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特殊化策略在解答题中的应用

2012-04-29马先锋

数学学习与研究 2012年9期
关键词:途径

马先锋

【摘要】在数学教学中,有些问题用一般法解之会花费较多的时间,并且思考、推理、演算较为费劲,而运用特殊化策略则会事半功倍,甚至有意想不到的效果.由于特殊化策略具有一定的技巧性,同时缺乏严密的推理论证,所以一直以来我们只将它用于解决选择题和填空题,在解答题教学中会将它淡化.本文主要谈谈特殊化策略在解答题教学中的应用.

【关键词】特殊化;功效;途径オ

我们先来看2011年高考浙江卷理科22题:

设函数f(x)=(x-a)2玪n玿,a∈R.

(Ⅰ)若x=玡为y=f(x)的极值点,求实数a.

(Ⅱ)求实数a的取值范围,使得对任意的x∈(0,3玡]恒有f(x)≤4玡2成立(注:玡为自然对数).

以下是标准答案的解答.

答案 (Ⅰ)略

(Ⅱ)①当0

②当1

ゝ(3玡)=(3玡-a)2玪n(3玡)≤4玡2,

解得3玡-2玡玔]玪n(3玡)≤a≤3玡+2玡玔]玪n(3玡).

由f′(x)=(x-a)2玪n玿+1-a[]x.

令h(x)=2玪n玿+1-a[]x,则h(1)=1-a<0,h(a)=2玪n玿a>0,

且h(3玡)=2玪n(3玡)+1-a[]3玡≥2玪n(3玡)+1-3玡+2玡玔]玪n(3玡)[]3玡=2玪n3玡-1[]3玪n(3玡)>0.

又 h(x)在(0,+∞)内单调递增,

∴函数h(x)在(0,+∞)内有唯一零点,记此零点为x0,

则1

从而,当x∈(0,x0)时,f′(x)>0;

当x∈(x0,a)时,f′(x)>a;

当x∈(a,+∞)时,f′(x)>0,

即f(x)在(0,x0)内单调递增,在(x0,a)内单调递减,在(a,+∞)内单调递增.所以要使ゝ(x)≤4玡2对x∈(1,3玡]恒成立,只要f(x0)=(x0-a)2玪n玿0≤4玡2,(1)

f(3玡)=(3玡-a)2玪n(3玡)≤4玡2,(2)成立.

h(x0)=2玪n玿0+1-a[]x0=0,知a=2玪n玿0+x0.(3)

将(3)代入(1),得4x20玪n3x0≤4玡2,又x0>1,注意到函数x2玪n3玿在[1,+∞)内单调递增,故1

再由(3)以及函数2x玪n玿+x在(1,+∞)内单调递增,可得1

由(2)解得,3玡-2玡玔]玪n(3玡)≤a≤3玡+2玡玔]玪n(3玡).

∴3玡-2玡玔]玪n(3玡)≤a≤3玡.

综上,a的取值范围为3玡-2玡玔]玪n(3玡)≤a≤3玡.

看到此解答过程,我们不禁感叹其思路的复杂,非常人能够做到.

下面谈谈我做这题的一些想法:

若将不等式分离参数,化为x-2玡玔]玪n玿≤a≤x+2玡玔]玪n玿,由g(x)=x-2玡玔]玪n玿在x∈(0,3玡]单调递增,得a≥g(3玡)=3玡-2玡玔]玪n3玡,令h(x)=x+2玡玔]玪n玿,则问题等价于a≤h┆玬in(x),﹉′(x)=1-玡玔]x玪n玿玪n玿, h′(x)的符号较难判断,思路受阻.但若细心观察,不难发现x=玡恰好是h′(x)的零点,这个零点对解题无关紧要的吗?……

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