謝朝平
摘 要:含參不等式恒成立問題是新高考與競賽等方面數(shù)學試卷中的一個重點與熱點.此類問題場景新穎,知識交匯,內(nèi)涵豐富,解法靈活.本文結(jié)合一道競賽題,就含參不等式恒成立場景下確定參數(shù)的取值范圍問題加以剖析,總結(jié)解題技巧,歸納方法策略,指導師生的數(shù)學教學與學習以及解題研究.
關(guān)鍵詞:不等式;恒成立;函數(shù);單調(diào)性;性質(zhì)
含參不等式恒成立問題一直是高考、競賽以及模擬考試中數(shù)學試卷命題的熱點題型,有時以小題(選擇題或填空題)形式出現(xiàn),有時以解答題形式出現(xiàn),多是壓軸題.此類問題形式多樣,變化多端,創(chuàng)新新穎,難度較大,解題思維靈活多變,對于考查“四基”、數(shù)學能力與素養(yǎng)等方面都是一個很好的落腳點,具有較好的區(qū)分度,倍受各方關(guān)注.
1 問題呈現(xiàn)
問題:(2023年清華大學優(yōu)秀中學生暑期學堂)已知x≥y≥0,且x+y+x-y≤a(x+y),則實數(shù)a的取值范圍是 ???.
此題以含參不等式恒成立為場景加以巧妙創(chuàng)設,通過確定參數(shù)的取值范圍來達到全面考查“四基”的目的.題目簡單明了,在同一不等式中含有兩個變量和一個參數(shù),會給問題的分析與求解造成較大的困惑與難度.
在實際解決問題時,可以從函數(shù)思維切入,利用函數(shù)的構(gòu)建以及函數(shù)單調(diào)性的判斷來確定最值;也可以從不等式思維切入,利用不等式的基本性質(zhì)與重要不等式的應用來放縮處理等.
函數(shù)思維與不等式思維是解決該問題的兩個主要思維方式,而具體處理問題時,又可以從不同視角來切入,結(jié)合不同的技巧方法來分析與處理.
2 問題破解
2.1 函數(shù)思維
3 教學啟示
3.1 總結(jié)方法,歸納策略
解決含參不等式恒成立問題,最為常見的技巧方法是函數(shù)思維與不等式思維.在函數(shù)思維應用中,合理地對相應的不等式進行恒等變換,分離參數(shù)并構(gòu)建函數(shù),借助函數(shù)的圖象與性質(zhì)、函數(shù)與導數(shù)的應用等,正確判斷函數(shù)的單調(diào)性,從函數(shù)角度來化歸與應用;在不等式思維應用中,基于分離參數(shù)的基礎,借助不等式的基本性質(zhì)、重要不等式(基本不等式、柯西不等式等)的合理放縮,從不等式角度來分化與應用.
當然,結(jié)合含參不等式恒成立問題的實際情況,有時也可以通過代數(shù)式的結(jié)構(gòu)特征與幾何意義等,借助數(shù)形直觀思維、三角函數(shù)思維等來分析與處理,合理構(gòu)建數(shù)學模型或三角換元處理等,巧妙轉(zhuǎn)化.
3.2 交匯思想,提升能力
含參不等式恒成立問題,往往可以很好交匯并融合函數(shù)與方程、不等式、三角函數(shù)、函數(shù)與導數(shù)等相關(guān)的基礎知識,契合高考“在知識交匯點處命題”的指導精神,成為考查知識、思想、能力等方面一個比較突出的知識點.
同時,在分析與解題過程中,又很好滲入函數(shù)與方程、化歸與轉(zhuǎn)化、分類討論以及數(shù)形結(jié)合等基本數(shù)學思想方法,技巧方法多變,這就需要教師在教學與學習過程中,不斷去領(lǐng)悟、體會與總結(jié),對于鍛煉學生的綜合解題能力與邏輯推理能力,培養(yǎng)學生思維的靈活性、創(chuàng)造性等都有著非常獨特的作用.