黃如炎
有些難度較大的不等式(最值)問(wèn)題,表面看似與函數(shù)無(wú)關(guān)但背后往往蘊(yùn)藏著某個(gè)函數(shù),如能揭示所隱含的函數(shù),通過(guò)研究函數(shù)的性質(zhì)與圖象可化難為易,此類(lèi)不等式(最值)問(wèn)題在近年高考?jí)狠S題、競(jìng)賽題和數(shù)學(xué)問(wèn)題中時(shí)有出現(xiàn),學(xué)生不知所措,束手無(wú)策,應(yīng)引起教師教學(xué)上的重視,運(yùn)用函數(shù)思想方法解決非函數(shù)型不等式(最值)問(wèn)題的關(guān)鍵在于根據(jù)不等式結(jié)構(gòu)特征或?qū)⒉坏仁阶冃无D(zhuǎn)化后構(gòu)建以某個(gè)量為自變量的函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、最值、極值、切線和圖象后使問(wèn)題獲解,探尋與構(gòu)建不等式中蘊(yùn)藏函數(shù)的方法機(jī)智靈活多樣,主要有以下幾種情境與對(duì)策.
方法提煉 對(duì)某些多元對(duì)稱(chēng)不等式,可利用不等式等號(hào)成立時(shí)函數(shù)取得極值探尋不等式g(a)≥h(a),即構(gòu)建函數(shù)f(x)=g(x)一h(x)解決問(wèn)題,此方法比利用切線尋找函數(shù)的一次估計(jì)式更具有一般性.
例8[2] (《數(shù)學(xué)通報(bào)》數(shù)學(xué)問(wèn)題2080)正數(shù)a,b,c滿足a+ 2b+ 3c≤abc,求5a+ 22b+c最小值.
本問(wèn)題難度較大,引起了許多中數(shù)研究者的關(guān)注和探究,問(wèn)題提供人是在賦予a ,b,c具體值的情況下設(shè)置本問(wèn)題,可根據(jù)已知a,b,c值和均值不等式取等號(hào)的條件對(duì)式子進(jìn)行變形配湊后用均值不等式求出最值[3],但在外人看來(lái)這種變形分拆神秘莫測(cè),文獻(xiàn)[4~6]通過(guò)待定系數(shù)法、算術(shù)平均不等式、加權(quán)冪平均不等式等方法進(jìn)行探究,雖然揭開(kāi)了命題者解題的神秘面紗,但都涉及到多元高次方程,求解過(guò)程十分艱難,下面通過(guò)構(gòu)建函數(shù)既輕松解決問(wèn)題又開(kāi)啟新的思維方式.
方法提煉 對(duì)某些關(guān)于a,b,c式子最值,可先構(gòu)建關(guān)于某個(gè)字母的函數(shù)f(x,b,c)(或f(x,a ,c),f(x,a,b)),利用導(dǎo)數(shù)求出最值g(b,c)(或g(a,c),g(a,b0)),再構(gòu)建函數(shù)g(x,c)(或g(x,a),g(x,b)),利用導(dǎo)數(shù)求出最值h(c)(或h(a),h(b)),再求出h(c)(或h(a),h(b))最值.
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》 (2017年版)對(duì)學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng)水平的要求包括:“對(duì)于新的數(shù)學(xué)問(wèn)題,能夠提出不同的假設(shè)前提,推斷結(jié)論,形成數(shù)學(xué)命題;對(duì)于較復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題,能夠通過(guò)構(gòu)建過(guò)渡性命題,探索論證的途徑,解決問(wèn)題”[7].解決難度較大的數(shù)學(xué)問(wèn)題,往往需要提出某個(gè)假設(shè)或引理,構(gòu)建函數(shù)是提出假設(shè)和引理的有效途徑之一,在非函數(shù)型不等式(最值)問(wèn)題中,通過(guò)探尋與構(gòu)建函數(shù)合乎情理地探求不等式求證(解)思路,有助于培養(yǎng)學(xué)生理性思維和高水平邏輯推理素養(yǎng).
參考文獻(xiàn)
[1]黃兆麟.數(shù)學(xué)問(wèn)題2298解答[J].數(shù)學(xué)通報(bào),2016(5):64
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[3]黃兆麟.2080號(hào)題是這樣編出來(lái)的[J].數(shù)學(xué)通訊(下半月),2015 (11):39-61
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[5]楊先義.也談數(shù)學(xué)通報(bào)數(shù)學(xué)問(wèn)題2080的解答[J].數(shù)學(xué)通訊(下半月),2014(11):31-34
[6]張青山.對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題2080的探究[J].數(shù)學(xué)通報(bào),2016 (12): 52-54
[7]中華人民共和國(guó)教育部制定.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:人民教育出版社,2017