徐 亮
(江蘇省常州市田家炳高級(jí)中學(xué))
前不久,筆者在翻閱幾本高三二輪復(fù)習(xí)用書的過程中發(fā)現(xiàn),不同的編者卻不約而同地都選用了這樣一道題:“設(shè)a∈R,二次函數(shù)f(x)=ax2-2x-2a,若f(x)>0的解集為A,B={x|1<x<3},A∩B≠覫,求實(shí)數(shù)a的取值范圍?!背蹩创祟},覺得條件簡(jiǎn)單直白,問題平淡無奇,但是為何編者們都對(duì)此題青睞有加,并將其寫入二輪復(fù)習(xí)用書中呢?筆者仔細(xì)研究了這道題,發(fā)現(xiàn)這道題確實(shí)有著豐富的內(nèi)涵和生命力,耐人尋味,值得細(xì)細(xì)琢磨。
初探
集合運(yùn)算是這道題的關(guān)鍵條件,抓住“A∩B≠覫”作為解題的切入口。集合B已知,故考慮先求出集合A。對(duì)于不等式ax2-2x-2a>0(a≠0)的解集,考查含參的一元二次不等式的解法,需要進(jìn)行分類討論。
這樣的解法樸實(shí)無華,回歸集合運(yùn)算的本質(zhì),通過解含參不等式,借助數(shù)軸比較區(qū)間端點(diǎn)的大小實(shí)現(xiàn)問題的解決。但是,不難發(fā)現(xiàn),這種方法的求解過程中涉及無理不等式的求解,對(duì)計(jì)算能力的要求較高,學(xué)生易錯(cuò)。
再探
回到原題再看“B={x|1<x<3},A∩B≠覫”,豁然開朗——問題可以轉(zhuǎn)化為:不等式 ax2-2x-2a>0(a≠0)在 a∈(1,3)上有解,也即存在 a∈(1,3),使 ax2-2x-2a>0 成立。
此解法沒有停留在原有問題的表面,將集合A,B的交集不空轉(zhuǎn)化為不等式在給定區(qū)間上有解的問題,為解決本題跨出了堅(jiān)實(shí)有力的一步。但是,怎么看都覺得這個(gè)方法的解題過程略顯繁雜,還有簡(jiǎn)化改進(jìn)的空間嗎?
三探
既然解法二中已經(jīng)將問題轉(zhuǎn)化為不等式ax2-2x-2a>0(a≠0)在a∈(1,3)上有解的問題,何不順藤摸瓜,沿著這條線繼續(xù)前行。對(duì)于一元二次不等式在給定區(qū)間上有解,借助二次函數(shù)的圖像研究更為直觀。
問題到此似乎已經(jīng)尋找到解決該題的最佳方法,但是學(xué)生的思路又給這道題的解決開辟了更廣闊的途徑。
學(xué)生的思路
先考查A∩B≠覫時(shí),實(shí)數(shù)a的取值范圍。
對(duì)于二次函數(shù)f(x)=ax2-2x-2a,方程ax2-2x-2a=0兩根x1x2=-2<0,函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn)分別在y軸的兩側(cè);
當(dāng)a>0時(shí),拋物線開口向上,此時(shí)若要求A∩B≠覫,只需(f3)≤0即可,解之得:0<a≤;
當(dāng)a<0時(shí),拋物線開口向下,此時(shí)若要求A∩B≠覫,只需(f1)≤0即可,解之得:-2≤a<0;
所以當(dāng)A∩B≠覫時(shí),實(shí)數(shù)a的取值范圍是-2≤a<0或0<a≤,那么若A∩B≠覫,且a≠0,則a的取值范圍是a<-2a>。
此解法從問題的另一個(gè)角度入手,另辟蹊徑,化歸為不等式無解問題進(jìn)行研究,顯得更加清晰明朗。
回顧本題的幾種不同解法,雖然有些略顯冗長(zhǎng)和復(fù)雜,有些卻娓娓道來,但是相比較本題的優(yōu)美解,筆者更欣賞解法一和解法二。對(duì)于某些數(shù)學(xué)問題,在計(jì)算并不復(fù)雜的情況下,回歸樸素自然的方法也是不錯(cuò)的選擇。數(shù)學(xué)解題就是一個(gè)從無到有、從有到優(yōu)的過程,“有”和“優(yōu)”兩個(gè)結(jié)果都可以實(shí)現(xiàn)問題的最終解決,并不是每一次的解題都能尋求到最簡(jiǎn)潔、最漂亮的方法。如果一味追求優(yōu)美解,可能就會(huì)忽略數(shù)學(xué)解題中最真實(shí)的本源、最自然的流露。巧解、妙解的背后也許就隱藏著更大的危機(jī)。在平時(shí)的教學(xué)中,教師也要有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生,從最基本的方法入手,掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì),提高分析問題與解決問題的能力。同時(shí),教師更要對(duì)高考試題進(jìn)行深入剖析與研究,從近幾年的高考題中,找到高考命題的共性與變化趨勢(shì)。從一些相似問題的研究中發(fā)現(xiàn)變化、尋找規(guī)律,讓這些陳題、好題發(fā)揮其內(nèi)在價(jià)值,滲透在平時(shí)復(fù)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)中,提高高三復(fù)習(xí)的效率。