劉茜
摘要:隨著新課改進(jìn)程的加快,教材在內(nèi)容及結(jié)構(gòu)上也開始日益變化,來達(dá)到素質(zhì)教育的要求。高中數(shù)學(xué)應(yīng)注重提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,同時(shí)也是新課改中重要組成部分??墒菬o論怎樣變更,對(duì)于數(shù)學(xué)問題而言,解題方法永遠(yuǎn)是重要的一點(diǎn),而眾多問題中,含參問題的討論則是高中數(shù)學(xué)的重中之重,它也是歷年考試中的必考內(nèi)容,并且對(duì)最近幾年的試題分析情況來看,分值略有上升趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)思想;參數(shù)問題;高中數(shù)學(xué);分類討論
縱觀整個(gè)中學(xué)數(shù)學(xué),參數(shù)問題是一條貫穿其中的脈絡(luò),參數(shù)與函數(shù)的定義域,值域(最值)相結(jié)合;與單調(diào)性結(jié)合;與方程問題相結(jié)合;與恒成立問題相結(jié)合??芍^參數(shù)問題在高中數(shù)學(xué)中無處不在。含參數(shù)問題的討論,是訓(xùn)練和檢查學(xué)生邏輯推理能力和分析問題能力的一種綜合題型.求解這類問題的方法不復(fù)雜,但在一定程度上反映了學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的高低,因此,一直為人們所重視。
一般來講,絕大數(shù)需要利用分類討論的數(shù)學(xué)問題都是含參問題,由于參數(shù)所在的范圍的不同導(dǎo)致相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的變化,從而必須在各種不同的具體情境下求解問題,但同時(shí)還要注意認(rèn)真審查題目的特點(diǎn),充分挖掘求解問題中潛在的特殊性和簡單性。
在現(xiàn)今的素質(zhì)教育中,培養(yǎng)學(xué)生的自主思考能力是其中一個(gè)重要方面。而含參數(shù)的函數(shù)問題是高中數(shù)學(xué)中的一類重要問題,滲透著化歸轉(zhuǎn)化、分類討論等思想方法。加強(qiáng)對(duì)此類問題的研究與訓(xùn)練有利于培養(yǎng)思維的靈活性、創(chuàng)造性,對(duì)提升綜合解題能力大有裨益。
二次函數(shù)中的含參問題大致分為與二次函數(shù)和一元二次方程定義交匯、與二次函數(shù)的單調(diào)性問題交匯、以及與圖像和二次函數(shù)性質(zhì)等問題交匯。下面筆者將從這幾個(gè)方面給出常見問題解決的方法和幾點(diǎn)建議。
一、與二次函數(shù)性質(zhì)相結(jié)合
(1)二次函數(shù)奇偶性問題
(2012年溫州測(cè)試)已知二次函數(shù)f(x)=x2-ax+4,若f(x+1)是偶函數(shù),則實(shí)數(shù)a的值為______。答案:a=2 (解題過程?。?/p>
(2)二次函數(shù)的最值
關(guān)于這類含參二次函數(shù)求最值問題,是高考的熱點(diǎn)。也是日后學(xué)習(xí)微分中參數(shù)恒成立問題的鋪墊。
二次函數(shù)求最值問題,首先采用配方法化為y=a(x-m)2+n的形式,得頂點(diǎn)(m,n)和對(duì)稱軸方程x=m結(jié)合二次函數(shù)的圖象求解,常見有三種類型:
①頂點(diǎn)固定,區(qū)間也固定;
②頂點(diǎn)中含有參數(shù),頂點(diǎn)是動(dòng)點(diǎn),而區(qū)間固定區(qū)間,這時(shí)就需要討論頂點(diǎn)橫坐標(biāo)與定區(qū)間之間的關(guān)系,配合單調(diào)性,求出范圍;
③頂點(diǎn)固定,區(qū)間變動(dòng),這時(shí)要討論區(qū)間中的參數(shù)。
討論的目的是確定對(duì)稱軸和區(qū)間的關(guān)系,明確函數(shù)單調(diào)性情況,從而確定函數(shù)的最值。
[例1](軸動(dòng)區(qū)間定)已知函數(shù)f(x)=-x2+2ax+1-a在x[0,1]時(shí)有最大值為2,求a的取值范圍。
解:函數(shù)f(x)=-x2+2ax+1-a=-(x-a)2+a2-a+1對(duì)稱軸方程為x=a
(?。┊?dāng)a<0時(shí),f(x)max= f(x)=1-a所以1-a=2,所以a=-1
(ⅱ)當(dāng)0 ≤ a ≤ 1時(shí),f(x)max=a2-a+1所以a2-a+1=2
所以
(舍)
(ⅲ)當(dāng)
綜上可知 a=-1或a=2
在討論過程中,要按照對(duì)稱軸與區(qū)間之間的關(guān)系進(jìn)行討論。
[例2](軸定區(qū)間動(dòng))函數(shù)f(x)= x2-2x+2在閉區(qū)間[t,t+1](tR),記為g(t)。試寫出g(t)的函數(shù)表達(dá)式。
解:因?yàn)閒(x)= x2-2x+2=(x-1)2+1
當(dāng)t+1<1,即t<0時(shí),函數(shù)[t, t+1]上為減函數(shù)。g(t)= f(t+1) =t2+1
當(dāng)t<1≤ t+1,即0≤ t <0時(shí),g(t)= f(t)=1
當(dāng)t ≥1,函數(shù)[t, t+1]上為增函數(shù)。
所以g(t)= f(t)=t2-2t+2所以
在做這類軸定區(qū)間動(dòng)的題時(shí),一定要找好“標(biāo)桿”----就是對(duì)稱軸。
(3)恒成立問題轉(zhuǎn)化二次函數(shù)
確定恒成立中參數(shù)的取值范圍需要靈活應(yīng)用函數(shù)與不等式的基礎(chǔ)知識(shí),并時(shí)常要在兩者間進(jìn)行合理交匯。在函數(shù)思想的指引下,將其轉(zhuǎn)化為與函數(shù)有關(guān)的問題。常用的方法有:分離參數(shù),變更主元,借助函數(shù)圖象等。
[例3]若x(1,2),不等式x2+mx+4<0恒成立,求m的取值
范圍。
分析 由于本題目中x的取值范,可以判斷不等號(hào)的方向,能夠分離參數(shù)出來,可以用不等式m>f (x)恒成立m>[ f (x)]max;不等式m< f (x)恒成立m<[ f (x)]min,求出m范圍。
解法 1:因?yàn)閤(1,2),不等式x2+mx+4<0恒成立,
所以mx-x2-4即m<-(x+
)對(duì)x(1,2)恒成立, 令f(x)=-(x+
) (1 依據(jù)題意得m ≤ [ f (x)]min,當(dāng)x(1,2)時(shí)可求得-5< f (x)<-4, 所以m ≤ -5。 解法 2:(函數(shù)思想)設(shè)f (x)= x2+mx+4 則由二次函數(shù)圖象可得 得m ≤ -5,即m取值范圍是{m|m ≤ -5}。 分離參數(shù)的方法學(xué)生容易理解和掌握,但是某些含參恒成立問題,在分離參數(shù)會(huì)遇到討論麻煩或是即使能容易分離參數(shù)與變量,但函數(shù)的最值卻難以求出時(shí)。這種方法就不適用了。 [例4]對(duì)任意的|m| ≤ 2,函數(shù)f (x)=mx2-2x+1-m的值恒小于零,求x的取值范圍。 分析 明顯看出類似這種問題,分離參數(shù)很困難,不過我們會(huì)發(fā)現(xiàn)含有的參數(shù)m為一次項(xiàng),于是我們可以用變換主元變量的方法。 解:對(duì)任意的|m| ≤ 2, mx2-2x+1-m<0恒成立, 等價(jià)于(x2-1)m -2x+1<0恒成立。 設(shè)g(x)=(x2-1)m-2x+1,則g(m)是關(guān)于m的一次函數(shù)依據(jù)圖象與性質(zhì), 當(dāng)-2 ≤ m ≤ 2,g(m)<0恒成立等價(jià)于 即x的取值范圍是( ) 本例題在解題時(shí)把變?cè)c參數(shù)換個(gè)位置,再結(jié)合一次函數(shù)的知識(shí),得到了出奇制勝的效果,將一道原本復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化的非常簡單。 參考文獻(xiàn): [1]吳磊.如何求解含有參數(shù)的復(fù)數(shù)問題[J].中學(xué)生數(shù)理化(高二版),2011(03) [2]孔令頤.突出重點(diǎn) 強(qiáng)化訓(xùn)練--2000年高考數(shù)學(xué)試題中與參數(shù)有關(guān)的內(nèi)容[J].考試,2000(12)