楊偉達
(廣東省廣州市花都區(qū)第二中學 510820)
在歷年高考試題和模擬試題中常常出現(xiàn)一類涉及兩個參變量的難題.這類試題主要考查參變量的求值或取值范圍.它初看起來無從下手、思路不明,但仔細思量、推敲便會豁然開朗.筆者就有關兩個參變量問題分別從線性規(guī)劃、方程思想、幾何性質、向量運算、不等式性質等多角度進行析疑解惑,從而體現(xiàn)出濃濃的“高考味”.現(xiàn)舉例說明.
有這樣的一類題,看似熟悉、簡單的方程,卻因含有兩個參變量使得問題變得更加復雜,此時可根據(jù)題目的條件轉化為一類不等式組,借助線性規(guī)劃知識將問題解決.
分析此題考查了含有兩個參變量的一元二次方程根的分布情況.解決此題關鍵在于:將方程轉化函數(shù),運用函數(shù)的零點存在定理,借助線性規(guī)劃知識將問題解決.
當直線經(jīng)過原點與直線2a+b+3=0平行時,k=-2為最小
例2 已知函數(shù)f(x)=|xex+1|,關于x的方程f2(x)+2sinα·f(x)+cosα=0有四個不等的實根,則sinα-cosα≥λ成立,則實數(shù)λ的最大值為____.
分析此題考查了函數(shù)、方程、不等式、三角函數(shù)等多個知識點結合的綜合題.本題難點:含有絕對值符號及兩個參變量.解決此題的關鍵:重在轉化,借助圖形,利用線性規(guī)劃知識將問題解決.
解如圖2,f(x)=|xex+1|.
當x>0時,f(x)=xex+1,f′(x)>0,f(x)單調遞增;
當x<0時,f(x)=-xex+1,令f′(x)=0,解得x=-1.
所以當x<-1時,f′(x)>0,f(x)單調遞增;
當<-1 有這樣的一類題,看似熟悉、簡單的函數(shù),卻因含有兩個參變量使得問題變得更加復雜,此時可根據(jù)題目的條件把它轉化為方程,借用方程組消元將問題解決. 分析此題涉及含有兩個參變量的一元二次不等式.由于涉及兩個參變量,難度增加,解決此問題關鍵:轉化為一元二次函數(shù),運用分類討論,列方程組消元可求得兩個參變量的值. 有這樣的一類題,條件中涉及幾何背景的知識,且含有兩個參變量.此時,借用平面幾何性質,觀察圖形特征,問題會更容易讓人理解. 例4 (2009年高考重慶卷文)把函數(shù)f(x)=x3-3x的圖象C1向右平移u個單位長度,再向下平移v個單位長度后得到圖象C2,若對任意的u>0,曲線C1與C2至多只有一個交點,則v的最小值為( ). A.2 B.4 C.6 D.8 分析此題考查了函數(shù)圖象的運動變化.困難所在:涉及兩個參變量.問題是:在圖象之間如何找到至多只有一個交點. 解決此題的關鍵:畫出兩個圖象,觀察圖形,運用平面幾何性質,找出極大值和極小值,進而找到參變量v的最小值. 解利用導數(shù)方法作函數(shù)f(x)=x3-3x的圖象C1,如圖4所示,然后作平移變換得到C2,觀測圖象只有在v≥f(x)極大值-f(x)極小值=4時對任意u>0(表示圖象向右平移)曲線C1與C2至多一個交點.故選B. (1)求橢圓的方程;(2)若直線l:y=kx+m(k≠0)與橢圓相交于B,C兩點(異于點A),線段BC被y軸平分,且AB⊥AC,求直線l的方程. 分析此題考查了直線與橢圓相結合的綜合問題.第二問涉及兩個參變量,若直接列方程組,方法簡單,但運算復雜,學生只能可望而不可及;若從平面幾何的對稱性質,觀察圖形,問題會變得簡單. (2)將直線方程y=kx+m代入橢圓方程, 整理,得(1+k2)x2+8mkx+4m2-8=0. 因為k≠0,所以m=0. 因為當m=0時,B,C關于原點對稱,設B(x,kx),C(-x,-kx). 因為AB⊥AC,A(2,1), 有這樣的一類題,條件中涉及到平面向量的基本定理.由于涉及含有兩個參變量讓人無從下手.解決此問題方法:一方面可以采用向量的加、減法原理求出兩個參變量的值;另一方面也可以用數(shù)量積列出方程組求解.當然,有時采用法向量消元更加方便、快捷. 解如圖6,(1)略.(2)∠BOC=360°-∠AOB-∠AOC=360°-150°-120°=90°, 所以∠COD=∠AOC-90°=120°-90°=30°, ∠BOD=360°-∠AOB-90°=360-150°-90°=120°. 分析對于這樣的一個圖,許多人自然會想到建立平面直角坐標系,利用向量的坐標運算可求得;若細心觀察圖形發(fā)現(xiàn)a是小正方形兩端點的對角線,且向量c點的起點及向量b的中點都在小正方形的頂點上,平移向量a即可構成一個三角形,利用向量的三角形法則可得c=λa+μb(λ,μ∈R). 解析由圖7B可知,向量b的中點經(jīng)過點E(小正方形的一個頂點),向量c的起點F是小正方形的一個頂點,連接EF,構成一個三角形. 有這樣一類題,條件中含有絕對值符號,若用去絕對值符號則需要進行分類討論,加上涉及兩個參變量,本來復雜的題變得難上加難.此時,恰當運用絕對值不等式性質會有意想不到的效果. 例8 設f(x)=|log2x+ax+b|(a>0)在區(qū)間[t,t+2](t為正數(shù))上的最大值為Mt(a,b),若{b|Mt(a,b)>1+a}=R,則實數(shù)t的最大值( ). 分析此題考查了含有絕對值符號的函數(shù).學生思維障礙是含有多個參變量及絕對值符號.解決此問題的關鍵:去絕對值不等式符號,應用其性質可以避免了分類討論,此題就可快速解決. 總而言之,在涉及到多個參變量的創(chuàng)新型試題是培養(yǎng)學生能力、優(yōu)化學生思維品質的極好素材,應引起廣大師生足夠重視.二、借用方程思想解決兩個參變量問題
三、借用平面幾何性質解決兩個參變量問題
四、借用向量運算解決兩個參變量問題
五、借用絕對值不等式性質解決兩個參變量問題