填空題的解法
1.內(nèi)容概要:
填空題只填結(jié)果而不要過程,這個結(jié)果可以象做解答題那樣,由邏輯推理,計算而得到(演繹推理). 但由于不要過程,也可將一般情形特殊化后再求結(jié)果(類比推理),還可從
個別事實中歸納出一般性的結(jié)論(歸納推理),所以解填空題的基本策略是要在“準(zhǔn)”、“巧”、“快”上下功夫巧;解題的要領(lǐng)是:快――運算要快,力戒小題大作;穩(wěn)――變形要穩(wěn),不可操之過急;全――答案要全,力避殘缺不齊;活――解題要活,不要生搬硬套;細(xì)――審題要細(xì),不能粗心大意.常用的方法有:①直接法,②特例法,③合理猜想法,④圖象法.
2.典例精析:
一、直接法
例1:(08四川延考)已知,為空間中一點,且,則直線與平面所成角的正弦值為 .
【解析】由對稱性點在平面內(nèi)的射影必在的平分線上作于,連結(jié),則由三垂線定理,
設(shè),則,,
又,
所以,因此直線與平面所成角的正弦值.
例2.(08年江蘇)若,,則的最大值為 .
【解析】由于是定值,為求其面積的最大值,只須求出頂點到邊的距離的最大值即可.而,說明點是運動變化的,那么它的軌跡是什么呢?到此我們的思維“進(jìn)入了”解析幾何的領(lǐng)域.
如圖1,以點為坐標(biāo)原點,以所在直線為軸,建立平面直角坐標(biāo)系,則,,由題意不妨設(shè)點 在第一象限(),則由,得,即.
∴當(dāng)時,,此時,
所以的最大值為.
【點評】本題直接用“形”有一定的難度,若利用“數(shù)”運算,建立直角坐標(biāo)系求解,則問題利于解決.這正好體現(xiàn)出“數(shù)形結(jié)合”思想,也進(jìn)一步驗證了
一個結(jié)論在一般情形下成立,在特殊情形下必成立。填空題只要結(jié)果,不要過程,所以當(dāng)填空題的結(jié)論唯一或題設(shè)條件中提供的信息暗示答案是一個定值時,可將填空題中的一般情形特殊化(將圖形、圖形的位置特殊化或給字母賦于特殊值等)再求解,這種解填空題的方法, 叫特殊化法。凡在一般情形下探求結(jié)論的填空題,都可用特例法。
二、特殊化法
例3.(07年海南、寧夏)一個四棱錐和一個三棱錐恰好可以拼接成一個三棱柱,這個四棱錐的底面為正方形,且底面邊長與各側(cè)棱長相等,這個三棱錐的底面邊長與各側(cè)棱長也都相等.設(shè)四棱錐、三棱錐、三棱柱的高分別為,,,則___________.
【解析】由于所求的為定值,所以可將三棱柱特殊化為直三棱柱.又三棱錐、四棱錐的底面邊長和側(cè)棱都相等,所以取三棱柱為各棱長都相等的正三棱柱.
設(shè)正三棱柱的各棱長為,則,,
∴.
例4.(07年江西)已知數(shù)列對于任意,有,若,則 .
【解析】由題意,得,,,,,∴,從而應(yīng)當(dāng)填.
【點評】我們知道,在中,取,得;取,得,等等.這種取特殊值的方法,顯示是由一般到特殊的思維方式.事實上,本題的數(shù)列當(dāng)中,隱含了子數(shù)列是等比數(shù)列,你能寫出一般的通項公式嗎?
例5.(08年全國Ⅰ)在中,,.若以,為焦點的橢圓經(jīng)過點,則該橢圓的離心率 .
【解析】設(shè),,則顯然半焦距,.
∵,∴.
由橢圓定義,得,∴,
故.
【點評】本題以三角形為載體考查橢圓的有關(guān)知識,一般先設(shè),由求出(中含有參數(shù)),然后利用橢圓的概念即可求出離心率,這屬常規(guī)解法.本解答取,,解題思路與常規(guī)方法一樣,但是由于將
取成常數(shù),計算量降低了,這種解題方法屬賦特殊值法,在一定程度上能夠簡化運算,在復(fù)習(xí)備考中應(yīng)該重視這種解題方法.
合理猜想,可以從特殊情形中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,得出一般的正確結(jié)論. 合理猜想法多用于探索規(guī)律的一類題.
三、合理猜想法
例6.(08年湖北)觀察下列等式:
……………………………………
可以推測,當(dāng)()時,,,__________, .
【解析】觀察各個等式右邊最高次項的系數(shù)為:,,,,……,;各個等式右邊次高次項的系數(shù)為:,,,,……,;第三高次項的系數(shù)為:,( ),
(),( ),……,歸納得出;各個等式右邊第四高次項的系數(shù)為:,,,,……,歸納得出.
【點評】此題著重考查學(xué)生的觀察、歸納、猜測能力以及思維的敏捷性、靈活性.它要求學(xué)生善于根據(jù)問題的結(jié)構(gòu)特征,從眾多的數(shù)學(xué)信息中提取、挖掘出有效的信息,靈活地運用有關(guān)的知識,映襯出相應(yīng)的意象,找出有效的突破口,從而挖掘規(guī)律,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,應(yīng)用規(guī)律.
例7.(08年北京)某校數(shù)學(xué)課外小組在坐標(biāo)紙上,為學(xué)校的一塊空地設(shè)計植樹方案如下:第棵樹種植在點處,其中,,當(dāng)時,
表示非負(fù)實數(shù)的整數(shù)部分,例如,.按此方案,第6棵樹種植點的坐標(biāo)應(yīng)為________;第2008棵樹種植點的坐標(biāo)應(yīng)為________.
【解析】①當(dāng)時,,則,解得;
②當(dāng)時,,,則,解得;
③當(dāng)時,,則,解得;
④當(dāng)時,,,則,解得;
…………,如此類推。如通過觀察、歸納總結(jié)得出一般的規(guī)律為:
當(dāng)()時,第棵樹種植在點為,于是當(dāng)時,,從而第2008棵樹種植點的坐標(biāo)應(yīng)為.
【點評】此題是將周期數(shù)列加以變更、遷移、整合而成,有創(chuàng)意,有新意,給學(xué)生探索問題提供了廣闊的空間和自由度,特別對學(xué)生觀察、歸納、猜測、綜合分析等能力以及耐心、毅力得到全面的考查,有利于甄別學(xué)生的思維層次和數(shù)學(xué)素養(yǎng) .本題要求學(xué)生善于根據(jù)問題的結(jié)構(gòu)特征,從眾多的信息中提取、挖掘出有效的信息,從而找出問題的切入點,開啟成功之門.
根據(jù)試題的特點,找出其幾何意義,畫出符合題意的輔助圖形,借助圖形的直觀性進(jìn)行分析探究,得出正確結(jié)論.這是一種數(shù)形結(jié)合的解題策略,在填空題中有著廣泛的應(yīng)用.
四、圖象法
例8.設(shè)等差數(shù)列的前項和為,若,,則的最大值為________.
【解析】由已知得,∴.
在坐標(biāo)系中分別作出直線,,得可行域及兩直線的交點.設(shè)目標(biāo)函數(shù),作直線:,當(dāng)平移直線經(jīng)過點時,有最大值5,即的最大值為5,選B.
【點評】若試題給出的是單純的線性規(guī)劃問題,則百味全無.而命題者悄悄地將換成,同學(xué)們在解題過程中必須看透這一伎倆,將數(shù)列問題轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題,頓覺簡單異常.本題設(shè)計遵循基礎(chǔ)與能力并重,知識與能力并舉的原則,意在考查等差數(shù)列的通項公式、前項和公式以及不等式性質(zhì)等知識,但實在考查數(shù)形結(jié)合的思想方法.
【總結(jié)提煉】綜上,我們主要介紹了填空題幾種常見的解法,當(dāng)然解法會很多,所以我們要在平時注意發(fā)現(xiàn)、探索、總結(jié),小題終究是小題,只要多思考,多挖掘新方法、巧方法,那我們解題時才有事半功倍的效果.
3.跟蹤練習(xí):
1.設(shè)是和的等比中項,則的最大值為__________.
2.函數(shù)在上的最大值為_____________.
3.已知函數(shù)()的圖象過點,若有4個不同的正數(shù)滿足,且(),則_________.
4.若、滿足條件(),則的最大值為__
5.有20張卡片上分別寫有數(shù)字1 ,2 ,……,20 ,將它們放入一個盒子內(nèi). 有4 個人從中不放回地各抽取一張卡片,抽到兩個較小數(shù)字的兩人在同一組,抽到兩個較大數(shù)字的兩人在同一組. 現(xiàn)其中有兩人抽到5、14 ,則此兩人在同一組的概率等于__________(用最簡分?jǐn)?shù)作答).
6.已知三個正數(shù),,滿足條件,則的最小值為______.
1. 構(gòu)造向量,,所以,.由數(shù)量積的性質(zhì),得,即的最大值為2.
2. ∵,令得,所以,當(dāng)時,,當(dāng)時,,所以當(dāng)時,.
3.∵,∴,,又,∴,則,所以周期.作出在上的圖象知:若,滿足條件的()存在,且,關(guān)于直線對稱,,關(guān)于直線對稱,∴;若,滿足條件的()存在,且,關(guān)于直線對稱,,關(guān)于直線對稱,
∴.
4. 不等式()表示的區(qū)域是如圖所示的菱形的內(nèi)部,
∵,
當(dāng),點到點的距離最大,此時的最大值為;
當(dāng),點到點的距離最大,此時的最大值為3.
5. 由于已有兩人分別抽到5和14兩張卡片,則另外兩人只需從剩下的18張卡片中抽取,共有種情況.抽到5 和14的兩人在同一組,有兩種情況:
(1) 5 和14 為較小兩數(shù),則另兩人需從15~20這6張中各抽1張,有種情況;
(2) 5 和14 為較大兩數(shù),則另兩人需從1~4這4張中各抽1張,有種情況.
于是,抽到5 和14 兩張卡片的兩人在同一組的概率為.
6. ∵,∴,
設(shè),,則.
作出該不等式組表示的平面區(qū)域(圖中的陰影部分).
令,則,它表示斜率為的一組平行直線,易知,當(dāng)它經(jīng)過點時,取得最小值.
解方程組,得,∴
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