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【分析综合法,解数学题的主流方法(下)】一元一次不等式的解法

时间:2019-01-18 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   众所周知,为了找到解题思路,依据推理序列的方向不同,思考方法分为分析法和综合法. 而实际解题中却常常需要联合运用分析法和综合法,找出沟通条件与结论(待求)之间的桥梁.如果要解决的命题是“若A,则B”,那么用分析综合法解题的思维方式为:
   (1)用综合法,由因导果:AC1C2…Cn. (下一步怎么办?思路不十分清楚)
   (2)用分析法,执果索因:BC′1 C′2…C′n.
   (3)如果Cn与C′n已相同,则解题思路探明.
   分析综合法的意义在于它告诉人们,在解题时,不仅要注意利用条件,而且要时刻盯住解题目标;既要充分利用条件,又要充分利用结论;既要看由条件能得到些什么,又要看想得到结论还需要些什么. 需要什么,就求什么!即,既要由“已知”想“可知”,又要由“未知”想“需知”,通过“可知”与“需知”的沟通,将问题解决.
   在上期,我们主要讲了其在集合、复数、三角、函数、数列等问题中的应用,本期接着阐述其在其他方面的灵活应用,希望能对同学们学好数学有所帮助.
   等比数列{an}的前n项和为Sn.已知对任意的n∈N,点(n,Sn)均在函数y=bx+r(b>0且b≠1,b,r均为常数)的图象上.
   (1)求r的值;
   (2)当b=2时,记bn=2(log2an+1)(n∈N). 证明:对任意的n∈N,不等式••…•>成立.
   (1)易得,r=-1.
   (2)分析 本题容易首先想到用数学归纳法进行证明. 在假设当n=k时结论成立,证明当n=k+1时,结论也成立的过程中,也必需借助于分析综合法完成证明,这里从略. 若拟用放缩法证明,我们可用分析综合法来探索放缩式是怎样被找到的.
   证明 由(1)知,an=2n-1. 因此,bn=2n(n∈N).
   于是,所证不等式为••…•>.
   要想用放缩法证明,关键是找到放缩式!即如何放缩?不得而知,为此我们用分析综合法探求:假设>cn①,且c1•c2•…•cn=②.则由②得,cn=. 这样只要能证明>③,则放缩式找到. 要证③,只需证2n+1>2,只需证4n2+4n+1>4n2+4n,只需证1>0(或2n+1=n+(n+1)>2),最后的不等式显然成立.
   故放缩式找到.
   因为放缩式已经找到,所以也可如下推得放缩式.
   因为=•>•=,令n=1,2,3,…,n,并代入所证不等式的左边,即得
  ••…•>•••…•=.
   故对任意的n∈N,不等式••…•>成立.
   思索 对于像“求证:a1•a2•a3•…•an0)”的问题.
   当f(n)不是常数时,若能用放缩法证明,假设对an进行放缩的方法为0   放缩式找到,一般均可解决.
   已知椭圆M:+y2=1,若直线l:y=kx+4交椭圆M于A,B两点,且直线OA,OB的斜率之和为2,其中O为坐标原点,求直线l的斜率k.
   破解一 常规解法.联立直线与椭圆方程,消去y得关于x的一元二次方程,利用韦达定理和点在直线上把kOA+kOB=2用k表示出来,进而可以求得k.
   运算量大,容易失去信心,出错的可能性大大提高.
   破解二 (分析综合法)若设A(x1,y1),B(x2,y2),又因为kOA+kOB=2,即+=2. 注意到上式的形式,使我们想到韦达定理,于是若能直接得到以为元的一元二次方程,进而利用韦达定理即可得到关于k的方程,则问题的求解将会经济得多.有办法吗?
   由+y2=1,y=kx+4得+y2=,
  化简得,15y2+2kxy+(4-k2)x2=0.
   当x=0时,方程组无解,所以x≠0. 所以15+2k+(4-k2)=0.
  所以+=-=2,解得k=-15.
   此时Δ=4k2-4×15(4-k2)>0.
   故k=-15即为所求的值.
   思索 一般地,凡涉及直线与圆锥曲线相交,且交点与原点连线的斜率问题均可考虑运用上述方法解决.
   设椭圆E:+=1(a,b>0)过M(2,),N(,1)两点,O为坐标原点.
   (1)求椭圆E的方程.
   (2)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E恒有两个交点A,B,且⊥?若存在,写出该圆的方程,并求AB的取值范围;若不存在,说明理由.
   (1)破解 将M,N的坐标代入椭圆E的方程得,+=1,①+=1. ②(根据求解目标,只需求得和)
   由②×2-①得,=1,即=.代入②得,=.
   所以椭圆E的方程为:+=1.
   (2)分析 本小题的本质就是,证明满足题设条件的直线AB是一条动直线,且原点O到直线AB的距离为定值.
   破解 假设满足题意的圆存在,其方程为:x2+y2=R2,其中0

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