避开参数讨论,提高解题效率

2014-02-14 09:54杜盛伙
中学课程辅导·教学研究 2014年3期
关键词:题设实数单调

杜盛伙

在平时的教学中,常常会遇到含有参数的问题,在解决这些问题时,不少教师挂在嘴边的是“见参就论”,总是过分强调运用分类讨论的方法来解决,久而久之,学生就走入一遇到含参数问题就分类讨论的思维误区;实际上,教师在重视分类讨论思想应用的基础上,应防止“见参就论”这种现象;面对含有参数问题时,应充分调动思维的积极性,从不同角度去考虑问题,多思考如何简化和避开分类讨论,提高解题效率。本文略举几例,谈谈如何避开参数讨论来解决问题。

一、利用必要条件,避开参数讨论

例1、f(x)=ax3-3x+1对于x∈[-1,1]总有f(x)≥0成立,则a=〖ZZ(Z〗 〖ZZ)〗。

分析:由题设f(-1)≥0且f(0)≥0可得2≤a≤4…①

由f′(x)=3a(x2-〖SX(〗1〖〗a〖SX)〗)=0得x=±〖SX(〗1〖〗〖KF(〗a〖KF)〗〖SX)〗,〖SX(〗1〖〗〖KF(〗a〖KF)〗〖SX)〗∈[〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗,〖SX(〗1〖〗〖KF(〗2〖KF)〗〖SX)〗],可求得在x∈[-1,1]上,

ymin=f(〖SX(〗1〖〗〖KF(〗a〖KF)〗〖SX)〗)≥0a≥4…②,由①②得a=4。

评注:f(x)≥0恒成立等价于f(x)min≥0,本解法先利用必要条件缩小了a的范围,再利用导数求得f(x)的极小值,从而回避了对a的讨论,简化了求解程序,提高了解题效率。

例2、已知函数y=f(x)的图像与函数y=ax(a>0且a≠1)的图像关于直线y=x对称,记g(x)=f(x)[f(x)+f(2)-1],若y=g(x)在区间[〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗,2]上是增函数,则实数a的取值范围是()

A 〖JB([〗2,+∞〖JB))〗 B(0,1)∪(1,2)C 〖JB([〗〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗,1〖JB))〗 D〖JB((〗0,〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗〖JB)]〗

分析:由已知得f(x)=logax,g(x)=logax(loga2x-1),若y=g(x)在[〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗,2]上是增函数,则g(〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗)

评注:按常规应分a>1,0

二、利用逆向思维,避开参数讨论

例3、已知函数f(x)=ax2+(2a-1)x+1(a≠0)在[-〖SX(〗3〖〗2〖SX)〗,2]上的最大值为3,求a的值。

分析:函数f(x)=ax2+(2a-1)x+1(a≠0)在[-〖SX(〗3〖〗2〖SX)〗,2]上的最大值只可能在抛物线弧段的端点或顶点取得,由f(-〖SX(〗3〖〗2〖SX)〗)=3或f(2)=3或f(-〖SX(〗2a-1〖〗2a〖SX)〗)=3解得a=-〖SX(〗2〖〗3〖SX)〗或a=〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗或a=-〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗,检验可知满足条件的a的值为a=-〖SX(〗2〖〗3〖SX)〗或a=〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗。

评注:按常规应分类讨论,首先考虑a的正负,每一种情况继续考虑对称轴与定义域不同的位置关系求解,解题繁琐,但从逆向思考,避免了对参数的讨论,提高了解题的速度。

三、分离参数,避开参数讨论

例4、(2009浙江理)已知函数f(x)=x3-(k2-k+1)x2+5x-2,g(x)=k2x2+kx+1,其中k∈R.

(I)设函数p(x)=f(x)+g(x).若p(x)在区间(0,3)上不单调,求k的取值范围;

(II)设函数q(x)=〖JB({〗g(x),x≥0f(x),x<0〖JB)〗是否存在k,对任意给定的非零实数x1,存在惟一的非零实数x2(x2≠x1),使得q'(x2)=q'(x1)成立?若存在,求k的值;若不存在,请说明理由.

分析:(I)因p(x)=f(x)+g(x)=x3+(k-1)x2+(k+5)-1,q'(x)=3x2+2(k-1)x+(k+5),因p(x)在区间(0,3)上不单调,所以p'(x)=0在(0,3)上有实数解,且无重根,由p'(x)=0得k(2x+1)=-(3x2-2x+5)

∴k=〖SX(〗(3x2-2x+5)〖〗2x+1〖SX)〗=-〖SX(〗3〖〗4〖SX)〗[(2x+1)+〖SX(〗9〖〗2x+1〖SX)〗-〖SX(〗10〖〗3〖SX)〗],令t=2x+1有t∈(1,7),记h(t)=t+〖SX(〗9〖〗t〖SX)〗,则h(t)在[1,3]上单调递减,在[3,7]上单调递增,所以有h(t)∈[6,10],于是(2x+1)+〖SX(〗9〖〗2x+1〖SX)〗∈[6,10],得k∈[-5,-2],而当k=-2时有p'(x)=0在(0,3)上有两个相等的实根x=1,故舍去,所以k∈[-5,-2]

(Ⅱ)略。

评注:此题若按二次函数求最值方法求解,需讨论对应二次函数对称轴与给定区间的不同位置关系求得最值,显然比较繁琐,采用参数分离法,避开了讨论,提高了解题效率。

四、挖掘隐含条件,避开参数讨论

例5、设f(x)是偶函数,x∈[-1,1],且x∈[0,1]时,f(x)为减函数,解不等式f(1-m)

分析:由于f(x)是偶函数,故有f(x)=f(〖JB(|〗x〖JB)|〗),从而不等式f(1-m)〖JB(|〗m〖JB)|〗-1≤1-m≤1-1≤m≤1〖JB)〗 ,解得

0≤m≤〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗。

评注:根据函数的定义域,1-m,m∈[-1,1],但1-m和m在[-1,0],[0,1]的那一个区间内?如果就此讨论,将十分复杂,若注意到隐含条件f(x)=f(〖JB(|〗x〖JB)|〗),可直接求解,避开了参数讨论,提高了解题效率。

五、利用数形结合,避开参数讨论

例6、若对一切〖JB(|〗p〖JB)|〗≤2,不等式log22 x + plog2 x + 1 > 2log2 x + p恒成立,求实数x的取值范围。

分析:原不等式可化为:(log2x-1)·p+(log2x-1)2>0,

设函数f(p)=(log2x-1)·p+(log2x-1)2,因为log2x-1≠0,否则题意不成立。〖TP16.TIF,5。1,PZ〗

所以函数f(p)是关于p的一次函数,又f(p)在p∈[-2,2]上恒为正,其图像如图,应满足〖JB({〗f(2)>0f(-2)>0〖JB)〗

〖JB({〗-2(log2x-1)+(log2x-1)2>02(log2x-1)+(log2x-1)2>0〖JB)〗

log2x>3或log2x<-1x>8或0

评注:此题也可以用分离参数法求解,但要对p分类讨论,解法较繁琐,选择整体处理法,构造一个关于p的函数,利用函数图像,数形结合求解,很好地避开了对参数的讨论,提高了解题速度。

总之,含参数问题的解题方法是多种多样的,不仅要重视用分类讨论方法解决含参问题,同时应引导学生积极探索,通过横向、纵向联系,运用各种数学思想和方法,寻求更合理、简捷的解题方法,从而提高解题的效率。

参考文献:

[1] 唐庆华 新课标环境下克服思维定势负迁移之策略 [J] 中学数学杂志,2008.1

[2] 高群安 王巨章 必要条件在解题中的应用 [J] 中学数学教学,2009.3

(作者单位:福建省宁化县第一中学 365400)

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