2019-2020年高考数学二轮复习思想3.1函数与方程思想教学案文
1. 函数与方程思想的含义
(1)函数的思想,是用运动和变化的观点,分析和研究数学中的数量关系,是对函数概念的本质认识,建立函数关系或构造函数,运用函数的图象和性质去分析问题、转化问题,从而使问题获得解决.经常利用的性质是单调性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、图象变换等.
(2)方程的思想,就是分析数学问题中变量间的等量关系,建立方程或方程组,或者构造方程,通过解方程或方程组,或者运用方程的性质去分析、转化问题,使问题获得解决.方程的思想是对方程概念的本质认识,用于指导解题就是善于利用方程或方程组的观点观察处理问题.方程思想是动中求静,研究运动中的等量关系.
2. 和函数与方程思想密切关联的知识点
(1)函数与不等式的相互转化.对函数y=f(x),当y>0时,就化为不等式f(x)>0,借助于函数的图象和性质可解决有关问题,而研究函数的性质也离不开不等式.
(2)数列的通项与前n项和是自变量为正整数的函数,用函数的观点去处理数列问题十分重要.
(3)在三角函数求值中,把所求的量看作未知量,其余的量通过三角函数关系化为未知量的表达式,那么问题就能化为未知量的方程来解.
(4)解析几何中的许多问题,例如直线与二次曲线的位置关系问题,需要通过解二元方程组才能解决.这都涉及二次方程与二次函数的有关理论.
(5)立体几何中有关线段的长、面积、体积的计算,经常需要运用列方程或建立函数表达式的方法加以解决. 【热点分类突破】
类型一 函数与方程思想在数列中的应用
例1 .【xx河南林州一中调研】设是公比大于1的等比数列, 为数列的前项和,已知, 且 成等差数列. (1)求数列的通项公式;
(2)若bn?log4a2n?1,n?1,2,3...... ,求和:
1111???......? . b1b2b2b3b3b4bn?1bn例2 知数列中,,且点在直线上. ⑴求数列的通项公式; ⑵若函数f?n??123n(,且),求函数的最小值; ???…?n?a1n?a2n?a3n?an⑶设,表示数列的前项和,试问:是否存在关于的整式,使得S1?S2?S3?…?Sn?1??Sn?1??g?n?对于一切不小于2的自然数恒成立?若存在,写出的解析式,并加以证明;若不存在,试说明理由.
试题分析:(1)将点代入直线得到,数列是以为首项,为公差的等差数列,再由得到的通项公式;(2)由(1)可得f(n)?12n, ????n?1n?22n12n?1nn?1,,是单调递增的,故的最小值是;(3)由(1)及f(n?1)???????n?2n?32n2n?12n?21111,即nSn?(n?1)Sn?1?Sn?1?1,bn??Sn?1?????,
n23n?(n?1)Sn?1?(n?2)Sn?2?Sn?2?1,?,S2?S1?S1?1,
?nSn?S1?S1?S2???Sn?1?n-1,?S1?S2???Sn?1?nSn?n?(Sn?1)?n(n?2),最后将该
式整理即可得出.
试题解析:⑴点在直线上,即,且,数列是以为
【规律总结】(1)等差(比)数列中各有5个基本量,建立方程组可“知三求二”;(2)数列的本质是定义域为正整数集或其有限子集的函数,数列的通项公式即为相应的解析式,因此在解决数列问题时,应注意用函数的思想求解. 【举一反三】
已知等比数列的公比,且,,成等差数列.数列的前项和为,且. (1)分别求出数列和数列的通项公式; (2)设,若,对于恒成立,求实数的最小值.
【解析】(1)且,,成等差数列,, 即,,,. ,.(). 当时,,当时,
2bn=Sn-Sn-1=n2-8n-轾n-1-8(n-1)=2n-9.当时,满足上式,(). )(犏臌(2)由(1)得,,若,对于恒成立,即的最大值.又cn+1-cn=当时,即()时,;当时,即()时,. 的最大值为,即.的最小值为. 类型二 函数与方程思想在方程中的应用
2n-72n-9-4n+20.当时,即时,;-=nn-1n2创3232?3例3已知函数是定义在上的偶函数,若方程的零点分别为,则( ) A. B. C. D. 【答案】B
【规律总结】研究此类含参数的三角、指数、对数函数等复杂方程解的问题,通常有两种处理思路:一是分离参数构建函数,将方程有解转化为求函数的值域;二是换元,将复杂方程问题转化为熟悉的二次方程,进而利用二次方程解的分布情况构建不等式或构造函数加以解决.
【举一反三】 定义域为的函数若关于的方程f(x)?(2m?1)f(x)?m?0有7个不同的实数解,则( ) A.6 【答案】D
【解析】由图可知方程有两个不等实根,其中一根为4,另一根在;由
B.4或6
C.6或2
D.2
2242?(2m?1)?4?m2?0?m?2或m?6,又当时,另一根为1,满足题意;当时,另一根为9,不满足
题意;所以选D.
4 类型三 函数与方程思想在不等式中的应用 例4【xx河南名校联考】已知函数. (1)当时,求函数的单调区间; (2)若存在,且,使得,求证: .
试题分析:(1)求函数的单调区间,转化为求函数导数值大于零或小于零的不等式的解;(2)根据题意对进行分类讨论,当时显然不行, 时,不能有,设,则由即可,利用单调性即可证出.
因为在上单调递减,在上单调递增,且, 所以当时, . 由, ,可得,故,
又在上单调递减,且,所以, 所以,同理,即,解得, 所以.
【规律总结】根据所证不等式的结构特征构造相应的函数,研究该函数的单调性是解决这一类问题的关键,体现了导数的工具性以及函数、方程的数学思想. 【举一反三】已知函数,其中.
(Ⅰ)若在区间上为增函数,求的取值范围; (Ⅱ)当时,证明:;
(Ⅲ)当时,试判断方程是否有实数解,并说明理由.