Max{a,b…}和min{a,b…}型函数解法探析

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouqjj
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  [摘要]本文主要给出近几年高考中出现的一类新函数f(x)=max{h(x),g(x)…}或f(x)=min{h(x),g(x)…}的本质及解法探究,以为中学解题教学提供一种学习方式和研究手段。
  [关键词]分段函数;高考解题
  一、问题提出
  分段函数是高中数学函数部分的一个重点,也是历年高考考察的重点之一。在2013年之前的分段函数考察,主要以f(x)=h(x),x>ag(x),x≤a这种形式出现,从2013年开始出现了另一种“新型分段函数”,这种函数以另一种方式呈现出来,即f(x)=max{h(x),g(x)…}或f(x)=min{h(x),g(x)…},那么针对此类函数它是怎么产生的?我们怎么来求解这类函数呢?
  二、分段函数的定义
  1。“代数”角度
  一般意义上,我们把在函数定义域内,在不同区间上的具有不同的对应关系(函数表达式)的函数叫做分段函数。一般情况我们将其记作:f(x)=
  t(x),x∈(a,b)
  h(x),x∈(b,c)
  g(x),x∈(c,d)
  …
  2。“形”的角度
  从图形的角度来理解,就是同一函数,在不同的区间上面对应的函数图像不满足同一函数表达式,而是根据区间的不同,对应不同的图像满足不同的解析式。
  图 1例如函数(1)、f(x)=
  log1[]2x,x≥1,
  2x,x<1等等作出(1)的函数图像如图2:(1)图我们可理解为f(x)截取的是y1=log12x和y2=2x两个函数的不同部分而合成的函数。当x≥1时,f(x)取y1=log12x和y2=2x较小的,即最下面的图像;当x<1时,f(x)取y1=log12x和y2=2x较大的,即最上面的图像。
  在以上(1)图中,结合其解析式,我们可以用另一种方式来呈现其解析式:
  f(x)=log1[]2x,x≥1,
  2x,x<1
  f(x)=max2x,log1[]2x,x≤1
  min2x,log1[]2x
  ,x>1
  类似的,我们就可以让所有的分段函数,通过f(x)=max{h(x),g(x)…}或f(x)=min{h(x),g(x)…}来表示,这也就产生了我们这里所谓的“新型分段函数”。
  三、新型分段函数本质介绍及解法
  通过上面的介绍我们已经知道“新型分段函数”其本质是分段函数,只是我们将原分段函数中每一解析式对应函数图像全部作出,再根据不同区间对应的不同图像的相对位置,通过max{a,b…}和min{a,b…}呈现出来。
  图 2例 函数f(x)=-x,-2  g(x)=x2-2下面分别作出h(x)=-x,g(x)=x2-2的函数图像,如图2。
  当x∈(-2,1)时,f(x)的图像取得是该区间所对应全部图像的最上面(最大)那一条,即f(x)=h(x)=-x;
  当x∈(-∞,-2]∪[1, ∞)时,f(x)的图像取得也是该区间所对应全部图像的最上面(最大)那一条,即f(x)=g(x)=x2-2。从而作出f(x)图像。
  图 3如图3所示;因此我们就可给出f(x)的另一呈现形式:
  f(x)=-x,-2  x2-2,x≥1或x≤-2f(x)=max{x2-2,-x}。
  这里知道了f(x)=(max)/(min){h(x),g(x)…}的产生
  过程,下面来看看其此类题解法:
  ①在整个定义域内作出(max)/(min){h(x),g(x)…}中h(x),g(x)…的所有函数图像。
  ②在作出的h(x),g(x)…函数图像后:若原函数是max{h(x),g(x)…},则取h(x),g(x)…函数图像中,每段相对位置位于最上方的一段;若原函数是min{h(x),g(x)…},则取h(x),g(x)…函数图像中,每段相对位置位于最下方的一段。
  ③由②给出了(max)/(min){h(x),g(x)…}的图像,那么这里就根据每一段的图像给出(max)/(min){h(x),g(x)…}的解析式,并可结合图像得出单调性,奇偶性以及周期性和最值问题。
  通过对本类题的探讨也给我们中学解题教学提供一定的方向,即注意培养学生对每一知识可以怎样变化,可以和哪些板块知识联系起来等等相关能力,这才是避免当前中学教学中题海战术的有效方法。
  [参考文献]
  [1]张启兆。张爱华。理解分段函数含义领悟其研究方法[J]。中学生数学第507期3-4。2015。2。
  [2]杨孝斌。康纪权。从一个不等式的证明谈起[J]。数学教学通讯总295期46-47。2008。6。
  [3]潘江涛。高中数学中分段函数问题的研究与分类总结[J]。中学数学教学参考(中旬)。总第134期。11-12。2012。9。
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