李國(guó)強(qiáng)
所謂存在性問(wèn)題指的是判斷滿足某一些條件的事物是否存在的問(wèn)題.這類(lèi)問(wèn)題所涉及的知識(shí)相對(duì)來(lái)講覆蓋面較廣,綜合性較強(qiáng).解決該類(lèi)問(wèn)題常依據(jù)基本知識(shí)去尋求例子(或是反例),即構(gòu)造(進(jìn)一步探求)出符合條件的,抑或者是否定的例子,或運(yùn)用反證法去推證.這類(lèi)問(wèn)題是高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,也是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題.它的解決方法一般是先假設(shè)結(jié)論存在,然后再根據(jù)題意去推導(dǎo),如果得出的結(jié)論符合題意,即存在,若得出的結(jié)論與我們所學(xué)的定理、定義、事實(shí)或題意相矛盾,即為不存在.其方法比較靈活,解法巧妙,對(duì)學(xué)生的能力要求較高.下面筆者就這類(lèi)問(wèn)題舉幾個(gè)例子來(lái)淺談存在性問(wèn)題的一些簡(jiǎn)單解法.
一、三角函數(shù)中的存在性問(wèn)題
【例1】 (2010年北京大學(xué)自主招生試題)是否存在0 解:假設(shè)存在滿足題意的角x,使得sinx,cosx,tanx,cotx成一個(gè)等差數(shù)列,則有sinx+tanx=2cosx,且cosx+cotx=2tanx,兩式相加得sinx+cosxsinx=cosx+sinxcosx,即sinx-cosx=sinxcosx-cosxsinx,顯然sinx-cosx≠0(否則,由題意0 令sinx+cosx=t,由0 點(diǎn)評(píng):首先去假設(shè)存在滿足題意的角,然后再用一些基本的概念(等差數(shù)列,三角函數(shù)及其相應(yīng)的一些公式等)去化簡(jiǎn),最后利用三角恒等式sinx2+cos2x=1,并進(jìn)行換元(注意取值范圍),從而發(fā)現(xiàn)矛盾. 二、數(shù)列中的存在性問(wèn)題 【例2】 等差數(shù)列a1,a2,a3,…an(n∈N*)的公差為d,若數(shù)列中任意不同兩項(xiàng)之和仍是這個(gè)數(shù)列中的一項(xiàng).求證:必存在整數(shù)m≥1,使a1=md. 解:假設(shè)存在符合題意的整數(shù)m,則由題意任取數(shù)列中兩項(xiàng)as,at(s≠t),由題意可知,存在ak,使ak=as+ata1=(k-s-t+1)d,令m=k-s-t+1,則a1=md.下面證明m≥-1. (1)若d=0,結(jié)論顯然成立. (2)若d≠0,假設(shè)m<-1,取p=-m≥2,由題意知,存在aq,使a1+qp=aq2md+(-m-1)d=md+(q-1)dqd=0不成立.故m≥-1. 點(diǎn)評(píng):上述例題為數(shù)列中的肯定型存在性問(wèn)題,這種題一般是抓住特征,從特征去突破. 三、函數(shù)中的存在性問(wèn)題 【例3】 設(shè)函數(shù)f(x)=x22,g(x)=e·lnx,是否存在實(shí)數(shù)k,b使f(x)≥kx+b≥g(x)在(0,+∞)上恒成立?若存在,求出k,b的值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. 解:函數(shù)f(x)的圖像在(0,+∞)上是單調(diào)遞增,函數(shù)g(x)的圖像在(0,+∞)上也是單調(diào)遞增. 設(shè)h(x)=f(x)-g(x),由h′(x)≥0得x≥e.即函數(shù)h(x)在[e,+∞)上單調(diào)遞增,在(0,e)上單調(diào)遞減. ∴h(x)min=h(e)=0,∴f(e)=g(e)=e2,∴函數(shù)f(x)與g(x)的圖像有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)(e,e2). ∵f′(e)=e,∴f(x)與g(x)在公共點(diǎn)(e,e2)的切線方程為y=ex-e2,即為直線y=kx+b. ∴k=e,b=e2. 點(diǎn)評(píng):這類(lèi)問(wèn)題,可直接求解,按理論模型進(jìn)行操作. 從上面幾個(gè)例子我們可以看出,存在性問(wèn)題在數(shù)學(xué)中還是大量存在的,也是高中數(shù)學(xué)中比較重要的一個(gè)問(wèn)題,對(duì)高中生來(lái)講也是比較難以掌握的一種題型.對(duì)此教師應(yīng)給予重視,積極引導(dǎo)學(xué)生掌握存在性問(wèn)題的相關(guān)解法,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率. 參考文獻(xiàn) [1]葛軍,李善良,游建華.高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽讀本(下冊(cè))[M].南京:江蘇教育出版社,2012. [2]許少華.肯定型存在性問(wèn)題求解的四種策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),2004(3):28. [3]王為民.構(gòu)造向量的內(nèi)積證明不等式例說(shuō)[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2011(21):72. [4]謝廣喜.一道自主招生試題多種解題思路的思考[J].數(shù)學(xué)教學(xué),2011(3):30. (責(zé)任編輯 鐘偉芳)
所謂存在性問(wèn)題指的是判斷滿足某一些條件的事物是否存在的問(wèn)題.這類(lèi)問(wèn)題所涉及的知識(shí)相對(duì)來(lái)講覆蓋面較廣,綜合性較強(qiáng).解決該類(lèi)問(wèn)題常依據(jù)基本知識(shí)去尋求例子(或是反例),即構(gòu)造(進(jìn)一步探求)出符合條件的,抑或者是否定的例子,或運(yùn)用反證法去推證.這類(lèi)問(wèn)題是高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,也是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題.它的解決方法一般是先假設(shè)結(jié)論存在,然后再根據(jù)題意去推導(dǎo),如果得出的結(jié)論符合題意,即存在,若得出的結(jié)論與我們所學(xué)的定理、定義、事實(shí)或題意相矛盾,即為不存在.其方法比較靈活,解法巧妙,對(duì)學(xué)生的能力要求較高.下面筆者就這類(lèi)問(wèn)題舉幾個(gè)例子來(lái)淺談存在性問(wèn)題的一些簡(jiǎn)單解法.
一、三角函數(shù)中的存在性問(wèn)題
【例1】 (2010年北京大學(xué)自主招生試題)是否存在0 解:假設(shè)存在滿足題意的角x,使得sinx,cosx,tanx,cotx成一個(gè)等差數(shù)列,則有sinx+tanx=2cosx,且cosx+cotx=2tanx,兩式相加得sinx+cosxsinx=cosx+sinxcosx,即sinx-cosx=sinxcosx-cosxsinx,顯然sinx-cosx≠0(否則,由題意0 令sinx+cosx=t,由0 點(diǎn)評(píng):首先去假設(shè)存在滿足題意的角,然后再用一些基本的概念(等差數(shù)列,三角函數(shù)及其相應(yīng)的一些公式等)去化簡(jiǎn),最后利用三角恒等式sinx2+cos2x=1,并進(jìn)行換元(注意取值范圍),從而發(fā)現(xiàn)矛盾. 二、數(shù)列中的存在性問(wèn)題 【例2】 等差數(shù)列a1,a2,a3,…an(n∈N*)的公差為d,若數(shù)列中任意不同兩項(xiàng)之和仍是這個(gè)數(shù)列中的一項(xiàng).求證:必存在整數(shù)m≥1,使a1=md. 解:假設(shè)存在符合題意的整數(shù)m,則由題意任取數(shù)列中兩項(xiàng)as,at(s≠t),由題意可知,存在ak,使ak=as+ata1=(k-s-t+1)d,令m=k-s-t+1,則a1=md.下面證明m≥-1. (1)若d=0,結(jié)論顯然成立. (2)若d≠0,假設(shè)m<-1,取p=-m≥2,由題意知,存在aq,使a1+qp=aq2md+(-m-1)d=md+(q-1)dqd=0不成立.故m≥-1. 點(diǎn)評(píng):上述例題為數(shù)列中的肯定型存在性問(wèn)題,這種題一般是抓住特征,從特征去突破. 三、函數(shù)中的存在性問(wèn)題 【例3】 設(shè)函數(shù)f(x)=x22,g(x)=e·lnx,是否存在實(shí)數(shù)k,b使f(x)≥kx+b≥g(x)在(0,+∞)上恒成立?若存在,求出k,b的值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. 解:函數(shù)f(x)的圖像在(0,+∞)上是單調(diào)遞增,函數(shù)g(x)的圖像在(0,+∞)上也是單調(diào)遞增. 設(shè)h(x)=f(x)-g(x),由h′(x)≥0得x≥e.即函數(shù)h(x)在[e,+∞)上單調(diào)遞增,在(0,e)上單調(diào)遞減. ∴h(x)min=h(e)=0,∴f(e)=g(e)=e2,∴函數(shù)f(x)與g(x)的圖像有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)(e,e2). ∵f′(e)=e,∴f(x)與g(x)在公共點(diǎn)(e,e2)的切線方程為y=ex-e2,即為直線y=kx+b. ∴k=e,b=e2. 點(diǎn)評(píng):這類(lèi)問(wèn)題,可直接求解,按理論模型進(jìn)行操作. 從上面幾個(gè)例子我們可以看出,存在性問(wèn)題在數(shù)學(xué)中還是大量存在的,也是高中數(shù)學(xué)中比較重要的一個(gè)問(wèn)題,對(duì)高中生來(lái)講也是比較難以掌握的一種題型.對(duì)此教師應(yīng)給予重視,積極引導(dǎo)學(xué)生掌握存在性問(wèn)題的相關(guān)解法,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率. 參考文獻(xiàn) [1]葛軍,李善良,游建華.高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽讀本(下冊(cè))[M].南京:江蘇教育出版社,2012. [2]許少華.肯定型存在性問(wèn)題求解的四種策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),2004(3):28. [3]王為民.構(gòu)造向量的內(nèi)積證明不等式例說(shuō)[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2011(21):72. [4]謝廣喜.一道自主招生試題多種解題思路的思考[J].數(shù)學(xué)教學(xué),2011(3):30. (責(zé)任編輯 鐘偉芳)
所謂存在性問(wèn)題指的是判斷滿足某一些條件的事物是否存在的問(wèn)題.這類(lèi)問(wèn)題所涉及的知識(shí)相對(duì)來(lái)講覆蓋面較廣,綜合性較強(qiáng).解決該類(lèi)問(wèn)題常依據(jù)基本知識(shí)去尋求例子(或是反例),即構(gòu)造(進(jìn)一步探求)出符合條件的,抑或者是否定的例子,或運(yùn)用反證法去推證.這類(lèi)問(wèn)題是高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,也是一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題.它的解決方法一般是先假設(shè)結(jié)論存在,然后再根據(jù)題意去推導(dǎo),如果得出的結(jié)論符合題意,即存在,若得出的結(jié)論與我們所學(xué)的定理、定義、事實(shí)或題意相矛盾,即為不存在.其方法比較靈活,解法巧妙,對(duì)學(xué)生的能力要求較高.下面筆者就這類(lèi)問(wèn)題舉幾個(gè)例子來(lái)淺談存在性問(wèn)題的一些簡(jiǎn)單解法.
一、三角函數(shù)中的存在性問(wèn)題
【例1】 (2010年北京大學(xué)自主招生試題)是否存在0 解:假設(shè)存在滿足題意的角x,使得sinx,cosx,tanx,cotx成一個(gè)等差數(shù)列,則有sinx+tanx=2cosx,且cosx+cotx=2tanx,兩式相加得sinx+cosxsinx=cosx+sinxcosx,即sinx-cosx=sinxcosx-cosxsinx,顯然sinx-cosx≠0(否則,由題意0 令sinx+cosx=t,由0 點(diǎn)評(píng):首先去假設(shè)存在滿足題意的角,然后再用一些基本的概念(等差數(shù)列,三角函數(shù)及其相應(yīng)的一些公式等)去化簡(jiǎn),最后利用三角恒等式sinx2+cos2x=1,并進(jìn)行換元(注意取值范圍),從而發(fā)現(xiàn)矛盾. 二、數(shù)列中的存在性問(wèn)題 【例2】 等差數(shù)列a1,a2,a3,…an(n∈N*)的公差為d,若數(shù)列中任意不同兩項(xiàng)之和仍是這個(gè)數(shù)列中的一項(xiàng).求證:必存在整數(shù)m≥1,使a1=md. 解:假設(shè)存在符合題意的整數(shù)m,則由題意任取數(shù)列中兩項(xiàng)as,at(s≠t),由題意可知,存在ak,使ak=as+ata1=(k-s-t+1)d,令m=k-s-t+1,則a1=md.下面證明m≥-1. (1)若d=0,結(jié)論顯然成立. (2)若d≠0,假設(shè)m<-1,取p=-m≥2,由題意知,存在aq,使a1+qp=aq2md+(-m-1)d=md+(q-1)dqd=0不成立.故m≥-1. 點(diǎn)評(píng):上述例題為數(shù)列中的肯定型存在性問(wèn)題,這種題一般是抓住特征,從特征去突破. 三、函數(shù)中的存在性問(wèn)題 【例3】 設(shè)函數(shù)f(x)=x22,g(x)=e·lnx,是否存在實(shí)數(shù)k,b使f(x)≥kx+b≥g(x)在(0,+∞)上恒成立?若存在,求出k,b的值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. 解:函數(shù)f(x)的圖像在(0,+∞)上是單調(diào)遞增,函數(shù)g(x)的圖像在(0,+∞)上也是單調(diào)遞增. 設(shè)h(x)=f(x)-g(x),由h′(x)≥0得x≥e.即函數(shù)h(x)在[e,+∞)上單調(diào)遞增,在(0,e)上單調(diào)遞減. ∴h(x)min=h(e)=0,∴f(e)=g(e)=e2,∴函數(shù)f(x)與g(x)的圖像有且僅有一個(gè)公共點(diǎn)(e,e2). ∵f′(e)=e,∴f(x)與g(x)在公共點(diǎn)(e,e2)的切線方程為y=ex-e2,即為直線y=kx+b. ∴k=e,b=e2. 點(diǎn)評(píng):這類(lèi)問(wèn)題,可直接求解,按理論模型進(jìn)行操作. 從上面幾個(gè)例子我們可以看出,存在性問(wèn)題在數(shù)學(xué)中還是大量存在的,也是高中數(shù)學(xué)中比較重要的一個(gè)問(wèn)題,對(duì)高中生來(lái)講也是比較難以掌握的一種題型.對(duì)此教師應(yīng)給予重視,積極引導(dǎo)學(xué)生掌握存在性問(wèn)題的相關(guān)解法,以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率. 參考文獻(xiàn) [1]葛軍,李善良,游建華.高中數(shù)學(xué)競(jìng)賽讀本(下冊(cè))[M].南京:江蘇教育出版社,2012. [2]許少華.肯定型存在性問(wèn)題求解的四種策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),2004(3):28. [3]王為民.構(gòu)造向量的內(nèi)積證明不等式例說(shuō)[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2011(21):72. [4]謝廣喜.一道自主招生試題多種解題思路的思考[J].數(shù)學(xué)教學(xué),2011(3):30. (責(zé)任編輯 鐘偉芳)