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高中数学解题思想方法全部内容

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【注】本题解题的基本思路是先建立目标函数。求二次函数的最大值和最小值问题我们十分熟悉,但含参数a,以及还有隐含条件x≥0的限制,所以要从中找出正确的分类标准,从而得到d=f(a)的函数表达式。

Ⅲ、巩固性题组:

1. 若loga2<1,则a的取值范围是_____。

3A. (0, 2) B. (2,1) C. (0, 2)∪(1,+∞) D. (2,+∞)

33332. 非零实数a、b、c,则a+b+c+abc的值组成的集合是_____。

|a||b||c||abc|A. {-4,4} B. {0,4} C. {-4,0} D. {-4,0,4}

3. f(x)=(a-x)|3a-x|,a是正常数,下列结论正确的是_____。 A.当x=2a时有最小值0 B.当x=3a时有最大值0 C.无最大值,且无最小值 D.有最小值但无最大值

4. 设f1(x,y)=0是椭圆方程,f2(x,y)=0是直线方程,则方程f1(x,y)+λf2(x,y)=0 (λ∈R)表示的曲线是_____。

A.只能是椭圆 B.椭圆或直线 C.椭圆或一点 D.还有上述外的其它情况 5. 函数f(x)=ax2-2ax+2+b (a≠0)在闭区间[2,3]上有最大值5,最小值2,则a、b的值为_____。

A. a=1,b=0 B. a=1,b=0或a=-1,b=3 C. a=-1,b=3 D. 以上答案均不正确

6.方程(x2-x-1)x?2=1的整数解的个数是_____。 A. 1 B. 3 C. 4 D. 5

7. 到空间不共面的4个点距离相等的平面的个数是_____。 A. 7 B. 6 C. 5 D. 4

8.z∈C,方程z-3|z|+2=0的解的个数是_____。 A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

9.复数z=a+ai (a≠0)的辐角主值是______________。

10.解关于x的不等式: 2loga2(2x-1)>loga(x-a) (a>0且a≠1) 11.设首项为1,公比为q (q>0)的等比数列的前n项和为Sn,又设Tn=Sn,求mil

Sn?123n→∞

22Tn 。

12. 若复数z、z、z在复平面上所对应三点A、B、C组成直角三角形,且|z|=2,求z 。

13. 有卡片9张,将0、1、2、…、8这9个数字分别写在每张卡片上。现从中任取3张排成三位数,若6可以当作9用,问可组成多少个不同的三位数。

14. 函数f(x)=(|m|-1)x-2(m+1)x-1的图像与x轴只有一个公共点,求参数m的值及交点坐标。

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三、函数与方程的思想方法

函数思想,是指用函数的概念和性质去分析问题、转化问题和解决问题。方程思想,是从问题的数量关系入手,运用数学语言将问题中的条件转化为数学模型(方程、不等式、或方程与不等式的混合组),然后通过解方程(组)或不等式(组)来使问题获解。有时,还实现函数与方程的互相转化、接轨,达到解决问题的目的。

笛卡尔的方程思想是:实际问题→数学问题→代数问题→方程问题。宇宙世界,充斥着等式和不等式。我们知道,哪里有等式,哪里就有方程;哪里有公式,哪里就有方程;求值问题是通过解方程来实现的……等等;不等式问题也与方程是近亲,密切相关。而函数和多元方程没有什么本质的区别,如函数y=f(x),就可以看作关于x、y的二元方程f(x)-y=0。可以说,函数的研究离不开方程。列方程、解方程和研究方程的特性,都是应用方程思想时需要重点考虑的。

函数描述了自然界中数量之间的关系,函数思想通过提出问题的数学特征,建立函数关系型的数学模型,从而进行研究。它体现了“联系和变化”的辩证唯物主义观点。一般地,函数思想是构造函数从而利用函数的性质解题,经常利用的性质是:f(x)、f(x)的单调性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、图像变换等,要求我们熟练掌握的是一次函数、二次函数、幂函数、指数函数、对数函数、三角函数的具体特性。在解题中,善于挖掘题目中的隐含条件,构造出函数解析式和妙用函数的性质,是应用函数思想的关键。对所给的问题观察、分析、判断比较深入、充分、全面时,才能产生由此及彼的联系,构造出函数原型。另外,方程问题、不等式问题和某些代数问题也可以转化为与其相关的函数问题,即用函数思想解答非函数问题。

函数知识涉及的知识点多、面广,在概念性、应用性、理解性都有一定的要求,所以是高考中考查的重点。我们应用函数思想的几种常见题型是:遇到变量,构造函数关系解题;有关的不等式、方程、最小值和最大值之类的问题,利用函数观点加以分析;含有多个变量的数学问题中,选定合适的主变量,从而揭示其中的函数关系;实际应用问题,翻译成数学语言,建立数学模型和函数关系式,应用函数性质或不等式等知识解答;等差、等比数列中,通项公式、前n项和的公式,都可以看成n的函数,数列问题也可以用函数方法解决。

Ⅰ、再现性题组:

1.方程lgx+x=3的解所在的区间为_____。

A. (0,1) B. (1,2) C. (2,3) D. (3,+∞)

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2.如果函数f(x)=x2+bx+c对于任意实数t,都有f(2+t)=f(2-t),那么_____。 A. f(2)

3.已知函数y=f(x)有反函数,则方程f(x)=a (a是常数) ______。

A.有且仅有一个实根 B.至多一个实根 C.至少一个实根 D.不同于以上结论 4.已知sinθ+cosθ=

π1,θ∈(,π),则tgθ的值是_____。

254343A. - B. - C. D.

3434p5.已知等差数列的前n项和为Sn,且S=Sq (p≠q,p、q∈N),则Sp?q=_________。 6.关于x的方程sin2x+cosx+a=0有实根,则实数a的取值范围是__________。

7.正六棱锥的体积为48,侧面与底面所成的角为45°,则此棱锥的侧面积为___________。 8. 建造一个容积为8m3,深为2m的长方体无盖水池,如果池底和池壁的造价每平方米分别为120元和80元,则水池的最低造价为___________。

【简解】1小题:图像法解方程,也可代入各区间的一个数(特值法或代入法),选C; 2小题:函数f(x)的对称轴为2,结合其单调性,选A; 3小题:从反面考虑,注意应用特例,选B;

1?x21?2x4小题:设tg=x (x>0),则+=,解出x=2,再用万能公式,选A;

21?x21?x25Sp?qSnmm5小题:利用是关于n的一次函数,设Sp=Sq=m,=x,则(,p)、(,q)、

pqnp?q(x,p+q)在同一直线上,由两点斜率相等解得x=0,则答案:0;

6小题:设cosx=t,t∈[-1,1],则a=t-t-1∈[-

255,1],所以答案:[-,1]; 447小题:设高h,由体积解出h=23,答案:246; 8小题:设长x,则宽Ⅱ、示范性题组:

例1. 设a>0,a≠1,试求方程loga(x-ak)=loga2(x-a)有实数解的k的范围。(89年全国高考)

【分析】由换底公式进行换底后出现同底,再进行等价转化为方程组,分离参数后分析式子特点,从而选用三角换元法,用三角函数的值域求解。

【解】 将原方程化为:loga(x-ak)=loga(a>0,a≠1)

22416,造价y=4×120+4x×80+×80≥1760,答案:1760。 xx??x?ak?0x?a, 等价于 ? 22??x?ak?x?a22x2xx-()?1 ( ||>1 ),

aaaππx设=cscθ, θ∈(-,0)∪(0, ),则 k=f(θ)=cscθ-|ctgθ|

22a∴ k=

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πθ,0)时,f(θ)=cscθ+ctgθ=ctg<-1,故k<-1; 22πθ当θ∈(0, )时,f(θ)=cscθ-ctgθ=tg∈(0,1),故0

22当θ∈(-

综上所述,k的取值范围是:k<-1或0

C2 转化为三角函数的值域问题,在进行三角换元时,要注意新的变量的范围。一般地,此种思路可以 解决有关不等式、方程、最大值和最小值、参数 -ak 范围之类的问题。本题还用到了分离参数法、三 -a a 角换元法、等价转化思想等数学思想方法。 x 另一种解题思路是采取“数形结合法”: 将

22原方程化为:loga(x-ak)=logax?a,等

价于x-ak=x?a (x-ak>0),设曲线C1:y=x-ak,曲线C2:y=x?a (y>0),如图所示。

由图可知,当-ak>a或-a<-ak<0时曲线C1与C2有交点,即方程有实解。所以k的取值范围是:k<-1或0

还有一种思路是直接解出方程的根,然后对方程的根进行讨论,具体过程是:原方程等

2222?x?ak22x?ak?0?k?1(k?1)a??2价变形为?后,解得:?>ak,即-(k?1)a,所以222k2k?x?ak?x?a?x??2k?k2?1

k>0,通分得<0,解得k<-1或0

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例2. 设不等式2x-1>m(x-1)对满足|m|≤2的一切实数m的取值都成立。求x的取值范围。

【分析】 此问题由于常见的思维定势,易把它看成关于x的不等式讨论。然而,若变换一个角度以m为变量,即关于m的一次不等式(x-1)m-(2x-1)<0在[-2,2]上恒成立的问题。对此的研究,设f(m)=(x-1)m-(2x-1),则问题转化为求一次函数(或常数函数)

222?f(2)?0f(m)的值在[-2,2]内恒为负值时参数x应该满足的条件?。

f(?2)?0?【解】问题可变成关于m的一次不等式:(x-1)m-(2x-1)<0在[-2,2] 恒成立,设f(m)=(x-1)m-(2x-1),

2??f(2)?2(x?1)?(2x?1)?0则 ? 2??f(?2)??2(x?1)?(2x?1)?07?13?1解得x∈(,)

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【注】 本题的关键是变换角度,以参数m作为自变量而构造函数式,不等式问题变成函数在闭区间上的值域问题。本题有别于关于x的不等式2x-1>m(x2-1)的解集是[-2,2]时求m的值、关于x的不等式2x-1>m(x2-1)在[-2,2]上恒成立时求m的范围。

一般地,在一个含有多个变量的数学问题中,确定合适的变量和参数,从而揭示函数关系,使问题更明朗化。或者含有参数的函数中,将函数自变量作为参数,而参数作为函数,更具有灵活性,从而巧妙地解决有关问题。

例3. 设等差数列{an}的前n项的和为Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0 。 ①.求公差d的取值范围; ②.指出S1、S2、…、S12中哪一个值最大,并说明理由。(92年全国高考)

【分析】 ①问利用公式an与Sn建立不等式,容易求解d的范围;②问利用Sn是n的二次函数,将Sn中哪一个值最大,变成求二次函数中n为何值时Sn取最大值的函数最值问题。

【解】① 由a3=a1+2d=12,得到a1=12-2d,所以

S12=12a1+66d=12(12-2d)+66d=144+42d>0, S13=13a1+78d=13(12-2d)+78d=156+52d<0。

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221242d1242d=[n-(5-)]-[(5-)]

2dd222124224124因为d<0,故[n-(5-)]最小时,Sn最大。由-

2d72d1242故正整数n=6时[n-(5-)]最小,所以S6最大。

2d 解得:-

【注】 数列的通项公式及前n项和公式实质上是定义在自然数集上的函数,因此可利用

函数思想来分析或用函数方法来解决数列问题。也可以利用方程的思想,设出未知的量,建立等式关系即方程,将问题进行算式化,从而简洁明快。由次可见,利用函数与方程的思想来解决问题,要求灵活地运用、巧妙的结合,发展了学生思维品质的深刻性、独创性。

本题的另一种思路是寻求an>0、an?1<0 ,即:由d<0知道a1>a2>…>a13,由S13=13a7<0得a7<0,由S12=6(a6+a7)>0得a6>0。所以,在S1、S2、…、S12中,S6的值最大。 例4. 如图,AB是圆O的直径,PA垂直于圆O所在平面,C是圆周上任一点,设∠BAC=θ,PA=AB=2r,求异面直线PB和AC的距离。

【分析】 异面直线PB和AC的距离可看成求直线PB上任意一点到AC的距离的最小值,从而设定变量,建立目标函数而求函数最小值。

【解】 在PB上任取一点M,作MD⊥AC于D,MH⊥AB于H, P 设MH=x,则MH⊥平面ABC,AC⊥HD 。

222222∴MD=x+[(2r-x)sinθ]=(sin+1)x-4rsinθx

M 22+4rsinθ

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46【注】本题解题的基本思路是先建立目标函数。求二次函数的最大值和最小值问题我们十分熟悉,但含参数a,以及还有隐含条件x≥0的限制,所以要从中找出正确的分类标准,从而得到d=f(a)的函数表达式。Ⅲ、巩固性题组:1.若loga2<1,则a的取值范围是____
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