◎陳惟前 (江蘇省揚(yáng)州市新華中學(xué),江蘇 揚(yáng)州 225009)
我們知道數(shù)學(xué)解題中要善于挖掘題目中的隱含條件,通過(guò)對(duì)題干和結(jié)論內(nèi)容進(jìn)行梳理和分析,才能將原本模糊的內(nèi)容更加清晰地表現(xiàn)出來(lái),這個(gè)過(guò)程一般都需要利用轉(zhuǎn)化與化歸思想,蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想與數(shù)學(xué)方法,相當(dāng)一部分函數(shù)、方程和不等式等問(wèn)題需要通過(guò)構(gòu)造相關(guān)函數(shù)并巧妙運(yùn)用函數(shù)性質(zhì)加以解決.此類題目難度大、靈活性強(qiáng),因此倍受命題者的青睞.今天筆者就學(xué)生在解決函數(shù)、方程、不等式、表達(dá)式等問(wèn)題時(shí)經(jīng)常遇到的需通過(guò)構(gòu)造函數(shù)并借助于函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)加以解決的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單小敘,總結(jié)構(gòu)造函數(shù)的常用方法以饗讀者.
例1已知函數(shù)f(x)=exlnx-aex(a∈R),若f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
評(píng)注利用函數(shù)單調(diào)性構(gòu)造不等式恒成立問(wèn)題,解決恒成立問(wèn)題常常用分離參數(shù)法,通過(guò)分離參數(shù)構(gòu)造函數(shù),將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)最值問(wèn)題.
則f′(t)=2017t2016+2013>0,所以f(t)=t2017+2013t+1為單調(diào)遞增函數(shù),
所以x-1=1-y,則x+y=2,故答案為:2.
評(píng)注這個(gè)例題解決了解方程問(wèn)題,通過(guò)發(fā)現(xiàn)式子結(jié)構(gòu)的規(guī)律性特征,構(gòu)造同一個(gè)函數(shù)解決問(wèn)題,考查了邏輯推理能力.
分析根據(jù)條件恒等變形(要明確x1,x2的大小關(guān)系,不妨設(shè)x1>x2)把原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為f(x1)-2x1>f(x2)-2x2恒成立,根據(jù)式子兩邊的對(duì)稱性可知,構(gòu)造函數(shù),g(x)=f(x)-2x,則g(x1)>g(x2),又x1>x2,所以g(x)=f(x)-2x在(0,+∞)上為增函數(shù),利用單調(diào)性將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為上述例1的情形加以解決.
評(píng)注本題考查了轉(zhuǎn)化與化歸思想的靈活運(yùn)用,通過(guò)恒等變形發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,從而想到構(gòu)造函數(shù),將問(wèn)題化歸為函數(shù)單調(diào)性的應(yīng)用問(wèn)題.
例5設(shè)直線x=m與函數(shù)f(x)=x2+1,g(x)=x+lnx的圖像分別交于P(m,yP),Q(m,yQ)兩點(diǎn),則|yP-yQ|的最小值為_(kāi)_______.
分析由題意知|yP-yQ|是兩點(diǎn)P,Q間距離,所以用點(diǎn)P縱坐標(biāo)減去點(diǎn)Q縱坐標(biāo),從而構(gòu)造出函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求出函數(shù)的最值即可.
所以,當(dāng)x=1時(shí),所設(shè)函數(shù)的最小值為1,所以|PQ|的最小值為1.
評(píng)注本題考查表達(dá)式最小值問(wèn)題,解題方法是利用幾何意義轉(zhuǎn)化已知條件,從而得到目標(biāo)函數(shù),通過(guò)函數(shù)求最值解決問(wèn)題.
(1)求實(shí)數(shù)a的取值范圍;(2)證明:x1x2>e2.
評(píng)注減元是解決本類問(wèn)題的主導(dǎo)思想,構(gòu)建齊次式是關(guān)鍵,所證表達(dá)式、關(guān)系式若能轉(zhuǎn)化為關(guān)于x1,x2的齊次式,就能通過(guò)此方法達(dá)到構(gòu)造函數(shù)的目的.
評(píng)注證明兩個(gè)變量的不等式時(shí),可以將其中一個(gè)變量看成自變量另一個(gè)為常量處理,本題也可把a(bǔ)看作自變量.
函數(shù)、方程及不等式是高中階段重要的數(shù)學(xué)內(nèi)容,而運(yùn)用函數(shù)構(gòu)造的方式來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)問(wèn)題解決也是十分重要的解題思想運(yùn)用.構(gòu)造函數(shù)解題需要我們深入分析問(wèn)題的結(jié)構(gòu)特征和內(nèi)在規(guī)律,結(jié)合所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí),轉(zhuǎn)化為熟悉的函數(shù)模型,它是函數(shù)思想的重要體現(xiàn),需要采取觀察、分析、聯(lián)想、類比、轉(zhuǎn)化等策略,借助于相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題.相信只要我們勤于思考,數(shù)學(xué)解題能力一定能夠有所提升.
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究2021年26期