孔向英
【摘要】導數(shù)是高中階段現(xiàn)行數(shù)學知識體系中的重要組成內(nèi)容,導數(shù)知識及其計算分析處理技巧,在解決函數(shù)章節(jié)相關問題過程中的應用,有效提升了高中學生解決數(shù)學問題的總體效率。而轉(zhuǎn)化思想在導數(shù)問題中的應用,大幅改善了相關問題的求解難度,本文結合具體例題對導數(shù)問題求解中轉(zhuǎn)化策略展開了簡要闡述。
【關鍵詞】引例淺談 導數(shù)運用 轉(zhuǎn)化 策略
【中圖分類號】G633.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)08-0146-02
在高中數(shù)學學科知識體系下,為有效研究初等函數(shù)的增減性質(zhì)問題,專門引入了導數(shù)運算處理工具,伴隨著導數(shù)工具在解決高中數(shù)學函數(shù)章節(jié)問題過程中應用價值的逐步彰顯,轉(zhuǎn)化數(shù)學思想在導數(shù)應用過程中的顯著作用,逐步引起了我國一線高中數(shù)學教師的密切關注。
一、導數(shù)應用中的轉(zhuǎn)化思想
在數(shù)學科學的構造體系中,獨立數(shù)學對象的內(nèi)部組分之間,以及不同的數(shù)學對象之間,客觀上總是會存在一定形態(tài)的形式性,或者是邏輯性相互聯(lián)系特征,而構筑事物之間相互聯(lián)系的基礎是相似性,在存在相似性的事物之間,必然能夠找到某種可行性的處理路徑,促使彼此之間實現(xiàn)順暢有序的相互轉(zhuǎn)化。在面對和解決具體數(shù)學問題過程中,通過針對具體數(shù)學問題的條件、求解結論,以及問題的內(nèi)在結構實施轉(zhuǎn)化,能夠有效降低具體數(shù)學問題在分析求解過程中的整體難度水平,促進有關數(shù)學問題能夠快速得到充分解決。
在具體應用導數(shù)解決高中數(shù)學函數(shù)及其相關章節(jié)問題過程中,針對應用常規(guī)數(shù)學手段難以獲得預期解決效果的數(shù)學問題,可以基于轉(zhuǎn)化或者是化歸數(shù)學思想,在借助觀察、分析、類比,以及聯(lián)想等數(shù)學學科思維過程的基礎上,借助適當數(shù)學處理手段,對數(shù)學問題的外在表現(xiàn)形式展開變換處理,將原本相對復雜的數(shù)學問題逐步轉(zhuǎn)化為便于解決的數(shù)學問題形式,從這一角度分析,實際可以納入到導數(shù)應用化歸思想處理視野之下的問題主要包含如下三個具體類型:
第一,不等式恒成立問題。
第二,不等式證明問題。
第三,方程求解問題。
在應用導數(shù)轉(zhuǎn)化思想解決上述的問題過程中,最基本的處理步驟是基于原始問題形式,構筑恰當?shù)暮瘮?shù)表達式,并在構筑形成的函數(shù)表達式基礎上,運用導數(shù)章節(jié)的基本理論知識和數(shù)學運算技巧完成具體數(shù)學問題的計算、分析,以及求解過程。
二、構造函數(shù)的基本技巧
在分離參數(shù)基礎上構造函數(shù)
例1:已知函數(shù)f(x)=lnx,對于任意的常數(shù)a(-1≤a<0),假若不等式f(x)< ax2+2x+b在(0 解:通過對題干已知信息的閱讀分析,不難發(fā)現(xiàn)該題屬于不等式恒成立問題。 由于f(x)< ax2+2x+b,經(jīng)不等式分離常數(shù)變形計算可知b>lnx- ax2-2x,因該不等式對于任意的常數(shù)a(-1≤a<0)恒成立,可知b>(lnx- ax2-2x)max,依據(jù)解決函數(shù)問題過程中的主次元互換數(shù)學處理思想,可以構造函數(shù)φ(a)=- x2a-2x+lnx,觀察可知函數(shù)φ(a)在a(-1≤a<0)條件下,是單調(diào)遞減函數(shù),由此可得φ(a)max=φ(-1)= x2-2x+lnx,于是原問題被轉(zhuǎn)化為證明不等式b> x2-2x+lnx在x(0 三、二次構造函數(shù)的轉(zhuǎn)化思想在函數(shù)應用求解問題中的具體應用 在基于求導運算開展函數(shù)性質(zhì)研究問題,或者是不定式和方程問題的計算、證明以及求解分析過程中,經(jīng)常會遭遇在導函數(shù)取值大于0,或者是小于0的計算條件下,自變量x的取值范圍無法明確界定的數(shù)學情境,而在這種數(shù)學問題求解條件下,往往需要基于已經(jīng)構造形成的函數(shù)或者是導函數(shù)的解析表達式,再次實施函數(shù)構造,從而實施二次求導。 例5:已知f(x)=ax2-x(a≠0),g(x)=lnx,假若函數(shù)f(x)與函數(shù)g(x)的圖像有且只有兩個不同交點,求解實數(shù)a的取值范圍。 解:由題意可知,在函數(shù)f(x)與函數(shù)g(x)的圖像相交時,有f(x)=g(x)成立,在實數(shù)a≠0條件下,該問題可以等價為方程a= 有兩個根,設r(x)= ,則r'(x) ,設h(x)=1-x-lnx,則必有h'(x)=- <0,也就是說函數(shù)h(x)在x>0條件下是單調(diào)減函數(shù),同時由于h(1)=0,于是可以得到如下結論:在r(x)>0條件下,有x<1;在r'(x)<0條件下有x>1,即函數(shù)r(x)在0 四、結語 針對導數(shù)應用中的轉(zhuǎn)化策略問題,本文在簡要分析導數(shù)運用中的轉(zhuǎn)化思想基礎基礎上,結合具體數(shù)學問題詳細分析了導數(shù)問題計算求解過程中的轉(zhuǎn)化策略,旨意為相關領域的研究人員提供參考。 參考文獻: [1]郭培俊,張焱群.“問題轉(zhuǎn)化”解題策略探析[J].浙江工貿(mào)職業(yè)技術學院學報,2011(02).