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质疑一道高三联考题的解析:分参?“带参”取点?

2021-10-22江苏省西亭高级中学226300瞿春波江苏省南通市通州区教师发展中心226300瞿国华

中学数学研究(江西) 2021年9期
关键词:零点导数图象

江苏省西亭高级中学 (226300) 瞿春波江苏省南通市通州区教师发展中心 (226300) 瞿国华

最近,笔者在命制学校组织的模考试卷时,意外发现某地一道高三联考题的解答存在错误,笔者认为有必要与“同行”一起研讨此题第(2)问之解答,并探究解决导数中零点问题的若干策略.

一、问题呈现

(1)若a=1,求f(x)在x=1处的切线方程;

(2)若f(x)有2个极值点,求实数a的取值范围.

二、错误解法(参考答案)

三、错解剖析

本题的参考答案是通过“分参”,再研究构造的新函数g(x)的大致图象,但问题在于:(1)当x→0+时,g(x)趋近于什么?这里说不清楚;(2)当x→+∞时,g(x)→+∞,此说法没有依据,所以无法确定g(x)图象向两边“发展”的趋势,导致解法错误.那么如何解决“导数中零点问题”解答题呢?笔者认为不可“分参”,而应“带参”取点研究.

四、正解探讨

下面证明:函数g(x)在(0,1)和(1,+∞)上各有一个零点.

五、类题再探

已知函数f(x)=ae2x+(a-2)ex-x.

(1)讨论f(x)的单调性;

(2)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.

下面证明:函数f(x)在(-∞,-lna)和(-lna,+∞)上各有一个零点.

①在(-∞,-lna)(-lna>0)上取点x1,使得f(x1)>0.

②在(-lna,+∞)(-lna>0)上取点x2,使得f(x2)>0.

六、取点策略

这里需明确指出,解决“导数中零点问题”解答题时,只能“带参”取点,不可分参作答.破解此类问题一般都要找寻函数零点,但很多时候零点难以直接求解,从而利用零点存在定理及取点证明解决.取点时,应遵循先试探,再变形,后求解的思维过程,不断尝试、不断调整,直至取点成功.

策略1直接取点,先猜后证

以“取点x0∈[m,+∞),使得f(x0)>0”为例,可以依据下列条件直接取点:①该点自变量的值足够大且在[m,+∞)内;②该点应含参数(或某个数值);③该点函数值为正(须证明)且易计算.

策略2适当变形,放缩取点

策略3分而治之,依次判定

以“取点x0∈[m,+∞),使得f(x0)>0”为例,一般将函数式分成两部分,分别确定各部分函数值为正时自变量的范围,再取其范围的交集.“分而治之”的过程就是寻找使其成立的一个充分条件,逐个求解不等式,放缩的落脚点是使不等式可解、易解.很多由基本初等函数经过乘除而成的新函数,找点时,可采用此方法寻找充分条件.

波利亚认为:掌握数学就要善于解答一些要求独立思考、思路合理、见解独到和立意新颖的试题.这就需要细致分析和深入研究, 对所遇的新问题应透过现象看本质, 去粗取精、去伪存真、由表及里、由此及彼,只有回归问题的本质才能洞察其中的“奥秘”.

亚里士多德曾说:“思维从疑问和惊奇开始.”若将求知看作是一艘驶向新知识、新领域的轮船, 则质疑便是提供无限动力的发动机.疑问是探究的源泉, 是汲取知识的原动力,有疑惑就有探究,就有积极主动的思维活动.实践证明,质疑是教师一种能力,是开启创新之门的钥匙,面对“答案”,教师应挑战“权威”、独立思考、敢于提问、大胆质疑,从而提高自身的教学水平.

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