题目列表(包括答案和解析)
3.过抛物线的焦点F的直线与抛物线交于M、N两点,若M、N在抛物线的准线上的射影分别是M1、N1,则∠M1FN1等于
A.45° B.60° C.90° D.120°
2.过抛物线y2=4x的焦点作直线交抛物线于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,若x1+x2=6,那么|AB|等于
A.10 B.8 C.6 D.4
1.抛物线y=-的准线方程为
A.x= B.y=
C.x= D.y=
函数单调区间的合并主要依据是函数在单调递增,在单调递增,又知函数在处连续,因此在单调递增。同理减区间的合并也是如此,即相邻区间的单调性相同,且在公共点处函数连续,则二区间就可以合并为一个区间。
[例]用导数求函数()的单调区间。
解:(用第一种关系及单调区间的合并),当,即或时,∴在,上为增函数,又∵在处连续,且相邻区间的单调性又相同,∴在上为增函数。
旧教材很少提到函数单调区间的合并,原因在于教师很难讲,学生很难把握,但是新教材引进函数的连续性和导数之后就很容易说明,也很容易理解了。
综之,用导数证明划分函数的单调性是导数最常用、也是最基本的应用,其它重要性如极值、最值等都必须用到单调性。它比用单调性的定义证明要简单许多,划分也容易理解得多。讨论可导函数得单调性可按如下步骤进行:
(1) 确定的定义域;(2)求,令,解方程求分界点;
(3)用分届点将定义域分成若干个开区间;
(4)判断在每个开区间内的符号,即可确定的单调性。
以下是前几年高考用导数证明、求单调性的题目,举例说明如下:
例1设,是上的偶函数。
(I)求的值;(II)证明在上是增函数。(2001年天津卷)
解:(I)依题意,对一切有,即,
∴对一切成立,由此得到,,又∵,∴。
(II)证明:由,得,
当时,有,此时。∴在上是增函数。
例2设函数,其中。(2000年全国、天津卷)
(I)解不等式;(II)证明:当时,函数在区间上是单调函数。
解1:(I)分类讨论解无理不等式(略)。 (II)作差比较(略)。
解2:(i)当时,有,此时,函数在区间上是单调递减函数。但,因此,当且仅当时,。
(ii)当时,解不等式,得,在区间上是单调递减函数。解方程,得或,
∵, ∴当且仅当时,,
综上,(I)当时,所给不等式的解集为:;
当时,所给不等式的解集为:。
(II)当且仅当时,函数在区间上时单调函数。
例3设,求函数的单调区间。(2003年高考(理)19题)
解:() 当,时,
,,
(i)当时,对所有,恒有,即,此时在单调递增;
(ii)当时,对,恒有,即,此时在单调递增,在单调递增,
又知函数在处连续,因此在单调递增;
(iii)当时,令,即,
解得或,因此,函数在单调递增,在单调递增,令,即,
解得,
因此,函数在上单调递减。
本题用传统作差比较法无法求函数的单调区间,只有用导数才行。
3.与为增函数的关系。
由前分析,为增函数,一定可以推出,但反之不一定,因为,即为或。当函数在某个区间内恒有,则为常数,函数不具有单调性。∴是为增函数的必要不充分条件。
函数的单调性是函数一条重要性质,也是高中阶段研究的重点,我们一定要把握好以上三个关系,用导数判断好函数的单调性。因此新教材为解决单调区间的端点问题,都一律用开区间作为单调区间,避免讨论以上问题,也简化了问题。但在实际应用中还会遇到端点的讨论问题,特别是研究以下问题时。
2.时,与为增函数的关系。
若将的根作为分界点,因为规定,即抠去了分界点,此时为增函数,就一定有。∴当时,是为增函数的充分必要条件。
我们在应用导数判断函数的单调性时一定要搞清以下三个关系,才能准确无误地判断函数的单调性。以下以增函数为例作简单的分析,前提条件都是函数在某个区间内可导。
1.与为增函数的关系。
由前知,能推出为增函数,但反之不一定。如函数在上单调递增,但,∴是为增函数的充分不必要条件。
等积转化,亦称等积变换。通常是指用不同的方式求同一几何体的体积(或同一平面图形的面积)
例4. (’98全国高考)已知斜三棱柱,的侧面与底面垂直,且,(如图7)
(III)求C到侧面的距离。
分析:连结A1B、A1C,过A1作AC的垂线A1D,D为垂足,由题意可知A1D⊥面ABC。根据定义,点C到面A1AAB1的距离,即为三棱锥C-A1AB的高h。
由得:
即:
为所求
例5. (’92全国高考)如图8,已知是棱长为a的正方体,E、F分别为棱与的中点,求四棱锥的体积。
分析:
易证四边形为菱形,连结,则
说明:利用等积变换既可求得有关几何体的体积,又可避开作出点到平面的距离而直接求出。
总之,立体几何问题联系多多,变化多多,但只要能对其进行合理而有效的转化,便可使问题浮出水面,看得见,摸得着。
由三维空间向二维空间转化,是研究立体几何问题最重要的数学方法之一。在解决实际问题中,往往通过一定手段,将空间问题转化成平面问题,得以解决。
例3. 如图5,设正三棱锥S-ABC的底面边长为a,侧棱长为2a,过A作与侧棱SB、SC都相交的截面AEF,求这个截面周长的最小值。
分析:沿侧棱SA将三棱锥的侧面展开如图6,求周长最小值问题就转化成了求A、A'两点间的最短距离。
设,则由余弦定理得
所以
可求得
即所求截面周长的最小值为
说明:这类问题通常都是将几何体的侧面展开,空间问题转化成平面问题来解决。
割·补转化是通过割与补,来改变几何体的状态,由复杂几何体变为简单几何体的数学方法。
例2. (’87全国高考)如图2,三棱锥中,已知,PA、BC的公垂线段,求证三棱锥的体积。
分析一:
如图2,连结AD、PD,
平面APD,又,
∴
分析二:
如图3,以三棱锥的底面为底面,侧棱PA为侧棱,补成三棱柱,连结EC、EB,则易证AP⊥平面EBC,
分析三:
如图4,将补成平行四边形ABCF,可利用
易得:
说明:割·补转化是解决立体几何问题常用的方法之一,对同一几何体既可进行合理分割,又可实施有效的添补。
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