前言
引例,当题目中给定某一个点是圆锥曲线上的任意一点时,满足某种条件,那么这时候如果让这一点成为圆锥曲线的顶点,题目立马就变得简单了许多,这种策略就称为特殊化策略,其本质类似于函数中的赋值法,由此引申,任意角可以取特殊角,任意位置可以取特殊位置,任意形状可以取特殊形状。
使用前提
以题目例10为例,我们一般都会画出一个很一般的等腰三角形,但是若将(angle A)变化为(cfrac{pi}{3})或(cfrac{pi}{2})时,都可以保证不改变题目中给定的已知条件,这时候我们就可以尝试考虑特殊化策略,毕竟图形越特殊,越有利于计算。
典例剖析
法1:一般方法,利用韦达定理和向量求解;
法2:特殊化策略,直接将过焦点的直线特殊化为直线(x=1),则可以得到(A(1,2))和(B(1,-2)),
代入(overrightarrow{OA}cdot overrightarrow{OB}=1 imes 1+2 imes(-2)=-3)。
分析:读完题目,我们最容易想到的思路是设三边分别为(b-d),(b),(b+d),然后利用余弦定理分别求解(cosA),(cosC),最后求值。想一想运算的复杂程度,我们都大概能感受到这个解法不太可行。
猜想:当(a、b、c)成等差数列时,三个角也是有一定关系的,所求的式子的值应该是定值,那么我们就可以有如下的解法:
法1:【特殊化策略,最特殊】当等差数列的公差为0时,也是满足题意的,此时(a=b=c),则(A=C=cfrac{pi}{3});
故(cfrac{cosA+cosC}{1+cosAcosC}=cfrac{coscfrac{pi}{3}+coscfrac{pi}{3}}{1+coscfrac{pi}{3}coscfrac{pi}{3}}=cfrac{4}{5});
法2:【特殊化策略,次特殊】我们自然能想到的是(a=3,b=4,c=5)的等差数列,(或(a=6,b=8,c=10)),则(cosA=cfrac{4}{5}),(cosC=0),代入原式得到,
(cfrac{cosA+cosC}{1+cosAcosC}=cfrac{cfrac{4}{5}+0}{1+0}=cfrac{4}{5})。
在平行四边形(ABCD)中,点(M)在边(CD)上,且满足(DM=cfrac{1}{3}DC),点(N)在(CB)的延长线上,且满足(CB=BN),若(AB=3),(AD=4),则(overrightarrow{AM}cdot overrightarrow{NM})的值为__________。
分析:我们一般做出的平行四边形是(angle BAD eq 90^{circ})的,从形上思考求向量的内积时几乎没有思路,
此时我们不妨思考,能不能建立直角坐标系,引入点的坐标,然后利用坐标运算内积。这是一个突破;由形到数的思维转化;
其次,观察你做出来的平行四边形,当边(AD)绕着点(A)逆时针旋转时,我们仍可以保证边(AB)和(AD)的长度不变化,
那么此时自然就会想起来“特殊化策略”,这是思维上的第二个突破;
【特殊化策略】将平行四边形(ABCD)直接特殊化为矩形,以点(A)为原点,分别以(AB、AD)所在直线为(x)轴和(y)轴,建立平面直角坐标系,
则点(A(0,0)),点(M(1,4)),点(N(3,-4)),则(overrightarrow{AM}=(1,4)),(overrightarrow{NM}=(-2,8)),
则(overrightarrow{AM}cdot overrightarrow{NM}=(1,4)cdot (-2,8)=-2+32=30)。
已知向量(vec{a}),(vec{b})是单位向量,若(vec{a}cdot vec{b}=0),且(|vec{c}-vec{a}|+|vec{c}-2vec{b}|=sqrt{5}),则(|vec{c}+2vec{a}|)的取值范围是_________。
分析:利用向量减法的几何意义确定(|vec{c}-vec{a}|+|vec{c}-2vec{b}|=sqrt{5})表达的图形和(|vec{c}+2vec{a}|)的几何意义。
解法1:由于向量(vec{a}),(vec{b})是相互垂直的单位向量,不妨采用特殊化策略,
设(vec{a}=(1,0)),(vec{b}=(0,1)),将向量(vec{c})的起点放置在坐标原点,
则(|vec{c}-vec{a}|+|vec{c}-2vec{b}|)的几何意义就是向量(vec{c})的终点到向量(vec{a}),向量(2vec{c})的终点((1,0))和((0,2))的距离之和,
由于这两点间的距离等于(sqrt{5}),故向量(vec{c})的终点在以((1,0)),((0,2))为端点的线段上,
该线段所在的直线方程为(x+cfrac{y}{2}=1(0leq xleq 1)),
(|vec{c}+2vec{a}|=|vec{c}-(-2vec{a})|)的几何意义是向量(vec{c})的终点到向量(-2vec{a})的终点((-2,0))的距离,
显然最大距离即为点((-2,0))到点((1,0))的距离(3),最小距离为点((-2,0))到直线(x+cfrac{y}{2}=1)的距离,
此距离为(d=cfrac{|-2-1|}{sqrt{1+frac{1}{4}}}=cfrac{6sqrt{5}}{5});
故(|vec{c}+2vec{a}|)的取值范围是([cfrac{6sqrt{5}}{5},3])。
已知数列({a_n})为等比数列,若(a_4+a_6=10),则(a_7(a_1+2a_3)+a_3a_9)的值为 【】
【法1】分析:(a_7(a_1+2a_3)+a_3a_9=a_7a_1+2a_3a_7+a_3a_9)
(=a_4^2+2a_4a_6+a_6^2=(a_4+a_6)^2=10^2=100)。故选(C)。
【法2】:特殊化策略,由于题目数列({a_n})为等比数列,(a_4+a_6=10),则可以将其特殊化为(a_4=a_6=5)的特殊的等比数列,即常数列,
此时(a_n=5),代入运算得到(a_7(a_1+2a_3)+a_3a_9=100),故选(C)。
已知某数列的前(2n)项的和为((2n)^3),且前(n)个偶数项的和为(n^2(4n+3)),则它的前(n)个奇数项的和为【】
法1:抽象思考,由题目可知,(S_{2n}=(2n^3)),其中的前(n)个偶数项的和,也就是其所有偶数项的和(S_{偶}=n^2(4n+3)),则它的前(n)个奇数项的和,也就是所有的奇数项的和(S_{奇}=S_{2n}-S_{偶}=n^2(4n-3))。故选(B)。
法2:抽象化为具体,不妨令(n=1),则(S_{2n}=S_2),只有两项(S_2=a_1+a_2),此时就容易理解前(n)个偶数项的和为(n^2(4n+3)),即就是(a_2),它的前(n)个奇数项的和也就是(a_1),也就能容易理解所求即((2n)^3-n^2(4n+3)=n^2(4n-3)),故选(B)。
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现执行如图所示的程序框图,该算法的功能是【】
(A.)求两个正数(a),(b)的最小公倍数
(B.)判断两个正数(a),(b)是否相等
(C.)判断其中一个正数能否被另一个正数整除
(D.)求两个正数(a),(b)的最大公约数
分析:抽象问题具体化,采用特殊化策略,
令(a=6),(b=8),按程序框图执行,
STEP1:(a eq b),是,(a>b),否,(b=2);
STEP2:(a eq b),是,(a>b),是,(a=4);
STEP3:(a eq b),是,(a>b),是,(a=2);
STEP4:(a eq b),否,输出(a=2);
即算法的功能是利用“更相减损术”求两个正数的最大公约数。故选(D)。
袋中装有偶数个球,其中红球和黑球各占一半,甲乙丙为三个空盒子,每次从袋中任意取出两个球,将其中一个球放入甲盒,如果这个球是红球,就将另一个球放入乙盒,否则就放入丙盒,重复上述过程,知道袋中所有球都被放入盒中,则【】
法1:待录
法2:特殊化策略,设袋中有两个球,红球和黑球各一个,(想一想为什么可以这样?)
现取出两个球,若第一次直接将红球放入甲盒中,则黑球要放入乙盒;全部放置完毕。(想一想为什么可以这样?)
则此时乙盒中红球(0)个,黑球(1)个;丙盒中红球(0)个,黑球(0)个;则排除(A、D);
设袋中有四个球,红球和黑球各两个,(想一想为什么可以这样?)
若第一次直接取出的两个球为红球,将红球其一放入甲盒中,则另一个红球放入乙盒;
第二次取出的两个球为黑球,将黑球其一放入甲盒中,则另一个黑球放入丙盒,全部放置完毕。
则此时乙盒中红球(1)个,黑球(0)个;丙盒中红球(0)个,黑球(1)个;则排除(C);
故选(B);
已知由样本数据点集合({(x_i,y_i)mid i=1,2,cdots,n})求得的回归直线方程为(hat{y}=1.5x+0.5),且(ar{x}=3),现发现两个数据点((1.1,2.1))和((4.9,7.9))误差较大,去除后重新求得的回归直线(l)的斜率为(1.2),那么,当(x=2)时,(y)的估计值是______。
法1:由于样本中心点((ar{x},ar{y}))必在回归直线上,先代入计算得到(ar{y}=5),
即原数据的样本中心点为((3,5)),故(sumlimits_{i=1}^{n}x_i=3n),(sumlimits_{i=1}^{n}y_i=5n),
由于(1.1+4.9=6),(2.1+7.9=10),去除两个样本点后,
新的样本中心点的坐标(ar{x}=cfrac{3n-6}{n-2}=3),(ar{y}=cfrac{5n-10}{n-2}=5),
故新的样本中心点((3,5))必在回归直线(hat{y}=1.2x+b)上,
则有(5=1.2 imes 3+b),则(b=1.4),
即重新求得的回归直线(l)为(hat{y}=1.2x+1.4);
当(x=2)时,代入计算得到(hat{y}=1.2 imes 2+1.4=3.8)。
法2:特殊化策略,将样本数据点的个数认定为(5)个,其他的计算仿上完成。
设椭圆(cfrac{x^2}{a^2}+cfrac{y^2}{b^2}=1(a>b>0))上的动点(Q),过动点(Q)做椭圆的切线(l),过右焦点做(l)的垂线交(l)于点(P),则点(P)的轨迹方程为【】
分析:由于点(Q)是椭圆上的任意一个动点,不妨取其在椭圆的四个特殊位置来思考,当点(Q(a,0))时,过动点(Q)做椭圆的切线(l:x=a),过右焦点做(l)的垂线为(y=0),则点(P(a,0)),代入验证,只有选项(A)满足;当点(Q(0,b))时,过动点(Q)做椭圆的切线(l:y=b),过右焦点做(l)的垂线为(x=c),则点(P(c,b)),代入验证,也只有选项(A)满足;故用特殊化策略可知,选(A)。
解后反思:如果本题目直接求解,可能会很麻烦,由此也体现出特殊化策略在解选择题时的便捷性。
分析:当( riangle ABC)为等边三角形,或是等腰直角三角形时,题目中的条件仍然不变化,故可以采用特殊化策略,
比如( riangle ABC)为等腰直角三角形,以(A)为坐标原点建系,然后利用相应点的坐标计算。(-cfrac{15}{4})
分析:采用特殊化策略求解,由于点(M),(N)是椭圆(cfrac{x^2}{a^2}+cfrac{y^2}{b^2}=1) ((a>b>0))上关于原点对称的任意的两个点,那么就可以特殊化为椭圆的左右两个顶点,又点(P)是椭圆上任意一点,那么就可以特殊化为椭圆上的上顶点,
那么如何让他们满足题目的条件呢,我们可以这样想,只要调整椭圆的三个参数恰当,就可以让其满足题目的条件,这样在这种特殊条件下,
(k_1=k_{PM}=cfrac{y_2-y_1}{x_2-x_1}=cfrac{b-0}{0+a}),(k_2=k_{PN}=cfrac{b-0}{0-a}),
则(|k_1k_2|=|cfrac{b^2}{-a^2}|=cfrac{b^2}{a^2}=cfrac{1}{4}),故(a^2=4b^2),(c^2=a^2-b^2=3b^2),
则(e^2=cfrac{c^2}{a^2}=cfrac{3b^2}{4b^2}=cfrac{3}{4}),故(e=cfrac{c}{a}=cfrac{sqrt{3}}{2})。故选(C)。
法1:基向量法,选(C).
法2:将平行四边形特殊化为矩形,比如长为2,宽为1的矩形,再建系求解,选(C).
分析:补体并特殊化为为正方体的一个角,如图所示,
则体对角线长为(3sqrt{3}),即(R=cfrac{3sqrt{3}}{2}),故(S_{表}=4pi R^2=27pi).
分析:特殊化策略,由于平面向量是自由向量,故我们可以将点(M)平移到坐标原点,将点(N)放置到(x)轴上,
故点(M(0,0)),(N(x,0)),则点(P(2,4)),可以计算得到点(Q(x-4,0)),
则(overrightarrow{MN}=(x,0)),(overrightarrow{PQ}=(x-6,-4)),
故(overrightarrow{MN}cdot overrightarrow{PQ}=(x,0)cdot(x-6,-4)=x(x-6)=(x-3)^2-9),
故当(x=3)时,其有最小值为(-9)。
【法1】:验证法;
令(m=0),则由(-2x+1=0)可得一个正实根(x=cfrac{1}{2}),故(m=0)满足题意,排除(C);
令(m=1),则由((x-1)^2=0)可得一个正实根(x=1),故(m=1)满足题意,排除(D);
令(m=cfrac{1}{2}),则由(cfrac{1}{2}x^2-2x+1=cfrac{1}{2}(x-2)^2-1=0)可得两个正实根(x=2pmsqrt{2}),排除(A);
故选(B).
【法2】:分类讨论法;
注意到函数(f(x)=mx^2-2x+1)为仿二次函数,故想到需要分类讨论,令(f(x)=mx^2-2x+1=0),注意隐含条件(f(0)=1)
(1^{circ})当(m=0)时,由(-2x+1=0)可得一个正实根(x=cfrac{1}{2}),故(m=0)满足题意;
(2^{circ})当(m>0)时,抛物线开口向上,(f(0)=1),对称轴为(x=cfrac{1}{m}>0),只能(Delta=4-4m=0),
可得一个正实根(x=cfrac{1}{m}),解得(m=1);
(3^{circ})当(m<0)时,抛物线开口向下,(f(0)=1),对称轴为(x=cfrac{1}{m}<0),
要满足题意只需(Delta=4-4m>0)即可,解得(m<0);
综上所述,(m)的取值范围为((-infty,0]cup{1}),选B。
【法3】:分离参数法,由于函数有且只有一个正零点,
在(x>0)时,分离参数得到(m=cfrac{2x-1}{x^2}(x>0)),
要使得原函数有且只有一个正零点,只需要函数(y=m)和函数(g(x)=cfrac{2x-1}{x^2}(x>0)),
在(x>0)时的图像的交点有且仅有一个即可。
用导数研究函数(g(x)=cfrac{2x-1}{x^2}(x>0))的单调性,然后做出简图,此处简略。
在同一坐标系中,做出函数(y=m)和(g(x)=cfrac{2x-1}{x^2}(x>0))的图像,
由图像可得,(m)的取值范围为((-infty,0]cup{1})。
补充:用导数研究函数(g(x)=cfrac{2x-1}{x^2})的单调性,
(g'(x)=cfrac{-2(x^2-1)}{x^4}),
令(g'(x)>0)解得(0<x<1);令(g'(x)<0)解得(x>1);
故函数(g(x))在区间((0,1])上单调递增,在区间([1,+infty))上单调递减,
又(g(1)=1),然后就能手动做出函数图像。
①“恰好有(1)件次品”和“恰好(2)件都是次品”是互斥事件;
②“至少有(1)件正品”和“全是次品”是对立事件;
③“至少有(1)件正品”和“至少有(1)件次品”是互斥事件但不是对立事件;
④“至少有(1)件次品”和“全是正品”是互斥事件也是对立事件;
其中正确的有【① ② ④】;
分析:假设正品有(A、B、C)三件,次品有(D、E、F)三件[具体化时,数目刚满足题意即可,越少越好],依次得到选项中的各事件;
在选项①中,“恰好有(1)件次品”包括((A,D)),((A,E)),((A,F)),((B,D)),((B,E)),((B,F)),((C,D)),((C,E)),((C,F))共9个基本事件;“恰好(2)件都是次品”包括((D,E)),((D,F)),((E,F))共3个基本事件,这两个事件是互斥事件,故①正确;
在选项②中,“至少有(1)件正品”包括((A,B)),((A,C)),((B,C))、((A,D)),((A,E)),((A,F)),((B,D)),((B,E)),((B,F)),((C,D)),((C,E)),((C,F))共12个基本事件;“全是次品”包括((D,E)),((D,F)),((E,F))共3个基本事件,这两个事件的交集为空集,并集为全集[(C_6^2=15)],因此是对立事件,故①正确;
在选项③中,“至少有(1)件正品”包括((A,B)),((A,C)),((B,C))、((A,D)),((A,E)),((A,F)),((B,D)),((B,E)),((B,F)),((C,D)),((C,E)),((C,F))共12个基本事件;“至少有(1)件次品”包括((A,D)),((A,E)),((A,F)),((B,D)),((B,E)),((B,F)),((C,D)),((C,E)),((C,F)),((D,E)),((D,F)),((E,F))共12个基本事件;这两个事件并不是互斥事件,故③错误;
在选项④中,“至少有(1)件次品”包括((A,D)),((A,E)),((A,F)),((B,D)),((B,E)),((B,F)),((C,D)),((C,E)),((C,F)),((D,E)),((D,F)),((E,F))共12个基本事件;“全是正品”包括((A,B)),((A,C)),((B,C))共3个基本事件,这两个事件的交集为空集,并集为全集[(C_6^2=15)],故④正确;
综上所述,填写① ② ④
解题策略:抽象问题具体化。