【摘要】函數(shù)思想在高中數(shù)學(xué)解題訓(xùn)練中具有廣泛的應(yīng)用,可以幫助學(xué)生更好地理解和解決問題.通過函數(shù)思想可以解決集合問題、方程問題、數(shù)列問題、不等式問題等數(shù)學(xué)問題,能夠提高學(xué)生的問題解決能力和思維的靈活性.
【關(guān)鍵詞】函數(shù)思想;高中數(shù)學(xué);解題技巧
在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,函數(shù)是一個重要的概念和工具,不僅是數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ),也是解決實際問題的強大工具[1].函數(shù)思想可以幫助學(xué)生將抽象的數(shù)學(xué)概念與實際問題相聯(lián)系,更好地理解和解決各種數(shù)學(xué)問題.
1 運用函數(shù)思想解決集合問題
在解決集合問題時,可以將集合看作一個函數(shù)的定義域,然后通過分析函數(shù)的性質(zhì)和圖像來解決集合的交、并、差等問題[2].
例1 若集合A=x,yy-1x-2=1,B=x,yy=x2-2x+1,求A∩B.
解析 對于集合A,由y-1x-2=1,
得到y(tǒng)-1=x-2,
即y=x-1x≠2,
A表示直線y=x-1x≠2上的點,
對于集合B,y=x2-2x+1,B表示y=x2-2x+1上的點,
由y=x-1y=x2-2x+1,
得到x-1=x2-2x+1,
解得x2-3x+2=0,
即x-1x-2=0,
求得x1=1,x2=2(舍去),
y=x-1=0,
最終得到A∩B=1,0.
2 運用函數(shù)思想解決方程問題
在解決方程問題時,可以將方程看作函數(shù)的零點問題.通過建立函數(shù)模型,將方程轉(zhuǎn)化為函數(shù)的形式,然后利用函數(shù)的性質(zhì)進行分析和求解[3].
例2 解方程x+82021+x2021+2x+8=0.
解析 方程中的2x+8=x+x+8,
所以方程轉(zhuǎn)化為x+82021+x+8+x2021+x=0,
設(shè)f(t)=t2021+t,
方程轉(zhuǎn)化為f(x+8)+f(x)=0,
所以f(x+8)=-f(x),
f(t)=t2021+t為奇函數(shù),且為增函數(shù),
所以f(x+8)=f(-x),
x+8=-x,求得x=-4,
所以方程x+82021+x2021+2x+8=0的解為x=-4.
3 運用函數(shù)思想解決數(shù)列問題
在解決數(shù)列問題時,可以將數(shù)列看作函數(shù)的值域.通過建立數(shù)列的通項公式,將數(shù)列轉(zhuǎn)化為函數(shù)的形式,然后利用函數(shù)的性質(zhì)進行分析和求解[4].
例3 Sn是等差數(shù)列an的前n項和,4S3=S2+S6,a2=2,數(shù)列bn滿足bn=an1an,當bn最大時,求n的值.
解析 等差數(shù)列an的前幾項和為
Sn=na1+nn-12d,
由4S3=S2+S6得到
43a1+3×22d=2a1+2×12d+6a1+6×52d,
即12a1+12d=8a1+16d,
得到a1=d,
又因為a2=2,即a1+d=2,
所以a1=d=1,
所以an=n,
所以bn=an1an=n1n,
所以lnbn=lnn1n=lnnn,
設(shè)f(x)=lnxxx>0,
則f′(x)=1-lnxx2,
當0<x<e時,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增,
當x>e時,f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減,
所以f(x)max=f(e),
由題意可知n為正整數(shù).
因為2<e<3,
所以當n=2時,lnnn=ln22;
當n=3時,lnnn=ln33,
因為ln22-ln33=3ln2-2ln36=ln8-ln96<0,
所以ln22<ln33,
所以n=3時,bn取得最大值.
4 運用函數(shù)思想解決不等式問題
在解決不等式問題時,可以通過建立函數(shù)模型,將其轉(zhuǎn)化為函數(shù)形式,然后利用函數(shù)的性質(zhì)進行分析和求解.將不等式問題看作函數(shù)的取值范圍問題.
例4 已知不等式kx2+kx+6x2+x+2>2,對任意x∈R恒成立,求k的取值范圍.
解析 首先對不等式的分母x2+x+2進行正負判斷,
x2+x+2=x+122+74>0,
將不等式轉(zhuǎn)化為kx2+kx+6>2x2+2x+4,
進而得到k-2x2+k-2x+2>0,
①當k-2=0時,即k=2,上式2>0,結(jié)論顯然成立.
②當k-2≠0時,即k≠2,
令y=k-2x2+k-2x+2,
因為對任意x∈R,k-2x2+k-2x+2>0恒成立,所以該函數(shù)同時滿足
k-2>0,Δ=k-22-4×k-2×2<0,
解得2<k<10,
結(jié)合①和②,得到k的取值范圍為2,10.
5 結(jié)語
通過運用函數(shù)思想,學(xué)生可以更好地理解和解決各種數(shù)學(xué)問題,培養(yǎng)邏輯思維能力,提高解決問題的能力和思維的靈活性,為今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ).
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