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【中图分类号】G633.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)01-0036-02
数学思想方法是数学的精髓,函数与方程的思想方法是高中数学重要思想方法之一,是历年高考重要考察的一个方面,本文想从两方面来阐释函数与方程的思想方法,一方面利用函数的思想来解决一些方程问题,另一方面利用方程的思想来解决函数问题。
函数思想,就是用运动、变化的观点,分析研究问题中的数量关系,通过建立函数关系、构造函数,并加以分析研究,从而使问题获得解决。
方程思想,是问题的数量关系入手,先设定一些未知数,然后将之看成已知数,根据题设本身与总量之间的等量关系,列出等式,然后解之或用方程性质分析、转化问题来解决。
函数与方程虽是两个不同的概念,但它们有着密切的联系,一个函数若有解析表达式就可以看成是方程,一个一元方程,它的两端可以分别看成函数。因此解题时,函数思想和方程思想可以相互转化,从而达到快速解题。
一、用函数的思想解决方程问题
例1 已知=1,(a、b、c∈R),则有( )
A. b2>4ac B. b2≥4ac C.b2<4ac D.b2 ≤4ac
解析法一:依题设有a·5-b·+c=0
∴是实系数一元二次方程ax2+bx+c=0的一个实根;
∴△=b2-4ac≥0 ∴b2≥4ac (故选B)
方法二:去分母,移项,两边平方得:
∴b2≥4ac (故选B)
点评:解法一通过简单转化,敏锐地抓住了数与式的特点,运用方程的思想使问题得到解决;
解法二转化为b2是a、c的函数,运用重要不等式,思路清晰,水到渠成。
例2 关于x的方程2ax2+2x-3-a=0在[-1,1]上有根求a的取值范围。
精析:构造函数f(x)=2ax2+2x-3-a,当a=0时,方程2x-3=0的根x=∈[-1,1]
当a≠0时,分两种情况。
①函数在区间[-1,1]上只有一个零点,此时
△=4-8a(-3-a)≥0f(-1)f(1)=(a-5)(a-1)≤0 或△=4-8a(-3-a)=0-1≤-≤1
解得或1≤a≤5或a=
②函数在区间[-1,1]上有两个零点,此时
△+8a2+24a+4>0-1<-<1af(1)≥0af(-1)≥0
解得a≥5或a<
综上所述a的范围为a≥1或a≤
这是一个方程根分布的问题,通过构造函数,分析函数图象,利用函数来解决方程问题,体现了函数的思想。
二、用方程的思想解决函数问题
例3 求函数y=的值域
精析:由y=得(y-1)x2+(1-y)x+y=0
当y=1时,方程无解∴y≠1
又x∈R,则△=(1-y)2-4y(y-1)≥0
解得-≤y≤1.所以函数y=的值域为y -≤y<1
这本是一个求函数值域的问题,把它转化成关于的二次方程来解决,利用方程的性质或解方程来解决函数问题,这就是方程的思想的一个重要方面。
变式:求y=的值域。
答案:[1,5]
例4 已知2f(x)-f(-x)=1g(x+1)求f(1)的解析式
精析:f(-x)化为f(x)于是2f(x)-f(-x)=1g(x+1) 2f(-x)-f(x)=1g(1-x)
两式消去f(-x)得f(x)=1g(x+1)+1g(1-x)(f 这是一个函数问题,把f(x),f(-x)看成方程的未知量,构造方程组,利用解方程来解决函数问题。
变式:f(x)+2f()=x,求f(x)的解析式。
答案:用替换x得另一个方程解得f(x)=(-x)。
数学思想方法是数学的精髓,函数与方程的思想方法是高中数学重要思想方法之一,是历年高考重要考察的一个方面,本文想从两方面来阐释函数与方程的思想方法,一方面利用函数的思想来解决一些方程问题,另一方面利用方程的思想来解决函数问题。
函数思想,就是用运动、变化的观点,分析研究问题中的数量关系,通过建立函数关系、构造函数,并加以分析研究,从而使问题获得解决。
方程思想,是问题的数量关系入手,先设定一些未知数,然后将之看成已知数,根据题设本身与总量之间的等量关系,列出等式,然后解之或用方程性质分析、转化问题来解决。
函数与方程虽是两个不同的概念,但它们有着密切的联系,一个函数若有解析表达式就可以看成是方程,一个一元方程,它的两端可以分别看成函数。因此解题时,函数思想和方程思想可以相互转化,从而达到快速解题。
一、用函数的思想解决方程问题
例1 已知=1,(a、b、c∈R),则有( )
A. b2>4ac B. b2≥4ac C.b2<4ac D.b2 ≤4ac
解析法一:依题设有a·5-b·+c=0
∴是实系数一元二次方程ax2+bx+c=0的一个实根;
∴△=b2-4ac≥0 ∴b2≥4ac (故选B)
方法二:去分母,移项,两边平方得:
∴b2≥4ac (故选B)
点评:解法一通过简单转化,敏锐地抓住了数与式的特点,运用方程的思想使问题得到解决;
解法二转化为b2是a、c的函数,运用重要不等式,思路清晰,水到渠成。
例2 关于x的方程2ax2+2x-3-a=0在[-1,1]上有根求a的取值范围。
精析:构造函数f(x)=2ax2+2x-3-a,当a=0时,方程2x-3=0的根x=∈[-1,1]
当a≠0时,分两种情况。
①函数在区间[-1,1]上只有一个零点,此时
△=4-8a(-3-a)≥0f(-1)f(1)=(a-5)(a-1)≤0 或△=4-8a(-3-a)=0-1≤-≤1
解得或1≤a≤5或a=
②函数在区间[-1,1]上有两个零点,此时
△+8a2+24a+4>0-1<-<1af(1)≥0af(-1)≥0
解得a≥5或a<
综上所述a的范围为a≥1或a≤
这是一个方程根分布的问题,通过构造函数,分析函数图象,利用函数来解决方程问题,体现了函数的思想。
二、用方程的思想解决函数问题
例3 求函数y=的值域
精析:由y=得(y-1)x2+(1-y)x+y=0
当y=1时,方程无解∴y≠1
又x∈R,则△=(1-y)2-4y(y-1)≥0
解得-≤y≤1.所以函数y=的值域为y -≤y<1
这本是一个求函数值域的问题,把它转化成关于的二次方程来解决,利用方程的性质或解方程来解决函数问题,这就是方程的思想的一个重要方面。
变式:求y=的值域。
答案:[1,5]
例4 已知2f(x)-f(-x)=1g(x+1)求f(1)的解析式
精析:f(-x)化为f(x)于是2f(x)-f(-x)=1g(x+1) 2f(-x)-f(x)=1g(1-x)
两式消去f(-x)得f(x)=1g(x+1)+1g(1-x)(f
变式:f(x)+2f()=x,求f(x)的解析式。
答案:用替换x得另一个方程解得f(x)=(-x)。