【配套K12】2018高考数学大一轮复习板块命题点专练十一文
2018届高考数学理大一轮复习教师用书:第十一章第一节
第一节排列、组合本节主要包括2个知识点:1.两个计数原理;排列、组合问题.突破点(一)两个计数原理1.分类加法计数原理完成一件事有两类不同方案,在第1类方案中有m种不同的方法,在第2类方案中有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m+n种不同的方法.2.分步乘法计数原理完成一件事需要两个步骤,做第1步有m种不同的方法,做第2步有n种不同的方法,那么完成这件事共有N=m×n种不同的方法.3.两个计数原理的比较能用分类加法计数原理解决的问题具有以下特点:(1)完成一件事有若干种方法,这些方法可以分成n类.(2)用每一类中的每一种方法都可以完成这件事.(3)把各类的方法数相加,就可以得到完成这件事的所有方法数.[例1](1)在所有的两位数中,个位数字大于十位数字的两位数共有________个.(2)如图,从A 到O 有________种不同的走法(不重复过一点).(3)若椭圆x 2m +y 2n =1的焦点在y 轴上,且m ∈{1,2,3,4,5},n ∈{1,2,3,4,5,6,7},则这样的椭圆的个数为________.[解析] (1)法一:按个位数字分类,个位可为2,3,4,5,6,7,8,9,共分成8类,在每一类中满足条件的两位数分别有1个,2个,3个,4个,5个,6个,7个,8个,则共有1+2+3+4+5+6+7+8=36个两位数.法二:按十位数字分类,十位可为1,2,3,4,5,6,7,8,共分成8类,在每一类中满足条件的两位数分别有8个,7个,6个,5个,4个,3个,2个,1个,则共有8+7+6+5+4+3+2+1=36个两位数.(2)分3类:第一类,直接由A 到O ,有1种走法;第二类,中间过一个点,有A →B →O 和A →C →O 2种不同的走法;第三类,中间过两个点,有A →B →C →O 和A →C →B →O 2种不同的走法.由分类加法计数原理可得共有1+2+2=5种不同的走法.(3)当m =1时,n =2,3,4,5,6,7,共6个;当m =2时,n =3,4,5,6,7,共5个;当m =3时,n =4,5,6,7,共4个;当m =4时,n =5,6,7,共3个;当m =5时,n =6,7,共2个.故共有6+5+4+3+2=20个满足条件的椭圆.[答案] (1)36 (2)5 (3)20[易错提醒](1)根据问题的特点确定一个合适的分类标准,分类标准要统一,不能遗漏.(2)分类时,注意完成这件事的任何一种方法必须属于某一类,不能重复.分步乘法计数原理(1)完成一件事需要经过n 个步骤,缺一不可.(2)完成每一步有若干种方法.(3)把各个步骤的方法数相乘,就可以得到完成这件事的所有方法数.[例2] (1)从-1,0,1,2这四个数中选三个数作为函数f (x )=ax 2+bx +c 的系数,则可组成________个不同的二次函数,其中偶函数有________个(用数字作答).(2)如图,某电子器件由3个电阻串联而成,形成回路,其中有6个焊接点A ,B ,C ,D ,E ,F ,如果焊接点脱落,整个电路就会不通.现发现电路不通,那么焊接点脱落的可能情况共有________种.[解析](1)一个二次函数对应着a,b,c(a≠0)的一组取值,a的取法有3种,b的取法有3种,c的取法有2种,由分步乘法计数原理知共有3×3×2=18个二次函数.若二次函数为偶函数,则b=0,同理可知共有3×2=6个偶函数.(2)因为每个焊接点都有脱落与未脱落两种情况,而只要有一个焊接点脱落,则电路就不通,故共有26-1=63种可能情况.[答案(1)186(2)63[易错提醒](1)利用分步乘法计数原理解决问题时要注意按事件发生的过程来合理分步,即分步是有先后顺序的,并且分步必须满足:完成一件事的各个步骤是相互依存的,只有各个步骤都完成了,才算完成这件事.(2)谨记分步必须满足的两个条件:一是各步骤互相独立,互不干扰;二是步与步确保连续,逐步完成.两个计数原理的综合问题数原理,即分类时,每类的方法可能要运用分步完成,而分步时,每步的方法数可能会采取分类的思想求解.分类的关键在于做到“不重不漏”,分步的关键在于正确设计分步的程序,即合理分类,准确分步.[例3](1)用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40 000大的偶数共有()A.144个B.120个C.96个D.72个(2)某班一天上午有4节课,每节都需要安排1名教师去上课,现从A,B,C,D,E,F 6名教师中安排4人分别上一节课,第一节课只能从A、B两人中安排一个,第四节课只能从A、C两人中安排一人,则不同的安排方案共有________种.(3)如图,矩形的对角线把矩形分成A,B,C,D四部分,现用5种不同颜色给四部分涂色,每部分涂1种颜色,要求共边的两部分颜色互异,则共有________种不同的涂色方法.[解析](1)由题意可知,符合条件的五位数的万位数字是4或5.当万位数字为4时,个位数字从0,2中任选一个,共有2×4×3×2=48个偶数;当万位数字为5时,个位数字从0,2,4中任选一个,共有3×4×3×2=72个偶数.故符合条件的偶数共有48+72=120(个).(2)①第一节课若安排A,则第四节课只能安排C,第二节课从剩余4人中任选1人,第三节课从剩余3人中任选1人,共有4×3=12种安排方案.②第一节课若安排B,则第四节课可由A或C上,第二节课从剩余4人中任选1人,第三节课从剩余3人中任选1人,共有2×4×3=24种安排方案.因此不同的安排方案共有12+24=36(种).(3)区域A有5种涂色方法,区域B有4种涂色方法,区域C的涂色方法可分2类:若C与A涂同色,区域D有4种涂色方法;若C与A涂不同色,此时区域C有3种涂色方法,区域D也有3种涂色方法.所以共有5×4×1×4+5×4×3×3=260种涂色方法.[答案(1)B(2)36(3)260[方法技巧]使用两个计数原理进行计数的基本思想对需用两个计数原理解决的综合问题要“先分类,再分步”,即先分为若干个“既不重复也不遗漏”的类,再对每类中的计数问题分成若干个“完整的步骤”,求出每个步骤的方法数,按照分步乘法计数原理计算各类中的方法数,最后再按照分类加法计数原理得出总数.能力练通抓应用体验的“得”与“失”1.[考点二]某班新年联欢会原定的6个节目已排成节目单,开演前又增加了3个新节目,如果将这3个新节目插入节目单中,那么不同的插法种数为()A.504B.210C.336D.120解析:选A分三步,先插一个新节目,有7种方法,再插第二个新节目,有8种方法,最后插第三个节目,有9种方法.故共有7×8×9=504种不同的插法.2.[考点二]教学大楼共有五层,每层均有两个楼梯,由一层到五层的走法有() A.10种B.25种C.52种D.24种解析:选D由一层到二层、由二层到三层、由三层到四层、由四层到五层各有2种走法,故共有2×2×2×2=24种不同的走法.3.[考点一]已知两条异面直线a,b上分别有5个点和8个点,则这13个点可以确定不同的平面个数为()A.40 B.16 C.13 D.10解析:选C分两类情况讨论:第1类,直线a分别与直线b上的8个点可以确定8个不同的平面;第2类,直线b分别与直线a上的5个点可以确定5个不同的平面.根据分类加法计数原理知,共可以确定8+5=13个不同的平面.4.[考点一]我们把各位数字之和为6的四位数称为“六合数”(如2 013是“六合数”),则“六合数”中首位为2的“六合数”共有()A.18个B.15个C.12个D.9个解析:选B依题意知,这个四位数的百位数、十位数、个位数之和为4.由4,0,0组成3个数,分别为400,040,004;由3,1,0组成6个数,分别为310,301,130,103,013,031;由2,2,0组成3个数,分别为220,202,022;由2,1,1组成3个数,分别为211,121,112.共计3+6+3+3=15个“六合数”.5.[考点三]如图,用4种不同的颜色对图中5个区域涂色(4种颜色全部使用),要求每个区域涂一种颜色,相邻的区域不能涂相同的颜色,则不同的涂色方法有________种.解析:按区域1与3①区域1与3同色:先涂区域1与3,有4种方法,再涂区域2,4,5(还有3种颜色),有3×2×1=6种方法.所以区域1与3涂同色时,共有4×6=24种方法.②区域1与3不同色:先涂区域1与3,有4×3=12种方法,第二步,涂区域2有2种涂色方法,第三步,涂区域4只有一种方法,第四步,涂区域5有3种方法.所以这时共有12×2×1×3=72种方法.故由分类加法计数原理,不同的涂色方法的种数为24+72=96.答案:966.[考点三]有A,B,C型高级电脑各一台,甲、乙、丙、丁4个操作人员的技术等级不同,甲、乙会操作三种型号的电脑,丙不会操作C型电脑,而丁只会操作A型电脑.从这4个操作人员中选3人分别去操作这三种型号的电脑,则不同的选派方法有________种(用数字作答).解析:由于丙、丁两位操作人员的技术问题,要完成“从4个操作人员中选3人去操作这三种型号的电脑”这件事,则甲、乙两人至少要选派一人,可分四类:第1类,选甲、乙、丙3人,由于丙不会操作C型电脑,分2步安排这3人操作的电脑的型号,有2×2=4种方法;第2类,选甲、乙、丁3人,由于丁只会操作A型电脑,这时安排3人分别去操作这三种型号的电脑,有2种方法;第3类,选甲、丙、丁3人,这时安排3人分别去操作这三种型号的电脑,只有1种方法;第4类,选乙、丙、丁3人,同样也只有1种方法.根据分类加法计数原理,共有4+2+1+1=8种选派方法.答案:8突破点(二)排列、组合问题1.排列与排列数(1)排列:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列.(2)排列数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同排列的个数叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,记作A m n.2.组合与组合数(1)组合:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素合成一组,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个组合.(2)组合数:从n个不同元素中取出m(m≤n)个元素的所有不同组合的个数,叫做从n 个不同元素中取出m个元素的组合数,记作C m n.3.排列数、组合数的公式及性质4.排列与组合的比较解决排列问题的主要方法(1)解决“在”与“不在”的有限制条件的排列问题,既可以从元素入手,也可以从位置入手,原则是谁“特殊”谁优先.不管是从元素考虑还是从位置考虑,都要贯彻到底,不能既考虑元素又考虑位置.(2)解决相邻问题的方法是“捆绑法”,即把相邻元素看做一个整体和其他元素一起排列,同时要注意捆绑元素的内部排列.(3)解决不相邻问题的方法是“插空法”,即先考虑不受限制的元素的排列,再将不相邻的元素插在前面元素排列的空当中.(4)对于定序问题,可先不考虑顺序限制,排列后,再除以定序元素的全排列.(5)若某些问题从正面考虑比较复杂,可从其反面入手,即采用“间接法”.[例1](1)用0到9这10个数字,可以组成没有重复数字的三位偶数的个数为() A.324 B.648 C.328 D.360(2)市内某公共汽车站有6个候车位(成一排),现有3名乘客随便坐在某个座位上候车,则恰好有2个连续空座位的候车方式的种数为()A.48 B.54 C.72 D.84(3)用1,2,3,4这四个数字组成无重复数字的四位数,其中恰有一个偶数夹在两个奇数之间的四位数的个数为________.[解析](1)首先应考虑是否含“0”.当含有0,且0排在个位时,有A29=9×8=72个三位偶数,当0排在十位时,有A14A18=4×8=32个三位偶数.当不含0时,有A14·A28=4×8×7=224个三位偶数.由分类加法计数原理,得符合题意的偶数共有72+32+224=328(个).(2)先把3名乘客进行全排列,有A33=6种排法,排好后,有4个空,再将1个空位和余下的2个连续的空位插入4个空中,有A24=12种排法,则共有6×12=72种候车方式.(3)首先排两个奇数1,3,有A22种排法,再在2,4中取一个数放在1,3排列之间,有C12种排法,然后把这3个数作为一个整体与剩下的另一个偶数全排列,有A22种排法,即满足条件的四位数的个数为A22C12A22=8.[答案](1)C(2)C(3)8组合问题的常见题型及解题思路(1)常见题型:一般有选派问题、抽样问题、图形问题、集合问题、分组问题等.(2)解题思路:①分清问题是否为组合问题;②对较复杂的组合问题,要搞清是“分类”还是“分步”,一般是先整体分类,然后局部分步,将复杂问题通过两个计数原理化归为简单问题.[例2](1)某学校为了迎接市春季运动会,从5名男生和4名女生组成的田径运动队中选出4人参加比赛,要求男、女生都有,则男生甲与女生乙至少有1人入选的方法种数为()A.85 B.86 C.91 D.90(2)若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法的种数是()A.60 B.63 C.65 D.66(3)现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同取法的种数为________.[解析](1)法一(直接法):由题意,可分三类考虑:第1类,男生甲入选,女生乙不入选的方法种数为:C13C24+C23C14+C33=31;第2类,男生甲不入选,女生乙入选的方法种数为:C14C23+C24C13+C34=34;第3类,男生甲入选,女生乙入选的方法种数为:C23+C14C13+C24=21.所以男生甲与女生乙至少有1人入选的方法种数为31+34+21=86.法二(间接法):从5名男生和4名女生中任意选出4人,男、女生都有的选法有C49-C45-C44=120种;男、女生都有,且男生甲与女生乙都没有入选的方法有C47-C44=34种.所以男生甲与女生乙至少有1人入选的方法种数为120-34=86.(2)因为1,2,3,…,9中共有4个不同的偶数和5个不同的奇数,要使取出的4个不同的数的和为偶数,则4个数全为奇数,或全为偶数,或2个奇数和2个偶数,故有C45+C44+C25C24=66种不同的取法.(3)第一类,含有1张红色卡片,不同的取法有C14C212=264(种).第二类,不含有红色卡片,不同的取法有C312-3C34=220-12=208(种).由分类加法计数原理知,不同的取法共有264+208=472(种).[答案(1)B(2)D(3)472[方法技巧]有限制条件的组合问题的解法组合问题的限制条件主要体现在取出元素中“含”或“不含”某些元素,或者“至少”或“最多”含有几个元素:(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.(2)“至少”或“最多”含有几个元素的题型.考虑逆向思维,用间接法处理.分组分配问题是排列、组合问题的综合运用,解决这类问题的一个基本指导思想就是先分组后分配.关于分组问题,有整体均分、部分均分和不等分三种,无论分成几组,都应注意只要有一些组中元素的个数相等,就存在均分现象.[例3] (1)教育部为了发展贫困地区教育,在全国重点师范大学免费培养教育专业师范生,毕业后要分到相应的地区任教.现有6个免费培养的教育专业师范毕业生要平均分到3所学校去任教,有________种不同的分派方法.(2)某科室派出4名调研员到3个学校,调研该校高三复习备考近况,要求每个学校至少一名,则不同的分配方案种数为________.(3)若将6名教师分到3所中学任教,一所1名,一所2名,一所3名,则有________种不同的分法.[解析] (1)先把6个毕业生平均分成3组,有C 26C 24C 22A 33种方法,再将3组毕业生分到3所学校,有A 33=6种方法,故将6个毕业生平均分到3所学校,共有C 26C 24C 22A 33·A 33=90种不同的分派方法.(2)分两步完成:第一步,将4名调研员按2,1,1分成三组,其分法有C 24C 12C 11A 22种;第二步,将分好的三组分配到3个学校,其分法有A 33种,所以满足条件的分配方案有C 24C 12C 11A 22·A 33=36种.(3)将6名教师分组,分三步完成: 第1步,在6名教师中任取1名作为一组,有C 16种分法;第2步,在余下的5名教师中任取2名作为一组,有C 25种分法;第3步,余下的3名教师作为一组,有C 33种分法.根据分步乘法计数原理,共有C 16C 25C 33=60种分法.再将这3组教师分配到3所中学,有A 33=6种分法,故共有60×6=360种不同的分法.[答案 (1)90 (2)36 (3)360[方法技巧] 分组分配问题的三种类型及求解策略能力练通 抓应用体验的“得”与“失”1.[考点一]A ,B ,C ,D ,E ,F 六人围坐在一张圆桌周围开会,A 是会议的中心发言人,必须坐在最北面的椅子上,B ,C 二人必须坐相邻的两把椅子,其余三人坐剩余的三把椅子,则不同的座次有( )A .60种B .48种C .30种D .24种解析:选B 由题知,可先将B ,C 二人看作一个整体,再与剩余人进行排列,则不同的座次有A 22A 44=48种.2.[考点一]有5列火车分别准备停在某车站并行的5条轨道上,若快车A 不能停在第3道上,货车B 不能停在第1道上,则5列火车不同的停靠方法数为( )A .56B .63C .72D .78解析:选D 若没有限制,5列火车可以随便停,则有A 55种不同的停靠方法;快车A停在第3道上,则5列火车不同的停靠方法为A 44种;货车B 停在第1道上,则5列火车不同的停靠方法为A 44种;快车A 停在第3道上,且货车B 停在第1道上,则5列火车不同的停靠方法为A 33种.故符合要求的5列火车不同的停靠方法数为A 55-2A 44+A 33=120-48+6=78.3.[考点三]某局安排3名副局长带5名职工去3地调研,每地至少去1名副局长和1名职工,则不同的安排方法总数为( )A .1 800B .900C .300D .1 440解析:选B 分三步:第一步,将5名职工分成3组,每组至少1人,则有⎝⎛⎭⎫C 35C 12C 11A 22+C 15C 24C 22A 22种不同的分组方法;第二步,将这3组职工分到3地有A 33种不同的方法;第三步,将3名副局长分到3地有A 33种不同的方法.根据分步乘法计数原理,不同的安排方案共有⎝⎛⎭⎫C 35C 12C 11A 22+C15C 24C 22A 22·A 33A 33=900(种),故选B. 4.[考点二]如图所示,要使电路接通,则5个开关不同的开闭方式有________种.解析:当第一组开关有一个接通时,电路接通有C12·(C13+C23+C33)=14种方式;当第一组两个都接通时,电路接通有C22(C13+C23+C33)=7种方式,所以共有14+7=21种方式.答案:215.[考点二]有9名学生,其中2名会下象棋但不会下围棋,3名会下围棋但不会下象棋,4名既会下围棋又会下象棋;现在要从这9名学生中选出2名学生,一名参加象棋比赛,另一名参加围棋比赛,共有________种不同的选派方法.解析:设2名会下象棋但不会下围棋的同学组成集合A,3名会下围棋但不会下象棋的同学组成集合B,4名既会下围棋又会下象棋的同学组成集合C,则选派2名参赛同学的方法可以分为以下4类:第一类:A中选1人参加象棋比赛,B中选1人参加围棋比赛,选派方法为C12·C13=6种;第二类:C中选1人参加象棋比赛,B中选1人参加围棋比赛,选派方法为C14·C13=12种;第三类:C中选1人参加围棋比赛,A中选1人参加象棋比赛,选派方法为C14·C12=8种;第四类:C中选2人分别参加两项比赛,选派方法为A24=12种;由分类加法计数原理,不同的选派方法共有6+12+8+12=38(种).答案:38[全国卷5年真题集中演练——明规律]1.(2016·全国甲卷)如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为()A.24 B.18 C.12 D.9解析:选B分两步:第一步,从E→F,有6条可以选择的最短路径;第二步,从F→G,有3条可以选择的最短路径.由分步乘法计数原理可知有6×3=18条可以选择的最短路径.故选B.2.(2016·全国丙卷)定义“规范01数列”{a n}如下:{a n}共有2m项,其中m项为0,m 项为1,且对任意k≤2m,a1,a2,…a k中0的个数不少于1的个数,若m=4,则不同的“规范01数列”共有()A.18个B.16个C.14个D.12个解析:选C当m=4时,数列{a n}共有8项,其中4项为0,4项为1,要满足对任意k≤8,a1,a2,…a k中0的个数不少于1的个数,则必有a1=0,a8=1,a2可为0,也可为1.(1)当a2=0时,分以下3种情况:①若a3=0,则a4,a5,a6,a7中任意一个为0均可,则有C14=4种情况;②若a3=1,a4=0,则a5,a6,a7中任意一个为0均可,有C13=3种情况;③若a3=1,a4=1,则a5必为0,a6,a7中任意一个为0均可,有C12=2种情况;(2)当a2=1时,必有a3=0,分以下2种情况:①若a4=0,则a5,a6,a7中任一个为0均可,有C13=3种情况;②若a4=1,则a5必为0,a6,a7中任一个为0均可,有C12=2种情况.综上所述,不同的“规范01数列”共有4+3+2+3+2=14个,故选C.3.(2012·新课标全国卷)将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有() A.12种B.10种C.9种D.8种解析:选A2名教师各在1个小组,给其中1名教师选2名学生,有C24种选法,另2名学生分配给另1名教师,然后将2个小组安排到甲、乙两地,有A22种方案,故不同的安排方案共有C24A22=12种,选A.[课时达标检测] 重点保分课时——一练小题夯双基,二练题点过高考[练基础小题——强化运算能力]1.(2016·四川高考)用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为()A.24 B.48C.60 D.72解析:选D奇数的个数为C13A44=72.2.世界华商大会的某分会场有A,B,C三个展台,将甲、乙、丙、丁共4名“双语”志愿者分配到这三个展台,每个展台至少1人,其中甲、乙两人被分配到同一展台的不同分法的种数有()A.12种B.10种C.8种D.6种解析:选D因为甲、乙两人被分配到同一展台,所以可以把甲与乙捆在一起,看成一个人,然后将3个人分到3个展台上进行全排列,即有A33种分配方法,所以甲、乙两人被分配到同一展台的不同分法的种数有A33=6种.3.在1,2,3,4,5这五个数字组成的没有重复数字的三位数中,各位数字之和为奇数的共有()A.36个B.24个C.18个D.6个解析:选B各位数字之和是奇数,则这三个数字中三个都是奇数或两个偶数一个奇数,所以符合条作的三位数有A33+C13A33=6+18=24(个).4.如图所示的几何体由一个正三棱锥P-ABC与正三棱柱ABC-A1B1C1组合而成,现用3种不同颜色对这个几何体的表面染色(底面A1B1C1不涂色),要求相邻的面均不同色,则不同的染色方案共有________种.解析:先涂三棱锥P-ABC的三个侧面,然后涂三棱柱ABC-A1B1C1的三个侧面,共有3×2×1×2=12种不同的涂色方案.答案:12[练常考题点——检验高考能力]一、选择题1.从2,3,4,5,6,7,8,9这8个数中任取2个不同的数分别作为一个对数的底数和真数,则可以组成不同对数值的个数为()A.56 B.54C.53 D.52解析:选D在8个数中任取2个不同的数可以组成A28=56个对数值;但在这56个对数值中,log24=log39,log42=log93,log23=log49,log32=log94,即满足条件的对数值共有56-4=52(个).2.如图所示,在A、B间有四个焊接点1,2,3,4,若焊接点脱落导致断路,则电路不通.今发现A,B之间电路不通,则焊接点脱落的不同情况有()A.9种B.11种C.13种D.15种解析:选C按照焊接点脱落的个数进行分类.若脱落1个,则有(1),(4),共2种情况;若脱落2个,有(1,4),(2,3),(1,2),(1,3),(4,2),(4,3),共6种情况;若脱落3个,有(1,2,3),(1,2,4),(2,3,4),(1,3,4),共4种情况;若脱落4个,有(1,2,3,4),共1种情况.综上共有2+6+4+1=13种焊接点脱落的情况.3.现有2门不同的考试要安排在5天之内进行,每天最多进行一门考试,且不能连续两天有考试,那么不同的考试安排方案种数是()A.12 B.6C.8 D.16解析:选A 若第一门安排在开头或结尾,则第二门有3种安排方法,这时共有C 12×3=6种安排方案;若第一门安排在中间的3天中,则第二门有2种安排方法,这时共有C 13×2=6种安排方案.综上可得,不同的考试安排方案共有6+6=12(种).4.有5本不同的教科书,其中语文书2本,数学书2本,物理书1本.若将其并排摆放在书架的同一层上,则同一科目书都不相邻的放法种数是( )A .24B .48C .72D .96解析:选B 据题意可先摆放2本语文书,当1本物理书在2本语文书之间时,只需将2本数学书插在前3本书形成的4个空中即可,此时共有A 22A 24种摆放方法;当1本物理书放在2本语文书一侧时,共有A 22A 12C 12C 13种不同的摆放方法,由分类加法计数原理可得共有A 22A 24+A 22A 12C 12C 13=48种摆放方法.5.“住房”“医疗”“教育”“养老”“就业”成为现今社会关注的五个焦点.小赵想利用国庆节假期调查一下社会对这些热点的关注度.若小赵准备按照顺序分别调查其中的4个热点,则“住房”作为其中的一个调查热点,但不作为第一个调查热点的种数为( )A .13B .24C .18D .72解析:选D 可分三步:第一步,先从“医疗”“教育”“养老”“就业”这4个热点中选出3个,有C 34种不同的选法;第二步, 在调查时,“住房”安排的顺序有A 13种可能情况;第三步,其余3个热点调查的顺序有A 33种排法.根据分步乘法计数原理可得,不同调查顺序的种数为C 34A 13A 33=72.6.将A ,B ,C ,D ,E 排成一列,要求A ,B ,C 在排列中顺序为“A ,B ,C ”或“C ,B ,A ”(可以不相邻),这样的排列数有( )A .12种B .20种C .40种D .60种解析:选C 五个元素没有限制全排列数为A 55,由于要求A ,B ,C 的次序一定(按A ,B ,C 或C ,B ,A ),故除以这三个元素的全排列A 33,可得这样的排列数有A 55A 33×2=40种.二、填空题7.某班组织文艺晚会,准备从A ,B 等 8 个节目中选出 4 个节目演出,要求A ,B 两个节目至少有一个选中,且A ,B 同时选中时,它们的演出顺序不能相邻,那么不同演出顺序的种数为________.解析:当A ,B 节目中只选其中一个时,共有C 12C 36A 44=960 种演出顺序;当A ,B 节目都被选中时,由插空法得共有C 26A 22A 23=180 种演出顺序,所以一共有1 140种演出顺序.答案:1 1408.4位同学参加某种形式的竞赛,竞赛规则规定:选甲题答对得100分,答错得-100分,选乙题答对得90分,答错得-90分,若4位同学的总分为0分,则这4位同学不同得分情况的种数是________.解析:由于4位同学的总分为0分,故4位同学选甲、乙题的人数有且只有三种情况:①甲:4人,乙:0人;②甲:2人,乙:2人;③甲:0人,乙:4人.对于①,需2人答对,2人答错,共有C24=6种情况;对于②,选甲题的需1人答对,1人答错,选乙题的也如此,有C24C12C12=24种情况;对于③,与①相同,有6种情况,故共有6+24+6=36种不同的得分情况.答案:369.把座位编号为1,2,3,4,5的五张电影票全部分给甲、乙、丙、丁四个人,每人至少一张,至多两张,且分得的两张票必须是连号,那么不同的分法种数为________(用数字作答).解析:先将票分为符合条件的4份,由题意,4人分5张票,且每人至少一张,至多两张,则三人每人一张,一人2张,且分得的票必须是连号,相当于将1,2,3,4,5这五个数用3个板子隔开,分为四部分且不存在三连号.在4个空位插3个板子,共有C34=4种情况,再对应到4个人,有A44=24种情况,则共有4×24=96种不同分法.答案:9610.有红、蓝、黄、绿四种颜色的球各6个,每种颜色的6个球分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中任取3个标号不同的球,这3个球颜色互不相同且所标数字互不相邻的取法种数为________.解析:所标数字互不相邻的取法有135,136,146,246,共4种.3个球颜色互不相同有A34=4×3×2=24种取法,所以这3个球颜色互不相同且所标数字互不相邻的取法有4×24=96(种).答案:96三、解答题11.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,可以是2女3男,也可以是1女4男,先选有C35C23+C45C13种情况,后排有A55种情况,则符合条件的选法数为(C35C23+C45C13)·A55=5 400.(2)除去该女生后,先选后排,则符合条件的选法数为C47·A44=840.(3)先选后排,但先安排该男生,则符合条件的选法数为C47·C14·A44=3 360.。
[配套K12]2018版高三数学一轮复习(3年真题分类+考情精解读+知识全通关+题型全突破+能力大提升)第十一章
第十一章 算法初步1.(2016·全国Ⅰ,9)执行如图所示的程序框图,如果输入的x =0,y =1,n =1,则输出x ,y 的值满足( )A.y =2xB.y =3xC.y =4xD.y =5x1.C [执行题中的程序框图,知第一次进入循环体:x =0+1-12=0,y =1×1=1,x 2+y 2<36;第二次执行循环体:n =1+1=2,x =0+2-12 =12,y =2×1=2,x 2+y 2<36;第三次执行循环体:n =2+1=3,x =12+3-12 =32,y =3×2=6,x 2+y 2>36,满足x 2+y 2≥36,故退出循环,输出x =32,y =6,满足y =4x ,故选C.]2.(2016·全国Ⅱ,8)中国古代有计算多项式值的秦九韶算法,如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 =( )A.7B.12C.17D.342.C [由框图可知,输入x =2,n =2,a =2,s =2,k =1,不满足条件;a =2,s =4+2=6,k =2,不满足条件;a =5,s =12+5=17,k =3,满足条件输出s =17,故选C.]3.(2016·全国Ⅲ,7)执行如图的程序框图,如果输入的a =4,b =6,那么输出的n =( )A.3B.4C.5D.63.B [第一次循环a =6-4=2,b =6-2=4,a =4+2=6,i =6,n =1; 第二次循环a =-6+4=-2,b =4-(-2)=6,a =6-2=4,i =10,n =2; 第三次循环a =6-4=2,b =6-2=4,a =4+2=6,i =16,n =3;第四次循环a =4-6=-2,b =4-(-2)=6,a =6-2=4,i =20,n =4,满足题意,结束循环.]4.(2015·四川,3)执行如图所示的程序框图,输出S 的值为( )A.-32 B. 32 C.-12 D.124.D [每次循环的结果依次为:k =2,k =3,k =4,k =5>4,∴S =sin 5π6 =12.选D.]5.(2015·天津,3)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,则输出S 的值为( )A.-10B.6C.14D.185.B [运行相应的程序,第一次循环:i=2,S=20-2=18;第二次循环:i=4,S=18-4=14;第三次循环:i=8,S=14-8=6;8>5,终止循环,输出S=6,故选B.]6.(2015·重庆,7)执行如图所示的程序框图,输出的结果为( )A.(-2,2)B.(-4,0)C.(-4,-4)D.(0,-8)6.B [第一次循环:S=1-1=0,t=1+1=2;x=0,y=2,k=1;第二次循环:S=0-2=-2,t=0+2=2,x=-2,y=2,k=2;第三次循环:S=-2-2=-4,t=-2+2=0,x=-4,y=0,k=3.输出(-4,0).] 7.(2015·福建,6)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,则输出的结果为( )A.2B.1C.0D.-17.C [当i =1,S =0进入循环体运算时,S =0,i =2;S =0+(-1)=-1,i =3;S =-1+0=-1,i =4;∴S =-1+1=0,i =5;S =0+0=0,i =6>5,故选C.]8.(2015·北京,3)执行如图所示的程序框图,若输出k 的值为8,则判断框内可填入的条件是( )A.s ≤34B.s ≤56C.s ≤1112D.s ≤25248.C [由程序框图,k 的值依次为0,2,4,6,8,因此s =12+14+16=1112(此时k =6)还必须计算一次,因此可填s ≤1112,选C.]9.(2015·新课标全国Ⅱ,8)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 =( )A.0B.2C.4D.149.B [由题知,若输入a=14,b=18,则第一次执行循环结构时,由a<b知,a=14,b=b-a=18-14=4;第二次执行循环结构时,由a>b知,a=a-b=14-4=10,b=4;第三次执行循环结构时,由a>b知,a=a-b=10-4=6,b=4;第四次执行循环结构时,由a>b知,a=a-b=6-4=2,b=4;第五次执行循环结构时,由a<b知,a=2,b=b-a=4-2=2;第六次执行循环结构时,由a=b知,输出a=2,结束,故选B.]10.(2014·天津,3)阅读下边的程序框图,运行相应的程序,输出S的值为( )A.15B.105C.245D.94510.B [S=1,i=1;S=3,i=2;S=15,i=3;S=105,i=4,结束循环,输出S=105.]11.(2014·安徽,3)如图所示程序框图(算法流程图)的输出结果是( )A.34B.55C.78D.8911.B [⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1,z =2,⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2,z =3,⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =3,z =5,⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =5,z =8,⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =8,z =13,⎩⎪⎨⎪⎧x =8,y =13,z =21,⎩⎪⎨⎪⎧x =13,y =21,z =34,⎩⎪⎨⎪⎧x =21,y =34,z =55≥50,退出循环,输出z =55.选B.]12.(2014·陕西,4)根据下边框图,对大于2的整数N ,输出的数列的通项公式是( )A.a n =2nB.a n =2(n -1)C.a n =2nD.a n =2n -112.C [⎩⎪⎨⎪⎧S =1,i =1,a 1=2×1=2,⎩⎪⎨⎪⎧S =2,i =2,a 2=2×2=4,⎩⎪⎨⎪⎧S =4,i =3,a 3=2×4=8,⎩⎪⎨⎪⎧S =8,i =4,a 4=2×8=16,输出a 1=2,a 2=22,a 3=23,a 4=24,排除A 、B 、D.选C.]13.(2014·北京,4)当m =7,n =3时,执行如图所示的程序框图,输出的S 值为( )A.7B.42C.210D.84013.C [⎩⎪⎨⎪⎧m =7,n =3,k =7,S =1,m -n +1=5;⎩⎪⎨⎪⎧S =7,k =6,m -n +1=5;⎩⎪⎨⎪⎧S =42,k =5,m -n +1=5;⎩⎪⎨⎪⎧S =210,k =4<m -n +1. 输出S =210.故选C.]14.(2014·福建,5)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,输出的S 的值等于( )A.18B.20C.21D.4014.B [程序运行如下:S =0,n =1;S =0+21+1=3,n =2,S <15;S =3+22+2=9,n =3,S <15;S =9+23+3=20,满足条件,输出S =20,故选B.]15.(2014·四川,5)执行如图的程序框图,如果输入的x ,y ∈R ,那么输出的S 的最大值为( )A.0B.1C.2D.315.C[在约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≤1下,S =2x +y 的最大值应在点(1,0)处取得,即S max =2×1+0=2,显然2>1,故选C.]16.(2014·重庆,5)执行如图所示的程序框图,若输出k 的值为6,则判断框内可填入的条件是( )A.s >12B.s >35C.s >710D.s >4516.C [程序框图的执行过程如下:s =1,k =9,s =910,k =8;s =910×89=810,k =7;s =810×78=710,k =6,循环结束.故可填入的条件为s >710.故选C.]17.(2014·湖南,6)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( )A.[-6,-2]B.[-5,-1]C.[-4,5]D.[-3,6] 17.D [当0≤t ≤2时,S =t -3∈[-3,-1].当-2≤t <0时,2t 2+1∈(1,9],则S ∈(-2,6].综上,S ∈[-3,6],故选D.]18.(2014·新课标全国Ⅰ,7)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 =( )A.203B.72C.165D.15818.D [第一次循环:M =32,a =2,b =32,n =2;第二次循环:M =83,a =32,b =83,n =3;第三次循环:M =158,a =83,b =158,n =4,退出循环,输出M 为158,故选D.]19.(2014·新课标全国Ⅱ,7)执行如图的程序框图,如果输入的x ,t 均为2,则输出的S =( )A.4B.5C.6D.719.D [k =1,M =11×2=2,S =2+3=5;k =2,M =22×2=2,S =2+5=7;k =3,3>t ,∴输出S =7,故选D.]20.(2014·江西,7)阅读如下程序框图,运行相应的程序,则程序运行后输出的结果为( )A.7B.9C.10D.1120.B [执行程序框图,第一次循环:i =1,S =lg 13<-1,否;执行第二次循环:i =3,S =lg 13+lg 35=lg 15<-1,否;执行第三次循环:i =5,S =lg 15+lg 57=lg 17<-1,否;执行第四次循环:i =7,S =lg 17+lg 79=lg 19<-1,否;执行第五次循环:i =9,S =lg 19+lg 911=lg 111<-1,是,结束循环,输出i 为9,故选B.]21.(2015·山东,13)执行如图所示的程序框图,输出的T 的值为________.21.116[当n =1时,T =1+∫10x 1d x =1+ ⎪⎪⎪12x 210=1+12=32; 当n =2时,T =32+∫10x 2d x =32+ ⎪⎪⎪13x 310=32+13=116; 当n =3时,结束循环,输出T =116.]22.(2014·江苏,3)如图是一个算法流程图,则输出的n 的值是________.22.5 [n =1,21<20,N ;n =2,22<20,N ;n =3,23<20,N ;n =4,24<20,N ;n =5,25>20,Y ,故输出n =5.]23.(2014·山东,11)执行如图所示的程序框图,若输入的x 的值为1,则输出的n 的值为________.23.3 [x=1,n=0→1-4+3=0→x=2,n=1→22-4×2+3=-1<0→x=3,n=2→32-4×3+3=0→x=4,n=3→42-4×4+3>0→输出n=3.]24.(2014·浙江,11)若某程序框图如图所示,当输入50时,则该程序运行后输出的结果是________.24.6 [第一次循环,S=1,i=2;第二次循环,S=2+2=4,i=3;第三次循环,S=8+3=11,i=4;第四次循环,S=22+4=26,i=5;第五次循环,S=52+5=57,i=6,57>50,退出循环,故输出的结果为6.]。
2018高考数学文大一轮复习习题 板块命题点专练八 含答案 精品
板块命题点专练(八)n 1n A .d <0 B .d >0 C .a 1d <0D .a 1d >0解析:选 C ∵数列{2a 1a n }为递减数列,a 1a n =a 1=a 1dn +a 1(a 1-d ),等式右边为关于n 的一次函数,∴a 1d <0.2.(2014·全国卷Ⅱ)数列 {a n }满足 a n +1=11-a n ,a 8=2,则a 1 =________.解析:将a 8=2代入a n +1=11-a n ,可求得a 7=12;再将a 7=12代入a n +1=11-a n ,可求得a 6=-1;再将a 6=-1代入a n +1=11-a n,可求得a 5=2;由此可以推出数列{a n }是一个周期数列,且周期为3,所以a 1=a 7=12.答案:123.(2014·安徽高考)如图,在等腰直角三角形ABC 中,斜边BC =22.过点 A 作BC 的垂线,垂足为A 1 ;过点 A 1作 AC 的垂线,垂足为 A 2;过点A 2 作A 1C 的垂线,垂足为A 3 ;…,依此类推.设BA =a 1 ,AA 1=a 2 , A 1A 2=a 3 ,…, A 5A 6=a 7 ,则 a 7=________.解析:法一:直接递推归纳:等腰直角三角形ABC 中,斜边BC =22,所以AB =AC =a 1=2,AA 1=a 2=2,A 1A 2=a 3=1,…,A 5A 6=a 7=a 1×⎝⎛⎭⎪⎫226=14. 法二:求通项:等腰直角三角形ABC 中,斜边BC =22,所以AB =AC =a 1=2,AA 1=a 2=2,…,A n -1A n =a n +1=sin π4·a n =22a n =2×⎝ ⎛⎭⎪⎫22n ,故a 7=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫226=14.答案:14n 10100A .100 B .99 C .98D .97解析:选C 法一:∵{a n }是等差数列,设其公差为d , ∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=27,∴a 5=3.又∵a 10=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =3,a 1+9d =8,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =1.∴a 100=a 1+99d =-1+99×1=98.故选C . 法二:∵{a n }是等差数列,∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=27,∴a 5=3.在等差数列{a n }中,a 5,a 10,a 15,…,a 100成等差数列,且公差d ′=a 10-a 5=8-3=5. 故a 100=a 5+(20-1)×5=98.故选C .2.(2015·全国卷Ⅱ)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 1+a 3+a 5=3,则S 5=( ) A .5 B .7 C .9D .11解析:选A ∵a 1+a 5=2a 3,∴a 1+a 3+a 5=3a 3=3, ∴a 3=1, ∴S 5=a 1+a 52=5a 3=5,故选A .3.(2015·全国卷Ⅱ)已知等比数列{a n }满足a 1=3,a 1+a 3+a 5=21,则a 3+a 5+a 7=( ) A .21 B .42 C .63D .84解析:选B ∵a 1=3,a 1+a 3+a 5=21, ∴3+3q 2+3q 4=21.∴1+q 2+q 4=7,解得q 2=2或q 2=-3(舍去). ∴a 3+a 5+a 7=q 2(a 1+a 3+a 5)=2×21=42.4.(2015·全国卷Ⅰ)已知{a n }是公差为1的等差数列,S n 为{a n }的前n 项和,若S 8=4S 4,则a 10=( )A .172B .192C .10D .12解析:选B ∵{a n }的公差为1, ∴S 8=8a 1+8×8-12×1=8a 1+28,S 4=4a 1+6.又∵S 8=4S 4,∴8a 1+28=4(4a 1+6),解得a 1=12,∴a 10=a 1+9d =12+9=192.5.(2015·全国卷Ⅱ)设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则S n =________.解析:∵a n +1=S n +1-S n ,a n +1=S n S n +1, ∴S n +1-S n =S n S n +1.∵S n ≠0,∴1S n -1S n +1=1,即1S n +1-1S n=-1.又1S 1=-1,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为-1,公差为-1的等差数列.∴1S n=-1+(n -1)×(-1)=-n ,∴S n =-1n.答案:-1n6.(2016·全国乙卷)已知各项都为正数的数列{a n }满足a 1=1,a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0.(1)求a 2,a 3; (2)求{a n }的通项公式.解:(1)由题意可得a 2=12,a 3=14.(2)由a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0得 2a n +1(a n +1)=a n (a n +1). 因此{a n }的各项都为正数,所以a n +1a n =12. 故{a n }是首项为1,公比为12的等比数列,因此a n =12n -1.7.(2016·全国甲卷)等差数列{a n }中,a 3+a 4=4,a 5+a 7=6. (1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =,求数列{b n }的前10项和,其中表示不超过x 的最大整数,如=0,=2. 解:(1)设数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由题意有⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+5d =4,a 1+5d =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =25.所以{a n }的通项公式为a n =2n +35. (2)由(1)知,b n =⎣⎢⎡⎦⎥⎤2n +35.当n=1,2,3时,1≤2n+35<2,b n=1;当n=4,5时,2≤2n+35<3,b n=2;当n=6,7,8时,3≤2n+35<4,b n=3;当n=9,10时,4≤2n+35<5,b n=4.所以数列{b n}的前10项和为1×3+2×2+3×3+4×2=24. 8.(2015·全国卷Ⅰ)S n为数列{a n}的前n项和.已知a n>0,a2n+2a n=4S n+3.(1)求{a n}的通项公式;(2)设b n=1a n a n+1,求数列{b n}的前n项和.解:(1)由a2n+2a n=4S n+3,①可知a2n+1+2a n+1=4S n+1+3.②②-①,得a2n+1-a2n+2(a n+1-a n)=4a n+1,即2(a n+1+a n)=a2n+1-a2n=(a n+1+a n)(a n+1-a n).由a n>0,得a n+1-a n=2.又a21+2a1=4a1+3,解得a1=-1(舍去)或a1=3.所以{a n}是首项为3,公差为2的等差数列,通项公式为a n=2n+1.(2)由a n=2n+1可知b n=1a n a n+1=1n+n+=12⎝⎛⎭⎪⎫12n+1-12n+3.设数列{b n}的前n项和为T n,则T n=b1+b2+…+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫13-15+⎝⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝⎛⎭⎪⎫12n+1-12n+3=nn+.9.(2014·全国卷Ⅰ)已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,a n≠0,a n a n+1=λS n-1,其中λ为常数.(1)证明:a n+2-a n=λ;(2)是否存在λ,使得{a n}为等差数列?并说明理由.解:(1)证明:由题设,a n a n+1=λS n-1,则a n+1a n+2=λS n+1-1.两式相减得a n+1(a n+2-a n)=λa n+1.由于a n+1≠0,所以a n+2-a n=λ.(2)由题设,a1=1,a1a2=λS1-1,可得a2=λ-1.由(1)知,a3=λ+1.令2a2=a1+a3,解得λ=4.故a n+2-a n=4,由此可得{a2n-1}是首项为1,公差为4的等差数列,a2n-1=4n-3;{a2n}是首项为3,公差为4的等差数列,a2n=4n-1.所以a n=2n-1,a n+1-a n=2.因此存在λ=4,使得数列{a n}为等差数列.1.(2016·天津高考)已知{a n}是等比数列,前n项和为S n(n∈N*),且a1-a2=a3,S6=63.(1)求{a n}的通项公式;(2)若对任意的n∈N*,b n是log2a n和log2a n+1的等差中项,求数列{(-1)n b2n}的前2n项和.解:(1)设数列{a n}的公比为q.由已知,有1a1-1a1q=2a1q2,解得q=2或q=-1.又由S6=a1·1-q61-q=63,知q≠-1,所以a1·1-261-2=63,得a1=1.所以a n=2n-1.(2)由题意,得b n=12(log2a n+log2a n+1)=12(log22n-1+log22n)=n-12,即{b n}是首项为12,公差为1的等差数列.设数列{(-1)n b2n}的前n项和为T n,则T2n=(-b21+b22)+(-b23+b24)+…+(-b22n-1+b22n) =b1+b2+b3+b4+…+b2n-1+b2n=2n b1+b2n2=2n2.2.(2016·四川高考)已知数列{a n}的首项为1,S n为数列{a n}的前n项和,S n+1=qS n+1,其中q >0,n ∈N *.(1)若a 2,a 3,a 2+a 3成等差数列,求数列{a n }的通项公式;(2)设双曲线x 2-y 2a 2n=1的离心率为e n ,且e 2=2,求e 21+e 22+…+e 2n .解:(1)由已知S n +1=qS n +1,得S n +2=qS n +1+1,两式相减得到a n +2=qa n +1,n ≥1.又由S 2=qS 1+1得到a 2=qa 1,故a n +1=qa n 对所有n ≥1,n ∈N *都成立.所以数列{a n }是首项为1,公比为q 的等比数列. 从而a n =qn -1.由a 2,a 3,a 2+a 3成等差数列,可得2a 3=a 2+a 2+a 3,所以a 3=2a 2,故q =2.所以a n =2n-1(n ∈N *).(2)由(1)可知a n =qn -1,所以双曲线x 2-y 2a 2n =1的离心率e n =1+a 2n =1+qn -.由e 2=1+q 2=2,解得q =3, 所以e 21+e 22+…+e 2n =(1+1)+(1+q 2)+…+ =n +=n +q 2n -1q 2-1=n +12(3n -1).。
2018届高考数学(文)第一轮总复习全程训练第二章函数、导数及其应用天天练11Word版含答案
天天练11 导数的应用(二)一、解答题1.已知定义在实数集R 上的函数f (x )满足f (1)=3,且f (x )的导数f ′(x )在R 上恒有f ′(x )<2(x ∈R ),则不等式f (x )<2x +1的解集为( )A .(1,+∞)B .(-∞,-1)C .(-1,1)D .(-∞,-1)∪(1,+∞)2.设动直线x =m 与函数f (x )=x 3,g (x )=ln x 的图象分别交于点M ,N ,则|MN |的最小值为( )A.13(1+ln3)B.13ln3C.13(1-ln3) D .ln3-13.函数f (x )的导函数f ′(x )的图象如图所示,那么f (x )的图象最有可能的是( )4.(2017·昆明检测)设函数f (x )=e 2x+ax 在(0,+∞)上单调递增,则实数a 的取值范围为( )A .[-1,+∞)B .(-1,+∞)C .[-2,+∞)D .(-2,+∞)5.(2017·重庆调研)若函数f (x )=(x +a )e x 在(0,+∞)上不单调,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-1)B .(-∞,0)C .(-1,0)D .[-1,+∞)6.已知函数f (x )=x 3-3x ,若在△ABC 中,角C 是钝角,则( )A .f (sin A )>f (cosB ) B .f (sin A )<f (cos B )C .f (sin A )>f (sin B )D .f (sin A )<f (sin B )7.设函数f (x )=e x (2x -1)-ax +a ,其中a <1,若存在唯一的整数x 0使得f (x 0)<0,则a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-32e ,1B.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-32e ,34 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32e ,34 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32e ,18.若定义在R 上的函数f (x )满足f (0)=-1,其导函数f ′(x )满足f ′(x )>k >1,则下列结论中一定错误的是( )A .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k <1kB .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k >1k -1C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1<1k -1D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1>k k -1二、填空题9.(2017·甘肃一诊)若函数f (x )=x 2-4e x -ax 在R 上存在单调递增区间,则实数a 的取值范围为__________.10.(2017·西工大附中训练)已知f (x )是奇函数,且当x ∈(0,2)时,f (x )=ln x -ax (a >12),当x ∈(-2,0)时,f (x )的最小值是1,则a =__________.11.(2017·甘肃二诊)已知f (x )=(x +1)3e -x +1,g (x )=(x +1)2+a ,若∃x 1,x 2∈R ,使得f (x 2)≥g (x 1)成立,则实数a 的取值范围是__________.三、解答题12.设函数f (x )=e mx +x 2-mx .(1)证明:f (x )在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增;(2)若对于任意x 1,x 2∈[-1,1],都有|f (x 1)-f (x 2)|≤e -1,求m 的取值范围.1.A 令g (x )=f (x )-2x -1,则g ′(x )=f ′(x )-2<0,∴g (x )在R 上为减函数,且g (1)=f (1)-2-1=0,由g (x )<0=g (1),得x >1,故选A.2.A 由f (x )和g (x )的图象可以看到|MN |就是两条曲线间的垂直距离,设F (x )=f (x )-g (x )=x 3-ln x ,求导得F ′(x )=3x 2-1x ,令F ′(x )>0,得x >133;令F ′(x )<0,得0<x <133. 所以当x =133时,F (x )有最小值F (133)=13+13ln3=13(1+ln3),故选A. 3.A 根据f ′(x )的图象知,函数y =f (x )的极小值点是x =-2,极大值点为x =0,结合单调性知,选A.4.C ∵f ′(x )=2e 2x +a ,∴f ′(x )=2e 2x +a ≥0在(0,+∞)上恒成立,即a ≥-2e 2x 在(0,+∞)上恒成立,又x ∈(0,+∞)时,-2e 2x <-2,∴a ≥-2.5.A f ′(x )=e x (x +a +1),由题意,知方程e x (x +a +1)=0在(0,+∞)上至少有一个实数根,即x =-a -1>0,解得a <-1,故选A.拓展结论:如果函数在[a ,b ]上不单调,则函数的导函数在[a ,b ]上至少存在一个零点且在零点两侧的导函数值符号相反.6.A ∵f (x )=x 3-3x ,∴f ′(x )=3x 2-3=3(x +1)(x -1),故函数f (x )在区间(-1,1)上是减函数.又A 、B 都是锐角,且A +B <π2,∴0<A <π2-B <π2,∴sin A <sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-B =cos B ,故f (sin A )>f (cos B ),选A.7.D 由题意可知存在唯一的整数x 0,使得e x 0(2x 0-1)<ax 0-a , 设g (x )=e x (2x -1),h (x )=ax -a ,由g ′(x )=e x (2x +1)可知g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,+∞上单调递增,作出g (x )与h (x )的大致图象如图所示,故⎩⎪⎨⎪⎧ h (0)>g (0),h (-1)≤g (-1),即⎩⎨⎧a <1,-2a ≤-3e ,所以32e ≤a <1,故选D.8.C 取满足题意的函数f (x )=2x -1,若取k =32,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23=13<23=1k ,所以排除A ;若取k =1110,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k -1=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫11110-1=f (10)=19>11=11101110-1=k k -1,所以排除D ;取满足题意的函数f (x )=10x -1,若取k =2,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1k =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=4>1=12-1=1k -1,所以排除B.故结论一定错误的是C.9.(-∞,-2-2ln2) 解析:因为f (x )=x 2-4e x -ax ,所以f ′(x )=2x -4e x -a .由题意,f ′(x )=2x -4e x -a >0,即a <2x -4e x 有解.令g (x )=2x -4e x ,则g ′(x )=2-4e x .令g ′(x )=0,解得x =-ln2.当x ∈(-∞,-ln2)时,函数g (x )=2x -4e x 单调递增;当x ∈(-ln2,+∞)时,函数g (x )=2x -4e x 单调递减.所以当x =-ln2时,g (x )=2x -4e x 取得最大值-2-2ln2,所以a <-2-2ln2.10.1解析:由题意,得x ∈(0,2)时,f (x )=ln x -ax (a >12)有最大值-1,f ′(x )=1x -a ,由f ′(x )=0得x =1a ∈(0,2),且x ∈(0,1a )时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,x ∈(1a ,2)时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,则f (x )max =f (1a )=ln 1a -1=-1,解得a =1.11.(-∞,27e ]解析:∃x 1,x 2∈R ,使得f (x 2)≥g (x 1)成立,即为f (x )max ≥g (x )min .又f ′(x )=(x +1)2e -x +1(-x +2),由f ′(x )=0得x =-1或2,且当x <2时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;当x >2时,f ′(x )<0,f (x )单调递减,所以f (x )max =f (2)=27e ,又g (x )min =a ,则a ≤27e ,故实数a 的取值范围是(-∞,27e ].技巧点拨:不等式存在性问题一般利用等价转化思想转化为函数最值的关系求解,再利用导数求解函数的最值.12.解析:(1)f ′(x )=m (e mx -1)+2x .若m ≥0,则当x ∈(-∞,0)时,e mx -1≤0,f ′(x )<0;当x ∈(0,+∞)时,e mx -1≥0,f ′(x )>0.若m <0,则当x ∈(-∞,0)时,e mx -1>0,f ′(x )<0;当x ∈(0,+∞)时,e mx -1<0,f ′(x )>0.所以,f (x )在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.(2)由(1)知,对任意的m ,f (x )在[-1,0]单调递减,在[0,1]单调递增,故f (x )在x =0处取得最小值.所以对于任意x 1,x 2∈[-1,1],|f (x 1)-f (x 2)|≤e -1的充要条件是⎩⎨⎧ f (1)-f (0)≤e -1,f (-1)-f (0)≤e -1,即⎩⎨⎧ e m -m ≤e -1,e -m +m ≤e -1.①设函数g (t )=e t -t -e +1,则g ′(t )=e t -1.当t <0时,g ′(t )<0;当t >0时,g ′(t )>0.故g (t )在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.又g (1)=0,g (-1)=e -1+2-e <0,故当t ∈[-1,1]时,g (t )≤0. 当m ∈[-1,1]时,g (m )≤0,g (-m )≤0,即①式成立;当m >1时,由g (t )的单调性,g (m )>0,即e m -m >e -1; 当m <-1时,g (-m )>0,即e -m +m >e -1.综上,m 的取值范围是[-1,1].2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳县四中高二(下)第一次模拟数学试卷一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,满分40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合M={0,1,2},N={x},若M∪N={0,1,2,3},则x的值为()A.3 B.2 C.1 D.02.如图是一个几何体的三视图,则该几何体为()A.球B.圆柱C.圆台D.圆锥3.在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A.B.C.D.4.某程序框图如图所示,若输入x的值为1,则输出y的值是()A.2 B.3 C.4 D.55.已知向量=(1,2),=(x,4),若∥,则实数x的值为()A.8 B.2 C.﹣2 D.﹣86.某学校高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.为了了解教师的教学情况,该校采用分层抽样的方法从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别为()A.15,5,25 B.15,15,15 C.10,5,30 D.15,10,207.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,直线BD与A1C1的位置关系是()A.平行B.相交C.异面但不垂直D.异面且垂直8.不等式(x+1)(x﹣2)≤0的解集为()A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|﹣1<x<2}C.{x|x≥2或x≤﹣1}D.{x|x>2或x <﹣1}9.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10 C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=1010.如图,在高速公路建设中需要确定隧道的长度,工程技术人员已测得隧道两端的两点A、B到点C的距离AC=BC=1km,且∠ACB=120°,则A、B两点间的距离为()A.km B.km C.1.5km D.2km二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,满分20分.11.计算:log21+log24=.12.已知1,x,9成等比数列,则实数x=.13.已知点(x,y)在如图所示的平面区域(阴影部分)内运动,则z=x+y的最大值是.14.已知a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,则a的值为•15.如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,E、F分别是AB、CD的中点,现在沿EF 把这个矩形折成一个直二面角A﹣EF﹣C(如图2),则在图2中直线AF与平面EBCF所成的角的大小为.三、解答题:本大题共5小题,满分40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.已知,<θ<π.(1)求tanθ;(2)求的值.17.某公司为了了解本公司职员的早餐费用情况,抽样调査了100位职员的早餐日平均费用(单位:元),得到如图所示的频率分布直方图,图中标注a的数字模糊不清.(1)试根据频率分布直方图求a的值,并估计该公司职员早餐日平均费用的众数;(2)已知该公司有1000名职员,试估计该公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元?18.已知等比数列{a n}的公比q=2,且a2,a3+1,a4成等差数列.(1)求a1及a n;(2)设b n=a n+n,求数列{b n}的前5项和S5.19.已知二次函数f(x)=x2+ax+b满足f(0)=6,f(1)=5(1)求函数f(x)解析式(2)求函数f(x)在x∈[﹣2,2]的最大值和最小值.20.已知圆C:x2+y2+2x﹣3=0.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE 的面积最大.2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳县四中高二(下)第一次模拟数学试卷参考答案与试题解析一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,满分40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合M={0,1,2},N={x},若M∪N={0,1,2,3},则x的值为()A.3 B.2 C.1 D.0【考点】并集及其运算.【分析】根据M及M与N的并集,求出x的值,确定出N即可.【解答】解:∵集合M={0,1,2},N={x},且M∪N={0,1,2,3},∴x=3,故选:A.2.如图是一个几何体的三视图,则该几何体为()A.球B.圆柱C.圆台D.圆锥【考点】由三视图求面积、体积.【分析】由三视图可知该几何体为圆锥.【解答】解:根据三视图可知,该几何体为圆锥.故选D.3.在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A.B.C.D.【考点】几何概型.【分析】由题意,要使此数大于3,只要在区间(3,5]上取即可,利用区间长度的比求.【解答】解:要使此数大于3,只要在区间(3,5]上取即可,由几何概型的个数得到此数大于3的概率为为;故选B.4.某程序框图如图所示,若输入x的值为1,则输出y的值是()A.2 B.3 C.4 D.5【考点】程序框图.【分析】根据题意,模拟程序框图的运行过程,即可得出正确的答案.【解答】解:模拟程序框图的运行过程,如下;输入x=1,y=1﹣1+3=3,输出y的值为3.故选:B.5.已知向量=(1,2),=(x,4),若∥,则实数x的值为()A.8 B.2 C.﹣2 D.﹣8【考点】平面向量共线(平行)的坐标表示.【分析】根据向量平行的坐标公式建立方程进行求解即可.【解答】解:∵∥,∴4﹣2x=0,得x=2,故选:B6.某学校高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.为了了解教师的教学情况,该校采用分层抽样的方法从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别为()A.15,5,25 B.15,15,15 C.10,5,30 D.15,10,20【考点】分层抽样方法.【分析】根据分层抽样的定义,建立比例关系即可等到结论.【解答】解:∵高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.∴从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别,高二:,高三:45﹣15﹣10=20.故选:D7.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,直线BD与A1C1的位置关系是()A.平行B.相交C.异面但不垂直D.异面且垂直【考点】空间中直线与直线之间的位置关系.【分析】连接AC,则AC∥A1C1,AC⊥BD,即可得出结论.【解答】解:∵正方体的对面平行,∴直线BD与A1C1异面,连接AC,则AC∥A1C1,AC⊥BD,∴直线BD与A1C1垂直,∴直线BD与A1C1异面且垂直,故选:D.8.不等式(x+1)(x﹣2)≤0的解集为()A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|﹣1<x<2}C.{x|x≥2或x≤﹣1}D.{x|x>2或x <﹣1}【考点】一元二次不等式的解法.【分析】根据一元二次不等式对应方程的实数根,即可写出不等式的解集.【解答】解:不等式(x+1)(x﹣2)≤0对应方程的两个实数根为﹣1和2,所以该不等式的解集为{x|﹣1≤x≤2}.故选:A.9.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10 C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=10【考点】圆的标准方程.【分析】求出圆心坐标和半径,因为圆的直径为线段PQ,所以圆心为P,Q的中点,应用中点坐标公式求出,半径为线段PQ长度的一半,求出线段PQ的长度,除2即可得到半径,再代入圆的标准方程即可.【解答】解:∵圆的直径为线段PQ,∴圆心坐标为(2,1)半径r===∴圆的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=5.故选:C.10.如图,在高速公路建设中需要确定隧道的长度,工程技术人员已测得隧道两端的两点A、B到点C的距离AC=BC=1km,且∠ACB=120°,则A、B两点间的距离为()A.km B.km C.1.5km D.2km【考点】解三角形的实际应用.【分析】直接利用与余弦定理求出AB的数值.【解答】解:根据余弦定理AB2=a2+b2﹣2abcosC,∴AB===(km).故选:A.二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,满分20分.11.计算:log21+log24=2.【考点】对数的运算性质.【分析】直接利用对数的运算法则化简求解即可.【解答】解:log21+log24=0+log222=2.故答案为:2.12.已知1,x,9成等比数列,则实数x=±3.【考点】等比数列.【分析】由等比数列的性质得x2=9,由此能求出实数x.【解答】解:∵1,x,9成等比数列,∴x2=9,解得x=±3.故答案为:±3.13.已知点(x,y)在如图所示的平面区域(阴影部分)内运动,则z=x+y的最大值是5.【考点】简单线性规划.【分析】利用目标函数的几何意义求最大值即可.【解答】解:由已知,目标函数变形为y=﹣x+z,当此直线经过图中点(3,2)时,在y轴的截距最大,使得z最大,所以z的最大值为3+2=5;故答案为:5.14.已知a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,则a的值为4•【考点】函数的零点.【分析】根据函数零点的定义,得f(a)=0,从而求出a的值.【解答】解:a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,∴f(a)=2﹣log2a=0,∴log2a=2,解得a=4.故答案为:4.15.如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,E、F分别是AB、CD的中点,现在沿EF 把这个矩形折成一个直二面角A﹣EF﹣C(如图2),则在图2中直线AF与平面EBCF所成的角的大小为45°.【考点】直线与平面所成的角.【分析】由题意,AE⊥平面EFBC,∠AFE是直线AF与平面EBCF所成的角,即可得出结论.【解答】解:由题意,AE⊥平面EFBC,∴∠AFE是直线AF与平面EBCF所成的角,∵AE=EF,∴∠AFE=45°.故答案为45°.三、解答题:本大题共5小题,满分40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.已知,<θ<π.(1)求tanθ;(2)求的值.【考点】三角函数的化简求值.【分析】(1)由,<θ<π结合同角平方关系可求cosθ,利用同角基本关系可求(2)结合(1)可知tanθ的值,故考虑把所求的式子化为含“切”的形式,从而在所求的式子的分子、分母同时除以cos2θ,然后把已知tanθ的值代入可求.【解答】解:(1)∵sin2θ+cos2θ=1,∴cos2θ=.又<θ<π,∴co sθ=∴.(2)=.17.某公司为了了解本公司职员的早餐费用情况,抽样调査了100位职员的早餐日平均费用(单位:元),得到如图所示的频率分布直方图,图中标注a的数字模糊不清.(1)试根据频率分布直方图求a的值,并估计该公司职员早餐日平均费用的众数;(2)已知该公司有1000名职员,试估计该公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元?【考点】频率分布直方图.【分析】(1)由频率分布直方图中各小长方形的面积之和等于1,求出a的值,频率分布直方图中最高的小长方体的底面边长的中点即是众数;(2)求出本公司职员平均费用不少于8元的频率就能求出公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元.【解答】解:(1)据题意得:(0.05+0.10+a+0.10+0.05+0.05)×2=1,解得a=0.15,众数为:;(2)该公司职员早餐日平均费用不少于8元的有:×2=200,18.已知等比数列{a n}的公比q=2,且a2,a3+1,a4成等差数列.(1)求a1及a n;(2)设b n=a n+n,求数列{b n}的前5项和S5.【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.【分析】(1)运用等比数列的通项公式和等差数列的中项的性质,解方程可得首项,进而得到所求通项公式;(2)求得b n=2n﹣1+n,再由数列的求和方法:分组求和,结合等差数列和等比数列的求和公式,计算即可得到所求和.【解答】解:(1)由已知得a2=2a1,a3+1=4a1+1,a4=8a1,又a2,a3+1,a4成等差数列,可得:2(a3+1)=a2+a4,所以2(4a1+1)=2a1+8a1,解得a1=1,故a n=a1q n﹣1=2n﹣1;(2)因为b n=2n﹣1+n,所以S5=b1+b2+b3+b4+b5=(1+2+...+16)+(1+2+ (5)=+=31+15=46.19.已知二次函数f(x)=x2+ax+b满足f(0)=6,f(1)=5(1)求函数f(x)解析式(2)求函数f(x)在x∈[﹣2,2]的最大值和最小值.【考点】二次函数的性质;二次函数在闭区间上的最值.【分析】(1)利用已知条件列出方程组求解即可.(2)利用二次函数的对称轴以及开口方向,通过二次函数的性质求解函数的最值即可.【解答】解:(1)∵;(2)∵f(x)=x2﹣2x+6=(x﹣1)2+5,x∈[﹣2,2],开口向上,对称轴为:x=1,∴x=1时,f(x)的最小值为5,x=﹣2时,f(x)的最大值为14.20.已知圆C:x2+y2+2x﹣3=0.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE 的面积最大.【考点】直线与圆的位置关系.【分析】(1)把圆C的方程化为标准方程,写出圆心和半径;(2)设出直线l的方程,与圆C的方程组成方程组,消去y得关于x的一元二次方程,由根与系数的关系求出的值;(3)解法一:设出直线m的方程,由圆心C到直线m的距离,写出△CDE的面积,利用基本不等式求出最大值,从而求出对应直线方程;解法二:利用几何法得出CD⊥CE时△CDE的面积最大,再利用点到直线的距离求出对应直线m的方程.【解答】解:(1)圆C:x2+y2+2x﹣3=0,配方得(x+1)2+y2=4,则圆心C的坐标为(﹣1,0),圆的半径长为2;(2)设直线l的方程为y=kx,联立方程组,消去y得(1+k2)x2+2x﹣3=0,则有:;所以为定值;(3)解法一:设直线m的方程为y=kx+b,则圆心C到直线m的距离,所以,≤,当且仅当,即时,△CDE的面积最大,从而,解之得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.解法二:由(1)知|CD|=|CE|=R=2,所以≤2,当且仅当CD⊥CE时,△CDE的面积最大,此时;设直线m的方程为y=x+b,则圆心C到直线m的距离,由,得,由,得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.2017年5月5日。
[配套K12]2018版高考数学二轮复习 大题规范练11“17题~19题”+“二选一”46分练 文
大题规范练(十一) “20题、21题”24分练(时间:30分钟 分值:24分)解答题(本大题共2小题,共24分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)20.已知椭圆T :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点A (0,1),离心率e =63,圆C :x 2+y 2=4,从圆C 上任意一点P 向椭圆T 引两条切线PM ,PN .(1)求椭圆T 的方程;(2)求证:PM ⊥PN .【导学号:04024250】解:(1)由题意可知:b =1,c a =63,所以椭圆方程为x 23+y 2=1. (2)证明:①当P 点横坐标为±3时,PM 斜率不存在,PN 斜率为0,PM ⊥PN .②当P 点横坐标不为±3时,设P (x 0,y 0),则x 20+y 20=4,设k PM =k , PM 的方程为y -y 0=k (x -x 0),联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y -y 0=k x -x 0,x 23+y 2=1, 消去y 得(1+3k 2)x 2+6k (y 0-kx 0)x +3k 2x 20-6kx 0y 0+3y 20-3=0, 依题意得Δ=0,即 Δ=36k 2(y 0-kx 0)2-4(1+3k 2)(3k 2x 20-6kx 0y 0+3y 20-3)=0,化简得(3-x 20)k 2+2x 0y 0k +1-y 20=0,又k PM ·k PN 为方程的两根,所以k PM ·k PN =1-y 203-x 20=1--x 203-x 20=x 20-33-x 20=-1. 所以PM ⊥PN .21.已知函数f (x )=x 2-(-1)k 2a ln x (k ∈N ,a ∈R 且a >0).(1)求f (x )的极值;(2)若k =2 016,关于x 的方程f (x )=2ax 有唯一解,求a 的值.【导学号:04024251】解:(1)函数f (x )=x 2-(-1)k 2a ln x (k ∈N ,a ∈R 且a >0),可得f ′(x )=2x -(-1)k 2a ·1x ,当k 为奇数时,f ′(x )=2x +2a x>0,所以f (x )在(0,+∞)上单调递增,f (x )无极值.当k 为偶数时,f ′(x )=2x -2a x =2x 2-2a x =x +ax -a x ,所以f (x )在(0,a )上单调递减,在(a ,+∞)上单调递增,所以f (x )有极小值,f (x )极小值=f (a )=a -2a ln a =a -a ln a .(2)因为k =2 016,则f (x )=x 2-2a ln x ,令g (x )=x 2-2a ln x -2ax ,g ′(x )=2x -2a x -2a =2x 2-2ax -2a x =2x(x 2-ax -a ),令g ′(x )=0,所以x 2-ax -a =0,因为a >0,x >0,所以x 0=a +a 2+4a2.当x ∈(0,x 0)时,g ′(x )<0,所以g (x )在(0,x 0)上单调递减.当x ∈(x 0,+∞)时,g ′(x )>0,所以g (x )在(x 0,+∞)上单调递增.又g (x )=0有唯一解,所以⎩⎪⎨⎪⎧ g x 0=0,g x 0=0, 即⎩⎪⎨⎪⎧ x 20-2a ln x 0-2ax 0=0, ①x 20-ax 0-a =0, ②②-①得2a ln x 0+ax 0-a =0⇒2ln x 0+x 0-1=0⇒x 0=1. 所以12-a -a =0,所以a =12.。
2018高考数学文人教新课标大一轮复习配套文档:第十一
11.2 用样本估计总体1.用样本的频率分布估计总体分布(1)通常我们对总体作出的估计一般分成两种:一种是用样本的__________估计总体的__________;另一种是用样本的________估计总体的__________.(2)在频率分布直方图中,纵轴表示________,数据落在各小组内的频率用________________表示.各小长方形的面积总和等于________.(3)连接频率分布直方图中各小长方形上端的中点,就得到频率分布________.随着样本容量的增加,作图时所分的________增加,组距减小,相应的频率折线图会越来越接近于一条光滑曲线,统计中称之为__________,它能够更加精细地反映出___________.(4)当样本数据较少时,用茎叶图表示数据的效果较好,它不但可以____________________,而且可以______________,给数据的记录和表示都带来方便.2.用样本的数字特征估计总体的数字特征 (1)众数,中位数,平均数众数:在一组数据中,出现次数________的数据叫做这组数据的众数.中位数:将一组数据按大小依次排列,把处在最中间位置的一个数据(或者最中间两个数据的________)叫做这组数据的中位数.平均数:样本数据的算术平均数,即x =______________.在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积应该________.(2)样本方差,样本标准差 标准差s =])()()[(122221x x x x x x nn -+⋯+-+-,其中x n 是__________________,n 是________,x 是________.标准差是反映总体__________的特征数,样本方差是样本标准差的__________.通常用样本方差估计总体方差,当样本容量接近总体容量时,样本方差很接近总体方差.自查自纠1.(1)频率分布 分布 数字特征 数字特征 (2)频率组距 各小长方形的面积 1 (3)折线图 组数 总体密度曲线 总体在各个范围内取值的百分比 (4)保留所有信息 随时记录2.(1)最多 平均数 1n(x 1+x 2+…+x n ) 相等(2)样本数据的第n 项 样本容量 平均数波动大小 平方(2016·山东)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,样本数据分组为.根据直方图,这200名学生中每周的自习时间不少于22.5小时的人数是()A .56B .60C .120D .140解:由频率分布直方图知,自习时间不少于22.5(93 B.123 C.137 D.167由扇形统计图可得,该校女教师人+150×(1-60%)=137.故选C.2015·全国Ⅱ)根据下面给出的2004.逐年比较,2008年减少二氧化硫排放量的效果.2007年我国治理二氧化硫排放显现成效.2006年以来我国二氧化硫年排放量呈减少趋势(解:根据茎叶图,得乙组的中位数是即m=3,又x甲=13(27+39+n+32+34+38)=33,解得国家,某市为了制定合理的节水方案,对居民用水情求直方图中a的值;设该市有30万居民,估计全市居民中月均用水量不低于3吨的人数,并说明理由;估计居民月均用水量的中位数.解:(1)由频率分布直方图,可知:月均用水量在求频率分布直方图中a的值;估计该企业的职工对该部门的评分不低于从评分在,将其按从左到右的顺序分别编号为第一组,第二组,……,第五组.下图是根据试验数6 B.8 C.12解:由题意,第一组和第二组的频率之和为0.4,故样本容量为20=50,又第三组的频14时的平均气温低于乙地该月14时的平均气温高于乙地该月14时的气温的标准差小于乙地该月时的气温的标准差;14时的气温的标准差大于乙地该月直方图中的a=____________;在这些购物者中,消费金额在区间内的购物者____________.(1)由频率分布直方图及频率和等于1+0.8×0.1+1.5×0.1+2×0.1+2.5×0.120名工人年龄的平均数为x =1203×28+3×29+5×30+4×31+3×32+40)=3020名工人年龄的方差为 =120(x i -x )2+6×22+7×12+5×02+10220=25220=12.6..随机抽取某中学甲乙两班各10名同学,测量(单位:cm ),获得身高数据的茎叶图如图甲班乙班 (1)如果w 为整数,那么根据此次调查,为使80%以上居民在该月的用水价格为4元/立方米,w 至少定为多少?(2)假设同组中的每个数据用该组区间的右端点为了考察某校各班参加课外书法小组的人数,从全校随机抽取5个班级,把每个班级参加该小组的人数作为样本数据.已知样本平均数为7,样本方差为4,且样本数据互不相同,则样本数据中的最大值为( )A.9 B.10 C.11 D.12解:不妨设样本数据为x1,x2,x3,x4,x5且x1<x2<x3<x4<x5,则由样本方差为4可知:(x1-7)2+(x2-7)2+(x3-7)2+(x4-7)2+(x5-7)2=20.五个整数的平方和为20,则这五个整数的平方只能在集合{0,1,4,9,16}中选取(每个数字最多出现2次):当这五个整数的平方中最大的为16时,分析可知,总不满足和为20;当这五个整数的平方中最大的为9时,{0,1,1,9,9}这组数满足要求,此时对应的样本数据为:x1=4,x2=6,x3=7,x4=8,x5=10;当这五个整数的平方中最大的数不超过4时,总不满足要求,因此不存在满足条件的另一组数据.故选B.。
【K12教育学习资料】2018高考数学大一轮复习板块命题点专练一文
板块命题点专练(一)1.(2013·全国卷Ⅰ)已知集合A={x|x2-2x>0},B={x|-5<x<5},则( ) A.A∩B=∅B.A∪B=RC.B⊆A D.A⊆B解析:选B 集合A={x|x>2或x<0},所以A∪B={x|x>2或x<0}∪{x|-5<x <5}=R,故选B.2.(2016·全国丙卷)设集合A={0,2,4,6,8,10},B={4,8},则∁A B=( )A.{4,8} B.{0,2,6}C.{0,2,6,10} D.{0,2,4,6,8,10}解析:选C ∵集合A={0,2,4,6,8,10},B={4,8},∴∁A B={0,2,6,10}.3.(2016·全国丙卷)设集合S={x|(x-2)(x-3)≥0},T={x|x>0},则S∩T=( ) A.[2,3] B.(-∞,2]∪[3,+∞)C.[3,+∞) D.(0,2]∪[3,+∞)解析:选D 由题意知S={x|x≤2或x≥3},则S∩T={x|0<x≤2或x≥3}.故选D.4.(2015·全国卷Ⅰ)已知集合A={x|x=3n+2,n∈N},B={6,8,10,12,14},则集合A∩B中元素的个数为( )A.5 B.4C.3 D.2解析:选D 集合A中元素满足x=3n+2,n∈N,即被3除余2,而集合B中满足这一要求的元素只有8和14.5.(2012·全国卷)已知集合A={1,2,3,4,5},B={(x,y)|x∈A,y∈A,x-y∈A},则B中所含元素的个数为( )A.3 B.6C.8 D.10解析:选D 列举得集合B={(2,1),(3,1),(4,1),(5,1),(3,2),(4,2),(5,2),(4,3),(5,3),(5,4)},共含有10个元素.A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:选A |x-2|<1⇔1<x<3.由于{x|1<x<2}是{x|1<x<3}的真子集,所以“1<x<2”是“|x-2|<1”的充分而不必要条件.2.(2016·山东高考)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:选A 由题意知a⊂α,b⊂β,若a,b相交,则a,b有公共点,从而α,β有公共点,可得出α,β相交;反之,若α,β相交,则a,b的位置关系可能为平行、相交或异面.因此“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件.故选A.3.(2014·全国卷Ⅱ)函数f(x)在x=x0处导数存在.若p:f′(x0)=0;q:x=x0是f(x)的极值点,则( )A.p是q的充分必要条件B.p是q的充分条件,但不是q的必要条件C.p是q的必要条件,但不是q的充分条件D.p既不是q的充分条件,也不是q的必要条件解析:选C 当f′(x0)=0时,x=x0不一定是f(x)的极值点,比如,y=x3在x=0时,f′(0)=0,但在x=0的左右两侧f′(x)的符号相同,因而x=0不是y=x3的极值点.由极值的定义知,x=x0是f(x)的极值点必有f′(x0)=0.综上知,p是q的必要条件,但不是充分条件.的四个命题:1.(2012·全国卷)下面是关于复数z=-1+ip1:|z|=2, p2:z2=2i,p3:z的共轭复数为1+i, p4:z的虚部为-1.其中的真命题为( )A.p2,p3B.p1,p2C.p2,p4D.p3,p4解析:选C ∵复数z=2-1+i=-1-i,∴|z|=2,z2=(-1-i)2=(1+i)2=2i,z的共轭复数为-1+i,z的虚部为-1,综上可知p2,p4是真命题.2.(2015·山东高考)设m∈R,命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆否命题是( )A.若方程x2+x-m=0有实根,则m>0B.若方程x2+x-m=0有实根,则m≤0C.若方程x2+x-m=0没有实根,则m>0D.若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0解析:选D 根据逆否命题的定义,命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆否命题是“若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0”.=0;命题q:若a∥b,b∥c,则a∥c.则下列命题中真命题是( )A.p∨q B.p∧qC.(綈p)∧(綈q) D.p∨(綈q)解析:选A如图,若a=A1A―→,b=AB―→,c=B1B―→,则a·c≠0,命题p为假命题;显然命题q为真命题,所以p∨q为真命题.2.(2013·湖北高考)在一次跳伞训练中,甲、乙两位学员各跳一次.设命题p是“甲降落在指定范围”,q是“乙降落在指定范围”,则命题“至少有一位学员没有降落在指定范围”可表示为( )A.(綈p)∨(綈q) B.p∨(綈q)C.(綈p)∧(綈q) D.p∨q解析:选A 綈p:甲没有降落在指定范围;綈q:乙没有降落在指定范围,至少有一位学员没有降落在指定范围,即綈p或綈q发生.即为(綈p)∨(綈q).A .∀n ∈N ,n 2>2nB .∃n ∈N ,n 2≤2nC .∀n ∈N ,n 2≤2nD .∃n ∈N ,n 2=2n解析:选C 因为“∃x ∈M ,p (x )”的否定是“∀x ∈M ,綈p (x )”,所以命题“∃n ∈N ,n 2>2n ”的否定是“∀n ∈N ,n 2≤2n ”.2.(2016·浙江高考)命题“∀x ∈R ,∃n ∈N *,使得n ≥x 2”的否定形式是( ) A .∀x ∈R ,∃n ∈N *,使得n <x 2B .∀x ∈R ,∀n ∈N *,使得n <x 2C .∃x ∈R ,∃n ∈N *,使得n <x 2D .∃x ∈R ,∀n ∈N *,使得n <x 2解析:选D 由于特称命题的否定形式是全称命题,全称命题的否定形式是特称命题,所以“∀x ∈R ,∃n ∈N *,使得n ≥x 2”的否定形式为“∃x ∈R ,∀n ∈N *,使得n <x 2”.3.(2015·山东高考)若“∀x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4,t a n x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为________.解析:由题意,原命题等价于t a n x ≤m 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上恒成立,即y =t a n x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上的最大值小于或等于m ,又y =t a n x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上的最大值为1,所以m ≥1,即m 的最小值为1.答案:1。
2018版高考数学文人教大一轮复习讲义 教师版文档第十
1.几何概型如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型,简称为几何概型.2.几何概型中,事件A的概率的计算公式P(A)=构成事件A的区域长度(面积或体积)试验的全部结果所构成的区域长度(面积或体积).3.几何概型试验的两个基本特点(1)无限性:在一次试验中,可能出现的结果有无限多个;(2)等可能性:每个结果的发生具有等可能性.4.随机模拟方法(1)使用计算机或者其他方式进行的模拟试验,以便通过这个试验求出随机事件的概率的近似值的方法就是模拟方法.(2)用计算机或计算器模拟试验的方法为随机模拟方法.这个方法的基本步骤是①用计算器或计算机产生某个范围内的随机数,并赋予每个随机数一定的意义;②统计代表某意义的随机数的个数M和总的随机数个数N;③计算频率f n(A)=MN作为所求概率的近似值.【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)在一个正方形区域内任取一点的概率是零.(√)(2)几何概型中,每一个基本事件就是从某个特定的几何区域内随机地取一点,该区域中的每一点被取到的机会相等.(√)(3)在几何概型定义中的区域可以是线段、平面图形、立体图形.(√)(4)随机模拟方法是以事件发生的频率估计概率.( √ ) (5)与面积有关的几何概型的概率与几何图形的形状有关.( × ) (6)从区间[1,10]内任取一个数,取到1的概率是P =19.( ×)1.(教材改编)在线段[0,3]上任投一点,则此点坐标小于1的概率为( ) A.12 B.13 C.14 D .1 答案 B解析 坐标小于1的区间为[0,1],长度为1,[0,3]区间长度为3,故所求概率为13.2.(2015·山东)在区间[0,2]上随机地取一个数x ,则事件“-1≤121log ()2x +≤1”发生的概率为( )A.34B.23C.13D.14 答案 A解析 由-1≤121log ()2x +≤1,得12≤x +12≤2,∴0≤x ≤32.∴由几何概型的概率计算公式得所求概率 P =32-02-0=34.3.(教材改编)有四个游戏盘,将它们水平放稳后,在上面扔一颗玻璃小球,若小球落在阴影部分,则可中奖,小明要想增加中奖机会,应选择的游戏盘是()答案 A解析 ∵P (A )=38,P (B )=28,P (C )=26,P (D )=13,∴P (A )>P (C )=P (D )>P (B ).4.(2017·济南月考)一个长方体空屋子,长,宽,高分别为5米,4米,3米,地面三个角上各装有一个捕蝇器(大小忽略不计),可捕捉距其一米空间内的苍蝇,若一只苍蝇从位于另外一角处的门口飞入,并在房间内盘旋,则苍蝇被捕捉的概率是( ) A.π180 B.π150 C.π120 D.π90 答案 C解析 屋子的体积为5×4×3=60(立方米),捕蝇器能捕捉到的空间体积为18×43π×13×3=π2(立方米).故苍蝇被捕捉的概率是π260=π120.5.若将一个质点随机投入如图所示的长方形ABCD 中,其中AB =2,BC =1,则质点落在以AB 为直径的半圆内的概率是________. 答案 π4解析 设质点落在以AB 为直径的半圆内为事件A , 则P (A )=阴影面积长方形面积=12π·121×2=π4.题型一 与长度、角度有关的几何概型例1 (1)(2016·全国甲卷)某路口人行横道的信号灯为红灯和绿灯交替出现,红灯持续时间为40秒.若一名行人来到该路口遇到红灯,则至少需要等待15秒才出现绿灯的概率为( ) A.710 B.58 C.38 D.310(2)(2017·太原调研)在区间[-π2,π2]上随机取一个数x ,则cos x 的值介于0到12之间的概率为________. 答案 (1)B (2)13解析 (1)至少需要等待15秒才出现绿灯的概率为40-1540=58,故选B.(2)当-π2≤x ≤π2时,由0≤cos x ≤12,得-π2≤x ≤-π3或π3≤x ≤π2,根据几何概型概率公式得所求概率为13.(3)如图所示,在△ABC 中,∠B =60°,∠C =45°,高AD =3,在∠BAC 内作射线AM 交BC 于点M ,求BM <1的概率.解 因为∠B =60°,∠C =45°,所以∠BAC =75°. 在Rt △ABD 中,AD =3,∠B =60°, 所以BD =AD tan 60°=1,∠BAD =30°.记事件N 为“在∠BAC 内作射线AM 交BC 于点M ,使BM <1”,则可得∠BAM <∠BAD 时事件N 发生.由几何概型的概率公式,得P (N )=30°75°=25.引申探究1.本例(2)中,若将“cos x 的值介于0到12”改为“cos x 的值介于0到32”,则概率如何?解 当-π2≤x ≤π2时,由0≤cos x ≤32,得-π2≤x ≤-π6或π6≤x ≤π2,根据几何概型概率公式得所求概率为23.2.本例(3)中,若将“在∠BAC 内作射线AM 交BC 于点M ”改为“在线段BC 上找一点M ”,求BM <1的概率.解 依题意知BC =BD +DC =1+3, P (BM <1)=11+3=3-12.思维升华 求解与长度、角度有关的几何概型的方法求与长度(角度)有关的几何概型的概率的方法是把题中所表示的几何模型转化为长度(角度),然后求解.要特别注意“长度型”与“角度型”的不同.解题的关键是构建事件的区域(长度或角度).(1)(2016·全国乙卷)某公司的班车在7:00,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是( ) A.13 B.12 C.23 D.34(2)已知集合A ={x |-1<x <5},B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x -23-x >0,在集合A 中任取一个元素x ,则事件“x ∈(A ∩B )”的概率是________. 答案 (1)B (2)16解析 (1)如图所示,画出时间轴.小明到达的时间会随机的落在图中线段AB 中,而当他的到达时间落在线段AC 或DB 时,才能保证他等车的时间不超过10分钟,根据几何概型得所求概率P =10+1040=12,故选B.(2)由题意得A ={x |-1<x <5},B ={}x | 2<x <3,故A ∩B ={x |2<x <3}.由几何概型知,在集合A 中任取一个元素x ,则x ∈(A ∩B )的概率为P =16.题型二 与面积有关的几何概型 命题点1 与平面图形面积有关的问题例2 (2016·全国甲卷)从区间[0,1]随机抽取2n 个数x 1,x 2,…,x n ,y 1,y 2,…,y n ,构成n 个数对(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x n ,y n ),其中两数的平方和小于1的数对共有m 个,则用随机模拟的方法得到的圆周率π的近似值为( ) A.4n m B.2n m C.4m n D.2m n 答案 C解析 由题意得(x i ,y i )(i =1,2,…,n )在如图所示方格中,而平方和小于1的点均在如图所示的阴影中,由几何概型概率计算公式知π41=mn ,∴π=4mn,故选C.命题点2 与线性规划知识交汇命题的问题例3 (2016·武汉模拟)由不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,y ≥0,y -x -2≤0确定的平面区域记为Ω1,由不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤1,x +y ≥-2确定的平面区域记为Ω2,若在Ω1中随机取一点,则该点恰好在Ω2内的概率为________. 答案 78解析 如图,平面区域Ω1就是三角形区域OAB ,平面区域Ω2与平面区域Ω1的重叠部分就是区域OACD ,易知C (-12,32),故由几何概型的概率公式,得所求概率P =S 四边形OACDS △OAB=2-142=78.思维升华 求解与面积有关的几何概型的注意点求解与面积有关的几何概型时,关键是弄清某事件对应的面积,必要时可根据题意构造两个变量,把变量看成点的坐标,找到全部试验结果构成的平面图形,以便求解.(1)(2016·昌平模拟)设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +2≥0,x ≤4,y ≥-2表示的平面区域为D .在区域D内随机取一个点,则此点到直线y +2=0的距离大于2的概率是( ) A.413 B.513 C.825 D.925(2)(2015·福建)如图,矩形ABCD 中,点A 在x 轴上,点B 的坐标为(1,0),且点C 与点D 在函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≥0,-12x +1,x <0的图象上.若在矩形ABCD 内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率等于()A.16B.14C.38D.12 答案 (1)D (2)B解析 (1)作出平面区域D ,可知平面区域D 是以A (4,3),B (4,-2),C (-6,-2)为顶点的三角形区域.当点在△AEF 区域内时,点到直线y +2=0的距离大于2. ∴P =S △AEF S △ABC =12×6×312×10×5=925.(2)由图形知C (1,2),D (-2,2),∵S 四边形ABCD =6,S 阴=12×3×1=32,∴P =326=14.题型三 与体积有关的几何概型例4 (1)(2016·贵州黔东南州凯里一中期末)一只蜜蜂在一个棱长为3的正方体内自由飞行,若蜜蜂在飞行过程中始终保持与正方体6个表面的距离均大于1,则称其为“安全飞行”,则蜜蜂“安全飞行”的概率为( ) A.18 B.16 C.127 D.38(2)已知正三棱锥S —ABC 的底面边长为4,高为3,在正三棱锥内任取一点P ,使得V P —ABC <12V S —ABC 的概率是( ) A.78 B.34 C.12 D.14 答案 (1)C (2)A解析 (1)由题意知小蜜蜂的安全飞行范围为以这个正方体的中心为中心,且棱长为1的小正方体内.这个小正方体的体积为1,大正方体的体积为27,故安全飞行的概率为P =127.(2)当P 在三棱锥的三条侧棱的中点所在的平面及下底面构成的正三棱台内时符合要求,由几何概型知,P =1-18=78.思维升华 求解与体积有关的几何概型的注意点对于与体积有关的几何概型问题,关键是计算问题的总体积(总空间)以及事件的体积(事件空间),对于某些较复杂的问题也可利用其对立事件去求.(2016·哈尔滨模拟)在体积为V 的三棱锥S -ABC 的棱AB 上任取一点P ,则三棱锥S -APC 的体积大于V3的概率是________.答案 23解析 如图,三棱锥S -ABC 与三棱锥S -APC 的高相同,要使三棱锥S -APC 的体积大于V3,只需△APC 的面积大于△ABC 的面积的13.假设点P ′是线段AB 靠近点A 的三等分点,记事件M 为“三棱锥S -APC 的体积大于V3”,则事件M 发生的区域是线段P ′B . 从而P (M )=P ′B AB =23.12.几何概型中的“测度”典例 (1)在等腰Rt △ABC 中,∠C =90°,在直角边BC 上任取一点M ,则∠CAM <30°的概率是________.(2)在长为1的线段上任取两点,则这两点之间的距离小于12的概率为( )A.14B.12C.34D.78 错解展示解析 (1)∵∠C =90°,∠CAM =30°,∴所求概率为3090=13.(2)两点之间线段长为12时,占长为1的线段的一半,故所求概率为12.答案 (1)13 (2)B现场纠错解析 (1)因为点M 在直角边BC 上是等可能出现的,所以“测度”是长度.设直角边长为a ,则所求概率为33a a =33.(2)设任取两点所表示的数分别为x ,y , 则0≤x ≤1,且0≤y ≤1.由题意知|x -y |<12,所以所求概率为P =1-2×12×12×121=34.答案 (1)33(2)C 纠错心得 (1)在线段上取点,则点在线段上等可能出现;在角内作射线,则射线在角内的分布等可能.(2)两个变量在某个范围内取值,对应的“测度”是面积.1.(2016·佛山模拟)如图,矩形长为6,宽为4,在矩形内随机地撒300颗黄豆,数得落在椭圆外的黄豆数为96,以此实验数据为依据可以估计出椭圆的面积约为( )A .16.32B .15.32C .8.68D .7.68 答案 A解析 设椭圆的面积为S ,则S4×6=300-96300,故S =16.32.2.(2016·南平模拟)设p 在[0,5]上随机地取值,则关于x 的方程x 2+px +1=0有实数根的概率为( )A.15B.25C.35D.45 答案 C解析 方程有实数根,则Δ=p 2-4≥0,解得p ≥2或p ≤-2(舍去), 故所求概率为P =5-25-0=35,故选C.3.(2016·四川宜宾筠连中学第三次月考)如图所示,在边长为2的正方形中有一封闭曲线围成的阴影区域.在正方形中随机撒一粒豆子,它落在阴影区域内的概率为23,则阴影区域的面积为( )A.43B.83C.23D.13 答案 B解析 正方形中随机撒一粒豆子,它落在阴影区域内的概率P =S 阴影S 正方形.又∵S 正方形=4,∴S 阴影=83,故选B.4.如图,在圆心角为直角的扇形OAB 中,分别以OA ,OB 为直径作两个半圆.在扇形OAB 内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是( )A.1-2πB.12-1πC.2πD.1π 答案 A解析 设分别以OA ,OB 为直径的两个半圆交于点C ,OA 的中点为D ,如图,连接OC ,DC . 不妨令OA =OB =2, 则OD =DA =DC =1.在以OA 为直径的半圆中,空白部分面积S 1=π4+12×1×1-⎝⎛⎭⎫π4-12×1×1=1, 所以整体图形中空白部分面积S 2=2. 又因为S 扇形OAB =14×π×22=π,所以阴影部分面积为S 3=π-2. 所以P =π-2π=1-2π.5.已知△ABC 中,∠ABC =60°,AB =2,BC =6,在BC 上任取一点D ,则使△ABD 为钝角三角形的概率为( ) A.16 B.13 C.12 D.23 答案 C解析 如图,当BE =1时,∠AEB 为直角,则点D 在线段BE (不包含B 、E 点)上时,△ABD 为钝角三角形;当BF =4时,∠BAF 为直角,则点D 在线段CF (不包含C 、F 点)上时,△ABD 为钝角三角形,所以△ABD 为钝角三角形的概率为1+26=12.6.欧阳修的《卖油翁》中写到:“(翁)乃取一葫芦,置于地,以钱覆其口,徐以杓酌油沥之,自钱孔入,而钱不湿”,可见“行行出状元”,卖油翁的技艺让人叹为观止.若铜钱是直径为3 cm 的圆,中间有边长为1 cm 的正方形孔,若随机向铜钱上滴一滴油(油滴的直径忽略不计),则正好落入孔中的概率是________.答案49π解析 依题意,所求概率为P =12π·(32)2=49π.7.有一个底面圆的半径为1、高为2的圆柱,点O 为这个圆柱底面圆的圆心,在这个圆柱内随机取一点P ,则点P 到点O 的距离大于1的概率为________. 答案 23解析 V 圆柱=2π,V 半球=12×43π×13=23π,V 半球V 圆柱=13, 故点P 到O 的距离大于1的概率为23.8.在区间[1,5]和[2,4]上分别各取一个数,记为m 和n ,则方程x 2m 2+y 2n 2=1表示焦点在x 轴上的椭圆的概率是________. 答案 12解析 ∵方程x 2m 2+y 2n2=1表示焦点在x 轴上的椭圆,∴m >n .如图,由题意知,在矩形ABCD 内任取一点Q (m ,n ),点Q 落在阴影部分的概率即为所求的概率,易知直线m =n 恰好将矩形平分, ∴所求的概率为P =12.9.随机地向半圆0<y <2ax -x 2(a 为正常数)内掷一点,点落在圆内任何区域的概率与区域的面积成正比,则原点与该点的连线与x 轴的夹角小于π4的概率为______.答案 12+1π解析 半圆区域如图所示.设A 表示事件“原点与该点的连线与x 轴的夹角小于π4”,由几何概型的概率计算公式得P (A )=A 的面积半圆的面积=14πa 2+12a 212πa 2=12+1π.10.(2016·湖南衡阳八中月考)随机向边长为5,5,6的三角形中投一点P ,则点P 到三个顶点的距离都不小于1的概率是________. 答案 1-π24解析 由题意作图,如图,则点P 应落在深色阴影部分,S △=12×6×52-32=12,三个小扇形可合并成一个半圆,故其面积为π2,故点P 到三个顶点的距离都不小于1的概率为12-π212=1-π24.11.已知向量a =(-2,1),b =(x ,y ).(1)若x ,y 分别表示将一枚质地均匀的正方体骰子(六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6)先后抛掷两次时第一次,第二次出现的点数,求满足a ·b =-1的概率; (2)若x ,y 在连续区间[1,6]上取值,求满足a ·b <0的概率.解 (1)将一枚质地均匀的正方体骰子先后抛掷两次,所包含的基本事件总数为6×6=36, 由a ·b =-1得-2x +y =-1,所以满足a ·b =-1的基本事件为(1,1),(2,3),(3,5),共3个,故满足a ·b =-1的概率为336=112.(2)若x ,y 在连续区间[1,6]上取值,则全部基本事件的结果为Ω={(x ,y )|1≤x ≤6,1≤y ≤6}, 满足a ·b <0的基本事件的结果为A ={(x ,y )|1≤x ≤6,1≤y ≤6且-2x +y <0}. 画出图形如图,矩形的面积为S 矩形=25,阴影部分的面积为S 阴影=25-12×2×4=21,故满足a ·b <0的概率为2125.12.已知关于x 的二次函数f (x )=ax 2-4bx +1.设点(a ,b )是区域⎩⎪⎨⎪⎧x +y -8≤0,x >0,y >0内的一点,求函数y =f (x )在区间[1,+∞)上是增函数的概率.解 ∵函数f (x )=ax 2-4bx +1的图象的对称轴为直线x =2ba ,要使f (x )=ax 2-4bx +1在区间[1,+∞)上为增函数, 当且仅当a >0且2ba≤1,即2b ≤a .依条件可知事件的全部结果所构成的区域为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫(a ,b )⎪⎪⎪⎩⎪⎨⎪⎧ a +b -8≤0,a >0,b >0,构成所求事件的区域为三角形部分. 所求概率区间应满足2b ≤a .由⎩⎪⎨⎪⎧a +b -8=0,b =a 2,得交点坐标为(163,83),故所求事件的概率为P =12×8×8312×8×8=13.*13.甲、乙两船驶向一个不能同时停泊两艘船的码头,它们在一昼夜内到达该码头的时刻是等可能的.如果甲船停泊时间为1 h ,乙船停泊时间为2 h ,求它们中的任意一艘都不需要等待码头空出的概率.解 设甲、乙两艘船到达码头的时刻分别为x 与y ,记事件A 为“两船都不需要等待码头空出”,则0≤x ≤24,0≤y ≤24,要使两船都不需要等待码头空出,当且仅当甲比乙早到达1 h 以上或乙比甲早到达2 h 以上,即y -x ≥1或x -y ≥2.故所求事件构成集合A ={(x ,y )|y -x ≥1或x -y ≥2,x ∈[0,24],y ∈[0,24]}.A 为图中阴影部分,全部结果构成集合Ω为边长是24的正方形及其内部. 所求概率为P (A )=A 的面积Ω的面积=(24-1)2×12+(24-2)2×12242=506.5576=1 0131 152.。
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11.4 统计案例1.回归分析(1)回归分析是对具有相关关系的两个变量进行统计分析的一种常用方法.(2)线性回归模型用y =bx +a +e 表示,其中a 和b 为模型的未知参数,e 称为____________.(3)在具有线性相关关系的数据(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x n ,y n )中,回归方程的斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:121()()ˆ()ˆˆ.ni i i ni i x x y y b x x ay bx ==⎧--⎪⎪=⎪⎨-⎪⎪=-⎪⎩∑∑, 其中x =1n∑=ni i x 1,y =1n∑=ni iy1, 称为样本点的中心.(4)残差:i eˆ= 称为相应于点(i x ,i y )的残差,残差平方和为 .(5)相关指数R 2= . R 2越大,说明残差平方和 ,即模型的拟合效果 ;R 2越小,残差平方和 ,即模型的拟合效果 .在线性回归模型中,R 2表示解释变量对于预报变量变化的 ,R 2越接近于1,表示回归的效果 .2. 独立性检验(1)变量的不同“值”表示个体所属的不同类别,像这样的变量称为 .(2)像下表所示列出两个分类变量的频数表,称为 .假设有两个分类变量X 和Y ,它们的可能取值分别为{x 1,x 2}和{y 1,y 2 },其样本频数列联表(称为2×2列联表)为y 1 y 2 总计x 1 a b a+b x 2c d c+d 总计a+cb+da+b+c+d构造一个随机变量K 2=___________, 其中n =a+b+c+d 为样本容量.如果K 2的观测值k ≥k 0,就认为“两个分类变量之间有关系”;否则就认为“两个分类变量之间没有关系”.我们称这样的k 0为一个判断规则的临界值.按照上述规则,把“两个分类变量之间没有关系”错误地判断为“两个分类变量之间有关系”的概率不超过P (K 2≥k 0).上面这种利用随机变量K 2来判断“两个分类变量有关系”的方法称为___________.自查自纠1. (2) 随机误差 (3)(x ,y )(4)i i yy ˆ- ∑=-ni i iyy12)ˆ( (5)1-∑∑==--ni ini ii yy y 1212)()ˆ( 越小 越好 越大 越差贡献率 越好 2.(1)分类变量 (2)列联表n (ad -bc )2(a +b )(c +d )(a +c )(b +d )独立性检验.相关系数r变大.残差平方和变大.相关指数R2变大.解释变量x与预报变量y的相关性变强观察可知,去掉D(3,10)后,拟合效果更好.此相关系数变大,残差平方和变小,相关指数变大,解释变量与预报变量的相关性变强.故选B2016·长春校级模拟)对两个变量得到一组样本数据:(x1,y1),(x,则下列说法不正确...的是( )若求得相关系数r=-0.89,则y与强的线性相关关系,且为负相关同学甲根据这组数据得到的回归模型1.8,同学乙根据这组数据得到的回归模的残差平方和e2=2.4,则模型1的拟合效果更可以发现,各点并不是基本处于一条直线附近,之间应是非线性相关关系.与已学函数图a xb ˆˆe +=来刻画题中模型更为合理,=b ^x +a ^,题中数据如下表所示:3 4 5 6 7 8 7.309 6.991 6.640 6.288 6.182 5.670 相应的散点图如图所示,从图中可以看出,变换的样本点分布在一条直线附近,因此可以用线性回归由表中数据得b ^≈-0.298,6.527-(-0.298)×5.5≈8.166,故回归直线方程为z ^=-0.298x +8.166.z ˆ=e -0.298x +8.166.【点拨】①对于非线性(可线性化)回归分析,可表中w i=x i,w—=18∑i=18w i.(1)根据散点图判断,y=a+b x与y=c+d x哪一个适宜作为年销售量y关于年宣传费x的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由)(2)根据(1)的判断结果及表中数据,建立y关于的回归方程;(3)已知这种产品的年利润z与x,y的关系为y-x.根据(2)的结果回答下列问题:①年宣传费x=49时,年销售量及年利润的预报值是多少?②年宣传费x为何值时,年利润的预报值最大?附:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),…,(u n的相关系数为直线l的斜率的相关系数在0到1之间为偶数时,分布在l两侧的样本点的个数过点(x,y)依据最小二乘法的有关概念:样本点的中心,线性回归方程的意义等进行判断,具体分析相关系数用来衡量两个变量之间的相关程度,直线的斜率表示直线的倾斜(1)从样本中分数小于110分的学生中随机抽取2人,求两人恰好为一男一女的概率;(2)若规定分数不小于130分的学生为“数学尖子生”,请你根据已知条件完成2×2列联表,并判断是否有90%的把握认为“数学尖子生与性别有关”?附:K2=n(ad-bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d),n =a+b+c+d.解:(1)由已知得,抽取的100名学生中,男生60名,女生40名.分数小于110分的学生中,男生有60×0.05=3(人),记为A1,A2,A3;女生有40×0.05 = 2(人),记为B1,B2.从中随机抽取2名学生,所有的可能结果共有10种,它们是:(A1,A2),(A1,A3),(A2,A3),(A1,B1),(A1,B2),(A2,B1),(A2,B2),(A3,B1),(A3,B2),(B1,B2),其中,两名学生恰好为一男一女的可能结果共有6种,它们是:(A1,B1),(A1,B2),(A2,B1),(A2,B2),(A3,B1),(A3,B2),故所求的概率P=610=3 5.(2)由频率分布直方图可知,在抽取的100名学生中,男生有“数学尖子生”60×0.25=15(人),女生有“数学尖子生”40×0.375=15(人).求甲地网友的平均留言条数(保留整数);为了进一步开展调查,从样本中留言条数不足条的网友中随机抽取2人,求至少抽到一名乙地网友的概率;规定“留言条数”不少于70条为“强烈关。
2018版高考数学文北师大版大一轮复习讲义教师版文档 第十一章 概率 11.1 含答案 精品
1.随机事件和确定事件(1)在条件S下,一定会发生的事件,叫作相对于条件S的必然事件.(2)在条件S下,一定不会发生的事件,叫作相对于条件S的不可能事件.(3)必然事件与不可能事件统称为相对于条件S的确定事件.(4)在条件S下可能发生也可能不发生的事件,叫作相对于条件S的随机事件.(5)确定事件和随机事件统称为事件,一般用大写字母A,B,C…表示.2.频率与概率在相同的条件下,大量重复进行同一试验时,随机事件A发生的频率会在某个常数附近摆动,即随机事件A发生的频率具有稳定性.这时,我们把这个常数叫作随机事件A的概率,记作P(A).3.事件的关系与运算互斥事件:在一个随机试验中,我们把一次试验下不能同时发生的两个事件A与B称作互斥事件.事件A+B:事件A+B发生是指事件A和事件B至少有一个发生.对立事件:不会同时发生,并且一定有一个发生的事件是相互对立事件.4.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)互斥事件概率的加法公式①如果事件A与事件B互斥,则P(A+B)=P(A)+P(B).②若事件A 与事件A 互为对立事件,则P (A )=1-P (A ). 【知识拓展】互斥事件与对立事件的区别与联系互斥事件与对立事件都是两个事件的关系,互斥事件是不可能同时发生的两个事件,而对立事件除要求这两个事件不同时发生外,还要求二者之一必须有一个发生,因此,对立事件是互斥事件的特殊情况,而互斥事件未必是对立事件. 【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)事件发生频率与概率是相同的.( × ) (2)随机事件和随机试验是一回事.( × )(3)在大量重复试验中,概率是频率的稳定值.( √ ) (4)两个事件的和事件是指两个事件都得发生.( × )(5)对立事件一定是互斥事件,互斥事件不一定是对立事件.( √ ) (6)两互斥事件的概率和为1.( × )1.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( ) A.45 B.35 C.25 D.15 答案 D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315=15.2.(教材改编)将一枚硬币向上抛掷10次,其中“正面向上恰有5次”是( ) A .必然事件 B .随机事件 C .不可能事件 D .无法确定答案 B解析 抛掷10次硬币正面向上的次数可能为0~10,都有可能发生,正面向上5次是随机事件.3.从某班学生中任意找出一人,如果该同学的身高小于160 cm 的概率为0.2,该同学的身高在[160,175](单位:cm)内的概率为0.5,那么该同学的身高超过175 cm 的概率为( ) A .0.2 B .0.3 C .0.7 D .0.8答案 B解析 因为必然事件发生的概率是1,所以该同学的身高超过175 cm 的概率为1-0.2-0.5=0.3,故选B.4.给出下列三个命题,其中正确的命题有________个.①有一大批产品,已知次品率为10%,从中任取100件,必有10件是次品;②做7次抛硬币的试验,结果3次出现正面,因此正面出现的概率是37;③随机事件发生的频率就是这个随机事件发生的概率. 答案 0解析 ①错,不一定是10件次品;②错,37是频率而非概率;③错,频率不等于概率,这是两个不同的概念.5.(教材改编)袋中装有9个白球,2个红球,从中任取3个球,则①恰有1个红球和全是白球;②至少有1个红球和全是白球;③至少有1个红球和至少有2个白球;④至少有1个白球和至少有1个红球.在上述事件中,是对立事件的为________. 答案 ②解析 ①是互斥不对立的事件,②是对立事件,③④不是互斥事件.题型一 事件关系的判断例1 (1)从1,2,3,…,7这7个数中任取两个数,其中: ①恰有一个是偶数和恰有一个是奇数; ②至少有一个是奇数和两个都是奇数; ③至少有一个是奇数和两个都是偶数; ④至少有一个是奇数和至少有一个是偶数. 上述事件中,是对立事件的是( ) A .① B .②④ C .③ D .①③(2)设条件甲:“事件A 与事件B 是对立事件”,结论乙:“概率满足P (A )+P (B )=1”,则甲是乙的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件(3)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310,那么概率是710的事件是()A.至多有一张移动卡B.恰有一张移动卡C.都不是移动卡D.至少有一张移动卡答案(1)C(2)A(3)A解析(1)③中“至少有一个是奇数”即“两个奇数或一奇一偶”,而从1~7中任取两个数根据取到数的奇偶性可认为共有三个事件:“两个都是奇数”、“一奇一偶”、“两个都是偶数”,故“至少有一个是奇数”与“两个都是偶数”是对立事件,易知其余都不是对立事件.(2)若事件A与事件B是对立事件,则A+B为必然事件,再由概率的加法公式得P(A)+P(B)=1.设掷一枚硬币3次,事件A:“至少出现一次正面”,事件B:“3次出现正面”,则P(A)=78,P(B)=18,满足P(A)+P(B)=1,但A,B不是对立事件.(3)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.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.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,真命题是()A.①②④B.②④C .③④D .①②答案 B解析 对①,将一枚硬币抛两次,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②,对立事件首先是互斥事件,故②正确;对③,互斥事件不一定是对立事件,如①中两个事件,故③错;对④,事件A 、B 为对立事件,则在一次试验中A 、B 一定有一个要发生,故④正确. 题型二 随机事件的频率与概率例2 (2016·全国甲卷)某险种的基本保费为a (单位:元),继续购买该险种的投保人称为续保人,续保人本年度的保费与其上年度出险次数的关联如下:随机调查了该险种的200名续保人在一年内的出险情况,得到如下统计表:(1)记A 为事件:“一续保人本年度的保费不高于基本保费”,求P (A )的估计值;(2)记B 为事件:“一续保人本年度的保费高于基本保费但不高于基本保费的160%”,求P (B )的估计值;(3)求续保人本年度的平均保费的估计值.解 (1)事件A 发生当且仅当一年内出险次数小于2.由所给数据知,一年内出险次数小于2的频率为60+50200=0.55,故P (A )的估计值为0.55.(2)事件B 发生当且仅当一年内出险次数大于1且小于4.由所给数据知,一年内出险次数大于1且小于4的频率为30+30200=0.3,故P (B )的估计值为0.3.(3)由所给数据得调查的200名续保人的平均保费为0.85a ×0.30+a ×0.25+1.25a ×0.15+1.5a ×0.15+1.75a ×0.10+2a ×0.05=1.192 5a .因此,续保人本年度平均保费的估计值为1.192 5a . 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.(2015·北京)某超市随机选取1 000位顾客,记录了他们购买甲、乙、丙、丁四种商品的情况,整理成如下统计表,其中“√”表示购买,“×”表示未购买.(1)估计顾客同时购买乙和丙的概率;(2)估计顾客在甲、乙、丙、丁中同时购买3种商品的概率;(3)如果顾客购买了甲,则该顾客同时购买乙、丙、丁中哪种商品的可能性最大? 解 (1)从统计表可以看出,在这1 000位顾客中有200位顾客同时购买了乙和丙, 所以顾客同时购买乙和丙的概率可以估计为2001 000=0.2.(2)从统计表可以看出,在这1 000位顾客中,有100位顾客同时购买了甲、丙、丁,另有200位顾客同时购买了甲、乙、丙,其他顾客最多购买了2种商品.所以顾客在甲、乙、丙、丁中同时购买3种商品的概率可以估计为100+2001 000=0.3.(3)与(1)同理,可得顾客同时购买甲和乙的概率可以估计为2001 000=0.2,顾客同时购买甲和丙的概率可以估计为100+200+3001 000=0.6,顾客同时购买甲和丁的概率可以估计为1001 000=0.1.所以,如果顾客购买了甲,则该顾客同时购买丙的可能性最大. 题型三 互斥事件、对立事件的概率 命题点1 互斥事件的概率例3 袋中有12个小球,分别为红球、黑球、黄球、绿球,从中任取一球,得到红球的概率是13,得到黑球或黄球的概率是512,得到黄球或绿球的概率也是512,试求得到黑球、黄球和绿球的概率各是多少?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”分别为A ,B ,C ,D ,则有 P (A )=13,P (B +C )=P (B )+P (C )=512,P (C +D )=P (C )+P (D )=512,P (B +C +D )=P (B )+P (C )+P (D )=1-P (A )=1-13=23,解得P (B )=14,P (C )=16,P (D )=14,因此得到黑球、黄球、绿球的概率分别是14,16,14. 方法二 设红球有n 个,则n 12=13,所以n =4,即红球有4个. 又得到黑球或黄球的概率是512,所以黑球和黄球共5个. 又总球数是12,所以绿球有12-4-5=3(个).又得到黄球或绿球的概率也是512,所以黄球和绿球共5个,而绿球有3个,所以黄球有5-3=2(个).所以黑球有12-4-3-2=3(个). 因此得到黑球、黄球、绿球的概率分别是 312=14,212=16,312=14. 命题点2 对立事件的概率例4 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 )=11 000,P (B )=101 000=1100,P (C )=501 000=120. 故事件A ,B ,C 的概率分别为11 000,1100,120. (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+501 000=611 000.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 000.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.经统计,在某储蓄所一个营业窗口等候的人数相应的概率如下:求:(1)至多2人排队等候的概率; (2)至少3人排队等候的概率.解 记“无人排队等候”为事件A ,“1人排队等候”为事件B ,“2人排队等候”为事件C ,“3人排队等候”为事件D ,“4人排队等候”为事件E ,“5人及5人以上排队等候”为事件F ,则事件A 、B 、C 、D 、E 、F 彼此互斥.(1)记“至多2人排队等候”为事件G ,则G =A +B +C ,所以P(G)=P(A+B+C)=P(A)+P(B)+P(C)=0.1+0.16+0.3=0.56.(2)方法一记“至少3人排队等候”为事件H,则H=D+E+F,所以P(H)=P(D+E+F)=P(D)+P(E)+P(F)=0.3+0.1+0.04=0.44.方法二记“至少3人排队等候”为事件H,则其对立事件为事件G,所以P(H)=1-P(G)=0.44.22.用正难则反思想求互斥事件的概率典例(12分)某超市为了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.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数;(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)思想方法指导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.规范解答解(1)由已知得25+y+10=55,x+30=45,所以x=15,y=20.[2分]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总体的一个容量为100的简单随机样本,顾客一次购物的结算时间的平均数可用样本平均数估计,其估计值为1×15+1.5×30+2×25+2.5×20+3×10100=1.9(分钟).[6分](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)=20100=15,P (A 2)=10100=110.[9分]P (A )=1-P (A 1)-P (A 2)=1-15-110=710.[11分]故一位顾客一次购物的结算时间不超过2分钟的概率为710.[12分]1.(2016·天津)甲、乙两人下棋,两人下成和棋的概率是12,甲获胜的概率是13,则甲不输的概率为( ) A.56 B.25 C.16 D.13答案 A解析 事件“甲不输”包含“和棋”和“甲获胜”这两个互斥事件,所以甲不输的概率为12+13=56. 2.(教材改编)袋中装有3个白球,4个黑球,从中任取3个球,则①恰有1个白球和全是白球;②至少有1个白球和全是黑球;③至少有1个白球和至少有2个白球;④至少有1个白球和至少有1个黑球.在上述事件中,是对立事件的为( ) A .① B .② C .③ D .④ 答案 B解析 至少有1个白球和全是黑球不同时发生,且一定有一个发生.∴②中两事件是对立事件.3.(2016·安阳模拟)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( )A.0.7 B.0.65 C.0.35 D.0.5答案 C解析“抽到的产品不是一等品”与事件A是对立事件,∴所求概率P=1-P(A)=0.35.4.(2016·襄阳模拟)有一个游戏,其规则是甲、乙、丙、丁四个人从同一地点随机地向东、南、西、北四个方向前进,每人一个方向.事件“甲向南”与事件“乙向南”是()A.互斥但非对立事件B.对立事件C.相互独立事件D.以上都不对答案 A解析由于每人一个方向,故“甲向南”意味着“乙向南”是不可能的,故是互斥事件,但不是对立事件,故选A.5.(2016·蚌埠模拟)从一篮子鸡蛋中任取1个,如果其重量小于30克的概率为0.3,重量在[30,40]克的概率为0.5,那么重量不小于30克的概率为()A.0.8 B.0.5 C.0.7 D.0.3答案 C解析由互斥事件概率公式知重量大于40克的概率为1-0.3-0.5=0.2,又∵0.5+0.2=0.7,∴重量不小于30克的概率为0.7.6.对一批产品的长度(单位:mm)进行抽样检测,下图为检测结果的频率分布直方图.根据标准,产品长度在区间[20,25)上的为一等品,在区间[15,20)和[25,30)上的为二等品,在区间[10,15)和[30,35)上的为三等品.用频率估计概率,现从该批产品中随机抽取一件,则其为二等品的概率为()A.0.09 B.0.20 C.0.25 D.0.45答案 D解析设区间[25,30)对应矩形的高为x,则所有矩形面积之和为1,即(0.02+0.04+0.06+0.03+x )×5=1,解得x =0.05.产品为二等品的概率为0.04×5+0.05×5=0.45. 7.在200件产品中,有192件一级品,8件二级品,则下列事件: ①在这200件产品中任意选出9件,全部是一级品; ②在这200件产品中任意选出9件,全部是二级品; ③在这200件产品中任意选出9件,不全是二级品.其中________是必然事件;________是不可能事件;________是随机事件. 答案 ③ ② ①8.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:907 966 191 925 271 932 812 458 569 683 431 257 393 027 556 488 730 113 537 989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520=0.25,以此估计该运动员三次投篮恰有两次命中的概率为0.25.9.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⎩⎪⎨⎪⎧0<P (A )<1,0<P (B )<1,P (A )+P (B )≤1⇒⎩⎪⎨⎪⎧0<2-a <1,0<4a -5<13a -3≤1,⇒⎩⎪⎨⎪⎧1<a <2,54<a <32,a ≤43⇒54<a ≤43. 10.若A ,B 互为对立事件,其概率分别为P (A )=4x ,P (B )=1y ,且x >0,y >0,则x +y 的最小值为________. 答案 9解析 由题意可知4x +1y =1,则x +y =(x +y )(4x +1y )=5+(4y x +x y )≥9,当且仅当4y x =xy,即x =2y时等号成立.11.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:(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)=1501 000=0.15,P(B)=1201 000=0.12.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,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24100=0.24,由频率估计概率得P(C)=0.24.12.国家射击队的队员为在射击世锦赛上取得优异成绩,正在加紧备战,经过近期训练,某队员射击一次命中7~10环的概率如下表所示:求该射击队员射击一次:(1)射中9环或10环的概率;(2)命中不足8环的概率.解记事件“射击一次,命中k环”为A k(k∈N,k≤10),则事件A k之间彼此互斥.(1)记“射击一次,射中9环或10环”为事件A,那么当A9,A10之一发生时,事件A发生,由互斥事件的加法公式得P(A)=P(A9)+P(A10)=0.28+0.32=0.6.(2)设“射击一次,至少命中8环”的事件为B ,则B 表示事件“射击一次,命中不足8环”. 又B =A 8+A 9+A 10,由互斥事件概率的加法公式得 P (B )=P (A 8)+P (A 9)+P (A 10) =0.18+0.28+0.32=0.78.故P (B )=1-P (B )=1-0.78=0.22.因此,射击一次,命中不足8环的概率为0.22.13.一盒中装有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)=512,P (A 2)=412=13,P (A 3)=212=16,P (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球为红球或黑球的概率为 P (A 1+A 2)=P (A 1)+P (A 2) =512+412=34. (2)取出1球为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) =512+412+212=1112. 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)=1-212-112=34.(2)因为A 1+A 2+A 3的对立事件为A 4,1 12=1112.所以P(A1+A2+A3)=1-P(A4)=1-。
高考数学大一轮复习板块命题点专练十一文2
板块命题点专练(十一)( )A .90 cm 2B .129 cm 2C .132 cm 2D .138 cm 2解析:选D 由三视图画出几何体的直观图,如图所示,则此几何体的表面积S =S 1-S 正方形+S 2+2S 3+S 斜面,其中S 1是长方体的表面积,S 2是三棱柱的水平放置的一个侧面的面积,S 3是三棱柱的一个底面的面积,则S =(4×6+3×6+3×4)×2-3×3+3×4+2×12×4×3+5×3=138(cm 2),选D .2.(2015·重庆高考)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .13+π B .23+π C .13+2π D .23+2π 解析:选A 由三视图可知该几何体是由一个半圆柱和一个三棱锥组成的.由图中数据可得三棱锥的体积V 1=13×12×2×1×1=13,半圆柱的体积V 2=12×π×12×2=π,∴V =13+π.3.(2015·山东高考)已知等腰直角三角形的直角边的长为2,将该三角形绕其斜边所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A .22π3B .42π3C .22πD .42π解析:选B 绕等腰直角三角形的斜边所在的直线旋转一周形成的曲面围成的几何体为两个底面重合,等体积的圆锥,如图所示.每一个圆锥的底面半径和高都为2,故所求几何体的体积V =2×13×π×()22×2=42π3. 4.(2016·北京高考)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为( )A .16B .13C .12D .1解析:选A 通过三视图可还原几何体为如图所示的三棱锥P ABC ,通过侧视图得高h =1,底面积S =12×1×1=12,所以体积V =13Sh =13×12×1=16.5.(2016·天津高考)已知一个四棱锥的底面是平行四边形,该四棱锥的三视图如图所示(单位:m),则该四棱锥的体积为________m 3.解析:由三视图知,四棱锥的高为3 m ,底面平行四边形的一边长为2 m ,对应高为1 m ,所以其体积V =13Sh =13×2×1×3=2(m 3).答案:26.(2015·四川高考)在三棱柱ABC A 1B 1C 1中,∠BAC =90°,其正视图和侧视图都是边长为1的正方形,俯视图是直角边的长为1的等腰直角三角形.设点M ,N ,P 分别是棱AB ,BC ,B 1C 1的中点,则三棱锥P A 1MN 的体积是________.解析:由三视图易知几何体ABC A 1B 1C 1是上、下底面为等腰直角三角形的直三棱柱, 则VP A 1MN =VA 1PMN =V A PMN . 又S △PMN =12MN ·NP =12×12×1=14,A 到平面PMN 的距离h =12,∴V A PMN =13S △PMN ·h =13×14×12=124.答案:1247.(2015·安徽高考)如图,三棱锥P ABC 中,PA ⊥平面ABC ,PA =1,AB =1,AC =2,∠BAC =60°.(1)求三棱锥P ABC 的体积;(2)证明:在线段PC 上存在点M ,使得AC ⊥BM ,并求PMMC的值. 解:(1)由题设AB =1,AC =2,∠BAC =60°, 可得S △ABC =12·AB ·AC ·sin 60°=32.由PA ⊥平面ABC ,可知PA 是三棱锥P ABC 的高. 又PA =1,所以三棱锥P ABC 的体积V =13·S △ABC ·PA =36.(2)证明:在平面ABC 内,过点B 作BN ⊥AC ,垂足为N .在平面PAC 内,过点N 作MN ∥PA 交PC 于点M ,连接BM .由PA ⊥平面ABC 知PA ⊥AC ,所以MN ⊥AC . 由于BN ∩MN =N ,故AC ⊥平面MBN .又BM ⊂平面MBN ,所以AC ⊥BM . 在Rt △BAN 中,AN =AB ·cos ∠BAC =12,从而NC =AC -AN =32.由MN ∥PA ,得PM MC =AN NC =13.111AB =6,BC =8,AA 1=3,则V 的最大值是( )A .4πB .9π2C .6πD .32π3解析:选B 设球的半径为R ,∵△ABC 的内切圆半径为6+8-102=2,∴R ≤2.又2R ≤3,∴R ≤32,∴V max =43×π×⎝ ⎛⎭⎪⎫323=9π2.故选B . 2.(2015·全国卷Ⅱ)已知A ,B 是球O 的球面上两点,∠AOB =90°,C 为该球面上的动点.若三棱锥O ABC 体积的最大值为36,则球O 的表面积为( )A .36πB .64πC .144πD .256π解析:选C 如图,设球的半径为R ,∵∠AOB =90°,∴S △AOB =12R 2.∵V O ABC =V C AOB ,而△AOB 面积为定值,∴当点C 到平面AOB 的距离最大时,V O ABC 最大,∴当C 为与球的大圆面AOB 垂直的直径的端点时,体积V O ABC 最大,为13×12R 2×R =36,∴R =6,∴球O 的表面积为4πR 2=4π×62=144π.3.(2013·全国卷Ⅱ)已知正四棱锥O ABCD 的体积为322,底面边长为3,则以O 为球心,OA 为半径的球的表面积为________.解析:过O 作底面ABCD 的垂线段OE ,连接EA ,则E 为正方形ABCD 的中心.由题意可知13×(3)2×OE =322,所以OE =322,故球的半径R =OA =OE 2+EA 2=6,则球的表面积S =4πR 2=24π.答案:24πn ⊥β,则( )A .m ∥lB .m ∥nC .n ⊥lD .m ⊥n解析:选C ∵α∩β=l ,∴l ⊂β. ∵n ⊥β,∴n ⊥l .2.(2016·全国甲卷)α,β是两个平面,m ,n 是两条直线,有下列四个命题: ①如果m ⊥n ,m ⊥α,n ∥β,那么α⊥β. ②如果m ⊥α,n ∥α,那么m ⊥n . ③如果α∥β,m ⊂α,那么m ∥β.④如果m ∥n ,α∥β,那么m 与α所成的角和n 与β所成的角相等. 其中正确的命题有________.(填写所有正确命题的编号)解析:对于①,α,β可以平行,也可以相交但不垂直,故错误.对于②,由线面平行的性质定理知存在直线l ⊂α,n ∥l ,又m ⊥α,所以m ⊥l ,所以m ⊥n ,故正确.对于③,因为α∥β,所以α,β没有公共点.又m ⊂α,所以m ,β没有公共点,由线面平行的定义可知m ∥β,故正确.对于④,因为m ∥n ,所以m 与α所成的角和n 与α所成的角相等.因为α∥β,所以n 与α所成的角和n 与β所成的角相等,所以m 与α所成的角和n 与β所成的角相等,故正确.答案:②③④3.(2014·湖北高考)如图,在正方体 ABCD A1B 1C 1D 1中,E ,F ,P ,Q ,M ,N 分别是棱AB ,AD ,DD 1 ,BB 1 ,A 1B 1 ,A 1D 1 的中点. 求证:(1)直线BC1∥平面EFPQ;(2)直线AC1⊥平面PQMN.证明:(1)连接AD1,由ABCDA1B1C1D1是正方体,知AD1∥BC1,因为F,P分别是AD,DD1的中点,所以FP∥AD1.从而BC1∥FP.而FP⊂平面EFPQ,且BC1⊄平面EFPQ,故直线BC1∥平面EFPQ.(2)连接AC,BD,则AC⊥BD.由CC1⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,可得CC1⊥BD.又AC∩CC1=C,所以BD⊥平面ACC1.而AC1⊂平面ACC1,所以BD⊥AC1.连接B1D1,因为M,N分别是A1B1,A1D1的中点,所以MN∥B1D1,故MN∥BD,从而MN⊥AC1.同理可证PN⊥AC1.又PN∩MN=N,所以直线AC1⊥平面PQMN.4.(2016·北京高考)如图,在四棱锥PABCD中,PC⊥平面ABCD,AB∥DC,DC⊥AC.(1)求证:DC⊥平面PAC.(2)求证:平面PAB⊥平面PAC.(3)设点E为AB的中点,在棱PB上是否存在点F,使得PA∥平面CEF?说明理由.解:(1)证明:因为PC⊥平面ABCD,所以PC⊥DC.又因为DC⊥AC,且PC∩AC=C,所以DC⊥平面PAC.(2)证明:因为AB∥DC,DC⊥AC,所以AB⊥AC.因为PC⊥平面ABCD,所以PC⊥AB.又因为PC∩AC=C,所以AB⊥平面PAC.又AB⊂平面PAB,所以平面PAB⊥平面PAC.(3)棱PB上存在点F,使得PA∥平面CEF.理由如下:取PB的中点F,连接EF,CE,CF.因为E为AB的中点,所以EF∥PA.又因为PA⊄平面CEF,且EF⊂平面CEF,所以PA∥平面CEF.5.(2016·全国乙卷)如图,已知正三棱锥PABC的侧面是直角三角形,PA=6,顶点P在平面ABC内的正投影为点D,D在平面PAB内的正投影为点E,连接PE并延长交AB于点G.(1)证明:G是AB的中点;(2)在图中作出点E在平面PAC内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF的体积.解:(1)证明:因为P在平面ABC内的正投影为D,所以AB⊥PD.因为D在平面PAB内的正投影为E,所以AB⊥DE.因为PD∩DE=D,所以AB⊥平面PED,故AB⊥PG.又由已知可得,PA=PB,所以G是AB的中点.(2)在平面PAB内,过点E作PB的平行线交PA于点F,F即为E在平面PAC内的正投影.理由如下:由已知可得PB ⊥PA ,PB ⊥PC , 又EF ∥PB ,所以EF ⊥PA ,EF ⊥PC . 又PA ∩PC =P , 因此EF ⊥平面PAC ,即点F 为E 在平面PAC 内的正投影. 连接CG ,因为P 在平面ABC 内的正投影为D , 所以D 是正三角形ABC 的中心. 由(1)知,G 是AB 的中点, 所以D 在CG 上,故CD =23CG .由题设可得PC ⊥平面PAB ,DE ⊥平面PAB , 所以DE ∥PC ,因此PE =23PG ,DE =13PC .由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且PA =6, 可得DE =2,PE =22. 在等腰直角三角形EFP 中, 可得EF =PF =2,所以四面体PDEF 的体积V =13×12×2×2×2=43.敬请批评指正。
2018届高考数学理大一轮复习教师用书:第十一章第二节
第二节二项式定理突破点(一) 二项式的通项公式及应用1.二项式定理(1)二项展开式:公式(a +b )n =C 0n a n +C 1n a n -1b +…+C k n an -k b k +…+C n n b n(n ∈N *)叫做二项式定理.(2)二项式的通项:T k +1=C k n an -k b k 为展开式的第k +1项. 2.二项式系数与项的系数(1)二项式系数:二项展开式中各项的系数C r n (r ∈{0,1,…,n })叫做第r +1项的二项式系数.(2)项的系数:项的系数是该项中非字母因数部分,包括符号等,与二项式系数是两个不同的概念.如(a +bx )n 的展开式中,第r +1项的系数是C r n an -r b r.[例1] (1)在二项式⎝⎛⎭⎫x 2-1x 5的展开式中,含x 4的项的系数是( ) A .10 B .-10 C .-5D .20(2)(2017·武汉模拟)⎝⎛⎭⎫x 2-2x 35的展开式中的常数项为( ) A .80 B .-80 C .40 D .-40(3)已知⎝⎛⎭⎫x -a x 5的展开式中含x 32的项的系数为30,则a =( )A. 3 B .- 3 C .6D .-6(4)⎝⎛⎭⎪⎫x -124x 8的展开式中的有理项共有________项.(5)二项式⎝⎛⎭⎫x 3+1x 2n 的展开式中含有非零常数项,则正整数n 的最小值为________. [解析] (1)由二项式定理可知,展开式的通项为C r 5·(-1)r x 10-3r,令10-3r =4,得r =本节主要包括2个知识点:1.二项式的通项公式及应用;2.二项式系数的性质及应用.2,所以含x 4项的系数为C 25(-1)2=10,故选A.(2)∵T r +1=C r 5(x 2)5-r ⎝⎛⎭⎫-2x 3r =(-2)r C r 5·x 10-5r,由10-5r =0,得r =2,∴T 3=(-2)2C 25=40.(3)T r +1=C r 5(x )5-r ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-a x r =C r 5(-a )r x 5-2r 2,由5-2r 2=32,解得r =1.由C 15(-a )=30,得a =-6.故选D.(4)⎝ ⎛⎭⎪⎫x -124x 8的展开式的通项为T r +1=C r 8·(x )8-r ⎝ ⎛⎭⎪⎫-124x r =⎝⎛⎭⎫-12r C r8x 16-3r 4(r =0,1,2,…,8),为使T r +1为有理项,r 必须是4的倍数,所以r =0,4,8,故共有3个有理项.(5)二项展开式的通项是T r +1=C r n x3n -3rx-2r=C r n x3n-5r,令3n -5r =0,得n =5r3(r =0,1,2,…,n ),故当r =3时,n 有最小值5.[答案] (1)A (2)C (3)D (4)3 (5)5 [方法技巧]二项展开式问题的常见类型及解法(1)求展开式中的特定项或其系数.可依据条件写出第k +1项,再由特定项的特点求出k 值即可.(2)已知展开式的某项或其系数求参数.可由某项得出参数项,再由通项公式写出第k +1项,由特定项得出k 值,最后求出其参数.求解形如(a +b )m (c +d )n (m ,n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量[例2] (1)(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数是( ) A .-4 B .-3 C .3D .4(2)已知(1+ɑx )(1+x )5的展开式中x 2的系数为5,则ɑ=( ) A .-4 B .-3 C .-2 D .-1[解析 (1)法一:(1-x )6的展开式的通项为C m 6·(-x )m =C m 6(-1)m x m 2,(1+x )4的展开式的通项为C n4·(x )n =C n 4x n 2,其中m =0,1,2,…,6,n =0,1,2,3,4. 令m 2+n2=1,得m +n =2,于是(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数等于C 06·(-1)0·C 24+C 16·(-1)1·C 14+C 26·(-1)2·C 04=-3.法二:(1-x )6(1+x )4=[(1-x )(1+x )]4(1-x )2=(1-x )4(1-2x +x ).于是(1-x )6(1+x )4的展开式中x 的系数为C 04·1+C 14·(-1)1·1=-3. 法三:在(1-x )6(1+x )4的展开式中要出现x ,可分为以下三种情况:①(1-x )6中选2个(-x ),(1+x )4中选0个x 作积,这样得到的x 项的系数为C 26C 04=15;②(1-x )6中选1个(-x ),(1+x )4中选1个x 作积,这样得到的x 项的系数为C 16(-1)1C 14=-24;③(1-x )6中选0个(-x ),(1+x )4中选2个x 作积,这样得到的x 项的系数为C 06C 24=6.故x 项的系数为15-24+6=-3.(2)展开式中含x 2的系数为C 25+a C 15=5,解得a =-1.[答案 (1)B (2)D [方法技巧]求解形如(a +b )n (c +d )m 的展开式问题的思路(1)若n ,m 中一个比较小,可考虑把它展开得到多个,如(a +b )2(c +d )m =(a 2+2ab +b 2)(c +d )m ,然后展开分别求解.(2)观察(a +b )(c +d )是否可以合并,如(1+x )5·(1-x )7=[(1+x )(1-x )]5(1-x )2=(1-x 2)5(1-x )2;(3)分别得到(a +b )n ,(c +d )m 的通项公式,综合考虑.求解形如(a +b +c )n (n ∈N *)的展开式中与特定项相关的量[例3] (1)(2017·湖北枣阳模拟)(x 2+x +y )5的展开式中x 5y 2的系数为( ) A .10 B .20 C .30D .60(2)(2016·安徽安庆二模)将⎝⎛⎭⎫x +4x -43展开后,常数项是________. [解析] (1)(x 2+x +y )5的展开式的通项为T r +1=C r 5(x 2+x )5-r ·y r ,令r =2,则T 3=C 25(x2+x )3y 2,又(x 2+x )3的展开式的通项为C k 3(x 2)3-k ·x k =C k 3x6-k,令6-k =5,则k =1,所以(x 2+x +y )5的展开式中,x 5y 2的系数为C 25C 13=30,故选C.(2)⎝⎛⎭⎫x +4x -43=⎝⎛⎭⎫x -2x 6展开式的通项是C k 6(x )6-k ·⎝⎛⎭⎫-2x k =(-2)k ·C k 6(x )6-2k . 令6-2k =0,得k =3.所以常数项是C 36(-2)3=-160.[答案] (1)C (2)-160 [方法技巧]求形如(a +b +c )n 展开式中特定项的步骤第一步,把三项的和a +b +c 看作(a +b )与c 两项的和; 第二步,根据二项式定理求出[(a +b )+c ]n 的展开式的通项; 第三步,对特定项的次数进行分析,弄清特定项是由(a +b )n-r的展开式中的哪些项和c r 相乘得到的;第四步,把相乘后的项相加减即可得到特定项.能力练通 抓应用体验的“得”与“失” 1.[考点一](2017·杭州模拟)⎝⎛⎭⎫x 2-12x 6的展开式中,常数项是( ) A .-54 B.54 C .-1516 D.1516解析:选D T r +1=C r 6(x 2)6-r ⎝⎛⎭⎫-12x r =⎝⎛⎭⎫-12r C r 6x 12-3r,令12-3r =0,解得r =4.所以常数项为⎝⎛⎭⎫-124C 46=1516.故选D. 2.[考点一]在⎝⎛⎭⎫ax 6+bx 4的二项展开式中,如果x 3的系数为20,那么ab 3=( ) A .20 B .15 C .10D .5解析:选D T r +1=C r 4(ax 6)4-r ·⎝⎛⎭⎫b x r =C r 4a 4-r ·b r x 24-7r ,令24-7r =3,得r =3,则4ab 3=20,所以ab 3=5.3.[考点三](2016·厦门联考)在⎝⎛⎭⎫1+x +1x 2 01510的展开式中,含x 2项的系数为( ) A .10 B .30 C .45D .120解析:选C 因为⎝⎛⎭⎫1+x +1x 2 01510=⎣⎡⎦⎤(1+x )+1x 2 01510=(1+x )10+C 110(1+x )91x 2 015+…+C 1010⎝⎛⎭⎫1x 2 01510,所以x 2项只能在(1+x )10的展开式中,所以含x 2的项为C 210x 2,系数为C 210=45.4.[考点二](1+x )8(1+y )4的展开式中x 2y 2的系数是( ) A .56 B .84 C .112D .168解析:选D (1+x )8的展开式中x 2的系数为C 28,(1+y )4的展开式中y 2的系数为C 24,所以x 2y 2的系数为C 28C 24=168.5.[考点二](x +2)2(1-x )5中x 7的系数与常数项之差的绝对值为( ) A .5 B .3 C .2D .0解析:选A 常数项为C 22×22×C 05=4,x 7的系数为C 02×C 55(-1)5=-1,因此x 7的系数与常数项之差的绝对值为5.6.[考点三]⎝⎛⎭⎫x 2+1x +25(x >0)的展开式中的常数项为________. 解析:⎝⎛⎭⎫x 2+1x +25(x >0)可化为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+1x 10,因而T r +1=C r 10⎝⎛⎭⎫1210-r (x )10-2r ,令10-2r =0,则r =5,故展开式中的常数项为C 510·⎝⎛⎭⎫125=6322.答案:6322突破点(二) 二项式系数的性质及应用二项式系数的性质(1)对称性:当0≤k ≤n 时,C kn =C n -kn .(2)二项式系数的最值:二项式系数先增后减,当n 为偶数时,第n2+1项的二项式系数最大,最大值为C n2n ;当n 为奇数时,第n +12项和第n +32项的二项式系数最大,最大值为C n -12n 或C n +12n .(3)二项式系数和:C 0n +C 1n +C 2n +…+C n n =2n ,C 0n +C 2n +C 4n +…=C 1n +C 3n +C 5n +…=2n -1.考点贯通 抓高考命题的“形”与“神”赋值法在求各项系数和中的应用(1)形如(ax +b )n ,(ax 2+bx +c )m (a ,b ,c ∈R)的式子求其展开式的各项系数之和,常用赋值法,只需令x =1即可.(2)对形如(ax +by )n (a ,b ∈R)的式子求其展开式各项系数之和,只需令x =y =1即可. (3)若f (x )=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a n x n ,则f (x )展开式中各项系数之和为f (1), 奇数项系数之和为a 0+a 2+a 4+…=f (1)+f (-1)2,偶数项系数之和为a 1+a 3+a 5+…=f (1)-f (-1)2.[例1] 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;(4)各项系数绝对值之和.[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,令x =1,y =1,得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 ①,令x =1,y =-1,得a 0-a 1+a 2-…-a 9=59 ②,①+②2得a 0+a 2+a 4+a 6+a 8=59-12,此即为所有奇数项系数之和. (4)|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 9|=a 0-a 1+a 2-…-a 9,令x =1,y =-1,得|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 9|=a 0-a 1+a 2-…-a 9=59,此即为各项系数绝对值之和.[易错提醒](1)利用赋值法求解时,注意各项的系数是指某一项的字母前面的数值(包括符号); (2)在求各项的系数的绝对值的和时,首先要判断各项系数的符号,然后将绝对值去掉,再进行赋值.二项式系数或系数的最值问题第一步,要弄清所求问题是“展开式系数最大”、“二项式系数最大”两者中的哪一个.第二步,若是求二项式系数的最大值,则依据(a +b )n 中n 的奇偶及二次项系数的性质求解.若是求系数的最大值,有两个思路,思路一:由于二项展开式中的系数是关于正整数n 的式子,可以看作关于n 的数列,通过判断数列单调性的方法从而判断系数的增减性,并根据系数的单调性求出系数的最值;思路二:由于展开式系数是离散型变量,因此在系数均为正值的前提下,求最大值只需解不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a k ≥a k -1,a k ≥a k +1即可求得答案.[例2] (1)已知(1+x )n 的展开式中第4项与第8项的二项式系数相等,则奇数项的二项式系数和为( )A .29B .210C .211D .212(2)在(1+x )n (x ∈N *)的二项展开式中,若只有x 5的系数最大,则n =( ) A .8 B .9 C .10 D .11[解析] (1)由C 3n =C 7n ,得n =10,故奇数项的二项式系数和为29.(2)二项式中仅x 5项系数最大,其最大值必为C n 2n ,即得n2=5,解得n =10.[答案 (1)A (2)C1.[考点一](2017·福建漳州调研)已知(2x -1)10=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 9x 9+a 10x 10,则a 2+a 3+…+a 9+a 10的值为( )A .-20B .0C .1D .20解析:选D 令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a 9+a 10=1,再令x =0,得a 0=1,所以a 1+a 2+…+a 9+a 10=0,又易知a 1=C 910×21×(-1)9=-20,所以a 2+a 3+…+a 9+a 10=20.2.[考点二](2017·广东肇庆三模)(x +2y )7的展开式中,系数最大的项是( ) A .68y 7 B .112x 3y 4 C .672x 2y 5 D .1 344x 2y 5 解析:选C 设第r +1项系数最大,则有⎩⎪⎨⎪⎧C r 7·2r ≥C r -17·2r -1,C r 7·2r ≥C r +17·2r +1, 即⎩⎪⎨⎪⎧7!r !(7-r )!·2r ≥7!(r -1)!(7-r +1)!·2r -1,7!r !(7-r )!·2r≥7!(r +1)!(7-r -1)!·2r +1,即⎩⎨⎧2r ≥18-r ,17-r ≥2r +1,解得⎩⎨⎧r ≤163,r ≥133.又∵r ∈Z ,∴r =5.∴系数最大的项为T 6=C 57x 2·25y 5=672x 2y 5.故选C. 3.[考点二]⎝⎛⎭⎪⎫x +13x 2n(n ∈N *)的展开式中只有第6项系数最大,则其常数项为( )A .120B .210C .252D .45解析:选B 由已知得,二项式展开式中各项的系数与二项式系数相等.由展开式中只有第6项的系数C 52n 最大,可得展开式有11项,即2n =10,n =5.⎝⎛⎭⎪⎫x +13x 10展开式的通项为T r +1=C r 10x 5-12rx -r 3=C r 10x 5-56r ,令5-56r =0可得r =6,此时常数项为T 7=C 610=210.4.[考点一]设⎝⎛⎭⎫5x -1x n的展开式的各项系数之和为M ,二项式系数之和为N ,若M -N =240,则展开式中含x 的项为________.解析:由已知条件4n -2n =240,解得n =4,T r +1=C r 4(5x )4-r⎝⎛⎭⎫-1x r =(-1)r 54-r C r 4x 4-3r 2,令4-3r2=1,得r =2,则展开式中含x 的项为T 3=150x .答案:150x[全国卷5年真题集中演练——明规律]1.(2013·新课标全国卷Ⅰ)设m为正整数,(x+y)2m展开式的二项式系数的最大值为a,(x+y)2m+1展开式的二项式系数的最大值为b,若13a=7b,则m=()A.5 B.6 C.7 D.8解析:选B根据二项式系数的性质知:(x+y)2m的二项式系数最大有一项,C m2m=a,(x+y)2m+1的二项式系数最大有两项,C m2m+1=C m+12m+1=b.又13a=7b,所以13C m2m=7C m2m+1,将各选项中m的取值逐个代入验证,知m=6满足等式,所以选择B.2.(2016·全国乙卷)(2x+x)5的展开式中,x3的系数是________.(用数字填写答案)解析:(2x+x)5展开式的通项为T r+1=C r5(2x)5-r(x)r=25-r·C r5·x5-r2.令5-r2=3,得r=4.故x3的系数为25-4·C45=2C45=10.答案:103.(2015·新课标全国卷Ⅱ)(a+x)(1+x)4的展开式中x的奇数次幂项的系数之和为32,则a=________.解析:设(a+x)(1+x)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5.令x=1,得(a+1)×24=a0+a1+a2+a3+a4+a5.①令x=-1,得0=a0-a1+a2-a3+a4-a5.②①-②,得16(a+1)=2(a1+a3+a5)=2×32,所以a=3.答案:34.(2014·新课标全国卷Ⅰ)(x-y)(x+y)8的展开式中x2y7的系数为________.(用数字填写答案)解析:(x+y)8中,T r+1=C r8x8-r y r,令r=7,再令r=6,得x2y7的系数为C78-C68=8-28=-20.答案:-205.(2014·新课标全国卷Ⅱ)(x+a)10的展开式中,x7的系数为15,则a=________.(用数字填写答案)解析:二项展开式的通项公式为T r+1=C r10x10-r a r,当10-r=7时,r=3,所以T4=C310a3x7,则C310a3=15,故a=1 2.答案:1 2[课时达标检测] 重点保分课时——一练小题夯双基,二练题点过高考[练基础小题——强化运算能力]1.(x +2)8的展开式中x 6的系数是( ) A .28 B .56 C .112D .224解析:选C 通项为T r +1=C r 8x 8-r 2r =2r C r 8x 8-r ,令8-r =6,得r =2,即T 3=22C 28x 6=112x 6,所以x 6的系数是112.2.若二项式⎝⎛⎭⎫x -2x n 展开式中的第5项是常数,则自然数n 的值为( ) A .6 B .10 C .12D .15解析:选C 由二项式⎝⎛⎭⎫x -2x n 展开式的第5项C 4n (x )n -4⎝⎛⎭⎫-2x 4=16C 4n x n 2-6是常数项,可得n2-6=0,解得n =12.3.在x (1+x )6的展开式中,含x 3项的系数是( ) A .30 B .20 C .15D .10解析:选C 由题意可知x (1+x )6的展开式中,含x 3项的系数即为(1+x )6的展开式中的x 2项的系数,(1+x )6的展开式中的x 2项为C 26x 2,所以含x 3项的系数为C 26=15.4.若(3x -1)7=a 7x 7+a 6x 6+…+a 1x +a 0,则a 7+a 6+…+a 1的值为( ) A .1 B .129 C .128D .127解析:选B 令x =1得a 0+a 1+…+a 7=27=128;令x =0得a 0=(-1)7=-1,所以a 1+a 2+a 3+…+a 7=129.5.(x 2-x +1)10展开式中x 3项的系数为( ) A .-210B .210C .30D .-30解析:选A (x 2-x +1)10=[x 2-(x -1)]10=C 010(x 2)10-C 110(x 2)9(x -1)+…-C 910x 2(x -1)9+C 1010(x -1)10,所以含x 3项的系数为:-C 910C 89+C 1010(-C 710)=-210,故选A.[练常考题点——检验高考能力]一、选择题1.二项式⎝⎛⎭⎫x +2x 210的展开式中的常数项是( ) A .180 B .90 C .45D .360解析:选A ⎝⎛⎭⎫x +2x 210的展开式的通项为T k +1=C k 10·(x )10-k ⎝⎛⎭⎫2x 2k =2k C k10x 5-52k ,令5-52k =0,得k =2,故常数项为22C 210=180. 2.⎝⎛⎭⎫2x +x (1-x )4的展开式中x 的系数是( ) A .1 B .2 C .3D .12解析:选C 根据题意,所给式子的展开式中含x 的项有(1-x )4展开式中的常数项乘⎝⎛⎭⎫2x +x 中的x 以及(1-x )4展开式中的含x 2的项乘⎝⎛⎭⎫2x +x 中的2x两部分,所以所求系数为1×2+1=3,故选C.3.若(1+mx )6=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 6x 6,且a 1+a 2+…+a 6=63,则实数m 的值为( )A .1或3B .-3C .1D .1或-3解析:选D 令x =0,得a 0=(1+0)6=1.令x =1,得(1+m )6=a 0+a 1+a 2+…+a 6.又a 1+a 2+a 3+…+a 6=63,∴(1+m )6=64=26,∴m =1或m =-3.4.(2017·成都一中模拟)设(x 2+1)(2x +1)9=a 0+a 1(x +2)+a 2(x +2)2+…+a 11(x +2)11,则a 0+a 1+a 2+…+a 11的值为( )A .-2B .-1C .1D .2解析:选A 令等式中x =-1可得a 0+a 1+a 2+…+a 11=(1+1)(-1)9=-2,故选A. 5.(2017·银川质检)若(2x +1)11=a 0+a 1(x +1)+a 2(x +1)2+…+a 11(x +1)11,则a 0+a 12+a 23+…+a 1112=( ) A .0 B .1 C.124D .12解析:选A 令t =x +1,则x =t -1,从而(2t -1)11=a 0+a 1t +a 2t 2+…+a 11t 11,而⎣⎡⎦⎤(2t -1)1224′=a 0t +a 12t 2+a 23t 3+…+a 1112t 12+c ′,即(2t -1)1224=a 0t +a 12t 2+a 23t 3+…+a 1112t 12+c ,令t =0,得c =124,令t =1,得a 0+a 12+a 23+…+a 1112=0. 6.在(1+x )6(2+y )4的展开式中,记x m y n 项的系数为f (m ,n ),则f (4,0)+f (3,1)+f (2,2)+f (1,3)+f (0,4)=( )A .1 240B .1 289C .600D .880解析:选B (1+x )6的展开式中,x m 的系数为C m 6,(2+y )4的展开式中,y n的系数为C n 424-n ,则f (m ,n )=C m 6·C n 4·24-n,从而f (4,0)+f (3,1)+f (2,2)+f (1,3)+f (0,4)=C 46·C 04·24+C 36·C 14·23+C 26·C 24·22+C 16· C 34·21+C 06·C 44·20=1 289. 二、填空题 7.⎝⎛⎭⎫ax +366的展开式的第二项的系数为-3,则⎠⎛a -2x 2d x 的值为________. 解析:该二项展开式的第二项的系数为36C 16a 5,由36C 16a 5=-3,解得a =-1,因此⎠⎛a -2x 2d x =⎠⎛-2-1x 2d x =x 33|-1-2=-13+83=73. 答案:738.若⎝⎛⎭⎫x -3x n 展开式的各项系数的绝对值之和为1 024,则展开式中x 的一次项的系数为________.解析:T r +1=C r n (x)n -r ⎝⎛⎭⎫-3x r =(-3)r ·C r n x n -3r 2, 因为展开式的各项系数绝对值之和为C 0n +|(-3)1C 1n |+(-3)2C 2n +|(-3)3C 3n |+…+|(-3)n C n n |=1 024,所以(1+3)n =1 024,解得n =5,令5-3r 2=1,解得r =1, 所以展开式中x 的一次项的系数为(-3)1C 15=-15.答案:-159.在(1-x)5+(1-x)6+(1-x)7+(1-x)8的展开式中,含x 3的项的系数是________.解析:展开式中含x 3项的系数为C 35(-1)3+C 36(-1)3+C 37(-1)3+C 38(-1)3=-121.答案:-12110.若将函数f(x)=x 5表示为f(x)=a 0+a 1(1+x)+a 2(1+x)2+…+a 5(1+x)5,其中a 0,a 1,a 2,…,a 5为实数,则a 3=________.解析:不妨设1+x =t ,则x =t -1,因此有(t -1)5=a 0+a 1t +a 2t 2+a 3t 3+a 4t 4+a 5t 5,则a 3=C 25(-1)2=10.答案:10三、解答题11.已知(1-2x)7=a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 7x 7,求:(1)a 1+a 2+…+a 7;(2)a 1+a 3+a 5+a 7;(3)a 0+a 2+a 4+a 6;(4)|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|.解:令x =1,则a 0+a 1+a 2+a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=-1.①令x =-1,则a 0-a 1+a 2-a 3+a 4-a 5+a 6-a 7=37.②(1)∵a 0=C 07=1,∴a 1+a 2+a 3+…+a 7=-2.(2)(①-②)÷2,得a 1+a 3+a 5+a 7=-1-372=-1 094. (3)(①+②)÷2,得a 0+a 2+a 4+a 6=-1+372=1 093. (4)∵(1-2x)7展开式中a 0,a 2,a 4,a 6大于零,而a 1,a 3,a 5,a 7小于零,∴|a 0|+|a 1|+|a 2|+…+|a 7|=(a 0+a 2+a 4+a 6)-(a 1+a 3+a 5+a 7) =1 093-(-1 094)=2 187.12.已知在⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3x -123x n 的展开式中,第6项为常数项. (1)求n ;(2)求含x 2的项的系数;(3)求展开式中所有的有理项. 解:(1)通项公式为T k +1=C k n x n -k 3⎝⎛⎭⎫-12k x -k 3 =C k n ⎝⎛⎭⎫-12k x n -2k 3. 因为第6项为常数项,所以k =5时,n -2×53=0,即n =10. (2)令10-2k 3=2,得k =2, 故含x 2的项的系数是C 210⎝⎛⎭⎫-122=454. (3)根据通项公式,由题意⎩⎪⎨⎪⎧ 10-2k 3∈Z ,0≤k ≤10,k ∈N ,令10-2k 3=r (r ∈Z), 则10-2k =3r ,k =5-32r , ∵k ∈N ,∴r 应为偶数,∴r 可取2,0,-2,即k 可取2,5,8, ∴第3项,第6项与第9项为有理项,它们分别为C 210⎝⎛⎭⎫-122x 2,C 510⎝⎛⎭⎫-125,C 810⎝⎛⎭⎫-128x -2.。
[配套K12]2018年普通高等学校招生全国统一考试数学试题 文(全国卷1,含答案)
2018年普通高等学校招生全国统一考试数学试题 文(全国卷1)注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.已知集合{}02A =,,{}21012B =--,,,,,则A B =A .{}02,B .{}12,C .{}0D .{}21012--,,,, 2.设1i2i 1iz -=++,则z =A .0B .12C .1D 3.某地区经过一年的新农村建设,农村的经济收入增加了一倍.实现翻番.为更好地了解该地区农村的经济收入变化情况,统计了该地区新农村建设前后农村的经济收入构成比例.得到如下饼图:则下面结论中不正确的是 A .新农村建设后,种植收入减少B .新农村建设后,其他收入增加了一倍以上C .新农村建设后,养殖收入增加了一倍D .新农村建设后,养殖收入与第三产业收入的总和超过了经济收入的一半4.已知椭圆C :22214x y a +=的一个焦点为(20),,则C 的离心率为A .13B .12C D5.已知圆柱的上、下底面的中心分别为1O ,2O ,过直线12O O 的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形,则该圆柱的表面积为A .B .12πC .D .10π6.设函数()()321f x x a x ax =+-+.若()f x 为奇函数,则曲线()y f x =在点()00,处的切线方程为A .2y x =-B .y x =-C .2y x =D .y x =7.在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB = A .3144AB AC - B .1344AB AC - C .3144AB AC +D .1344AB AC + 8.已知函数()222cos sin 2f x x x =-+,则 A .()f x 的最小正周期为π,最大值为3 B .()f x 的最小正周期为π,最大值为4 C .()f x 的最小正周期为2π,最大值为3 D .()f x 的最小正周期为2π,最大值为49.某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如右图.圆柱表面上的点M 在正视图上的对应点为A ,圆柱表面上的点N 在左视图上的对应点为B ,则在此圆柱侧面上,从M 到N 的路径中,最短路径的长度为A .B .C .3D .210.在长方体1111ABCD A B C D -中,2AB BC ==,1AC 与平面11BB C C 所成的角为30︒,则该长方体的体积为A .8B .C .D .11.已知角α的顶点为坐标原点,始边与x 轴的非负半轴重合,终边上有两点()1A a ,,()2B b ,,且 2cos 23α=,则a b -=A .15B C D .112.设函数()201 0x x f x x -⎧=⎨>⎩,≤,,则满足()()12f x f x +<的x 的取值范围是A .(]1-∞-,B .()0+∞,C .()10-,D .()0-∞,二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分)13.已知函数()()22log f x x a =+,若()31f =,则a =________.14.若x y ,满足约束条件220100x y x y y --⎧⎪-+⎨⎪⎩≤≥≤,则32z x y =+的最大值为________.15.直线1y x =+与圆22230x y y ++-=交于A B ,两点,则AB =________.16.△ABC 的内角A B C ,,的对边分别为a b c ,,,已知sin sin 4sin sin b C c B a B C +=,2228b c a +-=,则△ABC 的面积为________.三、解答题:共70分。
近年高考数学大一轮复习 板块命题点专练(十一)文(2021年整理)
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板块命题点专练(十一)命题点一空间几何体的三视图及表面积与体积命题指数:☆☆☆☆☆难度:中题型:选择题、填空题、解答题1( )A.90 cm2B.129 cm2C.132 cm2D.138 cm2解析:选D 由三视图画出几何体的直观图,如图所示,则此几何体的表面积S=S1-S正方形+S2+2S3+S斜面,其中S1是长方体的表面积,S2是三棱柱的水平放置的一个侧面的面积,S3是三棱柱的一个底面的面积,则S=(4×6+3×6+3×4)×2-3×3+3×4+2×错误!×4×3+5×3=138(cm2),选D.2.(2015·重庆高考)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A.错误!+π B.错误!+πC.错误!+2π D.错误!+2π解析:选A 由三视图可知该几何体是由一个半圆柱和一个三棱锥组成的.由图中数据可得三棱锥的体积V1=错误!×错误!×2×1×1=错误!,半圆柱的体积V2=错误!×π×12×2=π,∴V=错误!+π.3.(2015·山东高考)已知等腰直角三角形的直角边的长为2,将该三角形绕其斜边所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A.错误!B.错误!C.2错误!π D.4错误!π解析:选B 绕等腰直角三角形的斜边所在的直线旋转一周形成的曲面围成的几何体为两个底面重合,等体积的圆锥,如图所示.每一个圆锥的底面半径和高都为错误!,故所求几何体的体积V=2×错误!×π×错误!2×错误!=错误!.4.(2016·北京高考)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为()A.错误!B.错误!C.错误!D.1解析:选A 通过三视图可还原几何体为如图所示的三棱锥P。
[配套K12]2018高考数学大一轮复习 板块命题点专练(二)文
板块命题点专练(二)1.(2015·全国卷Ⅱ)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1+log 2-x ,x <1,2x -1,x ≥1,则f (-2)+f (log 212)=( )A .3B .6C .9D .12解析:选C ∵-2<1,∴f (-2)=1+log 2(2+2)=1+log 24=1+2=3. ∵log 212>1,∴f (log 212)=2log 212-1=122=6.∴f (-2)+f (log 212)=3+6=9.故选C.2.(2012·安徽高考)下列函数中,不满足f (2x )=2f (x )的是( ) A .f (x )=|x | B .f (x )=x -|x | C .f (x )=x +1D .f (x )=-x 解析:选C 对于选项A ,f (2x )=|2x |=2|x |=2f (x );对于选项B ,f (x )=x -|x |=⎩⎪⎨⎪⎧0,x ≥0,2x ,x <0,当x ≥0时,f (2x )=0=2f (x ),当x <0时,f (2x )=4x =2·2x =2f (x ),恒有f (2x )=2f (x );对于选项D ,f (2x )=-2x =2(-x )=2f (x );对于选项C ,f (2x )=2x +1=2f (x )-1.3.(2014·浙江高考)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,-x 2,x ≥0,若f (f (a ))≤2,则实数a 的取值范围是________.解析:f (x )的图象如图,由图象知.满足f (f (a ))≤2时,得f (a )≥-2,而满足f (a )≥-2时,a ≤ 2.答案:(-∞, 2 ]A .y =1+x 2B .y =x +1xC .y =2x+12xD .y =x +e x解析:选D A 选项定义域为R ,由于f (-x )=1+-x 2=1+x 2=f (x ),所以是偶函数.B 选项定义域为{x |x ≠0},由于f (-x )=-x -1x=-f (x ),所以是奇函数.C 选项定义域为R ,由于f (-x )=2-x +12-x =12x +2x=f (x ),所以是偶函数.D 选项定义域为R ,由于f (-x )=-x +e -x=1ex -x ,所以是非奇非偶函数.2.(2014·湖南高考)已知f (x ),g (x )分别是定义在R 上的偶函数和奇函数,且f (x )-g (x )=x 3+x 2+1,则f (1)+g (1)=( )A .-3B .-1C .1D .3解析:选C 用“-x ”代替“x ”,得f (-x )-g (-x )=(-x )3+(-x )2+1,化简得f (x )+g (x )=-x 3+x 2+1,令x =1,得f (1)+g (1)=1,故选C.3.(2015·湖南高考)设函数f (x )=ln(1+x )-ln(1-x ),则f (x )是( ) A .奇函数,且在(0,1)上是增函数 B .奇函数,且在(0,1)上是减函数 C .偶函数,且在(0,1)上是增函数 D .偶函数,且在(0,1)上是减函数解析:选A 由⎩⎪⎨⎪⎧1+x >0,1-x >0,得-1<x <1,则函数的定义域为(-1,1).又∵f (-x )=ln(1-x )-ln(1+x )=-f (x ), ∴f (x )为奇函数.f ′(x )=11+x +11-x,当x ∈(0,1)时,f ′(x )>0, 故f (x )在(0,1)上为增函数.4.(2014·全国卷Ⅰ)设函数f (x ),g (x )的定义域都为R ,且f (x )是奇函数,g (x )是偶函数,则下列结论中正确的是( )A .f (x )g (x )是偶函数B .|f (x )|g (x )是奇函数C .f (x )|g (x )|是奇函数D .|f (x )g (x )|是奇函数解析:选C f (x )为奇函数,g (x )为偶函数,故f (x )g (x )为奇函数,|f (x )|g (x )为偶函数,f (x )|g (x )|为奇函数,|f (x )g (x )|为偶函数,故选C.5.(2015·全国卷Ⅱ)设函数f (x )=ln(1+|x |)-11+x2,则使得f (x )>f (2x -1)成立的x 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,13∪(1,+∞)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-13,13D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-13∪⎝ ⎛⎭⎪⎫13,+∞解析:选A ∵f (-x )=ln(1+|-x |)-11+-x 2=f (x ),∴函数f (x )为偶函数.∵当x ≥0时,f (x )=ln(1+x )-11+x2,在(0,+∞)上y =ln(1+x )递增,y =-11+x 2也递增,根据单调性的性质知,f (x )在(0,+∞)上单调递增.综上可知:f (x )>f (2x -1)⇔f (|x |)>f (|2x -1|)⇔|x |>|2x -1|⇔x 2>(2x -1)2⇔3x 2-4x+1<0⇔13<x <1.故选A.6.(2016·四川高考)若函数f (x )是定义在R 上的周期为2的奇函数,当0<x <1时,f (x )=4x ,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52+f (2)=________.解析:∵f (x )是周期为2的奇函数,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-412=-2,f (2)=f (0)=0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52+f (2)=-2+0=-2.答案:-21.(2014·福建高考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x >0,cos x ,x ≤0,则下列结论正确的是( )A .f (x )是偶函数B .f (x )是增函数C .f (x )是周期函数D .f (x )的值域为[-1,+∞)解析:选D 函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x >0,cos x ,x ≤0的图象如图所示,由图象知只有D 正确.2.(2013·北京高考)函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e x关于y 轴对称,则f (x )=( )A .e x +1B .ex -1C .e-x +1D. e-x -1解析:选D 与曲线y =e x关于y 轴对称的曲线为y =e -x ,函数y =e -x的图象向左平移一个单位长度即可得到函数f (x )的图象,即f (x )=e-(x +1)=e-x -1.3.(2016·全国乙卷)函数y =2x 2-e |x |在[-2,2]的图象大致为()解析:选D ∵f (x )=2x 2-e |x |,x ∈[-2,2]是偶函数, 又f (2)=8-e 2∈(0,1),故排除A ,B. 设g (x )=2x 2-e x ,则g ′(x )=4x -e x. 又g ′(0)<0,g ′(2)>0,∴g (x )在(0,2)内至少存在一个极值点,∴f (x )=2x 2-e |x |在(0,2)内至少存在一个极值点,排除C.故选D.4.(2016·全国甲卷)已知函数f (x )(x ∈R)满足f (x )=f (2-x ),若函数y =|x 2-2x -3|与y =f (x )图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则∑i =1mx i =( )A .0B .mC .2mD .4m解析:选B ∵f (x )=f (2-x ),∴函数f (x )的图象关于直线x =1对称.又y =|x 2-2x -3|=|(x -1)2-4|的图象关于直线x =1对称,∴两函数图象的交点关于直线x =1对称.当m 为偶数时,∑i =1mx i =2×m2=m ;当m 为奇数时,∑i =1mx i =2×m -12+1=m .故选B.5.(2015·全国卷Ⅱ)已知函数f (x )=ax 3-2x 的图象过点(-1,4),则a =________. 解析:∵f (x )=ax 3-2x 的图象过点(-1,4), ∴4=a ×(-1)3-2×(-1),解得a =-2. 答案:-2。
【配套K12】2018年高考数学复习解决方案真题与模拟单元重组卷重组十一立体几何试题文
重组十一 立体几何测试时间:120分钟满分:150分第Ⅰ卷 (选择题,共60分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分,每小题只有一个选项符合题意) 1.[2016·浙江高考]已知互相垂直的平面α,β交于直线l ,若直线m ,n 满足m ∥α,n ⊥β,则( )A .m ∥lB .m ∥nC .n ⊥lD .m ⊥n 答案 C解析 因为α∩β=l ,所以l ⊂β,又n ⊥β,所以n ⊥l .故选C.2.[2016·济南调研]已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是( )A .28+6 5B .40 C.403 D .30+6 5答案 C解析 由三视图知,直观图如图所示:底面是直角三角形,直角边长为4,5,三棱锥的一个后侧面垂直底面,并且高为4,所以棱锥的体积为13×12×5×4×4=403.3.[2016·云师大附中月考]某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( )A.12B.13 C .2 2 D .2 3答案 D解析 由题意知该几何体为如图放置的正四面体,其棱长为2,故其表面积为12×2×2×sin π3×4=23,故选D.4.[2017·河北衡水中学一调]如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线或虚线画出某几何体的三视图,该几何体的体积为( )A .8B .12C .18D .24 答案 B解析 由题意得,根据给定的三视图可知,该几何体为如图所示的几何体,是一个三棱锥与三棱柱的组合体,其中三棱锥的体积为V 1=13×12×4×3×2=4,三棱柱的体积为V 2=2V 1=2×4=8,所以该几何体的体积为V =12,故选B.5.[2017·广西梧州模拟]若某圆柱体的上部挖掉一个半球,下部挖掉一个圆锥后所得的几何体的三视图中的正(主)视图和侧(左)视图如图所示,则此几何体的表面积是( )A .4π+2πB .6π+22πC .6π+2πD .8π+2π 答案 C解析 圆柱的侧面积为S 1=2π×1×2=4π,半球的表面积为S 2=2π×12=2π,圆锥的侧面积为S 3=π×1×2=2π,所以几何体的表面积为S =S 1+S 2+S 3=6π+2π,故选C.6.[2017·安徽师大期末]某个长方体被一个平面所截,得到的几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为( )A .4B .2 2C .4 2D .8 答案 D解析 根据三视图还原可知该几何体为长、宽、高分别为3,2,2的长方体,被一个平面截去一部分剩余23,如图所示,所以该几何体的体积为(3×2×2)×23=8,故选D.7.[2017·吉林长春质检]某几何体的三视图如图,其正视图中的曲线部分为半圆,则该几何体的体积是( )A .4+32πB .6+3πC .6+32πD .12+32π答案 C解析 由题意,此模型为柱体,底面大小等于主视图面积大小,即几何体体积为V =⎝ ⎛⎭⎪⎫12π·12+12×2×2×3=6+3π2,故选C.8.[2017·河南百校联盟质监]如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是由正方形切割而成的几何体的三视图,则该几何体的体积为( )A.112B.132C .6D .7答案 C解析 几何体如图,为每一个长方体中去掉两个全等的三棱柱,体积为23-12×1×1×1×4=6,选C.9.[2017·唐山模拟]在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是正方形,PA ⊥底面ABCD ,PA =AB =4,E ,F ,H 分别是棱PB ,BC ,PD 的中点,则过E ,F ,H 的平面分别交直线PA ,CD 于M ,N 两点,则PM +CN =( )A .6B .4C .3D .2 答案 C解析 由过E ,F ,H 的平面交直线CD 于N 点,可得N 点为CD 的中点,即CN =2;由过E ,F ,H 的平面交直线PA 于M 点,可得M 为PA 的四等分点,所以PM =1,所以PM +CN =3,故应选C.10.[2016·全国卷Ⅲ]在封闭的直三棱柱ABC -A 1B 1C 1内有一个体积为V 的球.若AB ⊥BC ,AB =6,BC =8,AA 1=3,则V 的最大值是( )A .4π B.9π2 C .6π D.32π3答案 B解析 由题意可得若V 最大,则球与直三棱柱的部分面相切,若与三个侧面都相切,可求得球的半径为2,球的直径为4,超过直三棱柱的高,所以这个球放不进去,则球可与上下底面相切,此时球的半径R =32,该球的体积最大,V max =43πR 3=4π3×278=9π2.11.[2016·云师大附中月考]棱长为2的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的所有顶点均在球O 的球面上,E ,F ,G 分别为AB ,AD ,AA 1的中点,则平面EFG 截球O 所得圆的半径为( )A. 2B.153 C.263D. 3答案 B解析 如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的外接球球心O 为对角线AC 1的中点,球半径R =3,球心O 到平面EFG 的距离为233,所以小圆半径r = R 2-⎝⎛⎭⎪⎫2332=153,故选B. 12.[2017·河南开封质检]如图,已知一个八面体的各条棱长均为1,四边形ABCD 为正方形,则下列命题中的假命题是( )A .不平行的两条棱所在的直线所成的角是60°或90°B .四边形AECF 是正方形C .点A 到平面BCE 的距离为64D .该八面体的顶点在同一个球面上 答案 C解析 因为八面体的各条棱长均为1,四边形ABCD 为正方形,相邻两条棱所在的直线所成的角是60°,而AE 与CE 所成的角为90°,A 正确;四边形AECF 各边长均为1,AC =EF =2,所以四边形AECF 是正方形;DB =2,该八面体的顶点在同一个球面上,D 正确;设A 到平面BCE 的距离为h ,由V E -ABCD =2V A -BCE ,所以13×1×1×22=2×13×34h ,解得h =63,C 错误.第Ⅱ卷 (非选择题,共90分)二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.[2016·江苏联考]将圆锥的侧面展开恰为一个半径为2的半圆,则圆锥的体积是________.答案33π 解析 圆锥的侧面展开恰为一个半径为2的半圆,所以圆锥的底面周长为2π,底面半径为1,圆锥的高为3,圆锥的体积为13π×12×3=33π.14.[2017·河南郑州一中期末]我国古代数学名著《九章算术》中记载了公元前344年商鞅督造一种标准量器——商鞅铜方升,其三视图如图所示(单位:寸),若π取3,其体积为12.6(立方寸),则图中的x 为________.答案 1.6解析 由图可得π×⎝ ⎛⎭⎪⎫122×x +3×1×(5.4-x )=12.6⇒x =1.6.15.[2016·江苏联考]在下列四个图所表示的正方体中,能够得到AB ⊥CD 的是________.答案 ①②解析 对于①,通过平移AB 到右边的平面,可知AB ⊥CD ,所以①中AB ⊥CD ; 对于②,通过作右边平面的另一条对角线,可得CD 垂直AB 所在的平面,由线面垂直定理得到②中AB ⊥CD ;对于③,可知AB 与CD 所成的角为60°;对于④,通过平移CD 到下底面,可知AB 与CD 不垂直. 故答案为①②.16.[2016·长春质检]如果一个棱锥底面为正多边形,且顶点在底面的射影是底面的中心,这样的棱锥称为正棱锥.已知正四棱锥P -ABCD 内接于半径为1的球,则当此正四棱锥的体积最大时,其高为________.答案 43解析 由球的几何性质可设四棱锥高为h ,从而V P -ABCD =23h [1-(h -1)2]=23(-h 3+2h 2),有V ′P -ABCD =23(-3h 2+4h )=23h (-3h +4),可知当h =43时,体积V P -ABCD 最大.三、解答题(共6小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17. [2017·哈尔滨检测](本小题满分10分)如图,三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧面AA 1C 1C ⊥侧面ABB 1A 1,AC =AA 1=2AB ,∠AA 1C 1=60°,AB ⊥AA 1,H 为CC 1的中点,D 为BB 1的中点.(1)求证:A 1D ⊥平面AB 1H ;(2)若AB =2,求三棱柱ABC -A 1B 1C 1的体积.解 (1)证明:连接AC 1,∵△ACC 1为正三角形,H 为棱CC 1的中点, ∴AH ⊥CC 1,从而AH ⊥AA 1,又平面AA 1C 1C ⊥平面ABB 1A 1, 平面AA 1C 1C ∩平面ABB 1A 1=AA 1,AH ⊂平面AA 1C 1C, ∴AH ⊥平面ABB 1A 1,又A 1D ⊂平面ABB 1A 1, ∴AH ⊥A 1D ①.(3分)设AB =2a ,∵AC =AA 1=2AB ,∴AC =AA 1=2a ,DB 1=a ,DB 1B 1A 1=12=A 1B 1AA 1, 又∠DB 1A 1=∠B 1A 1A =90°,∴△A 1DB 1∽△AB 1A 1, ∴∠B 1AA 1=∠B 1A 1D ,又∠B 1A 1D +∠AA 1D =90°, ∴∠B 1AA 1+∠AA 1D =90°, ∴A 1D ⊥AB 1②,由①②及AB 1∩AH =A ,可得A 1D ⊥平面AB 1H .(6分) (2)取AA 1的中点M ,连接C 1M ,则C 1M ∥AH , ∴C 1M ⊥平面ABB 1A 1,∴V C1-AB1A1=13S△AB1A1·C1M=13×2×3=63,∴三棱柱ABC-A1B1C1的体积为3V C1-AB1A1= 6.(10分)18.[2017·东北四市联考](本小题满分12分)如图,过四棱柱ABCD-A1B1C1D1形木块上底面内的一点P和下底面的对角线BD将木块锯开,得到截面BDFE.(1)请在木块的上表面作出过P的锯线EF,并说明理由;(2)若该四棱柱的底面为菱形,四边形BB1D1D是矩形,试证明:平面BDFE⊥平面A1C1CA.解(1)在上底面内过点P作B1D1的平行线分别交A1D1,A1B1于F,E两点,则EF即为所作的锯线.理由如下:在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,侧棱BB1∥DD1,且BB1=DD1,所以四边形BB1D1D是平行四边形,B1D1∥BD.又平面ABCD∥平面A1B1C1D1,平面BDFE∩平面ABCD=BD,平面BDFE∩平面A1B1C1D1=EF,所以EF∥BD,从而EF∥B1D1.(6分)(2)证明:由于四边形BB1D1D是矩形,所以BD⊥B1B.又A1A∥B1B,所以BD⊥A1A.又四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面ABCD是菱形,所以BD⊥AC.因为AC∩A1A=A,所以BD⊥平面A1C1CA.因为BD⊂平面BDFE,所以平面BDFE⊥平面A1C1CA.(12分)19.[2017·湖北八校联考](本小题满分12分) 如图,平面PAD⊥平面ABCD,ABCD是边长为2的菱形,PA =PD ,且∠APD =90°,∠DAB =60°.(1)若线段PC 上存在一点M ,使得直线PA ∥平面MBD ,试确定M 点的位置,并给出证明; (2)在第(1)问的条件下,求三棱锥C -DMB 的体积. 解 (1)M 为线段PC 中点.(1分)证明:取线段PC 中点M ,连接MD ,MB ,连接AC 、BD 相交于O 点,连接OM ,∵ABCD 为菱形,AC 交BD 于O 点,∴O 为AC 中点,又M 为PC 中点, ∴OM ∥PA ,(4分)又OM ⊂平面MBD ,PA ⊄平面MBD , ∴PA ∥平面MBD .(6分)(2)∵PA =PD ,取AD 的中点N ,∴PN ⊥AD , 又平面PAD ⊥平面ABCD ,∴PN ⊥平面ABCD , ∵∠APD =90°,AD =2,∴PN =12AD =1,(8分)又M 为PC 中点,∴M 到平面ABCD 的距离h M =12PN =12.(10分)∵ABCD 是边长为2的菱形,∠DAB =60°,∴S BCD =12×2×2×32=3,(11分)∴V C -DMB =V M -BCD =13S BCD h M =13×3×12=36.(12分)20.[2017·宁夏银川检测](本小题满分12分)如图所示,平行四边形ABCD 中,∠DAB =60°,AB =2,AD =4.将△CBD 沿BD 折起到△EBD 的位置,使平面EBD ⊥平面ABD .(1)求证:AB ⊥DE ;(2)求三棱锥E -ABD 的侧面积和体积.解 (1)证明:在△ABD 中,因为AB =2,AD =4,∠DAB =60°,所以BD =AB 2+AD 2-2AB ·AD cos ∠DAB =23,所以AB 2+BD 2=AD 2,所以AB ⊥BD .又平面EBD ⊥平面ABD ,平面EBD ∩平面ABD =BD ,AB ⊂平面ABD ,所以AB ⊥平面EBD . 又DE ⊂平面EBD ,所以AB ⊥DE .(4分) (2)由(1)知AB ⊥BD .因为CD ∥AB ,所以CD ⊥BD ,从而DE ⊥BD .在Rt △DBE 中,因为DB =23,DE =DC =AB =2,所以S △EDB =12DB ·DE =2 3.(6分)因为AB ⊥平面EBD ,BE ⊂平面EBD ,所以AB ⊥BE . 因为BE =BC =AD =4,所以S △EAB =12AB ·BE =4.因为DE ⊥BD ,平面EBD ⊥平面ABD ,平面EBD ∩平面ABD =BD ,所以DE ⊥平面ABD ,而AD ⊂平面ABD ,所以DE ⊥AD ,故S △EAD =12AD ·DE =4.故三棱锥E -ABD 的侧面积S =S △EDB +S △EAB +S △EAD =8+2 3.(9分) 因为DE ⊥平面ABD ,且S △ABD =S △EBD =23,DE =2, 所以V 三棱锥E -ABD =13S △ABD ×DE =13×23×2=433.(12分)21.[2017·太原模拟](本小题满分12分) 如图,已知四棱锥的侧棱PD ⊥底面ABCD ,且底面ABCD 是直角梯形,AD ⊥CD ,AB ∥CD ,AB =AD =12CD =2.(1)求证:BC ⊥平面BDP ;(2)若侧棱PC 与底面ABCD 所成角的正切值为12,点M 为侧棱PC 的中点,求异面直线BM与PA 所成角的余弦值.解 (1)证明:由已知得BD =BC =22,所以BD 2+BC 2=16=DC 2,故BD ⊥BC .(2分) 又PD ⊥平面ABCD ,BC ⊂平面ABCD ,故PD ⊥BC ,(4分) 又BD ∩PD =D ,所以BC ⊥平面BDP .(6分)(2)如图,取PD 中点N ,并连接AN ,MN ,则MN 綊12DC ,又AB 綊12DC ,所以四边形ABMN 是平行四边形,所以MB ∥NA , 则∠PAN 为异面直线BM 与PA 所成角,又PD ⊥底面ABCD ,所以∠PCD 为PC 与底面ABCD 所成角,(8分) 则tan ∠PCD =12,所以PD =12CD =2,所以PN =12PD =1,易求得AN =5,PA =22,(10分)所以在△PAN 中,cos ∠PAN =AP 2+AN 2-PN 22AP ·AN =31010,即异面直线BM 与PA 所成角的余弦值为31010.(12分)22.[2017·河北中学联考] (本小题满分12分)如图,在四棱锥P -ABCD 中,△ABC 为正三角形,AB ⊥AD ,AC ⊥CD ,PA =AC ,PA ⊥平面ABCD .(1)若E 为棱PC 的中点,求证PD ⊥平面ABE ; (2)若AB =3,求点B 到平面PCD 的距离.解 (1)证明:因为PA ⊥平面ABCD ,CD ⊂平面ABCD ,所以PA ⊥CD ,∵AC ⊥CD ,PA ∩AC =A ,所以CD ⊥平面PAC ,而AE ⊂平面PAC ,∴CD ⊥AE .(2分) ∵AC =PA ,E 是PC 的中点,∴AE ⊥PC ,又PC ∩CD =C ,所以AE ⊥平面PCD , 而PD ⊂平面PCD ,∴AE ⊥PD ,(4分)∵PA ⊥底面ABCD ,∴平面PAD ⊥平面ABCD ,又AB ⊥AD ,由面面垂直的性质定理可得BA ⊥平面PAD ,AB ⊥PD ,又∵AB ∩AE =A ,∴PD ⊥平面ABE .(6分)(2)因为PA ⊥平面ABCD ,所以PA ⊥AC ,所以PC =32, 由(1)的证明知,CD ⊥平面PAC ,所以CD ⊥PC ,因为AB ⊥AD ,△ABC 为正三角形,所以∠CAD =30°,因为AC ⊥CD , 所以CD =AC tan30°= 3.(7分)设点B 的平面PCD 的距离为d ,则V B -PCD =13×12×32×3×d =62d ,(8分)在△BCD 中,∠BCD =150°,所以S △BCD =12×3×3sin150°=12×3×3×12=334,(9分)所以V P -BCD =13×343×3=334,(10分)因为V B -PCD =V P -BCD ,所以62d =334,解得d =324, 即点B 到平面PCD 的距离为324.(12分)。
【数学】全国通用2018版高考数学一轮复习第一章集合与常用逻辑用11集合课时作业文北师大版
【关键字】数学第一章集合与常用逻辑用语第1讲集合基础巩固题组(建议用时:25分钟)一、选择题1.(2015·全国Ⅱ卷)已知集合A={1,2,3},B={2,3},则( )A.A=B B.A∩B=∅C.AB D.BA解析∵A={1,2,3},B={2,3},∴2,3∈A且2,3∈B,1∈A但1∉B,∴B A.答案 D2.(2016·全国Ⅱ卷)已知集合A={1,2,3},B={x|x2<9},则A∩B=( ) A.{-2,-1,0,1,2,3} B.{-2,-1,0,1,2}C.{1,2,3} D.{1,2}解析由于B={x|x2<9}={x|-3<x<3},又A={1,2,3},因此A∩B={1,2}.答案 D3.(2017·宝鸡模拟)已知集合A={x|lg x>0},B={x|x≤1},则( ) A.A∩B≠∅B.A∪B=RC.B⊆A D.A⊆B解析由B={x|x≤1},且A={x|lg x>0}=(1,+∞),∴A∪B=R.答案 B4.已知集合P={x|x2≤1},M={a}.若P∪M=P,则a的取值范围是( ) A.(-∞,-1] B.[1,+∞)C.[-1,1] D.(-∞,-1]∪[1,+∞)解析因为P∪M=P,所以M⊆P,即a∈P,得a2≤1,解得-1≤a≤1,所以a的取值范围是[-1,1].答案 C5.(2016·山东卷)设集合A={y|y=2x,x∈R},B={x|x2-1<0},则A∪B=( ) A.(-1,1) B.(0,1)C.(-1,+∞) D.(0,+∞)解析由y=2x,x∈R,知y>0,则A=(0,+∞).又B={x|x2-1<0}=(-1,1).因此A∪B=(-1,+∞).答案 C6.(2016·浙江卷)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合P={1,3,5},Q={1,2,4},则(∁UP)∪Q =( )A.{1} B.{3,5}C.{1,2,4,6} D.{1,2,3,4,5}解析∵U={1,2,3,4,5,6},P={1,3,5},∴∁UP={2,4,6},∵Q={1,2,4},∴(∁UP)∪Q={1,2,4,6}.答案 C7.若x∈A,则∈A,就称A是伙伴关系集合,集合M=的所有非空子集中具有伙伴关系的集合的个数是( )A.1 B..7 D.31解析具有伙伴关系的元素组是-1,,2,所以具有伙伴关系的集合有3个:{-1},,.答案 B8.已知全集U=R,A={x|x≤0},B={x|x≥1},则集合∁U(A∪B)=( ) A.{x|x≥0} B.{x|x≤1}C.{x|0≤x≤1} D.{x|0<x<1}解析∵A={x|x≤0},B={x|x≥1},∴A∪B={x|x≤0或x≥1},在数轴上表示如图.∴∁U(A∪B)={x|0<x<1}.答案 D2、填空题9.已知集合A={x|x2-2x+a>0},且1∉A,则实数a的取值范围是________.解析∵1∉{x|x2-2x+a>0},∴1∈{x|x2-2x+a≤0},即1-2+a≤0,∴a≤1.答案(-∞,1]10.(2016·天津卷)已知集合A={1,2,3},B={y|y=2x-1,x∈A},则A∩B=________.解析由A={1,2,3},B={y|y=2x-1,x∈A},∴B={1,3,5},因此A∩B={1,3}.答案{1,3}11.集合A={x|x<0},B={x|y=lg[x(x+1)]},若A-B={x|x∈A,且x∉B},则A-B=________.解析由x(x+1)>0,得x<-1或x>0,∴B=(-∞,-1)∪(0,+∞),∴A-B=[-1,0).答案[-1,0)12.(2017·合肥质检)已知集合A ={x |x 2-2 016x -2 017≤0},B ={x |x <m +1},若A ⊆B ,则实数m 的取值范围是________.解析 由x 2-2 016x -2 017≤0,得A =[-1,2 017],又B ={x |x <m +1},且A ⊆B ,所以m +1>2 017,则m >2 016.答案 (2 016,+∞)能力提升题组(建议用时:10分钟)13.(2016·全国Ⅲ卷改编)设集合S ={x |(x -2)(x -3)≥0},T ={x |x >0},则(∁R S )∩T =( )A .[2,3]B .(-∞,-2)∪[3,+∞)C .(2,3)D .(0,+∞) 解析 易知S =(-∞,2]∪[3,+∞),∴∁R S =(2,3),因此(∁R S )∩T =(2,3).答案 C14.(2016·黄山模拟)集合U =R ,A ={x |x 2-x -2<0},B ={x |y =ln(1-x )},则图中阴影部分所表示的集合是( )A .{x |x ≥1}B .{x |1≤x <2}C .{x |0<x ≤1}D .{x |x ≤1} 解析 易知A =(-1,2),B =(-∞,1),∴∁U B =[1,+∞),A ∩(∁U B )=[1,2).因此阴影部分表示的集合为A ∩(∁U B )={x |1≤x <2}.答案 B15.(2017·南昌十所省重点中学模拟)设集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈N 14≤2x ≤16,B ={x |y =ln(x 2-3x )},则A ∩B 中元素的个数是________.解析 由14≤2x ≤16,x ∈N , ∴x =0,1,2,3,4,即A ={0,1,2,3,4}.又x 2-3x >0,知B ={x |x >3或x <0},∴A ∩B ={4},即A ∩B 中只有一个元素.答案 116.已知集合A ={x ∈R ||x +2|<3},集合B ={x ∈R |(x -m )(x -2)<0},且A ∩B =(-1,n ),则m +n =________.解析 A ={x ∈R ||x +2|<3}={x ∈R |-5<x <1},由A ∩B =(-1,n )可知m <1,则B={x|m<x<2},画出数轴,可得m=-1,n=1.所以m+n=0.答案0此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本!。
2018新课标高考第一轮数学(理)总复习教师用书:同步测试(十一)含解析
2018'新课标·名师导学·高考第一轮总复习同步测试卷理科数学(十一) 【P297】(推理证明及数学归纳法)时间:60分钟总分:100分一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分.每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.下列表述正确的是()①归纳推理是由部分到整体的推理②归纳推理是由一般到一般的推理③演绎推理是由一般到特殊的推理④类比推理是由特殊到一般的推理⑤类比推理是由特殊到特殊的推理A.②③④B.①③⑤C.②④⑤D.①⑤【解析】归纳推理是由部分到整体的推理,演绎推理是由一般到特殊的推理,类比推理是由特殊到特殊的推理.故①③⑤是正确的.【答案】B2.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,可推出空间下列结论:①垂直于同一条直线的两条直线互相平行②垂直于同一个平面的两条直线互相平行③垂直于同一条直线的两个平面互相平行④垂直于同一个平面的两个平面互相平行则正确的结论是( )A.①②B.③④C.②③D.①④【解析】由平面中线的性质,可类比空间中面的性质,即为②垂直于同一个平面的两条直线互相平行;③垂直于同一条直线的两个平面互相平行.①在空间中易得反例(可相交),④反例为(相交).【答案】C3.在用反证法证明命题“已知a、b、c∈,求证a、b、c不可能都大于1”时,反证时假设正确的是()A.假设a、b、c都小于1B.假设a、b、c都大于1C.假设a、b、c都不大于1D.以上都不对【解析】根据反证法的概念可知,命题“已知a、b、c∈,求证a、b、c不可能都大于1”时,反证时假设应为“假设a、b、c都大于1”,故选B.【答案】B4.“∵四边形ABCD是矩形,∴四边形ABCD的对角线相等"补充以上推理的大前提()A.正方形都是对角线相等的四边形B.矩形都是对角线相等的四边形C.等腰梯形都是对角线相等的四边形D.矩形都是对边平行且相等的四边形【解析】用三段论形式推导一个结论成立,大前提应该是结论成立的依据,∵由“四边形ABCD为矩形",得到“四边形ABCD的对角线相等”的结论,∴大前提一定是“矩形的对角线相等”【答案】B5.用数学归纳法证明“34n+1+52n+1能被8整除”时,当n=k +1时,对于34(k+1)+1+52(k+1)+1可变形为()A.56·34k+1+25B.34k+1+52k+1C.34×34k+1+52×52k+1D.25【解析】当n=k+1时,34(k+1)+1+52(k+1)+1=34×34k+1+25×52k +1=56·34k+1+25,两个表达式都能被8整除,故选A。
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板块命题点专练(十一)( )A .90 cm 2B .129 cm 2C .132 cm 2D .138 cm 2解析:选D 由三视图画出几何体的直观图,如图所示,则此几何体的表面积S =S 1-S 正方形+S 2+2S 3+S 斜面,其中S 1是长方体的表面积,S 2是三棱柱的水平放置的一个侧面的面积,S 3是三棱柱的一个底面的面积,则S =(4×6+3×6+3×4)×2-3×3+3×4+2×12×4×3+5×3=138(cm 2),选D .2.(2015·重庆高考)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .13+π B .23+π C .13+2π D .23+2π 解析:选A 由三视图可知该几何体是由一个半圆柱和一个三棱锥组成的.由图中数据可得三棱锥的体积V 1=13×12×2×1×1=13,半圆柱的体积V 2=12×π×12×2=π,∴V =13+π.3.(2015·山东高考)已知等腰直角三角形的直角边的长为2,将该三角形绕其斜边所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A .22π3B .42π3C .22πD .42π解析:选B 绕等腰直角三角形的斜边所在的直线旋转一周形成的曲面围成的几何体为两个底面重合,等体积的圆锥,如图所示.每一个圆锥的底面半径和高都为2,故所求几何体的体积V =2×13×π×()22×2=42π3. 4.(2016·北京高考)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为( )A .16B .13C .12D .1解析:选A 通过三视图可还原几何体为如图所示的三棱锥P ABC ,通过侧视图得高h =1,底面积S =12×1×1=12,所以体积V =13Sh =13×12×1=16.5.(2016·天津高考)已知一个四棱锥的底面是平行四边形,该四棱锥的三视图如图所示(单位:m),则该四棱锥的体积为________m 3.解析:由三视图知,四棱锥的高为3 m ,底面平行四边形的一边长为2 m ,对应高为1 m ,所以其体积V =13Sh =13×2×1×3=2(m 3).答案:26.(2015·四川高考)在三棱柱ABC A 1B 1C 1中,∠BAC =90°,其正视图和侧视图都是边长为1的正方形,俯视图是直角边的长为1的等腰直角三角形.设点M ,N ,P 分别是棱AB ,BC ,B 1C 1的中点,则三棱锥P A 1MN 的体积是________.解析:由三视图易知几何体ABC A 1B 1C 1是上、下底面为等腰直角三角形的直三棱柱, 则VP A 1MN =VA 1PMN =V A PMN . 又S △PMN =12MN ·NP =12×12×1=14,A 到平面PMN 的距离h =12,∴V A PMN =13S △PMN ·h =13×14×12=124.答案:1247.(2015·安徽高考)如图,三棱锥P ABC 中,PA ⊥平面ABC ,PA =1,AB =1,AC =2,∠BAC =60°.(1)求三棱锥P ABC 的体积;(2)证明:在线段PC 上存在点M ,使得AC ⊥BM ,并求PMMC的值. 解:(1)由题设AB =1,AC =2,∠BAC =60°, 可得S △ABC =12·AB ·AC ·sin 60°=32.由PA ⊥平面ABC ,可知PA 是三棱锥P ABC 的高. 又PA =1,所以三棱锥P ABC 的体积V =13·S △ABC ·PA =36.(2)证明:在平面ABC 内,过点B 作BN ⊥AC ,垂足为N .在平面PAC 内,过点N 作MN ∥PA 交PC 于点M ,连接BM .由PA ⊥平面ABC 知PA ⊥AC ,所以MN ⊥AC . 由于BN ∩MN =N ,故AC ⊥平面MBN . 又BM ⊂平面MBN ,所以AC ⊥BM .在Rt △BAN 中,AN =AB ·cos ∠BAC =12,从而NC =AC -AN =32.由MN ∥PA ,得PM MC =AN NC =13.111AB =6,BC =8,AA 1=3,则V 的最大值是( )A .4πB .9π2C .6πD .32π3解析:选B 设球的半径为R ,∵△ABC 的内切圆半径为6+8-102=2,∴R ≤2.又2R ≤3,∴R ≤32,∴V max =43×π×⎝ ⎛⎭⎪⎫323=9π2.故选B .2.(2015·全国卷Ⅱ)已知A ,B 是球O 的球面上两点,∠AOB =90°,C 为该球面上的动点.若三棱锥O ABC 体积的最大值为36,则球O 的表面积为( )A .36πB .64πC .144πD .256π解析:选C 如图,设球的半径为R ,∵∠AOB =90°,∴S △AOB =12R 2.∵V O ABC =V C AOB ,而△AOB 面积为定值,∴当点C 到平面AOB 的距离最大时,V O ABC 最大,∴当C 为与球的大圆面AOB 垂直的直径的端点时,体积V O ABC 最大,为13×12R 2×R =36,∴R =6,∴球O 的表面积为4πR 2=4π×62=144π. 3.(2013·全国卷Ⅱ)已知正四棱锥O ABCD 的体积为322,底面边长为3,则以O 为球心,OA 为半径的球的表面积为________.解析:过O 作底面ABCD 的垂线段OE ,连接EA ,则E 为正方形ABCD 的中心.由题意可知13×(3)2×OE =322,所以OE =322,故球的半径R =OA =OE 2+EA 2=6,则球的表面积S =4πR 2=24π.答案:24πn ⊥β,则( )A .m ∥lB .m ∥nC .n ⊥lD .m ⊥n解析:选C ∵α∩β=l ,∴l ⊂β. ∵n ⊥β,∴n ⊥l .2.(2016·全国甲卷)α,β是两个平面,m ,n 是两条直线,有下列四个命题: ①如果m ⊥n ,m ⊥α,n ∥β,那么α⊥β. ②如果m ⊥α,n ∥α,那么m ⊥n . ③如果α∥β,m ⊂α,那么m ∥β.④如果m ∥n ,α∥β,那么m 与α所成的角和n 与β所成的角相等. 其中正确的命题有________.(填写所有正确命题的编号)解析:对于①,α,β可以平行,也可以相交但不垂直,故错误.对于②,由线面平行的性质定理知存在直线l ⊂α,n ∥l ,又m ⊥α,所以m ⊥l ,所以m ⊥n ,故正确.对于③,因为α∥β,所以α,β没有公共点.又m ⊂α,所以m ,β没有公共点,由线面平行的定义可知m ∥β,故正确.对于④,因为m ∥n ,所以m 与α所成的角和n 与α所成的角相等.因为α∥β,所以n 与α所成的角和n 与β所成的角相等,所以m 与α所成的角和n 与β所成的角相等,故正确.答案:②③④3.(2014·湖北高考)如图,在正方体 ABCD A1B 1C 1D 1中,E ,F ,P ,Q ,M ,N 分别是棱AB ,AD ,DD 1 ,BB 1 ,A 1B 1 ,A 1D 1 的中点. 求证:(1)直线BC 1 ∥平面EFPQ ;(2)直线AC1⊥平面PQMN.证明:(1)连接AD1,由ABCDA1B1C1D1是正方体,知AD1∥BC1,因为F,P分别是AD,DD1的中点,所以FP∥AD1.从而BC1∥FP.而FP⊂平面EFPQ,且BC1⊄平面EFPQ,故直线BC1∥平面EFPQ.(2)连接AC,BD,则AC⊥BD.由CC1⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,可得CC1⊥BD.又AC∩CC1=C,所以BD⊥平面ACC1.而AC1⊂平面ACC1,所以BD⊥AC1.连接B1D1,因为M,N分别是A1B1,A1D1的中点,所以MN∥B1D1,故MN∥BD,从而MN⊥AC1.同理可证PN⊥AC1.又PN∩MN=N,所以直线AC1⊥平面PQMN.4.(2016·北京高考)如图,在四棱锥PABCD中,PC⊥平面ABCD,AB∥DC,DC⊥AC.(1)求证:DC⊥平面PAC.(2)求证:平面PAB⊥平面PAC.(3)设点E为AB的中点,在棱PB上是否存在点F,使得PA∥平面CEF?说明理由.解:(1)证明:因为PC⊥平面ABCD,所以PC⊥DC.又因为DC⊥AC,且PC∩AC=C,所以DC⊥平面PAC.(2)证明:因为AB∥DC,DC⊥AC,所以AB⊥AC.因为PC⊥平面ABCD,所以PC⊥AB.又因为PC∩AC=C,所以AB⊥平面PAC.又AB⊂平面PAB,所以平面PAB⊥平面PAC.(3)棱PB上存在点F,使得PA∥平面CEF.理由如下:取PB的中点F,连接EF,CE,CF.因为E为AB的中点,所以EF∥PA.又因为PA⊄平面CEF,且EF⊂平面CEF,所以PA∥平面CEF.5.(2016·全国乙卷)如图,已知正三棱锥PABC的侧面是直角三角形,PA=6,顶点P在平面ABC内的正投影为点D,D在平面PAB内的正投影为点E,连接PE并延长交AB于点G.(1)证明:G是AB的中点;(2)在图中作出点E在平面PAC内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF的体积.解:(1)证明:因为P在平面ABC内的正投影为D,所以AB⊥PD.因为D在平面PAB内的正投影为E,所以AB⊥DE.因为PD∩DE=D,所以AB⊥平面PED,故AB⊥PG.又由已知可得,PA=PB,所以G是AB的中点.(2)在平面PAB内,过点E作PB的平行线交PA于点F,F即为E在平面PAC内的正投影.理由如下:由已知可得PB ⊥PA ,PB ⊥PC , 又EF ∥PB ,所以EF ⊥PA ,EF ⊥PC . 又PA ∩PC =P , 因此EF ⊥平面PAC ,即点F 为E 在平面PAC 内的正投影. 连接CG ,因为P 在平面ABC 内的正投影为D , 所以D 是正三角形ABC 的中心. 由(1)知,G 是AB 的中点, 所以D 在CG 上,故CD =23CG .由题设可得PC ⊥平面PAB ,DE ⊥平面PAB , 所以DE ∥PC ,因此PE =23PG ,DE =13PC .由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且PA =6, 可得DE =2,PE =22. 在等腰直角三角形EFP 中, 可得EF =PF =2,所以四面体PDEF 的体积V =13×12×2×2×2=43.。