許銀伙,楊蒼洲
(1.福建省泉州外國語中學(xué) 362000;2.福建省泉州第五中學(xué) 362000)
壓軸題中經(jīng)常出現(xiàn)求參數(shù)范圍或最值問題,解決它們需要分類或分段討論,需要有明確的分類標(biāo)準(zhǔn)和繁雜計(jì)算,運(yùn)用多種知識和方法才可達(dá)到目的.本篇介紹一種有效方法:特值代入 ,壓縮參數(shù)范圍,減少討論,降低解題難度.特值經(jīng)常為區(qū)間端點(diǎn),三角函數(shù)圖象關(guān)鍵點(diǎn),遇到logax時(shí)取x=1,遇到ax時(shí)取x=0等.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若f(x)≥0對定義域內(nèi)任意的x恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
分析與解(1)當(dāng)a≤0時(shí),f(x)單調(diào)遞減區(qū)間為(0,1],單調(diào)遞增區(qū)間為[1,+∞);
當(dāng)0 當(dāng)a=1時(shí),函數(shù)f(x)在定義域(0,+∞)遞增; 當(dāng)a>1時(shí),函數(shù)f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,1]和[a,+∞),遞減區(qū)間為[1,a]. 當(dāng)a≤0時(shí),x∈(0,1),f′(x)<0,f(x) 遞減,x∈(1,+∞),f′(x)>0,f(x)遞增. f(x)≥0對定義域內(nèi)任意的x恒成立等價(jià)于f(x)min≥0, 方法二(分離參數(shù)法) 方法三當(dāng)a>0時(shí),因?yàn)閤>0且x→0時(shí),lnx→-∞,可得此時(shí)f(x)→-∞,不符. 反思與評注1.本題問題(2)的方法一是網(wǎng)絡(luò)搜索的解法,它雖然關(guān)注特殊值x=1代人,但并沒有利用它盡量壓縮參數(shù)范圍的思想,只是普通的分段討論. 方法二分離參數(shù)法是求參數(shù)范圍的通用方法. 方法三關(guān)注區(qū)間端點(diǎn)的作用,體現(xiàn)的也是普通的分段討論. 2.函數(shù)f(x)中含有l(wèi)nx,通??紤]取特殊值x=1代入. 例題2 (2017福建四地六校聯(lián)考)已知a為實(shí)數(shù),函數(shù)f(x)=alnx+x2-4x. (1)是否存在實(shí)數(shù)a,使得f(x)在x=1處取得極值?證明你的結(jié)論; 分析與解(1)不存在實(shí)數(shù)a,使得f(x)在x=1處取得極值. (2)方法一分離參數(shù)法 當(dāng)x∈(1,e)時(shí),G′(x)>0,G(x)單調(diào)遞增. 所以G(x)min=G(1)=-1. 由題意得:a≥G(x)min=-1,則所求實(shí)數(shù)a的取值范圍為[-1,+∞). (1)由F(1)≥0,即a+1≥0得a≥-1. 當(dāng)x∈(1,e]時(shí),F(xiàn)′(x)<0,F(xiàn)(x)單調(diào)遞減. 此時(shí)F(x)max=F(1)=a+1<0, 綜上得:所求實(shí)數(shù)a的取值范圍為[-1,+∞). 反思與評注1.本題問題(2)的方法一是網(wǎng)絡(luò)搜索的解法,運(yùn)用的是常用的分離參數(shù)法是求參數(shù)范圍;方法二利用特殊值x=1代入,壓縮了參數(shù)的探索范圍,減少運(yùn)算量,簡化了解答過程. (1)當(dāng)a=-2時(shí),求函數(shù)f(x)在區(qū)間[e,e2]上的最大值; 分析與解(1)當(dāng)a=-2,函數(shù)f(x)最大值為f(e2)=e2-2. (2)方法一(由手機(jī)百度的解答思路整理) (1)當(dāng)x≥e時(shí),f′(x)>0恒成立,f(x)在x∈[e,+∞)單調(diào)遞增,f(x)min=f(e)=e2. 綜上,當(dāng)a>0,x∈[1,+∞)時(shí), 綜上得:所求a的取值范圍為(0,2]. 例題4 已知函數(shù)f(x)=(bx-1)ex+a(a,b∈R). (1)如果曲線y=f(x)在點(diǎn)(0,f(0))處的切線方程為y=x,求a,b的值; (2)若a<1,b=2,關(guān)于x的不等式f(x) 分析與解(1)a=1,b=2. 則f′(x)>0對x>1恒成立,F(xiàn)(x)在區(qū)間[1,+∞)單調(diào)遞增,F(xiàn)(x)≥F(1)=e>0; 反思與評注本題問題(2)實(shí)質(zhì)是2015年全國卷理科第12題,針對函數(shù)F(x)含有ex的特點(diǎn),取特殊值x=0代入嘗試得F(0)<0,則由題意得F(1)≥0且F(-1)≥0,壓縮了參數(shù)a的探索范圍,關(guān)注問題的離散性,簡化了解題過程. (1)若函數(shù)f(x)在點(diǎn)(1,f(1))處的切線方程為y=2x+1,求b,c的值; (2)若b=1,函數(shù)f(x)在區(qū)間(0,2)內(nèi)有唯一零點(diǎn),求實(shí)數(shù)c的取值范圍; 反思與評注 1. 問題(3)的解決,先取區(qū)間端點(diǎn)代人,壓縮探索范圍. 參考文獻(xiàn): [1]許銀伙.投石問路,巧解難題[J].福建中學(xué)數(shù)學(xué),2011(12):30-32. [2]謝小平.證明函數(shù)與不等式綜合題的策略探究[J].?dāng)?shù)學(xué)通訊,2015:12-16.