(Ⅲ)当a确定后,数列{xn}由其首项x1确定,当a?2时,通过对数列{xn}的探究,写出“{xn}是有穷数列”的一个真命题(不必证明).
说明:对于第(Ⅲ)小题,将根据写出真命题所体现的思维层次和对问题探究的完整性,给予不同的评分.
点拨:本题作为高考的压轴题,考察学生对数列中递推公式的理解和应用,因此可从递推公式入手,求出关于通项xn的方程,求出参数,第(Ⅱ)小题可应用证明数列单调性的定义法,直接比较xn与xn?1的大小,第(Ⅲ)小题属于开放探索型题型,要求学生写出使得结论成立的条件,此时关键在于求出与结论等价的充分必要条件.
条件开放的数学问题,可用执果索因的演绎法或由特殊到一般的归纳法,也可以从结论出发,利用给定的条件,逆向推理直到终结点便是所探索的条件.
axnaxnxn?1a2xn???xn, 解析:(Ⅰ)由于xn?1?axnxn?1ax?x?1nn?1xn?1a??a2?1则axn?(a?1)xn?xn,当n?1时,由于x1的任意性,得?,则a??1
?a?1?022(Ⅱ)数列{xn}是递减数列,由于x1?0,xn?1?axn?,则xn?0,n?N恒成立 xn?1xnxn2又由于xn?1?xn??xn???0,n?N?,因此数列{xn}是单调递减数列.
xn?1xn?1(Ⅲ)真命题:
① 数列{xn}满足xn?1?1axn,若x1??,则数列{xn}是有穷数列;
7xn?11axn?,若x1?,m?N,则数列{xn}是有穷数列; m1?2xn?1② 数列{xn}满足xn?1?③ 数列{xn}满足xn?1?axn?,则数列{xn}是有穷数列的充要条件是存在m?N,使得xn?1x1?1; 1?2m1axn,则数列{xn}是有穷数列且项数为m的充要条件是x1?,
1?2mxn?1④ 数列{xn}满足xn?1?m?N?.
易错点:在求解递推公式时,求解xn与xn?1之间的公式出错.判断并证明数列单调性中,没有利用一般
11
的归纳法得到xn?0,给接下来的证明带来困难. 变式与引申
2.给定集合An?{1,2,3,...,n},映射f:An?An满足:
①当i,j?An,i?j时,f(i)?f(j);
②任取m?An,若m?2,则有m?{f(1),f(2),..,f(m)}.
则称映射f:An?An是一个“优映射”.例如:用表1表示的映射f:A3?A3是一个“优映射”. 表1 表2
i f(i) 1 2 2 3 3 1 i f(i) 1 2 3 3 4 已知表2表示的映射f: A4?A4是一个优映射,请把表2补充完整(只需填出一个满足条件的映射). 题型三 结论探索型问题
例3 如图9-3-1,在直棱柱ABCD—A1B1C1D1中. (Ⅰ)当A1C?B1D1时,试确定底面四边形ABCD的形状;
(Ⅱ)如果底面ABCD是正方形,E是C1D1的中点,是否存在实数??(2,3),当AB??AA1时,
DE?CA1.若存在,求出实数?的范围;若不存在,说明理由.
点拨:(Ⅰ)根据条件,可以考虑四边形的特殊性,采用逆推法;(2)在ABCD是正方形的情况下,可以建立空间直角坐标系,利用向量运算的确定性来转化开放运动的不定条件,方便问题的解决.
解析:(Ⅰ)根据条件与结论分析,如果A1C?B1D1,则BDAA1C,只要满足条件A一定垂直平面1D1AC?BD,就能推出结论,因此对四边形ABCD的形状可以是正方形、菱形、筝形. E
B1 C1 AD
故DE?CD1
B9-3-1
C由于?D1ED??CDE??CD1D,则?CDD1∽?DD1E 因此
D1EDD1?,而AB?CD?2D1E,DD1?AA1, DD1CDAB?2?(2,3),故不存在实数??(2,3)使得DE?CA1 AA112
可得??
易错点:应用三垂线定理中出错,未能将线斜垂直转化为线影垂直.
变式与引申
3.如图9-3-2所示,已知:直线m∥n,A、B为直线n上两点,C、P为直线m上两点. (1)请写出图中面积相等的各对三角形;
(2)如果A、B、C为三个定点,点P在m上移动, 那么,无论P点移动到任何位置,总有________与 △ABC的面积相等.理由是:_________________.
图9-3-2
题型四 综合探究能力问题
例4对于函数f(x),若存在x0?R,使f(x0)?x0成立,则称x0为f(x)的不动点.已知函数
f(x)?ax2?(b?1)x?(b?1) (a?0).
(Ⅰ)当a?1,b??2时,求函数f(x)的不动点;
(Ⅱ)若对任意实数b,函数f(x)恒有两个相异的不动点,求a的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,若y?f(x)图像上A,B两点的横坐标是函数f(x)的不动点,且A,B两点关于直线y?kx?12a2?1对称,求b的最小值.
点拨:理解不动点的概念,求出不动点的充要条件.本题以高等数学中不动点的概念为背景,考察学生能综合灵活运用所学数学知识,思想方法.对新概念、新知识、新信息、新情景、新问题进行分析、探索、创造性的解决问题的能力.
2解析:(Ⅰ)f(x)?x?x?3,因为x0为不动点,因此有f(x0)?x0?x0?3?x0
2所以x0??1或x0?3,所以3和?1为f(x)的不动点.
(Ⅱ)因为f(x)恒有两个不动点,f(x)?ax2?(b?1)x?(b?1)?x, 即ax2?bx?(b?1)?0,由题设b2?4a(b?1)?0恒成立,即对任意b?R,
b2?4ab?4a?0恒成立,所以有(4a)2?4(4a)?0?a2?a?0,所以0?a?1. x1?x2b1??,由题设k??1即y??x?, 222a2a?1bb1,?2), 设A,B的中点为E,则E(?2a2a2a?1(Ⅲ)由ax?bx?(b?1)?0,得
2因为xE?yE,所以?bb1a??2,所以有b??2??2a2a2a?12a?112a?1a??122??2, 4因为0?a?1,当且仅当2a?122即a?时,b有最小值?. a2413
易错点:学生未能理解不动点的概念,仅仅简单地从字面上理解,未能转化为数学语言,这也要求我们在训练学生思维能力方面重要的把握对概念的理解. 变式与引申
4.设f(x)是定义在[0,1]上的函数,若存在x*?(0,1),使得f(x)在[0,x*]上单调递增,在[x*,1]上单调递减,则称f(x)为[0,1]上的单峰函数,x*为峰点,包含峰点的区间为含峰区间.
(I)证明:对任意的x1,x2?(0,1),x1?x2,若f(x1)?f(x2),则(若f(x1)?f(x2),0,x)2为含峰区间;则[x*,1]为含峰区间;
(II)对给定的r(0?r?0.5),证明:存在x2?(0,1),满足x2?x1?2r,使得由(I)所确定的含峰区间的长度不大于0.5?r(区间长度等于区间的右端点与左端点之差)
本节主要考查:高考数学命题中的研究性创新问题主要有学习能力型、结论探索型、解题策略研究型、综合探究能力型等几种类型. 研究性创新问题因其思维含量高、知识覆盖面广、综合性强,这类创新题在高考中频频亮相.
点评:所谓创新意识就是能发现问题、提出问题,综合与灵活地应用所学的数学知识、思想方法,
选择有效的方法和手段分析信息,进行独立的思考、探索和研究,提出解决问题的思路,创造性地解决问题. 创新意识是理性思维的高层次表现.对数学问题的“观察、猜测、抽象、概括、证明”,是发现问题和解决问题的重要途径,对数学知识的迁移、组合、融会的程度越高,显示出的创新意识也就越强.
高考中的研究性学习问题,就要针对提出的数学问题,充分研究问题的条件和结论之间的联系,运用数学综合能力,发现解题依据,从中寻求最佳解题方法. 如类比是将解题方法、式子结构、运算法则、问题结论等或引申、或推广、或迁移,由已知探索未知,由旧知探索新知;善于从若干特殊现象中总结出一般规律.
高考中对创新意识的考查是对高层次理性思维的考查.在考试中创设新颖的问题情境,构造有一定深度和广度的数学问题时,往往注重问题的多样化,体现思维的发散性;精心设计考查数学主体内容、体现数学素质的试题;也会有反映数、形运动变化的试题以及研究型、探索型、开放型等类型的试题.这种试题往往以压轴题的形式出现.
习题9-3
x2y21.已知F1、F2是椭圆2?2?1 的两个焦点,P是椭圆上一点,且
ab?F1PF2?90?,则?F1PF2的面积是b2,请将题目中所空缺的一个可能条件填入_________处.
2.对于在区间[m,n]上有意义的两个函数f(x)与g(x),如果对任意的x?[m,n],均有f(x)?g(x)?1,则称f(x)与g(x)在[m,n]上是接近的,否则称f(x)与g(x)在[m,n]上是非接近的,现有两个函数
f1(x)?loga(x?3a)与f2(x)?loga
1(a?0,a?1),给定区间[a?2,a?3]. x?a14
(Ⅰ)若f1(x)与f2(x)在给定区间[a?2,a?3]上都有意义,求a的取值范围; (Ⅱ)讨论f1(x)与f2(x)在给定区间[a?2,a?3]上是否是接近的.
3.如图9-3-3所示,五边形 ABCDE是张大爷十年前承包的一块土地的示意图,经过多年开垦荒地,现已变成如图9-3-4所示的形状,但承包土地与开垦荒地的分界小路(9-3-4中折线CDE)还保留着;张大爷想过E点修一条直路,直路修好后,要保持直路左边的土地面积与承包时的一样多,右边的土地面积与开垦的荒地面积一样多.请你用有关的几何知识,按张大爷的要求设计出修路方案(不计分界小路与直路的占地面积).
(1)写出设计方案.并画出相应的图形; (2)说明方案设计理由. 图9-3-3 图9-3-4
x2y22224.过椭圆2?2?1?a?b?0?上的动点P引圆x?y?b的两条切线PA、PB,A、B为切点,直线
baAB与x轴、y轴分别交于M、N. (1)问代数式
b2ON2?a2OM2的值是否与P点的运动相关?并证明你的结论;
????????(2)是否存在点P使得PA?PB?0?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,说明理由.
15