高中数学真题与经典题一题多解解法与解析
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32OA OB =+第一种解题思路:把直线的方程联立椭圆3OB +,(,222M x +y)在椭圆:4C3,=(,由待定系数法求得2λ,23OB +第三步:把32OM OA OB =+椭圆上这个条件,但是只提供这就是原题的构造过程.,过(4,)5A 且斜率为k 的直线交椭圆(4)5y k x -=-与:25C +由2⎨⎪(12)k x+.又26424(1k∆=-2211,x y ⎧+=⎪3cos ||||41a a b k α==+134≤如图,设直线l 与圆222C x y R +=∶(12R <<)相切于A ,与椭圆2214x E y +=∶相切于点B ,当R 为何值时,||AB 取得最大值?并求最大值.初等解法:设直线l 的方程为y kx m =+,因为直线l 与圆C :222x y R +=(12R <<)相切于A , 所以 2||1m R k =+, 即222(1)m R k =+ ①,因为l 与椭圆2214x E y +=∶相切于点B ,由2214y kx m x y ++==⎧⎪⎨⎪⎩得224()4x kx m ++=, 即222(14)8440k x kmx m +++-=有两个相等的实数解, 则2222226416(14)(1)16(41)0k m k m k m =-+-=-+=⊿, 即22410k m -+=, ②由①、②可得2222223414R m R R k R ⎧=⎪⎪-⎨-⎪=⎪-⎩, 设11(,)B x y ,由求根公式得1228442(14)km km kx k m m=-=-=-+, ∴2211441()k k m y kx m k m m m m -+=+=-+==, ∴222221211614||5k OB m R x y +===-+=, ∴在直角三角形OAB 中,222222244||||||55()AB OB OA R R R R=-=--=-+, 因为2244R R+≥,当且仅当2(1,2)R =∈时取等号,所以2||541AB -=≤, 即当2(1,2)R =∈时,||AB 取得最大值,最大值为1.高等解法:上述解法用的是初等数学的解题方法,即解决二次曲线问题常利用的判别式及根与系数的关系(韦达定理),包括求根公式;特别地,对于直线与圆的相切,可利用直线与圆相切时,圆心到直线的距离等于圆的半径.-++ m x x1)()⊥.∴MA MB又 21x x +=)11(41+-λk )11(42+-λk =k 4-(2121λλλλ++2), ,1λ+2λ=38-, (1) 21x x =216k )11(1+λ)11(2+λ=216k (211λλ+2121λλλλ++1) ,1λ+2λ=38-, (2) 由(1)得: 1λ2λ=)3(492--k ,由(2)得: 1λ2λ=)3(80)16(922-+-k k . ∴ )3(492--k =)3(80)16(922-+-k k ,解得:2k =4.验知⊿>0, ∴k =±2, ∴所求Q 点的坐标是(±2,0).如果考虑结论中涉及到的1λ+2λ怎样用k 表示,刚才提供的解法二可以演变为下面的解法三:1λ+2λ=441+-kx +442+-kx =-4(411+kx +412+kx )=-4×)4)(4(8)(2121++++kx kx x x k =-4×16)(48)(2121221+++++x x k x x k x x k ,然后把21x x +=238k k -,21x x =3192-k 代入上式化简得: 1λ+2λ=483962-k =38-,解得:2k =4.验知⊿>0, ∴k =±2, ∴所求Q 点的坐标是(±2,0).第7题 2012年江苏卷解析几何题的轨迹解法2012年江苏卷解析几何题的最后一问,命题组提供的答案充分利用了几何意义.之后,不少杂志上又给出了许多解法,但是这些解法都是利用几何意义找出12,PF PF 与12,AF BF 的关系.本文换一个视角,利用比较纯粹的代数法先求出P 点的轨迹方程,再判断P 点的轨迹为椭圆,然后直接求出12PF PF +是定值. 一、题目:由点B 在椭圆上知,1222BF BF +=,所以11212=(22)AF PF BF AF BF -+.同理,22112=(22)BF PF AF AF BF -+.所以12121221212122+=(22)(22)22AF BF AF BF PF PF BF AF AF BF AF BF AF BF -+-=-+++由①②得,212222(1)=2m AF BF m +++,21221=2m AF BF m ++,所以1223+=22=222PF PF -. 所以12PF PF +是定值.三、轨迹解法:(1)椭圆的方程为2212x y +=.(2)(ii )如右图,设1AF 的延长线交椭圆于1B , 设(,)P x y ,11()A x y ,,122()B x y ,,由对称性,22()B x y -,-,其中1200y y ><,,由(1)得1(10)F -,,2(10)F ,. 设1AF 的方程分别为1x my =-,由22221(2)21=021x y m y my x my ⎧+=⎪⇒+--⎨⎪=-⎩, 显然0>,12222m y y m +=+,12212y y m =-+, 因为2,,P F A 共线,且所在直线有斜率,所以1111y yx x =-- ①, 因为1,,P F B 共线,且所在直线有斜率,所以2211y yx x =+- ②,12111x x x =+--,122212122)2()y y m y y m y y =--+9)3(2222=+-++y x y x ,即0322=-+x y x )335(≤≤x所以,点M 的轨迹方程为0322=-+x y x )335(≤≤x .第10题 一道1985年高考解析几何题的两个优美解已知椭圆,直线,是上一点,射线交椭圆于点,又点在上,且满足,当点在上移动时,求点的轨迹方程,并说明轨迹是什么曲线.优美解1(极坐标法)如图,依题意设三点的极坐标分别为.因点在椭圆上, 故有,所以①.又点在直线上,所以有,即②.又由得③ .由①②③得,即,所以,化为直角坐标方程得.又点不能是坐标原点,所以不同时为零,故点的轨迹方程是(),即,其轨迹是中心为焦点在直线上的椭圆(坐标原点除外).优美解2(向量方法)依题意设,设,则,因点在直线上,故有即①.又点在椭圆上,所以有即②. 又由得即③.由①②③得,即,下同法1略.问题是数学的心脏,问题解决是数学的核心和目标,简单优美是数学的更高追求,根据问题特点灵活选择恰当的方法使问题得以轻松解决,可从中可体验创造美、发现美、欣赏美的愉悦和成功.第11题 抛物线对称轴上五个重要点在抛物线22(0)y px p =>的对称轴上有五个重要的点,即(0,0)O ,(,0)2pK -,(,0)2p F ,(,0)M p ,(2,0)N p ,与这五点相关的高考试题非常多,本文对这五个点做一个简单的总结,其中前三个点的研究既用了代数法,又用了几何法,后两个点的研究只用了代数法,希望这个研究方法能对同学们有所启发,在遇到由此改编的试题的时候能够选用恰当的方法.为了减少作图和便于比较,我们把涉及五点的结论所需的图形全部放在一个整体的图形中,这个图我们把它叫做五点图,如右图所示:1、原点(0,0)O 处的三点共线:过(,0)2pF 任作直线交抛物线22(0)y px p =>于A B 、,过A B 、分别作准线2px =-的垂线,垂足为11A B 、,O 为坐标原点,则1A O B 、、三点共线,1A O B 、、三点共线. 证法一 几何法连结1AB 交x 轴于1O 点,由已知11AA FK BB ∥∥, 由抛物线定义11,,AA AF BB BF ==于是11111111O F BB B K O K O KBF FA BA BA B A AA FA=====,( 2FBB-∠180,∴F B F⊥解:(1)因为椭圆由184x y +=⎨⎪⎩08=≥.又+ OA OB221(1k +==OB OA OB =.,OA OB OA OB =2整理得: OA 12120x x y y ∴⋅+⋅=.设M(x,y)是以线段AB 为直径的圆上的任意一点,则MA 12)()(x x y -+22,OA OB OA OB =整理得: OA 12120x x y y ∴⋅+⋅= (1)设(x,y)是以线段AB 为直径的圆上则11(y y y y x x --⋅=--,OA OB OA OB =2整理得: OAx x⋅又因12x x⋅≠122所以圆心的轨迹方程为设圆心C到直线12x x⋅又因12∴⋅=x x24(22p p -解法3:设圆C 的圆心为1x x +⎧=12又因12x x ⋅x x ∴⋅=1|4pd ∴=5+5(14k 时,上式取等号.2-127t.()21712727t t =⨯- ()2271271227t t +-≤⨯377=. ……12分 当且仅当27127t t =-,即427t =时,等号成立. ∴ ABC ∆的面积的最大值为377. …… 14分 第 16题 一道解析几何定值题的2种解法已知曲线C 是到点)83,21(-P 和到直线85-=y 距离相等的点的轨迹,l 是过点Q (-1,0)的直线,M 是C 上(不在l 上)的动点;A 、B 在l 上,x MB l MA ⊥⊥, 轴(如图)。
高中数学真题与经典题一题多解解法与解析(总113页)-本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-函数篇【试题1】(2016全国新课标II 卷理16)若直线y kx b =+是曲线ln 2y x =+的切线,也是曲线ln (1)y x =+的切线,b = . 【标准答案】1ln 2-解法一:设直线y kx b =+与曲线ln 2y x =+和ln (1)y x =+切点分别是11(,ln 2)x x +和22(,ln (1))x x +.则切线分别为:111ln 1y x x x =⋅++,()22221ln 111x y x x x x =++-++ ∴()122122111ln 1ln 11x x x x x x ⎧=⎪+⎪⎨⎪+=+-⎪+⎩解得112x = 212x =-∴解得1ln 11ln 2b x =+=-解法二:设直线y kx b =+与曲线ln 2y x =+和ln (1)y x =+切点分别是11(,)x y 和22(,)x y .∵曲线ln 2y x =+通过向量()1,2平移得到曲线()ln 1y x =+ ∴2121(,)(1,2)x x y y --= ∴两曲线公切线的斜率2k =,即112x =,所以1ln 11ln 22b =+=- 【试题2】【2015新课标12题】设函数()(21)x f x e x ax a =--+,其中1a <,若存在唯一的整数0x ,使得0()0f x <,则a 的取值范围是( )32[,1)e-33,24e -()33[,)24e 3[,1)2e解法一:由题意可知存在唯一的整数0x 使得000(21)xe x ax a -<-,设()(21),()xg x e x h x ax a =-=-由'()(21)xg x e x =+,可知()g x 在1(,)2-∞-上单调递减,在1(,)2-+∞上单调递增,故(0)(0)(1)(1)h g h g >-≤-⎧⎨⎩得312a e≤< 解法二:由题意()0f x <可得(21)(1)x e x a x -<- ①当1x =时,不成立;②当1x >时,(21)1x e x a x ->-,令(21)()1x e x g x x -=-,则22(23)'()(1)x e x x g x x -=-, 当3(1,)2x ∈时,()g x 单调递减,当3(,)2x ∈+∞时,()g x 单调递增 所以32min3()()42g x g e ==,即324a e >,与题目中的1a <矛盾,舍去。
高中数学学习中的经典题目解析与讲解随着高中数学学习的深入,经典数学题目的解析与讲解成为了学习的关键。
本文将介绍数学学习中的一些经典题目,并对其解法进行详细讲解,帮助同学们更好地掌握高中数学知识。
一、立体几何题目立体几何是数学学习中的重要内容,其中球体、圆锥体和圆柱体是常见的几何体。
下面,我们以一道经典题目来解析这三种几何体的性质。
题目:一个球形水泵中有一些水,现将水泵水倒入一个圆锥形容器中,若容器正好装满,请问水泵中的水是否用完?为什么?解析:我们需要利用几何体的性质来解答这道题目。
首先了解球体、圆锥体和圆柱体的公式。
- 球体的体积公式为V = 4/3πr³,其中r为半径。
- 圆柱体的体积公式为V = πr²h,其中r为底面半径,h为高度。
- 圆锥体的体积公式为V = 1/3πr²h,其中r为底面半径,h为高度。
我们设水泵中的水体积为V1,球形水泵的半径为r1,圆锥形容器的半径为r2,圆锥形容器的高度为h2。
根据题意,水泵中的水倒入容器中后,容器正好装满,即两者的体积相等。
V1 = V24/3πr1³ = 1/3πr2²h2我们可以观察到,等式右边为圆锥体的体积公式,而左边为球体的体积公式。
由此可知,无论底面半径和高度如何变化,等式均成立。
所以,水泵中的水不会用完,无论水泵的水量多少,只要容器能装下,水泵中就还剩余一定量的水。
二、代数题目代数是高中数学的核心内容之一,其中方程和不等式是重要的概念。
下面,我们以一道经典的代数题目来解析方程的求解方法。
题目:解方程2x² + 7x - 15 = 0。
解析:解一元二次方程有多种方法,我们将采用因式分解法来解答这道题目。
先观察方程的形式,可以发现2x² + 7x - 15可以分解为(2x - 3)(x + 5) = 0。
根据零乘法,只要满足(2x - 3) = 0或(x + 5) = 0两个方程中的一个即可。
全国(quán ɡuó)I卷1、【2021年高考(ɡāo kǎo)数学全国I理第5题】函数(hánshù)在单调(dāndiào)递减,且为奇函数.若,则满足(mǎnzú)的的取值范围是A.B.C.D.【答案】D【知识点】函数的奇偶性;单调性;抽象函数;解不等式。
【试题分析】本题主要考察了抽象函数的奇偶性,单调性以及简单的解不等式,属于简单题。
【解析】解析二:(特殊函数法)由题意,不妨设,因为2-≤≤,所以f-1()1x,化简得,故选D。
解析三:(特殊值法)假设可取,则有,又因为,所以与2-≤≤矛盾,故=01()1f-x不是不等式的解,于是排除A、B、C,故选D。
2、【2021年高考数学全国I理第11题】设xyz为正数,且,则A.B.C.D.【答案】D【知识点】比较大小;对数的运算;对数函数的单调性;【试题分析】本题主要考察了对数的比较大小,其中运用到了对数的运算公式,对数的单调性等。
属于中档题。
【解析】解析一:令,则,,,,,,要比较(b ǐji ào)与,只需比较(b ǐji ào),,即比较(b ǐji ào)与,即比较(b ǐji ào),,易知,故.要比较(b ǐji ào)2x 与,只需比较1lg 22,,即比较与,即比较,,易知,故.所以325y x z <<.解析二:令()2350x y z t t ===>,则2log x t =,3log y t =,5log z t =,2lg 22log 1lg 22t x t ==,3lg 33log 1lg33t y t ==,5lg 5log 1lg55tz t ==, ,所以即23x y >.,所以即52z x >.所以325y x z <<.3、【2021年高考数学全国I 理第18题】如图,在四棱锥P-ABCD 中,AB//CD ,且.(1)证明:平面PAB ⊥平面PAD ;(2)若PA=PD=AB=DC,,求二面角A-PB-C的余弦值.【答案】见解析【知识点】线面垂直的判定;面面垂直的判定;求二面角。
1.已知y x ,为正实数,且4142=++y x xy ,则y x +的最小值为.解法一:消元因为⎪⎭⎫⎝⎛∈+-=241,04241x x x y ,所以()8644944492449424241≥-+++=++-=+++-+=+-+=+x x x x x x x x x x y x 当且仅当5,3==y x 时,等号成立。
解法二:因式分解因为4142=++y x xy ,所以()()9424=++y x ,()()()()86242624=-++≥-+++=+y x y x y x 当且仅当5,3==y x 时,等号成立。
解法三:判别式法设0,>=+t t y x ,则x t y -=代入条件得,()()4142=-++-x t x x t x ,化简得,()041422=-+-+-t x t x ,方程有根的必要条件是0≥∆,()0016-12164-16222≥+=+-=∆t t t t 解得8≥t ,经检验,8=t 时,5,3==y x 可以取得。
2.若将函数()⎪⎭⎫⎝⎛+=32sin πx x f 的图象沿x 轴向右平移()0>ϕϕ个单位后所得的图象与()x f 的图象关于x 轴对称,则ϕ的最小值为.解法一:图象法实线是原函数()⎪⎭⎫⎝⎛+=32sin πx x f ,虚线是新图象,很明显,当实线向右至少平移半个周期2π即可.解法二:特殊值法由图可知,要使得新图象()⎪⎭⎫⎝⎛-+=ϕπ232sin x x g 与原图象()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32sin πx x f 关于x 轴对称,只要原图象的最高点对应新图象的最低点。
于是取原图象()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32sin πx x f 在12π=x 处取得1,此时-112=⎪⎭⎫⎝⎛πg ,即12cos 22sin 12-==⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛ϕϕππg ,Z k k ∈+=,22ππϕ,Z k k ∈+=,2ππϕ,所以ϕ的最小正值为2π.解法三:函数对称关系若()()x g x f -=,则函数()x f 与()x g 关于x 轴对称.新图象()⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=ϕπ232sin x x g 与原图象()⎪⎭⎫ ⎝⎛+=32sin πx x f 关于x 轴对称,所以⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+ϕππ232sin -32sin x x ,即⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+32-2sin 32sin πϕπx x 只要Z k k ∈+=,22ππϕ即可,所以ϕ的最小值正值为2π.3.在ABC ∆中,BC =+,若ABC ∆的面积的最大值为2,则边BC 的长为.解法一:建系,研究动顶点A 的轨迹建立如图坐标系,设a BC =,()y x A a C a B ,,0,2,0,2⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-,=+,所以2226a y a x =+⎪⎭⎫ ⎝⎛-,即当顶点位于最远离x 轴位置时,此时高为a ,2212max ==a S ,所以2=a 。
题目:已知等腰三角形ABC,且AD是三角形ABC的高,E为边BC的中点,AE与BC交于点F,求证:∠ACF=∠BCE。
解法1:根据题目已知,AD是三角形ABC的高,说明角BAD和角FAC互余,即∠BAD+∠FAC=90°。
又因为三角形ABC为等腰三角形,所以∠BAC=∠BCA,即角BAD和角FAC相等。
因此,∠FAC=∠BAD。
由已知条件,E为边BC的中点,所以BE=EC,并且连接AE。
因为E是边BC的中点,所以AE是三角形ABC的中线,所以AE平分∠BAC。
因此,∠BAE=∠CAE,即角BAD和角CAF相等。
综上所述,∠FAC=∠BAD=∠CAF,即∠ACF=∠BCE。
解法2:在△ABC中,已知等腰,所以AB=AC。
根据题目条件,AD是三角形ABC的高,所以BD=CD。
由于E为边BC的中点,所以BE=EC。
连接AE,AF,BF,CF。
由于△ABC是等腰三角形,所以∠BAC=∠BCA,所以∠ACB=∠BCA=∠BAC。
又因为AE是边BC的中线,所以AE平分∠BAC,所以∠BAC=∠CAE。
又因为AF是△ABC中△BCF的高,所以∠ACF=∠AF C。
所以∠ACF=∠AFC=∠BCF。
由于余角定理,对于任意角∠X和∠Y,若∠X+∠Y=90°,则称∠X和∠Y互余。
由题意可知∠BAC和∠BAD互余,所以∠BAD+∠FAC=90°。
又由于是等腰三角形,所以∠ACB=∠BAC。
所以∠ACB+∠FAC=90°,即∠ACF=90°-∠ACB。
由题目条件可知BE=EC,所以△BEC是一个等腰三角形,所以角BEC=角BCE。
所以∠ACF=90°-∠ACB=∠BEC=∠BCE。
综上所述,∠ACF=∠BCE。
山东卷1.(2017.山东文T4)已知34cosx =,则2cos x = (A)- 14 (B) 14 (C) - 18 (D) 18【考点】二倍角公式及其变形【试题分析】本题考查了倍角公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题. 【答案】D【解析】法一:34cosx =,cos2x =2cos 2x -1=81. 法二:由34cosx =得27sin 16x =,2141212sin 1168cos x x =-=-=. 法三:由34cosx =得27sin 16x =,229712cos sin 16168cos x x x =-=-=. 3.(2017.山东文T11)若直线1(00)x ya b a b+=>,> 过点(1,2),则2a +b 的最小值为____ 【知识点】基本不等式【试题分析】本题考查基本不等式的应用,考查“1”代换,考查计算能力,属于基础题. 【答案】82a +b =b b b +-22=b b b b b +-+=+-+-24224)2(2=)2.(24242244--+≥-+-+b b b b =8. 法三:直线过点(1,2),则,121=+b a ,22211abb a ≥+=即ab ≥8,当且仅当b=2a 时等号成立,所以2a +b ,822≥≥ab 当且仅当b=2a 时等号成立.(理科T7)若0a b >>,且1ab =,则下列不等式成立的是 (A )()21log 2a b a a b b +<<+ (B )()21log 2a b a b a b<+<+(C )()21log 2a ba ab b +<+< (D )()21log 2a b a b a b +<+<【知识点】函数单调性、基本不等式、比较大小【试题分析】本题考查了函数的单调性、不等式的解法与性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.法二:a >b >0,且ab =1则a >1,0<b <1,所以+>>12,a b+=+>==22221log (a b)log (a )log log 21,a又+<22log (a b)log 当a=b =1时等号成立.<<a b 012,所以b <+<+2a b 1log (a b)a 2. 法三:构造,2ln 11)(),2(log )(2x x f x x x x f -='>-= ,14ln 2ln 22ln >=>x 所以,12ln 1<x 此时0)(>'x f , 所以f (x )在(2,+∞)上为增函数. 所以f (x )>f (2)=1>0,所以x >log 2x ,即2a >)(log 2log 22b a a +>,所以b +<+21log (a b)a ,<<ab012,+=+>==22221log (a b)log (a )log log 21,a所以b <+<+2a b 1log (a b)a 2.。
高三《一题多解 一题多变》题目一题多解 一题多变(一)原题:482++=x mx x f )( 的定义域为R ,求m 的取值范围 解:由题意0482≥++x mx 在R 上恒成立0>∴m 且Δ0≤,得4≥m变1:4823++=x mx x f log )(的定义域为R ,求m 的取值范围 解:由题意0482>++x mx 在R 上恒成立0>∴m 且Δ0<,得4>m变2:)(log )(4823++=x mx x f 的值域为R ,求m 的取值范围 解:令=t 482++x mx ,则要求t 能取到所有大于0的实数,∴ 当0=m 时,t 能取到所有大于0的实数当0≠m 时,0>m 且Δ0≥4≤0⇒m <40≤≤∴m变3:18223+++=x nx mx x f log )(的定义域为R,值域为[]20,,求m,n 的值 解:由题意,令[]911822,∈+++=x nx mx y ,得0-8--2=+n y x x m y )( m y ≠时,Δ0≥016-)(-2≤++⇒mn y n m y -∴ 1和9时0162=++-)(-mn y n m y 的两个根∴ 5==n m∴ 当m y =时,08==mn x - R x ∈ ,也符合题意 ∴5==n m一 题 多 解-解不等式523<<3-x解法一:根据绝对值的定义,进行分类讨论求解(1)当03-≥x 2时,不等式可化为53-<<x 2343<<x ⇒ (2)当03-<x 2时,不等式可化为0x -1⇒53-2x <<<+<3 综上:解集为}{0x 1-<<<<或43x x 解法二:转化为不等式组求解原不等式等价于014353232<<<<<>x x x x ⇒-3-或且 综上:解集为}{0x 1-<<<<或43x x 解法三:利用等价命题法 原不等式等价于-33-2x 5-53-<<<<或x 23,即0x 1-<<<<或43x 解集为}{0x 1-<<<<或43x x 解法四:利用绝对值的集合意义原不等式可化为2523<<23-x ,不等式的几何意义时数轴上的点23到x 的距离大于23,且小于25,由图得, 解集为}{0x 1-<<<<或43x x一题多解 一题多变(二)已知n s 是等比数列的前n 想项和,963s s s ,,成等差数列,求证:852a a a ,,成等差数列法一:用公式qq a s n n 一一111)(=,因为963s s s ,,成等差数列,所以9632s s s =+且1≠q 则6396391613121121121111q q q q q q qq a q q a q q a =+=+=+⇒)≠(⇒)()()(一一一一一一 所以8716141152222a q a q q a q a q a a a ===+=+)( 所以 852a a a ,,成等差数列` 法二用公式q q a a s n n 一一11=,qq a a q q a a q q a a s s s 一一一一一一12112916131963)(∴,=+=+ 则q a q a q a a a a 85296322=+⇒=+8522a a a =+⇒,所以 852a a a ,,成等差数列`证法三:(用公式)(),(n n n n n n n q q s s q s s 23211++=+=) 3333213654361s q q a a a s a a a s s )()(+=+++=+++=)()()(633333963633912121q q s q s s s s s q q s s ++=++⇒=+++=解得213一=q (下略)变题:已知54=αsin 且α是第二象限角,求αtan 解:α是第二象限角,54=αsin 345312一一一一===αααtan ,sin cos ⇒ 变1:54=αsin ,求αtan解:054>=αsin ,所以α是第一或第二象限角若是第一象限角,则3453==ααtan ,cos若是第二象限角,则3454一一==ααtan ,cos变2:已知)(sin 0>=m m α求αtan 解:由条件10≤<m ,所以当 10<<m 时,α是第一或第二象限角 若是第一象限角时2211mm αm α一一==tan ,cos 若是第二象限角2211mm αm α一一一一tan ,cos ==当1=m 时αtan 不存在变3:已知)(sin 1≤=m m α,求αtan 解:当11一,=m 时,αtan 不存在 当0=m 时, 0=αtan当α时第一、第四象限角时,21mm α一=tan当α是第二、第三象限角时,21mm α一一=tan一题多解 一题多变(三)题目:求函数)()(01 x xx x f +=的值域 方法一:判别式法 --设xx y 1+= ,则01yx -=+2x ,由Δ2y =-204≥⇒≥y 当2=y 时,2x -012=+x 1=⇒x , 因此当1=x 时,)()(01x xx x f +=有最小值2,即值域为[)+∞,2方法二:单调性法先判断函数)()(01 x xx x f +=的单调性 任取210x x ,则212121211x x x x x x x f x f )-)(-()(-)(=当2021≤x x 时,即)()(21x f x f ,此时)(x f 在(]10,上时减函数 当212x x 时,)()(21x f x f )(x f 在()+∞,2上是增函数由)(x f 在(]10,上是减函数,)(x f 在()∞,+1上是增函数,知 1=x 时,)(x f 有最小值2,即值域为[)+∞,2方法三:配方法 2112+=+=)-()(xx xx x f ,当01=xx -时,1=x ,此时)(x f 有最小值2,即值域为[)+∞,2方法四:基本不等式法x x x f 1+=)(212122=≥+=xxx x )()( )(x f 有最小值2,即值域为[)+∞,2变 题原题:若函数1212++=x ax x f )(的定义域为R ,求实数a 的取值范围解:由题意得0122 ++x ax 在R 上恒成立,则要求0 a 且Δ1044 a a ⇒=-变式一:函数)(log )(1222++=x ax x f 的定义域为R ,求实数a 的取值范围解:由题意得0122 ++x ax 在R 上恒成立,则要求0 a 且Δ1044 a a ⇒=-变式二:函数)(l o g )(1222++=x ax x f 的值域为R ,求实数a 的取值范围解:令=u 122++x ax 能取到所有大于0的实数,则 0=a 时,1+=zx u 能取到所有大于0的实数 0≠a 时,0 a 且Δ1a 004a -≤⇒≥= 4综上10≤≤a一题多解 一题多变(四)题目:求函数)()(01 x xx x f +=的值域 方法一:判别式法 --设xx y 1+= ,则01yx -=+2x ,由Δ2y =-204≥⇒≥y当2=y 时,2x -012=+x 1=⇒x , 因此当1=x 时,)()(01x xx x f +=有最小值2,即值域为[)+∞,2方法二:单调性法先判断函数)()(01 x xx x f +=的单调性 任取210x x ,则212121211x x x x x x x f x f )-)(-()(-)(=当2021≤x x 时,即)()(21x f x f ,此时)(x f 在(]10,上时减函数 当212x x 时,)()(21x f x f )(x f 在()+∞,2上是增函数由)(x f 在(]10,上时减函数,)(x f 在()∞,+1上是增函数,知 1=x 时,)(x f 有最小值2,即值域为[)+∞,2方法三:配方法2112+=+=)-()(x x x x x f ,当01=xx -时,1=x ,此时 )(x f 有最小值2,即值域为[)+∞,2方法四:基本不等式法x x x f 1+=)(212122=≥+=xxx x )()( )(x f 有最小值2,即值域为[)+∞,2变 题原题:若函数1212++=x ax x f )(的定义域为R ,求实数a 的取值范围解:由题意得0122 ++x ax 在R 上恒成立,则要求0 a 且Δ1044 a a ⇒=-变式一:函数)(log )(1222++=x ax x f 的定义域为R ,求实数a 的取值范围解:由题意得0122 ++x ax 在R 上恒成立,则要求0 a 且Δ1044 a a ⇒=-变式二:函数)(l o g )(1222++=x ax x f 的值域为R ,求实数a 的取值范围解:令=u 122++x ax 能取到所有大于0的实数,则 0=a 时,1+=zx u 能取到所有大于0的实数 0≠a 时,0 a 且Δ1a 004a -≤⇒≥= 4综上10≤≤a一题多解 一题多变(五)题目:椭圆1162522=+y x 的焦点是21F F 、,椭圆上一点P 满足21PF PF ⊥,下面结论正确的是———————————————————————( )(A )P 点有两个 (B )P 点有四个(C )P 点不一定存在 (D )P 点一定不存在解法一:以21F F 为直径构圆,知:圆的半径b c r =<==43,即圆与椭圆不可能有交点。
一、典例分析,融合贯通典例1已知a ∈R ,i 为虚数单位,若i2ia -+为实数,则a 的值为 .【解法1】直接法()(2)(21)(2)2122(2)(2)555a i a i i a a i a a i i i i -----+-+===-++-为实数, 则20,25a a +==-。
【点睛之笔】直接法,按部就班,不费脑! 【解法2】方程法设2a i k R i-=∈+,则()22a i k i k ki -=+=+,则2,1a k k ==-,因此2a =-。
【点睛之笔】方程思想,由思不必想!【点睛之笔】共轭法,阴阳合一,天下无敌! 【解后反思】解法一:直接化简,根据定义确定取值; 解法二:建立方程,寻找平衡点; 解法三:利用共轭 ,寻找共同点。
典例2已知复数z 的模为2 ,求i z -的最大值. 【解法1】代数法 设)(R y x yi x z ∈+=、,yy x i z y x 25)1(.42222-=-+=-+=则,32,2max =--=∴≤i z y y 时,当.【点睛之笔】用数据说话,直接明了! 【解法2】三角代换法设),sin (cos 2θθi z +=则.sin 45)1sin 2cos 422θθθ-=-=-+(i z.31sin max =--=∴i z 时,当θ【点睛之笔】三角代换,化繁为简! 【解法3】几何法2,z =∴点z 圆224x y +=上的点,z i -表示z 与i 所对应的之间的距离,图所示,可知当i z 2-=时,3max =-i z .【点睛之笔】以形助数,直指核心! 【解法4】三角不等式法312=+=-+≤-i z i z而当i z 2-=时,.3.3max =-∴=-i z i z【点睛之笔】三角不等式,直截了当,绝不啰嗦!【点睛之笔】共轭复数法,一体两面,各有千秋! 【解后反思】yxO .i . -2iZ解法一:直接利用代数运算,较少思维量!解法二:三角代换,化繁为易,降低计算量!、解法三:利用几何法,化虚为实!解法四:利用三角不等式,直捣黄龙!解法五:共轭复数,有难共担,一对好“兄弟”!典例3.若1zz-为纯虚数,求z在复平面内对应的点的轨迹【点睛之笔】直接化简,不走弯路!【解法2】利用共轭的运算性质化简1zz-为纯虚数,∴-+-⎛⎝⎫⎭⎪=≠≠zzzzz z11001,(且)整理得:∴-+-=+---=zzzzz z zzz z11211()()∴+==z z zz20设(,)x yi z x y R+=∈,则有2222()00x x y y-+=≠(),即2211()(0)24x y y-+=≠它表示以1(,0)2为圆心,以12为半径的圆去掉两点0010(,),(,)【点睛之笔】共轭复数法,就属它不一样!【解后反思】解法一:直接化简,利用定义建立方程!解法二:利用共轭复数的性质,运算简单,思维灵活!二、精选试题,能力升级1.【2018河南洛阳尖子生联考】已知复数z 满足z(1−i)2=1+i (i 为虚数单位),则|z|为( )A. 12 B 。
函数篇【试题1】(2016全国新课标II 卷理16)若直线y kx b =+是曲线ln 2y x =+的切线,也是曲线ln (1)y x =+的切线,b = . 【标准答案】1ln2-解法一:设直线y kx b =+与曲线ln 2y x =+和ln (1)y x =+切点分别是11(,ln 2)x x +和22(,ln (1))x x +.则切线分别为:111ln 1y x x x =⋅++,()22221ln 111x y x x x x =++-++ ∴()122122111ln 1ln 11xx x x x x ⎧=⎪+⎪⎨⎪+=+-⎪+⎩解得112x =212x =- ∴解得1ln 11ln 2b x =+=-解法二:设直线y kx b =+与曲线ln 2y x =+和ln (1)y x =+切点分别是11(,)x y 和22(,)x y .∵曲线ln 2y x =+通过向量()1,2平移得到曲线()ln 1y x =+ ∴2121(,)(1,2)x x y y --=∴两曲线公切线的斜率2k =,即112x =,所以1ln 11ln 22b =+=-【试题2】【2015新课标12题】设函数()(21)x f x e x ax a =--+,其中1a <,若存在唯一的整数0x ,使得0()0f x <,则a 的取值范围是( ) A.32[,1)e-B 33,24e -()C.33[,)24eD.3[,1)2e解法一:由题意可知存在唯一的整数0x 使得000(21)x e x ax a -<-,设()(21),()x g x e x h x ax a =-=-由'()(21)xg x e x =+,可知()g x 在1(,)2-∞-上单调递减,在1(,)2-+∞上单调递增,故(0)(0)(1)(1)h g h g >-≤-⎧⎨⎩得312a e ≤<解法二:由题意()0f x <可得(21)(1)x e x a x -<- ①当1x =时,不成立;②当1x >时,(21)1x e x a x ->-,令(21)()1x e x g x x -=-,则22(23)'()(1)x e x x g x x -=-, 当3(1,)2x ∈时,()g x 单调递减,当3(,)2x ∈+∞时,()g x 单调递增所以32min 3()()42g x g e ==,即324a e >,与题目中的1a <矛盾,舍去。
③当1x <时,(21)1x e x a x -<-,令(21)()1x e x g x x -=-同理可得:当(,0)x ∈-∞时,()g x 单调递增,当(0,1)x ∈时,()g x 单调递减 所以max ()(0)1g x g ==,即1a <,满足题意。
又因为存在唯一的整数0x ,则3(1)2a g e≥-= 此时3[,1)2a e∈ 综上所述,a 的取值范围是3[,1)2e解法三:根据选项,可以采取特殊值代入验证,从而甄别出正确答案。
当0a =时,()(21)x f x e x =-,'()(21)x f x e x =+,可知()f x 在1(,)2-∞-递减,在1(,)2-+∞递增,又(0)10f =-<,1(1)30f e --=-<,不符合题意,故0a =不成立,排除答案A 、B.当34a =时,33()(21)44x f x e x x =--+,3'()(21)4x f x e x =+-,因为3'()(21)4x f x e x =+-为增函数,且31'(0)1044f =-=>,13'(1)04f e --=--<,所以存在(1,0)t ∈-,使得'()0f t =,则()f x 在(,)t -∞递减,在(,)t +∞递增,又3(0)104f =-+<,13(1)302f e --=-+>,(1)0f e =>,易判断存在唯一的整数0,使得(0)0f <,故34a =成立,排除答案C. 解法四:0x =带入()f x 中可以得到(0)1f a =-,由题意可知1a <,所以(0)0f <,满足题目中存在唯一的整数,使得0()0f x <,所以只需要(1)0(1)0f f >⎧⎨->⎩即可,得到312a e ≤<【试题3】(2016年全国Ⅰ卷文科第12题)若函数1()sin 2sin 3f x x x a x =-+在()+∞∞-,单调递增,则a 的取值范围是( )[]1111.1,1.1,.,.1,3333A B C D ⎡⎤⎡⎤⎡⎤-----⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦解法一:函数x a x x x f sin 2sin 31)(+-=的导数为x a x x f cos 2cos 321)('+-=由题意可得0)('≥x f 恒成立,即为0cos 2cos 321≥+-x a x即有0cos cos 34352≥+-x a x设)11(cos ≤≤-=t x t ,即有at t 3452+-≥0,当0=t 时,不等式显然成立;当01t ≤<时,534a t t≥-,由tt 54-在]1,0(递增,可得1=t 时,取得最大值1-,可得13-≥a ,即31-≥a ;当01<t ≤-时,tt a 543-≤,由54t t-在[1,0)-递增,可得1t =-时,取得最小值1,可得13≥a ,即31≤a .综上可得a 的范围是]31,31[-.故选:C .解法二:函数x a x x x f sin 2sin 31)(+-=的导数为x a x x f cos 2cos 321)('+-=由题意可得0)('≥x f 恒成立,即为0cos 2cos 321≥+-x a x即有0cos cos 34352≥+-x a x ≥0,设)11(cos ≤≤-=t x t ,即有at t 3452+-≥0,由于二次函数)11(534)(2≤≤-++-=t at t t g 的开口方向向上,因此只需要⎩⎨⎧≤-≤0)1(0)1(g g解得,即1133a -≤≤,故选:C .解法三:应用结论“奇函数的导函数是偶函数,偶函数的导函数是奇函数”由题可得,因为函数x a x x x f sin 2sin 31)(+-=的定义域为()+∞∞-,且)()(x f x f -=-,所以)(x f 是奇函数. 根据结论可得,)('x f 是偶函数.又因为函数x a x x x f sin 2sin 31)(+-=在()+∞∞-,单调递增则0)('≥x f 在()+∞∞-,上恒成立因而必须满足3100cos 0cos 3210)0('-≥⇒≥+-⇒≥a a f因而根据选项,只有C 符合题意 故选C【试题6】(2014年全国课标1理科数学第11题) 已知函数()f x =3231ax x -+,若()f x 存在唯一的零点0x ,且0x >0,则a 的取值范围为A .(2,+∞)B .(-∞,-2)C .(1,+∞)D .(-∞,-1)解法一:求导得()()23632f x ax x x ax '=-=-,若0a =,则()231f x x =-+,不合题意,舍去;若0a ≠,令()0f x '=解得0x =或2x a=。
当0a <时,易知()f x 在2,a ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭上单调递减,在2,0a ⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调递增,在()0,+∞上单调递减,结合()f x 的图像,只需有20f a⎛⎫> ⎪⎝⎭,解得2a <-。
当0a >时,易知()f x 在(),0-∞上单调递增,由()120f a -=--<,()010f =>,知()f x 在()1,0-上有零点,不合题意,舍去;综上所述,a 的取值范围为(),2-∞-,选B 。
解法二:由题意知,方程33310ax x -+=有唯一正根0x ,显然0x ≠,则313a x x=-+,令10t x=≠,等价于方程33a t t =-+(0t ≠)有唯一正根,作出33y t t =-+(0t ≠)的图像,数形结合,a 的取值范围为(),2-∞-,选B 。
解法三:取3a =,()32331f x x x =-+,检验知不合题意,排除A ,C ;取43a =-,()324313f x x x =--+,检验知不合题意,排除D ,故选B 。
【试题7】:(2015江苏高考13).已知函数()()20,01ln ,42,1x f x x g x x x <≤⎧⎪==⎨-->⎪⎩,则方程()()1f x g x +=实根的个数为▲ .解法1::()()1()1ln f x g x g x x +=⇔=±-,所以方程方程1|)()(|=+x g x f 实根的个数即为曲线()y g x =和曲线1ln y x =±-的公共点个数之和。
曲线()y g x = 和曲线y 1ln x =-显然有2个公共点,又因为(101ln1(221ln 2g g ⎧=>--⎪⎨=-<--⎪⎩)),所以曲线()y g x = 和曲线y 1ln x =--也有2个公共点,如图2所示所以方程1|)()(|=+x g x f 实根的个数为4个。
解法2::(1)当01x <≤时,()ln ln ,()0f x x x g x ==-=,原方程即为1ln 10x x e-+=⇒=,所以当01x <≤时,原方程有一个实根; (2)当12x <≤时,2()ln ,()2f x x g x x ==-,原方程即为2ln 21x x +-= 令21()ln 2(12),()20F x x x x F x x x'=+-<≤=-<, 所以()(1,2]F x x ∈在上单调递减,得()[ln 22,1)F x ∈-,得2ln 21x x +-=只有一个实根。
(3)当2x >时,2()ln ,()6f x x g x x ==-,原方程即为222ln 61ln 7ln 5x x x x or x x +-=⇒+=+=。
令2()ln (2,)G x x x x =+∈+∞在上单调递增,所以()(ln 24,)G x ∈++∞,因此22ln 7ln 5x x or x x +=+=各有一个实根。
综上,方程1|)()(|=+x g x f 实根的个数为4。