设圆的方程是(x+a)^2+(y+a)^2=r^2
在设以败戚知点察基陵是(m,n),切点是(t,s),作图可得:
(t-a)^2+(s-b)^2=r^2
根号[(m-a)^2+(n-b)^2]-根号[(m-t)^2+(n-s)^2]=r
两个方程,而且只有t,s两个未知量,可求出t,s
因为圆的切线方程过(m,n),(t,s),
所以,可求得圆的切线方程(两锋雀点式).
可推导出公式.
数形结合是数学解题中常用的思想方法,数形结合的思想可以使某些抽象的数学问题直观化、生饥指游动化,能够变抽象思维为形象思维,有助于把握数学问题的本质;另外,由于使用了数形结合的方法,很多问题便迎刃而解,且解法简捷。
2. 所谓数形结合,就是根据数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的思想,实现数形结合,常与以下内容有关:(1)实数与数轴上的点的对应关系;(2)函数与图象的对应关系;(3)曲线与方程的对应关系;(4)以几何元素和几何条件为背景建立起来的概念,如复数、三角函数等;(5)所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义。如等式 。
3. 纵观多年来的高考试题,巧妙运用数形结合的思想方法解决一些抽象的数学问题,可起到事半功倍的效果,数形结合的重点是研究“以形助数”。
4. 数形结合的思想方法应用广泛,常见的如在解方程和解不等式问题中,在求函数的值域、最值问题中,在求复数和三角函数解题中,运用数形结思想,不仅直观易逗搏发现解题途径,而且能避免复杂的计算与推理,大大简化了解题过程。这在解选择题、填空题中更显其优越,要注意培养这种思想意识,要争取胸中有图见数想图,以开拓自己的思维视野。
【例题分析】
例1. 若关于 的方程 的两根都在 之间,求 的取值范围。
分析:令 ,其图象与 轴交点的横坐标就是方程 的解,由 的图象可知,要使二根都在 之间,只需
同时成立,解得 ,故
例2. 解不等式
常规解法:原不等式等价于(I) 或(II)
解(I)得 ;解(II)得
综上可知,原不等式的解集为
数形结合解法:令 ,则不等式 的解就是使 的图象在 的上方的那段对应的横坐标。
如下图,不等式的解集为 ,而 可由 解得 ,故不等式的解集为
例3. 已知 ,则方程 的实根个数为( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个烂销 D. 1个或2个或3个
分析:判断方程的根的个数就是判断图象 的交点个数,画出两个函数图象,易知两图象只有两个交点,故方程有2个实根,选B。
例4. 如果实数 满足 ,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
分析:等式 有明显的几何意义,它表坐标平面上的一个圆,圆心为 ,半径 ,(如图),而 则表示圆上的点 与坐标原点(0,0)的连线的斜率,如此以来,该问题可转化为如下几何问题:动点 在以(2,0)为圆心,以 为半径的圆上移动,求直线 的斜率的最大值,由下图可见,当点 在第一象限,且与圆相切时, 的斜率最大,经简单计算,得最大值为
例5. 已知 满足 的最大值与最小值。
分析:对于二元函数 在限定条件 下求最值问题,常采用构造直线的截距的方法来求之。
令 ,原问题转化为:在椭圆 上求一点,使过该点的直线斜率为3,且在 轴上的截距最大或最小,由图形知,当直线 与椭圆 相切时,有最大截距与最小截距。
由 ,得 ,故 的最大值为13,最小值为 。
例6. 若集合 ,集合
,且 ,则 的取值范围为___________。
分析: ,显然, 表示以(0,0)为圆心,以3为半径的圆在 轴上方的部分,(如图),而 则表示一条直线,其斜率 ,纵截距为 ,由图形易知,欲使 ,即是使直线 与半圆有公共点,显然 的最小逼近值为 ,最大值为 ,即
例7. 点 是椭圆 上一点,它到其中一个焦点 的距离为2, 为 的中点, 表示原点,则 ( )
A. B. C. 4 D. 8
分析:(1)设椭圆另一焦点为 ,(如下图),则 而
又注意到 各为 的中点
是 的中位线
(2)若联想到第二定义,可以确定点 的坐标,进而求 中点的坐标,最后利用两点间的距离公式求出 ,但这样就增加了计算量,方法较之(1)显得有些复杂。
例8. 已知复数 满足 ,求 的模与辐角主值的范围。
分析:由于 有明显的几何意义,它表示复数 对应的点到复数 对应的点之间的距离,因此满足 的复数 对应的点 在以(2,2)为圆心,半径为 的圆上,(如下图),而 表示复数 对应的点 到原点 的距离,显然,当点 ,圆心 ,点 三点共线时, 取得最值,
的取值范围为
同理,当点 在圆上运动变化时,当且仅当直线 与该圆相切时,在切点处的点 的辐角主值取得最值,利用直线与圆相切,计算,得 ,即
即
例9. 求函数 的值域。
解法一(代数法):由 得 ,
,解不等式得
函数的值域为
解法二(几何法): 的形式类似于斜率公式 , 表示过两点 的直线的斜率。
由于点 在单位圆 上(见下图)
显然,
设过 的圆
回答者
. 数形结合是数学解题中常用的思想方法,数形结合的思想可以使某些抽象的数学问题直观化、生动化,能够变抽象思维为形象思维,有助于把握数学问题的誉判脊本质;另外,由于使用了数形结合的方法,很多问题便迎刃而解,且解法简捷。
2. 所谓数形结合,就是根据数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的思想,实现数形结合,常与以下内容有关:(1)实数与数轴上的点的对应关系;(2)函数与图象的对应关系;(3)曲线与方程的对应关系;(4)以几何元素和几何条件为背景建立起来的概念,如复数、三角函数等;(5)所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义。如等式 。
3. 纵观多年来的高考试题,巧妙运用数形结合的思想方法解决一些抽象的数学问题,可起到事半功倍的效果,数形结合的重点是研究“以形助数”。
4. 数形结合的思想方法应用广泛,常见的如在解方程和解不等式问题中,在求函数的值域、最值问题中,在求复数和三角函数解题中,运用数形结思想,不仅直观易发现解题途径,而且能避免复杂的计算与推理,大大简化了解题过程。这在解选择题、填空题中更显其优越,要注意培养这种思想意识,要争取胸中有图见数想图,以开拓自己的思维视野。
【例题分析】
例1. 若关于 的方程 的两根都在 之间,求 的取值范围。
分析:令 ,其图象与 轴交点的横坐标就是方程 的解,由 的图象可知,要使二根都在 之间,只需
同时成立,解得 ,故
例2. 解不等式
常规解法:原不等式等价于(I) 或(II)
解(I)得 ;解(II)得
综上可知,原不等式的解集为
数形结合解法:令 ,则不等式 的解就是使 的图象在 的上方的那段对应的横坐标。
如下图,不等式的解集为 ,而 可由 解得 ,故不等式的解集为
例3. 已知 ,则方程 的实根个数为( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 1个或2个或3个
分析:判断方程的根的个数就是判断图象 的交点个数,画出两个函数图象,易知两图象只有两个交点,故方程有2个实根,选B。
例4. 如果实数 满足 ,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
分析:等式 有明显的几何意义,它表坐标平面上的一个圆,圆心为 ,半径 ,(如图),而 则表示圆上的点 与坐标原点(0,0)的连线的斜率,如此以来,该问题可转化为如下几何问题:动点 在以(2,0)为圆心,以 为半径的圆上移动,求直线 的斜率的最大值,由下图可见,当点 在第一象限,且与圆相切时, 的斜率最大,经简单计算,得最大值为
例5. 已知 满足 的最大值与最小值。
分析:对于二元函数 在限定条件 下求最值问题,常采用构造直线的截距的方法来求之。
令 ,原问题转化为:在椭圆 上求一点,使过该点的直线斜率为3,且在 轴上的截距最大或最小,由图形知,当直线 与椭圆 相切时,有最大截距与最小截距。
由 ,得 ,故 的最大值为13,最小值为 。
例6. 若集合 ,集合
,且 ,则 的取值范围为___________。
分析: ,显然, 表示以(0,0)为圆心,以3为半径的圆在 轴上方的部分,(如图),而 则表示一条直线,其斜率 ,纵截距为 ,由图形易知,欲使 ,即是使直线 与半圆有公冲运共点,显然 的最小逼近值为 ,最大值为 ,即
例7. 点 是椭圆 上一点,它到其中一个焦点 的距离为2, 为 的中点, 表示原点,则 ( )
A. B. C. 4 D. 8
分析:(1)设椭圆另一焦点为 ,(如下图),则 而
又注意到 各为 的中点
是 的中位线
(2)若联想到第二定义,可以确定点 的坐标,进而求 中点的坐标,最后利用两点间的距离公式求出 ,但这样就增加了计算量,方法较之(1)显得有些复杂。
例8. 已知复数 满足 ,求 的模与辐角主值的范围。
分析:由于 有明显的几何意义,它表示复数 对应的点到复数 对应的点之间的距离,因此满足 的复数 对应的点 在以(2,2)为圆心,半径为 的圆上,(如下图),而 表示复数 对应的点 到原点 的距离,显然,当点 ,圆心 ,点 三点共线时, 取得最值,
的取值范围为
同理,当点 在圆上运动变化时,当且仅当直线 与该圆相切时,在切点处的点 的辐角主值取得最值,利用直线与圆相切,计算,得 ,即
即
例9. 求函数 的值域。
解法一(代数法):由 得 ,庆渗
,解不等式得
函数的值域为
解法二(几何法): 的形式类似于斜率公式 , 表示过两点 的直线的斜率。
由于点 在单位圆 上(见下图)
显然,
设过 的圆