《(新高考)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 思想方法 數(shù)學(xué)思想方法 第2講 數(shù)形結(jié)合思想教學(xué)案 理》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(新高考)2020版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 思想方法 數(shù)學(xué)思想方法 第2講 數(shù)形結(jié)合思想教學(xué)案 理(9頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第2講 數(shù)形結(jié)合思想
思想方法·簡明概述
以形助數(shù)(數(shù)題形解)
以數(shù)輔形(形題數(shù)解)
借助形的生動(dòng)性和直觀性來闡述數(shù)之間的關(guān)系,把數(shù)轉(zhuǎn)化為形,即以形為手段、數(shù)作為目的的解決數(shù)學(xué)問題的數(shù)學(xué)思想.
借助于數(shù)的精確性、規(guī)范性及嚴(yán)密性來闡明形的某些屬性,即以數(shù)作為手段、形作為目的的解決問題的數(shù)學(xué)思想.
數(shù)形結(jié)合思想通過“以形助數(shù),以數(shù)輔形”,使復(fù)雜問題簡單化,抽象問題具體化,能夠變抽象思維為形象思維,有助于把握數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),它是數(shù)學(xué)的規(guī)律性與靈活性的有機(jī)結(jié)合.
熱點(diǎn)探究·考向調(diào)研
調(diào)研一 判斷函數(shù)的圖象
【例1】 (1)[2019·全國卷Ⅰ]函數(shù)f(x)=在[-π,π]的圖象大致為
2、( )
解析:∵f(-x)==
-=-f(x),
∴f(x)為奇函數(shù),排除A;
∵f(π)==>0,∴排除C;
∵f(1)=,且sin1>cos1,
∴f(1)>1,∴排除B,故選D.
答案:D
(2)[2019·全國卷Ⅲ]函數(shù)y=在[-6,6]的圖象大致為( )
解析:∵f(x)=,∴f(-x)==-f(x),且x∈[-6,6],y=為奇函數(shù),排除C;當(dāng)x>0時(shí),f(x)=>0恒成立,排除D;又∵f(4)===≈7.97,排除A,故選B.
答案:B
(3)[2019·浙江卷]在同一直角坐標(biāo)系中,函數(shù)y=,y=loga(a>0,且a≠1)的圖象可能是( )
3、
解析:若01,則y=是減函數(shù),y=loga是增函數(shù),結(jié)合選項(xiàng)可知,沒有符合的圖象,故選D.
答案:D
方法點(diǎn)睛
函數(shù)圖象的判斷可從以下方面入手:
(1)從函數(shù)的定義域,判斷圖象的左右位置;從函數(shù)的值域,判斷圖象的上下位置.
(2)從函數(shù)的奇偶性,判斷圖象的對(duì)稱性.
(3)從函數(shù)的特征點(diǎn),排除不合要求的圖象.
(4)從函數(shù)的單調(diào)性,判斷圖象的變化趨勢.
調(diào)研二 函數(shù)的零點(diǎn)與方程的根
【例2】 (1)[2019·浙江卷]設(shè)a,b∈R,f(x)=若函數(shù)y=f(x)-ax-b恰有
4、3個(gè)零點(diǎn),則( )
A.a(chǎn)<-1,b<0 B.a(chǎn)<-1,b>0
C.a(chǎn)>-1,b<0 D.a(chǎn)>-1,b>0
解析:記g(x)=f(x)-ax-b.當(dāng)x<0時(shí),g(x)=(1-a)x-b,最多有1個(gè)零點(diǎn).當(dāng)x≥0時(shí),g(x)=x3-(a+1)x2-b,g′(x)=x2-(a+1)x=x[x-(a+1)].若a+1≤0,即a≤-1,則g′(x)≥0,g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,所以g(x)在[0,+∞)上最多有1個(gè)零點(diǎn),因此g(x)在R上最多有2個(gè)零點(diǎn),不合題意,所以a>-1.當(dāng)x∈[0,a+1)時(shí),g′(x)<0,g(x)單調(diào)遞減;當(dāng)x∈(a+1,+∞)時(shí),g′(x)>0,g(
5、x)單調(diào)遞增,所以當(dāng)x≥0時(shí),g(x)恰有2個(gè)零點(diǎn),其圖象如下:
所以,使g(x)有3個(gè)零點(diǎn)的條件為
?
所以b<0,a>-1故選C.
答案:C
(2)[2018·全國卷Ⅰ]已知函數(shù)f(x)=g(x)=f(x)+x+a.若g(x)存在2個(gè)零點(diǎn),則a的取值范圍是( )
A.[-1,0) B.[0,+∞)
C.[-1,+∞) D.[1,+∞)
解析:g(x)=f(x)+x+a存在2個(gè)零點(diǎn)等價(jià)于函數(shù)f(x)=與h(x)=-x-a的圖象存在2個(gè)交點(diǎn),如圖.
當(dāng)x=0時(shí),h(0)=-a.
由圖象可知要滿足y=f(x)與h(x)的圖象存在2個(gè)交點(diǎn),需要-a≤1,即a≥-1,故
6、選C.
答案:C
(3)[2019·山東四校聯(lián)考]已知函數(shù)f(x)=當(dāng)a<0時(shí),f2(x)-2f(x)+a=0有4個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,則a的取值范圍是( )
A.-15≤a<-8 B.-15≤a≤e-
C.-15.
設(shè)g(t)=t2-2t+a,則
7、解得-15≤a<-8,故選A.
答案:A
方法點(diǎn)睛
已知函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)求參數(shù)范圍,常利用數(shù)形結(jié)合法將其轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,需準(zhǔn)確畫出兩個(gè)函數(shù)的圖象,利用圖象的直觀性,寫出滿足的條件,進(jìn)而求出參數(shù)的取值范圍.
調(diào)研三 利用數(shù)形結(jié)合思想求解平面向量問題
【例3】 (1)[2019·北師大附中三模]設(shè)D為△ABC所在平面內(nèi)一點(diǎn),=3,則( )
A.=+
B.=-
C.=-
D.=-+
解析:如圖所示,因?yàn)椋?,
所以=+=+=+(+)=-,故選D.
答案:D
(2)[2019·山東四校聯(lián)考]如圖Rt△ABC中,∠ABC=,AC=2AB,∠BAC平分線交
8、△ABC的外接圓于點(diǎn)D,設(shè)=a,=b,則向量=( )
A.a(chǎn)+b
B.a+b
C.a(chǎn)+b
D.a(chǎn)+b
解析:設(shè)圓的半徑為r,
在Rt△ABC中,∠ABC=,AC=2AB,
所以∠BAC=,∠ACB=,∠BAC平分線交△ABC的外接圓于點(diǎn)D,
所以∠ACB=∠BAD=∠CAD=,根據(jù)圓的性質(zhì)BD=CD=AB.
又因?yàn)樵赗t△ABC中,AB=AC=r=OD,
所以四邊形ABDO為菱形,
所以=+=a+b,故選C.
答案:C
(3)[2019·廣東深圳模擬]已知△ABC是邊長為1的等邊三角形,點(diǎn)D,E分別是邊AB,BC的中點(diǎn),連接DE并延長到點(diǎn)F,使得DE=2EF,則
9、·的值為( )
A.- B.
C. D.
解析:由DE=2EF,可得=2,=,如圖.
連接AE,則AE⊥BC,所以·=0,
·=(+)·
=·+·
=0+·||·||·cos
=0+××1×=,故選D.
答案:D
方法點(diǎn)睛
利用數(shù)形結(jié)合思想,求解平面向量問題,要根據(jù)題意畫出相應(yīng)的平面圖形,結(jié)合平面向量的幾何運(yùn)算求解,或建立平面直角坐標(biāo)系,結(jié)合平面向量的坐標(biāo)運(yùn)算求解.
調(diào)研四 利用數(shù)形結(jié)合思想求解解析幾何問題
【例4】 (1)[2019·全國卷Ⅰ]已知橢圓C的焦點(diǎn)為F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),過F2的直線與C交于A,B兩點(diǎn).若|AF2|=2|F
10、2B|,|AB|=|BF1|,則C的方程為( )
A.+y2=1 B.+=1
C.+=1 D.+=1
解析:由題意設(shè)橢圓的方程為+=1(a>b>0),連接F1A.令|F2B|=m,則|AF2|=2m,|BF1|=|AB|=3m.由橢圓的定義知,4m=2a,得m=,則|AF2|=a=|AF1|,所以點(diǎn)A為橢圓的上頂點(diǎn)或下頂點(diǎn),如圖所示.
令∠OAF2=θ(O為坐標(biāo)原點(diǎn)),則sinθ=.在等腰△ABF1中,cos2θ==,所以=1-22,得a2=3.又c2=1,所以b2=a2-c2=2,所以橢圓C的方程為+=1.故選B.
答案:B
(2)[2019·全國卷Ⅱ]設(shè)F為雙曲線
11、C:-=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),以O(shè)F為直徑的圓與圓x2+y2=a2交于P,Q兩點(diǎn).若|PQ|=|OF|,則C的離心率為( )
A. B.
C.2 D.
解析:如圖,由題意,知以O(shè)F為直徑的圓的方程為2+y2= ①,將x2+y2=a2記為②式,①-②得x=,則以O(shè)F為直徑的圓與圓x2+y2=a2的相交弦所在直線的方程為x=,所以|PQ|=2.由|PQ|=|OF|,得2=c,整理得c4-4a2c2+4a4=0,即e4-4e2+4=0,解得e=,故選A.
答案:A
(3)[2019·北京卷]數(shù)學(xué)中有許多形狀優(yōu)美、寓意美好的曲線,曲線C:x2+y2=1+|x|y就
12、是其中之一(如圖).給出下列三個(gè)結(jié)論:
①曲線C恰好經(jīng)過6個(gè)整點(diǎn)(即橫、縱坐標(biāo)均為整數(shù)的點(diǎn));
②曲線C上任意一點(diǎn)到原點(diǎn)的距離都不超過;
③曲線C所圍成的“心形”區(qū)域的面積小于3.
其中,所有正確結(jié)論的序號(hào)是( )
A.① B.②
C.①② D.①②③
解析:曲線的方程x2+y2=1+|x|y可看成關(guān)于y的一元二次方程y2-|x|y+x2-1=0,由題圖可知該方程必有兩個(gè)不相等的實(shí)根,∴Δ=|x|2-4(x2-1)>0,∴x2<,滿足條件的整數(shù)x可取-1,0,1.
當(dāng)x=-1時(shí),y=0或1,∴曲線C經(jīng)過的整點(diǎn)有(-1,0),(-1,1);當(dāng)x=0時(shí),y=-1或1,∴曲
13、線C經(jīng)過的整點(diǎn)有(0,-1),(0,1);當(dāng)x=1時(shí),y=0或1,∴曲線C經(jīng)過的整點(diǎn)有(1,0),(1,1).故曲線C恰好經(jīng)過6個(gè)整點(diǎn),①正確;∵x2+y2=1+|x|y≤1+,∴x2+y2≤2,∴≤,當(dāng)且僅當(dāng)|x|=y(tǒng),即或時(shí)取等號(hào),則曲線上的點(diǎn)到原點(diǎn)的最大距離為,故②正確;順次連接(-1,0),(-1,1),(0,1),(1,1),(1,0),(0,-1),(-1,0),所圍成的區(qū)域如圖中陰影部分所示,其面積為3,顯然曲線C所圍成的“心形”區(qū)域的面積要大于3,故③不正確,故選C.
答案:C
方法點(diǎn)睛
解答解析幾何問題,通常要畫出圖形,實(shí)現(xiàn)“數(shù)”與“形”的有機(jī)結(jié)合,這樣使“數(shù)”更形象、更直觀,充分利用圖形的幾何特征,挖掘題中所給的代數(shù)關(guān)系和幾何關(guān)系,避免一些復(fù)雜的計(jì)算,給解題提供方便.
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