极限思想在高中数学的应用.doc

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资源描述

1、1极 限 思 想 在 高 中 解 题 中 的 运 用宜 宾 县 一 中 雷 勇极 限 的 思 想 是 近 代 数 学 的 一 种 重 要 思 想 , 我 们 在 大 学 所 学 的 数 学 分 析就 是 以 极 限 概 念 为 基 础 、 极 限 理 论 为 主 要 工 具 来 研 究 函 数 的 一 门 学 科 。 而在 高 中 一 些 数 学 问 题 的 解 答 上 如 运 用 极 限 的 思 想 , 会 是 我 们 的 解 答 简 单 而 高效 。 所 谓 极 限 的 思 想 , 是 指 用 极 限 概 念 分 析 问 题 和 解 决 问 题 的 一 种 数 学 思 想 。下 面 将 用

2、 例 题 举 出 极 限 思 想 的 妙 处 。 尝试将极限思想和方法渗透、融合在解题教学中,实现方法与内容的整合实践,以期引起广大师生的广泛关注和高度重视。例 1、过 抛 物 线 的 焦 点 F 作 一 直 线 交 抛 物 线 于 P、 Q)0(2axy两 点 , 若 线 段 与 的 长 分 别 是 、 ,则 等 于 ( ) PFQpq1(A) (B) (C) (D) a2a21a4a4分 析 : 本 题 是 有 关 不 变 性 的 问 题 , 常 规 解 法 是 探 求 的 关qp、系 , 过 程 繁 琐 , 且 计 算 较 复 杂 。 若 能 充 分 借 助 于 极 限 思 想 即 取

3、PQ 的 极 限 位置 可 使 问 题 变 得 简 便 易 行 : 将 直 线 PQ 绕 点 F 顺 时 针 方 向 旋 转 到 与 轴 重 合 ,y此 时 Q 与 O 重 合 , 点 P 运 动 到 无 穷 远 处 , 虽 不 能 再 称 它 为 抛 物 线 的 弦 了 , 它是 弦 的 一 种 极 限 情 形 , 因 为 , 而 , 所 以aOp41qP,故选择(C) 。针对客观选择题题型的特点,这种解法体现出思维aqp41的灵活性和敏捷性,凸现了试题的选拔功能。例 2、正 棱锥中,相邻两侧面所成的二面角的取值范围是( n)A( ) B( ) ,1,nC( ) D( )0,22,xyFPQ

4、OHAn A1A2A3S2分析:当正棱锥的顶角无限接近底面时,两侧面所成的二面角无限接近 .当正棱锥的高无限增大时,两侧面所成的二面角无限接近正 多边形的一个内角,n即为 ,因此,所求二面角的范围应为( )2n 2,例 3、已知长方形的四个项点 A(0,0) ,B(2,0) ,C(2,1)和 D(0,1) ,一质点从 AB 的中点 沿与 AB 夹角为 的方向射到 BC 上的点 后,依次反射到0PPCD、DA 和AB 上的点 、 和 (入射角等于反射角) ,设 坐标为 若234 4),0(4x则 的取值范围是( ),x14tgA B C D)3()32,1()21,5()32,5(分析:本题命制

5、得很有趣,它把人们常见的台球活动模型迁移到数学试题中,考查了处理几何、代数问题的能力,是一个小型综合题,我们可以充分利用几何关系通过“极端位置”找出 的取值范围,根据极限的观点,令 ,tg 14x不妨令 与 重合,依据入射角等于反射角,即知 、 、 均为各边中点,4P0 1P23此时 ,而四个选择项中仅有选择项(C)与此数据有关,故选(C)21tan例 4、已知函数 ,若存在 为实数,只要 ,就有2()1)4fx,t 1,xm(),则 的最大值是 ()fxm分析:作函数 与 的图像,平移 f(x)的图像.使之与直线 交y2() yx于(1,1)和 两点,此时所得的图像是 ,图像的极端位(,)1

6、()yfxt置;于是解方程组 ,再由 ,得 ,所以()ftm1m49tmax9x4PBCD 01P3Ay10 8 6 4 2 -2 -10 -5 5 g x = x3 x-3 f x x+1 3例5、 已知数列 中, 且对于任意正整数 ,总有 ,是否na51n21na存在实数 ,使得 ,对于任意正整数 恒成立?若存在,给出b, nnb)43(证明;若不存在,说明理由。分析: 如果这样的 存在的话,则由 ,可得 。a,nnba43anlim对 两边取极限,得 ,解得 或 。21na20若 ,则数列 应该是以 为首项、以 为公比的等比数列,0na51a43q于是, , 不符合1435n 14322

7、 212a显然,不可能对任意的正整数 都满足 ;n1na若 ,将 代入 ,可求得 ,此时,3a51 nnba4338b,验证: ,不符合 。nn48 2285nna43所以,这样的实数 不存在。ba,例6、设n 为自然数,求证: 412519n分析: 当 时,不等式显然成立。1设 时,不等式成立,即k412519k 1那么,当 时,1kn222 3312 kk由于 ,413412k4证到此处,用数学归纳法证题思路受阻。之所以用数学归纳法证题思路行不通,其原因在于 是一个常数,从 到41k右边常量不变,而左边在增大,这样,无法使用归纳假设。1k当联想 ,且当 时, ,不妨把要证结论强化41limn1n9184n为: 259 2证明:当 时, ,不等式 成立,1n9184n设 时,不等式 成立,即k21415912kk那么,当 时,kn)2(41)42(31)(4322591kkkkk即当 时,不等式 成立,所以有 1kn412591n通过以上例题可以看出,让学生掌握和运用极限思想,不仅降低了某些问题的解题难度,而且在寻找解题思路、探索发现新结论有着重大作用。

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