曾光
綜觀高考數學試題中,經常會出現一道超越函數的圖像客觀題,難度中等,但往往令同學們感到比較頭疼.為什么呢?原因是這類題沒什么規(guī)律可循,題風十分飄忽,不好捉摸.如2016年全國高考1卷理數第7題.題目如下:
【2016年全國卷理7】函數y=2x2-e|x|在[–2,2]的圖像大致為( )
【評析】本題的得分率較低,很容易選錯.首先,不少同學考慮用特殊值法,將x=0代入,發(fā)現沒有作用,繼而把x=2代入,得y=8-e2,部分同學記得e≈2.7,求得y>0,排除了A.而剩下的B,C,D就沒有什么辦法去篩選了.包括常用的函數性質奇偶性和單調性也不起作用.很多同學這時候已經束手無策了!這時我們可以研究一下函數的導數,當x>0時,y′=4x-ex,由y=4x和y=ex的圖像可知有兩個交點,即當x>0時,y有兩個極值點,第一個介于0.5~1之間,因此選B.
實際上,超越函數的圖像客觀題看起來沒有規(guī)律,然而通過探索發(fā)現,基本可以通過以下三步去解決:
第一. 用函數的奇偶性和單調性(導數)進行篩選.
第二. 代入特殊值進行篩選.常代x=0和x=1.
第三. 用“極限”的思想去篩選.
注意:1.以上三步并無固定的順序,可根據題目的特點靈活選擇先用哪一步,后用哪一步.
2. 第一和第二步是同學都較熟悉的方法,接下來重點幫助大家掌握第三步,即如何運用“極限思想”去篩選,熟悉掌握后往往收到十分奇妙的效果.請看以下例題:
示例1. 函數f(x)=2x-tanx在(-,)上的圖像大致為( )
【評析】法一:奇偶性方面考慮,易知函數為奇函數,從而排除B,C. 單調性方面:f′(x) =2-=2-==,當x∈(0, ),令f′(x) >0,得x∈(0, ),因此單調遞增區(qū)間為x∈(0, ),單調遞減區(qū)間為x∈(, ),從而排除選項A,得到答案為D.
法二:然而當我們用極限的思想去研究時,則解決問題更為快捷:當x 無限趨近于時,tanx 趨近于正無窮大,2x趨近于π,這時f(x)=2x-tanx 趨近于負無窮大,從而排除A,B. 同理,當x 無限趨近于-時,2x 趨近于-π,tanx 趨近于負無窮大,這時f(x) =2x-tanx 趨近于正無窮大,從而排除選項C,答案為D.
比較以上兩種解法,用極限的方法的優(yōu)點是用時短、運算量少、正確率高.
示例2. 函數y=的圖像大致為( )
【評析】用極限方法,先考慮當x無限趨近于正無窮大時,3x 趨近于正無窮大,-1≤sin(+4x)≤1,9x也趨近于正無窮大且比3x 增長得快,因此趨近于零,從而排除選項C. 然后考慮當x從右邊無限趨近于零時,3x趨近于1,sin(+4x)趨近于—1,9x趨近于1,因此3xsin(+4x)趨近于—1,9x-1趨近于零,因此趨近于負無窮大,從而排除選項A,D. 答案為B.
本題也可以通過考慮奇偶性和單調性等性質解題,但過程較為復雜,運算量較大,用時較長,不如用極限方法快捷簡單.請同學們動手體會一下.
示例3. 函數f(x)=2x+sinx的部分圖像可能是( )
【評析】用極限方法,先考慮當x無限趨近于正無窮大時,2x趨近于正無窮大,-1≤sinx≤1,因此2x+sinx趨近于正無窮大,從而排除選項B,C. 然后考慮當x從右邊無限趨近于零時,2x趨近于零且大于零,sinx也趨近于零且大于零,因此f(x)=2x+sinx趨近于零且大于零,從而排除選項D,答案為A. 以上方法運算量接近于零,用時少,優(yōu)勢十分突出.
示例4. 函數y=的圖像大致為( )
【評析】用極限方法,先把函數進行變形:y==,然后考慮當x無限趨近于正無窮大時,e2x趨近于正無窮大,y=趨近于1,因此排除選項B,D. 再考慮當x無限趨近于零,e2x趨近于1,e2x+1趨近于2,e2x-1趨近于零,因此y=趨近于無窮大. 排除選項C,答案為A.
【總結】1. 極限方法比傳統方法有明顯優(yōu)勢,同學們應熟練掌握操作步驟,優(yōu)先考慮,可以起到節(jié)省時間和提高正確率的作用.
2. 極限方法和傳統方法并不沖突,而是相輔相成的關系,在解題中可以靈活選用,達到取長補短的目的.
責任編輯 徐國堅