1.“重农抑商”是我国封建社会所推行的一项传统政策。该政策首先实行的时期是(
A、春秋 B、战国 C、唐朝 D、明朝
借助复平面上的两点间的距离公式和直线、圆、圆锥曲线等,再利用复数的意义求解问题,比单纯利用代数计算优越的多。
例12.如果复数z满足︱z+i︱+︱z-i︱=2,那么︱z+i+1︱的最小值是( )
A.1 B.![]()
C.2 D.![]()
解析:复平面内满足︱z+i︱+︱z-i︱=2的点z的轨迹是线段AB,而︱z+i+1︱表示点Z到P(-1,-1)的距离如图示,
由图知︱z+i+1︱的最小值是1,选A.
以上十种工具是数形结合中常用的模型,熟练掌握这十种模型及相关知识,可以提高同学们数形结合的能力,。
利用向量可以解决线段相等,直线垂直,立体几何中空间角(异面直线的角、线面角、二面角)和空间距离(点线距、线线距、线面距、面面距),建立坐标系,写出坐标,可以“以数定形”。
例10.如图所示,P是正方形的ABCD的对角线BD上一点,四边形PECF是矩形,
求证:(1).PA=EF
(2).PA⊥EF
建立如图的坐标系,设正方形的边长是1,︱
︱=
,
则A(0,1),P(![]()
,![]()
),E(![]()
,0),F(1, ![]()
)
∴
=(-![]()
,1-![]()
) ![]()
=(![]()
-1,- ![]()
)
(1).∵︱
︱=(-![]()
)
+(1-![]()
)![]()
=![]()
-![]()
+1
︱
︱=(![]()
-1)
+ (-![]()
)![]()
=![]()
-![]()
+1
∴︱
︱=︱
︱,即PA=EF
(2).
﹡
=(-![]()
)(![]()
-1)+(1-![]()
)(-![]()
)
=-![]()
![]()
-![]()
+![]()
+![]()
![]()
=0
∴
⊥
,即PA⊥EF
例11.如图所示,在棱长为1的正方形ABCD-A
B
C
D
中,E,F分别是DD
,BD的中点,G在棱CD上,且CG=
CD,H是C
G的中点,
⑴.求证:EF⊥B
C
⑵.求证:EF与C
G所成角的余弦值
⑶.求FH的长
解:如图所示,建立空间直角坐标系D-xyz,
E(0,0,
) F(
,
,0) C(0,1,0) D(0,1,1)
B
(1,1,1)
G(0,
,0)
(1).证明:
=(
,
,-
)
=(-1,0,-1)
∵
·
=
·(-1)+
·0+
·(-1)=0
∴
⊥
∴EF⊥B
C
(2).
=(0,-
,-1)
∴∣
∣=
=![]()
由(1)得
∣
∣=
·
=
∴cos
=
=![]()
(3). ∵H是C
G的中点
∴H(
,
,
)即H(0,
,
)
又∵F(
,
,0)
∴FH=︱
︱=
=![]()
点评:利用空间向量解决立体几何问题,将抽象的逻辑论证转化为代数计算,以数助形,大大降低了空间想象能力,是数形结合的深化。
例9.求sin
20
+cos
50
+sin20
cos50
的值。
解:原式=sin
20
+sin
40
+ sin20
sin40![]()
=
sin
20
+sin
40
-2 sin20
sin40
cos120![]()
设三角形的外接圆半径是
,三角形的三边分别是a,b,c,则c= sin20
,b= sin40![]()
由余弦定理,原式=a
=(2·
·sin120
)
=![]()
例7.已知a>0且a≠1,试求使方程log
(x-ak)=log
(x
-a
)
有解的实数k的取值范围。
解:原方程等价于0<x-ak=![]()
构造曲线C:y=
,直线L:y= x-ak
从而使问题转化为直线L和双曲线C:x
-y
=a
(y≥0)x轴上半部分有交点,求实数k的取值范围,如图所示:
有三条临界直线L
、L
、L![]()
①
当L在L
和L
之间时,直线L在y轴上的截距
② -ak满足-a<-ak<0时L与C有一个交点,
解之可得0<k<1
③ 当L在L
上方时,直线L在y轴上的截距-ak满
足a<-ak时L与C有一个交点,
解之可得k<-1
综合①②可得,所求k的取值范围是![]()
例8.求函数y=
+
的值域。
解:设m=
, n=
, 则m
+n
=16 (0≤m≤4,0≤n≤2
)
原函数可变形为y=m+n, y表示直线在n轴上的截距,结合图形可知
y
=2
, y
=2![]()
点评:这两道题目可以建立目标函数,然后利用求函数最值的方法解决,但利用圆锥曲线定义数形结合求解,事半功倍,迅速而准确。
例6.已知sin
+sin
=
, cos
+cos
=
, 求tan(
+
)的值
解:点A(cos
,sin
)B(cos
,sin
)
都在单位圆上,由已知可知A和B的中点C坐标
(
,
),则直线AB过定点C
∠xOC=
+
=![]()
∴tan∠xOC= tan
=![]()
∴tan(
+
)=
=![]()
点评:另外,单位圆中的三角函数线可以辅助解决三角不等式(组)问题。
求含有两个变量的线性式子的最值,可以构造直线方程,利用截距的意义解决问题。这一应用在线性规划中体现的很充分---求线性目标函数的最值。
例5.已知x,y满足条件
=1,求y-3x的最小值和最大值
解:令y-3x=b, 即y=3x+b
由
联立可得: 169
+966y
+16b
-400=0,令⊿≥0得:
-13≤b≤13
∴y-3x的最小值和最大值分别是-13和13。
求通过变形可以出现
的模式的式子的最值问题,可以优先考虑两点间的距离公式的利用
例4.函数y=
的最小值为
。
解析:函数可化为y=
-![]()
这个式子表示P(x,0)到点A(6,4)和点B(2,1)的差,
由右图可知,当P、A、B三点共线时,
︱PA︱-︱PB︱≤︱AB︱, ︱AB︱=5
函数取得最大值为5
提示:a
+b
=(
)
=(
)
,表示点(a,b)到原点的距离。
分式型的最值问题可以通过变形,利用斜率公式解决。
例3.函数y=
最大值是
,最小值是
。
解:函数解析式表示经过A(-cosx,sinx)和B(2,3)两点连线的斜率k,A在单位圆x
+y
=1上,经过A和B两点的直线方程为y-3=k(x-2)
即kx-y+3-2k=0,由直线和圆的位置关系得
≤1解之可得;
≤k≤
所以函数得最大值是
最小值是
。
例1.(1)(2003上海春,5)已知集合A={x||x|≤2,x∈R},B={x|x≥a},且A
B,则实数a的取值范围是_____.
解析:(1)a≤-2;
∵A={x|-2≤x≤2},B={x|x≥a},又A
B,利用数轴上覆盖关系,
因此有a≤-2.
点评:利用韦恩图和数轴可以直观地解决集合问题
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