2019-2020年高考数学二轮复习上篇专题整合突破专题七数学思想方法第2讲分类讨论思想转化与化归思想课件文

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-2x 在区间(t,3)上总不为单调函数,则实数 m 的取值范 围是________.
解析 g′(x)=3x2+(m+4)x-2,若 g(x)在区间(t,3)上总为单调 函数,则①g′(x)≥0 在(t,3)上恒成立,或②g′(x)≤0 在(t,3) 上恒成立.由①得 3x2+(m+4)x-2≥0,即 m+4≥2x-3x 在 x∈(t, 3)上恒成立,∴m+4≥2t -3t 恒成立,则 m+4≥-1, 即 m≥-5;由②得 m+4≤2x-3x 在 x∈(t,3)上恒成立, 则 m+4≤23-9,即 m≤-337.∴函数 g(x)在区间(t,3)上总不为 单调函数的 m 的取值范围为-337<m<-5. 答案 -337,-5
为负,则x的取值范围为________.
解析 对任意的|m|≤2,有 mx2-2x+1-m<0 恒成立,即|m|≤2
时,(x2-1)m-2x+1<0 恒成立.设 g(m)=(x2-1)m-2x+1,则
原问题转化为 g(m)<0 恒成立(m∈[-2,2]).所以
gg( (- 2)2) <0<,0,即22xx22+ -22xx- -31> <00, . 解得 72-1<x< 32+1,
2.常见的转化与化归的方法
转化与化归思想方法用在研究、解决数学问题时, 思维受阻或寻求简单方法或从一种状况转化到另 一种情形,也就是转化到另一种情境使问题得到 解决,这种转化是解决问题的有效策略,同时也 是获取成功的思维方式.常见的转化方法有:
(1)直接转化法:把原问题直接转化为基本定理、基本公式 或基本图形问题. (2)换元法:运用“换元”把式子转化为有理式或使整式降幂等, 把较复杂的函数、方程、不等式问题转化为易于解决的基 本问题. (3)数形结合法:研究原问题中数量关系(解析式)与空间形式 (图形)关系,通过互相变换获得转化途径. (4)等价转化法:把原问题转化为一个易于解决的等价命题, 达到化归的目的. (5)特殊化方法:把原问题的形式向特殊化形式转化,并证 明特殊化后的问题、结论适合原问题.
[微题型 2] 特殊与一般的转化
【例 2-2】
已知 f(x)=3x+3
,则 3
f(-2
015)+f(-2
014)
+…+f(0)+f(1)+…+f(2 016)=________.
解析
f(x)+f(1-x)=3x+3 3+31-x+3
3=3x+3
+ 3
3x 3+3x
=33xx+ + 33=1,∴f(0)+f(1)=1,f(-2 015)+f(2 016)=1,
由①、②可知,这个函数的最大值为 ymax=2m-,2mm≥,23m. <23,
答案 (1)-∞,-53∪[-1,+∞) (2)ymax=2m-,2mm≥,23m<23,
探究提高 由数学运算要求引起的分类整合法,常见 的类型有除法运算中除数不为零,偶次方根为非负, 对数运算中真数与底数的要求,指数运算中底数的要 求,不等式两边同乘以一个正数、负数问题,含有绝 对值的不等式求解,三角函数的定义域等,根据相应 问题中的条件对相应的参数、关系式等加以分类分析, 进而分类求解与综合.
即实数 x 的取值范围为 72-1, 32+1.
答案

72-1,
3+1 2
探究提高 在处理多变元的数学问题时,我们可 以选取其中的参数,将其看做是“主元”,而把其 它变元看做是常量,从而达到减少变元简化运算 的目的.
[微题型 4] 正与反的相互转化 【例 2-4】 若对于任意 t∈[1,2],函数 g(x)=x3+m2 +2x2
[微题型2] 由数学运算要求引起的分类 【例1-2】 (1)(2016·苏、锡、常、镇调研改编)不等
式|x|+|2x+3|≥2的解集是________. (2)已知m∈R,求函数f(x)=(4-3m)x2-2x+m在区 间[0,1]上的最大值为________.
解析 (1)原不等式可转化为x<-32, -x-(2x+3)≥2,
x∈0,1a时,f′(x)>0;当 x∈1a,+∞时,f′(x)<0, 所以 f(x)在0,1a上单调递增,在1a,+∞上单调递减.
综上,知当 a≤0 时,f(x)在(0,+∞)上单调递增; 当 a>0 时,f(x)在0,1a上单调递增,在1a,+∞上单调递减. (2)由(1)知,当 a≤0 时,f(x)在(0,+∞)上无最大值; 当 a>0 时,f(x)在 x=1a处取得最大值,最大值为 f1a=ln 1a+ a1-1a=-ln a+a-1.因此 f1a>2a-2 等价于 ln a+a-1<0. 令 g(a)=ln a+a-1,则 g(a)在(0,+∞)上单调递增, g(1)=0.于是,当 0<a<1 时,g(a)<0;当 a>1 时,g(a)>0. 因此,a 的取值范围是(0,1).
[微题型3] 由参数变化引起的分类 【例1-3】 (2015·全国Ⅱ卷)已知函数f(x)=ln x+a(1-x).
(1)讨论f(x)的单调性; (2)当f(x)有最大值,且最大值大于2a-2时,求a的取值范围. 解 (1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1x-a.若 a≤0,则
f′(x)>0,所以 f(x)在(0,+∞)上单调递增.若 a>0,则当
或- -32x+≤(x≤20x+,3)≥2或xx> +0(,2x+3)≥2. 解得 x≤-53或-1≤x≤0 或 x>0, 故原不等式的解集为-∞,-53∪[-1,+∞).
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(2)①当 4-3m=0,即 m=43时,函数 y=-2x+43, 它在[0,1]上是减函数,所以 ymax=f(0)=43. ②当 4-3m≠0, 即 m≠43时,y 是二次函数.当 4-3m>0,即 m <43时,二次函数 y 的图象开口向上,对称轴方程 x=4-13m> 0,它在[0,1]上的最大值只能在区间端点取得(由于此处不涉 及最小值,故不需讨论区间与对称轴的关系).
(3)由性质、定理、公式的限制而引起的分类讨论:如函数 的单调性、基本不等式等. (4)由图形的不确定性而引起的分类讨论:如二次函数图象、 指数函数图象、对数函数图象等. (5)由参数的变化而引起的分类讨论:如某些含有参数的问 题,由于参数的取值不同会导致所得的结果不同,或者由 于对不同的参数值要运用不同的求解或证明方法等.
解析 (1)由 2Sn=3n+3 得: 当 n=1 时,2S1=31+3=2a1,解得 a1=3; 当 n≥2 时,an=Sn-Sn-1=12[(3n+3)-(3n-1+3)]=3n-1, 由于 n=1 时,a1=3 不适合上式. ∴数列{an}的通项公式为 an=33, n-1n,=n1≥,2.
f(0)=m,f(1)=2-2m, 当 m≥2-2m,又 m<43,即23≤m<43时,ymax=m. 当 m<2-2m,又 m<43,即 m<23时,ymax=2(1-m). 当 4-3m<0,即 m>43时,二次函数 y 的图象开口向下,又 它的对称轴方程 x=4-13m<0,所以函数 y 在[0,1]上是减 函数,于是 ymax=f(0)=m.
(2)当 a>0 时,1-a<1,1+a>1,这时 f(1-a)=2(1-a)+a=2-a,
f(1+a)=-(1+a)-2a=-1-3a.由 f(1-a)=f(1+a)得 2-a
=-1-3a,解得 a=-32,不合题意,舍去;当 a<0 时,
1-a>1,1+a<1,这时 f(1-a)=-(1-a)-2a=-1-a,
热点一 分类讨论思想的应用 [微题型 1] 由性质、定理、公式的限制引起的分类 【例 1-1】 (1)设数列{an}的前 n 项和为 Sn,已知 2Sn
=3n+3,求数列{an}的通项 an=________. (2)(2016·苏北四市调研)已知实数 a≠0,函数 f(x)= 2-x+x-a, 2ax,<x1≥,1.若 f(1-a)=f(1+a),则 a 的值为 ________.
探究提高 否定性命题,常要利用正反的相互转化, 先从正面求解,再取正面答案的补集即可,一般地, 题目若出现多种成立的情形,则不成立的情形相对很 少,从反面考虑较简单,因此,间接法多用于含有“至 多”、“至少”及否定性命题情形的问题中.
1.分类讨论思想的本质是“化整为零,积零为整”.用分类讨论的 思维策略解数学问题的操作过程:明确讨论的对象和动机→确 定分类的标准→逐类进行讨论→归纳综合结论→检验分类是否 完备(即分类对象彼此交集为空集,并集为全集).做到“确定对 象的全体,明确分类的标准,分类不重复、不遗漏”的分析讨 论. 常见的分类讨论问题有: (1)集合:注意集合中空集∅讨论. (2)函数:对数函数或指数函数中的底数a,一般应分a>1和 0<a<1的讨论;函数y=ax2+bx+c有时候分a=0和a≠0的 讨论;对称轴位置的讨论;判别式的讨论.
(6)构造法:“构造”一个合适的数学模型,把问题变为易于解 决的问题. (7)坐标法:以坐标系为工具,用计算方法解决几何问题是转 化方法的一个重要途径. (8)类比法:运用类比推理,猜测问题的结论,易于确定. (9)参数法:引进参数,使原问题转化为熟悉的形式进行解决. (10)补集法:如果正面解决原问题有困难,可把原问题的结 果看做集合A,而把包含该问题的整体问题的结果类比为全集 U,通过解决全集U及补集∁UA获得原问题的解决,体现了正 难则反的原则.
∴f(-2 015)+f(-2 014)+…+f(0)+f(1)+…+f(2 016)
=2 016.
答案 2 016
探究提高 一般问题特殊化,使问题处理变得直 接、简单.特殊问题一般化,可以使我们从宏观整 体的高度把握问题的一般规律,从而达到成批处 理问题的效果.
[微题型3] 常量与变量的转化
【例2-3】 对任意的|m|≤2,函数f(x)=mx2-2x+1-m恒
f(1+a)=2(1+a)+a=2+3a.由 f(1-a)=f(1+a)得-1-a
=2+3a,解得 a=-34.综上可知,a 的值为-34.
答案
3,n=1, (1)3n-1,n≥2
(2)-34
探究提高 由性质、定理、公式的限制引起的分 类整合法往往是因为有的数学定理、公式、性质 是分类给出的,在不同的条件下结论不一致的情 况下使用,如等比数列的前n项和公式、函数的 单调性等.
第2讲 分类讨论思想、转化与化归思想
高考定位 分类讨论思想,转化与化归思想近几年高 考每年必考,一般体现在解析几何、函数与导数及数 列解答题中,难度较大.
1.中学数学中可能引起分类讨论的因素 (1)由数学概念而引起的分类讨论:如绝对值的定义、 不等式的定义、二次函数的定义、直线的倾斜角等. (2)由数学运算要求而引起的分类讨论:如除法运算中 除数不为零,偶次方根被开方数为非负数,对数运算 中真数与底数的要求,指数运算中底数的要求,不等 式中两边同乘以一个正数、负数,三角函数的定义域, 等比数列{an}的前n项和公式等.
探究提高 由参数的变化引起的分类整合法 经常用于某些含有参数的问题,如含参数的 方程、不等式,由于参数的取值不同会导致 所得结果不同,或对于不同的参数值要运用 不同的求解或证明方法.
热点二 转化与化归思想
[微题型1] 换元法 【例2-1】 已知实数a,b,c满足a+b+c=0,a2+b2+c2
=1,则a的最大值是________. 解析 令 b=x,c=y,则 x+y=-a,x2+y2=1-a2.
此时直线 x+y=-a 与圆 x2+y2=1-a2 有交点,
则圆心到直线的距离
d=
|a| ≤ 2
1-a2,解得 a2≤23,
所以
a
的最大值为
6 3.
答案
6 3
探究提高 换元法是一种变量代换,也是一种特殊的 转化与化归方法,是用一种变数形式去取代另一种变 数形式,是将生疏(或复杂)的式子(或数),用熟悉(或 简单)的式子(或字母)进行替换;化生疏为熟悉、复杂 为简单、抽象为具体,使运算或推理可以顺利进行.
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