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【摘要】高中数学中存在性问题与恒成立问题是高考考查的热点,重点,题目往往相似,解法却不尽相同,是学生学习的难点,是高三复习的易混点。一轮复习,在回归教材的基础上,通过例题分析和习题评讲教师在注重通性通法的同时,还要注意对典型题型有效归纳对比,一题多解,一题多变,培养学生思辨能力,让学生形成快,准,狠的破题解题能力,提升高三数学课堂复习的实效性。
【关键词】高中数学 问题 解析方法
【中图分类号】G633.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)02-0225-02
以下为笔者在课堂上就一道例题做的变式和推进:
例题:若函数f(x)=x2+2ax+3≥0在x∈[1,2]恒成立,求实数а的取值范围。(答案:)
解法一:直接讨论函数f(x)在[1,2]上的最小值,由f(x)min≥0求解;
解法二:通过将不等式x2+2ax+3≥0,分离变形为对x∈[1,2]恒成立,问题转化为a≥h(x)max,(其中
对该例题两种解法进行对比,实质都是求函数的最值,但显然解法二更容易些。接着教师可以再进行如下变式:
变式一:若函数f(x)=x2+2ax+3≥0(a≤0)在x∈[-1,2]上恒成立,求实数а的取值范围。(答案: )
变式二:若函数f(x)=x2+2ax+3≥0在a∈[-1,2]上恒成立,求实数x的取值范围。(答案:x≤3或x≥-1)
变式三:已知不等式当时恒成立,求实数а的取值范围。(答案: )
通过变式一,学生能更清晰的辨析分离参数法和函数最值法,以及适用前提,通过变式二,学生就能主动接受变更主元法了。通过变式三,学生更能体会函数图像法的精巧。
至此,教师可以布置以下一些题目给学生完成。
练习1. 已知,且atf(2t)+mf(t)≥0对t∈[1,2]恒成立,则实数m的取值范围为------------。(答案:m≥-1-a2)
练习2.已知函数若对于任意的x∈(0,+∞)都有求实数k的取值范围. (答案: )
练习3.设函数为实数,已知 对任意a∈[0,+∞)恒成立,求实数a的取值范围. (答案:x≤0或 x≥2)
练习4. 若不等式,对于任意的 都成立,求实数a的取值范围。(答案: )
接下来,教师还可以进一步推进,指导学生完成对恒成立与存在性问题题型归类整理。
(一)一个自变量的不等式恒成立与能成立,恰成立问题,转化为函数最值不等式关系以及不等式解集
例1.已知函数f(x)=8x2+16x-k,其中k为实数。
(1)若对使f(x)≥0恒成立,求实数k的取值范围。(答案:k≤0 )
(2)若使f(x0)≥0能成立,求实数k的取值范围。(答案:k ≤15 )
(3)当x∈[-3,1]时,恰有f(x)≤0成立,求实数k的值。(答案:k=3 )
方法总结:
,均有f(x)>A恒成立,则f(x)min>A;
均有f(x) ,有f(x0)>A能成立,则f(x)max>A;
有f(x0) 练习1.已知函数f(x)=8x2+16x-k,g(x)=2x3+5x2+4x,其中k为实数。
(1)若对,f(x)≥g(x)恒成立,求实数k的取值范围。(答案:k≤-7 )
(2)若,有f(x0)≥g(x0)能成立,求实数k的取值范围。(答案:k≤45 )
练习2.已知函数的定义域为(-∞,1],求实数a的值。(答案: )
(二)两个自变量的任意性与存在性问题之方程问题,转化为两个函数的值域关系
例题2.已知函数f(x)=2k2x+3k.x∈[0,1],函数g(x)=3x2-2(k2+k+1)x+5.x∈[-1,0],当k=2时,对任意的x1∈[0,1],是否存在x2∈[-0,1],使g(x2)=f(x1)成立?(答案:存在)
变式题1. 已知函数f(x)=2k2x+3k.x∈[0,1],函数g(x)=3x2-2(k2+k+1)x+5.x∈[-1,0],
(1)对任意的x1∈[0,1],存在x2∈[-0,1],使g(x2)=f(x1)成立,求实数k的取值范围。(答案: )
(2)存在x1∈[0,1],x2∈[-0,1],使g(x2)=f(x1)成立,求实数k的取值范围。
(答案:)
方法总结:
,使f(x1)=g(x2)成立,则f(x)在D上的值域 在E上的值域。
,使f(x1)=g(x2)成立,则f(x)在D上的值域 在E上的值域。≠Φ。
此处最好用补集思想求解。
(三) 两个自变量的任意性与存在性问题之不等式问题,转化为两个函数的最值比较
例题3.已知函数f(x)=x2+2x-k,g(x)=2x3+5x2+4x,其中k为实数。
(1)若对,不等式f(x1)≥g(x2)恒成立,求实数k的取值范围。
此问等价于:x1,x2∈[-3,3],f(x1)min≥g(x2)max。(答案:k≤-11)
(2)若对,不等式f(x1)≥g(x2)成立,求实数k的取值范围。
此问等价于:x1,x2∈[-3,3],f(x1)min≥g(x2)max。(答案:k≤2 )
(3)若,不等式f(x1)≥g(x2)成立,求实数k的取值范围。
此问等价于:x1,x2∈[-3,3],f(x1)min≥g(x2)max。(答案:k≤36 )
练习3.已知函数,其中m为实数,
(1)若对,都有f(x)≤g(x)恒成立,求实数m的取值范围. (答案:)
(2)若,使f(x)≤g(x)成立,求实数m的取值范围. (答案:)
(3)若对,使f(x)≤g(x)恒成立,求实数m的取值范围. (答案:m≥39)
(4)若对,都有f(x1)≤g(x2)成立,求实数m的取值范围. (答案:m≥3)
(5)若,都有f(x1)≤g(x2)成立,求实数m的取值范围. (答案:m≥-22)
(6)若对,方程f(x1)=g(x2)恒有解,求实数m的取值范围. (答案:-22≤m≤39)
(7)若对,总使方程f(x1)=g(x2)有解,求实数m的取值范围. (答案:3≤m≤14)
在教学初期,势必会有部分学生呈现出迷茫,困惑,混淆的状态,但是通过反复的分析,思考,辨析,内化,一段时间后,学生自然能有所领悟,进而全面分清。经过如上的归类与整理,帮助学生克服了心理恐惧,增强了思辨能力,优化了转化能力,提高了解题能力,同时也促进和升华了一轮函数复习,提升了高三数学复习的实效性。
【关键词】高中数学 问题 解析方法
【中图分类号】G633.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)02-0225-02
以下为笔者在课堂上就一道例题做的变式和推进:
例题:若函数f(x)=x2+2ax+3≥0在x∈[1,2]恒成立,求实数а的取值范围。(答案:)
解法一:直接讨论函数f(x)在[1,2]上的最小值,由f(x)min≥0求解;
解法二:通过将不等式x2+2ax+3≥0,分离变形为对x∈[1,2]恒成立,问题转化为a≥h(x)max,(其中
对该例题两种解法进行对比,实质都是求函数的最值,但显然解法二更容易些。接着教师可以再进行如下变式:
变式一:若函数f(x)=x2+2ax+3≥0(a≤0)在x∈[-1,2]上恒成立,求实数а的取值范围。(答案: )
变式二:若函数f(x)=x2+2ax+3≥0在a∈[-1,2]上恒成立,求实数x的取值范围。(答案:x≤3或x≥-1)
变式三:已知不等式当时恒成立,求实数а的取值范围。(答案: )
通过变式一,学生能更清晰的辨析分离参数法和函数最值法,以及适用前提,通过变式二,学生就能主动接受变更主元法了。通过变式三,学生更能体会函数图像法的精巧。
至此,教师可以布置以下一些题目给学生完成。
练习1. 已知,且atf(2t)+mf(t)≥0对t∈[1,2]恒成立,则实数m的取值范围为------------。(答案:m≥-1-a2)
练习2.已知函数若对于任意的x∈(0,+∞)都有求实数k的取值范围. (答案: )
练习3.设函数为实数,已知 对任意a∈[0,+∞)恒成立,求实数a的取值范围. (答案:x≤0或 x≥2)
练习4. 若不等式,对于任意的 都成立,求实数a的取值范围。(答案: )
接下来,教师还可以进一步推进,指导学生完成对恒成立与存在性问题题型归类整理。
(一)一个自变量的不等式恒成立与能成立,恰成立问题,转化为函数最值不等式关系以及不等式解集
例1.已知函数f(x)=8x2+16x-k,其中k为实数。
(1)若对使f(x)≥0恒成立,求实数k的取值范围。(答案:k≤0 )
(2)若使f(x0)≥0能成立,求实数k的取值范围。(答案:k ≤15 )
(3)当x∈[-3,1]时,恰有f(x)≤0成立,求实数k的值。(答案:k=3 )
方法总结:
,均有f(x)>A恒成立,则f(x)min>A;
均有f(x) ,有f(x0)>A能成立,则f(x)max>A;
有f(x0) 练习1.已知函数f(x)=8x2+16x-k,g(x)=2x3+5x2+4x,其中k为实数。
(1)若对,f(x)≥g(x)恒成立,求实数k的取值范围。(答案:k≤-7 )
(2)若,有f(x0)≥g(x0)能成立,求实数k的取值范围。(答案:k≤45 )
练习2.已知函数的定义域为(-∞,1],求实数a的值。(答案: )
(二)两个自变量的任意性与存在性问题之方程问题,转化为两个函数的值域关系
例题2.已知函数f(x)=2k2x+3k.x∈[0,1],函数g(x)=3x2-2(k2+k+1)x+5.x∈[-1,0],当k=2时,对任意的x1∈[0,1],是否存在x2∈[-0,1],使g(x2)=f(x1)成立?(答案:存在)
变式题1. 已知函数f(x)=2k2x+3k.x∈[0,1],函数g(x)=3x2-2(k2+k+1)x+5.x∈[-1,0],
(1)对任意的x1∈[0,1],存在x2∈[-0,1],使g(x2)=f(x1)成立,求实数k的取值范围。(答案: )
(2)存在x1∈[0,1],x2∈[-0,1],使g(x2)=f(x1)成立,求实数k的取值范围。
(答案:)
方法总结:
,使f(x1)=g(x2)成立,则f(x)在D上的值域 在E上的值域。
,使f(x1)=g(x2)成立,则f(x)在D上的值域 在E上的值域。≠Φ。
此处最好用补集思想求解。
(三) 两个自变量的任意性与存在性问题之不等式问题,转化为两个函数的最值比较
例题3.已知函数f(x)=x2+2x-k,g(x)=2x3+5x2+4x,其中k为实数。
(1)若对,不等式f(x1)≥g(x2)恒成立,求实数k的取值范围。
此问等价于:x1,x2∈[-3,3],f(x1)min≥g(x2)max。(答案:k≤-11)
(2)若对,不等式f(x1)≥g(x2)成立,求实数k的取值范围。
此问等价于:x1,x2∈[-3,3],f(x1)min≥g(x2)max。(答案:k≤2 )
(3)若,不等式f(x1)≥g(x2)成立,求实数k的取值范围。
此问等价于:x1,x2∈[-3,3],f(x1)min≥g(x2)max。(答案:k≤36 )
练习3.已知函数,其中m为实数,
(1)若对,都有f(x)≤g(x)恒成立,求实数m的取值范围. (答案:)
(2)若,使f(x)≤g(x)成立,求实数m的取值范围. (答案:)
(3)若对,使f(x)≤g(x)恒成立,求实数m的取值范围. (答案:m≥39)
(4)若对,都有f(x1)≤g(x2)成立,求实数m的取值范围. (答案:m≥3)
(5)若,都有f(x1)≤g(x2)成立,求实数m的取值范围. (答案:m≥-22)
(6)若对,方程f(x1)=g(x2)恒有解,求实数m的取值范围. (答案:-22≤m≤39)
(7)若对,总使方程f(x1)=g(x2)有解,求实数m的取值范围. (答案:3≤m≤14)
在教学初期,势必会有部分学生呈现出迷茫,困惑,混淆的状态,但是通过反复的分析,思考,辨析,内化,一段时间后,学生自然能有所领悟,进而全面分清。经过如上的归类与整理,帮助学生克服了心理恐惧,增强了思辨能力,优化了转化能力,提高了解题能力,同时也促进和升华了一轮函数复习,提升了高三数学复习的实效性。