郭 增
在求解數(shù)學(xué)問題時(shí),由題設(shè)條件與結(jié)論,聯(lián)想所學(xué)的知識,構(gòu)造出相關(guān)的數(shù)學(xué)模型來求解,是運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解答各類問題的有效途徑,也是一種創(chuàng)造性思維方法。
恒成立問題的普遍做法是通過函數(shù)圖像以及函數(shù)最值來解決,但也存在有些問題需要分情況討論以及還有最值難以求解的問題,所以筆者從這個(gè)角度思考能不能從構(gòu)造新的幾何意義來輔助解決這類問題。幾何量中常用于計(jì)算的有距離與斜率,所以能不能從構(gòu)造斜率模型角度來思考,或許會有一片新的天地。本文對一道作業(yè)練習(xí)的研究,從構(gòu)造斜率模型的角度來重溫經(jīng)典高考題,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想來解答不等式恒成立問題。
作業(yè)練習(xí):設(shè)a∈R,對任意的恒小于等于0,求a的取值范圍。
解:動(dòng)點(diǎn)(a+1,a)顯然在y=x-1上,函數(shù)y=ex在x∈[0,1]上的所有點(diǎn)與直線y=x-1的點(diǎn)連線的斜率恒小于等于0或是不存在,觀察圖像斜率顯然可知在直線y=x-1的x∈[1,2]區(qū)間上恒成立,即a∈[0 ,1]
反思:通過不等式乘積的代數(shù)轉(zhuǎn)化為比值,在分式的基礎(chǔ)上構(gòu)造出兩函數(shù)圖像點(diǎn)連線的斜率模型,結(jié)合圖像觀察恒成立的情況,既清晰也直觀。
高考鏈接:(2012年浙江卷理科17題)設(shè)a∈R,若x >0時(shí)均有
反思:這是一道非常經(jīng)典的不等式恒成立問題,通過代數(shù)變形構(gòu)造斜率模型再次展現(xiàn)數(shù)形結(jié)合的魅力以及函數(shù)構(gòu)造的高妙。
綜上所述,不等式對于具有形式的分式或者乘積形式(代數(shù)變形為分式),在此分式的基礎(chǔ)之上構(gòu)造出斜率模型,再結(jié)合相應(yīng)的圖形觀察即可。以此,我們可以知道在解決代數(shù)不等式問題時(shí),可以嘗試構(gòu)造特殊的方程或者不等式,結(jié)合幾何模型賦予相應(yīng)的幾何意義。