谙命题之道 明解题之本

2022-05-30 10:48林春明张如椿
数理化解题研究·高中版 2022年8期
关键词:不等式导数命题

林春明 张如椿

摘 要:本文针对2021-2022学年佛山第一次质量检测导数压轴题给出解题策略剖析、命制策略揣析、命题手法综析、新题命制探析,帮助学生有效应对此类高考问题的求解,在过程中感知数学命题之道,感悟数学解题之本.

关键词:命题;函数;导数;解题;不等式

中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008-0333(202222-0002-03

1 试题呈现

题目 已知函数f(x=1aex-1+x,其中a∈R且a≠0.

当a=1或0

本题是2021-2022学年佛山第一次质量检测第22题的第(2)问,试题设问清新自然又颇具特色,立意朴实又不失新颖.以含参不等式的证明进行呈现,乍看平淡无奇,细细品味后却感觉内涵丰富.本题在考查基础知识的同时,注重考查能力,将知识、能力与素质的考查融为一体,突出考查数学理性思维,着重考查对数学本质的理解,真正全面考查数学素养.

2 解题策略剖析

命题组采用分类讨论来求解.

当a=1时,利用常见的不等式ex≥1+x得到f(x≥1+x-1+x,要证明f(x≥12x,只需证明1+x-1+x≥12x,只需证明1+12x≥1+x,此不等式两边平方显然成立.

当0

令φ(x=1aex-12ax-(ex-12x,得φ′(x=(1-a(1aex+12>0,φ(x在[-1,+SymboleB@上是单调递增函数.所以φ(x≥φ(-1=(1-a(1ae-12≥0,故1aex-12ax≥ex-12x.要证明f(x≥

12ax,只需证明ex-12x≥1+x,此即a=1的情形,已证成立.

综上,当a=1或0

在充分理解上述过程的基础上,笔者发现,利用不等式ex≥1+x,可将待证不等式f(x≥12ax转化为1+xa-1+x≥12ax,经过适当代换,并结合基本不等式,即可将问题轻松求解,更彰显了问题的本质.

另解 (以直代曲)由ex≥1+x得1aex≥1+xa.故只需证明1+xa-1+x≥12ax.

所谓命题如制谜,解题如猜谜,至此,我们不难揣析到:命题者将一个常规的问题,通过逐步包装转换,将其变为一个新颖的试题.

而作为解题者的我们,则需通过转换手段,将一个陌生的问题,不断地转换到我们熟悉的情境和问题,就可轻松将其解决.

4 命题手法综析对上述命题手法作进一步的综合分析,我们可得到关于此类问题的一般化命制思路.

(1选择构成不等式模型的基本素材ex,1+x及x.

(2将基本素材进行线性组合,构成不等式原始模型.本题所构成的不等式原始模型为1aex-

b1+x≥cx(其中a>0).

(3利用不等式ex≥1+x实现以直代曲,得到不等式原始模型的简化.本题得到不等式1+xa-b1+x≥cx.

(4作代换1+x=t,实现第三步所得不等式形式的进一步简化.本题得到(1-act2-abt+ac≥0(1-ac≥0,ac≥0).

(5利用基本不等式将第四步所得不等式进一步简化,消去变量t,寻找使不等式成立的充分条件.本题中(1-act2+ac≥2ac(1-act,则只需2ac(1-act-abt≥0,只需2ac(1-ac≥ab,只需c(1a-c≥b2.

(6对参数赋值,使得不等式中仅剩下一個参数.本题中令b=1,c=12a,由c(1a-c≥b2可得a≤1,此时c=12a≤12,符合1-ac≥0,ac≥0.从而得到使不等式exa-12ax≥1+x成立的一个充分条件是0

(7进行合理设问.

由此步骤,可产生与此类似的一系列试题.

5 新题命制探析

基于上述试题命制手法,笔者尝试命制一些新题.

新题1 已知函数f(x=1a(2+x-12alnx,其中a∈R且a≠0.

(1)讨论f(x的单调性;

(2)证明:当0

为了体现两个设问的连贯性,问题(1)为问题(2)的证明提供线索,可尝试微调f(x的形式,将不等式lnx≤x-1蕴含其中.如令f(x=1a(2x-2-12alnx,当a=2时,f(x=(x-1-lnx,f(x≥0,即lnx≤x-1.从而可命制如下试题.

新题2 已知函数f(x=1a(2x-2-12alnx,其中a∈R且a≠0.

(1)讨论f(x的单调性;

(2)证明:当0

随着构成不等式模型的基本素材的调整,参数取值的不同设定,函数f(x形式的改变,问题设问的不同铺陈,根据上述命题思路,还可命制出各类相关试题,此处不再一一阐述.

数学解题有五重境界,从低阶到高阶分别是:“正确解题”“一题多解”“多题一解”“发现定理”“自己编题”.通过上述基于命题视角的试题研究,我们实现了解题策略分析、命题手法剖析、新题命制探析,对试题有了更深入的认识,在这个命题探究过程中,提升了自己的解题境界.

参考文献:

[1] 何灯.一道高考导数压轴题的命制手法[J].中学数学研究,2021(06:17-19.

[责任编辑:李 璟]

收稿日期:2022-05-05

作者简介:林春明(1963.11-,男,福建省福清人,本科,中学高级教师,从事中学数学教学研究.

张如椿(1980.3-,男,福建省福清人,本科,中学一级教师,从事中学数学教学研究.

基金项目:福建省教育科学“十三五”规划2019年度教育教学改革专项课题“新高考背景下情境化试题设计的导向和规律研究”(项目编号:jjgzx19-017).[]

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