包文光
一、構(gòu)造法
一個問題S如果在題目給定的系統(tǒng)里不易求解,倘若能找到一種對應(yīng)關(guān)系f,把它轉(zhuǎn)化為另一個系統(tǒng)中的相應(yīng)問題S′,借助于對應(yīng)關(guān)系f或新的數(shù)學(xué)模型S′的性質(zhì),獲得原來問題的解答.構(gòu)造模型是一種創(chuàng)造性思維,但離不開對題目結(jié)構(gòu)特點的認(rèn)識.
1.求代數(shù)式的值
例1 tan15°+cot15°的值是( ).
A.2 B.2+3 C.4 D.433
圖 1分析 tan15°=a>0,則cot15°=1a.問題即求a+1a的值.構(gòu)造等腰三角形ABC,D是BC的中點,∠BAC=30°.如圖1.
解 設(shè)BD=DC=a,AD=1,則由三角形面積等效得:12·2a·1=12·a2+1·a2+1·sin30°,得:12(a2+1)=2aa2+1a=a+1a=4.
所以tan15°+cot15°=4.選C.
簡評 本題通過構(gòu)造等腰三角形,將所求問題轉(zhuǎn)化為三角形面積的簡單計算,省去了繁雜的三角變換,大大簡化解題過程.實現(xiàn)了“數(shù)”與“形”的完美結(jié)合.
2.求最值(取值范圍)
例2 如果方程x2-4|x|+6=a有兩個不同實數(shù)根,求a的取值范圍.
圖 2分析 原方程可化為(|x|-2)2=a-2,作y=(|x|-2)2與y=a-2的圖像,如圖2,由圖知a-2=0或a-2>4,即a=2或a>6時方程有兩個不等實數(shù)根.
簡評 本題通過恒等變形,構(gòu)造兩個不同函數(shù),將所求問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖像模型中兩個函數(shù)圖像的交點問題,使問題直觀簡潔化.
3.證明(解)不等式
例3 設(shè)函數(shù)f(x)=2|x+1|-|x-1|,求使f(x)≥22的x的取值范圍.
圖 3分析 由于y=2x是增函數(shù),f(x)≥22等價于|x+1|-|x-1|≥32,我們構(gòu)建一條數(shù)軸,如圖3.不等式所賦予的幾何意義是數(shù)軸上的一點x到x=-1的距離與到x=1的距離大于等于32.
解 由圖易知:|x+1|-|x-1|=32的點為x=34,所以|x+1|-|x-1|≥32的解集為:34,+∞,即f(x)≥22的解集為34,+∞.
簡評 本題通過構(gòu)造一條實數(shù)軸將絕對值不等式問題轉(zhuǎn)化為實數(shù)軸上一動點到兩定點的距離差值問題,求解方便快捷.
二、圖像法
1.有關(guān)方程根及其分布(曲線的交點)
例4 設(shè)定義域為R的函數(shù)f(x)=|lg|x-1||x≠1
0x=1,則關(guān)于x的方程f2(x)+bf(x)+c=0有7個不同實數(shù)解的充要條件是( ).
A.b<0且c>0 B.b>0且c<0
C.b<0且c=0D.b≥0且c=0
圖 4分析 我們先考察f(x)的圖像如圖4.
f(x)>0x≠1
f(x)=0x=1且f(x)關(guān)于x=1對稱.關(guān)于x的方程f2(x)+bf(x)+c=0有7個不同實數(shù)解,若方程有兩個不等實數(shù)根f1(x)>0,f2(x)>0,則x的方程f2(x)+bf(x)+c=0必有8個不等實數(shù)根,與所給條件矛盾.所以方程f2(x)+bf(x)+c=0只可能是一個零根和一個正根,所以c=0.另一方面,顯然有-b2×1>0,所以b<0.即得b<0且c=0.選C.
簡評 本題的關(guān)鍵:一是能夠比較正確地畫出分段函數(shù)在直角坐標(biāo)系中的圖像,二是正確理解方程f2(x)+bf(x)+c=0的根的分布性質(zhì).
2.利用函數(shù)圖像研究函數(shù)性質(zhì)
圖 6例5 如圖6,定圓半徑為a,圓心為(b,c),則直線ax+by+c=0與直線x-y+1=0的交點在( ).
A.第一象限 B.第二象限
C.第三象限 D.第四象限
分析 要確定一個點在第幾象限的基本方法是確定該點的橫、縱坐標(biāo)的符號.由圖可得:a>c>0
b<0
|b|>a.
解 直線ax+by+c=0與直線x-y+1=0的交點坐標(biāo)為:-b+ca+b,1-b+ca+b,由已知條件得:-b+ca+b<-1,所以1-b+ca+b<0,所以兩直線的交點在第三象限.選C.
簡評 要確定一個點在第幾象限的基本方法是確定該點的橫、縱坐標(biāo)的符號.本題的關(guān)鍵是通過觀察圖像確定一些量的正負(fù)、大小關(guān)系.