2023年高考數學應考複習精品資料·解題技巧
第九講極限與探索性問題
【考點透視】
1.理解數學歸納法的原理,能用數學歸納法證明一些簡單的數學命題.
2.了解數列極限和函式極限的概念.
3.掌握極限的四則運算法則;會求某些數列與函式的極限.
4.了解函式連續的意義,了解閉區間上連續函式有最大值和最小值的性質.
【例題解析】
考點1 數列的極限
1.數列極限的定義:一般地,如果當項數n無限增大時,無窮數列的項an無限地趨近於某個常數a(即|an-a|無限地接近於0),那麼就說數列以a為極限.
注意:a不一定是{an}中的項.
2.幾個常用的極限:①c=c(c為常數);②=0;③qn=0(|q|<1).
3.數列極限的四則運算法則:設數列{an}、{bn},
當an=a, bn=b時, (an±bn)=a±b;
例1.數列{}滿足:,且對於任意的正整數m,n都有,則
a. b. c. d.2
[考查目的]本題考查無窮遞縮等比數列求和公式和公式的應用.
[解答過程]由和得
故選a.
例2.設常數,展開式中的係數為,則_____.
[考查目的]本題考查利用二項式定理求出關鍵數, 再求極限的能力.
[解答過程] ,由,所以,所以為1.
例3.把展開成關於的多項式,其各項係數和為,則等於
a. b. c. d.2
[考查目的]本題考查無窮遞縮等比數列求和公式和公式的應用.
[解答過程]
故選d例4.設等差數列的公差是2,前項的和為,則 .
思路啟迪:由等差數列的公差是2,先求出前項的和為和通項.
[解答過程]
故填3小結:
1.運用數列極限的運算法則求一些數列的極限時必須注意以下幾點:
(1)各數列的極限必須存在;
(2)四則運算只限於有限個數列極限的運算.
2.熟練掌握如下幾個常用極限:
(1) c=c(c為常數);
(2) ()p=0(p>0);
(3) =(k∈n *,a、b、c、d∈r且c≠0);
(4) qn=0(|q|<1).
例5.設正數a, b滿足則( )
(a)0 (b) (c) (d)1
解:故選b
小結:重視在日常學習過程中運用化歸思想.
考點2 函式的極限
1.函式極限的概念:
(1)如果f(x)=a且f(x)=a,那麼就說當x趨向於無窮大時,函式f(x)的極限是a,記作f(x)=a,也可記作當x→∞時,f(x)→a.
(2)一般地,當自變數x無限趨近於常數x0(但x不等於x0)時,如果函式f(x)無限趨近於乙個常數a,就說當x趨近於x0時,函式f(x)的極限是a,記作f(x)=a,也可記作當x→x0時,f(x)→a.
(3)一般地,如果當x從點x=x0左側(即x<x0=無限趨近於x0時,函式f(x)無限趨近於常數a,就說a是函式f(x)在點x0處的左極限,記作f (x)=a.如果從點x=x0右側(即x>x0)無限趨近於x0時,函式f (x)無限趨近於常數a,就說a是函式
f (x)在點x0處的右極限,記作f(x)=a.
2.極限的四則運算法則:
如果f (x)=a, g(x)=b,那麼
[f(x)±g(x)]=a±b; [f(x)·g(x)]=a·b; =(b≠0).
例6. =( )
a.等於0b.等於lc.等於3d.不存在
[考查目的]本題主要考查利用同解變形求函式極限的能力.
[解答過程] 故選b
例7. ( )
(a)0 (b)1 (c) (d)
[考查目的]本題主要考查利用分解因式同解變形求函式極限的能力.
[解答過程]
故選d例8.若f (x)=在點x=0處連續,則f (0
思路啟迪:利用逆向思維球解.
解答過程:∵f(x)在點x=0處連續,∴f (0)=f (x),
f (x)= = =.
答案:例9.設函式f (x)=ax2+bx+c是乙個偶函式,且f (x)=0,f (x)=-3,求這一函式最大值..
思路啟迪:由函式f (x)=ax2+bx+c是乙個偶函式,利用f (-x)=f (x)構造方程,求出b的值.
解答過程:∵f (x)=ax2+bx+c是一偶函式,
∴f (-x)=f (x),即ax2+bx+c=ax2-bx+c.
∴b=0.∴f (x)=ax2+c.
又f (x)= ax2+c=a+c=0, f(x)=ax2+c=4a+c=-3,
∴a=-1,c=1.∴f (x)=-x2+1.∴f (x)max=f(0)=1.
∴f (x)的最大值為1.
例10.設f(x)是x的三次多項式,已知===1.
求的值(a為非零常數).
解答過程:由於=1,可知f(2a)=0
同理f(4a)=0
由①②,可知f(x)必含有(x-2a)與(x-4a)的因式,由於f(x)是x的三次多項式,故可設f(x)=a(x-2a)(x-4a)(x-c).
這裡a、c均為待定的常數.
由=1,即
=a(x-4a)(x-c)=1,
得a(2a-4a)(2a-c)=1,
即4a2a-2aca=-1
同理,由於=1,
得a(4a-2a)(4a-c)=1,
即8a2a-2aca=1
由③④得c=3a,a=,
因而f(x)=(x-2a)(x-4a)(x-3a).
∴=(x-2a)(x-4a)
=·a·(-a)=-.
例11 a為常數,若(-ax)=0,則a的值是
思路啟迪:先對括號內的的式子變形.
解答過程:∵(-ax)= ==0,
∴1-a2=0.∴a=±1.但a=-1時,分母→0,
∴a=1.
考點3.函式的連續性及極限的應用
1.函式的連續性.
一般地,函式f(x)在點x=x0處連續必須滿足下面三個條件:
(1)函式f(x)在點x=x0處有定義;(2)f(x)存在;(3)f(x)=f(x0).如果函式y=f(x)在點x=x0處及其附近有定義,而且f(x)=f(x0),就說函式f(x)在點x0處連續.
2.如果f(x)是閉區間[a,b]上的連續函式,那麼f(x)在閉區間[a,b]上有最大值和最小值.
3.若f(x)、g(x)都在點x0處連續,則f(x)±g(x),f(x)·g(x),(g(x)≠0)也在點x0處連續.若u(x)在點x0處連續,且f(u)在u0=u(x0)處連續,則復合函式f[u(x)]在點x0處也連續.
例在x=x0處連續是f(x)在x=x0處有定義的_________條件.
a.充分不必要b.必要不充分
c.充要d.既不充分又不必要
思路啟迪:說明問題即可.
解答過程:f(x)在x=x0處有定義不一定連續.
答案:a
例的不連續點為( )
和x=2kπ(k=0,±1,±2,…) 和x=(k=0,±1,±2,…)
思路啟迪:由條件出發列方程解之.
解答過程:由cos=0,得=kπ+(k∈z),∴x=.
又x=0也不是連續點,故選d
答案:d
例14. 設f(x)=當a為________時,函式f(x)是連續的.
解答過程:f(x)= (a+x)=a, f(x)=ex=1,而f(0)=a,故當a=1時, f(x)=f(0),
即說明函式f(x)在x=0處連續,而在x≠0時,f(x)顯然連續,於是我們可判斷當a=1時, f(x)在(-∞,+∞)內是連續的.
小結:分段函式討論連續性,一定要討論在「分界點」的左、右極限,進而斷定連續性.
例15.已知函式f(x)=函式f(x)在哪點連續( )
a.處處連續
思路啟迪:考慮結果的啟發性.
解答過程:f(x)= f(x)=f().
答案:d
例16.拋物線y=b()2、x軸及直線ab:x=a圍成了如圖(1)的陰影部分,ab與x軸交於點a,把線段oa分成n等份,作以為底的內接矩形如圖(2),陰影部分的面積為s等於這些內接矩形面積之和當n→∞時的極限值,求s的值.
思路啟迪:先列出式子.
解答過程:s=[b·()2+b·()2+b·()2+…+b·()2]2·
=·ab
=·ab=ab.
例17.如圖,在邊長為l的等邊△abc中,圓o1為△abc的內切圓,圓o2與圓o1外切,且與ab、bc相切,…,圓on+1與圓on外切,且與ab、bc相切,如此無限繼續下去,記圓on的面積為an(n∈n*).
(1)證明是等比數列;
(2)求(a1+a2+…+an)的值.
解答過程:(1)證明:記rn為圓on的半徑,
則r1=tan30°=l.
=sin30°=,∴rn=rn-1(n≥2).
於是a1=πr12=,=()2=,
∴成等比數列.
(2)解:因為an=()n-1·a1(n∈n*),
所以(a1+a2+…+an)==.
例18. 一彈性小球自h0=5 m高處自由下落,當它與水平地面每碰撞一次後速度減少到碰前的,不計每次碰撞時間,則小球從開始下落到停止運動所經過的路程和時間分別是多少?
解答過程:設小球第一次落地時速度為v0,則有v0==10(m/s),那麼第二,第三,…,第n+1次落地速度分別為v1=v0,v2=()2v0,…,vn=()nv0,小球開始下落到第一次與地相碰經過的路程為h0=5 m,小球第一次與地相碰到第二次與地相碰經過的路程是l1=2×=10×(.
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