666πππ所以A-=,A=.
663
π
因为a=1,所以1=b2+c2-2bccos =b2+c2-bc≥2bc-bc=bc,即bc≤1,当且仅当
3b=c时取等号,
133
所以S△ABC=bcsin A=bc≤,
244所以△ABC面积的最大值为
3
. 4
四 审范围
—————————————————————————
范围是对数学概念、公式、定理中涉及的一些量以及相关解析式的限制条件.审视范围要适时利用相关量的约束条件,从整体上把握问题的解决方向.
(满分12分)已知函数f(x)=ln x+a(1-x). (1)讨论f(x)的单调性;
(2)当f(x)有最大值,且最大值大于2a-2时,求a的取值范围. [审题路线图]
(1)f(x)――→f′(x)――→f′(x)的正负―→结论.
(2)由(1)知―→f(x)的最值――→ln a+a-1<0――→g(a)―→a的范围. 1
[规范解答] (1)f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=-a.(1分)
x若a≤0,则f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增. (3分)
1110,时,f′(x)>0;当x∈,+∞时,f′(x)<0.所以f(x)在0,上若a>0,则当x∈aaa1
,+∞上单调递减.(6分) 单调递增,在a
(2)由(1)知,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上无最大值;
转化
构造函数
x>0
对a讨论
(7分)
1
当a>0时,f(x)在x=处取得最大值,最大值为
a11+a1-1=-ln a+a-1.(9分) f=lnaaa1因此fa>2a-2等价于ln a+a-1<0.(10分) 令g(a)=ln a+a-1,则g(a)在(0,+∞)上单调递增, g(1)=0.
于是,当0<a<1时,g(a)<0;当a>1时,g(a)>0. 因此,a的取值范围是(0,1).(12分)
求解函数的单调性、最值、极值问题的步骤
第一步:确定函数的定义域.如本题函数定义域为(0,+∞). 第二步:求函数f(x)的导数f′(x). 第三步:求方程f′(x)=0的根.
第四步:利用f′(x)=0的根和不可导点的x的值从小到大顺次将定义域分成若干个小开区间,并列出表格.
第五步:由f′(x)在小开区间的正、负值判断f(x)在小开区间内的单调性,求极值、最值. 第六步:明确规范地表述结论.
第七步:反思回顾,查看关键点、易错点及解题规范. [跟踪训练]
4.(2016·合肥模拟)已知函数f(x)=ex-xln x,g(x)=ex-tx2+x,t∈R,其中e为自然对数的底数.
(1)求函数f(x)的图象在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若g(x)≥f(x)对任意x∈(0,+∞)恒成立,求t的取值范围.
[解] (1)由f(x)=ex-xln x易知f′(x)=e-ln x-1,则f′(1)=e-1,而f(1)=e, 则所求切线方程为y-e=(e-1)(x-1),
即y=(e-1)x+1.
(2)因为f(x)=ex-xln x,g(x)=ex-tx2+x,t∈R,
所以g(x)≥f(x)对任意x∈(0,+∞)恒成立等价于ex-tx2+x-ex+xln x≥0对任意x∈(0,+∞)恒成立,
ex+x-ex+xln x即t≤对任意x∈(0,+∞)恒成立.
x2ex+x-ex+xln x
令F(x)=,
x2xex+ex-2ex-xln x
则F′(x)=
x31x2ex
=2(e+e--ln x), xx2ex
设G(x)=e+e--ln x,
x
x
2(xex-ex)1
则G′(x)=ex--
x2xex(x-1)2+ex-x
=>0
x2对任意x∈(0,+∞)恒成立.
2ex
所以G(x)=e+e--ln x在(0,+∞)上单调递增,且G(1)=0,
x
x
所以当x∈(0,1)时,G(x)<0,当x∈(1,+∞)时,G(x)>0, 即当x∈(0,1)时,F′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,F′(x)>0, 所以F(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, 所以F(x)≥F(1)=1,
所以t≤1,即t的取值范围是(-∞,1].
五 审图形
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图形或者图象的力量比文字更为简洁而有力,挖掘其中蕴涵的有效信息,正确理解问题是解决问题的关键. 对图形或者图象的独特理解很多时候能成为问题解决中的亮点.
(满分12分)(2016·高考全国卷甲)如图,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点O,
5
AB=5,AC=6,点E,F分别在AD,CD上,AE=CF=,EF交BD于点H.将△DEF沿
4EF折到△D′EF的位置,OD′=10.
(1)证明:D′H⊥平面ABCD; (2)求二面角B-D′A-C的正弦值. [审题路线图]
(1)
[规范解答] (1)证明:由已知得AC⊥BD,AD=CD. AECF
又由AE=CF得=,故AC∥EF.(1分)
ADCD因此EF⊥HD,从而EF⊥D′H. 由AB=5,AC=6得 DO=BO=
AB2-AO2=4.(2分)
OHAE1
由EF∥AC得==.
DOAD4所以OH=1,D′H=DH=3.(3分) 于是D′H2+OH2=32+12=10=D′O2, 故D′H⊥OH.(4分)
又D′H⊥EF,而OH∩EF=H, 所以D′H⊥平面ABCD.(5分)
→→
(2)如图,以H为坐标原点,HF的方向为x轴正方向,HD的→
方向为y轴正方向,HD′的方向为z轴正方向,建立空间直角坐
→
标系H-xyz.则H(0,0,0),A(-3,-1,0),B(0,-5,0),C(3,-1,0),D′(0,0,3),AB→→
=(3,-4,0),AC=(6,0,0),AD′=(3,1,3).
(6分)
设m=(x1,y1,z1)是平面ABD′的法向量,则 →AB=0,m·3x1-4y1=0,
即
→3x1+y1+3z1=0,AD′=0,m·
所以可取m=(4,3,-5).(8分)
→AC=0,n·6x2=0,设n=(x2,y2,z2)是平面ACD′的法向量,则即
→3x2+y2+3z2=0,AD′=0,n·所以可取n=(0,-3,1).(10分)
-14m·n75
于是cos〈m,n〉===-,
|m||n|2550×10295
sin〈m,n〉=.
25
295
因此二面角B-D′A-C的正弦值是.(12分)
25
空间角计算问题的答题模板
第一步:作出(或找出)具有公共交点的三条相互垂直的直线. 第二步:建立空间直角坐标系,写出特殊点坐标. 第三步:求(或找)所需的方向向量、平面的法向量. 第四步:求方向向量与法向量的夹角. 第五步:将夹角转化为所求角.
第六步:反思回顾,查看关键点,易错点及解题规范. [跟踪训练]
5.(2016·郑州市第二次质量检测)如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,AD=DC=CB=1,∠BCD=120°,四边形BFED为矩形,平面BFED⊥
平面ABCD,BF=1.
(1)求证:AD⊥平面BFED;
(2)点P在线段EF上运动,设平面PAB与平面ADE所成锐二面角为θ,试求θ的最小值.
[解] (1)证明:在梯形ABCD中,
因为AB∥CD,AD=DC=CB=1,∠BCD=120°, 所以AB=2,
所以BD2=AB2+AD2-2AB·AD·cos 60°=3. 所以AB2=AD2+BD2,所以AD⊥BD.
因为平面BFED⊥平面ABCD,平面BFED∩平面ABCD=BD,DE⊂平面BFED,DE⊥DB,
所以DE⊥平面ABCD,
所以DE⊥AD,又DE∩BD=D,所以AD⊥平面BFED. (2)由(1)可分别建立以直线DA,DB,DE为x轴,y轴,z轴的空间直角坐标系,如图所示,令EP=λ(0≤λ≤3),则D(0,0,0),A(1,0,0),B(0,3,0),P(0,λ,1),
→→
所以AB=(-1,3,0),BP=(0,λ-3,1). 设n1=(x,y,z)为平面PAB的法向量, →n1·AB=0-x+3y=0
由,得,
→(λ-3)y+z=0n1·BP=0取y=1,则n1=(3,1,3-λ),
因为n2=(0,1,0)是平面ADE的一个法向量, |n1·n2|
所以cos θ==
|n1||n2|
=2
3+1+(3-λ)×1
1
1(λ-
3)2+4
.
1
因为0≤λ≤3,所以当λ=3时,cos θ有最大值,
2π
所以θ的最小值为.
3
六 审图表、数据
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题目中的图表、数据包含着问题的基本信息,也往往暗示着解决问题的目标和方向.在审题时,认真观察分析图表、数据的特征和规律,常常可以找到解决问题的思路和方法.
(满分12分)某公司为了解用户对其产品的满意度,从A,B两地区分别随机调查
了40个用户,根据用户对产品的满意度评分,得到A地区用户满意度评分的频率分布直方图和B地区用户满意度评分的频数分布表.
A地区用户满意度评分的频率分布直方图
图①
B地区用户满意度评分的频数分布表
满意度评分分组 频数 [50,60) 2 [60,70) 8 [70,80) 14 [80,90) 10 [90,100] 6 (1)在图②中作出B地区用户满意度评分的频率分布直方图,并通过直方图比较两地区满意度评分的平均值及分散程度(不要求计算出具体值,给出结论即可);
B地区用户满意度评分的频率分布直方图
图②
(2)根据用户满意度评分,将用户的满意度分为三个等级:
满意度评分 满意度等级 低于70分 不满意 70分到89分 满意 不低于90分 非常满意 估计哪个地区用户的满意度等级为不满意的概率大?说明理由. [审题路线图]
(1)频数分布表―→频率―→频率/组距―→直方图―→结论.
(2)直方图―→频率―→概率―→结果. [规范解答] (1)如图所示.
B地区用户满意度评分的频率分布直方图
(3分)
通过两地区用户满意度评分的频率分布直方图可以看出,B地区用户满意度评分的平均值高于A地区用户满意度评分的平均值;B地区用户满意度评分比较集中,而A地区用户满意度评分比较分散.(6分)
(2)A地区用户的满意度等级为不满意的概率大. (7分)
记CA表示事件:“A地区用户的满意度等级为不满意”;CB表示事件:“B地区用户的满意度等级为不满意”.
(8分)
由直方图得P(CA)的估计值为(0.01+0.02+0.03)×10=0.6,P(CB)的估计值为(0.005+0.02)×10=0.25.
所以A地区用户的满意度等级为不满意的概率大. (12分)
求解概率统计问题的步骤
第一步:读图,定范围.读取频率分布直方图中的相关数据,横轴对应着组距,纵轴对频率应着,以及各个小长方形的高度.确定所求问题涉及的数据的取值范围,根据频率分布
组距
直方图确定数据所在的各个区间.
第二步:分段求解.由频率分布直方图的性质,各个小长方形的面积表示数据落在该区间内的频率,分别求出各个数据落在各个区间内的频率.
第三步:定结果.数据落在指定范围内的频率等于数据落在这些区间内的频率之和,然后根据频率的性质求解相关的数据.
第四步:算概率.计算基本事件总数n,事件A包含的基本事件数m,代入公式P(A)m=. n
第五步:反思回顾,查看关键点、易错点及解题规范.
[跟踪训练]
6.(2016·河南省八市重点高中质量检测)某园林基地培育了一种新观赏植物,经过一年的生长发育,技术人员从中抽取了部分植株的高度(单位:厘米)作为样本(样本容量为n)进行统计,按照[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100]分组作出频率分布直方图,并作出样本高度的茎叶图(图中仅列出了高度在[50,60),[90,100]的数据).
(1)求样本容量n和频率分布直方图中的x、y的值;
(2)在选取的样本中,从高度在80厘米以上(含80厘米)的植株中随机抽取3株,设随机变量X表示所抽取的3株高度在[80,90)内的株数,求随机变量X的分布列及数学期望.
82[解] (1)由题意可知,样本容量n==50,y==0.004,
0.016×1050×10x=0.100-0.004-0.010-0.016-0.040=0.030.
(2)由题意可知,高度在[80,90)内的株数为5,高度在[90,100]内的株数为2,共7株.抽取的3株中高度在[80,90)内的株数X的可能取值为1,2,3,则
2
C1515C2
P(X=1)=3==,
C73571C245C220
P(X=2)=3==,
C73570C325C210
P(X=3)=3==.
C7357
所以X的分布列为
X P 1 1 72 4 73 2 714215所以E(X)=1×+2×+3×=.
7777
七 审方法
—————————————————————————
数学思想是问题的主线,方法是解题的手段.审视方法,选择适当的解题方法,往往使问题的解决事半功倍.审题的过程还是一个解题方法的抉择过程,开拓的解题思路能使我们心涌如潮,适宜的解题方法则帮助我们事半功倍.
x2y26
(满分12分)已知椭圆C:2+2=1(a>b>0)的左焦点为F(-2,0),离心率为. ab3(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设O为坐标原点,T为直线x=-3上一点,过F作TF的垂线交椭圆于P,Q.当四边形OPTQ是平行四边形时,求四边形OPTQ的面积.
[审题路线图]
(1)焦点,离心率―→c,a的值―→b的值―→椭圆的标准方程.
1
(2)▱OPTQ→S▱OPTQ=2S△OPQ↔S△OPQ=|OF||y1-y2|↔y1和y2关系↔直线PQ的方程与椭
2圆C的方程联立.
c6
[规范解答] (1)由已知可得,=,c=2,所以a=6.
a3又由a2=b2+c2,解得b=2,
x2y2
所以椭圆C的标准方程是+=1.(4分)
62(2)设T点的坐标为(-3,m),
则直线TF的斜率kTF==-m.(5分)
-3-(-2)
1
当m≠0时,直线PQ的斜率kPQ=,直线PQ的方程是x=my-2.
m当m=0时,直线PQ的方程是x=-2,也符合x=my-2的形式.(7分)
m-0
x=my-2,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),将直线PQ的方程与椭圆C的方程联立,得x2y2
6+2=1,
消去x,得(m2+3)y2-4my-2=0,(8分) 其判别式Δ=16m2+8(m2+3)>0. -24m
所以y1+y2=2,y1y2=2,
m+3m+3x1+x2=m(y1+y2)-4=2.(9分)
m+3因为四边形OPTQ是平行四边形,
→→
所以OP=QT,即(x1,y1)=(-3-x2,m-y2). -12
x+x==-3,m+3所以
4m
y+y==m,m+3
1
2
2
1
2
2
-12
解得m=±1.(10分) 此时,四边形OPTQ的面积
1
S四边形OPTQ=2S△OPQ=2×·|OF|·|y1-y2|
2=2
-24m2
m2+3-4·2=23.(12分) m+3
圆锥曲线综合问题的答题模板
第一步:由已知条件写出曲线方程.
第二步:联立方程,得出关于x或y的一元二次方程.
第三步:写出根与系数的关系,并求出Δ>0的参数范围(或指出直线过曲线上一点). 第四步:根据题目要求列出关于x1x2,x1+x2(或y1y2,y1+y2)的关系式,求得结果. 第五步:反思回顾,查看有无忽略特殊情况. [跟踪训练]
x2y2
7.(2016·贵州省适应性考试)已知椭圆G:2+2=1(a>b>0)在y轴上的一个顶点为M,
ab
两个焦点分别是F1,F2,∠F1MF2=120°,△MF1F2的面积为3.
(1)求椭圆G的方程;
(2)过椭圆G长轴上的点P(t,0)的直线l与圆O:x2+y2=1相切于点Q(Q与P不重合),交椭圆G于A,B两点.若|AQ|=|BP|,求实数t的值.
[解] (1)由椭圆性质,知|MF2|=a, 于是c=asin 60°=31
a,b=acos 60°=a. 22
111
所以△MF1F2的面积S=·2c·b=·3a·a=3,
222解得a=2,b=1.
x22
所以椭圆G的方程为+y=1.
4
(2)显然,直线l与y轴不平行,可设其方程为y=k(x-t). 由于直线l与圆O相切,则圆心O到l的距离d=
=1,即k2t2=k2+1.① k2+1|kt|
22x+4y=4联立,化简得(1+4k2)x2-8tk2x+4(t2k2-1)=0.
y=k(x-t)
8tk2
设A(x1,y1),B(x2,y2),有x1+x2=.
1+4k2
y0=k(x0-t)tk2
设Q(x0,y0),有y0,解得x0=. 12
1+kx0=-k
由已知可得,线段AB,PQ中点重合,即有x1+x2=t+x0. 8tk2tk212=, 因此=t+,化简得k
21+4k21+k2将其代入①式,可得t=±3.