解:1.讀題:?jiǎn)栴}涉及耕地面積、糧食單產(chǎn)、人均糧食占有量、總?cè)丝跀?shù)及三個(gè)百分率,其中人均糧食占有量P=, 主要關(guān)系是:P≥P .
例1.(1996年全國高考題)某地現(xiàn)有耕地10000公頃,規(guī)劃10年后糧食單產(chǎn)比現(xiàn)有增加22%,人均糧食產(chǎn)量比現(xiàn)在提高10%,如果人口年增長(zhǎng)率為1%,那么耕地每年至多只能減少多少公頃(精確到1公頃)?
(糧食單產(chǎn)= ; 人均糧食產(chǎn)量=)
分析:此題以關(guān)系國計(jì)民生的耕地、人口、糧食為背景,給出兩組數(shù)據(jù),要求考生從兩條線索抽象數(shù)列模型,然后進(jìn)行比較與決策.
4.在近幾年高考中,經(jīng)常涉及的數(shù)學(xué)模型,有以下一些類型:數(shù)列模型、函數(shù)模型、不等式模型、三角模型、排列組合模型等等.
Ⅰ.函數(shù)模型 函數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)中最重要的一部分內(nèi)容,現(xiàn)實(shí)世界中普遍存在著的最優(yōu)化問題,常常可歸結(jié)為函數(shù)的最值問題,通過建立相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù),確定變量的限制條件,運(yùn)用函數(shù)知識(shí)和方法去解決.
⑴ 根據(jù)題意,熟練地建立函數(shù)模型;
⑵ 運(yùn)用函數(shù)性質(zhì)、不等式等知識(shí)處理所得的函數(shù)模型.
Ⅱ.幾何模型 諸如航行、建橋、測(cè)量、人造衛(wèi)星等涉及一定圖形屬性的應(yīng)用問題,常常需要應(yīng)用幾何圖形的性質(zhì),或用方程、不等式或用三角函數(shù)知識(shí)來求解.
Ⅲ.?dāng)?shù)列模型 在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,諸如增長(zhǎng)率、降低率、存款復(fù)利、分期付款等與年(月)份有關(guān)的實(shí)際問題,大多可歸結(jié)為數(shù)列問題,即通過建立相應(yīng)的數(shù)列模型來解決.在解應(yīng)用題時(shí),是否是數(shù)列問題一是看自變量是否與正整數(shù)有關(guān);二是看是否符合一定的規(guī)律,可先從特殊的情形入手,再尋找一般的規(guī)律.
3.求解應(yīng)用題的一般步驟是(四步法):
(1)、讀題:讀懂和深刻理解,譯為數(shù)學(xué)語言,找出主要關(guān)系;
(2)、建模:把主要關(guān)系近似化、形式化,抽象成數(shù)學(xué)問題;
(3)、求解:化歸為常規(guī)問題,選擇合適的數(shù)學(xué)方法求解;
(4)、評(píng)價(jià):對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證或評(píng)估,對(duì)錯(cuò)誤加以調(diào)節(jié),最后將結(jié)果應(yīng)用于現(xiàn)實(shí),作出解釋或驗(yàn)證.
2.應(yīng)用問題的“考試要求”是考查考生的應(yīng)用意識(shí)和運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)與方法來分析問題解決問題的能力,這個(gè)要求分解為三個(gè)要點(diǎn):
(1)、要求考生關(guān)心國家大事,了解信息社會(huì),講究聯(lián)系實(shí)際,重視數(shù)學(xué)在生產(chǎn)、生活及科學(xué)中的應(yīng)用,明確“數(shù)學(xué)有用,要用數(shù)學(xué)”,并積累處理實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn).
(2)、考查理解語言的能力,要求考生能夠從普通語言中捕捉信息,將普通語言轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語言,以數(shù)學(xué)語言為工具進(jìn)行數(shù)學(xué)思維與交流.
(3)、考查建立數(shù)學(xué)模型的初步能力,并能運(yùn)用“考試大綱”所規(guī)定的數(shù)學(xué)知識(shí)和方法來求解.
例5.(2004年天津卷理22)橢圓的中心是原點(diǎn)O,它的短軸長(zhǎng)為,相應(yīng)于焦點(diǎn)F(c,0)()的準(zhǔn)線與x軸相交于點(diǎn)A,|OF|=2|FA|,過點(diǎn)A的直線與橢圓相交于P、Q兩點(diǎn).
(1)求橢圓的方程及離心率;
(2)若,求直線PQ的方程;
(3)設(shè)(),過點(diǎn)P且平行于準(zhǔn)線的直線與橢圓相交于另一點(diǎn)M,證明.
分析:本小題主要考查橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程和幾何性質(zhì),直線方程,平面向量的計(jì)算,曲線和方程的關(guān)系等解析幾何的基本思想方法和綜合解題能力.
(1)解:由題意,可設(shè)橢圓的方程為.
由已知得解得
所以橢圓的方程為,離心率.
(2)解:由(1)可得A(3,0).
設(shè)直線PQ的方程為.由方程組
得
依題意,得.
設(shè),則, ① . ②
由直線PQ的方程得.于是
. ③
∵,∴. ④
由①②③④得,從而.
所以直線PQ的方程為或
(2)證明:.由已知得方程組
注意,解得
因,故
.
而,所以.
由于向量具有幾何形式和代數(shù)形式的“雙重身份”,使向量與解析幾何之間有著密切聯(lián)系,而新課程高考則突出了對(duì)向量與解析幾何結(jié)合考查,這就要求我們?cè)谄綍r(shí)的解析幾何教學(xué)與復(fù)習(xí)中,應(yīng)抓住時(shí)機(jī),有效地滲透向量有關(guān)知識(shí),樹立應(yīng)用向量的意識(shí)。應(yīng)充分挖掘課本素材,在教學(xué)中從推導(dǎo)有關(guān)公式、定理,例題講解入手,讓學(xué)生去品位、去領(lǐng)悟,在公式、定理的探索、形成中逐漸體會(huì)向量的工具性,逐漸形成應(yīng)用向量的意識(shí),在教學(xué)中還應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生善于運(yùn)用一些問題的結(jié)論,加以引申,使之成為解題方法,體會(huì)向量解題的優(yōu)越性,在教學(xué)中還應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生善于運(yùn)用向量方法解題,逐步樹立運(yùn)用向量知識(shí)解題的意識(shí)。
例4、(2003年天津)已知常數(shù),向量,經(jīng)過原點(diǎn)以為方向向量的直線與經(jīng)過定點(diǎn)以為方向向量的直線相交于點(diǎn),其中.試問:是否存在兩個(gè)定點(diǎn),使得為定值,若存在,求出的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
(本小題主要考查平面向量的概念和計(jì)算,求軌跡的方法,橢圓的方程和性質(zhì),利用方程判定曲線的性質(zhì),曲線與方程的關(guān)系等解析幾何的基本思想和綜合解題能力.)
解:根據(jù)題設(shè)條件,首先求出點(diǎn)P坐標(biāo)滿足的方程,據(jù)此再判斷是否存在兩定點(diǎn),使得點(diǎn)P到兩定點(diǎn)距離的和為定值.
∵, ∴=(λ,a),=(1,-2λa).
因此,直線OP和AP的方程分別為 和 .
消去參數(shù)λ,得點(diǎn)的坐標(biāo)滿足方程.
整理得 ……① 因?yàn)樗缘茫?
(i)當(dāng)時(shí),方程①是圓方程,故不存在合乎題意的定點(diǎn)E和F;
(ii)當(dāng)時(shí),方程①表示橢圓,焦點(diǎn)和為合乎題意的兩個(gè)定點(diǎn);
(iii)當(dāng)時(shí),方程①也表示橢圓,焦點(diǎn)和為合乎題意的兩個(gè)定點(diǎn).
點(diǎn)評(píng):本題以平面向量為載體,考查求軌跡的方法、利用方程判定曲線的性質(zhì)、曲線與方程的關(guān)系等解析幾何的基本思想和綜合解題能力。去掉平面向量的背景,我們不難看到,本題即為下題:
在△OAP中,O(0,0)、A(0,a)為兩個(gè)定點(diǎn),另兩邊OP與AP的斜率分別是,求P的軌跡。
而課本上有一道習(xí)題(數(shù)學(xué)第二冊(cè)(上)第96頁練習(xí)題4):
三角形ABC的兩個(gè)頂點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別是(-6,0)、(6,0),邊AC、BC所在直線的斜率之積等于,求頂點(diǎn)C的軌跡方程。通過本例可見高考題目與課本的密切關(guān)系。
例3、(2003年天津高考題)O是平面上一定點(diǎn),A、B、C是平面上不共線的三個(gè)點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P滿足,,則P的軌跡一定通過△ABC的( )
(A)外心 (B)內(nèi)心 (C)重心 (D)垂心
分析:因?yàn)橥虻膯挝幌蛄,由向量加法的平行四邊形則知是與∠ABC的角平分線(射線)同向的一個(gè)向量,又,知P點(diǎn)的軌跡是∠ABC的角平分線,從而點(diǎn)P的軌跡一定通過△ABC的內(nèi)心。
反思:根據(jù)本題的結(jié)論,我們不難得到求一個(gè)角的平分線所在的直線方程的步驟;
(1) 由頂點(diǎn)坐標(biāo)(含線段端點(diǎn))或直線方程求得角兩邊的方向向量;
(2) 求出角平分線的方向向量
(3) 由點(diǎn)斜式或點(diǎn)向式得出角平分線方程。{直線的點(diǎn)向式方程:過P(),其方向向量為,其方程為}
例2、已知定點(diǎn)A(-1,0)和B(1,0),P是圓(x-3)2+(y-4)2=4上的一動(dòng)點(diǎn),求的最大值和最小值。
分析:因?yàn)镺為AB的中點(diǎn),所以故可利用向量把問題轉(zhuǎn)化為求向量的最值。
解:設(shè)已知圓的圓心為C,由已知可得:
又由中點(diǎn)公式得
=
=
=
又因?yàn)?nbsp;點(diǎn)P在圓(x-3)2+(y-4)2=4上,
所以 且
所以
即 故
所以的最大值為100,最小值為20。
點(diǎn)評(píng):有些解幾問題雖然沒有直接用向量作為已知條件出現(xiàn),但如果運(yùn)用向量知識(shí)來解決,也會(huì)顯得自然、簡(jiǎn)便,而且易入手。
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