題目列表(包括答案和解析)
3.過拋物線的焦點F的直線與拋物線交于M、N兩點,若M、N在拋物線的準線上的射影分別是M1、N1,則∠M1FN1等于
A.45° B.60° C.90° D.120°
2.過拋物線y2=4x的焦點作直線交拋物線于A(x1,y1)、B(x2,y2)兩點,若x1+x2=6,那么|AB|等于
A.10 B.8 C.6 D.4
1.拋物線y=-的準線方程為
A.x= B.y=
C.x= D.y=
函數單調區間的合并主要依據是函數在
單調遞增,在
單調遞增,又知函數在
處連續,因此
在
單調遞增。同理減區間的合并也是如此,即相鄰區間的單調性相同,且在公共點處函數連續,則二區間就可以合并為一個區間。
[例]用導數求函數(
)的單調區間。
解:(用第一種關系及單調區間的合并),當
,即
或
時,
∴
在
,
上為增函數,又∵
在
處連續,且相鄰區間的單調性又相同,∴
在
上為增函數。
舊教材很少提到函數單調區間的合并,原因在于教師很難講,學生很難把握,但是新教材引進函數的連續性和導數之后就很容易說明,也很容易理解了。
綜之,用導數證明劃分函數的單調性是導數最常用、也是最基本的應用,其它重要性如極值、最值等都必須用到單調性。它比用單調性的定義證明要簡單許多,劃分也容易理解得多。討論可導函數得單調性可按如下步驟進行:
(1)
確定的定義域;(2)求
,令
,解方程求分界點;
(3)用分屆點將定義域分成若干個開區間;
(4)判斷在每個開區間內的符號,即可確定
的單調性。
以下是前幾年高考用導數證明、求單調性的題目,舉例說明如下:
例1設,
是
上的偶函數。
(I)求的值;(II)證明
在
上是增函數。(2001年天津卷)
解:(I)依題意,對一切有
,即
,
∴對一切
成立,由此得到
,
,又∵
,∴
。
(II)證明:由,得
,
當時,有
,此時
!
在
上是增函數。
例2設函數,其中
。(2000年全國、天津卷)
(I)解不等式;(II)證明:當
時,函數
在區間
上是單調函數。
解1:(I)分類討論解無理不等式(略)。 (II)作差比較(略)。
解2:(i)當
時,有
,此時
,函數
在區間
上是單調遞減函數。但
,因此,當且僅當
時,
。
(ii)當時,解不等式
,得
,
在區間
上是單調遞減函數。解方程
,得
或
,
∵, ∴當且僅當
時,
,
綜上,(I)當時,所給不等式的解集為:
;
當時,所給不等式的解集為:
。
(II)當且僅當時,函數
在區間
上時單調函數。
例3設,求函數
的單調區間。(2003年高考(理)19題)
解:(
) 當
,
時,
,
,
(i)當時,對所有
,恒有
,即
,此時
在
單調遞增;
(ii)當時,對
,恒有
,即
,此時
在
單調遞增,在
單調遞增,
又知函數在
處連續,因此
在
單調遞增;
(iii)當時,令
,即
,
解得或
,因此,函數
在
單調遞增,在
單調遞增,令
,即
,
解得,
因此,函數在
上單調遞減。
本題用傳統作差比較法無法求函數的單調區間,只有用導數才行。
3.與
為增函數的關系。
由前分析,為增函數,一定可以推出
,但反之不一定,因為
,即為
或
。當函數在某個區間內恒有
,則
為常數,函數不具有單調性。∴
是
為增函數的必要不充分條件。
函數的單調性是函數一條重要性質,也是高中階段研究的重點,我們一定要把握好以上三個關系,用導數判斷好函數的單調性。因此新教材為解決單調區間的端點問題,都一律用開區間作為單調區間,避免討論以上問題,也簡化了問題。但在實際應用中還會遇到端點的討論問題,特別是研究以下問題時。
2.時,
與
為增函數的關系。
若將的根作為分界點,因為規定
,即摳去了分界點,此時
為增函數,就一定有
。∴當
時,
是
為增函數的充分必要條件。
我們在應用導數判斷函數的單調性時一定要搞清以下三個關系,才能準確無誤地判斷函數的單調性。以下以增函數為例作簡單的分析,前提條件都是函數在某個區間內可導。
1.與
為增函數的關系。
由前知,能推出
為增函數,但反之不一定。如函數
在
上單調遞增,但
,∴
是
為增函數的充分不必要條件。
等積轉化,亦稱等積變換。通常是指用不同的方式求同一幾何體的體積(或同一平面圖形的面積)
例4. (’98全國高考)已知斜三棱柱,的側面
與底面垂直,
且
,(如圖7)
(III)求C到側面的距離。
分析:連結A1B、A1C,過A1作AC的垂線A1D,D為垂足,由題意可知A1D⊥面ABC。根據定義,點C到面A1AAB1的距離,即為三棱錐C-A1AB的高h。
由得:
即:
為所求
例5. (’92全國高考)如圖8,已知是棱長為a的正方體,E、F分別為棱
與
的中點,求四棱錐
的體積。
分析:
易證四邊形為菱形,連結
,則
說明:利用等積變換既可求得有關幾何體的體積,又可避開作出點到平面的距離而直接求出。
總之,立體幾何問題聯系多多,變化多多,但只要能對其進行合理而有效的轉化,便可使問題浮出水面,看得見,摸得著。
由三維空間向二維空間轉化,是研究立體幾何問題最重要的數學方法之一。在解決實際問題中,往往通過一定手段,將空間問題轉化成平面問題,得以解決。
例3. 如圖5,設正三棱錐S-ABC的底面邊長為a,側棱長為2a,過A作與側棱SB、SC都相交的截面AEF,求這個截面周長的最小值。
分析:沿側棱SA將三棱錐的側面展開如圖6,求周長最小值問題就轉化成了求A、A'兩點間的最短距離。
設,則由余弦定理得
所以
可求得
即所求截面周長的最小值為
說明:這類問題通常都是將幾何體的側面展開,空間問題轉化成平面問題來解決。
割·補轉化是通過割與補,來改變幾何體的狀態,由復雜幾何體變為簡單幾何體的數學方法。
例2. (’87全國高考)如圖2,三棱錐中,已知
,PA、BC的公垂線段
,求證三棱錐
的體積
。
分析一:
如圖2,連結AD、PD,
平面APD,又
,
∴
分析二:
如圖3,以三棱錐的底面為底面,側棱PA為側棱,補成三棱柱
,連結EC、EB,則易證AP⊥平面EBC,
分析三:
如圖4,將補成平行四邊形ABCF,可利用
易得:
說明:割·補轉化是解決立體幾何問題常用的方法之一,對同一幾何體既可進行合理分割,又可實施有效的添補。
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