5、所以a=-.
則實(shí)數(shù)a取值的集合為.
答案 (1)D (2)
應(yīng)用2 由圖形位置或形狀引起的分類討論
【例2】 (1)(2017·昆明一中質(zhì)檢)已知雙曲線的離心率為,則其漸近線方程為________;
(2)設(shè)圓錐曲線C的兩個(gè)焦點(diǎn)分別為F1,F(xiàn)2,若曲線C上存在點(diǎn)P滿足|PF1|∶|F1F2|∶|PF2|=4∶3∶2,則曲線C的離心率等于________.
解析 (1)由于e==,
∴==,則a2=3b2,
若雙曲線焦點(diǎn)在x軸上,漸近線方程y=±x.
若雙曲線焦點(diǎn)在y軸上,漸近線方程y=±x.
(2)不妨設(shè)|PF1|=4t,|F1F2|=3t,|PF2|=2t,其中t≠0.
6、
若該曲線為橢圓,則有|PF1|+|PF2|=6t=2a,
|F1F2|=3t=2c,e====;
若該曲線為雙曲線,則有|PF1|-|PF2|=2t=2a,
|F1F2|=3t=2c,e====.
答案 (1)y=±x,或y=±x (2)或
探究提高 1.圓錐曲線形狀不確定時(shí),常按橢圓、雙曲線來分類討論,求圓錐曲線的方程時(shí),常按焦點(diǎn)的位置不同來分類討論.
2.相關(guān)計(jì)算中,涉及圖形問題時(shí),也常按圖形的位置不同、大小差異等來分類討論.
【訓(xùn)練2】 設(shè)F1,F(xiàn)2為橢圓+=1的兩個(gè)焦點(diǎn),P為橢圓上一點(diǎn).已知P,F(xiàn)1,F(xiàn)2是一個(gè)直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),且|PF1|>|PF2|,則的值為_
7、_______.
解析 若∠PF2F1=90°.則|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2,
又因?yàn)閨PF1|+|PF2|=6,|F1F2|=2,
解得|PF1|=,|PF2|=,所以=.
若∠F1PF2=90°,則|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2,
所以|PF1|2+(6-|PF1|)2=20,
所以|PF1|=4,|PF2|=2,所以=2.
綜上知,=或2.
答案 或2
應(yīng)用3 由變量或參數(shù)引起的分類討論
【例3】 已知f(x)=x-aex(a∈R,e為自然對數(shù)的底).
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)若f(x)≤e2x對x∈R恒成立,求實(shí)數(shù)a的
8、取值范圍.
解 (1)f′(x)=1-aex,
當(dāng)a≤0時(shí),f′(x)>0,函數(shù)f(x)是(-∞,+∞)上的單調(diào)遞增函數(shù);
當(dāng)a>0時(shí),由f′(x)=0得x=-ln a,
所以函數(shù)f(x)在(-∞,-ln a)上的單調(diào)遞增,在(-ln a,+∞)上的單調(diào)遞減.
(2)f(x)≤e2x?a≥-ex,
設(shè)g(x)=-ex,則g′(x)=.
當(dāng)x<0時(shí),1-e2x>0,g′(x)>0,
∴g(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞增.
當(dāng)x>0時(shí),1-e2x<0,g′(x)<0,
∴g(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減.
所以g(x)max=g(0)=-1,所以a≥-1.
故a的取值范圍是[
9、-1,+∞).
探究提高 1.(1)參數(shù)的變化取值導(dǎo)致不同的結(jié)果,需對參數(shù)進(jìn)行討論,如含參數(shù)的方程、不等式、函數(shù)等.本題中參數(shù)a與自變量x的取值影響導(dǎo)數(shù)的符號(hào)應(yīng)進(jìn)行討論.
(2)解析幾何中直線點(diǎn)斜式、斜截式方程要考慮斜率k存在或不存在,涉及直線與圓錐曲線位置關(guān)系要進(jìn)行討論.
2.分類討論要標(biāo)準(zhǔn)明確、統(tǒng)一,層次分明,分類要做到“不重不漏”.
【訓(xùn)練3】 (2015·全國Ⅱ卷)已知函數(shù)f(x)=ln x+a(1-x).
(1)討論f(x)的單調(diào)性;
(2)當(dāng)f(x)有最大值,且最大值大于2a-2時(shí),求a的取值范圍.
解 (1)f(x)的定義域?yàn)?0,+∞),f′(x)=-a.
若a
10、≤0,則f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.
若a>0,則當(dāng)x∈時(shí),f′(x)>0;當(dāng)x∈時(shí),f′(x)<0,所以f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
綜上,知當(dāng)a≤0時(shí),f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)a>0時(shí),f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
(2)由(1)知,當(dāng)a≤0時(shí),f(x)在(0,+∞)上無最大值;
當(dāng)a>0時(shí),f(x)在x=處取得最大值,最大值為f=ln +a=-ln a+a-1.
因此f>2a-2等價(jià)于ln a+a-1<0.
令g(a)=ln a+a-1,則g(a)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,
g(1)=0.
于是,當(dāng)0<a<1時(shí),g
11、(a)<0;當(dāng)a>1時(shí),g(a)>0.
因此,a的取值范圍是(0,1).
熱點(diǎn)二 轉(zhuǎn)化與化歸思想
應(yīng)用1 特殊與一般的轉(zhuǎn)化
【例4】 (1)過拋物線y=ax2(a>0)的焦點(diǎn)F,作一直線交拋物線于P,Q兩點(diǎn).若線段PF與FQ的長度分別為p,q,則+等于( )
A.2a B.
C.4a D.
(2)(2017·浙江卷)已知向量a,b滿足|a|=1,|b|=2,則|a+b|+|a-b|的最小值是________,最大值是________.
解析 (1)拋物線y=ax2(a>0)的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2=y(tǒng)(a>0),焦點(diǎn)F.
過焦點(diǎn)F作直線垂直于y軸,則|PF|=|QF|=,
12、
∴+=4a.
(2)由題意,不妨設(shè)b=(2,0),a=(cos θ,sin θ),
則a+b=(2+cos θ,sin θ),a-b=(cos θ-2,sin θ).
令y=|a+b|+|a-b|
=+
=+,
令y=+,
則y2=10+2∈[16,20].
由此可得(|a+b|+|a-b|)max==2,
(|a+b|+|a-b|)min==4,
即|a+b|+|a-b|的最小值是4,最大值是2.
答案 (1)C (2)4 2
探究提高 1.一般問題特殊化,使問題處理變得直接、簡單.特殊問題一般化,可以使我們從宏觀整體的高度把握問題的一般規(guī)律,從而達(dá)到成批處理問題的
13、效果.
2.對于某些選擇題、填空題,如果結(jié)論唯一或題目提供的信息暗示答案是一個(gè)定值時(shí),可以把題中變化的量用特殊值代替,即可得到答案.
【訓(xùn)練4】 在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,若a,b,c成等差數(shù)列,則=________.
解析 令a=b=c,則△ABC為等邊三角形,且cos A=cos C=,代入所求式子,得==.
答案
應(yīng)用2 函數(shù)、方程、不等式之間的轉(zhuǎn)化
【例5】 已知函數(shù)f(x)=3e|x|,若存在實(shí)數(shù)t∈[-1,+∞),使得對任意的x∈[1,m],m∈Z且m>1,都有f(x+t)≤3ex,試求m的最大值.
解 ∵當(dāng)t∈[-1,+∞)且x∈[1,m
14、]時(shí),x+t≥0,
∴f(x+t)≤3ex?ex+t≤ex?t≤1+ln x-x.
∴原命題等價(jià)轉(zhuǎn)化為:存在實(shí)數(shù)t∈[-1,+∞),使得不等式t≤1+ln x-x對任意x∈[1,m]恒成立.
令h(x)=1+ln x-x(1≤x≤m).
∵h(yuǎn)′(x)=-1≤0,
∴函數(shù)h(x)在[1,+∞)上為減函數(shù),
又x∈[1,m],∴h(x)min=h(m)=1+ln m-m.
∴要使得對任意x∈[1,m],t值恒存在,
只需1+ln m-m≥-1.
∵h(yuǎn)(3)=ln 3-2=ln>ln=-1,
h(4)=ln 4-3=ln
15、
∴滿足條件的最大整數(shù)m的值為3.
探究提高 1.函數(shù)與方程、不等式聯(lián)系密切,解決方程、不等式的問題需要函數(shù)幫助.
2.解決函數(shù)的問題需要方程、不等式的幫助,因此借助于函數(shù)與方程、不等式進(jìn)行轉(zhuǎn)化與化歸可以將問題化繁為簡,一般可將不等關(guān)系轉(zhuǎn)化為最值(值域)問題,從而求出參變量的范圍.
【訓(xùn)練5】 (2017·江蘇卷)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,A(-12,0),B(0,6),點(diǎn)P在圓O:x2+y2=50上.若·≤20,則點(diǎn)P的橫坐標(biāo)的取值范圍是________.
解析 設(shè)點(diǎn)P(x,y),且A(-12,0),B(0,6).
則·=(-12-x,-y)·(-x,6-y)=x(12+x)+
16、y(y-6)≤20,
又x2+y2=50,
∴2x-y+5≤0,
則點(diǎn)P在直線2x-y+5=0上方的圓弧上(含交點(diǎn)).
聯(lián)立解得x=-5或x=1,
結(jié)合圖形知,-5≤x≤1.
故點(diǎn)P橫坐標(biāo)的取值范圍是[-5,1].
答案 [-5,1]
應(yīng)用3 正與反、主與次的轉(zhuǎn)化
【例6】 (1)若對于任意t∈[1,2],函數(shù)g(x)=x3+x2-2x在區(qū)間(t,3)上總不為單調(diào)函數(shù),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是________;
(2)對于滿足0≤p≤4的所有實(shí)數(shù)p,不等式x2+px>4x+p-3恒成立,則x的取值范圍是________.
解析 (1)g′(x)=3x2+(m+4)x-2,若g
17、(x)在區(qū)間(t,3)上總為單調(diào)函數(shù),
則①g′(x)≥0在(t,3)上恒成立,或②g′(x)≤0在(t,3)上恒成立.
由①得3x2+(m+4)x-2≥0,即m+4≥-3x.
當(dāng)x∈(t,3)時(shí)恒成立,∴m+4≥-3t恒成立,
則m+4≥-1,即m≥-5;
由②得m+4≤-3x,當(dāng)x∈(t,3)時(shí)恒成立,則m+4≤-9,即m≤-.
∴使函數(shù)g(x)在區(qū)間(t,3)上總不為單調(diào)函數(shù)的m的取值范圍為-3或x<-1.
答案
18、(2)(-∞,-1)∪(3,+∞)
探究提高 1.第(1)題是正與反的轉(zhuǎn)化,由于不為單調(diào)函數(shù)有多種情況,先求出其反面,體現(xiàn)“正難則反”的原則.
題目若出現(xiàn)多種成立的情形,則不成立的情形相對很少,從后面考慮較簡單,因此,間接法多用于含有“至多”“至少”及否定性命題情形的問題中.
2.第(2)題是把關(guān)于x的函數(shù)轉(zhuǎn)化為在[0,4]內(nèi)關(guān)于p的一次函數(shù)大于0恒成立的問題.
在處理多變元的數(shù)學(xué)問題時(shí),我們可以選取其中的參數(shù),將其看作是“主元”,而把其它變元看作是參數(shù).
【訓(xùn)練6】 已知函數(shù)f(x)=x3+3ax-1,g(x)=f′(x)-ax-5,其中f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù).對滿足-1≤a
19、≤1的一切a的值,都有g(shù)(x)<0,則實(shí)數(shù)x的取值范圍為________.
解析 由題意,知g(x)=3x2-ax+3a-5,
令φ(a)=(3-x)a+3x2-5,-1≤a≤1.
對-1≤a≤1,恒有g(shù)(x)<0,即φ(a)<0,
∴即
解得-
20、解題思想,降低問題難度.
常見的分類討論問題:
(1)集合:注意集合中空集?討論.
(2)函數(shù):對數(shù)函數(shù)或指數(shù)函數(shù)中的底數(shù)a,一般應(yīng)分a>1和0<a<1的討論,函數(shù)y=ax2+bx+c有時(shí)候分a=0和a≠0的討論,對稱軸位置的討論,判別式的討論.
(3)數(shù)列:由Sn求an分n=1和n>1的討論;等比數(shù)列中分公比q=1和q≠1的討論.
(4)三角函數(shù):角的象限及函數(shù)值范圍的討論.
(5)不等式:解不等式時(shí)含參數(shù)的討論,基本不等式相等條件是否滿足的討論.
(6)立體幾何:點(diǎn)線面及圖形位置關(guān)系的不確定性引起的討論.
(7)平面解析幾何:直線點(diǎn)斜式中k分存在和不存在,直線截距式中分b=0和b≠0的討論;軌跡方程中含參數(shù)時(shí)曲線類型及形狀的討論.
(8)去絕對值時(shí)的討論及分段函數(shù)的討論等.
2.轉(zhuǎn)化與化歸思想方法,就是在研究和解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題時(shí)采用某種手段將問題通過變換使之轉(zhuǎn)化,進(jìn)而解決問題的一種方法.一般總是將復(fù)雜的問題通過變換轉(zhuǎn)化為簡單的問題,將難解的問題通過變換轉(zhuǎn)化為容易求解的問題,將未解決的問題通過變換轉(zhuǎn)化為已解決的問題.
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