内容正文:
数
学
思
结
构
的
维
1
思考:
机器人为什么一定要是人形的?
结构一致性
为什么我们一直执着于研发
“人形”机器人?
若 ,则实数x的取值范围是__.
典例
解不等式
特征
底不同
不能直接合并
左右项数不同
不满足对称美
第1步:
似乎只能做此操作
很多事情的开始其实是无奈之举
第2步:
项数相同
凑结构
在研制对抗病毒的特效药时,
首先要做的工作就是研究病毒的结构。
清晰的知道病毒的物理结构、生物结构、化学结构
才能找到针对性的研制方案
第3步:
令
则原式可变为
第4步:
函数值
利用函数的单调性
打开F
验证:函数单调性
所以
在(0,+∞)上单调递增。
第5步:
所以
培养兴趣+有效生长
已知 ,则 的最大值是__.
典例1
不等式问题
法一:
基本不等式■拼凑
法二:
函数思想■最值
用好公式的前提是满足公式的结构——适配性!
灵感的触发同样需要对结构特征的准确把握!
定义在(0,+∞)上的函数 满足 ,则下列结论不正确的是( )
典例2
构造新函数
A.
B.
C.
D.
已知函数
(2)若 对任意的 恒成立,求 的最小值.
解
恒成立
结构为王
令
所以
内单调递增
在
又
所以
分离参数
典例3
恒成立问题
定义在R上的偶函数 在[0,+∞)上单调递增,则不等式
的解集为( )
A.(-∞,-2)∪(0,+∞)
B.(-∞,-1)∪(0,+∞)
C.(-2,0)
D.(-1,0)
能力提升
提示
对称美
改造的力量
令
结构为王
偶函数,
且[0,+∞)上单调递增
一切都是最好的安排
设
典例3
比较大小问题
则( )
A.c>b>a
B.b>c>a
C.b>a>c
D.c>a>b
第一步
统一结构
研究结构
第二步
在(0,e)单增
在(e,+∞)单减
第三步
套用
不在同一个单调区间中!
第四步
转化+数值敏感
第五步
函数性质的利用
[2022年甲卷理科12.]已知 , , ,则( )
A. B. C. D.
典例4
作商
因为
所以
结构性转化
作差
令
所以
综上
[诊断性考试21⦁自编⩥编写关键点]
已知函数 .
(1)试研究函数 的单调性;
(2)若 ,求参数 的取值范围.(提示: )
1.含参(变量)、2.隐藏参量+变量的范围、
3.减法(导函数可正可负),有问题可设置.
区分“⌕研究、⎃讨论、⇝求解”
研究:带有不确定性+创新性+发展性
讨论:分类+穷举+有固定标准+逻辑评价
求解:固定的思维模式+固定的知识体系+标准
隐零点是表达上的一种创新而已,是不能精确求解的替代物。不能求⩥现行能力不够;
无解⩥事物本身不存在.
数学的所见即所得
参数、变量、自变量的概念是相对而言的,他们共同受解析式的约束
数学是结构性学科
高考真题无提示:
降低难度,但限制了思维和路径.
凡复杂的皆为简单按一定的结构复合而成
单调性与导函数的内在联系
典例5
已知函数 .
(1)试研究函数 的单调性;
1.含参(变量)、2.隐藏参量+变量的范围、
3.减法(导函数可正可负),有问题可设置.
区分“⌕研究、⎃讨论、⇝求解”
单调性与导函数的内在联系
解:由题
令
则
所以 得 为 上的增函数.
则 至多一个根.
又因为 , ,
所以 在 存在唯一的根,设为
所以 时, ,原函数 单调递减.
时, ,原函数 单调递增.
隐零点是表达上的一种创新而已,是不能精确求解的替代物。是目前能力不够,不得已而为之。
隐零点思想(现象)的下一步是整体代换。
已知函数 .
(2)若 ,求参数 的取值范围.(提示: )
接纳命题人的善意,
揣摩命题人的意图。
解法1
注重第一问的台阶作用
解:由(1)得
分离参数
代入
令
下求 的最大值
得
恒为增,无最大值!!
此解法的错误在哪里?
含参函数的本质是双变量函数,
不能只进行部分代换.
已知函数 .
(2)若 ,求参数 的取值范围.(提示: )
解:由(1)得
先同构变形
令 ,则 ,所以 在R上单调递增.
则由上式得 恒成立
再分离参数
令
则 在 为增,在 为减.
则 ,
得
所以
得
解法2
关注提示⩥同构变形
与法一有相通之处,只是切入点不同.
令 ,则 ,所以 在R上单调递增.
则由上式得 恒成立
再分离参数
令
则 在 为增,在 为减.
则 ,
得
所以
得
已知函数 .
(2)若 ,求参数 的取值范围.(提示: )
接纳命题人的善意,
揣摩命题人的意图。
解法3
通性通法⩥分类讨论的思想
导函数的正负性与a的关系过于密切,
此时a以什么标准进行分类变得困难.
令
得 在 上为增.
无法解,引入隐零点.
得 在 上存在唯一零点.
技能⩥虚设零点
设
的零点为
即
所以 时, ,原函数 单调递减.
时, ,原函数 单调递增.
解法1
下接:
解法4-1
数学积累⩥利用不等式放缩
当且仅当 时等号成立.
因为
所以
则
分离参数
令
下证
所以 在 为增,在 为减.
所以
则
部分放缩法
令
等号不能同时成立,会降低精确度.(舍)
解法4-2
数学积累⩥利用不等式放缩
当且仅当 时等号成立.
因为
完全放缩法
得
已知
当且仅当 时等号成立.
而
所以只需证
即
分类讨论
当
时
在 为增,则
得
为一次函数.
当
时
在 为减,不满足.
综上
已知函数 .
(2)若 ,求参数 的取值范围.(提示: )
解法4-3
数学积累⩥利用不等式放缩
因为
切线放缩法
得
分离参数
由
反解得
因此
与
互为反函数,关于y=x轴对称
因此
得
相当于切线
令
所以
$