1、函数综合问题
例题:已知函数\(f(x)=\frac{1}{3}x^3 - \frac{1}{2}ax^2 + (a - 1)x + 1\),(a>0\),若函数\(f(x)\)在区间\((1,4)\)上为减函数,在区间\((6, +\infty)\)上为增函数,求实数\(a\)的取值范围。
解析:首先求出函数\(f(x)\)的导数\(f^{\prime}(x)=x^2 - ax + a - 1\),根据题意,方程\(f^{\prime}(x)=0\)在区间\((1,4)\)内有根,且在该区间外无根,通过分析二次函数的性质和根的分布情况,可得到关于\(a\)的不等式组,进而求解出\(a\)的取值范围。
2、不等式证明问题
例题:设\(a,b,c\)均为正实数,且\(a + b + c = 1\),求证:\(\frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c} \geq 9\)。
解析:可以利用基本不等式\(a + b \geq 2\sqrt{ab}\)进行证明,将\(a + b + c = 1\)代入不等式左边,经过适当的变形和放缩,如\(\frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c}=(\frac{1}{a} + \frac{1}{b} + \frac{1}{c})(a + b + c)\geq 3+2\sqrt{\frac{a}{b}}+2\sqrt{\frac{b}{a}}+2\sqrt{\frac{b}{c}}+2\sqrt{\frac{c}{b}}+2\sqrt{\frac{c}{a}}\geq 9\),从而证明原不等式成立。
3、数列通项与求和问题
例题:已知数列\(\{a_n\}\)满足\(a_1 = 1\),\(a_{n + 1} = 2a_n + 1(n\in N^*)\),求数列\(\{a_n\}\)的通项公式及前\(n\)项和\(S_n\)。
解析:对于通项公式,可采用构造等比数列法,由\(a_{n + 1} = 2a_n + 1\)可得\(a_{n + 1} + 1 = 2(a_n + 1)\),所以数列\(\{a_n + 1\}\)是首项为\(2\),公比为\(2\)的等比数列,从而求出\(a_n + 1 = 2^n\),即\(a_n = 2^n - 1\),对于前\(n\)项和\(S_n\),可采用分组求和法,\(S_n=(2^1 - 1)+(2^2 - 1)+\cdots+(2^n - 1)=(2^1 + 2^2 + \cdots + 2^n)-n=2^{n + 1}-n - 2\)。
4、解析几何综合问题
例题:已知椭圆\(C:\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1(a>b>0)\)的离心率为\(\frac{\sqrt{2}}{2}\),右准线方程为\(x = 2\sqrt{2}\),过点\(P(0, -1)\)的直线\(l\)与椭圆交于不同的两点\(A,B\),且\(\overrightarrow{OM}=\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}\)((O\)为坐标原点),求点\(M\)的轨迹方程。
解析:先根据离心率和准线方程求出椭圆方程,设直线\(l\)的方程为\(y = kx - 1\),与椭圆方程联立,利用韦达定理表示出点\(A,B\)坐标的关系,再根据向量关系求出点\(M\)的坐标,消去参数\(k\)即可得到点\(M\)的轨迹方程。
5、立体几何综合问题
例题:在三棱锥\(P - ABC\)中,底面\(\triangle ABC\)是边长为\(2\)的正三角形,平面\(PAC\perp\)平面\(ABC\),且\(PA = PC = \sqrt{3}\),求二面角\(P - BC - A\)的余弦值。
解析:取\(AC\)的中点\(D\),连接\(PD,BD\),因为\(PA = PC\),(PD\perp AC\),又平面\(PAC\perp\)平面\(ABC\),(PD\perp\)平面\(ABC\),以点\(D\)为坐标原点建立空间直角坐标系,求出各点的坐标,进而求出平面\(PBC\)和平面\(ABC\)的法向量,利用法向量的夹角公式求出二面角的余弦值。