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2019-2020年高中數(shù)學(xué)知識(shí)精要 4.新課標(biāo)新題型教案 新人教A版
xx年全國(guó)數(shù)學(xué)考試大綱(課標(biāo)版)中,能力要求中指出,能力是指思維能力、運(yùn)算能力、空間想象能力以及實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。其中創(chuàng)新意識(shí)指對(duì)新穎的信息、情境和設(shè)問,選擇有效的方法和手段收集信息,綜合與靈活地應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)、思想和方法,進(jìn)行獨(dú)立的思考、探索和研究,提出解決問題的思路,創(chuàng)造性地解決問題.創(chuàng)新意識(shí):首先是能獨(dú)立思考、善于發(fā)現(xiàn)、提出有價(jià)值的問題,選擇有效的方法和手段分析信息,綜合與靈活地應(yīng)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)、思想和方法,進(jìn)行獨(dú)立的思考、探索和研究,提出解決問題的思路,創(chuàng)造性地解決問題. xx年山東數(shù)學(xué)考試說明對(duì)創(chuàng)新意識(shí)的界定是:能夠獨(dú)立思考,靈活和綜合地運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)的知識(shí)、思想和方法,創(chuàng)造性地提出問題、分析問題和解決問題.
創(chuàng)新意識(shí)是理性思維的高層次表現(xiàn).對(duì)數(shù)學(xué)問題的“觀察、猜測(cè)、抽象、概括、證明”,是發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的重要途徑,對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的遷移、組合、融會(huì)的程度越高,顯示出的創(chuàng)新意識(shí)也就越強(qiáng).
對(duì)創(chuàng)新意識(shí)的考查是對(duì)高層次理性思維的考查.在考試中創(chuàng)設(shè)新穎的問題情境,構(gòu)造有一定深度和廣度的數(shù)學(xué)問題,要注重問題的多樣化,體現(xiàn)思維的發(fā)散性.精心設(shè)計(jì)考查數(shù)學(xué)主體內(nèi)容、體現(xiàn)數(shù)學(xué)素質(zhì)的試題;反映數(shù)、形運(yùn)動(dòng)變化的試題;研究型、探索型、開放型的試題.
一、開放型
開放型問題是指那些題目條件不完備、結(jié)論不明確、或者答案不唯一,給學(xué)生留有較大探索余地的試題.一般有題設(shè)開放型、結(jié)論開放型、題設(shè)和結(jié)論均開放型以及解題方法的開放型幾類問題.其中結(jié)論開放型探索性問題的特點(diǎn)是給出一定的條件而未給出結(jié)論,要求在給定的前提條件下,探索結(jié)論的多樣性,然后通過推理證明確定結(jié)論;題設(shè)開放型探索性問題的特點(diǎn)是給出結(jié)論,不給出條件或條件殘缺,需在給定結(jié)論的前提下,探索結(jié)論成立的條件,但滿足結(jié)論成立的條件往往不唯一,答案與已知條件對(duì)整個(gè)問題而言只要是充分的、相容的、獨(dú)立的.就視為正確的;全開放型,題設(shè)、結(jié)論都不確定或不太明確的開放型探索性問題,與此同時(shí)解決問題的方法也具有開放型的探索性問題,需要我們進(jìn)行比較全面深入的探索,才能研究出解決問題的辦法來。
1. 條件開放型
這類題目的特點(diǎn)是給出了題目的結(jié)論,但沒有給出滿足結(jié)論的條件,并且這類條件常常是不唯一的,需要解題者從結(jié)論出發(fā),通過逆向思維去判斷能夠追溯出產(chǎn)生結(jié)論的條件,并通過推理予以確認(rèn).這種條件探究性問題實(shí)質(zhì)上是尋找使命題為真的充分條件(未必是充要條件).解決此類問題的策略有兩種,一種是將結(jié)論作為已知條件,逐步探索,找出結(jié)論成立所需的條件,這也是我們通常所說的"分析法";第二種是假設(shè)題目中指定的探索條件,把它作為已知,并結(jié)合其他題設(shè)進(jìn)行推導(dǎo),如果能正確推導(dǎo)出結(jié)論,則此探索條件就可以作為題設(shè)條件,直覺聯(lián)想、較好的洞察力都將有助于這一類問題的解答.
1.在四棱錐中,四條側(cè)棱長(zhǎng)都相等,底面是梯形,,.為保證頂點(diǎn)P在底面所在平面上的射影O在梯形的外部,那么梯形需滿足條件___________________(填上你認(rèn)為正確的一個(gè)條件即可).
講解: 條件給我們以啟示.由于四條側(cè)棱長(zhǎng)都相等,所以,頂點(diǎn)P在底面上的射影O到梯形四個(gè)頂點(diǎn)的距離相等.即梯形有外接圓,且外接圓的圓心就是O.顯然梯形必須為等腰梯形.
再看結(jié)論.結(jié)論要求這個(gè)射影在梯形的外部,事實(shí)上,我們只需找出使這個(gè)結(jié)論成立的一個(gè)充分條件即可.
顯然,點(diǎn)B、C應(yīng)該在過A的直徑AE的同側(cè).不難發(fā)現(xiàn),應(yīng)該為鈍角三角形.
故當(dāng)(且AC>BC)時(shí)可滿足條件.其余等價(jià)的或類似的條件可以隨讀者想象.
點(diǎn)評(píng):本題為條件探索型題目,其結(jié)論明確,需要完備使得結(jié)論成立的充分條件,可將題設(shè)和結(jié)論都視為已知條件,進(jìn)行演繹推理推導(dǎo)出所需尋求的條件.這類題要求學(xué)生變換思維方向,有利于培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力.
2.如圖,在直四棱柱A1B1C1D1—ABCD中,當(dāng)?shù)酌嫠倪呅蜛BCD滿足條件__________時(shí),有A1C⊥B1D1(注:填上你認(rèn)為正確的條件即可,不必考慮所有可能的情況)
分析:本題是條件探索型試題,即尋找結(jié)論A1C⊥B1D1成立的充分條件,由AA1⊥平面A1C1以及A1C⊥B1D1(平面A1C1的一條斜線A1C與面內(nèi)的一條直線B1D1互相垂直),容易聯(lián)想到三垂線定理及其逆定理。因此,欲使A1C⊥B1D1,只需B1D1與CA1在平面A1C1上的射影垂直即可。顯然,CA1在平面A1C1上的射影為A1C1,故當(dāng)B1D1⊥A1C1時(shí),有A1C⊥B1D1,又由于直四棱柱的上、下底面互相平行,從而B1D1∥BD,A1C1∥AC。因此,當(dāng)BD⊥AC時(shí),有A1C⊥B1D1。由于本題是要探求使A1C⊥B1D1成立的充分條件,故當(dāng)四邊形ABCD為菱形或正方形時(shí),依然有BD⊥AC,從而有A1C⊥B1D1,故可以填:①AC⊥BD或②四邊形ABCD為菱形,或③四邊形ABCD為正方形中的任一個(gè)條件即可。
點(diǎn)評(píng): AC⊥BD是結(jié)論A1C⊥B1D1成立的充要條件,而所填的ABCD是正方形或菱形則是使結(jié)論A1C⊥B1D1成立的充分而不必要的條件. 本例中,滿足題意的充分條件不唯一,具有開放性特點(diǎn),這類試題重在考查基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用以及歸納探索能力。
3.如圖,三條直線a、b、c兩兩平行,直線a、b間的距離為p,直線b、c間的距離為,A、B為直線a上兩定點(diǎn),且|AB|=2p,MN是在直線b上滑動(dòng)的長(zhǎng)度為2p的線段.
(1)建立適當(dāng)?shù)钠矫嬷苯亲鴺?biāo)系,求△AMN的外心C的軌跡E;
(2)接上問,當(dāng)△AMN的外心C在E上什么位置時(shí),d+|BC|最小,最小值是多少?(其中d是外心C到直線c的距離).
解:(1)以直線b為x軸,以過A點(diǎn)且與b直線垂直的直線為y軸建立直角坐標(biāo)系.
設(shè)△AMN的外心為C(x,y),則有A(0,p)、M(x–p,0),N(x+p,0),
由題意,有|CA|=|CM|
∴,化簡(jiǎn),得x2=2py
它是以原點(diǎn)為頂點(diǎn),y軸為對(duì)稱軸,開口向上的拋物線.
(2)由(1)得,直線C恰為軌跡E的準(zhǔn)線.
由拋物線的定義知d=|CF|,其中F(0,)是拋物線的焦點(diǎn).
∴d+|BC|=|CF|+|BC|
由兩點(diǎn)間直線段最短知,線段BF與軌跡E的交點(diǎn)即為所求的點(diǎn)
直線BF的方程為聯(lián)立方程組
得.
即C點(diǎn)坐標(biāo)為().
此時(shí)d+|BC|的最小值為|BF|=.
2.結(jié)論開放型
這類題目的特點(diǎn)是給出一定的條件,要求從條件出發(fā)去探索結(jié)論,而結(jié)論往往是不唯一的,甚至是不確定的,或給出特例后通過歸納得出一般性結(jié)論. 解決此類問題的策略有:從已知條件出發(fā),運(yùn)用所學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行推理、探究或?qū)嶒?yàn)得出結(jié)論;通過歸納得出一般性結(jié)論,再去證明;對(duì)多種結(jié)論進(jìn)行優(yōu)化(內(nèi)含分類討論)等.
3.老師給出一個(gè)函數(shù),四個(gè)學(xué)生甲、乙、丙、丁各指出這個(gè)函數(shù)的一個(gè)性質(zhì):
甲:對(duì)于,都有;
乙:在上函數(shù)遞減;
丙:在上函數(shù)遞增;
?。翰皇呛瘮?shù)的最小值.
如果其中恰有三個(gè)人說得正確,請(qǐng)寫出一個(gè)這樣的函數(shù):____________.
講解:首先看甲的話,所謂“對(duì)于,都有”,其含義即為:函數(shù)的圖像關(guān)于直線對(duì)稱.?dāng)?shù)形結(jié)合,不難發(fā)現(xiàn):甲與丙的話相矛盾.(在對(duì)稱軸的兩側(cè),函數(shù)的單調(diào)性相反)
因此,我們只需選擇滿足甲、乙、?。ɑ蛞?、丙、丁)條件的函數(shù)即可.
如果我們希望找到滿足甲、乙、丁條件的函數(shù),則需要認(rèn)識(shí)到:所謂函數(shù)在上單調(diào)遞減,并不是說函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間只有.考慮到關(guān)于直線的對(duì)稱性,我們不妨構(gòu)造函數(shù),使之在上單調(diào)遞減,這樣,既不與乙的話矛盾,也滿足丁所說的性質(zhì).如即可.
如果希望找到滿足乙、丙、丁條件的函數(shù),則分段函數(shù)是必然的選擇.如.
點(diǎn)評(píng):本題考查學(xué)生對(duì)于函數(shù)性質(zhì)的理解和掌握.思考這樣的問題,常常需要從熟悉的函數(shù)(一次、二次、反比例函數(shù),指數(shù)、對(duì)數(shù)、三角函數(shù)等)入手,另外,分段函數(shù)往往是解決問題的關(guān)鍵.
(xx年全國(guó)高考) 、是兩個(gè)不同的平面,、是平面及之外的兩條不同直線,給出四個(gè)論斷: ①⊥; ②⊥; ③⊥; ④⊥.
以其中三個(gè)論斷作為條件,余下一個(gè)論斷作為結(jié)論,寫出你認(rèn)為正確的一個(gè)命題:____________________________.②③④①/①③④②;
4.(xx年全國(guó)高考試題)如圖,E、F分別為正方體的面ADD1A1和面BCC1B1的中心,則四邊形BFD1E在該正方體的面上的射影可能是_____________(要求把可能的圖形的序號(hào)都填上)
分析:本題為結(jié)論探索型的試題,要求有一定的空間想象能力。
解:由于正方體的6個(gè)面可分為互為平行的三對(duì),而四邊形BFD1E的在互為平行的平面上的射影相同,因此可把問題分為三類:a:在上、下兩面上的射影為圖②;b:在前、后兩面上的射影為圖②;c:在左、右兩面上的射影為圖③.
綜上可知,在正方體各面上的射影是圖②或圖③。
點(diǎn)評(píng):這也是一道結(jié)論探索型問題,結(jié)論不唯一,應(yīng)從題設(shè)出發(fā),通過分類以簡(jiǎn)化思維,再利用射影的概念,得到正確的結(jié)論。
3.條件和結(jié)論都開放型
有些題目條件和結(jié)論都是不確定的,但是給出了一定量的信息和情景,要求解題者在題目給出的情景中,自行設(shè)定條件,自己尋找結(jié)論,自己構(gòu)建命題并進(jìn)行演繹推理.
5.設(shè)f(x) 是定義域?yàn)镽的一個(gè)函數(shù),給出下列五個(gè)論斷:
① f(x)的值域?yàn)镽;
② f(x)是R上的單調(diào)遞減函數(shù);
③ f(x)是奇函數(shù);
④ f(x)在任意區(qū)間[a, b] (a
f(b);
⑤ f(x)有反函數(shù).
以其中某一論斷為條件,另一論斷為結(jié)論(例如:⑤①),至少寫出你認(rèn)為正確的三個(gè)命題: .
講解:本題考察對(duì)于函數(shù)性質(zhì)的理解.
根據(jù)單調(diào)性的定義,不難知道:②⑤等價(jià),又由于單調(diào)函數(shù)必有反函數(shù),所以,不難寫出三個(gè)正確命題:②⑤;④⑤;②④(或④②).
進(jìn)一步思考,函數(shù)的值域與單調(diào)性、奇偶性并無直接聯(lián)系,而且單調(diào)性與是否存在反函數(shù)之間也不是等價(jià)的關(guān)系.所以,可以知道,只有上述三個(gè)正確命題.
6.已知是實(shí)數(shù),給出下列四個(gè)論斷:
(1);(2);
(3);(4)
以其中的兩個(gè)論斷為條件,其余兩個(gè)論斷為結(jié)論,寫出你認(rèn)為正確的一個(gè)命題.
__________________________________.
講解 :顯然,(1)、(2)等價(jià),它們的含義均為:同號(hào).在此前提之下,由(3)必可推出(4),所以,正確的命題為:(1)(3)(4);(2)(3)(4).
點(diǎn)評(píng):對(duì)于這一類只給出了一個(gè)特定的情境,而命題的條件、結(jié)論及推理論證的過程均不確定的開放性試題,應(yīng)該靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí),回顧相近的題型、結(jié)論、方法,進(jìn)行類比猜想.在給定的情境中自己去假設(shè),去求解,去調(diào)整方法,去確定結(jié)果.
7.(xx年全國(guó)高考試題)α,β是兩個(gè)不同的平面,m , n是平面α,β之外的兩條不同直線,給出四個(gè)論斷:① m ⊥ n ,② α ⊥ β ,③ n ⊥ β ,④ m ⊥ α .以其中三個(gè)論斷作為條件,余下一個(gè)論斷作為結(jié)論,寫出你認(rèn)為正確的一個(gè)命題.
8.已知函數(shù)
,給出以下三個(gè)條件:
(1) 存在,使得;
(2) 成立;
(3) 在區(qū)間上是增函數(shù).
若同時(shí)滿足條件 和 (填入兩個(gè)條件的編號(hào)),則的一個(gè)可能的解析式為 .
答案:滿足條件(1)(2)時(shí),等;滿足條件(1)(3)時(shí),等;滿足條件(2)(3)時(shí),等.
二、信息遷移型
這類題目的特點(diǎn)是通過文字或圖表等給出了中學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容中沒有遇到過的新知識(shí),這些新知識(shí)可以是新概念,新定義,新定理和新規(guī)則,新情境,并且這些解題的信息有可能不是直接給出的,要求解題者通過觀察,閱讀,歸納,探索進(jìn)行遷移,即讀懂新概念,理解新情境,獲取有用的新信息,然后運(yùn)用這些有用的信息進(jìn)一步演算和推理,從而考察在新的信息,新的情景下,獨(dú)立獲取和運(yùn)用新信息的能力,綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決問題的能力和探索能力.解答此類問題的方法主要是讀懂和理解題中給出的新概念,并能將陌生的情景和熟悉的知識(shí)內(nèi)容之間產(chǎn)生聯(lián)想,使知識(shí)產(chǎn)生遷移,進(jìn)而解決問題。
信息遷移題,由于信息呈現(xiàn)的方式不同,又可分為定義信息型,圖表信息型,圖像圖形信息型等.
1.定義信息型
1.(xx年上海春季高考)若記號(hào)“*”表示求兩個(gè)實(shí)數(shù)與的算術(shù)平均數(shù)的運(yùn)算,即,則兩邊均含有運(yùn)算符號(hào)“*”和“+”,且對(duì)于任意3個(gè)實(shí)當(dāng)選、、都能成立的一個(gè)等式可以是__________________.
答案:,等.
2.已知數(shù)列 的前 項(xiàng)的“均倒數(shù)”為 .
(1)求 的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè) ,試判斷并說明 的符號(hào);
(3)設(shè)函數(shù) ,是否存在最大的實(shí)數(shù) ,當(dāng) 時(shí),對(duì)于一切自然數(shù) ,都有 .
講解 (1)由題意,得關(guān)系式
,
從而有.
將兩式相減,得 ,而 .
(2)應(yīng)用(1)的結(jié)論,得
,
于是 .
(3) 由(2)知 是數(shù)列 中的最小項(xiàng),
∵ 時(shí),對(duì)于一切自然數(shù) ,都有 ,即 ,
∴ ,即 ,
解之,得 ,
∴取 .
點(diǎn)評(píng) “均倒數(shù)”是指已知數(shù)列 的前 項(xiàng)的算術(shù)平均數(shù)的倒數(shù).
3.在 ,且對(duì)任何 都有:
(i) ;
(ii) ;
(iii) ,給出以下三個(gè)結(jié)論:
(1) ; (2) ; (3)
其中正確的個(gè)數(shù)為(A ).
A. 3個(gè) B. 2個(gè) C. 1個(gè) D. 0個(gè)
4.(北京卷)下圖為某三岔路口交通環(huán)島的簡(jiǎn)化模型,在某高峰時(shí)段,單位時(shí)間進(jìn)出路口的機(jī)動(dòng)車輛數(shù)如圖所示,圖中分別表示該時(shí)段單位時(shí)間通過路段、、的機(jī)動(dòng)車輛數(shù)(假設(shè):?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi),在上述路段中,同一路段上駛?cè)肱c駛出的車輛數(shù)相等),則
(A) (B) (C) (D)
解:依題意,有x1=50+x3-55=x3-5,\x1‖AB‖.
其中真命題的個(gè)數(shù)為
A.0 B.1 C.2 D.3
解析:對(duì)于直角坐標(biāo)平面內(nèi)的任意兩點(diǎn),定義它們之間的一種“距離”: ①若點(diǎn)C在線段AB上,設(shè)C點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0),x0在x1、x2之間,y0在y1、y2之間,則=
③在中,
>
= ∴命題① ③成立,而命題②在中,若則明顯不成立,選B.
6.(廣東卷)對(duì)于任意的兩個(gè)實(shí)數(shù)對(duì)和,規(guī)定:,當(dāng)且僅當(dāng);運(yùn)算“”為:;運(yùn)算“”為:,設(shè),若,則
A. B. C. D.
解析:由得,
所以,故選B.
O
M( , )
7.(遼寧卷)設(shè)是R上的一個(gè)運(yùn)算,A是R的非空子集,若對(duì)任意有,則稱A對(duì)運(yùn)算封閉,下列數(shù)集對(duì)加法、減法、乘法和除法(除數(shù)不等于零)四則運(yùn)算都封閉的是
(A)自然數(shù)集 (B)整數(shù)集(C)有理數(shù)集 (D)無理數(shù)集
解析: A中1-2=-1不是自然數(shù),即自然數(shù)集不滿足條件;B中12=0.5不是整數(shù),即整數(shù)集不滿足條件;C中有理數(shù)集滿足條件;D中不是無理數(shù),即無理數(shù)集不滿足條件,故選擇答案C。
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了閱讀和理解能力,同時(shí)考查了做選擇題的一般技巧排除法。
8.(山東卷)定義集合運(yùn)算:A⊙B={z︳z= xy(x+y),z∈A,y∈B},設(shè)集合A={0,1},B={2,3},則集合A⊙B的所有元素之和為
(A)0 (B)6 (C)12 (D)18
解:當(dāng)x=0時(shí),z=0,當(dāng)x=1,y=2時(shí),z=6,當(dāng)x=1,y=3時(shí),z=12,故所有元素之和為18,選D
9.(陜西卷)為確保信息安全,信息需加密傳輸,發(fā)送方由明文→密文(加密),接收方由密文→明文(解密),已知加密規(guī)則為:明文a,b,c,d對(duì)應(yīng)密文a+2b,2b+c,2c+3d,4d,例如,明文1,2,3,4對(duì)應(yīng)密文5,7,18,16.當(dāng)接收方收到密文14,9,23,28時(shí),則解密得到的明文為( )
A.4,6,1,7 B.7,6,1,4 C.6,4,1,7 D.1,6,4,7
解析:當(dāng)接收方收到密文14,9,23,28時(shí),
則,解得,解密得到的明文為C.
10.(上海卷)(理) 如圖,平面中兩條直線和相交于點(diǎn)O,對(duì)于平面上任意一點(diǎn)M,若、分別是M到直線和的距離,則稱有序非負(fù)實(shí)數(shù)對(duì)(,)是點(diǎn)M的“距離坐標(biāo)”.已知常數(shù)≥0,≥0,給出下列命題:
①若==0,則“距離坐標(biāo)”為(0,0)的點(diǎn)有且
僅有1個(gè);
②若=0,且+≠0,則“距離坐標(biāo)”為(,)
的點(diǎn)有且僅有2個(gè);
③若≠0,則“距離坐標(biāo)”為(,)的點(diǎn)有
且僅有4個(gè).
上述命題中,正確命題的個(gè)數(shù)是 ( )
(A)0; (B)1; (C)2; (D)3.
解:選(D) ① 正確,此點(diǎn)為點(diǎn); ② 正確,注意到為常數(shù),由中必有一個(gè)為零,另一個(gè)非零,從而可知有且僅有2個(gè)點(diǎn),這兩點(diǎn)在其中一條直線上,且到另一直線的距離為(或); ③ 正確,四個(gè)交點(diǎn)為與直線相距為的兩條平行線和與直線相距為的兩條平行線的交點(diǎn);
(上海卷)(文)如圖,平面中兩條直線和相交于點(diǎn),對(duì)于平面上任意一點(diǎn),若分別是到直線和的距離,則稱有序非負(fù)實(shí)數(shù)對(duì)是點(diǎn)的“距離坐標(biāo)”,根據(jù)上述定義,“距離坐標(biāo)”是(1,2)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)是____________.
11.(上海卷)如果一條直線與一個(gè)平面垂直,那么,稱此直線與平面構(gòu)成一個(gè)“正交線面對(duì)”。在一個(gè)正方體中,由兩個(gè)頂點(diǎn)確定的直線與含有四個(gè)頂點(diǎn)的平面構(gòu)成的“正交線面對(duì)”的個(gè)數(shù)是
(A)48 (B) 18 (C) 24 (D)36
解析:正方體中,一個(gè)面有四條棱與之垂直,六個(gè)面,共構(gòu)成24個(gè)“正交線面對(duì)”;而正方體的六個(gè)對(duì)角截面中,每個(gè)對(duì)角面又有兩條面對(duì)角線與之垂直,共構(gòu)成12個(gè)“正交線面對(duì)”,所以共有36個(gè)“正交線面對(duì)”;
12.(四川卷)非空集合關(guān)于運(yùn)算滿足:(1)對(duì)任意、,都有;(2)存在,使得對(duì)一切,都有,則稱關(guān)于運(yùn)算為“融洽集”?,F(xiàn)給出下列集合和運(yùn)算:
①{非負(fù)整數(shù)},為整數(shù)的加法。
②{偶數(shù)},為整數(shù)的乘法。
③{平面向量},為平面向量的加法。
④{二次三項(xiàng)式},為多項(xiàng)式的加法。
⑤{虛數(shù)},為復(fù)數(shù)的乘法。
其中關(guān)于運(yùn)算為“融洽集”的是 (寫出所有“融洽集”的序號(hào))
解析:非空集合關(guān)于運(yùn)算滿足:(1)對(duì)任意,都有;
(2)存在,使得對(duì)一切,都有,則稱關(guān)于運(yùn)算為“融洽集”;現(xiàn)給出下列集合和運(yùn)算:
①,滿足任意,都有,且令,有,所以①符合要求;
②,若存在,則,矛盾,
∴ ②不符合要求;
③,取,滿足要求,∴ ③符合要求;
④,兩個(gè)二次三項(xiàng)式相加得到的可能不是二次三項(xiàng)式,所以④不符合要求;
⑤,兩個(gè)虛數(shù)相乘得到的可能是實(shí)數(shù),∴ ⑤不符合要求,
這樣關(guān)于運(yùn)算為“融洽集”的有①③。
13.若記號(hào)“*”表示兩個(gè)實(shí)數(shù)a與b的算術(shù)平均的運(yùn)算,即,則兩邊均含有運(yùn)算符號(hào)“*”和“+”,且對(duì)于任意3個(gè)實(shí)數(shù)a,b,c都能成立的一個(gè)等式可以是_______________。
解析:由于本題是探索性和開放性問題,問題的解決需要經(jīng)過一定的探索過程,并且答案不惟一。這題要把握住,還要注意到試題的要求不僅類比推廣到三個(gè)數(shù),而且等式兩邊均含有運(yùn)算符號(hào)“*”和“+”,則可容易得到a+(bc)=(a+b)(a+c)。正確的結(jié)論還有:(ab)+c=(ac)+(bc),(ab)+c=(ba)+c等。
試題(陌生的情境)
聯(lián)想
已有知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
審題(閱讀、理解、探索)
遷移、提取相關(guān)信息
獲解
確認(rèn)(熟悉的情境)
點(diǎn)評(píng):通過閱讀,正確理解和運(yùn)用新定義,是解決問題的關(guān)鍵.
2.圖表信息型
14.一個(gè)正整數(shù)數(shù)表如下(表中下一行中的數(shù)的個(gè)數(shù)是上一行中數(shù)的個(gè)數(shù)的2倍):
第1行
1
第2行
2 3
第3行
4 5 6 7
…
…
則第9行中的第4個(gè)數(shù)是(C ).
A. 132 B. 255 C. 259 D. 260
15. 向明中學(xué)的甲、乙兩同學(xué)利用暑假到某縣進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐,對(duì)該縣的養(yǎng)雞場(chǎng)連續(xù)六年來的規(guī)模進(jìn)行調(diào)查研究,得到如下兩個(gè)不同的信息圖:
(A)圖表明:從第1年平均每個(gè)養(yǎng)雞場(chǎng)出產(chǎn)1萬(wàn)只雞上升到第6年平均每個(gè)養(yǎng)雞場(chǎng)出產(chǎn)2萬(wàn)只雞;
(B)圖表明:由第1年養(yǎng)雞場(chǎng)個(gè)數(shù)30個(gè)減少到第6年的10個(gè).
請(qǐng)你根據(jù)提供的信息解答下列問題:
(1)第二年的養(yǎng)雞場(chǎng)的個(gè)數(shù)及全縣出產(chǎn)雞的總只數(shù)各是多少?
(2)哪一年的規(guī)模最大?為什么?
講解 (1)設(shè)第n年的養(yǎng)雞場(chǎng)的個(gè)數(shù)為,平均每個(gè)養(yǎng)雞場(chǎng)出產(chǎn)雞萬(wàn)只,
由圖(B)可知, =30,且點(diǎn)在一直線上,
從而
由圖(A)可知, 且點(diǎn)在一直線上,
于是
=(萬(wàn)只),(萬(wàn)只)
第二年的養(yǎng)雞場(chǎng)的個(gè)數(shù)是26個(gè),全縣出產(chǎn)雞的總只數(shù)是31.2萬(wàn)只;
(2)由
(萬(wàn)只),
第二年的養(yǎng)雞規(guī)模最大,共養(yǎng)雞31.2萬(wàn)只.
有時(shí)候我們需要畫出圖形, 有時(shí)候我們卻需要從圖形中采集必要的信息, 這正反映了一個(gè)事物的兩個(gè)方面. 看來, 讀圖與識(shí)圖的能力是需要不斷提升的.
16.(xx年全國(guó)高考試題)《中華人民共和國(guó)個(gè)人所得稅法》規(guī)定,公民全月工資、薪金所得不超過800元的部分不必納稅,超過800元的部分為全月應(yīng)納稅所得額,此項(xiàng)稅款按下表分段累進(jìn)計(jì)算:
全月應(yīng)納稅所得額
稅率
不超過500元的部分
5%
超過500元至xx元的部分
10%
超過xx元至5000元的部分
15%
某人一月份應(yīng)交納此項(xiàng)稅款26.78元,則他的當(dāng)月工資、薪金所得介于( )元.
(A)800~900 (B)900~1200
(C)1200~1500 (D)1500~2800
17.(xx年上海高考題)一般地,家庭用電量(千瓦時(shí))與氣溫(℃)有一定的關(guān)系.圖(1)表示某年12個(gè)月中每月的平均氣溫,圖(2)表示某家庭在這年12個(gè)月中每月的用電量.根據(jù)這些信息,以下關(guān)于該家庭用電量與氣溫間關(guān)系的敘述中,正確的是:( )
(A) 氣溫最高時(shí),用電量最多.
(B) 氣溫最低時(shí),用電量最少.
(C) 當(dāng)氣溫大于某一值時(shí),用電量隨氣溫增高而增加.
(D) 當(dāng)氣溫小于某一值時(shí),用電量隨氣溫降低而增加.
18.(xx年上海市高考試題)據(jù)報(bào)道,我國(guó)目前已成為世界上受荒漠化危害最嚴(yán)重的國(guó)家之一,下左圖表示我國(guó)土地沙化總面積在上個(gè)世紀(jì)五六十年代,七八十年代,九十年代的變化情況.由圖中的相關(guān)信息,可將上述有關(guān)年代中,我國(guó)年平均土地沙化面積在下右圖圖示為
講解:本題考察讀圖的能力.
從1950年到xx年的土地沙化總面積為一條折線,說明這一段的土地沙化總面積不是勻速增長(zhǎng)的.但相應(yīng)于這條折線的每一段線段,都代表其對(duì)應(yīng)年份的土地沙化總面積勻速增長(zhǎng),即這一段的年平均土地沙化面積為定值.因此,分三段計(jì)算,不難得出結(jié)論,如圖.
點(diǎn)評(píng):函數(shù)三種表示法(解析式、列表、圖像表示法)中,學(xué)生較為熟悉的是解析式表示法.然而,由于另外兩種表示法具有直觀、形象的特點(diǎn),在實(shí)際應(yīng)用中較為常見.因此,學(xué)會(huì)讀圖非常重要.
圖形、圖像信息型
19.(xx年全國(guó)高考試題)某蔬菜基地種植西紅柿,由歷年市場(chǎng)行情知,從一月一日起的300天內(nèi),西紅柿市場(chǎng)售價(jià)與上市時(shí)間的關(guān)系用圖一的一條折線表示,西紅柿的種植成本與上市時(shí)間的關(guān)系用圖二的拋物線線段表示.
圖1 圖2
(Ⅰ)寫出圖一表示的市場(chǎng)售價(jià)與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系式 P =f(t);
寫出圖二表示的種植成本與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系式Q =g(t).
(Ⅱ)認(rèn)定市場(chǎng)售價(jià)減去種植成本為純收益,問何時(shí)上市的西紅柿純收
益最大?(注:市場(chǎng)售價(jià)和種植成本的單位:元/102kg,時(shí)間單位:天) .
解:(I)由圖一可得市場(chǎng)售價(jià)與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為
由圖二可得種植成本與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系為
?。↖I)設(shè)t時(shí)刻的純收益為h(t),則由題意得
h(t)=f(t)-g(t)
即
當(dāng)0≤t ≤200時(shí),配方整理得
所以,當(dāng)t=50時(shí),h(t)取得區(qū)間[0,200]上的最大值100;
當(dāng)200< t ≤300時(shí),配方整理得
所以,當(dāng)t=300時(shí),h(t)取得區(qū)間[200,300]上的最大值87.5.
綜上,由100>87.5可知,h(t)在區(qū)間[0,300]上可以取得最大值100,此時(shí)t=50,即從二月一日開始的第50天時(shí),上市的西紅柿純收益最大.
三、歸納型
規(guī)律性探索型命題是指從命題給出的多個(gè)具體的關(guān)系式,通過觀察、歸納、分析、比較,得出一般規(guī)律的命題。解題策略是:通過研究題設(shè)的變化規(guī)律,猜想結(jié)論,然后證明。
1.(xx廣東)在德國(guó)不來梅舉行的第48屆世乒賽期間,某商店櫥窗里用同樣的乒乓球堆成若干堆“正三棱錐”形的展品,其中第1堆只有1層,就一個(gè)球;第堆最底層(第一層)分別按圖4所示方式固定擺放,從第二層開始,每層的小球自然壘放在下一層之上,第堆第層就放一個(gè)乒乓球,以表示第堆的乒乓球總數(shù),則 ; (答案用表示).
xx年北京卷14圖
思路分析:法一:由題可知f(1)=1,f(2)=4,f(3)=10,f(4)=20,下一堆的個(gè)數(shù)是上一堆的個(gè)數(shù)加上其第一層的個(gè)數(shù),而第一層的個(gè)數(shù)滿足1,3,6,10,15,…,通項(xiàng)公式是(不妨,,,…,,累加整理即得通項(xiàng)公式),所以f(2)=f(1)+3=4,f(3)=f(2)+6=10,f(4)=f(3)+15=35,f(5)=f(4)+15=35,以此類推f(n)=f(n-1)+,于是累加得f(n)==
=。所以答案應(yīng)填10;.
點(diǎn)評(píng) 將數(shù)列的通項(xiàng)公式、數(shù)列的求和融合到xx年4月24至5月1日舉行的世乒賽這一實(shí)際情景當(dāng)中,重點(diǎn)考察累加法求通項(xiàng)公式和常規(guī)數(shù)列的求和,此外觀察分析數(shù)據(jù)的能力也是本題考查的一個(gè)重要方面。當(dāng)然要順利解出此題,個(gè)人的空間想象能力也是一個(gè)非常重要的方面,要求考生在頭腦中能清晰建立起“堆成正三棱錐”這一空間模型,并要注意相鄰兩堆個(gè)數(shù)變化的根本原因.
2. 若、,
(1)求證:;
(2)令,寫出、、、的值,觀察并歸納出這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(3)證明:存在不等于零的常數(shù)p,使是等比數(shù)列,并求出公比q的值.
講解 (1)采用反證法. 若,即, 解得 從而與題設(shè),相矛盾,
故成立.
(2) 、、、、, .
(3)因?yàn)?又,所以,
因?yàn)樯鲜绞顷P(guān)于變量的恒等式,故可解得、.
3.觀察sin220+cos250+sin20cos50=,sin215+cos245+sin15cos45=,
寫出一個(gè)與以上兩式規(guī)律相同的一個(gè)等式 .
答案:
sin2α+cos2(α+30)+sinαcos(α+30)=
四、類比型
類比在數(shù)學(xué)解題中有著十分重要的作用。
類比推理可用如下圖式描述:根據(jù)
其中分別與相同或相似,
推論:B類對(duì)象也具有與d相同或相似的屬性d。
這種題目的特點(diǎn)是給出一個(gè)數(shù)學(xué)情境或一個(gè)數(shù)學(xué)命題,要求解題者發(fā)散思維去聯(lián)想,類比,推廣,轉(zhuǎn)化,找出類似的命題,推廣的命題,深入的命題.
常用的類比有:
1、平面與空間的類比
1.(xx年上海春季高考)如下圖.若從點(diǎn)O所作的兩條射線OM、ON上分別有點(diǎn)與點(diǎn),則三角形面積之比.若從點(diǎn)O所作的不在同一平面內(nèi)的三條射線OP、OQ和OR上,分別有點(diǎn),點(diǎn)和點(diǎn),則類似的結(jié)論為:______________________________.
把立體幾何知識(shí)與相關(guān)的平面幾何知識(shí)類比,是實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移的有效方法,也利于化難為易,啟迪思維。
如,關(guān)于勾股定理,可有幾個(gè)類比:
勾股定理:在直角邊長(zhǎng)為a,b,斜邊長(zhǎng)為c的直角三角形中,有
類比1:長(zhǎng)、寬、高分別為p,q,r,對(duì)角線長(zhǎng)為d的長(zhǎng)方體中,有
類比2:長(zhǎng)方體交于某一頂點(diǎn)的三個(gè)長(zhǎng)方形面的對(duì)角線長(zhǎng)分別為p,q,r,長(zhǎng)方體對(duì)角線長(zhǎng)為d,則有
類比3:四面體交于一個(gè)頂點(diǎn)O的三條棱兩兩互相垂直,與O相鄰的三個(gè)面的面積分別為A,B,C,與O相對(duì)的面的面積為D,則有:
我們知道正三角形內(nèi)任一點(diǎn)P到各邊距離之和為常數(shù)。分別從三條邊相等與三個(gè)角相等類比,“在各邊相同的凸多邊形內(nèi)任一點(diǎn)P到各邊距離之和為常數(shù)”和“在各角相等的凸多邊形內(nèi)任一點(diǎn)P到各邊距離之和為常數(shù)”??梢宰C明這兩個(gè)命題都是正確的(利用面積法證明)。
在平面幾何里,有勾股定理:“設(shè)△ABC的兩邊AB,AC互相垂直,則AB2+AC2=BC2”拓展到空間,類比平面幾何的勾股定理,研究三棱錐的側(cè)面面積與底面面積間的關(guān)系,可以得出的正確結(jié)論是:“設(shè)三棱錐A—BCD的三個(gè)側(cè)面ABC、ACD、ADB兩兩相互垂直,則.”
提醒:關(guān)于空間問題與平面問題的類比,通??勺プ缀我氐娜缦聦?duì)應(yīng)關(guān)系作對(duì)比:
多面體 多邊形; 面 邊
體 積 面 積 ; 二面角 平面角
面 積 線段長(zhǎng); … …
2.同類之間類比(橢圓與雙曲線類比)
2.若數(shù)列{an}是等差數(shù)列,數(shù)列{bn}滿足bn=,則{bn}也為等差數(shù)列.類比上述性質(zhì),相應(yīng)地,若數(shù)列{cn}是等比數(shù)列,且cn>0,數(shù)列{dn}滿足dn= ,則數(shù)列{dn}也為等比數(shù)列. 答案:dn=(n∈N*)
3.(xx年上海市高考試題)在等差數(shù)列{an}中,若 a10= 0 ,則有等式a1 + a2 + … + an = a1 + a2 + … + a19-n
(n<19 , n ∈N +)成立.類比上述性質(zhì),相應(yīng)地,在等比數(shù)列{bn}中,若b9= 1 ,則有等式__________________成立.
4.有對(duì)稱中心的曲線叫做有心曲線,顯然圓、橢圓、雙曲線都是有心曲線. 過有心曲線的中心的弦叫有心曲線的直徑,(為研究方便,不妨設(shè)直徑所在直線的斜率存在).
定理:過圓上異于直徑兩端點(diǎn)的任意一點(diǎn)與一條直徑的兩個(gè)端點(diǎn)連線,則兩條連線的斜率之積為定值-1.
(Ⅰ)寫出該定理在橢圓中的推廣,并加以證明;
(Ⅱ)寫出該定理在雙曲線中的推廣;你能從上述結(jié)論得到有心圓錐曲線(包括橢圓、雙曲線、圓)的一般性結(jié)論嗎?請(qǐng)寫出你的結(jié)論.
解:(Ⅰ)設(shè)直徑的兩個(gè)端點(diǎn)分別為A、B,由橢圓的對(duì)稱性可得,A、B關(guān)于中心O(0,0)對(duì)稱,所以A、B點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(,B(.
P(上橢圓上任意一點(diǎn),顯然,
因?yàn)锳、B、P三點(diǎn)都在橢圓上,所以有
, ①
, ②.而,
由①-②得:
.
所以該定理在橢圓中的推廣為:過橢圓上異于直徑兩端點(diǎn)的任意一點(diǎn)與一條直徑的兩個(gè)端點(diǎn)連線,則兩條連線的斜率之積為定值.
(Ⅱ)該定理在雙曲線中的推廣為:過雙曲線上異于直徑兩端點(diǎn)的任意一點(diǎn)與一條直徑的兩個(gè)端點(diǎn)連線,則兩條連線的斜率之積為定值
該定理在有心圓錐曲線中的推廣應(yīng)為:過有心圓錐曲線上異于直徑兩端點(diǎn)的任意一點(diǎn)與一條直徑的兩個(gè)端點(diǎn)連線,則兩條連線的斜率之積為定值-.
同類之間的類比在圓錐曲線中,常常以姐妹題形式出現(xiàn),這樣對(duì)學(xué)生思維和素質(zhì)的考查具有很好的功能,而且題型新穎,避免了傳統(tǒng)的考法的單調(diào)。
3.與已知數(shù)學(xué)方法類比
5.設(shè),利用推導(dǎo)等差數(shù)列前n項(xiàng)和的方法——倒序相加法,求的值為_______________。
解:本題類比數(shù)學(xué)方法,即利用倒序相加法,通過合情猜想即可解決。由
又∴,∴。
4.與已知概念類比
6.(xx年北京)定義“等和數(shù)列”,在一個(gè)數(shù)列中,如果每一項(xiàng)與它的后一項(xiàng)的和都為同一常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列叫做等和數(shù)列,這個(gè)常數(shù)叫做該數(shù)列的公和。已知數(shù)列{a}等和數(shù)列,且,公和為5。那么的值為_______________,這個(gè)數(shù)列前n項(xiàng)和的計(jì)算公式為_______________。
分析:此題類比等差數(shù)列定義給出“等和數(shù)列”定義,解決此類問題要認(rèn)真理解所給出的定義,結(jié)合所學(xué)知識(shí)尋求正確解決方法。
解:∵{a}是等和數(shù)列,,公和為5,
∴,則,,…知,(n∈N*)。
∴=3,數(shù)列{a}形如:2,3,2,3,2,3,……。
∴。
評(píng)注:這是一道新情境題型,關(guān)鍵要吃透定義,對(duì)于n為奇數(shù)時(shí),
五、存在性型
存在性探索型命題是指在一定的條件下,判斷某種數(shù)學(xué)對(duì)象是否存在,進(jìn)行演繹推理,若推出矛盾,則假設(shè)不成立,若推出結(jié)果,則假設(shè)成立,即指定的數(shù)學(xué)對(duì)象存在。
一般來說,是否存在型問題,實(shí)質(zhì)上是探索結(jié)論的開放性問題.相對(duì)于其他的開放性問題來說,由于這類問題的結(jié)論較少(只有存在、不存在兩個(gè)結(jié)論,有些時(shí)候須討論),因此,思考途徑較為單一,難度易于控制,受到各類考試的的青睞.
解答這一類問題,往往從承認(rèn)結(jié)論、變結(jié)論為條件出發(fā),然后通過特例歸納,或由演繹推理證明其合理性.探索過程要充分挖掘已知條件,注意條件的完備性,不要忽略任何可能的因素.
1.已知數(shù)列中,,且對(duì)于任意自然數(shù),總有,是否存在實(shí)數(shù),使得對(duì)于任意自然數(shù)恒成立?證明你的結(jié)論.
講解:是一個(gè)一般性的結(jié)論,為了探求是否存在,我們可從特殊的n出發(fā),求出的值,再檢驗(yàn)是否滿足一般的條件.
由,,代入,可解得.
代入檢驗(yàn),可知當(dāng)時(shí),一方面由得,另一方面,由得,矛盾.
所以,這樣的實(shí)數(shù)不存在.
點(diǎn)評(píng):探索,常常遵循“從一般到特殊,再?gòu)奶厥獾揭话恪钡乃季S方法.先從具體、特定的實(shí)例入手,從中探測(cè)出問題的結(jié)論,再經(jīng)過嚴(yán)格的論證.
2.已知函數(shù)(是自然數(shù))是奇函數(shù),有最大值,且.
(Ⅰ)試求函數(shù)的解析式;
(Ⅱ)是否存在直線與的圖象只交于P、Q兩點(diǎn),并且使得P、Q兩點(diǎn)的中點(diǎn)為(1,0)點(diǎn),若存在,求出直線的方程;若不存在,說明理由.
講解:(Ⅰ)由為奇函數(shù)易知:.
又因?yàn)槭亲匀粩?shù),所以,當(dāng)時(shí),<0;當(dāng)時(shí),.所以,的最大值必在時(shí)取得.
當(dāng)時(shí),,等號(hào)當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取得.
所以,.
又,所以,.結(jié)合是自然數(shù),可得:.
所以,.
(Ⅱ)對(duì)于“是否存在型”的問題,一般探索的方法為:假設(shè)存在,導(dǎo)出矛盾,或者從部分結(jié)論出發(fā),導(dǎo)出其存在的必要條件,再驗(yàn)證是否充分.
根據(jù)上述思路,我們可以假設(shè)存在滿足條件的直線,則、Q的坐標(biāo)可為P,.且這兩點(diǎn)都在函數(shù)的圖像上.即:
消去,得,解得:.
所以,或.
所以,直線的方程為:.
的存在性還須通過充分性的檢驗(yàn).
把直線的方程與函數(shù)聯(lián)立,不難求得,共有三組解:.
因此,直線與的圖象共有三個(gè)交點(diǎn),與“只交于兩點(diǎn)”矛盾.所以,滿足條件的直線不存在.
在得到這樣的解答之后,我們不妨回頭再看一看,在上述過程中,函數(shù)的性質(zhì)(如奇偶性)并沒有得到充分的應(yīng)用.若能充分運(yùn)用這個(gè)已知條件,則可以得到其他不同的探索過程.
解2:設(shè),則由為奇函數(shù)可知:P關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)也在的圖像上,
又,所以,,且,故問題等價(jià)于:
是否存在直線,使得與有兩個(gè)距離為2的交點(diǎn).
將代入,解之得:,令,解得:,,
所以,,此時(shí)直線的方程為
充分性的檢驗(yàn)過程同上.
以上兩種解法都是從求出直線的方程入手.如果我們將著眼點(diǎn)放在“只交于兩點(diǎn)”,則可以得到下面簡(jiǎn)潔的解法.
解3:當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),,此時(shí)與函數(shù)的圖像只交于一點(diǎn),不滿足題設(shè),所以,可設(shè)直線的方程為:,
與聯(lián)立,消去得:
(#)
由P、Q關(guān)于點(diǎn)(1,0)對(duì)稱,可得:點(diǎn)(1,0)在直線上,所以,.
對(duì)于上述方程(#),若,則方程只有一解,不符合題意.
若,則方程(#)的實(shí)根個(gè)數(shù)可能為1個(gè)或3個(gè).不可能有兩個(gè).即過點(diǎn)(1,0)的直線與的圖象不可能只有兩個(gè)交點(diǎn),所以,這樣的直線不存在.
點(diǎn)評(píng):敏銳的觀察,豐富的想象,是進(jìn)行有效探索的法寶.
3. 設(shè)等比數(shù)列的公比為 ,前 項(xiàng)和為 ,是否存在常數(shù) ,使數(shù)列 也成等比數(shù)列?若存在,求出常數(shù);若不存在,請(qǐng) 明 理 由.
講解 存在型開放題的求解一般是從假設(shè)存在入手, 逐步深化解題進(jìn)程的.
設(shè)存在常數(shù), 使數(shù)列 成等比數(shù)列.
(i) 當(dāng) 時(shí), 代入上式得
即=0
但, 于是不存在常數(shù) ,使成等比數(shù)列.
(ii) 當(dāng) 時(shí),, 代 入 上 式 得 .
綜 上 可 知 , 存 在 常 數(shù) ,使成等比數(shù)列.
等比數(shù)列n項(xiàng)求和公式中公比的分類, 極易忘記公比的 情 形, 可 不 要 忽 視 啊 !
4. 已知數(shù)列在直線x-y+1=0上.
(1) 求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若函數(shù)求函數(shù)f(n)的最小值;
(3)設(shè)表示數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和.試問:是否存在關(guān)于n 的整式g(n), 使得對(duì)于一切不小于2的自然數(shù)n恒成立?若存在,寫出g(n)的解析式,并加以證明;若不存在,說明理由.
講解 從 規(guī) 律 中 發(fā) 現(xiàn) ,從 發(fā) 現(xiàn) 中 探 索.
(1)
(2) ,
(3), .
故存在關(guān)于n的整式使等式對(duì)于一切不小2的自然數(shù)n恒成立.
事實(shí)上, 數(shù)列{an}是等差數(shù)列, 你知道嗎?
六、解題策略開放型
1.(xx上海)三個(gè)同學(xué)對(duì)問題“關(guān)于x的不等式x2+25+|x3-5x2|≥ax在[1,12]上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍”提出各自的解題思路.
甲說:“只須不等式左邊的最小值不小于右邊的最大值”.
乙說:“把不等式變形為左邊含變量x的函數(shù),右邊僅含常數(shù),求函數(shù)的最值”.
丙說:“把不等式兩邊看成關(guān)于x的函數(shù),作出函數(shù)圖像”.
參考上述解題思路,你認(rèn)為他們所討論的問題的正確結(jié)論,即a的取值范圍是 .
思路分析:采用乙說的思路.∵x∈[1,12],∴原題等價(jià)于x++|x2-5x|≥a在[1,12]上恒成立.
下面求函數(shù)y=x++|x2-5x|的最小值.
∵x+≥10(當(dāng)且僅當(dāng)x=5∈[1,12]時(shí),取最小值10)
且∵|x2-5x|≥0(當(dāng)且僅當(dāng)x=5時(shí),取最小值0),
∴當(dāng)且僅當(dāng)x=5時(shí),函數(shù)y=x++|x2-5x|取最小值10.
從而原題所求a的取值范圍是(-∞,10].
點(diǎn)評(píng) 在傳統(tǒng)的求參數(shù)的取值范圍的基礎(chǔ)上糅合三位同學(xué)的說法,貼近生活,既考查了明辨是非的能力,也為該題本身降低了難度。知道為什么不采用另外兩條思路嗎?就甲說的而言,能否在x取同一值時(shí)取得最值值得討論;就丙說的而言,要準(zhǔn)確無誤作出函數(shù)y=x2+25+|x3-5x2|的圖像比較困難;只有乙說的是常規(guī)思路,但如果觀察不出x+與|x2-5x|在同一處取得最小值這一細(xì)節(jié),求解過程也會(huì)很復(fù)雜.
2.若四面體各棱的長(zhǎng)是1或2,且該四面體不是正四面體,則其體積的值是___________________(只需寫出一個(gè)可能的值).
講解:本題為策略開放題,過程需學(xué)生自己設(shè)計(jì).
由于四面體的棱長(zhǎng)未一一給出,首先需探求和設(shè)計(jì)符合題意的幾何圖形,再按圖索驥,得出結(jié)論.本題只要求寫出一個(gè)可能的值,所以,我們可以盡量構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單、易求值的圖形.如:底面為邊長(zhǎng)為1的正三角形,側(cè)棱長(zhǎng)均為2.不難算得,此時(shí)體積為.
作為本題的延伸,我們可以考慮所有符合題意的圖形.
由于三角形的兩邊之長(zhǎng)大于第三邊,所以,組成四面體各個(gè)面的三角形中,或者只有一邊長(zhǎng)為1,或者3邊長(zhǎng)全為1.
如果這些三角形中,有一個(gè)邊長(zhǎng)為1的正三角形,則將其作為底面,考慮其側(cè)棱長(zhǎng),共四種情況:兩邊為1,一邊為2;一邊為1,兩邊長(zhǎng)為2;三邊長(zhǎng)全為2.簡(jiǎn)單的考察不難知道,只有最后一種情況是可能的.
如果這些三角形中,不存在邊長(zhǎng)為1的正三角形,則只可能有兩種情況:四面體的6條棱中,只有一組相對(duì)棱的長(zhǎng)度為1,其余棱長(zhǎng)全為2;只有一條棱長(zhǎng)為1,其余棱長(zhǎng)全為2.
綜上,共3種情況.如圖:
其體積分別為:.
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