☉浙江省天臺育英中學(xué) 潘日升
高考試題是命題組(一般由10多位高中名師和大學(xué)老師、命題專家組成)集體智慧的結(jié)晶,是經(jīng)過高考檢驗的優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教學(xué)題材.
2008年重慶理科數(shù)學(xué)試卷(理)第21題是一道漂亮的試題,筆者曾經(jīng)把它與“問題探究教學(xué)法”進(jìn)行結(jié)合,設(shè)計了一堂“高考試題分析課”,現(xiàn)在把它整理出來供同行參考.
課前準(zhǔn)備:提前一天把2008年重慶高考數(shù)學(xué)試卷(理)第22題印發(fā)給學(xué)生,要求學(xué)生課前想一想、做一做.
(Ⅱ)記bn=a1a2…an(n∈N*),若bn≥對n≥2恒成立,求a2的值及數(shù)列{bn}的通項公式.
問題1:同學(xué)們還能準(zhǔn)確回答“指數(shù)式子”和“對數(shù)式子”的概念嗎?它們是什么關(guān)系?除了一般的應(yīng)用外誰還能說說有什么特別的應(yīng)用?
指導(dǎo)性答案:我們知道指數(shù)式ax=b(a>0,a≠1)與對數(shù)式logab=x(a>0,a≠1)是互相等價的,它們對a,b,x這三個數(shù)來說是同一關(guān)系的.
logaMN=logaM+logaN是對數(shù)中一個重要的公式,它具有把“積”的形式轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂汀钡男问降墓δ埽虼?,解題時除了一般計算應(yīng)用外,還要重視它是數(shù)學(xué)“轉(zhuǎn)變”的重要工具.
問題2:大家想一想,在數(shù)列中經(jīng)常有這樣一個“轉(zhuǎn)變”,你能說出來嗎?
指導(dǎo)性答案:在數(shù)列這一章中,我們也學(xué)習(xí)過一個重要的結(jié)論:若正數(shù)等比數(shù)列{an},令bn=logcan(c>0,且c≠1),則數(shù)列{bn}就是等差數(shù)列.因為,“等差數(shù)列”總感覺到要比“等比數(shù)列”來得簡單一點,所以,化“等比數(shù)列”為“等差數(shù)列”是我們常用的思想,是簡化運算的一個好辦法.
問題3:結(jié)合大家已經(jīng)做過重慶理科第22題,猜一猜,我們這一節(jié)課的主題應(yīng)該是什么?
指導(dǎo)性答案:引入課題,我們把上述的方法稱為對“積(冪)的形式”進(jìn)行“對數(shù)化”處理方法,即:對于n個正數(shù)a1,a2,…,an,要計算M=a1a2…an的積結(jié)果,有的時候很麻煩也很難,此時,我們就可以考慮把它兩邊取對數(shù),變成了logbM=logba1+logba2+…+logban,這樣就把一個積的運算轉(zhuǎn)化為和的運算,可能會使運算更簡單一點.
指導(dǎo)性答案:“歸納、猜想、證明”的方法.這一小題應(yīng)該是基礎(chǔ)的、送分的題.
指導(dǎo)性答案:應(yīng)該從條件“記bn=a1a2……an(n∈N*),若bn≥對n≥2恒成立”去求得.而且,題意也明確要求a2的大小,一旦a2求得,從理論上來說an就可以求得,那么bn自然可以求得了.
問題6:大家對解決第(Ⅱ)小題都是有困難嗎?你再看看、再體會條件“記bn=a1a2…an(n∈N*),若bn≥對n≥2恒成立”中關(guān)鍵字是什么?最困難的是什么?
指導(dǎo)性答案:關(guān)鍵字是“bn≥2對n≥2恒成立”中“恒成立”,即永遠(yuǎn)成立,這個可要理解到位.
最困難是由于bn=a1a2…an(n∈N*),bn是關(guān)于a1,…,an的積的形式,這樣,很難把bn與條件“bn≥對n≥2恒成立”聯(lián)系起來.
問題7:想想我們應(yīng)該怎么辦?
指導(dǎo)性答案:這里就步入我們這一節(jié)課的主題了.考慮到把bn進(jìn)行對數(shù)化處理,令xn=log2an,記Sn表示xn的前n項的和,則bn=2Sn,條件“bn≥2對n≥2恒成立”轉(zhuǎn)化為“S對n≥2恒成立”;條件“a
問題8:我們?yōu)槭裁慈∫?為底的對數(shù)?現(xiàn)在的條件明朗了,后面怎么辦?
指導(dǎo)性答案:由于不等式“bn≥2”中右邊的冪是以2為底.
此時,如果把a(bǔ)2即x2=log2a2看成已知的一個數(shù),那么條件就很明朗了.
問題9:后面就是如何突破這個“恒成立”的條件了,也是涉及到不等式等綜合知識了,我們一起來想想辦法.
問題10:總算解決完整了!你有什么體會?,
指導(dǎo)性答案:作為壓軸題,總是有一定難度的,涉及到方方面面知識,也不是一般的同學(xué)能達(dá)到的,需要堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和較強(qiáng)的數(shù)學(xué)能力.對“積(冪)的形式”進(jìn)行“對數(shù)化”處理方法在平時雖有應(yīng)用,卻不深刻,想不到高考中還是大有用武之地.
問題11:請大家舉一個例子:解題時含有對“積(冪)的形式”進(jìn)行“對數(shù)化”處理方法.
指導(dǎo)性答案:在遞推條件下求數(shù)列通項公式的方法中有一種方法就是“對數(shù)變換法”.
例已知數(shù)列{an}各項都是正數(shù),且滿足:a1=2,an+1=2an2(n∈N*),求數(shù)列{an}的通項公式.
解:由an+1=2an2(n∈N*)得,lgan+1=lg2+2lgan,把lgan看成項,則數(shù)列{lgan}就是“an+1=Aan+D”型數(shù)列,所以有l(wèi)gan+1+lg2=2(lgan+lg2),因此,有l(wèi)gan+lg2=2n-1(lgan+lg2)=2nlg2,即an=2(2n-1).
評注:對于遞推公式形如an+1=pan2(其中p>0且a1>0)或an+1-an=f(n)(其中f(n)>0且a1>0)的數(shù)列通項公式的求法,通??梢钥紤]將其兩邊取對數(shù)式,得到lgan+1=lgp+mlgan或lgan+1=-lgan+lgf(n),則數(shù)列{lgan}符合“an+1=Aan+D”型數(shù)列形式,從而求解.
問題12:為了鞏固今天學(xué)習(xí)的效果,老師提供了下面一道高考試題,請大家在課外用今天所學(xué)習(xí)的方法來解決第1、2兩個問題.
(2012年浙江理第22題)已知a>0,b∈R,函數(shù)f(x)=4ax3-2bxa+b.
(Ⅱ)若-1≤f(x)≤1對x∈0,[]1恒成立,求a+b的取值范圍.
答案:-1≤a+b≤3.結(jié)束本課程.
根據(jù)筆者的經(jīng)驗,在高三各輪的教學(xué)復(fù)習(xí)中,經(jīng)常性地對高考試題從各個角度深入研究,能使考生熟悉和掌握近年高考試題的命題風(fēng)格、命題熱點、命題形式,有利于考生適應(yīng)高考情景,提高高考復(fù)習(xí)的針對性.