俞新龍
同學們在做2014年高考題時,應該從解法上去尋找對我們解題有幫助的收獲.
一、對解法要有本質的認識
為便于問題的說明,先給出2014年高考全國卷(新課標1)理科第21題及參考解法如下:
全國1高考題:設函數f(x)=aexlnx+,曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線為y=e(x-1)+2. (1)求a,b;(2)證明:f(x)>1.
參考解法:(1)函數f(x)的定義域為(0, +∞), f′(x)=aexlnx++,由題意得f(1)=2,f′(1)=e,故a=1,b=2.
(2)由(1)知f(x)=exlnx+,從而f(x)>1等價于xlnx>-.
設函數g(x)=xlnx,則g′(x)=1+lnx,
所以當x∈(0, )時,g′(x)<0,
當x∈(,+∞)時,g′(x)>0,
故g(x)在(0,)上單調遞減,在(,+∞)上單調遞增,從而g(x)在(0,+∞)上的最小值為g()=-.
設函數h(x)=-, 則h′(x)=, 所以當x∈(0,1)時, h′(x)>0,
當x∈(1,+∞)時,h′(x)<0,故h(x)在(0,1)上單調遞增,在(1,+∞)上單調遞減,從而h(x)在(0,+∞)上的最大值為h(1)=-.
綜上,當x>0時,g(x)>h(x),即f(x)>1.
本質認識:在第(2)問中是通過證明g(x)的最小值大于h(x)的最大值來證明xlnx>-,從而證明f(x)>1.這里很顯然就產生了一個問題:g(x)>1的最小值大于h(x)的最大值一定會有g(x)>h(x)成立,但g(x)>h(x)成立并不一定會有、也并不一定需要g(x)的最小值大于h(x)的最大值,實際上只需g(x)-h(x)>0即可.由此可見,課標卷的參考解法是在增強了問題的條件下(即高要求)都成立,那么原問題當然也成立.下面我們通過2014年高考山東卷理科15題的兩種解法對比來理解上述產生的問題.
山東高考題:已知函數y=f(x)(x∈R),對函數y=g(x)(x∈I),定義g(x)關于f(x)的“對稱函數”為函數y=h(x)(x∈D),y=h(x)滿足:對任意x∈I,兩個點(x,h(x)),(x,g(x))關于點(x,f(x))對稱.若h(x)是關于f(x)=3x+b的“對稱函數”,且h(x)>g(x)恒成立,則實數b的取值范圍是________.
解析:由對稱函數的定義得h(x)=6x+2b-,所以
h(x)>g(x)可化為3x+b>,若按照全國卷的理解則應該有3x+b的最小值b-6大于的最大值2,故得到錯解b>8.而事實上,我們可以從幾何意義即數形結合形象直觀的得到正確答案:
3x+b>成立,即直線y=3x+b與半圓y=(即x2+y2=4(y≥0))相離(如圖1所示),所以>2,b>2.
一般地,通常將條件g(x)>h(x)轉化為g(x)-h(x)>0進行求解,下面我們以2014年高考福建理科第20(2)題為例來講解.
福建高考題:已知函數f(x)=ex-ax(a為常數)的圖像與y軸交于點A,曲線y=f(x)在點A處的切線斜率為-1.證明:當x>0時,x2 解析:因為A(0,1),所以由f′(0)=e0-a=-1得a=2,故f(x)=ex-2x.由f′(x)=ex-2知f(x)在(-∞,ln2)遞減,(ln2,+∞)遞增,故f(x)有最小值即為極小值f(ln2)=2-2ln2>0. 記g(x)=x2-ex,則g′(x)=2x-ex=-f(x)<0,所以g(x)是減函數,則當x>0時,g(x) 類似地問題實際上有一個系列: (1)若對任意的x∈D,使得f(x)≥g(x)成立?對任意的x∈D,f(x)-g(x)≥0恒成立; (2)若對任意的x1,x2∈D,使得f(x1)≥g(x2)成立?f(x)的最小值≥g(x)的最大值; (3)若對任意的x1∈D,必存在x2∈D,使得g(x2)= f(x1)成立?f(x)的值域?g(x)的值域; (4)若對至少存在一個x0∈D,使得f(x0)≥g(x0)成立? f(x)-g(x)>0在D內有解. 下面給出相應的習題供同學們練習鞏固. 1. 已知函數f(x)=x+,g(x)=x+lnx,其中a>0.若對任意的x∈[1,e](e為自然對數的底數),使得f(x)≥g(x)成立,求實數a的取值范圍.(參考答案:a≥) 2. 已知函數f(x)=x+,g(x)=x+lnx,其中a>0.若對任意的x1,x2∈[1,e](e為自然對數的底數),使得f(x1)≥g(x2)成立,求實數a的取值范圍.(參考答案:a≥) 3. 已知函數f(x)=x+,g(x)=x+lnx,其中a>0.若對任意的x1∈[1,e](e為自然對數的底數),必存在x2∈[1,e],使得g(x2)=f(x1)成立,求實數a的取值范圍.(參考答案:0 4. 已知函數f(x)=x+,g(x)=x+lnx,若在[1,e](e為自然對數的底數)上至少存在一點x0,使得f(x0)>g(x0)成立,求實數a的取值范圍.(參考答案:(-∞,0)∪(0,+∞)) 二、對初中所學知識需要重視:以一元二次解高考題為例 初中所學的知識對高考解題也有十分重要的幫助作用,有時甚至初中知識就能解高考題.下面舉例用一元二次方程有解和最值關系解高考題.
2014年高考全國卷(新課標2)理科第16題:設點M(x0,1),若在圓O:x2+y2=1上存在點N,使得∠OMN=45°,則x0的取值范圍是_________.
解析:如圖2,從數形結合的角度考慮.過點M作圓O的切線MN′,切點為N′,連ON′,則∠OMN′≥45°,所以│OM│≤,故x2
0+1≤2,-1≤x0≤1.
這種解法需要能發(fā)現∠OMN′≥45°并建立關系解題,而實際上我們完全可以在△OMN中利用余弦定理得ON2=OM2+MN2-2OM·MNcos∠OMN,整理得MN2-+x2
0=0,因為MN有解,所以方程判別式△=2x2
0+2-4x2
0≥0,解得-1≤x0≤1.
應該說這種解法比較好理解.下面我們繼續(xù)來用一元二次有解解高考題.
2014年高考浙江文科第16題:已知實數a,b,c滿足a+b+c=0,a2+b2+c2=1,則a的最大值是__________.
解析:下面先看不等式解法:因為b+c=-a,所以1-a2=b2+c2=(b+c)2-2bc=a2-2bc,則2a2-1=2bc≤b2+c2=1-a2,所以a2≤,解得-≤a≤,故a的最大值是.
從解答過程看變化過程有一定難度,而用一元二次方程有解來解則簡潔多了,請看:因為a2+(a+c)2+c2=1,整理得關于c的方程2c2+2ac+2a2-1=0有解,所以判別式△=4a2-8(2a2-1)≥0,解得-≤a≤,故a的最大值是.
2014年高考浙江文科第9題:設θ為兩個非零向量,的夾角,已知對任意實數t,│+t│的最小值為1( )
A. 若θ確定,則││唯一確定
B. 若θ確定,則││唯一確定
C. 若││確定,則θ唯一確定
D. 若││確定,則θ唯一確定
解析:因為關于t的二次函數| +t |2=[][2]t2+2·t+[][2]最小值1,所以=[][2]-[][2]cos2θ=[][2]sin2θ=1,則| |=,所以若θ確定,則 | | 唯一確定,選B.
這里僅用一元二次函數的最值關系就解決了問題,下面我們繼續(xù)用相同的方法來解
2014年高考浙江理科第17題:如圖3,某人在垂直于水平地面ABC的墻面前的點A處進行射擊訓練.已知點A到墻面的距離為AB,某目標點P沿墻面上的射線CM移動,此人為了準確瞄準目標點P,需計算由點A觀察點P的仰角θ的大小.若AB=15m,AC=25m,∠BCM=30°,則tanθ的最大值是__________.(仰角θ為直線AP與平面ABC所成角)
解析:過點P作PD⊥BC于點D,設CD=x,則PD=x.在Rt△ABC中,AB=15,AC=25,則BC=20,故BD=(20-x),所以AD==,由題意知θ=∠PAD,所以在Rt△PAD中tanθ====,從而當=,即x=時,tanθ取得最大值為=.
每年的高考題是值得我們復習中好好利用的,但在做題中不能僅止于“做出”,也要注意對解法的反思理解,最好能找出一些規(guī)律性的知識,從而達到舉一反三,只有這樣才能發(fā)揮這些高考題的最大作用.
(作者單位:浙江省紹興越崎中學)
責任編校 徐國堅endprint
2014年高考全國卷(新課標2)理科第16題:設點M(x0,1),若在圓O:x2+y2=1上存在點N,使得∠OMN=45°,則x0的取值范圍是_________.
解析:如圖2,從數形結合的角度考慮.過點M作圓O的切線MN′,切點為N′,連ON′,則∠OMN′≥45°,所以│OM│≤,故x2
0+1≤2,-1≤x0≤1.
這種解法需要能發(fā)現∠OMN′≥45°并建立關系解題,而實際上我們完全可以在△OMN中利用余弦定理得ON2=OM2+MN2-2OM·MNcos∠OMN,整理得MN2-+x2
0=0,因為MN有解,所以方程判別式△=2x2
0+2-4x2
0≥0,解得-1≤x0≤1.
應該說這種解法比較好理解.下面我們繼續(xù)來用一元二次有解解高考題.
2014年高考浙江文科第16題:已知實數a,b,c滿足a+b+c=0,a2+b2+c2=1,則a的最大值是__________.
解析:下面先看不等式解法:因為b+c=-a,所以1-a2=b2+c2=(b+c)2-2bc=a2-2bc,則2a2-1=2bc≤b2+c2=1-a2,所以a2≤,解得-≤a≤,故a的最大值是.
從解答過程看變化過程有一定難度,而用一元二次方程有解來解則簡潔多了,請看:因為a2+(a+c)2+c2=1,整理得關于c的方程2c2+2ac+2a2-1=0有解,所以判別式△=4a2-8(2a2-1)≥0,解得-≤a≤,故a的最大值是.
2014年高考浙江文科第9題:設θ為兩個非零向量,的夾角,已知對任意實數t,│+t│的最小值為1( )
A. 若θ確定,則││唯一確定
B. 若θ確定,則││唯一確定
C. 若││確定,則θ唯一確定
D. 若││確定,則θ唯一確定
解析:因為關于t的二次函數| +t |2=[][2]t2+2·t+[][2]最小值1,所以=[][2]-[][2]cos2θ=[][2]sin2θ=1,則| |=,所以若θ確定,則 | | 唯一確定,選B.
這里僅用一元二次函數的最值關系就解決了問題,下面我們繼續(xù)用相同的方法來解
2014年高考浙江理科第17題:如圖3,某人在垂直于水平地面ABC的墻面前的點A處進行射擊訓練.已知點A到墻面的距離為AB,某目標點P沿墻面上的射線CM移動,此人為了準確瞄準目標點P,需計算由點A觀察點P的仰角θ的大小.若AB=15m,AC=25m,∠BCM=30°,則tanθ的最大值是__________.(仰角θ為直線AP與平面ABC所成角)
解析:過點P作PD⊥BC于點D,設CD=x,則PD=x.在Rt△ABC中,AB=15,AC=25,則BC=20,故BD=(20-x),所以AD==,由題意知θ=∠PAD,所以在Rt△PAD中tanθ====,從而當=,即x=時,tanθ取得最大值為=.
每年的高考題是值得我們復習中好好利用的,但在做題中不能僅止于“做出”,也要注意對解法的反思理解,最好能找出一些規(guī)律性的知識,從而達到舉一反三,只有這樣才能發(fā)揮這些高考題的最大作用.
(作者單位:浙江省紹興越崎中學)
責任編校 徐國堅endprint
2014年高考全國卷(新課標2)理科第16題:設點M(x0,1),若在圓O:x2+y2=1上存在點N,使得∠OMN=45°,則x0的取值范圍是_________.
解析:如圖2,從數形結合的角度考慮.過點M作圓O的切線MN′,切點為N′,連ON′,則∠OMN′≥45°,所以│OM│≤,故x2
0+1≤2,-1≤x0≤1.
這種解法需要能發(fā)現∠OMN′≥45°并建立關系解題,而實際上我們完全可以在△OMN中利用余弦定理得ON2=OM2+MN2-2OM·MNcos∠OMN,整理得MN2-+x2
0=0,因為MN有解,所以方程判別式△=2x2
0+2-4x2
0≥0,解得-1≤x0≤1.
應該說這種解法比較好理解.下面我們繼續(xù)來用一元二次有解解高考題.
2014年高考浙江文科第16題:已知實數a,b,c滿足a+b+c=0,a2+b2+c2=1,則a的最大值是__________.
解析:下面先看不等式解法:因為b+c=-a,所以1-a2=b2+c2=(b+c)2-2bc=a2-2bc,則2a2-1=2bc≤b2+c2=1-a2,所以a2≤,解得-≤a≤,故a的最大值是.
從解答過程看變化過程有一定難度,而用一元二次方程有解來解則簡潔多了,請看:因為a2+(a+c)2+c2=1,整理得關于c的方程2c2+2ac+2a2-1=0有解,所以判別式△=4a2-8(2a2-1)≥0,解得-≤a≤,故a的最大值是.
2014年高考浙江文科第9題:設θ為兩個非零向量,的夾角,已知對任意實數t,│+t│的最小值為1( )
A. 若θ確定,則││唯一確定
B. 若θ確定,則││唯一確定
C. 若││確定,則θ唯一確定
D. 若││確定,則θ唯一確定
解析:因為關于t的二次函數| +t |2=[][2]t2+2·t+[][2]最小值1,所以=[][2]-[][2]cos2θ=[][2]sin2θ=1,則| |=,所以若θ確定,則 | | 唯一確定,選B.
這里僅用一元二次函數的最值關系就解決了問題,下面我們繼續(xù)用相同的方法來解
2014年高考浙江理科第17題:如圖3,某人在垂直于水平地面ABC的墻面前的點A處進行射擊訓練.已知點A到墻面的距離為AB,某目標點P沿墻面上的射線CM移動,此人為了準確瞄準目標點P,需計算由點A觀察點P的仰角θ的大小.若AB=15m,AC=25m,∠BCM=30°,則tanθ的最大值是__________.(仰角θ為直線AP與平面ABC所成角)
解析:過點P作PD⊥BC于點D,設CD=x,則PD=x.在Rt△ABC中,AB=15,AC=25,則BC=20,故BD=(20-x),所以AD==,由題意知θ=∠PAD,所以在Rt△PAD中tanθ====,從而當=,即x=時,tanθ取得最大值為=.
每年的高考題是值得我們復習中好好利用的,但在做題中不能僅止于“做出”,也要注意對解法的反思理解,最好能找出一些規(guī)律性的知識,從而達到舉一反三,只有這樣才能發(fā)揮這些高考題的最大作用.
(作者單位:浙江省紹興越崎中學)
責任編校 徐國堅endprint