陳潛勇
【摘要】高考二輪復(fù)習(xí)是能力提高的重要階段,函數(shù)導(dǎo)數(shù)向來(lái)在浙江省的高考題中占據(jù)比較重要的位置.在有些導(dǎo)數(shù)題中,往往涉及有關(guān)如何構(gòu)造函數(shù)的問題,隱蔽性強(qiáng),難度大.這需要教師在二輪復(fù)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生如何去破解思維的障礙,做好分析、歸納、總結(jié)等一系列的問題,使得學(xué)生解題有法可依、有章可循.
【關(guān)鍵詞】函數(shù);導(dǎo)數(shù);函數(shù)構(gòu)造
在四五月份的高考二輪復(fù)習(xí)中,發(fā)現(xiàn)很多利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì),解決與方程、不等式的有關(guān)綜合性問題.在前面已經(jīng)復(fù)習(xí)了有關(guān)導(dǎo)數(shù)中的恒成立問題、存在性問題以及簡(jiǎn)單的不等式證明問題,學(xué)生的解題能力已經(jīng)有明顯提升.為了更好地提升學(xué)生的思維能力,提高導(dǎo)數(shù)題的綜合解題能力以及對(duì)知識(shí)探求的興趣,特安排了這樣的一堂有關(guān)導(dǎo)數(shù)條件下函數(shù)構(gòu)造問題的二輪復(fù)習(xí)課.故這是一篇由高考二輪復(fù)習(xí)課之后整理的論文,難免認(rèn)識(shí)較淺,分析不到位,不足之處請(qǐng)讀者諒解.
函數(shù)構(gòu)造的靈感來(lái)自哪里?在高中數(shù)學(xué)里并沒有詳細(xì)介紹有關(guān)各種題的解法,也沒有經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的訓(xùn)練,它是分散在解題過(guò)程中的,所以教師在二輪復(fù)習(xí)過(guò)程中的引導(dǎo)很重要.直接給出函數(shù)很容易,但要求學(xué)生學(xué)會(huì)如何去想到要構(gòu)造這樣的一個(gè)函數(shù)確實(shí)很難的.問題的本質(zhì)是如何觀察分析這個(gè)導(dǎo)數(shù)式與函數(shù)的哪些性質(zhì)有關(guān)聯(lián),哪些因素會(huì)促發(fā)我們的靈感呢?本文從導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則、初等基本函數(shù)的結(jié)構(gòu)形式、基本初等函數(shù)的結(jié)構(gòu)變換以及綜合性問題等四方面來(lái)詳細(xì)分析此類問題.
一、和差積商導(dǎo)數(shù)運(yùn)算公式構(gòu)造新函數(shù)
這類問題是在導(dǎo)數(shù)關(guān)系下根據(jù)導(dǎo)數(shù)式的整體結(jié)構(gòu)形式特征,利用導(dǎo)數(shù)的四則混合運(yùn)算法則構(gòu)造函數(shù),然后利用函數(shù)的基本性質(zhì)特別是單調(diào)性來(lái)研究?jī)蓚€(gè)數(shù)的大小、不等式的解或不等式的證明問題.
例1設(shè)函數(shù)f(x),g(x)分別是定義在R上的奇函數(shù)和偶函數(shù),當(dāng)x<0時(shí),f′(x)·g(x)+f(x)·g′(x)>0且g(3)=0,則不等式f(x)·g(x)<0的解集是().
A.(-3,0)∪(3,+∞)B.(-3,0)∪(0,3)
C.(-∞,-3)∪(3,+∞)D.(-∞,-3)∪(0,3)
分析此類題無(wú)論在一輪復(fù)習(xí)還是二輪復(fù)習(xí)中較為常見,基本功扎實(shí)的學(xué)生應(yīng)該容易發(fā)現(xiàn)這個(gè)積的導(dǎo)數(shù)的結(jié)構(gòu)形式.直接構(gòu)造函數(shù)F(x)=f(x)·g(x),再結(jié)合函數(shù)的奇偶性和單調(diào)性,結(jié)合圖像可以得到C為正確選項(xiàng).
例2(2014名校創(chuàng)新沖刺卷一)已知函數(shù)f(x)的定義域是(0,+∞),f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù),且xf′(x)-f(x)>0在(0,+∞)內(nèi)恒成立.
(1)若f(x)=lnx+ax2,求a的取值范圍;
(2)設(shè)x0是f(x)的零點(diǎn),m,n∈(0,x0),求證:f(m+n)f(m)+f(n)<1.
分析第(1)問直接代入利用變量分離變?yōu)閍>lnx-1x2max就可以解決,得到a>12e3.
第(2)問,看此題的這個(gè)導(dǎo)數(shù)不等式xf′(x)-f(x)>0,直接是較難得到的.但看到這個(gè)差式,可以聯(lián)系到差的導(dǎo)數(shù)式,但是這個(gè)差的函數(shù)式又構(gòu)造不出來(lái),不過(guò)有關(guān)差的還有一個(gè)公式就是商的導(dǎo)數(shù)式里有涉及,故聯(lián)系到商的導(dǎo)數(shù)式,構(gòu)造函數(shù)F(x)=f(x)x,求導(dǎo)F′(x)=xf′(x)-f(x)x2>0,很妙,出現(xiàn)這個(gè)結(jié)構(gòu)式了,馬上會(huì)令人興奮.其實(shí)無(wú)非是幾個(gè)公式在起作用,有加號(hào)的看加乘,有減號(hào)的看減除.接下去可以得到F(x)=f(x)x在(0,+∞)上單調(diào)遞增且F(x0)=f(x0)x0=0,x∈(0,x0),F(xiàn)(x)<0,x∈(x0,+∞),F(xiàn)(x)>0,又m f(m+n)m+n>f(m)m且f(m+n)m+n>f(n)n,化簡(jiǎn)即可得到結(jié)論.