王 敏(陜西省漢中市略陽(yáng)縣天津高級(jí)中學(xué),陜西 漢中)
我們?cè)谟懻摵瑓⒑瘮?shù)單調(diào)性時(shí)常常借助導(dǎo)數(shù)這個(gè)工具,我們對(duì)原函數(shù)求導(dǎo),最后討論導(dǎo)函數(shù)值的正、負(fù)情況,從而確定原函數(shù)的單調(diào)性,而討論導(dǎo)函數(shù)值的正、負(fù)情況歸根結(jié)底就是討論導(dǎo)函數(shù)圖像的正、負(fù)分布。下面我就函數(shù)圖像正、負(fù)分布的分類討論方法歸納如下幾個(gè)步驟介紹給大家。
分類點(diǎn)一:討論圖像類型:(1)水平直線型;(2)二次函數(shù)型;(3)單調(diào)型。
分類點(diǎn)二:討論根分布:(1)討論根個(gè)數(shù);(2)討論根與“討論區(qū)間”關(guān)系(討論區(qū)間由函數(shù)定義域確定);(3)討論根與根的關(guān)系(此步驟至少要有二個(gè)根)。
分類點(diǎn)三:討論圖像的“走勢(shì)”(走勢(shì)指圖像根據(jù)參數(shù)取值來(lái)確定其樣子)
例:研究f(x)=(x-a)(x+1)在R上的正、負(fù)分布
分析:分類點(diǎn)一:討論圖像類型:確定為二次函數(shù)型。
分類點(diǎn)二:討論根分布:①討論根個(gè)數(shù),當(dāng)a=-1時(shí),一個(gè)根。當(dāng)a≠-1時(shí),有兩個(gè)根x1=a,x2=-1。②討論根與“討論區(qū)間”關(guān)系,a,-1∈R③討論根與根的關(guān)系,a<-1(x1<x2),a>-1(x1>x2)。
解:令f(x)=0,則x1=a,x2=-1當(dāng)a=-1時(shí),x∈R,f(x)≥0
當(dāng)a<-1時(shí),x∈(-∞,a)∪(-1,+∞),f(x)>0,x∈(a,-1),f(x)<0.
當(dāng)a>-1時(shí),x∈(-∞,-1)∪(a,+∞),f(x)>0,x∈(-1,a),f(x)<0.
從以上過程可以看出,解決此類分類討論問題,只要嚴(yán)格按照三大分類點(diǎn),同學(xué)們就會(huì)分類目標(biāo)明確,思路清楚,有點(diǎn)可依,而不是無(wú)處下手。
分類點(diǎn)一:討論圖像類型:①當(dāng)k=0時(shí),單調(diào)型。②當(dāng)k≠0時(shí),二次函數(shù)型。
分類點(diǎn)二:討論根分布:①討論根個(gè)數(shù),當(dāng)k=0時(shí),一個(gè)根。當(dāng)k≠0 時(shí),有兩個(gè)根②討論根與“討論區(qū)間”關(guān)系,當(dāng) k=0 時(shí),x=0∈(-1,+∞),當(dāng) k>0 時(shí),x1,x2∈(-1,+∞),當(dāng) k>0時(shí),x1∈(-1,+∞),x2?(-1,+∞),③討論根與根的關(guān)系,當(dāng) k=1時(shí),x1=x2=0,當(dāng) 0<k<1 時(shí),x1<x2,當(dāng) k<0 或 k>1 時(shí),x1>x2.
分類點(diǎn)三:討論圖像的“走勢(shì)”:
令 g(x)=kx2+(k-1)x,當(dāng) k=0 時(shí),x∈(-1,0)時(shí),g(x)>0,x∈(0,+∞)時(shí),g(x)<0
當(dāng) k=1 時(shí),x∈(-1,∞)時(shí),g(x)≥0
當(dāng) k<0 時(shí),x∈(-1,0)時(shí),g(x)>0,x∈(0,+∞)時(shí),g(x)<0
綜上可知:當(dāng)k≤0時(shí),f(x)在(-1,0)上是增加的,在(0,+∞)上是減少的。
當(dāng)k=1時(shí),f(x)在(-1,+∞)上是增加的。
從上例可以看出,無(wú)論多么復(fù)雜的含參討論問題只要按照以上步驟走下去都可以找到分類的標(biāo)準(zhǔn),即分類的尺子。而且按此步驟走,條理性很強(qiáng),避免無(wú)了無(wú)從下手的感覺。