潘曉琳
摘要:舉例說明常數(shù)變易法在高中數(shù)學(xué)多變量問題中的使用策略。
關(guān)鍵詞:常數(shù)變易法;多變量問題;高中數(shù)學(xué)
高中數(shù)學(xué)中經(jīng)常會遇到多變量問題,所謂多變量問題就是一個問題中涉及多個可變因素,變量不僅多,而且還在變化,并且相互制約、相互影響。這類問題內(nèi)涵豐富、綜合性強、方法靈活,是高考數(shù)學(xué)中常見的一類難題,學(xué)生在面對此類問題時,最大的困擾就是不知從何處下手,介于此,筆者通過幾個例題來談?wù)劷鉀Q此類問題的一種策略:常數(shù)變易法。
所謂常數(shù)變易法,是指在解常微分方程時,從對應(yīng)的其次線性方程的通解結(jié)構(gòu)出發(fā),把常數(shù)C變易為一個待求的函數(shù),由此得到非齊次線性方程的通解。它為我們提供了一種看待常量和變量的新角度,如果我們淡化變量的運動性,突出常量的運動性,認為靜中有動,就可以以靜制動,得到常數(shù)變易法的初等化應(yīng)用,在這種思想的指導(dǎo)下,我們可以對高中數(shù)學(xué)中的多變量問題有一個更深入的認識,以此來探尋這一類題目的解法,構(gòu)建起此類問題的解題框架.
一、參變分離,以動制動
例如:對于任意實數(shù)和,若不等式
恒成立,則實數(shù)x的取值范圍是 ____________.
思路:參變分離,轉(zhuǎn)化為恒成立問題,實現(xiàn)以動制動的目的。
解法:因為,所以兩邊同時除以,于是等價轉(zhuǎn)換為恒成立。利用絕對值三角形不等式,進而得到于是得到x的取值范圍是
二、反客為主,辯證統(tǒng)一
例如:若存在實數(shù)b,使不等式對任意恒成立,則( )
A b的最小值為4 B b的最小值為6
C b的最小值為8 D b的最小值為10
思路:題目中涉及多個量,對于函數(shù),如果變量是x,那么這里就是一個含有絕對值的二次函數(shù)最值問題;如果變量是a,那么就是含有絕對值的一次函數(shù)最值問題。顯然,這里我們會選擇將參數(shù)a變易成變數(shù)的方法。
解法:問題等價于求 在上的最大值。結(jié)合一元一次函數(shù)的圖形特征,只需滿足且,即且 ,在上恒成立。再結(jié)合函數(shù)和在圖像,進而求得。所以選擇答案是B。
常數(shù)變易法解決多變量問題的本質(zhì)就是變量和常量的相互轉(zhuǎn)化與表征,常量和變量之間沒有固定的界限。所以我們在教學(xué)的時候不要固化方法,應(yīng)該著眼于培養(yǎng)學(xué)生從多角度看待事物,透過現(xiàn)象看本質(zhì),將思想方法融會貫通,避免固化觀念,強調(diào)技巧。
參考文獻:
[1]崔士襄.“常數(shù)變易法”來歷的探討.邯鄲農(nóng)業(yè)高等專科學(xué)校學(xué)報[N],1998,15(1):40-41.
[2]謝偉,王丹.例析多元數(shù)學(xué)問題的求解策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究,2012(3).
[3]李英明.常數(shù)變易兩例.中學(xué)數(shù)學(xué)月刊[J],2003(2).
[4]徐章韜.《中學(xué)數(shù)學(xué)教材核心內(nèi)容分析》[M].北京:科學(xué)出版社,2021.32-34