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1、湖南省長沙市望城區(qū)白箬中學高三數(shù)學第二輪專題講座復習:分類討論思想
高考要求
分類討論思想就是根據(jù)所研究對象的性質(zhì)差異,分各種不同的情況予以分析解決 分類討論題覆蓋知識點較多,利于考查學生的知識面、分類思想和技巧;同時方式多樣,具有較高的邏輯性及很強的綜合性,樹立分類討論思想,應注重理解和掌握分類的原則、方法與技巧、做到“確定對象的全體,明確分類的標準,分層別類不重復、不遺漏的分析討論 ”
重難點歸納
分類討論思想就是依據(jù)一定的標準,對問題分類、求解,要特別注意分類必須滿足互斥、無漏、最簡的原則 分類討論常見的依據(jù)是
1 由概念內(nèi)涵分類 如絕對值、直線的斜率、指數(shù)
2、對數(shù)函數(shù)、直線與平面的夾角等定義包含了分類
2 由公式條件分類 如等比數(shù)列的前n項和公式、極限的計算、圓錐曲線的統(tǒng)一定義中圖形的分類等
3 由實際意義分類 如排列、組合、概率中較常見,但不明顯、有些應用問題也需分類討論
在學習中也要注意優(yōu)化策略,有時利用轉(zhuǎn)化策略,如反證法、補集法、變更多元法、數(shù)形結(jié)合法等簡化甚至避開討論
典型題例示范講解
例1已知{an}是首項為2,公比為的等比數(shù)列,Sn為它的前n項和
(1)用Sn表示Sn+1;
(2)是否存在自然數(shù)c和k,使得成立
命題意圖 本題主要考查等比數(shù)列、不等式知識以及探索和論證存在性問題的能力
3、
知識依托 解決本題依據(jù)不等式的分析法轉(zhuǎn)化,放縮、解簡單的分式不等式;數(shù)列的基本性質(zhì)
錯解分析 第2問中不等式的等價轉(zhuǎn)化為學生的易錯點,不能確定出
技巧與方法 本題屬于探索性題型,是高考試題的熱點題型 在探討第2問的解法時,采取優(yōu)化結(jié)論的策略,并靈活運用分類討論的思想 即對雙參數(shù)k,c輪流分類討論,從而獲得答案
解 (1)由Sn=4(1–),得,(n∈N*)
(2)要使,只要因為
所以,(k∈N*)故只要Sk–2<c<Sk,(k∈N*)
因為Sk+1>Sk,(k∈N*) ①
所以Sk–2≥S1–2=1
又Sk<4,故要使①成立,c
4、只能取2或3
當c=2時,因為S1=2,所以當k=1時,c<Sk不成立,從而①不成立
當k≥2時,因為,由Sk<Sk+1(k∈N*)得Sk–2<Sk+1–2
故當k≥2時,Sk–2>c,從而①不成立
當c=3時,因為S1=2,S2=3,
所以當k=1,k=2時,c<Sk不成立,從而①不成立
因為又Sk–2<Sk+1–2所以當k≥3時,Sk–2>c從而①成立
綜上所述,不存在自然數(shù)c,k,使成立
例2給出定點A(a,0)(a>0)和直線l x=–1,B是直線l上的動點,∠BOA的角平分線交AB于點C 求點C的軌跡方程,并討論方程表示的曲線類型與a值的關(guān)系
5、
命題意圖 本題考查動點的軌跡,直線與圓錐曲線的基本知識,分類討論的思想方法 綜合性較強,解法較多,考查推理能力和綜合運用解析幾何知識解題的能力
知識依托 求動點軌跡的基本方法步驟 橢圓、雙曲線、拋物線標準方程的基本特點
錯解分析 本題易錯點為考生不能巧妙借助題意條件,構(gòu)建動點坐標應滿足的關(guān)系式和分類討論軌跡方程表示曲線類型
技巧與方法 精心思考,發(fā)散思維、多途徑、多角度的由題設條件出發(fā),探尋動點應滿足的關(guān)系式 巧妙地利用角平分線的性質(zhì)
解法一 依題意,記B(–1,b),(b∈R),則直線OA和OB的方程分別為y=0和y=–bx
設點C(x,y)
6、,則有0≤x<a,由OC平分∠AOB,知點C到OA、OB距離相等
根據(jù)點到直線的距離公式得|y|= ①
依題設,點C在直線AB上,故有
由x–a≠0,得 ②
將②式代入①式,得y2[(1–a)x2–2ax+(1+a)y2]=0
若y≠0,則 (1–a)x2–2ax+(1+a)y2=0(0<x<a)
若y=0則b=0,∠AOB=π,點C的坐標為(0,0)滿足上式
綜上,得點C的軌跡方程為(1–a)x2–2ax+(1+a)y2=0(0<x<a
(i)當a=1時,軌跡方程化為y2=x(0≤x<1 ③
此時方程③表示拋物線弧段; (ii)
7、當a≠1,軌跡方程化為
④
所以當0<a<1時,方程④表示橢圓弧段;
當a>1時,方程④表示雙曲線一支的弧段
解法二如圖, 設D是l與x軸的交點,過點C作CE⊥x軸,E是垂足
(i)當|BD|≠0時,設點C(x,y),則0<x<a,y≠0
由CE∥BD,得
∵∠COA=∠COB=∠COD–∠BOD=π–∠COA–∠BOD
∴2∠COA=π–∠BOD
∴
∵
∴整理,得
(1–a)x2–2ax+(1+a)y2=0(0<x<a)
(ii)當|BD|=0時,∠BOA=π,則點C的坐標為(0,0),滿足上式
綜合(i)、(ii),得點C的軌跡
8、方程為 (1–a)x2–2ax+(1+a)y2=0(0≤x<a)以下同解法一
解法三 設C(x,y)、B(–1,b),
則BO的方程為y=–bx,直線AB的方程為
∵當b≠0時,OC平分∠AOB,設∠AOC=θ,
∴直線OC的斜率為k=tanθ,OC的方程為y=kx于是
又tan2θ=–b ∴–b= ①
∵C點在AB上 ∴ ②
由①、②消去b,得 ③
又代入③,有整理得(a–1)x2–(1+a)y2+2ax=0 ④
當b=0時,即B點在x軸上時,C(0,0)滿足上式
a≠1時,④式變?yōu)?
當0<a<1時,④表示橢圓弧段;當a>1時
9、,④表示雙曲線一支的弧段;
當a=1時,④表示拋物線弧段
例3若函數(shù)在其定義域內(nèi)有極值點,則a的取值為
解析 即f(x)=(a–1)x2+ax–=0有解
當a–1=0時,滿足 當a–1≠0時,只需Δ=a2–(a–1)>0
答案 或a=1
例 4 設函數(shù)f(x)=x2+|x–a|+1,x∈R
(1)判斷函數(shù)f(x)的奇偶性;
(2)求函數(shù)f(x)的最小值
解 (1)當a=0時,函數(shù)f(–x)=(–x)2+|–x|+1=f(x),此時f(x)為偶函數(shù)
當a≠0時,f(a)=a2+1,f(–a)=a2+2|a|+1 f
10、(–a)≠f(a),f(–a)≠–f(a)
此時函數(shù)f(x)既不是奇函數(shù),也不是偶函數(shù)
(2)①當x≤a時,函數(shù)f(x)=x2–x+a+1=(x–)2+a+
若a≤,則函數(shù)f(x)在(–∞,a]上單調(diào)遞減
從而函數(shù)f(x)在(–∞,a上的最小值為f(a)=a2+1
若a>,則函數(shù)f(x)在(–∞,a上的最小值為f()=+a,且f()≤f(a)
②當x≥a時,函數(shù)f(x)=x2+x–a+1=(x+)2–a+
若a≤–,則函數(shù)f(x)在[a,+∞]上的最小值為f(–)=–a,且f(–)≤f(a);
若a>–,則函數(shù)f(x)在[a,+∞)單調(diào)遞增
從而函數(shù)f(x)在[a,+∞]上的最小值為f(a)=a2+1
綜上,當a≤–時,函數(shù)f(x)的最小值為–a;
當–<a≤時,函數(shù)f(x)的最小值是a2+1;
當a>時,函數(shù)f(x)的最小值是a+