摘要:2008年全國Ⅰ(理)第10題在把握新課改本質(zhì)的基礎(chǔ)上,以新穎的視角、創(chuàng)新的手法進(jìn)行精心的構(gòu)思和藝術(shù)化的剪裁,以問題為中心,知識(shí)為紐帶,橫縱之間相互滲透,各種思想方法融會(huì)貫通,充分體現(xiàn)了以“能力立意”的命題宗旨. 本文將對(duì)該題一些有代表性的解法進(jìn)行討論匯總,以期引玉.
關(guān)鍵詞:客觀題;精妙;解法;匯總
一個(gè)問題的價(jià)值取向并不在于它的深?yuàn)W,而在于它的功效;剖析問題最合理的途徑就是對(duì)問題進(jìn)行遷移和轉(zhuǎn)化,而遷移和轉(zhuǎn)化方式的不同則取決于對(duì)問題情境的感受程度的不同. 2008年全國Ⅰ(理)第10題在解析幾何、三角函數(shù)、不等式三方面知識(shí)的交匯點(diǎn)處進(jìn)行設(shè)計(jì),立意新穎,毫無贅言,思維開放度高,解法多樣,充分體現(xiàn)了知識(shí)與技巧并重、基礎(chǔ)與能力并舉.
試題若直線+=1通過點(diǎn)M(cosα,sinα),則()
A. ?搖a2+b2≤1B. a2+b2≥1
C. +≤1D. +≥1
解法1利用直線與圓的位置關(guān)系
由點(diǎn)M(cosα,sinα)的坐標(biāo)特征可知,點(diǎn)M為單位圓x2+y2=1上任意一點(diǎn). 依題意,直線+=1與圓x2+y2=1有公共點(diǎn),即直線與圓相交或相切,故圓心到直線的距離d=≤1,從而+≥1,故答案為D.
點(diǎn)評(píng)此法的關(guān)鍵是根據(jù)點(diǎn)的特征聯(lián)想到單位圓上的點(diǎn),把問題轉(zhuǎn)化為直線與圓有交點(diǎn),這可能是命題人的出發(fā)點(diǎn).
解法2利用排除法
本題需要判斷a2+b2,+與1的大小關(guān)系,由于直線在坐標(biāo)軸上的截距a,b和單位圓上的點(diǎn)M都具有任意性,故可用特殊位置來排除錯(cuò)誤選項(xiàng),如圖1、圖2所示.
圖1
圖2
由圖1可得a2+b2<1,+>1,故B、C答案錯(cuò)誤. 由圖2可得a2+b2>1,故答案A錯(cuò)誤. 排除答案A、B、C,故答案為D.
點(diǎn)評(píng)高考數(shù)學(xué)的選擇題是單項(xiàng)選擇,如果不能很快形成直接解題的思路,便可通過排除錯(cuò)誤選項(xiàng)來間接得到正確的答案.
解法3利用三角函數(shù)的有界性
把點(diǎn)M(cosα,sinα)代入直線方程+=1得+=1,+=#8226;cosα+sinα=sin(α+φ)(其中tanφ=).
因?yàn)?=1,而sin(α+φ)≤1,所以≥1,從而+≥1. 故答案為D.
點(diǎn)評(píng)此法的關(guān)鍵在于通過將式子轉(zhuǎn)化為一個(gè)角的三角函數(shù),并利用正弦函數(shù)的有界性,巧妙地找出正確選項(xiàng).
解法4利用向量的數(shù)量積
把點(diǎn)M(cosα,sinα)代入直線方程+=1得+=1,構(gòu)造向量m=,,n=(cosα,sinα),則m#8226;n=#8226;cosα+sinα,而m=,n==1. 因?yàn)閙#8226;n≤m#8226;n,所以1=cosα+sinα≤,從而+≥1. 故答案為D.
點(diǎn)評(píng)此法通過構(gòu)造向量,實(shí)現(xiàn)了向量數(shù)量積與向量的模之間的不等轉(zhuǎn)化.
解法5利用基本不等式
把點(diǎn)M(cosα,sinα)代入直線方程+=1得+=1. 兩邊平方得++=1,而=2#8226;#8226;≤+.
因?yàn)?++=+=+,所以+≥1. 故答案為D.
點(diǎn)評(píng)此法利用了基本不等式s2+t2≥2st及“1”的等價(jià)變形sin2α+cos2α=1.
解法6利用消元法
把點(diǎn)M(cosα,sinα)代入直線方程+=1得+=1,則=.
所以+=+=
==≥1,從而+≥1. 故答案為D.
?搖點(diǎn)評(píng)此法利用了消元法來減少變量,并通過配方,利用完全平方的非負(fù)性進(jìn)行證明.
解法7利用柯西不等式
把點(diǎn)M(cosα,sinα)代入直線方程+=1得+=1. 由柯西不等式得+=+#8226;(cos2α+sin2α)≥+2=1,故答案為D.
點(diǎn)評(píng)此題利用柯西不等式,結(jié)合sin2α+cos2α=1這一條件,實(shí)現(xiàn)快速解答.
解法8利用參數(shù)方程
把點(diǎn)M(cosα,sinα)代入直線方程+=1得+=1. 令+=λ2(λ≠0),設(shè)=λcosθ,=λsinθ,
所以λcosθcosα+λsinθsinα=1,即λcos(θ-α)=1.
因?yàn)閏os(θ-α)≤1,
所以λ≥1,從而+≥1.
故答案為D.
點(diǎn)評(píng)此法通過引入?yún)?shù),借助參數(shù)方程,并利用三角函數(shù)的有界性進(jìn)行了證明.
本題在知識(shí)的交匯處設(shè)計(jì),以最常見、最美觀的形式展現(xiàn),考查了最基本、最重要的知識(shí)點(diǎn),解決問題的思路活、途徑廣,考生應(yīng)試很容易“入題”,也不難尋求正確答案,區(qū)別主要在于解決問題所花時(shí)間的長短. 此題在樸實(shí)中凸顯能力,不愧為一道精妙的高考試題.