前言
初中使用的较多,常常指同一条线段;对其作以拓展,一般指的是两个相同的数学素材,可以是区间,直线,线段,角,函数等等;比如从不同角度得到的同一条直线,则其对应的系数就应该成比例;
例1【解集相同或区间相同】设\(a>0\),不等式\(-c<ax+b<c\)的解集为\(\{x\mid -2<x<1\}\),则\(a:b:c\)=____________。
分析:由\(-c<ax+b<c\)得到不等式的解集为\(\cfrac{-c-b}{a}<x<\cfrac{c-b}{a}\),又解集为\(\{x\mid -2<x<1\}\),
则有\(\cfrac{-c-b}{a}=-2\)且\(\cfrac{c-b}{a}=1\),解得\(b=\cfrac{a}{2}\),\(c=\cfrac{3a}{2}\),故\(a:b:c=2:1:3\).
例2【直线相同】在直角坐标系\(xoy\)中,以坐标原点为极点,\(x\)轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆\(C_1\),直线\(C_2\)的极坐标方程分别为\(\rho=4sin\theta\),\(\rho cos(\theta-\cfrac{\pi}{4})=2\sqrt{2}\),
(1)、求\(C_1\)与\(C_2\)的交点的极坐标;
分析:\(C_1:x^2+y^2-4y=0\),\(C_2:x+y-4=0\),其交点的直角坐标为\((2,2)\)和\((0,4)\),则其对应的极坐标为\((2\sqrt{2},\cfrac{\pi}{4})\)和\((4,\cfrac{\pi}{2})\);
(2)、设\(P\)为\(C_1\)的圆心,\(Q\)为\(C_1\)与\(C_2\)的交点连线的中点,已知直线\(PQ\)的参数方程为\(\left\{\begin{array}{l}{x=t^3+a}\\{y=\cfrac{b}{2}t^3+1}\end{array}\right.\)(\(t\in R\))为参数,求\(a,b\)的值;
分析:由题可知,\(P(0,2)\),且\(k_{PQ}=1\),则可知直线\(PQ\)的普通方程为\(x-y+2=0\);
又直线\(PQ\)的参数方程为\(\left\{\begin{array}{l}{x=t^3+a}\\{y=\cfrac{b}{2}t^3+1}\end{array}\right.\)(\(t\in R\))为参数,消参得到\(bx-2y-ab+2=0\),
由于其是同一条直线,则可知对应系数成比例,则\(\cfrac{1}{b}=\cfrac{-1}{-2}=\cfrac{2}{-ab+2}\),解得\(a=-1\),\(b=2\)。
例3【利用同一法求解析式】【2018内蒙古赤峰一模】
已知定义在\(R\)上的函数\(f(x)\)的导函数为\(f'(x)\),且\(f(x)+f'(x)=\cfrac{2x-1}{e^x}\),若\(f(0)=0\),则函数\(f(x)\)的单调递减区间为【】
分析:由\(f(x)+f'(x)=\cfrac{2x-1}{e^x}\),得到\(e^x\cdot f(x)+e^x\cdot f'(x)=2x-1\),
令\(g(x)=e^x\cdot f(x)\),则\(g'(x)=e^x\cdot f(x)+e^x\cdot f'(x)=2x-1\),则\(g(x)=x^2-x+C\),
由于\(f(0)=0\),则\(g(0)=e^0\cdot f(0)=0\),则\(g(x)=x^2-x\);
这样从两个不同的角度得到了同一个函数\(g(x)\),则\(g(x)=x^2-x=e^x\cdot f(x)\),解得\(f(x)=\cfrac{x^2-x}{e^x}\);
接下来用导数的方法,求函数\(f(x)\)的单调区间即可,\(f'(x)=\cdots=\cfrac{-x^2+3x-1}{e^x}=-\cfrac{(x-\cfrac{3-\sqrt{5}}{2})(x-\cfrac{3+\sqrt{5}}{2})}{e^x}\)
故单调递减区间为\((-\infty,\cfrac{3-\sqrt{5}}{2})和(\cfrac{3+\sqrt{5}}{2},+\infty)\),故选\(A\)。
例4【向量相同】在\(\triangle ABC\)中,点\(G\)满足\(\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{GC}=\vec{0}\),若存在点\(O\),使得\(\overrightarrow{OG}=\cfrac{1}{6}\overrightarrow{BC}\),且\(\overrightarrow{OA}=m\overrightarrow{OB}+n\overrightarrow{OC}\),则\(m-n\)=【】
分析:由题目\(\overrightarrow{GA}+\overrightarrow{GB}+\overrightarrow{GC}=\vec{0}\)可知,
\((\overrightarrow{OA}-\overrightarrow{OG})+(\overrightarrow{OB}-\overrightarrow{OG})+(\overrightarrow{OC}-\overrightarrow{OG})=\vec{0}\),整理得到
\(\overrightarrow{OG}=\cfrac{1}{3}(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC})\),又\(\overrightarrow{OG}=\cfrac{1}{6}\overrightarrow{BC}\),
则\(\cfrac{1}{3}(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}+\overrightarrow{OC})=\cfrac{1}{6}\overrightarrow{BC}=\cfrac{1}{6}(\overrightarrow{OC}-\overrightarrow{OB})\)
整理得到,\(\overrightarrow{OA}=-\cfrac{3}{2}\overrightarrow{OB}-\cfrac{1}{2}\overrightarrow{OC}\),结合已知\(\overrightarrow{OA}=m\overrightarrow{OB}+n\overrightarrow{OC}\),
则可知\(m=-\cfrac{3}{2}\),\(n=-\cfrac{1}{2}\),则\(m-n=-1\),故选\(D\)。