学案1函数与方程思想.ppt
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1、学案1函数与方程思想 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望3.3.数列的通项与前数列的通项与前n n项和是自变量为正整数的函数项和是自变量为正整数的函数,用用 函数的观点去处理数列问题十分重要函数的观点去处理数列问题十分重要.4.4.函数函数f f(x x)=()=(a a+bxbx)n n(n nNN*)与二项式定理密切相关与二项式定理密切相关,利用这个函数利用这个函数,用赋值法和比较法可以解决与二项式用赋值法和比较法可以解决与二项式 定理有关的诸多问
2、题及求和的问题定理有关的诸多问题及求和的问题.5.5.解析几何中的许多问题,例如直线与二次曲线的位解析几何中的许多问题,例如直线与二次曲线的位 置关系问题,需通过二元方程组才能解决置关系问题,需通过二元方程组才能解决.6.6.立体几何中的有关线段、角、面积的计算立体几何中的有关线段、角、面积的计算,经常需经常需 用到方程或建立函数表达式的方法加以解决用到方程或建立函数表达式的方法加以解决,建立空建立空 间向量后,立体几何与函数方程之间的关系就能较间向量后,立体几何与函数方程之间的关系就能较 为密切为密切.1.1.设函数设函数f f(x x)=)=x x3 3+x x,则对任意实数则对任意实数a
3、 a,b b,“,“a a+b b0”0”是是“f f(a a)+)+f f(b b)0”)0”的的 ()()A.A.充分必要条件充分必要条件 B.B.充分而不必要条件充分而不必要条件 C.C.必要而不充分条件必要而不充分条件 D.D.既不充分也不必要条件既不充分也不必要条件 解析解析 因为函数因为函数f f(x x)=)=x x3 3+x x,所以所以f f(x x)在在R R上是递增的奇上是递增的奇 函数,又函数,又a a+b b0,0,所以所以a a-b b,则则f f(a a)f f(-(-b b)=-)=-f f(b b),),所以所以f f(a a)+)+f f(b b)0)0,且
4、每一步都是可逆的,且每一步都是可逆的.故选故选A.A.A A2.2.已知已知|a a|=2,|=2,|b b|=1,|=1,为为a a与与b b的夹角的夹角,则关于则关于x x的方程的方程 x x2 2+|+|a a|x x+a ab b=0=0有实数根的概率为有实数根的概率为 ()()A.A.B.B.C.C.D.D.解析解析因方程因方程x x2 2+|+|a a|x x+a ab b=0=0有实数根有实数根,所以所以=|=|a a|2 2-4-4a ab b=4(1-2=4(1-2 )0)0,C C3.3.对任意对任意a a-1,1,-1,1,若函数若函数f f(x x)=)=x x2 2+
5、(+(a a-4)-4)x x+4-2+4-2a a的值的值 恒为正恒为正,则则x x的取值范围是的取值范围是 ()()A.(1,3)B.(-,1)(3,+)A.(1,3)B.(-,1)(3,+)C.(1,2)D.(-,1)(2,+)C.(1,2)D.(-,1)(2,+)解析解析 因为函数因为函数f f(x x)=)=x x2 2+(+(a a-4)-4)x x+4-2+4-2a a的值恒为正的值恒为正,可可 看成关于看成关于a a的一次函数的一次函数,不妨令不妨令g g(a a)=()=(x x-2)-2)a a+x x2 2-4-4x x+4,+4,x x1 1或或x x3.3.x x(-
6、,1)(3,+).(-,1)(3,+).B B4.4.已知等差数列已知等差数列 a an n 的前的前n n项和满足项和满足S S7 7=S S1616,则则S S2323=_.=_.解析解析 由题意可设由题意可设S Sn n=AnAn2 2+BnBn,所以所以7 72 2A A+7+7B B=16=162 2A A+16+16B B,即,即2323A A+B B=0=0,所以所以S S2323=23=232 2A A+23+23B B=23(23=23(23A A+B B)=0.)=0.0 0题型一题型一 运用函数与方程思想解决函数、方程和不运用函数与方程思想解决函数、方程和不 等式的有关问
7、题等式的有关问题【例【例1 1】对于满足】对于满足00p p44的一切实数,不等式的一切实数,不等式 x x2 2+px+px44x x+p p-3-3恒成立,试求恒成立,试求x x的取值范围的取值范围.解解 不等式不等式x x2 2+pxpx4 4x x+p p-3-3恒成立,恒成立,即即(x x-1)-1)p p+x x2 2-4-4x x+3+30 0恒成立,恒成立,构造函数构造函数f f(p p)=()=(x x-1)-1)p p+x x2 2-4-4x x+3.+3.当当x x=1=1时,时,f f(p p)=0)=0,不满足,不满足f f(p p)0.0.f f(p p)表示表示p
8、 p的一次函数的一次函数,p p0,4,0,4,函数函数f f(x x)的图象是一条线段的图象是一条线段,要使要使f f(p p)0 0在在0,40,4上上恒成立,恒成立,解得解得x x-1-1或或x x3,3,所以所以x x的取值范围是的取值范围是(-,-1)(3,+).(-,-1)(3,+).【探究拓展探究拓展】本题看上去是一个不等式的问题】本题看上去是一个不等式的问题,但是但是 经过等价转化经过等价转化,确定适合的变量和参数确定适合的变量和参数,从而揭示函从而揭示函 数关系数关系,使问题更加明朗化使问题更加明朗化,因此我们把它转化为一因此我们把它转化为一 个简单的一次函数个简单的一次函数
9、,并借助函数图象建立一个关于并借助函数图象建立一个关于x x 的不等式组的不等式组,从而求得从而求得x x的取值范围的取值范围.变式训练变式训练1 1 设不等式设不等式2 2x x-1-1m m(x x2 2-1)-1)对满足对满足|m m|2|2的的 一切实数一切实数m m的取值都成立,求的取值都成立,求x x的取值范围的取值范围.解解 设设f f(m m)=()=(x x2 2-1)-1)m m-(2-(2x x-1),-1),此为关于此为关于m m的一次函的一次函 数或常函数数或常函数.即即2 2x x-1-1m m(x x2 2-1)-1)对对|m m|2|2的一切的一切m m都成立都
10、成立.所以所以x x的取值范围是的取值范围是题型二题型二 运用函数思想证明不等式问题运用函数思想证明不等式问题【例【例2 2】若】若x x(0,+),(0,+),求证:求证:证明证明 当当t t(1,+)(1,+)时时,f f(t t)0,0,所以函数所以函数f f(t t)在区间在区间(1,(1,+)+)上是增函数上是增函数,则有则有f f(t t)f f(1)=0,(1)=0,即即t t-1-1lnln t t.当当t t(1,+)(1,+)时时,g g(t t)0,0,所以函数所以函数g g(t t)在区间在区间 (1,+)(1,+)上是增函数,上是增函数,【探究拓展探究拓展】在解决值的
11、大小比较问题时,往往通】在解决值的大小比较问题时,往往通 过构造适当的函数,利用函数的单调性或图象解过构造适当的函数,利用函数的单调性或图象解 决,这是一种重要的思想方法决,这是一种重要的思想方法.利用导数解决不利用导数解决不 等式问题时,一般要先根据欲证不等式的结构形等式问题时,一般要先根据欲证不等式的结构形 式及特点,构造相应的函数借助导数研究函数的式及特点,构造相应的函数借助导数研究函数的 单调性,从而使问题迅速解决单调性,从而使问题迅速解决.变式训练变式训练2 2 证明证明 令令x x=1,2,=1,2,n n-1-1时时,代入上式代入上式,将所得不等式两边相将所得不等式两边相 加加,
12、得得题型三题型三 利用函数思想解决数列问题利用函数思想解决数列问题【例【例3 3】已知】已知设设f f(n n)=)=S S2 2n n+1+1-S Sn n+1+1,试确定实数试确定实数m m的取值范围的取值范围,使得对于使得对于一切大于一切大于1 1的正整数的正整数n n,不等式,不等式解解 由由f f(n n)=)=S S2 2n n+1+1-S Sn n+1+1,得得 f f(n n)f f(n n-1)-1)f f(3)(3)f f(2)(2)(n nNN*,n n2).2).要使对于一切大于要使对于一切大于1 1的正整数的正整数n n,原不等式恒成立原不等式恒成立,设设y y=lo
13、g=logm m(m m-1)-1)2 2,则则y y0.0.【探究拓展探究拓展】在解答这类问题时】在解答这类问题时,应首先确定应首先确定f f(n n)的的 表达式表达式,而而f f(n n)是一个不可求和的的数列是一个不可求和的的数列,直接求直接求f f(n n)的最小值是不可能的的最小值是不可能的,进而研究进而研究f f(n n)的单调性可知的单调性可知,f f(n n)是单调递增所以是单调递增所以f f(n n)minmin=f f(2),(2),结合不等式恒成结合不等式恒成 立立,进一步利用函数与方程思想使问题得以解决进一步利用函数与方程思想使问题得以解决.变式训练变式训练3 3 已
14、知已知f f(x x)是定义在正整数集是定义在正整数集N N*上的函上的函 数,当数,当x x为奇数时,为奇数时,f f(x x+1)-+1)-f f(x x)=1)=1;当;当x x为偶数时,为偶数时,f f(x x+1)-+1)-f f(x x)=3,)=3,且满足且满足f f(1)+(1)+f f(2)=5.(2)=5.(1 1)求证:)求证:f f(2(2n n-1)(-1)(n nNN*)是等差数列;是等差数列;(2 2)求)求f f(x x)的解析式的解析式.(1 1)证明证明 由于由于n nNN*,则,则2 2n n为偶数,为偶数,2 2n n-1-1为奇数,为奇数,由题意得,由
15、题意得,两式相加得,两式相加得,f f(2(2n n+1)-+1)-f f(2(2n n-1)=4,-1)=4,所以所以 f f(2(2n n-1)(-1)(n nNN*)是以是以4 4为公差的等差数列为公差的等差数列.(2)(2)解解 所以所以f f(2(2n n-1)=-1)=f f(1)+(1)+(n n-1)4=2(2-1)4=2(2n n-1),-1),因此当因此当x x为奇数时,为奇数时,f f(x x)=2)=2x x,又因为当又因为当x x为奇数时,为奇数时,f f(x x+1)-+1)-f f(x x)=1,)=1,所以所以f f(x x+1)=2+1)=2x x+1=2(+
16、1=2(x x+1)-1,+1)-1,故当故当x x为偶数时,为偶数时,f f(x x)=2)=2x x-1.-1.题型四题型四 运用函数与方程思想解决立体几何问题运用函数与方程思想解决立体几何问题【例【例4 4】三棱锥】三棱锥S SABCABC,SASA=x x,其余所有棱长均为其余所有棱长均为2,2,它它 的体积为的体积为V V,(1)(1)求求V V=f f(x x)的表达式的表达式;(2)(2)当当x x为何值时为何值时,V V有最大值?并求出最大值有最大值?并求出最大值.解解 (1)(1)取取BCBC的中点的中点D D,连接连接SDSD、ADAD,SDSDBCBC,ADADBCBC,
17、所以所以BCBC平面平面SADSAD,取取SASA的中点的中点 E E,连接连接EDED,因为因为SDSD=ADAD=,=,所以所以DEDESASA,【探究拓展探究拓展】在解答立体几何中的在解答立体几何中的“运动问题运动问题”、“最值问题最值问题”等问题时等问题时,常常借助函数思想来解决常常借助函数思想来解决,建立目标函数后建立目标函数后,运用函数的方法来解决运用函数的方法来解决.变式训练变式训练4 4 正三角形正三角形ABCABC的边长为的边长为a a,直线,直线 DEDEBCBC,交交ABAB,ACAC于点于点D D,E E,现将现将 ADEADE沿沿DEDE折起成折起成6060的二面角,
18、的二面角,求求DEDE在何位置时,折起后点在何位置时,折起后点A A到到 BCBC的距离最短,最短距离是多少的距离最短,最短距离是多少.解解 取取BCBC的中点的中点MM,连接连接AMAM交交DEDE于于N N,则则AMAMDEDE,沿沿DEDE折起时折起时,如图所示如图所示,ANANDEDE,MNMNDEDE,则则ANMANM是二面角是二面角 A ADEDEMM的平面角,即的平面角,即 ANMANM=60=60,且,且AMAMBCBC,则线段则线段AMAM的长为所求,的长为所求,设设ANAN=x x,则,则MNMN=在在AMNAMN中,中,AMAM2 2=ANAN2 2+MNMN2 2-2-
19、2ANANMNMNcos 60cos 60所以当所以当x x=时,即时,即DEDE为为ABCABC的中位线时,的中位线时,AMAM最短,且最短距离为最短,且最短距离为 .【考题再现考题再现】(2008(2008天津天津)设函数设函数f f(x x)=)=x x4 4+axax3 3+2+2x x2 2+b b(x xR R),),其中其中 a a、b bR.R.(1)(1)当当a a=时时,讨论函数讨论函数f f(x x)的单调性;的单调性;(2)(2)若函数若函数f f(x x)仅在仅在x x=0=0处有极值处有极值,求求a a的取值围;的取值围;(3)(3)若对于任意的若对于任意的a a-
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- 函数 方程 思想
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