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數(shù)形結(jié)合法巧解函數(shù)類壓軸小題

2016-12-02 21:44:51鄭潤華
理科考試研究·高中 2016年11期
關(guān)鍵詞:壓軸零點學(xué)法

鄭潤華

最近,筆者給高三尖子生作函數(shù)與導(dǎo)數(shù)模塊復(fù)習(xí)時遇到不少函數(shù)類壓軸小題,絕大部分試題要用到函數(shù)的圖象才能高效的突破.由于函數(shù)類壓軸小題在高考中的分值較大,通常都具有一定的難度,如果學(xué)生能把握好這些試題的解答,整張試卷得高分就成為可能.俗話說,得小題者得天下.本文略取兩個小題,還原高考的思維過程,探求在復(fù)習(xí)中該如何把握函數(shù)類問題的解法,體會數(shù)形結(jié)合思想在解題中的魅力.

一、試題再現(xiàn)

例1(2014年成都一診文數(shù)T10)已知函數(shù)fx= lnx ,1≤x≤4-2lnx,14≤x<1,若函數(shù)Fx=fx-kx在區(qū)間14,4上恰有一個零點,則k的取值范圍為

二、解法研究

例1試題平凡,題意清晰,以分段函數(shù)為載體,涉及分段函數(shù)的圖象、函數(shù)的零點、直線與曲線的交點個數(shù),隱藏直線與曲線相切.根據(jù)“分段函數(shù)的圖象分段繪制”的原則,分別作出兩個區(qū)間內(nèi)的函數(shù)圖象,如圖1.由函數(shù)的零點的定義得Fx=0,即fx=kx.此方程從函數(shù)與方程的角度來思考,即方程的根的個數(shù)是函數(shù)y=fx與y=kx的圖象交點個數(shù).于是,比較自然的思路是畫過原點的直線與曲線相交,此時需要計算y=kx與y=lnx相切時k的值.經(jīng)過簡單的計算(省略),當(dāng)直線與曲線相切時k=1e;當(dāng)直線過點14,4ln2時k=16ln2.若對例1作一個變式研究,自然是要討論k對函數(shù)Fx零點的個數(shù)的影響,這里留給讀者研討,不作贅述.

例2試題也較常規(guī),但難度明顯大于例1,仍然以分段函數(shù)為載體,以圖象為突破口,不同之處是分界點未知,且區(qū)間是動態(tài)的(即第二段區(qū)間含有參數(shù)a).筆者采取分步突破的辦法:一方面,先在每一段函數(shù)解析式有意義的前提下繪制出兩個部分的函數(shù)圖象;另一方面,根據(jù)分段點k和右端點a來截取部分圖象,使得此時的圖象所表示的函數(shù)值域為-1,1,如圖2所示.令x3-3x2+3=1解得x=1+3,又令log22-x=-1解得x=32,再通過圖象推算得2≤a≤1+3.

讀者必會有一個疑問是“存在一個分段點k使得值域為-1,1”中的 “存在”量詞如何理解呢?為了回答這個問題,筆者給出原試題的兩個變式,作了如下進(jìn)一步研究:

①若只把試題中的分段點k劃分到第一段區(qū)間,則a∈32,1+3;

②若只把試題中的“存在”量詞改為“對任意k∈0,a”,則a∈.

三、解法與學(xué)法反思

上面兩例僅涉及數(shù)形結(jié)合思想在函數(shù)、導(dǎo)數(shù)中的應(yīng)用,然而,數(shù)形結(jié)合思想在高考試題中的滲透卻是方方面面的.下面從解法和學(xué)法兩個方面簡要闡述二者的聯(lián)系:

一方面,就解法而言,數(shù)形結(jié)合在處理函數(shù)問題時形象直觀、思路清晰、運算通常也比較簡便,尤其在處理函數(shù)類壓軸小題涉及零點、交點等問題時可減少分類討論,受到廣大師生的青睞,具有廣泛的應(yīng)用.另一方面,就學(xué)法而言,對學(xué)生學(xué)習(xí)函數(shù)時提出了更高的要求,希望學(xué)生能從圖象的角度掌握函數(shù)的性質(zhì),如奇偶性,周期性、單調(diào)性、凹凸性等.同時,能畫出基本函數(shù)的圖象更是深入學(xué)習(xí)其他復(fù)雜函數(shù)性質(zhì)的一把利器.只有畫好了函數(shù)的圖象才能在解題中無形的使用圖象,使數(shù)形結(jié)合思想貫穿在整個解題過程中.

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