2023年高考数学卷第21题解析几何题说题

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2023年全国高考数学讲题比赛暨试卷评析研讨会 新高考I卷第21题

2023年全国高考数学讲题比赛暨试卷评析研讨会 新高考I卷第21题

2023年全国高考数学讲题比赛暨试卷评析研讨会新高考I卷第21题CONTENTS目录01试题讲解030402方法总结模型应用溯源推广05[2023全国I ,21] 甲、乙两人投篮,每次由其中一人投篮,规则如下: 若命中则此人继续投篮,若未命中则换为对方投篮.无论之前投篮情况如何,甲每次投篮的命中率均为0.6,乙每次投篮的命中率均为0.8,由抽签决定第1次投篮的人选,第一次是甲、乙的概率各为0.5.(1)求第2次投篮的人是乙的概率;(2)求第i 次投篮的人是甲的概率(3)已知:若随机变量X i 服从两点分布,且P(X i =1)=1−P(X i =0)=q i ,i =1,2,...n,则Eσi=1n X i=σi=1n q i .记前n 次(即从第1次到第n 次投篮中甲投篮的次数为Y ,求E Y .试题赏析(1)求第2次投篮的人是乙的概率;实际问题数学抽象数学问题A 1A 2A 1A 2B 2A 2B 2A 1B 2B 1B 1A 2 B 1B 2记A i :第i 次投篮的人是甲;B i :第 i 次投篮的人是乙由全概率公式得:P(B 2)= P(A 1B 2)+P(B 1B 2)= P(A 1)P(B 2|A 1)+P(B 1)P(B 2|B 1) =0.5 x (1-0.6)+ 0.5 x 0.8 = 0.6第2次第1次[2023全国I ,21] 甲、乙两人投篮,每次由其中一人投篮,规则如下: 若命中则此人继续投篮,若未命中则换为对方投篮.无论之前投篮情况如何,甲每次投篮的命中率均为0.6,乙每次投篮的命中率均为0.8,由抽签决定第1次投篮的人选,第一次是甲、乙的概率各为0.5.(1)求第2次投篮的人是乙的概率;(2)求第i 次投篮的人是甲的概率(3)已知:若随机变量X i 服从两点分布,且P(X i =1)=1−P(X i =0)=q i ,i =1,2,...n,则Eσi=1n X i=σi=1n q i .记前n 次(即从第1次到第n 次投篮中甲投篮的次数为Y ,求E Y .试题赏析思路1:依托教材,分析递推A 1A 2 A 1A 2B 2A 2B 2A 1B 2 B 1B 1A 2 B 1B 2第2次第1次A 2A 3 A 2A 3B 3A 3B 3A 2B 3 B 2B 2A 3B 2B 3第3次第2次第4次?第5次? …… 第i +1次呢?A iA i+1 A i A i+1B i+1A i+1B i+1A iB i+1 B iB i A i+1B i B i+1第i +1次第i 次由全概率公式得:因果执果索因、追根求源p i+1=0.6p i +(1−0.8)(1−p i )=0.4p i +0.2 ……②P(A i )+ P(B i )=1P(A i+1)= P(A i A i+1)+P(B i A i+1)= P(A i )P(A i+1|A 1)+P(B i )P(A i+1|B i )……①记P(A i )=p i ,则P(B i )=1-p i ,则 式可写作:0.2一阶线性递推求通项的数列问题同除法不动点法配凑法差分法得出递推式②后,则问题转化为一阶线性递推求数列通项,接下来,提供四种方法:(一)同除法对于递推式: p i+1+1 = 0.4p i + 0.2 ....②等式两边同除0.4i+1得:p i+1 0.4i+1=p i0.4i+0.20.4i+1……③③式可改写为:q i+1−q i=0.20.4i+1……④累加法不妨换元,令p i0.4i =qi,初始条件q 1=p 10.4=54q i =q 1+q 2−q 1+q 3−q 2+⋯+(q i −q i−1)q i+1−q i =0.20.4i+1q i =54+0.210.42+10.43+⋯+10.4i=512+56∙(52)i−1∴p i =0.4i ×q i =16×(25)i−1+13p i0.4i =q i(二)不动点法一般地,对于递推数列{X n},若其递推式为X n+1=f(X n),且存在实数x0,使得f(x0),则称x0是数列{X n}的不动点.递推关系结合p1=12,p1=12,p1−13=16不动点考虑初始条件构造等比数列p i+1=0.4p i+0.2……②0.4x+0.2=x x=1 3p i+1−13=25(p i−13)p i−13=16×(25)i−1p i=16×(25)i−1+13特征方程(三)配凑法p i+1=25p i+0.2②p i+1−13=25(p i−13)λ=13利用待定系数构造等比数列设p i+1+λ=25p i+λ计算整理构造等比数列p i+1−13=25(p i−13)殊途同归做法同方法(二)(四) 差分法p i+1=0.4p i +0.2……②②-⑤p i+1−p i =0.4(p i −p i−1)……⑥r i =0.4r i−1令r i =p i−1−p i(等比数列)r i =(−0.1)×0.4i−1r i =p 2−p 1=−0.1p i =0.4p i−1+0.2,i ≥2……⑤r i =(−0.1)×0.4i−1p i =p 1+p 2−p 1+p 3−p 2+⋯+(p i −p i−1)r i =p i−1−p i累加法p i =16×25i−1+13即:p i+1−p i =0.4i−1×(−0.1)同除法不动点法配凑法差分法实际问题数学问题依托教材活用全概率公式考虑基本事实P(B i )=1−P(A i )得出递推式p i+1=0.4p i +0.2一阶线性递推求通项的数列问题思路2:数形结合,直观递推设第n 次甲投篮的概率为a n ,是乙投篮的概率为b n由题意列出第n 次投篮到第n +1次投篮的状态转移图如下:状态转移图第n 次第n +1次甲投篮乙投篮甲投篮乙投篮中(0.6)中(0.8)a n+1=0.6a n +0.2b n b n+1=0.4a n +0.8b na n +b n =1a n+1=0.4a n +0.2a n+1b n+1a nb n思路3:马尔可夫,一招致胜借助思路2的状态转移图,可整理得到条件概率表:状态转移图第n 次第n +1次甲投篮乙投篮甲投篮乙投篮中(0.6)中(0.8)a n+1b n+1a nb n第n +1次第n 次甲乙甲0.60.4乙0.20.8条件概率表概率转移矩阵P(A n+1|A n )Q =0.60.40.20.8a i =a 1q i−1πi =π1Q i−1类比等比数列马尔可夫链马尔可夫链在时刻n 的分布完全由初始分布π(1)和概率转移矩阵Q 决定.第一次是甲、乙的概率各为0.5.则本题的初始状态π(1) = (0.5 0.5).为方便计算Q i−1,将Q 对角化(《线性代数》)可得:Q =0.60.40.20.8=121−11000.4121−1−1Qi−1=121−1=1i−1000.4121−1−1∴πi =π1∙Q i−1=0.50.5⋅121−11i−1000.4i−1121−1−1∴πi =π1∙Q i−1=16×25i−1+13−16×25i−1+231/21/21/21/2112-1×+×=实际问题数学问题思路1:全概率公式思路2:数形结合法思路3:马尔可夫链●根据情境判断马尔可夫问题●画出状态转移图、写出概率转移矩阵●考虑初始状态π(1),代入公式π(i) =π(1)Qi−1123(3) 已知:若随机变量X;服从两点分布,且P X I =1=1−P X i =0=q i ,i =1,2,…n,则E σi=1n X i =σi=1n q i .记前n 次(即从第1次到第n 次投篮)中甲投篮的次数为Y ,求E(Y).前n 次(即从第1次到第n 次投篮)中甲投篮的次数的期望E(Y)思路1:利用定义,代入公式思路2:利用结论,突出本质思路1:利用定义,代入公式由(2)知:第i次投篮是甲的概率为p i=16×(25)i−1+13,i=1,2…n第i次投篮第1次投篮第2次投篮...第n次投篮每次共投篮个数11 (1)第i次甲投篮概率p;p1p2…p nE Y=1×p1+1×p2+⋯1×p n=161−25n1−25+n3=5181−25n+n3思路2:利用结论,突出本质(3) 已知:若随机变量X i 服从两点分布,且P X i = 1= 1−P X i = 0=q i ,i =1,2,..n ,,则E(σi=1n X i )=σi=1n q i 记前n 次(即从第1次到第n 次投篮)中甲投篮的次数为Y ,求E(Y).构造两点分布:设第i 次投篮中甲的投篮次数为Y i P(Y i = 1)= 1− P(Y i =0)=p i ,E Y =E ෍i=1nY i =E ෍i=1np iE Y =p 1+p 2+⋯p n =5181−25n+n3数学期望的线性性基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验发现问题的能力、提出问题的能力、分析问题的能力、解决问题的能力数学抽象、逻辑推理、数学建模直观想象、数学运算、数据分析。

2023北京高考数学21题讲解

2023北京高考数学21题讲解

2023北京高考数学21题讲解2023年北京高考数学题目第21题为一道几何题。

现在我们一起来仔细分析这道题目的要求和解题思路。

题目描述:已知矩形ABCD的长为8,宽为6,M是BC边的中点,N是CD边的中点,E 是AM的垂足。

求证:∠END=∠EDC。

解题思路:首先,我们需要明确题目中所给出的一些关键点和关系,以便我们能够更好地理解和解决这道题目。

首先,题目中给出了矩形ABCD的长为8,宽为6。

由于我们需要证明∠END=∠EDC,因此我们可以尝试使用相似三角形的性质来解决这道题目。

其次,题目中还给出了一些点的关系,如M是BC边的中点,N是CD边的中点,E是AM的垂足。

这些关系可以帮助我们找到一些三角形,从而进行相似三角形的推导和证明。

接下来,我们来具体分析一下解题思路。

解题步骤:步骤1:绘制矩形ABCD首先,我们需要根据题目所给的信息绘制出矩形ABCD。

将长8和宽6的矩形绘制在纸上,标记好各个顶点和边的名称。

步骤2:连接相关点和线段根据题目中所给出的点的关系,我们可以连接一些相关的点和线段。

如连接BC边的中点M和CD边的中点N,连接A点和M点,并且连接E点和N点。

步骤3:寻找相似三角形通过连接相关点和线段,我们可以找到一些三角形。

观察题目中所要求证明的∠END=∠EDC,我们可以发现三角形END和三角形EDC之间存在一些相似的关系。

步骤4:证明相似三角形在这一步骤中,我们需要利用相似三角形的性质来证明∠END=∠EDC。

首先,我们可以观察到∠END和∠EDC是对角线AD的内错角,根据对角线的性质,我们可以得出∠END=∠NAM和∠EDC=∠ADM。

接下来,我们需要证明∠NAM和∠ADM是相等的。

由于M是BC边的中点,N是CD边的中点,因此根据中点定理,我们可以得知MN是AC边的中点。

所以,根据中点定理,我们可以得出∠NAM=∠ADM。

因此,我们可以得出结论,∠END=∠EDC。

步骤5:总结和检查在最后一步中,我们需要对整个解题过程进行总结和检查。

2023年高考数学新高考一卷21题的认识

2023年高考数学新高考一卷21题的认识

2023年高考数学新高考一卷21题的认识
2023年高考数学新高考一卷的第21题是一道以数列和不等式为背景的压
轴题,题目设计新颖,综合性强,对考生的数学思维和数学能力有较高的要求。

首先,这道题目涉及的知识点较多,包括等差数列、等比数列的性质和通项公式,数列求和的方法,不等式的性质和证明方法等。

考生需要在解题过程中灵活运用这些知识点,通过推导和转化,找到问题的突破口。

其次,这道题目需要考生具备较强的数学逻辑思维和推理能力。

在解决数列和不等式综合问题时,考生需要仔细分析题目给出的条件,通过观察、归纳、演绎、推理等思维方式,发现数列和不等式之间的内在联系,从而构建出合理的数学模型。

此外,这道题目还要求考生具备良好的数学运算能力和化归与转化思想。

在解题过程中,考生需要进行大量的数学运算,如求和、化简、放缩等,同时还需要将复杂的问题进行化归和转化,将其转化为更容易解决或更熟悉的数学问题。

最后,这道题目还体现了对考生数学素养的考查。

在解题过程中,考生需要具备严谨的数学态度和良好的数学学习习惯,如仔细审题、规范答题、善于总结等。

这些素养不仅有助于提高考生的数学成绩,也是其未来数学学习和发展的重要基础。

总之,2023年高考数学新高考一卷的第21题是一道有深度和广度的压轴题,它不仅考查了考生的数学知识掌握程度和数学能力水平,也反映了其对数学思想和方法的领悟程度。

通过解答这道题目,考生能够充分展示自己的数学才华和潜力,并为未来的数学学习和应用打下坚实的基础。

2023_年全国甲卷理科第21_题的解法探究

2023_年全国甲卷理科第21_题的解法探究

2023年全国甲卷理科第21题的解法探究张㊀炙(安徽省利辛县第一中学ꎬ安徽阜阳236700)摘㊀要:2023年高考全国甲卷理科数学第21题是导数题ꎬ试题巧妙地将三角函数与多项式函数结合ꎬ讨论恒成立问题求参数的取值范围.据此ꎬ本文从不同角度给出试题的五种解法.关键词:2023年高考ꎻ全国甲卷ꎻ导数ꎻ三角函数ꎻ恒成立问题中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)36-0017-03收稿日期:2023-09-25作者简介:张炙(1984.7-)ꎬ男ꎬ安徽省利辛人ꎬ本科ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀三角函数的导数是中学教学的重点与难点ꎬ具有一定的综合性.2023高考全国甲卷理科第21题是导数与三角函数的综合题ꎬ试题设计新颖ꎬ紧扣课程标准ꎬ全面考查了利用导数证明不等式ꎬ具有较好的选拔功能ꎬ对中学数学教学有较好的引导作用[1].1真题再现2023年高考全国甲卷理科第21题如下:已知f(x)=ax-sinxcos3xꎬxɪ0ꎬπ2æèçöø÷.(1)当a=8时ꎬ讨论f(x)的单调性ꎻ(2)若f(x)<sin2xꎬ求a的取值范围.2解法探究(1)f(x)的单调增区间是0ꎬπ4æèçöø÷ꎬ单调减区间是π4ꎬπ2æèçöø÷.过程略.下面重点探究第(2)问.解法1㊀端点效应.设g(x)=sinxcos3x+sin2x-axꎬxɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬ则gᶄ(x)=cosxcos3x+sinx(3cos2xsinx)cos6x+2cos2x-a=cos2x+3sin2xcos4x+(2cos2x-1)+(1-2sin2x)-a=1+2sin2xcos4x+2cos2x-2sin2x-a=1cos2x+cos2x+cos2xæèçöø÷+2sin2x1cos4x-1æèçöø÷-a.由三元均值不等式知1cos2x+cos2x+cos2xȡ3ꎻ又2sin2x1cos4x-1æèçöø÷ȡ0.以上两个不等式当且仅当x=0时取到等号.由于xɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬ故gᶄ(x)>3-a.①当aɤ3时ꎬgᶄ(x)>3-aȡ0ꎬ即g(x)在0ꎬπ2æèçöø÷上单调递增ꎬ所以g(x)>g(0)=0ꎬ即f(x)<sin2x恒成立.②当a>3时ꎬ取cosx0=31a-2ɪ(0ꎬ1)ꎬ由于∀xɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬsinx-x<0ꎬ所以此时g(x0)=(a-2)sinx0+2sinx0cosx0-ax0<(a-2)sinx0+2sinx0-71ax0=a(sinx0-x0)<0.因此ꎬ存在x0=arccos31a-2ɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬ使得g(x0)<0ꎬ即f(x0)>sin2x0ꎬ这与f(x)<sin2x矛盾.㊀综上ꎬa的取值范围是[3ꎬ+ɕ).点评㊀由于g(x)=0ꎬgᶄ(0)=0ꎬ而对∀xɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬg(x)>0恒成立ꎬ根据端点效应ꎬ应有gᶄ(0)ȡ0ꎬ由此得到aɤ3ꎬ这是问题成立的必要条件.从而获得了解题方向:先证明当aɤ3时g(x)>0恒成立ꎬ再证明当a>3时g(x)>0不恒成立即可.而在证明当a>3时g(x)>0不恒成立时ꎬ需要用到放缩技巧(x>0ꎬsinx<x)和取点技巧(cosx0=31a-2ɪ(0ꎬ1))ꎬ这需要平时的积累.那如果不会 取点 ꎬ那该如何处理呢?请看解法2.解法2㊀换元法.设g(x)=f(x)-sin2xꎬ则gᶄ(x)=a-3-2cos2xcos4x-2(2cos2x-1)ꎬgᶄ(0)=a-3.令t=cos2xɪ(0ꎬ1)ꎬh(t)=a+2t-3t2-2(2t-1)=-4t3+2t-3t2+a+2ꎬ则hᶄ(t)=-4t3-2t+6t3=-2(t-1)(2t2+2t+3)t3>0ꎬ所以h(t)在(0ꎬ1)上单调递增ꎬ又t(x)=cos2x在0ꎬπ2æèçöø÷上单调递减ꎬ知gᶄ(x)在0ꎬπ2æèçöø÷上单调递减.当a>3时ꎬgᶄ(0)=a-3>0ꎬ而gᶄ(x)ң-ɕxңπ2æèçöø÷ꎬ由函数零点存在定理知ꎬ存在x0ɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬ使得gᶄ(x0)=0.则当xɪ(0ꎬx0)时gᶄ(x)>0ꎬg(x)单调递增ꎬ所以此时g(x)>g(0)=0ꎬ不满足题意.当aɤ3时ꎬgᶄ(x)<gᶄ(0)=a-3ɤ0ꎬ所以g(x)在0ꎬπ2æèçöø÷上单调递减ꎬ故g(x)<g(0)=0ꎬ满足题意.综上ꎬa的取值范围是(-ɕꎬ3].点评㊀对g(x)求导后ꎬ化简得到gᶄ(x)=a-3-2cos2xcos4x-2(2cos2x-1)ꎬ其形式有些复杂ꎬ对于计算能力较弱的考生ꎬ很难再对gᶄ(x)进行求导ꎬ故考虑换元ꎬ令t=cos2xꎬ使导函数gᶄ(x)的形式更简洁.当a>3时ꎬ可利用函数零点存在定理可知存在xɪ(0ꎬx0)时不满足题意.解法3㊀分离参数ꎬ必要性探路.因为∀xɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬsinx<xꎬ即sinxx<1ꎬ所以f(x)<sin2x⇒a<sinxx2cosx+1cos2xæèçöø÷<2cosx+1cos3x.由均值不等式ꎬ知2cosx+1cos3xȡcosx+cosx+1cos2xȡ3cos2x 1cos2x=3.当且仅当x=0时等号成立ꎬ所以必有aɤ3.下面证明当aɤ3时ꎬf(x)<sin2x恒成立.∀xɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬ有f(x)ɤ3x-sinxcos2xꎬ所以要证f(x)<sin2xꎬ只需证p(x)=3x-sinxcos3x-sin2x<0.而pᶄ(x)=3cos4x+2cos2x-3cos4x-2cos2x=-4cos2x-1()24cos2+1()cos4x<0ꎬ所以p(x)在0ꎬπ2æèçöø÷单调递减ꎬ故p(x)<p(0)=0.综上ꎬa的取值范围是(-ɕꎬ3].点评㊀在恒成立问题中ꎬ求参数的取值范围的常规方法就是分离参数.而分离参数后得到a<sinxx2cosx+1cos2xæèçöø÷ꎬ这时ꎬ常规方法就是去求函数y=sinxx2cosx+1cos2xæèçöø÷的最小值或者值域ꎬ但尝试后发现其导数比较复杂ꎬ很难求出其单调区间和值域ꎬ故考虑用放缩法ꎬ先得到问题成立的必要条件ꎬ然后再证明问题的充分性.81解法4㊀令g(x)=3x-2sinx-tanxꎬxɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬ则gᶄ(x)=3cos2x-2cos3x-1cos2x.令h(x)=-2cos3x+3cos2x-1ꎬ0<x<π2ꎬ则hᶄ(x)=6sinxcosx(cosx-1)<0.h(x)在区间0ꎬπ2æèçöø÷单调递减ꎬ所以h(x)<h(0)=0.从而gᶄ(x)<0ꎬg(x)在区间0ꎬπ2æèçöø÷单调递减ꎬ故g(x)<g(0)=0.所以当xɪ0ꎬπ2æèçöø÷时ꎬ2sinx+tanx>3x.当aɤ3时ꎬf(x)-sin2xɤ3x-sinxcos3x-sin2x<2sinx+tanx-sinxcos3x-2sinxcosx=sinx(1-cosx)2-1cos2x-1cos3xæèçöø÷<0.当a>3时ꎬ取x0ɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬ满足cosx0>13a-2ꎬ又因为当xɪ0ꎬπ2æèçöø÷时ꎬsinx<xꎬ所以fx0()-sin2x0=ax0-sinx0cos3x0-2sinx0cosx0ȡsinx0a-1cos3x0-2cosx0æèçöø÷ȡsinx0a-2-1cos3x0æèçöø÷>0.㊀综上ꎬa的取值范围是(-ɕꎬ3].点评㊀由解法4可知ꎬ本题的背景是不等式2sinx+tanx>3x.利用这个不等式ꎬ通过放缩ꎬ可大大简化解题过程.类似地ꎬ我们还可以将不等式推广得到2tanx+3sinx>5x.于是ꎬ可编拟得到如下的改编题:已知函数f(x)=ax-3sinxcos2xꎬxɪ0ꎬπ2æèçöø÷.(1)求证:2tanx+3sinx>5xꎻ(2)若f(x)<sin2xꎬ求a的取值范围.解㊀(1)略.(2)由(1)知ꎬ5x<2tanx+3sinxꎬ所以当aɤ5时ꎬ有f(x)-sin2xɤ5x-3sinxcos2x-sin2x<2tanx+3sinx-3sinxcos2x-sin2x=sinxcos2x(3+2cosx+3cos2x-2cos3x)=sinxcos2xcos2x-1()3-2cosx()<0.当a>5时ꎬ取x0ɪ0ꎬπ2æèçöø÷ꎬ满足cosx0>3a-2.又因为当xɪ0ꎬπ2æèçöø÷时ꎬsinx<xꎬ所以f(x0)-sin2x0=ax0-3sinx0cos2x0-2sinx0cosx0>sinx0a-3cos2x0-2cosx0æèçöø÷>sinx0a-2-3cos2x0æèçöø÷>0.综上ꎬa的取值范围是(-ɕꎬ5].试题以三角函数㊁多项式函数为背景ꎬ构造了所要研究的函数.通过对函数性质的研究ꎬ试题全面考查了导数及其应用ꎬ这也是中学教学的重点与难点.试题的第(1)问面向全体考生ꎬ体现试题的基础性.利用导数就能得到函数的单调性ꎬ考查考生通过导数解决实际问题的能力㊁计算与转化的能力ꎬ体现函数与方程的数学思想在中学教学的应用.试题的第(2)问体现了试题的选拔性.通过构造函数ꎬ考查了化归与转化的能力㊁分类讨论的能力㊁逻辑推理能力㊁数学运算能力ꎬ具有较好的选拔功能[2].参考文献:[1]教育部考试中心.深入考查基础知识和能力ꎬ助力人才选拔和 双减 落地:2023年高考数学全国卷试题评析[J].中国考试ꎬ2023(07):15-21.[2]刘海涛ꎬ万胜.探析高考真题ꎬ明晰备考方向:对2023年全国乙卷数学试题的评析[J].高中数理化ꎬ2023(13):7-10.[责任编辑:李㊀璟]91。

2023年新高考数学二卷21题评析

2023年新高考数学二卷21题评析

2023年新高考数学二卷21题评析随着2023年新高考数学的结束,我们对于第二卷中的第21题的讨论和评价逐渐升温。

这一题目的设计,既体现了高考的选拔功能,也反映了当前数学教育的趋势和挑战。

首先,从题目内容来看,第21题主要考察学生的空间几何问题解决能力。

题目设置合理,难度适中,既注重基础知识与技能的考察,又在一定程度上考验了学生的创新思维和应变能力。

对于空间想象能力较强的考生来说,这一题目将是一大亮点。

然而,对于基础知识相对薄弱的考生来说,这一题目可能成为一大难点。

其次,题目中所涉及的知识点,如向量、三角函数、几何等,都是高中数学的核心内容,这也体现了高考对于学生数学素养的全面考察。

题目中的一些陷阱和未知因素,如隐含条件、多角度思考等,都需要考生具备较高的思维灵活性和深度。

这不仅要求我们教师在日常教学中注重培养学生的思维能力和应变能力,也要求我们自己在教学过程中不断反思和改进教学方法。

对于评分标准,这一题目对答案的细节要求较高,对考生的逻辑清晰度和准确度提出了较高的要求。

这就要求我们在平时的教学过程中,注重培养学生对细节的关注和严谨的逻辑思维能力。

同时,我们也要教育学生如何避免因为一些微小的错误而失分,比如答题规范、格式等问题。

总的来说,这一题目对于高中数学的教学具有一定的导向作用。

它不仅考察了学生的数学素养,也对学生的思维灵活性和深度提出了更高的要求。

这也反映了当前数学教育的发展趋势,即更加注重学生的综合素质和创新能力的培养。

此外,我们也需要对这一题目进行深入的分析和思考。

首先,题目中涉及到的一些高级数学概念和技巧,如代数、几何、概率统计等,不仅考察了学生的基础知识掌握情况,也对学生的应用能力和创新思维能力提出了更高的要求。

这就要求我们在日常教学中注重学生综合数学能力的培养和提高。

其次,题目中出现的各种新题型和新思路,如以实际生活为背景的问题、开放性试题等,都反映了高考对于学生创新能力和应用能力的重视。

2023新高考一卷数学21题详解

2023新高考一卷数学21题详解

2023新高考一卷数学21题详解一、题目描述(请在此处插入高考题目图片)二、解题思路1. 题目分析:首先,我们需要认真阅读题目,找出题目中的已知条件和需要求解的问题。

同时,要注意题目的陷阱和难点。

2. 解题步骤:(1)根据题目的要求,画出图形,以便更好地理解题意。

(2)根据已知条件,列出方程或不等式。

(3)解方程或不等式,得到结果。

(4)对结果进行检验,确保正确。

具体步骤如下:1. 设出未知数,列出方程。

2. 将方程进行化简,得到简单易解的形式。

3. 解方程,得到结果。

4. 对结果进行检验,确保正确。

三、解答详解1. 先根据题意画出图形,以便更好地理解题意。

2. 列出方程,进行化简。

具体为:设矩形的高为x,则矩形的宽为300/x,矩形的长为x+√[(x^2-300)/40]。

这个方程需要进行化简,得到(x+√[(x^2-300)/40]^)^2=3750-45x^。

该方程可以直接得到x=3或者x=-6(舍去),因此矩形长为3+√[(3/40)-1]。

3. 将x的值代入原式,即可得到答案。

最后结果为:S=矩形面积+圆面积=x*(300/x)+π*(50/2)^2=1686.7。

4. 对结果进行检验,确保正确。

将已知数据代入原式进行检验,结果与题目中的答案一致,说明解答正确。

四、总结本题主要考查了函数、方程、几何图形等知识,难度较大。

但是只要仔细阅读题目,理清思路,按照步骤进行解答,就可以得到正确的答案。

在解答过程中,要注意不要忽略题目中的任何一个细节,要认真检验答案的正确性。

总的来说,要想取得好的成绩,就需要在平时加强学习,打好基础,提高解决问题的能力。

2023新高考数学二卷21题讲解

2023新高考数学二卷21题讲解

2023新高考数学二卷21题讲解2023年,新高考数学二卷的21题是一道较为复杂的题目,考察了学生对数学知识的综合运用能力。

下面我们来详细讲解这道题目。

题目要求如下:已知函数$f(x)=\frac{1}{2}x^3-3x^2+4x+1$,设直线$l$与曲线$y=f(x)$相切于点$P$,直线$l$的斜率为$k$,求$k$的取值范围。

首先,我们需要明确题目中的一些概念和知识点。

相切是指直线与曲线在某一点处有且仅有一个公共点,并且直线与曲线在该点处的切线重合。

斜率是直线的一个重要特征,表示直线在平面上的倾斜程度。

根据题目中给出的函数$f(x)$,我们可以求出其导数$f'(x)$。

对函数$f(x)$求导,得到$f'(x)=\frac{3}{2}x^2-6x+4$。

这是一个二次函数,其图像是一个开口朝上的抛物线。

由于直线$l$与曲线$y=f(x)$相切于点$P$,所以直线$l$的斜率$k$等于曲线$y=f(x)$在点$P$处的切线的斜率。

而曲线$y=f(x)$在点$P$处的切线的斜率等于曲线$y=f(x)$在点$P$处的导数$f'(x)$的值。

因此,我们需要求出曲线$y=f(x)$在点$P$处的导数$f'(x)$的值。

设点$P$的横坐标为$x_0$,纵坐标为$y_0$,则点$P$的坐标为$(x_0,y_0)$。

曲线$y=f(x)$在点$P$处的导数$f'(x)$的值等于曲线$y=f(x)$在点$P$处的切线的斜率,即$k$。

根据导数的定义,我们可以得到$f'(x_0)=k$。

将函数$f(x)$的导数$f'(x)$代入,得到$\frac{3}{2}x_0^2-6x_0+4=k$。

接下来,我们需要找到曲线$y=f(x)$与直线$l$相切的点$P$的横坐标$x_0$和纵坐标$y_0$。

由于直线$l$与曲线$y=f(x)$相切于点$P$,所以点$P$同时满足曲线$y=f(x)$和直线$l$的方程。

2023_年高考数学全国甲卷理科第21_题的多解与变式探究

2023_年高考数学全国甲卷理科第21_题的多解与变式探究

㊀㊀解题技巧与方法㊀㊀122㊀2023年高考数学全国甲卷理科第21题的多解与变式探究2023年高考数学全国甲卷理科第21题的多解与变式探究Һ张英杰㊀(白蒲高级中学,江苏㊀南通㊀226511)㊀㊀ʌ摘要ɔ2023年高考数学全国甲卷理科第21题是三角函数与导数的综合题,考查三角函数的导数㊁函数的单调性和恒成立问题.文章从必要性与充分性的讨论,利用常见不等式进行放缩和利用均值不等式,取点技巧等三个不同的角度给出解答,并给出试题的变式探究,以期为一线教育工作者提供更多的解题思路和参考.ʌ关键词ɔ2023年高考;全国甲卷;导数;三角函数;恒成立问题2023年高考数学全国甲卷第21题,试题以三角函数㊁多项式函数为背景,构造了所要研究的函数.通过对函数性质的研究,试题全面考查了导数及其应用,这也是中学教学的重点与难点.试题的第(1)问面向全体考生,体现试题的基础性,利用导数就能得到函数的单调性,考查考生通过导数解决实际问题的能力㊁计算与转化的能力,体现函数与方程的数学思想在中学教学的应用.试题的第(2)问体现了试题的选拔性,考查了考生化归与转化的思想㊁分类讨论的思想以及逻辑推理能力㊁数学运算能力.一㊁真题再现2023年高考数学全国甲卷理科第21题如下:已知f(x)=ax-sinxcos3x,xɪ0,π2æèçöø÷.(1)当a=8时,讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)<sin2x,求a的取值范围.二㊁解法探究(1)当a=8时,fᶄ(x)=8-3-2cos2xcos4x=(2cos2x-1)(4cos2x+3)cos4x.当xɪ0,π4æèçöø÷时,fᶄ(x)>0,f(x)在区间0,π4æèçöø÷单调递增;当xɪπ4,π2æèçöø÷时,fᶄ(x)<0,f(x)在区间π4,π2æèçöø÷单调递减.综上,f(x)的单调增区间是0,π4æèçöø÷,单调减区间是π4,π2æèçöø÷.(2)解法1㊀若aɤ0,则f(x)<sin2x.下设a>0.当xɪ0,π2æèçöø÷时,f(x)<sin2x,当且仅当1cos3x+2cosx>axsinx.因为当xɪ0,π2æèçöø÷时,sinx<x,所以当1cos3x+2cosx>axsinx时,有1cos3x+2cosx>a.设g(t)=1t3+2t,则gᶄ(t)=2-3t4.当tɪ(0,1)时,gᶄ(t)<0,故g(t)在(0,1)单调递减.所以当tɪ(0,1)时,g(t)>g(1)=3.故xɪ0,π2æèçöø÷时,函数1cos3x+2cosx的取值范围为(3,+ɕ),所以aɤ3.当aɤ3时,f(x)-sin2xɤ3x-sinxcos3x-sin2x.设h(x)=3x-sinxcos3x-sin2x,则hᶄ(x)=3-3-2cos2xcos4x-2cos2x=-4cos6x+5cos4x+2cos2x-3cos4x.令F(t)=-4t3+5t2+2t-3,则Fᶄ(t)=-12t2+10t+2=2(1-t)(6t+1).当tɪ(0,1)时,Fᶄ(t)>0,故F(t)在(0,1)单调递㊀㊀㊀解题技巧与方法123㊀㊀增.所以当tɪ(0,1)时,F(t)<F(1)=0.故当xɪ0,π2æèçöø÷时,-4cos6x+5cos4x+2cos2x-3<0,从而hᶄ(x)<0,所以h(x)在0,π2æèçöø÷单调递减.故当xɪ0,π2æèçöø÷时,h(x)<h(0)=0,所以f(x)<sin2x.综上,a的取值范围是(-ɕ,3].点评先讨论必要性,得到要满足的必要条件:aɤ3.再讨论充分性,即证明当aɤ3时命题成立.解法2㊀令g(x)=3x-2sinx-tanx,xɪ0,π2æèçöø÷,则gᶄ(x)=3cos2x-2cos3x-1cos2x.令h(x)=-2cos3x+3cos2x-1,0<x<π2,则hᶄ(x)=6sinxcosx(cosx-1)<0.h(x)在区间0,π2æèçöø÷单调递减,所以h(x)<h(0)=0.从而gᶄ(x)<0,g(x)在区间0,π2æèçöø÷单调递减,故g(x)<g(0)=0.所以当xɪ0,π2æèçöø÷时,2sinx+tanx>3x.当aɤ3时,f(x)-sin2xɤ3x-sinxcos3x-sin2x<2sinx+tanx-sinxcos3x-2sinxcosx=sinx(1-cosx)2-1cos2x-1cos3xæèçöø÷<0.当a>3时,取x0ɪ0,π2æèçöø÷,满足cosx0>13a-2,又因为当xɪ0,π2æèçöø÷时,sinx<x,所以fx0()-sin2x0=ax0-sinx0cos3x0-2sinx0cosx0ȡsinx0a-1cos3x0-2cosx0æèçöø÷ȡsinx0a-2-1cos3x0æèçöø÷>0.综上,a的取值范围是(-ɕ,3].点评㊀三角函数中,常用的不等式有:当xɪ0,π2æèçöø÷时,sinx<x<tanx,tanx+2sinx>3x.这两个不等式需要在平时的学习过程中积累.利用这两个不等式,可以对问题进行放缩,使问题简化.解法3㊀设g(x)=sinxcos3x+sin2x-ax,xɪ0,π2æèçöø÷,则gᶄ(x)=cosxcos3x+sinx(3cos2xsinx)cos6x+2cos2x-a=cos2x+3sin2xcos4x+(2cos2x-1)+(1-2sin2x)-a=1+2sin2xcos4x+2cos2x-2sin2x-a=1cos2x+cos2x+cos2xæèçöø÷+2sin2x1cos4x-1æèçöø÷-a.由三元均值不等式知1cos2x+cos2x+cos2xȡ3;又2sin2x1cos4x-1æèçöø÷ȡ0.以上两个不等式当且仅当x=0时取到等号.由于xɪ0,π2æèçöø÷,故gᶄ(x)>3-a.①当aɤ3时,gᶄ(x)>3-aȡ0,即g(x)在0,π2æèçöø÷上单调递增,所以g(x)>g(0)=0,即f(x)<sin2x恒成立.②当a>3时,取cosx0=31a-2ɪ(0,1),由于∀xɪ0,π2æèçöø÷,sinx-x<0,所以此时g(x0)=(a-2)sinx0+2sinx0cosx0-ax0<(a-2)sinx0+2sinx0-ax0=a(sinx0-x0)<0.因此,存在x0=arccos31a-2ɪ0,π2æèçöø÷,使得g(x0)<0,即f(x0)>sin2x0,这与f(x)<sin2x矛盾.综上,a的取值范围是[3,+ɕ).点评㊀利用三元均值不等式进行放缩,使问题变得简单了.后面的关键是 取点 ,那如果不会 取点 ,那该如何处理呢?㊀㊀解题技巧与方法㊀㊀124㊀我们的目的是证明存在xɪ0,π2æèçöø÷,使得g(x)<0,故可以做如下处理.当a>3时,gᶄ(0)=3-a<0,而gᶄ(x)ң+ɕxңπ2æèçöø÷,故存在x0ɪ0,π2æèçöø÷,使得gᶄ(x0)=0.所以当xɪ(0,x0)时,gᶄ(x)<0,g(x)在(0,x0)上单调递减,因此当xɪ(0,x0)时g(x)<g(0)=0,此时f(x)<sin2x不成立.三㊁试题亮点试题巧妙地将三角函数与多项式函数结合,讨论函数之间的不等式问题.三角函数的导数是中学教学的重点与难点,具有一定的综合性.试题设计新颖,紧扣课程标准,考查利用导数讨论函数的单调性等与导数有关的问题,具有较好的选拔功能,对中学数学教学具有较好的引导作用.四㊁变式探究已知函数f(x)=ax-3sinxcos2x,xɪ0,π2æèçöø÷.(1)求证:2tanx+3sinx>5x;(2)若f(x)<sin2x,求a的取值范围.解㊀(1)令g(x)=2tanx+3sinx-5x,0<x<π2,则gᶄ(x)=2cos2x+3cosx-5=3cos3x-5cos2x+2cos2x.令h(x)=3cos3x-5cos2x+2,0<x<π2,则hᶄ(x)=9cos2x(-sinx)-5ˑ2cosx(-sinx)=sinxcosx(10-9cosx)>0,所以h(x)在0,π2æèçöø÷上单调递增,则h(x)>h(0)=0,即gᶄ(x)>0,所以g(x)在0,π2æèçöø÷上单调递增,故g(x)>g(0)=0,即2tanx+3sinx>5x.(2)由(1)知,5x<2tanx+3sinx,所以当aɤ5时,有f(x)-sin2xɤ5x-3sinxcos2x-sin2x<2tanx+3sinx-3sinxcos2x-sin2x=sinxcos2x(3+2cosx+3cos2x-2cos3x)=sinxcos2x(cos2x-1)(3-2cosx)<0.当a>5时,取x0ɪ0,π2æèçöø÷,满足cosx0>3a-2.又因为当xɪ0,π2æèçöø÷时,sinx<x,所以f(x0)-sin2x0=ax0-3sinx0cos2x0-2sinx0cosx0>sinx0a-3cos2x0-2cosx0æèçöø÷>sinx0a-2-3cos2x0æèçöø÷>0.综上,a的取值范围是(-ɕ,5].点评㊀这里给出的解法是利用第(1)问的不等式进行放缩,使问题变得简单,其实也可以参考真题的解法1,给出类似的解法.结㊀语三角函数与导数的综合题,是高考数学中导数综合题的一个难点,而且在最近几年的高考试题中也经常出现这类试题,这值得引起一线教师的重视.破解三角函数与导数的综合题的策略主要有:求导㊁利用单调性;根据泰勒公式得到的常用不等式;利用均值不等式进行放缩;转化为代数问题处理等.希望一线教师重视对这类试题的研究,并对题型与方法进行归纳,加强学生对这类试题的训练,从而达到做一道题,会一类的教学效果.ʌ参考文献ɔ[1]杨林军,韩静波,周当侠,.深化基础考查㊃强化关键能力㊃突出思维品质 2023年高考 函数与导数 专题命题分析[J].中国数学教育,2023(18):24-29.[2]李昭平,陈俊国.对2023年高考一道函数与导数压轴题的思考[J].中学数学杂志,2023,No.405(07):60-63.[3]李鸿昌.高考题的高数探源与初等解法[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2022.4[4]李鸿昌,徐章韬.关于对数平均的一个不等式的推广[J].数学通报,2023,62(08):50-52.。

对2023_年新高考Ⅱ卷解析几何大题的探析

对2023_年新高考Ⅱ卷解析几何大题的探析

对2023年新高考Ⅱ卷解析几何大题的探析金㊀毅(呼和浩特市第二中学ꎬ内蒙古呼和浩特010000)摘㊀要:文章对2023年新高考Ⅱ卷解析几何大题给出五种解题策略ꎬ探讨其背景ꎬ得到若干结论ꎬ并总结反思ꎬ给出学习建议.关键词:解析几何ꎻ解题策略ꎻ背景ꎻ总结反思中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)22-0109-04收稿日期:2023-05-05作者简介:金毅(1992-)ꎬ男ꎬ硕士ꎬ中学一级教师ꎬ从事高中数学教学研究.㊀㊀2023年新高考数学Ⅱ卷立足基础㊁考查能力ꎬ突出强调对基本知识和基本概念的灵活掌握ꎬ注重考查学科知识的综合应用能力.接下来ꎬ我们以试卷中的第21题为代表ꎬ深度探析其解法和背景.1问题呈现题目㊀(新高考Ⅱ卷数学21题)双曲线C的中心为坐标原点ꎬ左焦点为-25ꎬ0()ꎬ离心率为5.(1)求C的方程ꎻ(2)记C的左㊁右顶点分别为A1ꎬA2ꎬ过点-4ꎬ0()的直线与C的左支交于MꎬN两点ꎬM在第二象限ꎬ直线MA1与NA2交于点Pꎬ证明点P在定直线上.分析与解答㊀设双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1a>0ꎬb>0()ꎬ焦距为2cꎬ由已知ꎬ可得c=25ꎬca=5ꎬ故a=2ꎬb2=c2-a2=20-4=16.综上ꎬC的方程是x24-y216=1.根据C的方程ꎬ可得A1-2ꎬ0()ꎬA22ꎬ0()ꎬ设D-4ꎬ0()ꎬ设直线MN方程为x=my-4ꎬMx1ꎬy1()ꎬNx2ꎬy2()ꎬ联立曲线C与直线MN的方程x24-y216=1ꎬx=my-4ꎬìîíïïï得到4m2-1()y2-32my+48=0.所以y1+y2=32m4m2-1ꎬy1y2=484m2-1.由Mx1ꎬy1()ꎬNx2ꎬy2()ꎬ得直线MA1的方程为y=y1x1+2x+2()ꎬ直线NA2方程为y=y2x2-2x-2()ꎬ联立MA1ꎬNA2的方程y=y1x1+2x+2()ꎬy=y2x2-2x-2()ꎬìîíïïïï解得xP=2x1y2+x2y1+2y2-2y1()x1y2-x2y1+2y1+2y2=2my1y2-2y2-6y13y1-y2.当我们准备将韦达定理代入的时候ꎬ发现xP的表达式中ꎬy1ꎬy2变元结构并不对称ꎬ计算的困难由此产生ꎬ这就是圆锥曲线中的 非对称结构 ꎬ下面我们给出解决这种问题的方案ꎬ并进一步讨论解法上的改进.图1㊀新高考Ⅱ卷数学21题图2不对称结构解决方案的探讨2.1寻找和积关系ꎬ化复杂为简单根据y1+y2=32m4m2-1ꎬy1y2=484m2-1ꎬìîíïïïï将两式对应相除ꎬ得到y1+y2y1y2=2m3.则有2my1y2=3y1+y2().所以xP=2my1y2-2y2-6y13y1-y2=3y1+3y2-2y2-6y13y1-y2=-3y1+y23y1-y2=-1.综上ꎬ点P在直线x=-1上.2.2寻找代换关系ꎬ减少变元个数根据y1+y2=32m4m2-1ꎬ可得y2=32m4m2-1-y1ꎬxP=2my1y2-2y2-6y13y1-y2=96m/(4m2-1)-2[32m/(4m2-1)-y1]-6y1[32m/(4m2-1)-y1]=32m/(4m2-1)-4y14y1-32m/(4m2-1)=-1.点评㊀以上两种方案ꎬ是基于不对称的代数结构ꎬ在代数运算上给出的具体策略.方案1将乘积化为和的关系ꎬ便于和其它项进一步运算ꎬ最终得到定值ꎻ方案2则是消去其中一个未知数ꎬ减少未知数的个数ꎬ更加容易做后续运算ꎬ发现表达式的规律ꎬ最后整体相除得到定值.这两种运算方法灵活运用了韦达定理ꎬ展示了韦达定理除了整体代换之外另一个层面的运用.接下来ꎬ我们将进一步改进对这个问题的解决思路ꎬ进一步优化计算.事实上ꎬ不对称表达式的出现ꎬ本质上是由于直线MA1和直线NA2的方程形式y=y1x1+2x+2()ꎬy=y2x2-2x-2()ìîíïïïï所导致.所以ꎬ接下来的探讨将从两个方面入手:一方面是回避不对称结构式的出现ꎬ使得未知数呈对称结构分布ꎻ另一方面是运用其它数学工具ꎬ避免使用较强的代换技巧ꎬ流畅㊁简便地运算出结果.2.3寻找斜率关系ꎬ简化直线方程根据Mx1ꎬy1()ꎬNx2ꎬy2()ꎬy1+y2=32m4m2-1ꎬy1y2=484m2-1ꎬ可得kMA1=y1x1+2ꎬkNA1=y2x2+2ꎬ则有kMA1kNA1=y1y2x1+2()x2+2()=y1y2m2y1y2-2my1+y2()+4=48/(4m2-1)48m2/(4m2-1)-64m2/(4m2-1)+4=-12.由双曲线的第三定义可得kNA1kNA2=4ꎬ所以kMA1=-3kNA2.设kNA2=kꎬ则kMA1=-3kꎬ则直线NA2的方程为y=kx-2()ꎬ直线MA1的方程为y=-3kx+2().联立MA1与NA2的方程y=-3kx+2()ꎬy=kx-2()ꎬ{解得xP=-1.可得点P在直线x=-1.点评㊀方案3有很强的实战性.根据直线MN过定点ꎬ推出直线MA1与NA1的斜率乘积为定值ꎬ在计算的过程中ꎬ关于未知数y1ꎬy2的结构是对称的.再结合双曲线第三定义ꎬ得到斜率之间的比为定值.这样做的结果就是简化了直线NA2与直线MA1的形式ꎬ便于联立ꎬ大大减少了计算量ꎬ回避了非对称结构的复杂运算.2.4寻找定比向量ꎬ简化运算过程设MDң=λDNңꎬ-4-x1ꎬ-y1()=λx2+4ꎬy2()ꎬ所以-4-x1=λx2+4λꎬ-y1=λy2.{可得x1=-4-λx2-4λꎬy1=-λy2.{①对双曲线作定比点差x214-y2116=1ꎬλ2x224-λ2y2216=λ2ꎬìîíïïïï可得x1+λx2()x1-λx2()4-y1+λy2()y1-λy2()16=1-λ2.②结合表达式①②ꎬ可得x1=-5-3λ2ꎬx2=-3-5λ2λ.ìîíïïïï根据x=my-4ꎬ可得y1=1m32-32λæèçöø÷ꎬy2=1m32-32λæèçöø÷.ìîíïïïï所以y1y2=1m292-94λ-94λæèçöø÷.代入xP=2my1y2-2y2-6y13y1-y2=-3+9λ/2-3/(2λ)3-(9λ/2)+3/(2λ)=-1.点评㊀本解法充分考虑向量共线ꎬ设定比为λꎬ再结合双曲线的定比点差法ꎬ解出MꎬN纵坐标的值ꎬ在不用韦达定理的情况下ꎬ直接代入求得定值.2.5巧用参数方程ꎬ恒等代换求值考虑双曲线x24-y216=1的参数方程ꎬαꎬβʂπ2ꎬ32πꎬ设M2cosαꎬ4tanαæèçöø÷ꎬN2cosβꎬ4tanβæèçöø÷ꎬ可知MDң=-4-2cosαꎬ-4tanαæèçöø÷与DNң=2cosβ+4ꎬ4tanβæèçöø÷共线ꎬ可得4tanβ-4-2cosαæèçöø÷=-4tanα2cosβ+4æèçöø÷ꎬ也即2sinα-β()=sinβ-sinαꎬ进一步ꎬ有4sinα-β2cosα-β2=2cosβ+α2sinβ-α2.即cosα+β2=-2cosα-β2.③将MꎬN坐标代入表达式xP=2x1y2+x2y1+2y2-2y1()x1y2-x2y1+2y1+2y2=28tanβ/cosα+8tanα/cosβ+8tanβ-8tanα8tanβ/cosα-8tanα/cosβ+8tanβ+8tanα=2sinβ+sinα+sinβ-α()sinβ-sinα+sinβ+α()=22sinβ+α2cosβ-α2+2sinβ-α2cosβ-α22cosβ+α2sinβ-α2+2sinβ+α2cosβ+α2根据表达式③ꎬ可得xP=22sinβ+α2cosβ-α2+2sinβ-α2cosβ-α2-4cosα-β2sinβ-α2-4sinβ+α2cosα-β2=-1.点评㊀本解法是对双曲线参数方程的运用.结合向量共线的坐标充要条件ꎬ得到cosα+β2=-2cosα-β2ꎬ之后将MꎬN的坐标以参数方程形式代入ꎬ经过恒等变换ꎬ最终得到定值.这个方法回避了对韦达定理的使用ꎬ仍然可以得到相同的结论.另ꎬ根据双曲线参数方程的几何意义ꎬ可知ꎬ当αꎬβ为π2或者32π时ꎬ对应双曲线的无穷远点ꎬ此时直线MN与渐近线平行ꎬ不合题意ꎬ故不需要考虑此类情形.3对试题背景的探讨3.1极点极线的试题背景结论1㊀已知二次曲线fxꎬy()=Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+Fꎬ点Ux0ꎬy0()不在二次曲线f上ꎬ经过U的两条直线分别交曲线于GꎬHꎬSꎬT(四点在曲线顺时针排序)ꎬ其中ꎬGSɘTH=PꎬGTɘHS=Vꎬ则直线VP的方程为Ax0x+B x0y+y0x2+Cy0y+Dx0+x2+E y0+y2+F=0[1].文[1]对结论1用初等的曲线系方法已经给出了详细的证明ꎬ因篇幅所限ꎬ此处不再赘述.此时称U为极点ꎬVP为U关于圆锥曲线f的极线.图2㊀结论1极点与极线类似于文献[1]的证法ꎬ可得到结论2.结论2㊀已知二次曲线fxꎬy()=Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+Fꎬ点Px1ꎬy1()不在二次曲线f上ꎬ经过P的两条直线分别交曲线于GꎬHꎬSꎬT(四点在曲线顺时针排序)ꎬ其中ꎬGHɘST=UꎬGTɘHS=Vꎬ则直线UV的方程为Ax1x+B x1y+y1x2+Cy1y+Dx1+x2+E y1+y2+F=0.此时称点P为极点ꎬUV为点P关于圆锥曲线f的极线.从结论1㊁2可以看出ꎬ极点可以在曲线外ꎬ可以在曲线内ꎬ也可以在曲线上.当极点在曲线上时ꎬ极线为圆锥曲线f在这一点处的切线.3.2基于极点极线理论的变式探究结论3㊀在平面直角坐标系xOy中ꎬ椭圆x2a2+y2b2=1a>b>0()的左㊁右顶点为AꎬBꎬ过点Tmꎬ0()0<m<a()的直线交椭圆于CꎬD两点ꎬ设直线ACꎬBD交于点Mꎬ则点M在定直线x=a2m上.㊀点评㊀本结论运用本文方案1至5均可证明.根据结论1ꎬ椭圆对极点mꎬ0()的极线为mxa2+0yb2=1ꎬ可得x=a2m.结论4㊀在平面直角坐标系xOy中ꎬ双曲线x2a2-y2b2=1a>0ꎬb>0()的左㊁右顶点为AꎬBꎬ过点Tmꎬ0()m<-a()的直线交双曲线左支于CꎬD两点ꎬAꎬB和CꎬD不同ꎬ设直线ACꎬBD交于点Mꎬ则点M在定直线x=a2m上.结论5㊀在平面直角坐标系xOy中ꎬ双曲线x2a2-y2b2=1a>0ꎬb>0()的左㊁右顶点为AꎬBꎬ过点Tmꎬ0()m<-a()的直线交双曲线左支于Cꎬ交右支于DꎬAꎬB和CꎬD不同ꎬ设直线ACꎬBD交于点Mꎬ则点M在定直线x=a2m上.点评㊀结论4中ꎬ令m=-4ꎬa=2ꎬb=4即得到2023年新高考Ⅱ卷21题.结论5是对结论4情况的补充.结论4ꎬ5均可用本文的方案1至5进行证明.2023年新高考Ⅱ卷第21题基于极点与极线的深刻背景ꎬ考查学生的数学运算能力与逻辑推理能力ꎬ问题的切入点多样化ꎬ解法不唯一ꎬ是一道深刻考查数学核心素养的好题.题目的素材是双曲线ꎬ相比椭圆来说ꎬ在考场上做题会感到更陌生ꎬ更具有挑战性.坐标法是解决解析几何问题的主要方法ꎬ是解决解析问题的通法ꎬ它体现着数形结合的思想ꎬ从几何和代数两个方面体现着数学的无穷魅力[2].在平常的高三复习中ꎬ一方面要尽可能理解知识背景ꎬ另一方面是用好基本方法处理复杂问题ꎬ特别是要对比各个基本方法之间的优势与不足ꎬ这样才能真正做到学以致用.参考文献:[1]于新华.二次曲线中极点与极线性质的初等证法[J].数学通讯ꎬ2020(24):40-41ꎬ57.[2]金毅.深抓几何关系ꎬ感悟坐标思想[J].中学生数学ꎬ2019(23):16-17.[责任编辑:李㊀璟]。

2023年全国新课标Ⅱ卷第21题解法赏析、溯源及推广

2023年全国新课标Ⅱ卷第21题解法赏析、溯源及推广

2023年全国新课标Ⅱ卷第21题解法赏析、溯源及推广ʏ安徽省安庆市洪汪宝名师工作室 洪汪宝一㊁试题呈现双曲线C 的中心为坐标原点,左焦点为(-25,0),离心率为5㊂(1)求双曲线C 的方程㊂(2)记双曲线C 的左㊁右顶点分别为A 1㊁A 2,过点(-4,0)的直线与双曲线C 的左支交于M ㊁N 两点,M 在第二象限,直线M A 1与N A 2交于P ,证明:P 在定直线上㊂本题是2023年全国新课标Ⅱ卷第21题,主要考查双曲线的几何性质㊁双曲线的标准方程㊁直线与双曲线的位置关系等几个知识点㊂(1)小题是常见的方程问题,可以直接利用待定系数法即可求出双曲线的标准方程,大部分同学都可以得分;(2)小题是一道定直线问题,也是本题的难点所在,计算量稍大,还带有一定的技巧性,对同学们的运算求解能力和逻辑推理能力要求较高,体现了基础性㊁综合性㊁创新性㊁应用性的考查要求㊂二㊁解法赏析1.(1)小题的求解过程设双曲线C 的方程为x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0),由焦点坐标可知c =25㊂由e =c a=5,可得a =2,b =c 2-a2=4,双曲线C 的方程为x 24-y216=1㊂2.(2)小题的解法赏析解法1:由(1)可得A 1(-2,0),A 2(2,0),设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2)㊂显然直线MN 的斜率不为0,设直线MN 的方程为x =m y -4,且-12<m <12㊂与x 24-y 216=1联立,可得:(4m 2-1)y 2-32m y +48=0㊂(*)于是Δ=64(4m 2+3)>0,y 1+y 2=32m 4m 2-1,y 1y 2=484m 2-1㊂直线M A 1的方程为y =y 1x 1+2(x +2),直线N A 2的方程为y =y 2x 2-2(x -2)㊂联立直线M A 1与直线N A 2的方程,消去y 可得:x +2x -2=y 2(x 1+2)y 1(x 2-2)=y 2(m y 1-2)y 1(m y 2-6)=m y 1y 2-2y 2m y 1y 2-6y 1㊂因为点M 在第二象限,所以y 1=16m -44m 2+34m 2-1,y 2=16m +44m 2+34m 2-1㊂于是x +2x -2=m y 1y 2-2y 2m y 1y 2-6y 1=m ㊃484m 2-1-2ˑ16m +44m 2+34m 2-1m ㊃484m 2-1-6ˑ16m -44m 2+34m 2-1=-84m 2+3+16m244m 2+3-48m=-13㊂由x +2x -2=-13,可得x =-1,即x P =-1,据此可得点P 在定直线x =-1上㊂解法2:前同解法1得到:x +2x -2=y 2(x 1+2)y 1(x 2-2)=y 2(m y 1-2)y 1(m y 2-6)=m y 1y 2-2(y 1+y 2)+2y 1m y 1y 2-6y 1=m ㊃484m 2-1-2㊃32m4m 2-1+2y 1m ˑ484m 2-1-6y 143 解题篇 创新题追根溯源 高二数学 2023年11月=-16m4m 2-1+2y 148m 4m 2-1-6y 1=-13㊂由x +2x -2=-13,可得x =-1,即x P =-1,据此可得点P 在定直线x =-1上㊂解法3:前同解法1,联立直线M A 1与N A 2的方程,消去y 得到:y 1(x 2-2)(x +2)=y 2(x 1+2)(x -2)㊂又x 1=m y 1-4,y 2=m y 2-4,代入上式整理得x =2m y 1y 2-6y 1-2y 23y 1-y 2㊂由y 1+y 2=32m 4m 2-1,y 1y 2=484m 2-1,知y 1+y 2y 1y 2=2m3,所以2m y 1y 2=3(y 1+y 2)㊂整理得x =2m y 1y 2-6y 1-2y 23y 1-y 2=3(y 1+y 2)-6y 1-2y 23y 1-y 2=-1㊂所以点P 在定直线x =-1上㊂解法4:前同解法1,得到x 1+x 2=m (y 1+y 2)-8=84m 2-1㊂故x 1㊃x 2=(m y 1-4)(m y 2-4)=m 2y 1y 2-4m (y 1+y 2)+16=-16(m 2+1)4m 2-1㊂又x 214-y 2116=1,x 224-y 2216=1,所以y 21=4(x 21-4),y 22=4(x 22-4)㊂联立直线M A 1与N A 2的方程,消去y可得:x +2x -22=y 22(x 1+2)2y 21(x 2-2)2=4(x 22-4)(x 1+2)24(x 21-4)(x 2-2)2=(x 2+2)(x 1+2)(x 1-2)(x 2-2)=x 1x 2+2(x 1+x 2)+4x 1x 2-2(x 1+x 2)+4=-16m 2-16+16+4(4m 2-1)-16m 2-16-16+4(4m 2-1)=19㊂又-2<x <0,于是x +2x -2=-13,解得x =-1㊂所以点P 在定直线x =-1上㊂解法5:设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),T (-4,0),设M T ң=λT N ң,则x 1+λx 2=-4(1+λ),y 1=-λy 2㊂x 214-y 2116=1,λ2㊃x 224-y 2216=λ2㊂所以x 21-λ2x 224-y 21-λ2y 2216=1-λ2㊂于是x 1-λx 2=-(1-λ),所以x 1=-3λ-52,x 2=-5λ-32λ㊂于是k M A 1=y 1x 1+2=2λy 23λ+1,k N A 2=y 2x 2-2=2λy 2-9λ-3㊂设k N A 2=k ,则k M A 1=-3k ㊂所以直线N A 2:y =k (x -2),直线M A 1:y =-3k (x +2)㊂联立上述两个方程,消去y 得x =-1㊂所以点P 在定直线x =-1上㊂解法6:设直线MN :m (x +2)+n y =1㊂①因其过点(-4,0),故可得m =-12㊂将双曲线方程x 24-y216=1变形得到4(x +2-2)2-y 2=16㊂展开整理得y 2+16(x +2)-4(x +2)2=0㊂②联立①②,得y 2+16(x +2)[m (x +2)+n y ]-4(x +2)2=0㊂展开得y 2+16n (x +2)y +(16m -4)㊃(x +2)2=0㊂两边同除以(x +2)2,可得yx +22+16n ㊃y x +2+(16m -4)=0㊂于是k M A 1㊃k N A 1=16m -4=-12,即k P A 1㊃k N A 1=-12㊂又k N A 1㊃k N A 2=y 2x 2+2㊃y 2x 2-2=y 22x 22-4=4,即k N A 1㊃k P A 2=4㊂所以k P A 1=-3k P A 2㊂设P (x ,y ),则y x +2=-3y x -2,解得x =53解题篇 创新题追根溯源 高二数学 2023年11月-1㊂于是点P在定直线x=-1上㊂解法1与解法2在求两直线交点的横坐标时,整体消元,得到含y1,y2的非对称式㊂处理这样的非对称式,解法1采用直接将根代入;解法2构造对称式再利用韦达定理整体代入即可约分;解法3利用2m y1y2=3(y1+y2)整体代入,达到约分的目的;解法4将消元后的式子两边同时平方,并借助双曲线的标准方程将其化为对称式,于是可利用韦达定理求解;解法5采用了定比点差法,避免了使用韦达定理,找到直线MA1与N A2斜率之间的关系是其破解的关键所在;解法6借助齐次化得到斜率间的关系,注意齐次化技巧的总结,对同学们的灵活分析问题和解决问题的能力要求比较高㊂三㊁试题溯源已知A㊁B分别为椭圆E:x2a2+y2=1 (a>1)的左㊁右顶点,G为椭圆E的上顶点, A Gң㊃G Bң=8㊂P为直线x=6上的动点,P A 与椭圆E的另一交点为C,P B与椭圆E的另一交点为D㊂(1)求椭圆E的方程;(2)证明:直线C D过定点㊂本题是2020年全国高考数学Ⅰ卷理科第20题,文科第21题㊂将这两题进行对比,不难发现,今年的双曲线试题来源于本题,只不过将椭圆换成了双曲线,将直线过定点改为证明两条直线的交点在定直线上㊂实际上,这两题都涉及极点与极线㊂极点与极线问题是近年来高考中的热点和难点,不仅上述两题涉及该问题,在2021年全国高考数学乙卷理科第21题㊁2022年全国高考数学乙卷理科第21题都涉及此问题,在今后的学习中同学们要引起足够的重视㊂四㊁试题推广将上述问题一般化,从椭圆和双曲线两个方面进行推广,可以得到以下结论,有兴趣的同学可以证明一下㊂结论1:设点A,B分别为椭圆C:x2a2+ y2b2=1(a>b>0)的左,右顶点,过x轴上一定点T(t,0)(-a<t<a)的直线l交椭圆C 于P,Q两点(点P在x轴上方),则k P A k Q B= a-ta+t㊂结论2:设点A,B分别为椭圆C:x2a2+ y2b2=1(a>b>0)的左,右顶点,过定点T(t, 0)(-a<t<a,tʂ0)的直线l交椭圆C于P,Q两点,则直线A P,B Q的交点在定直线x=a2t上㊂特别地,若点T的坐标为(c,0)(c =a2-b2),则直线A P,B Q的交点在定直线x=a2c上㊂反之亦成立㊂结论3:设点A,B分别为双曲线C: x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左,右顶点,过定点T(t,0)(t<-a或t>a)的直线l交双曲线C于P,Q两点(点P在x轴上方),则k P A k Q B=a-ta+t㊂结论4:设点A,B分别为双曲线C: x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左,右顶点,过定点T(t,0)(t<-a或t>a)的直线l交双曲线C于P,Q两点,则直线A P,B Q的交点在定直线x=a2t上㊂特别地,若点T的坐标为(c,0)(c=a2+b2),则直线A P,B Q的交点在定直线x=a2c上㊂反之亦成立㊂注:本文系安庆市2022年教育科学规划研究课题 双重 背景下学生核心素养导向的高中数学教学实践研究 (课题编号: A J K T2022-041)的阶段性研究成果㊂(责任编辑徐利杰)6 3解题篇创新题追根溯源高二数学2023年11月。

高考数学 典型例题21 直线方程及其应用 试题

高考数学 典型例题21 直线方程及其应用 试题

智才艺州攀枝花市创界学校高考数学典型例题详解直线方程及其应用直线是最简单的几何图形,是解析几何最根底的局部,本章的根本概念;根本公式;直线方程的各种形式以及两直线平行、垂直、重合的断定都是解析几何重要的根底内容.应到达纯熟掌握、灵敏运用的程度,线性规划是直线方程一个方面的应用,属教材新增内容,高考中单纯的直线方程问题不难,但将直线方程与其他知识综合的问题是学生比较棘手的.●难点磁场(★★★★★)|a |<1,|b |<1,|c |<1,求证:abc +2>a +b +c . ●案例探究[例1]某校一年级为配合素质教育,利用一间教室作为学生绘画成果展览室,为节约经费,他们利用课桌作为展台,将装画的镜框放置桌上,斜靠展出,镜框对桌面的倾斜角为α(90°≤α<180°)镜框中,画的上、下边缘与镜框下边缘分别相距a m,b m,(a >b ).问学生间隔镜框下缘多远看画的效果最正确?★★★★★级题目.知识依托:三角函数的定义,两点连线的斜率公式,不等式法求最值.错解分析:解决此题有几处至关重要,一是建立恰当的坐标系,使问题转化成解析几何问题求解;二是把问题进一步转化成求tan ACB 的最大值.假设坐标系选择不当,或者选择求sin ACB 的最大值.都将使问题变得复杂起来.技巧与方法:欲使看画的效果最正确,应使∠ACB 取最大值,欲求角的最值,又需求角的一个三角函数值.解:建立如以下图的直角坐标系,AO 为镜框边,AB 为画的宽度,O 为下边缘上的一点,在x 轴的正半轴上找一点C (x ,0)(x >0),欲使看画的效果最正确,应使∠ACB 获得最大值.由三角函数的定义知:A 、B 两点坐标分别为(a cos α,a sin α)、 (b cos α,b sin α),于是直线AC 、BC 的斜率分别为:k AC =tan xCA =xa a -ααcos sin ,于是tan ACB =AC BC AC BC k k k k ⋅+-1ααααcos )(sin )(cos )(sin )(2⋅+-+⋅-=++-⋅-=b a x xabb a x x b a ab x b a 由于∠ACB 为锐角,且x >0,那么tan ACB ≤ααcos )(2sin )(b a ab b a +-⋅-,当且仅当xab=x ,即x =ab 时,等号成立,此时∠ACB 取最大值,对应的点为C (ab ,0),因此,学生间隔镜框下缘ab cm 处时,视角最大,即看画效果最正确.[例2]预算用2000元购置单件为50元的桌子和20元的椅子,希望使桌椅的总数尽可能的多,但椅子不少于桌子数,且不多于桌子数的倍,问桌、椅各买多少才行?★★★★★级题目.知识依托:约束条件,目的函数,可行域,最优解.错解分析:解题中应当注意到问题中的桌、椅张数应是自然数这个隐含条件,假设从图形直观上得出的最优解不满足题设时,应作出相应地调整,直至满足题设.技巧与方法:先设出桌、椅的变数后,目的函数即为这两个变数之和,再由此在可行域内求出最优解. 解:设桌椅分别买x ,y 张,把所给的条件表示成不等式组,即约束条件为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≥≤≥≤+0,05.120002050y x x y x y y x 由⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⎩⎨⎧==+72007200,20002050y x x y y x 解得 ∴A 点的坐标为(7200,7200) 由⎪⎩⎪⎨⎧==⎩⎨⎧==+27525,5.120002050y x x y y x 解得∴B 点的坐标为(25,275) 所以满足约束条件的可行域是以A (7200,7200),B (25,275),O (0,0)为顶点的三角形区域(如右图)由图形直观可知,目的函数z =x +y 在可行域内的最优解为(25,275),但注意到x ∈N ,y ∈N *,故取y =37.故有买桌子25张,椅子37张是最好选择.[例3]抛物线有光学性质:由其焦点射出的光线经抛物线折射后,沿平行于抛物线对称轴的方向射出,今有抛物线y 2=2px (p >0).一光源在点M (441,4)处,由其发出的光线沿平行于抛物线的轴的方向射向抛物线上的点P ,折射后又射向抛物线上的点Q ,再折射后,又沿平行于抛物线的轴的方向射出,途中遇到直线l :2x -4y -17=0上的点N ,再折射后又射回点M (如以下图所示)(1)设P 、Q 两点坐标分别为(x 1,y 1)、(x 2,y 2),证明:y 1·y 2=-p 2;(2)求抛物线的方程;(3)试判断在抛物线上是否存在一点,使该点与点M 关于PN 所在的直线对称?假设存在,恳求出此点的坐标;假设不存在,请说明理由.★★★★★★级题目.知识依托:韦达定理,点关于直线对称,直线关于直线对称,直线的点斜式方程,两点式方程. 错解分析:在证明第(1)问题,注意讨论直线PQ 的斜率不存在时. 技巧与方法:点关于直线对称是解决第(2)、第(3)问的关键. (1)证明:由抛物线的光学性质及题意知光线PQ 必过抛物线的焦点F (2p,0), 设直线PQ 的方程为y =k (x -2p) ①由①式得x =k 1y +2p ,将其代入抛物线方程y 2=2px 中,整理,得y 2-k p 2y -p 2=0,由韦达定理,y 1y 2=-p 2.当直线PQ 的斜率角为90°时,将x =2p代入抛物线方程,得y =±p ,同样得到y 1·y 2= -p 2.(2)解:因为光线QN 经直线l 反射后又射向M 点,所以直线MN 与直线QN 关于直线l 对称,设点M (441,4)关于l 的对称点为M ′(x ′,y ′),那么⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+'⨯-+'⨯-=⨯-'-'017244244121214414y x x y 解得⎪⎩⎪⎨⎧-='='1451y x 直线QN 的方程为y =-1,Q 点的纵坐标y 2=-1,由题设P 点的纵坐标y 1=4,且由(1)知:y 1·y 2=-p 2,那么4·(-1)=-p 2,得p =2,故所求抛物线方程为y 2=4x .(3)解:将y =4代入y 2=4x ,得x =4,故P 点坐标为(4,4)将y =-1代入直线l 的方程为2x -4y -17=0,得x =213, 故N 点坐标为(213,-1) 由P 、N 两点坐标得直线PN 的方程为2x +y -12=0, 设M 点关于直线NP 的对称点M 1(x 1,y 1) 又M 1(41,-1)的坐标是抛物线方程y 2=4x 的解,故抛物线上存在一点(41,-1)与点M 关于直线PN 对称.●锦囊妙计1.对直线方程中的根本概念,要重点掌握好直线方程的特征值(主要指斜率、截距)等问题;直线平行和垂直的条件;与间隔有关的问题等.2.对称问题是直线方程的一个重要应用,里面所涉及到的对称一般都可转化为点关于点或者点关于直线的对称.中点坐标公式和两条直线垂直的条件是解决对称问题的重要工具.z =ax +by 的最大值或者最小值时,设t =ax +by ,那么此直线往右(或者左)平移时,t 值随之增大(或者减小),要会在可行域中确定最优解.4.由于一次函数的图象是一条直线,因此有关函数、数列、不等式、复数等代数问题往往借助直线方程进展,考察学生的综合才能及创新才能.●歼灭难点训练 一、选择题1.(★★★★★)设M =120110,1101102002200120012000++=++N ,那么M 与N 的大小关系为()A.M >NB.M =NC.M <N2.(★★★★★)三边均为整数且最大边的长为11的三角形的个数为() 二、填空题3.(★★★★)直线2x -y -4=0上有一点P ,它与两定点A (4,-1),B (3,4)的间隔之差最大,那么P 点坐标是_________.4.(★★★★)自点A (-3,3)发出的光线l 射到x 轴上,被x 轴反射,其反射光线所在直线与圆x 2+y 2-4x -4y +7=0相切,那么光线l 所在直线方程为_________.5.(★★★★)函数f (θ)=2cos 1sin --θθ的最大值为_________,最小值为_________.6.(★★★★★)设不等式2x -1>m (x 2-1)对一切满足|m |≤2的值均成立,那么x 的范围为_________.三、解答题7.(★★★★★)过原点O 的一条直线与函数y =log 8x 的图象交于A 、B 两点,分别过点A 、B 作y 轴的平行线与函数y =log 2x 的图象交于C 、D 两点.(1)证明:点C 、D 和原点O 在同一直线上. (2)当BC 平行于x 轴时,求点A 的坐标.8.(★★★★★)设数列{a n }的前n 项和S n =na +n (n -1)b ,(n =1,2,…),a 、b 是常数且b ≠0. (1)证明:{a n }是等差数列. (2)证明:以(a n ,nS n-1)为坐标的点P n (n =1,2,…)都落在同一条直线上,并写出此直线的方程. (3)设a =1,b =21,C 是以(r ,r )为圆心,r 为半径的圆(r >0),求使得点P 1、P 2、P 3都落在圆C 外时,r 的取值范围.参考答案 难点磁场证明:设线段的方程为y =f (x )=(bc -1)x +2-b -c ,其中|b |<1,|c |<1,|x |<1,且-1<b <1. ∵f (-1)=1-bc +2-b -c =(1-bc )+(1-b )+(1-c )>0f (1)=bc -1+2-b -c =(1-b )(1-c )>0∴线段y =(bc -1)x +2-b -c (-1<x <1)在x 轴上方,这就是说,当|a |<1,|b |<1,|c |<1时,恒有abc +2>a +b +c .歼灭难点训练一、1.解析:将问题转化为比较A (-1,-1〕与B (102021,102000〕及C (102021,102021〕连线的斜率大小,因为B 、C 两点的直线方程为y =101x ,点A 在直线的下方,∴k AB >k AC ,即M >N . 答案:A2.解析:设三角形的另外两边长为x ,y ,那么 点(x ,y 〕应在如右图所示区域内 当x =1时,y =11;当x =2时,y =10,11; 当x =3时,y =9,10,11;当x =4时,y =8,9,10,11; 当x =5时,y =7,8,9,10,11.以上一共有15个,x ,y 对调又有15个,再加上(6,6〕,(7,7〕,(8,8〕,(9,9〕,(10,10〕、(11,11〕六组,所以一共有36个.答案:C二、3.解析:找A 关于l 的对称点A ′,A ′B 与直线l 的交点即为所求的P 点. 答案:P (5,6〕4.解析:光线l 所在的直线与圆x 2+y 2-4x -4y +7=0关于x 轴对称的圆相切.答案:3x +4y -3=0或者4x +3y +3=0 5.解析:f (θ)=2cos 1sin --θθ表示两点(cos θ,sin θ)与(2,1)连线的斜率.答案:340 6.解析:原不等式变为(x 2-1)m +(1-2x )<0,构造线段f (m )=(x 2-1)m +1-2x ,-2≤m ≤2,那么f (-2)<0,且f (2)<0.答案:213217+<<-x 三、7.(1)证明:设A 、B 的横坐标分别为x 1、x 2,由题设知x 1>1,x 2>1, 点A (x 1,log 8x 1),B (x 2,log 8x 2).因为A 、B 在过点O 的直线上,所以228118log log x x x x =,又点C 、D 的坐标分别为(x 1,log 2x 1〕、(x 2,log 2x 2). 由于log 2x 1=3log 8x 1,log 2x 2=3log 8x 2,那么 由此得k OC =k OD ,即O 、C 、D 在同一直线上.(2)解:由BC 平行于x 轴,有log 2x 1=log 8x 2,又log 2x 1=3log 8x 1 ∴x 2=x 13将其代入228118log log x x x x =,得x 13log 8x 1=3x 1log 8x 1, 由于x 1>1知log 8x 1≠0,故x 13=3x 1x 2=3,于是A (3,log 83).9.(1)证明:由条件,得a 1=S 1=a ,当n ≥2时,有a n =S n -S n -1=[na +n (n -1)b ]-[(n -1)a +(n -1)(n -2)b ]=a +2(n -1)b . 因此,当n ≥2时,有a n -a n -1=[a +2(n -1)b ]-[a +2(n -2)b ]=2b . 所以{a n }是以a 为首项,2b 为公差的等差数列.(2)证明:∵b ≠0,对于n ≥2,有21)1(2)1()1(2)1()11()1(11=--=--+--+=----b n b n a b n a aa bn n na a a S n S n n∴所有的点P n (a n ,nS n -1)(n =1,2,…)都落在通过P 1(a ,a -1)且以21y -(a -1)=21(x -a ),即x -2y +a-2=0.(3)解:当a =1,b =21时,P n 的坐标为(n ,22-n ),使P 1(1,0)、P 2(2,21)、P 3(3,1)都落在圆C 外的条件是⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-+->-+->+-222222222)1()3()21()1()1(r r r r r r r r r ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>+->+->-010*******)1(222r r r r r 即由不等式①,得r ≠1 由不等式②,得r <25-2或者r >25+2 由不等式③,得r <4-6或者r >4+6再注意到r >0,1<25-2<4-6=25+2<4+6 故使P 1、P 2、P 3都落在圆C 外时,r 的取值范围是(0,1)∪(1,25-2)∪(4+6,+∞). ①② ③。

2023年高考数学1卷试题第21题解读

2023年高考数学1卷试题第21题解读

2023年高考数学1卷试题第21题解读一、题目背景2023年高考数学1卷试题第21题是一道关于函数与导数的问题,考查了利用导数研究函数的单调性、极值等知识点,同时要求考生能够分析函数图象的变化趋势,理解并解决实际问题。

二、题目分析本题主要考查了导数的应用,包括利用导数研究函数的单调性、极值等知识点。

同时,题目还要求考生能够分析函数图象的变化趋势,理解并解决实际问题。

首先,题目给出了一个函数式:$f(x) = x^{3} - 3x + 2$,并要求求出该函数的单调区间和极值。

然后,根据求导公式,我们可以求出该函数的导数:$f^{\prime}(x) = 3x^{2} - 3$。

接下来,我们需要根据导数判断函数的单调性。

当$f^{\prime}(x) > 0$时,函数单调递增;当$f^{\prime}(x) < 0$时,函数单调递减。

根据导数方程,我们可以得出函数的单调递增区间为$x > 1$或$x < - 1$,单调递减区间为$- 1 < x < 1$。

最后,我们需要求出函数的极值点。

根据极值的定义,当函数在某一点的导数为零且在这一点两侧的导数符号相反时,该点为函数的极值点。

根据导数方程,我们可以得出函数的极值点为$x = 1$,且为极小值点。

三、解题方法本题的解题方法主要是利用导数研究函数的单调性、极值等知识点。

同时,还需要根据实际问题的需要,利用函数图象的变化趋势进行分析。

具体来说,可以按照以下步骤进行解题:1. 求出函数的导数;2. 根据导数判断函数的单调性;3. 求出函数的极值点;4. 根据实际问题的需要,利用函数图象的变化趋势进行分析。

四、结论与启示本题是一道关于函数与导数的问题,考查了利用导数研究函数的单调性、极值等知识点,同时要求考生能够分析函数图象的变化趋势,理解并解决实际问题。

通过本题的解答,我们可以得出以下结论和启示:1. 利用导数研究函数的单调性和极值是一种有效的数学方法;2. 在解题过程中要善于利用导数方程进行分析和推理;3. 要注意导数在实际问题中的应用,能够将实际问题转化为数学问题进行分析和解决;4. 在解题过程中要细心审题,注意细节的处理,避免因粗心而犯错;5. 要善于总结解题方法和思路,以便在以后的解题中能够更加高效地解决问题。

2023年新高考ii卷数学第21题

2023年新高考ii卷数学第21题

2023年新高考Ⅱ卷数学第21题主要考察了数列和函数的知识点,题目要求求出数列的通项公式和前n项和。

首先,题目给出了数列的前三项,分别为a_1=1,a_2=3,a_3=7。

接着,题目给出了数列的递推关系式:a_{n+1} = 2a_n + 1。

根据递推关系式,我们可以推导出数列的通项公式。

通过递推关系式,我们可以得到a_{n+1} + 1 = 2(a_n + 1)。

这说明数列{ a_n + 1 } 是一个等比数列,其首项为a_1 + 1 = 2,公比为2。

因此,数列{ a_n + 1 } 的通项公式为a_n + 1 = 2^n。

最后,题目要求求出数列的前n 项和S_n。

根据通项公式,我们可以得到数列的前n 项和S_n = (a_1 + a_2 + ... + a_n) + n = (2^1 + 2^2 + ... + 2^n) + n。

这是一个等比数列的前n 项和,其和为2^(n+1) - 2。

因此,数列的前n 项和S_n = 2^(n+1) - 2 + n。

2023年高考乙卷数学理科21题

2023年高考乙卷数学理科21题

2023年高考乙卷数学理科21题摘要:一、引言1.高考数学的重要性2.2023 年高考乙卷数学理科21 题的背景二、题目概述1.题目类型及分值2.题目难度及考察知识点3.题目具体内容三、解题思路及步骤1.分析题目,理解题意2.确定解题思路和方法3.详细解题步骤四、答案及解析1.答案呈现2.答案解析五、总结1.题目总结2.考察知识点的回顾3.对今后学习的启示正文:一、引言高考数学作为我国高考的重要组成部分,一直以来都备受考生和家长的关注。

每年的高考数学题目都具有一定的难度和区分度,而其中的压轴题更是考生们关注的焦点。

本文将围绕2023 年高考乙卷数学理科21 题展开讨论,为广大考生提供一个解题思路和策略。

二、题目概述2023 年高考乙卷数学理科21 题是一道分值为12 分的题目,难度属于中高档。

该题主要考察的知识点包括函数、导数、不等式等。

具体题目内容为:设函数f(x) = ax^3 - 3x^2 + b,其中a、b 为常数,且a > 0。

已知f(x) 在区间[0, 2] 上单调递增,求证:对于任意x1、x2(x1 < x2),都有f(x1) ≤ f(x2)。

三、解题思路及步骤1.分析题目,理解题意首先,我们要明确题目所给出的函数f(x) 及其性质,然后根据题目要求证明f(x1) ≤ f(x2)。

2.确定解题思路和方法我们可以通过求导数,利用导数的性质来简化不等式的证明。

同时,可以尝试使用函数的单调性来证明不等式。

3.详细解题步骤(1) 求导数:f"(x) = 3ax^2 - 6x(2) 分析导数的性质:由于f(x) 在区间[0, 2] 上单调递增,所以f"(x)在[0, 2] 上恒大于等于0,即3ax^2 - 6x ≥ 0,化简得ax(x - 2) ≥ 0(3) 利用函数的单调性证明不等式:对于任意x1、x2(x1 < x2),若x1 ≤ 0 或x2 ≥ 2,则有f(x1) ≤ f(x2),因为f(x) 在区间[0, 2] 上单调递增;若0 < x1 < 2 < x2,则有x1 - 2 < 0,ax1(x1 - 2) ≤ 0,ax2(x2 - 2) ≥ 0,从而ax1(x1 - 2) + ax2(x2 - 2) ≥ 0,即f"(x1) + f"(x2) ≥ 0,根据单调性的定义,可得f(x1) ≤ f(x2)。

2023年新高考2卷第21题的解法探究与溯源

2023年新高考2卷第21题的解法探究与溯源
定义”结合,得 出 直 线 MA1 与 NA2 的 斜 率 的 比
值为定值;解 法 6 将 斜 率 比 值 平 方 后,利 用 椭 圆
的方程消去 y1 、
y2 ,再 利 用 韦 达 定 理 得 出 结 果 .
x2y1 -x1y2
-2
-4-2
y1 -y2
=
=
=-3,
x1y2 -x2y1
4-2
-2
y1 -y2
y1 +y2
之间的线性关系,解 法 2 利 用 两 根 和 消 去 y2 ,将
分子分母化成 m 与y1 表 示 的 式 子,得 出 最 终 结
果 .对学生运算求解能力要求较高 .
思路二
从点 P 的变化出发 .
解法 3 设 P (
x0 ,
y0),则直 线 MA1 方 程 为
y0
(
x+2),与 4x2 -y2 -16=0 联 立,消
y=
x0 +2
2
去 y 并化简,得到[
4(
x0 +2)
-y2
x2 -4y2
0]
0x 2
2
]=0,二次项的 系 数 不 为 零,方
4[
x0 +2)
y0 +4(
程两根为 x1 和 -2,
y +4(
4[
x0 +2)]
,解 得 x1 =
故 -2x1 = 2
(
4 x0 +2)
-y2
0
2
0
2
2
]
y2
y0
2[
x0 +2)
2023 年第 5 期
59
中学数学教学

求导换元破三角,必要探路亦可为——2023全国甲卷理科第21题解法探究和变式拓展

求导换元破三角,必要探路亦可为——2023全国甲卷理科第21题解法探究和变式拓展

2024年3月上半月㊀讲题比赛㊀㊀㊀㊀2023年讲题比赛获奖论文之六:求导换元破三角,必要探路亦可为∗2023全国甲卷理科第21题解法探究和变式拓展◉四川省双流中学㊀李小波㊀曹军才㊀洛㊀嘎㊀㊀摘要:本文中分别从分类讨论㊁必要性探路㊁参变分离三个视角,七种思路对2023年全国甲卷理科第21题进行解法探究,给出了此题的几何背景以及变式探究与拓展,以期读者对含三角函数的导数问题有更深刻的理解与更丰富的处理策略.关键词:必要性探路;参变分离;拓展变式1试题呈现已知函数f (x )=a x -s i n x c o s 3x,x ɪ(0,π2).(1)当a =8时,讨论函数f (x )的单调性;(2)若f (x )<s i n 2x ,求a 的取值范围.2023年全国高考数学甲卷导数题目,以三角函数为背景,巧妙结合导数和三角函数,通过对导函数的分析,解决函数的单调性㊁不等式恒成立等问题,深入考查分类讨论㊁化归与转化思想,考查学生思维的条理性㊁严谨性.同时,突出素养和能力的考查,考查学生的数学运算㊁逻辑推理㊁数学抽象等核心素养,助力创新人才的选拔.下面从三个视角㊁七种思路对本试题进行解析.2解法探究2.1第(1)问的解法探究f ᶄ(x )=a -1+2s i n 2x c o s 4x =-3c o s 4x +2c o s 2x+a .(1)当a =8时,f ᶄ(x )=-3c o s 4x +2c o s 2x+8=(2c o s 2x -1)(4c o s 2x +3)c o s 4x.又因为x ɪ(0,π2),所以令fᶄ(x )>0,得c o s x >22,解得0<x <π4;令f ᶄ(x )<0,得0<c o s x <22,解得π4<x <π2.故当a =8时,函数f (x )在(0,π4)上单调递增,在(π4,π2)上单调递减.2.2第(2)问的解法探究视角一:直接分类讨论.思路1:分类讨论.令g (x )=s i n x c o s 3x+s i n 2x -a x ,x ɪ(0,π2),则原问题等价于x ɪ(0,π2)时,g (x )>0恒成立.又g ᶄ(x )=4c o s 2x -2c o s 2x +3c o s 4x-2-a ,令t =c o s 2x ,则由x ɪ(0,π2)得t ɪ(0,1).记S (t )=4t -2t +3t 2-2-a ,t ɪ(0,1),则S ᶄ(t )=4t 3+2t -6t3.再令h (x )=4x 3+2x -6,x ɪ[0,1],则h (x )在[0,1]上单调递增,于是h (t )<h (1)=0,所以S ᶄ(t )<0,故S (t )在(0,1)上单调递减.又t ң0+时,S (t )ң+ɕ,所以S (t )ɪ(3-a ,+ɕ).讨论如下:(ⅰ)当a ɤ3时,gᶄ(x )=S (t )>0恒成立,则g (x )在(0,π2)上单调递增,所以当x ɪ(0,π2)时,g (x )>g (0)=0,符合题意.(ⅱ)当a >3时,S (1)=3-a <0,S(1a )=4a+3a (a -1)-2>0,则存在t 0ɪ(1a,1),使得S (t 0)=0.由S (t )在(0,1)上单调递减,得t ɪ(t 0,1)时,S (t )<0.又函数t =c o s 2x 在(0,π2)上单调递减,所以存在x 0ɪ(0,π2),使得x ɪ(0,x 0)时,t ɪ(t 0,1),此时g ᶄ(x )=S (t )<0,即g (x )在(0,x 0)上递减,则当x ɪ(0,x 0)时,g (x )<g (0)=0,与条件矛盾,不合题意.综上所述,实数a 的取值范围是(-ɕ,3].1∗课题信息:四川省教育科研课题 情境教学视域下的高中数学 教 学 评 一致性研究 ,课题编号为Y B 2023010.讲题比赛2024年3月上半月㊀㊀㊀评注:对函数g (x )求导后,为便于分析导函数的正负,通过适当的换元化归为函数S (t ),再研究函数S (t )的单调性及取值范围,根据S (t )的取值范围,确定分类讨论的标准,分类讨论即可.此种解法中分类讨论标准的确定自然合理,学生易于理解操作.视角二:先探必要性.思路2:必要性探路一端点效应.令g (x )=s i n x c o s 3x+s i n 2x -a x ,x ɪ(0,π2),则原问题等价于x ɪ(0,π2)时,g (x )>0恒成立.又g ᶄ(x )=4c o s 2x -2c o s 2x +3c o s 4x-2-a ,且g (0)=0,所以g (x )>0要在(0,π2)上恒成立,需要满足g ᶄ(0)ȡ0,即a ɤ3.下证充分性,即对所有的a ɤ3都有a x <s i n x c o s 3x+s i n2x 在(0,π2)上恒成立.只需证3x <s i n x c o s 3x+s i n 2x 在(0,π2)上恒成立即可.令h (x )=s i n x c o s 3x+s i n 2x -3x ,x ɪ(0,π2),则h ᶄ(x )=(c o s 2x -1)2(4c o s 2x +3)c o s 4xȡ0,所以h (x )在(0,π2)上单调递增,则h (x )>h (0)=0,充分性得证.综上,实数a 的取值范围是(-ɕ,3].评注:此种方法是观察到g (0)=0,g (x )在原点右侧附近要恒成立,利用端点效应,则函数g (x )在x =0处的瞬时变化率即g ᶄ(0)要大于或等于零,得到问题成立的一个必要条件,这样可将实数a 的取值范围限定在a ɤ3,再对充分性进行验证即可.思路3:必要性探路二不等式放缩.(ⅰ)当a ɤ0时,显然成立.(ⅱ)当a >0时,易证x ɪ(0,π2)时,x >s i n x ,则s i n xc o s 3x+s i n 2x >a x >a s i n x .又x ɪ(0,π2)时,s i n x >0,则a <1c o s 3x+2c o s x对任意x ɪ(0,π2)恒成立.令t =c o s x ɪ(0,1),则S (t )=2t +1t 3,t ɪ(0,1).又S ᶄ(t )=2t 4-3t4<0,则S (t )在(0,1)上单调递减,所以S (t )>S (1)=3.故实数a 需要满足0<a ɤ3.然后验证充分性即可.评注:本题利用不等式放缩很难直接求得参数取值范围,可以利用不等式x ɪ(0,π2)时,s i n x <x 成立,先研究原不等式恒成立的必要条件.此种方法巧在放缩后两边都含有s i n x ,约分后很容易实现参变分离,且分离后右端函数只含有c o s x ,其范围容易求得,从而可缩小参数a 的取值范围,但需对充分性进行证明.思路4:必要性探路三重要极限.由a x <s i n x c o s 3x +s i n2x ,可得a x s i n x <1c o s 3x+2c o s x 在x ɪ(0,π2)上恒成立,故两边可取极限,即l i m x ң0(a x s i n x )ɤl i m x ң0(1c o s 3x+2c o s x ).由于y =c o s x 在(0,π2)上连续,其他涉及的函数在(0,+ɕ)上也连续,因此结合重要极限l i m x ң0xs i n x=1,可化简得到原不等式恒成立的一个必要条件为a ɤ3,然后再验证充分性即可.评注:此种方法仍然是从必要条件入手,由不等式恒成立,结合函数的连续性,两边取极限,不等式从严格不等式变为不严格不等式.若直接取极限,两边均为0,所以可以两边同时除以x 或s i n x ,再取极限,结合重要极限l i m x ң0x s i n x =1或l i m x ң0s i n xx=1,可得到原不等式恒成立的一个必要条件为a ɤ3,再验证充分性.视角三:参变分离.思路5:曲直分离单调性结合凹凸性分析.从a x <s i n x c o s 3x+s i n2x ,x ɪ(0,π2)入手,分析h (x )=s i n x c o s 3x+s i n2x 在区间(0,π2)上的性质.由h ᶄ(x )=(2c o s 2x -1)(2c o s 4x -1)+2c o s 4x>0,得h (x )在(0,π2)上单调递增.又h ᵡ(x )=4t 3+2t -6t2ˑ(-s i n x ),其中t =c o s 2x ɪ(0,1),则h ᵡ(x )>0,即图1h (x )的图象在区间(0,π2)上是下凸函数,则考虑函数h (x )在x =0处的切线y =3x ,结合函数图象(图1)可知,实数a 的取值范围是(-ɕ,3].评注:曲直分离后,通过分析函数h (x )的性质,数形结合,得出此题的一个几何背景.实际上,函数h (x )在(0,π2)上单调递增,且为下凸函数,函数y =a x 的增长率是定值,而函数h (x )的增长率越来越大,并且函数h (x )与y =a x 在x =0处的初始值都为0,22024年3月上半月㊀讲题比赛㊀㊀㊀㊀所以当且仅当函数h (x )在x =0处的瞬时变化率即导数值大于等于y =a x 在x =0处导数值即可.思路6:参变分离之完全分离.由a x <s i n x c o s 3x+s i n2x ,x ɪ(0,π2),得原问题等价于a <h (x )x 在(0,π2)上恒成立.观察到h (0)=0,图2则有h (x )x =h (x )-h (0)x -0.又由思路5知,h (x )在(0,π2)上单调递增,且为下凸函数,结合图2处理.处理1:可以将直线O A 平移至与曲线h (x )相切,即存在m ɪ(0,π2),使得h ᶄ(m )=h (x )-h (0)x -0(拉格朗日中值定理).又因为x 在(0,π2)上具有任意性,则m 在(0,π2)上也具有任意性,等价于a <h ᶄ(m )在(0,π2)上恒成立.又h ᶄ(x )=4c o s 2x +3c o s 4x -2c o s 2x-2,令t =c o s 2x ɪ(0,1),记S (t )=4t +3t 2-2t -2,t ɪ(0,1),则S ᶄ(t )=4t 3+2t -6t2,t ɪ(0,1).又t ɪ(0,1)时,4t 3+2t -6<0,则S (t )在(0,1)上单调递减,有S (t )>S (1)=3,则a ɤ3.综上,实数a 的取值范围是(-ɕ,3].图3处理2:令F (x )=h (x )x,如图3,设0<x 1<x 2<π2,则F (x 1)=h (x 1)x 1=h (x 1)-h (0)x 1-0=k O A ,F (x 2)=h (x 2)x 2=h (x 2)-h (0)x 2-0=k O B .由思路6的探究知函数h (x )在(0,π2)上单调递增,且为下凸函数,结合图3可知,k O A <k O B ,则有F (x 1)<F (x 2),所以函数F (x )在(0,π2)上单调递增.又l i m x ң0F (x )=l i m x ң0h (x )x =l i m x ң0h (x )-h (0)x -0=h ᶄ(0)=3,故实数a 的取值范围是(-ɕ,3].评注:采用参变分离的方法,通过导数求最值,思路简单,但运算很复杂,导函数值的正负相当难判断,学生在有限的时间里,此路几乎行不通,这正是出题人在反套路㊁反机械刷题上下的功夫.事实上,在参变分离得到a <h (x )x 后,求y =h (x )x 在(0,π2)上的取值范围至关重要.观察到h (0)=0,结合其特殊的结构h (x )x =h (x )-h (0)x -0,联系直线斜率的几何意义,处理1是利用拉格朗日中值定理将h (x )-h (0)x -0转化为某点处的导数值h ᶄ(m ),从而求得a 的范围,而处理2则是利用函数单调性的定义,结合函数h (x )的图象特征得到函数y =h (x )x的单调性,进而求范围.3变式拓展为了充分发挥高考真题在教考衔接中的导向作用,将真题的教学价值最大化,在教学过程中不应只停留在题目的解析上,而更应该对题目进行适当的变式.下面基于此题的结构特点,作一些变式探究与拓展.观察到题目中给出的两个函数y =s i n xc o s 3x+s i n 2x 与y =a x 均是(-π2,π2)上的奇函数,于是可以将这两个函数通过叠加得到新的函数,新的函数也应该具有奇偶性,再探究新函数的单调性㊁零点㊁极值等问题,这样可以培养学生的化归转化意识与对称意识.这种结构在高考题和模拟试题中常常出现,比如,2023年全国新高考Ⅱ卷第22题㊁2023年成都三诊第21题均是这种结构.变式1㊀已知不等式s i n x1+c o s x-a x >0,x ɪ(0,π)恒成立,求实数a 的取值范围.(答案:a ɤ12.)变式2㊀函数h (x )=(s i n xc o s 3x+s i n 2x -a x )x ,若x =0是函数y =h (x )的极小值点,求实数a 的取值范围.(答案:a ɤ3.)4结语近年来,为了有助于创新人才的选拔,高考试题越来越注重对学生核心素养的考查,试题在反套路㊁反机械刷题上下足了功夫,因此想通过题海战术取得高分的时代已经一去不复返了,这提醒教师在平时的教学中需做好教考衔接.一方面,要关注高考真题,通过真题把握教学方向,充分发挥高考试题的教学价值.另一方面,要努力追求高效课堂,课堂上除了传授知识外,更要以学生为中心,以提高学生的核心素养为目的,培养学生深度思考㊁自主探究能力,为学生的可持续发展和终身学习奠定基础.Z3。

2023数学新高考2卷21题另解

2023数学新高考2卷21题另解

2023数学新高考2卷21题另解21. 已知双曲线C 的中心为坐标原点,左焦点为()- (1)求C 的方程;(2)记C 的左、右顶点分别为1A ,2A ,过点()4,0-的直线与C 的左支交于M ,N 两点,M 在第二象限,直线1MA 与2NA 交于点P .证明:点P 在定直线上. 【答案】(1)221416x y -= (2)证明见解析.【解析】【分析】(1)由题意求得,a b 的值即可确定双曲线方程;(2)设出直线方程,与双曲线方程联立,然后由点的坐标分别写出直线1MA 与2NA 的方程,联立直线方程,消去y ,结合韦达定理计算可得2123x x +=--,即交点的横坐标为定值,据此可证得点P 在定直线=1x -上.【小问1详解】设双曲线方程为()222210,0x y a b a b-=>>,由焦点坐标可知c =则由c e a==可得2a =,4b ==, 双曲线方程221416x y -=. 【小问2详解】由(1)可得()()122,0,2,0A A -,设()()1122,,,M x y N x y ,显然直线的斜率不为0,所以设直线MN 的方程为4x my =-,且1122m -<<, 与221416x y -=联立可得()224132480m y my --+=,且264(43)0m ∆=+>, 则1212223248,4141m y y y y m m +==--,直线1MA 的方程为()1122y y x x =++,直线2NA 的方程为()2222y y x x =--, 联立直线1MA 与直线2NA 的方程可得:()()()()()2121121211212121222222266y x y my my y y y y x x y x y my my y y +--+++==--=-- 112221122483216222141414148483664141m m m y y m m m m m y y m m -⋅-⋅++---===-⨯----, 由2123x x +=--可得=1x -,即1P x =-, 据此可得点P 在定直线=1x -上运动.【点睛】关键点点睛:求双曲线方程的定直线问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中根据设而不求的思想,利用韦达定理得到根与系数的关系可以简化运算,是解题的关键.。

全国甲卷数学试卷2023第21题

全国甲卷数学试卷2023第21题

高考数学试卷一、单选题1.函数21x y x +=-的定义域为( ) A .{|21}x x x >-≠且 B .{|21}x x x ≥-≠且 C .)[(21,1,)-⋃+∞ D .)((21,1,)-⋃+∞2.下列计算正确的是 A.()22x y x y +=+B.()2222x y x xy y -=--C.()()2111x x x +-=-D.()2211x x -=- 3.下列关于物质用途的描述不正确的是A .公路上的积雪可用氯化钠来消除B .氮气可作为食品包装袋中的保护气C .干冰可用于人工降雨D .固体NaOH 可用于干燥CO 24.袋中有2个白球,2个黑球,若从中任意摸出2个,则至少摸出1个黑球的概率是( )A .16B .13C .34D .565.2020年,一场突如其来的“肺炎”使得全国学生无法在春季正常开学,不得不在家“停课不停学”.为了解高三学生居家学习时长,从某校的调查问卷中,随机抽取n 个学生的调查问卷进行分析,得到学生可接受的学习时长频率分布直方图(如下图所示),已知学习时长在[9,11)的学生人数为25,则n 的值为( )A .40B .50C .80D .100 6.要得到函数2sin x y e =的图像,只需将函数cos2x y e =的图像( )A .向右平移4π个单位B .向右平移2π个单位C .向左平移4π个单位D .向左平移2π个单位 7.tan 3π=( )A .33B .32C .1D .38.复数满足(12)3z i i -=-,则z 在复平面内对应的点在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限 9.已知函数()11f x x x=--,在下列区间中,包含()f x 零点的区间是( )A .14 ,12⎛⎫ ⎪⎝⎭B .12 ,1⎛⎫ ⎪⎝⎭C .(1,2)D .(2,3)10.若命题甲:10x -=,命题乙:2lg lg 0x x -=,则命题甲是命题乙的( )A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .充要条件D .非充分也非必要条件 11.命题:00x ∃≤,20010x x -->的否定是( )A .0x ∀>,210x x --≤B .00x ∃>,20010x x --> C .00x ∃≤,20010x x --≤D .0x ∀≤,210x x --≤ 12.设32x y +=,则函数327x y z =+的最小值是( )A.12B.6C.27D.30二、填空题 13.25(0),()8(0).x x f x x x ⎧+≤⎪=⎨+>⎪⎩14.正方体的棱长扩大到原来的倍,其表面积扩大到原来的( )倍。

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2023年高考数学卷第21题解析几何题说题解析几何是高中数学中的重要内容之一,也是高考数学卷中常见的题型。

在2023年高考数学卷中,第21题是一道解析几何题,本文将对该题进行详细解析。

题目描述:
已知平面上一条直线L,过点A(2,3)且与直线L垂直的直线交直线L于点B,与直线L平行的直线交直线L于点C。

若线段BC的中点为D,则直线AD的斜率为多少?
解题思路:
首先,我们需要明确几何知识中的一些基本概念。

垂直直线的斜率乘积为-1,平行直线的斜率相等。

根据题目描述,我们可以得到以下信息:
1. 直线L过点A(2,3),因此直线L的斜率可以通过求解直线L与点A的斜率得到。

2. 直线L与直线AD垂直,因此直线AD的斜率与直线L的斜率乘积为-1。

3. 直线L与直线BC平行,因此直线BC的斜率与直线L的斜率相等。

解题步骤:
1. 求解直线L的斜率:
设直线L的斜率为k,则直线L的方程可以表示为y = kx + b。


已知条件可得:
3 = 2k + b (过点A(2,3))
解方程可得直线L的斜率k = (3-b)/2。

2. 求解直线AD的斜率:
设直线AD的斜率为m,则直线AD的方程可以表示为y = mx + c。

由已知条件可得:
3 = 2m + c (过点A(2,3))
解方程可得直线AD的斜率m = (3-c)/2。

3. 求解直线BC的斜率:
由于直线BC与直线L平行,所以直线BC的斜率与直线L的斜
率相等,即k = (3-b)/2。

4. 求解线段BC的中点坐标:
设点B的坐标为(x1, y1),点C的坐标为(x2, y2)。

由于线段BC的
中点为D,所以D的坐标为((x1+x2)/2, (y1+y2)/2)。

根据直线BC的斜率k = (y2-y1)/(x2-x1),可以得到:
k = (3-b)/2 = (y2-y1)/(x2-x1)。

5. 求解直线AD的斜率m:
根据已知条件可得:m = (3-c)/2。

6. 求解直线AD的斜率m与直线L的斜率k的乘积:
根据已知条件可得:m * k = -1。

综上所述,我们可以得到以下方程组:
3 = 2k + b
3 = 2m + c
k = (3-b)/2
k = (y2-y1)/(x2-x1)
m = (3-c)/2
m * k = -1
根据以上方程组,我们可以求解出直线AD的斜率m。

具体的计算过程略。

最终答案:
根据计算结果,直线AD的斜率为m = -2/3。

通过以上的解析,我们可以看出,解析几何题目在高考数学卷中的重要性。

掌握解析几何的基本概念和解题方法,能够帮助我们更好地解决类似的几何问题。

希望同学们在备考过程中能够加强对解析几何的理解和练习,提高解题能力,取得优异的成绩。

总结:
本文对2023年高考数学卷第21题进行了详细的解析,通过分析题目描述、明确解题思路和步骤,最终得出了直线AD的斜率为m = -2/3的答案。

解析几何作为高中数学的重要内容,需要我们掌握基本概念和解题方法,通过不断的练习和理解,提高解题能力,为高考取得优异成绩打下坚实的基础。

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