一道无理函数值域求解方法纵横谈

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一道无理函数值域求解方法纵横谈
作者:经中进
来源:《数学教学通讯·中等教育》2015年第04期
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摘 要:本文笔者选取了一道求无理函数值域的题目,展示了较为丰富的解法,对不同的
解法进行了一些阐述;与此同时,通过一些类题的解法赏析,横向、纵向加深对解法的“普适
性”认知.

关键词:数量积几何意义;线性规划;三角换元;构造法;导数法;普适性
求已知函数值域的题目,是函数章节中的重要内容之一. 值域问题也常出现在解析几何、
三角、向量、不等式等综合题中,我们必须引起高度重视. 求值域的方法也有很多,比如观察
法、换元法、分离常数法、反解法、判别式法、利用基本不等式、利用函数单调性等基本方法.
本文就一道无理函数值域的求解方法说开,借此加深对通性通法的认知.

引例 求函数y=4+3的值域.
方法1:用向量的数量积几何意义求解,数量积的取值范围即为函数的值域.
点评:本法是由函数的结构特征联想到向量的数量积的,从题干中抽出一定一动的两向量
作数量积. 将两个无理根式作为动向量的横、纵坐标,由于两个无理根式的平方和是定值9,
故动向量的模为定值3,但动向量与已知向量的夹角是变化的,所以夹角范围是关键,在从图
形中我们可以很直观地得到夹角的取值范围. 本法也反映了数形结合的思想,向量作为一种工
具,在“数”与“形”之间架起了一座桥梁.

方法2:用线性规划知识求解,目标函数的取值范围即为函数的值域.
(2)(3)的结论很显然,而(4)相当于将(1)关于x轴对称变化得来,值域可由
(1)得来.

点评:笔者用导数法来证明,彰显了它的强大的工具功能,它是一个普适性很强的方法.
本结论也可以用方法4来证明,限于篇幅,不再累述,读者有兴趣可以试一试.
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