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高中數學巧學巧解大全
第一部分高中數學活題巧解方法總論
一、代入法
若動點依賴於另一動點而運動,而點的軌跡方程已知(也可能易於求得)且可建立關係式,,
高中數學巧學巧解大全
第一部分高中數學活題巧解方法總論
一、代入法
若動點依賴於另一動點而運動,而點的軌跡方程已知(也可能易於求得)且可建立關係式,,於是將這個點的座標表示式代入已知(或求得)曲線的方程,化簡後即得點的軌跡方程,這種方法稱為代入法,又稱轉移法或相關點法。
【例1】(2023年高考廣東卷)已知曲線:與直線:交於兩點和,且,記曲線c在點a和點b之間那一段l與線段ab所圍成的平面區域(含邊界)為d.
設點是l上的任一點,且點p與點a和點b均不重合.若點q是線段ab的中點,試求線段pq的中點m的軌跡方程;
【巧解】聯立與得,則中點,
設線段的中點座標為,則,
即,又點在曲線上,
∴化簡可得,又點是上的任一點,
且不與點和點重合,則,即,
∴中點的軌跡方程為().
【例2】(2023年,江西卷)設在直線上,過點作雙曲線的兩條切線、,切點為、,定點m。 過點a作直線的垂線,垂足為n,試求的重心g所在的曲線方程。
【巧解】設,由已知得到,且,,(1)垂線的方程為:,
由得垂足,設重心
所以解得
由可得即為重心所在曲線方程
巧練一:(2023年,江西卷)如圖,設拋物線的焦點為f,動點p在直線上運動,過p作拋物線c的兩條切線pa、pb,且與拋物線c分別相切於a、b兩點.,求△apb的重心g的軌跡方程.
巧練二:(2023年,全國i卷)在平面直角座標系中,有乙個以和為焦點、離心率為的橢圓,設橢圓在第一象限的部分為曲線c,動點p在c上,c在點p處的切線與x、y軸的交點分別為a、b,且向量,求點m的軌跡方程
二、直接法
直接從題設的條件出發,利用已知條件、相關公式、公理、定理、法則通過準確的運算、嚴謹的推理、合理的驗證得出正確的結論,從而確定選擇支的方法叫直接法。從近幾年全國各地的高考數學試題來看,絕大大部分選擇題的解答用的是此法。但解題時也要「盯住選項特點」靈活做題,一邊計算,一邊對選項進行分析、驗證,或在選項中取值帶入題設計算,驗證、篩選而迅速確定答案。
【例1】(2023年高考全國ii卷)已知雙曲線的右焦點為f,過f且斜率為的直線交c於a、b兩點。若,則c的離心率為( )
(a) (b) (c) (d)
【巧解】設,,,由,得
∴,設過點斜率為的直線方程為,
由消去得:,
∴ , 將代入得化簡得
,∴,化簡得:,∴,,即。
故本題選(a)
【例2】(2023年,四川卷)設定義在上的函式滿足,若
,則( )
(a)13 (b)2 (c) (d)
【巧解】∵,∴
∴函式為週期函式,且,∴
故選(c)
巧練一:(2023年,湖北卷)若上是減函式,則b的取值範圍是( )
a. b. c. d.
巧練二:(2023年,湖南卷)長方體abcd—a1b1c1d1的8個頂點在同乙個球面上,且ab=2,ad=aa1=1,則頂點a、b間的球面距離是( )
a. b. c. d.
三、定義法
所謂定義法,就是直接用數學定**題。選擇題的命題側重於對圓錐曲線定義的考查,凡題目中涉及焦半徑、通徑、準線、離心率及離心率的取值範圍等問題,用圓錐曲線的第一和第二定**題,是一種重要的解題策略。
【例1】(2023年高考福建卷,理13)過拋物線的焦點f作傾斜角為450的直線交拋物線於a、b兩點,線段ab的長為8,則 .
【巧解】依題意直線的方程為,由消去得:
,設,,∴,根據拋物線的定義。
,,∴,∴,
故本題應填2。
【例2】(2023年,山東卷,理10)設橢圓c1的離心率為,焦點在x軸上且長軸長為26. 若曲線c2上的點到橢圓c1的兩個焦點的距離的差的絕對值等於8,則曲線c2的標準方程為( )
(ab)
(cd)
【巧解】由題意橢圓的半焦距為,雙曲線上的點滿足 ∴點的軌跡是雙曲線,其中,,∴,故雙曲線方程為,∴選(a)
巧練一:(2023年,陝西卷)雙曲線的左、右焦點分別是f1,f2,過f1作傾斜角為30°的直線交雙曲線右支於m點,若mf2垂直於x軸,則雙曲線的離心率為( )
a. b. c. d.
巧練二:(2023年,遼寧卷)已知點p是拋物線上的乙個動點,則點p到點(0,2)的距離與p到該拋物線準線的距離之和的最小值為( )
(a) (b)3 (c) (d)
四、向量座標法
向量座標法是一種重要的數學思想方法,通過座標化,把長度之間的關係轉化成座標之間的關係,使問題易於解決,並從一定程度上揭示了問題的數學本質。在解題實踐中若能做到多用、巧用和活用,則可源源不斷地開發出自己的解題智慧型,必能收到事半功倍的效果。
【例1】(2023年,廣東卷)在平行四邊形abcd中,ac與bd交於點o,e是線段od的中點,ae的延長線與cd交於點f. 若=a,=b,則=( )
a.a +b b.a +b c.a +b d.a +b
【巧解】如圖所示,選取邊長為2的正方形
則,,,,,
∴直線的方程為,聯立得
∴,設,則
∴解之得,,∴,故本題選b
【例2】已知點為內一點,且0,則、、的面積之比等於
a.9:4:1 b.1:4:9 c.3:2:1 d.1:2:3
【巧解】不妨設為等腰三角形,
,建立如圖所示的直角座標系,則點
,,設,
∵0,即
∴解之得,,即,又直線的方程為,則點到直線的距離,∵,因此,,,故選c
巧練一:(2023年,湖南卷)設d、e、f分別是△abc的三邊bc、ca、ab上的點,且( )
a.反向平行 b.同向平行 c.互相垂直 d.既不平行也不垂直
巧練二:設是內部一點,且,則與面積之比是
五、查字典法
查字典是大家比較熟悉的,我們用類似「查字典」的方法來解決數字排列問題中數字比較大小的問題,避免了用分類討論法時容易犯的重複和遺漏的錯誤,給人以「神來之法」的味道。利用「查字典法」解決數字比較大小的排列問題的思路是「按位逐步討論法」(從最高位到個位),查首位時只考慮首位應滿足題目條件的情況;查前「2」位時只考慮前「2」位中第「2」個數應滿足條件的情況;依次逐步討論,但解題中既要注意數字不能重複,又要有充分的理論準備,如奇、偶問題,3的倍數和5的倍數的特徵,0的特性等等。以免考慮不全而出錯。
【例1】(2023年,四川卷)用數字0,1,2,3,4,5可以組成沒有重複數字,並且比20000大的五位偶數共有( )
(a)288個 (b)240個 (c)144個 (d)126個
【巧解】本題只需查首位,可分3種情況,① 個位為0,即型,首位是2,3,4,5中的任乙個,此時個數為; ②個位為2,即, 此種情況考慮到萬位上不為0,則萬位上只能排3,4,5,所以個數為;③個位為4, 型,此種特點考慮到萬位上不為0,則萬位上只能排2,3,5,所以個數為;故共有個。故選(b)
【例2】(2023年全國ii卷)在由數字1,2,3,4,5組成的所有沒有重複數字的5位數中,大於23145且小於43521的數共有
a.56個 b.57個 c.58個 d.60個
【巧解】(1)查首位:只考慮首位大於2小於4的數,僅有1種情況:即型,此特點只需其它數進行全排列即可。有種,
(2)查前2位:只考慮前「2」位中比3既大又小的數,有4種情況:
,,,型,而每種情況均有種滿足條件,故共有種。
(3)查前3位:只考慮前「3」位中既比1大又小於5的數,有4種情況:
,,,型,而每種情況均有種滿足條件,故共有種。
(3)查前4位:只考慮前「4」位中既比4大又小於2的數,此種情況只有
23154和43512兩種情況滿足條件。故共有個,故選c
巧練一:用數字可以組成沒有重複數字,並且不大於4310的四位偶數共有( )
a.110種 b.109種 c.108種 d.107種
巧練二:(2023年,四川卷)用數字1,2,3,4,5可以組成沒有重複數字,並且比20000大的五位偶數共有( )
(a)48個 (b)36個 (c)24個 (d)18個
六、擋板模型法
擋板模型法是在解決排列組合應用問題中,對一些不易理解且複雜的排列組合問題,當元素相同時,可以通過設計乙個擋板模型巧妙解決,否則,如果分類討論,往往費時費力,同時也難以解決問題。
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