不等式問題一直是高考命題中的一個熱點,對有些不等式的求解,常有同學因不會變通或思維定勢,導致因運算過繁而計算終止或棄而不解。針對這種情況,本文就結合教學中的實例談談不等式問題的優化策略。
一、逆向思考,執果索因
例1.已知適合不等式x-4x+p+x-3=5的x的最大值為3,求p的值。
解析:按先去絕對值后解不等式再求最值的常規方法,勢必很繁瑣。由x的最大值為3注意到“3”是不等式解的一個端點值,利用不等式的性質得“3”是對應方程x-4x+p+x-3=5的一個解,代入得p=8或p=-2
當p=8時,不等式為x-4x+p+x-3=5,因為x2-4x+8>0
所以x>3x-4x+8+x-3=5,或滿足題意x<3x2-4x+8-x+3=5?圯2 當p=-2時,不等式為x-4x+p+x-3=5 易知5是不等式的解,故不等式有大于3的解,不滿足題意。 所以p=8 注意:先待定p后驗證p,解法令人“拍案叫絕”。 二、挖掘隱含條件,避開復雜討論 例2.已知二次函數f(x)=-x+x,是否存在m,n使f(x)的定義域和值域分別[m,n]為和[2m,2n]?說明理由。 解析:若就函數的對稱軸和區間的相對位置來討論,勢必很繁。注意到函數f(x)=-x+x=-(x-1)+<,從而由2n<,即n<,又可知在區間[m,n]上函數f(x)為增函數,根據已知條件得f(m)=2mf(n)=2n?圯-m+m=2m-n+n=2n,因為m 三、積零為整,各異特征總體說明 例3.已知函數f(x)=x,g(x)=x+a(x>0),若不等式>1在x∈[1,2]上恒成立,求整數a的取值范圍。 解析:將f(x),g(x)代入得,不等式在x∈[1,2]上恒成立,整理后即:0 設h(x)=a(x+)。因為x>0,a>0,只須證x∈[1,2]時hmax>2即可,h(x)的最大值的討論要考慮到與區間x∈[1,2]的關系,此時不妨放緩討論,總體分析其特征,注意到h(x)=maxh(1),h(2),故問題的解只需h(1)>1h(2)>2,解得0 注:本題的解答實際上是一種“化整為零”分析,“積零為整”解決的解題方法。 四、構建函數,實現高次問題的常規處理 例4.問是否存在0.2 解析:從高次不等式出發顯然無法完成解答,不妨轉換視角從函數的角度、利用函數的性質來解決。 設f(x)=x-1.25x+0.25,考慮f(x)在(0.2,0.5)上的單調性。 因為f'(x)=6x-,顯然當x∈(0.2,0.5)時,f'(x)=6x5-<0,所以f(x)為單調減函數。 又因為f(0.2)=0.2-1.25·0.2+0.25=0.2>0, 所以存在0.2 注:避開高次不等式,運用導數來研究函數性質是一種新解。 五、等價轉化、回避參數 例5.已知a>0且a≠0,0 解析:對于本題,很多人都會按先去絕對值符號,后按 和 進行分類討論來解,事實上,正因為有絕對值利用換底公式即可得到解答與參數無關。 ?詖a(1-x)-?詖a(1+x)=-=lg(1-x)-lg(1+x) 因為0 所以lg(1-x)-lg(1+x)=-lg(1-x)-lg(1+x)=-lg(1-x)>0。 所以?詖a(1-x)>?詖a(1+x)。 六、避重就輕,巧用性質 例6.設定義[-2,2]在上的偶函數f(x)在區[0,2]間上單調遞減,若f(1-m) 分析:函數的單調區間為[0,2]和[-2,0],那么1-m,m在某個區間內還是分別在兩個區間內?如果就此展開討論將比較復雜而且不易完整,巧用偶函數的性質f(-x)=f(x)=f(x),就大可不必討論變量可能所在的區間了。 解:因為已知f(x)為偶函數,所以f(-x)=f(x)=f(x), 由f(1-m) 根據單調性得0 七、轉換視角、變更主元 例7.若f(x)=(a-1)logx-6alogx+a+1在a∈[0,1]時恒為正數,求實數x的取值范圍。 分析:本題如果當成是關于log3x的二次函數,這樣就等于走進了一個討論的大圈子,而且很難順利地走出來。變更主元把原函數當成是關于a的一個函數,則問題的解決就僅與兩個端點有關了。 當a∈[0,1]時h(a)>0恒成立。 不等式問題的解法還有很多,我們在解決不等式的問題時要善于觀察,勤于思考,能夠把復雜問題簡單化,從而有效的提高解題的速度和準確率。