例1.已知长方体的全面积为11,其12条棱的长度之和为24,则这个长方体的一条对角线长为(   ).

(A)    (B)    (C)5    (D)6

分析及解:设长方体三条棱长分别为x,y,z,则依条件得:

 2(xy+yz+zx)=11,4(x+y+z)=24.而欲求的对角线长为,因此需将对称式写成基本对称式x+y+zxy+yz+zx的组合形式,完成这种组合的常用手段是配方法.故=62-11=25

∴  ,应选C.

例2.设F1F2为双曲线的两个焦点,点P在双曲线上且满足∠F1PF2=90°,则ΔF1PF2的面积是(   ).

(A)1    (B)   (C)2    (D)

分析及解:欲求   (1),而由已知能得到什么呢?

由∠F1PF2=90°,得   (2),

又根据双曲线的定义得|PF1|-|PF2|=4    (3),那么(2)、(3)两式与要求的三角形面积有何联系呢?我们发现将(3)式完全平方,即可找到三个式子之间的关系.即,

∴  ,∴  选(A).

注:配方法实现了“平方和”与“和的平方”的相互转化.

例3.设双曲线的中心是坐标原点,准线平行于x轴,离心率为,已知点P(0,5)到该双曲线上的点的最近距离是2,求双曲线方程.

分析及解:由题意可设双曲线方程为,∵,∴a=2b,因此所求双曲线方程可写成:  (1),故只需求出a可求解.

设双曲线上点Q的坐标为(x,y),则|PQ|=  (2),∵点Q(x,y)在双曲线上,∴(x,y)满足(1)式,代入(2)得|PQ|=  (3),此时|PQ|2表示为变量y的二次函数,利用配方法求出其最小值即可求解.

由(3)式有(yay≤-a).

二次曲线的对称轴为y=4,而函数的定义域yay≤-a,因此,需对a≤4与a>4分类讨论.

(1)当a≤4时,如图(1)可知函数在y=4处取得最小值,

∴令,得a2=4

∴所求双曲线方程为.

(2)当a>4时,如图(2)可知函数在y=a处取得最小值,

∴令,得a2=49,

∴所求双曲线方程为.

注:此题是利用待定系数法求解双曲线方程的,其中利用配方法求解二次函数的最值问题,由于二次函数的定义域与参数a有关,因此需对字母a的取值分类讨论,从而得到两个解,同学们在解答数习题时应学会综合运用数学思想方法解题.

例4.设f(x)是一次函数,且其在定义域内是增函数,又,试求f(x)的表达式.

分析及解:因为此函数的模式已知,故此题需用待定系数法求出函数表达式.

设一次函数y=f(x)=ax+b  (a>0),可知  ,

.

比较系数可知:  

解此方程组,得  ,b=2,∴所求f(x)=.

例5.如图,已知在矩形ABCD中,C(4,4),点A在曲线(x>0,y>0)上移动,且AB,BC两边始终分别平行于x轴,y轴,求使矩形ABCD的面积为最小时点A的坐标.

分析及解:设A(x,y),如图所示,则(4-x)(4-y)      (1)

此时S表示为变量x,y的函数,如何将S表示为一个变量x(或y)的函数呢?有的同学想到由已知得x2+y2=9,如何利用此条件?是从等式中解出x(或y),再代入(1)式,因为表达式有开方,显然此方法不好.

如果我们将(1)式继续变形,会得到S=16-4(x+y)+xy        (2)

这时我们可联想到x2+y2x+yxy间的关系,即(x+y)2=9+2xy.

因此,只需设t=x+y,则xy=,代入(2)式得  

S=16-4t+(3)S表示为变量t的二次函数,

∵0<x<3,0<y<3,∴3<t<,∴当t=4时,SABCD的最小值为.

此时

注:换元前后新旧变量的取值范围是不同的,这样才能防止出现不必要的错误.

例6.设方程x2+2kx+4=0的两实根为x1,x2,若≥3,求k的取值范围.

解:∵≥3,

,代入整理得(k2-2)2≥5,又∵Δ=4k2-16≥0,

解得k∈(-)∪[,+].

例7.点P(x,y)在椭圆上移动时,求函数u=x2+2xy+4y2+x+2y的最大值.

解:∵点P(x,y)在椭圆上移动,  ∴可设   于是

      =

      =

   令,   ∵,∴|t|≤.

   于是u=,(|t|≤).

   当t=,即时,u有最大值.

   ∴θ=2kπ+(kZ)时,.

例8.过坐标原点的直线l与椭圆相交于A,B两点,若以AB为直径的圆恰好通过椭圆的左焦点F,求直线l的倾斜角.

解:设A(x1,y1),B(x2,y2)

   直线l的方程为y=kx,将它代入椭圆方

程整理得  (*)

由韦达定理,(1),(2)

   又F(1,0)且AFBF,∴,   即  ,

   将,代入上式整理得  ,

   将(1)式,(2)式代入,解得  .   故直线l的倾斜角为.

注:本题设交点坐标为参数,“设而不求”,以这些参数为桥梁建立斜率为k的方程求解.

例9.设集合A={}

(1)若A中有且只有一个元素,求实数a的取值集合B

(2)当aB时,不等式x2-5x-6<a(x-4)恒成立,求x的取值范围.

解:(1)令t=2x,则t>0且方程化为t2-2t+a=0  (*),A中有且只有一个元素等价于方程(*)有且只有一个正根,再令f(t)=t2-2t+a,

则Δ=0  或a=1或a≤0,从而B=(-,0]∪{1}.

(2)当a=1时,<x<3+,

a≤0,令g(a)=a(x-4)-(x2-5x-6),则当a≤0时不等式  恒成立,

即当a≤0时,g(a)>0恒成立,故  ≤4.

综上讨论,x的取值范围是(,4).

 0  436540  436548  436554  436558  436564  436566  436570  436576  436578  436584  436590  436594  436596  436600  436606  436608  436614  436618  436620  436624  436626  436630  436632  436634  436635  436636  436638  436639  436640  436642  436644  436648  436650  436654  436656  436660  436666  436668  436674  436678  436680  436684  436690  436696  436698  436704  436708  436710  436716  436720  436726  436734  447090 

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