劉代平
【摘要】在高考數(shù)學中,對于二次函數(shù)相關知識的考查越來越多,許多高考壓軸題都是關于二次函數(shù)的問題,在全國新課標Ⅱ卷中,對于二次函數(shù)的考查內(nèi)容也非常多,所以二次函數(shù)的學習對于高考有著非常重要的意義,因此本文就二次函數(shù)在高考壓軸題中的應用進行了一定的研究.
【關鍵詞】二次函數(shù);高考;壓軸題
在高中數(shù)學中,函數(shù)是一個非常重要的內(nèi)容,在近些年的高考中,函數(shù)綜合性問題常常以壓軸題的形式出現(xiàn),而且考查的方式也較為靈活,而二次函數(shù)作為函數(shù)中的一個重要內(nèi)容,它與不等式、解析幾何、數(shù)列及復數(shù)等都有著密切的聯(lián)系,所以對二次函數(shù)在高考壓軸題中的應用進行研究有著非常重要的意義.
一、高考數(shù)學試題分析
本文主要針對近兩年高考新課標Ⅱ卷的數(shù)學試題進行分析,通過對于高考試卷的解析來探求二次函數(shù)在高考數(shù)學中的具體應用.以2015年文科試卷第15題為例,題目如下:
例1已知雙曲線過點(4,3),且漸近線方程為y=±12x,求該雙曲線的標準方程.
這道題目實質(zhì)上是考查的解析幾何的知識,但是我們知道雙曲線標準方程實質(zhì)上也是一個二次函數(shù),所以該題目實質(zhì)上也考查了二次函數(shù)的相關知識.在解答這道題目的過程中,不妨先判斷雙曲線焦點的位置,因為雙曲線過點(4,3),而點(4,3)又在漸近線y=12x的下方,所以可以判斷雙曲線的焦點是位于x軸上的,這時可以設雙曲線的標準方程為x2a2-y2b2=1,其中a,b均大于零,那么該雙曲線所對應的漸近線方程就應該為y=±bax,由已知條件可知ba=12,然后再將點(4,3)的坐標代入所設的標準方程,不難得到16a2-3b2=1,再由ba=12可以解得a=2,b=1,最終求得該雙曲線的標準方程為x24-y2=1.這道題目對于解析幾何的相關知識進行了考查,但是所考查的內(nèi)容較為基礎,所以在高考數(shù)學中,必須要注重對于基礎知識的掌握和應用.
例2設函數(shù)f(x)=emx+x2-mx.(1)證明f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)單調(diào)遞增;(2)若對于任意的x1,x2∈[-1,1],都有|f(x1)-f(x2)|≤e-1,求m的取值范圍.
這道題目考查函數(shù)的單調(diào)性和最值的應用,其中第一道題目相對較為基礎,而第二道題目則有一定的難度.從題目的已知條件中不難發(fā)現(xiàn)所給函數(shù)f(x)的定義域為(-∞,+∞),第一個問題中是要對函數(shù)的單調(diào)性加以證明,這時不難聯(lián)想到導函數(shù),所以不妨求出其導函數(shù)f′(x)=m(emx-1)+2x,接下來要判定導函數(shù)的符號,而在導函數(shù)中有參數(shù)m和變量x存在,所以需要對其進行分類討論,首先如果m≥0,在x∈(0,+∞)時,有emx-1≥0,2x>0,這時f(x)′>0;而當x∈(-∞,0)時,emx-1≤0,2x<0,這時f(x)′<0;如果m<0,在x∈(0,+∞)時,emx-1<0,2x>0,這時f(x)′>0,而當x∈(-∞,0)時,emx-1>0,2x<0,這時f(x)′<0.因此函數(shù)f(x)在區(qū)間(-∞,0)上是單調(diào)遞減的,在區(qū)間(0,+∞)上是單調(diào)遞增的.通過對于第一個問題的解答,可以指導對于任意的m,函數(shù)f(x)在區(qū)間[-1,0]上都是單調(diào)遞減的,在區(qū)間[0,1]上都是單調(diào)遞增的,所以不難發(fā)現(xiàn)在區(qū)間[-1,1]上,函數(shù)f(x)的最小值為f(0),那么不難得到f(1)-f(0)≤e-1且f(-1)-f(0)≤e-1,即em-m≤e-1,e-m+m≤e-1. 這時不妨構造函數(shù)g(t)=et-t-e+1,不難求得函數(shù)g(t)的導函數(shù)g(t)′=et-1,所以在t<0時,g(t)′<0;在t>0時,g(t)′>0,所以函數(shù)g(t)在區(qū)間(-∞,0)上單調(diào)遞減,在區(qū)間(0,+∞)上單調(diào)遞增.又因為g(1)=0,g(-1)=e-1+2-e<0,這時em-m≤e-1,e-m+m≤e-1 是成立的,而當m>1時,g(m)>0,即em-m>e-1,而當m<-1時,g(-m)>0,即em-m>e-1,所以m的取值范圍為[-1,1].這道題目對于導函數(shù)及函數(shù)單調(diào)性的相關知識進行了考查,同時在解題的過程中還需要構造輔助函數(shù),這就要求學生要靈活地掌握和應用二次函數(shù)的相關知識.
二、二次函數(shù)復習建議
(一)夯實基礎,活用教材
在進行二次函數(shù)相關知識的復習時,首先要抓住教材,對于教材中的基礎知識一定要掌握牢靠,對于教材中所涉及的二次函數(shù)知識及一些常規(guī)的解題思路要全面地了解和掌握.
(二)注重數(shù)形結合
由于二次函數(shù)與解析幾何有著密不可分的關系,所以在對二次函數(shù)的相關知識進行復習時,可以借助于函數(shù)圖像,將函數(shù)與圖像結合在一起.在解答有關常見二次函數(shù)的問題時,學生應該養(yǎng)成畫函數(shù)圖像的習慣,通過函數(shù)圖像可以先對函數(shù)的性質(zhì)及特征有一個初步的認識,雖然這種認識是感性上的,但是再通過理性的分析,就能夠有效地對問題加以解決,所以數(shù)形結合是一種非常重要的解答二元函數(shù)相關問題的思想方法.
三、結語
近些年來,隨著新課程改革的進一步深入,許多高考壓軸題目都是與二次函數(shù)相關的.通過對近些年來全國新課標Ⅱ卷數(shù)學試題的研究,筆者發(fā)現(xiàn)試卷中二次函數(shù)相關知識所占的比重也越來越大,所以必須在復習的過程中對二次函數(shù)的相關知識引起足夠的重視,通過有效的方式來進行二次函數(shù)相關知識的復習,從而在高考中取得較好的成績.