第一篇:優(yōu)質(zhì)論文-高中數(shù)學(xué)“含參”問(wèn)題方法小結(jié)
高中數(shù)學(xué) “含參”問(wèn)題方法小結(jié)
含參數(shù)(不)等式“恒、能成立”問(wèn)題是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),同時(shí)也是高考考查的熱點(diǎn)。這類(lèi)問(wèn)題可以考查多個(gè)知識(shí)點(diǎn),更能從多個(gè)角度檢查考生的素質(zhì)和能力,這類(lèi)問(wèn)題難度比較大,綜合性強(qiáng),考生不易得分。
解決此類(lèi)問(wèn)題有一定的規(guī)律性,常見(jiàn)方法有:函數(shù)思想、分離參數(shù)、變換主元、數(shù)形結(jié)合等,其中分離參數(shù)轉(zhuǎn)換自變量是其常用的方法。一.反參為主(即主元法)
對(duì)于給出了參數(shù)范圍的“恒成立”問(wèn)題,常把參數(shù)視為主元,把主元視為已知函數(shù),即把原題視為參數(shù)的函數(shù),從函數(shù)角度來(lái)解答。
例1.對(duì)于任意a∈[-1,1],函數(shù)f(x)=x2+(a-4)x-2a的值恒大于零,求x的取值范圍。
解:由題令g(a)=(x-2)a+(x2-4x+4)>0對(duì) a∈[-1,1]恒成立。顯然x≠2 ∴g(a)是a的一次函數(shù),要使g(a)<0在a∈[-1,1]上恒成立,2??g(?1)?0?(x?2)?x?4x?4?0只需?
即? 2??g(1)?0?(2?x)?x?4x?4?0解之得:x<1或x>3 點(diǎn)評(píng):此題若按分離法做,分離a得(x?2)a?4x?x2需討論比較復(fù)雜
變式:若例1中改為x∈[-1,1]上f(x)>0恒成立,則此題屬于二次函數(shù)區(qū)間定軸動(dòng)題目,對(duì)稱(chēng)軸x??a?4a?4??1,令f(-1)>0
分三種情況:①?22a?4??1,令?<0 ②?1??2a?4?1?1,令f(1)>0 ③?22x?a(x∈R)在[-1,1]上是增函數(shù)。x2?21的兩根為x1,x2,試問(wèn):是否存在實(shí)數(shù)m,使得不等式x 點(diǎn)評(píng):此題若用分離法不易解答。
例2.已知函數(shù)f(x)?(1)求實(shí)數(shù)a的值所組成的集合A(2)設(shè)關(guān)于x的方程f(x)?m2+tm+1≥|x1-x2|對(duì)于任意a∈A及t∈[-1,1]恒成立?若存在,求出m的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由
2(x2?2)?(2x?a)?2x2(?x2?ax?2)解:(1)f?(x)???0對(duì)x∈[-1,1]恒成立
(x2?2)2(x2?2)2令h(x)??x?ax?2則有?(2)由f(x)?2?h(1)?0??1?a?2?0即??A??a?R|?1?a?1?
h(?1)?0-1-a+2?0??2x?a1?
得:x2?ax?2?0 2x?2x?x1?x2?a∵??a?8?0
∴?
x?x??2?122∴|x1?x2|?(x1?x2)2?4x1x2?a2?8 ∵-1≤a≤1 ∴1≤|x1?x2|≤3 ①
要使m2+tm+1≥|x1-x2|對(duì)于任意a∈A及t ∈[-1,1]恒成立, 當(dāng)且僅當(dāng)m2+tm+1≥3對(duì)于任意t ∈[-1,1]恒成立,即m2+tm+1≥0對(duì)于任意t ∈[-1,1]恒成立
g(t)=mt+m2-2, t∈[-1,1]則g(t)≥0對(duì)對(duì)t ∈[-1,1]恒成立②
2??g(?1)?m?m?2?0令?解得:m≥2或m≤-2 2??g(1)?m?m?2?0注:本題含a,t,m三個(gè)參數(shù),通過(guò)①減少為兩個(gè)參數(shù)t,m,要解決②,以t為主元,利用一次函數(shù)保號(hào)性解決. 二.分離參數(shù)和函數(shù)思想
通過(guò)恒等變形,將參數(shù)與主元分離出來(lái),使不等式一邊只含參數(shù),另一邊是與參數(shù)無(wú)關(guān)的主元問(wèn)題,只需求出主元函數(shù)的最值。求主元函數(shù)的最值時(shí),常用到配方法、基本不等式、函數(shù)單調(diào)性、三角函數(shù)值域等知識(shí)與方法。
x2?2x?a例1.已知函數(shù)f(x)?,若對(duì)任意x∈[1,+∞),不等式f(x)>0恒成立,試求實(shí)
x數(shù)a的范圍
x2?2x?a?0 解:∵x∈[1,+∞],要使f(x)>0恒成立,即使
x即x+2x+a>0對(duì)x∈[1,+∞)恒成立
22分離參數(shù)得:a>-(x+2x)=-(x+1)+1
2當(dāng)x∈[1,+∞)時(shí),g(x)=-(x+1)+1最大值為3?!鄬?shí)數(shù)a取值范圍為:a>-3 點(diǎn)評(píng):以上解法為分離參數(shù)法,此題若按函數(shù)思想,則f(x)?x?雙勾函數(shù),需討論,比較復(fù)雜。
例2.(2013高考新課標(biāo)Ⅰ21)已知函數(shù)f(x)=x2+ax+b,g(x)=ex(cx+d),若曲線y=f(x)和曲線y=g(x)都過(guò)點(diǎn)P(0,2),且在點(diǎn)P處有相同的切線y=4x+2(Ⅰ)求a,b,c,d的值
(Ⅱ)若x≥-2時(shí),f(x)≤kg(x),求k的取值范圍。
解:(Ⅰ)因?yàn)榍€y=f(x)和曲線y=g(x)都過(guò)點(diǎn)P(0,2),所以b=d=2;因?yàn)?
a?2,則此函數(shù)為x,故所以,;
;,故,故;(Ⅱ)法一:函數(shù)思想
令令① 若當(dāng)?shù)茫瑒t時(shí),則,從而當(dāng),即
在,由題設(shè)可得,故,時(shí),上最小值為,此時(shí)f(x)≤kg(x)恒成立;
②若,所以f(x)≤kg(x)恒成立
③若,則
.,故f(x)≤kg(x)不恒成立;,故
在上單調(diào)遞增,因?yàn)榫C上所述k的取值范圍為法二:分離參數(shù)法
2由題可得x?4x?2≤2kex(x?1)對(duì)x ∈【-2,+∞)恒成立 ①當(dāng)x??1時(shí),k∈R
x2?4x?2x2?4x?2②當(dāng)-2≤x<-1時(shí),有k≤ ,令h(x)= xx2e(x?1)2e(x?1)1(2x?4)ex(x?1)?[ex(x?1)?exx](x2?4x?2)?x(x?2)2則h(x)?.=x
2e2x(x?1)22e(x?1)2'∴當(dāng)-2≤x<-1,h(x)單增, hmin(x)?h(2)?e2 ∴k≤e
2x2?4x?2③當(dāng)x>-1時(shí),有k≥,同②可得 x2e(x?1)當(dāng)x∈(-1,0),h(x)單增,當(dāng)x ∈(0,+∞)時(shí),h(x)單減 ∴hmax(x)?h(0)?1 ∴綜合①②③可得1≤k ≤e
變式:(10山東理22)已知函數(shù)f(x)?lnx?ax?(Ⅰ)當(dāng)a?21?a?1(a?R).x1時(shí),討論f(x)的單調(diào)性; 2(Ⅱ)設(shè)g(x)?x2?2bx?4.當(dāng)a?1時(shí),若對(duì)?x1?(0,2),?x2??1,2?,使 4f(x1)?g(x2),求實(shí)數(shù)b取值范圍.解:(Ⅰ)因?yàn)??a1a?1ax2?x?1?a'f(x)?lnx?ax??1,f(x)??a?2?x?(0,??),2xxxx令 h(x)?ax2?x?1?a,x?(0,??),①當(dāng)a?單調(diào)遞減; 1'(0,+?)時(shí),x1?x2,h(x)≥0恒成立,此時(shí)f(x)≤0,函數(shù) f(x)在上2121a1>0,②當(dāng)0<a<時(shí),?1>' x?(0,1)時(shí),h(x)>0,此時(shí)f(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;
x?(1,1?1)時(shí)h(x)<0,此時(shí)f'(x)>0,函數(shù) f(x)單調(diào)遞增; a' x?(?1,??)時(shí),h(x)>0,此時(shí)f(x)<0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減; 1a ③當(dāng)a<0時(shí),由于
1?1<0,a' x?(0,1),h(x)>0,此時(shí)f(x)<0,函數(shù) f(x)單調(diào)遞減; ' x?(1,??)時(shí),h(x)<0,此時(shí)f(x)>0,函數(shù)f(x)單調(diào)遞增.(Ⅱ)因?yàn)閍=11?(0,),由(Ⅰ)知,x1=1,x2=3?(0,2),當(dāng)x?(0,1)時(shí),f'(x)420,函數(shù)f(x)單調(diào)遞減;?g(x)?min?g(2)?8?4b?0b?(2,??)?1?17?b??,???,當(dāng)2?8?x?(1,2)時(shí),f'(x)1函數(shù)f(x)單調(diào)遞增,所以f(x)在(0,2)上的最小值為f(1)??。0,2由于“對(duì)任意x1?(0,2),存在x2??1,2?,使f(x1)?g(x2)”等價(jià)于 “g(x)在?1,2?上的最小值不大于f(x)在(0,2)上的最小值?又g(x)=(x?b)2?4?b2,x1??1,2?,所以 ①當(dāng)b1”(*)21時(shí),因?yàn)?g(x)?min?g(1)?5?2b0,此時(shí)與(*)矛盾
②當(dāng)b??1,2?時(shí),因?yàn)?g(x)?min?4?b2?0,同樣與(*)矛盾 ③當(dāng)b?(2,??)時(shí),因?yàn)?g(x)?min?g(2)?8?4b,解不等式8-4b?綜上,b的取值范圍是?117,可得b?
82?17?,???。?8?點(diǎn)評(píng):此題第二問(wèn)用的是函數(shù)思想,若用分離參數(shù)法則容易出錯(cuò)
?x2??1,2?,f(x1)?g(x2),變式1:②?x1?(0,2),求實(shí)數(shù)b范圍.則fmax(x)≥gxma(x)
③?x1?(0,2),?x2??1,2?,f(x1)?g(x2),求實(shí)數(shù)b范圍.則fmin(x)≥gmax(x)④?x1?(0,2),?x2??1,2?,f(x1)?g(x2),求實(shí)數(shù)b范圍.則fmax(x)≥gmin(x)⑤若?x??1,2?,f(x)?g(x),求實(shí)數(shù)b范圍.則令h(x)?f(x)?g(x),hmin(x)≥0 ⑥若?x??1,2?,f(x)?g(x),求實(shí)數(shù)b范圍.則令h(x)?f(x)?g(x),hmax(x)≥0
2x2f(x)?x?1,g(x)?ax?5?2a(a?0). 變式2:設(shè)(1)求f(x)在x?[0,1]上的值域;
(2)若對(duì)于任意x1?[0,1],總存在x0?[0,1],使得g(x0)?f(x1)成立,求a的取值范圍.
三.?dāng)?shù)形結(jié)合
通過(guò)構(gòu)造圖形,從圖形上可以直觀地看出不等式恒成立和能成立需要的條件 例1.設(shè)函數(shù)f(x)?|x?1|?|2x?4|.(1)畫(huà)出f(x)圖像;(2)若關(guān)于x的不等式f(x)?ax?1恒成立,試求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
變式:(2010寧夏24)設(shè)函數(shù)f(x)?2x?4?1,(1)畫(huà)出f(x)圖像;
(2)若不等式f(x)≤ax的解集非空,求a的取值范圍。
解:
??2x?5,x?2f(x)???2x?3,x?2則函數(shù)y?f(x)的圖像如圖(Ⅰ)由于所示。
y?ax的圖像可知,當(dāng)且僅當(dāng)(Ⅱ)由函數(shù)y?f(x)與函數(shù)
a?12或a??2時(shí),函數(shù)y?f(x)與函數(shù)y?ax的圖像有交點(diǎn)。故不等式f(x)?ax的解集非空時(shí),的取值范圍為
?1???,?2??????,?2?。
第二篇:高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)問(wèn)題及建議論文
摘要:數(shù)學(xué)是高中課程體系中最基本的科目之一,是其他理科學(xué)習(xí)與運(yùn)算的基礎(chǔ)學(xué)科,因此學(xué)好數(shù)學(xué)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但是許多學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中存在著一些錯(cuò)誤,導(dǎo)致數(shù)學(xué)成績(jī)得不到提升。本文舉例分析了高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中五種常犯的錯(cuò)誤,并針對(duì)這些誤區(qū)提出而一些改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);常犯的錯(cuò)誤;學(xué)習(xí)方法
數(shù)學(xué)學(xué)科對(duì)學(xué)生的邏輯思維有著較高的要求,使得許多學(xué)生在學(xué)習(xí)中不能得心應(yīng)手,存在著許多誤區(qū)。通過(guò)分析學(xué)生在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問(wèn)題,能夠讓學(xué)生明確自身的不足,并在后續(xù)的學(xué)習(xí)中有意識(shí)地去加以改進(jìn),促進(jìn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果的提高。
一、高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中五種常犯的錯(cuò)誤
1)學(xué)習(xí)理念上的不當(dāng)。一方面,由于受到傳統(tǒng)應(yīng)試教育模式的影響,許多學(xué)生片面地認(rèn)為學(xué)習(xí)就是為了取得高分,因此其學(xué)習(xí)目的帶有功利性,僅僅為了在高考中取得較好的成績(jī)而去學(xué)習(xí),忽視了自身能力的提高。另一方面,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有一定的難度,其教學(xué)內(nèi)容具有較強(qiáng)的邏輯性,再加上教師所傳授的知識(shí)有著一定的抽象性,因此對(duì)學(xué)生的能力要求較高。許多學(xué)生很難掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容,久而久之就產(chǎn)生了厭學(xué)的心理,消極地面對(duì)學(xué)習(xí)。[1]2)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握不夠牢固。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,有的學(xué)生粗心大意,對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)看似是掌握全面了,但仔細(xì)分析卻還有著許多不足。有的學(xué)生自以為是,對(duì)某些原理知識(shí)只停留在“知道”、“了解”的層面上,而不肯再多下點(diǎn)功夫去深入鉆研。其知道了一種題目的解題思路之后,就想當(dāng)然地利用這種解題方式去解答看上去相似但本質(zhì)卻不同的題目,因此其學(xué)習(xí)效果總是不能夠提升。此外,部分學(xué)生還不能明確什么條件下該使用什么樣的公式。其能夠記住大部分的公式,但是對(duì)于如何去應(yīng)用卻是有些茫然,對(duì)公式和其對(duì)應(yīng)的應(yīng)用條件了解的不夠,故而在答題時(shí)只能夠一個(gè)個(gè)公式地去試,這樣不但浪費(fèi)時(shí)間而且還很難解出正確答案。3)缺乏學(xué)習(xí)的自主性。在當(dāng)前素質(zhì)教育的新形勢(shì)下,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力也使綜合素質(zhì)的一個(gè)重要體現(xiàn)。但是由于受到傳統(tǒng)的“以教師為中心”學(xué)習(xí)模式的束縛,學(xué)生的主動(dòng)性受到了壓制,更多的是依賴于教師、依賴于課堂教學(xué)。在學(xué)習(xí)中,只是跟隨教師的思路去機(jī)械地做筆記,而很少主動(dòng)地去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題,缺乏自主學(xué)習(xí)的能力。[2]4)審題意識(shí)與審題能力較弱。審題是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵,數(shù)學(xué)學(xué)科具有較強(qiáng)的邏輯性,因此在題目的設(shè)置上也對(duì)學(xué)生的思維能力有著較高的要求,在解答題目時(shí)往往需要學(xué)生利用逆向思維、空間思維去從不同的角度來(lái)進(jìn)行解答。
二、改進(jìn)高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中存在錯(cuò)誤的建議
1)明確學(xué)習(xí)目的、端正學(xué)習(xí)態(tài)度。素質(zhì)教育要求培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力,而不僅僅是追求分?jǐn)?shù)的高低,因此在學(xué)習(xí)過(guò)程中,學(xué)生應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變?cè)械恼J(rèn)知,端正學(xué)習(xí)態(tài)度,消除掉功利心理,注重在學(xué)習(xí)過(guò)程中自身思維能力、創(chuàng)新能力、合作能力的綜合提升,以增強(qiáng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。2)夯實(shí)基礎(chǔ),強(qiáng)化提高。對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握牢固與否,是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵,而數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的考試也是以基礎(chǔ)知識(shí)為前提進(jìn)行延展與深化。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中必須夯實(shí)基礎(chǔ),了解最基本的概念、公式,并掌握公式的應(yīng)用范圍。在對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)有所掌握之后,學(xué)生還要通過(guò)適當(dāng)?shù)赜?xùn)練來(lái)作進(jìn)一步的強(qiáng)化提升,以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)成績(jī)的提高。3)培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。首先,在上課之前要自行對(duì)將要學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行預(yù)習(xí),在結(jié)合舊知識(shí)的基礎(chǔ)上加深對(duì)新知識(shí)的認(rèn)知,并勾畫(huà)出難以理解的地方,留待課堂上聽(tīng)老師講授。其次,在課堂上要充分發(fā)揮自身的主觀能動(dòng)性,不僅僅要跟著教師的思路走,還要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行深入地思考,以加深理解,同時(shí)將自己疑惑的地方標(biāo)記出來(lái)。最后,在課堂結(jié)束之后要對(duì)還存在疑問(wèn)的地方進(jìn)行反思,如果自己得不出答案可以去查找資料、詢問(wèn)教師或者與同學(xué)討論,以培養(yǎng)思維能力。與此同時(shí),還要自行地進(jìn)行解題訓(xùn)練,針對(duì)知識(shí)構(gòu)成上的薄弱環(huán)節(jié),對(duì)于相關(guān)的試題進(jìn)行適當(dāng)?shù)鼐毩?xí),以形成解題思路,提高學(xué)習(xí)的效果。[3]4)培養(yǎng)審題意識(shí)、提高審題能力。審題是答題的首要步驟,審題時(shí)首先要找準(zhǔn)題干中的關(guān)鍵要素,并有意識(shí)地排除干擾條件。其次要認(rèn)真分析題干中的各種條件,有圖表的再結(jié)合圖表作深入探討,并調(diào)動(dòng)所學(xué)知識(shí),選取行之有效的解題思路。最后,如果常規(guī)方法行不通,不妨試試從另外的角度出發(fā),利用逆向思維的方法推出解題要點(diǎn),再根據(jù)這些要點(diǎn)進(jìn)行解答。例如概率類(lèi)的題型中,一般是需要對(duì)可能出現(xiàn)的多種情況分開(kāi)討論,因此需要讀懂題目的關(guān)鍵要素,并根據(jù)這些要素去思考可能會(huì)出現(xiàn)的情況。
三、結(jié)束語(yǔ)
所有的學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)一些誤區(qū),因此需要加強(qiáng)反思,在老師與同學(xué)的幫助下認(rèn)識(shí)到這些錯(cuò)誤,并采取一些有效的措施來(lái)加以改進(jìn),這樣才能提升學(xué)習(xí)的效率,同時(shí)還有利于綜合素養(yǎng)的提升。
參考文獻(xiàn):
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第三篇:含參二次函數(shù)最值問(wèn)題探討
含參二次函數(shù)最值問(wèn)題探討
甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
張發(fā)榮
733006 二次函數(shù)模型是重要的函數(shù)模型,在北師大版高中《數(shù)學(xué)》新教材中占了大量的篇幅,詳盡介紹了二次函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用.特別是二次函數(shù)的最值問(wèn)題是歷年來(lái)高考命題的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,而求二次函數(shù)的最值問(wèn)題歸納起來(lái)主要有四種形式:(1)軸定區(qū)間定,(2)軸定區(qū)間動(dòng),(3)軸動(dòng)區(qū)間定.
(四)軸動(dòng)區(qū)間動(dòng)。一般來(lái)說(shuō),討論二次函數(shù)在區(qū)間上的最值,主要看區(qū)間落在二次函數(shù)的哪一個(gè)單調(diào)區(qū)間上,從而用相應(yīng)的單調(diào)性來(lái)求最值,這種思路體現(xiàn)了分類(lèi)討論的思想方法.下面就新教材,通過(guò)例子具體談?wù)劧魏瘮?shù)最值的幾種求解方法.
一、軸定區(qū)間定
由于這種類(lèi)型的二次函數(shù)的對(duì)稱(chēng)軸是固定的,區(qū)間也是固定的,因而求它的最值,只 要直接應(yīng)用單調(diào)性求出最值即可.
例1(2002年高考數(shù)學(xué)上海卷)f?x??x2?2ax?2,x???5,5?.(1)當(dāng)a??1時(shí),求函數(shù)f?x?的最大值和最小值;
(2)求實(shí)數(shù)a的取值范圍,使y?f?x?在區(qū)間??5,5?上是單調(diào)函數(shù).
解:方法
(一):(1)當(dāng)a??1時(shí),f?x??x2?2x?2??x?1??1,x???5,5?,2由于對(duì)稱(chēng)軸為x?1,區(qū)間為??5,5?,而當(dāng)1?x?5時(shí),f?x?是單調(diào)遞增的;當(dāng)?5?x?1時(shí),f?x??x2?2ax?2f?x?是單調(diào)遞減的,所以f?x?min?f?1??1,f?x?max?f??5??37.
(2)=?x?a??2?a2,所以對(duì)稱(chēng)軸為x??a,由數(shù)形結(jié)合可知,當(dāng)a??5時(shí),2f?x?在區(qū)間??5,5?上單調(diào)遞減;當(dāng)a?5時(shí),f?x?在區(qū)間??5,5?上單調(diào)遞增.
方法
(二):(導(dǎo)數(shù)法)
''(1)當(dāng)a??1時(shí),因?yàn)閒?x??2x?2,令f?x??0,得x?1
''當(dāng)?5?x?1時(shí),f?x??0,當(dāng)1?x?5時(shí),f?x??0 所以x?1是f?x?的極小值點(diǎn)
f?x?min?f?1??
1f?x?max??f??5?,f?5?'?max?f??5??37
(2)f?x?在區(qū)間??5,5?上單調(diào)等價(jià)于y?f?x?在區(qū)間??5,5?上恒大于等于0或恒小于等于0,于是2x?2a?0或2x?2a?0在??5,5?上恒成立
所以a??x或a??x在??5,5?上恒成立 故a?5或a??5
二、軸定區(qū)間動(dòng)
由于這種形式的對(duì)稱(chēng)軸是固定的,而區(qū)間是變動(dòng)的,因而求它的最值必須進(jìn)行分類(lèi)討論才能得出結(jié)果.
例2(2008年高考數(shù)學(xué)全國(guó)卷)已知函數(shù)f?x??x2?3x?5,x??t,t?1?,若f?x? 的最小值為h?t?,寫(xiě)出h?t?的表達(dá)式.
分析:所求二次函數(shù)解析式固定,區(qū)間變動(dòng),可考慮區(qū)間在變動(dòng)過(guò)程中二次函數(shù)的單調(diào)性,從而利用二次函數(shù)的單調(diào)性求出此函數(shù)的最值.
33?29?
解:f?x???x???,所以對(duì)稱(chēng)軸為x??固定,而區(qū)間?t,t?1?是變動(dòng)的,22?4?因此有
(1)當(dāng)t?1??
(2)當(dāng)t??
(3)當(dāng)t??2352,即t??時(shí),h?x??f?t?1???t?1??3?t?1??5?t2?5t?1;
2232時(shí),h?x??f?t??t?3t?5; 235329?3??t?1,即??t??時(shí),h?t??f?????. 2224?2??25??t?5t?1t?????2???3??29?5??t??
綜上所述,h?x??????
2??4?23???2t?3t?5t?????2???
三、軸動(dòng)區(qū)間定
這種形式的二次函數(shù)對(duì)稱(chēng)軸是變動(dòng)的,而區(qū)間是固定的,要求其最值,需要討論對(duì)稱(chēng)軸在區(qū)間端點(diǎn)之間、端點(diǎn)之外時(shí)的各種情況才能確定.
例3(2011年高考數(shù)學(xué)寧夏卷)若f?x??1?2a?2acosx?2sinx的最小值為
2g?a?.
(1)求g?a?的解析式;(2)求能使g?a??1的a值,并求出當(dāng)a取此值時(shí),f?x?的最大值. 2分析:這是一個(gè)定區(qū)間,動(dòng)對(duì)稱(chēng)軸的最值問(wèn)題,要求它的最值要由定區(qū)間看動(dòng)軸的不
同變化,再由函數(shù)的單調(diào)性求出最值.
a?a2? 解:(1)f?x??2?cosx????2a?1,令t?cosx???1,1?,所以對(duì)稱(chēng)軸
22??t?cosx?當(dāng)
2a是變動(dòng)的,而t???1,1?是定區(qū)間.于是有 2a??1,即a??2時(shí),f?x?在cosx??1時(shí)取得最小值,即g?a??1; 2aa當(dāng)?1??1,即?2?a?2時(shí),f?x?在cosx?時(shí)取得最小值,22a2?2a?1; 即g?a???2當(dāng)a?1,即a?2時(shí),f?x?在cosx?1時(shí)取得最小值,即g?a??1?4a. 21?4a?a?2??2??a?2a?1??2?a?2? 綜上所述,g?a????2?1?a??2???111a21?2a?1?時(shí),由于1?4a?得(2)當(dāng)g?a??,即1?4a?或?222221a21a?,顯然不合題意,故只有??2a?1?,即a??3(舍去)或a??1,822因?yàn)?2?a?2才符合題意,所以當(dāng)g?a??21時(shí),a??1,21?1?所以f?x??2?cosx???,因此,當(dāng)cosx?1時(shí),f?x?max?5.
2?2?四,軸動(dòng)區(qū)間動(dòng)
對(duì)稱(chēng)軸不定,區(qū)間也不定,由于它們的變化是相互制約的,故必須對(duì)它們的制約關(guān)系(含參量)進(jìn)行討論:對(duì)稱(chēng)軸橫坐標(biāo)在所給的區(qū)間內(nèi);對(duì)稱(chēng)軸橫坐標(biāo)不在所給的區(qū)間內(nèi),同樣是按照對(duì)稱(chēng)軸關(guān)于區(qū)間的位置分情況討論。
例4,已知y?4a?x?a??a?0?,求f?x???x?3??y2的最小值 22解y?4a?x?a?代入f?x?中,得 2f?x???x?3??4a?x?a???x??3?2a???12a?8a2,x??a,??? 222(1)當(dāng)3?2a?a,即0?a?1時(shí),f?x?min?f?3?2a??12a?8a;
(2)當(dāng)3?2a?a,即a?1時(shí),f?x?min?f?a???a?3? 3
2???12a?8a(0?a?1)因此可得,f?x?min=? 2???(a?3)(a?1)綜上 ,求二次函數(shù)的一般方法為:設(shè)函數(shù)f?x??ax2?bx?c,?a?0?,x??m,n?則對(duì)稱(chēng)軸為x??b, 最值分情況討論: 2ab時(shí),對(duì)稱(chēng)軸在區(qū)間左側(cè),f?x?在?m,n?上遞增,則f?x?的最大值為 2a[1] 當(dāng)m??f?n?,最小值為f?m?;
b 時(shí),對(duì)稱(chēng)軸在區(qū)間右側(cè),f?x? 在?m,n?上遞減,,則f?x?的最大值2a[2] 當(dāng)n??為f?m?,最小值為f?n?;
[3] 當(dāng) ?bb??b????m,n?時(shí),則f?x?的最小值為f???;在?m,??上函數(shù)f?x?遞2a2a??2a??減,則f?x?的最大值為f?m?,在??比較f?m?與f?n?的大小即得.
?b?,n?上函數(shù)f?x?遞增,則f?x?的最大值為f?n?,?2a?參考文獻(xiàn) 張忠.一元二次方程實(shí)根分布新探[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,2007.4 2 李曉梅,李國(guó)興.新課程下中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)訓(xùn)練的設(shè)計(jì)[J].?dāng)?shù)學(xué)通報(bào),2007.2 3 張世林.一道高三調(diào)研考試題的繁解、錯(cuò)解、簡(jiǎn)解[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(高中),2007,5 4 劉瑞美,孫玉.求二次函數(shù)最值的幾種形式[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(高中),2007,12
第四篇:高中數(shù)學(xué)中的對(duì)稱(chēng)問(wèn)題小結(jié)
對(duì)稱(chēng)問(wèn)題
一、要點(diǎn)梳理
1.對(duì)稱(chēng)問(wèn)題的核心是點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的中心對(duì)稱(chēng)和點(diǎn)關(guān)于直線的軸對(duì)稱(chēng),要充分利用轉(zhuǎn)化的思想將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為這兩類(lèi)對(duì)稱(chēng)中的一種加以處理.2.解決最值問(wèn)題最常用的方法是目標(biāo)函數(shù)法和幾何法。3.求對(duì)稱(chēng)曲線的常用思想方法:代入轉(zhuǎn)移法
4.許多問(wèn)題中都隱含著對(duì)稱(chēng)性,要注意挖掘、充分利用對(duì)稱(chēng)變換來(lái)解決,如角平分線、線段中垂線、光線反射等
二、基礎(chǔ)練習(xí)
1、已知圓C與圓(x-1)2+y2=1關(guān)于直線y=-x對(duì)稱(chēng),則圓C的方程為
()A.(x+1)2+y2=
1B.x2+y2=1
C.x2+(y+1)2=1
D.x2+(y-1)2=1
2、方程|2x+y|+|2x-y|=4表示的曲線曲線
()A.關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng)但不關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)
B.關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)但不關(guān)于x軸對(duì)稱(chēng) C.關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)
D.以上都不對(duì)
3、函數(shù)y=-ex的圖象
()A.與y=ex的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)
B.與y=ex的圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)
C.與y?e的圖象關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)
D.與y?e的圖象關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)
4、曲線x2+4y2=4關(guān)于點(diǎn)M(3,5)對(duì)稱(chēng)的曲線方程為_(kāi)__________.5、光線從點(diǎn)A(-3,4)發(fā)出,經(jīng)過(guò)x軸反射,再經(jīng)過(guò)y軸反射,光線經(jīng)過(guò)點(diǎn)B(-2,6),求射入y軸后的反射線的方程。
變式:已知直線l1: x+my+5=0和直線l2:x+ny+P=0,則l1、l2關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng)的充要條件是()A、?x?x5p?
mnB、p=-5
C、m=-n且p=-5
D、11??且p=-5 mn6.直線2x?3y?6?0交x、y軸于A、B兩點(diǎn),試在直線y??x上求一點(diǎn)P,使P1A?P1B最小,則P點(diǎn)的坐標(biāo)是_______ 思考、已知函數(shù)f(x)?13x?x2?x的圖象C上存在一定點(diǎn)P滿足:若過(guò)點(diǎn)P的直線l與曲線C交于不同于P的3兩點(diǎn)M(x1,y1),N(x2,y2),且恒有y1?y2為定值y0,則y0的值為()A.?12
4B.?
C.?
D.?2 3337、已知點(diǎn)M(3,5),在直線:x?2y?2?0和y軸上各找一點(diǎn)P和Q,使?MPQ的周長(zhǎng)最小。
x2y2??1的焦點(diǎn)為焦點(diǎn)作橢圓。問(wèn):點(diǎn)P在何處時(shí),8、在直線l:x?y?9?0上任取一點(diǎn)P,過(guò)點(diǎn)P且以橢圓
123所作橢圓的長(zhǎng)軸最短?并求具有最短長(zhǎng)軸的橢圓的方程。
9、已知長(zhǎng)方形的四個(gè)頂點(diǎn)A(0,0)、B(2,0)、C(2,1)和D(0,1),一質(zhì)點(diǎn)從AB的中點(diǎn)P0沿與AB夾角為θ的方向射到BC上的點(diǎn)P1后,依次反射到CD、DA和AB上的點(diǎn)P2、P3和P4(入射角等于反射角).設(shè)P4的坐標(biāo)為(x4,0).若1 10、已知拋物線y=ax2-1上存在關(guān)于直線x+y=0成軸對(duì)稱(chēng)的兩點(diǎn),試求實(shí)數(shù)a的取值范圍.x2y2變式:已知橢圓方程為試確定實(shí)數(shù)m的取值范圍,使得橢圓上有不同的兩點(diǎn)關(guān)于直線y?4x?m??1,43對(duì)稱(chēng)。 11、已知函數(shù)f(x)?lnx(0?x?1)1?x(1)在函數(shù)y?f(x)的圖象上是否存在一點(diǎn)(m,n),使得y?f(x)的圖象關(guān)于(m,n)對(duì)稱(chēng)?(2)令g(x)?f(1?x11),是否存在這樣的實(shí)數(shù)b,使得任意的a∈[,]時(shí),對(duì)任意的x∈(0,??),不等式2?x43g(x)?x?ax2?b恒成立?若存在,求出b的取值范圍;若不存在,說(shuō)明理由.12、已知拋物線C:y2?4x,過(guò)M(m,0)的直線l與C相交于A、B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn).(Ⅰ)若m=3,l的斜率為1,求以AB為直徑的圓的方程; (Ⅱ)若m?0,且存在直線l使得|AM|,|OM|,|MB|成等比數(shù)列,求m的取值范圍.(Ⅲ)若m?0,記A關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為A1,求證:直線A1B過(guò)定點(diǎn).13、設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn)在拋物線y?2x上,l是AB的垂直平分線.(Ⅰ)當(dāng)且僅當(dāng)x1?x2取何值時(shí),直線l經(jīng)過(guò)拋物線的焦點(diǎn)F?證明你的結(jié)論; (Ⅱ)當(dāng)直線l的斜率為2時(shí),求l在y軸上截距的取值范圍. 214、已知函數(shù)f(x)=(Ⅰ)求實(shí)數(shù)a,b的值;(Ⅱ)設(shè)g(x)=f(x)+13x?x2?ax?b的圖像在點(diǎn)P(0,f(0))處的切線方程為y=3x-2.3m是[2,??]上的增函數(shù)。x? 1(i)求實(shí)數(shù)m的最大值; (ii)當(dāng)m取最大值時(shí),是否存在點(diǎn)Q,使得過(guò)點(diǎn)Q的直線若能與曲線y=g(x)圍成兩個(gè)封閉圖形,則這兩個(gè)封閉圖形的面積總相等?若存在,求出點(diǎn)Q的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由。 參考解答: 1、C; 2、C; 3、D; 4、(x-6)2+4(y-10)2=4; 5、解:?A(-3,4)關(guān)于x軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A1(-3,-4)在經(jīng)x軸反射的光線上;A1(-3,-4)關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)A2(3,-4)在經(jīng)過(guò)射入y軸的反射的光線上,∴kA2B= 6?4??2 ?2?3∴所求直線方程為 y?6??2(x?2),即2x?y?2?0 變式、C; 6、(0,0); 思考、B;解析: ?f(x)?13111x?x2?x?(x3?3x2?3x?1?1)?(x?1)3? 3333111?f(x)??(x?1)3從而f(x)的圖像關(guān)于定點(diǎn)(?1,?)對(duì)稱(chēng),333112所以點(diǎn)P為(?1,?),y1?y2?y0?2(?)?? 3337、解:可求得點(diǎn)M關(guān)于l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為M1(5,1),點(diǎn)M關(guān)于y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為M2(-3,5),則 ?MPQ的周長(zhǎng)就是M2Q?QP?PM1,連M2M1,則直線M2M1與y軸及直線x?2y?2?0的交點(diǎn)P、Q即為所求。 直線M1M2的方程為x?2y?7?0,直線M1M2與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為Q(0,),由方程組?72?x?2y?2?059597 得交點(diǎn)P(,),∴點(diǎn)P(,)、Q(0,)即為所求。 24242?x?2y?7?08、略 9、解:設(shè)P1B=x,∠P1P0B=θ,則CP1=1-x,P3PB∠P1P2C、∠P3P2D、∠AP4P3均為θ,∴tanθ=1=x.P0BCP1?x1?x1又tanθ=1==x,∴CP2==-1.CPCP2xx2而tanθ= D(0,1)P2C(2,1)P1B(2,0)A P0P4P3D=P2DDP3DP31==x,∴DP3=x(3-)=3x-1.11x2?(?1)3?xx又tanθ=AP31?(3x?1)2?3x2?3x2===x,∴AP4==-3.AP4AP4AP4xx依題設(shè)1 x1?x211=,y0=x0+b=+b.2a2a21113∵M(jìn)∈l,∴0=x0+y0=++b,即b=-,代入②解得a>.a42a2a解法二:設(shè)同解法一,由題意得 由①得x0=?y1?ax12?1,?y?ax2?1,2?2?y1?y2?1,?x?x?12?y1?y2x1?x2??0.??22①②③ ④將①②代入③④,并注意到a≠0,x1-x2≠0,得 1?x?x??12a,由二元均值不等式易得2(x12+x22)>(x1+x2)2(x1≠x2).?12?x12?x22??2?.aa?將⑤⑥代入上式得2(-1a2解法三:同解法二,由①-②,得y1-y2=a(x1+x2)(x1-x2).y?y2∵x1-x2≠0,∴a(x1+x2)=1=1.x1?x2x1?x21=.∵M(jìn)(x0,y0)∈l,2a2111∴y0+x0=0,即y0=-x0=-,從而PQ的中點(diǎn)M的坐標(biāo)為(,-).2a2a2a∴x0=∵M(jìn)在拋物線內(nèi)部,∴a(+ 213)>()2,解得a>.aa41132)-(-)-1<0.解得a>.(舍去a<0,為什么?) 42a2a變式:解法一:該問(wèn)題等價(jià)于存在直線y??中點(diǎn)落在直線y?4x?m上。 1x?n,使得這直線與橢圓有兩個(gè)不同的交點(diǎn)P、Q,線段PQ的4?x2y2??4?3?122由?消去y得13x?8nx?16n?48?0 ?y??1x?n?4?∵直線與橢圓有兩個(gè)不同交點(diǎn)。 ∴??64n2?4?13(16n2?48)?0??由韋達(dá)定理得:x1?x2?1313 ① ?n?228n124n,y1?y2??(x1?x2)?2n?。13413 4n12n,)又M在直線y?4x?m上 1313124n4n?4??m,∴m??n ② ∴131313故PQ中點(diǎn)為M(由①②知?213213 ?m?1313解法二:設(shè)A(x1,y2)、B(x2,y2)是橢圓上關(guān)于直線y?4x?m對(duì)稱(chēng)的相異的兩點(diǎn),x12y12x22y22AB中點(diǎn)為M(x0,y0)。則??1,??1,4343由點(diǎn)差法得y0?3x0,代入y0?4x0?m解得,M點(diǎn)坐標(biāo)為(?m,?3m)。而M是AB中點(diǎn),∴M點(diǎn)在橢圓內(nèi)部。 m29m2213213∴。??1。解得??m?43131311、【解析】(1)若存在一點(diǎn)(m,n),使得y =f(x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(m,n)對(duì)稱(chēng),則f(x+m)+f(m-x)=2n x?mm?xm2?x2即ln ?ln?ln1?x?m1?m?x(1?m)2?x2當(dāng)m?11?在y=f(x)的圖像上,,n?0時(shí)f(x+m)+f(m-x)=2n 且?,0??2?2?1?,使得y=f(x)的圖像關(guān)于?1?對(duì)稱(chēng)。所以在y=f(x)的圖像上存在一點(diǎn)??,0??,0??2??2?1?x(2)g?x?=ln2?x?ln?x?1?(x>-1), 構(gòu)造函數(shù)F?x?=ln?1?x??x?ax,1?x1?2?x1??2ax?x?1??1?2ax?2ax?x?112a??則F??x???2ax?1??,x?1x?1x?12 因?yàn)閤?0,a∈[,]所以x?1?0,2ax?0, 1143 11?1),?F(x)在(0,?1)上是減函數(shù); 2a2a11?1,??),?F(x)在(?1,??)上是增函數(shù); 若F?(x)?0,則x∈(2a2a11111?1時(shí),F(x)取最小值,即F(x)min?F(?1)=ln??1?a(?1)2 所以當(dāng)x?2a2a2a2a2a11111??1??a?1=ln??a =ln2a2a4a2a4a若F?(x)?0,則x∈(0,記h(a)?ln11111111??a,又h?(a)?2a?(?2)?2?1?2??1?(?2)2, 2a4aa4a2a4a4a 11113∈[3,4]所以h?(a)?0,即h(a)在[,]上為增函數(shù),所以h(a)min?h()?ln2? 44a433所以若使F(x)?b恒成立,只需b?ln2?.4311所以存在這樣的實(shí)數(shù)b?ln2?,使得對(duì)a∈[,],對(duì)任意的x∈(0,??)時(shí),443因?yàn)椴坏仁絣n(1+x)>x-ax2+b恒成立.12、(Ⅰ)解:由題意,直線l的方程為y?x?3,由??y?x?3?y?4x 2得 y2?4y?12?0?y1??2,y2?6,故A?1,?2?,B?9,6? 以AB為直徑的圓的圓心為AB中點(diǎn)?5,2?,半徑為 AB?42 2?圓的方程為:?x?5???y?2??32.?????????(Ⅱ)解:設(shè)A, B兩點(diǎn)坐標(biāo)為A(x1,y1),B(x2,y2), MB??AM(??0).22?????????則AM?(m?x1,?y1),MB?(x2?m,y2),所以 ??x2?m??(m?x1) ○ 1y???y?21 因?yàn)辄c(diǎn)A, B在拋物線C上, 2 所以y12=4x1,y22 =4x2,○ 由○1○2,消去x2,y1,y2得?x1?m.若此直線l使得|AM|,|OM|,|MB|成等比數(shù)列,則|OM|2?|MB|?|AM|,2即|OM|2??|AM|?|AM|,所以m2??[(x1?m)2?y1],因?yàn)閥12=4x1,?x1?m,所以m2?m[(x1?m)2?4x1],x12整理得x1?(3m?4)x1?m2?0,○ 因?yàn)榇嬖谥本€l使得|AM|,|OM|,|MB|成等比數(shù)列,所以關(guān)于x1的方程○3有正根,因?yàn)榉匠獭?的兩根之積為m2>0, 所以只可能有兩個(gè)正根,?3m?4?0? 所以?m2?0,解得m?4.???(3m?4)2?4m2?0? 故當(dāng)m?4時(shí),存在直線l使得|AM|,|OM|,|MB|成等比數(shù)列.(Ⅲ)定點(diǎn)位N(-m,0)。 13、解:(Ⅰ)F?l?|FA|?|FB|?A,B兩點(diǎn)到拋物線的準(zhǔn)線的距離相等. ∵拋物線的準(zhǔn)線是x軸的平行線,y1?0,y2?0,依題意y1,y2不同時(shí)為0,2∴上述條件等價(jià)于y1?y2?x12?x2?(x1?x2)(x1?x2)?0; ∵x1?x2,∴上述條件等價(jià)于 x1?x2?0.即當(dāng)且僅當(dāng)x1?x2?0時(shí),l經(jīng)過(guò)拋物線的焦點(diǎn)F. 另解:(Ⅰ)∵拋物線y?2x2,即x?2y11,?p?,∴焦點(diǎn)為F(0,) 248(1)直線l的斜率不存在時(shí),顯然有x1?x2?0 (2)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)為k,截距為b 即直線l:y=kx+b 由已知得: ?y?y?222??1?k?x1x2?b?2x2?2x1?k?x1x2?b ?2?222????22?y1y2??1??2x1?2x2??1??kx1?x2x1?x2k?? ?22x1?x2?b??k???x1x2 ?x2?x2??1?b?0?b?1 2??12441?x1?x2??2k??即l的斜率存在時(shí),不可能經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)F(0,) 所以當(dāng)且僅當(dāng) 18x?x12=0時(shí),直線l經(jīng)過(guò)拋物線的焦點(diǎn)F (II)設(shè)l在y軸上的截距為b,依題意得l的方程為y?2x?b; 過(guò)點(diǎn)A、B的直線方程可寫(xiě)為y??所以x1,x2滿足方程2x?21x?m,211x?m?0,得x1?x2??; 2411.A,B為拋物線上不同的兩點(diǎn)等價(jià)于上述方程的判別式???8m?0, 即m??432設(shè)AB的中點(diǎn)N的坐標(biāo)為(x0,y0),則x0?1111(x1?x2??,y0??x0?m??m.28216由N?l,得115519?m???b,于是b??m???.1641616323232即得l在y軸上截距的取值范圍為(9,??). 法二:y1=2x1, y2=2x2, 相減得2 2y1?y21?2(x1?x2)?4x0,即??4x0, x1?x221192x0??,y0???b, 中點(diǎn)在拋物線內(nèi)必y0?2x0 得b?843214、解:(Ⅰ)由f'(x)?x2?2x?a及題設(shè)得??f'(0)?3?a?3即?。 b??2?f(0)??2?(Ⅱ)(?。┯蒰(x)?13mm2x?x2?3x?2? 得g'(x)?x?2x?3?。23x?1(x?1)?g(x)是[2,??)上的增函數(shù),?g'(x)?0在[2,??)上恒成立,即x?2x?3?2m?0在[2,??)上恒成立。 (x?1)2m?0在[1,??)上恒成立 t設(shè)(x?1)2?t。?x?[2,??),?t?[1,??),即不等式t?2?當(dāng)m?0時(shí),不等式t?2?m?0在[1,??)上恒成立。tm當(dāng)m?0時(shí),設(shè)y?t?2?,t?[1,??) tmm因?yàn)閥'?1?2?0,所以函數(shù)y?t?2?在[1,??)上單調(diào)遞增,因此ymin?3?m。 tt?ymin?0,?3?m?0,即m?3。又m?0,故0?m?3。 綜上,m的最大值為3。 1331x?x2?3x?2?,其圖像關(guān)于點(diǎn)Q(1,)成中心對(duì)稱(chēng)。3x?131332證明如下:?g(x)?x?x?3x?2? 3x?113183?g(2?x)?(2?x)3?(2?x)2?3(2?x)?2???x3?x2?3x?? 32?x?1331?x2因此,g(x)?g(2?x)?。 32上式表明,若點(diǎn)A(x,y)為函數(shù)g(x)在圖像上的任意一點(diǎn),則點(diǎn)B(2?x,?y)也一定在函數(shù)g(x)的圖像上。 31而線段AB中點(diǎn)恒為點(diǎn)Q(1,),由此即知函數(shù)g(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)Q成中心對(duì)稱(chēng)。 3(ⅱ)由(?。┑胓(x)? 初高中理科專(zhuān)業(yè)教學(xué)機(jī)構(gòu) 高中數(shù)學(xué)排列組合問(wèn)題常用的解題方法 一、相鄰問(wèn)題捆綁法 題目中規(guī)定相鄰的幾個(gè)元素并為一個(gè)組(當(dāng)作一個(gè)元素)參與排列. 例1 五人并排站成一排,如果甲、乙必須相鄰且乙在甲的右邊,那么不同的排法種數(shù)有 種。 分析:把甲、乙視為一人,并且乙固定在甲的右邊,則本題相當(dāng)于4人4的全排列,A4?24種。 二、相離問(wèn)題插空法 元素相離(即不相鄰)問(wèn)題,可先把無(wú)位置要求的幾個(gè)元素全排列,再把規(guī)定相離的幾個(gè)元素插入上述幾個(gè)元素間的空位和兩端. 例2 七個(gè)人并排站成一行,如果甲乙兩個(gè)必須不相鄰,那么不同排法的種數(shù)是。 分析:除甲乙外,其余5個(gè)排列數(shù)為A5種,再用甲乙去插6個(gè)空位有A652種,不同的排法種數(shù)是A5A6?3600種。 三、定序問(wèn)題縮倍法 在排列問(wèn)題中限制某幾個(gè)元素必須保持一定順序,可用縮小倍數(shù)的方法. 例3 A、B、C、D、E五個(gè)人并排站成一排,如果 B必須站A的右邊(A、B可不相鄰),那么不同的排法種數(shù)有。 分析:B在A的右邊與B在A的左邊排法數(shù)相同,所以題設(shè)的排法只是5個(gè)元 15?60種。素全排列數(shù)的一半,即A 52四、標(biāo)號(hào)排位問(wèn)題分步法 把元素排到指定號(hào)碼的位置上,可先把某個(gè)元素按規(guī)定排入,第二步再排另一個(gè)元素,如此繼續(xù)下去,依次即可完成. 例4 將數(shù)字1、2、3、4填入標(biāo)號(hào)為1、2、3、4的四個(gè)方格里,每格填一個(gè)數(shù),則每個(gè)方格的標(biāo)號(hào)與所填數(shù)字均不相同的填法有。 分析:先把1填入方格中,符合條件的有3種方法,第二步把被填入方格的對(duì)應(yīng)數(shù)字填入其它三個(gè)方格,又有三種方法;第三步填余下的兩個(gè)數(shù)字,只有一種填法,共有3×3×1=9種填法。 五、有序分配問(wèn)題逐分法 有序分配問(wèn)題是指把元素按要求分成若干組,可用逐步下量分組法。例5 有甲、乙、丙三項(xiàng)任務(wù),甲需2人承擔(dān),乙丙各需1人承擔(dān),從10人中選出4人承擔(dān)這三項(xiàng)任務(wù),不同的選法總數(shù)有。 分析:先從10人中選出2人承擔(dān)甲項(xiàng)任務(wù),再?gòu)氖O碌?人中選1人承擔(dān)乙項(xiàng)任務(wù),第三步從另外的7人中選1人承擔(dān)丙項(xiàng)任務(wù),不同的選法共有211C10C8C7?2520種。 初高中理科專(zhuān)業(yè)教學(xué)機(jī)構(gòu) 六、多元問(wèn)題分類(lèi)法 元素多,取出的情況也有多種,可按結(jié)果要求,分成不相容的幾類(lèi)情況分別計(jì)算,最后總計(jì)。 例6 由數(shù)字 0,1,2,3,4,5組成且沒(méi)有重復(fù)數(shù)字的六位數(shù),其中個(gè)位數(shù)字小于十位數(shù)字的共有 個(gè)。 分析:按題意,個(gè)位數(shù)字只可能是0,1,2,3,4共5種情況,分別有511311311313個(gè),A4A5A3A3,A3A3A3,A2A3A3,A3A3個(gè),合并總計(jì)300個(gè)。 例7 從1,2,3,?100這100個(gè)數(shù)中,任取兩個(gè)數(shù),使它們的乘積能被7整除,這兩個(gè)數(shù)的取法(不計(jì)順序)共有多少種? 分析:被取的兩個(gè)數(shù)中至少有一個(gè)能被7整除時(shí),他們的乘積就能被7整除,將這100個(gè)數(shù)組成的集合視為全集I,能被7整除的數(shù)的集合記做A??7,14,21,98?共有14個(gè)元素,不能被7整除的數(shù)組成的集合記做A??1,2,3,4,10086個(gè)元素;由此可知,從A中任取2個(gè)元素的取法有?共有211,從A中任取一個(gè),又從A中任取一個(gè)共有C14,兩種情形共符合要求的C14C86211取法有C14?C14C86?1295種。 例8 從1,2,?100這100個(gè)數(shù)中,任取兩個(gè)數(shù),使其和能被4整除的取法(不計(jì)順序)有多少種? 分析:將I??1,2,3,100?分成四個(gè)不相交的子集,能被4整除的數(shù)集 97?,能被4除余2的數(shù)99?,易見(jiàn)這四個(gè)集合中A??4,8,12,集C??2,6,100?;能被4除余1的數(shù)集B??1,5,9,98?,能被4除余3的數(shù)集D??3,7,11,每一個(gè)有25個(gè)元素;從A中任取兩個(gè)數(shù)符合要;從B,D中各取一個(gè)數(shù)也符合要求;從C中任取兩個(gè)數(shù)也符合要求;此外其它取法都不符合要求;所以符合要求2112的取法共有C25種。?C25C25?C2 5七、交叉問(wèn)題集合法 某些排列組合問(wèn)題幾部分之間有交集,可用集合中求元素個(gè)數(shù)公式n(A?B)?n(A)?n(B)?n(A?B。) 例 9 從6名運(yùn)動(dòng)員中選出4個(gè)參加4×100m接力賽,如果甲不跑第一棒,乙不跑第四棒,共有多少種不同參賽方法? 分析:設(shè)全集Ⅰ={6人中任取4人參賽的排列},A={甲第一棒的排列},B={乙跑第四棒的排列},根據(jù)求集合元素個(gè)數(shù)的公式得參賽方法共有: 初高中理科專(zhuān)業(yè)教學(xué)機(jī)構(gòu) n(Ⅰ)-n(A)- n(B)+n(A∩B)=P64?P53?P53?P42=252(種). 八、定位問(wèn)題優(yōu)先法 某個(gè)(或幾個(gè))元素要排在指定位置,可先排這個(gè)(幾個(gè))元素,再排其他元素。 例10 1名老師和4名獲獎(jiǎng)同學(xué)排成一排照像留念,若老師不在兩端,則有不同的排法有_______ _種。 41分析:老師在中間三個(gè)位置上選一個(gè)有A3種,4名同學(xué)在其余4個(gè)位置上有A414種方法;所以共有A3A4?72種。 九、多排問(wèn)題單排法 把元素排成幾排的問(wèn)題,可歸結(jié)為一排考慮,再分段處理。 例11 6個(gè)不同的元素排成前后兩排,每排3個(gè)元素,那么不同的排法種數(shù)是。 分析:前后兩排可看成一排的兩段,因此本題可看成6個(gè)不同的元素排6成一排,共A6?720種。 例12 8個(gè)不同的元素排成前后兩排,每排4個(gè)元素,其中某2個(gè)元素要排在前排,某 1個(gè)元素要排在后排,有多少種排法? 2分析:看成一排,某2個(gè)元素在前半段四個(gè)位置中選排2個(gè),有A4種,某11個(gè)元素排在后半段的四個(gè)位置中選一個(gè)有A4種,其余5個(gè)元素任排5個(gè)位置上5125有A5種,故共有A4A4A5?5760種排法。 十、“至少”問(wèn)題間接法 關(guān)于“至少”類(lèi)型組合問(wèn)題,用間接法較方便。例13 從4臺(tái)甲型和5臺(tái)乙型電視機(jī)中任取出3臺(tái),其中至少要甲型和乙型電視機(jī)各一臺(tái),則不同取法共有 種。 分析1:逆向思考,至少各一臺(tái)的反面就是分別只取一種型號(hào),不取另一種 333型號(hào)的電視機(jī),故不同的取法共有C9?C4?C5?70種。 分析2:至少要甲型和乙 型電視機(jī)各一臺(tái)可分兩種情況:甲型1臺(tái)乙型2臺(tái); 2112甲型2臺(tái)乙型1臺(tái);故不同的取法有C5C4?C5C4?70種。 十一、選排問(wèn)題先取后排法 從幾類(lèi)元素中取出符合題意的幾個(gè)元素,再安排到一定位置上,可用先取后排法。 例14 四個(gè)不同的球放入編號(hào)為1,2,3,4的四個(gè)盒中,則恰有一個(gè)空盒的放法共有_____ ___種 2分析:先取四個(gè)球中二個(gè)為一組,另二組各一個(gè)球的方法有C4種,再排:在 3 初高中理科專(zhuān)業(yè)教學(xué)機(jī)構(gòu) 323四個(gè)盒中每次排3個(gè)有A4種,故共有C4A4?144種。 例15 9名乒乓球運(yùn)動(dòng)員,其中男5名,女4名,現(xiàn)在要進(jìn)行混合雙打訓(xùn)練,有多少種不同分組法? 22分析:先取男女運(yùn)動(dòng)員各2名,有C52C4種,這四名運(yùn)動(dòng)員混和雙打練習(xí)有A2222中排法,故共有C5C4A2?120種。 十二、部分合條件問(wèn)題排除法 在選取總數(shù)中,只有一部分合條件,可從總數(shù)中減去不合條件數(shù),即為所求。 例16 以一個(gè)正方體頂點(diǎn)為頂點(diǎn)的四面體共有 個(gè)。分析:正方體8個(gè)頂點(diǎn)從中每次取四點(diǎn),理論上可構(gòu)成C84四面體,但6個(gè)表面和6個(gè)對(duì)角面的四個(gè)頂點(diǎn)共面都不能構(gòu)成四面體,所以四面體實(shí)際共有C84?12?58個(gè)。 例17 四面體的頂點(diǎn)和各棱中點(diǎn)共10點(diǎn),在其中取4個(gè)不共面的點(diǎn),不同的取法共有 種。 4分析:10個(gè)點(diǎn)中任取4個(gè)點(diǎn)共有C10種,其中四點(diǎn)共面的有三種情況:①在44四面體的四個(gè)面上,每面內(nèi)四點(diǎn)共面的情況為C6,四個(gè)面共有4C6個(gè);②過(guò)空間四邊形各邊中點(diǎn)的平行四邊形共3個(gè);③過(guò)棱上三點(diǎn)與對(duì)棱中點(diǎn)的三角形共6 44個(gè);所以四點(diǎn)不共面的情況的種數(shù)是C10?4C6?3?6?141種。 十三、復(fù)雜排列組合問(wèn)題構(gòu)造模型法 例18馬路上有編號(hào)為1,2,3?9九只路燈,現(xiàn)要關(guān)掉其中的三盞,但不能關(guān)掉相鄰的二盞或三盞,也不能關(guān)掉兩端的兩盞,求滿足條件的關(guān)燈方案有多少種? 分析:把此問(wèn)題當(dāng)作一個(gè)排對(duì)模型,在6盞亮燈的5個(gè)空隙中插入3盞不亮3的燈C5種方法。所以滿足條件的關(guān)燈方案有10種。 十四、利用對(duì)應(yīng)思想轉(zhuǎn)化法 例19 圓周上有10點(diǎn),以這些點(diǎn)為端點(diǎn)的弦相交于圓內(nèi)的交點(diǎn)有多少個(gè)? 分析:因?yàn)閳A的一個(gè)內(nèi)接四邊形的兩條對(duì)角線相交于圓內(nèi)一點(diǎn),一個(gè)圓的內(nèi)接四邊形就對(duì)應(yīng)著兩條弦相交于圓內(nèi)的一個(gè)交點(diǎn),于是問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為圓周上的410個(gè)點(diǎn)可以確定多少個(gè)不同的四邊形,顯然有C10個(gè),所以圓周上有10點(diǎn),以4這些點(diǎn)為端點(diǎn)的弦相交于圓內(nèi)的交點(diǎn)有C10個(gè)。第五篇:2016(好)高中數(shù)學(xué)排列組合問(wèn)題常用的解題方法