小學(xué)數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-242012屆高三特長(zhǎng)班數(shù)學(xué)復(fù)數(shù)總復(fù)習(xí)。
古人云,工欲善其事,必先利其器。作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫好呢?小編收集并整理了“2012屆高三特長(zhǎng)班數(shù)學(xué)復(fù)數(shù)總復(fù)習(xí)”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
高三特長(zhǎng)班數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)——復(fù)數(shù)
一、知識(shí)梳理:
1、復(fù)數(shù)定義:,其中i滿足。
2、復(fù)數(shù)a+bi(a,b∈R)與復(fù)平面內(nèi)的點(diǎn)P一一對(duì)應(yīng),記向量是一一對(duì)應(yīng)的.與虛軸上的點(diǎn)對(duì)應(yīng),與實(shí)軸上的點(diǎn)對(duì)應(yīng),復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離叫做。
3、復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)的共軛復(fù)數(shù):
4、熟練記憶掌握運(yùn)用以下結(jié)論:
(1)復(fù)數(shù)相等的充要條件:a+bi=c+di等價(jià)于。
(2)復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)是實(shí)數(shù)的充要條件:,是純虛數(shù)的充要條件:,是虛數(shù)的充要條件:,是零的充要條件:。
(3)復(fù)數(shù)z=a+bi(a,b∈R)的模記作。
5、復(fù)數(shù)運(yùn)算:(1)復(fù)數(shù)加法:(a+bi)+(c+di)=
(2)復(fù)數(shù)減法:(a+bi)-(c+di)=
(3)乘法:(a+bi)(c+di)=
(a+bi)(a-bi)=(a+bi)2=(a-bi)2=
(4)除法:
牛刀小試:(6-5i)+(3+2i)(6-5i)-(3+2i)(6-5i)(3+2i)
二、高考鏈接
1、復(fù)數(shù)的實(shí)部是()A.-2B.2C.3D.4
2、設(shè)的共軛復(fù)數(shù)是,若,,則等于()
A.B.C.D.
3、復(fù)數(shù)等于()..
A.B.C.D.
4、已知(a,b∈R),其中i為虛數(shù)單位,則a+b=()
(A)-1(B)1(C)2(D)3
三、搶分演練:
1、下列n的取值中,使=1(i是虛數(shù)單位)的是()
A.n=2B.n=3C.n=4D.n=5
2、在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于()
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限.
3.若i為虛數(shù)單位,圖中復(fù)平面內(nèi)點(diǎn)Z表示復(fù)數(shù)Z,則表示復(fù)數(shù)的點(diǎn)是()
A.EB.FC.GD.H
4、若復(fù)數(shù)為純虛數(shù),則實(shí)數(shù)的值為
A.B.C.D.或.
5、設(shè)(是虛數(shù)單位),則()
A.B.C.D.
6、i是虛數(shù)單位,i(1+i)等于()
A.1+iB.-1-iC.1-iD.-1+i
7、復(fù)數(shù)()
A.2B.-2C.D.
8、已知復(fù)數(shù),那么=()
(A)(B)(C)(D)
9、是虛數(shù)單位,()
A、B、C、D、
10、已知是實(shí)數(shù),是純虛數(shù),則=()
(A)1(B)-1(C)(D)-
11、i是虛數(shù)單位,若,則乘積的值是()()
(A)-15(B)-3(C)3(D)15
12、復(fù)數(shù)的實(shí)部是。
13、若復(fù)數(shù)z滿足z(1+i)=1-i(I是虛數(shù)單位),則其共軛復(fù)數(shù)=__________________.
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2012屆高三理科數(shù)學(xué)數(shù)列總復(fù)習(xí)
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),作為教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢?下面是小編為大家整理的“2012屆高三理科數(shù)學(xué)數(shù)列總復(fù)習(xí)”,相信您能找到對(duì)自己有用的內(nèi)容。
第六章數(shù)列
高考導(dǎo)航
考試要求重難點(diǎn)擊命題展望
1.數(shù)列的概念和簡(jiǎn)單表示法?
(1)了解數(shù)列的概念和幾種簡(jiǎn)單的表示方法(列表、圖象、通項(xiàng)公式);?(2)了解數(shù)列是自變量為正整數(shù)的一類函數(shù).?
2.等差數(shù)列、等比數(shù)列?
(1)理解等差數(shù)列、等比數(shù)列的概念;?
(2)掌握等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式;?
(3)能在具體問(wèn)題情境中識(shí)別數(shù)列的等差關(guān)系或等比關(guān)系,并能用有關(guān)知識(shí)解決相應(yīng)的問(wèn)題;?
(4)了解等差數(shù)列與一次函數(shù)、等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系.本章重點(diǎn):1.等差數(shù)列、等比數(shù)列的定義、通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式及有關(guān)性質(zhì);
2.注重提煉一些重要的思想和方法,如:觀察法、累加法、累乘法、待定系數(shù)法、倒序相加求和法、錯(cuò)位相減求和法、裂項(xiàng)相消求和法、分組求和法、函數(shù)與方程思想、數(shù)學(xué)模型思想以及離散與連續(xù)的關(guān)系.?
本章難點(diǎn):1.數(shù)列概念的理解;2.等差等比數(shù)列性質(zhì)的運(yùn)用;3.數(shù)列通項(xiàng)與求和方法的運(yùn)用.仍然會(huì)以客觀題考查等差數(shù)列與等比數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式及性質(zhì),在解答題中,會(huì)保持以前的風(fēng)格,注重?cái)?shù)列與其他分支的綜合能力的考查,在高考中,數(shù)列??汲P拢渲饕蚴撬鳛橐粋€(gè)特殊函數(shù),使它可以與函數(shù)、不等式、解析幾何、三角函數(shù)等綜合起來(lái),命出開放性、探索性強(qiáng)的問(wèn)題,更體現(xiàn)了知識(shí)交叉命題原則得以貫徹;又因?yàn)閿?shù)列與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系,使數(shù)列應(yīng)用題也倍受歡迎.
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
6.1數(shù)列的概念與簡(jiǎn)單表示法
典例精析
題型一歸納、猜想法求數(shù)列通項(xiàng)
【例1】根據(jù)下列數(shù)列的前幾項(xiàng),分別寫出它們的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1)7,77,777,7777,…
(2)23,-415,635,-863,…
(3)1,3,3,5,5,7,7,9,9,…
【解析】(1)將數(shù)列變形為79(10-1),79(102-1),79(103-1),…,79(10n-1),
故an=79(10n-1).
(2)分開觀察,正負(fù)號(hào)由(-1)n+1確定,分子是偶數(shù)2n,分母是1×3,3×5,5×7,…,(2n-1)(2n+1),故數(shù)列的通項(xiàng)公式可寫成an=(-1)n+1.
(3)將已知數(shù)列變?yōu)?+0,2+1,3+0,4+1,5+0,6+1,7+0,8+1,9+0,….
故數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=n+.
【點(diǎn)撥】聯(lián)想與轉(zhuǎn)換是由已知認(rèn)識(shí)未知的兩種有效的思維方法,觀察歸納是由特殊到一般的有效手段,本例的求解關(guān)鍵是通過(guò)分析、比較、聯(lián)想、歸納、轉(zhuǎn)換獲得項(xiàng)與項(xiàng)序數(shù)的一般規(guī)律,從而求得通項(xiàng).
【變式訓(xùn)練1】如下表定義函數(shù)f(x):
x12345
f(x)54312
對(duì)于數(shù)列{an},a1=4,an=f(an-1),n=2,3,4,…,則a2008的值是()
A.1B.2C.3D.4
【解析】a1=4,a2=1,a3=5,a4=2,a5=4,…,可得an+4=an.
所以a2008=a4=2,故選B.
題型二應(yīng)用an=求數(shù)列通項(xiàng)
【例2】已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn,分別求其通項(xiàng)公式:
(1)Sn=3n-2;
(2)Sn=18(an+2)2(an>0).
【解析】(1)當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=31-2=1,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=(3n-2)-(3n-1-2)=2×3n-1,
又a1=1不適合上式,
故an=
(2)當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=18(a1+2)2,解得a1=2,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=18(an+2)2-18(an-1+2)2,
所以(an-2)2-(an-1+2)2=0,所以(an+an-1)(an-an-1-4)=0,
又an>0,所以an-an-1=4,
可知{an}為等差數(shù)列,公差為4,
所以an=a1+(n-1)d=2+(n-1)4=4n-2,
a1=2也適合上式,故an=4n-2.
【點(diǎn)撥】本例的關(guān)鍵是應(yīng)用an=求數(shù)列的通項(xiàng),特別要注意驗(yàn)證a1的值是否滿足“n≥2”的一般性通項(xiàng)公式.
【變式訓(xùn)練2】已知a1=1,an=n(an+1-an)(n∈N*),則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式是()
A.2n-1B.(n+1n)n-1C.n2D.n
【解析】由an=n(an+1-an)an+1an=n+1n.
所以an=anan-1×an-1an-2×…×a2a1=nn-1×n-1n-2×…×32×21=n,故選D.
題型三利用遞推關(guān)系求數(shù)列的通項(xiàng)
【例3】已知在數(shù)列{an}中a1=1,求滿足下列條件的數(shù)列的通項(xiàng)公式:
(1)an+1=an1+2an;(2)an+1=2an+2n+1.
【解析】(1)因?yàn)閷?duì)于一切n∈N*,an≠0,
因此由an+1=an1+2an得1an+1=1an+2,即1an+1-1an=2.
所以{1an}是等差數(shù)列,1an=1a1+(n-1)2=2n-1,即an=12n-1.
(2)根據(jù)已知條件得an+12n+1=an2n+1,即an+12n+1-an2n=1.
所以數(shù)列{an2n}是等差數(shù)列,an2n=12+(n-1)=2n-12,即an=(2n-1)2n-1.
【點(diǎn)撥】通項(xiàng)公式及遞推關(guān)系是給出數(shù)列的常用方法,尤其是后者,可以通過(guò)進(jìn)一步的計(jì)算,將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化,構(gòu)造新數(shù)列求通項(xiàng),進(jìn)而可以求得所求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
【變式訓(xùn)練3】設(shè){an}是首項(xiàng)為1的正項(xiàng)數(shù)列,且(n+1)a2n+1-na2n+an+1an=0(n=1,2,3,…),求an.
【解析】因?yàn)閿?shù)列{an}是首項(xiàng)為1的正項(xiàng)數(shù)列,
所以anan+1≠0,所以(n+1)an+1an-nanan+1+1=0,
令an+1an=t,所以(n+1)t2+t-n=0,
所以[(n+1)t-n](t+1)=0,
得t=nn+1或t=-1(舍去),即an+1an=nn+1.
所以a2a1a3a2a4a3a5a4…anan-1=12233445…n-1n,所以an=1n.
總結(jié)提高
1.給出數(shù)列的前幾項(xiàng)求通項(xiàng)時(shí),常用特征分析法與化歸法,所求通項(xiàng)不唯一.
2.由Sn求an時(shí),要分n=1和n≥2兩種情況.
3.給出Sn與an的遞推關(guān)系,要求an,常用思路是:一是利用Sn-Sn-1=an(n≥2)轉(zhuǎn)化為an的遞推關(guān)系,再求其通項(xiàng)公式;二是轉(zhuǎn)化為Sn的遞推關(guān)系,先求出Sn與n之間的關(guān)系,再求an.
6.2等差數(shù)列
典例精析
題型一等差數(shù)列的判定與基本運(yùn)算
【例1】已知數(shù)列{an}前n項(xiàng)和Sn=n2-9n.
(1)求證:{an}為等差數(shù)列;(2)記數(shù)列{|an|}的前n項(xiàng)和為Tn,求Tn的表達(dá)式.
【解析】(1)證明:n=1時(shí),a1=S1=-8,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=n2-9n-[(n-1)2-9(n-1)]=2n-10,
當(dāng)n=1時(shí),也適合該式,所以an=2n-10(n∈N*).
當(dāng)n≥2時(shí),an-an-1=2,所以{an}為等差數(shù)列.
(2)因?yàn)閚≤5時(shí),an≤0,n≥6時(shí),an>0.
所以當(dāng)n≤5時(shí),Tn=-Sn=9n-n2,
當(dāng)n≥6時(shí),Tn=a1+a2+…+a5+a6+…+an
=-a1-a2-…-a5+a6+a7+…+an
=Sn-2S5=n2-9n-2×(-20)=n2-9n+40,
所以,
【點(diǎn)撥】根據(jù)定義法判斷數(shù)列為等差數(shù)列,靈活運(yùn)用求和公式.
【變式訓(xùn)練1】已知等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S21=42,若記bn=,則數(shù)列{bn}()
A.是等差數(shù)列,但不是等比數(shù)列B.是等比數(shù)列,但不是等差數(shù)列
C.既是等差數(shù)列,又是等比數(shù)列D.既不是等差數(shù)列,又不是等比數(shù)列
【解析】本題考查了兩類常見(jiàn)數(shù)列,特別是等差數(shù)列的性質(zhì).根據(jù)條件找出等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)與公差之間的關(guān)系從而確定數(shù)列{bn}的通項(xiàng)是解決問(wèn)題的突破口.{an}是等差數(shù)列,則S21=21a1+21×202d=42.
所以a1+10d=2,即a11=2.所以bn==22-(2a11)=20=1,即數(shù)列{bn}是非0常數(shù)列,既是等差數(shù)列又是等比數(shù)列.答案為C.
題型二公式的應(yīng)用
【例2】設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0.
(1)求公差d的取值范圍;
(2)指出S1,S2,…,S12中哪一個(gè)值最大,并說(shuō)明理由.
【解析】(1)依題意,有
S12=12a1+12×(12-1)d2>0,S13=13a1+13×(13-1)d2<0,
即
由a3=12,得a1=12-2d.③
將③分別代入①②式,得
所以-247<d<-3.
(2)方法一:由d<0可知a1>a2>a3>…>a12>a13,
因此,若在1≤n≤12中存在自然數(shù)n,使得an>0,an+1<0,
則Sn就是S1,S2,…,S12中的最大值.
由于S12=6(a6+a7)>0,S13=13a7<0,
即a6+a7>0,a7<0,因此a6>0,a7<0,
故在S1,S2,…,S12中,S6的值最大.
方法二:由d<0可知a1>a2>a3>…>a12>a13,
因此,若在1≤n≤12中存在自然數(shù)n,使得an>0,an+1<0,
則Sn就是S1,S2,…,S12中的最大值.
故在S1,S2,…,S12中,S6的值最大.
【變式訓(xùn)練2】在等差數(shù)列{an}中,公差d>0,a2008,a2009是方程x2-3x-5=0的兩個(gè)根,Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)的和,那么滿足條件Sn<0的最大自然數(shù)n=.
【解析】由題意知又因?yàn)楣頳>0,所以a2008<0,a2009>0.當(dāng)
n=4015時(shí),S4015=a1+a40152×4015=a2008×4015<0;當(dāng)n=4016時(shí),S4016=a1+a40162×4016=a2008+a20092×4016>0.所以滿足條件Sn<0的最大自然數(shù)n=4015.
題型三性質(zhì)的應(yīng)用
【例3】某地區(qū)2010年9月份曾發(fā)生流感,據(jù)統(tǒng)計(jì),9月1日該地區(qū)流感病毒的新感染者有40人,此后,每天的新感染者人數(shù)比前一天增加40人;但從9月11日起,該地區(qū)醫(yī)療部門采取措施,使該種病毒的傳播得到控制,每天的新感染者人數(shù)比前一天減少10人.
(1)分別求出該地區(qū)在9月10日和9月11日這兩天的流感病毒的新感染者人數(shù);
(2)該地區(qū)9月份(共30天)該病毒新感染者共有多少人?
【解析】(1)由題意知,該地區(qū)9月份前10天流感病毒的新感染者的人數(shù)構(gòu)成一個(gè)首項(xiàng)為40,公差為40的等差數(shù)列.
所以9月10日的新感染者人數(shù)為40+(10-1)×40=400(人).
所以9月11日的新感染者人數(shù)為400-10=390(人).
(2)9月份前10天的新感染者人數(shù)和為S10=10(40+400)2=2200(人),
9月份后20天流感病毒的新感染者的人數(shù),構(gòu)成一個(gè)首項(xiàng)為390,公差為-10的等差數(shù)列.
所以后20天新感染者的人數(shù)和為T20=20×390+20(20-1)2×(-10)=5900(人).
所以該地區(qū)9月份流感病毒的新感染者共有2200+5900=8100(人).
【變式訓(xùn)練3】設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S4≥10,S5≤15,則a4的最大值為
.
【解析】因?yàn)榈炔顢?shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,且S4≥10,S5≤15,
所以5+3d2≤a4≤3+d,即5+3d≤6+2d,所以d≤1,
所以a4≤3+d≤3+1=4,故a4的最大值為4.
總結(jié)提高
1.在熟練應(yīng)用基本公式的同時(shí),還要會(huì)用變通的公式,如在等差數(shù)列中,am=an+(m-n)d.
2.在五個(gè)量a1、d、n、an、Sn中,知其中的三個(gè)量可求出其余兩個(gè)量,要求選用公式要恰當(dāng),即善于減少運(yùn)算量,達(dá)到快速、準(zhǔn)確的目的.
3.已知三個(gè)或四個(gè)數(shù)成等差數(shù)列這類問(wèn)題,要善于設(shè)元,目的仍在于減少運(yùn)算量,如三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列時(shí),除了設(shè)a,a+d,a+2d外,還可設(shè)a-d,a,a+d;四個(gè)數(shù)成等差數(shù)列時(shí),可設(shè)為a-3m,a-m,a+m,a+3m.
4.在求解數(shù)列問(wèn)題時(shí),要注意函數(shù)思想、方程思想、消元及整體消元的方法的應(yīng)用.
6.3等比數(shù)列
典例精析
題型一等比數(shù)列的基本運(yùn)算與判定
【例1】數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和記為Sn,已知a1=1,an+1=n+2nSn(n=1,2,3,…).求證:
(1)數(shù)列{Snn}是等比數(shù)列;(2)Sn+1=4an.
【解析】(1)因?yàn)閍n+1=Sn+1-Sn,an+1=n+2nSn,
所以(n+2)Sn=n(Sn+1-Sn).
整理得nSn+1=2(n+1)Sn,所以Sn+1n+1=2Snn,
故{Snn}是以2為公比的等比數(shù)列.
(2)由(1)知Sn+1n+1=4Sn-1n-1=4ann+1(n≥2),
于是Sn+1=4(n+1)Sn-1n-1=4an(n≥2).
又a2=3S1=3,故S2=a1+a2=4.
因此對(duì)于任意正整數(shù)n≥1,都有Sn+1=4an.
【點(diǎn)撥】①運(yùn)用等比數(shù)列的基本公式,將已知條件轉(zhuǎn)化為關(guān)于等比數(shù)列的特征量a1、q的方程是求解等比數(shù)列問(wèn)題的常用方法之一,同時(shí)應(yīng)注意在使用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式時(shí),應(yīng)充分討論公比q是否等于1;②應(yīng)用定義判斷數(shù)列是否是等比數(shù)列是最直接,最有依據(jù)的方法,也是通法,若判斷一個(gè)數(shù)列是等比數(shù)列可用an+1an=q(常數(shù))恒成立,也可用a2n+1=anan+2恒成立,若判定一個(gè)數(shù)列不是等比數(shù)列則只需舉出反例即可,也可以用反證法.
【變式訓(xùn)練1】等比數(shù)列{an}中,a1=317,q=-12.記f(n)=a1a2…an,則當(dāng)f(n)最大時(shí),n的值為()
A.7B.8C.9D.10
【解析】an=317×(-12)n-1,易知a9=317×1256>1,a10<0,0<a11<1.又a1a2…a9>0,故f(9)=a1a2…a9的值最大,此時(shí)n=9.故選C.
題型二性質(zhì)運(yùn)用
【例2】在等比數(shù)列{an}中,a1+a6=33,a3a4=32,an>an+1(n∈N*).
(1)求an;
(2)若Tn=lga1+lga2+…+lgan,求Tn.
【解析】(1)由等比數(shù)列的性質(zhì)可知a1a6=a3a4=32,
又a1+a6=33,a1>a6,解得a1=32,a6=1,
所以a6a1=132,即q5=132,所以q=12,
所以an=32(12)n-1=26-n.
(2)由等比數(shù)列的性質(zhì)可知,{lgan}是等差數(shù)列,
因?yàn)閘gan=lg26-n=(6-n)lg2,lga1=5lg2,
所以Tn=(lga1+lgan)n2=n(11-n)2lg2.
【點(diǎn)撥】歷年高考對(duì)性質(zhì)考查較多,主要是利用“等積性”,題目“小而巧”且背景不斷更新,要熟練掌握.
【變式訓(xùn)練2】在等差數(shù)列{an}中,若a15=0,則有等式a1+a2+…+an=a1+a2+…+a29-n(n<29,n∈N*)成立,類比上述性質(zhì),相應(yīng)地在等比數(shù)列{bn}中,若b19=1,能得到什么等式?
【解析】由題設(shè)可知,如果am=0,在等差數(shù)列中有
a1+a2+…+an=a1+a2+…+a2m-1-n(n<2m-1,n∈N*)成立,
我們知道,如果m+n=p+q,則am+an=ap+aq,
而對(duì)于等比數(shù)列{bn},則有若m+n=p+q,則aman=apaq,
所以可以得出結(jié)論:
若bm=1,則有b1b2…bn=b1b2…b2m-1-n(n<2m-1,n∈N*)成立.
在本題中則有b1b2…bn=b1b2…b37-n(n<37,n∈N*).
題型三綜合運(yùn)用
【例3】設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,其中an≠0,a1為常數(shù),且-a1,Sn,an+1成等差數(shù)列.
(1)求{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=1-Sn,問(wèn)是否存在a1,使數(shù)列{bn}為等比數(shù)列?若存在,則求出a1的值;若不存在,說(shuō)明理由.
【解析】(1)由題意可得2Sn=an+1-a1.
所以當(dāng)n≥2時(shí),有
兩式相減得an+1=3an(n≥2).
又a2=2S1+a1=3a1,an≠0,
所以{an}是以首項(xiàng)為a1,公比為q=3的等比數(shù)列.
所以an=a13n-1.
(2)因?yàn)镾n=a1(1-qn)1-q=-12a1+12a13n,所以bn=1-Sn=1+12a1-12a13n.
要使{bn}為等比數(shù)列,當(dāng)且僅當(dāng)1+12a1=0,即a1=-2,此時(shí)bn=3n.
所以{bn}是首項(xiàng)為3,公比為q=3的等比數(shù)列.
所以{bn}能為等比數(shù)列,此時(shí)a1=-2.
【變式訓(xùn)練3】已知命題:若{an}為等差數(shù)列,且am=a,an=b(m<n,m、n∈N*),則am+n=bn-amn-m.現(xiàn)在已知數(shù)列{bn}(bn>0,n∈N*)為等比數(shù)列,且bm=a,bn=b(m<n,m,n∈N*),類比上述結(jié)論得bm+n=.
【解析】n-mbnam.
總結(jié)提高
1.方程思想,即等比數(shù)列{an}中五個(gè)量a1,n,q,an,Sn,一般可“知三求二”,通過(guò)求和與通項(xiàng)兩公式列方程組求解.
2.對(duì)于已知數(shù)列{an}遞推公式an與Sn的混合關(guān)系式,利用公式an=Sn-Sn-1(n≥2),再引入輔助數(shù)列,轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列問(wèn)題求解.
3.分類討論思想:當(dāng)a1>0,q>1或a1<0,0<q<1時(shí),等比數(shù)列{an}為遞增數(shù)列;當(dāng)a1>0,0<q<1或a1<0,q>1時(shí),{an}為遞減數(shù)列;q<0時(shí),{an}為擺動(dòng)數(shù)列;q=1時(shí),{an}為常數(shù)列.
6.4數(shù)列求和
典例精析
題型一錯(cuò)位相減法求和
【例1】求和:Sn=1a+2a2+3a3+…+nan.
【解析】(1)a=1時(shí),Sn=1+2+3+…+n=n(n+1)2.
(2)a≠1時(shí),因?yàn)閍≠0,
Sn=1a+2a2+3a3+…+nan,①
1aSn=1a2+2a3+…+n-1an+nan+1.②
由①-②得(1-1a)Sn=1a+1a2+…+1an-nan+1=1a(1-1an)1-1a-nan+1,
所以Sn=a(an-1)-n(a-1)an(a-1)2.
綜上所述,Sn=
【點(diǎn)撥】(1)若數(shù)列{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,則求數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和時(shí),可采用錯(cuò)位相減法;
(2)當(dāng)?shù)缺葦?shù)列公比為字母時(shí),應(yīng)對(duì)字母是否為1進(jìn)行討論;
(3)當(dāng)將Sn與qSn相減合并同類項(xiàng)時(shí),注意錯(cuò)位及未合并項(xiàng)的正負(fù)號(hào).
【變式訓(xùn)練1】數(shù)列{2n-32n-3}的前n項(xiàng)和為()
A.4-2n-12n-1B.4+2n-72n-2C.8-2n+12n-3D.6-3n+22n-1
【解析】取n=1,2n-32n-3=-4.故選C.
題型二分組并項(xiàng)求和法
【例2】求和Sn=1+(1+12)+(1+12+14)+…+(1+12+14+…+12n-1).
【解析】和式中第k項(xiàng)為ak=1+12+14+…+12k-1=1-(12)k1-12=2(1-12k).
所以Sn=2[(1-12)+(1-122)+…+(1-12n)]
=-(12+122+…+12n)]
=2[n-12(1-12n)1-12]=2[n-(1-12n)]=2n-2+12n-1.
【變式訓(xùn)練2】數(shù)列1,1+2,1+2+22,1+2+22+23,…,1+2+22+…+2n-1,…的前n項(xiàng)和為()
A.2n-1B.n2n-n
C.2n+1-nD.2n+1-n-2
【解析】an=1+2+22+…+2n-1=2n-1,
Sn=(21-1)+(22-1)+…+(2n-1)=2n+1-n-2.故選D.
題型三裂項(xiàng)相消法求和
【例3】數(shù)列{an}滿足a1=8,a4=2,且an+2-2an+1+an=0(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=1n(14-an)(n∈N*),Tn=b1+b2+…+bn(n∈N*),若對(duì)任意非零自然數(shù)n,Tn>m32恒成立,求m的最大整數(shù)值.
【解析】(1)由an+2-2an+1+an=0,得an+2-an+1=an+1-an,
從而可知數(shù)列{an}為等差數(shù)列,設(shè)其公差為d,則d=a4-a14-1=-2,
所以an=8+(n-1)×(-2)=10-2n.
(2)bn=1n(14-an)=12n(n+2)=14(1n-1n+2),
所以Tn=b1+b2+…+bn=14[(11-13)+(12-14)+…+(1n-1n+2)]
=14(1+12-1n+1-1n+2)=38-14(n+1)-14(n+2)>m32,
上式對(duì)一切n∈N*恒成立.
所以m<12-8n+1-8n+2對(duì)一切n∈N*恒成立.
對(duì)n∈N*,(12-8n+1-8n+2)min=12-81+1-81+2=163,
所以m<163,故m的最大整數(shù)值為5.
【點(diǎn)撥】(1)若數(shù)列{an}的通項(xiàng)能轉(zhuǎn)化為f(n+1)-f(n)的形式,常采用裂項(xiàng)相消法求和.
(2)使用裂項(xiàng)相消法求和時(shí),要注意正負(fù)項(xiàng)相消時(shí),消去了哪些項(xiàng),保留了哪些項(xiàng).
【變式訓(xùn)練3】已知數(shù)列{an},{bn}的前n項(xiàng)和為An,Bn,記cn=anBn+bnAn-anbn(n∈N*),則數(shù)列{cn}的前10項(xiàng)和為()
A.A10+B10B.A10+B102C.A10B10D.A10B10
【解析】n=1,c1=A1B1;n≥2,cn=AnBn-An-1Bn-1,即可推出{cn}的前10項(xiàng)和為A10B10,故選C.
總結(jié)提高
1.常用的基本求和法均對(duì)應(yīng)數(shù)列通項(xiàng)的特殊結(jié)構(gòu)特征,分析數(shù)列通項(xiàng)公式的特征聯(lián)想相應(yīng)的求和方法既是根本,也是關(guān)鍵.
2.數(shù)列求和實(shí)質(zhì)就是求數(shù)列{Sn}的通項(xiàng)公式,它幾乎涵蓋了數(shù)列中所有的思想策略、方法和技巧,對(duì)學(xué)生的知識(shí)和思維有很高的要求,應(yīng)充分重視并系統(tǒng)訓(xùn)練.
6.5數(shù)列的綜合應(yīng)用
典例精析
題型一函數(shù)與數(shù)列的綜合問(wèn)題
【例1】已知f(x)=logax(a>0且a≠1),設(shè)f(a1),f(a2),…,f(an)(n∈N*)是首項(xiàng)為4,公差為2的等差數(shù)列.
(1)設(shè)a是常數(shù),求證:{an}成等比數(shù)列;
(2)若bn=anf(an),{bn}的前n項(xiàng)和是Sn,當(dāng)a=2時(shí),求Sn.
【解析】(1)f(an)=4+(n-1)×2=2n+2,即logaan=2n+2,所以an=a2n+2,
所以anan-1=a2n+2a2n=a2(n≥2)為定值,所以{an}為等比數(shù)列.
(2)bn=anf(an)=a2n+2logaa2n+2=(2n+2)a2n+2,
當(dāng)a=2時(shí),bn=(2n+2)(2)2n+2=(n+1)2n+2,
Sn=223+324+425+…+(n+1)2n+2,
2Sn=224+325+…+n2n+2+(n+1)2n+3,
兩式相減得
-Sn=223+24+25+…+2n+2-(n+1)2n+3=16+24(1-2n-1)1-2-(n+1)2n+3,
所以Sn=n2n+3.
【點(diǎn)撥】本例是數(shù)列與函數(shù)綜合的基本題型之一,特征是以函數(shù)為載體構(gòu)建數(shù)列的遞推關(guān)系,通過(guò)由函數(shù)的解析式獲知數(shù)列的通項(xiàng)公式,從而問(wèn)題得到求解.
【變式訓(xùn)練1】設(shè)函數(shù)f(x)=xm+ax的導(dǎo)函數(shù)f′(x)=2x+1,則數(shù)列{1f(n)}(n∈N*)的前n項(xiàng)和是()
A.nn+1B.n+2n+1C.nn+1D.n+1n
【解析】由f′(x)=mxm-1+a=2x+1得m=2,a=1.
所以f(x)=x2+x,則1f(n)=1n(n+1)=1n-1n+1.
所以Sn=1-12+12-13+13-14+…+1n-1n+1=1-1n+1=nn+1.故選C.
題型二數(shù)列模型實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題
【例2】某縣位于沙漠地帶,人與自然長(zhǎng)期進(jìn)行著頑強(qiáng)的斗爭(zhēng),到2009年底全縣的綠化率已達(dá)30%,從2010年開始,每年將出現(xiàn)這樣的局面:原有沙漠面積的16%將被綠化,與此同時(shí),由于各種原因,原有綠化面積的4%又被沙化.
(1)設(shè)全縣面積為1,2009年底綠化面積為a1=310,經(jīng)過(guò)n年綠化面積為an+1,求證:an+1=45an+425;
(2)至少需要多少年(取整數(shù))的努力,才能使全縣的綠化率達(dá)到60%?
【解析】(1)證明:由已知可得an確定后,an+1可表示為an+1=an(1-4%)+(1-an)16%,
即an+1=80%an+16%=45an+425.
(2)由an+1=45an+425有,an+1-45=45(an-45),
又a1-45=-12≠0,所以an+1-45=-12(45)n,即an+1=45-12(45)n,
若an+1≥35,則有45-12(45)n≥35,即(45)n-1≤12,(n-1)lg45≤-lg2,
(n-1)(2lg2-lg5)≤-lg2,即(n-1)(3lg2-1)≤-lg2,
所以n≥1+lg21-3lg2>4,n∈N*,
所以n取最小整數(shù)為5,故至少需要經(jīng)過(guò)5年的努力,才能使全縣的綠化率達(dá)到60%.
【點(diǎn)撥】解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵是如何把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題,通過(guò)反復(fù)讀題,列出有關(guān)信息,轉(zhuǎn)化為數(shù)列的有關(guān)問(wèn)題.
【變式訓(xùn)練2】規(guī)定一機(jī)器狗每秒鐘只能前進(jìn)或后退一步,現(xiàn)程序設(shè)計(jì)師讓機(jī)器狗以“前進(jìn)3步,然后再后退2步”的規(guī)律進(jìn)行移動(dòng).如果將此機(jī)器狗放在數(shù)軸的原點(diǎn),面向正方向,以1步的距離為1單位長(zhǎng)移動(dòng),令P(n)表示第n秒時(shí)機(jī)器狗所在的位置坐標(biāo),且P(0)=0,則下列結(jié)論中錯(cuò)誤的是()
A.P(2006)=402B.P(2007)=403
C.P(2008)=404D.P(2009)=405
【解析】考查數(shù)列的應(yīng)用.構(gòu)造數(shù)列{Pn},由題知P(0)=0,P(5)=1,P(10)=2,P(15)=3.所以P(2005)=401,P(2006)=401+1=402,P(2007)=401+1+1=403,P(2008)=401+
3=404,P(2009)=404-1=403.故D錯(cuò).
題型三數(shù)列中的探索性問(wèn)題
【例3】{an},{bn}為兩個(gè)數(shù)列,點(diǎn)M(1,2),An(2,an),Bn(n-1n,2n)為直角坐標(biāo)平面上的點(diǎn).
(1)對(duì)n∈N*,若點(diǎn)M,An,Bn在同一直線上,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若數(shù)列{bn}滿足log2Cn=a1b1+a2b2+…+anbna1+a2+…+an,其中{Cn}是第三項(xiàng)為8,公比為4的等比數(shù)列,求證:點(diǎn)列(1,b1),(2,b2),…,(n,bn)在同一直線上,并求此直線方程.
【解析】(1)由an-22-1=2n-2n-1n-1,得an=2n.
(2)由已知有Cn=22n-3,由log2Cn的表達(dá)式可知:
2(b1+2b2+…+nbn)=n(n+1)(2n-3),①
所以2[b1+2b2+…+(n-1)bn-1]=(n-1)n(2n-5).②
①-②得bn=3n-4,所以{bn}為等差數(shù)列.
故點(diǎn)列(1,b1),(2,b2),…,(n,bn)共線,直線方程為y=3x-4.
【變式訓(xùn)練3】已知等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1及公差d都是整數(shù),前n項(xiàng)和為Sn(n∈N*).若a1>1,a4>3,S3≤9,則通項(xiàng)公式an=.
【解析】本題考查二元一次不等式的整數(shù)解以及等差數(shù)列的通項(xiàng)公式.
由a1>1,a4>3,S3≤9得
令x=a1,y=d得
在平面直角坐標(biāo)系中畫出可行域如圖所示.符合要求的整數(shù)點(diǎn)只有(2,1),即a1=2,d=1.所以an=2+n-1=n+1.故答案填n+1.
總結(jié)提高
1.數(shù)列模型應(yīng)用問(wèn)題的求解策略
(1)認(rèn)真審題,準(zhǔn)確理解題意;
(2)依據(jù)問(wèn)題情境,構(gòu)造等差、等比數(shù)列,然后應(yīng)用通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式以及性質(zhì)求解,或通過(guò)探索、歸納構(gòu)造遞推數(shù)列求解;
(3)驗(yàn)證、反思結(jié)果與實(shí)際是否相符.
2.數(shù)列綜合問(wèn)題的求解策略
(1)數(shù)列與函數(shù)綜合問(wèn)題或應(yīng)用數(shù)學(xué)思想解決數(shù)列問(wèn)題,或以函數(shù)為載體構(gòu)造數(shù)列,應(yīng)用數(shù)列的知識(shí)求解;
(2)數(shù)列的幾何型綜合問(wèn)題,探究幾何性質(zhì)和規(guī)律特征建立數(shù)列的遞推關(guān)系式,然后求解問(wèn)題.
2012屆高三數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計(jì)總復(fù)習(xí)
一名合格的教師要充分考慮學(xué)習(xí)的趣味性,作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容,幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?下面是小編為大家整理的“2012屆高三數(shù)學(xué)概率統(tǒng)計(jì)總復(fù)習(xí)”,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
高三特長(zhǎng)班數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)概率統(tǒng)計(jì)(一)
一、知識(shí)梳理
1.三種抽樣方法的聯(lián)系與區(qū)別:
類別共同點(diǎn)不同點(diǎn)相互聯(lián)系適用范圍
簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣都是等概率抽樣從總體中逐個(gè)抽取總體中個(gè)體比較少
系統(tǒng)抽樣將總體均勻分成若干部分;按事先確定的規(guī)則在各部分抽取在起始部分采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣總體中個(gè)體比較多
分層抽樣將總體分成若干層,按個(gè)體個(gè)數(shù)的比例抽取在各層抽樣時(shí)采用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣或系統(tǒng)抽樣總體中個(gè)體有明顯差異
(1)從含有N個(gè)個(gè)體的總體中抽取n個(gè)個(gè)體的樣本,每個(gè)個(gè)體被抽到的概率為
(2)系統(tǒng)抽樣的步驟:①將總體中的個(gè)體隨機(jī)編號(hào);②將編號(hào)分段;③在第1段中用簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣確定起始的個(gè)體編號(hào);④按照事先研究的規(guī)則抽取樣本.
(3)分層抽樣的步驟:①分層;②按比例確定每層抽取個(gè)體的個(gè)數(shù);③各層抽樣;④匯合成樣本.
(4)要懂得從圖表中提取有用信息
如:在頻率分布直方圖中①小矩形的面積=組距=頻率②眾數(shù)是最高矩形的中點(diǎn)的橫坐標(biāo)③中位數(shù)的左邊與右邊的直方圖的面積相等,可以由此估計(jì)中位數(shù)的值
2.方差和標(biāo)準(zhǔn)差都是刻畫數(shù)據(jù)波動(dòng)大小的數(shù)字特征,一般地,設(shè)一組樣本數(shù)據(jù),,…,,其平均數(shù)為則方差,標(biāo)準(zhǔn)差
3.古典概型的概率公式:如果一次試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的結(jié)果有個(gè),而且所有結(jié)果都是等可能的,如果事件包含個(gè)結(jié)果,那么事件的概率P=
特別提醒:古典概型的兩個(gè)共同特點(diǎn):
○1,即試中有可能出現(xiàn)的基本事件只有有限個(gè),即樣本空間Ω中的元素個(gè)數(shù)是有限的;
○2,即每個(gè)基本事件出現(xiàn)的可能性相等。
4.幾何概型的概率公式:P(A)=
特別提醒:幾何概型的特點(diǎn):試驗(yàn)的結(jié)果是無(wú)限不可數(shù)的;○2每個(gè)結(jié)果出現(xiàn)的可能性相等。
二、夯實(shí)基礎(chǔ)
(1)某單位有職工160名,其中業(yè)務(wù)人員120名,管理人員16名,后勤人員24名.為了解職工的某種情況,要從中抽取一個(gè)容量為20的樣本.若用分層抽樣的方法,抽取的業(yè)務(wù)人員、管理人員、后勤人員的人數(shù)應(yīng)分別為____________.
(2)某賽季,甲、乙兩名籃球運(yùn)動(dòng)員都參加了
11場(chǎng)比賽,他們所有比賽得分的情況用如圖2所示的莖葉圖表示,
則甲、乙兩名運(yùn)動(dòng)員得分的中位數(shù)分別為()
A.19、13B.13、19C.20、18D.18、20
(3)統(tǒng)計(jì)某校1000名學(xué)生的數(shù)學(xué)會(huì)考成績(jī),
得到樣本頻率分布直方圖如右圖示,規(guī)定不低于60分為
及格,不低于80分為優(yōu)秀,則及格人數(shù)是;
優(yōu)秀率為。
(4)在一次歌手大獎(jiǎng)賽上,七位評(píng)委為歌手打出的分?jǐn)?shù)如下:
9.48.49.49.99.69.49.7
去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分后,所剩數(shù)據(jù)的平均值
和方差分別為()
A.9.4,0.484B.9.4,0.016C.9.5,0.04D.9.5,0.016
(5)將一顆骰子先后拋擲2次,觀察向上的點(diǎn)數(shù),則以第一次向上點(diǎn)數(shù)為橫坐標(biāo)x,第二次向上的點(diǎn)數(shù)為縱坐標(biāo)y的點(diǎn)(x,y)在圓x2+y2=27的內(nèi)部的概率________.
(6)在長(zhǎng)為12cm的線段AB上任取一點(diǎn)M,并且以線段AM為邊的正方形,則這正方形的面積介于36cm2與81cm2之間的概率為()
三、高考鏈接
07、某班50名學(xué)生在一次百米測(cè)試中,成績(jī)?nèi)拷橛?3秒與19秒之間,將測(cè)試結(jié)果按如下方式分成六組:第一組,成績(jī)大于等于13秒且小于14秒;第二組,成績(jī)大于等于14秒且小于15秒
;第六組,成績(jī)大于等于18秒且小于等于19秒.右圖
是按上述分組方法得到的頻率分布直方圖.設(shè)成績(jī)小于17秒
的學(xué)生人數(shù)占全班總?cè)藬?shù)的百分比為,成績(jī)大于等于15秒
且小于17秒的學(xué)生人數(shù)為,則從頻率分布直方圖中可分析
出和分別為()
08、從某項(xiàng)綜合能力測(cè)試中抽取100人的成績(jī),統(tǒng)計(jì)如表,則這100人成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)差為()
分?jǐn)?shù)54321
人數(shù)2010303010
09、在區(qū)間上隨機(jī)取一個(gè)數(shù)x,的值介于0到之間的概率為().
08、現(xiàn)有8名奧運(yùn)會(huì)志愿者,其中志愿者通曉日語(yǔ),通曉俄語(yǔ),通曉韓語(yǔ).從中選出通曉日語(yǔ)、俄語(yǔ)和韓語(yǔ)的志愿者各1名,組成一個(gè)小組.
(Ⅰ)求被選中的概率;(Ⅱ)求和不全被選中的概率.
高三理科數(shù)學(xué)復(fù)數(shù)總復(fù)習(xí)教學(xué)案
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂(lè),幫助教師緩解教學(xué)的壓力,提高教學(xué)質(zhì)量。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“高三理科數(shù)學(xué)復(fù)數(shù)總復(fù)習(xí)教學(xué)案”,希望能為您提供更多的參考。
第十五章復(fù)數(shù)
高考導(dǎo)航
考試要求重難點(diǎn)擊命題展望
1.理解復(fù)數(shù)的基本概念、復(fù)數(shù)相等的充要條件.
2.了解復(fù)數(shù)的代數(shù)表示法及其幾何意義.
3.會(huì)進(jìn)行復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算.了解復(fù)數(shù)的代數(shù)形式的加、減運(yùn)算及其運(yùn)算的幾何意義.
4.了解從自然數(shù)系到復(fù)數(shù)系的關(guān)系及擴(kuò)充的基本思想,體會(huì)理性思維在數(shù)系擴(kuò)充中的作用.本章重點(diǎn):1.復(fù)數(shù)的有關(guān)概念;2.復(fù)數(shù)代數(shù)形式的四則運(yùn)算.
本章難點(diǎn):運(yùn)用復(fù)數(shù)的有關(guān)概念解題.近幾年高考對(duì)復(fù)數(shù)的考查無(wú)論是試題的難度,還是試題在試卷中所占比例都是呈下降趨勢(shì),常以選擇題、填空題形式出現(xiàn),多為容易題.在復(fù)習(xí)過(guò)程中,應(yīng)將復(fù)數(shù)的概念及運(yùn)算放在首位.
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
15.1復(fù)數(shù)的概念及其運(yùn)算
典例精析
題型一復(fù)數(shù)的概念
【例1】(1)如果復(fù)數(shù)(m2+i)(1+mi)是實(shí)數(shù),則實(shí)數(shù)m=;
(2)在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)1+ii對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于第象限;
(3)復(fù)數(shù)z=3i+1的共軛復(fù)數(shù)為z=.
【解析】(1)(m2+i)(1+mi)=m2-m+(1+m3)i是實(shí)數(shù)1+m3=0m=-1.
(2)因?yàn)?+ii=i(1+i)i2=1-i,所以在復(fù)平面內(nèi)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)為(1,-1),位于第四象限.
(3)因?yàn)閦=1+3i,所以z=1-3i.
【點(diǎn)撥】運(yùn)算此類題目需注意復(fù)數(shù)的代數(shù)形式z=a+bi(a,b∈R),并注意復(fù)數(shù)分為實(shí)數(shù)、虛數(shù)、純虛數(shù),復(fù)數(shù)的幾何意義,共軛復(fù)數(shù)等概念.
【變式訓(xùn)練1】(1)如果z=1-ai1+ai為純虛數(shù),則實(shí)數(shù)a等于()
A.0B.-1C.1D.-1或1
(2)在復(fù)平面內(nèi),復(fù)數(shù)z=1-ii(i是虛數(shù)單位)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于()
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D(zhuǎn).第四象限
【解析】(1)設(shè)z=xi,x≠0,則
xi=1-ai1+ai1+ax-(a+x)i=0或故選D.
(2)z=1-ii=(1-i)(-i)=-1-i,該復(fù)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)位于第三象限.故選C.
題型二復(fù)數(shù)的相等
【例2】(1)已知復(fù)數(shù)z0=3+2i,復(fù)數(shù)z滿足zz0=3z+z0,則復(fù)數(shù)z=;
(2)已知m1+i=1-ni,其中m,n是實(shí)數(shù),i是虛數(shù)單位,則m+ni=;
(3)已知關(guān)于x的方程x2+(k+2i)x+2+ki=0有實(shí)根,則這個(gè)實(shí)根為,實(shí)數(shù)k的值為.
【解析】(1)設(shè)z=x+yi(x,y∈R),又z0=3+2i,
代入zz0=3z+z0得(x+yi)(3+2i)=3(x+yi)+3+2i,
整理得(2y+3)+(2-2x)i=0,
則由復(fù)數(shù)相等的條件得
解得所以z=1-.
(2)由已知得m=(1-ni)(1+i)=(1+n)+(1-n)i.
則由復(fù)數(shù)相等的條件得
所以m+ni=2+i.
(3)設(shè)x=x0是方程的實(shí)根,代入方程并整理得
由復(fù)數(shù)相等的充要條件得
解得或
所以方程的實(shí)根為x=2或x=-2,
相應(yīng)的k值為k=-22或k=22.
【點(diǎn)撥】復(fù)數(shù)相等須先化為z=a+bi(a,b∈R)的形式,再由相等得實(shí)部與實(shí)部相等、虛部與虛部相等.
【變式訓(xùn)練2】(1)設(shè)i是虛數(shù)單位,若1+2i1+i=a+bi(a,b∈R),則a+b的值是()
A.-12B.-2C.2D.12
(2)若(a-2i)i=b+i,其中a,b∈R,i為虛數(shù)單位,則a+b=.
【解析】(1)C.1+2i1+i=(1+2i)(1-i)(1+i)(1-i)=3+i2,于是a+b=32+12=2.
(2)3.2+ai=b+ia=1,b=2.
題型三復(fù)數(shù)的運(yùn)算
【例3】(1)若復(fù)數(shù)z=-12+32i,則1+z+z2+z3+…+z2008=;
(2)設(shè)復(fù)數(shù)z滿足z+|z|=2+i,那么z=.
【解析】(1)由已知得z2=-12-32i,z3=1,z4=-12+32i=z.
所以zn具有周期性,在一個(gè)周期內(nèi)的和為0,且周期為3.
所以1+z+z2+z3+…+z2008
=1+z+(z2+z3+z4)+…+(z2006+z2007+z2008)
=1+z=12+32i.
(2)設(shè)z=x+yi(x,y∈R),則x+yi+x2+y2=2+i,
所以解得所以z=+i.
【點(diǎn)撥】解(1)時(shí)要注意x3=1(x-1)(x2+x+1)=0的三個(gè)根為1,ω,ω-,
其中ω=-12+32i,ω-=-12-32i,則
1+ω+ω2=0,1+ω-+ω-2=0,ω3=1,ω-3=1,ωω-=1,ω2=ω-,ω-2=ω.
解(2)時(shí)要注意|z|∈R,所以須令z=x+yi.
【變式訓(xùn)練3】(1)復(fù)數(shù)11+i+i2等于()
A.1+i2B.1-i2C.-12D.12
(2)(2010江西鷹潭)已知復(fù)數(shù)z=23-i1+23i+(21-i)2010,則復(fù)數(shù)z等于()
A.0B.2C.-2iD.2i
【解析】(1)D.計(jì)算容易有11+i+i2=12.
(2)A.
總結(jié)提高
復(fù)數(shù)的代數(shù)運(yùn)算是重點(diǎn),是每年必考內(nèi)容之一,復(fù)數(shù)代數(shù)形式的運(yùn)算:①加減法按合并同類項(xiàng)法則進(jìn)行;②乘法展開、除法須分母實(shí)數(shù)化.因此,一些復(fù)數(shù)問(wèn)題只需設(shè)z=a+bi(a,b∈R)代入原式后,就可以將復(fù)數(shù)問(wèn)題化歸為實(shí)數(shù)問(wèn)題來(lái)解決.
2012屆高三理科數(shù)學(xué)圓錐曲線與方程總復(fù)習(xí)
俗話說(shuō),凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來(lái),幫助高中教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。關(guān)于好的高中教案要怎么樣去寫呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“2012屆高三理科數(shù)學(xué)圓錐曲線與方程總復(fù)習(xí)”,僅供參考,大家一起來(lái)看看吧。
第九章圓錐曲線與方程
高考導(dǎo)航
考試要求重難點(diǎn)擊命題展望
1.了解圓錐曲線的實(shí)際背景,了解圓錐曲線在刻畫現(xiàn)實(shí)世界和解決實(shí)際問(wèn)題中的作用;
2.掌握橢圓、拋物線的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡(jiǎn)單性質(zhì);
3.了解雙曲線的定義、幾何圖形和標(biāo)準(zhǔn)方程,知道它的簡(jiǎn)單幾何性質(zhì);
4.了解圓錐曲線的簡(jiǎn)單應(yīng)用;
5.理解數(shù)形結(jié)合的思想;
6.了解方程的曲線與曲線的方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系.本章重點(diǎn):1.橢圓、雙曲線、拋物線的定義、幾何圖形、標(biāo)準(zhǔn)方程及簡(jiǎn)單性質(zhì);2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問(wèn)題;3.求曲線的方程或曲線的軌跡;4.數(shù)形結(jié)合的思想,方程的思想,函數(shù)的思想,坐標(biāo)法.
本章難點(diǎn):1.對(duì)圓錐曲線的定義及性質(zhì)的理解和應(yīng)用;2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系問(wèn)題;3.曲線與方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系.圓錐曲線與函數(shù)、方程、不等式、三角形、平面向量等知識(shí)結(jié)合是高考??碱}型.極有可能以一小一大的形式出現(xiàn),小題主要考查圓錐曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程及幾何性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和基本方法運(yùn)用;解答題常作為數(shù)學(xué)高考的把關(guān)題或壓軸題,綜合考查學(xué)生在數(shù)形結(jié)合、等價(jià)轉(zhuǎn)換、分類討論、邏輯推理等方面的能力.
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)
9.1橢圓
典例精析
題型一求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程
【例1】已知點(diǎn)P在以坐標(biāo)軸為對(duì)稱軸的橢圓上,點(diǎn)P到兩焦點(diǎn)的距離分別為453和
253,過(guò)P作長(zhǎng)軸的垂線恰好過(guò)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn),求橢圓的方程.
【解析】由橢圓的定義知,2a=453+253=25,故a=5,
由勾股定理得,(453)2-(253)2=4c2,所以c2=53,b2=a2-c2=103,
故所求方程為x25+3y210=1或3x210+y25=1.
【點(diǎn)撥】(1)在求橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程時(shí),常用待定系數(shù)法,但是當(dāng)焦點(diǎn)所在坐標(biāo)軸不確定時(shí),需要考慮兩種情形,有時(shí)也可設(shè)橢圓的統(tǒng)一方程形式:mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n);
(2)在求橢圓中的a、b、c時(shí),經(jīng)常用到橢圓的定義及解三角形的知識(shí).
【變式訓(xùn)練1】已知橢圓C1的中心在原點(diǎn)、焦點(diǎn)在x軸上,拋物線C2的頂點(diǎn)在原點(diǎn)、焦點(diǎn)在x軸上.小明從曲線C1,C2上各取若干個(gè)點(diǎn)(每條曲線上至少取兩個(gè)點(diǎn)),并記錄其坐標(biāo)(x,y).由于記錄失誤,使得其中恰有一個(gè)點(diǎn)既不在橢圓C1上,也不在拋物線C2上.小明的記錄如下:
據(jù)此,可推斷橢圓C1的方程為.
【解析】方法一:先將題目中的點(diǎn)描出來(lái),如圖,A(-2,2),B(-2,0),C(0,6),D(2,-22),E(22,2),F(xiàn)(3,-23).
通過(guò)觀察可知道點(diǎn)F,O,D可能是拋物線上的點(diǎn).而A,C,E是橢圓上的點(diǎn),這時(shí)正好點(diǎn)B既不在橢圓上,也不在拋物線上.
顯然半焦距b=6,則不妨設(shè)橢圓的方程是x2m+y26=1,則將點(diǎn)
A(-2,2)代入可得m=12,故該橢圓的方程是x212+y26=1.
方法二:欲求橢圓的解析式,我們應(yīng)先求出拋物線的解析式,因?yàn)閽佄锞€的解析式形式比橢圓簡(jiǎn)單一些.
不妨設(shè)有兩點(diǎn)y21=2px1,①y22=2px2,②y21y22=x1x2,
則可知B(-2,0),C(0,6)不是拋物線上的點(diǎn).
而D(2,-22),F(xiàn)(3,-23)正好符合.
又因?yàn)闄E圓的交點(diǎn)在x軸上,故B(-2,0),C(0,6)不可能同時(shí)出現(xiàn).故選用A(-2,2),E(22,2)這兩個(gè)點(diǎn)代入,可得橢圓的方程是x212+y26=1.
題型二橢圓的幾何性質(zhì)的運(yùn)用
【例2】已知F1、F2是橢圓的兩個(gè)焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn),∠F1PF2=60°.
(1)求橢圓離心率的范圍;
(2)求證:△F1PF2的面積只與橢圓的短軸長(zhǎng)有關(guān).
【解析】(1)設(shè)橢圓的方程為x2a2+y2b2=1(a>b>0),|PF1|=m,|PF2|=n,在△F1PF2中,
由余弦定理可知4c2=m2+n2-2mncos60°,
因?yàn)閙+n=2a,所以m2+n2=(m+n)2-2mn=4a2-2mn,
所以4c2=4a2-3mn,即3mn=4a2-4c2.
又mn≤(m+n2)2=a2(當(dāng)且僅當(dāng)m=n時(shí)取等號(hào)),
所以4a2-4c2≤3a2,所以c2a2≥14,
即e≥12,所以e的取值范圍是[12,1).
(2)由(1)知mn=43b2,所以=12mnsin60°=33b2,
即△F1PF2的面積只與橢圓的短軸長(zhǎng)有關(guān).
【點(diǎn)撥】橢圓中△F1PF2往往稱為焦點(diǎn)三角形,求解有關(guān)問(wèn)題時(shí),要注意正、余弦定理,面積公式的使用;求范圍時(shí),要特別注意橢圓定義(或性質(zhì))與不等式的聯(lián)合使用,如|PF1||PF2|≤(|PF1|+|PF2|2)2,|PF1|≥a-c.
【變式訓(xùn)練2】已知P是橢圓x225+y29=1上的一點(diǎn),Q,R分別是圓(x+4)2+y2=14和圓
(x-4)2+y2=14上的點(diǎn),則|PQ|+|PR|的最小值是.
【解析】設(shè)F1,F(xiàn)2為橢圓左、右焦點(diǎn),則F1,F(xiàn)2分別為兩已知圓的圓心,
則|PQ|+|PR|≥(|PF1|-12)+(|PF2|-12)=|PF1|+|PF2|-1=9.
所以|PQ|+|PR|的最小值為9.
題型三有關(guān)橢圓的綜合問(wèn)題
【例3】(2010全國(guó)新課標(biāo))設(shè)F1,F(xiàn)2分別是橢圓E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦點(diǎn),過(guò)F1斜率為1的直線l與E相交于A,B兩點(diǎn),且|AF2|,|AB|,|BF2|成等差數(shù)列.
(1)求E的離心率;
(2)設(shè)點(diǎn)P(0,-1)滿足|PA|=|PB|,求E的方程.
【解析】(1)由橢圓定義知|AF2|+|BF2|+|AB|=4a,
又2|AB|=|AF2|+|BF2|,得|AB|=43a.
l的方程為y=x+c,其中c=a2-b2.
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則A,B兩點(diǎn)坐標(biāo)滿足方程組
化簡(jiǎn)得(a2+b2)x2+2a2cx+a2(c2-b2)=0,
則x1+x2=-2a2ca2+b2,x1x2=a2(c2-b2)a2+b2.
因?yàn)橹本€AB斜率為1,所以|AB|=2|x2-x1|=2[(x1+x2)2-4x1x2],
即43a=4ab2a2+b2,故a2=2b2,
所以E的離心率e=ca=a2-b2a=22.
(2)設(shè)AB的中點(diǎn)為N(x0,y0),由(1)知x0=x1+x22=-a2ca2+b2=-23c,y0=x0+c=c3.
由|PA|=|PB|kPN=-1,即y0+1x0=-1c=3.
從而a=32,b=3,故E的方程為x218+y29=1.
【變式訓(xùn)練3】已知橢圓x2a2+y2b2=1(a>b>0)的離心率為e,兩焦點(diǎn)為F1,F(xiàn)2,拋物線以F1為頂點(diǎn),F(xiàn)2為焦點(diǎn),P為兩曲線的一個(gè)交點(diǎn),若|PF1||PF2|=e,則e的值是()
A.32B.33C.22D.63
【解析】設(shè)F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),P(x0,y0),則橢圓左準(zhǔn)線x=-a2c,拋物線準(zhǔn)線為x=
-3c,x0-(-a2c)=x0-(-3c)c2a2=13e=33.故選B.
總結(jié)提高
1.橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程有兩種形式,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,形式對(duì)稱且系數(shù)的幾何意義明確,在解題時(shí)要防止遺漏.確定橢圓需要三個(gè)條件,要確定焦點(diǎn)在哪條坐標(biāo)軸上(即定位),還要確定a、b的值(即定量),若定位條件不足應(yīng)分類討論,或設(shè)方程為mx2+ny2=1(m>0,n>0,m≠n)求解.
2.充分利用定義解題,一方面,會(huì)根據(jù)定義判定動(dòng)點(diǎn)的軌跡是橢圓,另一方面,會(huì)利用橢圓上的點(diǎn)到兩焦點(diǎn)的距離和為常數(shù)進(jìn)行計(jì)算推理.
3.焦點(diǎn)三角形包含著很多關(guān)系,解題時(shí)要多從橢圓定義和三角形的幾何條件入手,且不可顧此失彼,另外一定要注意橢圓離心率的范圍.
9.2雙曲線
典例精析
題型一雙曲線的定義與標(biāo)準(zhǔn)方程
【例1】已知?jiǎng)訄AE與圓A:(x+4)2+y2=2外切,與圓B:(x-4)2+y2=2內(nèi)切,求動(dòng)圓圓心E的軌跡方程.
【解析】設(shè)動(dòng)圓E的半徑為r,則由已知|AE|=r+2,|BE|=r-2,
所以|AE|-|BE|=22,又A(-4,0),B(4,0),所以|AB|=8,22<|AB|.
根據(jù)雙曲線定義知,點(diǎn)E的軌跡是以A、B為焦點(diǎn)的雙曲線的右支.
因?yàn)閍=2,c=4,所以b2=c2-a2=14,
故點(diǎn)E的軌跡方程是x22-y214=1(x≥2).
【點(diǎn)撥】利用兩圓內(nèi)、外切圓心距與兩圓半徑的關(guān)系找出E點(diǎn)滿足的幾何條件,結(jié)合雙曲線定義求解,要特別注意軌跡是否為雙曲線的兩支.
【變式訓(xùn)練1】P為雙曲線x29-y216=1的右支上一點(diǎn),M,N分別是圓(x+5)2+y2=4和
(x-5)2+y2=1上的點(diǎn),則|PM|-|PN|的最大值為()
A.6B.7C.8D.9
【解析】選D.
題型二雙曲線幾何性質(zhì)的運(yùn)用
【例2】雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右頂點(diǎn)為A,x軸上有一點(diǎn)Q(2a,0),若C上存在一點(diǎn)P,使=0,求此雙曲線離心率的取值范圍.
【解析】設(shè)P(x,y),則由=0,得AP⊥PQ,則P在以AQ為直徑的圓上,
即(x-3a2)2+y2=(a2)2,①
又P在雙曲線上,得x2a2-y2b2=1,②
由①②消去y,得(a2+b2)x2-3a3x+2a4-a2b2=0,
即[(a2+b2)x-(2a3-ab2)](x-a)=0,
當(dāng)x=a時(shí),P與A重合,不符合題意,舍去;
當(dāng)x=2a3-ab2a2+b2時(shí),滿足題意的點(diǎn)P存在,需x=2a3-ab2a2+b2>a,
化簡(jiǎn)得a2>2b2,即3a2>2c2,ca<62,
所以離心率的取值范圍是(1,62).
【點(diǎn)撥】根據(jù)雙曲線上的點(diǎn)的范圍或者焦半徑的最小值建立不等式,是求離心率的取值范圍的常用方法.
【變式訓(xùn)練2】設(shè)離心率為e的雙曲線C:x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的右焦點(diǎn)為F,直線l過(guò)焦點(diǎn)F,且斜率為k,則直線l與雙曲線C的左、右兩支都相交的充要條件是()
A.k2-e2>1B.k2-e2<1
C.e2-k2>1D.e2-k2<1
【解析】由雙曲線的圖象和漸近線的幾何意義,可知直線的斜率k只需滿足-ba<k<ba,即k2<b2a2=c2-a2a2=e2-1,故選C.
題型三有關(guān)雙曲線的綜合問(wèn)題
【例3】(2010廣東)已知雙曲線x22-y2=1的左、右頂點(diǎn)分別為A1、A2,點(diǎn)P(x1,y1),Q(x1,-y1)是雙曲線上不同的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求直線A1P與A2Q交點(diǎn)的軌跡E的方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)H(0,h)(h>1)的兩條直線l1和l2與軌跡E都只有一個(gè)交點(diǎn),且l1⊥l2,求h的值.
【解析】(1)由題意知|x1|>2,A1(-2,0),A2(2,0),則有
直線A1P的方程為y=y(tǒng)1x1+2(x+2),①
直線A2Q的方程為y=-y1x1-2(x-2).②
方法一:聯(lián)立①②解得交點(diǎn)坐標(biāo)為x=2x1,y=2y1x1,即x1=2x,y1=2yx,③
則x≠0,|x|<2.
而點(diǎn)P(x1,y1)在雙曲線x22-y2=1上,所以x212-y21=1.
將③代入上式,整理得所求軌跡E的方程為x22+y2=1,x≠0且x≠±2.
方法二:設(shè)點(diǎn)M(x,y)是A1P與A2Q的交點(diǎn),①×②得y2=-y21x21-2(x2-2).③
又點(diǎn)P(x1,y1)在雙曲線上,因此x212-y21=1,即y21=x212-1.
代入③式整理得x22+y2=1.
因?yàn)辄c(diǎn)P,Q是雙曲線上的不同兩點(diǎn),所以它們與點(diǎn)A1,A2均不重合.故點(diǎn)A1和A2均不在軌跡E上.過(guò)點(diǎn)(0,1)及A2(2,0)的直線l的方程為x+2y-2=0.
解方程組得x=2,y=0.所以直線l與雙曲線只有唯一交點(diǎn)A2.
故軌跡E不過(guò)點(diǎn)(0,1).同理軌跡E也不過(guò)點(diǎn)(0,-1).
綜上分析,軌跡E的方程為x22+y2=1,x≠0且x≠±2.
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)H(0,h)的直線為y=kx+h(h>1),
聯(lián)立x22+y2=1得(1+2k2)x2+4khx+2h2-2=0.
令Δ=16k2h2-4(1+2k2)(2h2-2)=0,得h2-1-2k2=0,
解得k1=h2-12,k2=-h(huán)2-12.
由于l1⊥l2,則k1k2=-h(huán)2-12=-1,故h=3.
過(guò)點(diǎn)A1,A2分別引直線l1,l2通過(guò)y軸上的點(diǎn)H(0,h),且使l1⊥l2,因此A1H⊥A2H,由h2×(-h(huán)2)=-1,得h=2.
此時(shí),l1,l2的方程分別為y=x+2與y=-x+2,
它們與軌跡E分別僅有一個(gè)交點(diǎn)(-23,223)與(23,223).
所以,符合條件的h的值為3或2.
【變式訓(xùn)練3】雙曲線x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,離心率為e,過(guò)F2的直線與雙曲線的右支交于A,B兩點(diǎn),若△F1AB是以A為直角頂點(diǎn)的等腰直角三角形,則e2等于()
A.1+22B.3+22
C.4-22D.5-22
【解析】本題考查雙曲線定義的應(yīng)用及基本量的求解.
據(jù)題意設(shè)|AF1|=x,則|AB|=x,|BF1|=2x.
由雙曲線定義有|AF1|-|AF2|=2a,|BF1|-|BF2|=2a
(|AF1|+|BF1|)-(|AF2|+|BF2|)=(2+1)x-x=4a,即x=22a=|AF1|.
故在Rt△AF1F2中可求得|AF2|=|F1F2|2-|AF1|2=4c2-8a2.
又由定義可得|AF2|=|AF1|-2a=22a-2a,即4c2-8a2=22-2a,
兩邊平方整理得c2=a2(5-22)c2a2=e2=5-22,故選D.
總結(jié)提高
1.要與橢圓類比來(lái)理解、掌握雙曲線的定義、標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì),但應(yīng)特別注意不同點(diǎn),如a,b,c的關(guān)系、漸近線等.
2.要深刻理解雙曲線的定義,注意其中的隱含條件.當(dāng)||PF1|-|PF2||=2a<|F1F2|時(shí),P的軌跡是雙曲線;當(dāng)||PF1|-|PF2||=2a=|F1F2|時(shí),P的軌跡是以F1或F2為端點(diǎn)的射線;當(dāng)
||PF1|-|PF2||=2a>|F1F2|時(shí),P無(wú)軌跡.
3.雙曲線是具有漸近線的曲線,畫雙曲線草圖時(shí),一般先畫出漸近線,要掌握以下兩個(gè)問(wèn)題:
(1)已知雙曲線方程,求它的漸近線;
(2)求已知漸近線的雙曲線的方程.如已知雙曲線漸近線y=±bax,可將雙曲線方程設(shè)為x2a2-y2b2=λ(λ≠0),再利用其他條件確定λ的值,求法的實(shí)質(zhì)是待定系數(shù)法.
9.3拋物線
典例精析
題型一拋物線定義的運(yùn)用
【例1】根據(jù)下列條件,求拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程.
(1)拋物線過(guò)點(diǎn)P(2,-4);
(2)拋物線焦點(diǎn)F在x軸上,直線y=-3與拋物線交于點(diǎn)A,|AF|=5.
【解析】(1)設(shè)方程為y2=mx或x2=ny.
將點(diǎn)P坐標(biāo)代入得y2=8x或x2=-y.
(2)設(shè)A(m,-3),所求焦點(diǎn)在x軸上的拋物線為y2=2px(p≠0),
由定義得5=|AF|=|m+p2|,又(-3)2=2pm,所以p=±1或±9,
所求方程為y2=±2x或y2=±18x.
【變式訓(xùn)練1】已知P是拋物線y2=2x上的一點(diǎn),另一點(diǎn)A(a,0)(a>0)滿足|PA|=d,試求d的最小值.
【解析】設(shè)P(x0,y0)(x0≥0),則y20=2x0,
所以d=|PA|=(x0-a)2+y20=(x0-a)2+2x0=[x0+(1-a)]2+2a-1.
因?yàn)閍>0,x0≥0,
所以當(dāng)0<a<1時(shí),此時(shí)有x0=0,dmin=(1-a)2+2a-1=a;
當(dāng)a≥1時(shí),此時(shí)有x0=a-1,dmin=2a-1.
題型二直線與拋物線位置討論
【例2】(2010湖北)已知一條曲線C在y軸右側(cè),C上每一點(diǎn)到點(diǎn)F(1,0)的距離減去它到y(tǒng)軸距離的差都是1.
(1)求曲線C的方程;
(2)是否存在正數(shù)m,對(duì)于過(guò)點(diǎn)M(m,0)且與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B的任一直線,都有<0?若存在,求出m的取值范圍;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【解析】(1)設(shè)P(x,y)是曲線C上任意一點(diǎn),那么點(diǎn)P(x,y)滿足:
(x-1)2+y2-x=1(x>0).
化簡(jiǎn)得y2=4x(x>0).
(2)設(shè)過(guò)點(diǎn)M(m,0)(m>0)的直線l與曲線C的交點(diǎn)為A(x1,y1),B(x2,y2).
設(shè)l的方程為x=ty+m,由得y2-4ty-4m=0,
Δ=16(t2+m)>0,于是①
又=(x1-1,y1),=(x2-1,y2).
<0(x1-1)(x2-1)+y1y2=x1x2-(x1+x2)+1+y1y2<0.②
又x=y(tǒng)24,于是不等式②等價(jià)于y214y224+y1y2-(y214+y224)+1<0
(y1y2)216+y1y2-14[(y1+y2)2-2y1y2]+1<0.③
由①式,不等式③等價(jià)于m2-6m+1<4t2.④
對(duì)任意實(shí)數(shù)t,4t2的最小值為0,所以不等式④對(duì)于一切t成立等價(jià)于m2-6m+1<0,即3-22<m<3+22.
由此可知,存在正數(shù)m,對(duì)于過(guò)點(diǎn)M(m,0)且與曲線C有兩個(gè)交點(diǎn)A,B的任一直線,都有<0,且m的取值范圍是(3-22,3+22).
【變式訓(xùn)練2】已知拋物線y2=4x的一條弦AB,A(x1,y1),B(x2,y2),AB所在直線與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,2),則1y1+1y2=.
【解析】y2-4my+8m=0,
所以1y1+1y2=y(tǒng)1+y2y1y2=12.
題型三有關(guān)拋物線的綜合問(wèn)題
【例3】已知拋物線C:y=2x2,直線y=kx+2交C于A,B兩點(diǎn),M是線段AB的中點(diǎn),過(guò)M作x軸的垂線交C于點(diǎn)N.
(1)求證:拋物線C在點(diǎn)N處的切線與AB平行;
(2)是否存在實(shí)數(shù)k使=0?若存在,求k的值;若不存在,說(shuō)明理由.
【解析】(1)證明:如圖,設(shè)A(x1,2x21),B(x2,2x22),
把y=kx+2代入y=2x2,得2x2-kx-2=0,
由韋達(dá)定理得x1+x2=k2,x1x2=-1,
所以xN=xM=x1+x22=k4,所以點(diǎn)N的坐標(biāo)為(k4,k28).
設(shè)拋物線在點(diǎn)N處的切線l的方程為y-k28=m(x-k4),
將y=2x2代入上式,得2x2-mx+mk4-k28=0,
因?yàn)橹本€l與拋物線C相切,
所以Δ=m2-8(mk4-k28)=m2-2mk+k2=(m-k)2=0,
所以m=k,即l∥AB.
(2)假設(shè)存在實(shí)數(shù)k,使=0,則NA⊥NB,
又因?yàn)镸是AB的中點(diǎn),所以|MN|=|AB|.
由(1)知yM=12(y1+y2)=12(kx1+2+kx2+2)=12[k(x1+x2)+4]=12(k22+4)=k24+2.
因?yàn)镸N⊥x軸,所以|MN|=|yM-yN|=k24+2-k28=k2+168.
又|AB|=1+k2|x1-x2|=1+k2(x1+x2)2-4x1x2
=1+k2(k2)2-4×(-1)=12k2+1k2+16.
所以k2+168=14k2+1k2+16,解得k=±2.
即存在k=±2,使=0.
【點(diǎn)撥】直線與拋物線的位置關(guān)系,一般要用到根與系數(shù)的關(guān)系;有關(guān)拋物線的弦長(zhǎng)問(wèn)題,要注意弦是否過(guò)焦點(diǎn),若過(guò)拋物線的焦點(diǎn),可直接使用公式|AB|=x1+x2+p,若不過(guò)焦點(diǎn),則必須使用一般弦長(zhǎng)公式.
【變式訓(xùn)練3】已知P是拋物線y2=2x上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作圓(x-3)2+y2=1的切線,切點(diǎn)分別為M、N,則|MN|的最小值是.
【解析】455.
總結(jié)提高
1.在拋物線定義中,焦點(diǎn)F不在準(zhǔn)線l上,這是一個(gè)重要的隱含條件,若F在l上,則拋物線退化為一條直線.
2.掌握拋物線本身固有的一些性質(zhì):(1)頂點(diǎn)、焦點(diǎn)在對(duì)稱軸上;(2)準(zhǔn)線垂直于對(duì)稱軸;(3)焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為p;(4)過(guò)焦點(diǎn)垂直于對(duì)稱軸的弦(通徑)長(zhǎng)為2p.
3.拋物線的標(biāo)準(zhǔn)方程有四種形式,要掌握拋物線的方程與圖形的對(duì)應(yīng)關(guān)系.求拋物線方程時(shí),若由已知條件可知曲線的類型,可采用待定系數(shù)法.
4.拋物線的幾何性質(zhì),只要與橢圓、雙曲線加以對(duì)照,很容易把握.但由于拋物線的離心率為1,所以拋物線的焦點(diǎn)有很多重要性質(zhì),而且應(yīng)用廣泛,例如:已知過(guò)拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)的直線交拋物線于A、B兩點(diǎn),設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則有下列性質(zhì):|AB|=x1+x2+p或|AB|=2psin2α(α為AB的傾斜角),y1y2=-p2,x1x2=p24等.
9.4直線與圓錐曲線的位置關(guān)系
典例精析
題型一直線與圓錐曲線交點(diǎn)問(wèn)題
【例1】若曲線y2=ax與直線y=(a+1)x-1恰有一個(gè)公共點(diǎn),求實(shí)數(shù)a的值.
【解析】聯(lián)立方程組
(1)當(dāng)a=0時(shí),方程組恰有一組解為
(2)當(dāng)a≠0時(shí),消去x得a+1ay2-y-1=0,
①若a+1a=0,即a=-1,方程變?yōu)橐辉淮畏匠蹋瓂-1=0,
方程組恰有一組解
②若a+1a≠0,即a≠-1,令Δ=0,即1+4(a+1)a=0,解得a=-45,這時(shí)直線與曲線相切,只有一個(gè)公共點(diǎn).
綜上所述,a=0或a=-1或a=-45.
【點(diǎn)撥】本題設(shè)計(jì)了一個(gè)思維“陷阱”,即審題中誤認(rèn)為a≠0,解答過(guò)程中的失誤就是不討論二次項(xiàng)系數(shù)=0,即a=-1的可能性,從而漏掉兩解.本題用代數(shù)方法解完后,應(yīng)從幾何上驗(yàn)證一下:①當(dāng)a=0時(shí),曲線y2=ax,即直線y=0,此時(shí)與已知直線y=x-1恰有交點(diǎn)(1,0);②當(dāng)a=-1時(shí),直線y=-1與拋物線的對(duì)稱軸平行,恰有一個(gè)交點(diǎn)(代數(shù)特征是消元后得到的一元二次方程中二次項(xiàng)系數(shù)為零);③當(dāng)a=-45時(shí)直線與拋物線相切.
【變式訓(xùn)練1】若直線y=kx-1與雙曲線x2-y2=4有且只有一個(gè)公共點(diǎn),則實(shí)數(shù)k的取值范圍為()
A.{1,-1,52,-52}B.(-∞,-52]∪[52,+∞)
C.(-∞,-1]∪[1,+∞)D.(-∞,-1)∪[52,+∞)
【解析】由(1-k2)x2-2kx-5=0,
k=±52,結(jié)合直線過(guò)定點(diǎn)(0,-1),且漸近線斜率為±1,可知答案為A.
題型二直線與圓錐曲線的相交弦問(wèn)題
【例2】(2010遼寧)設(shè)橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的右焦點(diǎn)為F,過(guò)F的直線l與橢圓C相交于A,B兩點(diǎn),直線l的傾斜角為60°,=2.
(1)求橢圓C的離心率;
(2)如果|AB|=154,求橢圓C的方程.
【解析】設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),由題意知y1<0,y2>0.
(1)直線l的方程為y=3(x-c),其中c=a2-b2.
聯(lián)立
得(3a2+b2)y2+23b2cy-3b4=0.
解得y1=-3b2(c+2a)3a2+b2,y2=-3b2(c-2a)3a2+b2.
因?yàn)椋?,所以-y1=2y2,即3b2(c+2a)3a2+b2=2-3b2(c-2a)3a2+b2.
解得離心率e=ca=23.
(2)因?yàn)閨AB|=1+13|y2-y1|,所以2343ab23a2+b2=154.
由ca=23得b=53a,所以54a=154,即a=3,b=5.
所以橢圓的方程為x29+y25=1.
【點(diǎn)撥】本題考查直線與圓錐曲線相交及相交弦的弦長(zhǎng)問(wèn)題,以及用待定系數(shù)法求橢圓方程.
【變式訓(xùn)練2】橢圓ax2+by2=1與直線y=1-x交于A,B兩點(diǎn),過(guò)原點(diǎn)與線段AB中點(diǎn)的直線的斜率為32,則ab的值為.
【解析】設(shè)直線與橢圓交于A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),弦中點(diǎn)坐標(biāo)為(x0,y0),代入橢圓方程兩式相減得a(x1-x2)(x1+x2)+b(y1-y2)(y1+y2)=0
2ax0+2by0y1-y2x1-x2=0ax0-by0=0.
故ab=y(tǒng)0x0=32.
題型三對(duì)稱問(wèn)題
【例3】在拋物線y2=4x上存在兩個(gè)不同的點(diǎn)關(guān)于直線l:y=kx+3對(duì)稱,求k的取值范圍.
【解析】設(shè)A(x1,y1)、B(x2、y2)是拋物線上關(guān)于直線l對(duì)稱的兩點(diǎn),由題意知k≠0.
設(shè)直線AB的方程為y=-1kx+b,
聯(lián)立消去x,得14ky2+y-b=0,
由題意有Δ=12+414kb>0,即bk+1>0.(*)
且y1+y2=-4k.又y1+y22=-1kx1+x22+b.所以x1+x22=k(2k+b).
故AB的中點(diǎn)為E(k(2k+b),-2k).
因?yàn)閘過(guò)E,所以-2k=k2(2k+b)+3,即b=-2k-3k2-2k.
代入(*)式,得-2k-3k3-2+1>0k3+2k+3k3<0
k(k+1)(k2-k+3)<0-1<k<0,故k的取值范圍為(-1,0).
【點(diǎn)撥】(1)本題的關(guān)鍵是對(duì)稱條件的轉(zhuǎn)化.A(x1,y1)、B(x2,y2)關(guān)于直線l對(duì)稱,則滿足直線l與AB垂直,且線段AB的中點(diǎn)坐標(biāo)滿足l的方程;
(2)對(duì)于圓錐曲線上存在兩點(diǎn)關(guān)于某一直線對(duì)稱,求有關(guān)參數(shù)的范圍問(wèn)題,利用對(duì)稱條件求出過(guò)這兩點(diǎn)的直線方程,利用判別式大于零建立不等式求解;或者用參數(shù)表示弦中點(diǎn)的坐標(biāo),利用中點(diǎn)在曲線內(nèi)部的條件建立不等式求參數(shù)的取值范圍.
【變式訓(xùn)練3】已知拋物線y=-x2+3上存在關(guān)于x+y=0對(duì)稱的兩點(diǎn)A,B,則|AB|等于()
A.3B.4C.32D.42
【解析】設(shè)AB方程:y=x+b,代入y=-x2+3,得x2+x+b-3=0,
所以xA+xB=-1,故AB中點(diǎn)為(-12,-12+b).
它又在x+y=0上,所以b=1,所以|AB|=32,故選C.
總結(jié)提高
1.本節(jié)內(nèi)容的重點(diǎn)是研究直線與圓錐曲線位置關(guān)系的判別式方法及弦中點(diǎn)問(wèn)題的處理方法.
2.直線與圓錐曲線的位置關(guān)系的研究可以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)方程組的解的討論,即聯(lián)立方程組
通過(guò)消去y(也可以消去x)得到x的方程ax2+bx+c=0進(jìn)行討論.這時(shí)要注意考慮a=0和a≠0兩種情況,對(duì)雙曲線和拋物線而言,一個(gè)公共點(diǎn)的情況除a≠0,Δ=0外,直線與雙曲線的漸近線平行或直線與拋物線的對(duì)稱軸平行時(shí),都只有一個(gè)交點(diǎn)(此時(shí)直線與雙曲線、拋物線屬相交情況).由此可見(jiàn),直線與圓錐曲線只有一個(gè)公共點(diǎn),并不是直線與圓錐曲線相切的充要條件.
3.弦中點(diǎn)問(wèn)題的處理既可以用判別式法,也可以用點(diǎn)差法;使用點(diǎn)差法時(shí),要特別注意驗(yàn)證“相交”的情形.
9.5圓錐曲線綜合問(wèn)題
典例精析
題型一求軌跡方程
【例1】已知拋物線的方程為x2=2y,F(xiàn)是拋物線的焦點(diǎn),過(guò)點(diǎn)F的直線l與拋物線交于A、B兩點(diǎn),分別過(guò)點(diǎn)A、B作拋物線的兩條切線l1和l2,記l1和l2交于點(diǎn)M.
(1)求證:l1⊥l2;
(2)求點(diǎn)M的軌跡方程.
【解析】(1)依題意,直線l的斜率存在,設(shè)直線l的方程為y=kx+12.
聯(lián)立消去y整理得x2-2kx-1=0.設(shè)A的坐標(biāo)為(x1,y1),B的坐標(biāo)為(x2,y2),則有x1x2=-1,將拋物線方程改寫為y=12x2,求導(dǎo)得y′=x.
所以過(guò)點(diǎn)A的切線l1的斜率是k1=x1,過(guò)點(diǎn)B的切線l2的斜率是k2=x2.
因?yàn)閗1k2=x1x2=-1,所以l1⊥l2.
(2)直線l1的方程為y-y1=k1(x-x1),即y-x212=x1(x-x1).
同理直線l2的方程為y-x222=x2(x-x2).
聯(lián)立這兩個(gè)方程消去y得x212-x222=x2(x-x2)-x1(x-x1),
整理得(x1-x2)(x-x1+x22)=0,
注意到x1≠x2,所以x=x1+x22.
此時(shí)y=x212+x1(x-x1)=x212+x1(x1+x22-x1)=x1x22=-12.
由(1)知x1+x2=2k,所以x=x1+x22=k∈R.
所以點(diǎn)M的軌跡方程是y=-12.
【點(diǎn)撥】直接法是求軌跡方程最重要的方法之一,本題用的就是直接法.要注意“求軌跡方程”和“求軌跡”是兩個(gè)不同概念,“求軌跡”除了首先要求我們求出方程,還要說(shuō)明方程軌跡的形狀,這就需要我們對(duì)各種基本曲線方程和它的形態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系了如指掌.
【變式訓(xùn)練1】已知△ABC的頂點(diǎn)為A(-5,0),B(5,0),△ABC的內(nèi)切圓圓心在直線x=3上,則頂點(diǎn)C的軌跡方程是()
A.x29-y216=1B.x216-y29=1
C.x29-y216=1(x>3)D.x216-y29=1(x>4)
【解析】如圖,|AD|=|AE|=8,|BF|=|BE|=2,|CD|=|CF|,
所以|CA|-|CB|=8-2=6,
根據(jù)雙曲線定義,所求軌跡是以A、B為焦點(diǎn),實(shí)軸長(zhǎng)為6的雙曲線的右支,方程為x29-y216=1(x>3),故選C.
題型二圓錐曲線的有關(guān)最值
【例2】已知菱形ABCD的頂點(diǎn)A、C在橢圓x2+3y2=4上,對(duì)角線BD所在直線的斜率為1.當(dāng)∠ABC=60°時(shí),求菱形ABCD面積的最大值.
【解析】因?yàn)樗倪呅蜛BCD為菱形,所以AC⊥BD.
于是可設(shè)直線AC的方程為y=-x+n.
由得4x2-6nx+3n2-4=0.
因?yàn)锳,C在橢圓上,所以Δ=-12n2+64>0,解得-433<n<433.
設(shè)A,C兩點(diǎn)坐標(biāo)分別為(x1,y1),(x2,y2),則x1+x2=3n2,x1x2=3n2-44,
y1=-x1+n,y2=-x2+n.所以y1+y2=n2.
因?yàn)樗倪呅蜛BCD為菱形,且∠ABC=60°,所以|AB|=|BC|=|CA|.
所以菱形ABCD的面積S=32|AC|2.
又|AC|2=(x1-x2)2+(y1-y2)2=-3n2+162,所以S=34(-3n2+16)(-433<n<433).
所以當(dāng)n=0時(shí),菱形ABCD的面積取得最大值43.
【點(diǎn)撥】建立“目標(biāo)函數(shù)”,借助代數(shù)方法求最值,要特別注意自變量的取值范圍.在考試中很多考生沒(méi)有利用判別式求出n的取值范圍,雖然也能得出答案,但是得分損失不少.
【變式訓(xùn)練2】已知拋物線y=x2-1上有一定點(diǎn)B(-1,0)和兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)P、Q,若BP⊥PQ,則點(diǎn)Q橫坐標(biāo)的取值范圍是.
【解析】如圖,B(-1,0),設(shè)P(xP,x2P-1),Q(xQ,x2Q-1),
由kBPkPQ=-1,得x2P-1xP+1x2Q-x2PxQ-xP=-1.
所以xQ=-xP-1xP-1=-(xP-1)-1xP-1-1.
因?yàn)閨xP-1+1xP-1|≥2,所以xQ≥1或xQ≤-3.
題型三求參數(shù)的取值范圍及最值的綜合題
【例3】(2010浙江)已知m>1,直線l:x-my-m22=0,橢圓C:x2m2+y2=1,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓C的左、右焦點(diǎn).
(1)當(dāng)直線l過(guò)右焦點(diǎn)F2時(shí),求直線l的方程;
(2)設(shè)直線l與橢圓C交于A,B兩點(diǎn),△AF1F2,△BF1F2的重心分別為G,H.若原點(diǎn)O在以線段GH為直徑的圓內(nèi),求實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【解析】(1)因?yàn)橹本€l:x-my-m22=0經(jīng)過(guò)F2(m2-1,0),
所以m2-1=m22,解得m2=2,
又因?yàn)閙>1,所以m=2.
故直線l的方程為x-2y-1=0.
(2)A(x1,y1),B(x2,y2),
由消去x得2y2+my+m24-1=0,
則由Δ=m2-8(m24-1)=-m2+8>0知m2<8,
且有y1+y2=-m2,y1y2=m28-12.
由于F1(-c,0),F(xiàn)2(c,0),故O為F1F2的中點(diǎn),
由=2,=2,得G(x13,y13),H(x23,y23),
|GH|2=(x1-x2)29+(y1-y2)29.
設(shè)M是GH的中點(diǎn),則M(x1+x26,y1+y26),
由題意可知,2|MO|<|GH|,即4[(x1+x26)2+(y1+y26)2]<(x1-x2)29+(y1-y2)29,
即x1x2+y1y2<0.
而x1x2+y1y2=(my1+m22)(my2+m22)+y1y2=(m2+1)(m28-12).
所以m28-12<0,即m2<4.
又因?yàn)閙>1且Δ>0,所以1<m<2.
所以m的取值范圍是(1,2).
【點(diǎn)撥】本題主要考查橢圓的幾何性質(zhì),直線與橢圓、點(diǎn)與圓的位置關(guān)系等基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)考查解析幾何的基本思想方法和綜合解題能力.
【變式訓(xùn)練3】若雙曲線x2-ay2=1的右支上存在三點(diǎn)A、B、C使△ABC為正三角形,其中一個(gè)頂點(diǎn)A與雙曲線右頂點(diǎn)重合,則a的取值范圍為.
【解析】設(shè)B(m,m2-1a),則C(m,-m2-1a)(m>1),
又A(1,0),由AB=BC得(m-1)2+m2-1a=(2m2-1a)2,
所以a=3m+1m-1=3(1+2m-1)>3,即a的取值范圍為(3,+∞).
總結(jié)提高
1.求曲線的軌跡方程是解析幾何的兩個(gè)基本問(wèn)題之一.求符合某種條件的動(dòng)點(diǎn)的軌跡方程,其實(shí)質(zhì)就是利用題設(shè)中的幾何條件,用“坐標(biāo)法”將其轉(zhuǎn)化為尋求變量間的關(guān)系.這類問(wèn)題除了考查學(xué)生對(duì)圓錐曲線的定義、性質(zhì)等基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,還充分考查了各種數(shù)學(xué)思想方法及一定的推理能力和運(yùn)算能力,因此這類問(wèn)題成為高考命題的熱點(diǎn),也是同學(xué)們的一大難點(diǎn).求曲線的軌跡方程常采用的方法有直接法、定義法、代入法、參數(shù)法、待定系數(shù)法.
2.最值問(wèn)題的代數(shù)解法,是從動(dòng)態(tài)角度去研究解析幾何中的數(shù)學(xué)問(wèn)題的主要內(nèi)容,其解法是設(shè)變量、建立目標(biāo)函數(shù)、轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值.其中,自變量的取值范圍由直線和圓錐曲線的位置關(guān)系(即判別式與0的關(guān)系)確定.
3.范圍問(wèn)題,主要是根據(jù)條件,建立含有參變量的函數(shù)關(guān)系式或不等式,然后確定參數(shù)的取值范圍.其解法主要有運(yùn)用圓錐曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)的取值范圍,運(yùn)用求函數(shù)的值域、最值以及二次方程實(shí)根的分布等知識(shí).