摘" 要:通過在具體例題的解題研究中發(fā)掘隱含條件,包括從概念、圖形、公式等方面入手,分析題設(shè)特征,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合等,探討發(fā)現(xiàn)隱含條件的方法,簡(jiǎn)化復(fù)雜問題,幫助學(xué)生明確解題方向,找到解題思路.
關(guān)鍵詞:隱含條件;不等式;高中數(shù)學(xué)
中圖分類號(hào):G632""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A""" 文章編號(hào):1008-0333(2024)16-0016-03
收稿日期:2024-03-05
作者簡(jiǎn)介:歐凡(1992.10—),女,福建省漳州人,本科,中學(xué)二級(jí)教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.
不等式是數(shù)學(xué)中一類重要的代數(shù)式,是研究數(shù)量關(guān)系的重要工具.在高考數(shù)學(xué)中,不等式是重要的考點(diǎn)之一,常與其他知識(shí)點(diǎn)結(jié)合進(jìn)行考查,如函數(shù)、解析幾何、數(shù)列等領(lǐng)域常涉及不等式的應(yīng)用.面對(duì)這些問題,解題者須具備靈活的思維和較強(qiáng)的推理能力,挖掘隱含條件是解決問題的關(guān)鍵,通過仔細(xì)審題、觀察圖形和深入分析,找到隱藏在題目中的重要條件,可以化復(fù)雜為簡(jiǎn)單,化抽象為具體,有效解決問題.
1" 例題分析
例1" 設(shè)集合A={x|log12(2x+4)gt;log12(x+5)},B={x|x2-mx+m=0},m∈R.
(1)若m=-2,求A∩B;
(2)若A∪B=A,求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
分析" (1)解對(duì)數(shù)不等式時(shí),隱含了定義域的討論,函數(shù)單調(diào)性的判斷,再運(yùn)用不等式的性質(zhì)化簡(jiǎn)隱含條件,可以將復(fù)雜問題簡(jiǎn)化,進(jìn)而求出解集;
(2)交并的集合運(yùn)算往往隱藏了子集、真子集的運(yùn)算,子集運(yùn)算需要分類討論B=與B≠,當(dāng)B=時(shí),
運(yùn)用根的判別式時(shí)隱含了解一元二次不等式
;結(jié)合二次函數(shù)圖象根的分布,隱含了根的判別式、端點(diǎn)值范圍、對(duì)稱軸范圍條件,再次運(yùn)用一元二次不等式、不等式性質(zhì)化簡(jiǎn)問題,即可得解[1].
解析" (1)由log12(2x+4)gt;log12(x+5),得
0lt;2x+4,2x+4lt;x+5.
解得-2lt;xlt;1,則A=x|-2lt;xlt;1.
當(dāng)m=-2時(shí),x2-mx+m=0可化為
x2+2x-2=0,
解得x=-1+3或x=-1-3.
則B=-1+3,-1-3.
所以A∩B=-1+3.
(2)因?yàn)锳∪B=A,所以BA.
當(dāng)B=時(shí),由x2-mx+m=0,得Δ=m2-4mlt;0,解得0lt;mlt;4;當(dāng)B≠時(shí),令f(x)=x2-mx+m,其開口向上,對(duì)稱軸為x=m2,
則
Δ≥0,-2lt;m2lt;1,f(-2)gt;0,f(1)gt;0. 即m2-4m≥0,-4lt;mlt;2,4+2m+mgt;0,1-m+mgt;0,
解得-43lt;m≤0.
綜上,-43lt;mlt;4.
例2" 已知扇形的半徑為r,弧長(zhǎng)為l.若其周長(zhǎng)的數(shù)值為面積的數(shù)值的2倍,則下列說法正確的是(" ).
A.該扇形面積的最小值為8
B.當(dāng)扇形周長(zhǎng)最小時(shí),其圓心角為2
C.r+2l的最小值為9
D.1r2+4l2的最小值為12
分析" 選項(xiàng)A,根據(jù)題目給出的關(guān)鍵語句“周長(zhǎng)的數(shù)值為面積的數(shù)值的2倍”,引出了一個(gè)關(guān)于半徑和弧長(zhǎng)的方程,根據(jù)方程再次發(fā)現(xiàn)一個(gè)弧長(zhǎng)的隱含條件lgt;2,結(jié)合扇形面積公式得出一個(gè)分式求最值的隱含條件,通過配方,簡(jiǎn)化成基本不等式求最值問題;選項(xiàng)B、C類似選項(xiàng)A,根據(jù)扇形周長(zhǎng)公式
或給定分式求最值的隱含條件,通過配方,簡(jiǎn)化成基本不等式求最值問題;選項(xiàng)D,根據(jù)題目隱含的關(guān)于半徑和弧長(zhǎng)的方程,減少未知數(shù),代入給定代數(shù)式1r2+4l2,化簡(jiǎn)成一元二次不等式進(jìn)行求解.
解析" 因?yàn)?r+l=rl,所以r=ll-2(lgt;2).
所以扇形面積
S=12rl
=12·l2l-2
=12·(l-2)2+4(l-2)+4l-2
=12[(l-2)+4l-2+4]
≥12×(2(l-2)·4l-2+4)
=12×(4+4)=4,
當(dāng)且僅當(dāng)l-2=4l-2,即l=4時(shí)等號(hào)成立,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.
扇形周長(zhǎng)為
2r+l=2ll-2+l
=l2l-2
=(l-2)2+4(l-2)+4l-2
=(l-2)+4l-2+4
≥2(l-2)·4l-2
=4+4=8,
當(dāng)且僅當(dāng)l-2=4l-2,即l=4時(shí)等號(hào)成立,
此時(shí),圓心角為lr=42=2,選項(xiàng)B正確.
r+2l=ll-2+2l
=2(l-2)2+5(l-2)+2l-2
=2(l-2)+2l-2+5
≥22(l-2)·2l-2+5=4+5=9,
當(dāng)且僅當(dāng)2(l-2)=2l-2,即l=3時(shí)等號(hào)成立,選項(xiàng)C正確.
1r2+4l2=(l-2)2l2+4l2
=8l2-4l+1
=8(1l-14)2+12,
當(dāng)1l=14時(shí),上式取得最小值為12,選項(xiàng)D正確.
故選BCD.
例3" 已知曲線x2m-2+y24-m=1(m∈R),則下列說法正確的為(" ).
A.若該曲線是雙曲線方程,則mgt;4或mlt;2
B.若m∈(2,4),則該曲線為橢圓
C.若該曲線離心率為32,則m=125
D.若該曲線為焦點(diǎn)在y軸上雙曲線,則離心率e∈(1,2)
分析" 根據(jù)雙曲線、橢圓的定義和標(biāo)準(zhǔn)方程的特征的隱含條件,用一元二次不等式表示出m的范圍,即可判斷選項(xiàng)A、B;根據(jù)不同坐標(biāo)軸的焦點(diǎn)位置的隱含條件,列出m的不等式組并化簡(jiǎn),然后利用離心率公式計(jì)算化簡(jiǎn),轉(zhuǎn)化為隱含的分式不等式進(jìn)行求解.
解析" 對(duì)于選項(xiàng)A,若該曲線是雙曲線方程,則(m-2)(4-m)lt;0,解得mgt;4或mlt;2,選項(xiàng)A正確;
對(duì)于選項(xiàng)B,當(dāng)m=3時(shí),曲線方程為x2+y2=1,表示圓,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng)C,若該曲線離心率為32lt;1,則曲線表示橢圓,
當(dāng)焦點(diǎn)在x軸上時(shí),1-4-mm-2=34,解得m=185,
當(dāng)焦點(diǎn)在y軸上時(shí),1-m-24-m=34,解得m=125,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
對(duì)于選項(xiàng)D,若該曲線為焦點(diǎn)在y軸上的雙曲線,則4-mgt;0,m-2lt;0, 解得mlt;2.
因?yàn)閑=1+2-m4-m=2+2m-4,
又因?yàn)閙-4lt;-2,則-12lt;1m-4lt;0.
所以1lt;1m-4lt;2.
所以1lt;elt;2,選項(xiàng)D正確.
故選AD.
例4" 關(guān)于x的不等式ax2-2x+1≤0在(0,2]上有解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
分析" 根據(jù)題意將不等式轉(zhuǎn)化為a≤2x-1x2在(0,2]能成立,轉(zhuǎn)化為求分式最值的隱含條件,再通過計(jì)算化簡(jiǎn)、換元,將復(fù)雜的不等式能成立問題轉(zhuǎn)化為更易于處理的求函數(shù)最值問題,如通過消元法、變量替換等手段[2].同時(shí)注意變量變化后的取值范圍.
解析" 由不等式ax2-2x+1≤0以及x∈(0,2],可得a≤2x-1x2.
依題意可知a≤(2x-1x2)max,x∈(0,2]即可.
令y=2x-1x2,x∈(0,2],
又y=2x-1x2=-(1x-1)2+1,
由x∈(0,2]可得1x∈[12,+∞),
利用二次函數(shù)性質(zhì)可知ymax=-(1-1)2+1=1,
即可得a≤1.
即實(shí)數(shù)a的取值范圍是(-∞,1].
2" 結(jié)束語
在高中數(shù)學(xué)解題中挖掘隱含條件是非常重要的.通過利用適當(dāng)?shù)募记珊头椒ǎ瑢W(xué)生可以更快速地發(fā)現(xiàn)并利用這些隱含條件,從而更好地解決數(shù)學(xué)問題.因此,教師應(yīng)在教學(xué)中注重引導(dǎo)學(xué)生掌握挖掘隱含條件的技巧和方法,以提高他們的解題能力和思維邏輯能力.
參考文獻(xiàn):
[1]
李偉.高中數(shù)學(xué)不等式解題中隱含條件的挖掘研究[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2022(5):120-121.
[2] 李志強(qiáng).高中數(shù)學(xué)不等式解題中隱含條件的挖掘策略[J].數(shù)理化解題研究,2018(12):40-41.
[責(zé)任編輯:李" 璟]