导数综合题中构造函数的两个着眼点
2018-11-01
纵观近年各地高考试题,导数综合题的热度始终不减,也是试卷中难度较大,区分度较高的试题之一。而利用导数研究一个函数时,往往会涉及到构造新的函数,利用对新的函数的研究,来达到对原来函数研究的目的,在这个过程中,如何构造一个或多个恰当的函数,往往是学生觉得比较困难的地方。本文结合笔者的教学实践,谈谈构造函数的两个着眼点——形式优美、性质明晰。
一、构造形式优美的函数
形式服务于内容,形式上的美,必然意味着内容上的明确、深刻。因此,在构造函数时,要着眼于形式优美,构造出利于问题研究的恰当的函数。
1.构造结构协调的函数
结构协调是一种美,结构美的函数更有利于我们去研究,在实际应用中,要根据所研究的问题,着眼于函数的类型、次数、系数等,根据要解决的问题,构造结构协调的函数。
案例1(2018年高考全国卷III理科第21题)已知函数 f(x)=(2+x+ax2)ln(1+x)-2x.
(I)若 a=0,证明:当 -1<x<0 时, f(x)<0;当x>0时, f(x)>0;
(II)若 x=0是 f(x)的极大值点,求 a.
分析对于第(I)小问,当a=0时,f(x)是一个不含参数的函数,于是利用导数研究函数的单调性,从而得到解答即可。

当 -1<x<0 时,g′(x)<0;当 x>0 时,g′(x)>0.
故当 x=-1时,g(x)≥g(0)=0,且仅当x=0时,g(x)=0,从而 f′(x)≥0,且仅当 x=0 时,f′(x)=0,所以f(x)在(-1,∞)单调递增。
又 f(0)=0,故当 -1<x<0 时,f(x)<0;当 x>0时, f(x)>0.

解:(II)①若 a≥0,由(I)知,当 x>0 时,f(x)≥(2+x)ln(1+x)-2x>0 = f(0),这与 x=0 是 f(x)的极大值点矛盾。
又h(0)=f(0)=0,故x=0是f(x)的极大值点当且仅当x=0是h(x)的极大值点。



上述解法通过构造结构协调的函数,将一个复杂的函数转化为一个简单的函数,使得导数作为工具能更好地发挥作用,避免了多次求导带来的繁琐。
2.构造形式简洁的函数
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