例说高中数学中最值范围问题的两种策略

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最值范围问题是高考考查的热点问题,涉及面广,形式多样,如求函数的定义域、值域,某参数的取值范围,向量的模、夹角的取值范围等等。方法灵活多变,正因如此,好多学生对这类问题感到棘手。笔者针对两种比较常见的问题做了分析,试图使学生找到解决类似问题的有效方法。
  一种是采用极限思想,所谓极限思想是从数量上描述变量在变化过程中的变化趋势,而在无限变化过程中考查变量的变化趋势的思想。在高中数学中,极限思想渗透到各个章节。虽然对高中生来说运用极限思想解題可能有一定的局限性,并且考纲也要求"注重通性通法,淡化特殊技巧",但数学解题的"强攻"和"轻取","通法"和"巧法"是一样重要,数学解题理应"强攻"和"轻取"并举,"通法"和"巧法"并重,两者并驾齐驱,不断提高解体技能,从而达到数学解题的最大效应。
  案例1 已知非零向量, 满足:, ,则向量与夹角的范围是--
  法一:=1则,两边平方可得:,
  再令则t∈[1,3]故
  所以夹角的范围是
  法二:采用几何方法作图,找夹角的临界值,结合图形可得范围。当时,夹角为 ;当λ=1时,夹角为 ,而从变换的过程中易可知夹角的范围是
   方法一采用通法构建变量夹角与变量λ的关系,转化成求函数的值域,过程繁琐,计算量大,易出错。方法二运用极限思想找出临界值,方便快捷,两种方法的优劣显而易见。运用极限思想解决类似的这些客观题非常有效,当然对于一些其他类型的的题目,运用极限思想也可达到拓展思路,辅助解题的作用。
   请看下面的几个问题:
  1.(2010全国新课标)已知函数,若a,b,c互不相等,且f(a)=f(b)=f(c)则abc的取值范围是(
  )
  A .(1,10)
  B.(5,6)
  C.(10,12)
  D.(20,24)
  2.P是双曲线左支上的一点,F1,F2分别为左右焦点,焦距为2c,则ΔPF1F2的内切圆的圆心的横坐标是(
  )
  A.-a
   B.-b
   C.-c
  
  D.a+b+c
  分析:问题1 作出函数f(x)的大致图像,再作一条平行于轴的直线l与函数f(x)的图像相交,得三个交点的横坐标即为a,b,c(a  问题2 当P点靠近算曲线的左顶点时,即得选项A
  另一种是学会挖掘"隐含"的条件。要找范围就要有不等关系,题目中没有明显不等关系时,学生要利用数学中已知的定理、公式、性质创造不等式,所谓"隐含"不是学生不知道,而是没想到利用这些熟知的结论解决问题。教师应该在平时的教学中有意识的加强这方面的训练,以期达到预定的效果,至少要让学生找到问题的突破口。
  案例2 (2010浙江理) 设a1,d为实数,首项为a1,公差为d的等差数列{an}的前项和为sn,满足:s5s6+15=0,则d的取值范围是--
  事实上,这道题的得分率是很低的,将已知的方程转化成关于a1和d的二次方程后,怎样得到不等关系,学生想不到,由等量关系到不等关系的跨越成为难点。隐藏的条件是将方程看成关于a1的二次方程,方程有解等价于判别式大于等于零。
  案例3 平面向量 满足:,则的最大值是--
  解答:由,可得
  ①
   上式平方有
  
  ②
  由①②可得
   所以 最大值是4
  思考
  利用隐含的条件cosθ∈[-1,1]创建不等式是解题的关键,笔者做过粗略的调查,很多学生都想到了①式,但接下来就没有方向了。学生很难想到从隐藏在向量数量积定义中的夹角余弦的范围着手,这就需要教师在平时的教学中有意识的培养学生寻找隐含条件,运用隐含条件的习惯。挖掘隐含条件既是提高数学解题能力的过程,又是发展智力进行数学素养教育的过程。只要隐含田间挖掘出来了,数学题的激活将马到成功。
  类似的问题还有:
  已知双曲线左右焦点分别为F1,F2,若在双曲线的右支上存在一点P,使得|PF1|=3|PF2|,则实数a的取值范围为--解析:利用双曲线的定义知|PF1|=3|PF2|=3a,隐含条件两边之和大于第三边,特别的当三点共线时取等号,即|PF1|+|PF2|≥|F1F2|,所以有
  以上是笔者对这两类问题的一点浅见,希望能给大家一点帮助!
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