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數(shù)學破題36計第2計 西瓜開門 滾到成功


計名釋義

比起芝麻來,西瓜則不是一個,而一個球. 因為它能夠,所以靠滾到成功”. 球能不斷地變換碰撞面,在滾動中能選出有效的觸面”.

數(shù)學命題是二維的. 一是知識內容,二是思想方法. 基本的數(shù)學思想并不多,只有五種:函數(shù)方程思想,數(shù)形結合思想,劃分討論思想,等價交換思想,特殊一般思想. 數(shù)學破題,不妨將這五種思想滾動一遍,總有一種思想方法能與題目對上號.

 

典例示范

[題1 2006年贛卷第5題)

對于R上可導的任意函數(shù)fx),若滿足(x1f x30,則必有

A.  f0)+f2< 2f1          B.  f0)+f2≤2 f1

C.  f0)+f2≥ 2f1          D.  f0)+f2>2f1

 

[分析] 用五種數(shù)學思想進行滾動,最容易找到感覺應是:分類討論思想. 這點在已條件(x-1f(x)≥0中暗示得極為顯目.

其一,對f(x)有大于、等于和小于0三種情況;

其二,對x-1,也有大于、等于、小于0三種情況.

因此,本題破門,首先想到的是劃分討論.

 

[解一] i)若f(x) 0時,則f(x)為常數(shù):此時選項B、C符合條件.

ii)若f(x)不恒為0. f(x)0時有x1,fx)在

上為增函數(shù);f(x)0x 1. fx)在
上為減函數(shù). 此時,選項C、D符合條件.

綜合(i),(ii),本題的正確答案為C.

 

[插語] 考場上多見的錯誤是選D. 忽略了f(x) 0的可能. 以為(x-1f(x) 0中等號成立的條件只是x-1=0,其實x-1=0f(x)=0的意義是不同的:前者只涉x的一個值,即x=1,而后是對x的所有可取值,有f(x) 0.

 

[再析] 本題fx)是種抽象函數(shù),或者說是滿足本題條件的一類函數(shù)的集合. 而選擇支中,又是一些具體的函數(shù)值f0),f1),f2. 因此容易使人聯(lián)想到數(shù)學:一般特殊思想.

 

[解二] i)若f(x)=0,可設fx=. 選項B、C符合條件.

iif(x)≠0. 可設f(x) =x-12     又 f(x)=2x-1.

滿足 (x-1)f(x) =2 (x-1)2≥0,而對  f (x)= (x-1)2. f0= f2=1f1=0

選項C,D符合條件. 綜合(i),(ii)答案為C.

 

[插語] 在這類f (x)的函數(shù)中,我們找到了簡單的特殊函數(shù)(x-1)2. 如果在同類中找到了(x-1)4 ,(x-1)

,自然要麻煩些. 由此看到,特殊化就是簡單化.

 

[再析] 本題以函數(shù)(及導數(shù))為載體. 數(shù)學思想①——“函數(shù)方程(不等式)思想”. 貫穿始終,如由f x= 0找最值點x =0,由f x>0<0)找單調區(qū)間,最后的問題是函數(shù)比大小的問題.

由于函數(shù)與圖象相聯(lián),因此數(shù)形結合思想也容易想到.

 

[解三] i)若f (0)= f (1)= f (2),即選B,C,則常數(shù)f(x) = 1符合條件. (右圖水平直線)

ii)若f (0)= f (2)< f (1)對應選項A.(右圖上拱曲線),但不滿足條件(x-1) f x≥0

f (0)=f (2)> f (1)對應選項CD(右圖下拱曲線). 則滿足條件(x-1) f x≥0.

 

[探索] 本題涉及的抽象函數(shù)f (x),沒有給出解析式,只給出了它的一個性質:(x-1) f x≥0,并由此可以判定f (0)+ f (2) ≥ f (1). 自然,有這種性質的具體函

數(shù)是很多的,我們希望再找到一些這樣的函數(shù).

 

[變題] 以下函數(shù)f (x),具有性質(x-1) f x≥0從而有f (0)+ f (2) ≥2 f (1)的函數(shù)是

A. fx=(x-1)3  B. fx= (x-1)

   C.fx= (x-1)
  D. f
x= (x-1)

 

[解析] A,f (0)= -1, f (2) =1,f (1)=0,不符合要求;對Bf (0)無意義;

        C,f (0)= -1, f (2) =1,f (1)=0,不符合要求;

答案只能是D.D f (0)= 1, f (1) =0f (2)=1.

f x=

(x-1)
   使得  (x-1) f(x) =(x-1)
(x-1)
≥0.

[說明] x=1為對稱軸、開口向上的函數(shù)都屬這類抽象函數(shù). fx=(x-1)

,其中m,n都是正整數(shù),且n≥m.

 

[點評] 解決抽象函數(shù)的辦法,切忌一般解決,只須按給定的具體性質就事論事,抽象函數(shù)具體化,這是一般特殊思想在解題中具體應用.

 

[題2 已知實數(shù)x,y滿足等式

 ,試求分式
的最值
。

[分析] “最值”涉及函數(shù),“等式”連接方程,函數(shù)方程思想最易想到.

[解一] (函數(shù)方程思想運用)

y = k (x-5) 與方程
聯(lián)立

y,得:

根據(jù)x的范圍

應用根的分布得不等式組:

解得

    
 
即所求的最小值為
,最大值為
.

 

[插語] 解出

,談何易!十人九錯,早就應該“滾開”,用別的思想方法試試.

[解二] (數(shù)形結合思想運用)

得橢圓方程
,

0

 

 

 

看成是過橢圓上的點(x,y),(5,0)的直

線斜率(圖右).

聯(lián)立

       

,故
的最小值為
,最大值為
.

[插語] 這就是“滾動”的好處,解二比解一容易多了. 因此,滾動開門,不僅要善于“滾到”,還要善于“滾開”.

 

[點評] “西瓜開門”把運動學帶進了考場解題. 滾動能克服解題的思維定勢.

解題時,要打破思維固化,在思想方法上要“滾動”,在知識鏈接上要“滾動”,在基本技能技巧上也要“滾動”. 總之,面對考題,在看法、想法和辦法上要注意“滾動”.

●對應訓練

1.若動點P的坐標為(x,y),且lgy,lg|x|lg

成等差數(shù)列,則動點P的軌跡應為圖中的                 (  )

 

 

 

 


2.函數(shù)y=1-

(-1≤x<0)的反函數(shù)是 (  )

A.y=-

(0<x≤1)          B.y=
(0<x≤1)

C. y=-

(-1≤x<0)         D. y=
(-1≤x<0)

3.a,b,c∈R,4a-4b+c>0,a+2b+c<0,則下列結論中正確的是      (  )

A.b2≤ac           B.b2>ac        C.b2>aca>0     D.b2>aca<0

參考答案

1.【思考】  利用題設的隱含條件.由條件知x≠0,y>0y>x.選項B中無x<0的圖像,選項D中無x>0的圖像,均應否定;當x=y∈R+時,lg

無意義,否定A,C

【點評】 上面的解法中條件與選項一并使用,滾滾碰碰中終于找到了正確的選項.本題的常規(guī)解法是:當x≠0y>x時,由lgy+lg

=2lg|x|,化簡可得(x+y)(2x-y)=0.∴y=-xy=2x(x≠0,y>0).

2.【思考】  分析各選項,僅解析式符號有區(qū)別.定義域中等號的位置有區(qū)別,所以擬從這兩方面滾動著手排除錯誤的選項.

原函數(shù)定義域為-1≤x<0,其反函數(shù)值域為-1≤y<0,排除B、D.

原函數(shù)中f(-1)=1,∴反函數(shù)中f-1(1)=-1,x=1f-1(x)有定義,排除C,∴A

3.解析一   分析四個選擇支之間的邏輯關系知,C,B也真;D,B也真,CD皆假.

取符合條件4a-4b+c>0,a+2b+c<0的實數(shù)a=0,b=-1,c=0檢驗知選B.

解析二 由選擇支,聯(lián)想到二次函數(shù)的判別式.

f(x)=ax2+2bx+c,f(-2)=4a-4b+c>0,

f(1)=a+2b+c<0,Δ=4b2-4ac>0,b2>ac,故選B.

【點評】  在解題時易受題設條件的干擾,企圖從已知不等式出發(fā):

4b<4a+c,         ①

2b<-a-c,          ②

①×②不等號的方向無法確定,思維受阻.

用邏輯分析法和特殊值檢驗的方法兩種方法滾動使用,簡便明快,如解析一.用判別式法邏輯性強但思路難尋,如解析二.一般在做題時,為了使選擇題解題速度變快,推薦學生使用解析一.

 

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