林春明 張如椿
摘 要:本文針對2021-2022學年佛山第一次質(zhì)量檢測導數(shù)壓軸題給出解題策略剖析、命制策略揣析、命題手法綜析、新題命制探析,幫助學生有效應對此類高考問題的求解,在過程中感知數(shù)學命題之道,感悟數(shù)學解題之本.
關鍵詞:命題;函數(shù);導數(shù);解題;不等式
中圖分類號:G632 文獻標識碼:A 文章編號:1008-0333(202222-0002-03
1 試題呈現(xiàn)
題目 已知函數(shù)f(x=1aex-1+x,其中a∈R且a≠0.
當a=1或0 本題是2021-2022學年佛山第一次質(zhì)量檢測第22題的第(2)問,試題設問清新自然又頗具特色,立意樸實又不失新穎.以含參不等式的證明進行呈現(xiàn),乍看平淡無奇,細細品味后卻感覺內(nèi)涵豐富.本題在考查基礎知識的同時,注重考查能力,將知識、能力與素質(zhì)的考查融為一體,突出考查數(shù)學理性思維,著重考查對數(shù)學本質(zhì)的理解,真正全面考查數(shù)學素養(yǎng). 2 解題策略剖析 命題組采用分類討論來求解. 當a=1時,利用常見的不等式ex≥1+x得到f(x≥1+x-1+x,要證明f(x≥12x,只需證明1+x-1+x≥12x,只需證明1+12x≥1+x,此不等式兩邊平方顯然成立. 當0 令φ(x=1aex-12ax-(ex-12x,得φ′(x=(1-a(1aex+12>0,φ(x在[-1,+SymboleB@上是單調(diào)遞增函數(shù).所以φ(x≥φ(-1=(1-a(1ae-12≥0,故1aex-12ax≥ex-12x.要證明f(x≥ 12ax,只需證明ex-12x≥1+x,此即a=1的情形,已證成立. 綜上,當a=1或0 在充分理解上述過程的基礎上,筆者發(fā)現(xiàn),利用不等式ex≥1+x,可將待證不等式f(x≥12ax轉(zhuǎn)化為1+xa-1+x≥12ax,經(jīng)過適當代換,并結(jié)合基本不等式,即可將問題輕松求解,更彰顯了問題的本質(zhì). 另解 (以直代曲)由ex≥1+x得1aex≥1+xa.故只需證明1+xa-1+x≥12ax. 所謂命題如制謎,解題如猜謎,至此,我們不難揣析到:命題者將一個常規(guī)的問題,通過逐步包裝轉(zhuǎn)換,將其變?yōu)橐粋€新穎的試題. 而作為解題者的我們,則需通過轉(zhuǎn)換手段,將一個陌生的問題,不斷地轉(zhuǎn)換到我們熟悉的情境和問題,就可輕松將其解決. 4 命題手法綜析對上述命題手法作進一步的綜合分析,我們可得到關于此類問題的一般化命制思路. (1選擇構(gòu)成不等式模型的基本素材ex,1+x及x. (2將基本素材進行線性組合,構(gòu)成不等式原始模型.本題所構(gòu)成的不等式原始模型為1aex- b1+x≥cx(其中a>0). (3利用不等式ex≥1+x實現(xiàn)以直代曲,得到不等式原始模型的簡化.本題得到不等式1+xa-b1+x≥cx. (4作代換1+x=t,實現(xiàn)第三步所得不等式形式的進一步簡化.本題得到(1-act2-abt+ac≥0(1-ac≥0,ac≥0). (5利用基本不等式將第四步所得不等式進一步簡化,消去變量t,尋找使不等式成立的充分條件.本題中(1-act2+ac≥2ac(1-act,則只需2ac(1-act-abt≥0,只需2ac(1-ac≥ab,只需c(1a-c≥b2. (6對參數(shù)賦值,使得不等式中僅剩下一個參數(shù).本題中令b=1,c=12a,由c(1a-c≥b2可得a≤1,此時c=12a≤12,符合1-ac≥0,ac≥0.從而得到使不等式exa-12ax≥1+x成立的一個充分條件是0 (7進行合理設問. 由此步驟,可產(chǎn)生與此類似的一系列試題. 5 新題命制探析 基于上述試題命制手法,筆者嘗試命制一些新題. 新題1 已知函數(shù)f(x=1a(2+x-12alnx,其中a∈R且a≠0. (1)討論f(x的單調(diào)性; (2)證明:當0 為了體現(xiàn)兩個設問的連貫性,問題(1)為問題(2)的證明提供線索,可嘗試微調(diào)f(x的形式,將不等式lnx≤x-1蘊含其中.如令f(x=1a(2x-2-12alnx,當a=2時,f(x=(x-1-lnx,f(x≥0,即lnx≤x-1.從而可命制如下試題. 新題2 已知函數(shù)f(x=1a(2x-2-12alnx,其中a∈R且a≠0. (1)討論f(x的單調(diào)性;