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高中数学讲义微专题100利用同构特点解决问题


到分离常数简化分式,即
2 t n 1 1 an 1
an 1 1
an 2tn 1
,寻求相邻同构的特点,转化为
an 1 1 tn 1 1
2
an tn
an 1
tn 1
1 1 ,即可设 2
bn
an tn
1 ,递推公式变为 1
bn 1
2bn ,则能够求出 bn 通 bn 2
2k
2k k Z ,结合
0,2 ,可得
,5
4
44
答案: ,5 44
例 7:如图, 设点 P x0, y0 在直线 x m y m,0 m 1,且 m为常数 上,过点 P 作双曲
拼搏的你,背影很美!
努力的你,未来可期 !
线 x2 y2 1的两条切线 PA, PB ,切点为 A, B ,求证:直线 AB 过某一个定点
1
x
所以当
m 时,无论 y0 为何值,等式均成立
y0

1 ,0
恒在直线
AB 上,故无论
P 在何处,
AB 恒过定点
1 ,0
m
m
例 8:已知椭圆 C 中心在原点,焦点在 x 轴上,它的一个顶点为 ( 1)求椭圆 C 的方程
0,1 ,离心率为 2 5 5
拼搏的你,背影很美!
努力的你,未来可期 !
uuur ( 2)过右焦点 F 作直线 l 交椭圆于 A, B ,交 y 轴于 R ,若 RA
可。从而只需不等式 h' x 0 恒成立即可,从而求出 a 的范围
解: g x
a
ln x
x
,不妨设
1
x1
x2 ,则恒成立不等式转化为:
g x2 g x1 x1 x2 g x2 x2 g x1 x1
设h x
gx
x
ln x
a x1
x ,则由 h x2
只需 h x 在 0,2 单调递增即可
h x1 恒成立和 x1 x2 可得:
2
2
a a1m
2 b b1 m 2
x a,b 为方程 x 1 m 在 1,
2
x 上的两个根,即 m
2
令 t x 1 t 0 x t2 1
x 1 有两个不同的根
所以方程变形为: m 1 t 2 1 t 1 t 2 2t 1 ,结合图像可得: m
1 0,
2
2
2
答案: m
1 0,
2
例 3:设 a,b ? R ,则 | “ a > b ”是“ a a > b b ”的( )
sin ,cos 的项分居在不等
号两侧: cos5 7cos3 sin 5 7sin 3 ,则左右呈现同构的特点,将相同的结构设为函
数 f x x5 7x3 ,能够判断 f x 是奇函数且单调递增。 所以不等式 f cos
f sin
等 价 于 cos sin , 即 sin cos 0 2 sin
0 ,所 以 4
2
x1
0
即 k x1 y1
PA : y y1
x1 x x1 y1
y1y x1x 1
同理,切线 PB 的方程为 y2 y x1x 1
Q P m, y0 在切线 PA, PB 上,所以有
y0y1 mx1 1 y0y2 mx2 1
A, B 满足直线方程 y0 y mx 1 ,而两点唯一确定一条直线
AB : y0 y mx 1
x
1 x2
ex
,则
f'
x
0
在 x 0,1 恒成立。所以 f x 在 0,1 单调递减,所以 f x1 f x2 成立
D 选项: x2ex1 x1ex2
答案: C
ex1
ex 2
,同样构造 f x
x1 x2
ex
,由 C 选项分析可知 D 错误
x
例 5:已知函数 f x 是定义在实数集 R 上的不恒为零的偶函数,且对任意实数
5
x1
5
y1
2x 1 2y 1
sin x 1 sin y 1
1
,观察上下式子左边结构相同,进而可将相同的结构
1
视为一个函数,而等式右边两个结果互为相反数,可联想到函数的奇偶性,从而利用函数性
质求解
5
x 1 2x sin x 1 3
解:
5
y 1 2 y sin y 1 1
5
x 1 2 x 1 sin x 1 1
h' x 0 恒成立
Q h' x
1 x
a 21
x1
1a
x
2 10 x1
2
2 x1
即a x 1
恒成立 所以只需 a
x
令p x
2
x1
2
x1 x
2
x1
2
x1 x
min
p' x
2x 1
2
2x x 1 x 1 x2
2
x 1 2x 1 x2
px在
1 0,
单调递减,在
ห้องสมุดไป่ตู้1 ,2
单调递增
2
2
1 27
p x min
p 2
A. 充分不必要条件 C. 充要条件
B. 必要不充分条件 D. 既不充要又不必要条件
思路:观察 a a > b b 可发现其同构的特点,所以将这种结构设为函数
f x x x ,分析其
单调性。 f x x x
x2, x
0 可得 f x 为增函数。所以
a > b ? f (a)
f ( b) ,即
x2 , x 0
uuur uuur uuur 仅是角标不同。 所以可推断由 RA AF , RB
uuur BF 列出的方程是同构的, 而 A, B 在同一椭
圆上,所以如果用 , 表示 x1, x2 , y1, y2 ,代入椭圆方程中也可能是同构的。通过计算可得:
2 10 2 10
5 20k2 5 20k 2
0
,所以
的同构式,从而将同构式设为辅助数列便于求解
二、典型例题:
例 1:(2015 天津十二校联考) 设 x, y R ,满足
5
x 1 2x sin x 1
5
y 1 2 y sin y 1
3 ,则 x y
1
()
A. 0
B. 2
C. 4
D. 6
思 路 : 本 题 研 究 对 象 并 非 x, y , 而 是 x 1 , y 1 , 进 而 可 变 形 为
思路:本题从选项出发可发现,每个选项通过不等式变形将
x1, x2 分居在不等式两侧后都具备
同构的特点, 所以考虑将相同的形式构造为函数,从而只需判断函数在
0,1 的单调性即可
解: A 选项: e x2 ex1 ln x2 ln x1 ex2 ln x2 ex1 ln x1 ,设 f x ex ln x
2
拼搏的你,背影很美!
努力的你,未来可期 !
27 0a
2 例 10:已知数列 an 满足 a1 2t 3 t R, t
1 ,且
an 1
2tn 1 3 an 2 t 1 t n 1 an 2 tn 1
求数列 an 的通项公式
思路:本题递推公式较为复杂,所以考虑先化简分式,观察到分子中含有分母的项,所以想
x 都有
拼搏的你,背影很美!
努力的你,未来可期 !
2015
xf x 1 x 1 f x ,则 f
的值是(

2
A. 0
1
B.
2
C. 1
5
D.
2
思路:观察条件可变形为:
fx 1 x1
fx
,从而得到等式左右的结构均为
x
ft
的形式,
t
且括号内的数间隔为
2015
f
1。所以
2
2015
2
2013
1
f
f
2
2
2013 L
( 3)在解析几何中的应用: 如果 A x1, y1 ,B x2, y2 满足的方程为同构式, 则 A, B 为方程所
表示曲线上的两点。特别的,若满足的方程是直线方程,则该方程即为直线
AB 的方程
( 4)在数列中的应用: 可将递推公式变形为 “依序同构” 的特征, 即关于 an , n 与 an 1,n 1
值范围是 _____________
思路:注意到 f x 是增函数,从而得到 f a
a, f b 2
b
,即
2
a1m b1m
a 2 ,发现两 b 2
个式子为 a, b 的同构式,进而将同构式视为一个方程,而
a, b 为该方程的两个根, m 的取值
只需要保证方程有两根即可
解: Q f x 为增函数
f a a, f b b
不单调,不等式不会恒成立
B 选项: ex1 ex2 ln x2 ln x1
ex1 ln x1 ex2 ln x2 ,设 f x
ex ln x 可知 f x 单
调递增。所以应该 f x1 f x2 , B 错误
C 选项: x2ex1 x1ex2
ex1
ex2
,构造函数 f x
x1 x2
ex , f ' x x
4k 2 y1
2
kx1
4 1 k2
y1
2
kx1
4 1 k2
0
4 y1
2
kx1
4 1 k2
0
k 2x12 2kx1 y1 y12 1 k 2 0
x12 1 k2 2kx1y1 y12 1 0
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