董雪嬌
思路探尋求參數(shù)的取值范圍問題常與函數(shù)、不等式、方程、三角函數(shù)、解析幾何等知識(shí)相結(jié)合,對(duì)同學(xué)們運(yùn)算能力和綜合分析能力的要求較高.此類問題涉及的知識(shí)比較豐富,解法多種多樣.那么,在面對(duì)這類問題時(shí),我們?cè)撊绻麑ふ医忸}的思路呢?本文以一道題為例,談一談求解參數(shù)的取值范圍問題的方法.
題目:若當(dāng) x∈0, ?(ù)時(shí), cosx+ sinx= 有解,求 a 的取值范圍.
題目條件中給出了x 的取值范圍以及一個(gè)含有參數(shù) a 的方程,條件較少,要求 a 的取值范圍,我們需從方程入手,采用數(shù)形結(jié)合法,利用三角函數(shù)的性質(zhì)來求解.
方法一:數(shù)形結(jié)合法
數(shù)形結(jié)合法是求解參數(shù)問題的常用手段.在求參數(shù)的取值范圍時(shí),可根據(jù)已知關(guān)系式構(gòu)造出函數(shù)式、直線的方程、圓的方程等,然后畫出相應(yīng)的圖形,通過分析圖形中點(diǎn)、線、面的位置及其關(guān)系,建立關(guān)于參數(shù)的關(guān)系式,即可求得參數(shù)的取值范圍.
解:由 cosx+ sinx= 可得1-sinx= cosx,
而 x ∈0,? ?(ù),1-sinx≠0,cosx≠0,
所以 =,= .
令=-k,則 k = ,該式可視為兩點(diǎn) A0,1,Bcosx,sinx的斜率.
所以-1≤-k ≤1,
即-1≤ ≤1,解得1≤ a ≤3+2 .
我們將已知方程進(jìn)行變形,使參數(shù)與變量分離,然后將不含參數(shù)的式子看作直線的斜率,根據(jù)x 的取值范圍以及圖形,確定直線斜率的范圍,進(jìn)而得到參數(shù)的取值范圍.
方法二:利用三角函數(shù)的性質(zhì)
三角函數(shù)具有有界性和單調(diào)性,這是求最值或值域的重要工具.在求參數(shù)的取值范圍時(shí),我們可通過三角換元,將問題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)的最值或值域問題,然后利用三角函數(shù)的有界性和單調(diào)性來解題.
解法一:由cosx+ sinx= 可得 ==tanπ+x
因?yàn)?x ∈0,? ?(ù),則 + ∈ ?(é), +?(ù),? 又因?yàn)?tanè(?)+ ?(?)在 x∈0,? ?(ù)上為增函數(shù),當(dāng) x =0時(shí),函數(shù)取最小值,即 tan=1;
當(dāng) x = 時(shí),函數(shù)取最大值,而 tanè(?)2× ?(?)=1=,得 tan= =-1+ ,所以 tan+?? +1,
所以1≤ ≤ +1,即1≤ a ≤3+2 .
將參數(shù)方程進(jìn)行變形,使參數(shù)與變量分離,將問題轉(zhuǎn)化為求三角函數(shù) y =tanè(?)+ ?(?)的最值,然后在定義域上討論該三角函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合三角函數(shù)的有界性求得函數(shù)的最大、最小值,進(jìn)而求得參數(shù)的取值范圍.
解法二:由cosx+ sinx= 可得 ==1-sinx1+sinx= cosx ,
因?yàn)?+sinx在0,? ?(ù)上單調(diào)遞增,cosx在0,? ?(ù)上單調(diào)遞減,所以 在0, ?(ù)上為增函數(shù),在0,? ?(ù)上為增函數(shù),
所以cos θ ≤ cosx ≤ cos ,
即1≤≤ +1,則1≤ ≤ +1,所以1≤ a ≤3+2 .
將參數(shù)方程進(jìn)行變形,使參數(shù)與變量分離,將問題轉(zhuǎn)化為求三角函數(shù)的值域.判斷出該函數(shù)的單調(diào)性,結(jié)合三角函數(shù)的有界性求得函數(shù)的值域,進(jìn)而求得參數(shù)的取值范圍.
求參數(shù)的取值范圍問題涉及的知識(shí)面較廣,題型變化多樣.在解題時(shí),我們只要將問題與函數(shù)、三角函數(shù)、直線的斜率關(guān)聯(lián)起來,就能將問題轉(zhuǎn)化為角的范圍、函數(shù)的值域、直線的斜率范圍問題來求解.
(作者單位:江蘇省大豐高級(jí)中學(xué))47