高中数学数形结合习题资料讲解

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1. 若对任意x ∈R ,不等式

x ax

≥恒成立,则实数a 的取值范围是( )C

A .1a <-

B .

1

a ≤

C .

1

a <

D .1a ≥

2.若圆

2244100x y x y +---=上至少有三个不同点到直线l :0ax by +=

的距离为,则直线l 的倾斜角的取值范围是 ( ) [5,

1212ππ

]

3.在下列四个函数中,满足性质:“对于区间(1,2)上的任意1212,()x x x x ≠,1221|()()|||

f x f x x x -<-恒成立”的只有 ( )A

(A )1

()f x x =

(B )

()||

f x x = (C )()2x

f x = (D )2

()f x x =

4. 若直线k x y +=与曲线2

1y x -=恰有一个公共点,则k 的取值范围是 ( )

2-=k 或(-1,1]

4. k x y +=

表示一组斜率为1的平行直线,2

1y x -= 表示y 轴的右半圆。如图可知,

[简要评述] 数形结合思想的灵活运用,此题 可以进一步拓展,2

1y x --=,21x y -±=等。

5.若关于x 的方程2

45x x m -+=有四个不相等的实根,则实数m 的取值范围为________。

15m <<

题型解析

例1.方程sin2x=sinx 在区间(0,2π)解的个数为( )

(A )1 (B )2 (C )3 (D )4

分析:解方程f (x )=g (x )的问题归结为两个函数y=f (x ) 与y=g (x )的交点横坐标,特别是求方程近似解时此方法非常有效。

解:如图 在同一坐标系内,作出y=sin2x ,x ∈(0,2π);g=sinx ,x ∈(0,2π)的图有三个

交点,故方程sin2x=sinx 在(0,2π)内有三个解。

一般情况下将方程化为一端为曲线,一端为动直线时,解题较为简单,考查逻辑思维能力与计算能力,还体现了化归与转化和分类讨论的思想。

练习 设f(x)是定义在R 上以2为周期的函数,对于K ∈Z 用k Z 表示区间(2k-1,2k+1),已知x ∈0Z 时,有f(x)=2

x 。

(1) 求f(x)在k Z 上的解析式。

(2) 对于自然数K,求集合K M ={a|使方程f(x)=ax 在k Z 上有两个不相等的实根}。

解(1)如右图 从图形可以看出f(x)=2(2)x k -。(2)如下图 由f(x)=ax,x ∈k Z ,得2(2)x k -即2

x -(4k+a)x+42

k =0,考察函数f(x)= 2

x -(4k+a)x+42

k ,x ∈(2k-1,2k+1)的图

象位置,依题意该函数图象在(2k-1,2k+1)内必与x 轴有两个不同交点。则有

△ >

f(2k-1) >0

f(2k+1)≥ 2k-1<(4k+a)/2<从中解得:0

例 2 已知三点(1

2)(15)(243)(0)A m B m C m m m ++++>,,,,,,问m 为何值时,d AB BC =+最小,并求最小值.

分析:根据三个点横坐标的特点可知,它们在坐标系中是从左到右依次排列的,当且仅当它们共线时,d AB BC =+最小.

解:依题意知,当三点共线时d AB BC =+最小,此时AB BC k k =,, ∵52311AB m m k m m ---==+-,4354221

BC m k m m m +-=

=-+--, ∴

342m

m m

-=-,

解得3

4

m =-(舍去)或1m =, ∴1m =,

此时三个点分别为(13)(25)(37)A B C ,,,,,,

∴d AB BC AC =+===

练习.已知点(35)M ,,在y 轴和直线y x =上分别找一点P 和N ,使得MNP △的周长最小.

分析:作点(35)M ,关于y 轴和直线y x =的对称点12M M ,,则1MP M P =,

2MN M N =,所以MNP △的周长等于12M P PN M N ++,当且仅当12M M P ,,三

点共线时取最小值,所以点P N ,应为直线12M M 和y 轴与直线y x =的交点.

解:作点(35)M ,关于y 轴和直线y x =的对称点12M M ,,则点12M M ,的坐标分别为(35)(53)-,,,,

由两点式得

53

3553

y x -+=

-+, 整理得4170x y +-=,即为直线12M M 的方程, 易得它和y 轴和直线y x =的交点坐标分别为1717170455⎛⎫⎛⎫

⎪⎝⎭⎝

⎭,,,.

即使得MNP △周长最小的点P 和N 的坐标分别为1717170455⎛⎫⎛⎫

⎪⎝⎭⎝⎭

,,,.

评注:本题利用对称思想为线段找到了“替身”,从而将问题转化成了两点之间线段最短的问题.

例3.已知点()P a b ,在直线10mx y +-=

m 的值.

=

∴它是点()P a b ,和点(1

0),之间的距离,它的最小值就是点(10),到直线10mx y +-=

=

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