鄭雨辰
【摘 要】本文是以新課標(biāo)高中數(shù)學(xué)教材為參考點(diǎn),通過幾個(gè)具有代表性的例題,根據(jù)目前高中教學(xué)大綱,探究并分析了高中函數(shù)參數(shù)問題的解體方法及策略。
【關(guān)鍵詞】數(shù)形結(jié)合;等價(jià)轉(zhuǎn)換;分情況分析;函數(shù)構(gòu)造法
縱觀目前高中數(shù)學(xué)的教學(xué)大綱以及歷年來高中數(shù)學(xué)的各種考題,函數(shù)與參數(shù)相結(jié)合的考察題型變得越來越常見,與此同時(shí),這類題型也成為許多同學(xué)的頭疼點(diǎn)。函數(shù)之所以具有一定難度,主要是因?yàn)榫哂袇?shù)的函數(shù)的處理比較復(fù)雜。
下面筆者根據(jù)高中教學(xué)實(shí)際和自身多年探究,簡(jiǎn)要分析了高中函數(shù)問題的解體策略及方法。
一、題型:參數(shù)的“恒成立”與“存在性”
(一)參數(shù)的“恒成立”問題
這一類問題一般分為兩種題型:一類是對(duì)于定義域X∈R上的恒成立問題;另一類是對(duì)于在R的某個(gè)子區(qū)間恒成立的兩種題型。例如:
例1:若aX2+3X-1<0在X∈R上恒成立,求a的取值范圍。
這道題是對(duì)于X∈R上的恒成立問題。
例2:X2+2X-a<0在X∈[0,2]上恒成立,求a的取值范圍。
這道題是對(duì)于在R的某個(gè)子區(qū)間上恒成立的問題。
(二)參數(shù)的“存在性”問題
例4:若存在X∈[-1,2],使得X2+2X-a<0成立,求a的取值范圍。
這道題屬于存在性問題,常與恒成立問題混淆。
二、解題策略及方法
(一)數(shù)形結(jié)合法
在數(shù)學(xué)解題過程中,有許多題目解題過程復(fù)雜,僅靠列式理解困難。對(duì)于某些參數(shù)問題,采用數(shù)形結(jié)合的方法就會(huì)變得非常直觀易懂,并且很容易就可以分析出這道題存在的幾種情況.
例如例題4,這道題屬于存在性問題,首先我們可以對(duì)這道題目進(jìn)行一下變形,將原不等式轉(zhuǎn)變?yōu)閍>X2+2X,存在X∈[-1,2]。由于是存在性問題,只需要Y=a,的圖像出現(xiàn)高于函數(shù)Y=X2+2X的圖像的部分即可,所以只需a大于Y=X2+2X在[-1,2]區(qū)域上的最小值即可。所以這道題的答案便很容易求解出來a>-1。
在求解與參數(shù)有關(guān)的一系列函數(shù)問題時(shí),利用數(shù)形結(jié)合法可以將問題更加直觀形象,甚至可以把一個(gè)非常復(fù)雜抽象的函數(shù)問題轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)或幾個(gè)式子求解出來。例如下面這個(gè)例題:若不等式|x-2a|≥1/2+a-1對(duì)X∈R恒成立,求a的取值范圍。這是一個(gè)恒成立問題,用數(shù)形結(jié)合的方法求解很簡(jiǎn)單。作出y=|x-2a|和y=1/2+a-1的簡(jiǎn)圖,按照題意應(yīng)有2a≤2-2a,所以a≤1/2。
(二)等價(jià)轉(zhuǎn)換法
在數(shù)學(xué)的解題中,常常會(huì)碰到一題多解,也就是說,一個(gè)題目可以有很多種解法,一部分題目運(yùn)用等價(jià)轉(zhuǎn)換的思想就可以輕松解得。的等價(jià)轉(zhuǎn)換的思想,就是將函數(shù)的參數(shù)問題轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)函數(shù)的值域問題,即通過一系列的變形將原有的函數(shù)問題轉(zhuǎn)變?yōu)椤癮>f(x)”或“a 下面,我們就用等價(jià)轉(zhuǎn)換的思想對(duì)上文列舉出來的例題進(jìn)行求解。 對(duì)于例二:X2+2X<0在X∈[0,2]上恒成立,求a的取值范圍。將移到等式右邊即可轉(zhuǎn)換為aX2+2X>,因此本題就可以轉(zhuǎn)換為求函數(shù)Y=X2+2X在X∈[0,2]上的值域。由于是恒成立問題,a只需要大于函數(shù)Y在該值域上的最大值就可以了,因此a>8。 等價(jià)轉(zhuǎn)化法是有關(guān)參數(shù)的函數(shù)問題中最常用的方法之一,有的問題如果將等價(jià)轉(zhuǎn)換的思想與數(shù)形結(jié)合思想結(jié)合起來會(huì)使問題更加簡(jiǎn)便。下面我們來探究一下 分情況分析以及函數(shù)構(gòu)造思想在函數(shù)解題中的應(yīng)用。 (三)分情況討論 在函數(shù)的一些題目中尤其是含參數(shù)時(shí)經(jīng)常需要分情況討論,分情況討論的基本原則就是條理、全面。下面我們通過例題1來簡(jiǎn)單地對(duì)分情況討論進(jìn)一步的了解。 對(duì)于例1:若aX2+3X-1<0在X∈R上恒成立,求a的取值范圍。首先依然將帶有參數(shù)的項(xiàng)移到等式一邊,轉(zhuǎn)變?yōu)閍X2<-3X+1,因此這個(gè)題目就需要對(duì)最高次項(xiàng)的參數(shù)a的取值進(jìn)行討論,主要分為以下幾種情況:a=0,a>0以及a<0這三種情況,當(dāng)a=0時(shí),則轉(zhuǎn)變?yōu)?3X+1>0在實(shí)數(shù)集上恒成立,顯然不滿足題意,故舍去,對(duì)于a>0及a<0兩種情況,則可以結(jié)合函數(shù)圖像中二次函數(shù)的開口及最值進(jìn)行求解。通過分情況討論,可以將負(fù)責(zé)的函數(shù)求解過程變得系統(tǒng)、條理、不重不漏。 (四)構(gòu)造函數(shù)法 構(gòu)造函數(shù)法是一種經(jīng)典的數(shù)學(xué)思想方法。通過構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的性質(zhì)來解決與函數(shù)有關(guān)的數(shù)學(xué)問題,具有很強(qiáng)的靈活性和實(shí)效性。在函數(shù)的求解過程中,有時(shí)我們很難對(duì)原函數(shù)進(jìn)行直接求解,那么我們便可以提取其中的一部分構(gòu)造成性質(zhì),結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的函數(shù)進(jìn)行分析,亦可以利用拼湊的方法構(gòu)造出性質(zhì)明顯,易于分析的函數(shù)。下面,我們通過一個(gè)例題簡(jiǎn)要分析: 若a∈[-1,2]時(shí)函數(shù)f(x)=ax2+2x+a-1的值大于0,求x的取值范圍。 通過分析可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)題目與我們之前求解的題目都不同,上文的題目都是給定自變的范圍,求解參數(shù)的范圍,而這道題恰恰相反,在之前的練習(xí)中,我們已經(jīng)對(duì)求解參數(shù)的問題的解決方法相對(duì)熟練,那么這道題是否可以轉(zhuǎn)變一下,構(gòu)造成上文題目的形式呢?答案是可以的。我們將原題進(jìn)行一下變換,轉(zhuǎn)變?yōu)閒(a)=(x2+1)a+2x-1這樣一來,我們就把原函數(shù)構(gòu)造成一個(gè)以a為自變量的簡(jiǎn)單的一次函數(shù),接下來我們就可以將a看作自變量,將x看作參數(shù)進(jìn)行求解。 結(jié)語(yǔ) 高中的函數(shù)題目是一種很抽象的題目,這也是函數(shù)題難做的主要原因,尤其是帶有參數(shù)就更加增大了解題的難度。因此高中生應(yīng)學(xué)會(huì)靈活的運(yùn)用各種方法,將函數(shù)題變得直觀,簡(jiǎn)單。再此之前,牢固地掌握函數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和性質(zhì)實(shí)際靈活解決函數(shù)問題的前提。同時(shí),高中生應(yīng)對(duì)函數(shù)題保持一種樂于挑戰(zhàn)的心態(tài),碰到復(fù)雜的函數(shù)題不退縮,一些靈活地轉(zhuǎn)換就可以將復(fù)雜轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單。 【參考文獻(xiàn)】 [1]蘇美俊.高中函數(shù)探究式教學(xué)研究[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué),2014 [2]李瑛,郭嘯.高中函數(shù)問題的數(shù)學(xué)解題要素與解題能力探究[J].開封教育學(xué)院學(xué)報(bào),2013,(03):212-213 [3]曲波.淺談高中函數(shù)參數(shù)問題的解題方法[J].現(xiàn)代交際,2012,(05):162