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知其然还须知其所以然

2022-05-30俞杏明邢友宝

数学教学通讯·高中版 2022年7期

俞杏明 邢友宝

[摘  要] 数学学习,除了看明白怎么解答,更应该思考为什么这样解答.发掘出一道题答案背后的思路原理,可以生成一类试题的解答和编制原理.

[关键词] 双层最值;赋值法;原理发掘;一般结论

双层最值问题中经常出现,答案看得懂但思路琢磨不透的情形.倘若仅仅满足于看懂参考答案,而不去挖掘答案背后的思路历程,把原题中某些数据略加改动,就可能再次“望题兴叹”.

[?]试题呈现

例1 (1983年全国高中数学联赛)函数F(x)=cos2x+2sinxcosx-sin2x+Ax+B在x∈0

,上的最大值M与参数A,B有关,问A,B取何值时,M为最小?证明你的结论.

参考答案:由已知,令M=F(x)max,则M≥F

[?]隐踪编制

前面例题是基于两个不同类型的函数编制的,答题入口不易隐藏. 笔者经过考虑,基于两个同型函数编制了下面这类试题.

即先找一个具有“等高的v形”结构的函数u(x)=x3-3x(x∈[-1,3]),再找一个单调函数v(x)=x3+x+2x∈

-,2 ,然后构造函数f(x)=x3-3x+(A-1)(x3+x+2)+B+2,最后重新组合f(x)表达式中的字母,隐藏构造的路径,从而得到下面的试题.

例3 已知f(x)=Ax3+(A-4)x+2A+Bx∈

-,2 ,A∈R,B∈R,当A,B为何值时f(x)max取最小值,并求出f(x)max的最小值.

下面运用赋值法给出参考答案.

解:令M=f(x)max,则M≥f(-1),

M≥f(1),

M≥f(2), 即M≥B+4,

M≥4A+B-4,

M≥12A+B-8, 所以6M≥2×B+4+3×4A+B-4+12A+B-8≥

2×(B+4)-3×(4A+B-4)+12A+B-8

=12,所以M≥2. 當且仅当B+4=-(4A+B-4)=12A+B-8,即A=1,B=-2时取“=”. 当A=1,B=-2时f(x)=x3-3x,f(x)max=2 x∈

-,2 .

综上,A=1,B=-2时f(x)max取最小值2.

若不清楚这类试题解答和编制的原理,形如例3的这类试题一般很难求解.