林春明 张如椿
摘 要:本文针对2021-2022学年佛山第一次质量检测导数压轴题给出解题策略剖析、命制策略揣析、命题手法综析、新题命制探析,帮助学生有效应对此类高考问题的求解,在过程中感知数学命题之道,感悟数学解题之本.
关键词:命题;函数;导数;解题;不等式
中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008-0333(202222-0002-03
1 试题呈现
题目 已知函数f(x=1aex-1+x,其中a∈R且a≠0.
当a=1或0 本题是2021-2022学年佛山第一次质量检测第22题的第(2)问,试题设问清新自然又颇具特色,立意朴实又不失新颖.以含参不等式的证明进行呈现,乍看平淡无奇,细细品味后却感觉内涵丰富.本题在考查基础知识的同时,注重考查能力,将知识、能力与素质的考查融为一体,突出考查数学理性思维,着重考查对数学本质的理解,真正全面考查数学素养. 2 解题策略剖析 命题组采用分类讨论来求解. 当a=1时,利用常见的不等式ex≥1+x得到f(x≥1+x-1+x,要证明f(x≥12x,只需证明1+x-1+x≥12x,只需证明1+12x≥1+x,此不等式两边平方显然成立. 当0 令φ(x=1aex-12ax-(ex-12x,得φ′(x=(1-a(1aex+12>0,φ(x在[-1,+SymboleB@上是单调递增函数.所以φ(x≥φ(-1=(1-a(1ae-12≥0,故1aex-12ax≥ex-12x.要证明f(x≥ 12ax,只需证明ex-12x≥1+x,此即a=1的情形,已证成立. 综上,当a=1或0 在充分理解上述过程的基础上,笔者发现,利用不等式ex≥1+x,可将待证不等式f(x≥12ax转化为1+xa-1+x≥12ax,经过适当代换,并结合基本不等式,即可将问题轻松求解,更彰显了问题的本质. 另解 (以直代曲)由ex≥1+x得1aex≥1+xa.故只需证明1+xa-1+x≥12ax. 所谓命题如制谜,解题如猜谜,至此,我们不难揣析到:命题者将一个常规的问题,通过逐步包装转换,将其变为一个新颖的试题. 而作为解题者的我们,则需通过转换手段,将一个陌生的问题,不断地转换到我们熟悉的情境和问题,就可轻松将其解决. 4 命题手法综析对上述命题手法作进一步的综合分析,我们可得到关于此类问题的一般化命制思路. (1选择构成不等式模型的基本素材ex,1+x及x. (2将基本素材进行线性组合,构成不等式原始模型.本题所构成的不等式原始模型为1aex- b1+x≥cx(其中a>0). (3利用不等式ex≥1+x实现以直代曲,得到不等式原始模型的简化.本题得到不等式1+xa-b1+x≥cx. (4作代换1+x=t,实现第三步所得不等式形式的进一步简化.本题得到(1-act2-abt+ac≥0(1-ac≥0,ac≥0). (5利用基本不等式将第四步所得不等式进一步简化,消去变量t,寻找使不等式成立的充分条件.本题中(1-act2+ac≥2ac(1-act,则只需2ac(1-act-abt≥0,只需2ac(1-ac≥ab,只需c(1a-c≥b2. (6对参数赋值,使得不等式中仅剩下一個参数.本题中令b=1,c=12a,由c(1a-c≥b2可得a≤1,此时c=12a≤12,符合1-ac≥0,ac≥0.从而得到使不等式exa-12ax≥1+x成立的一个充分条件是0 (7进行合理设问. 由此步骤,可产生与此类似的一系列试题. 5 新题命制探析 基于上述试题命制手法,笔者尝试命制一些新题. 新题1 已知函数f(x=1a(2+x-12alnx,其中a∈R且a≠0. (1)讨论f(x的单调性; (2)证明:当0 为了体现两个设问的连贯性,问题(1)为问题(2)的证明提供线索,可尝试微调f(x的形式,将不等式lnx≤x-1蕴含其中.如令f(x=1a(2x-2-12alnx,当a=2时,f(x=(x-1-lnx,f(x≥0,即lnx≤x-1.从而可命制如下试题. 新题2 已知函数f(x=1a(2x-2-12alnx,其中a∈R且a≠0. (1)讨论f(x的单调性;