3. 方程2=x+2x+1的實數(shù)解的個數(shù)是_____。
A. 1 B. 2 C. 3 D.以上都不對
2. 已知集合P={(x,y)|y=}、Q={(x,y)|y=x+b},若P∩Q≠φ,則b的取值范圍是____。
A. |b|<3 B. |b|≤3 C. -3≤b≤3 D. -3<b<3
1. 已知5x+12y=60,則的最小值是_____。
A. B. C. D. 1
10. 滿足方程|z+3-i|=的輻角主值最小的復(fù)數(shù)z是_____。
[簡解]1小題:將不等式解集用數(shù)軸表示,可以看出,甲=>乙,選A;
2小題:由已知畫出對數(shù)曲線,選B;
3小題:設(shè)sinx=t后借助二次函數(shù)的圖像求f(x)的最小值,選D;
4小題:由奇函數(shù)圖像關(guān)于原點對稱畫出圖像,選B;
5小題:將幾個集合的幾何意義用圖形表示出來,選B;
6小題:利用單位圓確定符號及象限;選B;
7小題:利用單位圓,選A;
8小題:將復(fù)數(shù)表示在復(fù)平面上,選B;
9小題:轉(zhuǎn)化為圓上動點與原點連線的斜率范圍問題;選D;
10小題:利用復(fù)平面上復(fù)數(shù)表示和兩點之間的距離公式求解,答案-+i。
[注] 以上各題是歷年的高考客觀題,都可以借助幾何直觀性來處理與數(shù)有關(guān)的問題,即借助數(shù)軸(①題)、圖像(②、③、④、⑤題)、單位圓(⑥、⑦題)、復(fù)平面(⑧、⑩題)、方程曲線(⑨題)。
y
4 y=1-m
1
O 2 3 x |
Ⅱ、示范性題組:
例1. 若方程lg(-x+3x-m)=lg(3-x)在x∈(0,3)內(nèi)有唯一解,求實數(shù)m的取值范圍。
[分析]將對數(shù)方程進行等價變形,轉(zhuǎn)化為一元二次方程在某個范圍內(nèi)有實解的問題,再利用二次函數(shù)的圖像進行解決。
[解] 原方程變形為
即:
設(shè)曲線y=(x-2) , x∈(0,3)和直線y=1-m,圖像如圖所示。由圖可知:
① 當1-m=0時,有唯一解,m=1;
②當1≤1-m<4時,有唯一解,即-3<m≤0,
∴ m=1或-3<m≤0
此題也可設(shè)曲線y=-(x-2)+1 , x∈(0,3)和直線y=m后畫出圖像求解。
[注] 一般地,方程的解、不等式的解集、函數(shù)的性質(zhì)等進行討論時,可以借助于函數(shù)的圖像直觀解決,簡單明了。此題也可用代數(shù)方法來討論方程的解的情況,還可用分離參數(shù)法來求(也注意結(jié)合圖像分析只一個x值)。
y A
D
O B x
C |
例2. 設(shè)|z|=5,|z|=2, |z-|=,求的值。
[分析] 利用復(fù)數(shù)模、四則運算的幾何意義,將復(fù)數(shù)問題用幾何圖形幫助求解。
[解] 如圖,設(shè)z=、z=后,則=、=如圖所示。
由圖可知,||=,∠AOD=∠BOC,由余弦定理得:
cos∠AOD==
∴ =(±i)=2±i
y A
D
O x
|
[另解]設(shè)z=、=如圖所示。則||=,且
cos∠AOD==,sin∠AOD=±,
所以=(±i)=2±i,即=2±i。
[注]本題運用“數(shù)形結(jié)合法”,把共軛復(fù)數(shù)的性質(zhì)與復(fù)平面上的向量表示、代數(shù)運算的幾何意義等都表達得淋漓盡致,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的生動活潑。 一般地,復(fù)數(shù)問題可以利用復(fù)數(shù)的幾何意義而將問題變成幾何問題,也可利用復(fù)數(shù)的代數(shù)形式、三角形式、復(fù)數(shù)性質(zhì)求解。
本題設(shè)三角形式后轉(zhuǎn)化為三角問題的求解過程是:設(shè)z=5(cosθ+isinθ),z=+isinθ),則|z-|=|(5cosθ-2cosθ)+(5sinθ+2sinθ)i|=
=,所以cos(θ+θ)=,sin(θ+θ)=±,
==[cos(θ+θ)+isin(θ+θ)]=(±i)=2±i。
本題還可以直接利用復(fù)數(shù)性質(zhì)求解,其過程是:由|z-|=得:
(z-)(-z)=z+z-zz-=25+4-zz-=13,
所以zz+=16,再同除以z得+=4,設(shè)=z,解得z=2±i。
幾種解法,各有特點,由于各人的立足點與思維方式不同,所以選擇的方法也有別。一般地,復(fù)數(shù)問題可以應(yīng)用于求解的幾種方法是:直接運用復(fù)數(shù)的性質(zhì)求解;設(shè)復(fù)數(shù)的三角形式轉(zhuǎn)化為三角問題求解;設(shè)復(fù)數(shù)的代數(shù)形式轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題求解;利用復(fù)數(shù)的幾何意義轉(zhuǎn)化為幾何問題求解。
例3. 直線L的方程為:x=- (p>0),橢圓中心D(2+,0),焦點在x軸上,長半軸為2,短半軸為1,它的左頂點為A。問p在什么范圍內(nèi)取值,橢圓上有四個不同的點,它們中每一個點到點A的距離等于該點到直線L的距離?
[分析] 由拋物線定義,可將問題轉(zhuǎn)化成:p為何值時,以A為焦點、L為準線的拋物線與橢圓有四個交點,再聯(lián)立方程組轉(zhuǎn)化成代數(shù)問題(研究方程組解的情況)。
[解] 由已知得:a=2,b=1, A(,0),設(shè)橢圓與雙曲線方程并聯(lián)立有:
,消y得:x-(4-7p)x+(2p+)=0
所以△=16-64p+48p>0,即6p-8p+2>0,解得:p<或p>1。
結(jié)合范圍(,4+)內(nèi)兩根,設(shè)f(x)=x-(4-7p)x+(2p+),
所以<<4+即p<,且f()>0、f(4+)>0即p>-4+3。
結(jié)合以上,所以-4+3<p<。
[注] 本題利用方程的曲線將曲線有交點的幾何問題轉(zhuǎn)化為方程有實解的代數(shù)問題。一般地,當給出方程的解的情況求參數(shù)的范圍時可以考慮應(yīng)用了“判別式法”,其中特別要注意解的范圍。另外,“定義法”、“數(shù)形結(jié)合法”、“轉(zhuǎn)化思想”、“方程思想”等知識都在本題進行了綜合運用。
例4. 設(shè)a、b是兩個實數(shù),A={(x,y)|x=n,y=na+b} (n∈Z),B={(x,y)|x=m,y=3m+15} (m∈Z),C={(x,y)|x+y≤144},討論是否,使得A∩B≠φ與(a,b)∈C同時成立。(85年高考)
[分析]集合A、B都是不連續(xù)的點集,“存在a、b,使得A∩B≠φ”的含意就是“存在a、b使得na+b=3n+15(n∈Z)有解(A∩B時x=n=m)。再抓住主參數(shù)a、b,則此問題的幾何意義是:動點(a,b)在直線L:nx+y=3n+15上,且直線與圓x+y=144有公共點,但原點到直線L的距離≥12。
[解] 由A∩B≠φ得:na+b=3n+15 ;
設(shè)動點(a,b)在直線L:nx+y=3n+15上,且直線與圓x+y=144有公共點,
所以圓心到直線距離d==3(+)≥12
∵ n為整數(shù) ∴ 上式不能取等號,故a、b不存在。
[注] 集合轉(zhuǎn)化為點集(即曲線),而用幾何方法進行研究。此題也屬探索性問題用數(shù)形結(jié)合法解,其中還體現(xiàn)了主元思想、方程思想,并體現(xiàn)了對有公共點問題的恰當處理方法。
本題直接運用代數(shù)方法進行解答的思路是:
由A∩B≠φ得:na+b=3n+15 ,即b=3n+15-an (①式);
由(a,b)∈C得,a+b≤144 (②式);
把①式代入②式,得關(guān)于a的不等式:
(1+n)a-2n(3n+15)a+(3n+15)-144≤0 (③式),
它的判別式△=4n(3n+15)-4(1+n)[(3n+15)-144]=-36(n-3)
因為n是整數(shù),所以n-3≠0,因而△<0,又因為1+n>0,故③式不可能有實數(shù)解。
所以不存在a、b,使得A∩B≠φ與(a,b)∈C同時成立
Ⅲ、鞏固性題組:
9. 如果實數(shù)x、y滿足等式(x-2)+y=3,那么的最大值是_____。 (90年全國理)
A. B. C. D.
8. 若復(fù)數(shù)z的輻角為,實部為-2,則z=_____。
A. -2-2i B. -2+2i C. -2+2i D. -2-2i
7. 已知集合E={θ|cosθ<sinθ,0≤θ≤2π},F(xiàn)={θ|tgθ<sinθ},那么E∩F的區(qū)間是_____。(93年全國文理)
A. (,π) B. (,) C. (π, ) D. (,)
6. 如果θ是第二象限的角,且滿足cos-sin=,那么是_____。
A.第一象限角 B.第三象限角 C.可能第一象限角,也可能第三象限角 D.第二象限角
5. 設(shè)全集I={(x,y)|x,y∈R},集合M={(x,y)| =1},N={(x,y)|y≠x+1},那么等于_____! (90年全國)
A. φ B. {(2,3)} C. (2,3) D. {(x,y)|y=x+1
4. 如果奇函數(shù)f(x)在區(qū)間[3,7]上是增函數(shù)且最小值是5,那么f(x)的[-7,-3]上是____。(91年全國)
A.增函數(shù)且最小值為-5 B.增函數(shù)且最大值為-5
C.減函數(shù)且最小值為-5 D.減函數(shù)且最大值為-5
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