“一旦獲解,就立即產(chǎn)生感情上的滿足,從而導(dǎo)致心理封閉,忽視解題后的再思考,恰好錯(cuò)過(guò)了提高的機(jī)會(huì),無(wú)異于入寶山而空返”,題目的解出,并不意味著解題活動(dòng)的結(jié)束,恰恰相反,它可以是解題規(guī)律探究的新的開(kāi)始.
解后反思,這絕非是可有可無(wú)的,而是很必要的,“其作用不僅能改進(jìn)完善眼前的解題,而且能提煉出對(duì)未來(lái)解題有指導(dǎo)作用的信息(即形成數(shù)學(xué)觀念的基本素材,或稱解題經(jīng)驗(yàn)的信息儲(chǔ)備),進(jìn)一步升華為學(xué)生搜索、捕獲、分析、加工和運(yùn)用信息能力的總和——數(shù)學(xué)才能”.
例 已知對(duì)任意實(shí)數(shù)x,二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c恒非負(fù),且a
∵二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c恒非負(fù),
∴a>0且Δ=b2-4ac≤0.
“你能否改變已知或未知,或者兩者都改變,使它們彼此更接近?”(波利亞)
解法一 ∵f(x)=ax2+bx+c≥0對(duì)x∈R恒成立,且b>a,
∴a>0且b2-4ac≤0,∴b>a>0且c≥b24a.
∴M=a+b+cb-a≥a+b+b24ab-a=(2a+b)24a(b-a)
=[(b-a)+3a]24a(b-a)
=b-a4a+9a4(b-a)+32
≥2b-a4a#8226;9a4(b-a)+32=3,
當(dāng)且僅當(dāng)b-a4a=9a4(b-a),c=b24a,即b=c=4a時(shí)取等號(hào),此時(shí)M取得最小值3.
解法可以運(yùn)用不等式(x+y)2≥4xy(或(x+y)24xy≥1),
M=…≥[(b-a)+3a]24a(b-a)≥4(b-a)#8226;3a4a(b-a)=3,
取等號(hào)的條件為b-a=3a.
解法二 ∵f(x)=ax2+bx+c≥0對(duì)x∈R恒成立,
∴f(-2)≥0,即4a-2b+c≥0,∴a+b+c≥3(b-a).
又 b>a,∴b-a>0,∴a+b+cb-a≥3,即M≥3,
當(dāng)且僅當(dāng)Δ=b2-4ac=0,4a-2b+c=0,
即b=c=4a時(shí)取等號(hào),∴M的最小值為3.
既然解法一得出了a+b+cb-a≥3,
可變形為4a-2b+c≥0,即f(-2)≥0.
解法三 依題設(shè)知b>a>0,c≥b24a>0,∴M=a+b+cb-a>0.
又 由M=a+b+cb-a,得c=(M-1)b-(M+1)a.
代入Δ=b2-4ac≤0中,有
b2-4a[(M-1)b-(M+1)a]≤0,
即b2-4(M-1)ab+4(M+1)a2≤0.(*)
設(shè)g(b)=b2-4(M-1)ab+4(M+1)a2.
∵g(0)=4(M+1)a2>0,故要使(*)有正實(shí)數(shù)解,必須Δ1=[-4(M-1)a]2-4×4(M+1)a2≥0,
化簡(jiǎn),得M(M-3)≥0.
又 M>0,∴M≥3,即M的最小值為3.
解法四 由二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c≥0恒非負(fù),有
a>0,b2-4ac≤0.
又 aa>0且c≥b24a>0,
可知M=a+b+cb-a>0,記最小值為k>0,則
a+b+cb-a≥k,有(k+1)a+(1-k)b+c≥0,
與“二次函數(shù)f(x)=ax2+bx+c恒非負(fù)”,即ax2+bx+c≥0對(duì)x∈R恒成立對(duì)照,取k+1=x2,1-k=x,
消去x(或k),得(1-k)2=k+1(或x2+x-2=0),
解得x=-2,k=3或x=1,k=0(舍去).
∴當(dāng)x=-2時(shí),M=a+b+cb-a≥3,且當(dāng)f(-2)=0時(shí)不等式取等號(hào).
當(dāng)a>0,b2-4ac=0,4a-2b+c=0b=c=4a時(shí),M有最小值3.
解法五 依題設(shè)易得b>a>0,c≥b24a.
∴M=a+b+cb-a≥a+b+b24ab-a=1+ba+b24a2ba-1.
設(shè)ba=t,則t>1,又設(shè)g(t)=1+t+14t2t-1,
由g′(t)=0,得t=4.
當(dāng)0
∴當(dāng)t=4時(shí),取得最小值3.易知此時(shí)M也取得最小值3.
教學(xué)的意義,不單是讓學(xué)生知道得更多,知識(shí)面更廣,尤其在于教會(huì)學(xué)生在知道別人的東西的同時(shí),有能力和機(jī)會(huì)悟出自己的東西,這種“悟”的過(guò)程,離不開(kāi)想象,離不開(kāi)探索,離不開(kāi)反思,離不開(kāi)豐富多彩的結(jié)論的交鋒,但或許正是這個(gè)過(guò)程,最終才能讓我們的學(xué)生學(xué)會(huì)創(chuàng)造,學(xué)會(huì)創(chuàng)新,成就他們的天才和德行.
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