1几何意义
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虚数i的几何意义是什么?展开全文虚轴上的单位长度。
相当于实轴上的1,其在四则运算里的作用,也相当于1,只是换了说法,结果就是不想学复数的存在开始胡思乱想了,虚的,不存在这个世界里吧等等。
另外,难道说虚数很高大上么?怎么我看到的复数问题,都冠以虚数这个词呢?前代数学多聪明啊,把complex number翻译成复数。
复数,就不是一个数能处理的了。
整天说虚数,基本上不明白复数,高中课本里就有,看看不就得了。
愿意看的深刻点,读读数系的扩充。
这个问题其实和问负数的几何意义一样,是等价的。
当时负数怎么理解的,纯虚数就怎么理解。
算了,为了公益,我再从数系的扩充和代数方程的根这两方面来说一次,就当对另外一个复数问题的补充。
来到原始社会或者小学时代。
今天我采到4个苹果,你采到3个。
挺好,一共是4+3=7个。
这里隐含一个自然数的性质,就是自然数集N对于加法这种运算而言,是封闭的。
具体点说,4是自然数,3是自然数,它们的和7,仍然是自然数,仍然在自然数集里。
抽象点说就是如果a∈N,b∈N,那么a+b∈N。
结果,问题来了,除了有+这个运算,还有一个+的逆运算-。
采到7个苹果,要分给8个人吃,这怎么办?分不开啊!用式子说,7-8=?用方程说,8+x=7的解不存在。
(注意,这时在原始社会或者小学1年级的)。
好吧,我们总结一下这个问题的实质:减法对自然数集N不封闭,或者说方程8+x=7的解不在自然数集N里。
为了使得上述方程有解,或者说,对“-”这种运算封闭,就引入了负数,并把这种新的数也放入自然数集N里,这样自然数集N就扩充成整数集Z。
继续,随着生产力提高/年龄增大,又有一种新的运算产生了,就是乘法“×”,可以容易的看出,两个数的乘积,仍然在整数集里,当时乘的逆运算除➗,又出现了刚才在说减法时的状况。
具体点说,无论是3÷4或者4÷3,产生的新数,都不在整数集Z里!用方程说4x=3和3x=4在整数集内都无解。
二重积分被积函数为1的几何意义二重积分是微积分中的重要概念,它描述了一个平面区域上的某种性质的总量。
当被积函数为1时,二重积分的几何意义体现了这个平面区域的面积。
让我们来思考一个简单的问题:如何计算一个平面区域的面积?如果这个区域是一个矩形,我们可以通过将矩形的长乘以宽来计算面积。
但是,如果这个区域的形状复杂一些,我们就需要借助二重积分来求解了。
假设有一个平面区域D,我们可以将这个区域划分为无数个微小的矩形区域。
这些微小的矩形区域的面积可以近似看作是一个常数,记为ΔA。
然后,我们可以通过计算每个微小矩形的面积之和来得到整个区域的面积。
具体地说,我们可以将区域D划分为n个小矩形,每个小矩形的面积记为ΔA_i,其中i取值为1到n。
然后,我们可以计算每个小矩形的面积之和:S = ΔA_1 + ΔA_2 + ... + ΔA_n当我们让这个划分趋向于无穷细小的时候,即n趋向于无穷大,这个和就会趋近于一个定值,我们将其记为A。
这个定值就是区域D 的面积。
而二重积分就是用来求解这个面积A的工具。
当被积函数为1时,二重积分的计算公式为:A = ∬_D 1 dA其中,D表示平面区域,dA表示微小面积元素。
这个公式的意义是对平面区域D中每个微小面积元素的面积进行累加,从而得到整个区域的面积。
通过二重积分,我们可以计算出各种复杂形状的平面区域的面积。
无论是圆形、椭圆形、三角形还是其他形状,只要我们能够确定被积函数为1的区域范围,就可以通过二重积分来求解其面积。
除了计算面积,二重积分还可以应用于其他几何问题。
例如,可以用二重积分来计算平面区域D的质心坐标、转动惯量等性质。
这些性质在物理学、工程学等领域中有着广泛的应用。
二重积分被积函数为1的几何意义是描述平面区域的面积。
通过将区域划分为无数个微小的矩形,然后计算每个微小矩形的面积之和,可以得到整个区域的面积。
二重积分不仅可以用于计算面积,还可以应用于其他几何问题,为我们理解和解决实际问题提供了有力的工具。
高一数学041 高一 年级 8 班 教师 方雄飞 学生 课题 2.2.3向量数乘运算及其几何意义(1)学习目标:理解向量的数乘运算及其意义,掌握向量数乘运算的运算律 学习过程 一.复习二.新课学习1、向量数乘运算:与数的乘法类似a+a+a=3a 一样a a a 3a =++实数λ与向量a →的积是一个 ,这种运算叫做向量的 。
记作 ,其长度与方向规定如下:2、向量数乘的运算律:()1a λμ→⎛⎫ ⎪⎝⎭= ()()2a λμ→+= ()3a b λ→→⎛⎫+= ⎪⎝⎭特别的有:()a λ→-= = , a b λ→→⎛⎫-= ⎪⎝⎭。
三.新知应用练习1、下面给四个命题:①对于实数m 和向量a ,b 恒有:m (a -b )= m a -m b②对于实数m 、n 和向量,恒有:(m -n )a = m a -n a③若m a =m b (m ∈R ),则有:a =b④若m a =n a(m 、n ∈R ),则m = n其中正确命题的个数是( )A .1B .2C .3D .4练习2、 已知a ,b 方向相同,且|a |=3, |b |=7,|2a -b|= .练习3、下列各式计算正确的有( )(1) (-7)6a →= —42a →(2) 7(a →+b →)-8b →=7a →+15b →(3) a →-2b →+a →+2b →=2a →(4) 若a →=m →+n →, b →=4m →+4n →,则a →∥b →A .1个B .2个C .3个D .4个例1、化简(1)826222a b c a b c a c →→→→→→→→⎛⎫⎛⎫⎛⎫-+--+-+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(2))]24()82(21[31--+(3)()()m n a b m n a b →→→→⎛⎫⎛⎫+--++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭练习4、如图,在平行四边形ABCD 中,两条对角线相交于O ,AB =a ,AD =b ,用a ,b表示向量OA ,OBB CABCACFB EDGAB 图1例3、在∆ABC 中,G 是∆ABC 的重心,证明:()=+13AG AB AC练习5、已知O 是ABC △所在平面内一点,D 为BC 边中点,且20OA OB OC ++=,那么( )A.AO OD = B.2AO OD = C.3AO OD = D.2AO OD =三、课堂小结四、课外作业一、选择题1、 设a是非零向量,λ是非零实数,下列结论正确的是:( )A .a 与a λ- 的方向相反B .||||a a λ-≥C .a 与2a λ 的方向相同 D .||=||a a λλ-2、如图1所示,D 是ABC ∆的边AB 上的中点,则向量CD =( )A .12BC BA -+B . 12BC BA --C . 12BC BA -D . 12BC BA +3、如图△ABC 中,AD 、BE 、CF 分别是BC 、CA 、AB 边上的中线, G 是它们的交点,则下列等式中∙∙∙不正确的是( )A .23BG BE =B .12DG AG =C .2CG FG =-D .121332DA FC BC +=4、 点G 是ABC ∆内一点,且有0GA GB GC ++=,则G 是ABC ∆的( ) A .内心 B .外心 C .重心D .垂心5、已知四边形ABCD 是菱形,点P 在对角线AC 上(不包括A 、C ),则AP=( )A .().(0,1)AB AD λλ+∈B.().AB BC λλ+∈C .().(0,1)AB AD λλ-∈D .().AB BC λλ-∈二、填空题6、已知向量a →,b →,且3()2(2)4()b →→→→→→→→++---+=0x a x a x a ,则→x =__________.7、四边形ABCD 中,若3AB e = ,5CD e =- ,且||||AD BC =,则四边形ABCD 是 .三、解答题8、△ABC 中,1,//4AD AB DE BC = ,且与边AC 相交于点E ,AM 为△ABC 的中线.设,,AB a AC b == 用,a b 分别表示向量,AM AE9、 已知的两条对角线AC 与BD 交于E ,O 是任意一点, 求证:+++=4。
导数的概念及其几何意义知识讲解一、导数的概念1.函数的平均变化率:定义:一般地,已知函数()y f x =,0x ,1x 是其定义域内不同的两点,记10x x x ∆=-, 10y y y ∆=-10()()f x f x =-00()()f x x f x =+∆-,则当0x ∆≠时,商00()()f x x f x yx x+∆-∆=∆∆称作函数()y f x =在区间00[,]x x x +∆(或00[,]x x x +∆)的平均变化率. 注:这里x ∆,y ∆可为正值,也可为负值.但0x ∆≠,y ∆可以为0.2.函数的瞬时变化率、函数的导数:瞬时变化率:设函数()y f x =在0x 附近有定义,当自变量在0x x =附近改变量为x ∆时,函数值相应的改变00()()y f x x f x ∆=+∆-.如果当x ∆趋近于0时,平均变化率00()()f x x f x y x x +∆-∆=∆∆趋近于一个常数l (也就是说平均变化率与某个常数l 的差的绝对值越来越小,可以小于任意小的正数),那么常数l 称为函数()f x 在点0x 的瞬时变化率. 函数的导数:“当x ∆趋近于零时,00()()f x x f x x+∆-∆趋近于常数l ”可以用符号“→”记作:“当0x ∆→时,00()()f x x f x l x +∆-→∆”,或记作“000()()lim x f x x f x l x∆→+∆-=∆”,符号“→”读作“趋近于”.函数在0x 的瞬时变化率,通常称为()f x 在0x x =处的导数,并记作0()f x '. 这时又称()f x 在0x x =处是可导的.于是上述变化过程,可以记作“当0x ∆→时,000()()()f x x f x f x x +∆-'→∆”或“0000()()lim ()x f x x f x f x x∆→+∆-'=∆”.3.可导与导函数:定义:如果()f x 在开区间(,)a b 内每一点都是可导的,则称()f x 在区间(,)a b 可导.这样,对开区间(,)a b 内每个值x ,都对应一个确定的导数()f x '.于是,在区间(,)a b 内,()f x '构成一个新的函数,我们把这个函数称为函数()y f x =的导函数.记为()f x '或y '(或x y ').注:导函数通常简称为导数.如果不特别指明求某一点的导数,那么求导数指的就是求导函数.二、导数的几何意义1.导数的几何意义:意义:设函数()y f x =的图象如图所示.AB 为过点00(,())A x f x 与00(,())B x x f x x +∆+∆的一条割线.由此割线的斜率是00()()f x x f x y x x +∆-∆=∆∆,可知曲线割线的斜率就是函数的平均变化率.当点B 沿曲线趋近于点A 时,割线AB 绕点A 转动,它的最终位置为直线AD ,这条直线AD 叫做此曲线过点A 的切线,即000()()lim x f x x f x x∆→+∆-=∆切线AD 的斜率.由导数意义可知,曲线()y f x =过点00(,())x f x 的切线的斜率等于0()f x '.2.求曲线的切线方程方法:若曲线()y f x =在点00(,)P x y 及其附近有意义,给横坐标0x 一个增量x ,相应的纵坐标也有一个增量00()()y f x x f x =+-,对应的点00(,)Q x x y y ++.则PQ 为曲线()y f x =的割线.当0x →时Q P →,如果割线PQ 趋近于一确定的直线,则这条确定的直线即为曲线的切线.当然,此时割线PQ 的斜率yx就趋近于切线的斜率.切线的方程为00()y y k x x -=-.典型例题一.选择题(共2小题)1.(2018•海南三模)已知函数f (x )=﹣x 4+2ax 2+(a ﹣1)x 为偶函数,则f (x )的导函数f′(x )的图象大致为( )A.B.C.D.【解答】解:函数f(x)=﹣x4+2ax2+(a﹣1)x为偶函数,则a﹣1=0,解得a=1,∴f(x)=﹣x4+2x2,∴f′(x)=﹣4x3+4x;设g(x)=f′(x),则g′(x)=﹣12x2+4,令g′(x)=0,解得x=±,∴当0<x<时,g′(x)<0,当x>时,g′(x)<0;∴g(x)在x=时取得极大值为g()=﹣4×+4×=<2,∴导函数f′(x)的图象大致为选项A所示.故选:A.2.(2018•邯郸二模)若过点P(﹣1,m)可以作三条直线与曲线C:y=xe x相切,则m的取值范围是()A.(﹣,+∞)B.(,)C.(0,+∞)D.(,)【解答】解:设切点为(x0,y0),过点P的切线程为,代入点P坐标化简为m=,即这个方程有三个不等根即可,令,求导得到f′(x)=(﹣x﹣1)(x+2)e x,函数在(﹣∞,﹣2)上单调递减,在(﹣2,﹣1)上单调递增,在(﹣1,+∞)上单调递减,故得到f(﹣2)<m<f(﹣1),即,故选:D.二.填空题(共10小题)3.(2018•天心区校级一模)已知f(x)=|x﹣2018|+|x﹣2017|+…+|x﹣1|+|x+1|+…+|x+2017|+|x+2018|(x∈R),且满足f(a2﹣3a+2)=f(a﹣1)的整数a共有n个,(x≥0)的最大值为m,且m+n=3,则实数k的取值范围为[,+∞).【解答】解:∵函数f(x)=|x﹣2018|+|x﹣2017|+…+|x﹣1|+|x+1|+…+|x+2017|+|x+2018|,∴f(﹣x)=|﹣x﹣2018|+|﹣x﹣2017|+…+|﹣x﹣1|+|﹣x+1|+…+|﹣x+2017|+|﹣x+2018|=|x﹣2018|+|x﹣2017|+…+|x﹣1|+|x+1|+…+|x+2017|+|x+2018|=f (x),即函数f(x)是偶函数;若f(a2﹣3a+2)=f(a﹣1),则a2﹣3a+2=a﹣1①,或a2﹣3a+2=﹣(a﹣1)②;由①得a2﹣3a+2=(a﹣1)(a﹣2)=a﹣1,即(a﹣1)(a﹣3)=0,解得a=1或a=3;由②得a2﹣3a+2=(a﹣1)(a﹣2)=﹣(a﹣1),即(a﹣1)(a﹣1)=0,解得a=1;综上a=1或a=3;又f(0)=f(1)=f(﹣1)∴当a=2时,也满足要求,∴a的值有3个,即n=3;又m+n=3,∴m=0;∴g(x)=﹣kx=﹣kx的最大值为m=0,可得≤kx(*)恒成立,其中x≥0,h(x)=设直线y=kx与曲线y=h(x)=相切于点(m,n),∵h′(x)=,∴k=h′(m)=,n=km,n=,解得cosm=1,∴k=由于≤kx(*)恒成立,其中x≥0,∴k≥故答案为:[,+∞)4.(2017秋•海陵区校级期中)已知点P在曲线y=sinx上,α为曲线在点P处的切线的倾斜角,则α的取值范围是[0,]∪[,π).【解答】解:y′=cosx∴tana=cosx∵﹣1≤cosx≤1即﹣1≤tanα≤1∵0≤α≤π∴0≤α≤或≤α<π故答案为:[0,]∪[,π).5.(2014春•三亚校级期中)点P在曲线y=x3﹣x+2上移动,设曲线在点P处切线的倾斜角是α,则α的取值范围是,,.【解答】解:∵y=x3﹣x+2,∴y′=f′(x)=3x2﹣1≥﹣1,则tanα≥﹣1,解得α∈,,,故答案为:,,6.(2014•淮阴区校级模拟)已知f(x)=x3﹣3x,过A(1,m)可作曲线y=f(x)的三条切线,则m的取值范围是(﹣3,﹣2).【解答】解:已知点(1,m)在直线x=1上;由f'(x)=3x2﹣3=0得两个极值点x=±1;由f''(x)=6x=0;得一个拐点x=0;在(﹣∞,0)f(x)上凸,在(0,+∞)f(x)下凸;切线只能在凸性曲线段的外侧取得,在拐点x=0处有一条上凸和下凸部分的公共切线L其斜率k=f'(0)=﹣3,方程为:y=﹣3x;L与直线x=1的交点为(1,﹣3)设过点(1,m)的直线为l当m>﹣2时,l与函数f(x)上凸部分相切且有两条切线,l与下凸部分只能相交;当m<﹣3时,l与f(x)下凸部分相切且有两条切线,l与上凸部分只能相交;当﹣3<m<﹣2时,l与f(x)下凸部分相切且有两条切线,l与上凸部分也相切但只有一条,共3条;其中,当m=﹣3时下凸部分的切线之一与上凸部分的切线重合,共有2条所以m的取值范围是﹣3<m<﹣2故答案为:(﹣3,﹣2)7.(2016春•全州县校级期中)正弦曲线y=sinx上一点P,正弦曲线的以点P为切点的切线为直线l,则直线l的倾斜角的范围是[0,]∪[,π).【解答】解:根据题意得f′(x)=cosx,∵﹣1≤cosx≤1,则曲线y=f(x)上切点处的切线的斜率﹣1≤k≤1,又∵k=tanα,结合正切函数的图象由图可得α∈[0,]∪[,π),故答案为:[0,]∪[,π).8.(2015春•湛江校级期中)已知f(x)=log a x(a>1)的导函数是f′(x),记A=f′(a),B=,C=f′(a+1),则由导数的几何意义和斜率公式可得A,B,C的大小关系是A>B>C.【解答】解:记M(a,f(a)),N(a+1,f(a+1)),则由于,表示直线MN的斜率;A=f'(a)表示函数f(x)=log a x在点M处的切线斜率;C=f'(a+1)表示函数f(x)=log a x在点N处的切线斜率.所以A>B>C.故答案为:A>B>C.9.(2016春•邯郸期中)已知f′(2)=2,则=﹣1.【解答】解:∵则==﹣f′(2)=﹣1,故答案为:﹣1.10.(2014秋•巫溪县校级月考)若函数f(x)=x2+2x+a(a∈R,x<0)图象上两点A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2))(x1<x2)处的切线相互垂直,则x2﹣x1的最小值为1.【解答】解:根据导数的几何意义,得:f′(x1)f′(x2)=﹣1,即(2x1+2)(2x2+2)=﹣1(x1<x2<0),所以(2x1+2)<0,(2x2+2)>0,且[﹣(2x1+2)](2x2+2)=1,因此x2﹣x1=[﹣(2x1+2)+(2x2+2)]≥=1,当且仅当﹣(2x1+2)=(2x2+2)=1,即,时等号成立;所以x2﹣x1的最小值为1.故答案为:1.11.(2014秋•肥东县校级月考)若函数f(x)满足:“对于区间(1,2)上的任意实数x1,x2(x1≠x2),|f(x2)﹣f(x1)|<|x2﹣x1|恒成立”,则称f(x)为完美函数.给出以下四个函数①f(x)=②f(x)=|x|③f(x)=④f(x)=x2其中是完美函数的序号是①.【解答】解:在区间(1,2)上的任意实数x1,x2(x1≠x2),分别验证下列4个函数.对于①:f(x)=,|f(x2)﹣f(x1)|=|﹣|=||<|x2﹣x1|(因为x1,x2在区间(1,2)上,故x1x2大于1)故成立.对于②:f(x)=|x|,|f(x2)﹣f(x1)|=||x2|﹣|x1||=|x2﹣x1|(因为故x1和x2大于0)故对于等于号不满足,故不成立.对于③:f(x)=()x,|f(x2)﹣f(x1)|=|()x2﹣()x1|<|x2﹣x1|,故不成立.对于④:f(x)=x2,|f(x2)﹣f(x1)|=|x22﹣x12|=(x2+x1)|x2﹣x1|>|x2﹣x1|,故不成立.故答案为:①.12.(2013•房山区二模)对于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),给出定义:设f′(x)是函数y=f(x)的导数,f″(x)是f′(x)的导数,若方程f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且拐点就是对称中心.若,则该函数的对称中心为,,计算=2012.【解答】解:∵,则f′(x)=x2﹣x+,f″(x)=2x ﹣1,令f″(x)=2x﹣1=0,求得x=,故函数y=f(x)的“拐点”为(,1).由于函数的对称中心为(,1),∴f(x)+f(1﹣x)=2,∴=2×1006=2012,故答案为(,1),2012.三.解答题(共4小题)13.(2018春•小店区校级月考)已知函数f(x)=x﹣1+.(Ⅰ)若函数f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值;(Ⅱ)求函数f(x)的极值.【解答】解:(Ⅰ)由f(x)=x﹣1+,得f′(x)=1﹣由函数f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,得f′(1)=1﹣=0,解得a=e(Ⅱ)f′(x)=1﹣①当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在R上为增函数,f(x)无极值②当a>0时,令f′(x)=0,解得x=lna,∴x∈(﹣∞,lna)时,f′(x)>0,x∈(lna,+∞)时,f′(x)<0,∴函数f(x)在(﹣∞,lna)上单调递增;在(lna,+∞)上单调递减.∴f(x)在x=lna处取得极da值,且极da值为f(lna)=lna,无极小值综上,当a≤0时,函数f(x)无极值;当a>0时,f(x)在x=lna处取得极大值lna,无极小值.14.(2017秋•吕梁期中)吕梁市在创建全国旅游城市的活动中,对一块以O为圆心,R(R为常数,单位:米)为半径的半圆形荒地进行治理改造,其中弓形BCD区域(阴影部分)种植草坪,△OBD区域用于儿童乐园出租,其余区域用于种植观赏植物.已知种植草坪和观赏植物的成本分别是每平方米5元和55元,儿童乐园出租的利润是每平方米95元.(1)设∠BOD=θ(单位:弧度),用θ表示弓形BCD的面积S弓=f(θ);(2)如果该市规划办邀请你规划这块土地,如何设计∠BOD的大小才能使总利润最大?并求出该最大值.【解答】解:(1)S扇=R2θ,S△OBD=R2sinθ,S弓=f(θ)=R2(θ﹣sinθ),θ∈(0,π)(2)设总利润为y元,儿童乐园利润为y1元,种植草坪成本为y2元,种植观赏植物成本为y3元;则y1=R2sinθ•95,y2=R2(θ﹣sinθ)•5,y3=R2(π﹣θ)•55,∴y=y1﹣y2﹣y3=R2(100sinθ+50θ﹣55π),设g(θ)=100sinθ+50θ﹣55π,θ∈(0,π).∴g′(θ)=100cosθ+50∴g′(θ)<0,cosθ>﹣,g(θ)在θ∈(0,)上为减函数;g′(θ)>0,cosθ<﹣,g(θ)在θ∈(,π)上为增函数;当θ=时,g(θ)取到最大值,此时总利润最大,此时总利润最大:y=R2(100sinθ+50θ﹣55π)=R2(50﹣π).答:所以当园林公司把扇形的圆心角设计成时,总利润取最大值R2(50﹣π)15.(2016春•广安校级月考)水以20米3/分的速度流入一圆锥形容器,设容器深30米,上底直径12米,试求当水深10米时,水面上升的速度.【解答】解:设容器中水的体积在t分钟时为V,水深为h则V=20t又V=πr2h由图知∴r=∴V=π•()2•h3=h3∴20t=h3,∴h=于是h′=.当h=10时,t=π,此时h′=.∴当h=10米时,水面上升速度为米/分.16.(2016春•泸州期末)已知函数f(x)=x3﹣2x.(1)若将函数f(x)的图象向下平移个单位长度得函数h(x)的图象,求函数h(x)的图象在x=1处的切线方程;(2)若函数g(x)=f(x)﹣x2﹣x+m在[﹣2,4]上有零点,求实数m的取值范围.【解答】解:(1)h(x)=f(x)﹣=x3﹣2x﹣,∴h′(x)=x2﹣2,∴切线的斜率k=h′(1)=﹣1,又h(1)=﹣2,∴h(x)的图象在x=1处的切线方程为y+2=﹣(x﹣1),即x+y+1=0.(2)g(x)=x3﹣x2﹣3x+m,∴g′(x)=x2﹣2x﹣3,令g′(x)=0得x2﹣2x﹣3=0,解得x=﹣1或x=3.∴当x<﹣1或x>3时,g′(x)>0,当﹣1<x<3时,g′(x)<0.∴g(x)在[﹣2,﹣1]上为增函数,在[﹣1,3]上为减函数,在[3,4]上为增函数.∵g(﹣2)=﹣+m,g(﹣1)=+m,g(3)=﹣9+m,g(4)=﹣+m,∴g(x)在[﹣2,4]上的最大值为为+m,最小值为﹣9+m,∵函数g(x)在[﹣2,4]上有零点,∴,解得﹣≤m≤9.。
一个代数结构,三种几何意义数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休”.数形结合是中学数学的一种重要思想方法,对某些代数问题,通过数中思形,数形结合,借助直观可以迅速、准确地找到解题的途径.对于代数式aa2+b2,笔者注意到在中学数学有以下三种几何意义:(1)若角α终边过点p(a,b)(异于原点),则cos α=aa2+b2;(2)记oa=(a,b),ob=(1,0),则cos=aa2+b2;(3)点(1,0)到直线ax+by=0的距离为|a|a2+b2.下面一个高考题很多人认为是“偏”题,倘若能发现式子具有aa2+b2的结构特点,利用其几何意义求解将使解题变得势如破竹. 例题函数f(x)=sin x-13-2cos x-2sin x(0≤x≤2π)的值域是().a.-22,0b.[-1,0]c.[-2,0]d.[-3,0]策略1:常规亦好,花时稍多将y=f(x)的表达式变形为f(x)=sin x-1(sin x-1)2+(cos x-1)2,易知f(x)≤0.因为f 2(x)=(sin x-1)2(sin x-1)2+(cos x-1)2,所以,当sin x=1时,f 2(x)=0;当sin x≠1,f 2(x)=11+(cos x-1sinx-1)2,求得(cos x-1sin x-1)2的值域为[0,+∞),所以0<f 2(x)≤1,综上可知,-1≤f(x)≤0,故选b.策略2:饮水思源,巧用定义将y=f(x)的表达式变形为f(x)=sin x-1(sin x-1)2+(cos x-1)2,由三角函数定义知sin x-1(sin x-1)2+(cos x-1)2表示终边过点p(sin x-1,cos x-1)的角θ的余弦值.易知点p(sin x-1,cos x-1)的轨迹方程是(x+1)2+(y+1)2=1,由图得θ∈π+2kπ,3π2+2kπ,k∈z,因此cos θ∈[-1,0],f(x)的值域为[-1,0].策略3:构造向量,开辟新路将y=f(x)的表达式变形为f(x)=sin x-1(sin x-1)2+(cos x-1)2,记oa=(sin x-1,cos x-1),ob=(1,0)(其中点o为原点),则sin x-1(sin x-1)2+(cos x-1)2表示平面上oa与ob 两个向量夹角的余弦值.易知点a的坐标满足圆方程(x+1)2+(y+1)2=1.可知oa与ob夹角∠aob∈π2,π,所以cos∠aob∈[-1,0],f(x)值域为[-1,0].策略4:点线距离,巧求值域将y=f(x)的表达式变形为f(x)=-|1-sin x|(1-sin x)2+(1-cos x)2,根据点到直线的距离公式,1-sin x(1-sin x)2+(1-cos x)2表示点p(1,0)到过原点的动直线l:(1-sin x)x+(1-cos x)y=0的距离d.当直线l过点p(1,0)时,dmin=0;当直线l与op垂直时,dmax=1,因此d∈[0,1],f(x)值域为[-1,0].引导学生关注代数式的几何意义,一方面可以简化求解的过程,一方面也可以拓宽学生的数学思维,培养学生综合运用知识来解决问题的能力.此外,还能将数形结合思想的运用在教学中完美的体现出来.附同类型题目两个,供读者思考:1、求函数f(x)=4sin x5+4cos x(0≤x≤2π)的值域.2、求函数f(x)=2-cos x+sin x3-2cos x+2sin x(0≤x≤2π)的值域.。