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1、初高等网络交汇处的数学问题 初高等网络交汇处的数学问题具有起点高、落点低、背景新、方法活和能力要求高的特点.它们大多来源于高等数学,但解决的知识是中学所学习的初等知识,它对学生数学语言信息的收集、理解、转化、表述、探究和调控能力要求较高,是考查数学创新能力的有效手段,是模式化训练“题海战术”所不能及的.所以,它经常被高考所采用.下面,对此类问题进行归类、解析. 一、与知识背景相交汇 例1已知函数,当f(x)=tanx,x∈(0,),,且,证明. 分析本题是以高等数学中的函数凹凸性为知识背景,以三角函数为知识载体,通过对正切函数和不等式的引入,使函数的凹凸性的如下性质得以充
2、分体现: 若函数y=f(x)在[a,b]上是下(或上)凸的,则有以下数式性质: 当x1,x2∈[a,b]且x1≠x2时, (或); 和几何特征:连接函数y=f(x)上的两点P(x1,y1),Q(x1,y2)的线段的中点M位于横坐标为的曲线y=f(x)上的点N的上(或下)方. 证明因为,, 所以2sin(x1+x2)>0,cosx1cosx2>0, 且0<cos(x1-x2)<1, 从而有0<cos(x1+x2)+cos(x1-x2)<1+cos(x1+x2), 由此得, 即, 所以. 例2定义在R上的任意函数f(x)都可以表示为一
3、个奇函数g(x)和一个偶函数h(x)之和,如果f(x)=lg(10x+1),x∈R,那么( ) A.g(x)=x,h(x)=lg(10x+10-x+2) B., C.g(x)=, D.g(x)=-, 分析本题的条件直接给出了高等数学的一个命题:定义域关于原点对称的任意函数f(x都可以表示为一个奇函数和一个偶函数的和的形式,然后给出了该命题的一个特例.解决此题时,应先从条件入手,理解题意,明确解题方向,通过对四个选项的筛选、运算和排除,可选出正确答案为C. 例3设a>0,实数x,y,z满足x+y+z=a,.求证0≤x,y,z≤. 分析本题的知识背景是高等数学中空间解析
4、几何问题,x+y+z=a表示过三点(0,0,a),(0,a,0),(a,0,0)的平面,表示与坐标原点距离为的点(x,y,z)应满足的条件,即以O为球心,为半径的球.如把已知方程中的z视为已知数,将其分别看成平面直角坐标系中的直线和圆,构造一个直线和圆有公共点的图形,初等方法就可以解决了. 证明将已知两方程分别化简为x+y=a-z,.因为此两式同时成立,所以在平面直角坐标系中,直线x+y=a-z和圆有公共点(即相交或相切),于是圆心(0,0)到直线x+y=a-z的距离不超过半径,即,将该式化简得,即z(3z-2a)≤0,解得. 同理可证,, 所以0≤x,y,z≤. 二、与语
5、言叙述相交汇 例4数学中有如下规定:满足A1∪A2=A,则称(A1,A2)为集合A的一个分拆,当且仅当A1=A2时,(A1,A2)与(A2,A1)为集合A的同一分拆,则集合A={1,2,3}的不同分拆种数是( ) A.27 B.26 C.9 D.8 分析本题以高等数学的语言叙述形式对新概念“分拆”进行定义,同时引进新符号(A1,A2),将集合中的运算赋予了先后顺序,既考查了集合,又涉及到了排列,题型新颖,内容丰富.通过对题中信息的理解,可以应用分类的思想将问题解决. 解当A1=φ时,A2=A,有1种情形; 当A1中有1个元素时,A2中有
6、2个或3个元素,有6种情形; 当A1中有2个元素时,A2中有2个或3个元素,有6种情形; 当A1中有3个元素时,A2中有3个元素,有1种情形. 考虑到前3类中的A1与A2可以互换,故共有27种分拆.所以选A. 例5设绝对值小于1的全体实数的集合为S.在S中定义一种运算*,使得a*b=. (1)证明:若a,b∈S,则a*b∈S; (2)证明:结合律(a*b)*c=a*(b*c)成立. 分析本题是以高等数学语言习惯定义一种新运算,并将集合语言融入,来让学生证明结合率,使得问题变得新颖,有创意,能力要求较高. 解(1)要证明,若a,b∈S,则a*b∈S,即证明:当
7、-1<a<1,-1<b<1时,有-1<<1成立,也就是证成立.此式易用作差比较法证明(证明略). (2)两次用条件中的公式a*b=分别得: (a*b)*c=*c , a*(b*c)=a* , 所以有(a*b)*c=a*(b*c). 三、与推理方法相交汇 例6在平面几何里,有勾股定理:“设△ABC的两边AB,AC互相垂直,则AB2+AC2=BC2”拓展到空间,类比平面几何的勾股定理,研究三棱锥的侧面面积与底面面积间的关系,可以得出的正确结论是:“设三棱锥