方程与不等式中字母参数的确定
江苏省响水中学魏立国邮编224600
魏立国简介
魏立国,男,汉族,江苏省响水中学教师,中国数学奥林匹克一级教练,第十八届全国希望杯备选题命题人,《中学数学教学参考》编辑部特约编辑。他先后有31篇论文在省级以上刊物上发表,其中有11篇论文在《数学通报》、《数学通讯》等国家级刊物上发表。2008年被响水县人民政府授予“十佳劳动模范”。2013年被盐城市人民政府授予“盐城市劳动模范”。2015获评为响水县首届最美教师;盐城市第二届最美教师提名奖。
2007年、2008年,连续任教高三,所任教班级学生数学人平分均名列同类班级之首,分别超出省均分31分、32分。2008年他培养的一名学生在全国数学联赛中荣获一等奖。2009年任教的高三(15)班,囊括全县数学单科180分以上所有名额。2011年夏天,在江苏大学举办的全省数学竞赛中,他培养的四名学生荣获全省一等奖。2012年任教的高三(1)班,在高考中一本达线率为95%。2015年任教的普通班高三(22)班,超额完成学校高考指标,与此同时,一位同学取得数学单科同省理科状元同分的数学高分。
字母参数取值范围的确定,在升学考试中,经久不衰。方程和不等式中字母参数取值的确定,往往又出现在压轴题上。这些问题由于纷繁复杂的背景设计,常常让大部分同学望题兴叹。本文试图通过暴露思维过程的案例分析,来介绍求字母参数取值范围的基本思想和方法。
一、指导思想
方程和不等式字母参数取值的确定,应站在函数的视角,通过数形结合、等价转化等思想方法,去解决相应的字母参数问题。
二、基本方法
1、方程或不等式中,只含一个字母参数。
(1)分离参数
分离参数必须保证一侧只含参数代数式,另一侧可确定值域或可作出图象的具体函数。
例1对已知时,是否存在恒成立.
分析:时,恒成立,即,对时,恒成立.分离参数①.
令.易得②③不可能.
例2已知,求使恒成立的的最小值.
分析:分离参数恒成立,即的最小值
(2)数形结合。
含参数方程或不等式,可化为一侧含参数且对应的函数应是最简洁的函数,另一侧对应的具体函数,可作图或值域可求.
例3含不等式恰有两个整数根,确定的取值.
分析:本题无论分离参数或移到一侧构造函数都很难入手,如果站在函数视角,通过数形结合,很容易解决.令作出草图.
如图显然两个整数根为1,2,则只须
(3)字母参数分类讨论,优先考虑一致单调性.
例4当,求函数
分析:恒成立.即,恒成立,即,同理,恒成立,所以立刻得到可分三种情况.
①,②
③易得
(4)不适合分离参数时,也可把含参数方程或不等式所有的项移到一侧,构造函数求值域.
例5已知,当时,恒成立,这样的是否存在,存在求出符合条件的,不存在说明理由.
分析:好多同学对分离参数情有独钟,拿到这一题就去分离参数,结果分离的对应的具体函数,很难作图或求出值域.其实本题就用普通方法,移到一侧构造函数寻求值域,很容易入手.(解略)
2、方程或不等式含有两个字母参数,常常把两个参数各移到一侧,构造易作且过定点的函数,通过数形结合来解决.
例6二次函数,若直线与函数在上图象恒有公共点,求最小值.
分析:,在有解,本着一侧只含一个参数且过定点的原则,令,,,,问题转化为:在上有交点,求的最小值.
如何对分类,从大的方向看,分。从具体图形看,令:,,.当时,看过作弧BC是否有切线,分界点是.从看,分界点.
当无须分类,所以可分四类.
①,当相切,
即有等根,等根,等根
②,所以即
③,,.④,,
综上所述,
三、综合问题案例分析
1、一致单调优先考虑,快捷寻找分类标准,数形结合巧解难题。
例7,
对任意,总存在唯一使成立,求取值范围。
分析:大部分同学,最棘手的问题,如何快捷寻找分类标准。
无论还是都是分段函数,其中都有一段单调递增,所以对另一段优先考虑何时一致单调。
(1),,恒成立,
即恒成立,,同理恒成立,
对找到①②③三种分类。
(2)对由于取值不同,当时可能不是分段函数,这一分界点是,当时,
当时,由于一致单调递增,只须研究时,何时一致单调,对称轴,时,即时一致单调,所以对有三种分类,①②③
(3)由(1)、(2)、作四种分类
①②③④
略解①只须,即
②只须,符合
③只须,不成立
④只须,不存在
2、巧过定点来作图,轻轻松松解难题。
例8二次函数,,函数在处取得极值。试判断是否存在,使得任意,不等式恒成立?如果存在,请求出符合条件所有值;不存在说明理由。
分析:对恒成立,当时,时,
恒成立。只须考虑在恒成立,即,恒成立,即,恒成立,
令
①显然即可,所以,所以
②显然成立
又因,所以
3、数缺形时少直观,形缺数时难入微。
画图不可随意,有时随手画图与理论不符。例两图从理论上三交点,,但好多同学随意画图,只有两个交点。但是代数运算推理又比较抽象,没有图形形象直观。所以应根据具体情况恰当使用。
本文好多地方都贯穿三个思想方法:1、一致单调优先原则;2、巧过定点构造含参函数;3、数形结合思想。值得同学好好去回味。字母参数的确定,可渗透到中学数学每一个角落,很难在一篇短文中一一说清。加之这些设计背景多姿多彩,变化无穷。本文仅对用函数作为载体,利用等价转化、数形结合等思想方法,解决一些常见的参数取值范围问题。
1
o
C
x
Y
O
D
A
B
A
B
C
x
D
O
Y
②
①
C
1
2
A
O
O
A
B
C
2
1
B
③
④
e
1
2
1
2
1
1
2
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