当前位置:首页 > 孙子兵法-数学破题36计
【例3】 关于函数f (x)=2x-2-x (x∈R).有下列三个结论:①f (x)的值域为R; ②f (x)是R上的增函数;③对任意x∈R, 都有f (x)+f (-x)=0成立,其中正确命题的序号是 (注:把你认为正确命题的序号都填上).
?2x?【解答】 由y
1?2x(2x)2-y22x-1=0.
关于2x的方程中,恒有Δ=y2+4>0. ∴y∈R ①真.
?∵y1=2x, y2=∵f (-x)=2
?x12x都是R上的增函数,∴y=y1+y2=2x-2?x也是R上的增函数,②真.
?x-2x = -(2x-2)=-f (x),
∴当x∈R时,恒有f (x)+f (-x)=0(即f (x)为R上的奇函数) ③真.
【点评】 高考试题中的小题,已出现了多项选择的苗头,其基本形式如本例所示,多选题中的正确答案可能都是,也可能不都是,还有可能都不是(这种形式多反映在选择题中,其正确答案为零个).由于许多考生的思维定势是以为多选题只有“不都是”一种情况,往往难以相信“都是”或“都不是”.这也是这种题型的陷阱所在.
正确的对策:不受选项多少的干扰,只要你能证明某项必真则选,否则即不选. 本例是“全选”(即“都是”)的题型.
●对应训练
x2y2??1761.设F是椭圆的右焦点,且椭圆上至少有21个不同的点Pi (i=1,2,3,?),使|FP1|,|FP2|,|FP3|
,?,组成公差为d的等差数列,则d的取值范围是 .
●参考答案
1.椭圆中:a=7, b=6, c=1.
1∴e =
17,设Pi的横坐标为xi, 则|FPi|=7(7-xi), 其中右准线x=7.
|FPn|?|FPx?xn1|?1.n?17(n?1) ∵|FPn|=|FP1|+(n-1)d. ∴d=
21∵|x1-xn|?27, ∴|d|?n?1. 已知n?21, ∴|d|?10, 但d≠0.
11∴d∈[-10,0)∪(0,10].
点评:本题有两处陷沟,一是d≠0, 二是可以d<0, 解题时考生切勿疏忽. 第11计 耗子开门 就地打洞 ●计名释义
《说唐》中有这样一个故事.唐太宗征北,困在木阳城,绝粮.军师献计,沿着鼠洞挖去,可能找到粮食.结
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果,真的在地下深处发现了粮仓.太宗嘉奖耗子的牙啃立功,并题诗曰:鼠郎个小本能高,日夜磨牙得宝刀,唯恐孤王难遇见,宫门凿出九条槽. 庞大的数学宝库也是众多的“数学耗子”啃穿的.你可知道,前1万个质数就是这些耗子们一个个啃出来的,七位数字对数表也是这样啃出来的.
数学解题,当你无计可施,或者一口难吞时,那就决定“啃”吧. ●典例示范
【例1】 已知f (x)=1?2x,判定其单调区间.
【分析】 用求导法研究单调性当然可行,但未必简便,直接从单调定义出发,循序渐进,也可将“单调区间”啃出来.
【解答】 设x1 331?2x - 31?2x. 【插语】 x1,x2都在根号底下,想法把它们啃出来.有办法,将“分子有理化”. 【续解】 31?2x1?31?2x2 [KF(S]3[]1-2x1[KF)]-[KF(S]3[]1-2x2[KF)] (31?2x1?31?2x2)(3(1?2x1)2?3(1?2x1)(1?2x2)?3(1?2x2)2)=易知 33(1?2x1)2?3(1?2x1)(1?2x2)?3(1?2x2)2=△>0. (1?2x1)2?3(1?2x1)(1?2x2)?3(1?2x2)22(x1?x2)?故有原式=<0. 故f (x)= 31?2x的增区间为(-∞,+∞). 【点评】 耗子开门是一个“以小克大,以弱克强”的策略.函数的单调法即不等式的比较法.方法基础, 可靠,只要有“啃”的精神,则可以透过形式上的繁杂看到思维上的清晰和简捷. 【例2】 从4名男生和2名女生中任选3人参加演讲比赛.设随机变量ξ表示所选3人中女生的人数. (Ⅰ)求ξ的分布列; (Ⅱ)求ξ的数学期望; (Ⅲ)求“所选3人中女生人数ξ?1”的概率. 【思考】 本题设问简单,方向明确,无须反推倒算,只要像耗子开门,牙啃立功就是了. C314?35;P(ξC【解答】 (Ⅰ)6人中任选3人,其中女生可以是0个,1个或2个,P(ξ=0)=612C2C1314C24?C2??3355,故ξ的分布列是: CC66=1)=;P (ξ=2)= ξ P (Ⅱ)ξ的数学期望是: 0 1 2 15 35 15 131Eξ=035+135+235=1. 第 30 页 共 129 页 4(Ⅲ)由(Ⅰ),所选3人中女生人数ξ?1的概率是:P(ξ?1)=P (ξ=0)+P(=1)=5. 【例3】 (042上海,20文)如图, 11直线y=2x与抛物线y=8x2 - 4交于A、B两点, 线段AB的垂直平分线与直线y= -5交于点Q. (1)求点Q的坐标; (2)当P为抛物线上位于AB下方 (含点A、B)的动点时, 求△OPQ的面积的最大值. 【思考】 同例1一样,本题设问明确, 例3题图 思路并不复杂,只须按所设条件逐一完成就是,只是要严防计算失误. 12?y?x?4,??8?x2?4x?32?0.??y?1x?2【解答】 (1)由? x1?x21?22设AB中点为M(x0,y0),则x0 =,y0=2x0=1. 故有M(2,1),又AB⊥MQ,∴MQ的方程是:y-1=-2(x-2),令y=-5,得x=5,点Q的坐标为(5,-5 ). (2)由(1)知|OQ|=52为定值. 1?8AB设P(x,x2-2)为抛物线上上一点,由(1)知x2-4x-32?0,得x∈[-4,8],又直线OQ的方程为: x+y=0,点P到直线OQ的距离: |x?d= 12x?2||(x?4)2?48|8?282,显然d≠0,(否则△POQ不存在),即x≠43-4,为使△POQ面积 最大只须d最大,当x=8时,dmax =62. 11∴(S△POQ)max =22|OQ|2dmax=2252262=30. 【例4】 O为锐角△ABC的外心,若S△BOC,S△COA,S△AOB成等差数列,求tanA2tanC的值. 【解答】 如图,有:S△BOC+S△AOB=2S△COA. 不妨设△ABC外接圆半径为1,令∠BOC=α=2A, ∠AOC=β=2B,∠AOB=r=2C, 第 31 页 共 129 页 11则有:2sinα+2sinγ=sinβ, 即sin2A+sin2C=2sin2B. 2sin(A+C)cos (A-C)= 4sinBcosB. 例4题解图 ∵sin(A+C)=sinB≠0,cosB= -cos(A+C). ∴cos (A-C)+2cos (A+C)=0,cosAcosC +sinAsinC +2(cosA+cosC – sinAsinC )=0. 3cosAcosC=sinAsinC,故tanAtanC=3. 【点评】 本例中的“门”不少,其中“同圆半径相等”是“门”,由此将面积关系转换成有关角的关系;以下通过圆心角与圆周角的转换,和差化积与倍角公式,诱导公式、和角公式、同角三角函数关系等依次转换,这便是一连串的“门”,逐一啃来,从而最终达到解题目的. ●对应训练 1.在棱长为4的正方体ABCD—A1B1C1D1中, O是正方形A1B1C1D1的中心,点P在 棱CC1上,且CC1= 4CP. (Ⅰ)求直线AP与平面BCC1B1所 成的角的大小(结果用反三角函数值表示); (Ⅱ)设O点在平面D1AP上的 射影是H,求证:D1H⊥AP; (Ⅲ)求点P到平面ABD1的距离. 第1题图 1?2.证明不等式: 12?13???1n?2n (n∈N+). 1?23?3??22???????sinx?cosx??sinx????,????2?424??3?,f (x)=??3.设x∈?4,求f (x)的最大值与最小值. ?1??1??1??1???1????1???x??y??z?的最小值. 4.若x,y,z∈R+,且x+y+z=1,求函数u=? ●参考答案 1.建立如图的空间直角坐标系,有: A(4,0,0),P(0,4,1),B(4,4,0),B1(4,4,4),D1(0,0,4).(Ⅰ)连BP,∵AB⊥平面BCC1B1. ∴AB⊥BP,∠APB是直线AP与平面BB1C1C的夹角,∵|BP|=4?1?17. 2|AB|∴tan∠APB=|BP|?41717. 41717∴AP与平面BB1C1C所成角为arctan. (Ⅱ)连D1B1,则O∈DB1. ∵D1B1=(4,4,0),AP=(-4,4,1), ∴D1B12AP=-16+16+0=0. 第 32 页 共 129 页
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