☉江蘇省宜興中學(xué) 吳華平
一道背景深刻、極富韻味、凝聚了眾多命題專家智慧的好題,猶如掌上明珠,剔透晶瑩,讓我們愛不釋手、流連忘返.它往往背景新穎、呈現(xiàn)簡潔、內(nèi)涵深刻、給人啟迪,有較強的啟發(fā)性、代表性、拓展性.若能對此進行多角度、深層次地思考,從中開發(fā)出解題的智慧和智慧地解題,則可以提高對數(shù)學(xué)問題本質(zhì)的認識,達到舉一反三、觸類旁通的目的.2013年高考浙江卷理科第22題就是這樣一道獨具匠心、意境幽深的好題,本文探究其解法及揭示背景.現(xiàn)整理成文,與各位同仁交流.
題目已知a∈R,函數(shù)f(x)=x3-3x2+3ax-3a+3.
(1)求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程;
基本解法分析:(1)考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,過程略.
(2)本小題是在給定一個區(qū)間求最值問題,并不陌生,但由于涉及參數(shù)及絕對值,討論的情況比較多,較繁瑣.一般思路,可先討論函數(shù)是單調(diào)函數(shù)的情況,其次討論函數(shù)非單調(diào)情況,求出函數(shù)的極值,端點函數(shù)值,再比較四個函數(shù)值的絕對值的大小.其參考答案就按這種常規(guī)思路來分類討論,過程現(xiàn)簡單摘錄如下:
由于f′(x)=3(x2-6x+3a),x∈[0,2],
下面討論:
證明如下:
由此得到如下結(jié)論:
利用函數(shù)圖像的對稱性,可避免對參數(shù)過多的討論,命題者恰恰給出區(qū)間的中點與對稱中心橫坐標(biāo)一致,由此看出命題者的一番苦心.
解:由于函數(shù)對稱中心為(1,1),x∈[0,2],
③若0<a<1,由于點P(x1,f(x1))和Q(x2,f(x2))關(guān)于對稱中心(1,1)對稱,且A(0,f(0))和B(2,f(2))關(guān)于對稱中心(1,1)對稱,所以
若f(x1)<f(2),只需f(x2)>f(0),而
(注:求不等式的過程,先求x2的取值范圍,再求出a的取值范圍,避免了根式,轉(zhuǎn)化為整式較為簡單.)
張奠宙教授曾經(jīng)這樣點評三次函數(shù):三次函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是二次函數(shù),再次求導(dǎo)則成為一次函數(shù),研究這“祖孫三代”的關(guān)系,看看哪些性質(zhì)有遺傳性,它們的“DNA”有什么關(guān)聯(lián),很是有趣.三次函數(shù)之美,在于其曲線之奇異美,對稱之和諧美,典型之共性美.隨著三次函數(shù)在中學(xué)深入研究和廣泛應(yīng)用,相信它也能折射出我們欣賞數(shù)學(xué)時所感悟到的魅力.
1.侯典峰.一道高考填空題的深層探究[J].數(shù)學(xué)通訊(下半月),2012(5).
2.濮陽康和.感受三次函數(shù)的“美麗”種種[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(上旬),2011(6).