高中数学解题思想方法技巧
高中数学解题思想方法技巧
值得拥有的资料
是来自平时学习积累总结的
有问题的地方肯定有的
还请大家批评指正!
第34计 参数开门 宾主谦恭
●计名释义
参数
顾名思义
是种"参考数".供谁参考
供主变量参考.因此
参数对于主元
是种宾主关系
他为主元服务
受主元重用.
在数学解题的过程中
反客为主
由参数唱主角戏的场景也异常精彩.
有趣的是
"参数何在
选谁作参"的问题又成了解题破门的首要问题.此时
你有两种选择
一是参数就立足在面前
由你认定;二是参数根本不在
要你"无中生有".
●典例示范
【例1】 P、Q、M、N四点都在椭圆x2+=1上
F为椭圆在y轴正半轴上的焦点
已知与共线
与共线
且·=0
求四边形PMQN的面积的最小值和最大值.
【分析】 四边形"没有"面积公式
因此难以用某边长为参数
建立面积函数式.
幸好
它有两条互相垂直的对角线PQ和MN
使得四边形面积可用它们的乘积来表示
然而
它们要与已知椭圆找到关系
还需要一个参数k
并找到PQ
MN对k的依赖式.这就要"无中生有"了.
【解答】 如图
由条件知MN和PQ
是椭圆的两条弦
相交于焦点F(0
1)
且PQ⊥MN
直线PQ、NM中至少有一条
存在斜率
不妨设PQ的斜率为k.
【插语】 题设中没有这个k
因此是"无中生有"式的参数.
我们其所以看中它
是认定它
不仅能表示|PQ|= f1(k)
还能表示|MN|= f2(k). 例1题解图
【续解】 又PQ过点F(0
1)
故PQ方程为y=kx+1
将此式代入椭圆方程得(2+k2)x2+2kx-1=0
设P、Q两点的坐标分别为(x1
y1)
(x2
y2)
则
x1=
从而|PQ|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=, 亦即|PQ|=.
【插语】 无论在椭圆方程中
还是P
Q
M
N的坐标中
x,y是当之无愧的主元.而这是新的函数关系|PQ|=f1(k)=标志着主宾易位
问题已经发生了转程.
【续解】 (ⅰ)当k≠0时
MN的斜率为-
同上可推得
|MN|=,
故四边形S=|PQ|·|MN|=.
令u=k2+
得S=.
因为u=k2+≥2
当k=±1时
u=2
S=
且S是以u为自变量的增函数
所以
≤S<2.
【插语】 以上为本题解答的主干
以下k=0时情况
只是一个小小的补充
以显完善之美.其实
以"不失一般性"为由
设"k≠0"为代表解答亦可.这时
可省去下边的话.
【续解】 (ⅱ)当k=0时
MN为椭圆长轴
|MN|=2
|PQ|=
S=|PQ|·|MN|=2.
综合(ⅰ)(ⅱ)知
四边形PMQN面积的最大值为2
最小值
为.
【点评】 参数k将F(x
y)=0的方程转化为关于k的函数
达到"宾主融融"的和谐境界.参数成为解题化归中的一个重要的角色
有时在"反客为主"中成为主角.
【例2】 对于a∈[-1,1],求使不等式恒成立的x的取值范围
高中数学解题思想方法技巧
.
【分析】 本题化指数不等式为整式不等式是不难的
问题是下一步应当怎样走!你是以x为主
讨论二次不等式?还是以a为主
讨论一次不等式?其难易之分是显而易见的.
【解答】 y=为R上的减函数
∴由原不等式得:x2+ax>2x+a+1.
即a(x-1)+(x2-2x-1)>0当a∈[-1
1]时恒成立.
令f (a)=a(x-1)+(x2-2x-1).
只须(-∞,-1)∪(3,+∞)即为所求.【例3】 求函数y=的最大值与最小值.
【解答一】 设tan=t
则y=
即t2(y-3)-2t+3y-3=0 ①
∵t=tan∈R, ∴关于t的方程①必有实数根, ∴ Δ= 4-4·3(y-3)(y-1)≥0.
即3y2-12y+8≤0
解得:2-≤y≤2+.
即ymax =2+
ymin =2-.
【解答二】 原式变形:sin x-y cos x=2y-3
sin (x+φ)=2y-3.
∵ |sin (x+φ)|≤1
∴≤|2y-3|.
平方化简得:3y2-12y+8≤0.(下略)
【点评】 本例中y是x的函数
而且是由三角函数与有理分式复合而成的函数,
按常法应是由自变量x的讨论确定函数的值域
可是本例的两种解法都是"反客为主"
或
通过转化为关于t的方程必有实数解
或通过正弦函数的有界性去直接处理函数的值域
理
由是:这样解法简单
而且同样能达到目的.
【例4】 若cos2θ+2m sinθ-2m-2<0恒成立
试求实数m的取值范围.
【解答】 反客为主
不看成关于sinθ的二次式
而看成关于m的一次式.
原不等式即:2m(sinθ-1)<1+sin2θ,
如sinθ=1
则0<1恒成立
此时m∈R.
如sinθ≠1
∵sinθ∈[-1,1]
只能sinθ∈[-1,1)
于是sinθ-1<0.
∴2m>2-
∵ (1-sinθ)+≥2.
当且仅当1- sinθ=
即sinθ=1-时
=2,
∴=2-2.
为使2m>恒成立,只需2m>2-2
∴m>1-.
综合得:所求m的取值范围为:m∈(1-
+∞).
【例5】 已知动点P为双曲线=1的两个焦点
F1
F2的距离之和为定值
且cos∠F1PF2的最小值为.
(1)求动点P的轨迹方程;
(2)若已知D(0,3)
M、N在动点P的轨迹上
且=λ
求实数λ的取值范围.
【思考】 (1)动点的轨迹为椭圆
当P在椭圆上时
由cos∠F1PF2=<0
知∠F1PF2必为钝角且为最大角
则P应为短轴端点(须证明),据此可
求出椭圆方程.
(2)M、N在椭⊙上,=λ时,
与必共线,可用设参、消参 例5题图
的方式确定λ的范围.
【解答】 (1)设P(x,y)为轨迹上一点
命|PF1|= r1
|PF2|= r2
∵r1+r2=2a为定值
且
F1(,0)
F2(
0)为定点.
∴点P的轨迹为椭圆
已知(cos∠F1PF2)min=.
而cos∠F1PF2=
这里>0
且r1r2≤=a2
∴≥
从而
cos∠F1PF2≥-1=1-,
当且仅当r1=r2
即P为短轴端点时,1-=
∴a2=9
∵c2=5
∴b2=4.
∴所求动点P的轨迹方程为:=1.
(2)由(1)知点D(0,3)在椭圆外
设M(m
s)
N(n
t)在椭圆上.
∵=λ
即(m
s-3)=λ(n
t-3),
∴ ∴
消去n2得:
化简得:(13λ-5)(λ-1)=6tλ(λ
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-1)
如λ=1
则=
M
N重合于一点
且为椭圆与直线DM的切点.
如λ≠1
有:t=
∵|t|≤2
-2≤≤2
解得λ∈[
5].
【点评】 设参、消参及参数的讨论
历来是高考的重点和难点之一
特别当参数较多时
往往感到不得要领或无从下
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