0在m∈ 上恒成立,要且只要g(3)>0與g(-3)>0同時成立,即 解之得x>3+ ,或x<-3-
綜上所得x=1或x>x>3+ ,或x<-3- 即為所求x的取值范圍
例5.函數(shù)f(x)= 其中a>0,求a的取值范圍,使函數(shù)在區(qū)間[0,+∞)上是單調(diào)函數(shù)。
解析:設(shè) 則f(x )-f(x )= = ,
要使函數(shù)在區(qū)間[0,+∞)上是單調(diào)函數(shù),須且只需f(x )-f(x ) 0對滿足 的 的任意值恒成立,或f(x )-f(x ) 0對滿足 的 的任意值恒成立,又 <0,記y= [1]則須且只需y a對滿足 的 的任意值恒成立。視[1]為關(guān)于 的二元函數(shù),對 時,由 可得y的值域為(-∞,1),故只可能有y a對滿足 的 的任意值恒成立,這只要a 1即可。當a 1時,f(x )-f(x ) 0對滿足 的 的任意值恒成立,f(x)在[0,+∞)上是單調(diào)減函數(shù)。當a<1時,在[0,+∞)上f(x)不可能是單調(diào)函數(shù)。故所求a的取值范圍是:a 1.
由上述各例可看出,在不等式恒成立或方程有解時求參數(shù)取值范圍問題,轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域或最值問題。在分離變量的過程中,常采用移項或兩邊同除以某個式子,但是除之前一定要注意分析被除的符號,從而確定變形后不等號“保向”還是“反向”,求解思路自然,過程簡明。對思維過程從思想方法的高度進行提煉總結(jié),有利于學生對函數(shù)思想意識的滲透。經(jīng)過多次提煉、總結(jié)即可強化函數(shù)思想應(yīng)用的意識,也使學生對應(yīng)用函數(shù)思想處理問題的具體操作方式得到深刻的理解。
參考文獻:
1. 數(shù)學思想方法在求參數(shù)取值范圍中的應(yīng)用 蔣暉琳《懷化師專學報》2000年05期
2. 已知函數(shù)的單調(diào)性怎樣求參數(shù)的取值范圍 劉朝暉 《試題與研究》 2013年34期
3. 函數(shù)思想在解含參數(shù)三角問題中的應(yīng)用 陸斌 《中學數(shù)學月刊》 1998年04期
http://www.cnki.com.cn/Journal/H-H3-ZOXE-1998-04.htm