劉釗
數(shù)形結(jié)合思想是解答高中數(shù)學(xué)問(wèn)題常用的一種數(shù)學(xué)思想.在解答不等式問(wèn)題時(shí),靈活運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,根據(jù)不等式的幾何意義畫(huà)出幾何圖形,通過(guò)圖形和數(shù)量關(guān)系之間的轉(zhuǎn)化,可以使解題的過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單,有利于提升解題的效率.
一、求參數(shù)的取值范圍
在運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解答含參不等式問(wèn)題時(shí),可先根據(jù)不等式的結(jié)構(gòu)特征,將參數(shù)與變量分離,使參數(shù)在不等式的一側(cè);再將不等式另一側(cè)的式子構(gòu)造成函數(shù),判斷出函數(shù)的單調(diào)性,畫(huà)出函數(shù)的圖象,或根據(jù)另一側(cè)式子的幾何意義畫(huà)出幾何圖形,即可通過(guò)研究圖形的變化趨勢(shì),確定不等式另一側(cè)式子的最值,進(jìn)而求得參數(shù)的取值范圍.
則圓心A到直線(xiàn)[y=2m]的距離[d1=2-2m2=2-2m≤m],解得[12≤m≤2+2],
故實(shí)數(shù)[m]的取值范圍為[12,2+2].
解答本題,需將集合A中的元素看作以[2,0]為圓心,以[m2]和[m]為半徑的圓環(huán)上的點(diǎn),集合B中的元素看作兩平行線(xiàn)[y=2m]和[y=2m+1]之間的點(diǎn),通過(guò)研究圓與直線(xiàn)之間的位置關(guān)系,建立滿(mǎn)足題意的關(guān)系式,進(jìn)而求得參數(shù)的取值范圍.運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解答此類(lèi)問(wèn)題,要仔細(xì)挖掘代數(shù)式的幾何意義,并畫(huà)出相應(yīng)的幾何圖形,借助幾何圖形來(lái)分析問(wèn)題.
解答本題,需先根據(jù)函數(shù)[fx=xx]的解析式畫(huà)出圖象,以根據(jù)其圖象和單調(diào)性去掉[fx+t≥4fx]的符號(hào)“f ”,將不等式轉(zhuǎn)化為常規(guī)不等式;然后借助數(shù)軸來(lái)討論滿(mǎn)足不等式的t的取值范圍.在解不等式時(shí),要學(xué)會(huì)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖象、數(shù)軸上的點(diǎn)的集合的問(wèn)題,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想來(lái)解題,這樣能有效地提升解題的效率.
二、求不等式的解集
含參不等式問(wèn)題往往較為復(fù)雜,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想來(lái)輔助解題,能有效地提升解題的效率.在解題時(shí),要先將不等式變形,構(gòu)造出合適的函數(shù)模型.可構(gòu)造一個(gè)函數(shù)模型,將不等式化為[fx>0]、 [fx<0]的形式;也可以構(gòu)造兩個(gè)函數(shù)模型,將不等式化為[fx>gx]、 [fx 先將不等式兩側(cè)的式子分別構(gòu)造成函數(shù)[y1=x+a],[y2=a2-2x2],并畫(huà)出兩個(gè)函數(shù)的圖象;然后移動(dòng)直線(xiàn)的位置,即可發(fā)現(xiàn)要使不等式恒成立,需使直線(xiàn)始終在橢圓的下方;再求得兩個(gè)函數(shù)的交點(diǎn),就能發(fā)現(xiàn)當(dāng)[-2a3 例4.已知[fx]是[R]上的偶函數(shù),且在[0,+∞]上單調(diào)遞減,若[fa=0a>0],則不等式[xfx<0]的解集為_(kāi)____. 解:由題意可畫(huà)出[fx]的圖象,如圖5所示. 若采用常規(guī)方法解答本題,則需進(jìn)行分類(lèi)討論,解題的過(guò)程較為復(fù)雜.我們運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,根據(jù)函數(shù)的解析式畫(huà)出圖象,討論滿(mǎn)足不等式的情形,即可確定x的取值范圍.運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解不等式,需通過(guò)研究圖象,找出滿(mǎn)足題意的一段曲線(xiàn),并求出與之對(duì)應(yīng)的x的取值范圍. 運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,將不等式問(wèn)題轉(zhuǎn)化為幾何圖形問(wèn)題或函數(shù)圖象問(wèn)題,即可通過(guò)研究圖形或圖象的位置關(guān)系,快速獲解.這樣不僅能使題目中的條件變得直觀,還能使解題的思路更加明朗,有助于提升解題的效率.