☉江蘇省宿遷市文昌高級中學(xué) 王少鵬
分析:分段函數(shù)是一類特殊的函數(shù),其分段是針對定義域而言的,將定義域分成幾段,各段的對應(yīng)法則不一樣.由于分段函數(shù)在理解和掌握函數(shù)的定義、性質(zhì)、應(yīng)用及交匯等知識的考查上有較好的作用,備受命題者青睞,時常在高考試題中“閃亮”登場.本題涉及分段函數(shù)的圖像問題,因其解析式中涉及變元a,則需對實數(shù)a進(jìn)行a<0與a≥0分類,結(jié)合不同條件下對應(yīng)函數(shù)的圖像性質(zhì)來轉(zhuǎn)化,特別當(dāng)a≥0時,由于變化的多樣性,可以通過導(dǎo)數(shù)分析、切線轉(zhuǎn)化、函數(shù)圖像及存在性法等方法來解決.
分析:結(jié)合分類討論思想先確定當(dāng)a<0時函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過三個象限,滿足題意;而針對當(dāng)a≥0時,利用條件轉(zhuǎn)化函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0,通過進(jìn)一步細(xì)分參數(shù)a的不同取值,結(jié)合分段函數(shù)的解析式與對應(yīng)的導(dǎo)數(shù),通過函數(shù)的單調(diào)性來確定其最小值,進(jìn)而求解滿足條件的參數(shù)a的取值范圍;最后加以綜合處理即可.
解法1:(1)當(dāng)a<0時,函數(shù)y=ax-1,x≤0的圖像經(jīng)過兩個象限(第二象限與第三象限),函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0恒有y=x3-ax+|x-2|>0在區(qū)間(0,+∞)上成立,其圖像僅在第一象限,故當(dāng)a<0時,函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過三個象限,滿足題意.
(2)當(dāng)a≥0時,函數(shù)y=ax-1,x≤0的圖像僅經(jīng)過第三象限,要滿足題意,則函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0的圖像需經(jīng)過第一象限與第四象限,而y=g(x)=x3-ax+|x-2|=
充分挖掘課本知識,拉近調(diào)配與高考之間的距離,架起相應(yīng)的橋梁,是平時數(shù)學(xué)教學(xué)的一個關(guān)鍵所在.有意識地針對一些典型的真題加以多解剖析,從課本基本知識入手,從多個角度切入,真正達(dá)到“橫看成嶺側(cè)成峰,遠(yuǎn)近高低各不同”的境界.
例 (2018年江蘇省高三第三次調(diào)研考試(七市聯(lián)
綜上分析,可知a∈(-∞,0)∪(2,+∞).
分析:結(jié)合分類討論思想先確定當(dāng)a<0時函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過三個象限,滿足題意;而針對當(dāng)a≥0時,利用條件轉(zhuǎn)化函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0,分離函數(shù)y=x3+|x-2|與y=ax在y軸右側(cè)的圖像有公共點(且不相切)即可,結(jié)合導(dǎo)數(shù)的幾何意義及相切的臨界直線的確定來處理滿足條件的參數(shù)a的取值范圍;最后加以綜合處理即可.
解法2:(1)同解法1.
(2)當(dāng)a≥0時,函數(shù)y=ax-1,x≤0的圖像僅經(jīng)過第三象限,要滿足題意,則函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0的圖像需經(jīng)過第一象限與第四象限,那么只要滿足y=x3+|x-2|與y=ax在y軸右側(cè)的圖像有公共點(且不相切)即可,作出函數(shù)y=x3+|x-2|的圖像,如圖1所示,與其相切的臨界直線l0為y=kx,由圖像可知,此時0<x<2,則y=x3-x+2,可得y′=所以當(dāng)a>2時,函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過三個象限,滿足題意.
圖1
綜上分析,可知a∈(-∞,0)∪(2,+∞).
分析:結(jié)合分類討論思想先確定當(dāng)a<0時函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過三個象限,滿足題意;而針對當(dāng)a≥0時,利用條件轉(zhuǎn)化函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0,分離函數(shù)y1=x2+y軸右側(cè)的圖像有公共點(且不相切)即可,結(jié)合函值的確定來處理滿足條件的參數(shù)a的取值范圍;最后加以綜合處理即可.
解法3:(1)同解法1.
(2)當(dāng)a≥0時,函數(shù)y=ax-1,x≤0的圖像僅經(jīng)過第三象限,要滿足題意,則函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0的圖像需經(jīng)過第一象限與第四象限,那么只要滿右側(cè)的圖像有公共點(且不相切)即間(0,+∞)上的最小值為y1min=2,所以當(dāng)a>2時,函數(shù)(fx)的圖像恰好經(jīng)過三個象限,滿足題意.
綜上分析,可知a∈(-∞,0)∪(2,+∞).
分析:結(jié)合分類討論思想先確定當(dāng)a<0時函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過三個象限,滿足題意;而針對當(dāng)a≥0時,利用條件轉(zhuǎn)化函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0在第一象限存在點使得y=x3-ax+|x-2|>0,進(jìn)一步說明存在x>0,使得函數(shù)y=x3-ax+|x-2|<0即可,通過分離參數(shù)并構(gòu)造函數(shù)g(x)=x2+過確定g(x)的最小值來確定滿足條件的參數(shù)a的取值范圍;最后加以綜合處理即可.
解法4:(1)同解法1.
(2)當(dāng)a≥0時,函數(shù)y=ax-1,x≤0的圖像僅經(jīng)過第三此時函數(shù)y=x3-ax+|x-2|,x>0的圖像必經(jīng)過第一象限,而函數(shù)f(x)的圖像恰好經(jīng)過三個象限,所以存在x>0,使得
函數(shù)y=x3-ax+|x-2|<0即可,即存在x>0,使
綜上分析,a∈(-∞,0)∪(2,+∞).
總評:在解決此類填空題中的函數(shù)問題時,往往可以結(jié)合函數(shù)本身,利用函數(shù)的基本性質(zhì)來轉(zhuǎn)化與處理;也可以優(yōu)先選擇利用數(shù)形結(jié)合思想,通過分離參數(shù)、分離函數(shù)等途徑轉(zhuǎn)化為兩個相應(yīng)函數(shù)的圖像問題,數(shù)形結(jié)合加以直觀處理.在解決有關(guān)分段函數(shù)問題時既要緊扣“分段”特征,又要將各段有機(jī)聯(lián)系使之整體化、系統(tǒng)化,綜合數(shù)形結(jié)合思想、等價轉(zhuǎn)化思想、分類討論思想及函數(shù)思想來解,使問題得到大大簡化.
美國著名的數(shù)學(xué)家哈爾莫斯曾說過:“問題是數(shù)學(xué)的心臟.”對學(xué)生來說,各類考試題無疑是最熟悉的一個“問題”,特別是高考真題與一些針對性的模擬題.經(jīng)過理論和教學(xué)實踐,充分得以證明一題多解是提高數(shù)學(xué)解題能力的有效途徑.通過典型問題呈現(xiàn)不同解法的同時,靈活應(yīng)用數(shù)學(xué)知識,充分暴露思維過程,充分使得我們的解題思路更加開闊,數(shù)學(xué)知識的掌握更加熟練,同時妙法頓生,提高解題速度,培養(yǎng)發(fā)散思維能力,有助于激發(fā)我們學(xué)習(xí)的主動性、積極性、趣味性,真正提升能力,培養(yǎng)數(shù)學(xué)素養(yǎng).F得最小值為g(1)=2;而當(dāng)x≥2時,g(x)