高考数学试题中含参数问题的类型及解法研究

2017-03-02 22:08张彦
新教育时代·教师版 2016年37期
关键词:数学试题交点零点

张彦

摘要:函数是高中数学的重要组成部分,其中经常会遇到含有参数的问题,熟练掌握含参数问题的解法对数学学习起到非常重要的作用,进而帮助学生在数学学科的高考中順利解决含参数问题的相关试题,取得良好的成绩。本文将针对高考试题中含参数问题的类型进行分析并研究其解法。

关键字:高考数学;参数问题;类型;解法

前言:参数也叫参变量,是一个变量。在研究自变量与因变量的关系时,引入一个或几个其他的变量来描述自变量与因变量之间的关系,而这个引入的变量并不是必须要研究的问题,只是一个用来描述自变量与因变量关系的辅助性参数,这样的变量叫做参变量或者参数。参数在数学中有着广泛的应用,在函数、数列、不等式与解析几何等问题中都会用到参数问题,熟练运用参数解题对数学学习有着至关重要的作用。

一、分类讨论

引起分类讨论的原因有很多,常见的包括概念本身是分类定义的;当题目中含有参数,使得函数、方程或不等式的值以及图像形状位置等不确定时,就要对参数进行分类讨论。

例1:解关于x的不等式:ax2-(a+1)x+1<0

此例题中首先要讨论x2项的系数,对a的取值不同对整个不等式的性质不同进行分析讨论。当a=0时,原式为-x+1<0,对此不等式求解可以得到{x|x>1};当a≠0时,原式为二次不等式,整理不等式后可得出(ax-1)(x-1)>0,这两个不等式对应的方程的两个根为和1,然后对a的取值范围进行讨论。

当a<0,原不等式的解集为:{x|x<或x>1}

当a>0,存在多种讨论条件:

当<1即a>1时,原不等式的解集为:{x|

当=1即a=1时,原不等式的解集为:Φ;

当>1即0

通过分类讨论分析,可以清晰、直观的看到参数a取值不同时对原不等式的定义域范围的影响,进而得出结论。

当a<0时,原不等式的解集为:{x|x<或x>1;

当a=0时,原不等式的解集为:{x|x>1};

当0

当a=1时,原不等式的解集为:Φ;

当a>1时,原不等式的解集为:{x|

在这道例题中,不等式的解受两方面因素的影响,第一是参数a能够决定不等式类型,其次,参数a的值会影响到不等式解的大小,所以在计算时必须分类讨论。需要格外的是,在计算过程中应通过参数a的值来判断不等式的解,不能先入为主的用x的定义域问题反推a的值,这是参数问题中常常被错误理解的误区。

二、零点问题

例2:已知函数f(x)=x3-3x2-9x+3,若函数g(x)=f(x)-m在[-2,5]上有三个零点,求实数m的取值范围。

解:f′(x)3x2-6x-9=3(x+1)(x-3),f′(x)的图像为零点为x1=-1,x2=3的开口向上的二次函数,根据题中[-2,5]可知,当x∈[-2,-1)∪(3,5]时,f′(x)>0;当x∈(-1,3)时,f′(x)<0。

根据导数的性质可以得出,函数f(x)在[-2,-1)与(3,5]上单调递增,在(-1,3)上单调递减。

所以,f(x)极小值为f(3)=33-3*32-9*3+3=24,f(x)的极大值为f(-1)=(-1)3-3(-1)2-9(-1)+3=8,且f(-2)=1,f(5)=8。

为了让函数g(x)=f(x)-m在[-2,5]上有三个零点,只要让f(x)的图像与直线y=m有三个交点即可。

当m∈[8,+∞)时,函数f(x)的图像与直线y=m最多有两个交点;当m∈[1,8)时,函数f(x)的图像与直线y=m最多有两个交点;当m∈(-24,1)时,函数f(x)的图像与直线y=m有两个交点;当m∈(-∞,-24]时,函数f(x)的图像与直线y=m最多由一个交点。

综上所述,为使函数g(x)=f(x)-m在[-2,5]上有三个零点,则m∈[1,8)。

三、数形结合

如果不等式|2x+3|-1≥ax恒成立,试求a的取值范围。对于此类问题,可以把不等式的两端当作是两个函数,f(x)=|2x+3|-1以及g(x)=ax,并将两个函数的图像在同一个坐标系中画出来,f(x)的图像已确定,而g(x)其斜率未定,为了满足不等式|2x+3|-1≥ax恒成立,则需要f(x)的图像始终在g(x)的上方,且根据观察图像可知,直线的斜率只有在一定范围内才可以使不等式成立。所以,在关于此类不等式的问题中,通过采取数形结合的方式可以将不等式问题清晰、直观的表现出来,便于学生理解。但需要注意的是,在使用数形结合法时必须要保证所画函数图像是正确的,只有建立在正确图像上的分析才能的到正确的结果。

四、引参求解型

引参求解经常被应用于解析几何或与应用相关的类型题中,起到解决问题的辅助作用。

例3:设a,b,c都是正数且3a=4b=6c那么:

A. = + B. = + C. = + D. = +

对于这种比例关系的问题,需要引入参数,可以在3a=4b=6c=m,其中m>0且m≠1,那么, =logm3, =logm4, =logm6=logm2+logm3.而logm4=2logm2 由此可以得出 = + 即 = + ,得出答案B。可以很明显的看出,参数m不具备任何实际意义,它的存在对本身与a,b,c三个正数的联系没有任何影响,引入的参数m并不是必须要研究的问题,然而三者的关系则可以通过参数m的描述被更清晰、更直观的表达出来,方便学生理解掌握。

结论:通过以上题型以及解法中我们可以总结出,参数是高中数学中十分重要以及困难的一部分,需要学生在早期的基础知识学习中勤于练习,课堂上及时跟住教师的解题思路,将解题方式熟记于心,不断地摸索结合自身特点的参数问题的解答方法,取得优良的数学成绩,并在高考中充分发挥平时所学到的知识,考上心仪、理想的学校。

参考文献:

[1]曹凤山. 高考数学试题中含参数何题的类型及解法综述[J]. 考试,2000,Z1:89-90.

[2]鲁庆云. 我国高考数学试题难度影响因素的实证研究[D].西南大学,2009.

[3]刘正权. 用已知求未知——高中数学函数中一类含参问题解法分析[J]. 中学教学参考,2014,08:42.

[4]吴清玉. 对高中数学函数中一类含参问题的解法的思考[J]. 语数外学习(数学教育),2013,09:118.

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