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(接27日)
[題型三]常量與變量的轉化
例3:設f(x)是定義在R上的單調遞增函數,若f(1-ax-x2)?f(2-a)對任意的a?[-1,1]恆成立,求x的取值范圍。
分析:本題為抽象函數單調性的問題,可轉化為我們所熟悉的不等式來解決。
解:由已知得1-ax-x2?2-a對a?[-1,1]恆成立
∴(x-1)a+x2+1?0對a?[-1,1]恆成立
設g(a)=(x-1)a+x2+1,g(a)是關於a的一次函數或常數函數
∴只需g(-1)?0且g(1)?0
當a=-1時,不等式x2-x+2?0在R上恆成立
當a=1時,不等式x2+x?0的解為:x?-1或x?0
∴x的取值范圍是x?(-∞,-1]∪[0,+∞)
總結:在處理多變元的數學問題時,我們可以選取其中的常量(或參數),將其看成『主元』,而把其他的變元看成常量,常量與變量互換角色,簡化運算。
[題型四]空間與平面的轉化
例4:如圖,正四棱錐S-ABCD中,側棱長為4,每個側面等腰三角形的頂角均為30°。一只螞蟻從A點出發,沿側面按最短路線繞行一周到達SA的中點M,求螞蟻在離頂點最近時,它到頂點S的距離。
分析:將側面沿SA剪開,展開後鋪平,則螞蟻行進路線為線段AM時最短,作SH⊥AM,為垂足為H,則SH的長即為螞蟻沿線段AM行進途中離頂點S最近的距離。
解:四棱錐側面展開圖,如圖所示
在△SAM中,SA=4,SM=2,∠ASM=120°
由餘弦定理,得AM2=SA2+SM2-2SA·SM·cos∠ASM=42+22-2×4×2×(--)=28 ∴AM=2-
一方面:S△SAM=-SA·SM·sin∠ASM=-×4×2×-=2-
另一方面:S△SAM=-AM·SH=-×2-·SH=-SH
由-SH=2-,得SH=-=-
總結:將空間問題轉化為平面問題是解立體幾何題的一條基本思路,根據柱、錐、臺的側面展開圖,利用『兩點之間線段最短』,可以解決這類沿側面繞行最短路線問題。
[題型五]數與形的轉化
例5:求函數f(x)=---的最大值。
分析:通過觀察,注意到可將兩根式之差配方為-
--,研究它所表示的幾何意義,轉化為平面幾何問題。
(下周四繼續刊登)