高中数学:新同步课堂人教B全国通用版必修一课时分层作业6 函数
人教b版高中数学必修1同步章节训练题及答案全册汇编
人B版高中数学必修1同步习题目录1.1 集合与集合的表示方法1.2-集合与集合的运算第1章《集合》测试2.1.1《函数》测试题(1)(新人教B必修1)2.1.2《函数表示法》测试题(2)(新人教B必修1)2.1.3《函数的单调性》测试题(新人教B必修1)2.1.4《函数的奇偶性》测试题(新人教B必修1)2.2.1《一次函数的性质与图象》测试题2.2.2《二次函数综合题》测试2.2.3《待定系数法》同步测试2.3《函数的应用(Ⅰ)》同步测试2.4.1《函数的零点》同步测试2.4.2《求函数零点近似解的一种计算方法—二分法》同步测试第2章《函数》测试3.1.1《实数指数幂及其运算》同步测试3.1.2《指数函数》同步测试3.2.1《对数及其运算》同步测试3.2.2《对数函数》同步测试3.3《幂函数》同步测试3.4《函数的应用》测试第3章《基本初等函数1》测试1.1 集合与集合的表示方法1.下面四个命题正确的是 ( ) A .10以内的质数集合是{0,3,5,7} B .“个子较高的人”不能构成集合 C .方程0122=+-x x 的解集是{1,1} D .1是集合N 中最小的数2.下面的结论正确的是 ( ) A .若a Q ∈,则N a ∈ B .若N a ∈,则∈a {自然数} C .012=-x 的解集是{-1,1} D .所有的正偶数组成的集合是有限集3.已知集合S ={c b a ,,}中的三个元素可构成∆ABC 的三条边长,那么∆ABC 一定不是 ( ) A .锐角三角形 B .直角三角形 C .钝角三角形D .等腰三角形4.下面四个关系式中,正确的是 ( )A .φ∈{0}B .a ∉{a}C .{a}∈{a,b}D .a∈{a,b}5.下列语句:(1)0与{0}表示同一个集合;(2)由1,2,3组成的集合可表示为{1,2,3}或{3,2,1};(3)方程(x-1)2(x-2)2=0的所有解的集合可表示为{1,1,2};(4)不等式4216x <<的解集是有限集,正确的是 ( )A .只有(1)和(4)B .只有(2)和(3)C .只有(2)D .以上语句都不对 6.下列六个关系式①{0}=φ ②φ=0 ③φ∈{φ} ④ 0∉φ ⑤φ≠{0} ⑥φ≠{φ}其中正确的个数 ( )A .3B .4C .5D .67.若方程20ax x a R +∈+2=(a )的解集中有且只有一个元素,则a 的取值集合是 ( )A .{1}B .{-1}C .{0,1}D .{-1,0,1}8.A={面积为1的矩形},B={面积为1的正三角形},则 ( )A. A ,B 都是有限集B. A ,B 都是无限集C. A 是有限集,B 是无限集D. A 是无限集,B 是有限集9.若{}233,21,1a a a -∈--+,则实数a 的值为 ( )A.-1 B.0 C.-1或0 D.-1或0或-210.若方程260x x +-5=和20x x --2=的解为元素的集合是M,则M 中元素的个数( )A .1B .2C .3D .411.如果方程2150x x +-p =的解集是M, 方程20x x q +-5=的解集是N, 3∈M 且3∈N,那么q +p 等于 ( )A. 14B. 2C. 11D. 712.方程组211y x y x =+⎧⎨=+⎩解集为 ( )A .{0}B .{1}C .{1,0}D .{(0,1)}13.用数对(,)a b 的集合表示方程10x y +=的一切正整数解为 . 14.实数集{}23,,2x x x -中的元素x 应该满足的条件是 .15.已知数集 A={a+2,(a+1)2,a 2+3a+3}, 且 1∈A , 求实数 a 的值.1.1 集合与集合的表示方法1.1.1 集合的概念题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案BCDDCBDDCCAD13.{}(1,9),(9,1),(2,8),(8,2),(3,7),(7,3),(4,6),(6,4),(5,5) ; 14. 103且且x x x ≠-≠≠.15.解: 若 a+d=aq 解之得q=1 a+2d=aq 2当q=1时,有a=aq=aq 2与元素的互异性矛盾。
高中数学新教材人教B版必修第一册课时分层作业等式的性质与方程的解集 Word版含解析
课时分层作业(十)等式的性质与方程的解集(建议用时:40分钟)一、选择题1.已知等式ax=ay,下列变形不正确的是()A.x=y B.ax+1=ay+1C.2ax=2ay D.3-ax=3-ayA[A.∵ax=ay,∴当a≠0时,x=y,故此选项错误,符合题意;B.∵ax=ay,∴ax+1=ay+1,故此选项正确,不合题意;C.∵ax=ay,∴2ax=2ay,故此选项正确,不合题意;D.∵ax=ay,∴3-ax=3-ay,故此选项正确,不合题意.故选A.]2.在式子:2x-3y=6中,把它改写成用含x的代数式表示y,正确的是()A.y=2x+6 B.y=23x-2C.x=32y+3 D.x=3y+2B[方程2x-3y=6,解得:y=23x-2.故选B.]3.下列计算正确的是()A.8a+2b+(5a-b)=13a+3bB.(5a-3b)-3(a-2b)=2a+3bC.(2x-3y)+(5x+4y)=7x-yD.(3m-2n)-(4m-5n)=m+3nB[A项,去括号合并同类项得:8a+2b+5a-b=8a+5a+2b-b=13a+b≠13a+3b,故本选项错误;B项,去括号合并同类项得:5a-3b-3a+6b=5a-3a-3b+6b=2a+3b,故本选项正确;C项,去括号合并同类项得:2x-3y+5x+4y=2x+5x-3y+4y=7x+y≠7x-y ,故本选项错误;D 项,去括号合并同类项得:3m -2n -4m +5n =3m -4m -2n +5n =-m +3n ≠m +3n ,故本选项错误.故选B.]4.若关于x 的方程ax +3x =2的解是x =14,则a 的值是( ) A .-1 B .5 C .1 D .-5 B [把x =14代入方程ax +3x =2得:14a +34=2, ∴a +3=8,∴a =5,故选B.]5.设a ,b ∈R ,则“a =b ”是“a 3-a 2b =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A [因为a 3-a 2b =0等价于a 2(a -b )=0,即a =0或a =b ,所以“a =b ”是“a 3-a 2b =0”的充分不必要条件.]二、填空题6.已知4m +2n -5=m +5n ,利用等式的性质比较m 与n 的大小关系:m ________n (填“>”“<”或“=”).> [等式的两边都减去(m +5n -5),得3m -3n =5, 等式的两边都除以3,得m -n =53,∴m >n .]7.已知x =2是关于x 的方程32x 2-2a =0的一个解,则2a -1的值是________. 5 [∵x =2是关于x 的方程32x 2-2a =0的一个解,∴32×22-2a =0,即6-2a =0,则2a =6,∴2a -1=6-1=5.] 8.若A =x 2-3x -1,B =x 2-2x +1,则2A -3B =________. -x 2-5 [∵A =x 2-3x -1,B =x 2-2x +1, ∴2A -3B =2x 2-6x -2-3x 2+6x -3=-x 2-5.] 三、解答题9.对于任意有理数a ,b ,c ,d ,我们规定 ⎪⎪⎪⎪⎪⎪a c bd =ad -bc ,如⎪⎪⎪⎪⎪⎪1 23 4=1×4-2×3.若⎪⎪⎪⎪⎪⎪3 22x -1 2x +1=3,求x 的值. [解] ∵⎪⎪⎪⎪⎪⎪3 22x -1 2x +1=3, ∴3(2x +1)-2(2x -1)=3, 去括号,得6x +3-4x +2=3, 移项,得6x -4x =3-3-2, 合并同类项,得2x =-2, 系数化为1,得x =-1.10.已知关于x 的方程6-x =x +32与a -2(x -4)=5a 有相同的解集,求a 的值.[解] 6-x =x +32,去分母得12-2x =x +3,移项、合并得-3x =-9,解得x =3,把x =3代入a -2(x -4)=5a 中,得a +2=5a ,解得 a =12.11.小明在做解方程作业时,不小心将方程中的一个常数污染了看不清楚,被污染的方程是2y -1=y -●,怎么办呢?小明想了一想便翻看了书后的答案,此方程的解是y =-3,很快补好了这个常数,这个常数应是( )A .1B .2C .3D .4D [设所缺的部分为x ,则2y -1=y -x ,把y =-3代入,求得x =4.故选D.] 12.(多选题)已知集合M ={x |12x 2+11x +2=0},N ={x |mx =2},且N M ,则实数m 的值可以是( )A .0B .-3C .-8D .3ABC [M ={x |12x2+11x +2=0}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫-23,-14. ∵N M ,∴当m =0时,N =,符合题意;当m ≠0时,N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫2m .当2m =-23或2m =-14时,m =-3或m =-8.]13.已知a 2+b 2=6,ab =-2,则代数式(4a 2+3ab -b 2)-(7a 2-5ab +2b 2)=________.-34 [∵a 2+b 2=6,ab =-2,∴原式=4a 2+3ab -b 2-7a 2+5ab -2b 2=-3(a 2+b 2)+8ab =-18-16=-34.]14.已知x 2-5xy -6y 2=0(y ≠0且x ≠0),则xy 的值为________.6或-1 [x 2-5xy -6y 2=0,(x -6y )(x +y )=0,所以x -6y =0或x +y =0, 所以x =6y 或x =-y ,所以xy 的值为6或-1. ]15.已知集合A ={x |ax 2+2x +1=0,a ∈R },B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,-12,若A ∩B =A ,求实数a 的取值范围.[解] 由A ∩B =A ,可得A ⊆B .(1)若A =,即方程ax 2+2x +1=0无解.①当a =0时,原方程变为2x +1=0,解得x =-12,此时A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-12,与A =矛盾.②当a ≠0时,由A =可知,方程ax 2+2x +1=0无解, 故Δ=4-4a <0,解得a >1. (2)若A ≠,由A ⊆B , 可得A ={-1}或A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-12或A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,-12. ①当A 中只有一个元素时,由(1)可知,当a =0时,集合A 中只含有一个元素-12,满足条件;当a ≠0时,方程ax 2+2x +1=0有两个相等的实数根,则有Δ=4-4a =0,解得a =1,此时方程的解为x =-1,即A ={-1},符合题意. ②当A中有两个元素时,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,-12,。
高中数学:新同步课堂人教B全国通用版必修一课时分层作业4 交集、并集
课时分层作业(四)(建议用时:40分钟)[学业达标练]一、选择题1.已知集合A={-1,0,1},B={x|-1≤x<1},则A∩B等于()A.{0}B.{-1,0}C.{0,1} D.{-1,0,1}B[∵-1,0∈B,1∉B,∴A∩B={-1,0}.]2.集合A={x|-1≤x≤2},B={x|x<1},则A∩B等于()【导学号:60462040】A.{x|x<1} B.{x|-1≤x≤2}C.{x|-1≤x≤1} D.{x|-1≤x<1}D[由交集定义得{x|-1≤x≤2}∩{x|x<1}={x|-1≤x<1}.]3.若集合A={参加平昌冬季奥运会比赛的运动员},集合B={参加平昌冬季奥运会比赛的男运动员},集合C={参加平昌冬季奥运会比赛的女运动员},则下列关系正确的是()A.A⊆B B.B⊆CC.A∩B=C D.B∪C=AD[参加平昌冬季奥运会比赛的男运动员与参加平昌冬季奥运会比赛的女运动员构成了参加平昌冬季奥运会比赛的所有运动员,因此A=B∪C.] 4.设集合A={1,4,x},B={1,x2}且A∪B={1,4,x},则满足条件的实数x的个数是()A.1个B.2个C.3个D.4个C[∵A={1,4,x},∴x≠1,x≠4且x2≠1,得x≠±1且x≠4,∵A∪B={1,4,x},∴x2=x或x2=4,解之得x=0或x=±2,满足条件的实数x有0,2,-2,共3个,故选C.]5.已知集合M={0,x},N={1,2},若M∩N={2},则M∪N=()【导学号:60462041】A.{0,x,1,2} B.{2,0,1,2}C.{0,1,2} D.不能确定C[∵M∩N={2},∴2∈M,而M={0,x},则x=2,∴M={0,2},∴M∪N ={0,1,2},故选C.]二、填空题6.某校高一某班共有45人,摸底测验数学20人得优,语文15人得优,两门都不得优20人,则两门都得优的人数为________人.10[如图,设两门都得优的人数是x,则依题意得20-x+(15-x)+x+20=45,整理,得-x+55=45,解得x=10,即两门都得优的人数是10人.]7.若集合A={x|-1≤x<2},B={x|x≤a},若A∩B≠∅,则实数a的取值范围是________.【导学号:60462042】a≥-1[A={x|-1≤x<2},B={x|x≤a},由A∩B≠∅,得a≥-1.]8.集合A={0,2,a},B={1,a2}.若A∪B={0,1,2,4,16},则a的值为________.4[∵A={0,2,a},B={1,a2},A∪B={0,1,2,4,16},∴a=4,a2=16或a=16,a2=4(舍),解得a=4.]三、解答题9.设A={x|x2+ax+12=0},B={x|x2+3x+2b=0},A∩B={2},C={2,-3},(1)求a,b的值及A,B;(2)求(A∪B)∩C.[解](1)∵A∩B={2},∴4+2a+12=0,即a=-8,4+6+2b=0,即b=-5,∴A ={x |x 2-8x +12=0}={2,6},B ={x |x 2+3x -10=0}={2,-5}. (2)∵A ∪B ={-5,2,6},C ={2,-3},∴(A ∪B )∩C ={2}. 10.已知集合A ={x |a -1<x <2a +1},B ={x |0<x <1}. (1)若a =12,求A ∩B ;(2)若A ∩B =∅,求实数a 的取值范围.【导学号:60462043】[解] (1)当a =12时,A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-12<x <2,B ={x |0<x <1},∴A ∩B ={x |0<x <1}.(2)若A ∩B =∅,当A =∅时,有a -1≥2a +1,∴a ≤-2. 当A ≠∅时,有⎩⎨⎧a -1<2a +1,2a +1≤0或a -1≥1,∴-2<a ≤-12或a ≥2. 综上可得,a ≤-12或a ≥2.[冲A 挑战练]一、选择题1.设A ={x |x 2-8x +15=0},B ={x |ax -1=0}.若A ∩B =B ,则实数a 组成的集合C 中元素的个数为( )A .0B .1C .2D .3D [当a =0时,由题意B =∅,又A ={3,5},B ⊆A ,当a ≠0时,B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a ,又A ={3,5},B ⊆A ,此时1a =3或5,则有a =13或a =15,故C =⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,13,15.]2.设集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -32=12,B ={t |t 2+2(a +1)t +(a 2-5)=0}.若A ∩B =B ,则实数a 的取值范围为( )A .{a |a ≤-2}B .{a |a ≤-3}C .{a |a ≤-4}D .{a |a ≤-1}B [∵A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -32=12={1,2},B ={t |t 2+2(a +1)t +(a 2-5)=0}.由A ∩B =B ,得B ⊆A .当4(a +1)2-4(a 2-5)<0,即a <-3时,B =∅,符合题意;当4(a +1)2-4(a 2-5)=0,即a =-3时,B ={t |t 2-4t +4=0}={2},符合题意;当4(a +1)2-4(a 2-5)>0,即a >-3时,要使B ⊆A ,则B =A ,即⎩⎨⎧1+2=-2(a +1),1×2=a 2-5,此方程组无解.∴实数a 的取值范围是{a |a ≤-3}.] 二、填空题3.若集合A ={x |x ≤2},B ={x |x ≥a },满足A ∩B ={2},则实数a =________.【导学号:60462044】2 [∵A ∩B ={x |a ≤x ≤2}={2}, ∴a =2.]4.设集合A ={x |-1<x <a },B ={x |1<x <3},且A ∪B ={x |-1<x <3},则实数a 的取值范围是________.{a |1<a ≤3} [由已知{x |-1<x <a }∪{x |1<x <3}={x |-1<x <3},画数轴易得1<a ≤3.] 三、解答题 5.设集合A ={x |-1<x <4},B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-5<x <32,C ={x |1-2a <x <2a }. (1)若C =∅,求实数a 的取值范围;(2)若C ≠∅且C ⊆(A ∩B ),求实数a 的取值范围. [解] (1)∵C ={x |1-2a <x <2a }=∅, ∴1-2a ≥2a ,∴a ≤14,即实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,14.(2)∵C ={x |1-2a <x <2a }≠∅,∴1-2a <2a ,即a >14.∵A ={x |-1<x <4},B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-5<x <32,∴A ∩B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪-1<x <32, ∵C ⊆(A ∩B ),∴⎩⎪⎨⎪⎧1-2a ≥-1,2a ≤32,a >14,解得14<a ≤34,即实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤14,34.。
高中数学新教材人教B版必修第一册课时分层作业集合 Word版含解析
课时分层作业(一) 集合(建议用时:40分钟)一、选择题1.下列各组对象不能构成集合的是( ) A .关于x 的方程x 2-1=0的实数解 B .2020年高考数学难题 C .所有有理数 D .小于π的正整数B [B 选项中“难题”的标准不明确,不符合确定性,所以选B.]2.集合M 是由大于-2且小于1的实数构成的,则下列关系式正确的是( ) A .5∈M B .0M C .1∈MD .-π2∈MD [5>1,故A 错;-2<0<1,故B 错;1不小于1,故C 错;-2<-π2<1,故D 正确.]3.若a 是R 中的元素,但不是Q 中的元素,则a 可以是( ) A .3.14 B .-5 C .37D .7D [由题意知a 应为无理数,故a 可以为7.]4.已知集合Ω中的三个元素l ,m ,n 分别是△ABC 的三边长,则△ABC 一定不是( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .等腰三角形D [因为集合中的元素是互异的,所以l ,m ,n 互不相等,即△ABC 不可能是等腰三角形,故选D.]5.下列各组中集合P 与Q ,表示同一个集合的是( )A .P 是由元素1,3,π构成的集合,Q 是由元素π,1,|-3|构成的集合B.P是由π构成的集合,Q是由3.141 59构成的集合C.P是由2,3构成的集合,Q是由有序数对(2,3)构成的集合D.P是满足不等式-1≤x≤1的自然数构成的集合,Q是方程x2=1的解集A[由于A中P,Q的元素完全相同,所以P与Q表示同一个集合,而B,C,D中P,Q的元素不相同,所以P与Q不能表示同一个集合.故选A.]二、填空题6.给出下列说法:①0∈;②如果a,b∈Z,则a-b∈Z;③所有正方形构成的集合是有限集;④如果a∈N,则-a N.其中正确的是________.(填序号)②[0,故①错;②正确;③是无限集;当a=0时-a=0∈N,④错误.]7.设集合A是由1,k2为元素构成的集合,则实数k的取值范围是________.{k|k≠±1}[∵1∈A,k2∈A,结合集合中元素的互异性可知k2≠1,解得k≠±1.]8.用符号“∈”或“”填空:(1)设集合B是小于11的所有实数的集合,则23________B,1+2 ________B;(2)设集合C是满足方程x=n2+1(其中n为正整数)的实数x的集合,则3________C,5________C;(3)设集合D是满足方程y=x2的有序实数对(x,y)组成的集合,则-1________D,(-1,1)________D.(1)∈(2)∈(3)∈[(1)∵23=12>11,∴23B;∵(1+2)2=3+22<3+2×4=11,∴1+2<11,∴1+2∈B.(2)∵n是正整数,∴n2+1≠3,∴3C;当n=2时,n2+1=5,∴5∈C.(3)∵集合D中的元素是有序实数对(x,y),而-1是数,∴-1D;又(-1)2=1,∴(-1,1)∈D.]三、解答题9.设A是由满足不等式x<6的自然数构成的集合,若a∈A且3a∈A,求a 的值.[解]∵a∈A且3a∈A,∴⎩⎨⎧a <6,3a <6,解得a <2.又a ∈N , ∴a =0或1.10.已知集合M 是由三个元素-2,3x 2+3x -4,x 2+x -4组成的,若2∈M ,求x .[解] 当3x 2+3x -4=2,即x 2+x -2=0时,得x =-2,或x =1,经检验,x =-2,x =1均不符合题意.当x 2+x -4=2,即x 2+x -6=0时,得x =-3或x =2. 经检验,x =-3或x =2均符合题意. ∴x =-3或x =2.11.(多选题)已知集合M 是方程x 2-x +m =0的解组成的集合,若2∈M ,则下列判断正确的是( )A .1∈MB .0MC .-1∈MD .-2∈MBC [由2∈M 知2为方程x 2-x +m =0的一个解,所以22-2+m =0,解得m =-2.所以方程为x 2-x -2=0, 解得x 1=-1,x 2=2. 故方程的另一根为-1.]12.由实数x ,-x ,|x |,x 2,-3x 3所组成的集合,最多含元素( ) A .2个 B .3个 C .4个D .5个A [当x >0时,x =|x |=x 2,-3x 3=-x <0,此时集合共有2个元素, 当x =0时,x =|x |=x 2=-3x 3=-x =0,此时集合共有1个元素, 当x <0时,x 2=|x |=-x ,-3x 3=-x ,此时集合共有2个元素,综上,此集合最多有2个元素,故选A.]13.(一题两空)已知集合P 中元素x 满足:x ∈N ,且2<x <a ,又集合P 中恰有三个元素,则整数a =________,集合P 中的元素分别是________.6 3,4,5 [∵x ∈N ,2<x <a ,且集合P 中恰有三个元素,∴结合数轴(图略)知a =6,此时集合P 中的元素是3,4,5.]14.若a ,b ∈R ,且a ≠0,b ≠0,则|a |a +|b |b 的可能取值所组成的集合中元素的个数为________.3 [当a ,b 同正时,|a |a +|b |b =a a +bb =1+1=2; 当a ,b 同负时,|a |a +|b |b =-a a +-bb =-1-1=-2; 当a ,b 异号时,|a |a +|b |b =0.∴|a |a +|b |b 的可能取值所组成的集合中元素共有3个.]15.已知数集A 满足条件:若a ∈A ,则11-a∈A (a ≠1),如果a =2,试求出A 中的所有元素.[解] 根据题意,由2∈A 可知,11-2=-1∈A ; 由-1∈A 可知,11-(-1)=12∈A ;由12∈A 可知,11-12=2∈A . 故集合A 中共有3个元素,它们分别是-1,12,2.。
高中数学新教材人教B版必修第一册课时分层作业集合的基本关系 Word版含解析
课时分层作业(三) 集合的基本关系(建议用时:40分钟)一、选择题1.设A ={a ,b },B ={x |x ∈A },则( ) A .B ∈A B .B A C .A ∈BD .A =BD [因为集合B 中的元素x ∈A ,所以x =a 或x =b , 所以B ={a ,b },因此A =B .]2.若集合A ={x |x =n ,n ∈N },B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x =n2,n ∈Z ,则A 与B 的关系是( )A .A ⊆B B .B ⊆AC .A =BD .A ∈BA [A ={0,1,2,…},B ={…,-1,-12,0,12,1,32,2,…},集合A 中任意一个元素均在集合B 中.]3.集合U ,S ,T ,F 的关系如图所示,下列关系正确的是( )①S ∈U ;②F ⊆T ;③S ⊆T ;④S ⊆F ;⑤S ∈F ;⑥F ⊆U . A .①③ B .②③ C .③④ D .③⑥D [元素与集合之间的关系才用∈,故①⑤错;子集的区域要被全部涵盖,故②④错.]4.若{1,2}⊆A ⊆{1,2,3,4,5},则集合A 的个数是( ) A .8 B .7 C .4D .3A [法一:(列举法):满足条件{1,2}⊆A ⊆{1,2,3,4,5}的集合A 有:{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,5},{1,2,3,4},{1,2,3,5},{1,2,4,5},{1,2,3,4,5},共8个.法二:(计数法):因为集合A 满足{1,2}⊆A ⊆{1,2,3,4,5},所以,集合A 一定含有元素1,2(可不考虑),可能含有元素3,4,5,故集合A 的个数即集合{3,4,5}的子集个数,即23=8(个).故选A.]5.设A ={x |1<x <2},B ={x |x <a },若A ⊆B ,则a 的取值范围是( ) A .a ≤2 B .a ≤1 C .a ≥1D .a ≥2D [∵A ⊆B ,∴a ≥2.] 二、填空题6.已知M ={x |x ≥22,x ∈R },给定下列关系:①π∈M ;②{π}M ;③πM ;④{π}∈M .其中正确的有________.(填序号)①② [①②显然正确;③中π与M 的关系为元素与集合的关系,不应该用“”符号;④中{π}与M 的关系是集合与集合的关系,不应该用“∈”符号.]7.如图反映的是“文学作品”“散文”“小说”“叙事散文”这四个文学概念之间的关系,请作适当的选择填入下面的空格:A 为________;B 为________;C 为________;D 为________.小说 文学作品 叙事散文 散文 [由维恩图可得A B ,C D B ,A 与D 之间无包含关系,A 与C 之间无包含关系.由“文学作品”“散文”“小说”“叙事散文”四个文学概念之间的关系,可得A 为小说,B 为文学作品,C 为叙事散文,D 为散文.]8.已知集合P ={x |x 2=1},集合Q ={x |ax =1},若Q ⊆P ,那么a 的值是________.0,±1 [P ={-1,1},Q ⊆P ,所以 (1)当Q =时,a =0;(2)当Q ≠时,Q =⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a ,所以1a =1或1a =-1,解之得a =±1. 综上知a 的值为0,±1.] 三、解答题9.设集合A ={x ,y },B ={0,x 2},若A =B ,求实数x ,y 的值.[解] 从集合相等的概念入手,寻找元素的关系,必须注意集合中元素的互异性.因为A =B ,则 x =0或y =0.①当x =0时,x 2=0,则B ={0,0},不满足集合中元素的互异性,故舍去. ②当y =0时,x =x 2,解得x =0或x =1.由①知x =0应舍去. 综上,x =1,y =0.10.设集合A ={x |-1≤x ≤1},B ={x |m -1≤x ≤1-2m }. (1)若B ⊆A ,求m 的取值范围; (2)若A ⊆B ,求m 的取值范围.[解] (1)①当B ≠时,∵B ⊆A ,数轴表示如图所示:∴⎩⎨⎧m -1≥-1,1-2m ≤1,m -1≤1-2m ,解得0≤m ≤23. ②当B =时,m -1>1-2m ,解得m >23. 综上所述,实数m 的取值范围是[0,+∞). (2)∵A ≠,A ⊆B ,∴B ≠.∴m -1≤1-2m ,即m ≤23,数轴表示如图所示,则⎩⎨⎧m -1≤-1,1-2m ≥1,解得m ≤0. 综上所述,实数m 的取值范围是(-∞,0].11.(多选题)已知集合A ={x |x 2-3x +2=0},B ={ax -2=0},若B ⊆A ,则a的值可以是( )A .0B .1C .2D .3ABC [由条件知A ={1,2},当a =0时,B =,满足题意;当a ≠0时,由2a ∈A ,可得a =1或a =2,故选A ,B ,C.]12.已知a ∈R ,b ∈R ,若集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ,ba ,1={a 2,a +b ,0},则a 2 019+b 2 019的值为( )A .-2B .-1C .1D .2 B[∵集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ,b a ,1={a 2,a +b ,0},分母a ≠0,∴b =0,a 2=1,且a 2≠a +b ,解得a =-1.∴a 2 019+b 2 019=-1.故选B.] 13.已知集合A {1,2,3},且A 中至少含有一个奇数,则这样的集合有________个.5 [若A 中有一个奇数,则A 可能为{1},{3},{1,2},{3,2}; 若A 中有2个奇数,则A ={1,3}.]14.(一题两空)设集合A ={x |-1≤x +1≤6},B ={x |m -1<x <2m +1},当x ∈Z 时,集合A 的非空真子集个数为________;当B ⊆A 时,实数m 的取值范围是________.254 m ≤-2或-1≤m ≤2 [化简集合A 得A ={x |-2≤x ≤5}. (1)∵x ∈Z ,∴A ={-2,-1,0,1,2,3,4,5}, 即A 中含有8个元素,∴A 的非空真子集个数为28-2=254(个). (2)①当m ≤-2时,B =⊆A ;②当m >-2时,B ={x |m -1<x <2m +1}, 因此,要使B ⊆A , 则只要⎩⎨⎧m -1≥-2,2m +1≤5,∴-1≤m ≤2.综上所述,m 的取值范围是:。
高中数学:新同步课堂人教B全国通用版必修一课时分层作业12 待定系数法
课时分层作业(十二)(建议用时:40分钟)[学业达标练]一、选择题1.函数y =kx +b 在区间[1,2]上的最大值比最小值大2,则k 的值为( )【导学号:60462151】A .2B .12C .-2或2D .-2C [由题意,得|(2k +b )-(k +b )|=2,得k =±2.]2.如果函数y =ax +2与y =bx +3的图象相交于x 轴上一点,那么a ,b 的关系是( )A .a =bB .a ∶b =2∶3C .a +2=b +3D .ab =1B [设两函数图象交于x 轴上的点为(t,0),代入解析式有a =-2t ,b =-3t , ∴a ∶b =⎝ ⎛⎭⎪⎫-2t ∶⎝ ⎛⎭⎪⎫-3t =2∶3.]3.二次函数y =-x 2-6x +k 的图象的顶点在x 轴上,则k 的值为( ) A .-9 B .9 C .3D .-3A [∵y =-(x +3)2+k +9,∴k +9=0,k =-9.]4.已知某二次函数的图象与函数y =2x 2的图象形状一样,开口方向相反,且其顶点为(-1,3),则此函数的解析式为( )A .y =2(x -1)2+3B .y =2(x +1)2+3C .y =-2(x -1)2+3D .y =-2(x +1)2+3D [设所求函数的解析式为y =a (x +h )2+k (a ≠0),由题意可知a =-2,h =1,k =3,故y =-2(x +1)2+3.]5.已知f (x )=x 2+1,g (x )是一次函数且是增函数,若f (g (x ))=9x 2+6x +2,则g (x )为( )A .g (x )=3x +2B .g (x )=3x +1C .g (x )=-3x +2D .g (x )=3x -1B [设g (x )=ax +b (a ≠0),则a >0,∴f (g (x ))=f (ax +b )=(ax +b )2+1=9x 2+6x +2,∴a =3,b =1.∴g (x )=3x +1.] 二、填空题6.抛物线y =ax 2+bx +c 与x 轴的两个交点的横坐标分别为-1,3,与y 轴交点的纵坐标为-32,则抛物线的解析式为________.【导学号:60462152】y =12x 2-x -32 [可设y =a (x +1)(x -3),再把点⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-32代入上式可求得a=12,则y =12x 2-x -32.]7.已知抛物线y =ax 2与直线y =kx +1交于两点,其中一个点的坐标为(1,4),则另一个点的坐标为________.⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,14 [因为抛物线与直线交于(1,4) ∴a =4,k +1=4,即a =4,k =3. ∴抛物线为y =4x 2,直线为y =3x +1. 联立可得4x 2-3x -1=0,∴x =1或x =-14, 当x =-14时,y =14. 即另一交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,14.]8.若一次函数y =f (x )在区间[-1,3]上的最小值为1,最大值为3,则f (x )的解析式为________.f (x )=12x +32或f (x )=-12x +52 [设f (x )=kx +b (k ≠0).当k >0时,⎩⎨⎧ k ·(-1)+b =1k ·3+b =3,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =12b =32.当k <0时,⎩⎨⎧k ·(-1)+b =3k ·3+b =1,解得⎩⎪⎨⎪⎧k =-12b =52.∴f (x )=12x +32或 f (x )=-12x +52.] 三、解答题9.已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8,求此二次函数的解析式.[解] 法一:(一般式)设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),依题意有⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b 24a =8,解之,得⎩⎨⎧a =-4,b =4,c =7,∴所求二次函数的解析式为y =-4x 2+4x +7. 法二:(顶点式)设f (x )=a (x -m )2+n . ∵f (2)=f (-1),∴抛物线的对称轴为x =2+(-1)2=12.∴m =12. 又根据题意函数有最大值为n =8,∴y =f (x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8.∵f (2)=-1,∴a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-122+8=-1, 解之,得a =-4.∴f (x )=-4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8=-4x 2+4x +7.法三:(两根式)依题意知:f (x )+1=0的两根为x 1=2,x 2=-1, 故可设f (x )+1=a (x -2)(x +1), 即f (x )=ax 2-ax -2a -1. 又函数有最大值8, 即4a (-2a -1)-a 24a =8,解之,得a =-4或a =0(舍去). ∴函数解析式为f (x )=-4x 2+4x +7.10.若二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0),当x =12时,二次函数有最大值为25,函数的图象与x 轴交于两点,这两点的横坐标的平方和为13.求此二次函数的解析式.【导学号:60462153】[解] 由题意知二次函数图象的顶点为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,25,且开口向下,设f (x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+25(a <0), 即f (x )=ax 2-ax +a4+25.令ax 2-ax +a4+25=0的两根分别为x 1,x 2, 则x 1+x 2=1, x 1x 2=a 4+25a .由题意知,x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=13,解得a =-4.因此所求函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +24.[冲A 挑战练]一、选择题1.设函数f (x )=⎩⎨⎧x 2+bx +c ,x ≤02,x >0,若f (-4)=f (0),f (-2)=-2,则关于x 的方程f (x )=x 的解的个数为( )A .1B .2C .3D .4C [由f (-4)=f (0),f (-2)=-2, 解得b =4,c =2,∴f (x )=⎩⎨⎧x 2+4x +2,x ≤02,x >0,∴方程f (x )=x ⇔⎩⎨⎧x >0x =2或⎩⎨⎧x ≤0x 2+4x +2=x, 解得x =2或x =-1或x =-2,均合题意.]2.二次函数f (x )=ax 2+bx +c 经过点(1,7),且有f (x )≥f (-2)=-2,则f (x )的解析式为( )【导学号:60462154】A .f (x )=x 2+2x +2B .f (x )=x 2+4x +2C .f (x )=x 2+4x -2D .f (x )=x 2+4x +4B [依题意,f (x )=a (x +2)2-2,将点(1,7)代入得7=9a -2.∴a =1,∴f (x )=(x +2)2-2=x 2+4x +2.]二、填空题3.二次函数满足f (1+x )=f (1-x ),且在x 轴上的一个截距为-1,在y 轴上的截距为3,则其解析式为________.f (x )=-x 2+2x +3 [由f (1+x )=f (1-x )知二次函数的对称轴为x =1,且过(-1,0),(0,3),设f (x )=ax 2+bx +c .则⎩⎪⎨⎪⎧-b 2a =1,a -b +c =0,c =3,解得⎩⎨⎧a =-1,b =2,c =3,即f (x )=-x 2+2x +3.]4.如图2-2-5所示,抛物线y =-x 2+2(m +1)x +m +3与x 轴交于A ,B 两点,且OA =3OB ,则m =________.图2-2-50 [设B (x 0,0)(x 0<0),则A (-3x 0,0),y =-(x -x 0)(x +3x 0). 展开得:⎩⎨⎧2(m +1)=-2x 0,m +3=3x 20, 解得m =0或m =-53,由x 0<0得m +1>0,m >-1,∴m =0.] 三、解答题5.如果函数f (x )=x 2+a bx -c (b ,c ∈N *)满足f (0)=0,f (2)=2,且f (-2)<-12,求f (x )的解析式.【导学号:60462155】[解] 由f (0)=0,f (2)=2, 可得⎩⎪⎨⎪⎧a -c =0,4+a2b -c =2,∴⎩⎨⎧a =0,2b -c =2,∴f (x )=x 2bx -2b +2.又f(-2)<-1 2,∴4-4b+2<-12,解不等式得12<b<52.又∵b∈N*,∴b=1或b=2.又2b-c=2.故当b=1时,c=0,不符合题意.当b=2时,c=2.∴f(x)=x22x-2(x≠1).。
高中数学 全一册课时分层作业含解析 打包29套 新人教B版选择性必修第一册
课时分层作业(一) 空间向量及其运算(建议用时:40分钟)一、选择题1.已知a +b +c =0,|a |=2,|b |=3,|c |=4.则a 与b 的夹角〈a ,b 〉=( ) A .30° B .45° C .60°D .以上都不对D [∵a +b +c =0,∴a +b =-c ,(a +b )2=|a |2+|b |2+2ab =|c |2, ∴a ·b =32,∴cos 〈a ·b 〉=a ·b |a ||b |=14.]2.如图所示,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,下列各式中运算的结果为向量AC 1→的共有 ( )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D [根据空间向量的加法法则以及正方体的性质逐一进行判断: ①(AB →+BC →)+CC 1→=AC →+CC 1→=AC 1→. ②(AA 1→+A 1D 1→)+D 1C 1→=AD 1→+D 1C 1→=AC 1→. ③(AB →+BB 1→)+B 1C 1→=AB 1→+B 1C 1→=AC 1→.④(AA 1→+A 1B 1→)+B 1C 1→=AB 1→+B 1C 1→=AC 1→. 所以,所给4个式子的运算结果都是AC 1→.]3.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 .12D .32B [由题意可得FG →=12AC →,∴FG →·AB →=12×1×1×cos 60°=14.]4.在空间四边形OABC 中,OB =OC ,∠AOB =∠AOC =π3,则cos 〈OA →,BC →〉的值为( )A .12B .22C .-12D .0D [如图所示,∵OA →·BC →=OA →·(OC →-OB →)=OA →·OC →-OA →·OB →=|OA |·|OC →|·cos ∠AOC -|OA →|·|OB |·cos ∠AOB =0,∴OA →⊥BC →,∴〈OA →,BC →〉=π2,cos 〈OA →,BC →〉=0.]5.设三棱锥O -ABC 中,OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,G 是△ABC 的重心,则OG →等于( )A .a +b -cB .a +b +cC .12(a +b +c )D .a +b +c )D [如图所示,OG →=OA →+AG →=OA →+13(AB →+AC →)=OA →+13(OB →-OA →+OC →-OA →)=13(a +b +c ).] 二、填空题6.已知|a |=22,|b |=22,a ·b =-2,则a ·b 所夹的角为________. 34π [cos 〈a ·b 〉=a ·b |a |·|b |=-222×22=-22, 又〈a ·b 〉的取值范围为[0,π], ∴〈a ,b 〉=34π.]7.已知向量a ,b ,c 两两夹角都是60°,且|a |=|b |=|c |=1,则|a -2b +c |=________.3 [∵|a -2b +c |2=a 2+4b 2+c 2-4a ·b -4b ·c +2a ·c =1+4+1-4×cos 60°-4×cos 60°+2×cos 60°=3, ∴|a -2b +c |=3.]8.四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1各棱长均为1,∠A 1AB =∠A 1AD =∠BAD =60°,则点B 与点D 1两点间的距离为________.2 [四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1各棱长均为1,∠A 1AB =∠A 1AD =∠BAD =60°.∴BD 1→=BA →+AD →+DD 1→, ∴BD 1→2=(BA →+AD →+DD 1→)2=BA →2+AD →2+DD 1→2+2BA →·AD →+2BA →·DD 1→+2AD →·DD 1→=1+1+1+2×1×1×cos 120°+2×1×1×cos 120°+2×1×1×cos 60°=2, ∴|BD 1→|=2,∴点B 与点D 1两点间的距离为2.] 三、解答题9.已知长方体ABCD -A ′B ′C ′D ′,化简下列向量表达式,并标出化简结果的向量:(1)AA ′→-CB →; (2)AB ′→+B ′C ′→+C ′D ′→; (3)12AD →+12AB →-12A ′A →.[解] (1)AA ′→-CB →=AA ′→+BC →=AA ′→+A ′D ′→=AD ′→.(2)AB ′→+B ′C ′→+C ′D ′→=AD ′→. (3)设M 是线段AC ′的中点,则 12AD →+12AB →-12A ′A → =12AD →+12AB →+12AA ′→=12(AD →+AB →+AA ′→)=12AC ′→=AM →. 向量AD ′→、AM →如图所示.10.如图所示,在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,M 是C 1D 1的中点,点N 是CA 1上的点,且CN ∶NA 1=4∶1.用a ,b ,c 表示以下向量:(1)AM →;(2)AN →.[解] (1)AM →=12(AC 1→+AD 1→) =12[(AB →+AD →+AA 1→)+(AD →+AA 1→)] =12(AB →+2AD →+2AA 1→) =12a +b +c .(2)AN →=AC →+CN →=AC →+45(AA 1→-AC →) =15AB →+15AD →+45AA 1→ =15a +15b +45c .11.(多选题)化简下列各式,结果为零的向量为( ) A .AB →+BC →+CA →B .OA →-OD →+AD →C .NQ →+QP →+MN →-MP →D .MN →+BM →+NB →ABCD [对于A ,AB →+BC →+CA →=AC →+CA →=0. 对于B ,OA →-OD →+AD →=DA →+AD →=0.对于C ,NQ →+QP →+MN →-MP →=(NQ →+QP →)+(MN →-MP →)=NP →+PN →=0. 对于D ,MN →+BM →+NB →=MN →+NB →+BM →=MB →+BM →=0.]12.已知e 1,e 2是夹角为60°的两个单位向量,则a =e 1+e 2与b =e 1-2e 2的夹角是( )A .60°B .120°C .30°D .90°B [a ·b =(e 1+e 2)·(e 1-2e 2)=e 21-e 1·e 2-2e 22 =1-1×1×12-2=-32, |a |=a 2=(e 1+e 2)2=e 21+2e 1·e 2+e 22=1+1+1=3.|b |=b 2=(e 1-2e 2)2=e 21-4e 1·e 2+4e 22=1-2+4=3.∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a |·|b |=-323=-12, ∴〈a ,b 〉=120°.]13.已知空间向量a ,b ,c 满足a +b +c =0,|a |=3,|b |=1,|c |=4,则a·b +b·c +c·a 的值为________.-13 [∵a +b +c =0,∴(a +b +c )2=0, ∴a 2+b 2+c 2+2(a·b +b·c +c·a )=0, ∴a·b +b·c +c·a =-32+12+422=-13.]14.(一题两空)如图,四面体ABCD 的每条棱长都等于2, 点E ,F 分别为棱AB ,AD 的中点,则|AB →+BC →|=______,|BC →-EF →|=______.23 [|AB →+BC →|=|AC →|=2,EF →=12BD →,BD →·BC →=2×2×cos 60°=2,故|BC →-EF →|2=|BC →-12BD →|2=BC →2-BC →·BD →+14BD →2=4-2+14×4=3, 故|BC →-EF →|=3.]15.在正四面体ABCD 中,棱长为a ,M ,N 分别是棱AB ,CD 上的点,且|MB →|=2|AM →|,|CN →|=12|ND →|,求|MN →|.[解] ∵MN →=MB →+BC →+CN →=23AB →+(AC →-AB →)+13(AD →-AC →)=-13AB →+13AD →+23AC →.∴MN →·MN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-13AB →+13AD →+23AC →2=19AB →2-29AD →·AB →+49AC →·AD →-49AB →·AC →+19AD →2+49AC →2=19a 2-19a 2+29a 2-29a 2+19a 2+49a 2 =59a 2, 故|MN →|=MN →·MN →=53a ,即|MN →|=53a .课时分层作业(二) 空间向量基本定理(建议用时:40分钟)一、选择题1.若a 与b 不共线且m =a +b ,n =a -b ,p =2a ,则( ) A .m ,n ,p 共线 B .m 与p 共线 C .n 与p 共线D .m ,n ,p 共面D [p =2a =m +n ,即p 可由m ,n 线性表示,所以m ,n ,p 共面.] 2.对空间任一点O 和不共线三点A ,B ,C ,能得到P ,A ,B ,C 四点共面的是( )A .OP →=OA →+OB →+OC → B .OP →=13OA →+13OB →+13OC → C .OP →=-OA →+12OB →+12OC →D .以上皆错B [∵OP →=13OA →+13OB →+13OC →, ∴3OP →=OA →+OB →+OC →,∴OP →-OA →=(OB →-OP →)+(OC →-OP →), ∴AP →=PB →+PC →,∴P A →=-PB →-PC →,∴P ,A ,B ,C 共面.]3.已知正方体ABCD -A ′B ′C ′D ′,点E 是A ′C ′的中点,点F 是AE 的三等分点,且AF =12EF ,则AF →等于( )A .AA ′→+12AB →+12AD → B .12AA ′→+12AB →+12AD →C .12AA ′→+16AB →+16AD → D .13AA ′→+16AB →+16AD →D [由条件AF =12EF 知,EF =2AF ,∴AE =AF +EF =3AF , ∴AF →=13AE →=13(AA ′→+A ′E →) =13(AA ′→+12A ′C ′→)=13AA ′→+16(A ′D ′→+A ′B ′→)=13AA ′→+16AD →+16AB →.]4.已知向量{a ,b ,c }是空间的一个基底,p =a +b ,q =a -b ,一定可以与向量p ,q 构成空间的另一个基底的是( )A .aB .bC .cD .无法确定C [∵a =12p +12q ,∴a 与p ,q 共面, ∵b =12p -12q ,∴b 与p ,q 共面, ∵不存在λ,μ,使c =λp +μq ,∴c 与p ,q 不共面,故{c ,p ,q }可作为空间的一个基底,故选C .] 5.对于空间一点O 和不共线的三点A ,B ,C 且有6OP →=OA →+2OB →+3OC →,则( )A .O ,A ,B ,C 四点共面B .P ,A ,B ,C 四点共面C .O ,P ,B ,C 四点共面D .O ,P ,A ,B ,C 五点共面B [由6OP →=OA →+2OB →+3OC →得OP →-OA →=2(OB →-OP →)+3(OC →-OP →), 即AP →=2PB →+3PC →.∴AP →,PB →,PC →共面,又它们有同一公共点P , ∴P ,A ,B ,C 四点共面.] 二、填空题6.(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.]7.若{a ,b ,c }是空间的一个基底,且存在实数x ,y ,z ,使得x a +y b +z c =0,则x ,y ,z 满足的条件是________.x =y =z =0 [若x ≠0,则a =-y x b -zx c ,即a 与b ,c 共面,由{a ,b ,c }是空间的一个基底知a ,b ,c 不共面,故x =0.同理y =z =0.]8.如图在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 和BD 的交点,若AB →=a ,AD →=b ,AA 1→=c ,则B 1M →=________.(用a ,b ,c 表示)-12a +12b -c [B 1M →=AM →-AB 1→=12(AB →+AD →)-(AB →+AA 1→)=-12AB →+12AD →-AA 1→=-12a +12b -c .]三、解答题9.如图所示,在平行六面体ABCD -A ′B ′C ′D ′中,AB →=a ,AD →=b ,AA ′→=c ,P 是CA ′的中点,M 是CD ′的中点,N 是C ′D ′的中点,点Q 在CA ′上,且CQ ∶QA ′=4∶1,用基底{a ,b ,c }表示以下向量:(1)AP →;(2)AM →;(3)AN →;(4)AQ →. [解] 连接AC ,AD ′,AC ′(图略). (1)AP →=12(AC →+AA ′→) =12(AB →+AD →+AA ′→) =12(a +b +c ). (2)AM →=12(AC →+AD ′→) =12(AB →+2AD →+AA ′→) =12a +b +12c . (3)AN →=12(AC ′→+AD ′→)=12[(AB →+AD →+AA ′→)+(AD →+AA ′→)] =12(AB →+2AD →+2AA ′→) =12a +b +c .(4)AQ →=AC →+CQ → =AC →+45(AA ′→-AC →) =15AC →+45AA ′→ =15AB →+15AD →+45AA ′→ =15a +15b +45c .10.已知平行四边形ABCD ,从平面ABCD 外一点O 引向量OE →=kOA →,OF →=kOB →,OG →=kOC →,OH →=kOD →,求证:点E ,F ,G ,H 共面.[证明] ∵OA →+AB →=OB →,∴kOA →+kAB →=kOB →, 而OE →=kOA →,OF →=kOB →,∴OE →+kAB →=k (OA →+AB →)=kOB →=OF →. 又OE →+EF →=OF →,∴EF →=kAB →, 同理EH →=kAD →,EG →=kAC →.∵ABCD 是平行四边形,∴AC →=AB →+AD →, ∴EG →k =EF →k +EH →k ,即EG →=EF →+EH →,又它们有同一个公共点E , ∴点E ,F ,G ,H 共面.11.已知空间四边形OABC ,其对角线为AC ,OB .M ,N 分别是OA ,BC 的中点,点G 是MN 的中点,则OG →等于( )A .16OA →+13OB →+12OC →B .14(OA →+OB →+OC →) C .13(OA →+OB →+OC →)D .16OB →+13OA →+13OC →B [如图,OG →=12(OM →+ON →)=12OM →+12×12(OB →+OC →) =14OA →+14OB →+14OC → =14(OA →+OB →+OC →).]12.(多选题)如图,M ,N 分别是四面体OABC 的边OA ,BC 的中点,P ,Q 是MN 的三等分点(Q 靠近点M ),则用向量OA →,OB →,OC →表示OQ →,不正确的是( )A .OQ →=13OA →+16OB →+16OC →B .OQ →=16OA →+13OB →+16OC → C .OQ →=16OA →+13OB →+13OC →D .OQ →=13OA →+13OB →+16OC →BCD [∵M ,N 分别是四面体OABC 的边OA ,BC 的中点,P ,Q 是MN 的三等分点(Q 靠近点M ),∴AB →=OB →-OA →,BC →=OC →-OB →, ∴MN →=MA →+AB →+BN →=12OA →+AB →+12BC →=12OA →+(OB →-OA →)+12(OC →-OB →) =-12OA →+12OB →+12OC →, ∴OQ →=OM →+MQ →=12OA →+13MN → =12OA →-16OA →+16OB →+16OC → =13OA →+16OB →+16OC →.]13.(一题两空)在空间四边形ABCD 中,AB →=a -2c ,CD →=5a -5b +8c ,对角线AC ,BD 的中点分别是E ,F ,则EF →=________.向量AB →,CD →,EF →________(填“能”或“否”)构成一组基底.3a -52b +3c 否 [EF →=12(ED →+EB →)=14(AD →+CD →)+14(AB →+CB →)=14AB →+14BD →+14CD →+14AB →+14CD →+14DB →=12(AB →+CD →)=3a -52b +3c .假设AB →,CD →,EF →共面,则EF →=λAB →+μCD →=λa -2λc +5μa -5μb +8μc =(λ+5μ)a -5μb +(8μ-2λ)c =3a -52b +3c .∴⎩⎪⎨⎪⎧λ+5μ=3,-5μ=-52,8μ-2λ=3,解得⎩⎪⎨⎪⎧λ=12,μ=12.∴EF →,AB →,CD →共面,∴不能构成一组基底.]14.在▱ABCD 中,E 和F 分别是边CD 和BC 的中点,AC →=λAE →+μAF →,其中λ,μ∈R ,则λ+μ=________.43[设AB →=a ,AD →=b , 则AC →=a +b ,AE →=12a +b ,AF →=a +12b , ∴λAE →+μAF →=λ⎝ ⎛⎭⎪⎫12a +b +μ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +12b=⎝ ⎛⎭⎪⎫12λ+μa +⎝ ⎛⎭⎪⎫λ+12μb , ∴a +b =⎝ ⎛⎭⎪⎫12λ+μa +⎝ ⎛⎭⎪⎫λ+12μb , ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 12λ+μ=1,λ+12μ=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧λ=23,μ=23,∴λ+μ=43.]15.如图所示,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,O 为AC 的中点.(1)化简:A 1O →-12AB →-12AD →;(2)设E 是棱DD 1上的点,且DE →=23DD 1→,若EO →=xAB →+yAD →+zAA 1→,试求实数x ,y ,z 的值.[解] 在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,O 为AC 的中点. (1)A 1O →-12AB →-12AD →=A 1O →-12(AB →+AD →)=A 1O →-12AC → =A 1O →-AO → =A 1O →+OA → =A 1A →.(2)∵E 是棱DD 1上的点,且DE →=23DD 1→, ∴OE →=OD →+DE → =12BD →+23DD 1→ =12(BA →+BC →)+23AA 1→ =12BA →+12BC →+23AA 1→ =-12AB →+12AD →+23AA 1→,∴EO →=-OE →=12AB →-12AD →-23AA 1→. 又EO →=xAB →+yAD →+zAA 1→, ∴x =12,y =-12,z =-23.课时分层作业(三) 空间向量的坐标与空间直角坐标系(建议用时:40分钟)一、选择题1.已知a =(1,-2,1),a -b =(-1,2,-1),则b =( ) A .(2,-4,2) B .(-2,4,-2) C .(-2,0,-2)D .(2,1,-3)A [b =a -(a -b )=(1,-2,1)-(-1,2,-1)=(2,-4,2).]2.与A (3,4,5),B (-2,3,0)两点距离相等的点M (x ,y ,z )满足的条件是( ) A .10x +2y +10z -37=0 B .5x -y +5z -37=0 C .10x -y +10z +37=0D .10x -2y +10z +37=0A [由|MA |=|MB |,得(x -3)2+(y -4)2+(z -5)2=(x +2)2+(y -3)2+z 2,化简得10x +2y +10z -37=0,故选A .]3.已知向量a =(2,3),b =(k,1),若a +2b 与a -b 平行,则k 的值是( ) A .-6 B .-23 C .23 D .14C [由题意得a +2b =(2+2k,5),且a -b =(2-k,2),又因为a +2b 和a -b 平行,则2(2+2k )-5(2-k )=0,解得k =23.]4.若向量a =(1,λ,2),b =(2,-1,2),且a 与b 的夹角的余弦值为89,则λ=( )A .2B .-2C .-2或255D .2或-255C [由cos 〈a ,b 〉=a·b|a||b|=2-λ+45+λ2·9=89,解得λ=-2或λ=255.]5.已知点A (1,a ,-5),B (2a ,-7,-2),则|AB |的最小值为( ) A .33 B .3 6 C .23 D .2 6 B [|AB →|=(2a -1)2+(-7-a )2+(-2+5)2=5a 2+10a +59 =5(a +1)2+54,当a =-1时,|AB →|min =54=36.]二、填空题6.已知a =(1,x,3),b =(-2,4,y ),若a ∥b ,则x -y =________. 4 [∵a ∥b ,∴b =λa . ∴⎩⎪⎨⎪⎧ λ=-2,x λ=4,3λ=y ,∴⎩⎪⎨⎪⎧λ=-2,x =-2,y =-6.∴x -y =4.]7.已知2a +b =(0,-5,10),c =(1,-2,-2),a·c =4,|b |=12,则〈b ,c 〉=________.2π3 [(2a +b )·c =2a·c +b·c =-10, 又a·c =4,∴b·c =-18,又|c |=3,|b |=12, ∴cos 〈b ,c 〉=b·c|b|·|c|=-12,∵〈b ,c 〉∈[0,π],∴〈b ,c 〉=2π3.]8.在空间直角坐标系中,以O (0,0,0),A (2,0,0),B (0,2,0),C (0,0,2)为一个三棱锥的顶点,则此三棱锥的表面积为________.6+23 [S △AOC =S △BOC =S △AOB =12×2×2=2,S △ABC =34×|AB |2=34×8=23, 故三棱锥的表面积S =6+23.] 三、解答题9.已知A (1,0,0),B (0,-1,1),O (0,0,0),OA →+λOB →与OB →的夹角为120°,求λ的值.[解] ∵OA →=(1,0,0),OB →=(0,-1,1), ∴OA →+λOB →=(1,-λ,λ), ∴(OA →+λOB →)·OB →=λ+λ=2λ, 又|OA →+λOB →|=1+λ2+λ2=1+2λ2,|OB→|=2. ∴cos 120°=2λ2·1+2λ2=-12,∴λ2=16,又2λ2·1+2λ2<0,即λ<0,∴λ=-66.10.(1)已知向量a =(2,4,5),b =(3,x ,y ),若a ∥b ,求x ,y 的值. (2)求与向量(-3,-4,5)共线的单位向量. [解] (1)因为a ∥b ,所以存在实数λ,使a =λb , 所以(2,4,5)=λ(3,x ,y ), 所以⎩⎪⎨⎪⎧2=3λ,4=λx ,5=λy ,所以⎩⎪⎨⎪⎧λ=23,x =6,y =152.(2)向量(-3,-4,5)的模为(-3)2+(-4)2+52=52,所以与向量(-3,-4,5)共线的单位向量为±152·(-3,-4,5)=±210(-3,-4,5),即⎝ ⎛⎭⎪⎫3210,225,-22和⎝ ⎛⎭⎪⎫-3210,-225,22.11.已知点A (1,-2,11),B (4,2,3),C (6,-1,4),则△ABC 的形状是( ) A .等腰三角形 B .等边三角形 C .直角三角形D .等腰直角三角形C [AB →=(3,4,-8),AC →=(5,1,-7), BC →=(2,-3,1), ∴|AB →|=32+42+82=89, |AC →|=52+12+72=75, |BC →|=22+32+12=14,∴|AC →|2+|BC →|2=75+14=89=|AB →|2. ∴△ABC 为直角三角形.]12.已知向量a =(1,2,3),b =(-2,-4,-6),|c |=14,若(a +b )·c =7,则a 与c 的夹角为( )A .30°B .60°C .120°D .150°C [a +b =(-1,-2,-3)=-a ,故(a +b )·c =-a ·c =7,得a·c =-7,而|a |=12+22+32=14,所以cos 〈a ,c 〉=a·c|a||c|=-12,〈a ,c 〉=120°.] 13.(一题两空)已知点A (1,2,3),B (2,1,2),P (1,1,2),O (0,0,0),点Q 在直线OP 上运动,QA →·QB →的最小值为________,此时点Q 的坐标为________.-23⎝ ⎛⎭⎪⎫43,43,83 [设OQ →=λOP →=(λ,λ,2λ), 故Q (λ,λ,2λ),∴QA →=(1-λ,2-λ,3-2λ),QB →=(2-λ,1-λ,2-2λ), ∴QA →·QB →=6λ2-16λ+10=6⎝ ⎛⎭⎪⎫λ-432-23,∴QA →·QB →的最小值为-23,此时λ=43,Q 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫43,43,83.]14.若AB →=(-4,6,-1),AC →=(4,3,-2),|a |=1,且a ⊥AB →,a ⊥AC →,则a =________.⎝ ⎛⎭⎪⎫313,413,1213或⎝ ⎛⎭⎪⎫-313,-413,-1213 [设a =(x ,y ,z ),由题意有⎩⎪⎨⎪⎧a ·AB →=0,a ·AC →=0,|a |=1,代入坐标可解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =313,y =413,z =1213,或⎩⎪⎨⎪⎧x =-313,y =-413,z =-1213.]15.在正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,平面ABC 和平面A 1B 1C 1为正三角形,所有的棱长都是2,M 是BC 边的中点,则在棱CC 1上是否存在点N ,使得异面直线AB 1和MN 所夹的角等于45°?[解] 以A 点为原点,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz .由题意知A (0,0,0),C (0,2,0),B (3,1,0),B 1(3,1,2),M ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32,0.又点N 在CC 1上, 可设N (0,2,m )(0≤m ≤2),则AB 1→=(3,1,2),MN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,12,m ,所以|AB 1→|=22,|MN →|=m 2+1,AB 1→·MN →=2m -1.如果异面直线AB 1和MN 所夹的角等于45°,那么向量AB 1→和MN →的夹角等于45°或135°.又cos 〈AB 1→,MN →〉=AB 1→·MN →|AB 1→||MN →|=2m -122×m 2+1.所以2m -122×m 2+1=±22,解得m =-34,这与0≤m ≤2矛盾.所以在CC 1上不存在点N ,使得异面直线AB 1和MN 所夹的角等于45°.课时分层作业(四) 空间中的点、直线与空间向量(建议用时:40分钟)一、选择题1.已知点A (2,3,4),B (1,2,1),BC →=3OA →,且O 为坐标原点,则C 点的坐标为( )A .(6,8,9)B .(6,9,12)C .(7,11,13)D .(-7,-11,-13)C [设C (x ,y ,z ),则BC →=(x -1,y -2,z -1),OA →=(2,3,4),∴3OA →=(6,9,12), 由BC →=3OA →, 得⎩⎪⎨⎪⎧ x -1=6,y -2=9,z -1=12,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =7,y =11,z =13,∴C (7,11,13).]2.已知空间向量a =(-1,0,3),b =(3,-2,x ),若a ⊥b ,则实数x 的值是( ) A .-1 B .0 C .1 D .2 C [向量a =(-1,0,3),b =(3,-2,x ),若a ⊥b ,则-1×3+0×(-2)+3x =0, 解得x =1.故选C .]3.已知线段AB 的两端点坐标为A (9,-3,4),B (9,2,1),则线段AB 与坐标平面 ( )A .xOy 平行B .xOz 平行C .yOz 平行D .yOz 相交C [因为AB →=(9,2,1)-(9,-3,4)=(0,5,-3),所以AB ∥平面yOz .] 4.设向量a =(2,2,0),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos α,-12,1,(0°<α<180°),若a ⊥b ,则角α=( )A .30°B .60°C .120°D .150°B [∵向量a =(2,2,0),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos α,-12,1,(0°<α<180°),a ⊥b ,∴a ·b =2cos α-1=0,∴cos α=12, ∵0°<α<180°, ∴角α=60°.故选B .]5.在棱长为2的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,O 是底面ABCD 的中心,E ,F 分别是CC 1,AD 的中点,那么异面直线OE 和FD 1所成的角的余弦值等于( )A .155B .105C .45D .23A [以D 为坐标原点,DA →,DC →,DD 1→的方向为x 轴,y 轴,z 轴正方向建立空间直角坐标系,则F (1,0,0),D 1(0,0,2),O (1,1,0),E (0,2,1),则OE →=(-1,1,1),FD 1→=(-1,0,2),∴|OE →|=3,|FD 1→|=5,OE →·FD 1→=3, ∴cos 〈OE →,FD 1→〉=OE →·FD 1→|OE →||FD 1→|=33·5=155.]二、填空题6.已知点A (1,1,-4),B (2,-4,2),C 为线段AB 上的一点,且AC →=12AB →,则C 点坐标为________.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-32,-1 [设C (x ,y ,z ),AC →=(x -1,y -1,z +4),AB →=(1,-5,6), 由AC →=12AB →得⎩⎪⎨⎪⎧x -1=12,y -1=-52,z +4=3,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =32,y =-32,z =-1.∴C ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,-32,-1.]7.已知A (0,y,3),B (-1,-2,z ),若直线l 的方向向量v =(2,1,3)与直线AB 的方向向量平行,则实数y +z 等于________.0 [由题意,得AB →=(-1,-2-y ,z -3),则-12=-2-y 1=z -33,解得y =-32,z =32,所以y +z =0.]8.长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的底面是边长为1的正方形,高为2,M ,N 分别是四边形BB 1C 1C 和正方形A 1B 1C 1D 1的中心,则向量BM →与DN →的夹角的余弦值是________.71030[以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,B(1,1,0),M⎝⎛⎭⎪⎫12,1,1,D(0,0,0),N⎝⎛⎭⎪⎫12,12,2,BM→=⎝⎛⎭⎪⎫-12,0,1,DN→=⎝⎛⎭⎪⎫12,12,2,设向量BM→与DN→的夹角为θ,则cos θ=BM→·DN→|BM→|·|DN→|=7454·184=71030.故向量BM→与DN→的夹角的余弦值为71030.]三、解答题9.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是C1C,B1C1的中点.求证:MN∥平面A1BD.[证明]如图,以D为原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x轴,y轴,z 轴建立空间直角坐标系,设正方体的棱长为1,可求得M ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1,12,N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,1,D (0,0,0),A 1(1,0,1), 于是MN →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,12, DA 1→=(1,0,1).得DA 1→=2MN →,∴DA 1→∥MN →,∴DA 1∥MN . 而MN ⊄平面A 1BD ,DA 1⊂平面A 1BD , ∴MN ∥平面A 1BD .10.如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1底面△ABC 中,CA =CB =1,∠BCA =90°,棱AA 1=2,M 是A 1B 1的中点.(1)求cos 〈BA 1→,CB 1→〉的值; (2)求证:A 1B ⊥C 1M .[解] (1)以C 为原点,CA ,CB ,CC 1所在直线分别为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系,A 1(1,0,2),B (0,1,0),C (0,0,0),B 1(0,1,2),BA 1→=(1,-1,2),CB 1→=(0,1,2), ∴cos 〈BA 1→,CB 1→〉=BA 1→·CB 1→|BA 1→|·|CB 1→|=36·5=3010.(2)证明:A 1(1,0,2),B (0,1,0),C 1(0,0,2),M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,2,A 1B →=(-1,1,-2),C 1M→=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,0, 又A 1B →·C 1M →=0, ∴A 1B ⊥C 1M .11.(多选题)已知空间向量a ,b ,a ⊥b ,a =(1,3,5),则b 的坐标可以是( ) A .(5,0,-1) B .⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,3,-75 C .(5,-3,-1)D .(8,-1,-1)ABD [a =(1,3,5),a ⊥b ,∴a ·b =0.在A 中,a ·b =(1,3,5)·(5,0,-1)=1×5+3×0+5×(-1)=0,A 正确. 在B 中,a ·b =(1,3,5)·⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,3,-75=1×(-2)+3×3+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫-75=0,B 正确. 在C 中,a ·b =(1,3,5)·(5,-3,-1)=1×5+3×(-3)+5×(-1)=-9≠0,C 错误.在D 中,a ·b =(1,3,5)·(8,-1,-1)=1×8+3×(-1)+5×(-1)=0,D 正确.] 12.向量a =(1,2,x ),b =(-2,y,4),若a ∥b ,则x -y =( ) A .4B .2C .1D .12B [向量a =(1,2,x ),b =(-2,y,4), 若a ∥b ,则1-2=2y =x 4, 解得⎩⎪⎨⎪⎧y =-4,x =-2.所以x -y =-2-(-4)=2.]13.(一题两空)已知向量a =(1,0,-1),b =(1,1,0),则|a |=________;向量a 与b 的夹角是________.2 60° [向量a =(1,0,-1),b =(1,1,0), 则|a |=12+02+(-1)2=2;cos 〈a ,b 〉=a ·b |a |·|b |=12×2=12, ∴向量a 与b 的夹角是60°.]14.设向量a =(1,2,λ),b =(2,2,-1),若cos 〈a ,b 〉=49,则实数λ的值为________.-1227或2 [向量a =(1,2,λ),b =(2,2,-1), ∴a ·b =2+4-λ=6-λ, |a |=1+4+λ2=5+λ2,|b |=4+4+1=3,若cos 〈a ,b 〉=49,则a ·b |a |×|b |=6-λ5+λ2×3=49,化简得7λ2+108λ-244=0,解得λ=-1227或λ=2, 则实数λ的值为-1227或2.]15.在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是一直角梯形,P A ⊥底面ABCD ,∠BAD =90°,AD ∥BC ,AB =BC =1,AD =AP =2,E 为PD 的中点.以A 为坐标原点,分别以AB 、AD 、AP 为x 轴、y 轴、z 轴建立如图所示空间直角坐标系O -xyz .(1)求BE →的模;(2)求〈AE →,DC →〉,异面直线AE 与CD 所成的角; (3)设n =(1,p ,q ),满足n ⊥平面PCD ,求n 的坐标.[解] (1)由已知可得A (0,0,0),B (1,0,0),C (1,1,0),D (0,2,0),P (0,0,2), ∵E 为PD 的中点,∴E (0,1,1). ∴|BE →|=(0-1)2+(1-0)2+(1-0)2=3.(2)AE →=(0,1,1),DC →=(1,-1,0).∴cos 〈AE →,DC →〉=AE →·CD →|AE →|·|CD →|=-12·2=-12,∵〈AE →,DC →〉∈[0,π], ∴〈AE →,DC →〉=2π3,即异面直线AE 与CD 所成的角为π3. (3)∵n ⊥平面PCD ,∴n ⊥PD ,n ⊥CD ,又n =(1,p ,q ),PD →=(0,2,-2),CD →=(-1,1,0), ∴n ·PD →=2p -2q =0,n ·CD →=-1+p =0, 解得p =1且q =1,即n =(1,1,1).课时分层作业(五) 空间中的平面与空间向量(建议用时:40分钟)一、选择题1.设A 是空间一定点,n 为空间内任一非零向量,满足条件AM →·n =0的点M 构成的图形是( )A .圆B .直线C .平面D .线段 C [M 构成的图形经过点A ,且是以n 为法向量的平面.]2.在菱形ABCD 中,若P A →是平面ABCD 的法向量,则以下等式中可能不成立的是( )A .P A →⊥AB → B .P A →⊥CD →C .PC →⊥BD →D .PC →⊥AB →D [由题意知P A ⊥平面ABCD ,所以与平面上的线AB 、CD 都垂直,A 、B 正确.又因为菱形的对角线互相垂直,又AC 为PC 在平面ABCD 内的射影且AC ⊥BD ,由三垂线定理的逆定理知PC ⊥BD ,故C 正确.]3.设μ=(2,2,-1)是平面α的法向量,a =(-3,4,2)是直线l 的方向向量,则直线l 与平面α的位置关系是( )A .平行或直线在平面内B .垂直C .相交但不垂直D .不能确定A [∵μ=(2,2,-1)是平面α的法向量, a =(-3,4,2)是直线l 的方向向量,μ·a =-6+8-2=0,∴直线l 与平面α的位置关系是平行或直线在平面内.]4.平面α经过三点O (0,0,0),A (2,2,0),B (0,0,2),则平面α的法向量可以是( ) A .(1,0,1) B .(1,0,-1) C .(0,1,1)D .(-1,1,0)D [∵平面α经过三点O (0,0,0),A (2,2,0),B (0,0,2), ∴OA →=(2,2,0),OB →=(0,0,2), 设平面α的法向量n =(x ,y ,z ), 则⎩⎨⎧n ·OA →=2x +2y =0,n ·OB →=2z =0,取x =-1,得n →=(-1,1,0),∴平面α的法向量可以是(-1,1,0).]5.已知AB →=(1,5,-2),BC →=(3,1,z ),若AB →⊥BC →,BP →=(x -1,y ,-3),且BP ⊥平面ABC ,则实数x ,y ,z 分别为( )A .337,-157,4 B .407,-157,4 C .407,-2,4D .4,407,-15B [∵AB →⊥BC →,∴AB →·BC →=0,即3+5-2z =0,得z =4, 又BP ⊥平面ABC ,∴BP →⊥AB →,BP →⊥BC →, 则⎩⎪⎨⎪⎧(x -1)+5y +6=0,3(x -1)+y -12=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =407,y =-157.]二、填空题6.已知直线l 的方向向量为s =(1,2,x ),平面α的法向量n =(-2,y,2),若l ⊂α,则xy 的最大值为________.14 [由题意可得s ⊥n ,∴s ·n =-2+2y +2x =0,可得x +y =1,取x ,y >0,则1≥2xy ,可得xy ≤14,当且仅当x =y =12时取等号.]7.在平面ABC 中,A (0,1,1),B (1,2,1),C (-1,0,-1),若a =(-1,y ,z ),且a 为平面ABC 的法向量,则y +z =________.1 [AB →=(1,1,0),AC →=(-1,-1,-2), ∵a =(-1,y ,z )为平面ABC 的法向量, ∴a ·AB →=0,a ·AC →=0, ∴-1+y =0,1-y -2z =0, 联立解得y =1,z =0,∴y +z =1.] 8.给出下列命题:①直线l 的方向向量为a =(1,-1,2),直线m 的方向向量b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2,1,-12,则l 与m 垂直;②直线l 的方向向量a =(0,1,-1),平面α的法向量n =(1,-1,-1),则l ⊥α; ③平面α、β的法向量分别为n 1=(0,1,3),n 2=(1,0,2),则α∥β;④平面α经过三点A (1,0,-1),B (0,1,0),C (-1,2,0),向量n =(1,u ,t )是平面α的法向量,则u +t =1.其中真命题的是________.(把你认为正确命题的序号都填上) ①④ [对于①,∵a =(1,-1,2),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫2,1,-12,∴a ·b =1×2-1×1+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=0,∴a ⊥b ,∴直线l 与m 垂直,①正确; 对于②,a =(0,1,-1),n =(1,-1,-1), ∴a ·n =0×1+1×(-1)+(-1)×(-1)=0, ∴a ⊥n ,∴l ∥α或l ⊂α,②错误;对于③,∵n 1=(0,1,3),n 2=(1,0,2), ∴n 1与n 2不共线, ∴α∥β不成立,③错误;对于④,∵点A (1,0,-1),B (0,1,0),C (-1,2,0), ∴AB →=(-1,1,1),BC →=(-1,1,0), 向量n =(1,u ,t )是平面α的法向量, ∴⎩⎨⎧n ·AB →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧-1+u +t =0,-1+u =0,则u +t =1,④正确.综上,以上真命题的序号是①④.] 三、解答题9.如图所示,已知四棱锥P -ABCD 的底面是直角梯形,∠ABC =∠BCD =90°,AB =BC =PB =PC =2CD ,侧面PBC ⊥底面ABCD .求证:P A ⊥BD .[证明] 如图,取BC 的中点O ,连接AO 交BD 于点E ,连接PO .因为PB =PC ,所以PO ⊥BC .又平面PBC ⊥平面ABCD ,平面PBC ∩平面ABCD =BC , 所以PO ⊥平面ABCD ,所以AP 在平面ABCD 内的射影为AO .在直角梯形ABCD 中, 由于AB =BC =2CD , 易知Rt △ABO ≌Rt △BCD ,所以∠BEO =∠OAB +∠DBA =∠DBC +∠DBA =90°,即AO ⊥BD . 由三垂线定理,得P A ⊥BD .10.如图,已知正方形ABCD 和矩形ACEF 所在的平面互相垂直,AB =2,AF =1,M 是线段EF 的中点.求证:AM ⊥平面BDF .[证明] 以C 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,则A (2,2,0),B (0,2,0),D (2,0,0),F (2,2,1),M ⎝ ⎛⎭⎪⎫22,22,1.所以AM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,-22,1,DF →=(0,2,1),BD →=(2,-2,0). 设n =(x ,y ,z )是平面BDF 的法向量, 则n ⊥BD →,n ⊥DF →, 所以⎩⎨⎧n ·BD →=2x -2y =0,n ·DF →=2y +z =0,⇒⎩⎪⎨⎪⎧x =y ,z =-2y ,取y =1,得x =1,z =-2, 则n =(1,1,-2).因为AM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,-22,1,所以n =-2AM →,得n 与AM →共线. 所以AM ⊥平面BDF .11.(多选题)已知平面α内有一点M (1,-1,2),平面α的一个法向量为n =(6,-3,6),则下列点中,在平面α内的是( )A .(2,3,3)B .(1,1,3)C .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,103D .(2,2,3)AB [设平面α内一点P (x ,y ,z ),则MP →=(x -1,y +1,z -2). ∵n =(6,-3,6)是平面的法向量,∴n ⊥MP →,n ·MP →=6(x -1)-3(y +1)+6(z -2)=6x -3y +6z -21. ∴由n ·MP →=0得6x -3y +6z -21=0. 把各选项代入上式可知A 、B 适合.]12.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,以D 为原点建立空间直角坐标系,E 为BB 1的中点,F 为A 1D 1的中点,则下列向量中,能作为平面AEF 的法向量的是( )A .(1,-2,4)B .(-4,1,-2)C .(2,-2,1)D .(1,2,-2)B [设平面AEF 的一个法向量为n =(x ,y ,z ),正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,则A (1,0,0),E ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,1,12,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,1. 故AE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1,12,AF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0,1.又⎩⎨⎧AE →·n =0,AF→·n =0,即⎩⎪⎨⎪⎧y +12z =0,-12x +z =0,所以⎩⎨⎧y =-12z ,x =2z .当z =-2时,n =(-4,1,-2).]13.(一题两空)设u ,v 分别是平面α,β的法向量,u =(-2,2,5),当v =(3,-2,2)时,α与β的位置关系为____________;当v =(4,-4,-10)时,α与β的位置关系为____________.α⊥β α∥β [∵u ,v 分别为平面α,β的法向量且u =(-2,2,5), 当v =(3,-2,2)时,u·v =-6-4+10=0, ∴u ⊥v ,即α⊥β;当v =(4,-4,-10)时,v =-2μ,∴u ∥v ,即α∥β.]14.如图所示,四棱锥P -ABCD 的底面ABCD 是边长为1的正方形,PD ⊥底面ABCD ,且PD =1,若E ,F 分别为PB ,AD 中点,则直线EF 与平面PBC 的位置关系________.垂直 [以D 为原点,DA ,DC ,DP 所在直线为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系(图略),则E ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12,12,F ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,0, ∴EF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-12,-12.平面PBC 的一个法向量n =(0,1,1), ∵EF →=-12n ,∴EF →∥n ,∴EF ⊥平面PBC .]15.如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为直角梯形,且AD ∥BC ,∠ABC =∠P AD =90°,侧面P AD ⊥底面ABCD .若P A =AB =BC =12AD .(1)求证:CD ⊥平面P AC ;(2)侧棱P A 上是否存在点E ,使得BE ∥平面PCD ?若存在,指出点E 的位置并证明,若不存在,请说明理由.[解] 因为∠P AD =90°,所以P A ⊥AD .又因为侧面P AD ⊥底面ABCD ,且侧面P AD ∩底面ABCD =AD ,所以P A ⊥底面ABCD .又因为∠BAD =90°,所以AB ,AD ,AP 两两垂直.分别以AB ,AD ,AP 所在直线为x 轴,y 轴,z 轴建立如图所示的空间直角坐标系.设AD =2,则A (0,0,0),B (1,0,0),C (1,1,0),D (0,2,0),P (0,0,1). (1)AP →=(0,0,1),AC →=(1,1,0),CD →=(-1,1,0), 可得AP →·CD →=0,AC →·CD →=0, 所以AP ⊥CD ,AC ⊥CD .又因为AP ∩AC =A ,所以CD ⊥平面P AC .(2)设侧棱P A 的中点是E ,则E ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,0,12,BE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,0,12.设平面PCD 的法向量是n =(x ,y ,z ), 则⎩⎨⎧n ·CD →=0,n ·PD →=0,因为CD →=(-1,1,0),PD →=(0,2,-1),所以⎩⎪⎨⎪⎧-x +y =0,2y -z =0,取x =1,则y =1,z =2,所以平面PCD 的一个法向量为n =(1,1,2). 所以n ·BE →=(1,1,2)·⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,0,12=0,所以n ⊥BE →. 因为BE ⊄平面PCD ,所以BE ∥平面PCD . 综上所述,当E 为P A 的中点时,BE ∥平面PCD .课时分层作业(六) 直线与平面的夹角(建议用时:40分钟)一、选择题1.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,直线AD 与平面A 1BC 1所成角正弦值为( ) A .12 B .32 C .33 D .63C [如图,以D 为坐标原点,分别以DA ,DC ,DD 1所在直线为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系.设正方体的棱长为1,则平面A 1BC 1的一个法向量为n =(1,1,1),DA →=(1,0,0),设直线AD 与平面A 1BC 1所成角为θ,∴sin θ=|cos 〈n ,DA →〉|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪n ·DA →|n |·|DA →|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪11×3=33.] 2.OA 、OB 、OC 是由点O 出发的三条射线,两两夹角为60°,则OC 与平面OAB 所成角的余弦值为( )A .13B .33C .12D .32B [设OC 与平面OAB 所成的角为θ,则cos 60°=cos θ·cos 30°,∴cos θ=33.] 3.如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =BC =2,若该长方体的体积为82,则直线AC 1与平面BB 1C 1C 所成的角为( )A .30°B .45°C .60°D .120°A [∵在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =BC =2,该长方体的体积为82,∴2×2×AA 1=82,解得AA 1=22,以D 为原点,DA 、DC 、DD 1分别为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系, A (2,0,0),C 1(0,2,22),AC 1→=(-2,2,22), 平面BB 1C 1C 的法向量n =(0,1,0), 设直线AC 1与平面BB 1C 1C 所成的角为θ, sin θ=|n ·AC 1→||n |·|AC 1→|=24=12,∴θ=30°,∴直线AC 1与平面BB 1C 1C 所成的角为30°.故选A .]4.在三棱锥P -ABC 中,AB ⊥BC ,AB =BC =12P A ,点O 是AC 的中点,OP ⊥底面ABC .现以点O 为原点,OA 、OB 、OP 所在直线分别为x 、y 、z 轴,建立空间直角坐标系Oxyz ,如图所示.则直线P A 与平面PBC 所成角的正弦值为( )A .21030 B .3030 C .69030D .87030A [因为OP ⊥平面ABC ,OA =OC ,AB =BC ,所以OA ⊥OB ,OA ⊥OP ,OB ⊥OP .设AB =2a ,则P A =22a ,OP =7a ,A (a,0,0),B (0,a,0),C (-a,0,0),P (0,0,7a ).∴P A →=(a,0,-7a ),PB →=(0,a ,-7a ),BC →=(-a ,-a,0).设平面PBC 的法向量为n =(x ,y ,z ),则 ⎩⎨⎧n ·PB →=0n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧ay -7az =0-ax -ay =0,令x =1,则y =-1,z =-77,所以平面PBC 的一个法向量为n =⎝⎛⎭⎪⎫1,-1,-77,所以cos 〈P A →,n 〉=P A →·n |P A →||n |=21030,所以P A 与平面PBC 所成角的正弦值为21030.] 5.如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱垂直于底面,底面是边长为2的正三角形,侧棱长为3,则AA 1与平面AB 1C 1所成的角为( )A .π6 B .π4 C .π3D .π2A [以C 为原点,在平面ABC 中过C 作BC 的垂线为x 轴,CB 为y 轴,CC 1为z 轴,建立空间直角坐标系,则A (3,1,0),A 1(3,1,3),B 1(0,2,3),C 1(0,0,3), AA 1→=(0,0,3),AB 1→=(-3,1,3),AC 1→=(-3,-1,3), 设平面AB 1C 1的法向量n =(x ,y ,z ), 则⎩⎨⎧n ·AB 1→=-3x +y +3z =0,n ·AC 1→=-3x -y +3z =0,取x =3,得n =(3,0,1), 设AA 1与平面AB 1C 1所成的角θ, 则sin θ=|AA 1→·n ||AA 1→|·|n |=334=12,∴θ=π6.∴AA 1与平面AB 1C 1所成的角为π6.故选A .] 二、填空题6.等腰Rt △ABC 的斜边AB 在平面α内,若AC 与α成30°角,则斜边上的中线CM 与平面α所成的角为________.45° [作CO ⊥α,O 为垂足,连接AO ,MO ,则∠CAO =30°,∠CMO 为CM 与α所成的角.在Rt △AOC 中,设CO =1,则AC =2.在等腰Rt △ABC 中,由AC =2得CM =2.在Rt △CMO 中,sin ∠CMO =CO CM =12=22.∴∠CMO =45°.]7.如图,在四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,平面A 1B 1CD ⊥平面ABCD ,且四边形ABCD 和四边形A 1B 1CD 都是正方形,则直线BD 1与平面A 1B 1CD 所成角的正切值是________.2 [以D 为原点,DA 为x 轴,DC 为y 轴,DA 1为z 轴,建立空间直角坐标系,设AB =1,则B (1,1,0),D 1(-1,0,1),BD 1→=(-2,-1,1),平面A 1B 1CD 的法向量n =(1,0,0), 设直线BD 1与平面A 1B 1CD 所成角为θ, 则sin θ=|BD 1→·n ||BD 1→|·|n |=26,∴cos θ=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫262=26,∴直线BD 1与平面A 1B 1CD 所成角的正切值是tan θ=sin θcos θ=2.]8.已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1的侧棱与底面边长都相等,A 1在底面ABC 内的射影为△ABC 的中心,则AB 1与底面ABC 所成角的正弦值等于________.23 [如图,设A 1在平面ABC 内的射影为O ,以O 为坐标原点,OA ,OA 1分别为x 轴、z 轴,过O 作OA 的垂线为y 轴,建立空间直角坐标系,如图.设△ABC 边长为1,则A ⎝ ⎛⎭⎪⎫33,0,0,B 1⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,12,63,。
人教B版高中同步学案数学必修第一册精品课件 第三章 函数 第1课时 函数的单调性 分层作业册
(2)由(1)可知函数f(x)在区间[2,+∞)上单调递增,
∴f(x)≥f(2)=1,
又当
3
x∈[2,+∞)时,-+1<0,
3
∴2- <2,∴1≤f(x)<2,
+1
∴函数f(x)的值域为[1,2).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
则
2 +1
f(x2)-f(x1)= +2
2
−
1 +1
1 +2
=
( 2 - 1 )(2-1)
.
( 1 +2)( 2 +2)
∵-2<x1<x2,∴x2-x1>0,(x1+2)(x2+2)>0.
2 - 1
∴( +2)( +2)>0.
1
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
解
函数f(x)=x2-2mx-3的图象开口向上,图象的对称轴为直线x=-
-2
2×1
所以函数f(x)在区间(-∞,m]上单调递减,在区间[m,+∞)上单调递增.
因为函数f(x)在区间[1,2]上单调,
∴[1,2]⊆(-∞,m]或[1,2]⊆[m,+∞),
∴m≥2或m≤1,∴m的取值范围是(-∞,1]∪[2,+∞).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
2.[探究点一](多选题)下列说法正确的是( BC )
A.若定义在R上的函数f(x)满足f(3)>f(2),则函数f(x)是R上的增函数
高中数学:新同步课堂人教B全国通用版必修一课时分层作业5补集及其综合应用
课时分层作业(五)(建议用时:40分钟)[学业达标练]一、选择题1.设全集U={1,2,3,4,5},集合A={1,2},则∁U A=()A.{1,2}B.{3,4,5}C.{1,2,3,4,5} D.∅B[∵U={1,2,3,4,5},A={1,2},∴∁U A={3,4,5}.]2.已知A={x|x+1>0},B={-2,-1,0,1},全集U=R,则∁R A∩B=() 【导学号:60462050】A.{-2,-1} B.{-2}C.{-1,0,1} D.{0,1}A[因为集合A={x|x>-1},所以∁R A={x|x≤-1},则∁R A∩B={x|x≤-1}∩{-2,-1,0,1}={-2,-1}.]3.设全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A={1,2,3,5},B={2,4,6},则图1-2-2中的阴影部分表示的集合为()图1-2-2A.{2} B.{4,6}C.{1,3,5} D.{4,6,7,8}B[全集U={1,2,3,4,5,6,7,8},集合A={1,2,3,5},B={2,4,6},由Venn图可知阴影部分表示的集合为∁U A∩B,∵∁U A={4,6,7,8},∴∁U A∩B={4,6}.故选B.]4.若全集U={1,2,3,4,5,6},M={2,3},N={1,4},则集合{5,6}等于() A.M∪N B.M∩NC.∁U M∪∁U N D.∁U M∩∁U ND[∵全集U={1,2,3,4,5,6},M={2,3},N={1,4},∴M∪N={1,2,3,4},则∁U M∩∁U N={5,6}.故选D.]5.设I是全集,集合M,N,P都是其子集,则图1-2-3中的阴影部分表示的集合为()图1-2-3A.M∩(P∩∁I N)B.M∩(N∩∁I P)C.M∩(∁I N∩∁I M)D.(M∩N)∪(M∩P)B[由题中的Venn图可得阴影部分的元素属于M,属于N,但不属于P,故阴影部分表示的集合为M∩N∩(∁I P)=M∩(N∩∁I P).]二、填空题6.设集合S={x|x>-2},T={x|x2+3x-4≤0},则∁R S∪T=________.【导学号:60462051】(-∞,1][∵集合S={x|x>-2},∴∁R S={x|x≤-2},由x2+3x-4≤0,得T={x|-4≤x≤1},故∁R S∪T={x|x≤1}.]7.已知集合A、B均为全集U={1,2,3,4}的子集,且∁U(A∪B)={4},B={1,2},则A∩∁U B=________.{3}[∵U={1,2,3,4},∁U(A∪B)={4},∴A∪B={1,2,3},又∵B={1,2},∴{3}⊆A⊆{1,2,3}.又∁U B={3,4},∴A∩∁U B={3}.]8.设全集U=R,集合A={x|x≥0},B={y|y≥1},则∁U A与∁U B的包含关系是________.∁U A⊆∁U B[∁U A={x|x<0},∁U B={y|y<1}={x|x<1}.∴∁U A⊆∁U B.]三、解答题9.设A={x∈Z||x|<6},B={1,2,3},C={3,4,5},求:(1)A∪(B∩C);(2)A∩∁A(B∪C).[解]A={-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5},(1)由B∩C={3},∴A∪(B∩C)=A={-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5}.(2)由B∪C={1,2,3,4,5},∁A(B∪C)={-5,-4,-3,-2,-1,0},∴A∩∁A(B∪C)={-5,-4,-3,-2,-1,0}.10.已知全集U=R,集合A={x|-2≤x≤5},B={x|a+1≤x≤2a-1}且A⊆∁U B,求实数a的取值范围.【导学号:60462052】[解]若B=∅,此时∁U B=R,且A⊆∁U B;则a+1>2a-1,所以a<2,若B≠∅,则a+1≤2a-1,即a≥2,此时∁U B={x|x<a+1,或x>2a-1},由于A⊆∁U B,如图,则a+1>5,∴a>4,∴实数a的取值范围为{a|a<2,或a>4}.[冲A挑战练]一、选择题1.已知全集U={1,2,3,4,5},集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x=2a,a∈A},则集合∁U(A∪B)中元素个数为()A.1B.2C.3D.4B[∵A={1,2},∴B={2,4},∴A∪B={1,2,4},∴∁U (A ∪B )={3,5}.]2.设全集U ={(x ,y )|x ,y ∈R },M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫(x ,y )⎪⎪⎪y -3x -2=1,N ={(x ,y )|y ≠x +1},那么(∁U M )∩(∁U N )=( )A .∅B .{(2,3)}C .(2,3)D .{(x ,y )|y ≠x +1} B [∵M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫(x ,y )⎪⎪⎪y -3x -2=1表示直线y =x +1去掉点(2,3). N ={(x ,y )|y ≠x +1}表示平面内除直线y =x +1外的点,又∵(∁U M )∩(∁U N )=∁U (M ∪N )而M ∪N 表示平面内除(2,3)以外的所有点∴∁U (M ∪N )={(2,3)},综上可知选B.]二、填空题3.设U =R ,A ={x |a ≤x ≤b },∁U A ={x |x >4或x <3},则a +b =________. 7 [∵U =R ,∁U A ={x |x >4或x <3}∴A ={x |3≤x ≤4},∴a =3,b =4则a +b =7.]4.已知全集U ={2,3,a 2-a -1},A ={2,3},若∁U A ={1},则实数a 的值是________.-1或2 [∵U ={2,3,a 2-a -1},A ={2,3},∁U A ={1},∴a 2-a -1=1,即a 2-a -2=0,解得a =-1或a =2.]三、解答题5.设全集U =R ,集合A ={x |x ≤-2或x ≥5},B ={x |x ≤2}.求【导学号:60462053】(1)∁U (A ∪B );(2)记∁U (A ∪B )=D ,C ={x |2a -3≤x ≤-a },且C ∩D =C ,求a 的取值范围.[解] (1)由题意知,A ={x |x ≤-2或x ≥5},B ={x |x ≤2},则A ∪B ={x |x ≤2或x ≥5},又全集U =R ,∁U (A ∪B )={x |2<x <5}.(2)由(1)得D ={x |2<x <5},由C ∩D =C 得C ⊆D ,①当C =∅时,有-a <2a -3,解得a >1;②当C ≠∅时,有⎩⎨⎧ 2a -3≤-a ,2a -3>2,-a <5,解得a ∈∅. 综上,a 的取值范围为(1,+∞).。
高中数学:新同步课堂人教B全国通用版必修一课时分层作业9 函数的奇偶性
课时分层作业(九)(建议用时:40分钟)[学业达标练]一、选择题1.函数f(x)=1x-x的图象关于()A.y轴对称B.直线y=-x对称C.坐标原点对称D.直线y=x对称C[∵f(-x)=-1x+x=-f(x),∴f(x)=1x-x是奇函数,∴f(x)的图象关于原点对称,故选C.]2.下列函数中,既是偶函数又在(0,+∞)上单调递增的函数是()【导学号:60462112】A.y=x3B.y=|x|+1C.y=-x2+1 D.y=-2 xB[根据函数的奇偶性知A,D是奇函数,B,C是偶函数,当x>0时,y =|x|+1=x+1,所以在(0,+∞)上单调递增,y=-x2+1在(0,+∞)上单调递减.]3.已知f(x)是偶函数,且在区间(0,+∞)上是增函数,则f(-0.5),f(-1),f(0)的大小关系是()A.f(-0.5)<f(0)<f(1)B.f(-1)<f(-0.5)<f(0)C.f(0)<f(-0.5)<f(-1)D.f(-1)<f(0)<f(-0.5)C[∵函数f(x)为偶函数,∴f(-0.5)=f(0.5),f(-1)=f(1),又∵f(x)在区间(0,+∞)上是增函数,∴f(0)<f(0.5)<f(1),即f(0)<f(-0.5)<f(-1),故选C.]4.已知函数f(x)为奇函数,且当x>0时,f(x)=x2+1x,则f(-1)等于()A.-2B.0 C.1D.2A[f(-1)=-f(1)=-(1+1)=-2.]5.设函数f(x)和g(x)分别是R上的偶函数和奇函数,则下列结论恒成立的是() 【导学号:60462113】A.f(x)+|g(x)|是偶函数B.f(x)-|g(x)|是奇函数C.|f(x)|+g(x)是偶函数D.|f(x)|-g(x)是奇函数A[由f(x)是偶函数,可得f(-x)=f(x),由g(x)是奇函数,可得g(-x)=-g(x),故|g(x)|为偶函数,∴f(x)+|g(x)|为偶函数.]二、填空题6.若函数f(x)=x2-|x+a|为偶函数,则实数a=________.0[∵函数f(x)=x2-|x+a|为偶函数,∴f(-x)=f(x),即(-x)2-|-x+a|=x2-|x+a|,∴|-x+a|=|x+a|,即|x-a|=|x+a|,∴a=0.]7.若f(x)是定义在R上的偶函数,当x>0时,f(x)=x(1-x),则x<0时,f(x)=________.-x(1+x)(x<0)[设x<0,则-x>0,由已知,f(-x)=-x(1+x),又f(x)为偶函数,所以f(x)=f(-x)=-x(1+x)(x<0).]8.若函数f(x)是定义在R上的偶函数,在(-∞,0)上是增函数,且f(2)=0,则使得f(x)<0的x的取值范围是________.【导学号:60462114】{x|x>2或x<-2}[∵函数f(x)是定义在R上的偶函数,且在(-∞,0)上是增函数,又f(2)=0,∴f(x)在(0,+∞)上是减函数,且f(-2)=f(2)=0,∴当x >2或x <-2时,f (x )<0,如图,即f (x )<0的解为x >2或x <-2,即不等式的解集为{x |x >2或x <-2}.]三、解答题9.若函数f (x )=⎩⎨⎧-x 2+x ,x >0,ax 2+x ,x ≤0,当a 为何值时,f (x )是奇函数?并证明.[解] 假设f (x )是奇函数,则有f (-x )=-f (x ). 当x >0时,即-x <0,则f (-x )=a (-x )2+(-x )=ax 2-x . 又∵x >0时,f (x )=-x 2+x ,∴-f (x )=x 2-x . ∵f (-x )=-f (x ),即ax 2-x =x 2-x ,∴a =1. 下面证明f (x )=⎩⎨⎧-x 2+x ,x >0,x 2+x ,x ≤0是奇函数.证明:当x >0时,即-x <0,则f (-x )=(-x )2+(-x )=x 2-x =-(-x 2+x )=-f (x );当x =0时,f (0)=0=-f (0);当x <0时,即-x >0,则f (-x )=-(-x )2+(-x )=-x 2-x =-(x 2+x )=-f (x ), 于是f (-x )=⎩⎨⎧-(-x 2+x ),x >0,-(x 2+x ),x ≤0, ∴f (-x )=-f (x ).∴假设成立,即a =1时,f (x )是奇函数. 10.已知函数f (x )=x +b1-x 2为奇函数.(1)求b 的值;(2)证明:函数f (x )在区间(1,+∞)上是增函数.[解] (1)因为函数f (x )=x +b1-x 2为奇函数,所以f (0)=0,即b =0,所以f (x )=x 1-x 2.(2)设1<x 1<x 2,则 Δy =f (x 2)-f (x 1)=x 21-x 22-x 11-x 21=x 2(1-x 21)-x 1(1-x 22)(1-x 21)(1-x 22)=(x 2-x 1)(1+x 1x 2)(1-x 21)(1-x 22), 因为1<x 1<x 2,所以x 2-x 1>0,1+x 1x 2>0,1-x 21<0,1-x 22<0,则Δy >0,所以f (x )在(1,+∞)上为增函数.[冲A 挑战练]一、选择题1.已知f (x )=x 5-ax 3+bx +2,且f (-5)=17,则f (5)的值为( )【导学号:60462115】A .-13B .13C .-19D .19A [∵g (x )=x 5-ax 3+bx 是奇函数, ∴g (-x )=-g (x ),∵f (-5)=g (-5)+2 =-g (5)+2=17,∴g (5)=-15, ∴f (5)=g (5)+2=-15+2=-13.]2.定义在R 上的奇函数f (x ),满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0,且在(0,+∞)上单调递减,则xf (x )>0的解集为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-12或x >12 B.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪0<x <12或-12<x <0 C.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ 0<x <12或x <-12 D.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ -12<x <0或x >12B [∵函数f (x )是奇函数,在(0,+∞)上单调递减,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=0,且在区间(-∞,0)上单调递减, ∵当-12<x <0时,f (x )<0,此时xf (x )>0,当0<x <12时,f (x )>0,此时xf (x )>0,综上,xf (x )>0的解集为二、填空题3.已知y =f (x )+x 2是奇函数,且f (1)=1,若g (x )=f (x )+2,则g (-1)=________.-1 [设F (x )=f (x )+x 2,∵F (1)=f (1)+1=2, ∴F (-1)=f (-1)+1=-F (1)=-2. ∴f (-1)=-2-1=-3.又∵g (x )=f (x )+2,∴g (-1)=f (-1)+2=-1.]4.已知函数y =f (x )在(0,2)上是增函数,且f (x +2)为偶函数,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52,f (1)的大小关系为________.f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f ()1<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52 [∵f (x +2)是偶函数, ∴f (-x +2)=f (x +2), 即f (x )=f (4-x ), ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫4-72=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12, f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫4-52=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32. 又∵12<1<32,f (x )在(0,2)上是递增函数, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32. 即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52.]三、解答题5.已知函数f(x),当x,y∈R时,恒有f(x+y)=f(x)+f(y).当x>0时,f(x)>0.【导学号:60462116】(1)求证:f(x)是奇函数;(2)若f(1)=12,试求f(x)在区间[-2,6]上的最值.[解](1)证明:令x=0,y=0,则f(0)=2f(0),∴f(0)=0.令y=-x,则f(0)=f(x)+f(-x),∴f(x)=-f(-x),即f(x)为奇函数.(2)任取x1,x2∈R,且x1<x2,∵f(x+y)=f(x)+f(y),∴f(x2)-f(x1)=f(x2-x1),∵当x>0时,f(x)>0,且x1<x2,∴f(x2-x1)>0,即f(x2)>f(x1),∴f(x)为增函数,∴当x=-2时,函数有最小值,f(x)min=f(-2)=-f(2)=-2f(1)=-1. 当x=6时,函数有最大值,f(x)max=f(6)=6f(1)=3.。
2020学年高中数学课时分层作业6函数的概念(含解析)新人教A版必修1(2021-2022学年)
课时分层作业(六) 函数的概念(建议用时:60分钟)[合格基础练]一、选择题1.已知函数f (x )=错误!,则f 错误!未定义书签。
=( )A .错误! ﻩB.错误!未定义书签。
C.aD.3a D [f 错误!=3a,故选D 。
]2.下列表示y关于x 的函数的是( )A.y=x2B.y 2=x C.|y |=x ﻩD.|y |=|x |A [结合函数的定义可知A 正确,选A。
]3.函数y=x 2-2x 的定义域为{0,1,2,3},那么其值域为( )A .{-1,0,3} ﻩB .{0,1,2,3}C.{y|-1≤y≤3} D.{y |0≤y ≤3} A [当x =0时,y =0;当x =1时,y =1-2=-1;当x =2时,y =4-2×2=0;当x =3时,y =9-2×3=3,∴函数y =x 2-2x的值域为{-1,0,3}.]4.函数y =\r (x +1)x-1的定义域是( ) A.(-1,+∞) ﻩB .[-1,+∞)C.(-1,1)∪(1,+∞)D.[-1,1)∪(1,+∞) D [由题意可得错误!未定义书签。
所以x≥-1且x ≠1,故函数y =\f (x +1,x-1)的定义域为{x |x ≥-1且x ≠1}.故选D .]5.下列四组函数中表示同一函数的是( )A.f (x )=x ,g(x)=(错误!)2B.f (x )=x2,g (x )=(x +1)2C.f (x)=错误!未定义书签。
,g (x )=|x |D.f(x )=0,g (x )=错误!+错误!未定义书签。
ﻬC [∵f(x )=x (x∈R )与g (x )=(错误!)2(x ≥0)两个函数的定义域不一致,∴A 中两个函数不表示同一函数;∵f (x)=x 2,g (x)=(x +1)2两个函数的对应法则不一致,∴B 中两个函数不表示同一函数;∵f (x)=错误!=|x|与g(x )=|x |,两个函数的定义域均为R ,∴C 中两个函数表示同一函数;f (x )=0,g (x )=错误!未定义书签。
数学新同步课堂人教B全国通用版必修一课时分层作业23 函数的应用(Ⅱ) Word版含解析
课时分层作业(二十三)(建议用时:40分钟)[学业达标练]一、选择题1.如图3-4-3给出了红豆生长时间t(月)与枝数y(枝)的散点图,用下列哪个函数模型拟合红豆生长时间与枝数的关系最好()图3-4-3A.指数函数:y=2tB.对数函数:y=log2tC.幂函数:y=t3D.二次函数:y=2t2A[根据图象中的点,经验证用指数函数模型拟合效果最好.]2.高为H,满缸水量为V0的鱼缸的轴截面如图3-4-4所示,其底部碰了一个小洞,满缸水从洞中流出,若鱼缸水深为h时水的体积为V,则函数V=f(h)的大致图象是()图3-4-4B[当h=H时,体积是V,故排除A,C.h由0到H变化的过程中,V的变化开始时增长速度越来越快,类似于指数型函数的图象,后来增长速度越来越慢,类似于对数型函数的图象,综合分析可知选B.]3.今有一组实验数据如表:现准备用下列函数中的一个近似地表示这些数据满足的规律,其中最接近一个是()A.y=log2t B.y=log 1 2tC.y=t2-12D.y=2t-2C[代入几个数值易知选C.]4.某种动物繁殖数量y(只)与时间x(年)的关系为y=a log2(x+1),设这种动物第一年有100只,到第7年它们发展到()A.300只B.400只C.500只D.600只A[由题意得100=a log2(1+1),∴a=100,∴y=100log2(x+1).当x=7时,y=100log2(7+1)=300.]5.某地区植被被破坏,土地沙漠化越来越严重,最近三年测得沙漠增加值分别为0.2万公顷、0.4万公顷和0.76万公顷,则沙漠增加数y公顷关于年数x 的函数关系较为近似的是()A.y=0.2x B.y=110(x2+2x)C.y=2x10D.y=0.2+log16xC[A选项是一次函数,而沙漠增加值无这种倍数关系,显然不适合;B选项将三点代入,函数值与实际值差的太大,不适合;C选项将x=1,2,3代入得y=0.2,0.4,0.8与实际增加值比较接近;D 选项将x =2代入得y =0.45与实际值差太多.] 二、填空题6.某个病毒经30分钟繁殖为原来的2倍,且知病毒的繁殖规律为y =e kt (其中k 为常数,t 表示时间,单位:小时,y 表示病毒个数),则k =________.经过5小时,1个病毒能繁殖为________个.2ln 2 1 024 [当t =0.5时,y =2,∴2=e 12k , ∴k =2ln 2,∴y =e 2t ln 2.当t =5时,y =e 10ln 2=210=1 024.]7.在不考虑空气阻力的情况下,火箭的最大速度v 米/秒和燃料的质量M 千克、火箭(除燃料外)的质量m 千克的函数关系式是v =2 000ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+M m .当燃料质量是火箭质量的________倍时,火箭的最大速度可达12千米/秒.e 6-1 [当v =12 000时,2 000×ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+M m =12 000,∴ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+M m =6,∴M m =e 6-1.]8.在某种金属材料的耐高温实验中,温度随着时间变化的情况由微机记录后显示的图象如图3-4-5所示.现给出下列说法:图3-4-5①前5 min 温度增加的速度越来越快;②前5 min 温度增加的速度越来越慢;③5 min 以后温度保持匀速增加;④5 min 以后温度保持不变.其中正确的说法是________.(填序号)②④ [因为温度y 关于时间t 的图象是先凸后平,即5min 前每当t 增加一个单位增量,则y 相应的增量越来越小,而5min 后是y 关于t 的增量保持为0,则②④正确.]三、解答题9.某人对东北一种松树的生长进行了研究,收集了其高度h(米)与生长时间t(年)的相关数据,选择h=mt+b与h=log a(t+1)来刻画h与t的关系,你认为哪个符合?并预测第8年的松树高度.[解]由图可以看出用一次函数模型不吻合,选用对数型函数比较合理.不妨将(2,1)代入到h=log a(t+1)中,得1=log a3,解得a=3.故可用函数h=log3(t+1)来拟合这个实际问题.当t=8时,求得h=log3(8+1)=2,故可预测第8年松树的高度为2米.10.抽气机每次抽出容器内空气的60%,要使容器内的空气少于原来的0.1%,则至少要抽几次?(lg 2≈0.301 0)[解]设至少抽n次可使容器内空气少于原来的0.1%,原先容器中的空气体积为a.则a(1-60%)n<0.1%a,即0.4n<0.001,两边取常用对数,得n·lg 0.4<lg 0.001,∴n>lg 0.001lg 0.4=-32lg 2-1≈7.5.故至少需要抽8次才能使容器内的空气少于原来的0.1%.[冲A挑战练]一、选择题1.下面对函数f (x )=log 12x 、g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x与h (x )=x在区间(0,+∞)上的衰减情况说法正确的是( )A .f (x )衰减速度越来越慢,g (x )衰减速度越来越快,h (x )衰减速度越来越慢B .f (x )衰减速度越来越快,g (x )衰减速度越来越慢,h (x )衰减速度越来越快C .f (x )衰减速度越来越慢,g (x )衰减速度越来越慢,h (x )衰减速度越来越慢D .f (x )衰减速度越来越快,g (x )衰减速度越来越快,h (x )衰减速度越来越快 C [观察函数f (x )=log 12x 、g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x 与h (x )=x在区间(0,+∞)上的图象,由图可知:函数f (x )的图象在区间(0,1)上递减较快,但递减速度逐渐变慢;在区间(1,+∞)上递减较慢,且越来越慢;同样,函数g (x )的图象在区间(0,+∞)上递减较慢,且递减速度越来越慢;函数h (x )的图象在区间(0,1)上递减较快,但递减速度变慢;在区间(1,+∞)上,递减较慢,且越来越慢.故选C.]2.如图3-4-6所示的是某池塘中的浮萍蔓延的面积y (m 2)与时间t (月)的关系:y =a t ,有以下叙述:图3-4-6①这个指数函数的底数为2;②第5个月时,浮萍面积会超过30 m 2;③浮萍从4 m 2蔓延到12 m 2需要再经过1.5个月; ④浮萍每月增加的面积都相等;⑤若浮萍蔓延到2 m 2,3 m 2,6 m 2,所经过的时间分别为t 1,t 2,t 3,则t 1+t 2=t 3.其中正确的是( )A .①②B .②⑤C.①②⑤D.①②③④C[∵点(1,2)在函数图象上,∴a1=2,即a=2,故①正确.所以函数y=2t在R上为增函数,且当t=5时,y=32,故②正确.4对应的t=2,经过1.5月后面积是23.5<12.故③不正确;根据图象1-2月增加2 m2,2-3月增加4m2,故④不正确;对于⑤,2=2x1,3=2x2,6=2x3,∴x1=1,x2=log23,x3=log26,又因为1+log23=log22+log23=log26,所以若浮萍蔓延到2 m2、3 m2、6 m2所经过的时间分别为x1,x2,x3,则x1+x2=x3成立.]二、填空题3.一种专门侵占内存的计算机病毒,开机时占据内存2KB,然后每3分钟自身复制一次,复制后所占内存是原来的2倍,那么开机后经过________分钟,该病毒占据64MB内存(1MB=210KB).45[设经过n个3分钟后,该病毒占据64MB内存,则2×2n=64×210=216⇒n=15,故时间为15×3=45(分钟).]4.地震的震级R与震释放的能量E的关系为R=23(lg E-11.4).根据英国天空电视台报道,英格兰南部2007年4月28日发生强度至少为4.7级的地震,欧洲地震监测站称,地震的震级为5.0级,而2011年3月11日,日本本州岛发生9.0级地震,那么此次地震释放的能量是5.0级地震释放能量的________倍.1 000 000[设9.0级地震所释放的能量为E1,5.0级地震所释放的能量为E2.由9.0=23(lg E 1-11.4),得lg E 1=32×9.0+11.4=24.9. 同理可得lg E 2=32×5.0+11.4=18.9, 从而lg E 1-lg E 2=24.9-18.9=6.故lg E 1-lg E 2=lg E 1E 2=6,则E 1E 2=106=1 000 000,即9.0级地震释放的能量是5.0级地震释放能量的1 000 000倍.] 三、解答题5.某医药研究所开发一种新药,如果成年人按规定的剂量服用,据检测:服药后每毫升血液中的含药量y (微克)与时间t (小时)之间近似满足如图3-4-7所示的关系.图3-4-7(1)写出y 关于t 的函数关系式y =f (t ).(2)据进一步测定:每毫升血液中的含药量不少于0.25微克时,治疗疾病有效.①求服药一次后治疗疾病有效的时间;②当t =5时,第二次服药,问t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤5,5116时,药效是否连续?[解] (1)将t =1,y =4分别代入y =kt ,y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12t -a ,得k =4,a =3.从而y =f (t )=⎩⎨⎧4t ,0≤t ≤1,⎝ ⎛⎭⎪⎫12t -3,t >1.(2)①当0≤t ≤1时,由4t ≥0.25,得116≤t ≤1; 当t >1时,由⎝ ⎛⎭⎪⎫12t -3≥0.25,得1<t ≤5.因此,服药一次后治疗疾病有效的时间为5-116=41516(小时).②连续.因为当t =5时,第二次服药,则t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤5,5116时,血液中的含药量增加得快,减少得慢,从而每毫升血液中的含药量还是一直不少于0.25微克的,即药效是连续的.。
数学新同步课堂人教B全国通用版必修一课时分层作业3 集合之间的关系 Word版含解析
课时分层作业(三)(建议用时:40分钟)[学业达标练]一、选择题1.已知集合A={1,2,3},B={3,x2,2},若A=B,则x的值是()A.1B.-1C.±1D.0C[由A=B得x2=1,∴x=±1,故选C.]2.已知集合A={x|x2-4=0},则有()A.2∉A B.0⊆AC.∅⊆A D.{0}⊆AC[由已知,A={2,-2},所以选项A,B,D都错误,因为∅是任何非空集合的真子集,所以C正确.]3.已知集合N={1,3,5},则集合N的真子集个数为()A.5 B.6C.7 D.8C[∵集合N={1,3,5},∴集合N的真子集个数是23-1=7个,故选C.]4.下列命题:①空集没有子集;②任何集合至少有两个子集;③空集是任何集合的真子集;④若∅A,则A≠∅.其中正确的个数是()A.0 B.1C.2 D.3B[①错,空集是任何集合的子集,有∅⊆∅;②错,如∅只有一个子集;③错,空集不是空集的真子集;④正确,因为空集是任何非空集合的真子集.]5.集合M =,则( )A .M =NB .M ⊆NC .N ⊆MD .M ∩N =∅ C [∵M 中:x =k 2+13=⎩⎪⎨⎪⎧ n +13,k =2n ,n ∈Z ,n +56,k =2n +1,n ∈Z .N 中:x =k +13=n +13,k =n ∈Z ,∴N ⊆M .]二、填空题6.设a ,b ∈R ,集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b ,b a ={1,a ,a +b },则a +2b =________. 1 [∵⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b ,b a ={1,a ,a +b },而a ≠0,∴a +b =0,b a =-1,从而b =1,a =-1,可得a +2b =1.]7.已知集合A ={x |1<x -1≤4},B =(-∞,a ),若A ⊆B ,则实数a 的取值范围是(c ,+∞),其中c =________.5 [∵A =(2,5],A ⊆B ,∴a >5,又a ∈(c ,+∞),∴c =5.]8.已知集合P ={x |x 2=1},集合Q ={x |ax =1},若Q ⊆P ,那么a 的取值集合是________.{-1,0,1} [由题意得P ={-1,1},又因为Q ⊆P ,若Q =∅,则a =0,此时满足Q ⊆P ,若Q ≠∅,则Q =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ x =1a ,由题意知,1a =1或1a =-1,解得a =±1.综上可知,a 的取值是0,±1.]三、解答题9.已知集合P ={x |x =|x |,x ∈N 且x <2},Q ={x ∈Z |-2<x <2},试判断集合P ,Q 间的关系.[解] 因为P ={x |x =|x |,x ∈N 且x <2}={0,1},Q ={x ∈Z |-2<x <2}={-1,0,1},所以P Q .10.已知集合A ={x |ax 2-3x -4=0}.(1)若A ≠∅,求实数a 的取值范围.(2)若B ={-1,4},且A ⊆B ,求实数a 的取值范围.[解] (1)当a =0时,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43≠∅,即a =0符合题意;当a ≠0时,有Δ=9+16a ≥0,解得a ≥-916且a ≠0,综合得:a ≥-916.(2)由A ⊆B ={-1,4}知:当a =0时,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-43B ,不合题意,舍去;当a ≠0时,若Δ=9+16a <0,即a <-916时,A =∅,符合题意;若Δ=9+16a =0,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-83B ,不合题意,舍去;若Δ=9+16a >0,知-1,4为方程ax 2-3x -4=0的两个根,所以-1+4=3a ,即有a=1.综合以上得:a<-916或a=1.[冲A挑战练]一、选择题1.已知集合A满足{1,2}⊆A⊆{1,2,3,4},则集合A的个数为()A.8 B.2C.3 D.4D[由题意,集合A可以为:{1,2},{1,2,3},{1,2,4},{1,2,3,4}.故选D.]2.已知非空集合A满足:①A⊆{1,2,3,4};②若x∈A,则5-x∈A,符合上述要求的集合A的个数是()A.15 B.8C.5 D.3D[根据条件将集合中的元素分为两组:1和4;2和3.∵A⊆{1,2,3,4}.当A中元素只有两个时,A={1,4}或{2,3}当A中元素只有四个时,A={1,2,3,4}.综上可知集合A个数为3.]二、填空题3.已知A={x|-3<x<5},B={x|x>a},A⊆B,则实数a的取值范围是________.a≤-3[在数轴上画出集合A,又∵A⊆B,∴a<-3,当a=-3时也满足题意,∴a≤-3.]4.若三个非零且互不相等的实数a ,b ,c 满足1a +1b =2c ,则称a ,b ,c 是调和的;若满足a +c =2b ,则称a ,b ,c 是等差的.若集合P 中元素a ,b ,c 既是调和的,又是等差的,则称集合P 为“好集”.若集合M ={x ||x |≤2 018,x ∈Z },集合P ={a ,b ,c }⊆M .则:(1)“好集”P 中的元素最大值为__________________;(2)“好集”P 的个数为______________________.(1)2 018 (2)1 008 [(1)∵1a +1b =2c ,且a +c =2b ,∴(a -b )(a +2b )=0,∴a =b (舍),或a =-2b ,∴c =4b ,所以好集形如{-2b ,b,4b }(b ≠0)的形式令-2 018≤4b ≤2 018,得-10092≤b ≤10092,∴P 中最大元素为4b =2 018.(2)由(1)知P ={-2b ,b,4b }且-2018≤4b ≤2018,解得-504.5≤b ≤504.5且b ∈Z 且b ≠0∴“好集”P 的个数为2×504=1 008.]三、解答题5.设集合A ={x |x 2+4x =0,x ∈R },B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0,a ∈R ,x ∈R },若B ⊆A ,求实数a 的取值范围.[解] 因为A ={x |x 2+4x =0,x ∈R }={-4,0}且B ⊆A ,所以集合B 有以下几种情况B =∅或B ={-4}或B ={0}或B ={-4,0},分三种情况①当B =∅时,Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)<0,解得a <-1;②当B ={-4}或{0}时,Δ=0解得a =-1,验证知B ={0}满足条件; ③当B ={-4,0}时,由根与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧-4×0=a 2-1,-4+0=-2(a +1),解得a =1, 综上,所求实数a 的取值范围为a ≤-1或a =1.1.2.2 集合的运算。
2019-2020人教B版数学必修1 课时分层作业6 函数
课时分层作业(六) 函数(建议用时:60分钟)[合格基础练]一、选择题1.各个图形中,不可能是函数y =f (x )的图象的是( )A B C DA [因为垂直于x 轴的直线与函数y =f (x )的图象至多有一个交点,故选A.] 2.集合A ={x |0≤x ≤4},B ={y |0≤y ≤2},下列不表示从A 到B 的函数的是( )A .f :x →y =12x B .f :x →y =13x C .f :x →y =23xD .f :x →y =xC [对于选项C ,当x =4时,y =83>2不合题意.故选C.] 3.下列四组函数中表示同一函数的是( ) A .f (x )=x ,g (x )=(x )2 B .f (x )=x 2,g (x )=(x +1)2 C .f (x )=x 2,g (x )=|x |D .f (x )=0,g (x )=x -1+1-xC [∵f (x )=x (x ∈R )与g (x )=(x )2(x ≥0)两个函数的定义域不一致,∴A 中两个函数不表示同一函数;∵f (x )=x 2,g (x )=(x +1)2两个函数的对应法则不一致,∴B 中两个函数不表示同一函数;∵f (x )=x 2=|x |与g (x )=|x |,两个函数的定义域均为R ,∴C 中两个函数表示同一函数;f (x )=0,g (x )=x -1+1-x =0(x =1)两个函数的定义域不一致,∴D 中两个函数不表示同一函数,故选C.]4.已知函数y =1-x2x 2-3x -2,则其定义域为( )A .(-∞,1]B .(-∞,2]C .⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,1 D [要使式子1-x 2x 2-3x -2有意义,则⎩⎨⎧1-x ≥0,2x 2-3x -2≠0即⎩⎪⎨⎪⎧x ≤1,x ≠2且x ≠-12,所以x ≤1且x ≠-12,即该函数的定义域为⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,1.] 5.函数f (x )=11+x 2(x ∈R )的值域是( ) A .[0,1] B .[0,1) C .(0,1]D .(0,1) C [∵x 2≥0,∴x 2+1≥1,∴0<1x 2+1≤1, ∴值域为(0,1].] 二、填空题6.用区间表示下列数集: (1){x |x ≥0}=________. (2){x |1≤x ≤3}=________. (3){x |x >1,且x ≠2}=________. [答案] (1)[0,+∞) (2)[1,3](3)(1,2)∪(2,+∞)7.函数y =f (x )的图象如图所示,那么f (x )的定义域是________;其中只与x 的一个值对应的y 值的范围是________.[-3,0]∪[2,3] [1,2)∪(4,5] [观察函数图象可知f (x )的定义域是[-3,0]∪[2,3],只与x 的一个值对应的y 值的范围是[1,2)∪(4,5].]8.已知函数f (x )的定义域为(-1,1),则函数g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+f (x -1)的定义域是________.(0,2) [由题意知⎩⎪⎨⎪⎧-1<x 2<1,-1<x -1<1,即⎩⎨⎧-2<x <2,0<x <2.从而0<x <2, 于是函数g (x )的定义域为(0,2).] 三、解答题9.求下列函数的定义域: (1)y =2x +1+3-4x ; (2)y =1|x +2|-1.[解] (1)由已知得⎩⎨⎧2x +1≥0,3-4x ≥0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x ≥-12,x ≤34,∴-12≤x ≤34,∴函数的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,34.(2)由已知得:∵|x +2|-1≠0,∴|x +2|≠1,即x ≠-1,-3, ∴函数的定义域为(-∞,-3)∪(-3,-1)∪(-1,+∞). 10.试求下列函数的定义域与值域; (1)y =(x -1)2+1; (2)y =5x +4x -1;(3)y =x -x +1.[解] (1)函数的定义域为R ,因为(x -1)2+1≥1,所以函数的值域为{y |y ≥1}.(2)函数的定义域为{x |x ≠1},y =5x +4x -1=5+9x -1,所以函数的值域为{y |y ≠5}.(3)要使函数式有意义,需x +1≥0,即x ≥-1,故函数的定义域为{x |x ≥-1}.设t =x +1,则x =t 2-1(t ≥0),于是y =t 2-1-t =⎝ ⎛⎭⎪⎫t -122-54,又t ≥0,故y ≥-54,所以函数的值域为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫y ⎪⎪⎪y ≥-54.[等级过关练]1.给出三个结论:①若函数的定义域只含有一个元素,则值域也只有一个元素;②因f (x )=5(x ∈R ),这个函数值不随x 的变化范围而变化,所以f (0)=5也成立;③定义域和对应关系确定后,函数值也就确定了.其中正确的有( )A .0个B .1个C .2个D .3个D [由函数的概念及函数的三要素可知,这三个结论都正确.]2.已知函数f (x )的定义域为(0,1),则g (x )=f (x +c )+f (x -c )在0<c <12时的定义域为( )A .(-c,1+c )B .(1-c ,c )C .(1+c ,-c )D .(c,1-c )D [要使函数有意义,则⎩⎨⎧0<x +c <1,0<x -c <1,即⎩⎨⎧-c <x <1-c ,c <x <1+c ,又∵0<c <12, ∴c <x <1-c ,∴该函数的定义域为(c,1-c ).]3.已知f (x )满足f (x )+f (y )=f (xy ),且f (5)=m ,f (7)=n ,则f (175)=________. 2m +n [∵f (x )满足f (x )+f (y )=f (xy ),且f (5)=m ,f (7)=n ,∴把x =5,y =7代入得f (5)+f (7)=f (35),∴m +n =f (35),把y =35代入得f (5)+f (35)=f (175),∴m +m +n =f (175),即2m +n =f (175),∴f (175)=2m +n .] 4.已知函数f (x )=2x +1x -2,则f (x )的值域为________.(-∞,2)∪(2,+∞) [f (x )=2x +1x -2=2(x -2)+5x -2=2+5x -2. ∵x ≠2,∴5x -2≠0. ∴f (x )≠2.∴f (x )的值域为(-∞,2)∪(2,+∞).] 5.已知函数f (x )=x 21+x 2.(1)求f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,f (4)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14的值;(2)由(1)的计算猜想关于f (x )的一个性质,并证明;(3)根据第(2)题的猜想,请计算f (1)+f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+…+f (2 019)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12 019的值. [解] (1)f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=221+22+⎝ ⎛⎭⎪⎫1221+⎝ ⎛⎭⎪⎫122=45+15=1, f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=321+32+⎝ ⎛⎭⎪⎫1321+⎝ ⎛⎭⎪⎫132=910+110=1. f (4)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=421+42+⎝ ⎛⎭⎪⎫14 21+⎝ ⎛⎭⎪⎫14 2=1617+117=1. (2)猜想:当x ≠0时,f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1.证明如下:f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =x 21+x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x21+⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2=x 21+x 2+11+x 2=x 2+11+x 2=1.(3)由f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1及f (1)=121+12=12可得f (1)+f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+…+f (2 019)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12 019=12+1×2 018=2 01812.。
数学新同步课堂人教B全国通用版必修一课时分层作业10 一次函数的性质与图象 Word版含解析
2.若函数y=f(x)是函数y=ax(a>0,且a≠1)的反函数,且f(2)=1,则f(x)
等于( )
A.log2x
1 B.2x
C.log x
D.2x-2
A [∵f(2)=1,∴点(2,1)在函数y=ax的反函数图象上,则点(1,2)在函数y
=ax的图象上,所以a1=2,即a=2.
∴y=2x,则x=log2y,即y=log2x. ∴f(x)=log2x.]
(2)由 y=2x+1,得 x=12(y-1), 对换 x,y 得 y=12x-12, 又 x∈R 时,y∈R, ∴y=2x+1 的反函数是 y=12x-12(x∈R).
指数函数与对数函数图象之间的关系
(1)已知 a>0,且 a≠1,则函数 y=ax 与 y=logax 的图象只能是( )
A
B
C
[合 作 探 究·攻 重 难]
求函数的反函数
求下列函数的反函数. (1)y=13x;(2)y=5x+1;(3)y=x2(x≤0). [思路探究] 根据原函数反解 x⇒x,y 互换⇒原函数的定义域即为反函数的 值域.
[解] (1)由 y=13x,得 x=log13y, 且 y>0, ∴f-1(x)=log x(x>0). (2)由 y=5x+1,得 x=y-5 1, ∴f-1(x)=x-5 1(x∈R). (3)由 y=x2 得 x=± y.因为 x≤0, 所以 x=- y. 所以 f-1(x)=- x(x≥0).
1.反函数 (1)互为反函数的概念 当一个函数是一一映射时,可以把这个函数的因变量作为一个新的函数的 _自__变__量___,而把这个函数的自变量作为新的函数的_因__变__量__.称这两个函数互 为反函数. (2)反函数的记法:函数 y=f(x)的反函数通常用_y_=__f-_1_(_x_) 表示.
高中数学新教材人教B版必修第一册课时分层作业函数的应用(一) Word版含解析
课时分层作业(二十六) 函数的应用(一)(建议用时:40分钟)一、选择题1.某厂日产手套的总成本y (元)与日产量x (双)之间的关系为y =5x +40 000.而手套出厂价格为每双10元,要使该厂不亏本至少日产手套( )A.2 000双B .4 000双 C.6 000双 D .8 000双D [由5x +40 000≤10x ,得x ≥8 000,即日产手套至少8 000双才不亏本.]2.某公司市场营销人员的个人月收入与其每月的销售量成一次函数关系,其图像如下图所示,由图中给出的信息可知,营销人员没有销售量时的收入是( )A.310元B .300元 C.290元D .280元B [设函数解析式为y =kx +b (k ≠0),函数图像过点(1,800),(2,1 300),则⎩⎨⎧k +b =800,2k +b =1 300,解得⎩⎨⎧k =500,b =300,∴y =500x +300,当x =0时,y =300.∴营销人员没有销售量时的收入是300元.]3.某公司招聘员工,面试人数按拟录用人数分段计算,计算公式为: y =⎩⎨⎧4x ,1≤x <10,x ∈N *,2x +10, 10≤x <100,x ∈N *,1.5x ,x ≥100,x ∈N *.其中,x 代表拟录用人数,y 代表面试人数.若应聘的面试人数为60,则该公司拟录用人数为( )A.15B .40C.25 D.130C[令y=60.若4x=60,则x=15>10,不合题意;若2x+10=60,则x=25,满足题意;若1.5x=60,则x=40<100,不合题意.故拟录用25人.]4.某沙漠地区的某时段气温与时间的函数关系满足f(t)=-t2+24t-101(4≤t≤18),则该沙漠地区在该时段的最大温差是()A.54 B.58C.64 D.68C[函数f(t)=-t2+24t-101的图像的对称轴为直线t=12,所以f(t)在[4,12]递增,在[12,18]递减,所以f(t)max=f(12)=43,f(t)min=f(4)=-21,所以在该时段的最大温差是43-(-21)=64.]5.一个人以6 m/s的速度去追停在交通灯前的汽车,当他离汽车25 m时,交通灯由红变绿,汽车以1 m/s2的加速度匀加速开走,那么()A.此人可在7 s内追上汽车B.此人可在10 s内追上汽车C.此人追不上汽车,其间距最少为5 mD.此人追不上汽车,其间距最少为7 mD[设汽车经过t s行驶的路程为s m,则s=12t2,车与人的间距d=(s+25)-6t=12t2-6t+25=12(t-6)2+7.当t=6时,d取得最小值7.]二、填空题6.经市场调查,某商品的日销售量(单位:件)和价格(单位:元/件)均为时间t(单位:天)的函数.日销售量为f(t)=2t+100,价格为g(t)=t+4,则该种商品的日销售额S(单位:元)与时间t的函数解析式为________.S(t)=2t2+108t+400,t∈N[日销售额=日销售量×价格,故S=f(t)×g(t)=(2t+100)×(t+4)=2t2+108t+400,t∈N.]7.把长为12 cm的细铁丝截成两段,各自围成一个正三角形,那么这两个正三角形面积之和的最小值是________cm2.23 [设一个三角形的边长为x cm ,则另一个三角形的边长为(4-x )cm ,两个三角形的面积和为S =34x 2+34(4-x )2=32(x -2)2+23≥23, 这两个正三角形面积之和的最小值是2 3 cm 2.]8.国家规定个人稿费纳税办法为:不超过800元的不纳税;超过800元而不超过4 000元的按超出800元部分的14%纳税;超过4 000元的按全稿酬的11.2%纳税.某人出版了一本书共纳税420元,这个人的稿费为________元.3 800 [若这个人的稿费为4 000元时,应纳税(4 000-800)×14%=448(元). 又∵420<448,∴此人的稿费应在800到4 000之间,设为x ,∴(x -800)×14%=420,解得x =3 800元.]三、解答题9.10辆货车从A 站匀速驶往相距2 000千米的B 站,其时速都是v 千米/时,为安全起见,要求:每辆货车时速不得超过100千米/时,每辆货车间隔k v 2千米(k 为常数,货车长度忽略不计).将第一辆货车由A 站出发到最后一辆货车到达B 站所需时间t 表示为v 的函数f (v ).(1)求函数t =f (v ),并写出v 的取值范围.(2)若k =581,请问当v 取何值时,t 有最小值?并求出最小值.[解] (1)由题意,可得t =f (v )=2 000+9k v 2v,0<v ≤100. (2)由k =581,可得t =2 000v +5v 9=59⎝ ⎛⎭⎪⎫v +3 600v . 又0<v ≤100,所以由均值不等式得t ≥59×23600=2003,当且仅当v =3 600v ,即v =60时等号成立.故t min =f (60)=2003.所以当v =60千米/时时,t 取得最小值,最小值为2003小时.10.一块形状为直角三角形的铁皮,直角边长分别是40 cm 与60 cm ,现在将它剪成一个矩形,并以此三角形的直角为矩形的一个角,问怎样剪才能使剩下的残料最少?并求出此时残料的面积.[解]设直角三角形为△ABC,AC=40,BC=60,矩形为CDEF,如图所示,设CD=x,CF=y,则由Rt△AFE∽Rt△EDB得AFED=FEBD,即40-yy=x60-x,解得y=40-23x,记剩下的残料面积为S,则S=12×60×40-xy=23x2-40x+1 200=23(x-30)2+600(0<x<60),故当x=30时,S min=600,此时y=20,所以当x=30,y=20时,剩下的残料面积最少为600 cm2.11.在股票买卖过程中,经常用两种曲线来描述价格变化情况:一种是即时价格曲线y=f(x),另一种是平均价格曲线y=g(x),如f(2)=3表示股票开始买卖后2小时的即时价格为3元;g(2)=3表示2小时内的平均价格为3元.下面给出了四个图像,实线表示y=f(x),虚线表示y=g(x),其中可能正确的是()C[根据即时价格与平均价格的相互依赖关系,可知,当即时价格升高时,对应平均价格也升高;反之,当即时价格降低时,对应平均价格也降低,故选项C 中的图像可能正确.]12.汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1 L汽油行驶的里程,下图描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况.下列叙述中正确的是()。
高中数学新教材人教B版必修第一册课时分层作业集合的表示方法 Word版含解析
课时分层作业(二) 集合的表示方法(建议用时:40分钟)一、选择题1.将集合A ={x |1<x ≤3}用区间表示正确的是( ) A.(1,3) B .(1,3] C.[1,3)D .[1,3]B [集合A 为左开右闭区间,可表示为(1,3].] 2.集合A ={x ∈N ︱x -1≤2 019}中的元素个数为( ) A.2 018 B .2 019 C.2 020D .2 021D [因为集合A ={x ∈N ︱x -1≤2 019}={x ∈N ︱x ≤2 020}={0,1,2,…,2 020},所以元素个数为2 021.]3.集合⎩⎨⎧⎭⎬⎫3,52,73,94,…用描述法可表示为( )A.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =2n +12n ,n ∈N *B.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =2n +3n ,n ∈N *C.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =2n -1n ,n ∈N *D.⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =2n +1n ,n ∈N * D [由3,52,73,94,即31,52,73,94从中发现规律,x =2n +1n ,n ∈N *,故可用描述法表示为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =2n +1n ,n ∈N*.] 4.已知集合A ={x |x =2m -1,m ∈Z },B ={x |x =2n ,n ∈Z },且x 1,x 2∈A ,x 3∈B ,则下列判断不正确的是( )A.x 1·x 2∈A B .x 2·x 3∈B C.x 1+x 2∈BD .x 1+x 2+x 3∈AD [集合A 表示奇数集,B 表示偶数集,∴x 1,x 2是奇数,x 3是偶数, ∴x 1+x 2+x 3应为偶数,即D 是错误的.]5.设P ={1,2,3,4},Q ={4,5,6,7,8},定义P *Q ={(a ,b )|a ∈P ,b ∈Q ,a ≠b },则P *Q 中元素的个数为( )A.4 B .5 C .19 D .20C [由题意知集合P *Q 的元素为点,当a =1时,集合P *Q 的元素为:(1,4),(1,5),(1,6),(1,7),(1,8)共5个元素.同样当a =2,3时集合P *Q 的元素个数都为5个,当a =4时,集合P *Q 中元素为:(4,5),(4,6),(4,7),(4,8)共4个.因此P *Q 中元素的个数为19个,故选C.]二、填空题6.集合⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫y ∈N ⎪⎪⎪y =8x -1,x ∈N ,x ≠1用列举法可表示为________. {1,2,4,8}[因为集合⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫y ∈N ⎪⎪⎪y =8x -1,x ∈N ,x ≠1,故x -1为8的正约数,即x -1的值可以为1,2,4,8,所以x 可以为2,3,5,9,用列举法表示⎩⎪⎨⎪⎧y ∈N ⎪⎪⎪⎭⎪⎬⎪⎫y =8x -1,x ∈N ,x ≠1为{1,2,4,8}.]7.设集合A ={x |x 2-3x +a =0},若4∈A ,则集合A 用列举法表示为________. {-1,4} [∵4∈A ,∴16-12+a =0,∴a =-4, ∴A ={x |x 2-3x -4=0}={-1,4}.] 三、解答题8.下列三个集合:①A ={x |y =x 2+1};②B ={y |y =x 2+1};③C ={(x ,y )|y =x 2+1}.(1)它们是不是相同的集合? (2)它们各自的含义分别是什么?[解] (1)由于三个集合的代表元素互不相同,故它们是互不相同的集合. (2)集合A ={x |y =x 2+1}的代表元素是x ,且x ∈R ,所以{x |y =x 2+1}=R ,即A =R .集合B ={y |y =x 2+1}的代表元素是y ,满足条件y =x 2+1的y 的取值范围是y ≥1,所以{y |y =x 2+1}={y |y ≥1}.集合C ={(x ,y )|y =x 2+1}的代表元素是(x ,y ),是满足y =x 2+1的实数对,可以认为集合C 是坐标平面内满足y =x 2+1的点(x ,y )构成的集合,其实就是抛物线y =x 2+1的图像.9.设P ,Q 为两个非空实数集,P 中含有0,2,5三个元素,Q 中含有1,2,6三个元素,定义集合P +Q 中的元素是a +b ,其中a ∈P ,b ∈Q ,则P +Q 中元素的个数是多少?[解] 当a =0时,b 依次取1,2,6,得a +b 的值分别为1,2,6;当a =2时,b 依次取1,2,6,得a +b 的值分别为3,4,8;当a =5时,b 依次取1,2,6,得 a +b 的值分别为6,7,11.由集合中元素的互异性知 P +Q 中元素为1,2,3,4,6,7,8,11,共8个.10.选择适当的方法表示下列集合,并指出哪些是有限集,哪些是无限集. (1)大于1且小于70的正整数构成的集合; (2)方程x 2-x +2=0的实数解构成的集合.[解] (1)设大于1且小于70的正整数构成的集合为A ,则可用描述法表示为A ={x |1<x <70,x ∈N *}.A 是有限集.(2)设方程x 2-x +2=0的实数解构成的集合为B , 因为Δ=1-8=-7<0,所以该方程无实数解,即集合B 中不存在任何元素, 所以B =,B 是有限集.11.已知集合M =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x =k 2+14,k ∈Z ,N =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x =k 4+12,k ∈Z ,若x 0∈M ,则x 0与N 的关系是( )A.x 0∈N B .x 0N C.x 0∈N 或x 0N D .不能确定A[M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =2k +14,k ∈Z ,N =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x =k +24,k ∈Z ,∵2k +1(k ∈Z )是一个奇数,k +2(k ∈Z )是一个整数, ∴x 0∈M 时,一定有x 0∈N ,故选A.]12.(多选题)定义集合运算:A ⊙B ={z |z =xy (x +y ),x ∈A ,y ∈B },设集合A ={0,1},B ={2,3},则集合A ⊙B 的元素为( )A.0 B .6 C.12D .18ABC [当x =0时,z =0;当x =1,y =2时,z =6; 当x =1,y =3时,z =12,即A ⊙B ={0,6,12}.]13.已知x ,y 为非零实数,则集合M ={m ⎪⎪⎪m =x |x |+y |y |+xy |xy |}用列举法表示为________.{-1,3} [当x >0,y >0时,m =3; 当x <0,y <0时,m =-1-1+1=-1; 若x ,y 异号,不妨设x >0,y <0, 则m =1+(-1)+(-1)=-1.因此m =3或m =-1,则M ={-1,3}.]14.已知有限集A ={a 1,a 2,…,a n }(n ≥2,n ∈N ),如果A 中的元素a i (i =1,2,3,…,n )满足a 1·a 2·…·a n =a 1+a 2+…+a n ,就称A 为“复活集”,给出下列结论:①集合⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫-1+52,-1-52是“复活集”; ②若a 1,a 2∈R ,且{a 1,a 2}是“复活集”,则a 1a 2>4; ③若a 1,a 2∈N *,则{a 1,a 2}不可能是“复活集”. 其中正确的结论有________.(填写正确结论的序号)①③ [∵-1+52×-1-52=-1+52+-1-52=-1,∴①是正确的.②不妨设a 1+a 2=a 1a 2=t ,则由根与系数的关系知a 1,a 2是一元二次方程x 2-tx +t =0的两个不相等的实数根.由Δ>0,可得t <0或t >4,故②错.③根据集合互异性知a 1≠a 2,若a 1,a 2∈N *,不妨设a 1<a 2,由a 1a 2=a 1+a 2<2a 2,即有a 1<2.∵a 1∈N *,∴a 1=1.于是1+a 2=1×a 2,无解,即不存在满足条件的“复活集”,故③正确.]。
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课时分层作业(六)
(建议用时:40分钟)
[学业达标练]
一、选择题
1.下列式子中不能表示函数y =f (x )的是( ) A .x =y 2+1 B .y =2x 2+1 C .x -2y =6
D .x =y
A [对于选项A ,若x =5,则y =±2,不满足函数定义中的唯一性.] 2.下列四组函数中表示同一函数的是( )
【导学号:60462073】
A .f (x )=x ,g (x )=(x )2
B .f (x )=x 2,g (x )=(x +1)2
C .f (x )=x 2,g (x )=|x |
D .f (x )=0,g (x )=x -1+1-x
C [∵f (x )=x (x ∈R )与g (x )=(x )2(x ≥0)两个函数的定义域不一致,∴A 中两个函数不表示同一函数;∵f (x )=x 2,g (x )=(x +1)2两个函数的对应法则不一致,∴B 中两个函数不表示同一函数;∵f (x )=x 2=|x |与g (x )=|x |,两个函数的定义域均为R ,∴C 中两个函数表示同一函数;f (x )=0,g (x )=x -1+1-x =0(x =1)两个函数的定义域不一致,∴
D 中两个函数不表示同一函数,故选C.]
3.已知函数y =1-x
2x 2-3x -2,则其定义域为( )
A .(-∞,1]
B .(-∞,2]
C.⎝ ⎛
⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,1 D.⎝ ⎛
⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝ ⎛⎦
⎥⎤-12,1 D [要使式子1-x 2x 2-3x -2有意义,则⎩⎨⎧
1-x ≥0,2x 2-3x -2≠0即⎩
⎪⎨⎪⎧
x ≤1,x ≠2且x ≠-12,
所以x≤1且x≠-1
2,即该函数的定义域为⎝
⎛
⎭
⎪
⎫
-∞,-
1
2∪⎝
⎛
⎦
⎥
⎤
-
1
2,1.]
4.下列四个区间能表示数集A={x|0≤x<5或x>10}的是()
A.(0,5)∪(10,+∞)
B.[0,5)∪(10,+∞)
C.(5,0]∪[10,+∞)
D.[0,5]∪(10,+∞)
B[根据区间的定义可知数集A={x|0≤x<5或x>10}可以用区间[0,5)∪(10,+∞)表示.故选B.]
5.函数f(x)=
1
1+x2
(x∈R)的值域是()
A.[0,1]B.[0,1) C.(0,1] D.(0,1)
C[∵x2≥0,∴x2+1≥1,∴0<1
x2+1
≤1,
∴值域为(0,1].]
二、填空题
6.用区间表示下列数集:
【导学号:60462074】
(1){x|x≥0}=________.
(2){x|1≤x≤3}=________.
(3){x|x>1,且x≠2}=________.
[答案](1)[0,+∞)
(2)[1,3]
(3)(1,2)∪(2,+∞)
7.已知函数f(x)与g(x)分别由下表给出:
若f (g (x ))=2,则x =________. 1,2,4 [由f (g (x ))=2,得g (x )=1或3, 当g (x )=1时,x =1;当g (x )=3时x =2或4.]
8.已知函数f (x )的定义域为(-1,1),则函数g (x )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
x 2+f (x -1)的定义域是
________.
(0,2) [由题意知⎩⎪⎨⎪⎧
-1<x 2<1,-1<x -1<1,
即⎩⎨⎧
-2<x <2,
0<x <2.
从而0<x <2, 于是函数g (x )的定义域为(0,2).] 三、解答题
9.求下列函数的定义域: (1)y =2x +1+3-4x ; (2)y =
1
|x +2|-1
.
[解] (1)由已知得⎩⎨
⎧
2x +1≥0,
3-4x ≥0,
∴⎩⎪⎨⎪⎧
x ≥-12,x ≤3
4,
∴-12≤x ≤34,∴函数的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤
-12,34.
(2)由已知得:
∵|x +2|-1≠0,∴|x +2|≠1,即x ≠-1,-3,
∴函数的定义域为(-∞,-3)∪(-3,-1)∪(-1,+∞). 10.已知函数f (x )=3-x +
1
x +2
的定义域为集合A ,B ={x |x <a }. 【导学号:60462075】
(1)求集合A ;
(2)若A ⊆B ,求a 的取值范围;
(3)若全集U ={x |x ≤4},a =-1,求∁U A 及A ∩∁U B . [解] (1)由已知得⎩⎨⎧ 3-x ≥0,x +2>0,所以⎩⎨⎧
x ≤3,x >-2,
-2<x ≤3,函数f (x )的定义域为(-2,3], 即A =(-2,3].
(2)因为A ={x |-2<x ≤3}, B ={x |x <a }且A ⊆B , 所以a >3.
所以a 的取值范围是(3,+∞). (3)因为U ={x |x ≤4}, A ={x |-2<x ≤3},
所以∁U A =(-∞,-2]∪(3,4]. 因为a =-1,所以B ={x |x <-1}, 所以∁U B =[-1,4], 所以A ∩∁U B =[-1,3].
[冲A 挑战练]
一、选择题
1.已知函数y =f (x ),x ∈[a ,b ],那么集合{(x ,y )|y =f (x ),x ∈[a ,b ]}∩{(x ,y )|x =1}中元素的个数为( )
A .1
B .0
C .1或0
D .1或2
C [这里给出了函数y =f (x )的定义域是[a ,b ],但未明确给出1与[a ,b ]的关系,当1∈[a ,b ]时有1个交点,当1∉[a ,b ]时没有交点,故选C.]
2.已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
12x -1=2x +3,且f (m )=6,则m 等于( )
A .-1
4 B .14 C .32
D .-32
A [由题知,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
x 2-1=2x +3,且f (m )=6,令x 2-1=m ,则x =2+2m ,
则f (m )=2(2+2m )+3=7+4m =6, 解得m =-1
4.]
二、填空题
3.已知f (x )满足f (x )+f (y )=f (xy ),且f (5)=m ,f (7)=n ,则f (175)=________.
【导学号:60462076】
2m +n [∵f (x )满足f (x )+f (y )=f (xy ),且f (5)=m ,f (7)=n ,∴把x =5,y =7代入得f (5)+f (7)=f (35),∴m +n =f (35),把y =35代入得f (5)+f (35)=f (175),
∴m +m +n =f (175),即2m +n =f (175),∴f (175)=2m +n .] 4.已知函数f (x )=
2x +1
x -2
,则f (x )的值域为________. (-∞,2)∪(2+∞) [f (x )=2x +1x -2=2(x -2)+5x -2=2+5
x -2
. ∵x ≠2,∴5
x -2
≠0. ∴f (x )≠2.
所以f (x )的值域为(-∞,2)∪(2,+∞).] 三、解答题
5.已知函数f (x )=x 2
1+x 2
.
【导学号:60462077】
(1)求f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,f (4)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
14的值;
(2)由(1)的计算猜想关于f (x )的一个性质,并证明;
(3)根据第(2)题的猜想,请计算f (1)+f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
13+…+f (2 018)+
f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫
12 018的值. [解] (1)f (2)+f ⎝ ⎛⎭
⎪⎫
12
=221+22+⎝ ⎛⎭⎪⎫1221+⎝ ⎛⎭
⎪⎫122=45+1
5
=1, f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
13=321+32+⎝ ⎛⎭⎪⎫1321+⎝ ⎛⎭
⎪⎫132=910+110
=1.
f (4)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
14=421+42+⎝ ⎛⎭⎪⎫1421+⎝ ⎛⎭⎪⎫142=1617+117
=1.
(2)猜想:当x ≠0时,f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
1x =1.
证明如下:
f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
1x =x 21+x 2+⎝ ⎛⎭⎪
⎫1x 21+⎝ ⎛⎭
⎪⎫1x 2=x 21+x 2+11+x 2=x 2+11+x 2
=1.
(3)由f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1及f (1)=121+12=12可得f (1)+f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫
13+…+
f (2 018)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12 018=1
2+1×2 017=2 01712.。