高中数学解题思想和解题方法(5)

2019-08-31 12:56

假设对n=k时等式成立,即122+223+?+k(k+1)=+10);

222k(k?1)2(3k+11k12k(k?1)2(3k+11k12k(k?1)(k?1)(k?2)22+10) +(k+1)(k+2)=(k+2)(3k+5)+(k+1)(k+2)=

1212(k?1)(k?2)22(3k+5k+12k+24)=[3(k+1)+11(k+1)+10],

12当n=k+1时,122+223+?+k(k+1)+(k+1)(k+2)=

2222也就是说,等式对n=k+1也成立。

综上所述,当a=8、b=11、c=10时,题设的等式对一切自然数n都成立。

【注】建立关于待定系数的方程组,在于由几个特殊值代入而得到。此种解法中,也体现了方程思想和特殊值法。对于是否存在性问题待定系数时,可以按照先试值、再猜想、最后归纳证明的步骤进行。本题如果记得两个特殊数列1+2+?+n、1+2

233322+?+n求和的公式,也可以抓住通项的拆开,运用数列求和公式而直接求解:由n(n+1)=n+2n+n得Sn=122+223+?+n(n+1)=(1+2+?+n)+2(1

222322223332n(n?1)(2n?1)n(n?1)n2(n?1)2+2+?+n)+(1+2+?+n)=+23+=

264n(n?1)2(3n+11n+10),综上所述,当a=8、b=11、c=10时,题设的等式对一切12自然数n都成立。

例4. 有矩形的铁皮,其长为30cm,宽为14cm,要从四角上剪掉边长为xcm的四个小正方形,将剩余部分折成一个无盖的矩形盒子,问x为何值时,矩形盒子容积最大,最大容积是多少?

【分析】实际问题中,最大值、最小值的研究,先由已知条件选取合适的变量建立目标函数,将实际问题转化为函数最大值和最小值的研究。

【解】 依题意,矩形盒子底边边长为(30-2x)cm,底边宽为(14-2x)cm,高为xcm。 ∴ 盒子容积 V=(30-2x)(14-2x)x=4(15-x)(7-x)x , 显然:15-x>0,7-x>0,x>0。

设V=

4(15a-ax)(7b-bx)x (a>0,b>0) ab??a?b?1?0要使用均值不等式,则?

15a?ax?7b?bx?x? - 21 -

解得:a=

31, b= , x=3 。 4415216415x213644?4364从而V=(-)(-x)x≤()=327=576。

34444333所以当x=3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=

344(15a-ax)(7-x)bx 或 (15-x)(7aabab-ax)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”。

Ⅲ、巩固性题组:

1. 函数y=logax的x∈[2,+∞)上恒有|y|>1,则a的取值范围是_____。

A. 2>a>1且a≠1 B. 02或

220

22. 方程x+px+q=0与x+qx+p=0只有一个公共根,则其余两个不同根之和为_____。

A. 1 B. -1 C. p+q D. 无法确定

3. 如果函数y=sin2x+a2cos2x的图像关于直线x=-π对称,那么a=_____。

822A. 2 B. -2 C. 1 D. -1

12n4. 满足C0n+12Cn+22Cn+?+n2Cn<500的最大正整数是_____。

A. 4 B. 5 C. 6 D. 7

5. 无穷等比数列{an}的前n项和为Sn=a-1n , 则所有项的和等于_____。

2A. -1 B. 1 C. 1 D.与a有关

226. (1+kx)=b0+b1x+b2x+?+b9x,若b0+b1+b2+?+b9=-1,则k=______。

7. 经过两直线11x-3y-9=0与12x+y-19=0的交点,且过点(3,-2)的直线方程为_____________。

929 - 22 -

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y=f(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y=2x+7和抛物线截得的线段长是410, 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。

Ⅰ、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,A∪B的元素个数为n,则______。 A. 2≤n≤9 B. 7≤n≤9 C. 5≤n≤9 D. 5≤n≤7

2. 设MP、OM、AT分别是46°角的正弦线、余弦线和正切线,则_____。

A. MP3. 复数z1=a+2i,z2=-2+i,如果|z1|< |z2|,则实数a的取值范围是_____。 A. -11 C. a>0 D. a<-1或a>1

- 23 -

5x2y24. 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

2259离为_____。

75A. 8 C. 7.5 C. D. 3

45. 奇函数f(x)的最小正周期为T,则f(-A. T B. 0 C.

T)的值为_____。 2T D. 不能确定 26. 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a2?22<5,选A;

|PF左|44小题:利用椭圆的第二定义得到=e=,选A;

5525小题:利用周期函数、奇函数的定义得到f(-6小题:利用线面角、面面角的定义,答案2。 Ⅱ、示范性题组:

例1. 已知z=1+i, ① 设w=z+3z-4,求w的三角形式; ② 如果

2TTT)=f()=-f(-),选B; 222z2?az?b=1-i,求实数a、b的值。(94年全国理)

z2?z?1【分析】代入z进行运算化简后,运用复数三角形式和复数相等的定义解答。 【解】由z=1+i,有w=z+3z-4=(1+i)+3(1?i)-4=2i+3(1-i)-4=-1-i,w的三角形式是2(cos

225?5?+isin); 44z2?az?b(1?i)2?a(1?i)?b(a?b)?(a?2)i由z=1+i,有2===(a+2)

iz?z?1(1?i)2?(1?i)?1-(a+b)i。

由题设条件知:(a+2)-(a+b)i=1+i;

- 24 -

?a?2?1根据复数相等的定义,得:?,

?(a?b)??1?解得??a??1。

?b?2 A’ A D C’ C O H B’ B

【注】求复数的三角形式,一般直接利用复数的三

角形式定义求解。利用复数相等的定义,由实部、虚部分别相等而建立方程组,这是复数中经常遇到的。

例2. 已知f(x)=-x+cx,f(2)=-14,f(4)=-252,求y=log

3n22f(x)的定义域,

判定在(

2,1)上的单调性。 2【分析】要判断函数的单调性,必须首先确定n与c的值求出函数的解析式,再利用函数的单调性定义判断。

n??n?4?f(2)??2?2c??14【解】 ? 解得:? nc?1?f(4)??4?4c??252?? ∴ f(x)=-x+x 解f(x)>0得:0

34设

2

2<1, 则f(x

221)-f(x

2)=-x

41+x

1-(-x

42+x

2)

=(x1-x2)[1-(x1+x2)( x1+x2)],

∵ x1+x2>2, x1+x2322344223> ∴ (x1+x2)( x1+x2)〉23=1 2233∴ f(x1)-f(x2)>0即f(x)在(

2,1)上是减函数 232∵ <1 ∴ y=log

222f(x) 在(,1)上是增函数。 22【注】关于函数的性质:奇偶性、单调性、周期性的判断,一般都是直接应用定义解题。本题还在求n、c的过程中,运用了待定系数法和换元法。

例3. 如图,已知A’B’C’—ABC是正三棱柱,D是AC中点。 ① 证明:AB’∥平面DBC’;

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