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高中数学解题常用方法:换元法

知识点练习一、填空题1. 求函数的解析式:(1)已知,则.(2)已知,则.2. 设实数,,,满足,则的取值范围是.3. 已知函数,则的解析式为.4. 若函数,则的解析式为.5. 函数满足,则.6. 函数的值域是.7. 已知,则.8. 若,则的解析式为.9. 方程的解是.10. 对于问题:"已知关于的不等式的解集为,解关于的不等式 ",给出如下一种解法:参解:由的解集为,得的解集为,即关于的不等式的解集为.参考上述解法,若关于的不等式的解集为,则关于的不等式的解集为.11. 设,则函数的值域是.12. 为正实数,且,则的最大值为.13. 函数,其中,则其值域为.14. 已知的三边长,,满足,,则的取值范围为.15. 如图,矩形中,、分别为线段、上的点,且满足,若,则的最小值为.16. 正方形的四个顶点分别是、、、,点在正方形内,且点到各边的距离的平方和为,并与直线的距离最短,则点坐标是.17. 在三角形中,,,,点,分别在边,上,且,则的最大值为.18. 已知各项均为正数的等比数列,若,则的最小值为.19. 已知,,满足则的最大值为.20. 已知正数满足:,,则的取值范围是.二、解答题21. 已知,则.已知,则.22. 求下列函数的值域(1) ;(2)23. 求函数的最小值.24. 函数,求在上的最小值.25. 若有最大值和最小值,求实数,的值.26. 学校食堂改建一个开水房,计划用电炉或煤炭烧水,但用煤时也要用电鼓风及时排气,用煤烧开水每吨开水费为元,用电炉烧开水每吨开水费为元,,.其中为毎吨煤的价格,为每百度电的价格,如果烧煤时的费用不超过用电炉时的费用,则仍用原备的锅炉使用煤炭烧水,否则就用电炉烧水.(1)如果两种方法烧水费用相同,试将每吨煤的价格表示为每百度电价的函数;(2)如果每百度电价不低于元,则用煤烧水时每吨煤的最高价是多少?27. 已知点是圆上任意一点.(1)求点到直线的距离的最大值和最小值;(2)求的最大值和最小值;(3)求的最大值和最小值.28. 已知函数有且仅有一个零点,求的取值范围,并求出该零点.29. 已知,求.30. 若函数且在上的最大值为,求的值.31. 已知实数满足,求的最小值.32. 已知椭圆的中心在坐标原点,焦点在轴上,椭圆的短轴端点和焦点所组成的四边形为正方形,两准线间的距离为.(1)求椭圆的方程;(2)直线过点且与椭圆相交于、两点,当面积取得最大值时,求直线的方程.33. 一动圆与圆:外切,与圆:内切.(1)求动圆圆心的轨迹的方程;(2)设过圆心的直线:与轨迹相交于,两点,请问(为圆的圆心)的内切圆的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及直线的方程;若不存在,请说明理由.34. 函数,.(1)若,求的最大值;(2)设时,若对任意,都有恒成立,且的最大值为,求的表达式.35. 已知椭圆的焦点坐标为,,过垂直于长轴的直线交椭圆于,两点,且,(1)求椭圆的方程;(2)过的直线与椭圆交于不同的两点,,则的内切圆的面积是否存在最大值?若存在求出这个最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由.36. 知函数,实数,满足,设,.(1)当函数的定义域为时,求的值域;(2)求函数关系式,并求函数的定义域;(3)求的取值范围.37. 已知,,且,求证:.38. 已知函数的一系列对应值如下表:(1)根据表格提供的数据求函数的一个解析式;(2)根据(1)的结果,若函数的周期为,当时,方程恰有两个不同的解,求实数的取值范围.39. 已知函数在处取得极值.(1)求的值;(2)当时,求证:.40. 已知椭圆,过作互相垂直的两直线,,分别与椭圆交于,两点.(1)若直线经过点,求线段的长;(2)求面积的最大值.答案第一部分1 (1);(2)234567891011121314151617181920第二部分21 ;22 (1) 设,则,且.于是.由,得的值域为.(2) 令,则,.所以.因为,所以.所以原函数的值域为.23 设,所以因为当时,函数递增,所以,函数的最小值为24 令,则.,,,即在上的最小值为.25 .令,,则,的对称轴为.①当时,函数在为减函数,,,解得:,.②当时,函数在为增函数,,,,.③当时,.(i)当时,.解得:,与矛盾;(ii)当时,.解得:,与矛盾.综合上述:,或,.26 (1) 依题意,得,即.(2) 由,得.不妨令,则,则.因为,所以,即.所以当时,,此时.答:每吨煤的最高价为元.27 (1) 圆心到直线的距离为.所以点到直线的距离的最大值为,最小值为.(2) 设,则直线与圆有公共点.所以.所以.所以,.即的最大值为.最小值为.(3) 设,则直线与圆有公共点,所以.所以.所以,.即的最大值为,最小值为.28 因为有且仅有一个零点,所以方程仅有一个实根.设,则方程仅有一个正根.当时,即,当时,;时,(不合题意,舍去),所以,解得,符合题意.当时,即或时,方程有两正或两负根,即有两个零点或没有零点,此时不适合题意.综上,时,有唯一零点,且该零点为.29 设,则,所以所以30 令,则,该二次函数在上是增函数.①若,,故当时,,解得(舍去).②若,,故当时,.所以或(舍去).综上可得或.31 可将改写为,令,可得,,,则.因为,所以,当时,,所以的最小值为.32 (1) 设椭圆的方程为().由题意,得所以所求椭圆的方程为.(2) 由题意知直线的斜率存在,设直线的方程为.由消去,得.由直线与椭圆相交于两点,得,解得.设,,则,.原点 到直线 的距离为 .所以.令 ,则. 当且仅当,即 时,. 此时从而直线 的方程为.33 (1) 设动圆圆心为 ,半径为 .由题意,得 , , 所以 .由椭圆定义知 在以 , 为焦点的椭圆上,且 , , 所以 . 于是动圆圆心 的轨迹 的方程为.(2)如图,设 内切圆 的半径为 ,与直线 的切点为 ,则三角形 的面积当 最大时, 也最大, 内切圆的面积也最大. 设 , ,则.由得 , 解得,.所以.令 ,则,且 ,从而.令,则.当时,,在上单调递增,则有,从而,即当,时,有最大值,即得,这时所求内切圆的面积为,所以存在直线:,的内切圆的面积最大值为.34 (1) 令,,则,所以等价于求,的最大值.因为,的图象的对称轴为,结合函数图象可知故的最大值为.(2) 令,则,由恒成立可得,,.因为,所以,而,所以,即,所以.又时,,所以,结合可知二次函数的图象的顶点坐标为,所以,,所以.35 (1) 设椭圆方程为,由焦点坐标可得.由,可得,解得故椭圆方程为.(2) 设,,设的内切圆的径,则的周长为,.因此最大,就最大.由题知,直线的斜率不为零,可设直线的方程为,由得,得则令,则,则当且仅当,时,,所以,这时所求内切圆面积的最大值为.36 (1) 若,令,在上为增函数,,,所以的值域为.(2) 实数,满足,则则,而,,所以,.由题意,,则,所以.又,即,所以,当且仅当时取等号.综上所述,的定义域为.(3)令,,在上恒成立,所以在上单调递增.又,,所以,所以.37 ,可设,则,,又,且,而指数函数是减函数,所以,即注:式“ ”当,时成立.同理,并结合式,得(当且仅当或时取“ ”)38 (1) 的最小正周期为,由,得.又由解得由,即,解得,所以.(2) 由的周期为及,得.令,由,得.如图所示,若在上有两个不同的解,则,所以方程当时恰好有两个不同的解,则,因此,实数的取值范围是.39 (1) 由已知,得.由在处取得极值,得,即,解得.经验证,得适合题意.(2) 由(1)知,.令,则.令,则.令,则.当时,,则函数在上为增函数;当时,,则函数在上为减函数,所以,即对任意,恒成立,即.由,得当时,由得.当时,以代换式中的,得.当时,,由得,,所以,从而函数在上为增函数,于是,当时,,即当时,.再由,得,则函数在上为增函数,所以当时,,即当时,,因此.40 (1) 不妨设的方程为,则的方程为.由得,从而.同理可得.直线的斜率为.由点斜式,得的方程为,即,从而直线过定点.又因为直线过,所以直线的方程为.由得.由弦长公式,得(2) 由(1),得,.由弦长公式,得于是令,则当且仅当时,面积的最大值为.。

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