☉廣東省廣州市從化中學(xué) 楊仁寬(特級教師)
在新課程人教A版數(shù)學(xué)必修1的第35頁,有這樣1道例題:
初看此題,平淡無奇,學(xué)后常會(huì)置之不理!若從多方面進(jìn)行思考,以多角度進(jìn)行探究,適當(dāng)變式并推廣,就既能發(fā)掘此例題潛藏的重要性質(zhì),又能發(fā)揮其廣泛的應(yīng)用價(jià)值.
新課程教材以此題為例,示范出了判斷函數(shù)奇偶性的方法與步驟.從研究此函數(shù)的性質(zhì)考慮,就有下列變式題.
(1)求出它的定義域;
(2)判斷它的奇偶性;
(3)探討它的單調(diào)性;
(4)如何畫出它的圖像?
(5)此函數(shù)的圖像有何性質(zhì)?
(6)你會(huì)用幾種方法求出它的值域?
解:(1)定義域?yàn)椋?∞,0)∪(0,+∞).
圖1
(2)?x∈(-∞,0)∪(0,+∞),由f(-x)=-f(x),知f(x)是奇函數(shù).
(3)用函數(shù)單調(diào)性的定義或求導(dǎo)數(shù)的方法,可得其單調(diào)遞減區(qū)間是[-1,0)和(0,1],單調(diào)遞增區(qū)間是(-∞,-1)和(1,+∞).
(4)先用描點(diǎn)法,畫出y=f(x)在(0,+∞)上的圖像,由奇函數(shù)
圖像的對稱性,可畫出y=f(x)的圖像(如圖1所示).
(5)此函數(shù)的圖像關(guān)于原點(diǎn)對稱.
(6)求此函數(shù)的值域,主要有以下方法.
解法1(圖像法):由畫y=f(x)的圖像可知此函數(shù)的值域是(-∞,-2]∪[2,+∞).
解法2(判別式法):設(shè)y=f(x),則在函數(shù)的定義域內(nèi),原式化為:x2-yx+1=0,由x∈R+∪R-,得Δ=y2-4≥0,解得y≥2或y≤-2,
原函數(shù)的值域是(-∞,-2]∪[2,+∞).
解法3(單調(diào)性法):當(dāng)x>0時(shí),[f(x)]min=f(1)=2;當(dāng)x<0時(shí),[f(x)]max=f(-1)=-2.
原函數(shù)的值域是(-∞,-2]∪[2,+∞).
利用坐標(biāo)平移或分類討論等方法,可以對原課本中的題作進(jìn)一步的推廣,除了研究其單調(diào)性之外,還可以研究推廣命題的對稱性、值域等.
原課本中的題及其推廣,在各類考試中,有著廣泛的應(yīng)用,限于篇幅,僅舉近年的3道高考題為例.
(1)用a表示出b、c;
(2)若f(x)≥lnx在[1,+∞)上恒成立,求a的取值范圍;
評注:此題以雙鉤函數(shù)為背景,將函數(shù)、不等式、數(shù)列及其求和等有機(jī)地融為一體,證明的關(guān)鍵在于利用雙鉤函數(shù)的性質(zhì),觀察結(jié)構(gòu)特點(diǎn),構(gòu)造對數(shù)函數(shù),賦以變量之值,借助對數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)裂項(xiàng)求和,后續(xù)的適度放縮,已是水到渠成了!
例3(2008年寧夏、海南理科壓軸題)設(shè)函數(shù)f(x)=ax+1 x+b(a、b∈Z)的圖像在點(diǎn)(2,f(2))處的切線方程為y-3=0.
(1)求y=f(x)的表達(dá)式;
(2)證明:函數(shù)y=f(x)的圖像是一個(gè)中心對稱圖形,并求其對稱中心;
(3)證明:曲線y=f(x)上任意一點(diǎn)處的切線與直線x=1和直線y=x所圍成圖形的面積是定值,并求出此定值.
若考慮例3的一般情形,可以得到如下結(jié)論.
(1)曲線y=f(x)是以直線x=0和y=ax為漸近線、以原點(diǎn)為中心的對稱圖形;
(2)曲線上任意一點(diǎn)處的切線與兩漸近線所圍成的三角形的面積是定值,其值為2|b|;
(3)若曲線上任意一點(diǎn)D處的切線與兩漸近線分別交于A、B兩點(diǎn),則D為線段AB的中點(diǎn);
(4)若直線l與兩漸近線分別相交于M、N兩點(diǎn),與曲線相交于P、Q兩點(diǎn),則|MP|=|NQ|.
(1)曲線y=f(x)是以直線x=c和x=a(x-c)+d為漸近線、以(c,d)為中心的對稱圖形;
(2)曲線上任意一點(diǎn)的切線與兩漸近線所圍成三角形的面積是定值,其值為2|b|;
(3)若曲線上任意一點(diǎn)D處的切線與兩漸近線分別交于A、B兩點(diǎn),則D為線段AB的中點(diǎn);
(4)若直線l與兩漸近線分別相交于M、N兩點(diǎn),與曲線相交于P、Q兩點(diǎn),則|MP|=|NQ|.
結(jié)論1與結(jié)論2的證明,詳見參考文獻(xiàn)3,此處從略.
1.楊仁寬.深挖例題的潛能,踐行探究式學(xué)習(xí).中學(xué)數(shù)學(xué)[J],2010(6).
2.楊仁寬.繼承優(yōu)良傳統(tǒng),探索命題創(chuàng)新——2011年廣東高考數(shù)學(xué)試卷分析.高中數(shù)理化[J],2011(7下).
3.鄒生書.兩道高考壓軸題的統(tǒng)一引申與推廣.中學(xué)數(shù)學(xué)月刊[J],2011(9).