Good系列高中数学解题基本方法

发布 2019-05-16 15:43:35 阅读 3744

高中数学解题基本方法。

一、 配方法。

配方法是对数学式子进行一种定向变形(配成“完全平方”)的技巧,通过配方找到已知和未知的联系,从而化繁为简。何时配方,需要我们适当**,并且合理运用“裂项”与“添项”、“配”与“凑”的技巧,从而完成配方。有时也将其称为“凑配法”。

最常见的配方是进行恒等变形,使数学式子出现完全平方。它主要适用于:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函数、二次代数式的讨论与求解,或者缺xy项的二次曲线的平移变换等问题。

配方法使用的最基本的配方依据是二项完全平方公式(a+b)=a+2ab+b,将这个公式灵活运用,可得到各种基本配方形式,如:

a+b=(a+b)-2ab=(a-b)+2ab;

a+ab+b=(a+b)-ab=(a-b)+3ab=(a+)+b);

a+b+c+ab+bc+ca=[(a+b)+(b+c)+(c+a)]

a+b+c=(a+b+c)-2(ab+bc+ca)=(a+b-c)-2(ab-bc-ca)=…

结合其它数学知识和性质,相应有另外的一些配方形式,如:

1+sin2α=1+2sinαcosα=(sinα+cosα);

x+=(x+)-2=(x-)+2 ;…等等。

、再现性题组:

1. 在正项等比数列中,aa+2aa+aa=25,则 a+a=__

2. 方程x+y-4kx-2y+5k=0表示圆的充要条件是___

a. 1 c. k∈r d. k=或k=1

3. 已知sinα+cosα=1,则sinα+cosα的值为___

a. 1b. -1c. 1或-1 d. 0

4. 函数y=log (-2x+5x+3)的单调递增区间是___

abcd. [3)

5. 已知方程x+(a-2)x+a-1=0的两根x、x,则点p(x,x)在圆x+y=4上,则实数a=__

简解】 1小题:利用等比数列性质aa=a,将已知等式左边后配方(a+a)易求。答案是:5。

2小题:配方成圆的标准方程形式(x-a)+(y-b)=r,解r>0即可,选b。

3小题:已知等式经配方成(sinα+cosα)-2sinαcosα=1,求出sinαcosα,然后求出所求式的平方值,再开方求解。选c。

4小题:配方后得到对称轴,结合定义域和对数函数及复合函数的单调性求解。选d。

5小题:答案3-。

、示范性题组:

例1. 已知长方体的全面积为11,其12条棱的长度之和为24,则这个长方体的一条对角线长为___

a. 2bc. 5d. 6

分析】 先转换为数学表达式:设长方体长宽高分别为x,y,z,则,而欲求对角线长,将其配凑成两已知式的组合形式可得。

解】设长方体长宽高分别为x,y,z,由已知“长方体的全面积为11,其12条棱的长度之和为24”而得:。

长方体所求对角线长为:==5

所以选b。注】本题解答关键是在于将两个已知和一个未知转换为三个数学表示式,观察和分析三个数学式,容易发现使用配方法将三个数学式进行联系,即联系了已知和未知,从而求解。这也是我们使用配方法的一种解题模式。

例2. 设方程x+kx+2=0的两实根为p、q,若()+7成立,求实数k的取值范围。

解】方程x+kx+2=0的两实根为p、q,由韦达定理得:p+q=-k,pq=2 ,7, 解得k≤-或k≥。

又 ∵p、q为方程x+kx+2=0的两实根, ∴k-8≥0即k≥2或k≤-2

综合起来,k的取值范围是:-≤k≤-或者≤k≤。

注】 关于实系数一元二次方程问题,总是先考虑根的判别式“δ”已知方程有两根时,可以恰当运用韦达定理。本题由韦达定理得到p+q、pq后,观察已知不等式,从其结构特征联想到先通分后配方,表示成p+q与pq的组合式。假如本题不对“△”讨论,结果将出错,即使有些题目可能结果相同,去掉对“△”的讨论,但解答是不严密、不完整的,这一点我们要尤为注意和重视。

例3. 设非零复数a、b满足a+ab+b=0,求()+

分析】 对已知式可以联想:变形为()+1=0,则=ω 为1的立方虚根);或配方为(a+b)=ab 。则代入所求式即得。

解】由a+ab+b=0变形得:()1=0 ,设ω=,则ω+ω1=0,可知ω为1的立方虚根,所以:=,1。

又由a+ab+b=0变形得:(a+b)=ab ,所以2 。

注】 本题通过配方,简化了所求的表达式;巧用1的立方虚根,活用ω的性质,计算表达式中的高次幂。一系列的变换过程,有较大的灵活性,要求我们善于联想和展开。

另解】由a+ab+b=0变形得:()1=0 ,解出=后,化成三角形式,代入所求表达式的变形式()+后,完成后面的运算。此方法用于只是未联想到ω时进行解题。

假如本题没有想到以上一系列变换过程时,还可由a+ab+b=0解出:a=b,直接代入所求表达式,进行分式化简后,化成复数的三角形式,利用棣莫佛定理完成最后的计算。

、巩固性题组:

1. 函数y=(x-a)+(x-b) (a、b为常数)的最小值为___

a. 8 b. c. d.最小值不存在。

2. α是方程x-2ax+a+6=0的两实根,则(α-1) +1)的最小值是___

a. -b. 8 c. 18 d.不存在。

3. 已知x、y∈r,且满足x+3y-1=0,则函数t=2+8有___

a.最大值2 b.最大值 c.最小值2 b.最小值。

4. 椭圆x-2ax+3y+a-6=0的一个焦点在直线x+y+4=0上,则a=__

a. 2 b. -6 c. -2或-6 d. 2或6

5. 化简:2+的结果是___

a. 2sin4 b. 2sin4-4cos4 c. -2sin4 d. 4cos4-2sin4

6. 设f和f为双曲线-y=1的两个焦点,点p在双曲线上且满足∠fpf=90°,则△fpf的面积是。

7. 若x>-1,则f(x)=x+2x+的最小值为。

8. 已知〈β

9. 设二次函数f(x)=ax+bx+c,给定m、n(m1 解不等式f(x)>0;

是否存在一个实数t,使当t∈(m+t,n-t)时,f(x)<0 ?若不存在,说出理由;若存在,指出t的取值范围。

10. 设s>1,t>1,m∈r,x=logt+logs,y=logt+logs+m(logt+logs),1 将y表示为x的函数y=f(x),并求出f(x)的定义域;

2 若关于x的方程f(x)=0有且仅有一个实根,求m的取值范围。

二、换元法。

解数学题时,把某个式子看成一个整体,用一个变量去代替它,从而使问题得到简化,这叫换元法。换元的实质是转化,关键是构造元和设元,理论依据是等量代换,目的是变换研究对象,将问题移至新对象的知识背景中去研究,从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化,变得容易处理。

换元法又称辅助元素法、变量代换法。通过引进新的变量,可以把分散的条件联系起来,隐含的条件显露出来,或者把条件与结论联系起来。或者变为熟悉的形式,把复杂的计算和推证简化。

它可以化高次为低次、化分式为整式、化无理式为有理式、化超越式为代数式,在研究方程、不等式、函数、数列、三角等问题中有广泛的应用。

换元的方法有:局部换元、三角换元、均值换元等。局部换元又称整体换元,是在已知或者未知中,某个代数式几次出现,而用一个字母来代替它从而简化问题,当然有时候要通过变形才能发现。

例如解不等式:4+2-2≥0,先变形为设2=t(t>0),而变为熟悉的一元二次不等式求解和指数方程的问题。

三角换元,应用于去根号,或者变换为三角形式易求时,主要利用已知代数式中与三角知识中有某点联系进行换元。如求函数y=+的值域时,易发现x∈[0,1],设x=sinα ,0,],问题变成了熟悉的求三角函数值域。为什么会想到如此设,其中主要应该是发现值域的联系,又有去根号的需要。

如变量x、y适合条件x+y=r(r>0)时,则可作三角代换x=rcosθ、y=rsinθ化为三角问题。

均值换元,如遇到x+y=s形式时,设x=+t,y=-t等等。

我们使用换元法时,要遵循有利于运算、有利于标准化的原则,换元后要注重新变量范围的选取,一定要使新变量范围对应于原变量的取值范围,不能缩小也不能扩大。如上几例中的t>0和α∈[0,]。

、再现性题组:

的最大值是。

2.设f(x+1)=log (4-x) (a>1),则f(x)的值域是。

3.已知数列中,a=-1,a·a=a-a,则数列通项a

4.设实数x、y满足x+2xy-1=0,则x+y的取值范围是。

5.方程=3的解是。

6.不等式log (2-1) ·log (2-2)〈2的解集是。

简解】1小题:设sinx+cosx=t∈[-则y=+t-,对称轴t=-1,当t=,y=+;

2小题:设x+1=t (t≥1),则f(t)=log [-t-1)+4],所以值域为(-∞log4];

3小题:已知变形为-=-1,设b=,则b=-1,b=-1+(n-1)(-1)=-n,所以a=-;

4小题:设x+y=k,则x-2kx+1=0, △4k-4≥0,所以k≥1或k≤-1;

5小题:设3=y,则3y+2y-1=0,解得y=,所以x=-1;

6小题:设log (2-1)=y,则y(y+1)<2,解得-2

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