黃煜霖
匆匆地,兩年里我們?nèi)缒潜捡Y的動車,從函數(shù)開始,一路不停地學完了高中數(shù)學所有新授課程?;仨^去,一疊疊厚重的學案與試卷,凝聚著我們兩年的辛勤。兩年里,我們的數(shù)學知識不斷累積、數(shù)學經(jīng)驗不斷豐富、數(shù)學素養(yǎng)不斷提升,數(shù)學讓我們不斷成長。然而,兩年的學習是局部的、基礎性的,高三的復習才是真正的考驗。如何才能在一輪復習中跟上老師的節(jié)奏、完成自我的蛻變呢?“凡事預則立,不預則廢?!北疚脑谡埥汤蠋熀蛯W長的基礎上,結(jié)合我們最近學習的《導數(shù)》單元,初步闡釋一下高三一輪復習中如何“堅持梳理,系統(tǒng)理解”。
導數(shù)的學習是高中的難點,相應的考題在高考中往往是處在壓軸題的位置,其涉及的知識比較廣泛,對技能和經(jīng)驗要求比較高,常常與函數(shù)、方程、不等式以及圖象、零點等結(jié)合,能夠覆蓋整個代數(shù)的學習,但這些考點之間也存在著內(nèi)在的聯(lián)系和清晰的邏輯。
1.連點成線
對一個單元的學習,我們首先要掌握其中的概念。導數(shù)部分的概念比較多:導數(shù)的概念、函數(shù)的單調(diào)性、函數(shù)的極值、函數(shù)的最值等。將每個概念看成一個個的點,而抓住概念之間存在的聯(lián)系,就可以將點連成線,在這些概念中“極值、極值點的含義”比較復雜:
一般地,已知函數(shù)f(x),設x1是定義域內(nèi)一點,如果在x1附近的所有x,都有分f(x1)>f(x)(f(x1) 如果僅從定義的表面看,其與“導數(shù)”沒有太大關(guān)系,但如果結(jié)合相應的圖象理解,“極值點”就是函數(shù)增、減性改變的點,則函數(shù)極值與導數(shù)的關(guān)系如下: 單調(diào)性與極值存在著聯(lián)系,研究函數(shù)的極值,先要研究函數(shù)的單調(diào)性。我們再來看一看函數(shù)在定義域上的最大值、最小值的概念: 函數(shù)的最大(?。┲凳窍鄬τ诤瘮?shù)定義域整體而言的,如果存在最大(?。┲担敲此俏ㄒ坏?。所以,從概念表面上看,“函數(shù)在定義域上的最大值、最小值”與導數(shù)沒有關(guān)系。但如果我們這樣理解:函數(shù)y=f(x)在區(qū)間[a,b]上,如果存在極大(小)值,則將極大(?。┲岛蚮(a)、f(b)進行比較,得到y(tǒng)=f(x)在區(qū)間[a,b]上的最大(小)值;如果不存在極大(?。┲?,則只要將f(a),f(b)進行比較,得到y(tǒng)=f(x)在區(qū)間[a,b]上的最大(?。┲?。由此可見,導數(shù)、單調(diào)性、極值、最值這些概念之間具有內(nèi)在的聯(lián)系,可以形成一條清晰的線路,如下圖: 2.合線成面 運用導數(shù)的方法研究函數(shù)的性質(zhì),其核心是研究函數(shù)的單調(diào)性。這是因為如果知道函數(shù)的單調(diào)性,我們就可以畫出它的草圖,結(jié)合圖象可觀察函數(shù)的“極值”,進而可求“最值”、“值域”,也可處理“函數(shù)的零點”、“不等式恒成立”、“方程有解問題”等問題,判斷函數(shù)的單調(diào)性是運用導數(shù)的方法研究函數(shù)性質(zhì)的基石。問題是如何才能準確地處理所有單調(diào)性相關(guān)問題呢?我們可以采用“合線成面”的復習模式。 分析:對其中的a,△進行討論,共分四種情況,我們分別作出其導函數(shù)和函數(shù)的草圖(圖l-圖4)。 結(jié)合這些圖象,所有三次多項式函數(shù)的單調(diào)性一目了然,這里強調(diào)的是:當△>0時,宜將f(x)因式分解,寫成兩根式:f(x)=a(x-x1)(x-x2),這樣處理不僅可以快捷地作圖,而且能直觀地判斷導函數(shù)的符號。 其次,我們要進一步厘清關(guān)于單調(diào)性的幾種表達,舉個例子讓大家辨別理解一下: 對于函數(shù)f(x)=x3-ax2十1.(1)若函數(shù)f(x)的減區(qū)間為(0,2),求實數(shù)a的取值范圍;(2)若函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,2)內(nèi)單調(diào)遞減,求實數(shù)a的取值范圍。 我們首先要思考的問題是:題目中兩問有何區(qū)別?函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,2)內(nèi)單調(diào)遞減,那么區(qū)間(0,2)與函數(shù)減區(qū)間有何關(guān)系? 本質(zhì)上看,問題l是“已知f(x)的單調(diào)減區(qū)間”,而“求函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間”是通過在定義域內(nèi)解不等式“f(x)<0”得到,所以,“已知f(x)的單調(diào)減區(qū)間,求參數(shù)的值”應該化歸為“已知不等式f(x)<0的解集,求參數(shù)的值”;問題2是“已知f(x)的單調(diào)性,求參數(shù)的范圍”,事實上,“函數(shù)f(x)的減區(qū)間為(0,2)”能夠推出“函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,2)內(nèi)單調(diào)遞減”,但“函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,2)內(nèi)單調(diào)遞減”不能夠推出“函數(shù)f(x)的減區(qū)間為(0,2)”。所以,區(qū)間(0,2)是函數(shù)f(x)減區(qū)間的一個子集。具體解答如下: 復習時,我們在辨別的基礎上,可將相關(guān)知識“合線成面”,與單調(diào)性有關(guān)的求參數(shù)取值范圍的問題(例如:已知f(x)在區(qū)間[a,b]上為增函數(shù),求k的范圍)的基本求解策略: 3.融面成體 在一個個概念“連點成線”,一個個知識點“合線成面”的基礎上,我們還要學會將這些“線”和“面”與其他關(guān)聯(lián)知識進行融合?!叭诿娉审w”,完善自己的知識體系,例如,我們可以用導數(shù)的知識來處理“零點”問題: 點評 “函數(shù)的零點”本質(zhì)上是“方程的根”,求函數(shù)g(x)=f(x)+a的零點問題,我們可以將之轉(zhuǎn)化為求方程“f(x)=-a”的根,“數(shù)形結(jié)合”,即觀察函數(shù)y=f(x)與直線y=-a交點的情況,進而轉(zhuǎn)化為求“函數(shù)y=f(x)的極值”問題。 類似的融合還很多,比如一些不等式的證明,常常與函數(shù)的單調(diào)性融合起來。因為,函數(shù)的單調(diào)性的定義就是由不等式表達的,用導數(shù)判斷單調(diào)性也是由不等式來計算的。所以,處理一些不等式的證明問題常常通過構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性來證明,僅舉一例已說明。