数形结合巧解巧编上海高考压轴题
杨新荣
(浙江省德清县第三中学)
笔者经过研究发现,今年的上海市理科数学压轴题,可谓是难得的一个好题,一个探究型教学的好例.
原题:给定常数,定义函数,数列满足
(1)若.
(2)求证:对任意的,有
(3)是否存在,使得成等差数列?若存在,求出所有这样的;若不存在,说明理由.
标准答案是用代数的方法分段讨论进行证明和求解,解法繁琐,讨论过程中较易出现疏漏。笔者应用线性规划的思想进行求解,解法简洁且易于探究.简述如下:
O8x
O
8
x
y
-4
-4-c
-c
-c-8
作其图像如图所示:
(1)由于,故
(2)即证:对任意的,点()均在
直线的上方.如图,由于的图像
上的每个点均在直线的上方,而点
()又在的图像上,故结论成立.
(3)由于点A()和B()均在的图像上,若成等差数列,则,即点()必在直线上,或()中的第一个点为直线与的交点,即,故的取值范围是.
探究1.若把上图中的直线改为过点A的任意一条直线,其中,此时,函数的图像上的每个点均在直线的上方,故对任意的有成立.
探究2.对函数作怎样的变换,才能使得成等比数列?
显然,若成等比数列,则点()必在某个正比例函数的图像上,又点()在的图像上,故只需将的图像向下平移个单位,取即可.此时的图像过原点,且既成等差又成等比,故为常数列.
探究3.对函数作怎样的变换,才能使成为非等差的等比数列呢?
事实上,只需在探究2的基础上再对作一个伸缩变换得到,此时的图像过原点,且在的斜率不为1,因此,成为非等差的等比数列.
探究4.更进一步,把变成任何一个开口向上的函数,数列满足,只要能够作出一条直线,使得的图像均在这条直线的上方,则必有成立.
通过这种探究式的教学,学生不仅学会了解题,掌握了新知,更学会了编题,看清了问题的本质,可谓一举多得,真是一个难得一见的好例.