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65高中数学思想方法

作者:高考题库网
来源:https://www.bjmy2z.cn/gaokao
2020-09-19 05:41
tags:高中数学思想方法

高中数学需要学哪些书-高中数学奇偶性教案ppt

2020年9月19日发(作者:刘鸿安)


1.函数与方程的思想:
考试中心对考试大纲的说明中指出:“高考把函数与 方程的思想作为思想方法的重点来考
查,使用选择题和填空题考查函数与方程思想的基本运算,而在解答 题中,则从更深的层次,
在知识的网络的交汇处,从思想方法与相关能力相综合的角度进行深入考查。”
什么是函数和方程思想?简单地说,就是学会用函数和变量来思考,学会转化已知与未
知的关系 ,在解题时,用函数思想做指导就需要把字母看作变量,把代数式看作函数,利用
函数的性质做工具进行 分析,或者构造一个函数把表面上不是函数的问题化归为函数问
题.用方程思想做指导就需要把含字母的 等式看作方程,研究方程的根有什么要求.
一、例题分析:
【例1】.已知数列
{ a
n
}
各项都是正数,且满足
a
0
?1,a
n?1
?
(Ⅰ)证明
a
n
?a
n?1
?2,n?N;
(Ⅱ)求数列
{a
n
}
的通项公式a
n
.
这是一个以递推公式为背景的数列不等式,但是把递推公式看作一个函数,就可以获得一
个 很简单的解法。
【分析及解】.(Ⅰ)方法一:把
a
n?1
?
1
a
n
(4?a
n
),n?N.

2
1a
n
(4?a
n
),n?N.
看作一个函数
2
f(x)?
由此启发得
1
x(4?x)

2
111
2
a
k
(4?a
k
)?[4?(a
k
?2)2
]??
?
a
k
?2
?
?2?2.

222
于是
a
k
?2,

1
2
1
又因为
a
k?1
?a
k
??a
k
?2a
k
?a
k
??a
k
?
a
k
?2
?
?0,

22
所以
a
k?1
?a
k
,
a
k?1
?
由以上有
a
n
?a
n?1
?2,n?N;

方法二:用数学归纳法证明:
1°当
n
=1时,
a
0< br>?1,a
1
?

0?a
0
?a
1
? 2

2°假设
n
=
k
时有
a
k?1
?a
k
?2
成立,
13
a
0
(4?a
0
)?,

22
1
x(4?x)

f(x)
在[0,2]上单调递增,
2
所以由假设有:
f(a
k?1
)?f(a
k
)? f(2),

111

a
k?1
(4?a
k?1< br>)?a
k
(4?a
k
)??2?(4?2),

222
也即当
n=k+
1时
a
k
?a
k?1
?2
成立,

f(x)?
所以对一切
n?N,有a
k
?a
k?1
?2.
(Ⅱ)下面来求数列的通项:
方法一:
a
n?1
?
11
a
n
(4?a
n
)?[?(a
n
? 2)
2
?4],

22
所以,
2(a
n?1
?2)??(a
n
?2)
2

第 1 页 共 29 页


令b
n
?a
n
?2,
1
2
则b< br>n
??b
n?1
2

11
22
?? (?b
n?2
)
22
111
1?2?
?
?2
n?1
2
n
2
2
???()
2
b
n?
?
??()b
0?2
222

b
0
=-1,所以
1
n
b
n
??()
2?1
,
2
1
n
即a
n
?2?b
n
?2?()
2 ?1
2
2

方法二:由已知的递推式,有
2(a
n?1?2)??(a
n
?2)
2
,

2
?< br>2?a
n?1
?
?
?
2?a
n
?
,

c
n
?2?a
n
,
由(Ⅰ)有
cn
?0.

2
于是
2c
n?1
?c
n
,
两边取常用对数,得

lg2?lgc
n?1
?2lgc
n
,

构造等比数列
?
lgc
n
?
?
?
为此设
lgc
n?1
?
?
?2
?
lgc
n
?
?
?
,用待定系数法可得
?
?lg2
。这是 方程思想的作用。

?
lgc
n
?lg2
?
是以
lgc
0
?lg2??lg2
为首项,
2
为公比的等比数列 .
lgc
n
?lg2?(?lg2)?2??lg2,
.
n2< br>n
lgc
n
?lg2?lg2
2
?lg
c
n
?2?a
n
?
1
2
2
n
?1
n< br>1
2
2
n
?1
,
,
a
n?2?
?
2
?
1
?
?
?
2
?
2
n
?1

【例2】.给定抛物线
C:y?4x
,
F

C
的焦点,过点
F
的直线
l

C
相交于
A,B
两点.
(Ⅰ)设
l
的斜率为1,求OA

OB
的夹角的大小;
(Ⅱ)设
FB?
?
AF
,若
?
?
?
4,9
?
,求
l

y
轴上的截距的变化范围.
【分析及解】 (Ⅰ)
C
的焦点为
F
(1,0),直线
l
的斜率为1,
所以
l
的方程为
y?x?1.


y?x?1
代入方程
y
2
?4x
,并整理得

x?6x?1?0.


A(x
1
,y
1
),B(x
2
,y
2
),
则有
x
1
?x
2
?6,x
1
x
2
?1.

2
OA?OB?(x
1
,y
1
)?(x
2
,y< br>2
)
?x
1
x
2
?y
1
y
2
?2x
1
x
2
?(x
1
?x
2
)?1
??3.
cos(OA,OB)?
OA?OB
|OA|?|OB|??
22
|OA||OB|?x
1
2
?y
1
2
?x
2
?y
2
?x
1
x
2
[x< br>1
x
2
?4(x
1
?x
2
)?16]

?41.
314

.
41
第 2 页 共 29 页


314
.

41
(Ⅱ)由题设
FB?
?
AF

(x< br>2
?1,y
2
)?
?
(1?x
1
,?y1
),

?
x
2
?1?
?
(1?x< br>1
),

?

y??
?
y
1 .
?
2
所以
OA与OB
夹角的大小为
?
?arcc os
22
由②得
y
2
?
?
2
y
1
2
, ∵
y
1
2
?4x
1
,y
2
?4x
2
,

x
2
?
?
2
x
1
.



联立①、③解得
x
2
?
?
, 依题意有
?
?0.


B(
?
,2
,得直线
l
方程为
?),或B(
?
,?2
?
),
又F(1,0)
(
?
?1)y?2
?
(x?1)或(
?
?1)y??2
?
(x?1),

2
?
2
?

?
?[4,9]
时,
l
在方程
y
轴上的截距为
或?,

?
?1
?
?1
2
?
2
?
把看作函数,设
g
?
?
?
?,
?
?
?< br>4,9
?

?
?1
?
?1
2
?
22

g
?
?
?
???,

?
?1
?
?1
?
?1
2
?
可知
g
?
?
?
?
在[4,9]上是递减的,
?< br>?1
?
?1
(或用导数
g
?
?
?
?
??

?0
,证明
g
?
?
?
是 减函数。
2
?
?
?
?1
?
32
?
442
?
3
??,?????,

4
?
?133< br>?
?14
4334
直线
l

y
轴上截距的变 化范围为
[?,?]?[,].

3443

32
【例3 】.已知
x?1
是函数
f(x)?mx?3(m?1)x?nx?1
的一个极 值点,其中
m,n?R,m?0

(Ⅰ)求
m

n
的关系式;
(Ⅱ)求
f(x)
的单调区间;
(Ⅲ)当
x?
?
?1,1
?
时,函数
y?f(x)
的图象上任意一点的切线斜率恒大于3m
,求
m
的取值范围.
【分析及解】:(Ⅰ)
f
?< br>(x)?3mx
2
?6(m?1)x?n

因为
x?1
是函数
f(x)
的一个极值点,
所以
f
?
(1)?0
,即
3m?6(m?1)?n?0

所以
n?3m?6

(II)由(I)知,
f
?
( x)?3mx?6(m?1)x?3m?6
=
3m(x?1)
?
x?
?
1?
2
?
?
?
?
2
?
?
?

m
?
?
?

m?0
时,有
1?1?


2
,当
x
变化时,
f(x)

f
?
(x)
的变化如下表:
m
第 3 页 共 29 页


x

f
?
(x)

f(x)

2
??
??,1?
??

m
??
?0

单调递减
1?
2

m
2
??
1?,1
?

?
?
m
?
?0

单调递增
1
0
极大值
?
1,??
?

?0

单调递减
0
极小值
2
2
??
(1?,1)< br>单调递增,单调递减,在在
(1,??)
上单调递减.
?
m
m
??
(III)由已知得
f
?
(x)?3m
,即
mx
2
?2(m?1)x?2?0

22
2

m?0
所以
x?(m?1)x??0
< br>mm
22
2

x?(m?1)x??0,x?
?
?1 ,1
?

mm
12
2

g(x)?x?2(1?)x?

mm
其函数开口向上,由题意知①式恒成立,而①式恒成立等价于
[g
?
x< br>?
]
max
?0,


m?0
时,
f(x)

?
??,1?
22
?
?
g(?1)?0
?
1?2???0
所以
?

?
?
mmg(1)?0
?
?
?
?1?0
44
解之得
?? m

m?0
所以
??m?0

33
?
4< br>?

m
的取值范围为
?
?,0
?

?
3
?
【例4】. 设等差数列{a
n
}的前n项和为S< br>n
,已知
a
3
?12

S
12
>0 ,
S
13
<0,
(1)求公差d的取值范围;
(2)指出
S
1

S
2

S
3
?,
S12
中哪一个最大,并说明理由。
【分析及解】(1)由
a3
?12
得:
a
1
?12?2d



S
12

12a
1
?44d?144?42d
> 0
S
13

13a
1
?78d?156?52d
<0

?
24
7
n(n?1)15
d?dn
2
?(12?d)n

222
512
?

2d
(2)
S
n
?na
1
?
∵d<0,
S
n
是关于n 的二次函数,对称轴方程为:x=

?
2451213
?
< ∴当n=6时,
S
n
最大。
72 d2
nm
【例5】.已知
i,m,n
是正整
数,且1
i

m

n

证明:
(1?m)

(1?n)


第 4 页 共 29 页


【分析及解】:
(1?m)
n
(1?n)
m
?nln
?
1?m
?
?mln
?
1?n
?
?
构造函数
g
?
x
?
?
ln
?
1?x
?
ln
?
1?x
?为减函数就可以了.
(x?2)
,只要证明
g
?
x
?
?
xx
x
?
1?ln
?
1?x
?
?
?ln
?
1?x
?

g
?
?
x
?
??0
,
2
??
x1?x
ln
?
1?x
?

g
?
x
?
?
为减函数,由
2?m?n

可得
x

g
?
m
?
?g
?
n
?

ln
?
1?m
?
ln
?
1?n
?
?
因而 ,

mn
于是,
(1?m)
n

(1?n)
m
成立.
ln
?
1?m
?
ln
?
1?n
?
?
,
mn
二、课后练习:
1.已知关于
x
的方程
x
2
?(2m?8)x?m
2
?16?0
的两个实根
x
1
,x
2
满足
x
1
?

m
的取值范围__ ________。
2.已知函数
f(x)?ax
3
?bx
2
?cx?d
的图象如下,则( )
y
(A)
b?
?
??,0
?
(B)
b?
?
0,1
?

(C)
b?(1,2)
(D)
b?(2,??)

3.已知关于
x
的方程
sin
参考答案:1.
{m|?
2
3
?x
2
,则实
2
0 1 2 x
x
+
acosx
-2
a
= 0有实数解,求实数
a
的取值范围。
17
?m?}
2. A 3. 0≤
a
≤4-
23

22

2.数形结合的思想
数形结合思想是一种很重要的数学思想,数与形是事物的两个方面,正是 基于对数与形
的抽象研究才产生了数学这门学科,才能使人们能够从不同侧面认识事物,华罗庚先生说过 :
“数与形本是两依倚,焉能分作两边飞. 数缺形时少直观, 形少数时难入微.”.把数量关系
的研究转化为图形性质的研究,或者把 图形性质的研究转化为数量关 系的研究,这种解决
问题过程中“数”与“形”相互转化的研究策略,就是数形结合的思想。数形结合思 想就是
要使抽象的数学语言与直观的图形结合起来,使抽象思维与形象思维结合起来。在使用的过
程中,由“形”到“数”的转化,往往比较明显,而由“数”到“形”的转化却需要转化的
意识,因此 ,数形结合的思想的使用往往偏重于由“数”到“形”的转化。
考试中心对考试大纲的说明中强调:“ 在高考中,充分利用选择题和填空题的题型特点,
为考查数形结合的思想提供了方便,能突出考查考生将 复杂的数量关系转化为直观的几何图
形问题来解决的意识,而在解答题中,考虑到推理论证的严密性,对 数量关系问题的研究仍
突出代数的方法而不提倡使用几何的方法,解答题中对数形结合思想的考查以由‘ 形’到‘数’
的转化为主。
一、例题分析:
第 5 页 共 29 页


【例1】:
如果实数x、y满足(x?2)?y?3,则
22
y
的最大值为(
x
)


A.
1
2
B.
3
3
C.
3
2
D.3

【分析及解】:
等式(x?2)
2
?y
2
?3有明显的几 何意义,它表坐标平面上的一个圆,

圆心为(2,0),半径r?3,(如图),而
yy?0
?则表示圆上的点(x,y)与坐

xx?0
标原点(0,0)的连 线的斜率。如此以来,该问题可转化为如下几何问题:动点A

在以(2,0)为圆心,以3为半径的圆上移动,求直线OA的斜率的最大值,由图

可见,当∠A在第一象限,且与圆相切时,OA的斜率最大,经简单计算,得最

大值为tan60°?3
,选D
??
?
x?3cos
?< br>??
(0?
?
?
?
)
?
,集合N?{(x, y)|y?x?b}
【例2】:
若集合M?
?
(x,y)
?
??
?
y?3sin
?
??
且M?N≠?,则b的取值范围为。< br>
分析:
M?{(x,y)|x
2
?y
2
?9,0? y?1},显然,M表示以(0,0)为圆心,

133
,而N则表示一条直线,其斜率k=1,纵截 以3为半径的圆在x轴上方的部分,(如 图)
232
距为b,由图形易知,欲使M?N≠?,即是使直线y?x?b与半圆有公共点,< br>
A.B.C.D.3
显然b的最小逼近值为?3,最大值为32,即?3?b?32



【例3】:
已知0?a?1,则方程a
A. 1个

B. 2个
|x|
?|log
a
x|的实根个数为(
D. 1个或2个或3个
)




C. 3个
第 6 页 共 29 页


分析:
判断方程的根的个数就是判断图象y?a
|x|
与 y?|log
a
x|的交点个数,画

出两个函数图象,易知两图象只有两个交点,故方程有2个实根,选(B)。

【例4】: 例1.
若关于x的方程x?2kx?3k?0的两根都在?1和3之间,求

k的取值 范围。
分析:
令f(x)?x
2
?2kx?3k,其图象与x轴交点的横坐标 就是方程f(x)?0

2
f(3)?0

的解,由y?f(x) 的图象可知,要使二根都在?13,之间,只需f(?1)?0,
f(?
b
)?f(? k)?0
同时成立,解得?1?k?0,故k?(?1,0)

2a

【例5】:
已知复数z满足|z?2?2i|?2,求z的模的最大值、最小值的范围。

分析:
由于|z?2?2i|?|z?(2?2i)|,有明显的几何意义,它表示复数 z对应的

点到复数2+2i对应的点之间的距离,因此满足|z?(2?2i)|?2的复数z对应点

Z,在以(2,2)为圆心,半径为2的圆上,(如下图),而|z|表示复数z对应的

点Z到原点O的距离,显然,当点Z、圆心C、点O三点共线时,|z|取得最值,

|z|
min
?2,|z|
max
?32,


∴|z|的取值范围为[2,32]


第 7 页 共 29 页


【例6】:已知
y?f
?
x
?
是定义在
R
上的单调函数,实数
x
1
?x
2
,< br>?
??1,
?
?
x
1
?
?
x
2

1?
?
?
?
x
2
?
?< br>x
1
,若
f
?
x
1
?
?f
?
x
2
?
?f
?
?
?
?f
??
?
,则( )。
1?
?
?
?0
?
?00?
?
?1
?
?
y
1
?f
?
x
?
的示意图象,【分析及解】如果采用代数运算,则无所适从,如果画出单调函数< br>由
f
?
x
1
?
?f
?
x
2
?
?f
?
?
?
?f
?
?
?
可断定横坐标为
?
,
?
的点,至少有一个在横坐标为
x
1
,x
2
的点的外部,因而
?
?0
,应选(A).
【例7】:△ABC中,
A?
?
3
,BC?3,
则△ABC的周长 为( ).
(A)
43sin(B?
(C)
6sin(B?
?
)?3
(B)
43sin(B?)?3

36
?
?
)?3
(D)
6sin(B?)?3

36
?
【分析及解】本题大部分考生 都是用三角恒等变形和正弦定理通过一定量的计算来完成,但
是注意到数形结合,可以很快解决问题.为 此,延长
CA

D
,使
AD?AB
,则
CD?A B?AC
,
?CBD??B?
?
66
BCAB?AC
?由正弦定理,即
?
sinD
??
sin
?
B?
?
6
??
?
??
AB?AC?6sin
?
B?< br>?
,由此,选(C).
6
??
,?D?
?
,

【例8】:一给定函数y?f(x)
的图象在下列图中,并且对任意
a
1
?(0,1)
,由关系式
a
n?1
?f(a
n
)
得到的数列
{a
n
}
满足
a
n?1
?a
n
(n?N
?
)
,则该函数的图象是( )


(A) (B) (C) (D)
【分 析及解】这是一道函数,数列,函数图象综合在一起的选择题,需要通过数列的性质研究
函数图象的特征 .实际上,只要设
a
n
?x,a
n?1
?y
,则有
y?f(x)

y?x
,并对所有
n?N
?
都成立,因此选 (A).
第 8 页 共 29 页


【例9】:设定义域为R的函数
f(x)?
?
?
|lg|x?1||,x?1
,则关于
x
的方程
0,x?1
?
f
2
(x)?bf(x)?c?0
有7 个不同实数解的充要条件是( )
(A)
b?0

c?0
( B)
b?0

c?0

(C)
b?0

c?0
(D)
b?0

c?0

【分析及解】画出函数
f
?
x
?
的图像,该图像关于对称,

f
?
x
?
?0
,令
f
?
x
?
?t
,若
f
2
(x)?bf(x)?c?0

有7个不同实数解,则方程
t?bt?c?0
有2个不同
实数解,且为一正根,一零根.因此,
b?0

c?0
,故选(C).
2
二、课后练习:
一、选择题:
1.方程
lgx?sinx
的实根的个数为( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
2. 函数
y?a|x|与y?x?a
的图象恰有两个公共点,则实数a的取值范围是( )
A.
(1,??)


B.
(?1,1)

D.
(??,?1)?(1,??)
C.
(??,?1]?[1,??)

3. 设命题甲:
0?x?3
,命题乙:
|x?1|?4
,则甲是乙成立的( )
A. 充分不必要条件
C. 充要条件


B. 必要不充分条件
D. 不充分也不必要条件
4. 适合
|z?1|?1

argz?
A. 0个
?
4
的复数z的个数为( )
C. 2个 D. 4个 B. 1个
5.若不等式
x?a?x(a?0)
的解集为
{x|m?x?n}, 且|m?n|?2a,
a的值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 已知复数
z
1
?3?i,|z
2
|?2, 则|z
1
?z
2
|
的最大值为( )
A.
10?2
B.
5
C.
2?10

2
D.
2?22

7. 若
x?(1,2)
时, 不等式
(x?1)?log
a
x
恒成立,则a的取值范围为( )
A. (0,1) B. (1,2) C. (1,2] D. [1,2]
8. 定义在R上的函数
y?f(x)在(??,2)
上为增函数,且函数
y ?f(x?2)
的图象的对
第 9 页 共 29 页


称轴为
x?0
,则( )
A.
f(?1)?f(3)


B.
f(0)?f(3)

D.
f(2)?f(3)
C.
f(?1)?f(?3)

二、填空题:
9. 若复数z满足
| z|?2
,则
|z?1?i|
的最大值为___________。
10. 若
f(x)?x
2
?bx?c
对任意实数t,都有
f(2?t)?f (2?t)
,则
f(1)、f(?3)

f(4)
由小到大依次为_ __________。
11. 若关于x的方程
x
2
?4|x|?5?m
有四个不相等的实根,则实数m的取值范围为
___________。
12. 函 数
y?x
2
?2x?2?x
2
?6x?13
的最小值为__ _________。
13. 若直线
y?x?m
与曲线
y?1?x
2
有两个不同的交点,则实数m的取值范围是
___________。
三、解答题:
14. 若方程
lg(?x
2
?3x?m)?lg( 3?x)在[0,3]
上有唯一解,求m的取值范围。
15. 若不等式
4x?x< br>2
?(a?1)x
的解集为A,且
A?{x|0?x?2}
,求a的取 值范围。
参考答案:
一、选择题
1. C 提示:画出
y?sinx,y?lgx
在同一坐标系中的图象,即可。

2. D 提示:画出
y?a|x|与y?x?a
的图象

第 10 页 共 29 页


?
a?0
情形1:
?
?a?1

a?1
?
情形2:
?
?
a?0
?a??1

?
a??1

3. A
4. C 提示:|Z-1|= 1表示以(1,0)为圆心,以1为半径的圆,显然点Z对应的复数
满足条件
argz?
?
4
,另外,点O对应的复数O,因其辐角是多值,它也满足
argz?
?
4
,故
满足条件的z有两个。

5. B 提示:画出< br>y?x?ay?x
的图象,依题意,
m??a,n?a,
从而
a?a? a?a?0或2


6. C 提示:由
|z
2
|?2
可知,z
2
对应的点在以(0,0)为圆心,以2为半径的圆上,


|z
1
?z
2
|?|z
2
?( ?z
1
)|?|z
2
?(?3?i)|

第 11 页 共 29 页


表示复数
z
2
与?3?i
对应的点的距离,
结合图形,易知,此距离的最大值为:

|PO|?r
?(?3?0)
2
?(1?0)
2
?2?10?2

7. C 提示:令
y
1
?(x?1)
2
,y
2
?log
a< br>x

若a>1,两函数图象如下图所示,显然当
x?(1,2)
时,

要使
y
1
?y
2
,只需使
log
a
2?( 2?1)
2
,即a?2
,综上可知

1?a?2
时,不等式
(x?1)
2
?log
a
x

x?(1 ,2)
恒成立。

0?a?1
,两函数图象如下图所示,显然当< br>x?(1,2)
时,不等式
(x?1)
2
?log
a
x
恒不成立。

可见应选C
8. A 提示:f(x+2 )的图象是由f(x)的图象向左平移2个单位而得到的,又知f(x+2)的
图象关于直线x=0(即 y轴)对称,故可推知,f(x)的图象关于直线x=2对称,由f(x)在

??,2
)上为增函数,可知,f(x)在
(2,??)
上为减函数,依此易比较函数值的大小。

二、填空题:
9.
2?2
提示:|Z|=2表示以原点为原心,以2为半径的圆,即满足|Z|=2的复数Z
第 12 页 共 29 页


对应的点在圆O上运动,(如下图),而|z+1-i|=|z-(-1+i )|表示复数Z与-1+i对应
的两点的距离。

由图形,易知,该距离的最大值为
2?2

10.
f(1)?f(4)?f(?3)
提示:由
f(2?t)?f(2?t)
知,f(x)的图象关于直线x=2
对称,又
f(x)?x
2
?bx?c< br>为二次函数,其图象是开口向上的抛物线,由f(x)的图象,
易知
f(1)、f(?3 )、f(4)
的大小。

11.
m?(1,5)
提示 :设
y
1
?x
2
?4|x|?5y
2
?m
,画出两函数图象示意图,要使
方程
x?4|x|?5?m
有四个不相等实根,只需使
1?m?5

2

2
12. 最小值为
13
提示:对
x?2x?2?(x?1)
?
?1?( x?1)
2
?(1?0)
2
,联
想到两点的距离公式,它表示点(x ,1)到(1,0)的距离,
x
2
?6x?13?(x?3)
2
?( 1?3)
2
表示点(x,1)到点(3,3)的距离,于是
、(3,3)的距离
y?x
2
?2x?2?x
2
?6x?13
表示动点(x,1)到两 个定点(1,0)
之和,结合图形,易得
y
min
?13

13.
m?(?2,?1]

第 13 页 共 29 页



提示:y=x-m表示倾角为45°,纵截距为-m的直线方程,而
y?1?x
2
则表示以(0,
0)为圆心,以1为半径的圆在x轴上方的部分(包括圆 与x轴的交点),如下图所示,显然,
欲使直线与半圆有两个不同交点,只需直线的纵截距
?m ?[1,2)
,即
m?(?2,?1]

三、解答题:
?
?x
2
?3x?m?0
?
?x
2
?3x?m?0
?
?
?
3?x?0
14. 解:原方程等价于
?

?
?
0?x?3
?
0?x?3
?
?x
2
?4x?3?m
?
?
?x
2
?3x?m?3?x
?

y
1
??x
2
?4x?3,y
2
?m
, 在同一坐标系内,画出它们的图象,
其中注意
0?x?3
,当且仅当两函数的图象在 [0,3)上有唯一公共点时,原方程有唯一解,
由下图可见,当m=1,或
?3?m?0时,原方程有唯一解,因此m的取值范围为[-3,0]
?
{1}。

注:一般地,研究方程时,需先将其作等价变形,使之简化,再利用函数图象的直观性研究
方程的解的情 况。
15. 解:令
y
1
?4x?x
2
,y
2< br>?(a?1)x,其中y
1
?4x?x
2
表示以(2,0)为圆心,< br>以2为半径的圆在x轴的上方的部分(包括圆与x轴的交点),如下图所示,
y
2
?(a?1)x

示过原点的直线系,不等式
4x?x
2
?(a? 1)x
的解即是两函数图象中半圆在直线上方的
部分所对应的x值。

第 14 页 共 29 页


由于不等式解集
A?{x|0?x?2}

因此,只需要
a?1?1,∴a?2

∴a的取值范围为(2,+
?
)。

3. 分类与整合的思想

在解题时,我们常常遇到这样一种情况,解到某一步之后,不能再以统一的方法,统一
的式子继 续进行了,因为这时被研究的问题包含了多种情况,这就必须在条件所给出的总区
域内,正确划分若干个 子区域,然后分别在多个子区域内进行解题,这里集中体现的是由大
化小,由整体化为部分,由一般化为 特殊的解决问题的方法,其研究方向基本是“分”,但分类
解决问题问题之后,还必须把它们总合在一起 ,这种“合-分-合”的解决问题的过程,就
是分类与整合的思想方法.
分类与整合的思想是 以概念的划分,集合的分类为基础的思想方法,对分类与整合的
思想的考查,有以下几个方面。
一是考查有没有分类意识,遇到应该分类的情况,是否想到要分类,什么样的问题需要分类?
(1)有些概念就是分类定义的,如绝对值的概念,又如整数分为奇数、偶数,把三角形分
为锐角三角形 ,直角三角形,钝角三角形等等;
(2)有的运算法则和定理,公式是分类给出的,例如等比数列的求 和公式就分为
q?1

q?1
两种情况;对数函数的单调性就分为
a

1

a

1
两种情况;求一元二次不等式的解又
分为
a?0,a?0

??0,??0,??0
共六种情况;直线方 程分为斜率存在与不存在等
等;
(3)图形位置的相对变化也会引起分类,例如两点在同一平 面的同侧,异侧,二次函数图像
的对称轴相对于定义域的不同位置等;
(4)对于一些题目如 排列组合的计数问题,概率问题又要按题目的特殊要求,分成若干情况
研究;
(5)整数的同余类,如把整数分成奇数和偶数等。
二是如何分类,即要会科学地分类,分类要标准统一,不重不漏;
三是分类之后如何研究;
四是如何整合.
【例1】.从6人中选4人分别到巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市游览, 要求每个城
市有一人游览,每人只游览一个城市,且这6人中甲、乙两人不去巴黎游览,则不同的
选择方案共有( )
(A) 300种 (B) 240种 (C) 144种 (D) 96种
【分析及解】 本题的关键问题是甲、乙两人不去巴黎游览这一要求,因此,就要针对甲,乙是
否被挑选上,甲,乙去何处游览进行研究. 对甲,乙是否被挑选上可分为4类.
222
(1) 有甲有乙:这时有
C
4
A
3
A2
?72
种;
313
(2) 有甲无乙:这时有
C
4
A
3
A
3
?72
种;
313
(3) 无 甲有乙:这时有
C
4
A
3
A
3
?72
种;
(4) 无甲无乙:这时有
A
4
?24

由以上,不同的选择方案共有
3?72?24?240
种,因此选(B).


第 15 页 共 29 页
4


x
2
( a,b
为常数),且方程
f
?
x
?
?x?12?0
有两个实根为【例2】.已知函数
f
?
x
?
?
ax?bx
1
?3
,
x
2
?4
.
(Ⅰ) 求函数
f
?
x
?
的解析式;
?
k?1
?
x?k
. (Ⅱ) 设
k?1
,解关于
x
的不等式:
f
?
x
?
?
2?x
【分析及解】(Ⅰ)将
x
1
?3
,
x
2
?4
代入方程
f
?
x
?
?x?12?0

?
9
?
3a?b
??9,
?
a??1,
x
2
?
x?2
?
解得
?

?f
?< br>x
?
?
?
16
2?x
b?2.
?
?
??8.
?
4a?b
(Ⅱ)不等式可化为
?
k?1
?
x?k
x
2
x
2
?
?
k?1
?
x?k
?0
.
?
, 进而有
2?x
2?x< br>2?x
这等价于
?
x?2
??
x?1
??
x ?k
?
?0,

解到这里就要针对
k

1,2
的大小关系进行分类:
(1) 当
1?k?2
时,解集为
x?
?
1,k
?
?
?
2,??
?
;
(2) 当
k?2
时, 解集为
x?
?
1,2
?
?
?
2,??
?
;

(3) 当
k?2
时, 解集为
x?
?
1,2
?
?
?
k,??
?
.
【例3】.已知函数
f
?
x
?

g
?
x
?
的图象关于原点对称,且
f
?
x
?
? x
2
?2x
.
(Ⅰ)求函数
g
?
x
?
的解析式;
(Ⅱ)解不等 式
g
?
x
?
?f
?
x
?
?x?1
;
(Ⅲ)若
h
?
x
?
?g
?
x
?
?
?
f
?
x
?
?1

?
?1,1
?
上是增函数,求实数
?
的取值范围.
【分析 及解】本题是浙江文科卷的压轴题,主要考查函数图象的对称,二次函数的基本性质
与不等式的应用等基 础知识,分类讨论的数学思想以及
的能力。(Ⅰ)是用函数图象的对称求解函数的问题.容易求出
g
?
x
?
??x?2x
.
(Ⅱ)由于涉及到含有绝对值符号,所以要用分类讨论思想求解.
2
不等式
g
?
x
?
?f
?
x
?
?x?1
化为
2x?x?1?0.

2
需要对
x?1

x?1
分类:
2

x?1
时, 不等式为
2x?x?1?0
,此不等式无解;
2

x?1
时, 不等式为
2x?x?1?0
, 解得
?1?x?
1
.
2
?
1
?
??
2
(Ⅲ)
h
?
x
?
??
?
1?
?
?
x?2
?
1?
?
?
x?1
,
为求实数
?
的取值范围,就要对
?
的取值分类.
(1) 当
?
??1
时,
h
?
x
?
?4x?1< br>,此时
h
?
x
?

?
?1,1
?< br>上是增函数,
1?
?
(2) 当
?
??1
时,对称轴方程为
x?
.
1?
?
于是解集为
?
?1,
?
.
2
第 16 页 共 29 页


① 当
?
??1
时,需满足
② 当
?
??1
时,
综合(1),(2),
?
?0
.
1?
?
??1
,解得
?
??1
;
1?< br>?
1?
?
?1
,解得
?1?
?
?0
.
1?
?
【例4】.已知
u
n
?a
n
? a
n?1
b?a
n?2
b
2
?
?
?ab< br>n?1
?b
n
(n?N
?
,a?0,b?0)
.
(Ⅰ)当
a?b
时,求数列
?
u
n
?
的前
n
项和
S
n

(Ⅱ)求
lim
u
n
.
n??
u
n?1
【分析及解】 (Ⅰ) 当
a?b
时,u
n
?
?
n?1
?
a
n

S
n
?2a?3a
2
?4a
3
?
?
?na< br>n?1
?
?
n?1
?
a
n
,
利用 错位相减法,可得:
aS
n
?2a
2
?3a
3
?4 a
4
???na
n
?
?
n?1
?
a
n?1

二式相减得:
?
1?a
?
S
n
?2a?a
2
?a
3
???a
n
?
?
n? 1
?
a
n?1

这时,就要对
a
分类:
a1?a
n
?
?
n?1
?
a
n?1
?a,
即 若
a?1
,则
?
1?a
?
S
n
?
1?a
?
n?1
?
a
n?2
?
?n?2
?
a
n?1
?a
2
?2a
;
S
n
?
2
?
1?a
?
n
?
n?3
?

a?1
,则
S
n
?2?3?
??n?
?
n?1
?
?
.
2
u
(Ⅱ)为求
lim
n
,就首先要分
a?b

a?b

u
n
求和.
n??
u
n?1
(1) 当
a?b
时,
u
n
?
?
n?1
?
a
n
,则
??
u
n
?
n?1
?
a
n
?a
.
lim
=
lim
n?1
n??< br>n??
u
na
n?1
u
n
a
n?1
?b
n?1
a
n?1
?b
n?1
(2) 当
a?b
时,可以求得
u
n
?
.此时,
?
nn
a?b
u
n?1
a?b
u
为求
lim
n
,又要进行第二级分类.
n??
u
n?1
① 当
a?b?0
时,
lim
u
n
?lim
n??< br>u
n??
n?1
?
b
?
a?b
??
?
a
?
n
n
② 当
b?a?0
时,
lim
u
n
=
?lim?b.

n
n??
u
n??
n?1
?
a
?
??
?1
?
b
?
?
b
?
1?
??
?
a?
n
a
??
a
??
?b
?
b
?
?a
;

第 17 页 共 29 页



【例5】.
解关于x的不等式:ax?(a?1)x?1?0

2


分析:这是一个含参数a的不等式,一定是二次不等式吗?不一定,故 首先对二次项系数a
分类:(1)a≠0(2)a=0,对于(2),不等式易解;对于(1),又需再 次分类:a>0或a<0,
因为这两种情形下,不等式解集形式是不同的;不等式的解是在两根之外,还 是在两根之间。
而确定这一点之后,又会遇到1与
题时,需要作三级分类。
解:
(1)当a?0时,原不等式化为?x?1?0?x?1


(2)当a?0时,原不等式化为a(x?1)(x?

①若a?0,则原不等 式化为(x?1)(x?
1
谁大谁小的问题,因而又需作一次分类讨论。故而解
a1
)?0

a
1
)?0

a
111
??1

?不等式解为x?或x?1

??0
aaa
1

②若a?0,则原不等式化为(x?1)(x?)?0

a
11

(i)当a?1时,?1,不等式解为?x?1

aa
1

(ii)当a?1时,?1,不等式解为x??

a
11

(iii)当0?a?1时,?1,不等式解为1?x?

aa
综上所述,得原不等式的解集为
1
??
当a?0时,解集为
?
xx ?或x?1
?

当a?0时,解集为
?
x|x?1
?

a
??
?
当0?a?1时,解集为
?
x1?x??
1
?
?

当a?1时,解集为?

a?
?
1
?
当a?1时,解集为
?
x?x?1
?

?
a
?
二、课后练习
一. 选择题:
1. 若
a?0,且a?1,p?log
a
(a?a?1),q?log
a
(a?a?1),则p、q
的大小关
系为( )
A.
p?q
B.
p?q

32
第 18 页 共 29 页


C.
p?q
D.
a?1时,p?q

0?a?1时,p?q

2
?
2.
A?x|x?(p?2)x?1?0,x?R
,且
A?R??
,则实数中 的取值范围是( )
??
A.
p??2
B.
p??2
C.
p?2
D.
p??4

3. 设A=
?
x|x?a?0
?
,B ?
?
x|ax?1?0
?
,且A?B?B,则实数a的值为
( )
A. 1 B.
?1
C.
1或?1
D.
1,?1或0

4. 设
?
是?的?次方根,则??
??
?
2
?
?
3
???
?
6
的 值为( )
A. 1 B. 0 C. 7 D. 0或7
5.一条直线过点(5,2),且在x轴,y轴上截距相等,则这直线方程为( )
A.
x?y?7?0

B.
2x?5y?0

C.
x?y?7?0或2x?5y?0

D.
x?y?7?0或2y?5x?0

6.若
sinx?cosx?1,则si n
n
x?cos
n
x(n?N)的值为
( )
A. 1 B.
?1
C.
1或?1
D. 不能确定
7. 函数
f(x)?mx
2
?(m?3)x?1
的图象与x轴的交 点至少有一个在原点的右侧,则实数
m的取值范围为( )
A.
0,??

二. 填空题
8. 若
log
a
?
?
B.
??,1
C.
0,1

?
?
?
?
D.
(0,1)

2
?1
,则a的取值范围为________________。
3
9. 与圆
x
2
?(y?2)
2
?1
相 切,且在两坐标轴上截距相等的直线方程为____________。
10. 在50件产品中有4 件是次品,从中任抽取5件,至少有3件次品的抽法共有
______________种(用数字作答 )
参考答案:
一. 选择题
1. C 2. D 3. D 4. D
3
5. C
2
6. A 7. B
提示:1. 欲比较 p、q的大小,只需先比较
a?a?1与a?a?1
的大小,再利用对数函
数的单调性 。而决定
a?a?1与a?a?1
的大小的a值的分界点为使
(a?a?1)?

第 19 页 共 29 页
323


(a
2
? a?1)?a
2
(a?1)?0
的a值:a=1, 当a>1时,
a
3
?a?1?a
2
?a?1,
此时
log
a
(a< br>3
?a?1)?log
a
(a
2
?a?1),
即p? q.
0?a?1时,a
3
?a?1?a
2
?a?1

此时log
a
(a
3
?a?1)?log
a
(a
2
?a?1)
,即
p?q
。可见,不论a>1还是0q。
2. 若
A??
,即
??(p?2)
2
?4?0,?4?p ?0时,A?R
?
??;

?
??0
?

A??,则
?
p?2
?p?0时,A?R
?
??

??0
?
2
?
可见当
?4?p?0或p?0时,
都有
A?R??
,故选(D)
3. 若
B??,则A?B?B,此时a?0


B??
, 则
a?0

?B?
??
,由A?B?B知B?A


?
?
?
1
?
?
a
?
11
?A,??a?0,解得a?1或?1,故a?0,1或?1

aa
4. 由?
是1的7次方根,可得
?
7
?1;
显然,1是1的7次方根, 故可能
?
?1
;若
1?
?
7
?
?1,则1 ?
?
?
?
???
?
??0,若
?
?1,则
1?
?
26

1?
?
?
?
???
?
?1?1?1???1?7
故选(D)
5. 设该直线在x轴,y轴上的截距均为a,
当a=0时,直线过原点,此时直线方程为
y?

a?0
时,设直线方程为
26
2
x,即2x?5y?0

5
xy
??1,则求得a?7
,方程为
x?y?7?0

aa
6. 由
sinx?cosx?1,得(sinx?cosx)
2< br>?1,即sinx?cosx?0


当sinx?0时,cosx?1;当cosx?0时,sinx?1,

于是总有
sinx?cosx?1
,故选(A)
7. 当
m?0
时,
f(x)??3x?1,其图象与x轴交点为(
nn
1
,0)
满足题意
3

当m?0时,再分m?0,m?0两种情形,由题意得

第 20 页 共 29 页


?
?
m?0
?
m?0
?
?

?
解得0?m?1或m?0
?
??0
1
x
1
x
2
??0
?
m?3
?
m
?
?
??0
?
2m
综上可知,
m?0或m?0或0?m?1,
m?1
故选(B)
二. 填空题
8.
0?a?
2
或a?1

3
(提示:对a分:
0?a?1与a?1
两种情况讨论)
9.
y?3x或y??3x或x?y?(2?2)?0或x?y?(2?2)?0

(提示:分截距相等均不为0与截距相等均为0两种情形)
10. 4186种
(提示: 对抽取5件产品中的次品分类讨论:(1)抽取的5件产品中恰好有3件次品;(2)
3241
抽取的5件产品中恰好有4件次品,于是列式如下:
C
4
=4140+46=4186 )
?C
46
?C
4
?C
46


4. 化归与转化的思想
化归与转化的思想确是指在解决问题时,采用某种手段使之转化,进 而使问题得到解
决的一种解题策略,是数学学科与其它学科相比,一个特有的数学思想方法,化归与转化 思
想的核心是把生题转化为熟题。事实上,解题的过程就是一个缩小已知与求解的差异的过程,
是求解系统趋近于目标系统的过程,是未知向熟知转化的过程,因此每解一道题,无论是难
题还是易题, 都离不开化归。例如,对于立体几何问题,通常要转化为平面几何问题,对于
多元问题,要转换为少元问 题,对于高次函数,高次方程问题,转化为低次问题,特别是熟
悉的一次,二次问题,对于复杂的式子, 通过换元转化为简单的式子问题等等。在高考中,
对化归思想的考查,总是结合对演绎证明,运算推理, 模式构建等理性思维能力的考查进行,
因此可以说高考中的每一道试题,都在考查化归意识和转化能力。

【例1】.已知球
O
的半径为
1
,
A,B,C< br>三点都在球面上,且每两点间的球面距离均为
则球心
O
到平面
ABC< br>的距离为( ).
(A)
?
,
2
12
36
(B) (C) (D)
33
33
【分析及解】由已知条件,分析所给出的几何体的特征,可作如下转化:
球心
O
到平面
ABC
的距离
?
正三棱锥 的高
?
正方体的对角线
可立即得出球心
O
到平面
ABC
的距离=棱长为
1
的正方体对角线的
1
3
=.
3
3
第 21 页 共 29 页











【例2】.数列{a
n}满足
a
1
?1且a
n?1
?(1?
11
)a ?(n?1)
.
n
n
2
?n2
n
(Ⅰ)用数学归 纳法证明:
a
n
?2(n?2)

(Ⅱ)已知不等式
ln (1?x)?x对x?0成立,证明:a
n
?e
2
(n?1)

其中无理数
e
=2.71828?.
【分析及解】(Ⅰ)证明:(1)当< br>n
=2时,
a
2
?2?2
,不等式成立.
(2) 假设当
n?k(k?2)
时不等式成立,即
a
k
?2(k?2),< br>
11
)a
k
?
k
?2
.
k(k?1)
2
这就是说,当
n?k?1
时不等式成立.
根据(1)、(2)可知:
a
n
?2
对所有
n?2
成立.
那么
a
k?1
?(1?
(Ⅱ)要证明
a
n
?e
2
(n?1)
,就要证明
lna
n
?2
,这就 涉及到题设的不等式
ln1(?x)?x
,就需要对已知的递推公式
a
n?1
?(1?
由递推公式及(Ⅰ)的结论有
11
)a?(n?1)
进行转化.
n
2n
n?n2
a
n?1
?(1?
1111
)a??(1??)a
n
.( n?1)

n
2n2n
n?n2n?n2
两边取对数并利用已知不等式得
1111
?)?lna?lna??.

nn
n
2
?n2
n
n
2
?n2
n
11
?
n

(n?1).

lna
n?1
?lna
n
?
n(n?1)
2
lna
n?1
?ln(1?
这又化归到 逐差法求和.
上式从1到
n?1
求和可得
lna
n
?lna
1
111111

??
?
???
2
?
?
?
n?1
1?22?3(n?1) n2
22
1
1?
n
111111
?1??(?)?
?
????
2

223n?1n2
1?
1
2
11
?1??1?
n
?2.

n2

lnan
?2,故a
n
?e
2
(n?1).

?

第 22 页 共 29 页


【例2】. 若不等式< br>x
2
?px?4x?p?3
对一切
0?p?4
均成立,试求实 数
x
的取值范围
解:
?
x
2
?px?4x?p?3

?
(x?1)p?x
2
?4x?3?0


g(p )?
(x?1)p?x
2
?4x?3
,则要使它对
0?p?4
均有
g(p)?0
,只要有
?
g(0)?0

?x?3

x??1

?
g(4)?0
?
点评:在有几个变量的问题中,常常有一个变元处于主要地位,我们称之为主元,由于思
维定势的影响 ,在解决这类问题时,我们总是紧紧抓住主元不放,这在很多情况下是正确的。
但在某些特定条件下,此 路往往不通,这时若能变更主元,转移变元在问题中的地位,就能
使问题迎刃而解。本题中,若视x为主 元来处理,既繁且易出错,实行主元的转化,使问题
变成关于p的一次不等式,使问题实现了从高维向低 维转化,解题简单易行。


5. 特殊与一般的思想
由特殊到一 般,再由一般到特殊反复认识的过程是人们认识世界的基本过程之一,对数
学而言,这种由特殊到一般, 再由一般到特殊的研究数学问题的基本认识的过程,就是数学研
究的特殊与一般的思想.
在高考中,会有意设计一些能集中体现特殊与一般的思想的试题,例如:
(1) 由一般归纳法进行猜想的试题;
(2) 由平面到立体,由特殊到一般进行类比猜想的试题;
(3) 抽象函数问题;
(4)定点,定值问题;
(5) 用特殊化方法解选择题等.
【例1】.设集合
A?
?
x4x?1?9,x?R
?
,
B?
?
?
x
x
?
?0,x?R
?

A?B
=( )
?
x?3
?
5
(A)
(?3,?2]
(B)
(?3,?2]?[0,]

2
5
(C)
(??,?3]?[
5
,??)
(D)
(??,?3)?[,??)

2
2
【分析及解】本题可以直 接通过解不等式得到答案,也可以通过特殊化方法和估算求解,首
先由集合B可知,
x??3< br>,因而排除(C),
【例2】.设
I
为全集,
S
1
、S
2
、S
3

I
的三个非空子集,且
S
1
?
S
2
?
S
3
?I
,则下面
论 断正确的是( ).
(A)
?
I
S
1
?(S2
?S
3
)??

(C)

I
S1
?
I
S
2
?
I
S
3
??





(B)
S
1
?痧
I
S
2
?
I
S< br>3

(D)
S
1
?
?


I
S
2
?
I
S
3
?
??
再由x??2?B
,又可排除(A),(B),于是选(D).
【分析及解】本题是一道抽象 集合问题,直接求解有困难,但可以用特殊化策略解决问题.可
以构造特例,例如

S
1
?
?
1,2
?
,S
2
?
?< br>2,3
?
,S
3
?
?
2,4
?
,
第 23 页 共 29 页



I?
?
1,2,3 ,4
?
,C
I
S
1
?
?
3,4
?
,C
I
S
2
?
?
1,4
?
,
C
I
S
3
?
?
1,3
?
,
经简单的计算,就可以排除(A),(B),(D).而由选择题的四选一的要求,可选(C).
nn ?1
【例3】.已知n次多项式
P???a
n?1
x?a
n
,如果在一种算法中,计算
x
0
k
n
(x)?a
0
x?a
1
x

k
=2,3,4,?,n)的值需要k-1次乘法,计 算
P
3
(x
0
)
的值共需要9次运算(6次乘法,
3次加法),那么计算
P
n
(x
0
)
的值共需要 次运算.
下面给出一种减少运算次数的算法:
P
0
(x)?a
0< br>,P
k?1
(x)?xP
k
(x)?a
k?1
(k= 0, 1,2,?,n
-1).利用该算法,计算
P

3
(x
0
)
的值共需要6次运算,计算
P
n
(x
0
)< br>的值共需要 次运算.
【分析及解】本题给出了一个求特殊的多项式的值的算法的运算 次数的示范,要求归纳出求
一般的多项式的值的运算的次数,这是对特殊与一般的思想和归纳抽象能力的 考查.
第一种算法, 计算
P
n
(x
0
)
的值共 需要
n?(n?1)???1?n
次运算,即
n
?
n?3
?
次运算;
2
第二种算法, 计算
P
n
(x
0)
的值可以采用递推的方法.设计算
P
n
(x
0
)的值的次数为
b
n
,则
b
n
?b
n?1
?2
,由
?
b
n
?
是等差数列及
b
1< br>?2
可得
b
n
?2n
.
【例4】.数列
{ a
n
}满足a
1
?1且8a
n?1
a
n
? 16a
n?1
?2a
n
?5?0(n?1).

b
n
?
(Ⅰ)求
b
1

b
2

b
3

b
4
的值;
(Ⅱ)求数列
{b< br>n
}
的通项公式及数列
{a
n
b
n
}
的前
n
项和
S
n
.

【分析及解】解法一: < br>(I)
a
1
?1,故b
1
?
1
1
a
n
?
2
(n?1).

1
1?
1
2
?2;

a
2
?
31
a
3
?,故b
3
??4;
31
4?
42
44284
2
(II)因
(b
1
?)( b
3
?)???()

33333
44444
(b
2
?)
2
?()
2
,(b
1
?)(b
3
?)?(b
2
?)
2

33333
42
故 猜想
{b
n
?}是首项为,公比q?2的等比数列.

33

a
n
?2
,(否则将
a
n
?2
代入递推 公式会导致矛盾)
5?2a
故a
n?1
?(n?1).
16?8a
n
414
16?8a
n
4
20?16a
n

因b
n?1
??????,
1
3
a?
36a
n
?336a
n
?3
n?1
2
718
,故b2
??;

71
38
?
82
1320
a
4
?,故b
4
?.

203
第 24 页 共 29 页


428
20?16a
n
44
2(b
n
?)????b
n?1
?,b
1
??0,

3
a?
1
36a
n
?333
n
2
4

|b
n
?|确是公比为q?2
的等比数列.
3
1
n
4
4241
因b
1
??,故b
n
???2n
,
b
n
??2?(n?1)

33
3 333
由b
n
?
1
得a
n
b
n
? b
n
?1,

1
2
a
n
?
21
故S
n
?a
1
b
1
?a
2
b
2
???a
n
b
n

1
(1?2
n
)
151
?(b
1
?b
2
?
?
?b
n
)?n?
3
?n?(2
n
?5n?1)

21?233
解法二:
(Ⅰ)同解法一
248284
,b
3
?b
2
?,b
4
?b
3
?,??()
2

333333
21
猜想{b
n?1
?b
n}是首项为,公比q?2的等比数列,b
n?1
?b
n
??2
n
33

5?2a
n
又因a
n
?2,故a
n ?1
?(n?1).因此
16?8a
n
1112
b
n?1< br>?b
n
????

115?2a
n
1
2a< br>n
?1
a
n?1
?a
n
?
?
22< br>16?8a
n
2
16?8a
n
10?8a
n
6

???;

6a
n
?36a
n
?36a
n
?3
16?8a
n?1
16?8a
n< br>11
b
n?2
?b
n?1
????

11< br>6a
n?1
?36a
n
?3
a
n?2
?a< br>n?1
?
22
36?24a
n
16?8a
n
20?16a
n
????2(b
n?1
?b
n
).

6a
n
?36a
n
?36a
n
?3
21< br>因b
2
?b
1
??0,{b
n?1
?b
n< br>}是公比q?2的等比数列,b
n?1
?b
n
??2
n
,

33
从而
b
n
?(b
n
?b
n?1
)?(b
n?1
?b
n?2
)?
?
?(b
2
?b
1
)?b
1

1
?(2
n ?1
?2
n?2
?
?
?2
1
)?2
3114
?(2
n
?2)?2??2
n
?(n?1).
3 33

11
由b
n
?得a
n
b
n
?b
n
?1,
1
2
a
n
?
2
故S
n
?a
1
b
1
?a
2
b
2
?
?
?a
n
b
n
(Ⅱ)
b
2
? b
1
?
第 25 页 共 29 页


?
1
(b
1
?b
2
?
?
?b
n
)?n

2
1
(1?2
n
)
5
?
3
?n< br>1?23

1
?(2
n
?5n?1).
3

6. 有限与无限的思想
考试中心对考试大纲的说明中指出:“对有限的研究往往先 于对无限的研究,对有限个研
究对象的研究往往有章可循,并积累了一定的经验,而对无限个研究对象的 研究,却往往不知
如何下手,显得经验不足,于是将对无限的研究化成对有限的研究,就成了解决无限问 题的必
经之路,反之,当积累了解决无限问题的经验之后,可以将有限问题转化成无限问题来解决,这种无限化有限,有限化无限的解决数学问题的方法就是有限与无限的思想.”
“高考中 对有限与无限的思想的考查才刚刚起步,并且往往是在考查其他数学思想和方
法的过程中同时考查有限与 无限的思想。例如,在使用由特殊到一般的归纳思想时,含有有
限与无限的思想;在使用数学归纳法证明 时,解决的是无限的问题,体现的是有限与无限的
思想,等等。”
在2005年的高 考中,对数学归纳法的考查加强了,除文科之外的16套试卷中,就有7
道数学归纳法的试题(全国Ⅰ辽 宁,浙江,福建,江西,湖北,重庆),极值和导数问题也
是体现有限与无限的思想的一个重要的侧面, 在29套试卷中都考查到了。
1
我们知道当a取不同的值时,得到不同的
a
n
3511
1,2,,,?;.

a??
时,得到有穷数列:
?,?1,0
. 数列,如当
a
=1时,得到无穷数列:
2322
【例1】.已知数列{
a
n
}满足
a
1
=a,
< br>a
n+1
=1+
(Ⅰ)求当
a
为何值时
a
4
=0;
(Ⅱ)设数列{
b
n
}满足
b
1
=-1,
b
n+1
=
都可以得到一个有穷数列{
a
n
};
(Ⅲ)若
1
(n?N
?
)
,求证a取数列{
bn
}中的任一个数,
b
n
?1
3
?a
n
?2(n?4)
,求a的取值范围.
2
【分析及解】 这是一道体现有限与无限 的思想的典型试题,对于题设的递推关系,由于所
给出的初始条件不同,得到的数列也不同,并在题干中 举出了具体的例子,第(Ⅱ)问则是
可以通过有有限次试验,得到对无限个
b
n
都可以得到一个有穷数列{
a
n
}的猜想,再用数学
归纳法进行证明,第( Ⅲ)问又是把对无限个
n
都成立的结果,通过有限次分析求的解决。
(Ⅰ)解法一:
?
a
1
?a,a
n?1
?1?

?a
2
?1?
1
a
n
11a?1
?1?? ,

a
1
aa
a
3
?1?
12a?1?
a
2
a?1
第 26 页 共 29 页


a
4
?1?
13a?2
?.
a
3
2a?1
2
故当a??时a
4
?0.
3
解法二

:
?
a
4
?0,?1?
?
a
3
?1?
1?0,?a
3
??1.
a
3

11
,?a2
??.
a
2
2
12
?
a
2
?1?,?a??.
a3
2
故当
a??
时,
a
4
?0
.
3
(Ⅱ) 解法一
?
b
1
??1,b
n?1
?
b1
,?b
n
??1.
b
n
?1b
n?1
a?b
n
.
1111

?1??b
n?1
.?a
3?1??1??b
n?2
.
a
1
b
n
a
2
b
n?1
a取数列{b
n
}中的任一个数不妨设
?a?b
n
,?a
2
?1?
??
1
?b
1
??1.?a
n?1
?0.
a
n?1
b
2

a
取数列{b
n
}中的任一个数,都可以得到一个有穷数列{
a
n
}
?a
n
?1??1?
解法二;
?b
1
??1
,
b
n?1
?

a?b
1
时,
a
2
?1?
1
11
,b
n
??1< br>,
b
n
?1b
n?1
1
?0
,
b
1
1

a?b
2
时,
a
2
? 1??b
1
??1
,
?a
3
?0
,
b
1

a?b
3
时,
11
1
a
2
?1??b
2
,
?a
3
?1??1??b
1
??1
?a
4
?0
.
a
2
b
2
b
3
一般地, 当
a?b
n
时,
a
n?1
?0,
可得一个含有
n?1
项的 有穷数列
a
1
,a
2
.?,a
n?1
.
下面用数学归纳法证明.
1
?0
,可得一个含有2项的有穷数列
a
1
,a
2
.

b
1
(2).假设当
n?k
时,
a?b
k
,得到一个含有
k?1
项的有穷数列
a
1
,a
2
.?,a
k?1
,其中
ak?1
?0

1
?b
k
, 则
n?k?1时,
a?b
k?1
,
?a
2
?1?
b
k?1
由假设可知, 得到一个含有
k?1
项的有穷数列
a
2
,a
3
,?,a
k?2
,其中
a
k?2
?0
所以
,当
n?k?1
时, 可以得到一个含有
k?2
项的有穷数列
a
1
,
a
2
,a
3
,?,a
k?2
,其中
(1).当
n?1
时,
a?b
1
,显然
a
2
?1?
第 27 页 共 29 页


a
k?2
?0

由(1),(2)知,对一切
n?N
?
,命题都成立.
(Ⅲ)要使
3
?a
n
?2(n?4)
,
2
31

?1??2
,
2a
n?1
?1?a
n?1
?2

3
所以, 要使
?a
n
?2(n?4)
,当且仅当它的前一 项
a
n?1
满足
1?a
n?1
?2
.
2
?
3
??
3
??
3
?
由于
?,2
?
?
?
1,2
?
,
所以只须当
a
k
?
?
,2
?
时,都有
a
n
?< br>?
,2
?
?
n?5
?

?
2
??
2
??
2
?
3a?2

a
4
?
,得
2a?1
33a?2
??2
,
22a?1
解此不等式得
a?0
.
【例2】.某城市规划
2001
年末汽车保有量为
30
万辆,预计此后每年报废上一年末
汽车保有量 的
6%,
并且每年新增汽车数量相同,为保护城市环境,要求该城市汽车保
有量不超过
60
万辆,那么每年新增汽车数量不应超过多少辆?
解:设2001年末汽车保 有量为
a
1
万辆,
a
1
?30
.以后各年的汽车保 有量为
a
2
,a
3
,?
(万辆)
设每年新增汽车
x
万辆,则
a
n?1
?0.94a
n
?xn?N
?
,

a
n?1
?
??
xx
??
?0 .94
?
a
n
?
?

0.060.06
? ?
x
x
??
a?
是以为首项,
0.94
为公比的等 差数列.
a?
?
n
?
1
0.06
0.06
??

a
n
?
(1) 当
30?
xx
??
n?1
?
?
30?
?
?0.94

0.06
?
0.06
?
x
?0
,即
x?1 .8
时,
?
a
n
?
为减数列,
0.06
所以
a
n
?a
n?1
?
??a
1
?30

x
?0
时,
x?1.8
,
a
n
?30
.
0.06
所以此时汽车保有量不超过
30
万辆.
x
?0< br>,即
x?1.8
时,
?
a
n
?
为增数列, (2) 当
30?
0.06
x
?60
,则
x?3.6
由于
lima
n
?
n??
0.06

30?
第 28 页 共 29 页


所以此时汽车保有量不超过
60
万辆.
由以上, 每年新增汽车数量不应超过
3.6
万辆.


7. 或然与必然的思想

概率所研究的随机现象,研究的过程是在“偶然” 中寻找“必然”,然后再用“必然”
的规律去解决“偶然”的问题,这其中所体现的数学思想就是或然与 必然的思想。
随着新教材的实施,高考中对概率内容的考查已经放在了重要的位置,通过对等 可能事
件的概率,互斥事件有一个发生的概率,相互独立事件同时发生的概率,
n
次独 立重复试验
发生了
k
次的概率以及随机事件的分布列与数学期望等重点内容的考查,一 方面考查基本概
念和基本方法,另一方面考查在解决实际问题中能否运用或然与必然的辩证关系,从而体 现
了或然与必然的思想。
【例1】.某会议室用5盏灯照明,每盏灯各使用灯泡一只,且型号 相同.假定每盏灯能否正
常照明只与灯泡的寿命有关,该型号的灯泡寿命为1年以上的概率为
p
1
,寿命为2年以上的
概率为
p
2
.从使用之日起每满1年 进行一次灯泡更换工作,只更换已坏的灯泡,平时不换.
(Ⅰ)在第一次灯泡更换工作中,求不需要换灯泡的概率和更换2只灯泡的概率;
(Ⅱ)在第二次灯泡更换工作中,对其中的某一盏灯来说,求该盏灯需要更换灯泡的概率;
( Ⅲ)当
p
1
=0.8,
p
2
=0.3时,求在第二次灯泡更 换工作,至少需要更换4只灯泡的概率(结
果保留两个有效数字).
5
【分析及解】 (I)在第一次更换灯泡工作中,不需要换灯泡的概率为
p
1
,
需要更换2只 灯
23
泡的概率为
C
5
p
1
(1?p
1< br>)
2
;

(II)对该盏灯来说,在第二次灯泡更换工作中,有4种可能的情况:
(1) 第一,二次都需要更换,其概率为
?
1?p
1
?

2
(2) 第一次更换,而第二次不需要更换,其概率为
?
1?p
1
?
p
1
;
(3) 第一,二次都不需要更换,其概率为
p
2
;
(4) 第一次未更换而第二次需要更换,其概率为
p
1
?p
2

该盏灯第二次需要更换灯泡的情形为上面的(1)和(4),故所求的概率为
p?(1?p< br>1
)
2
?(p
1
?p
2
)

(III)至少换4只灯泡包括换5只和换4只两种情况,

5
换5只的概率为
p
(其中
p
为(II)中所求,下同)
14
换4只的概率为
C
5

p
(1-

p

故至少换4只灯泡的概率为
14
p
3
?p< br>5
?C
5
p(1?p).
又当p
1
?0.8,p2
?0.3时,p?0.2
2
?0.8?0.3?0.54
?p
3
?0.54?5?0.54?0.46?0.24.
即满2年至少需要换4只灯泡的概率为0 .24.

54

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