(江苏专用)202x版高考数学大一轮复习 第十章 附加考查部分 7 第7讲 坐标系与参数方程 文

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2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.3含解析

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.3含解析

§7.3 二元一次不等式(组)与简单的线性规划问题考情考向分析 以画二元一次不等式(组)表示的平面区域、目标函数最值的求法为主,兼顾由最优解(可行域)情况确定参数的范围,以及简单线性规划问题的实际应用,加强转化与化归和数形结合思想的应用意识.本节内容在高考中主要以填空题的形式进行考查,中低档难度.1.二元一次不等式(组)表示的平面区域不等式表示区域Ax +By +C >0不包括边界直线Ax +By +C ≥0直线Ax +By +C =0某一侧的所有点组成的平面区域包括边界直线不等式组各个不等式所表示平面区域的公共部分2.线性规划中的基本概念名称意义约束条件由变量x ,y 组成的不等式(组)线性约束条件由x ,y 的一次不等式(或方程)组成的不等式组目标函数关于x ,y 的函数解析式,如z =2x +3y 等线性目标函数关于x ,y 的一次解析式可行解满足线性约束条件的解(x ,y )可行域所有可行解组成的集合最优解使目标函数取得最大值或最小值的可行解线性规划问题在线性约束条件下求线性目标函数的最大值或最小值问题概念方法微思考1.不等式x≥0表示的平面区域是什么?提示 不等式x≥0表示的区域是y轴的右侧(包括y轴).2.可行解一定是最优解吗?二者有何关系?提示 不一定.最优解是可行解中的一个或多个.最优解必定是可行解,但可行解不一定是最优解,最优解不一定唯一.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)不等式Ax+By+C>0表示的平面区域一定在直线Ax+By+C=0的上方.( × )(2)点(x1,y1),(x2,y2)在直线Ax+By+C=0同侧的充要条件是(Ax1+By1+C)(Ax2+By2+C)>0,异侧的充要条件是(Ax1+By1+C)(Ax2+By2+C)<0.( √ )(3)第二、四象限表示的平面区域可以用不等式xy<0表示.( √ )(4)线性目标函数的最优解是唯一的.( × )(5)目标函数z=ax+by(b≠0)中,z的几何意义是直线ax+by-z=0在y轴上的截距.( × )题组二 教材改编2.[P74T1]点(3,1)和(-4,6)在直线3x-2y+a=0的两侧,则a的取值范围是________.答案 (-7,24)解析 点(3,1)和(-4,6)在直线3x-2y+a=0的两侧,说明将这两点坐标代入3x-2y+a后,符号相反,所以(9-2+a)(-12-12+a)<0,解得-7<a<24.3.[P77T2]不等式组Error!所表示的平面区域的面积是________.答案 25解析 直线x -y +4=0与直线x +y =0的交点为A (-2,2),直线x -y +4=0与直线x =3的交点为B (3,7),直线x +y =0与直线x =3的交点为C (3,-3),则不等式组表示的平面区域是一个以点A (-2,2),B (3,7),C (3,-3)为顶点的三角形及其内部,所以其面积为S △ABC =×5×1012=25.4.[P84T4]设变量x ,y 满足约束条件Error!则z =x -3y 的最小值为________.答案 -8解析 画出可行域与目标函数线如图(阴影部分含边界),由图可知,目标函数在点(-2,2)处取最小值-8.题组三 易错自纠5.(2018·全国Ⅰ)若x ,y 满足约束条件Error!则z =3x +2y 的最大值为________.答案 6解析 作出满足约束条件的可行域如图阴影部分(包含边界)所示.由z =3x +2y ,得y =-x +.32z 2作直线l 0:y =-x ,平移直线l 0,当直线y =-x +过点(2,0)时,z 取最大值,z max =3×2+2×03232z 2=6.6.已知x ,y 满足Error!若使得z =ax +y 取最大值的点(x ,y )有无数个,则a 的值为________.答案 -1解析 先根据约束条件画出可行域,如图中阴影部分(含边界)所示,当直线z =ax +y 和直线AB 重合时,z 取得最大值的点(x ,y )有无数个,∴-a =k AB =1,∴a =-1.题型一 二元一次不等式(组)表示的平面区域命题点1 不含参数的平面区域问题例1 在平面直角坐标系中,不等式组Error!表示的平面区域的面积是________.答案 3解析 作出不等式组表示的平面区域是以点O (0,0),B (-2,0)和A (1,)为顶点的三角形及3内部区域,即如图所示的阴影部分(含边界),由图知该平面区域的面积为×2×=.1233命题点2 含参数的平面区域问题例2 若不等式组Error!表示的平面区域的形状是三角形,则a的取值范围是______.答案 (0,1]∪[43,+∞)解析 作出不等式组Error!表示的平面区域如图中阴影部分(含边界)所示.由图知,要使原不等式组表示的平面区域的形状为三角形,只需动直线l:x+y=a在l1,l2之间(包含l2,不包含l1)或l3上方(包含l3).思维升华平面区域的形状问题主要有两种题型(1)确定平面区域的形状,求解时先画满足条件的平面区域,然后判断其形状;(2)根据平面区域的形状求解参数问题,求解时通常先画满足条件的平面区域,但要注意对参数进行必要的讨论.跟踪训练1 (1)不等式组Error!表示的平面区域的形状为________三角形.答案 等腰直角解析 作出不等式组表示的平面区域,如图所示,易知平面区域的形状为等腰直角三角形(阴影部分,含边界).(2)已知由不等式组Error!确定的平面区域Ω的面积为7,则k的值为________.答案 -1解析 作出不等式组Error!所表示的平面区域,如图阴影部分(含边界)所示,可知该区域是等腰直角三角形且面积为8.由于直线y =kx +2恒过点B (0,2),且原点的坐标恒满足y -kx ≤2,当k =0时,y ≤2,此时平面区域Ω的面积为6,由于6<7,由此可得k <0.由Error!可得D ,(2k -1,4k -2k -1)依题意应有×2×=1,12|2k -1|解得k =-1或k =3(舍去).题型二 求目标函数的最值问题命题点1 求线性目标函数的最值例3 (1)(2018·全国Ⅱ)若x,y满足约束条件Error!则z=x+y的最大值为________.答案 9解析 由不等式组画出可行域如图阴影部分(含边界).目标函数x+y取得最大值⇔斜率为-1的直线x+y=z(z看作常数)在y轴上的截距最大,由图可得当直线x+y=z过点C时,z取得最大值.由Error!得点C(5,4),∴z max=5+4=9.(2)(2018·南通模拟)已知实数x,y满足约束条件Error!则z=|x|+|y-3|的取值范围是________.答案 [1,7]解析 作出约束条件表示的可行域如图中阴影部分(含边界)所示,则0≤x≤4且0≤y≤3,所以z=|x|+|y-3|=x-y+3,平移目标直线y=x-z+3经过点A(4,0)时,z取得最大值7,经过点B(1,3)时,z取得最小值1,所以z的取值范围为[1,7].命题点2 求非线性目标函数的最值例4 (1)(2018·徐州模拟)已知(x ,y )满足Error!则k =的最大值为________.y x +1答案 1解析 画出可行域如图阴影部分(含边界):因为k 的几何意义为可行域内的点P (x ,y )与定点A (-1,0)连线的斜率,则由图象可知AB的斜率最大,其中B (0,1),此时k ==1.10+1(2)(2018·扬州模拟)若实数x ,y 满足约束条件Error!则x 2+y 2的取值范围是______.答案 [14425,25]解析 作出约束条件表示的可行域如图中阴影部分(含边界)所示,则x 2+y 2表示可行域内的点到坐标原点的距离的平方.由图知(x 2+y 2)max =42+32=25,(x 2+y 2)min =2=,(1232+42)14425所以x 2+y 2的取值范围为.[14425,25]命题点3 求参数值或取值范围例5 已知实数x ,y 满足Error!如果目标函数z =x -y 的最小值为-1,则实数m =____.答案 5解析 绘制不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示(含边界),联立直线方程Error!可得交点坐标为A ,(m +13,2m -13)由目标函数的几何意义可知目标函数在点A 处取得最小值,所以-=-1,解得m =5.m +132m -13思维升华 常见的三类目标函数(1)截距型:形如z =ax +by .(2)距离型:形如z =(x -a )2+(y -b )2.(3)斜率型:形如z =.y -b x -a跟踪训练2 (1)若实数x ,y 满足约束条件Error!则z =2x -y 的最大值为________.答案 10解析 先根据约束条件画出可行域,如图阴影部分所示(含边界),将z =2x -y 的最大值转化为直线y =2x -z 在y 轴上截距的最小值.当直线y =2x -z 经过点A 时,在y 轴上的截距最小,z 最大,又A(3,-4),故z的最大值为10.(2)已知x,y满足Error!且z=3x-y的最大值为2,则实数m的值为________.答案 2解析 由约束条件Error!作出可行域(图略),z=3x-y的最大值为2,联立Error!解得A(2,4),可知直线mx-y=0必须过点A,可得2m-4=0,解得m=2.(3)已知实数x,y满足不等式组Error!则(x-3)2+(y+2)2的最小值为________.答案 13解析 画出不等式组Error!表示的平面区域(图略),易知(x-3)2+(y+2)2表示可行域内的点(x,y)与(3,-2)两点间距离的平方,可知当(x,y)为直线x+y=2与y=1的交点(1,1)时,(x-3)2+(y+2)2取得最小值,最小值为13.1.设点(x,y)满足约束条件Error!且x∈Z,y∈Z,则这样的点共有________个.答案 12解析 画出Error!表示的可行域如图阴影部分所示(含边界),由图可知,满足x ∈Z ,y ∈Z 的(x ,y )为(-4,-1),(-3,0),(-2,1),(-2,0),(-1,0),(-1,1),(-1,2),(0,0),(0,1),(0,2),(0,3),(1,0),共12个.2.设不等式Error!表示的平面区域为M .若直线y =kx -2上存在M 内的点,则实数k 的取值范围是________.答案 [2,5]解析 由约束条件作出可行域,如图阴影部分(含边界)所示.因为函数y =kx -2的图象为恒过定点A (0,-2),且斜率为k 的直线l ,由图知,当直线l 过点B (1,3)时,k 取最大值5,当直线l 过点C (2,2)时,k 取最小值2,故实数k 的取值范围是[2,5].3.在直角坐标平面内,不等式组Error!所表示的平面区域的面积为,则t 的值为______.32答案 1解析 不等式组Error!所表示的平面区域如图中阴影部分所示(含边界).由Error!解得交点B (t ,t +1).在y =x +1中,令x =0得y =1,即直线y =x +1与y 轴的交点为C (0,1).由平面区域的面积S ==,(1+t +1)×t 232得t 2+2t -3=0,解得t =1或t =-3(不合题意,舍去).4.已知变量x ,y 满足约束条件Error!且有无穷多个点(x ,y )使目标函数z =x +my 取得最小值,则m =________.答案 1解析 作出线性约束条件表示的平面区域,如图阴影部分(含边界)所示.若m =0,则z =x ,目标函数z =x +my 取得最小值的最优解只有一个,不符合题意;若m ≠0,则目标函数z =x +my 可看作斜率为-的动直线y =-x +.1m 1m zm若m <0,则->0,数形结合知使目标函数z =x +my 取得最小值的最优解不可能有无穷多个;1m 若m >0,则-<0,数形结合可知,当动直线与直线AB 重合时,有无穷多个点(x ,y )在线段AB1m 上,使目标函数z =x +my 取得最小值,即-=-1,则m =1.1m 综上可知,m =1.5.(2019·如皋调研)已知实数x ,y 满足约束条件Error!则z =x +2y 的最大值为_______.答案 143解析 约束条件Error!对应的可行域如图阴影部分(含边界)所示:当目标函数所在直线过点A 时,z 取得最大值,解方程组Error!得A ,此时x +2y =+=(43,53)43103.1436.(2018·全国Ⅲ)若变量x ,y 满足约束条件Error!则z =x +y 的最大值是________.13答案 3解析 画出可行域如图阴影部分(含边界)所示,由z =x +y 得y =-3x +3z ,作出直线y =-3x ,13并平移该直线,当直线y =-3x +3z 过点A (2,3)时,目标函数z =x +y 取得最大值为2+×3=13133.7.若不等式组Error!表示的平面区域为三角形且其面积等于,则z =x -y 的最小值为4312________.答案 -2解析 作出不等式组表示的平面区域(如图阴影部分含边界所示),由Error!得A (1-m,1+m ),同理B ,C (2,0),D (-2m,0),(23-43m ,23+23m )S △ABC =S △ADC -S △BDC =·DC ·(|y A |-|y B |)==,12(1+m )2343解得m =1或m =-3,由图象,得要使可行域ABC 存在,则-2m <2,即m >-1,即m =1,即A (0,2),B ,C (2,0);(-23,43)由图象,得当直线z =x -y 过点A (0,2)时,z 取得最小值为-2.128.设变量x ,y 满足约束条件Error!则目标函数z =2x +y 的最大值为________.(12)答案 18解析 绘制不等式组表示的平面区域如图阴影部分所示(含边界),要求目标函数z =2x +y 的最大值,只需求解函数z ′=2x +y 的最小值,(12)结合目标函数的几何意义可知,目标函数在点C (1,1)处取得最小值z ′min =2+1=3,则目标函数z =2x +y 的最大值为3=.(12)(12)189.若x ,y 满足约束条件Error!则的最小值为________.y +1x +2答案 23解析 画出x ,y 满足约束条件Error!的可行域如图阴影部分所示(含边界).的几何意义为可行域内的动点P (x ,y )与定点Q (-2,-1)连线的斜率,y +1x +2当P 位于B (1,1)时,直线PQ 的斜率最小,此时k min ==.1+11+22310.(2018·南通模拟)甲、乙两种食物的维生素含量如下表:维生素A(单位/kg)维生素B(单位/kg)甲35乙42分别取这两种食物若干并混合,且使混合物中维生素A ,B 的含量分别不低于100,120单位,则混合物重量的最小值为________ kg.答案 30解析 设甲食物重x kg ,乙食物重y kg ,∵维生素A ,B 的含量分别不低于100,120单位,∴Error!作出可行域如图阴影部分所示(含边界),由Error!得Error!即A (20,10),混合物重z =x +y ,平移直线z =x +y ,由图知,当直线过A (20,10)时,z 最小值为20+10=30.11.变量x ,y 满足Error!(1)设z =,求z 的最小值;yx(2)设z =x 2+y 2+6x -4y +13,求z 的最大值.解 由约束条件Error!作出不等式组表示的可行域如图阴影部分所示(含边界).由Error!解得A .(1,225)由Error!解得C (1,1).由Error!解得B (5,2).(1)因为z ==,y x y -0x -0所以z 的值即是可行域中的点与原点O 连线的斜率,观察图形可知z min =k OB =.25(2)z =x 2+y 2+6x -4y +13=(x +3)2+(y -2)2的几何意义是可行域内的点到点(-3,2)的距离的平方.结合图形可知,可行域内的点B 到(-3,2)的距离最大,d max ==8,(-3-5)2+(2-2)2故z 的最大值为64.12.若x ,y 满足约束条件Error!(1)求目标函数z =x -y +的最值;1212(2)若目标函数z =ax +2y 仅在点(1,0)处取得最小值,求a 的取值范围.解 (1)作出可行域如图阴影部分所示(含边界),可求得A (3,4),B (0,1),C (1,0).平移初始直线x -y +=0,当直线过A (3,4)时,z 取最小值-2,过C (1,0)时,z 取最大值1.1212所以z 的最大值为1,最小值为-2.(2)直线ax +2y =z 仅在点(1,0)处取得最小值,由图象可知-1<-<2,a2解得-4<a <2.故a 的取值范围是(-4,2).13.(2018·南通模拟)已知实数x ,y 满足Error!且(k -1)x -y +k -2≥0恒成立,则实数k 的最小值是________.答案 4解析 画出Error!表示的可行域,如图阴影部分(含边界)所示,直线l :(k -1)x -y +k -2=0过定点(-1,-1),若(k -1)x -y +k -2≥0恒成立,即可行域在直线下方,直线l 的斜率为k -1,当斜率最小时,k 最小.当直线过点(0,2)时,k -1有最小值=3,k 的最小值为4.2+1114.设x ,y 满足约束条件Error!则z =的最大值为________.|yx +3|答案 1解析 由约束条件作出可行域(如图阴影部分含边界),可知z 恒大于等于0,则目标函数z =的几何意义是可行域内(包括边界)的点与点A (-3,0)连线的斜率的绝对值|yx +3|的取值范围,由可行域可知直线|k AB |==1,|k AC |==,故最大值为1.|-1-0-2-(-3)||0-1-3-0|1315.记不等式组Error!的解集为D ,若∀(x ,y )∈D ,不等式a ≤3x +y 恒成立,则a 的取值范围是________.答案 (-∞,7]解析 若∀(x ,y )∈D ,不等式a ≤3x +y 恒成立,即求z =3x +y 的最小值,作出不等式组对应的可行域,如图中阴影部分(含边界)所示:当y=-3x+z经过A(1,4)点时,z最小,此时z min=3×1+4=7,∴a≤7.16.已知函数y=f(x)单调递增,函数y=f(x-2)的图象关于点(2,0)对称,实数x,y满足不等式f(x2-2x)+f(-2y-y2)≤0,求z=x2+y2-6x+4y+14的最小值.解 因为函数y=f(x-2)的图象关于点(2,0)对称,所以函数y=f(x)的图象关于点(0,0)对称,所以函数y=f(x)是奇函数.因为f(x2-2x)+f(-2y-y2)≤0,所以f(x2-2x)≤-f(-2y-y2),所以f(x2-2x)≤f(2y+y2),因为函数y=f(x)是增函数,所以x2-2x≤y2+2y,所以x2-y2-2(x+y)≤0,所以(x+y)(x-y)-2(x+y)≤0.所以(x+y)(x-y-2)≤0,所以点(x,y)对应的可行域如图中阴影部分(含边界)所示,因为z=x2+y2-6x+4y+14,所以z=(x-3)2+(y+2)2+1,所以z表示可行域内的点(x,y)到点(3,-2)的距离的平方再加1,观察图形得,当圆和直线x +y =0相切时,z 最小,因为d ==,|3-2|12+1222所以d 2=,所以z min =+1=.121232。

(江苏专用)2020版高考数学大一轮复习第十章附加考查部分7第7讲坐标系与参数方程课件文

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第十章附加考査部分;第7讲坐标系与参数方程》理教材▼圖収教材回顾•基础自测紅知识毓理/»1.直线的极坐标方程若直线经过点M(p0, 00),且直线Z的倾斜角为°,则它的方程为:psin(O—a) =p o sin(^o—«)-几个特殊位置的直线的极坐标方程:⑴直线过极点:0=a或〃=兀+久;(2)直线过点M(a9 0)且垂直于极轴:pcos 0=a;(3)直线过点Mb,身且平行于极轴:psin 0=b.2. 圆的极坐标方程2popcos(0—Oo) +pQ —r 2=0.几个特殊位置的圆的极坐标方程:(2) 圆心位于M(r 9 0),半径为r : p =2rcosz、jr(3) 圆心位于M r 9 3,半径为r : p=2rsin 0.M(p Q9 00)9半径为/: (1) 圆心位于极点, 半径为心p=r ;3.常见曲线的参数方程⑴圆F+宀,的参数方程为5鬥y=rsm &(0为参数).⑵圆(X —x0)2+(y— Jo)2—r2的参数方程为参数)•=1的参数方程为=xo+rcos 伏=yo+?sin 0(0为x=acos 09 y=bsin 0(0为参数).⑸过定点P (x 0,旳)且倾斜角为«的直线的参数方程为(4)抛物线y 2=2px 的参数方程为 =2pt(t 为参数). x=xo+Zcos a, y=yo+rsin a(t 为参数).4.直角坐标与极坐标的互化极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位•如图, 设M 是平面内的任意一点,它的直角坐标、极 坐标分别为(兀,刃和S ,〃),则F=〃COS 〃,严2,y=psin 0, tan 0=^~ (x^O) •把直角坐标系的原点作为极点,兀轴正半轴作为 1yM(x 7y) A .X產D豳E9冏1.在极坐标系中,直线2的方程为〃sin〃=3,则点2, ?到直线I的距离为解析:因为直线?的极坐标方程可化为y=3,Z 、点〔2, {化为直角坐标为(茹,1), 答案:2所以点2,I的距离为2.2.若曲线的极坐标方程为p=2sin〃+4cos伏以极点为原点, 极轴为x轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程为________ .解析:因为“=2sin 〃+4cos 0,所以p2=2psin 〃+4/>cos 0, 所以由互化公式知x2+j2=2y+4x,即x2+j2—2j—4x=0. 答案:X2+/-4X-2J=03.若直线的参数方程为「=2_\匚(t为参数),则直线的倾斜角为________ ・解析:由直线的参数方程知,斜率吃=U=T=—f=tan伏〃为直线的倾斜角,所以该直线的倾斜角为150。

(江苏专用)2020版高考数学大一轮复习第十章附加考查部分 排列、组合与二项式定(理)刷好题练能力(文)

(江苏专用)2020版高考数学大一轮复习第十章附加考查部分 排列、组合与二项式定(理)刷好题练能力(文)

第3讲 排列、组合与二项式定理1.求(1-x )20的二项展开式中,x 的系数与x 9的系数之差.解:由(1-x )20⇒T r +1=C r 20(-x )r =(-1)r C r20x r2.所以r2=1⇒r =2⇒x 的系数为C 220,r2=9⇒r =18⇒x 9的系数为C 1820.所以C 220-C 1820=C 220-C 220=0.2.若⎝⎛⎭⎪⎫3x +1x n 的展开式中各项系数和为1 024,试确定展开式中的有理项.解:令x =1,则22n=1 024,解得n =5. T r +1=C r5(3x )5-r⎝ ⎛⎭⎪⎫1x r =C r 5·35-r·x 10-3r 2,有理项即使10-3r2为整数,r =0、r =2、r =4,有3项,即T 1=243x 5,T 3=270x 2,T 5=15x -1.3.已知⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2x 2n(n ∈N *)的展开式中第五项的系数与第三项的系数的比是10∶1.(1)求展开式中各项系数的和; (2)求展开式中含x 32的项.解:由题意知,第五项系数为C 4n ·(-2)4,第三项的系数为C 2n ·(-2)2,则有C 4n ·(-2)4C 2n ·(-2)2=101, 化简得n 2-5n -24=0,解得n =8或n =-3(舍去). (1)令x =1得各项系数的和为(1-2)8=1. (2)通项T k +1=C k 8(x )8-k ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2x 2k =C k 8(-2)kx8-k2-2k,令8-k 2-2k =32,则k =1,故展开式中含x 32的项为T 2=-16x 32.4.二项式(2x -3y )9的展开式中,求: (1)二项式系数之和;(2)各项系数之和; (3)所有奇数项系数之和.解:设(2x -3y )9=a 0x 9+a 1x 8y +a 2x 7y 2+…+a 9y 9. (1)二项式系数之和为C 09+C 19+C 29+…+C 99=29. (2)各项系数之和为a 0+a 1+a 2+…+a 9=(2-3)9=-1. (3)由(2)知a 0+a 1+a 2+…+a 9=-1, 令x =1,y =-1,得a 0-a 1+a 2-…-a 9=59,将两式相加,得a 0+a 2+a 4+a 6+a 8=59-12,即为所有奇数项系数之和.5.有5个男生和3个女生,从中选出5人担任5门不同学科的科代表,求分别符合下列条件的选法数:(1)有女生但人数必须少于男生; (2)某女生一定担任语文科代表;(3)某男生必须包括在内,但不担任数学科代表;(4)某女生一定要担任语文科代表,某男生必须担任科代表,但不担任数学科代表. 解:(1)先选后排,先选可以是2女3男,也可以是1女4男,先取有C 35C 23+C 45C 13种,后排有A 55种,共有(C 35C 23+C 45C 13)·A 55=5 400种.(2)除去该女生后,先取后排,有C 47·A 44=840种. (3)先选后排,但先安排该男生,有C 47·C 14·A 44=3 360种.(4)先从除去该男生该女生的6人中选3人有C 36种,再安排该男生有C 13种,选出的3人全排有A 33种,共C 36·C 13·A 33=360种.6.已知⎝⎛⎭⎪⎪⎫x +124x n的展开式中,前三项系数成等差数列. (1)求n ;(2)求第三项的二项式系数及项的系数; (3)求含x 项的系数.解:(1)因为前三项系数1,12C 1n ,14C 2n 成等差数列.所以2·12C 1n =1+14C 2n ,即n 2-9n +8=0.所以n =8或n =1(舍).(2)由n =8知其通项T r +1=C r8·(x )8-r·⎝ ⎛⎭⎪⎫12 41x r =⎝ ⎛⎭⎪⎫12r ·C r 8·x 4-34r,r =0,1, (8)所以第三项的二项式系数为C 28=28.第三项系数为⎝ ⎛⎭⎪⎫122·C 28=7.(3)令4-34r =1,得r =4,所以含x 项的系数为⎝ ⎛⎭⎪⎫124·C 48=358.7.4个不同的球,4个不同的盒子,把球全部放入盒内. (1)恰有1个盒不放球,共有几种放法? (2)恰有1个盒内有2个球,共有几种放法? (3)恰有2个盒不放球,共有几种放法?解:(1)为保证“恰有1个盒不放球”,先从4个盒子中任意取出去一个,问题转化为“4个球,3个盒子,每个盒子都要放入球,共有几种放法?”,即把4个球分成2,1,1的三组,然后再从3个盒子中选1个放2个球,其余2个球放在另外2个盒子内,由分步计数原理,共有C 14C 24C 13×A 22=144种.(2)“恰有1个盒内有2个球”,即另外3个盒子放2个球,每个盒子至多放1个球,也即另外3个盒子中恰有一个空盒,因此,“恰有1个盒内有2个球”与“恰有1个盒不放球”是同一件事,所以共有144种放法.(3)确定2个空盒有C 24种方法,4个球放进2个盒子可分成(3,1),(2,2)两类,第一类有序不均匀分组有C 34C 11A 22种方法;第二类有序均匀分组有C 24C 22A 22·A 22种方法.故共有C 24⎝ ⎛⎭⎪⎫C 34C 11A 22+C 24C 22A 22·A 22=84种.8.(2019·南京、盐城模拟)已知m ,n ∈N *,定义f n (m )=n (n -1)(n -2)…(n -m +1)m !.(1)记a m =f 6(m ),求a 1+a 2+…+a 12的值;(2)记b m =(-1)mmf n (m ),求b 1+b 2+…+b 2n 所有可能值的集合.解:(1)由题意知,f n (m )=⎩⎪⎨⎪⎧0,m ≥n +1,C m n ,1≤m ≤n .所以a m =⎩⎪⎨⎪⎧0,m ≥7,C m 6,1≤m ≤6.所以a 1+a 2+…+a 12=C 16+C 26+…+C 66=63.(2)当n =1时,b m =(-1)mmf 1(m )=⎩⎪⎨⎪⎧0,m ≥2,-1,m =1,则b 1+b 2=-1.当n ≥2时,b m =⎩⎪⎨⎪⎧0,m ≥n +1,(-1)m m ·C mn ,1≤m ≤n . 又m C mn =m ·n !m !(n -m )!=n ·(n -1)!(m -1)!(n -m )!=n C m -1n -1,所以b 1+b 2+…+b 2n =n [-C 0n -1+C 1n -1-C 2n -1+C 3n -1+…+(-1)n C n -1n -1]=0. 所以b 1+b 2+…+b 2n 的取值构成的集合为{-1,0}.1.已知(2-3x )50=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 50x 50,其中a 0,a 1,a 2…,a 50是常数,计算(a 0+a 2+a 4+…+a 50)2-(a 1+a 3+a 5+…+a 49)2.解:设f (x )=(2-3x )50,令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 50=(2-3)50, 令x =-1,得a 0-a 1+a 2-…+a 50=(2+3)50, (a 0+a 2+a 4+…+a 50)2-(a 1+a 3+a 5+…+a 49)2 =(a 0+a 1+a 2+…+a 50)(a 0-a 1+a 2-…+a 50) =(2-3)50(2+3)50=1. 2.求证:(1)32n +2-8n -9能被64整除(n ∈N *); (2)3n>(n +2)·2n -1(n ∈N *,n >2).证明:(1)因为32n +2-8n -9=32·32n-8n -9=9·9n-8n -9=9(8+1)n-8n -9 =9(C 0n 8n+C 1n 8n -1+…+C n -1n ·8+C nn ·1)-8n -9=9(8n +C 1n 8n -1+…+C n -2n 82)+9·8n +9-8n -9=9×82(8n -2+C 1n ·8n -3+…+C n -2n )+64n=64[9(8n -2+C 1n 8n -3+…+C n -2n )+n ].所以32n +2-8n -9能被64整除.(2)因为n ∈N *,且n >2,3n =(2+1)n =2n +C 1n ·2n -1+…+C n -1n ·2+1>2n +n ·2n -1+2n+1>2n+n ·2n -1=(n +2)·2n -1,故3n >(n +2)·2n -1.3.(2019·盐城调研)已知f (x )=(2+x )n,其中n ∈N *. (1)若展开式中x 3的系数为14,求n 的值;(2)当x =3时,求证:f (x )必可表示成s +s -1(s ∈N *)的形式.解:(1)因为T r +1=C r n·2n -r·x r2.令r2=3得r =6, 故x 3项的系数为C 6n ·2n -6=14,解得n =7.(2)证明:由二项式定理可知 (2+3)n =C 0n 2n +C 1n 2n -1·3+C 2n 2n -2·(3)2+…+C r n 2n -r(3)r +…+C n n (3)n=(C 0n 2n+C 2n 2n -2(3)2+…)+3(C 1n 2n -1+C 3n 2n -3·3+…).令x 0=C 0n 2n +C 2n 2n -2(3)2+…,y 0=C 1n 2n -1+C 3n 2n -3·3+…,显然x 0∈N *,y 0∈N *.则(2+3)n=x 0+3y 0,(2-3)n=x 0-3y 0, 所以(2+3)n ·(2-3)n =x 20-3y 20=1. 令s =x 20,则必有s -1=x 20-1=3y 20.从而当x =3时,f (x )必可表示成s +s -1的形式,其中s ∈N *.4.编号为A ,B ,C ,D ,E 的五个小球放在如图所示的五个盒子里,要求每个盒子只能放一个小球,且A 球不能放在1,2号,B 球必须放在与A 球相邻的盒子中,不同的放法有多少种?解:根据A 球所在位置分三类:(1)若A 球放在3号盒子内,则B 球只能放在4号盒子内,余下的三个盒子放球C ,D ,E ,则根据分步计数原理得,此时有A 33=6种不同的放法;(2)若A 球放在5号盒子内,则B 球只能放在4号盒子内,余下的三个盒子放球C ,D ,E ,则根据分步计数原理得,此时有A 33=6种不同的放法;(3)若A 球放在4号盒子内,则B 球可以放在2号,3号,5号盒子中的任何一个,余下的三个盒子放球C ,D ,E ,有A 33=6种不同的放法,根据分步计数原理得,此时有A 13A 33=18种不同的放法.综上所述,由分类计数原理得不同的放法共有6+6+18=30种.5.(2019·南京六校联考)已知g (x )=C 0n f ⎝ ⎛⎭⎪⎫0n x 0(1-x )n +C 1n f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n x 1(1-x )n -1+C 2n f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2nx 2(1-x )n -2+…+C nn f ⎝ ⎛⎭⎪⎫n n x n (1-x )0.(1)若f (x )=1,求g (x ); (2)若f (x )=x ,求g (x ).解:(1)因为f (x )=1,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫0n =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1n =…=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫n n=1, 所以g (x )=C 0n x 0(1-x )n +C 1n x 1(1-x )n -1+C 2n x 2(1-x )n -2+…+C n n x n (1-x )0=[(1-x )+x ]n =1.因为00无意义,所以g (x )=1,且x ≠0,x ≠1,x ∈R . (2)因为r C r n=r ·n !r !(n -r )!=n !(r -1)!(n -r )!=n ·(n -1)!(r -1)![(n -1)-(r -1)]!=n C r -1n -1,其中r =1,2,…,n .所以r C rn =n C r -1n -1(r =1,2,…,n ). 又因为f (x )=x ,所以g (x )=C 0n ·0·x 0(1-x )n +C 1n ·1n ·x 1(1-x )n -1+C 2n ·2n ·x 2(1-x )n -2+…+C nn ·n n·x n (1-x )0=1n [C 1n x 1(1-x )n -1+2C 2n x 2(1-x )n -2+…+r C r n x r (1-x )n -r +…+n C n n x n (1-x )0]=1n·n [C 0n -1x 1(1-x )n -1+C 1n -1x 2(1-x )n -2 +…+C r -1n -1·x r (1-x )n -r +…+C n -1n -1x n (1-x )0] =x [C 0n -1x 0(1-x )n -1+C 1n -1x 1(1-x )n -2+…+C r -1n -1·xr -1(1-x )(n -1)-(r -1)+…+C n -1n -1xn -1(1-x )0]=x [(1-x )+x ]n -1=x .即g (x )=x ,且x ≠0,x ≠1,x ∈R .6.(2019·江苏省重点中学领航高考冲刺卷(五))已知F (n )=a 1-a 2C 1n +a 3C 2n -a 4C 3n +…+(-1)n a n +1C n n (n ≥2,n ∈N *).(1)若数列{a n }是首项为1,公比为-1的等比数列,求证:F (n )=2n;(2)若对任意的n ≥2,n ∈N *,都有F (n )=0成立,试证明数列{a n }是等差数列. 证明:(1)因为数列{a n }是首项为1,公比为-1的等比数列, 所以a n =(-1)n -1(n ∈N *),即F (n )=C 0n +C 1n +C 2n +C 3n +…+C nn .又(1+x )n =C 0n +C 1n x +C 2n x 2+C 3n x 3+…+C n n x n, 所以令x =1,得C 0n +C 1n +C 2n +C 3n +…+C n n =2n, 所以F (n )=2n.(2)①当n =2时,F (2)=a 1-a 2C 12+a 3C 22=0, 即2a 2=a 1+a 3,所以数列{a n }的前3项成等差数列. ②假设当n =k (k ≥2,k ∈N *)时, 数列{a n }的前k +1项成等差数列.因为对任意的n ≥2,n ∈N *都有F (n )=0成立, 所以F (k +1)=0成立, 所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1-a 2C 1k +a 3C 2k -a 4C 3k +…+(-1)k a k +1C kk =0,a 1-a 2C 1k +1+a 3C 2k +1-a 4C 3k +1+…+(-1)k +1a k +2C k +1k +1=0, 两式相减得,-a 2(C 1k +1-C 1k )+a 3(C 2k +1-C 2k )+…+(-1)k a k +1(C k k +1-C k k )+(-1)k +1a k +2C k +1k +1=0.因为C m +1n +1=C m +1n +C mn ,所以-a 2C 0k +a 3C 1k -a 4C 2k +…+(-1)k a k +1C k -1k +(-1)k +1a k +2C k k =0,即a 2-a 3C 1k +a 4C 2k +…+(-1)k -1a k +1C k -1k +(-1)k a k +2C kk =0.由假设可知a 2,a 3,a 4,…,a k +1,a k +2成等差数列, 从而数列{a n }的前k +2项成等差数列.由①②可知,若对任意的n ≥2,n ∈N *,都有F (n )=0成立,则数列{a n }是等差数列.。

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.7 Word版含解析

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.7 Word版含解析

§7.7 数学归纳法考情考向分析 高考要求理解数学归纳法的原理,能用数学归纳法证明一些简单的命题,以附加题形式在高考中出现,难度为中高档.1.由一系列有限的特殊现象得出一般性的结论的推理方法,通常叫做归纳法.2.用数学归纳法证明一个与正整数有关的命题时,其步骤如下:(1)归纳奠基:证明取第一个自然数n0时命题成立;(2)归纳递推:假设n=k(k∈N*,k≥n0)时命题成立,证明当n=k+1时,命题成立;(3)由(1)(2)得出结论.概念方法微思考1.用数学归纳法证明命题时,n取第1个值n0,是否n0就是1?提示 n0是对命题成立的第1个正整数,不一定是1.如证明n边形的内角和时,n≥3. 2.用数学归纳法证明命题时,归纳假设不用可以吗?提示 不可以,用数学归纳法证明命题,必须用到归纳假设.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)所有与正整数有关的数学命题都必须用数学归纳法证明.( × )(2)不论是等式还是不等式,用数学归纳法证明时,由n =k 到n =k +1时,项数都增加了一项.( × )(3)用数学归纳法证明等式“1+2+22+…+2n +2=2n +3-1”,验证n =1时,左边式子应为1+2+22+23.( √ )(4)用数学归纳法证明凸n 边形的内角和公式时,n 0=3.( √ )题组二 教材改编2.[P94习题T7]用数学归纳法证明1+++…+<n (n ∈N *,n >1)时,第一步应验证_____.121312n -1答案 1++<21213解析 ∵n ∈N *,n >1,∴n 取的第一个数为2,左端分母最大的项为=.122-1133.[P103T13]在数列{a n }中,a 1=,且S n =n (2n -1)a n ,通过求a 2,a 3,a 4,猜想a n 的表达式13为________.答案 a n =1(2n -1)(2n +1)解析 当n =2时,+a 2=2×3×a 2,13∴a 2=;13×5当n =3时,++a 3=3×5×a 3,13115∴a 3=;15×7当n =4时,+++a 4=4×7×a 4,13115135∴a 4=;17×9故猜想a n =.1(2n -1)(2n +1)4.[P105T13]已知a 1=,a n +1=,则a 2,a 3,a 4,a 5的值分别为________.由此猜想a n =123a na n +3________.答案 ,,, 3738133103n +5解析 a 2====,3a 1a 1+33×1212+33732+5同理a 3===,a 4==,a 5==,3a 2a 2+33833+53934+531035+5又a 1==,符合以上规律.31+512故猜想a n =.3n +5题组三 易错自纠5.用数学归纳法证明1+a +a 2+…+a n +1=(a ≠1,n ∈N *),在验证n =1时,等式左1-a n +21-a边的项是________.答案 1+a +a 2解析 当n =1时,n +1=2,∴左边=1+a 1+a 2=1+a +a 2.6.用数学归纳法证明1+2+3+…+2n =2n -1+22n -1(n ∈N *)时,假设当n =k 时命题成立,则当n =k +1时,左端增加的项数是__________.答案 2k解析 运用数学归纳法证明1+2+3+…+2n =2n -1+22n -1(n ∈N *).当n =k 时,则有1+2+3+…+2k =2k -1+22k -1(k ∈N *),左边表示的为2k 项的和.当n =k +1时,左边=1+2+3+…+2k +(2k +1)+…+2k +1,表示的为2k +1项的和,增加了2k +1-2k =2k 项.题型一 用数学归纳法证明等式1.用数学归纳法证明:+++…+=(n ∈N *).12×414×616×812n (2n +2)n4(n +1)证明 ①当n =1时,左边==,右边==,12×1×(2×1+2)1814×(1+1)18左边=右边,所以等式成立.②假设n =k (k ∈N *,k ≥1)时等式成立,即有+++…+=,12×414×616×812k (2k +2)k 4(k +1)则当n =k +1时,+++…++12×414×616×812k (2k +2)12(k +1)[2(k +1)+2]=+=k4(k +1)14(k +1)(k +2)k (k +2)+14(k +1)(k +2)===.(k +1)24(k +1)(k +2)k +14(k +2)k +14(k +1+1)所以当n =k +1时,等式也成立.由①②可知,对于一切n ∈N *等式都成立.2.用数学归纳法证明:1-+-+…+-=++…+(n ∈N *).12131412n -112n 1n +11n +212n 证明 ①当n =1时,等式左边=1-==右边,等式成立.1212②假设当n =k (k ∈N *)时,等式成立,即1-+-+…+-=++…+,12131412k -112k 1k +11k +212k 那么,当n =k +1时,有1-+-+…+-+-=++…++12131412k -112k 12k +112k +21k +11k +212k-=++…++,12k +112k +21k +21k +312k +112k +2所以当n =k +1时,等式也成立.由①②知,等式对任何n ∈N *均成立.思维升华 用数学归纳法证明等式时应注意:(1)明确初始值n 0的取值;(2)由n =k 证明n =k +1时,弄清左边增加的项,明确变形目标;(3)变形时常用的几种方法:①因式分解;②添拆项;③配方法.题型二 证明不等式例1 若函数f (x )=x 2-2x -3,定义数列{x n }如下:x 1=2,x n +1是过点P (4,5),Q n (x n ,f (x n ))(n ∈N *)的直线PQ n 与x 轴的交点的横坐标,试运用数学归纳法证明:2≤x n <x n +1<3.证明 ①当n =1时,x 1=2,f (x 1)=-3,Q 1(2,-3).所以直线PQ 1的方程为y =4x -11,令y =0,得x 2=,因此2≤x 1<x 2<3,114即n =1时结论成立.②假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时,结论成立,即2≤x k <x k +1<3.当n =k +1时,直线PQ k +1的方程为y -5=·(x -4).f (x k +1)-5x k +1-4又f (x k +1)=x -2x k +1-3,2k +1代入上式,令y =0,得x k +2==4-,3+4x k +12+x k +152+x k +1由归纳假设,2<x k +1<3,x k +2=4-<4-=3;52+x k +152+3x k +2-x k +1=>0,(3-x k +1)(1+x k +1)2+x k +1即x k +1<x k +2,所以2≤x k +1<x k +2<3,即当n =k +1时,结论成立.由①②知对任意的正整数n,2≤x n <x n +1<3.思维升华 数学归纳法证明不等式的适用范围及关键(1)适用范围:当遇到与正整数n 有关的不等式证明时,若用其他办法不容易证,则应考虑用数学归纳法.(2)关键:由n =k 时命题成立证n =k +1时命题也成立,在归纳假设使用后可运用比较法、综合法、分析法、放缩法等来加以证明,充分应用基本不等式、不等式的性质等放缩技巧,使问题得以简化.跟踪训练1 用数学归纳法证明不等式:+++…+>1(n ∈N *且n >1).1n 1n +11n +21n 2证明 ①当n =2时,++=>1成立.1213141312②设n =k (k ∈N *,k >1)时,+++…+>1成立.1k 1k +11k +21k 2由于当k >1时,k 2-k -1>0,即k (2k +1)>k 2+2k +1,则当n =k +1时,+++…+1k +11k +21k +31(k +1)2=+++…+-(1k +1k +1+1k +2+…+1k 2)1k 2+11k 2+21k 2+2k +11k>1+++…+-1k 2+11k 2+21k 2+2k +11k >1+++…+-1k (2k +1)1k (2k +1)1k (2k +1)1k =1+-=1.2k +1k (2k +1)1k 综合①②可知,原不等式对n ∈N *且n >1恒成立.题型三 数学归纳法的综合应用命题点1 整除问题例2 (2018·苏北四市期中)设n ∈N *,f (n )=3n +7n -2.(1)求f (1),f (2),f (3)的值;(2)求证:对任意的正整数n ,f (n )是8的倍数.(1)解 ∵n ∈N *,f (n )=3n +7n -2,∴f (1)=3+7-2=8,f (2)=32+72-2=56,f (3)=33+73-2=368.(2)证明 用数学归纳法证明如下:①当n =1时,f (1)=3+7-2=8,成立;②假设当n =k (k ∈N *)时成立,即f (k )=3k +7k -2能被8整除,则当n =k +1时,f (k +1)=3k +1+7k +1-2=3×3k +7×7k -2=3(3k +7k -2)+4×7k +4=3(3k +7k -2)+4(7k +1),∵3k +7k -2能被8整除,7k +1是偶数,∴3(3k +7k -2)+4(7k +1)一定能被8整除,即n =k +1时也成立.由①②得对任意正整数n ,f (n )是8的倍数.命题点2 和二项式系数有关的问题例3 (2018·江苏扬州中学期中)已知F n (x )=(-1)k·C f k(x )](n ∈N *).n∑k =0[k n (1)若f k (x )=x k ,求F 2 015(2)的值;(2)若f k (x )=(x ∉{0,-1,…,-n }),求证:F n (x )=.x x +k n !(x +1)(x +2)…(x +n )(1)解 F n (x )=(-1)k C f k(x )]=(-x )k C ]n∑k =0[k n n∑k =0[kn =C (-x )k·1n -k ]=(1-x )n ,n∑k =0[kn ∴F 2 015(2)=-1.(2)证明 ①当n =1时,左边=1-==右边.x x +11x +1②设n =m (m ∈N *)时,对一切实数x (x ≠0,-1,…,-m ),有=,m∑k =0[(-1)k C kmxx +k ]m !(x +1)(x +2)…(x +m )那么,当n =m +1时,对一切实数x (x ≠0,-1,…,-(m +1)),有m +1∑k =0[(-1)k C k m +1x x +k]=1++(-1)m +1m∑k =1[(-1)k (C k m+C k -1m )x x +k ]x x +m +1=+m∑k =0[(-1)k C k m x x +k ]m +1∑k =1[(-1)k C k -1m x x +k ]=-·m∑k =0[(-1)k C k mx x +k ]m∑k =0[(-1)k C k m x +1x +1+k ]x x +1=-·m !(x +1)(x +2)…(x +m )m !(x +2)(x +3)…(x +1+m )xx +1=m ![(x +m +1)-x ](x +1)(x +2)…(x +m )(x +m +1)=,(m +1)!(x +1)(x +2)…(x +m +1)即n =m +1时,等式成立.故对一切正整数n 及一切实数x (x ≠0,-1,…,-n ),有=.n∑k =0[(-1)k C knxx +k ]n !(x +1)(x +2)…(x +n )命题点3 和数列集合等有关的交汇问题例4 设集合M ={1,2,3,…,n }(n ∈N *,n ≥3),记M 的含有三个元素的子集个数为S n ,同时将每一个子集中的三个元素由小到大排列,取出中间的数,所有这些中间的数的和记为T n .(1)分别求,,,的值;T 3S 3T 4S 4T 5S 5T 6S6(2)猜想关于n 的表达式,并加以证明.T nSn 解 (1)当n =3时,M ={1,2,3},S 3=1,T 3=2,=2;T 3S3当n =4时,M ={1,2,3,4},S 4=4,T 4=2+2+3+3=10,=,=3,=.T 4S 452T 5S 5T 6S 672(2)猜想=.T n S n n +12下面用数学归纳法证明:①当n =3时,由(1)知猜想成立.②假设当n =k (k ≥3,k ∈N *)时,猜想成立,即=,T k S k k +12而S k =C ,所以T k=C .3k k +123k 则当n =k +1时,易知S k +1=C ,3k +1而当集合M 从{1,2,3,…,k }变为{1,2,3,…,k ,k +1}时,T k +1在T k 的基础上增加了1个2,2个3,3个4,…,(k -1)个k ,所以T k +1=T k +2×1+3×2+4×3+…+k (k -1)=C +2(C +C +C +…+C )k +123k 223242k =C +2(C +C +C +…+C )k +123k 323242k =C +2C =C =S k +1,k -223k +13k +1k +223k +1(k +1)+12即=.T k +1S k +1(k +1)+12所以当n =k +1时,猜想也成立.综上所述,猜想成立.思维升华 利用数学归纳法可以探索与正整数n 有关的未知问题、存在性问题,其基本模式是“归纳—猜想—证明”,即先由合情推理发现结论,然后经逻辑推理即演绎推理论证结论的正确性.跟踪训练2 (1)求证:对一切正整数n,42n +1+3n +2都能被13整除.证明 ①当n =1时,42×1+1+31+2=91能被13整除.②假设当n =k (k ∈N *)时,42k +1+3k +2能被13整除,则当n =k +1时,42(k +1)+1+3k +3=42k +1·42+3k +2·3-42k +1·3+42k +1·3=42k +1·13+3·(42k +1+3k +2),∵42k +1·13能被13整除,42k +1+3k +2能被13整除,∴当n =k +1时也成立,由①②可知,当n ∈N *时,42n +1+3n +2能被13整除.(2)已知数列{a n }的各项都是正数,且满足:a 0=1,a n +1=·a n ·(4-a n ),n ∈N .12①求a 1,a 2;②证明:a n <a n +1<2,n ∈N .①解 a 0=1,a 1=a 0·(4-a 0)=,1232a 2=·a 1(4-a 1)=.12158②证明 用数学归纳法证明:(ⅰ)当n =0时,a 0=1,a 1=,32∴a 0<a 1<2,命题成立.(ⅱ)假设n =k (k ∈N *,k ≥1)时有a k -1<a k <2.则n =k +1时,a k -a k +1=a k -1(4-a k -1)-a k (4-a k )1212=2(a k -1-a k )-(a k -1-a k )(a k -1+a k )12=(a k -1-a k )·(4-a k -1-a k ).12而a k -1-a k <0,4-a k -1-a k >0,∴a k -a k +1<0,即a k <a k +1.又a k +1=a k (4-a k )=[4-(a k -2)2]<2.1212∴n =k +1时命题成立.由(ⅰ)(ⅱ)知,对一切n ∈N 都有a n <a n +1<2.1.(2019·江苏省扬州市仪征中学考试)已知正项数列{a n }中,a 1=1,a n +1=1+a n1+a n (n ∈N *).用数学归纳法证明:a n <a n +1(n ∈N *).证明 (1)当n =1时,a 2=1+=,a 1<a 2,a 11+a 132所以当n =1时,不等式成立;(2)假设当n =k (k ∈N *)时,a k <a k +1成立,则当n =k +1时,a k +2-a k +1=1+-a k +1a k +11+a k +1=1+-a k +11+a k +1(1+a k1+a k)=-=>0,11+a k 11+a k +1a k +1-a k(1+a k )(1+a k +1)所以,当n =k +1时,不等式成立.综上所述,不等式a n <a n +1(n ∈N *)成立.2.用数学归纳法证明a n +1+(a +1)2n -1能被a 2+a +1整除(n ∈N *).证明 ①当n =1时,左边=a 2+(a +1)1=a 2+a +1,可被a 2+a +1整除;②假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时,a k +1+(a +1)2k -1能被a 2+a +1整除,则当n =k +1时,a k +1+1+(a +1)2(k +1)-1=a k +2+(a +1)2k +1=a ·a k +1+(a +1)2(a +1)2k -1=a ·a k +1+a (a +1)2k -1+(a 2+a +1)(a +1)2k -1=a [a k +1+(a +1)2k -1]+(a 2+a +1)(a +1)2k -1,由假设可知a [a k +1+(a +1)2k -1]能被a 2+a +1整除,又(a 2+a +1)(a +1)2k -1也能被a 2+a +1整除,所以a k +2+(a +1)2k +1能被a 2+a +1整除,即n =k +1时,命题也成立.由①②知,对一切n ∈N *命题都成立.3.(2018·江苏省常州市田家炳高级中学考试)已知正项数列{a n }中,a 1=-1且-a n +1=21an +1+a n ,n ∈N *.1an (1)分别计算出a 2,a 3,a 4的值,然后猜想数列{a n }的通项公式;(2)用数学归纳法证明你的猜想.(1)解 令n =1,得-a 2=+a 1=2,1a 21a 12化简得(a 2+)2=3,2解得a 2=-或a 2=--.3232∵a 2>0,∴a 2=-.32令n =2,得-a 3=+a 2=2,1a 31a 23化简得(a 3+)2=4,3解得a 3=2-或a 3=-2-.33∵a 3>0,∴a 3=2-.3令n =3,得-a 4=+a 3=4,1a 41a 3化简得(a 4+2)2=5,解得a 4=-2或a 4=--2.55∵a 4>0,∴a 4=-2.5猜想a n =-.(*)n +1n (2)证明 ①当n =1时,a 1=-1=-,(*)式成立;221②假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时,(*)式成立,即a k =-,k +1k 那么当n =k +1时,-a k +1=+a k =++-=2.1a k +11ak k +1k k +1k k +1k+1化简得(a k+1+)2=k+2,k+2k+1∵a k+1>0,∴a k+1=-,∴当n=k+1时,(*)式也成立.n+1n综上,由①②得当n∈N*时,a n=-.a2n-2a n+24.设a1=1,a n+1=+b(n∈N*).(1)若b=1,求a2,a3及数列{a n}的通项公式;(2)若b=-1,问:是否存在实数c使得a2n<c<a2n+1对所有n∈N*成立?证明你的结论.2解 (1)方法一 a2=2,a3=+1.再由题设条件知(a n+1-1)2-(a n-1)2=1.从而{(a n-1)2}是首项为0,公差为1的等差数列,n-1故(a n-1)2=n-1,即a n=+1(n∈N*).2方法二 a2=2,a3=+1.1-12-13-1可写为a1=+1,a2=+1,a3=+1.n-1因此猜想a n=+1.下面用数学归纳法证明上式:当n=1时,结论显然成立.假设当n=k(k≥1,k∈N*)时结论成立,k-1即a k=+1,则a k+1=+1=+1(a k-1)2+1(k-1)+1=+1.(k+1)-1所以当n=k+1时结论成立.所以a n =+1(n ∈N *).n -1(2)方法一 设f (x )=-1,(x -1)2+1则a n +1=f (a n ).令c =f (c ),即c =-1,解得c =.(c -1)2+114下面用数学归纳法证明加强命题:a 2n <c <a 2n +1<1.当n =1时,a 2=f (1)=0,a 3=f (a 2)=f (0)=-1,2所以a 2<<a 3<1,结论成立.14假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时结论成立,即a 2k <c <a 2k +1<1.易知f (x )在(-∞,1]上为减函数,从而c =f (c )>f (a 2k +1)>f (1)=a 2,即1>c >a 2k +2>a 2.再由f (x )在(-∞,1]上为减函数,得c =f (c )<f (a 2k +2)<f (a 2)=a 3<1,故c <a 2k +3<1.因此a 2(k +1)<c <a 2(k +1)+1<1.即当n =k +1时结论成立.综上,符合条件的c 存在,其中一个值为c =.14方法二 设f (x )=-1,(x -1)2+1则a n +1=f (a n ).先证:0≤a n ≤1(n ∈N *).①当n =1时,结论显然成立.假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时结论成立,即0≤a k ≤1.易知f (x )在(-∞,1]上为减函数,从而0=f (1)≤f (a k )≤f (0)=-1<1,即0≤a k +1<1.2即当n =k +1时结论成立.故①成立.再证:a 2n <a 2n +1(n ∈N *).②当n =1时,a 2=f (a 1)=0,a 3=f (a 2)=f (0)=-1,2有a 2<a 3,即n =1时②成立.假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时,结论成立,即a 2k <a 2k +1.由①及f (x )在(-∞,1]上为减函数,得a 2k +1=f (a 2k )>f (a 2k +1)=a 2k +2,a 2(k +1)=f (a 2k +1)<f (a 2k +2)=a 2(k +1)+1.即当n =k +1时②成立,所以②对一切n ∈N *成立.由②得a 2n < -1,a 22n -2a 2n +2即(a 2n +1)2<a -2a 2n +2,因此a 2n <.③22n 14又由①②及f (x )在(-∞,1]上为减函数,得f (a 2n )>f (a 2n +1),即a 2n +1>a 2n +2,所以a 2n +1>-1.a 22n +1-2a 2n +1+2解得a 2n +1>.④14综上,由②③④知存在c =使得a 2n <c <a 2n +1对一切n ∈N *成立.145.已知函数f0(x)=x(sin x+cos x),设f n(x)为f n-1(x)的导数,n∈N*.(1)求f1(x),f2(x)的表达式;(2)写出f n(x)的表达式,并用数学归纳法证明.解 (1)因为f n(x)为f n-1(x)的导数,所以f1(x)=f0′(x)=(sin x+cos x)+x(cos x-sin x)=(x+1)cos x+(x-1)(-sin x),同理,f2(x)=-(x+2)sin x-(x-2)cos x.(2)由(1)得f3(x)=f2′(x)=-(x+3)cos x+(x-3)sin x,把f1(x),f2(x),f3(x)分别改写为(x+π2)(x+π2)f1(x)=(x+1)sin+(x-1)·cos,(x+2π2)(x+2π2)f2(x)=(x+2)sin+(x-2)·cos,(x+3π2)(x+3π2)f3(x)=(x+3)sin+(x-3)·cos,(x+nπ2)(x+nπ2)猜测f n(x)=(x+n)sin+(x-n)·cos.(*)下面用数学归纳法证明上述等式.①当n=1时,由(1)知,等式(*)成立;②假设当n=k时,等式(*)成立,(x+kπ2)(x+kπ2)即f k(x)=(x+k)sin+(x-k)cos.则当n=k+1时,f k+1(x)=f k′(x)=sin +(x +k )cos +cos +(x -k )(x +k π2)(x +k π2)(x +k π2)[-sin (x+k π2)]=(x +k +1)cos +[x -(k +1)]·(x +k π2)[-sin (x +k π2)]=[x +(k +1)]sin +[x -(k +1)]·(x +k +12π)cos ,(x +k +12π)即当n =k +1时,等式(*)成立.综上所述,当n ∈N *时,f n (x )=(x +n )·sin +(x -n )cos 成立.(x +n π2)(x +n π2)6.已知数列{a n }中,a 1=,a n +1=2a n -3a .142n (1)求证:对任意的n ∈N *,都有0<a n <;13(2)求证:++…+≥4n +1-4.31-3a 131-3a 231-3an 证明 (1)①当n =1时,a 1=,有0<a 1<,1413所以n =1时,不等式成立.②假设当n =k (k ∈N *)时,不等式成立,即0<a k <.13则当n =k +1时,a k +1=2a k -3a 2k =-3=-32+,(a 2k -23a k )(a k -13)13于是-a k +1=32.13(13-a k )因为0<a k <,所以0<32<,13(13-a k )13即0<-a k +1<,可得0<a k +1<,131313所以当n =k +1时,不等式也成立.由①②可知,对任意的正整数n ,都有0<a n <.13(2)由(1)可得-a n +1=32,13(13-a n )两边同时取以3为底的对数,可得log 3=1+2log 3,(13-a n +1)(13-a n )化简为1+log 3=2,(13-a n +1)[1+log 3(13-a n )]所以数列是以log 3为首项,2为公比的等比数列,{1+log 3(13-a n )}14所以1+log 3=2n -1log 3,(13-a n )14化简求得-a n =·2n -1,1313(14)所以=3·.113-a n 124n 因为当n ≥2时,2n -1=C +C +C +…+C ≥1+n -1=n ,0n -11n -12n -1n -1当n =1时,2n -1=1,所以当n ∈N *时,2n -1≥n ,所以≥3·4n ,113-a n ++…+≥3(41+42+…+4n )=4n +1-4,113-a 1113-a 2113-a n 所以++…+≥4n +1-4.31-3a 131-3a 231-3an。

江苏专用2020版高考数学大一轮复习第十章附加考查部分1第1讲曲线与方程课件(文科)

江苏专用2020版高考数学大一轮复习第十章附加考查部分1第1讲曲线与方程课件(文科)

√ √
√ √ √
二阶矩阵的简单应用

第十章 附加考查部分
内容 坐标系的有关概念
要求 ABC √
简单图形的极坐标方程

选 极坐标方程与直角坐标方程
修 7.坐标系

的互化
4 与参数方
参数方程

系程
直线、圆及椭圆的参数方程


参数方程与普通方程的互化

参数方程的简单应用

第十章 附加考查部分
内容 不等式的基本性质
第十章 附加考查部分
内容 1.圆锥曲线与方
曲线与方程 选程
要求 ABC


空间向量的概念

2 系
2.空间向量与立 体几何
空间向量共线、共面的充 分必要条件


空间向量的加法、减法及

数乘运算
第十章 附加考查部分
Байду номын сангаас
内容

空间向量的坐标表示
修 2.空间向 空间向量的数量积
2 量与
空间向量的共线与垂直

解析:如图,AD=AE=8, BF=BE=2,CD=CF, 所以 CA-CB=8-2=6. 根据双曲线定义,所求轨迹是以 A、B 为焦点,实轴长为 6 的 双曲线的右支(除去顶点),方程为x92-1y62 =1(x>3).
答案:x92-1y62 =1(x>3)
2.已知圆的方程为 x2+y2=4,若抛物线过点 A(-1,0),B(1, 0)且以圆的切线为准线,则抛物线的焦点轨迹方程是________.
直线的方向向量与平面的法向量

空间向量的应用
要求 A BC

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.4 Word版含解析

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.4 Word版含解析
x-2
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6.若正数 x,y 满足 3x+y=5xy,则 4x+3y 的最小值是________.
答案 5
3x+y 3 1 解析 由 3x+y=5xy,得 = + =5,
xy y x
( ) 1 3 1
所以 4x+3y=(4x+3y)· + 5y x
( ) 1
3y 12x
= 4+9+ +
∴a+b≥a2+a+4.
a
a
又∵a,b>0,∴ ≤

a+b a2+a+4
a
a
∴- ≥-

a+b a2+a+4
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2a+3b
a
a
∴u=
=3- ≥3-
a+b
a+b
a2+a+4
1
1
14
=3-
≥3-
=,
4 a+ +1
a
4
5
2 a· +1
a
当且仅当 a=2,b=8 时,两等号同时成立,即取得最小值.
( ) 1
L(x)=1 000x×0.05- x2+10x -250 3
1 =- x2+40x-250;
3
当 x≥80 时,
( ) 10 000
L(x)=1 000x×0.05- 51x+
-1 450 -250
x
( ) 10 000
=1 200- x+
.
x
∴L(x)=Error!
1 (2)当 0<x<80 时,L(x)=- (x-60)2+950.
a+1 b+c
答案 3
解析 ∵a,b,c 都是正数,且 a+b+c=2,

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.2含解析

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.2含解析

§7.2 一元二次不等式及其解法考情考向分析 以理解一元二次不等式的解法为主,常与集合的运算相结合考查一元二次不等式的解法,有时也在导数的应用中用到,加强函数与方程思想,分类讨论思想和数形结合思想的应用意识.在高考中常以填空题的形式考查,属于低档题,若在导数的应用中考查,难度较高.一元二次不等式的解集判别式Δ=b 2-4acΔ>0Δ=0Δ<0二次函数y =ax 2+bx +c(a >0)的图象方程ax 2+bx +c=0(a >0)的根有两相异实根x 1,x 2(x 1<x 2)有两相等实根x 1=x 2=-b 2a 没有实数根ax 2+bx +c >0(a >0)的解集{x |x <x 1或x >x 2}Error!{x |x ∈R }ax 2+bx +c <0(a >0)的解集{x |x 1<x <x 2}∅∅概念方法微思考1.一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解集与其对应的函数y=ax2+bx+c的图象有什么关系?提示 ax2+bx+c>0(a>0)的解集就是其对应函数y=ax2+bx+c的图象在x轴上方的部分所对应的x的取值范围.2.一元二次不等式ax2+bx+c>0(<0)恒成立的条件是什么?提示 显然a≠0.ax2+bx+c>0恒成立的条件是Error!ax2+bx+c<0恒成立的条件是Error!题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若不等式ax2+bx+c<0的解集为(x1,x2),则必有a>0.( √ )(2)若不等式ax2+bx+c>0的解集是(-∞,x1)∪(x2,+∞),则方程ax2+bx+c=0的两个根是x1和x2.( √ )(3)若方程ax2+bx+c=0(a≠0)没有实数根,则不等式ax2+bx+c>0的解集为R.( × )(4)不等式ax2+bx+c≤0在R上恒成立的条件是a<0且Δ=b2-4ac≤0.( × )(5)若二次函数y=ax2+bx+c的图象开口向下,则不等式ax2+bx+c<0的解集一定不是空集.( √ )题组二 教材改编2.[P67例1(2)]不等式-x2-2x+3>0的解集为________________.答案 {x|-3<x<1}解析 原不等式可化为x2+2x-3<0,得-3<x<1.(-12,13)3.[P71习题T6]若关于x的不等式ax2+bx+2>0的解集是,则a+b=________.答案 -14解析 ∵x 1=-,x 2=是方程ax 2+bx +2=0的两个根,1213∴Error!解得Error!∴a +b =-14.题组三 易错自纠4.不等式-x 2-3x +4>0的解集为________.(用区间表示)答案 (-4,1)解析 由-x 2-3x +4>0可知,(x +4)(x -1)<0,得-4<x <1.5.函数y = 的定义域为________.1-x x +2答案 (-2,1]解析 由≥0⇒-2<x ≤1,1-x x +2得函数的定义域为(-2,1].6.不等式(a -2)x 2+2(a -2)x -4<0对一切x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围是________.答案 (-2,2]解析 设方程(a -2)x 2+2(a -2)x -4=0,当a ≠2时,由题意得,Error!∴-2<a <2;当a =2时,原式化为-4<0,不等式恒成立,∴-2<a ≤2.题型一 一元二次不等式的求解命题点1 不含参的不等式例1 已知集合A ={x |x 2-x -2<0},B ={y |y =2x },则A ∩B =________.答案 (0,2)解析 由题意得A ={x |x 2-x -2<0}={x |-1<x <2},B ={y |y =2x }={y |y >0},∴A ∩B ={x |0<x <2}=(0,2).命题点2 含参不等式例2 解关于x 的不等式ax 2-(a +1)x +1<0(a >0).解 原不等式变为(ax -1)(x -1)<0,因为a >0,所以(x -1)<0.(x -1a )所以当a >1时,解为<x <1;1a当a =1时,解集为∅;当0<a <1时,解为1<x <.1a综上,当0<a <1时,不等式的解集为Error!;当a =1时,不等式的解集为∅;当a >1时,不等式的解集为Error!.命题点3 分式不等式例3 已知关于x 的不等式<1.(a +1)x -3x -1(1)当a =1时,解该不等式;(2)当a 为任意实数时,解该不等式.解 (1)当a =1时,不等式化为<1,2x -3x -1可得<0,∴1<x <2,x -2x -1∴不等式的解集为{x |1<x <2}.(2)原不等式可化为<0,ax -2x -1可化为(ax -2)(x -1)<0,当a =0时,x >1.当a <0时,(x -1)>0,(x -2a )∴x >1或x <.2a当a >0时,(x -1)<0,(x -2a)若>1,即0<a <2时,可得1<x <,2a 2a若=1,即a =2时,x ∈∅,2a若0<<1,即a >2时,<x <1.2a 2a综上,当a <0时,原不等式的解集为Error!,当a =0时,原不等式的解集为{x |x >1},当0<a <2时,原不等式的解集为Error!,当a =2时,原不等式的解集为∅,当a >2时,原不等式的解集为Error!.思维升华 对含参的不等式,应对参数进行分类讨论:①根据二次项系数为正、负及零进行分类.②根据判别式Δ判断根的个数.③有两个根时,有时还需根据两根的大小进行讨论.跟踪训练1 解不等式12x 2-ax >a 2(a ∈R ).解 原不等式可化为12x 2-ax -a 2>0,即(4x +a )(3x -a )>0,令(4x +a )(3x -a )=0,解得x 1=-,x 2=.a 4a 3当a >0时,不等式的解集为∪;(-∞,-a 4)(a 3,+∞)当a =0时,不等式的解集为(-∞,0)∪(0,+∞);当a <0时,不等式的解集为∪.(-∞,a 3)(-a 4,+∞)题型二 三个“二次”的关系例4 (1)已知函数f (x )=2x 2+bx +c (b ,c ∈R )的值域为[0,+∞),若关于x 的不等式f (x )<m 的解集为(n ,n +10),求实数m 的值.解 由已知可得Δ=b 2-8c =0,∴c =,b 28由不等式2x 2+bx +-m <0的解集为(n ,n +10),b 28可得方程2x 2+bx +-m =0的两根为n ,n +10,b 28∴10= =,b 24-b 24+2m 2m ∴m =50.(2)已知方程x 2+ax +2=0的两根都小于-1,求实数a 的取值范围.解 设f(x)=x2+ax+2,2由题意可得Error!解得2<a<3,2∴实数a的取值范围是(2,3).思维升华一元二次不等式ax2+bx+c=0的两根x1,x2即为函数f(x)=ax2+bx+c的零点,也是一元二次不等式ax2+bx+c>0(或ax2+bx+c<0)的解集的两个端点.跟踪训练2 若α,β是方程x2+(2m-1)x+4-2m=0的两个根,且α<2<β,求实数m的取值范围.解 设f(x)=x2+(2m-1)x+4-2m,∵α,β是方程f(x)=0的根,且α<2<β,∴f(2)<0,∴4+2(2m-1)+4-2m<0,∴m<-3,故实数m的取值范围是(-∞,-3).题型三 一元二次不等式恒成立问题命题点1 在R上的恒成立问题例5 已知函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈R,f(x)<0恒成立,求实数m的取值范围.解 当m=0时,f(x)=-1<0恒成立.当m≠0时,则Error!即-4<m<0.综上,-4<m≤0,故m的取值范围是(-4,0].命题点2 在给定区间上的恒成立问题例6 已知函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈[1,3],f(x)<5-m恒成立,求实数m的取值范围.解 要使f(x)<-m+5在x∈[1,3]上恒成立,即m 2+m -6<0在x ∈[1,3]上恒成立.(x -12)34有以下两种方法:方法一 令g (x )=m 2+m -6,x ∈[1,3].(x -12)34当m >0时,g (x )在[1,3]上是增函数,所以g (x )max =g (3),即7m -6<0,所以m <,所以0<m <;6767当m =0时,-6<0恒成立;当m <0时,g (x )在[1,3]上是减函数,所以g (x )max =g (1),即m -6<0,所以m <6,所以m <0.综上所述,m 的取值范围是Error!.方法二 因为x 2-x +1=2+>0,(x -12)34又因为m (x 2-x +1)-6<0,所以m <.6x 2-x +1因为函数y ==在[1,3]上的最小值为,所以只需m <即可.6x 2-x +16(x -12)2+346767所以m 的取值范围是Error!.引申探究1.若将“f (x )<5-m 恒成立”改为“f (x )<5-m 无解”,如何求m 的取值范围?解 若f (x )<5-m 无解,即f (x )≥5-m 恒成立,即m ≥恒成立,又x ∈[1,3],6x 2-x +1得m ≥6,即m 的取值范围为[6,+∞).2.若将“f (x )<5-m 恒成立”改为“存在x ,使f (x )<5-m 成立”,如何求m 的取值范围.解 由题意知f (x )<5-m 有解,即m <有解,则m <max ,6x 2-x +1(6x 2-x +1)又x ∈[1,3],得m <6,即m 的取值范围为(-∞,6).命题点3 给定参数范围的恒成立问题例7 若mx 2-mx -1<0对于m ∈[1,2]恒成立,求实数x 的取值范围.解 设g (m )=mx 2-mx -1=(x 2-x )m -1,其图象是直线,当m ∈[1,2]时,图象为一条线段,则Error!即Error!解得<x <,1-321+32故x 的取值范围为.(1-32,1+32)思维升华 解决恒成立问题一定要搞清谁是主元,谁是参数,一般地,知道谁的范围,谁就是主元,求谁的范围,谁就是参数.跟踪训练3 函数f (x )=x 2+ax +3.(1)当x ∈R 时,f (x )≥a 恒成立,求实数a 的取值范围;(2)当x ∈[-2,2]时,f (x )≥a 恒成立,求实数a 的取值范围;(3)当a ∈[4,6]时,f (x )≥0恒成立,求实数x 的取值范围.解 (1)∵当x ∈R 时,x 2+ax +3-a ≥0恒成立,需Δ=a 2-4(3-a )≤0,即a 2+4a -12≤0,即-6≤a ≤2,∴实数a 的取值范围是[-6,2].(2)当x∈[-2,2]时,设g(x)=x2+ax+3-a≥0,分如下三种情况讨论(如图所示):①如图①,当g(x)的图象与x轴不超过1个交点时,有Δ=a2-4(3-a)≤0,即-6≤a≤2.②如图②,g(x)的图象与x轴有2个交点,但当x∈[-2,+∞)时,g(x)≥0,即Error! 即Error!可得Error! 解得a∈∅.③如图③,g(x)的图象与x轴有2个交点,但当x∈(-∞,2]时,g(x)≥0.即Error! 即Error!可得Error! ∴-7≤a<-6,综上,实数a的取值范围是[-7,2].(3)令h(a)=xa+x2+3.当a∈[4,6]时,h(a)≥0恒成立.只需Error!即Error!66解得x≤-3-或x≥-3+.∴实数x的取值范围是66(-∞,-3-]∪[-3+,+∞).1.已知集合A ={x |x ≥0},B ={x |(x +1)(x -5)<0},则A ∩B =________.答案 [0,5)解析 由题意得B ={x |-1<x <5},故A ∩B ={x |x ≥0}∩{x |-1<x <5}=[0,5).2.若不等式ax 2+bx +2>0的解集为{x |-1<x <2},则不等式2x 2+bx +a >0的解集为________.答案 Error!解析 ∵不等式ax 2+bx +2>0的解集为{x |-1<x <2},∴ax 2+bx +2=0的两根为-1,2,且a <0,即Error!解得Error!则所求不等式可化为2x 2+x -1>0,解得x <-1或x >.123.(2018·江苏省南京市秦淮中学模拟)不等式≥1的解集为________.1-2x x +3答案 (-3,-23]解析 不等式≥1⇔≤0⇔(3x +2)(x +3)≤0且x ≠-3⇔-3<x ≤-,即不等式的1-2x x +33x +2x +323解集为.(-3,-23]4.若存在实数x ∈[2,4],使x 2-2x +5-m <0成立,则m 的取值范围为________.答案 (5,+∞)解析 m >x 2-2x +5,设f (x )=x 2-2x +5=(x -1)2+4,x ∈[2,4],当x =2时f (x )min =5,∃x ∈[2,4]使x 2-2x +5-m <0成立,即m >f (x )min ,∴m >5.5.已知x 2+px +q <0的解集为Error!,则不等式qx 2+px +1>0的解集为________.解析 ∵x 2+px +q <0的解集为Error!,∴-,是方程x 2+px +q =0的两实数根,1213则Error!解得Error!∴不等式qx 2+px +1>0可化为-x 2+x +1>0,1616即x 2-x -6<0,解得-2<x <3,∴不等式qx 2+px +1>0的解集为{x |-2<x <3}.6.某商场若将进货单价为8元的商品按每件10元出售,每天可销售100件,现准备采用提高售价来增加利润.已知这种商品售价每提高1元,销售量就会减少10件.那么要保证每天所赚的利润在320元以上,售价每件应定为________元.(填符合要求的区间)答案 (12,16)解析 设售价定为每件x 元,利润为y ,则y =(x -8)[100-10(x -10)],依题意有(x -8)[100-10(x -10)]>320,即x 2-28x +192<0,解得12<x <16,所以每件售价应定为12元到16元之间.7.不等式x 2-2ax -3a 2<0(a >0)的解集为________.答案 {x |-a <x <3a }解析 x 2-2ax -3a 2<0⇔(x -3a )(x +a )<0,∵a >0,∴-a <3a ,不等式的解集为{x |-a <x <3a }.8.已知函数f (x )=Error!则不等式f (f (x ))≤3的解集为________.解析 当x =0时,f (f (x ))=f (0)=0≤3,当x >0时,f (f (x ))=f (-x 2)=(-x 2)2-2x 2≤3,即(x 2-3)(x 2+1)≤0,解得0<x ≤;3当-2<x <0时,f (f (x ))=f (x 2+2x )=(x 2+2x )2+2(x 2+2x )≤3,即(x 2+2x -1)(x 2+2x +3)≤0,即-2<x <0;当x ≤-2时,f (f (x ))=f (x 2+2x )=-(x 2+2x )2≤3,解得x ≤-2.综上,不等式的解集为{x |x ≤}.39.已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R )的值域为[0,+∞),若关于x 的不等式f (x )<c 的解集为{x |m <x <m +6},则实数c 的值为________.答案 9解析 由题意知f (x )=x 2+ax +b=2+b -.(x +a 2)a 24∵f (x )的值域为[0,+∞),∴b -=0,即b =,a 24a 24∴f (x )=2.(x +a 2)∵f (x )<c ,∴2<c ,即--<x <-+.(x +a 2)a 2c a 2c ∴Error!②-①得,2=6,∴c =9.c 10.若不等式x 2+ax +4≥0对一切x ∈(0,1]恒成立,则a 的取值范围为________.答案 [-5,+∞)(x+4x)解析 由题意,分离参数后得,a≥-.(x+4x)设f(x)=-,x∈(0,1],则只要a≥[f(x)]max即可.由于函数f(x)在区间(0,1]上单调递增,所以[f(x)]max=f(1)=-5,故a≥-5.11.已知f(x)=-3x2+a(6-a)x+6.(1)解关于a的不等式f(1)>0;(2)若不等式f(x)>b的解集为(-1,3),求实数a,b的值.解 (1)∵f(x)=-3x2+a(6-a)x+6,∴f(1)=-3+a(6-a)+6=-a2+6a+3>0,33即a2-6a-3<0,解得3-2<a<3+2.33∴原不等式的解集为{a|3-2<a<3+2}.(2)∵f(x)>b的解集为(-1,3),∴方程-3x2+a(6-a)x+6-b=0的两根为-1,3,∴Error!解得Error!12.已知f(x)=2x2+bx+c,不等式f(x)<0的解集是(0,5).(1)求f(x)的解析式;(2)若对于任意的x∈[-1,1],不等式f(x)+t≤2恒成立,求t的取值范围.解 (1)f(x)=2x2+bx+c,不等式f(x)<0的解集是(0,5),即2x2+bx+c<0的解集是(0,5),∴0和5是方程2x 2+bx +c =0的两个根,则Error!∴b =-10,c =0,f (x )=2x 2-10x .(2)当x ∈[-1,1]时,f (x )+t ≤2恒成立等价于2x 2-10x +t -2≤0恒成立,∴2x 2-10x +t -2在x ∈[-1,1]上的最大值小于或等于0.设g (x )=2x 2-10x +t -2,x ∈[-1,1],则由二次函数的图象(图略)可知g (x )=2x 2-10x +t -2在区间[-1,1]上为减函数,∴g (x )max =g (-1)=10+t ,∴10+t ≤0,即t ≤-10.即实数t 的取值范围是(-∞,-10].13.若不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5]上有解,则a 的取值范围是________.答案 (-235,+∞)解析 方法一 设f (x )=x 2+ax -2,由Δ=a 2+8>0知方程恒有两个不等实根,又因为f (0)=-2<0,所以方程必有一正根,一负根,函数f (x )图象的示意图如图.所以不等式在区间[1,5]上有解的充要条件是f (5)>0,解得a >-.235方法二 因为不等式x 2+ax -2>0在区间[1,5]上有解,所以a >-x 在区间[1,5]上有解,2x因为函数y =和y =-x 在区间[1,5]上单调递减,2x所以-x ∈,所以a >-.2x [-235,1]23514.(2018·苏北三市模拟)已知对于任意的x ∈(-∞,1)∪(5,+∞),都有x 2-2(a -2)x +a >0,则实数a 的取值范围是________.答案 (1,5]解析 设f (x )=x 2-2(a -2)x +a ,当Δ=4(a -2)2-4a <0,即1<a <4 时,f (x )>0 对x ∈R 恒成立;当a =1时,f (-1)=0,不合题意;当a =4时,f (2)=0 符合题意;当Δ>0 时,由Error!即Error!即4<a ≤5.综上所述,实数a 的取值范围是(1,5].15.在关于x 的不等式x 2-(a +1)x +a <0的解集中至多包含1个整数,则a 的取值范围是_____.答案 [-1,3]解析 因为关于x 的不等式x 2-(a +1)x +a <0可化为(x -1)(x -a )<0,当a >1时,不等式的解集为{x |1<x <a },当a <1时,不等式的解集为{x |a <x <1},当a =1时,不等式的解集为∅,要使得解集中至多包含1个整数,则a =1或1<a ≤3或-1≤a <1,所以实数a 的取值范围是a ∈[-1,3].16.设a <0,(4x 2+a )(2x +b )≥0在(a ,b )上恒成立,求b -a 的最大值.解 当a <b <0时,∀x ∈(a ,b ),2x +b <0,所以(4x 2+a )(2x +b )≥0在(a ,b )上恒成立,可转化为∀x ∈(a ,b ),a ≤-4x 2,所以a ≤-4a 2,所以-≤a <0,14所以0<b -a <;14当a <0<b 时,(4x 2+a )(2x +b )≥0在(a ,b )上恒成立,当x =0时,(4x 2+a )(2x +b )=ab <0,不符合题意;当a <0=b 时,由题意知x ∈(a,0),(4x 2+a )2x ≥0恒成立,所以4x 2+a ≤0,所以-≤a <0,14所以0<b -a ≤.14综上所述,b -a 的最大值为.14。

(江苏专)高考数学一轮复习第十章算法初步讲义

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第十章 算法初步命题探究考纲解读考点内容解读 要求 五年高考统计 常考题型 预测热度 2013 2014 2015 2016 2017 算法初步 1.输入、输出值的求解2.循环条件的判断 A3题 5分 4题 5分 4题 5分 填空题 ★★★分析解读 算法是江苏高考的必考内容,以流程图为背景考查输入、输出值的求解,偶考伪代码为背景的输入、输出值的求解.五年高考考点 算法初步1.(2017课标全国Ⅱ文改编,10,5分)执行下面的程序框图,如果输入的a=-1,则输出的S= .答案 32.(2017课标全国Ⅰ理改编,8,5分)下面程序框图是为了求出满足3n -2n >1 000的最小偶数n,那么在和两个空白框中,可以分别填入 .答案A≤1 000和n=n+23.(2017北京文改编,3,5分)执行如图所示的程序框图,输出的s值为.答案4.(2017山东理改编,6,5分)执行两次下图所示的程序框图,若第一次输入的x的值为7,第二次输入的x的值为9,则第一次、第二次输出的a的值分别为.答案1,05.(2017天津理改编,3,5分)阅读下面的程序框图,运行相应的程序,若输入N的值为24,则输出N的值为.答案 26.(2016山东,11,5分)执行下边的程序框图,若输入n的值为3,则输出的S的值为.答案 17.(2016课标全国Ⅲ理改编,7,5分)执行下面的程序框图,如果输入的a=4,b=6,那么输出的n= .答案 48.(2016四川改编,8,5分)秦九韶是我国南宋时期的数学家,普州(现四川省安岳县)人,他在所著的《数书九章》中提出的多项式求值的秦九韶算法,至今仍是比较先进的算法.如图所示的程序框图给出了利用秦九韶算法求某多项式值的一个实例,若输入n,x的值分别为3,2,则输出v的值为.答案189.(2016课标全国Ⅰ改编,10,5分)执行下面的程序框图,如果输入的x=0,y=1,n=1,则输出x,y的值分别为, .答案;611.(2014江苏,3,5分)如图是一个算法流程图,则输出的n的值是.答案 512.(2014课标Ⅰ改编,7,5分)执行下面的程序框图,若输入的a,b,k分别为1,2,3,则输出的M= .答案教师用书专用(13—23)13.(2016课标全国Ⅱ改编,9,5分)中国古代有计算多项式值的秦九韶算法,下图是实现该算法的程序框图.执行该程序框图,若输入的x=2,n=2,依次输入的a为2,2,5,则输出的s= .答案1714.(2015北京改编,3,5分)执行如图所示的程序框图,输出的结果为.答案(-4,0)15.(2015湖南改编,3,5分)执行如图所示的程序框图.如果输入n=3,则输出的S= .答案16.(2015陕西改编,8,5分)根据下边框图,当输入x为2 006时,输出的y= .答案1017.(2015课标Ⅱ改编,8,5分)下边程序框图的算法思路源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”.执行该程序框图,若输入的a,b分别为14,18,则输出的a= .答案 218.(2014湖南改编,6,5分)执行如图所示的程序框图,如果输入的t∈[-2,2],则输出的S属于.答案[-3,6]19.(2013辽宁理改编,8,5分)执行如图所示的程序框图,若输入n=10,则输出S= .答案20.(2013浙江理改编,5,5分)某程序框图如图所示,若该程序运行后输出的值是,则a的取值范围为.答案4≤a<521.(2013安徽理改编,2,5分)如图所示,程序框图(算法流程图)的输出结果是.答案23.(2013湖北理,12,5分)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的结果i= .答案 5三年模拟A组2016—2018年模拟·基础题组考点算法初步1.(2018江苏淮安宿迁高三期中)如图是一个算法流程图,则输出的i的值为.答案 3While S≤23.(2017江苏南京高淳质检,5)下图是一个算法的流程图,最后输出的k= .答案114.(2017江苏苏州暑期调研,6)下图是一个输出一列数的算法流程图,则这列数的第三项是.答案305.(2016江苏扬州期末,4)如图,若输入的x值为,则相应输出的值为.答案B组2016—2018年模拟·提升题组(满分:20分时间:10分钟)填空题(每小题5分,共20分)江苏海安中学测试)2.(2017江苏南京师范大学附中期中,6)下图是一个算法流程图,则输出k的值是.答案 63.(2017南京、盐城高三第一次模拟)如图是一个算法流程图,则输出的x的值是.答案91I+1C组2016—2018年模拟·方法题组方法1 流程图的求解技巧与方法1.执行如图所示的流程图,如果输出的a值大于2 014,当a取得最小值时,横线处应填入的是.答案 5方法2 破解算法语句问题的技巧与方法(江苏专)高考数学一轮复习第十章算法初步讲义11 / 11。

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第十章 算法、统计与概率 10.4含解析

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§10.4 随机事件的概率考情考向分析 以考查随机事件、互斥事件与对立事件的概率为主,试题为简单题,题型为填空题.1.概率和频率(1)在相同的条件S 下重复n 次试验,观察某一事件A 是否出现,称n 次试验中事件A 出现的次数n A 为事件A 出现的频数,称事件A 出现的比例f n (A )=为事件A 出现的频率.n An (2)对于给定的随机事件A ,在相同条件下,随着试验次数的增加,事件A 发生的频率会在某个常数附近摆动并趋于稳定,我们可以用这个常数来刻画随机事件A 发生的可能性大小,并把这个常数称为随机事件A 的概率,记作P (A ).2.事件的关系与运算定义符号表示包含关系如果事件A 发生,则事件B 一定发生,这时称事件B 包含事件A (或称事件A 包含于事件B )B ⊇A (或A ⊆B )相等关系若B ⊇A 且A ⊇BA =B并事件(和事件)若某事件发生当且仅当事件A 发生或事件B 发生,称此事件为事件A 与事件B 的并事件(或和事件)A ∪B (或A +B )交事件(积事件)若某事件发生当且仅当事件A 发生且事件B 发生,则称此事件为事件A 与事件B 的交事件(或积事件)A ∩B (或AB )互斥事件若A ∩B 为不可能事件(A ∩B =∅),则称事件A 与事件B 互斥A ∩B =∅对立事件若A ∩B 为不可能事件,A ∪B 为必然事件,那么称事件A 与事件B 互为对立事件A ∩B =∅,P (A )+P (B )=13.概率的几个基本性质(1)概率的取值范围:0≤P (A )≤1.(2)必然事件的概率P (E )=1.(3)不可能事件的概率P (F )=0.(4)概率的加法公式如果事件A 与事件B 互斥,则P (A∪B )=P (A )+P (B ).(5)对立事件的概率若事件A 与事件B 互为对立事件,则P (A )=1-P (B ).概念方法微思考1.随机事件A 发生的频率与概率有何区别与联系?提示 随机事件A 发生的频率是随机的,而概率是客观存在的确定的常数,但在大量随机试验中事件A 发生的频率稳定在事件A 发生的概率附近.2.随机事件A ,B 互斥与对立有何区别与联系?提示 当随机事件A ,B 互斥时,不一定对立,当随机事件A ,B 对立时,一定互斥.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)事件发生的频率与概率是相同的.( × )(2)在大量重复试验中,概率是频率的稳定值.( √ )(3)两个事件的和事件是指两个事件都得发生.( × )(4)两互斥事件的概率和为1.( × )题组二 教材改编2.[P94练习T1]下列事件是随机事件的有________.(填序号)①若a,b,c都是实数,则a· (b·c)=(a· b)·c;②没有空气和水,人也可以生存下去;③掷一枚硬币,出现反面;④在标准大气压下,水的温度达到90 ℃时沸腾.答案 ③解析 ①为必然事件,③为随机事件,②④为不可能事件.3.[P97练习T1]某地气象局预报说,明天本地降雨的概率为80%,则下列解释正确的是________.(填序号)①明天本地有80%的区域降雨,20%的区域不降雨;②明天本地有80%的时间降雨,20%的时间不降雨;③明天本地降雨的可能性是80%;④以上说法均不正确.答案 ③解析 选项①②显然不正确,因为80%的概率是指降雨的概率,而不是指80%的区域降雨,更不是指有80%的时间降雨,是指降雨的可能性是80%.4.[P101例3]同时投掷两枚大小相同的骰子,用(x,y)表示结果,记A为“所得点数之和小于5”,则事件A包含的基本事件有________个.答案 6解析 由题意知,事件A包含的基本事件有(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1),共6个.题组三 易错自纠5.从16个同类产品(其中有14个正品,2个次品)中任意抽取3个,则下列事件中概率为1的是________.(填序号)①三个都是正品;②三个都是次品;③三个中至少有一个是正品;④三个中至少有一个是次品.答案 ③解析 16个同类产品中,只有2个次品,从中抽取三件产品,则①是随机事件,②是不可能事件,③是必然事件,④是随机事件.又必然事件的概率为1,所以答案为③.6.从{1,2,3,4,5}中随机选取一个数a ,从{1,2,3}中随机选取一个数b ,则b >a 的概率是________.答案 15解析 基本事件的个数为5×3=15,其中满足b >a 的有3种,所以b >a 的概率为=.315157.从一箱产品中随机地抽取一件,设事件A ={抽到一等品},事件B ={抽到二等品},事件C ={抽到三等品},且已知P (A )=0.65,P (B )=0.2,P (C )=0.1,则事件“抽到的产品不是一等品”的概率为________.答案 0.35解析 ∵事件A ={抽到一等品},且P (A )=0.65,∴事件“抽到的产品不是一等品”的概率为P =1-P (A )=1-0.65=0.35.题型一 事件关系的判断1.从装有两个白球和两个黄球的口袋中任取2个球,以下给出了四组事件:①至少有1个白球与至少有1个黄球;②至少有1个黄球与都是黄球;③恰有1个白球与恰有1个黄球;④恰有1个白球与都是黄球.其中互斥而不对立的事件共有________组.答案 1解析 ①中“至少有1个白球”与“至少有1个黄球”可以同时发生,如恰好1个白球和1个黄球,故两个事件不是互斥事件;②中“至少有1个黄球”说明可以是1个白球和1个黄球或2个黄球,故两个事件不互斥;③中“恰有1个白球”与“恰有1个黄球”都是指有1个白球和1个黄球,故两个事件是同一事件;④中两事件不能同时发生,也可能都不发生,因此两事件是互斥事件,但不是对立事件.2.在5张电话卡中,有3张移动卡和2张联通卡,从中任取2张,若事件“2张全是移动卡”的概率是,那么概率是的事件是________.310710答案 至多有一张移动卡解析 至多有一张移动卡包含“一张移动卡,一张联通卡”,“两张全是联通卡”两个事件,它是“2张全是移动卡”的对立事件.3.口袋里装有1红,2白,3黄共6个形状相同的小球,从中取出两个球,事件A =“取出的两个球同色”,B =“取出的两个球中至少有一个黄球”,C =“取出的两个球中至少有一个白球”,D =“取出的两个球不同色”,E =“取出的两个球中至多有一个白球”.下列判断中正确的序号为____________.①A 与D 为对立事件;②B 与C 是互斥事件;③C 与E 是对立事件;④P (C ∪E )=1;⑤P (B )=P (C ).答案 ①④解析 当取出的两个球中一黄一白时,B 与C 都发生,②不正确;当取出的两个球中恰有一个白球时,事件C 与E 都发生,③不正确;显然A 与D 是对立事件,①正确;C ∪E 为必然事件,P (C ∪E )=1,④正确;P (B )=,P (C )=,⑤不正确.4535思维升华 (1)准确把握互斥事件与对立事件的概念①互斥事件是不可能同时发生的事件,但可以同时不发生.②对立事件是特殊的互斥事件,特殊在对立的两个事件不可能都不发生,即有且仅有一个发生.(2)判断互斥、对立事件的方法判断互斥事件、对立事件一般用定义判断,不可能同时发生的两个事件为互斥事件;两个事件若有且仅有一个发生,则这两事件为对立事件,对立事件一定是互斥事件.题型二 随机事件的频率与概率例1 某超市计划按月订购一种酸奶,每天进货量相同,进货成本每瓶4元,售价每瓶6元,未售出的酸奶降价处理,以每瓶2元的价格当天全部处理完.根据往年销售经验,每天需求量与当天最高气温(单位:℃)有关.如果最高气温不低于25,需求量为500瓶;如果最高气温位于区间[20,25),需求量为300瓶;如果最高气温低于20,需求量为200瓶.为了确定六月份的订购计划,统计了前三年六月份各天的最高气温数据,得下面的频数分布表:最高气温[10,15)[15,20)[20,25)[25,30)[30,35)[35,40]天数216362574以最高气温位于各区间的频率估计最高气温位于该区间的概率.(1)估计六月份这种酸奶一天的需求量不超过300瓶的概率;(2)设六月份一天销售这种酸奶的利润为Y (单位:元),当六月份这种酸奶一天的进货量为450瓶时,写出Y 的所有可能值,并估计Y 大于零的概率.解 (1)这种酸奶一天的需求量不超过300瓶,当且仅当最高气温低于25,由表格数据知,最高气温低于25的频率为=0.6,所以这种酸奶一天的需求量不超过300瓶的概率的2+16+3690估计值为0.6.(2)当这种酸奶一天的进货量为450瓶时,若最高气温不低于25,则Y =6×450-4×450=900;若最高气温位于区间[20,25),则Y =6×300+2(450-300)-4×450=300;若最高气温低于20,则Y =6×200+2(450-200)-4×450=-100,所以Y 的所有可能值为900,300,-100.Y 大于零当且仅当最高气温不低于20,由表格数据知,最高气温不低于20的频率为=0.8.36+25+7+490因此Y 大于零的概率的估计值为0.8.思维升华 (1)概率与频率的关系频率反映了一个随机事件出现的频繁程度,频率是随机的,而概率是一个确定的值,通常用概率来反映随机事件发生的可能性的大小,有时也用频率作为随机事件概率的估计值.(2)随机事件概率的求法利用概率的统计定义求事件的概率,即通过大量的重复试验,事件发生的频率会逐渐趋近于某一个常数,这个常数就是概率.跟踪训练1 某鲜花店将一个月(30天)某品种鲜花的日销售量与销售天数统计如下表,将日销售量落入各组区间的频率视为概率.日销售量(枝)[0,50)[50,100)[100,150)[150,200)[200,250]销售天数3天5天13天6天3天(1)求这30天中日销售量低于100枝的概率;(2)若此花店在日销售量低于100枝的时候选择2天做促销活动,求这2天恰好是在销售量低于50枝时的概率.解 (1)设日销售量为x 枝,则P (0≤x <50)==,330110P (50≤x <100)==,53016所以P (0≤x <100)=+=.11016415(2)日销售量低于100枝的共有8天,从中任选2天做促销活动,共有28种情况;日销售量低于50枝的共有3天,从中任选2天做促销活动,共有3种情况.所以所求概率为P =.328题型三 互斥、对立事件的概率命题点1 互斥事件的概率例2 袋中有12个小球,分别为红球、黑球、黄球、绿球,从中任取一球,取到红球的概率是,取到黑球或黄球的概率是,取到黄球或绿球的概率也是,试求取到黑球、黄球和绿球13512512的概率各是多少?解 方法一 从袋中选取一个球,记事件“摸到红球”、“摸到黑球”、“摸到黄球”、“摸到绿球”分别是A ,B ,C ,D ,则有P (A )=,P (B ∪C )=P (B )+P (C )=,13512P (C ∪D )=P (C )+P (D )=,P (B ∪C ∪D )=P (B )+P (C )+P (D )=1-P (A )=1-=,解得P (B )5121323=,P (C )=,P (D )=,141614因此取到黑球、黄球、绿球的概率分别是,,.141614方法二 设红球有n 个,则=,所以n =4,即红球有4个.n 1213又取到黑球或黄球的概率是,所以黑球和黄球共5个.512又总球数是12,所以绿球有12-4-5=3(个).又取到黄球或绿球的概率也是,所以黄球和绿球共5个,而绿球有3个,所以黄球有5-3=5122(个),所以黑球有12-4-3-2=3(个).因此取到黑球、黄球、绿球的概率分别是=,=,=.312142121631214命题点2 对立事件的概率例3 一盒中装有12个球,其中5个红球,4个黑球,2个白球,1个绿球.从中随机取出1球,求:(1)取出1球是红球或黑球的概率;(2)取出1球是红球或黑球或白球的概率.解 方法一 (利用互斥事件求概率)记事件A 1={任取1球为红球},A 2={任取1球为黑球},A 3={任取1球为白球},A 4={任取1球为绿球},则P (A 1)=,P (A 2)==,P (A 3)==,5124121321216P (A 4)=.112根据题意知,事件A 1,A 2,A 3,A 4彼此互斥,由互斥事件的概率公式,得(1)取出1球是红球或黑球的概率为P (A 1∪A 2)=P (A 1)+P (A 2)=+=.51241234(2)取出1球是红球或黑球或白球的概率为P (A 1∪A 2∪A 3)=P (A 1)+P (A 2)+P (A 3)=++=.5124122121112方法二 (利用对立事件求概率)(1)由方法一知,取出1球为红球或黑球的对立事件为取出1球为白球或绿球,即A 1∪A 2的对立事件为A 3∪A 4,所以取出1球为红球或黑球的概率为P (A 1∪A 2)=1-P (A 3∪A 4)=1-P (A 3)-P (A 4)=1--=.21211234(2)因为A 1∪A 2∪A 3的对立事件为A 4,所以P (A 1∪A 2∪A 3)=1-P (A 4)=1-=.1121112思维升华 求复杂事件的概率的两种方法求概率的关键是分清所求事件是由哪些事件组成的,求解时通常有两种方法(1)将所求事件转化成几个彼此互斥的事件的和事件,利用概率加法公式求解概率.(2)若将一个较复杂的事件转化为几个互斥事件的和事件时,需要分类太多,而其对立面的分类较少,可考虑利用对立事件的概率公式,即“正难则反”.它常用来求“至少”或“至多”型事件的概率.跟踪训练2 某保险公司利用简单随机抽样方法对投保车辆进行抽样,样本车辆中每辆车的赔付结果统计如下:赔付金额(元)0 1 000 2 000 3 000 4 000车辆数(辆)500130100150120(1)若每辆车的投保金额均为2 800元,估计赔付金额大于投保金额的概率;(2)在样本车辆中,车主是新司机的占10%,在赔付金额为4 000元的样本车辆中,车主是新司机的占20%,估计在已投保车辆中,新司机获赔金额为4 000元的概率.解 (1)设A 表示事件“赔付金额为3 000元”,B 表示事件“赔付金额为4 000元”,以频率估计概率得P (A )==0.15,P (B )==0.12.1501 0001201 000由于投保金额为2 800元,赔付金额大于投保金额对应的情形是赔付金额为3 000元和4 000元,所以其概率为P (A )+P (B )=0.15+0.12=0.27.(2)设C 表示事件“投保车辆中新司机获赔4 000元”,由已知,可得样本车辆中车主为新司机的有0.1×1 000=100(辆),而赔付金额为4 000元的车辆中,车主为新司机的有0.2×120=24(辆),所以样本车辆中新司机车主获赔金额为4 000元的频率为=0.24,由频率估计概24100率得P (C )=0.24.用正难则反思想求对立事件的概率若某一事件包含的基本事件多,而它的对立事件包含的基本事件少,则可用“正难则反”思想求解.例 某超市为了解顾客的购物量及结算时间等信息,安排一名员工随机收集了在该超市购物的100位顾客的相关数据,如下表所示.一次购物量1至4件5至8件9至12件13至16件17件及以上顾客数(人)x 3025y 10结算时间(分钟/人)11.522.53已知这100位顾客中一次购物量超过8件的顾客占55%.(1)确定x ,y 的值,并估计顾客一次购物的结算时间的平均值;(2)求一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率.(将频率视为概率)解 (1)由已知得25+y +10=55,x +30=45,所以x =15,y =20.该超市所有顾客一次购物的结算时间组成一个总体,所收集的100位顾客一次购物的结算时间可视为一个容量为100的简单随机样本,顾客一次购物的结算时间的平均值可用样本平均数估计,其估计值为=1.9(分钟).1×15+1.5×30+2×25+2.5×20+3×10100(2)记A 为事件“一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟”,A 1,A 2分别表示事件“该顾客一次购物的结算时间为2.5分钟”,“该顾客一次购物的结算时间为3分钟”,将频率视为概率,得P (A 1)==,P (A 2)==.201001510100110P (A )=1-P (A 1)-P (A 2)=1--=.15110710故一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率为.7101.(2018·南京调研)某单位要在4名员工(含甲、乙两人)中随机选2名到某地出差,则甲、乙两人中至少有一人被选中的概率是________.答案 56解析 从4名员工中随机选2名的所有基本事件共有6个,而甲、乙都未被选中的事件只有1个,所以甲、乙两人中,至少有一人被选中的概率为1-=.16562.4位同学各自在周六、周日两天中任选一天参加公益活动,则周六、周日都有同学参加公益活动的概率为________.答案 78解析 4位同学各自在周六、周日两天中任选一天参加公益活动的情况有24=16(种),其中仅在周六(周日)参加的各有1种,∴所求概率为1-=.1+116783.两个工人每人加工一个零件,加工为一等品的概率分别为和,两个零件是否加工为一等2334品相互独立,则这两个零件中恰有一个一等品的概率为________.答案 512解析 记两个零件中恰好有一个一等品的事件为A ,则P (A )=×+×=.23(1-34)(1-23)345124.(2018·苏北四市模拟)若随机地从1,2,3,4,5五个数中选出两个数,则这两个数恰好为一奇一偶的概率为__________.答案 35解析 从1,2,3,4,5五个数中选出两个数的所有基本事件为(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(2,3),(2,4),(2,5),(3,4),(3,5),(4,5),共10个,其中一奇一偶的基本事件有6个,故所求事件的概率为P ==.610355.下列命题:①将一枚硬币抛两次,设事件M :“两次出现正面”,事件N :“只有一次出现反面”,则事件M 与N 互为对立事件;②若事件A 与B 互为对立事件,则事件A 与B 为互斥事件;③若事件A 与B 为互斥事件,则事件A 与B 互为对立事件;④若事件A 与B 互为对立事件,则事件A ∪B 为必然事件.其中的真命题是________.(填序号)答案 ②④解析 对于①,一枚硬币抛两次,共出现{正,正},{正,反},{反,正},{反,反}四种结果,则事件M 与N 是互斥事件,但不是对立事件,故①错;对于②,对立事件首先是互斥事件,故②正确;对于③,互斥事件不一定是对立事件,如①中的两个事件,故③错;对于④,事件A ,B 为对立事件,则在这一次试验中A ,B 一定有一个要发生,故④正确.6.掷一个骰子的试验,事件A 表示“出现小于5的偶数点”,事件B 表示“出现小于5的点”,若表示B 的对立事件,则一次试验中,事件A +发生的概率为________.B B 答案 23解析 掷一个骰子的试验有6种可能的结果.由题意知P (A )==,P (B )==,26134623∴P ()=1-P (B )=1-=,B 2313∵表示“出现5点或6点”,因此事件A 与互斥,B B 从而P (A +)=P (A )+P ()=+=.B B 1313237.已知某运动员每次投篮命中的概率都为40%,现采用随机模拟的方法估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率:先由计算器产生0到9之间取整数值的随机数,指定1,2,3,4表示命中,5,6,7,8,9,0表示不命中;再以每三个随机数为一组,代表三次投篮的结果.经随机模拟产生了如下20组随机数:907 966 191 925 271 932 812 458 569 683431 257 393 027 556 488 730 113 537 989据此估计,该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为________.答案 0.25解析 20组随机数中表示三次投篮恰好有两次命中的是191,271,932,812,393,其频率为=5200.25,以此估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为0.25.8.若随机事件A ,B 互斥,A ,B 发生的概率均不等于0,且P (A )=2-a ,P (B )=4a -5,则实数a 的取值范围是________________.答案 (54,43]解析 由题意可知Error!即Error!解得Error!所以<a ≤.54439.甲、乙两人玩数字游戏,先由甲任想一数字,记为a ,再由乙猜甲刚才想的数字,把乙猜出的数字记为b ,且a ,b ∈{1,2,3},若|a -b |≤1,则称甲、乙“心有灵犀”.现任意找两个人玩这个游戏,则他们“心有灵犀”的概率为______.答案 79解析 甲想一数字有3种结果,乙猜一数字有3种结果,基本事件总数为3×3=9.设甲、乙“心有灵犀”为事件A ,则A 的对立事件B 为“|a -b |>1”,即|a -b |=2包含2个基本事件,∴P (B )=,∴P (A )=1-=.29297910.经统计,在银行一个营业窗口每天上午9点钟排队等候的人数及相应概率如下表:排队人数01234≥5概率0.10.160.30.30.10.04则该营业窗口上午9点钟时,至少有2人排队的概率是________.答案 0.74解析 由表格可得至少有2人排队的概率P =0.3+0.3+0.1+0.04=0.74.11.A ,B ,C 三个班共有100名学生,为调查他们的体育锻炼情况,通过分层抽样获得了部分学生一周的锻炼时间,数据如下表(单位:小时):A 班 6 6.5 7 7.5 8B 班 6 7 8 9 10 11 12C 班3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5①试估计C 班的学生人数;②从A 班和C 班抽出的学生中,各随机选取1人,A 班选出的人记为甲,C 班选出的人记为乙.假设所有学生的锻炼时间相互独立,求该周甲的锻炼时间比乙的锻炼时间长的概率.解 ①由题意及分层抽样可知,C 班学生人数约为100×=100×=40.85+7+8820②设事件A i 为“甲是现有样本中A 班的第i 个人”,i =1,2,...,5,事件C j 为“乙是现有样本中C 班的第j 个人”,j =1,2,...,8.由题意可知P (A i )=,i =1,2,...,5;P (C j )=,j =1,2, (8)1518P (A i C j )=P (A i )P (C j )=×=,i =1,2,...,5,j =1,2, (8)1518140设事件E 为“该周甲的锻炼时间比乙的锻炼时间长”,由题意知,E =A 1C 1∪A 1C 2∪A 2C 1∪A 2C 2∪A 2C 3∪A 3C 1∪A 3C 2∪A 3C 3∪A 4C 1∪A 4C 2∪A 4C 3∪A 5C 1∪A 5C 2∪A 5C 3∪A 5C 4.因此P (E )=P (A 1C 1)+P (A 1C 2)+P (A 2C 1)+P (A 2C 2)+P (A 2C 3)+P (A 3C 1)+P (A 3C 2)+P (A 3C 3)+P (A 4C 1)+P (A 4C 2)+P (A 4C 3)+P (A 5C 1)+P (A 5C 2)+P (A 5C 3)+P (A 5C 4)=15×=.1403812.某商场有奖销售中,购满100元商品得1张奖券,多购多得.1 000张奖券为一个开奖单位,设特等奖1个,一等奖10个,二等奖50个.设1张奖券中特等奖、一等奖、二等奖的事件分别为A ,B ,C ,求:(1)P (A ),P (B ),P (C );(2)1张奖券的中奖概率;(3)1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率.解 (1)P (A )=,P (B )==,11 000101 0001100P (C )==.501 000120故事件A ,B ,C 的概率分别为,,.11 0001100120(2)1张奖券中奖包含中特等奖、一等奖、二等奖.设“1张奖券中奖”这个事件为M ,则M =A ∪B ∪C .∵A ,B ,C 两两互斥,∴P (M )=P (A ∪B ∪C )=P (A )+P (B )+P (C )==.1+10+501 000611 000故1张奖券的中奖概率为.611 000(3)设“1张奖券不中特等奖且不中一等奖”为事件N ,则事件N 与“1张奖券中特等奖或中一等奖”为对立事件,∴P (N )=1-P (A ∪B )=1-=.(11 000+1100)9891 000故1张奖券不中特等奖且不中一等奖的概率为.9891 00013.某学校成立了数学、英语、音乐3个课外兴趣小组,3个小组分别有39,32,33个成员,一些成员参加了不止一个小组,具体情况如图所示.现随机选取一个成员,他属于至少2个小组的概率是________,他属于不超过2个小组的概率是________.答案 351315解析 “至少2个小组”包含“2个小组”和“3个小组”两种情况,故他属于至少2个小组的概率为P ==.11+10+7+86+7+8+8+10+10+1135“不超过2个小组”包含“1个小组”和“2个小组”,其对立事件是“3个小组”.故他属于不超过2个小组的概率是P =1-=.86+7+8+8+10+10+11131514.有编号为1,2,3的三个白球,编号为4,5,6的三个黑球,这六个球除编号和颜色外完全相同,现从中任意取出两个球.(1)求取出的两个球颜色相同的概率;(2)求取出的两个球颜色不相同的概率.解 从六个球中取出两个球的基本事件有(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),(3,6),(4,5),(4,6),(5,6),共15个.(1)记事件A 为“取出的两个球是白球”,则这个事件包含的基本事件有(1,2),(1,3),(2,3),共3个,故P (A )==;31515记事件B 为“取出的两个球是黑球”,同理可得P (B )=.15记事件C 为“取出的两个球的颜色相同”,A ,B 互斥,根据互斥事件的概率加法公式,得P (C )=P (A +B )=P (A )+P (B )=.25(2)记事件D 为“取出的两个球的颜色不相同”,则事件C ,D 对立,根据对立事件概率之间的关系,得P (D )=1-P (C )=1-=.253515.小明忘记了微信登录密码的后两位,只记得最后一位是字母A ,a ,B ,b 中的一个,另一位是数字4,5,6中的一个,则小明输入一次密码能够成功登陆的概率是________.答案 112解析 小明输入密码后两位的所有情况为(4,A ),(4,a ),(4,B ),(4,b ),(5,A ),(5,a ),(5,B ),(5,b ),(6,A ),(6,a ),(6,B ),(6,b ),共12种,而能成功登陆的密码只有一种,故小明输入一次密码能够成功登陆的概率是.11216.某人在如图所示的直角边长为4米的三角形地块的每个格点(指纵、横直线的交叉点以及三角形的顶点)处都种了一株相同品种的作物.根据历年的种植经验,一株该种作物的年收获量Y (单位:kg)与它的“相近”作物株数X 之间的关系如表所示:X 1234Y51484542这里,两株作物“相近”是指它们之间的直线距离不超过1米.(1)完成下表,并求所种作物的平均年收获量;Y 51484542频数4(2)在所种作物中随机选取一株,求它的年收获量至多为48 kg 的概率.解 (1)所种作物的总株数为1+2+3+4+5=15,其中“相近”作物株数为1的作物有2株,“相近”作物株数为2的作物有4株,“相近”作物株数为3的作物有6株,“相近”作物株数为4的作物有3株,列表如下:Y 51484542频数2463所种作物的平均年收获量为==46.51×2+48×4+45×6+42×31569015(2)方法一 由(1)知P (Y =42)=,P (Y =45)=,315615P (Y =48)=.415故在所种作物中随机选取一株,它的年收获量至多为48 kg 的概率为P (Y ≤48)=P (Y =42)+P (Y =45)+P (Y =48)=++=.3156154151315方法二 由(1)知P (Y =51)=,215故在所种作物中随机选取一样,它的年收获量至多为48 kg 的概率为P (Y ≤48)=1-P (Y =51)=.1315。

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.5含解析

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.5含解析

§7.5 合情推理与演绎推理考情考向分析 以理解类比推理、归纳推理和演绎推理的推理方法为主,常以演绎推理的方法根据几个人的不同说法作出推理判断进行命题.注重培养学生的推理能力;在高考中以填空题的形式进行考查,属于中低档题.1.合情推理(1)归纳推理①定义:从个别事实中推演出一般性的结论,称为归纳推理(简称归纳法).②特点:归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理.(2)类比推理①定义:根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相似或相同,推演出它们在其他方面也相似或相同,像这样的推理通常称为类比推理(简称类比法).②特点:类比推理是由特殊到特殊的推理.(3)合情推理合情推理是根据已有的事实、正确的结论、实验和实践的结果,以及个人的经验和直觉等推测某些结果的推理过程.归纳推理和类比推理都是数学活动中常用的合情推理.2.演绎推理(1)演绎推理由一般性的命题推演出特殊性命题的推理方法称为演绎推理.简言之,演绎推理是由一般到特殊的推理.(2)“三段论”是演绎推理的一般模式,包括:①大前提——一般性的原理;②小前提——特殊对象;③结论——揭示了一般原理与特殊对象的内在联系.概念方法微思考1.合情推理所得结论一定是正确的吗?提示 合情推理所得结论是猜想,不一定正确,用演绎推理能够证明的猜想是正确的,否则不正确.2.合情推理对我们学习数学有什么帮助?提示 合情推理常常能帮助我们猜测和发现结论,证明一个数学结论之前,合情推理常常能为我们提供证明的思路和方向.3.“三段论”是演绎推理的一般模式,包括大前提,小前提,结论,在用其进行推理时,大前提是否可以省略?提示 大前提是已知的一般原理,当已知问题背景很清楚的时候,大前提可以省略.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)由平面三角形的性质推测空间四面体的性质,这是一种合情推理.( √ )(2)在类比时,平面中的三角形与空间中的平行六面体作为类比对象较为合适.( × )(3)“所有3的倍数都是9的倍数,某数m是3的倍数,则m一定是9的倍数”,这是三段论推理,但其结论是错误的.( √ )(4)一个数列的前三项是1,2,3,那么这个数列的通项公式是a n=n(n∈N*).( × )(5)在演绎推理中,只要符合演绎推理的形式,结论就一定正确.( × )题组二 教材改编2.[P64例1]已知在数列{a n}中,a1=1,当n≥2时,a n=a n-1+2n-1,依次计算a2,a3,a4后,猜想a n的表达式是________.答案 a n=n2解析 a2=a1+3=4,a3=a2+5=9,a4=a3+7=16,a1=12,a2=22,a3=32,a4=42,猜想a n=n2.3.[P68T4]在等差数列{a n}中,若a10=0,则有a1+a2+…+a n=a1+a2+…+a19-n (n<19,n∈N*)成立,类比上述性质,在等比数列{b n}中,若b9=1,则存在的等式为________________.答案 b1b2…b n=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*)解析 利用类比推理,借助等比数列的性质,29b=b1+n·b17-n,可知存在的等式为b1b2…b n=b1b2…b17-n(n<17,n∈N*).题组三 易错自纠4.正弦函数是奇函数,f(x)=sin(x2+1)是正弦函数,因此f(x)=sin(x2+1)是奇函数,以上推理错误的原因是________.答案 小前提错误解析 f(x)=sin(x2+1)不是正弦函数,所以小前提错误.5.类比平面内“垂直于同一条直线的两条直线互相平行”的性质,可得出空间内的下列结论:①垂直于同一个平面的两条直线互相平行;②垂直于同一条直线的两条直线互相平行;③垂直于同一个平面的两个平面互相平行;④垂直于同一条直线的两个平面互相平行.则正确的结论是________.(填序号)答案 ①④解析 显然①④正确;对于②,在空间中垂直于同一条直线的两条直线可以平行,也可以异面或相交;对于③,在空间中垂直于同一个平面的两个平面可以平行,也可以相交.(1+x)(1+x)6.观察下列关系式:1+x=1+x;2≥1+2x,3≥1+3x,……,由此规律,得到的第n个关系式为________.答案 (1+x )n ≥1+nx解析 左边为等比数列,右边为等差数列,所以第n 个关系式为(1+x )n ≥1+nx (n ∈N *).题型一 归纳推理命题点1 与数式有关的的推理例1 (1)《周易》历来被人们视为儒家经典之首,它表现了古代中华民族对万事万物的深刻而又朴素的认识,是中华人文文化的基础,它反映了中国古代的二进制计数的思想方法.我们用近代术语解释为:把阳爻“”当做数字“1”,把阴爻“”当做数字“0”,则八卦代表的数表示如下:卦名符号表示的二进制数表示的十进制数坤0000震0011坎0102兑0113以此类推,则六十四卦中的“屯”卦,符号“”表示的十进制数是________.答案 17解析 由题意类推,可知六十四卦中的“屯”卦符号 “”表示二进制数的010001,转化为十进制数的计算为1×20+0×21+0×22+0×23+1×24+0×25=17.(2)观察下列式子:1+<,1++<,1+++<,…,根据以上式子可以猜想:1+122321221325312213214274++…+<________.12213212 0192解析 由题意得,不等式右边分数的分母是左边最后一个分数的分母的底数,所以猜想的分母是2 019,分子组成了一个以3为首项,2为公差的等差数列,所以a 2 018=3+(2 018-1)×2=4 037.命题点2 与图形变化有关的推理例2 分形理论是当今世界十分风靡和活跃的新理论、新学科.其中,把部分与整体以某种方式相似的形体称为分形.分形是一种具有自相似特性的现象、图象或者物理过程.标准的自相似分形是数学上的抽象,迭代生成无限精细的结构.也就是说,在分形中,每一组成部分都在特征上和整体相似,只仅仅是变小了一些而已,谢尔宾斯基三角形就是一种典型的分形,是由波兰数学家谢尔宾斯基在1915年提出的,按照如下规律依次在一个黑色三角形内去掉小三角形,则当n =6时,该黑色三角形内去掉小三角形个数为________.答案 364解析 由图可知,每一个图形中小三角形的个数等于前一个图形小三角形个数的3倍加1,所以,n =1时,a 1=1;n =2时,a 2=3+1=4;n =3时,a 3=3×4+1=13;n =4时,a 4=3×13+1=40;n =5时,a 5=3×40+1=121;n =6时,a 6=3×121+1=364.思维升华 归纳推理问题的常见类型及解题策略(1)与数字有关的等式的推理.观察数字特点,找出等式左右两侧的规律及符号可解.(2)与式子有关的推理.观察每个式子的特点,注意是纵向看,找到规律后可解.(3)与图形变化有关的推理.合理利用特殊图形归纳推理得出结论,并用赋值检验法验证其真伪性.跟踪训练1 某种树的分枝生长规律如图所示,第1年到第5年的分枝数分别为1,1,2,3,5,则预计第10年树的分枝数为________.答案 55解析 由2=1+1,3=1+2,5=2+3知,从第三项起,每一项都等于前两项的和,则第6年为8,第7年为13,第8年为21,第9年为34,第10年为55.题型二 类比推理例3 (1)已知{a n }为等差数列,a 1 010=5,a 1+a 2+a 3+…+a 2 019=5×2 019.若{b n }为等比数列,b 1010=5,则{b n }类似的结论是________________.答案 b 1b 2b 3…b 2 019=52 019解析 在等差数列{a n }中,令S =a 1+a 2+a 3+…+a 2 019,则S =a 2 019+a 2 018+a 2 017+…+a 1,∴2S =(a 1+a 2 019)+(a 2+a 2 018)+(a 3+a 2 017)+…+(a 2 019+a 1)=2 019(a 1+a 2 019)=2 019×2a 1 010=10×2 019,∴S =a 1+a 2+a 3+…+a 2 019=5×2 019.在等比数列{b n }中,令T =b 1b 2b 3…b 2 019,则T =b 2 019b 2 018b 2 017…b 1,∴T 2=(b 1b 2 019)(b 2b 2 018)(b 3b 2 017)…(b 2 019b 1)=(b )2 019,21 010∴T =b 1b 2b 3…b 2 019=(b 1 010)2 019=52 019.(2)祖暅是我国古代的伟大科学家,他在5世纪末提出祖暅:“幂势即同,则积不容异”,意思是:夹在两个平行平面之间的两个几何体,被平行于这两个平面的任意一个平面所截,若截面面积都相等,则这两个几何体的体积相等.祖暅原理常用来由已知几何体的体积推导未知几何体的体积,例如由圆锥和圆柱的体积推导半球体的体积,其示意图如图所示,其中图(1)是一个半径为R 的半球体,图(2)是从圆柱中挖去一个圆锥所得到的几何体.(圆柱和圆锥的底面半径和高均为R )利用类似的方法,可以计算抛物体的体积:在xOy 坐标系中,设抛物线C 的方程为y =1-x 2(-1≤x ≤1),将曲线C 围绕y 轴旋转,得到的旋转体称为抛物体.利用祖暅原理可计算得该抛物体的体积为________.答案 π2解析 构造如图所示的直三棱柱,高设为x ,底面两个直角边长为2,1,由底面积相等得到,2x =π×12,x =.π2下面说明截面面积相等,设截面距底面为t ,矩形截面长为a ,圆形截面半径为r ,由左图得到,=,∴a =2(1-t ),a 21-t1∴截面面积为2(1-t )×=(1-t )π,π2由右图得到,t =1-r 2(坐标系中(图略)易得),∴r 2=1-t ,∴截面面积为(1-t )π,∴二者截面面积相等,∴体积相等.∴抛物体的体积为V 三棱柱=Sh =×2×1×=.12π2π2思维升华 类比推理常见的情形有:平面与空间类比;低维与高维类比;等差与等比数列类比;运算类比(加与乘,乘与乘方,减与除,除与开方).数的运算与向量运算类比;圆锥曲线间的类比等.跟踪训练2 在平面上,设h a ,h b ,h c 是△ABC 三条边上的高,P 为三角形内任一点,P 到相应三边的距离分别为P a ,P b ,P c ,我们可以得到结论:++=1.把它类比到空间中,P a h a P b h b P ch c 则三棱锥中的类似结论为____________________.答案 +++=1P a h a P b h b P c h c P dhd 解析 设h a ,h b ,h c ,h d 分别是三棱锥A -BCD 四个面上的高,P 为三棱锥A -BCD 内任一点,P 到相应四个面的距离分别为P a ,P b ,P c ,P d ,于是可以得出结论:+++=1.P a h a P b h b P c h c P dh d 题型三 演绎推理例4 设同时满足条件:①≤b n +1(n ∈N *);b n +b n +22②b n ≤M (n ∈N *,M 是与n 无关的常数)的无穷数列{b n }叫“特界”数列.(1)若数列{a n }为等差数列,S n 是其前n 项和,a 3=4,S 3=18,求S n ;(2)判断(1)中的数列{S n }是否为“特界”数列,并说明理由.解 (1)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 1+2d =4,3a 1+3d =18,解得a 1=8,d =-2,S n =na 1+d =-n 2+9n .n (n -1)2(2){S n }为“特界”数列.理由如下:由-S n +1=S n +S n +22(S n +2-S n +1)-(S n +1-S n )2===-1<0,a n +2-a n +12d 2得<S n +1,S n +S n +22故数列{S n }满足条件①;而S n =-n 2+9n =-2+(n ∈N *),(n -92)814则当n =4或5时,S n 有最大值20,即S n ≤20,故数列{S n }满足条件②.综上,数列{S n }是“特界”数列.思维升华 演绎推理是从一般到特殊的推理;其一般形式是三段论,应用三段论解决问题,应当首先明确什么是大前提和小前提,若前提是显然的,则可以省略.跟踪训练3 某市为了缓解交通压力,实行机动车辆限行政策,每辆机动车每周一到周五都要限行一天,周末(周六和周日)不限行.某公司有A ,B ,C ,D ,E 五辆车,保证每天至少有四辆车可以上路行驶.已知E 车周四限行,B 车昨天限行,从今天算起,A ,C 两车连续四天都能上路行驶,E 车明天可以上路,由此可知今天是星期________.答案 四解析 因为每天至少有四辆车可以上路行驶,E 车明天可以上路,E 车周四限行,所以今天不是周三;因为B 车昨天限行,所以今天不是周一,不是周五,也不是周日;因为A ,C 两车连续四天都能上路行驶,所以今天不是周二和周六,所以今天是周四.1.观察下列各式:1=12,2+3+4=32,3+4+5+6+7=52,4+5+6+7+8+9+10=72,…,可以得出的一般结论是____________________.答案 n +(n +1)+(n +2)+…+(3n -2)=(2n -1)2解析 由题中式子可以归纳:等式左边为连续自然数的和,有2n -1项,且第一项为n ,则最后一项为3n -2,等式右边均为2n -1的平方.2.观察下列三角形数阵:1 1315 1719111 113115117119……按照以上排列的规律,第16行从左到右的第2个数为________.答案 1243解析 前15行共有=120(个)数,15×(15+1)2所以第16行第2个数为a 122==.12×122-112433.设△ABC 的三边长分别为a ,b ,c ,△ABC 的面积为S ,内切圆半径为r ,则r =.2Sa +b +c 类比这个结论可知:四面体P -ABC 的四个面的面积分别为S 1,S 2,S 3,S 4,内切球的半径为r ,四面体P -ABC 的体积为V ,则r =________.答案 3VS 1+S 2+S 3+S 4解析 由类比推理可知r =.3VS 1+S 2+S 3+S 44.已知 =2, =3, =4,…,类比这些等式,若 =2+23233+38384+4154156+ab6(a ,b 均为正数),则a +b =________.ab答案 41解析 观察等式 =2, =3,=4,…,第n 个应该是 2+23233+38384+415415=(n +1),则第5个等式中a =6,b =a 2-1=35,a +b =41.n +1+n +1(n +1)2-1n +1(n +1)2-15.有一个游戏,将标有数字1,2,3,4的四张卡片分别随机发给甲、乙、丙、丁4个人,每人一张,并请这4人在看自己的卡片之前进行预测:甲说:乙或丙拿到标有3的卡片;乙说:甲或丙拿到标有2的卡片;丙说:标有1的卡片在甲手中;丁说:甲拿到标有3的卡片.结果显示:这4人的预测都不正确,那么甲、乙、丙、丁4个人拿到的卡片上的数字依次为________.答案 4,2,1,3解析 由于4个人预测不正确,其各自的对立事件正确,即甲:乙、丙没拿到3;乙:甲、丙没拿到2;丙:甲没拿到1;丁:甲没拿到3.综上,甲没拿到1,2,3,故甲拿到了4,丁拿到了3,丙拿到了1,乙拿到了2.6.已知f (x )=,x ≥0,若f 1(x )=f (x ),f n +1(x )=f (f n (x )),n ∈N *,则f 2 019(x )的表达式为________.x 1+x答案 f 2 019(x )=x 1+2 019x解析 f 1(x )=,f 2(x )==,f 3(x )==,…,f n +1(x )=f (f n (x ))=x 1+x x1+x1+x1+x x 1+2x x 1+2x 1+x 1+2x x 1+3x,x1+(n +1)x归纳可得f 2 019(x )=.x 1+2 019x7.二维空间中,圆的一维测度(周长)l =2πr ,二维测度(面积)S =πr 2;三维空间中,球的二维测度(表面积)S =4πr 2,三维测度(体积)V =πr 3.应用合情推理,若四维空间中,“特级球”的43三维测度V =12πr 3,则其四维测度W =________.答案 3πr 4解析 二维空间中圆的一维测度(周长)l =2πr ,二维测度(面积)S =πr 2;观察发现S ′=l ,三维空间中球的二维测度(表面积)S =4πr 2,三维测度(体积)V =πr 3,观察发现V ′=S ,43∴四维空间中“特级球”的三维测度V =12πr 3,猜想其四维测度W ,则W ′=V =12πr 3,∴W =3πr 4.8.天干地支纪年法源于中国,中国自古便有十天干与十二地支.十天干即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸;十二地支即子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥.天干地支纪年法是按顺序以一个天干和一个地支相配,排列起来,天干在前,地支在后,天干由“甲”起,地支由“子”起,例如,第一年为“甲子”,第二年为“乙丑”,第三年为“丙寅”,…,以此类推,排列到“癸酉”后,天干回到“甲”重新开始,即“甲戌”,“乙亥”,然后地支回到“子”重新开始,即“丙子”,以此类推.已知1949年为“己丑”年,那么到中华人民共和国成立80年时为________年.答案 己酉解析 天干是以10为一个周期循环,地支以12为一个周期循环,从1949年到2029年经过80年,且1949年为“己丑”年,以1949年的天干和地支分别为起点,则80÷10=8,则2029的天干为己,80÷12=6余8,则2029的地支为酉.9.已知x ∈(0,+∞),观察下列各式:x +≥2,x +=++≥3,x +=+++≥4,…,类比得x +≥n +1(n ∈N *),1x 4x 2x 2x 24x 227x 3x 3x 3x 327x 3a x n 则a =________.答案 n n解析 第一个式子是n =1的情况,此时a =11=1;第二个式子是n =2的情况,此时a =22=4;第三个式子是n =3的情况,此时a =33=27,归纳可知a =n n .10.“中国剩余定理”又称“孙子定理”.1852年英国来华传教伟烈亚利将《孙子算经》中“物不知数”问题的解法传至欧洲,1874年,英国数学家马西森指出此法符合1801年由高斯得出的关于同余式解法的一般性定理,因而西方称之为“中国剩余定理”.“中国剩余定理”讲的是一个关于整除的问题,现有这样一个整除问题:将2至2 018这2 017个整数中能被2除余1且被3除余1的数按由小到大的顺序排成一列,构成数列{a n },则此数列的项数______.答案 336解析 因为这些整数能被2除余1且被3除余1,所以这些数组成的数列的通项a n =6n +1,设6n +1≤2 018,∴6n ≤2 017,∴n ≤336.16所以此数列的项数为336.11.设f (x )=,先分别求f (0)+f (1),f (-1)+f (2),f (-2)+f (3),然后归纳猜想一般性13x +3结论,并给出证明.解 f (0)+f (1)=+130+3131+3=+=+=,11+313+33-123-3633同理可得f (-1)+f (2)=,f (-2)+f (3)=,3333并注意到在这三个特殊式子中,自变量之和均等于1.归纳猜想得当x 1+x 2=1时,均有f (x 1)+f (x 2)=.33证明:设x 1+x 2=1,f (x 1)+f (x 2)=.3312.设f (x )=3ax 2+2bx +c ,若a +b +c =0,f (0)>0,f (1)>0,证明:(1)a >0且-2<<-1;b a(2)方程f (x )=0在(0,1)内有两个实根.证明 (1)因为f (0)>0,f (1)>0,所以c >0,3a +2b +c >0.由a +b +c =0,消去b 得a >c >0;再由条件a +b +c =0,消去c 得a +b <0且2a +b >0,所以-2<<-1.b a(2)因为抛物线f (x )=3ax 2+2bx +c 的顶点坐标为,(-b 3a ,3ac -b 23a )又因为-2<<-1,b a所以<-<.13b 3a 23因为f (0)>0,f (1)>0,而f ==-(-b 3a )3ac -b 23a a 2+c 2-ac 3a =-<0,(a -c 2)2+3c 243a 所以方程f (x )=0在区间与内分别有一个实根,故方程f (x )=0在(0,1)内有(0,-b 3a )(-b 3a ,1)两个实根.13.一质点从坐标原点出发,按如图的运动轨迹运动,每步运动一个单位,例如第3步结束时该质点所在位置的坐标为(0,1),第4步结束时质点所在位置的坐标为(-1,1),那么第2 018步结束时该质点所在位置的坐标为________.答案 (16,-22)解析 当运动:1+1+2+2步时,坐标为(-1,-1);当运动:1+1+2+2+3+3+4+4步时,坐标为(-2,-2);当运动:1+1+2+2+3+3+4+4+5+5+6+6步时,坐标为(-3,-3);……当运动:1+1+2+2+3+3+4+4+5+5+6+6+…+n +n (n 为偶数)步时,坐标为.(-n 2,-n 2)而1+1+2+2+3+3+4+4+5+5+6+6+…+n +n ≤2 018,即n (n +1)≤2 018(n ∈N *),解得n ≤44.当n =44时,该点的坐标为(-22,-22),共走了1 980步,此时还需向右走38步,故最终坐标为(16,-22).14.如图,有一个六边形的点阵,它的中心是1个点(算第1层),第2层每边有2个点,第3层每边有3个点,…,依此类推,如果一个六边形点阵共有169个点,那么它的层数为________.答案 8解析 由题意知,第1层的点数为1,第2层的点数为6,第3层的点数为2×6,第4层的点数为3×6,第5层的点数为4×6,…,第n (n ≥2,n ∈N *)层的点数为6(n -1).设一个点阵有n (n ≥2,n ∈N *)层,则共有的点数为1+6+6×2+…+6(n -1)=1+6·=3n 2-3n +n (n -1)21,由题意,得3n 2-3n +1=169,即(n +7)·(n -8)=0,所以n =8,故共有8层.15.某电子设备的锁屏图案设计的操作界面如图①所示,屏幕解锁图案的设计规则如下:从九个点中选择一个点为起点,手指依次划过某些点(点的个数在1到9个之间)就形成了一个线路图(线上的点只有首次被划到时才起到确定线路的作用,即第二次被划到不会成为确定线路的点),这个线路图就形成一个屏幕解锁的图案,则图②所给线路中可以成为屏幕解锁图案的是________.(填序号)答案 ab解析 由解锁图案的设计规则可知,所给的线路图可以成为屏幕解锁图案的充分条件是:构成线路图的所有的点能且只能起到一次确定线段的作用.将屏保九宫格编号如下:则能形成a线路的方案是:a:1→5→9→2→8→6→4→3→7或者b:7→5→3→4→6→8→2→9→1,两者都能成为屏幕解锁图案;能形成b线路的方案是:c:6→5→4→2→7→8→9→5→8或者d:6→5→4→2→7→8→5→9→8或者e:8→9→5→8→7→2→4→6或者f:8→5→9→7→2→4→6或者g:8→5→4→2→7→9→5→6,其中f能成为屏幕解锁图案;能形成c 线路的方案是:h :7→6→5→9→3→2→1→6或者i :7→6→1→2→3→9→5→6或者j :6→5→9→3→2→1→6→7或者k :6→1→2→3→9→5→6→7或者l :7→6→3→2→1→6→9→5→6或者m :7→6→3→2→1→6→5→9→6或者n :7→6→9→5→6→1→2→3→6,其中点6在所有的方案中至少起到两次确定线段的作用,都不能成为屏幕解锁图案.故本题正确答案为ab.16.分形几何学是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学.分形的外表结构极为复杂,但其内部却是有规律可寻的.一个数学意义上分形的生成是基于一个不断迭代的方程式,即一种基于递归的反馈系统.下面我们用分形的方法来得到一系列图形,如图1,线段AB 的长度为a ,在线段AB 上取两个点C ,D ,使得AC =DB =AB ,以CD 为一边在线段AB 的上方14做一个正六边形,然后去掉线段CD ,得到图2中的图形;对图2中的最上方的线段EF 做相同的操作,得到图3中的图形;依此类推,我们就得到了以下一系列图形:记第n 个图形(图1为第1个图形)中的所有线段长的和为S n ,现给出有关数列{S n }的四个命题:①数列{S n }不是等比数列;②数列{S n }是递增数列;③存在最小的正数a ,使得对任意的正整数n ,都有S n >2 019;④存在最大的正数a ,使得对任意的正整数n ,都有S n <2 019.其中真命题的序号是________.(请写出所有真命题的序号)答案 ①②④解析 由题意,得图1中的线段为a ,S 1=a ,图2中的正六边形的边长为,a 2S 2=S 1+×4=S 1+2a ,a 2图3中的最小正六边形的边长为,a 4S 3=S 2+×4=S 2+a ,a 4图4中的最小正六边形的边长为,a 8S 4=S 3+×4=S 3+,a 8a 2由此类推,S n -S n -1=(n ≥2),a2n -3即{S n }为递增数列,且不是等比数列,(S n )min =S 1=a ,若使对任意正整数n ,都有S n >2 019,则a >2 019.所以不存在最小的正数a .即①②正确,③错误;因为S n =S 1+(S 2-S 1)+(S 3-S 2)+…+(S n -S n -1)=a +2a +a ++…+=a +a 2a 2n -32a (1-12n -1)1-12=a +4a <5a (n ≥2,n ∈N *),(1-12n -1)又S 1=a <5a ,所以存在最大的正数a =,2 0195使得对任意的正整数n ,都有S n <2 019,即④正确.。

高考数学总复习第10章第七节课件理苏教版

高考数学总复习第10章第七节课件理苏教版
批次产品检验不合格件数多 1 件的概率.
解:(1)记“至少有 2 件甲批次产品检验不合格”为事 件 A. 由题意,事件 A 包括以下两个互斥事件: ①事件 B:有 2 件甲批次产品检验不合格.由 n 次独 立重复试验中某事件发生 k 次的概率公式,得
P(B)=C231421-141=694;
②事件 C:3 件甲批次产品检验都不合格.由相互独 立事件概率公式,得
故随机变量X的分布列为
X0 1 2 3
P 0.729 0.243 0.027 0.001
X的数学期望为E(X)=3×0.1=0.3. 【名师点评】 二项分布是概率中一个重要的概 率模型,它是研究独立重复试验的数学模型,其 要点是:(1)每次试验是独立重复的;(2)每次试 验是一个两点分布.
变式训练 在甲、乙两个批次的某产品中, 分别抽出 3 件进行质量检验.已知甲、乙批 次产品检验不合格的概率分别为14、13,假设 每件产品检验是否合格相互之间没有影响. (1)求至少有 2 件甲批次产品不合格的概率; (2)求甲批次产品检验不合格件数恰好比乙
P(C)=413=614.
所以,P(A)=P(B)+P(C)=352. (2)记“甲批次产品检验不合格件数恰好比乙 批次产品检验不合格件数多 1 件”为事件 D. 由题意,事件 D 包括以下三个互斥事件:
①事件 E:3 件甲批次产品检验都不合格, 且有 2 件乙批次产品检验不合格.
其概率 P(E)=413·C233121-131=2188;
取出红球的概率是多少? (2)从2号箱取出红球的概率是多少? 【思路分析】 从2号箱取出红球,有两种互斥 的情况:一是当从1号箱取出红球时,二是当从1 号箱取出白球时.
【解】 记事件 A:最后从 2 号箱中取出的是红球; 事件 B:从 1 号箱中取出的是红球. P(B)=2+4 4=23,P( B )=1-P(B)=13, (1)P(A|B)=38+ +11=49. (2)∵P(A| B )=8+3 1=13, ∴P(A)=P(AB)+P(A B )

2022版高考数学大一轮复习江苏专版文档第十章计数原理102

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2022版高考数学大一轮复习江苏专版文档第十章计数原理102§10.2排列与组合考情考向分析以理解和应用排列、组合的概念为主,常常以实际问题为载体,考查分类讨论思想,考查分析,解决问题的能力,题型以解答题为主,难度为中档.1.排列与组合的概念名称定义按照一定的顺序排成从n个不同的元素中取出m(m≤n)个元素组合2.排列数与组合数(1)排列数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用Amn表示.(2)组合数的定义:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有组合的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的组合数,用Cmn表示.3.排列数、组合数的公式及性质n!(1)Am=n(n-1)(n-2)…(n-m+1)=nn-m!公式nn-1n-2…n -m+1n!Amnm(2)Cn=m==Amm!m!n-m!性质(1)0!=1;Ann=n!一列合成一组排列mn(2)Cn=Cn-mmm1;Cm__n+1=Cn+Cn-题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“某”)(1)所有元素完全相同的两个排列为相同排列.(某)(2)一个组合中取出的元素讲究元素的先后顺序.(某)(3)两个组合相同的充要条件是其中的元素完全相同.(√)(4)(n+1)!-n!=n·n!.(√)m(5)若组合式C某n=Cn,则某=m成立.(某)k1(6)kCkn=nCn-1.(√)-题组二教材改编2.[P29习题T5]6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的坐法种数为________.答案24解析“插空法”,先排3个空位,形成4个空隙供3人选择就座,因此任何两人不相邻的坐法种数为A34=4某3某2=24.3.[P16例7]用数字1,2,3,4,5组成无重复数字的四位数,其中偶数的个数为________.答案483解析末位数字排法有A12种,其他位置排法有A4种,3共有A12A4=48(种)排法,所以偶数的个数为48.题组三易错自纠4.六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有________种.答案216解析第一类:甲在左端,有A55=5某4某3某2某1=120(种)排法;第二类:乙在最左端,甲不在最右端,有4A44=4某4某3某2某1=96(种)排法.所以共有120+96=216(种)排法.5.为发展国外孔子学院,教育部选派6名中文教师到泰国、马来西亚、缅甸任教中文,若每个国家至少去一人,则不同的选派方案种数为________.答案54011C46C2C1解析依题意,选派方案分为三类:①一个国家派4名,另两个国家各派1名,有·A323A2213=90(种);②一个国家派3名,一个国家派2名,一个国家派1名,有C36C3C1A3=360(种);22C26C4C23③每个国家各派2名,有·A3=90(种),故不同的选派方案种数为90+360+90=540.A336.寒假里5名同学结伴乘动车外出旅游,实名制购票,每人一座,恰在同一排A,B,C,D,E五个座位(一排共五个座位),上车后五人在这五个座位上随意坐,则恰有一人坐对与自己车票相符座位的坐法有______种.(用数字作答)答案45解析设5名同学也用A,B,C,D,E来表示,若恰有一人坐对与自己车票相符的坐法,设E同学坐在自己的座位上,则其他四位都不坐自己的座位,则有BADC,BDAC,BCDA,CADB,CDAB,CDBA,DABC,DCAB,DCBA,共9种坐法,则恰有一人坐对与自己车票相符座位的坐法有9某5=45(种).题型一排列问题1.某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方写一条毕业留言,那么全班共写了________条毕业留言.(用数字作答)答案1560解析由题意知两两彼此给对方写一条毕业留言相当于从40人中任选两人的排列数,所以全班共写了A240=40某39=1560(条)留言.2.用1,2,3,4,5,6组成一个无重复数字的六位数,要求三个奇数1,3,5有且只有两个相邻,则不同的排法种数为________.答案4322解析根据题意,分三步进行:第一步,先将1,3,5分成两组,共C23A2种排法;第二步,将22,4,6排成一排,共A33种排法;第三步,将两组奇数插入三个偶数形成的四个空位,共A4种232排法.综上,共有C23A2A3A4=3某2某6某12=432(种)排法.3.在1,2,3,4,5,6,7的任一排列a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7中,使相邻两数都互质的排列种数为________.答案864解析先把数字1,3,5,7作全排列,有A4再排数字6,由于数字6不与3相邻,4=24种排法,在排好的排列中,除去3的左、右2个空隙,还有3个空隙可排数字6,故数字6有3种排法,最后排数字2,4,又数字2,4不与6相邻,故在剩下的4个空隙中排上2,4,有A24种排法,2故共有A44某3某A4=864(种)排法.思维升华排列应用问题的分类与解法(1)对于有限制条件的排列问题,分析问题时有位置分析法、元素分析法,在实际进行排列时一般采用特殊元素优先原则,即先安排有限制条件的元素或有限制条件的位置,对于分类过多的问题可以采用间接法.(2)对相邻问题采用捆绑法、不相邻问题采用插空法、定序问题采用倍缩法是解决有限制条件的排列问题的常用方法.题型二组合问题典例某市工商局对35种商品进行抽样检查,已知其中有15种假货.现从35种商品中选取3种.(1)其中某一种假货必须在内,不同的取法有多少种?(2)其中某一种假货不能在内,不同的取法有多少种?(3)恰有2种假货在内,不同的取法有多少种?(4)至少有2种假货在内,不同的取法有多少种?(5)至多有2种假货在内,不同的取法有多少种?解(1)从余下的34种商品中,选取2种有C234=561种取法,∴某一种假货必须在内的不同取法有561种.323(2)从34种可选商品中,选取3种,有C334种或者C35-C34=C34=5984种取法.∴某一种假货不能在内的不同取法有5984种.2(3)从20种真货中选取1种,从15种假货中选取2种有C120C15=2100种取法.∴恰有2种假货在内的不同的取法有2100种.223(4)选取2种假货有C1选取3种假货有C3共有选取方式C120C15种,15种,20C15+C15=2100+455=2555(种).∴至少有2种假货在内的不同的取法有2555种.(5)方法一(间接法)选取3种的总数为C335,因此共有选取方式3C35-C315=6545-455=6090(种).∴至多有2种假货在内的不同的取法有6090种.方法二(直接法)2112选取3种真货有C320种,选取2种真货有C20C15种,选取1种真货有C20C15种,2112因此共有选取方式C320+C20C15+C20C15=6090(种).∴至多有2种假货在内的不同的取法有6090种.思维升华组合问题常有以下两类题型变化:(1)“含有”或“不含有”某些元素的组合题型:“含”,则先将这些元素取出,再由另外元素补足;“不含”,则先将这些元素剔除,再从剩下的元素中去选取.。

高考理科数学(江苏专用)一轮复习课件:第10章 附加考查部分 第5讲

高考理科数学(江苏专用)一轮复习课件:第10章 附加考查部分 第5讲

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第十二章
选考部分
第 2 题图 2.如图所示,BD、CE 是△ABC 的高,BD、CE 交于点 F.写出
△FCD,△FBE,△ABD . 图中所有与△ACE 相似的三角形_______________________
解析: 因为 Rt△ACE 与 Rt△FCD 和 Rt△ABD 各有一个公 共锐角,所以它们相似.又易知∠BFE=∠A,故 Rt△ACE ∽Rt△FBE.
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3.
如图, CP 是圆 O 的切线, P 为切点, 直线 CO 交圆 O 于 A, B 两点,AD⊥CP,垂足为 D.求证:∠DAP=∠BAP.
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证明: 因为 CP 与圆 O 相切, 所以∠DPA=∠PBA. 因为 AB 为圆 O 的直径,所以∠APB=90°, 所以∠BAP=90°-∠PBA. 因为 AD⊥CP,所以∠DAP=90°-∠DPA, 所以∠DAP=∠BAP.
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1.
如图,在圆 O 中,M,N 是弦 AB 的三等分点,弦 CD,CE 分别经过点 M,N.若 CM=2,MD=4,CN=3,求线段 NE 的长.
解: 由题意可设 AM=MN=NB=x,
MB, CM·MD=AM· 由圆的相交弦定理得 NB, CN·NE=AN· 2x, 2×4=x· 即 解得 x, 3·NE=2x·
第十章
附加考查部分 第十二章 选考部分
第5讲
几何证明选讲
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第十二章
选考部分
1.平行线分线段成比例定理 (1)平行线等分线段定理: 如果一组平行线在一条直线上截得 的线段相等,那么在任一条(与这组平行线相交的)直线上截 得的线段也相等. (2)平行线分线段成比例定理:两条直线与一组平行线相交, 它们被这组平行线截得的对应线段成比例.

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.5 Word版含解析

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③结论——揭示了一般原理与特殊对象的内在联系. 概念方法微思考 1.合情推理所得结论一定是正确的吗? 提示 合情推理所得结论是猜想,不一定正确,用演绎推理能够证明的猜想是正确的,否则 不正确. 2.合情推理对我们学习数学有什么帮助? 提示 合情推理常常能帮助我们猜测和发现结论,证明一个数学结论之前,合情推理常常能 为我们提供证明的思路和方向. 3.“三段论”是演绎推理的一般模式,包括大前提,小前提,结论,在用其进行推理时,大 前提是否可以省略? 提示 大前提是已知的一般原理,当已知问题背景很清楚的时候,大前提可以省略.
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答案 (1+x)n≥1+nx 解析 左边为等比数列,右边为等差数列,所以第 n 个关系式为(1+x)n≥1+nx(n∈N*).
题型一 归纳推理
命题点 1 与数式有关的的推理
例 1 (1)《周易》历来被人们视为儒家经典之首,它表现了古代中华民族对万事万物的深刻而 又朴素的认识,是中华人文文化的基础,它反映了中国古代的二进制计数的思想方法.我们 用近代术语解释为:把阳爻“ ”当做数字“1”,把阴爻“ ”当做数字“0”,则八卦 代表的数表示如下:
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§7.5 合情推理与演绎推理
考情考向分析 以理解类比推理、归纳推理和演绎推理的推理方法为主,常以演绎推理的 方法根据几个人的不同说法作出推理判断进行命题.注重培养学生的推理能力;在高考中以 填空题的形式进行考查,属于中低档题.
1.合情推理 (1)归纳推理 ①定义:从个别事实中推演出一般性的结论,称为归纳推理(简称归纳法). ②特点:归纳推理是由部分到整体、由个别到一般的推理. (2)类比推理 ①定义:根据两个(或两类)对象之间在某些方面的相似或相同,推演出它们在其他方面也相 似或相同,像这样的推理通常称为类比推理(简称类比法). ②特点:类比推理是由特殊到特殊的推理. (3)合情推理 合情推理是根据已有的事实、正确的结论、实验和实践的结果,以及个人的经验和直觉等推 测某些结果的推理过程.归纳推理和类比推理都是数学活动中常用的合情推理. 2.演绎推理 (1)演绎推理 由一般性的命题推演出特殊性命题的推理方法称为演绎推理.简言之,演绎推理是由一般到 特殊的推理. (2)“三段论”是演绎推理的一般模式,包括: ①大前提——一般性的原理; ②小前提——特殊对象;

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第十章 算法、统计与概率 10.3 Word版含解析

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§10.3 用样本估计总体考情考向分析 主要考查平均数、方差的计算以及茎叶图与频率分布直方图的简单应用;题型以填空题为主,难度为中低档题.1.作频率分布直方图的步骤(1)求极差(即一组数据中最大值与最小值的差).(2)决定组距与组数.(3)将数据分组.(4)列频率分布表.(5)画频率分布直方图.2.频率分布折线图和总体密度曲线(1)频率分布折线图:如果将频率分布直方图中各个相邻的矩形的上底边的中点顺次连结起来,那么就得到频率分布折线图.(2)总体分布的密度曲线:如果将样本容量取得足够大,分组的组距取得足够小,那么相应的频率折线图将趋于一条光滑曲线,我们称这条光滑曲线为总体分布的密度曲线.3.茎叶图统计中还有一种被用来表示数据的图叫做茎叶图,茎是指中间的一列数,叶就是从茎的旁边生长出来的数.4.标准差和方差(1)标准差是样本数据到平均数的一种平均距离.(2)标准差:s =.1n[(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2](3)方差:s 2=[(x 1-)2+(x 2-)2+…+(x n -)2](x n 是样本数据,n 是样本容量,是样本平均1nx x x x 数).概念方法微思考1.在频率分布直方图中如何确定中位数?提示 在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积是相等的.2.平均数、标准差与方差反映了数据的哪些特征?提示 平均数反映了数据取值的平均水平,标准差、方差反映了数据对平均数的波动情况,即标准差、方差越大,数据的离散程度越大,越不稳定;反之离散程度越小,越稳定.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平均数、众数与中位数从不同的角度描述了一组数据的集中趋势.( √ )(2)一组数据的众数可以是一个或几个,那么中位数也具有相同的结论.( × )(3)从频率分布直方图得不出原始的数据内容,把数据表示成直方图后,原有的具体数据信息就被抹掉了.( √ )(4)茎叶图一般左侧的叶按从大到小的顺序写,右侧的叶按从小到大的顺序写,相同的数据可以只记一次.( × )(5)在频率分布直方图中,最高的小长方形底边中点的横坐标是众数.( √ )题组二 教材改编2.[P58例4]如图是100位居民月均用水量的频率分布直方图,则月均用水量为[2,2.5)范围内的居民有________人.答案 25解析 0.5×0.5×100=25.3.[P56练习T3]一个容量为32的样本,已知某组样本的频率为0.25,则该组样本的频数为________.答案 8解析 设频数为n ,则=0.25,n32∴n =32×=8.144.[P71练习T1]已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是________.答案 0.1解析 ==5.1,x 4.7+4.8+5.1+5.4+5.55则该组数据的方差s 2==0.1.(4.7-5.1)2+(4.8-5.1)2+(5.1-5.1)2+(5.4-5.1)2+(5.5-5.1)25题组三 易错自纠5.(2018·徐州模拟)一组数据共40个,分为6组,第1组到第4组的频数分别为10,5,7,6,第5组的频率为0.1,则第6组的频数为________.答案 8解析 因为数据共40个,第5组的频率为0.1,所以第5组的频数为40×0.1=4,所以第6组的频数为40-(10+5+7+6+4)=8.6.为了普及环保知识,增强环保意识,某大学随机抽取30名学生参加环保知识测试,得分(十分制)如图所示,假设得分的中位数为m ,众数为n ,平均数为,则m ,n ,的大小关系x x 为________.(用“<”连接)答案 n <m <x解析 由图可知,30名学生得分的中位数为第15个数和第16个数(分别为5,6)的平均数,即m =5.5;又5出现的次数最多,故n =5;=≈5.97.x 2×3+3×4+10×5+6×6+3×7+2×8+2×9+2×1030故n <m <.x 7.某高校调查了200名学生每周的自习时间(单位:小时),制成了如图所示的频率分布直方图,其中自习时间的范围是[17.5,30],样本数据分组为[17.5,20),[20,22.5),[22.5,25),[25,27.5),[27.5,30].根据频率分布直方图,这200名学生中每周的自习时间不少于22.5小时的人数是________.答案 140解析 由频率分布直方图,知200名学生每周的自习时间不少于22.5小时的频率为1-(0.02+0.10)×2.5=0.7,则这200名学生中每周的自习时间不少于22.5小时的人数为200×0.7=140.题型一 茎叶图的应用1.(2018·南通模拟)如图是甲、乙两位同学在5次测试中得分的茎叶图,则成绩较稳定(方差较小)的那一位同学的方差为________.答案 2解析 由于甲、乙两位同学的平均数均为90,所以甲、乙两位同学的方差分别为×(4+1+0+1+4)=2,×(9+1+0+1+9)=4>2,1515故成绩较稳定(方差较小)的那一位同学的方差为2.2.(2018·江苏淮阴中学月考)如图所示是一次歌唱大赛上,七位评委为某选手打出的分数的茎叶图,去掉一个最高分和一个最低分后,所剩数据的平均数为85,则a 2+b 2的最小值是________.答案 32解析 方法一 根据题意,有=5,得a +b =8,则b =8-a ,a 2+b 2=a 2+(8-a )24+a +6+b +75=2a 2-16a +64,其中a ,b 满足0≤a ≤9,0≤b ≤9,即0≤a ≤9,0≤8-a ≤9,即0≤a ≤8且a 是整数,令f (a )=2a 2-16a +64,显然当a =4时,f (a )取得最小值,这个最小值是32.方法二 同方法一可得a +b =8,则8≥2,故ab ≤16,而a 2+b 2=(a +b )2-2ab ≥64-32=ab 32,当且仅当a =b =4时等号成立.3.空气质量指数(Air Quality Index ,简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数,空气质量按照AQI 大小分为六级,0~50为优;51~100为良;101~150为轻度污染;151~200为中度污染;201~300为重度污染;大于300为严重污染.从某地一环保人士某年的AQI 记录数据中,随机抽取10个,用茎叶图记录如下.根据该统计数据,估计此地该年AQI 大于100的天数约为________.(该年有365天)答案 146解析 该样本中AQI 大于100的频数是4,频率为,25由此估计该地全年AQI 大于100的频率为,25估计此地该年AQI 大于100的天数约为365×=146.25思维升华 茎叶图的优缺点由茎叶图可以清晰地看到数据的分布情况,这一点同频率分布直方图类似.它优于频率分布直方图的第一点是从茎叶图中能看到原始数据,没有任何信息损失,第二点是茎叶图便于记录和表示.其缺点是当样本容量较大时,作图较烦琐.题型二 频率分布直方图的绘制与应用例1 为了研究某药品的疗效,选取若干名志愿者进行临床试验,所有志愿者的舒张压数据(单位:kPa)的分组区间为[12,13),[13,14),[14,15),[15,16),[16,17],将其按从左到右的顺序分别编号为第一组,第二组,…,第五组,如图是根据试验数据制成的频率分布直方图.已知第一组与第二组共有20人,第三组中没有疗效的有6人,则第三组中有疗效的人数为_______.答案 12解析 志愿者的总人数为=50,20(0.16+0.24)×1所以第三组人数为50×0.36=18,有疗效的人数为18-6=12.思维升华 (1)准确理解频率分布直方图的数据特点,频率分布直方图中纵轴上的数据是各组的频率除以组距的结果,不要误以为纵轴上的数据是各组的频率,不要和条形图混淆.(2)在很多题目中,频率分布直方图中各小长方形的面积之和为1,是解题的关键,常利用频率分布直方图估计总体分布.跟踪训练1 (1)某商场在国庆黄金周的促销活动中,对10月2日9时至14时的销售额进行统计,其频率分布直方图如图所示.已知9时至10时的销售额为2.5万元,则11时至12时的销售额为________万元.答案 10解析 设11时至12时的销售额为x ,因为9时至10时的销售额为2.5万元,由题意得=0.10.4,得x =10.2.5x(2)某校对高三年级的学生进行体检,现将高三男生的体重(单位:kg)数据进行整理后分成六组,并绘制频率分布直方图(如图所示).已知图中从左到右第一、第六小组的频率分别为0.16,0.07,第一、第二、第三小组的频率成等比数列,第三、第四、第五、第六小组的频率成等差数列,且第三小组的频数为100,则该校高三年级的男生总数为________.答案 400解析 因为第一、第二、第三小组的频率成等比数列,设公比为q ,则第三小组的频率为0.16q 2;又第三、第四、第五、第六小组的频率成等差数列,设公差为d ,从而得第六小组的频率为0.16q 2+3d =0.07.又因为六组频率之和为1,所以Error!由图知q >0,d <0,得q =1.25,d =-0.06,得第三小组的频率为0.25,则该校高三年级的男生总数为100÷0.25=400.题型三 用样本的数字特征估计总体的数字特征例2 (1)(2013·江苏)抽样统计甲、乙两位射击运动员的5次训练成绩(单位:环),结果如下:运动员第1次第2次第3次第4次第5次甲8791908993乙8990918892则成绩较为稳定(方差较小)的那位运动员成绩的方差为________.答案 2解析 甲=(87+91+90+89+93)=90,x 15乙=(89+90+91+88+92)=90,x 15s =[(87-90)2+(91-90)2+(90-90)2+(89-90)2+(93-90)2]=4,2甲15s =[(89-90)2+(90-90)2+(91-90)2+(88-90)2+(92-90)2]=2.2乙15(2)甲、乙二人参加某体育项目训练,近期的五次测试成绩得分情况如图:①分别求出两人得分的平均数与方差;②根据图和上面算得的结果,对两人的训练成绩作出评价.解 ①由图象可得甲、乙两人五次测试的成绩分别为甲:10分,13分,12分,14分,16分;乙:13分,14分,12分,12分,14分.甲==13;x 10+13+12+14+165乙==13,x 13+14+12+12+145s =[(10-13)2+(13-13)2+(12-13)2+(14-13)2+(16-13)2]=4;2甲15s =[(13-13)2+(14-13)2+(12-13)2+(12-13)2+(14-13)2]=0.8.2乙15②由s >s ,可知乙的成绩较稳定.2甲2乙从折线图看,甲的成绩基本呈上升状态,而乙的成绩上下波动,可知甲的成绩在不断提高,而乙的成绩则无明显提高.思维升华 平均数与方差都是重要的数字特征,是对总体的一种简明的描述,它们所反映的情况有着重要的实际意义,平均数、中位数、众数描述其集中趋势,方差和标准差描述其波动大小.跟踪训练2 某企业有甲、乙两个研发小组,为了比较他们的研发水平,现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果如下:(a ,b ),(a ,),(a ,b ),(,b ),(,),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b a a b ),(,b ),(a ,),(,),(a ,b ),(a ,),(,b ),(a ,b ),其中a ,分别表示甲组研发b a b a b b a a 成功和失败;b ,分别表示乙组研发成功和失败.b (1)若某组成功研发一种新产品,则给该组记1分,否则记0分.试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差,并比较甲、乙两组的研发水平;(2)若该企业安排甲、乙两组各自研发一种新产品,试估计恰有一组研发成功的概率.解 (1)甲组研发新产品的成绩为1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,1,其平均数甲==;x 101523方差为s ==.2甲115[(1-23)2×10+(0-23)2×5]29乙组研发新产品的成绩为1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,其平均数乙==;x 91535方差为s ==.2乙115[(1-35)2×9+(0-35)2×6]625因为甲>乙,s <s ,所以甲组的研发水平优于乙组.x x 2甲2乙(2)记恰有一组研发成功为事件E ,在所抽得的15个结果中,恰有一组研发成功的结果是(a ,),(,b ),(a ,),(,b ),(a ,),(a ,),(,b ),共7个.因此事件E 发生的频率为.b a b a b b a 715用频率估计概率,即得所求概率为P (E )=.7151.(2015·江苏)已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为________.答案 6解析 这组数据的平均数为(4+6+5+8+7+6)=6.162.下面茎叶图记录了甲、乙两组各五名学生在一次英语听力测试中的成绩(单位:分).已知甲组数据的中位数为15,乙组数据的平均数为16.8,则x ,y 的值分别为________.答案 5,8解析 由题意根据甲组数据的中位数为15,可得x =5;乙组数据的平均数为16.8,则=16.8,求得y =8.9+15+18+24+10+y 53.下图是某公司10个销售店某月销售某产品数量(单位:台)的茎叶图,则数据落在区间[22,30)内的频率为________.答案 0.4解析 10个数据落在区间[22,30)内的数据有22,22,27,29,共4个,因此,所求的频率为=0.4.4104.某工厂对一批新产品的长度(单位:mm)进行检测,如图是检测结果的频率分布直方图,据此估计这批产品的中位数为________.答案 22.5解析 产品的中位数出现在频率是0.5的地方.自左至右各小矩形的面积依次为0.1,0.2,0.4,0.15,0.15,设中位数是x ,则由0.1+0.2+0.08×(x -20)=0.5,得x =22.5.5.(2018·扬州调研)随着社会的发展,食品安全问题渐渐成为社会关注的热点,为了提高学生的食品安全意识,某学校组织全校学生参加食品安全知识竞赛,成绩的频率分布直方图如图,数据的分组依次为[20,40),[40,60),[60,80),[80,100].若该校的学生总人数为3 000,则成绩不超过60分的学生人数大约为________.答案 900解析 由题图知,成绩不超过60分的学生的频率为(0.005+0.01)×20=0.3,所以成绩不超过60分的学生人数大约为0.3×3 000=900.6.若样本数据x 1,x 2,…,x 10的标准差为8,则数据2x 1-1,2x 2-1,…,2x 10-1的标准差为________.答案 16解析 已知样本数据x 1,x 2,…,x 10的标准差为s =8,则s 2=64,数据2x 1-1,2x 2-1,…,2x 10-1的方差为22s 2=22×64,所以其标准差为=2×8=16.22×647.已知等差数列{a n }的公差为d ,若a 1,a 2,a 3,a 4,a 5的方差为8,则d 的值为________.答案 ±2解析 因为{a n }为等差数列,所以a 1,a 2,a 3,a 4,a 5的平均数为a 3,所以方差为[(-2d )2+(-15d )2+0+d 2+(2d )2]=2d 2=8,解得d =±2.8.(2014·江苏)为了了解一片经济林的生长情况,随机抽测了其中60株树木的底部周长(单位:cm),所得数据均在区间[80,130]上,其频率分布直方图如图所示,则在抽测的60株树木中,有________株树木的底部周长小于100 cm.答案 24解析 底部周长在[80,90)的频率为0.015×10=0.15,底部周长在[90,100)的频率为0.025×10=0.25,样本容量为60,所以树木的底部周长小于100 cm 的株数为(0.15+0.25)×60=24.9.某电子商务公司对10 000名网络购物者2018年度的消费情况进行统计,发现消费金额(单位:万元)都在区间[0.3,0.9]内,其频率分布直方图如图所示:(1)直方图中的a =________;(2)在这些购物者中,消费金额在区间[0.5,0.9]内的购物者的人数为________.答案 (1)3 (2)6 000解析 由频率分布直方图及频率和等于1,可得0.2×0.1+0.8×0.1+1.5×0.1+2×0.1+2.5×0.1+a ×0.1=1,解得a =3.于是消费金额在区间[0.5,0.9]内的频率为0.2×0.1+0.8×0.1+2×0.1+3×0.1=0.6,所以消费金额在区间[0.5,0.9]内的购物者的人数为0.6×10 000=6 000.10.某校女子篮球队7名运动员身高(单位:cm)分布的茎叶图如图,已知记录的平均身高为175 cm ,但记录中有一名运动员身高的末位数字不清晰,如果把其末位数字记为x ,那么x 的值为________.答案 2解析 170+×(1+2+x +4+5+10+11)=175,17×(33+x )=5,即33+x =35,解得x =2.1711.如图是甲、乙两名篮球运动员在五场比赛中所得分数的茎叶图,则在这五场比赛中得分较为稳定(方差较小)的那名运动员的得分的方差为________.答案 6.8解析 因为甲==11,x 9+7+7+14+185乙==11,x 8+9+10+13+155所以s ==>s ===6.8,故得分稳定的运动员的方2甲16+16+4+9+4959452乙9+4+1+4+165345差为6.8.12.某大学艺术专业400名学生参加某次测评,根据男女学生人数比例,使用分层抽样的方法从中随机抽取了100名学生,记录他们的分数,将数据分成7组:[20,30),[30,40),…,[80,90],并整理得到如下频率分布直方图:(1)从总体的400名学生中随机抽取一人,估计其分数小于70的概率;(2)已知样本中分数小于40的学生有5人,试估计总体中分数在区间[40,50)内的人数;(3)已知样本中有一半男生的分数不小于70,且样本中分数不小于70的男女生人数相等.试估计总体中男生和女生人数的比例.解 (1)根据频率分布直方图可知,样本中分数不小于70的频率为(0.02+0.04)×10=0.6,所以样本中分数小于70的频率为1-0.6=0.4,所以从总体的400名学生中随机抽取一人,其分数小于70的概率估计为0.4.(2)根据题意,样本中分数不小于50的频率为(0.01+0.02+0.04+0.02)×10=0.9,分数在区间[40,50)内的人数为100-100×0.9-5=5,所以总体中分数在区间[40,50)内的人数估计为400×=20.5100(3)由题意可知,样本中分数不小于70的学生人数为(0.02+0.04)×10×100=60,所以样本中分数不小于70的男生人数为60×=30,12所以样本中的男生人数为30×2=60,女生人数为100-60=40,所以样本中男生和女生人数的比例为60∶40=3∶2,所以根据分层抽样原理,估计总体中男生和女生人数的比例为3∶2.13.样本(x 1,x 2,…,x n )的平均数为,样本(y 1,y 2,…,y m )的平均数为(≠).若样本(x 1,x y x y x 2,…,x n ,y 1,y 2,…,y m )的平均数=α+(1-α),其中0<α<,则n ,m 的大小关系为________.z x y 12答案 n <m解析 由题意,得==+,z nx +my n +m n n +m x m n +m y 则有α=,又0<α<,则0<<,得n <m .n m +n 12n m +n 1214.(2018·南通、徐州等六市调研)某班40名学生参加普法知识竞赛,成绩都在区间[40,100]上,其频率分布直方图如图所示,则成绩不低于60分的人数为________.答案 30解析 根据频率分布直方图可得成绩不低于60分的学生的频率为(0.015+0.030+0.025+0.005)×10=0.75.∴成绩不低于60分的学生的人数为40×0.75=30.15.为了普及环保知识,增强环保意识,某大学有300名员工参加环保知识测试,按年龄分组:第1组[25,30),第2组[30,35),第3组[35,40),第4组[40,45),第5组[45,50],得到的频率分布直方图如图所示.现在要从第1,3,4组中用分层抽样的方法抽取16人,则在第4组中抽取的人数为________.答案 6解析 根据频率分布直方图得,第1,3,4组的频率之比为1∶4∶3,所以用分层抽样的方法抽取16人时,在第4组中应抽取的人数为16×=6.31+4+316.空气质量指数(简称:AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数,空气质量按照AQI 大小分为六级:[0,50)为优,[50,100)为良,[100,150)为轻度污染,[150,200)为中度污染,[200,250)为重度污染,[250,300)为严重污染.下面记录了北京市22天的空气质量指数,根据图表,下列结论正确的是________.(填序号)①在北京这22天的空气质量中,按平均数来考察,最后4天的空气质量优于最前面4天的空气质量;②在北京这22天的空气质量中,有3天达到污染程度;③在北京这22天的空气质量中,12月29日空气质量最差;④在北京这22天的空气质量中,达到空气质量优的天数有7天.答案 ①②③解析 因为97>59,51>48,36>29,68>45,所以在北京这22天的空气质量中,按平均数来考察,最后4天的空气质量优于最前面4天的空气质量,即①正确;AQI不低于100的数据有3个:143,225,145,所以在北京这22天的空气质量中,有3天达到污染程度,即②正确;因为12月29日的AQI为225,为重度污染,该天的空气质量最差,即③正确;AQI在[0,50)的数据有6个:36,47,49,48,29,45,即达到空气质量优的天数有6天,所以④错.。

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.6 Word版含解析

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第七章 不等式、推理与证明、数学归纳法 7.6 Word版含解析

§7.6 直接证明与间接证明考情考向分析高考要求了解分析法、综合法、反证法,会用这些方法处理一些简单问题,高考一般不单独考查,会与其他知识综合在一起命题.1.直接证明(1)定义:直接从原命题的条件逐步推得命题成立的证明方法.(2)一般形式⎭⎪⎬⎪⎫本题条件已知定义已知公理已知定理⇒A ⇒B ⇒C ⇒…⇒本题结论. (3)综合法 ①定义:从已知条件出发,以已知的定义、公理、定理为依据,逐步下推,直到推出要证明的结论为止.这种证明方法常称为综合法.②推证过程 已知条件⇒…⇒…⇒结论 (4)分析法①定义:从问题的结论出发,追溯导致结论成立的条件,逐步上溯,直到使结论成立的条件和已知条件或已知事实吻合为止.这种证明方法常称为分析法.②推证过程结论⇐…⇐…⇐已知条件2.间接证明(1)常用的间接证明方法有反证法、同一法等.(2)反证法的基本步骤①反设——假设命题的结论不成立,即假定原结论的反面为真. ②归谬——从反设和已知条件出发,经过一系列正确的逻辑推理,得出矛盾结果. ③存真——由矛盾结果,断定反设不真,从而肯定原结论成立.概念方法微思考1.直接证明中的综合法是演绎推理吗?提示是.用综合法证明时常省略大前提.2.综合法与分析法的推理过程有何区别?提示综合法是执因索果,分析法是执果索因,推理方式是互逆的.3.反证法是“要证原命题成立,只需证其逆否命题成立”的推理方法吗?提示不是.反证法是命题中“p 与綈p ”关系的应用.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)综合法是直接证明,分析法是间接证明.(×)(2)分析法是从要证明的结论出发,逐步寻找使结论成立的充要条件.(×)(3)用反证法证明结论“a >b ”时,应假设“a <b ”.(×)(4)反证法是指将结论和条件同时否定,推出矛盾.(×)(5)在解决问题时,常常用分析法寻找解题的思路与方法,再用综合法展现解决问题的过程.(√)(6)证明不等式2+7<3+6最合适的方法是分析法.(√)题组二教材改编2.[P87习题T2]若P =a +6+a +7,Q =a +8+a +5(a ≥0),则P ,Q 的大小关系是______.答案P >Q解析P 2=2a +13+2a2+13a +42,Q 2=2a +13+2a2+13a +40,∴P 2>Q 2,又∵P >0,Q >0,∴P >Q .3.[P87习题T7]设实数a ,b ,c 成等比数列,非零实数x ,y 分别为a 与b ,b 与c 的等差中项,则a x +c y =________.答案2解析由题意,得x =a +b 2,y =b +c 2,b 2=ac , ∴xy =(a +b )(b +c )4, a x +c y =ay +cx xy =a ·b +c 2+c ·a +b 2xy=a (b +c )+c (a +b )2xy =ab +bc +2ac 2xy。

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第十章 算法、统计与概率 10.3

2020版高考数学新增分大一轮江苏专用讲义+习题:第十章 算法、统计与概率 10.3

§10.3 用样本估计总体考情考向分析 主要考查平均数、方差的计算以及茎叶图与频率分布直方图的简单应用;题型以填空题为主,难度为中低档题.1.作频率分布直方图的步骤(1)求极差(即一组数据中最大值与最小值的差). (2)决定组距与组数. (3)将数据分组. (4)列频率分布表. (5)画频率分布直方图.2.频率分布折线图和总体密度曲线(1)频率分布折线图:如果将频率分布直方图中各个相邻的矩形的上底边的中点顺次连结起来,那么就得到频率分布折线图.(2)总体分布的密度曲线:如果将样本容量取得足够大,分组的组距取得足够小,那么相应的频率折线图将趋于一条光滑曲线,我们称这条光滑曲线为总体分布的密度曲线. 3.茎叶图统计中还有一种被用来表示数据的图叫做茎叶图,茎是指中间的一列数,叶就是从茎的旁边生长出来的数. 4.标准差和方差(1)标准差是样本数据到平均数的一种平均距离. (2)标准差: s =1n[(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2]. (3)方差:s 2=1n [(x 1-x )2+(x 2-x )2+…+(x n -x )2](x n 是样本数据,n 是样本容量,x 是样本平均数).概念方法微思考1.在频率分布直方图中如何确定中位数?提示在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积是相等的.2.平均数、标准差与方差反映了数据的哪些特征?提示平均数反映了数据取值的平均水平,标准差、方差反映了数据对平均数的波动情况,即标准差、方差越大,数据的离散程度越大,越不稳定;反之离散程度越小,越稳定.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)平均数、众数与中位数从不同的角度描述了一组数据的集中趋势.(√)(2)一组数据的众数可以是一个或几个,那么中位数也具有相同的结论.(×)(3)从频率分布直方图得不出原始的数据内容,把数据表示成直方图后,原有的具体数据信息就被抹掉了.(√)(4)茎叶图一般左侧的叶按从大到小的顺序写,右侧的叶按从小到大的顺序写,相同的数据可以只记一次.(×)(5)在频率分布直方图中,最高的小长方形底边中点的横坐标是众数.(√)题组二教材改编2.[P58例4]如图是100位居民月均用水量的频率分布直方图,则月均用水量为[2,2.5)范围内的居民有________人.答案25解析0.5×0.5×100=25.3.[P56练习T3]一个容量为32的样本,已知某组样本的频率为0.25,则该组样本的频数为________. 答案 8解析 设频数为n ,则n32=0.25,∴n =32×14=8.4.[P71练习T1]已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是________. 答案 0.1解析 x =4.7+4.8+5.1+5.4+5.55=5.1,则该组数据的方差s 2=(4.7-5.1)2+(4.8-5.1)2+(5.1-5.1)2+(5.4-5.1)2+(5.5-5.1)25=0.1.题组三 易错自纠5.(2018·徐州模拟)一组数据共40个,分为6组,第1组到第4组的频数分别为10,5,7,6,第5组的频率为0.1,则第6组的频数为________. 答案 8解析 因为数据共40个,第5组的频率为0.1, 所以第5组的频数为40×0.1=4,所以第6组的频数为40-(10+5+7+6+4)=8.6.为了普及环保知识,增强环保意识,某大学随机抽取30名学生参加环保知识测试,得分(十分制)如图所示,假设得分的中位数为m ,众数为n ,平均数为x ,则m ,n ,x 的大小关系为________.(用“<”连接)答案 n <m <x解析 由图可知,30名学生得分的中位数为第15个数和第16个数(分别为5,6)的平均数,即m =5.5;又5出现的次数最多,故n =5;x =2×3+3×4+10×5+6×6+3×7+2×8+2×9+2×1030≈5.97.故n <m <x .7.某高校调查了200名学生每周的自习时间(单位:小时),制成了如图所示的频率分布直方图,其中自习时间的范围是[17.5,30],样本数据分组为[17.5,20),[20,22.5),[22.5,25),[25,27.5),[27.5,30].根据频率分布直方图,这200名学生中每周的自习时间不少于22.5小时的人数是________.答案 140解析 由频率分布直方图,知200名学生每周的自习时间不少于22.5小时的频率为1-(0.02+0.10)×2.5=0.7,则这200名学生中每周的自习时间不少于22.5小时的人数为200×0.7=140.题型一 茎叶图的应用1.(2018·南通模拟)如图是甲、乙两位同学在5次测试中得分的茎叶图,则成绩较稳定(方差较小)的那一位同学的方差为________.答案 2解析 由于甲、乙两位同学的平均数均为90,所以甲、乙两位同学的方差分别为15×(4+1+0+1+4)=2,15×(9+1+0+1+9)=4>2,故成绩较稳定(方差较小)的那一位同学的方差为2.2.(2018·江苏淮阴中学月考)如图所示是一次歌唱大赛上,七位评委为某选手打出的分数的茎叶图,去掉一个最高分和一个最低分后,所剩数据的平均数为85,则a 2+b 2的最小值是________.答案 32解析 方法一 根据题意,有4+a +6+b +75=5,得a +b =8,则b =8-a ,a 2+b 2=a 2+(8-a )2=2a 2-16a +64,其中a ,b 满足0≤a ≤9,0≤b ≤9,即0≤a ≤9,0≤8-a ≤9,即0≤a ≤8且a 是整数,令f (a )=2a 2-16a +64,显然当a =4时,f (a )取得最小值,这个最小值是32. 方法二 同方法一可得a +b =8,则8≥2ab ,故ab ≤16,而a 2+b 2=(a +b )2-2ab ≥64-32=32,当且仅当a =b =4时等号成立.3.空气质量指数(Air Quality Index ,简称AQI)是定量描述空气质量状况的指数,空气质量按照AQI 大小分为六级,0~50为优;51~100为良;101~150为轻度污染;151~200为中度污染;201~300为重度污染;大于300为严重污染.从某地一环保人士某年的AQI 记录数据中,随机抽取10个,用茎叶图记录如下.根据该统计数据,估计此地该年AQI 大于100的天数约为________.(该年有365天)答案 146解析 该样本中AQI 大于100的频数是4,频率为25,由此估计该地全年AQI 大于100的频率为25,估计此地该年AQI 大于100的天数约为365×25=146.思维升华 茎叶图的优缺点由茎叶图可以清晰地看到数据的分布情况,这一点同频率分布直方图类似.它优于频率分布直方图的第一点是从茎叶图中能看到原始数据,没有任何信息损失,第二点是茎叶图便于记录和表示.其缺点是当样本容量较大时,作图较烦琐. 题型二 频率分布直方图的绘制与应用例1 为了研究某药品的疗效,选取若干名志愿者进行临床试验,所有志愿者的舒张压数据(单位:kPa)的分组区间为[12,13),[13,14),[14,15),[15,16),[16,17],将其按从左到右的顺序分别编号为第一组,第二组,…,第五组,如图是根据试验数据制成的频率分布直方图.已知第一组与第二组共有20人,第三组中没有疗效的有6人,则第三组中有疗效的人数为_______.答案 12解析 志愿者的总人数为20(0.16+0.24)×1=50,所以第三组人数为50×0.36=18,有疗效的人数为18-6=12.思维升华 (1)准确理解频率分布直方图的数据特点,频率分布直方图中纵轴上的数据是各组的频率除以组距的结果,不要误以为纵轴上的数据是各组的频率,不要和条形图混淆. (2)在很多题目中,频率分布直方图中各小长方形的面积之和为1,是解题的关键,常利用频率分布直方图估计总体分布.跟踪训练1 (1)某商场在国庆黄金周的促销活动中,对10月2日9时至14时的销售额进行统计,其频率分布直方图如图所示.已知9时至10时的销售额为2.5万元,则11时至12时的销售额为________万元.答案 10解析 设11时至12时的销售额为x ,因为9时至10时的销售额为2.5万元,由题意得0.10.4=2.5x,得x =10. (2)某校对高三年级的学生进行体检,现将高三男生的体重(单位:kg)数据进行整理后分成六组,并绘制频率分布直方图(如图所示).已知图中从左到右第一、第六小组的频率分别为0.16,0.07,第一、第二、第三小组的频率成等比数列,第三、第四、第五、第六小组的频率成等差数列,且第三小组的频数为100,则该校高三年级的男生总数为________.答案 400解析 因为第一、第二、第三小组的频率成等比数列,设公比为q ,则第三小组的频率为0.16q 2; 又第三、第四、第五、第六小组的频率成等差数列,设公差为d , 从而得第六小组的频率为0.16q 2+3d =0.07. 又因为六组频率之和为1,所以⎩⎪⎨⎪⎧0.16q 2+3d =0.07,0.16+0.16q +0.16q 2+0.16q 2+d +0.16q 2+2d +0.07=1.由图知q >0,d <0,得q =1.25,d =-0.06,得第三小组的频率为0.25,则该校高三年级的男生总数为100÷0.25=400. 题型三 用样本的数字特征估计总体的数字特征例2 (1)(2013·江苏)抽样统计甲、乙两位射击运动员的5次训练成绩(单位:环),结果如下:则成绩较为稳定(方差较小)的那位运动员成绩的方差为________.解析 x 甲=15(87+91+90+89+93)=90, x乙=15(89+90+91+88+92)=90, s 2甲=15[(87-90)2+(91-90)2+(90-90)2+(89-90)2+(93-90)2]=4, s 2乙=15[(89-90)2+(90-90)2+(91-90)2+(88-90)2+(92-90)2]=2. (2)甲、乙二人参加某体育项目训练,近期的五次测试成绩得分情况如图:①分别求出两人得分的平均数与方差;②根据图和上面算得的结果,对两人的训练成绩作出评价. 解 ①由图象可得甲、乙两人五次测试的成绩分别为 甲:10分,13分,12分,14分,16分; 乙:13分,14分,12分,12分,14分. x 甲=10+13+12+14+165=13;x乙=13+14+12+12+145=13,s 2甲=15[(10-13)2+(13-13)2+(12-13)2+(14-13)2+(16-13)2]=4; s 2乙=15[(13-13)2+(14-13)2+(12-13)2+(12-13)2+(14-13)2]=0.8. ②由s 2甲>s 2乙,可知乙的成绩较稳定.从折线图看,甲的成绩基本呈上升状态,而乙的成绩上下波动,可知甲的成绩在不断提高,而乙的成绩则无明显提高.思维升华 平均数与方差都是重要的数字特征,是对总体的一种简明的描述,它们所反映的情况有着重要的实际意义,平均数、中位数、众数描述其集中趋势,方差和标准差描述其波动跟踪训练2 某企业有甲、乙两个研发小组,为了比较他们的研发水平,现随机抽取这两个小组往年研发新产品的结果如下:(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),其中a ,a 分别表示甲组研发成功和失败;b ,b 分别表示乙组研发成功和失败.(1)若某组成功研发一种新产品,则给该组记1分,否则记0分.试计算甲、乙两组研发新产品的成绩的平均数和方差,并比较甲、乙两组的研发水平;(2)若该企业安排甲、乙两组各自研发一种新产品,试估计恰有一组研发成功的概率. 解 (1)甲组研发新产品的成绩为1,1,1,0,0,1,1,1,0,1,0,1,1,0,1,其平均数x甲=1015=23; 方差为s 2甲=115⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-232×10+⎝⎛⎭⎫0-232×5=29.乙组研发新产品的成绩为1,0,1,1,0,1,1,0,1,0,0,1,0,1,1,其平均数x乙=915=35; 方差为s 2乙=115⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-352×9+⎝⎛⎭⎫0-352×6=625.因为x 甲>x乙,s 2甲<s 2乙,所以甲组的研发水平优于乙组.(2)记恰有一组研发成功为事件E ,在所抽得的15个结果中,恰有一组研发成功的结果是(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),(a ,b ),共7个.因此事件E 发生的频率为715.用频率估计概率,即得所求概率为P (E )=715.1.(2015·江苏)已知一组数据4,6,5,8,7,6,那么这组数据的平均数为________. 答案 6解析 这组数据的平均数为16(4+6+5+8+7+6)=6.2.下面茎叶图记录了甲、乙两组各五名学生在一次英语听力测试中的成绩(单位:分).已知甲组数据的中位数为15,乙组数据的平均数为16.8,则x ,y 的值分别为________.答案5,8解析由题意根据甲组数据的中位数为15,可得x=5;乙组数据的平均数为16.8,则9+15+18+24+10+y5=16.8,求得y=8.3.下图是某公司10个销售店某月销售某产品数量(单位:台)的茎叶图,则数据落在区间[22,30)内的频率为________.答案0.4解析10个数据落在区间[22,30)内的数据有22,22,27,29,共4个,因此,所求的频率为410=0.4.4.某工厂对一批新产品的长度(单位:mm)进行检测,如图是检测结果的频率分布直方图,据此估计这批产品的中位数为________.答案22.5解析产品的中位数出现在频率是0.5的地方.自左至右各小矩形的面积依次为0.1,0.2,0.4,0.15,0.15,设中位数是x,则由0.1+0.2+0.08×(x-20)=0.5,得x=22.5. 5.(2018·扬州调研)随着社会的发展,食品安全问题渐渐成为社会关注的热点,为了提高学生的食品安全意识,某学校组织全校学生参加食品安全知识竞赛,成绩的频率分布直方图如图,数据的分组依次为[20,40),[40,60),[60,80),[80,100].若该校的学生总人数为3 000,则成绩不超过60分的学生人数大约为________.答案 900解析 由题图知,成绩不超过60分的学生的频率为(0.005+0.01)×20=0.3,所以成绩不超过60分的学生人数大约为0.3×3 000=900.6.若样本数据x 1,x 2,…,x 10的标准差为8,则数据2x 1-1,2x 2-1,…,2x 10-1的标准差为________.答案 16解析 已知样本数据x 1,x 2,…,x 10的标准差为s =8,则s 2=64,数据2x 1-1,2x 2-1,…,2x 10-1的方差为22s 2=22×64,所以其标准差为22×64=2×8=16.7.已知等差数列{a n }的公差为d ,若a 1,a 2,a 3,a 4,a 5的方差为8,则d 的值为________. 答案 ±2解析 因为{a n }为等差数列,所以a 1,a 2,a 3,a 4,a 5的平均数为a 3,所以方差为15[(-2d )2+(-d )2+0+d 2+(2d )2]=2d 2=8,解得d =±2.8.(2014·江苏)为了了解一片经济林的生长情况,随机抽测了其中60株树木的底部周长(单位:cm),所得数据均在区间[80,130]上,其频率分布直方图如图所示,则在抽测的60株树木中,有________株树木的底部周长小于100 cm.答案 24解析 底部周长在[80,90)的频率为0.015×10=0.15,底部周长在[90,100)的频率为0.025×10=0.25,样本容量为60,所以树木的底部周长小于100 cm 的株数为(0.15+0.25)×60=24.9.某电子商务公司对10 000名网络购物者2018年度的消费情况进行统计,发现消费金额(单位:万元)都在区间[0.3,0.9]内,其频率分布直方图如图所示:(1)直方图中的a =________;(2)在这些购物者中,消费金额在区间[0.5,0.9]内的购物者的人数为________.答案 (1)3 (2)6 000解析 由频率分布直方图及频率和等于1,可得0.2×0.1+0.8×0.1+1.5×0.1+2×0.1+2.5×0.1+a ×0.1=1,解得a =3.于是消费金额在区间[0.5,0.9]内的频率为0.2×0.1+0.8×0.1+2×0.1+3×0.1=0.6,所以消费金额在区间[0.5,0.9]内的购物者的人数为0.6×10 000=6 000.10.某校女子篮球队7名运动员身高(单位:cm)分布的茎叶图如图,已知记录的平均身高为175 cm ,但记录中有一名运动员身高的末位数字不清晰,如果把其末位数字记为x ,那么x 的值为________.答案 2解析 170+17×(1+2+x +4+5+10+11)=175, 17×(33+x )=5,即33+x =35,解得x =2. 11.如图是甲、乙两名篮球运动员在五场比赛中所得分数的茎叶图,则在这五场比赛中得分较为稳定(方差较小)的那名运动员的得分的方差为________.答案 6.8解析 因为x 甲=9+7+7+14+185=11, x 乙=8+9+10+13+155=11, 所以s 2甲=16+16+4+9+495=945>s 2乙=9+4+1+4+165=345=6.8,故得分稳定的运动员的方差为6.8.12.某大学艺术专业400名学生参加某次测评,根据男女学生人数比例,使用分层抽样的方法从中随机抽取了100名学生,记录他们的分数,将数据分成7组:[20,30),[30,40),…,[80,90],并整理得到如下频率分布直方图:(1)从总体的400名学生中随机抽取一人,估计其分数小于70的概率;(2)已知样本中分数小于40的学生有5人,试估计总体中分数在区间[40,50)内的人数;(3)已知样本中有一半男生的分数不小于70,且样本中分数不小于70的男女生人数相等.试估计总体中男生和女生人数的比例.解 (1)根据频率分布直方图可知,样本中分数不小于70的频率为(0.02+0.04)×10=0.6, 所以样本中分数小于70的频率为1-0.6=0.4,所以从总体的400名学生中随机抽取一人,其分数小于70的概率估计为0.4.(2)根据题意,样本中分数不小于50的频率为(0.01+0.02+0.04+0.02)×10=0.9, 分数在区间[40,50)内的人数为100-100×0.9-5=5,所以总体中分数在区间[40,50)内的人数估计为400×5100=20. (3)由题意可知,样本中分数不小于70的学生人数为(0.02+0.04)×10×100=60,所以样本中分数不小于70的男生人数为60×12=30, 所以样本中的男生人数为30×2=60,女生人数为100-60=40,所以样本中男生和女生人数的比例为60∶40=3∶2,所以根据分层抽样原理,估计总体中男生和女生人数的比例为3∶2.13.样本(x 1,x 2,…,x n )的平均数为x ,样本(y 1,y 2,…,y m )的平均数为y (x ≠y ).若样本(x 1,x 2,…,x n ,y 1,y 2,…,y m )的平均数z =αx +(1-α)y ,其中0<α<12,则n ,m 的大小关系为________.答案 n <m解析 由题意,得z =n x +m y n +m =n n +m x +m n +m y , 则有α=n m +n ,又0<α<12,则0<n m +n <12,得n <m . 14.(2018·南通、徐州等六市调研)某班40名学生参加普法知识竞赛,成绩都在区间[40,100]上,其频率分布直方图如图所示,则成绩不低于60分的人数为________.答案 30解析 根据频率分布直方图可得成绩不低于60分的学生的频率为(0.015+0.030+0.025+0.005)×10=0.75.∴成绩不低于60分的学生的人数为40×0.75=30.15.为了普及环保知识,增强环保意识,某大学有300名员工参加环保知识测试,按年龄分组:第1组[25,30),第2组[30,35),第3组[35,40),第4组[40,45),第5组[45,50],得到的频率分布直方图如图所示.现在要从第1,3,4组中用分层抽样的方法抽取16人,则在第4组中抽取的人数为________.答案 6解析根据频率分布直方图得,第1,3,4组的频率之比为1∶4∶3,所以用分层抽样的方法抽=6.取16人时,在第4组中应抽取的人数为16×31+4+316.空气质量指数(简称:AQI)是定量描述空气质量状况的无量纲指数,空气质量按照AQI 大小分为六级:[0,50)为优,[50,100)为良,[100,150)为轻度污染,[150,200)为中度污染,[200,250)为重度污染,[250,300)为严重污染.下面记录了北京市22天的空气质量指数,根据图表,下列结论正确的是________.(填序号)①在北京这22天的空气质量中,按平均数来考察,最后4天的空气质量优于最前面4天的空气质量;②在北京这22天的空气质量中,有3天达到污染程度;③在北京这22天的空气质量中,12月29日空气质量最差;④在北京这22天的空气质量中,达到空气质量优的天数有7天.答案①②③解析因为97>59,51>48,36>29,68>45,所以在北京这22天的空气质量中,按平均数来考察,最后4天的空气质量优于最前面4天的空气质量,即①正确;AQI不低于100的数据有3个:143,225,145,所以在北京这22天的空气质量中,有3天达到污染程度,即②正确;因为12月29日的AQI为225,为重度污染,该天的空气质量最差,即③正确;AQI在[0,50)的数据有6个:36,47,49,48,29,45,即达到空气质量优的天数有6天,所以④错.。

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2.圆的极坐标方程 圆心为 M(ρ0,θ0),半径为 r 的圆的方程为: ρ2-2ρ0ρcos(θ-θ0)+ρ20-r2=0. 几个特殊位置的圆的极坐标方程: (1)圆心位于极点,半径为 r:ρ=r; (2)圆心位于 M(r,0),半径为 r:ρ=2rcos θ; (3)圆心位于 Mr,π2,半径为 r:ρ=2rsin θ.
极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位.如图,
设 M 是平面内的任意一点,它的直角坐标、极
坐标分别为(x,y)和(ρ,θ),则
x=ρcos θ,ρ2=x2+y2,
y=ρsin
θ,
tan
θ=xy(x≠0).
1.在极坐标系中,直线 l 的方程为 ρsin θ=3,则点2,π6到直 线 l 的距离为________. 解析:因为直线 l 的极坐标方程可化为 y=3, 点2,π6化为直角坐标为( 3,1), 所以点2,π6到 l 的距离为 2. 答案:2
【解】 分别将圆 C 和直线 l 的极坐标方程化为直角坐标方程: 圆 C:x2+y2=10x, 即(x-5)2+y2=25,圆心 C(5,0). 直线 l:3x-4y-30=0. 因为圆心 C 到直线 l 的距离 d=|15-05-30|=3. 所以 AB=2 25-d2=8.
极坐标(ρ,θ)化为直角坐标时,x=ρcos θ,y=ρsin θ;直角坐 标(x,y)化为极坐标时,ρ= x2+y2唯一确定,但由 tan θ=xy(x≠0) 确定角 θ 时不唯一,一般根据点(x,y)所在的象限取最小正角.
3.若直线的参数方程为xy==21-+3t3,t (t 为参数),则直线的倾斜 角为________. 解析:由直线的参数方程知,斜率 k=xy--21=-3t3t=- 33= tan θ,θ 为直线的倾斜角,所以该直线的倾斜角为 150°. 答案:150°
4.曲线xy==35scions
θ, (θ
θ
为参数).
(4)抛物线 y2=2px 的参数方程为xy==22pptt2,(t 为参数). (5) 过 定 点 P(x0 , y0) 且 倾 斜 角 为 α 的 直 线 的 参 数 方 程 为 xy==yx00++ttscionsαα,(t 为参数).
4.直角坐标与极坐标的互化
把直角坐标系的原点作为极点,x 轴正半轴作为
2.若曲线的极坐标方程为 ρ=2sin θ+4cos θ,以极点为原点, 极轴为 x 轴正半轴建立直角坐标系,则该曲线的直角坐标方程 为________. 解析:因为 ρ=2sin θ+4cos θ,所以 ρ2=2ρsin θ+4ρcos θ, 所以由互化公式知 x2+y2=2y+4x,即 x2+y2-2y-4x=0. 答案:x2+y2-4x-2y=0
(2018·高考江苏卷)在极坐标系中,直线 l 的方程为 ρsinπ6-θ= 2,曲线 C 的方程为 ρ=4cos θ,求直线 l 被曲线 C 截得的弦长. 解:因为曲线 C 的极坐标方程为 ρ=4cos θ, 所以曲线 C 是圆心为(2,0),直径为 4 的圆. 因为直线 l 的极坐标方程为 ρsinπ6-θ=2,
(2019·江苏省重点中学领航高考冲刺卷(六))在
平面直角坐标系中,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴
建立极坐标系.已知点 A 的极坐标为
2,π4,直线 l 的极坐标
方程为 ρcosθ-π4=a,且点 A 在直线 l 上.圆 C 的极坐标方程 为 ρ=2sin θ,求直线截圆 C 所得的弦长.
3.常见曲线的参数方程
(1)圆
x2+y2=r2
的参数方程为xy=Байду номын сангаасrrscions
θ, (θ
θ
为参数).
(2)圆(x-x0)2+(y-y0)2=r2 的参数方程为xy==yx00++rrscionsθθ,(θ 为 参数).
(3)椭圆xa22+by22=1
的参数方程为xy==bascions
θ, (θ
则直线 l 过 A(4,0),倾斜角为π6, 所以 A 为直线 l 与圆 C 的一个交点. 设另一个交点为 B,则∠OAB=π6. 连结 OB.因为 OA 为直径,从而∠OBA=π2, 所以 AB=4cosπ6=2 3. 因此,直线 l 被曲线 C 截得的弦长为 2 3.
极坐标与直角坐标的互化 (2019·盐城模拟)在极坐标系中,圆 C:ρ=10cos θ 和直 线 l:3ρcos θ-4ρsin θ-30=0 相交于 A、B 两点,求线段 AB 的长.
θ
为参数)的左焦点的坐标是________.
解析:曲线方程化为普通方程为2x52 +y92=1,故左焦点为(-4,
0).
答案:(-4,0)
必明辨的 2 个易错点 (1)在由点的直角坐标化为极坐标时,一定要注意点所在的象限 和极角的范围,否则点的极坐标将不唯一. (2)在与曲线的方程进行互化时,一定要注意变量的范围,要注 意转化的等价性.
解:由点
A
2,π4在直线 ρcosθ-π4=a 上,
可得 a= 2,
所以直线 l 的方程可化为 ρcos θ+ρsin θ=2,从而直线 l 的直角
坐标方程为 x+y-2=0.
由已知得圆 C 的直角坐标方程为 x2+(y-1)2=1,所以圆心为(0,
1),半径 r=1,
所以圆心到直线 l 的距离 d= 22<1,直线截圆 C 所得的弦长为
2× 1-12= 2.
参数方程与普通方程的互化(高频考点)
(2019·南京、盐城模拟)在平面直角坐标系 xOy 中,已知
曲线
C:xy==ss2,(s
为参数),直线
x=2+ l:
y=4+
1 10 3 10
t, (t 为参数).设
t
曲线 C 与直线 l 交于 A,B 两点,求线段 AB 的长度.
第十章 附加考查部分
第 7 讲 坐标系与参数方程
1.直线的极坐标方程
若直线经过点 M(ρ0,θ0),且直线 l 的倾斜角为 α,则它的方程
为:ρsin(θ-α)=ρ0sin(θ0-α). 几个特殊位置的直线的极坐标方程: (1)直线过极点:θ=α 或 θ=π+α; (2)直线过点 M(a,0)且垂直于极轴:ρcos θ=a; (3)直线过点 Mb,π2且平行于极轴:ρsin θ=b.
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