2020届二轮复习(文)第3部分策略3活用4招巧解压轴解答题学案
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两类压轴大题是导数和圆锥曲线,难度大、综合性强,取得满分不容易,但要得到尽可能多的分数还是有方法可行的.高考是选拔性的考试,同时又是一场智者的竞争,真正的高考高手是坦然的,他们懂得有舍才有得的真正道理,面对高考大题,特别是压轴题,哪些应该勇于割舍,哪些应努力争取.本讲教你四招,让你在考试中尽可能多得分、巧得分. |
第1招 缺步解答——化繁为简,能解多少算多少
如果遇到一个很困难的问题,确实啃不动,一个聪明的解题策略是,将它们分解为一系列的步骤,或者是一个个小问题,先解决问题的一部分,能解决多少就解决多少,能演算几步就写几步,尚未成功不等于失败.特别是那些解题层次明显的题目,或者是已经程序化了的方法,每进行一步得分点的演算都可以得分,最后结论虽然未得出,但分数却已过半,这叫“大题巧拿分”.
【典例1】 (12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的两个焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0),且椭圆C经过点P.
(1)求椭圆C的离心率;
(2)设过点A(0,2)的直线l与椭圆C交于M,N两点,点Q是线段MN上的点,且=+,求点Q的轨迹方程.
[规范解答] (1)由椭圆定义知,2a=|PF1|+|PF2|=+=2,
所以a=.2分
又由已知,c=1,
所以椭圆C的离心率e===.4分
(2)由(1)知,椭圆C的方程为+y2=1.
设点Q的坐标为(x,y),
①当直线l与x轴垂直时,直线l与椭圆C交于(0,1),(0,-1)两点,此时点Q的坐标为.6分
②当直线l与x轴不垂直时,设直线l的方程为y=kx+2.
因为M,N在直线l上,可设点M,N的坐标分别为(x1,kx1+2),(x2,kx2+2),
则|AM|2=(1+k2)x,|AN|2=(1+k2)x.
又|AQ|2=x2+(y-2)2=(1+k2)x2.
由=+,得
=+,
即=+=.①8分
将y=kx+2代入+y2=1中,得
(2k2+1)x2+8kx+6=0.②
由Δ=(8k)2-4×(2k2+1)×6>0,得k2>.
由②可知,x1+x2=,x1x2=,
代入①中并化简,得x2=.③9分
因为点Q在直线y=kx+2上,所以k=,代入③中并化简,
得10(y-2)2-3x2=18.10分
由③及k2>,可知0<x2<,即x∈∪.
又满足10(y-2)2-3x2=18,
故x∈.
由题意,Q(x,y)在椭圆C内,所以-1≤y≤1,
又由10(y-2)2=18+3x2有(y-2)2∈且-1≤y≤1,则y∈.
所以点Q的轨迹方程为10(y-2)2-3x2=18,
其中x∈,y∈.12分
(1)本题第(1)问为已知椭圆标准方程求椭圆的离心率问题,属于容易题.
(2)本题的难点在于第(2)问中确定轨迹方程及方程中各变量的取值范围,本题有一定的难度,要想拿到全分很难,这就应该学会缺步解答.
首先,解决直线与圆锥曲线的位置关系问题时,若需要设直线方程,应考虑直线的斜率是否存在,因此当直线l的斜率不存在时,求出点Q的坐标为,这是每位考生都应该能做到的.其次联立直线方程与椭圆方程并设出M,N,Q的坐标,通过=+,得到=+=,然后由x1+x2及x1x2联想一元二次方程根与系数的关系,将问题解决到x2=是完全可以做到的,到此已经可以得到9分.
另外,考虑到点Q在直线l上,将点Q坐标代入所设直线方程就能得到10(y-2)2-3x2=18,到此便可以得到10分.到此不能继续往下解时,我们也已经得到绝大部分分数了.
第2招 跳步解答——左右逢源,会做哪问做哪问
解题过程中卡在某一过渡环节上是常见的.这时,我们可以先承认中间结论,往后推,看能否得到结论.若题目有两问,第(1)问想不出来,可把第(1)问当作“已知”,先做第(2)问,跳一步解答.
【典例2】 (12分)设函数fn(x)=xn+bx+c(n∈N*,b,c∈R).
(1)设n≥2,b=1,c=-1,证明:fn(x)在区间内存在唯一零点;
(2)设n=2,若对任意x1,x2∈[-1,1],有|f2(x1)-f2(x2)|≤4,求b的取值范围;
(3)在(1)的条件下,设xn是fn(x)在内的零点,判断数列x2,x3,…,xn,…的增减性.
[规范解答] (1)证明:b=1,c=-1,n≥2时,fn(x)=xn+x-1.
∵fnfn(1)=×1<0,
∴fn(x)在内存在零点.2分
又∵当x∈时,f′n(x)=nxn-1+1>0,
∴fn(x)在上是单调递增的.
∴fn(x)在区间内存在唯一零点.4分
(2)当n=2时,f2(x)=x2+bx+c.
对任意x1,x2∈[-1,1]都有|f2(x1)-f2(x2)|≤4.
等价于f2(x)在[-1,1]上的最大值与最小值之差M≤4.
据此分类讨论如下:5分
①当>1,即|b|>2时,
M=|f2(1)-f2(-1)|=2|b|>4,与题设矛盾.6分
②当-1≤-<0,即0<b≤2时,
M=f2(1)-f2=2≤4恒成立.7分
③当0≤-≤1,即-2≤b≤0时,
M=f2(-1)-f2=2≤4恒成立.
综上可知,-2≤b≤2.8分
故b的取值范围为[-2,2].
(3)法一:设xn是fn(x)在内的唯一零点(n≥2),fn(xn)=x+xn-1=0,
fn+1(xn+1)=x+xn+1-1=0,xn+1∈,
于是有fn(xn)=0=fn+1(xn+1)
=x+xn+1-1<x+xn+1-1=fn(xn+1).
又由(1)知fn(x)在上是单调递增的,
故xn<xn+1(n≥2),
所以数列x2,x3,…,xn,…是递增数列.12分
法二:设xn是fn(x)在内的唯一零点,
fn+1(xn)fn+1(1)=(x+xn-1)(1n+1+1-1)
=x+xn-1<x+xn-1=0,
则fn+1(x)的零点xn+1在(xn,1)内,
故xn<xn+1(n≥2),
所以数列x2,x3,…,xn,…是递增数列.12分
第1问可利用函数的单调性及零点存在性定理较简单解决,但第2问较麻烦,很多同学不会做或耽误较长时间,从而延误了第3问的解答.事实上,由题意可知,第3问的解答与第2问没有任何关系,但与第1问是相关的,且非常容易解答,因此我们可跨过第2问,先解决第3问,从而增大了本题的得分率,这是解决此类题的上策之举.
第3招 逆向解答——逆水行舟,往往也能解决问题
对一个问题正面思考发生思维受阻时,用逆向思维的方法去探求新的解题途径,往往能得到突破性的进展.顺向推有困难就逆推,直接证有困难就反证.
【典例3】 (12分)已知f(x)=xln x,g(x)=-x2+ax-3.
(1)求函数f(x)的最小值;
(2)对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)证明:对一切x∈(0,+∞),都有ln x>-成立.
[规范解答] (1)f′(x)=ln x+1,1分
当x∈时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
所以f(x)的最小值为f=-.3分
(2)2xln x≥-x2+ax-3,则a≤2ln x+x+,
设h(x)=2ln x+x+(x>0),
则h′(x)=,4分
①当x∈(0,1)时,h′(x)<0,h(x)单调递减;
②当x∈(1,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,5分
所以h(x)min=h(1)=4.
因为对一切x∈(0,+∞),2f(x)≥g(x)恒成立,
所以a≤h(x)min=4,即a的取值范围为(-∞,4].7分
(3)证明:问题等价于证明xln x>-(x∈(0,+∞)).8分
由(1)可知f(x)=xln x(x∈(0,+∞))的最小值是-,
当且仅当x=时取得.9分
设m(x)=-(x∈(0,+∞)),则m′(x)=,
易知m(x)max=m(1)=-.
且两函数不会同时取得-.
所以有xln x>-,11分
从而对一切x∈(0,+∞),都有ln x>-成立.12分.
解答本题第3问利用了逆向解答,把不等式ln x>巧妙地转化为xln x>,不等式左边是fx,右边看作一个新的函数mx,只需说明fxmin>mxmax即可.
第4招 退步解答——以退为进,列出相关内容也能得分
“以退求进”是一个重要的解题策略.对于一个较一般的问题,如果你一时不能解决所提出的问题,那么,你可以从一般退到特殊,从抽象退到具体,从复杂退到简单,从整体退到部分,从参变量退到常量,从较强的结论退到较弱的结论.总之,退到一个你能够解决的问题,通过对“特殊”的思考与解决,启发思维,达到对“一般”的解决.
【典例4】 (12分)如图,O为坐标原点,双曲线C1:-=1(a1>0,b1>0)和椭圆C2:+=1(a2>b2>0)均过点P,且以C1的两个顶点和C2的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形.
(1)求C1,C2的方程;
(2)是否存在直线l,使得l与C1交于A,B两点,与C2只有一个公共点,且|+|=||,证明你的结论.
[规范解答] (1)设C2的焦距为2c2,由题意知,2c2=2,2a1=2.
从而a1=1,c2=1.
因为点P在双曲线x2-=1上,
所以2-=1,故b=3.2分
由椭圆的定义知
2a2=+=2.
于是a2=,b=a-c=2.
故c1,c2的方程分别为
x2-=1,+=1.4分
(2)不存在符合题设条件的直线.5分
①若直线l垂直于x轴,因为l与C2只有一个公共点,所以直线l的方程为x=或x=-.
当x=时,易知A(,),B(,-),
所以|+|=2,||=2.
此时,|+|≠||.
当x=-时,同理可知,|+|≠||.7分
②若直线l不垂直于x轴,设l的方程为y=kx+m.
由得(3-k2)x2-2kmx-m2-3=0.
当l与C1相交于A,B两点时,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实根,
从而x1+x2=,x1x2=.
于是y1y2=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=.9分
由得(2k2+3)x2+4kmx+2m2-6=0.
因为直线l与C2只有一个公共点,所以上述方程的判别式Δ=16k2m2-8(2k2+3)(m2-3)=0.
化简,得m2=2k2+3,10分
因此·=x1x2+y1y2
=+=≠0.
于是2+2+2·≠2+2-2·,
即|+|2≠|-|2,
故|+|≠||.
综合①②可知,不存在符合题设条件的直线.12分
在求解第2问时可采用退步解答,若不能正确判断其结论也应说明直线是否存在,同时应对直线垂直于x轴时给予说明,这就是所谓的从一般到特殊.