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1、第4講 轉(zhuǎn)化與化歸思想
思想方法·簡明概述
轉(zhuǎn)化與化歸的原則
常見的轉(zhuǎn)化與化歸的方法
1.熟悉化原則 2.簡單化原則
3.直觀化原則 4.正難則反原則
1.直接轉(zhuǎn)化法 2.換元法 3.數(shù)形結(jié)合法
4.構(gòu)造法 5.坐標法 6.類比法 7.特殊化方法
8.等價問題法 9.加強命題法 10.補集法
轉(zhuǎn)化與化歸思想就是在研究和解決有關(guān)數(shù)學問題時,采用某種手段將問題通過變換使之轉(zhuǎn)化,進而使問題得到解決的一種數(shù)學思想方法
熱點探究·考向調(diào)研
調(diào)研一 特殊與一般的轉(zhuǎn)化
【例1】 (1)[2018·唐山三模]已知函數(shù)f(x)=x3+ax2+bx有兩個極值點x1,x2,且x1
2、若x1+2x0=3x2,函數(shù)g(x)=f(x)-f(x0),則g(x)( )
A.恰有一個零點 B.恰有兩個零點
C.恰有三個零點 D.至多兩個零點
解析:由題知只要f(x)有兩個極值點,且x1
3、則cosA=,cosC=0,=.
方法二:取特殊角A=B=C=,cosA=cosC=,=.
答案:
(3)如圖所示,在平行四邊形ABCD中,AP⊥BD,垂足為P,且AP=3,則·=________.
解析:把平行四邊形ABCD看成正方形,則點P為對角線的交點,AC=6,則·=18.
答案:18
方法點睛
化一般為特殊的作用
(1)常用的特例有特殊值、特殊數(shù)列、特殊函數(shù)、特殊圖形、特殊角、特殊位置等.
(2)對于選擇題,當題設(shè)在普通條件下都成立時,對特殊值進行探求,可快捷得到答案.
(3)對于填空題,當填空題的結(jié)論唯一或題設(shè)條件提供的信息暗示答案是一個定值時,可把題中變
4、化的量用特殊值代替,即可得到答案.
調(diào)研二 函數(shù)、方程、不等式之間的轉(zhuǎn)化
【例2】 (1)[2019·安徽合肥質(zhì)檢三]若存在兩個正實數(shù)x,y,使得等式x(1+lnx)=xlny-ay成立,則實數(shù)a的取值范圍是( )
A. B.
C. D.
解析:∵x>0,y>0,x(1+lnx)=xlny-ay,
∴ay=xlny-xlnx-x,ay=xln-x,
∴a=ln-,即a=-ln-.
令t=,則t>0,a=-tlnt-t.
令f(t)=-tlnt-t(t>0),
則f′(t)=-(lnt+2).令f′(t)=0,得t=.
當t∈時,f′(t)>0,f(t)單調(diào)遞
5、增;
當t∈時,f′(t)<0,f(t)單調(diào)遞減.
∴[f(t)]max=f=,∴a≤,故選C.
答案:C
(2)在等差數(shù)列{an}中,a2,a2 018是函數(shù)f(x)=x3-6x2+4x-1的兩個不同的極值點,則的值為( )
A.-3 B.-
C.3 D.
解析:f′(x)=3x2-12x+4,因為a2,a2 018是函數(shù)f(x)=x3-6x2+4x-1的兩個不同的極值點,所以a2,a2 018是方程3x2-12x+4=0的兩個不等實數(shù)根,
所以a2+a2 018=4.又因為數(shù)列{an}為等差數(shù)列,所以a2+a2 018=2a1 010,即a1 010=2,
從而,故選B
6、.
答案:B
(3)已知函數(shù)f(x)=3e|x|.若存在實數(shù)t∈[-1,+∞),使得對任意的x∈[1,m],m∈Z且m>1,都有f(x+t)≤3ex,則m的最大值為________.
解析:因為當t∈[-1,+∞)且x∈[1,m]時,x+t≥0,
所以f(x+t)≤3ex?ex+t≤ex?x+t≤1+lnx.
所以原命題等價轉(zhuǎn)化為:存在實數(shù)t∈[-1,+∞),使得不等式t≤1+lnx-x對任意x∈[1,m]恒成立.
令h(x)=1+lnx-x(x≥1).
因為h′(x)=-1≤0,
所以函數(shù)h(x)在[1,+∞)上為減函數(shù),
又因為x∈[1,m],
所以h(x)min=h(
7、m)=1+lnm-m.
所以要使得對任意x∈[1,m],t值恒存在,
只需1+lnm-m≥-1.
因為h(3)=ln3-2=ln>ln=-1,h(4)=ln4-3=ln
8、
【例3】 (1)[2019·太原模擬]由命題“存在x0∈R,使-m≤0”是假命題,得m的取值范圍是(-∞,a),則實數(shù)a的取值是( )
A.(-∞,1) B.(-∞,2)
C.1 D.2
解析:命題“存在x0∈R,使-m≤0”是假命題,可知它的否定形式“任意x∈R,使e|x-1|-m>0”是真命題,可得m的取值范圍是(-∞,1),而(-∞,a)與(-∞,1)為同一區(qū)間,故a=1,故選C.
答案:C
(2)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),則實數(shù)m的取值范圍是________.
解析:g′(x)=3x2+(m+4)x-
9、2,
若g(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(正反轉(zhuǎn)化),
由①得3x2+(m+4)x-2≥0,
即m+4≥-3x,
當x∈(t,3)時恒成立,
所以m+4≥-3t恒成立,則m+4≥-1,
即m≥-5;
由②得3x2+(m+4)x-2≤0,
即m+4≤-3x,
當x∈(t,3)時恒成立,
則m+4≤-9,
即m≤-.
所以函數(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.
答案:
(3)若二次函數(shù)f(x)=4x2-2(p-2)x-2p2-p+1在區(qū)間[-1,1]內(nèi)至
10、少存在一個值c,使得f(c)>0,則實數(shù)p的取值范圍為________.
解析:如果在區(qū)間[-1,1]內(nèi)沒有值使得f(c)>0,則??p≤-3或p≥,取補集為-3
11、取值范圍為( )
A.(-∞,-2] B.[-2,2]
C.(0,2] D.[2,+∞)
解析:因為x∈[-2,2],
當x=0時,原式為02-a·0+1≥0恒成立,此時a∈R;
當x∈(0,2]時,原不等式可化為a≤,
而≥=2,
當且僅當x=1時等號成立,
所以a的取值范圍是(-∞,2];
當x∈[-2,0)時,可得a≥,
令f(x)==x+,
由函數(shù)的單調(diào)性可知,f(x)max=f(-1)=-2,
所以a∈[-2,+∞).
綜上可知,a的取值范圍是[-2,2],故選B.
答案:B
(2)設(shè)y=(log2x)2+(t-2)log2x-t+1,若t∈[-2
12、,2]時恒取正值,則x的取值范圍是________.
解析:設(shè)y=f(t)=(log2x-1)t+(log2x)2-2log2x+1,
則f(t)是一次函數(shù),
當t∈[-2,2]時,f(t)>0恒成立,則
即
解得log2x<-1或log2x>3.
即08,
故x的取值范圍是∪(8,+∞).
答案:∪(8,+∞)
(3)已知函數(shù)f(x)=x3+3ax-1,g(x)=f′(x)-ax-5,其中f′(x)是f(x)的導函數(shù).對滿足-1≤a≤1的一切a的值,都有g(shù)(x)<0,則實數(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).(主次轉(zhuǎn)化)
對-1≤a≤1,恒有g(shù)(x)<0,即φ(a)<0,
所以即
解得-