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高中数学-基本数学方法

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高中数学-基本数学方法

基本数学方法

导言:众里寻她千百废,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处。

考察数学思想方法是《数学科考试说明》中的一项基本要求,这是数学学科的特点所决定的。数学思想方法与课本中的数学知识相比,具有普遍性、概括性和深刻性。一方面,数学思想方法不能脱离具体的数学对象而独立的发挥作用,另一方面,在运用数学知识的过程中,又不可避免地涉及到数学思想方法。对数学思想方法的系统认识,能使我们从总体上深刻理解、全面把握数学知识。 数学思想与数学方法是不同的两个范畴.“方法”比较接近于操作,与经验的联系很密切;而“思想”则具有指导性,并且与一般方法论相衔接.数学方法在完成数学过程中的那些典型形式,包括一般地应如何处理数学对象、通过什么途径、如何进行变化来达到解决数学问题的目的.

本章的目的显然是为了系统地理解和掌握数学方法,从而使我们能有意识地 选择适当的方法解题.

高考中考查的数学方法主要有定义法、代入法、比较法(指比较大小)、配方法、数学归纳法、待定系数法、换元法、反证法、参数法等.

1.定义法

所谓定义法,就是直接利用数学定义解题的一种方法.

从本质上说,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的.因此用定义法解题,是最直接的方法.

那么,什么叫定义呢?

定义是揭示概念内涵的逻辑方法,也就是通过指出概念所反映的事物的本质 属性来明确概念的逻辑方法.

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.

让我们回到定义中去!

例1.已知f (x )=-x n +cx ,f (2)=-14, f (4)=-252, 求y =)(log 2

2x f 的定义域

并判定它在[

2

2,1)上的单调性. 解析:要判断函数的单调性,必须首先确定 n 与c 的值

解:???-=+--=+-252

441422c c n n ? ???==14c n , ∴ f (x )=-x 4+x , 由f (x )=-x 4+x >0,得其解集为(0,1).

任取x 1、x 2∈[

2

2, 1),并设x 1

而x 2-x 1>0,又(x 2+x 1) (x 22+x 12)>1.

∴ f (x 1)-f (x 2)>0, 故f (x )在[22,1)上单调递减,y =)(log 22x f 在定义域 上单调递增.

解题关键: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.这就要求我们对这些定义必须有深刻的本质认识,对定义中给出的 每一个“词”要透彻理解.

例2.若a n =lg 12

3+n n

, b n =a 3n , 试写出{b n }的前三顶.并证明数列{b n }是等差数列。

解:b 1=a 3=lg 4323, b 2=a 6=lg 7623, b 3=a 9=lg 109

2

3, ∵ a n +1-a n =lg 21

2

3++n n -lg 123+n n =lg 23, ∴ 数列{a n }是首项a 1=lg 43, 公差d =lg 2

3的等差数列,a 3n =a 1+(3n -1)d , a 3n -a 3(n -1)=[ a 1+(3n -1)d ]-[a 1+(3n -4)d ]=3d =3lg 2

3 (常数) ∴ {b n }是等差数列,

解题关键:证明一个数列是等差(或等比)数列,必须根据定义:a n +1-a n =d , d

为常数 (或n

n a a 1+=q , q 为常数且q ≠0),而巧用等差(或等比)数列的定义,更是简化计算的有力手段。

2.代入法

例1.若0

21,a ,2ab ,a 2+b 2中,最大的是( ). A .2

1 B .a C .

2 ab D .a 2+b 2 提示:作为只有一个选择支正确的选择题,可用特殊值代人的方法加以判

断.取a =3

2,b =31.易见选(B ). 解题关键:代入法的另一类应用,是用于排除不合理的推测、选项等. 例2.已知a 、b 、c ∈C ,a +b +c =0,a 2+b 2+c 2=0.求证:|a |=|b |=|c |.

证: a =-(b +c ),代人另式得[-(b +c )]2+b 2+c 2=0?b 2+c 2+bc =0,

由之,解出b =(-

2

1±23i )c , 取其模可得|b |=|c |,同理|a |=|b |,因此|a |=|b |=|c |. 解题关键:代人法是经常用到的数学方法,从上例可看出,代人能充分应 用等式的条件,并起消元作用,从而使问题变得更加明确,易于发现解题途径。 3.比较法

我们平时所说的比较法,只是单纯地作差(与0比)或作商(和1比),而作差 更具有普遍性.作商时必须注意所比的两个数(或式)的符号.

事实上,要比较两个数的大小,许多时候仅用作差比商的方法是绝对不能解 决问题的,在作差或比商的基础上,还必须应用不等式证明时的一切方法.我们为了把问题阐述得更清楚、透彻,也为了所讲的内容更具有实用的意义和价值,不妨将“比较法”理解成“比较两数(或式)的大小的方法”更科学和实际.那么这样一来,与“比较法”的真实含义就出入颇大了.

例1.已知f (x )=a x -1.(a >1),试比较3f -1(x )与f -1(3x )的大小.

解:f -1(x )=log a (x +1) (a >1,x >-1).

3f -1(x )=3fog a (x +1)=log a (x +1)3.f -1(3x )=log a (3x +1),(x >-3

1). 要比较 3f -1(x )与f -1(3x )的大小,由于 a >1,y =log a x 单调递增, 因此只须比较(x +1)3与3x +1的大小.

∵ (x +1)3-(3x +1=x 2(x +3)>0 (x >-3

1) ∴ 3f -1(x )>f -1(3x ),当且仅当x =0时取“=”.

解题关键:在x 的许可值范围内比较大小,实际上是对欲比的代数式作了 适当的限制与约束.就本题而言,正确地确定自变量x 的取值范围,是不能缺少的重要步骤.当然,错把x 的范围当成(-1,+∞),虽然其结果不变,但推理过程至少是不严谨的.

比较法是不等式证明的基本步骤和方法之一.它遵循“作差(或比商)——变 形——判断”的解题规律.作差之后的配方或因式分解,有时确实是判断“差”的符号的关键。

例2.设数列{a n }为等比数列,公比q >0且q ≠1,若A =a 1+a 2+……+a n , B =n

a a a 11121+++ ,C =n a a a 21,试比较 2B n C 2与 A n 之大小. 略解: A =a 1+a 2+……+a n =q

q a n --11()

1, B =n a a a 11121+++ =)1(111---q q a q n n ,C =n a a a 21=2)1(1-n n n q a ,

∴ 2B n C 2-A n =n n n

q q a )11(1

--

∵ q n -1与q -1同号、故

(1) 当a 1>0时,2B n C 2与>A n ;

(2) 当a 1<0时,若n 为偶数,2B n C 2>A n ,若n 为奇数,2B n C 2

4.配方法

配方是一种基本而重要的恒等变形的手段.许多时候,它是解答全题的关键 一步,而正是这一步,才为我们解完全题创造了条件.

配方,它被广泛地应用于数学的各个方面、各种场合.什么时候需要配方?往往要靠我们去“适当地预测”.

为了“配”,需要“凑”;“凑”是配的前奏,“配”是“凑”的目的. 在解题中,需要的时候,能否熟练地应用“配方法”,某种程度上体现了一个人的分析和运算的能力.

例1.一个首项为正数的等差数列,若S 3=S 11,那么这数列前多少项和为最大?

解:设此等差数列首项为a 1,公差为d ,

依题意有3a 1+3d =11a 1+55d ?2a 1=-13d ,

则数列的前n 项和S n =na 1+2

)1(d n n -=na 1-131a n (n -1)= 131a [49-(n -7)2]. ∵ a 1>0,∴ 当n =7时,S n 为最大.

解题关键:配方是常用的一种变形方式.中学阶段的主要要求是掌握如何配平方.配方的目的为:(1) 判定一个代数式的正负;(2) 运用二次函数的有关性质;(3) 有利于二次方程的讨论;(4) 使用含有平方式的公式(例如两点距离公式 等).

例2.设方程x 2+2kx +4=0的两个实根为x 1、x 2,若21

2221)()(x x x x +≥3成立,求实数k 的取值范围.

解:212221)()(x x x x +=2212221222212214241)

(2)()(x x x x x x x x x x -+=+≥3, 由韦达定理知:x 1+x 2=-2k ,x 1x 2=4,

于是便有(k 2-2)2≥5,k ≥52+或k ≤-52+,

又∵ x 1、x 2是方程的实根,∴ △≥0,∴ 4k 2-16≥0,即k ≥2或k ≤-2. 综合起来,k 的范围是[52+, +∞)∪(-∞, -52+].

解题关键:关于实系数一元二次方程的问题,总是先考虑“△”,然后恰当地应用韦达定理.对于本题,去掉了对“△”的讨论,虽然结果相同,但解答是不完整、不严密的.而绝大部分的问题,由“△”首先来确定一元二次方程中参数的取值范围,它是必不可缺少的决定性的步骤.

从不等式21

2221)()(x x x x +≥3的结构特征必然联想到配方.这样就为我们应用韦达定理扫清了障碍.

思考一:已知实系数方程x 2+x +p =0的两根α、β有|α-β|=3,则p 的值 为( )

A .-2

B .2.5

C .-2或2.5

D .以上都不对

解析:选 A 还是选 B ?

如果读者意识到实系数方程的根可能是实数也可能是虚数,那么显然A 、B 都不是所求的p 值,C 与D 到底谁正确呢?运算中少不了配方.选C

思考二:复数z 1、z 2满足10z 12+5z 22=2z 1z 2,且z 1+2z 2为纯虚数,求证:3z 1-z 2∈R .

解析:等式10z 12+5z 22=2z 1z 2,使我们联想到配方是当然的事,而z 1+2z 2与3z 1-z 2又提示我们去恰到好处地“配”、“凑”系数.

证明:10z 12+5z 22-2z 1z 2=(3z 1-z 2)2+(z 1+2z 2)2=0,

∵ z 1+2z 2为纯虚数,∴ (z 1+2z 2)2<0.

则 (3z 1-z 2)3>0,可知3z 1-z 2R .

注:抓住特殊常数,有目的地“配”与“凑”,必须具备较深刻的观察能力.

例3.△ABC 中,S 是它的面积,a 、b 是它的两条边的长,S =4

1(a 2+b 2), 求这三角形的各内角.

解:由21ab sin C =4

1(a 2+b 2)? a 2+b 2-2ab sin C =0, ? a 2-2ab sin C +b 2sin 2C +b 2cos 2C =0,

? (a -b sin C )2+b 2cos 2C =0 ????==-0cos 0sin C b C b a ????=?=b

a C 90, ? ∠A =∠B =45°, ∠C =90°.

几道例题,绝不可能将配方法的应用的广泛性和变换的灵活性表达得淋漓尽 致.更深刻的感受,还在以后的应用中逐步强化.

配方法是恒等变形的一种基本技巧,它在关键的时候把问题的结构特征暴露 出来.学会熟练地运用配方法,这是数学解题的最基本的要求.

5.待定系数法

正如配方法一样,待定系数法也是中学数学中最基本方法之一.

它的理论根据是多项式恒等实现(即两个多项式恒等的充要条件),

由于它的应用的广泛性和它在中学数学中的突出作用,我们已经将它理解为 一种解题的重要策略.把待定系数法提高到一种思想方法上来认识,足见这在中 学数学中的突出的地位.

例1.已知函数y =1

3422+++x n x mx 的最大值为7,最小值为-1,求此函数 的解析式.

解析:求函数解析式,实际上是确定系数m 、n 的值.

有些问题的本身并未指明要用待定系数法,甚至问题的解决也并非十分直观 地应用了多项式恒等的原理,它只是反映了应用这一方法的一些基本思想,我们也将这一类解决问题的方法称为待定系数法,它是广义的.

解:将函数式变形为: (y -m )x 2-43x +(y -n )=0.

∵ x ∈R , ∴ △=(-43)2-4(y -m )(y -n )≥0,

即y 2-(m +n )y +(mn -12)≤0, ①

这时y =m 也成立.要使函数有最大值7,最小值-1,亦就是-1≤y ≤7,显然(y +1)(y -7)≤0,就是 y 2-6y -7≤0 ②

比较①②的系数得方程组:???-=-=+7126mn n m ,∴ ???==15n m 或???==5

1n m , 故所求函数的表达式为:y =1134522+++x x x , 或y =1

53422+++x x x . 例2.已知复数z =1+i , ,|ω|=2, 且z 2ω3是虚部为负数的纯虚数,求复数ω. 解:设z 2ω3=-ai (a ∈R ), 则|z 2ω3|=a 得a =16.

于是 ω3=2

)1(16i i +-=-8=8(cos π+i sin π), ∴ω=2[cos 3)12(π+k +i sin 3

)12(π+k ] (k =0,1,2), ∴ ω1=1+3i ,ω2=-2,ω3=1-3i .

(设ω=2(cos θ+i sin θ),再由sin3θ=0且cos3θ<0也可得ω).

解题关键:待定系数法的理论原属于多项式的恒等定理,在实际应用中已 超出这个原理的范围.只要我们知道一个代数模型(方程、代数式、函数等)所具有的一般形式,便可以由它所需要满足的具体条件,逐步对一般形式中的某些常量或参数加以确定,从而得到一个具体形式.在这一过程中,常常伴随着代入法和解方程或方程组.

6.换元法

解数学问题时,通过引入一个或几个新变量代替原来的变量,使得代换后的问题中包含这些新变量的方法称为换元法(也称变量代换法),用这种方法解题的 目的是变换研究对象,其实质是移问题至新对象的知识背景中去研究,达到化难 为易,化繁为简的目的.

例1.求函数y =292+x +4-x (x ≥0)的值域.

解析:求函数的值域当然是在定义域上进行的.在多种多样的方法中,哪一种最好呢?我们先别管方法的优劣,把能够想到的思路全部提出来,集中精力考虑一个问题:解答此题,能得到多少锻炼!

思路一:由92+x 启发我们用三角代换.

令x =3tan θ, θ∈(0, 2

π),则y =6sec θ-3tan θ+4, 怎样来y 的值域呢?只须求2sec θ-tan θ的值域就可以了,而这里最自然的想法就是.

设 z =2sec θ-tan θ=θ

θcos sin 2->0, ∴ z cos θ+sin θ=2, sin(θ+α)=212z +, 由|2

12z +|≤1得z 2≥3, ∴ z min =3,y min =4+33,y ∈[4+33,+∞).

其实,从z =θ

θcos sin 2-的结构特征上,还有一个最基本的联想是直线的斜率公式.定点(0,-2)和单位圆x 2+y 2=1(x >0且y ≥0)上的点的连线的斜率,只相差一个负号!

于是令a =2

sin cos -θθ, θ∈[0, 2π),由数形结合知z 的最小值为3. 我们要求读者要仔仔细细地推敲所给条件中的每一个字母、每种表达式,从而激发解题的灵感的火花.

思路二:令t =y -4,则x +t =292+x ,

(这种换元的真正的目的;为变形或有理式创设条件).

两边平方有 3x 2-2tx +36—t 2=0,

由x ≥0知方程有非负实数解,因此 ?????????≥-≥≥?03

3603202t t 或者f (0)≤0, 又t >0;故t ≥33,就是y ≥4+33.

(置函数于方程中,强化方程区间根的讨论,何况t =y -4的换元是何等巧妙)

思路三:设92+x =x +t , (0

t 292-, 而y =292+x +4-x 就转化成:y =23t +t

29+4≥4+2t t 2923?=4+33,等号当且仅当t =3.即x =3时取得,

∴ y ∈[4+33, +∞).

解题关键:从不同的角度去思考问题,就可以产生出不同的换元的方法.用任何一个新变量来代替原来的变量,目的总是使得思路更加通畅,问题更加易于解决.我们既要熟练一般最常见的换元法,也要掌握某些独特的换元技巧,它的确能发展我们的智力品质.

例2.解关于x 的不等式)(x a a ->a -2x ,a <0.

解:设t =)(x a a -,得x =a -a

t 2

, t ≥0. ∴ a <0,由已知不等式化简得2t 2-at -a 2>0,∴ t >-

2a , 再由)(x a a ->ha >-2a ,解得x >4

3a . 解题关键:通过引入一个或若干个新的变量去替代原有的变量、表达式,其目的为:(1) 变繁为简:通过符号形式的变化,揭示问题的实质,而不至被繁多的数学符号所困惑;(2) 变生为熟:通过代换,把较难的、不熟悉的问题化解为若干个为我们所熟知的小问题.

7.反证法

牛顿说:“反证法是数学家最精锐的武器之一.”这就充分肯定了这一方法的积极作用和不可动摇的重要地位.

反证法的核心是从求证结论的反面出发,导出矛盾的结果.因此如何导出矛 盾,就成了反证法的关键所在.

出现矛盾的方式通常有:与公理定义矛盾;与已知条件或临时假设矛盾;与显然的事实矛盾;自相矛盾等.

反证法可分为归谬反证法和穷举反证法两种.若命题的结论的反面只有一种 情况就能肯定结论,这种反证法叫归谬法;若命题的结论的反面不只一种情况,则需将反面情况—一推翻才能肯定结论,这种反证法叫穷举法.

例1.设复数m =1-cos θ+i sin θ, θ∈(0, 2π),n =a 2+ai (a ∈R ),若m ·n 是纯虚数,则m +n 不可能是实数.

证明:假设m +n ∈R ,

∵ m · n =(1-cos θ+i sin θ)(a 2+ai =[a 2(1-cos θ)-a sin θ]+[a 2sin θ+a (1-cos

θ)]i 为纯虚数.∴ ???≠-+=--0

)cos 1(sin 0sin )cos 1(22θθθθa a a a , 由②得a ≠0,再由0<θ<2π 得1-cos θ≠0,sin θ≠0.

∴ a =θ

θcos 1sin -, 而m +n =(1-cos θ+a 2)+(a +sin θ)i ∈R , 则a +sin θ=0.a =-sin θ.

代入a =θθcos 1sin -有θ

θcos 1sin -=-sin θ又sin θ≠0, ∴ 1-cos θ=-1,cos θ=2,这是不可能的.

∴ 假设错误.m +n 不可能是实数.

解题关键:含有否定词的命题,都用反证法好.

思考:已知二项式(x +x -1)m 与(x +x -1)n +1, (m ∈N , n ∈N ),求证:当m =n 时,这两个二项式的展开式中不可能同时含有常数项.

证:两个展开式的通项分别是:

T r +1=r m r m x C 2-, T ’k +1=121+-+k n k n x

C , 假设它们都含有常数项,则有m =2r ,n =2k +1.又m =n , 这是不可能的,矛盾表明假设是错误的,原命题成立. 例2.如图,设 SA 、SB 是圆锥SO 的两条母线,O 是底面

圆心,C 是SB 上一点.求证:AC 与平面SOB 不垂直.

证明:假设 AC ⊥平面SOB ,那么由SO ⊥底面 AOB 得平面

SOB ⊥平面AOB ,平面SOB ∩平面AOB 于直线OB ,作AD ⊥OB

于D ,则 AD ⊥平面 SOB ,又 AC ⊥平面SOB ,故AD //AC 这与

“AD 与AC 相交于点A ”矛盾,所以假设不成立,则AC 与平面

SOB 不垂直.

解题关键:反证法是一种重要的数学证题法,它是以排中律

为依据(“A ”是“B ”与“A ”不是“B ”两者必居其一),不直接证明“A ”是 “B ”,而从反面证明“A ”不是“B ”不对,从而肯定“A ”是“B ”是对的.反证法在证明否定性命题,存在性和推一性问题时常常被采用,其证题过程大致分为三步:(1) 作出与原结论相反的假设;(2) 从假设出发,推出结果矛盾(至于与谁矛盾,事先难以预料,这是运用反证法解题的一个难点);(3) 否定假设,肯定命题正确,三步中关键是第二步.

例3.设函数 f (x )、g (x )在[0,1]上定义,证明:存在x 0,y 0∈[0,1],使得

|x 0y 0-f (x 0)-g (y 0)|≥41成立. 解析:存在x 0,y 0∈[0,1],使得|x 0y 0-f (x 0)-g (y 0)|≥4

1成立的反面结论是什么? 任意的x ,y ∈[0,1],均有|xy -f (x )-g (y )|<4

1. 对任意的x 、y 不等式均成立,那么特殊的应该毫无疑问了.

证明:设对于任意的x 、y 都有|xy -f (x )-g (y )|<4

1成立,则特殊地,取x =0, y =0;x =1, y =0;x =0, y =1;x =1, y =1. 就有.

|0-f (0)-g (0)|<41, |0-f (1)-g (0)|<41, |0-f (0)-g (1)|<41, |1-f (1)-g (1)|<4

1. 以上四个式子相加得

41+41+41+4

1>|0-f (0)-g (0)|+ |0+f (1)+g (0)|+ |0+f (0)+g (1)|+ |1-f (1)-g (1)| ≥|0-f (0)-g (0)+ 0+f (1)+g (0)+ 0+f (1)+g (0)+1-f (0)-g (0)|=1 这是不可能的,矛盾表明原结论成立,即存在x 0、y 0∈[0,1],使得|x 0y 0-f (x 0)

-g (y 0)|≥4

1成立. 解题关键:本题是一个肯定型的存在性命题,当我们去寻求x 0、y 0∈[0,1]

满足不等式|x 0y 0-f (x 0)-g (y 0)|≥4

1有困难时,于是便去构造命题的反面情况.

8.数学归纳法

对某类事物部分或全体的观察研究发现它们具有某种属性,从而推出这类事 物整体都具有这种属性,这种推理方法,称为归纳法.

归纳法是从特殊到一般的研究方法.

在数学中证明与自然数有关的命题时,常用数学归纳法.

数学归纳法是一种递推的方法.先验证n 等于第一个值n 0时命题成立,再假设n =k 时命题成立.然后证明n =k +1时也成立.这两步缺一不可.第一步是递推的基础,第二步是能无限递推下去的理论依据.

由于事物的普遍性附于事物的特殊性之中,因此,在需要研究某一对象时,我们常从研究各个个别对象的特征、属性开始,进而去猜想整个对象集所具有的共性,接着用数学归纳法证明猜想的正确性.因此,猜想和归纳,总是紧紧相随的.

例1.设抛物线y =x 与x 轴围成部分的内接正三角形A 1,A 2,…,A n 的边长为a n ,它在抛物线上的顶点为P n , (1) 用数学归纳法证明:若L n =∑=n k k a 1,

则L n =3

1n (n +1) (2) 记线段P n P n +1长为r n ,求∑=n

k k r 12.

证明:设等边三角形在x 轴上的交点为Q k ,k =1,2, ……,n ,

(1) OP 1所在直线方程为=3x ,联立???==x

y x y 3? y =33, ∴ Q 1=L 1=|OP 1|=33·32=3

2, 初始条件成立. 假设 n =k 肘,有 L k =3

1k (k +1) 那么n =k +1时, Q k P k +1所在直线方程为y =3[x -3

)1(+k k ], 联立??

???+-==]3)1([3k k x y x y ? y =33(k +1), ∴ L k +1=31k (k +1)+33(k +1)·32=3

1(k +1)(k +2), 对于一切n ∈N ,命题成立.

(2) 在△P n Q n P n +1中,由余弦定理知

|P n P N +1|2=|P n Q n |2+|Q n P n +1|2-2|P n Q N ||Q n P n +1|cos60°

=(32n )2+[32(n +1)]2-2·32n ·32(n +1)·21=9

4(n 2+n +1), 因此有∑=n k k r 1

2=94[(12+22+……+n 2)+(1+2+……+n )+n ],

∴ ∑=n

k k r 1

2=274(n 2+3n +5). 解题关键:几何数列,特别要注意解题的严密性.当我们去验证n =k +1也成立时,怎样合理地应用几何性质,往往是成败的关键.

例2.已知数列{a n }的首项为1,以后各项由递推式a n =1十11-n a (n ≥2)给出,求证:当n 为偶数时,a n >a n +2,n 为奇数时,a n <a n +2.

解析:与自然数的奇偶性有关的命题,往往须分奇、偶来讨论.

略证:由a n =1十11-n a =1+2

111-+n a =22121--++n n a a (n ∈N ,n >2). 易知,a 2>a 4,假设a 2n >a 2n +2,

那么a 2n +2-a 2n +4=n n a a 22121++-2222121++++n n a a =)

1)(1(222222++++-n n n n a a a a , (*) 只须证 a n >0,则(*)由归纳假设知a 2n +2-a 2n +4>0,这就是说,n 为偶数时 有a n >a n +2.

同理可知,n 为奇数时,a n <a n +2.

证明a n >0,同样用归纳法,请读者自行完成.

解题关键:将递推式变形成a n =2

2121--++n n a a , 完全从问题的结论中激发灵感,不是要分奇偶讨论吗?因此建立间隔项之间的递推关系也就顺理成章.

例3.设f (x )=31x 3十3

2x ,用归纳法证明,对一切x ∈Z .f (x )∈Z 。 解析:一些函数与数列的基本性质都可以被巧妙地应用到归纳法的证明中来.拆项与添项,又是归纳法证明中经常应用的恒等变形的手段.

证:x =0,f (0)=0∈Z .

x =1时,f (1)=31+3

2=1∈Z 命题成立. 假设n =k 时, 命题成立 (k ∈N ), 那么x =k +1时,

f (k +1)=31(k +1)3+32(k +1)=31k 3+3

2k +k 2+k +1. 由k ∈N , 知 ∴f (k +1)∈N .

∴ 当x ∈N 时,命题成立.

而f (x )为奇函数,因此当x <0,x ∈Z 时,f (-x )=-f (x )∈Z 这就是说,对 于x ∈Z ,f (x )∈Z 成立.

解题关键:应用函数的奇偶性,十分巧妙地实现了我们希望达到的目的. 思考:用数学归纳法证明:a n -nab n -1+(n -1)b n 能被(a 一b )n 整除(n >2,n ∈N ).

请读者自己熟悉拆项、添项等恒等变形的技巧.

9.参数法

随着近代数学观念的更新,这种变化的思想已成为数学的基本思想之一.参 数的观点已渗透到中学数学各个分支,用参数方法解题也相当普遍.

什么是参数方法呢?

参数法是指在解题过程中,通过适当引入一些与题目中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,从而使问题得到解决的方法.

直线与二次曲线的参数方程都是用参数法解题的例证.

参数具有奇异活力,它能协调、制约主元变量的变化,揭示被研究数学对象瞬间的变化状态,沟通条件与结论之间的联系,达到化繁为简的目的.

例1.设函数f (x )对任意的x 、y ∈R 都有f (x )+f (y )且当x >0时,f (x )<0,试判断f (x )的单调性。

解析:判断f (x )的单调性,当然必须根据单调性的定义.常规思路:任取 x 1、x 2∈R ,令x 1<x 2,则x 2-x 1>0,故f (x 2-x 1)<0.

∵ f (x 2)=f [(x 2-x 1)+x 1]=f (x 2—x 1)十f (x 1), ∴ f (x 1)>f (x 2), f (x )在R 上单调递减.

还有没有别的思路呢?

由x 2>x 1, 设x 2=x 1+t (t >0),

f (x 2)=f (x 1+t )=f (x 1)十f (t )<f (x 1).故f (x 2)<(x 1).

∴ f (x )在R 上单调递减.

引进参数t ,这是一种新的思维.

在有关不等式的命题中,这种思想方法是经常被应用的.

思考:实数a 、b 、c 满足a +b +c =1,求a 2+b 2+c 2的最小值.

分析:由a +b +c =1,引进参数t 1、t 2、t 3使得a =31+t 1,b =31+t 2,c =3

1+t 3. t 1+t 2+t 3=0,因此a 2+b 2+c 2=(31+t 1)2+(31+t 2)2+(3

1+t 3)2 =31+32(t 1+t 2+t 3)+t 12+t 22+t 32≥3

1

所求的最小值为3

1. 我们绝不是去一味地欣赏这种引进参数的技巧和解题过程的标新立异,而只是希望读者能对参数法解题有一个比较深刻的具体的认识,在充分领略了它的特 殊魅力之后,去自觉地熟悉和积极地使用.

活用参数,这是解题能力的一种提高.

例2.如图,线段 QR 的一端Q 沿椭圆

122

22=+b

y a x (a >b >0)在第一象限中的弧段中从B 运动到A ,点R 同时沿x 轴正方向移动,已知|QR |=b ,求线

段QR 中点P 的轨迹方程.

解:设Q (a cos θ, b sin θ),θ∈[0,2

π],R (t ,0),

这里θ, t 都是参数,由|QR |=b 得(a cos θ-t )2+b 2sin 2θ=b 2, 即 |a cos θ-t |=b cos θ. ∵ t ≥a cos θ,∴ t =(a +b )cos θ

又P 是QR 的中点,故得参数方程:??

???=+=θθsin 21cos )2(21b y b a x , 消去θ得普通方程14)2(422

22=++b

y b a x (x ≥0, y ≥0) 解题关键:用参数求曲线的轨迹方程,关键在于选参数.根据对动点的运动形式、特点作认真的分析,恰当地引进参数,可使求轨迹方程的过程大大简化. 数学解题中恰到好处地引进参数,能沟通已知与未知内在的联系,利用参数提供的信息,顺利地建立起通向彼岸的桥梁,起到天堑变通途的作用.

以上几例可以看出参数在解题中的想力,同时也体现出:“俏也不争春,只把春来报,待到山花烂漫时,她在丛中笑。”这不也正告诉我们,如何学会做人吗?!

练习题

1.已知1≤x 2+y 2≤2,则 ≤xy ≤ .

2.再用数学归纳法证明某命题时,左式为21+31+41+……+1

21-n , 从k 到k +1时,左边需增加的代数式是 .

3.如果函数y =A sin(ωx ++φ)(A >0,ω≠0)的图象关于y 轴对称,则φ= .

4.函数f (x )=x x +-4的最大值是 .

5.若4

y k x -+-492

2=1表示( ). A .焦点在x 轴上的椭圆 B .焦点在y 轴上的椭圆

C .焦点在x 轴上的双曲线

D .焦点在y 轴上的双曲线

6.设(1+x +x 2)n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2n x 2n ,则 |a 1+a 2+……+a 2n -1|=( ).

A .2n

B .2n +1

C .213-n

D .2

13+n 7.若a ∈R ,P =1

12++a a , Q =a 2-a +1,比较P 与Q 的大小. 8.设0

a a 的大小.

9.若y =-x 2+2ax +b 的顶点在直线mx -y +2m +1=0上移动,且与抛物线 y =x 2有公共点,求实数m 的变化范围.

10.在直角坐标平面内,有A (-1,2),B (0,3),C (4,1)三个点,试求一点P 使|PA |2+| PB |2+|PC |2为最小.

11.设p =222

4)

14(++k k k (k ∈R ),求p 的最大值与最小值. 12.从一张边长是2a 的正方形铁皮的各角上截去相等的方块,把余下的部 分做成无盖的盒子,试问截去的方块的边长为多少时才能得到最大容积的盒子.

13.若方程mx 2-x +m -1=0的两根中一根大于1,另一根小于1,求实数 m 的取值范围.

14.是否存在常数a 、b ,使等式 +??+??+??5

43143213211+)2)(1(1++n n n =)2)(1(42+++n n bn an 对人以自然数n 都成立。 15.设函数f (x )=-3b 2sin 2x -3b sin x +4b 2+4

9 (b >0)的最大值等于7,求b .

参考答案

(注:可编辑下载,若有不当之处,请指正,谢谢!)

高中数学必修一求函数解析式解题方法大全及配套练习

高中数学必修一求函数解析式解题 方法大全及配套练习 一、 定义法: 根据函数的定义求解析式用定义法。 【例1】设23)1(2 +-=+x x x f ,求)(x f . 2]1)1[(3]1)1[(23)1(22+-+--+=+-=+x x x x x f =6)1(5)1(2 ++-+x x 65)(2+-=∴x x x f 【例2】设2 1 )]([++= x x x f f ,求)(x f . 解:设x x x x x x f f ++=+++=++=11111 11 21)]([ x x f += ∴11)( 【例3】设3 3 22 1)1(,1)1(x x x x g x x x x f +=++ =+,求)]([x g f . 解:2)(2)1 (1)1(2222-=∴-+=+=+ x x f x x x x x x f 又x x x g x x x x x x x x g 3)()1(3)1(1)1(3333-=∴+-+=+=+ 故2962)3()]([2 4 6 2 3 -+-=--=x x x x x x g f 【例4】设)(sin ,17cos )(cos x f x x f 求=. 解:)2 ( 17cos )]2 [cos()(sin x x f x f -=-=π π x x x 17sin )172 cos()1728cos(=-=-+ =π π π.

二、 待定系数法:(主要用于二次函数) 已知函数解析式的类型,可设其解析式的形式,根据已知条件建立关于待定系数的方程, 从而求出函数解析式。 它适用于已知所求函数类型(如一次函数,二次函数,正、反例函数等)及函数的某些特征求其解析式的题目。其方法:已知所求函数类型,可预先设出所求函数的解析式,再根据题意列出方程组求出系数。 【例1】 设)(x f 是一次函数,且34)]([+=x x f f ,求)(x f 【解析】设b ax x f +=)( )0(≠a ,则 b ab x a b b ax a b x af x f f ++=++=+=2)()()]([ ∴???=+=342b ab a ∴????? ?=-===32 1 2b a b a 或 32)(12)(+-=+=∴x x f x x f 或 【例2】已知二次函数f (x )满足f (0)=0,f (x+1)= f (x )+2x+8,求f (x )的解析式. 解:设二次函数f (x )= ax 2+bx+c ,则 f (0)= c= 0 ① f (x+1)= a 2 )1(+x +b (x+1)= ax 2+(2a+b )x+a+b ② 由f (x+1)= f (x )+2x+8 与①、② 得 ?? ?=++=+8 2 2b a b b a 解得 ?? ?==. 7, 1b a 故f (x )= x 2+7x. 【例3】已知1392)2(2 +-=-x x x f ,求)(x f . 解:显然,)(x f 是一个一元二次函数。设)0()(2 ≠++=a c bx ax x f 则c x b x a x f +-+-=-)2()2()2(2 )24()4(2c b a x a b ax +-+-+= 又1392)2(2 +-=-x x x f 比较系数得:?????=+--=-=1324942c b a a b a 解得:?? ???=-==312c b a 32)(2 +-=∴x x x f

高中数学解题基本方法 换元法

高中数学解题基本方法--换元法 高中数学解题基本方法--换元法解数学题时,把某个式子看成一个整体,用一个变量去代替它,从而使问题得到简化,这叫换元法。换元的实质是转化,关键是构造元和设元,理论依据是等量代换,目的是变换研究对象,将问题移至新对象的知识背景中去研究,从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化,变得容易处理。 换元法又称辅助元素法、变量代换法。通过引进新的变量,可以把分散的条件联系起来,隐含的条件显露出来,或者把条件与结论联系起来。或者变为熟悉的形式,把复杂的计算和推证简化。 它可以化高次为低次、化分式为整式、化无理式为有理式、化超越式为代数式,在研究方程、不等式、函数、数列、三角等问题中有广泛的应用。 换元的方法有:局部换元、三角换元、均值换元等。局部换元又称整体换元,是在已知或者未知中,某个代数式几次出现,而用一个字母来代替它从而简化问题,当然有时候要通过变形才能发现。例如解不等式:4+2-2≥0,先变形为设2=t(t 0),而变为熟悉的一元二次不等式求解和指数方程的问题。 三角换元,应用于去根号,或者变换为三角形式易求时,主要利用已知代数式中与三角知识中有某点联系进行换元。如求函数y=+

的值域时,易发现x∈[0,1],设x=sinα,α∈[0,],问题变成了熟悉的求三角函数值域。为什么会想到如此设,其中主要应该是发现值域的联系,又有去根号的需要。如变量x、y适合条件x+y=r(r 0)时,则可作三角代换x=rcosθ、y=rsinθ化为三角问题。 均值换元,如遇到x+y=S形式时,设x=+t,y=-t等等。 我们使用换元法时,要遵循有利于运算、有利于标准化的原则,换元后要注重新变量范围的选取,一定要使新变量范围对应于原变量的取值范围,不能缩小也不能扩大。如上几例中的t 0和α∈[0,]。 Ⅰ、再现性题组: 1.y=sinx??cosx+sinx+cosx的最大值是_________。 2.设 f x+1 =log 4-x (a 1),则 f x 的值域是_______________。 3.已知数列 a 中,a=-1,a??a=a-a,则数列通项a=___________。 4.设实数x、y满足x+2xy-1=0,则x+y的取值范围是___________。 5.方程=3的解是_______________。 6.不等式log 2-1 ??log 2-2 〈2的解集是_______________。 【简解】1小题:设sinx+cosx=t∈[-,],则y=+t-,对称轴t=-1,当t=,y=+; 2小题:设x+1=t t≥1 ,则f t =log[- t-1 +4],所以值域为-∞,log4];

高中数学解题的21个典型方法与技巧

高中数学解题的21个典型方法与技巧 2018-12-26 1、解决绝对值问题(化简、求值、方程、不等式、函数)的基本思路是:把绝对值的问题转化为不含绝对值的问题。具体转化方法有: ①分类讨论法:根据绝对值符号中的数或表达式的正、零、负分情况去掉绝对值。 ②零点分段讨论法:适用于含一个字母的多个绝对值的情况。 ③两边平方法:适用于两边非负的方程或不等式。 ④几何意义法:适用于有明显几何意义的情况。 2、根据项数选择方法和按照一般步骤是顺利进行因式分解的重要技巧。因式分解的一般步骤是:提取公因式→选择用公式→十字相乘法→分组分解法→拆项添项法。 3、利用完全平方式把一个式子或部分化为完全平方式就是配方法,它是数学中的重要方法和技巧。配方法的主要根据有: ①()2222a ab b a b ±+=± ②()2 222222a b c ab bc ca a b c +++++=++ ③()()()22222212a b c ab bc ca a b b c c a ??+++++=+++++? ? ④222222224224244b b b b b b ac ax bx c a x x c a x x c a x a a a a a a ??-????++=++=+??++-=++ ? ? ??????? 4、解某些复杂的特型方程要用到换元法。换元法解题的一般步骤是:设元→换元→解元→还元。 5、待定系数法是在已知对象形式的条件下求对象的一种方法。适用于求解点的坐标、函数解析式、曲线方程等重要问题的解决。其步骤是:①设②列③解④写 6、复杂代数等式条件的使用技巧:右边化为零,左边变形。 ①因式分解型:()()0---?---=,两种情况为或型。 ②配成平方型:()()22 0---+---=,两种情况为且型。 7、数学中两个最伟大的解题思路: ①求值的思路 ?????→方程思想与方法列欲求值字母的方程或方程组 ②求取值范围的思路??????→不等式思想与方法欲求范围字母的不等式或不等式组

高中数学常见思想方法总结

高中常见数学思想方法 方法一 函数与方程的思想方法 函数是中学数学的一个重要概念,它渗透在数学的各部分内容中,一直是高考的热点、重点内容.函数的思想,就是用运动变化的观点,分析和研究具体问题中的数量关系,建立函数特征,重在对问题的变量的动态研究,从变量的运动变化、联系和发展角度拓宽解题思路.方程的思想,是从问题的数量关系入手,运用数学语言将问题中的条件转化为数学模型(方程、不等式或方程与不等式的混合组),然后通过解方程(组)或不等式(组)来使问题获解. 函数与方程的思想在解题中的应用主要表现在两个方面:一是借助有关初等函数的性质,解有关求值、解(证)不等式、解方程以及讨论参数的取值范围等问题;二是在问题的研究中,通过建立函数关系式或构造中间函数,把所研究的问题转化为讨论函数的有关性质,达到化难为易,化繁为简的目的.有时,还实现函数与方程的互相转化、接轨,达到解决问题的目的. 【例1】 设等差数列{}n a 的前n 项的和为n S ,已知3121312,0,0a S S =><. (1)求公差d 的取值范围; (2)指出1S 、2S 、…、12S 中哪一个值最大,并说明理由. 【分析】 (1)利用公式n a 与n S 建立不等式,容易求解d 的范围;(2)利用n S 是n 的二次函数,将n S 中哪一个值最大,变成求二次函数中n 为何值时n S 取最大值的函数最值问题. 【解】(1) 由3a =12a d +=12,得到1a =12-2d , 所以12S =121a +66d =12(12-2d )+66d =144+42d >0, 13S =131a +78d =13(12-2d )+78d =156+52d <0. 解得:2437 d -<<-. (2)解法一:(函数的思想) n S =21115(1)(12)222 na n n d dn d n ++=+- =22 124124552222d d n d d ????????---- ? ????????????? 因为0d <,故212452n d ????-- ???????最小时,n S 最大.

高中数学解题方法大全

第一章 高中数学解题基本方法 一、 配方法 配方法是对数学式子进行一种定向变形(配成“完全平方”)的技巧,通过配方找到已知和未知的联系,从而化繁为简。何时配方,需要我们适当预测,并且合理运用“裂项”与“添项”、“配”与“凑”的技巧,从而完成配方。有时也将其称为“凑配法”。 最常见的配方是进行恒等变形,使数学式子出现完全平方。它主要适用于:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函数、二次代数式的讨论与求解,或者缺xy 项的二次曲线的平移变换等问题。 配方法使用的最基本的配方依据是二项完全平方公式(a +b) =a +2ab +b ,将这个公式灵活运用,可得到各种基本配方形式,如: a 2 + b 2=(a +b)2 -2ab =(a -b)2 +2ab ; a 2 +a b +b 2 =(a +b)2 -ab =(a -b)2 +3ab ; a 2 + b 2 + c 2 +ab +bc +ca = 2 1[(a +b)2 +(b +c) 2+(c +a) 2] a 2+b 2+c 2=(a +b +c) 2-2(ab +bc +ca)=(a +b -c)2 -2(ab -bc -ca)=… 结合其它数学知识和性质,相应有另外的一些配方形式,如: 1+sin2α=1+2sin αcos α=(sin α+cos α) ; x + =(x + ) -2=(x - ) +2 ;…… 等等。 Ⅰ、再现性题组: 1. 在正项等比数列{a }中,a ?a +2a ?a +a ?a =25,则 a +a =_______。 2. 方程x +y -4kx -2y +5k =0表示圆的充要条件是_____。 A. 1 C. k ∈R D. k = 或k =1 3. 已知sin α+cos α=1,则sin α+cos α的值为______。

高中数学解题基本方法--参数法 大全

高中数学解题基本方法--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2x=3y=5z>1,则2x、3y、5z从小到大排列是________________。 2. (理)直线 x t y t =-- =+ ? ? ? ?? 22 32 上与点A(-2,3)的距离等于2的点的坐标是________。 (文)若k<-1,则圆锥曲线x2-ky2=1的离心率是_________。 3. 点Z的虚轴上移动,则复数C=z2+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x2 16 + y2 4 =1上的点到直线x+2y-2=0的最大距离是_____。 A. 3 B. 11 C. 10 D. 22 【简解】1小题:设2x=3y=5z=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=±2时,即(-4,5)或(0,1);(文)已 知曲线为椭圆,a=1,c=1 1 + k ,所以e=- 1 k k k 2+; 3小题:设z=bi,则C=1-b2+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1 2 xy=6、 1 2 yz=4、 1 2 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;

高中数学函数解题技巧及方法

专题1 函数 (理科) 一、考点回顾 1.理解函数的概念,了解映射的概念. 2.了解函数的单调性的概念,掌握判断一些简单函数的单调性的方法. 3.了解反函数的概念及互为反函数的函数图象间的关系,会求一些简单函数的反函数. 4.理解分数指数幂的概念,掌握有理指数幂的运算性质,掌握指数函数的概念、图象和性质. 5.理解对数的概念,掌握对数的运算性质,掌握对数函数的概念、图象和性质. 6.能够运用函数的性质、指数函数和对数函数的性质解决某些简单的实际问题. 二、经典例题剖析 考点一:函数的性质与图象 函数的性质是研究初等函数的基石,也是高考考查的重点内容.在复习中要肯于在对定义的深入理解上下功夫. 复习函数的性质,可以从“数”和“形”两个方面,从理解函数的单调性和奇偶性的定义入手,在判断和证明函数的性质的问题中得以巩固,在求复合函数的单调区间、函数的最值及应用问题的过程中得以深化.具体要求是: 1.正确理解函数单调性和奇偶性的定义,能准确判断函数的奇偶性,以及函数在某一区间的单调性,能熟练运用定义证明函数的单调性和奇偶性. 2.从数形结合的角度认识函数的单调性和奇偶性,深化对函数性质几何特征的理解和运用,归纳总结求函数最大值和最小值的常用方法. 3.培养学生用运动变化的观点分析问题,提高学生用换元、转化、数形结合等数学思想方法解决问题的能力. 这部分内容的重点是对函数单调性和奇偶性定义的深入理解. 函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论.函数y=f(x)在给定区间上的单调性,反映了函数在区间上函数值的变化趋势,是函数在区间上的整体性质,但不一定是函数在定义域上的整体性质.函数的单调性是对某个区间而言的,所以要受到区间的限制. 对函数奇偶性定义的理解,不能只停留在f(-x)=f(x)和f(-x)=-f(x)这两个等式上,要明确对定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),f(-x)=-f(x)的实质是:函数的定义域关于原点对称.这是函数具备奇偶性的必要条件.稍加推广,可得函数f(x)的图象关于直线x=a对称的充要条件是对定义域内的任意x,都有f(x+a)=f(a-x)成立.函数的奇偶性是其相应图象的特殊的对称性的反映.这部分的难点是函数的单调性和奇偶性的综合运用.根据已知条件,调动相关知识,选择恰当的方法解决问题,是对学生能力的较高要求. 函数的图象是函数性质的直观载体,函数的性质可以通过函数的图像直观地表现出来。

高中数学函数解题技巧方法总结(高考)

高中数学函数知识点总结 1. 函数的三要素是什么?如何比较两个函数是否相同? (定义域、对应法则、值域) 相同函数的判断方法:①表达式相同;②定义域一致 (两点必须同时具备) 2. 求函数的定义域有哪些常见类型? ()() 例:函数的定义域是 y x x x = --432 lg ()()()(答:,,,)022334Y Y 函数定义域求法: ● 分式中的分母不为零; ● 偶次方根下的数(或式)大于或等于零; ● 指数式的底数大于零且不等于一; 对数式的底数大于零且不等于一,真数大于零。 ● 正切函数x y tan = ??? ??∈+≠∈Z ππk k x R x ,2,且 ● 余切函数x y cot = ()Z π∈≠∈k k x R x ,,且 ● 反三角函数的定义域 函数y =arcsinx 的定义域是 [-1, 1] ,值域是 ,函数y =arccosx 的定义域是 [-1, 1] , 值域是 [0, π] ,函数y =arctgx 的定义域是 R ,值域是.,函数y =arcctgx 的定义域是 R , 值域是 (0, π) . 当以上几个方面有两个或两个以上同时出现时,先分别求出满足每一个条件的自变量的范围,再取他们的交集,就得到函数的定义域。 3. 如何求复合函数的定义域? [] 的定,则函数,,的定义域是如:函数)()()(0)(x f x f x F a b b a x f -+=>-> 义域是_____________。 [] (答:,)a a - 复合函数定义域的求法:已知)(x f y =的定义域为[]n m ,,求[])(x g f y =的定义域,可由n x g m ≤≤)(解出x 的范围,即为[])(x g f y =的定义域。 例 若函数)(x f y =的定义域为?? ? ???2,21,则)(log 2x f 的定义域为 。 分析:由函数)(x f y =的定义域为?? ? ???2,21可知:221≤≤x ;所以)(log 2x f y =中有2log 212≤≤x 。 解:依题意知: 2log 2 1 2≤≤x 解之,得 42≤≤x ∴ )(log 2x f 的定义域为{} 42|≤≤x x

高中数学知识点以及解题方法大全

前言 (2) 第一章高中数学解题基本方法 (3) 一、配方法 (3) 二、换元法 (7) 三、待定系数法 (14) 四、定义法 (19) 五、数学归纳法 (23) 六、参数法 (28) 七、反证法 (32) 八、消去法……………………………………… 九、分析与综合法……………………………… 十、特殊与一般法……………………………… 十一、类比与归纳法………………………… 十二、观察与实验法………………………… 第二章高中数学常用的数学思想 (35) 一、数形结合思想 (35) 二、分类讨论思想 (41) 三、函数与方程思想 (47) 四、转化(化归)思想 (54) 第三章高考热点问题和解题策略 (59) 一、应用问题 (59) 二、探索性问题 (65) 三、选择题解答策略 (71) 四、填空题解答策略 (77) 附录……………………………………………………… 一、高考数学试卷分析………………………… 二、两套高考模拟试卷………………………… 三、参考答案…………………………………… 前言 美国著名数学教育家波利亚说过,掌握数学就意味着要善于解题。而当我们解题时遇到一个新问题,总想用熟悉的题型去“套”,这只是满足于解出来,只有对数学思想、数学方法理解透彻及融会贯通时,才能提出新看法、巧解法。高考试题十分重视对于数学思想方法的考查,特别是突出考查能力的试题,其解答过程都蕴含着重要的数学思想方法。我们要有意识地应用数学思想方法去分析问题解决问题,形成能力,提高数学素质,使自己具有数学头脑和眼光。 高考试题主要从以下几个方面对数学思想方法进行考查: ①常用数学方法:配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去 法等; ②数学逻辑方法:分析法、综合法、反证法、归纳法、演绎法等; ③数学思维方法:观察与分析、概括与抽象、分析与综合、特殊与一般、类比、 归纳和演绎等; ④常用数学思想:函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化(化 归)思想等。 数学思想方法与数学基础知识相比较,它有较高的地位和层次。数学知识是数学内容,可以用文字和符号来记录和描述,随着时间的推移,记忆力的减退,将来可能忘记。而数学思想方法则是一种数学意识,只能够领会和运用,属于思维的范畴,用以对数学问题的认识、处理和解决,掌握数学思想方法,不是受用一阵子,而是受用一辈子,即使数学知识忘记了,数学思想方法也还是对你起作用。 数学思想方法中,数学基本方法是数学思想的体现,是数学的行为,具有模式化与可操作性的特征,可以选用作为解题的具体手段。数学思想是数学的灵魂,它与数学基本方法常常在学习、掌握数学知识的同时获得。 可以说,“知识”是基础,“方法”是手段,“思想”是深化,提高数学素质的核心就是提高学生对数学思想方法的认识和运用,数学素质的综合体现就是“能力”。 为了帮助学生掌握解题的金钥匙,掌握解题的思想方法,本书先是介绍高考中常用的数学基本方法:配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去法、反证法、分析与综合法、特殊与一般法、类比与归纳法、观察与实验法,再介绍高考中常用的数学思想:函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化( 第一章高中数学解题基本方法 一、配方法 配方法是对数学式子进行一种定向变形(配成“完全平方”)的技巧,通过配方找到已知和未知的联系,从而化繁为简。何时配方,需要我们适当预测,并且合理运用“裂项”与“添项”、“配”与“凑”的技巧,从而完成配方。有时也将其称为“凑配法”。 最常见的配方是进行恒等变形,使数学式子出现完全平方。它主要适用于:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函数、二次代数式的讨论与求解,或者缺xy项的二次曲线的平移变换等问题。 配方法使用的最基本的配方依据是二项完全平方公式(a+b) 2 =a 2 +2ab+b 2 ,将这个公式灵活运用,可得到各种基本配方形式,如: a 2 +b 2 =(a+b) 2 -2ab=(a-b) 2 +2ab; a 2 +ab+b 2 =(a+b) 2 -ab=(a-b) 2 +3ab=(a+ b 2) 2 +( 3 2b) 2 ; a 2 +b 2 +c 2 +ab+bc+ca= 1 2[(a+b) 2 +(b+c) 2 +(c+a) 2 ] a 2 +b 2 +c 2 =(a+b+c) 2 -2(ab+bc+ca)=(a+b-c) 2 -2(ab-bc-ca)=… 结合其它数学知识和性质,相应有另外的一些配方形式,如: 1+sin2α=1+2sinαcosα=(sinα+cosα) 2 ; x 2 + 1 2 x=(x+ 1 x) 2 -2=(x- 1 x) 2 +2 ;……等等。 Ⅰ、再现性题组: 1. 在正项等比数列{a n}中,a1?a5+2a3?a5+a3?a7=25,则 a3+a5=_______。 2. 方程x 2 +y 2 -4kx-2y+5k=0表示圆的充要条件是_____。 A. 1 41 C. k∈R D. k= 1 4或k=1 3. 已知sin 4 α+cos 4 α=1,则sinα+cosα的值为______。 A. 1 B. -1 C. 1或-1 D. 0 4. 函数y=log1 2 (-2x 2 +5x+3)的单调递增区间是_____。 A. (-∞, 5 4] B. [ 5 4,+∞) C. (- 1 2, 5 4] D. [ 5 4,3) 5. 已知方程x 2 +(a-2)x+a-1=0的两根x1、x2,则点P(x1,x2)在圆x 2 +y 2 =4上,则实数a=_____。 【简解】 1小题:利用等比数列性质a m p -a m p +=a m 2 ,将已知等式左边后配方(a3+a5) 2 易求。答案是:5。 2小题:配方成圆的标准方程形式(x-a) 2 +(y-b) 2 =r 2 ,解r 2 >0即可,选B。 3小题:已知等式经配方成(sin 2 α+cos 2 α) 2 -2sin 2 αcos 2 α=1,求出sinαcosα,然后求出所求式的平方值,再开方求解。选C。 4小题:配方后得到对称轴,结合定义域和对数函数及复合函数的单调性求解。选D。 5小题:答案3-11。 Ⅱ、示范性题组: 例1.已知长方体的全面积为11,其12条棱的长度之和为24,则这个长方体的一条对角线长为_____。 A. 23 B. 14 C. 5 D. 6 【分析】先转换为数学表达式:设长方体长宽高分别为x,y,z,则211 424 () () xy yz xz x y z ++= ++= ? ? ? ,而欲求对角线长x y z 222 ++,将其配凑成两已知式的组合形式可得。

高中数学解题思想方法大全

目录 前言 (2) 第一章高中数学解题基本方法 (3) 一、配方法 (3) 二、换元法 (7) 三、待定系数法 (14) 四、定义法 (19) 五、数学归纳法 (23) 六、参数法 (28) 七、反证法 (32) 八、消去法……………………………………… 九、分析与综合法……………………………… 十、特殊与一般法……………………………… 十一、类比与归纳法………………………… 十二、观察与实验法………………………… 第二章高中数学常用的数学思想 (35) 一、数形结合思想 (35) 二、分类讨论思想 (41) 三、函数与方程思想 (47) 四、转化(化归)思想 (54) 第三章高考热点问题和解题策略 (59) 一、应用问题 (59) 二、探索性问题 (65) 三、选择题解答策略 (71) 四、填空题解答策略 (77) 附录……………………………………………………… 一、高考数学试卷分析………………………… 二、两套高考模拟试卷………………………… 三、参考答案……………………………………

前言 美国著名数学教育家波利亚说过,掌握数学就意味着要善于解题。而当我们解题时遇到一个新问题,总想用熟悉的题型去“套”,这只是满足于解出来,只有对数学思想、数学方法理解透彻及融会贯通时,才能提出新看法、巧解法。高考试题十分重视对于数学思想方法的考查,特别是突出考查能力的试题,其解答过程都蕴含着重要的数学思想方法。我们要有意识地应用数学思想方法去分析问题解决问题,形成能力,提高数学素质,使自己具有数学头脑和眼光。 高考试题主要从以下几个方面对数学思想方法进行考查: ①常用数学方法:配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去法等; ②数学逻辑方法:分析法、综合法、反证法、归纳法、演绎法等; ③数学思维方法:观察与分析、概括与抽象、分析与综合、特殊与一般、类比、归纳 和演绎等; ④常用数学思想:函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化(化归)思 想等。 数学思想方法与数学基础知识相比较,它有较高的地位和层次。数学知识是数学内容,可以用文字和符号来记录和描述,随着时间的推移,记忆力的减退,将来可能忘记。而数学思想方法则是一种数学意识,只能够领会和运用,属于思维的范畴,用以对数学问题的认识、处理和解决,掌握数学思想方法,不是受用一阵子,而是受用一辈子,即使数学知识忘记了,数学思想方法也还是对你起作用。 数学思想方法中,数学基本方法是数学思想的体现,是数学的行为,具有模式化与可操作性的特征,可以选用作为解题的具体手段。数学思想是数学的灵魂,它与数学基本方法常常在学习、掌握数学知识的同时获得。 可以说,“知识”是基础,“方法”是手段,“思想”是深化,提高数学素质的核心就是提高学生对数学思想方法的认识和运用,数学素质的综合体现就是“能力”。 为了帮助学生掌握解题的金钥匙,掌握解题的思想方法,本书先是介绍高考中常用的数学基本方法:配方法、换元法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去法、反证法、分析与综合法、特殊与一般法、类比与归纳法、观察与实验法,再介绍高考中常用的数学思想:函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、转化(化归)思想。最后谈谈解题中的有关策略和高考中的几个热点问题,并在附录部分提供了近几年的高考试卷。 在每节的内容中,先是对方法或者问题进行综合性的叙述,再以三种题组的形式出现。再现性题组是一组简单的选择填空题进行方法的再现,示范性题组进行详细的解答和分析,对方法和问题进行示范。巩固性题组旨在检查学习的效果,起到巩固的作用。每个题组中习题的选取,又尽量综合到代数、三角、几何几个部分重要章节的数学知识。

高中数学解题的21个典型方法和技巧

高中数学解题的21个典型方法与技巧 1、解决绝对值问题(化简、求值、方程、不等式、函数)的基本思路是:把绝对值的问题转化为不含绝对值的问题。具体转化方法有: ①分类讨论法:根据绝对值符号中的数或表达式的正、零、负分情况去掉绝对值。 ①零点分段讨论法:适用于含一个字母的多个绝对值的情况。 ①两边平方法:适用于两边非负的方程或不等式。 ①几何意义法:适用于有明显几何意义的情况。 2、根据项数选择方法和按照一般步骤是顺利进行因式分解的重要技巧。因式分解的一般步骤是:提取公因式→选择用公式→十字相乘法→分组分解法→拆项添项法。 3、利用完全平方式把一个式子或部分化为完全平方式就是配方法,它是数学中的重要方法和技巧。配方法的主要根据有: ①()2 222a ab b a b ±+=± ①()2 222222a b c ab bc ca a b c +++++=++ ①()()()22222212 a b c ab bc ca a b b c c a ??+++++=+++++?? ①222222224224244b b b b b b ac ax bx c a x x c a x x c a x a a a a a a ??-????++=++=+??++-=++ ? ? ??????? 4、解某些复杂的特型方程要用到换元法。换元法解题的一般步骤是:设元→换元→解元→还元。 5、待定系数法是在已知对象形式的条件下求对象的一种方法。适用于求解点的坐标、函数解析式、曲线方程等重要问题的解决。其步骤是:①设①列①解①写

6、复杂代数等式条件的使用技巧:右边化为零,左边变形。 ①因式分解型:()()0---?---=,两种情况为或型。 ①配成平方型:()()22 0---+---=,两种情况为且型。 7、数学中两个最伟大的解题思路: ①求值的思路 ?????→方程思想与方法列欲求值字母的方程或方程组 ①求取值范围的思路 ??????→不等式思想与方法欲求范围字母的不等式或不等式组 8的基本思路:把m 化成完全平方式。 即 2 m a a a =???=??????→按的情况分类讨论结果 9()2 a x y ±=±其中220xy x y a x y =+=>>且。 10、代数式求值的方法有:①直接代入法①化简代入法①适当变形法(和积代入法)。注意:当求值的代数式是字母的“对称式”时,通常可以化为字母“和与积”的形式,从而用和积代入法求值。 11、方程中除未知数以外,含有的其他字母叫做参数,这种方程叫做含参方程。解含参方程一般要用“分类讨论法”,其原则是:①按照类型求解①根据需要讨论①分类写出结论。 12、恒等成立的条件: ①0ax b +=对于任意x 都成立?关于x 的方程0ax b +=有无数个解?00a b ==且。 ①20ax bx c ++=对于任意x 都成立?关于x 的方程20ax bx c ++=有无数个解?

高中数学解题基本方法之配方法

配方法 配方法是对数学式子进行一种定向变形(配成“完全平方”)的技巧,通过配方找到已知和未知的联系,从而化繁为简。何时配方,需要我们适当预测,并且合理运用“裂项”与“添项”、“配”与“凑”的技巧,从而完成配方。有时也将其称为“凑配法”。 最常见的配方是进行恒等变形,使数学式子出现完全平方。它主要适用于:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函数、二次代数式的讨论与求解,或者缺xy项的二次曲线的平移变换等问题。 配方法使用的最基本的配方依据是二项完全平方公式(a+b)2=a2+2ab+b2,将这个公式灵活运用,可得到各种基本配方形式,如: a2+b2=(a+b)2-2ab=(a-b)2+2ab; a2+ab+b2=(a+b)2-ab=(a-b)2+3ab=(a+b 2 )2+( 3 2 b)2; a2+b2+c2+ab+bc+ca=1 2 [(a+b)2+(b+c)2+(c+a)2] a2+b2+c2=(a+b+c)2-2(ab+bc+ca)=(a+b-c)2-2(ab-bc-ca)=…结合其它数学知识和性质,相应有另外的一些配方形式,如: 1+sin2α=1+2sinαcosα=(sinα+cosα)2; x2+1 2 x =(x+ 1 x )2-2=(x- 1 x )2+2 ;……等等。 Ⅰ、再现性题组: 1. 在正项等比数列{a n }中,a 1 ?a 5 +2a 3 ?a 5 +a 3 ?a 7 =25,则 a 3 +a 5 =_______。 2. 方程x2+y2-4kx-2y+5k=0表示圆的充要条件是_____。 A. 1 41 C. k∈R D. k=1 4 或k=1 3. 已知sin4α+cos4α=1,则sinα+cosα的值为______。 A. 1 B. -1 C. 1或-1 D. 0 4. 函数y=log 1 (-2x2+5x+3)的单调递增区间是_____。 A. (-∞, 5 4] B. [5 4 ,+∞) C. (-1 2 ,5 4 ] D. [5 4 ,3) 5. 已知方程x2+(a-2)x+a-1=0的两根x 1、x 2 ,则点P(x 1 ,x 2 )在圆x2+y2=4上,则 实数a=_____。

高中数学50个解题小技巧

高中数学50个解题小技巧 XX:__________ 指导:__________ 日期:__________

1 . 适用条件 [直线过焦点],必有ecosA=(x-1)/(x+1),其中A为直线与焦点所在轴夹角,是锐角。x为分离比,必须大于1。 注:上述公式适合一切圆锥曲线。如果焦点内分(指的是焦点在所截线段上),用该公式;如果外分(焦点在所截线段延长线上),右边为(x+1)/(x-1),其他不变。 2 . 函数的周期性问题(记忆三个) (1)若f(x)=-f(x+k),则T=2k;(2)若f(x)=m/(x+k)(m不为0),则T=2k;(3)若f(x)=f(x+k)+f(x-k),则T=6k。 注意点:a.周期函数,周期必无限b.周期函数未必存在最小周期,如:常数函数。 c.周期函数加周期函数未必是周期函数,如:y=sinxy=sin派x相加不是周期函数。 3 . 关于对称问题(无数人搞不懂的问题)总结如下 (1)若在R上(下同)满足:f(a+x)=f(b-x)恒成立,对称轴为x=(a+b)/2(2)函数y=f(a+x)与y=f(b-x)的图像关于x=(b-a)/2对称;(3)若f(a+x)+f(a-x)=2b,则f(x)图像关于(a, b)中心对称 4 . 函数奇偶性 (1)对于属于R上的奇函数有f(0)=0;(2)对于含参函数,奇函数没有偶次方项,偶函数没有奇次方项(3)奇偶性作用不大,一般用于选择填空 5 . 数列爆强定律 (1)等差数列中:S奇=na中,例如S13=13a7(13和7为下角标);(2)等差数列中:

S(n)、S(2n)-S(n)、S(3n)-S(2n)成等差(3)等比数列中,上述2中各项在公比不为负一时成等比,在q=-1时,未必成立(4)等比数列爆强公式:S(n+m)=S(m)+q2mS(n)可以迅速求q 6 . 数列的终极利器,特征根方程 首先介绍公式:对于an+1=pan+q(n+1为下角标,n为下角标),a1已知,那么特征根x=q/(1-p),则数列通项公式为an=(a1-x)p2(n-1)+x,这是一阶特征根方程的运用。 二阶有点麻烦,且不常用。所以不赘述。希望同学们牢记上述公式。当然这种类型的数列可以构造(两边同时加数) 7 . 函数详解补充 1、复合函数奇偶性:内偶则偶,内奇同外 2、复合函数单调性:同增异减 3、重点知识关于三次函数:恐怕没有多少人知道三次函数曲线其实是中心对称图形。它有一个对称中心,求法为二阶导后导数为0,根x即为中心横坐标,纵坐标可以用x带入原函数界定。另外,必有唯一一条过该中心的直线与两旁相切。 8 . 常用数列bn=n×(22n)求和Sn=(n-1)×(22(n+1))+2记忆方法 前面减去一个1,后面加一个,再整体加一个2 9 . 适用于标准方程(焦点在x轴)爆强公式 k椭=-{(b2)xo}/{(a2)yo}k双={(b2)xo}/{(a2)yo}k抛=p/yo 注:(xo,yo)均为直线过圆锥曲线所截段的中点。 10 . 强烈推荐一个两直线垂直或平行的必杀技 已知直线L1:a1x+b1y+c1=0直线L2:a2x+b2y+c2=0若它们垂直:(充要条件)a1a2+b1b2=0;若它们平行:(充要条件)a1b2=a2b1且a1c2≠a2c1[这个条件为了

高中数学七大基本思想方法讲解

高中数学七大基本思想方法讲解 第一:函数与方程思想 (1)函数思想是对函数内容在更高层次上的抽象,概括与提炼,在研究方程、不等式、数列、解析几何等其他内容时,起着重要作用 (2)方程思想是解决各类计算问题的基本思想,是运算能力的基础 高考把函数与方程思想作为七种重要思想方法重点来考查 第二:数形结合思想: (1)数学研究的对象是数量关系和空间形式,即数与形两个方面 (2)在一维空间,实数与数轴上的点建立一一对应关系 在二维空间,实数对与坐标平面上的点建立一一对应关系 数形结合中,选择、填空侧重突出考查数到形的转化,在解答题中,考虑推理论证严密性,突出形到数的转化 第三:分类与整合思想 (1)分类是自然科学乃至社会科学研究中的基本逻辑方法 (2)从具体出发,选取适当的分类标准 (3)划分只是手段,分类研究才是目的 (4)有分有合,先分后合,是分类整合思想的本质属性 (5)含字母参数数学问题进行分类与整合的研究,重点考查学生思维严谨性与周密性 第四:化归与转化思想 (1)将复杂问题化归为简单问题,将较难问题化为较易问题,将未解决问题化归为已解决问题

(2)灵活性、多样性,无统一模式,利用动态思维,去寻找有利于问题解决的变换途径与方法 (3)高考重视常用变换方法:一般与特殊的转化、繁与简的转化、构造转化、命题的等价转化 第五:特殊与一般思想 (1)通过对个例认识与研究,形成对事物的认识 (2)由浅入深,由现象到本质、由局部到整体、由实践到理论 (3)由特殊到一般,再由一般到特殊的反复认识过程 (4)构造特殊函数、特殊数列,寻找特殊点、确立特殊位置,利用特殊值、特殊方程 (5)高考以新增内容为素材,突出考查特殊与一般思想必成为命题改革方向 第六:有限与无限的思想: (1)把对无限的研究转化为对有限的研究,是解决无限问题的必经之路 (2)积累的解决无限问题的经验,将有限问题转化为无限问题来解决是解决的方向 (3)立体几何中求球的表面积与体积,采用分割的方法来解决,实际上是先进行有限次分割,再求和求极限,是典型的有限与无限数学思想的应用 (4)随着高中课程改革,对新增内容考查深入,必将加强对有限与无限的考查 第七:或然与必然的思想: (1)随机现象两个最基本的特征,一是结果的随机性,二是频率的稳定性 (2)偶然中找必然,再用必然规律解决偶然 (3)等可能性事件的概率、互斥事件有一个发生的概率、相互独立事件同时发生的概率、独立重复试验、随机事件的分布列、数学期望是考查的重点 第一:函数与方程思想 (1)函数思想是对函数内容在更高层次上的抽象,概括与提炼,在研究方程、不等式、数列、

高中数学函数解题技巧与方法

专题1 函数(理科) 一、考点回顾 1.理解函数的概念,了解映射的概念. 2.了解函数的单调性的概念,掌握判断一些简单函数的单调性的方法. 3.了解反函数的概念及互为反函数的函数图象间的关系,会求一些简单函数的反函数. 4.理解分数指数幂的概念,掌握有理指数幂的运算性质,掌握指数函数的概念、图象和性质. 5.理解对数的概念,掌握对数的运算性质,掌握对数函数的概念、图象和性质. 6.能够运用函数的性质、指数函数和对数函数的性质解决某些简单的实际问题. 二、经典例题剖析 考点一:函数的性质与图象 函数的性质是研究初等函数的基石,也是高考考查的重点内容.在复习中要肯于在对定义的深入理解上下功夫. 复习函数的性质,可以从“数”和“形”两个方面,从理解函数的单调性和奇偶性的定义入手,在判断和证明函数的性质的问题中得以巩固,在求复合函数的单调区间、函数的最值及应用问题的过程中得以深化.具体要求是: 1.正确理解函数单调性和奇偶性的定义,能准确判断函数的奇偶性,以及函数在某一区间的单调性,能熟练运用定义证明函数的单调性和奇偶性. 2.从数形结合的角度认识函数的单调性和奇偶性,深化对函数性质几何特征的理解和运用,归纳总结求函数最大值和最小值的常用方法. 3.培养学生用运动变化的观点分析问题,提高学生用换元、转化、数形结合等数学思想方法解决问题的能力. 这部分内容的重点是对函数单调性和奇偶性定义的深入理解. 函数的单调性只能在函数的定义域内来讨论.函数y=f(x)在给定区间上的单调性,反映了函数在区间上函数值的变化趋势,是函数在区间上的整体性质,但不一定是函数在定义域上的整体性质.函数的单调性是对某个区间而言的,所以要受到区间的限制. 对函数奇偶性定义的理解,不能只停留在f(-x)=f(x)和f(-x)=-f(x)这两个等式上,要明确对定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),f(-x)=-f(x)的实质是:函数的定义域关于原点对称.这是函数具备奇偶性的必要条件.稍加推广,可得函数f(x)的图象关于直线x=a对称的充要条件是对定义域内的任意x,都有f(x+a)=f(a-x)成立.函数的奇偶性是其相应图象的特殊的对称性的反映.这部分的难点是函数的单调性和奇偶性的综合运用.根据已知条件,调动相关知识,选择恰当的方法解决问题,是对学生能力的较高要求.

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