參變量問題綜合性比較強,在選擇題中出現的頻率很高,完全可以實現“巧解”,請看下面的例子:
例題 (上海2010屆聯考)若函數y=x-+在(1,+∞)上單調遞增,則實數a的取值范圍是()
A. (-∞,-1]B. [-1,+∞) C. (-∞,1] D. [1,+∞)
解析 這是y=ax+的函數模型,應用廣泛,往往需借助導數求單調性,過程比較復雜,不是解選擇題的“首選”.其實,出題者在設計答案的時候,往往把各個答案設計得“似是而非”,這無形中使得各答案十分接近,互相聯系. 如果通過對比分析“看出”其中的奧妙,我們就能迅速“看出”答案,計算量將大大減少,甚至不用計算.本題是要看哪個范圍滿足函數y=x-+在(1,+∞)上單調遞增,我們可以用選擇支中的數值去檢驗是否滿足題目的條件,求得正確答案.正因為如此,就要特別注意檢驗的方法,使檢驗的次數盡量少,檢驗的過程盡量簡單.
我們先“看”四個選擇支,B、C有0,A、D無0,先試a=0,得到函數的特殊形式y=x,顯然在(1,+∞)單調遞增,排除A、D.再“看”B、C,如果繼續用a的其它數值驗證,勢必要對y=x-+的單調性進行研究,這是我們在解選擇題應該避免的.因為x與a兩個變量是相互制約,既然我們可以根據a的范圍確定x的范圍,那么我們也能根據x的范圍來確定a的范圍.取x1=2,x2=4,y1=2,y2=4+,使函數在(1,+∞)是增函數,須2<4+,a>-8,排除C,故選B,整題的解法基本不用算,能直接“看出”答案.
反思 根據題目特點迅速用0驗證,體現了思維的敏捷性,特別是0在檢驗中發揮的作用不可小看,用0代入得到的形式往往非常簡單,容易判斷其性質.從用a的值驗證x的范圍,到反過來用x的值驗證a的范圍,體現了思維的發散性,在解題中要善于進行這樣的轉換.
解題時要防止犯如下錯誤:
1. 不講方法,盲目驗證.有些同學也懂得用選擇支的數值去“驗證”,可是因為不懂得驗證的方法,像“盲人騎瞎馬”,亂撞一陣,最后無法做出取舍導致做錯. 應該對函數的結構和各個選擇支的特點進行認真分析,找出差異,找準突破口,這是解題的關鍵.
2. 本題在排除A、D后,若再取a的特殊值驗證則是不可行的,例如:取a=±2檢驗(因為2∈B,-2∈C),得到兩個函數y=x-+1,y=x+-1,這兩個函數誰在(1,+∞)單調增呢,需用導數求解.若通過x取特殊數字檢驗誰在(1,+∞)單調遞增則會做錯,因為它們的一個單調遞增區間分別是(0,+∞)和(,+∞),在(1,+∞)取特殊數字驗證其單調性很難區分,導致做出錯誤選擇.
變式練習1 若不等式x2+ax+1≥0對一切x∈(0,]恒成立,則a的取值范圍是()
A. [0,+∞) B. [-2,+∞)
C. [-,+∞) D. [-3,+∞)
解析 直接解法有多種,都比較繁,作為選擇題,我們一概不用.我們完全可以根據選擇題的特點輕松求解:“看看”四個答案,就“看出”其中的奧妙了:[0,+∞)[-2,+∞)[-,+∞)[-3,+∞),前面的都是后面的子集,根據這個特點,只要按照-3、-、-2、0的順序檢驗,就能快速求解,為什么要用這個順序呢?因為如果先驗證小的集合,即使滿足條件也不能排除范圍比它大的集合是否成立;而先驗證范圍大的集合,若滿足條件則可以排除選擇其子集:令a=-3,x2+ax+1=x2-3x+1≥0在x∈(0,]不恒成立.再令a=-,x2+ax+1=x2-x+1≥0在x∈(0,]恒成立,所以答案是C.
反思 找到合理的順序進行檢驗是本法解題的關鍵,防止盲目驗證或從頭至尾一個一個驗證,本題尤其要注意不能選擇集合的范圍從小到大來檢驗.
變式練習2 (2010廣州攻關訓練)已知命題P:關于X的方程x2-ax+4=0有實根;命題Q:關于X的函數y=2x2+ax+4在[3,∞)是增函數.若“P或Q”是真命題,“P且Q”是假命題,則實數a的取值范圍是()
A. (-12,-4]∪[4,∞) B. [-12,-4]∪[4,∞)
C. (-∞,-12)∪(-4,4)D. [-12,∞)
解析 本題是命題、簡易邏輯與二次函數的綜合,由于要討論,使得問題變得“撲朔迷離”,直接解題的話就會“陷入沼澤”,因此萬不可“強攻”,應當“智取”:先“看”四個答案,A、B無0,C、D有0,所以先檢驗0.當a=0,命題P不成立,命題q成立,因此符合題意,故排除A和B,再“看”C、D, C沒有-12,D有,所以先驗證-12,P、Q都成立,不符合題意,所以選C.
反思 本題雖然形式較復雜,由于解題的思路明確,所以解答過程十分簡單,幾乎就是“看出”來的,無需計算.
啟示 關于參變量問題的選擇題,也包括其它與字母取值有關的選擇題的解法,關鍵是思路的轉換.若按照習慣思維直接去解題,計算量大、繞的彎多、花費時間長并且很可能做錯或無功而返,若按照各選項的特點巧妙檢驗,很可能易如反掌,不同做法,真是“水火兩重天”,遇到此類問題,同學們不妨一試.
責任編校徐國堅