7.若關(guān)于x的方程|x-6x+8|=a恰有兩個(gè)不等實(shí)根,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是____________。
6. 對(duì)于滿(mǎn)足0≤p≤4的所有實(shí)數(shù)p,使不等式x+px〉4x+p-3成立的x的取值范圍是________。
5.等差數(shù)列{a}中,a=84,前n項(xiàng)和為S,已知S>0,S<0,則當(dāng)n=______時(shí),S最大。
4.已知{a}是等比數(shù)列,且a+a+a=18,a+a+a=-9,S=a+a+…+a,那么S等于_____。
A. 8 B. 16 C. 32 D. 48
3. 已知函數(shù)f(x)=log(x-4x+8), x∈[0,2]的最大值為-2,則a=_____。
A. B. C. 2 D. 4
2. 已知函數(shù)f(x)=|2-1|,a<b<c,且f(a)>f(c)>f(b),則_____。
A. a<0,b<0,c>0 B. a<0,b>0,c>0 C. 2<2 D. 2+2<2
1. 方程sin2x=sinx在區(qū)間(0,2π)內(nèi)解的個(gè)數(shù)是_____。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
8. 建造一個(gè)容積為8m,深為2m的長(zhǎng)方體無(wú)蓋水池,如果池底和池壁的造價(jià)每平方米分別為120元和80元,則水池的最低造價(jià)為_(kāi)__________。
[簡(jiǎn)解]1小題:圖像法解方程,也可代入各區(qū)間的一個(gè)數(shù)(特值法或代入法),選C;
2小題:函數(shù)f(x)的對(duì)稱(chēng)軸為2,結(jié)合其單調(diào)性,選A;
3小題:從反面考慮,注意應(yīng)用特例,選B;
4小題:設(shè)tg=x (x>0),則+=,解出x=2,再用萬(wàn)能公式,選A;
5小題:利用是關(guān)于n的一次函數(shù),設(shè)S=S=m,=x,則(,p)、(,q)、(x,p+q)在同一直線上,由兩點(diǎn)斜率相等解得x=0,則答案:0;
6小題:設(shè)cosx=t,t∈[-1,1],則a=t-t-1∈[-,1],所以答案:[-,1];
7小題:設(shè)高h(yuǎn),由體積解出h=2,答案:24;
8小題:設(shè)長(zhǎng)x,則寬,造價(jià)y=4×120+4x×80+×80≥1760,答案:1760。
Ⅱ、示范性題組:
例1. 設(shè)a>0,a≠1,試求方程log(x-ak)=log(x-a)有實(shí)數(shù)解的k的范圍。(89年全國(guó)高考)
[分析]由換底公式進(jìn)行換底后出現(xiàn)同底,再進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化為方程組,分離參數(shù)后分析式子特點(diǎn),從而選用三角換元法,用三角函數(shù)的值域求解。
[解] 將原方程化為:log(x-ak)=log, 等價(jià)于 (a>0,a≠1)
∴ k=- ( ||>1 ),
設(shè)=cscθ, θ∈(-,0)∪(0, ),則 k=f(θ)=cscθ-|ctgθ|
當(dāng)θ∈(-,0)時(shí),f(θ)=cscθ+ctgθ=ctg<-1,故k<-1;
當(dāng)θ∈(0, )時(shí),f(θ)=cscθ-ctgθ=tg∈(0,1),故0<k<1;
綜上所述,k的取值范圍是:k<-1或0<k<1。
y
C C -ak -a a x |
[注] 求參數(shù)的范圍,分離參數(shù)后變成函數(shù)值域的問(wèn)題,觀察所求函數(shù)式,引入新的變量,轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)的值域問(wèn)題,在進(jìn)行三角換元時(shí),要注意新的變量的范圍。一般地,此種思路可以解決有關(guān)不等式、方程、最大值和最小值、參數(shù)范圍之類(lèi)的問(wèn)題。本題還用到了分離參數(shù)法、三角換元法、等價(jià)轉(zhuǎn)化思想等數(shù)學(xué)思想方法。
另一種解題思路是采取“數(shù)形結(jié)合法”: 將原方程化為:log(x-ak)=log,等價(jià)于x-ak= (x-ak>0),設(shè)曲線C:y=x-ak,曲線C:y= (y>0),如圖所示。
由圖可知,當(dāng)-ak>a或-a<-ak<0時(shí)曲線C與C有交點(diǎn),即方程有實(shí)解。所以k的取值范圍是:k<-1或0<k<1。
還有一種思路是直接解出方程的根,然后對(duì)方程的根進(jìn)行討論,具體過(guò)程是:原方程等價(jià)變形為后,解得:,所以>ak,即-k>0,通分得<0,解得k<-1或0<k<1。所以k的取值范圍是:k<-1或0<k<1。
例2. 設(shè)不等式2x-1>m(x-1)對(duì)滿(mǎn)足|m|≤2的一切實(shí)數(shù)m的取值都成立。求x的取值范圍。
[分析] 此問(wèn)題由于常見(jiàn)的思維定勢(shì),易把它看成關(guān)于x的不等式討論。然而,若變換一個(gè)角度以m為變量,即關(guān)于m的一次不等式(x-1)m-(2x-1)<0在[-2,2]上恒成立的問(wèn)題。對(duì)此的研究,設(shè)f(m)=(x-1)m-(2x-1),則問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求一次函數(shù)(或常數(shù)函數(shù))f(m)的值在[-2,2]內(nèi)恒為負(fù)值時(shí)參數(shù)x應(yīng)該滿(mǎn)足的條件。
[解]問(wèn)題可變成關(guān)于m的一次不等式:(x-1)m-(2x-1)<0在[-2,2] 恒成立,設(shè)f(m)=(x-1)m-(2x-1),
則
解得x∈(,)
[注] 本題的關(guān)鍵是變換角度,以參數(shù)m作為自變量而構(gòu)造函數(shù)式,不等式問(wèn)題變成函數(shù)在閉區(qū)間上的值域問(wèn)題。本題有別于關(guān)于x的不等式2x-1>m(x-1)的解集是[-2,2]時(shí)求m的值、關(guān)于x的不等式2x-1>m(x-1)在[-2,2]上恒成立時(shí)求m的范圍。
一般地,在一個(gè)含有多個(gè)變量的數(shù)學(xué)問(wèn)題中,確定合適的變量和參數(shù),從而揭示函數(shù)關(guān)系,使問(wèn)題更明朗化;蛘吆袇(shù)的函數(shù)中,將函數(shù)自變量作為參數(shù),而參數(shù)作為函數(shù),更具有靈活性,從而巧妙地解決有關(guān)問(wèn)題。
例3. 設(shè)等差數(shù)列{a}的前n項(xiàng)的和為S,已知a=12,S>0,S<0 。
①.求公差d的取值范圍; ②.指出S、S、…、S中哪一個(gè)值最大,并說(shuō)明理由。(92年全國(guó)高考)
[分析] ①問(wèn)利用公式a與S建立不等式,容易求解d的范圍;②問(wèn)利用S是n的二次函數(shù),將S中哪一個(gè)值最大,變成求二次函數(shù)中n為何值時(shí)S取最大值的函數(shù)最值問(wèn)題。
[解]① 由a=a+2d=12,得到a=12-2d,所以
S=12a+66d=12(12-2d)+66d=144+42d>0,
S=13a+78d=13(12-2d)+78d=156+52d<0。
解得:-<d<-3。
② S=na+n(n1-1)d=n(12-2d)+n(n-1)d
=[n-(5-)]-[(5-)]
因?yàn)閐<0,故[n-(5-)]最小時(shí),S最大。由-<d<-3得6<(5-)<6.5,故正整數(shù)n=6時(shí)[n-(5-)]最小,所以S最大。
[注] 數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式實(shí)質(zhì)上是定義在自然數(shù)集上的函數(shù),因此可利用函數(shù)思想來(lái)分析或用函數(shù)方法來(lái)解決數(shù)列問(wèn)題。也可以利用方程的思想,設(shè)出未知的量,建立等式關(guān)系即方程,將問(wèn)題進(jìn)行算式化,從而簡(jiǎn)潔明快。由次可見(jiàn),利用函數(shù)與方程的思想來(lái)解決問(wèn)題,要求靈活地運(yùn)用、巧妙的結(jié)合,發(fā)展了學(xué)生思維品質(zhì)的深刻性、獨(dú)創(chuàng)性。
本題的另一種思路是尋求a>0、a<0 ,即:由d<0知道a>a>…>a,由S=13a<0得a<0,由S=6(a+a)>0得a>0。所以,在S、S、…、S中,S的值最大。
例4. 如圖,AB是圓O的直徑,PA垂直于圓O所在平面,C是圓周上任一點(diǎn),設(shè)∠BAC=θ,PA=AB=2r,求異面直線PB和AC的距離。
[分析] 異面直線PB和AC的距離可看成求直線PB上任意一點(diǎn)到AC的距離的最小值,從而設(shè)定變量,建立目標(biāo)函數(shù)而求函數(shù)最小值。
P
M
A
H
B
D C |
[解] 在PB上任取一點(diǎn)M,作MD⊥AC于D,MH⊥AB于H,
設(shè)MH=x,則MH⊥平面ABC,AC⊥HD 。
∴MD=x+[(2r-x)sinθ]=(sin+1)x-4rsinθx+4rsinθ
=(sinθ+1)[x-]+
即當(dāng)x=時(shí),MD取最小值為兩異面直線的距離。
[注] 本題巧在將立體幾何中“異面直線的距離”變成“求異面直線上兩點(diǎn)之間距離的最小值”,并設(shè)立合適的變量將問(wèn)題變成代數(shù)中的“函數(shù)問(wèn)題”。一般地,對(duì)于求最大值、最小值的實(shí)際問(wèn)題,先將文字說(shuō)明轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)語(yǔ)言后,再建立數(shù)學(xué)模型和函數(shù)關(guān)系式,然后利用函數(shù)性質(zhì)、重要不等式和有關(guān)知識(shí)進(jìn)行解答。比如再現(xiàn)性題組第8題就是典型的例子。
例5. 已知△ABC三內(nèi)角A、B、C的大小成等差數(shù)列,且tgA·tgC=2+,又知頂點(diǎn)C的對(duì)邊c上的高等于4,求△ABC的三邊a、b、c及三內(nèi)角。
[分析]已知了一個(gè)積式,考慮能否由其它已知得到一個(gè)和式,再用方程思想求解。
[解] 由A、B、C成等差數(shù)列,可得B=60°;
由△ABC中tgA+tgB+tgC=tgA·tgB·tgC,得
tgA+tgC=tgB(tgA·tgC-1)= (1+)
設(shè)tgA、tgC是方程x-(+3)x+2+=0的兩根,解得x=1,x=2+
設(shè)A<C,則tgA=1,tgC=2+, ∴A=,C=
由此容易得到a=8,b=4,c=4+4。
[注]本題的解答關(guān)鍵是利用“△ABC中tgA+tgB+tgC=tgA·tgB·tgC”這一條性質(zhì)得到tgA+tgC,從而設(shè)立方程求出tgA和tgC的值,使問(wèn)題得到解決。
例6. 若(z-x) -4(x-y)(y-z)=0,求證:x、y、z成等差數(shù)列。
[分析] 觀察題設(shè),發(fā)現(xiàn)正好是判別式b-4ac=0的形式,因此聯(lián)想到構(gòu)造一個(gè)一元二次方程進(jìn)行求解。
[證明] 當(dāng)x=y(tǒng)時(shí),可得x=z, ∴x、y、z成等差數(shù)列;
當(dāng)x≠y時(shí),設(shè)方程(x-y)t-(z-x)t+(y-z)=0,由△=0得t=t,并易知t=1是方程的根。
∴t·t==1 , 即2y=x+z , ∴x、y、z成等差數(shù)列
[注]一般地,題設(shè)條件中如果已經(jīng)具備或經(jīng)過(guò)變形整理后具備了“x+x=a、x·x=b”的形式,則可以利用根與系數(shù)的關(guān)系構(gòu)造方程;如果具備b-4ac≥0或b-4ac≤0的形式,可以利用根的判別式構(gòu)造一元二次方程。這種方法使得非方程問(wèn)題用方程思想來(lái)解決,體現(xiàn)了一定的技巧性,也是解題基本方法中的一種“構(gòu)造法”。
例7. △ABC中,求證:cosA·cosB·cosC≤ 。
[分析]考慮首先使用三角公式進(jìn)行變形,結(jié)合三角形中有關(guān)的性質(zhì)和定理,主要是運(yùn)用“三角形的內(nèi)角和為180°”。變形后再通過(guò)觀察式子的特點(diǎn)而選擇和發(fā)現(xiàn)最合適的方法解決。
[證明] 設(shè)k=cosA·cosB·cosC=[cos(A+B)+cos(A-B)]·cosC=[-cosC+cos(A-B)]cosC
整理得:cosC-cos(A-B)·cosC+2k=0,即看作關(guān)于cosC的一元二次方程。
∴ △=cos(A-B)-8k≥0 即 8k≤cos(A-B)≤1
∴ k≤即cosA·cosB·cosC≤
[注]本題原本是三角問(wèn)題,引入?yún)?shù)后,通過(guò)三角變形,發(fā)現(xiàn)了其等式具有“二次”特點(diǎn),于是聯(lián)想了一元二次方程,將問(wèn)題變成代數(shù)中的方程有實(shí)解的問(wèn)題,這既是“方程思想”,也體現(xiàn)了“判別式法”、“參數(shù)法”。
此題的另外一種思路是使用“放縮法”,在放縮過(guò)程中也體現(xiàn)了“配方法”,具體解答過(guò)程是:cosA·cosB·cosC=[cos(A+B)+cos(A-B)]·cosC =-cosC+cos(A-B)·cosC=- [cosC-]+cos(A-B)≤cos(A-B) ≤。
例8. 設(shè)f(x)=lg,如果當(dāng)x∈(-∞,1]時(shí)f(x)有意義,求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
[分析]當(dāng)x∈(-∞,1]時(shí)f(x)=lg有意義的函數(shù)問(wèn)題,轉(zhuǎn)化為1+2+4a>0在x∈(-∞,1]上恒成立的不等式問(wèn)題。
[解] 由題設(shè)可知,不等式1+2+4a>0在x∈(-∞,1]上恒成立,
即:()+()+a>0在x∈(-∞,1]上恒成立。
設(shè)t=(), 則t≥, 又設(shè)g(t)=t+t+a,其對(duì)稱(chēng)軸為t=-
∴ t+t+a=0在[,+∞)上無(wú)實(shí)根, 即 g()=()++a>0,得a>-
所以a的取值范圍是a>-。
[注]對(duì)于不等式恒成立,引入新的參數(shù)化簡(jiǎn)了不等式后,構(gòu)造二次函數(shù)利用函數(shù)的圖像和單調(diào)性進(jìn)行解決問(wèn)題,其中也聯(lián)系到了方程無(wú)解,體現(xiàn)了方程思想和函數(shù)思想。一般地,我們?cè)诮忸}中要抓住二次函數(shù)及圖像、二次不等式、二次方程三者之間的緊密聯(lián)系,將問(wèn)題進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。
在解決不等式()+()+a>0在x∈(-∞,1]上恒成立的問(wèn)題時(shí),也可使用“分離參數(shù)法”: 設(shè)t=(), t≥,則有a=-t-t∈(-∞,-],所以a的取值范圍是a>-。其中最后得到a的范圍,是利用了二次函數(shù)在某區(qū)間上值域的研究,也可屬應(yīng)用“函數(shù)思想”。
Ⅲ、鞏固性題組:
7.正六棱錐的體積為48,側(cè)面與底面所成的角為45°,則此棱錐的側(cè)面積為_(kāi)__________。
6.關(guān)于x的方程sinx+cosx+a=0有實(shí)根,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是__________。
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