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1、探析求解含参函数单调性的方法策略摘要:函数的单调性是导数部分最基础,也是必须要掌握的知识点,极最值是其衍生问题,该类问题通常以选择题或解答题的形式出现。函数与导数综合问题通常融合参数命题,不仅考察学生对函数与导数知识的学习,而且考查学生分类讨论和数形结合的思想。这种题目对学生来说难度大,拿分不易,究其原因,是学生对分类讨论标准的实质掌握不牢。关键词:函数导数单调性参数分类讨论数形结合.引言:一年以来,为了更扎实的研究本教科研论文,我对本校高三及部分高二学生开展了问卷调查,为弥补问卷调查的不足,保证采集数据方式的多样性,约谈了部分学生开展座谈会,采集了261份数据并对这些数据进行了细致地分析,为
2、该篇论文研究提供一定的数据支撑。把前期采集的信息进行细致分析,统计问卷调查数据,对访谈学生时记录的主要问题,教学过程中学生课堂表现情况、作业以及考试中反映出来的问题等悉心总结,同时也对十五位本校一线数学教师进行座谈,开展专题讲座,记录并整理分析,寻求解决该类问题的最佳方法。函数是高中数学的主干知识,贯穿整个高中数学的学习过程,导数作为研究函数问题的工具之一,是函数知识的综合应用与升华。多年来,导数的考查成为了重点和热点问题,导数该章节内容综合性强,复杂而且抽象,考查主要侧重于理解和应用,并与多种数学思想方法密切结合,是高考中区分度高、难度较大的题目,常以压轴题型出现。除此之外,导数知识以选择题
3、和填空题的形式在历年各省高考卷和模拟卷中也经常出现,该章节内容的掌握程度决定了学生高考成绩的区分。函数的单调性是导数部分最基础,也是必须要掌握的知识点,极最值是其衍生问题,该类问题通常以选择题和解答题的形式出现,函数与导数综合问题通常融合参数命题,不仅考察学生对函数与导数知识的学习,而且考查学生分类讨论和数形结合的思想。这种题目对学生来说难度大,拿分不易,究其原因,是学生对分类讨论标准的实质掌握不牢。本文意从含参函数的单调性的常用方法和步骤出发,探究分类讨论的标准,以近年典型例题为模板具体分析该题型的解题策略,所涉及的思想方法以及解题步骤。只要我们掌握该题型的解题技巧,此类问题的攻克并非难事。
4、以下将做具体分析。讨论函数(含参)单调性常用的方法步骤1 .确定函数/(x)的定义域.2 .对函数求导,通分,因式分解.3 .令导函数,(无)o,判断导函数/)什么时候为正,什么时候为负,并对导函数的零点是否存在进行讨论.4 .当导函数/X)存在不止一个零点时,需要讨论各零点的大小关系以及所对应区间的位置关系.5 .画出导函数同号时,原函数单调性变化的草图,从而写出原函数的单调区间.6 .综合讨论情况,得结论.二.典例分析类型一以参数的正负为标准来进行分类讨论.例1.f(x)XaexiX0,aR.试讨f(x)的单调性。论解析:因为f()XaeyX0,所以r(x)1aex.(1)当。0z(x)0
5、,所以Ja)在0,上单调递增.Fk1.-f1(2)当00时,令/)0解得In.当。1时,J,0所以(动在0,上单调递减,Ina(f当OaI时,.,O当O1.n:时八二0所以(%)单调递增,InI%Ifinj时-华调递减.综上,当,时,龟)在0,上单调递增.Z7当。时,/1)Q1.n1.单调递增在In1上单调递减;在当a,时,/(x)在0,上单调递减.总结:1思维点拨:确定原函数定义域是学生经常遗漏的一部关键环节,之后由原函数得力(X)-Ge,我们发现,。的正负决定了导函数Q(X)的正负.所以,本题就,0M两种情况分别进行讨论.找到本题分类讨论的实质。2 .解题模板:(1)求f()的定义域.(2
6、)求导函数f(x.)(3)分别就。,0。0两种情况进行讨论.(4)分别就分类情况列表分析,根据表格得结论.3 .数学思想方法:数形结合思想分类讨论思想4 .数学素养:逻辑推理数学运算类型二以根的大小作为标准来进行分类讨论.例2.已知函-10r2-In(。其中9.试讨论Ja)的单调性。数21a解析:由题意可知函数/(X)的定义域为1)力(axU1.x(IX勺两个根为1X1, 2 ,则 2 mu.1X(-1,)0上1)(0,n11a(1.,)a1f(x)00/()/(0)J(-)1a(1)当0。1时,XX2,/(x)与1.x)的变化情况如下表:由上表可知:/(X)的单调递减区间为0,1)和1,),
7、(a1)的单调递增区间为)ir.(2)当1,/*)的单调递减区间为,.)时(1(3)当时,1.x?。,F(X)与()的变化情况如下表:rX)111aJb)0(,0)fx)0+0/()I/(0由上表可知:的单调递减区间为aeI的单调讲增区间为综上所述:1,1),当OaI时,(X)的单调递减区间为-0,1)和MH.YIf(x当1时,彳的单调5减区间为-,11 )和(O),的单调送增区间为总结:1思维点拨:由原函数得4殡/公21( a)x 令/G) 0得-2 1( )x O 当 1 2 .解题模板:(1)求/(X)的定义域.(2)求导函数f(x.)(3)令力(X)O求极值点.(4)对极值点的大小关系
8、进行讨论.(5)分别就分类情况列表分析,根据表格得结论.3 .数学思想方法:数形结合思想分类讨论思想4 .数学素养:逻辑推理数学运算类型三以根的判别式作为标准进行分类讨论.例3.己知函J(X)X3X2CUC1,试讨论/(X)的单调性。数分析:求导r(x)3x22xaf,(x)O即得/2xO,由于该一元二次方程的根是否存在具有不确定性,所以此类问题分类讨论的标准是根的判别式,即:feSiFr. rb 且而音 TiT in ,3-2(1)当0即 ff( 0恒成立x)在R上单调递(2)当0 即 时,f,(y此时,由导函数的图像可得:徨中.2J1.3 af(x)在(-,1-J1.-3 ”可得,f(x)
9、在可1-/(X)在(综上所述,X)单调递增区间为当臼时,),(113,)为正.1331-113。1-3tz 113。),(,)单调递增,3/&1)的单调递减区间为-3)“)的单调狒增区间为(-I-A 1 总结:1.思维点拨:求导3x2Ix a令,(x) 0m即3x22x a 0由于二次项系数为3,所以此方程为一元二次方程,但其根是否存在具有不确定性,所以对于该题分类讨论标准是根的判别式,即0,0.2 .解题模板:(1)求/()的定义域.(2)求导函数f(x.)(3)令f(x)O得3X2-2.(4)对该一元二次方程的根是否存在即0,0进行讨论.(5)分别就分类情况分析,根据分析得结论.3 .数学
10、思想:数形结合思想分类讨论思想.4 .数学素养:逻辑推理,数学运算.纵观三个典型例题,解题模式相近,细细分解不难发现其解题步骤为:确定原函数的定义域(x的取值范围),求出导函fx),观察导函数的结构,如果参数的正负决定导函数的正负,我们要对参数的正负进行讨论;若导函数为含参的一元二次函数,通常需要先对二项式系数进行讨论,而后讨论判别式,在判别式为正的情况下还需要讨论两根的大小,之后根据/,工)的正负来确定原函数的单调性。该题型重在考查数形结合和分类讨论这两大类重要的数学思想,而对数学素养的考查重在逻辑推理和数学运算。归纳而言,对函数单调性讨论的实质其实是对导函数何时正何时负的讨论,通常先根据参数对函数的类型进行分类,若有不止一个讨论点时,一定要注意讨论的顺序和层次。只要牢牢把握分类讨论的实质,按照解题模板大量练习,此类问题将会迎刃而解。