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合理构造函数 化解教学疑难

2010-08-27刘官茂宁波万里国际学校中学浙江宁波315040

中学教研(数学) 2010年10期
关键词:消元疑难单调

●刘官茂 (宁波万里国际学校中学 浙江宁波 315040)

函数在高考中不仅占有较大比重,而且在新课标中也处于非常重要的地位.函数是联系代数与几何、定量与变量的桥梁和纽带,是中学数学的主干知识之一,是学好中学数学的关键.利用导数和函数的性质解决各种综合问题是高考的重点、热点和难点.本文试图通过合理构造函数化解教与学中的一些疑难问题,加强对函数本质的理解,提高函数思想的应用意识.

1 合理构造函数

1.1 根据函数性质,合理构造函数

分析看到该题的第一反应是求导,利用切线与割线的斜率关系直观地阐述,或补充高等数学中的拉格朗日中值定理说明,这显然都是不合理的.要想化解这个疑难,只需设 A(x1,y1),B(x2,y2)是函数图像上任意不同的2个点,则

评注如果题目中涉及到曲线任意2个点的斜率范围,那么均可以按照此法来构造函数,把问题转化成函数的单调性问题,进而用导数顺利突破.解题过程清晰、自然,体现了转化化归的思想.

1.2 化定量为变量,合理构造函数

例2 当0<a<b时,求证:显然 x1≠x2,不妨设 x1< x2,则

由函数的单调性可知,只需构造函数 g(x)=f(x)-x,则 g(x)在 R上是减函数,g'(x)=-3x2+2ax-1≤0在R上恒成立,故

评注对于多元不等式的证明问题,可以采取这种化定量为变量,合理构造函数的方法解决.

1.3 根据消元转化,合理构造函数

例3 已知函数 f(x)=lnx,g(x)=ax2-x(a≠0),若函数y=f(x)与y=g(x)的图像有2个不同的交点M,N,且过线段MN的中点做x轴的垂线分别与f(x)的图像和g(x)的图像交于点S,T,以S为切点作f(x)的切线l1,以T为切点作g(x)的切线l2.问是否存在实数a使得l1∥l2?如果存在,求出a的值;如果不存在,请说明理由.

分析此题入手易,深入难.设点M(x1,y1),N(x2,y2),由 l1∥l2可得

接下去,学生基本上没有思路了.通过适当消元转化则能迎刃而解.首先对式(1)两边同乘以x1-x2,得

评析 此题通过2次合理消元,最后把问题蜕化为一元函数,通过求值域解决问题.对于多个变量问题,应理清变量间的关系.

2 利用函数如何化解疑难问题

2.1 利用函数性质化解疑难

评注导数的引入后,不等式的证明多了一条出路,函数的单调性往往蕴含着大小的比较问题,合理构造函数利用单调性即可证明.

2.2 巧用数形结合化解疑难

评注本题最主要的特点是对方程进行了重新“配置”,而关键点就是配置后左右2边对应的函数有相同的极值点,进而利用函数的图像分析解决问题.一般来说,对于比较复杂的方程求根或是判定函数零点的个数问题.要善于发现方程的结构特征,对方程的结构进行分离重配,转化为一边是熟悉的基本函数形式,另一边可以是较复杂的函数形式,用导数对函数的变化趋势进行研究.最后把根的个数问题转化成2个图像的交点个数问题.

2.3 妙用降维化归化解疑难

在x∈(p,+∞)时恒成立,求实数p的最小值.

接下来,可求得x=ln(x-p)的最小值为p+1,因此 p≥6 026.

评注对于比较难化简的求和形式,一般是通过放缩或转化得到比较容易的函数形式.

在解题教学过程中,要向学生暴露思维过程,对解题切入点或突破口的选择要舍得花时间分析引导,问题解决中“坎”的跨越、“陡坡”的攀登要浓墨重彩.题目的讲评不是一味地呈现标准答案,要从学生解题“卡壳”的难点处着手突破,帮助学生解决问题,并和标准解法进行比较分析.解题后要关注反思和拓展,品味解题的方法和关键点,探索一题多解,深入理解数学本质.

难题的讲解一定要在关键点上突破,在学生的疑难点上启发,通过题组与变式的练习,强化学生的解题经验.

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