導(dǎo)數(shù)解決函數(shù)綜合性問(wèn)題最終都回歸于函數(shù)單調(diào)性的判斷,而函數(shù)的單調(diào)性與其導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn)有著緊密的聯(lián)系,可以說(shuō)導(dǎo)函數(shù)零點(diǎn)的判斷、數(shù)值上的精確求解或估計(jì)成為導(dǎo)數(shù)綜合應(yīng)用中最為核心的問(wèn)題.導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn),根據(jù)其數(shù)值計(jì)算上的差異,我們可以分為兩類(lèi):一類(lèi)是數(shù)值上能精確求解的,我們不妨稱(chēng)為“顯零點(diǎn)”;另一類(lèi)是能判斷其存在但數(shù)值上無(wú)法精確求解的,我們不妨稱(chēng)為“隱零點(diǎn)”.在教學(xué)實(shí)踐中,我們發(fā)現(xiàn)對(duì)于處理“隱零點(diǎn)”問(wèn)題,由于涉及到靈活的代數(shù)變形技巧、抽象縝密的邏輯判斷和巧妙的不等式應(yīng)用,對(duì)學(xué)生綜合能力要求比較高,往往成為我們教學(xué)的難點(diǎn).為此筆者以2013年高考涉及函數(shù)“隱零點(diǎn)”的試題為例,系統(tǒng)闡述“隱零點(diǎn)”的處理策略和技巧,供讀者參考.
1函數(shù)“隱零點(diǎn)”的存在性判斷
對(duì)于函數(shù)“隱零點(diǎn)”的存在性判斷,筆者曾在文[1]進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)探討,對(duì)此我們常采用下列兩種方法求解:一是利用函數(shù)零點(diǎn)介質(zhì)定理,即若連續(xù)函數(shù)f(x)在(a,b)上單調(diào),且f(a)
·f(b)<0,則f(x)在(a,b)上存在唯一零點(diǎn);二是借助圖像分析,即將函數(shù)f(x)的零點(diǎn)問(wèn)題的判斷轉(zhuǎn)化為方程f(x)=0的解的判斷,并通過(guò)合理的變形將方程轉(zhuǎn)化為合適的形式再處理.在2013年高考中,此類(lèi)問(wèn)題涉及相對(duì)較多,例如
2函數(shù)“隱零點(diǎn)”的虛設(shè)和代換
在分析函數(shù)單調(diào)性時(shí),我們不得不需要求導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn).而對(duì)于函數(shù)“隱零點(diǎn)”,由于我們無(wú)法求出其顯性表達(dá)式,這給我們求解問(wèn)題帶來(lái)一定的困難.筆者曾在文[2]探討過(guò)該類(lèi)問(wèn)題,我們處理的基本方法為“虛設(shè)及代換”,通過(guò)該手段來(lái)回避難點(diǎn).此類(lèi)問(wèn)題的求解具有一定的難度,例如
3函數(shù)“隱零點(diǎn)”的數(shù)值估計(jì)
函數(shù)“隱零點(diǎn)”盡管無(wú)法精確求解,但是我們可以進(jìn)行數(shù)值估計(jì),最簡(jiǎn)單的方法即為在判斷其存在性的前提下利用二分法進(jìn)行估計(jì).當(dāng)然,這種估計(jì)方式多適用于數(shù)值估計(jì),對(duì)于“隱零點(diǎn)”的代數(shù)估計(jì),我們還可以通過(guò)單調(diào)函數(shù)來(lái)構(gòu)建函數(shù)不等式進(jìn)行估計(jì).例如
參考文獻(xiàn)
[1]林國(guó)夫.函數(shù)零點(diǎn)問(wèn)題的求解策略[J],中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),2010,(5).
[2]林國(guó)夫. 關(guān)注導(dǎo)數(shù)解決含參函數(shù)問(wèn)題中虛設(shè)零點(diǎn)的技巧[J],中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(高中版),2012,(5).
[3]林國(guó)夫. 導(dǎo)數(shù)應(yīng)用中“隱點(diǎn)”的定量估計(jì)策略[J],中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(高中版),2013,(3).