張 彥
(江蘇省東臺市東臺創(chuàng)新高級中學 江蘇東臺 224200)
高考數(shù)學試題中含參數(shù)問題的類型及解法研究
張 彥
(江蘇省東臺市東臺創(chuàng)新高級中學 江蘇東臺 224200)
函數(shù)是高中數(shù)學的重要組成部分,其中經(jīng)常會遇到含有參數(shù)的問題,熟練掌握含參數(shù)問題的解法對數(shù)學學習起到非常重要的作用,進而幫助學生在數(shù)學學科的高考中順利解決含參數(shù)問題的相關試題,取得良好的成績。本文將針對高考試題中含參數(shù)問題的類型進行分析并研究其解法。
高考數(shù)學 參數(shù)問題 類型 解法
參數(shù)也叫參變量,是一個變量。在研究自變量與因變量的關系時,引入一個或幾個其他的變量來描述自變量與因變量之間的關系,而這個引入的變量并不是必須要研究的問題,只是一個用來描述自變量與因變量關系的輔助性參數(shù),這樣的變量叫做參變量或者參數(shù)。參數(shù)在數(shù)學中有著廣泛的應用,在函數(shù)、數(shù)列、不等式與解析幾何等問題中都會用到參數(shù)問題,熟練運用參數(shù)解題對數(shù)學學習有著至關重要的作用。
引起分類討論的原因有很多,常見的包括概念本身是分類定義的;當題目中含有參數(shù),使得函數(shù)、方程或不等式的值以及圖像形狀位置等不確定時,就要對參數(shù)進行分類討論。
例1:解關于x的不等式:ax2-(a+1)x+1<0
此例題中首先要討論x2項的系數(shù),對a的取值不同對整個不等式的性質(zhì)不同進行分析討論。當a=0時,原式為-x+1<0,對此不等式求解可以得到{x|x>1};當a≠0時,原式為二次不等式,整理不等式后可得出(ax-1)(x-1)>0,這兩個不等式對應的方程的兩個根為和1,然后對a的取值范圍進行討論。
當a<0,原不等式的解集為:{x|x<或x>1}
當a>0,存在多種討論條件:
當<1即a>1時,原不等式的解集為:{x|<x<1};
當=1即a=1時,原不等式的解集為:Φ;
當>1即0<a<1時,原不等式的解集為:{x|1<x<}
通過分類討論分析,可以清晰、直觀的看到參數(shù)a取值不同時對原不等式的定義域范圍的影響,進而得出結(jié)論。
當a<0時,原不等式的解集為:{x|x<或x>1;
當a=0時,原不等式的解集為:{x|x>1};
當0<a<1時,原不等式的解集為:{x|1<x<};
當a=1時,原不等式的解集為:Φ;
當a>1時,原不等式的解集為:{x|<x<1}。
在這道例題中,不等式的解受兩方面因素的影響,第一是參數(shù)a能夠決定不等式類型,其次,參數(shù)a的值會影響到不等式解的大小,所以在計算時必須分類討論。需要格外的是,在計算過程中應通過參數(shù)a的值來判斷不等式的解,不能先入為主的用x的定義域問題反推a的值,這是參數(shù)問題中常常被錯誤理解的誤區(qū)。
例2:已知函數(shù)f(x)=x3-3x2-9x+3,若函數(shù)g(x)=f(x)-m在[-2,5]上有三個零點,求實數(shù)m的取值范圍。
解:f′(x)3x2-6x-9=3(x+1)(x-3),f′(x)的圖像為零點為x1=-1,x2=3的開口向上的二次函數(shù),根據(jù)題中[-2,5]可知,當x∈[-2,-1)∪(3,5]時,f′(x)>0;當x∈(-1,3)時,f′(x)<0。
根據(jù)導數(shù)的性質(zhì)可以得出,函數(shù)f(x)在[-2,-1)與(3,5]上單調(diào)遞增,在(-1,3)上單調(diào)遞減。
所以,f(x)極小值為f(3)=33-3*32-9*3+3=24,f(x)的極大值為f(-1)=(-1)3-3(-1)2-9(-1)+3=8,且f(-2)=1,f(5)=8。
為了讓函數(shù)g(x)=f(x)-m在[-2,5]上有三個零點,只要讓f(x)的圖像與直線y=m有三個交點即可。
當m∈[8,+∞)時,函數(shù)f(x)的圖像與直線y=m最多有兩個交點;當m∈[1,8)時,函數(shù)f(x)的圖像與直線y=m最多有兩個交點;當m∈(-24,1)時,函數(shù)f(x)的圖像與直線y=m有兩個交點;當m∈(-∞,-24]時,函數(shù)f(x)的圖像與直線y=m最多由一個交點。
綜上所述,為使函數(shù)g(x)=f(x)-m在[-2,5]上有三個零點,則m∈[1,8)。
如果不等式|2x+3|-1≥ax恒成立,試求a的取值范圍。對于此類問題,可以把不等式的兩端當作是兩個函數(shù),f(x)=|2x+3|-1以及g(x)=ax,并將兩個函數(shù)的圖像在同一個坐標系中畫出來,f(x)的圖像已確定,而g(x)其斜率未定,為了滿足不等式|2x+3|-1≥ax恒成立,則需要f(x)的圖像始終在g(x)的上方,且根據(jù)觀察圖像可知,直線的斜率只有在一定范圍內(nèi)才可以使不等式成立。所以,在關于此類不等式的問題中,通過采取數(shù)形結(jié)合的方式可以將不等式問題清晰、直觀的表現(xiàn)出來,便于學生理解。但需要注意的是,在使用數(shù)形結(jié)合法時必須要保證所畫函數(shù)圖像是正確的,只有建立在正確圖像上的分析才能的到正確的結(jié)果。
引參求解經(jīng)常被應用于解析幾何或與應用相關的類型題中,起到解決問題的輔助作用。
例3:設a,b,c都是正數(shù)且3a=4b=6c那么:
對于這種比例關系的問題,需要引入?yún)?shù),可以在3a=4b=6c=m,其中m>0且m≠1,那么而由此可以得出即得出答案B??梢院苊黠@的看出,參數(shù)m不具備任何實際意義,它的存在對本身與三個正數(shù)的聯(lián)系沒有任何影響,引入的參數(shù)m并不是必須要研究的問題,然而三者的關系則可以通過參數(shù)m的描述被更清晰、更直觀的表達出來,方便學生理解掌握。
通過以上題型以及解法中我們可以總結(jié)出,參數(shù)是高中數(shù)學中十分重要以及困難的一部分,需要學生在早期的基礎知識學習中勤于練習,課堂上及時跟住教師的解題思路,將解題方式熟記于心,不斷地摸索結(jié)合自身特點的參數(shù)問題的解答方法,取得優(yōu)良的數(shù)學成績,并在高考中充分發(fā)揮平時所學到的知識,考上心儀、理想的學校。
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張彥,性別:女,民族:漢,籍貫:江蘇東臺,出生年月:1982年6月14日,文化程度:本科,現(xiàn)有職稱:中學二級。