第29节:数学有一种惊人之美(3)
系列专题:《王金战育才方案:学习哪有那么难》
如果这个题再做变化,比如说我要是把那个-1,偷偷地换成一个a,那么你会发现,刚才提供的第一种解法,就无能为力了。因为那个a是啥呢?这个讨厌的a,它变化多端,每一次变化都给这个不等式的解法带来灭顶之灾,但是你要利用第二种解法,那么这个问题就好解决了。构造两个函数,一个是y=8-2x2,再一个是y=x+a,刚才讲过,y=8-2x2,它其实就是椭圆的上半部分,y=x+a是一组平行直线,它的斜率是1,随着a的变化,那条直线在不断地变化。 这个题在高考中,应该是一种比较有难度,而且也非常常见的题目,就是分类讨论。我们通过这个图形一看,就可以分成四段来讨论,一目了然。通过这个题,我们可以看到,方程是数学上非常核心的概念,可以在函数的观点下,和不等式统一起来,这就是函数在数学中的重要性。一方面,要解决的具体问题一旦归结为函数,就可以把一些局部的问题,拿到高瞻远瞩的全局上去解决,所以局部的问题就变得很简单;另外,能够把静态的问题,放到波澜壮阔的动态的过程中去研究,使问题变得简单,比如说那个解不等式的问题。
有了这样的一个背景,这个题可以随意变。通过观察图像,得出了a<-2时,它的解是什么;-2≤a<2时,它的解是什么;2≤a<2 3时,它的解是什么;最后a≥2 3时,它的解集是空集。顺着这个题,我现在逆向思维,不让你解这个等式,而是已知这个不等式的解集为[-2,2],求a的范围。那么大家再看刚才那个图,这个不等式的解集是[-2,2],就是说在[-2,2]这个区间,这条抛物线始终应该在这条直线的上方。从图上一看,答案不用动手就出来了,是a<-2。如果这个题不是通过这样的一种方法来做的话,那就难上加难了。我再进行第二变,刚才不是解这个不等式吗,现在不解不等式了,换一个什么呢?已知这个方程8-2x2-x=a,说这个方程恒有解,求a的范围。这个题目和原来那个题相比,其实就是一个符号之差,原先是个大于号,我现在变成个等号,这两个题目的背景和解题的氛围,就发生了很大的变化。但当你考虑函数的背景时就会发现,这两个题目完全是同一种题目。还是看刚才那个图,这个方程恒有解,不就意味着那条直线和那个椭圆恒有交点吗?我们观察图像可知,当-2≤a<2 3这个范围内时,直线和椭圆恒有交点,根本不用计算。但我可以告诉你,这个题是有一年高考的一个很难的题目。还有更精彩的,现在我不是说这个方程有解了,而是说这个方程有两个不同的解,求a的范围。这不同的解就意味着这条直线和这上半个椭圆,得有两个不同的交点,看看图就一目了然了。于是这个题目的答案又得到解决。我们还可以继续变,若是在[-1,1]内有解呢,求a的范围,这个答案也很好找出来。
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