1、方程、不等式、函數(shù)的類型的確定
例1.(山東文登三中2009)
至少有一個(gè)正的實(shí)根的充要條件是 ( )
A.
B.
C.
D.![]()
分析:先確定方程的類型,需要按
的取值分類,對于二次方程研究根的情況,一般要轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)和二次不等式(組)解出。
解:當(dāng)
時(shí),方程為
,滿足。當(dāng)
時(shí),
至少有一個(gè)正的實(shí)根,設(shè)
,當(dāng)
時(shí),∵
,∴
一定有一個(gè)正的實(shí)根;當(dāng)
時(shí),∵
,∴
即
,綜上
,故選B
答案:B
評注:對于函數(shù)、方程、不等式問題,要先判斷其類型,而對于二次函數(shù)、二次方程、二次不等式之間常常相互轉(zhuǎn)化,并借助函數(shù)的圖象,得到方程或不等式(組)解出。
例2.(2008山東省泰安市)已知函數(shù)
.
(1)當(dāng)
時(shí),證明函數(shù)
只有一個(gè)零點(diǎn);
(2)若函數(shù)
在區(qū)間
上是減函數(shù),求實(shí)數(shù)
的取值范圍.
分析:要證此類函數(shù)只有一個(gè)零點(diǎn),就要通過求導(dǎo),研究函數(shù)的單調(diào)性,求導(dǎo)后由于函數(shù)中含有參數(shù)
,那么它的導(dǎo)數(shù)要與參數(shù)
的取值有關(guān),所以單調(diào)性的判斷要隨參數(shù)
的變化而變化,需要對其去值進(jìn)行分類討論。
解:(1)當(dāng)
時(shí),
,其定義域是
,
令
,即
,
解得
或
.
,
舍去.
當(dāng)
時(shí),
;當(dāng)
時(shí),
.
∴函數(shù)
在區(qū)間
上單調(diào)遞增,在區(qū)間
上單調(diào)遞減
∴當(dāng)
時(shí),函數(shù)
取得最大值,其值為
.
當(dāng)
時(shí),
,即
. ∴函數(shù)
只有一個(gè)零點(diǎn).
(2)法一:因?yàn)?sub>
其定義域?yàn)?sub>
,
所以
①當(dāng)
時(shí),
在區(qū)間
上為增函數(shù),不合題意
②當(dāng)
時(shí),
等價(jià)于
,即
.
此時(shí)
的單調(diào)遞減區(qū)間為
.依題意,得
解之得
.
③當(dāng)
時(shí),
等價(jià)于
,即
·
此時(shí)
的單調(diào)遞減區(qū)間為
,
得![]()
綜上,實(shí)數(shù)
的取值范圍是
法二:
由
在區(qū)間
上是減函數(shù),可得
在區(qū)間
上恒成立.
① 當(dāng)
時(shí),
不合題意
、 當(dāng)
時(shí),可得
即![]()
![]()
評注:對于函數(shù)、不等式、方程的類型不確定時(shí),就要對其參數(shù)進(jìn)行討論。而對于二次不等式恒成立問題可以借助的圖象進(jìn)行分類轉(zhuǎn)化!
8.預(yù)測題
(1).(原創(chuàng))向量
,
,其中
,
,則函數(shù)
的值域?yàn)? )
![]()
分析:先由已知求出
的解析式,再由定義域結(jié)合函數(shù)的圖象求出值域
解:∵
,![]()
,∵
∴選![]()
評注:求函數(shù)的值域一定要在函數(shù)的定義域內(nèi)結(jié)合函數(shù)的圖象和性質(zhì)解決。
(2).(原創(chuàng))已知
是頂點(diǎn)在原點(diǎn)的二次函數(shù),且方程
有一個(gè)根
,則不等式
的解集是(
)
A.
B.
C.
D.![]()
分析:可以根據(jù)函數(shù)
的圖象和對稱性,以及函數(shù)
的圖象和對稱性解答問題。
解:已知
是頂點(diǎn)在原點(diǎn)的二次函數(shù)知其圖象關(guān)于原點(diǎn)對稱,又
為偶函數(shù),其圖象也關(guān)于原點(diǎn)對稱,又方程
即
有一個(gè)根
,所以不等式
的解集是
,故選B
評注:在解決函數(shù)問題時(shí),要結(jié)合函數(shù)的圖象和性質(zhì)解答問題。
(3).(原創(chuàng))當(dāng)
時(shí),不等式
恒成立,則
的取值范圍是
分析:不等式、方程、函數(shù)可以相互轉(zhuǎn)化,可以通過構(gòu)造函數(shù),借助函數(shù)的圖象來解答。
解:構(gòu)造函數(shù):![]()
.由于當(dāng)
時(shí),不等式
恒成立,等價(jià)于在區(qū)間
上函數(shù)
的圖象位于
軸下方,由于函數(shù)
的圖象是開口向上的拋物線,故只需
即
,解得
.
評注:結(jié)合函數(shù)圖象,根據(jù)題目的要求列出參數(shù)所滿足的條件是解決這類問題的另一個(gè)有效方法.特別是對參數(shù)以外的另一個(gè)變量是一次的情況,這個(gè)方法更有效.
(4).(原創(chuàng)) 正方體
棱長為1,
為棱
上的動點(diǎn).
⑴求證:
;
⑵當(dāng)點(diǎn)
為棱
上的中點(diǎn)時(shí),求證:平面
平面
;
⑶在棱
上是否存在一點(diǎn)
,使二面角
的大小為
?若存在,確定其位置,若不存在,說明理由.
分析:利用有關(guān)垂直的判定定理判定,在此基礎(chǔ)上解決(3),可以設(shè)為
,求的
的方程解出。
證明:⑴連結(jié)
,則
,
∵
平面
,
平面
,
∴
是
在平面
的上的射影,由三垂線定理知,
.
⑵設(shè)
交于點(diǎn)O,連結(jié)
,
∵
,∴
,同理可證
,
∴
是二面角
的平面角.
∵正方體棱長為1,∴
,
,∴
,
∴![]()
,∴平面
平面
.
⑶(理科做)假設(shè)在棱
上存在一點(diǎn)
,使二面角
的大小為
,
由⑵知![]()
.設(shè)
,則
,
,
∴在
中,由余弦定理得:
,
∴
,可化為
,
解得
,由于![]()
,
∴在棱
上不存在滿足條件的點(diǎn)
.(說明:理科學(xué)生也可用空間向量解決此題.)
評注:在確定點(diǎn)的位置時(shí),可以先設(shè)出,再解方程求出。
(5).(原創(chuàng))在直線
:
上任取一點(diǎn)M,使過M且以雙曲線
的焦點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓C的長軸最短
(1)求橢圓C的方程
(2)若一直線
:
與橢圓C相交于A、B兩點(diǎn)(A、B不是橢圓的頂點(diǎn)),以
為直徑的圓過橢圓的上頂點(diǎn),求證:直線
過定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).
分析:由已知條件判斷出所求的橢圓的方程形式,再根據(jù)圖形和橢圓的定義解決定量
的值,從而求得橢圓方程,并通過解方程組研究直線與橢圓的位置關(guān)系, 以
為直徑的圓過橢圓的上頂點(diǎn),說明有互相垂直的關(guān)系,從而由韋達(dá)定理解答問題即可.
解:(1)∵雙曲線
的焦點(diǎn)為
,∴橢圓C的焦點(diǎn)為
,設(shè)橢圓的方程為
,
關(guān)于直線
:
的對稱點(diǎn)為
,連接
交直線
:
于點(diǎn)M,則
,∴
∴橢圓的方程為
,橢圓的上頂點(diǎn)為![]()
(2)由方程組
得
,即
,
△=
,即
,
設(shè)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為
,則
,
,
∴
,
∵以
為直徑的圓過橢圓的上頂點(diǎn)
,∴
∴
,
即
,∴
,化簡得
,∴
或
.當(dāng)
時(shí),直線
:
過定點(diǎn)
與已知矛盾. 當(dāng)
時(shí), 滿足
,此時(shí)直線
為:
過定點(diǎn)
,∴直線
過定點(diǎn)
.
評注:解決圓錐曲線問題,要注重圓錐曲線的基礎(chǔ)知識的考查, 從定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、性質(zhì),到直線與圓錐曲線位置關(guān)系的討論,做到熟悉常規(guī)解法,要注重?cái)?shù)形結(jié)合的思想和解方程的思想的滲透.要求思維要嚴(yán)密,運(yùn)算精湛.
(6) (2008年濰坊市,改編)定義在
的兩個(gè)函數(shù)
和
,已知
,且
在
處取極值.
(I)求
的值及
和
的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)求
和
的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù),并說明道理.(其中
)
分析: 由
在
處取極值,可求得
的值,,求導(dǎo)確定其單調(diào)區(qū)間,(3)可構(gòu)造函數(shù)由函數(shù)的單調(diào)性研究方程的解,即曲線的交點(diǎn).
解(Ⅰ)由題意:
,∴
,∵
在
處取極值.
∴
∴
…………………………………………… 2分
∴
∴![]()
∵定義域?yàn)?sub>
,∴當(dāng)
時(shí),
,
為減函數(shù);
當(dāng)
時(shí),
為增函數(shù). ∴
的減區(qū)間為
, 增區(qū)間為
.………4分
而
.
當(dāng)
時(shí),
∴
在
上為增函數(shù);
當(dāng)
時(shí),
, ∴
在
上為減函數(shù).
∴
的減區(qū)間為
, 增區(qū)間為![]()
(Ⅱ)
與
的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù),
即求方程:![]()
![]()
即:
,設(shè)![]()
![]()
則![]()
∴當(dāng)
時(shí),
為減函數(shù).
當(dāng)
時(shí),
為增函數(shù).
當(dāng)
時(shí)
最小,
最小為
而
的
圖象開口向下的拋物線.當(dāng)
時(shí),![]()
∴
與
的大致圖象如圖:
∴
與
的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為2個(gè),即
和
的圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)為2個(gè).
評注:本題中的(3)研究兩條曲線的交點(diǎn),解方程(組)比較麻煩,需要轉(zhuǎn)為函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)一步判斷出交點(diǎn)的個(gè)數(shù).
7.函數(shù)與方程在數(shù)列中的應(yīng)用
例11.(2008陜西卷,理22)已知數(shù)列
的首項(xiàng)
,
,
.
(Ⅰ)求
的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)證明:對任意的
,
,
;
(Ⅲ)證明:
.
分析:(1)由遞推關(guān)系求通項(xiàng),可以進(jìn)行變形,構(gòu)造一個(gè)特殊數(shù)列求出;(2)不等式的左邊只含有
,右邊含有
和
,可以看作是關(guān)于
的函數(shù),可證此函數(shù)的最大值
。
解法一:(Ⅰ)
,
,
,
又
,
是以
為首項(xiàng),
為公比的等比數(shù)列.
![]()
,
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知
,
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
,
原不等式成立.
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,對任意的
,有
![]()
![]()
.
取
,
則
.
原不等式成立.
解法二:(Ⅰ)同解法一.
(Ⅱ)設(shè)
,
則![]()
,
當(dāng)
時(shí),
;當(dāng)
時(shí),
,
當(dāng)
時(shí),
取得最大值
.
原不等式成立.
(Ⅲ)同解法一.
評注:本題為利用函數(shù)與方程的思想解答數(shù)列問題,在求右邊函數(shù)的最值時(shí),可以用配方法,也可以用導(dǎo)函數(shù)求得函數(shù)的單調(diào)性求其最值。
6、函數(shù)與方程在導(dǎo)數(shù)中的應(yīng)用
例9.(2008湖南卷,理21)已知函數(shù)
.
(I) 求函數(shù)
的單調(diào)區(qū)間;
(Ⅱ)若不等式
對任意的
都成立(其中e是自然對數(shù)的底數(shù)).
求
的最大值.
分析:由導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,不等式
對任意的
都成立可等價(jià)轉(zhuǎn)化為不等式
進(jìn)而分離出
來,不等式恒成立轉(zhuǎn)為函數(shù)研究最值問題,可構(gòu)造函數(shù)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,從而求出最值。
解: (Ⅰ)函數(shù)
的定義域是
,
![]()
設(shè)
則![]()
令
則![]()
當(dāng)
時(shí),
在(-1,0)上為增函數(shù),
當(dāng)x>0時(shí),![]()
在
上為減函數(shù).
所以h(x)在x=0處取得極大值,而h(0)=0,所以
,
函數(shù)g(x)在
上為減函數(shù).
于是當(dāng)
時(shí),![]()
當(dāng)x>0時(shí),![]()
所以,當(dāng)
時(shí),![]()
在(-1,0)上為增函數(shù).
當(dāng)x>0時(shí),![]()
在
上為減函數(shù).
故函數(shù)
的單調(diào)遞增區(qū)間為(-1,0),單調(diào)遞減區(qū)間為
.
(Ⅱ)不等式
等價(jià)于不等式
由
知,
設(shè)
則
![]()
由(Ⅰ)知,
即![]()
所以![]()
于是G(x)在
上為減函數(shù).
故函數(shù)G(x)在
上的最小值為![]()
所以a的最大值為![]()
評注:第(1)問是為第二問鋪墊的,在解答問題(2)時(shí),不等式恒成立問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)研究最值,利用導(dǎo)數(shù)研究單調(diào)性,進(jìn)而研究最值是解決函數(shù)最值問題的常用方法。理科的題目常常是超越方程或不等式,要利用導(dǎo)數(shù)解答問題。而文科的題基本上是含有參數(shù)的三次函數(shù),如下一例題
例10.(2008北京卷,文17)已知函數(shù)
,且
是奇函數(shù).(Ⅰ)求
,
的值;(Ⅱ)求函數(shù)
的單調(diào)區(qū)間.
分析:本題從函數(shù)的性質(zhì)入手,利用奇函數(shù)的定義,確定函數(shù)的解析式,,再由導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性。
解:(Ⅰ)因?yàn)楹瘮?shù)
為奇函數(shù),
所以,對任意的
,
,即
.
又![]()
所以
.
所以![]()
解得
.
(Ⅱ)由(Ⅰ)得
.
所以
.
當(dāng)
時(shí),由
得
.
變化時(shí),
的變化情況如下表:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
0 |
|
|
|
單調(diào)遞增 |
極大值 |
單調(diào)遞減 |
極小值 |
單調(diào)遞增 |
所以,當(dāng)
時(shí),函數(shù)
在
上單調(diào)遞增,在
上單調(diào)遞減,在
上單調(diào)遞增.
當(dāng)
時(shí),
,所以函數(shù)
在
上單調(diào)遞增.
評注:
為奇函數(shù)是對任意的
,
都成立來說的,也就是恒等式,對應(yīng)項(xiàng)的系數(shù)相等,從而確定系數(shù)。在研究含有參數(shù)的函數(shù)的單調(diào)性時(shí)往往要對參數(shù)在分界值處進(jìn)行分類討論。
5、函數(shù)與方程在解析幾何中的應(yīng)用
例6.(2008山東淄博)若
、
分別是橢圓
的左、右焦點(diǎn).
(Ⅰ)若
是該橢圓上的一個(gè)動點(diǎn),求![]()
的最大值和最小值;
(Ⅱ)設(shè)過定點(diǎn)![]()
,
的直線
與橢圓交于兩不同的點(diǎn)
、
,且
為銳角(其中
為坐標(biāo)原點(diǎn)),求直線
的斜率
的取值范圍.
分析:(Ⅰ)中可以設(shè)出
點(diǎn)的坐標(biāo),用坐標(biāo)表示出![]()
,得到函數(shù)求最值。(Ⅱ)中研究直線與橢圓的交點(diǎn),需要解方程組,由韋達(dá)定理解答即可。
解:(Ⅰ)解法一:由橢圓方程知
![]()
所以
,設(shè)
則
又
∴ ![]()
,故當(dāng)
,即點(diǎn)
為橢圓短軸端點(diǎn)時(shí),
有最小值
當(dāng)
,即點(diǎn)
為橢圓長軸端點(diǎn)時(shí),
有最大值
.
解法二:易知
,所以
,設(shè)![]()
則![]()
![]()
(以下同解法一)
(Ⅱ)顯然當(dāng)直線的斜率不存在即
時(shí),不滿足題設(shè)條件
可設(shè)
的方程為
,設(shè)
,![]()
聯(lián)立
得
即
∴
,![]()
由![]()
即
解得
①
又
為銳角![]()
∴ ![]()
∴ ![]()
∴ ![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
∴
②
綜①、②可知
∴
的取值范圍是
.
評注:解析幾何中點(diǎn)的坐標(biāo),線的方程都與函數(shù)、方程是相通的,可以利用函數(shù)與方程的思想解答問題。在解方程組時(shí)要注意保證方程組有兩不同的解,求得參數(shù)的取值范圍。
例7.(2008廣東卷,理18)設(shè)
,橢圓方程為
,拋物線方程為
.如圖4所示,過點(diǎn)
作
軸的平行線,與拋物線在第一象限的交點(diǎn)為
,已知拋物線在點(diǎn)
的切線經(jīng)過橢圓的右焦點(diǎn)
.
(1)求滿足條件的橢圓方程和拋物線方程;
(2)設(shè)
分別是橢圓長軸的左、右端點(diǎn),試探究在拋物線上是否存在點(diǎn)
,使得
為直角三角形?若存在,請指出共有幾個(gè)這樣的點(diǎn)?并說明理由(不必具體求出這些點(diǎn)的坐標(biāo)).
分析:本題中的拋物線可以看作為二次函數(shù),拋物線在點(diǎn)
的切線的斜率就是該點(diǎn)處的函數(shù)的導(dǎo)數(shù),由此可以寫出此切線方程,從而得到橢圓的右焦點(diǎn)
的坐標(biāo),進(jìn)而求出橢圓和拋物線的方程,(2)為探索結(jié)論問題,
為直角三角形自然要考慮誰是直角,所以需要分類討論,并轉(zhuǎn)為方程確定其解的個(gè)數(shù)。
解
:(1)由
得
,當(dāng)
得
,
G點(diǎn)的坐標(biāo)為
,
,
,
過點(diǎn)G的切線方程為
即
,
令
得
,
點(diǎn)的坐標(biāo)為
,由橢圓方程得
點(diǎn)的坐標(biāo)為
,
即
,即橢圓和拋物線的方程分別為
和
;
(2)
過
作
軸的垂線與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn)
,
以
為直角的
只有一個(gè),同理
以
為直角的
只有一個(gè)。若以
為直角,設(shè)
點(diǎn)坐標(biāo)為
,
、
兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為
和
,
。關(guān)于
的二次方程有一大于零的解,
有兩解,即以
為直角的
有兩個(gè),因此拋物線上存在四個(gè)點(diǎn)使得
為直角三角形。
評注:本題較好地把圓錐曲線問題和函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)結(jié)合起來解答問題,一般地,對于已經(jīng)曲線的某一點(diǎn)處的切線,就要轉(zhuǎn)為函數(shù)求導(dǎo),從而求出其切線。另外,還要注意方程的解的個(gè)數(shù)的探討。
例8.(2008湖南,理20)若A、B是拋物線y2=4x上的不同兩點(diǎn),弦AB(不平行于y軸)的垂直平分線與x軸相交于點(diǎn)P,則稱弦AB是點(diǎn)P的一條“相關(guān)弦”。已知當(dāng)x>2時(shí),點(diǎn)P(x,0)存在無窮多條“相關(guān)弦”。給定x0>2.
(I)證明:點(diǎn)P(x0,0)的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)相同;
(II) 試問:點(diǎn)P(x0,0)的“相關(guān)弦”的弦長中是否存在最大值?
若存在,求其最大值(用x0表示):若不存在,請說明理由.
分析:本題(1)研究中點(diǎn)弦問題,可以用點(diǎn)差法,求得中點(diǎn)的坐標(biāo)從而證明;(2)可用中點(diǎn)的坐標(biāo)表示出弦長,得到關(guān)于中點(diǎn)的縱坐標(biāo)的函數(shù),再求出函數(shù)的值域。
解: (I)設(shè)AB為點(diǎn)P(x0,0)的任意一條“相關(guān)弦”,且點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別是
(x1,y1)、(x2,y2)(x1
x2),則y21=4x1, y22=4x2,
兩式相減得(y1+y2)(y1-y2)=4(x1-x2).因?yàn)?i>x1
x2,所以y1+y2
0.
設(shè)直線AB的斜率是k,弦AB的中點(diǎn)是M(xm, ym),則
k=
.從而AB的垂直平分線l的方程為 ![]()
又點(diǎn)P(x0,0)在直線
上,所以 ![]()
而
于是
故點(diǎn)P(x0,0)的所有“相關(guān)弦”的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)都是x0-2.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,弦AB所在直線的方程是
,代入
中,
整理得
(·)
則
是方程(·)的兩個(gè)實(shí)根,且![]()
設(shè)點(diǎn)P的“相關(guān)弦”AB的弦長為l,則
![]()
![]()
因?yàn)?<
<4xm=4(xm-2)
=4x0-8,于是設(shè)t=
,則t
(0,4x0-8).
記l2=g(t)=-[t-2(x0-3)]2+4(x0-1)2.
若x0>3,則2(x0-3)
(0,
4x0-8),所以當(dāng)t=2(x0-3),即
=2(x0-3)時(shí),
l有最大值2(x0-1).
若2<x0<3,則2(x0-3)
0,g(t)在區(qū)間(0,4 x0-8)上是減函數(shù),
所以0<l2<16(x0-2),l不存在最大值.
綜上所述,當(dāng)x0>3時(shí),點(diǎn)P(x0,0)的“相關(guān)弦”的弦長中存在最大值,且最大值
為2(x0-1);當(dāng)2< x0
3時(shí),點(diǎn)P(x0,0)的“相關(guān)弦”的弦長中不存在最大值.
評注:本題中需要解方程組求弦長,弦長用弦的中點(diǎn)坐標(biāo)表示出來,可用配方法求得函數(shù)的值域。直線與圓錐曲線的位置關(guān)系中滲透著函數(shù)與方程的思想,在解決解析幾何問題時(shí)常常運(yùn)用函數(shù)與方程的思想來解答。
4、函數(shù)與方程在立體幾何中的應(yīng)用
例5.(2008北京卷,理,8)如圖,動點(diǎn)
在正方體
的對角線
上.過點(diǎn)
作垂直于平面
的直線,與正方體表面相交于
.設(shè)
,
,
則函數(shù)
的圖象大致是( )
![]()
分析:本題是立體幾何與函數(shù)的交匯題,可以先觀察題目并進(jìn)行空間想象加以判斷,再由
的特殊性與平面
垂直,可以把
向平面
內(nèi)作正投影,保持其長度不變,從而把空間問題轉(zhuǎn)為平面問題,在平面內(nèi)研究函數(shù)關(guān)系即可順利完成。
解:設(shè)正方體的棱長為
,由圖形的對稱性知
點(diǎn)始終是
的中點(diǎn),
而且隨著
點(diǎn)從
點(diǎn)向
的中點(diǎn)滑動,
值逐漸增大到最大,再由中
點(diǎn)向
點(diǎn)滑動,而逐漸變小,排除
,把
向平面
內(nèi)正投
影得
,則
=
,由于
,
∴
,所以當(dāng)
時(shí),
為一次函數(shù),故選![]()
答案:![]()
評注:本題為函數(shù)的變化趨勢問題,通過觀察進(jìn)行理性地分析,再從數(shù)值上加以運(yùn)算。
3、函數(shù)與方程、不等式的轉(zhuǎn)化
例3.(2008廣東卷,理14)已知
,若關(guān)于
的方程
有實(shí)根,則
的取值范圍是
.
分析:求參數(shù)
的范圍,可以先將
分離出來,表示為
的函數(shù),求出函數(shù)的值域,進(jìn)而得到參數(shù)
的范圍
解:方程即
,利用絕對值的幾何意義,得
,可得實(shí)數(shù)
的取值范圍為![]()
評注:本題將方程轉(zhuǎn)化為函數(shù),利用函數(shù)的值域得到
的不等式,求得參數(shù)
的范圍。
例4.(福建德化一中2008,理)若關(guān)于x的方程
的兩根
滿足
,則k的取值范圍是( )
A.
B.
C.
D.![]()
分析:本題是研究二次方程的實(shí)根分布問題,可以轉(zhuǎn)化為二次函數(shù),由二次函數(shù)的圖象轉(zhuǎn)為函數(shù)值表示的不等式組解出。
解:設(shè)函數(shù)
,∵關(guān)于x的方程
的兩根
滿足
,∴
即
∴
,故選擇
。
答案:![]()
評注:對于二次方程的實(shí)根分布問題,要轉(zhuǎn)化為二次函數(shù),由二次函數(shù)的圖象和各端點(diǎn)對應(yīng)的函數(shù)值以及二次項(xiàng)系數(shù)和對稱軸解答。
2、構(gòu)造函數(shù)解題
例2. (2008天津卷,理,16)設(shè)
,若僅有一個(gè)常數(shù)c使得對于任意的
,都有
滿足方程
,這時(shí),
的取值的集合為
。
分析:題目給出的方程中含有
等多個(gè)字母,而條件中是對任意的
都有
,這使我們聯(lián)想到函數(shù)的定義域、值域,所以必須把方程改寫為關(guān)于
的函數(shù),再進(jìn)一步研究函數(shù)的性質(zhì)。
解:由已知
,得
(其中
),函數(shù)為反比例函數(shù),在
(
)上為單調(diào)遞減,所以當(dāng)
時(shí),
又因?yàn)閷τ谌我獾?sub>
,都有
,所以
,因?yàn)橛星抑挥幸粋(gè)常數(shù)
符合題意,所以
,解得
,所以
的取值的集合為
。
答案:![]()
評注:本題看似方程問題,實(shí)質(zhì)是函數(shù)問題,通過分析、轉(zhuǎn)化為函數(shù),并運(yùn)用函數(shù)的性質(zhì)將問題轉(zhuǎn)化為不等式組解出。本題中自覺地、巧妙地運(yùn)用函數(shù)的思想來指導(dǎo)解答問題。
所謂函數(shù)的思想,就是用運(yùn)動和變化的觀點(diǎn)、集合對應(yīng)的思想,去分析和研究數(shù)學(xué)問題中的數(shù)量關(guān)系,建立函數(shù)關(guān)系或構(gòu)造函數(shù)。運(yùn)用函數(shù)的圖像和性質(zhì)去分析問題、轉(zhuǎn)化問題,從而使問題獲得解決,函數(shù)思想是對函數(shù)概念的本質(zhì)認(rèn)識,用于指導(dǎo)解題就是要善于利用函數(shù)知識或函數(shù)觀點(diǎn)去觀察分析處理問題。
所謂方程的思想就是分析數(shù)學(xué)問題中變量間的等量關(guān)系,建立方程或方程組,或者構(gòu)造方程,通過解方程(組),或者運(yùn)用方程的性質(zhì)去分析轉(zhuǎn)化問題使問題獲得解決,方程思想是對方程概念的本質(zhì)認(rèn)識,用于指導(dǎo)解題就是利用方程或方程觀點(diǎn)觀察處理問題。函數(shù)思想與方程思想是密不可分的,可以相互轉(zhuǎn)化的。
函數(shù)和方程的思想是最重要和最常用的數(shù)學(xué)思想,它貫穿于整個(gè)高中教學(xué)中,中學(xué)數(shù)學(xué)中的初等函數(shù)、三角函數(shù)、數(shù)列以及解析幾何都可以歸結(jié)為函數(shù),尤其是導(dǎo)數(shù)的引入為函數(shù)的研究增添了新的工具.因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中注重函數(shù)與方程的思想是相當(dāng)重要的.在高考中,函數(shù)與方程的思想也是作為思想方法的重點(diǎn)來考查的,使用選擇題和填空題考查函數(shù)與方程思想的基本運(yùn)算,而在解答題中,則從更深的層次,在知識的網(wǎng)絡(luò)的交匯處,從思想方法與相關(guān)能力相綜合的角度進(jìn)行深入考查。
1、利用函數(shù)與方程的性質(zhì)解題
例1.(2008安徽卷,理,11)若函數(shù)
分別是
上的奇函數(shù)、偶函數(shù),且滿足
,則有( )
A.
B.![]()
C.
D.![]()
分析:要比較函數(shù)值的大小,就要由已知條件求得函數(shù)解析式,本題中的
都未知,只有一個(gè)等式,就需要我們再挖掘一個(gè)等式,由函數(shù)的奇偶性容易想到用
替換
,從而得到兩個(gè)方程組成方程組解出。
解:因?yàn)?sub>
,用
替換
得:
因?yàn)楹瘮?shù)
分別是
上的奇函數(shù)、偶函數(shù),所以
,又![]()
解得:
,而
單調(diào)遞增且
,∴
大于等于0,而
,故選
。
答案:![]()
評注:本題中利用函數(shù)的性質(zhì)再得一方程,通過解方程組求得函數(shù)的解析式,再回歸到函數(shù)的單調(diào)性比較函數(shù)值的大小關(guān)系,是函數(shù)與方程的較好得結(jié)合。
5、讀圖2-11,完成下列要求:
![]()
圖2-11
⑴根據(jù)鋒面兩側(cè)冷暖氣團(tuán)的移動方向,該鋒面屬于 鋒。當(dāng)該鋒面地處我國南嶺一帶時(shí),在其控制下將會出現(xiàn) 天氣。
⑵夏季影響我國長江流域以南的暖氣團(tuán)有 (選擇填空)
A、來自印度洋的熱帶海洋氣團(tuán)
B、來自太平洋的熱帶海洋氣團(tuán)
C、來自印度洋的赤道氣團(tuán)
D、來自太平洋的赤道氣團(tuán)
⑶6月初,上述暖氣團(tuán)移至長江中下游地區(qū)與北方南下的冷氣團(tuán)交匯,該地區(qū)將在 鋒控制下,會出現(xiàn) 天氣。
⑷而7、8月間,長江中下游地區(qū)將受 高壓控制,會出現(xiàn)
天氣現(xiàn)象。
6.讀圖2-12,“亞洲1月、7月季風(fēng)圖”,回答下列問題:
圖2-12
(1)A表示 月,B表示 月。
(2)A圖中的風(fēng)是由 高壓吹向 低壓和赤道低壓。
(3)在圖中適當(dāng)?shù)奈恢米⒊鱿铝忻Q的代表字母,
C.東南季風(fēng) D.西北季風(fēng) E.西南季風(fēng) F.東北季風(fēng)
⑷從B圖中可以看出西南季風(fēng)是南半球的 風(fēng)向北越過赤道,在 力影響下向右偏轉(zhuǎn)形成的。
(5)季風(fēng)的形成的原因是① , ② 。
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