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1、高考數(shù)學(xué)第二輪復(fù)習(xí) 參數(shù)法
參數(shù)法是指在解題過程中,通過適當(dāng)引入一些與題目研究的數(shù)學(xué)對象發(fā)生聯(lián)系的新變量(參數(shù)),以此作為媒介,再進(jìn)行分析和綜合,從而解決問題。直線與二次曲線的參數(shù)方程都是用參數(shù)法解題的例證。換元法也是引入?yún)?shù)的典型例子。
辨證唯物論肯定了事物之間的聯(lián)系是無窮的,聯(lián)系的方式是豐富多采的,科學(xué)的任務(wù)就是要揭示事物之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而發(fā)現(xiàn)事物的變化規(guī)律。參數(shù)的作用就是刻畫事物的變化狀態(tài),揭示變化因素之間的內(nèi)在聯(lián)系。參數(shù)體現(xiàn)了近代數(shù)學(xué)中運(yùn)動與變化的思想,其觀點(diǎn)已經(jīng)滲透到中學(xué)數(shù)學(xué)的各個分支。運(yùn)用參數(shù)法解題已經(jīng)比較普遍。
參數(shù)法解題的關(guān)鍵是恰到好處地引進(jìn)參數(shù),溝通已知和未知之間的內(nèi)
2、在聯(lián)系,利用參數(shù)提供的信息,順利地解答問題。
一、方法簡解:
1. 設(shè)2=3=5>1,則2x、3y、5z從小到大排列是________________。
2. (理)直線上與點(diǎn)A(-2,3)的距離等于的點(diǎn)的坐標(biāo)是________。
(文)若k<-1,則圓錐曲線x-ky=1的離心率是_________。
3. 點(diǎn)Z的虛軸上移動,則復(fù)數(shù)C=z+1+2i在復(fù)平面上對應(yīng)的軌跡圖像為____________________。
4. 三棱錐的三個側(cè)面互相垂直,它們的面積分別是6、4、3,則其體積為______。
5. 設(shè)函數(shù)f(x)對任意的x、y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y
3、),且當(dāng)x>0時,f(x)<0,則f(x)的R上是______函數(shù)。(填“增”或“減”)
6. 橢圓+=1上的點(diǎn)到直線x+2y-=0的最大距離是_____。
A. 3 B. C. D. 2
【簡解】1小題:設(shè)2=3=5=t,分別取2、3、5為底的對數(shù),解出x、y、z,再用“比較法”比較2x、3y、5z,得出3y<2x<5z;
2小題:(理)A(-2,3)為t=0時,所求點(diǎn)為t=±時,即(-4,5)或(0,1);(文)已知曲線為橢圓,a=1,c=,所以e=-;
3小題:設(shè)z=bi,則C=1-b+2i,所以圖像為:從(1,2)出發(fā)平行于
4、x軸向右的射線;
4小題:設(shè)三條側(cè)棱x、y、z,則xy=6、yz=4、xz=3,所以xyz=24,體積為4。
5小題:f(0)=0,f(0)=f(x)+f(-x),所以f(x)是奇函數(shù),答案:減;
6小題:設(shè)x=4sinα、y=2cosα,再求d=的最大值,選C。
二、舉例分析:
例1. 實(shí)數(shù)a、b、c滿足a+b+c=1,求a+b+c的最小值。
【分析】由a+b+c=1 想到“均值換元法”,于是引入了新的參數(shù),即設(shè)a=+t,b=+t,c=+t,代入a+b+c可求。
【解】由a+b+c=1,設(shè)a=+t,b=+t,c=+t,其中t+t+t=0,
∴ a+b+c=(+t)+(+
5、t)+(+t)=+(t+t+t)+t+t+t=+t+t+t≥
所以a+b+c的最小值是。
【注】由“均值換元法”引入了三個參數(shù),卻將代數(shù)式的研究進(jìn)行了簡化,是本題此種解法的一個技巧。
本題另一種解題思路是利用均值不等式和“配方法”進(jìn)行求解,解法是:a+b+c=(a+b+c)-2(ab+bc+ac)≥1-2(a+b+c),即a+b+c≥。
兩種解法都要求代數(shù)變形的技巧性強(qiáng),多次練習(xí),可以提高我們的代數(shù)變形能力。
例2. 橢圓+=1上有兩點(diǎn)P、Q,O為原點(diǎn)。連OP、OQ,若k·k=- ,
①.求證:|OP|+|OQ|等于定值; ②.求線段PQ中點(diǎn)M的軌跡方程。
【分析】 由
6、“換元法”引入新的參數(shù),即設(shè)(橢圓參數(shù)方程),參數(shù)θ、θ為P、Q兩點(diǎn),先計(jì)算k·k得出一個結(jié)論,再計(jì)算|OP|+|OQ|,并運(yùn)用“參數(shù)法”求中點(diǎn)M的坐標(biāo),消參而得。
【解】由+=1,設(shè),P(4cosθ,2sinθ),Q(4cosθ,2sinθ),
則k·k==-,整理得到:
cosθ cosθ+sinθ sinθ=0,即cos(θ-θ)=0。
∴ |OP|+|OQ|=16cosθ+4sinθ+16cosθ+4sinθ=8+12(cosθ+cosθ)=20+6(cos2θ+cos2θ)=20+12cos(θ+θ)cos(θ-θ)=20,
即|OP|+|OQ|等于定值20。
由中點(diǎn)坐
7、標(biāo)公式得到線段PQ的中點(diǎn)M的坐標(biāo)為,
所以有()+y=2+2(cosθ cosθ+sinθ sinθ)=2,
即所求線段PQ的中點(diǎn)M的軌跡方程為+=1。
【注】由橢圓方程,聯(lián)想到a+b=1,于是進(jìn)行“三角換元”,通過換元引入新的參數(shù),轉(zhuǎn)化成為三角問題進(jìn)行研究。本題還要求能夠熟練使用三角公式和“平方法”,在由中點(diǎn)坐標(biāo)公式求出M點(diǎn)的坐標(biāo)后,將所得方程組稍作變形,再平方相加,即(cosθ+ cosθ)+(sinθ+sinθ),這是求點(diǎn)M軌跡方程“消參法”的關(guān)鍵一步。一般地,求動點(diǎn)的軌跡方程運(yùn)用“參數(shù)法”時,我們可以將點(diǎn)的x、y坐標(biāo)分別表示成為一個或幾個參數(shù)的函數(shù),再運(yùn)用“消去法”消去所含的參數(shù)
8、,即得到了所求的軌跡方程。
本題的第一問,另一種思路是設(shè)直線斜率k,解出P、Q兩點(diǎn)坐標(biāo)再求:
設(shè)直線OP的斜率k,則OQ的斜率為-,由橢圓與直線OP、OQ相交于PQ兩點(diǎn)有:
,消y得(1+4k)x=16,即|x|=;
,消y得(1+)x=16,即|x|=;
所以|OP|+|OQ|=()+()
==20。即|OP|+|OQ|等于定值20。
在此解法中,利用了直線上兩點(diǎn)之間的距離公式|AB|=|x-x|求|OP|和|OQ|的長。
S
E
D C
9、 O F
A B
例3.已知正四棱錐S—ABCD的側(cè)面與底面的夾角為β,相鄰兩側(cè)面的夾角為α,求證:cosα=-cosβ。
【分析】要證明cosα=-cosβ,考慮求出α、β的余弦,則在α和β所在的三角形中利用有關(guān)定理求解。
【解】連AC、BD交于O,連SO;取BC中點(diǎn)F,連SF、OF;作BE⊥SC于E,連DE。則∠SFO=β,∠DEB=α。
設(shè)BC=a (為參數(shù)), 則SF==,
SC==
=
又 ∵BE===
在△DEB中,由余弦定理有:cosα===-cosβ。
所以cosα=-cosβ。
【注】 設(shè)參數(shù)a而不求參
10、數(shù)a,只是利用其作為中間變量輔助計(jì)算,這也是在參數(shù)法中參數(shù)可以起的一個作用,即設(shè)參數(shù)輔助解決有關(guān)問題。
三、鞏固訓(xùn)練:
1. 已知復(fù)數(shù)z滿足|z|≤1,則復(fù)數(shù)z+2i在復(fù)平面上表示的點(diǎn)的軌跡是________________。
2. 函數(shù)y=x+2+的值域是________________。
3. 拋物線y=x-10xcosθ+25+3sinθ-25sinθ與x軸兩個交點(diǎn)距離的最大值為_____
A. 5 B. 10 C. 2 D. 3
4. 過點(diǎn)M(0,1)作直線L,使它與兩已知直線L:x-3y+10=0及L:2x+y-8=0所截得的線段被點(diǎn)P平分,求直線L方程。
5. 求半徑為R的球的內(nèi)接圓錐的最大體積。
6. f(x)=(1-cosx)sinx,x∈[0,2π),求使f(x)≤1的實(shí)數(shù)a的取值范圍。
7. 若關(guān)于x的方程2x+xlg+lg()+lg=0有模為1的虛根,求實(shí)數(shù)a的值及方程的根。
8. 給定的拋物線y=2px (p>0),證明:在x軸的正向上一定存在一點(diǎn)M,使得對于拋物線的任意一條過點(diǎn)M的弦PQ,有+為定值。