高中数学中实施“分离参数”思想的策略研究

2017-03-09 18:03蓝云波
中学数学杂志(高中版) 2017年1期
关键词:最值本题函数

分离参数作为高中数学中的一种常用的方法,有极为重要、广泛的应用.笔者在教学实践中发现,学生对含有参数的问题,尤为喜欢这种方法.因为不少问题,若对参数进行分类讨论往往比较繁琐,且如何分类,分类后如何解决问题也是一大难点.因此,教师对分类讨论进行必要的讲解之后,对分离参数这一数学思想方法要进行必要的梳理,以提高数学教学的有效性和学生分析问题和解决问题的能力.笔者发现,目前虽有一些文章讨论这一思想,但大都研究不够深入,或挂一漏万,或避重就轻.基于此,笔者重新梳理了分离参数这一数学思想方法,并以近年的高考题、模拟题为例,谈谈笔者的看法和体会,现分析如下,供大家参考.1如何分离参数

对很多数学问题,分离参数能有效地提高解题效率.因此如何实现参变分离,是问题解决的关键.笔者通过整理各类试题,发现大部分问题都能直接分离,但对于较为复杂的问题,则需要细致观察,通过实施适当的代数变形把参数分离出来.然后再通过各种手段使问题得到圆满的解决.1.1直接型

点评本题可直接把参数分离出来,但是分离后问题的难度较大.通过观察发现,本题两处含有a+1,故可实施配凑策略,把a+1分离出来.通过这样的技术处理之后,问题便豁然开朗.

2分离参数后如何处理新问题

分离参数是解决问题的第一步,分离后如何处理新的问题则是又一迫切需要解决的问题.笔者认为,成功分离参数后的主要任务就是构造函数,并求解函数的最值(上界或下界).但不同问题,處理起来的难度是不一样的.对于较为简单的问题,分离之后可直接构造函数,而且函数的最值的求解往往也较为简单.但对于一些较为复杂的问题,需要进行适当的技术处理.如求解最值时,可通过多次求导,通过细致的分析求出函数的最值,也可进行放缩,利用放缩前后的函数的最值在同一自变量处取得最值求解.还可通过高等数学中的洛必达法则求解一类极限值,而这个极限值就是所需要求的上界或下界.还可避免超纲的洛必达法则,利用导数的定义求解这一极限值.下面通过举例说明.2.1简单直接型

通过分离参数之后,不少问题(如本文中的例1)可用直接构造函数解答.限于篇幅,这里不再赘述.

2.2利用多次求导

例6(广东省东莞市2014年元月高三调研测试)已知函数f(x)=x2+aln(x+1).

所以实数a的取值范围是[JB((]-∞,-[SX(]2[]ln3[SX)][JB)]].

点评本题通过分离参数后,g(x)的最小值无法直接解决,但通过二次求导,可判断出函数h(x)单调递减,从而求出h(x)的最大值,并判断出g′(x)的符号,最终实现g(x)的最小值的求解.这种多次求导的思想,在高考题中屡屡出现,值得我们关注.2.3利用放缩法

放缩法是证明不等式的一大利器,受定势思维影响,很多人认为放缩法不能用来求最值,事实并非如此,实际上,若能利用放缩前后的函数在同一自变量处取得最值,则能突破解题瓶颈.下面给出应用放缩法解答例6的另一解法.

点评本题的难点在于得出函数g(x)在[JB((]1,+∞[JB))]单调递增后,函数g(x)在x=1时的极限值的求解,本文使用了导数的定义,既避免了繁琐的分类讨论,又没有使用超纲的洛必达法则,且整个解答过程极为简洁,无疑是一种值得推广的好方法!3分离思想之类比延伸

分离参数的核心思想在于“分离”,因此,若能抓住这一数学思想的关键,则能利用类比延伸的方法使这一核心思想得到更为广泛的应用.笔者通过整理资料发现,高中数学中,分离参数时除了成功地利用了“分离”的技巧外,“分离”思想还能进一步发扬光大,在其它数学问题中也有极为重要的应用,常见的成功使用“分离”技巧还有分离常数法和分离函数法,下面通过具体案例说明之.3.1分离常数

故原不等式得证.

点评本题虽不含参数,但直接构造函数要进行较为复杂的分类讨论,但在通过实施分离函数的技巧后,把含有ex与lnx一分为二后,问题便化难为易.笔者发现,在同时含有ex与lnx的函数问题中,分离函数的技巧具有一定的通性通法.

通过以上的案例说明,一种数学思想方法,若能进行细致的分析和发掘,是有新的发现和认识的.而且通过探究,不仅能提高教师的教学研究能力水平,还能很好地为教学服务,在提高教师教学的高效性的同时,也能提高教师的技能.如本文所研究的分离参数思想,从分离的策略,分离后问题的解决,无不显示出数学思想的精髓所在.因此,在教师在平时的教学之余,要多研究一些问题,多作一些探究,这样才能站在更高的角度看待和审视问题,在教学中才能做到游刃有余.

作者简介

蓝云波(1981—),男,广东兴宁人,学士,中学一级教师,主要从事高中数学教学与初等数学研究工作.已发表论文近60篇.

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