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- 2021-05-11 发布
分类讨论 化繁为简
一、由概念、法则、公式引起的分类讨论
由数 概念、法则、公式的限制而引起的分类讨论:如绝对值的定义、不等式的定义、二次函数的定义、直线的倾斜角、等差、等比数列{an}的前n项和公式等.
【例1】 (2017·江苏高考)等比数列{an}的各项均为实数,其前n项和为Sn.已知S3=,S6=,则a8=________.
【答案】32
【解析】设等比数列{an}的公比为q,则由S6≠2S3,得q≠1,则解得则a8=a1q7=×27=32.
【类题通法】
本题易忽略对q=1的讨论,而直接由>0,得q的范围,这种解答是不完备的.本题根据等比数列前n项和公式的使用就要分q=1,Sn=na1和q≠1,Sn=进行讨论.
【对点训练】
1.一条直线过点(5,2),且在x轴,y轴上截距相等,则这条直线的方程为( )
A.x+y-7=0
B.2x-5y=0
C.x+y-7=0或2x-5y=0
D.x+y+7=0或2y-5x=0
【答案】C
【解析】设该直线在x轴,y轴上的截距均为a,当a=0时,直线过原点,此时直线方程为y=x,即2x-5y=0;当a≠0时,设直线方程为+=1,则求得a=7,直线方程为x+y-7=0.
2.若函数f(x)=ax(a>0,a≠1)在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m,且函数g(x)=(1-4m)在[0,+∞)上是增函数,则a=________.
【答案】
【解析】若a>1,有a2=4,a-1=m,此时a=2,m=,此时g(x)=-
为减函数,不合题意,若00,a≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a+b=________.
【答案】-
【解析】当a>1时,函数f(x)=ax+b在上为增函数,由题意得无解.当00两种情况.
(2)若遇到题目中含有参数的问题,常常结合参数的意义及对结果的影响进行分类讨论,此种题目为含参型,应全面分析参数变化引起结论的变化情况,参数有几何意义时还要考虑适当地运用数形结合思想,分类要做到分类标准明确、不重不漏.
【对点训练】
1.(2017·山东高考)设f(x)=若f(a)=f(a+1),则f=( )
A.2 B.4
C.6 D.8
【答案】C
【解析】当0<a<1时,a+1>1,f(a)=,f(a+1)=2(a+1-1)=2a,∵f(a)=f(a+1),∴=2a,
解得a=或a=0(舍去).
∴f =f(4)=2×(4-1)=6.
当a≥1时,a+1≥2,
∴f(a)=2(a-1),f(a+1)=2(a+1-1)=2a,
∴2(a-1)=2a,无解.
综上,f=6.
2.设函数f(x)=x2-ax+a+3,g(x)=ax-2a,若存在x0∈R,使得f(x0)<0和g(x0)<0同时成立,则实数a的取值范围为( )
A.(7,+∞) B.(-∞,-2)∪(6,+∞)
C.(-∞,-2) D.(-∞,-2)∪(7,+∞)
【答案】A
【解析】由f(x)=x2-ax+a+3,知f(0)=a+3,f(1)=4.又存在x0∈R,使得f(x0)<0,所以Δ=a2-4(a+3)>0,解得a<-2或a>6.又g(x)=ax-2a的图象恒过(2,0),故当a>6时,作出函数f(x)和g(x)的图象如图1所示,当a<-2时,作出函数f(x)和g(x)的图象如图2所示.
由函数的图象知,当a>6时,若g(x0)<0,则x0<2,
∴要使f(x0)<0,则需解得a>7.
当a<-2时,若g(x0)<0,则x0>2,此时函数f(x)=x2-ax+a+3的图象的对称轴x=
<0,
故函数f(x)在区间上为增函数,
又f(1)=4,∴f(x0)<0不成立.
综上,实数a的取值范围为(7,+∞).
四、根据图形位置或形状分类讨论
由图形的不确定性而引起的分类讨论:如二次函数图象、指数函数图象、对数函数图象等.
【例4】设F1,F2为椭圆+=1的两个焦点,P为椭圆上一点.已知P,F1,F2是一个直角三角形的三个顶点,且|PF1|>|PF2|,求的值.
【解析】①若∠PF2F1=90°.
则|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2,
又∵|PF1|+|PF2|=6,|F1F2|=2,
解得|PF1|=,|PF2|=,∴=.
②若∠F1PF2=90°,则|F1F2|2=|PF1|2+|PF2|2,
∴|PF1|2+(6-|PF1|)2=20,
∴|PF1|=4,|PF2|=2,∴=2.
综上知,=或2.
【类题通法】
(1)本题中直角顶点的位置不定,影响边长关系,需按直角顶点不同的位置进行讨论.
(2)破解此类题的关键点:
①确定特征,一般在确立初步特征时将能确定的所有位置先确定.
②分类,根据初步特征对可能出现的位置关系进行分类.
③得结论,将“所有关系”下的目标问题进行汇总处理.
【对点训练】
1.正三棱柱的侧面展开图是边长分别为6和4的矩形,则它的体积为( )
A. B.4
C. D.4或
【答案】D
【解析】当矩形长、宽分别为6和4时,体积V=2×××4=4;当长、宽分别为4和6时,体积V=×××6=.
2.过双曲线x2-=1的右焦点F作直线l交双曲线于A,B两点,若|AB|=4,则这样的直线l有( )
A.1条 B.2条
C.3条 D.4条
【答案】C
【解析】因为双曲线的两个顶点之间的距离是2,小于4,所以当直线l与双曲线左、右两支各有一个交点时,过双曲线的右焦点一定有两条直线满足条件要求;
当直线l与实轴垂直时,有3-=1,解得y=2或y=-2,
所以此时直线AB的长度是4,即只与双曲线右支有两个交点的所截弦长为4的直线仅有一条.
综上,可知有3条直线满足|AB|=4.
3.已知变量x,y满足的不等式组表示的是一个直角三角形围成的平面区域,则实数k=( )
A.- B.
C.0 D.0或-
【答案】D
【解析】不等式组表示的可行域如图(阴影部分)所示,由图可知,若要使不等式组表示的平面区域是直角三角形,只有当直线y=kx+1与直线x=0或y=2x垂直时才满足.
结合图形可知斜率k的值为0或-.