楊偉達(dá)
(廣東省廣州市花都區(qū)第二中學(xué) 510820)
在歷年高考試題和模擬試題中常常出現(xiàn)一類(lèi)涉及兩個(gè)參變量的難題.這類(lèi)試題主要考查參變量的求值或取值范圍.它初看起來(lái)無(wú)從下手、思路不明,但仔細(xì)思量、推敲便會(huì)豁然開(kāi)朗.筆者就有關(guān)兩個(gè)參變量問(wèn)題分別從線性規(guī)劃、方程思想、幾何性質(zhì)、向量運(yùn)算、不等式性質(zhì)等多角度進(jìn)行析疑解惑,從而體現(xiàn)出濃濃的“高考味”.現(xiàn)舉例說(shuō)明.
有這樣的一類(lèi)題,看似熟悉、簡(jiǎn)單的方程,卻因含有兩個(gè)參變量使得問(wèn)題變得更加復(fù)雜,此時(shí)可根據(jù)題目的條件轉(zhuǎn)化為一類(lèi)不等式組,借助線性規(guī)劃知識(shí)將問(wèn)題解決.
分析此題考查了含有兩個(gè)參變量的一元二次方程根的分布情況.解決此題關(guān)鍵在于:將方程轉(zhuǎn)化函數(shù),運(yùn)用函數(shù)的零點(diǎn)存在定理,借助線性規(guī)劃知識(shí)將問(wèn)題解決.
當(dāng)直線經(jīng)過(guò)原點(diǎn)與直線2a+b+3=0平行時(shí),k=-2為最小
例2 已知函數(shù)f(x)=|xex+1|,關(guān)于x的方程f2(x)+2sinα·f(x)+cosα=0有四個(gè)不等的實(shí)根,則sinα-cosα≥λ成立,則實(shí)數(shù)λ的最大值為_(kāi)___.
分析此題考查了函數(shù)、方程、不等式、三角函數(shù)等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)結(jié)合的綜合題.本題難點(diǎn):含有絕對(duì)值符號(hào)及兩個(gè)參變量.解決此題的關(guān)鍵:重在轉(zhuǎn)化,借助圖形,利用線性規(guī)劃知識(shí)將問(wèn)題解決.
解如圖2,f(x)=|xex+1|.
當(dāng)x>0時(shí),f(x)=xex+1,f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)x<0時(shí),f(x)=-xex+1,令f′(x)=0,解得x=-1.
所以當(dāng)x<-1時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增;
當(dāng)<-1 有這樣的一類(lèi)題,看似熟悉、簡(jiǎn)單的函數(shù),卻因含有兩個(gè)參變量使得問(wèn)題變得更加復(fù)雜,此時(shí)可根據(jù)題目的條件把它轉(zhuǎn)化為方程,借用方程組消元將問(wèn)題解決. 分析此題涉及含有兩個(gè)參變量的一元二次不等式.由于涉及兩個(gè)參變量,難度增加,解決此問(wèn)題關(guān)鍵:轉(zhuǎn)化為一元二次函數(shù),運(yùn)用分類(lèi)討論,列方程組消元可求得兩個(gè)參變量的值. 有這樣的一類(lèi)題,條件中涉及幾何背景的知識(shí),且含有兩個(gè)參變量.此時(shí),借用平面幾何性質(zhì),觀察圖形特征,問(wèn)題會(huì)更容易讓人理解. 例4 (2009年高考重慶卷文)把函數(shù)f(x)=x3-3x的圖象C1向右平移u個(gè)單位長(zhǎng)度,再向下平移v個(gè)單位長(zhǎng)度后得到圖象C2,若對(duì)任意的u>0,曲線C1與C2至多只有一個(gè)交點(diǎn),則v的最小值為( ). A.2 B.4 C.6 D.8 分析此題考查了函數(shù)圖象的運(yùn)動(dòng)變化.困難所在:涉及兩個(gè)參變量.問(wèn)題是:在圖象之間如何找到至多只有一個(gè)交點(diǎn). 解決此題的關(guān)鍵:畫(huà)出兩個(gè)圖象,觀察圖形,運(yùn)用平面幾何性質(zhì),找出極大值和極小值,進(jìn)而找到參變量v的最小值. 解利用導(dǎo)數(shù)方法作函數(shù)f(x)=x3-3x的圖象C1,如圖4所示,然后作平移變換得到C2,觀測(cè)圖象只有在v≥f(x)極大值-f(x)極小值=4時(shí)對(duì)任意u>0(表示圖象向右平移)曲線C1與C2至多一個(gè)交點(diǎn).故選B. (1)求橢圓的方程;(2)若直線l:y=kx+m(k≠0)與橢圓相交于B,C兩點(diǎn)(異于點(diǎn)A),線段BC被y軸平分,且AB⊥AC,求直線l的方程. 分析此題考查了直線與橢圓相結(jié)合的綜合問(wèn)題.第二問(wèn)涉及兩個(gè)參變量,若直接列方程組,方法簡(jiǎn)單,但運(yùn)算復(fù)雜,學(xué)生只能可望而不可及;若從平面幾何的對(duì)稱(chēng)性質(zhì),觀察圖形,問(wèn)題會(huì)變得簡(jiǎn)單. (2)將直線方程y=kx+m代入橢圓方程, 整理,得(1+k2)x2+8mkx+4m2-8=0. 因?yàn)閗≠0,所以m=0. 因?yàn)楫?dāng)m=0時(shí),B,C關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng),設(shè)B(x,kx),C(-x,-kx). 因?yàn)锳B⊥AC,A(2,1), 有這樣的一類(lèi)題,條件中涉及到平面向量的基本定理.由于涉及含有兩個(gè)參變量讓人無(wú)從下手.解決此問(wèn)題方法:一方面可以采用向量的加、減法原理求出兩個(gè)參變量的值;另一方面也可以用數(shù)量積列出方程組求解.當(dāng)然,有時(shí)采用法向量消元更加方便、快捷. 解如圖6,(1)略.(2)∠BOC=360°-∠AOB-∠AOC=360°-150°-120°=90°, 所以∠COD=∠AOC-90°=120°-90°=30°, ∠BOD=360°-∠AOB-90°=360-150°-90°=120°. 分析對(duì)于這樣的一個(gè)圖,許多人自然會(huì)想到建立平面直角坐標(biāo)系,利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算可求得;若細(xì)心觀察圖形發(fā)現(xiàn)a是小正方形兩端點(diǎn)的對(duì)角線,且向量c點(diǎn)的起點(diǎn)及向量b的中點(diǎn)都在小正方形的頂點(diǎn)上,平移向量a即可構(gòu)成一個(gè)三角形,利用向量的三角形法則可得c=λa+μb(λ,μ∈R). 解析由圖7B可知,向量b的中點(diǎn)經(jīng)過(guò)點(diǎn)E(小正方形的一個(gè)頂點(diǎn)),向量c的起點(diǎn)F是小正方形的一個(gè)頂點(diǎn),連接EF,構(gòu)成一個(gè)三角形. 有這樣一類(lèi)題,條件中含有絕對(duì)值符號(hào),若用去絕對(duì)值符號(hào)則需要進(jìn)行分類(lèi)討論,加上涉及兩個(gè)參變量,本來(lái)復(fù)雜的題變得難上加難.此時(shí),恰當(dāng)運(yùn)用絕對(duì)值不等式性質(zhì)會(huì)有意想不到的效果. 例8 設(shè)f(x)=|log2x+ax+b|(a>0)在區(qū)間[t,t+2](t為正數(shù))上的最大值為Mt(a,b),若{b|Mt(a,b)>1+a}=R,則實(shí)數(shù)t的最大值( ). 分析此題考查了含有絕對(duì)值符號(hào)的函數(shù).學(xué)生思維障礙是含有多個(gè)參變量及絕對(duì)值符號(hào).解決此問(wèn)題的關(guān)鍵:去絕對(duì)值不等式符號(hào),應(yīng)用其性質(zhì)可以避免了分類(lèi)討論,此題就可快速解決. 總而言之,在涉及到多個(gè)參變量的創(chuàng)新型試題是培養(yǎng)學(xué)生能力、優(yōu)化學(xué)生思維品質(zhì)的極好素材,應(yīng)引起廣大師生足夠重視.二、借用方程思想解決兩個(gè)參變量問(wèn)題
三、借用平面幾何性質(zhì)解決兩個(gè)參變量問(wèn)題
四、借用向量運(yùn)算解決兩個(gè)參變量問(wèn)題
五、借用絕對(duì)值不等式性質(zhì)解決兩個(gè)參變量問(wèn)題