

高考中有關函數與導數的綜合應用問題,問題設置形式新穎多變,巧妙融合函數與方程、函數與不等式、函數與導數等眾多相關的知識,成為歷年高考數學試卷中的一大基本考點與熱點.下面以一道高考函數題為例進行剖析.
1 真題呈現
2 問題剖析
該題以雙變元的函數解析式為問題場景,設置了三個小問題.
其中,第(1)問通過已知一變元為定值的條件,結合導函數所滿足的不等式恒成立,利用分離變量來構建對應不等式,再通過求解代數式的最值來確定參數的最值問題,相對比較好處理,給大部分考生一個得分的機會.
第(2)小問是基于雙變元條件下函數所對應曲線的中心對稱問題,判斷其對稱中心,選取合適的方法與技巧來證明,是解決有關中心對稱圖形的證明的關鍵,使得整個問題既不天馬行空,又不落窠臼.
而第(3)小問,還是稍有難度,“端點效應”是高考數學全國卷2020年以來“老生常談”的一類基本考查類型,其中“必要性探路+充分性證明”也是2019年浙江卷中風靡全國的考點之一.
本題問題設置層層遞進,難度逐步上升,凸顯考試的選拔性與區分度,也是一道很好的“把關題”.
3 真題破解
3.1 第(1)問的解析
點評:根據導函數所對應的不等式恒成立,結合參數的分離構建不等式恒成立,進一步將問題轉化為確定對應關系式的最大值問題,解題目標明確,邏輯推理直接,數學運算基本.在此基礎上,結合代數關系式的結構特征,或利用基本不等式來合理放縮,或利用二次函數的圖象與性質來確定最值,都可以達到目的.
3.2 第(2)問的證明分析
點評:依托雙變元函數的解析式的結構特征,從而確定對應的對稱中心坐標,為進一步證明曲線的中心對稱創造條件.有關函數所對應的曲線的中心對稱圖形的證明,定義法是最為常見的一種技巧方法,也是考生在實際解題過程中常用的.本題也可以用平移圖象法和先猜后證法解決方法.平移法是基于對稱中心的確定而采用的一種特殊方法;先猜后證法是基于問題的分析與應用的一種基本思維過程,合理加以過程書寫與應用,比較契合思維過程.
3.3 第(3)問的解析
點評:依托充要條件“f(x)gt;-2當且僅當1lt;xlt;2”這一基本信息,合理加以變形與轉化,借助“端點效應”思維先確定變量a的值是解題的一個重要環節;而抓住充要條件場景下的應用問題,借助必要性探路確定變量的取值范圍,進一步通過充分性證明以保證推理分析的嚴謹性;或抓住條件應用,結合導函數的解析式,合理利用變量取值的分類討論來驗證不等式成立的條件,也是推理與分析過程中比較常用的一種方法.
4 教學啟示
4.1 夯實基礎,提升能力
利用導數研究含參函數的單調性與極值(最值)問題時,解決問題的本質就是通過導數運算,加以合理運算,利用題設條件中的單調性與極值(最值)信息進行合理轉化與邏輯推理,并通過參數的取值情況加以分類討論與合理判斷.含參函數的單調性與極值(最值)問題,重點考查學科核心素養中的邏輯推理與數學運算,體現了分類討論思想及分析問題解決問題的能力等,對于考查考生的“四基”與“四能”,以及數學關鍵能力與核心素養等方面都有很好的體現.
4.2 厘清思維,強化訓練
此高考題是函數與導數的綜合應用題,屬于多參數問題.解題的關鍵是厘清函數的結構,而具體解題時必須搞清楚邏輯.實際上,考慮到學生平時訓練得少,接觸得少,本題還是有較大區分度的.有效厘清解決問題的基本思維,合理強化訓練與應用,是強化基礎、提升能力等方面的一種基本方法.