高中数学中的三种常用的数学语言:自然语言,符号语言,图形语言,她们在题目的求解中会不停的转化,如果不了解她们的转化,碰到题目准会抓瞎。

例1:函数的对称性的转化

自然语言:函数\(f(x)\)的对称轴是\(x=2\)

符号语言:\(f(x+4)=f(-x)\)或\(f(x+3)=f(1-x)\)或\(f(x+2)=f(2-x)\)

或\(f(4-x)=f(x)\)

自然语言:函数\(f(x)\)的对称中心是\((2,1)\)

符号语言:\(f(x+4)+f(-x)=2\)或\(f(x+3)+f(1-x)=2\)

或\(f(x+2)+f(2-x)=2\)或\(f(4-x)+f(x)=2\)

例2:

补充立体几何中线面位置关系 线线、线面、面面平行,垂直

例3:

符号语言:\(\forall x_1\in A\),\(\exists x_2\in B\),使得方程\(g(x_2)=f(x_1)\)成立,先转化如下,

符号语言:\(\{y\mid y=f(x),x\in A\}\subseteq \{y\mid y=g(x),x\in B\}\);

自然语言:即函数\(y=f(x)\)的值域是函数\(y=g(x)\)的值域的子集。

例4:

符号语言:$ab=0\Leftrightarrow $ 自然语言:\(a=0\)或\(b=0\);

符号语言:$ab\neq 0\Leftrightarrow $ 自然语言:\(a\neq 0\)且\(b\neq0\);

符号语言:$ab\ge 0\Leftrightarrow $ 自然语言:\(\begin{cases}a\ge 0\\b\ge0 \end{cases}\)或\(\begin{cases}a\leq 0\\b\leq 0 \end{cases}\);

符号语言:$ab\leq 0\Leftrightarrow $ 自然语言:\(\begin{cases}a\ge 0\\b\leq 0 \end{cases}\)或\(\begin{cases}a\leq 0\\b\ge 0 \end{cases}\);

符号语言:$a^2+b^2=0\Leftrightarrow $ 自然语言:\(a=0\)且\(b=0\); 自然语言:\(a、b\)全为零;

符号语言:$a^2+b^2\neq 0\Leftrightarrow $ 自然语言:\(a\neq 0\)或\(b\neq 0\); 自然语言:\(a、b\)不全为零;

例5:

自然语言:若函数\(f(x)\)与函数\(g(x)\)的图像上存在关于\(x\)轴的对称点,$\Leftrightarrow $ 符号语言:方程\(f(x)=-g(x)\)有解;

自然语言:若函数\(f(x)\)与函数\(g(x)\)的图像上存在关于\(y\)轴的对称点,$\Leftrightarrow $ 符号语言:方程\(f(-x)=g(x)\)有解;

自然语言:若函数\(f(x)\)与函数\(g(x)\)的图像上存在关于原点\((0,0)\)的对称点,$\Leftrightarrow $ 符号语言:方程\(f(x)=-g(-x)\)有解;

例6:恒成立、能成立类命题

  • 一端为参数,另一端为函数的类型:

自然语言:\(A\ge f(x)\)在区间\([a,b]\)上恒成立, $\Leftrightarrow $ 符号语言:\(A\ge f(x)_{max}\);

自然语言:\(A\leq f(x)\)在区间\([a,b]\)上恒成立, $\Leftrightarrow $ 符号语言:\(A\leq f(x)_{min}\);

自然语言:\(A\ge f(x)\)在区间\([a,b]\)上能成立, $\Leftrightarrow $ 符号语言:\(A\ge f(x)_{min}\);

自然语言:\(A\leq f(x)\)在区间\([a,b]\)上能成立, $\Leftrightarrow $ 符号语言:\(A\leq f(x)_{max}\);

  • 两端都是函数,双变量类型:

符号语言:对\(\forall x_1\in [2,3]\),\(\exists x_2\in [4,5]\),满足\(f(x_1)\ge g(x_2)\);$\Leftrightarrow $ 符号语言:\(f(x_1)_{min}\ge g(x_2)_{min}\);

符号语言:对\(\forall x_1\in [2,3]\),\(\forall x_2\in [4,5]\),满足\(f(x_1)\ge g(x_2)\);$\Leftrightarrow $ 符号语言:\(f(x_1)_{min}\ge g(x_2)_{max}\);

符号语言:对\(\exists x_1\in [2,3]\),\(\exists x_2\in [4,5]\),满足\(f(x_1)\ge g(x_2)\);$\Leftrightarrow $ 符号语言:\(f(x_1)_{max}\ge g(x_2)_{min}\);

符号语言:对\(\exists x_1\in [2,3]\),\(\forall x_2\in [4,5]\),满足\(f(x_1)\ge g(x_2)\);$\Leftrightarrow $ 符号语言:\(f(x_1)_{max}\ge g(x_2)_{max}\);

  • 两端都是函数,单变量类型:

符号语言:对\(\forall x\in [2,3]\),都满足\(f(x)\ge g(x)\);$\Leftrightarrow $ 符号语言:\([f(x)-g(x)]_{min}\ge 0\);

错误转化:\(f(x)_{min}\ge g(x)_{max}\),反例代表如:\(e^x\ge x+1\);

符号语言:对\(\forall x\in [2,3]\),都满足\(f(x)\leq g(x)\);$\Leftrightarrow $ 符号语言:\([f(x)-g(x)]_{max}\leq 0\);

错误转化:\(f(x)_{max}\leq g(x)_{min}\),反例代表如:\(x+1\leq e^x\);

例7:【数列中的表达式】

符号语言:\(\cfrac{a_{n+1}}{a_n}=q(q常数)\);$\Leftrightarrow $ 自然语言:数列\(\{a_n\}\)为等比数列;

符号语言:\(\cfrac{a_{n+2}}{a_n}=q(q常数)\);$\Leftrightarrow $ 自然语言:数列\(\{a_n\}\)的奇数项和偶数项分别为等比数列;

符号语言:\(a_{n+1}-{a_n}=d(d常数)\);$\Leftrightarrow $ 自然语言:数列\(\{a_n\}\)为等差数列;

符号语言:\(a_{n+2}-{a_n}=d(d常数)\);$\Leftrightarrow $ 自然语言:数列\(\{a_n\}\)的奇数项和偶数项分别为等差数列;

  • 举例如下,数列\(\{a_n\}\)满足条件:

\(a_1=1\),\(a_3=3\),\(a_5=5\),\(\cdots\),则满足\(a_{n+2}-a_n=2\)(\(n\)为奇数);

\(a_2=1\),\(a_4=3\),\(a_6=5\),\(\cdots\),则满足\(a_{n+2}-a_n=2\)(\(n\)为偶数);

则数列\(\{a_n\}\)满足\(a_{n+2}-a_n=2(n\in N^*)\),但数列\(\{a_n\}\)不是等差数列。

例8:【二次函数的系数】

自然语言:已知二次函数\(f(x)=x^2-ax+a(a>0,x\in R)\),有且只有一个零点;$\Leftrightarrow $ 符号语言:\(\Delta =0\),解得\(a=4\);

自然语言:已知二次函数\(f(x)=x^2-ax+a(a>0,x\in R)\),\(f(x)\)的值域为\([0,+\infty)\);$\Leftrightarrow $ 符号语言:则\(\Delta =0\),解得\(a=4\);

例9:【三角函数图像的平移】

自然语言:将周期函数的图像平移后,若所得图像与原图像重合。$\Leftrightarrow $ 符号语言:则平移长度必然等于周期的整数倍,或者平移前后的自变量整体差值为\(k\cdot 2\pi(k\in Z)\);
自然语言:将周期函数的图像平移后,若所得图像与原图像对称轴重合。$\Leftrightarrow $ 符号语言:则平移长度必然等于半周期的整数倍,或者平移前后的自变量整体差值为\(k\cdot π(k\in Z)\);

例10:【线段等分点的向量给出方式】

二等分点(中点):① 符号语言:\(\overrightarrow{OA}=-\overrightarrow{OB}\),或\(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}=\overrightarrow{0}\),$\Leftrightarrow $ 自然语言: 则点\(O\)是\(AB\)的中点;即\(|OA|=|OB|\);

三等分点: 符号语言:\(\overrightarrow{OA}=-2\overrightarrow{OB}\),或\(\overrightarrow{OA}+2\overrightarrow{OB}=\overrightarrow{0}\),$\Leftrightarrow $ 自然语言: 则点\(O\)是\(AB\)的靠近\(B\)的三等分点;即\(|OA|=2|OB|\);

相关变形技巧:\(\overrightarrow{OA}+2\overrightarrow{OB}+3\overrightarrow{OC}=\vec{0}\),

将其系数做恰当的拆分得到,\((\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OC})+2(\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC})=\vec{0}\),

如图即\(2\overrightarrow{OD}=-4\overrightarrow{OE}\),即\(\overrightarrow{OD}=-2\overrightarrow{OE}\),

即可知点\(O\)一定在\(\Delta ABC\)的中位线\(DE\)上,且在中位线上靠近点\(E\)的三等分点处。

四等分点: 符号语言:\(\overrightarrow{OA}=-3\overrightarrow{OB}\),或\(\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}=\overrightarrow{0}\),$\Leftrightarrow $ 自然语言: 则点\(O\)是\(AB\)的靠近\(B\)的四等分点;即\(|OA|=3|OB|\);

例11:【一元二次方程根的分布的给出方式】

  • 函数\(g(x)=3x^2-2(t+1)x+t\),则“\(\exists a,b\in (0,1)\),使得\(g(a)=g(b)=0\)”为真命题的含义?

文字语言:说明函数\(g(x)\)在区间\((0,1)\)上有两个零点,即函数\(g(x)\)须满足条件:

符号语言:\(\left\{\begin{array}{l}{g(0)>0}\\{g(1)>0}\\{0<-\cfrac{-2(t+1)}{2\times 3}<1}\\{\Delta \ge 0}\end{array}\right.\),解得\(0<t<1\),

图形语言:如下图所示,

  • 函数\(g(x)=3x^2-2(t+1)x+t\),则“\(\exists a\in (0,1)\),\(\exists b\in (1,2)\),使得\(g(a)=g(b)=0\)”为真命题的含义?

文字语言:说明函数\(g(x)\)在区间\((0,1)\)和区间\((1,2)\)上各有一个零点,即函数\(g(x)\)须满足条件:

符号语言:\(\left\{\begin{array}{l}{g(0)>0}\\{g(1)<0}\\{g(2)>0}\end{array}\right.\);

图形语言:如下图所示,

例12文字语言:若\(ax-y+1-a=0\)恒成立,

符号语言:转化为\(y=ax+1-a\),将参数放置在斜率和截距两个位置,不利于观察总结;

符号语言:转化为\(a=\cfrac{y-1}{x-1}\),显然后者的转化思路更利用解决问题;

例13文字语言:以双曲线的右焦点为圆心,以r=\(\cfrac{c}{2}\)的圆与双曲线的两条渐近线有公共点;

符号语言:使用联立直线方程和双曲线的方程,使用\(\Delta \ge 0\)的思路,也可以利用圆心到直线的距离小于半径的思路,很明显第二个思路的运算量要小一些。

例14文字语言:要保证两个函数有两个交点,直线\(y=-x-a\)不能再往上走了,

符号语言:\(-0-a\leq 1\),解得\(a\ge -1\);

例15文字语言:存在实数\(b\),使得函数\(g(x)=f(x)+b\)有两个零点,

图形语言:意味着直线\(y=-b\)与分段函数\(f(x)\)的两段都有交点,

转载于:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/9133705.html

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