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在数学解题过程中,由于基础知识不过关、基本方法不熟而致误的例子很多,又特别对那些条件、结论都非常相似的“孪生”题,“差之毫厘,谬之千里”。本文所举几个函数求参数取值范围的例题,把孪生般的两个问题并为一例,分析以对比形式出现的两个子问题,我们会发现每对“孪生”在本质上的差别解题思路明显不同。这是什么原因呢?通过对比,我们发现了问题的区别与联系;通过对比,我们揭示了问题的本质,寻求到了合理的方法。
一、定义域与值域
[例1]⑴已知函数f(x)=loga(mx2-6mx+m+8)(a>0且a≠1)的定义域为R,求实数m的取值范围。
⑵已知函数f(x)=loga(mx2-6mx+m+8)(a>0且a≠1)值域为R,求实数m的取值范围。
[分析]⑴要使函数f(x)=loga(mx2-6mx+m+8)>0的定义域为R,则需h(x)=mx2-6mx+m+8>0恒成立。
当m=0时,h(x)=8>0恒成立,故m=0满足题意;
当m≠0时,h(x)=mx2-6mx+m+8>0恒成立,则m>0且△=36m2-4m(m+8)=32m(m-1)<0,得0<m<1;
综上可得0≤m<1。
⑵要使函数值域为R,则h(x)=mx2-6mx+m+8的值将取遍所有的正数,即是h(x)值域的子集。
当m=0时,h(x)=8不符合条件;
当m≠0时,则m满足解得m≥1;
综上可得m≥1。
[注意]解这类问题时,学生存在如下两个方面的问题:一方面是没有对二次项系数加以讨论;另一方面是把值域为R当作定义域为R来处理。究其原因还是基础知识不过关,而事实上值域为R应该是函数值取遍所有正数,当m>0时,利用△≥0可解决。
二、定义域和有意义
[例2]⑴已知函数的定义域为(-∞1),求实数m的取值范围。
⑵已知函数在(-∞1)上有意义,求实数m的取值范围。
[分析]⑴由于函数f(x)的定义域为(-∞ 1),故关于x的不等式1+3x+m·9x>0的解集为(-∞ 1),由“三个二次”间的关系可知,x=1是方程1+3x+m·9x=0的根,故m=.
⑵由函数在(-∞ 1)上有意义,转化为关于x的不等式1+3x+m·9x>0在(-∞ 1)上恒成立,则m>恒成立。根据h(x)= 在区间(-∞,1上是单调递增的,h(x)max=h⑴=-,故m≥。
[注意]很多同学把⑴和⑵看成同一问题,得出m≥的结论。我们不妨取m=1试试,函数f(x)的定义域还是(-∞ 1)吗?由此发现解题思路出了问题。当我们遇到给定函数的定义域时,往往要利用不等式同时借助于对应的方程来帮助解决。
三、主元与次元
[例3]⑴已知函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m对任意的x∈[-1,1]值恒大于0,求实数m的取值范围。
⑵已知函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m对于任意m∈[-1,1]值恒大于0,求实数x的取值范围。
[分析]⑴我们注意到△=(m-4)2-4(4-2m)=m2≥0,发现函数f(x)=x2+(m-4x)x+4(4-2m)的图象与x轴总有公共点。当x∈[-1,1]时,f(x)>0恒成立,因而公共点不在区间[-1,1]上。于是问题转化为得到m<1。
⑵我们把关于x的二次函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m看成是m的一个一次项系数为(x-2)的一次函数g(m)=(x-2)m+(x-2)2,这样“函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m对任意m∈[-1,1]值恒大于0”,就转化成“g(m)=(x-2)m+(x-2)2对任意m∈[-1,1]上恒大于零”,而后者成立的充要条件是g(-1)>0且g⑴>0。由 即 得到x<1或x>3。
[注意]1’对于⑴我们利用二次函数的知识分类讨论可以解决。
2’由于受定势思维的影响,当然习惯地把⑵中的函数看成一个一成不变的关于x的二次函数,让我们一头雾水。可当交换主元与次元的位置重新设定参数,视函数为m的一次函数时,解题思路清晰可见,通过变换主元就大大优化了求解过程。需要明白的是,参数是一个介于常量和变量之间的量,是固定?还是变化?取决于特定环境,完全在于理解。2006年安徽高考理科20题⑵,就需要这种变换,这种问题对我们的能力提出了更高的要求,应引起大家的关注,我们来看看这个题。
已知函数f(x)在R上有定义,对任意实数a>0和任意实数x都有f(ax)=af(x)。求证:其中k、h均为常数。
我们重新设x为参数,视函数主元为a。
∵a>0 x∈R,所以对x进行分类讨论。
当x=0时,可知f(0)=0;
当x>0时,由f(ax)=af(x),得f(xa)=xf(a),可令a=1,
则f(x)=xf⑴,又令f⑴=k,
∴当x>0时,有f(x)=kx;
当x<0时,则-x>0,f(x)=f(-1·(-x))=f(-x·(-1))=-xf(-1),令-f(-1)=h
∴f(x)=hx
综上所述:其中k=f⑴,h=-f(-1)。
(作者单位:625000四川省雅安市第一中学)
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”
一、定义域与值域
[例1]⑴已知函数f(x)=loga(mx2-6mx+m+8)(a>0且a≠1)的定义域为R,求实数m的取值范围。
⑵已知函数f(x)=loga(mx2-6mx+m+8)(a>0且a≠1)值域为R,求实数m的取值范围。
[分析]⑴要使函数f(x)=loga(mx2-6mx+m+8)>0的定义域为R,则需h(x)=mx2-6mx+m+8>0恒成立。
当m=0时,h(x)=8>0恒成立,故m=0满足题意;
当m≠0时,h(x)=mx2-6mx+m+8>0恒成立,则m>0且△=36m2-4m(m+8)=32m(m-1)<0,得0<m<1;
综上可得0≤m<1。
⑵要使函数值域为R,则h(x)=mx2-6mx+m+8的值将取遍所有的正数,即是h(x)值域的子集。
当m=0时,h(x)=8不符合条件;
当m≠0时,则m满足解得m≥1;
综上可得m≥1。
[注意]解这类问题时,学生存在如下两个方面的问题:一方面是没有对二次项系数加以讨论;另一方面是把值域为R当作定义域为R来处理。究其原因还是基础知识不过关,而事实上值域为R应该是函数值取遍所有正数,当m>0时,利用△≥0可解决。
二、定义域和有意义
[例2]⑴已知函数的定义域为(-∞1),求实数m的取值范围。
⑵已知函数在(-∞1)上有意义,求实数m的取值范围。
[分析]⑴由于函数f(x)的定义域为(-∞ 1),故关于x的不等式1+3x+m·9x>0的解集为(-∞ 1),由“三个二次”间的关系可知,x=1是方程1+3x+m·9x=0的根,故m=.
⑵由函数在(-∞ 1)上有意义,转化为关于x的不等式1+3x+m·9x>0在(-∞ 1)上恒成立,则m>恒成立。根据h(x)= 在区间(-∞,1上是单调递增的,h(x)max=h⑴=-,故m≥。
[注意]很多同学把⑴和⑵看成同一问题,得出m≥的结论。我们不妨取m=1试试,函数f(x)的定义域还是(-∞ 1)吗?由此发现解题思路出了问题。当我们遇到给定函数的定义域时,往往要利用不等式同时借助于对应的方程来帮助解决。
三、主元与次元
[例3]⑴已知函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m对任意的x∈[-1,1]值恒大于0,求实数m的取值范围。
⑵已知函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m对于任意m∈[-1,1]值恒大于0,求实数x的取值范围。
[分析]⑴我们注意到△=(m-4)2-4(4-2m)=m2≥0,发现函数f(x)=x2+(m-4x)x+4(4-2m)的图象与x轴总有公共点。当x∈[-1,1]时,f(x)>0恒成立,因而公共点不在区间[-1,1]上。于是问题转化为得到m<1。
⑵我们把关于x的二次函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m看成是m的一个一次项系数为(x-2)的一次函数g(m)=(x-2)m+(x-2)2,这样“函数f(x)=x2+(m-4)x+4-2m对任意m∈[-1,1]值恒大于0”,就转化成“g(m)=(x-2)m+(x-2)2对任意m∈[-1,1]上恒大于零”,而后者成立的充要条件是g(-1)>0且g⑴>0。由 即 得到x<1或x>3。
[注意]1’对于⑴我们利用二次函数的知识分类讨论可以解决。
2’由于受定势思维的影响,当然习惯地把⑵中的函数看成一个一成不变的关于x的二次函数,让我们一头雾水。可当交换主元与次元的位置重新设定参数,视函数为m的一次函数时,解题思路清晰可见,通过变换主元就大大优化了求解过程。需要明白的是,参数是一个介于常量和变量之间的量,是固定?还是变化?取决于特定环境,完全在于理解。2006年安徽高考理科20题⑵,就需要这种变换,这种问题对我们的能力提出了更高的要求,应引起大家的关注,我们来看看这个题。
已知函数f(x)在R上有定义,对任意实数a>0和任意实数x都有f(ax)=af(x)。求证:其中k、h均为常数。
我们重新设x为参数,视函数主元为a。
∵a>0 x∈R,所以对x进行分类讨论。
当x=0时,可知f(0)=0;
当x>0时,由f(ax)=af(x),得f(xa)=xf(a),可令a=1,
则f(x)=xf⑴,又令f⑴=k,
∴当x>0时,有f(x)=kx;
当x<0时,则-x>0,f(x)=f(-1·(-x))=f(-x·(-1))=-xf(-1),令-f(-1)=h
∴f(x)=hx
综上所述:其中k=f⑴,h=-f(-1)。
(作者单位:625000四川省雅安市第一中学)
“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”