全國通用高考數(shù)學(xué) 二輪復(fù)習(xí) 第一部分 微專題強(qiáng)化練 專題27 轉(zhuǎn)化與化歸思想、數(shù)形結(jié)合思想含解析
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1、 【走向高考】(全國通用)20xx高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 微專題強(qiáng)化練 專題27 轉(zhuǎn)化與化歸思想、數(shù)形結(jié)合思想(含解析) 一、選擇題 1.已知f(x)=2x,則函數(shù)y=f(|x-1|)的圖象為( ) [答案] D [解析] 法一:f(|x-1|)=2|x-1|. 當(dāng)x=0時(shí),y=2.可排除A、C. 當(dāng)x=-1時(shí),y=4.可排除B. 法二:y=2x→y=2|x|→y=2|x-1|,經(jīng)過圖象的對稱、平移可得到所求. [方法點(diǎn)撥] 1.函數(shù)圖象部分的復(fù)習(xí)應(yīng)該解決好畫圖、識(shí)圖、用圖三個(gè)基本問題,即對函數(shù)圖象的掌握有三方面的要求: ①會(huì)畫各種簡單函數(shù)的圖象; ②
2、能依據(jù)函數(shù)的圖象判斷相應(yīng)函數(shù)的性質(zhì); ③能用數(shù)形結(jié)合的思想以圖輔助解題. 2.作圖、識(shí)圖、用圖技巧 (1)作圖:常用描點(diǎn)法和圖象變換法.圖象變換法常用的有平移變換、伸縮變換和對稱變換. 描繪函數(shù)圖象時(shí),要從函數(shù)性質(zhì)入手,抓住關(guān)鍵點(diǎn)(圖象最高點(diǎn)、最低點(diǎn)、與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)等)和對稱性進(jìn)行. (2)識(shí)圖:從圖象與軸的交點(diǎn)及左、右、上、下分布范圍、變化趨勢、對稱性等方面找準(zhǔn)解析式與圖象的對應(yīng)關(guān)系. (3)用圖:圖象形象地顯示了函數(shù)的性質(zhì),因此,函數(shù)性質(zhì)的確定與應(yīng)用及一些方程、不等式的求解常與圖象結(jié)合研究. 3.利用基本函數(shù)圖象的變換作圖 ①平移變換: y=f(x)y=f(x-h(huán)),
3、y=f(x)y=f(x)+k. ②伸縮變換: y=f(x)y=f(ωx), y=f(x)y=Af(x). ③對稱變換: y=f(x)y=-f(x), y=f(x)y=f(-x), y=f(x)y=f(2a-x), y=f(x)y=-f(-x). 2.(文)(20xx·哈三中二模)對實(shí)數(shù)a和b,定義運(yùn)算“*”:a*b=,設(shè)函數(shù)f(x)=(x2+1)*(x+2),若函數(shù)y=f(x)-c的圖象與x軸恰有兩個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)c的取值范圍是( ) A.(2,4]∪(5,+∞) B.(1,2]∪(4,5] C.(-∞,1)∪(4,5] D.[1,2] [答案] B
4、[解析] 由a*b的定義知,當(dāng)x2+1-(x+2)=x2-x-1≤1時(shí),即-1≤x≤2時(shí),f(x)=x2+1;當(dāng)x<-1或x>2時(shí),f(x)=x+2,∵y=f(x)-c的圖象與x軸恰有兩個(gè)公共點(diǎn),∴方程f(x)-c=0恰有兩不同實(shí)根,即y=c與y=的圖象恰有兩個(gè)交點(diǎn),數(shù)形結(jié)合易得1<c≤2或4<c≤5. [方法點(diǎn)撥] 關(guān)于函數(shù)零點(diǎn)的綜合題,常常將冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)、二次函數(shù)揉合在一起組成一個(gè)大題,零點(diǎn)作為其條件的構(gòu)成部分或結(jié)論之一,解題時(shí)主要依據(jù)題目特點(diǎn):①分離參數(shù),將參數(shù)的取值范圍轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的值域;②數(shù)形結(jié)合,利用圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)對參數(shù)取值的影
5、響來討論;③構(gòu)造函數(shù),借助于導(dǎo)數(shù)來研究. (理)已知f(x)是定義在(-3,3)上的奇函數(shù),當(dāng)0<x<3時(shí),f(x)的圖象如圖所示,那么不等式f(x)cosx<0的解集是( ) A.(-3,-)∪(0,1)∪(,3) B.(-,-1)∪(0,1)∪(,3) C.(-3,-1)∪(0,1)∪(1,3) D.(-3,-)∪(0,1)∪(1,3) [答案] B [分析] 由奇函數(shù)圖象的對稱性可畫出f(x)的圖象,不等式f(x)·cosx<0可等價(jià)轉(zhuǎn)化為或,結(jié)合圖形可得出解集. [解析] 不等式f(x)cosx<0等價(jià)于或 畫出f(x)在(-
6、3,3)上的圖象,cosx的圖象又熟知,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合,如圖所示,從“形”中找出圖象分別在x軸上、下部分的對應(yīng)“數(shù)”的區(qū)間為(-,-1)∪(0,1)∪(,3). 3.(文)已知an=,數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,關(guān)于an及Sn的敘述正確的是( ) A.a(chǎn)n與Sn都有最大值 B.a(chǎn)n與Sn都沒有最大值 C.a(chǎn)n與Sn都有最小值 D.a(chǎn)n與Sn都沒有最小值 [答案] C [解析] 畫出an=的圖象, 點(diǎn)(n,an)為函數(shù)y=圖象上的一群孤立點(diǎn),(,0)為對稱中心,S5最小,a5最小,a6最大 (理)(20xx·安徽理,9)函數(shù)f(x)=的圖象如圖所示,則下列結(jié)論成
7、立的是( ) A.a(chǎn)>0,b>0,c<0 B.a(chǎn)<0,b>0,c>0 C.a(chǎn)<0,b>0,c<0 D.a(chǎn)<0,b<0,c<0 [答案] C [解析] 考查函數(shù)的圖象與應(yīng)用. 由f(x)=及圖象可知,x≠-c,-c>0,則c<0;當(dāng)x=0時(shí),f(0)=>0,所以b>0;當(dāng)y=0,ax+b=0,所以x=->0,所以a<0.故a<0,b>0,c<0,選C. [方法點(diǎn)撥] 1.給出解析式判斷函數(shù)圖象的題目,一般借助于平移、伸縮、對稱變換,結(jié)合特殊點(diǎn)(與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、最高(低)點(diǎn)、兩圖象的交點(diǎn)等)作出判斷. 2.由函數(shù)圖象求解
8、析式或求解析式中的參數(shù)值(或取值范圍)時(shí),應(yīng)注意觀察圖象的單調(diào)性、對稱性、特殊點(diǎn)、漸近線等然后作出判斷. 3.?dāng)?shù)形結(jié)合的途徑 (1)通過坐標(biāo)系“形”題“數(shù)”解 借助于建立直角坐標(biāo)系、復(fù)平面可以將圖形問題代數(shù)化.在高考中主要以解析幾何作為知識(shí)載體來考查.值得強(qiáng)調(diào)的是,“形”“題”“數(shù)”解時(shí),通過輔助角引入三角函數(shù)也是常常運(yùn)用的技巧(這是因?yàn)槿枪降氖褂?,可以大大縮短代數(shù)推理). 實(shí)現(xiàn)數(shù)形結(jié)合,常與以下內(nèi)容有關(guān):①實(shí)數(shù)與數(shù)軸上的點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系;②函數(shù)與圖象的對應(yīng)關(guān)系;③曲線與方程的對應(yīng)關(guān)系;④以幾何元素和幾何條件為背景,建立起來的概念,如復(fù)數(shù)、三角函數(shù)等;⑤所給的等式或代數(shù)式的結(jié)構(gòu)含有明顯
9、的幾何意義.如等式(x-2)2+(y-1)2=4. (2)通過轉(zhuǎn)化構(gòu)造“數(shù)”題“形”解 許多代數(shù)結(jié)構(gòu)都有著對應(yīng)的幾何意義,據(jù)此,可以將數(shù)與形進(jìn)行巧妙地轉(zhuǎn)化.例如,將a>0與距離互化,將a2與面積互化,將a2+b2+ab=a2+b2-2|a||b|cosθ(θ=60°)與余弦定理溝通,將a≥b≥c>0且b+c>a中的a、b、c與三角形的三邊溝通,將有序?qū)崝?shù)對(或復(fù)數(shù))和點(diǎn)溝通,將二元一次方程與直線對應(yīng),將二元二次方程與相應(yīng)的圓錐曲線對應(yīng)等等.這種代數(shù)結(jié)構(gòu)向幾何結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化常常表現(xiàn)為構(gòu)造一個(gè)圖形(平面的或立體的).另外,函數(shù)的圖象也是實(shí)現(xiàn)數(shù)形轉(zhuǎn)化的有效工具之一,正是基
10、于此,函數(shù)思想和數(shù)形結(jié)合思想經(jīng)常相伴而充分地發(fā)揮作用. 4.(文)已知函數(shù)f(x)滿足下面關(guān)系:①f(x+1)=f(x-1);②當(dāng)x∈[-1,1]時(shí),f(x)=x2,則方程f(x)=lgx解的個(gè)數(shù)是( ) A.5 B.7 C.9 D.10 [答案] C [分析] 由f(x+1)=f(x-1)可知f(x)為周期函數(shù),結(jié)合f(x)在[-1,1]上的解析式可畫出f(x)的圖象,方程f(x)=lgx的解的個(gè)數(shù)就是函數(shù)y=f(x)與y=lgx的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù). [解析] 由題意可知,f(x)是以2為周期,值域?yàn)閇0,1]的函數(shù). 由方程f(x)=lgx知x∈(0,10]
11、時(shí)方程有解,畫出兩函數(shù)y=f(x)與y=lgx的圖象,則交點(diǎn)個(gè)數(shù)即為解的個(gè)數(shù).又∵lg10=1,故當(dāng)x>10時(shí),無交點(diǎn).∴由圖象可知共9個(gè)交點(diǎn). [方法點(diǎn)撥] 數(shù)形結(jié)合在函數(shù)、方程、不等式中的應(yīng)用 (1)用函數(shù)的圖象討論方程(特別是含參數(shù)的指數(shù)、對數(shù)、根式、三角等復(fù)雜方程)的解的個(gè)數(shù)是一種重要的解題思路,其基本思想是先把方程兩邊的代數(shù)式看作是兩個(gè)熟悉函數(shù)的表達(dá)式(不熟悉時(shí),需要作適當(dāng)變形轉(zhuǎn)化為兩熟悉的函數(shù)),然后在同一坐標(biāo)系中作出兩個(gè)函數(shù)的圖象,圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)即為方程解的個(gè)數(shù). (2)解不等式問題經(jīng)常聯(lián)系函數(shù)的圖象,根據(jù)不等式中量的特點(diǎn),選擇適當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)(或多個(gè))函數(shù),利用兩個(gè)函
12、數(shù)圖象的上、下位置關(guān)系轉(zhuǎn)化數(shù)量關(guān)系來解決不等式的解的問題,往往可以避免繁瑣的運(yùn)算,獲得簡捷的解答. (3)函數(shù)的單調(diào)性經(jīng)常聯(lián)系函數(shù)圖象的升、降;奇偶性經(jīng)常聯(lián)系函數(shù)圖象的對稱性;最值(值域)經(jīng)常聯(lián)系函數(shù)圖象的最高、最低點(diǎn)的縱坐標(biāo). (理)已知m、n是三次函數(shù)f(x)=x3+ax2+2bx(a、b∈R)的兩個(gè)極值點(diǎn),且m∈(0,1),n∈(1,2),則的取值范圍是( ) A.(-∞,)∪(1,+∞) B.(,1) C.(-4,3) D.(-∞,-4)∪(3,+∞) [答案] D [解析] f ′(x)=x2+ax+2b, 由題意知∴(*) 表示不等式組(*)表示的平面區(qū)域內(nèi)的
13、點(diǎn)與點(diǎn)(-2,-3)連線的斜率,由圖形易知選D. 5.(文)直線x+y-m=0與圓x2+y2=1在第一象限內(nèi)有兩個(gè)不同的交點(diǎn),則m的取值范圍是( ) A.1<m<2 B.<m<3 C.1<m< D.<m<2 [答案] D [分析] 動(dòng)直線x+y-m=0是一族平行直線,直線與圓在第一象限內(nèi)有兩個(gè)不同交點(diǎn),可通過畫圖觀察找出臨界點(diǎn),求出m的取值范圍. [解析] 直線斜率為定值k=-.如圖,平移直線到過點(diǎn)A(0,1)時(shí),m=,到相切時(shí),=1, ∴m=2,∴<m<2. (理)若直線y=x+b與曲線y=3-有公共點(diǎn),則
14、b的取值范圍是( ) A.[1-2,1+2] B.[1-,3] C.[-1,1+2] D.[1-2,3] [答案] D [解析] 本題考查了直線與圓的位置關(guān)系問題,考查數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.曲線y=3-對應(yīng)的圖象如圖所示,為圓(x-2)2+(y-3)2=4的下半圓,若直線y=x+b與此半圓相切,則可得2=,解得b=1-2,當(dāng)且僅當(dāng)b∈[1-2,3]時(shí),直線與半圓有公共點(diǎn),故應(yīng)選D. [點(diǎn)評] 對于曲線y=3-,在轉(zhuǎn)化過程中易被看作是一個(gè)完整的圓而致誤. [方法點(diǎn)撥] 數(shù)形結(jié)合法在解析幾何中的應(yīng)用 數(shù)形結(jié)合包括“以形助數(shù)”和“以數(shù)輔形”兩個(gè)方面,其應(yīng)用大致可以分為兩種情形:一是
15、借助形的生動(dòng)性和直觀性來闡明數(shù)之間的聯(lián)系,即以形作為手段,數(shù)作為目的,比如應(yīng)用函數(shù)的圖象來直觀地說明函數(shù)的性質(zhì);二是借助于數(shù)的精確性和規(guī)范嚴(yán)密性來闡明形的某些屬性,即以數(shù)作為手段,形作為目的,如應(yīng)用曲線的方程來精確地闡明曲線的幾何性質(zhì). 解析幾何中,常利用一些表達(dá)式的幾何意義用圖形直觀助解.或?qū)缀螁栴}轉(zhuǎn)化為方程或函數(shù)問題求解.解析幾何是數(shù)形結(jié)合的典范. 6.O是平面上一定點(diǎn),A、B、C是平面上不共線的三個(gè)點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P滿足=+λ(+),λ∈[0,+∞),則點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的( ) A.外心 B.內(nèi)心 C.重心 D.垂心 [答案] B [分析] 因?yàn)槭堑膯挝幌蛄浚师?
16、+)對應(yīng)向量若以A為起點(diǎn),則終點(diǎn)在∠BAC的平分線上,結(jié)合-=可知點(diǎn)P的軌跡. [解析] 如圖所示,易知=λ(+),而與是單位向量,故點(diǎn)P在∠BAC的平分線上,所以點(diǎn)P的軌跡通過△ABC的內(nèi)心,應(yīng)選B. [方法點(diǎn)撥] 數(shù)形結(jié)合法在三角函數(shù)、平面向量、復(fù)數(shù)等知識(shí)中的應(yīng)用 三角函數(shù)的圖象、平面向量都是天然的數(shù)形結(jié)合點(diǎn)和數(shù)形結(jié)合的工具. 7.(文)已知點(diǎn)P在拋物線x2=-2y上,拋物線的焦點(diǎn)為F,則點(diǎn)P到點(diǎn)Q(-1,-2)與點(diǎn)F距離之和的最小值為( ) A.2 B. C. D.3 [答案] C [解析] 過P向拋物線的準(zhǔn)線作垂線PP′,垂足為P′,由拋物線的定義知|PF|=
17、|PP′|,因此當(dāng)P,Q,P′三點(diǎn)共線時(shí),即P為P1點(diǎn)時(shí),|PP′|+|PQ|取到最小值|P1′Q|=. (理)設(shè)直線x=t與函數(shù)f(x)=x2,g(x)=lnx的圖象分別交于點(diǎn)M、N,則當(dāng)|MN|達(dá)到最小時(shí)t的值為( ) A.1 B. C. D. [答案] D [解析] 在同一坐標(biāo)系中畫出函數(shù)f(x)=x2與g(x)=lnx的圖象如圖,作直線x=t,由題意知t>0,則|MN|=t2-lnt,令y=t2-lnt(t>0),則y′=2t-,由y′>0得t>,由y′<0得0<t<,∴y=t2-lnt在(0,)上單調(diào)遞減,在(,+∞)上單
18、調(diào)遞增,故t=時(shí),y取最小值,即t=時(shí),|MN|取最小值. 8.(文)設(shè)函數(shù)g(x)=x2-2(x∈R),f(x)=,則f(x)的值域是( ) A.∪(1,+∞) B.[0,+∞) C. D.∪(2,+∞) [答案] D [解析] 由題意知 f(x)= = = 所以結(jié)合圖形,可得當(dāng)x∈(-∞,-1)∪(2,+∞)時(shí),f(x)的值域?yàn)?2,+∞);當(dāng)x∈[-1,2]時(shí),f(x)的值域?yàn)?故選D. (理)對實(shí)數(shù)a和b,定義運(yùn)算“?”:a?b=設(shè)函數(shù)f(x)=(x2-2)?(x-x2),x∈R,若函數(shù)y=f(x)-c的圖象與x軸恰有兩個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)c的取值范圍是(
19、 ) A.(-∞,2]∪(-1,) B.(-∞,-2]∪(-1,-) C.(-1,)∪(,+∞) D.(-1,-)∪[,+∞) [答案] B [解析] 由已知得f(x)= 如圖,要使y=f(x)-c與x軸恰有兩個(gè)公共點(diǎn), 則-1<c<-或c≤-2,應(yīng)選B. [點(diǎn)評] 本小題考查分段函數(shù)及函數(shù)圖象與x軸的交點(diǎn)及平移等基礎(chǔ)知識(shí),考查理解和處理新信息的創(chuàng)新能力及數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用,難度較大. 9.函數(shù)y=的圖象與函數(shù)y=2sinπx(-2≤x≤4)的圖象所有交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之和等于( ) A.2 B.4 C.6 D.8 [答案] D [解析]
20、 依題意:兩函數(shù)的圖象如圖所示: 由兩函數(shù)的對稱性可知:交點(diǎn)A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8的橫坐標(biāo)滿足x1+x8=2,x2+x7=2,x3+x6=2,x4+x5=2,即x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8=8,故選D. 10.(文)函數(shù)f(x)=-4log2·log24x在區(qū)間上的最大值等于( ) A.-24 B.16 C.25 D.24 [答案] C [解析] 設(shè)log2x=t,則t∈[-3,2], 故函數(shù)f(x)可轉(zhuǎn)化為y=g(t)=-4(t-3)(t+2) =-4t2+4t+24=-4(t-)2+25, 因?yàn)閠∈[-3,2]
21、,所以當(dāng)t=時(shí),函數(shù)g(t)取得最大值為25.故選C. [方法點(diǎn)撥] 1.化歸的原則 (1)目標(biāo)簡單化原則,即復(fù)雜的問題向簡單的問題轉(zhuǎn)化;(2)和諧統(tǒng)一性原則,即化歸應(yīng)朝著待解決的問題在表現(xiàn)形式上趨于和諧,在量、形、關(guān)系上趨于統(tǒng)一的方向進(jìn)行,使問題的條件和結(jié)論更均勻和恰當(dāng);(3)具體化原則,即化歸方向應(yīng)由抽象到具體;(4)低層次原則,即將高維空間問題化歸成低維空間問題.基于上述原則,化歸就有一定的策略.我們在應(yīng)用化歸方法時(shí),應(yīng)“有章可循,有法可依”通??梢詮囊韵聨讉€(gè)方面去考慮: (1)抽象問題向具體問題化歸; (2)一般問題向特殊問題化歸; (3)正向思維向逆向思維化歸; (4)命
22、題向等價(jià)命題化歸. 2.轉(zhuǎn)化與化歸的常見方法 (1)直接轉(zhuǎn)化法:把原問題直接轉(zhuǎn)化為基本定理、基本公式或基本圖形問題. (2)換元法:運(yùn)用“換元”把超越式轉(zhuǎn)化為有理式或使整式降冪等,把較復(fù)雜的函數(shù)、方程、不等式問題轉(zhuǎn)化為易于解決的基本問題. (3)數(shù)形結(jié)合法:研究原問題中數(shù)量關(guān)系(解析式)與空間形式(圖形)關(guān)系,通過互相變換獲得轉(zhuǎn)化途徑. (4)參數(shù)法:引進(jìn)參數(shù),使原問題的變換具有靈活性,易于轉(zhuǎn)化. (5)構(gòu)造法:“構(gòu)造”一個(gè)合適的數(shù)學(xué)模型,把問題變?yōu)橐子诮鉀Q的問題. (6)坐標(biāo)法:以坐標(biāo)系為工具,用計(jì)算方法解決幾何問題,是轉(zhuǎn)化方法的一個(gè)重要途徑. (7)類比法:運(yùn)用類比推理,猜
23、測問題的結(jié)論,易于確定轉(zhuǎn)化途徑. (8)特殊化方法:把原問題的形式向特殊化形式轉(zhuǎn)化,并證明特殊化后的結(jié)論適合原問題. (9)一般化方法:若原問題是某個(gè)一般化形式問題的特殊形式且又較難解決,可將問題通過一般化的途徑進(jìn)行轉(zhuǎn)化. (10)等價(jià)命題法:把原問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)熟悉的或易于解決的等價(jià)命題,達(dá)到轉(zhuǎn)化目的. (11)補(bǔ)集法:如果正面解決原問題有困難,可把原問題結(jié)果看作集合A,而把包含該問題的整體問題的結(jié)果類比為全集U,通過解決全集U及補(bǔ)集?UA獲得原問題的解決. 以上所列的一些方法有些是互相交叉的,不能截然分割,只能說在哪一方面有所側(cè)重. (理)已知集合A={a|?x∈R,4x-a
24、183;2x+1+1>0},B={a|?x∈R,a·sinx+cosx<-2},則A∩B等于( ) A.{a|a<-1} B.{a|a<1} C.{a|a≠1} D.{a|a<-1或a>1} [答案] A [解析] 由已知條件可得不等式a<=(2x+)對任意的x∈R恒成立,由(2x+)≥×2=1可得a<1,即A={a|a<1};又由不等式asinx+cosx=sin(x+φ)<-2有解,可得-<-2,解得a>1或a<-1,即得B={a|a>1或a<-1},則A∩B={a|
25、a<-1},故應(yīng)選A. 二、填空題 11.已知等差數(shù)列{an}的公差d≠0,且a1、a3、a9成等比數(shù)列,則的值是________. [分析] 利用滿足條件的具體數(shù)列代入求值. [答案] [解析] 由題意知,只要滿足a1、a3、a9成等比數(shù)列的條件,{an}取何種等差數(shù)列與所求代數(shù)式的值是沒有關(guān)系的.因此,可把抽象數(shù)列化歸為具體數(shù)列.比如,可選取數(shù)列an=n(n∈N*),則==. [方法點(diǎn)撥] 抽象問題具體化、復(fù)雜問題簡單化的化歸思想 (1)本題如果從已知條件a=a1·a9?(a1+2d)2=a1(a1+8d),解得a1與d的關(guān)系后,代入所求式子:=,也能求解,
26、但計(jì)算較繁瑣,易錯(cuò).因此,把抽象數(shù)列轉(zhuǎn)化為具體的簡單的數(shù)列進(jìn)行分析,可以很快得到答案. (2)對于某個(gè)在一般情況下成立的結(jié)論或恒成立問題,可運(yùn)用一般與特殊相互轉(zhuǎn)化的化歸思想,將一般性問題特殊化、具體化,使問題變得簡便. 三、解答題 12.如圖所示,在四棱錐S-ABCD中,底面ABCD是菱形,SA⊥平面ABCD,M、N分別為SA、CD的中點(diǎn). (1)證明:直線MN∥平面SBC; (2)證明:平面SBD⊥平面SAC. [解析] (1)如圖所示,取SB中點(diǎn)E,連接ME,CE. 因?yàn)镸為SA的中點(diǎn), 故ME∥AB,且ME=AB. 因?yàn)镹為菱形ABCD中邊CD的中點(diǎn), 故CN
27、綊AB,ME綊CN,所以四邊形MECN是平行四邊形,即MN∥EC. 又因?yàn)镋C?平面SBC,MN?平面SBC, 所以直線MN∥平面SBC. (2)連接AC,BD,相交于點(diǎn)O. 因?yàn)镾A⊥底面ABCD,故SA⊥BD. 因?yàn)樗倪呅蜛BCD是菱形, 所以AC⊥BD. 又因?yàn)镾A∩AC=A,故BD⊥平面SAC. 又因?yàn)锽D?平面SBD, 所以平面SBD⊥平面SAC. [方法點(diǎn)撥] 1.轉(zhuǎn)化與化歸思想 轉(zhuǎn)化與化歸的基本內(nèi)涵是:人們在解決數(shù)學(xué)問題時(shí),常常將待解決的問題A,通過某種轉(zhuǎn)化手段,歸結(jié)為另一問題B,而問題B是相對較容易解決的或已經(jīng)有固定解決模式的問題,且通過問題B的解決可以得
28、到原問題A的解.用框圖可直觀地表示為: 其中問題B稱為化歸目標(biāo)或方向,轉(zhuǎn)化的手段稱為化歸策略.化歸思想有著堅(jiān)實(shí)的客觀基礎(chǔ),它著眼于揭示聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化,通過矛盾轉(zhuǎn)化解決問題. 2.立體幾何中的沿表面最短距離問題一般都轉(zhuǎn)化為側(cè)面展開圖中兩點(diǎn)間距離或點(diǎn)到直線的距離求解. 3.立體幾何問題要注意利用線線、線面、面面平行與垂直的相互轉(zhuǎn)化探尋解題思路,對于不易觀察的空間圖形可部分地畫出其平面圖形.利用線面位置關(guān)系的判定與性質(zhì)定理將空間問題向平面轉(zhuǎn)化. 4.立體幾何中常采用等體積法將求距離問題轉(zhuǎn)化為體積的計(jì)算問題. 5.熟悉化原則,對于比較生疏的問題,要善于展開聯(lián)想與想象,尋找學(xué)過知識(shí)中與其相
29、近、相似或有聯(lián)系的內(nèi)容,探求切入點(diǎn). 13.已知奇函數(shù)f(x)的定義域?yàn)閷?shí)數(shù)集R,且f(x)在 [0,+∞)上是增函數(shù).當(dāng)0≤θ≤時(shí),是否存在這樣的實(shí)數(shù)m,使f(cos2θ-3)+f(4m-2mcosθ)>f(0)對所有的θ∈[0,]均成立?若存在,求出所有適合條件的實(shí)數(shù)m;若不存在,則說明理由. [解析] 由f(x)是R上的奇函數(shù)可得f(0)=0. 又在[0,+∞)上是增函數(shù), 故f(x)在R上為增函數(shù). 由題設(shè)條件可得f(cos2θ-3)+f(4m-2mcosθ)>0. 又由f(x)為奇函數(shù),可得 f(cos2θ-3)>f(2mcosθ-4m). ∵f(x
30、)是R上的增函數(shù),∴cos2θ-3>2mcosθ-4m, 即cos2θ-mcosθ+2m-2>0. 令cosθ=t,∵0≤θ≤,∴0≤t≤1. 于是問題轉(zhuǎn)化為對一切0≤t≤1, 不等式t2-mt+2m-2>0恒成立. ∴t2-2>m(t-2),即m>恒成立. 又∵=(t-2)++4≤4-2,(當(dāng)且僅當(dāng)t=2-時(shí)取等號),∴m>4-2. ∴存在實(shí)數(shù)m滿足題設(shè)的條件,m>4-2 14.試求常數(shù)m的范圍,使曲線y=x2的所有弦都不能被直線y=m(x-3)垂直平分. [分析] 正面解決較難,考慮到“不能”的反面是“能”,被直線垂直平分的弦的兩
31、端點(diǎn)關(guān)于此直線對稱,于是問題轉(zhuǎn)化為“拋物線y=x2上存在兩點(diǎn)關(guān)于直線y=m·(x-3)對稱,求m的取值范圍”,再求出m的取值集合的補(bǔ)集即為原問題的解. [解析] 先求m的取值范圍,使拋物線y=x2上存在兩點(diǎn)關(guān)于直線y=m(x-3)對稱. 由題意知m≠0,∴設(shè)拋物線上兩點(diǎn)(x1,x),(x2,x)關(guān)于直線y=m(x-3)對稱,于是有 所以 消去x2得2x+x1++6m+1=0. 因?yàn)榇嬖趚1∈R使上式恒成立, 所以Δ=()2-4×2×(+6m+1)>0. 即12m3+2m2+1<0, 也即(2m+1)(6m2-2m+1)<0.
32、 因?yàn)?m2-2m+1>0恒成立,所以2m+1<0, 所以m<-. 即當(dāng)m<-時(shí),拋物線上存在兩點(diǎn)關(guān)于直線 y=m(x-3)對稱,所以當(dāng)m≥-時(shí),曲線y=x2的所有弦都不能被直線y=m(x-3)垂直平分. [方法點(diǎn)撥] 正難則反、逆向思維的化歸思想 (1)正面思考問題一時(shí)無從著手,遇到困難時(shí),可正難則反,逆向思維,即考慮問題的反面,用補(bǔ)集思想去探索研究. (2)在運(yùn)用補(bǔ)集的思想解題時(shí),一定要搞清結(jié)論的反面是什么,“所有弦都不能被直線y=m(x-3)垂直平分”的反面是“至少存在一條弦能被直線y=m(x-3)垂直平分”,而不是“所有的弦都能被直線y=m(x-3)
33、垂直平分”. (3)反證法也是正難則反的轉(zhuǎn)化思想的體現(xiàn). 15.(文)(20xx·沈陽市質(zhì)檢)投擲質(zhì)地均勻的紅、藍(lán)兩顆骰子,觀察出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù),并記紅色骰子出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)為m,藍(lán)色骰子出現(xiàn)的點(diǎn)數(shù)為n.試就方程組解答下面問題. (1)求方程組只有一個(gè)解的概率; (2)求方程組只有正數(shù)解的概率. [解析] (1)方程組只有一解,則n≠2m 6 √ √ × √ √ √ 5 √ √ √ √ √ √ 4 √ × √ √ √ √ 3 √ √ √ √ √ √ 2 × √ √ √ √ √ 1 √
34、 √ √ √ √ √ n m 1 2 3 4 5 6 由上表可知方程組只有一個(gè)解的概率 P==. (2)由方程組解得 若要方程組只有正解,則需 6 √ × × × × × 5 √ × × × × × 4 √ × × × × × 3 × × × × × × 2 × √ √ √
35、 √ √ 1 × √ √ √ √ √ n m 1 2 3 4 5 6 由上表得可知方程組只有正解的概率P=. (理)已知正項(xiàng)數(shù)列{an}滿足4Sn=(an+1)2. (1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式; (2)設(shè)bn=,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn. [解析] (1)∵4Sn=(an+1)2, ∴4Sn-1=(an-1+1)2(n≥2), 相減得an-an-1=2,又4a1=(a1+1)2, ∴a1=1,∴an=2n-1. (2)由(1)知,bn= =(-). 所以Tn=b1+b2+…+bn=[(1-)+(-)+…+(-)]=. [方法點(diǎn)撥] 給出數(shù)列的遞推關(guān)系求數(shù)列的通項(xiàng)、前n項(xiàng)和等一般要化歸為基本數(shù)列;數(shù)列通項(xiàng)或前n項(xiàng)和中含有參數(shù)研究數(shù)列的單調(diào)性及最大(小)項(xiàng)等問題常常要分類討論;給出某項(xiàng)或項(xiàng)的關(guān)系式或給出前n項(xiàng)和的關(guān)系等,常借助公式、性質(zhì)列方程求解.
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