全 高中數學知識總結

2021-10-30 03:01:48 字數 4622 閱讀 3886

在數學解題中經常使用反證法,牛頓曾經說過:「反證法是數學家最精當的**之一」。一般來講,反證法常用來證明的題型有:

命題的結論以「否定形式」、「至少」或「至多」、「唯一」、「無限」形式出現的命題;或者否定結論更明顯。具體、簡單的命題;或者直接證明難以下手的命題,改變其思維方向,從結論入手進行反面思考,問題可能解決得十分乾脆。

ⅰ、再現性題組:

1. 已知函式f(x)在其定義域內是減函式,則方程f(x)=0 ______。

a.至多乙個實根 b.至少乙個實根 c.乙個實根 d.無實根

2. 已知a<0,-1a. a>ab> ab b. ab>ab>a c. ab>a> ab d. ab> ab>a

3. 已知α∩β=l,a α,b β,若a、b為異面直線,則_____。

a. a、b都與l相交b. a、b中至少一條與l相交

c. a、b中至多有一條與l相交 d. a、b都與l相交

4. 四面體頂點和各稜的中點共10個,在其中取4個不共面的點,不同的取法有_____。(97年全國理)

a. 150種 b. 147種 c. 144種 d. 141種

【簡解】1小題:從結論入手,假設四個選擇項逐一成立,匯出其中三個與特例矛盾,選a;

2小題:採用「特殊值法」,取a=-1、b=-0.5,選d;

3小題:從逐一假設選擇項成立著手分析,選b;

4小題:分析清楚結論的幾種情況,列式是:c-c×4-3-6,選d。

sc ao

bⅱ、示範性題組:

例1. 如圖,設sa、sb是圓錐so的兩條母線,o是底面圓心,c是sb上一點。求證:ac與平面sob不垂直。

【分析】結論是「不垂直」,呈「否定性」,考慮使用反證法,即假設「垂直」後再匯出矛盾後,再肯定「不垂直」。

【證明】 假設ac⊥平面sob,

∵ 直線so在平面sob內, ∴ ac⊥so,

∵ so⊥底面圓o, ∴ so⊥ab,

∴ so⊥平面sab, ∴平面sab∥底面圓o,

這顯然出現矛盾,所以假設不成立。

即ac與平面sob不垂直。

【注】否定性的問題常用反證法。例如證明異面直線,可以假設共面,再把假設作為已知條件推導出矛盾。

例2. 若下列方程:x+4ax-4a+3=0, x+(a-1)x+a=0, x+2ax-2a=0至少有乙個方程有實根。試求實數a的取值範圍。

【分析】 三個方程至少有乙個方程有實根的反面情況僅有一種:三個方程均沒有實根。先求出反面情況時a的範圍,再所得範圍的補集就是正面情況的答案。

【解】 設三個方程均無實根,則有:

,解得,即-所以當a≥-1或a≤-時,三個方程至少有乙個方程有實根。

【注】「至少」、「至多」問題經常從反面考慮,有可能使情況變得簡單。本題還用到了「判別式法」、「補集法」(全集r),也可以從正面直接求解,即分別求出三個方程有實根時(△≥0)a的取值範圍,再將三個範圍並起來,即求集合的並集。兩種解法,要求對不等式解集的交、並、補概念和運算理解透徹。

例3. 給定實數a,a≠0且a≠1,設函式y=(其中x∈r且x≠),證明:①.

經過這個函式影象上任意兩個不同點的直線不平行於x軸; ②.這個函式的影象關於直線y=x成軸對稱影象。(88年全國理)。

【分析】「不平行」的否定是「平行」,假設「平行」後得出矛盾從而推翻假設。

【證明】 ① 設m (x,y)、m (x,y)是函式影象上任意兩個不同的點,則x≠x,

假設直線mm平行於x軸,則必有y=y,即=,整理得a(x-x)=x-x

∵x≠x ∴ a=1, 這與已知「a≠1」矛盾,

因此假設不對,即直線mm不平行於x軸。

② 由y=得axy-y=x-1,即(ay-1)x=y-1,所以x=,

即原函式y=的反函式為y=,影象一致。

由互為反函式的兩個影象關於直線y=x對稱可以得到,函式y=的影象關於直線y=x成軸對稱影象。

【注】對於「不平行」的否定性結論使用反證法,在假設「平行」的情況下,容易得到一些性質,經過正確無誤的推理,匯出與已知a≠1互相矛盾。第②問中,對稱問題使用反函式對稱性進行研究,方法比較巧妙,要求對反函式求法和性質運用熟練。

ⅲ、鞏固性題組:

1. 已知f(x)=,求證:當x≠x時,f(x)≠f(x)。

2. 已知非零實數a、b、c成等差數列,a≠c,求證:、、不可能成等差數列。

3. 已知f(x)=x+px+q,求證:|f(1)|、|f(2)|、|f(3)|中至少有乙個不小於。

4. 求證:拋物線y=-1上不存在關於直線x+y=0對稱的兩點。

5. 已知a、b∈r,且|a|+|b|<1,求證:方程x+ax+b=0的兩個根的絕對值均小於1。

afdb m nec

6. 兩個互相垂直的正方形如圖所示,m、n在相應對角線上,且有em=cn,求證:mn不可能垂直cf。

第二章高中數學常用的數學思想

一、數形結合思想方法

中學數學的基本知識分三類:一類是純粹數的知識,如實數、代數式、方程(組)、不等式(組)、函式等;一類是關於純粹形的知識,如平面幾何、立體幾何等;一類是關於數形結合的知識,主要體現是解析幾何。

數形結合是乙個數學思想方法,包含「以形助數」和「以數輔形」兩個方面,其應用大致可以分為兩種情形:或者是借助形的生動和直觀性來闡明數之間的聯絡,即以形作為手段,數為目的,比如應用函式的影象來直觀地說明函式的性質;或者是借助於數的精確性和規範嚴密性來闡明形的某些屬性,即以數作為手段,形作為目的,如應用曲線的方程來精確地闡明曲線的幾何性質。

恩格斯曾說過:「數學是研究現實世界的量的關係與空間形式的科學。」數形結合就是根據數學問題的條件和結論之間的內在聯絡,既分析其代數意義,又揭示其幾何直觀,使數量關的精確刻劃與空間形式的直觀形象巧妙、和諧地結合在一起,充分利用這種結合,尋找解題思路,使問題化難為易、化繁為簡,從而得到解決。

「數」與「形」是一對矛盾,宇宙間萬物無不是「數」和「形」的矛盾的統一。華羅庚先生說過:數缺形時少直觀,形少數時難入微,數形結合百般好,隔裂分家萬事休。

數形結合的思想,其實質是將抽象的數學語言與直觀的影象結合起來,關鍵是代數問題與圖形之間的相互轉化,它可以使代數問題幾何化,幾何問題代數化。在運用數形結合思想分析和解決問題時,要注意三點:第一要徹底明白一些概念和運算的幾何意義以及曲線的代數特徵,對數學題目中的條件和結論既分析其幾何意義又分析其代數意義;第二是恰當設參、合理用參,建立關係,由數思形,以形想數,做好數形轉化;第三是正確確定引數的取值範圍。

數學中的知識,有的本身就可以看作是數形的結合。如:銳角三角函式的定義是借助於直角三角形來定義的;任意角的三角函式是借助於直角座標系或單位圓來定義的。

ⅰ、再現性題組:

5. 設命題甲:0a.充分非必要條件 b.必要非充分條件 c.充要條件 d.既不充分也不必要條件

6. 若log2a. 0b>1 d. b>a>1

7. 如果|x|≤,那麼函式f(x)=cosx+sinx的最小值是_____。 (89年全國文)

abc. -1d.

8. 如果奇函式f(x)在區間[3,7]上是增函式且最小值是5,那麼f(x)的[-7,-3]上是____。(91年全國)

a.增函式且最小值為-5b.增函式且最大值為-5

c.減函式且最小值為-5d.減函式且最大值為-5

9. 設全集i=,集合m=,n=,那麼等於_____。 (90年全國)

ab. c. (2,3) d. {(x,y)|y=x+1

10. 如果θ是第二象限的角,且滿足cos-sin=,那麼是_____。

a.第一象限角 b.第三象限角 c.可能第一象限角,也可能第三象限角 d.第二象限角

11. 已知集合e={θ|cosθab. (,) c. (π,) d

12. 若複數z的輻角為,實部為-2,則z=_____。

a. -2-2i b. -2+2i c. -2+2i d. -2-2i

13. 如果實數x、y滿足等式(x-2)+y=3,那麼的最大值是_____。 (90年全國理)

a. b. cd.

14. 滿足方程|z+3-i|=的輻角主值最小的複數z是_____。

【簡解】1小題:將不等式解集用數軸表示,可以看出,甲=>乙,選a;

2小題:由已知畫出對數曲線,選b;

3小題:設sinx=t後借助二次函式的影象求f(x)的最小值,選d;

4小題:由奇函式影象關於原點對稱畫出影象,選b;

5小題:將幾個集合的幾何意義用圖形表示出來,選b;

6小題:利用單位圓確定符號及象限;選b;

7小題:利用單位圓,選a;

8小題:將複數表示在復平面上,選b;

9小題:轉化為圓上動點與原點連線的斜率範圍問題;選d;

10小題:利用復平面上覆數表示和兩點之間的距離公式求解,答案-+i。

【注】 以上各題是歷年的高考客觀題,都可以借助幾何直觀性來處理與數有關的問題,即借助數軸(①題)、影象(②、③、④、⑤題)、單位圓(⑥、⑦題)、復平面(⑧、⑩題)、方程曲線(⑨題)。

y 4 y=1-m

1 o 2 3 x

ⅱ、示範性題組:

例1. 若方程lg(-x+3x-m)=lg(3-x)在x∈(0,3)內有唯一解,求實數m的取值範圍。

【分析】將對數方程進行等價變形,轉化為一元二次方程在某個範圍內有實解的問題,再利用二次函式的影象進行解決。

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