☉江蘇省宜興第一中學(xué) 邵麗霞
例 (2018屆江蘇省南通、揚州、泰州、淮安、徐州、宿遷二模·14)已知a為常數(shù),函數(shù),則a的所有值為______.
分析:本題的問題背景是給出函數(shù)f(x)的最小值,進而確定相應(yīng)參數(shù)的所有取值,當(dāng)中隱含著函數(shù)的基本性質(zhì)(奇偶性、最值等),而如何根據(jù)條件切入、采用哪種方法與知識點來確定函數(shù)的最值點是解決問題的關(guān)鍵,也是不同種解法的主要依據(jù).
思路分析1:由題意可得函數(shù)(fx)為奇函數(shù),通過對函數(shù)(fx)求導(dǎo),結(jié)合導(dǎo)函數(shù)為零得到,根據(jù)題目條件確定a>0,進而由f(′x)>0可得(a-1)[a-(a+1)x2]>0,通過對參數(shù)a分0<a<1與a>1進行分類討論,根據(jù)函數(shù)對應(yīng)定義域下的單調(diào)性與單調(diào)區(qū)來確定最值,進而求解參數(shù)的取值.
解法1(導(dǎo)數(shù)法1):由題意知,函數(shù)(fx)為奇函數(shù),對其求導(dǎo)得
那么由f′(x)>0可得(a-1)[a-(a+1)x2]>0.
(2)當(dāng)a>1時,函數(shù)f(x)的定義域為[-1,1],
思路分析2:通過對函數(shù)f(x)求導(dǎo),結(jié)合導(dǎo)函數(shù)為零確定函數(shù)的極值,亦即最值,從而建立相應(yīng)的方程,進而結(jié)合方程的求解來確定參數(shù)的所有值問題.只是求導(dǎo)較為煩瑣,運算要細心.
解法2(導(dǎo)數(shù)法2):對函數(shù)f(x)求導(dǎo)可得
思路分析3:通過對函數(shù)f(x)奇偶性的判定,結(jié)合奇函數(shù)的性質(zhì)確定最值范圍,通過對函數(shù)f(x)求導(dǎo),結(jié)合導(dǎo)函數(shù)為零確定函數(shù)的極值,亦即最值,從而建立相應(yīng)的方程,進而結(jié)合方程的求解來確定參數(shù)的所有值問題.
解法3(導(dǎo)數(shù)法3):由于f(x)為奇函數(shù),
思路分析4:通過對函數(shù)f(x)奇偶性的判定,結(jié)合奇函數(shù)的性質(zhì)確定最值范圍,利用平面向量的構(gòu)造,結(jié)合數(shù)量積的性質(zhì)建立相應(yīng)的不等式,利用不等式的性質(zhì)確定函數(shù)取最值時等號成立的條件,結(jié)合方程的求解來確定參數(shù)的所有值問題.
解法4(平面向量數(shù)量積法):由于f(x)為奇函數(shù),
思路分析5:通過對函數(shù)f(x)奇偶性的判定,結(jié)合奇函數(shù)的性質(zhì)確定最值范圍,利用柯西不等式及不等式的性質(zhì)確定函數(shù)取最值時等號成立的條件,結(jié)合方程的求解來確定參數(shù)的所有值問題.
解法5(柯西不等式法):由于f(x)為奇函數(shù),
思路分析6:通過對函數(shù)f(x)奇偶性的判定,結(jié)合奇函數(shù)的性質(zhì)確定最值范圍,利用三角形的構(gòu)造,通過三角形面積公式的轉(zhuǎn)化,結(jié)合三角函數(shù)的圖像與性質(zhì)來確定函數(shù)取最值時等號成立的條件,結(jié)合方程的求解來確定參數(shù)的所有值問題.
解法6(三角形面積法):由于f(x)為奇函數(shù),
圖1
分析:解法1、2、3利用導(dǎo)數(shù)法來處理,是解決函數(shù)最值問題中最常見的思維方式,只是解法1結(jié)合參數(shù)加以分類討論,過程煩瑣,操作起來比較繁雜;而解法2直接求解;解法3先探討函數(shù)的性質(zhì)后再求導(dǎo),總的來說,求導(dǎo)過程比較復(fù)雜,運算量比較大;解法4中根據(jù)函數(shù)解析式的特點,通過平面向量的構(gòu)造并結(jié)合數(shù)量積的性質(zhì),使問題得以轉(zhuǎn)化和解決;解法5中也是根據(jù)函數(shù)解析式的特點,從柯西不等式的角度入手,同樣可以達到解決問題的目的;解法6構(gòu)造巧妙,利用三角形面積公式并結(jié)合三角函數(shù)的圖像與性質(zhì)來確定最值,構(gòu)造直觀,只是不容易想到.
通過深入觀察,多向思維,巧妙拓展,看似平常的一道函數(shù)的最值問題,卻獨具匠心,可以從不同角度、不同方式加以切入,多知識點交匯與融合,充分體現(xiàn)命題者“以能力為主”、“在知識網(wǎng)絡(luò)的交匯點處設(shè)計試題”的命題本色,以平常心考查能力與數(shù)學(xué)素養(yǎng).H