祝永華
[摘要]高中數(shù)學(xué)不等式知識的應(yīng)用較為廣泛,不管是在選擇題中,還是在填空題和計算題中都常出現(xiàn)不等式的題型.如果學(xué)生不能清楚地了解不等式的相關(guān)知識,不能完全掌握解題的技巧,就不可能更好地解題.文章針對不等式的幾種易錯題型進(jìn)行探討,并總結(jié)幾點(diǎn)解題的技巧.
[關(guān)鍵詞]高中數(shù)學(xué);不等式;解題技巧
[中圖分類號]G633.6
[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A
[文章編號] 1674-6058( 2020)35-0029-02
不等式是高中數(shù)學(xué)的主要內(nèi)容,其題型極具多變性,很多學(xué)生都會出現(xiàn)誤解的情況,無法解出正確的答案,這就需要教師引導(dǎo)學(xué)生掌握不等式易錯題型的解題技巧,讓學(xué)生的解題能力得到不斷提高,
一、與線性規(guī)劃相關(guān)的易錯題型及解題技巧
不等式和線性規(guī)劃相結(jié)合問題是不等式中比較常見的一種題型,其主要是對目標(biāo)的最大值和最小值進(jìn)行求解,在解答此種題型時,需要對面積進(jìn)行求解以及定義域的相關(guān)知識進(jìn)行掌握,需要了解不等式的性質(zhì)和線性規(guī)劃兩者之間存在的聯(lián)系.
[例1]a>0,參數(shù)x,y,會滿足下列三個條件,x+y≤3;x≥1;y≥a(x -3),如果z=2x+y的最小值是1,那么a的值是多少?
題目分析:這個題目是較為典型的一類不等式和線性規(guī)劃相結(jié)合的題目,與普通的線性規(guī)劃問題不同的是,此題優(yōu)先給出了最值,然后根據(jù)最值來對某條直線的參數(shù)進(jìn)行推理,這需要學(xué)生在實(shí)際解題的過程中,學(xué)會變換思維,進(jìn)行逆向推理,在解題的過程中,可以繪制出如圖1所示的坐標(biāo)軸示意區(qū),
解:當(dāng)所求的目標(biāo)函數(shù)經(jīng)過A區(qū)域時,A點(diǎn)的坐標(biāo)值為(1,-2a),那么將函數(shù)的目標(biāo)值代入其中可知a=12.
總結(jié):在解題時,要密切注意函數(shù)的最值問題,要明確其中所存在的不等式關(guān)系,并將相對應(yīng)的可行范圍畫出來,上述題目中給出的參數(shù)a的取值范圍是a>0,據(jù)此條件我們可以看出y=a(x -3)必然會經(jīng)過第一象限和第三象限,這樣我們就確定了三角形的可行域,再對可行域進(jìn)行選擇時也就不會出現(xiàn)方向錯誤的情況了,此種類型的題目中,一般會將目標(biāo)參數(shù)設(shè)置成未知,以此促使題目的動態(tài)性和開放性得到增強(qiáng),與一般的最值求解的區(qū)別在于,需要從結(jié)論人手對動態(tài)的圖形進(jìn)行分析,這也就要求解題者在解題的過程中找到關(guān)鍵點(diǎn),再加上在目標(biāo)函數(shù)的可行域中,我們已經(jīng)知曉了求解的基本方向,進(jìn)而達(dá)到了解題的目的,
二、與參數(shù)問題相關(guān)的易錯題型及解題技巧
在所有的不等式類型題目中,與參數(shù)問題有關(guān)的不等式題目是難度較大的,在解題時要對題目中的未知參數(shù)進(jìn)行考慮,在講解這類題目時,教師可引導(dǎo)學(xué)生對未知的參數(shù)進(jìn)行討論,避免解題時出現(xiàn)疏漏.
[例2]求解不等式(x- 1)(x -a)<0.
題目分析:這是一個含有未知參數(shù)的不等式方程,解決這種題目重點(diǎn)是對未知參數(shù)進(jìn)行討論,也就是對a進(jìn)行分類討論,如果不能全面地進(jìn)行分析,會使學(xué)生在解題中出現(xiàn)疏漏,導(dǎo)致解題的結(jié)果出現(xiàn)偏差,
解:當(dāng)a>1時,x的范圍是1 [例3]求解不等式ax2-2x+1<0,已知a是參數(shù),a∈R. 題目分析:此題與例2是相同的,也需要對未知參數(shù)a進(jìn)行求解,首先需要做的就是要對a進(jìn)行分類討論,以確保解題的準(zhǔn)確性和全面性,分析的過程與上題相同,也需要從a=0、a<0,a>0三個層面來進(jìn)行分析,同時,當(dāng)a>0時,需要對△的值進(jìn)行區(qū)分,然后分別進(jìn)行求解, 總結(jié):當(dāng)不等式中含有未知的參數(shù)時,最關(guān)鍵的步驟就是對未知參數(shù)進(jìn)行分類討論,這樣才能使解題更加準(zhǔn)確和全面, 三、與高次問題相關(guān)的易錯題型及解題技巧 與高次問題相關(guān)的不等式問題是高中數(shù)學(xué)需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容,在解題的過程中最容易出錯的地方就是區(qū)域劃分容易混亂,不能準(zhǔn)確地對特殊的區(qū)域或者是特殊的點(diǎn)進(jìn)行判斷,在遇到與高次問題相關(guān)的不等式題型時,可通過因式分解的方式解決,這樣不僅可將復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化,還可促使問題更加清晰明了,容易找到解題突破口,進(jìn)而掌握解題的技巧,快速解決問題, [例4]求解不等式(x- 1)(x - 2)(x -3)>0. 題目分析:這個不等式的結(jié)構(gòu)是三次的,要比常見的二次結(jié)構(gòu)要高,所以很多學(xué)生在解題時還是會利用公式進(jìn)行求解,這樣顯然是難以達(dá)到解題目的的,必須要找到一種方便、簡潔、高效的解決方式, 解:根據(jù)上述三次不等式方程,可畫出圖像(如圖2),具體步驟:首先畫出一個坐標(biāo)軸,在坐標(biāo)軸上標(biāo)記出三個零點(diǎn),即1、2、3,然后將坐標(biāo)軸劃分成4個區(qū)間;其次將靠近右邊的區(qū)間看作是正,其他的看作是正負(fù)相間,在區(qū)間標(biāo)明正負(fù)號;最后不等式大于0用“+”來表示,不等式小于0用“一”來表示,這樣就可以更加形象地對不等式的區(qū)域進(jìn)行觀察,學(xué)生可明顯地看到1 總結(jié):這種解題方法我們稱之為“穿根法”,采用此法需要在解題時畫出坐標(biāo)軸,然后在坐標(biāo)軸上進(jìn)行不等式情況的繪制,根據(jù)所畫數(shù)軸的情況和穿線的順序來對不等式的大小情況進(jìn)行判斷,此種解題方法更加直觀和簡單,降低了知識的難度, 四、與恒成立問題相關(guān)的易錯題型及解題技巧 恒成立問題是數(shù)學(xué)常出現(xiàn)的一類題型,不僅與不等式有關(guān)系,還與其他的數(shù)據(jù)知識有著密切的聯(lián)系,實(shí)際上,在對歷屆高考題目分析的過程中,我們通過總結(jié)恒成立的相關(guān)知識可知,不等式中的恒成立問題,是將抽象的函數(shù)知識以及數(shù)列知識進(jìn)行結(jié)合所命制的題目,這種類型的題目有較強(qiáng)的邏輯性,解答這種類型的題目也較難,由于這種題型具有抽象性,如果學(xué)生的邏輯思維較差,就容易在求解的過程中出錯,為了更準(zhǔn)確、更快速地解答出與恒成立問題相關(guān)的不等式題目,需要對函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、不等式、單調(diào)性等多種類型的知識點(diǎn)進(jìn)行考慮,這樣才能更好地解題.
[例5]假設(shè)函數(shù)f(x)= In(1+x),g(x)=xf'(x),x≥0,其中f'(x)是廠(x)的導(dǎo)函數(shù).
1.當(dāng)g1(x)=g(x),gn+1(x)=g(gn(x)),n是正數(shù)時,求出g(nx)的表達(dá)式.
2.當(dāng)f(x)≥ag(x)是恒成立的,那么a的取值范圍是多少?
3.假設(shè)n是正數(shù)時,試著比較g(1)+g(2)+…+g(n)與n-f(n)的大小,并進(jìn)行證明,
題目分析:該題是一道典型的復(fù)合型數(shù)學(xué)題,主要結(jié)合函數(shù)、導(dǎo)數(shù)和不等式來求解閉區(qū)間上函數(shù)的最值,求解函數(shù)的單調(diào)性情況,具有很強(qiáng)的綜合性,解題的關(guān)鍵在于進(jìn)行適當(dāng)變形或者采用分離變量、構(gòu)造函數(shù)、變換主元等方式,借助基本不等式或者函數(shù)單調(diào)性等性質(zhì)來達(dá)到求解的目的,而其中的最值問題主要是將其轉(zhuǎn)化成基本不等式后進(jìn)行求解;在轉(zhuǎn)化不等式的過程中,要注意合理確定不等號的方向,避免因不等號方向不正確而導(dǎo)致解題錯誤,具體可記憶為“一正,二定,三相等”,
本文簡單分析了四種不等式易錯題型的解題方法技巧,總體來說在解答不等式題型的過程中,主要的方法技巧有以下幾種:換元法、反證法、性質(zhì)法和數(shù)形結(jié)合法,換元法是指利用某一個變量,將數(shù)學(xué)問題中的某個式子進(jìn)行整體的替換,這樣可有效地對題目進(jìn)行簡化,讓學(xué)生更順利地進(jìn)行解答,反證法是在不等式不能正常推理的情況下常使用的一種方法,是通過反向推理的方式來對問題進(jìn)行分析,以達(dá)到解題的目的,這種方法不僅可以解決不等式問題,還可以解決很多幾何問題,性質(zhì)法是指從不等式的基本性質(zhì)出發(fā),對題目進(jìn)行分析,求出不等式的解,數(shù)形結(jié)合法是指利用坐標(biāo)軸等圖形將不等式題目中的信息表示出來,這樣可使題目更加直觀,學(xué)生也可以更直接地了解到題目信息,然后快速解題,在選用具體的不等式解題方法時,必須要結(jié)合題于信息和具體情況來合理選擇,確保所選解題方法可以滿足實(shí)際的解題需求,從而幫助我們更好地解決問題,避免在求解過程中出錯,
總而言之,不等式題型具有一定的復(fù)雜性,出錯率較高,因此,解題時學(xué)生必須要掌握各種類型不等式問題的解題技巧,找到題目中易錯的點(diǎn),然后應(yīng)用合適的方法來解決問題,學(xué)生還需具有舉一反三的思維,不斷提高自身的解題經(jīng)驗(yàn),讓自身的解題能力得到提高.
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(責(zé)任編輯陳 昕)