陳潛勇
【摘要】高考二輪復習是能力提高的重要階段,函數(shù)導數(shù)向來在浙江省的高考題中占據(jù)比較重要的位置.在有些導數(shù)題中,往往涉及有關(guān)如何構(gòu)造函數(shù)的問題,隱蔽性強,難度大.這需要教師在二輪復習中引導學生如何去破解思維的障礙,做好分析、歸納、總結(jié)等一系列的問題,使得學生解題有法可依、有章可循.
【關(guān)鍵詞】函數(shù);導數(shù);函數(shù)構(gòu)造
在四五月份的高考二輪復習中,發(fā)現(xiàn)很多利用導數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),解決與方程、不等式的有關(guān)綜合性問題.在前面已經(jīng)復習了有關(guān)導數(shù)中的恒成立問題、存在性問題以及簡單的不等式證明問題,學生的解題能力已經(jīng)有明顯提升.為了更好地提升學生的思維能力,提高導數(shù)題的綜合解題能力以及對知識探求的興趣,特安排了這樣的一堂有關(guān)導數(shù)條件下函數(shù)構(gòu)造問題的二輪復習課.故這是一篇由高考二輪復習課之后整理的論文,難免認識較淺,分析不到位,不足之處請讀者諒解.
函數(shù)構(gòu)造的靈感來自哪里?在高中數(shù)學里并沒有詳細介紹有關(guān)各種題的解法,也沒有經(jīng)過系統(tǒng)的訓練,它是分散在解題過程中的,所以教師在二輪復習過程中的引導很重要.直接給出函數(shù)很容易,但要求學生學會如何去想到要構(gòu)造這樣的一個函數(shù)確實很難的.問題的本質(zhì)是如何觀察分析這個導數(shù)式與函數(shù)的哪些性質(zhì)有關(guān)聯(lián),哪些因素會促發(fā)我們的靈感呢?本文從導數(shù)的運算法則、初等基本函數(shù)的結(jié)構(gòu)形式、基本初等函數(shù)的結(jié)構(gòu)變換以及綜合性問題等四方面來詳細分析此類問題.
一、和差積商導數(shù)運算公式構(gòu)造新函數(shù)
這類問題是在導數(shù)關(guān)系下根據(jù)導數(shù)式的整體結(jié)構(gòu)形式特征,利用導數(shù)的四則混合運算法則構(gòu)造函數(shù),然后利用函數(shù)的基本性質(zhì)特別是單調(diào)性來研究兩個數(shù)的大小、不等式的解或不等式的證明問題.
例1設函數(shù)f(x),g(x)分別是定義在R上的奇函數(shù)和偶函數(shù),當x<0時,f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x)>0且g(3)=0,則不等式f(x)·g(x)<0的解集是().
A.(-3,0)∪(3,+∞)B.(-3,0)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞)D.(-∞,-3)∪(0,3)
分析此類題無論在一輪復習還是二輪復習中較為常見,基本功扎實的學生應該容易發(fā)現(xiàn)這個積的導數(shù)的結(jié)構(gòu)形式.直接構(gòu)造函數(shù)F(x)=f(x)·g(x),再結(jié)合函數(shù)的奇偶性和單調(diào)性,結(jié)合圖像可以得到C為正確選項.
例2(2014名校創(chuàng)新沖刺卷一)已知函數(shù)f(x)的定義域是(0,+∞),f′(x)是f(x)的導函數(shù),且xf′(x)-f(x)>0在(0,+∞)內(nèi)恒成立.
(1)若f(x)=lnx+ax2,求a的取值范圍;
(2)設x0是f(x)的零點,m,n∈(0,x0),求證:f(m+n)f(m)+f(n)<1.
分析第(1)問直接代入利用變量分離變?yōu)閍>lnx-1x2max就可以解決,得到a>12e3.
第(2)問,看此題的這個導數(shù)不等式xf′(x)-f(x)>0,直接是較難得到的.但看到這個差式,可以聯(lián)系到差的導數(shù)式,但是這個差的函數(shù)式又構(gòu)造不出來,不過有關(guān)差的還有一個公式就是商的導數(shù)式里有涉及,故聯(lián)系到商的導數(shù)式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=f(x)x,求導F′(x)=xf′(x)-f(x)x2>0,很妙,出現(xiàn)這個結(jié)構(gòu)式了,馬上會令人興奮.其實無非是幾個公式在起作用,有加號的看加乘,有減號的看減除.接下去可以得到F(x)=f(x)x在(0,+∞)上單調(diào)遞增且F(x0)=f(x0)x0=0,x∈(0,x0),F(xiàn)(x)<0,x∈(x0,+∞),F(xiàn)(x)>0,又m f(m+n)m+n>f(m)m且f(m+n)m+n>f(n)n,化簡即可得到結(jié)論.