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文檔簡介

專題五解析幾何(一)對解析幾何的學(xué)科地位認(rèn)識模糊,面對“知識交匯點”命題應(yīng)用意識不強解析幾何命題具有較強的“融合性”,不少看似不是解析幾何問題的命題,實際上蘊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)為實數(shù),函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)為,且是偶函數(shù),則曲線在點處的切線方程為()A. B. C. D.【解析】由題,,因為是偶函數(shù)且為關(guān)于的多項式,故其奇次項的系數(shù).故,.又,,曲線在點處的切線方程為,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)過點A時,目標(biāo)函數(shù)有最小值,向下平移直線經(jīng)過點C時,目標(biāo)函數(shù)有最大值,聯(lián)立方程,解得,即點A為,聯(lián)立方程,解得,即點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)過交點A時,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)劃問題,但本質(zhì)上是直線方程的內(nèi)容.主要錯誤是誤判取得最優(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單地總結(jié)為“畫線、定域、求交點,代入、求值、選最值”,倘若面對【例3】,學(xué)生往往束手無策;二是沒有將其納入直線方程系統(tǒng)中進(jìn)行教學(xué),忽視直線知識的運用,使學(xué)生未能充分運用直線方程系數(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,解不等式fx(2)若不等式fx<3?x對任意x∈0,1【解析】(1)當(dāng)m=1時,fx=x?1+2x?1,所以fx=(2)由題意,fx<3?x對任意的x∈0,1恒成立,即x?m<3?x?2x?1對任意的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值不等式問題,對于含絕對值不等式的解法有兩個基本方法,一是運用零點分區(qū)間討論,二是利用絕對值的幾何意義求解.法一是運用分類討論思想,法二是運用數(shù)形結(jié)合思想,將絕對值不等式與函數(shù)以及不等式恒成立交匯、滲透,解題時強化函數(shù)、數(shù)形結(jié)合與轉(zhuǎn)化化歸思想方法的靈活應(yīng)用,這是命題的新動向.(二)讀題、審題、析題過程中的作圖意識不強,解題過程中識圖、用圖能力有待提高強化作圖意識,有時只要把握住圖形的主要特征畫出示意圖形、有時科學(xué)規(guī)范地畫出比較準(zhǔn)確的圖形是研究幾何問題的基礎(chǔ),作圖的過程是讀題、審題理解題意與探究解題思路的過程.【例5】(2020·天津高三期末)已知△ABC的頂點B、C在橢圓+y2=1上,頂點A是橢圓的一個焦點,且橢圓的另外一個焦點在BC邊上,則△ABC的周長是()A.2 B.6 C.4 D.12【解析】設(shè)另一焦點為,由題在BC邊上,所以的周長,故選:C【小結(jié)】此題考查橢圓的幾何意義,橢圓上的點到兩焦點距離之和為定值,求解中要多觀察圖形的幾何特征,將所求問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,簡化計算.再由根據(jù)橢圓定義,橢圓上的點到兩焦點距離之和為長軸長即可得解.【例6】【2016高考新課標(biāo)1卷】設(shè)圓的圓心為A,直線l過點B(1,0)且與x軸不重合,l交圓A于C,D兩點,過B作AC的平行線交AD于點E.(I)證明為定值,并寫出點E的軌跡方程;【解析】圓的方程可化為的圓心為,半徑為4;動點C,D落在圓上,滿足;(點在圓上,根據(jù)圓的定義有)等腰三角形中,;;由題設(shè)得,,,由橢圓定義可得點的軌跡方程為:().(根據(jù)定義知點的軌跡是橢圓)【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生強調(diào)全國卷盡量不給圖的特點,所給的練習(xí),不給圖形,要求學(xué)生通過審題自己作圖,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)意識和利用圓錐曲線定義研究問題的意識不強解析幾何的本質(zhì)是用代數(shù)的方法研究幾何問題.由于試題本身就是幾何問題,研究問題的方法當(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)問題研究的起點,圓錐曲線的定義蘊含了豐富的幾何內(nèi)涵,對問題的理解與思考具有深刻的意義,所以運用定義中蘊含的幾何特征進(jìn)行解題,經(jīng)常是有效的解題思路.【例7】(2020·陜西高三月考)已知拋物線的焦點為,過點的直線與拋物線交于兩點,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)點在第一象限,過點作準(zhǔn)線的垂線,垂足為.由題意可得.因為,所以,若最小,則最小,即最小,由題知當(dāng)與拋物線相切時,最小.設(shè)直線的方程為,則.與聯(lián)立,得消去得,由,得,所以,點坐標(biāo)為,所以,此時四邊形是正方形,軸,所以.故選:D【小結(jié)】1.拋物線的定義是解決拋物線問題的基礎(chǔ),它能將兩種距離(拋物線上的點到焦點的距離、拋物線上的點到準(zhǔn)線的距離)進(jìn)行等量轉(zhuǎn)化.如果問題中涉及拋物線的焦點和準(zhǔn)線,又能與距離聯(lián)系起來,那么用拋物線定義就能解決問題.因此,涉及拋物線的焦半徑、焦點弦問題,可以優(yōu)先考慮利用拋物線的定義轉(zhuǎn)化為點到準(zhǔn)線的距離,這樣就可以使問題簡單化.2.研究圓錐曲線問題時,注意養(yǎng)成優(yōu)先站在“觀察發(fā)現(xiàn)動點運動變化過程中不變的幾何關(guān)系”的角度探究問題的意識;養(yǎng)成“定義”的應(yīng)用意識,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,選擇簡便的方法實現(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、向量等試題中實現(xiàn)對平幾的考查功能.在解幾試題中,對題目所給的幾何條件何時代數(shù)化、如何代數(shù)化(坐標(biāo)化)很值得研究,充分運用幾何直觀、使用幾何推理,可以有效減少運算的繁雜程度.【例8】【2018年全國卷Ⅲ理】直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點,點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,∴A?2,0,B(0,?2),則AB=22,∵點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”確定,面積的最大(小)值取決于三角形的“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:的右焦點關(guān)于直線的對稱點在直線上,則該雙曲線的離心率為______.【解析】如圖:,由已知點到漸近線的距離,由對稱性可得,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.本題需先求出點到漸近線的距離,在利用,得,代入數(shù)據(jù)整理計算即可得雙曲線的離心率.但凡兩直線上的交點或者動點問題,代數(shù)上多結(jié)合幾何條件或設(shè)點或列方程,進(jìn)而用方程思想求解問題,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)缺乏對算法、算理、算式的分析,靈活地選擇算法以簡化運算的意識有待加強【例10】(2020·重慶一中高三期末)若點O和點F分別為橢圓的中心和左焦點,點P為橢圓上點的任意一點,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,∴+=1.∴=+x0+3=+x0+3=(x0+2)2+2.∵-2≤x0≤2,∴的最大值在x0=2時取得,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,分別是圓和上的點,則的最大值是___________.【解析】雙曲線,是雙曲線右支上的一點所以雙曲線的兩個焦點分別為,,則這兩點剛好是兩圓和的圓心,則兩個圓的半徑分別為,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)方程及點與圓距離的最值問題.本題應(yīng)根據(jù)雙曲線方程可知,雙曲線的兩個焦點剛好是兩個圓的圓心.若取最大值,則只需即可.由雙曲線定義及點與圓的位置關(guān)系即可求解.建議不能只是談思路方法,應(yīng)通過課堂師生共同演算的體驗,增加實踐經(jīng)驗,進(jìn)行算法算理的指導(dǎo).在涉及求有關(guān)過一點的兩條斜率不同的直線的交點坐標(biāo)或弦長問題時,往往只需計算其中的一類交點坐標(biāo)或弦長,另一類只需等價代換結(jié)果中的參數(shù)即可.【例12】(2020·湖南長沙一中高三月考)已知橢圓的離心率為,與軸交于點,,過軸上一點引軸的垂線,交橢圓于點,,當(dāng)與橢圓右焦點重合時,.(1)求橢圓的方程;關(guān)注公眾號《品數(shù)學(xué)》,獲取更多干貨?。?)設(shè)直線與直線交于點,是否存在定點和,使為定值.若存在,求、點的坐標(biāo);若不存在,說明理由.【解析】(1)由題知:,解得,故橢圓的方程為.(2)設(shè)點坐標(biāo)為,,,不妨設(shè),.則,,三點共線,,①;同理:,②;得:,又在橢圓上,,代入整理得:.即點的軌跡為雙曲線,取、為該雙曲線的左、右焦點.即,.此時為定值,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題.本題解法是求出動點的軌跡方程,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等式,結(jié)合可求得,得橢圓方程;在第(2)中設(shè)點坐標(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)的選擇與解題過程中的優(yōu)化意識【例13】(2020·湖南高三期末)已知橢圓的離心率為,左、右焦點分別是,橢圓上短軸的一個端點與兩個焦點構(gòu)成的三角形的面積為;(1)求橢圓的方程;(2)過作垂直于軸的直線交橢圓于兩點(點在第二象限),是橢圓上位于直線兩側(cè)的動點,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,即化簡可得,或當(dāng)時,直線的方程為則直線經(jīng)過點,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、橢圓中的定值問題的求解.對于定值問題,關(guān)鍵是能夠通過已知條件建立起與參數(shù)有關(guān)的等量關(guān)系式,通過整理化簡將關(guān)系式變?yōu)楹愕仁?,或通過消元得到所求定值.【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),把定量的計算與定性的分析(圖形的幾何性質(zhì))有機結(jié)合,可簡化計算量.圓錐曲線的定義是根本,利用定義解題是高考的一個重要命題點.圓錐曲線的定義反映了它們的圖形特點,是畫圖的依據(jù)和基礎(chǔ),也是問題研究的基礎(chǔ),正確利用定義可以使問題的解決更加靈活.已知圓錐曲線上的點以及焦點,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、右焦點分別為,,過的直線交橢圓于,兩點,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的.對某些圓錐曲線問題,采用“回歸定義”的策略,把定量的計算和定性的分析有機地結(jié)合起來,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,要“先定型,后計算”.所謂“定型”,是指確定類型,也就是確定橢圓、雙曲線的焦點所在的坐標(biāo)軸是x軸還是y軸,拋物線的焦點是在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;“計算”就是指運用方程思想、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------實現(xiàn)幾何條件代數(shù)化.解析幾何就是用代數(shù)方法來研究幾何問題,即:幾何問題→代數(shù)問題→代數(shù)結(jié)論→幾何結(jié)論.所以,它的兩大任務(wù)是:(1)把幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題,(2)研究代數(shù)問題,得出代數(shù)結(jié)論.怎樣將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題?(1)要主動去理解幾何對象的本質(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;(3)恰當(dāng)選擇代數(shù)化的形式,這點是關(guān)鍵:一要研究具體的幾何對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)注意等價轉(zhuǎn)化.【例15】(2020·新疆高三月考)已知拋物線C:的焦點F,點是拋物線上一點,以M為圓心的圓與直線交于A、B兩點(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,準(zhǔn)線方程,因為點是拋物線上一點,所以所在直線,設(shè)于,則,因為,所以,即整理得,所以將點代入到拋物線方程,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)注平面幾何知識方法與性質(zhì)在問題轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用,關(guān)注幾何圖形(特別是三角形)相關(guān)方法在運算中的應(yīng)用.解析幾何的研究對象就是幾何圖形及其性質(zhì),所以在處理解析幾何問題時,除了運用代數(shù)方程外,充分挖掘幾何條件,結(jié)合平面幾何知識,這往往能減少計算量.?dāng)?shù)學(xué)試題中很多圖形性質(zhì)就和“平幾”知識相關(guān)聯(lián),要抓住關(guān)鍵,適時引用,問題就會迎刃而解.提高學(xué)生等價轉(zhuǎn)化的能力——實現(xiàn)復(fù)雜問題簡單化,陌生問題熟悉化.例如:①沒有圖形,不妨畫個圖形,以便直觀思考;②“設(shè)—列—驗”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,弦長公式等要把握好;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、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題接軌立即入位.關(guān)注公眾號《品數(shù)學(xué)》,獲取更多干貨!【例16】(2020·吉林高三月考)拋物線的焦點為,點、、在上,且的重心為,則的取值范圍為()A. B. C. D.【解析】由題意知,拋物線的焦點為,設(shè)點、、,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,,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)強化目標(biāo)意識,尋求點的坐標(biāo)之間的關(guān)系,剖析變量內(nèi)在的幾何意義,通過整體代換的思想,簡化運算過程,實現(xiàn)設(shè)而不求,簡潔明了、準(zhǔn)確解題.運算繁雜是解析幾何最突出的特點.首先,解題中要指導(dǎo)學(xué)生克服只重視思路、輕視動手運算的缺點.運算能力差是學(xué)生普遍存在的問題,不僅在解析幾何問題中要加強訓(xùn)練,在其它板塊中也要加強訓(xùn)練,只有把提高學(xué)生的運算能力貫徹于教學(xué)的過程之中,才能收到較好的效果.其次,要培養(yǎng)學(xué)生運算的求簡意識,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化難為易、化繁為簡的作用.譬如圓錐曲線中的定點、定值問題,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的坐標(biāo),再通過推理計算,導(dǎo)出這些量或點的坐標(biāo)和變量無關(guān).其基本策略:定點和定值問題就是在運動變化中尋找不變量的問題,基本思想是使用參數(shù)表示要解決的問題,證明要解決的問題與參數(shù)無關(guān).在這類試題中選擇消元的方向是非常關(guān)鍵的.另外,對于某些定點問題的證明,可以先通過特殊情形探求定點坐標(biāo),然后對一般情況進(jìn)行證明,這種方法在填空題中更為實用.【例17】【2018年理北京卷】已知拋物線C:y2=2px經(jīng)過點P(1,2).過點Q(0,1)的直線l與拋物線C有兩個不同的交點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,QM=λQO,QN=μ【解析】(Ⅰ)因為拋物線y2=2px經(jīng)過點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不過點(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、定值問題通常是通過設(shè)參數(shù)或取特殊值來確定“定點”是什么、“定值”是多少,或者將該問題涉及的幾何式轉(zhuǎn)化為代數(shù)式或三角問題,證明該式是恒定的.定點、定值問題同證明問題類似,在求定點、定值之前已知該值的結(jié)果,因此求解時應(yīng)設(shè)參數(shù),運用推理,到最后必定參數(shù)統(tǒng)消,定點、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:過點,為其焦點,過且不垂直于軸的直線交拋物線于,兩點,動點滿足的垂心為原點.(1)求拋物線的方程;(2)求證:動點在定直線上,并求的最小值.【解析】(1)由題意,將點代入,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,即動點在定直線:上.,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號.其中,分別為點和點到直線的距離.關(guān)注公眾號《品數(shù)學(xué)》,獲取更多干貨!(2)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,代入化簡得:,同理:,從而可知,,是方程的兩根,所以,所以動點在定直線:上.,當(dāng)且僅當(dāng)時取等號.其中,分別為點和點到直線的距離.【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,運用基本不等式即可得到結(jié)論.2.對于最值、定值問題的處理,常采用①幾何法:利用圖形性質(zhì)來解決;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求解.二、典型問題剖析圓的問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、離心率、準(zhǔn)線、漸近線);綜合性問題主要是位置關(guān)系、范圍、面積、定點、定值等.(一)離心率問題【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,右焦點分別為,,過右支上一點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,過作雙曲線一條漸近線的垂線垂足為,交右支于點,此時最小,且最小值為,易求焦點到漸近線的距離為,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)定點問題----確定方程證明直線過定點的基本思想是使用一個參數(shù)表示直線方程,根據(jù)方程的成立與參數(shù)值無關(guān)得出x,y的方程組,以方程組的解為坐標(biāo)的點就是直線所過的定點;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:的焦點為,準(zhǔn)線為,是上的動點.(1)當(dāng)時,求直線的方程;(2)過點作的垂線,垂足為,為坐標(biāo)原點,直線與的另一個交點為,證明:直線經(jīng)過定點,并求出該定點的坐標(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,直線的方程為,②當(dāng)時,直線方程為:,化簡得:,關(guān)注公眾號《品數(shù)學(xué)》,獲取更多干貨!綜上①②,可知直線恒過點.【小結(jié)】本題考查直線與拋物線的位置關(guān)系,考查直線過定點問題,鍛煉了學(xué)生計算能力.第(1)中應(yīng)設(shè)點,利用求出,進(jìn)而可求出,利用點的坐標(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,求出點坐標(biāo),進(jìn)而寫出直線的方程,可得其所過的定點.(三)定值問題----巧妙消參定值問題就是證明一個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,也可能是動點的坐標(biāo)等,這類問題的一般解法是使用變化的量表達(dá)求證目標(biāo),通過運算求證目標(biāo)的取值與變化的量無關(guān).當(dāng)使用直線的斜率和截距表達(dá)直線方程時,在解題過程中要注意建立斜率和截距之間的關(guān)系,把雙參數(shù)問題化為單參數(shù)問題解決.【例21】(2020·上海高三)已知雙曲線:的焦距為,直線()與交于兩個不同的點、,且時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)原點在以線段為直徑的圓的內(nèi)部,求實數(shù)的取值范圍;(3)設(shè)、分別是的左、右兩頂點,線段的垂直平分線交直線于點,交直線于點,求證:線段在軸上的射影長為定值.【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)原點在以線段為直徑的圓內(nèi),則,即,即,即,則,即,則或,即實數(shù)的取值范圍.(3)線段在軸上的射影長是.設(shè),由(1)得點,又點是線段的中點,則點,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,消去化簡整理,得,又,代入消去,得,即,則,即點的橫坐標(biāo)為,則.故線段在軸上的射影長為定值.(四)求最值、解范圍問題——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,軸,為橢圓上的四個動點,且,交于原點.(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,請求出此定值,并求出四邊形面積的最大值,否則說明理由.【解析】(1)直線,將直線方程化簡變形可得,因為,令,解得,所以直線過定點,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,因為,,為橢圓上的四個動點且,交于原點.所以,,當(dāng)直線的斜率不存在時,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,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,化簡可得,所以,因為,所以,則,整理可得,解得.由題意可知的位置等價,所以不妨設(shè),則,則,即為定值.直線的方程為.即則點到直線的距離為因為,代入可得則由弦長公式可得所以當(dāng)時取等號.而時滿足.所以,此時故四邊形面積的最大值的最大值為4【小結(jié)】本題考查了直線過定點的求法,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)定理在求弦長公式中的應(yīng)用,橢圓中的四邊形面積問題綜合應(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,化簡即可求得的值,確定為定值;由點到直線距離公式求得,利用弦長公式求得,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,過拋物線y2=2px(p>0)上一點P1,1,作兩條直線分別交拋物線于點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)過點P設(shè)A(x1,y1)因為y12=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+因為b∈0,1,所以Δ=所以AB=又點P到直線AB的距離為d=|3令f(x)=則由f'當(dāng)x∈(16,1]時,f'x<0,所以fx單調(diào)遞減;當(dāng)x∈0,1【小結(jié)】最值問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加以解決的(如拋物線上的點到某個定點和焦點的距離之和、光線反射問題等);代數(shù)法是建立求解目標(biāo)關(guān)于某個(或兩個)變量的函數(shù),通過求解函數(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)探索性問題——肯定結(jié)論【例24】(2020·山東棗莊八中高三月考)如圖,點T為圓上一動點,過點T分別作x軸,y軸的垂線,垂足分別為A,B,連接BA延長至點P,使得,點P的軌跡記為曲線C.(1)求曲線C的方程;(2)若點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,試問在曲線C上是否存在點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,說明理由.【解析】(1)設(shè),則,由題意知,所以為中點,由中點坐標(biāo)公式得,即,又點在圓上,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,,因為,所以,即①聯(lián)立方程,消去得:,設(shè),,則,因為為平行四邊形,所以為,即,因為點在曲線上,故,整理得②將①代入②,得,該方程無解,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】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P處的切線交橢圓C于點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2,解得a2=6b2=3(Ⅱ)當(dāng)過點P且與圓O相切的切線斜率不存在時,不妨設(shè)切線方程為x=2,由(Ⅰ)知,OM=?2,當(dāng)過點P且與圓O相切的切線斜率存在時,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P處的切線交橢圓C于點M,N,都有在RtΔOMN中,由ΔOMP與ΔNOP相似得,OP2【小結(jié)】1.探索性問題,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,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,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,要思維開放,采取另外的途徑.2.探索性問題通常采用“肯定順推法”,將不確定性問題明朗化.一般步驟為:(1)假設(shè)滿足條件的曲線(或直線、點等)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)有實數(shù)解,則曲線(或直線、點等)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,是的左頂點,點在過且斜率為的直線上,為等腰三角形,,則的離心率為A. B. C. D.【解析】因為為等腰三角形,,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.設(shè)圓上任意一點到直線的距離為,若取最大值時,的面積()A. B.8 C.6 D.【解析】直線:過定點,圓:的圓心,半徑,當(dāng)時,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.因為目標(biāo)函數(shù)z=x+y+1x+3=1+y?2x+3表示區(qū)域內(nèi)上的點與點P(?3,2)連線的斜率加上1,由圖知當(dāng)區(qū)域內(nèi)的點與點P的連線與圓相切時斜率最小.設(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)橢圓的右焦點與拋物線的焦點重合,點是橢圓和拋物線的一個公共點,點滿足,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,,分別為C的左、右焦點,且線段,分別為C的實軸與虛軸.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)已知拋物線的焦點為F,定點.若射線FA與拋物線C相交于點M(點M在F、A中間),與拋物線C的準(zhǔn)線交于點N,則________.【解析】如圖所示,因為拋物線方程為,所以焦點,準(zhǔn)線方程為因為定點,所以直線FA的斜率,過作于點,在中,,所以,所以,因為,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P,且與直線l1:y=﹣1相交于點Q,試問,在坐標(biāo)平面內(nèi)是否存在點N,使得以PQ為直徑的圓恒過點N?若存在,求出點N的坐標(biāo),若不存在,說明理由.【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只有一個公共點,可得,解得m=﹣k2,代入到(*)式得x=2k,∴P(2k,k2),當(dāng)y=﹣1時,代入到y(tǒng)=kx﹣k2,得Q(),∴以PQ為直徑的圓的方程為:,整理得:,若圓恒過定點,則,解得,∴存在點N(0,1),使得以PQ為直徑的圓恒過點N.8.(2020·山西高三月考)已知拋物線C:=2px經(jīng)過點(1,2).過點Q(0,1)的直線l與拋物線C有兩個不同的交點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,,,求證:為定值.【解析】(Ⅰ)因為拋物線y2=2px經(jīng)過點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不過點(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M的縱坐標(biāo)為.同理得點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,橢圓上一點到橢圓兩焦點距離之和為,如圖,為坐標(biāo)原點,平行與的直線l交橢圓于不同的兩點、.(1)求橢圓方程;(2)當(dāng)在第一象限時,直線,交x軸于,,若PE=PF,求點的坐標(biāo).【解析】(1)因為橢圓上一點到橢圓兩焦點距離之和為,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,所以即,則,設(shè)直線:,聯(lián)立,整理得,所以因為PE=PF,所以,,所以,化簡得,把代入上式,化簡得,因為,所以,因此點的坐標(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)的右焦點為F(1,0),且過點(1,),過點F且不與軸重合的直線與橢圓C交于A,B兩點,點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,且又因為,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·湖南瀏陽一中高三月考)已知橢圓經(jīng)過點,右焦點到直線的距離為3.(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過點A作兩條互相垂直的直線,分別交橢圓于M,N兩點,求證:直線MN恒過定點.【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恒過定點.12.(2019·福建仙游一中高三月考)已知橢圓的離心率,左、右焦點分別為、,拋物線的焦點恰好是該橢圓的一個頂點.(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,那么以為直徑的圓是否經(jīng)過定點?如果是,求出定點的坐標(biāo);如果不是,請說明理由.【解析】(1)因為橢圓的離心率,所以,即.因為拋物線的焦點恰好是該橢圓的一個頂點,所以,所以.所以橢圓的方程為.(2)因為直線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因為直線和圓相切,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)過定點綜上可知,以為直徑的圓過定點.13.(2020·安徽六安一中高三月考(理))已知是橢圓的左、右焦點,離心率為,是平面內(nèi)兩點,滿足,線段的中點在橢圓上,周長為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)的取值范圍.【解析】(1)連接,,,是線段的中點,是線段的中點,由橢圓的定義知,,周長為,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,直線,代入橢圓方程解得,此時,當(dāng)直線的斜率存在時,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)已知橢圓的上頂點為A,右焦點為F,O是坐標(biāo)原點,是等腰直角三角形,且周長為.(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,求面積的最大值.【解析】(1)在中,,,則,因為是等腰直角三角形,且周長為,所以,,,得,,因此橢圓的方程為.(2)由(1)知,,則直線的斜率,因為直線與垂直,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).因為,,,所以當(dāng)時,取得最大值,,所以,因此面積的最大值是.15.(2020·福建高三期末)已知拋物線的焦點為,在拋物線上,且.(1)求拋物線的方程及的值;(2)若過點的直線與相交于兩點,為的中點,是坐標(biāo)原點,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,,,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,拋物線的焦點為,為拋物線上異于原點的任意一點,以為直徑作圓,當(dāng)直線的斜率為1時,.(1)求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程;(2)過焦點作的垂線與圓的一個交點為,交拋物線于,(點在點,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,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,,時,,可得在遞減,在遞增,可得時,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,缺乏運用特殊值法、排除法等解題意識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看,部分問題只能從較少的信息來判斷,無法完全嚴(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取巧,實則應(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程,從命題角度來看,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,,排除,令,,當(dāng)且僅當(dāng),即時,,排除選項.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】,定義域為,,所以函數(shù)是偶函數(shù),排除A、C,又因為且接近時,,且,所以,選擇B【小結(jié)】函數(shù)圖象的辨識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;3.從函數(shù)的奇偶性判斷函數(shù)的對稱性;4.從函數(shù)的周期性判斷;5.從函數(shù)的特征點,排除不合要求的圖象(二)解答含參問題的基本策略選擇不當(dāng)含參問題是研究新的函數(shù)模型經(jīng)常遇到的問題,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,含參問題的破解基本點應(yīng)該是對任意的成立,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,而對于小題考查函數(shù)的零點問題,則需要考慮數(shù)形結(jié)合的思想,嚴(yán)格地零點定理應(yīng)當(dāng)是大題考查的重點,需要論證明確.【例3】(2020·云南昆明一中高三)已知函數(shù),若是的一個極小值點,且,則()A. B. C. D.【解析】由,得,又,則,若,則,此時,是的一個極大值點,舍去;若,則,此時,是的一個極小值點,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個零點,則實數(shù)的取值范圍為()A. B. C. D.【解析】當(dāng)時,,令,在是增函數(shù),時,有一個零點,當(dāng)時,,令當(dāng)時,,在上單調(diào)遞增,當(dāng)時,,在上單調(diào)遞減,所以當(dāng)時,取得最大值,因為在上有3個零點,所以當(dāng)時,有2個零點,如圖所示:所以實數(shù)的取值范圍為綜上可得實數(shù)的取值范圍為,故選:B【小結(jié)】本題主要考查了函數(shù)的零點問題,還考查了數(shù)形結(jié)合的思想和轉(zhuǎn)化問題的能力.此類題根據(jù)分段函數(shù),分當(dāng),,將問題轉(zhuǎn)化為的零點問題.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)化為兩個函數(shù)圖象的交點個數(shù)問題,而當(dāng)發(fā)現(xiàn)特值法沒有簡便運算步驟的話,則本題出題者希望的是整體推理的過程.(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】因為奇函數(shù)滿足,即.故周期為4.故,因為.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、等價轉(zhuǎn)化能力、運算求解能力、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,?。ㄋ模?dǎo)數(shù)解答題的失誤,暴露考生分析問題解決問題、應(yīng)用導(dǎo)數(shù)解題的綜合能力較弱主要從以下幾個角度進(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)是否存在實數(shù),且,使得函數(shù)在區(qū)間的值域為?若存在,求出的值;若不存在,請說明理由.【解析】(1)函數(shù)的定義域為,,①當(dāng)時,,函數(shù)的增區(qū)間為②當(dāng)時,令可得,故函數(shù)的增區(qū)間為,減區(qū)間為.(2)①當(dāng)時,得舍去;②當(dāng)時,得符合題意;③當(dāng)時,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,,不存在這樣的;④當(dāng)時,,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,計算得到答案.在第(2)問中討論,,,四種情況,分別計算得到答案.【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“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,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題特殊化,抽象問題具體化,從而大大減少計算量.在復(fù)習(xí)過程中,可以精選不同類型,有意識地強化“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)于點對稱的是()A. B.C. D.【解析】設(shè)為所求函數(shù)圖象上任意一點,則由已知可得點關(guān)于點的對稱點必在函數(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,增強轉(zhuǎn)化與化歸的意識多年來,全國卷都注重考查二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等的運算、圖象和性質(zhì)的應(yīng)用.對函數(shù)基礎(chǔ)知識的復(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),方程有四個實數(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根,只需方程的兩根與滿足:其中一個根,另一個根或.①當(dāng)方程的一個根,另一個根,將代入,可得矛盾,故此種情況不可能發(fā)生;②當(dāng)方程的一個根,另一個根,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.若對任意x∈[–3,+∞),【解析】分類討論:①當(dāng)x>0時,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,?x2?3x+2綜合①②可得a的取值范圍是18【小結(jié)】對于恒成立問題,常用到以下兩個結(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對稱軸位置;③判別式;④端點函數(shù)值符號四個方面分析.(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,使得復(fù)雜問題簡單化,抽象問題形象化,利于發(fā)現(xiàn)解題策略,優(yōu)化解題過程.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應(yīng),或者作示意圖.【例11】(2020·云南高三)已知函數(shù),若,則實數(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,注重知識的交匯,體現(xiàn)函數(shù)導(dǎo)數(shù)的工具作用.【例12】【2018年全國卷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,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)問題,但用三角函數(shù)的知識求解就遇到困難,要求學(xué)生靈活運用其他知識解決,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)加強函數(shù)導(dǎo)數(shù)解答題的答題策略教學(xué)2018年全國卷Ⅰ21題函數(shù)為的比較容易研究的對數(shù)型函數(shù)問題,在導(dǎo)函數(shù)極值點問題上,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Ⅱ卷21題與2018年全國Ⅲ卷21題都出現(xiàn)了和等相對不容易研究的指對數(shù)函數(shù)型問題,對于第二問都作了一步關(guān)鍵的等價變形,原因是通常與多項式函數(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)為自然對數(shù)的底數(shù)).(1)求函數(shù)的值域;(2)若不等式對任意恒成立,求實數(shù)的取值范圍;(3)證明:.【解析】(1)因為,所以,∵,∴,∴,所以,故函數(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)的值域為.(2)原不等式可化為…(*),因為恒成立,故(*)式可化為.令,則,當(dāng)時,,函數(shù)在上遞增,故,所以;當(dāng)時,令,得,所以當(dāng)時,;當(dāng)時,.所以當(dāng),即時,函數(shù)成立;當(dāng),即時,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,;當(dāng)時,.故當(dāng)時,函數(shù)有極小值,且是唯一的極小值,故函數(shù),因為,所以,故,即.【小結(jié)】利用函數(shù)零點的情況求參數(shù)值或取值范圍的方法(1)利用零點存在的判定定理構(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)問題求解.(3)轉(zhuǎn)化為兩熟悉的函數(shù)圖象的上、下關(guān)系問題,從而構(gòu)建不等式求解.【概述】復(fù)習(xí)過程中,應(yīng)對函數(shù)部分高考的高頻考點問題——單調(diào)性、最值、切線、零點問題、恒成立問題、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)、對數(shù)函數(shù)開展專題復(fù)習(xí),以提升學(xué)生對利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的圖象與性質(zhì)的認(rèn)識.二、典型問題剖析導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的工具,開辟了許多解題新途徑,拓展了高考對函數(shù)問題的命題空間,從最近幾年全國(省市)高考數(shù)學(xué)試題來看,對函數(shù)與導(dǎo)數(shù)的考查可以說是全方位的.從考查要求來講,它不僅有對基礎(chǔ)知識、基本技能的考查,更有對數(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、方程等知識于一體,通過演繹證明,運算推理等理性思維,解決單調(diào)性、極值、最值、切線、方程的根、函數(shù)零點、參數(shù)的范圍等問題,這類題難度大,綜合性強.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、不等式證明、帶量詞的命題等熱點問題.(一)導(dǎo)數(shù)的幾何意義對導(dǎo)數(shù)的幾何意義的考查,要關(guān)注三類問題,即求切線問題、已知切線求參數(shù)問題、切線的應(yīng)用問題等.這三類問題往往結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)、函數(shù)的圖象、直線方程、點到直線的距離等.(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)問題等.這三類問題有時會以小題的形式出現(xiàn),較多的應(yīng)是解答題的某一問.【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,單調(diào)遞增;②當(dāng)時,單調(diào)遞減;單調(diào)遞增.綜上:當(dāng)時,在單調(diào)遞增;當(dāng)時,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)注三類問題,即已知函數(shù)求極值、根據(jù)函數(shù)極值(點)逆向求參數(shù)、函數(shù)的極值(點)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.【例15】(2020·南京師范大學(xué)附屬揚子中學(xué)高三期末)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求在處的切線方程;(2)令,已知函數(shù)有兩個極值點,且,①求實數(shù)的取值范圍;②若存在,使不等式對任意(取值范圍內(nèi)的值)恒成立,求實數(shù)的取值范圍.【解析】(1)當(dāng)時,,,時,,,在處的切線方程為,化簡整理可得.(2)①對函數(shù)求導(dǎo)可得,,令可得,,解得實數(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,對恒成立,等價于不等式恒成立,即不等式對任意的恒成立.令,則,當(dāng)時,,在上遞減,即,不合題意.當(dāng)時,,若,即時,則在上遞減,,時,不能恒成立;若,即時,則在上遞增,恒成立,實數(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題,解題的關(guān)鍵是問題的轉(zhuǎn)化,如函數(shù)有兩個極值點,轉(zhuǎn)化為相應(yīng)方程有兩個不等實根,不等式恒成立問題轉(zhuǎn)化為研究函數(shù)的最值,對學(xué)生的推理論證能力、運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)的極值點的個數(shù);(2)若有兩個極值點,證明:.【解析】(1).①當(dāng)時,.當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減.即函數(shù)只有一個極大值點,無極小值點.②當(dāng)時,,令,得.當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減.即函數(shù)有一個極大值點,有一個極小值點.③當(dāng)時,,此時恒成立,即在上單調(diào)遞增,無極值點.綜上所述,當(dāng)時,有且僅有一個極大值點,即只有1個極值點;當(dāng)時,有一個極大值點和一個極小值點,即有2個極值點;當(dāng)時,沒有極值點.(2)由(1)可知,當(dāng)且僅當(dāng)時,有兩個極值點,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算能力.在第(2)問中由(1)可知,當(dāng)且僅當(dāng)時,有兩個極值點,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)問題時,常用到分類討論思想,其分類討論點一般步驟是:【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(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)因為f(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,f'(x)<0;當(dāng)x∈(1,+∞)時,f'(x)>0.若a≤1,則當(dāng)x∈(0,1)時,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,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,令f'(x)=0得x1=1a,x2=1∴f(x)在R上單調(diào)遞增,∴f(x)無極值,不合題意.②當(dāng)x1>x2,即0<a<1時,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,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,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)零點的個數(shù)、已知方程根求參數(shù)問題或研究函數(shù)零點的性質(zhì)——數(shù)形結(jié)合思想研究方程根的情況,可以通過導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、最值、變化趨勢等,根據(jù)題目要求,畫出函數(shù)圖象的走勢規(guī)律,標(biāo)明函數(shù)極(最)值的位置,通過數(shù)形結(jié)合的思想去分析問題,可以使問題的求解有一個清晰、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個零點,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,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,在區(qū)間上恒成立,∴(其中),解得.綜上所述,實數(shù)的取值范圍是.(2).由,知在區(qū)間內(nèi)恰有一個零點,設(shè)該零點為,則在區(qū)間內(nèi)不單調(diào).∴在區(qū)間內(nèi)存在零點,同理在區(qū)間內(nèi)存在零點.∴在區(qū)間內(nèi)恰有兩個零點.由(1)易知,當(dāng)時,在區(qū)間上單調(diào)遞增,故在區(qū)間內(nèi)至多有一個零點,不合題意.當(dāng)時,在區(qū)間上單調(diào)遞減,故在區(qū)間內(nèi)至多有一個零點,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.記的兩個零點為,∴,必有.由,得.∴又∵,∴.綜上所述,實數(shù)的取值范圍為.【小結(jié)】(1)求出,再求恒成立,以及恒成立時,的取值范圍;(2)由已知,在區(qū)間內(nèi)恰有一個零點,轉(zhuǎn)化為在區(qū)間內(nèi)恰有兩個零點,由(1)的結(jié)論對分類討論,根據(jù)單調(diào)性,結(jié)合零點存在性定理,即可求出結(jié)論.【例19】(2020·安徽高三期末)已知函數(shù),為自然對數(shù)的底.(1)若函數(shù)有兩個極值點,求實數(shù)的范圍;(2)若為的極值點,求證:.【解析】(1)由知,.由函數(shù)有兩個極值點知,方程有兩不等實數(shù)根,則,解得.(2)因為,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,.由零點存在定理知,存在,使得,且時,;時,.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)極值點的個數(shù),求參數(shù)的范圍問題,以及利用導(dǎo)數(shù)證明不等式恒成立問題,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)將有兩個極值點的問題,轉(zhuǎn)化為導(dǎo)數(shù)有兩個根的問題,根據(jù)導(dǎo)數(shù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為二次方程有兩個根的問題,進(jìn)而求解;(2)結(jié)合(1)中結(jié)論,構(gòu)造函數(shù),將問題轉(zhuǎn)化為求證的最大值小于0的問題,利用導(dǎo)數(shù)求解即可.(六)不等式的證明問題——函數(shù)與方程思想利用導(dǎo)數(shù)證明不等式問題,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、存在性問題時,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)有且只有一個零點,求實數(shù)的取值范圍;(Ⅱ)設(shè),若,若函數(shù)對恒成立,求實數(shù)的取值范圍.(是自然對數(shù)的底數(shù),)【解析】(Ⅰ)由題意得:定義域為,則①當(dāng)時,恒成立在上單調(diào)遞增又有唯一零點,即滿足題意②當(dāng)時當(dāng)時,;當(dāng)時,即在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增⑴當(dāng),即時,,有唯一零點,滿足題意⑵當(dāng),即時,又,且,使得,不符合題意⑶當(dāng),即時,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,由得:恒成立在上單調(diào)遞增,即滿足題意②當(dāng)時,恒成立在上單調(diào)遞增又,,使得當(dāng)時,,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)零點個數(shù)求解參數(shù)范圍、恒成立問題的求解、零點存在性定理的應(yīng)用等知識;本題解題的關(guān)鍵是在無法確定零點所在位置時,能夠靈活應(yīng)用零點存在定理找到不滿足題意的點,從而使問題得以解決.【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)于原點對稱,所以B選項錯誤;又因為,所以C選項錯誤;又因為,所以D選項錯誤,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),對于任意的實數(shù)x都有.當(dāng)時,,若,則實數(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),因為對于任意的實數(shù)x都有,故,即,故為偶函數(shù).又當(dāng)時,即,故當(dāng)時,單調(diào)遞增.綜上所述,為偶函數(shù),當(dāng)時,單調(diào)遞增;當(dāng)時,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,,且與的圖像交點為,,…,,則的值為()A.20 B.24 C.36 D.40【解析】由于滿足,當(dāng)時,,所以關(guān)于中心對稱.由于,所以關(guān)于中心對稱.故和都關(guān)于中心對稱.所以與的圖像交點,,…,,兩兩關(guān)于對稱.所以.故選:D.4.(2020·廣西高三)已知函數(shù),若函數(shù)有兩個零點,則實數(shù)的取值范圍為()A. B.C. D.【解析】令,即,又因為,所以,即,所以,即,因為函數(shù)有兩個零點,則有兩個零點,即與有兩個交點,所以,即或,顯然的解集為,無解,故選:D5.(2020·南昌市新建區(qū)第二中學(xué)高三)已知函數(shù),若不等式僅有兩個整數(shù)解,則實數(shù)a的取值范圍是()A. B.C. D.【解析】由,則由.可得,,當(dāng)時,,,單調(diào)遞減,時,,單調(diào)遞增,且,則有兩個整數(shù)解為1,2,所以,且,解得,當(dāng)時,,,單調(diào)遞減,且,則整數(shù)解有無數(shù)個,不滿足題意.故選:C.6.(2020·廣東高三期末)函數(shù)在上有且只有一個極值點,則實數(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,,遞減,時,,遞增,,,,因此在上只有一解,即與的圖象只有一個交點,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,由于切點在直線上,則,因此,.故答案為:.8.(2020·江蘇海安高級中學(xué)高三)已知函數(shù)f(x),若f(t)≥f(),則實數(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,f(x)是增函數(shù),若,則,解得:t≥1;②當(dāng)x時,,若,則,解得:;綜上①②所述,實數(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,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,.令,則.當(dāng)時,,所以在為增函數(shù).因此時,,所以當(dāng)時,,則在是增函數(shù).(2)由.由(1)知,當(dāng)且僅當(dāng)?shù)忍柍闪?故,從而當(dāng),即時,對,.于是對.滿足題意,由得,從而當(dāng)時,.故當(dāng)時,.于是當(dāng)時,.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,證明.【解析】(1)由得導(dǎo)函數(shù),其中.當(dāng)時,恒成立,故在上是單調(diào)遞增函數(shù),符合題意;當(dāng)時,恒成立,故在上是單調(diào)遞減函數(shù),符合題意;當(dāng)時,由得,則存在,使得.當(dāng)時,,當(dāng)時,,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,,即,故.令,則,當(dāng)時,,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)有兩個極值點、,求證:.(參考數(shù)據(jù):,,,為自然對數(shù)的底數(shù))【解析】(1),,,在上單調(diào)遞增,又,當(dāng)時,,因此單調(diào)遞減,當(dāng)時,,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)有兩個極值點,,,則有兩個不同的零點,,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;(2)當(dāng)時,當(dāng)函數(shù)恰有三個不同的零點,求實數(shù)的取值范圍.【解析】(1)因為所以,所以,當(dāng)時,,所以函數(shù)無極值點;當(dāng)時,令,解得.由,解得;由,解得.故函數(shù)有極大值點,無極小值點.綜上,當(dāng)時,函數(shù)無極值點;當(dāng)時,函數(shù)有極大值點,無極小值點.(2)當(dāng)時,,所以,設(shè),則①當(dāng)即時,,所以在單調(diào)遞減,所以不可能有三個不同的零點;②當(dāng)即時,有兩個零點,,所以又因為開口向下,當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減;當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞增;當(dāng)時,,所以在上單調(diào)遞減.因為,又,所以,令則.所以在單調(diào)遞增,所以,即.由零點存在性定理知,在區(qū)間上有唯一的一個零點.又,所以.所以,所以在區(qū)間上有唯一的一個零點,故當(dāng)時,存在三個不同的零點.故實數(shù)的取值范圍是.13.(2020·福建高三期末)已知.(1)當(dāng)時,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,,所以,所以曲線在處的切線方程為,即.(2)存在,使得成立,等價于不等式在有解.設(shè),則,當(dāng)時,,為增函數(shù);當(dāng)時,,為減函數(shù).又,,故所以當(dāng)時,,所以,即的取值范圍為.14.(2020·湖南長沙一中高三期末)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)定義域為,設(shè)當(dāng)時,,此時,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,函數(shù)圖象開口向上,對稱軸,又所以此時,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,,設(shè)有兩個不同的實根,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,函數(shù)在上是增函數(shù),在上是增函數(shù);當(dāng)時,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則有一變號零點在區(qū)間上,不妨設(shè),又因為,∴,又,∴只需,即,∴,②聯(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,故在上恒成立,則在上單調(diào)遞減.綜上所述,當(dāng)時,;當(dāng)時,;當(dāng)時,.15.(2020·福建高三)已知函數(shù)有兩個零點.(1)求的取值范圍;(2)記的極值點為,求證:.【解析】(1)因為,當(dāng)時,,在單調(diào)遞增,至多只有一個零點,不符合題意,舍去;當(dāng)時,若,則;若,則,所以在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,所以,因為有兩個零點,所以必須,則,所以,解得,又因為時,;時,,所以當(dāng)時,在和各有一個零點,符合題意,綜上,;(2)由(1)知,且,因為的兩個零點為,所以,所以,解得,令所以,令函數(shù),則,當(dāng)時,;當(dāng)時,;所以在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,所以,所以,所以,因為,又因為,所以,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,考查推理能力與運算能力,屬于難題.

16.(2020·廣東高三期末)已知函數(shù).(1)當(dāng)時,求的單調(diào)區(qū)間;(2)若有兩個極值點,,且,證明.【解析】(1)當(dāng)

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