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发布时间:2023-10-02 09:47:34   来源:文档文库   
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4 关羽开门 刀举成功

计名释义
关羽不同于诸葛. 诸葛是智星,靠着扇子;关羽是武士,用的大刀. “过关斩将”用这大刀,“水淹七军”用这大刀.
数学上的“分析”“分解”“分割”等,讲的都是刀工. 关羽的“切瓜分片”是什么意思?切者,七刀也,分者,八刀也!再难的数学题,经过这七刀、八刀,最后不就粉碎了吗!

典例示范
[例1 2006年四川卷第19题)
如图,在长方体ABCDA1B1C1D1中,EP分别BCA1D1AB=2a. 的中点,MN分别是AECD1的中点,AD=AA1=a(Ⅰ)求证:MN∥面ADD1A1 (Ⅱ)求二面角PAED的大小; (Ⅲ)求三棱锥PDEN的体积.
[分析] 这是个长方体,而“长”正好是“宽”和“高”的2倍,这正是“关羽开门”的对象:用刀从中一劈,则分成2个相等的正方体. 对于正方体,我们该多么熟悉啊!有关线段的长度,各线段间的位置关系,我们都了如指掌.

解Ⅰ D1C1的中点Q ,过QMN作平面QRST. 显然,MN都在这平面里. 易知QNSM都平行于平面BCC1B1MNBCC1B1MN∥面ADD1A1(证毕).
[插语] 其所以这么简单,是因为我们对正方体熟悉. 正方体从何而来,感谢关羽的大刀之功. 后的(Ⅱ)和(Ⅲ),都可转化到正方体里进行(从略).
【例2 (04·重庆卷题21p>0是一常数,过点Q2p0的直线与抛物线y2=2px交于相异两点AB,以线段AB为直径作圆HH为圆心).
)试证:抛物线顶点在圆H的圆周上; )并求圆H的面积最小时直线AB的方程.
【分析】 (Ⅰ)AB是圆H的直径,欲证抛物线的顶点在圆上,有如下各种对策:1|OH|=
(2|OA|2+|OB|2=|AB|2 3)证∠AOB=90°,OAOB,等.
显然,利用向量知识证OAOB=0,当为明智之举.
【解答】 (Ⅰ)ABx轴时,直线AB的方程为x=2p,代入y2=2px;y2=4p2,y=±2p,|AB|=|y1-y2|=4p.
显然,满足|OQ|=
1|AB|.2
1|AB|,此时QH重合,∴点Q在⊙H.
2如直线ABx轴不垂直,设直线ABy=tanα(x-2p,

y2y2x=,代入:y=tanα·-2ptanα.tanα·y2-2py-4p2tanα=0. 2p2p此方程有不同二实根y1y2, y1+y2=2p,y1y2=-4p2. tan22y1y216p4OAOB =x1x2+y1y2=+y1y2=-4p2=0. 22p2p4pOAOB,故点O仍在以AB为直径的圆上.
【分析】 (为使圆面积最小只须圆半径取到最小值,为此不可避免的要给出直径AB之长的函数表达式,直观上我们已可推测到当ABx轴时,弦AB之长最短(这就是论证方向,为此又有多种途径:
(1用直线的点斜式与抛物线方程联立,得关于x(或y)的一元二次方程,利用韦达定理写出|AB|2函数式,再用二次函数或均值不等式的知识求其最值.
(2用直线的参数方程与抛物线方程联立,得关于参数t的一元二次方程,利用韦达定理写出|AB|2=t1-t22的函数表达式,再依正、余弦函数的有界性求其最值.
这两种方法各有优长,但都须牵涉到两个变量x,y,以下我们推荐,利用投影公式得出的|AB|函数式,只牵涉一个变量.
2【解答】(Ⅱ)直线AB的倾角为α,α=90°时,⊙H的半径为2p,SH=4πp.
22|x1x2||y1y2||(y1y2(y1y2||AB|cos2pcos2pcos12p(y1y224y1y2α≠90°时,不妨设α∈[0,,则2pcostan
214p22p1216p4sintan2sintan22p24p综上,|AB|SHmin=4πp2,相应的直线AB的方程为:x=2p. min=4p,当且仅当α=90°时,别解:由(1)知恒有∠AOB=90°. |AB|2=|OA|2|OB|2

2222=x1 y1x2y2≥2x1x2+2p(x1+x2 ≥2x1x2+4px1x2.
22y1y2y1y2=-4p,x1x2=4p2
2p2p2于是|AB|2≥16p2,| AB|min=4p.当且仅当x1=x2=2p时,SH=4πp2. 【点评】 斧子开门,只要你说要进去,直接在墙上打洞最直接了.

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/630ab321a76e58fafbb00334.html

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