“三足鼎立”,不等立威
2019-10-16江苏省溧阳市埭头中学
江苏省溧阳市埭头中学 吕 磊
众所周知,不等式在高考中有着举足轻重的地位.除了基本的解不等式以及基本不等式外,不等式与其他知识的综合考查应当引起我们的重视.函数与方程向来不离不弃,在等到不等式这位“兄弟”结成联盟后,其威力无疑又上了一层.如何在复习时打好基础、巩固所学呢?我们需要细细品味不等式在其中所起的作用.
“不等”是绝对的,“等”是相对的.“等”与“不等”并不是敌对的双方,它们之间有着千丝万缕的联系.很多时候需要借助对方才能解决自身问题呢!
分析 给出的已知条件是一个方程,如何抽丝剥茧般抽出有用的信息来建立不等式是关键.与一般方程不一样的是,该方程中含有指数,此时我们要能联想到2x与4x之间的平方关系,利用换元法将该方程转化为一个二次方程.转化的过程当中,需要特别留心变量的范围;由“等”到“不等”,也要综合考虑转化的作用.
解令2x=t(t>0),方程即转化为t2+at+a+1=0在(0,+∞)上有解.这是个存在性问题.
法一:(分离常数)t2+1=-a(t+1),
两次换元,均需注意变量的取值范围.若需要令t+2=m,则要求m>2,于是后面的便取不到,后续的结论就要更改了.
法二:(分类讨论)令f(t)=t2+at+a+1.要求关于t的方程t2+at+a+1=0在(0,+∞)上有解,
即要求f(t)与x正半轴有交点.
可分以下三种情况:
①f(t)与x 轴有且仅有一个交点,且正好在x 的正半轴,Δ=a2-4a-4=0且可得
②f(t)与x 轴有两个不同交点,其中恰有一个在x 的正半轴,Δ>0且f(0)=a+1≤0,可得a≤-1;
③f(t)与x 正半轴有两个不同交点,Δ>0,f(0)>0,可得-1<a<2
换成“正常”的解法来解答,略显繁琐,需要分三种情况进行讨论.这里可看成是不等式与函数的一次结合.但这是我们在高一时所熟知的方程转为不等式的方法,不妨画个草图,可以帮助我们理清思路,避繁就简.两种方法各有千秋,需要我们细细品味.
分析要求函数图象与x轴的交点,即需求方程f(x)=0的解.
解考虑方程f(x)=x[kx-(k2+2)]=0,解之得x1=0,
函数、方程、不等式,三者在此题中结合得恰到好处.
分析此题的关键是对自变量的选取,若想当然地把x作为自变量,再分离常数或转化为函数问题,则非常复杂;但是若能考虑到已知的是m 的取值范围,只要把m 看作自变量,则可转化为一次函数的恒成立问题来轻松求解.
解由题知(2x-1)-m(x2-1)>0在m[-2,2]上成立.
可令f(m)=(1-x2)m+2x-1,m∈[-2,2],
由于是关于m 的一次函数,所以原问题可转化为
不等式在高中数学中的运用非常广泛,很多时候,函数与方程都是为不等式“服务”的.此处只是简单地举了几个例子,如何有效突破这类“三足鼎立”问题,还需要我们在夯实基础的前提下,细心归纳、理清脉络,让三者皆为我所用.