陈年老题,陈年老错,怎么办?

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中学数学不等式恒不等式取值范围实数下确界下界反例教育 |
分类: 中学数学答疑室 |
本文所指出的错误极其隐蔽,与《2005年湖南高考试题压轴题的标准答案》的错误性质完全一样
当时第三只眼邀请我对《湖北05年高考数学压轴题赏析 第三只眼》做评论
我一时也老眼昏花没看清,仔细琢磨才发现是错的
http://iask.sina.com.cn/b/15969220.html
http://iask.sina.com.cn/b/15969319.html
【问题】
a>b>c··1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)<0,求x的取值范围。
【我的回答】
1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)<0,
x/(c-a)<-[1/(a-b)+1/(b-c)],
因为 c-a<0,
所以 x>-(c-a)[1/(a-b)+1/(b-c)],
即 x>[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)]。
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本题是一道陈年老题,很多资料上都有,答案都是x>4,我一直对此持有异议。
我看到过的错误解题过程是,
在 x>[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)] 的基础上,
进行【画蛇添足】,推导出
[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)]=[(a-b)+(b-c)]^2/[(a-b)(b-c)]≥4,
得到x的取值范围为x>4。
【这是非常错误的】因为“x>4”是“1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)<0”必要条件,不是充分条件。
由 “x>[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)]”很容易推导出 “x>4”。
由 “x>4”根本推导不出
“x>[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)]”,得不到“1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)<0”。
令人信服的办法就是【举反例】,反例很容易找,只要随便找一组a,b,c不是等差数列,就可以了。
例如:当“a=7,b=5,c=0”时,我们就取x=4.5,他满足x>4。
但是 1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)=2/35>0 。
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现在的题意是:求出【满足“a>b>c”及“1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)<0”】的x的取值范围,就是在【前提条件】“a>b>c”下【解不等式】“1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)<0”。
其解集的表达形式,一般说来当然与“给定的”字母(值)是有关的。
于是得到 x>[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)]。
用比较专业的语言说 [(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)] 是x的取值范围的下确界。
再作任何缩小都不是不等式的【解集】了。
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如果按楼主的本意“x的取值范围”必须“与a、b、c无关”,实际上式把本题彻彻底底地修改为如下样子:
【对一切满足a>b>c的任意实数a、b、c,恒成立1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)<0,求x的取值范围】
那么,在求得 x>[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)] 后,
我们必须对a、b、c进行讨论,
“以求 [(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)] 的最大值”。
而 4 却是[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)] 的最小值。
“x的取值范围”必须“与a、b、c无关”的经过这个“修改补充”把原来正确的题反倒弄成错误的了。
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正确的修改:
【对一切满足a>b>c的任意实数a、b、c,恒成立1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)>0,求x的取值范围】
【●】注意【●】这里有一个重要修改①“任意实数……恒成立……”;②<0,改成了>0。
那么,在求得 x<[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)] 后,
我们必须对a、b、c进行讨论,
“以求 y=[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)] 的最小值”,
易知这个最小值是 4。
对一切满足a>b>c的任意实数a、b、c,y=[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)] ≥4,
那么,当x<4时,当然成立x<[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)],
即一定成立 1/(a-b)+1/(b-c)+x/(c-a)>0。
集合A={x|x<4}
是集合B(a,b,c)={x|x<[(a-c)^2]/[(a-b)(b-c)],a>b>c}
的交集,
实际上A=B(a,a-d,a-2d),d>0,
所以还得注意集合A中不能包含 x=4 这一点【几何意义见附图】。