Bplrxdy高中数学解题思路及全部内容(5)

2019-04-14 23:59

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一般地,在数列问题中含有a 与S 时,我们可以考虑运用a =S -S 的关系,并注意只对n≥2时关系成立,象已知数列的S 求a 一类型题应用此关系最多。 Ⅲ、巩固性题组:

1. 用数学归纳法证明:6 +1 (n∈N)能被7整除。

2. 用数学归纳法证明: 1×4+2×7+3×10+?+n(3n+1)=n(n+1) (n∈N)。 3. n∈N,试比较2 与(n+1) 的大小,并用证明你的结论。

4. 用数学归纳法证明等式:cos ?cos ?cos ???cos = (81年全国高考) 5. 用数学归纳法证明: |sinnx|≤n|sinx| (n∈N)。 (85年广东高考)

6. 数列{a }的通项公式a = (n∈N),设f(n)=(1-a )(1-a )?(1-a ),试求f(1)、f(2)、f(3)的值,推测出f(n)的值,并用数学归纳法加以证明。

7. 已知数列{a }满足a =1,a =a cosx+cos[(n-1)x], (x≠kπ,n≥2且n∈N)。 ①.求a 和a ; ②.猜测a ,并用数学归纳法证明你的猜测。

8. 设f(log x)= , ①.求f(x)的定义域; ②.在y=f(x)的图像上是否存在两个不同点,使经过这两点的直线与x轴平行?证明你的结论。 ③.求证:f(n)>n (n>1且n∈N)

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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。 Ⅰ、再现性题组:

1. 设2 =3 =5 >1,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k<-1,则圆锥曲线x -ky =1的离心率是_________。

3. 点Z的虚轴上移动,则复数C=z +1+2i在复平面上对应的轨迹图像为____________________。

4. 三棱锥的三个侧面互相垂直,它们的面积分别是6、4、3,则其体积为______。

5. 设函数f(x)对任意的x、y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0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x+2y- =0的最大距离是_____。

A. 3 B. C. D. 2

【简解】1小题:设2 =3 =5 =t,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3y<2x<5z;

2小题:(理)A(-2,3)为t=0时,所求点为t=± 时,即(-4,5)或(0,1);(文)已知曲线为椭圆,a=1,c= ,所以e=- ;

3小题:设z=bi,则C=1-b +2i,所以图像为:从(1,2)出发平行于x轴向右的射线; 4小题:设三条侧棱x、y、z,则 xy=6、 yz=4、 xz=3,所以xyz=24,体积为4。 5小题:f(0)=0,f(0)=f(x)+f(-x),所以f(x)是奇函数,答案:减; 6小题:设x=4sinα、y=2cosα,再求d= 的最大值,选C。 Ⅱ、示范性题组:

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例1. 实数a、b、c满足a+b+c=1,求a +b +c 的最小值。

【分析】由a+b+c=1 想到“均值换元法”,于是引入了新的参数,即设a= +t ,b= +t ,c= +t ,代入a +b +c 可求。

【解】由a+b+c=1,设a= +t ,b= +t ,c= +t ,其中t +t +t =0, ∴ a +b +c =( +t ) +( +t ) +( +t ) = + (t +t +t )+t +t +t = +t +t +t ≥

所以a +b +c 的最小值是 。

【注】由“均值换元法”引入了三个参数,却将代数式的研究进行了简化,是本题此种解法的一个技巧。

本题另一种解题思路是利用均值不等式和“配方法”进行求解,解法是:a +b +c =(a+b+c) -2(ab+bc+ac)≥1-2(a +b +c ),即a +b +c ≥ 。

两种解法都要求代数变形的技巧性强,多次练习,可以提高我们的代数变形能力。 例2. 椭圆 + =1上有两点P、Q,O为原点。连OP、OQ,若k ?k =- , ①.求证:|OP| +|OQ| 等于定值; ②.求线段PQ中点M的轨迹方程。

【分析】 由“换元法”引入新的参数,即设 (椭圆参数方程),参数θ 、θ 为P、Q两点,先计算k ?k 得出一个结论,再计算|OP| +|OQ| ,并运用“参数法”求中点M的坐标,消参而得。

【解】由 + =1,设 ,P(4cosθ ,2sinθ ),Q(4cosθ ,2sinθ ), 则k ?k = =- ,整理得到:

cosθ cosθ +sinθ sinθ =0,即cos(θ -θ )=0。

∴ |OP| +|OQ| =16cos θ +4sin θ +16cos θ +4sin θ =8+12(cos θ +cos θ )=20+6(cos2θ +cos2θ )=20+12cos(θ +θ )cos(θ -θ )=20, 即|OP| +|OQ| 等于定值20。

由中点坐标公式得到线段PQ的中点M的坐标为 ,

所以有( ) +y =2+2(cosθ cosθ +sinθ sinθ )=2, 即所求线段PQ的中点M的轨迹方程为 + =1。

【注】由椭圆方程,联想到a +b =1,于是进行“三角换元”,通过换元引入新的参数,转化成为三角问题进行研究。本题还要求能够熟练使用三角公式和“平方法”,在由中点坐标公式求出M点的坐标后,将所得方程组稍作变形,再平方相加,即(cosθ + cosθ ) +(sinθ +sinθ ) ,这是求点M轨迹方程“消参法”的关键一步。一般地,求动点的轨迹方程运用“参数法”时,我们可以将点的x、y坐标分别表示成为一个或几个参数的函数,再运用“消去法”消去所含的参数,即得到了所求的轨迹方程。

本题的第一问,另一种思路是设直线斜率k,解出P、Q两点坐标再求:

设直线OP的斜率k,则OQ的斜率为- ,由椭圆与直线OP、OQ相交于PQ两点有: ,消y得(1+4k )x =16,即|x |= ; ,消y得(1+ )x =16,即|x |= ; 所以|OP| +|OQ| =( ) +( ) = =20。即|OP| +|OQ| 等于定值20。

在此解法中,利用了直线上两点之间的距离公式|AB|= |x -x |求|OP|和|OQ|的长。

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S

E

D C O F A B

例3.已知正四棱锥S—ABCD的侧面与底面的夹角为β,相邻两侧面的夹角为α,求证:cosα=-cos β。

【分析】要证明cosα=-cos β,考虑求出α、β的余弦,则在α和β所在的三角形中利用有关定理求解。

【解】连AC、BD交于O,连SO;取BC中点F,连SF、OF;作BE⊥SC于E,连DE。则∠SFO=β,∠DEB=α。

设BC=a (为参数), 则SF= = , SC= = =

又 ∵BE= = =

在△DEB中,由余弦定理有:cosα= = =-cos β。 所以cosα=-cos β。

【注】 设参数a而不求参数a,只是利用其作为中间变量辅助计算,这也是在参数法中参数可以起的一个作用,即设参数辅助解决有关问题。 Ⅲ、巩固性题组:

1. 已知复数z满足|z|≤1,则复数z+2i在复平面上表示的点的轨迹是________________。 2. 函数y=x+2+ 的值域是________________。

3. 抛物线y=x -10xcosθ+25+3sinθ-25sin θ与x轴两个交点距离的最大值为_____ A. 5 B. 10 C. 2 D. 3

4. 过点M(0,1)作直线L,使它与两已知直线L :x-3y+10=0及L :2x+y-8=0所截得的线段被点P平分,求直线L方程。

5. 求半径为R的球的内接圆锥的最大体积。

6. f(x)=(1- cos x)sinx,x∈[0,2π),求使f(x)≤1的实数a的取值范围。

7. 若关于x的方程2x +xlg +lg ( )+lg =0有模为1的虚根,求实数a的值及方程的根。 8. 给定的抛物线y =2px (p>0),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。

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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”、

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