第二轮复习(3) 数形结合(含答案)

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第二轮复习三数形结合

第二轮复习三数形结合

第二轮复习三数形结合Ⅰ、专题精讲:数学家华罗庚说得好:“数形结合百般好,隔离分家万事休,几何代数统一体,永远联系莫分离”.几何图形的形象直观,便于理解,代数方法的一般性,解题过程的机械化,可操作性强,便于把握,因此数形结合思想是数学中重要的思想方法.所谓数形结合就是根据数学问题的题设和结论之间的内在联系,既分析其数量关系,又揭示其几何意义使数量关系和几何图形巧妙地结合起来,并充分地利用这种结合,探求解决问题的思路,使问题得以解决的思考方法.Ⅱ、典型例题剖析【例1】某公司推销一种产品,设x(件)是推销产品的数量,y(元)是推销费,图3-3-1已表示了公司每月付给推销员推销费的两种方案,看图解答下列问题:(1)求y1与y2的函数解析式;(2)解释图中表示的两种方案是如何付推销费的?(3)果你是推销员,应如何选择付费方案?解:(1)y1=20x,y2=10x+300.(2)y1是不推销产品没有推销费,每推销10件产品得推销费200元,y2是保底工资300元,每推销10件产品再提成100元.(3)若业务能力强,平均每月保证推销多于30件时,就选择y1的付费方案;否则,选择y2的付费方案.点拨:图象在上方的说明它的函数值较大,反之较小,当然,两图象相交时,说明在交点处的函数值是相等的. 【例2】某农场种植一种蔬菜,销售员张平根据往年的销售情况,对今年这种蔬菜的销售价格进行了预测,预测情况如图3-3-2,图中的抛物线(部分)表示这种蔬菜销售价与月份之间的关系,观察图象,你能得到关于这种蔬菜销售情况的哪些信息?答题要求:(1)请提供四条信息;(2)不必求函数的解析.解:(1)2月份每千克销售价是3.5元;7对月份每千克销售价是0.5元;(3)l月到7月的销售价逐月下降;(4)7月到12月的销售价逐月上升;(5)2月与7月的销售差价是每千克3元;(6)7月份销售价最低,1月份销售价最高;(7)6月与8月、5月与9月、4月与10 月、3月与11 月,2月与12 月的销售价分别相同.点拨:可以运用二次函数的性质:增减性、对称性.最大(小)值等,得出多个结论.【例3】某报社为了解读者对本社一种报纸四个版面的喜欢情况,对读者作了一次问卷调查,要求读者选出自己最喜欢的一个版面,将所得数据整理后绘制成了如图3l司所示的条形统计图:⑴请写出从条形统计图中获得的一条信息;⑵请根据条形统计图中的数据补全如图3-3-3所示的扇形统计图(要求:第二版与第三版相邻人并说明这两幅统计图各有什么特点?⑶请你根据上述数据,对该报社提出一条合理的建议。

高考数学运用数形结合的思想方法解题专项练习(含答案解析)

高考数学运用数形结合的思想方法解题专项练习(含答案解析)

高考数学运用数形结合的思想方法解题专项练习(含答案解析)一、单选题1.(2023春·江苏盐城·高三盐城中学校考)若直线():40l x m y +−=与曲线x =有两个交点,则实数m 的取值范围是( )A .0m <<B .0m ≤<C .0m <≤D .0m ≤【答案】B【解析】x =()0,0,半径为2的圆在y 轴以及右侧的部分,如图所示:直线():40l x m y +−=必过定点()0,4, 当直线l 与圆相切时,直线和圆恰有一个交点,2=,结合直线与半圆的相切可得m =当直l 的斜率不存在时,即0m =时,直线和曲线恰有两个交点, 所以要使直线和曲线有两个交点,则0m ≤故选:B.2.(2023春·湖北随州·高三随州市曾都区第一中学校考阶段练习)已知x ,y 是实数,且22410x y x +−+=,则21y x ++的最大值是( )A B .116C .336D 【答案】D【解析】方程可化为()223x y −+=,表示以()2,021y x ++的几何意义是圆上一点与点A ()1,2−−连线的斜率,设21k y x =++,即()21y k x +=+,当此直线与圆相切时,斜率最大或最小,当切线位于切线AB 时斜率最大.=k =,所以21y x ++故选:D .3.(2023春·陕西渭南·高一统考)已知函数()f x 是定义在R 上的偶函数,当[)0,x ∈+∞时,()24f x x x =−.若函数()()()R g x f x m m =+∈,则函数()g x 的零点个数不可能是( )A .1B .2C .3D .4【答案】A【解析】函数()f x 是定义在R 上的偶函数,当[)0,x ∈+∞时,()224(2)4f x x x x =−=−−,作出()f x 的图像如图:,故当0m =时,()()g x f x =有3个零点;当0m <或4m =时,()()g x f x m =+的图像与x 轴有两个交点,则函数有2个零点; 当04m <<时,()()g x f x m =+的图像与x 轴有4个交点,则函数有4个零点;由于()()g x f x m =+也为偶函数,结合()f x 图像可知,()()g x f x m =+不可能有1个零点, 故选:A4.(2023春·陕西西安·高三统考期末)已知函数()e ,03,0x x f x x x ⎧≥=⎨−<⎩, 若函数()()()g x f x f x =−−,则函数()g x 的零点个数为( ) A .1 B .3 C .4 D .5【答案】D【解析】当0x >时,0x −<,()3f x x −=当0x <时,0x −>,()e xf x −−=()()()3e ,00,0e 3,0x x x x g x f x f x x x x −⎧−>⎪∴=−−==⎨⎪+<⎩,()()()()g x f x f x g x −=−−=−,且定义域为R ,关于原点对称,故()g x 为奇函数,所以我们求出0x >时零点个数即可,(0,)3e x g x x x =−>,()3e 0x g x '=−>,令()3e 0x g x '=−>,解得0ln3x <<,故()g x 在()0,ln 3上单调递增,在(ln3,)+∞单调递减,且(ln3)3ln330g =−>,而()226e 0g =−<,故()g x 在(ln 3,2)有1零点,1311e 03g ⎛⎫=−< ⎪⎝⎭,故()g x 在1(,ln 3)3上有1零点,图像大致如图所示:故()g x 在()0,∞+上有2个零点,又因为其为奇函数,则其在(),0∞−上也有2个零点,且()00g =,故()g x 共5个零点, 故选:D.5.(2023春·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨三中校考阶段练习)若函数()f x 的定义域为(),1f x −R 为偶函数,当1x ≥−时,()31xf x −=−,则函数()()12g x f x =−的零点个数为( )A .0B .1C .2D .4【答案】D【解析】令310x −−≥解得0x ≤,令310x −−<解得0x >, 所以当1x ≥−时,()11,1033111,03xxxx f x x −⎧⎛⎫−−≤≤⎪ ⎪⎪⎝⎭=−=⎨⎛⎫⎪−+> ⎪⎪⎝⎭⎩, ()1f x −为偶函数,所以()1f x −的图像关于y 轴对称,所以()f x 的图像关于直线=1x −轴对称, 故作出()f x 的图像如下,令()()102g x f x =−=,即()12f x =, 由图像可知,()f x 的图像与12y =的图像共有四个交点, 所以函数()()12g x f x =−的零点个数为4个.故选:D.6.(2023·山东潍坊·统考模拟预测)已知函数()f x 是定义域为R 的偶函数,且(1)f x −是奇函数,当01x 剟时,有()f x =()(2021)y f x k x =−−的零点个数为5,则实数k 取值范围是( ) A .15<2<1kB .16<3<1kC k k =D .k <k 【答案】C【解析】∵偶函数()f x ,()()f x f x ∴−=,(1)f x −是奇函数,得(1)(1)f x f x −=−−−,即 ()(2)f x f x =−−−,(2)()f x f x −−−=−,得4T =,()(2021)0f x k x −−=,即()y f x =与(2021)y k x =−的图像交点的个数,因为4T =,即为()y f x =与(1)y k x =−的图像交点的个数,因为()f x =k 应该在1k 与2k 之间或为3k ,213k k k ==k k =故选:C.7.(2023·全国·高三专题练习)已知函数()()ln2,01ln 2ln 2,12xx f x x x ⎧<<⎪=⎨−+≤<⎪⎩,若存在02a b c <<<<使得()()()f a f b f c ==,则111ab bc ca++的取值范围是( ) A .20,93⎛⎫⎪⎝⎭B .20,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .∞⎫+⎪⎪⎣⎭ D .⎫⎪⎪⎣⎭【答案】A【解析】∵()()ln 2ln2ln 22x x ⎡⎤−+=−⎣⎦,∴ln 2y x =与()ln 2ln2y x =−+的图像关于直线1x =对称,作出()f x 的大致图像如图所示,易知2b c +=,由ln2ln2a b =,即ln 2ln 2a b −=,ln 40ab =,得14ab =, ∵112b <<,∴11124a<<,得1142a <<,∴()()421621112181244a a a a b c a c ab bc ca abc a a+++++++====−−. 设81t a =−, 则()1,3t ∈,111117184t ab bc ca t ⎛⎫++=++ ⎪⎝⎭. 17t t+≥=t 故当()1,3t ∈时,令()1718h t t t +=+,()h t 单减,()()80136,33h h ==, 故1172018,943t t ⎛⎫⎛⎫++∈ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 故选:A 二、多选题8.(2023·全国·高三专题练习)已知1F ,2F 是双曲线()2222:10,0x yE a b a b−=>>的左、右焦点,过1F 作倾斜角为30的直线分别交y 轴与双曲线右支于点,M P ,1PM MF =,下列判断正确的是( )A .2160PF F ∠=,B .2112MF PF =C .ED .E的渐近线方程为y =【答案】BCD【解析】如下图所示,因为1PM MF =,即M 为1PF 中点,O 为12F F 中点,所以2//OM PF ,因为12OM F F ⊥,所以212PF F F ⊥,所以212PF F π∠=,2112MF PF =,A 错误,B 正确; 由212PF F F ⊥知:22b PF a=,又122F F c =,1230PF F ∠=,2c =)222c a ac −=220e −,解得:e =C 正确;所以==c e a 223c a =,所以22222b c a a =−=,所以ba= 所以E 的渐近线方程为y =,D 正确.故选:BCD .9.(2023·全国·高三专题练习)已知直线l 过抛物线2:8C y x =的焦点F l 与抛物线交于,P Q 两点(P 在第一象限),以,PF QF 为直径的圆分别与y 轴相切于,A B 两点,则下列结论正确的是( ) A .32||3PQ =B .AB =C .若M 为抛物线C 上的动点,(2,1)N ,则min (||||)4MF MN +=D .若0(,M x 为抛物线C 上的点,则9MF = 【答案】ABC【解析】设直线PQ 的方程为:y x ﹣2),与28y x =联立整理可得:3x 2﹣20x +12=0,解得:x 23=或6,则P (6,,Q (23,;所以|PQ |=623++4323=,选项A 正确;因为F (2,0),所以PF ,QF 的中点分别为:(4,,(43,,所以A (0,,B (0,,所以|AB =, 选项B 正确;如图M 在抛物线上,ME 垂直于准线交于E ,可得|MF |=|ME |, 所以|MF |+|MN |=|ME |+|MN |≥NE =2+2=4,当N ,M ,E 三点共线时, |MF |+|MN |最小,且最小值为4,选项C 正确;对于选项D ,若0(M x 为抛物线C 上的点,则05x =,又4p =, 所以072pMF x =+=,选项D 错误. 故选:ABC.10.(2023春·河南·高三校联考)在三棱锥A BCD −中,平面ABD ⊥平面BCD ,BD CD ⊥,2BD CD ==,ABD △为等边三角形,E 是棱AC 的中点,F 是棱AD 上一点,若异面直线DE与BF AF 的值可能为( ) A .23B .1C .43D .53【答案】AC【解析】由ABD △为等边三角形,取BD 的中点O ,连接AO ,则AO BD ⊥ 又平面ABD ⊥平面BCD ,且平面ABD ⋂平面BCD BD = 所以AO ⊥平面BCD ,由BD CD ⊥过O 作与CD 平行的直线为y 轴,分别以,OB OA 为,x z 轴建立如图所示的空间直角坐标系,因为2BD CD ==,则()1,0,0B ,()()(1,0,0,1,2,0,D C A −−,所以12E ⎛− ⎝⎭.设()F a ,则12DE ⎛= ⎝⎭,()BF a =−,则28=13a =−或23a =−, 故1233AF AD ==或2433AF AD ==.故选:AC11.(2023秋·福建三明·高一福建省宁化第一中学校考阶段练习)已知G 为ABC 的重心,60BAC ∠=︒,2AB AC ⋅=,则||AG uuu r的可能取值为( )A .23B .1CD .32【答案】CD【解析】如图,G 是ABC 的重心,记,,AB c AC b AB a ===, 则2211()()3323AG AD AB AC AB AC ==⨯+=+, 222222111()(2)(4)999AG AB AC AB AB AC AC b c =+=+⋅+=++,又1cos6022AB AC bc bc ⋅=︒==,即4bc =,所以2228b c bc +≥=,当且仅当2b c ==时等号成立,所以214(84)93AG ≥⨯+=.即233AG ≥CD 满足. 故选:CD .12.(2023春·湖北黄冈·高三校考开学考试)已知ABC 的重心为G ,过G 点的直线与边AB ,AC 的交点分别为M ,N ,若AM MB λ=,且AMN 与ABC 的面积之比为920,则λ的可能取值为( )A .43B .32C .53D .3【答案】BD【解析】如图,()AM MB AB AM λλ==−,1AM AB λλ∴=+,即1AB AM λλ+=,设AC t AN =,则11()333tAG AB AC AM AN λλ+=+=+, M G N 、、三点共线,1=133t λλ+∴+,12t λ∴=−, 所以12AC AN λ⎛⎫=− ⎪⎝⎭,AMN ∴与ABC 的面积之比为920,191sin sin 2202AM AN A AB AC A ∴=⨯⨯, 即112029λλλ+⎛⎫⎛⎫−=⎪⎪⎝⎭⎝⎭,化简得22990λλ−+=,解得32λ=或3. 故选:BD13.(2023春·湖南长沙·高三长沙一中校联考)在三维空间中,定义向量的外积:a b ⨯叫做向量a 与b 的外积,它是一个向量,满足下列两个条件:①()a a b ⊥⨯,()b a b ⊥⨯,且a ,b 和a b ⨯构成右手系(即三个向量的方向依次与右手的拇指、食指、中指的指向一致,如图所示);②a b ⨯的模sin ,a b a b a b ⨯=,(,a b 表示向量a ,b 的夹角). 在正方体1111ABCD A B C D −中,有以下四个结论,正确的有( )A .11AB AC AD DB ⨯=⨯ B .111AC A D ⨯与1BD 共线C .AB AD AD AB ⨯=⨯ D .6BC AC ⨯与正方体表面积的数值相等【答案】ABD【解析】对于A ,设正方体的棱长为1,在正方体中1,60AB AC =︒,则111sin ,2AB AC AB AC AB AC ⨯===, 因为11//BD B D ,且1160AD B ∠=︒,所以1,120AD DB =︒,所以111sin ,2AD DB AD DB AD DB ⨯=== 所以11AB AC AD DB ⨯=⨯,所以A 正确;对于B ,1111AC B D ⊥,111AC BB ⊥,1111B B B D B ⋂=,111,B B B D ⊂平面11BB D D ,11AC ⊥平面11BB D D ,因为1BD ⊂平面11BB D D ,所以111BD AC ⊥,同理可证11BD A D ⊥, 再由右手系知,111AC A D ⨯与1BD 同向,所以B 正确;对于C ,由a ,b 和a b ⨯构成右手系知,a b ⨯与b a ⨯方向相反, 又由a b ⨯模的定义知,sin ,sin ,a b a b a b b a a b b a ⨯===⨯, 所以a b ba ⨯=−⨯,则AB AD AD AB ⨯=−⨯,所以C 错误; 对于D ,正方体棱长为a ,266sin 456BC AC BC AC a a ⨯=⋅︒=⨯, 正方体表面积为26a ,所以D 对. 故选:ABD .三、填空题14.(2023·全国·高三专题练习)已知函数243,0()41,01x x x f x x x ⎧++≤⎪=⎨−>⎪+⎩.若关于x 的方程()()()2[]2110f x m f x m +−−+=有6个不同的实数根,则m 的取值范围___________.【答案】7,5⎛− ⎝⎭【解析】因为243,0()41,01x x x f x x x ⎧++≤⎪=⎨−>⎪+⎩,所以当0x ≤时,()243f x x x =++开口向上,对称轴为2x =−,()()min 21f x f =−=−,两零点为1,3x x =−=−;当0x >时,()411f x x =−+,则()f x 在()0,∞+上单调递减,零点为3x =,且()1f x >−; 由此作出()f x 的图像如图,.令()t f x =,则当13t −<<时,()t f x =有三个实数根,因为()()()2[]2110f x m f x m +−−+=有6个不同的实数根,所以()22110t m t m +−−+=必须有两个不等实根12,t t ,且()21,1,3t t ∈−,令()()2211g t t m t m =+−−+,则()()103021132Δ0g g m ⎧−>⎪>⎪⎪⎨−−<−<⎪⎪>⎪⎩,即()()()()212110932110621221410m m m m m m m ⎧−−−+>⎪+−−+>⎪⎨−<−<⎪⎪−−−+>⎩,解得75m −<<7,5m ⎛∈− ⎝⎭.故答案为:7,5⎛− ⎝⎭. 15.(2023春·全国·高一期末)已知函数241,1()log 3,1xx f x x x ⎧−⎪=⎨+>⎪⎩…集合21()2()02M x f x t f x t ⎧⎫⎛⎫=−++=⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭∣,若集合M 中有3个元素,则实数t 的取值范围为________.【答案】{|0t t =或1}2t ≥【解析】令()f x m =,记21()(2)2g m m t m t =−++的零点为12,m m ,因为集合M 中有3个元素,所以()f x 的图像与直线12,y m y m ==共有三个交点,则,12001m m =⎧⎨<<⎩或12101m m =⎧⎨<<⎩或12001m m >⎧⎨<<⎩当10m =时,得0=t ,212m =,满足题意; 当11m =时,得12t =,212m =,满足题意;当12001m m >⎧⎨<<⎩时,(0)01(1)1202g t g t t =>⎧⎪⎨=−−+<⎪⎩,解得12t >. 综上,t 的取值范围为{|0t t =或1}2t ≥.故答案为:{|0t t =或1}2t ≥16.(2023秋·黑龙江绥化·高一校考期末)ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知30,12=︒=A b ,若ABC 有两解,写出a 的一个可能的值为__________.【答案】7(满足(612)a ∈,均可,答案不唯一) 【解析】由于满足条件的ABC 有两个,则sin b A a b <<,即612a <<.故答案为:7(满足(612)a ∈,均可,答案不唯一).17.(2023·海南·统考模拟预测)已知函数()314f x x m π⎛⎫=++− ⎪⎝⎭在3,04π⎡⎤−⎢⎥⎣⎦上有3个零点1x ,2x ,3x ,其中123x x x <<,则1232x x x ++=______. 【答案】53π−【解析】令()0f x =314x m π⎛⎫++= ⎪⎝⎭,故()314f x x m π⎛⎫++− ⎪⎝⎭的零点为函数()314g x x π⎛⎫++ ⎪⎝⎭与函数y =m 交点的横坐标,作出函数g (x )在3,04π⎡⎤−⎢⎥⎣⎦上的大致图像:令3()42x k k πππ+=+∈Z ,解得()123k x k ππ=+∈Z , 令1k =−,得4x π=−,则由图知2322=4x x ππ⎛⎫+=⨯−− ⎪⎝⎭,令2k =−,得712x π=−,则由图知12772=126x x ππ⎛⎫+=⨯−− ⎪⎝⎭, 故123752263x x x πππ++=−−=−. 故答案为:53π−﹒18.(2023春·辽宁沈阳·高三沈阳市第一二〇中学校考阶段练习)已知双曲线22:14x y C m −=与直线2y x =无交点,则m 的取值范围是_____. 【答案】(]0,16【解析】依题意,由22:14x y C m −=可得0m >,双曲线C 的渐近线方程为y =,因为双曲线C 与直线2y x =无交点,所以直线2y x =应在两条渐近线上下两部分之间,2≤,解得016m <≤,即(]0,16m ∈. 故答案为:(]0,16..。

二轮专题复习(03):数形结合思想

二轮专题复习(03):数形结合思想

)中考第二轮专题复习三:数形结合思想数形结合是一个数学思想方法,包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:Ⅰ、借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数为目的,比如应用函数的图像来直观地说明函数的性质;Ⅱ、借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质一、借助数轴解数与式的问题[例1](山西·2006中考)实数b a ,在数轴上的位置如图所示,化简:2)(a b b a -++=__________.二、借助平面直角坐标系解函数问题 [例2]如图(1),某抛物线y=ax2+bx+c 交x 轴交于A 、B 两点,A (1,0),B (5,0),当x____________时,y=0.当x_____________时y>0,当x____________时,y<0.(2)如图(2)直线y=kx+b 交x 轴于A 点,交y 轴于B 点,且A (-3,0)、B (0,2),则直线解析式为___________________,根据图象直接写出当x__________时;y>0,当x_____时,y<0;当x_____时,y=0.(3)如图(3)某抛物线y1=ax2+bx+c 与某直线y2=kx+b 交于A 、B 两点,且A (-4,3)、B (2,1)。

当___________时y1>y2;当______________时y1=y2;当_____________时y1<y2.(填x 的取值范围)三、利用图形理解代数恒等式【例3】[2007年辽宁十二市] 图①是一个边长为()m n +的正方形,小颖将图①中的阴影部分拼成图②的形状,由图①和图②能验证的式子是( ) A 、22()()4m n m n mn +--= B 、222()()2m n m n mn +-+= C 、222()2m n mn m n -+=+ D 、22()()m n m n m n +-=-四、借助直角三角形解三角比问题[例4](南京·2007中考)如图,A 、B 两地之间有一座山,汽车原来从A 地到B 地须经C 地沿折线A —C —B 行驶,现开通隧道后,汽车直接沿直线AB 行驶.已知AC=10km,∠A=30°,∠B=45°,则隧道开通后,汽车从A 地到B 地比原来少走多少千米?(结果精确到0.1km)(参考数据:41.12≈,73.13≈)五、借助勾股定理等几何图形的知识解实际问题[例5](上海·2006中考)本市新建的滴水湖是圆形人工湖.为测量该湖的半径,小杰和小丽沿湖边选取A 、B 、C 三根木柱,使得A 、B 之间的距离与A 、C 之间的距离相等,并测得BC 长为240米,A 到BC 的距离为5米,如图1所示.请你帮他们求出滴水湖的半径.· ··0 a b· · · AB C例4图2· OD ABC3045例3【巩固练习】1、一次函数32--=x y 的图象不经过第 象限2、如果正比例函数kx y -=的图象经过第一、三象限,那么直线3+=kx y 经过第_______象限。

高三数学(理科)二轮复习-不等式

高三数学(理科)二轮复习-不等式

2014届高三数学第二轮复习第3讲 不等式一、本章知识结构:实数的性质二、高考要求(1)理解不等式的性质及其证明。

(2)掌握两个(不扩展到三个)正数的算术平均数不小于它们的几何平均数定理,并会简单应用。

(3)分析法、综合法、比较法证明简单的不等式。

(4)掌握某些简单不等式的解法。

(5)理解不等式|a|﹣|b| ≤|a+b|≤|a| +|b|。

三、热点分析1.重视对基础知识的考查,设问方式不断创新.重点考查四种题型:解不等式,证明不等式,涉及不等式应用题,涉及不等式的综合题,所占比例远远高于在课时和知识点中的比例.重视基础知识的考查,常考常新,创意不断,设问方式不断创新,图表信息题,多选型填空题等情景新颖的题型受到命题者的青眯,值得引起我们的关注.2.突出重点,综合考查,在知识与方法的交汇点处设计命题,在不等式问题中蕴含着丰富的函数思想,不等式又为研究函数提供了重要的工具,不等式与函数既是知识的结合点,又是数学知识与数学方法的交汇点,因而在历年高考题中始终是重中之重.在全面考查函数与不等式基础知识的同时,将不等式的重点知识以及其他知识有机结合,进行综合考查,强调知识的综合和知识的内在联系,加大数学思想方法的考查力度,是高考对不等式考查的又一新特点.3.加大推理、论证能力的考查力度,充分体现由知识立意向能力立意转变的命题方向.由于代数推理没有几何图形作依托,因而更能检测出学生抽象思维能力的层次.这类代数推理问题常以高中代数的主体内容——函数、方程、不等式、数列及其交叉综合部分为知识背景,并与高等数学知识及思想方法相衔接,立意新颖,抽象程度高,有利于高考选拔功能的充分发挥.对不等式的考查更能体现出高观点、低设问、深入浅出的特点,考查容量之大、功能之多、能力要求之高,一直是高考的热点.4.突出不等式的知识在解决实际问题中的应用价值,借助不等式来考查学生的应用意识.不等式部分的内容是高考较为稳定的一个热点,考查的重点是不等式的性质、证明、解法及最值方面的应用。

2022年高考数学二轮复习教案:第二部分 专题一 选择、填空题常用的10种解法 Word版含答案

2022年高考数学二轮复习教案:第二部分 专题一 选择、填空题常用的10种解法 Word版含答案

专题一 选择、填空题常用的10种解法 抓牢小题,保住基本分才能得高分________________________________________________________________________ 原则与策略:1.基本原则:小题不用大做.2.基本策略:充分利用题干和选项所供应的信息作出推断.先定性后定量,先特殊后推理,先间接后直接,选择题可先排解后求解.解题时应认真审题、深化分析、正确推演运算、谨防疏漏. 题型特点:1.高中低档题,且多数按由易到难的挨次排列.2.留意基本学问、基本技能与思想方法的考查.3.解题方法机敏多变不唯一.4.具有较好的区分度,试题层次性强.方法一 定义法所谓定义法,就是直接利用数学定义解题,数学中的定理、公式、性质和法则等,都是由定义和公理推演出来的.简洁地说,定义是对数学实体的高度抽象,用定义法解题是最直接的方法.一般地,涉及圆锥曲线的顶点、焦点、准线、离心率等问题,常用定义法解决.[例1] 如图,F 1,F 2是双曲线C 1:x 216-y 29=1与椭圆C 2的公共焦点,点A 是C 1,C 2在第一象限的公共点.若|F 1A |=|F 1F 2|,则C 2的离心率是( )A.56B.23C.25D.45解析:由双曲线C 1的方程可得|F 1F 2|=216+9=10, 由双曲线的定义可得|F 1A |-|F 2A |=216=8, 由已知可得|F 1A |=|F 1F 2|=10, 所以|F 2A |=|F 1A |-8=2.设椭圆的长轴长为2a ,则由椭圆的定义可得2a =|F 1A |+|F 2A |=10+2=12. 所以椭圆C 2的离心率e =2c 2a =1012=56.故选A.答案:A[增分有招] 利用定义法求解动点的轨迹或圆锥曲线的有关问题,要留意动点或圆锥曲线上的点所满足的条件,机敏利用相关的定义求解.如[本例]中依据双曲线的定义和已知条件,分别把A 到两个焦点的距离求出来,然后依据椭圆定义求出其长轴长,最终就可依据离心率的定义求值. [技法体验]1.(2021·广州模拟)假如P 1,P 2,…,P n 是抛物线C :y 2=4x 上的点,它们的横坐标依次为x 1,x 2,…,x n ,F 是抛物线C 的焦点,若x 1+x 2+…+x n =10,则|P 1F |+|P 2F |+…+|P n F |=( ) A .n +10 B .n +20 C .2n +10D .2n +20解析:由题意得,抛物线C :y 2=4x 的焦点为(1,0),准线为x =-1,由抛物线的定义,可知|P 1F |=x 1+1,|P 2F |=x 2+1,…,|P n F |=x n +1,故|P 1F |+|P 2F |+…+|P n F |=x 1+x 2+…+x n +n =n +10,选A. 答案:A2.(2022·高考浙江卷)设双曲线x 2-y 23=1的左、右焦点分别为F 1,F 2.若点P 在双曲线上,且△F 1PF 2为锐角三角形,则|PF 1|+|PF 2|的取值范围是________. 解析:借助双曲线的定义、几何性质及余弦定理解决.∵双曲线x 2-y 23=1的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线上,∴|F 1F 2|=4,||PF 1|-|PF 2||=2.若△F 1PF 2为锐角三角形,则由余弦定理知|PF 1|2+|PF 2|2-16>0,可化为(|PF 1|+|PF 2|)2-2|PF 1|·|PF 2|>16①.由||PF 1|-|PF 2||=2,得(|PF 1|+|PF 2|)2-4|PF 1||PF 2|=4.故2|PF 1||PF 2|=|PF 1|+|PF 2|2-42,代入不等式①可得(|PF 1|+|PF 2|)2>28,解得|PF 1|+|PF 2|>27.不妨设P 在左支上,∵|PF 1|2+16-|PF 2|2>0,即(|PF 1|+|PF 2|)·(|PF 1|-|PF 2|)>-16,又|PF 1|-|PF 2|=-2,∴|PF 1|+|PF 2|<8.故27<|PF 1|+|PF 2|<8. 答案:(27,8)方法二 特例法特例法,包括特例验证法、特例排解法,就是充分运用选择题中单选题的特征,解题时,可以通过取一些特殊数值、特殊点、特殊函数、特殊数列、特殊图形、特殊位置、特殊向量等对选项进行验证的方法.对于定性、定值的问题可直接确定选项;对于其他问题可以排解干扰项,从而获得正确结论.这是一种求解选项之间有着明显差异的选择题的特殊化策略.[例2] (2022·高考浙江卷)已知实数a ,b ,c ( ) A .若|a 2+b +c |+|a +b 2+c |≤1,则a 2+b 2+c 2<100 B .若|a 2+b +c |+|a 2+b -c |≤1,则a 2+b 2+c 2<100 C .若|a +b +c 2|+|a +b -c 2|≤1,则a 2+b 2+c 2<100 D .若|a 2+b +c |+|a +b 2-c |≤1,则a 2+b 2+c 2<100 解析:结合特殊值,利用排解法选择答案. 对于A ,取a =b =10,c =-110, 明显|a 2+b +c |+|a +b 2+c |≤1成立, 但a 2+b 2+c 2>100,即a 2+b 2+c 2<100不成立.对于B ,取a 2=10,b =-10,c =0, 明显|a 2+b +c |+|a 2+b -c |≤1成立, 但a 2+b 2+c 2=110,即a 2+b 2+c 2<100不成立.对于C ,取a =10,b =-10,c =0,明显|a +b +c 2|+|a +b -c 2|≤1成立, 但a 2+b 2+c 2=200,即a 2+b 2+c 2<100不成立. 综上知,A ,B ,C 均不成立,所以选D. 答案:D[增分有招] 应用特例排解法的关键在于确定选项的差异性,利用差异性选取一些特例来检验选项是否与题干对应,从而排解干扰选项. [技法体验]1.函数f (x )=cos x ·log 2|x |的图象大致为( )解析:函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且f (12)=cos 12log 2|12|=-cos 12,f (-12)=cos(-12)·log 2|-12|=-cos 12,所以f (-12)=f (12),排解A ,D ;又f (12)=-cos 12<0,故排解C.综上,选B. 答案:B2.已知E 为△ABC 的重心,AD 为BC 边上的中线,令AB →=a ,AC →=b ,过点E 的直线分别交AB ,AC 于P ,Q 两点,且AP →=m a ,AQ →=n b ,则1m +1n=( )A .3B .4C .5D.13解析:由于题中直线PQ 的条件是过点E ,所以该直线是一条“动”直线,所以最终的结果必定是一个定值.故可利用特殊直线确定所求值.法一:如图1,PQ ∥BC ,则AP →=23AB →,AQ →=23AC →,此时m =n =23,故1m +1n=3.故选A.法二:如图2,取直线BE 作为直线PQ ,明显,此时AP →=AB →,AQ →=12AC →,故m =1,n =12,所以1m +1n =3.故选A.答案:A方法三 数形结合法数形结合法,包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用分为两种情形:一是代数问题几何化,借助形的直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数作为目的,比如应用函数的图象来直观地说明函数的性质;二是几何问题代数化,借助于数的精确性阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质.[例3] (2021·安庆模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x +1|,-7≤x ≤0ln x ,e -2≤x ≤e ,g (x )=x 2-2x ,设a 为实数,若存在实数m ,使f (m )-2g (a )=0,则实数a 的取值范围为( )A .[-1,+∞)B .[-1,3]C .(-∞,-1]∪[3,+∞)D .(-∞,3]解析:∵g (x )=x 2-2x ,a 为实数,∴2g (a )=2a 2-4a .∵函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x +1|,-7≤x ≤0ln x ,e -2≤x ≤e ,作出函数f (x )的图象可知,其值域为[-2,6],∵存在实数m ,使f (m )-2g (a )=0,∴-2≤2a 2-4a ≤6,即-1≤a ≤3, 故选B.答案:B[增分有招] 数形结合的思想,其实质是将抽象的数学语言与直观的图象结合起来,关键是代数问题与图形之间的相互转化,如[本例]中求解,可通过作出图象,数形结合求解. [技法体验]1.(2021·珠海摸底)已知|a |=|b |,且|a +b |=3|a -b |,则向量a 与b 的夹角为( ) A .30° B .45° C .60°D .120°解析:通解:设a 与b 的夹角为θ,由已知可得a 2+2a ·b +b 2=3(a 2-2a ·b +b 2),即4a ·b =a 2+b 2,由于|a |=|b |,所以a ·b =12a 2,所以cos θ=a ·b |a |·|b |=12,θ=60°,选C.优解:由|a |=|b |,且|a +b |=3|a -b |可构造边长为|a |=|b |=1的菱形,如图,则|a +b |与|a -b |分别表示两条对角线的长,且|a +b |=3,|a -b |=1,故a 与b 的夹角为60°,选C. 答案:C2.已知点P 在抛物线y 2=4x 上,则点P 到点Q (2,-1)的距离与点P 到抛物线的焦点F 的距离之和取得最小值时,点P 的坐标为( ) A .(14,1)B .(14,-1)C .(1,2)D .(1,-2)解析:如图,由于点Q (2,-1)在抛物线的内部,由抛物线的定义可知,|PF |等于点P 到准线x =-1的距离.过Q (2,-1)作x =-1的垂线QH ,交抛物线于点K ,则点K 为点P 到点Q (2,-1)的距离与点P 到准线x =-1的距离之和取得最小值时的点.将y =-1代入y 2=4x 得x =14,所以点P 的坐标为(14,-1),选B.答案:B方法四 待定系数法要确定变量间的函数关系,设出某些未知系数,然后依据所给条件来确定这些未知系数的方法叫作待定系数法,其理论依据是多项式恒等——两个多项式各同类项的系数对应相等.使用待定系数法,就是把具有某种确定形式的数学问题,通过引入一些待定的系数,转化为方程组来解决.待定系数法主要用来解决所求解的数学问题具有某种确定的数学表达式,例如数列求和、求函数式、求复数、解析几何中求曲线方程等. [例4] (2021·天津红桥区模拟)已知椭圆C 的焦点在y 轴上,焦距等于4,离心率为22,则椭圆C 的标准方程是( ) A.x 216+y 212=1 B.x 212+y 216=1C.x 24+y 28=1 D.x 28+y 24=1 解析:由题意可得2c =4,故c =2,又e =2a =22,解得a =22,故b =222-22=2,由于焦点在y 轴上,故选C. 答案:C[增分有招] 待定系数法主要用来解决已经定性的问题,如[本例]中已知椭圆的焦点所在坐标轴,设出标准方程,依据已知列方程求解. [技法体验]1.若等差数列{a n }的前20项的和为100,前45项的和为400,则前65项的和为( ) A .640 B .650 C .660D .780解析:设等差数列{a n}的公差为d ,依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ 20a 1+20×192d =10045a 1+45×442d =400⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 1=9245d =1445,则前65项的和为65a 1+65×642d =65×9245+65×642×1445=780.答案:D2.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,则f (π4)的值为( )A. 2 B .0 C .1D. 3解析:由题图可知,A =2,34T =11π12-π6=34π,∴T =2πω=π,∴ω=2,即f (x )=2sin(2x +φ),由f (π6)=2sin(2×π6+φ)=2得2×π6+φ=2k π+π2,k ∈Z ,即φ=π6+2k π,k ∈Z ,又0<φ<π,∴φ=π6,∴f (x )=2sin(2x +π6),∴f (π4)=2sin(2×π4+π6)=2cos π6=3,故选D.答案:D 方法五 估值法估值法就是不需要计算出代数式的精确 数值,通过估量其大致取值范围从而解决相应问题的方法.该种方法主要适用于比较大小的有关问题,尤其是在选择题或填空题中,解答不需要具体的过程,因此可以猜想、合情推理、估算而获得,从而削减运算量.[例5] 若a =20.5,b =log π3,c =log 2sin 2π5,则( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >a >bD .b >c >a解析:由指数函数的性质可知y =2x在R 上单调递增,而0<0.5<1,所以a =20.5∈(1,2).由对数函数的性质可知y =log πx ,y =log 2x 均在(0,+∞)上单调递增,而1<3<π,所以b =log π3∈(0,1);由于sin 2π5∈(0,1),所以c =log 2sin 2π5<0.综上,a >1>b >0>c ,即a >b >c .故选A. 答案:A[增分有招] 估算,省去很多推导过程和比较简单的计算,节省时间,是发觉问题、争辩问题、解决问题的一种重要的运算方法.但要留意估算也要有依据,如[本例]是依据指数函数与对数函数的单调性估量每个值的取值范围,从而比较三者的大小,其实质就是找一个中间值进行比较. [技法体验]已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)+1⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|≤π2,其图象与直线y =-1相邻两个交点的距离为π.若f (x )>1对于任意的x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,π3恒成立,则φ的取值范围是( ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π3 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,π2 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤π12,π3D.⎝⎛⎦⎥⎤π6,π2解析:由于函数f (x )的最小值为-2+1=-1,由函数f (x )的图象与直线y =-1相邻两个交点的距离为π可得,该函数的最小正周期为T =π,所以2πω=π,解得ω=2.故f (x )=2sin(2x +φ)+1.由f (x )>1,可得sin(2x +φ)>0.又x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,π3,所以2x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,2π3.对于选项B ,D ,若取φ=π2,则2x +π2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,7π6,在⎝ ⎛⎭⎪⎫π,7π6上,sin(2x +φ)<0,不合题意;对于选项C ,若取φ=π12,则2x +π12∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,3π4,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,0上,sin(2x +φ)<0,不合题意.选A.答案:A方法六 反证法反证法是指从命题正面论证比较困难,通过假设原命题不成立,经过正确的推理,最终得出冲突,因此说明假设错误,从而证明白原命题成立的证明方法.反证法证明问题一般分为三步:(1)反设,即否定结论;(2)归谬,即推导冲突;(3)得结论,即说明命题成立.[例6] 已知x ∈R ,a =x 2+32,b =1-3x ,c =x 2+x +1,则下列说法正确的是( )A .a ,b ,c 至少有一个不小于1B .a ,b ,c 至多有一个不小于1C .a ,b ,c 都小于1D .a ,b ,c 都大于1解析:假设a ,b ,c 均小于1,即a <1,b <1,c <1,则有a +b +c <3,而a +b +c =2x 2-2x +72=2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+3≥3.明显两者冲突,所以假设不成立.故a ,b ,c 至少有一个不小于1.选A. 答案:A[增分有招] 反证法证明全称命题以及“至少”“至多”类型的问题比较便利.其关键是依据假设导出冲突——与已知条件、定义、公理、定理及明显的事实冲突或自相冲突.如[本例]中导出等式的冲突,从而说明假设错误,原命题正确. [技法体验]假如△A 1B 1C 1的三个内角的余弦值分别等于△A 2B 2C 2的三个内角的正弦值,则( ) A .△A 1B 1C 1和△A 2B 2C 2都是锐角三角形 B .△A 1B 1C 1和△A 2B 2C 2都是钝角三角形C .△A 1B 1C 1是钝角三角形,△A 2B 2C 2是锐角三角形D .△A 1B 1C 1是锐角三角形,△A 2B 2C 2是钝角三角形解析:由条件知△A 1B 1C 1的三个内角的余弦值均大于0,则△A 1B 1C 1是锐角三角形. 假设△A 2B 2C 2是锐角三角形,则由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ sin A 2=cos A 1=sin ⎝⎛⎭⎪⎫π2-A 1,sin B 2=cos B 1=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-B 1,sin C 2=cos C 1=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-C 1,解得⎩⎪⎨⎪⎧A 2=π2-A 1,B 2=π2-B 1,C 2=π2-C 1,所以A 2+B 2+C 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-A 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-B 1+⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-C 1,即π=3π2-π,明显该等式不成立,所以假设不成立.易知△A 2B 2C 2不是锐角三角形,所以△A 2B 2C 2是钝角三角形.故选D. 答案:D 方法七 换元法换元法又称帮助元素法、变量代换法.通过引进新的变量,可以把分散的条件联系起来,隐含的条件显露出来,或者变为生疏的形式,把简单的计算和推证简化.换元的实质是转化,关键是构造元和设元.理论依据是等量代换,目的是变换争辩对象,将问题移至新对象的学问背景中去争辩,从而使非标准型问题标准化、简单问题简洁化.换元法经常用于三角函数的化简求值、复合函数解析式的求解等. [例7] 已知正数x ,y 满足4y -2yx=1,则x +2y 的最小值为________.解析:由4y -2y x =1,得x +2y =4xy ,即14y +12x =1,所以x +2y =(x +2y )⎝ ⎛⎭⎪⎫14y +12x =1+x 4y +y x ≥1+2x 4y ×yx=2⎝ ⎛⎭⎪⎫当且仅当x 4y =yx ,即x =2y 时等号成立.所以x +2y 的最小值为2.答案:2[增分有招] 换元法主要有常量代换和变量代换,要依据所求解问题的特征进行合理代换.如[本例]中就是使用常数1的代换,将已知条件改写为“14y +12x =1”,然后利用乘法运算规律,任何式子与1的乘积等于本身,再将其开放,通过构造基本不等式的形式求解最值. [技法体验]1.(2022·成都模拟)若函数f (x )=1+3x+a ·9x,其定义域为(-∞,1],则a 的取值范围是( ) A .a =-49B .a ≥-49C .a ≤-49D .-49≤a <0解析:由题意得1+3x +a ·9x≥0的解集为(-∞,1],即⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫13x +a ≥0的解集为(-∞,1].令t =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x ,则t ≥13,即方程t 2+t +a ≥0的解集为⎣⎢⎡⎭⎪⎫13,+∞,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫132+13+a =0,所以a =-49.答案:A2.函数y =cos 2x -sin x 在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上的最大值为________.解析:y =cos 2x -sin x =-sin 2x -sin x +1. 令t =sin x ,又x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4,∴t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,22,∴y =-t 2-t +1,t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,22.∵函数y =-t 2-t +1在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,22上单调递减,∴t =0时,y max =1.答案:1 方法八 补集法补集法就是已知问题涉及的类别较多,或直接求解比较麻烦时,可以通过求解该问题的对立大事,求出问题的结果,则所求解问题的结果就可以利用补集的思想求得.该方法在概率、函数性质等问题中应用较多. [例8]某学校为了争辩高中三个班级的数学学习状况,从三个班级中分别抽取了1,2,3个班级进行问卷调查,若再从中任意抽取两个班级进行测试,则两个班级不来自同一班级的概率为________. 解析:记高一班级中抽取的班级为a 1,高二班级中抽取的班级为b 1,b 2, 高三班级中抽取的班级为c 1,c 2,c 3.从已抽取的6个班级中任意抽取两个班级的全部可能结果为(a 1,b 1),(a 1,b 2),(a 1,c 1),(a 1,c 2),(a 1,c 3),(b 1,b 2),(b 1,c 1),(b 1,c 2),(b 1,c 3),(b 2,c 1),(b 2,c 2),(b 2,c 3),(c 1,c 2),(c 1,c 3),(c 2,c 3),共15种.设“抽取的两个班级不来自同一班级”为大事A ,则大事A 为抽取的两个班级来自同一班级. 由题意,两个班级来自同一班级的结果为(b 1,b 2),(c 1,c 2),(c 1,c 3),(c 2,c 3),共4种. 所以P (A )=415,故P (A )=1-P (A )=1-415=1115. 所以两个班级不来自同一班级的概率为1115.答案:1115[增分有招] 利用补集法求解问题时,肯定要精确 把握所求问题的对立大事.如[本例]中,“两个班级不来自同一班级”的对立大事是“两个班级来自同一班级”,而高一班级只有一个班级,所以两个班级来自同一班级的可能性仅限于来自于高二班级,或来自于高三班级,明显所包含基本大事的个数较少. [技法体验]1.(2022·四川雅安中学月考)已知命题“∃x 0∈R ,使2x 20+(a -1)x 0+12≤0”是假命题,则实数a 的取值范围是( ) A .(-∞,-1) B .(-1,3) C .(-3,+∞)D .(-3,1)解析:依题意可知“∀x ∈R,2x 2+(a -1)x +12>0”为真命题,所以Δ=(a -1)2-4×2×12<0,即(a +1)·(a -3)<0,解得-1<a <3.故选B. 答案:B2.已知函数f (x )=ax 2-x +ln x 在区间(1,2)上不单调,则实数a 的取值范围为________. 解析:f ′(x )=2ax -1+1x.(1)若函数f (x )在区间(1,2)上单调递增,则f ′(x )≥0在(1,2)上恒成立,所以2ax -1+1x≥0,得a ≥12⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -1x 2.①令t =1x ,由于x ∈(1,2),所以t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1, 设h (t )=12(t -t 2)=-12⎝ ⎛⎭⎪⎫t -122+18,t ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,明显函数y =h (t )在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上单调递减,所以h (1)<h (t )<h ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,即0<h (t )<18. 由①可知,a ≥18.(2)若函数f (x )在区间(1,2)上单调递减,则f ′(x )≤0在(1,2)上恒成立,所以2ax -1+1x≤0,得a ≤12⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -1x 2.②结合(1)可知,a ≤0.综上,若函数f (x )在区间(1,2)上单调,则实数a 的取值范围为(-∞,0]∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫18,+∞. 所以若函数f (x )在区间(1,2)上不单调,则实数a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,18.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫0,18 方法九 分别参数法分别参数法是求解不等式有解、恒成立问题常用的方法,通过分别参数将问题转化为相应函数的最值或范围问题求解,从而避开对参数进行分类争辩的繁琐过程.该种方法也适用于含参方程有解、无解等问题的解决.但要留意该种方法仅适用于分别参数后能够求解相应函数的最值或值域的状况.[例9] 若不等式x 2+ax +1≥0对一切x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12恒成立,则a 的最小值是________.解析:由于x >0,则由已知可得a ≥-x -1x 在x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12上恒成立,而当x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12时,⎝ ⎛⎭⎪⎫-x -1x max =-52, ∴a ≥-52,故a 的最小值为-52.答案:-52[增分有招] 分别参数法解决不等式恒成立问题或有解问题,关键在于精确 分别参数,然后将问题转化为参数与函数最值之间的大小关系.分别参数时要留意参数系数的符号是否会发生变化,假如参数的系数符号为负号,则分别参数时应留意不等号的变化,否则就会导致错解. [技法体验]1.(2022·长沙调研)若函数f (x )=x 3-tx 2+3x 在区间[1,4]上单调递减,则实数t 的取值范围是( ) A.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,518 B .(-∞,3] C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫518,+∞D .[3,+∞)解析:f ′(x )=3x 2-2tx +3,由于f (x )在区间[1,4]上单调递减,则有f ′(x )≤0在[1,4]上恒成立, 即3x 2-2tx +3≤0在[1,4]上恒成立,则t ≥32⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 在[1,4]上恒成立,由于y =32⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x 在[1,4]上单调递增,所以t ≥32⎝ ⎛⎭⎪⎫4+14=518,故选C.答案:C2.(2022·湖南五校调研)方程log 12(a -2x)=2+x 有解,则a 的最小值为________.解析:若方程log 12(a -2x )=2+x 有解,则⎝ ⎛⎭⎪⎫122+x =a -2x有解,即14⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +2x =a 有解,∵14⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +2x ≥1,故a 的最小值为1. 答案:1 方法十 构造法构造法是指利用数学的基本思想,经过认真的观看,深化的思考,构造出解题的数学模型,从而使问题得以解决.构造法的内涵格外丰富,没有完全固定的模式可以套用,它是以广泛抽象的普遍性与现实问题的特殊性为基础,针对具体问题的特点实行相应的解决方法,其基本的方法是借用一类问题的性质,来争辩另一类问题的相关性质.常见的构造法有构造函数、构造方程、构造图形等. [例10] 已知m ,n ∈(2,e),且1n 2-1m 2<ln mn,则( )A .m >nB .m <nC .m >2+1nD .m ,n 的大小关系不确定解析:由不等式可得1n 2-1m2<ln m -ln n ,即1n 2+ln n <1m2+ln m .设f (x )=1x2+ln x (x ∈(2,e)),则f ′(x )=-2x 3+1x =x 2-2x3.由于x ∈(2,e),所以f ′(x )>0,故函数f (x )在(2,e)上单调递增. 由于f (n )<f (m ),所以n <m .故选A. 答案:A[增分有招] 构造法的实质是转化,通过构造函数、方程或图形等将问题转化为对应的问题来解决.如[本例]属于比较两个数值大小的问题,依据数值的特点,构造相应的函数f (x )=1x2+ln x .[技法体验]1.a =ln 12 014-12 014,b =ln 12 015-12 015,c =ln 12 016-12 016,则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a >b >cB .b >a >cC .c >b >aD .c >a >b解析:令f (x )=ln x -x ,则f ′(x )=1x -1=1-xx.当0<x <1时,f ′(x )>0,即函数f (x )在(0,1)上是增函数.∵1>12 014>12 015>12 016>0,∴a >b >c .答案:A2.如图,已知球O 的面上有四点A ,B ,C ,D ,DA ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,DA =AB =BC =2,则球O 的体积等于________.解析:如图,以DA ,AB ,BC 为棱长构造正方体,设正方体的外接球球O 的半径为R ,则正方体的体对角线长即为球O 的直径,所以CD =22+22+22=2R ,所以R =62,故球O 的体积V =4πR33=6π.答案:6π。

《名师伴你行》2022高考数学(理)二轮复习检测:专项突破训练2数形结合思想 Word版含答案

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专项突破训练(二)数形结合思想(时间:45分钟分数:80分)一、选择题(每小题5分,共30分)1.(2021·东北三省四市联考)已知集合A={x|-1≤x≤1},B={x|x2-2x≤0},则A∩B=()A. [-1,0]B. [-1,2]C. [0,1]D. (-∞,1]∪[2,+∞)答案:C解析:x2-2x≤0⇒0≤x≤2,∴B={x|0≤x≤2}.通过画数轴,可知A∩B=[0,1],故选C.2.(2021·福建福州质检)执行如图所示的程序框图,输出S的值为()A.-1 B.1 C.0 D.-2 014答案:C解析:由程序框图可知,第一次循环,S=-1,n=2;其次次循环,S=0,n=3;第三次循环,S=-1,n=4;第四次循环,S=0,n=5;……;当n=2 015时是第2 014次循环,于是输出S=0,故选C.3.(2021·贵州遵义联考)为了解某校今年新入学的高一某班同学的体重状况,将所得的数据整理后,画出了频率分布直方图(如图),已知高一某班同学人数为48人,图中从左到右的前3个小组的频率之比为1∶2∶3,则第2小组的人数为()A.16 B.14 C.12 D.11答案:C解析:设从左到右第1小组的频率为x,则由题意可得x+2x+3x+(0.013+0.037)×5=1,∴x=0.125,∴第2小组的人数为0.125×2×48=12(人).4.(2021·内蒙古呼和浩特模拟)变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -3y +2≤0,x +y -6≤0,x -y ≥0时,x -2y +m ≤0恒成立,则实数m 的取值范围为( )A .[0,+∞)B .[1,+∞)C .(-∞,3]D .(-∞,0]答案:D解析:由题意作出可行域,如图阴影部分所示,不等式x -2y +m ≤0表示直线x -2y +m =0及其上方的部分.由⎩⎨⎧y =6-x ,x =3y -2,解得⎩⎨⎧x =4,y =2,所以4-2×2+m ≤0,解得m ≤0.故选D.5.(2021·湖北七市联考)已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,-π<φ<π)的部分图象如图所示,为了得到g (x )=3sin 2x 的图象,只需将f (x )的图象( )A.向左平移2π3个单位长度 B .向左平移π3个单位长度 C .向右平移2π3个单位长度 D .向右平移π3个单位长度 答案:B解析:由图象,得A =3,周期T =2⎝ ⎛⎭⎪⎫5π6-π3=π,则ω=2ππ=2;又函数f (x )的图象过点⎝⎛⎭⎪⎫π3,0,得sin ⎝⎛⎭⎪⎫2π3+φ=0,则φ=-2π3,得f (x )=3sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -2π3=3sin2⎝⎛⎭⎪⎫x -π3,即把f (x )的图象向左平移π3个单位长度得g (x )的图象,故选B. 6.(2021·东北三校一模)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧-2≤x ≤2,0≤y ≤4表示的点集记为A ,不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,y ≥x 2表示的点集记为B .在A 中任取一点P ,则P ∈B 的概率为( ) A.932 B.732 C.916 D.716 答案:A解析:如图,作出A ,B 所表示的平面区域,则S A =4×4=16,S B =12×(1+4)×3-⎠⎛-12x 2d x =⎪⎪⎪10-13x 32-1=92,由几何概型知,P ∈B 的概率为9216=932.故选A.二、填空题(每小题5分,共20分)7.在平面直角坐标系xOy 中,已知圆x 2+y 2=4上有且仅有四个点到直线12x -5y +c =0的距离为1,则实数c 的取值范围是________.答案:(-13,13)解析:如图,圆x 2+y 2=4的半径为2,圆上有且仅有四个点到直线12x -5y +c =0的距离为1,问题转化为坐标原点(0,0)到直线12x -5y +c =0的距离小于1.即|c |122+52<1,|c |<13,∴-13<c <13.8.(2021·重庆一模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x -1,x ≤1,f (x -1)+2,x >1,则方程f (x )=2x 在[0,2 015]内的根的个数是________.答案:2 016解析:画出y =f (x )与y =2x 的图象如图所示,由图象可得,方程f (x )=2x 在[0,2 015]内的根分别是x =0,1,2,3,…,2 015,共2 016个.9.(2021·黑龙江哈尔滨三中一模)已知椭圆C :x 216+y 212=1,点M 与C 的焦点不重合,若点M 关于C 的两焦点的对称点分别为P ,Q ,线段MN 的中点在C 上,则|PN |+|QN |=________.答案:16解析:如图所示,设椭圆的两焦点分别为F 1,F 2,线段MN 的中点为D ,连接DF 1,DF 2.由已知条件可知,DF 1,DF 2分别是△MPN ,△MQN 的中位线,所以|PN |+|QN |=2||DF 1+2||DF 2.又依据椭圆的定义,||DF 1+||DF 2=2a =8, 所以|PN |+|QN |=2×8=16.10.(2021·甘肃兰州诊断)已知函数f (x )=x ()ln x -ax 有两个极值点,则实数a 的取值范围是________.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 解析 :由函数f (x )=x ⎝⎛⎭⎫ln x -ax ,则f ′(x )=ln x -ax +x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x -a =ln x -2ax +1,令f ′(x )=ln x -2ax +1=0,得ln x =2ax -1,由于函数f (x )=x ⎝⎛⎭⎫ln x -ax 有两个极值点,所以f ′(x )=ln x -2ax +1有两个零点,等价于函数y =ln x 与y =2ax -1的图象有两个交点,在同一个坐标系中作出它们的图象,过点(0,-1)作y =ln x 的切线,设切点为(x 0,y 0),则切线的斜率k =1x 0,切线方程为y =1x 0x -1. 切点在切线上,则y 0=x 0x 0-1=0,又切点在曲线y =ln x 上,则ln x 0=0⇒x 0=1,即切点为(1,0),则切线方程为y =x -1, 再由直线y =2ax -1与曲线y =ln x 有两个交点,知直线y =2ax -1位于两直线y =0和y =x -1之间,其斜率2a 满足:0<2a <1,解得实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12.三、解答题(每题15分,共30分)11.(2021·东北三校一模)在平面直角坐标系xOy 中,已知动圆过点(2,0),且被y 轴所截得的弦长为4.(1) 求动圆圆心的轨迹C 1的方程;(2) 过点P (1,2)分别作斜率为k 1,k 2的两条直线l 1,l 2,交C 1于A ,B 两点(点A ,B 异于点P ),若k 1+k 2=0,且直线AB 与圆C 2:(x -2)2+y 2=12相切,求△P AB的面积.解: (1) 设动圆圆心坐标为(x ,y ),半径为r ,由题可知⎩⎪⎨⎪⎧(x -2)2+y 2=r 2,22+x 2=r 2,消去r ,得y 2=4x ,所以动圆圆心的轨迹方程为y 2=4x .(2) 设直线l 1斜率为k ,则l 1:y -2=k (x -1); l 2:y -2=-k (x -1). 点P (1,2)在抛物线y 2=4x 上,所以⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4x ,y -2=k (x -1)⇒ky 2-4y +8-4k =0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),Δ>0恒成立,即()k -12>0,有k ≠1.所以y 1y P =8-4kk .由于y P =2,所以y 1=4-2kk .代入直线方程可得x 1=(k -2)2k 2. 同理可得x 2=(2+k )2k 2,y 2=4+2k-k .k AB =y 2-y 1x 2-x 1=4+2k -k -4-2kk (k +2)2-(k -2)2k 2=-1.不妨设l AB :y =-x +b .由于直线AB 与圆C 相切,所以|b -2|2=22,解得b =3或1,当b =3时, 直线AB 过点P ,舍去.当b =1时, 由⎩⎪⎨⎪⎧y =-x +1,y 2=4x⇒x 2-6x +1=0,Δ=32,|AB |=1+1×32=8.P 到直线AB 的距离为d =2,△P AB 的面积为4 2. 12.(2021·东北四市联考)已知函数f (x )=x 3-ax 2,常数a ∈R . (1)若a =1,过点(1,0)作曲线y =f (x )的切线l ,求l 的方程;(2)若曲线y =f (x )与直线y =x -1只有一个交点,求实数a 的取值范围. 解:函数求导,得f ′(x )=3x 2-2ax . (1)当a =1时,有f ′(x )=3x 2-2x . 设切点P 为(x 0,y 0),则k =f ′(x 0)=3x 20-2x 0,则P 处的切线方程为y =(3x 20-2x 0)(x -x 0)+x 30-x 20.该直线经过点(1,0),所以有0=(3x 20-2x 0)(1-x 0)+x 30-x 20, 化简得x 30-2x 20+x 0=0,解得x 0=0或x 0=1,所以切线方程为y =0和y =x -1.(2)解法一:由题意得方程x 3-ax 2-x +1=0只有一个根, 设g (x )=x 3-ax 2+x +1,则g ′(x )=3x 2-2ax -1, 由于Δ=4a 2+12>0,所以g ′(x )有两个零点x 1,x 2,即3x 2i -2ax i -1=0(i =1,2), 且x 1x 2<0,a =3x 2i -12x i,不妨设x 1<0<x 2,所以g (x )在(-∞,x 1),(x 2,+∞)单调递增,在(x 1,x 2)单调递减,g (x 1)为极大值,g (x 2)为微小值,方程x 3-ax 2-x +1=0只有一个根等价于g (x 1)>0且g (x 2)>0,或者g (x 1)<0且g (x 2)<0,又g (x i )=x 3i -ax 2i -x i +1=x 3i -3x 2i -12x ix 2i -x i +1=-12x 3i -x i 2+1(i =1,2),设h (x )=-12x 3-x 2+1,所以h ′(x )=-32x 2-12<0,所以h (x )为减函数, 又h (1)=0,所以x <1时h (x )>0,x >1时h (x )<0,所以x i (i =1,2)大于1或小于1,由x 1<0<x 2知,x i (i =1,2)只能小于1, 所以由二次函数g ′(x )=3x 2-2ax -1性质可得g ′(1)=3-2a -1>0,所以a <1.解法二:曲线y =f (x )与直线y =x -1只有一个交点, 等价于关于x 的方程ax 2=x 3-x +1只有一个实根. 明显x ≠0,所以方程a =x -1x +1x 2只有一个实根. 设函数g (x )=x -1x +1x 2,则g ′(x )=1+1x 2-2x 3=x 3+x -2x 3.设h (x )=x 3+x -2,h ′(x )=3x 2+1>0,h (x )为增函数,又h (1)=0. 所以当x <0时,g ′(x )>0,g (x )为增函数; 当0<x <1时,g ′(x )<0,g (x )为减函数; 当x >1时,g ′(x )>0,g (x )为增函数. 所以g (x )在x =1时取微小值1.又当x 趋向于0时,g (x )趋向于正无穷; 又当x 趋向于负无穷时,g (x )趋向于负无穷; 又当x 趋向于正无穷时,g (x )趋向于正无穷. 所以g (x )图象大致如图所示,所以方程a =x -1x +1x 2只有一个实根时,实数a 的取值范围为(-∞,1).。

2012届高三数学第二轮复习《数形结合思想》专题三

2012届高三数学第二轮复习《数形结合思想》专题三

2012届高三数学第二轮复习【数形结合】专题三 数形结合的数学思想:包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面。

题型一数形结合思想在解决方程的根的个数、不等式解集的问题中的应用【例题1】① 已知:函数f (x )满足下面关系:①f (x +1)=f (x -1);②当x ∈[-1,1]时, f (x )=x 2,则方程f (x )=lg x 解的个数是 ;A .5B .7C .9D .10② 设奇函数f (x )在(0,+∞)上为增函数,且f (1)=0,则f (x )-f (-x )x<0的解集为 ; A .(-1,0)∪(1,+∞) B .(-∞,-1)∪(0,1)C .(-∞,-1)∪(1,+∞)D .(-1,0)∪(0,1)题型二 数形结合思想在求参数、代数式的取值范围、最值问题中的应用【例题2】已知a 是实数,函数f (x )=2a |x |+2x -a ,若函数y =f (x )有且仅有两个零点,则实数a 的取值范围是__________________.题型三 数形结合思想在几何中的应用【例题3】已知点P 在抛物线y 2=4x 上,那么点P 到点Q (2,-1)的距离与点P 到抛物线焦点距离之和取得最小值时,点P 的坐标为________.题型三 数形结合思想在向量中的应用 【例题4】已知,a b 为不共线的向量,设条件:()M b a b ⊥- ;条件:N 对一切x R ∈,不等式a xb a b -≥- 恒成立.则M 是N 的________条件.1.方程sin ⎝⎛⎭⎫x -π4=14x 的实数解的个数是 ( ) A .2 B .3 C .4 D .以上均不对2.设函数,021(),0x x f x x x -≤⎧-=⎨>⎩,若f (x 0)>1,则x 0的取值范围是 ( ) A.(-1,1) B.(-1,+∞) C.(-∞,-2)∪(0,+∞) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)3.在R 上的偶函数y =f (x )满足f (x +2)=f (x ),当x ∈[3,4]时,f (x )=x -2,则 ( )A .f (sin 12)<f (cos 12)B .f (sin π3)>f (cos π3)C .f (sin 1)<f (cos 1)D .f (sin 32)>f (cos 32) 4.已知直线l 1:4x -3y +6=0和直线l 2:x =-1,抛物线y 2=4x 上一动点P 到 直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值是 ( )A .2B .3 C.115 D.37165.不等式x 2-log a x <0,在x ∈(0,12)时恒成立,则a 的取值范围是 ( ) A .0<a <1 B .116≤a <1 C .a >1 D .0<a ≤1166.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|lg x |, 0<x ≤10,-12x +6, x >10,若a ,b ,c 互不相等,且f (a )=f (b )=f (c ), 则abc 的取值范围是 ( )A .(1,10)B .(5,6)C .(10,12)D .(20,24) 7.不等式组00x y x y x a +⎧⎪-⎨⎪⎩≥≥≤表示的平面区域的面积是4,则y x +2的最小值为 .8.在ABC ∆中,4,3AB AC ==,G 为外心,则AG BC ⋅ 的值为________.9(1)k x ≤+的解集为区间[,]a b ,且1=-a b ,则k = .10.已知实系数一元二次方程x 2+ax +2b =0有两个根,一个根在区间(0,1)内,另一个根在区间(1,2)内,求:(1)点(a ,b )对应的区域的面积;(2)b -2a -1的取值范围;(3)(a -1)2+(b -2)2的值域.2012届高三数学第二轮复习【数形结合】解答【例题1】解答:(1)由题意可知,f (x )是以2为周期,值域为[0,1]的函数.又f (x )=lg x ,则x ∈(0,10],画出两函数图象,则交点个数即为解的个数.又∵lg 10=1,故当x >10时,无交点.∴由图象可知共9个交点.(2) ∵f (x )为奇函数,∴f (x )-f (-x )=2f (x )画出y =2f (x )的大致图象.则f (x )与x 异号的区间 ∴解集为(-1,0)∪(0,1),故选D.【例题2】解析 易知a ≠0,f (x )=0,即2a |x |+2x -a =变形得|x |-12=-1a x ,分别画出函数y 1=|x |-12,y 2=-1ax 当0<-1a <1或-1<-1a<0时,y 1和y 2∴当a <-1或a >1时,函数y =f (x )有且仅有两个零点,即实数a 的取值范围是(-∞,-1)∪(1,+∞).【例题3】(14,-1) 【例题4】【解析】 方法一:构造直角三角形OAB ,其中a =OA →,b =OB →,xb =OD →,则a -b =BA →,由b ⊥(a -b )得∠ABO =90°,当点D 与点B 不重合时,由斜边大于直角边得 |a -xb |>|a -b |,当点D 与点B 重合时|a -xb |=|a -b |,反之也成立,M 是N 的充要条件.方法二:将不等式|a -xb |≥|a -b |两边平方后转化为b 2x 2-2()a ·b x +2a ·b -b 2≥0对于任意实数x 恒成立,Δ=4()a ·b 2-4b 2()2a ·b -b 2=4()b 2-a ·b 2≤0,即b 2-a ·b =0,b (b -a )=0,所以有b ⊥(a -b ).1.解析:分别作出y =sin ⎝⎛⎭⎫x -π4和y =14x 的图象如图: 由图象知方程的实数解有3个.2.解析 方法二 首先画出函数y =f (x )与y =1的图象(如图),解方程f (x )=1,得x =-1,或x =1.由图中易得f (x 0)>1时,所对应x 0的取值范围为(-∞,-1)∪(1,+∞).3.解析 由f (x )=f (x +2)知T =2为f (x )的一个周期,设x ∈[-1,0],知x +4∈[3,4], f (x )=f (x +4)=x +4-2=x +2,画出函数f (x )的图象,如图所示:sin 12<cos 12⇒f (sin 12)>f (cos 12); sin π3>cos π3⇒f (sin π3)<f (cos π3); sin 1>cos 1⇒f (sin 1)<f (cos 1);sin 32>cos 32⇒f (sin 32)<f (cos 32).故选C. 4.解析 记抛物线y 2=4x 的焦点为F ,则F (1,0),注意到直线l 2:x =-1是抛物线y 2=4x 的准线,于是抛物线y 2=4x 上的动点P 到直线l 2的距离等于|PF |,问题即转化为求抛物线y 2=4x 上的动点P 到直线l 1:4x -3y +6=0的距离与它到焦点F (1,0)的距离之和的最小值,结合图形,可知,该最小值等于焦点F (1,0)到直线l 1:4x -3y +6=0的距离,即等于|4×1-3×0+6|5=2,5.解析 B.6.解析 作出f (x )的大致图象.由图象知,要使f (a )=f (b )=f (c ),不妨设a <b <c ,则-lg a =lg b =-12c +6.∴lg a +lg b =0,∴ab =1,∴abc =c .由图知10<c <12,∴abc ∈(10,12).7.解析 当抛物线2y x z =-+与直线0x y +=相切时,z 最小联立20y x z x y ⎧=-+⎨+=⎩,得20x x z --=,min 11404z z ∆=+=⇒=-. 8.11(2)()22AG BC AB AC GO BC AB AC BC ∴⋅=+-⋅=+⋅ 22117()()()222AB AC AC AB AC AB =+⋅-=-=- .9.解 令1y =)1(2+=x k y .其示意图如图8-3:若0k >,要满足21y y ≤,则2=b ,此时1=a .从而k ==若0k <,要满足21y y ≤,则2-=a .则11-=+=a b ,从而k 不存在.10.解 方程x 2+ax +2b =0的两根在区间(0,1)和(1,2)上的几何意义分别是:函数y =f (x )=x 2+ax +2b 与x 轴的两个交点的横坐标分别在区间(0,1)和(1,2)内,由此可得不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ f (0)>0,f (1)<0,f (2)>0,⇒⎩⎪⎨⎪⎧ b >0,a +2b +1<0,a +b +2>0.由⎩⎪⎨⎪⎧ a +2b +1=0,a +b +2=0.解得A (-3,1).由⎩⎪⎨⎪⎧ a +b +2=0,b =0.解得B (-2,0), 由⎩⎪⎨⎪⎧a +2b +1=0b =0.解得C (-1,0).∴在如图所示的aOb 坐标平面内,满足约束条件的点(a ,b )对应的平面区域为△ABC (不包括边界).(1) △ABC 的面积为S △ABC =12×|BC |×h =12(h 为A 到Oa 轴的距离). (2) b -2a -1几何意义是点(a ,b )和点D (1,2)连线的斜率.∵k AD =2-11+3=14,k CD =2-01+1=1, 由图可知k AD <b -2a -1<k CD ,∴14<b -2a -1<1,即b -2a -1∈(14,1). (3) ∵(a -1)2+(b -2)2表示区域内的点(a ,b )与定点(1,2)之间距离的平方,∴(a -1)2+(b -2)2∈(8,17).。

新高考数学二轮复习知识点总结与题型归纳 第6讲 导数的应用之单调性、极值和最值(解析版)

新高考数学二轮复习知识点总结与题型归纳 第6讲 导数的应用之单调性、极值和最值(解析版)

第6讲 导数的应用之单调性、极值和最值1.函数单调性与导函数符号的关系一般地,函数的单调性与其导数正负有以下关系:在某个区间(,)a b 内,如果()0f x '>,那么函数()y f x =在该区间内单调递增;如果()0f x '<,那么函数()y f x =在该区间内单调递减.2.求可导函数单调区间的一般步骤 (1)确定函数()f x 的定义域;(2)求()f x ',令()0f x '=,解此方程,求出它在定义域内的一切实数; (3)把函数()f x 的间断点(即()f x 的无定义点)的横坐标和()0f x '=的各实根按由小到大的顺序排列起来,然后用这些点把函数()f x 的定义域分成若干个小区间;(4)确定()f x '在各小区间内的符号,根据()f x '的符号判断函数()f x 在每个相应小区间内的增减性.注①使()0f x '=的离散点不影响函数的单调性,即当()f x '在某个区间内离散点处为零,在其余点处均为正(或负)时,()f x 在这个区间上仍旧是单调递增(或递减)的.例如,在(,)-∞+∞上,3()f x x =,当0x =时,()0f x '=;当0x ≠时,()0f x '>,而显然3()f x x =在(,)-∞+∞上是单调递增函数.②若函数()y f x =在区间(,)a b 上单调递增,则()0f x '≥(()f x '不恒为0),反之不成立.因为()0f x '≥,即()0f x '>或()0f x '=,当()0f x '>时,函数()y f x =在区间(,)a b 上单调递增.当()0f x '=时,()f x 在这个区间为常值函数;同理,若函数()y f x =在区间(,)a b 上单调递减,则()0f x '≤(()f x '不恒为0),反之不成立.这说明在一个区间上函数的导数大于零,是这个函数在该区间上单调递增的充分不必要条件.于是有如下结论: ()0f x '>⇒()f x 单调递增; ()f x 单调递增()0f x '⇒≥; ()0f x '<⇒()f x 单调递减; ()f x 单调递减()0f x '⇒≤.3.函数极值的概念设函数()y f x =在点0x 处连续且0()0y f x '==,若在点0x 附近的左侧()0f x '>,右侧()0f x '<,则0x 为函数的极大值点;若在0x 附近的左侧()0f x '<,右侧()0f x '>,则0x 为函数的极小值点.函数的极值是相对函数在某一点附近的小区间而言,在函数的整个定义区间内可能有多个极大值或极小值,且极大值不一定比极小值大.极大值与极小值统称为极值,极大值点与极小值点统称为极值点. 4.求可导函数()f x 极值的一般步骤 (1)先确定函数()f x 的定义域; (2)求导数()f x ';(3)求方程()0f x '=的根;(4)检验()f x '在方程()0f x '=的根的左右两侧的符号,如果在根的左侧附近为正,在右侧附近为负,那么函数()y f x =在这个根处取得极大值;如果在根的左侧附近为负,在右侧附近为正,那么函数()y f x =在这个根处取得极小值.注①可导函数()f x 在点0x 处取得极值的充要条件是:0x 是导函数的变号零点,即0()0f x '=,且在0x 左侧与右侧,()f x '的符号导号.②0()0f x '=是0x 为极值点的既不充分也不必要条件,如3()f x x =,(0)0f '=,但00x =不是极值点.另外,极值点也可以是不可导的,如函数()f x x =,在极小值点00x =是不可导的,于是有如下结论:0x 为可导函数()f x 的极值点0()0f x '⇒=;但0()0f x '=⇒0x 为()f x 的极值点. 5.函数的最大值、最小值若函数()y f x =在闭区间[],a b 上的图像是一条连续不间断的曲线,则该函数在[],a b 上一定能够取得最大值与最小值,函数的最值必在极值点或区间端点处取得.6.求函数的最大值、最小值的一般步骤设()y f x =是定义在区间[],a b 上的函数,()y f x =在(,)a b 可导,求函数()y f x =在[],a b 上的最大值与最小值,可分两步进行:(1)求函数()y f x =在(,)a b 内的极值;(2)将函数()y f x =的各极值与端点处的函数值(),()f a f b 比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.注①函数的极值反映函数在一点附近情况,是局部函数值的比较,故极值不一定是最值;函数的最值是对函数在整个区间上函数值比较而言的,故函数的最值可能是极值,也可能是区间端点处的函数值;②函数的极值点必是开区间的点,不能是区间的端点; ③函数的最值必在极值点或区间端点处取得.1.已知0x 是函数()e ln x f x x =-的极值点,若()00,a x ∈, ()0,b x ∈+∞,则 A. ()0f a '>, ()0f b '< B. ()0f a '<, ()0f b '< C. ()0f a '>, ()0f b '> D. ()0f a '<, ()0f b '> 【答案】D【解析】因为()1(0)x f x e x x '=->,令()1=0x f x e x '=-,即1=x e x ,在平面直角坐标系画出1,x y e y x==的图象,如图:根据图象可知, ()()()()000,,0,,,0x x f x x x f x '∞'∈∈+,所以 ()0f a '<, ()0f b '>,故选D.2.已知20a b =≠,且关于x 的函数()321132f x x a x a bx =++⋅在R 上有极值,则a 与b 的夹角范围为( )A. 0,6π⎛⎫⎪⎝⎭B. ,6ππ⎛⎤ ⎥⎝⎦C. ,3ππ⎛⎤ ⎥⎝⎦D. 2,33ππ⎛⎤ ⎥⎝⎦【答案】C【解析】()321132f x x a x a bx =++⋅在R 有极值, ()2'0f x x a x a b ∴=++⋅=有不等式的根, 0∴∆>,即2240,4cos 0a a b a a b θ-⋅>∴->,120,cos 2a b θ=≠∴<, 0,3πθπθπ≤≤∴<≤,即向量,a b 夹角范围是,3ππ⎛⎤⎥⎝⎦,故选C. 【方法点睛】本题主要考查向量的模及平面向量数量积公式、利用导数研究函数的极值,属于难题.平面向量数量积公式有两种形式,一是cos a b a b θ⋅=,二是1212a b x x y y ⋅=+,主要应用以下几个方面:(1)求向量的夹角, ·cos ·a ba bθ=(此时·a b 往往用坐标形式求解);(2)求投影, a 在b 上的投影是a b b⋅;(3),a b 向量垂直则0a b ⋅=;(4)求向量ma nb + 的模(平方后需求a b ⋅).3.在ABC ∆中, ,,a b c 分别为,,A B C ∠∠∠所对的边,若函数()()3222113f x x bx a c ac x =+++-+有极值点,则sin 23B π⎛⎫- ⎪⎝⎭的最小值是( ) A. 0 B. 32- C. 32D. -1 【答案】D【解析】()()3222113f x x bx a c ac x =+++-+,∴f′(x )=x 2+2bx+(a 2+c 2-ac ),又∵函数()()3222113f x x bx a c ac x =+++-+有极值点,∴x 2+2bx+(a 2+c 2-ac )=0有两个不同的根,∴△=(2b )2-4(a 2+c 2-ac )>0,即ac >a 2+c 2-b 2,即ac >2accosB ;即cosB <12,故∠B 的范围是(π3π,),所以23B π- 5,33ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,当3112B 326B πππ-==,即 时sin 23B π⎛⎫- ⎪⎝⎭的最小值是-1 故选D4.设定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足xf′(x)-f(x)=xlnx , 11f e e⎛⎫= ⎪⎝⎭,则f(x)( )A. 有极大值,无极小值B. 有极小值,无极大值C. 既有极大值,又有极小值D. 既无极大值,又无极小值 【答案】D【解析】因为xf ′(x )-f (x )=x ln x ,所以()()2ln xf x f x x x x -=',所以()'ln ()f x xx x=,所以f (x )=12x ln 2x +cx .因为f (1e )=12e ln 21e +c ×1e =1e ,所以c =12,所以f ′(x )=12ln 2x +ln x +12=12(ln x +1)2≥0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增,所以f (x )在(0,+∞)上既无极大值,也无极小值,故选D.点睛:根据导函数求原函数,常常需构造辅助函数,一般根据导数法则进行:如()()f x f x '-构造()()x f x g x e =, ()()f x f x '+构造()()x g x e f x =,()()xf x f x '-构造()()f xg x x=, ()()xf x f x '+构造()()g x xf x =等 5.设a R ∈,若函数,x y e ax x R =+∈有大于零的极值点,则( )A. 1a e<- B. 1a e >- C. 1a >- D. 1a <-【答案】D【解析】()x f x e a '=+(x>0),显然当0a ≥时, ()0f x '>,f(x)在R 上单调递增,无极值点,不符。

2012年中考数学第二轮复习 专题讲解 几何计算题选讲

2012年中考数学第二轮复习 专题讲解 几何计算题选讲

八.几何计算题选讲几何计算题历年来是中考的热点问题。

几何计算是以推理为基础的几何量的计算,主要有线段 与弧的长度计算、角和弧的度数计算、三角函数值的计算、线段比值的计算以及面积、体积的计算,从图形上分类有:三角形、四边形、多边形以及圆的有关计算。

解几何计算题的常用方法有:几何法、代数法、三角法等。

一、三种常用解题方法举例 例1. 如图,在矩形ABCD 中,以边AB 为直径的半圆O 恰与对边CD 相切于T ,与对角线AC 交于P ,PE ⊥AB 于E ,AB=10,求PE 的长.解法一:(几何法)连结OT ,则OT ⊥CD ,且OT=21AB =5BC=OT=5,AC25100+=55∵BC 是⊙O 切线,∴BC 2 =CP ·CA. ∴PC=5,∴AP=CA-CP=54.∵PE ∥BC ∴ACAP BCPE =,PE=5554×5=4.说明:几何法即根据几何推理,由几何关系式进行求解的方法,推理时特别要注意图形中的隐含条件. 解法二:(代数法) ∵PE ∥BC ,∴ABAE CBPE =. ∴21==ABCB AEPE .设:PE=x ,则AE=2 x ,EB=10–2 x . 连结PB. ∵AB 是直径,∴∠APB=900.在Rt △APB 中,PE ⊥AB ,∴△PBE ∽△APE . ∴21==AEPE EPEB .∴EP=2EB ,即x=2(10–2x ).解得x =4. ∴PE=4.说明:代数法即为设未知数列方程求解,关键在于找出可供列方程的相等关系,例如:相似三角形中的线段比例式;勾股定理中的等式;相交弦定理、切割线定理中的线段等积式,以及其他的相等关系. 解法三:(三角法)连结PB ,则BP ⊥AC.设∠PAB=α 在Rt △APB 中,AP=10COS α,在Rt △APE 中,PE=APsin α, ∴PE=10sin αCOS α. 在Rt △ABC 中, BC=5,AC=55.∴sin α=55555=,COS α=5525510=.∴PE=10×55255⨯=4.说明:在几何计算中,必须注意以下几点: (1) 注意“数形结合”,多角度,全方位观察图形,挖掘隐含条件,寻找数量关系和相等关系. (2) 注意推理和计算相结合,先推理后计算,或边推理边计算,力求解题过程规范化. (3) 注意几何法、代数法、三角法的灵活运用和综合运用. 二.其他题型举例 例2.如图,ABCD 是边长为2 a 的正方形,AB 为半圆O 的直径,CE 切⊙O 于E ,与BA 的A BF延长线交于F ,求EF 的长.分析:本题考察切线的性质、切割线定理、相似三角形性质、以及正方形有关性质.本题可用代数法求解. 解:连结OE ,∵CE 切⊙O 于E , ∴OE ⊥CF ∴△EFO ∽△BFC ,∴FBFE BCOE =,又∵OE=21AB=21BC ,∴EF=21FB设EF=x ,则FB=2x ,FA=2x –2a∵FE 切⊙O 于E ∴FE 2=FA ·FB ,∴x 2=(2x –2a )·2x 解得x =34a , ∴EF=34a.例3.已知:如图,⊙O 1 与⊙O 2相交于点A 、B ,且点O 1在⊙O 2上,连心线O 1O 2交⊙O 1于点C 、D ,交⊙O 2于点E ,过点C 作CF ⊥CE ,交EA 的延长线于点F ,若DE=2,AE=52 (1) 求证:EF 是⊙O 1的切线; (2) 求线段CF 的长;(3) 求tan ∠DAE 的值. 分析:(1)连结O 1A ,O 1E 是⊙O 2的直径,O 1A ⊥EF ,从而知 EF 是⊙O 1的切线.(2)由已知条件DE=2,AE=52,且EA 、EDC 分别是⊙O 1的切线和割线,运用切割线定理EA 2=ED ·EC ,可求得EC=10.由CF ⊥CE ,可得CF 是⊙O 1的切线,从而FC=FA.在Rt △EFC 中,设CF= x ,则FE= x +52.又CE=10,由勾股定理可得:(x +52)2= x 2+102,解得 x =54.即CF=54.(3)要求tan ∠DAE 的值,通常有两种方法:①构造含∠DAE 的直角三角形;②把求tan ∠DAE 的值转化为求某一直角三角形一锐角的正切(等角转化).在求正切值时,又有两种方法可供选择:①分别求出两线段(对边和邻边)的值;②整体求出两线段(对边和邻边)的比值. 解:(1)连结O 1A ,∵O 1E 是⊙O 2的直径,∴O 1A ⊥EF ∴EF 是⊙O 1的切线..(2)∵DE=2,AE=52,且EA 、EDC 分别是⊙O 1的切线和割线 ∴EA 2=ED ·EC ,∴EC=10由CF ⊥CE ,可得CF 是⊙O 1的切线,从而FC=FA.在Rt △EFC 中,设CF= x ,则FE= x +52.又CE=10,由勾股定理可得:(x +52)2= x 2+102,解得 x =54.即CF=54.(3)解法一:(构造含∠DAE 的直角三角形)作DG ⊥AE 于G ,求AG 和DG 的值.分析已知条件,在Rt △A O 1E 中,三边长都已知或可求(O 1A=4,O 1E=6),又DE=2,且DG ∥A O 1(因为DG ⊥AE ),运用平行分线段成比例可求得DG=,354,34=AG 从而tan ∠DAE=55.解法二:(等角转化)连结AC ,由EA 是⊙O 1的切线知∠DAE=∠ACD.只需求tan ∠ACD.易得∠CAD=900,所以只需求ACAD 的值即可.观察和分析图形,可得△ADE ∽△CAE ,551052===CEAE ACAD .从而tan ∠ACD=55=ACAD ,即tan ∠DAE=55.说明:(1)从已知条件出发快速地找到基本图形,得到基本结论,在解综合题时更显出它的基础性和重要性.如本题(2)求CF 的长时,要能很快地运用切割线定理,先求出CE 的长. (2)方程思想是几何计算中一种常用的、重要的方法,要熟练地掌握.例4.如图,已知矩形ABCD ,以A 为圆心,AD 为半径的圆交AC 、AB 于M 、E ,CE 的延长线交⊙A 于F ,CM=2,AB=4. (1) 求⊙A 的半径;(2) 求CF 的长和△AFC 的面积. 解:(1)∵四边形ABCD 是矩形,∴CD=AB=4,在Rt △ACD 中,AC 2=CD 2+AD2,∴(2+AD )2=42+AD 2,解得AD=3.(2) A 作AG ⊥EF 于G.∵BG=3,BE=AB ―AE=1,∴CE=10132222=+=+BE BC由CE ·CF=CD 2,得CF=105810422==CECD .又∵∠B=∠AGE=900,∠BEC=∠GEA ,∴△BCE ∽△GAE.∴AECE AGBC =,即,3103=AGS △AFC =21CF ·AG=536.例5.如图,△ABC 内接于⊙O ,BC=4,S △ABC =36,∠B 为锐角,且关于x 的方程x 2–4xcosB+1=0有两个相等的实数根.D 是劣弧AC 上的任一点(点D 不与点A 、C 重合),DE 平分∠ADC ,交⊙O 于点E ,交AC 于点F. (1) 求∠B 的度数;(2) 求CE 的长.分析:本题是一道综合了代数知识的几何计算题,考察了圆的有关性质,解题时应注意线段的转化.解:(1)∵关于x 的方程x 2–4xcosB+1=0有两个相等的实数根, ∴Δ=(-4cosB )2-4=0.∴cosB=21,或cosB=-21(舍去).又∵∠B 为锐角,∴∠B=600.(2) 点A 作AH ⊥BC ,垂足为H. S △ABC =21BC ·AH=21BC ·AB ·sin600=36,解得AB=6在Rt △ABH 中,BH=AB ·cos600=6×21=3,AH=AB ·sin600=6×3323=,∴CH=BC-BH=4-3=1. 在Rt △ACH 中,AC 2+CH 2=27+1=28.∴AC=72±(负值舍去).∴AC=72.连结AE ,在圆内接四边形ABCD 中,∠B+∠ADC=1800,∴∠ADC=1200.又∵DE 平分∠ADC ,∴∠EDC=600=∠EAC. 又∵∠AEC=∠B=600,∴∠AEC=∠EAC ,∴CE=AC=72.例6. 已知:如图,⊙O 的半径为r ,CE 切⊙O 于点C ,且与弦AB 的延长线交于点E ,CD ⊥AB 于D.如果CE=2BE ,且AC 、BC 的长是关于x 的方程x 2–3(r –2)x+ r 2–4=0的两个实数根.求(1)AC 、BC 的长;(2)CD 的长. 分析:(1)图中显然存在切割线定理的基本图形,从而可得△ECB ∽△EAC ,AC=2BC.又∵AC 、BC 是方程的两根,由根与系数关系可列出关于AC 、BC 的方程组求解.(2)∵CD 是Rt △CDB 的一边,所以考虑构造直角三角形与之对应.若过C 作直径CF ,连结AF ,则Rt △CDB ∽Rt △CAF ,据此可列式计算.解:(1)∵CE 切⊙O 于C ,∴∠ECB=∠A.又∵∠E 是公共角,∴△ECB ∽△EAC ,21==CEBE ACBC ,∴AC=2BC.由AC 、BC 的长是关于x 的方程x 2–3(r –2)x+ r 2BD–4=0的两个实数根,∴AC+BC=3(r-2);AC ·BC=r 2-4,解得r=6,∴BC=4,AC=8.(2) CO 并延长交⊙O 于F ,连结AF ,则∠CAF=900,∠CFA=∠CBD. ∵∠CDB=900=∠CAF ,∴△CAF ∽△CDB ,BCCF CDAC =.∴CD=381248=⨯=⋅CFBC AC .说明:(1)这是一道代数、几何的综合题,关键是寻找相似三角形,建立线段之间的比例关系,再根据根与系数关系列等式计算;(2)构造与相似的直角三角形的方法有许多种,同学们不妨试一试. 例7.如图,△ABC 内接于⊙O ,AB 是⊙O 的直径,PA 是过A 点的直线,∠PAC=∠B. (1)求证:PA 是⊙O 的切线;(2)如果弦CD 交AB 于E ,CD 的延长线交PA 于F ,AC=CE ∶EB=6∶5,AE ∶EB=2∶3,求AB 的长和∠FCB 的正切值.解:(1)∵AB 是⊙O 的直径,∴∠ACB=900. ∴∠CAB+∠B=900,又∠PAC=∠B ,∴∠CAB+∠PAC=900.即PA ⊥AB ,∴PA 是⊙O 的切线. (2) 设CE=6a ,AE=2x,则ED=5a ,EB=3 x.由相交弦定理,得2x ·3x=5a ·6a ∴x=5a. 连结AD.由△BCE ∽△DAE ,得553==EDEB ADBC .连结BD.由△BED ∽△CEA ,得25==AEBE ACBD .∴BD=54.由勾股定理得BC=228-AB,AD=2)54(-AB .∴553)54(82222=--ABAB .两边平方,整理得1002=AB ,∴10=AB(负值舍去).∴AD=52.∵∠FCB=∠BAD ,∴tan ∠FCB= tan ∠BAD=25254==ADBD .解几何计算题要求我们必须掌握扎实的几何基础知识,较强的逻辑推理能力,分析问题时应注意分析法与综合法的同时运用,还特别要注意图形中的隐含条件,在平时的学习中要善于总结归纳,只有这样才能掌握好几何计算题的解法.F。

2018版高考数学二轮复习特色专题训练专题03直击函数压轴题中零点问题理

2018版高考数学二轮复习特色专题训练专题03直击函数压轴题中零点问题理

专题03直击函数压轴题中零点问题、解答题21•已知函数 f x = Inx a x - i a 0 . (1)讨论f x 的单调性;3(2) 若f (x )在区间(0,1 )内有唯一的零点x 0,证明:e 2 <x 0 <e ,. 【答案】(1)答案见解析;(2)证明见解析.【解析】试题分析:(1 )求出函数的导数,通过讨论 a 的范围,求出函数的单调区间即可; (2 )依题可知f 1=0,若f (x )在区间(0,1 )内有唯一的零点x 0,由(1)可知a a 2,且 x ° =为 0,-,于是:lnx 0 a x 0 -1 i =0 ①,2ax 02-2ax 0 1=0 ②2由①②得lnx 0 -生=0,设g (x )= Inx -口 , (x € (0,1)),求出函数的导数,根据函数的单调性证明 2x ° 2x即可.试题解析:① 当0 5兰2时,y = f[x )^ (A g )上单调递増② 当GA2时』设2a^-2ax+\=Q 的两个根为耳花(0<码C* <花“且a — ^a 1 —2a a + —2a 西= > ^3 =lalay = /(x )在(Q 西)丄冷+«>)单调递増,在(坷也)单调递减.(2)依题可知f 1 =0,若f X 在区间0,1内有唯一的零点x 0,由(1)可知a 2,⑴ r (x )=—2ax+lx冃-'1 ;且X。

= Xi 0, .2十□ 2于疋:lnx0 a x0 -1 0 ①22ax o - 2ax o 1=0 ②x —1 X —1由①②得inx0- 0,设g x =1 nx , [0,1 ,2 x° 2 x2x ,,因此g x在i。

,1上单调递减,则g x二2x I 2丿3f 3、勺」p ~2' e —4 j A e —3 _又g e 2 = --------- >0, g (e )=-------------------- <0l丿2 23根据零点存在定理,故e 2::: x0::: e」.点睛:本题考查了函数的单调性,零点问题,考查导数的应用以及不等式的证明,零点存在性定理,考查分类讨论思想,转化思想,构造函数的解题方法22.设函数f(x) = x + bx—1(b€ R).(1)当b= 1时证明:函数f (x)在区间(2)若当x€ [1,2],不等式f(x)<1有解.求实数b的取值范围.【答案】(1)见解析;(2) -::,1【解析】试题分析:(1 )先根据对称轴与定义区间位置关系确定函数f(x)在区间-,1单调性,再根据区12丿间端点函数值异号,结合零点存在定理确定零点个数(2)先分离变量化为对应函数最值问题:b:::^-X ,x再根据函数单调性确定函数最小值,即得实数b的取值范围.试题解析:(1)由得・丁£]二份+扌一1=-*0, /ti )=i ;+i-i=i>0j *Jti )<Oj 所以函数心)在区间(右D 內存在零点.又由二次函数的團象,可知少)二r+x —i 在(右D 上单调遥魯 从而函数心)在区间(占D 内存在唯一零点.⑵ 由题意可知x 2+ bx — 1<1在区间[1,2]上有解,所以 b 厶-? x 在区间[1,2]上有解.XX令g (x ) = — x ,可得g (x )在区间[1,2]上递减,X所以b <g (X )max = g (1) = 2— 1= 1 ,从而实数b 的取值范围为(一8, 1).方法2.由题意可知分+址一25在区间[1,2]±有解.令g (X )=J^ + bx-2?则等价于gh )在区间丄2]上的最小值小于0. 当-茹2即底-4时,訴)在丄刃上递獄=2b+2<Q,即 0<-「所以 冥一4』当1< —*2即— 46—2时,咖在山-刽上递氟 在| 二訓)丽=g (-》=(护一耳_2= _”2<0恒成立.所汉_4<风_ 2; 当-冷即於一2时“曲)在12]上递増,二宮⑴=心一 1<0即Ml,所以一20<1・综上可得 &W — 4 或一4<ft<—2 或一 2^b<l }所b<l ? 从而实数A 的取值范围为(一8, 1),点睛:利用零点存在性定理不仅要求函数的图象在区间 [a , b ]上是连续不断的曲线,且 f (a ) • f (b )<0,还必须结合函数的图象与性质 (如单调性、奇偶性)才能确定函数有多少个零点增应『二-± ■2b-2f_ 23•已知函数 f x 二 ax mx m 「1 a = 0 • (1 )若f -1 =0,判断函数f x 的零点个数;(2)若对任意实数 m ,函数f x 恒有两个相异的零点,求实数 a 的取值范围;(3)已知 X iX • RR 且 % ::: X 2, f X i= f X 2 ,求证:方程 在区间X i ,X 2上有实数根•【答案】⑴见解析;⑵0 :: a < 1;⑶见解析.⑴:f -1 =0, a-m m-1 =0, a =12f x 二 x mx m T2 2:二m -4 m-1 二 m-2 ,当m=2时,厶=0,函数f x 有一个零点; 当m=2时,二0,函数f x 有两个零点⑵已知则A = m 1 —4a\ m — l}>Q 对于冊e R t 旦成立,即訝『一4o 初+4” 恒成立$所以川=16/-1&1<0, 从而解得O< a<l.⑶设 g X = f X || f X 1 f X 2,1 - _ 1 _ 则 g X1 ;= f x l --||fX ! • f X 2 || f X ! - f X 2f x=2L f x if x2【解析】试题分析:(1)利用判别式定二次函数的零点个数:(2)零点个数问题转化为图象交点个数问题,即试题解析:1 - _ 1 _ g X2 = f X- -- f X1 f X- = - ||f X- -f x1:f X1 = f X1 - ¥ g X1 g X^ - - 4 || f X1 - f X-..O'-g X =0在区间X1, X-上有实数根,1 _ 即方程f X f X1f X2计在区间X1'X2上有实数根•点睛:已知函数有零点求参数取值范围常用的方法和思路(1)直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.24•已知函数f x]=a Inx-bx图象上一点P 2, f 2处的切线方程为y - -3x • 2ln2 - 2 .(1)求a, b的值;⑵若方程f xi亠m=0在1,e内有两个不等实根,求m的取值范围(其中_ee =2.71828| ||为自然对数的底).1 【答案】(1)a=2, b=1.(2) 「::m 22.e【解析】试题分析:本题考查函数与方程,函数与导数的综合应用. (1)根据导数的几何意义,得出两个方程,然后求解. 先利用导数研究函数h(x)=f (x)+ m=2lnx - x2+ m的单调性,根据单调性与极值点确定关系然后求解.试题解析:(1)',' f I A ) = -olnx — Eu 1 jt\ f r (x} = — -2bx 9xf (2) = aln2r4b =~6 + 2In2+ 2ci =2解得J i - D = 1(2)由(1 )得 f (x )=2l nx - x 2, 令 h ( x )=f ( x )+ m =2lnx - x +m ,222(1—x )则 h x = — - 2x =xx令 h '( x )=0,得 x =1(x =- 1 舍去)•故当x € 1,1时,h '( x ) > 0, h (x )单调递增;H e当 x € (1 , e ]时,h '( x ) v 0, h (x )单调递减. •••方程h (x )=0在 丄,e 内有两个不等实根,IL e『1 ) 1 h _ = —2 —右+m 兰0 2丿 ej1••• { h 1 = -1 m 0 ,解得 1 :: me h e = 2「e m 空0(11•实数m 的取值范围为11,-2 2 .\ e」点睛:根据函数零点求参数取值或范围的方法 (1 )利用零点存在的判定定理构建不等式求解;(2 )分离参数后转化为函数的值域(最值)问题求解,如果涉及由几个零点时,还需考虑函数的图象与参 数的交点个数;(3 )利用方程根的分布求解,转化为不等式问题.由题意得{(4 )转化为两熟悉的函数图象的上、下关系问题,从而构建不等式求解5•已知函数f x二e x-ax-1,其中e为自然对数的底数, a R(I )若a = e,函数g x = 2 - e x①求函数h x = f x -g x的单调区间f f x x 兰m②若函数F x;={ 的值域为R,求实数m的取值范围g(x ),x>m(II )若存在实数X i,X2 w 0,2】,使得f (X i )= f (刈),且X i -X2 31,求证:e—1兰a兰e2—e【答案】(1)①详见解析②实数m的取值范围是0,丄 ;(2) e-仁a^e2-e;IL e-2【解析】试題分析:⑴①求出函数的导数,解关干导函数的不等式,求出函数的单调区间即可, ②求岀函数的导数」通过讨论桝的范围得到函数的值域,从而确定加的具体范围即可,(R求出函数/■(刘的导数,得到a>0 在(加]道减在)递増,设O< Jq <X| <2 ,则有0<^<^<^<2,根1®函数的单调性得到关于滞的不等式组,解出即可.试题解析:(1 )当a=e时,f x 二e X-ex-1.①h x = f x -g x =e X-2x-1,h'x =e X-2.由h' x 0得x ln2,由h' x 0 得x : ln2 .所以函数h x的单调增区间为In2, •::,单调减区间为-二,1 n2 .②f ' x = e x _ e当x <1时,f' x :::0,所以f x在区间」:,1上单调递减;当x 1时,f' x 0,所以f x在区间1,匸:上单调递增.g x = 2 -e x在m, 上单调递减,值域为-::,2 - e m ,因为F x的值域为R,所以e m-em-仁2 _e)m ,即e m-2m <0.(*)由①可知当m<Q时》h(m)-e n-2m-l>h(O)=Q f故0不成立-因为*(用)在(0>2)上单调递冰在(加2:1)上单调递聲且应(0)= 0旳(1)="3<0 所以当0兰用51时,A(m)<0恒成立,因此0<m<l.2°当初Al时,/(刘在(Y M)上单调递减,在(I曲上单调递増,所叹函数f(x) = ^-^c-l在{toe)上的值域为|>(1丄如),即[7他)・^(x) = (2-e)jc在(观+x)上单调递减,值域为(Y\(2-总)酬). 因为F(刃的值域为左,所以一丄(2-町乩即兰丄.总一2综合T,2°可知,实数用的取值范围是k-!-・_ 左一2.(2)f' x 二e x-a •若a岂0时,f' x • 0 ,此时f x在R上单调递增•由f(X i )= f(X2 )可得人=X2,与X i —X2色1相矛盾,同样不能有x1,x2 !jna, •::.不妨设0三为:::x2込2,则有0込捲:::Ina :::x2込2.因为f x在X i,lna上单调递减,在Ina,X2上单调递增,且f为=f X2 ,所以当x^i^x三x2时,f x - f捲=f x2.由0兰为v x2兰2,且捲一x2岸1,可得1e Ix1, x2 ]故f 1 岂f % A f X2 .又f x在」:,ln a 1单调递减,且0 一X, :::Ina,所以f %乞f 0,所以f 1岂f 0,同理f 1乞f 2 •e - a -1 — 0, 2即{2解得e -1乞a乞e2「e「1 ,e -a -仁e -2a -2,所以e —1乞a乞e2-e.点睛:本题考查函数的单调性极值及恒成立问题,涉及函数不等式的证明,综合性强,难度大,属于难题.处理导数大题时,注意分层得分的原则,力争第一二问答对,第三问争取能写点,一般涉及求函数单调性及极值时,比较容易入手,求导后注意分类讨论,对于恒成立问题一般要分离参数,然后利用函数导数求函数的最大值或最小值,对于含有不等式的函数问题,一般要构造函数,利用函数的单调性来解决,但涉及技巧比较多,需要多加体会.x6 .已知函数f x X _ ax 1.e(1 )当a =1时,求y = f x在x 1-1,1吐的值域;(2)试求f x的零点个数,并证明你的结论.【答案】(1) l2-e,11 (2)当a乞0时,f x只有一个零点;当a 0时,f x有两个零点.【解析】试题分析:⑴当4=1时,»)二电-Q+1,则门©二今一1二£(町,而丈(力=需小e e e在卜1」]上恒成立,所以g(x)=/(x)®[-l1l]±递减,由f⑼",可得当xe(-lO)时,,才㈤递增*当就时/(刈递;咸,所以=/(<>)= ^ ttK/f-lJ./fl)的大小可得f(x)^f(-l) = 2-^进而可得结果;1 1(2)原方程等价于e x…一…a=0实根的个数,原命题也等价于h x i = e x…一…a在x「「「0)-(0,=x x上的零点个数,讨论a = 0, a :::0, a 0,三种情况,分别利用导数研究函数的单调性,结合函数图象与零点存在定理可得结果•x 1 — x试题解析:(1)当a=1 时,fx x _ax 1,则f x x 1二gx ,e e而g x = J2:::0在1-1,11上恒成立,所以g x二「x在〔-1,11上递减,ef X max 二f -1 =2e—1 0, f X min 二f 1」X0,所以「x在〔-1,11上存在唯一的X。

届数学二轮复习思想方法训练3数形结合思想理含解析

届数学二轮复习思想方法训练3数形结合思想理含解析

思想方法训练3 数形结合思想思想方法训练第6页一、能力突破训练1。

若i为虚数单位,图中网格纸的小正方形的边长是1,复平面内点Z表示复数z,则复数z1+i对应的点位于复平面内的()A。

第一象限B。

第二象限C。

第三象限D。

第四象限答案:D解析:由题图知,z=2+i,则z1+i =2+i1+i=2+i1+i·1-i1-i=32−12i,则对应的点位于复平面内的第四象限。

故选D。

2。

设全集U={x|x≤8,x∈N*},若A⊆U,B⊆U,B∩(∁U A)={2,6},A∩(∁U B)={1,8},(∁U A)∩(∁U B)={4,7},则()A。

A={1,6},B={2,8}B。

A={1,3,5,6},B={2,3,5,8}C.A={1,6},B={2,3,5,8}D.A={1,3,5,8},B={2,3,5,6}答案:D解析:根据题意可作出Venn 图如图所示,由图可知A={1,3,5,8},B={2,3,5,6}.3.若变量x ,y 满足{x -y +1≤0,y ≤1,x >-1,则(x —2)2+y 2的最小值为( )A .3√22B .√5C .92D.5答案:D解析:如图,作出不等式组所表示的可行域(阴影部分)。

设z=(x-2)2+y 2,则z 的几何意义为可行域内的点到定点D (2,0)的距离的平方,由图象可知,C ,D 两点间的距离最小,此时z 最小,由{y =1,x -y +1=0,可得{x =0,y =1,即C (0,1)。

所以z min =(0—2)2+12=4+1=5。

4.若函数f (x )=(a —x )|x —3a |(a>0)在区间(-∞,b ]上取得最小值3-4a 时所对应的x 的值恰有两个,则实数b 的值等于( ) A .2±√2B .2-√2或6—3√2C 。

6±3√2D .2+√2或6+3√2 答案:D解析:结合函数f (x )的图象(图略)知,3—4a=—a 2, 即a=1或a=3.当a=1时,—b 2+4b —3=-1(b 〉3),解得b=2+√2;当a=3时,—b 2+12b —27=-9(b>9), 解得b=6+3√2,故选D. 5.已知函数f (x )={|lgx |,0<x ≤10,-12x +6,x >10,若a ,b ,c 互不相等,且f (a )=f (b )=f (c ),则abc 的取值范围是( ) A.(1,10) B 。

高考数学(理)二轮专题练习【专题8】(2)数形结合思想(含答案)

高考数学(理)二轮专题练习【专题8】(2)数形结合思想(含答案)

第2讲数形结合思想1.数形结合的数学思想:包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:一是借助形的生动性和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数作为目的,比如应用函数的图象来直观地说明函数的性质;二是借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质.2.运用数形结合思想分析解决问题时,要遵循三个原则:(1)等价性原则.在数形结合时,代数性质和几何性质的转换必须是等价的,否则解题将会出现漏洞.有时,由于图形的局限性,不能完整的表现数的一般性,这时图形的性质只能是一种直观而浅显的说明,要注意其带来的负面效应.(2)双方性原则.既要进行几何直观分析,又要进行相应的代数抽象探求,仅对代数问题进行几何分析容易出错.(3)简单性原则.不要为了“数形结合”而数形结合.具体运用时,一要考虑是否可行和是否有利;二要选择好突破口,恰当设参、用参、建立关系、做好转化;三要挖掘隐含条件,准确界定参变量的取值范围,特别是运用函数图象时应设法选择动直线与定二次曲线.3.数形结合思想解决的问题常有以下几种:(1)构建函数模型并结合其图象求参数的取值范围.(2)构建函数模型并结合其图象研究方程根的范围.(3)构建函数模型并结合其图象研究量与量之间的大小关系.(4)构建函数模型并结合其几何意义研究函数的最值问题和证明不等式.(5)构建立体几何模型研究代数问题.(6)构建解析几何中的斜率、截距、距离等模型研究最值问题.(7)构建方程模型,求根的个数.(8)研究图形的形状、位置关系、性质等.4.数形结合思想是解答高考数学试题的一种常用方法与技巧,特别是在解选择题、填空题时发挥着奇特功效,这就要求我们在平时学习中加强这方面的训练,以提高解题能力和速度.具体操作时,应注意以下几点:(1)准确画出函数图象,注意函数的定义域.(2)用图象法讨论方程(特别是含参数的方程)的解的个数是一种行之有效的方法,值得注意的是首先要把方程两边的代数式看作是两个函数的表达式(有时可能先作适当调整,以便于作图),然后作出两个函数的图象,由图求解.热点一 利用数形结合思想讨论方程的根例1 (2014·山东)已知函数f (x )=|x -2|+1,g (x )=kx ,若方程f (x )=g (x )有两个不相等的实根,则实数k 的取值范围是( ) A .(0,12)B .(12,1)C .(1,2)D .(2,+∞)答案 B解析 先作出函数f (x )=|x -2|+1的图象,如图所示,当直线g (x )=kx 与直线AB 平行时斜率为1,当直线g (x )=kx 过A 点时斜率为12,故f (x )=g (x )有两个不相等的实根时,k 的范围为(12,1). 思维升华 用函数的图象讨论方程(特别是含参数的指数、对数、根式、三角等复杂方程)的解的个数是一种重要的思想方法,其基本思想是先把方程两边的代数式看作是两个熟悉函数的表达式(不熟悉时,需要作适当变形转化为两个熟悉的函数),然后在同一坐标系中作出两个函数的图象,图象的交点个数即为方程解的个数.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+bx +c ,x ≤0,2, x >0,若f (-4)=f (0),f (-2)=-2,则关于x 的方程f (x )=x 的解的个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .4答案 C解析 由f (-4)=f (0),f (-2)=-2,解得b =4,c =2,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4x +2,x ≤0,2, x >0.作出函数y =f (x )及y =x 的函数图象如图所示,由图可得交点有3个.热点二 利用数形结合思想解不等式、求参数范围例2 (1)已知奇函数f (x )的定义域是{x |x ≠0,x ∈R },且在(0,+∞)上单调递增,若f (1)=0,则满足x ·f (x )<0的x 的取值范围是________.(2)若不等式|x -2a |≥12x +a -1对x ∈R 恒成立,则a 的取值范围是________.答案 (1)(-1,0)∪(0,1) (2)⎝⎛⎦⎤-∞,12 解析 (1)作出符合条件的一个函数图象草图即可,由图可知x ·f (x )<0的x 的取值范围是(-1,0)∪(0,1).(2)作出y =|x -2a |和y =12x +a -1的简图,依题意知应有2a ≤2-2a ,故a ≤12.思维升华 求参数范围或解不等式问题时经常联系函数的图象,根据不等式中量的特点,选择适当的两个(或多个)函数,利用两个函数图象的上、下位置关系转化数量关系来解决问题,往往可以避免烦琐的运算,获得简捷的解答.(1)设A ={(x ,y )|x 2+(y -1)2=1},B ={(x ,y )|x +y +m ≥0},则使A ⊆B 成立的实数m 的取值范围是__________.(2)若不等式9-x 2≤k (x +2)-2的解集为区间[a ,b ],且b -a =2,则k =________. 答案 (1)[2-1,+∞) (2) 2解析 (1)集合A 是一个圆x 2+(y -1)2=1上的点的集合,集合B 是一个不等式x +y +m ≥0表示的平面区域内的点的集合,要使A ⊆B ,则应使圆被平面区域所包含(如图),即直线x +y +m =0应与圆相切或相离(在圆的下方),而当直线与圆相切时有|m +1|2=1,又m >0,所以m =2-1,故m 的取值范围是m ≥2-1. (2)令y 1=9-x 2,y 2=k (x +2)-2,在同一个坐标系中作出其图象,因9-x 2≤k (x +2)-2的解集为[a ,b ]且b -a =2.结合图象知b =3,a =1,即直线与圆的交点坐标为(1,22). 又因为点(-2,-2)在直线上, 所以k =22+21+2= 2.热点三 利用数形结合思想解最值问题例3 (1)已知P 是直线l :3x +4y +8=0上的动点,P A 、PB 是圆x 2+y 2-2x -2y +1=0的两条切线,A 、B 是切点,C 是圆心,则四边形P ACB 面积的最小值为________.(2)已知点P (x ,y )的坐标x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,|x |-y -1≤0,则x 2+y 2-6x +9的取值范围是( )A .[2,4]B .[2,16]C .[4,10]D .[4,16]答案 (1)22 (2)B解析 (1)从运动的观点看问题,当动点P 沿直线3x +4y +8=0向左上方或右下方无穷远处运动时,直角三角形P AC 的面积S Rt △P AC =12|P A |·|AC |=12|P A |越来越大,从而S 四边形P ACB 也越来越大;当点P 从左上、右下两个方向向中间运动时,S四边形P ACB变小,显然,当点P 到达一个最特殊的位置,即CP垂直直线l 时,S 四边形P ACB 应有唯一的最小值, 此时|PC |=|3×1+4×1+8|32+42=3,从而|P A |=|PC |2-|AC |2=2 2.所以(S 四边形P ACB )min =2×12×|P A |×|AC |=2 2.(2)画出可行域如图,所求的x 2+y 2-6x +9=(x -3)2+y 2是点Q (3,0)到可行域上的点的距离的平方,由图形知最小值为Q 到射线x -y -1=0(x ≥0)的距离d 的平方,最大值为|QA |2=16. ∵d 2=(|3-0-1|12+(-1)2)2=(2)2=2.∴取值范围是[2,16].思维升华 (1)在几何的一些最值问题中,可以根据图形的性质结合图形上点的条件进行转换,快速求得最值.(2)如果(不)等式、代数式的结构蕴含着明显的几何特征,就要考虑用数形结合的思想方法来解题,即所谓的几何法求解.(1)(2013·重庆)设P 是圆(x -3)2+(y +1)2=4上的动点,Q 是直线x =-3上的动点,则|PQ |的最小值为( ) A .6 B .4 C .3 D .2 (2)若实数x 、y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≤0,x >0,y ≤2,则yx的最小值是____.答案 (1)B (2)2解析 (1)由题意,知圆的圆心坐标为(3,-1),圆的半径长为2,|PQ |的最小值为圆心到直线x =-3的距离减去圆的半径长,所以|PQ |min =3-(-3)-2=4.故选B.(2)可行域如图所示.又yx 的几何意义是可行域内的点与坐标原点连线的斜率k . 由图知,过点A 的直线OA 的斜率最小.联立⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1=0,y =2,得A (1,2),所以k OA =2-01-0=2.所以y x 的最小值为2.1.在数学中函数的图象、方程的曲线、不等式所表示的平面区域、向量的几何意义、复数的几何意义等都实现以形助数的途径,当试题中涉及这些问题的数量关系时,我们可以通过图形分析这些数量关系,达到解题的目的.2.有些图形问题,单纯从图形上无法看出问题的结论,这就要对图形进行数量上的分析,通过数的帮助达到解题的目的.3.利用数形结合解题,有时只需把图象大致形状画出即可,不需要精确图象.4.数形结合思想常用模型:一次、二次函数图象;斜率公式;两点间的距离公式(或向量的模、复数的模);点到直线的距离公式等.真题感悟1.(2013·重庆)已知圆C 1:(x -2)2+(y -3)2=1,圆C 2:(x -3)2+(y -4)2=9,M ,N 分别是圆C 1,C 2上的动点,P 为x 轴上的动点,则|PM |+|PN |的最小值为( ) A .52-4 B.17-1 C .6-2 2 D.17答案 A解析 设P (x,0),设C 1(2,3)关于x 轴的对称点为C 1′(2,-3),那么|PC 1|+|PC 2|=|PC 1′|+|PC 2|≥|C 1′C 2|=(2-3)2+(-3-4)2=5 2. 而|PM |+|PN |=|PC 1|+|PC 2|-4≥52-4.2.(2014·江西)在平面直角坐标系中,A ,B 分别是x 轴和y 轴上的动点,若以AB 为直径的圆C 与直线2x +y -4=0相切,则圆C 面积的最小值为( )A.45π B.34π C .(6-25)π D.54π 答案 A解析 ∵∠AOB =90°,∴点O 在圆C 上. 设直线2x +y -4=0与圆C 相切于点D ,则点C 与点O 间的距离等于它到直线2x +y -4=0的距离, ∴点C 在以O 为焦点,以直线2x +y -4=0为准线的抛物线上, ∴当且仅当O ,C ,D 共线时,圆的直径最小为|OD |. 又|OD |=|2×0+0-4|5=45, ∴圆C 的最小半径为25, ∴圆C 面积的最小值为π(25)2=45π.3.(2013·课标全国Ⅰ)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x ,x ≤0,ln (x +1),x >0.若|f (x )|≥ax ,则a 的取值范围是( )A .(-∞,0]B .(-∞,1]C .[-2,1]D .[-2,0]答案 D解析 函数y =|f (x )|的图象如图. ①当a =0时,|f (x )|≥ax 显然成立. ②当a >0时,只需在x >0时, ln(x +1)≥ax 成立.比较对数函数与一次函数y =ax 的增长速度. 显然不存在a >0使ln(x +1)≥ax 在x >0上恒成立. ③当a <0时,只需在x <0时,x 2-2x ≥ax 成立. 即a ≥x -2成立,所以a ≥-2. 综上所述:-2≤a ≤0.故选D.4.(2014·天津)已知函数f (x )=|x 2+3x |,x ∈R .若方程f (x )-a |x -1|=0恰有4个互异的实数根,则实数a 的取值范围为________. 答案 (0,1)∪(9,+∞)解析 设y 1=f (x )=|x 2+3x |,y 2=a |x -1|,在同一直角坐标系中作出y 1=|x 2+3x |,y 2=a |x -1|的图象如图所示.由图可知f (x )-a |x -1|=0有4个互异的实数根等价于y 1=|x 2+3x |与y 2=a |x -1|的图象有4个不同的交点.当4个交点横坐标都小于1时,⎩⎪⎨⎪⎧y =-x 2-3x ,y =a (1-x )有两组不同解x 1,x 2, 消y 得x 2+(3-a )x +a =0,故Δ=a 2-10a +9>0, 且x 1+x 2=a -3<2,x 1x 2=a <1,联立可得0<a <1. 当4个交点横坐标有两个小于1,两个大于1时,⎩⎪⎨⎪⎧y =x 2+3x ,y =a (x -1)有两组不同解x 3,x 4. 消去y 得x 2+(3-a )x +a =0,故Δ=a 2-10a +9>0, 且x 3+x 4=a -3>2,x 3x 4=a >1,联立可得a >9, 综上知,0<a <1或a >9. 押题精练1.方程|x 2-2x |=a 2+1(a >0)的解的个数是( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 B解析 (数形结合法) ∵a >0,∴a 2+1>1. 而y =|x 2-2x |的图象如图,∴y =|x 2-2x |的图象与y =a 2+1的图象总有两个交点.2.不等式|x +3|-|x -1|≤a 2-3a 对任意实数x 恒成立,则实数a 的取值范围为( ) A .(-∞,-1]∪[4,+∞) B .(-∞,-2]∪[5,+∞) C .[1,2]D .(-∞,1]∪[2,+∞) 答案 A解析 f (x )=|x +3|-|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧-4 (x <-3),2x +2 (-3≤x <1),4 (x ≥1).画出函数f (x )的图象,如图,可以看出函数f (x )的最大值为4,故只要a 2-3a ≥4即可,解得a ≤-1或a ≥4.正确选项为A.3.经过P (0,-1)作直线l ,若直线l 与连接A (1,-2),B (2,1)的线段总有公共点,则直线l 的斜率k 和倾斜角α的取值范围分别为________,________.答案 [-1,1] [0,π4]∪[3π4,π)解析 如图所示,结合图形:为使l 与线段AB 总有公共点,则k P A ≤k ≤k PB ,而k PB >0,k P A <0,故k <0时,倾斜角α为钝角,k =0时,α=0,k >0时,α为锐角. 又k P A =-2-(-1)1-0=-1,k PB =-1-10-2=1,∴-1≤k ≤1. 又当0≤k ≤1时,0≤α≤π4;当-1≤k <0时,3π4≤α<π.故倾斜角α的取值范围为α∈[0,π4]∪[3π4,π).4.(2013·山东)在平面直角坐标系xOy 中,M 为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -6≤0,x +y -2≥0,y ≥0所表示的区域上一动点,则|OM |的最小值是________. 答案2解析 由题意知原点O 到直线x +y -2=0的距离为|OM |的最小值. 所以|OM |的最小值为22= 2. 5.(2013·江西)过点(2,0)引直线l 与曲线y =1-x 2相交于A 、B 两点,O 为坐标原点,当△AOB 的面积取最大值时,直线l 的斜率为________. 答案 -33解析 ∵S △AOB =12|OA ||OB |sin ∠AOB =12sin ∠AOB ≤12.当∠AOB =π2时,S △AOB 面积最大.此时O 到AB 的距离d =22. 设AB 方程为y =k (x -2)(k <0),即kx -y -2k =0. 由d =|2k |k 2+1=22得k =-33.6.设函数f (x )=ax 3-3ax ,g (x )=bx 2-ln x (a ,b ∈R ),已知它们在x =1处的切线互相平行. (1)求b 的值;(2)若函数F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x ≤0,g (x ),x >0,且方程F (x )=a 2有且仅有四个解,求实数a 的取值范围.解 函数g (x )=bx 2-ln x 的定义域为(0,+∞), (1)f ′(x )=3ax 2-3a ⇒f ′(1)=0, g ′(x )=2bx -1x ⇒g ′(1)=2b -1,依题意得2b -1=0,所以b =12.(2)x ∈(0,1)时,g ′(x )=x -1x <0,即g (x )在(0,1)上单调递减,x ∈(1,+∞)时,g ′(x )=x -1x >0,即g (x )在(1,+∞)上单调递增,所以当x =1时,g (x )取得极小值g (1)=12;当a =0时,方程F (x )=a 2不可能有四个解;当a <0,x ∈(-∞,-1)时,f ′(x )<0,即f (x )在(-∞,-1)上单调递减, x ∈(-1,0)时,f ′(x )>0, 即f (x )在(-1,0)上单调递增,所以当x =-1时,f (x )取得极小值f (-1)=2a , 又f (0)=0,所以F (x )的图象如图(1)所示, 从图象可以看出F (x )=a 2不可能有四个解. 当a >0,x ∈(-∞,-1)时,f ′(x )>0, 即f (x )在(-∞,-1)上单调递增, x ∈(-1,0)时,f ′(x )<0, 即f (x )在(-1,0)上单调递减,所以当x =-1时,f (x )取得极大值f (-1)=2a .又f (0)=0,所以F (x )的图象如图(2)所示,从图(2)看出,若方程F (x )=a 2有四个解,则12<a 2<2a ,所以,实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫22,2.。

初中数学专题复习数形结合(含答案)

初中数学专题复习数形结合(含答案)

专题复习三数形结合Ⅰ、专题精讲:数学家华罗庚说得好:“数形结合百般好,隔离分家万事休,几何代数统一体,永远联系莫分离”.几何图形的形象直观,便于理解,代数方法的一般性,解题过程的机械化,可操作性强,便于把握,因此数形结合思想是数学中重要的思想方法.所谓数形结合就是根据数学问题的题设和结论之间的内在联系,既分析其数量关系,又揭示其几何意义使数量关系和几何图形巧妙地结合起来,并充分地利用这种结合,探求解决问题的思路,使问题得以解决的思考方法.Ⅱ、典型例题剖析【例1】(2005,嘉峪关,10分)某公司推销一种产品,设x(件)是推销产品的数量,y(元)是推销费,图3-3-1已表示了公司每月付给推销员推销费的两种方案,看图解答下列问题:(1)求y1与y2的函数解析式;(2)解释图中表示的两种方案是如何付推销费的?(3)果你是推销员,应如何选择付费方案?解:(1)y1=20x,y2=10x+300.(2)y1是不推销产品没有推销费,每推销10件产品得推销费200元,y2是保底工资300元,每推销 10件产品再提成100元.(3)若业务能力强,平均每月保证推销多于30件时,就选择y1的付费方案;否则,选择y2的付费方案.点拨:图象在上方的说明它的函数值较大,反之较小,当然,两图象相交时,说明在交点处的函数值是相等的.【例2】(2005,某农场种植一种蔬菜,销售员张平根据往年的销售情况,对今年这种蔬菜的销售价格进行了预测,预测情况如图3-3-2,图中的抛物线(部分)表示这种蔬菜销售价与月份之间的关系,观察图象,你能得到关于这种蔬菜销售情况的哪些信息?答题要求:(1)请提供四条信息;(2)不必求函数的解析.解:(1)2月份每千克销售价是3.5元;7对月份每千克销售价是0.5元;(3)l月到7月的销售价逐月下降;(4)7月到12月的销售价逐月上升;(5)2月与7月的销售差价是每千克3元;(6)7月份销售价最低,1月份销售价最高;(7)6月与8月、5月与9月、4月与10 月、3月与11 月,2月与12 月的销售价分别相同.点拨:可以运用二次函数的性质:增减性、对称性.最大(小)值等,得出多个结论.【例3】(2005,江西课改,8分)某报社为了解读者对本社一种报纸四个版面的喜欢情况,对读者作了一次问卷调查,要求读者选出自己最喜欢的一个版面,将所得数据整理后绘制成了如图3l 司所示的条形统计图:⑴请写出从条形统计图中获得的一条信息;⑵请根据条形统计图中的数据补全如图3-3-3所示的扇形统计图(要求:第二版与第三版相邻人并说明这两幅统计图各有什么特点?⑶请你根据上述数据,对该报社提出一条合理的建议。

高中总复习二轮数学精品课件 专题一 函数与导数 第2讲 基本初等函数、函数的应用

高中总复习二轮数学精品课件 专题一 函数与导数 第2讲 基本初等函数、函数的应用
6
θ1=84 ℃,即该物体初始温度是 84 ℃.
突破点二 基本初等函数的图象与性质
[例2-1]当0<a<1时,在同一平面直角坐标系中,函数y=a-x+1与y=-loga(x-1)的
图象大致是(
)
答案 B

解析 由于0<a<1,所以y=a-x=
1
在R上单调递增,且其图象过点(0,1),将

其图象向右平移1个单位长度,得y=a-x+1的图象.y=-logax在区间(0,+∞)内单
调递增,且其图象过点(1,0),将其图象向右平移1个单位长度,得y=-loga(x-1)
的图象,故选B.
[例2-2](多选题)已知函数f(x)=log2(1+4x)-x,则下列说法正确的是(
A.函数f(x)是偶函数
B.函数f(x)是奇函数
C.函数f(x)在区间(-∞,0]内单调递增
D.函数f(x)的值域为[1,+∞)
对点练3
(1)已知函数f(x)=x2-4x-1+ex-2+e-x+2有两个零点x1,x2,则x1+x2=(
A.2
B.4
C.5
D.6
)
|2x -1|,x < 2,
(2)若函数f(x)=
A.3
B.4
C.5
D.6
3
则函数g(x)=f(f(x))-2的零点个数为(
,x ≥ 2,
x-1
)
答案(1)B (2) B

(4)对数值符号规律:已知a>0,且a≠1,b>0,则logab>0⇔(a-1)(b-1)>0,
logab<0⇔(a-1)(b-1)<0.

高三数学第二轮专题讲座复习:数形结合思想

高三数学第二轮专题讲座复习:数形结合思想

张喜林制[选取日期]高三数学第二轮专题讲座复习:数形结合思想高考要求数形结合思想在高考中占有非常重要的地位,其“数”与“形”结合,相互渗透,把代数式的精确刻划与几何图形的直观描述相结合,使代数问题、几何问题相互转化,使抽象思维和形象思维有机结合 应用数形结合思想,就是充分考查数学问题的条件和结论之间的内在联系,既分析其代数意义又揭示其几何意义,将数量关系和空间形式巧妙结合,来寻找解题思路,使问题得到解决 运用这一数学思想,要熟练掌握一些概念和运算的几何意义及常见曲线的代数特征 重难点归纳应用数形结合的思想,应注意以下数与形的转化 (1)集合的运算及韦恩图 (2)函数及其图象(3)数列通项及求和公式的函数特征及函数图象 (4)方程(多指二元方程)及方程的曲线以形助数常用的有 借助数轴;借助函数图象;借助单位圆;借助数式的结构特征;借助于解析几何方法以数助形常用的有 借助于几何轨迹所遵循的数量关系;借助于运算结果与几何定理的结合典型题例示范讲解例1设A ={x |–2≤x ≤a },B ={y |y =2x +3,且x ∈A },C ={z |z =x 2,且x ∈A },若C ⊆B ,求实数a 的取值范围命题意图 本题借助数形结合,考查有关集合关系运算的题目知识依托 解决本题的关键是依靠一元二次函数在区间上的值域求法确定集合C 进而将C ⊆B 用不等式这一数学语言加以转化错解分析 考生在确定z =x 2,x ∈[–2,a ]的值域是易出错,不能分类而论 巧妙观察图象将是上策 不能漏掉a <–2这一种特殊情形技巧与方法 解决集合问题首先看清元素究竟是什么,然后再把集合语言“翻译”为一般的数学语言,进而分析条件与结论特点,再将其转化为图形语言,利用数形结合的思想来解决解 ∵y =2x +3在[–2, a ]上是增函数∴–1≤y ≤2a +3,即B ={y |–1≤y ≤2a +3}作出z =x 2的图象,该函数定义域右端点x =a 有三种不同的位置情况如下①当–2≤a ≤0时,a 2≤z ≤4即C ={z |a 2≤z ≤4}要使C ⊆B ,必须且只须2a +3≥4得a ≥21与–2≤a <0矛盾 ②当0≤a ≤2时,0≤z ≤4即C ={z |0≤z ≤4},要使C ⊆B ,由图可知必须且只需⎩⎨⎧≤≤≥+20432a a 解得21≤a ≤2③当a >2时,0≤z ≤a 2,即C ={z |0≤z ≤a 2},要使C ⊆B 必须且只需⎩⎨⎧>+≤2322a a a 解得2<a ≤3 ④当a <–2时,A =∅此时B =C =∅,则C ⊆B 成立综上所述,a 的取值范围是(–∞,–2)∪[21,3] 例2已知a cos α+b sin α=c , a cos β+b sin β=c (ab ≠0,α–β≠k π, k ∈Z )求证22222c o sb a +=-βα 命题意图 本题主要考查数学代数式几何意义的转换能力知识依托 解决此题的关键在于由条件式的结构联想到直线方程 进而由A 、B 两点坐标特点知其在单位圆上错解分析 考生不易联想到条件式的几何意义,是为瓶颈之一 如何巧妙利用其几何意义是为瓶颈之二技巧与方法 善于发现条件的几何意义,还要根据图形的性质分析清楚结论的几何意义,这样才能巧用数形结合方法完成解题证明:在平面直角坐标系中,点A (cos α,sin α)与点B (cos β, sin β)是直线l :ax +by =c 与单位圆x 2+y 2=1的两个交点如图从而 |AB |2=(cos α–cos β)2+(sin α–sin β)2=2–2cos(α–β) 又∵单位圆的圆心到直线l 的距离22||ba c d +=由平面几何知识知|OA |2–(21|AB |)2=d 2即 b a c d +==---2224)cos(221βα∴22222cos ba c +=-βα 例3曲线y =1+24x - (–2≤x ≤2)与直线y =r (x –2)+4有两个交点时,实数r 的取值范围解析 方程y =1+24x -的曲线为半圆,y =r (x –2)+4为过(2,4)的直线答案 (43,125] 例4设f (x )=x 2–2ax +2,当x ∈[–1,+∞)时,f (x )>a 恒成立,求a 的取值范围 解法一 由f (x )>a ,在[–1,+∞)上恒成立 ⇔x 2–2ax +2–a >0在[–1,+∞)上恒成立考查函数g (x )=x 2–2ax +2–a 的图象在[–1,+∞]时位于x 轴上方 如图两种情况不等式的成立条件是(1)Δ=4a 2–4(2–a )<0⇒a ∈(–2,1)(2)⇒⎪⎩⎪⎨⎧>--<≥∆0)1(10g a a ∈(–3,–2], 综上所述a ∈(–3,1)解法二 由f (x )>a ⇔x 2+2>a (2x +1)令y 1=x 2+2,y 2=a (2x +1),在同一坐标系中作出两个函数的图象如图满足条件的直线l 位于l 1与l 2之间,而直线l 1、l 2对应的a 值(即直线的斜率)分别为1,–3, 故直线l 对应的a ∈(–3,1) 学生巩固练习1 方程sin(x –4π)=41x 的实数解的个数是( ) A 2 B 3 C 4 D 以上均不对2 已知f (x )=(x –a )(x –b )–2(其中a <b ),且α、β是方程f (x )=0的两根(α<β),则实数a 、b 、α、β的大小关系为( )A α<a <b <βB α<a <β<bC a <α<b <βD a <α<β<b3(4cos θ+3–2t )2+(3sin θ–1+2t )2,(θ、t 为参数)的最大值是4 已知集合A ={x |5–x ≥)1(2-x },B ={x |x 2–ax ≤x –a },当A B 时,则a 的取值范围是5 设关于x 的方程sin x +3cos x +a =0在(0,π)内有相异解α、β(1)求a 的取值范围; (2)求tan(α+β)的值6 设A ={(x ,y )|y =222x a -,a >0},B ={(x ,y )|(x –1)2+(y –3)2=a 2,a >0},且A ∩B≠∅,求a 的最大值与最小值 参考答案1 解析 在同一坐标系内作出y 1=sin(x –4π)与y 2=41x 的图象如图答案 B2 解析 a ,b 是方程g (x )=(x –a )(x –b )=0的两根,在同一坐标系中作出函数f (x )、g (x )的图象如图所示 答案 A3 解析 联想到距离公式,两点坐标为A (4cos θ,3sin θ),B (2t –3,1–2t )点A的几何图形是椭圆,点B 表示直线 考虑用点到直线的距离公式求解 答案227 4 解析 解得A ={x |x ≥9或x ≤3},B ={x |(x –a )(x –1)≤0},画数轴可得 答a >35 解 ①作出y =sin(x +3π)(x ∈(0,π))及y =–2a 的图象,知当|–2a |<1且–2a ≠23时,曲线与直线有两个交点, 故a ∈(–2,–3)∪(–3,2)②把sin α+3cos α=–a ,sin β+3cos β=–a 相减得tan 332=+βα, 故tan(α+β)=36 解 ∵集合A 中的元素构成的图形是以原点O 为圆心,2a 为半径的半圆;集合B 中的元素是以点O ′(1,3)为圆心,a 为半径的圆 如图所示∵A ∩B ≠∅,∴半圆O 和圆O ′有公共点 显然当半圆O 和圆O ′外切时,a 最小2a +a =|OO ′|=2,∴a min =22–2当半圆O 与圆O ′内切时,半圆O 的半径最大,即2a 最大此时2a –a =|OO ′|=2,∴a max =22+2。

中考数学第二轮复习(全套)精讲精练

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第二轮复习一 化归思想数学思想是数学内容的进一步提炼和概括,是对数学内容的种本质认识,数学方法是实施有关数学思想的一种方式、途径、手段,数学思想方法是数学发现、发明的关键和动力.抓住数学思想方法,善于迅速调用数学思想方法,更是提高解题能力根本之所在.因此,在复习时要注意体会教材例题、习题以及中考试题中所体现的数学思想和方法,培养用数学思想方法解决问题的意识.初中数学的主要数学思想是化归思想、分类讨论思想、数形结合思想等.本专题专门复习化归思想.所谓化归思想就是化未知为已知、化繁为简、化难为易.如将分式方程化为整式方程,将代数问题化为几何问题,将四边形问题转化为三角形问题等.实现这种转化的方法有:待定系数法、配方法、整体代人法以及化动为静、由抽象到具体等. Ⅱ、典型例题剖析【例1】如图3-1-1,反比例函数y=-8x 与一次函数y=-x+2的图象交于A 、B 两点.(1)求 A 、B 两点的坐标; (2)求△AOB 的面积.解:⑴解方程组82y x y x ⎧=-⎪⎨⎪=-+⎩ 得121242;24x x y y ==-⎧⎧⎨⎨=-=⎩⎩ 所以A 、B 两点的坐标分别为A (-2,4)B(4,-2(2)因为直线y=-x+2与y 轴交点D 坐标是(0, 2), 所以11222,24422AOD BOD S S ∆∆=⨯⨯==⨯⨯= 所以246AOB S ∆=+=点拨:两个函数的图象相交,说明交点处的横坐标和纵坐标,既适合于第一个函数,又适合于第二个函数,所以根据题意可以将函数问题转化为方程组的问题,从而求出交点坐标. 【例2】解方程:22(1)5(1)20x x ---+= 解:令y= x —1,则2 y 2—5 y +2=0. 所以y 1=2或y 2=12 ,即x —1=2或x —1=12 .所以x =3或x=32 故原方程的解为x =3或x=32点拨:很显然,此为解关于x -1的一元二次方程.如果把方程展开化简后再求解会非常麻烦,所以可根据方程的特点,含未·知项的都是含有(x —1)所以可将设为y ,这样原方程就可以利用换元法转化为含有y 的一元二次方程,问题就简单化了. 【例3】如图 3-1-2,梯形 ABCD 中,AD ∥BC ,AB=CD ,对角线AC 、BD 相交于O 点,且AC ⊥BD ,AD=3,BC=5,求AC 的长.解:过 D 作DE ⊥AC 交BC 的延长线于E ,则得AD=CE 、AC=DE .所以BE=BC+CE=8. 因为 AC ⊥BD ,所以BD ⊥DE .因为 AB=CD , 所以AC =BD .所以GD=DE . 在Rt △BDE 中,BD 2+DE 2=BE 2所以BD 2BE=4 2 ,即AC=4 2 . 点拨:此题是根据梯形对角线互相垂直的特点通过平移对角线将等腰梯形转化为直角三角形和平行四边形,使问题得以解决.【例4】已知△ABC 的三边为a ,b ,c ,且222a b c ab ac bc ++=++,试判断△ABC 的形状. 解:因为222a b c ab ac bc ++=++, 所以222222222a b c ab ac bc ++=++, 即:222()()()0a b b c a c -+-+-= 所以a=b ,a=c , b=c所以△ABC 为等边三角形.点拨:此题将几何问题转化为代数问题,利用凑完全平方式解决问题.【例5】△ABC 中,BC =a ,AC =b ,AB =c .若90C ∠=︒,如图l ,根据勾股定理,则222a b c +=。

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学生练习:P55ex1、2、3及想一想.
二、交流对话,探究新知
三、应用新知,巩固练习,体验成功
1.直线与圆的三种位置关系及相应的判定、性质。
2.判定切线的方法(位置与数量两个方面)及两种证明思路。
四、梳理概括,形成结构
作业:见作业本.
五、作业布置
板书设计
教后随笔
直线与圆位置关,但是运用很复杂,要进一步加强训练。
教师备课笔记
上课日期月日星期
课题
6.2直线与圆的位置关系
课时安排
1
课型
新授课
教学目标
1.理解相离、相交、割线的概念;
2.掌握直线与圆的三种位置关系及两个互逆定理;
3.学会用定理及逆定理(性质与判定)进行有关的证明.
重点和难点
重点:直线与圆的位置关系及直线到圆心的距离d、半径r间的对应关系;
难点:由d<r推出直线与圆O相交的过程及两个定理的应用.
1 若d>r,则直线L与⊙O相离;
2若d = r,则直线L与⊙O相切;
③若d<r,则直线L与⊙O相交;
⑵学生练习P54ex。
⑶性质定理(上面定理的逆定理)⊙O的半径为r,圆心O到直线L的距离为d:
1若直线L与⊙O相离,则d>r;
2若直线L与⊙O相切,则d = r;
③若直线L与⊙O相交,则d<r;
⑷例如图,点P为∠ABC的角平分线上一点,⊙P与BC相切.求证:⊙P与AB相切.
1.研究直线与圆的位置关系
⑴当直线和圆有唯一公共点时,叫做直线和圆相切。其中的直线叫做圆的切线。
⑵当直线与圆没有公共点时,叫做直线与圆相离。
⑶当直线与圆有两个公共点时,叫做直线与圆相交,这时直线叫做圆的割线。
2.研究直线和圆在数量上的判定和性质及其应用
⑴判定定理:⊙O的半径为r,圆心O到直线L的距离为d:
教具准备
实物投影仪,PPT课件
师生活动过程
设计意图
思考并回答下列问题
1.设问:点和圆有哪些位置关系?怎样判定?
2.设疑:直线与圆会有哪些位置关系?.
我们知道,当d=r时,直线l与⊙O相切。则当d<r或d>r时,直线L与⊙O将有怎样的位置关系?
由此揭示课题---直线与圆的位置关系。.
一、创设情景,导入新课
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