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类型三:存在性问题

圆锥曲线定点定值与最值范围问题 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 通过假设对象存在,推导矛盾或求出参数,从而判断其是否存在的数学问题。

从哪来 本节为高三第1讲起点,无前置知识点记录,基于高中数学通用逻辑推理基础构建。

为什么 存在性问题本质是“真值判定”。直接证明“存在”往往困难,而“假设存在”能将未知转化为已知条件参与运算。若推导出矛盾,则否定假设(反证法逻辑);若推导出具体参数,则验证该参数是否满足原约束(构造法逻辑)。这是将“定性判断”转化为“定量计算”的最优路径。

逻辑反证法路径
先假设存在,代入方程或不等式。若出现 $0=1$ 或 $x \in \emptyset$ 等矛盾,则不存在;若解出 $x$ 且符合定义域,则存在。
适合:逻辑严密、擅长代数变形、对“反证法”有良好直觉的学生。
参数分离与范围法
将存在性问题转化为“方程有解”或“不等式有解”问题。利用函数值域或判别式 $\Delta$ 判断参数范围。
适合:函数思维强、擅长图像分析、对“有解”与“恒成立”区别清晰的学生。
特值验证与构造法
对于选择题或填空题,先假设存在,尝试构造一个具体实例(如取特殊值)。若构造成功,则存在;若多次尝试失败且能证明一般情况矛盾,则不存在。
适合:直觉敏锐、计算速度快、善于从具体案例中发现规律的学生。
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练一道
基础题
已知集合 $A = \{x \mid x^2 - 3x + 2 = 0\}$,判断是否存在实数 $m$,使得 $m \in A$ 且 $m^2 - 2m + 1 = 0$?
变式
已知函数 $f(x) = x^2 - 2x + 3$,判断是否存在实数 $a$,使得对任意 $x \in [0, 2]$,都有 $f(x) \ge a$ 成立?
试试手自己判
检测题
已知直线 $l: y = kx + 1$ 与圆 $C: x^2 + y^2 = 1$ 相交,判断是否存在实数 $k$,使得直线 $l$ 被圆 $C$ 截得的弦长为 $\sqrt{2}$?
看答案和判分标准
答案:存在,$k = \pm 1$。
判对标准:
1. 正确利用圆心到直线距离公式 $d = \frac{|1|}{\sqrt{k^2+1}}$。
2. 正确利用弦长公式 $L = 2\sqrt{r^2 - d^2}$,代入 $L=\sqrt{2}, r=1$ 得 $d = \frac{\sqrt{2}}{2}$。
3. 解方程 $\frac{1}{\sqrt{k^2+1}} = \frac{\sqrt{2}}{2}$ 得 $k^2 = 1$,即 $k = \pm 1$。
4. 明确回答“存在”。
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