《金版教程高考數(shù)學(xué) 文二輪復(fù)習(xí)講義:第一編 數(shù)學(xué) 思想方法 第三講 分類(lèi)討論思想 Word版含解析》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《金版教程高考數(shù)學(xué) 文二輪復(fù)習(xí)講義:第一編 數(shù)學(xué) 思想方法 第三講 分類(lèi)討論思想 Word版含解析(10頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第三講 分類(lèi)討論思想
思想方法解讀
考點(diǎn) 由概念、法則、公式引起的分類(lèi)討論
典例1 (1)20xx福建高考]若函數(shù)f(x)=(a>0,且a≠1)的值域是4,+∞),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是________.
解析] 因?yàn)閒(x)=所以當(dāng)x≤2時(shí),f(x)≥4;又函數(shù)f(x)的值域?yàn)?,+∞),所以解得10,因?yàn)镾n
2、=(+)2(n≥2),所以=+,即數(shù)列{}是以=為首項(xiàng),以為公差的等差數(shù)列,所以=n,所以Sn=n2a1,所以當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=n2a1-(n-1)2a1=(2n-1)a1,當(dāng)n=1時(shí),適合上式,
所以bn=+=+=1++1-=2+2,
所以Tn=2n+2=2n+2=2n+=.
答案]
四步解決由概念、法則、公式引起的分類(lèi)討論問(wèn)題
第一步:確定需分類(lèi)的目標(biāo)與對(duì)象.即確定需要分類(lèi)的目標(biāo),一般把需要用到公式、定理解決問(wèn)題的對(duì)象作為分類(lèi)目標(biāo).
第二步:根據(jù)公式、定理確定分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn).運(yùn)用公式、定理對(duì)分類(lèi)對(duì)象進(jìn)行區(qū)分.
第三步:分類(lèi)解決“分目標(biāo)”問(wèn)題.對(duì)分類(lèi)出來(lái)的“分目
3、標(biāo)”分別進(jìn)行處理.
第四步:匯總“分目標(biāo)”.將“分目標(biāo)”問(wèn)題進(jìn)行匯總,并作進(jìn)一步處理.
【針對(duì)訓(xùn)練1】 在公差為d的等差數(shù)列{an}中,已知a1=10,且a1,2a2+2,5a3成等比數(shù)列.
(1)求d,an;
(2)若d<0,求|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|.
解 (1)由題意得5a3a1=(2a2+2)2,
即5(a1+2d)a1=(2a1+2d+2)2
d2-3d-4=0,解得d=-1或d=4,
所以an=-n+11或an=4n+6.
(2)設(shè)數(shù)列{an}前n項(xiàng)和為Sn,
因?yàn)閐<0,所以d=-1,an=-n+11,則
由an≥0,即-n+11≥0得
4、n≤11.
所以當(dāng)n≤11時(shí),an≥0,n≥12時(shí),an<0.
所以n≤11時(shí),|a1|+|a2|+|a3|+…+|an|=Sn=-n2+n;
n≥12時(shí),|a1|+|a2|+…+|a11|+|a12|+…+|an|=a1+a2+…+a11-a12-…-an=S11-(Sn-S11)=-Sn+2S11=n2-n+110.
綜上所述,|a1|+|a2|+…+|an|
=
考點(diǎn) 由參數(shù)變化引起的分類(lèi)討論
典例2 20xx江蘇高考]已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+b(a,b∈R).
(1)試討論f(x)的單調(diào)性;
(2)若b=c-a(實(shí)數(shù)c是與a無(wú)關(guān)的常數(shù)),當(dāng)函數(shù)f(x)有
5、三個(gè)不同的零點(diǎn)時(shí),a的取值范圍恰好是(-∞,-3)∪∪,求c的值.
解] (1)f′(x)=3x2+2ax,令f′(x)=0,解得x1=0,x2=-.
當(dāng)a=0時(shí),因?yàn)閒′(x)=3x2>0(x≠0),所以函數(shù)f(x)在(-∞,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)a>0時(shí),x∈∪(0,+∞)時(shí),f′(x)>0,x∈時(shí),f′(x)<0,
所以函數(shù)f(x)在,(0,+∞)上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減;
當(dāng)a<0時(shí),x∈(-∞,0)∪時(shí),f′(x)>0,x∈時(shí),f′(x)<0,
所以函數(shù)f(x)在(-∞,0),上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
(2)由(1)知,函數(shù)f(x)的兩個(gè)極值為f(0)=b,f=a3+
6、b,則函數(shù)f(x)有三個(gè)零點(diǎn)等價(jià)于f(0)f=b<0,
從而或
又b=c-a,所以或
設(shè)g(a)=a3-a+c,因?yàn)楹瘮?shù)f(x)有三個(gè)零點(diǎn)時(shí),a的取值范圍恰好是(-∞,-3)∪∪,
則在(-∞,-3)上g(a)<0,
且在∪上g(a)>0均恒成立,
從而g(-3)=c-1≤0,
且g=c-1≥0,因此c=1.
此時(shí),f(x)=x3+ax2+1-a=(x+1)x2+(a-1)x+1-a],
因函數(shù)有三個(gè)零點(diǎn),則x2+(a-1)x+1-a=0有兩個(gè)異于-1的不等實(shí)根,
所以Δ=(a-1)2-4(1-a)=a2+2a-3>0,且(-1)2-(a-1)+1-a≠0,
解得a∈(-
7、∞,-3)∪∪.
綜上c=1.
1.變量或參數(shù)變化時(shí)常見(jiàn)的分類(lèi)討論
(1)解含參數(shù)的不等式時(shí),常按參數(shù)的取值不同分類(lèi)討論.
(2)平面解析幾何中,直線(xiàn)點(diǎn)斜式中按斜率k存在和不存在,直線(xiàn)截距式中按截距b=0和b≠0分類(lèi)討論.
2.利用分類(lèi)討論思想的注意點(diǎn)
(1)分類(lèi)討論要標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,層次分明,分類(lèi)要做到“不重不漏”.
(2)分類(lèi)討論時(shí)要根據(jù)題設(shè)條件確定討論的級(jí)別,再確定每級(jí)討論的對(duì)象與標(biāo)準(zhǔn),每級(jí)討論中所分類(lèi)別應(yīng)做到與前面所述不重不漏,最后將討論結(jié)果歸類(lèi)合并,其中級(jí)別與級(jí)別之間有嚴(yán)格的先后順序、類(lèi)別和類(lèi)別之間沒(méi)有先后;最后整合時(shí)要注意是取交集、并集,還是既不取交集也不取并集只是分條
8、列出.
【針對(duì)訓(xùn)練2】 20xx四川高考]設(shè)函數(shù)f(x)=ax2-a-ln x,其中a∈R.
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)確定a的所有可能取值,使得f(x)>-e1-x在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)恒成立(e=2.718…為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).
解 (1)f′(x)=2ax-=(x>0).
當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)<0,f(x)在(0,+∞)內(nèi)單調(diào)遞減.
當(dāng)a>0時(shí),由f′(x)=0,有x=.
此時(shí),當(dāng)x∈時(shí),f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈時(shí),f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增.
(2)令g(x)=-,s(x)=ex-1-x.
則s′(x)=ex-1-1.
而當(dāng)x
9、>1時(shí),s′(x)>0,
所以s(x)在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增.
又由s(1)=0,有s(x)>0,
從而當(dāng)x>1時(shí),g(x)>0.
當(dāng)a≤0,x>1時(shí),f(x)=a(x2-1)-ln x<0.
故當(dāng)f(x)>g(x)在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)恒成立時(shí),必有a>0.
當(dāng)01.
由(1)有f0,
所以此時(shí)f(x)>g(x)在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)不恒成立.
當(dāng)a≥時(shí),令h(x)=f(x)-g(x)(x≥1).
當(dāng)x>1時(shí),h′(x)=2ax-+-e1-x>x-+-=>>0.
因此,h(x)在區(qū)間(1,+∞)內(nèi)單調(diào)遞增.
又h(1)=0,所以當(dāng)x
10、>1時(shí),h(x)=f(x)-g(x)>0,即f(x)>g(x)恒成立.
綜上,a∈.
考點(diǎn) 根據(jù)圖形位置或形狀分類(lèi)討論
典例3 20xx廣東高考]已知過(guò)原點(diǎn)的動(dòng)直線(xiàn)l與圓C1:x2+y2-6x+5=0相交于不同的兩點(diǎn)A,B.
(1)求圓C1的圓心坐標(biāo);
(2)求線(xiàn)段AB的中點(diǎn)M的軌跡C的方程;
(3)是否存在實(shí)數(shù)k,使得直線(xiàn)L:y=k(x-4)與曲線(xiàn)C只有一個(gè)交點(diǎn)?若存在,求出k的取值范圍;若不存在,說(shuō)明理由.
解] (1)圓C1的標(biāo)準(zhǔn)方程為(x-3)2+y2=4,圓心坐標(biāo)為C1(3,0).
(2)由垂徑定理知,C1M⊥AB,故點(diǎn)M在以O(shè)C1為直徑的圓上,即2+y2=.
11、
故線(xiàn)段AB的中點(diǎn)M的軌跡C的方程是2+y2=在圓C1:(x-3)2+y2=4內(nèi)部的部分,設(shè)AB方程為y=k1x,當(dāng)AB與圓C1相切時(shí)?(k+1)x2-6x+5=0,
由Δ=36-45(k+1)=0得k1=,
代入方程組得x=,因此x∈.
即2+y2=.
(3)聯(lián)立解得
不妨設(shè)其交點(diǎn)為P1,P2,
設(shè)直線(xiàn)L:y=k(x-4)所過(guò)定點(diǎn)為P(4,0),
則kPP1=-,kPP2=.
當(dāng)直線(xiàn)L與圓C相切時(shí),=,解得k=.
故當(dāng)k∈∪時(shí),直線(xiàn)L與曲線(xiàn)C只有一個(gè)交點(diǎn).
六類(lèi)常見(jiàn)的由圖形的位置或形狀變化引起的分類(lèi)討論
(1)二次函數(shù)對(duì)稱(chēng)軸的變化;(2)函數(shù)問(wèn)題中區(qū)間的變化;(
12、3)函數(shù)圖象形狀的變化;(4)直線(xiàn)由斜率引起的位置變化;(5)圓錐曲線(xiàn)由焦點(diǎn)引起的位置變化或由離心率引起的形狀變化;(6)立體幾何中點(diǎn)、線(xiàn)、面的位置變化等.
【針對(duì)訓(xùn)練3】 (1)設(shè)圓錐曲線(xiàn)C的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,若曲線(xiàn)C上存在點(diǎn)P滿(mǎn)足|PF1|∶|F1F2|∶|PF2|=4∶3∶2,則曲線(xiàn)C的離心率等于( )
A.或 B.或2
C.或2 D.或
答案 A
解析 不妨設(shè)|PF1|=4t,|F1F2|=3t,|PF2|=2t,其中t≠0,若該曲線(xiàn)為橢圓,則有|PF1|+|PF2|=6t=2a,|F1F2|=3t=2c,e====.
若該曲線(xiàn)為雙曲線(xiàn),則有|PF1|-|PF2|=2t=2a,
|F1F2|=3t=2c,e====.
(2)已知變量x,y滿(mǎn)足的不等式組表示的是一個(gè)直角三角形圍成的平面區(qū)域,則實(shí)數(shù)k=( )
A.- B.
C.0 D.-或0
答案 D
解析 不等式組表示的可行域如圖(陰影部分)所示,由圖可知,若要使不等式組表示的平面區(qū)域是直角三角形,只有當(dāng)直線(xiàn)y=kx+1與直線(xiàn)x=0或y=2x垂直時(shí)才滿(mǎn)足.
結(jié)合圖形可知斜率k的值為0或-.