田寶國
在一些習(xí)題中常常出現(xiàn)“即時定義”問題,這種問題提供了一個陌生的數(shù)學(xué)情境,新定義一個數(shù)學(xué)問題(概念),要求同學(xué)們通過閱讀材料、感知材料中的信息,正確理解它的含義,從而探索解題途徑.這類問題往往由于其立意新穎,解題思路開闊,不拘泥于具體的數(shù)學(xué)知識點,而是以問題為中心,將數(shù)學(xué)知識與方法進行合理結(jié)合,體現(xiàn)出對數(shù)學(xué)能力的考查.這種問題體現(xiàn)了高考要求的“背景新”和“立意新”,所以備受青睞.
解決“即時定義”問題,關(guān)鍵是讀懂要求,準確理解題意,弄清“定義”的實質(zhì),抓住其本質(zhì),不要受我們所熟悉的一些“定義”干擾,問題就會得到很好的解決.
下面通過兩道例題來體會一下這類問題的解決方法:
例1.設(shè)f(x)是定義在R上的函數(shù),若存在實數(shù)x0,使得f(x0)=x0,那么稱x0是函數(shù)f(x)的一個不動點.已知函數(shù)f(x)=ax2+(b+1)x+(b-1)(a≠0).
(1)當(dāng)a=1,b=-2時,求函數(shù)f(x)的不動點.
(2)若對任意實數(shù)b,函數(shù)f(x)總有兩個相異的不動點,求實數(shù)a的范圍.
(3)在(2)的條件下,若y=f(x)圖上A、B兩點的橫坐標是函數(shù) 的不動點,且A、B兩點關(guān)于直線y=kx+■對稱,求b的最小值.
分析:本題給出了函數(shù)f(x)的“不動點”的新情景,必須深刻理解“不動點”,通過等價轉(zhuǎn)化才能順利解題.對于(1)、(2)兩小題可轉(zhuǎn)化為一元二次方程問題來解決.而(3)用幾何角度來理解,可轉(zhuǎn)化為對稱問題.
解:(1)由不動點定義,有f(x)=x即x2-x-3=x,
解得x=3或x=-1.
故函數(shù)f(x)的不動點x=3或x=-1.
(2)因為函數(shù)f(x)總有兩個相異的不動點,所以方程ax2+(b+1)x+(b-1)=x恒有兩個相異的實數(shù)解,所以Δ=b2-4ab+4a>0(b∈R)恒成立,所以判別式(4a)2-16a<0,解得0 (3)由題意知A、B兩點在直線y=x上,設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2), ∵A、B兩點關(guān)于直線y=kx+■對稱,∴k=1 又∵x1,x2是方程ax2+(b+1)x+(b-1)=0的兩根, ∴A、B中點M(-■,-■)在直線y=kx+■上, 解得b=-■≥-■當(dāng)且僅當(dāng)a=■時取等號. 所以b的最小值為-■. 例2.對于定義在區(qū)間[m,n]上的兩個函數(shù)f(x)和g(x)如果對任意的x∈[m,n],均有f(x)-g(x)≤1,則稱f(x)與g(x)在[m,n]上是接近的,否則稱f(x)與g(x)在區(qū)間[m,n]上是非接近的;現(xiàn)有兩個函數(shù)f1(x)=loga(x-3a)與f2(x)=loga■(a>0,a≠1),給定區(qū)間[a+2,a+3]; (1)若函數(shù)f1(x)與f2(x)在區(qū)間[a+2,a+3]上有意義,求a的取值范圍; (2)討論函數(shù)f1(x)與f2(x)在區(qū)間[a+2,a+3]上是否接近. 分析:本題的第(1)小題是我們熟悉的函數(shù)問題,而第(2)小題需要根據(jù)題目所給出的“接近”與“非接近”的定義,轉(zhuǎn)化為不等式恒成立問題來解決. 解:(1)依題意有x-3a>0且x-a>0,∴x>3a ∵f1(x)與f2(x)在區(qū)間[a+2,a+3]上有意義, ∴3a0) ∴0 (2)f1(x)-f2(x)=loga(x-3a)-loga■=loga(x-3a)(x-a)≤1 即loga(x-3a)(x-a)≤1 ∴-1≤loga(x-3a)(x-a)≤1在區(qū)間[a+2,a+3]上恒成立 ∵0 ∴a≤(x-3a)(x-a)≤■在[a+2,a+3]上恒成立 x2-4ax+3a2-a≥0x2-4ax+3a2-■≤0在[a+2,a+3]上恒成立