高中數學解題思路

2023-01-20 01:33:05 字數 4680 閱讀 6761

基本方法

一、 配方法

配方法是對數學式子進行一種定向變形(配成「完全平方」)的技巧,通過配方找到已知和未知的聯絡,從而化繁為簡。何時配方,需要我們適當**,並且合理運用「裂項」與「添項」、「配」與「湊」的技巧,從而完成配方。有時也將其稱為「湊配法」。

最常見的配方是進行恒等變形,使數學式子出現完全平方。它主要適用於:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函式、二次代數式的討論與求解,或者缺xy項的二次曲線的平移變換等問題。

配方法使用的最基本的配方依據是二項完全平方公式(a+b)=a+2ab+b,將這個公式靈活運用,可得到各種基本配方形式,如:

a+b=(a+b)-2ab=(a-b)+2ab;

a+ab+b=(a+b)-ab=(a-b)+3ab=(a+)+(b);

a+b+c+ab+bc+ca=[(a+b)+(b+c)+(c+a)]

a+b+c=(a+b+c)-2(ab+bc+ca)=(a+b-c)-2(ab-bc-ca)=…

結合其它數學知識和性質,相應有另外的一些配方形式,如:

1+sin2α=1+2sinαcosα=(sinα+cosα);

x+=(x+)-2=(x-)+2 ;…… 等等。

ⅰ、再現性題組:

1. 在正項等比數列中,a a+2a a+a a=25,則 a+a=_______。

2. 方程x+y-4kx-2y+5k=0表示圓的充要條件是_____。

a. 1 c. k∈r d. k=或k=1

3. 已知sinα+cosα=1,則sinα+cosα的值為______。

a. 1b. -1c. 1或-1 d. 0

4. 函式y=log (-2x+5x+3)的單調遞增區間是_____。

abcd. [,3)

5. 已知方程x+(a-2)x+a-1=0的兩根x、x,則點p(x,x)在圓x+y=4上,則實數a=_____。

【簡解】 1小題:利用等比數列性質aa=a,將已知等式左邊後配方(a+a)易求。答案是:5。

2小題:配方成圓的標準方程形式(x-a)+(y-b)=r,解r>0即可,選b。

3小題:已知等式經配方成(sinα+cosα)-2sinαcosα=1,求出sinαcosα,然後求出所求式的平方值,再開方求解。選c。

4小題:配方後得到對稱軸,結合定義域和對數函式及復合函式的單調性求解。選d。

5小題:答案3-。

ⅱ、示範性題組:

例1. 已知長方體的全面積為11,其12條稜的長度之和為24,則這個長方體的一條對角線長為_____。

a. 2bc. 5d. 6

【分析】 先轉換為數學表示式:設長方體長寬高分別為x,y,z,則 ,而欲求對角線長,將其配湊成兩已知式的組合形式可得。

【解】設長方體長寬高分別為x,y,z,由已知「長方體的全面積為11,其12條稜的長度之和為24」而得:。

長方體所求對角線長為:===5

所以選b。

【注】本題解答關鍵是在於將兩個已知和乙個未知轉換為三個數學表示式,觀察和分析三個數學式,容易發現使用配方法將三個數學式進行聯絡,即聯絡了已知和未知,從而求解。這也是我們使用配方法的一種解題模式。

例2. 設方程x+kx+2=0的兩實根為p、q,若()+()≤7成立,求實數k的取值範圍。

【解】方程x+kx+2=0的兩實根為p、q,由韋達定理得:p+q=-k,pq=2 ,

7, 解得k≤-或k≥ 。

又 ∵p、q為方程x+kx+2=0的兩實根, ∴ △=k-8≥0即k≥2或k≤-2

綜合起來,k的取值範圍是:-≤k≤- 或者 ≤k≤。

【注】 關於實係數一元二次方程問題,總是先考慮根的判別式「δ」;已知方程有兩根時,可以恰當運用韋達定理。本題由韋達定理得到p+q、pq後,觀察已知不等式,從其結構特徵聯想到先通分後配方,表示成p+q與pq的組合式。假如本題不對「△」討論,結果將出錯,即使有些題目可能結果相同,去掉對「△」的討論,但解答是不嚴密、不完整的,這一點我們要尤為注意和重視。

例3. 設非零複數a、b滿足a+ab+b=0,求()+() 。

【分析】 對已知式可以聯想:變形為()+()+1=0,則=ω (ω為1的立方虛根);或配方為(a+b)=ab 。則代入所求式即得。

【解】由a+ab+b=0變形得:()+()+1=0 ,

設ω=,則ω+ω+1=0,可知ω為1的立方虛根,所以:=,ω==1。

又由a+ab+b=0變形得:(a+b)=ab ,

所以2 。

【注】 本題通過配方,簡化了所求的表示式;巧用1的立方虛根,活用ω的性質,計算表示式中的高次冪。一系列的變換過程,有較大的靈活性,要求我們善於聯想和展開。

【另解】由a+ab+b=0變形得:()+()+1=0 ,解出=後,化成三角形式,代入所求表示式的變形式()+()後,完成後面的運算。此方法用於只是未聯想到ω時進行解題。

假如本題沒有想到以上一系列變換過程時,還可由a+ab+b=0解出:a=b,直接代入所求表示式,進行分式化簡後,化成複數的三角形式,利用棣莫佛定理完成最後的計算。

ⅲ、鞏固性題組:

1. 函式y=(x-a)+(x-b) (a、b為常數)的最小值為_____。

a. 8 b. c. d.最小值不存在

2. α、β是方程x-2ax+a+6=0的兩實根,則(α-1) +(β-1)的最小值是_____。

a. - b. 8 c. 18 d.不存在

3. 已知x、y∈r,且滿足x+3y-1=0,則函式t=2+8有_____。

a.最大值2 b.最大值 c.最小值2 b.最小值

4. 橢圓x-2ax+3y+a-6=0的乙個焦點在直線x+y+4=0上,則a=_____。

a. 2 b. -6 c. -2或-6 d. 2或6

5. 化簡:2+的結果是_____。

a. 2sin4 b. 2sin4-4cos4 c. -2sin4 d. 4cos4-2sin4

6. 設f和f為雙曲線-y=1的兩個焦點,點p在雙曲線上且滿足∠fpf=90°,則△fpf的面積是

7. 若x>-1,則f(x)=x+2x+的最小值為

8. 已知〈β<α〈π,cos(α-β)=,sin(α+β)=-,求sin2α的值。(92年高考題)

9. 設二次函式f(x)=ax+bx+c,給定m、n(m1 解不等式f(x)>0;

② 是否存在乙個實數t,使當t∈(m+t,n-t)時,f(x)<0 ?若不存在,說出理由;若存在,指出t的取值範圍。

10. 設s>1,t>1,m∈r,x=logt+logs,y=logt+logs+m(logt+logs),

1 將y表示為x的函式y=f(x),並求出f(x)的定義域;

2 若關於x的方程f(x)=0有且僅有乙個實根,求m的取值範圍。

二、換元法

解數學題時,把某個式子看成乙個整體,用乙個變數去代替它,從而使問題得到簡化,這叫換元法。換元的實質是轉化,關鍵是構造元和設元,理論依據是等量代換,目的是變換研究物件,將問題移至新物件的知識背景中去研究,從而使非標準型問題標準化、複雜問題簡單化,變得容易處理。

換元法又稱輔助元素法、變數代換法。通過引進新的變數,可以把分散的條件聯絡起來,隱含的條件顯露出來,或者把條件與結論聯絡起來。或者變為熟悉的形式,把複雜的計算和推證簡化。

它可以化高次為低次、化分式為整式、化無理式為有理式、化超越式為代數式,在研究方程、不等式、函式、數列、三角等問題中有廣泛的應用。

換元的方法有:區域性換元、三角換元、均值換元等。區域性換元又稱整體換元,是在已知或者未知中,某個代數式幾次出現,而用乙個字母來代替它從而簡化問題,當然有時候要通過變形才能發現。

例如解不等式:4+2-2≥0,先變形為設2=t(t>0),而變為熟悉的一元二次不等式求解和指數方程的問題。

三角換元,應用於去根號,或者變換為三角形式易求時,主要利用已知代數式中與三角知識中有某點聯絡進行換元。如求函式y=+的值域時,易發現x∈[0,1],設x=sinα ,α∈[0,],問題變成了熟悉的求三角函式值域。為什麼會想到如此設,其中主要應該是發現值域的聯絡,又有去根號的需要。

如變數x、y適合條件x+y=r(r>0)時,則可作三角代換x=rcosθ、y=rsinθ化為三角問題。

均值換元,如遇到x+y=s形式時,設x=+t,y=-t等等。

我們使用換元法時,要遵循有利於運算、有利於標準化的原則,換元後要注重新變數範圍的選取,一定要使新變數範圍對應於原變數的取值範圍,不能縮小也不能擴大。如上幾例中的t>0和α∈[0,]。

ⅰ、再現性題組:

的最大值是

2.設f(x+1)=log(4-x) (a>1),則f(x)的值域是

3.已知數列中,a=-1,a·a=a-a,則數列通項a

4.設實數x、y滿足x+2xy-1=0,則x+y的取值範圍是

5.方程=3的解是

6.不等式log(2-1) ·log(2-2)〈2的解集是

【簡解】1小題:設sinx+cosx=t∈[-,],則y=+t-,對稱軸t=-1,當t=,y=+;

2小題:設x+1=t (t≥1),則f(t)=log[-(t-1)+4],所以值域為(-∞,log4];

3小題:已知變形為-=-1,設b=,則b=-1,b=-1+(n-1)(-1)=-n,所以a=-;

4小題:設x+y=k,則x-2kx+1=0, △=4k-4≥0,所以k≥1或k≤-1;

5小題:設3=y,則3y+2y-1=0,解得y=,所以x=-1;

6小題:設log(2-1)=y,則y(y+1)<2,解得-2

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