符玉袖
【摘要】:高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,很多學(xué)生對(duì)函數(shù)不等式部分的知識(shí)掌握效果較差,尤其是求解中存在限制條件情況,學(xué)生的掌握質(zhì)量進(jìn)一步下降?;趯?duì)當(dāng)前常用函數(shù)不等式問(wèn)題解決方法的分析,本文對(duì)這些方法進(jìn)行了總結(jié),讓學(xué)生通過(guò)對(duì)這些方法的應(yīng)用,高效解決函數(shù)不等式問(wèn)題。
【關(guān)鍵詞】:函數(shù)不等式 函數(shù)條件 不等式解法
引言:在當(dāng)前的數(shù)學(xué)考試中,對(duì)不等式的考察頻率升高,考察的題型已經(jīng)從傳統(tǒng)的主觀題向客觀題方形擴(kuò)展,要求學(xué)生根據(jù)不同的題型,選用不同的解題方法。就學(xué)生目前的學(xué)習(xí)效果上來(lái)看,很多學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的掌握效果較差,無(wú)法滿足知識(shí)考察要求,導(dǎo)致該部分知識(shí)成為學(xué)生的主要失分點(diǎn),所以在今后的教學(xué)中,要讓學(xué)生能夠更好掌握這些知識(shí)。
1 根據(jù)奇偶性和單調(diào)性判斷解法
高中數(shù)學(xué)中,函數(shù)性質(zhì)學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要內(nèi)容為判斷函數(shù)的奇偶性,同時(shí)也重視講解函數(shù)的單調(diào)性質(zhì),當(dāng)當(dāng)前的數(shù)學(xué)考察中,若能夠應(yīng)用函數(shù)奇偶性知識(shí)解題,通常會(huì)在題目中融合單調(diào)性知識(shí),既考察了學(xué)生的綜合知識(shí),也在一定程度上降低了難度【1】。
奇偶性的描述函數(shù)為:奇函數(shù)為f(-x)=-f(x),偶函數(shù)為f(x)=f(-x),同種奇偶性質(zhì)的函數(shù)加減運(yùn)算中為同一性質(zhì)。對(duì)于函數(shù)的單調(diào)性,在學(xué)生的學(xué)習(xí)中很容易掌握,這一條件下,通過(guò)對(duì)這兩個(gè)知識(shí)的融合,可以讓學(xué)生更好解題。
有如下題目:函數(shù)f(x)=x2+|x|中,求函數(shù)值不小于2時(shí)的x定義域,函數(shù)值的大小。這道題的解法簡(jiǎn)單,通過(guò)對(duì)函數(shù)值的分析,可以分析出該函數(shù)值狀態(tài)下,x的取值為±1。同時(shí)確定該函數(shù)為偶函數(shù),并在x不小于0狀態(tài)下,函數(shù)為單調(diào)增函數(shù),所以函數(shù)圖像的右半部分中,函數(shù)值不小于0狀態(tài)下,定義域?yàn)閇1,+∞),從偶函數(shù)概念中可以得到,左半部分的定義域?yàn)椋?∞,-1]。
2 構(gòu)造函數(shù)解法
高中數(shù)學(xué)的知識(shí)類型很多,其中最重要的一部分知識(shí)為導(dǎo)數(shù)知識(shí),在不等式求解中,一個(gè)重要方法為應(yīng)用這種方法求解。
在構(gòu)造函數(shù)中,首先要觀察題目中給出的具體條件,對(duì)于有兩個(gè)函數(shù)式的題目來(lái)說(shuō),通常應(yīng)用這種構(gòu)造函數(shù)的方式解答,再根據(jù)其余限定條件,確定是否需要對(duì)函數(shù)求導(dǎo),需要求導(dǎo)的函數(shù)通常表現(xiàn)為,讓學(xué)生確定這兩個(gè)函數(shù)之間具體關(guān)系下的定義區(qū)間,具體的做法為,讓學(xué)生將題目中已知的函數(shù)相減,即可視作新構(gòu)造的函數(shù)【2】。
例如有以下題目:函數(shù)f(x)=x/(1+x2),g(x)=2x,求當(dāng)f(x)≥g(x)時(shí),x的取值范圍。
在解題過(guò)程中,可以發(fā)現(xiàn)已知條件中的內(nèi)容較少,無(wú)法之間代入數(shù)值,所以考慮的方法為構(gòu)造函數(shù),新的函數(shù)為h(x)=f(x)-g(x)=x/(1+x2)-2x,將新的函數(shù)同分后,編程h(x)=-(x+2x3)/(1+x2),由于在該函數(shù)中,發(fā)現(xiàn)分母始終大于0,所以計(jì)算中,無(wú)需經(jīng)過(guò)求導(dǎo)構(gòu)成,直接從函數(shù)符號(hào)和分子,即可確定h(x)與0的關(guān)系,當(dāng)h(x)≥0時(shí),則題目得解。
若將分母替換為(1-x2)時(shí),則不可之間觀察出h(x)和0的關(guān)系,這種情況需要應(yīng)用求導(dǎo)的方法求解。
3 極值法求解
當(dāng)不等式求解中,應(yīng)用導(dǎo)數(shù)公式能夠很好地求出具體數(shù)值,其中應(yīng)用最為廣泛的為極值法。在這種方法的應(yīng)用中,需要對(duì)被求函數(shù)求導(dǎo),分析該函數(shù)的極值,但是需要注意的是,一些不等式函數(shù)的單調(diào)性不同,而極值為一個(gè)相對(duì)性的概念,不同取值范圍內(nèi)容的函數(shù)機(jī)制都有一定不同,所以需要嚴(yán)格在取值范圍內(nèi),求出函數(shù)的極值,以確定最終的結(jié)果。
例如在以下題目中:f(x)=x2-lnx,判斷在[2,3]中,函數(shù)是否能夠大于7,在解題中,可發(fā)現(xiàn)該函數(shù)非奇非偶,同時(shí)無(wú)法確定單調(diào)性,所以應(yīng)用求出極值的方法,確定在該范圍中的極值。
將f(x)求導(dǎo)后,則函數(shù)變?yōu)閒(x)=2x-1/x,將函數(shù)處理后,分子為2x2-1,讓分子與0相等,則可以求出函數(shù)在(0,+∞)上的極值(需要注意lnx的定義域),但是這種求出的結(jié)果與題干中的取值范圍不符,所以在后續(xù)的計(jì)算中,需要分析在題干取值范圍上的極值,在此基礎(chǔ)上找到函數(shù)的極值,與7比較,得到最終的計(jì)算結(jié)果。
4 其余解法
在不等式函數(shù)的求解中,還含有其余重要方法,高中階段常用的方法主要為函數(shù)值代入和反證法。前者應(yīng)用的概念為“寒暑加工廠”概念,即將f(x)視作一個(gè)符號(hào),例如函數(shù)f(x2)=(1+x2)/x4中,確定函數(shù)的是否能夠小于2,可以將x2看做一個(gè)整體性參數(shù),將其替換為s,在此基礎(chǔ)上求解。
對(duì)于反證法來(lái)說(shuō),應(yīng)用方法為先建設(shè)題目中給出的條件能夠推導(dǎo)出最終結(jié)論,從結(jié)論出發(fā),分析函數(shù)中的某一參數(shù)與題干中信息之間的矛盾,進(jìn)而得到最終的結(jié)論。但是通常情況下,高中階段對(duì)這一方法的考察較少。
另外在解題中,還可以對(duì)函數(shù)進(jìn)行重構(gòu)和建設(shè),這對(duì)一些基礎(chǔ)知識(shí)要求較高,例如題目為,當(dāng)x2/x3≥sinx/cosx時(shí),應(yīng)用直接相減的方法過(guò)于麻煩,可以應(yīng)用交叉相乘法,獲取函數(shù)f(x)=x2cosx-x3sinx,在此基礎(chǔ)上應(yīng)用求導(dǎo)等方法完成具體計(jì)算。
結(jié)論:綜上所述,高中階段的具體函數(shù)條件縣的函數(shù)不等式就發(fā),可以取得良好應(yīng)用效果的包括應(yīng)用函數(shù)性質(zhì)分析結(jié)果、構(gòu)造函數(shù)方法、應(yīng)用極值求解的方法和其余解題方法,其余方法包括代入法、反證法以及函數(shù)重構(gòu)和建設(shè)法。
【參考文獻(xiàn)】:
【1】武增明.具體函數(shù)條件下的函數(shù)不等式問(wèn)題[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究(華南師范大學(xué)版),2018(01):2+1.
【2】武增明.具體函數(shù)背景下的抽象函數(shù)不等式問(wèn)題的探究策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究(華南師范大學(xué)版),2013(17):42-43.