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追本溯源 回归定义

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著名数学教育家波利亚说过, “回到定义去”是一项重要的智力活动?郾 数学概念常以定义的形式描述,它蕴涵着极其丰富的内涵?郾 深刻理解定义,可抓住问题的实质,从而找到解决问题的有效途径?郾 下面就定义在解题中的应用举例说明?郾

一、解集合题

例1 对于任意两个正整数m、n,定义运算“*”:当m、n都是正偶数或都是正奇数时,m*n=m+n,当m、n中有一个为正奇数,另一个为正偶数时,m*n=mn?郾 在上述定义下,集合M={(a,b)|a*b=60,a,b∈N*}中元素的个数是多少?

分析 本题是信息题,解题时要透彻理运算“*”的定义,把握实质,正确运用?郾

解 (1) 当m、n都是正偶数时,由2+58=4+56=6+54=…=58+2=60,可知元素个数为29个;

(2) 当m、n都是正奇数时,由1+59=3+57=5+55=…=59+1=60,可知元素个数为30个;

(3) 当m、n中有一个为正奇数,另一个为正偶数时,由1×60=3×20=4×15=5×12=12×5=15×4=20×3=60×1=60,可知元素个数为8个?郾

故集合M中元素个数为29+30+8=67(个)?郾

二、解函数题

例2 函数y= f(x)(x∈R)满足:

(1) f(x)是偶函数, f(1)=2010?郾

(2) g(x)= f(x-1)为奇函数?郾

试求 f(2011)的值?郾

分析 题目中提到奇、偶函数,就应该从它们的定义入手,寻找解题思路?郾

解 由g(x)= f(x-1)为奇函数,得

g(-x)=-g(x)?郾

f(-x-1)=- f(x-1)?郾

又 f(x)是偶函数,

f(-x-1)= f(x+1)?郾

于是 f(x+1)=- f(x-1)?郾

则 f(x+4)= f[(x+3)+1]=- f[(x+3)-1]=- f(x+2)=- f[(x+1)+1]= f[(x+1)-1]= f(x)?郾

f(x)是以4为周期的周期函数?郾

故f(2011)= f(503×4-1)= f(-1)=f(1)=2010?郾

三、解方程

例3 解方程■-■=8?郾

分析 这是一个无理方程,如按常规方法(平方法)求解,将得到一个一元四次整式方程,显然比较繁琐?郾 这时若挖掘其几何意义,运用双曲线的第一定义即可简捷获解?郾

解 原方程可化为■-■=8,则令F1(-3,0),F2(7,0),M(x,3■),则原方程可化为|MF1|-|MF2|=8. 这说明点M既在双曲线■-■=1上,又在直线y=3■上,于是原方程可化为■-■=1,由此得x=10或x=-6(增根,舍去)?郾

四、求最值

例4 已知抛物线y2=2x和定点A(3,■),抛物线上有动点P,P到定点A的距离为d1,P到抛物线准线的距离为d2,求d1+d2的最小值及此时P点的坐标?郾

分析 作出抛物线的焦点,结合定义,可将最值问题加以转化?郾

解 如右图,点A(3,■)在抛物线y2=2x的外部,又知抛物线焦点F(■,0),则由抛物线的定义可知,d1+d2=|PA|+ |PF|≥|AF|,又|AF|=■=■?郾

故d1+d2的最小值为■,

此时P点的坐标为(2,2)?郾

评注 “看到准线想到焦点,看到焦点想准线”,许多抛物线问题均可根据定义获得简捷、直观的求解?郾

五、求轨迹方程

例5 已知点P在椭圆■+■=1(a>b>0)上,椭圆焦点为F1、F2,过点F2作∠F1PF2补角的平分线的垂线,垂足为M,求点M的轨迹方程?郾

分析 若直接设点M(x,y),寻求关系式求轨迹方程,则非常困难,若能利用平面几何的知识,采用“追本溯源”的策略,结合圆与椭圆的定义,问题就可迎刃而解?郾

解 分别延长F2M、F1P,设其交点为N(如右图)?郾

PM平分∠F2PN,PMF2M?郾

PM是F2N的垂直平分线,则

|F2M|=|MN|,|F2P|=|PN|?郾

|OF1|=|OF2|,

OM是F1F2N的中位线,

|OM|=■|F1N|

=■(|F1P|+|PN|)

=■(|F1P|+|F2P|)

=a,

点M的轨迹方程为

x2+y2=a2(x≠±a)?郾

六、求导数的值

例6 已知f(x)=x(x+1)(x+2)…(x+2011),则f′(0)= ?郾

分析 本题主要考查同学们运用导数解决问题的能力?郾 求一个可导函数f(x)的导函数值f′(x0),通常是先求这个导数的导函数,再将x=x0代入?郾 然而,在本题中,f′(x)不易求得?郾 此时,可返回到原始定义,直接利用函数在某一点的导数的定义来求?郾

解 由导数的定义有:

f′(0)=■■

=■■

=■(x+1)(x+2)…(x+2011)

=2011!?郾

综上可以看出,定义在数学解题中的应用是很广泛的?郾 因此,同学们在平常的学习过程中一定要加强对概念的学习,注重对概念和定义的理解,真正做到融会贯通,灵活应用?郾

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