楊小兵
不等式恒成立問題是高考的重點、熱點、難點,它具有知識、邏輯、思維、心理上的難度,涉及不等式、函數(shù)、導數(shù)、方程等主干知識,是對數(shù)學知識的綜合考查,在每年的高考試題命制當中備受命題人的青睞,不等式恒成立問題對學生的基本知識、基本技能、數(shù)學思維要求較高,既需要良好的基本功又需要一定的數(shù)學思維,在解題過程中滲透著對數(shù)學思想方法的考查.本文對近年高考試題進行研究,篩選了一些典型的試題,總結(jié)出不等式恒成立問題四種常見類型和八種解決方法.
評注 先進行等價轉(zhuǎn)換,再從圖像變換的角度理解f(x+1)=2f(x),再結(jié)合函數(shù)解析式畫出函數(shù)圖像,進而求解不等式.著名數(shù)學家華羅庚曾說過:“數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬事非”,數(shù)與形是數(shù)學最基本的研究對象,在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)換,“數(shù)”具有抽象性,“形”具有直觀性,數(shù)形結(jié)合將抽象思維和形象思維相結(jié)合,使研究的問題得到簡化,
評注 分類討論法是處理含參不等式恒成立問題的常用方法,分類時首先應該選擇分類的對象(即對什么量進行分類).其次確定分類的標準(即怎樣分類),再次深化分類的層次(即是否二級分類、三級分類等),然后用所選級標準進行檢驗篩選.最后總結(jié)概括結(jié)論,分類討論的關(guān)鍵是如何找到分類的標準,做到不重不漏,并力求最簡.
評注 換元法是高中數(shù)學常用方法,其實質(zhì)是轉(zhuǎn)化和等量代換,同時是將一個復雜的式子看作整體進行換元,可以起到簡化問題結(jié)構(gòu)使問題清晰明了,特別是函數(shù)式中出現(xiàn)了指數(shù)函數(shù)式、對數(shù)函數(shù)式、三角函數(shù)式等可以考慮利用換元法,需要注意的是“換元必換限”,即進行換元后,定義域也隨之改變,
評注 分離參數(shù)法可以使所得函數(shù)不含參數(shù),進而將其轉(zhuǎn)化為求函數(shù)最值問題,其缺點是有時函數(shù)結(jié)構(gòu)較為復雜,可能含有超越函數(shù)式、需要多次求導、極值點不好確定、不存在極值等問題.
評注 先進行等價轉(zhuǎn)換,構(gòu)造一個新的函數(shù),那么可以將所證不等式轉(zhuǎn)化為-6≤f(x)-x≤0,再令g(x)=f(x)-x,進而對g(x)進行求導,通過g’(x)的正負,判斷g(x)在給定區(qū)間的單調(diào)性和極值即可得證
評注 求解參數(shù)范圍的不等式恒成立問題是高考的重點也是難點.賦值法分為兩步:首先確定不等式在所給區(qū)間成立的必要條件,其次再證明充分性,在確定必要條件時可以在所給區(qū)間取一個特殊值求出參數(shù)范圍,所取特殊值一般為端點、零點、極值點、或隱含于所給區(qū)間,處理解析式中含有多個超越函數(shù)(三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)等)、參數(shù)不易于分離、不易求最值的參數(shù)不等式等能夠減少不必要的討論,使問題簡潔明了.
評注 首先需要有整體的思維將不等式兩端分別看成兩個函數(shù),其次進行等價轉(zhuǎn)換,再次根據(jù)切線斜率求出k的值,最后討論構(gòu)造函數(shù)單調(diào)性求得函數(shù)最小值、最大值進而得到答案.
數(shù)學知識體系中的各個知識點并不是孤立存在的,各個知識之間存在一定的關(guān)聯(lián),正是因為這種知識之間的聯(lián)系,對于同一個問題可以從不同的角度采取不同的方法進行解決.本文從四個角度、八種方法對不等式恒成立問題進行了解析,但是不等式恒成立問題的類型遠不止這四種,近年高考對雙量詞的不等式恒成立問題考查較少,但是這個大類型是不等式恒成立問題的難點,希望有興趣的讀者自行研究.