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解題必須有思想的指導,也就是說,數(shù)學解題的基本方法是具有思想性的. 數(shù)學的思想是數(shù)學基本方法的靈魂.
在數(shù)學復習中,有意識地揭示這些數(shù)學基本方法中所隱含的數(shù)學思想, 在數(shù)學學習活動中形成一些數(shù)學的觀點;在數(shù)學知識結(jié)構(gòu)的形成、完善過程中,有意識地用數(shù)學的觀點去觀察、分析數(shù)學問題,不斷地獲取、積累、深化這些數(shù)學的觀點,使這些數(shù)學的觀點能夠在數(shù)學思維中升華為數(shù)學意識,從而就能從根本上提高思維能力, 提升思維層次,提高數(shù)學能力,這是數(shù)學學習的有效方法之一,也是數(shù)學學習的目的.
例1.已知 , ,求 的值.
分析(1) ,,在公式
中是聯(lián)系在一起的,由此,我們可以下面的解法.
解法(1) ∵ ,
∴ ===8.
分析(2) 顯然由和要分別解出的值是不可能的,但是,我們可以利用和消去中的變元,從而得的值,也就是說,消元就是解這個問題的指導思想,而且, 消元在代數(shù)式的求值中具有一般的指導意義.
解法(2) ∵ , ,
∴ , ,
∴ =
=
=
=8.
例2. 設(shè),求證:.
證明方法(一):
=
= (1)
>
故成立.
證明方法(二)
==
∴ ==
故成立.
問題: ①表達式(1)是如何冒出來的? ②證明方法(一)與證明方法(二)有什么關(guān)系?
例3.化簡:.
分析: 這是一個極容易的化簡題, 學生很可能盲目地獲得結(jié)果.我們要問: 解本題的指導思
想是什么?
先看下面兩個解法:
解法(一): 原式=
=
=
=
=1
解法(二): 原式=
=
=1
說明: 證明方法(一)中將被化簡式的表達形式與公式掛鉤不容易, 因此,這一種方法的
技巧性較強.證明方法(二)的指導思想是:“消元”. 我們又要問:消元的方法是什么? 回答是: ① 減少三角函數(shù)名稱,② 減少角的表達形式.
由證明方法(二)的指導思想還可以獲得以下證明方法:
解法(三) 原式消元成只含的表達式而被化簡.
原式=
=
=1
解法(四) 原式消元成只含的表達式而被化簡.
原式=
=
=1
例4.已知圓,直線過定點A (1,0).
(1)若與圓相切,求的方程;
(2)若與圓相交于P,Q兩點,線段PQ的中點為M,又與的交點為N,判斷是否為定值,若是,則求出定值;若不是,請說明理由.
(1) 解:①若直線的斜率不存在,即直線是,符合題意.
②若直線斜率存在,設(shè)直線為,即.
由題意知,圓心(3,4)到已知直線的距離等于半徑2,即: ,
解之得 .
所求直線方程是,?! ?
(2) 解法一:直線與圓相交,斜率必定存在,且不為0,可設(shè)直線方程為
由 得.
又直線CM與垂直,由 得.
∴
為定值.
故是定值,且為6.
解法二:直線與圓相交,斜率必定存在,且不為0,可設(shè)直線方程為.
由 得.
再由 得.
∴ 得.
以下同解法一.
解法三:用幾何法,
如圖所示,△AMC∽△ABN,則,可得,是定值.
說明: 顯然, 由于應(yīng)用了平面幾何知識, 解法(三)比解法(一)、解法(二)簡潔.
例5. 雙曲線的離心率為,A、F分別是雙曲線的左頂點、右焦點,過點F的直線交雙曲線的右支于P、Q兩點,交y軸于R點,AP、AQ分別交右準線于M、N兩點.
(1) 若,求直線的斜率;
(2) 證明:M、N兩點的縱坐標之積為.
解: (1)解:設(shè),
∵ 雙曲線的離心率為, ∴ ,雙曲線方程為,
∵ , ∴,
∵ 直線為, ∴ ,
∵ 點Q是雙曲線上一點, ∴ ,整理得,
解得.
(2)證明:設(shè)由題設(shè)可知:直線的方程為 ,直線的方程為.
∴ ,
∴ ,
由得
∴ ,
,
∴ .(k不存在要作特殊處理)
例6. (揚州市2008屆高三第二次調(diào)研測試)
已知圓C:,直線,且直線與圓C交于,點滿足.
(1) 當時,求的值;
(2) 若,求的取值范圍.
解:(1)當時,點在圓上,故當且僅當直線過圓心時滿足,
∵ 圓心的坐標為(1,1), ∴ .
設(shè),
由 消去可得,,
, ,
∵ , ∴ ,
∴ , ,
即 ,
∴ ,
方法(1) 對進行整理,
方法(2) 對進行整理,
令, 則函數(shù)的圖象與軸在上有公共點,若,則,故不可取.
故
∴ 或或
或或
顯然, 方法(1)和(2)不易求解.
方法(3) 由得,
① 令
()
∴ , , ,
,
∴ 2<, 解得,或
② 令 ,則
∴ 在上為單調(diào)減函數(shù),
∴
∵ =
∴ 2, 2, 解得,或
例7.蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市2007年第二次模擬考試題(題20)
已知點都在橢圓()上,分別過兩個焦點,當時,有成立.
(1)求此橢圓的離心率;
(2)設(shè),,當點A在橢圓上運動時,
求證: 始終是定植.
分析: 本題是一個求值的問題. 在高中數(shù)學中, 求值的一般方法是:一是給出未知量的方程,解這個方程得值,題(1)可用這一思想;二是給出未知量的函數(shù)表達式,對表達式消元得值,題(2)可用這一思想.題(2)給出未知量的函數(shù)表達式的方法有兩種:
(1) 解: 當時,,
∴ , ,
∴ .
由橢圓的定義,得, ∴ ,
在直角三角形中,
∵ ,
∴ ∴ .
(2) 解:由可知,, 故橢圓的方程可化為,焦點為.
設(shè),,.
方法① .當直線的斜率存在時,
方法(1)直線的方程為,代入橢圓方程,得
,
∴ , ,
∵ , ∴ , ,
同理可得, ,
∴ +,
∴ .
方法(2)直線的方程為,代入橢圓方程,得
-,
.
∵ ,
∴ , , ,
∴ ,
同理可得, ,
∴ +=.
.當直線的斜率不存在時,,
.
綜上所述, 是定值.
方法② ∵ ,, ∴ ,,
∴
∴ 兩式相減可得, , (∵
,
.
同理可得, , ∴ .
.當直線的斜率不存在時,, .
綜上所述, 是定值.
例8.(宿遷市2007屆高三年級第四次考試)21題
由原點O向曲線引切線,切點異于點O,再由點引此曲線的切線,切點異于點,如此繼續(xù)下去,得到點列.
(1) 求;
(2) 求證數(shù)列為等比數(shù)列.
(1) ∵, ∴
∴ 過原點O, 切點為的切線方程為,
∴ 消去得,
∵ ∴ .
(2) 證明: 設(shè)過點的直線與曲線切于點,
則切線方程為
∴
∵ ,
∴
∴ ,
∵, ∴ ,
∴數(shù)列是以為首項,為公比的等比數(shù)列.