陳崇榮
做真題、研真題是老師、學(xué)生們的熱門(mén)話題,筆者也布置了一些真題給學(xué)生做并對(duì)其進(jìn)行講解,在講評(píng)2018年全國(guó)卷Ⅰ文科第21題時(shí)引發(fā)了緊張而又驚喜的一幕.
題目(2018年全國(guó)卷Ⅰ文科第21題)已知函數(shù)f(x)=aex-lnx-1.
(1)設(shè)x=2是f(x)的極值點(diǎn),求a的值,并求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
針對(duì)第二問(wèn),多數(shù)學(xué)生表示簡(jiǎn)單但不會(huì)做.一起來(lái)看下同學(xué)們思維受困的原因.
師:我們來(lái)看下標(biāo)準(zhǔn)答案:
生1:老師,題目要證明當(dāng)時(shí),f(x)≥0不就等價(jià)于去證明當(dāng)時(shí),f(x)≥0恒成立,而恒成立問(wèn)題,又等價(jià)于去證明當(dāng),這是解決恒成立問(wèn)題的通性通法啊.老師,為什么該方法在此題失靈了呢?
我的解題過(guò)程如下:
f′(x)=aex-f″(x)=aex+0,所以f′(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
當(dāng)x從右邊無(wú)限趨近于0時(shí),f′(x)<0;當(dāng)x無(wú)限趨近于+∞時(shí),f′(x)>0.
所以存在唯一的x0∈(0,+∞),使得f′(x0)=0,即.當(dāng)x∈(0,x0)時(shí),f′(x)<0,所 以f(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(x0,+∞)時(shí),f′(x)>0,所以f(x)單調(diào)遞增.所以f(x)min=f(x0),即f(x)min=aex0-lnx0-1.老師,后面解不出來(lái)了.
師:這位同學(xué)把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為了我們熟悉的恒成立問(wèn)題,而且也通過(guò)“設(shè)而不求”的方法求出了函數(shù)的最小值f(x)min=aex0-lnx0-1,很好.那么大家想想如何證明函數(shù)的最小值會(huì)大于0呢?
生2:根據(jù)ln(aex0)-1=+lna-1≥0.當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),即x0=1時(shí)等號(hào)成立.從而不等式得證.
師:回答得很好.
生3:老師,我也是轉(zhuǎn)化為恒成立問(wèn)題,但不是去求f(x)的最小值,而是分離了參數(shù)a,也是解不出來(lái),為什么呢?我是這樣解答的:
生4:我覺(jué)得可以考慮再次求導(dǎo).令因?yàn)閔(x)定義域?yàn)椋?,+∞),所以h′(x)<0,所以h(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減,且h(1)=0.所以當(dāng)x∈(0,1)時(shí),h(x)>0,g′(x)>0;當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),h(x)<0,g′(x)<0.所以g(x)在x∈(0,1)上單調(diào)遞增,在x∈(1,+∞)上單調(diào)遞減,于是所以命題得證.
師:剛才這幾位同學(xué)的思考方向及解決辦法都非常好,其實(shí)就是利用了解決恒成立問(wèn)題的通性通法——最值法和參數(shù)分離法.同學(xué)們,還有其他方法嗎?老師剛剛在你們思考的同時(shí)也想到了另外一種方法.
由不等式ex≥x+1得ln(x+1)≤x(x>1),即lnx≤x-1.
每次試卷講評(píng)后,部分學(xué)生都懊惱:那么簡(jiǎn)單的方法考試的時(shí)候?yàn)槭裁淳拖氩坏侥兀孔匀幌敕o(wú)法通達(dá),通性通法難以奏效.原因在于同學(xué)們對(duì)相關(guān)問(wèn)題的理解浮于表面、流于形式,平時(shí)訓(xùn)練采用“題型+技巧”的題海戰(zhàn)術(shù),卻沒(méi)有跳出題海,不能理清問(wèn)題的邏輯,更談不上透過(guò)現(xiàn)象揭示本質(zhì),領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)思想和方法內(nèi)涵了,以至于解題時(shí)被命題人牽著鼻子走,撞到南墻不回頭.
分別記上述四種方法為法一、法二、法三、法四.法一是官方給出的答案,第一步就應(yīng)用了放縮法,把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為證明g(x)=法二轉(zhuǎn)化為恒成立問(wèn)題—求最值的通性通法,零點(diǎn)不可求,但采取迂回戰(zhàn)術(shù),采用“設(shè)而不求”,利用零點(diǎn)滿足的關(guān)系化簡(jiǎn)最小值,從而利用不等式證明出其大于0.法三轉(zhuǎn)化為恒成立問(wèn)題—分離參數(shù)—求最值的通性通法,本質(zhì)是反復(fù)利用導(dǎo)數(shù)的符號(hào)與原函數(shù)的單調(diào)性的關(guān)系.法四是應(yīng)用了課本不等式ex≥x+1,要求同學(xué)們對(duì)該不等式熟悉,且會(huì)靈活變形、賦值、配湊等技巧,要求較高.
第一步是弄“懂”.“懂”是指對(duì)數(shù)學(xué)概念、公式、法則的產(chǎn)生、背景一清二楚,對(duì)概念的內(nèi)涵外延要理解和掌握.
第二步是弄“會(huì)”.“懂”了不一定“會(huì)”,懂和會(huì)是不一樣的層次.同學(xué)們是否有這樣的感受:上課聽(tīng)懂了,但作業(yè)、考試還是不會(huì)做.為什么呢?原因有兩種:一種是很多學(xué)生都是假懂,似懂非懂;另外一種是從懂到會(huì)還有一段路程要走,要經(jīng)歷“套用”—“變用”—“活用”三個(gè)階段.“套用”,指直接套用公式、法則、解題方法;“變用”指能靈活使用公式、法則的變型,包括正用、逆用、變形用;“活用”是在陌生情景也能創(chuàng)造條件轉(zhuǎn)化為我們熟悉的模型、情景,從而套用公式、法則或是解題方法等.經(jīng)歷了這三個(gè)階段,這才叫“會(huì)”.
第三步是做“對(duì)”.“會(huì)”了,不一定“對(duì)”,即“會(huì)”而不“對(duì)”.因?yàn)橛袝r(shí)自己感覺(jué)“會(huì)”做了,其實(shí)是“霧里看花”,假“會(huì)”,數(shù)據(jù)改一改,條件變一變立馬就不會(huì)了.萬(wàn)變不離其宗.真正做到“會(huì)”,就要在“宗”字上下功夫.變式訓(xùn)練、組題訓(xùn)練的目的就是讓學(xué)生“沉入水底”,認(rèn)“宗”悟“宗”,真正理解知識(shí)的本質(zhì),感悟知識(shí)所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)基本思想.
第四步是“快”.“天下武功,無(wú)堅(jiān)不破,唯快不破”.“對(duì)”了,不一定“快”.熟能生巧,熟則快捷.要做到“見(jiàn)題生法,見(jiàn)招拆招”,一是要全面掌握各個(gè)模塊知識(shí)點(diǎn),二是要熟悉各種解題思路和方法,還要有扎實(shí)的基本功以及敏捷、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S品質(zhì).