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專題五解析幾何(一)對(duì)解析幾何的學(xué)科地位認(rèn)識(shí)模糊,面對(duì)“知識(shí)交匯點(diǎn)”命題應(yīng)用意識(shí)不強(qiáng)解析幾何命題具有較強(qiáng)的“融合性”,不少看似不是解析幾何問(wèn)題的命題,實(shí)際上蘊(yùn)含著解析幾何的思想方法.如:坐標(biāo)系與參數(shù)方程選考題,也是解幾題;線性規(guī)劃試題,內(nèi)涵本質(zhì)就是解幾題;平面向量問(wèn)題、立幾中空間坐標(biāo)系下的坐標(biāo)法、向量法,本質(zhì)上也是解析幾何.還有融合在函數(shù)與導(dǎo)數(shù)等試題中進(jìn)行考查的許多試題,或體現(xiàn)解幾知識(shí)在解決非解幾題中的應(yīng)用,或體現(xiàn)為解幾思想方法在其它分支中的滲透.【例1】(2020·福建高三期末)設(shè)為實(shí)數(shù),函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,且是偶函數(shù),則曲線在點(diǎn)處的切線方程為()A. B. C. D.【解析】由題,,因?yàn)槭桥己瘮?shù)且為關(guān)于的多項(xiàng)式,故其奇次項(xiàng)的系數(shù).故,.又,,曲線在點(diǎn)處的切線方程為,即.選:C【小結(jié)】本題主要考查根據(jù)奇偶性求參數(shù)值以及利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解切線方程的方法.首先求導(dǎo)得,根據(jù)是偶函數(shù)求解,再根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求解曲線在點(diǎn)處的切線方程即可.【例2】(2020·寧夏大學(xué)附屬中學(xué)高三)已知,滿足不等式組則目標(biāo)函數(shù)的最大值與最小值之差等于()A.15 B. C.5 D.【解析】根據(jù)題意,作出不等式組表示的平面區(qū)域如圖所示:根據(jù)目標(biāo)函數(shù)的幾何意義知,向上平移直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A時(shí),目標(biāo)函數(shù)有最小值,向下平移直線經(jīng)過(guò)點(diǎn)C時(shí),目標(biāo)函數(shù)有最大值,聯(lián)立方程,解得,即點(diǎn)A為,聯(lián)立方程,解得,即點(diǎn)C為,所以目標(biāo)函數(shù),所以目標(biāo)函數(shù)的最大值與最小值之差等于.故選:A【例3】【四川省2018屆沖刺演練(一)】設(shè)x,y滿足約束條件y≤ax+y≥12x?y≤0,若z=x+y的最大值為6,則A.23B.2C.4D.【解析】作出x,y滿足約束條件&y≤a&x+y≥1&2x?y≤0表示的平面區(qū)域,由&y=a&2x?y=0解得A(a2,a),直線z=x+y,經(jīng)過(guò)交點(diǎn)A時(shí),目標(biāo)函數(shù)取得最大值6,可得a2+a=6,解得a=4.則yx+a【小結(jié)】【例2】雖歸屬不等式中的線性規(guī)劃問(wèn)題,但本質(zhì)上是直線方程的內(nèi)容.主要錯(cuò)誤是誤判取得最優(yōu)解的條件.究其原因主要為:一是追求教學(xué)的所謂“短、平、快”,把線性規(guī)劃試題的解題步驟簡(jiǎn)單地總結(jié)為“畫線、定域、求交點(diǎn),代入、求值、選最值”,倘若面對(duì)【例3】,學(xué)生往往束手無(wú)策;二是沒有將其納入直線方程系統(tǒng)中進(jìn)行教學(xué),忽視直線知識(shí)的運(yùn)用,使學(xué)生未能充分運(yùn)用直線方程系數(shù)的幾何意義進(jìn)行最優(yōu)解的分析.【例4】(2020·四川瀘縣五中高三)已知函數(shù)fx=(1)當(dāng)m=1時(shí),解不等式fx(2)若不等式fx<3?x對(duì)任意x∈0,1【解析】(1)當(dāng)m=1時(shí),fx=x?1+2x?1,所以fx=(2)由題意,fx<3?x對(duì)任意的x∈0,1恒成立,即x?m<3?x?2x?1對(duì)任意的x∈所以函數(shù)y=x?m的圖象應(yīng)該恒在gx的下方,數(shù)形結(jié)合可得【小結(jié)】本題主要考查了絕對(duì)值不等式問(wèn)題,對(duì)于含絕對(duì)值不等式的解法有兩個(gè)基本方法,一是運(yùn)用零點(diǎn)分區(qū)間討論,二是利用絕對(duì)值的幾何意義求解.法一是運(yùn)用分類討論思想,法二是運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想,將絕對(duì)值不等式與函數(shù)以及不等式恒成立交匯、滲透,解題時(shí)強(qiáng)化函數(shù)、數(shù)形結(jié)合與轉(zhuǎn)化化歸思想方法的靈活應(yīng)用,這是命題的新動(dòng)向.(二)讀題、審題、析題過(guò)程中的作圖意識(shí)不強(qiáng),解題過(guò)程中識(shí)圖、用圖能力有待提高強(qiáng)化作圖意識(shí),有時(shí)只要把握住圖形的主要特征畫出示意圖形、有時(shí)科學(xué)規(guī)范地畫出比較準(zhǔn)確的圖形是研究幾何問(wèn)題的基礎(chǔ),作圖的過(guò)程是讀題、審題理解題意與探究解題思路的過(guò)程.【例5】(2020·天津高三期末)已知△ABC的頂點(diǎn)B、C在橢圓+y2=1上,頂點(diǎn)A是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),且橢圓的另外一個(gè)焦點(diǎn)在BC邊上,則△ABC的周長(zhǎng)是()A.2 B.6 C.4 D.12【解析】設(shè)另一焦點(diǎn)為,由題在BC邊上,所以的周長(zhǎng),故選:C【小結(jié)】此題考查橢圓的幾何意義,橢圓上的點(diǎn)到兩焦點(diǎn)距離之和為定值,求解中要多觀察圖形的幾何特征,將所求問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,簡(jiǎn)化計(jì)算.再由根據(jù)橢圓定義,橢圓上的點(diǎn)到兩焦點(diǎn)距離之和為長(zhǎng)軸長(zhǎng)即可得解.【例6】【2016高考新課標(biāo)1卷】設(shè)圓的圓心為A,直線l過(guò)點(diǎn)B(1,0)且與x軸不重合,l交圓A于C,D兩點(diǎn),過(guò)B作AC的平行線交AD于點(diǎn)E.(I)證明為定值,并寫出點(diǎn)E的軌跡方程;【解析】圓的方程可化為的圓心為,半徑為4;動(dòng)點(diǎn)C,D落在圓上,滿足;(點(diǎn)在圓上,根據(jù)圓的定義有)等腰三角形中,;;由題設(shè)得,,,由橢圓定義可得點(diǎn)的軌跡方程為:().(根據(jù)定義知點(diǎn)的軌跡是橢圓)【小結(jié)】由于作圖潦草、沒有使用尺規(guī)作圖、不夠精確,導(dǎo)致難以發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的幾何特征信息.識(shí)圖、用圖能力差,沒有從圖形中發(fā)現(xiàn),以及.究其原因在于課堂教學(xué)作圖環(huán)節(jié)缺失,教師多用手工繪制草圖、缺乏對(duì)圖形中幾何特征與數(shù)量關(guān)系的細(xì)致量化分析.建議教師注意使用尺規(guī)規(guī)范作圖,示范指導(dǎo)如何結(jié)合作圖過(guò)程讀題、理解題意,如何將試題信息匯集于圖,如何用圖思考、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決的方法,并要求學(xué)生當(dāng)堂作圖練習(xí).要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)全國(guó)卷盡量不給圖的特點(diǎn),所給的練習(xí),不給圖形,要求學(xué)生通過(guò)審題自己作圖,結(jié)合圖形從整體角度理解題意尋找解題思路.(三)解析幾何的本質(zhì)意識(shí)和利用圓錐曲線定義研究問(wèn)題的意識(shí)不強(qiáng)解析幾何的本質(zhì)是用代數(shù)的方法研究幾何問(wèn)題.由于試題本身就是幾何問(wèn)題,研究問(wèn)題的方法當(dāng)然可以在幾何方法和代數(shù)方法中合理地選擇.例如:定義是數(shù)學(xué)問(wèn)題研究的起點(diǎn),圓錐曲線的定義蘊(yùn)含了豐富的幾何內(nèi)涵,對(duì)問(wèn)題的理解與思考具有深刻的意義,所以運(yùn)用定義中蘊(yùn)含的幾何特征進(jìn)行解題,經(jīng)常是有效的解題思路.【例7】(2020·陜西高三月考)已知拋物線的焦點(diǎn)為,過(guò)點(diǎn)的直線與拋物線交于兩點(diǎn),準(zhǔn)線交軸于,若最小,則()A.4 B.8 C. D.【解析】據(jù)題意,不妨設(shè)點(diǎn)在第一象限,過(guò)點(diǎn)作準(zhǔn)線的垂線,垂足為.由題意可得.因?yàn)椋?,若最小,則最小,即最小,由題知當(dāng)與拋物線相切時(shí),最小.設(shè)直線的方程為,則.與聯(lián)立,得消去得,由,得,所以,點(diǎn)坐標(biāo)為,所以,此時(shí)四邊形是正方形,軸,所以.故選:D【小結(jié)】1.拋物線的定義是解決拋物線問(wèn)題的基礎(chǔ),它能將兩種距離(拋物線上的點(diǎn)到焦點(diǎn)的距離、拋物線上的點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離)進(jìn)行等量轉(zhuǎn)化.如果問(wèn)題中涉及拋物線的焦點(diǎn)和準(zhǔn)線,又能與距離聯(lián)系起來(lái),那么用拋物線定義就能解決問(wèn)題.因此,涉及拋物線的焦半徑、焦點(diǎn)弦問(wèn)題,可以優(yōu)先考慮利用拋物線的定義轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離,這樣就可以使問(wèn)題簡(jiǎn)單化.2.研究圓錐曲線問(wèn)題時(shí),注意養(yǎng)成優(yōu)先站在“觀察發(fā)現(xiàn)動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)變化過(guò)程中不變的幾何關(guān)系”的角度探究問(wèn)題的意識(shí);養(yǎng)成“定義”的應(yīng)用意識(shí),注意利用圓錐曲線的定義與幾何圖形中的位置關(guān)系與數(shù)量關(guān)系,選擇簡(jiǎn)便的方法實(shí)現(xiàn)幾何條件與數(shù)量關(guān)系的靈活轉(zhuǎn)化.(四)幾何條件與數(shù)量關(guān)系的轉(zhuǎn)化欠靈活解析幾何就是用代數(shù)的方法研究幾何問(wèn)題.2017年起,選考部分刪除《平面幾何選講》,并不意味著消弱這方面的要求,而是完全可以在三角、解幾、立幾、向量等試題中實(shí)現(xiàn)對(duì)平幾的考查功能.在解幾試題中,對(duì)題目所給的幾何條件何時(shí)代數(shù)化、如何代數(shù)化(坐標(biāo)化)很值得研究,充分運(yùn)用幾何直觀、使用幾何推理,可以有效減少運(yùn)算的繁雜程度.【例8】【2018年全國(guó)卷Ⅲ理】直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在圓x?22+y2?,??6B.4【解析】∵直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點(diǎn),∴A?2,0,B(0,?2),則AB=22,∵點(diǎn)P在圓(x?2)2+y2=2上,∴【小結(jié)】本題呈現(xiàn)多的是“數(shù)量關(guān)系”,但結(jié)合幾何圖形可推斷知道,此三角形的“底邊長(zhǎng)”確定,面積的最大(?。┲等Q于三角形的“高”,故需求得圓心到直線的距離.【例9】(2020·浙江高三期末)已知雙曲線:的右焦點(diǎn)關(guān)于直線的對(duì)稱點(diǎn)在直線上,則該雙曲線的離心率為______.【解析】如圖:,由已知點(diǎn)到漸近線的距離,由對(duì)稱性可得,由題得,所以,即,整理得,故【小結(jié)】本題考查雙曲線的離心率的求解,關(guān)鍵是要根據(jù)題目條件找到之間的等量關(guān)系.本題需先求出點(diǎn)到漸近線的距離,在利用,得,代入數(shù)據(jù)整理計(jì)算即可得雙曲線的離心率.但凡兩直線上的交點(diǎn)或者動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,代數(shù)上多結(jié)合幾何條件或設(shè)點(diǎn)或列方程,進(jìn)而用方程思想求解問(wèn)題,而求離心率,多是從幾何圖形中抽象相關(guān)性質(zhì)并轉(zhuǎn)化為有關(guān)的等量關(guān)系或是方程(組).建議必須依題構(gòu)圖,結(jié)合曲線的性質(zhì)從題意與圖形中抽象出關(guān)鍵的幾何特征,并以簡(jiǎn)潔的代數(shù)形式加以呈現(xiàn),從而轉(zhuǎn)化為待求目標(biāo)關(guān)系式進(jìn)行變形演算.(五)缺乏對(duì)算法、算理、算式的分析,靈活地選擇算法以簡(jiǎn)化運(yùn)算的意識(shí)有待加強(qiáng)【例10】(2020·重慶一中高三期末)若點(diǎn)O和點(diǎn)F分別為橢圓的中心和左焦點(diǎn),點(diǎn)P為橢圓上點(diǎn)的任意一點(diǎn),則的最大值為A.2 B.3 C.6 D.8【解析】由橢圓方程得F(-1,0),設(shè)P(x0,y0),則=(x0,y0)·(x0+1,y0)=+x0+∵P為橢圓上一點(diǎn),∴+=1.∴=+x0+3=+x0+3=(x0+2)2+2.∵-2≤x0≤2,∴的最大值在x0=2時(shí)取得,且最大值等于6.【例11】(2020·云南昆明一中高三期末)已知是雙曲線右支上的一點(diǎn),分別是圓和上的點(diǎn),則的最大值是___________.【解析】雙曲線,是雙曲線右支上的一點(diǎn)所以雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為,,則這兩點(diǎn)剛好是兩圓和的圓心,則兩個(gè)圓的半徑分別為,所以由幾何性質(zhì)可知同理所以最大值即所以的最大值為.故答案為:【小結(jié)】本題考查了雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及定義的應(yīng)用,圓的標(biāo)準(zhǔn)方程及點(diǎn)與圓距離的最值問(wèn)題.本題應(yīng)根據(jù)雙曲線方程可知,雙曲線的兩個(gè)焦點(diǎn)剛好是兩個(gè)圓的圓心.若取最大值,則只需即可.由雙曲線定義及點(diǎn)與圓的位置關(guān)系即可求解.建議不能只是談思路方法,應(yīng)通過(guò)課堂師生共同演算的體驗(yàn),增加實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行算法算理的指導(dǎo).在涉及求有關(guān)過(guò)一點(diǎn)的兩條斜率不同的直線的交點(diǎn)坐標(biāo)或弦長(zhǎng)問(wèn)題時(shí),往往只需計(jì)算其中的一類交點(diǎn)坐標(biāo)或弦長(zhǎng),另一類只需等價(jià)代換結(jié)果中的參數(shù)即可.【例12】(2020·湖南長(zhǎng)沙一中高三月考)已知橢圓的離心率為,與軸交于點(diǎn),,過(guò)軸上一點(diǎn)引軸的垂線,交橢圓于點(diǎn),,當(dāng)與橢圓右焦點(diǎn)重合時(shí),.(1)求橢圓的方程;關(guān)注公眾號(hào)《品數(shù)學(xué)》,獲取更多干貨?。?)設(shè)直線與直線交于點(diǎn),是否存在定點(diǎn)和,使為定值.若存在,求、點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由.【解析】(1)由題知:,解得,故橢圓的方程為.(2)設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,,,不妨設(shè),.則,,三點(diǎn)共線,,①;同理:,②;得:,又在橢圓上,,代入整理得:.即點(diǎn)的軌跡為雙曲線,取、為該雙曲線的左、右焦點(diǎn).即,.此時(shí)為定值,故為,.【小結(jié)】本題考查求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,考查直線與橢圓相交的定值問(wèn)題.本題解法是求出動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,由軌跡方程確定圖形為雙曲線,由雙曲線定義可得結(jié)論.在第(1)中是橢圓的通徑,由此已知條件可表示為的兩個(gè)等式,結(jié)合可求得,得橢圓方程;在第(2)中設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)為,,,不妨設(shè),.在直線可得的關(guān)系,同理由在直線又得一關(guān)系式,消去可得點(diǎn)軌跡方程,軌跡是雙曲線,由雙曲線定義可作答.(六)缺乏參數(shù)的選擇與解題過(guò)程中的優(yōu)化意識(shí)【例13】(2020·湖南高三期末)已知橢圓的離心率為,左、右焦點(diǎn)分別是,橢圓上短軸的一個(gè)端點(diǎn)與兩個(gè)焦點(diǎn)構(gòu)成的三角形的面積為;(1)求橢圓的方程;(2)過(guò)作垂直于軸的直線交橢圓于兩點(diǎn)(點(diǎn)在第二象限),是橢圓上位于直線兩側(cè)的動(dòng)點(diǎn),若,求證:直線的斜率為定值.【解析】(1)由題意可得:且又得:,,,橢圓的方程為(2)證明:由(1)可得:直線:,設(shè)直線的方程為,代入橢圓方程消可得設(shè),,則,則,即化簡(jiǎn)可得,或當(dāng)時(shí),直線的方程為則直線經(jīng)過(guò)點(diǎn),不滿足題意,,即直線的斜率為定值【小結(jié)】本題考查橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程求解、橢圓中的定值問(wèn)題的求解.對(duì)于定值問(wèn)題,關(guān)鍵是能夠通過(guò)已知條件建立起與參數(shù)有關(guān)的等量關(guān)系式,通過(guò)整理化簡(jiǎn)將關(guān)系式變?yōu)楹愕仁?,或通過(guò)消元得到所求定值.【方法策略】(一)立足概念,返璞歸真-----重視挖掘圖形的幾何特征,善于運(yùn)用圓錐曲線的定義數(shù)形結(jié)合思想為指導(dǎo),把定量的計(jì)算與定性的分析(圖形的幾何性質(zhì))有機(jī)結(jié)合,可簡(jiǎn)化計(jì)算量.圓錐曲線的定義是根本,利用定義解題是高考的一個(gè)重要命題點(diǎn).圓錐曲線的定義反映了它們的圖形特點(diǎn),是畫圖的依據(jù)和基礎(chǔ),也是問(wèn)題研究的基礎(chǔ),正確利用定義可以使問(wèn)題的解決更加靈活.已知圓錐曲線上的點(diǎn)以及焦點(diǎn),應(yīng)考慮使用圓錐曲線的定義.【例14】【2015重慶理21】如圖所示,橢圓的左、右焦點(diǎn)分別為,,過(guò)的直線交橢圓于,兩點(diǎn),且.(1)若,,求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.(2)若,求橢圓的離心率.【解析】(1)由橢圓的定義,故.設(shè)橢圓的半焦距為,由已知,因此,即,從而.故所求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)如圖所示,連接,由橢圓的定義,,,從而由,有.又由,,知,因此,,得.從而.由,知,因此.【小結(jié)】1.定義是事物本質(zhì)屬性的概括和反映,圓錐曲線許多性質(zhì)都是由定義派生出來(lái)的.對(duì)某些圓錐曲線問(wèn)題,采用“回歸定義”的策略,把定量的計(jì)算和定性的分析有機(jī)地結(jié)合起來(lái),則往往能獲得題目所固有的本質(zhì)屬性,達(dá)到準(zhǔn)確判斷、合理運(yùn)算、靈活解題的目的.2.求圓錐曲線方程常用的方法有直接法、定義法、待定系數(shù)法、參數(shù)法等.用待定系數(shù)法求圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),要“先定型,后計(jì)算”.所謂“定型”,是指確定類型,也就是確定橢圓、雙曲線的焦點(diǎn)所在的坐標(biāo)軸是x軸還是y軸,拋物線的焦點(diǎn)是在x軸的正半軸、負(fù)半軸,還是y軸的正半軸、負(fù)半軸,從而設(shè)出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)方程的形式;“計(jì)算”就是指運(yùn)用方程思想、利用待定系數(shù)法求出方程中的a2、b2、p的值(基本量法),最后代入寫出橢圓、雙曲線、拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.3.求解離心率的時(shí)候,應(yīng)該尋求三角形中的邊角之間的關(guān)系,從而建立a、c的齊次方程(求值)或者齊次不等式(求范圍).(二)利用圖形,巧妙轉(zhuǎn)化------實(shí)現(xiàn)幾何條件代數(shù)化.解析幾何就是用代數(shù)方法來(lái)研究幾何問(wèn)題,即:幾何問(wèn)題→代數(shù)問(wèn)題→代數(shù)結(jié)論→幾何結(jié)論.所以,它的兩大任務(wù)是:(1)把幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題,(2)研究代數(shù)問(wèn)題,得出代數(shù)結(jié)論.怎樣將幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題?(1)要主動(dòng)去理解幾何對(duì)象的本質(zhì)特征;(2)善于將幾何條件、幾何性質(zhì)用代數(shù)的形式表達(dá)出來(lái);(3)恰當(dāng)選擇代數(shù)化的形式,這點(diǎn)是關(guān)鍵:一要研究具體的幾何對(duì)象具有什么樣的幾何特征(如果幾何特征不清楚,就不可能準(zhǔn)確將其代數(shù)化),這就要在審題上下功夫;二是選擇最簡(jiǎn)潔的代數(shù)形式(方便后續(xù)的代數(shù)研究),這需要大局觀;(4)注意等價(jià)轉(zhuǎn)化.【例15】(2020·新疆高三月考)已知拋物線C:的焦點(diǎn)F,點(diǎn)是拋物線上一點(diǎn),以M為圓心的圓與直線交于A、B兩點(diǎn)(A在B的上方),若,則拋物線C的方程為()A. B. C. D.【解析】拋物線C:,其焦點(diǎn),準(zhǔn)線方程,因?yàn)辄c(diǎn)是拋物線上一點(diǎn),所以所在直線,設(shè)于,則,因?yàn)?,所以,即整理得,所以將點(diǎn)代入到拋物線方程,得,,解得,所以拋物線方程為,故選:C.【小結(jié)】本題考查拋物線的定義,直線與圓的位置關(guān)系,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.首先應(yīng)該根據(jù)拋物線的定義,表示出,再表示出,利用,得到和之間的關(guān)系,將點(diǎn)坐標(biāo),代入到拋物線中,從而解出的值,得到答案.(三)巧用平幾,事半功倍------關(guān)注平面幾何知識(shí)方法與性質(zhì)在問(wèn)題轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用,關(guān)注幾何圖形(特別是三角形)相關(guān)方法在運(yùn)算中的應(yīng)用.解析幾何的研究對(duì)象就是幾何圖形及其性質(zhì),所以在處理解析幾何問(wèn)題時(shí),除了運(yùn)用代數(shù)方程外,充分挖掘幾何條件,結(jié)合平面幾何知識(shí),這往往能減少計(jì)算量.?dāng)?shù)學(xué)試題中很多圖形性質(zhì)就和“平幾”知識(shí)相關(guān)聯(lián),要抓住關(guān)鍵,適時(shí)引用,問(wèn)題就會(huì)迎刃而解.提高學(xué)生等價(jià)轉(zhuǎn)化的能力——實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,陌生問(wèn)題熟悉化.例如:①?zèng)]有圖形,不妨畫個(gè)圖形,以便直觀思考;②“設(shè)—列—驗(yàn)”是求軌跡的通法;③消元轉(zhuǎn)化為一元二次函數(shù)(方程),判別式,韋達(dá)定理,中點(diǎn),弦長(zhǎng)公式等要把握好;④多感悟“設(shè)—列—解”,“設(shè)”:設(shè)什么?坐標(biāo)、方程、角、斜率、截距?“列”:列的前提是找等量關(guān)系,“解”:解就是轉(zhuǎn)化、化簡(jiǎn)、變形,向目標(biāo)靠攏;⑤緊扣題意,聯(lián)系圖形,數(shù)形結(jié)合;⑥一旦與自己熟悉的問(wèn)題接軌立即入位.關(guān)注公眾號(hào)《品數(shù)學(xué)》,獲取更多干貨!【例16】(2020·吉林高三月考)拋物線的焦點(diǎn)為,點(diǎn)、、在上,且的重心為,則的取值范圍為()A. B. C. D.【解析】由題意知,拋物線的焦點(diǎn)為,設(shè)點(diǎn)、、,由重心的坐標(biāo)公式得,,,設(shè)直線的方程為,由,消去得,,由韋達(dá)定理得,,所以,,故,,將點(diǎn)的坐標(biāo)代入拋物線的方程得,得,則,得,則.不在直線上,則,此時(shí),,則.因此,的取值范圍是.故選:A.【小結(jié)】本題考查了拋物線與直線的綜合,求距離的取值范圍,重心坐標(biāo)的計(jì)算.首先根據(jù)重心坐標(biāo)公式求出的橫坐標(biāo)為,縱坐標(biāo)為,設(shè)直線的方程為,與拋物線方程聯(lián)立,用、求出表示出的坐標(biāo),結(jié)合拋物線的方程,求出的取值范圍,再結(jié)合拋物線的定義可得出結(jié)論.(四)強(qiáng)化目標(biāo)意識(shí),尋求點(diǎn)的坐標(biāo)之間的關(guān)系,剖析變量?jī)?nèi)在的幾何意義,通過(guò)整體代換的思想,簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程,實(shí)現(xiàn)設(shè)而不求,簡(jiǎn)潔明了、準(zhǔn)確解題.運(yùn)算繁雜是解析幾何最突出的特點(diǎn).首先,解題中要指導(dǎo)學(xué)生克服只重視思路、輕視動(dòng)手運(yùn)算的缺點(diǎn).運(yùn)算能力差是學(xué)生普遍存在的問(wèn)題,不僅在解析幾何問(wèn)題中要加強(qiáng)訓(xùn)練,在其它板塊中也要加強(qiáng)訓(xùn)練,只有把提高學(xué)生的運(yùn)算能力貫徹于教學(xué)的過(guò)程之中,才能收到較好的效果.其次,要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)算的求簡(jiǎn)意識(shí),尤其是“設(shè)而不求”,充分發(fā)揮圓錐曲線的定義和利用平面幾何知識(shí)化難為易、化繁為簡(jiǎn)的作用.譬如圓錐曲線中的定點(diǎn)、定值問(wèn)題,解決的基本思想從變量中尋求不變,即先用變量表示所求的量或點(diǎn)的坐標(biāo),再通過(guò)推理計(jì)算,導(dǎo)出這些量或點(diǎn)的坐標(biāo)和變量無(wú)關(guān).其基本策略:定點(diǎn)和定值問(wèn)題就是在運(yùn)動(dòng)變化中尋找不變量的問(wèn)題,基本思想是使用參數(shù)表示要解決的問(wèn)題,證明要解決的問(wèn)題與參數(shù)無(wú)關(guān).在這類試題中選擇消元的方向是非常關(guān)鍵的.另外,對(duì)于某些定點(diǎn)問(wèn)題的證明,可以先通過(guò)特殊情形探求定點(diǎn)坐標(biāo),然后對(duì)一般情況進(jìn)行證明,這種方法在填空題中更為實(shí)用.【例17】【2018年理北京卷】已知拋物線C:y2=2px經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(1,2).過(guò)點(diǎn)Q(0,1)的直線l與拋物線C有兩個(gè)不同的交點(diǎn)A,B,且直線PA交y軸于M,直線PB交y軸于N(Ⅰ)求直線l的斜率的取值范圍;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),QM=λQO,QN=μ【解析】(Ⅰ)因?yàn)閽佄锞€y2=2px經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(1,2),所以4=2p,解得p=2,所以拋物線的方程為y2=4x.由題意可知直線l的斜率存在且不為0,設(shè)直線l的方程為y=kx+1(k≠0).由y2=4xy=kx+1得k2x2+(2k?4)x+1=0.依題意Δ=(2k?4)2?4×k2×1>0,解得k<0或0<k<1.又PA,PB與y軸相交,故直線l不過(guò)點(diǎn)(1,-2).從而k≠-3.所以直線l斜率的取值范圍是(-∞,-3(Ⅱ)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).由(I)知x1+x2=?2k?4k2,x1x2=1k2.直線PA的方程為y–2=y?2=y1?2x1?1(x?1).令x【小結(jié)】1.本題(2)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),與拋物線聯(lián)立,根據(jù)韋達(dá)定理可得x1+x2=?2k?4k2,x1x2=1k2.再由QM=λQO2.定點(diǎn)、定值問(wèn)題通常是通過(guò)設(shè)參數(shù)或取特殊值來(lái)確定“定點(diǎn)”是什么、“定值”是多少,或者將該問(wèn)題涉及的幾何式轉(zhuǎn)化為代數(shù)式或三角問(wèn)題,證明該式是恒定的.定點(diǎn)、定值問(wèn)題同證明問(wèn)題類似,在求定點(diǎn)、定值之前已知該值的結(jié)果,因此求解時(shí)應(yīng)設(shè)參數(shù),運(yùn)用推理,到最后必定參數(shù)統(tǒng)消,定點(diǎn)、定值顯現(xiàn).(五)方程思想處理求值,函數(shù)思想求解范圍和最值.【例18】(2020·浙江高三期末)已知拋物線:過(guò)點(diǎn),為其焦點(diǎn),過(guò)且不垂直于軸的直線交拋物線于,兩點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)滿足的垂心為原點(diǎn).(1)求拋物線的方程;(2)求證:動(dòng)點(diǎn)在定直線上,并求的最小值.【解析】(1)由題意,將點(diǎn)代入,即,解得,所以,拋物線的方程為.(2)解析1:(巧設(shè)直線)證明:設(shè):,,,聯(lián)立,可得,則有,可設(shè):,即,同理:,解得,即動(dòng)點(diǎn)在定直線:上.,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào).其中,分別為點(diǎn)和點(diǎn)到直線的距離.關(guān)注公眾號(hào)《品數(shù)學(xué)》,獲取更多干貨?。?)解析2:(利用向量以及同構(gòu)式)證明:設(shè):,,,聯(lián)立,可得,則有.,,又為的垂心,從而,代入化簡(jiǎn)得:,同理:,從而可知,,是方程的兩根,所以,所以動(dòng)點(diǎn)在定直線:上.,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào).其中,分別為點(diǎn)和點(diǎn)到直線的距離.【小結(jié)】本題考查拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程,直線與拋物線的位置關(guān)系,考查韋達(dá)定理,考查基本不等式的應(yīng)用,考查計(jì)算能力.在第(2)中應(yīng)設(shè)設(shè)直線方程為,聯(lián)立方程,表示出,運(yùn)用基本不等式即可得到結(jié)論.2.對(duì)于最值、定值問(wèn)題的處理,常采用①幾何法:利用圖形性質(zhì)來(lái)解決;②代數(shù)法:建立目標(biāo)函數(shù),再求函數(shù)的最值,確定某幾何量的值域或取值范圍,一般需要建立起方程或不等式,或利用圓錐曲線的有界性來(lái)求解.二、典型問(wèn)題剖析圓的問(wèn)題主要是定義和性質(zhì);圓錐曲線(橢圓、拋物線、雙曲線)主要是曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程、曲線性質(zhì)(焦點(diǎn)、離心率、準(zhǔn)線、漸近線);綜合性問(wèn)題主要是位置關(guān)系、范圍、面積、定點(diǎn)、定值等.(一)離心率問(wèn)題【例19】(2020·南昌市新建區(qū)第二中學(xué)高三(理))已知雙曲線:(,)的左,右焦點(diǎn)分別為,,過(guò)右支上一點(diǎn)作雙曲線的一條漸近線的垂線,垂足為.若的最小值為,則雙曲線的離心率為______.【解析】由雙曲線定義知,,則,∴,所以,過(guò)作雙曲線一條漸近線的垂線垂足為,交右支于點(diǎn),此時(shí)最小,且最小值為,易求焦點(diǎn)到漸近線的距離為,即,所以,即,,可求離心率.【小結(jié)】本題考查了雙曲線的定義以及雙曲線的幾何性質(zhì).首先利用雙曲線的定義,從而可得,利用點(diǎn)到直線的距離公式可得,由題意可得,進(jìn)而求出離心率.(二)定點(diǎn)問(wèn)題----確定方程證明直線過(guò)定點(diǎn)的基本思想是使用一個(gè)參數(shù)表示直線方程,根據(jù)方程的成立與參數(shù)值無(wú)關(guān)得出x,y的方程組,以方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)就是直線所過(guò)的定點(diǎn);如果直線系是使用雙參數(shù)表達(dá)的,要根據(jù)其它已知條件建立兩個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系,把雙參數(shù)直線系方程化為單參數(shù)直線系方程.【例20】(2020·云南高三)已知拋物線:的焦點(diǎn)為,準(zhǔn)線為,是上的動(dòng)點(diǎn).(1)當(dāng)時(shí),求直線的方程;(2)過(guò)點(diǎn)作的垂線,垂足為,為坐標(biāo)原點(diǎn),直線與的另一個(gè)交點(diǎn)為,證明:直線經(jīng)過(guò)定點(diǎn),并求出該定點(diǎn)的坐標(biāo).【解析】(1)設(shè),由得,解得:,所以.所以,所以直線的方程為:或.(2)設(shè),則,直線的方程為:.聯(lián)立得:,解得.①當(dāng)時(shí),直線的方程為,②當(dāng)時(shí),直線方程為:,化簡(jiǎn)得:,關(guān)注公眾號(hào)《品數(shù)學(xué)》,獲取更多干貨!綜上①②,可知直線恒過(guò)點(diǎn).【小結(jié)】本題考查直線與拋物線的位置關(guān)系,考查直線過(guò)定點(diǎn)問(wèn)題,鍛煉了學(xué)生計(jì)算能力.第(1)中應(yīng)設(shè)點(diǎn),利用求出,進(jìn)而可求出,利用點(diǎn)的坐標(biāo)求出,用斜截式可寫出直線方程;在第(2)中設(shè),則,聯(lián)立直線與拋物線,求出點(diǎn)坐標(biāo),進(jìn)而寫出直線的方程,可得其所過(guò)的定點(diǎn).(三)定值問(wèn)題----巧妙消參定值問(wèn)題就是證明一個(gè)量與其中的變化因素?zé)o關(guān),這些變化的因素可能是直線的斜率、截距,也可能是動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)等,這類問(wèn)題的一般解法是使用變化的量表達(dá)求證目標(biāo),通過(guò)運(yùn)算求證目標(biāo)的取值與變化的量無(wú)關(guān).當(dāng)使用直線的斜率和截距表達(dá)直線方程時(shí),在解題過(guò)程中要注意建立斜率和截距之間的關(guān)系,把雙參數(shù)問(wèn)題化為單參數(shù)問(wèn)題解決.【例21】(2020·上海高三)已知雙曲線:的焦距為,直線()與交于兩個(gè)不同的點(diǎn)、,且時(shí)直線與的兩條漸近線所圍成的三角形恰為等邊三角形.(1)求雙曲線的方程;(2)若坐標(biāo)原點(diǎn)在以線段為直徑的圓的內(nèi)部,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)設(shè)、分別是的左、右兩頂點(diǎn),線段的垂直平分線交直線于點(diǎn),交直線于點(diǎn),求證:線段在軸上的射影長(zhǎng)為定值.【解析】(1)當(dāng)直線與的兩條漸近線圍成的三角形恰為等邊三角形,由根據(jù)雙曲線的性質(zhì)得,,又焦距為,則,解得,,則所求雙曲線的方程為.(2)設(shè),,由,得,則,,且,又坐標(biāo)原點(diǎn)在以線段為直徑的圓內(nèi),則,即,即,即,則,即,則或,即實(shí)數(shù)的取值范圍.(3)線段在軸上的射影長(zhǎng)是.設(shè),由(1)得點(diǎn),又點(diǎn)是線段的中點(diǎn),則點(diǎn),直線的斜率為,直線的斜率為,又,則直線的方程為,即,又直線的方程為,聯(lián)立方程,消去化簡(jiǎn)整理,得,又,代入消去,得,即,則,即點(diǎn)的橫坐標(biāo)為,則.故線段在軸上的射影長(zhǎng)為定值.(四)求最值、解范圍問(wèn)題——構(gòu)造函數(shù)【例22】(2020·福建省福州第一中學(xué)高三開學(xué)考試)已知在橢圓上,為右焦點(diǎn),軸,為橢圓上的四個(gè)動(dòng)點(diǎn),且,交于原點(diǎn).(1)判斷直線與橢圓的位置關(guān)系;(2設(shè),滿足,判斷的值是否為定值,若是,請(qǐng)求出此定值,并求出四邊形面積的最大值,否則說(shuō)明理由.【解析】(1)直線,將直線方程化簡(jiǎn)變形可得,因?yàn)?,令,解得,所以直線過(guò)定點(diǎn),而由在橢圓上,可知直線與橢圓相切或相交.(2)在橢圓上,軸,由橢圓性質(zhì)可得,則解得,所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為,因?yàn)椋?,為橢圓上的四個(gè)動(dòng)點(diǎn)且,交于原點(diǎn).所以,,當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),不滿足,因而直線的斜率一定存在.當(dāng)直線斜率存在且為0時(shí),不滿足,所以直線的斜率一定存在且不為0.設(shè)直線的方程為.則,化簡(jiǎn)可得,所以,因?yàn)?,所以,則,整理可得,解得.由題意可知的位置等價(jià),所以不妨設(shè),則,則,即為定值.直線的方程為.即則點(diǎn)到直線的距離為因?yàn)?,代入可得則由弦長(zhǎng)公式可得所以當(dāng)時(shí)取等號(hào).而時(shí)滿足.所以,此時(shí)故四邊形面積的最大值的最大值為4【小結(jié)】本題考查了直線過(guò)定點(diǎn)的求法,直線與橢圓位置關(guān)系的判斷,橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的求法,韋達(dá)定理在求弦長(zhǎng)公式中的應(yīng)用,橢圓中的四邊形面積問(wèn)題綜合應(yīng)用,屬于難題.在第(2)中先根據(jù)條件,求得橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程.討論直線的斜率情況可知當(dāng)斜率不存在或斜率為0時(shí)不滿足.進(jìn)而設(shè)直線的方程為,聯(lián)立橢圓方程,利用韋達(dá)定理及等式,化簡(jiǎn)即可求得的值,確定為定值;由點(diǎn)到直線距離公式求得,利用弦長(zhǎng)公式求得,即可用表示出,由二次函數(shù)性質(zhì)求得的最大值,并根據(jù)即可求得的最大值.【例23】【浙江省衢州市五校聯(lián)盟2019屆高三上學(xué)期聯(lián)考】如圖,過(guò)拋物線y2=2px(p>0)上一點(diǎn)P1,1,作兩條直線分別交拋物線于點(diǎn)A,(1)證明:直線AB的斜率為定值,并求出該定值;(2)若直線AB在y軸上的截距b∈0,【解析】(1)由拋物線y2=2px(p>0)過(guò)點(diǎn)P設(shè)A(x1,y1)因?yàn)閥12=x1通分整理得y1設(shè)直線AB的斜率為kAB,由y12兩式相減可化為y得kAB=y2?由于y1+y(2)設(shè)直線AB的方程為y=?12x+因?yàn)閎∈0,1,所以Δ=所以AB=又點(diǎn)P到直線AB的距離為d=|3令f(x)=則由f'當(dāng)x∈(16,1]時(shí),f'x<0,所以fx單調(diào)遞減;當(dāng)x∈0,1【小結(jié)】最值問(wèn)題的基本解法有幾何法和代數(shù)法:幾何法是根據(jù)已知的幾何量之間的相互關(guān)系、平面幾何和解析幾何知識(shí)加以解決的(如拋物線上的點(diǎn)到某個(gè)定點(diǎn)和焦點(diǎn)的距離之和、光線反射問(wèn)題等);代數(shù)法是建立求解目標(biāo)關(guān)于某個(gè)(或兩個(gè))變量的函數(shù),通過(guò)求解函數(shù)的最值(普通方法、基本不等式方法、導(dǎo)數(shù)方法等)解決的.(五)探索性問(wèn)題——肯定結(jié)論【例24】(2020·山東棗莊八中高三月考)如圖,點(diǎn)T為圓上一動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)T分別作x軸,y軸的垂線,垂足分別為A,B,連接BA延長(zhǎng)至點(diǎn)P,使得,點(diǎn)P的軌跡記為曲線C.(1)求曲線C的方程;(2)若點(diǎn)A,B分別位于x軸與y軸的正半軸上,直線AB與曲線C相交于M,N兩點(diǎn),試問(wèn)在曲線C上是否存在點(diǎn)Q,使得四邊形OMQN為平行四邊形,若存在,求出直線l方程;若不存在,說(shuō)明理由.【解析】(1)設(shè),則,由題意知,所以為中點(diǎn),由中點(diǎn)坐標(biāo)公式得,即,又點(diǎn)在圓上,故滿足,則,所以曲線C為(2)由題意知直線的斜率存在且不為零,設(shè)直線的方程為,則,,因?yàn)?所以,即①聯(lián)立方程,消去得:,設(shè),,則,因?yàn)闉槠叫兴倪呅?所以為,即,因?yàn)辄c(diǎn)在曲線上,故,整理得②將①代入②,得,該方程無(wú)解,故這樣的直線不存在.【例25】【安徽省合肥市2019屆高三第一次檢測(cè)】設(shè)橢圓C:?x2a2+y2b2=1(a>b>0(Ⅰ)求橢圓C的方程;(Ⅱ)設(shè)圓O上任意一點(diǎn)P處的切線交橢圓C于點(diǎn)M,N,試判斷【答案】(1)x2【解析】(Ⅰ)設(shè)橢圓的半焦距為c,由橢圓的離心率為22知,b=c,?a=易求得A2,0,∴點(diǎn)2,解得a2=6b2=3(Ⅱ)當(dāng)過(guò)點(diǎn)P且與圓O相切的切線斜率不存在時(shí),不妨設(shè)切線方程為x=2,由(Ⅰ)知,OM=?2,當(dāng)過(guò)點(diǎn)P且與圓O相切的切線斜率存在時(shí),可設(shè)切線的方程為y=kx+∴mk2+聯(lián)立直線和橢圓的方程得x2∴1+2k∵OM=∴OM?==1+k2綜上所述,圓O上任意一點(diǎn)P處的切線交橢圓C于點(diǎn)M,N,都有在RtΔOMN中,由ΔOMP與ΔNOP相似得,OP2【小結(jié)】1.探索性問(wèn)題,先假設(shè)存在,推證滿足條件的結(jié)論,若結(jié)論正確則存在,若結(jié)論不正確則不存在.,(1)當(dāng)條件和結(jié)論不唯一時(shí),要分類討論.(2)當(dāng)給出結(jié)論而要推導(dǎo)出存在的條件時(shí),先假設(shè)成立,再推出條件.(3)當(dāng)條件和結(jié)論都不知,按常規(guī)方法解題很難時(shí),要思維開放,采取另外的途徑.2.探索性問(wèn)題通常采用“肯定順推法”,將不確定性問(wèn)題明朗化.一般步驟為:(1)假設(shè)滿足條件的曲線(或直線、點(diǎn)等)存在,用待定系數(shù)法設(shè)出;(2)列出關(guān)于待定系數(shù)的方程(組);(3)若方程(組)有實(shí)數(shù)解,則曲線(或直線、點(diǎn)等)存在,否則不存在.【鞏固提升】一、單選題1.(2020·海南華僑中學(xué)高三期末)已知,是橢圓的左,右焦點(diǎn),是的左頂點(diǎn),點(diǎn)在過(guò)且斜率為的直線上,為等腰三角形,,則的離心率為A. B. C. D.【解析】因?yàn)闉榈妊切?,,所以PF2=F1F2=2c,由斜率為得,,由正弦定理得,所以,故選D.2.(2020·南昌市新建區(qū)第二中學(xué)高三)已知圓:,直線:與軸,軸分別交于,兩點(diǎn).設(shè)圓上任意一點(diǎn)到直線的距離為,若取最大值時(shí),的面積()A. B.8 C.6 D.【解析】直線:過(guò)定點(diǎn),圓:的圓心,半徑,當(dāng)時(shí),圓心到直線的距離最大,∵,∴,即直線方程為,則,,,到直線的距離為,則到直線的最大距離,此時(shí)的面積,故選:B.3.(2020·福建省福州第一中學(xué)高三開學(xué)考試)在平面直角坐標(biāo)系中,不等式組x+y≤0x?y≤0x2+y2≤r2(rA.-1B.-52+17C.【解析】作出不等式組表示的平面區(qū)域,如圖所示,由題意,知14πr2=π,解得r=2.因?yàn)槟繕?biāo)函數(shù)z=x+y+1x+3=1+y?2x+3表示區(qū)域內(nèi)上的點(diǎn)與點(diǎn)P(?3,2)連線的斜率加上1,由圖知當(dāng)區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)與點(diǎn)P的連線與圓相切時(shí)斜率最?。O(shè)切線方程為y?2=k(x+3),即二、填空題4.(2020·四川省瀘縣第二中學(xué)高三月考)橢圓的右焦點(diǎn)與拋物線的焦點(diǎn)重合,點(diǎn)是橢圓和拋物線的一個(gè)公共點(diǎn),點(diǎn)滿足,則的離心率為__________.【解析】如圖,由拋物線E:y2=4x,得2P=4,p=2,∴F(1,0),又Q(0,1)且QF⊥QP,∴QP所在直線斜率為1,則QP所在直線方程為y=x+1,聯(lián)立,解得P(1,2),則2a==,∴a=,則e=.故答案為.5.(2020·山東高三期末)已知P為雙曲線C:右支上一點(diǎn),,分別為C的左、右焦點(diǎn),且線段,分別為C的實(shí)軸與虛軸.若,,成等比數(shù)列,則______.【解析】,,,,,成等比數(shù)列,,解得,6.(2020·四川高三期末)已知拋物線的焦點(diǎn)為F,定點(diǎn).若射線FA與拋物線C相交于點(diǎn)M(點(diǎn)M在F、A中間),與拋物線C的準(zhǔn)線交于點(diǎn)N,則________.【解析】如圖所示,因?yàn)閽佄锞€方程為,所以焦點(diǎn),準(zhǔn)線方程為因?yàn)槎c(diǎn),所以直線FA的斜率,過(guò)作于點(diǎn),在中,,所以,所以,因?yàn)?所以三、解答題7.(2020·廣西高三)已知拋物線C:x2=2py(p>0)的焦點(diǎn)為(0,1)(1)求拋物線C的方程;(2)設(shè)直線l2:y=kx+m與拋物線C有唯一公共點(diǎn)P,且與直線l1:y=﹣1相交于點(diǎn)Q,試問(wèn),在坐標(biāo)平面內(nèi)是否存在點(diǎn)N,使得以PQ為直徑的圓恒過(guò)點(diǎn)N?若存在,求出點(diǎn)N的坐標(biāo),若不存在,說(shuō)明理由.【解析】(1)由題意,,所以p=2,∴拋物線C的方程為:x2=4y;(2)由得x2﹣4kx﹣4m=0(*),由直線y=kx+m與拋物線C只有一個(gè)公共點(diǎn),可得,解得m=﹣k2,代入到(*)式得x=2k,∴P(2k,k2),當(dāng)y=﹣1時(shí),代入到y(tǒng)=kx﹣k2,得Q(),∴以PQ為直徑的圓的方程為:,整理得:,若圓恒過(guò)定點(diǎn),則,解得,∴存在點(diǎn)N(0,1),使得以PQ為直徑的圓恒過(guò)點(diǎn)N.8.(2020·山西高三月考)已知拋物線C:=2px經(jīng)過(guò)點(diǎn)(1,2).過(guò)點(diǎn)Q(0,1)的直線l與拋物線C有兩個(gè)不同的交點(diǎn)A,B,且直線PA交y軸于M,直線PB交y軸于N.(Ⅰ)求直線l的斜率的取值范圍;(Ⅱ)設(shè)O為原點(diǎn),,,求證:為定值.【解析】(Ⅰ)因?yàn)閽佄锞€y2=2px經(jīng)過(guò)點(diǎn)P(1,2),所以4=2p,解得p=2,所以拋物線的方程為y2=4x.由題意可知直線l的斜率存在且不為0,設(shè)直線l的方程為y=kx+1(k≠0).由得.依題意,解得k<0或0<k<1.又PA,PB與y軸相交,故直線l不過(guò)點(diǎn)(1,-2).從而k≠-3.所以直線l斜率的取值范圍是(-∞,-3)∪(-3,0)∪(0,1).(Ⅱ)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2).由(I)知,.直線PA的方程為.令x=0,得點(diǎn)M的縱坐標(biāo)為.同理得點(diǎn)N的縱坐標(biāo)為.由,得,.所以.所以為定值.9.(2020·南京師范大學(xué)附屬揚(yáng)子中學(xué)高三開學(xué)考試)已知橢圓()的離心率為,橢圓上一點(diǎn)到橢圓兩焦點(diǎn)距離之和為,如圖,為坐標(biāo)原點(diǎn),平行與的直線l交橢圓于不同的兩點(diǎn)、.(1)求橢圓方程;(2)當(dāng)在第一象限時(shí),直線,交x軸于,,若PE=PF,求點(diǎn)的坐標(biāo).【解析】(1)因?yàn)闄E圓上一點(diǎn)到橢圓兩焦點(diǎn)距離之和為,所以,即,又橢圓的離心率為,所以,所以,,所以橢圓方程為.(2)設(shè)點(diǎn),所以即,則,設(shè)直線:,聯(lián)立,整理得,所以因?yàn)镻E=PF,所以,,所以,化簡(jiǎn)得,把代入上式,化簡(jiǎn)得,因?yàn)?,所以,因此點(diǎn)的坐標(biāo)為.10.(2020·江蘇高三期末)在平面直角坐標(biāo)系中,已知橢圓C:(>>0)的右焦點(diǎn)為F(1,0),且過(guò)點(diǎn)(1,),過(guò)點(diǎn)F且不與軸重合的直線與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)P在橢圓上,且滿足.(1)求橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)若,求直線AB的方程.【解析】(1)由題意可知,=1,且又因?yàn)?,解得,,所以橢圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為;(2)若直線AB的斜率不存在,則易得,,∴,得P(,0),顯然點(diǎn)P不在橢圓上,舍去;因此設(shè)直線的方程為,設(shè),,將直線的方程與橢圓C的方程聯(lián)立,整理得,∴,則由,得將P點(diǎn)坐示代入橢圓C的方程,得(*);將代入等式(*)得,∴因此所求直線AB的方程為.11.(2020·湖南瀏陽(yáng)一中高三月考)已知橢圓經(jīng)過(guò)點(diǎn),右焦點(diǎn)到直線的距離為3.(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)點(diǎn)A作兩條互相垂直的直線,分別交橢圓于M,N兩點(diǎn),求證:直線MN恒過(guò)定點(diǎn).【解析】(1)由題意知,,,,解得,,.所以橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為.(2)顯然直線,的斜率存在.設(shè)直線的方程為,聯(lián)立方程組,得,解得,,所以,.由,垂直,可得直線的方程為.用替換前式中的k,可得,.則,,所以,故直線MN恒過(guò)定點(diǎn).12.(2019·福建仙游一中高三月考)已知橢圓的離心率,左、右焦點(diǎn)分別為、,拋物線的焦點(diǎn)恰好是該橢圓的一個(gè)頂點(diǎn).(1)求橢圓的方程;(2)已知圓的切線(直線的斜率存在且不為零)與橢圓相交于、兩點(diǎn),那么以為直徑的圓是否經(jīng)過(guò)定點(diǎn)?如果是,求出定點(diǎn)的坐標(biāo);如果不是,請(qǐng)說(shuō)明理由.【解析】(1)因?yàn)闄E圓的離心率,所以,即.因?yàn)閽佄锞€的焦點(diǎn)恰好是該橢圓的一個(gè)頂點(diǎn),所以,所以.所以橢圓的方程為.(2)因?yàn)橹本€的斜率存在且不為零.故設(shè)直線的方程為.由消去,得,所以設(shè),則.所以.所以.①因?yàn)橹本€和圓相切,所以圓心到直線的距離,整理,得,②將②代入①,得,顯然以為直徑的圓經(jīng)過(guò)定點(diǎn)綜上可知,以為直徑的圓過(guò)定點(diǎn).13.(2020·安徽六安一中高三月考(理))已知是橢圓的左、右焦點(diǎn),離心率為,是平面內(nèi)兩點(diǎn),滿足,線段的中點(diǎn)在橢圓上,周長(zhǎng)為12.(1)求橢圓的方程;(2)若與圓相切的直線與橢圓交于,求(其中為坐標(biāo)原點(diǎn))的取值范圍.【解析】(1)連接,,,是線段的中點(diǎn),是線段的中點(diǎn),由橢圓的定義知,,周長(zhǎng)為,由離心率為知,,解得,,橢圓的方程為.()(2)當(dāng)直線的斜率不存在時(shí),直線,代入橢圓方程解得,此時(shí),當(dāng)直線的斜率存在時(shí),設(shè)直線的方程為,由直線與圓相切知,,,將直線方程代入橢圓的方程整理得,,設(shè),則,,,,,,,,,綜上所述,的取值范圍為.14.(2020·黑龍江哈九中高三期末)已知橢圓的上頂點(diǎn)為A,右焦點(diǎn)為F,O是坐標(biāo)原點(diǎn),是等腰直角三角形,且周長(zhǎng)為.(1)求橢圓的方程;(2)若直線l與AF垂直,且交橢圓于B,C兩點(diǎn),求面積的最大值.【解析】(1)在中,,,則,因?yàn)槭堑妊苯侨切?,且周長(zhǎng)為,所以,,,得,,因此橢圓的方程為.(2)由(1)知,,則直線的斜率,因?yàn)橹本€與垂直,所以可設(shè)直線的方程為,代入,得,則,解得,所以.設(shè),,則,,.又點(diǎn)到直線的距離,所以,.令,則,令,則或,令,則或.因此在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),在上是增函數(shù),在上是減函數(shù).因?yàn)?,,,所以?dāng)時(shí),取得最大值,,所以,因此面積的最大值是.15.(2020·福建高三期末)已知拋物線的焦點(diǎn)為,在拋物線上,且.(1)求拋物線的方程及的值;(2)若過(guò)點(diǎn)的直線與相交于兩點(diǎn),為的中點(diǎn),是坐標(biāo)原點(diǎn),且,求直線的方程.【解析】(1),拋物線的方程為:將代入得(2)設(shè),顯然直線的斜率存在,設(shè)直線:,聯(lián)立,消去得,,得且,,,,即,是的中點(diǎn),,,整理得,解得,直線的方程為:或16.(2020·重慶南開中學(xué)高三期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線的焦點(diǎn)為,為拋物線上異于原點(diǎn)的任意一點(diǎn),以為直徑作圓,當(dāng)直線的斜率為1時(shí),.(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過(guò)焦點(diǎn)作的垂線與圓的一個(gè)交點(diǎn)為,交拋物線于,(點(diǎn)在點(diǎn),之間),記的面積為,求的最小值.【解析】(1)當(dāng)直線的斜率為1時(shí),可得直線的方程為,聯(lián)立拋物線方程,解得,即,,即,拋物線的方程為;(2)由(1)可得,設(shè),,,,且,由題意可得,即,又,即,整理可得,又,則,即,又的斜率存在且不為0,,聯(lián)立拋物線方程可得,可得,,則,由,可得,即,可得,則,可令,,顯然在遞增,且,當(dāng)時(shí),,時(shí),,可得在遞減,在遞增,可得時(shí),取得最小值23.即求的最小值為23.
專題六函數(shù)與導(dǎo)數(shù)(一)選擇題解法欠靈活,缺乏運(yùn)用特殊值法、排除法等解題意識(shí)選擇題的考查是由選擇題的特殊性決定的,從已知研究未知的角度來(lái)看,部分問(wèn)題只能從較少的信息來(lái)判斷,無(wú)法完全嚴(yán)格地推理,所以選擇題考查選擇能力,而不是完全推理論證的能力,因此特值法看似投機(jī)取巧,實(shí)則應(yīng)當(dāng)是解決選擇題必要的手段,區(qū)別于大題完整演繹推理的過(guò)程,從命題角度來(lái)看,一道題既可以作為選擇題,又可以作為大題,則沒有體現(xiàn)選擇題的考查功效,讓不同層次學(xué)生作答是高考想要得到的目的,算理比較熟的同學(xué)應(yīng)當(dāng)快速得出結(jié)果,而不能完整推理出來(lái)的學(xué)生也可以憑借任意與存在的關(guān)系加以排除和選擇.【例1】(2020·海南高三)函數(shù)的圖象大致為()A. B.C. D.【解析】當(dāng)時(shí),,排除,令,,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),,排除選項(xiàng).故選:A.【例2】(2020·福建省平和第一中學(xué)高三期末)函數(shù)的部分圖像大致為()A. B.C. D.【解析】,定義域?yàn)椋?,所以函?shù)是偶函數(shù),排除A、C,又因?yàn)榍医咏鼤r(shí),,且,所以,選擇B【小結(jié)】函數(shù)圖象的辨識(shí)可以從以下方面入手:1.從函數(shù)定義域,值域判斷;2.從函數(shù)的單調(diào)性,判斷變化趨勢(shì);3.從函數(shù)的奇偶性判斷函數(shù)的對(duì)稱性;4.從函數(shù)的周期性判斷;5.從函數(shù)的特征點(diǎn),排除不合要求的圖象(二)解答含參問(wèn)題的基本策略選擇不當(dāng)含參問(wèn)題是研究新的函數(shù)模型經(jīng)常遇到的問(wèn)題,也是考查學(xué)生分類討論與分清參變量關(guān)系的重要手段,含參問(wèn)題的破解基本點(diǎn)應(yīng)該是對(duì)任意的成立,即恒成立,所以可以采取特值先求出符合的參數(shù)值或范圍,在嚴(yán)格論證其充分性,而對(duì)于小題考查函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,則需要考慮數(shù)形結(jié)合的思想,嚴(yán)格地零點(diǎn)定理應(yīng)當(dāng)是大題考查的重點(diǎn),需要論證明確.【例3】(2020·云南昆明一中高三)已知函數(shù),若是的一個(gè)極小值點(diǎn),且,則()A. B. C. D.【解析】由,得,又,則,若,則,此時(shí),是的一個(gè)極大值點(diǎn),舍去;若,則,此時(shí),是的一個(gè)極小值點(diǎn),滿足題意,故,選C.【例4】(2020·安徽六安一中高三期末)已知函數(shù),若函數(shù)在上有3個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為()A. B. C. D.【解析】當(dāng)時(shí),,令,在是增函數(shù),時(shí),有一個(gè)零點(diǎn),當(dāng)時(shí),,令當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),,在上單調(diào)遞減,所以當(dāng)時(shí),取得最大值,因?yàn)樵谏嫌?個(gè)零點(diǎn),所以當(dāng)時(shí),有2個(gè)零點(diǎn),如圖所示:所以實(shí)數(shù)的取值范圍為綜上可得實(shí)數(shù)的取值范圍為,故選:B【小結(jié)】本題主要考查了函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,還考查了數(shù)形結(jié)合的思想和轉(zhuǎn)化問(wèn)題的能力.此類題根據(jù)分段函數(shù),分當(dāng),,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為的零點(diǎn)問(wèn)題.在研究帶有參數(shù)的新函數(shù),從必要條件轉(zhuǎn)化為充分條件是重要的方法,可以采取數(shù)形結(jié)合的思想,轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn)個(gè)數(shù)問(wèn)題,而當(dāng)發(fā)現(xiàn)特值法沒有簡(jiǎn)便運(yùn)算步驟的話,則本題出題者希望的是整體推理的過(guò)程.(三)函數(shù)性質(zhì)的應(yīng)用欠靈活高中階段函數(shù)的性質(zhì)圍繞著單調(diào)性,奇偶性(對(duì)稱性),周期性展開,周期性的背景是三角函數(shù),當(dāng)涉及到求函數(shù)值或函數(shù)不等式問(wèn)題,都可以抽象為函數(shù)性質(zhì)的考查,基本順序是先討論對(duì)稱性,再討論單調(diào)性,最終利用性質(zhì)求解是關(guān)鍵.【例5】(2020·湖南高三月考)已知定義在上的奇函數(shù)滿足,若,則()A. B.0 C.2 D.2020【解析】因?yàn)槠婧瘮?shù)滿足,即.故周期為4.故,因?yàn)?故原式.令,則.令,則.又奇函數(shù)故.故.故選:B【例6】(2020·天津靜海一中高三期末)若函數(shù)為偶函數(shù),則.【解析】由函數(shù)為偶函數(shù)函數(shù)為奇函數(shù),.【小結(jié)】本題考查導(dǎo)函數(shù)的奇偶性以及邏輯思維能力、等價(jià)轉(zhuǎn)化能力、運(yùn)算求解能力、特殊與一般思想、數(shù)形結(jié)合思想與轉(zhuǎn)化思想,具有一定的綜合性和靈活性,屬于較難題型.首先利用轉(zhuǎn)化思想,將函數(shù)為偶函數(shù)轉(zhuǎn)化為函數(shù)為奇函數(shù),然后再利用特殊與一般思想,取.(四)導(dǎo)數(shù)解答題的失誤,暴露考生分析問(wèn)題解決問(wèn)題、應(yīng)用導(dǎo)數(shù)解題的綜合能力較弱主要從以下幾個(gè)角度進(jìn)行:(1)考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,往往與圖象、曲線相聯(lián)系;(2)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,判斷函數(shù)的單調(diào)性;已知函數(shù)的單調(diào)性求參數(shù);(3)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值(極值),解決生活中的優(yōu)化問(wèn)題;(4)數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.【例7】(2020·廣西高三月考)已知函數(shù).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)是否存在實(shí)數(shù),且,使得函數(shù)在區(qū)間的值域?yàn)??若存在,求出的值;若不存在,?qǐng)說(shuō)明理由.【解析】(1)函數(shù)的定義域?yàn)?,,①?dāng)時(shí),,函數(shù)的增區(qū)間為②當(dāng)時(shí),令可得,故函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為.(2)①當(dāng)時(shí),得舍去;②當(dāng)時(shí),得符合題意;③當(dāng)時(shí),由,不合題意;必有,可得,令,故函數(shù)單調(diào)遞增,又由,故當(dāng)時(shí),,不存在這樣的;④當(dāng)時(shí),,得舍去;綜上所述:滿足條件的值為.【小結(jié)】本題考查了函數(shù)的單調(diào)性,根據(jù)值域求參數(shù),分類討論是常用的數(shù)學(xué)方法,需要熟練掌握.在第(1)中首先求導(dǎo),再討論和兩種情況,計(jì)算得到答案.在第(2)問(wèn)中討論,,,四種情況,分別計(jì)算得到答案.【方法策略】(一)掌握選擇題解題“六法”,突出“特殊值法”解題的能力培養(yǎng)對(duì)“特殊值法”還要掌握選值的技巧,當(dāng)一次取值不能達(dá)到目標(biāo)時(shí),可以考慮多次取值、混合選取,看能否達(dá)到目標(biāo).特殊值法可以讓一般問(wèn)題特殊化,抽象問(wèn)題具體化,從而大大減少計(jì)算量.在復(fù)習(xí)過(guò)程中,可以精選不同類型,有意識(shí)地強(qiáng)化“特殊值法”的解題能力.【例8】(2020·遼寧高三期末)下列函數(shù)中,其圖象與函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱的是()A. B.C. D.【解析】設(shè)為所求函數(shù)圖象上任意一點(diǎn),則由已知可得點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)的對(duì)稱點(diǎn)必在函數(shù)的圖象上,所以,即,故選:D.(二)函數(shù)與方程的思想重在轉(zhuǎn)化,增強(qiáng)轉(zhuǎn)化與化歸的意識(shí)多年來(lái),全國(guó)卷都注重考查二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等的運(yùn)算、圖象和性質(zhì)的應(yīng)用.對(duì)函數(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)要回歸課本,深化函數(shù)基本概念的理解、熟練掌握有關(guān)公式及基本圖象性質(zhì).盡管好多題目的呈現(xiàn)方式是分段函數(shù),但其基本構(gòu)成離不開基本初等函數(shù).【例9】(2020·四川石室中學(xué)高三期末)已知函數(shù),方程有四個(gè)實(shí)數(shù)根,則的取值范圍為()A. B. C. D.【解析】令,故,令,解得,故函數(shù)在區(qū)間單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,且在處,取得最小值.根據(jù)與圖像之間的關(guān)系,即可繪制函數(shù)的圖像如下:令,結(jié)合圖像,根據(jù)題意若要滿足有四個(gè)根,只需方程的兩根與滿足:其中一個(gè)根,另一個(gè)根或.①當(dāng)方程的一個(gè)根,另一個(gè)根,將代入,可得矛盾,故此種情況不可能發(fā)生;②當(dāng)方程的一個(gè)根,另一個(gè)根,要滿足題意,只需即可即,解得.故選:B.【例10】【2018年天津卷文】已知a∈R,函數(shù)fx=x2+2x+a?2,x≤0,?x2+2x?2a,x>0.若對(duì)任意x∈[–3,+∞),【解析】分類討論:①當(dāng)x>0時(shí),fx≤x即:?x2+2x?2a≤x,整理可得:a≥?12x2+12x,由恒成立的條件可知:a≥?12x2結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)可知:當(dāng)x=?3或x=0時(shí),?x2?3x+2綜合①②可得a的取值范圍是18【小結(jié)】對(duì)于恒成立問(wèn)題,常用到以下兩個(gè)結(jié)論:(1)a≥f(x)恒成立?a≥f(x)max;(2)a≤f(x)恒成立?a≤f(x)min.有關(guān)二次函數(shù)的問(wèn)題,數(shù)形結(jié)合,密切聯(lián)系圖象是探求解題思路的有效方法.一般從:①開口方向;②對(duì)稱軸位置;③判別式;④端點(diǎn)函數(shù)值符號(hào)四個(gè)方面分析.(三)以形助數(shù),數(shù)形結(jié)合數(shù)形結(jié)合思想將抽象邏輯思維與直觀形象思維有效地結(jié)合起來(lái),使得復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,抽象問(wèn)題形象化,利于發(fā)現(xiàn)解題策略,優(yōu)化解題過(guò)程.給出具體函數(shù),我們要抽象出解題需要的函數(shù)的性質(zhì),給出抽象函數(shù),我們能夠找到具體模型與之對(duì)應(yīng),或者作示意圖.【例11】(2020·云南高三)已知函數(shù),若,則實(shí)數(shù)取值范圍是()A. B.C. D.【解析】畫出函數(shù)圖像知:函數(shù)單調(diào)遞增,,故,解得.故選:.(四)重視函數(shù)導(dǎo)數(shù)的工具作用以三角函數(shù)為背景考查導(dǎo)數(shù)、不等式,注重知識(shí)的交匯,體現(xiàn)函數(shù)導(dǎo)數(shù)的工具作用.【例12】【2018年全國(guó)卷Ⅰ卷理16】已知函數(shù),則的最小值為.【解析】方法一:,令,則,或,所以當(dāng),為減函數(shù),在增函數(shù),所以方法二:,所以,當(dāng)時(shí),成立,所以的最小值是.方法三:,令,則函數(shù)化為,再利用導(dǎo)數(shù)進(jìn)行求解.【小結(jié)】本題以三角函數(shù)為背景,看似與三角函數(shù)問(wèn)題,但用三角函數(shù)的知識(shí)求解就遇到困難,要求學(xué)生靈活運(yùn)用其他知識(shí)解決,求函數(shù)最值常見的求解方法:(1)利用基本不等式;(2)利用導(dǎo)數(shù)方法;(3)數(shù)形結(jié)合;(4)換元法等等進(jìn)行轉(zhuǎn)化,考查了學(xué)生轉(zhuǎn)化與化歸、數(shù)形結(jié)合等數(shù)學(xué)思想.類似的高考命題近幾年屢見不鮮.(五)加強(qiáng)函數(shù)導(dǎo)數(shù)解答題的答題策略教學(xué)2018年全國(guó)卷Ⅰ21題函數(shù)為的比較容易研究的對(duì)數(shù)型函數(shù)問(wèn)題,在導(dǎo)函數(shù)極值點(diǎn)問(wèn)題上,涉及到“設(shè)而不求”,轉(zhuǎn)化為根與系數(shù)的關(guān)系,考查問(wèn)題以函數(shù)導(dǎo)數(shù)為載體,考查轉(zhuǎn)化與化歸思想;2018年全國(guó)Ⅱ卷21題與2018年全國(guó)Ⅲ卷21題都出現(xiàn)了和等相對(duì)不容易研究的指對(duì)數(shù)函數(shù)型問(wèn)題,對(duì)于第二問(wèn)都作了一步關(guān)鍵的等價(jià)變形,原因是通常與多項(xiàng)式函數(shù)或者分式函數(shù)相加減比較容易研究,通常與多項(xiàng)式函數(shù)或者分式函數(shù)相乘除比較好處理,這給我們的復(fù)習(xí)迎考提供了指導(dǎo)方向.【例13】已知函數(shù)為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)).(1)求函數(shù)的值域;(2)若不等式對(duì)任意恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍;(3)證明:.【解析】(1)因?yàn)椋?,∵,∴,∴,所以,故函?shù)在上單調(diào)遞減,函數(shù)的最大值為;的最小值為,所以函數(shù)的值域?yàn)椋?)原不等式可化為…(*),因?yàn)楹愠闪?,故?)式可化為.令,則,當(dāng)時(shí),,函數(shù)在上遞增,故,所以;當(dāng)時(shí),令,得,所以當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.所以當(dāng),即時(shí),函數(shù)成立;當(dāng),即時(shí),函數(shù)在上單調(diào)遞減,,解得綜上,.(3)令,則.由,故存在,使得,即.所以,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.故當(dāng)時(shí),函數(shù)有極小值,且是唯一的極小值,故函數(shù),因?yàn)?,所以,故,即.【小結(jié)】利用函數(shù)零點(diǎn)的情況求參數(shù)值或取值范圍的方法(1)利用零點(diǎn)存在的判定定理構(gòu)建不等式求解.(2)分離參數(shù)后轉(zhuǎn)化為函數(shù)的值域(最值)問(wèn)題求解.(3)轉(zhuǎn)化為兩熟悉的函數(shù)圖象的上、下關(guān)系問(wèn)題,從而構(gòu)建不等式求解.【概述】復(fù)習(xí)過(guò)程中,應(yīng)對(duì)函數(shù)部分高考的高頻考點(diǎn)問(wèn)題——單調(diào)性、最值、切線、零點(diǎn)問(wèn)題、恒成立問(wèn)題、不等式證明、含量詞的命題等,尤其是三角函數(shù)型函數(shù),含指數(shù)函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)開展專題復(fù)習(xí),以提升學(xué)生對(duì)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的圖象與性質(zhì)的認(rèn)識(shí).二、典型問(wèn)題剖析導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的工具,開辟了許多解題新途徑,拓展了高考對(duì)函數(shù)問(wèn)題的命題空間,從最近幾年全國(guó)(省市)高考數(shù)學(xué)試題來(lái)看,對(duì)函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的考查可以說(shuō)是全方位的.從考查要求來(lái)講,它不僅有對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的考查,更有對(duì)數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)本質(zhì)的考查.具體而言,試題往往融函數(shù)、導(dǎo)數(shù)、不等式、方程等知識(shí)于一體,通過(guò)演繹證明,運(yùn)算推理等理性思維,解決單調(diào)性、極值、最值、切線、方程的根、函數(shù)零點(diǎn)、參數(shù)的范圍等問(wèn)題,這類題難度大,綜合性強(qiáng).解題中需要用到函數(shù)與方程思想、分類與整合思想、數(shù)形結(jié)合思想、轉(zhuǎn)化與化歸思想,利用“設(shè)而不求”、“先猜后證”、“放縮法(如,,,等)”、“構(gòu)造法”等手段,解決恒成立求參、函數(shù)零點(diǎn)、不等式證明、帶量詞的命題等熱點(diǎn)問(wèn)題.(一)導(dǎo)數(shù)的幾何意義對(duì)導(dǎo)數(shù)的幾何意義的考查,要關(guān)注三類問(wèn)題,即求切線問(wèn)題、已知切線求參數(shù)問(wèn)題、切線的應(yīng)用問(wèn)題等.這三類問(wèn)題往往結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)、函數(shù)的圖象、直線方程、點(diǎn)到直線的距離等.(二)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的考查,要關(guān)注三類問(wèn)題,即求函數(shù)單調(diào)性區(qū)間、含參數(shù)函數(shù)單調(diào)性討論、根據(jù)單調(diào)性逆向求參數(shù)問(wèn)題等.這三類問(wèn)題有時(shí)會(huì)以小題的形式出現(xiàn),較多的應(yīng)是解答題的某一問(wèn).【例14】(2020·河南高三期末)已知函數(shù),討論的單調(diào)性;【解析】(1).①當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;②當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減;單調(diào)遞增.綜上:當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.(三)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值問(wèn)題利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值的考查,要關(guān)注三類問(wèn)題,即已知函數(shù)求極值、根據(jù)函數(shù)極值(點(diǎn))逆向求參數(shù)、函數(shù)的極值(點(diǎn))性質(zhì)的考查等.其中已知函數(shù)求極值可能以小題的形式考查,其余主要是解答題的某一問(wèn).【例15】(2020·南京師范大學(xué)附屬揚(yáng)子中學(xué)高三期末)已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求在處的切線方程;(2)令,已知函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),且,①求實(shí)數(shù)的取值范圍;②若存在,使不等式對(duì)任意(取值范圍內(nèi)的值)恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1)當(dāng)時(shí),,,時(shí),,,在處的切線方程為,化簡(jiǎn)整理可得.(2)①對(duì)函數(shù)求導(dǎo)可得,,令可得,,解得實(shí)數(shù)的取值范圍為.②由,解得,而在上遞增,在上遞減,在上遞增,,,在單調(diào)遞增,在上,,,使不等式,對(duì)恒成立,等價(jià)于不等式恒成立,即不等式對(duì)任意的恒成立.令,則,當(dāng)時(shí),,在上遞減,即,不合題意.當(dāng)時(shí),,若,即時(shí),則在上遞減,,時(shí),不能恒成立;若,即時(shí),則在上遞增,恒成立,實(shí)數(shù)的取值范圍【小結(jié)】本題考查了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,研究不等式恒成立問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是問(wèn)題的轉(zhuǎn)化,如函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),轉(zhuǎn)化為相應(yīng)方程有兩個(gè)不等實(shí)根,不等式恒成立問(wèn)題轉(zhuǎn)化為研究函數(shù)的最值,對(duì)學(xué)生的推理論證能力、運(yùn)算求解能力要求較高,難度較大,屬于困難題.【例16】(2020·甘肅高三期末)已知函數(shù).(1)討論函數(shù)的極值點(diǎn)的個(gè)數(shù);(2)若有兩個(gè)極值點(diǎn),證明:.【解析】(1).①當(dāng)時(shí),.當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減.即函數(shù)只有一個(gè)極大值點(diǎn),無(wú)極小值點(diǎn).②當(dāng)時(shí),,令,得.當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減.即函數(shù)有一個(gè)極大值點(diǎn),有一個(gè)極小值點(diǎn).③當(dāng)時(shí),,此時(shí)恒成立,即在上單調(diào)遞增,無(wú)極值點(diǎn).綜上所述,當(dāng)時(shí),有且僅有一個(gè)極大值點(diǎn),即只有1個(gè)極值點(diǎn);當(dāng)時(shí),有一個(gè)極大值點(diǎn)和一個(gè)極小值點(diǎn),即有2個(gè)極值點(diǎn);當(dāng)時(shí),沒有極值點(diǎn).(2)由(1)可知,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),有兩個(gè)極值點(diǎn),且為方程的兩根,即,所以.令,則恒成立,所以在上單調(diào)遞增,所以,即.【小結(jié)】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,考查利用函數(shù)的單調(diào)性證明不等式,考查邏輯思維能力和運(yùn)算能力.在第(2)問(wèn)中由(1)可知,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),有兩個(gè)極值點(diǎn),且為方程的兩根,,求出,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性證明即可.(四)函數(shù)單調(diào)性、極值(最值)綜合問(wèn)題——分類討論思想利用導(dǎo)數(shù)研究含參數(shù)的函數(shù)單調(diào)性、極值(最值)問(wèn)題時(shí),常用到分類討論思想,其分類討論點(diǎn)一般步驟是:【例17】【2018年文北京卷】設(shè)函數(shù)f(x)=[ax(Ⅰ)若曲線y=f(x)在點(diǎn)(2,f(2))處的切線斜率為0,求a;(Ⅱ)若f(x)在x=1處取得極小值,求a的取值范圍.【答案】(Ⅰ)12(Ⅱ)【解析】(Ⅰ)因?yàn)閒(x)=[ax2?(3a+1)x+3a+2]f'(2)=(2a?1)e2,由題設(shè)知f'(Ⅱ)方法一:由(Ⅰ)得f'若a>1,則當(dāng)x∈(1a,1)時(shí),f'(x)<0;當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f'(x)>0.若a≤1,則當(dāng)x∈(0,1)時(shí),ax?1≤x?1<0,所以f'(x)>0.所以1綜上可知,a的取值范圍是(1,+∞).方法二:f'(1)當(dāng)a=0時(shí),令f'(x)=0得x=1.f'x(?∞,1)1(1,+∞)f+0?f(x)↗極大值↘∴f(x)在x=1處取得極大值,不合題意.(2)當(dāng)a>0時(shí),令f'(x)=0得x1=1a,x2=1∴f(x)在R上單調(diào)遞增,∴f(x)無(wú)極值,不合題意.②當(dāng)x1>x2,即0<a<1時(shí),x(?∞,1)1(1,1(f+0?0+f(x)↗極大值↘極小值↗∴f(x)在x=1處取得極大值,不合題意.③當(dāng)x1<x2,即a>1時(shí),x(?∞,1(1(1,+∞)f+0?0+f(x)↗極大值↘極小值↗∴f(x)在x=1處取得極小值,即a>1滿足題意.(3)當(dāng)a<0時(shí),令f'(x)=0得x1=1x(?∞,1(1(1,+∞)f?0+0?f(x)↘極小值↗極大值↘∴f(x)在x=1處取得極大值,不合題意.綜上所述,a的取值范圍為(1,+∞).(五)論函數(shù)零點(diǎn)的個(gè)數(shù)、已知方程根求參數(shù)問(wèn)題或研究函數(shù)零點(diǎn)的性質(zhì)——數(shù)形結(jié)合思想研究方程根的情況,可以通過(guò)導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、最值、變化趨勢(shì)等,根據(jù)題目要求,畫出函數(shù)圖象的走勢(shì)規(guī)律,標(biāo)明函數(shù)極(最)值的位置,通過(guò)數(shù)形結(jié)合的思想去分析問(wèn)題,可以使問(wèn)題的求解有一個(gè)清晰、直觀的整體展現(xiàn).【例18】(2020·海南高三)已知函數(shù),其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù).(1)若函數(shù)在區(qū)間上是單調(diào)函數(shù),試求的取值范圍;(2)若函數(shù)在區(qū)間上恰有3個(gè)零點(diǎn),且,求的取值范圍.【解析】(1)由題意得,則,當(dāng)函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞增時(shí),在區(qū)間上恒成立.∴(其中),解得.當(dāng)函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減時(shí),在區(qū)間上恒成立,∴(其中),解得.綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍是.(2).由,知在區(qū)間內(nèi)恰有一個(gè)零點(diǎn),設(shè)該零點(diǎn)為,則在區(qū)間內(nèi)不單調(diào).∴在區(qū)間內(nèi)存在零點(diǎn),同理在區(qū)間內(nèi)存在零點(diǎn).∴在區(qū)間內(nèi)恰有兩個(gè)零點(diǎn).由(1)易知,當(dāng)時(shí),在區(qū)間上單調(diào)遞增,故在區(qū)間內(nèi)至多有一個(gè)零點(diǎn),不合題意.當(dāng)時(shí),在區(qū)間上單調(diào)遞減,故在區(qū)間內(nèi)至多有一個(gè)零點(diǎn),不合題意,∴.令,得,∴函數(shù)在區(qū)間上單凋遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增.記的兩個(gè)零點(diǎn)為,∴,必有.由,得.∴又∵,∴.綜上所述,實(shí)數(shù)的取值范圍為.【小結(jié)】(1)求出,再求恒成立,以及恒成立時(shí),的取值范圍;(2)由已知,在區(qū)間內(nèi)恰有一個(gè)零點(diǎn),轉(zhuǎn)化為在區(qū)間內(nèi)恰有兩個(gè)零點(diǎn),由(1)的結(jié)論對(duì)分類討論,根據(jù)單調(diào)性,結(jié)合零點(diǎn)存在性定理,即可求出結(jié)論.【例19】(2020·安徽高三期末)已知函數(shù),為自然對(duì)數(shù)的底.(1)若函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn),求實(shí)數(shù)的范圍;(2)若為的極值點(diǎn),求證:.【解析】(1)由知,.由函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn)知,方程有兩不等實(shí)數(shù)根,則,解得.(2)因?yàn)?,要證,結(jié)合,只需證即可.由(1)知,,且.令,,則只需證:,.令,,則,設(shè),則,故在內(nèi)單調(diào)遞減,又,.由零點(diǎn)存在定理知,存在,使得,且時(shí),;時(shí),.又,,故,.因此,即在內(nèi)單調(diào)遞增,又,故,.綜上所述,原結(jié)論成立.【小結(jié)】本題考查由函數(shù)極值點(diǎn)的個(gè)數(shù),求參數(shù)的范圍問(wèn)題,以及利用導(dǎo)數(shù)證明不等式恒成立問(wèn)題,涉及構(gòu)造函數(shù),二次求導(dǎo),屬導(dǎo)數(shù)綜合性困難題.(1)將有兩個(gè)極值點(diǎn)的問(wèn)題,轉(zhuǎn)化為導(dǎo)數(shù)有兩個(gè)根的問(wèn)題,根據(jù)導(dǎo)數(shù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為二次方程有兩個(gè)根的問(wèn)題,進(jìn)而求解;(2)結(jié)合(1)中結(jié)論,構(gòu)造函數(shù),將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求證的最大值小于0的問(wèn)題,利用導(dǎo)數(shù)求解即可.(六)不等式的證明問(wèn)題——函數(shù)與方程思想利用導(dǎo)數(shù)證明不等式問(wèn)題,多數(shù)利用函數(shù)與方程思想結(jié)合不等式構(gòu)造函數(shù),轉(zhuǎn)化為利用構(gòu)造函數(shù)的性質(zhì)來(lái)完成,其一般思路是:【例20】【2017課標(biāo)3,理21】已知函數(shù).(1)若,求a的值;(2)設(shè)m為整數(shù),且對(duì)于任意正整數(shù)n,求m的最小值.【解析】(七)不等式恒成立、存在性問(wèn)題——轉(zhuǎn)化與化歸思想利用導(dǎo)數(shù)研究不等式恒成立、存在性問(wèn)題時(shí),常用到轉(zhuǎn)化與化歸思想,其一般思路是:【例21】(2020·江西高三)已知函數(shù),().(Ⅰ)若函數(shù)有且只有一個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍;(Ⅱ)設(shè),若,若函數(shù)對(duì)恒成立,求實(shí)數(shù)的取值范圍.(是自然對(duì)數(shù)的底數(shù),)【解析】(Ⅰ)由題意得:定義域?yàn)椋瑒t①當(dāng)時(shí),恒成立在上單調(diào)遞增又有唯一零點(diǎn),即滿足題意②當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),即在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增⑴當(dāng),即時(shí),,有唯一零點(diǎn),滿足題意⑵當(dāng),即時(shí),又,且,使得,不符合題意⑶當(dāng),即時(shí),設(shè),,則在上單調(diào)遞增,即又,使得,不符合題意綜上所述:的取值范圍為:(Ⅱ)由題意得:,則,當(dāng)時(shí),由得:恒成立在上單調(diào)遞增,即滿足題意②當(dāng)時(shí),恒成立在上單調(diào)遞增又,,使得當(dāng)時(shí),,即在上單調(diào)遞減,則不符合題意綜上所述:的取值范圍為:【小結(jié)】本題考查導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用,涉及到根據(jù)函數(shù)零點(diǎn)個(gè)數(shù)求解參數(shù)范圍、恒成立問(wèn)題的求解、零點(diǎn)存在性定理的應(yīng)用等知識(shí);本題解題的關(guān)鍵是在無(wú)法確定零點(diǎn)所在位置時(shí),能夠靈活應(yīng)用零點(diǎn)存在定理找到不滿足題意的點(diǎn),從而使問(wèn)題得以解決.【鞏固提升】一、單選題1.(2020·天水市第一中學(xué)高三期末)函數(shù)的圖象大致為()A. B.C. D.【解析】由題意知,函數(shù),滿足,所以函數(shù)為奇函數(shù),圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤;又因?yàn)?,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤;又因?yàn)椋訢選項(xiàng)錯(cuò)誤,故選A.2.(2020·湖北高三期末)已知函數(shù)在R上都存在導(dǎo)函數(shù),對(duì)于任意的實(shí)數(shù)x都有.當(dāng)時(shí),,若,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A. B. C. D.【解析】根據(jù)題意構(gòu)造函數(shù),因?yàn)閷?duì)于任意的實(shí)數(shù)x都有,故,即,故為偶函數(shù).又當(dāng)時(shí),即,故當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增.綜上所述,為偶函數(shù),當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.又,即,即.故,即,解得.故選:B3.(2020·山東高三期末)已知函數(shù)滿足,,且與的圖像交點(diǎn)為,,…,,則的值為()A.20 B.24 C.36 D.40【解析】由于滿足,當(dāng)時(shí),,所以關(guān)于中心對(duì)稱.由于,所以關(guān)于中心對(duì)稱.故和都關(guān)于中心對(duì)稱.所以與的圖像交點(diǎn),,…,,兩兩關(guān)于對(duì)稱.所以.故選:D.4.(2020·廣西高三)已知函數(shù),若函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則實(shí)數(shù)的取值范圍為()A. B.C. D.【解析】令,即,又因?yàn)?,所以,即,所以,即,因?yàn)楹瘮?shù)有兩個(gè)零點(diǎn),則有兩個(gè)零點(diǎn),即與有兩個(gè)交點(diǎn),所以,即或,顯然的解集為,無(wú)解,故選:D5.(2020·南昌市新建區(qū)第二中學(xué)高三)已知函數(shù),若不等式僅有兩個(gè)整數(shù)解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A. B.C. D.【解析】由,則由.可得,,當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減,時(shí),,單調(diào)遞增,且,則有兩個(gè)整數(shù)解為1,2,所以,且,解得,當(dāng)時(shí),,,單調(diào)遞減,且,則整數(shù)解有無(wú)數(shù)個(gè),不滿足題意.故選:C.6.(2020·廣東高三期末)函數(shù)在上有且只有一個(gè)極值點(diǎn),則實(shí)數(shù)a的取值范圍是()A. B.C. D.或【解析】由得:,由題意在上只有一解,在上只有一解,設(shè)(),,,時(shí),,遞減,時(shí),,遞增,,,,因此在上只有一解,即與的圖象只有一個(gè)交點(diǎn),如圖,則.故選:B.二、填空題7.(2020·甘肅高三期末)函數(shù)的圖象在處的切線方程是,則___________.【解析】函數(shù)的圖象在處的切線的斜率為,則,由于切點(diǎn)在直線上,則,因此,.故答案為:.8.(2020·江蘇海安高級(jí)中學(xué)高三)已知函數(shù)f(x),若f(t)≥f(),則實(shí)數(shù)t的取值范圍是_____.【解析】根據(jù)函數(shù)f(x)的解析式作出其圖象,如圖所示.①當(dāng)x時(shí),f(x)是增函數(shù),若,則,解得:t≥1;②當(dāng)x時(shí),,若,則,解得:;綜上①②所述,實(shí)數(shù)t的取值范圍是故答案為:.三、解答題9.(2020·宜賓市敘州區(qū)第二中學(xué)校高三期末)設(shè)函數(shù),.(1)當(dāng)時(shí),證明在是增函數(shù);(2)若,求a的取值范圍.【解析】(1)由題意得.當(dāng)時(shí),.令,則.當(dāng)時(shí),,所以在為增函數(shù).因此時(shí),,所以當(dāng)時(shí),,則在是增函數(shù).(2)由.由(1)知,當(dāng)且僅當(dāng)?shù)忍?hào)成立.故,從而當(dāng),即時(shí),對(duì),.于是對(duì).滿足題意,由得,從而當(dāng)時(shí),.故當(dāng)時(shí),.于是當(dāng)時(shí),.不滿足,綜上,a的取值范圍是10.(2020·山西大同一中高三期末)設(shè)函數(shù)為常數(shù)(1)若函數(shù)在上是單調(diào)函數(shù),求的取值范圍;(2)當(dāng)時(shí),證明.【解析】(1)由得導(dǎo)函數(shù),其中.當(dāng)時(shí),恒成立,故在上是單調(diào)遞增函數(shù),符合題意;當(dāng)時(shí),恒成立,故在上是單調(diào)遞減函數(shù),符合題意;當(dāng)時(shí),由得,則存在,使得.當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,故在上是不是單調(diào)函數(shù),不符合題意.綜上,的取值范圍是.(2)由(1)知當(dāng)時(shí),,即,故.令,則,當(dāng)時(shí),,所以在上是單調(diào)遞減函數(shù),從而,即.11.(2020·山西高三期末)已知函數(shù),,(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;(2)如果函數(shù)有兩個(gè)極值點(diǎn)、,求證:.(參考數(shù)據(jù):,,,為自然對(duì)數(shù)的底數(shù))【解析】(1),,,在上單調(diào)遞增,又,當(dāng)時(shí),,因此單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),,因此單調(diào)遞增,f(x)的單調(diào)增區(qū)間為,單調(diào)減區(qū)間為.(2)有兩個(gè)極值點(diǎn),,,則有兩個(gè)不同的零點(diǎn),,相加有①,相減有,可以得到,代入①得,即,不妨設(shè),則,又令,則,所以在上單調(diào)遞增,,所以所以,又,所以,即,設(shè),則,在單調(diào)遞增,又,,,因此.12.(2020·福建高三期末)已知函數(shù)(1)求函數(shù)的極值點(diǎn);(2)當(dāng)時(shí),當(dāng)函數(shù)恰有三個(gè)不同的零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.【解析】(1)因?yàn)樗?,所以,?dāng)時(shí),,所以函數(shù)無(wú)極值點(diǎn);當(dāng)時(shí),令,解得.由,解得;由,解得.故函數(shù)有極大值點(diǎn),無(wú)極小值點(diǎn).綜上,當(dāng)時(shí),函數(shù)無(wú)極值點(diǎn);當(dāng)時(shí),函數(shù)有極大值點(diǎn),無(wú)極小值點(diǎn).(2)當(dāng)時(shí),,所以,設(shè),則①當(dāng)即時(shí),,所以在單調(diào)遞減,所以不可能有三個(gè)不同的零點(diǎn);②當(dāng)即時(shí),有兩個(gè)零點(diǎn),,所以又因?yàn)殚_口向下,當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),,所以在上單調(diào)遞減.因?yàn)?,又,所以,令則.所以在單調(diào)遞增,所以,即.由零點(diǎn)存在性定理知,在區(qū)間上有唯一的一個(gè)零點(diǎn).又,所以.所以,所以在區(qū)間上有唯一的一個(gè)零點(diǎn),故當(dāng)時(shí),存在三個(gè)不同的零點(diǎn).故實(shí)數(shù)的取值范圍是.13.(2020·福建高三期末)已知.(1)當(dāng)時(shí),求曲線在處的切線方程;(2)若存在,使得成立,求的取值范圍.【解析】.(1)當(dāng)時(shí),,所以,所以曲線在處的切線方程為,即.(2)存在,使得成立,等價(jià)于不等式在有解.設(shè),則,當(dāng)時(shí),,為增函數(shù);當(dāng)時(shí),,為減函數(shù).又,,故所以當(dāng)時(shí),,所以,即的取值范圍為.14.(2020·湖南長(zhǎng)沙一中高三期末)已知函數(shù)(為常數(shù)).(1)討論函數(shù)的單調(diào)性;(2)若函數(shù)在內(nèi)有極值,試比較與的大小,并證明你的結(jié)論.【解析】(1)定義域?yàn)?,設(shè)當(dāng)時(shí),,此時(shí),從而恒成立,故函數(shù)在上是增函數(shù),在上是增函數(shù);當(dāng)時(shí),函數(shù)圖象開口向上,對(duì)稱軸,又所以此時(shí),從而恒成立,故函數(shù)在上是增函數(shù),在上是增函數(shù);當(dāng)時(shí),,設(shè)有兩個(gè)不同的實(shí)根,共中,令,則,令,得或;令,得或,故函數(shù)在上是增函數(shù),在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),在上是減函數(shù).綜上,當(dāng)時(shí),函數(shù)在上是增函數(shù),在上是增函數(shù);當(dāng)時(shí),函數(shù)在上是增函數(shù),在上是增函數(shù),在上是減函數(shù),在上是減函數(shù).(2)要使在上有極值,由(1)知,①則有一變號(hào)零點(diǎn)在區(qū)間上,不妨設(shè),又因?yàn)?,∴,又,∴只需,即,∴,②?lián)立①②可得:.從而與均為正數(shù).要比較與的大小,同取自然底數(shù)的對(duì)數(shù),即比較與的大小,再轉(zhuǎn)化為比較與的大小.構(gòu)造函數(shù),則,再設(shè),則,從而在上單調(diào)遞減,此時(shí),故在上恒成立,則在上單調(diào)遞減.綜上所述,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.15.(2020·福建高三)已知函數(shù)有兩個(gè)零點(diǎn).(1)求的取值范圍;(2)記的極值點(diǎn)為,求證:.【解析】(1)因?yàn)?,?dāng)時(shí),,在單調(diào)遞增,至多只有一個(gè)零點(diǎn),不符合題意,舍去;當(dāng)時(shí),若,則;若,則,所以在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,所以,因?yàn)橛袃蓚€(gè)零點(diǎn),所以必須,則,所以,解得,又因?yàn)闀r(shí),;時(shí),,所以當(dāng)時(shí),在和各有一個(gè)零點(diǎn),符合題意,綜上,;(2)由(1)知,且,因?yàn)榈膬蓚€(gè)零點(diǎn)為,所以,所以,解得,令所以,令函數(shù),則,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;所以在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,所以,所以,所以,因?yàn)?,又因?yàn)椋?,所以,即,要證,只需,即證,即證,即證,令,再令,即證,令,則,所以在單調(diào)遞增,所以,所以,原題得證.【點(diǎn)睛】本題主要考查根據(jù)導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與最值,考查推理能力與運(yùn)算能力,屬于難題.
16.(2020·廣東高三期末)已知函數(shù).(1)當(dāng)時(shí),求的單調(diào)區(qū)間;(2)若有兩個(gè)極值點(diǎn),,且,證明.【解析】(1)當(dāng)
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