【专题2】数形结合【知识提要】数形结合的数学思想包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:一是借助形的生动性和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数作为目的,比如应用函数的图象来直观地说明函数的性质;二是借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质.【例题分析】1、借助数轴或者构建斜率、截距、距离等模型研究问题例1非空集合2|2|23{},{},{,},AxxaByyxxACzzxxA且|且,若CB,求实数a的取值范围.例2.1224cos32(3sin(12),)),(ttt为参数的最大值是.例2.2求函数2261345yxxxx的值域.例2.3已知对任意的(,0)(0,),1,1xy,不等式222168210xxyyaxx恒成立,则实数a的取值范围为_________.例3.1(12重庆理10)设平面点集221(,)()()0,(,)(1)(1)1AxyyxyBxyxyx,则AB所表示的平面图形的面积为()(A)34(B)35(C)47(D)2例3.2(2016四川理7)设p:实数x,y满足(x−1)2+(y−1)2≤2,q:实数x,y满足1,1,1,yxyxy则p是q的()(A)必要不充分条件(B)充分不必要条件(C)充要条件(D)既不充分也不必要条件例3.3已知实数,xy满足00134xyxy,则231xyx的取值范围是()A.2,113B.3,11C.3,112D.1,11例3.4(16江苏12)已知实数,xy满足240220330xyxyxy,,,则22xy的取值范围是.例3.5设集合},,)2(2|),{(222RyxmyxmyxA,},,122|),{(RyxmyxmyxB,若,BA则实数m的取值范围是.练习:设22222,2,{}{()()0,13,0}AxyyaxaBxyxyaa|>,|>,且A∩B≠,求a的最大值与最小值.2、构建函数模型并结合其图像研究有关问题(方程根的个数及范围、比较大小、平移)例4若方程lglgxxmx233在x03,内有唯一解,求实数m的取值范围.练习:设aR,若0x时均有2[(1)1](1)0axxax,则a_______.例5(16年天津理8)已知函数2(4,0,()(log(1)13)30,1),0axxaxafxxaxa且在R上单调递减,且关于x的方程|()|2fxx恰好有两个不相等的实数解,则a的取值范围是()(A)(0,23](B)[23,34](C)[13,23]{34}(D)[13,23){34}练习:已知以T=4为周期的函数,其中m>0,若方程3f(x)=x恰有5个实数解,则m的取值范围为()A.(,)B.(,)C.(,)D.(,)例6已知函数f(x)=|x2+3x|,x∈R,若方程f(x)﹣a|x﹣1|=0恰有4个互异的实数根,则实数a的取值范围为.练习:已知函数()21fxxxa有三个零点,则实数a的取值范围为.例7设na为递增数列,且1110,()sin(),,()nnnnafxxaxaanNn.若对于任意的[0,1),()nbfxb总有两个不同的实数根,则na的通项公式为.例8定义在R上的函数()fx满足22,01,()42,10.xxxfxx,且(1)(1)fxfx,则函数35()()2xgxfxx在区间[1,5]上的所有零点之和为())A(4B5C7D8练习:设函数22,0,(),0,xxfxlogxx若关于x的方程()fxa有四个不同的解1234,,,,xxxx且1234,xxxx则3122341()xxxxx的取值范围是()(A)3,(B),3(C)3,3(D)3,3例9已知()(–––2())fxxaxbab其中<,且、是方程0fx的两根(),则实数ab、、、的大小关系为()A.abB.abC.abD.ab练习:设函数21(),()(,,0)fxgxaxbxabRax,若()yfx的图象与()ygx图象有且仅有两个不同的公共点1122(,),(,)AxyBxy,则下列判断正确的是()A.当0a时,12120,0xxyyB.当0a时,12120,0xxyyC.当0a时,12120,0xxyyD.当0a时,12120,0xxyy3、构建曲线并结合其图象研究问题例10已知(4,0),(4,0),(6,5)ABC,求点M,使AMB的正切值为43,且使||MC最大.例11在平面直角坐标系xOy中,已知两圆221:12Cxy和222:14Cxy.又点A坐标为(3,1),MN、是1C上的动点,Q为2C上的动点,则四边形AMQN能构成矩形的个数为()D(A)0个(B)2个(C)4个(D)无数个4、向量(复数)中的数形结合例12向量i、j是平面直角坐标系x轴、y轴的基本单位向量,且|a–i|+|a–2j|=5,则|2|ia的取值范围为.练习:设θ为两个非零向量,的夹角,已知对任意实数t,|+t|的最小值为1.()A.若θ确定,则||唯一确定B.若θ确定,则||唯一确定C.若||确定,则θ唯一确定D.若||确定,则θ唯一确定例13如图,在折线ABCD中,4ABBCCD,120ABCBCD,EF、分别是ABCD、的中点,若折线上满足条件PEPFk的点P至少有4个,则实数k的取值范围是.FEDABC例14在平面内,定点A,B,C,D满足==,•=•=•=﹣2,动点P,M满足=1,=,则||2的最大值是()A.B.C.D.练习:已知RtABC中,90A,4AB,6AC.在三角形所在的平面内有两个动点M和N,满足2AM,MNNC,则BN的取值范围是().A32,34.B4,6.C25,42.D2263122,6312233例15设|z1|=5,|z2|=2,|z1-z2|=13,求zz12的值.5、数形结合未必是最佳方法例16已知曲线1:2Cyx与曲线222:4Cxy恰好有两个不同的公共点,则实数的取值范围是()A.(,1][0,1)B.(1,1]C.[1,1)D.[1,0](1,)例17若关于x的方程5445xxmxx在(0,)内恰有三个相异实根,则实数m的取值范围为.6、其他(构建几何模型,解决代数问题)例18若数列{}na为等差数列,,pqaqap,则pqa.例19设函数11()2xxfx,求使()22fx的x取值范围.例20已知cossin,cossin0(,),abcabcabkkZ,求证:22222cosbac.【巩固练习】1.如果不等式xaxx)1(42的解集是20xx,则实数a的值是()(A)21(B)1(C)2(D)以上都不是2.如果对一切实数x,总有kxx1成立,则实数k的取值范围是()(A)[-1,0](B)(-1,0)(C)(-1,0)(D)(0,1)3.若11,lg)(bacxxf,则()(A))()()(cfbfaf(B))()()(bfafcf(C))()()(afbfcf(D))()()(cfafbf4.如果直线l将圆04222yxyx平分,且不通过第四象限,那么l的斜率的取值范围是()(A)[0,2](B)[0,1](C)(0,]21(D))21,0[5.已知Ryx,,命题M:14922yx,命题N:yxxy326,则M是N()(A)充要条件(B)充分条件(C)必要条件(D)既不是充分也不是必要条件6.(12江西理7)在直角三角形ABC中,点D是斜边AB的中点,点P为线段CD的中点,则222PAPBPC=()A.2B.4C.5D.107.函数)1(,)1(,1)(2xxxxxf,如果方程axf)(有且只有一个实数,那么a=.8.求函数2sin62cos1xyx的值域是.9.(16江苏9)定义在区间[0,3]上的函数sin2yx的图象与cosyx的图象的交点个数是.10.当0≤x≤1时,不等式sin2xkx,则实数k的取值范围是.11.【16山东理】已知函数2||,()24,xxmfxxmxmxm其中0m,若存在实数b,使得关于x的方程()fxb有三个不同的根,则m的取值范围是_____________.12.对任意实数,直线(2)(1)20xy与点(2,2)的距离为d,则d的范围是.13.设,pq是实数,则2229()(2)upqpq的最小值等于.