构造法在函数比较大小中的应用

发表时间:2020/12/31   来源:《中小学教育》2020年第26期   作者: 童华光
[导读] 本文探讨了构造法在解决函数问题中的应用,通过构造函数

        童华光   
        广东省惠州市惠阳中山中学 516211
        摘要:本文探讨了构造法在解决函数问题中的应用,通过构造函数,利用函数的性质解决了幂函数、指数函数及对数函数比较大小的问题,并应用到高考解题中。
        关键词:构造法  函数      比较大小     
1.引言
    指数函数与对数函数是高中数学两个重要的基本函数,指数及对数函数的有关概念、图象、性质及应用是学生的一个难点,不能深刻理解,同时,指数函数与对数函数是高考的热点题型。
        在2020年的高考中,全国普通高考理数Ⅰ卷12题考查了指数函数与对数函数的内容,该题乍一看挺难解的,不易切入,但利用构造指数、对数函数,再利用这两个函数的性质进行解答,该题变得简单。
2.构造法在高考解题中的应用
        2020年全国普通高考理数Ⅰ卷12题考查了指数函数与对数函数的内容,原题如下:

命题立意:本题考查利用指数函数与对数函数的性质比较大小,体现了数学运算、逻辑推理等核心素养。
解:原式可化为
令,且在上是增函数,
由得,故选B
本题的解法是通过化归,构造函数,利用函数的单调性巧妙地解答。要想能顺利地解答此题,学生必须学会审题,建立相应的函数模型,并通过函数的性质进行数学运算。在相等关系中挖掘不等关系,正确地转化相同结构,从而构造函数,利用函数的单调性求解。
无独有偶,在2020年全国II卷中第11题也出现了同样类型的考题,原题如下:

命题立意:本题以指数不等式为载体,考查对数运算、构造函数、利用函数的单调性,体现了逻辑推理等核心素养。

        本题容易误认为是比较指数型函数值的大小的问题,但是仔细观察发现底数和指数都不一致,不好比较,所以通过移项构造函数的方法构造新函数,再利用函数的单调性进行求解。
3.构造法在比较大小中的应用
上面两道高考题考查的都是指数、对数函数的性质,需要学生掌握理解这两个函数的性质,通过构造法得到新的函数,通过对新函数单调性的判断,将复杂的关系变简单的单调性问题,这也提醒我们在指数、对数函数的复习过程应注重这两个函数的图象与性质,特别是它们的单调性问题,在比较大小方面应重视。指数、对数函数的一些比较大小的题型在高考备考中要加强重视。

本题通过化归,构造函数的方法,利用幂、指数、对数函数的图象,从图象可以快速得到三者的关系。

由指数函数图象的性质得,故选D
本题的解法一通过指数式转化为对数运算,通过对对数的运算比较,从而比较出三者的大小关系。而解法二是通过构造指数函数,利用指数函数的图象而快速的得到三者的大小关系,而这种构造的方法正是我们在教学中要培养的函数的核心素养。
例3、若点A、B分别是函数与的图象上的点,且线段AB的中点恰好为原点,则称A、B为两函数的一对“孪生点”。若,,则这两函数的“孪生点”共
 
        本题考查对数函数、指数函数的图象、函数图象的对称变换,新定义问题及数形结合思想。要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的。熟练掌握指数函数,对数函数的图象与性质是解题的关键。
4.小结
笔者认为,在今后的幂、指、对数函数的教学中,教师应注重学生读题,审题能力,培养学生的理解能力,对于函数的图象、性质应多练,多思。在函数图象的变换、构造函数的能力方面有一定的基础,这样学生的解题思维才能达到更高的层次,在应试方面才能做到得心应手。

参考文献
[1]刘绍学.普通高中课程标准实验教科书(数学必修一)[M].人民教育出版社,2004.
[2]郑毓信.数学方法论[M].南宁:广西教育出版社,2001.
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