内容正文:
专题3 数形结合、转化思想
一、选择题
1.回顾初中阶段函数的学习过程,从函数表达式到函数图象,再利用函数图象研究函数的性质,这种研究方法主要体现的数学思想是( )
A.数形结合 B.类比
C.演绎 D.公理化
2.(2024·济南)用配方法解一元二次方程x2-2x-2 023=0,将它转化为(x+a)2=b的形式,则ab的值为( )
A.-2 024 B.2 024
C.-1 D.1
3.(2024·泰安)两个半径相等的半圆按如图方式放置,半圆O′的一个直径端点与半圆O的圆心重合.若半圆的半径为2,则阴影部分的面积是( )
A.π- B.
C.- D.-
4.(2024·杭州市滨江区一模)如图,反比例函数y1=(k为常数,且k≠0)的图象与正比例函数y2=mx(m为常数,且m≠0)的图象相交于A,B两点,点A的横坐标为-1.若y2<y1<0,则x的取值范围是( )
A.-1<x<0 B.x<-1
C.x>1 D.-1<x<0或x>1
5.(2024·金华市东阳市二模)小明和爸爸从家里出发,沿同一路线到学校.小明匀速跑步先出发,2分钟后,爸爸骑自行车出发,匀速骑行一段时间后,在途中商店购买水果花费了5分钟,这时发现小明已经跑到前面,爸爸骑车速度增加60米/分,结果与小明同时到达学校.小明和爸爸两人离开家的路程s(米)与爸爸出发时间t(分)之间的函数图象如图所示.则下列说法错误的是( )
A.a=15
B.小明的速度是150米/分
C.爸爸从家到商店的速度为200米/分
D.爸爸出发7分钟追上小明
6.(2024·沈阳)如图,在矩形ABCD中,AB=10,BC=6.M是AB边的中点,N是AD边上任意一点,将线段MN绕点M顺时针旋转90°,点N旋转到点N′.则△MBN′周长的最小值为( )
A.15 B.5+5
C.10+5 D.18
二、填空题
7.在数学学习中,我们常把数或表示数的字母与图形结合起来,著名数学家华罗庚曾用诗词表达了“数形结合”的思想,其中谈到“数缺形时少直观,形少数时难入微”.如图是由四个长为a,宽为b的长方形拼摆而成的正方形,其中a>b>0.若ab=3,a+b=4,则a-b的值为____.
8.(2024·杭州市拱墅区二模)如图,在边长为10的正方形ABCD内部(不含边界)有一点E,连结CE.过点A作∠BAF=∠DCE,且AF=CE.连结EF,将线段EF绕点E顺时针旋转90°,点F恰好落在点D上,则EC的长为____.
三、解答题
9.阅读下面方框内的内容,并完成相应的任务.
(
小丽学习了方程、不等式、函数后提出如下问题:如何求不等式x
2
-x-6<0的解集?
通过思考
,
小丽得到以下3种方法:
方法1 方程x
2
-x-6=0的两根为x
1
=-2
,x
2
=3
,
可得函数y=x
2
-x-6的图象与x轴的两个交点横坐标为-2
,3,
画出函数图象
,
观察该图象在x轴下方的点
,
其横坐标的范围是不等式x
2
-x-6<0的解集.
方法2 不等式x
2
-x-6<0可变形为x
2
<x+6
,
问题转化为研究函数y=x
2
与y=x+6的图象关系.画出函数图象
,
观察发现;两图象的交点横坐标也是-2
,3.y
=x
2
的图象在y=x+6的图象下方的点
,
其横坐标的范围是该不等式的解集.
方法3 当x=0时
,
不等式一定成立;当x>0时
,
不等式变为x
-
1<
;当x<0时
,
不等式变为x-1>
.
问题转化为研究函数y=x-1与y=
的图象关系
……
)任务:
(1)求不等式x2-x-6<0的解集.
(2)3种方法都运用了_______的数学思想方法.(从下面选项中选1个序号即可)
A.分类讨论 B.转化思想
C.特殊到一般 D.数形结合
(3)请你根据方法3的思路,画出函数图象的简图,并结合图象作出解答.
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专题3 数形结合、转化思想
一、选择题
1.回顾初中阶段函数的学习过程,从函数表达式到函数图象,再利用函数图象研究函数的性质,这种研究方法主要体现的数学思想是(A)
A.数形结合 B.类比
C.演绎 D.公理化
2.(2024·济南)用配方法解一元二次方程x2-2x-2 023=0,将它转化为(x+a)2=b的形式,则ab的值为(D)
A.-2 024 B.2 024
C.-1 D.1
3.(2024·泰安)两个半径相等的半圆按如图方式放置,半圆O′的一个直径端点与半圆O的圆心重合.若半圆的半径为2,则阴影部分的面积是(A)
A.π- B.
C.- D.-
4.(2024·杭州市滨江区一模)如图,反比例函数y1=(k为常数,且k≠0)的图象与正比例函数y2=mx(m为常数,且m≠0)的图象相交于A,B两点,点A的横坐标为-1.若y2<y1<0,则x的取值范围是(C)
A.-1<x<0 B.x<-1
C.x>1 D.-1<x<0或x>1
5.(2024·金华市东阳市二模)小明和爸爸从家里出发,沿同一路线到学校.小明匀速跑步先出发,2分钟后,爸爸骑自行车出发,匀速骑行一段时间后,在途中商店购买水果花费了5分钟,这时发现小明已经跑到前面,爸爸骑车速度增加60米/分,结果与小明同时到达学校.小明和爸爸两人离开家的路程s(米)与爸爸出发时间t(分)之间的函数图象如图所示.则下列说法错误的是(D)
A.a=15
B.小明的速度是150米/分
C.爸爸从家到商店的速度为200米/分
D.爸爸出发7分钟追上小明
6.(2024·沈阳)如图,在矩形ABCD中,AB=10,BC=6.M是AB边的中点,N是AD边上任意一点,将线段MN绕点M顺时针旋转90°,点N旋转到点N′.则△MBN′周长的最小值为(B)
A.15 B.5+5
C.10+5 D.18
【解析】因为BM=5,要求△MBN′周长最小,实际是求BN′+MN′最小,转化成“将军饮马”模型,先找出N′运动轨迹,由线段旋转90°,可得三垂直全等,进而推出点N′在平行于AB,且与AB的距离为5的直线上运动,再作对称求解即可.
二、填空题
7.在数学学习中,我们常把数或表示数的字母与图形结合起来,著名数学家华罗庚曾用诗词表达了“数形结合”的思想,其中谈到“数缺形时少直观,形少数时难入微”.如图是由四个长为a,宽为b的长方形拼摆而成的正方形,其中a>b>0.若ab=3,a+b=4,则a-b的值为__2__.
8.(2024·杭州市拱墅区二模)如图,在边长为10的正方形ABCD内部(不含边界)有一点E,连结CE.过点A作∠BAF=∠DCE,且AF=CE.连结EF,将线段EF绕点E顺时针旋转90°,点F恰好落在点D上,则EC的长为__2__.
【解析】设EC=a,将△CDE绕着点D顺时针旋转90°到△ADP,连结PF,DF,则∠EDP=90°,DP=DE,AP=EC=AF=a,∠DAP=∠DCE=∠BAF,∴∠PAF=90°,∠AFP=∠APF=45°,∴PF==a.由旋转的性质可知,∠DEF=90°,EF=DE=DP,证明四边形DEFP是正方形,则∠DFP=45°,∠DPF=90°,DF==2a.∠AFD=∠AFP+∠DFP=90°,由勾股定理得,AD=a=10,计算求解即可.
三、解答题
9.阅读下面方框内的内容,并完成相应的任务.
(
小丽学习了方程、不等式、函数后提出如下问题:如何求不等式x
2
-x-6<0的解集?
通过思考
,
小丽得到以下3种方法:
方法1 方程x
2
-x-6=0的两根为x
1
=-2
,x
2
=3
,
可得函数y=x
2
-x-6的图象与x轴的两个交点横坐标为-2
,3,
画出函数图象
,
观察该图象在x轴下方的点
,
其横坐标的范围是不等式x
2
-x-6<0的解集.
方法2 不等式x
2
-x-6<0可变形为x
2
<x+6
,
问题转化为研究函数y=x
2
与y=x+6的图象关系.画出函数图象
,
观察发现;两图象的交点横坐标也是-2
,3.y
=x
2
的图象在y=x+6的图象下方的点
,
其横坐标的范围是该不等式的解集.
方法3 当x=0时
,
不等式一定成立;当x>0时
,
不等式变为x
-
1<
;当x<0时
,
不等式变为x-1>
.
问题转化为研究函数y=x-1与y=
的图象关系
……
)任务:
(1)求不等式x2-x-6<0的解集.
(2)3种方法都运用了_______的数学思想方法.(从下面选项中选1个序号即可)
A.分类讨论 B.转化思想
C.特殊到一般 D.数形结合
(3)请你根据方法3的思路,画出函数图象的简图,并结合图象作出解答.
解:(1)解方程x2-x-6=0,得x1=-2,
x2=3,∴函数y=x2-x-6的图象与x轴的两个交点横坐标为-2,3,画出二次函数y=x2-x-6的大致图象(如图所示),
由图象可知:当-2<x<3时函数图象位于x轴下方,此时y<0,即x2-x-6<0.所以不等式x2-x-6<0的解集为-2<x<3.
(2)D.
(3)当x=0时,不等式一定成立;当x>0时,不等式变为x-1<;当x<0时,不等式变为x-1>.画出函数y=x-1和函数y=的大致图象如图:
当x>0时,不等式x-1<的解集为0<x<3;当x<0时,不等式x-1>的解集为-2<x<0,∵当x=0时,不等式x2-x-6<0一定成立,∴不等式x2-x-6<0的解集为-2<x<3.
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