函数综合应用
2018-07-10李树逵
李树逵

函数把客观世界的数量关系和空间形式反映得淋漓尽致,我们通过函数的表示,图像表达,解析式建构,可以清晰地认识到函数既是抽象的,又是具体的。我们在解决问题时,主动利用函数思想方,参变量一元化,表达式的一元化都为我们的研究带来方便。
在研究数学问题时,化归和转化时刻伴随我们,一元化的想法时刻影响着我们解决问题的思路。
例1、已知函数f(x)=x3-x
(1)求曲线y=f(x)在点M(t, f ( t ))处的切线方程
(2)设a>0,如果过点(a,b)可作曲线y=f(x)的三条切线,证明:-a
解析:
(1)f‘ (x)=3x2-1,曲线y=f(x)在点m(t,f(t))处的切线方程为y-f(t)=f (t)(x-t)。
即y=(3t2-1)x-2t3
(2)如果有一条切线过点(a,b),则存在t,使得b=(3t2-1)a-2t3
若過点(a,b)可作曲线y=f(x)的三条切线,则方程2t3-3at2+a+b=0有三个相异的实数根。
记g(t)=2t3-3at2+a+b则g‘ (t)=6t2-6at=6t(t-a)
当t变化时,g (t),g(t)变化情况如下表:
t (-∞,0) 0 (0,a) a (a,+∞)
g‘ (t) + 0 — 0 +
g(t) 增函数 极大值a+b 减函数 极小值 增函数
由g(t)的单调性可知,当极大值a+b<0或极小值b-f (a)>0时。方程g(t)=0最多有一个实数;当a+b=0时,方程g(t)=0具有两相异实根t=0或t=;当t-f (a)=0时,方程g(t)=0具有相异二实根
综上,如果过(a,b)可作曲线y=f (x)的三条切线,g(t)=0有三个相异实数根。则
函数问题非常重要,常常体现在主动把一些问题转化为函数问题,在解决这些问题的过程中,导数是非常重要的工具。切线问题,单调性问题,极值(最值)问题,利用导数能非常方便的解决,函数主要应用于不等式和方程中,等与不等是我们一直关注的问题,基本值是用整体讨论个体,用全局讨论局部,用共性讨论个性的应用,是演绎推理的典范。
数学的应用在于审时度势,胸有全局。东一榔头,西一斧头的解决方程可能得益于一时,但终究不是通法。……
