摘要:構(gòu)建函數(shù)來解決一些函數(shù)或方程、代數(shù)式、不等式等相關(guān)問題,是函數(shù)應(yīng)用的一種基本解題意識與技巧方法.結(jié)合題設(shè)條件以及函數(shù)、不等式等的結(jié)構(gòu)特征,從不同思維視角合理構(gòu)建函數(shù),進而轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題來處理,思維巧妙,策略得當,總結(jié)規(guī)律,指導(dǎo)數(shù)學教學與復(fù)習備考.
關(guān)鍵詞:函數(shù);導(dǎo)數(shù);同構(gòu);放縮;證明
在解決一些復(fù)雜的綜合應(yīng)用問題時,特別是涉及抽象函數(shù)不等式的求解問題、抽象不等式恒成立問題、含參不等式恒成立問題以及函數(shù)不等式的證明問題等,經(jīng)常要利用構(gòu)建函數(shù)法來轉(zhuǎn)化與應(yīng)用.而借助題設(shè)條件與基本類型,構(gòu)建函數(shù)的技巧方法也有一定的差異.本文中結(jié)合幾種常用構(gòu)建函數(shù)的技巧方法加以實例剖析,拋磚引玉.
1 利用導(dǎo)數(shù)運算法則構(gòu)建函數(shù)
求解與導(dǎo)數(shù)有關(guān)的抽象函數(shù)不等式的綜合應(yīng)用問題時,結(jié)合題設(shè)條件的對比與分析,合理聯(lián)想函數(shù)求導(dǎo)公式及導(dǎo)數(shù)運算法則,巧妙構(gòu)建一個新函數(shù),通過研究新函數(shù)的基本性質(zhì)來分析處理與原抽象函數(shù)不等式相關(guān)的問題.
例1 設(shè)函數(shù)f(x)是定義在區(qū)間(-∞,0)上的可導(dǎo)函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x),且2f(x)+xf′(x)>x2恒成立,則不等式(x+2 023)2f(x+2 023)>4f(-2)的解集為______.
分析:根據(jù)題意中的不等式恒成立加以恒等變形與轉(zhuǎn)化,并結(jié)合導(dǎo)數(shù)運算法則的逆用,合理同構(gòu)函數(shù),進而結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性來轉(zhuǎn)化所要求解的不等式,實現(xiàn)不等式的巧妙轉(zhuǎn)化與求解.
點評:對于比較復(fù)雜的不等式恒成立或不等式證明問題,直接構(gòu)建函數(shù)處理時往往函數(shù)復(fù)雜,運算量大,而通過不等式的恒等變形與轉(zhuǎn)化,構(gòu)建兩個相對簡單的函數(shù),通過比較F(x)min>G(x)max,而得以確定F(x)>G(x)恒成立,實現(xiàn)問題的巧妙轉(zhuǎn)化,又能很好地減少數(shù)學運算量,優(yōu)化解題過程.
在實際構(gòu)建函數(shù)處理一些相關(guān)的復(fù)雜的綜合應(yīng)用問題時,要正確分析并轉(zhuǎn)化題設(shè)條件,或利用導(dǎo)數(shù)運算法則構(gòu)建函數(shù),或利用同構(gòu)法構(gòu)建函數(shù),或利用放縮法構(gòu)建函數(shù),或利用變形法構(gòu)建雙函數(shù)等,合理轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的函數(shù),結(jié)合所構(gòu)建的函數(shù)分析對應(yīng)的基本性質(zhì),進而合理轉(zhuǎn)化與應(yīng)用,開拓數(shù)學思維,提高數(shù)學能力,提升解題效益,形成良好的思維習慣,培養(yǎng)數(shù)學核心素養(yǎng).