在新課標教材的指導(dǎo)下,導(dǎo)數(shù)及導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用成為高考的熱點,尤其是用導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)研究函數(shù)的單調(diào)性成為必考內(nèi)容,利用它可以證明不等式問題、在恒成立問題中求參數(shù)的范圍、研究函數(shù)的極值與最值。這就要求學(xué)生既要對導(dǎo)數(shù)知識極其熟悉,還需要有豐富的應(yīng)試技巧,從而獲得高分。
問題的易錯點
在新課程背景下,高考圍繞導(dǎo)數(shù)“核心”知識點單調(diào)性進行考查,單調(diào)性應(yīng)用是學(xué)生的易錯點,通過對易錯題的錯解進行糾正,引導(dǎo)學(xué)生思考,鍛煉學(xué)生獨立解決問題的能力,形成自己的解題方法,進而能觸發(fā)學(xué)生積極思考、勤奮探索的動力,開發(fā)學(xué)生的智慧源泉,實現(xiàn)了舉一反三的效果。下面通過一道應(yīng)用問題體現(xiàn)導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)單調(diào)性的誤用。
例:已知函數(shù)f(x)=3ax4-2(3a+1)x2+4x。(1)當時,求f(x)的極值;(2)若f(x)在(-1,1)上是增函數(shù),求a的范圍。
解第一問為常規(guī)解法故略去,只解第二問。學(xué)生解:因為f(x)=3ax4-2(3a+1)x2+4x在(-1,1)上是增函數(shù),所以f’(x)=12ax3-4(3a+1)x+4≥0在(-1,1)上成立,所以f’(1)=12a-4(3a+1)+4=0≥0,所以a∈R。表面上看學(xué)生的解法是對的,而且理由也很充分,他們認為:如果連續(xù)函數(shù)在某一區(qū)間上單調(diào),則這一函數(shù)在這個區(qū)間上的導(dǎo)函數(shù)大于或等于零,所以這個區(qū)間上每一點處的導(dǎo)函數(shù)值大于或等于零,但他們犯了一個嚴重的錯誤,用特殊代替了一般,從而導(dǎo)致范圍擴大。這類題目是考查函數(shù)的單調(diào)性的應(yīng)用,近兩年很多地區(qū)高考題的導(dǎo)數(shù)大題就是這么考查的。考查的重點在于對參數(shù)進行分類討論。這時候往往先考慮現(xiàn)有條件對參數(shù)有沒有限制,如有限制,一定要在限制范圍內(nèi)分類討論。
幾種正確的解法
下面筆者提供幾種正確的解法:
分離參數(shù)法 因為 f(x)=3ax4-2(3a+1)x2+4x在(-1,1)上是增函數(shù),所以f’(x)=12ax3-4(3a+1)x+4≥0在(-1,1)上成立,即4(x-1)(3ax2+3ax-1)≥0在(-1,1)上成立。因為x∈(-1,1)所以x-1<0,即3ax2+3ax-1≤0在(-1,1)上成立。當x=0時,3ax2+3ax-1=-1≤0成立。當x∈(-1,0)時,≥令 t(x)=x2+x在x∈(-1,0)上時,所以≥。當x∈(0,1)時,≤,t(x)=x2+x在x∈(-1,0)上是增函數(shù),t(x) 二次函數(shù)法 二次函數(shù)的是初中的重點內(nèi)容,也是高考中的很多問題的解題工具,尤其利用二次函數(shù)求在某區(qū)間上的最值(或值域)的求法要掌握熟練,特別是含參數(shù)的兩類“定軸動區(qū)間”“定區(qū)間動軸”,其解法是抓住“三點一軸”數(shù)形結(jié)合。三點指的是區(qū)間的兩個端點和區(qū)間中點,一軸指的是對稱軸。解法如下:因為f(x)=3ax4-2(3a+1)x2+4x在(-1,1)上是增函數(shù);所以f’(x)=12ax3-4(3a+1)x+4≥0在(-1,1)上成立,即4(x-1)(3ax2+3ax-1)≥0在(-1,1)上成立,因為x∈(-1,1)所以x-1<0,即3ax2+3ax-1≤0在(-1,1)上成立,令g(x)=3ax2+3ax-1,x∈(-1,1)。當a=0時,則g(x)=-1≤0在(-1,1)成立。當a>0時,則二次函數(shù)開口向上,對稱軸,則x=1離對稱軸更遠,所以x=1時g(1)最大,則此時要3ax2+3ax-1≤0,所以3a+3a-1≤0,即0 二次求導(dǎo)法 函數(shù)在某點的一階導(dǎo)數(shù)表示函數(shù)圖象在該點的切線的斜率,表達了函數(shù)值在該點附近的變化快慢;相應(yīng)地,對函數(shù)二次求導(dǎo),相當于對原來函數(shù)的一階導(dǎo)函數(shù)再進行一次求導(dǎo),所得二階導(dǎo)數(shù)即表示切線的斜率的變化快慢。因為f(x)=3ax4-2(3a+1)x2+4x在(-1,1)上是增函數(shù),所以f’(x)=12ax3-4(3a+1)x+4≥0在(-1,1)上成立,即4(x-1)(3ax2+3ax-1)≥0在(-1,1)上成立,因為x∈(-1,1),所以x-1<0,即3ax2+3ax-1≤0在(-1,1)上成立。當a=0時,3ax2+3ax-1=-1≤0在(-1,1)上成立令g(x)=3ax2+3ax-1x∈(-1,1)g’(x)=6ax+3a,令g’(x)=0,則。當a>0時,g(x)在為減函數(shù),g(x)在為增函數(shù),且g(1)=3a+3a-1=6a-1及g(-1)=3a-3a-1=-1,如果要使3ax2+3ax-1≤0在(-1,1)上成立,只需g(1)=6a-1≤0,即0 從以上問題解答中可透過現(xiàn)象看本質(zhì),要從根本上掌握函數(shù)單調(diào)性的意義,從而在解題中更好地利用這一性質(zhì)。這部分知識本身比較抽象,但題目的結(jié)構(gòu)和形式往往與學(xué)生日常練習(xí)中所熟悉的題型是有聯(lián)系的。因此,把常見的易錯點進行梳理和分析,考試時做到心中有數(shù),就能讓自己的成績有所突破。 (作者單位:內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟第一中學(xué))