【每日一题】“必要条件”漏掉关键的零点

面对无零点问题,把“必要条件”当结论,很容易漏掉关键的零点。下面是一道典型的例题:已知函数f(x) = sin(ωx + π/6),且ω > 0,要求区间(π, 2π)内没有零点,求ω的取值范围。 一种错误解法是:由周期T = 2π/ω得出T/2 ≤ π - π,即π/ω ≥ 0,然后得到0 < ω ≤ 1。这样会误以为答案正确,但漏掉了关键的零点。原因是当ω = 1时,零点x = -π/6 + kπ,k为整数,显然x = 11π/6位于区间(π, 2π)内,这个零点被“必要条件”阻挡在门外,因此必须进一步缩小范围。 正确的做法是:把无零点问题转化为有零点问题。步骤如下: 首先根据给定的区间得出初步的范围;然后将“无零点”转化为“至少有一个零点在区间外”;求出零点的一般表达式;把初步的范围代入,找到落在区间内的零点;通过“有零点”反推出对应的ω的范围;最后用补集得到“无零点”时最终的范围。 具体解答过程如下:根据T = 2π/ω和T/2 ≤ π - π,得出0 < ω ≤ 1。函数零点为x = -π/(6ω) + kπ/ω,k为整数。令5π和11π分别落在区间外,解得5/12 < ω < 5/6或11/12 < ω ≤ 1。综合所有条件,在区间(π, 2π)内没有零点时,ω的取值范围是(0, 5/12] ∪ [11/12, 1)。 把这种方法运用到同类题型上:已知函数f(x) = sin(ωx - π/3),且ω > 0,要求区间(π/2, 3π/2)内没有零点,求ω的取值范围。学生示范答案如下: 感悟:“不能过快地、想当然地作出结论”,把陌生问题转化为熟悉内容,从侧面入手才能大幅提高正确率。 这个方法适用于不同类型的数学问题。