王曼鈴
摘 要 在高考之中導(dǎo)數(shù)是相當(dāng)重要的考點(diǎn)內(nèi)容,同時(shí)其也是學(xué)生學(xué)習(xí)更加高深數(shù)學(xué)知識(shí)的重要基礎(chǔ)。但是學(xué)生掌握起來卻存在一定的困難,因此解題時(shí)也很難確保正確率。模擬題是重要的學(xué)習(xí)資源。在文中就如何通過模擬題來梳理導(dǎo)數(shù)解題方法進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞 導(dǎo)數(shù);模擬題;解題方法
中圖分類號(hào):D045 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1002-7661(2018)06-0002-02
在高考試卷中,導(dǎo)數(shù)題始終是當(dāng)之無愧的殺手锏。首先是因?yàn)槠浔旧淼膬?nèi)容繁雜,學(xué)生不易抓住知識(shí)的主線和重點(diǎn);其次,試題形式變幻莫測(cè),考察方式靈活,十分考驗(yàn)學(xué)生高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)功底。因此,導(dǎo)數(shù)題一直是學(xué)生解題最困難的地方。
但是,導(dǎo)數(shù)的學(xué)習(xí)并非無跡可尋,筆者認(rèn)為教師在教學(xué)中可以根據(jù)試題的類型和難度,將常規(guī)題目進(jìn)行分類,進(jìn)而針對(duì)每一類別分析常規(guī)策略,幫助學(xué)生提高導(dǎo)數(shù)的解題能力,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心;同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)的能力,進(jìn)而更好地應(yīng)對(duì)高考。
下面是2018年東北三省三校第二次模擬考試的第12題,考察的是利用導(dǎo)數(shù)求參數(shù)范圍的問題。由于學(xué)生對(duì)于函數(shù)及方程等概念理解不透徹,導(dǎo)致對(duì)此題目望而卻步。然而,此題型其實(shí)屬于導(dǎo)數(shù)的常規(guī)問題,下面筆者將以此題目為載體,示范解決參數(shù)范圍問題的三種常規(guī)方法,以便學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ),快速解決問題。
題目:已知當(dāng) 時(shí):關(guān)于 的方程 有唯一實(shí)數(shù)解,則 值所在的范圍是( )
A. B. C. D.
視角1:分離參數(shù)法
解法1:將 整理
得 ,
由于 ,所以 故 。令 ,則 ,
,
由于 ,故 恒成立, 在定義域內(nèi)單調(diào)遞增。由 , 。
所以 。①
且當(dāng) 時(shí), ;當(dāng) 時(shí), 。所以,當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞減;當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞增。因此, 是 的最小值點(diǎn)。所以, 由①知, ,
。所以, 的范圍為 。
評(píng)注:此方法的關(guān)鍵是在分離參數(shù)之后,利用導(dǎo)數(shù)思想來找出 的最小值,難點(diǎn)在于 的最小值不是可以求出的確定數(shù),需要通過零點(diǎn)存在性定理來判斷最小值點(diǎn) 的范圍,這是解決綜合性題目的一種重要手段。
視角2:直接求導(dǎo)法
解法2:將 整理得
,即 。
問題轉(zhuǎn)化為 在 時(shí)只有一個(gè)零點(diǎn)。 ,當(dāng) 時(shí), 。且當(dāng) 時(shí), ;且當(dāng) 時(shí), 。
當(dāng) 時(shí), ,當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞增, ,所以無零點(diǎn)。當(dāng) 時(shí), ,當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞減; 當(dāng) 時(shí), 單調(diào)遞增。所以, 由于 在 時(shí)只有一個(gè)零點(diǎn),所以 。
設(shè) ,
則 , 單調(diào)遞增。 , 的范圍為 。
評(píng)注:學(xué)生需要具備利用導(dǎo)數(shù)確定函數(shù)單調(diào)性的能力,由于此題自變量 的限制,解題中要將極值點(diǎn) 與1的大小進(jìn)行比較,來確定函數(shù)在定義域內(nèi)的單調(diào)性。關(guān)于 范圍的討論是本題的關(guān)鍵點(diǎn),需要學(xué)生重視和練習(xí)。
視角3:圖象觀察法
解法3:原式可整理為
設(shè) 。則當(dāng) 時(shí), 有唯一實(shí)數(shù)解等價(jià)于 圖象只有一個(gè)交點(diǎn)。 得 ,且當(dāng) 時(shí), ;當(dāng) 時(shí), 。所以 為極小值,也是最小值。 。當(dāng) 時(shí),由洛必達(dá)法則, ;當(dāng) 時(shí), 。所以, 的圖象如圖所示:
過定點(diǎn) ,則依題意可知直線與曲線相切。設(shè)切點(diǎn)為 , ,過點(diǎn) 的切線方程為
,將 代入化簡(jiǎn)得 。令 ,
則
由于 ,所以 恒成立。因此, 在定義域內(nèi)單調(diào)遞減。由于 , 。所以 。
, 。
評(píng)注:圖象法是解決函數(shù)問題最直觀的方法。此題我們可以將原方程分離成兩個(gè)函數(shù),將問題轉(zhuǎn)換成求兩個(gè)函數(shù)交點(diǎn)個(gè)數(shù)的問題。此方法的難點(diǎn)在于曲線相切位置的確定,充分考查了學(xué)生對(duì)于導(dǎo)數(shù)幾何意義的理解。同時(shí),可以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合的能力。
通過對(duì)一道導(dǎo)數(shù)選擇題的思考,既總結(jié)了解決導(dǎo)數(shù)問題的一般方法,也讓學(xué)生們體會(huì)了多種高中數(shù)學(xué)解題所需的技巧與策略,復(fù)習(xí)了多個(gè)與函數(shù)、導(dǎo)數(shù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn),并通過方法的綜合使用達(dá)到了溫故知新的效果。高三數(shù)學(xué)習(xí)題課任務(wù)量很大,對(duì)題目進(jìn)行深入探究與方法總結(jié)方能讓習(xí)題課生動(dòng)并且高效。