轴上,故其标准方程为 x^2/a^2 + y^2/b^2 = 1,代入 a=4, c=2 得到 b^2 = 8,因此椭圆 C 的方程为 x^2/16 + y^2/8 = 1。
【例 2】 动圆 P 与圆 A 外切并与直线 l 相切,设动圆半径为 r,则动圆圆心 P 到定点 A(-2,0)的距离等于 r+1(因为外切时两圆半径之和等于圆心距),同时动圆圆心 P 到定直线 l:x=1 的距离也为 r。因此,P 点到定点 A 的距离等于到定直线 l 的距离,P 点的轨迹为抛物线的一部分。轨迹方程为 (x+2)^2 = 2y,即 x^2 + 4x + 4 = 2y,整理得 y = (x^2 + 4)/2。
【例 3】 由题意 f(x·y) = xf(y) + yf(x),令 x=y=1,得到 f(1) = 2f(1),解得 f(1) = 0。又因为 a_n = f(2^n),所以 a_1 = f(2) = 2。对 f(x·y) = xf(y) + yf(x) 两边同时取 2 的 n 次方,得到 f(2^n) = 2^n f(1) + 2^n f(1) = 2^n * 0 = 0,所以 a_n = f(2^n) = 0 对所有 n 属于 N* 都成立。
【例 4】 当 x>1 时,|x^2 - 1| = x + k 变为 x^2 - 1 = x + k,即 x^2 - x - (k + 1) = 0,这是一元二次方程,最多有两个实根。同样,当 x<1 时,|x^2 - 1| = -(x + k),即 x^2 - x + (k + 1) = 0,也最多有两个实根。因此,方程的实根个数最多为 4 个。
【例 5】 由 cos2α + cos2β + cos2γ = 1,根据余弦的二倍角公式,可得 1 - 2sin^2α + 1 - 2sin^2β + 1 - 2sin^2γ = 1,即 sin^2α + sin^2β + sin^2γ = 3/2。因为 α、β、γ 是锐角,所以 tan α > 0, tan β > 0, tan γ > 0,由均值不等式 tan α·tan β·tan γ ≥ (tan α + tan β + tan γ)^3/27(注意 α、β、γ 不同时为 π/2,所以这个不等式适用)。要找最小值,只需找到 tan α + tan β + tan γ 的最小值。利用正弦定理,tan α·tan β·tan γ = cot (α+β)·tan γ = cos (α+β)·sin γ / cos γ·cos (α+β) = sin (α+β+γ) / cos α·cos β·cos γ = 1,所以 tan α + tan β + tan γ = tan (α+β+γ) = tan π = 0。此时,tan α·tan β·tan γ 的最小值为 1。
【例 6】 为了使不等式 f(x) ≤ m^2 - 2m + 3 对所有 x ∈ [-2, 2] 恒成立,只需 f(x) 的最大值小于等于 m^2 - 2m + 3。由于 f(x) = x^3 + x - 6,我们考虑 f'(x) = 3x^2 + 1,在区间 [-2, 2] 内 f'(x) 恒正,所以 f(x) 在 [-2, 2] 上单调递增,最大值发生在 x=2,即 f_max = f(2) = 10。因此,m^2 - 2m + 3 ≥ 10,解得 m^2 - 2m - 7 ≥ 0,解得 m ≤ 1 - √8 或 m ≥ 1 + √8。
【变式训练 1】 由向量的加减法和平行四边形法则,(a+b)⊥(a-b) 可以转化为 (a+b)·(a-b) = 0,即 a^2 - b^2 = 0。将 a = (m+1)i - 3j, b = i + (m-1)j 代入,得到 (m+1)^2 - 9 + 1 - (m-1)^2 = 0,解得 m = 2。
【变式训练 2】 因为 a,b,c 成等差数列,所以 2b = a + c。根据正弦定理,b/sinB = a/sinA = c/sinC,所以 (2sinB)^2 = sin^2A + sin^2C + 2sinAsinCcosB。代入 b/(sinB) = 2R(R 是外接圆半径),得到 4R^2sin^2B = 4R^2sin^2A/4 + 4R^2sin^2C/4 + 2R^2sinAsinCcosB。由于 a,b,c 成等差数列,所以 B = π - (A+C),即 cosB = -cos(A+C) = -cosAcosC + sinAsinC,代入得到 4sin^2B = sin^2A + sin^2C - 2sinAsinCcosAcosC。又因为 sinAsinC = 2sinBsinB,所以 4sin^2B = sin^2A + sin^2C - 4sin^2Bsin^2B,化简得到 8sin^2Bsin^2B = sin^2A + sin^2C,即 8b^4/(4R^2)^2 = a^2/cos^2B + c^2/cos^2B。由于 b/(sinB) = 2R,代入后得到 8b^2 = a^2/cos^2B + c^2/cos^2B,即 8b^2 = (a^2 + c^2 - b^2)/(1 - cos^2B)。由 2b = a + c,代入后得到 8b^2 = (2b^2 - b^2)/(1 - cos^2B),解得 cos^2B = 1/3,因此 sin^2B = 2/3,最后得出 a^2 + c^2 - b^2 = 2/3 * 4R^2。
以上是针对填空题的几种解题策略,包括直接法与定义法、特殊化法、数形结合法、构造法和等价转化法,每个方法都通过实例进行了详细解释和应用。掌握这些技巧对于解答高考数学填空题至关重要。