高中數學丨解題思路「運用函數思想」六種方法再解取值範圍問題

2020-12-11 高中生資訊

函數是中學數學的一個重要概念,它打散在數學的各個章節中,必修一中主要講了函數的概念、圖象和性質以及幾類典型的函數,函數思想是對函數內容在更高層次上的抽象、概括的思維,從函數各部分內容的內在聯繫和整體角度來考慮和解決問題.函數思想貫穿於高中代數的全部內容,它是在學習指數函數、對數函數以及三角函數的過程中逐漸形成,並為研究這些函數服務的,亦可以研究方程、不等式、數列、解析幾何等其他內容當中。

函數思想可用於解決函數問題,也可用於解決非函數問題.

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我們先來看下題目

【已知非負實數a,b,c滿足a+b+c=1,求(c-a)(c-b)的取值範圍。】

分析:解決方式大多是基於不等式的視角。事實上,函數視角還是我們最熟悉、最有用的思想方法。本題屬於多變量最值問題,可以考慮將變量逐個取為主元討論,轉化為函數的累次極值問題,具體如下:

解法一:依次視a,c為主元,逐次求極值.

解法二:利用等差中項引入參數,逐次求極值.

解法三:利用圓的參數方程(即三角代換),逐次求極值.

解法四:利用球坐標代換,逐次求極值.

解法五:利用差值代換,化歸為方程的根分布,再逐次求極值.

解法六:利用差值代換,化歸為數形結合求,再逐次求極值.

本題的六種解法實質為同一思想,儘管均為逐個取定主元後的累次極值,但表現形式卻多姿多彩,值得玩味。本題是拓展函數思想的好素材,值得師生共同研討,提升自身素養。

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