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        函數(shù)與不等式齊驅(qū)并駕 多角度解決最值問題
        ——2020年全國Ⅱ卷第21題一題多解探討

        2020-10-19 09:22:04張培杰
        數(shù)理化解題研究 2020年28期
        關(guān)鍵詞:最值單調(diào)均值

        張培杰

        (云南省大理大學(xué)教師教育學(xué)院 671000)

        一、真題再現(xiàn)

        (2020年全國Ⅱ卷第21題)已知函數(shù)f(x)=sin2xsin2x.

        (1)討論f(x)在(0,π)的單調(diào)性;

        通過觀察題目發(fā)現(xiàn),該題以三角函數(shù)為背景,考查判斷函數(shù)在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性、求函數(shù)值域、不等式證明等多個知識點. 題目綜合性強,難度較大,對考生的邏輯推理能力和運算能力有較高的要求,很好地體現(xiàn)了課程標準要求的核心素養(yǎng)導(dǎo)向,具有高考命題需要的區(qū)分度. 下面重點給出第(2)問的一題多解,對于第(1)、(3)問僅給出一種可行的解答.

        二、真題解析

        (1)分析要討論函數(shù)f(x)在區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性,只需要求導(dǎo),由導(dǎo)函數(shù)值在區(qū)間內(nèi)的正(負)可得到原函數(shù)在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增(減),該題是常規(guī)考法.

        分析1直接求導(dǎo),利用函數(shù)單調(diào)性求最值.要想求出函數(shù)的最值(取值范圍),借助導(dǎo)數(shù)先判斷單調(diào)性再求最值是最常用的方法. 因此,可以借助導(dǎo)數(shù)解答這個問題.

        評析這種解法是能夠容易想到的,觀察解答過程可以發(fā)現(xiàn),對計算的要求較高. 此外,需要考生對三角函數(shù)的圖象性質(zhì)非常熟悉才能由f′(x)≥0(或f′(x)≤0)正確地求出x的范圍. 體現(xiàn)了數(shù)學(xué)運算核心素養(yǎng),考查學(xué)生的綜合運用能力.

        分析2利用三角函數(shù)周期性,轉(zhuǎn)化為連續(xù)函數(shù)在區(qū)間上的最值問題.周期性是三角函數(shù)的一個重要性質(zhì),該題以三角函數(shù)為背景,易想到利用周期性解決. 由三角函數(shù)周期性,可以把問題轉(zhuǎn)化為求一個閉區(qū)間內(nèi)的最值問題,只要求出函數(shù)在這個區(qū)間內(nèi)的最值即可.

        評析這種解法較為靈活,要求學(xué)生具有抽象概括的能力、直觀想象的核心素養(yǎng),能夠在看到三角函數(shù)時候即想到周期性,并將問題轉(zhuǎn)為為一個閉區(qū)間上的最值問題. 學(xué)生在平時復(fù)習(xí)中,要熟練掌握基礎(chǔ)知識,還要注意抽象概括能力的培養(yǎng).

        分析3平方處理,利用四元均值不等式證明.題目要證的式子中含有絕對值,可以通過平方去掉絕對值. 平方后,問題轉(zhuǎn)化為求乘積的最大值,可以構(gòu)造四元均值不等式.

        分析4先降冪化次數(shù)為1,再平方處理,利用四元均值不等式證明. 題目所給函數(shù)表達式兩個因式的次數(shù)不統(tǒng)一,可以利用降冪公式把兩項次數(shù)都化為1. 此時,再通過平方去掉絕對值,問題再次轉(zhuǎn)為為求乘積的最大值,可以構(gòu)造四元均值不等式.

        評析這兩種解法都蘊含兩個關(guān)鍵思路,一是看到絕對值想到通過平方去絕對值,二是能夠想到均值不等式中“和定積最大”解決最值問題. 不同的是,解法3直接平方處理,解法4先降冪再處理.不論哪一種解法,都要求對三角函數(shù)相關(guān)公式非常熟悉,有較強的運算能力才能正確解答. 此外,教材中所學(xué)的是二元均值不等式,這兩種解法都用到四元均值不等式,要求學(xué)生具有較強的邏輯推理能力.

        評析該題涉及到三角函數(shù)性質(zhì),絕對值處理,數(shù)列累乘,放縮證明不等式等知識點和相關(guān)方法,綜合性強,難度較大,很好體現(xiàn)了高考的選拔性功能. 在平時復(fù)習(xí)中,首先應(yīng)注重夯實基礎(chǔ),其次要注意多個知識點的融合,培養(yǎng)學(xué)生的綜合運用能力.

        可以發(fā)現(xiàn),高考數(shù)學(xué)壓軸題融合的知識點較多,綜合性強,難度大,是最容易體現(xiàn)高考區(qū)分度的題型. 基于對今年高考題的分析解答,提出如下復(fù)習(xí)建議:

        1.重視基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí),強化基本技能訓(xùn)練

        基礎(chǔ)知識是“四基”能力培養(yǎng)和核心素養(yǎng)養(yǎng)成的最重要載體,概念的形成過程就是數(shù)學(xué)抽象和數(shù)學(xué)建模的過程.因此,要深刻理解相關(guān)知識的基本概念,理解公式定理的形成過程,掌握基本方法的適用“題境”,加強審讀問題、分析問題、解決問題的訓(xùn)練.

        2. 關(guān)注數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用,培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)

        在平時教學(xué)和學(xué)習(xí)中,引導(dǎo)學(xué)生正確使用數(shù)學(xué)思想放方法分析問題,訓(xùn)練他們抽象概括、轉(zhuǎn)化問題的能力,提高數(shù)學(xué)運算能力,從多個方面培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).

        3. 研究高考命題思路,總結(jié)命題規(guī)律

        高考試題是命題專家根據(jù)《課程標準》和考試大綱精心打造的,復(fù)習(xí)中通過研讀近些年的高考試題,分析理解命題思路、意圖和理念,總結(jié)命題規(guī)律. 通過研讀高考題,避免大搞題海戰(zhàn)術(shù),實現(xiàn)高效備考.

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