二模备考之数学思想
2022年中学考试数学二轮复习资料数学思想方法一整体思想转化思想分类讨论思想含解析汇报

2022年中学考试数学二轮复习资料数学思想方法一整体思想转化思想分类讨论思想含解析汇报标准文案数学思想方法(一)(整体思想、转化思想、分类讨论思想)一、中考专题诠释数学思想方法是指对数学知识和方法形成的规律性的理性认识,是解决数学问题的根本策略。
数学思想方法揭示概念、原理、规律的本质,是沟通基础知识与能力的桥梁,是数学知识的重要组成部分。
数学思想方法是数学知识在更高层次上的抽象和概括,它蕴含于数学知识的发生、发展和应用的过程中。
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.二、解题策略和解法精讲数学思想方法是数学的精髓,是读书由厚到薄的升华,在复习中一定要注重培养在解题中提炼数学思想的习惯,中考常用到的数学思想方法有:整体思想、转化思想、函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想等.在中考复习备考阶段,教师应指导学生系统总结这些数学思想与方法,掌握了它的实质,就可以把所学的知识融会贯通,解题时可以举一反三。
三、中考考点精讲考点一:整体思想整体是与局部对应的,按常规不容易求某一个(或多个)未知量时,可打破常规,根据题目的结构特征,把一组数或一个代数式看作一个整体,从而使问题得到解决。
标准文案.,则2a-4b-5=(例12022吉林)若a-2b=3整体代入并求)形式的代数式,然后将a-2b=3思路分析:把所求代数式转化为含有(a-2b值即可..2a-4b-5=2(a-2b)-5=2某3-5=1解:.故答案是:1点评:而是隐含在题设中,代数式中的字母表示的数没有明确告知,本题考查了代数式求值.a-2b)的值,然后利用“整体代入法”求代数式的值.首先应从题设中获取代数式(对应训练a-b))(满足a+b=2,则a-b=5,(a+b,1的值是.2022.(福州)已知实数ab331000.1考点二:转化思想我们通常是将在研究数学问题时,转化思想是解决数学问题的一种最基本的数学思想。
数学二模后高效复习建议

数学二模后高效复习建议数学二模后高效复习建议名师指导二模后高效复习建议--数学科学地训练当然是必须把握的教学理念,具体设想是:1、科学地建构知识体系:----“回归课本”能力的考查是以数学知识为载体的。
因此高考数学复习很重要的工作是准确、系统的掌握高中数学的基础知识,考生应根据自身学习的特点科学地建构知识体系。
知识体系的建构要突出重点,揭示联系,简洁实用。
回归课本就是要形成知识体系,知识网络。
对考生来讲这是一个知识“内化”的过程,只有这样在考试时知识才能用得上,用得好。
2、科学地训练:在认真分析总结“一摸”、“二摸”试卷的基础上,还要关注知识交叉点的训练。
知识的交叉点,即知识之间纵向、横向的有机联系,既体现了数学高考的能力立意,又是高考命题的“热点”,而这恰恰是学生平时学习的“弱点”。
在练习时要注意以下几点:解题要规范。
俗话说,“不怕难题不得分,就怕每题都扣分”,所以务必将解题过程写得层次分明,结构完整。
重要的是解题质量而非数量,要针对学生的问题有选择地精练。
不满足于会做,更强调解题后的反思常悟,悟出解题策略、思想方法的精华,尤其是一些高考题、新题、难度稍大的题,这种反思更为重要,“多思出悟性,常悟获精华”。
几种有用的提法:(1)、“快步走,多回头”。
(2)、“会做的可以不做”,课后的作业布置五条题,让学生至少做三题,会做的可以不做,这样做可以把主动权让给学生,提高了复习的效率,而且锻练了学生高考对题目能否会做的判断能力。
(3)“八过关,分层推进,分类突破”。
(4)“紧盯尖子生,狠抓临界生,关心后进生”。
(5)“抓基础,抓重点,抓落实,”(6)“重组教材,夯实基础,有效训练,及时反馈。
”总之,高考备考工作没有捷径可走,要让学生“知情”,并让学生“领情”,就是走了直径。
抓住课堂,配合好教师的教学应做到课前做好各种准备并利用课前两分钟的预习时间想一想前一节课的内容;上课时专心致志,积极思考,尽量使自己的思路与教师的思路过程合拍,做到耳目并用,手脑结合,提高听课的效率;课后及时复习,使知识再现,形成永久性记忆;最好能将老师所讲的内容与课本作一比较,从中获得更多知识;作业仅限于课堂练习是远远不够的,要利用课外资料拓宽知识领域,补充课内不足,更重要的是促进课内学习。
2024年中考数学二轮复习模块专练—化归思想(含答案)

2024年中考数学二轮复习模块专练—化归思想(含答案)在于将未知的,陌生的,复杂的问题通过演绎归纳转化为已知的,熟悉的,简单的问题.三角函数,几何变换,因式分解,乃至古代数学的尺规作图等数学理论无不渗透着转化的思想.常见的转化方式有:一般特殊转化,等价转化,复杂简单转化,数形转化,构造转化,联想转化,类比转化等.转化思想亦可在狭义上称为化归思想.化归思想就是将待解决的或者难以解决的问题A 经过某种转化手段,转化为有固定解决模式的或者容易解决的问题B ,通过解决问题B 来解决问题A 的方法.考点解读:有理数减法转化为有理数的加减,有理数的除法转化为有理数的乘法;多项式乘以多项式转化为单项式乘以单项式,异分母的分式相加减转化为同分母的分式相加减;数式的化归,递进式变化,构建起数式知识与方法的脉络.【例1】(2023·广东江门·统考一模)1.在《九章算术》“割圆术”中指出:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣”,这里所用的割圆术所体现的是一种由有限到无限的转化思想.比如在求234111112222+++++⋅⋅⋅的和中,“…”代表按此规律无限个数相加不断求和.我们可设234111112222x =+++++⋅⋅⋅.则有234111*********x ⎛⎫=++++++⋅⋅⋅ ⎪⎝⎭,即112x x =+,解得2x =,故2341111122222+++++⋅⋅⋅=.类似地,请你计算:2468111113333+++++⋅⋅⋅=.(直接填计算结果即可)【变1】考点解读:从一般的三角形到等腰三角形、等边三角形,从平行四边形到矩形、菱形,试卷第2页,共14页A .BEA ∠B .DEB ∠C .ECA ∠D .ADO∠【变1】(2023·浙江·统考中考真题)4.小贺在复习浙教版教材九上第81页第5题后,进行变式、探究与思考:如图1,O 的直径CD 垂直弦AB 于点E ,且8CE =,2DE =.(1)复习回顾:求AB 的长.(2)探究拓展:如图2,连接AC ,点G 是 BC上一动点,连接AG ,延长CG 交AB 的延长线于点F .①当点G 是 BC的中点时,求证:GAF F ∠=∠;②设CG x =,CF y =,请写出y 关于x 的函数关系式,并说明理由;③如图3,连接DF BG ,,当CDF 为等腰三角形时,请计算BG 的长.考点解读:三元一次方程转化为二元一次方程,分式方程转化为整式方程,一元二次方程转化为一元一次方程.方程化归,构成了方程知识和方法体系.【例1】(2019·浙江台州·统考中考真题)考点解读:由正比例函数图像的平移来研究一次函数图像及性质,试卷第4页,共14页(1)求点C,D的坐标;(2)当13a=时,如图1,该抛物线与x轴交于A,B直线AD上方抛物线上一点,将直线PD沿直线AD 2试卷第6页,共14页三、解答题(2023·山西忻州·校联考模拟预测)16.下面是小彬同学解二元一次方程组的过程,请认真阅读并完成相应的任务.用上面方法所作出的正方形,有一个顶点恰好是直角三角形的直角顶点.△的内接正方形的一边恰好在斜边AB上,我就可用如下方法,如图2,如果Rt ABC⊥,垂足为D;第一步:过直角顶点C作CD AB第二步,延长AB到M,使得BM AD=,连接CM;试卷第8页,共14页试卷第10页,共14页试卷第12页,共14页(1)求EPF ∠的度数;(2)设PE x =,PF y =,随着点P 的运动,32x y +的值是否会发生变化?若变化,请求出它的变化范围;若不变,请求出它的值;(3)求EF 的取值范围(可直接写出最后结果).试卷第14页,共14页参考答案:答案第2页,共31页∵O 的直径CD 垂直弦∴10CD CE DE =+=,∴152OA OD CD ===在Rt OAE △中,AE =∵点G 是 BC的中点,∴»»CGBG =,∴GAF D ∠=∠,答案第4页,共31页∵O 的直径CD 垂直弦AB 于点∴ AC BC=,∴CAF CGA ∠=∠,在Rt CEF △中,2EF CF CE =-在Rt DEF △中,2EF DF DE =-在Rt CEF △中,2CF CE EF =+∴464BF EF BE =-=-,同理FGB FAC ∽△△,答案第6页,共31页次方程转化为二元一次方程组是解题关键.7.D【分析】利用“倍值点”的定义得到方程()210t x tx s +++=,则方程的0∆>,可得2440t ts s -->,利用对于任意的实数s 总成立,可得不等式的判别式小于0,解不等式可得出s 的取值范围.【详解】解:由“倍值点”的定义可得:()()2212x t x t x s =++++,整理得,()210t x tx s +++=∵关于x 的二次函数()()212y t x t x s =++++(,s t 为常数,1t ≠-)总有两个不同的倍值点,∴()22=41440,t t s t ts s ∆-+=-->∵对于任意实数s 总成立,∴()()24440,s s --⨯-<整理得,216160,s s +<∴20,s s +<∴()10s s +<,∴010s s <⎧⎨+>⎩,或010s s >⎧⎨+<⎩,当010s s <⎧⎨+>⎩时,解得10s -<<,当010s s >⎧⎨+<⎩时,此不等式组无解,∴10s -<<,故选:D .【点睛】本题主要考查了二次函数图象上点的坐标特征,一元二次方程根的判别式以及二次函数与不等式的关系,理解新定义并能熟练运用是解答本题的关键.答案第8页,共31页答案第10页,共31页(3)解:①当1a =时,抛物线解析式为∴4EH EF FG ===,∴()16H ,,()56G ,,②如图3-1所示,当抛物线与∵当正方形EFGH 的边与该抛物线有且仅有两个交点,∴点T 的纵坐标为2+151 4.5a -++=如图3-2所示,当抛物线与∵当正方形EFGH的边与该抛物线有且仅有两个交点,∴15 2.5a-=,解得0.4a=(舍去,因为此时点如图3-3所示,当抛物线与∵当正方形EFGH的边与该抛物线有且仅有两个交点,∴21152 a aa a⎛⎫-⋅+⋅+⎪⎝⎭17 3.5aa=.综上所述,0.5【点睛】本题主要考查了二次函数综合,勾股定理,轴对称的性质,正方形的性质等等,利用分类讨论和数形结合的思想求解是解题的关键.9.C答案第12页,共31页答案第14页,共31页抛物线223y x x =+-交于C 、D 两点,∵0m n >>,关于x 的方程2230x x m +--=的解为()1212,x x x x <,关于x 的方程2230x x n +--=的解为3434,()x x x x <,∴1234,,,x x x x 分别是A 、B 、C 、D 的横坐标,∴1342x x x x <<<,故选B .【点睛】本题主要考查了抛物线与一元二次方程的关系,正确把一元二次方程的解转换成直线与抛物线交点的横坐标是解题的关键.13.12x y =⎧⎨=⎩【分析】根据一次函数的交点坐标即可确定以两个一次函数解析式组成的二元一次方程组的解.【详解】解:∵一次函数y =3x -1与y =kx (k 是常数,k ≠0)的图象的交点坐标是(1,2),∴联立y =3x -1与y =kx 的方程组31y x y kx =-⎧⎨=⎩的解为:12x y =⎧⎨=⎩,即310x y kx y -=⎧⎨-=⎩的解为:12x y =⎧⎨=⎩,答案第16页,共31页答案第18页,共31页证明:FD AB ⊥ ,FE AC ⊥,90AEG GDF ∴∠=∠=︒,AGE FGD ∠=∠ ,180BAC ∠=BAC DFE ∴∠=∠;(2)解:BC CD ⊥ ,90BCD ∴∠=︒,在Rt BCD 中,tan BC CD BDC =∠在Rt BCE 中,BC CE =答案第20页,共31页解得:9m BC =,9 1.610.6m AB BC AC ∴=+=+=,答:大树的高度AB 为10.6m .【点睛】本题考查了三角形的内角和定理,解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,属于中考常考题型.19.(1)当Δ0=时,方程有两个相等的实数根,∴二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的图像与一次函数()0y sx t s =+≠的图像有一个交点;当Δ0<时,方程没有实数根,∴二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的图像与一次函数()0y sx t s =+≠的图像没有交点;(2)16t =;(3)y x =-,答案不唯一,合理即可.【分析】(1)根据一元二次方程根的判别式说明根的情况和函数图像交点的情况即可;(2)联立方程组,化简成一元二次方程的一般形式,用根的判别式Δ0=,代入求解;(3)函数图像有两个交点,保证根的判别式0∆>即可.【详解】(1)解:根据一元二次方程根的判别式可得:当Δ0=时,方程有两个相等的实数根,∴二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的图像与一次函数()0y sx t s =+≠的图像有一个交点;当Δ0<时,方程没有实数根,∴二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的图像与一次函数()0y sx t s =+≠的图像没有交点;(2)联立函数表达式:253y x x y x t ⎧=-+⎨=-+⎩,可得:253x x x t -+=-+,答案第22页,共31页由旋转的性质,可证明△BPP ′是等边三角形,再证明C 、P 、A ′、P ′四点共线,最后由勾股定理解答.【详解】(1)解:∵ACP ABP ' ≌,∴AP ′=AP =3、CP ′=BP =4,∠AP ′C =∠APB ,由题意知旋转角∠PAP ′=60°,∴△APP ′为等边三角形,PP ′=AP =3,∠AP ′P =60°,由旋转的性质可得:AP ′=AP =PP ′=3,CP ′=4,PC=5,∵32+42=52∴△PP ′C 为直角三角形,且∠PP ′C =90°,∴∠APB =∠AP ′C =∠AP ′P +∠PP ′C =60°+90°=150°;故答案为:150°;(2)证明:∵点P 为△ABC 的费马点,∴120APB ∠=︒,∴60APD ∠=︒,又∵AD AP =,∴APD 为等边三角形∴AP PD AD ==,60PAD ADP ∠=∠=︒,∴120ADE ∠=︒,∴ADE APC ∠=∠,在△APC 和△ADE 中,PAC DAE AP AD APC ADE ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、勾股定理、旋转的性质、费马点等知识,是重要考点,有难度,掌握相关知识,正确做出辅助线是解题关键.21.(1)120︒(2)不会;9(3)9219 7EF≤<【分析】(1)延长EP交BC于点G,根据平行线的性质得出答案第24页,共31页,∵PE CD∠=∠,∴PGB DCB∥,∵PF AB∠=∠,∴PFC ABC答案第26页,共31页则90EHP ∠=︒,∵120EPF ∠=︒,∴18012060EPH ∠=︒-︒=︒,∴906030PEH ∠=︒-︒=︒,22.(1)60︒;(2)①丙;②10【分析】(1)连接BC ',则A BC ''△为等边三角形,即可求得既不相交也不平行的两条直线BA '与AC 所成角的大小;(2)①根据正方体侧面展开图判断即可;②根据对称关系作辅助线即可求得PM PN +的最小值.【详解】解:(1)连接BC ',∵//AC A C '',BA '与A C ''相交与点A ',即既不相交也不平行的两条直线BA '与AC 所成角为BA C ''∠,根据正方体性质可得:A B BC A C ''''==,∴A BC ''△为等边三角形,∴=60BA C ''∠︒,即既不相交也不平行的两条直线BA '与AC 所成角为60︒;(2)①根据正方体展开图可以判断,甲中与原图形中对应点位置不符,乙图形不能拼成正方体,故答案为丙;②如图:作M 关于直线AB 的对称点M ',答案第28页,共31页∵90ABC ∠=︒,DQ ∴四边形DBNQ 是矩形,∴90DQN ∠=︒,QN答案第30页,共31页∵A ABN BNQ AQN ∠+∠+∠+∠∴180ABN AQN ∠+∠=︒,∴AQN PBN ∠=∠.。
高三文科数学二轮复习专题6数学思想方法

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第16讲 函数与方程思想、数形结合思想
—— 教师知识必备 ——
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新高考数学二轮复习全套思想方法汇总

思想概述
函数的思想,是用运动和变化的观点,分析和研究数学中的数量关系,是对 函数概念的本质认识,建立函数关系或构造函数,运用函数的图象和性质去 分析问题、转化问题,从而使问题得以解决. 方程的思想,就是分析数学问题中变量间的等量关系,建立方程或方程组, 或者构造方程,通过解方程或方程组,或者运用方程的性质去分析问题、转 化问题,使问题得以解决.
所以y=3x+3-x在(0,+∞)上单调递增,
因为函数y=log3x为增函数, 所以g(x)在[0,+∞)上单调递增, 所以f(x)在[2,+∞)上单调递增, 因为f(a-1)≥f(2a+1), 所以|a-1-2|≥|2a+1-2|, 所以(a-3)2≥(2a-1)2,化简得(a+2)(3a-4)≤0, 解得-2≤a≤43. 所以实数 a 的取值范围为-2,43.
规
律 函数与方程的相互转化:对于方程f(x)=0,可利用函数y=f(x)的
方 法
图象和性质求解问题.
方法三 构造函数解决数学问题
在一些数学问题的研究中,可以通过建立函数关系式,把要研究的 问题转化为函数的性质,达到化繁为简、化难为易的效果.
例3 (2023·深圳模拟)已知ε>0,x,y∈ -π4,π4 ,且ex+εsin y=eysin x,则 下列关系式恒成立的为
规
律 方程的根可通过构造函数,转化为两函数的交点横坐标;不等式
方 法
f(x)<g(x)可转化为函数y=f(x)与y=g(x)图象的位置关系.
利用数学概念、表达式的几何意义 方法二 求解最值、范围问题
向量、复数、圆锥曲线等数学概念具有明显的几何意义,可利用图 形观察求解有关问题;灵活应用一些几何结构的代数形式,如斜率、距 离公式等.
高三二轮复习之数学思想方法

高三二轮复习之数学思想方法高考命题中,以知识为载体,以能力立意、思想方法为灵魂,以核心素养为统领,兼顾试题的基础性、综合性、应用性和创新性,展现数学的科学价值和人文价值.高考试题一是着眼于知识点新颖巧妙的组合,二是着眼于对数学思想方法、数学能力的考查.如果说数学知识是数学的内容,可用文字和符号来记录和描述,那么数学思想方法则是数学的意识,重在领会、运用,属于思维的范畴,用以对数学问题的认识、处理和解决.高考中常用到的数学思想主要有函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化与化归思想等.第1讲 函数与方程思想[思想方法概述]函数的思想,是用运动和变化的观点,分析和研究数学中的数量关系,是对函数概念的本质认识,建立函数关系或构造函数,运用函数的图象和性质去分析问题、转化问题,从而使问题获得解决.经常利用的性质是单调性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、图象变换等.方程的思想,就是分析数学问题中变量间的等量关系,建立方程或方程组,或者构造方程,通过解方程或方程组,或者运用方程的性质去分析、转化问题,使问题得以解决.方程的教学是对方程概念的本质认识,用于指导解题就是善于利用方程或方程组的观点观察处理问题.方程思想是动中求静,研究运动中的等量关系.[方法探究]方法一 运用函数相关概念的本质解题在理解函数,函数的定义域、值域、性质等的本质的基础上,主动、准确地运用它们解答问题,常见问题有:求函数的定义域、解析式、最值问题,研究函数的性质.[例1] 若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +3a ,x <0,a x ,x ≥0,(a >0且a ≠1)是R 上的减函数,则实数a 的取值范围为( )A .(0,1) B.⎣⎡⎭⎫13,1 C.⎝⎛⎭⎫13,1D.⎝⎛⎭⎫0,13 思路分析 先求出a x 是减函数时a 的范围→满足-0+3a ≥a 0时a 的范围→取交集解析 ∵函数f (x )是R 上的减函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,3a ≥a 0,解得13≤a <1. ∴a 的取值范围为⎣⎡⎭⎫13,1,故选B.答案 B规律方法 解答本题,首先要明确分段函数和减函数这两个概念的本质,分段函数是一个函数,根据减函数的定义,两段函数都是减函数,但这不足以说明整个函数是减函数,还要保证在两段的衔接处呈减的趋势,这一点往往容易被忽视.方法二 用函数的性质解决问题能意识到题目考查函数的什么性质或相关问题应该用函数的什么性质来解答,考查热点有函数的单调性、奇偶性及函数图象的对称性等,常见问题是函数性质的应用.[例2] (2018·全国Ⅰ卷)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x,x ≤01,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(0,+∞)C .(-1,0)D .(-∞,0)思路分析 首先根据题中所给的函数解析式,将函数图象画出来,从图中可以发现若有f (x +1)<f (2x )成立,一定会有⎩⎪⎨⎪⎧2x <02x <x +1,从而求得结果.解析 将函数f (x )的图象画出来,观察图象可知会有⎩⎪⎨⎪⎧2x <02x <x +1,解得x <0,所以满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是(-∞,0),故选D. 答案 D规律方法 该题考查的是有关通过函数值的大小来推断自变量的大小关系,从而求得相关的参数的值的问题,在求解的过程中,需要利用函数解析式画出函数图像,从而得到要出现函数值的大小,绝对不是常函数,从而确定出自变量的所处的位置,结合函数值的大小,确定出自变量的大小,从而得到其等价的不等式组,从而求得结果.方法三 用函数的图象解决问题当一个函数比较复杂或比较抽象,而其中函数的图象又比较容易作出时,可作出函数的图象,直观解答问题,常见问题有:抽象函数问题、含参数函数问题.[例3] (2018·全国Ⅰ卷)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x ,x ≤0,ln x ,x >0,g (x )=f (x )+x +a .若g (x )存在2个零点,则a 的取值范围是( )A .[-1,0)B .[0,+∞)C .[-1,+∞)D .[1,+∞)思路分析 函数零点个数→图象交点个数→做出函数图象→求出a 的范围 解析 画出函数f (x )的图像,再画出直线y =-x ,之后上下移动, 可以发现当直线过点(0,1)时,直线与函数f (x )图象有两个交点, 并且向下可以无限移动,都可以保证直线与函数的图象有两个交点, 即方程f (x )=-x -a 有两个解, 也就是函数g (x )有两个零点, 此时满足-a ≤1,即a ≥-1,故选C.答案 C规律方法 该题考查的是有关已知函数零点个数求有关参数的取值范围问题,在求解的过程中,解题的思路是将函数零点个数问题转化为方程解的个数问题,将式子移项变形,转化为两条曲线交点的问题,画出函数的图象以及相应的直线,在直线移动的过程中,利用数形结合思想,求得相应的结果.方法四 构造函数解题根据题设条件,构造相关函数,运用这个函数的性质解答问题,常见问题有:比较大小、解不等式等.[例4] (2018·合肥调研)已知函数f (x )=12x 2+ln x .(1)求函数f (x )的单调区间; (2)求证:当x >1时,12x 2+ln x <23x 3.思路分析 构造函数g (x )=23x 3-12x 2-ln x →求函数的最小值→问题得证解 (1)依题意知函数的定义域为{x |x >0}, ∵f ′(x )=x +1x ,故f ′(x )>0,∴f (x )的单调增区间为(0,+∞). (2)证明:设g (x )=23x 3-12x 2-ln x ,∴g ′(x )=2x 2-x -1x,∵当x >1时,g ′(x )=(x -1)(2x 2+x +1)x >0,∴g (x )在(1,+∞)上为增函数, ∴g (x )>g (1)=16>0,∴当x >1时,12x 2+ln x <23x 3.[例5] (2018·济南模拟)定义在R 上的函数f (x ),f ′(x )是其导函数,且满足f (x )+f ′(x )>2,f (1)=2+4e,则不等式e x f (x )>4+2e x 的解集为( )A .(-∞,1)B .(1,+∞)C .(-∞,2)D .(2,+∞)思路分析 构造函数令g (x )=e x f (x )-2e x -4→利用导数判断单调性→与g (1)进行比较→解不等式 解析 令g (x )=e x f (x )-2e x -4,g ′(x )=e x f (x )+e x f ′(x )-2e x =e x [f (x )+f ′(x )-2], ∵f (x )+ f ′(x )>2 ∴g ′(x )>0;∴g (x )在R 上单调递增. 又f (1)=2+4e,∴g (1)=e ⎝⎛⎫2+4e -2e -4=0 ∴x >1时,g (x )>0;∴原不等式的解集为(1,+∞).故选B. 答案 B规律方法 解答本类问题时,关键是构造函数,有时通过条件构造,有时通过选项构造,然后运用函数的性质解题。
2017中考二模专题复习-数学思想

中考二模复习之“数学思想”数学基本思想着重考查学生对函数与方程思想、数形结合思想、分类与整合思想、特殊与一般思想、化归与转化思想、或然与必然思想等的领悟程度。
在学习中渗透数学思想,可以克服思维定势、生搬硬套,它是我们在解题时,加强思路分析,寻求已知和未知的联系,提高分析问题的能力,从而使思维品质和能力有所提高。
让学生学会各种数学思想可以使其生受用一生。
想要考高分的同学,这些数学思想要去了解和掌握。
①函数与方程思想函数思想的实质是抛开所研究对象的非数学特征,用联系和运动变化的观点去分析和研究问题中的数量关系,建立函数模型,并利用函数性质求解函数模型,从而解决问题。
方程思想是分析问题中数量间的等量关系,将所求的量设成未知数,用它表示问题中的其他各量,根据题中隐含的等量关系列方程(组),通过解方程(组)或对方程(组)进行研究,以求得问题的解决。
函数与方程是整体与局部、一般与特殊、动态与静止等相互联系的,在一定条件下,它们可以相互转化。
例1:如图,已知点A在双曲线y=6x上,且OA=4,过A作AC⊥y轴于C,OA的垂直平分线交OC于B.则△ABC的周长为.例2:如图,若正方形OABC的顶点B和正方形ADEF的顶点E都在函数1(0)y xx=>的函数图像上,则点E的坐标是( , ).例3: 已知方程01)(22=--+a h x 的两根是c b ,)(c b <,方程02)(22=--+a h x 的两根分别是)(,n m n m <,判断n m c b ,,,的大小关系 (用<连接)例4:(2014年五缘湾实验期中27,11分)已知: 抛物线c a 2++=bx x y 经过点)1,1(-,且对任意的实数x ,有2244244x ax bx c x x -≤++≤-+恒成立.(1)求42a b c ++的值;(2)已知点0,2B (),设点M x y (,)是抛物线上任一点,求线段MB 长度的最小值.巩固练习:1.(2016槟榔期中14)代数式2114114222ac ac a c a a ⎛⎫+-+--++ ⎪ ⎪⎝⎭的值是 。
2020版高考数学二轮复习 数学思想 教案汇编全集 理

1.函数与方程思想函数思想方程思想函数思想的实质是抛开所研究对象的非数学特征,用联系和变化的观点提出数学对象,抽象其数学特征,建立各变量之间固有的函数关系,通过函数形式,利用函数的有关性质,使问题得到解决.方程思想的实质就是将所求的量设成未知数,根据题中的等量关系,列方程(组),通过解方程(组)或对方程(组)进行研究,以求得问题的解决.问题进行动态的研究,方程思想则是动中求解,研究运动中的等量关系.应用1 目标函数法求最值【典例1】(1)已知在半径为2的扇形AOB 中,∠AOB =120°,C 是OB 的中点,P 为弧AB 上任意一点,且OP →=λOA →+μOC →,则λ+μ的最大值为________.(2)已知正四棱锥P ABCD 中,PA =23,则当该正四棱锥的体积最大时,它的高h 等于________.切入点:(1)联想三角函数的定义、平面向量的坐标运算,建系求解. (2)建立体积V 与高h 之间的等量关系,借助导数等工具求V 最大时的h 值. (1)2213(2)2 [(1)建立如图所示的平面直角坐标系,则O (0,0),A (2,0),C ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32,则OA →=(2,0),OC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32,设P (2cos θ,2sin θ),则λ(2,0)+μ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32=(2cos θ,2sin θ),即⎩⎪⎨⎪⎧2λ-12μ=2cos θ,32μ=2sin θ,解得⎩⎪⎨⎪⎧μ=43sin θ,λ=cos θ+13sin θ,则λ+μ=53sin θ+cos θ=2213sin(θ+φ),其中tan φ=35,据此可知,当sin(θ+φ)=1时,λ+μ取得最大值2213.(2)设正四棱锥P ABCD 的底面边长为a ,∵PA =23,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 22+h 2=12,即a 22+h 2=12,故a 2=24-2h 2,∴正四棱锥P ABCD 的体积V =13a 2h =8h -23h 3(h >0),∴V ′=8-2h 2,令V ′>0得0<h <2,令V ′<0得h >2,∴当h =2时,正四棱锥P ABCD 的体积取得最大值.]【对点训练1】(1)(2017·全国卷Ⅰ)已知F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过F 作两条互相垂直的直线l 1,l 2,直线l 1与C 交于A ,B 两点,直线l 2与C 交于D ,E 两点,则|AB |+|DE |的最小值为( )A .16B .14C .12D .10(2)(2019·北京高考)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=-3,S 5=-10,则a 5=________,S n 的最小值为________.(1)A (2)0 -10 [(1)因为F 为y 2=4x 的焦点,所以F (1,0).由题意直线l 1,l 2的斜率均存在,且不为0,设l 1的斜率为k ,则l 2的斜率为-1k,故直线l 1,l 2的方程分别为y =k (x -1),y =-1k(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -1,y 2=4x ,得k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2k 2+4k2,x 1x 2=1,所以|AB |=1+k 2·|x 1-x 2|=1+k 2·x 1+x 22-4x 1x 2=1+k 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫2k 2+4k 22-4=41+k 2k 2. 同理可得|DE |=4(1+k 2). 所以|AB |+|DE |=41+k2k2+4(1+k 2)=4⎝ ⎛⎭⎪⎫1k 2+1+1+k 2=8+4⎝ ⎛⎭⎪⎫k 2+1k 2≥8+4×2=16,当且仅当k 2=1k2,即k =±1时,取得等号.故选A.(2)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2=-3,S 5=-10,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =-3,5a 1+5×42d =-10,解得a 1=-4,d =1,∴a 5=a 1+4d =-4+4×1=0,S n =na 1+n n -12d =-4n +n n -12=12⎝ ⎛⎭⎪⎫n -922-818, ∴n =4或n =5时,S n 取最小值为S 4=S 5=-10.]应用2 分离参数法求参数范围【典例2】(1)若方程cos 2x -sin x +a =0在⎝⎛⎦⎥⎤0,π2上有解,则实数a 的取值范围为________.(2)若对x ∈(-∞,-1],不等式(m 2-m )2x-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x<1恒成立,则实数m 的取值范围是________.切入点:(1)法一:分离参数构建函数,将方程有解问题转化为求函数的值域. 法二:三角换元转化为一元二次方程在给定区间上有解.(2)分离参数,建立函数,将不等式恒成立问题转化为函数最值及解不等式问题. (1)(-1,1] (2)(-2,3) [(1)法一:(分离变量)把方程变形为a =-cos 2x +sin x ,设f (x )=-cos 2x +sin x ,x ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,π2,显然,当且仅当a 属于f (x )的值域时有解.因为f (x )=-(1-sin 2x )+sin x =⎝ ⎛⎭⎪⎫sin x +122-54,且由x ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,π2知sin x ∈(0,1],易求得f (x )的值域为(-1,1],故a 的取值范围是(-1,1].法二:(换元法)令t =sin x ,由x ∈⎝⎛⎦⎥⎤0,π2,可得t ∈(0,1], 将方程变为t 2+t -1-a =0. 依题意,该方程在(0,1]上有解,设f (t )=t 2+t -1-a ,其图象是开口向上的抛物线,对称轴t =-12,如图所示,因此,f (t )=0在(0,1]上有解 等价于⎩⎪⎨⎪⎧f 0<0,f1≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧-1-a <0,1-a ≥0,所以-1<a ≤1,故a 的取值范围是(-1,1].(2)不等式(m 2-m )2x-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x <1恒成立,等价于m 2-m <⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+12x ⇔m 2-m <⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+12x min ,构造函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 2+12x ,利用换元法,令t =12x ,则y =t 2+t =⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122-14,∵x ∈(-∞,-1],∴t ∈[2,+∞),∴y =t 2+t =⎝ ⎛⎭⎪⎫t +122-14的最小值为6,∴m 2-m <6⇔m 2-m -6<0⇔-2<m <3,所以实数m 的取值范围是-2<m <3.]【对点训练2】(2019·天津高考)已知a ∈R ,设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2ax +2a ,x ≤1,x -a ln x ,x >1.若关于x 的不等式f (x )≥0在R 上恒成立,则a 的取值范围为( )A .[0,1]B .[0,2]C .[0,e]D .[1,e]C [当x ≤1时,由f (x )=x 2-2ax +2a ≥0恒成立,而二次函数f (x )图象的对称轴为直线x =a ,所以当a ≥1时,f (x )min =f (1)=1>0恒成立, 当a <1时,f (x )min =f (a )=2a -a 2≥0,∴0≤a <1. 综上,a ≥0.当x >1时,由f (x )=x -a ln x ≥0恒成立, 即a ≤xln x恒成立.设g (x )=x ln x ,则g ′(x )=ln x -1ln x2.令g ′(x )=0,得x =e ,且当1<x <e 时,g ′(x )<0,当x >e 时,g ′(x )>0, ∴g (x )min =g (e)=e ,∴a ≤e.综上,a 的取值范围是0≤a ≤e,即[0,e].故选C.]应用3 函数思想解不等式(比较大小)【典例3】(1)设0<a <1,e 为自然对数的底数,则a ,a e ,e a-1的大小关系为( ) A .e a -1<a <a eB .a e <a <e a-1 C .a e<e a-1<aD .a <e a-1<a e(2)设f (x ),g (x )分别是定义在R 内的奇函数和偶函数,当x <0时, f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0,且g (-3)=0,则不等式f (x )g (x )<0的解集是( )A .(-3,0)∪(0,3)B .(-3,0)∪(3,+∞)C .(-∞,-3)∪(3,+∞)D .(-∞,-3)∪(0,3)切入点:(1)借助y =a x (0<a <1)的单调性比较a 与a e的大小; 构造函数f (x )=e x -x -1(x >0)比较e a-1与a 的大小.(2)构造函数F (x )=f (x )g (x ),借助F (x )的奇偶性、单调性解f (x )g (x )<0. (1)B (2)D [(1)设f (x )=e x -x -1,x >0,则f ′(x )=e x-1>0, ∴f (x )在(0,+∞)上是增函数,且f (0)=0,f (x )>0, ∴e x -1>x ,即e a-1>a .又y =a x (0<a <1)在R 上是减函数,得a >a e, 从而e a-1>a >a e.(2)设F (x )=f (x )g (x ),由于f (x ),g (x )分别是定义在R 内的奇函数和偶函数,得F (-x )=f (-x )g (-x )=-f (x )g (x )=-F (x ),即F (x )为定义在R 内的奇函数. 又当x <0时,F ′(x )=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0,所以x <0时,f (x )为增函数.因为奇函数在对称区间上的单调性相同, 所以当x >0时,f (x )也是增函数. 因为F (-3)=f (-3)g (-3)=0=-F (3).所以由图可知f (x )<0的解集是(-∞,-3)∪(0,3).] 【对点训练3】(1)已知f (x )=log 2x ,x ∈[2,16],对于函数f (x )值域内的任意实数m ,使x 2+mx +4>2m +4x 恒成立的实数x 的取值范围为( )A .(-∞,-2]B .[2,+∞)C .(-∞,-2]∪[2,+∞)D .(-∞,-2)∪(2,+∞)(2)已知f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间(-∞,0)上单调递增.若实数a 满足f (2|a-1|)>f (-2),则a 的取值范围是________.(1)D (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32 [(1)因为x ∈[2,16],所以f (x )=log 2x ∈[1,4],即m ∈[1,4].不等式x 2+mx +4>2m +4x 恒成立,即为m (x -2)+(x -2)2>0对m ∈[1,4]恒成立.设g (m )=(x -2)m +(x -2)2,则此函数在区间[1,4]上恒大于0,所以⎩⎪⎨⎪⎧g 1>0,g4>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x -2+x -22>0,4x -2+x -22>0,解得x <-2或x >2.(2)由f (x )是偶函数且f (x )在区间(-∞,0)上单调递增可知,f (x )在区间(0,+∞)上单调递减.又因为f (2|a -1|)>f (-2),而f (-2)=f (2),所以2|a -1|<2,即|a -1|<12,解得12<a <32.]应用4 应用方程思想求值【典例4】(1)(2018·浙江高考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若a =7,b =2,A =60°,则sin B =________,c =________.(2)[一题多解](2018·全国卷Ⅲ)已知点M (-1,1)和抛物线C :y 2=4x ,过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若∠AMB =90°,则k =________.(1)217 3 (2)2 [(1)由正弦定理a sin A =b sin B, 得sin B =ba·sin A =27×32=217. 由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 得7=4+c 2-4c ×cos 60°,即c 2-2c -3=0,解得c =3或c =-1(舍去).(2)法一:由题意知,抛物线的焦点为(1,0),则过C 的焦点且斜率为k 的直线方程为y=k (x -1)(k ≠0),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -1,y 2=4x 消去y 得k 2(x -1)2=4x ,即k 2x 2-(2k 2+4)x +k 2=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=2k 2+4k 2,x 1x 2=1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =k x -1,y 2=4x 消去x 得y 2=4⎝ ⎛⎭⎪⎫1k y +1,即y 2-4ky -4=0,则y 1+y 2=4k,y 1y 2=-4.由∠AMB =90°,得MA →·MB →=(x 1+1,y 1-1)·(x 2+1,y 2-1)=x 1x 2+x 1+x 2+1+y 1y 2-(y 1+y 2)+1=0,将x 1+x 2=2k 2+4k2,x 1x 2=1与y 1+y 2=4k,y 1y 2=-4代入,得k =2.法二:设抛物线的焦点为F ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=4x 1,y 22=4x 2,所以y 21-y 22=4(x 1-x 2),则k =y 1-y 2x 1-x 2=4y 1+y 2.取AB 的中点M ′(x 0,y 0),分别过点A ,B 作准线x =-1的垂线,垂足分别为A ′,B ′,又∠AMB =90°,点M 在准线x =-1上,所以|MM ′|=12|AB |=12(|AF |+|BF |)=12(|AA ′|+|BB ′|).又M ′为AB 的中点,所以MM ′平行于x 轴,且y 0=1,所以y 1+y 2=2,所以k =2.]【对点训练4】(1)[一题多解](2019·秦皇岛模拟)已知向量a =(λ,1),b =(λ+2,1),若|a +b |=|a -b |,则实数λ的值为( )A .-1B .2C .1D .-2(2)已知公差不为0的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 7=70,且a 1,a 2,a 6成等比数列.设b n =2S n +48n,则数列{b n }最小项的值为________.(1)A (2)23 [(1)法一:由|a +b |=|a -b |, 可得a 2+b 2+2a ·b =a 2+b 2-2a ·b ,所以a·b =0,故a·b =(λ,1)·(λ+2,1)=λ2+2λ+1=0,解得λ=-1. 法二:a +b =(2λ+2,2),a -b =(-2,0), 由|a +b |=|a -b |,可得(2λ+2)2+4=4,解得λ=-1. (2)设公差为d ,且d ≠0,则有⎩⎪⎨⎪⎧7a 1+21d =70,a 22=a 1a 6,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+3d =10,a 1+d 2=a 1a 1+5d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=10,d =0(舍去),所以a n =3n -2,S n =n2[1+(3n -2)]=3n 2-n2,所以b n =3n 2-n +48n=3n +48n-1≥23n ·48n -1=23,当且仅当3n =48n,即n =4时取等号,故数列{b n }最小项的值为23.]应用5 方程思想解不等式【典例5】(1)已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞),若关于x 的不等式f (x )<c 的解集为(m ,m +6),则实数c 的值为________.(2)[一题多解]若a ,b 是正数,且满足ab =a +b +3,则ab 的取值范围为________. 切入点:(1)f (x )=0有两个相等实根,f (x )=c 的两根分别为m ,m +6. (2)法一:注意到ab 与a +b 的关系,可将原等式转化为一元二次方程.法二:利用均值不等式ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22求解.(1)9 (2)[9,+∞) [(1)因为f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞), 所以Δ=0,即a 2-4b =0, 又f (x )<c 的解集为(m ,m +6).∴m ,m +6是对应方程f (x )=c 的两个不同的根. 即x 2+ax +b -c =0的两根分别为m ,m +6, ∴⎩⎪⎨⎪⎧m +m +6=-a ,mm +6=b -c .由题意得|m +6-m |=a 2-4b -c =a 2-a 2+4c , 解得c =9.(2)法一:若设ab =t ,则a +b =t -3.所以a ,b 可看成方程x 2-(t -3)x +t =0的两个正根.从而有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=t -32-4t ≥0,a +b =t -3>0,ab =t >0,即⎩⎪⎨⎪⎧t ≤1或t ≥9,t >3,t >0,解得t ≥9,即ab ≥9.所以ab 的取值范围是[9,+∞). 法二:∵ab =a +b +3, ∴ab -3=a +b ≥2ab , 令ab =t ,则t 2-2t -3≥0, ∴t ≤-1或t ≥3,∴ab ≤-1(舍)或ab ≥3,即ab ≥9.]【对点训练5】 关于x 的一元二次不等式x 2+ax +b >0的解集为(-∞,-3)∪(1,+∞),则不等式ax 2+bx -2<0的解集为( )A .(-3,1)B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪(2,+∞)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,2D .(-1,2)C [由关于x 的一元二次不等式x 2+ax +b >0的解集为(-∞,-3)∪(1,+∞), 已知方程x 2+ax +b =0的两实数根分别为-3,1,则⎩⎪⎨⎪⎧-a =-3+1,b =-3×1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =-3,所以不等式ax 2+bx -2<0可化为2x 2-3x -2<0,即(2x +1)(x -2)<0,解得-12<x <2,即所求不等式的解集为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,2.] 2.数形结合思想够变抽象思维为形象思维,有助于把握数学问题的本质,它是数学的规律性与灵活性的有机结合.应用1 在求最值、零点等问题中的应用【典例1】(1)记实数x 1,x 2,…,x n 中最小数为min{x 1,x 2,…,x n },则定义在区间[0,+∞)上的函数f (x )=min{x 2+1,x +3,13-x }的最大值为( )A .5B .6C .8D .10(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x |,x ≤m ,x 2-2mx +4m ,x >m ,其中m >0.若存在实数b ,使得关于x 的方程f (x )=b 有三个不同的根,则m 的取值范围是________. 切入点:(1)画出函数f (x )的图象,借助图象,直观可得最值. (2)画出y =f (x )及y =b 的图象,数形结合求解.(1)C (2)(3,+∞) [(1)在同一坐标系中作出三个函数y =x 2+1,y =x +3,y =13-x 的图象如图.由图可知,在实数集R 上,min{x 2+1,x +3,13-x }为y =x +3上A 点下方的射线,抛物线AB 之间的部分,线段BC ,与直线y =13-x 点C 下方的部分的组合图,显然,在区间[0,+∞)上,在C 点时,y =min{x 2+1,x +3,13-x }取得最大值.解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =x +3,y =13-x 得点C (5,8).所以f (x )max =8.(2)作出f (x )的图象如图所示.当x >m 时,x 2-2mx +4m =(x -m )2+4m -m 2.∴要使方程f (x )=b 有三个不同的根,则有4m -m 2<m ,即m 2-3m >0.又m >0,解得m >3.]【对点训练1】(1)(2019·天津高考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,0≤x ≤1,1x,x >1.若关于x的方程f (x )=-14x +a (a ∈R )恰有两个互异的实数解,则a 的取值范围为( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤54,94B.⎝ ⎛⎦⎥⎤54,94C.⎝ ⎛⎦⎥⎤54,94∪{1} D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤54,94∪{1} (2)(2019·乌鲁木齐高三质量检测)函数f (x )=12-x 的图象与函数g (x )=2sin π2x 在区间[0,4]上的所有交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x n ,y n ),则f (y 1+y 2+…+y n )+g (x 1+x 2+…+x n )=________.(1)D (2)12 [(1)如图,分别画出两函数y =f (x )和y =-14x +a 的图象.①先研究当0≤x ≤1时,直线y =-14x +a 与y =2x 的图象只有一个交点的情况.当直线y =-14x +a 过点B (1,2)时,2=-14+a ,解得a =94.所以0≤a ≤94.②再研究当x >1时,直线y =-14x +a 与y =1x 的图象只有一个交点的情况:相切时,由y ′=-1x 2=-14,得x =2,此时切点为2,12,则a =1.相交时,由图象可知直线y =-14x +a 从过点A 向右上方移动时与y =1x 的图象只有一个交点.过点A (1,1)时,1=-14+a ,解得a =54.所以a ≥54.结合图象可得,所求实数a 的取值范围为54,94∪{1}.故选D.(2)如图,画出函数f (x )和g (x )在[0,4]上的图象, 可知有4个交点,并且关于点(2,0)对称,所以y 1+y 2+y 3+y 4=0,x 1+x 2+x 3+x 4=8,所以f (y 1+y 2+y 3+y 4)+g (x 1+x 2+x 3+x 4)=f (0)+g (8)=12+0=12.]应用 2 在求解不等式或参数范围中的应用【典例2】 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]切入点:先画出函数的图象,数形结合求解.D [作出函数y =|f (x )|的图象,如图,当|f (x )|≥ax 时,必有k ≤a ≤0,其中k 是y =x 2-2x (x ≤0)在原点处的切线斜率,显然,k=-2.∴a 的取值范围是[-2,0].]【对点训练2】(1)(2019·武昌模拟)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,x +2y -9≤0x ≥1,则z =2x +y 的取值范围是( )A .[2,6]B .[3,6]C .[3,12]D .[6,12](2)(2019·全国卷Ⅱ)设函数f (x )的定义域为R ,满足f (x +1)=2f (x ),且当x ∈(0,1]时,f (x )=x (x -1).若对任意x ∈(-∞,m ],都有f (x )≥-89,则m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎥⎤-∞,94 B.⎝⎛⎦⎥⎤-∞,73C.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,52D.⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,83(1)C(2)B[(1)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,x +2y -9≤0,x ≥1表示的平面区域如图中三角形ABC (包括边界)所示,作出直线2x +y =0并平移,可知当直线z =2x +y 经过点A 时,z 取得最小值,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x =1,x -4y +3=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1y =1,即A (1,1),所以z min =2×1+1=3,当直线z =2x +y 经过点B 时,z 取得最大值,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3=0,x +2y -9=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =5y =2,即B (5,2),所以z max =2×5+2=12,所以z 的取值范围为[3,12],故选C.(2)当-1<x ≤0时,0<x +1≤1,则f (x )=12f (x +1)=12(x +1)x ;当1<x ≤2时,0<x-1≤1,则f (x )=2f (x -1)=2(x -1)(x -2);当2<x ≤3时,0<x -2≤1,则f (x )=2f (x -1)=22f (x -2)=22(x -2)(x -3),…由此可得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧…12x +1x ,-1<x ≤0,x x -1,0<x ≤1,2x -1x -2,1<x ≤2,22x -2x -3,2<x ≤3,…由此作出函数f (x )的图象,如图所示.由图可知当2<x ≤3时,令22(x -2)(x -3)=-89,整理,得(3x -7)(3x-8)=0,解得x =73或x =83,将这两个值标注在图中.要使对任意x ∈(-∞,m ]都有f (x )≥-89,必有m ≤73,即实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎥⎤-∞,73,故选B.]应用3 在平面向量中的应用【典例3】已知a,b是单位向量,a·b=0.若向量c满足|c-a-b|=1,则|c|的最大值为( )A.2-1B. 2C.2+1D.2+2切入点:a,b是单位向量,a·b=0可联想坐标法,以a,b所在直线建系求解.C[∵|a|=|b|=1,且a·b=0,∴可设a=(1,0),b=(0,1),c=(x,y).∴c-a-b =(x-1,y-1).∵|c-a-b|=1,∴x-12+y-12=1,即(x-1)2+(y-1)2=1.又|c|=x2+y2,如图所示.由图可知,当c 对应的点(x ,y )在点C 处时,|c |有最大值且|c |max =12+12+1=2+1.]【对点训练3】 已知a ,b ,e 是平面向量,e 是单位向量.若非零向量a 与e 的夹角为π3,向量b 满足b 2-4e ·b +3=0,则|a -b |的最小值是( ) A.3-1 B.3+1 C .2D .2- 3A [设O 为坐标原点,a =OA →,b =OB →=(x ,y ),e =(1,0),由b2-4e ·b +3=0得x 2+y 2-4x +3=0,即(x -2)2+y 2=1,所以点B 的轨迹是以C (2,0)为圆心,1为半径的圆.因为a 与e 的夹角为π3,所以不妨令点A 在射线y =3x (x >0)上,如图,数形结合可知|a -b |min =|CA →|-|CB →|=3-1.故选A.]应用4 在解析几何中的应用【典例4】(1)已知圆C :(x -3)2+(y -4)2=1和两点A (-m,0),B (m,0)(m >0).若圆C 上存在点P ,使得∠APB =90°,则m 的最大值为( )A .7B .6C .5D .4(2)已知抛物线的方程为x 2=8y ,F 是其焦点,点A (-2,4),在此抛物线上求一点P ,使△APF 的周长最小,此时点P 的坐标为________.切入点:(1)∠APB =90°,则点P 落在以AB 为直径的圆上,画出图形,结合点与圆的位置关系求解.(2)画出图形,结合图形知△APF 的周长取得最小值时P 点的位置.(1)B (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,12 [(1)根据题意,画出示意图,如图所示,则圆心C 的坐标为(3,4),半径r =1,且|AB |=2m ,因为∠APB =90°,连接OP ,易知|OP |=12|AB |=m .要求m 的最大值,即求圆C 上的点P 到原点O 的最大距离.因为|OC |=32+42=5,所以|OP |max =|OC |+r =6,即m 的最大值为6.(2)因为(-2)2<8×4,所以点A (-2,4)在抛物线x 2=8y 的内部,如图,设抛物线的准线为l ,过点P 作PQ ⊥l 于点Q ,过点A 作AB ⊥l 于点B ,连接AQ ,由抛物线的定义可知△APF 的周长为|PF |+|PA |+|AF |=|PQ |+|PA |+|AF |≥|AQ |+|AF |≥|AB |+|AF |,当且仅当P ,B ,A 三点共线时,△APF 的周长取得最小值,即|AB |+|AF |.因为A (-2,4),所以不妨设△APF 的周长最小时,点P 的坐标为(-2,y 0), 代入x 2=8y ,得y 0=12,故使△APF 的周长最小的抛物线上的点P 的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫-2,12.] 【对点训练4】 已知P 是直线l :3x +4y +8=0上的动点,PA ,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PACB 面积的最小值为________.22 [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PAC 的面积S △PAC =12|PA |·|AC |=12|PA |越来越大,从而S 四边形PACB 也越来越大;当点P 从左上、右下两个方向向中间运动,S 四边形PACB 变小,显然,当点P 到达一个最特殊的位置,即CP 垂直于直线l 时,S 四边形PACB 应有唯一的最小值,此时|PC |=|3×1+4×1+8|32+42=3, 从而|PA |=|PC |2-|AC |2=2 2.所以(S 四边形PACB )min =2×12×|PA |×|AC |=2 2.]3.分类与整合思想分类与整合思想是将一个较复杂的数学问题分解(或分割)成若干个基础性问题,通过对基础性问题的解答来实现解决原问题的思想策略.对问题实行分类与整合,分类标准等于增加一个已知条件,实现了有效增设,将大问题(或综合性问题)分解为小问题(或基础性问题),优化解题思路,降低问题难度;分类研究后还要对讨论结果进行整合.应用1 由基本概念、法则引起的分类讨论【典例1】(1)若函数f (x )=a x(a >0,a ≠1)在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m ,且函数g (x )=(1-4m )x 在[0,+∞)上是增函数,则a =________.(2)在等比数列{a n }中,已有a 3=32,S 3=92,则a 1=________.(1)14 (2)32或6 [(1)若a >1,有a 2=4,a -1=m . 解得a =2,m =12.此时g (x )=-x 为减函数,不合题意. 若0<a <1,有a -1=4,a 2=m , 故a =14,m =116,检验知符合题意.(2)当q =1时,a 1=a 2=a 3=32,S 3=3a 1=92,显然成立.当q ≠1时,由a 3=32,S 3=92,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=32, ①a11+q +q2=92. ②由②①,得1+q +q 2q 2=3,即2q 2-q -1=0, 所以q =-12或q =1(舍去).当q =-12时,a 1=a 3q 2=6,综上可知,a 1=32或a 1=6.]【对点训练1】(1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1-2,x ≤1,-log 2x +1,x >1,且f (a )=-3,则f (6-a )=( )A .-74B .-54C .-34D .-14(2)已知函数f (x )=a x+b (a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a +b =________. (3)已知a ,b ,c 分别是△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边,且A =2B ,b ≠c ,若a 2+c 2=b 2+2ac sin C ,则A =________.(1)A (2)-32 (3)π4 [(1)由于f (a )=-3,①若a ≤1,则2a -1-2=-3,整理得2a -1=-1.由于2x >0,所以2a -1=-1无解;②若a >1,则-log 2(a +1)=-3,解得a +1=8,a =7, 所以f (6-a )=f (-1)=2-1-1-2=-74.综上所述,f (6-a )=-74.(2)当a >1时,函数f (x )=a x+b 在[-1,0]上为增函数,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a -1+b =-1,a 0+b =0无解.当0<a <1时,函数f (x )=a x+b 在[-1,0]上为减函数,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a -1+b =0,a 0+b =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =12,b =-2,所以a +b =-32.(3)∵a 2+c 2=b 2+2ac sin C ,∴a 2+c 2-b 22ac=sin C .由余弦定理得cos B =sin C , ∵0<B <π,0<C <π, ∴C =π2-B 或C =π2+B .①当C =π2-B 时,由A =2B 且A +B +C =π,得A =π2,B =C =π4,这与“b ≠c ”矛盾.∴A ≠π2.②当C =π2+B 时,由A =2B 且A +B +C =π, 得B =π8,C =5π8,A =π4.]应用2 由图形的不确定性引起的分类讨论【典例2】(1)已知变量x ,y 满足的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥2x ,kx -y +1≥0表示的是一个直角三角形围成的平面区域,则实数k =( )A .-12B.12 C .0D .-12或0(2)设圆锥曲线C 的两个焦点分别为F 1,F 2,若曲线C 上存在点P 满足|PF 1|∶|F 1F 2|∶|PF 2|=4∶3∶2,则曲线C 的离心率等于________.(1)D (2)12或32[(1)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥2x ,kx -y +1≥0表示的可行域如图(阴影部分)所示.由图可知,若要使不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥2x ,kx -y +1≥0表示的平面区域是直角三角形,只有当直线kx -y +1=0与直线y 轴或y =2x 垂直时才满足.结合图形可知斜率k 的值为0或-12.(2)不妨设|PF 1|=4t ,|F 1F 2|=3t ,|PF 2|=2t ,其中t ≠0. 若该曲线为椭圆,则有|PF 1|+|PF 2|=6t =2a ,|F 1F 2|=3t =2c ,e =c a =2c 2a =3t 6t =12;若该曲线为双曲线,则有|PF 1|-|PF 2|=2t =2a ,|F 1F 2|=3t =2c ,e =c a =2c 2a =3t 2t =32.]【对点训练2】(1)已知正三棱柱的侧面展开图是边长分别为6和4的矩形,则它的体积为( )A.833 B .4 3 C.239D .43或833(2)若m 是2和8的等比中项,则圆锥曲线x 2+y 2m=1的离心率为________.(1)D (2)32或5 [(1)当正三棱柱的高为4时,体积V =2×3×12×4=43; 当正三棱柱的高为6时,体积V =43×233×12×6=833,故选D.(2)由题意可知m 2=2×8=16,∴m =±4. 当m =4时,曲线为椭圆,离心率e =1-14=32. 为m =-4时,曲线为双曲线,离心率e =1+4= 5.]应用3 由参数变化引起的分类讨论【典例3】 已知函数f (x )=x 2-(2m +1)x +ln x (m ∈R ).(1)当m =-12时,若函数g (x )=f (x )+(a -1)ln x 恰有一个零点,求a 的取值范围;(2)当x >1时,f (x )<(1-m )x 2恒成立,求m 的取值范围. 切入点:(1)求f ′(x ),就a 的取值结合f (x )的单调性分析.(2)构造函数h (x )=f (x )-(1-m )x 2,就m 的取值及h (x )的最大值情况求m 的取值范围. [解](1)函数g (x )的定义域为(0,+∞).当m =-12时,g (x )=a ln x +x 2,所以g ′(x )=a x +2x =2x 2+a x.①当a =0时,g (x )=x 2,在x ∈(0,+∞)上,g (x )=0无解.∴x >0时无零点,即a ≠0. ②当a >0时,g ′(x )>0,所以g (x )在(0,+∞)上单调递增,取x 0=e -1a,则g ⎝ ⎛⎭⎪⎫e -1a =-1+⎝ ⎛⎭⎪⎫e -1a 2<0,因为g (1)=1,所以g (x 0)·g (1)<0,此时函数g (x )恰有一个零点,即a >0. ③当a <0时,令g ′(x )=0, 解得x =-a2. 当0<x <-a2时, g ′(x )<0,所以g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-a 2上单调递减;当x >-a2时,g ′(x )>0,所以g (x )在⎝⎛⎭⎪⎫-a2,+∞上单调递增. 要使函数g (x )有一个零点,则g ⎝⎛⎭⎪⎫-a 2=a ln -a 2-a2=0,即a =-2e. 综上所述,若函数g (x )恰有一个零点,则a =-2e 或a >0.(2)令h (x )=f (x )-(1-m )x 2=mx 2-(2m +1)x +ln x ,根据题意,当x ∈(1,+∞)时,h (x )<0恒成立.又h ′(x )=2mx -(2m +1)+1x =x -12mx -1x.①若0<m <12,则x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12m ,+∞时,h ′(x )>0恒成立,所以h (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12m ,+∞上是增函数,且h (x )∈⎝ ⎛⎭⎪⎫h ⎝ ⎛⎭⎪⎫12m ,+∞,所以不符合题意. ②若m ≥12,则x ∈(1,+∞)时,h ′(x )>0恒成立,所以h (x )在(1,+∞)上是增函数,且h (x )∈(h (1),+∞),所以不符合题意.③若m ≤0,则x ∈(1,+∞)时,恒有h ′(x )<0,故h (x )在(1,+∞)上是减函数,于是“h (x )<0对任意x ∈(1,+∞)都成立”的充要条件是h (1)≤0,即m -(2m +1)≤0,解得m ≥-1,故-1≤m ≤0.综上,m 的取值范围是[-1,0]. 【对点训练3】已知函数f (x )=ax +a -1x+1-2a (a >0),若f (x )≥ln x 在[1,+∞)上恒成立,求a 的取值范围.[解] 令g (x )=f (x )-ln x =ax +a -1x+1-2a -ln x ,x ∈[1,+∞), 则g (1)=0,g ′(x )=a -a -1x 2-1x =ax 2-x -a -1x 2=a x -1⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1-a a x2.①当1-a a >1,即0<a <12时,若1<x <1-a a ,则g ′(x )<0,g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,1-a a 上是减函数,所以存在x ∈[1,+∞),使g (x )<g (1)=0,即f (x )<ln x ,所以f (x )≥ln x 在[1,+∞)上不恒成立.②当1-a a ≤1,即a ≥12时,若x ≥1,则g ′(x )≥0,g (x )在[1,+∞)上是增函数,所以g (x )≥g (1)=0,即f (x )≥ln x , 所以当x ≥1时,f (x )≥ln x 恒成立.综上所述,a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞.4.转化与化归思想应用1 直接转化【典例1】(1)(2019·沈阳质量检测(一))抛物线y 2=6x 上一点M (x 1,y 1)到其焦点的距离为92,则点M 到坐标原点的距离为________.(2)(2019·福州模拟)函数f (x )=cos 2x +a (sin x -cos x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递增,则实数a 的取值范围是________.(1)3 3 (2)[2,+∞) [(1)由y 2=6x ,知p =3,由焦半径公式得x 1+p 2=92,即x 1=3,代入得y 21=18,则|MO |=x 21+y 21=33(O 为坐标原点),故填3 3.(2)因为f (x )=cos 2x +a (sin x -cos x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递增,所以f ′(x )=-2sin 2x +a (cos x +sin x )≥0在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上恒成立,因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以cos x +sinx >0,a ≥2sin 2x sin x +cos x 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上恒成立.令g (x )=2sin 2x sin x +cos x =4sin x cos x sin x +cos x ,令t =sin x +cos x ,则4sin x cos x =2(t 2-1),又t =sin x +cos x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以t ∈[]1,2,故函数h (t )=2t 2-2t =2t -2t ,函数h (t )在t ∈[1,2]时单调递增,所以当t =2时,h (t )取到最大值,h (t )max =2,故g (x )max =2,所以a ≥ 2.所以实数a 的取值范围为[2,+∞).]【对点训练1】(1)若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+2α=( )A.79 B.23 C .-23D .-79(2)(2019·安庆二模)将⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4x -43展开后,常数项是________. (1)D (2)-160 [(1)∵sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=13,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=13,∴cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+2α=cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α=2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π6+α-1=-79,故选D.(2)⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4x -43=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2x 6,展开后的通项是C k 6(x )6-k ·⎝⎛⎭⎪⎫-2x k =(-2)k C k 6·(x )6-2k.令6-2k =0,得k =3.所以常数项是C 36(-2)3=-160.]应用2 等价转化【典例2】(1)已知正数x ,y 满足4y -2yx=1,则x +2y 的最小值为________.(2)函数y =cos 2x -sin x 在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上的最大值为________.(1)2 (2)1 [(1)由4y -2yx=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 ·y x =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.(2)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.]【对点训练2】 (2019·武汉模拟)如图,在棱长为1的正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,M 为CD 中点,则四面体A BC 1M 的体积( )A.12 B.14 C.16D.112C [在棱长为1的正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,∵M 为CD 中点,∴S △ABM =12×1×1=12,∴VA BC 1M =VC 1ABM =13×12×1=16.故选C.]应用3 正与反的相互转化【典例3】(1)掷一枚均匀的硬币10次,则出现正面的次数多于反面次数的概率为________.(2)若对于任意t ∈[1,2],函数g (x )=x 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫m2+2x 2-2x 在区间(t,3)上总不为单调函数,则实数m 的取值范围是________.(1)193512 (2)-373<m <-5 [(1)出现正面次数与出现反面次数相等的概率为C 510210=2521 024=63256.利用对称性,即出现正面的次数多于出现反面次数的概率与出现反面的次数多于出现正面次数的概率是相等的,所以出现正面的次数多于出现反面次数的概率为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-63256÷2=193512. (2)由题意得g ′(x )=3x 2+(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3x 2+(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,则m ≤-373.∴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-373<m <-5.]【对点训练3】(1)由命题“存在x 0∈R ,使e |x 0-1|-m ≤0”是假命题,得m 的取值范围是(-∞,a ),则实数a 的值是( )A .(-∞,1)B .(-∞,2)C .1D .2(2)若二次函数f (x )=4x 2-2(p -2)x -2p 2-p +1在区间[-1,1]内至少存在一个值c ,使得f (c )>0,则实数p 的取值范围是________.(1)C (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,32 [(1)命题“存在x 0∈R ,使e |x 0-1|-m ≤0”是假命题,可知它的否定形式“任意x ∈R ,e|x -1|-m >0”是真命题,可得m 的取值范围是(-∞,1),而(-∞,a )与(-∞,1)为同一区间,故a =1.(2)若在区间[-1,1]内不存在c 满足f (c )>0, 且Δ=36p 2≥0恒成立,则⎩⎪⎨⎪⎧f -1≤0,f1≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧p ≤-12或p ≥1,p ≤-3或p ≥32.解得p ≤-3或p ≥32,取补集为-3<p <32,即为满足条件的P 的取值范围.所以满足题意的实数p 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫-3,32.]应用4 一般与特殊的转化【典例4】(1)在△ABC 中,三边长a ,b ,c 满足a +c =3b ,则tan A 2tan C2的值为( )A.15 B.14 C.12D.23(2)过抛物线y =ax 2(a >0)的焦点F ,作一直线交抛物线于P ,Q 两点.若线段PF 与FQ 的长度分别为p ,q ,则1p +1q等于( )A .2a B.12aC .4aD.4a(1)C (2)C [(1)令a =4,c =5,b =3,则符合题意(取满足条件的三边). 则由C =90°,得tan C2=1.由tan A =43,得2tanA21-tan 2A 2=43,解得tan A 2=12.所以tan A 2·tan C 2=12×1=12.(2)取直线PQ 平行于x 轴,易知PQ 的方程为:y =14a ,如图所示,则PF=FQ =12a,∴1p +1q=2a +2a =4a .故选C.]【对点训练4】(1)设四边形ABCD 为平行四边形,|AB →|=6,|AD →|=4,若点M ,N 满足BM →=3MC →,DN →=2NC →,则AM →·NM →=( )A .20B .15C .9D .6(2)如图,在三棱锥S ABC 中,E ,F ,G ,H 分别为SA ,AC ,BC ,SB 的中点,则截面EFGH 将该三棱锥分成的两部分的体积之比V ABGH E FV SCGH E F=________. (1)C (2)1 [(1)(特例法)若四边形ABCD 为矩形,建系如图.由BM →=3MC →,DN →=2NC →,知M (6,3),N (4,4),所以AM →=(6,3),NM →=(2,-1),AM →·NM →=6×2+3×(-1)=9.(2)(秒杀解法)由于图形不确定,而答案固定,故假设该三棱锥为正四面体,则所截得的两部分形状一样,体积相等,故答案为1.]应用5 常量与变量的转化【典例5】 已知函数f (x )=x 3+3ax -1,g (x )=f ′(x )-ax -5,其中f ′(x )是f (x )的导函数.对满足-1≤a ≤1的一切a 的值,都有g (x )<0,则实数x 的取值范围为________.⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,1 [由题意,知g (x )=3x 2-ax +3a -5,令φ(a )=(3-x )a +3x 2-5,-1≤a ≤1. 对-1≤a ≤1,恒有g (x )<0,即φ(a )<0,∴⎩⎪⎨⎪⎧φ1<0,φ-1<0,即⎩⎪⎨⎪⎧3x 2-x -2<0,3x 2+x -8<0,解得-23<x <1.故当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,1时,对满足-1≤a ≤1的一切a 的值,都有g (x )<0.] 【对点训练5】(1)若不等式x 2-ax +1≥0对一切a ∈[-2,2]恒成立,则x 的取值范围为________.(2)设y =(log 2x )2+(t -2)log 2x -t +1,若t 在[-2,2]上变化时,y 恒取正值,则x 的取值范围是________.(1)R (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪(8,+∞) [(1)∵x 2-ax +1≥0对一切a ∈[-2,2]恒成立,即a ·(-x )+x 2+1≥0对一切a ∈[-2,2]恒成立.令f (a )=a ·(-x )+x 2+1则⎩⎪⎨⎪⎧ f -2≥0,f 2≥0即⎩⎪⎨⎪⎧ 2x +x 2+1≥0,-2x +x 2+1≥0. ∴x ∈R . (2)设y =f (t )=(log 2x -1)t +(log 2x )2-2log 2x +1,则f (t )是一次函数,当t ∈[-2,2]时,f (t )>0恒成立,则⎩⎪⎨⎪⎧ f -2>0,f 2>0,即⎩⎪⎨⎪⎧ log 2x 2-4log 2x +3>0,log 2x 2-1>0,解得log 2x <-1或log 2x >3,即0<x <12或x >8, 故实数x 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12∪(8,+∞).] 应用6 形体位置关系的相互转化【典例6】 已知在三棱锥P ABC 中,PA =BC =234,PB =AC =10,PC =AB =241,则三棱锥P ABC 的体积为( )A .40B .80C .160D .240C [因为三棱锥P ABC 的三组对边两两相等,故可将此三棱锥放在一个特定的长方体中(如图所示),把三棱锥P ABC 补成一个长方体AEBG FPDC .易知三棱锥P ABC 的各棱分别是此长方体的面对角线.不妨令PE =x ,EB =y ,EA =z ,则由已知,可得⎩⎪⎨⎪⎧ x 2+y 2=100,x 2+z 2=136,y 2+z 2=164⇒⎩⎪⎨⎪⎧ x =6,y =8,z =10.从而知V P ABC =V AEBG FPDC -V P AEB -V C ABG -V B PDC -V A FPC =V AEBG FPDC -4V P AEB =6×8×10-4×13×12×6×8×10=160.]【对点训练6】 如图,在直三棱柱ABC A 1B 1C 1中,底面为直角三角形,∠ACB =90°,AC =6,BC =CC 1=2,P 是BC 1上一动点,则CP +PA 1的最小值是________.52 [连接A 1B ,沿BC 1将△CBC 1展开,与△A 1BC 1在同一个平面内,如图,连接A 1C ,则A 1C 的长度就是所求的最小值.通过计算可得AB =A 1B 1=38,A 1B =40,A 1C 1=6,BC 1=2,所以∠A 1C 1B =90°,又∠BC 1C =45°,所以∠A 1C 1C =135°.由余弦定理可求得A 1C =5 2.]。
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【解答】 (1)①证明:由 Tn=1-an 得: 解答】 ①证明: - Tn Tn=1- (n≥2), - ≥ , Tn-1 Tn-1-Tn 1 1 Tn·Tn-1=Tn-1-Tn,1= = =T - , Tn·Tn-1 Tn-1 n 即 cn-cn-1=1. 1 1 1- 2, 又 T1=1-a1=a1,a1=2,c1=T =2, 1 所以数列{c 是以 为首项, 为公差的等差数列. 所以数列 n}是以 2 为首项,1 为公差的等差数列. ②cn=c1+n-1=2+n-1=n+1, - = + - = + , 1 Tn n (n≥2), Tn= ,an= = ≥ , n+1 Tn-1 n+1 + + n . 当 n=1 时也符合,故 an= = 时也符合, n+1 +
二模备考之数学思想
2012.3.3
数学思想
隐性的
数学方法
显性的
解题方法的掌握
数学基础知识点的理解和掌握
1、【数形结合思想】: 、 数形结合思想】 看到“数”想到“形”,看到“形”想到“数” 看到“ 想到“ 看到“ 想到“ 的意识。 的意识。 数量关系 图形特征 抽象思维 理性思维 对应数学方法:数 对应数学方法: 形 直观思维 感性思维 形 数 数 形
3、函数与方程思想 、
函数思想在解题中的应用主要表现在两个方面: 函数思想在解题中的应用主要表现在两个方面:一是借助有关 初等函数的性质,解有关求值、 证 不等式 不等式、 初等函数的性质,解有关求值、解(证)不等式、解方程以及讨论参 数的取值范围等问题;二是在问题的研究中, 数的取值范围等问题;二是在问题的研究中,通过建立函数关系式 或构造中间函数,把所研究的问题转化为讨论函数的有关性质, 或构造中间函数,把所研究的问题转化为讨论函数的有关性质,达 到化难为易,化繁为简的目的. 到化难为易,化繁为简的目的.函数与方程的思想是中学数学的基 本思想,综合知识多、题型多、应用技巧多. 本思想,综合知识多、题型多、应用技巧多.
• 2.分类讨论的常见类型: • (1)由数学概念引起的分类讨论:有的概念本身就是分类 的,如绝对值、直线斜率、指数函数、对数函数等. • (2)由性质、定理、公式的限制引起的分类讨论:有定理、 公式、性质是分类给出的,在不同的条件下结论不一致, 如等比数列的前n项和公式、函数的单调性等. • (3)由数学运算引起的分类讨论:如除法运算中除数不为 零,偶次方根为非负,对数真数与底数的要求,指数运算 中底数的要求,不等式两边同乘以一个正数、负数,三角 函数的定义域等. • (4)由图形的不确定性引起的分类讨论:有的图形类型、 位置需要分类,如角的终边所在的象限,点、线、面的位 置关系等. • (5)由参数的变化引起的分类讨论: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.
范围是 _____________ .
[总结与思考 总结与思考] 总结与思考 (1)、怎么想到利用图像解题的?应该关注哪些特征? 、怎么想到利用图像解题的?应该关注哪些特征? (2)、如何利用数形结合方法解题?基本步骤是什么? 、如何利用数形结合方法解题?基本步骤是什么?
(3)、在解题过程中如何实现数——形——数的转化? 、在解题过程中如何实现数 数的转化? 形 数的转化
例题1: 例题 :
| lg | x − 1 ||, f ( x) = 0, x ≠1 x =1
设定义域为R的函数 设定义域为 的函数
, 则关于 的方 则关于x的方
个根的充要条件是_________. 程 f 2 ( x) + bf ( x) + c = 0 有7个根的充要条件是 个根的充要条件是
│ 要点热点探究
1n 1n+1 1 1 因为 > >0,2 >2 >0,所以 f(n)>f(n+1), , , > + , n+1 n+2 + + 单调递减. 所以当 n∈N*时,f(n)单调递减. ∈ 单调递减 n-2 n-1 - - 设 g(n)= = ,则 g(n+1)= + = , n(n+1) )(n+ ) ( + ) (n+1)( +2) + )( 4-n - . g(n+1)-g(n)= + - = n(n+1)( +2) )(n+ ) ( + )( 单调递增; 所以当 1≤n<4 时,g(n)单调递增;g(4)=g(5); ≤ < 单调递增 = ; 单调递减. 当 n≥5 时,g(n)单调递减. ≥ 单调递减 设 L(n)=f(n)+g(n), = + , 则 L(1)<L(2)<L(3),L(3)>L(4)>L(5)>L(6)>…. < < , > > > > 11 最大, 所以 L(3)最大,且 L(3)=96. 最大 = 11 ,+∞. 所以实数 k 的取值范围为 96,+∞
函数与方程的思想主要体现在以下几个方面: 函数与方程的思想主要体现在以下几个方面: 1.函数的思想,是用运动和变化的观点,分析和研究数学中 .函数的思想,是用运动和变化的观点, 的数量关系,建立函数关系或构造函数, 的数量关系,建立函数关系或构造函数,运用函数的图象和性质 去分析问题、转化问题,从而使问题获得解决. 去分析问题、转化问题,从而使问题获得解决. 2.方程的思想,就是分析数学问题中变量间的等量关系,建 .方程的思想,就是分析数学问题中变量间的等量关系, 立方程或方程组,或者构造方程,通过解方程或方程组, 立方程或方程组,或者构造方程,通过解方程或方程组,或者运 用方程的性质去分析、转化问题,使问题获得解决. 用方程的性质去分析、转化问题,使问题获得解决.方程思想是 动中求静,研究运动中的等量关系. 动中求静,研究运动中的等量关系.
或其子集上的特殊函数, 【点评】 数列是定义在 N*或其子集上的特殊函数,数列的 点评】 的函数, 通项公式和其前 n 项和都可以构造为关于 n 的函数,从而用函 数思想或函数方法研究、解决问题. 数思想或函数方法研究、解决问题.本题中将所得函数分成两 个部分研究, 均递减, 递减, 个部分研究,当 n≥5 时,f(n)、g(n)均递减,则 L(n)递减,前几 ≥ 、 均递减 递减 项只需要一一代入即可明确大小关系. 项只需要一一代入即可明确大小关系.
设数列{a 的前 T 数列{b 例 1 设数列 n}的前 n 项积为 Tn, n=1-an; - 数列 n} 的前 n 项和为 Sn,Sn=1-bn. - 1 (1)设 cn=T . 设 n 证明数列{c 为等差数列 为等差数列; ①证明数列 n}为等差数列; 求数列{a 的通项公式 的通项公式; ②求数列 n}的通项公式; (2)若 Tn(nbn+n-2)≤kn 对 n∈N*恒成立,求实数 k 若 - ≤ ∈ 恒成立, 的取值范围. 的取值范围.
例题1: 例题 :
函数f ( x) = (k − 1) x 2 − 2kx + 4, 在x ∈ [−1,2]上单调递增,求k的取值范围。
例2. 首项为1,公比为q(q>0)的等比数列 Sn , ,2,… 前n项和为 S n ,设Tn = n= S n +1 求nlim Tn 。 →∞
【分类讨论思想】:将一类事物按一定的标 分类讨论思想】 准进行划分的意识,即 分而击之” 准进行划分的意识 即”分而击之”。 对应的数学方法: 对应的数学方法: 确定分类的标准,正确进行分类; 确定分类的标准,正确进行分类; 逐类进行讨论,获得阶段性结论; 逐类进行讨论,获得阶段性结论; 归纳小结,综合结论 ( 归纳小结,综合结论.(在进行分类的时候要 注意“不重不漏” 注意“不重不漏”)
例题3: 例题 :
1 方程x 2 + 2 x − 1 = 0的解可视为函数y = x + 2的图像与函数y = 的 x 图像交点的横坐标.若方程x 4 + ax − 4 = 0的各个实根x1 , x 2 ,⋯, x k (k ≤ 4) 所对应的点( xi , 4 )(i = 1,2,⋯, k )均在直线y = x的同侧,则实数a的取值 xi
作出f(x)的图像 解:作出 作出 的图像
令 f (x) = t
y
t + bt + c = 0有两
2
个不同实根且一
O 1
2
x
正根,一根为0.
∴ b < 0, c = 0.
例题2: 例题 :
当x ∈ (1,2)时,不等式 ( x − 1) 2 < log a x恒成立,则实数 a的取值范围是 ______ .
2、“数学中的分类讨论”思想 、 数学中的分类讨论”
• 分类讨论的思想是将一个较复杂的数学问 题分解(或分割)成若干个基础性问题, 通过基础性问题的解答来实现解决原问题 的思想策略.对问题实行分类与整合,分 类标准等于增加一个已知条件,实现了有 效增设,将大问题(或综合性问题)分解 为小问题(或基础性问题),优化解题思 路,降低问题难度 .