全国新课标卷一创新题展示

2016-04-20 06:23廖东明
高中生·天天向上 2016年1期
关键词:双曲线零点四边形

廖东明

亮点1:内核依旧,方法相似,载体创新

例1 (文科卷第16题)已知F是双曲线C:x2-=1的右焦点,P是C的左支上一点,A(0,6).当△APF周长最小时,该三角形的面积为_____.

难度系数 0.65

分析 根据题意,画出草图,可知△APF的周长随点P在左支上的运动而发生变化,A,F为定点,AF为定长.凭直观,点P应位于双曲线的左支且在第二象限比较靠近y轴的某个位置,从而使得△APF的周长最小.直接利用|AP|+|PF|>|AF|不奏效,于是我们联想到双曲线的定义,将其转化为求|PA|+|PF1|的最小值则十分容易,进而求出此时点P的坐标,再求出△APF的面积即可.

解 依题意可知,双曲线C:x2-=1的右焦点为F(3,0),实半轴长a=1,左焦点为F1(-3,0).由于P是C的左支上一点,所以|PF|-|PF1|=2a=2,则△APF的周长l=|AP|+|PF|+|AF|=|AP|+|PF1|+2+|AF|≥|AF1|+2+|AF|=15+2+15=32,当且仅当A,P,F1三点共线且点P在A,F1之间时取得等号,此时直线AF1的方程为+=1,即y=2x+6.由y=2x+6,8x2-y2=8,消去y整理得(x+2)(x+7)=0,从而可知点P的坐标为(-2,2)(-3

小结 定义转化、动静结合、几何法研究最值是解析几何中的常见问题,有的还需要利用对称性进行转化求解.

亮点2:数形结合,设而不求,沟通运算

例2 (文科卷第21题)设函数 f(x)=e2x-aln x.

(Ⅰ)讨论 f(x)的导函数 f ′(x)零点的个数;

(Ⅱ)证明:当a>0时, f(x)≥2a+aln .

难度系数 0.55

分析 解答第(Ⅰ)问时,我们可先求出f ′(x),再研究f ′(x)的单调性,进而判断零点的个数,也可以利用零点存在性定理来解答,或者将原问题转化为两图像交点的个数问题来解答.要证明第(Ⅱ)问,我们根据第(Ⅰ)问可知,f ′(x)有唯一的零点x0,但是由2=无法求出x0,可利用设而不求,将其进行沟通运算,进而得到结果.

(Ⅰ)解:据题意可知,函数f(x)=(e2)x-aln x的定义域为(0,+∞),f ′(x)=(e2)xln e2-=2e2x-(x>0).

当a≤0时,f ′(x)>0,此时f ′(x)没有零点.当a>0时,由于y=2e2x单调递增,y=-在(0,+∞)上单调递增,所以f ′(x)在(0,+∞)上单调递增.又f ′(a)=2e2a->0,当0 4且00时, f ′(x)存在唯一的零点x0∈(b,a).

(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)可设 f ′(x)在(0,+∞)上的唯一零点为x0,当x∈(0,x0)时, f ′(x)<0,此时 f (x)单调递减;当x∈(x0,+∞)时, f ′(x)>0,此时 f (x)单调递增,所以当x=x0时, f (x)取得最小值,且最小值为 f (x0).由f ′(x0)=2-=0,得2=,2x0+ln 2=ln a-ln x0,所以-ln x0=2x0+ln .故f (x0)=-aln x0 =+2ax0+aln ≥2a+aln .

小结 对某个零点x0设而不求,只是让x0参与运算(含在恒等变换中起着沟通作用),进而解决相关的问题.此类问题是近年高考的热点题,本题可谓将其发挥得淋漓尽致.

亮点3:四边形问题内藏三角形,点运动定临界

例3 (理科卷第16题)在平面四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=75°,BC=2,则AB的取值范围是_____.

难度系数 0.55

分析 由∠B=∠C=75°及BC=2确定等腰△EBC,再作∠BAD=75°,然后平行移动AD,让点A在BE上运动,进而确定点A的两个极限位置(可无限接近但不能到达),从而解三角形求出取值范围.

解 如图1所示,作等腰△EBC,使得∠B=∠C=75°,BC=2.作直线AD分别交线段EB,EC于点A,D(不与端点重合),且使∠BAD=75°,则四边形ABCD就是符合题意的四边形.过C作CF∥AD,交BE于点F.在△CFB中,CF=CB=2,∠CBF=75°,BF=2×BF=2×2cos 75°= 4×=-.在△EBC中,BE===+.

故AB的取值范围是(-,+).

小结 解决具有迷惑性且被“包装”过的问题,我们要善于揭开表象,发现本质,这样方能找到破解的钥匙.数形结合、动静结合、确定临界位置,用这样的方法来解决的试题是高考中的常态.

亮点4:转化构图,“存在”设题,界点定域

例4 (理科卷第12题)设函数f(x)=ex(2x-1)-ax+a,其中a<1,若存在唯一的整数x0使得f(x0)<0,则a的取值范围是

A.[-,1) B.[-,)

C.[,) D.[,1)

难度系数 0.48

分析 我们可以尝试分离参数a进行研究,但需要对进行分类讨论,且要选择合适的研究方法.我们也可将原问题先转化为ex(2x-1)

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