例3 已知 ,求siny-cos2x的最大值。
學(xué)生錯(cuò)解:由已知條件有
∴
∴sinx=-1時(shí)取得最大值為
錯(cuò)誤原因:本題學(xué)生都能通過條件 將問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于sinx的函數(shù)。而本題的“潛臺(tái)詞”在于siny= -sinx
轉(zhuǎn)換時(shí),要注意 結(jié)合sinx∈[-1,1],
可得 .
∴最終應(yīng)該是 時(shí),原式取得最大值為 .
小結(jié):在數(shù)學(xué)解題中,學(xué)生應(yīng)不斷提高自己的審題能力,發(fā)現(xiàn)問題中蘊(yùn)含的“潛臺(tái)詞”,加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)定義、基本方法的理解,培養(yǎng)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性,這樣才可以不斷提高自己數(shù)學(xué)解題的正確性.
二、主動(dòng)挖掘問題中的“潛臺(tái)詞”,拓展數(shù)學(xué)解題思路
有些學(xué)生在解題時(shí)常常不知如何下手,有時(shí)甚至覺得題目條件不夠,這就需要我們善于引導(dǎo)學(xué)生從題目涉及的已知條件、基本概念、公式、定理、性質(zhì)或圖形中挖掘問題的“潛臺(tái)詞”,進(jìn)而找到解題的思路.
例4 函數(shù)f(x)=x2+ax+1,已知f(x2),求f(x1+x2)的值.
學(xué)生疑問:本題中出現(xiàn)了一個(gè)干擾字母a,導(dǎo)致很多學(xué)生感覺題目缺少條件,對(duì)于條件f(x1)=f(x2)又不明白其給出的作業(yè),不知如何下手解決.
問題引導(dǎo):對(duì)于二次函數(shù),學(xué)生應(yīng)該熟悉其具有的對(duì)稱性,根據(jù)f(x1)=f(x2)其實(shí)可以得出函數(shù)f(x)的對(duì)稱軸是直線。
本題的一個(gè)“潛臺(tái)詞”是f(0)=1,而根據(jù)二次函數(shù)對(duì)稱性可知f(x1+x2)=f(0)=1.
例5 已知f(x)=ax2+bx+3a+b是偶函數(shù),且其定義域?yàn)閇a-1,2a],求a+b的值.
學(xué)生疑問:感覺求出字母b的值為0比較容易得到,但是對(duì)于字母a感覺缺少條件.
問題引導(dǎo):僅僅由,顯然不足以確定和的值,還需要挖掘出偶函數(shù)的定義域關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱這一“潛臺(tái)詞”,即有
.
例6 如果函數(shù)y=sin2x+acos2x的圖象關(guān)于直線
對(duì)稱,求實(shí)數(shù)a的值.
學(xué)生疑問:函數(shù)y=Asin(ωx+φ)的對(duì)稱軸一定經(jīng)過圖象的波峰頂或波谷底,且與y軸平行,而對(duì)稱中心是圖象與x軸的交點(diǎn),但是將 代入函數(shù)時(shí),不能判斷是經(jīng)過最大值點(diǎn)還是最小值點(diǎn),導(dǎo)致解題出現(xiàn)困惑.
問題引導(dǎo):本題的關(guān)鍵是函數(shù)圖象關(guān)于直線 對(duì)稱,可以考慮特殊情況,“潛臺(tái)詞”是可以利用函數(shù)對(duì)稱,考慮
,代入即得a=-1.
三、主動(dòng)探究數(shù)學(xué)問題中的“潛臺(tái)詞”,提升數(shù)學(xué)解題的嚴(yán)密性
例7 已知函數(shù)f(x)=ax3+3x2-x+1在x∈R上是減函數(shù),求a的取值范圍.
學(xué)生疑問:課本中有f'(x)<0(x∈(a,b)),則f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞減.
如果利用此結(jié)論,考慮到本題f'(x)=3ax2+6x-1<0在x∈R恒成立,故 解得a<-3,但是結(jié)果卻是a≤-3,為什么?
問題引導(dǎo):本題在解題過程中,要抓住的“潛臺(tái)詞”是f'(x)<0(x∈(a,b))是f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞減的充分不必要條件,而不是充要條件。如果函數(shù)f(x)可導(dǎo)且不是常函數(shù),則f(x)在(a,b)內(nèi)單調(diào)遞減的充要條件是f'(x)≤0(x∈(a,b)).
對(duì)于本題,函數(shù)f(x)可導(dǎo)且不是常函數(shù),應(yīng)該f'(x)=3ax2+6x-1≤0是在x∈R恒成立,所以有 ,結(jié)果是a≤-3.
總之,如果在教學(xué)過程中,我們?nèi)绻芙?jīng)常對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)、挖掘和探求數(shù)學(xué)問題中的“潛臺(tái)詞”的訓(xùn)練,就能更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維的嚴(yán)謹(jǐn)性、發(fā)散性和完整性,從而達(dá)到提高解題能力的最終目的。
(作者單位:江蘇省無錫市洛社高級(jí)中學(xué))