王淑鳳
【摘要】含參數(shù)的方程、不等式的問題是歷年高考??嫉念}型,由于含有參數(shù)對(duì)很多同學(xué)來說感到困難重重,一重困難是選擇什么樣的解題方法(如2012年山東卷第12題),二重困難是含參數(shù)問題涉及的分類討論(如2017年全國(guó)卷Ⅰ第21題),根據(jù)我多年的研究發(fā)現(xiàn),(1)這類題目解題方法有規(guī)可循,基本方法有:分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù),不分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù),半分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù),總之,如何構(gòu)建函數(shù)是解題的關(guān)鍵.(2)很多求參數(shù)取值范圍的問題,其實(shí)有時(shí)可以避開分類討論這個(gè)陷阱.本文就結(jié)合實(shí)例談?wù)勥@類問題的求解策略.
【關(guān)鍵詞】含參數(shù)的方程;不等式;解題策略
一、分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù)
若方程或不等式中的參數(shù)容易分離出來,即參數(shù)分離在方程或不等式的一邊,另一邊是關(guān)于自變量的函數(shù),分離后的函數(shù)不復(fù)雜,容易求出導(dǎo)函數(shù),容易研究函數(shù)的性質(zhì),就選擇分離參數(shù)法構(gòu)建函數(shù).
例1(2017年全國(guó)Ⅰ第21題)已知函數(shù)f(x)=ae2x+(a-2)ex-x.若f(x)有兩個(gè)零點(diǎn),求a的取值范圍.
分析f(x)=ae2x+(a-2)ex-x有兩個(gè)零點(diǎn),轉(zhuǎn)化為方程ae2x+(a-2)ex-x=0有兩個(gè)根.
先分離參數(shù)a=2ex+xe2x+ex,令g(x)=2ex+xe2x+ex,g′(x)=(-ex+1-x)(2ex+1)ex(ex+1)2.設(shè)h(x)=-ex-x+1,則h(x)遞減,h(0)=0,當(dāng)x∈(-∞,0)時(shí)h(x)>0,∴g′(x)>0,∴g(x)單調(diào)遞增,當(dāng)x∈(0,+∞)時(shí),h(x)<0,∴g′(x)<0,∴g(x)單調(diào)遞減,所以當(dāng)x→+∞時(shí),g(x)→0,當(dāng)x→-∞時(shí),g(x)→-∞,
如圖所示,∴0<a<1.
評(píng)析查閱高考評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),看出對(duì)參數(shù)a>0共分了三種情況討論:a=1,a>1,0<a<1,其中0<a<1時(shí),要用函數(shù)零點(diǎn)的判定定理,找區(qū)間端點(diǎn)時(shí)非常困難,絕大多數(shù)學(xué)生完成不了.但用分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù)的方法可避免了分類討論,通過研究函數(shù)g(x)=2ex+xe2x+ex的單調(diào)性、最值,畫出y=g(x)的圖像,數(shù)形結(jié)合的思想方法研究參數(shù)a的取值范圍,化難為易,是一個(gè)拍手稱快的好方法.
二、不分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù)
若方程或不等式中參數(shù)不容易分離出來,但方程或不等式左右兩邊的函數(shù)容易求出導(dǎo)函數(shù),容易研究函數(shù)的性質(zhì),此時(shí)方程或不等式兩邊的函數(shù)作差構(gòu)建函數(shù),這就是不分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù).
例2(2015年山東理21題)設(shè)函數(shù)f(x)=ln(x+1)+a(x2-x),其中a∈R.若x>0,f(x)≥0成立,求a的取值范圍.
分析f′(x)=1x+1+a(2x-1)=2ax2+ax+1-ax+1(x>0).
設(shè)g(x)=2ax2+ax+1-a(x>0).因?yàn)閤+1>1,所以由f′(x)≥0恒成立得g(x)=2ax2+ax+1-a≥0恒成立,當(dāng)a=0時(shí),g(x)=1≥0恒成立,當(dāng)a>0時(shí),因?yàn)閥=g(x)的對(duì)稱軸x=-14,所以g(x)在(0,+∞)上是增函數(shù).
只需滿足g(0)=1-a≥0,所以0<a≤1.當(dāng)0≤a≤1時(shí)g(x)≥0,即f′(x)≥0,所以f(x)在(0,+∞)上為增函數(shù),由f(0)=0,所以f(x)>f(0)=0(x>0).
當(dāng)a>1時(shí),f′(0)=1-a<0,所以x∈(0,x0),使f′(x)<0,所以f(x)在(0,x0)上為減函數(shù),所以f(x0)<f(0)=0與f(x)≥0恒成立矛盾.
若a<0時(shí),f(x)=ln(x+1)+a(x2-x)<x+ax2-ax=axx-a-1a.因?yàn)閍x<0,所以當(dāng)x>a-1a時(shí),axx-a-1a<0,所以f(x)<0與f(x)≥0恒成立矛盾,綜上陳述,0≤a≤1.
評(píng)析因?yàn)閤>0,x2-x>0不恒成立,x2-x<0不恒成立,所以從f(x)≥0不等式中分離出a很煩瑣,因此,不宜選擇分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù),但f(x)的導(dǎo)函數(shù)容易求出來,所以用不分離參數(shù)構(gòu)建函數(shù)法.但必須分類討論,作業(yè)批改發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生只能做到a≤1,對(duì)于a<0時(shí),要么由于二次函數(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí),忽略它的討論;要么由于運(yùn)算變換的能力達(dá)不到要求的水平,只好望而卻步.
含參數(shù)的方程、不等式問題解題策略大致有三個(gè)方向;第一,分離參數(shù)后,研究不含參數(shù)的函數(shù)的性質(zhì);第二,方程或不等式兩邊的函數(shù)作差構(gòu)建函數(shù)來研究;第三,先方程或不等式兩邊變形,使方程或不等式的一邊不含參數(shù)另一邊含參數(shù),再方程或不等式兩邊的函數(shù)作差構(gòu)建函數(shù)來研究,或研究方程、不等式兩邊的函數(shù)的性質(zhì)(如本文中例3),無論哪種方向,其核心思想還是等價(jià)變換,抓住了這一點(diǎn),才能以不變應(yīng)萬變.當(dāng)然這需要我們?nèi)ヮI(lǐng)悟、體會(huì)、總結(jié).
【參考文獻(xiàn)】
[1]張啟凡.含參不等式的解題策略與方法[J].數(shù)學(xué)教學(xué)通訊:中教版,2000(3):43-44.