安徽省蕪湖市無為縣第二中學(xué) 安 英
眾所周知,三次函數(shù)的導(dǎo)數(shù)是不可或缺、耳熟能詳?shù)亩魏瘮?shù),因此,以三次函數(shù)為載體,用二次函數(shù)知識對三次函數(shù)的性質(zhì)做研究的創(chuàng)新試題,背景新穎,綜合性強,所以近年來,三次函數(shù)圖象的對稱問題是高考的熱點問題,弄清三次函數(shù)圖象對稱中心及相關(guān)性質(zhì)尤為重要。
以三次函數(shù)的對稱性為背景的創(chuàng)新試題常常出現(xiàn)在各地高考或模擬考試中,考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),考查函數(shù)與方程思想,考查考生創(chuàng)新能力,考查考生熟練應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的能力。
為了解決相關(guān)問題,弄清三次函數(shù)圖象對稱中心及相關(guān)性質(zhì)迫在眉睫。讓我們探究問題,將心注入。
(1)試用含a的代數(shù)式表示b;
(2)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(3)令a=-1,設(shè)函數(shù)f(x)在處理取得極值,記點證明:線段MN與曲線f(x)存在異于M,N的公共點。
(1)(2)兩問比較簡單,(3)問線段MN與曲線f(x)存在異于M,N的公共點,即f(x)對稱中心。理解出題者的用意,理解題目的背景,用對稱中心的性質(zhì)解決問題是個好方法,于是從三次函數(shù)圖象對稱中心開始探究。
分析:(1)(2)兩問比較簡單,(3)問要用對稱中心的性質(zhì)解決。
評注:解答(3)問,用心即好。用對稱中心的性質(zhì)解題就非常自然簡潔。掌握了三次函數(shù)的對稱中心的性質(zhì),很多困難的問題就迎刃而解,更有助于我們提高對知識系統(tǒng)性的理解。
進一步深入問題,不難發(fā)現(xiàn)還有很重要、很實用的引理。在解決有關(guān)問題時若不忘初心,定能另辟蹊徑。
引理:若函數(shù)y=f(x)在定義域D上可導(dǎo),且,則函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點的圖象關(guān)于直線x=a對稱。
證明:由函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點在 時恒成立,此時兩邊對x求導(dǎo),得
分析:f(x)的導(dǎo)函數(shù)是二次函數(shù),可用二次函數(shù)對稱軸來解。亦可利用引理快速解決。
以三次函數(shù)的對稱性為背景的創(chuàng)新試題常常出現(xiàn)在各地高考或模擬考試中,考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),考查函數(shù)與方程思想,考查考生創(chuàng)新能力,考查考生熟練應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的能力。
數(shù)學(xué)家華羅庚曾經(jīng)說過:復(fù)雜的問題要善于“退”,足夠地“退”,“退”到最原始而不失去重要性的地方,是學(xué)好數(shù)學(xué)的一個訣竅。所以不忘初心,從心開始!