陳娟
【摘要】高中階段所包含的恒成立題,與之有關(guān)的函數(shù)很多、解題方法中會(huì)用到轉(zhuǎn)化變量、引進(jìn)參數(shù)、數(shù)形結(jié)合、借助關(guān)系式本身的幾何意義等方法,很好地體現(xiàn)出學(xué)生在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題方面的能力,拓寬了學(xué)生解題的思路。因此,這一類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題就成為了最近幾年高考出題的一個(gè)熱點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué) 轉(zhuǎn)化變量 主元更換 數(shù)形結(jié)合
在目前高中階段含參不等式問(wèn)題中,主要是求本題中參數(shù)的取值范圍進(jìn)而使原不等式恒成立,是高考中的一種常見(jiàn)題。
一、轉(zhuǎn)化變量,引進(jìn)參數(shù)
例1.若x∈R,x2log24(a+1)a+2xlog22aa+1+log2(a+1)24a2>0一定成立,求這道題中a的范圍。
解:因?yàn)閘og22aa+1的值隨著參數(shù)a的變化而變化,若設(shè)t=log22aa+1,則以上關(guān)系式就成為“當(dāng)t為那些值時(shí),(3-t)x2+2tx-2t>0一定成立”。
這個(gè)問(wèn)題就可以轉(zhuǎn)化成我們所非常熟知的函數(shù)的等價(jià)問(wèn)題,求解關(guān)于t的不等式組:3-t>0
Δ=(2t)2+8t(3-t)<0 。解得:t<0,即有l(wèi)og22aa+1<0,易得0 二、借助題中函數(shù)值域,把參數(shù)分離出來(lái)
例2.已知一切角θ,sin2θ+2mcosθ+4m-1<0恒成立,求這道題中m的范圍。
解:將此式分離變量得m(2cosθ+4)0,則上述不等式就變?yōu)?m 2m必須小于f(θ)=cos2θcosθ+2的最小值,所以這道題必須求cos2θcosθ+2的最小值。因?yàn)閒(θ)=cos2θcosθ+2
=(cosθ+2)2-4(cosθ+2)+4cosθ+2
=cosθ+2+4cosθ+2-4
≥4-4=0
即cosθ=0時(shí),有最小值為0,故m<0。
三、主元更換,轉(zhuǎn)化解題思路
例3.已知0≤m≤1,方程x2+mx-2m-1=0有實(shí)數(shù)根,求這道題中實(shí)根的范圍。
解:根據(jù)已知方程,以m為主元,則m(x-2)=(1-x)2,
由原方程知x≠2,得m=1-x2x-2,又0≤m≤1,即0≤1-x2x-2≤1
解之得-1-132≤x≤-1或1≤x≤-1+132。
四、數(shù)形結(jié)合,一目了然
例4.若x∈(0,4],則不等式x(4-x)>ax一定成立,試求本題中a的范圍。
解:若設(shè)y1=x(4-x),則(x-2)2+y21=4(y1≥0)為上半圓。
設(shè)y2=ax,為過(guò)原點(diǎn),a為斜率的直線。
在同一個(gè)平面直角坐標(biāo)系內(nèi),畫(huà)出本題中2個(gè)函數(shù)圖象。
由所畫(huà)的圖可知,y1的函數(shù)值必須要比y2的函數(shù)值大,所以這道題中a的取值范圍是a<0。
五、合理推理,借助幾何意義
例5.不論k為何值,y=kx+1與x2+y2-2ax+a2-2a-4=0一定有交點(diǎn),求這道題中a的范圍。
解:(x-a)2+y2=4+2a,C(a,0),當(dāng)a>-2時(shí),則這條直線所過(guò)點(diǎn)A(0,1)一定在圓上或圓的內(nèi)部,即點(diǎn)A(0,1)到圓心的距離小于或者等于圓的半徑,即a2+1≤2a+4(a>-2),得-1≤a≤3。
六、分幾種情況討論,不重不漏
例6.若|m|≤2,2x-1>m(x2-1)總成立,求這道題中x的范圍。
解:由|m|≤2這個(gè)條件想到把參數(shù)m分離出來(lái),這就需要對(duì)x2-1這個(gè)式子進(jìn)行分情況討論。
①當(dāng)x2-1>0時(shí),使此式2x-1x2-1>m恒成立,則2x-1x2-1>2, 所以1 ②當(dāng)x2-1<0時(shí),使此式2x-1x2-1 ③當(dāng)x2-1=0時(shí),使此式2x-1>0恒成立,則x=1。
綜上①②③得-1+72 目前高中階段的數(shù)學(xué)中,含有參數(shù)的這一類(lèi)不等式恒成立問(wèn)題,這種題所含有的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)特別多,解題方法也不唯一,但是這種題的核心就是進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,有了這種解題思想,做這類(lèi)題就能以不變應(yīng)萬(wàn)變,這就要求學(xué)生要通過(guò)做過(guò)的習(xí)題不斷的總結(jié)和反思領(lǐng)悟。