高考数学二轮复习 第1部分 专题一 集合、常用逻辑用语
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专题一集合、常用逻辑用语、平面向量、复数、算法、合情推理、
不等式
必考点一集合、常用逻辑用语
[高考预测]——运筹帷幄
1.以函数的定义域、值域、不等式的解集等为背景考查集合之间的交集、并集及补集的基本运算.
2.利用集合之间的关系求解参数的值或取值范围.
3.考查全称命题、特称命题的否定,以及全称命题与特称命题的真假判断.
4.考查充分必要条件与集合、函数、方程、数列、三角函数、不等式、平面向量、立体几何中的线面位置关系等相交汇的问题.
[速解必备]——决胜千里
1.设有限集合A,card(A)=n(n∈N*),则
(1)A的子集个数是2n;(2)A的真子集个数是2n-1;
(3)A的非空子集个数是2n-1;(4)A的非空真子集个数是2n-2.
2.(1)(∁R A)∩B=B⇔B⊆∁R A;
(2)A∪B=B⇔A⊆B⇔A∩B=A;
(3)∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B);
(4)∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B).
3.若p以集合A的形式出现,q以集合B的形式出现,即A={x|p(x)},B={x|q(x)},则关于充分条件、必要条件又可叙述为:
(1)若A⊆B,则p是q的充分条件;
(2)若A⊇B,则p是q的必要条件;
(3)若A=B,则p是q的充要条件.
[速解方略]——不拘一格
类型一集合的概念及运算
[例1] (1)已知集合A={-2,-1,0,1,2},B={x|(x-1)(x+2)<0},则A∩B=( ) A.{-1,0} B.{0,1}
C.{-1,0,1} D.{0,1,2}
解析:基本法:化简集合B,利用交集的定义求解.
由题意知B={x|-2<x<1},所以A∩B={-1,0}.故选A.
速解法:验证排除法:
∵-1∈B,故排除B、D.
∵1∉B,∴1∉A∩B,排除C.
答案:A
(2)已知集合A={0,1,2},则集合B={x-y|x∈A,y∈A}中元素的个数是( )
A.1 B.3
C.5 D.9
解析:基本法:用列举法把集合B中的元素一一列举出来.
当x=0,y=0时,x-y=0;当x=0,y=1时,x-y=-1;
当x=0,y=2时,x-y=-2;当x=1,y=0时,x-y=1;
当x=1,y=1时,x-y=0;当x=1,y=2时,x-y=-1;
当x=2,y=0时,x-y=2;当x=2,y=1时,x-y=1;
当x=2,y=2时,x-y=0.根据集合中元素的互异性知,B中元素有0,-1,-2,1,2,共
5个.故选C.
速解法一:排除法:估算x-y值的可能性,排除不可能的结果.
∵x∈A,y∈A,∴x-y=±1,x-y=±2.
B中至少有四个元素,排除A、B,而D选项是9个元素.
即3×3更不可能.故选C.
速解法二:当x=y时,x-y=0;
当x≠y时,x与y可以相差1,也可以相差2,即x-y=±1,x-y=±2.
故B中共有5个元素,B={0,±1,±2}.故选C.
答案:C
方略点评:对于集合问题,可根据元素的特征采用排除法快速求解,注意数轴、Venn图的应用.
1.(2016·河南郑州市高三质检)设全集U={x∈N*|x≤4},集合A={1,4},B={2,4},则
∁U(A∩B)=( )
A.{1,2,3} B.{1,2,4}
C.{1,3,4} D.{2,3,4}
解析:基本法:本题主要考查集合的基本运算.
因为U={1,2,3,4},A∩B={4},所以∁U(A∩B)={1,2,3},故选A.
速解法:∵A∩B={4}.∴4∉∁U(A∩B),排除B、C、D只能选A.
答案:A
2.(2016·高考全国甲卷)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:基本法:(直接法)先化简集合B,再利用交集定义求解.
∵x2<9,∴-3<x<3,∴B={x|-3<x<3}.
又A ={1,2,3},
∴A ∩B ={1,2,3}∩{x |-3<x <3}={1,2},故选D. 速解法:(代入检验法)12
<9,22
<9,32
=9,且A ∩B ⊆A . 故A ∩B ={1,2},选D. 答案:D
类型二 充分、必要条件
[例2] (1) 函数f (x )在x =x 0处导数存在.若p :f ′(x 0)=0;q :x =x 0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:基本法:利用命题和逆命题的真假来判断充要条件,注意判断为假命题时,可以采用反例法.
当f ′(x 0)=0时,x =x 0不一定是f (x )的极值点,
比如,y =x 3
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 =x 3的极值点.
由极值的定义知,x =x 0是f (x )的极值点必有f ′(x 0)=0. 综上知,p 是q 的必要条件,但不是充分条件. 答案:C
(2)“x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π4,π4”是“函数y =sin ⎝
⎛⎭⎪⎫x +π4为单调递增函数”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:基本法:若函数y =sin ⎝
⎛⎭⎪⎫x +π4为单调递增函数,则-π2+2k π≤x +π4≤π2+2k π,
k ∈Z ,
即-3π4+2k π≤x ≤π
4
+2k π,k ∈Z .
从而函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦
⎥⎤-3π4+2k π,π4+2k π(k ∈Z ).
因此若x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π4,π4,则函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4为单调递增函数; 若函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4为单调递增函数⇒/ x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π4
,π4.
所以“x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π4,π4”是“函数y =sin ⎝
⎛⎭⎪⎫x +π4为单调递增函数”的充分不必要条件.故
选A.
速解法:当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π4,π4时⇒x +π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2⇒y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4为增函数,
但y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4为增函数――→周期性⇒/ x +π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π2,π2⇒/ x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π4,π4.
答案:A
方略点评:1.此类问题实质是判断命题真假或条件与结论的推导关系.第(1)题采用了特例(y =x 3
)验证,第(2)题采用了“⇒”形式进行简单推理.
2.先后顺序:“A 的充分不必要条件是B ”是指B 能推出A ,且A 不能推出B ;而“A 是B 的充分不必要条件”则是指A 能推出B ,且B 不能推出A .
3.准确转化:若綈p 是綈q 的必要不充分条件,则p 是q 的充分不必要条件;若綈p 是綈
q 的充要条件,那么p 是q 的充要条件.
1.已知x ∈R ,则“x 2
-3x >0”是“x -4>0”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:基本法:判断x 2
-3x >0⇒x -4>0还是x -4>0⇒x 2
-3x >0.
注意到x 2
-3x >0⇔x <0或x >3,x -4>0⇔x >4.由x 2
-3x >0不能得出x -4>0;反过来,由x -4>0可得出x 2
-3x >0,因此“x 2
-3x >0”是“x -4>0”的必要不充分条件.故选B. 答案:B
速解法:利用反例和实数的运算符号寻找推导关系.如x =4时,满足x 2
-3x >0,但不满足
x -4>0,即不充分.
若x -4>0,则x (x -3)>0,即必要.故选B. 答案:B
2.(2016·高考山东卷)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:根据直线、平面的位置关系及充分、必要条件的定义进行判断.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. 答案:A
类型三 命题判定及否定
[例3] (1)设命题p :∃n ∈N ,n 2
>2n
,则綈p 为( ) A .∀n ∈N ,n 2
>2n B .∃n ∈N ,n 2≤2n
C .∀n ∈N ,n 2≤2n
D .∃n ∈N ,n 2=2n
解析:基本法: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 ”.故选C.
答案:C
(2)已知命题p :∀x ∈R,2x <3x ;命题q :∃x ∈R ,x 3=1-x 2
,则下列命题中为真命题的是( ) A .p ∧q B .(綈p )∧q
C .p ∧(綈q )
D .(綈p )∧(綈q )
解析:基本法:当x =0时,有2x =3x ,不满足2x <3x ,∴p :∀x ∈R,2x <3x
是假命题. 如图,函数y =x 3
与y =1-x 2
有交点,即方程x 3
=1-x 2
有解,
∴q :∃x ∈R ,x 3
=1-x 2
是真命题. ∴p ∧q 为假命题,排除A.
∵綈p 为真命题,∴(綈p )∧q 是真命题.选B.
速解法:当x =0时,不满足2x
<3x
,∴p 为假,排除A 、C.利用图象可知,q 为真,排除D ,必选B. 答案:B
方略点评:1基本法是具体判断p ,綈p ,q ,綈q 的真假.
速解法是利用“当p 、q 全真时,p ∧q 为真”的道理,利用逻辑关系排除. 2要判定一个全称命题是真命题,必须对限定集合M 中的每一个元素x 验证p x 成立,
要判定其为假命题,只需举出一个反例即可.
3要判定一个特称存在性命题为真命题,只要在限定集合M 中至少能找到一个元素
x 0,使得p x 0成立即可;否则,这一特称存在性命题就是假命题.特别注意:命题的
否命题是既否定命题的条件,又否定命题的结论;而命题的否定是只否定命题的结论.
1.(2016·山西四校联考)已知命题p :∃x ∈R,2x >3x
;命题q :∀x ∈⎝
⎛⎭⎪⎫0,π2,tan x >sin
x ,则下列是真命题的是( )
A .(綈p )∧q
B .(綈p )∨(綈q )
C .p ∧(綈q )
D .p ∨(綈q )
解析:基本法:先判断命题p 、q 的真假,然后根据选项得出正确结论. 当x =-1时,2
-1
>3
-1
,所以p 为真命题;当x ∈⎝
⎛⎭⎪⎫0,π2时,tan x -sin x =
sin x 1-cos x
cos x >0,所以q 为真命题,所以p ∨(綈q )是真命题,其他选项都不正确,
故选D.
速解法:p 为真时,p 或任何命题为真,故选D. 答案:D
2.(2016·陕西西安市高三质检)已知命题p :∃x ∈R ,log 2(3x
+1)≤0,则( ) A .p 是假命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x
+1)≤0 B .p 是假命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x +1)>0 C .p 是真命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x +1)≤0 D .p 是真命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x +1)>0
解析:基本法:本题主要考查命题的真假判断、命题的否定.
∵3x
>0,∴3x
+1>1,则log 2(3x
+1)>0,∴p 是假命题;綈p :∀x ∈R ,log 2(3x
+1)>0.故应选B. 答案:B
[终极提升]——登高博见 选择题、填空题的解法——直接法
方法诠释
直接从题设的条件出发,利用已知条件、相关公式、公理、定理、法则,通过准确的运算、严谨的推理、合理的验证得出正确的结论,然
后对照题目所给出的选项“对号入座”作出相应的选择,从而确定正确选项的方法.
适用范围 涉及概念、性质的辨析或运算较简单的题目常用直接法.
解题规律 基本法,单刀直入
限时速解训练一 集合、常用逻辑用语
(建议用时40分钟)
一、选择题(在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的) 1.已知全集U ={1,2,3,4,5,6,7},集合A ={1,3,5,6},则∁U A =( )
A .{1,3,5,6}
B .{2,3,7}
C .{2,4,7}
D .{2,5,7}
解析:选C.由补集的定义,得∁U A ={2,4,7}.故选C.
2.已知集合A ={y |y =|x |-1,x ∈R },B ={x |x ≥2},则下列结论正确的是( ) A .-3∈A B .3∉B C .A ∩B =B D .A ∪B =B
解析:选C.由题知A ={y |y ≥-1},因此A ∩B ={x |x ≥2}=B ,故选C. 3.设集合M ={x |x 2
=x },N ={x |lg x ≤0},则M ∪N =( ) A .[0,1] B .(0,1] C .[0,1) D .(-∞,1]
解析:选A.M ={x |x 2=x }={0,1},N ={x |lg x ≤0}= {x |0<x ≤1},M ∪N =[0,1],故选A.
4.(2016·山东聊城模拟)集合A ={0,2,a },B ={1,a 2
},若A ∪B ={0,1,2,4,16},则a 的值为( ) A .0 B .1 C .2 D .4
解析:选D.因为A ={0,2,a },B ={1,a 2
},
A ∪
B ={0,1,2,4,16},
所以⎩
⎪⎨
⎪⎧
a 2
=16,a =4,则a =4.
5.(2016·湖北八校模拟)已知a ∈R ,则“a >2”是“a 2
>2a ”成立的( ) 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.因为a >2,则a 2
>2a 成立,反之不成立,所以“a >2”是“a 2
>2a ”成立的充分不必要条件.
6.已知集合A ={z ∈C |z =1-2a i ,a ∈R },B ={z ∈C ||z |=2},则A ∩B 等于( ) A .{1+3i,1-3i} B .{3-i} C .{1+23i,1-23i} D .{1-3i}
解析:选A.问题等价于|1-2a i|=2,a ∈R ,解得a =±
3
2
.故选A. 7.已知命题p :对任意x >0,总有e x
≥1,则綈p 为( ) A .存在x 0≤0,使得e x 0<1
B .存在x 0>0,使得e x 0<1
C .对任意x >0,总有e x
<1 D .对任意x ≤0,总有e x
<1
解析:选B.因为全称命题的否定是特称命题,所以,命题p :对任意x >0,总有e x
≥1的否定綈p 为:存在x 0>0,使得e x 0<1.故选B.
8.已知命题p :∃x 0∈R ,tan x 0=1,命题q :∀x ∈R ,x 2
>0.下面结论正确的是( ) A .命题“p ∧q ”是真命题 B .命题“p ∧(綈q )”是假命题 C .命题“(綈p )∨q ”是真命题 D .命题“(綈p )∧(綈q )”是假命题
解析:选D.取x 0=π4,有tan π4=1,故命题p 是真命题;当x =0时,x 2
=0,故命题q 是
假命题.再根据复合命题的真值表,知选项D 是正确的. 9.给出下列命题:
①∀x ∈R ,不等式x 2
+2x >4x -3均成立; ②若log 2x +log x 2≥2,则x >1;
③“若a >b >0且c <0,则c a >c b
”的逆否命题; ④若p 且q 为假命题,则p ,q 均为假命题. 其中真命题是( ) A .①②③ B .①②④ C .①③④ D .②③④
解析:选A.①中不等式可表示为(x -1)2
+2>0,恒成立; ②中不等式可变为log 2x +1
log 2x
≥2,得x >1;
③中由a >b >0,得1a <1
b
,而c <0,所以原命题是真命题,则它的逆否命题也为真;
④由p 且q 为假只能得出p ,q 中至少有一个为假,④不正确.
10.(2016·山东济南模拟)设A ,B 是两个非空集合,定义运算A ×B ={x |x ∈A ∪B ,且x ∉
A ∩
B }.已知A ={x |y =2x -x 2},B ={y |y =2x ,x >0},则A ×B =( )
A .[0,1]∪(2,+∞) B.[0,1)∪[2,+∞) C .[0,1] D .[0,2]
解析:选A.由题意得A ={x |2x -x 2
≥0}={x |0≤x ≤2},B ={y |y >1},所以A ∪B =[0,+∞),A ∩B =(1,2],所以A ×B =[0,1]或(2,+∞).
11.“直线y =x +b 与圆x 2
+y 2
=1相交”是“0<b <1”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B.若“直线y =x +b 与圆x 2+y 2
=1相交”,则圆心到直线的距离为d =|b |2<1,
即|b |<2,不能得到0<b <1;反过来,若0<b <1,则圆心到直线的距离为d =|b |2<
1
2<1,所以直线y =x +b 与圆x 2
+y 2
=1相交,故选B. 12.(2016·陕西五校二模)下列命题正确的个数是( )
①命题“∃x 0∈R ,x 2
0+1>3x 0”的否定是“∀x ∈R ,x 2
+1≤3x ”;
②“函数f (x )=cos 2
ax -sin 2
ax 的最小正周期为π”是“a =1”的必要不充分条件; ③x 2
+2x ≥ax 在x ∈[1,2]上恒成立⇔(x 2
+2x )min ≥(ax )max 在x ∈[1,2]上恒成立; ④“平面向量a 与b 的夹角是钝角”的充要条件是“a·b <0”. A .1 B .2 C .3 D .4
解析:选B.易知①正确;因为f (x )=cos 2ax ,所以
2π
|2a |
=π,即a =±1,因此②正确;因为x 2+2x ≥ax 在x ∈[1,2]上恒成立⇒a ≤x +2在x ∈[1,2]上恒成立⇒a ≤(x +2)min ,x ∈[1,2],因此③不正确;因为钝角不包含180°,而由a·b <0得向量夹角包含180°,因此“平面向量a 与b 的夹角是钝角”的充要条件是“a·b <0且a 与b 不反向”,故④不正确. 二、填空题(把答案填在题中横线上)
13.若关于x 的不等式|x -m |<2成立的充分不必要条件是2≤x ≤3,则实数m 的取值范围是________.
解析:由|x -m |<2得-2<x -m <2,即m -2<x <m +2.依题意有集合{x |2≤x ≤3}是{x |m -2<x <m +2}的真子集,于是有⎩⎪⎨⎪⎧
m -2<2m +2>3
,由此解得1<m <4,即实数m 的取值范围是(1,4).
答案:(1,4)
14.若命题“∃x 0∈R ,x 2
0-2x 0+m ≤0”是假命题,则m 的取值范围是________.
解析:由题意,命题“∀x ∈R ,x 2
-2x +m >0”是真命题,故Δ=(-2)2
-4m <0,即m >1. 答案:(1,+∞)
15.已知p :∃x 0∈R ,mx 2
0+2≤0,q :∀x ∈R ,x 2
-2mx +1>0,若p ∨q 为假命题,则实数
m 的取值范围是________.
解析:因为p ∨q 是假命题, 所以p 和q 都是假命题.
由p :∃x 0∈R ,mx 2
0+2≤0为假命题知, 綈p :∀x ∈R ,mx 2
+2>0为真命题, 所以m ≥0.①
由q :∀x ∈R ,x 2-2mx +1>0为假命题知, 綈q :∃x 0∈R ,x 20-2mx 0+1≤0为真命题,
所以Δ=(-2m )2
-4≥0⇒m 2
≥1⇒m ≤-1或m ≥1.②由①和②得m ≥1. 答案:[1,+∞)
16.下列四个命题中,真命题有________.(写出所有真命题的序号)
①若a ,b ,c ∈R ,则“ac 2
>bc 2
”是“a >b ”成立的充分不必要条件;②命题“∃x 0∈R ,x 2
0+x 0+1<0”的否定是“∀x ∈R ,x 2
+x +1≥0”;③命题“若|x |≥2,则x ≥2或x ≤-2”的否命题是“若|x |<2,则-2<x <2”;④函数f (x )=ln x +x -3
2在区间(1,2)上有且仅
有一个零点.
解析:①若c =0,则不论a ,b 的大小关系如何,都有ac 2
=bc 2
,而若ac 2
>bc 2
,则有a >b ,故“ac 2
>bc 2
”是“a >b ”成立的充分不必要条件,故①为真命题;②特称命题的否定是全称命题,故命题“∃x 0∈R ,x 2
0+x 0+1<0”的否定是“∀x ∈R ,x 2
+x +1≥0”,故②为真命题;③命题“若p ,则q ”形式的命题的否命题是“若綈p ,则綈q ”,故命题“若|x |≥2,则x ≥2或x ≤-2”的否命题是“若|x |<2,则-2<x <2”,故③为真命题;④由于f (1)f (2)=⎝
⎛⎭⎪⎫ln 1+1-32⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 2+2-32=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫ln 2+12<0,则函数f (x )=ln x +x -32在区间
(1,2)上存在零点,又函数f (x )=ln x +x -3
2在区间(1,2)上为增函数,所以函数f (x )=ln x
+x -3
2在区间(1,2)上有且仅有一个零点,故④为真命题.
答案:①②③④
必考点二 平面向量、复数运算
[高考预测]——运筹帷幄
1.用平面向量的几何运算、坐标运算进行线性运算和数量积的运算. 2.复数的代数形式的四则运算及几何意义. [速解必备]——决胜千里
1.向量共线的充要条件:O 为平面上一点,则A ,B ,P 三点共线的充要条件是OP →=λ1OA →
+
λ2OB →
(其中λ1+λ2=1).
2.三角形中线向量公式:若P 为△OAB 的边AB 的中点,则向量OP →与向量OA →、OB →的关系是OP →
=12
(OA →+OB →).
3.三角形重心坐标的求法:G 为△ABC 的重心⇔GA →+GB →+GC →=0⇔G ⎝ ⎛⎭⎪⎫x A +x B +x C 3,y A +y B +y C 3.
OA →·OB →=OB →·OC →=OC →·OA →
⇔O 为△ABC 垂心. 4.a ⊥b ⇔a ·b =0(a ≠0,b ≠0). 5.i 4n
=1,i
4n +1
=i ,i
4n +2
=-1,i
4n +3
=-i.
6.z ·z =|z |2,(1+i)2=2i ,(1-i)2
=-2i ,1+i 1-i =i ,1-i 1+i =-i.
[速解方略]——不拘一格
类型一 平面向量的概念及线性运算
[例1] (1)已知点A (0,1),B (3,2),向量AC →=(-4,-3),则向量BC →
=( ) A .(-7,-4) B .(7,4) C .(-1,4) D .(1,4)
解析:基本法:设C (x ,y ),则AC →
=(x ,y -1)=(-4,-3),
所以⎩
⎪⎨
⎪⎧
x =-4,y =-2,从而BC →
=(-4,-2)-(3,2)=(-7,-4).故选A.
速解法:∵AB →
=(3,2)-(0,1)=(3,1), BC →=AC →-AB →
=(-4,-3)-(3,1)=(-7,-4). 答案:A
方略点评:1.基本法是设出点C 坐标,并利用AC →=(-4,-3)求出点C 坐标,然后计算BC →
的坐标.
速解法是利用向量减法的意义:BC →=AC →-AB →
.
2.向量的三角形法则要保证各向量“首尾相接”;平行四边形法则要保证两向量“共起点”,结合几何法、代数法(坐标)求解.
(2)设D ,E ,F 分别为△ABC 的三边BC ,CA ,AB 的中点,则EB →+FC →
=( ) A.AD →
B.12AD →
C.BC →
D.12
BC →
解析:基本法一:设AB →=a ,AC →=b ,则EB →=-12b +a ,FC →=-12a +b ,从而EB →+FC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12b +a +⎝ ⎛⎭⎪⎫-12a +b =1
2
(a +b )=AD →,故选A.
基本法二:如图,EB →+FC →=EC →+CB →+FB →+BC →=EC →+FB →=12(AC →+AB →
)
=12·2AD →=AD →. 答案:A
方略点评:基本法一是利用了基本定理运算.基本法二是利用了三角形法则进行运算.
1.(2016·河北唐山市高三统考)在等腰梯形ABCD 中,AB →=-2CD →,M 为BC 的中点,则AM →
=( )
A.12AB →+12AD →
B.34AB →+12AD →
C.34AB →+14AD →
D.12AB →+34
AD → 解析:基本法:由于M 为BC 的中点,所以AM →=12(AB →+AC →)=12(AB →+AD →+DC →)=12(AB →+AD →+12AB →)
=34AB →+12AD →
,故选B. 答案:B
2.(2016·高考全国甲卷)已知向量a =(m,4),b =(3,-2),且a ∥b ,则m =________. 解析:基本法:∵a ∥b ,∴a =λb 即(m,4)=λ(3,-2)=(3λ,-2λ)
∴⎩⎪⎨⎪⎧
m =3λ,4=-2λ,
故m =-6.
速解法:根据向量平行的坐标运算求解: ∵a =(m,4),b =(3,-2),a ∥b ∴m ×(-2)-4×3=0 ∴-2m -12=0,∴m =-6. 答案:-6
类型二 平面向量数量积的计算与应用
[例2] (1)向量a =(1,-1),b =(-1,2),则(2a +b )·a =( ) A .-1 B .0 C .1 D .2
解析:基本法:因为2a +b =2(1,-1)+(-1,2)=(2,-2)+(-1,2)=(1,0),所以(2a +b )·a =(1,0)·(1,-1)=1×1+0×(-1)=1.故选C. 速解法:∵a =(1,-1),b =(-1,2),∴a 2
=2,a·b =-3, 从而(2a +b )·a =2a 2
+a·b =4-3=1.故选C. 答案:C
方略点评:1.基本法是把2a +b 看作一个向量,求其坐标,最终用坐标法求数量积.速解法是通过展开(2a +b )·b ,分别计算a 2
及a ·b ,较简单.
2.当向量以几何图形的形式(有向线段)出现时,其数量积的计算可利用定义法;当向量以坐标形式出现时,其数量积的计算用坐标法;如果建立坐标系,表示向量的有向线段可用坐标表示,计算向量较简单.
(2)已知正方形ABCD 的边长为2,E 为CD 的中点,则AE →·BD →
=________. 解析:基本法:以AB →、AD →为基底表示AE →和BD →
后直接计算数量积. AE →=AD →+12AB →,BD →=AD →-AB →,
∴AE →·BD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫AD →+12AB →·(AD →-AB →)
=|AD →|2-12|AB →|2=22
-12
×22=2.
速解法:(坐标法)先建立平面直角坐标系,结合向量数量积的坐标运算求解.
如图,以A 为坐标原点,AB 所在的直线为x 轴,AD 所在的直线为y 轴,建立平面直角坐标系,则A (0,0),B (2,0),D (0,2),E (1,2),
∴AE →=(1,2),BD →
=(-2,2), ∴AE →·BD →
=1×(-2)+2×2=2. 答案:2
方略点评:1.向量的模的求法一是根据向量的定义,二是将向量的模转化为三角形的某条边求其长.
2.求非零向量a ,b 的夹角一般利用公式cos 〈a ,b 〉=a ·b
|a ||b |
先求出夹角的余弦值,然后
求夹角.也可以构造三角形,将所求夹角转化为三角形的内角求解,更为直观形象.
1.(2016·高考全国丙卷)已知向量BA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1
2,32,BC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12,则∠ABC =( )
A .30° B.45° C .60° D .120°
解析:基本法:根据向量的夹角公式求解.
∵BA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,BC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12,∴|BA →|=1,|BC →|=1,BA →·BC →=1
2×32+32×12=32,
∴cos ∠ABC =cos 〈BA →,BC →
〉=BA →·BC →
|BA →|·|BC →|
=32.
∵0°≤〈BA →,BC →〉≤180°,∴∠ABC =〈BA →,BC →
〉=30°.
速解法:如图,B 为原点,则A ⎝ ⎛⎭⎪⎫1
2,32
∴∠ABx =60°,C ⎝ ⎛⎭
⎪⎫
32,12∠CBx =30°,∴∠ABC =30°. 答案:A
2.已知两个单位向量a ,b 的夹角为60°,c =t a +(1-t )b .若b·c =0,则t =________. 解析:基本法:∵b ·c =0,
∴b ·[t a +(1-t )b ]=0,t a·b +(1-t )·b 2
=0, 又∵|a |=|b |=1,〈a ,b 〉=60°, ∴1
2
t +1-t =0,t =2. 速解法:由t +(1-t )=1知向量a 、b 、c 的终点A 、B 、C 共线,在平面直角坐标系中设a =(1,0),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,则c =⎝ ⎛⎭⎪⎫3
2,-32.
把a 、b 、c 的坐标代入c =t a +(1-t )b ,得t =2.
答案:2
类型三 复数的代数运算及几何意义
[例3] (1)设复数z 满足1+z
1-z =i ,则|z |=( )
A .1 B. 2 C. 3 D .2
解析:基本法:由已知1+z
1-z =i ,可得
z =i -1i +1
=i -1
2
i +1i -1
=-2i
-2=i ,∴|z |=|i|=1,故选A. 速解法:∵1+i
1-i =i ,∴z =i ,∴|z |=1.
答案:A
方略点评:1.基本法是利用解方程思想求出未知数z . 速解法是利用了一个常用特殊运算结果直接得出z .
2.复数的代数形式的运算,类比于多项式的乘除法与合并同类项,只是利用z z =|z |2
,把i 2
换为-1,复数除法的关键是将分母实数化.
3.与复数的模、共轭复数、复数相等有关的问题,可设z =a +b i(a ,b ∈R ),利用待定系数法求解.
(2)若a 为实数,且(2+a i)(a -2i)=-4i ,则a =( ) A .-1 B .0 C .1 D .2
解析:基本法:∵(2+a i)(a -2i)=-4i ⇒4a +(a 2
-4)i =-4i ,
∴⎩⎪⎨⎪⎧
4a =0,a 2
-4=-4,
解得a =0.
速解法:检验法:将a =0代入适合题意,故选B. 答案:B
方略点评:1.基本法是利用复数相等的条件求解,速解法是代入检验排除法,较简单.
2.利用复数相等转化为实数运算是复数实数化思想的具体应用,是解决复数问题的常用方法.
1.(2016·高考全国乙卷)设(1+2i)(a +i)的实部与虚部相等,其中a 为实数,则a =( ) A .-3 B .-2 C .2 D .3
解析:基本法:先化简复数,再根据实部与虚部相等列方程求解.
(1+2i)(a +i)=a -2+(1+2a )i ,由题意知a -2=1+2a ,解得a =-3,故选A. 答案:A
2.若a 为实数,且2+a i 1+i =3+i ,则a =( )
A .-4
B .-3
C .3
D .4
解析:基本法:由已知得2+a i =(1+i)(3+i)=2+4i ,所以a =4,故选D. 答案:D
[终极提升]——登高博见 速解选择题方法——排除法
方法诠释
排除法也叫筛选法或淘汰法,使用排除法的前提条件是答案唯一,具体的做法是采用简
捷有效的手段对各个备选答案进行“筛选”,将其中与题干相矛盾的干扰项逐一排除,从而获得正确结论.
适用范围
这种方法适用于直接法解决问题很困难或者
计算较烦琐的情况.
解题规律
(1)对于干扰项易于淘汰的选择题,可采用排除法,能剔除几个就先剔除几个. (2)允许使用题干中的部分条件淘汰选项. (3)如果选项中存在等效命题,那么根据规定
——答案唯一,等效命题应该同时排除. (4)如果选项中存在两个相反的或互不相容的判断,那么其中至少有一个是假的. (5)如果选项之间存在包含关系,要根据题意才能判断.
限时速解训练二 平面向量、复数运算
(建议用时40分钟)
一、选择题(在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的) 1.若复数z =i(3-2i)(i 是虚数单位),则z =( ) A .2-3i B .2+3i C .3+2i D .3-2i
解析:选A.∵z =i(3-2i)=3i -2i 2
=2+3i ,所以z =2-3i ,故选A. 2.在△ABC 中,(BC →+BA →)·AC →=|AC →|2
,则△ABC 的形状一定是( ) A .等边三角形 B .等腰三角形 C .直角三角形 D .等腰直角三角形
解析:选C.由(BC →+BA →)·AC →=|AC →|2得(BC →+BA →-AC →)·AC →=0,则2BA →·AC →
=0,即BA ⊥AC ,故选C. 3.已知
1-i
2
z
=1+i(i 为虚数单位),则复数z =( )
A .1+i
B .1-i
C .-1+i
D .-1-i
解析:选D.z =
1-i
2
1+i
=-2i 1+i =-2i 1-i 1+i 1-i
=-1-i. 4.已知菱形ABCD 的边长为a ,∠ABC =60°,则BD →·CD →
=( ) A .-32a 2 B .-34a 2
C.34a 2
D.32
a 2
解析:选D.BD →·CD →=(BC →+CD →)·CD →=BC →·CD →+CD →2=12a 2+a 2=32
a 2.
5.(2016·广西南宁适应性测试)已知i 是虚数单位,z 是复数z 的共轭复数,若(1-i)z =2,则z 为( ) A .1+i B .1-i C .2+i D .2-i 解析:选B.依题意得z =
21-i =21+i
1-i 1+i
=1+i ,∴z =1-i ,选B. 6.若向量AB →=(2,4),AC →=(1,3),则BC →
=( ) A .(1,1) B .(-1,-1) C .(3,7) D .(-3,-7)
解析:选B.因为AB →=(2,4),AC →=(1,3),所以BC →=AC →-AB →
=(1,3)-(2,4)=(-1,-1),故选B.
7.i 为虚数单位,则⎝ ⎛⎭
⎪⎫1+i 1-i 2 018=( )
A .-i
B .-1
C .i
D .1 解析:选B.因为⎝
⎛⎭
⎪⎫1+i 1-i 2 018=(i 2)1 009=(-1)1 009=-1.
8.已知点A (-1,1)、B (1,2)、C (-2,-1)、D (3,4),则向量AB →在CD →
方向上的投影为( ) A.322 B.3152
C .-322
D .-3152
解析:选A.AB →=(2,1),CD →=(5,5),|CD →
|=52, 故AB →在CD →
上的投影为AB →·CD →
|CD →|
=1552=32 2.
9.(2016·陕西西安质检)设复数z 1和z 2在复平面内的对应点关于坐标原点对称,且z 1=3-2i ,则z 1·z 2=( ) A .-5+12i B .-5-12i C .-13+12i D .-13-12i
解析:选A.z 1=3-2i ,由题意知z 2=-3+2i , ∴z 1·z 2=(3-2i)·(-3+2i)=-5+12i ,故选A.
10.(2016·辽宁沈阳质检)在△ABC 中,|AB →+AC →|=|AB →-AC →
|,AB =2,AC =1,E ,F 为BC 的三等分点,则AE →·AF →
=( ) A.89 B.109 C.259 D.269
解析:选B.由|AB →+AC →|=|AB →-AC →|,化简得AB →·AC →=0,又因为AB 和AC 为三角形的两条边,它们的长不可能为0,所以AB →与AC →
垂直,所以△ABC 为直角三角形.以AC 所在直线为x 轴,以AB 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,如图所示,则A (0,0),B (0,2),C (1,0).不妨
令E 为BC 的靠近C 的三等分点,则E ⎝ ⎛⎭
⎪⎫23,23, F ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,43,所以AE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫23,23,AF →=⎝ ⎛⎭
⎪⎫13,43,所以AE →·AF →=23×13+23×43=109
.
11.(2016·辽宁五校联考)已知复数z =1+i ,则z 2-2z
z -1
=( )
A .-2i
B .2i
C .-2
D .2
解析:选B.z 2-2z z -1
=
1+i
2
-21+i i =-2
i
=2i ,故选B.
12.设x ,y ∈R ,向量a =(x,1),b =(1,y ),c =(2,-4),且a ⊥c ,b ∥c ,则|a +b |=( ) A. 5 B.10 C .2 5 D .10
解析:选B.由⎩
⎪⎨
⎪⎧
a ⊥c ,
b ∥
c ⇒⎩
⎪⎨
⎪⎧
2x -4=0,
2y +4=0⇒⎩
⎪⎨
⎪⎧
x =2,
y =-2,
∴a =(2,1),b =(1,-2),a +b =(3,-1), ∴|a +b |=10,故选B.
二、填空题(把答案填在题中横线上)
13.已知向量a ,b 满足|a |=1,b =(2,1),且λa +b =0(λ∈R ),则|λ|=________. 解析:∵λa +b =0,即λa =-b ,∴|λ||a |=|b |. ∵|a |=1,|b |=5,∴|λ|= 5. 答案: 5
14.设复数a +b i(a ,b ∈R )的模为3,则(a +b i)(a -b i)=__________.
解析:复数a +b i(a ,b ∈R )的模为a 2
+b 2
=3,则a 2
+b 2
=3,则(a +b i)(a -b i)=a 2
-(b i)2
=a 2
-b 2
·i 2
=a 2
+b 2
=3. 答案:3
15.已知向量OA →⊥AB →,|OA →|=3,则OA →·OB →
=__________. 解析:∵OA →⊥AB →,∴OA →·AB →
=0, 即OA →·(OB →-OA →
)=0, ∴OA →·OB →=OA →2
=9. 答案:9
16.i 是虚数单位,若复数(1-2i)(a +i)是纯虚数,则实数a 的值为________. 解析:∵(1-2i)(a +i)=2+a +(1-2a )i 为纯虚数,
∴⎩⎪⎨⎪⎧
1-2a ≠0,2+a =0,
解得a =-2.
答案:-2
必考点三 算法、框图与推理
[高考预测]——运筹帷幄
1.根据框图的程序进行结果的求解,判断条件的补写、完善过程. 2.以数表、数阵、图形、代数式为背景进行归纳推理与类比推理. [速解必备]——决胜千里 1.程序框图中有S =S +
1
2i -1
2i +1
,i =i +1时,表示数列裂项求和.
2.程序中有“S =S +2n
+n ,n =n +1”表示等比数列与等差数列求和. 3.三角形数N (n,3)=12n 2+1
2
n (第n 个三角形数)
四边形数N (n,4)=n 2
(第n 个四边形数) 五边形数N (n,5)=32n 2+-1
2
n (第n 个五边形数)
k 边形数N (n ,k )=⎝ ⎛⎭
⎪⎫k 2
-1n 2-⎝ ⎛⎭
⎪⎫k 2
-2n (k ≥3)(第n 个k 边形数)
4.类比推理常见的类比内容 平面几何中的点↔空间几何中的线 平面几何中的线↔空间几何中的面 平面几何中的三角形↔空间几何中的三棱锥 平面几何中的圆↔空间几何中的球 [速解方略]——不拘一格
类型一 求算法与框图的输入或输出值
[例1] (1)执行下面的程序框图,如果输入的t =0.01,则输出的n =( )
A .5
B .6
C .7
D .8
解析:基本法:逐次运行程序,直至输出n . 运行第一次:S =1-12=1
2
=0.5,m =0.25,n =1,
S >0.01;
运行第二次:S =0.5-0.25=0.25,m =0.125,n =2,
S >0.01;
运行第三次:S =0.25-0.125=0.125,m =0.062 5,n =3,S >0.01; 运行第四次:S =0.125-0.062 5=0.062 5,m =0.031 25,n =4,S >0.01; 运行第五次:S =0.031 25,m =0.015 625,n =5,S >0.01; 运行第六次:S =0.015 625,m =0.007 812 5,n =6,
S >0.01;
运行第七次:S=0.007 812 5,m=0.003 906 25,n=7,S<0.01.
输出n=7.故选C.
速解法:由框图可知S=1-1
21
-
1
2
2
-
1
23
-
1
24
-…-
1
2n
=1-
1
2⎝
⎛⎭⎪⎫
1-
1
2n
1-
1
2
=
1
2n
≤0.01输出n,
∴2n≥100,∴n的最小值为7.
答案:C
方略点评:1.基本法是按程序一次次循环计算,当不满足条件时跳出循环得出结果.2.速解法是归纳S=S-m的运算规律利用数列求和进行估算,稍简单一点.
(2)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.0 B.2
C.4 D.14
解析:基本法:逐次运行程序,直至程序结束得出a值.
a=14,b=18.
第一次循环:14≠18且14<18,b=18-14=4;
第二次循环:14≠4且14>4,a=14-4=10;
第三次循环:10≠4且10>4,a=10-4=6;
第四次循环:6≠4且6>4,a=6-4=2;
第五次循环:2≠4且2<4,b=4-2=2;
第六次循环:a=b=2,跳出循环,输出a=2,故选B.
速解法:“更相减损术”是求两个正整数的最大公约数,本题求14,18的最大公约数,结合选项知为2,选B.
答案:B
方略点评:1.基本法是按更相减损术的运算过程逐步求解.速解法是利用更相减损术的作用
和公约数的定义直接得答案,显然简单.
2.求输出结果的题目,要认清输出变量是什么,有的是求函数值,有的是求和、差、积、商的运算结果,有的是计数变量等.
1.(2016·高考全国甲卷)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.7 B.12
C.17 D.34
解析:基本法:逐次运行程序,直到满足条件时输出s值终止程序.
输入x=2,n=2.第一次,a=2,s=2,k=1,不满足k>n;
第二次,a=2,s=2×2+2=6,k=2,不满足k>n;
第三次,a=5,s=6×2+5=17,k=3,满足k>n,输出s=17.
答案:C
2.阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序.如果输入某个正整数n后,输出的S∈(10,20),那么n的值为( )
A.3 B.4
C .5
D .6
解析:基本法:依据初始条件,逐步求出S 的值,判断n 的值. 由S =0,k =1得S =1,k =2,应该为否,即2≤n ⇒S =1+2×1=3,k =3为否,即3≤n ⇒S =1+2×3=7,k =4为否,即4≤n ⇒S =1+2×7=15,k =5为是,即5>n 综上,4≤n <5,∴n =4.故选B.
速解法:先读出框图的计算功能,再结合等比数列求和公式求解. 框图功能为求和,即S =1+21
+22
+…+2n -1
.
由于S =
1×1-2
n
1-2
=2n
-1∈(10,20),
∴10<2n
-1<20,∴11<2n
<21, ∴n =4,即求前4项和.
∴判断框内的条件为k >4,即n =4.故选B. 答案:B
类型二 补写、完善程序框图
[例2] (1)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 ≤34?
B .s ≤56?
C .s ≤1112?
D .s ≤2524
?
解析:基本法:由s =0,k =0满足条件,则k =2,s =12,满足条件;k =4,s =12+14=34,
满足条件;k =6,s =34+16=1112,满足条件;k =8,s =1112+18=25
24,不满足条件,输出k =8,
所以应填s ≤11
12
.
速解法:由题意可知S =12+14+16+18=25
24,此时输出8,是不满足条件,故选C.
答案:C
方略点评:基本法是按程序过程逐步判断是否满足条件速解法是归纳了s =s +1
k
的作用
求和直接验算.
(2)阅读如下程序框图,如果输出i =5,那么在空白矩形框中应填入的语句为( )
解析:基本法:当i =2时,S =2×2+1=5<10;当i =3时,仍然循环,排除D ;当i =4时,S =2×4+1=9<10;当i =5时,不满足S <10,即此时S ≥10,输出i .此时A 项求得S =2×5-2=8,B 项求得S =2×5-1=9,C 项求得S =2×5=10,故只有C 项满足条件.故选C.
答案:C
方略点评:1.基本法是根据框图的程序对i 的取值验证,速解法是根据当s ≥10时,输出的
i 值验证答案.
2.循环结构有当型循环和直到型循环.当型循环是当满足条件时执行循环体.直到型循环是直到满足条件时才跳出循环.
3.首先看懂每个图形符号的意义和作用,其次试走几步循环体,体会循环体的内容和功能,最后利用判断框中的条件确定循环的次数.
1.给出30个数:1,2,4,7,11,16,…,要计算这30个数的和.下图给出了该问题的程序框图,那么框图中判断框①处和执行框②处可以分别填入( )
A.i≤30?和p=p+i-1
B.i≤31?和p=p+i+1
C.i≤31?和p=p+i
D.i≤30?和p=p+i
解析:基本法:由题可知,程序要执行30次.所以①处应填i≤30?,②处应填p=p+i. 答案:D
2.如图,给出的是计算1
2
+
1
4
+
1
6
+…+
1
2 016
的值的程序框图,其中判断框内应填入的是
( )
A.i≤2 021? B.i≤2 019?
C.i≤2 017? D.i≤2 015?
解析:基本法:由题知,判断框内可填“i≤2016?”或“i≤2017?”或“i<2017?”或“i<2018?”,故选C.
答案:C
类型三合情推理、演绎推理
[例3] (1)(2016·高考全国甲卷)有三张卡片,分别写有1和2,1和3,2和3.甲,乙,丙三人各取走一张卡片,甲看了乙的卡片后说:“我与乙的卡片上相同的数字不是2”,乙看了丙的卡片后说:“我与丙的卡片上相同的数字不是1”,丙说:“我的卡片上的数字之和不是5”,则甲的卡片上的数字是________.
解析:基本法:根据丙的说法及乙看了丙的卡片后的说法进行推理.
由丙说“我的卡片上的数字之和不是5”,可推知丙的卡片上的数字是1和2或1和3.又根
据乙看了丙的卡片后说:“我与丙的卡片上相同的数字不是1”可知,乙的卡片不含1,所以乙的卡片上的数字为2和3.再根据甲的说法“我与乙的卡片上相同的数字不是2”可知,甲的卡片上的数字是1和3. 答案:1和3 (2)观察下列等式: 12
=1, 12
-22
=-3, 12
-22
+32
=6, 12
-22
+32
-42
=-10, …,
照此规律, 第n 个等式可为________. 解析:基本法:12
=1, 12
-22
=-(1+2), 12
-22
+32
=1+2+3,
12
-22
+32
-42
=-(1+2+3+4), …,
12
-22
+32
-42
+…+(-1)n +1n 2
=(-1)n +1
(1+2+…+n )
=(-1)
n +1
n n +1
2
.
速解法:设a 1=1,a 2=3,a 3=6,a 4=10 即a 1=1×1+12,a 2=2×2+12
,
a 3=
3×
3+12,a 4=4×4+1
2
, 其符号规律为(-1)n +1
∴第n 个等式右侧为(-1)
n +1
n n +1
2
.
答案:12
-22
+32
-42
+…+(-1)
n +1n 2
=(-1)n +1n n +1
2
方略点评:1.基本法是分析式子的特点归纳出运算方法,利用数列求和. 速解法是直接归纳“=”右侧的数字规律,较为简单.
2.在进行归纳推理时,要先根据已知的部分个体,把它们适当变形,找出它们之间的联系,从而归纳出一般结论.
3.在进行类比推理时,要充分考虑已知对象性质的推理过程,然后通过类比,推导出类比。