題目列表(包括答案和解析)
3.過拋物線的焦點(diǎn)F的直線與拋物線交于M、N兩點(diǎn),若M、N在拋物線的準(zhǔn)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(diǎn)作直線交拋物線于A(x1,y1)、B(x2,y2)兩點(diǎn),若x1+x2=6,那么|AB|等于
A.10 B.8 C.6 D.4
1.拋物線y=-的準(zhǔn)線方程為
A.x= B.y=
C.x= D.y=
函數(shù)單調(diào)區(qū)間的合并主要依據(jù)是函數(shù)在
單調(diào)遞增,在
單調(diào)遞增,又知函數(shù)在
處連續(xù),因此
在
單調(diào)遞增。同理減區(qū)間的合并也是如此,即相鄰區(qū)間的單調(diào)性相同,且在公共點(diǎn)處函數(shù)連續(xù),則二區(qū)間就可以合并為一個區(qū)間。
[例]用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)(
)的單調(diào)區(qū)間。
解:(用第一種關(guān)系及單調(diào)區(qū)間的合并),當(dāng)
,即
或
時,
∴
在
,
上為增函數(shù),又∵
在
處連續(xù),且相鄰區(qū)間的單調(diào)性又相同,∴
在
上為增函數(shù)。
舊教材很少提到函數(shù)單調(diào)區(qū)間的合并,原因在于教師很難講,學(xué)生很難把握,但是新教材引進(jìn)函數(shù)的連續(xù)性和導(dǎo)數(shù)之后就很容易說明,也很容易理解了。
綜之,用導(dǎo)數(shù)證明劃分函數(shù)的單調(diào)性是導(dǎo)數(shù)最常用、也是最基本的應(yīng)用,其它重要性如極值、最值等都必須用到單調(diào)性。它比用單調(diào)性的定義證明要簡單許多,劃分也容易理解得多。討論可導(dǎo)函數(shù)得單調(diào)性可按如下步驟進(jìn)行:
(1)
確定的定義域;(2)求
,令
,解方程求分界點(diǎn);
(3)用分屆點(diǎn)將定義域分成若干個開區(qū)間;
(4)判斷在每個開區(qū)間內(nèi)的符號,即可確定
的單調(diào)性。
以下是前幾年高考用導(dǎo)數(shù)證明、求單調(diào)性的題目,舉例說明如下:
例1設(shè),
是
上的偶函數(shù)。
(I)求的值;(II)證明
在
上是增函數(shù)。(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(dāng)時,有
,此時
�!�
在
上是增函數(shù)。
例2設(shè)函數(shù),其中
。(2000年全國、天津卷)
(I)解不等式;(II)證明:當(dāng)
時,函數(shù)
在區(qū)間
上是單調(diào)函數(shù)。
解1:(I)分類討論解無理不等式(略)。 (II)作差比較(略)。
解2:(i)當(dāng)
時,有
,此時
,函數(shù)
在區(qū)間
上是單調(diào)遞減函數(shù)。但
,因此,當(dāng)且僅當(dāng)
時,
。
(ii)當(dāng)時,解不等式
,得
,
在區(qū)間
上是單調(diào)遞減函數(shù)。解方程
,得
或
,
∵, ∴當(dāng)且僅當(dāng)
時,
,
綜上,(I)當(dāng)時,所給不等式的解集為:
;
當(dāng)時,所給不等式的解集為:
。
(II)當(dāng)且僅當(dāng)時,函數(shù)
在區(qū)間
上時單調(diào)函數(shù)。
例3設(shè),求函數(shù)
的單調(diào)區(qū)間。(2003年高考(理)19題)
解:(
) 當(dāng)
,
時,
,
,
(i)當(dāng)時,對所有
,恒有
,即
,此時
在
單調(diào)遞增;
(ii)當(dāng)時,對
,恒有
,即
,此時
在
單調(diào)遞增,在
單調(diào)遞增,
又知函數(shù)在
處連續(xù),因此
在
單調(diào)遞增;
(iii)當(dāng)時,令
,即
,
解得或
,因此,函數(shù)
在
單調(diào)遞增,在
單調(diào)遞增,令
,即
,
解得,
因此,函數(shù)在
上單調(diào)遞減。
本題用傳統(tǒng)作差比較法無法求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,只有用導(dǎo)數(shù)才行。
3.與
為增函數(shù)的關(guān)系。
由前分析,為增函數(shù),一定可以推出
,但反之不一定,因?yàn)?sub>
,即為
或
。當(dāng)函數(shù)在某個區(qū)間內(nèi)恒有
,則
為常數(shù),函數(shù)不具有單調(diào)性�!�
是
為增函數(shù)的必要不充分條件。
函數(shù)的單調(diào)性是函數(shù)一條重要性質(zhì),也是高中階段研究的重點(diǎn),我們一定要把握好以上三個關(guān)系,用導(dǎo)數(shù)判斷好函數(shù)的單調(diào)性。因此新教材為解決單調(diào)區(qū)間的端點(diǎn)問題,都一律用開區(qū)間作為單調(diào)區(qū)間,避免討論以上問題,也簡化了問題。但在實(shí)際應(yīng)用中還會遇到端點(diǎn)的討論問題,特別是研究以下問題時。
2.時,
與
為增函數(shù)的關(guān)系。
若將的根作為分界點(diǎn),因?yàn)橐?guī)定
,即摳去了分界點(diǎn),此時
為增函數(shù),就一定有
�!喈�(dāng)
時,
是
為增函數(shù)的充分必要條件。
我們在應(yīng)用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性時一定要搞清以下三個關(guān)系,才能準(zhǔn)確無誤地判斷函數(shù)的單調(diào)性。以下以增函數(shù)為例作簡單的分析,前提條件都是函數(shù)在某個區(qū)間內(nèi)可導(dǎo)。
1.與
為增函數(shù)的關(guān)系。
由前知,能推出
為增函數(shù),但反之不一定。如函數(shù)
在
上單調(diào)遞增,但
,∴
是
為增函數(shù)的充分不必要條件。
等積轉(zhuǎn)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(cè)面
與底面垂直,
且
,(如圖7)
(III)求C到側(cè)面的距離。
分析:連結(jié)A1B、A1C,過A1作AC的垂線A1D,D為垂足,由題意可知A1D⊥面ABC。根據(jù)定義,點(diǎn)C到面A1AAB1的距離,即為三棱錐C-A1AB的高h(yuǎn)。
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(diǎn),求四棱錐
的體積。
分析:
易證四邊形為菱形,連結(jié)
,則
說明:利用等積變換既可求得有關(guān)幾何體的體積,又可避開作出點(diǎn)到平面的距離而直接求出。
總之,立體幾何問題聯(lián)系多多,變化多多,但只要能對其進(jìn)行合理而有效的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化,是研究立體幾何問題最重要的數(shù)學(xué)方法之一。在解決實(shí)際問題中,往往通過一定手段,將空間問題轉(zhuǎn)化成平面問題,得以解決。
例3. 如圖5,設(shè)正三棱錐S-ABC的底面邊長為a,側(cè)棱長為2a,過A作與側(cè)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(cè)棱SA將三棱錐的側(cè)面展開如圖6,求周長最小值問題就轉(zhuǎn)化成了求A、A'兩點(diǎn)間的最短距離。
設(shè),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(cè)面展開,空間問題轉(zhuǎn)化成平面問題來解決。
割·補(bǔ)轉(zhuǎn)化是通過割與補(bǔ),來改變幾何體的狀態(tài),由復(fù)雜幾何體變?yōu)楹唵螏缀误w的數(shù)學(xué)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(jié)AD、PD,
平面APD,又
,
∴
分析二:
如圖3,以三棱錐的底面為底面,側(cè)棱PA為側(cè)棱,補(bǔ)成三棱柱
,連結(jié)EC、EB,則易證AP⊥平面EBC,
分析三:
如圖4,將補(bǔ)成平行四邊形ABCF,可利用
易得:
說明:割·補(bǔ)轉(zhuǎn)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(jìn)行合理分割,又可實(shí)施有效的添補(bǔ)。
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