基于具体函数条件下的函数不等式问题

2019-11-13 13:56符玉袖海南师范大学570100
新生代 2019年8期
关键词:反证法奇偶性定义域

符玉袖.海南师范大学.570100

引言:在当前的数学考试中,对不等式的考察频率升高,考察的题型已经从传统的主观题向客观题方形扩展,要求学生根据不同的题型,选用不同的解题方法。就学生目前的学习效果上来看,很多学生对这些知识的掌握效果较差,无法满足知识考察要求,导致该部分知识成为学生的主要失分点,所以在今后的教学中,要让学生能够更好掌握这些知识。

1 根据奇偶性和单调性判断解法

高中数学中,函数性质学习中的一个重要内容为判断函数的奇偶性,同时也重视讲解函数的单调性质,当当前的数学考察中,若能够应用函数奇偶性知识解题,通常会在题目中融合单调性知识,既考察了学生的综合知识,也在一定程度上降低了难度【1】。

奇偶性的描述函数为:奇函数为f(-x)=-f(x),偶函数为f(x)=f(-x),同种奇偶性质的函数加减运算中为同一性质。对于函数的单调性,在学生的学习中很容易掌握,这一条件下,通过对这两个知识的融合,可以让学生更好解题。

有如下题目:函数f(x)=x2+|x|中,求函数值不小于2时的x定义域,函数值的大小。这道题的解法简单,通过对函数值的分析,可以分析出该函数值状态下,x的取值为±1。同时确定该函数为偶函数,并在x不小于0状态下,函数为单调增函数,所以函数图像的右半部分中,函数值不小于0状态下,定义域为[1,+∞),从偶函数概念中可以得到,左半部分的定义域为(-∞,-1]。

2 构造函数解法

高中数学的知识类型很多,其中最重要的一部分知识为导数知识,在不等式求解中,一个重要方法为应用这种方法求解。

在构造函数中,首先要观察题目中给出的具体条件,对于有两个函数式的题目来说,通常应用这种构造函数的方式解答,再根据其余限定条件,确定是否需要对函数求导,需要求导的函数通常表现为,让学生确定这两个函数之间具体关系下的定义区间,具体的做法为,让学生将题目中已知的函数相减,即可视作新构造的函数【2】。

例如有以下题目:函数 f(x)=x/(1+x2),g(x)=2x,求当f(x)≥g(x)时,x的取值范围。

在解题过程中,可以发现已知条件中的内容较少,无法之间代入数值,所以考虑的方法为构造函数,新的函数为h(x)=f(x)-g(x)=x/(1+x2)-2x,将新的函数同分后,编程 h(x)=-(x+2x3)/(1+x2),由于在该函数中,发现分母始终大于0,所以计算中,无需经过求导构成,直接从函数符号和分子,即可确定h(x)与0的关系,当h(x)≥0时,则题目得解。

若将分母替换为(1-x2)时,则不可之间观察出h(x)和0的关系,这种情况需要应用求导的方法求解。

3 极值法求解

当不等式求解中,应用导数公式能够很好地求出具体数值,其中应用最为广泛的为极值法。在这种方法的应用中,需要对被求函数求导,分析该函数的极值,但是需要注意的是,一些不等式函数的单调性不同,而极值为一个相对性的概念,不同取值范围内容的函数机制都有一定不同,所以需要严格在取值范围内,求出函数的极值,以确定最终的结果。

例如在以下题目中:f(x)=x2-lnx,判断在[2,3]中,函数是否能够大于7,在解题中,可发现该函数非奇非偶,同时无法确定单调性,所以应用求出极值的方法,确定在该范围中的极值。

将f(x)求导后,则函数变为f’(x)=2x-1/x,将函数处理后,分子为2x2-1,让分子与0相等,则可以求出函数在(0,+∞)上的极值(需要注意lnx的定义域),但是这种求出的结果与题干中的取值范围不符,所以在后续的计算中,需要分析在题干取值范围上的极值,在此基础上找到函数的极值,与7比较,得到最终的计算结果。

4 其余解法

在不等式函数的求解中,还含有其余重要方法,高中阶段常用的方法主要为函数值代入和反证法。前者应用的概念为“寒暑加工厂”概念,即将f(x)视作一个符号,例如函数f(x2)=(1+x2)/x4中,确定函数的是否能够小于2,可以将x2看做一个整体性参数,将其替换为s,在此基础上求解。

对于反证法来说,应用方法为先建设题目中给出的条件能够推导出最终结论,从结论出发,分析函数中的某一参数与题干中信息之间的矛盾,进而得到最终的结论。但是通常情况下,高中阶段对这一方法的考察较少。

另外在解题中,还可以对函数进行重构和建设,这对一些基础知识要求较高,例如题目为,当x2/x3≥sinx/cosx时,应用直接相减的方法过于麻烦,可以应用交叉相乘法,获取函数f(x)=x2cosx-x3sinx,在此基础上应用求导等方法完成具体计算。

结论:综上所述,高中阶段的具体函数条件县的函数不等式就发,可以取得良好应用效果的包括应用函数性质分析结果、构造函数方法、应用极值求解的方法和其余解题方法,其余方法包括代入法、反证法以及函数重构和建设法。

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