2018版高中数学专题01解密命题充分必要性之含参问题特色训练新人教A版选修1-1
高中数学 第一章 集合与常用逻辑用语 1.4.1 充分条件与必要条件精品练习(含解析)新人教A版必修
1.4.1 充分条件与必要条件6.若“x>1”是“x>a”的充分条件,则a的取值X围是________.关键能力综合练一、选择题1.钱大姐常说“便宜没好货”,她这句话的意思是:“不便宜”是“好货”的( ) A.充分条件B.必要条件C.既是充分条件,也是必要条件D.既不充分又不必要条件2.设集合A={x|0≤x≤3},集合B={x|1≤x≤3},那么“m∈A”是“m∈B”的( ) A.充分条件B.必要条件C.既是充分条件也是必要条件D.既不充分又不必要条件3.设a,b∈R,则“(a-b)·a2<0”是“a<b”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.既是充分条件,也是必要条件D.既不充分也不必要条件4.设集合M={x|x≥2},P={x|x>1},则“x∈M∪P”是“x∈M∩P”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.既是充分条件,也是必要条件D.既不充分也不必要条件5.设x∈R,则“|x|<1”是“x3<1”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.既是充分条件,也是必要条件D.既不充分也不必要条件6.设x,y是两个实数,则“x,y中至少有一个大于1”的一个充分不必要条件是( ) A.x+y=2 B.x+y>21.4 充分条件与必要条件1.4.1 充分条件与必要条件必备知识基础练1.解析:(1)若α为锐角,α不一定等于45°,因此p 不是q 的充分条件;反之,若α=45°,则α为锐角,因此p 是q 的必要条件.(2)由x >1可以推出x 2>1,因此p 是q 的充分条件;由x 2>1,得x <-1,或x >1,不一定有x >1.因此,p 不是q 的必要条件.(3)由(a -2)(a -3)=0可以推出a =2或a =3,不一定有a =3,因此p 不是q 的充分条件;由a =3可以得出(a -2)(a -3)=0.因此,p 是q 的必要条件.(4)二次函数y =ax 2+bx +c ,当Δ>0时,其图象与x 轴有交点,因此p 是q 的充分条件;反之若函数的图象与x 轴有交点,则Δ≥0,不一定是Δ>0,因此p 不是q 的必要条件.2.解析:当a =1时,|a |=1成立,但当|a |=1时,a =±1,所以a =1不一定成立,∴“a =1”是“|a |=1”的充分条件.故选A.答案:A3.解析:∵-2<x <1⇒x >1或x <-1,且x >1或x <-1⇒-2<x <1.∴“-2<x <1”是“x >1或x <-1”的既不充分条件,也不必要条件.答案:C4.解析:当x >1时,1x <1成立;当x <0时,也满足1x <1,故“x >1”是“1x<1”的充分不必要条件.答案:A5.解析:由于x =0⇒x 2=2x ,所以“x 2=2x ”是“x =0”的必要条件,“x =0”是“x2=2x”的充分条件.答案:必要充分6.解析:因为x>1⇒x>a,所以a≤1.答案:a≤1关键能力综合练1.解析:“便宜没好货”的意思是“好货”肯定“不便宜”,所以“不便宜”是“好货”的必要条件.答案:B2.解析:因为集合A={x|0≤x≤3},集合B={x|1≤x≤3},则由“m∈A”得不到“m∈B”,反之由“m∈B”可得到“m∈A”,故选B.答案:B3.解析:若(a-b)·a2<0,则必有a-b<0,即a<b;而当a<b时,不能推出(a-b)·a2<0,如a=0,b=1,所以“(a-b)·a2<0”是“a<b”的充分不必要条件.答案:A4.解析:因为M∪P={x|x>1},M∩P={x|x≥2},所以“x∈M∪P”是“x∈M∩P”的必要不充分条件.故选B.答案:B5.解析:由|x|<1,得-1<x<1,所以-1<x3<1;由x3<1,得x<1,不能推出-1<x<1.所以“|x|<1”是“x3<1”的充分不必要条件.故选A.答案:A6.解析:A项,x+y=2时,令x=y=1,不符合命题;而命题“x,y中至少有一个大于1”,令x=-1,y=2,x+y≠2,所以是非充分非必要条件;B项,x+y>2时,若x,y 都不大于1,则x+y≤2矛盾,可得x,y中至少有一个大于1;若“x,y中至少有一个大于1”,令x=-1,y=2,x+y<2,所以是充分不必要条件;C项,x2+y2>2时,令x=-2,y=0,不符合命题;若“x,y中至少有一个大于1”,令x=1.1,y=0,x2+y2<2,所以是非充分非必要条件;D项,xy>1时,令x=-1,y=-2,不符合命题;若“x,y中至少有一个大于1”,令x=-1,y=2,xy<1,所以是非充分非必要条件.答案:B7.解析:当a和b都是偶数时,则a+b也是偶数;当a+b为偶数时,a,b可以都为奇数.故填“充分不必要”.答案:充分不必要8.解析:令A={x|1≤x<4},B={x|x<m},因为p是q的充分条件,所以A⊆B.所以m≥4.答案:m≥49.解析:①ab=0即为a=0或b=0,即a,b中至少有一个为0;②a+b=0即a,b 互为相反数,则a,b可能均为0,也可能为一正一负;③由ab>0知a与b同号,即a,b都不为0.综上可知,“a,b都为0”能推出①②,③能推出“a,b都不为0”,所以使a,b都为0的必要条件是①②,使a,b都不为0的充分条件是③.答案:(1)①②(2)③10.解析:(1)数a能被6整除,则一定能被3整除,反之不一定成立.即p⇒q,q⇒p,∴p是q的充分不必要条件.(2)当a=-2,b=-1时,ab=2>1;当a=2,b=-1时,ab=-2<1,所以p既不是q的充分条件,也不是必要条件.(3)△ABC中,有两个角相等时为等腰三角形,不一定为正三角形,即p⇒q,且q⇒p,∴p是q的必要不充分条件.学科素养升级练1.解析:由x2-x-2<0,解得-1<x<2.又x2-x-2<0是-2<x<a的充分不必要条件,∴(-1,2)(-2,a),则a≥2.∴实数a的值可以是2,3,4.故选BCD.答案:BCD2.解析:因为甲是乙的必要条件,所以乙⇒甲.又因为丙是乙的充分条件,但不是乙的必要条件,所以丙⇒乙,但乙⇒丙,如图.综上,有丙⇒甲,但甲⇒丙,即丙是甲的充分条件,但不是甲的必要条件. 答案:A3.解析:若a =-1,b =12,则Δ=a 2-4b <0,关于x 的方程x 2+ax +b =0无实根,故p⇒q .若关于x 的方程x 2+ax +b =0有两个小于1的不等正根,不妨设这两个根为x 1,x 2,且0<x 1<x 2<1,则x 1+x 2=-a ,x 1x 2=b .于是0<-a <2,0<b <1,即-2<a <0,0<b <1,故q ⇒p . 所以p 是q 的必要条件,但不是充分条件.。
2018年高中数学人教A版选修1-1第1章常用逻辑用语1.2习题含解析
0< cosx< 1,
∴ sinxcosx<x.
∴ k< 1 时有 ksinxcosx<x. 反之不成立 .
如当 k= 1 时 ,对任意的
x∈
0, π
2
, sin x<x ,0< cosx< 1,所以
ksin xcosx= sinxcosx<x
成立 ,这时不满足
k< 1,故应为必要不充分条件 . 答案 :B
即 (x-1)( ax+a+b )= 0. 故方程 ax2+bx+c= 0 有一个根为 1. 综上可知 ,方程 ax2+bx+c= 0 有一个根为 1 的充要条件是 a+b+c= 0.
★8.已知 p:x2- 2x-3< 0,q: |x-1|<a (a> 0), 若 q 是 p 的充分不必要条件 ,求使 a>b 恒成立的实数 b 的取
??1·?2? > 0 ,
??2 -4 > 0,
43
43
-< ??<,解得3
?? > 0 ,
3
?? > 2 或 ?? < -2 .
所以
2<m<
4
3
.
3
因此关于 x 的一元二次方程 x2-mx+m 2-4= 0 有两个不相等的正实根的充要条件是
10.指出下列各组命题中 ,p 是 q 的什么条件 : (1) 在 △ABC 中 ,p:sin A> sin B,q:A>B ; (2) p:|x- 1|< 2,q:x2-x-6< 0.
C.②③
D. ①②
新教材 人教A版高中数学选择性必修第一册全册各章节课后练习题 含解析
选择性必修第一册全册课后练习题本文档还有大量公式,在网页中显示可能会出现位置错误的情况,下载后均可正常显示,请放心下载练习!第一章空间向量与立体几何................................................................................................ - 2 -1.1.1空间向量及其线性运算......................................................................................... - 2 -1.1.2空间向量的数量积运算......................................................................................... - 8 -1.2空间向量基本定理.................................................................................................. - 15 -1.3.1空间直角坐标系 .................................................................................................. - 22 -1.3.2空间运算的坐标表示........................................................................................... - 28 -1.4.1.1空间向量与平行关系 ....................................................................................... - 34 -1.4.1.2空间向量与垂直关系 ....................................................................................... - 42 -1.4.2用空量研究距离、夹角问题............................................................................... - 51 -章末测验 ....................................................................................................................... - 64 - 第二章直线和圆的方程...................................................................................................... - 78 -2.1.1倾斜角与斜率 ...................................................................................................... - 78 -2.1.2两条直线平行和垂直的判定............................................................................... - 83 -2.2.1直线的点斜式方程............................................................................................... - 87 -2.2.2直线的两点式方程............................................................................................... - 92 -2.2.3直线的一般式方程............................................................................................... - 97 -2.3.1两条直线的交点坐标......................................................................................... - 102 -2.3.2两点间的距离公式............................................................................................. - 102 -2.3.3点到直线的距离公式......................................................................................... - 107 -2.3.4两条平行直线间的距离..................................................................................... - 107 -2.4.1圆的标准方程 .................................................................................................... - 113 -2.4.2圆的一般方程 .................................................................................................... - 118 -2.5.1直线与圆的位置关系......................................................................................... - 122 -2.5.2圆与圆的位置关系............................................................................................. - 128 -章末测验 ..................................................................................................................... - 135 - 第三章圆锥曲线的方程.................................................................................................... - 144 -3.1.1椭圆及其标准方程............................................................................................. - 144 -3.1.2.1椭圆的简单几何性质 ..................................................................................... - 150 -3.1.2.2椭圆的标准方程及性质的应用...................................................................... - 156 -3.2.1双曲线及其标准方程......................................................................................... - 164 -3.2.2双曲线的简单几何性质..................................................................................... - 171 -3.3.1抛物线及其标准方程......................................................................................... - 178 -3.3.2抛物线的简单几何性质..................................................................................... - 184 -章末测验 ..................................................................................................................... - 191 - 模块综合测验 ..................................................................................................................... - 202 -第一章 空间向量与立体几何1.1.1空间向量及其线性运算一、选择题1.空间任意四个点A ,B ,C ,D ,则DA →+CD →-CB →等于( ) A .DB → B .AC → C .AB → D .BA → D [DA →+CD →-CB →=DA →+BD →=BA →.]2.设有四边形ABCD ,O 为空间任意一点,且AO →+OB →=DO →+OC →,则四边形ABCD 是( )A .平行四边形B .空间四边形C .等腰梯形D .矩形A [∵AO →+OB →=DO →+OC →,∴AB →=DC →. ∴AB →∥DC →且|AB →|=|DC →|. ∴四边形ABCD 为平行四边形.]3.已知A ,B ,C 三点不共线,对平面ABC 外的任一点O ,下列条件中能确定点M 与点A ,B ,C 一定共面的是( )A .OM →=OA →+OB →+OC → B .OM →=2OA →-OB →-OC → C .OM →=OA →+12OB →+13OC →D .OM →=13OA →+13OB →+13OC → D [由OM →=13OA →+13OB →+13OC →,可得3OM →=OA →+OB →+OC →⇒OM →-OA →+OM →-OB →+OM →-OC →=0, 即AM →=-BM →-CM →.所以AM →与BM →,CM →在一个平面上,即点M 与点A ,B ,C 一定共面.] 4.若空间中任意四点O ,A ,B ,P 满足OP →=mOA →+nOB →,其中m +n =1,则( )A .P ∈AB B .P ∉ABC .点P 可能在直线AB 上D .以上都不对A [因为m +n =1,所以m =1-n , 所以OP →=(1-n )OA →+nOB →, 即OP →-OA →=n (OB →-OA →), 即AP →=nAB →,所以AP →与AB →共线. 又AP →,AB →有公共起点A ,所以P ,A ,B 三点在同一直线上, 即P ∈AB .]5.已知在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点E 是A 1C 1的中点, 点F 是AE 的三等分点,且AF =12EF ,则AF →=( )A .AA 1→+12AB →+12AD → B .12AA 1→+12AB →+12AD →C .12AA 1→+16AB →+16AD → D .13AA 1→+16AB →+16AD →D [如图所示,AF →=13AE →,AE →=AA 1→+A 1E →,A 1E →=12A 1C 1→,A 1C 1→=A 1B 1→+A 1D 1→,A 1B 1→=AB →,A 1D 1→=AD →,所以AF →=13⎝ ⎛⎭⎪⎫AA 1→+12A 1C 1→=13AA 1→+16AB →+16AD →,故选D.]二、填空题6.已知A ,B ,C 三点不共线,O 为平面ABC 外一点,若由OM →=-2OA →+OB →+λOC →确定的点M 与A ,B ,C 共面,则λ=________.2 [由M 、A 、B 、C 四点共面知:-2+1+λ=1,即λ=2.]7.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若A 1B 1→=a ,A 1D 1→=b ,A 1A →=c ,用a ,b ,c 表示D 1M →,则D 1M →=________.12a -12b +c [D 1M →=D 1D →+DM → =A 1A →+12(DA →+DC →) =c +12(-A 1D 1→+A 1B 1→) =12a -12b +c .]8.在空间四边形ABCD 中,E ,F 分别是AB ,CD 的中点,则EF →和AD →+BC →的关系是________.(填“平行”,“相等”或“相反”)平行 [设G 是AC 的中点,则EF →=EG →+GF →=12BC →+12AD →=12(AD →+BC →) 所以2EF →=AD →+BC →, 从而EF →∥(AD →+BC →).] 三、解答题9.如图,在空间四边形ABCD 中,G 为△BCD 的重心,E ,F 分别为边CD 和AD 的中点,试化简AG →+13BE →-12AC →,并在图中标出化简结果的向量.[解] ∵G 是△BCD 的重心,BE 是CD 边上的中线,∴GE →=13BE →.又12AC →=12(DC →-DA →)=12DC →-12DA →=DE →-DF →=FE →, ∴AG →+13BE →-12AC →=AG →+GE →-FE →=AF →(如图所示).10.在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为DD 1的中点,点N 在AC 上,且AN ∶NC =2∶1,求证:A 1N →与A 1B →,A 1M →共面.[证明] ∵A 1B →=AB →-AA 1→, A 1M →=A 1D 1→+D 1M →=AD →-12AA 1→, AN →=23AC →=23(AB →+AD →), ∴A 1N →=AN →-AA 1→ =23(AB →+AD →)-AA 1→=23(AB →-AA 1→)+23(AD →-12AA 1→) =23A 1B →+23A 1M →, ∴A 1N →与A 1B →,A 1M →共面.11.(多选题)若A ,B ,C ,D 为空间不同的四点,则下列各式为零向量的是( ) A .AB →+2BC →+2CD →+DC → B .2AB →+2BC →+3CD →+3DA →+AC →C.AB →+CA →+BD →D.AB →-CB →+CD →-AD →BD [A 中,AB →+2BC →+2CD →+DC →=AB →+2BD →+DC →=AB →+BD →+BD →+DC →=AD →+BC →;B 中,2AB →+2BC →+3CD →+3DA →+AC →=2AC →+3CA →+AC →=0;C 中,AB →+CA →+BD →=AD →+CA →;D 中,AB →-CB →+CD →-AD →=AB →+BC →+CD →+DA →表示A →B →C →D →A 恰好形成一个回路,结果必为0.]12.(多选题)有下列命题,其中真命题的有( ) A .若AB →∥CD →,则A ,B ,C ,D 四点共线 B .若AB →∥AC →,则A ,B ,C 三点共线C .若e 1,e 2为不共线的非零向量,a =4e 1-25e 2,b =-e 1+110e 2,则a ∥b D .若向量e 1,e 2,e 3是三个不共面的向量,且满足等式k 1e 1+k 2e 2+k 3e 3=0,则k 1=k 2=k 3=0BCD [根据共线向量的定义,若AB →∥CD →,则AB ∥CD 或A ,B ,C ,D 四点共线,故A 错;因为AB →∥AC →且AB →,AC →有公共点A ,所以B 正确;由于a =4e 1-25e 2=-4-e 1+110e 2=-4b ,所以a ∥b ,故C 正确;易知D 也正确.]13.(一题两空)已知A ,B ,C 三点共线,则对空间任一点O ,若OA →=2OB →+μOC →,则μ=________;存在三个不为0的实数λ,m ,n ,使λOA →+mOB →+nOC →=0,那么λ+m +n 的值为________.-1 0 [由A 、B 、C 三点共线,∴2+μ=1,∴μ=-1,又由λOA →+mOB →+nOC →=0得OA →=-m λOB →-n λOC →由A ,B ,C 三点共线知-m λ-nλ=1,则λ+m +n =0.]14.设e 1,e 2是平面上不共线的向量,已知AB →=2e 1+k e 2,CB →=e 1+3e 2,CD →=2e 1-e 2,若A ,B ,D 三点共线,则实数k 为________.-8 [因为BD →=CD →-CB →=e 1-4e 2,AB →=2e 1+k e 2,又A ,B ,D 三点共线,由共线向量定理得12=-4k ,所以k =-8.]15.如图所示,已知四边形ABCD 是平行四边形,点P 是ABCD 所在平面外的一点,连接P A ,PB ,PC ,PD .设点E ,F ,G ,H 分别为△P AB ,△PBC ,△PCD ,△PDA 的重心.(1)试用向量方法证明E ,F ,G ,H 四点共面;(2)试判断平面EFGH 与平面ABCD 的位置关系,并用向量方法证明你的判断. [证明] (1)分别连接PE ,PF ,PG ,PH 并延长,交对边于点M ,N ,Q ,R ,连接MN ,NQ ,QR ,RM ,∵E ,F ,G ,H 分别是所在三角形的重心,∴M ,N ,Q ,R 是所在边的中点,且PE →=23PM →,PF →=23PN →,PG →=23PQ →,PH →=23PR →.由题意知四边形MNQR 是平行四边形,∴MQ →=MN →+MR →=(PN →-PM →)+(PR →-PM →)=32(PF →-PE →)+32(PH →-PE →)=32(EF →+EH →).又MQ →=PQ →-PM →=32PG →-32PE →=32EG →.∴EG →=EF →+EH →,由共面向量定理知,E ,F ,G ,H 四点共面.(2)平行.证明如下:由(1)得MQ →=32EG →,∴MQ →∥EG →, ∴EG →∥平面ABCD .又MN →=PN →-PM →=32PF →-32PE → =32EF →,∴MN →∥EF →. 即EF ∥平面ABCD . 又∵EG ∩EF =E ,∴平面EFGH 与平面ABCD 平行1.1.2空间向量的数量积运算一、选择题1.已知a ⊥b ,|a |=2,|b |=3,且(3a +2b )⊥(λa -b ),则λ等于( ) A .32 B .-32 C .±32 D .1A [∵a ⊥b ,∴a ·b =0,∵3a +2b ⊥λa -b ,∴(3a +2b )·(λa -b )=0, 即3λa 2+(2λ-3)a ·b -2b 2=0,∴12λ-18=0,解得λ=32.]2.已知空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都等于a ,点E ,F 分别是BC ,AD 的中点,则AE →·AF →的值为( )A .a 2B .12a 2C .14a 2D .34a 2C [AE →·AF →=12(AB →+AC →)·12AD →=14(AB →·AD →+AC →·AD →)=14⎝ ⎛⎭⎪⎫a ×a ×12+a ×a ×12=14a 2.]3.已知长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,则下列向量的数量积一定不为0的是( ) A .AD 1→·B 1C →B .BD 1→·AC →C .AB →·AD 1→ D .BD 1→·BC →D [对于选项A ,当四边形ADD 1A 1为正方形时,可得AD 1⊥A 1D ,而A 1D ∥B 1C ,可得AD 1⊥B 1C ,此时有AD 1→·B 1C →=0;对于选项B ,当四边形ABCD 为正方形时,AC ⊥BD ,易得AC ⊥平面BB 1D 1D ,故有AC ⊥BD 1,此时有BD 1→·AC →=0;对于选项C ,由长方体的性质,可得AB ⊥平面ADD 1A 1,可得AB ⊥AD 1,此时必有AB →·AD 1→=0;对于选项D ,由长方体的性质,可得BC ⊥平面CDD 1C 1,可得BC ⊥CD 1,△BCD 1为直角三角形,∠BCD 1为直角,故BC 与BD 1不可能垂直,即BD 1→·BC →≠0.故选D.]4.在棱长为a 的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,向量BA 1→与向量AC →所成的角为( )A .60°B .150°C .90°D .120°D [BA 1→=BA →+AA 1→,|BA 1→|=2a ,AC →=A B →+AD →,|AC →|=2a .∴BA 1→·AC →=BA →·AB →+BA →·AD →+AA 1→·AB →+AA 1→·AD →=-a 2. ∴cos 〈BA 1→,AC →〉=-a 22a ·2a =-12.∴〈BA 1→,AC →〉=120°.]5.如图所示,在平行六面体ABCD -A ′B ′C ′D ′中,AB =1,AD =2,AA ′=3,∠BAD =90°,∠BAA ′=∠DAA ′=60°,则AC ′的长为( )A .13B .23C .33D .43B [∵AC ′→=AB →+BC →+CC ′→,∴AC ′→2=(AB →+BC →+CC ′→)2=AB →2+BC →2+CC ′→2+2(AB →·BC →+AB →·CC ′→+BC →·CC ′→) =12+22+32+2(0+1×3cos 60°+2×3cos 60°) =14+2×92=23,∴|AC ′→|=23,即AC ′的长为23.] 二、填空题6.已知a ,b 是空间两个向量,若|a |=2,|b |=2,|a -b |=7,则cos 〈a ,b 〉=________.18[将|a -b |=7两边平方,得(a -b )2=7. 因为|a |=2,|b |=2,所以a ·b =12.又a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉,故cos 〈a ,b 〉=18.]7.已知a ,b 是异面直线,A ,B ∈a ,C ,D ∈b ,AC ⊥b ,BD ⊥b ,且AB =2,CD =1,则a ,b 所成的角是________.60° [AB →=AC →+CD →+DB →,∴CD →·AB →=CD →·(AC →+CD →+DB →)=|CD →|2=1, ∴cos 〈CD →,AB →〉=CD →·AB →|CD →||AB →|=12,∴异面直线a ,b 所成角是60°.]8.已知|a |=2,|b |=1,〈a ,b 〉=60°,则使向量a +λb 与λa -2b 的夹角为钝角的实数λ的取值范围是________.(-1-3,-1+3) [由题意知 ⎩⎨⎧(a +λb )·(λa -2b )<0,cos 〈a +λb ,λa -2b 〉≠-1. 即⎩⎨⎧(a +λb )·(λa -2b )<0,(a +λb )·(λa -2b )≠-|a +λb ||λa -2b |,得λ2+2λ-2<0.∴-1-3<λ<-1+ 3.] 三、解答题9.如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是边长为1的正方形,侧棱P A 的长为2,且P A 与AB 、AD 的夹角都等于60°,M 是PC 的中点,设AB →=a ,AD →=b ,AP →=c .(1)试用a ,b ,c 表示出向量BM →; (2)求BM 的长.[解] (1)∵M 是PC 的中点,∴BM →=12(BC →+BP →)=12[AD →+(AP →-AB →)] =12[b +(c -a )]=-12a +12b +12c .(2)由于AB =AD =1,P A =2,∴|a |=|b |=1,|c |=2,由于AB ⊥AD ,∠P AB =∠P AD =60°,∴a·b =0,a·c =b·c =2·1·cos 60°=1, 由于BM →=12(-a +b +c ),|BM →|2=14(-a +b +c )2=14[a 2+b 2+c 2+2(-a·b -a·c +b·c )]=14[12+12+22+2(0-1+1)]=32.∴|BM →|=62,∴BM 的长为62.10.如图,已知直三棱柱ABC -A ′B ′C ′中,AC =BC =AA ′,∠ACB =90°,D ,E 分别为AB ,BB ′的中点.(1)求证:CE ⊥A ′D ;(2)求异面直线CE 与AC ′所成角的余弦值. [解] (1)证明:设CA →=a ,CB →=b ,CC ′→=c , 根据题意得|a |=|b |=|c |,且a·b =b·c =c·a =0. ∴CE →=b +12c ,A ′D →=-c +12b -12a .∴CE →·A ′D →=⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12c ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-c +12b -12a =-12c 2+12b 2=0, ∴CE →⊥A ′D →,即CE ⊥A ′D .(2)∵AC ′→=-a +c ,∴|AC ′→|=2|a |,|CE →|=52|a |, ∵AC ′→·CE →=(-a +c )·⎝ ⎛⎭⎪⎫b +12c =12c 2=12|a |2, ∴cos 〈AC ′→,CE →〉=12|a |22×52|a |2=1010.∴异面直线CE 与AC ′所成角的余弦值为1010.11.(多选题)在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,下列命题正确的有( ) A .(AA 1→+AD →+AB →)2=3AB →2 B .A 1C →·(A 1B 1→-A 1A →)=0 C .AD 1→与A 1B →的夹角为60° D .正方体的体积为|AB →·AA 1→·AD →|AB [如图,(AA 1→+AD →+AB →)2=(AA 1→+A 1D 1→+D 1C 1→)2=AC 1→2=3AB →2;A 1C →·(A 1B 1→-A 1A →)=A 1C →·AB 1→=0;AD 1→与A 1B →的夹角是D 1C →与D 1A →夹角的补角,而D 1C →与D 1A →的夹角为60°,故AD 1→与A 1B →的夹角为120°;正方体的体积为|AB →||AA 1→||AD →|.故选AB.]12.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,若E 是底面正方形A 1B 1C 1D 1的中心, 则AC 1→与CE →( )A .重合B .平行但不重合C .垂直D .无法确定C [AC 1→=AB →+AD →+AA 1→,CE →=CC 1→+C 1E →=AA 1→-12(AB →+AD →),于是AC 1→·CE →=(AB →+AD →+AA 1→)·⎣⎢⎡⎦⎥⎤AA 1-12(AB →+AD →)=AB →·AA 1→-12AB →2-12AB →·AD →+AD →·AA 1→-12AD →·AB →-12AD →2+AA 1→2-12AA 1→·AB →-12AA 1→·AD →=0-12-0+0-0-12+1-0-0=0,故AC 1→⊥CE →.]13.(一题两空)如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AD =AA 1=1,AB =2,P 是C 1D 1的中点,则B 1C →·A 1P →=________,B 1C →与A 1P →所成角的大小为________.1 60° [法一:连接A 1D ,则∠P A 1D 就是B 1C →与A 1P →所成角.连接PD ,在△P A 1D 中,易得P A 1=DA 1=PD =2,即△P A 1D 为等边三角形,从而∠P A 1D =60°,即B 1C →与A 1P →所成角的大小为60°.因此B 1C →·A 1P →=2×2×cos 60°=1.法二:根据向量的线性运算可得B 1C →·A 1P →=(A 1A →+AD →)·⎝⎛⎭⎪⎫AD →+12AB →=AD →2=1. 由题意可得P A 1=B 1C =2,则2×2×cos 〈B 1C →,A 1P →〉=1,从而〈B 1C →,A 1P →〉=60°.]14.已知在正四面体D -ABC 中,所有棱长都为1,△ABC 的重心为G ,则DG 的长为________.63 [如图,连接AG 并延长交BC 于点M ,连接DM ,∵G 是△ABC 的重心,∴AG =23AM ,∴AG →=23AM →,DG →=DA →+AG →=DA →+23AM →=DA →+23(DM →-DA →)=DA →+23⎣⎢⎡⎦⎥⎤12(DB →+DC →)-DA →=13(DA →+DB →+DC →),而(DA →+DB →+DC →)2=DA →2+DB →2+DC →2+2DA →·DB →+2DB →·DC →+2DC →·DA →=1+1+1+2(cos 60°+cos 60°+cos 60°)=6,∴|DG →|=63.]15.如图,正四面体V -ABC 的高VD 的中点为O ,VC 的中点为M .(1)求证:AO ,BO ,CO 两两垂直;(2)求〈DM →,AO →〉.[解] (1)证明:设VA →=a ,VB →=b ,VC →=c ,正四面体的棱长为1, 则VD →=13(a +b +c ),AO →=16(b +c -5a ), BO →=16(a +c -5b ),CO →=16(a +b -5c ),所以AO →·BO →=136(b +c -5a )·(a +c -5b )=136(18a ·b -9|a |2)=136(18×1×1×cos 60°-9)=0,所以AO →⊥BO →,即AO ⊥BO .同理,AO ⊥CO ,BO ⊥CO . 所以AO ,BO ,CO 两两垂直.(2)DM →=DV →+VM →=-13(a +b +c )+12c =16(-2a -2b +c ),所以|DM →|=⎣⎢⎡⎦⎥⎤16(-2a -2b +c )2=12. 又|AO →|=⎣⎢⎡⎦⎥⎤16(b +c -5a )2=22,DM →·AO →=16(-2a -2b +c )·16(b +c -5a )=14, 所以cos 〈DM →,AO →〉=1412×22=22. 又〈DM →,AO →〉∈[0,π], 所以〈DM →,AO →〉=π4.1.2空间向量基本定理一、选择题1.若向量{a ,b ,c }是空间的一个基底,则一定可以与向量p =2a +b ,q =2a-b 构成空间的另一个基底的向量是( )A .aB .bC .cD .a +bC [由p =2a +b ,q =2a -b 得a =14p +14q ,所以a 、p 、q 共面,故a 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除A ;因为b =12p -12q ,所以b 、p 、q 共面,故b 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除B ;因为a +b =34p -14q ,所以a +b 、p 、q 共面,故a +b 、p 、q 不能构成空间的一个基底,排除D.]2.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 是上底面对角线AC 与BD 的交点,若A 1B 1→=a ,A 1D 1→=b ,A 1A →=c ,则B 1M →可表示为( )A .12a +12b +cB .12a -12b +cC .-12a -12b +cD .-12a +12b +cD [由于B 1M →=B 1B →+BM →=B 1B →+12(BA →+BC →) =-12a +12b +c ,故选D.]3.若向量MA →,MB →,MC →的起点M 与终点A ,B ,C 互不重合,且点M ,A ,B ,C 中无三点共线,满足下列关系(O 是空间任一点),则能使向量MA →,MB →,MC →成为空间一个基底的关系是( )A .OM →=13OA →+13OB →+13OC → B .MA →≠MB →+MC → C .OM →=OA →+OB →+OC →D .MA →=2MB →-MC →C [若MA →,MB →,MC →为空间一组基向量,则M ,A ,B ,C 四点不共面.选项A 中,因为13+13+13=1,所以点M ,A ,B ,C 共面;选项B 中,MA →≠MB →+MC →,但可能存在实数λ,μ使得MA →=λMB →+μMC →,所以点M ,A ,B ,C 可能共面;选项D 中,四点M ,A ,B ,C 显然共面.故选C.]4.空间四边形OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,点M 在OA 上,且OM →=2MA →,N 为BC 中点,则MN →为( )A .12a -23b +12cB .-23a +12b +12cC .12a +12b -23cD .23a +23b -12cB [MN →=MA →+AB →+BN →=13OA →+OB →-OA →+12(OC →-OB →)=-23OA →+12OB →+12OC →=-23a +12b +12c .]5.平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,向量AB →,AD →,AA 1→两两的夹角均为60°且|AB →|=1,|AD →|=2,|AA 1→|=3,则|AC 1→|等于( )A .5B .6C .4D .8A [在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中有,AC 1→=AB →+AD →+CC 1→=AB →+AD →+AA 1→所以有|AC 1→|=|AB →+AD →+AA 1→|,于是有|AC 1→|2=|AB →+AD →+AA 1→|2=|AB →|2+|AD →|2+|AA 1→|2+2|AB →|·|AD →|·cos 60°+2|AB →|·|AA 1→|·cos 60°+2|AD →||AA 1→|·cos 60°=25,所以|AC 1→|=5.]二、填空题6.在四面体OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,则OE →=________.(用a ,b ,c 表示)12a +14b +14c [因为在四面体OABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,所以OE →=12(OA →+OD →)=12OA →+12OD →=12a +12×12(OB →+OC →)=12a +14(b +c )=12a +14b +14c .]7.已知{a ,b ,c }是空间的一个单位正交基底,{a +b ,a -b ,c }是空间的另一个基底,若向量m 在基底{a ,b ,c }下表示为m =3a +5b +9c ,则m 在基底{a +b ,a -b,3c }下可表示为________.4(a +b )-(a -b )+3(3c ) [由题意知,m =3a +5b +9c ,设m =x (a +b )+y (a -b )+z (3c )则有⎩⎨⎧ x +y =3x -y =53z =9,解得⎩⎨⎧x =4y =-1z =3.则m 在基底{a +b ,a -b,3c }可表示为m =4(a +b )-(a -b )+3(3c ).] 8.在四棱锥P -ABCD 中,ABCD 为平行四边形,AC 与BD 交于O ,G 为BD 上一点,BG =2GD ,P A →=a ,PB →=b ,PC →=c ,试用基底{a ,b ,c }表示向量PG →=________.23a -13b +23c [因为BG =2GD ,所以BG →=23BD →. 又BD →=BA →+BC →=P A →-PB →+PC →-PB →=a +c -2b , 所以PG →=PB →+BG →=b +23(a +c -2b ) =23a -13b +23c .] 三、解答题9.如图所示,正方体OABC -O ′A ′B ′C ′,且OA →=a ,OC →=b ,OO ′→=c .(1)用a ,b ,c 表示向量OB ′→,AC ′→;(2)设G ,H 分别是侧面BB ′C ′C 和O ′A ′B ′C ′的中心,用a ,b ,c 表示GH →.[解] (1)OB ′→=OB →+BB ′→=OA →+OC →+OO ′→=a +b +c . AC ′→=AC →+CC ′→=AB →+AO →+AA ′→=OC →+OO ′→-OA →=b +c -a . (2)法一:连接OG ,OH (图略), 则GH →=GO →+OH →=-OG →+OH → =-12(OB ′→+OC →)+12(OB ′→+OO ′→) =-12(a +b +c +b )+12(a +b +c +c ) =12(c -b ).法二:连接O ′C (图略),则GH →=12CO ′→=12(OO ′→-OC →) =12(c -b ).10.如图,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,MA →=-13AC →,ND →=13A 1D →,设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,试用a ,b ,c 表示MN →.[解] 连接AN ,则MN →=MA →+AN →.由已知可得四边形ABCD 是平行四边形,从而可得 AC →=AB →+AD →=a +b , MA →=-13AC →=-13(a +b ), 又A 1D →=AD →-AA 1→=b -c ,故AN →=AD →+DN →=AD →-ND →=AD →-13A 1D →=b -13(b -c ), 所以MN →=MA →+AN → =-13(a +b )+b -13(b -c ) =13(-a +b +c ).11.(多选题)已知a ,b ,c 是不共面的三个向量,则下列向量组中,不能构成一个基底的一组向量是( )A .2a ,a -b ,a +2bB .2b ,b -a ,b +2aC .a,2b ,b -cD .c ,a +c ,a -cABD [对于A ,因为2a =43(a -b )+23(a +2b ),得2a 、a -b 、a +2b 三个向量共面,故它们不能构成一个基底;对于B ,因为2b =43(b -a )+23(b +2a ),得2b 、b -a 、b +2a 三个向量共面,故它们不能构成一个基底;对于C ,因为找不到实数λ、μ,使a =λ·2b +μ(b -c )成立,故a 、2b 、b -c 三个向量不共面,它们能构成一个基底;对于D ,因为c =12(a +c )-12(a -c ),得c 、a +c 、a -c 三个向量共面,故它们不能构成一个基底,故选ABD.]12.(多选题)给出下列命题,正确命题的有( )A .若{a ,b ,c }可以作为空间的一个基底,d 与c 共线,d ≠0,则{a ,b ,d }也可以作为空间的一个基底B .已知向量a ∥b ,则a ,b 与任何向量都不能构成空间的一个基底C .A ,B ,M ,N 是空间四点,若BA →,BM →,BN →不能构成空间的一个基底,则A ,B ,M ,N 四点共面D .已知{a ,b ,c }是空间的一个基底,若m =a +c ,则{a ,b ,m }也是空间的一个基底ABCD [根据基底的概念,知空间中任何三个不共面的向量都可作为空间的一个基底.显然B 正确.C 中由BA →,BM →,BN →不能构成空间的一个基底,知BA →,BM →,BN →共面.又BA →,BM →,BN →过相同点B ,知A ,B ,M ,N 四点共面.所以C 正确.下面证明AD 正确:A 假设d 与a ,b 共面,则存在实数λ,μ,使得d =λa +μb ,∵d 与c 共线,c ≠0,∴存在实数k ,使得d =k c .∵d ≠0,∴k ≠0,从而c =λk a +μk b ,∴c 与a ,b 共面,与条件矛盾,∴d 与a ,b 不共面.同理可证D 也是正确的.于是ABCD 四个命题都正确,故选ABCD.]13.(一题两空)已知空间的一个基底{a ,b ,c },m =a -b +c ,n =x a +y b +c ,若m 与n 共线,则x =________,y =________.1 -1 [因为m 与n 共线, 所以存在实数λ,使m =λn ,即a -b +c =λx a +λy b +λc ,于是有⎩⎨⎧1=λx ,-1=λy ,1=λ,解得⎩⎨⎧x =1,y =-1.]14.(一题多空)已知e 1,e 2是空间单位向量,e 1·e 2=12.若空间向量b 满足b ·e 1=2,b ·e 2=52,且对于任意x ,y ∈R ,|b -(x e 1+y e 2)|≥|b -(x 0e 1+y 0e 2)|=1(x 0,y 0∈R ),则x 0=________,y 0=________,|b |=________.1 2 22 [由题意可令b =x 0e 1+y 0e 2+e 3,其中|e 3|=1,e 3⊥e i ,i =1,2.由b ·e 1=2得x 0+y 02=2,由b ·e 2=52得x 02+y 0=52,解得x 0=1,y 0=2,∴|b |=(e 1+2e 2+e 3)2=2 2.]15.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,E ,F 分别是AD 1,BD 的中点.(1)用向量a ,b ,c 表示D 1B →,EF →;(2)若D 1F →=x a +y b +z c ,求实数x ,y ,z 的值. [解] (1)如图,D 1B →=D 1D →+DB →=-AA 1→+AB →-AD →=a -b -c ,EF →=EA →+AF →=12D 1A →+12AC →=-12(AA 1→+AD →)+12(AB →+AD →)=12(a -c ). (2)D 1F →=12(D 1D →+D 1B →)=12(-AA 1→+AB →-AD 1→) =12(-AA 1→+AB →-AD →-DD 1→) =12(a -c -b -c )=12a -12b -c , ∴x =12,y =-12,z =-1.1.3.1空间直角坐标系一、选择题1.空间两点A ,B 的坐标分别为(x ,-y ,z ),(-x ,-y ,-z ),则A ,B 两点的位置关系是( )A .关于x 轴对称B .关于y 轴对称C .关于z 轴对称D .关于原点对称B [纵坐标相同,横坐标和竖坐标互为相反数,故两点关于y 轴对称.] 2.已知A (1,2,-1),B (5,6,7),则直线AB 与平面xOz 交点的坐标是( ) A .(0,1,1) B .(0,1,-3)C .(-1,0,3)D .(-1,0,-5)D [设直线AB 与平面xoz 交点坐标是M (x ,y ,z ),则AM →=(x -1,-2,z +1),AB →=(4,4,8),又AM →与AB →共线,∴AM →=λAB →,即⎩⎨⎧x -1=4λ,-2=4λ,z +1=8λ,解得x =-1,z =-5,∴点M (-1,0,-5).故选D.]3.设A (3,3,1),B (1,0,5),C (0,1,0),则AB 的中点M 到点C 的距离|CM |=( ) A .534 B .532 C .532D .132 C [M ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,32,3 ,|CM |=4+⎝ ⎛⎭⎪⎫32-12+9=532.] 4.如图,在空间直角坐标系中,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,B 1E =14A 1B 1,则BE →等于( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,14,-1B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,0,1C .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-14,1D .⎝ ⎛⎭⎪⎫14,0,-1C [{DA →,DC →,DD 1→}为单位正交向量,BE →=BB 1→+B 1E →=-14DC →+DD 1→,∴BE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-14,1.] 5.设{i ,j ,k }是单位正交基底,已知向量p 在基底{a ,b ,c }下的坐标为(8,6,4),其中a =i +j ,b =j +k ,c =k +i ,则向量p 在基底{i ,j ,k }下的坐标是( )A .(12,14,10)B .(10,12,14)C .(14,12,10)D .(4,3,2)A [依题意,知p =8a +6b +4c =8(i +j )+6(j +k )+4(k +i )=12i +14j +10k ,故向量p 在基底{i ,j ,k }下的坐标是(12,14,10).]二、填空题6.在空间直角坐标系中,已知点P (1,2,3),过点P 作平面yOz 的垂线PQ ,则垂足Q 的坐标为________.(0,2,3) [过P 的垂线PQ ⊥面yOz ,则Q 点横坐标为0,其余不变,故Q (0,2,3).]7.设{e 1,e 2,e 3}是空间向量的一个单位正交基底,a =4e 1-8e 2+3e 3,b =-2e 1-3e 2+7e 3,则a ,b 的坐标分别为________.(4,-8,3),(-2,-3,7) [由题意可知a =(4,-8,3),b =(-2,-3,7).] 8.如图所示,以长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的顶点D 为坐标原点,过D 的三条棱所在的直线为坐标轴,建立空间直角坐标系,若DB 1→的坐标为(4,3,2),则AC 1→的坐标为________.(-4,3,2) [由DB 1→=DA →+DC →+DD 1→,且DB 1→=(4,3,2),∴|DA →|=4,|DC →|=3,|DD 1→|=2,又AC 1→=-DA →+DC →+DD 1→,∴AC 1→=(-4,3,2).]三、解答题9.已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱AA 1⊥底面ABC ,所有的棱长都是1,建立适当的坐标系,并写出各点的坐标.[解] 如图所示,取AC 的中点O 和A 1C 1的中点O 1,可得BO ⊥AC ,OO 1⊥AC ,分别以OB ,OC ,OO 1所在直线为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系.∵三棱柱各棱长均为1,∴OA =OC =O 1C 1=O 1A 1=12,OB =32. ∵A ,B ,C 均在坐标轴上,∴A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,0,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,0.∵点A 1与C 1在yOz 平面内, ∴A 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,1,C 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,1.∵点B 1在xOy 平面内的射影为B ,且BB 1=1,∴B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,1,即各点的坐标为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,0,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,0,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,0,A 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,1,B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0,1,C 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12,1. 10.棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,G 分别为棱DD 1,D 1C 1,BC 的中点,以{AB →,AD →,AA 1→}为正交基底,求下列向量的坐标:(1)AE →,AF →,AG →; (2)EF →,EG →,DG →.[解] 在正交基底{AB →,AD →,AA 1→}下,(1)AF →=12AB →+AD →+AA 1→, AE →=AD →+12AA 1→,AG →=AB →+12AD →,∴AE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1,12,AF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,1,AG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,12,0.(2)EF →=AF →-AE →=12AB →+12AA 1→,∴EF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,12;EG →=AG →-AE →=AB →-12AD →-12AA 1→,∴EG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-12,-12;DG →=AG →-AD →=AB→-12AD →,∴DG →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-12,0.11.(多选题)下列各命题正确的是( ) A .点(1,-2,3)关于平面xOz 的对称点为(1,2,3) B .点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,-3关于y 轴的对称点为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1,3C .点(2,-1,3)到平面yOz 的距离为1D .设{i ,j ,k }是空间向量的单位正交基底,若m =3i -2j +4k ,则m =(3,-2,4).ABD [“关于谁对称谁不变”,∴A 正确,B 正确,C 中(2,-1,3)到面yOz 的距离为2,∴C 错误.根据空间向量的坐标定义,D 正确.]12.在棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,P 为正方体内一动点(包括表面),若AP →=xAB →+yAD →+zAA 1→,且0≤x ≤y ≤z ≤1.则点P 所有可能的位置所构成的几何体的体积是( )A .1B .12C .13D .16D [根据向量加法的几何意义和空间向量基本定理,满足0≤x ≤y ≤1的点P 在三棱柱ACD -A 1C 1D 1内;满足0≤y ≤z ≤1的点P 在三棱柱AA 1D 1-BB 1C 1内,故同时满足0≤x ≤y ≤1,0≤y ≤z ≤1的点P 在这两个三棱柱的公共部分(如图),即三棱锥A -A 1C 1D 1,其体积是13×12×1×1×1=16.]13.三棱锥P -ABC 中,∠ABC 为直角,PB ⊥平面ABC ,AB =BC =PB =1,M为PC 的中点,N 为AC 的中点,以{BA →,BC →,BP →}为基底,则MN →的坐标为________.⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,-12 [MN →=BN →-BM → =12(BA →+BC →)-12(BP →+BC →) =12BA →-12BP →, 故MN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,-12.] 14.已知O 是坐标原点,点A (2,0,-2),B (3,1,2),C (2,-1,7). (1)若点P 满足OP →=OA →+OB →+OC →,则点P 的坐标为________; (2)若点P 满足AP →=2AB →-AC →,则点P 的坐标为________.(1)(7,0,7) (2)(4,3,-3) [(1)中OP →=OA →+OB →+OC →=(2i -2k )+(3i +j +2k )+(2i -j +7k )=7i +0j +7k ,∴P (7,0,7).(2)中,AP →=2AB →-AC →得OP →-OA →=2OB →-2OA →-OC →+OA →,∴OP →=2OB →-OC →=2(3i +j +2k )-(2i -j +7k ) =4i +3j -3k ,∴P (4,3,-3).]15.如图,在正四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是边长为1的正方形,O 是AC 与BD 的交点,PO =1,M 是PC 的中点.设AB →=a ,AD →=b ,AP →=c .(1)用向量a ,b ,c 表示BM →.(2)在如图的空间直角坐标系中,求BM →的坐标.[解] (1)∵BM →=BC →+CM →,BC →=AD →,CM →=12CP →,CP →=AP →-AC →,AC →=AB →+AD →,∴BM →=AD →+12(AP →-AC →)=AD →+12AP →-12(AB →+AD →)=-12AB →+12AD →+12AP →=-12a +12b +12c .(2)a =AB →=(1,0,0),b =AD →=(0,1,0).∵A (0,0,0),O ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,0,P ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1,∴c =AP →=OP →-OA →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1,∴BM →=-12a +12b +12c =-12(1,0,0)+12(0,1,0)+12⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,1=⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,34,12.1.3.2空间运算的坐标表示一、选择题1.已知三点A (1,5,-2),B (2,4,1),C (a,3,b +2)在同一条直线上,那么( ) A .a =3,b =-3 B .a =6,b =-1 C .a =3,b =2D .a =-2,b =1C [根据题意AB →=(1,-1,3),AC →=(a -1,-2,b +4), ∵AB →与AC →共线,∴AC →=λAB →, ∴(a -1,-2,b +4)=(λ,-λ,3λ),∴⎩⎨⎧a -1=λ,-2=-λ,b +4=3λ,解得⎩⎨⎧a =3,b =2,λ=2.故选C.]2.已知a =(2,3,-4),b =(-4,-3,-2),b =12x -2a ,则x 等于( ) A .(0,3,-6) B .(0,6,-20) C .(0,6,-6)D .(6,6,-6)B [由题a =(2,3,-4),b =(-4,-3,-2),设x =(w ,y ,z )则由b =12x -2a ,可得(-4,-3,-2)=12(w ,y ,z )-2(2,3,-4)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12w ,12y ,12z-(4,6,-8)=⎝ ⎛⎭⎪⎫12w -4,12y -6,12z +8,解得w =0,y =6,z =-20,即x =(0,6,-20).]3.已知向量a =(1,0,-1),则下列向量中与a 成60°夹角的是( ) A .(-1,1,0) B .(1,-1,0) C .(0,-1,1)D .(-1,0,1)B [不妨设向量为b =(x ,y ,z ),A .若b =(-1,1,0),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-12×2=-12≠12,不满足条件. B .若b =(1,-1,0),则cos θ=a ·b |a |·|b |=12×2=12,满足条件. C .若b =(0,-1,1),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-12×2=-12≠12,不满足条件. D .若b =(-1,0,1),则cos θ=a ·b |a |·|b |=-22×2=-1≠12,不满足条件.故选B.]4.已知向量a =(-2,x,2),b =(2,1,2),c =(4,-2,1),若a ⊥(b -c ),则x 的值为( )A .-2B .2C .3D .-3A [∵b -c =(-2,3,1),a ·(b -c )=4+3x +2=0,∴x =-2.]5.已知A 、B 、C 三点的坐标分别为A (4,1,3),B (2,-5,1),C (3,7,λ),若AB →⊥AC →,则λ等于( )A .28B .-28C .14D .-14D [AB →=(-2,-6,-2),AC →=(-1,6,λ-3),∵AB →⊥AC →,∴AB →·AC →=-2×(-1)-6×6-2(λ-3)=0,解得λ=-14.] 二、填空题6.已知a =(1,1,0),b =(0,1,1),c =(1,0,1),p =a -b ,q =a +2b -c ,则p ·q =________.-1 [∵p =a -b =(1,0,-1),q =a +2b -c =(0,3,1), ∴p ·q =1×0+0×3+(-1)×1=-1.]7.已知空间三点A (1,1,1),B (-1,0,4),C (2,-2,3),则AB →与CA →的夹角θ的大小是________.120° [AB →=(-2,-1,3),CA →=(-1,3,-2),cos 〈AB →,CA →〉=(-2)×(-1)+(-1)×3+3×(-2)14·14=-12,∴θ=〈AB →,CA →〉=120°.]8.如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,E 、F 分别是棱BC 、DD 1上的点,如果B 1E ⊥平面ABF ,则CE 与DF 的和的值为________.1 [以D 1A 1、D 1C 1、D 1D 分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系(图略),设CE =x ,DF =y ,则易知E (x,1,1),B 1(1,1,0),∴B 1E →=(x -1,0,1),又F (0,0,1-y ),B (1,1,1),∴FB →=(1,1,y ),由于AB ⊥B 1E ,若B 1E ⊥平面ABF ,只需FB →·B 1E →=(1,1,y )·(x -1,0,1)=0⇒x +y =1.] 三、解答题9.已知空间中三点A (-2,0,2),B (-1,1,2),C (-3,0,4),设a =AB →,b =AC →. (1)求向量a 与向量b 的夹角的余弦值;(2)若k a +b 与k a -2b 互相垂直,求实数k 的值.[解] (1)∵a =(1,1,0),b =(-1,0,2),∴a·b =(1,1,0)·(-1,0,2)=-1, 又|a |=12+12+02=2,|b |=(-1)2+02+22=5,∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=-110=-1010,即向量a 与向量b 的夹角的余弦值为-1010.(2)法一:∵k a +b =(k -1,k,2),k a -2b =(k +2,k ,-4),且k a +b 与k a -2b 互相垂直,∴(k -1,k,2)·(k +2,k ,-4)=(k -1)(k +2)+k 2-8=0,∴k =2或k =-52, ∴当k a +b 与k a -2b 互相垂直时,实数k 的值为2或-52. 法二:由(1)知|a |=2,|b |=5,a·b =-1,∴(k a +b )·(k a -2b )=k 2a 2-k a ·b -2b 2=2k 2+k -10=0,得k =2或k =-52. 10.已知正三棱柱ABC -A 1B 1C 1,底面边长AB =2,AB 1⊥BC 1,点O ,O 1分别是边AC ,A 1C 1的中点,建立如图所示的空间直角坐标系.(1)求正三棱柱的侧棱长;(2)求异面直线AB 1与BC 所成角的余弦值. [解] (1)设正三棱柱的侧棱长为h ,由题意得A (0,-1,0),B (3,0,0),C (0,1,0),B 1(3,0,h ),C 1(0,1,h ), 则AB 1→=(3,1,h ),BC 1→=(-3,1,h ), 因为AB 1⊥BC 1,所以AB 1→·BC 1→=-3+1+h 2=0, 所以h = 2.(2)由(1)可知AB 1→=(3,1,2),BC →=(-3,1,0), 所以AB 1→·BC →=-3+1=-2.因为|AB 1→|=6,|BC →|=2,所以cos 〈AB 1→,BC →〉=-226=-66.所以异面直线AB 1与BC 所成角的余弦值为66.11.(多选题)若向量a =(1,2,0),b =(-2,0,1),则下列结论正确的是( )。
高中数学 第一章 常用逻辑用语 1.2 充分条件与必要条件习题课学案(含解析)新人教A版选修1-1-
1.2 充分条件与必要条件习题课自主预习·探新知情景引入某居民的卧室里安有一盏灯,在卧室门口和床头各有一个开关,任意一个开关都能够独立控制这盏灯,这就是电器上常用的“双刀”开关.A开关闭合时B灯一定亮吗?B灯亮时A 开关一定闭合吗?新知导学1.x<13是x<5的__必要不充分__条件.2.x>2是x2-3x+2>0的__充分不必要__条件.3.设与命题p对应的集合为A={x|p(x)},与命题q对应的集合为B={x|q(x)},若A⊆B,则p是q的__充分__条件,q是p的__必要__条件.若A=B,则p是q的__充要__条件.若A B,则p是q的__充分不必要__条件.q是p的__必要不充分__条件.若A B,则p不是q的__充分__条件,q不是p的__必要__条件.4.p是q的充要条件是说,有了p成立,就__一定有__q成立.p不成立时,__一定有__q 不成立.预习自测1.(2020·湖南湘潭市高二期末)“x>2”是“x>1”的( A )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]结合题意可知x>2可以推出x>1,但x>1并不能保证x>2,故为充分不必要条件,故选A.2.“x<0”是“ln(x+1)<0”的( B )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]ln(x+1)<0⇔0<x+1<1⇔-1<x<0,而(-1,0)是(-∞,0)的真子集,所以“x<0”是“ln(x+1)<0”的必要不充分条件.3.设p:x<3,q:-1<x<3,则p是q成立的( C )A.充分必要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件[解析]若-1<x<3成立,则x<3成立;反之,若x<3成立,则-1<x<3未必成立,如x =-2,所以p是q的必要不充分条件.4.“lg x>lg y”是“x>y”的__充分不必要__条件.[解析]由lg x>lg y⇒x>y>0⇒x>y,充分条件成立.又由x>y成立,当y=0时,lg x>lg y不成立,必要条件不成立.5.(2020·山东昌平高二检测)已知条件p:A={x|x2-(a+1)x+a≤0},条件q:B={x|x2-3x+2≤0},当a为何值时,(1)p是q的充分不必要条件;(2)p是q的必要不充分条件;(3)p是q的充要条件.[解析]A={x|x2-(a+1)x+a≤0}={x|(x-1)(x-a)≤0},B={x|x2-3x+2≤0}={x|1≤x≤2},(1)因为p是q的充分不必要条件,所以A B,而当a=1时,A={1},显然成立,当a>1,A=[1,a],需1<a<2,综上可知1≤a<2时,p是q的充分不必要条件.(2)因为p是q的必要不充分条件,所以B A,故A=[1,a],且a>2,所以a>2时,p是q的必要不充分条件.(3)因为p是q的充要条件,所以A=B,故a=2.互动探究·攻重难互动探究解疑命题方向❶利用图示法进行充分、必要条件判断典例1 已知p、q都是r的必要条件,s是r的充分条件,q是s的充分条件.那么:(1)s是q的__充要__条件?(2)r是q的__充要__条件?(3)p是q的__必要__条件?[解析]根据题意得关系图,如图所示.(1)由图知:∵q⇒s,s⇒r⇒q,∴s是q的充要条件.(2)∵r⇒q,q⇒s⇒r,∴r是q的充要条件.(3)∵q⇒s⇒r⇒p,∴p是q的必要条件.『规律方法』对于多个有联系的命题(或两个命题的关系是间接的),常常作出它们的有关关系图表,根据定义,用“⇒”“⇐”“⇔”建立它们之间的“关系链”,直观求解,称作图示法.┃┃跟踪练习1__■已知p是r的充分条件而不是必要条件,q是r的充分条件,s是r的必要条件,q是s 的必要条件,现有下列命题:①s是q的充要条件;②p是q的充分条件而不是必要条件;③r是q的必要条件而不是充分条件;④r是s的充分条件而不是必要条件.则正确命题的序号是( B )A .①④B .①②C .②③④D .②④[解析] 由题意知,故①②正确;③④错误. 命题方向❷利用集合法进行充分、必要条件的判断典例2 设p 、q 是两个命题,p :log 12(|x |-3)>0,q :x 2-56x +16>0,则p 是q的( A )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[思路分析] p 、q 都是不等式的解集,解不等式可得其解集,利用集合之间的子集关系即可判断出p 是q 的什么条件.[解析] 由log 12 (|x |-3)>0得,0<|x |-3<1,∴3<|x |<4,∴3<x <4或-4<x <-3, 由x 2-56x +16>0得x <13或x >12,显然(3,4)∪(-4,-3)(-∞,13)∪(12,+∞),∴p 是q 的充分不必要条件.故选A .『规律方法』 如果条件p 与结论q 是否成立都与数集有关(例如方程、不等式的解集、参数的取值范围等),常利用集合法来分析条件的充分性与必要性,将充要条件的讨论转化为集合间的包含关系讨论,可借助数轴等工具进行.┃┃跟踪练习2__■设命题甲为0<x <5,命题乙为|x -2|<3,那么甲是乙的( A ) 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] 由|x -2|<3得-1<x <5, 令A ={x |0<x <5},B ={x |-1<x <5}, ∴AB ,∴甲是乙的充分不必要条件.命题方向❸利用充要性求参数范围典例3 已知p :实数x 满足x 2-4ax +3a 2<0,其中a <0;q :实数x 满足x 2-x -6≤0或x 2+2x -8>0,且p 是q 的充分条件,求a 的取值范围.[思路分析] 先分别求出命题p 、q 中x 的取值范围,再探求符合条件的a 的取值范围. [解析] p :由x 2-4ax +3a 2<0,其中a <0得,3a <x <a ;q :由x 2-x -6≤0或x 2+2x -8>0,得x <-4或 x ≥-2.∵p 是q 的充分条件,∴a ≤-4或⎩⎪⎨⎪⎧3a ≥-2a <0,∴a ≤-4或-23≤a <0.综上可知a 的取值范围是a ≤-4或-23≤a <0.『规律方法』 利用条件的充要性求解参数问题,关键是将条件属性转化为适当的解题思路,如数集类问题,一般是将条件属性转化为集合包含关系,借助数轴列出不等式(组),从而求解.┃┃跟踪练习3__■ 已知p :-1≤x -13≤3,q :x 2-2x +1-m 2≤0(m >0),若p 是q 的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.[解析] 由p :-1≤x -13≤3得-2≤x ≤10,由q :x 2-2x +1-m 2≤0(m >0)得-m ≤x -1≤m , ∴1-m ≤x ≤1+m .∵p 是q 的必要不充分条件,∴⎩⎪⎨⎪⎧1+m ≤101-m ≥-2,∴m ≤3,又∵m >0,∴0<m ≤3.学科核心素养 数学中的等价转化1.证明充要条件一般应分两个步骤,即分别证明“充分性”和“必要性”这两个方面.解题时要避免将充分性当作必要性来证明的错误,这就需要分清条件与结论,若“条件”⇒“结论”,即是证明充分性,若“结论”⇒“条件”,即是证明必要性.2.等价法:就是从条件开始,逐步推出结论,或者是从结论开始,逐步推出条件,但是每一步都是可逆的,即反过来也能推出,仅作说明即可,必要性(或者充分性)可以不再重复证明.典例4 已知数列{a n }的前n 项和S n =aq n+b (a ≠0,q 是不等于0和1的常数),求证:数列{a n }为等比数列的充要条件是a +b =0.[解析] (1)先证充分性:∵a +b =0,∴S n =aq n+b =aq n-a , 当n =1时,a 1=S 1=aq -a ;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(aq n-a )-(aq n -1-a )=a (q -1)·qn -1(n ≥2).∴a 1=aq -a ,a 2=aq 2-aq ,∴a 2a 1=aq 2-aq aq -a =q ,且a n +1a n =a q -1·q n a q -1·q n -1=q ,n ≥2. 故数列{a n }是公比为q 的等比数列. (2)再证必要性: ∵数列{a n }为等比数列,∴S n =a 11-q n 1-q =a 11-q -a 11-qq n .∵S n =aq n+b ,∴a =-a 11-q ,b =a 11-q ,∴a +b =0.故数列{a n }为等比数列的充要条件是a +b =0.『规律方法』 有关充要条件的证明问题,要分清哪个是条件,哪个是结论,由“条件”⇒“结论”是证命题的充分性,由“结论”⇒“条件”是证命题的必要性.证明分为两个环节:一是充分性;二是必要性,证明时,不要认为它是推理过程的“双向书写”,而应该进行由条件到结论,由结论到条件的两次证明.┃┃跟踪练习4__■已知集合A ={x |x 2-4mx +2m +6=0},B ={x |x <0},若命题“A ∩B =∅”是假命题,求实数m 的取值范围.[解析] 因为“A ∩B =∅”是假命题,所以A ∩B ≠∅. 设全集U ={m |Δ=(-4m )2-4(2m +6)≥0},则U =⎩⎨⎧⎭⎬⎫m |m ≤-1或m ≥32. 假设方程x 2-4mx +2m +6=0的两根x 1,x 2均非负,则有⎩⎪⎨⎪⎧m ∈U ,x 1+x 2≥0,x 1x 2≥0即⎩⎪⎨⎪⎧m ∈U ,4m ≥0,2m +6≥0解得m ≥32.又集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫m |m ≥32关于全集U 的补集是{m |m ≤-1}. 所以实数m 的取值范围是(-∞,-1].易混易错警示 转化要保持等价性典例5 已知方程x 2-2(m +2)x +m 2-1=0有两个大于2的根,试求实数m 的取值范围.[错解] 由于方程x 2-2(m +2)x +m 2-1=0有两个大于2的根,设这两个根为x 1、x 2,则有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4m +22-4m 2-1≥0x 1+x 2=2m +2>4x 1x 2=m 2-1>4,解得m > 5.所以当m ∈(5,+∞)时,方程x 2-2(m +2)x +m 2-1=0有两个大于2的根.[错解分析] 若x 1>2,x 2>2,则有⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2>4x 1x 2>4,成立;但若⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2>4x 1x 2>4,则不一定有x 1>2,x 2>2成立,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2>4x 1x 2>4,是x 1>2,x 2>2的必要不充分条件.[正解] 由于方程x 2-2(m +2)x +m 2-1=0有两个大于2的根,设这两个根为x 1、x 2,则有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4m +22-4m 2-1≥0x 1-2+x 2-2>0x 1-2x 2-2>0,结合⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=2m +2x 1x 2=m 2-1,解得m >5.所以m的取值范围为(5,+∞).。
高中数学1.2.1充分条件与必要条件练习新人教A版选修1-1
一、选择题1.设x ∈R ,则x >2的一个必要不充分条件是( ) A .x >1 B .x <1 C .x >3 D .x <3[答案] A[解析] 首先要分清“条件p ”(此题中是选项A 或B 或C 或D)和“结论q ”(此题中是“x >2”),p 是q 的必要不充分条件,即p 不能推出q 且q ⇒p ,显然只有A 满足.2.下列“若p ,则q ”形式的命题中,p 是q 的充分条件的是( ))A .若1x =1y ,则x =y B .若x 2=1,则x =1 C .若x =y ,则x =y D .若x <y ,则x 2<y 2[答案] A[解析] B 项中,x 2=1⇒x =1或x =-1;C 项中,当x =y <0时,x ,y 无意义;D 项中,当x <y <0⇒x 2>y 2,所以B ,C ,D 中p 不是q 的充分条件.3.α≠π2是sin α≠1的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件[答案] A][解析] α≠π2⇒/ sin α≠1,sin α≠1⇒α≠π2,故选A .4.(2015·天津文)设x ∈R ,则“1<x <2”是“|x -2|<1”的( ) 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[答案] A[解析] 由|x -2|<1得-1<x -2<1即1<x <3, 则1<x <2⇒1<x <3,反之不成立,故选A .5.“a =-2”是“直线l 1:(a +1)x +y -2=0与直线l 2:ax +(2a +2)y +1=0互直垂直”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[答案] A[解析]由l1⊥l2,得a(a+1)+2a+2=0,解得a=-1或a=-2,故选A.6.(2015·甘肃省金昌市二中期中)a、b为非零向量,“a⊥b”是“函数f(x)=(x a+b)·(x b-a)为一次函数”的()A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件.[答案]B[解析]∵f(x)=(x a+b)·(x b-a)=x2a·b+x(|b|2-|a|2)-a·b,当f(x)为一次函数时,a·b =0且|b|2-|a|2≠0,∴a⊥b;当a⊥b时,f(x)未必是一次函数,因为此时可能有|a|=|b|,故选B.二、填空题7.已知p:x=3,q:x2=9,则p是q的________条件.(填:充分不必要、必要不充分、充要、既不充分又不必要)[答案]充分不必要[解析]x=3⇒x2=9,x2=9⇒/ x=3,故p是q的充分不必要条件.8.已知a、b是实数,则“a>0且b>0”是“a+b>0且ab>0”的________条件.@[答案]充要[解析]a>0且b>0⇒a+b>0且ab>0,a+b>0且ab>0⇒a>0且b>0,故填充要.9.命题p:sinα=sinβ,命题q:α=β,则p是q的________条件.[答案]必要不充分[解析]sinα=sinβ⇒/ α=β,α=β⇒sinα=sinβ,故填必要不充分.三、解答题10.下列各题中,p是q的什么条件(1)p:x=1;q:x-1=x-1;}(2)p:-1≤x≤5;q:x≥-1且x≤5;(3)p:三角形是等边三角形;q:三角形是等腰三角形.[解析](1)充分不必要条件当x=1时,x-1=x-1成立;当x-1=x-1时,x=1或x=2.(2)充要条件∵-1≤x ≤5⇔x ≥-1且x ≤5.](3)充分不必要条件∵等边三角形一定是等腰三角形,而等腰三角形不一定都是等边三角形.一、选择题1.(2015·北京理)设α,β是两个不同的平面,m 是直线且m α,“m ∥β”是“α∥β”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件[答案] B 《[解析] 由面面平行的判定定理可知,由m ∥β⇒/ α∥β,故充分性不成立;而α∥β⇒m∥β,必要性成立.2.“a =1”是“函数f (x )=x 2-4ax +3在区间[2,+∞)上为增函数”的( ) A .必要不充分条件 B .充分不必要条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件[答案] B[解析] 由函数f (x )=x 2-4a +3在区间[2,+∞)上为增函数,得2a ≤2,即a ≤1,故选B . 3.一次函数y =-m n x +1n 的图象同时经过第一、三、四象限的必要不充分条件是( ) A .m >1,n <-1B .mn <0 ;C .m >0,n <0D .m <0,n <0[答案] B[解析] 先找出原条件的等价条件,因为此一次函数过第一、三、四象限,所以⎩⎨⎧-mn >01n <0⇔⎩⎪⎨⎪⎧m >0,n <0.从而A ,B ,C ,D 中只有B 满足题意. 4.设甲、乙、丙是三个命题,如果甲是乙的必要条件,丙是乙的充分条件但不是乙的必要条件,那么( )A .丙是甲的充分条件,但不是甲的必要条件B .丙是甲的必要条件,但不是甲的充分条件C .丙是甲的充分条件也是必要条件D .丙不是甲的充分条件,也不是甲的必要条件([答案] A[解析] ∵甲是乙的必要条件,∴乙⇒甲. 又∵丙是乙的充分条件,但不是乙的必要条件, ∴丙⇒乙,但乙不能推出丙.综上有丙⇒乙⇒甲,但乙不能推出丙,故有丙⇒甲,但甲不能推出丙, 即丙是甲的充分条件,但不是甲的必要条件. 二、填空题5.下列不等式:①x <1;②0<x <1;③-1<x <0;④-1<x <1.其中,可以是x 2<1的一个充分条件的所有序号为________. @[答案] ②③④[解析] 由于x 2<1,即-1<x <1,①显然不能使-1<x <1一定成立,②、③、④满足题意. 6.已知p :2x +m >0,q :x 2-4x >0,若p 是q 的充分条件,则实数m 的取值范围是________. [答案] m ≤-8[解析] p :x >-m2,q :x <0或x >4,由条件知p ⇒q , ∴-m2≥4,∴m ≤-8. 三、解答题7.指出下列各组命题中,p 是q 的什么条件. (用“充分条件”或“必要条件”作答):(1)向量a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),p :x 1x 2=y 1y 2,q :a ∥b ;(2)p :|x |=|y |,q :x =-y ;(3)p :直线l 与平面α内两条平行直线垂直,q :直线l 与平面α垂直;(4)f (x ),g (x )是定义在R 上的函数,h (x )=f (x )+g (x ),p :f (x ),g (x )均为偶函数,q :h (x )为偶函数.[解析] (1)由向量平行公式可知:p ⇒q ,但当b =0时,a ∥b 不能推出x 1x 2=y 1y 2,即q 不能推出p ,∴p 是q 的充分条件.(2)∵|x |=|y |⇒x =±y ,∴p 不能推出q ,但q ⇒p ,—∴p 是q 的必要条件.(3)由线面垂直的判定定理可知:p 不能推出q ,但由线面垂直的定义可知:q ⇒p ,∴p是q的必要条件.(4)若f(x),g(x)均为偶函数,则h(-x)=f(-x)+g(-x)=f(x)+g(x)=h(x),∴p⇒q,但q 不能推出p,∴p是q的充分条件.8.求证:关于x的方程x2+mx+1=0有两个负实根的充要条件是m≥2.[解析](1)充分性:∵m≥2,∴Δ=m2-4≥0,方程x2+mx+1=0有实根,设x2+mx+1=0的两根为x1、x2,由韦达定理知:x1x2=1>0,∴x1、x2同号,又∵x1+x2=-m≤-2,∴x1、x2同为负根.(2)必要性:∵x2+mx+1=0的两个实根x1,x2均为负,且x1·x2=1,需Δ=m2-4≥0且x1+x2=-m<0,即m≥2.综上可知,命题成立.。
人教A版高中数学选修2-1第一章《命题与充分必要条件》专题训练(含解析) (1)
命题与充分必要条件专题训练一.选择题:共10小题.在每个小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1. 下列命题正确的是 ( )A .函数xx y 1+=的最小值是2 B . 若R b a ∈,且0>ab ,则2≥+baa bC . 函数221222≥+++=x x yD . 函数xx y 432--=)0(>x 的最小值是342- 2. 对于函数)12lg()()1(+-=x x f ;2)2-()()2(x x f =;)2cos()()3(+=x x f .判断如下三个命题的真假:命题甲:)2(+x f 是偶函数;命题乙:)(x f 在)(2,∞-上是减函数,在),2(+∞上是增函数;命题丙:)()2(x f x f -+在),(+∞-∞上是增函数,能使命题甲、乙、丙均为真的所有函数的序号是A .(1)(3)B .(1)(2)C .(3)D .(2) 3. 命题“若42≠x ,则2≠x 且2-≠x ”的否命题为A .若42=x ,则2≠x 且2-≠x B .若42≠x ,则2=x 且2-=x C .若42≠x ,则2=x 或2-=x D .若42=x ,则2=x 或2-=x 4. 下列命题:(1)“若b a ≤,则b a <”的否命题;(2)“若1=a ,则032≥+-x ax 的解集为R ”的逆否命题; (3)“周长相同的圆面积相等”的逆命题;(4)“若x 2为有理数,则x 为无理数”的逆否命题. 其中真命题序号为A .(2)(4)B .(1)(2)(3)C .(2)(3(4)D .(1)(2)(3(4) 5. “若R y x ∈,,022=+y x ,则x ,y 全为0”的逆否命题是A .若R y x ∈,,x ,y 全不为0,则022=+y x B .若R y x ∈,,x ,y 不全为0,则022=+y x C .若R y x ∈,,x ,y 不全为0,则022≠+y x D .若R y x ∈,,x ,y 全不为0,则022≠+y x 6. 已知p :0)2)(1(≤--x x ,q :1log )1(2≥+x ,则p 是q 的A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件 7. 已知条件p : 3=k ;条件q :直线2+=kx y 与圆122=+y x 相切,则非p 是非q 的A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件8. 方程13222=++-m y m x 表示双曲线的一个充分不必要条件是 A . 03<<-m B .23<<-m C . 43<<-m D .31<<-m 9. 已知集合}8221{x<<=x A , }11-{x +<<=m x B ,若B x ∈成立的一个充分不必要的条件是A x ∈,则实数m 的取值范围是 A . 2≥m B . 2≤mC . 2>mD . 22<<-m10. 设p :实数y x ,满足2)1()1(22≤-+-y x ,q :实数y x ,满足⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥-≥111y x y x y ,则p 是q的A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件二.填空题:本大题共3小题.11. 某学校举行数学、物理、化学、生物四科竞赛,甲、乙、丙、丁分别参加其中一科竞赛,且没有两人参加同一科竞赛.(1)甲没有参加数学、生物竞赛(2)乙没有参加化学、生物竞赛(3)若甲参加化学竞赛,则丙不参加生物竞赛(4)丁没有参加数学、化学竞赛(5)丙没有参加数学、化学竞赛.若以上命题都是真命题,那么丁参加的竞赛科目是______.12. 《左传僖公十四年》有记载:“皮之不存,毛将焉附”这句话的意思是说皮都没有了,毛往哪里依附呢?比喻事物失去了借以生存的基础,就不能存在.皮之不存,毛将焉附,则“有毛”是“有皮”的__________条件(将正确的序号填入空格处).(1)充分条件;(2)必要条件;(3)充要条件;(4)既不充分也不必要条件13. 已知命题p :411>a ,q :任意R x ∈,012>++ax ax ,则p 成立是q 成立的______条件(选“充分不必要” “必要不充分”,“充要”,“既不充分也不必要”填空). 三.解答题:本大题共4小题. 解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.14.已知命题:“若0>m ,则方程02=-+m x x 有实数根”,分别写出这个命题的逆命题,否命题,逆否命题,并分别判断它们的真假.15.已知p :452-≤x x ,q :02)2(2<++-a x a x (2≠a ). (Ⅰ)若p 为真命题,求x 的取值范围;(Ⅱ)若p 是q 的必要不充分条件,求实数a 的取取值范围.16. 已知p : 23112≤--≤-x ,q :01222≤-+-m x x (0>m ),且p ⌝是q ⌝的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.17.已知集合A 是函数)820lg(2x x y -+=的定义域,集合B 是不等式01222≥-+-a x x (0>a )的解集,p :A x ∈,q :B x ∈.(Ⅰ)若φ=⋂B A ,求a 的取值范围;(Ⅱ)若p ⌝是q 的充分不必要条件,求a 的取值范围.命题与充分必要条件专题训练参考答案11.35 12. 13.[23 1.B 【解析】对于A ,若x 为负数,则不满足最小值为2,故错误; B.由题意可得b a ,同号,故22=⋅≥+baa b b a a b ,故正确; C.由基本不等式可得,等号成立时需122=+x 显然矛盾,故错误; D.当0>x 时,函数xx y 432--=无最小值,故错误.. 2.D 【解析】(1))12lg()(+-=x x f 不满足丙;(2)正确;(3))2cos()(+=x x f 不满足甲、乙、丙.3.D 【解析】“若42≠x ,则2≠x 且2-≠x ”的否命题是:“若42=x ,则2=x 或2-=x ”.4.B 【解析】对于(1),逆命题为真,故否命题为真;对于(2)“若1=a ,则032≥+-x ax 的解集为R ”原命题为真,故逆否命题为真; 对于(3)“面积相等的圆周长相同”为真;对于(4)“若x 2为有理数,则x 为0或无理数”,故原命题为假,逆否命题为假. 5.C 【解析】依题意得,原命题的题设为若022=+y x ,结论为x ,y 全为0. 逆否命题:若x ,y 不全为0,则022≠+y x .6.A 【解析】由题意可知p :0)2)(1(≤--x x ,可得p :21≤≤x ;q :1log )1(2≥+x ,可得21≥+x ,所以q :1≥x ,所以p 是q 的充分不必要条件.7.B 【解析】条件q :直线2+=kx y 与圆122=+y x 相切,可得:1122=+k,解得3±=k . 所以p 是q 的充分不必要条件.则非p 是非q 的必要不充分条件.8.A 【解析】根据题意,方程13222=++-m y m x 表示双曲线, 则有0)3)(2(<+-m x ,解可得23<<-m ,要求方程13222=++-m y m x 表示双曲线的一个充分不必要条件, 即要求的是}23{<<-m m 的真子集;依次分析选项:A 符合条件.9.C 【解析】}3x 1-{x }8221{x<<=<<=x A , B x ∈成立的一个充分不必要条件是A x ∈,所以B A ≠⊂,所以31>+m ,即2>m .10.A 【解析】2)1()1(22≤-+-y x 表示以)(1,1为圆心,以2为半径的圆内区域(包括边界);满足⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥-≥111y x y x y 的可行域如图有阴影部分所示,故p 是q 的必要不充分条件.11.生物【解析】由(3),若甲参加化学竞赛,则丙不参加生物竞赛,由于甲、乙都不参加生物竞赛,所以丁参加生物竞赛,(3)的逆否命为:若丙参加生物竞赛,则甲不参加化学竞赛,由(1),则甲参加物理竞赛, 由(2),乙参加数学竞赛,则丁参加化学竞赛,与(4)矛盾,所以甲参加化学竞赛,乙参加数学竞赛,丙参加物理竞赛,丁参加生物竞赛,符合题意. 12.(1)【解析】由题意知“无皮”⇒ “无毛”,所以“有毛”⇒ “有皮”即“有毛”是“有皮”的充分条件13.充分不必要【解析】命题p :411>a ,解得40<<a . q :任意R x ∈,012>++ax ax ,40<≤a ,则p 成立是q 成立的充分不必要条件.14.【解析】原命题:若0>m ,则方程02=-+m x x 有实数根,它是真命题; 逆命题:若方程02=-+m x x 有实数根,则0>m ,它是假命题; 否命题:若0≤m ,则方程02=-+m x x 没有实数根,它是假命题; 逆否命题:若方程02=-+m x x 没有实数根,则0≤m ,它是真命题. 15.【解析】(Ⅰ)若p 为真命题,则452-≤x x ,解得: 41≤≤x , 所以,x 的取值范围是}41{≤≤x x .(Ⅱ)p :}41{≤≤=x x A ,q :}0))(2({<--=a x x x B (2≠a ),p 是q 的必要不充分条件,则A B ⊆,当2<a 时,}2{<<=x a x B ,A B ⊆,则⎩⎨⎧≥<12a a ,所以21<≤a ;当2>a 时,}2{a x x B <<=,A B ⊆,则⎩⎨⎧≤>42a a ,所以42≤<a ;综上得,a 的取值范围是]4,2()2,1[⋃.16.【解析】对于p :23112≤--≤-x , 解得102≤≤-x . 对于q :01222≤-+-m x x ,0)]-1()][1([≤-+-m x m x ;解得m x m +≤≤-11因为p ⌝是q ⌝的必要不充分条件,所以p 是q 的充分不必要条件所以⎩⎨⎧≥+-≤-10121m m 且0>m ,解得9≥m .所以实数m 的取值范围是9≥m .17.【解析】(Ⅰ)由条件得:}102{<<-=x x A , }-11{a x a x x B ≤+≥=或若φ=⋂B A ,则必须满足⎪⎩⎪⎨⎧>-≤-≥+021101a a a所以,a 的取值范围的取值范围为:9≥a ;(Ⅱ)易得:易得:p ⌝:210-≤≥x x 或,p ⌝是q 的充分不必要条件,则⎪⎩⎪⎨⎧>-≤+≥012-110a a a所以a 的取值范围的取值范围为:30≤<a .。
2018高中数学人教A版选修1-1课件:第一章1.1-1.1.3四种命题间的相互关系 精品
2.在判断命题的真假时,要注意互为逆否命题的等 价性.
在四种命题中,真命题的个数可能为 0,2,4 个,不
会出现奇数个.
[思考尝试·夯基] 1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)一个命题与其逆命题的真假性一样.( )
(2)命题“若 p,则 q”的否命题是“若 p,则綈
q”.( ) (3)四种形式的命题中,真命题的个数为 0 或 2 或
[变式训练] 在空间中,①若四点不共面,则这四点 中任何三点都不共线;②若两条直线没有公共点,则这 两条直线是异面直线.以上两个命题中,逆命题为真命 题的是________(只填序号).
解析:①的逆命题是:在空间中,若四点中任何三点
都不共线,则这四点不共面.我们用正方体 AC1 为模型来
观察:上底面 A1B1C1D1 中任何三个顶点都不共线,
答案:C
4.命题“若 a>b,则 2a>2b-1”的否命题为 ___________________________________________. 解析:否命题为“若綈 p,则綈 q”,则否命题为“若
a≤b,则 2a≤2b-1”. 答案:“若 a≤b,则 2a≤2b-1”
5.命题“若|a|=|b|,则 a=b”及其逆命题、否命题、 逆否命题中,真命题的个数为________.
归纳升华 1.由原命题写出其他三种命题,关键要分清原命题 的条件和结论,将条件与结论互换即得逆命题,将条件和 结论同时否定即得否命题,将条件和结论互换的同时,进 行否定即得逆否命题.
高中数学第一章常用逻辑术语1.2充分条件与必要条件1.2.2充要条件讲义新人教A版选修2_1
1.2.2 充要条件充要条件(1)充要条件01一般地,如果既有p⇒q,又有q⇒p,就记作p⇔q.此时,我们说,p是q的充分必要□条件,简称□02充要条件.(2)常见的四种条件与命题真假的关系如果原命题为“若p,则q”,逆命题为“若q,则p”,那么p与q的关系有以下四种情形:1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)当p是q的充要条件时,也可说成q成立当且仅当p成立.( )(2)逻辑联结符号“⇔”具有传递性.( )(3)若p⇒/q和q⇒/p有一个成立,则p一定不是q的充要条件.( )答案(1)√(2)√(3)√2.做一做(1)(教材改编P12练习T2)设a,b∈R,则“a+b>2”是“a>1且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(2)“x2<1”的充要条件是_____________________________________________.(3)“x2-1=0”是“|x|-1=0”的________条件.(从“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”中选一个合适的填空)(4)如果不等式x≤m成立的充分不必要条件是1≤x≤2,则m的最小值为________.答案(1)B (2)-1<x<1 (3)充要(4)2解析(1)当a=0,b=3时,a+b>2,而a<1,故a+b>2 ⇒/a>1且b>1.而a>1且b>1⇒a+b>2.故选B.探究1 充要条件的判断例1 下列各小题中,p 是q 的充要条件的是( )①p :m <-2或m >6,q :y =x 2+mx +m +3有两个不同的零点; ②p :f (-x )f (x )=1,q :y =f (x )为偶函数; ③p :cos α=cos β,q :tan α=tan β; ④p :A ∩B =A ,q :∁U B ⊆∁U A .A .①②B .②③C .③④D .①④[解析] ①q :y =x 2+mx +m +3有两个不同零点⇔Δ=m 2-4(m +3)>0⇔m <-2或m >6⇔p . ②f (x )=0时,q ⇒/p .③若α,β=k π+π2(k ∈Z ),此时有cos α=cos β,但没有tan α=tan β.④p :A ∩B =A ⇔A ⊆B ⇔q :∁U A ⊇∁U B , ∴①④中,p 是q 的充要条件. [答案] D 拓展提升判断p 是q 的充分必要条件的两种思路(1)命题角度:验证由p 能否推出q ,由q 能否推出p ,对于否定性命题,注意利用等价命题来判断.(2)集合角度:关于充分条件、必要条件、充要条件,当不容易判断p ⇒q 及q ⇒p 的真假时,也可以从集合角度去判断,结合集合中“小集合⇒大集合”的关系来理解,这对解决与逻辑有关的问题是大有益处的.【跟踪训练1】 已知p 是q 的充分条件,q 是r 的必要条件,也是s 的充分条件,r 是s 的必要条件,问:(1)p 是r 的什么条件? (2)s 是q 的什么条件?(3)p ,q ,r ,s 中哪几对互为充要条件?解 作出“⇒”图,如右图所示,可知:p ⇒q ,r ⇒q ,q ⇒s ,s ⇒r .(1)p ⇒q ⇒s ⇒r ,且r ⇒q ,q 能否推出p 未知,∴p 是r 的充分条件. (2)∵s ⇒r ⇒q ,q ⇒s ,∴s 是q 的充要条件.(3)共有三对充要条件,q ⇔s ;s ⇔r ;r ⇔q . 探究2 充要条件的证明例2 设a ,b ,c 是△ABC 的三个内角A ,B ,C 所对的边.求证:a 2=b (b +c )的充要条件是A =2B .[证明] 充分性:∵A =2B ,∴A -B =B ,则sin(A -B )=sin B ,则sin A cos B -cos A sin B=sin B ,结合正弦、余弦定理得a ·a 2+c 2-b 22ac -b ·b 2+c 2-a 22bc=b ,化简整理得a 2=b (b +c );必要性:由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,且a 2=b (b +c ),得b 2+bc =b 2+c 2-2bc cos A ,∴1+2cos A =c b =sin Csin B,即sin B +2sin B cos A =sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B ,∴sin B =sin A cos B -cos A sin B =sin(A -B ),由于A ,B 均为三角形的内角,故必有B =A -B ,即A =2B .综上,知a 2=b (b +c )的充要条件是A =2B .[结论探究] 如果把例2中问题改为“求证A ,B ,C 成等差数列的充要条件是B =60°”,怎样解答?证明 充分性:在△ABC 中,A +B +C =180°, 又∵B =60°,∴A +C =120°. ∴A +C =2B .∴A ,B ,C 成等差数列. 必要性:A ,B ,C 成等差数列,∴A +C =2B .又∵A +B +C =180°,即3B =180°, ∴B =60°.综上得A ,B ,C 成等差数列的充要条件是B =60°. 拓展提升充要条件的证明证明“充要条件”一般应分两个步骤,即分别证明“充分性”与“必要性”,但千万要注意“谁”是“谁”的充分条件,“谁”是“谁”的必要条件.尽管证明充要条件问题中前者是后者的充分条件,也可以是必要条件,但还是不能把步骤颠倒了.一般地,证明“p 成立的充要条件为q ”时,在证充分性时应以q 为“已知条件”,p 是该步中要证明的“结论”即q ⇒p ;证明必要性时则以p 为“已知条件”,即p ⇒q .【跟踪训练2】 求证:关于x 的方程ax 2+bx +c =0(a ≠0),有一正根和一负根的充要条件是ac <0.证明 必要性:由于方程ax 2+bx +c =0,有一正根和一负根,∴Δ=b 2-4ac >0,x 1·x 2=c a<0,∴ac <0.充分性:由ac <0可得b 2-4ac >0及x 1·x 2=c a<0,∴方程ax 2+bx +c =0有两个不相等的实根,且两根异号,即方程ax 2+bx +c =0有一正根和一负根.综上可知,关于x 的方程ax 2+bx +c =0(a ≠0)有一正根和一负根的充要条件是ac <0. 探究3 求充要条件例3 求关于x 的方程ax 2+2x +1=0至少有一个负实根的充要条件. [解] 当a =0时,符合要求.当a ≠0时,显然方程没有零根,若方程有两个异号的实根,则由根与系数的关系可知a <0;若方程有两个负实根,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4-4a ≥0,1a>0,-2a <0,解得0<a ≤1.综上所述,若方程ax 2+2x +1=0至少有一个负实根,则a ≤1. 反之,若a ≤1,则方程ax 2+2x +1=0至少有一个负实根.因此,关于x 的方程ax 2+2x +1=0至少有一个负实根的充要条件是a ≤1. 拓展提升探求充要条件的两种方法(1)先寻找必要条件,即将探求充要条件的对象视为结论,寻找使之成立的条件;再证明此条件是该对象的充分条件,即从充分性和必要性两方面说明.(2)将原命题进行等价变形或转换,直至获得其成立的充要条件,探求的过程同时也是证明的过程,因为探求过程每一步都是等价的,所以不需要将充分性和必要性分开来证.【跟踪训练3】 圆x 2+y 2=1与直线y =kx +2没有公共点的充要条件是________. 答案 -3<k < 3解析 当圆x 2+y 2=1与直线y =kx +2有一个公共点时,有|2|k 2+1=1,解得k =± 3.结合图形可知,圆与直线没有公共点的充要条件是-3<k < 3.1.充要条件的判断有三种方法:定义法、等价命题法、集合法.2.充要条件的证明与探求(1)充要条件的证明分充分性和必要性的证明,在证明时要注意两种叙述方式的区别:①p是q的充要条件,则由p⇒q证的是充分性,由q⇒p证的是必要性;②p的充要条件是q,则p⇒q证的是必要性,由q⇒p证的是充分性.(2)探求充要条件,可先求出必要条件,再证充分性;如果能保证每一步的变形转化过程都可逆,也可以直接求出充要条件.1.“φ=π”是“曲线y=sin(2x+φ)过坐标原点”的( )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答案 A解析当φ=π时,y=sin(2x+π)=-sin2x,此时曲线过坐标原点;但曲线y=sin(2x +φ)过坐标原点时,φ=kπ(k∈Z),∴“φ=π”是“曲线y=sin(2x+φ)过坐标原点”的充分而不必要条件,故选A.2.“x2+(y-2)2=0”是“x(y-2)=0”的( )A.必要不充分条件B.充分不必要条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案 B解析x2+(y-2)2=0,即x=0且y=2,∴x(y-2)=0.反之,x(y-2)=0,即x=0或y=2,x2+(y-2)2=0不一定成立.3.已知集合A为数集,则“A∩{0,1}={0}”是“A={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答案 B解析因为“A∩{0,1}={0}”得不出“A={0}”,而“A={0}”能得出“A∩{0,1}={0}”,所以“A∩{0,1}={0}”是“A={0}”的必要不充分条件.4.“sinα=cosα”是“cos2α=0”的________条件.(从“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”中选一个合适的填空)答案充分不必要解析 由cos2α=cos 2α-sin 2α知,当sin α=cos α时,有cos2α=0,反之,由cos 2α=sin 2α不一定有sin α=cos α,从而“sin α=cos α”是“cos2α=0”的充分不必要条件.5.已知x ,y 都是非零实数,且x >y ,求证:1x <1y的充要条件是xy >0.证明 证法一:充分性:由xy >0及x >y ,得x xy >y xy ,即1x <1y. 必要性:由1x <1y ,得1x -1y <0,即y -xxy<0.因为x >y ,所以y -x <0,所以xy >0. 所以1x <1y的充要条件是xy >0.证法二:1x <1y ⇔1x -1y <0⇔y -xxy<0.由条件x >y ⇔y -x <0,故由y -xxy<0⇔xy >0. 所以1x <1y⇔xy >0,即1x <1y的充要条件是xy >0.。
2017-2018学年高中数学人教A版选修1-1教学案:第一章1.1命题及其关系含答案
第1课时命题[核心必知]1.预习教材,问题导入根据以下提纲,预习教材P2~P4,回答下列问题.观察教材P2“思考”中的6个语句.(1)这6个语句都是陈述句吗?提示:是.(2)能否判断这6个语句的真假性?提示:能.2.归纳总结,核心必记命题及相关概念命题错误![问题思考](1)“x〉5”是命题吗?提示:不是.(2)陈述句一定是命题吗?提示:不一定.(3)命题“当x=2时,x2-3x+2=0”的条件和结论各是什么?提示:条件:x=2;结论:x2-3x+2=0.(4)“若p则q"形式的命题一定是真命题吗?提示:不一定.(5)数学中的定义、公理、定理、推论是真命题吗?提示:是.[课前反思](1)命题的定义是:;(2)真、假命题的定义是:;(3)命题的条件和结论的定义是:.[思考]一个语句是命题应具备哪两个要素?提示:(1)是陈述句;(2)可以判断真假.讲一讲1.判断下列语句中,哪些是命题?(链接教材P2-例1) (1)函数f(x)=错误!在定义域上是减函数;(2)一个整数不是质数就是合数;(3)3x2-2x〉1;(4)在平面上作一个半径为4的圆;(5)若sin α=cos α,则α=45°;(6)2100是一个大数;(7)垂直于同一个平面的两条直线一定平行吗?(8)若x∈R,则x2+2>0.[尝试解答] (1)是陈述句,且能判断真假,是命题.(2)是陈述句,且能判断真假,是命题.(3)当x∈R时,3x2-2x与1的大小关系不确定,无法判断其真假,不是命题.(4)不是陈述句,不是命题.(5)是陈述句,且能判断真假,是命题.(6)是陈述句,但是“大数"的标准不确定,所以无法判断其真假,不是命题.(7)不是陈述句,不是命题.(8)是陈述句,且能判断真假,是命题.(1)一个语句是命题应具备两个条件:一是陈述句;二是能够判断真假.一般来说,疑问句、祈使句、感叹句等都不是命题.(2)对于含有变量的语句,要注意根据变量的取值范围,看能否判断真假.若能,就是命题;若不能,就不是命题.(3)还有一些语句,目前无法判断真假,但从事物的本质而论,这些语句是可辨别真假的,尤其是科学上的一些猜想等,这类语句也叫做命题.(4)数学中的定义、公理、定理和推论都是命题.练一练1.下列语句中是命题的有________.(填序号)①地球是太阳的一个行星.②甲型H1N1流感是怎样传播的?③若x,y都是无理数,则x+y是无理数.④若直线l不在平面α内,则直线l与平面α平行.⑤60x+9〉4。
2018版高中数学人教版A版选修1-1学案:1.2.1 充分条件与必要条件
1.2.1充分条件与必要条件[学习目标] 1.理解充分条件、必要条件的意义.2.会求(判定)某些简单命题的条件关系.3.通过对充分条件、必要条件的概念的理解和运用,培养分析、判断和归纳的逻辑思维能力.知识点充分条件与必要条件一般地,“若p,则q”为真命题,是指由p通过推理可以得出q.这时,我们就说,由p可推出q,记作p⇒q,并且说p是q的充分条件,q是p的必要条件.(1)p是q的充分条件与q是p的必要条件表述的是同一个逻辑关系,只是说法不同.p是q的充分条件只反映了p⇒q,与q能否推出p没有任何关系.(2)注意以下等价的表述形式:①p⇒q;②p是q的充分条件;③q的充分条件是p;④q是p 的必要条件;⑤p的必要条件是q.(3)“若p,则q”为假命题时,记作“p⇏q”,则p不是q的充分条件,q不是p的必要条件. 思考(1)数学中的判定定理给出了结论成立的什么条件?(2)性质定理给出了结论成立的什么条件?答案(1)充分条件(2)必要条件题型一充分条件、必要条件例1给出下列四组命题:(1)p:两个三角形相似,q:两个三角形全等;(2)p:一个四边形是矩形,q:四边形的对角线相等;(3)p:A⊆B,q:A∩B=A;(4)p:a>b,q:ac>bc.试分别指出p是q的什么条件.解(1)∵两个三角形相似⇏两个三角形全等,但两个三角形全等⇒两个三角形相似,∴p是q的必要不充分条件.(2)∵矩形的对角线相等,∴p⇒q,而对角线相等的四边形不一定是矩形,∴q⇏p.∴p是q的充分不必要条件.(3)∵p⇒q,且q⇒p,∴p既是q的充分条件,又是q的必要条件.(4)∵p⇏q,且q⇏p,∴p是q的既不充分也不必要条件.反思与感悟本例分别体现了定义法、集合法、等价法.一般地,定义法主要用于较简单的命题判断,集合法一般需对命题进行化简,等价法主要用于否定性命题.要判断p是不是q的充分条件,就要看p能否推出q,要判断p是不是q的必要条件,就要看q能否推出p.跟踪训练1指出下列哪些命题中p是q的充分条件?(1)在△ABC中,p:∠A>∠B,q:BC>AC.(2)对于实数x,y,p:x+y≠8,q:x≠2或y≠6.(3)在△ABC中,p:sin A>sin B,q:tan A>tan B.(4)已知x,y∈R,p:x=1,q:(x-1)·(x-2)=0.解(1)在△ABC中,由大角对大边知,∠A>∠B⇒BC>AC,所以p是q的充分条件.(2)对于实数x,y,因为x=2且y=6⇒x+y=8,所以由x+y≠8⇒x≠2或x≠6,故p是q的充分条件.(3)在△ABC中,取∠A=120°,∠B=30°,则sin A>sin B,但tan A<tan B,故p⇏q,故p不是q的充分条件.(4)由x =1⇒(x -1)(x -2)=0,故p 是q 的充分条件.故命题(1)(2)(4)中p 是q 的充分条件.题型二 充分条件、必要条件与集合的关系例2 是否存在实数p ,使4x +p <0是x 2-x -2>0的充分条件?如果存在,求出p 的取值范围;否则,说明理由.解 由x 2-x -2>0解得x >2或x <-1,令A ={x |x >2或x <-1},由4x +p <0,得B ={x |x <-p 4}, 当B ⊆A 时,即-p 4≤-1,即p ≥4, 此时x <-p 4≤-1⇒x 2-x -2>0, ∴当p ≥4时,4x +p <0是x 2-x -2>0的充分条件.反思与感悟 (1)设集合A ={x |x 满足p },B ={x |x 满足q },则p ⇒q 可得A ⊆B ;q ⇒p 可得B ⊆A ;若p 是q 的充分不必要条件,则A B .(2)利用充分条件、必要条件求参数的取值范围的关键就是找出集合间的包含关系,要注意范围的临界值.跟踪训练2 已知M ={x |(x -a )2<1},N ={x |x 2-5x -24<0},若M 是N 的充分条件,求a 的取值范围.解 由(x -a )2<1得x 2-2ax +(a -1)(a +1)<0,∴a -1<x <a +1.又由x 2-5x -24<0得-3<x <8.∵M 是N 的充分条件,∴M ⊆N ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a -1≥-3,a +1≤8,解得-2≤a ≤7. 故a 的取值范围是-2≤a ≤7.根据必要条件(充分条件)求参数的范围例3 已知P ={x |a -4<x <a +4},Q ={x |1<x <3},“x ∈P ”是“x ∈Q ”的必要条件,则实数a 的取值范围是________.错解 因为“x ∈P ”是“x ∈Q ”的必要条件,所以Q ⊆P .所以⎩⎪⎨⎪⎧ a -4<1,a +4>3,即⎩⎪⎨⎪⎧a <5,a >-1,所以-1<a <5.错解分析 错误的根本原因是忽视了集合中的不等式的等号,实际上本题中的不等式中的等号能取到,即⎩⎪⎨⎪⎧a -4≤1,a +4≥3.正解 因为“x ∈P ”是“x ∈Q ”的必要条件,所以Q ⊆P , 所以⎩⎪⎨⎪⎧ a -4≤1,a +4≥3,即⎩⎪⎨⎪⎧a ≤5,a ≥-1,所以-1≤a ≤5.答案 [-1,5]1.“-2<x <1”是“x >1或x <-1”的( )A.充分条件但不是必要条件B.必要条件但不是充分条件C.既不是充分条件,也不是必要条件D.既是充分条件,也是必要条件答案 C解析 ∵-2<x <1⇏x >1或x <-1,且x >1或x <-1⇏-2<x <1,∴“-2<x <1”是“x >1或x <-1”的既不充分也不必要条件.2.“a >b ”是“a >|b |”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.既是充分条件,也是必要条件D.既不充分也不必要条件答案 B解析 由a >|b |⇒a >b ,而a >b 推不出a >|b |.3.若a ∈R ,则“a =1”是“|a |=1”的( )A.充分条件B.必要条件C.既不是充分条件也不是必要条件D.无法判断答案 A解析 当a =1时,|a |=1成立,但|a |=1时,a =±1,所以a =1不一定成立.∴“a =1”是“|a |=1”的充分条件.4.“a ≤0”是“函数f (x )=|(ax -1)x |在区间(0,+∞)内单调递增”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.既充分也必要条件D.既不充分也不必要条件答案 C解析 f (x )=|(ax -1)x |在区间(0,+∞)内单调递增等价于f (x )=0在区间(0,+∞)内无实根,即a =0或1a<0,也就是a ≤0,“a ≤0”是“函数f (x )=|(ax -1)x |在区间(0,+∞)内单调递增”的既是充分也是必要条件.故选C.5.若“x <m ”是“(x -1)(x -2)>0”的充分不必要条件,求m 的取值范围.解 由(x -1)(x -2)>0可得x >2或x <1,由已知条件,知{x |x <m }{x |x >2或x <1}.∴m ≤1.1.充分条件、必要条件的判断方法:(1)定义法:直接利用定义进行判断.(2)等价法:利用逆否命题的等价性判断,即要证p⇒q,只需证它的逆否命题綈q⇒綈p即可;同理要证q⇒p,只需证綈p⇒綈q即可.(3)利用集合间的包含关系进行判断.2.根据充分条件、必要条件求参数的取值范围时,主要根据充分条件、必要条件与集合间的关系,将问题转化为相应的两个集合之间的包含关系,然后建立关于参数的不等式(组)进行求解.。
新教材 人教A版高中数学选择性必修第一册全册讲义(知识点考点汇总及配套习题,含解析)
人教A版高中数学选择性必修第一册全册学案第一章空间向量与立体几何........................................................................................................ - 2 -1.1空间向量及其运算......................................................................................................... - 2 -1.1.1空间向量及其线性运算...................................................................................... - 2 -1.1.2空间向量的数量积运算.................................................................................... - 16 -1.2空间向量基本定理....................................................................................................... - 29 -1.3空间向量及其运算的坐标表示................................................................................... - 38 -1.3.1空间直角坐标系................................................................................................ - 38 -1.3.2空间运算的坐标表示........................................................................................ - 46 -1.4空间向量的应用........................................................................................................... - 59 -1.4.1用空间向量研究直线、平面的位置关系........................................................ - 59 -第1课时空间向量与平行关系........................................................................ - 59 -第2课时空间向量与垂直关系........................................................................ - 69 -1.4.2用空量研究距离、夹角问题............................................................................ - 79 -章末总结 ............................................................................................................................... - 97 - 第二章直线和圆的方程............................................................................................................ - 113 -2.1直线的倾斜角与斜率................................................................................................. - 113 -2.1.1倾斜角与斜率.................................................................................................. - 113 -2.1.2两条直线平行和垂直的判定.......................................................................... - 121 -2.2直线的方程 ................................................................................................................ - 131 -2.2.1直线点斜式方程.............................................................................................. - 131 -2.2.2直线的两点式方程.......................................................................................... - 137 -2.2.3直线的一般式方程.......................................................................................... - 145 -2.3直线的交点坐标与距离公式..................................................................................... - 154 -2.3.1两条直线的交点坐标...................................................................................... - 154 -2.3.2两点间的距离公式.......................................................................................... - 154 -2.3.3点到直线的距离公式...................................................................................... - 163 -2.3.4两条平行直线间的距离.................................................................................. - 163 -2.4圆的方程 .................................................................................................................... - 171 -2.4.1圆的标准方程.................................................................................................. - 171 -2.4.2圆的一般方程.................................................................................................. - 180 -2.5直线与圆、圆与圆的位置关系................................................................................. - 188 -2.5.1直线与圆的位置关系...................................................................................... - 188 -2.5.2圆与圆的位置关系.......................................................................................... - 199 -章末复习 ............................................................................................................................. - 208 - 第三章圆锥曲线的方程............................................................................................................ - 222 -3.1椭圆 ............................................................................................................................ - 222 -3.1.1椭圆及其标准方程.......................................................................................... - 222 -3.1.2椭圆的简单几何性质...................................................................................... - 234 -第1课时椭圆的简单几何性质...................................................................... - 234 -第2课时椭圆的标准方程及性质的应用...................................................... - 244 -3.2双曲线 ........................................................................................................................ - 256 -3.2.1双曲线及其标准方程...................................................................................... - 256 -3.2.2 双曲线的简单几何性质 .................................................................................. - 267 -3.3 抛物线 ........................................................................................................................ - 281 -3.3.1 抛物线及其标准方程 ...................................................................................... - 281 -3.3.2 抛物线的简单几何性质 .................................................................................. - 291 - 章末复习 ............................................................................................................................. - 303 - 全书复习 ..................................................................................................................................... - 316 -第一章 空间向量与立体几何1.1 空间向量及其运算1.1.1 空间向量及其线性运算国庆期间,某游客从上海世博园图1 图2如果游客还要登上东方明珠顶端(D )俯瞰上海美丽的夜景,如图1.空间向量(1)定义:在空间,具有大小和方向的量叫做空间向量.(2)长度或模:空间向量的大小.(3)表示方法:①几何表示法:空间向量用有向线段表示;②字母表示法:用字母a ,b ,c ,…表示;若向量a 的起点是A ,终点是B ,也可记作:AB →,其模记为|a |或|AB →|.2.几类常见的空间向量3.(1)向量的加法、减法①定义:实数λ与空间向量a 的乘积λa 仍然是一个向量,称为向量的数乘运算.当λ>0时,λa 与向量a 方向相同;当λ<0时,λa 与向量a 方向相反;当λ=0时,λa =0;λa 的长度是a 的长度的|λ|倍.②运算律a .结合律:λ(μa )=μ(λa )=(λμ)a .b .分配律:(λ+μ)a =λa +μa ,λ(a +b )=λa +λb .思考:向量运算的结果与向量起点的选择有关系吗?[提示] 没有关系.4.共线向量(1)定义:表示若干空间向量的有向线段所在的直线互相平行或重合,则这些向量叫做共线向量或平行向量.(2)方向向量:在直线l 上取非零向量a ,与向量a 平行的非零向量称为直线l 的方向向量.规定:零向量与任意向量平行,即对任意向量a ,都有0∥a .(3)共线向量定理:对于空间任意两个向量a ,b (b ≠0),a ∥b 的充要条件是存在实数λ使a =λb .(4)如图,O 是直线l 上一点,在直线l 上取非零向量a ,则对于直线l 上任意一点P ,由数乘向量定义及向量共线的充要条件可知,存在实数λ,使得OP →=λa .5.共面向量(1)定义:平行于同一个平面的向量叫做共面向量.(2)共面向量定理:若两个向量a ,b 不共线,则向量p 与向量a ,b 共面的充要条件是存在唯一的有序实数对(x ,y ),使p =x a +y b .(3)空间一点P 位于平面ABC 内的充要条件:存在有序实数对(x ,y ), 使AP →=xAB →+yAC →或对空间任意一点O ,有OP →=OA →+xAB →+yAC →.思考:(1)空间中任意两个向量一定是共面向量吗?(2)若空间任意一点O 和不共线的三点A ,B ,C ,满足OP →=13OA →+13OB →+13OC →,则点P 与点A ,B ,C 是否共面?[提示] (1)空间中任意两个向量都可以平移到同一个平面内,成为同一个平面的两个向量,因此一定是共面向量.(2)由OP →=13OA →+13OB →+13OC →得OP →-OA →=13(OB →-OA →)+13(OC →-OA →) 即AP →=13AB →+13AC →,因此点P 与点A ,B ,C 共面.1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)空间向量a ,b ,c ,若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .( ) (2)相等向量一定是共线向量.( ) (3)三个空间向量一定是共面向量.( ) (4)零向量没有方向.( )[提示] (1)× 若b =0时,a 与c 不一定平行.(2)√ 相等向量一定共线,但共线不一定相等.(3)× 空间两个向量一定是共面向量,但三个空间向量可能是共面的,也可以是不共面的.(4)× 零向量有方向,它的方向是任意的.2.如图所示,在四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1所有的棱中,可作为直线A 1B 1的方向向量的有( )A .1个B .2个C .3个D .4个D [共四条AB ,A 1B 1,CD ,C 1D 1.]3.点C 在线段AB 上,且|AB |=5,|BC |=3,AB →=λBC →,则λ=________.-53[因为C 在线段AB 上,所以AB →与BC →方向相反,又因|AB |=5,|BC |=3,故λ=-53.] 4.在三棱锥A -BCD 中,若△BCD 是正三角形,E 为其中心,则AB →+12BC →-32DE →-AD →化简的结果为________.0 [延长DE 交边BC 于点F ,连接AF ,则有AB →+12BC →=AF →,32DE →+AD →=AD →+DF →=AF →,故AB →+12BC →-32DE →-AD →=0.]【例1】 (1)给出下列命题:①若|a |=|b |,则a =b 或a =-b ;②若向量a 是向量b 的相反向量,则|a |=|b |;③在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AC →=A 1C 1→;④若空间向量m ,n ,p 满足m =n ,n =p ,则m =p .其中正确命题的序号是________.(2)如图所示,在平行六面体ABCD -A ′B ′C ′D ′中,顶点连接的向量中,与向量AA ′→相等的向量有________;与向量A ′B ′→相反的向量有________.(要求写出所有适合条件的向量)(1)②③④ (2)BB ′→,CC ′→,DD ′→ B ′A ′→,BA →,CD →,C ′D ′→ [(1)对于①,向量a 与b 的方向不一定相同或相反,故①错;对于②,根据相反向量的定义知|a |=|b |,故②正确;对于③,根据相等向量的定义知,AC →=A 1C 1→,故③正确;对于④,根据相等向量的定义知正确.(2)根据相等向量的定义知,与向量AA ′→相等的向量有BB ′→,CC ′→,DD ′→.与向量A ′B ′→相反的向量有B ′A ′→,BA →,CD →,C ′D ′→.]解答空间向量有关概念问题的关键点及注意点(1)关键点:紧紧抓住向量的两个要素,即大小和方向.(2)注意点:注意一些特殊向量的特性.①零向量不是没有方向,而是它的方向是任意的,且与任何向量都共线,这一点说明了共线向量不具备传递性.②单位向量方向虽然不一定相同,但它们的长度都是1.③两个向量模相等,不一定是相等向量;反之,若两个向量相等,则它们不仅模相等,方向也相同.若两个向量模相等,方向相反,则它们为相反向量.[跟进训练]1.下列关于空间向量的命题中,正确命题的个数是( )①长度相等、方向相同的两个向量是相等向量;②平行且模相等的两个向量是相等向量;③若a ≠b ,则|a |≠|b |;④两个向量相等,则它们的起点与终点相同.A .0B .1C .2D .3B [根据向量的定义,知长度相等、方向相同的两个向量是相等向量,①正确;平行且模相等的两个向量可能是相等向量,也可能是相反向量,②不正确;当a =-b 时,也有|a |=|b |,③不正确;只要模相等、方向相同,两个向量就是相等向量,与向量的起点与终点无关,④不正确.综上可知只有①正确,故选B.]【例2】 (1)如图所示,在正方体ABCD 1111为向量AC 1→的有( )①(AB →+BC →)+CC 1→;②(AA 1→+A 1D 1→)+D 1C 1→;③(AB →+BB 1→)+B 1C 1→;④(AA 1→+A 1B 1→)+B 1C 1→.A .1个B .2个C .3个D .4个(2)已知正四棱锥P -ABCD ,O 是正方形ABCD 的中心,Q 是CD 的中点,求下列各式中x ,y ,z 的值.①OQ →=PQ →+yPC →+zP A →;②P A →=xPO →+yPQ →+PD →.[思路探究] (1)合理根据向量的三角形和平行四边形法则,以及在平行六面体中,体对角线向量等于从同一起点出发的三条棱向量的和.如AC 1→=AB →+AD →+AA 1→.(2)根据数乘向量及三角形或平行四边形法则求解.(1)D [对于①,(AB →+BC →)+CC 1→=AC →+CC 1→=AC 1→;对于②,(AA 1→+A 1D 1→)+D 1C 1→=AD 1→+D 1C 1→=AC 1→;对于③,(AB →+BB 1→)+B 1C 1→=AB 1→+B 1C 1→=AC 1→;对于④,(AA 1→+A 1B 1→)+B 1C 1→=AB 1→+B 1C 1→=AC 1→.](2)[解] ①如图,∵OQ →=PQ →-PO →=PQ →-12(P A →+PC →)=PQ →-12PC →-12P A →, ∴y =z =-12. ②∵O 为AC 的中点,Q 为CD 的中点,∴P A →+PC →=2PO →,PC →+PD →=2PQ →,∴P A →=2PO →-PC →,PC →=2PQ →-PD →,∴P A →=2PO →-2PQ →+PD →,∴x =2,y =-2.1.空间向量加法、减法运算的两个技巧(1)巧用相反向量:向量减法的三角形法则是解决空间向量加法、减法的关键,灵活运用相反向量可使向量首尾相接.(2)巧用平移:利用三角形法则和平行四边形法则进行向量加、减法运算时,务必注意和向量、差向量的方向,必要时可采用空间向量的自由平移获得运算结果.2.利用数乘运算进行向量表示的技巧(1)数形结合:利用数乘运算解题时,要结合具体图形,利用三角形法则、平行四边形法则,将目标向量转化为已知向量.(2)明确目标:在化简过程中要有目标意识,巧妙运用中点性质.[跟进训练]2.已知空间四边形ABCD ,连接AC ,BD ,设M ,G 分别是BC ,CD 的中点,则MG →-AB →+AD →等于( )A .32DB → B .3MG → C .3GM → D .2MG → B [MG →-AB →+AD →=MG →-(AB →-AD →)=MG →-DB →=MG →+BD →=MG →+2MG →=3MG →.]【例3】 (1)设e 1,e 2是空间两个不共线的向量,已知AB =e 1+k e 2,BC =5e 1+4e 2,DC →=-e 1-2e 2,且A ,B ,D 三点共线,实数k =________.(2)如图所示,已知四边形ABCD ,ABEF 都是平行四边形且不共面,M ,N 分别是AC ,BF 的中点,判断CE →与MN →是否共线.[思路探究] (1)根据向量共线的充要条件求解.(2)根据数乘向量及三角形法则,把MN →表示成λCE →的形式,再根据向量共线的充要条件求解.(1)1 [AD →=AB →+BC →+CD →=(e 1+k e 2)+(5e 1+4e 2)+(e 1+2e 2)=7e 1+(k +6)e 2. 设AD →=λAB →,则7e 1+(k +6)e 2=λ(e 1+k e 2),所以⎩⎨⎧ λ=7λk =k +6,解得k =1.] (2)[解] 法一:因为M ,N 分别是AC ,BF 的中点,且四边形ABCD ,四边形ABEF 都是平行四边形,所以MN →=MA →+AF →+FN →=12CA →+AF →+12FB →. 又因为MN →=MC →+CE →+EB →+BN →=-12CA →+CE →-AF →-12FB →,以上两式相加得CE →=2MN →,所以CE →∥MN →,即CE →与MN →共线.法二:因为四边形ABEF 为平行四边形,所以连接AE 时,AE 必过点N . ∴CE →=AE →-AC →=2AN →-2AM →=2(AN →-AM →)=2MN →.所以CE →∥MN →,即CE →与MN →共线.证明空间三点共线的三种思路对于空间三点P ,A ,B 可通过证明下列结论来证明三点共线.(1)存在实数λ,使P A →=λPB →成立.(2)对空间任一点O ,有OP →=OA →+tAB →(t ∈R ).(3)对空间任一点O ,有OP →=xOA →+yOB →(x +y =1).[跟进训练]3.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 在A 1D 1上,且A 1E →=2ED 1→,F 在对角线A 1C 上,且A 1F →=23FC →.求证:E ,F ,B 三点共线.[证明] 设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c , 因为A 1E →=2ED 1→,A 1F →=23FC →,所以A 1E →=23A 1D 1→,A 1F →=25A 1C →,所以A 1E →=23AD →=23b ,A 1F →=25(AC →-AA 1→)=25(AB →+AD →-AA 1→)=25a +25b -25c ,所以EF →=A 1F →-A 1E →=25a-415b -25c =25⎝ ⎛⎭⎪⎫a -23b -c . 又EB →=EA 1→+A 1A →+AB →=-23b -c +a =a -23b -c ,所以EF →=25EB →,所以E ,F ,B 三点共线.[探究问题]1.什么样的向量算是共面向量?[提示] 能够平移到同一个平面内的向量称为共面向量. 2.能说明P ,A ,B ,C 四点共面的结论有哪些? [提示] (1)存在有序实数对(x ,y ),使得AP →=xAB →+yAC →.(2)空间一点P 在平面ABC 内的充要条件是存在有序实数组(x ,y ,z )使得OP →=xOA →+yOB →+zOC →(其中x +y +z =1).(3)四点中任意两点的方向向量与另外两点的方向向量共线,如P A →∥BC →.3.已知向量a ,b ,c 不共面,且p =3a +2b +c ,m =a -b +c ,n =a +b -c ,试判断p ,m ,n 是否共面.[提示] 设p =x m +y n ,即3a +2b +c =x (a -b +c )+ y (a +b -c )=(x +y )a +(-x +y )b +(x -y )c .因为a ,b ,c 不共面,所以⎩⎨⎧x +y =3,-x +y =2,x -y =1,而此方程组无解,所以p 不能用m ,n 表示,即p ,m ,n 不共面.【例4】 已知A ,B ,C 三点不共线,O 为平面ABC 外一点,若点M 满足OM →=13OA →+13OB →+13OC →. (1)判断MA →,MB →,MC →三个向量是否共面; (2)判断M 是否在平面ABC 内.[思路探究] (1)根据向量共面的充要条件,即判断是否MA →=xMB →+yMC →;(2)根据(1)的结论,也可以利用OM →=xOA →+yOB →+zOC →中x +y +z 是否等于1.[解] (1)∵OA →+OB →+OC →=3OM →, ∴OA →-OM →=(OM →-OB →)+(OM →-OC →), ∴MA →=BM →+CM →=-MB →-MC →, ∴向量MA →,MB →,MC →共面.(2)由(1)知向量MA →,MB →,MC →共面,而它们有共同的起点M ,且A ,B ,C 三点不共线,∴M ,A ,B ,C 共面,即M 在平面ABC 内.解决向量共面的策略(1)若已知点P 在平面ABC 内,则有AP →=xAB →+yAC →或OP →=xOA →+yOB →+zOC →(x +y +z =1),然后利用指定向量表示出已知向量,用待定系数法求出参数.(2)证明三个向量共面(或四点共面),需利用共面向量定理,证明过程中要灵活进行向量的分解与合成,将其中一个向量用另外两个向量来表示.1.一些特殊向量的特性(1)零向量不是没有方向,而是它的方向是任意的. (2)单位向量方向虽然不一定相同,但它们的长度都是1.(3)两个向量模相等,不一定是相等向量,反之,若两个向量相等,则它们不仅模相等,方向也相同.若两个向量模相等,方向相反,则它们为相反向量.2.OP →=OA →+xAB →+yAC →称为空间平面ABC 的向量表达式.由此可知空间中任意平面由空间一点及两个不共线向量唯一确定.3.证明(或判断)A ,B ,C 三点共线时,只需证明存在实数λ,使AB →=λBC →(或AB →=λAC →)即可,也可用“对空间任意一点O ,有OC →=tOA →+(1-t )OB →”来证明A ,B ,C 三点共线.4.空间一点P 位于平面MAB 内的充要条件是存在有序实数对(x ,y ),使MP →=xMA →+yMB →,满足这个关系式的点都在平面MAB 内;反之,平面MAB 内的任一点都满足这个关系式.这个充要条件常用于证明四点共面.5.直线的方向向量是指与直线平行或共线的非零向量,一条直线的方向向量有无穷多个,它们的方向相同或相反.6.向量p 与向量a ,b 共面的充要条件是在a 与b 不共线的前提下才成立的,若a 与b 共线,则不成立.1.下列条件中使M 与A ,B ,C 一定共面的是( ) A .OM →=2OA →-OB →-OC → B .OM →=15OA →+13OB →+12OC →C .MA →+MB →+MC →=0 D .OM →+OA →+OB →+OC →=0C [由MA →+MB →+MC →=0得MA →=-MB →-MC →,故M ,A ,B ,C 共面.] 2.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,若点F 是侧面CD 1的中心,且AF →=AD →+mAB→-nAA 1→,则m ,n 的值分别为( )A .12,-12B .-12,-12C .-12,12D .12,12A [由于AF →=AD →+DF →=AD →+12(DC →+DD 1→)=AD →+12AB →+12AA 1→,所以m =12,n=-12,故答案为A.]3.化简:12(a +2b -3c )+5⎝ ⎛⎭⎪⎫23a -12b +23c -3(a -2b +c )=________.56a +92b -76c [原式=12a +b -32c +103a -52b +103c -3a +6b -3c =⎝ ⎛⎭⎪⎫12+103-3a +⎝ ⎛⎭⎪⎫1-52+6b +⎝ ⎛⎭⎪⎫-32+103-3c =56a +92b -76c .] 4.给出下列四个命题:①方向相反的两个向量是相反向量;②若a ,b 满足|a |>|b |且a ,b 同向,则a >b ; ③不相等的两个空间向量的模必不相等; ④对于任何向量a ,b ,必有|a +b |≤|a |+|b |. 其中正确命题的序号为________.④ [对于①,长度相等且方向相反的两个向量是相反向量,故①错;对于②,向量是不能比较大小的,故不正确;对于③,不相等的两个空间向量的模也可以相等,故③错;只有④正确.]5.设两非零向量e 1,e 2不共线,且k e 1+e 2与e 1+k e 2共线,求k 的值. [解] ∵两非零向量e 1,e 2不共线,且k e 1+e 2与e 1+k e 2共线,∴k e 1+e 2=t (e 1+k e 2),则(k -t )e 1+(1-tk )e 2=0.∵非零向量e 1,e 2不共线,∴k -t =0,1-kt =0,解得k =±1.1.1.2 空间向量的数量积运算1.空间向量的夹角 (1)夹角的定义已知两个非零向量a ,b ,在空间任取一点O ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB 叫做向量a ,b 的夹角,记作〈a ,b 〉.(2)夹角的范围空间任意两个向量的夹角θ的取值范围是[0,π].特别地,当θ=0时,两向量同向共线;当θ=π时,两向量反向共线,所以若a ∥b ,则〈a ,b 〉=0或π;当〈a ,b 〉=π2时,两向量垂直,记作a ⊥b .2.空间向量的数量积(1)定义:已知两个非零向量a ,b ,则|a ||b |cos 〈a ,b 〉叫做a ,b 的数量积,记作a ·b .即a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉.规定:零向量与任何向量的数量积为0. (2)常用结论(a ,b 为非零向量) ①a ⊥b ⇔a ·b =0.②a ·a =|a ||a |cos 〈a ,a 〉=|a |2. ③cos 〈a ,b 〉=a ·b|a ||b |. (3)数量积的运算律(2)若a ·b >0,则〈a ,b 〉一定是锐角吗?[提示] (1)若a ·b =0,则不一定有a ⊥b ,也可能a =0或b =0.(2)当〈a ,b 〉=0时,也有a ·b >0,故当a ·b >0时,〈a ·b 〉不一定是锐角. 3.投影向量 (1)投影向量在空间,向量a 向向量b 投影,可以先将它们平移到同一个平面内,进而利用平面上向量的投影,得到与向量b 共线的向量c ,c =|a |cos 〈a ,b 〉b|b |,则向量c 称为向量a 在向量b 上的投影向量,同理向量b 在向量a 上的投影向量是|b |cos 〈a ,b 〉a|a |.(2)向量a 在平面β上的投影向量向量a 向平面β投影,就是分别由向量a 的起点A 和终点B 作平面β的垂线,垂足分别为A ′,B ′,得到向量A ′B ′→,则向量A ′B ′→称为向量a 在平面β上的投影向量.这时,向量a ,A ′B ′→的夹角就是向量a 所在直线与平面β所成的角.[提醒] (1)两个向量的数量积是数量,而不是向量,它可以是正数、负数或零; (2)向量数量积的运算不满足消去律、作商和乘法的结合律 ,即a ·b =a ·c ⇒b =c ,a ·b =k ⇒b =k a,(a ·b )·c =a ·(b·c )都不成立.1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)对于非零向量a ,b ,〈a ,b 〉与〈a ,-b 〉相等. ( ) (2)对于任意向量a ,b ,c ,都有(a ·b )c =a (b ·c ). ( ) (3)若a ·b =b ·c ,且b ≠0,则a =c . ( ) (4)(3a +2b )·(3a -2b )=9|a |2-4|b |2. ( )[提示] (1)× (2)× (3)× (4)√2.(教材P 8练习T 1改编)在正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,若AB =BB 1,则AB 1与BC 1所成角的余弦值为( )A .38B .14C .34D .18B [令底面边长为1,则高也为1,AB 1→=AB →+BB 1→,BC 1→=B C →+CC 1→,∴AB 1→·BC 1→=(AB →+BB 1→)·(BC →+CC 1→)=AB →·BC →+BB 1→·CC 1→=1×1×cos 120°+12=12,又|AB 1→|=|BC 1→|= 2.∴cos 〈AB 1,BC 1〉=122×2=14.故选B.]3.已知a =3p -2q ,b =p +q ,p 和q 是相互垂直的单位向量,则a·b =( ) A .1 B .2 C .3 D .4 A [由题意知,p·q =0,p 2=q 2=1.所以a ·b =(3p -2q )·(p +q )=3p 2+p ·q -2q 2=3-2=1.]4.设a ⊥b ,〈a ,c 〉=π3,〈b ,c 〉=π6,且|a |=1,|b |=2,|c |=3,则向量a +b +c 的模是________.17+63 [因为|a +b +c |2=(a +b +c )2=|a |2+|b |2+|c |2+2(a ·b +a ·c +b ·c )=1+4+9+2⎝ ⎛⎭⎪⎫0+1×3×12+2×3×32=17+63,所以|a +b +c |=17+6 3.]【例1】 (1)如图,三棱锥A -BCD 中,AB =AC ==60°,则AB →·CD →等于( )A .-2B .2C .-2 3D .2 3(2)在四面体OABC 中,棱OA ,OB ,OC 两两垂直,且OA =1,OB =2,OC =3,G 为△ABC 的重心,求OG →·(OA →+OB →+OC →)的值.(1)A [∵CD →=AD →-AC →,∴AB →·CD →=AB →·(AD →-AC →)=AB →·AD →-AB →·AC →=0-2×2×cos 60°=-2.](2)[解] OG →=OA →+AG →=OA →+13(AB →+AC →)=OA →+13[(OB →-OA →)+(OC →-OA →)]=13OB →+13OC →+13OA →. ∴OG →·(OA →+OB →+OC →)=⎝ ⎛⎭⎪⎫13OB →+13OC →+13OA →·(OA →+OB →+OC →)=13OB →2+13OC →2+13OA →2 =13×22+13×32+13×12=143.在几何体中求空间向量的数量积的步骤(1)首先将各向量分解成已知模和夹角的向量的组合形式.(2)利用向量的运算律将数量积展开,转化成已知模和夹角的向量的数量积. (3)根据向量的方向,正确求出向量的夹角及向量的模. (4)代入公式a·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉求解.[跟进训练]1.在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =AA 1=2,AD =4,E 为侧面AA 1B 1B 的中心,F 为A 1D 1的中点,求下列向量的数量积:(1)BC →·ED 1→;(2)BF →·AB 1→.[解] 如图,设AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,则|a |=|c |=2,|b |=4,a·b =b·c =c·a =0.(1)BC →·ED 1→=BC →·(EA 1→+A 1D 1→)=b ·12(c -a )+b =|b |2=42=16.(2)BF →·AB 1→=(BA 1→+A 1F →)·(AB →+AA 1→)=c -a +12b ·(a +c )=|c |2-|a |2=22-22=0.=OC ,M ,N 分别是OA ,BC 的中点,G 是MN 的中点,求证:OG ⊥BC .[思路探究] 首先把向量OG →和BC →均用OA →、OB →、OC →表示出来,通过证明OG →·BC →=0来证得OG ⊥BC .[证明] 连接ON ,设∠AOB =∠BOC =∠AOC =θ,又设OA →=a ,OB →=b ,OC →=c , 则|a |=|b |=|c |. 又OG →=12(OM →+ON →)=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤12OA →+12(OB →+OC →) =14(a +b +c ),BC →=c -b . ∴OG →·BC →=14(a +b +c )·(c -b )=14(a ·c -a ·b +b ·c -b 2+c 2-b ·c ) =14(|a |2·cos θ-|a |2·cos θ-|a |2+|a |2)=0. ∴OG →⊥BC →,即OG ⊥BC .用向量法证明垂直关系的步骤 (1)把几何问题转化为向量问题; (2)用已知向量表示所证向量;(3)结合数量积公式和运算律证明数量积为0; (4)将向量问题回归到几何问题.[跟进训练]2.如图,四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为平行四边形,∠DAB =60°,AB =2AD ,PD ⊥底面ABCD .证明:P A ⊥BD .[证明] 由底面ABCD 为平行四边形,∠DAB =60°,AB =2AD 知,DA ⊥BD ,则BD →·DA →=0.由PD ⊥底面ABCD 知,PD ⊥BD ,则BD →·PD →=0.又P A →=PD →+DA →,∴P A →·BD →=(PD →+DA →)·BD →=PD →·BD →+DA →·BD →=0,即P A ⊥BD .【例3】 (1)已知a +b +c =0,|a |=2,|b 夹角〈a ,b 〉为( )A .30°B .45°C .60°D .以上都不对(2)如图,在空间四边形OABC 中,OA =8,AB =6,AC =4,BC =5,∠OAC =45°,∠OAB =60°,求异面直线OA 与BC 的夹角的余弦值.[思路探究] (1)根据题意,构造△ABC ,使AB →=c ,AC →=b ,BC →=a ,根据△ABC 三边之长,利用余弦定理求出向量a 与b 之间的夹角即可.(2)求异面直线OA 与BC 所成的角,首先来求OA →与BC →的夹角,但要注意异面直线所成角的范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤0,π2,而向量夹角的取值范围为[0,π],注意角度的转化.(1)D [∵a +b +c =0,|a |=2,|b |=3,|c |=4, ∴以这三个向量首尾相连组成△ABC ;令AB →=c ,AC →=b ,BC →=a ,则△ABC 三边之长分别为BC =2,CA =3,AB =4; 由余弦定理,得:cos ∠BCA =BC 2+CA 2-AB 22BC ·CA =22+32-422×2×3=-14,又向量BC →和CA →是首尾相连,∴这两个向量的夹角是180°-∠BCA , ∴cos 〈a ,b 〉=14,即向量a 与b 之间的夹角〈a ,b 〉不是特殊角.](2)[解] ∵BC →=AC →-AB →,∴OA →·BC →=OA →·AC →-OA →·AB →=|OA →|·|AC →|·cos 〈OA →,AC →〉-|OA →|·|AB →|·cos 〈OA →,AB →〉=8×4×cos 135°-8×6×cos 120° =24-16 2.∴cos 〈OA →,BC →〉=OA →·BC →|OA →|·|BC →|=24-1628×5=3-225,∴异面直线OA 与BC 的夹角的余弦值为3-225.利用向量数量积求夹角问题的思路(1)求两个向量的夹角有两种方法:①结合图形,平移向量,利用空间向量夹角的定义来求,但要注意向量夹角的范围;②先求a ·b ,再利用公式cos 〈a ,b 〉=a ·b|a ||b |求出cos 〈a ,b 〉的值,最后确定〈a ,b 〉的值. (2)求两条异面直线所成的角,步骤如下:①根据题设条件在所求的异面直线上取两个向量(即直线的方向向量); ②将异面直线所成角的问题转化为向量夹角问题; ③利用数量积求向量夹角的余弦值或角的大小;④异面直线所成的角为锐角或直角,利用向量数量积求向量夹角的余弦值时应将余弦值加上绝对值,从而求出异面直线所成的角的大小.[跟进训练]3.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,求BC 1→与AC →夹角的大小.[解] 不妨设正方体的棱长为1,则BC 1→·AC →=(BC →+CC 1→)·(AB →+BC →) =(AD →+AA 1→)·(AB →+AD →)=AD →·AB →+AD →2+AA 1→·AB →+AA 1→·AD → =0+AD 2→+0+0=AD 2→=1, 又∵|BC 1→|=2,|AC →|=2,∴cos 〈BC 1→,AC →〉=BC 1→·AC →|BC 1→||AC →|=12×2=12.∵〈BC 1→,AC →〉∈[0,π],∴〈BC 1→,AC →〉=π3.即BC 1→与AC →夹角的大小为π3.[探究问题]1.用数量积解决的距离问题一般有哪几种? [提示] 线段长度即点点距、点线距、点面距. 2.求模的大小常用哪些公式?[提示] 由公式|a |=a ·a 可以推广为|a ±b |=(a ±b )2=a 2±2a ·b +b 2.3.如图,已知线段AB ⊥平面α,BC ⊂α,CD ⊥BC ,DF ⊥平面α,且∠DCF =30°,D 与A 在平面α的同侧,若AB =BC =CD =2,试求A ,D 两点间的距离.[提示] ∵AD →=AB →+BC →+CD →,∴|AD →|2=(AB →+BC →+CD →)2=|AB →|2+|BC →|2+|CD →|2+2AB →·BC →+2AB →·CD +2BC →·CD →=12+2(2·2·cos 90°+2·2·cos 120°+2·2·cos 90°)=8,∴|AD →|=22,即A ,D 两点间的距离为2 2.【例4】 如图所示,在平行四边形ABCD 中,AB =AC =1,∠ACD =90°,沿着它的对角线AC 将△ACD 折起,使AB 与CD 成60°角,求此时B ,D 间的距离.[思路探究] BD →=BA →+AC →+CD →―→|BD →|2 注意对〈BA →,CD →〉的讨论,再求出B ,D 间距离.[解] ∵∠ACD =90°,∴AC →·CD =0,同理可得AC →·BA →=0.∵AB 与CD 成60°角,∴〈BA →,CD →〉=60°或〈BA →,CD →〉=120°.又BD →=BA →+AC →+CD →,∴|BD →|2=|BA →|2+|AC →|2+|CD →|2+2BA →·AC →+2BA →·CD →+2AC →·CD →=3+2×1×1×cos 〈BA →,CD →〉.∴当〈BA →,CD →〉=60°时,|BD →|2=4,此时B ,D 间的距离为2;当〈BA →,CD →〉=120°时,|BD →|2=2,此时B ,D 间的距离为 2.求两点间的距离或线段长的方法(1)将相应线段用向量表示,通过向量运算来求对应向量的模.(2)因为a ·a =|a |2,所以|a |=a·a ,这是利用向量解决距离问题的基本公式.另外,该公式还可以推广为|a ±b |=(a ±b )2=a 2±2a ·b +b 2.(3)可用|a ·e |=|a ||cos θ|(e 为单位向量,θ为a ,e 的夹角)来求一个向量在另一个向量所在直线上的投影.[跟进训练]4.如图所示,在平面角为120°的二面角α-AB -β中,AC ⊂α,BD ⊂β,且AC ⊥AB ,BD ⊥AB ,垂足分别为A ,B .已知AC =AB =BD =6,求线段CD 的长.[解] ∵AC ⊥AB ,BD ⊥AB ,∴CA →·AB →=0,BD →·AB →=0.∵二面角α-AB -β的平面角为120°,∴〈CA →,BD →〉=180°-120°=60°. ∴CD →2=(CA →+AB →+BD →)2=CA →2+AB →2+BD →2+2CA →·AB →+2CA →·BD →+2BD →·AB →=3×62+2×62×cos 60°=144,∴CD =12.1.空间两向量的数量积与平面向量的数量积类似,由于数量积不满足结合律,因此在进行数量积运算时,一次、二次式与实数运算相同,运算公式也相同,三次及以上必须按式中的运算顺序依次进行运算.2.空间向量数量积运算的两种方法(1)利用定义:利用a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉并结合运算律进行计算.(2)利用图形:计算两个向量的数量积,可先将各向量移到同一顶点,利用图形寻找夹角,再代入数量积公式进行运算.3.在几何体中求空间向量数量积的步骤(1)首先将各向量分解成已知模和夹角的向量的组合形式.(2)利用向量的运算律将数量积展开,转化为已知模和夹角的向量的数量积. (3)代入a ·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉求解.4.空间向量中求两向量夹角与平面向量中的求法完全相同,都是应用公式cos 〈a ,b 〉=a·b|a |·|b |,解题的关键就是求a ·b 和|a |、|b |.求模时注意|a |2=a ·a 的应用.1.如图,空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都等于1,E ,F ,G 分别是AB ,AD ,DC 的中点,则FG →·AB →=( )A .34 B .14 C .12 D .32B [由题意可得FG →=12AC →,∴FG →·AB →=12×1×1×cos 60°=14.]2.已知两异面直线的方向向量分别为a ,b ,且|a |=|b |=1,a·b =-12,则两直线的夹角为( )A .30°B .60°C .120°D .150°B [设向量a ,b 的夹角为θ,则cos θ=a·b|a ||b |=-12,所以θ=120°,则两个方向向量对应的直线的夹角为180°-120°=60°.]3.在空间四边形ABCD 中,AB →·CD →+BC →·AD →+CA →·BD →=________. 0 [原式=AB →·CD →+BC →·AD →+CA →·(AD →-AB →) =AB →·(CD →-CA →)+AD →·(BC →+CA →) =AB →·AD →+AD →·BA →=0.]4.如图所示,在一个直二面角α-AB -β的棱上有两点A ,B ,AC ,BD 分别是这个二面角的两个面内垂直于AB 的线段,且AB =4,AC =6,BD =8,则CD 的长为________.229 [∵CD →=CA →+AB →+BD →=AB →-AC →+BD →, ∴CD →2=(AB →-AC →+BD →)2=AB →2+AC →2+BD →2-2AB →·AC →+2AB →·BD →-2AC →·BD →=16+36+64=116, ∴|CD →|=229.]5.如图,已知空间四边形ABCD 的每条边和对角线的长都等于a ,点M ,N 分别是边AB ,CD 的中点.(1)求证:MN 为AB 和CD 的公垂线; (2)求MN 的长;(3)求异面直线AN 与MC 所成角的余弦值. [解] 设AB →=p ,AC →=q ,AD →=r .由题意,可知|p |=|q|=|r|=a ,且p ,q ,r 三向量两两夹角均为60°. (1)证明:MN →=AN →-AM →=12(AC →+AD →)-12AB →=12(q +r -p ), ∴MN →·AB →=12(q +r -p )·p=12(q ·p +r ·p -p 2) =12(a 2·cos 60°+a 2·cos 60°-a 2)=0 ∴MN ⊥AB ,同理可证MN ⊥CD . ∴MN 为AB 与CD 的公垂线. (2)由(1)可知MN →=12(q +r -p ),∴|MN →|2=(MN →)2=14(q +r -p )2=14[q 2+r 2+p 2+2(q ·r -q·p -r ·p )]=14(a 2+a 2+a 2+2⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22-a 22-a 22]=14×2a 2=a 22. ∴|MN →|=22a ,∴MN 的长度为22a . (3)设向量AN →与MC →的夹角为θ,∵AN →=12(AC →+AD →)=12(q +r ),MC →=AC →-AM →=q -12p ,∴AN →·MC →=12(q +r )·⎝ ⎛⎭⎪⎫q -12p =12⎝ ⎛⎭⎪⎫q 2-12q ·p +r·q -12r ·p =12⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2-12a 2·cos 60°+a 2cos 60°-12a 2·cos 60° =12⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2-a 24+a 22-a 24=a 22. 又∵|AN →|=|MC →|=32a ,∴AN →·MC →=|AN →|·|MC →|·cos θ=32a ·32a ·cos θ=a 22.∴cos θ=23.∴向量AN →与MC →的夹角的余弦值为23.从而异面直线AN 与MC 所成角的余弦值为23.1.2 空间向量基本定理(1)共面向量定理:如果两个向量1.空间向量基本定理如果三个向量a ,b ,c 不共面,那么对任意一个空间向量p ,存在唯一的有序实数组(x ,y ,z ),使得p =x a +y b +z c .其中{a ,b ,c }叫做空间的一个基底,a ,b ,c 都叫做基向量.空间任意三个不共面的向量都可以构成空间的一个基底.思考:(1)零向量能不能作为一个基向量?(2)当基底确定后,空间向量基本定理中实数组(x ,y ,z )是否唯一?[提示] (1)不能.因为0与任意一个非零向量共线,与任意两个非零向量共面. (2)唯一确定. 2.正交分解 (1)单位正交基底如果空间的一个基底中的三个基向量两两垂直,且长度都是1,那么这个基底叫做单位正交基底.常用{i ,j ,k }表示.(2)正交分解把一个空间向量分解为三个两两垂直的向量,叫做把空间向量进行正交分解.1.思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若{OA →,OB →,OC →}不能构成空间的一个基底,则O ,A ,B ,C 四点共面.( ) (2)若{a ,b ,c }为空间的一个基底,则a ,b ,c 全不是零向量. ( ) (3)只有两两垂直的三个向量才能作为空间向量的一组基底. ( )[提示] (1)√ (2)√ (3)×2.已知{a ,b ,c }是空间的一个基底,则可以和向量p =a +b ,q =a -b 构成基底的向量是( )A .aB .bC .a +2bD .a +2c[答案] D3.在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,可以作为空间向量一个基底的是( ) A .AB →,AC →,AD → B .AB →,AA 1→,AB 1→ C .D 1A 1→,D 1C 1→,D 1D →D .AC 1→,A 1C →,CC 1→ C [由题意知,D 1A 1→,D 1C 1→,D 1D →不共面,可以作为空间向量的一个基底.]4.已知空间的一个基底{a ,b ,c },m =a -b +c ,n =x a +y b +c ,若m 与n 共线,则x =________,y =________.1 -1 [由m 与n 共线,得1x =-1y =11,∴x =1,y =-1.]【例1】 (1)设x =a +b ,y =b +c ,z =c +给出下列向量组:①{a ,b ,x },②{x ,y ,z },③{b ,c ,z },④{x ,y ,a +b +c }.其中可以作为空间一个基底的向量组有( )A .1个B .2个C .3个D .4个(2)已知{e 1,e 2,e 3}是空间的一个基底,且OA →=e 1+2e 2-e 3,OB →=-3e 1+e 2+2e 3,OC →=e 1+e 2-e 3,试判断{OA →,OB →,OC →}能否作为空间的一个基底.(1)C [如图所示,令a =AB →,b =AA 1→,c =AD →,则x =AB 1→,y =AD 1→,z =AC →,a +b +c =AC 1→.由于A ,B 1,C ,D 1四点不共面,可知向量x ,y ,z 也不共面,同理b ,c ,z 和x ,y ,a +b +c 也不共面,故选C.](2)[解] 假设OA →,OB →,OC →共面,由向量共面的充要条件知,存在实数x ,y ,使OA →=xOB →+yOC →成立,∴e 1+2e 2-e 3=x (-3e 1+e 2+2e 3)+y (e 1+e 2-e 3), 即e 1+2e 2-e 3=(y -3x )e 1+(x +y )e 2+(2x -y )e 3∵{e 1,e 2,e 3}是空间的一个基底,∴e 1,e 2,e 3不共面.∴⎩⎨⎧y -3x =1,x +y =2,2x -y =-1,此方程组无解.即不存在实数x ,y 使得OA →=xOB →+yOC →, 所以OA →,OB →,OC →不共面.所以{OA →,OB →,OC →}能作为空间的一个基底.基底判断的基本思路及方法(1)基本思路:判断三个空间向量是否共面,若共面,则不能构成基底;若不共面,则能构成基底.(2)方法:①如果向量中存在零向量,则不能作为基底;如果存在一个向量可以用另外的向量线性表示,则不能构成基底.②假设a =λb +μ c ,运用空间向量基本定理,建立λ,μ的方程组,若有解,则共面,不能作为基底;若无解,则不共面,能作为基底.[跟进训练]1.设向量{a ,b ,c }是空间一个基底,则一定可以与向量p =a +b ,q =a -b ,构成空间的另一个基底的向量是( )A .aB .bC .cD .a 或bC [由题意和空间向量的共面定理, 结合p +q =(a +b )+(a -b )=2a , 得a 与p ,q 是共面向量, 同理b 与p ,q 是共面向量,所以a 与b 不能与p ,q 构成空间的一个基底; 又c 与a 和b 不共面,所以c 与p ,q 构成空间的一个基底.]【例2】 如图,四棱锥P -OABC 的底面为一矩形,PO ⊥平面OABC ,设OA →=a ,OC →=b ,OP →=c ,E ,F 分别是PC ,PB 的中点,试用a ,b ,c 表示:BF →,BE →,AE →,EF →.[思路探究]利用图形寻找待求向量与a ,b ,c 的关系→利利用向量运算进行分拆→直至向量用a ,b ,c 表示[解] 连接BO (图略),则BF →=12BP →=12(BO →+OP →)=12(c -b -a )=-12a -12b +12c .BE →=BC →+CE →=BC →+12CP →=BC →+12(CO →+OP →)=-a -12b +12c .AE →=AP →+PE →=AO →+OP →+12(PO →+OC →)=-a +c +12(-c +b )=-a +12b +12c .EF→=12CB →=12OA →=12a .基向量的选择和使用方法(1)尽可能选择具有垂直关系的,从同一起点出发的三个向量作为基底. (2)用基向量表示一个向量时,如果此向量的起点是从基底的公共点出发的,一般考虑加法,否则考虑减法;如果此向量与一个易求的向量共线,可用数乘.[跟进训练]2.点P 是矩形ABCD 所在平面外一点,且P A ⊥平面ABCD ,M ,N 分别是PC ,PD 上的点,且PM →=23PC →,PN →=ND →,则满足MN →=xAB →+yAD →+zAP →的实数x ,y ,z 的值分别为( )A .-23,16,16B .23,-16,16。
高中数学新人教A版选修1-1课件:第一章常用逻辑用语习题课——充分条件与必要条件的综合问题
解析:方程 x2+y2+4mx-2y+5m=0 表示圆时,有 16m2+4-20m>0,解得
1
4
1
4
m>1 或 m< ,故所求充要条件为 m>1 或 m< .
答案:A
4.若“x2-x<0”是“x>a”的充分不必要条件,则实数a的取值范围
是
.
解析:由x2-x<0可得0<x<1,由于“x2-x<0”是“x>a”的充分不必要条件,
探究二
思维辨析
反思感悟1.探求一个结论成立的充分不必要条件或必要不充分
条件时,往往可以先找到其成立的充要条件,然后通过对充要条件
的范围放大或缩小,得到相应的充分不必要条件或必要不充分条件.
2.如果p是q的充分不必要条件,那么p并不是唯一的,可以有多个;
同样,如果p是q的必要不充分条件,那么p也不是唯一的,可以有多个;
思维辨析
自主解答:(1)因为一元二次方程 ax2+bx+1=0(a≠0)有一正根和
4-4 > 0,
> 0,
一负根,所以
即 1
⇔a<0,这是方程有一个正根和
1 2 < 0,
<0
一个负根的充要条件,而本题要求的是充分不必要条件,由于
{a|a<-1}⫋{a|a<0},故选 C.
(2)因为函数过第一、三、四象限,所以 1
p 是 q 的必要不充分条件
p 是 q 的必要条件
p 是 q 的充要条件
p 是 q 的既不充分也不必要条件
【做一做1】 设m∈R,则“m<4”的一个充分不必要条件是(
【小初高学习】2018版高中数学专题01解密命题充分必要性之含参问题特色训练新人教A版选修1_1
专题01 解密命题充分必要性之含参问题一、选择题1.【黑龙江省哈尔滨市第六中学2017-2018学年高二上学期期中考】若“01x ≤≤”是“()(20x a x a ⎡⎤--+<⎣⎦)”的充分不必要条件,则实数a 的取值范围是( )A . ][01,)-∞⋃+∞(,B . []1,0-C . ()1,0-D . ()(),10,-∞-⋃+∞【答案】C点睛:设,p q 对应的集合分别为,A B ,则有以下结论: (1)若p q 是的充分条件,则A B ⊆; (2)若p q 是的充分不必要条件,则A B ;(3)若p q 是的充要条件,则A B =。
根据所给的命题间的充分必要性求参数的取值范围时,要学会根据以上结论将问题转化成集合间的包含关系去处理。
2.【上海市浦东新区2017-2018学年第一学期高三期中】若关于x 的一元二次方程20ax bx c ++=有两个实数根,分别是1x 、2x ,则“12122{1x x x x +>>”是“两根均大于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.【答案】B【解析】若121,1x x >>,则12122{ 1x x x x +>>,但是1214,2x x ==,满足12122{ 1x x x x +>>,但不满足121,1x x >>。
所以是必要不充分条件。
选B .若p q ⇒,则p 是q 的充分条件, q 是p 的必要条件,若存一个0p ,使p 成立,但q 不成立,则p 不是q 的充分条件,q 也不是p 的必要条件。
3.【山东省菏泽第一中学2018届高三上学期第一次月考】已知,如果是的充分不必要条件,则实数的取值范围是 ( )A .B .C .D .【答案】B【解析】由题意可得q :x <-1或x >2,由是的充分不必要条件,得,选B .4.【江西省横峰中学、铅山一中、德兴一中2018届高三上学期第一次月考】“不等式x 2-x +m >0在R 上恒成立”的一个必要不充分条件是( )A . m >B . m >0C . 0<m <1D . m >1【答案】B5.【江西省抚州市临川区第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考】函数()2lo g ,0{ 2,0x x x f x a x >=-+≤有且只有一个零点的充分不必要条件是( )A .112a << B . 102a << C . 0a < D . 0a ≤或1a > 【答案】C【解析】∵当0x > 时, 1x = 是函数f x ()的一个零点; 故当0x ≤ 时, 20x a -+< 恒成立;即2xa < 恒成立,故0a <;故选C .6.【山东省淄博市淄川中学2018届高三上学期第一次月考】已知m ∈R ,“函数y =2x+m ﹣1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”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】函数y =2x+m ﹣1有零点,则: 12x m =-存在实数解,即函数12x y =-与函数y m=有交点,据此可得: 1m <,函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数,则01m <<,据此可得:“函数y =2x+m ﹣1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”的必要不充分条件. 本题选择B 选项.7.【福建省2018届数学基地校高三毕业班总复习】“1a =- ”是“函数()f x x a =+ 在[)3,+∞ 上单调增函数”的 ( ).A . 充分非必要条件.B . 必要非充分条件.C . 充要条件.D . 既非充分也非必要条件.【答案】A点睛:充分、必要条件的三种判断方法.1.定义法:直接判断“若p 则q ”、“若q 则p ”的真假.并注意和图示相结合,例如“p ⇒q ”为真,则p 是q 的充分条件.2.等价法:利用p ⇒ q 与非q ⇒非p , q ⇒ p 与非p ⇒非q , p ⇔ q 与非q ⇔非p 的等价关系,对于条件或结论是否定式的命题,一般运用等价法.3.集合法:若A ⊆ B ,则A 是B 的充分条件或B 是A 的必要条件;若A =B ,则A 是B 的充要条件.8.【广西钦州市2018届高三上学期第一次质量检测】若“”是“函数的图象不过第三象限”的必要不充分条件,则实数的取值范围是( )A .B .C .D .【答案】D【解析】∵函数的图象不过第三象限,∴m﹣≥﹣1,解得m≥﹣.∵“m>a”是“函数的图象不过第三象限”的必要不充分条件,3∴a<﹣.则实数a的取值范围是.故选:D.点睛:函数的图象不过第三象限,可得:m﹣≥﹣1,解得m范围.由“m>a”是“函数的图象不过第三象限”的必要不充分条件,即可得出.a≤”是“函数9.【贵州省遵义市第四中学2018届高三上学期第一次月考】“1()241f x x ax4,+∞上为增函数”的( )=-+在区间[)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【答案】A【点睛】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据二次函数的单调性求出a的取值范围是解决本题的关键.二、填空题10.【山东省邹平双语学校二区2017-2018学年高二上学期第一次月考】从“充分不必要条件”、“必要不充分条件”、“充要条件”和“既不充分又不必要条件”中,选出恰当的一种填空:“a =0”是“函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数”的_____. 【答案】充要条件【解析】当0a =时,函数()2f x x =是偶函数,反过来函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数,则()()()222f x x ax x ax f x x ax -=--=-==+ ,则0ax =对x R ∈恒成立,只需0a =,则“a =0”是“函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数”的充要条件.11.【江苏省盐城市阜宁中学2017-2018学年高二上学期第一次学情调研】“0m >”是方程20x x m +-=有实根的________条件.(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“既非充分也非必要”) 【答案】充分不必要【解析】由方程20x x m +-=有实根,得:0≥,即14m 0+≥,解得: 1m 4≥-“0m >”显然能推得“1m 4≥-”,但“1m 4≥-”推不出“0m >”∴“0m >”是方程20x x m +-=有实根的充分不必要条件12.【江苏省常州市横林高级中学2017~2018学年第一学期月考】若()f x 是R 上的增函数,且()()14,22f f -=-=,设(){}|13P x f x t =++<,(){}|4Q x f x =<-,若“x P ∈”是“x Q ∈的充分不必要条件,则实数的取值范围是_____________. 【答案】()3,+∞13.【甘肃省武威市第六中学2018届高三上学期第二次阶段性过关考】设p :实数x 满足22430x ax a -+<,其中0a ≠, q :实数x 满足2260{280x x x x --≤+->,若p 是q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________; 【答案】(]1,2【解析】P 为真时, 22{|430},A x x ax a =-+<当a >0时, {},3A a a =;当a <0时,{}3,A a a =.Q 为真时, {}2260{|{}2,3280x x B x x x --≤==+->.因为p 是q 的必要不充分条件,则A B ⊇≠,所以当a >0时,有2{33a a≤<,解得12a <≤;当a <0时,显然A B ⋂=∅,不合题意. 综上所述:实数a 的取值范围是(]1,2.14.【江苏省连云港市2016-2017学年高二下学期期末】已知“()()23x t x t ->-”是“2340x x +-<”成立的必要不充分条件,则实数t 的取值范围是_________. 【答案】(][),71,-∞-⋃+∞三、解答题15.【山东省邹平双语学校二区2017-2018学年高二上学期第一次月考】已知命题p :x ∈A ,且A ={x |a ﹣1<x <a +1},命题q :x ∈B ,且B ={x |x 2﹣4x +3≥0} (Ⅰ)若A ∩B =∅,A ∪B =R ,求实数a 的值; (Ⅱ)若p 是q 的充分条件,求实数a 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)2(Ⅱ)(﹣∞,0]∪[4,+∞).【解析】试题分析:首先化简集合B ,根据A ∩B =∅,A ∪B =R ,说明集合A 为集合B 在R 下的补集,根据要求列出方程求出a ,第二步从集合的包含关系解决充要条件问题,p 是q 的充分条件说明集合A 是集合B 的子集,根据要求列出不等式组,解出a 的范围. 试题解析:(Ⅰ)B ={x |x 2﹣4x +3≥0}={x |x ≤1,或x ≥3},A ={x |a ﹣1<x <a +1}, 由A ∩B =∅,A ∪B =R ,得11{13a a -=+=,得a =2,所以满足A ∩B =∅,A ∪B =R 的实数a 的值为2;(Ⅱ)因p 是q 的充分条件,所以A ⊆B ,且A ≠∅,所以结合数轴可知,a +1≤1或a ﹣1≥3,解得a ≤0,或a ≥4,所以p 是q 的充分条件的实数a 的取值范围是(﹣∞,0]∪[4,+∞).16.【山东省菏泽第一中学2018届高三上学期第一次月考】已知224:8200,:1p x x q x m--≤≤-. (1)若p 是q 的必要不充分条件,求m 的取值范围; (2)若p ⌝是q ⌝的必要不充分条件,求m 的取值范围.【答案】(1)⎡⎣(2)][(),33,-∞-⋃+∞【解析】试题分析:首先分别求出命题p 与q 所表示的范围,再根据小推大原则转化为集合与集合间的子集关系,其中(2)利用互为逆否命题,可转化为p 是q 的充分不必要条件,再求m 的范围。
2018版高中数学专题02或且非命题的真假判断特色训练新人教A版选修1_1(数学试卷 新课标人教版)
专题02 或且非命题的真假判断一、选择题1.【河北省邢台市2018届高三上学期第二次月考】已知()2xf x e ax =-.命题:p 对1a ∀≥, ()y f x =有三个零点,命题:q a R ∃∈,使得()0f x ≤恒成立. 则下列命题为真命题的是( )A . p q ∧B . ()()p q ⌝∧⌝C . ()p q ⌝∧D . ()p q ∧⌝【答案】B2.【北京市海淀首经贸2016-2017学年高二上学期期中】若命题“且”为假,且“”为假,则( ).A . 或为假B . 为假C . 为真D . 为假【答案】D【解析】“”为假,则为真, 又“且”为假,为真, 故为假, 故选.3.【北京市西城鲁迅中学2016-2017学年高二上学期期中】命题的值不超过,命题是无理数,则( ).A . 命题“”是假命题B . 命题“”是假命题C . 命题“”是假命题D . 命题“”是真命题【答案】B【解析】命题为假,, 命题为真,是无理数, “”为真命题,“”为真命题,“”为假命题,“”为假命题. 故选.点睛:若要判断一个含有逻辑联结词的命题的真假,需先判断构成这个命题的每个简单命题的真假,再依据“或”:一真即真,“且”:一假即假,“非”:真假相反,做出判断即可.以命题真假为依据求参数的取值范围时,首先要对两个简单命题进行化简,然后依据“p ∨q ”“p ∧q ”“非p ”形式命题的真假,列出含有参数的不等式(组)求解即可. 4.【北京西城13中2016-2017学年高二上期期中】已知互不重合的三个平面α, β, γ,命题p :若αβ⊥, γβ⊥,则αγ;命题q :若α上不共线的三点到β的距离相等,则αβ,下列结论中正确的是( ). A . 命题“p 且q ”为真 B . 命题“p 或q ⌝”为假 C . 命题“p 或q ”为假 D . 命题“p 且q ⌝”为假【答案】C5.【甘肃省会宁县第一中学2018届高三上学期第二次月考】已知命题,命题,若命题“”是真命题,则实数的取值范围是( )A .B .C .D .【答案】A【解析】命题,只需; 命题,有,解得或.若命题“”是真命题,则命题和命题均为真命题, 有或. 故选A .点睛:若要判断一个含有逻辑联结词的命题的真假,需先判断构成这个命题的每个简单命题的真假,再依据“或”:一真即真,“且”:一假即假,“非”:真假相反,做出判断即可.函数的恒成立问题通常是转为找函数的最值来处理,二次方程的根的问题通常是转化为研究判别式和0的关系.6.【广东省东莞外国语学校2018届高三第一次月考】已知命题p : x R ∃∈, 5cos 4x =;命题q : 2,10x R x x ∀∈-+>.则下列结论正确的是( )A . 命题p q ∧是真命题B . 命题p q ∧⌝是真命题C . 命题p q ⌝∧是真命题D . 命题p q ⌝∨⌝是假命题【答案】C7.【齐鲁名校教科研协作体山东、湖北部分重点中学2018届高三第一次调研联考】已知命题000:,0,x p x R e mx ∃∈-= 2:,10,q x R mx mx ∀∈++>若()p q ∨⌝为假命题,则实数m 的取值范围是A . ()(),04,-∞⋃+∞B . []0,4C . [)0,eD . ()0,e【答案】C【解析】由()p q ∨⌝为假命题可得p 假q 真,若p 为假,则xe mx =无解,可得0m e ≤<;若q 为真则04m ≤<,所以答案为C8.【吉林省扶余市第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考】已知命题p :存在实数m使10m +≤;命题q :对任意x R ∈都有210x mx ++>,若“”为假命题,则实数m 的取值范围为( ).A . (],2-∞-B . [)2,+∞C . (](),21,-∞-⋃-+∞D . []2,2-【答案】B【解析】化简条件p : 1m ≤-,q : 24022m m ∆=-<⇒-<<,∵ p q ∨为假命题,∴ p ,q 都是假命题,所以1{ 22m m m >-≤-≥或,解得2m ≥,故选B .二、填空题9.【北京西城13中2016-2017学年高二上期期中】若命题:2p x =且3y =,则p ⌝为__________.【答案】2x ≠或3y ≠【解析】p 且q 的否定为p ⌝或q ⌝,所以“2x =且3y =”的否定为“2x ≠或3y ≠”,故答案为2x ≠或 3.y ≠10.【2016-2017盐城市第一中学高二上期末】命题“∃x ∈R ,x 2+2ax +a ≤0”是假命题,则实数a 的取值范围为________. 【答案】01a <<【解析】因为命题“∃x ∈R ,x 2+2ax +a ≤0”是假命题 所以0∆<,即()224a 0a -<,解得: 01a << 故答案为: 01a <<11.已知命题p :关于x 的不等式1(0,1)xa a a >>≠ 的解集是{}0x x ,命题q :函数()2lg y ax x a =-+ 的定义域为R ,如果p ∨q 为真命题,p ∧q 为假命题,则实数a 的取值范围为________________. 【答案】(1,12)12.【黑龙江省齐齐哈尔市第八中学2017-2018学年高二9月月考】已知,如果是假命题,是真命题,则实数的取值范围是_______________. 【答案】【解析】是假命题,,解得,由是真命题,,解得,实数的取值范围是,故答案为.三、解答题13.【江西省赣州市南康区第三中学2018届高三第三次大考】已知命题:方程有两个不相等的负实根,命题: 恒成立;若或为真,且为假,求实数的取值范围. 【答案】或.14.【河北省邯郸市鸡泽县第一中学2017-2018学年高二10月月考】已知m ∈R ,命题p :对任意[]0,1x ∈,不等式2223x m m -≥-恒成立;命题q :存在[]1,1x ∈-,使得m x ≤成立.(1)若p 为真命题,求m 的取值范围;(2)若p 且q 为假, p 或q 为真,求m 的取值范围; 【答案】(1)[1,2] (2)(-∞,1)∪(1,2]【解析】试题分析:(1)由对任意[]0,1x ∈,不等式2223x m m -≥-恒成立,知232m m -≤-,由此能求出m 的取值范围;(2)存在[]0,1x ∈,使得m x ≤成立,推导出命题q 满足1m ≤,由p 且q 为假, p 和q 为真,知p 、q 一真一假,分两种情况讨论,对于p 真q 假以及p 假q 真分别列不等式组,分别解不等式组,然后求并集即可求得实数m 的取值范围.15.【河南省商丘市第一高级中学2017-2018学年高二10月月考】命题p:关于x的不等式的解集为;命题q:函数为增函数.命题r:a满足.(1)若p∨q是真命题且p∧q是假题.求实数a的取值范围.(2)试判断命题¬p是命题r成立的一个什么条件.【答案】(1) ﹣1≤a<﹣或<a≤1;(2) 充分不必要条件【解析】试题分析:利用判别式求出为真时的取值范围,根据指数函数的图象与性质求出为真时的取值范围,由是真命题且是假命题知一真一假,由此求出的范围。
2018届高中数学专题01解密命题充分必要性之含参问题特色训练新人教A版选修2-1
专题01解密命题充分必要性之含参问题一、选择题1.【黑龙江省哈尔滨市第六中学2017-2018学年高二上学期期中考】若“ 0乞XZ1”是“(x — a)X 一a • 2 :::0 ”的充分不必要条件,则实数a的取值范围是()A(-"■ ,0 .1. [1, ::) B 丨-1,0 I C. :;-1,0 D.;-匚【,-1 一0,::【答案】C【解折】由(x-a)<0解得e <a+2 f因为是气北一。
)[乂一(d+2)] <(K的充分不必要条件」所以[0」]0仏口+2),所以J;;:」解得Ts® 所以实数口的取值范围为(-1,0).选C.点睛:设p,q对应的集合分别为A,B,则有以下结论:(1 )若p是q的充分条件,则A B ;(2 )若p是q的充分不必要条件,则A B ;(3 )若p是q的充要条件,则A = B。
根据所给的命题间的充分必要性求参数的取值范围时,要学会根据以上结论将问题转化成集合间的包含关系去处理。
2•【上海市浦东新区2017-2018学年第一学期高三期中】若关于X的一元二次方程ax2 bx 0有两个x + x >2实数根,分别是x1、x2,则“ {2”是“两根均大于1”的()x1x^>1A 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.【答案】BX t 十x2> 2 1 X j 十x2> 2【解析】若x11, x21,则{,但是捲=4, x2,满足{,但不满足X| 1,x21 o%X2A1 2 ^x2 >1所以是必要不充分条件。
选 B.【点睛】若p= q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件,若存一个p0,使p成立,但q不成立,则p不是q的充分条件,q也不是p的必要条件。
33•【山东省荷泽第一中学2018届高三上学期第一次月考】已知—,如果是.的充分不必要条x + 1件,则实数的取值范围是()A [2f + w) B. (2.r + »)C + D.【答案】B【解析】由题意可得q:x<-1或x>2,由是的充分不必要条件,得卜、",选B.4•【江西省横峰中学、铅山一中、德兴一中2018届高三上学期第一次月考】“不等式x2—x+ m>0在R上恒成立”的一个必要不充分条件是()A. m>B. m>0C. 0< m<1D. m>1【答案】B【解析】『「不等式x十曲)在疋上恒成立"的等价条件为即皿二所以必要不充分条件比4nn a 2的范围更大且包含m 所以选方-4 45.【江西省抚州市临川区第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考】函数f x ={ lOg2X, X 0有—2x+ a,x 兰0且只有一个零点的充分不必要条件是()1 1A —<a v1 B. 0<av— C avO D a^O 或a=12 2【答案】C【解析】•••当x>0时,x=1是函数f(x)的一个零点;故当x 一0时,-2x a<0恒成立;即a v2x恒成立,故a v O;故选C.6 •【山东省淄博市淄川中学2018届高三上学期第一次月考】已知mE R, “函数y=2x+m- 1有零点”是“函数y=log nx在f 0, +m)上为减函数”的f )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【答案】B【解析】函数y =2x +m- 1有零点,则: m =1-2x 存在实数解,即函数 y =1 _2x 与函数y =m 有交点,据此可得:m :::1, 函数y =log nx 在(0, +8)上为减函数,则 0 ::: m .1,据此可得:"函数 y =2x +m- 1有零点”是"函数 y =log m x 在(0, +8)上为减函数”的必要不充分条件 本题选择B 选项• 7 •【福建省2018届数学基地校高三毕业班总复习】“ a = —1 ”是“函数f (x )二x + a 在13,母)上单调增函数”的()•A 充分非必要条件.B 必要非充分条件C.充要条件. D 既非充分也非必要条件【答案】A【解析】当是函数=1|的増区间为[1HO )所汰“口是国数/(x )=|^i|在R上罡单调増函数的充分非必要条件,选儿点睛:充分、必要条件的三种判断方法.p ”的真假•并注意和图示相结合,例如“ p ? q ”为真,则p 是q 的充分条件.• a v-.-2则实数a 的取值范围是 ■,.3故选:D. 点睛:1 •定义法:直接判断“若 p 则q ”、“若q 则 2.等价法:利用p ? q 与非q ?非p , q ?p 与非pp ? q 与非q ?非p 的等价关系,对于条件或结论3•集合法:若 A ? B ,则A 是B 的充分条件或 B 是A 的必要条件; 8.【广西钦州市2018届高三上学期第一次质量检测】若 若 A = B ,则A 是B 的充要条件.■1 1“函数III',的图象不过第三象限”的必要不充分条件,则实数的取值范围是 2A.322B.虫:C.D332 a < __ 3【答案】D1 1 f(x)=㈠m --3 3 1Km > a ” 是“函数'•.-【解析】•••函数的图象不过第三象限,•••rrr>- 1,解得 m ^-.331的图象不过第三象的必要不充分条件,1 1 1 1函数I: < : i' -- in 的图象不过第三象限,可得:m~>~ 1,解得m范围.由"m> a”是"函数■;i' -■ in3 3 3 3的图象不过第三象限”的必要不充分条件,即可得出.9 .【贵州省遵义市第四中学2018届高三上学期第一次月考】“a乞1 ”是“函数f X =X2-4ax • 1在区间14^ ■上为增函数”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【答案】A【解析】若函数/£=/-仕+1在区间上为増函数,贝U对称*由兀=-汝=加兰4 ,解得口乞2 ,2则5 ML是抿函数_/U)二/一仏+ 1在区间[42)上为増函数君的充分不必要条件,故选/【点睛】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据二次函数的单调性求出a的取值范围是解决本题的关键.二、填空题10.【山东省邹平双语学校二区2017-2018学年高二上学期第一次月考】从“充分不必要条件”、“必要不充分条件”、“充要条件”和“既不充分又不必要条件”中,选出恰当的一种填空:“a=0”是“函数f (x) =x2+ax (x€ R为偶函数”的_______ .【答案】充要条件2 2【解析】当a = 0时,函数f x = x是偶函数,反过来函数 f (x) =x +ax (x € R)为偶函数,则2 2 2f -x - -x -ax = x -ax = f x = x ax ,则ax = 0对x R恒成立,只需a = 0,则“ a=0”是“函数f (x) =x2+ax (x€ R)为偶函数”的充要条件.11.【江苏省盐城市阜宁中学2017-2018学年高二上学期第一次学情调研】“ m • 0”是方程x2• x - m = 0有实根的_______ 条件.(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“既非充分也非必要”)【答案】充分不必要1【解析】由方程x 2・x -m =:0有实根,得:LI 0,即「4m_0,解得:m _ —41 1 “ m 0”显然能推得“ m _ -一”,但“ m _ - ―”推不出“ m • 0”44•••“ m 0”是方程x 2 • x-m =0有实根的充分不必要条件12 .【江 苏省常州市 横林高级中学2017~2018学年第一学期月考】若f X 是R 上的增函数,且f -1 = -4, f 2 =2,设 P 」x | f x t 1 :: 3?, Q ・.x| f x ::,若“ x P ”是“ x Q 的充分不必要条件,则实数 f 的取值范围是 ________________ . 【答案】 3,::【解析】/(x+r) + l<3可得v/(2) = l . ./(x+r)</(2),而_/(兀)是盘上的増函数,jc + f < 2,x<2-t ?即 P = {x|<2—?而/'(兀可彳昌川0<才(一1)/<7因为叭壽丘尸"是的充分不必要条件,二2— 即43,故答案为(3冋.13.【甘肃省武威市第六中学 2018届高三上学期第二次阶段性过关考】设p :实数x 满足x 2 -4ax • 3a 2 ::: 0,x 2 — x — 6 兰 0其中a = 0, q :实数x 满足{,若p 是q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是x 2 +2x-8 >0________ ; 【答案】1,2 1【解析】P 为真时, A={x|x 2-4ax 3a 2:: 0},当 a >0 时, A = ' a,3a ?;当 a <0 时, A = :3a,af .因为p 是q 的必要不充分条件,则 A 二北B ,a 兰2所以当a >0时,有{,解得1 :::a^2 ;3 <3a当a <0时,显然B =-,不合题意.Q 为真时,B -{x|{X 2 -x -6 乞0x 22x-8 01综上所述:实数a的取值范围是1,2 1.14.【江苏省连云港市2016-2017学年高二下学期期末】已知“(x —t ) >3(x—t )”是“ x2+3x —4c0”成立的必要不充分条件,则实数t的取值范围是___________ .【答案】]一口-7 ] 1, • “【解析】记P = {x (x —t $)3(x —t p = {x|(x — t X x —t - 3》0} ={x|x <t 或x a t + 3}Q = 7x | x2• 3x「4 :::01 = ix| x • 4 x「1 ::: 0^ = lx |「4 ::: x ::: 1,p 是q 成立的必要不充分条件,即等价于Q二P,所以t乞4或t _1,解得t< -7或t -1,所以m的取值范围是-::,-71〔1,=.三、解答题15.【山东省邹平双语学校二区2017-2018学年高二上学期第一次月考】已知命题p:x € A,且A={x| a- 1 v x v a+1},命题q:x € B 且B={ x| x2- 4x+3>0}(I)若A n B=?, A U B=R求实数a的值;(n)若p是q的充分条件,求实数a的取值范围.【答案】(I) 2 (n) (-8, 0] U [4 , +8).【解析】试题分析:首先化简集合B,根据A n B=?, A U B=R,说明集合A为集合B在R下的补集,根据要求列出方程求出a,第二步从集合的包含关系解决充要条件问题,p是q的充分条件说明集合A是集合B的子集,根据要求列出不等式组,解出a的范围.试題解析:(I )尿-41曲彥。
人教a版选修1-1《充分必要性之含参问题》特色训练有答案-(高二数学)
专题01 解密命题充分必要性之含参问题一、选择题1.【黑龙江省哈尔滨市第六中学2017-2018学年高二上学期期中考】若“01x ≤≤”是“()(20x a x a ⎡⎤--+<⎣⎦)”的充分不必要条件,则实数a 的取值范围是( )A . ][01,)-∞⋃+∞(,B . []1,0-C . ()1,0-D . ()(),10,-∞-⋃+∞【答案】C点睛:设,p q 对应的集合分别为,A B ,则有以下结论: (1)若p q 是的充分条件,则A B ⊆; (2)若p q 是的充分不必要条件,则A B ;(3)若p q 是的充要条件,则A B =。
根据所给的命题间的充分必要性求参数的取值范围时,要学会根据以上结论将问题转化成集合间的包含关系去处理。
2.【上海市浦东新区2017-2018学年第一学期高三期中】若关于x 的一元二次方程20ax bx c ++=有两个实数根,分别是1x 、2x ,则“12122{1x x x x +>>”是“两根均大于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.【答案】B【解析】若121,1x x >>,则12122{1x x x x +>>,但是1214,2x x ==,满足12122{ 1x x x x +>>,但不满足121,1x x >>。
所以是必要不充分条件。
选B . 【点睛】若p q ⇒,则p 是q 的充分条件, q 是p 的必要条件,若存一个0p ,使p 成立,但q 不成立,则p 不是q 的充分条件,q 也不是p 的必要条件。
3.【山东省菏泽第一中学2018届高三上学期第一次月考】已知,如果是的充分不必要条件,则实数的取值范围是 ( )A .B .C .D .【答案】B【解析】由题意可得q :x <-1或x >2,由是的充分不必要条件,得,选B .4.【江西省横峰中学、铅山一中、德兴一中2018届高三上学期第一次月考】“不等式x 2-x +m >0在R 上恒成立”的一个必要不充分条件是( )A . m >B . m >0C . 0<m <1D . m >1【答案】B5.【江西省抚州市临川区第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考】函数()2log ,0{ 2,0x x x f x a x >=-+≤有且只有一个零点的充分不必要条件是( )A .112a << B . 102a << C . 0a < D . 0a ≤或1a > 【答案】C【解析】∵当0x > 时, 1x = 是函数f x () 的一个零点; 故当0x ≤ 时, 20x a -+< 恒成立;即2x a < 恒成立,故0a <; 故选C .6.【山东省淄博市淄川中学2018届高三上学期第一次月考】已知m ∈R ,“函数y =2x+m ﹣1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”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【答案】B【解析】函数y =2x+m ﹣1有零点,则: 12x m =-存在实数解,即函数12xy =-与函数y m =有交点,据此可得: 1m <,函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数,则01m <<,据此可得:“函数y =2x+m ﹣1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”的必要不充分条件. 本题选择B 选项.7.【福建省2018届数学基地校高三毕业班总复习】“1a =- ”是“函数()f x x a =+ 在[)3,+∞ 上单调增函数”的 ( ).A . 充分非必要条件.B . 必要非充分条件.C . 充要条件.D . 既非充分也非必要条件.【答案】A点睛:充分、必要条件的三种判断方法.1.定义法:直接判断“若p 则q ”、“若q 则p ”的真假.并注意和图示相结合,例如“p ⇒ q ”为真,则p 是q 的充分条件.2.等价法:利用p ⇒ q 与非q ⇒非p , q ⇒ p 与非p ⇒非q , p ⇔ q 与非q ⇔非p 的等价关系,对于条件或结论是否定式的命题,一般运用等价法.3.集合法:若A ⊆ B ,则A 是B 的充分条件或B 是A 的必要条件;若A =B ,则A 是B 的充要条件. 8.【广西钦州市2018届高三上学期第一次质量检测】若“”是“函数的图象不过第三象限”的必要不充分条件,则实数的取值范围是( )A .B .C .D .【答案】D 【解析】∵函数的图象不过第三象限,∴m ﹣≥﹣1,解得m ≥﹣.∵“m >a ”是“函数 的图象不过第三象限”的必要不充分条件,3∴a <﹣.则实数a 的取值范围是.故选:D . 点睛:函数的图象不过第三象限,可得:m ﹣≥﹣1,解得m 范围.由“m >a ”是“函数的图象不过第三象限”的必要不充分条件,即可得出.9.【贵州省遵义市第四中学2018届高三上学期第一次月考】“1a ≤”是“函数()241f x x ax =-+在区间[)4,+∞上为增函数”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【答案】A【点睛】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据二次函数的单调性求出a 的取值范围是解决本题的关键. 二、填空题10.【山东省邹平双语学校二区2017-2018学年高二上学期第一次月考】从“充分不必要条件”、“必要不充分条件”、“充要条件”和“既不充分又不必要条件”中,选出恰当的一种填空:“a =0”是“函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数”的_____. 【答案】充要条件【解析】当0a =时,函数()2f x x =是偶函数,反过来函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数,则()()()222f x x ax x ax f x x ax -=--=-==+ ,则0ax =对x R ∈恒成立,只需0a =,则“a =0”是“函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数”的充要条件.11.【江苏省盐城市阜宁中学2017-2018学年高二上学期第一次学情调研】“0m >”是方程20x x m +-=有实根的________条件.(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“既非充分也非必要”) 【答案】充分不必要【解析】由方程20x x m +-=有实根,得: 0≥,即14m 0+≥,解得: 1m 4≥-“0m >”显然能推得“1m 4≥-”,但“1m 4≥-”推不出“0m >” ∴“0m >”是方程20x x m +-=有实根的充分不必要条件12.【江苏省常州市横林高级中学2017~2018学年第一学期月考】若()f x 是R 上的增函数,且()()14,22f f -=-=,设(){}|13P x f x t =++<, (){}|4Q x f x =<-,若“x P ∈”是“x Q ∈的充分不必要条件,则实数的取值范围是_____________. 【答案】()3,+∞13.【甘肃省武威市第六中学2018届高三上学期第二次阶段性过关考】设p :实数x 满足22430x ax a -+<,其中0a ≠, q :实数x 满足2260{ 280x x x x --≤+->,若p 是q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________; 【答案】(]1,2【解析】P 为真时, 22{|430},A x x ax a =-+<当a >0时, {},3A a a =;当a <0时, {}3,A a a =.Q 为真时, {}2260{|{ }2,3280x x B x x x --≤==+->.因为p 是q 的必要不充分条件,则A B ⊇≠, 所以当a >0时,有2{33a a≤<,解得12a <≤;当a <0时,显然A B ⋂=∅,不合题意. 综上所述:实数a 的取值范围是(]1,2.14.【江苏省连云港市2016-2017学年高二下学期期末】已知“()()23x t x t ->-”是“2340x x +-<”成立的必要不充分条件,则实数t 的取值范围是_________. 【答案】(][),71,-∞-⋃+∞三、解答题15.【山东省邹平双语学校二区2017-2018学年高二上学期第一次月考】已知命题p :x ∈A ,且A ={x |a ﹣1<x <a +1},命题q :x ∈B ,且B ={x |x 2﹣4x +3≥0} (Ⅰ)若A ∩B =∅,A ∪B =R ,求实数a 的值; (Ⅱ)若p 是q 的充分条件,求实数a 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)2(Ⅱ)(﹣∞,0]∪[4,+∞).【解析】试题分析:首先化简集合B ,根据A ∩B =∅,A ∪B =R ,说明集合A 为集合B 在R 下的补集,根据要求列出方程求出a ,第二步从集合的包含关系解决充要条件问题,p 是q 的充分条件说明集合A 是集合B 的子集,根据要求列出不等式组,解出a 的范围. 试题解析:(Ⅰ)B ={x |x 2﹣4x +3≥0}={x |x ≤1,或x ≥3},A ={x |a ﹣1<x <a +1}, 由A ∩B =∅,A ∪B =R ,得11{13a a -=+=,得a =2,所以满足A ∩B =∅,A ∪B =R 的实数a 的值为2;(Ⅱ)因p 是q 的充分条件,所以A ⊆B ,且A ≠∅,所以结合数轴可知,a +1≤1或a ﹣1≥3,解得a ≤0,或a ≥4,所以p 是q 的充分条件的实数a 的取值范围是(﹣∞,0]∪[4,+∞).16.【山东省菏泽第一中学2018届高三上学期第一次月考】已知224:8200,:1p x x q x m --≤≤-. (1)若p 是q 的必要不充分条件,求m 的取值范围; (2)若p ⌝是q ⌝的必要不充分条件,求m 的取值范围.【答案】(1)⎡⎣(2)][(),33,-∞-⋃+∞【解析】试题分析:首先分别求出命题p 与q 所表示的范围,再根据小推大原则转化为集合与集合间的子集关系,其中(2)利用互为逆否命题,可转化为p 是q 的充分不必要条件,再求m 的范围。
2018版高中数学人教版A版选修1-1学案:1.1.1 命 题
1.1.1 命 题[学习目标] 1.了解命题的概念.2.会判断命题的真假,能够把命题化为“若p,则q”的形式.知识点一 命题的定义(1)用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.(2)判断为真的语句叫做真命题.(3)判断为假的语句叫做假命题.思考 (1)“x>5”是命题吗?(2)陈述句一定是命题吗?答案 (1)“x>5”不是命题,因为它不能判断真假.(2)陈述句不一定是命题,因为不知真假.只有可以判断真假的陈述句才叫做命题.知识点二 命题的结构从构成来看,所有的命题都由条件和结论两部分构成.在数学中,命题常写成“若p,则q”的形式.通常,我们把这种形式的命题中的p叫做命题的条件,q叫做命题的结论.题型一 命题的判断例1 (1)下列语句为命题的是( )A.x-1=0B.2+3=8C.你会说英语吗?D.这是一棵大树(2)下列语句为命题的有________.①一个数不是正数就是负数;②梯形是不是平面图形呢?③22015是一个很大的数;④4是集合{2,3,4}的元素;⑤作△ABC≌△A′B′C′.答案 (1)B (2)①④解析 (1)A中x不确定,x-1=0的真假无法判断;B中2+3=8是命题,且是假命题;C不是陈述句,故不是命题;D中“大”的标准不确定,无法判断真假.(2)①是陈述句,且能判断真假;②不是陈述句;③不能断定真假;④是陈述句且能判断真假;⑤不是陈述句.反思与感悟 并不是所有的语句都是命题,只有能判断真假的陈述句才是命题.命题首先是“陈述句”,其他语句如疑问句、祈使句、感叹句等一般都不是命题;其次是“能判断真假”,不能判断真假的陈述句不是命题,如“x≥2”、“小高的个子很高”等都不能判断真假,故都不是命题.因此,判断一个语句是否为命题,关键有两点:①是否为陈述句;②能否判断真假.跟踪训练1 判断下列语句是不是命题.3(1)求证是无理数;(2)x2+2x+1≥0;(3)你是高二学生吗?(4)并非所有的人都喜欢苹果;(5)一个正整数不是质数就是合数;(6)若x∈R,则x2+4x+7>0;(7)x+3>0.解 (1)(3)(7)不是命题,(2)(4)(5)(6)是命题.题型二 命题真假的判断例2 判断下列命题的真假:(1)已知a,b,c,d∈R,若a≠c,b≠d,则a+b≠c+d;(2)若x∈N,则x3>x2成立;(3)若m>1,则方程x2-2x+m=0无实数根;(4)存在一个三角形没有外接圆.解 (1)假命题.反例:1≠4,5≠2,而1+5=4+2.(2)假命题.反例:当x=0时,x3>x2不成立.(3)真命题.∵m>1⇒Δ=4-4m<0,∴方程x2-2x+m=0无实数根.(4)假命题.因为不共线的三点确定一个圆,即任何三角形都有外接圆.反思与感悟 要判断一个命题是真命题,一般需要经过严格的推理论证,在判断时,要有理有据,有时应综合各种情况作出正确的判断.而判断一个命题是假命题,只需举出一个反例即可.跟踪训练2 下列命题:①若xy=1,则x、y互为倒数;②四条边相等的四边形是正方形;③平行四边形是梯形;④若ac2>bc2,则a>b.其中真命题的序号是________.答案 ①④解析 ①④是真命题,②四条边相等的四边形是菱形,但不一定是正方形,③平行四边形不是梯形.题型三 命题的构成形式例3 (1)已知命题:弦的垂直平分线经过圆心并且平分弦所对的弧,若把上述命题改为“若p,则q”的形式,则p是_____________,q是_____________________.答案 一条直线是弦的垂直平分线 这条直线经过圆心且平分弦所对的弧(2)把下列命题改写成“若p,则q”的形式,并判断命题的真假.①已知x,y为正整数,当y=x+1时,y=3,x=2;②当abc=0时,a=0且b=0且c=0.解 ①已知x,y为正整数,若y=x+1,则y=3,x=2,假命题.②若abc=0,则a=0且b=0且c=0,假命题.反思与感悟 把一个命题改写成“若p,则q”的形式,首先要确定命题的条件和结论,若条件和结论比较隐含,要补充完整,有时一个条件有多个结论,有时一个结论需多个条件,还要注意有的命题改写形式也不惟一.跟踪训练3 指出下列命题中的条件p和结论q,并判断各命题的真假.(1)若四边形是平行四边形,则它的对角线互相平分;(2)若a>0,b>0,则a+b>0;(3)面积相等的三角形是全等三角形.解 (1)条件p:四边形是平行四边形,结论q:四边形的对角线互相平分.真命题.(2)条件p :a >0,b >0,结论q :a +b >0.真命题.(3)条件p :两个三角形面积相等,结论q :它们是全等三角形.假命题.1.下列语句不是命题的个数为( )①2<1;②x <1;③若x <2,则x <1;④函数f (x )=x 2是R 上的偶函数.A.0B.1C.2D.3答案 C解析 ①④可以判断真假,是命题;②③不能判断真假,所以不是命题.2.下列命题为真命题的是( )A.互余的两个角不相等B.相等的两个角是同位角C.若a 2=b 2,则|a |=|b |D.三角形的一个外角等于和它不相邻的一个内角答案 C解析 由平面几何知识可知A 、B 、D 三项都是错误的.3.下列命题是真命题的是( )A.若a 2=4,则a =2B.若a =b ,则=a bC.若=,则a =bD.若a <b ,则a 2<b 21a 1b 答案 C解析 判断是假命题,只需举反例,用排除法,得到正确选项.由a 2=4得a =±2,排除A ;取a =b =-1,排除B ;-2<1,但(-2)2>12,排除D.故选C.4.给出下列四个命题:①若一个平面内的两条直线与另一个平面都平行,那么这两个平面相互平行;②若一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面相互垂直;③垂直于同一条直线的两条直线相互平行;④若两个平面垂直,那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直.其中,为真命题的是( )A.①②B.②③C.③④D.②④答案 D解析 当两个平面相交时,一个平面内的两条直线可以平行于另一个平面,故①错;由平面与平面垂直的判定定理可知②正确;空间中垂直于同一条直线的两条直线可以平行、相交也可以异面,故③错;若两个平面垂直,在一个平面内与它们的交线垂直的直线才与另一个平面垂直,故④正确.5.下列命题:①若xy=0,则|x|+|y|=0;②若a>b,则ac2>bc2; ③矩形的对角线互相垂直.其中假命题的个数是________.答案 3解析 ①当x,y中一个为零,另一个不为零时,|x|+|y|≠0;②当c=0时不成立;③菱形的对角线互相垂直.矩形的对角线不一定垂直.1.根据命题的定义,可以判断真假的陈述句是命题.命题的条件与结论之间属于因果关系,真命题需要给出证明,假命题只需举出一个反例即可.2.任何命题都是由条件和结论构成的,可以写成“若p,则q”的形式.含有大前提的命题写成“若p,则q”的形式时,大前提应保持不变,且不写在条件p中.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
专题01 解密命题充分必要性之含参问题一、选择题1.【黑龙江省哈尔滨市第六中学2017-2018学年高二上学期期中考】若“01x ≤≤”是“()(20x a x a ⎡⎤--+<⎣⎦)”的充分不必要条件,则实数a 的取值范围是( )A . ][01,)-∞⋃+∞(,B . []1,0-C . ()1,0-D . ()(),10,-∞-⋃+∞【答案】C点睛:设,p q 对应的集合分别为,A B ,则有以下结论: (1)若p q 是的充分条件,则A B ⊆; (2)若p q 是的充分不必要条件,则A B ;(3)若p q 是的充要条件,则A B =。
根据所给的命题间的充分必要性求参数的取值范围时,要学会根据以上结论将问题转化成集合间的包含关系去处理。
2.【上海市浦东新区2017-2018学年第一学期高三期中】若关于x 的一元二次方程20ax bx c ++=有两个实数根,分别是1x 、2x ,则“12122{1x x x x +>>”是“两根均大于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.【答案】B【解析】若121,1x x >>,则12122{ 1x x x x +>>,但是1214,2x x ==,满足12122{ 1x x x x +>>,但不满足121,1x x >>。
所以是必要不充分条件。
选B .若p q ⇒,则p 是q 的充分条件, q 是p 的必要条件,若存一个0p ,使p 成立,但q 不成立,则p 不是q 的充分条件,q 也不是p 的必要条件。
3.【山东省菏泽第一中学2018届高三上学期第一次月考】已知,如果是的充分不必要条件,则实数的取值范围是 ( )A .B .C .D .【答案】B【解析】由题意可得q :x <-1或x >2,由是的充分不必要条件,得,选B .4.【江西省横峰中学、铅山一中、德兴一中2018届高三上学期第一次月考】“不等式x 2-x +m >0在R 上恒成立”的一个必要不充分条件是( )A . m >B . m >0C . 0<m <1D . m >1【答案】B5.【江西省抚州市临川区第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考】函数()2lo g ,0{ 2,0x x x f x a x >=-+≤有且只有一个零点的充分不必要条件是( )A .112a << B . 102a << C . 0a < D . 0a ≤或1a > 【答案】C【解析】∵当0x > 时, 1x = 是函数f x ()的一个零点; 故当0x ≤ 时, 20x a -+< 恒成立;即2xa < 恒成立,故0a <;故选C .6.【山东省淄博市淄川中学2018届高三上学期第一次月考】已知m ∈R ,“函数y =2x+m ﹣1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”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】函数y =2x+m ﹣1有零点,则: 12x m =-存在实数解,即函数12x y =-与函数y m=有交点,据此可得: 1m <,函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数,则01m <<,据此可得:“函数y =2x+m ﹣1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”的必要不充分条件. 本题选择B 选项.7.【福建省2018届数学基地校高三毕业班总复习】“1a =- ”是“函数()f x x a =+ 在[)3,+∞ 上单调增函数”的 ( ).A . 充分非必要条件.B . 必要非充分条件.C . 充要条件.D . 既非充分也非必要条件.【答案】A点睛:充分、必要条件的三种判断方法.1.定义法:直接判断“若p 则q ”、“若q 则p ”的真假.并注意和图示相结合,例如“p ⇒q ”为真,则p 是q 的充分条件.2.等价法:利用p ⇒ q 与非q ⇒非p , q ⇒ p 与非p ⇒非q , p ⇔ q 与非q ⇔非p 的等价关系,对于条件或结论是否定式的命题,一般运用等价法.3.集合法:若A ⊆ B ,则A 是B 的充分条件或B 是A 的必要条件;若A =B ,则A 是B 的充要条件.8.【广西钦州市2018届高三上学期第一次质量检测】若“”是“函数的图象不过第三象限”的必要不充分条件,则实数的取值范围是( )A .B .C .D .【答案】D【解析】∵函数的图象不过第三象限,∴m﹣≥﹣1,解得m≥﹣.∵“m>a”是“函数的图象不过第三象限”的必要不充分条件,3∴a<﹣.则实数a的取值范围是.故选:D.点睛:函数的图象不过第三象限,可得:m﹣≥﹣1,解得m范围.由“m>a”是“函数的图象不过第三象限”的必要不充分条件,即可得出.a≤”是“函数9.【贵州省遵义市第四中学2018届高三上学期第一次月考】“1()241f x x ax4,+∞上为增函数”的( )=-+在区间[)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【答案】A【点睛】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据二次函数的单调性求出a的取值范围是解决本题的关键.二、填空题10.【山东省邹平双语学校二区2017-2018学年高二上学期第一次月考】从“充分不必要条件”、“必要不充分条件”、“充要条件”和“既不充分又不必要条件”中,选出恰当的一种填空:“a =0”是“函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数”的_____. 【答案】充要条件【解析】当0a =时,函数()2f x x =是偶函数,反过来函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数,则()()()222f x x ax x ax f x x ax -=--=-==+ ,则0ax =对x R ∈恒成立,只需0a =,则“a =0”是“函数f (x )=x 2+ax (x ∈R )为偶函数”的充要条件.11.【江苏省盐城市阜宁中学2017-2018学年高二上学期第一次学情调研】“0m >”是方程20x x m +-=有实根的________条件.(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”、“既非充分也非必要”) 【答案】充分不必要【解析】由方程20x x m +-=有实根,得:0≥,即14m 0+≥,解得: 1m 4≥-“0m >”显然能推得“1m 4≥-”,但“1m 4≥-”推不出“0m >”∴“0m >”是方程20x x m +-=有实根的充分不必要条件12.【江苏省常州市横林高级中学2017~2018学年第一学期月考】若()f x 是R 上的增函数,且()()14,22f f -=-=,设(){}|13P x f x t =++<,(){}|4Q x f x =<-,若“x P ∈”是“x Q ∈的充分不必要条件,则实数的取值范围是_____________. 【答案】()3,+∞13.【甘肃省武威市第六中学2018届高三上学期第二次阶段性过关考】设p :实数x 满足22430x ax a -+<,其中0a ≠, q :实数x 满足2260{280x x x x --≤+->,若p 是q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________; 【答案】(]1,2【解析】P 为真时, 22{|430},A x x ax a =-+<当a >0时, {},3A a a =;当a <0时,{}3,A a a =.Q 为真时, {}2260{|{}2,3280x x B x x x --≤==+->.因为p 是q 的必要不充分条件,则A B ⊇≠,所以当a >0时,有2{33a a≤<,解得12a <≤;当a <0时,显然A B ⋂=∅,不合题意. 综上所述:实数a 的取值范围是(]1,2.14.【江苏省连云港市2016-2017学年高二下学期期末】已知“()()23x t x t ->-”是“2340x x +-<”成立的必要不充分条件,则实数t 的取值范围是_________. 【答案】(][),71,-∞-⋃+∞三、解答题15.【山东省邹平双语学校二区2017-2018学年高二上学期第一次月考】已知命题p :x ∈A ,且A ={x |a ﹣1<x <a +1},命题q :x ∈B ,且B ={x |x 2﹣4x +3≥0} (Ⅰ)若A ∩B =∅,A ∪B =R ,求实数a 的值; (Ⅱ)若p 是q 的充分条件,求实数a 的取值范围. 【答案】(Ⅰ)2(Ⅱ)(﹣∞,0]∪[4,+∞).【解析】试题分析:首先化简集合B ,根据A ∩B =∅,A ∪B =R ,说明集合A 为集合B 在R 下的补集,根据要求列出方程求出a ,第二步从集合的包含关系解决充要条件问题,p 是q 的充分条件说明集合A 是集合B 的子集,根据要求列出不等式组,解出a 的范围. 试题解析:(Ⅰ)B ={x |x 2﹣4x +3≥0}={x |x ≤1,或x ≥3},A ={x |a ﹣1<x <a +1}, 由A ∩B =∅,A ∪B =R ,得11{13a a -=+=,得a =2,所以满足A ∩B =∅,A ∪B =R 的实数a 的值为2;(Ⅱ)因p 是q 的充分条件,所以A ⊆B ,且A ≠∅,所以结合数轴可知,a +1≤1或a ﹣1≥3,解得a ≤0,或a ≥4,所以p 是q 的充分条件的实数a 的取值范围是(﹣∞,0]∪[4,+∞).16.【山东省菏泽第一中学2018届高三上学期第一次月考】已知224:8200,:1p x x q x m--≤≤-. (1)若p 是q 的必要不充分条件,求m 的取值范围; (2)若p ⌝是q ⌝的必要不充分条件,求m 的取值范围.【答案】(1)⎡⎣(2)][(),33,-∞-⋃+∞【解析】试题分析:首先分别求出命题p 与q 所表示的范围,再根据小推大原则转化为集合与集合间的子集关系,其中(2)利用互为逆否命题,可转化为p 是q 的充分不必要条件,再求m 的范围。
17.【河北省曲周县第一中学2017-2018学年高二上学期第一次月考】已知命题p :{}|11,A x a x a x R =-<<+∈,命题q : {}2|430B x x x =-+≥.若非q 是p 的必要条件,求实数a 的取值范围.【答案】2a =. 【解析】试题分析:首先求得命题p ,然后由命题q 求得非q ,结合题意得到关于实数a 的不等式组,求解不等式组可得实数a 的取值范围是2a =. 试题解析:∵命题p : {}|11,A x a x a x R =-<<+∈,命题q : {}2|430B x x x =-+≥.非q : {}|13,x x x R <<∈, ∵非q 是p 的必要条件, 所以11,{13,a a -≥+≤可得2a =,∴实数a 的取值为2a =.18.【河北省武邑中学2017-2018学年高二上学期第一次月考】是否存在实数p ,使40x p +<是220x x -->的充分条件?如果存在,求出p 的取值范围;否则,说明理由.【答案】当4p ≥时, 40x p +<是220x x -->的充分条件.【解析】试题分析: 40x p +<是220x x -->的充分条件即可转化为两个集合间的关系,令{ 2 A x x =>或}1x <-, 4p B x x ⎧⎫=<-⎨⎬⎩⎭,即求当B A ⊆时p 的取值范围.19.【江苏省淮安市淮海中学2018届高三上学期第一次阶段调研测试】设p :实数x 满足22430x ax a -+<,其中0a >; q :实数x 满足302x x -<-. (1)若1a =,且p q ∨为真,求实数x 的取值范围; (2)若p 是q 的必要不充分条件,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)13x <<;(2) 12a ≤≤.【解析】试题分析:(1)化简命题p ,q 中的不等式,若p ∨q 为真,则p ,q 至少有1个为真,求出两个命题为真命题的范围,取并集即答案;(2)记{}3A x a x a =<<, {}23B x x =<<,根据p 是q 的必要不充分条件,即B A Ö,从而得到a 的不等式组,解之即可.20.【湖北省荆州中学2018届高三第二次月考】已知p : 3x a -<(a 为常数); q :代()lg 6x -有意义.(1)若1a =,求使“p q ∧”为真命题的实数x 的取值范围; (2)若p 是q 成立的充分不必要条件,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)[1-, 4);(2)[]2,3.【解析】试题分析:(1)通过解不等式得到p : 33a x a -<<+, q : 16x -≤<,求两个不等式的交集即可;(2)若p 是q 成立的充分不必要条件,则A B ⊂,列式求解即可. 试题解析:p : 3x a -<等价于: 33x a -<-<即33a x a -<<+;q ()lg 6x -有意义等价于: 10{60x x +≥->,即16x -≤<(1)1a =时, p 即为24x -<< 若“p q ∧”为真命题,则24{ 16x x -<<-≤<,得: 14x -≤<故1a =时,使“p q ∧”为真命题的实数x 的取值范围是[1-, 4)(2)记集合{|33}A x a x a =-<<+, {|16}B x x =-≤<若p 是q 成立的充分不必要条件,则A B ⊂,因此: 31{ 36a a -≥-+≤, ∴ 23a ≤≤,故实数a 的取值范围是[]2,3。