由一道题目想到的
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双曲线离心率如何求从一道高考真题谈起ʏ河南省禹州市第一高级中学 冯会远求双曲线的离心率,是高考常考题型㊂那么双曲线的离心率该如何求呢?让我们从一道高考真题谈起㊂题目:(2023年高考新课标Ⅰ卷)已知双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左㊁右焦点分别为F 1㊁F 2,点A 在双曲线C 上,点B 在y 轴上,F 1A ңʅF 1B ң,F 2A ң=-23F 2B ң,则双曲线C 的离心率为㊂分析:方法1:利用双曲线的定义与向量数量积的几何意义得到|A F 2|,|B F 2|,|B F 1|,|A F 1|关于a ,m 的表达式,从而利用勾股定理求得a =m ,最后利用余弦定理得到a ,c 的齐次方程,进行得解㊂方法2:依题意设出各点坐标,从而由向量坐标运算求得x 0=53c ,y 0=-23t ,t 2=4c 2,将点A 代入双曲线C 的方程得到关于a ,b ,c 的齐次方程,最后得解㊂图1解析:(方法1)依题意,如图1,设|A F 2|=2m ,则|B F 2|=3m =|B F 1|,|A F 1|=2a +2m ㊂在R t әA B F 1中,9m 2+(2a +2m )2=25m 2,则(a +3m )(a -m )=0,故a =m 或a =-3m(舍去)㊂所以|A F 1|=4a ,|A F 2|=2a ,|B F 2|=|B F 1|=3a ,则|A B |=5a ㊂故c o s øF 1A F 2=|A F 1||A B |=4a 5a =45㊂所以在әA F 1F 2中,c o søF 1A F 2=16a 2+4a 2-4c 22ˑ4a ˑ2a=45,整理得5c 2=9a 2㊂故e =c a =355㊂(方法2)依题意,得F 1(-c ,0),F 2(c ,0),令A (x 0,y 0),B (0,t )㊂因为F 2Aң=-23F 2B ң,所以(x 0-c ,y 0)=-23(-c ,t ),则x 0=53c ,y 0=-23t ㊂又F 1A ңʅF 1B ң,所以F 1A ң㊃F 1B ң=83c ,-23t㊃(c ,t )=83c 2-23t 2=0,则t 2=4c 2㊂又点A 在双曲线C 上,则259c 2a 2-49t 2b2=1,整理得25c 29a 2-4t 29b 2=1,即25c 29a 2-16c29b2=1㊂所以25c 2b 2-16c 2a 2=9a 2b 2,即25c 2(c 2-a 2)-16a 2c 2=9a 2(c 2-a 2)㊂整理得25c 4-50a 2c 2+9a 4=0㊂则(5c 2-9a 2)(5c 2-a 2)=0,解得5c 2=9a 2或5c 2=a 2㊂又e >1,所以e =355或e =55(舍去)㊂故e =355㊂点评:解决过双曲线焦点的三角形的关键是充分利用双曲线的定义,结合勾股定理与余弦定理得到关于a ,b ,c 的齐次方程,从而得解㊂从这道高考真题的解法可以看出,双曲线离心率的求法主要有两种方法:定义法和方程法㊂我们再来看几个变式题㊂变式1:过双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左焦点F ,作x 2+y 2=a 2的一条切线,设切点为T ,该切线与双曲线E 在第一象限交于点A ,若F A ң=3F T ң,则双曲线E 的离心率为( )㊂A.3 B .5C .132 D .152分析:取线段A T 中点,根据给定条件,结03 解题篇 经典题突破方法 高二数学 2023年12月合双曲线定义及勾股定理解答㊂图2解析:如图2,令双曲线E 的右焦点为F ',半焦距为c ,取线段A T 中点M ,连接O T ,A F ',F 'M ㊂因为F A 切圆x 2+y2=a 2于T ,所以O T ʅF A ,|F T |=|O F |2-|O T |2=c 2-a 2=b ㊂因为F A ң=3F T ң,所以|A M |=|M T |=|F T |=b ,|A F '|=|A F |-2a =3b -2a ㊂而O 为F F '的中点,于是F 'M ʊO T ,即F 'M ʅA F ,|F 'M |=2|O T |=2a ㊂在R t әA F 'M 中,(2a )2+b 2=(3b -2a )2,整理得b a =32㊂所以双曲线E 的离心率e =ca=1+b 2a2=132,选C ㊂点评:本题采用了定义法,关键是应用双曲线的定义和几何图形的性质,求出a 与b 的关系式,进而再通过a 2+b 2=c 2,来求a 与c 的关系式,即双曲线的离心率㊂变式2:已知双曲线E :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左㊁右焦点分别为F 1㊁F 2,点M 在双曲线E 上,әF 1M F 2为直角三角形,O 为坐标原点,作O N ʅM F 1,垂足为N ,若2MN ң=3N F 1ң,则双曲线E 的离心率为㊂分析:根据给定条件,确定直角三角形的直角顶点位置,建立方程并结合双曲线定义求出|M F 1|,|M F 2|,再借助相似三角形性质列式求解㊂图3解析:әF 1M F 2为直角三角形,显然øM F 1F 2ʂ90ʎ,否则N 与F 1重合㊂若øF 1M F 2=90ʎ,由O N ʅM F 1,得O N ʊM F 2,则N 为M F 1的中点,与2MN ң=3N F 1ң矛盾㊂于是øM F 2F 1=90ʎ,即M F 2ʅx 轴,如图3㊂令双曲线半焦距为c ,由x =c ,x 2a 2-y 2b2=1,得y 2=b 4a2㊂因此,|M F 2|=b 2a ,|M F 1|=b2a +2a =a 2+c 2a㊂由2MN ң=3N F 1ң,得|N F 1|=25|M F 1|=2(a 2+c 2)5a㊂显然әO N F 1ʐәM F 2F 1,则|N F 1||F 1F 2|=|O F 1||M F 1|,即a 2+c 25a c =a c a 2+c2,整理得a 2+c 2=5a c ㊂则e 2-5e +1=0,解得e =5+12或e =5-12(舍去),所以双曲线E 的离心率为5+12㊂点评:本题采用了方程法,即通过建立关于离心率的方程来求得离心率,解答的关键是充分利用几何图形中相似三角形的对应边成比例建立方程㊂变式3:双曲线C :x 2a 2-y2b 2=1(a >0,b >),过虚轴端点且平行x 轴的直线交双曲线C 于A ,B 两点,F 为双曲线的一个焦点,且A F ʅB F ,则该双曲线的离心率e 为㊂分析:解决本题的落脚点是 A F ʅB F ,对于解决线线垂直问题,高中阶段我们常用的策略有:(1)两条直线垂直且斜率存在,则两条直线斜率之积等于-1;(2)考虑三边边长,利用勾股定理构造直角三角形;(3)转化为向量问题,两条垂线对应向量的数量积为零;(4)利用直角三角形的几何性质㊂解析:(方法1,利用 两条直线垂直且斜率存在,则两直线斜率之积等于-1)如图4,已知A ,B 两点的纵坐标都为b ,将b 代入双曲线方程得x =ʃ2a ,所以A (-2a ,b ),B (2a ,b )㊂13解题篇 经典题突破方法 高二数学 2023年12月图4设F (c ,0)为双曲线右焦点,则k A F =-bc +2a ,k B F =-bc -2a㊂因为A F ʅB F ,所以k A F ㊃k B F =-b c +2a ㊃-bc -2a=-1,整理得c 2+b 2=2a 2㊂①易知c 2=a 2+b 2㊂②由①②,得b 2a2=12㊂离心率e =1+ba2=62㊂(方法2,әA F B 是直角三角形,利用勾股定理解题)根据方法1可得A (-2a ,b ),B (2a ,b )㊂设F (c ,0)为双曲线的右焦点,则:|A B |=22a ,|A F |=(c +2a )2+b 2,|B F |=(c -2a )2+b 2㊂因为A F ʅB F ,所以由勾股定理得:|A F |2+|B F |2=|A B |2,即(c +2a )2+b 2+(c -2a )2+b 2=8a 2㊂整理得c 2+b 2=2a 2㊂①又在双曲线中有c 2=a 2+b 2㊂②由①②,得b 2a2=12㊂故离心率e =1+ba2=62㊂(方法3,转化为向量求解)根据方法1可得A F ң=(c +2a ,-b ),B F ң=(c -2a ,-b )㊂因为A F ʅB F ,所以A F ңʅB F ң㊂则(c -2a )(c +2a )+b 2=0,整理得c 2+b 2=2a 2㊂①又双曲线中有c 2=a 2+b 2㊂②由①②,得b 2a2=12㊂故离心率e =1+ba2=62㊂(方法4,转化为直角三角形性质求解)由方法2可得|A B |=22a ,如图5,设图5虚轴端点为C ,连接C F ,则|C F |=|A B |2=2a ㊂即c 2+b 2=2a ,c 2+b 2=2a 2㊂后面过程与前三种方法相同㊂(方法5,转化为双曲线定义求解)图6如图6,设虚轴端点为C ,连接C F ,则|C F |=|C A |=|C B |=2a ㊂由题意|A F |-|B F |=2a ,|A F |2+|B F |2=8a 2,得|A F |=(3+1)a ,|B F |=(3-1)a ㊂t a n øF A B =|B F ||A F |=(3-1)a(3+1)a=2-3,则t a nøF C B =t a n 2øF A B =33,故øF C B =30ʎ,øF C O =60ʎ㊂因为s i n øF C O =|O F ||C F |,所以s i n 60ʎ=c2a,则e =62㊂点评:双曲线有两个虚轴端点以及两个焦点,本题未明确给出哪个端点哪个焦点,看似让人无从下手,实则增加了问题的灵活性,同学们只需根据双曲线的对称性,任意选取其中的一个虚轴端点和焦点即可解决本题㊂方法总结:离心率是双曲线最重要的几何性质,求离心率(或离心率的取值范围),常见有两种方法:①求出a ,c ,代入公式e =ca ;②只需要根据条件得到关于a ,b ,c 的齐次式,结合b 2=c 2-a 2转化为a ,c 的齐次式,然后等式两边分别除以a 或a 2转化为关于e的方程,解方程即可得离心率e 的值㊂当求双曲线的离心率时一定要注意数形结合思想和双曲线定义的应用㊂(责任编辑 徐利杰)23 解题篇 经典题突破方法 高二数学 2023年12月。
一道数学题作文无论是在学校还是在社会中,大家都跟作文打过交道吧,作文根据体裁的不同可以分为记叙文、说明文、应用文、议论文。
相信很多朋友都对写作文感到非常苦恼吧,下面是店铺精心整理的一道数学题作文10篇,仅供参考,希望能够帮助到大家。
一道数学题作文篇1星期五晚上,解开一道小小的数学奥数题,让我明白了一个大大的道理。
有人可能会问,到底是啥回事?这还得从写作业说起。
放学回到家后,我不一会儿就把作业写得差不多了,最后就差一张数学试卷了,数学是我的强项,我心中暗自窃喜。
不一会儿,眼看就要大功告成了。
可是,最后一道题是把6933/25421化成最简分数,这道题看似简单,却偏偏把我给卡住了,再怎么想也想不出来。
无奈之下,只好求助爸爸了。
爸爸看完题目之后,不假思索地说:“这个数字太大了,它们的因数可能有很多,你找找捷径吧,先看分子、分母的尾数,把可能的因数找出来。
”根据爸爸的提示,我猜这个公式中分子6933的尾数是3,因数的尾数可能是1、3、7、9,而分母25421的尾数是1,因数的尾数可能是1、3、7,因此我判断它们约数的尾数有可能是1或7。
于是,我就从7、17、27、37……我一个又一个地试算题目,可还是没办法解开这道题。
爸爸却是满脸的自信,我只好继续试试看。
没过多久,草稿纸就被我用掉两张,我的心里真有点着急,不知道这样要算到猴年马月啊!大概过了二十分钟,还是找不出因数。
我偷偷地瞟了爸爸一眼,原来他正用手机默默地计算着,个性张扬的爸爸只有在不耐烦的时候才会自己动手,好像他也意识到解题思路不对。
又过了一会儿,爸爸就对我说:“如果不行的话,就换一种思路吧,把分子、分母的因数一个一个地找出来。
”我只好用这种方法,咦!这一招还真管用,没想到6933这个数只有1、3、2311、6933四个因数,很快我就得出答案是3/11。
破解了这道奥数题之后,我的心里比吃了蜜还要甜,情绪特别激动。
有人说过:如果一条路走不通,那就换一条试试。
由一道高考试题谈全错位排列问题作者:王常庆来源:《理科考试研究·高中》2018年第10期摘要:错位排列问题是排列组合问题中常见类型之一,解决方法常运用容斥原理但这个方法对大多数中学生来说相对陌生,不符合中学阶段常规思维.本文从中学课堂常规思路出发,步步探究,给出全错位排列问题的一套完整解决方案,以期对开拓学生数学思维有所帮助.关键词:贺卡问题;全错位排列;递推公式;通项公式作者简介:王常庆(1972-),男,山东郓城人,本科,中学高级教师,研究方向:中学数学教学.一、问题的提出题目同室4人各写一张贺卡,然后收集起来,每人再从中各抽一张,但不能抽取自己写的那一张,问共有几种不同的抽法?象这种“每个元素都不在限定的位置上”的排列问题,通常叫做全错位排列问题.全错位排列作为排列组合中的一类典型题目,难度较高. 笔者从常规思路出发,整理出一套完整的解决方案,现把研究过程及每一阶段的成果展示出来,供大家参考.二、问题的解决法一(顶针法)假设A、B、C、D四人所写的贺卡分别为a、b、c、d,若先由A抽,共有3种抽法(b、c、d),若抽到b,则接下来由B抽,也有3种抽法(a、c、d),最后由C、D二人抽,均只有1种抽法,故由分步计数原理知共有3×3×1×1=9种抽法.法二(列表法/枚举法)把A、B、C、D四人依次抽到的贺卡情况具体列表如下,共有9种方案,如表1:法三(树图法)为防止发生重复或遗漏,可分步画图,如图1:三、问题的探究为方便探究,先对这类全错位排列问题进行定义.设n个编号为1,2,3,…,i,…,j,…,n的不同元素a1,a2,a3,…,ai,…,aj,…,an排成一列,且每个元素均不排在与其编号相同的位置,这样的排列称为全错位排列,排列数记为Tn.探究1 尝试变更元素个数n,依上述解决方法,易得T1=0,T2=1,T3=2.探究2 变更元素个数为5时,其全错位排列数T5的求法如下:(1)顶针法:若先由A抽,共有4种抽法;若抽到b,再由B抽,B抽到a与抽不到a,直接影响其他人的抽法,故而分为两类:①若B抽到a,其余3人再抽取相当于一个独立“3人组”,共有2种抽法;②若B抽不到a,则B有3种抽法(c、d、e),设B抽到c,接下来由C抽,也有3种抽法,共有3×3=9种抽法.故题目最终结论为4×(2+3×3)=44种抽法.(2)列表法、树图法均可解决,但工程庞大,不易操作.探究3 由以上探究过程可知,当元素个数变更为5个时,其全错位排列数的求解已是不易,若是元素个数变更为6个、7个甚至更多时,又该如何计算呢?下面仍先以“4人贺卡问题”为例解析如下:先不考虑4张贺卡的具体归属,由4人随意抽取,共有A44=24种抽法.其中包括以下不合题意的情况:(1)4人中恰有1人取到自己写的贺卡(以下简称自取),其余3人再抽取,相当于一个独立的“3人组”,所以共有C14T3=4×2=8种抽法;(2)4人中恰有2人自取,其余2人再抽,相当于一个独立的“2人组”,共有C24T2=6×1=6种抽法;(3)4人全部自取,共有1种抽法(不可能出现恰有3人自取情况).故“4人组”贺卡的抽法共有T4 =A44-2×C14-1×C24-1=9种.下面可用同样的方法完成T5的求解:T5=A55-C15T4-C25T3-C35T2-1=44种.小结按上述解法,只要知道了T1,T2,T3,…的结果,依次递推下去,便可求出任意n 个元素的全错位排列数Tn (n∈N*). 当然,随着人数n的增加,分类越来越多,计算量也越来越大.探究4 为进一步寻求规律、简化计算,笔者受到“斐波那契数列”的启发,把已求得的几个全错位排数Tn及相应元素个数n(n∈N*)列表如下(表2)由这两个递推公式,易得到T6=265及T7=1854,将Tn的计算向前推进了一大步.探究5 上述递推公式是通过不完全归纳法得到的,其正确性有待于证实.下面尝试利用计数原理、数学归纳法的有关知识进行证明.1递推公式1的证明(利用计数原理)首先易得T1=0,T2=1.当n≥2时,总数为n+1个元素的全错位排列可分两步进行:第一步,先从n+1个不同元素中任取一个元素ai,因其不能排在与其编号相对应的i 位,必排在剩下n 个位置之一,所以ai有n 种排法;第二步,针对ai每一种排法,如果ai排在 j位,原对应j位的元素aj的排位又有两种情况:第1种情况,若aj恰好排在i位上,如表3此时,除ai外的其他n个元素(包括aj)均有一个不能排的位置(aj不排在i位上),问题就转化为其余这n个元素全错位排列,排列数为Tn.故综合上述步骤,由乘法原理和加法原理可得:Tn+1=n (Tn-1+Tn)(n≥2, n∈N*).2递推公式2的证明(利用数学归纳法)首先,易得T1=0,T2=1,显然当n=2时,Tn=n Tn-1+(-1)n 成立;其次,假设当n=k时(k≥2, k∈N*),Tn=n Tn-1+(-1)n 成立,即Tk=k Tk-1+(-1)k.从而k Tk-1 =Tk -(-1)k=Tk+(-1)k+1.又由递推公式1可得Tk+1=k (Tk-1+Tk).从而Tk+1=kTk-1+kTk=Tk+(-1)k+1+kTk=(k+1 )Tk+(-1)k+1.即Tk+1=(k+1 )T (k+1)-1+(-1)k+1.故当n=k+1时,Tn=n Tn-1+(-1)n亦成立.综合上述步骤可知,Tn=n Tn-1+(-1)n对于任意自然数n(n≥2, n∈N*)均成立.探究6 上述公式虽已获得证明,但毕竟只是递推公式,如果能够利用构造数列的思想,导出{Tn}的通项公式,方才圆满.解析将Tn=n Tn-1+(-1)n的两边同时除以n!得Tn n! = nTn-1 n! + (-1)nn! = Tn -1 (n-1)! + (-1)nn!.从而有Tnn!-Tn-1(n-1)!=(-1)nn!.于是,T22!-T11!=(-1)22!,T33!-T22!=(-1)33!,…,Tnn!-Tn-1(n-1)!=(-1)nn!.将这n-1个等式累加得Tnn!-T11!=∑ni=2(-1)ii!.又T1=0,故有Tnn!=∑ni=2(-1)ii!.从而有Tn=n!∑ni=2(-1)ni!(n≥2, n∈N*).在解决排列组合问题时,经常涉及到全错位或部分错位的排列问题,在元素不是很多时,我们可以用枚举或树枝图的方法,也可利用排除的方法对问题进行讨论;但当元素较多时可尝试寻求排列数的递推公式或通项公式,以期对解决这一类问题提供方便.参考文献:[1]李宇襄组合数学[M].北京:北京师范大学出版社,2012.[2]龚兵全错位排列[J].中学生数学,2011(17):26[3]程孝刚对错位排列问题的探究[J]高中数学教与学,2009(08):42-43.。
2009年11月10日人生一道题算好七笔帐(县委常委、统战部部长龙银玖)同志们:今天,按照县委的要求,我和大家共同探讨一下腐败给我们生活带来的影响。
今天廉政党课的题目是《人生一道题,算好七笔帐》一、要算好政治帐,志高方能致远革命干部与犯罪分子之间并没有不可逾越的鸿沟;清官与贪官,虽只是一字之差,结局可能是天堂地狱之别;台上与台下,虽只是数米之遥,有时却如万丈深渊之远一个领导干部成长很不容易,既离不开自身努力,也离不开组织培养。
工作十多年甚至干一辈子提个科级干部,可能因为一念之差、一次贪污受贿、一次违法违纪,被开除党籍、开除公职、判刑入狱。
俗话说,‚十年树木,百年树人‛。
党培养一个干部不容易,一旦失足沦为阶下囚,从指点江山到被人戳脊梁骨,于公于私,代价都是十分惨重的。
27岁任曲江县团委书记,36岁任曲江县副县长,38岁任韶关市乡镇企业局局长,39岁任翁源县县委书记,黄福印可谓春风得意。
然而,他并没有好好珍惜这一切,而是大搞权钱交易,最后因卖官受贿43.27万元而被判处有期徒刑13年。
这13年,正是人到中年最宝贵的时光,等到刑满释放的那一天,他已是年过半百之人。
对此,他后悔不已的说,自己不单失去了良好的政治前途,而且失去了在家乡的美好声誉,以后即使回家乡,也无颜面对父老乡亲。
二、要算好经济帐,勤耕方能富足古今中外,没有几个当官的死于饥寒,但却有无数为官者死于贪婪;人不能把金钱带进坟墓,金钱却能把人带进坟墓。
‚良田万顷,日食三餐;广厦万间,夜眠八尺‛5000元开除党籍,1万元刑事立案,3万元判刑,5万元判实行‚双开‛。
在这一点上,鲁国宰相公孙仪的算帐方式颇能给人启示。
韩非子在《外储说右》中说,公孙仪喜欢吃鱼,有许多趋炎附势的人买鱼送给他吃,但公孙仪坚辞不受。
其弟子谏曰:‚夫子嗜鱼而不受者,何也?‛公孙仪解释说:正因为自己爱吃鱼,所以才不接受别人送的鱼。
因为假如收了别人的鱼,就会枉法,会被罢免相位,这时别人就不会再给自己送鱼,自己也无力买鱼了。
解题宝典等,可能收到意想不到的效果.例6.已知a ,b ∈()0,+∞且a +b =1,求证:æèöø1+1a ⋅æèöø1+1b ≥9.证明:æèöø1+1a æèöø1+1b =æèöø1+a +b a æèöø1+a +b b =æèöø2+b a æèöø2+a b =4+2a b +2b a +1=5+2æèöøa b +b a ≥5+9,当且仅当a =b 时等号成立.这里将不等式中“1a ”“1b ”的分子“1”用“a +b ”来代替,通过化简得到a b +ba,然后利用基本不等式求得æèöø1+1a æèöø1+1b 的最值,证明不等式成立.例7.已知正数x ,y 满足x +3y =5xy ,求证:3x +4y ≥5.证明:因为x ,y 为正数,可将x +3y =5xy 等式两边同时除以5xy 得:x +3y5xy=1,即15y +35x=1,则3x +4y =1∙()3x +4y =æèçöø÷15y +35x ()3x +4y =135+3x 5y +12y 5x ≥135+125=5,当且仅当3x 5y =12y 5x ,即x =1,y =12时等号成立,故3x +4y ≥5,命题得证.我们首先将已知关系式变形,构造出常数“1”,再将“1”进行代换,化简3x +4y ,利用基本不等式求得3x +4y 的最小值,进而证明不等式成立.总之,“1”在解高中数学题中发挥着重要的作用.同学们在日常学习中,要注意多积累解题经验,总结与“1”有关的代数式,在解题时将其进行代换,合理进行恒等变换,便能有效地提高解题的正确率和速度.(作者单位:江苏省东海县石榴高级中学)函数最值问题一直是高考数学试题中的热点题目,近几年浙江省数学高考试题中多次出现含绝对值的函数最值问题.此类问题不仅考查了函数的图象和性质、处理绝对值的方法,还考查了求最值的方法,属于综合性较强的一类问题.解答此类问题的关键去掉绝对值符号,将问题转化为常规函数最值问题来求解.下面,笔者结合一道例题来谈一谈求解含绝对值的函数最值问题的方法.例题:已知a ∈R ,函数f (x )=||||||x +4x-a +a 在区间[1,4]上的最大值是5,则a 的取值范围是______.本题中的函数含有绝对值,为了将其转化为常规函数问题,我们可以从绝对值和函数两个角度来寻找解题的思路,有以下5种方法.方法一:分段讨论法此方法是解答含绝对值问题的常用方法,首先,将定义域划分为几个区间段,然后分别求出各个区间段上函数的表达式,根据函数的图象和性质讨论函数的最值.对于本题,可先求出对勾函数y =x +4x 在[1,4]上的值域,然后对a 进行分类讨论,去掉绝对值后再求每个区间段上函数的最大值,建立关系式,便可求得a 的取值范围.解:∵x ∈[1,4],∴x +4x∈[4,5],①当a ≥5时,f (x )=a -x -4x +a =2a -x -4x,函数f (x )的最大值2a -4=5,解得a =92,不符合题意,舍去;②当a ≤4时,f (x )=x +4x -a +a =x +4x≤5,符合题意;③当4≤a ≤5时,f (x )max =max{|4-a |+a ,|5-a |+a },则{|4-a |+a ≥|5-a |+a ,|4-a |+a =5,或{|4-a |+a <|5-a |+a ,|5-a |+a =5,解得a =92或a <92.综上可得,a 的范围是(-∞,92].绝对值函数本质上是一个分段函数,可根据绝对值的定义去掉绝对值符号,将问题转化为分段函数的42解题宝典最值问题.但运用该方法解题,过程比较繁琐,容易出现重复和遗漏分类的情况.方法二:利用数轴利用数轴也是解答含绝对值问题的基本方法.在解题时,需利用绝对值的几何意义,将绝对值里面的式子看作是数轴上任意点到定点的距离,从而确定取.图1解:令x +4x=t ∈[4,5],则f (t )=||t -a +a ,t ∈[4,5],如图1所示,当a ≤0时,f (t )=||t -a +a =t ≤5成立;当0<a ≤t 时,f (t )=||t -a +a =||a -t +||a -0=t ≤5成立;当a >t 时,f (t )=||t -a +a =a -t +a ≤5恒成立,即a ≤4.5,则a 的范围是(-∞,92].这里首先确定t 的范围,将t 看作数轴上的任意一点,结合数轴找出f (t )的最值,使其小于或等于5,便可求得a 的取值范围.方法三:利用V 型函数V 型函数是一类常见的含绝对值的函数模型.在解题时,可将含绝对值函数转化为分段函数,借助函数的图象来分析函数的最值,将代数问题几何化,运用数形结合思想来解题.axyO 图2解:当f (x )取最大值时|t -a |取最大值,为5-a ,如图2,结合V 型函数图象可得:①当a ≤92时,f (x )max =|5-a |+a =5-a +a =5,符合题意;②当a >92时,f (x )max =|4-a |+a =a -4+a =5,∴a =92(矛盾),舍去;故a 的取值范围是(-∞,92].我们将含绝对值函数转换为分段函数,结合函数的图象便能快速求得a 的取值范围,这样可以获得事半功倍的效果.方法四:分离参数法运用分离参数法解题的基本思路是通过将参数进行分离,将问题转化为不等式恒成立问题来求解,在分离参数后求出函数的值域,验证取等号的条件,便可求出参数的取值范围.解:令x +4x=t ∈[4,5],则问题可转化为g (t )=|t -a |+a 在t ∈[4,5]上的最大值是5,则问题等价于ìíî∀t ∈[4,5],|t -a |+a ≤5, ①∃t 0∈[4,5],|t 0-a |+a =5. ② 由①得∀t ∈[4,5], a -5≤t -a ≤5-a ,即a ≤t +52恒成立,所以a ≤æèöøt +52 min =92;由②知,当t 0=5时,|t 0-a |+a =5;综上所述a ≤92.我们先分析对勾函数y =x +4x在x ∈[1,4]上的值域,然后将其看成一个整体,解一次绝对值不等式即可使问题快速获解,这样避免了繁琐的分类讨论,能有效地提高解题的速度和准确性.方法五:以值代参本方法是通过用函数值来代替参数,使问题获解的方法.以值代参既起到了消参作用,又构建了变量与函数值之间的关系.解:令x +4x=t ∈[4,5],则f (t )=|t -a |+a ,t ∈[4,5],则f (t )的最大值为f (t )max =max{f (4),f (5)},即ìíîf (4)=|4-a |+a =5,f ()5=|5-a |+a ≤5,或ìíîf (4)=|4-a |+a ≤5,f ()5=|5-a |+a =5,解得{a =4.5,a ≤5,或{a ≤4.5,a ≤5,则a 的取值范围是(-∞,92].我们借助函数值的范围,建立不等式,便求得参数的范围.运用以值代参方法解题,能获得出奇制胜的效果.含绝对值的函数最值问题是一类常考的题目,也是很多同学感觉困难的题目.因此,掌握一些解题的技巧是很有必要的.在解答含绝对值的最值问题时,同学们要注意从绝对值和函数两个角度,通过处理绝对值、分析函数的图象和性质来破解难题.(作者单位:浙江省诸暨市学勉中学)43。
由一道概率题所引发的对递推数列的思考
如果你有一道概率题,可以引发对递推数列的思考,那么很可能这道题目要求你利用递推的方法来解决。
递推数列是一种数学工具,可以用来描述一个数列的形式。
它通常由一个初始值和一个递推公式组成,用于计算数列中后续项的值。
例如,你可能有一道概率题,要求你求出掷n次骰子后,每种点数出现的概率。
这道题目可以用递推数列来解决,具体方法如下:
•首先,你需要确定初始值。
在这道题目中,初始值为掷一次骰子后每种点数出现的概率,即1/6。
•然后,你需要确定递推公式。
在这道题目中,掷n次骰子后每种点数出现的概率等于掷n-1次骰子后每种点数出现的概率乘以1/6。
根据初始值和递推公式,你就可以求出掷n次骰子后每种点数出现的概率了。
总之,递推数列是一种非常有用的数学工具,可以帮助你快速解决一些求解数列的问题。
明立意㊀提素养由一道2022年高考数学试题引发的思考李㊀彦(江苏省姜堰中学ꎬ江苏泰州225500)摘㊀要:高考承载着为高校选拔人才的重要任务ꎬ新课改背景下高考试题充分体现出考查学生核心素养的重要特征ꎬ高考试题的探究与分析是高中数学课程教学的重要任务之一.本文以2022年一道高考数学试题为探究载体ꎬ重点从试题分析㊁变式拓展㊁教学启示三个角度进行阐释.关键词:高中数学ꎻ高考试题ꎻ素养ꎻ能力中图分类号:G632㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2023)16-0040-03收稿日期:2023-03-05作者简介:李彦(1978.9-)ꎬ江苏姜堰人ꎬ本科ꎬ中学高级教师ꎬ从事高中数学教育教学研究.基金项目:泰州市教育学会十四五规划重点立项课题 新课程背景下高中数学高效课堂的建构研究 阶段性研究成果(项目编号:TZ2022015)㊀㊀高考试题一直是高中教师关注的焦点ꎬ对高考试题形式和考查意图的探究是提升 备考 效率的重要途径.近年来ꎬ高考数学试题中导数问题一直是考查重点内容之一ꎬ多数以初等函数为载体ꎬ以压轴题的形式呈现ꎬ侧重于考查学生的数学学科核心素养.命题专家一直十分青睐导数问题的考查ꎬ给不少学生带来一些困难ꎬ对于高中数学高考复习教学而言ꎬ整体把握导数问题是提升学生解题能力的关键[1].1真题回顾ꎬ多元剖析题目㊀(2022年全国高考理科数学第16题)已知x=x1和x=x2分别是函数f(x)=2ax-ex2(a>0且aʂ1)的极小值点和极大值点.若x1<x2ꎬ试求a的取值范围[2]解法1㊀根据题意结合函数导数的性质可得ꎬfᶄ(x)=2axlna-2ex存在两个零点x1和x2(x1<x2).令函数g(x)=2axlna-2exꎬ当a>1时xң-ɕꎬg(x)ң+ɕꎻxң+ɕꎬg(x)ң+ɕ(不合题意ꎬ舍去).当0<a<1时xң-ɕꎬg(x)ң-ɕꎻxң+ɕꎬg(x)ң-ɕ(符合题意)ꎬ则gᶄ(x)=2ax(lna)2-2e.令gᶄ(x0)=0可得x0=loga[e/(lna)2].由于函数g(x)在区间(-ɕꎬx0)内单调递增ꎬ在区间(x0ꎬ+ɕ)内单调递减ꎬ根据题意可令g(x)max=g(x0)>0ꎬ即2ax0lna-2ex0>0.即2aloga[e/(lna)2] lna>2eloga[e/(lna)2].即1lna>logaeln2a=ln(e/ln2a)lna.由于lna<0则lneln2a>1.即1(lna)2>1.即0<(lna)2<1.则a的取值范围为1e<a<1.解法2㊀根据题意结合函数导数的性质可得ꎬ04fᶄ(x)=2axlna-2ex有两个零点x1和x2(x1<x2).令fᶄ(x)=0ꎬ即2axlna=2ex.该方程有两个实数根分别为x1和x2(x1<x2)ꎬ令函数y=axlna与函数y=ex图象在x0处相切ꎬ可知ax0lna=ex0ꎬ且ax0(lna)2=e.则x0=1lnaꎬ即a=e1x0.则ax01x0=ex0ꎬ即ax0=ex20.则(e1x0)x0=ex20ꎬ即x0=ʃ1.(1)在a>1的情况下ꎬ当x0=1ꎬa=eꎬ若a减小ꎬ则函数y=axlna与y=ex的图象有两个交点(如图1所示).函数fᶄ(x)=2axlna-2ex的图象如图2所示ꎬ根据前面的分析可知ꎬ函数f(x)=2ax-ex2从左到右的单调性为:递增ң递减ң递增ꎬ且极大值点x1小于极小值点x2(不符合题意ꎬ舍去)图1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图2(2)在0<a<1的情况下ꎬ当x0=1ꎬa=1eꎬ若a变大ꎬ则函数y=axlna与y=ex的图象有两个交点(如图3所示)ꎬ函数f(x)=2ax-ex2从左到右的单调性为:递减ң递增ң递减ꎬ且极小值x1小于极大值x2ꎬ则1e<a<1.图3㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图4解法3㊀根据题意结合函数导数的性质可得ꎬfᶄ(x)=2axlna-2ex有两个零点x1和x2(x1<x2).令fᶄ(x)=0ꎬ即axx=elna.该方程有两个实根x1和x2(x1<x2)ꎬ如图4所示ꎬ在a>1的情况下ꎬ函数f(x)=2ax-ex2从左到右的单调性为:递增ң递减ң递增ꎬ且极大值点x1小于极小值点x2(不符合题意ꎬ舍去).在0<a<1的情况下ꎬ令h(x)=axxꎬ则hᶄ(x)=ax(xlna-1)x2.令hᶄ(x0)=0ꎬ即x0=1lnaꎬ即lna=1x0ꎬ即a=e1x0ꎬ即ax0=e.根据0<a<1ꎬlna<0ꎬ则x0<0ꎬ显然函数h(x)在区间(-ɕꎬx0)上单调递增ꎬ在区间(x0ꎬ0)上单调递减ꎬ则h(x)max=h(x0)=ax0x0=ex0.结合题意可得ꎬex0>elna.即lna>x0.即1x0>x0.则x0<-1.即1lna<-1.即lna>-1.则1e<a<1.点评㊀解法1是直接从函数的性质视角进行探究ꎬ解题思路比较清晰但计算繁琐ꎬ需要学生具有一定的逻辑思维和数学运算能力ꎻ解法2是采取转化思想ꎬ借助于数形结合的方法进行求解ꎬ需要学生具备一定直观想象素养能力ꎻ解法3是采取分离函数㊁等价代换的手段进行求解ꎬ该方法过程简洁运算量不大ꎬ是多数学生优先选择的方法.2洞悉本质ꎬ变式拓展大量实践表明ꎬ机械刷题难以提升学生数学解题能力ꎬ直接影响数学素养的培养与提升.数学教师可以引导学生洞悉数学典型试题的内在本质规律ꎬ呈现多元变式ꎬ在师生共同探究中提升学生数学学14科核心素养[3].变式1㊀已知函数f(x)=2ax-ex2(a>0且aʂ1)存在极小值点x1和极大值点x2且x2<x1ꎬ试求a的取值范围?变式2㊀已知函数f(x)=2ax-ex2(a>0且aʂ1)存在极小值点x1和极大值点x2ꎬ试求a的取值范围?变式3㊀已知函数f(x)=2ax-ex2(a>0且aʂ1)无极值点ꎬ试求a的取值范围?点评㊀变式训练是提升学生数学解题能力的重要方式ꎬ上述三个变式拓展试题是从函数的内在本质出发ꎬ通过对函数的 极值点 进行探讨ꎬ关注学生数学转化思想在数学解题中的实际运用.三道变式试题随着题设条件的变化ꎬ问题由浅入深ꎬ重点考查学生分析数学综合问题的能力ꎬ有助于学生核心素养的提升.3教学启示ꎬ落实素养第一ꎬ重视数学基本知识与技能训练ꎬ灵活运用数学思想方法.函数是高中数学教学中的重点和难点ꎬ每年高考离不开数学函数的考查ꎬ以函数为背景的命题受到命题专家的特殊青睐.导数引入高中数学函数的探究ꎬ已经成为探究函数问题的重要工具.高中数学函数问题注重考查 函数与方程㊁数形结合㊁分类讨论㊁转化与化归㊁函数构造 等数学思想方法.对于高中数学中的导数问题ꎬ应该关注 分离㊁换元㊁构造 等方法.在高考备考复习教学中ꎬ数学教师可以引导学生从基本的解题方法出发ꎬ积极探究解决众多问题中共同的㊁基本的解题方法ꎬ让学生感受通性通法合理应用于解题的实用性ꎬ尽量较少进行特殊解题技巧和方法的熏陶.第二ꎬ重视一题多解的探究与分析ꎬ从变式训练中提升创新思维能力.数学解题教学是高中数学课程教学的重要内容之一ꎬ学生解题能力的提升离不开典型数学试题的剖析.大量实践表明ꎬ 一题多解 是从多个角度探讨同一问题ꎬ有效采取此教学思路有助于拓宽学生的解题思路ꎬ有助于培养学生的发散思维能力和解题能力.在高中数学教学实践中ꎬ学生的数学思维能力存在着一定的差异性ꎬ将 一题多解 和 变式训练 有机融合ꎬ能够有效激发不同层次学生数学探究的好奇心ꎬ引导学生从不同视角㊁不同维度探究问题ꎬ从多 变 的问题中探寻 不变 的性质与特征ꎬ不断强化学生的应变能力ꎬ发展学生的创新思维能力.第三ꎬ融合信息技术教学手段ꎬ充分呈现数学本质规律.数学图象是帮助学生理解和解决问题的重要手段ꎬ函数图象具有较高的直观性ꎬ有利于学生理解函数的内在本质规律.高中数学函数问题教学中ꎬ可以借助于GeoGebra图象软件展示变化中的函数图象ꎬ特别是对函数单调性的增减问题ꎬ能够直观地显现出来ꎬ学生能够直接获得数学结论ꎬ激发学生深入探究的欲望ꎬ强化学生直观想象素养的形成与发展.作为高中数学教师ꎬ一定要给予学生动手操作实践的空间与时间ꎬ让学生在实践中体悟数学的本质魅力.高考试题是高中数学课程教学的重要资源与素材ꎬ对高考典型试题的探究是高考备考的必备动作.作为高中数学教师在平时的教学中ꎬ应该强化对高考试题的剖析与思考ꎬ充分挖掘高考试题中 不变 的本质规律ꎬ灵活运用数学思想方法进行教学方式的优化ꎬ不断促进学生创新思维能力的提升ꎬ尽可能实现高中数学核心素养的真正落地.参考文献:[1]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准[M].北京:人民教育出版社ꎬ2020.[2]杜斌.一道2022年联考导数题的多视角探究[J].中学数学教学ꎬ2022(03):42-44.[3]季峰.低起点多层次高落差:2022年高考数学新高考Ⅰ卷试卷点评[J].中学数学ꎬ2022(15):30-31.[责任编辑:李㊀璟]24。
由一道题目想到的
用函数探究实际问题中的最值问题,一种是列出一次函数解析式,分析自变量的取值范围,得出最值问题的答案;另一种是建立二次函数模型,列出二次函数关系式。
①顶点在自变量取值范围内时,整理成顶点式:当二次项系数小于0,有最大值,即为顶点的纵坐标,自变量的取值即为顶点的横坐标,当二次项系数大于0,有最小值,即为顶点的纵坐标,自变量的取值即为顶点的横坐标.②顶点不在自变量取值范围内时,根据自变量的范围结合二次函数图像的增减性求解。
例如:在某市开展的环境创优活动中,某居民小区要在一块靠墙(墙长15米)的空地上修建一个矩形花园ABCD,花园的一边靠墙,另三边用总长为40m的栅栏围成,若设花园
m).
平行于墙的一边长为x(m),花园的面积为y(2
(1)求y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
m吗?若能,求出此时x的值,若不能,说明理由;(2)满足条件的花园面积能达到2002
(3)根据(1)中求得的函数关系式,判断当x取何值时,花园的面积最大,最大面积是多少?。