高考数学数形结合思想
1 → → 那么PB= t -1,-4,PC=(-1,t-4),(确定坐标)
1 1 → → 故PB· PC= t -1,-4 · (-1, t-4)=- -4t+17≤-2 t
1 · 4t+17 t
=13, 1 1 当且仅当 t =4t,即 t=2时等号成立,故选 A.(计算作答)
1 → → → → 【方法运用】 已知AB⊥AC,|AB|= ,|AC|=t,若 P 点是△ABC t → → AB 4 AC →= → ⊥BC → 的实数 t 的值 所在平面内一点B 为________.
【解析】
→ → 以 A 点为坐标原点,AB,AC的方向分别为 x 轴,y 轴
【解析】 因为(-2)2<8×4,所以点 A(-2,4)在抛物线 x2=8y 的 内部, 如图,设抛物线的准线为 l, 过点 P 作 PQ⊥l 于点 Q,过点 A 作 AB⊥l 于点 B,连接 AQ, 由抛物线的定义可知△APF 的周长为 |PF|+|PA|+|AF|=|PQ|+|PA|+|AF|≥|AQ|+|AF|≥|AB|+|AF|, 当且仅当 P, B,A 三点共线时, △APF 的周长取得最小值, 即|AB| +|AF|.
【思路分析】
建立平面直 确定相应点、 → → 角坐标系 向量的坐标
根据数量积 结合基本不等 → 建立关系式 式计算并作答
【解题过程】
→ → 以 A 点为坐标原点,AB,AC的方向分别为 x 轴,
y 轴的正方向建立平面直角坐标系,如图所示.(建系作图) 则有 → 4AC → 1 AB → A(0,0),B t ,0,C(0,t),由AP= + 可知 → → |AB| |AC| P(1,4),
【典例】 若函数 f(x)=|2x-2|-b 有两个零点,则实数 b 的取值 范围是________. 【思路分析】 把函数零点问题 找到对应的函 → 转化为方程问题 数并作出图象
通过观察图象得 → 出正确的结论
【解题过程】
由 f(x)=|2x-2|-b 有两个零点,
可得|2x-2|=b 有两个不等的实根,(等价转化) 从而可得函数 y=|2x-2|的图象与函数 y=b 的图象有两个交点, 如图所示.
【回顾反思】
在解答平面向量问题中,根据题目条件建立相应
的平面直角坐标系,利用平面向量的坐标,结合向量的坐标运算、 数量积公式等求解,具有很强的操作性,解答过程流畅,解题方 法巧妙.本题中通过巧妙建立坐标系,把平面向量的线性运算问 题转化为坐标运算问题,利用基本不等式来求解最值问题,思路 清晰,解法巧妙.
(作出图象) 结合函数的图象,可得 0<b<2,故填(0,2).(得出结论)
【回顾反思】 已知函数有零点(方程有根), 求参数取值范围常用 的方法:(1)直接法,直接根据题设条件构建关于参数的不等式, 再通过解不等式确定参数范围;(2)分离参数法,先将参数分离, 转化成求函数值域问题加以解决;(3)数形结合法,先对解析式变 形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合 求解.
【思路分析】
利用两点之间线段 → 最短进行求解
【解题过程】
(画出图形) 如图,易知抛物线的焦点为 F(1,0),准线是 x=-1.
由抛物线的定义知:点 P 到直线 x=-1 的距离等于点 P 到 F 的 距离.于是,问题转化为在抛物线上求一点 P,使点 P 到点 A(- 1,1)的距离与点 P 到 F(1,0)的距离之和最小.(数形求解) 显然, 连接 AF 与抛物线相交所得的点即为满足题意的点, 此时最 小值为|AF|= [1--1]2+0-12= 5.(得出结论)
1 A(0,0),B t ,0,C(0,t),
的正方向建立平面直角坐标系,则有
→ 4AC → 1 → AB → → → 由AP= + 可知 P(1,4),则AP=(1,4),又BC=- t ,t,AP → | |AC →| |AB
1 1 1 → → → - ,t=- +4t=0, ⊥BC, 所以AP· BC=(1,4)· 解得 t=2(负值舍 t t
【回顾反思】
破解圆锥曲线问题的关键是画出相应的图形,注
意数形结合的相互渗透,并从相关的图形中挖掘对应的信息加以 分析与研究.直线与圆锥曲线的位置关系的转化有两种,一种是 通过数形结合建立相应的关系式,另一种是通过代数形式转化为 二元二次方程组的解的问题进行讨论.
【方法运用】 已知抛物线的方程为 x2=8y, F 是其焦点, 点 A(- 2,4),在此抛物线上求一点 P,使△APF 的周长最小,此时点 P 的 坐标为________.
1 去),故填 . 2
方法 3 圆锥曲线的数形结合 【典例】 设 P 是抛物线 y2=4x 上的一个动点,则点 P 到点 A(- 1,1)的距离与点 P 到直线 x=-1 的距离之和的最小值为________. 利用抛物线定义将 由y2=4x知其 点P到直线x=-1 → 准线是x=-1 的距离转化为点 P到焦点的距离
【方法运用】
若函数 f(x)=|2x-2|-b 有且仅有一个零点,则实
数 b 的取值范围是________.
【解析】
由 f(x)=|2x-2|-b 有且仅有一个零点,可得|2x-2|=b
只有一个根,从而可得函数 y=|2x-2|的图象与函数 y=b 的图象 只有一个交点,结合函数的图象,如图,可得 b=0 或 b≥2,故填 {0}∪[2,+∞).
高考数学数形结合思想
思想诠释 数形结合思想:是通过数与形的相互转化来解决数学问题的思 想.其应用包括以下两个方面: (1)“以形助数”,把某些抽象的数学问题直观化、生动化,能够 变抽象思维为形象思维. (2)“以数定形”,把直观图形数量化,使形更加精确.
应用示例 方法 1 函数与其图象的数形结合
方法 2 平面向量的数形结合 1 → → → → 【典例】 已知AB⊥AC,|AB|= t ,|AC|=t,若 P 点是△ABC 所 → 4AC → AB →= →· → 的最大值等于( 在平面内一点,且AP + ,则PB PC → | |AC →| |AB A.13 C.19 B.15 D.21 )