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百折千回恒成立

 昵稱47813312 2019-09-06

百折千回恒成立

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文 | 楊春波


恒成立問題是高中數(shù)學的重要題型,在高考中常與函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、不等式結(jié)合以壓軸題的身份出現(xiàn),是整個高中教學的重點,也是難點。

已知某含參的函數(shù)不等式恒成立,求參數(shù)的取值范圍是高中的一類熱點問題,這類問題的處理思路大致有兩種:一種是分離參數(shù),再去求分離后所得不含參函數(shù)的最值;另一種是直接去處理這個函數(shù),為了得到含參函數(shù)的最值,往往需要對參數(shù)進行分類,去討論單調(diào)性與最值。

很多問題在兩種思路的處理難度上差別不大——兩種方法均可,但有些問題其中一種思路明顯優(yōu)于另一種思路,甚至只有一種思路可行,這需要大家解題時先觀察判斷,解完題后多思考總結(jié)。

筆者近日發(fā)現(xiàn)2016年高考四川卷理科數(shù)學第21題是一道不可多得的恒成立問題,值得細細品味。它就像一瓶陳釀老酒,越品越香,越咂味越濃。此題第(Ⅱ)問難度不低,筆者的求解過程也是曲曲折折,反反復(fù)復(fù),最終收獲了不少解題感悟,與讀者分享如下。

試題呈現(xiàn)

分析與解

第(Ⅰ)問較常規(guī),只是求導(dǎo)之后別忘記定義域就好。

下面用“含參分類討論”和“參變量分離”的方法逐一試之。

2.1 直接移項,含參分類討論

于是,必有a>0!但這又該如何處理呢?多項式和指數(shù)型混雜在一起的感覺很棘手。

2.2 參變量分離

2.3 逼上梁山

兩次等價轉(zhuǎn)化均以失敗告終,被逼無奈,只能另謀出路。吸取剛才的教訓:總是因為函數(shù)結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜而草草收場。

每一次求導(dǎo)之后,導(dǎo)函數(shù)的符號都不易判定?右側(cè)這個函數(shù)竟如此詭異,讓人捉摸不透。

2.4 善于聯(lián)想

2.5?再次投入分類討論的懷抱

解題啟示

以上解題過程百折千回,從中我們至少可以獲得以下啟示:

1

遇到問題,先試常規(guī)思路。如本題面對恒成立問題,先嘗試了兩種等價轉(zhuǎn)化方法——含參分類討論和參變量分離。如若行不通,則考慮調(diào)轉(zhuǎn)思路。解題要學會變通。

2

與其望題興嘆,不如勇敢嘗試。大多數(shù)嘗試都是有價值的,即使失敗的方法也能為我們提供點滴線索。如本題中參變量分離的方法幫我們確定了最終答案的形式,這在最后的分類討論里,指導(dǎo)我們由求解a的取值范圍轉(zhuǎn)向證明a≥1/2符合題意。明確目標之后,解題會變得順暢。

3

多積累掌握一些經(jīng)典結(jié)論,做題時才能觸發(fā)靈感,廣泛聯(lián)系。

4

不等式放縮很靈活,沒有定式、定法,技巧性較強。只有不斷練習,多次嘗試,才能領(lǐng)悟深刻。放縮的方式也并不唯一,有時還可轉(zhuǎn)向函數(shù)視角求最值,從而避免放縮過頭。本題中,當a≥1/2時,我們尋找到了證明F′(x)>0的三種放縮方式,雖然大同小異,但也各有千秋,望讀者細心體會。

5

解題時要瞻前顧后,綜合考慮多種方法。沒有哪種方法是萬能的,是包解百題的。高考壓軸題往往是綜合了多種方法和策略的,切忌過分迷戀一種方法,幻想一招制敵。

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