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2012年浙江省高考理科数学第17题(填空题最后一题):
设a R,若x>0时均有[(a-1)x-1]( x 2-ax-1)≥0,则a=_____.
这是一道有个函数的题型,有一定的难度,考查学生灵活运用知识的能力,是有关函数中恒成立的问题,也是高考重点考查的对象,恒成立问题一般会将参数分离,显然此题肯定行不通,于是学生想到用导数来研究,转换求函数的最小值,其实稍加思考这种方法也行不通,学生陷入了迷茫。下面给出四种思路来寻求此题的解法:
思路一(函数分析法):
因为y=x 2-ax-1在 上有正有负,
根据所给的不等式特点,问题转换为:
,则在区间 内,
,在区间 内 ,
我们知道:函数y1=(a-1)x-1,y2=x 2-ax-1
都过定点P(0,1).
分析函数y1=(a-1)x-1:令y=0,得M( ,0),分析可得:a>1;
分析函数y2=x 2-ax-1:必须过点M( ,0),代入得: ,解之得: 或 ,舍去 ,得: .
思路二(变更主元法):
把 看作自变量,则不等式等价于
考虑一次函数 和 ,
若 使 恒成立,对于横坐标 轴只能选择 轴,即经过这两条直线的交点,记为A点,且 的值只能取A点的横坐标,分别令 ,得到 ,解得 =2或 =-1(舍)所以 =
思路三(因式分解法):
因为无论 取何值,对于y1=(a-1)x-1,在区间 有正有负,要保证不等式恒大于或等于0,则y2=x 2-ax-1必须含有因子(a-1)x-1,且另外一个因子对于 ,恒大于或等于0,即x 2-ax-1=[(a-1)x-1](bx+1),对比系数得: 且 ,解得: ,满足上述要求( 时, ,此时 不恒大于或等于0)
思路四(试探法):
对于恒成立问题,可以先取几个值来压缩 的范围,当 = 时, ,所以 ,当 时, , ,如果存在 满足题意, 只能为 ,可以带入原不等式检验符合题意,所以 ,试探法的目的只是想压缩参数的范围,有利于问题的讨论,但有的时候居然可以得到意想不到的结果,比如08年江苏高考中的一道填空题:
(08江苏理14)设函数 ,若对于任意的 都有 成立,则实数 的值为
参考答案的解法采用参数分离法求解,这应该是大部分学生应该掌握的,实际上由 ,可得: ,也有意想不到结果,真是无巧不成书啊.而且作为填空题小题小处理大大节省了考生的时间,为后续题目赢得了宝贵的时间.
该题的设计出题者应该花费了一番苦心,注重数学思想方法的考查,全面检测数学能力.对于思路一没有讨论就不能解题;对于思路二,采用变换主元,可谓柳暗花明;对于思路三,需要对不等式的特点作出科学分析,有一定的洞察力;对于思路四,很好地体现了特殊性存在于一般性之中的哲学思想,即便不能刚好算出答案,也可以把范围压缩在一个比较好讨论的区间.平时在教学过程中,一定要引导学生多悟,多体会新课程的思想.
设a R,若x>0时均有[(a-1)x-1]( x 2-ax-1)≥0,则a=_____.
这是一道有个函数的题型,有一定的难度,考查学生灵活运用知识的能力,是有关函数中恒成立的问题,也是高考重点考查的对象,恒成立问题一般会将参数分离,显然此题肯定行不通,于是学生想到用导数来研究,转换求函数的最小值,其实稍加思考这种方法也行不通,学生陷入了迷茫。下面给出四种思路来寻求此题的解法:
思路一(函数分析法):
因为y=x 2-ax-1在 上有正有负,
根据所给的不等式特点,问题转换为:
,则在区间 内,
,在区间 内 ,
我们知道:函数y1=(a-1)x-1,y2=x 2-ax-1
都过定点P(0,1).
分析函数y1=(a-1)x-1:令y=0,得M( ,0),分析可得:a>1;
分析函数y2=x 2-ax-1:必须过点M( ,0),代入得: ,解之得: 或 ,舍去 ,得: .
思路二(变更主元法):
把 看作自变量,则不等式等价于
考虑一次函数 和 ,
若 使 恒成立,对于横坐标 轴只能选择 轴,即经过这两条直线的交点,记为A点,且 的值只能取A点的横坐标,分别令 ,得到 ,解得 =2或 =-1(舍)所以 =
思路三(因式分解法):
因为无论 取何值,对于y1=(a-1)x-1,在区间 有正有负,要保证不等式恒大于或等于0,则y2=x 2-ax-1必须含有因子(a-1)x-1,且另外一个因子对于 ,恒大于或等于0,即x 2-ax-1=[(a-1)x-1](bx+1),对比系数得: 且 ,解得: ,满足上述要求( 时, ,此时 不恒大于或等于0)
思路四(试探法):
对于恒成立问题,可以先取几个值来压缩 的范围,当 = 时, ,所以 ,当 时, , ,如果存在 满足题意, 只能为 ,可以带入原不等式检验符合题意,所以 ,试探法的目的只是想压缩参数的范围,有利于问题的讨论,但有的时候居然可以得到意想不到的结果,比如08年江苏高考中的一道填空题:
(08江苏理14)设函数 ,若对于任意的 都有 成立,则实数 的值为
参考答案的解法采用参数分离法求解,这应该是大部分学生应该掌握的,实际上由 ,可得: ,也有意想不到结果,真是无巧不成书啊.而且作为填空题小题小处理大大节省了考生的时间,为后续题目赢得了宝贵的时间.
该题的设计出题者应该花费了一番苦心,注重数学思想方法的考查,全面检测数学能力.对于思路一没有讨论就不能解题;对于思路二,采用变换主元,可谓柳暗花明;对于思路三,需要对不等式的特点作出科学分析,有一定的洞察力;对于思路四,很好地体现了特殊性存在于一般性之中的哲学思想,即便不能刚好算出答案,也可以把范围压缩在一个比较好讨论的区间.平时在教学过程中,一定要引导学生多悟,多体会新课程的思想.