“大观念”引领下恒成立问题的求解策略

华南师大附中汕尾学校 (516600) 潘 宇

人教A版新教材以核心素养为导向,对高中数学知识进行了串联、整合与重构,形成了新的主题单元,使得“大单元”“大概念”“大主题”教学的观念深入人心,成为近期的研究热点,大单元教学设计主要是从数学知识主线、学生认知规律、教学组织原则等方面,将教材中具有某种关联性的内容进行分析、重组、整合而形成相对完整的数学大单元进行教学设计的一种思想,这就要求我们老师要有全局观,具备“大观念”,无论是对待知识的归纳,还是解题思想的总结,都要以“大观念”统筹兼顾,帮助学生形成更加丰富的数学知识结构和思想方法构架.

在高三的二轮复习备考过程中,由于学生之前已经经历过各个单元的知识系统归纳,接下来需要对所学知识进行二次加工,在提升解题思维方面狠下功夫.所以我们老师需要找到合适的机会,引导学生回到整体,将相关联的知识、方法进行归类、整合、“组块”,以“大观念”引领二轮复习,帮助学生形成丰富的知识网络和解题方法体系,争取为学生核心素养的提升添砖加瓦.本文笔者以“恒成立问题的求解策略”为例,展开说明.

对于“恒成立问题”,学生在高一、高二以及高三一轮复习中,经常接触,但学生难以避免的会以“碎片化”的形式就题论题,由于学生之前所学的知识与方法有限,导致很多老师会分专题展开教学,如依次开展“分离参数”、“虚设零点”、“必要性探路”等专题带领学生逐个击破难点.但到了二轮复习阶段,笔者认为我们教师要有全局意识,以“大观念”统筹讲过的各种思想方法,才能帮助学生形成完整的网状结构,所以笔者总结了如下的思维导图:

分离参数是处理恒成立问题最为直接好想的方法,学生也普遍喜欢使用这种快捷的方法,但是分离后的函数是否容易处理,能否求出最值,还得具体情况具体分析.笔者将全分离后的解题方向总结如下:

例1 若4lnx-ax-a+8≤0恒成立,则a的范围为.

例2 若xex-lnx-1≥ax恒成立,则a的范围为.

总结:由于g′(x)的零点存在却无法解出,所以采取“虚设零点”.化简式子x02ex0+ lnx0= 0的过程中,构造了常见的同构函数F(x)=xex.可以发现“虚设零点”和“同构”往往相伴而行.

例3 若(1-a)x≤eax-lnx恒成立,则a的范围为.

总结:将不等式变成左右“同构”的形式,再构造函数,利用单调性得到内层式子的大小关系,是一种方便快捷的解法.

在全分离得到a≥g(x)后,g(x)不一定容易求导,导后也未必能够求出最值,有时甚至要动用超纲的洛必达法则去求端点极限.这时可以考虑“半分离”,具体思路如下.

例4 若ex-lnx-1-kx≥0恒成立,则k的范围为.

图1

解法1:(分离出直线)由条件得ex-lnx≥kx+1,设直线y=kx+1与h(x)=ex-lnx相切于点(x0,y0),则

总结:分离出直线这种操作,在做选填题的时候,往往可以四两拨千斤,但用于解答题是不太恰当,由于格式不严谨会被扣分,这一点需要跟学生解释,不过我们可以用此方法来预判结果.

图2

总结:将原条件分离成两个不同的函数分布在不等号的两边,若两个函数的极值点相同,图形又表现出m(x)min≥n(x)max的特征,则可以考虑尝试“凹凸反转”去解题.

如若“全分离”、 “半分离”过后,函数无特殊规律,难以处理,则可以考虑直接对原函数进行分类讨论,经常使用“端点效应”或者“必要性探路”预判答案,再逐段进行讨论.思路框架如下.

例5 若f(x)=ex-ax2-x-1≥0在x≥0时恒成立,求a的范围.

总结:以上解题思路叫做“端点效应”,解题线索梳理为f″(x)≥0⟹f′(x)递增⟹f′(x)≥f′(0)=0⟹f(x)递增⟹f(x)≥f(0)=0.

用同样的思路与方法,可以解决例6,读者可以自行尝试,详细解答略.

“恒成立”问题是一个极其庞大的专题,题型多样,解题方法也是丰富多彩,但是没有一种方法可以解决所有问题,所以我们老师还要以“大观念”为引领,帮助学生学会识别、学会转化,更重要的是学会遇到困难的时候进行迂回探索,不断化新为旧,找到解题突破口.作为高中数学老师,我们更要有“大观念”,对“恒成立”这个专题所涉及到的方方面面要了如指掌,在教授学生的时候才能高屋建瓴,才能找到不同的教学策略,面对不同的学生,给与适合他们的精准指导.

猜你喜欢 零点最值观念 维生素的新观念保健医苑(2022年4期)2022-05-05函数零点、不等式恒成立新高考·高三数学(2022年3期)2022-04-28单调任意恒成立,论参离参定最值中学生数理化(高中版.高二数学)(2022年3期)2022-04-26导数与函数零点的不解之缘中学生数理化(高中版.高考数学)(2021年5期)2021-07-21透视函数的零点问题中学生数理化(高中版.高考数学)(2021年5期)2021-07-21聚焦圆锥曲线中的最值问题中学生数理化(高中版.高考数学)(2021年12期)2021-03-08坚持系统观念当代陕西(2020年22期)2021-01-18别让老观念害你中暑中国生殖健康(2020年7期)2021-01-18巧用不等式求最值河北理科教学研究(2020年3期)2021-01-04数列中的最值题型例讲中学生数理化(高中版.高二数学)(2020年11期)2020-12-15

推荐访问:求解 引领 观念