栏目分类:
子分类:
返回
名师互学网用户登录
快速导航关闭
当前搜索
当前分类
子分类
实用工具
热门搜索
名师互学网 > 学术 > 学生必读 > 中学数学杂志

“图形平移”以静制动解决参数分类讨论问题

“图形平移”以静制动解决参数分类讨论问题

武志容

摘要:带参数的函数求值问题是近几年的高考常考题,通常需要根据参数的情况进行分类讨论,那参数怎么取值,怎么分类通常困扰了广大的师生,有时候遇到多个参数更是不知该依照哪个参数进行分类讨论好,特别是对于思维不是很灵活的学困生而言,往往会思路一片混乱导致无从下手.“图形平移”就是通过数形结合的方式,利用图形的平移,给参数解决铺一条主线,沿着这条主线动态的刻画参数变化的过程,从而找到不同状态下对应的情况,其直观感知的思维特点非常适合学困生掌握.

关键词:图形平移以静制动参数学困生

“图形平移”在课本人教版必修5《线性规划》中有应用:

引例已知实数x,y满足x-y+2≥0,

x+y-4≥0,

2x-y-5≤0,则目标函数z=x+2y的最大值为.

图1解析先画出不等式组所确定的区域范围即△ABC(图1),再将直线y=-x2的图像向上平行移动穿过△ABC,显然最大值的位置为过点C的直线.

此解法主要运用数形结合思想,这里的目标函数值z是一个参数,当这个参数取不同值时对应不同的直线方程.将这个参数通过图像平移的方式找到它的最值状态,从而求得它相对应的最大值.在平移的过程中特别要注意的是临界状态或特殊情形,这里有3个临界点A,B,C,这3点处的静态囊括了整个移动过程,只要抓住这3点位置就可以达到以静制动的效果.用此方法也可以解决其他的参数分类讨论问题,下面列举几例.1集合含参数问题

例1已知集合A={x∈R2≤x≤6},B={x∈R2a≤x≤a+3},若B≠且BA,求实数a的取值范围.

解析这里有一个参数a,有两个临界位置2和6,a取不同的值集合B表示不同的区间范围.哪个区间才满足BA呢?事先不好确定.我们先画出集合A的固定位置,再将集合B从左往右的位置平行移动,从中发现符合条件的情况:

2二次函数含参数问题

例3(2007年广东高考21)已知a是实数,函数f(x)=2ax2+2x-3-a,如果函数y=f(x)在区间[-1,1]上有零点,求a的取值范围.

解析标准答案的解法是根据参数a的值和零点个数来分类,其中a的值有a=0,a>0,a<0三种情形,零点有1个零点和2个零点两种情形,其中1个零点可能是一次函数也可能是二次函数情形,由于分类情况较多,很难在短时间内分清各种情形的条件,所以学生做起来普遍感觉比较凌乱,也容易遗漏掉其中的某种情况.我们通过图形平移来找满足的条件,思路要顺畅很多.

解先考虑特殊情形:

a=0时,x=32[-1,1];Δ=4+8a3+a=8a2+24a+4=0时,得a=-3±72.

其中a=-3-72时,x=-12a∈[-1,1].令f(x)=2ax2+2x-3-a=0,解得x1=-1-Δ2a,x2=-1+Δ2a.

平移二次函数图像:

1)a>0时,开口向上

解析上例函数尽管不是严格意义上的二次函数,是一个复合型函数,但通过求导变形后最后还是变成二次函数.这也是近几年高考题及高考模拟题常考类型.利用图像从左往右平移分别得到不同状态下对应的情况,思路非常清晰、简洁、完整、严密,不会遗漏掉某一种情形.这种解法非常适合学困生的思维特点,方便学困生掌握应用.下列几例最值或取值范围问题可用同样方法解决:

变式1(2013年珠海高三学业质量监测20)已知函数f(x)=lnx+a-xx,其中a为常数且a>0.若函数f(x)在区间[1,2]上的最小值为2,求a的值.

变式2(2013年梅州高三总复习质检20)已知函数f(x)=a-12x2+lnxa∈R.若在区间(1,+∞)上,函数f(x)的图像恒在直线y=2ax的下方,求实数a的取值范围.3圆锥曲线含参数问题

例5(2013年惠州高三第三次调研测试20)如图7,椭圆M:x2a2+y2b2=1a>b>0的离心率为32,直线x=±a和y=±b所围成的矩形ABCD的面积为8.

(1)求椭圆M的标准方程;

(2)设直线l:y=x+mm∈R与椭圆M有两个不同的交点P,Q,l与矩形ABCD有两个不同的交点S,T,求PQST的最大值及取得最大值时m的值.图7

解(1)由题意,ca=32且2a×2b=8,所以a=2,b=1,椭圆M的方程为x24+y21=1.

(2)联立方程y=x+m,

x24+y2=1,54x2+2mx+m2-1=0,

所以PQ=2-85m2-4×4m2-45=4255-m2.

如图7,在原来矩形ABCD区域画出直线y=x+m平行移动的过程,

先考虑临界状态情形:

当直线l与椭圆M相切时即Δ=2m2-4×54×m2-1=0,所以m=±5.

当直线l过点A(-2,-1)时,m=1;当直线l过点C(2,1)时,m=-1;

以临界状态为基础,再考虑直线在平移过程中的其他状态,按从左往右的顺序分别对应:

a)当1

b)当-1≤m≤1时,点S1-m,1,点T-1-m,-1,ST=22,PQST=255-m2,所以当m=0时,PQST取最大值255;

c)当-5

综上可知:当m=±53或0时,PQST取最大值255.

小结含参数的分类讨论问题关键是如何分类,按照怎样的标准或依据来分类通常是困扰广大学子的疑团所在,图形平移直观形象地给出了一个分类的操作依据,将相应图形按照一定的顺序平移,从而找到相对应的不同状态,特别是临界状态,往往就划分了一个分类的标准,也往往能找到它的最值状态及取值范围,按此标准进行讨论通常比较完整、全面,没有遗漏,有一定的顺序学生理解起来比较简单,尤其是对学困生.新课标更侧重“通式通法”的应用,图形平移就是将动态转化为静态,以静制动,用常规思路和解法来解决不常规的问题,以期达到出其不意的效果.

转载请注明:文章转载自 www.mshxw.com
本文地址:https://www.mshxw.com/xueshu/331129.html
我们一直用心在做
关于我们 文章归档 网站地图 联系我们

版权所有 (c)2021-2022 MSHXW.COM

ICP备案号:晋ICP备2021003244-6号