吳志強(qiáng)四川省綿陽中學(xué)

從一道高考題來談?wù)撛鯓优囵B(yǎng)學(xué)生的能力

吳志強(qiáng)
四川省綿陽中學(xué)

中學(xué)數(shù)學(xué)教育是一個(gè)很復(fù)雜很專業(yè)的一門學(xué)科。也是中學(xué)生感到最難學(xué)的一門學(xué)科。經(jīng)過多年的學(xué)習(xí)，很多學(xué)生只知道其然，不知道其所以然。能夠做題，不會(huì)思考。提高學(xué)生的推理論證能力、運(yùn)算求解能力、創(chuàng)新意識(shí)，考查函數(shù)與方程、數(shù)形結(jié)合、分類與整合、化歸與轉(zhuǎn)化等數(shù)學(xué)思想是我們中學(xué)數(shù)學(xué)老師的主要任務(wù)。我們從一個(gè)典型題目出發(fā)，尋求多種思考方式，多種解題技巧，讓學(xué)生在這些思想方法中得到鍛煉，得到提升。

例（2014四川理21題）已知函數(shù) f(x)=ex-ax2-bx-1，其中a,b∈R，e=2.71828???為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)。

（Ⅰ）設(shè)g(x)是函數(shù) f(x)的導(dǎo)函數(shù)，求函數(shù)g(x)在區(qū)間[0,1]上的最小值。

（Ⅱ）若 f(1)=0，函數(shù) f(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)有零點(diǎn)，求a的取值范圍。

解：（1）因?yàn)?f(x)=ex-ax2-bx-1所以g(x)=f′(x)=ex-2ax-b 又g′(x)=ex-2a

因?yàn)閤∈[0,1]，1≤ex≤e所以：

所以函數(shù)g(x)在區(qū)間[0,1]上單增，gmin(x)=g(0)=1-b

，則1<2a

于是當(dāng) 00，

所以函數(shù)g(x)在區(qū)間[0,ln(2a)]上單減，在區(qū)間[ln(2a),1]上單增，

gmin(x)=g[ln(2a)]=2a-2aln(2a)-b

所以函數(shù)g(x)在區(qū)間[0,1]上單減，gmin(x)=g(1)=e-2a-b

綜上：g(x)在區(qū)間[0,1]上的最小值為：

本文重點(diǎn)研究第（Ⅱ）問。

分析一：本問是函數(shù) f(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)有零點(diǎn)，求參數(shù)a的取值范圍,即等價(jià)于 f(x)的一階導(dǎo)數(shù)g(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)至少有兩個(gè)零點(diǎn).借助于第(Ⅰ)問的解答可采用分類討論的方式進(jìn)行研究。

解法一、設(shè) x0為 f(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)的一個(gè)零點(diǎn)，則由f(0)=f(x0)=0可知，在區(qū)間(0,x0)上 f(x)不可能單調(diào)遞增，也不可能單調(diào)遞減。

則g(x)不可能恒為正，也不可能恒為負(fù)。

故g(x)在區(qū)間(0,x0)內(nèi)存在零點(diǎn)x1。

同理g(x)在區(qū)間(x0,1)內(nèi)存在零點(diǎn)x2。

所以g(x)在區(qū)間(0,1)內(nèi)至少有兩個(gè)零點(diǎn)。

此時(shí)g(x)在區(qū)間(0,ln(2a)]上單調(diào)遞減，在區(qū)間(ln(2a),1)上單調(diào)遞增。

因此x1∈(0,ln(2a)] ，x2∈(ln(2a),1)，必有

g(0)=1-b>0，g(1)=e-2a-b>0。

由 f(1)=0，有a+b=e-1<2，有：

g(0)=1-b=a-e+2>0，g(1)=e-2a-b=1-a>0.

解得e-2

當(dāng)e-2

若g(ln(2a))≥0，則g(x)≥0(x∈[0,1])，從而 f(x)在區(qū)間[0,1]上單調(diào)遞增，這與 f(0)=f(1)=0矛盾，所以g(ln(2a))<0。

又g(0)=a-e+2>0，g(1)=1-a>0，故此時(shí)g(x)在(0,ln(2a))和(ln(2a),1)內(nèi)各有一個(gè)零點(diǎn)x1和x2。

由此可知 f(x)在[0,x1]上單調(diào)遞增，在(x1,x2)上單調(diào)遞減，在[x2,1]上單調(diào)遞增。

所以 f(x1)>f(0)=0，f(x2)

綜上可知，a的取值范圍是(e-2,1)。

點(diǎn)評(píng)：本問解答的難點(diǎn)之一是恰當(dāng)運(yùn)用第(Ⅰ)問的結(jié)論，以此搭建“橋梁”，尋找問題之間的聯(lián)系；難點(diǎn)之二是怎樣能夠判斷g(ln(2a))的正負(fù)，因?yàn)檫@是一超越不等式（不可能求出其解集）.大部分考生思維受阻，折戟在此.該點(diǎn)恰好是考查考生思維的深刻性和靈活性的一塊試金石，只有極少部分的考生能夠運(yùn)用反證法的方法解決問題，所以創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)非一時(shí)之功。

分析二:思考用函數(shù)的方法去研究g(ln(2a))的值域,只要最大值小于零,則問題可獲得圓滿解決。

解法二、由g(ln(2a))=2a-2aln(2a)+a+1-e,a∈(e-2,1)

令h(x)=2x-2xln(2x)+x+1-e,x∈(e-2,1)

所以?x∈(e-2,1),恒有h(x)<0

故對(duì)a∈(e-2,1)，恒有g(shù)(ln(2a))<0。

點(diǎn)評(píng)：要求考生善于挖掘題目的內(nèi)涵，從而發(fā)現(xiàn)問題的本源，找到解決問題的方法.對(duì)考生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決相關(guān)問題提出了很高的要求。

[反思與小結(jié)]

1.優(yōu)秀的高考?jí)狠S題大多是低起點(diǎn)，寬入口，但落點(diǎn)高，對(duì)思維與創(chuàng)新能力有較高的要求。我們只要認(rèn)真分析與研究，其解法決不只是”華山一條道”，而是“條條道路通羅馬”，這也是優(yōu)秀高考?jí)狠S題的一個(gè)共性。

2.新課程課標(biāo)下的高考對(duì)學(xué)生的要求之一是創(chuàng)新能力，是在一次次探索中得到思維的靈動(dòng)與創(chuàng)新.而高考考試題中的壓軸題則是一座富含奇珍異珠的礦藏，我們應(yīng)當(dāng)以科學(xué)的態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的精神去審視。在高三數(shù)學(xué)教學(xué)中，運(yùn)用好高考?jí)狠S題，充分挖掘它的典型性、示范性的功能.采用一題多解、一題多變、多題同解等方法實(shí)踐，能夠使學(xué)生思路開闊，舉一反三，觸類旁通，猶如醍醐灌頂，靈動(dòng)學(xué)生的多元思維、創(chuàng)新思維。