分離參數作為高中數學中的一種常用的方法,有極為重要、廣泛的應用.筆者在教學實踐中發(fā)現(xiàn),學生對含有參數的問題,尤為喜歡這種方法.因為不少問題,若對參數進行分類討論往往比較繁瑣,且如何分類,分類后如何解決問題也是一大難點.因此,教師對分類討論進行必要的講解之后,對分離參數這一數學思想方法要進行必要的梳理,以提高數學教學的有效性和學生分析問題和解決問題的能力.筆者發(fā)現(xiàn),目前雖有一些文章討論這一思想,但大都研究不夠深入,或掛一漏萬,或避重就輕.基于此,筆者重新梳理了分離參數這一數學思想方法,并以近年的高考題、模擬題為例,談談筆者的看法和體會,現(xiàn)分析如下,供大家參考.1如何分離參數
對很多數學問題,分離參數能有效地提高解題效率.因此如何實現(xiàn)參變分離,是問題解決的關鍵.筆者通過整理各類試題,發(fā)現(xiàn)大部分問題都能直接分離,但對于較為復雜的問題,則需要細致觀察,通過實施適當的代數變形把參數分離出來.然后再通過各種手段使問題得到圓滿的解決.1.1直接型
點評本題可直接把參數分離出來,但是分離后問題的難度較大.通過觀察發(fā)現(xiàn),本題兩處含有a+1,故可實施配湊策略,把a+1分離出來.通過這樣的技術處理之后,問題便豁然開朗.
2分離參數后如何處理新問題
分離參數是解決問題的第一步,分離后如何處理新的問題則是又一迫切需要解決的問題.筆者認為,成功分離參數后的主要任務就是構造函數,并求解函數的最值(上界或下界).但不同問題,處理起來的難度是不一樣的.對于較為簡單的問題,分離之后可直接構造函數,而且函數的最值的求解往往也較為簡單.但對于一些較為復雜的問題,需要進行適當的技術處理.如求解最值時,可通過多次求導,通過細致的分析求出函數的最值,也可進行放縮,利用放縮前后的函數的最值在同一自變量處取得最值求解.還可通過高等數學中的洛必達法則求解一類極限值,而這個極限值就是所需要求的上界或下界.還可避免超綱的洛必達法則,利用導數的定義求解這一極限值.下面通過舉例說明.2.1簡單直接型
通過分離參數之后,不少問題(如本文中的例1)可用直接構造函數解答.限于篇幅,這里不再贅述.
2.2利用多次求導
例6(廣東省東莞市2014年元月高三調研測試)已知函數f(x)=x2+aln(x+1).
所以實數a的取值范圍是[JB((]-∞,-[SX(]2[]ln3[SX)][JB)]].
點評本題通過分離參數后,g(x)的最小值無法直接解決,但通過二次求導,可判斷出函數h(x)單調遞減,從而求出h(x)的最大值,并判斷出g′(x)的符號,最終實現(xiàn)g(x)的最小值的求解.這種多次求導的思想,在高考題中屢屢出現(xiàn),值得我們關注.2.3利用放縮法
放縮法是證明不等式的一大利器,受定勢思維影響,很多人認為放縮法不能用來求最值,事實并非如此,實際上,若能利用放縮前后的函數在同一自變量處取得最值,則能突破解題瓶頸.下面給出應用放縮法解答例6的另一解法.
點評本題的難點在于得出函數g(x)在[JB((]1,+∞[JB))]單調遞增后,函數g(x)在x=1時的極限值的求解,本文使用了導數的定義,既避免了繁瑣的分類討論,又沒有使用超綱的洛必達法則,且整個解答過程極為簡潔,無疑是一種值得推廣的好方法!3分離思想之類比延伸
分離參數的核心思想在于“分離”,因此,若能抓住這一數學思想的關鍵,則能利用類比延伸的方法使這一核心思想得到更為廣泛的應用.筆者通過整理資料發(fā)現(xiàn),高中數學中,分離參數時除了成功地利用了“分離”的技巧外,“分離”思想還能進一步發(fā)揚光大,在其它數學問題中也有極為重要的應用,常見的成功使用“分離”技巧還有分離常數法和分離函數法,下面通過具體案例說明之.3.1分離常數
故原不等式得證.
點評本題雖不含參數,但直接構造函數要進行較為復雜的分類討論,但在通過實施分離函數的技巧后,把含有ex與lnx一分為二后,問題便化難為易.筆者發(fā)現(xiàn),在同時含有ex與lnx的函數問題中,分離函數的技巧具有一定的通性通法.
通過以上的案例說明,一種數學思想方法,若能進行細致的分析和發(fā)掘,是有新的發(fā)現(xiàn)和認識的.而且通過探究,不僅能提高教師的教學研究能力水平,還能很好地為教學服務,在提高教師教學的高效性的同時,也能提高教師的技能.如本文所研究的分離參數思想,從分離的策略,分離后問題的解決,無不顯示出數學思想的精髓所在.因此,在教師在平時的教學之余,要多研究一些問題,多作一些探究,這樣才能站在更高的角度看待和審視問題,在教學中才能做到游刃有余.
作者簡介
藍云波(1981—),男,廣東興寧人,學士,中學一級教師,主要從事高中數學教學與初等數學研究工作.已發(fā)表論文近60篇.