1、高考资源网(),您身边的高考专家目 录前言 2第一章 高中数学解题基本方法 3一、 配方法 3 二、 换元法 7三、 待定系数法 14四、 定义法 19五、 数学归纳法 23六、 参数法 28七、 反证法 32八、 消去法 九、 分析与综合法 十、 特殊与一般法 十一、 类比与归纳法 十二、 观察与实验法 第二章 高中数学常用的数学思想 35一、 数形结合思想 35二、 分类讨论思想 41三、 函数与方程思想 47四、 转化(化归)思想 54第三章 高考热点问题和解题策略 59一、 应用问题 59二、 探索性问题 65三、 选择题解答策略 71四、 填空题解答策略 77附录 一、 高考数学试卷
2、分析 二、 两套高考模拟试卷 三、 参考答案 前 言美国著名数学教育家波利亚说过,掌握数学就意味着要善于解题。而当我们解题时遇到一个新问题,总想用熟悉的题型去“套”,这只是满足于解出来,只有对数学思想、数学方法理解透彻及融会贯通时,才能提出新看法、巧解法。高考试题十分重视对于数学思想方法的考查,特别是突出考查能力的试题,其解答过程都蕴含着重要的数学思想方法。我们要有意识地应用数学思想方法去分析问题解决问题,形成能力,提高数学素质,使自己具有数学头脑和眼光。高考试题主要从以下几个方面对数学思想方法进行考查: 常用数学方法:配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去法等; 数学逻辑方法:
3、分析法、综合法、反证法、归纳法、演绎法等; 数学思维方法:观察与分析、概括与抽象、分析与综合、特殊与一般、类比、归纳和演绎等; 常用数学思想:函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化(化归)思想等。数学思想方法与数学基础知识相比较,它有较高的地位和层次。数学知识是数学内容,可以用文字和符号来记录和描述,随着时间的推移,记忆力的减退,将来可能忘记。而数学思想方法则是一种数学意识,只能够领会和运用,属于思维的范畴,用以对数学问题的认识、处理和解决,掌握数学思想方法,不是受用一阵子,而是受用一辈子,即使数学知识忘记了,数学思想方法也还是对你起作用。数学思想方法中,数学基本方法是数学思想的体现
4、,是数学的行为,具有模式化与可操作性的特征,可以选用作为解题的具体手段。数学思想是数学的灵魂,它与数学基本方法常常在学习、掌握数学知识的同时获得。可以说,“知识”是基础,“方法”是手段,“思想”是深化,提高数学素质的核心就是提高学生对数学思想方法的认识和运用,数学素质的综合体现就是“能力”。为了帮助学生掌握解题的金钥匙,掌握解题的思想方法,本书先是介绍高考中常用的数学基本方法:配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去法、反证法、分析与综合法、特殊与一般法、类比与归纳法、观察与实验法,再介绍高考中常用的数学思想:函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化(化归)思想。最后谈谈解
5、题中的有关策略和高考中的几个热点问题,并在附录部分提供了近几年的高考试卷。在每节的内容中,先是对方法或者问题进行综合性的叙述,再以三种题组的形式出现。再现性题组是一组简单的选择填空题进行方法的再现,示范性题组进行详细的解答和分析,对方法和问题进行示范。巩固性题组旨在检查学习的效果,起到巩固的作用。每个题组中习题的选取,又尽量综合到代数、三角、几何几个部分重要章节的数学知识。第一章 高中数学解题基本方法一、 配方法配方法是对数学式子进行一种定向变形(配成“完全平方”)的技巧,通过配方找到已知和未知的联系,从而化繁为简。何时配方,需要我们适当预测,并且合理运用“裂项”与“添项”、“配”与“凑”的技
6、巧,从而完成配方。有时也将其称为“凑配法”。最常见的配方是进行恒等变形,使数学式子出现完全平方。它主要适用于:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函数、二次代数式的讨论与求解,或者缺xy项的二次曲线的平移变换等问题。配方法使用的最基本的配方依据是二项完全平方公式(ab)a2abb,将这个公式灵活运用,可得到各种基本配方形式,如:ab(ab)2ab(ab)2ab;aabb(ab)ab(ab)3ab(a)(b);abcabbcca(ab)(bc)(ca)abc(abc)2(abbcca)(abc)2(abbcca)结合其它数学知识和性质,相应有另外的一些配方形式,如:1sin212sinc
7、os(sincos);x(x)2(x)2 ; 等等。、再现性题组:1. 在正项等比数列a中,asa+2asa+aa=25,则 aa_。2. 方程xy4kx2y5k0表示圆的充要条件是_。 A. k1 B. k1 C. kR D. k或k13. 已知sincos1,则sincos的值为_。 A. 1 B. 1 C. 1或1 D. 04. 函数ylog (2x5x3)的单调递增区间是_。 A. (, B. ,+) C. (, D. ,3)5. 已知方程x+(a-2)x+a-1=0的两根x、x,则点P(x,x)在圆x+y=4上,则实数a_。【简解】 1小题:利用等比数列性质aaa,将已知等式左边后配
8、方(aa)易求。答案是:5。 2小题:配方成圆的标准方程形式(xa)(yb)r,解r0即可,选B。 3小题:已知等式经配方成(sincos)2sincos1,求出sincos,然后求出所求式的平方值,再开方求解。选C。4小题:配方后得到对称轴,结合定义域和对数函数及复合函数的单调性求解。选D。5小题:答案3。、示范性题组:例1. 已知长方体的全面积为11,其12条棱的长度之和为24,则这个长方体的一条对角线长为_。 A. 2 B. C. 5 D. 6【分析】 先转换为数学表达式:设长方体长宽高分别为x,y,z,则 ,而欲求对角线长,将其配凑成两已知式的组合形式可得。【解】设长方体长宽高分别为x
9、,y,z,由已知“长方体的全面积为11,其12条棱的长度之和为24”而得:。长方体所求对角线长为:5所以选B。【注】本题解答关键是在于将两个已知和一个未知转换为三个数学表示式,观察和分析三个数学式,容易发现使用配方法将三个数学式进行联系,即联系了已知和未知,从而求解。这也是我们使用配方法的一种解题模式。例2. 设方程xkx2=0的两实根为p、q,若()+()7成立,求实数k的取值范围。【解】方程xkx2=0的两实根为p、q,由韦达定理得:pqk,pq2 ,()+()7, 解得k或k 。又 p、q为方程xkx2=0的两实根, k80即k2或k2综合起来,k的取值范围是:k 或者 k。【注】 关于
10、实系数一元二次方程问题,总是先考虑根的判别式“”;已知方程有两根时,可以恰当运用韦达定理。本题由韦达定理得到pq、pq后,观察已知不等式,从其结构特征联想到先通分后配方,表示成pq与pq的组合式。假如本题不对“”讨论,结果将出错,即使有些题目可能结果相同,去掉对“”的讨论,但解答是不严密、不完整的,这一点我们要尤为注意和重视。例3. 设非零复数a、b满足aabb=0,求()() 。【分析】 对已知式可以联想:变形为()()10,则 (为1的立方虚根);或配方为(ab)ab 。则代入所求式即得。【解】由aabb=0变形得:()()10 ,设,则10,可知为1的立方虚根,所以:,1。又由aabb=
11、0变形得:(ab)ab ,所以 ()()()()()()2 。【注】 本题通过配方,简化了所求的表达式;巧用1的立方虚根,活用的性质,计算表达式中的高次幂。一系列的变换过程,有较大的灵活性,要求我们善于联想和展开。【另解】由aabb0变形得:()()10 ,解出后,化成三角形式,代入所求表达式的变形式()()后,完成后面的运算。此方法用于只是未联想到时进行解题。假如本题没有想到以上一系列变换过程时,还可由aabb0解出:ab,直接代入所求表达式,进行分式化简后,化成复数的三角形式,利用棣莫佛定理完成最后的计算。、巩固性题组:1. 函数y(xa)(xb) (a、b为常数)的最小值为_。A. 8
12、B. C. D.最小值不存在2. 、是方程x2axa60的两实根,则(-1) +(-1)的最小值是_。A. B. 8 C. 18 D.不存在3. 已知x、yR,且满足x3y10,则函数t28有_。A.最大值2 B.最大值 C.最小值2 B.最小值4. 椭圆x2ax3ya60的一个焦点在直线xy40上,则a_。A. 2 B. 6 C. 2或6 D. 2或65. 化简:2的结果是_。A. 2sin4 B. 2sin44cos4 C. 2sin4 D. 4cos42sin4 6. 设F和F为双曲线y1的两个焦点,点P在双曲线上且满足FPF90,则FPF的面积是_。7. 若x1,则f(x)x2x的最小
13、值为_。8. 已知,cos(-),sin(+),求sin2的值。(92年高考题)9. 设二次函数f(x)AxBxC,给定m、n(m0; 是否存在一个实数t,使当t(m+t,n-t)时,f(x)1,t1,mR,xlogtlogs,ylogtlogsm(logtlogs), 将y表示为x的函数yf(x),并求出f(x)的定义域; 若关于x的方程f(x)0有且仅有一个实根,求m的取值范围。二、换元法解数学题时,把某个式子看成一个整体,用一个变量去代替它,从而使问题得到简化,这叫换元法。换元的实质是转化,关键是构造元和设元,理论依据是等量代换,目的是变换研究对象,将问题移至新对象的知识背景中去研究,从
14、而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化,变得容易处理。换元法又称辅助元素法、变量代换法。通过引进新的变量,可以把分散的条件联系起来,隐含的条件显露出来,或者把条件与结论联系起来。或者变为熟悉的形式,把复杂的计算和推证简化。它可以化高次为低次、化分式为整式、化无理式为有理式、化超越式为代数式,在研究方程、不等式、函数、数列、三角等问题中有广泛的应用。换元的方法有:局部换元、三角换元、均值换元等。局部换元又称整体换元,是在已知或者未知中,某个代数式几次出现,而用一个字母来代替它从而简化问题,当然有时候要通过变形才能发现。例如解不等式:4220,先变形为设2t(t0),而变为熟悉的一元二次不等式求解
15、和指数方程的问题。三角换元,应用于去根号,或者变换为三角形式易求时,主要利用已知代数式中与三角知识中有某点联系进行换元。如求函数y的值域时,易发现x0,1,设xsin ,0,,问题变成了熟悉的求三角函数值域。为什么会想到如此设,其中主要应该是发现值域的联系,又有去根号的需要。如变量x、y适合条件xyr(r0)时,则可作三角代换xrcos、yrsin化为三角问题。均值换元,如遇到xyS形式时,设xt,yt等等。我们使用换元法时,要遵循有利于运算、有利于标准化的原则,换元后要注重新变量范围的选取,一定要使新变量范围对应于原变量的取值范围,不能缩小也不能扩大。如上几例中的t0和0,。、再现性题组:1
16、.ysinxcosxsinx+cosx的最大值是_。2.设f(x1)log(4x) (a1),则f(x)的值域是_。3.已知数列a中,a1,aaaa,则数列通项a_。4.设实数x、y满足x2xy10,则xy的取值范围是_。5.方程3的解是_。6.不等式log(21) log(22)2的解集是_。【简解】1小题:设sinx+cosxt,,则yt,对称轴t1,当t,y;2小题:设x1t (t1),则f(t)log-(t-1)4,所以值域为(,log4;3小题:已知变形为1,设b,则b1,b1(n1)(-1)n,所以a;4小题:设xyk,则x2kx10, 4k40,所以k1或k1;5小题:设3y,则
17、3y2y10,解得y,所以x1;6小题:设log(21)y,则y(y1)2,解得2y0,求f(x)2a(sinxcosx)sinxcosx2a的最大值和最小值。【解】 设sinxcosxt,则t-,,由(sinxcosx)12sinxcosx得:sinxcosx f(x)g(t)(t2a) (a0),t-,t-时,取最小值:2a2a当2a时,t,取最大值:2a2a ;当00恒成立,求a的取值范围。(87年全国理)【分析】不等式中log、 log、log三项有何联系?进行对数式的有关变形后不难发现,再实施换元法。【解】 设logt,则loglog3log3log3t,log2log2t,代入后原
18、不等式简化为(3t)x2tx2t0,它对一切实数x恒成立,所以:,解得 t0即log001,解得0a0恒成立,求k的范围。【分析】由已知条件1,可以发现它与ab1有相似之处,于是实施三角换元。【解】由1,设cos,sin,即: 代入不等式xyk0得:3cos4sink0,即k3cos4sin5sin(+) 所以k0 k 平面区域本题另一种解题思路是使用数形结合法的思想方法:在平面直角坐标系,不等式axbyc0 (a0)所表示的区域为直线axbyc0所分平面成两部分中含x轴正方向的一部分。此题不等式恒成立问题化为图形问题:椭圆上的点始终位于平面上xyk0的区域。即当直线xyk0在与椭圆下部相切的
19、切线之下时。当直线与椭圆相切时,方程组有相等的一组实数解,消元后由0可求得k3,所以k0),则f(4)的值为_。A. 2lg2 B. lg2 C. lg2 D. lg42. 函数y(x1)2的单调增区间是_。A. -2,+) B. -1,+) D. (-,+) C. (-,-13. 设等差数列a的公差d,且S145,则aaaa的值为_。A. 85 B. 72.5 C. 60 D. 52.54. 已知x4y4x,则xy的范围是_。5. 已知a0,b0,ab1,则的范围是_。6. 不等式ax的解集是(4,b),则a_,b_。7. 函数y2x的值域是_。8. 在等比数列a中,aaa2,aaa12,求
20、aaa。 y D C A B O x9. 实数m在什么范围内取值,对任意实数x,不等式sinx2mcosx4m10,y0)上移动,且AB、AD始终平行x轴、y轴,求矩形ABCD的最小面积。 三、待定系数法要确定变量间的函数关系,设出某些未知系数,然后根据所给条件来确定这些未知系数的方法叫待定系数法,其理论依据是多项式恒等,也就是利用了多项式f(x)g(x)的充要条件是:对于一个任意的a值,都有f(a)g(a);或者两个多项式各同类项的系数对应相等。待定系数法解题的关键是依据已知,正确列出等式或方程。使用待定系数法,就是把具有某种确定形式的数学问题,通过引入一些待定的系数,转化为方程组来解决,要
21、判断一个问题是否用待定系数法求解,主要是看所求解的数学问题是否具有某种确定的数学表达式,如果具有,就可以用待定系数法求解。例如分解因式、拆分分式、数列求和、求函数式、求复数、解析几何中求曲线方程等,这些问题都具有确定的数学表达形式,所以都可以用待定系数法求解。使用待定系数法,它解题的基本步骤是:第一步,确定所求问题含有待定系数的解析式;第二步,根据恒等的条件,列出一组含待定系数的方程;第三步,解方程组或者消去待定系数,从而使问题得到解决。如何列出一组含待定系数的方程,主要从以下几方面着手分析: 利用对应系数相等列方程; 由恒等的概念用数值代入法列方程; 利用定义本身的属性列方程; 利用几何条件
22、列方程。比如在求圆锥曲线的方程时,我们可以用待定系数法求方程:首先设所求方程的形式,其中含有待定的系数;再把几何条件转化为含所求方程未知系数的方程或方程组;最后解所得的方程或方程组求出未知的系数,并把求出的系数代入已经明确的方程形式,得到所求圆锥曲线的方程。、再现性题组:1. 设f(x)m,f(x)的反函数f(x)nx5,那么m、n的值依次为_。A. , 2 B. , 2 C. , 2 D. ,22. 二次不等式axbx20的解集是(,),则ab的值是_。A. 10 B. 10 C. 14 D. 143. 在(1x)(1x)的展开式中,x的系数是_。A. 297 B.252 C. 297 D.
23、 2074. 函数yabcos3x (b0,7x0,x0。设V(15aax)(7bbx)x (a0,b0) 要使用均值不等式,则解得:a, b , x3 。 从而V()(x)x()27576。所以当x3时,矩形盒子的容积最大,最大容积是576cm。【注】均值不等式应用时要注意等号成立的条件,当条件不满足时要凑配系数,可以用“待定系数法”求。本题解答中也可以令V(15aax)(7x)bx 或 (15x)(7aax)bx,再由使用均值不等式的最佳条件而列出方程组,求出三项该进行凑配的系数,本题也体现了“凑配法”和“函数思想”。、巩固性题组:1. 函数ylogx的x2,+)上恒有|y|1,则a的取值
24、范围是_。A. 2a且a1 B. 0a或1a2 C. 1a2或0a2. 方程xpxq0与xqxp0只有一个公共根,则其余两个不同根之和为_。A. 1 B. 1 C. pq D. 无法确定 3. 如果函数ysin2xacos2x的图像关于直线x对称,那么a_。A. B. C. 1 D. 14. 满足C1C2CnC500的最大正整数是_。A. 4 B. 5 C. 6 D. 75. 无穷等比数列a的前n项和为Sa , 则所有项的和等于_。A. B. 1 C. D.与a有关6. (1kx)bbxbxbx,若bbbb1,则k_。7. 经过两直线11x3y90与12xy190的交点,且过点(3,-2)的直
25、线方程为_。 8. 正三棱锥底面边长为2,侧棱和底面所成角为60,过底面一边作截面,使其与底面成30角,则截面面积为_。9. 设yf(x)是一次函数,已知f(8)15,且f(2)、f(5)、(f14)成等比数列,求f(1)f(2)f(m)的值。10. 设抛物线经过两点(-1,6)和(-1,-2),对称轴与x轴平行,开口向右,直线y2x7和抛物线截得的线段长是4, 求抛物线的方程。四、定义法所谓定义法,就是直接用数学定义解题。数学中的定理、公式、性质和法则等,都是由定义和公理推演出来。定义是揭示概念内涵的逻辑方法,它通过指出概念所反映的事物的本质属性来明确概念。定义是千百次实践后的必然结果,它科
26、学地反映和揭示了客观世界的事物的本质特点。简单地说,定义是基本概念对数学实体的高度抽象。用定义法解题,是最直接的方法,本讲让我们回到定义中去。、再现性题组:1. 已知集合A中有2个元素,集合B中有7个元素,AB的元素个数为n,则_。A. 2n9 B. 7n9 C. 5n9 D. 5n72. 设MP、OM、AT分别是46角的正弦线、余弦线和正切线,则_。A. MPOMAT B. OMMPAT C. ATOMMP D. OMATMP3. 复数za2,z2,如果|z| |z|,则实数a的取值范围是_。A. 1a1 C. a0 D. a14. 椭圆1上有一点P,它到左准线的距离为,那么P点到右焦点的距
27、离为_。A. 8 C. 7.5 C. D. 35. 奇函数f(x)的最小正周期为T,则f()的值为_。A. T B. 0 C. D. 不能确定6. 正三棱台的侧棱与底面成45角,则其侧面与底面所成角的正切值为_。【简解】1小题:利用并集定义,选B;2小题:利用三角函数线定义,作出图形,选B;3小题:利用复数模的定义得0得:0x1设xx, x+x (x+x)( x+x)1 f(x)f(x)0即f(x)在(,1)上是减函数 0的解集是(1,2),则不等式bxcxab0)的两个焦点,其中F与抛物线y12x的焦点重合,M是两曲线的一个焦点,且有cosM FFcosMFF,求椭圆方程。五、数学归纳法归纳
28、是一种有特殊事例导出一般原理的思维方法。归纳推理分完全归纳推理与不完全归纳推理两种。不完全归纳推理只根据一类事物中的部分对象具有的共同性质,推断该类事物全体都具有的性质,这种推理方法,在数学推理论证中是不允许的。完全归纳推理是在考察了一类事物的全部对象后归纳得出结论来。数学归纳法是用来证明某些与自然数有关的数学命题的一种推理方法,在解数学题中有着广泛的应用。它是一个递推的数学论证方法,论证的第一步是证明命题在n1(或n)时成立,这是递推的基础;第二步是假设在nk时命题成立,再证明nk1时命题也成立,这是无限递推下去的理论依据,它判断命题的正确性能否由特殊推广到一般,实际上它使命题的正确性突破了
29、有限,达到无限。这两个步骤密切相关,缺一不可,完成了这两步,就可以断定“对任何自然数(或nn且nN)结论都正确”。由这两步可以看出,数学归纳法是由递推实现归纳的,属于完全归纳。运用数学归纳法证明问题时,关键是nk1时命题成立的推证,此步证明要具有目标意识,注意与最终要达到的解题目标进行分析比较,以此确定和调控解题的方向,使差异逐步减小,最终实现目标完成解题。运用数学归纳法,可以证明下列问题:与自然数n有关的恒等式、代数不等式、三角不等式、数列问题、几何问题、整除性问题等等。、再现性题组:1. 用数学归纳法证明(n1)(n2)(nn)212(2n1) (nN),从“k到k1”,左端需乘的代数式为
30、_。 A. 2k1 B. 2(2k1) C. D. 2. 用数学归纳法证明11)时,由nk (k1)不等式成立,推证nk1时,左边应增加的代数式的个数是_。 A. 2 B. 21 C. 2 D. 213. 某个命题与自然数n有关,若nk (kN)时该命题成立,那么可推得nk1时该命题也成立。现已知当n5时该命题不成立,那么可推得_。 (94年上海高考) A.当n6时该命题不成立 B.当n6时该命题成立 C.当n4时该命题不成立 D.当n4时该命题成立4. 数列a中,已知a1,当n2时aa2n1,依次计算a、a、a后,猜想a的表达式是_。 A. 3n2 B. n C. 3 D. 4n35. 用数
31、学归纳法证明35 (nN)能被14整除,当nk1时对于式子35应变形为_。6. 设k棱柱有f(k)个对角面,则k1棱柱对角面的个数为f(k+1)f(k)_。【简解】1小题:nk时,左端的代数式是(k1)(k2)(kk),nk1时,左端的代数式是(k2)(k3)(2k1)(2k2),所以应乘的代数式为,选B;2小题:(21)(21)2,选C;3小题:原命题与逆否命题等价,若nk1时命题不成立,则nk命题不成立,选C。4小题:计算出a1、a4、a9、a16再猜想a,选B;5小题:答案(35)35(53);6小题:答案k1。、示范性题组:例1. 已知数列,得,。S为其前n项和,求S、S、S、S,推测
32、S公式,并用数学归纳法证明。 (93年全国理)【解】 计算得S,S,S,S , 猜测S (nN)。当n1时,等式显然成立;假设当nk时等式成立,即:S,当nk1时,SS,由此可知,当nk1时等式也成立。综上所述,等式对任何nN都成立。【注】 把要证的等式S作为目标,先通分使分母含有(2k3),再考虑要约分,而将分子变形,并注意约分后得到(2k3)1。这样证题过程中简洁一些,有效地确定了证题的方向。本题的思路是从试验、观察出发,用不完全归纳法作出归纳猜想,再用数学归纳法进行严格证明,这是关于探索性问题的常见证法,在数列问题中经常见到。 假如猜想后不用数学归纳法证明,结论不一定正确,即使正确,解答
33、过程也不严密。必须要进行三步:试值 猜想 证明。【另解】 用裂项相消法求和:由a得,S(1)()1。此种解法与用试值猜想证明相比,过程十分简单,但要求发现的裂项公式。可以说,用试值猜想证明三步解题,具有一般性。例2. 设a (nN),证明:n(n1)a (n1) 。【分析】与自然数n有关,考虑用数学归纳法证明。n1时容易证得,nk1时,因为aa,所以在假设nk成立得到的不等式中同时加上,再与目标比较而进行适当的放缩求解。【解】 当n1时,a,n(n+1), (n+1)2 , n1时不等式成立。假设当nk时不等式成立,即:k(k1)a (k1) ,当nk1时,k(k1)ak(k1)(k1)(k1
34、)(k3)(k1)(k2),(k1)(k1)(k1)(k)(k2),所以(k1)(k2) a(k2),即nk1时不等式也成立。综上所述,对所有的nN,不等式n(n1)an可得,a123nn(n1);由n可得,a123nnn(n1)n(n2n)(n1)。所以n(n1)an (n1且nN)六、参数法参数法是指在解题过程中,通过适当引入一些与题目研究的数学对象发生联系的新变量(参数),以此作为媒介,再进行分析和综合,从而解决问题。直线与二次曲线的参数方程都是用参数法解题的例证。换元法也是引入参数的典型例子。辨证唯物论肯定了事物之间的联系是无穷的,联系的方式是丰富多采的,科学的任务就是要揭示事物之间的
35、内在联系,从而发现事物的变化规律。参数的作用就是刻画事物的变化状态,揭示变化因素之间的内在联系。参数体现了近代数学中运动与变化的思想,其观点已经渗透到中学数学的各个分支。运用参数法解题已经比较普遍。参数法解题的关键是恰到好处地引进参数,沟通已知和未知之间的内在联系,利用参数提供的信息,顺利地解答问题。、再现性题组:1. 设2351,则2x、3y、5z从小到大排列是_。2. (理)直线上与点A(-2,3)的距离等于的点的坐标是_。 (文)若k0时,f(x)0,则f(x)的R上是_函数。(填“增”或“减”)6. 椭圆1上的点到直线x2y0的最大距离是_。 A. 3 B. C. D. 2【简解】1小
36、题:设235t,分别取2、3、5为底的对数,解出x、y、z,再用“比较法”比较2x、3y、5z,得出3y2x0),证明:在x轴的正向上一定存在一点M,使得对于抛物线的任意一条过点M的弦PQ,有为定值。七、反证法与前面所讲的方法不同,反证法是属于“间接证明法”一类,是从反面的角度思考问题的证明方法,即:肯定题设而否定结论,从而导出矛盾推理而得。法国数学家阿达玛(Hadamard)对反证法的实质作过概括:“若肯定定理的假设而否定其结论,就会导致矛盾”。具体地讲,反证法就是从否定命题的结论入手,并把对命题结论的否定作为推理的已知条件,进行正确的逻辑推理,使之得到与已知条件、已知公理、定理、法则或者已
37、经证明为正确的命题等相矛,矛盾的原因是假设不成立,所以肯定了命题的结论,从而使命题获得了证明。反证法所依据的是逻辑思维规律中的“矛盾律”和“排中律”。在同一思维过程中,两个互相矛盾的判断不能同时都为真,至少有一个是假的,这就是逻辑思维中的“矛盾律”;两个互相矛盾的判断不能同时都假,简单地说“A或者非A”,这就是逻辑思维中的“排中律”。反证法在其证明过程中,得到矛盾的判断,根据“矛盾律”,这些矛盾的判断不能同时为真,必有一假,而已知条件、已知公理、定理、法则或者已经证明为正确的命题都是真的,所以“否定的结论”必为假。再根据“排中律”,结论与“否定的结论”这一对立的互相否定的判断不能同时为假,必有
38、一真,于是我们得到原结论必为真。所以反证法是以逻辑思维的基本规律和理论为依据的,反证法是可信的。反证法的证题模式可以简要的概括我为“否定推理否定”。即从否定结论开始,经过正确无误的推理导致逻辑矛盾,达到新的否定,可以认为反证法的基本思想就是“否定之否定”。应用反证法证明的主要三步是:否定结论 推导出矛盾 结论成立。实施的具体步骤是:第一步,反设:作出与求证结论相反的假设;第二步,归谬:将反设作为条件,并由此通过一系列的正确推理导出矛盾;第三步,结论:说明反设不成立,从而肯定原命题成立。在应用反证法证题时,一定要用到“反设”进行推理,否则就不是反证法。用反证法证题时,如果欲证明的命题的方面情况只
39、有一种,那么只要将这种情况驳倒了就可以,这种反证法又叫“归谬法”;如果结论的方面情况有多种,那么必须将所有的反面情况一一驳倒,才能推断原结论成立,这种证法又叫“穷举法”。在数学解题中经常使用反证法,牛顿曾经说过:“反证法是数学家最精当的武器之一”。一般来讲,反证法常用来证明的题型有:命题的结论以“否定形式”、“至少”或“至多”、“唯一”、“无限”形式出现的命题;或者否定结论更明显。具体、简单的命题;或者直接证明难以下手的命题,改变其思维方向,从结论入手进行反面思考,问题可能解决得十分干脆。、再现性题组:1. 已知函数f(x)在其定义域内是减函数,则方程f(x)0 _。A.至多一个实根 B.至少
40、一个实根 C.一个实根 D.无实根2. 已知a0,1bab ab B. ababa C. aba ab D. ab aba3. 已知l,a ,b ,若a、b为异面直线,则_。A. a、b都与l相交 B. a、b中至少一条与l相交C. a、b中至多有一条与l相交 D. a、b都与l相交4. 四面体顶点和各棱的中点共10个,在其中取4个不共面的点,不同的取法有_。(97年全国理)A. 150种 B. 147种 C. 144种 D. 141种【简解】1小题:从结论入手,假设四个选择项逐一成立,导出其中三个与特例矛盾,选A;2小题:采用“特殊值法”,取a1、b0.5,选D;3小题:从逐一假设选择项成立
41、着手分析,选B;4小题:分析清楚结论的几种情况,列式是:CC436,选D。 S C A O B、示范性题组:例1. 如图,设SA、SB是圆锥SO的两条母线,O是底面圆心,C是SB上一点。求证:AC与平面SOB不垂直。【分析】结论是“不垂直”,呈“否定性”,考虑使用反证法,即假设“垂直”后再导出矛盾后,再肯定“不垂直”。【证明】 假设AC平面SOB, 直线SO在平面SOB内, ACSO, SO底面圆O, SOAB, SO平面SAB, 平面SAB底面圆O,这显然出现矛盾,所以假设不成立。即AC与平面SOB不垂直。【注】否定性的问题常用反证法。例如证明异面直线,可以假设共面,再把假设作为已知条件推导
42、出矛盾。例2. 若下列方程:x4ax4a30, x(a1)xa0, x2ax2a0至少有一个方程有实根。试求实数a的取值范围。【分析】 三个方程至少有一个方程有实根的反面情况仅有一种:三个方程均没有实根。先求出反面情况时a的范围,再所得范围的补集就是正面情况的答案。【解】 设三个方程均无实根,则有:,解得,即a1。所以当a1或a时,三个方程至少有一个方程有实根。【注】“至少”、“至多”问题经常从反面考虑,有可能使情况变得简单。本题还用到了“判别式法”、“补集法”(全集R),也可以从正面直接求解,即分别求出三个方程有实根时(0)a的取值范围,再将三个范围并起来,即求集合的并集。两种解法,要求对不
43、等式解集的交、并、补概念和运算理解透彻。例3. 给定实数a,a0且a1,设函数y (其中xR且x),证明:.经过这个函数图像上任意两个不同点的直线不平行于x轴; .这个函数的图像关于直线yx成轴对称图像。(88年全国理)。【分析】“不平行”的否定是“平行”,假设“平行”后得出矛盾从而推翻假设。【证明】 设M(x,y)、M(x,y)是函数图像上任意两个不同的点,则xx,假设直线MM平行于x轴,则必有yy,即,整理得a(xx)xxxx a1, 这与已知“a1”矛盾, 因此假设不对,即直线MM不平行于x轴。 由y得axyyx1,即(ay1)xy1,所以x,即原函数y的反函数为y,图像一致。由互为反函
44、数的两个图像关于直线yx对称可以得到,函数y的图像关于直线yx成轴对称图像。【注】对于“不平行”的否定性结论使用反证法,在假设“平行”的情况下,容易得到一些性质,经过正确无误的推理,导出与已知a1互相矛盾。第问中,对称问题使用反函数对称性进行研究,方法比较巧妙,要求对反函数求法和性质运用熟练。、巩固性题组:1. 已知f(x),求证:当xx时,f(x)f(x)。2. 已知非零实数a、b、c成等差数列,ac,求证:、不可能成等差数列。3. 已知f(x)xpxq,求证:|f(1)|、|f(2)|、|f(3)|中至少有一个不小于 。4. 求证:抛物线y1上不存在关于直线xy0对称的两点。5. 已知a、
45、bR,且|a|b|1,求证:方程xaxb0的两个根的绝对值均小于1。 A F DB M NE C6. 两个互相垂直的正方形如图所示,M、N在相应对角线上,且有EMCN,求证:MN不可能垂直CF。第二章 高中数学常用的数学思想一、数形结合思想方法中学数学的基本知识分三类:一类是纯粹数的知识,如实数、代数式、方程(组)、不等式(组)、函数等;一类是关于纯粹形的知识,如平面几何、立体几何等;一类是关于数形结合的知识,主要体现是解析几何。数形结合是一个数学思想方法,包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:或者是借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数为目的
46、,比如应用函数的图像来直观地说明函数的性质;或者是借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质。恩格斯曾说过:“数学是研究现实世界的量的关系与空间形式的科学。”数形结合就是根据数学问题的条件和结论之间的内在联系,既分析其代数意义,又揭示其几何直观,使数量关的精确刻划与空间形式的直观形象巧妙、和谐地结合在一起,充分利用这种结合,寻找解题思路,使问题化难为易、化繁为简,从而得到解决。“数”与“形”是一对矛盾,宇宙间万物无不是“数”和“形”的矛盾的统一。华罗庚先生说过:数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万
47、事休。数形结合的思想,其实质是将抽象的数学语言与直观的图像结合起来,关键是代数问题与图形之间的相互转化,它可以使代数问题几何化,几何问题代数化。在运用数形结合思想分析和解决问题时,要注意三点:第一要彻底明白一些概念和运算的几何意义以及曲线的代数特征,对数学题目中的条件和结论既分析其几何意义又分析其代数意义;第二是恰当设参、合理用参,建立关系,由数思形,以形想数,做好数形转化;第三是正确确定参数的取值范围。数学中的知识,有的本身就可以看作是数形的结合。如:锐角三角函数的定义是借助于直角三角形来定义的;任意角的三角函数是借助于直角坐标系或单位圆来定义的。、再现性题组:5. 设命题甲:0x5;命题乙
48、:|x2|3,那么甲是乙的_。 (90年全国文)A.充分非必要条件 B.必要非充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件6. 若log2log20,则_。(92年全国理)A. 0ab1 B. 0bab1 D. ba17. 如果|x|,那么函数f(x)cosxsinx的最小值是_。 (89年全国文)A. B. C. 1 D. 8. 如果奇函数f(x)在区间3,7上是增函数且最小值是5,那么f(x)的-7,-3上是_。(91年全国)A.增函数且最小值为5 B.增函数且最大值为5C.减函数且最小值为5 D.减函数且最大值为5 9. 设全集I(x,y)|x,yR,集合M(x,y)| 1,N(x,
49、y)|yx1,那么等于_。 (90年全国)A. B. (2,3) C. (2,3) D. (x,y)|yx1 10. 如果是第二象限的角,且满足cossin,那么是_。A.第一象限角 B.第三象限角 C.可能第一象限角,也可能第三象限角 D.第二象限角11. 已知集合E|cossin,02,F|tg乙,选A;2小题:由已知画出对数曲线,选B;3小题:设sinxt后借助二次函数的图像求f(x)的最小值,选D;4小题:由奇函数图像关于原点对称画出图像,选B;5小题:将几个集合的几何意义用图形表示出来,选B;6小题:利用单位圆确定符号及象限;选B;7小题:利用单位圆,选A;8小题:将复数表示在复平面
50、上,选B;9小题:转化为圆上动点与原点连线的斜率范围问题;选D;10小题:利用复平面上复数表示和两点之间的距离公式求解,答案。【注】 以上各题是历年的高考客观题,都可以借助几何直观性来处理与数有关的问题,即借助数轴(题)、图像(、题)、单位圆(、题)、复平面(、题)、方程曲线(题)。 y 4 y=1-m 1 O 2 3 x、示范性题组:例1. 若方程lg(x3xm)lg(3x)在x(0,3)内有唯一解,求实数m的取值范围。【分析】将对数方程进行等价变形,转化为一元二次方程在某个范围内有实解的问题,再利用二次函数的图像进行解决。【解】 原方程变形为 即:设曲线y(x2) , x(0,3)和直线y
51、1m,图像如图所示。由图可知: 当1m0时,有唯一解,m1; 当11m4时,有唯一解,即3m0, m1或30),椭圆中心D(2,0),焦点在x轴上,长半轴为2,短半轴为1,它的左顶点为A。问p在什么范围内取值,椭圆上有四个不同的点,它们中每一个点到点A的距离等于该点到直线L的距离?【分析】 由抛物线定义,可将问题转化成:p为何值时,以A为焦点、L为准线的抛物线与椭圆有四个交点,再联立方程组转化成代数问题(研究方程组解的情况)。【解】 由已知得:a2,b1, A(,0),设椭圆与双曲线方程并联立有:,消y得:x(47p)x(2p)0所以1664p48p0,即6p8p20,解得:p1。结合范围(,
52、4+)内两根,设f(x)x(47p)x(2p),所以4+即p0、f(4+)0即p43。结合以上,所以43p。【注】 本题利用方程的曲线将曲线有交点的几何问题转化为方程有实解的代数问题。一般地,当给出方程的解的情况求参数的范围时可以考虑应用了“判别式法”,其中特别要注意解的范围。另外,“定义法”、“数形结合法”、“转化思想”、“方程思想”等知识都在本题进行了综合运用。例4. 设a、b是两个实数,A(x,y)|xn,ynab (nZ),B(x,y)|xm,y3m15 (mZ),C(x,y)|xy144,讨论是否,使得AB与(a,b)C同时成立。(85年高考)【分析】集合A、B都是不连续的点集,“存
53、在a、b,使得AB”的含意就是“存在a、b使得nab3n15(nZ)有解(AB时xnm)。再抓住主参数a、b,则此问题的几何意义是:动点(a,b)在直线L:nxy3n15上,且直线与圆xy144有公共点,但原点到直线L的距离12。【解】 由AB得:nab3n15 ;设动点(a,b)在直线L:nxy3n15上,且直线与圆xy144有公共点,所以圆心到直线距离d3()12 n为整数 上式不能取等号,故a、b不存在。【注】 集合转化为点集(即曲线),而用几何方法进行研究。此题也属探索性问题用数形结合法解,其中还体现了主元思想、方程思想,并体现了对有公共点问题的恰当处理方法。本题直接运用代数方法进行解
54、答的思路是:由AB得:nab3n15 ,即b3n15an (式);由(a,b)C得,ab144 (式);把式代入式,得关于a的不等式:(1n)a2n(3n15)a(3n15)1440 (式),它的判别式4n(3n15)4(1n)(3n15)14436(n3)因为n是整数,所以n30,因而0,故式不可能有实数解。所以不存在a、b,使得AB与(a,b)C同时成立、巩固性题组:1. 已知5x12y60,则的最小值是_。A. B. C. D. 12. 已知集合P(x,y)|y、Q(x,y)|yxb,若PQ,则b的取值范围是_。A. |b|3 B. |b|3 C. 3b3 D. 3b|x1|x1|的解集
55、是非空数集,那么实数m的取值范围是_。6. 设zcos且|z|1,那么argz的取值范围是_。7. 若方程x3ax2a0的一个根小于1,而另一根大于1,则实数a的取值范围是_。8. sin20cos80sin20cos80_。9. 解不等式: bx10. 设Ax|1x0、a0、a2时分a0、a0和a0三种情况讨论。这称为含参型。另外,某些不确定的数量、不确定的图形的形状或位置、不确定的结论等,都主要通过分类讨论,保证其完整性,使之具有确定性。进行分类讨论时,我们要遵循的原则是:分类的对象是确定的,标准是统一的,不遗漏、不重复,科学地划分,分清主次,不越级讨论。其中最重要的一条是“不漏不重”。解
56、答分类讨论问题时,我们的基本方法和步骤是:首先要确定讨论对象以及所讨论对象的全体的范围;其次确定分类标准,正确进行合理分类,即标准统一、不漏不重、分类互斥(没有重复);再对所分类逐步进行讨论,分级进行,获取阶段性结果;最后进行归纳小结,综合得出结论。、再现性题组:1集合Ax|x|4,xR,Bx|x3|a,xR,若AB,那么a的范围是_。A. 0a1 B. a1 C. a1 D. 0a0且a1,plog(aa1),qlog(aa1),则p、q的大小关系是_。A. pq B. pq D.当a1时,pq;当0a1时,p0、a0、a1、0a1两种情况讨论,选C;3小题:分x在第一、二、三、四象限等四种
57、情况,答案4,-2,0;4小题:分、0、0、x0两种情况,选B;6小题:分侧面矩形长、宽分别为2和4、或4和2两种情况,选D;7小题:分截距等于零、不等于零两种情况,选C。、示范性题组:例1. 设0x0且a1,比较|log(1x)|与|log(1x)|的大小。【分析】 比较对数大小,运用对数函数的单调性,而单调性与底数a有关,所以对底数a分两类情况进行讨论。【解】 0x1 01x1 当0a0,log(1x)0; 当a1时,log(1x)0,所以|log(1x)|log(1x)|log(1x) log(1x)log(1x)0;由、可知,|log(1x)|log(1x)|。【注】本题要求对对数函数
58、ylogx的单调性的两种情况十分熟悉,即当a1时其是增函数,当0a1时其是减函数。去绝对值时要判别符号,用到了函数的单调性;最后差值的符号判断,也用到函数的单调性。例2. 已知集合A和集合B各含有12个元素,AB含有4个元素,试求同时满足下面两个条件的集合C的个数: . CAB且C中含有3个元素; . CA 。【分析】 由已知并结合集合的概念,C中的元素分两类:属于A 元素;不属于A而属于B的元素。并由含A中元素的个数1、2、3,而将取法分三种。【解】 CCCCCC1084【注】本题是排列组合中“包含与排除”的基本问题,正确地解题的前提是合理科学的分类,达到分类完整及每类互斥的要求,还有一个关
59、键是要确定C中元素如何取法。另一种解题思路是直接使用“排除法”,即CC1084。例3. 设a是由正数组成的等比数列,S是前n项和。 . 证明: 0,使得lg(Sc)成立?并证明结论。(95年全国理)【分析】 要证的不等式和讨论的等式可以进行等价变形;再应用比较法而求解。其中在应用等比数列前n项和的公式时,由于公式的要求,分q1和q1两种情况。【解】 设a的公比q,则a0,q0 当q1时,Sna,从而SSSna(n2)a(n1)aa0; 当q1时,S,从而SSSaq0;由上可得SSS,所以lg(SS)lg(S),即lgS。. 要使lg(Sc)成立,则必有(Sc)(Sc)(Sc),分两种情况讨论如
60、下:当q1时,Sna,则(Sc)(Sc)(Sc)(nac)(n2)ac(n1)aca0当q1时,S,则(Sc)(Sc)(Sc)c ccaqac(1q) aq0 ac(1q)0即c而ScS0, 使得lg(Sc)成立。【注】 本例由所用公式的适用范围而导致分类讨论。该题文科考生改问题为:证明logS ,和理科第一问类似,只是所利用的是底数是0.5时,对数函数为单调递减。例1、例2、例3属于涉及到数学概念、定理、公式、运算性质、法则等是分类讨论的问题或者分类给出的,我们解决时按要求进行分类,即题型为概念、性质型。例4. 设函数f(x)ax2x2,对于满足1x0,求实数a的取值范围。 1 4 x 1
61、4 x【分析】 含参数的一元二次函数在有界区间上的最大值、最小值等值域问题,需要先对开口方向讨论,再对其抛物线对称轴的位置与闭区间的关系进行分类讨论,最后综合得解。【解】当a0时,f(x)a(x)2 或或 a1或a;当a 。【注】本题分两级讨论,先对决定开口方向的二次项系数a分a0、a0时将对称轴与闭区间的关系分三种,即在闭区间左边、右边、中间。本题的解答,关键是分析符合条件的二次函数的图像,也可以看成是“数形结合法”的运用。例5. 解不等式0 (a为常数,a)【分析】 含参数的不等式,参数a决定了2a1的符号和两根4a、6a的大小,故对参数a分四种情况a0、a0、a0、a0时,a; 4a0
62、。 所以分以下四种情况讨论:当a0时,(x4a)(x6a)0,解得:x6a;当a0时,x0,解得:x0;当a0,解得: x4a;当a时,(x4a)(x6a)0,解得: 6ax0时,x6a;当a0时,x0;当a0时,x4a;当a时,6ax0), y2ya 解得:y1 (0a1)由上可得,z(1)或(1)【注】本题用标准解法(设zxy再代入原式得到一个方程组,再解方程组)过程十分繁难,而挖掘隐含,对z分两类讨论则简化了数学问题。【另解】 设zxy,代入得 xy22xya; 当y0时,x2|x|a,解得x(1),所以z(1);当x0时,y2|y|a,解得y(1),所以(1)。由上可得,z(1)或(1
63、)【注】此题属于复数问题的标准解法,即设代数形式求解。其中抓住2xy0而分x0和y0两种情况进行讨论求解。实际上,每种情况中绝对值方程的求解,也渗透了分类讨论思想。例7. 在xoy平面上给定曲线y2x,设点A(a,0),aR,曲线上的点到点A的距离的最小值为f(a),求f(a)的函数表达式。 (本题难度0.40)【分析】 求两点间距离的最小值问题,先用公式建立目标函数,转化为二次函数在约束条件x0下的最小值问题,而引起对参数a的取值讨论。【解】 设M(x,y)为曲线y2x上任意一点,则|MA|(xa)y(xa)2xx2(a1)xax(a1)(2a1)由于y2x限定x0,所以分以下情况讨论:当a
64、10时,xa1取最小值,即|MA2a1;当a10时,x0取最小值,即|MAa;综上所述,有f(a) 。【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x0的限制,所以要从中找出正确的分类标准,从而得到df(a)的函数表达式。、巩固性题组:1. 若loglog(xa) (a0且a1)11.设首项为1,公比为q (q0)的等比数列的前n项和为S,又设T,求T 。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
65、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)x2(m1)x1的图像与x轴只有一个公共点,求参数m的值及交点坐标。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
66、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yf(x),就可以看作关于x、y的二元方程f(x)y0。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
67、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
68、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。、再现性题组:1.方程lgxx3的解所在的区间为_。A. (0,1) B. (1,2) C. (2,3) D. (3,+)2.如果函数f(x)xbxc对于任意实数t,都有f(2t)f(2t),那么_。A. f(2)f(1)f(4) B. f(1)f(2)f(4) C. f(2)f(4)f(1) D. f(4)f(2)0),则,解出x2,再用万能公式,选A;5小题:利用是关于n的一次函数,
69、设SSm,x,则(,p)、(,q)、(x,p+q)在同一直线上,由两点斜率相等解得x0,则答案:0;6小题:设cosxt,t-1,1,则att1,1,所以答案:,1;7小题:设高h,由体积解出h2,答案:24;8小题:设长x,则宽,造价y41204x80801760,答案:1760。、示范性题组:例1. 设a0,a1,试求方程log(xak)log(xa)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:log(xak)log, 等价于 (a0,a1) k
70、( |1 ), 设csc, (,0)(0, ),则 kf()csc|ctg|当(,0)时,f()cscctgctg1,故k1;当(0, )时,f()cscctgtg(0,1),故0k1;综上所述,k的取值范围是:k1或0k0),设曲线C:yxak,曲线C:y (y0),如图所示。由图可知,当aka或aak0时曲线C与C有交点,即方程有实解。所以k的取值范围是:k1或0kak,即k0,通分得0,解得k1或0k1。所以k的取值范围是:k1或0km(x1)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
71、为变量,即关于m的一次不等式(x1)m(2x1)0在-2,2上恒成立的问题。对此的研究,设f(m)(x1)m(2x1),则问题转化为求一次函数(或常数函数)f(m)的值在-2,2内恒为负值时参数x应该满足的条件。【解】问题可变成关于m的一次不等式:(x1)m(2x1)m(x1)的解集是-2,2时求m的值、关于x的不等式2x1m(x1)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a的前n项的和为S,
72、已知a12,S0,S0,S13a78d13(122d)78d15652d0。 解得:d3。 Snan(n11)dn(122d)n(n1)dn(5)(5)因为d0,故n(5)最小时,S最大。由d3得6(5)0、a0 ,即:由daa,由S13a0得a0得a0。所以,在S、S、S中,S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,PAAB=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。 P MA H B D C【解】 在PB上任取一点M,作M
73、DAC于D,MHAB于H,设MHx,则MH平面ABC,ACHD 。MDx(2rx)sin(sin1)x4rsinx4rsin(sin1)x即当x时,MD取最小值为两异面直线的距离。【注】 本题巧在将立体几何中“异面直线的距离”变成“求异面直线上两点之间距离的最小值”,并设立合适的变量将问题变成代数中的“函数问题”。一般地,对于求最大值、最小值的实际问题,先将文字说明转化成数学语言后,再建立数学模型和函数关系式,然后利用函数性质、重要不等式和有关知识进行解答。比如再现性题组第8题就是典型的例子。例5. 已知ABC三内角A、B、C的大小成等差数列,且tgAtgC2,又知顶点C的对边c上的高等于4,
74、求ABC的三边a、b、c及三内角。【分析】已知了一个积式,考虑能否由其它已知得到一个和式,再用方程思想求解。【解】 由A、B、C成等差数列,可得B60;由ABC中tgAtgBtgCtgAtgBtgC,得tgAtgCtgB(tgAtgC1) (1)设tgA、tgC是方程x(3)x20的两根,解得x1,x2设A0在x(-,1上恒成立的不等式问题。【解】 由题设可知,不等式124a0在x(-,1上恒成立,即:()()a0在x(-,1上恒成立。设t(), 则t, 又设g(t)tta,其对称轴为t tta0在,+)上无实根, 即 g()()a0,得a所以a的取值范围是a。【注】对于不等式恒成立,引入新的
75、参数化简了不等式后,构造二次函数利用函数的图像和单调性进行解决问题,其中也联系到了方程无解,体现了方程思想和函数思想。一般地,我们在解题中要抓住二次函数及图像、二次不等式、二次方程三者之间的紧密联系,将问题进行相互转化。在解决不等式()()a0在x(-,1上恒成立的问题时,也可使用“分离参数法”: 设t(), t,则有att(,,所以a的取值范围是a。其中最后得到a的范围,是利用了二次函数在某区间上值域的研究,也可属应用“函数思想”。、巩固性题组:1. 方程sin2xsinx在区间(0,2)内解的个数是_。A. 1 B. 2 C. 3 D. 42. 已知函数f(x)|21|,abf(c)f(b
76、),则_。A. a0,b0 B. a0,c0 C. 22 D. 220,S0)与椭圆(x2)y1有四个交点。(88年全国高考)13.已知关于x的实系数二次方程xaxb0有两个实数根、。证明:. 如果|2,|2,那么2|a|4b且|b|4;. 如果2|a|4b且|b|4,那么|2,|b0)的半焦距为c,直线l过(0,a)和(b,0),已知原点到l的距离等于c,则椭圆的离心率为_。 A. B. C. D. 6. 已知三棱锥S-ABC的三条侧棱两两垂直,SA5,SB4,SC3,D为AB的中点,E为AC的中点,则四棱锥S-BCED的体积为_。 A. B. 10 C. D. 【简解】1小题:由已知转化为
77、周期为2,所以f(7.5)f(-0.5)f(0.5),选B;2小题:设f(x)y,由互为反函数的值域与定义域的关系,选C;3小题:由mpnq容易求解,选A;4小题:由复数模几何意义利用数形结合法求解,选A;5小题:ab,变形为12e31e70,再解出e,选B;6小题:由SS和三棱椎的等体积转化容易求,选A。、示范性题组:例1. 若x、y、zR且xyz1,求(1)( 1)( 1)的最小值。【分析】由已知xyz1而联想到,只有将所求式变形为含代数式xyz,或者运用均值不等式后含xyz的形式。所以,关键是将所求式进行合理的变形,即等价转化。【解】(1)( 1)( 1)(1x)(1y)(1z)(1xy
78、zxyyzzxxyz)(xyyzzxxyz)131119【注】对所求式进行等价变换:先通分,再整理分子,最后拆分。将问题转化为求的最小值,则不难由平均值不等式而进行解决。此题属于代数恒等变形题型,即代数式在形变中保持值不变。例2. 设x、yR且3x2y6x,求xy的范围。【分析】 设kxy,再代入消去y,转化为关于x的方程有实数解时求参数k范围的问题。其中要注意隐含条件,即x的范围。【解】由6x3x2y0得0x2。设kxy,则ykx,代入已知等式得:x6x2k0 ,即kx3x,其对称轴为x3。由0x2得k0,4。所以xy的范围是:0xy4。【另解】 数形结合法(转化为解析几何问题):由3x2y
79、6x得(x1)1,即表示如图所示椭圆,其一个顶点在坐标原点。xy的范围就是椭圆上的点到坐标原点的距离的平方。由图可知最小值是0,距离最大的点是以原点为圆心的圆与椭圆相切的切点。设圆方程为xyk,代入椭圆中消y得x6x2k0。由判别式368k0得k4,所以xy的范围是:0xy4。【再解】 三角换元法,对已知式和待求式都可以进行三角换元(转化为三角问题):由3x2y6x得(x1)1,设,则xy12coscossin12coscoscos2cos0,4所以xy的范围是:0xy4。【注】本题运用多种方法进行解答,实现了多种角度的转化,联系了多个知识点,有助于提高发散思维能力。此题还可以利用均值换元法进
80、行解答。各种方法的运用,分别将代数问题转化为了其它问题,属于问题转换题型。例3. 求值:ctg104cos10 【分析】分析所求值的式子,估计两条途径:一是将函数名化为相同,二是将非特殊角化为特殊角。【解一】ctg104cos104cos10(基本过程:切化弦通分化同名拆项差化积化同名差化积)【解二】ctg104cos104cos10(基本过程:切化弦通分化同名特值代入积化和差化积)【解三】ctg104cos104cos10(基本过程:切化弦通分化同名拆角80和差角公式)【注】无条件三角求值问题,是高考中常见题型,其变换过程是等价转化思想的体现。此种题型属于三角变换型。一般对,对于三角恒等变换
81、,需要灵活运用的是同角三角函数的关系式、诱导公式、和差角公式、倍半角公式、和积互化公式以及万能公式,常用的手段是:切割化弦、拆角、将次与升次、和积互化、异名化同名、异角化同角、化特殊角等等。对此,我们要掌握变换的通法,活用2公式,攻克三角恒等变形的每一道难关。例4. 已知f(x)tgx,x(0, ),若x、x(0, )且xx,求证:f(x)f(x)f() (94年全国高考)【分析】从问题着手进行思考,运用分析法,一步步探求问题成立的充分条件。【证明】f(x)f(x)f() tgxtgxtg() 1cos(xx)2cosxcosx 1cosxcosxsinxsinx2cosxcosx cosxc
82、osxsinxsinx1 cos(xx)1 由已知显然cos(xx)f() SA M D N C B 【注】 本题在用分析法证明数学问题的过程中,每一步实施的都是等价转化。此种题型属于分析证明型。例5. 如图,在三棱锥S-ABC中,S在底面上的射影N位于底面的高CD上,M是侧棱SC上的一点,使截面MAB与底面所成角等于NSC。求证:SC垂直于截面MAB。(83年全国高考)【分析】 由三垂线定理容易证明SCAB,再在平面SDNC中利用平面几何知识证明SCDM。【证明】由已知可得:SN底面ABC,ABCD,CD是斜线SC在底面AB的射影, ABSC。 ABSC、ABCD AB平面SDNC MDC就
83、是截面MAB与底面所成的二面角由已知得MDCNSC又 DCMSCN DCMSCM DMCSNCRt即 SCDM所以SC截面MAB。【注】立体几何中有些问题的证明,可以转化为平面几何证明来解决,即考虑在一个平面上的证明时运用平面几何知识。、巩固性题组:1. 正方形ABCD与正方形ABEF成90的二面角,则AC与BF所成的角为_。 A. 45 B. 60 C. 30 D. 902. 函数f(x)|lgx|,若0af(b),则下列各式中成立的是_。 A. ab1 B. ab1 D. a1且b13. (nN)的值为_。 A. B. C. 0 D. 14. (abc)展开式的项数是_。 A. 11 B.
84、 66 C. 132 D. 35. 已知长方体ABCD-ABCD中,AAAD1,AB,则顶点A到截面ABD的距离是_。6. 已知点M(3cosx,3sinx)、N(4cosy,4siny),则|MN|的最大值为_。7. 函数y的值域是_。8. 不等式log(xx3)log(x2)的解是_。9设x0,y0,求证:(xy)(xy) (86年上海高考)10. 当x0, 时,求使cosxmcosx2m20恒成立的实数m的取值范围。11. 设ABC的三内角A、B、C的对边分别是a、b、c,若三边a、b、c顺次成等差数列,求复数zcos()sin()sin()cos()的辐角主值argz的最大值。12.
85、已知抛物线C:y(tt1)x2(at)x(t3atb)对任何实数t都与x轴交于P(1,0)点,又设抛物线C与x轴的另一交点为Q(m,0),求m的取值范围。第三章 高考热点问题和解题策略数学高考坚持以“两个有利”(有利高校选拔新生、有利中学教学)为指导思想,严格遵循“考试说明”的规定,内容上不超纲,能力上不超规定层次(了解、理解和掌握、灵活和综合运用),在考查三基(基础知识、基本技能、基本技巧)和四种能力(逻辑思维能力、运算能力、空间想象能力、分析和解决问题的能力)的同时,侧重考查教材中的主要内容、数学思想方法和应用意识,特别是突出考查数学学科的思维能力。函数平均每年占高考总分的13.8,考查的
86、知识背景为幂、指、对及一般函数的概念、定义域、值域、反函数;函数的性质、函数的单调性、奇偶性、周期性;函数的图像等。三角函数平均每年占高考总分的12.6,考查的知识背景是三角函数的概念、性质、以及有关公式的应用,以常规题居多。解(证)不等式平均每年占高考总分的11.2,考查的知识背景为不等式的性质、定理;立几、数列中的最值问题以及解几中的范围问题。数列、极限和数学归纳法平均每年占高考总分的13.8,考查的知识背景为等差(比)数列的概念与计算公式;数列、极限的概念与求法。线面间的位置关系平均每年占高考总分的11.8,考查的知识背景为线面间的平行、垂直性质与判定及有关概念。每年均为阅读理解型试题。
87、圆锥曲线平均每年占高考总分的11.7,考查的知识背景为圆锥曲线的定义、性质及解几中的基本数学思想方法。1993年1999年高考试题中,常用的数学方法几乎每年考到,常用的数学思想方法考查的频率明显提高,探索性能力题年年考,对应用性问题的考查力度不断加大,阅读理解能力多题渗透。今年高考命题,选择题继续保持14个题题量,仍分为1-5题,每题4分,6-14题每题5分,但适当降低最后2-3题的难度,控制语言的抽象水平。填空题保持1997-1999年水平,共4个题左右,每题4分,难度仍将为中等题,以计算题为主,且计算量仍不会加大。相比99年高考,2000高考将适当降低试卷的难度,进一步加强对思维能力考查。
88、进一步注重通性通法的考查,继续突出主体内容(函数、方程、不等式、数列和圆锥曲线等),淡化某些不宜升温的知识(递推数列、复数和立体几何等),做好向新高中教材过渡的准备。应用题将适当控制对建模能力难度的考查,减少普通语言转译为数学语言的难度,既注意贴近生活,又注意靠近课本。探索性综合题和信息迁移题不可能增加难度,如数列综合题仍以归纳猜想为主要形式。一、应用问题应用问题的“考试要求”是考查考生的应用意识和运用数学知识与方法来分析问题解决问题的能力,这个要求分解为三个要点:1、要求考生关心国家大事,了解信息社会,讲究联系实际,重视数学在生产、生活及科学中的应用,明确“数学有用,要用数学”,并积累处理实
89、际问题的经验。2、考查理解语言的能力,要求考生能够从普通语言中捕捉信息,将普通语言转化为数学语言,以数学语言为工具进行数学思维与交流。3、考查建立数学模型的初步能力,并能运用“考试说明”所规定的数学知识和方法来求解。对应用题,考生的弱点主要表现在将实际问题转化成数学问题的能力上。实际问题转化为数学问题,关键是提高阅读能力即数学审题能力,审出函数、方程、不等式、等式,要求我们读懂材料,辨析文字叙述所反应的实际背景,领悟从背景中概括出来的数学实质,抽象其中的数量关系,将文字语言叙述转译成数学式符号语言,建立对应的数学模型解答。可以说,解答一个应用题重点要过三关:一是事理关,即读懂题意,需要一定的阅
90、读理解能力;二是文理关,即把文字语言转化为数学的符号语言;三是数理关,即构建相应的数学模型,构建之后还需要扎实的基础知识和较强的数理能力。求解应用题的一般步骤是(四步法):1、读题:读懂和深刻理解,译为数学语言,找出主要关系;2、建模:把主要关系近似化、形式化,抽象成数学问题;3、求解:化归为常规问题,选择合适的数学方法求解;4、评价:对结果进行验证或评估,对错误加以调节,最后将结果应用于现实,作出解释或验证。在近几年高考中,经常涉及的数学模型,有以下一些类型:数列模型、函数模型、不等式模型、三角模型、排列组合模型等等。、再性性题组:1.某种细菌在培养过程中,每20分钟分裂一次(一个分裂为两个
91、),经过3小时,这种细菌由1个可繁殖成_。(94年全国高考) A. 511个 B. 512个 C. 1023个 D. 1024个2.如图,以墙为一边,用篱笆围成长方形的场地,并用平行于一边的篱笆隔开,已知篱笆的总长为定值L,这块场地的长为_时,场地面积最大,最大面积是_。(82年全国高考)3.圆柱轴截面的周长L为定值,那么圆柱体积的最大值是_。(93年全国高考) A. () B. () C. () D. 2()4.在半径为30m的圆形广场中央上空,置一个照明光源,射向地面的光呈圆锥形,且其轴截面顶角为120,若要光源恰好照亮整个广场,则其高度应为_。(精确到0.1m) (93年全国高考)5.甲
92、、乙、丙、丁四个公司承包8项工程,甲公司承包3项,乙公司承包1项,丙、丁公司各承包2项,共有_种承包方式。(86年全国高考)【简解】1小题:答案B;2小题:设长x,面积Sx(),答案:长为,最大面积;3小题:Vrr(2r)(),选A;4小题:由tg60得h1017.3;5小题:CCC1680。、示范性题组:例1某地现有耕地10000公顷,规划10年后粮食单产比现有增加22,人均粮食产量比现在提高10,如果人口年增长率为1,那么耕地每年至多只能减少多少公顷(精确到1公顷)? (96年全国高考)(粮食单产 ; 人均粮食产量)【分析】此题以关系国计民生的耕地、人口、粮食为背景,给出两组数据,要求考生
93、从两条线索抽象数列模型,然后进行比较与决策。【解】1.读题:问题涉及耕地面积、粮食单产、人均粮食占有量、总人口数及三个百分率,其中人均粮食占有量P, 主要关系是:PP 。2.建模:设耕地面积平均每年至多减少x公顷,现在粮食单产为a吨公顷,现在人口数为m,则现在占有量为,10年后粮食单产为a(10.22),人口数为m(10.01),耕地面积为(1010x)。 (10.1) 即 1.22(1010x)1.110(10.01)3.求解: x1010(10.01) (10.01)1C0.01C0.01C0.011.1046 x10995.94(公顷)4.评价:答案x4公顷符合控制耕地减少的国情,又验算
94、无破,故可作答。(答略)【另解】1.读题:粮食总产量单产耕地面积; 粮食总占有量人均占有量总人口数;而主要关系是: 粮食总产量粮食总占有量2.建模:设耕地面积平均每年至多减少x公顷,现在粮食单产为a吨公顷,现在人口数为m,则现在占有量为,10年后粮食单产为a(10.22),人口数为m(10.01),耕地面积为(1010x)。 a(10.22)(1O10x)(10.1)m(10.01)3.求解: x1010(10.01) (10.01)1C0.01C0.01C0.011.1046 x10995.94(公顷)4.评价:答案x4公顷符合控制耕地减少的国情,又验算无破,故可作答。(答略)【注】本题主要
95、是抓住各量之间的关系,注重3个百分率。其中耕地面积为等差数列,总人口数为等比数列模型,问题用不等式模型求解。本题两种解法,虽都是建立不等式模型,但建立时所用的意义不同,这要求灵活掌握,还要求对指数函数、不等式、增长率、二项式定理应用于近似计算等知识熟练。此种解法可以解决有关统筹安排、最佳决策、最优化等问题。此种题型属于不等式模型,也可以把它作为数列模型,相比之下,主要求解过程是建立不等式模型后解出不等式。在解答应用问题时,我们强调“评价”这一步不可少!它是解题者的自我调节,比如本题求解过程中若令1.011,算得结果为x98公顷,自然会问:耕地减少这么多,符合国家保持耕地的政策吗?于是进行调控,
96、检查发现是错在1.01的近似计算上。例2已知某市1990年底人口为100万,人均住房面积为5m,如果该市每年人口平均增长率为2,每年平均新建住房面积为10万m,试求到2000年底该市人均住房面积(精确到0.01)?(91年上海高考)【分析】城市每年人口数成等比数列,每年住房总面积成等比数列,分别写出2000年后的人口数、住房总面积,从而计算人均住房面积。【解】1.读题:主要关系:人均住房面积2.建模:2000年底人均住房面积为3.求解:化简上式, 1.021C0.02C0.02C0.021.219 人均住房面积为4.924.评价:答案4.92符合城市实际情况,验算正确,所以到2000年底该市人
97、均住房面积为4.92m。【注】一般地,涉及到利率、产量、降价、繁殖等与增长率有关的实际问题,可通过观察、分析、归纳出数据成等差数列还是等比数列,然后用两个基础数列的知识进行解答。此种题型属于应用问题中的数列模型。例3甲、乙两地相距S千米,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过c千米时,已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与速度 v(千米时)的平方成正比,比例系数为b;固定部分为a元。 把全程运输成本y(元)表示为速度v(千米时)的函数,并指出函数的定义域; 为了使全程运输成本最小,汽车应以多大速度行驶? (97年全国高考)【分析】几个变量(运输成本、速度、固
98、定部分)有相互的关联,抽象出其中的函数关系,并求函数的最小值。【解】(读题)由主要关系:运输总成本每小时运输成本时间,(建模)有y(abv)(解题)所以全程运输成本y(元)表示为速度v(千米时)的函数关系式是:yS(bv),其中函数的定义域是v(0,c。整理函数有yS(bv)S(v),由函数yx (k0)的单调性而得:当c时,则v时,y取最小值;当c时,则vc时,y取最小值。综上所述,为使全程成本y最小,当q0,则上述三个方案中_。 A.方案甲提价最多 B.方案乙提价最多 C.方案丙提价最多 D.以上都不对6.假设国家收购某种农产品的价格是120元担,其中征税标准为每100元征8元(叫税率8个
99、百分点,即8),计划可收购m万担。为了减轻农民负担,决定把税率降低x个百分点,预计收购量可增加2x个百分点。 写出税收y(万元)与x的函数关系式; 要使此项税收在税率调节后不低于原计划的78,试确定x的范围。7.某单位用分期付款的方式为职工购买40套住房,共需1150万元。购买当天先付150万元,以后每月的这一天都交付50万元,并加付欠款利息,月利率为1。若交付150万元后的第一个月开始算分期付款的第一个月,问分期付款的第10个月应该付多少钱?全部货款付清后,买这40套住房实际花了多少钱? A O 水面8.公园要建造一个圆形的喷水池,在水池中央垂直于水面安装一个花形柱子OA,O恰在水面中心,O
100、A1.25米,安置在柱子顶端A处的喷头向外喷水,水流在各个方向上沿形状相同的抛物线路径落下,且在过OA的任一平面上抛物线路径如图所示,为使水流形状较为漂亮,设计成水流在到OA的距离为1米处达到距水面最大高度2.25米,如果不计其他因素,那么水池的半径至少要多少米,才能使喷出的水流不致落到池外?(97年上海高考)9.电灯挂在圆桌的正中央上空,光学定律指出:桌边A处的照度I与射到点A的光线与桌面的夹角的正弦成正比,与点A到光源的距离的平方成反比。已知桌面半径r0.5米,当电灯离桌面1米时,桌边A处的照度为I。 试把照度I表示为角的函数; 怎样选择电灯悬挂的高度h,才能使桌边处最亮?10.国际足联规
101、定法国世界杯决赛阶段,比赛场地长105米、宽68米,足球门宽7.32米、高2.44米,试确定边锋最佳射门位置(边锋在足球场地长边上移动,最佳射门位置应使边锋看足球门的水平视角最大)。 (精确到1米)二、探索性问题近年来,随着社会主义经济建设的迅速发展,要求学校由“应试教育”向“素质教育”转化,培养全面发展的开拓型、创造型人才。在这种要求下,数学教学中开放型问题随之产生。于是,探索性问题成了近几年来高考命题中的热点问题,它既是高等学校选拔高素质人材的需要,也是中学数学教学培养学生具有创造能力、开拓能力的任务所要求的。实际上,学生在学习数学知识时,知识的形成过程也是观察、分析、归纳、类比、猜想、概
102、括、推证的探索过程,其探索方法是学生应该学习和掌握的,是今后数学教育的重要方向。一般地,对于虽给出了明确条件,但没有明确的结论,或者结论不稳定,需要探索者通过观察、分析、归纳出结论或判断结论的问题(探索结论);或者虽给出了问题的明确结论,但条件不足或未知,需要解题者寻找充分条件并加以证明的问题(探索条件),称为探索性问题。此外,有些探索性问题也可以改变条件,探讨结论相应发生的变化;或者改变结论,探讨条件相应发生的变化;或者给出一些实际中的数据,通过分析、探讨解决问题。探索性问题一般有以下几种类型:猜想归纳型、存在型问题、分类讨论型。猜想归纳型问题是指在问题没有给出结论时,需要从特殊情况入手,进
103、行猜想后证明其猜想的一般性结论。它的思路是:从所给的条件出发,通过观察、试验、不完全归纳、猜想,探讨出结论,然后再利用完全归纳理论和要求对结论进行证明。其主要体现是解答数列中等与n有关数学问题。存在型问题是指结论不确定的问题,即在数学命题中,结论常以“是否存在”的形式出现,其结果可能存在,需要找出来,可能不存在,则需要说明理由。解答这一类问题时,我们可以先假设结论不存在,若推论无矛盾,则结论确定存在;若推证出矛盾,则结论不存在。代数、三角、几何中,都可以出现此种探讨“是否存在”类型的问题。分类讨论型问题是指条件或者结论不确定时,把所有的情况进行分类讨论后,找出满足条件的条件或结论。此种题型常见
104、于含有参数的问题,或者情况多种的问题。探索性问题,是从高层次上考查学生创造性思维能力的新题型,正确运用数学思想方法是解决这类问题的桥梁和向导,通常需要综合运用归纳与猜想、函数与方程、数形结合、分类讨论、等价转化与非等价转化等数学思想方法才能得到解决,我们在学习中要重视对这一问题的训练,以提高我们的思维能力和开拓能力。、再现性题组:1.是否存在常数a、b、c,使得等式1223n(n1)(anbnc)对一切自然数n都成立?并证明你的结论。 (89年全国理)2.已知数列,。S为其前n项和,求S、S、S、S,推测S公式,并用数学归纳法证明。 (93年全国理)【简解】1题:令n1、2、3代入已知等式列出
105、方程组,解得a3、b11、c10,猜测a、b、c的值对所有的nN都成立,再运用数学归纳法进行证明。(属于是否存在型问题,也可属于猜想归纳型问题)2题:计算得到S、S、S、S,观察后猜测S,再运用数学归纳法进行证明。、示范性题组:【例1】已知方程kxy4,其中k为实数,对于不同范围的k值,分别指出方程所代表图形的类型,并画出曲线简图。(78年全国高考题)【分析】由圆、椭圆、双曲线等方程的具体形式,结合方程kxy4的特点,对参数k分k1、k1、0k1、k0、k1、k1、0k1、k0、k1时,表示椭圆,其中心在原点,焦点在y轴上,a2,b; 当k1时,表示圆,圆心在原点,r2; 当0k1时,表示椭圆
106、,其中心在原点,焦点在x轴上,a,b2; 当k0时,表示两条平行直线 y2; 当k0时,表示双曲线,中心在原点,焦点在y轴上。 y y y y y x x x x x所有五种情况的简图依次如下所示:【注】分类讨论型问题,把所有情况分类讨论后,找出满足条件的条件或结论。【例2】给定双曲线x1, 过点A(2,0)的直线L与所给双曲线交于P及P,求线段PP的中点P的轨迹方程; 过点B(1,1)能否作直线m,使m与所给双曲线交于两点Q、Q,且点B是线段Q、Q的中点?这样的直线m如果存在,求出它的方程;如果不存在,说明理由。(81年全国高考题)【分析】两问都可以设直线L的点斜式方程,与双曲线方程联立成方
107、程组,其解就是直线与双曲线的交点坐标,再用韦达定理求解中点坐标等。【解】 设直线L:yk(x2) 消y得(2k)x4kx(24k)0 xx x 代入直线L得:y 消k得2x4xy0即1线段PP的中点P的轨迹方程是:1 设所求直线m的方程为:yk(x1)1 消y得(2k)x(2k2k)x2kk30 xx22 k2代入消y后的方程计算得到:0,解得a24k4(k1)2,所以nk1时,结论也成立。综上所述,上述结论对所有的自然数n都成立。 设cb1()1(2)(1)(1)bbbnccc(1)+()()1(bbbn)(1)1【注】本题求数列的通项公式,属于猜想归纳型问题,其一般思路是:从最简单、最特殊
108、的情况出发,推测出结论,再进行严格证明。第问对极限的求解,使用了“裂项相消法”,设立新的数列c具有一定的技巧性。此外,本题第问数列通项公式的求解,属于给出数列中S与a的函数关系式求a,对此类问题我们还可以直接求解,解答思路是由aSS的关系转化为数列通项之间的递推关系,再发现数列的特征或者通过构造新的数列求解。具体的解答过程是:由题意有,整理得到S(a2),所以S(a2), aSS(a2)(a2)整理得到(aa)( aa4)0由题意a0可以得到:aa40,即aa4数列a为等差数列,其中a2,公差d4,即通项公式为a4n2。【例4】已知x0,x1,且x (nN),比较x与x的大小。(86年全国理)
109、【分析】比较x与x的大小,采用“作差法”,判别差式的符号式,分情况讨论。【解】xxx由x0及数列x的定义可知,x0,所以xx与1x的符号相同。假定x0;假设nk时1x0,那么当nk1时,1x10,因此对一切自然数n都有1x0,即x1,当n1时,1x0;假设nk时1x0,那么当nk1时,1x10,因此对一切自然数n都有1x0,即xx。所以,对一切自然数n都有xx。【注】本题对1x的符号的探讨,由于其与自然数n有关,考虑使用数学归纳法解决。一般地,探索性问题与自然数n有关时,我们可以用归纳猜想证明的方法解出。、巩固性题组:1. 设a是由正数组成的等比数列,S是前n项和。 . 证明: 0,使得0),
110、a (n2,nN)。 用a表示a、a、a; 猜想a的表达式,并证明你的结论。 A y B O C x6.在ABC中,A、B、C的对边分别是a、b、c,且b、a、c成等差数列,bc。已知B(-1,0)、C(1,0)。 求顶点A的轨迹L; 是否存在直线m,使m过点B并与曲线L交于不同的两点P、Q且|PQ|恰好等于原点O到直线m距离的倒数?若存在,求出m的方程;若不存在,说明理由。 P N B M AC D7.如图,已知矩形ABCD,PA平面ABCD,M、N分别是AB、PC的中点。 求证:MNAB; 若平面PDC与平面ABCD所成的二面角为,能否确定,使得直线MN是异面直线AB与PC的公垂线?若能确
111、定,求出的值;若不能确定,说明理由。三、选择题解答策略近几年来高考数学试题中选择题稳定在1415道题,分值65分,占总分的43.3%。高考选择题注重多个知识点的小型综合,渗逶各种数学思想和方法,体现基础知识求深度的考基础考能力的导向;使作为中低档题的选择题成为具备较佳区分度的基本题型。因此能否在选择题上获取高分,对高考数学成绩影响重大。解答选择题的基本策略是准确、迅速。准确是解答选择题的先决条件。选择题不设中间分,一步失误,造成错选,全题无分。所以应仔细审题、深入分析、正确推演、谨防疏漏;初选后认真检验,确保准确。迅速是赢得时间获取高分的必要条件。高考中考生不适应能力型的考试,致使“超时失分”
112、是造成低分的一大因素。对于选择题的答题时间,应该控制在不超过50分钟左右,速度越快越好,高考要求每道选择题在13分钟内解完。选择题主要考查基础知识的理解、基本技能的熟练、基本计算的准确、基本方法的运用、考虑问题的严谨、解题速度的快捷等方面,是否达到考试说明中的“了解、理解、掌握”三个层次的要求。历年高考的选择题都采用的是“四选一”型,即选择项中只有一个是正确的。它包括两个部分:题干,由一个不完整的陈述句或疑问句构成;备选答案,通常由四个选项A、B、C、D组成。选择题的特殊结构决定了它具有相应的特殊作用与特点:由于选择题不需写出运算、推理等解答过程,在试卷上配有选择题时,可以增加试卷容量,扩大考
113、查知识的覆盖面;阅卷简捷,评分客观,在一定程度上提高了试卷的效度与信度;侧重于考查学生是否能迅速选出正确答案,解题手段不拘常规,有利于考查学生的选择、判断能力;选择支中往往包括学生常犯的概念错误或运算、推理错误,所有具有较大的“迷惑性”。一般地,解答选择题的策略是: 熟练掌握各种基本题型的一般解法。 结合高考单项选择题的结构(由“四选一”的指令、题干和选择项所构成)和不要求书写解题过程的特点,灵活运用特例法、筛选法、图解法等选择题的常用解法与技巧。 挖掘题目“个性”,寻求简便解法,充分利用选择支的暗示作用,迅速地作出正确的选择。、示范性题组:一、 直接法:直接从题设条件出发,运用有关概念、性质
114、、定理、法则等知识,通过推理运算,得出结论,再对照选择项,从中选正确答案的方法叫直接法。【例1】(96年高考题)若sinxcosx,则x的取值范围是_。 Ax|2kx2k,kZ B. x|2kx2k,kZ C. x|kxk,kZ D. x|kxcosx得cosxsinx0,即cos2x0,所以: 2k2x|cosx|,画出单位圆:利用三角函数线,可知选D。【例2】(96年高考题)设f(x)是(,)是的奇函数,f(x2)f(x),当0x1时,f(x)x,则f(7.5)等于_。 A. 0.5 B. 0.5 C. 1.5 D. 1.5【解】由f(x2)f(x)得f(7.5)f(5.5)f(3.5)f
115、(1.5)f(0.5),由f(x)是奇函数得f(0.5)f(0.5)0.5,所以选B。也可由f(x2)f(x),得到周期T4,所以f(7.5)f(0.5)f(0.5)0.5。【例3】(87年高考题)七人并排站成一行,如果甲、乙两人必需不相邻,那么不同的排法的种数是_。 A. 1440 B. 3600 C. 4320 D. 4800【解一】用排除法:七人并排站成一行,总的排法有P种,其中甲、乙两人相邻的排法有2P种。因此,甲、乙两人必需不相邻的排法种数有:P2P3600,对照后应选B;【解二】用插空法:PP3600。直接法是解答选择题最常用的基本方法,低档选择题可用此法迅速求解。直接法适用的范围
116、很广,只要运算正确必能得出正确的答案。提高直接法解选择题的能力,准确地把握中档题目的“个性”,用简便方法巧解选择题,是建在扎实掌握“三基”的基础上,否则一味求快则会快中出错。二、 特例法:用特殊值(特殊图形、特殊位置)代替题设普遍条件,得出特殊结论,对各个选项进行检验,从而作出正确判断的方法叫特例法。常用的特例有特殊数值、特殊数列、特殊函数、特殊图形、特殊角、特殊位置等。【例4】(97年高考题)定义在区间(-,)的奇函数f(x)为增函数,偶函数g(x)在区间0,+)的图象与f(x)的图象重合,设ab0,给出下列不等式f(b)f(-a)g(a)g(-b);f(b)f(-a)g(b)g(-a);f
117、(a)f(-b)1,排除答案A、C;若a2,由2ax0得x0) B. ylog51 (x0且x1) C. ylog(x1) (x1) D. ylogx1 (x1)2.(90年高考题)已知f(x)xaxbx8,且f(2)10,那么f(2)等于_。 A. 26 B. 18 C. 10 D. 103.一个凸多边形的最小内角为,各内角成等差数列,公差为,则此多边形的边数为_。 A. 9 B. 16 C. 9或16 D. 16或254.设a、b、c为实数,且cos2xacosxbcosxc恒成立,则abc_。 A. 2 B. 3 C. 4 D. 55.若a、b是任意实数,且ab,则_。 A. ab B. 0 D. ()x1的解集是 。【解】如图,在同一坐标系中画出函数y与yx1的图像,由图中可以直观地得到:x1,故求得实数k的取值范围是k或k。、巩固性题组:1.82欢迎广大教师踊跃来稿,稿酬丰厚。