林國夫
筆者非常榮幸參加了2016年浙江省高考理科第18題的閱卷工作.本文擬結(jié)合筆者的閱卷經(jīng)歷簡要敘述本題的閱卷情況和自己有感而發(fā)的教學(xué)思考,供讀者參考.
試題已知a≥3,函數(shù)F(x)=min{2|x-1|,x2-2ax+4a-2},其中min{p,q}=p,p≤q,
q,p>q.
(Ⅰ)求使得等式F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范圍.
(Ⅱ)(?。┣驠(x)的最小值m(a);(ⅱ)求F(x)在區(qū)間[0,6]上的最大值M(a).
按照命題組事先設(shè)計試題的意圖,此題作為簡單題第三題,不刻意增加試題的難度,是一道上手快、得分易的基本題(命題組原計劃將此題設(shè)計成兩空的填空題),重點考查函數(shù)基本思想和方法.從閱卷的實際情況看,試題難度預(yù)計有一定偏差,但具有良好的區(qū)分度,全省平均分為546,32%的學(xué)生得1分或0分,9%的學(xué)生13分及以上.下面我們首先簡要介紹試題的常見解法和學(xué)生的典型錯誤.1試題的常見解法及典型錯誤
1.1第(Ⅰ)題的解法與典型錯誤展示
1.1.1第(Ⅰ)題的正確解法
正確解法1此問首先需將問題等價轉(zhuǎn)化為:求解關(guān)于x的不等式2|x-1|≥x2-2ax
+4a-2(a≥3).下面通過討論去掉絕對值符號轉(zhuǎn)化為常規(guī)的一元二次不等式:
①當(dāng)x≥1時,不等式等價于2x-2≥x2-2ax+4a-2x2-(2+2a)x+4a≤0(x-2)(x-2a)≤0
2≤x≤2a(a≥3),故此時x的取值范圍為[2,2a].
②當(dāng)x<1時,不等式等價于2-2x≥x2-2ax+4a-2x2+(2-2a)x+4a-4≤0.考慮到二次函數(shù)h(x)=x2+(2-2a)x+4a-4的對稱軸x=a-1≥2,
故h(x)在(-∞,1)上單調(diào)遞減,故當(dāng)x<1時,h(x)>h(1)=2a-1>0,從而不等式x2+(2-2a)x+4a-4≤0在
(-∞,1)上無解.【說明:當(dāng)x<1時,利用x2+(2-2a)x+4a-4=x2
+(2a-2)(2-x)>0也能說明不等式無解】.綜合上述,使得等式
F(x)=x2-2ax+4a-2成立的x的取值范圍為[2,2a].
正確解法2由于F(x)的草圖如圖2所示,我們先求出方程x2-2ax+4a-2=
2(x-1)的根x1=2,x2=2a.考慮到當(dāng)x≤2時,x2-2ax+4a-2≥2|x-1|,故從圖中可知,不等式2|x-1|≥x2-2ax+4a-2(a≥3)的解集為[2,2a].
1.1.2第(Ⅰ)題的典型錯誤
典型錯誤1(參數(shù)分離法根深蒂固)由于不等式2|x-1|≥x2-2ax+4a-2等價于
a(4-2x)≤-x2+2|x-1|+2.顯然x=2不等式成立,當(dāng)x≠2時,不等式等價于
x>2,
a≥-x2+2|x-1|+24-2x,或者x<2,
a≤-x2+2|x-1|+24-2x,再將問題錯誤轉(zhuǎn)化為上述不等式對任意的a≥3恒成立.
與上述錯誤解法大相徑庭的另一種解法為:將不等式2|x-1|≥x2-2ax+4a-2中的絕對值通過x≥1,x<1討論消去后再采用參數(shù)分離法求解,仍然將問題錯誤等價成恒成立問題.
典型錯誤2(討論對象錯誤)求解過程中通過討論實數(shù)a的范圍來求最值,不理解產(chǎn)生分類討論的原因和目的.
典型錯誤3(圖像繪制不正確)在圖2中忽視點B的存在而導(dǎo)致產(chǎn)生錯誤結(jié)果[2,+∞).
典型錯誤4(用十字交叉法求解一元二次方程的根比較生疏)不少學(xué)生對于一元二次不等式x2-(2+2a)x+4a≤0求解時求二次方程的根x1=2,x2=2a或用求根公式求,或無法正確求解,對十字交叉法比較生疏.
典型錯誤5(不善于借助圖像直觀分析二次方程根的位置)當(dāng)求解一元二次不等式x2+(2-2a)x+4a-4≤0時,毫無顧忌地直接利用求根公式x=2a-2±(2-2a)2-4(4a-4)2
=a-1±(a-1)(a-5),從而盲目地認(rèn)為不等式的解集為[a-1-(a-1)(a-5),a-1+(a-1)(a-5)],
殊不知一元二次方程x2+(2-2a)x+4a-4=0的根是否存在(比如3≤a<5時則方程無實根)、也不考慮要討論根a-1±(a-1)(a-5)是否落于區(qū)間(-∞,1)內(nèi).產(chǎn)生上述問題的根源在于不善于利用圖像來直觀分析二次函數(shù)的零點位置,從而很難想到如同標(biāo)準(zhǔn)參考答案中借助x2+(2-2a)x+4a-4=x2+(2a-2)(2-x)>0來簡要說明不等式無解.
1.2第(Ⅱ)題解法和典型錯誤展示
1.21第(Ⅱ)題(?。﹩柕恼_解法
正確解法1(利用min{min{p(x),q(x)}}=min{p(x)min,q(x)min}求解)設(shè)f(x)=2|x-1|,
g(x)=x2-2ax+4a-2,則m(a)=F(x)min=min{min{2|x-1|,x2-2ax+4a-2}}=min{min{f(x),g(x)}}
=min{f(x)min,g(x)min}.由于f(x)min=f(1)=0,g(x)min=g(a)=-a2+4a-2,從而
m(a)=min{0,-a2+4a-2}=0,3≤a≤2+2,
-a2+4a-2,a>2+2.
正確解法2(利用圖像求解)由于F(x)的圖像如圖2所示(實線部分).則m(a)=min{F(1),F(xiàn)(a)}=min{0,-a2+4a-2}=0,3≤a≤2+2,