APP下载

“难”与“易”

2018-03-04缪鑫

新高考·高一数学 2017年5期
关键词:值域定义域实数

缪鑫

我国古代哲学名著《老子》中有这样一段话:“有无相生,难易相成,长短相形,高下相倾,音声相和,前后相随.”意思是说:有与无,难与易,长与短,高与低,音与声,前与后,所有这些对立的双方,都是相互依存着的,没有甲方就没有乙方,反之亦然.同学们在数学学习的过程中是否也发现“难”与“易”是相对的,难可以转化为易,易也可变化为难,它们是相辅相成的呢?计算的难与易,试题的难与易,学习内容的难与易等等……下面以不等式为例和同学们交流数学中的“难”与“易”.

一、题目条件(或结论)的难与易

在学习基本不等式时,经常会遇到题目条件(或结论)给出的形式很复杂的情况,难以下手.其实我们只要仔细地观察条件(或结论)中式子的结构,进行适当变形,就可以发现问题的突破口.

例1 若a,b,c>0,且a2+2ab+2ac+4bc=12,求a+b+c的最小值.分析一条件a2+2ab+2ac+4bc=12比较复杂,要求的a+b+c比較简单,表面看上去没有联系,但我们仔细观察a2+2ab+2ac+4bc,发现是可以因式分解的.因此我们将条件变形为(a+2b)(a+2c) =12,而(a+2b)+(a+2c)=2(a+b+c),运用基本不等式即可解决.

解a2+2ab+2ac+4bc=a(a+2b)+2c(a+2b)=(a+2b)(a+2c)=12.

分析二条件中的项是二次的,结论是一次的,那么我们考虑将结论变为二次形式:(a+b+c)2,研究它与条件的关系,也可以快速找到解决的办法,

解 (a+b+c)2=a2+b2+C22+2ab+2ac+2bc=(a2+2ab+2bc+2ac)+b2+c2≥(a2+2ab+2bc+2ac)+2bc=a2+2ab+2ac+4bc=12.(当且仅当b=c(时取等号)

解题,就是在条件和结论之间架起桥梁.所谓“难”题,实际上就是不能在短时间内迅速发现条件和结论的关系,在不等式中,我们往往需要对条件或结论中的式子进行变形.如何变就是解题的关键,也是从“难”到“易”的转化.因此我们要紧密联系条件和结论,不能一味地揪住条件(或结论)不放,应该仔细观察各个关系式的结构,瞄准目标,适当变形,转换成与条件(或结论)接近的结构,“有的”变形.

二、题目内容的难与易

在不等式中有的题目条件相同,要求的结论看似也差不多,但处理的方法却大相径庭,难易相差悬殊,因此我们要仔细读题,找准解题的关键点.例2 已知函数f(x)=log22-2kx+k).

(1)若函数f(x)的定义域为R,求实数k的取值范围;

(2)若函数f(x)的值域为R,求实数k的取值范围.

分析 这两个小题的载体都是同一个函数,是由对数函数和二次函数复合的函数.第一小题已知定义域为R,实质就是不等式x2-2kx+k>0恒成立,而第二小题已知值域为R,应该转化为二次函数t=x22kx+k取遍大于O的一切实数.

解(1)因为函数f(x)的定义域为R,所以不等式x2-2kx+k>0对一切实数恒成立.

所以△=4k2-24x=k<0,解得0

(2)令t=x2-2kx+k,

则由函数y=log2t的值域为R可知t应取遍大于O的一切实数,

即函数t=x2-2kx+k的图象与x轴有交点,

所以以△=4k2-24x=k<0≥0,解得k≤0或k≥1.

很多时候,对相近知识的熟悉程度会影响解题的难度.很多同学对恒成立问题掌握比较透彻,因此处理定义域为R的问题时得心应手,但对复合函数的值域掌握不太牢固,所以感觉比较困难.

三、解题心理的难与易

认知心理学指出,根据皮亚杰的研究,认知的本质就是适应,即儿童的认知是在已有图式的基础上,通过同化、顺应和平衡,不断从低级向高级发展的,也就是说我们解决问题的心理适应都是从易到难.因此在解决难题时可以根据条件将它分解成若干个容易解决的问题,或者解决完一个简单问题后,可以进行解题后的反思,将容易题通过条件的变式变化为复杂问题.

例3 设为实数,函数峰f(x)=2x2+(c-a)/x-a/,当x>a时,求不等式f(x)≥1的解集.

分析 本题是2009年江苏高考卷的第20题的第3问,应该是一道难题.但我们仔细分析可以发现,本题实际上就是解一元二次不等式在给定区间的解集,而我们可以先不考虑定义域,解一元二次不等式在定义域为R上的解集,然后再讨论解集端点和区间端点的大小.

略解 由x∈(a,+∞)时,f(x)≥1得3x2-2ax+a2-1≥0,令g(x)=3x22ax+a2-1,△=4a2-12(a2-1)=12-8a2.

猜你喜欢

值域定义域实数
上期《〈实数〉巩固练习》参考答案
如何求抽象函数的定义域
分式函数值域的求法
数轴在解答实数题中的应用
《实数》巩固练习
抽象函数定义域的四种类型
Poincare映射的定义域
破解函数值域的十招
归纳复合函数定义域的求法
求函数值域的几种常用方法