以不变应万变
——浅谈解决函数最值(值域)问题的“天龙八式”
2014-02-09赵杰
赵 杰
(江苏省海门市三厂中学,江苏海门,226121)
2013年江苏省数学高考试卷中的第9题、第14题、第20题,2012年江苏省数学高考试卷中第8题、第12题、第13题、第17题、第19题,2011年江苏省数学高考试卷中第8题、第12题、第13题、第14题、第17题都有所涉及函数的最值(值域)问题。它出现在试卷上的题型不一,有的以填空题形式出现,有的以解答题形式出现。它又和其他知识整合在一起,例如与方程、不等式及某些几何知识紧密联系在一起。这类题对于学生的分析能力要求特别高,综合性强,还要懂得变通,令学生非常头疼,所以函数的最值(值域)问题成了高中数学中的一个重点,也是一个难点。因此,笔者针对高中阶段遇见的最值(值域)问题,归纳出常用、有效的八种方法,并把它取名为“天龙八式”。
第一式:图像法
作为“天龙八式”的起始式,图像法具有简洁、明了、直观、易懂等特性,也是被许多学生所青睐的一种方法,但它只能解决一些简单函数,学生必须能准确的画出它的图像才能施之可行。
例如:求函数f(x)=|x-3|+|x-1|的值域。
第二式:分离常数法
分离常数是我们针对一次分式函数求最值常用的一种方法,但要引起高度重视的是一定要把分子上的变量全部化掉,要不然我们还是不能达到应要的目标。
第三式:换元法
换元法是我们高中阶段最常用的方法之一,它最重要的功能是把一个复杂问题通过换元后变简单化。在这里,我们通过换元法能把一些复合函数简单化,一些陌生函数熟悉化,从而更容易地解决问题。
第四式:单调性法
第五式:基本不等式法
基本不等式在高考考纲要求中是八个C级要求之一,可见它的重要性是不可忽视的。而在使用基本不等式的过程中除了要掌握它的使用条件“一正,二定,三相等”以外,我们的学生还要能看出如何使用基本不等式。
第六式:参数法
参数法是我们在选修4系列中学到的一种技巧,这也为理科的学生提供了一种解题的方法。这种方法的关键是把方程转换为参数方程,然后再去求最值。
第七式:数形结合法
庞加莱说过:“感觉到数学的美,感觉到数与形的协调,感觉到几何的优雅,这是所有真正的数学家都清楚的真实的美的感觉。”数形结合作为高中数学四大思想之一,它的用途非常广泛,它把代数和几何做了一个完美的融合。所以要能很好地运用数形结合,学生必须要掌握好相关知识的几何意义。对函数而言,常用的几何意义有截距、斜率、距离和面积等。
终极式:导数法
作为“天龙八式”的终极式,导数法有着一招定乾坤的威力,凡是函数求最值问题,无论是简单函数还是复合函数,理论上我们都可以用导数法解决,只不过有些问题我们用前面的方法更方便。
则f(x)的值域为[-4,-3]。
叶圣陶先生说过:“教师之为教,不在全盘授予,而在相机诱导。”当然,解决最值(值域)问题的方法远远不止这些,例如,还有判别式法,反函数法等。这里的“天龙八式”只是对常见的求最值问题作一个归纳,而且有时在同一个题目中,解决的方法也可以几种通用或者几种并用。总而言之,解决函数的最值(值域)问题,关键还是要掌握这几种方法,然后以不变应万变,具体问题具体分析,能灵活运用这几种方法解决问题。
[1] 席美能.最值问题之笔者见[J].中学生数理化:教与学,2011(8).
[2] 张琳琳.形如Y=f(x,y)的二元函数的最值的求法[J].科教新报:教育科研,2011(23).
[3] 江怀起.函数值域的求法分析类析[J].数学教学研究,2008(S2).