高中数学解题方法谈(上)
2014-10-10俞新龙
俞新龙
一、纠正数学解题中的三种认识错误
1. 数学是理科学科,不需要文科学科的背、记.
老话“学好数、理、化,走遍天下都不怕”,无疑是对数学作为理科性质的一种诠注,并且很大程度上也掩盖了文科属性.数学解题只有在背、记并理解数学概念、公理、定理、公式、法则、性质等基础知识才能有效开展,否则就是没有根基的“空中楼阁”“巧妇难为无米之炊”. 例如高考中三角问题和导数的应用问题一般是必考的,这两类题型常常被非常重视,做的题也不少,但实际的效果却不佳,为什么?许多同学常把原因定为是自己笨,其实不是这样的.如果分析一下解题过程,我们看到解题思路都是清晰、正确的,错误往往出现在解题的前面部分,即三角关系式化简出错与导数求错,这不就是一个基础知识没有掌握好的问题吗?本该熟记并能灵活运用的三角公式、求导公式和法则没有记清、记好;另一方面,数学解题中需要记忆的还有很多,例如一些解题中易错的、易混的情形,需要分类讨论的题型及操作规程,一些题型的模式化解题等.解题第一步:审题,需要有一定的文字理解能力;数学虽不像语文一样,经常需要咬文嚼字,但有时也必须逐字逐句的理解意思,否则就会出现是似而非的情况,例如 “没有公共点”与“不被挡住”是不同的意思,又如“在点”与“过点”的切线也是不同的,等等;我们做过的题何止成千上万,但绝大多数都是重复的,因为缺少对“不同题目”间的“相同之处”的理解:两个看似不同的问题实际上是完全一样的,例如我们初中做过的题“已知 x-y= , x2+y2=1,求x2-y2的值”与高中三角函数中的题“已知sinx-cosx=,求sin2x-cos2x的值”.
2. 多做课外辅导书上的题,少做甚至不做课本上的例题、习题.
绝大多数同学都喜欢看参考书、做参考书上的题目,而不喜欢看课本、做课本上的例、习题,其实这是一种很严重的认识错误!同学们认为高考复习书上的问题是特高级教师、有的是高考命题专家命制的,肯定具有权威性和贴近高考真题性,其实不然!没有一本参考书能跳出课本这个纲,否则这本参考书就是超纲,是严重偏离高考方向的.而且高考命题时一定不会出复习资料上的题,否则就违反了公平公正的考试原则.“竟信参考书不如无书.”课本是数学知识和数学思想方法的载体,是课堂教学的依据,其中的例、习题是经过教材编写者再三酝酿、商讨、精挑细选决定的,具有针对性、典型性、示范性,因此,高考命题非常注重课本在命题中的作用,是高考试题的源头活水.通过对高考数学试题命题的研究可以发现,每年均有一定量的试题是以课本习题为素材的变式题,通过变形、延伸与拓展来命制的.以课本中例题、习题的变化为题源、以教材中概念、定理、公式等的类比、推广为题源、以教材中研究性学习课题为题源是常见的三种命题方式.现在的复习只注重回归课本基础知识的重现,对课本的例、习题仍是不够重视,甚至不屑一顾.我们知道,数学高考,不可或缺的当然是一些重要结论和基本方法.有一些结论被命名为性质、定理或公式,有些结论只是一道例题或习题,比如,“过平面外一点与平面内一点的直线,和平面内不经过该点的直线是异面直线”,又比如,“与两个定点距离的比为的点的轨迹”,这些结论本身或者推广常常被某一情境隐藏着,成为别出心裁的高考题.只有熟悉课本(例习题),才能快速识别它的原型,从而简缩思维过程.
3. 总喜欢简单的解题方法,忽视基本解法.
数学问题是数学的心脏,因此,解题能力就成为同学们学好数学的一个重要因素,在解题实践中,我们经常发现许多同学总希望能找到问题解决的快速方法、简便方法或者巧妙方法,对于按部就班的常规方法、基本方法不太有兴趣,这是一种非常不好的解题状态!实际上,基本方法是一种解决问题的通法,具有普遍性,而简单解法有局限性,实用的范围一般都比较特殊和窄小,一味追求简单解法,必然缺乏对基本思想方法的挖掘和相应的训练,产生的严重后果是,同学们能听得懂,但课后自己仍旧不会解题.这种方法在表象上看是适合的,但实质上并不是同学们能真正接受与理解的,问题解决的基本方法、通性通法等适合认知规律的方法才是同学们应该重点掌握的方法.例如问题“若cos?琢+2sin?琢=-,则tan?琢=( ) A. B. - C. 2 D. -2”的一种非常“巧妙”的方法:求导法,(cos?琢+2sin?琢)′=(-)′,-sin?琢+2cos?琢=0,tan?琢=2.其实,这是一种巧合!因为当cos?琢+2sin?琢不等于-时也可求得tan?琢=2,这与事实不符!该方法十分简捷,同学们能听懂,但时间一长,该类问题仍旧不会解答,因为还是没有掌握解决问题的基本方法.因此,本题应该掌握的解法应该是:与同角平方关系组合求解,即由cos?琢+2sin?琢=-,cos2?琢+sin2?琢=1,得sin?琢=-,cos?琢=-,所以tan?琢=2;或两边平方后化弦为切求解,即(cos?琢+2sin?琢)2=5,=5,=5,得tan?琢=2.这样,不管题目如何变化,都容易求解了.又如问题:“ 已知函数f(x)=Acos(wx+?渍)的图像如图1所示,f()=-,则f(0)=( ) A. - B. - C. D. ”的一种“巧解”:由图像知,f(x)周期为2(-)=,对称中心为(+k·,0)(k∈Z),则(-,0)是对称中心,所以f()=f(-)=f(-)=-f(0)=-,得f(0)=.该解法通过观察图像,从周期性及对称性上入手,达到了巧妙、简单解题.这样的解法有多少同学能真正学会用呢?如果改成其他的求值如f()还可行吗?所以,简单解法虽能听懂,但不一定能真正理解,更多的可能仅停留在“欣赏”层面,因此,还是应以掌握具有普适性的基本方法为主,这样同学们才会较好的学会解题、领悟解题,从而达到举一反三、融会贯通.例如,该题实际上是三角函数中“由图像求解析式”问题,因此,解决的基本方法,还是通过图像逐步求出w、A、?渍的值,由解析式来求函数值.由图像知,f(x)周期为2(-)=,从而知w=3,又f()=Acos(+?渍)=0,故+?渍=2k?仔-,?渍=2k?仔-,k∈Z,从而知f(x)=Acos(3x+2k?仔-)=Acos(3x-),由f()=Acos(-)=-A=-得A=,所以f(x)=cos(3x-),故f(0)=cos(-)=.endprint
二、从具体解题实例中感悟解题方法
1. 正视主、客观题的解题差异.
数学一般分主观题和客观题,主观题需要有必要的反映推理的解题过程,客观题只需结果.因此,客观题题型解题时可以用代入验证法、特殊法、排除法等方法.
例1. 已知函数f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),f(x)是奇函数,且当x>0时,f(x)=x2-x+a,若函数g(x)=f(x)-x的零点恰有两个,则实数a的取值范围是( )
A. a<0 B. a≤0 C. a≤1 D. a≤0或a=1
解析:同学们仔细观察选择子可以发现,本题可以取特殊的a值进行检验.取a=0,则易知g(x)=x2-2x在x>0有一个零点2,由奇函数性质知另有一个零点为-2,满足题意,排除A;取a=1,则易知g(x)=x2-2x+1在x>0有一个零点1,由奇函数性质知另有一个零点-1,满足题意,排除B;C、D的差异在于00有二个零点,由奇函数性质知另有二个零点、,不满足题意,排除C.所以应选D.
例如问题“函数f(x)=x2-x+,x∈[0,1],x∈N,的值域中恰有一个整数,则n的值为( ) A.0或1 B.0或2 C.0或1或3或4 D.0或1或2或3”就可以采用同样的解决方法得答案为C,请同学们自己操练一下.
例2. 设函数y=f(x)的定义域为{x│x>0},且f(xy)=f(x)+f(y),f(8)=3,则f()________.
解析:这是一个解数解析式未知的抽象函数问题,因为是求值,所以用符合已知条件的特殊函数来代替肯定也是成立的,对于本题,同学们肯定能想到对数函数f(x)=logax,由loga8=3得a=2,故f()=log2=.例如问题“已知定义域为R的函数满足,f(a+b)=f(a)·f(b)(a,b∈R),且f(x)>0,若f(1)=,则f(-2)______.”就可以采用同样的解决方法得答案为4,请同学们自己操练一下.
从就题解题角度讲,问题都得到了圆满解决.那么问题成为解答题的话,上述做法就行不通了,怎么办?所以,同学们还应该从主观题的角度来寻求问题解决的方法.
[对于例1]解法1:因为函数f(x)是奇函数,所以函数g(x)=f(x)-x的零点恰有两个等价于g(x)=x2-2x+a在x∈(0,+∞)恰有一个零点,因为对称轴为x=1,所以△=4-4a=0或△>0,a≤0,得a≤0或a=1.
注意到函数y=f(x)有零点?圳方程f(x)=0有实数根?圳函数y=f(x)的图像与x轴有交点(见人教版必修1教材),所以还可以考虑以下一些方解题法.
解法2:g(x)=x2-2x+a在x∈(0,+∞)恰有一个零点等价于x2-2x+a=0在x∈(0,+∞)恰有一个根,所以△=4-4a≥0,且1+=1->0或1+>0,1-≤0,解得a≤0或a=1.
解法3:函数g(x)=f(x)-x在x∈(0,+∞)恰有一个零点等价于函数y=x2-x+a图像与函数y=x图像在x∈(0,+∞)恰有一个交点,考虑这个问题比较麻烦,同学们可以用转化思想将问题变为“y=-x2+2x图像与函数y=a图像在x∈(0,+∞)恰有一个交点”,作出图像易得a≤0或a=1.
[对于例2]解法:因为f(2)=f(×)=f()+f()=2f(),同理f(4)=2f(2)=4f(2),所以f(8)=f(4)+f(2)=6f()=3,故f()=.
2. 从问题“题眼”寻找解决方法.
在解题中经常看到同学们对所谓的“难题”无法下笔解答,实在感到非常可惜!其实这些题并不难,而且还是常规的,真正的难点在于同学们不能“准确”寻找到问题的“题眼”,即解题的入口.那么,如何来撩掉入口的“遮盖物”呢?
例3. 已知1-x+x2-x3+…-x9+x10=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+a10(x+1)10,则a2= .
解析:同学们应该可以确定本题是二项式定理类问题,而且类似问题:“若将函数f(x)=x5表示为f(x)=a0+a1(x+1)+a2(x+1)2+…+a5(x+1)5,其中a0,a1,a2,…,a5,为实数,则a3= .”肯定也做的不少了,虽然问题在继承基础上有了升级,但解决的方法应该还是差不多的.
解法1:如果将问题改成求a9,则同学们基本上都能求,用倒推法,即先求出a10,然后再求出a9,实际上肯定也会有许多同学用这个思路来求,即依次求a10,a9,a8,...,直至求出a2,但因为计算量巨大,不得不半途放弃,这就需要同学们有过硬的计算能力和坚韧的意志力.
根据x10的系数得a10=1;根据x9的系数得a9+C910=-1,a9=-11;根据x8的系数得a8-11C89+C810=1,a8=55;根据x7的系数得a7+55C78-11C79+C710=-1,a7=-165;根据x6的系数得a6-165C67+55C68-11C69+C610=1,a6=330;根据x5的系数得a5+330C56-165C57+55C58-11C59+C510=-1,a5=-562;根据x4的系数得a4-562C45+330C46-165C47+55C48-11C49+C410=1,a4=962;根据x3的系数得a3+962C34-562C35+330C36-165C37+55C38-11C39+C310=-1,a3=-1330;根据x2的系数得a2-1330C23+962C24-562C25+330C26-165C27+55C28-11C29+C210=1,a2=165.
对于考试来讲,解法1所用时间与得分比较不划算,当然,如果考试有充裕的时间也不失为一种解题方法.
解法2:因为认定本题是二项式问题,所以会把右边看成是展开式,并且从展开式结构特征可以看出是以1和(x+1)展开的,由此可以得到以下两种思路:
思路1:将左边的每一项x都等价化为(x+1)-1,即原式左边=1-[(x+1)-1]+[(x+1)-1]2-[(x+1)-1]3+…-[(x+1)-1]9+[(x+1)-1]10,从而a2=C22(-1)0-C23(-1)1+…-C29(-1)7+C210(-1)8=C22+C23+…+C29+C210,至此,我们可以分别算出C22,C23,…,C29,C210的值然后相加得a2=165,也可以利用组合数性质C mn+C mn-1=C mn+1和C mm=C nn化简得到,即a2=C22+C23+…+C29+C210=C33+C23…+C29+C210=C34+C24+…+C29+C210=…=C310+C210=C311=165.
思路2:不难发现左边1-x+x2-x3+…-x9+x10可以看成是以-x为公比的等比数列和,求和得,故1+x11=a0(x+1)+a1(x+1)2+a2(x+1)3+…+a10(x+1)11,与思路1一样处理,由1+[(x+1)-1]11=a0(x+1)+a1(x+1)2+a2(x+1)3+…+a10(x+1)11知,a2是[(x+1)-1]11展开式中(x+1)3前的系数,故a2=C311(-1)8=165.
解法3:我们知道,在原等式中取x=-1可以求出a0=11,那么我们能否用这种思想来求解呢?答案是肯定的,只要对原等式求2次导数就可以了.
对原等式求导数得-1+2x-3x2+4x2+…-9x8+10x9=a1+2a2(x+1)+3a3(x+1)2+…+10a10(x+1)9,再对上面等式求导数得2-6x+12x2-20x3+30x4-42x5+56x6-72x7+90x8=2a2+6a3(x+1)+…+90a10(x+1)8,在上面式子中取x=-1,有2+6+12+20+30+42+56+72+90=2a2,得a2=165.
解法3具有一定的技巧性,比较难想到,并且在2次求导的过程中要将左边式子全部写出.
例4. 如果不等式>(a-1)x的解集为A,且A?哿{x│0 解析:本题题干精练,信息不多,但很容易对同学们解题造成很大的困难,这就需要同学们去挖掘题中蕴含的“题眼”,每一个“题眼”都是一种解决的方法. 解法1:因为A是不等式的解,所以,我们可以从解不等式入手.但首先必须保证不等式左边有意义,即必须4x-x2≥0,得0≤x≤4. ①当a-1<0,即a<1时,不等式对0≤x≤4恒成立, 所以不等式的解集为A={x│0≤x≤4},不满足题意; ②当a-1=0,即a=1时,不等式对0 所以不等式的解集为A={x│0 ③当a-1>0,即a>1时,不等式可等价转化为0≤x≤4,4x-x2>(a-1)2x2, 则0 综上所述,a≥2. 评注:该解法应该是同学们最容易想到的方法,但在实际解题中常会因为对解的情况讨论的不完备而出错;最典型的错误是不加分类讨论就两边平方求解,从而得a≥2,或a≤0. 解法2:注意到不等式可以理解为函数y=的图像:以(2,0)为圆心,2为半径的x轴上方的半圆在x∈(0,2)上全部或部分在函数y=(a-1)x的图像的上方. 作出两函数图像如图2所示,直线l应绕原点逆时针旋转逐渐接近y轴正半轴(即l1型直线),故得斜率关系a-1≥1,即a≥2. 评注:该解法的思想来源于解方程的题型,这里进行了合理的类比迁移运用.但在解题时,同学们常会弄错旋转的方向,认为是顺时针旋转(即l2型直线),其实,这样的话原题中条件A?哿{x│0 解法3:如解法2评注后半部分,原问题实际上等价于不等式>(a-1)x在{x│0 评注:该解法的思维含量比较高,要求同学们有较强的问题分析能力和综合能力.但在分析清楚后,问题成为同学们熟悉的恒成立问题,便容易解决了. 例5. 设函数f(x)的导函数为f′(x),对任意x∈R都有f′(x)>f(x)成立,则( ) A. 3f(ln2)>2f(ln3) B. 3f(ln2)>2f(ln3) C. 3f(ln2)<2f(ln3) D. 3f(ln2)与2f(ln3)的大小不确定 解析:乍看本题题目,比较难找解题思路,但我们可以确定与导数有关.在一个式子中既有导数又有原函数,一般就会与积、商的导数法则有关联. 解法1:因为f′(x)>f(x)等价于f′(x)-f(x)>0, 故与求导法则中商的导数公式()′=等可关联, 若构造函数h′(x)=[]′=>0, 只要考虑g′(x)=g(x)即可,在中学阶段这样的函数容易想到是g(x)=0或g(x)=ex, 故可以构造函数h(x)=,并且知h(x)是R上增函数, 从而h(ln2) 则3f(ln2)<2(ln3). 解法2:我们也可以从选择子特征进行考虑. 3f(ln2)与2(ln3)的大小比较等价于与的大小比较, 从而可以考虑函数h(x)=的单调性,由f′(x)>f(x)知f′(lnx)>f(lnx),所以h′(x)==>0, 故h(x)=是增函数,由h(2) 解法3:既然该题没有具体解析式,那么可以通过特殊函数来解决. 例如取f(x)=-1,则f′(x)=0>f(x), 而此时3f(ln2)=-3,2f(ln3)=-2, 所以3f(ln2)<2f(ln3). 从以上三个例子的解答可以看出,一个问题往往可以从多角度寻求突破,真所谓“条条道路通罗马”,但同学们没有必要要求自己全部都掌握,应该理解、掌握好适合自己学情的解题方法. (作者单位:浙江省绍兴市柯桥区越崎中学) 责任编校 徐国坚
解法2:因为认定本题是二项式问题,所以会把右边看成是展开式,并且从展开式结构特征可以看出是以1和(x+1)展开的,由此可以得到以下两种思路:
思路1:将左边的每一项x都等价化为(x+1)-1,即原式左边=1-[(x+1)-1]+[(x+1)-1]2-[(x+1)-1]3+…-[(x+1)-1]9+[(x+1)-1]10,从而a2=C22(-1)0-C23(-1)1+…-C29(-1)7+C210(-1)8=C22+C23+…+C29+C210,至此,我们可以分别算出C22,C23,…,C29,C210的值然后相加得a2=165,也可以利用组合数性质C mn+C mn-1=C mn+1和C mm=C nn化简得到,即a2=C22+C23+…+C29+C210=C33+C23…+C29+C210=C34+C24+…+C29+C210=…=C310+C210=C311=165.
思路2:不难发现左边1-x+x2-x3+…-x9+x10可以看成是以-x为公比的等比数列和,求和得,故1+x11=a0(x+1)+a1(x+1)2+a2(x+1)3+…+a10(x+1)11,与思路1一样处理,由1+[(x+1)-1]11=a0(x+1)+a1(x+1)2+a2(x+1)3+…+a10(x+1)11知,a2是[(x+1)-1]11展开式中(x+1)3前的系数,故a2=C311(-1)8=165.
解法3:我们知道,在原等式中取x=-1可以求出a0=11,那么我们能否用这种思想来求解呢?答案是肯定的,只要对原等式求2次导数就可以了.
对原等式求导数得-1+2x-3x2+4x2+…-9x8+10x9=a1+2a2(x+1)+3a3(x+1)2+…+10a10(x+1)9,再对上面等式求导数得2-6x+12x2-20x3+30x4-42x5+56x6-72x7+90x8=2a2+6a3(x+1)+…+90a10(x+1)8,在上面式子中取x=-1,有2+6+12+20+30+42+56+72+90=2a2,得a2=165.
解法3具有一定的技巧性,比较难想到,并且在2次求导的过程中要将左边式子全部写出.
例4. 如果不等式>(a-1)x的解集为A,且A?哿{x│0 解析:本题题干精练,信息不多,但很容易对同学们解题造成很大的困难,这就需要同学们去挖掘题中蕴含的“题眼”,每一个“题眼”都是一种解决的方法. 解法1:因为A是不等式的解,所以,我们可以从解不等式入手.但首先必须保证不等式左边有意义,即必须4x-x2≥0,得0≤x≤4. ①当a-1<0,即a<1时,不等式对0≤x≤4恒成立, 所以不等式的解集为A={x│0≤x≤4},不满足题意; ②当a-1=0,即a=1时,不等式对0 所以不等式的解集为A={x│0 ③当a-1>0,即a>1时,不等式可等价转化为0≤x≤4,4x-x2>(a-1)2x2, 则0 综上所述,a≥2. 评注:该解法应该是同学们最容易想到的方法,但在实际解题中常会因为对解的情况讨论的不完备而出错;最典型的错误是不加分类讨论就两边平方求解,从而得a≥2,或a≤0. 解法2:注意到不等式可以理解为函数y=的图像:以(2,0)为圆心,2为半径的x轴上方的半圆在x∈(0,2)上全部或部分在函数y=(a-1)x的图像的上方. 作出两函数图像如图2所示,直线l应绕原点逆时针旋转逐渐接近y轴正半轴(即l1型直线),故得斜率关系a-1≥1,即a≥2. 评注:该解法的思想来源于解方程的题型,这里进行了合理的类比迁移运用.但在解题时,同学们常会弄错旋转的方向,认为是顺时针旋转(即l2型直线),其实,这样的话原题中条件A?哿{x│0 解法3:如解法2评注后半部分,原问题实际上等价于不等式>(a-1)x在{x│0 评注:该解法的思维含量比较高,要求同学们有较强的问题分析能力和综合能力.但在分析清楚后,问题成为同学们熟悉的恒成立问题,便容易解决了. 例5. 设函数f(x)的导函数为f′(x),对任意x∈R都有f′(x)>f(x)成立,则( ) A. 3f(ln2)>2f(ln3) B. 3f(ln2)>2f(ln3) C. 3f(ln2)<2f(ln3) D. 3f(ln2)与2f(ln3)的大小不确定 解析:乍看本题题目,比较难找解题思路,但我们可以确定与导数有关.在一个式子中既有导数又有原函数,一般就会与积、商的导数法则有关联. 解法1:因为f′(x)>f(x)等价于f′(x)-f(x)>0, 故与求导法则中商的导数公式()′=等可关联, 若构造函数h′(x)=[]′=>0, 只要考虑g′(x)=g(x)即可,在中学阶段这样的函数容易想到是g(x)=0或g(x)=ex, 故可以构造函数h(x)=,并且知h(x)是R上增函数, 从而h(ln2) 则3f(ln2)<2(ln3). 解法2:我们也可以从选择子特征进行考虑. 3f(ln2)与2(ln3)的大小比较等价于与的大小比较, 从而可以考虑函数h(x)=的单调性,由f′(x)>f(x)知f′(lnx)>f(lnx),所以h′(x)==>0, 故h(x)=是增函数,由h(2) 解法3:既然该题没有具体解析式,那么可以通过特殊函数来解决. 例如取f(x)=-1,则f′(x)=0>f(x), 而此时3f(ln2)=-3,2f(ln3)=-2, 所以3f(ln2)<2f(ln3). 从以上三个例子的解答可以看出,一个问题往往可以从多角度寻求突破,真所谓“条条道路通罗马”,但同学们没有必要要求自己全部都掌握,应该理解、掌握好适合自己学情的解题方法. (作者单位:浙江省绍兴市柯桥区越崎中学) 责任编校 徐国坚
解法2:因为认定本题是二项式问题,所以会把右边看成是展开式,并且从展开式结构特征可以看出是以1和(x+1)展开的,由此可以得到以下两种思路:
思路1:将左边的每一项x都等价化为(x+1)-1,即原式左边=1-[(x+1)-1]+[(x+1)-1]2-[(x+1)-1]3+…-[(x+1)-1]9+[(x+1)-1]10,从而a2=C22(-1)0-C23(-1)1+…-C29(-1)7+C210(-1)8=C22+C23+…+C29+C210,至此,我们可以分别算出C22,C23,…,C29,C210的值然后相加得a2=165,也可以利用组合数性质C mn+C mn-1=C mn+1和C mm=C nn化简得到,即a2=C22+C23+…+C29+C210=C33+C23…+C29+C210=C34+C24+…+C29+C210=…=C310+C210=C311=165.
思路2:不难发现左边1-x+x2-x3+…-x9+x10可以看成是以-x为公比的等比数列和,求和得,故1+x11=a0(x+1)+a1(x+1)2+a2(x+1)3+…+a10(x+1)11,与思路1一样处理,由1+[(x+1)-1]11=a0(x+1)+a1(x+1)2+a2(x+1)3+…+a10(x+1)11知,a2是[(x+1)-1]11展开式中(x+1)3前的系数,故a2=C311(-1)8=165.
解法3:我们知道,在原等式中取x=-1可以求出a0=11,那么我们能否用这种思想来求解呢?答案是肯定的,只要对原等式求2次导数就可以了.
对原等式求导数得-1+2x-3x2+4x2+…-9x8+10x9=a1+2a2(x+1)+3a3(x+1)2+…+10a10(x+1)9,再对上面等式求导数得2-6x+12x2-20x3+30x4-42x5+56x6-72x7+90x8=2a2+6a3(x+1)+…+90a10(x+1)8,在上面式子中取x=-1,有2+6+12+20+30+42+56+72+90=2a2,得a2=165.
解法3具有一定的技巧性,比较难想到,并且在2次求导的过程中要将左边式子全部写出.
例4. 如果不等式>(a-1)x的解集为A,且A?哿{x│0 解析:本题题干精练,信息不多,但很容易对同学们解题造成很大的困难,这就需要同学们去挖掘题中蕴含的“题眼”,每一个“题眼”都是一种解决的方法. 解法1:因为A是不等式的解,所以,我们可以从解不等式入手.但首先必须保证不等式左边有意义,即必须4x-x2≥0,得0≤x≤4. ①当a-1<0,即a<1时,不等式对0≤x≤4恒成立, 所以不等式的解集为A={x│0≤x≤4},不满足题意; ②当a-1=0,即a=1时,不等式对0 所以不等式的解集为A={x│0 ③当a-1>0,即a>1时,不等式可等价转化为0≤x≤4,4x-x2>(a-1)2x2, 则0 综上所述,a≥2. 评注:该解法应该是同学们最容易想到的方法,但在实际解题中常会因为对解的情况讨论的不完备而出错;最典型的错误是不加分类讨论就两边平方求解,从而得a≥2,或a≤0. 解法2:注意到不等式可以理解为函数y=的图像:以(2,0)为圆心,2为半径的x轴上方的半圆在x∈(0,2)上全部或部分在函数y=(a-1)x的图像的上方. 作出两函数图像如图2所示,直线l应绕原点逆时针旋转逐渐接近y轴正半轴(即l1型直线),故得斜率关系a-1≥1,即a≥2. 评注:该解法的思想来源于解方程的题型,这里进行了合理的类比迁移运用.但在解题时,同学们常会弄错旋转的方向,认为是顺时针旋转(即l2型直线),其实,这样的话原题中条件A?哿{x│0 解法3:如解法2评注后半部分,原问题实际上等价于不等式>(a-1)x在{x│0 评注:该解法的思维含量比较高,要求同学们有较强的问题分析能力和综合能力.但在分析清楚后,问题成为同学们熟悉的恒成立问题,便容易解决了. 例5. 设函数f(x)的导函数为f′(x),对任意x∈R都有f′(x)>f(x)成立,则( ) A. 3f(ln2)>2f(ln3) B. 3f(ln2)>2f(ln3) C. 3f(ln2)<2f(ln3) D. 3f(ln2)与2f(ln3)的大小不确定 解析:乍看本题题目,比较难找解题思路,但我们可以确定与导数有关.在一个式子中既有导数又有原函数,一般就会与积、商的导数法则有关联. 解法1:因为f′(x)>f(x)等价于f′(x)-f(x)>0, 故与求导法则中商的导数公式()′=等可关联, 若构造函数h′(x)=[]′=>0, 只要考虑g′(x)=g(x)即可,在中学阶段这样的函数容易想到是g(x)=0或g(x)=ex, 故可以构造函数h(x)=,并且知h(x)是R上增函数, 从而h(ln2) 则3f(ln2)<2(ln3). 解法2:我们也可以从选择子特征进行考虑. 3f(ln2)与2(ln3)的大小比较等价于与的大小比较, 从而可以考虑函数h(x)=的单调性,由f′(x)>f(x)知f′(lnx)>f(lnx),所以h′(x)==>0, 故h(x)=是增函数,由h(2) 解法3:既然该题没有具体解析式,那么可以通过特殊函数来解决. 例如取f(x)=-1,则f′(x)=0>f(x), 而此时3f(ln2)=-3,2f(ln3)=-2, 所以3f(ln2)<2f(ln3). 从以上三个例子的解答可以看出,一个问题往往可以从多角度寻求突破,真所谓“条条道路通罗马”,但同学们没有必要要求自己全部都掌握,应该理解、掌握好适合自己学情的解题方法. (作者单位:浙江省绍兴市柯桥区越崎中学) 责任编校 徐国坚