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文件名称:立足必备知识,探究问题本质.docx
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总页数:7 页
更新时间:2025-06-06
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文档摘要

立足必备知识,探究问题本质

(0,+∞)?若存在,求a的取值范围;若不存在,试说明理由.

一位学生与我讨论这道题的第(2)小问.

首先他认为不等式f(x)≥a是超越不等式,从函数的观点解不等式,应该是求函数的单调区间,找函数的零点,但这个函数好像没有零点,无法直接解出答案.另外,他看了教辅用书的解答,对这个解答不太懂,也不太理解:为什么要这样解?这种解法又是怎么想到的?

面对学生的疑问,我先简单的跟学生解释了这种解法的基本思想,把这道题目及其解法分享给全班同学.经过我的设计,就有了下面的关于2008年辽宁卷理科第22题的解题教学案例.

2.解题教学案例主要环节

2.1问题呈现

通过PPT出示问题1,并让学生读题与审题.

教师:问题1是2008年高考数学辽宁卷的理科第22题,请同学们先考虑并求解第(1)问.

x∈1,+∞时,f′(x)lt;0,f(x)单调递减.

由此知f(x)在0,+∞上的极大值为f1=ln2,没有极小值.

教师:学生1不仅运算正确,而且解题过程中还考虑了函数的定义域,在函数的定义域范围内解题,是对函数最起码的“尊重”.(学生哄堂大笑)

下面,我们来看第(2)问.(学生思考3分钟后,教师提问)

教师:如何理解第(2)小题?

学生2:这是一个解关于x的不等式f(x)≥a的问题,但这个不等式好像不太容易解.

教师:第(2)小题实则是一个探究性问题:“是否存在实数a,使得关于x的不等式f(x)≥a的解集为0,+∞?”这句话如何去理解?

学生2:如果这样的实数a存在,则关于x的不等式f(x)≥a的解集为0,+∞.

教师:很好.还有呢?

学生2:是不是也可以这样理解:当xgt;0时,不等式f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围.

教师:学生2的回答很好.审题时,我们要把问题(1)与(2)联系起来看,问题(1)实际上是对函数f(x)的图象变化过程的考察;而问题(2)则是在函数f(x)图象变化过程的基础上,其本质是对函数f(x)图象变化趋势的定量考察.

问题(2)的代数理解是不等式f(x)≥a的解集为0,+∞(或学生2所讲的恒成立问题);其几何意义则是当x∈0,+∞时,函数y=f(x)的图象恒在直线y=a的上方,以直线y=a为渐近线(或相切).

接下来,教师出示了前述的教辅用书的解答,让学生边阅读解答边思考.(教师认为,这样的解答学生不太想得到,所以先出示解答,引导学生思考)

教师:教辅用书上的解法其实就是当时命题者给出的解法.这个解法的突兀之处有三点:第一,如何想到对a≤0与agt;0进行分类讨论?第二,为什么想到要取“2n”这个值?第三,对2n=1+1n使用了二项式定理进行放缩,技巧性较强.刚才学生2把这个问题理解为恒成立问题,这种想法对我们的解题是否有所启发?

学生3:是否可以通过求函数f(x)的最小值,然后再来求a的取值范围?

教师:这是一种思路,我们可以尝试一下.

2.2尝试解答

教师:由问题(1),你能否大致画出函数f(x)的图象吗?

教师:函数f(x)有最小值吗?

学生4:函数f(x)没有最小值,但应该有f(x)gt;0(这个结论前面教辅用书的解答已经给出证明).

教师:这说明什么?

学生4:这说明,当a≤0时,关于x的不等式f(x)≥a的解集为0,+∞;

当a≥ln2时,f(x)≤a恒成立,不满足题目条件.

当0lt;alt;ln2时,函数y=f(x)的图象有穿越直线y=a的可能,也即不等式f(x)≥a的解集不可能为0,+∞.

教师:是不是想说,当0lt;alt;ln2时,函数y=f(x)的部分图象有可能在直线y=a下方?

学生4:是的,感觉是这样的,但是说不清楚.

教师:函数y=f(x)的部分图象在直线y=a的下方,从代数角度看,就是存在实数x,使得不等式f(x)lt;a成立.根据刚才学生4画的图象,这样的实数x,大概在什么范围内?

学生5:从函数f(x)的图象上观察,满足不等式f(x)lt;a的实数x有可能比较小,离0比较近;有可能比较大,甚至可能非常大.

教师:对,教辅用书上agt;0的解答部分正是说明了存在这样的自变量2n(n≥2,且n为正自然数),其函数值小于a,从而不等式f(x)≥a的解集不可能为0,+∞.那么,现在的问题是,命题者的解答为什么要选自变量2n?

通过讨论,我们是否已经理解了教辅用书上的解答?这也启示我们,在数学学习的过程中,遇到困难的问题,我们不要放弃,要多思考,尤其碰到一些困难的函数问题,可以先尝试分析一下函数的变化趋势,画一下函数的草图,在分析和画图的过程中,解题思路或许就形成了.

接下来,我们继续探索这个问题.

2.3探究本质

教师:满足不等式f(x)lt;a的实数x是否一定是x=2n的形式,且n为正自然数吗?

答案自然是否定的.

无论是取x=2n还是x=et,这样取