在任意与存在中构建关系和演绎推理|合情推理和演绎推理的关系
安徽阜阳第三中学236006摘要:任意性及存在性是高中数学里难于理解清楚的一种问题,本文中就一个例题进行引申,获得若干存在性或任意性的问题,本文尝试让任意与存在体现地淋漓尽致.
关键字:任意;存在
由于不等式、方程、函数是交织在一起的有机整体,同时在任意与存在之间构建不等式问题又与高等数学联系紧密,所以不等式问题的解决往往体现着多种数学思想方法的应用,是考查学生综合应用能力、思维灵活性和创新性的有效载体,因此这类问题一直是高考命题的热点和重点,而在任意与存在之间构建相等与不等关系,更是学生感到无所适从的难点,本文从一道高考题出发,通过适当变式,探求关系式的建立.
例题:(2006湖北)设x=3是函数f(x)=(x2+ax-2a-3)e3-x(x∈r)的一个极值点.
设a>0,g(x)=a2+
ex.若存在ξ1,ξ2∈[0,4],使得
g(ξ2)-f(ξ1)
<1成立,求a的取值范围.
解析(1)略.根据f(x),g(x)的单调性,可求出f(x)的值域是[-(2a+3)e3,a+6],g(x)的值域是a2+
,a2+
e4.显然,g(x)min=a2+>a+6=f(x)max,所以
g(ξ2)-f(ξ1)
<1⇔g(ξ2)-f(ξ1)<1.依题设知,只要在[0,4]上找到ξ1,ξ2(哪怕分别只找到一个),使g(ξ2)<f(ξ1)+1成立即可.从图象上看,即y=g(x)图象的最低点比y=f(x)+1图象的最高点低,因此,问题转化为解不等式g(x)min<f(x)max+1.
因为g(x)关于x单调递增,
所以g(x)min=g(0)=a2+.
由f′(x)=-(x-3)(x+a+1)e3-x,可知当a>0时,f(x)在[0,3]上单调递增,在[3,4]上单调递减,
所以f(x)max=f(3)=a+6.
依题意知g(x)min<f(x)max+1,
即a2+<a+6+1.
所以0<a<.
为了形成知识网络,下面我们对该题进行多角度、多方面的变化探究,以期在“变”的现象中发现“不变”的本质,在“不变”的本质中探索“变”的规律,从而优化学生的思维品质,培养创新能力.
首先,我们对本题进行“异构变式”.
变式1是否存在实数a>0,对任意的实数ξ1,ξ2∈[0,4],使得g(ξ2)<f(ξ1)+1恒成立.
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