2015高考数学专题十四：数形结合思想教师版含高考试题.docx
14.专题十四 数形结合【学生版】(正式版)(含答案)
专题十四 数形结合【考题回放】1. [09年 理9文12]已知12, F F 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的两个焦点, P 为椭圆C 上一点, 且12PF PF ⊥, 若12PF F ∆的面积为9, 则b =_______.2. [12年 理7]已知函数||()e x a f x -=(a 为常数). 若()f x 在区间[1,)+∞上是增函数, 则a 的取值范围是__________.3. [13年 理13] 在xOy 平面上，将两个半圆弧22(1)1(1)x y x -+=≥和22(3)1(3)x y x -+=≥、两条直线1y =和1y =-围成的封闭图形记为D ，如图中阴影部分．记D 绕y 轴旋转一周而成的几何体为Ω，过(0,)(||1)y y ≤作Ω的水平截面，所得截面面积为48π，试利用祖暅原理、一个平放的圆柱和一个长方体，得出Ω的体积值为__________.[13年 文18]记椭圆221441x ny n +=+围成的区域（含边界）为()1,2,n n Ω=，当点(),x y 分别在12,,ΩΩ上时，x y +的最大值分别是12,,M M ，则lim n n M →∞=（ ）A.0B.14C 、2D 、4. [09 年 理21] (本题满分16分) 本题共有2个小题，第1小题满分8分，第2小题满分8分．已知双曲线22:12x C y -=, 设过点(A -的直线l 的方向向量为(1,)e k =.(1) 当直线l 与双曲线C 的一条渐近线m 平行时, 求直线l 的方程及l 与m 的距离;(2) 证明: 当k >时, 在双曲线C 的右支上不存在点Q , 使之到直线l .【高考说明】数形结合作为一种思想方法在高考中渗透在考题的各个角落. 高中阶段, 按章节来分, 常见的数形结合有函数及其图像, 向量的几何形式与坐标形式, 复数的代数形式与复平面上的点, 解析几何, 立体几何与空间向量. 值得注意的是, 有时候数和形是同一事物的不同侧面, 例如函数的解析式与图像均为对应法则的体现, 因此不应当割裂开来看, 某种程度而言, 也就谈不上“结合”了.【重点突破】 一、函数及其图像在处理函数或是可以转化为函数来处理的问题时, 勿忘从函数图像这一直观的角度来对问题获得大致的认识. 在填空和选择时, 利用函数图像来解决问题是很常见的, 在函数板块的专题中已多次涉及. 需要注意的是, 若是对于解答题, 仅从图像的角度来说明问题时不够严谨的, 此时应当慎用函数图像作为例1. 已知不等式|2|1x a x ->-对任意[0,2]x ∈恒成立, 则实数a 的取值范围是___________.例2. [理]设函数2, 0()2sin 2, 0x x x f x x x ⎧⋅≥=⎨-<⎩, 则方程2()1f x x =+的实数解的个数为________.[文]设函数22, 0(), 0x x x f x x x -⎧⋅≥⎪=⎨<⎪⎩, 则方程2()1f x x =+的实数解的个数为________.二、建立直角坐标系在涉及到有关曲线或是向量的问题时, 若感到从几何上无从下手, 则可以考虑建立直角坐标系, 利用坐标转化为代数的问题. 例3. 填空.(1) 给定两个模为1且互相垂直的向量OA 和OB , 点C 在以O 为圆心, 1为半径的圆的劣弧AB 上运动, 若OC xOA yOB =+, 其中,x y ∈, 则22(1)x y +-的最大值为_____________.(2) 已知,a b 是平面内两个互相垂直的单位向量, 若c 满足()()0a c b c -⋅-=, 则||c 的最大值是___________.例4. 已知O 是ABC ∆外接圆的圆心, A ,B ,C 为ABC ∆的内角, 若cos cos 2sin sin B CAB AC m AO C B⋅+⋅=⋅, 则m的值为 答 [ ] A. 1 B. sin A C. cos A D. tan A三、几何意义在数学中, 很多概念和表达式(等式或不等式)都是具有一定几何意义的. 在解题时如果能够识别出其几何意义, 进而从“形”的角度去解决问题, 往往能达到锦上添花的效果. 但这往往只是解题的一种技巧, 不宜过度去追求, 当下的高考对于技巧的考察是比较淡化的, 因此掌握常规解法才是主要的. 例5. 若不等式|2||3|x x a ++-<的解集非空, 则实数a 的取值范围是是____________.例6. 已知复数(2)i x y -+(,x y ∈R , i 为虚数单位)则yx的最大值是_______.例7. 已知()y f x =是定义在R 上的增函数, 且()y f x =的图像关于点(6,0)对称. 若实数x , y 满足不等式22(6)(836)0f x x f y y -+-+≤, 则22x y +的取值范围是_____________.专题十四 数形结合姓名 班级【巩固练习】1. 直线250x y -+=与圆228x y +=相交于A , B 两点, 则弦AB 的长||AB =_________.2. 如果实数(1,2)x ∈时, 不等式2(1)log a x x -<恒成立, 则实数a 的取值范围是_____________.3. 设全集U {(,)|,}x y x y =∈R , 集合3P {(,)|1}2y x y x -==-, Q {(,)|1}x y y kx ==-, 若P Q ⋂=∅, 则实数k 的值为___________.4. 方程32sin |log |x x =的实数解的个数为____________.5. [理]cos isin θθ=+z (θ∈R , i 为虚数单位), 则|22i |--z 的最小值是____________. [文]已知||1=z , 则|22i |--z 的最小值是____________.6. 已知圆224x y +=上有且仅有四个点到直线1250x y c -+=的距离为1, 则实数c 的取值范围是_________________.7. 已知a 为实常数, 若关于x 的不等式2|23|2x ax a ++≤仅有一个实数解, 则实数a =_________.8. 在ABC ∆中, 60A ︒∠=, M 是AB 的中点, 若2AB =, BC =, D 在线段AC 上运动, 则DB DM ⋅的最小值为_____________.9. 设, , OA OB OC 为平面上的三个非零向量, 且满足OA 与OB 不平行, OA OC ⊥, ||||OA OC =, 则||OB OC ⋅的值一定等于答 [ ] A. 以OA , OB 为两边的三角形的面积 B. 以OA , OB 为邻边的平行四边形的面积 C. 以OB , OC 为两边的三角形的面积D. 以OB , OC 为邻边的平行四边形的面积10.已知一玻璃杯杯口直径6cm, 杯深8cm. 如图所示, 其轴截面截杯壁所得曲线是抛物线的一部分, 一个玻璃小球放入玻璃杯中, 若小球能够碰到杯底, 求小球半径的范围(不记玻璃杯的玻璃厚度).专题十四 数形结合 考题回放 答案【考题回放】1. [09年 理9文12]已知12, F F 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的两个焦点, P 为椭圆C 上一点, 且12PF PF ⊥, 若12PF F ∆的面积为9, 则b =_______. 2. [12年 理7]已知函数||()e x a f x -=(a 为常数). 若()f x 在区间[1,)+∞上是增函数, 则a 的取值范围是__________. [评注]本题似乎涉及复合函数的单调性, 为超纲内容. 但考试院认为此题考查了函数的图像, 通过函数的图像来研究其单调性, 因此不算超纲.3. [13年 理13] 在xOy 平面上，将两个半圆弧22(1)1(1)x y x -+=≥和22(3)1(3)x y x -+=≥、两条直线1y =和1y =-围成的封闭图形记为D ，如图中阴影部分．记D 绕y 轴旋转一周而成的几何体为Ω，过(0,)(||1)y y ≤作Ω的水平截面，所得截面面积为48π，试利用祖暅原理、一个平放的圆柱和一个长方体，得出Ω的体积值为__________【解答】根据提示，一个半径为1，高为2π的圆柱平放，一个高为2，底面面积8π的长方体，这两个几何体与Ω放在一起，根据祖暅原理，每个平行水平面的截面面积都相等，故它们的体积相等，即Ω的体积值为221228216πππππ⋅⋅+⋅=+．[13年 文18]记椭圆221441x ny n +=+围成的区域（含边界）为()1,2,n n Ω=，当点(),x y 分别在12,,ΩΩ上时，x y +的最大值分别是12,,M M ，则lim n n M →∞=（ D ）A.0B.14C 、2 D、4. [09 年 理21] (本题满分16分) 本题共有2个小题，第1小题满分8分，第2小题满分8分．已知双曲线22:12x C y -=,设过点(A -的直线l 的方向向量为(1,)e k =.(1) 当直线l 与双曲线C 的一条渐近线m 平行时, 求直线l 的方程及l 与m 的距离;(2) 证明:当k >时, 在双曲线C 的右支上不存在点Q , 使之到直线l.(1)解: 双曲线C的渐近线0m y ±=,即0x =,∴直线l的方程为0x +,∴直线l 与m的距离为d ==(2)证法一: 设过原点且平行于l 的直线:0b kx y -=,则直线l 与b的距离d =当k >时, d 又双曲线C的渐近线方程为0x =, ∴双曲线C 的右支在直线b 的右下方,∴双曲线C 的右支上的任意点到直线l故在双曲线C 的右支上不存在点Q , 使之到直线l1a ≤3证法二: 假设双曲线右支上存在点00(,)Q x y 到直线l则2200 (1)22, (2)x y ⎧-=⎩, 由(1)得00y kx =+设t =,当k >时, 0t =,20t ==>,将00y kx t =+代入(2)得22200(12)42(1)0k x ktx t ---+=(*), 2, 0k t >>, 2120k ∴-<, 40kt -<, 22(1)0t -+<, ∴方程(*)不存在正根, 即假设不成立, 故在双曲线C的右支上不存在点Q , 使之到直线l [评注]09年相应的文科题为22题, 其中第(1)问为求曲线的方程, 第(3)问同理科的第(2)问. 标准答案中出现了“右下方”这样的字眼, 并且通过“在下方的下方”这种数形结合的方式对命题加以证明. 虽然, 这与解析几何的基本思想“以代数方法研究几何”有所出入, 但既然当年高考标准答案中出现了这种证明方法, 说明至少当年对于这样的写法是认可的, 有必要让学生了解.专题十四 数形结合 重点突破 答案【重点突破】 一、函数及其图像在处理函数或是可以转化为函数来处理的问题时, 勿忘从函数图像这一直观的角度来对问题获得大致的认识. 在填空和选择时, 利用函数图像来解决问题是很常见的, 在函数板块的专题中已多次涉及. 需要注意的是, 若是对于解答题, 仅从图像的角度来说明问题时不够严谨的, 此时应当慎用函数图像作为说理依据. 例1. 已知不等式|2|1x a x ->-对任意[0,2]x ∈恒成立, 则实数a 的取值范围是___________.解: 考虑函数|2|y x a =-和1y x =-图像间的关系, 如右图所示, 可得2a <或者5a >.[评注]这题很容易漏考虑其中一侧的情况, 此外需注意临界状态是否符合题意. 例2. 设函数2, 0()2sin 2, 0xx x f x x x ⎧⋅≥=⎨-<⎩, 则方程2()1f x x =+的实数解的个数为________.设函数22, 0(), 0x x x f x x x -⎧⋅≥⎪=⎨<⎪⎩, 则方程2()1f x x =+的实数解的个数为________.解: 考虑()y f x =的图像与21y x =+的图像的公共点的个数, 理科为3个, 文科为2个.[评注]本题为闸北区一模卷填空题最后一题, 在利用函数图像解题时需尽可能将图像画得精确些.二、建立直角坐标系在涉及到有关曲线或是向量的问题时, 若感到从几何上无从下手, 则可以考虑建立直角坐标系, 利用坐标转化为代数的问题. 例3. 填空. (1) 给定两个模为1且互相垂直的向量OA 和OB , 点C 在以O 为圆心, 1为半径的圆的劣弧AB 上运动,若OC xOA yOB =+, 其中,x y ∈, 则22(1)x y +-的最大值为_____________.解: 不妨设OA 逆时针旋转90︒与OB 重合,以O 为原点, 以直线OA 为x 轴, OA 与x 轴正向同向, 以直线OB 为y 轴, OB 与y 轴正向同向,由题意(,)OC x y =, 则221x y +=且01, 01x y ≤≤≤≤,2222(1)12122x y y y y y +-=-+-+=-+, 故2222max 0[(1)][(1)]|2y x y x y =+-=+-=.(2) 已知,a b 是平面内两个互相垂直的单位向量, 若c 满足()()0a c b c -⋅-=, 则||c 的最大值是___________.解: 类似文科的方式建立直角坐标系, 则有(1,0)a =, (0,1)b =, 设(,)c x y =,则22(1,)(,1)00x y x y x x y y --⋅--=⇔-+-=, 其轨迹为以11(,)22为圆心, 为半径的圆,[评注]这里对于文科题的叙述稍作了修改. 此外, 理科题中在求22(1)x y +-的最大值的过程中, 也可以利用其几何意义: C 到点(0,1)的距离的平方.例4. 已知O 是ABC ∆外接圆的圆心, A ,B ,C 为ABC ∆的内角, 若cos cos 2sin sin B CAB AC m AO C B ⋅+⋅=⋅, 则m 的值为 答 [ B ] A. 1 B. sin A C. cos AD. tan A解: 不妨设外接圆的半径为1, 如图建立直角坐标系, 则有2, 2AOB C AOC B ∠=∠=,故可设(cos 2,sin 2)B C C , (cos(2π2),sin(2π2))C B B --, 结合诱导公式得(cos 2,sin 2)C B B -,则(cos21,sin 2), (cos21,sin 2)AB C C AC B B =-=--,由cos cos 2sin sin B CAB AC m AO C B ⋅+⋅=⋅, 得cos cos (cos21)(cos21)2sin sin B C C B m C B⋅-+⋅-=-, 又2cos 212sin C C =-, 2cos 212sin B B =-, 上式化为22cos cos (2sin )(2sin )2sin sin B CC B m C B⋅-+⋅-=-, 整理得sin cos cos sin sin()sin m C B C B B C A =+=+=, 故选B.[评注]本题的解答由学生提供, 其巧妙在于建立直角坐标系的方式, 以及利用圆周角与圆心角的关系设出点B ,C 的坐标. 在坐标系下, 使原先不可计算的式子变得可以化简计算, 是数形结合的典范. 三、几何意义在数学中, 很多概念和表达式(等式或不等式)都是具有一定几何意义的. 在解题时如果能够识别出其几何意义, 进而从“形”的角度去解决问题, 往往能达到锦上添花的效果. 但这往往只是解题的一种技巧, 不宜过度去追求, 当下的高考对于技巧的考察是比较淡化的, 因此掌握常规解法才是主要的. 例5. 若不等式|2||3|x x a ++-<的解集非空, 则实数a 的取值范围是是____________.[评注]本题也可以用函数的思想, 即转化为函数的最小值小于a ; 同时也可以用数轴上的距离来解释两个绝对值, 但这种做法的适用性较差.例6. 已知复数(2)i x y -+(,x y ∈, i 为虚数单位)则yx的最大值是_______.解: 记该复数在复平面上对应的点为Z ,则Z 在直角坐标平面上对应的轨迹是以(2,0)为圆心, , 而yx 的几何意义是直线OZ 的斜率,例7. 已知()y f x =是定义在上的增函数, 且()y f x =的图像关于点(6,0)对称. 若实数x , y 满足不等式22(6)(836)0f x x f y y -+-+≤, 则22x y +的取值范围是_____________. 解: 由对称性可知(6)0f =, 由单调性可知6x <时, ()0f x <; 6x >时, ()0f x >; 由22836(4)206y y y -+=-+>, 则266x x -<,结合草图可知2836y y -+到6的距离不超过比26x x -到6的距离,即2283666(6)y y x x -+-≤--, 整理得222268240(3)(4)1x y x y x y +--+≤⇔-+-≤, 其几何意义是以(3,4)为圆心, 1为半径的圆(及其内部),而22x y +即为该区域内点到原点距离的平方, 结合图形可知, 故其取值范围为[16,36].[评注]这里的数形结合有二: 其一, 22(3)(4)1x y -+-≤所表示的平面区域; 其二, 22x y +的几何意义.5a >专题十四数形结合巩固练习答案【巩固练习】1.直线250x y-+=与圆228x y+=相交于A, B两点, 则弦AB的长||AB=2.如果实数(1,2)x∈时, 不等式2(1)logax x-<恒成立,则实数a的取值范围是_____________.3.设全集U{(,)|,}x y x y=∈, 集合3P{(,)|1}yx y-==, Q{(,)|1}x y y kx==-, 若P Q⋂=∅, 则实数k的值为___________.4.方程32sin|log|x x=的实数解的个数为解: 考虑2siny x=和3|log|y x=如图所示, 共计4个.5.[理]cos isinθθ=+z(θ∈|22i|--z的最小值是[文]已知||1=z, 则|22i|--z的最小值是6.已知圆224x y+=上有且仅有四个点到直线1250x y c-+=的距离为1, 则实数c的取值范围是____ _________________.7.已知a为实常数, 若关于x的不等式2|23|2x ax a++≤仅有一个实数解, 则实数a=_________.8.在ABC∆中, 60A︒∠=, M是AB的中点, 若2AB=, BC=, D在线段AC上运动, 则DB DM⋅的最小值为_____________.9.设, ,OA OB OC为平面上的三个非零向量, 且满足OA与OB不平行, OA OC⊥, ||||OA OC=, 则||OB OC⋅的值一定等于答[ B ]A. 以OA, OB为两边的三角形的面积B. 以OA, OB为邻边的平行四边形的面积C. 以OB, OC为两边的三角形的面积D. 以OB, OC为邻边的平行四边形的面积10.已知一玻璃杯杯口直径6cm, 杯深8cm. 如图所示, 其轴截面截杯壁所得曲线是抛物线的一部分,一个玻璃小球放入玻璃杯中, 若小球能够碰到杯底, 求小球半径的范围(不记玻璃杯的玻璃厚度). 解: 如图建系, 抛物线方程为抛物线28,[3,3]9y x x=∈-,小圆与抛物线的接触点即为抛物线上到圆心C距离最短的点,由小球能碰到杯底, 则有||||CO CP≤,设(,)([3,3])P x y x∈-在抛物线上,设小球的半径为r, 则圆心的坐标为(0,)C r,||[0,3]CP y=∈,由min||||CP CO=, 即当0y=时, ||CP最小, 故19(2)028r--≤,所以9(0,]16r∈.23161 or 2(1,2]a∈1313c-<<11-1 or 2。
高考数学数形结合思想解析(与“练习”有关文档共14张)
,求
y+5 x+2
最大值和最小值。
3
-3 -2
O
3X
-3
-5
第6页，共14页。
练习1：已知x，y满足条件
பைடு நூலகம்x2
16
+
y2 25 =1
，
求y-3x的最值。
Y 5
y-3x最大值为： 13
y-3x最小值 为：-13
-4
O 4X
第7页，共14页。
-5
练习2：从点P(m , 3)向圆 (x+2)2 + (y+2) 2 =1
点的线段相交，则l 斜率的取值范围是------------。
Y
Y
M
[5,+∞) ∪(- ∞ ,
2 5]
2
y-3x最大值为： 13
O π2 π X -2 SSS求y围一段围yy[s[ys求练 围y段求练数ysS55((-(--iiiiiiinnnc333cc,,nnnny是象没是y习是没函习形++(((oooxxx--xxx∞∞33最最最sss-限 有 -3-有 数 5结------xx)):：-------的大的大大---内公公f合∪∪直------1111(22)2)已)---最值最值值===θ---有共共思((线)))-----)===知---=值为值为为--∞∞-两点点想sssl---iii双过---nnn。：。：：,,---个，，在---曲点------不则则《---111---111线M---333。。。同正正解(]]-的数数析1 ,交几aa2的的点何)且取取》,的则与值值中最m以范范的大的P围围应的(值取-为为2用右值和,----焦范---最3----点)--、小----为。。Q值F(4，。,0)为端
高考数学：数形结合法及题型实例
高考数学：数形结合法及题型实例数形结合思想基础知识点1．数形结合是把数或数量关系与图形对应起来，借助图形来研究数量关系或者利用数量关系来研究图形的性质，是一种重要的数学思想方法。
它可以使抽象的问题具体化，复杂的问题简单化。
“数缺形时少直观，形少数时难入微”，利用数形结合的思想方法可以深刻揭示数学问题的本质。
2．数形结合的思想方法在高考中占有非常重要的地位，考纲指出“数学科的命题，在考查基础知识的基础上，注重对数学思想思想方法的考查，注重对数学能力的考查”，灵活运用数形结合的思想方法，可以有效提升思维品质和数学技能。
3．“对数学思想方法的考查是对数学知识在更高层次的抽象和概括的考查，考查时要与数学知识相结合”，用好数形结合的思想方法，需要在平时学习时注意理解概念的几何意义和图形的数量表示，为用好数形结合思想打下坚实的知识基础。
4．函数的图像、方程的曲线、集合的文氏图或数轴表示等，是“以形示数”，而解析几何的方程、斜率、距离公式，向量的坐标表示则是“以数助形”，还有导数更是数形形结合的产物，这些都为我们提供了“数形结合”的知识平台。
5．在数学学习和解题过程中，要善于运用数形结合的方法来寻求解题途径，制定解题方案，养成数形结合的习惯，解题先想图，以图助解题。
用好数形结合的方法，能起到事半功倍的效果，“数形结合千般好，数形分离万事休”。
经典例题剖析方法总结与高考预测（一）方法总结1．数形结合，数形转化常从一下几个方面：（1）集合的运算及文氏图（2）函数图象，导数的几何意义（3）解析几何中方程的曲线（4）数形转化，以形助数的还有：数轴、函数图象、单位圆、三角函数线或数式的结构特征等；2．取值范围，最值问题，方程不等式解的讨论，有解与恒成立问题等等，许多问题还可以通过换元转化为具有明显几何意义的问题，借助图形求解。
（二）高考预测1．在高考题中，数形结合的题目主要出现在函数、导数、解析几何及不等式最值等综合性题目上，把图象作为工具、载体，以此寻求解题思路或制定解题方案，真正体现数形结合的简捷、灵活特点的多是选择、填空等小题。
高中数学数形结合思想必考题型全梳理（附例题）
⾼中数学数形结合思想必考题型全梳理（附例题）数学好教师2020-07-17⼀数形结合的三个原则⼀等价性原则在数形结合时，代数性质和⼏何性质的转换必须是等价的，否则解题将会出现漏洞．⾸先，由代数式、⽅程、不等式构造函数时⼀要注意变量(包括⾃变量和因变量)的取值范围。
⼆双向性原则既要进⾏⼏何直观分析，⼜要进⾏相应的代数抽象探求，直观的⼏何说明不能代替严谨的代数推理.另⼀⽅⾯，仅⽤直观分析，有时反倒使问题变得复杂，⽐如在⼆次曲线中的最值问题，有时使⽤三⾓换元，反倒简单轻松.三简单性原则不要为了“数形结合”⽽数形结合．具体运⽤时，⼀要考虑是否可⾏和是否有利；⼆要选择好突破⼝，确定好主元；三要挖掘隐含条件，准确界定参变量的取值范围，特别是运⽤函数图象时应设法选择动直线(直线中含有参数)与定⼆次曲线．⼆数形结合的应⽤⼀利⽤数轴、韦恩图求集合利⽤数形结合的思想解决集合问题，常⽤的⽅法有数轴法、韦恩图法等。
当所给问题的数量关系⽐较复杂，不好找线索时，⽤韦恩图法能达到事半功倍的效果。
⼆数形结合在解析⼏何中的应⽤解析⼏何问题往往综合许多知识点，在知识⽹络的交汇处命题，备受出题者的青睐，求解中常常通过数形结合的思想从动态的⾓度把抽象的数学语⾔与直观的⼏何图形结合起来，达到研究、解决问题的⽬的.构建解析⼏何中的斜率、截距、距离等模型研究最值问题；如果等式、代数式的结构蕴含着明显的⼏何特征，就要考虑⽤数形结合的⽅法来解题，即所谓的⼏何法求解，⽐较常见的对应有：（⼀）与斜率有关的问题（⼆）与距离有关的问题三数形结合在函数中的应⽤（⼀）利⽤数形结合解决与⽅程的根有关的问题【点拨】数形结合可⽤于解决⽅程的根的问题，准确合理地作出满⾜题意的图象是解决这类问题的前提.（⼆）利⽤数形结合解决函数的单调性问题（三）利⽤数形结合解决⽐较数值⼤⼩的问题（四）函数的最值问题（五）利⽤数形结合解决抽象函数问题四运⽤数形结合思想解不等式（⼀） 解不等式（⼆）求参数的取值范围五运⽤数形结合思想解决三⾓函数问题纵观近三年的⾼考试题，巧妙地运⽤数形结合的思想⽅法来解决⼀些问题，可以简化计算，节省时间，提⾼考试效率，起到事半功倍的效果.六解决⼏何问题图象解决⼏何问题借助向量的借助向量的图象利⽤向量可以解决线段相等，直线垂直，⽴体⼏何中空间⾓（异⾯直线的⾓、线⾯⾓、⼆⾯⾓）和空间距离（点线距、线线距、线⾯距、⾯⾯距），利⽤空间向量解决⽴体⼏何问题，将抽象的逻辑论证转化为代数计算，以数助形，⼤⼤降低了空间想象能⼒，是数形结合的深化。
高中数学数形结合思想经典例题(含解析)
高中数学数形结合思想经典例题一、选择题1．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧3x ，x≤0，log 2x ，x>0，下列结论正确的是( )A ．函数f (x )为奇函数B ．f (f (14))＝19C ．函数f (x )的图象关于直线y ＝x 对称D ．函数f (x )在R 上是增函数2．已知二次函数f (x )＝ax 2－(a ＋2)x ＋1(a ∈Z )，且函数f (x )在(－2，－1)上恰有一个零点，则不等式f (x )>1的解集为( ) A ．(－∞，－1)∪(0，＋∞) B ．(－∞，0)∪(1，＋∞) C ．(－1，0)D ．(0，1)3．函数f (x )＝ln|x ＋cos x |的图象为( )4．设奇函数f (x )在(0，＋∞)上为增函数，且f (2)＝0，则不等式f （x ）－f （－x ）x <0的解集为( )A ．(－2，0)∩(2，＋∞)B ．(－∞，－2)∪(0，2)C ．(－∞，－2)∪(2，＋∞)D ．(－2，0)∪(0，2)5．实数x ，y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2≥0，2x －y －5≤0，x ＋y －4≥0，则z ＝|x ＋2y －4|的最大值为( )A.2155B ．21C ．20D ．256．已知函数f (x )＝|x －2|＋1，g (x )＝kx .若方程f (x )＝g (x )有两个不相等的实根， 则实数k 的取值范围是( ) A ．(0，12)B ．(12，1)C ．(1，2)D ．(2，＋∞)7．若实数x ，y 满足|x －3|≤y ≤1，则z ＝2x ＋yx ＋y 的最小值为( )A.53 B ．2 C.35D.128．设方程10x ＝|lg(－x )|的两个根分别为x 1，x 2，则( ) A ．x 1x 2<0 B ．x 1x 2＝1 C ．x 1x 2>1D ．0<x 1x 2<19．已知函数y ＝f (x )在(0，1)内的一段图象是如图所示的一段曲线，若0＜x 1＜x 2＜1，则( )A.f （x 1）x 1＜f （x 2）x 2B.f （x 1）x 1＝f （x 2）x 2C.f （x 1）x 1＞f （x 2）x 2D ．不能确定10．设关于x ，y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x －y ＋2>0，x ＋m<0，y －m>0表示的平面区域内存在点P (x 0，y 0)，满足x 0－2y 0＝2，求m 的取值范围是( ) A ．(－∞，43)B ．(－∞，13)C ．(－∞，－23)D ．(－∞，－53)11．在△AB C 中，|AB →＋AC →|＝|AB →－AC →|，AB ＝2，AC ＝1，E ，F 为BC 的三等分点，则AE →·AF →＝( ) A.89 B.109 C.259D.26912．设函数f (x )＝(x －a )2＋(ln x 2－2a )2，其中x >0，a ∈R ，存在x 0使得f (x 0)≤45成立，则实数a的值为( )A.15B.25C.12D ．113．已知抛物线C ：y 2＝8x 的焦点为F ，准线为l ，P 是l 上一点，Q 是直线PF 与C 的一个交点，若FP →＝4FQ →，则|QF |＝( ) A.72 B.52 C ．3D ．214．已知双曲线C ：x 2a 2－4y 2＝1(a >0)的右顶点到其一条渐近线的距离等于34，抛物线E ：y 2＝2px 的焦点与双曲线C 的右焦点重合，则抛物线E 上的动点M 到直线l 1：4x －3y ＋6＝0和l 2：x ＝－1的距离之和的最小值为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4二、填空题15．已知函数y ＝|x 2－1|x －1的图象与函数y ＝kx －2的图象恰有两个交点，则实数k 的取值范围是__________．16．已知f (x )是定义域为R 的偶函数，当x ≥0时，f (x )＝x 2－4x .那么，不等式f (x ＋2)<5的解集是________．17．已知变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y －3≤0，x ＋3y －3≥0，y －1≤0，则F (x ，y )＝log 2(y ＋1)＋log 12(x ＋1)的最小值为________．18．已知直线y ＝x －2与圆x 2＋y 2－4x ＋3＝0及抛物线y 2＝8x 的四个交点从上面依次为A ，B ，C ，D 四点，则|AB |＋|CD |＝________．19．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2＋2x ，x≤0，ln （x ＋1），x>0.若|f (x )|≥ax ，则a 的取值范围是______．20．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧|x|，x≤m ，x 2－2mx ＋4m ，x>m ，其中m >0.若存在实数b ，使得关于x 的方程f (x )＝b有三个不同的根，则m 的取值范围是________．高中数学数形结合思想经典例题解析一、选择题1．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧3x ，x≤0，log 2x ，x>0，下列结论正确的是( )A ．函数f (x )为奇函数B ．f (f (14))＝19C ．函数f (x )的图象关于直线y ＝x 对称D ．函数f (x )在R 上是增函数【答案】 B【解析】 作出函数f (x )的图象，如图所示，可知A ，C ，D 均错．f (f (14))＝3log 214＝3－2＝19，故B 正确．2．已知二次函数f (x )＝ax 2－(a ＋2)x ＋1(a ∈Z )，且函数f (x )在(－2，－1)上恰有一个零点，则不等式f (x )>1的解集为( ) A ．(－∞，－1)∪(0，＋∞) B ．(－∞，0)∪(1，＋∞) C ．(－1，0) D ．(0，1)【答案】 C【解析】 ∵f (x )＝ax 2－(a ＋2)x ＋1，Δ＝(a ＋2)2－4a ＝a 2＋4>0， ∴函数f (x )＝ax 2－(a ＋2)x ＋1必有两个不同的零点． 又∵f (x )在(－2，－1)上有一个零点，则f (－2)f (－1)<0， ∴(6a ＋5)(2a ＋3)<0，解得－32<a <－56.又∵a ∈Z ，∴a ＝－1.不等式f (x )>1，即－x 2－x >0.解得－1<x <0. 3．函数f (x )＝ln|x ＋cos x |的图象为( )【答案】 A【解析】 因为f (0)＝ln|cos0|＝0，故排除C ，D ；又f (1)＝ln|1＋cos1|>ln 1＝0，故排 除B ，选A.4．设奇函数f (x )在(0，＋∞)上为增函数，且f (2)＝0，则不等式f （x ）－f （－x ）x <0的解集为( )A ．(－2，0)∩(2，＋∞)B ．(－∞，－2)∪(0，2)C ．(－∞，－2)∪(2，＋∞)D ．(－2，0)∪(0，2)【答案】 D【解析】 由已知条件可以画出函数f (x )的草图，如图所示．由函数f (x )为奇函数可化简不等式f （x ）－f （－x ）x <0为2f （x ）x <0.若x >0，则需有f (x )<0，结合图象可知0<x <2；若x <0，则需有f (x )>0，结合图象可知－2<x <0.综上可知，不等式的解集为(－2，0)∪(0，2)．5．实数x ，y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2≥0，2x －y －5≤0，x ＋y －4≥0，则z ＝|x ＋2y －4|的最大值为( )A.2155B ．21C ．20D ．25【答案】 B【解析】 作出不等式组表示的平面区域，如下图中阴影部分所示．z ＝|x ＋2y －4|＝|x ＋2y －4|5·5，即其几何含义为阴影区域内的点到直线x ＋2y －4＝0的距离的5倍．由⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2＝0，2x －y －5＝0，得B 点坐标为(7，9)，显然点B 到直线x ＋2y －4＝0的距离最大，此时z max＝21.6．已知函数f (x )＝|x －2|＋1，g (x )＝kx .若方程f (x )＝g (x )有两个不相等的实根， 则实数k 的取值范围是( ) A ．(0，12)B ．(12，1)C ．(1，2)D ．(2，＋∞)【答案】 B【解析】 在同一坐标系中分别画出函数f (x )，g (x )的图象如图所示，方程f (x )＝g (x )有两个不相等的实根等价于两个函数的图象有两个不同的交点，结合图象可知，当直线y ＝kx 的斜率大于坐标原点与点(2，1)连线的斜率且小于直线y ＝x －1的斜率时符合题意，故12<k <1.7．若实数x ，y 满足|x －3|≤y ≤1，则z ＝2x ＋yx ＋y 的最小值为( )A.53 B ．2 C.35D.12【答案】 A【解析】 依题意，得实数x ，y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y －3≥0，x －y －3≤0，0≤y≤1，画出可行域如图阴影部分所示，其中A (3，0)，C (2，1)，z ＝2＋yx 1＋y x ＝1＋11＋y x ∈[53，2]，故选A.8．设方程10x ＝|lg(－x )|的两个根分别为x 1，x 2，则( ) A ．x 1x 2<0 B ．x 1x 2＝1 C ．x 1x 2>1 D ．0<x 1x 2<1【答案】 D【解析】 本题考查函数的性质．在同一坐标系下，画出函数y ＝10x 与y ＝|lg(－x )|的图象，结合图象不难看出，它们的两个交点中，其中一个交点横坐标属于(－∞，－1)，另一个交点横坐标属于(－1，0)，即在x 1，x 2中，其中一个属于(－∞，－1)，另一个属于(－1，0)，不妨设x 1∈(－∞，－1)，x 2∈(－1，0)，则有10x 1＝|lg(－x 1)|＝lg(－x 1)，10x 2＝|lg(－x 2)|＝－lg(－x 2)，10x 1－10x 2＝lg(－x 1)＋lg(－x 2)＝lg(x 1x 2)<0，0<x 1x 2<1，故选D. 9．已知函数y ＝f (x )在(0，1)内的一段图象是如图所示的一段曲线，若0＜x 1＜x 2＜1，则( )A.f （x 1）x 1＜f （x 2）x 2B.f （x 1）x 1＝f （x 2）x 2C.f （x 1）x 1＞f （x 2）x 2D ．不能确定【答案】 C【解析】 如图，设曲线上两点P 1(x 1，f (x 1))，P 2(x 2，f (x 2))，kOP 1＝f （x 1）－0x 1－0＝f （x 1）x 1，kOP 2＝f （x 2）－0x 2－0＝f （x 2）x 2，由于0＜x 1＜x 2＜1，根据斜率与倾斜角之间的关系，显然有kOP 1＞kOP 2，即f （x 1）x 1＞f （x 2）x 2，故选C. 10．设关于x ，y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x －y ＋2>0，x ＋m<0，y －m>0表示的平面区域内存在点P (x 0，y 0)，满足x 0－2y 0＝2，求m 的取值范围是( ) A ．(－∞，43)B ．(－∞，13)C ．(－∞，－23)D ．(－∞，－53)【答案】 C【解析】 作出不等式组所表示的平面区域，根据题设条件分析求解． 当m ≥0时，若平面区域存在，则平面区域内的点在第二象限，平面区域内不可能存在点P (x 0，y 0)满足x 0－2y 0＝2，因此m <0. 如图所示的阴影部分为不等式组表示的平面区域．要使可行域内包含y ＝12x －1上的点，只需可行域边界点(－m ，m )在直线y ＝12x －1的下方即可，即m <－12m －1，解得m <－23. 11．在△AB C 中，|AB →＋AC →|＝|AB →－AC →|，AB ＝2，AC ＝1，E ，F 为BC 的三等分点，则AE →·AF→＝( ) A.89 B.109 C.259 D.269【答案】 B【解析】 由|AB →＋AC →|＝|AB →－AC →|，化简得AB →·AC →＝0，又因为AB 和AC 为三角形的两条边，不可能为0，所以AB →与AC →垂直，所以△ABC 为直角三角形．以AC 为x 轴，以AB 为y 轴建立平面直角坐标系，如图所示，则A (0，0)，B (0，2)，C (1，0)，由E ，F 为BC 的三等分点知E (23，23)，F (13，43)，所以AE →＝(23，23)，AF →＝(13，43)，所以AE →·AF →＝23×13＋23×43＝109. 12．设函数f (x )＝(x －a )2＋(ln x 2－2a )2，其中x >0，a ∈R ，存在x 0使得f (x 0)≤45成立，则实数a的值为( ) A.15 B.25 C.12D ．1 【答案】 A【解析】 (x －a )2＋(ln x 2－2a )2表示点P (x ，ln x 2)与点Q (a ，2a )距离的平方． 而点P 在曲线g (x )＝2ln x 上，点Q (a ，2a )在直线y ＝2x 上．因为g ′(x )＝2x ，且y ＝2x 表示斜率为2的直线，所以由2x＝2，解得x ＝1.从而曲线g (x )＝2ln x 在x ＝1处的切线方程为y ＝2(x －1)，又直线y ＝2(x －1)与直线y ＝2x 平行，且它们间的距离为222＋（－1）2＝255，如图所示．故|PQ |的最小值为255，即f (x )＝(x －a )2＋(ln x 2－2a )2的最小值为(255)2＝45，当|PQ |最小时，P 点的坐标为(1，0)，所以2a －0a －1×2＝－1，解得a ＝15.13．已知抛物线C ：y 2＝8x 的焦点为F ，准线为l ，P 是l 上一点，Q 是直线PF 与C 的一个交点，若FP →＝4FQ →，则|QF |＝( ) A.72 B.52 C ．3 D ．2【答案】 C【解析】 利用FP →＝4FQ →转化长度关系，再利用抛物线定义求解． ∵FP →＝4FQ →， ∴|FP →|＝4|FQ →|. ∴|PQ||PF|＝34.如图，过Q 作QQ ′⊥l ，垂足为Q ′，设l 与x 轴的交点为A ，则|AF |＝4. ∴|PQ||PF|＝|QQ′||AF|＝34.∴|QQ ′|＝3. 根据抛物线定义可知|QQ ′|＝|QF |＝3，故选C.14．已知双曲线C ：x 2a 2－4y 2＝1(a >0)的右顶点到其一条渐近线的距离等于34，抛物线E ：y 2＝2px 的焦点与双曲线C 的右焦点重合，则抛物线E 上的动点M 到直线l 1：4x －3y ＋6＝0和l 2：x ＝－1的距离之和的最小值为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4【答案】 B【解析】 x 2a 2－4y 2＝1的右顶点坐标为(a ，0)，一条渐近线为x －2ay ＝0.由点到直线的距离公式得d ＝|a|12＋4a 2＝34，解得a ＝32或a ＝－32(舍去)，故双曲线的方程为4x 23－4y 2＝1.因为c ＝34＋14＝1，故双曲线的右焦点为(1，0)，即抛物线的焦点为(1，0)，所以p ＝2，x ＝－1是抛物线的准线，如图，作MA ⊥l 1于点A ，MB ⊥l 2于点B ，设抛物线的焦点为F ，连接MF ，则由抛物线的定义知|MB |＝|MF |，当M ，A ，F 三点共线时，距离之和最小，其最小值是点F 到l 1的距离，由点到直线的距离公式可得d 1＝|4＋6|（－3）2＋42＝105＝2，即距离之和的最小值为2，选B.二、填空题15．已知函数y ＝|x 2－1|x －1的图象与函数y ＝kx －2的图象恰有两个交点，则实数k 的取值范围是__________．【答案】 (0，1)∪(1，4) 【解析】 根据绝对值的意义，y ＝|x 2－1|x －1＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋1，x>1或x<－1，－x －1，－1≤x<1.在直角坐标系中作出该函数的图象，如下图中实线所示．根据图象可知，当0<k <1或1<k <4时有两个交点．16．已知f (x )是定义域为R 的偶函数，当x ≥0时，f (x )＝x 2－4x .那么，不等式f (x ＋2)<5的解集是________． 【答案】 (－7，3)【解析】 当x ≥0时，f (x )＝x 2－4x <5的解集为[0，5)，又f (x )为偶函数，所以f (x )<5的解集为(－5，5)．所以f (x ＋2)<5的解集为(－7，3)．17．已知变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y －3≤0，x ＋3y －3≥0，y －1≤0，则F (x ，y )＝log 2(y ＋1)＋log 12(x ＋1)的最小值为________． 【答案】 －2【解析】 F (x ，y )＝log 2(y ＋1)＋log 12(x ＋1)＝log 2(y ＋1)－log 2(x ＋1)＝log 2y ＋1x ＋1，令k ＝y ＋1x ＋1＝y －（－1）x －（－1），则k 表示可行域内(如图所示)的点与P (－1，－1)所在直线的斜率．18．已知直线y ＝x －2与圆x 2＋y 2－4x ＋3＝0及抛物线y 2＝8x 的四个交点从上面依次为A ，B ，。
2015年全国各地高考数学试题及解答分类大全( 数系的扩充与复数的引入)
2015年全国各地高考数学试题及解答分类大全（数系的扩充与复数的引入）一、选择题：1.（2015安徽文）设i 是虚数单位，则复数()()112i i -+=（ ）（A ）3+3i （B ）-1+3i （C ）3+i （D ）-1+i2.（2015安徽理）设i 是虚数单位，则复数21ii-在复平面内所对应的点位于（ ） （A ）第一象限 （B ）第二象限 （C ）第三象限 （D ）第四象限 【答案】B【名师点睛】复数的四则运算问题主要是要熟记各种运算法则，尤其是除法运算，要将复数分母实数化（分母乘以自己的共轭复数），这也历年考查的重点；另外，复数z a bi =+在复平面内一一对应的点为(,)Z a b . 3．（2015北京理）复数()i 2i -=（ ）A ．12i +B ．12i -C ．12i -+D ．12i --【答案】A【解析】试题分析：(2)12i i i -=+考点：复数运算4．（2015福建文）若(1)(23)i i a bi ++-=+（,,a b R i ∈是虚数单位），则,a b 的值分别等于（ ） A ．3,2- B ．3,2 C ．3,3- D ．1,4- 【答案】A【解析】试题分析：由已知得32i a bi -=+，所以3,2a b ==-，选A ． 考点：复数的概念．5．（2015福建理）若集合{}234,,,A i i i i= （i 是虚数单位），{}1,1B =- ，则A B 等于 ( )A ．{}1-B ．{}1C ．{}1,1-D ．φ【答案】C 【解析】试题分析：由已知得{},1,,1A i i =--，故A B ={}1,1-，故选C ．考点：1、复数的概念；2、集合的运算．6. （2015广东文） 已知i 是虚数单位，则复数()21i +=（ ） A ．2- B ．2 C ．2i - D ．2i 【答案】D考点：复数的乘法运算．7．（2015广东理）若复数()32z i i =- ( i 是虚数单位 )，则z =（ ） A ．32i - B ．32i + C ．23i + D ．23i - 【答案】D ．【解析】因为()3223z i i i =-=+，所以z =23i -，故选D ．【考点定位】本题考查复数的基本运算，属于容易题．8. （2015湖北文、理）i 为虚数单位，607i =（ ）A ．i -B ．iC ．1-D ．1 【答案】A .【考点定位】本题考查复数的概念及其运算，涉及分数指数幂的运算性质.【名师点睛】将复数的幂次运算和分数指数幂运算结合在一起，不仅考查了复数的概念，也考查了分数指数幂的运算性质，充分体现了学科内知识之间的联系性，能够较好的反应学生基础知识的识记能力和计算能力.10. (2015湖南文、理)已知()211i i z-=+（i 为虚数单位），则复数z =（ ） A. 1i + B.1i - C.1i -+ D.1i --【答案】D.试题分析：.由题根据所给复数式子进行化简即可得到复数z 的代数式；由题22(1)(1)22(1i)1,1112i i i i i z i z i i -----=+∴====--++ ，故选D. 【考点定位】复数的计算.【名师点睛】本题主要考查了复数的概念与基本运算，属于容易题，意在考查学生对复数代数形式四则运算的掌握情况，基本思路就是复数的除法运算按“分母实数化”原则，结合复数的乘法进行计算，而复数的乘法则是按多项式的乘法法则进行处理.11、(2015全国新课标Ⅰ卷文)已知复数z 满足(1)1z i i -=+，则z =（ ） （A ） 2i -- （B ）2i -+ （C ）2i - （D ）2i +12.(2015全国新课标Ⅰ卷理)设复数z 满足1+z1z-=i ，则|z|=（ ） （A ）1 （B ）2 （C ）3 （D ）2【答案】A考点：1.复数的运算；2.复数的模.13. (2015全国新课标Ⅱ卷文)若为a 实数,且2i3i 1ia +=++,则a =( ) A ．4- B ．3- C ．3 D ．4【答案】D【解析】试题分析：由题意可得()()2i 1i 3i 24i 4a a +=++=+⇒= ,故选D. 考点：复数运算.14．(2015全国新课标Ⅱ卷理)若a 为实数且(2)(2)4ai a i i +-=-，则a =（ ） A ．1- B ．0 C ．1 D ．2 【答案】B 【解析】试题分析：由已知得24(4)4a a i i +-=-，所以240,44a a =-=-，解得0a =，故选B ． 考点：复数的运算．16.(2015山东文、理)若复数z 满足1zi i=-，其中i 为虚数为单位，则z =（ ） （A ）1i - （B ）1i + （C ）1i -- （D ）1i -+【答案】A【考点定位】复数的概念与运算.【名师点睛】本题考查复数的概念和运算，采用复数的乘法和共轭复数的概念进行化简求解. 本题属于基础题，注意运算的准确性.17. (2015陕西文、理)设复数(1)z x yi =-+(,)x y R ∈，若||1z ≤，则y x ≥的概率为（ ）A．3142π+ B．1142π- C．112π- D．112π+【答案】B【解析】试题分析：2222(1)||(1)1(1)1z x yi z x y x y=-+⇒=-+≤⇒-+≤如图可求得(1,1)A，(1,0)B，阴影面积等于21111114242ππ⨯-⨯⨯=-若||1z≤，则y x≥的概率是211142142πππ-=-⨯，故选B．考点：1、复数的模；2、几何概型．19、(2015上海理)已知点A的坐标为()43,1，将OA绕坐标原点O逆时针旋转3π至OB，则点B 的纵坐标为（）A．332B．532C．112D．132【答案】D【解析】133313(cos sin)(43)()332222OB OA i i i iππ=⋅+=+⋅+=+，即点B的纵坐标为132【考点定位】复数几何意义20.(2015四川理)设i是虚数单位，则复数32ii-( )（A）-i （B）-3i （C）i. （D）3i【答案】C【考点定位】复数的基本运算.【名师点睛】复数的概念及运算也是高考的热点，几乎是每年必考内容，属于容易题.一般来说，掌握复数的基本概念及四则运算即可.二、填空题：1、（2015北京文）复数()1i i +的实部为 ． 【答案】-1【解析】试题分析：复数(1)11i ii i +=-=-+，其实部为-1. 考点：复数的乘法运算、实部.2. (2015江苏)设复数z 满足234z i =+（i 是虚数单位），则z 的模为_______. 【答案】5【解析】试题分析：22|||34|5||5||5z i z z =+=⇒=⇒= 考点：复数的模3. (2015上海文、理)若复数z 满足i z z +=+13，其中i 是虚数单位，则=z .【答案】i 2141+ 【解析】设),(R ∈+=b a bi a z ，则bi a z -=，因为i z z +=+13，所以i bi a bi a +=-++1)(3，即i bi a +=+124，所以⎩⎨⎧==1214b a ，即⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==2141b a ，所以i z 2141+=.【考点定位】复数的概念，复数的运算.4、(2015四川文)设i 是虚数单位，则复数1i i-＝_____________.【答案】2i【考点定位】本题考查复数的概念，复数代数形式的四则运算等基础知识.【名师点睛】解决本题的关键取决于对复数运算的熟练程度，也就是＝－i 的运算，容易误解为＝i ，从而导致答案错误.一般地，i 4n＝1，i 4n ＋1＝i ，i4n ＋2＝－1，i4n ＋3＝－i ，而＝i －1＝－i .属于容易题5. (2015天津文) i 是虚数单位,计算12i2i-+ 的结果为 ． 【答案】-i 【解析】试题分析：()2i i 212i i 2i i 2i 2i 2i-+---===-+++.考点：复数运算.6.(2015天津理)i 是虚数单位，若复数()()12i a i -+ 是纯虚数，则实数a 的值为 . 【答案】2- 【解析】试题分析：()()()12212i a i a a i -+=++-是纯度数，所以20a +=，即2a =-. 考点：1.复数相关定义；2.复数运算.7．(2015重庆理)设复数a +bi （a ，b ∈R ）的模为3，则（a +bi ）（a -bi ）=________. 【答案】3【考点定位】复数的运算.8．(2015重庆文)复数(12i)i 的实部为________. 【答案】-2考点：复数运算.。
高中数学数形结合思想经典例题(含解析)
高中数学数形结合思想经典例题一、选择题1．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧3x ，x≤0，log 2x ，x>0，下列结论正确的是( )A ．函数f (x )为奇函数B ．f (f (14))＝19C ．函数f (x )的图象关于直线y ＝x 对称D ．函数f (x )在R 上是增函数2．已知二次函数f (x )＝ax 2－(a ＋2)x ＋1(a ∈Z )，且函数f (x )在(－2，－1)上恰有一个零点，则不等式f (x )>1的解集为( ) A ．(－∞，－1)∪(0，＋∞) B ．(－∞，0)∪(1，＋∞) C ．(－1，0)D ．(0，1)3．函数f (x )＝ln|x ＋cos x |的图象为( )4．设奇函数f (x )在(0，＋∞)上为增函数，且f (2)＝0，则不等式f （x ）－f （－x ）x <0的解集为( )A ．(－2，0)∩(2，＋∞)B ．(－∞，－2)∪(0，2)C ．(－∞，－2)∪(2，＋∞)D ．(－2，0)∪(0，2)5．实数x ，y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2≥0，2x －y －5≤0，x ＋y －4≥0，则z ＝|x ＋2y －4|的最大值为( )A.2155B ．21C ．20D ．256．已知函数f (x )＝|x －2|＋1，g (x )＝kx .若方程f (x )＝g (x )有两个不相等的实根， 则实数k 的取值范围是( ) A ．(0，12)B ．(12，1)C ．(1，2)D ．(2，＋∞)7．若实数x ，y 满足|x －3|≤y ≤1，则z ＝2x ＋yx ＋y 的最小值为( )A.53 B ．2 C.35D.128．设方程10x ＝|lg(－x )|的两个根分别为x 1，x 2，则( ) A ．x 1x 2<0 B ．x 1x 2＝1 C ．x 1x 2>1D ．0<x 1x 2<19．已知函数y ＝f (x )在(0，1)内的一段图象是如图所示的一段曲线，若0＜x 1＜x 2＜1，则( )A.f （x 1）x 1＜f （x 2）x 2B.f （x 1）x 1＝f （x 2）x 2C.f （x 1）x 1＞f （x 2）x 2D ．不能确定10．设关于x ，y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x －y ＋2>0，x ＋m<0，y －m>0表示的平面区域内存在点P (x 0，y 0)，满足x 0－2y 0＝2，求m 的取值范围是( ) A ．(－∞，43)B ．(－∞，13)C ．(－∞，－23)D ．(－∞，－53)11．在△AB C 中，|AB →＋AC →|＝|AB →－AC →|，AB ＝2，AC ＝1，E ，F 为BC 的三等分点，则AE →·AF →＝( ) A.89 B.109 C.259D.26912．设函数f (x )＝(x －a )2＋(ln x 2－2a )2，其中x >0，a ∈R ，存在x 0使得f (x 0)≤45成立，则实数a的值为( )A.15B.25C.12D ．113．已知抛物线C ：y 2＝8x 的焦点为F ，准线为l ，P 是l 上一点，Q 是直线PF 与C 的一个交点，若FP →＝4FQ →，则|QF |＝( ) A.72 B.52 C ．3D ．214．已知双曲线C ：x 2a 2－4y 2＝1(a >0)的右顶点到其一条渐近线的距离等于34，抛物线E ：y 2＝2px 的焦点与双曲线C 的右焦点重合，则抛物线E 上的动点M 到直线l 1：4x －3y ＋6＝0和l 2：x ＝－1的距离之和的最小值为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4二、填空题15．已知函数y ＝|x 2－1|x －1的图象与函数y ＝kx －2的图象恰有两个交点，则实数k 的取值范围是__________．16．已知f (x )是定义域为R 的偶函数，当x ≥0时，f (x )＝x 2－4x .那么，不等式f (x ＋2)<5的解集是________．17．已知变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y －3≤0，x ＋3y －3≥0，y －1≤0，则F (x ，y )＝log 2(y ＋1)＋log 12(x ＋1)的最小值为________．18．已知直线y ＝x －2与圆x 2＋y 2－4x ＋3＝0及抛物线y 2＝8x 的四个交点从上面依次为A ，B ，C ，D 四点，则|AB |＋|CD |＝________．19．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2＋2x ，x≤0，ln （x ＋1），x>0.若|f (x )|≥ax ，则a 的取值范围是______．20．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧|x|，x≤m ，x 2－2mx ＋4m ，x>m ，其中m >0.若存在实数b ，使得关于x 的方程f (x )＝b有三个不同的根，则m 的取值范围是________．高中数学数形结合思想经典例题解析一、选择题1．已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧3x ，x≤0，log 2x ，x>0，下列结论正确的是( )A ．函数f (x )为奇函数B ．f (f (14))＝19C ．函数f (x )的图象关于直线y ＝x 对称D ．函数f (x )在R 上是增函数【答案】 B【解析】 作出函数f (x )的图象，如图所示，可知A ，C ，D 均错．f (f (14))＝3log 214＝3－2＝19，故B 正确．2．已知二次函数f (x )＝ax 2－(a ＋2)x ＋1(a ∈Z )，且函数f (x )在(－2，－1)上恰有一个零点，则不等式f (x )>1的解集为( ) A ．(－∞，－1)∪(0，＋∞) B ．(－∞，0)∪(1，＋∞) C ．(－1，0) D ．(0，1)【答案】 C【解析】 ∵f (x )＝ax 2－(a ＋2)x ＋1，Δ＝(a ＋2)2－4a ＝a 2＋4>0， ∴函数f (x )＝ax 2－(a ＋2)x ＋1必有两个不同的零点． 又∵f (x )在(－2，－1)上有一个零点，则f (－2)f (－1)<0， ∴(6a ＋5)(2a ＋3)<0，解得－32<a <－56.又∵a ∈Z ，∴a ＝－1.不等式f (x )>1，即－x 2－x >0.解得－1<x <0. 3．函数f (x )＝ln|x ＋cos x |的图象为( )【答案】 A【解析】 因为f (0)＝ln|cos0|＝0，故排除C ，D ；又f (1)＝ln|1＋cos1|>ln 1＝0，故排 除B ，选A.4．设奇函数f (x )在(0，＋∞)上为增函数，且f (2)＝0，则不等式f （x ）－f （－x ）x <0的解集为( )A ．(－2，0)∩(2，＋∞)B ．(－∞，－2)∪(0，2)C ．(－∞，－2)∪(2，＋∞)D ．(－2，0)∪(0，2)【答案】 D【解析】 由已知条件可以画出函数f (x )的草图，如图所示．由函数f (x )为奇函数可化简不等式f （x ）－f （－x ）x <0为2f （x ）x <0.若x >0，则需有f (x )<0，结合图象可知0<x <2；若x <0，则需有f (x )>0，结合图象可知－2<x <0.综上可知，不等式的解集为(－2，0)∪(0，2)．5．实数x ，y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2≥0，2x －y －5≤0，x ＋y －4≥0，则z ＝|x ＋2y －4|的最大值为( )A.2155B ．21C ．20D ．25【答案】 B【解析】 作出不等式组表示的平面区域，如下图中阴影部分所示．z ＝|x ＋2y －4|＝|x ＋2y －4|5·5，即其几何含义为阴影区域内的点到直线x ＋2y －4＝0的距离的5倍．由⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋2＝0，2x －y －5＝0，得B 点坐标为(7，9)，显然点B 到直线x ＋2y －4＝0的距离最大，此时z max＝21.6．已知函数f (x )＝|x －2|＋1，g (x )＝kx .若方程f (x )＝g (x )有两个不相等的实根， 则实数k 的取值范围是( ) A ．(0，12)B ．(12，1)C ．(1，2)D ．(2，＋∞)【答案】 B【解析】 在同一坐标系中分别画出函数f (x )，g (x )的图象如图所示，方程f (x )＝g (x )有两个不相等的实根等价于两个函数的图象有两个不同的交点，结合图象可知，当直线y ＝kx 的斜率大于坐标原点与点(2，1)连线的斜率且小于直线y ＝x －1的斜率时符合题意，故12<k <1.7．若实数x ，y 满足|x －3|≤y ≤1，则z ＝2x ＋yx ＋y 的最小值为( )A.53 B ．2 C.35D.12【答案】 A【解析】 依题意，得实数x ，y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ＋y －3≥0，x －y －3≤0，0≤y≤1，画出可行域如图阴影部分所示，其中A (3，0)，C (2，1)，z ＝2＋yx 1＋y x ＝1＋11＋y x ∈[53，2]，故选A.8．设方程10x ＝|lg(－x )|的两个根分别为x 1，x 2，则( ) A ．x 1x 2<0 B ．x 1x 2＝1 C ．x 1x 2>1 D ．0<x 1x 2<1【答案】 D【解析】 本题考查函数的性质．在同一坐标系下，画出函数y ＝10x 与y ＝|lg(－x )|的图象，结合图象不难看出，它们的两个交点中，其中一个交点横坐标属于(－∞，－1)，另一个交点横坐标属于(－1，0)，即在x 1，x 2中，其中一个属于(－∞，－1)，另一个属于(－1，0)，不妨设x 1∈(－∞，－1)，x 2∈(－1，0)，则有10x 1＝|lg(－x 1)|＝lg(－x 1)，10x 2＝|lg(－x 2)|＝－lg(－x 2)，10x 1－10x 2＝lg(－x 1)＋lg(－x 2)＝lg(x 1x 2)<0，0<x 1x 2<1，故选D. 9．已知函数y ＝f (x )在(0，1)内的一段图象是如图所示的一段曲线，若0＜x 1＜x 2＜1，则( )A.f （x 1）x 1＜f （x 2）x 2B.f （x 1）x 1＝f （x 2）x 2C.f （x 1）x 1＞f （x 2）x 2D ．不能确定【答案】 C【解析】 如图，设曲线上两点P 1(x 1，f (x 1))，P 2(x 2，f (x 2))，kOP 1＝f （x 1）－0x 1－0＝f （x 1）x 1，kOP 2＝f （x 2）－0x 2－0＝f （x 2）x 2，由于0＜x 1＜x 2＜1，根据斜率与倾斜角之间的关系，显然有kOP 1＞kOP 2，即f （x 1）x 1＞f （x 2）x 2，故选C. 10．设关于x ，y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x －y ＋2>0，x ＋m<0，y －m>0表示的平面区域内存在点P (x 0，y 0)，满足x 0－2y 0＝2，求m 的取值范围是( ) A ．(－∞，43)B ．(－∞，13)C ．(－∞，－23)D ．(－∞，－53)【答案】 C【解析】 作出不等式组所表示的平面区域，根据题设条件分析求解． 当m ≥0时，若平面区域存在，则平面区域内的点在第二象限，平面区域内不可能存在点P (x 0，y 0)满足x 0－2y 0＝2，因此m <0. 如图所示的阴影部分为不等式组表示的平面区域．要使可行域内包含y ＝12x －1上的点，只需可行域边界点(－m ，m )在直线y ＝12x －1的下方即可，即m <－12m －1，解得m <－23. 11．在△AB C 中，|AB →＋AC →|＝|AB →－AC →|，AB ＝2，AC ＝1，E ，F 为BC 的三等分点，则AE →·AF→＝( ) A.89 B.109 C.259 D.269【答案】 B【解析】 由|AB →＋AC →|＝|AB →－AC →|，化简得AB →·AC →＝0，又因为AB 和AC 为三角形的两条边，不可能为0，所以AB →与AC →垂直，所以△ABC 为直角三角形．以AC 为x 轴，以AB 为y 轴建立平面直角坐标系，如图所示，则A (0，0)，B (0，2)，C (1，0)，由E ，F 为BC 的三等分点知E (23，23)，F (13，43)，所以AE →＝(23，23)，AF →＝(13，43)，所以AE →·AF →＝23×13＋23×43＝109. 12．设函数f (x )＝(x －a )2＋(ln x 2－2a )2，其中x >0，a ∈R ，存在x 0使得f (x 0)≤45成立，则实数a的值为( ) A.15 B.25 C.12D ．1 【答案】 A【解析】 (x －a )2＋(ln x 2－2a )2表示点P (x ，ln x 2)与点Q (a ，2a )距离的平方． 而点P 在曲线g (x )＝2ln x 上，点Q (a ，2a )在直线y ＝2x 上．因为g ′(x )＝2x ，且y ＝2x 表示斜率为2的直线，所以由2x＝2，解得x ＝1.从而曲线g (x )＝2ln x 在x ＝1处的切线方程为y ＝2(x －1)，又直线y ＝2(x －1)与直线y ＝2x 平行，且它们间的距离为222＋（－1）2＝255，如图所示．故|PQ |的最小值为255，即f (x )＝(x －a )2＋(ln x 2－2a )2的最小值为(255)2＝45，当|PQ |最小时，P 点的坐标为(1，0)，所以2a －0a －1×2＝－1，解得a ＝15.13．已知抛物线C ：y 2＝8x 的焦点为F ，准线为l ，P 是l 上一点，Q 是直线PF 与C 的一个交点，若FP →＝4FQ →，则|QF |＝( ) A.72 B.52 C ．3 D ．2【答案】 C【解析】 利用FP →＝4FQ →转化长度关系，再利用抛物线定义求解． ∵FP →＝4FQ →， ∴|FP →|＝4|FQ →|. ∴|PQ||PF|＝34.如图，过Q 作QQ ′⊥l ，垂足为Q ′，设l 与x 轴的交点为A ，则|AF |＝4. ∴|PQ||PF|＝|QQ′||AF|＝34.∴|QQ ′|＝3. 根据抛物线定义可知|QQ ′|＝|QF |＝3，故选C.14．已知双曲线C ：x 2a 2－4y 2＝1(a >0)的右顶点到其一条渐近线的距离等于34，抛物线E ：y 2＝2px 的焦点与双曲线C 的右焦点重合，则抛物线E 上的动点M 到直线l 1：4x －3y ＋6＝0和l 2：x ＝－1的距离之和的最小值为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．4【答案】 B【解析】 x 2a 2－4y 2＝1的右顶点坐标为(a ，0)，一条渐近线为x －2ay ＝0.由点到直线的距离公式得d ＝|a|12＋4a 2＝34，解得a ＝32或a ＝－32(舍去)，故双曲线的方程为4x 23－4y 2＝1.因为c ＝34＋14＝1，故双曲线的右焦点为(1，0)，即抛物线的焦点为(1，0)，所以p ＝2，x ＝－1是抛物线的准线，如图，作MA ⊥l 1于点A ，MB ⊥l 2于点B ，设抛物线的焦点为F ，连接MF ，则由抛物线的定义知|MB |＝|MF |，当M ，A ，F 三点共线时，距离之和最小，其最小值是点F 到l 1的距离，由点到直线的距离公式可得d 1＝|4＋6|（－3）2＋42＝105＝2，即距离之和的最小值为2，选B.二、填空题15．已知函数y ＝|x 2－1|x －1的图象与函数y ＝kx －2的图象恰有两个交点，则实数k 的取值范围是__________．【答案】 (0，1)∪(1，4) 【解析】 根据绝对值的意义，y ＝|x 2－1|x －1＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋1，x>1或x<－1，－x －1，－1≤x<1.在直角坐标系中作出该函数的图象，如下图中实线所示．根据图象可知，当0<k <1或1<k <4时有两个交点．16．已知f (x )是定义域为R 的偶函数，当x ≥0时，f (x )＝x 2－4x .那么，不等式f (x ＋2)<5的解集是________． 【答案】 (－7，3)【解析】 当x ≥0时，f (x )＝x 2－4x <5的解集为[0，5)，又f (x )为偶函数，所以f (x )<5的解集为(－5，5)．所以f (x ＋2)<5的解集为(－7，3)．17．已知变量x ，y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y －3≤0，x ＋3y －3≥0，y －1≤0，则F (x ，y )＝log 2(y ＋1)＋log 12(x ＋1)的最小值为________． 【答案】 －2【解析】 F (x ，y )＝log 2(y ＋1)＋log 12(x ＋1)＝log 2(y ＋1)－log 2(x ＋1)＝log 2y ＋1x ＋1，令k ＝y ＋1x ＋1＝y －（－1）x －（－1），则k 表示可行域内(如图所示)的点与P (－1，－1)所在直线的斜率．18．已知直线y ＝x －2与圆x 2＋y 2－4x ＋3＝0及抛物线y 2＝8x 的四个交点从上面依次为A ，B ，。
利用数形结合思想解高考题
利用数形结合思想解高考题数学思想方法是数学基础知识的重要组成部分，它是知识转化为能力的桥梁。
加强数学思想方法训练是实施素质教育的需要，是新世纪数学教育的基本要求。
数形结合思想就是要使抽象的数学语言与直观的图形结合起来，使抽象的思维与形象思维结合起来。
数学家华罗庚说过：“数学与形本是两依倚，焉能分做两边，数缺形时少直观，形缺数时难入微。
”数形结合既是一种重要的数学思想，也是一种常用解题方法。
用这种思想指导解题，一些几何问题可以用代数方法来处理，一些代数问题又可以用几何图形来帮助解决。
本文主要通过举例浅谈如何用图形帮助解题。
为了节省篇幅，对所举例题的常规方法就不再介绍。
1.利用图形求值例1：求sin220°+cos280°+3sin20°+cos80°的值。
分析及略解：原式可化为sin220°+cos210°+3sin20°+sin10°=sin220°+cos210°-2sin20°sin10°cos150°由此联想到余弦定理，构造△ABC，令其外接圆直径为2R=1，且∠A=20°，∠B=10°，∠ABC=150°如图1，由正弦定理BC=sin20°，AC=sin10°，AB=sin150°由余弦定理得BC2+AC2-2BC·CA·cocC=AB2即sin220°+cos280°+3sin20°+cos80°=142.利用图形求解的个数用图形分析法求解的个数，实际上是转化求图象或图形的交点个数。
例2：圆x2+2x+y2+4y-3=0，到直线x+y+1=0的距离等于2的点共有：A、1个B、2个C、3个D、4个分析及略解：已知圆化为（x+1）2+(y+2)2=(22)2画出图及直线方程（如图2）。
数形结合专题复习试卷
数形结合专题复习试卷 (命题教师-----陆海滢）一、选择题1、如图，C 、D 是线段AB 上的两点，E 是AC 的中点，F 是BD 的中点，若EF=m ，CD=n ，则AB 等于（ ）A ．m-nB ．m+nC ．2m-nD ．2m+nBCA E DF2、如图，数轴上表示1，3的对应点分别为点A ，点B ．若点B 关于点A 的对称点为点C ，则点C 所表示的数是（ ）A ．3-1B ．1-3C ．2-3D ．3-23、如图，已知⊙0的直径AB 与弦AC 的夹角为350，过C 点的切线 PC 与AB 的延长线交于点P ，则么∠P 等于( )A ．150B ．200C ．250D ．300OBAC P4、如图，用一根质地均匀长30厘米的直尺和一些相同棋子做实验。
已知支点到直尺左右两端的距离分别为a, b ，通过实验可得如下结论：左端棋子数×a=右端棋子数×b ，直尺就能平衡。
现在已知a=10厘米并且左端放了4枚棋子，那么右端需放几枚棋子，直尺才能平衡？（ ）A 、8枚B 、4枚C 、2枚D 、1枚5、有一游泳池注满水，现按一定速度将水排尽，然后进行清洗，再按相同速度注满清水，使用一段时间后，又按相同的速度将水排尽，则游泳池的存水 量为h(米)随时间t(小时)变化的大致图象是( )A thhB thC tDth6、如图，正方形ABCD 的边长为2，点E 在AB 边上，四边形EFGB 也为正方形，设AFC △的面积为S ，则（ ） Ａ．2S = Ｂ． 2.4S = Ｃ．4S = Ｄ．S 与BE 长度有关7、如图，D 是等腰直角△ABC 内一点，BC 是斜边，如果将△ABD 绕点A 按逆时针旋转到△ACD ′的位置，则∠ADD ′的度数是（ ）A ．25°B ．30°C ．35°D ．45° 8、如图，⊙A 、⊙B 、⊙C 两两不相交，且它们的半径都是0.5cm ， 则图中三个扇形（即三个阴影部分）的面积之和为（ ） （A ）2cm 12π．（B ）2cm 8π;（C ）2cm 6π．（D ）2cm 4π．9、如图，有一住宅小区呈四边形ABCD ，周长为2000m ，现规 划沿小区周围铺上宽为3m 的草坪，则草坪的面积是（精确 到1m 2）（ ）（A ）6000m 2． （B ）6016m 2．（C ）6028m 2． （D ）6036m 2．10、如图,某人沿着边长为40m 的正方形,按A →B →C →D →A →……方向,甲从A 以65米/分的速度,乙从B 以72米/分的速度行走,当乙第一次追上甲时在正方形的(• ) A.AB 边上 B.DA 边上 C.BC 边上 D.CD 边上二、填空题 1、下表是2002年6月份的日历，现用一矩形在日历中任 意框出4个数，请用一个等式表示a 、b 、c 、d 之间的关系___________.GC DBF A E DC B A乙甲D CB A2、 如图，是由四个形状大小完全相同的长方形拼成的图形，利用面积的不同表示法，写出一个代数恒等式：___________．3、如图，在梯形ABCD 中，AB ∥CD ，E ，F ，G ，H 分别是梯形ABCD 各边AB ，BC ，CD ，DA 的中点，当梯形ABCD 满足条件 时 ，四边形EFGH 是菱形。
2015年高考数学试卷附详细答案
2015年高考数学试卷一、选择题：本大题共8小题，每小题5分，共40分2015年普通高等学校招生全国统一考试（浙江卷）数学（理科）1．（5分）（2015•原题）已知集合P={x|x2﹣2x≥0}，Q={x|1＜x≤2}，则（∁R P）∩Q=（）A ．[0，1）B．（0，2] C．（1，2）D．[1，2]2．（5分）（2015•原题）某几何体的三视图如图所示（单位：cm），则该几何体的体积是（）A ．8cm3B．12cm3C．D．3．（5分）（2015•原题）已知{a n}是等差数列，公差d不为零，前n项和是S n，若a3，a4，a8成等比数列，则（）A ．a1d＞0，dS4＞0B．a1d＜0，dS4＜0C．a1d＞0，dS4＜0D．a1d＜0，dS4＞04．（5分）（2015•原题）命题“∀n∈N*，f（n）∈N*且f（n）≤n”的否定形式是（）A．∀n∈N*，f（n）∉N*且f（n）＞n B．∀n∈N*，f（n）∉N*或f（n）＞n C．∃n0∈N*，f（n0）∉N*且f（n0）＞n0D．∃n0∈N*，f（n0）∉N*或f（n0）＞n05．（5分）（2015•原题）如图，设抛物线y2=4x的焦点为F，不经过焦点的直线上有三个不同的点A，B，C，其中点A，B在抛物线上，点C在y轴上，则△BCF与△ACF的面积之比是（）A ．B．C．D．6．（5分）（2015•原题）设A，B是有限集，定义：d（A，B）=card（A∪B）﹣card（A∩B），其中card（A）表示有限集A中的元素个数（）命题①：对任意有限集A，B，“A≠B”是“d（A，B）＞0”的充分必要条件；命题②：对任意有限集A，B，C，d（A，C）≤d（A，B）+d（B，C）A．命题①和命题②都成立B．命题①和命题②都不成立C．命题①成立，命题②不成立D．命题①不成立，命题②成立7．（5分）（2015•原题）存在函数f（x）满足，对任意x∈R都有（）A ．f（sin2x）=sinxB．f（sin2x）=x2+xC．f（x2+1）=|x+1|D．f（x2+2x）=|x+1|8．（5分）（2015•原题）如图，已知△ABC，D是AB的中点，沿直线CD将△ACD折成△A′CD，所成二面角A′﹣CD﹣B的平面角为α，则（）A ．∠A′DB≤αB．∠A′DB≥αC．∠A′CB≤αD．∠A′CB≥α二、填空题：本大题共7小题，多空题每题6分，单空题每题4分，共36分．9．（6分）（2015•原题）双曲线=1的焦距是，渐近线方程是．10．（6分）（2015•原题）已知函数f（x）=，则f（f（﹣3））= ，f（x）的最小值是．11．（6分）（2015•原题）函数f（x）=sin2x+sinxcosx+1的最小正周期是，单调递减区间是．12．（4分）（2015•原题）若a=log43，则2a+2﹣a= ．13．（4分）（2015•原题）如图，三棱锥A﹣BCD中，AB=AC=BD=CD=3，AD=BC=2，点M，N分别是AD，BC的中点，则异面直线AN，CM所成的角的余弦值是．14．（4分）（2015•原题）若实数x，y满足x2+y2≤1，则|2x+y﹣2|+|6﹣x﹣3y|的最小值是．15．（6分）（2015•原题）已知是空间单位向量，，若空间向量满足，且对于任意x，y∈R，，则x0= ，y0= ，|= ．三、解答题：本大题共5小题，共74分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．16．（14分）（2015•原题）在△ABC中，内角A，B，C所对的边分别为a，b，c，已知A=，b2﹣a2=c2．（1）求tanC的值；（2）若△ABC的面积为3，求b的值．17．（15分）（2015•原题）如图，在三棱柱ABC﹣A1B1C1中，∠BAC=90°，AB=AC=2，A1A=4，A1在底面ABC的射影为BC的中点，D是B1C1的中点．（1）证明：A1D⊥平面A1BC；（2）求二面角A1﹣BD﹣B1的平面角的余弦值．18．（15分）（2015•原题）已知函数f（x）=x2+ax+b（a，b∈R），记M（a，b）是|f（x）|在区间[﹣1，1]上的最大值．（1）证明：当|a|≥2时，M（a，b）≥2；（2）当a，b满足M（a，b）≤2时，求|a|+|b|的最大值．19．（15分）（2015•原题）已知椭圆上两个不同的点A，B关于直线y=mx+对称．（1）求实数m的取值范围；（2）求△AOB面积的最大值（O为坐标原点）．20．（15分）（2015•原题）已知数列{a n}满足a1=且a n+1=a n﹣a n2（n∈N*）（1）证明：1≤≤2（n∈N*）；（2）设数列{a n2}的前n项和为S n，证明（n∈N*）．2015年高考数学试卷（理科）答案与试题解析一、选择题：本大题共8小题，每小题5分，共40分2015年普通高等学校招生全国统一考试（原题卷）数学（理科）1．（5分）考点：交、并、补集的混合运算．专题：集合．分析：求出P中不等式的解集确定出P，求出P补集与Q的交集即可．解答：解：由P中不等式变形得：x（x﹣2）≥0，解得：x≤0或x≥2，即P=（﹣∞，0]∪[2，+∞），∴∁R P=（0，2），∵Q=（1，2]，∴（∁R P）∩Q=（1，2），故选：C．点评：此题考查了交、并、补集的混合运算，熟练掌握运算法则是解本题的关键．2．（5分）考点：由三视图求面积、体积．专题：空间位置关系与距离．分析：判断几何体的形状，利用三视图的数据，求几何体的体积即可．解答：解：由三视图可知几何体是下部为棱长为2的正方体，上部是底面为边长2的正方形奥为2的正四棱锥，所求几何体的体积为：23+×2×2×2=．故选：C．点评：本题考查三视图与直观图的关系的判断，几何体的体积的求法，考查计算能力．3．（5分）考点：等差数列与等比数列的综合．专题：等差数列与等比数列．分析：由a3，a4，a8成等比数列，得到首项和公差的关系，即可判断a1d和dS4的符号．解答：解：设等差数列{a n}的首项为a1，则a3=a1+2d，a4=a1+3d，a8=a1+7d，由a3，a4，a8成等比数列，得，整理得：．∵d≠0，∴，∴，=＜0．故选：B．点评：本题考查了等差数列和等比数列的性质，考查了等差数列的前n项和，是基础题．4．（5分）考点：命题的否定．专题：简易逻辑．分析：根据全称命题的否定是特称命题即可得到结论．解答：解：命题为全称命题，则命题的否定为：∃n0∈N*，f（n0）∉N*或f（n0）＞n0，故选：D．点评：本题主要考查含有量词的命题的否定，比较基础．5．（5分）考点：直线与圆锥曲线的关系．专题：圆锥曲线的定义、性质与方程．分析：根据抛物线的定义，将三角形的面积关系转化为的关系进行求解即可．解答：解：如图所示，抛物线的准线DE的方程为x=﹣1，过A，B分别作AE⊥DE于E，交y轴于N，BD⊥DE于E，交y轴于M，由抛物线的定义知BF=BD，AF=AE，则|BM|=|BD|﹣1=|BF|﹣1，|AN|=|AE|﹣1=|AF|﹣1，则===，故选：A点评：本题主要考查三角形的面积关系，利用抛物线的定义进行转化是解决本题的关键．6．（5分）考点：复合命题的真假．专题：集合；简易逻辑．分析：命题①根据充要条件分充分性和必要性判断即可，③借助新定义，根据集合的运算，判断即可．解答：解：命题①：对任意有限集A，B，若“A≠B”，则A∪B≠A∩B，则card（A∪B）＞card（A∩B），故“d（A，B）＞0”成立，若d（A，B）＞0”，则card（A∪B）＞card（A∩B），则A∪B≠A∩B，故A≠B成立，故命题①成立，命题②，d（A，B）=card（A∪B）﹣card（A∩B），d（B，C）=card（B∪C）﹣card（B∩C），∴d（A，B）+d（B，C）=card（A∪B）﹣card（A∩B）+card（B∪C）﹣card（B∩C）=[card （A∪B）+card（B∪C）]﹣[card（A∩B）+card（B∩C）]≥card（A∪C）﹣card（A∩C）=d（A，C），故命题②成立，故选：A点评：本题考查了，元素和集合的关系，以及逻辑关系，分清集合之间的关系与各集合元素个数之间的关系，注意本题对充要条件的考查．集合的元素个数，体现两个集合的关系，但仅凭借元素个数不能判断集合间的关系，属于基础题．7．（5分）考点：函数解析式的求解及常用方法．专题：函数的性质及应用．分析：利用x取特殊值，通过函数的定义判断正误即可．解答：解：A．取x=0，则sin2x=0，∴f（0）=0；取x=，则sin2x=0，∴f（0）=1；∴f（0）=0，和1，不符合函数的定义；∴不存在函数f（x），对任意x∈R都有f（sin2x）=sinx；B．取x=0，则f（0）=0；取x=π，则f（0）=π2+π；∴f（0）有两个值，不符合函数的定义；∴该选项错误；C．取x=1，则f（2）=2，取x=﹣1，则f（2）=0；这样f（2）有两个值，不符合函数的定义；∴该选项错误；D．令|x+1|=t，t≥0，则f（t2﹣1）=t；令t2﹣1=x，则t=；∴；即存在函数f（x）=，对任意x∈R，都有f（x2+2x）=|x+1|；∴该选项正确．故选：D．点评：本题考查函数的定义的应用，基本知识的考查，但是思考问题解决问题的方法比较难．8．（5分）考点：二面角的平面角及求法．专题：创新题型；空间角．分析：解：画出图形，分AC=BC，AC≠BC两种情况讨论即可．解答：解：①当AC=BC时，∠A′DB=α；②当AC≠BC时，如图，点A′投影在AE上，α=∠A′OE，连结AA′，易得∠ADA′＜∠AOA′，∴∠A′DB＞∠A′OE，即∠A′DB＞α综上所述，∠A′DB≥α，故选：B．点评：本题考查空间角的大小比较，注意解题方法的积累，属于中档题．二、填空题：本大题共7小题，多空题每题6分，单空题每题4分，共36分．9．（6分）双曲线的简单性质．考点：计算题；圆锥曲线的定义、性质与方程．专题：确定双曲线中的几何量，即可求出焦距、渐近线方程．分析：解解：双曲线=1中，a=，b=1，c=，答：∴焦距是2c=2，渐近线方程是y=±x．故答案为：2；y=±x．本题考查双曲线的方程与性质，考查学生的计算能力，比较基础．点评：10．（6分）函数的值．考点：计算题；函数的性质及应用．专题：分根据已知函数可先求f（﹣3）=1，然后代入可求f（f（﹣3））；由于x≥1时，f（x）=，析：当x＜1时，f（x）=lg（x2+1），分别求出每段函数的取值范围，即可求解解答：解：∵f（x）=，∴f（﹣3）=lg10=1，则f（f（﹣3））=f（1）=0，当x≥1时，f（x）=，即最小值，当x＜1时，x2+1≥1，（x）=lg（x2+1）≥0最小值0，故f（x）的最小值是．故答案为：0；．本题主要考查了分段函数的函数值的求解，属于基础试题．点评：11．（6分）两角和与差的正弦函数；三角函数的周期性及其求法；正弦函数的单调性．考点：专三角函数的求值．题：分由三角函数公式化简可得f（x）=sin（2x﹣）+，易得最小正周期，解不等析：式2kπ+≤2x﹣≤2kπ+可得函数的单调递减区间．解答：解：化简可得f（x）=sin2x+sinxcosx+1=（1﹣cos2x）+sin2x+1=sin（2x﹣）+，∴原函数的最小正周期为T==π，由2kπ+≤2x﹣≤2kπ+可得kπ+≤x≤kπ+，∴函数的单调递减区间为[kπ+，kπ+]（k∈Z）故答案为：π；[kπ+，kπ+]（k∈Z）点评：本题考查三角函数的化简，涉及三角函数的周期性和单调性，属基础题．12．（4分）考点：对数的运算性质．专题：函数的性质及应用．分析：直接把a代入2a+2﹣a，然后利用对数的运算性质得答案．解答：解：∵a=log43，可知4a=3，即2a=，所以2a+2﹣a=+=．故答案为：．点评：本题考查对数的运算性质，是基础的计算题．13．（4分）考点：异面直线及其所成的角．专题：空间角．分析：连结ND，取ND 的中点为：E，连结ME说明异面直线AN，CM所成的角就是∠EMC通过解三角形，求解即可．解答：解：连结ND，取ND 的中点为：E，连结ME，则ME∥AN，异面直线AN，CM所成的角就是∠EMC，∵AN=2，∴ME==EN，MC=2，又∵EN⊥NC，∴EC==，∴cos∠EMC===．故答案为：．点评：本题考查异面直线所成角的求法，考查空间想象能力以及计算能力．14．（4分）考点：函数的最值及其几何意义．专题：不等式的解法及应用；直线与圆．分析：根据所给x，y的范围，可得|6﹣x﹣3y|=6﹣x﹣3y，再讨论直线2x+y﹣2=0将圆x2+y2=1分成两部分，分别去绝对值，运用线性规划的知识，平移即可得到最小值．解答：解：由x2+y2≤1，可得6﹣x﹣3y＞0，即|6﹣x﹣3y|=6﹣x﹣3y，如图直线2x+y﹣2=0将圆x2+y2=1分成两部分，在直线的上方（含直线），即有2x+y﹣2≥0，即|2+y﹣2|=2x+y﹣2，此时|2x+y﹣2|+|6﹣x﹣3y|=（2x+y﹣2）+（6﹣x﹣3y）=x﹣2y+4，利用线性规划可得在A（，）处取得最小值3；在直线的下方（含直线），即有2x+y﹣2≤0，即|2+y﹣2|=﹣（2x+y﹣2），此时|2x+y﹣2|+|6﹣x﹣3y|=﹣（2x+y﹣2）+（6﹣x﹣3y）=8﹣3x﹣4y，利用线性规划可得在A（，）处取得最小值3．综上可得，当x=，y=时，|2x+y﹣2|+|6﹣x﹣3y|的最小值为3．故答案为：3．点本题考查直线和圆的位置关系，主要考查二元函数在可行域内取得最值的方法，属于中档题．评：15．（6分）空间向量的数量积运算；平面向量数量积的运算．考点：专创新题型；空间向量及应用．题：分由题意和数量积的运算可得＜•＞=，不妨设=（，，0），=（1，0，0），由析：已知可解=（，，t），可得|﹣（|2=（x+）2+（y﹣2）2+t2，由题意可得当x=x0=1，y=y0=2时，（x+）2+（y﹣2）2+t2取最小值1，由模长公式可得|．解解：∵•=||||cos＜•＞=cos＜•＞=，答：∴＜•＞=，不妨设=（，，0），=（1，0，0），=（m，n，t），则由题意可知=m+n=2，=m=，解得m=，n=，∴=（，，t），∵﹣（）=（﹣x﹣y，，t），∴|﹣（|2=（﹣x﹣y）2+（）2+t2=x2+xy+y2﹣4x﹣5y+t2+7=（x+）2+（y﹣2）2+t2，由题意当x=x0=1，y=y0=2时，（x+）2+（y﹣2）2+t2取最小值1，此时t2=1，故|==2故答案为：1；2；2点本题考查空间向量的数量积，涉及向量的模长公式，属中档题．评：三、解答题：本大题共5小题，共74分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤．16．（14分）余弦定理．考点：解三角形．专题：分（1）由余弦定理可得：，已知b2﹣a2=c2．可得，a=．利析：用余弦定理可得cosC．可得sinC=，即可得出tanC=．（2）由=×=3，可得c，即可得出b．解解：（1）∵A=，∴由余弦定理可得：，∴b2﹣a2=bc﹣c2，答：又b2﹣a2=c2．∴bc﹣c2=c2．∴b=c．可得，∴a2=b2﹣=，即a=．∴cosC===．∵C∈（0，π），∴sinC==．∴tanC==2．（2）∵=×=3，解得c=2．∴=3．点评：本题考查了正弦定理余弦定理、同角三角形基本关系式、三角形面积计算公式，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．17．（15分）考点：二面角的平面角及求法；直线与平面垂直的判定．专题：空间位置关系与距离；空间角．分析：（1）以BC中点O为坐标原点，以OB、OA、OA1所在直线分别为x、y、z轴建系，通过•=•=0及线面垂直的判定定理即得结论；（2）所求值即为平面A1BD的法向量与平面B1BD的法向量的夹角的余弦值的绝对值的相反数，计算即可．解答：（1）证明：如图，以BC中点O为坐标原点，以OB、OA、OA1所在直线分别为x、y、z轴建系．则BC=AC=2，A1O==，易知A1（0，0，），B（，0，0），C（﹣，0，0），A（0，，0），D（0，﹣，），B1（，﹣，），=（0，﹣，0），=（﹣，﹣，），=（﹣，0，0），=（﹣2，0，0），=（0，0，），∵•=0，∴A1D⊥OA1，又∵•=0，∴A1D⊥BC，又∵OA1∩BC=O，∴A1D⊥平面A1BC；（2）解：设平面A1BD的法向量为=（x，y，z），由，得，取z=1，得=（，0，1），设平面B1BD的法向量为=（x，y，z），由，得，取z=1，得=（0，，1），∴cos＜，＞===，又∵该二面角为钝角，∴二面角A1﹣BD﹣B1的平面角的余弦值为﹣．点评：本题考查空间中线面垂直的判定定理，考查求二面角的三角函数值，注意解题方法的积累，属于中档题．18．（15分）考点：二次函数在闭区间上的最值．专题：函数的性质及应用．分析：（1）明确二次函数的对称轴，区间的端点值，由a的范围明确函数的单调性，结合已知以及三角不等式变形所求得到证明；（2）讨论a=b=0以及分析M（a，b）≤2得到﹣3≤a+b≤1且﹣3≤b﹣a≤1，进一步求出|a|+|b|的求值．解答：解：（1）由已知可得f（1）=1+a+b，f（﹣1）=1﹣a+b，对称轴为x=﹣，因为|a|≥2，所以或≥1，所以函数f（x）在[﹣1，1]上单调，所以M（a，b）=max{|f（1），|f（﹣1）|}=max{|1+a+b|，|1﹣a+b|}，所以M（a，b）≥（|1+a+b|+|1﹣a+b|）≥|（1+a+b）﹣（1﹣a+b）|≥|2a|≥2；（2）当a=b=0时，|a|+|b|=0又|a|+|b|≥0，所以0为最小值，符合题意；又对任意x∈[﹣1，1]．有﹣2≤x2+ax+b≤2得到﹣3≤a+b≤1且﹣3≤b﹣a≤1，易知|a|+|b|=max{|a﹣b|，|a+b|}=3，在b=﹣1，a=2时符合题意，所以|a|+|b|的最大值为3．点评：本题考查了二次函数闭区间上的最值求法；解答本题的关键是正确理解M（a，b）是|f（x）|在区间[﹣1，1]上的最大值，以及利用三角不等式变形．19．（15分）考点：直线与圆锥曲线的关系．专题：创新题型；圆锥曲线中的最值与范围问题．分析：（1）由题意，可设直线AB的方程为x=﹣my+n，代入椭圆方程可得（m2+2）y2﹣2mny+n2﹣2=0，设A（x1，y1），B（x2，y2）．可得△＞0，设线段AB的中点P（x0，y0），利用中点坐标公式及其根与系数的可得P，代入直线y=mx+，可得，代入△＞0，即可解出．（2）直线AB与x轴交点横坐标为n，可得S△OAB=，再利用均值不等式即可得出．解答：解：（1）由题意，可设直线AB的方程为x=﹣my+n，代入椭圆方程，可得（m2+2）y2﹣2mny+n2﹣2=0，设A（x1，y1），B（x2，y2）．由题意，△=4m2n2﹣4（m2+2）（n2﹣2）=8（m2﹣n2+2）＞0，设线段AB的中点P（x0，y0），则．x0=﹣m×+n=，由于点P在直线y=mx+上，∴=+，∴，代入△＞0，可得3m4+4m2﹣4＞0，解得m2，∴或m．（2）直线AB与x轴交点纵坐标为n，∴S△OAB==|n|•=，由均值不等式可得：n2（m2﹣n2+2）=，∴S△AOB=，当且仅当n2=m2﹣n2+2，即2n2=m2+2，又∵，解得m=，当且仅当m=时，S△AOB取得最大值为．点评：本题考查了椭圆的定义标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题转化为方程联立可得根与系数的关系、中点坐标公式、线段垂直平分线的性质、三角形面积计算公式、弦长公式、均值不等式的性质，考查了推理能力与计算能力，属于难题．20．（15分）考点：数列的求和；数列与不等式的综合．专题：创新题型；点列、递归数列与数学归纳法．分析：（1）通过题意易得0＜a n≤（n∈N*），利用a n﹣a n+1=可得≥1，利用==≤2，即得结论；（2）通过=a n﹣a n+1累加得S n=﹣a n+1，利用数学归纳法可证明≥a n≥（n≥2），从而≥≥，化简即得结论．解答：证明：（1）由题意可知：0＜a n≤（n∈N*），又∵a2=a1﹣=，∴==2，又∵a n﹣a n+1=，∴a n＞a n+1，∴≥1，∴==≤2，∴1≤≤2（n∈N*）；（2）由已知，=a n﹣a n+1，=a n﹣1﹣a n，…，=a1﹣a2，累加，得S n=++…+=a1﹣a n+1=﹣a n+1，易知当n=1时，要证式子显然成立；当n≥2时，=．下面证明：≥a n≥（n≥2）．易知当n=2时成立，假设当n=k时也成立，则a k+1=﹣+，由二次函数单调性知：a n+1≥﹣+=≥，a n+1≤﹣+=≤，∴≤≤，即当n=k+1时仍然成立，故对n≥2，均有≥a n≥，∴=≥≥=，即（n∈N*）．点评：本题是一道数列与不等式的综合题，考查数学归纳法，对表达式的灵活变形是解决本题的关键，注意解题方法的积累，属于难题．。
高中数学的数形结合思想方法_全(讲解+例题+巩固+测试)
数形结合的思想方法(1)---讲解篇一、知识要点概述数与形是数学中两个最古老、最基本的元素，是数学大厦深处的两块基石，所有的数学问题都是围绕数和形的提炼、演变、发展而展开的：每一个几何图形中都蕴藏着一定的数量关系，而数量关系又常常可以通过图形的直观性作出形象的描述。
因此，在解决数学问题时，常常根据数学问题的条件和结论之间的内在联系，将数的问题利用形来观察，提示其几何意义；而形的问题也常借助数去思考，分析其代数含义，如此将数量关系和空间形式巧妙地结合起来，并充分利用这种“结合”，寻找解题思路，使问题得到解决的方法，简言之，就是把数学问题中的数量关系和空间形式相结合起来加以考察的处理数学问题的方法，称之为数形结合的思想方法。
数形结合是一个数学思想方法，包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面，其应用大致可以分为两种情形：或者是借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系，即以形作为手段，数为目的，比如应用函数的图像来直观地说明函数的性质；或者是借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性，即以数作为手段，形作为目的，如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质。
数形结合的思想，其实质是将抽象的数学语言与直观的图像结合起来，关键是代数问题与图形之间的相互转化，它可以使代数问题几何化，几何问题代数化。
在运用数形结合思想分析和解决问题时，要注意三点：第一要彻底明白一些概念和运算的几何意义以及曲线的代数特征，对数学题目中的条件和结论既分析其几何意义又分析其代数意义；第二是恰当设参、合理用参，建立关系，由数思形，以形想数，做好数形转化；第三是正确确定参数的取值范围。
二、解题方法指导1．转换数与形的三条途径：①通过坐标系的建立，引入数量化静为动，以动求解。
②转化，通过分析数与式的结构特点，把问题转化到另一个角度来考虑，如将转化为勾股定理或平面上两点间的距离等。
③构造，比如构造一个几何图形，构造一个函数，构造一个图表等。
高考数学专题复习：数形结合思想教师用
数形结合数形结合是通过“以形助数“（将所研究的代数问题转化为研究其对应的几何图形）或“以数助形"（借助数的精确性来阐明形的某种属性），把抽象的数学语言与直观的图形结合起来思考，也就是将抽象思维与形象思维有机地结合起来，是解决问题的一种数学思想方法。
它能使抽象问题具体化，复杂问题简单化，在数学解题中具有极为独特的策略指导与调肖作用。
具体地说，数形结合的基本思路是：根据数的结构特征，构造岀与之相应的几何图形, 并利用图形的特性和规律，解决数的问题；或将图形信息全部转化成代数信息，使解决形的问题转化为数星关系的讨论。
选择题，填空题等客观性题型，由于不要求解答过程，就某些题目而言，这给学生创造了灵活运用数形结合思想，寻找快速思路的空间。
但在解答题中，运用数形结合思想时，要注意辅之以严格的逻辑推理，“形“上的直观是不够严密的。
1.高考试题对数形结合的考査主要涉及的几个方面：（1）集合问题中Venn图（韦恩图）的运用：（2）数轴及直角坐标系的广泛应用：（3）函数图象的应用：（4）数学概念及数学表达式几何意义的应用：（5）解析几何、立体几何中的数形结合。
2.运用数形结合思想分析解决问题时，要遵循三个原则：（1）等价性原则。
要注意由于图象不能精确刻画数量关系所带来的负而效应：（2）双方性原则。
既要进行几何直观分析，又要进行相应的代数抽象探求，仅对代数问题进行几何分析容易出错：（3）简单性原则。
不要为了“数形结合”而数形结合，具体运用时，一要考虑是否可行和是否有利：二要选择好突破口，恰当设参、用参、建立关系，做好转化：三要挖掘隐含条件, 准确界泄参变量的取值范围，特别是运用函数图象时应设法选择动宜线与泄二次曲线为佳。
3.进行数形结合的信息转换，主要有三个途径：（1）建立坐标系，引入参变数，化静为动，以动求解，如解析几何；（2）构造成转化为熟悉的函数模型，利用函数图象求解：（3）构造成转化为熟悉的几何模型，利用图形特征求解。
高考专题复习思想方法：数形结合(精华版)
数形结合思想数形结合是根据数量与图形之间的对应关系，通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要数学思想方法.利用数形结合思想，“以形助数，以数解形”，使复杂问题简单化，抽象问题具体化，从而找到解题思路，使问题得到解决.以形助数常用的有：借助于数轴、函数图像、单位圆、数式的结构特征、解析几何方法，以数解形常用的有：借助于几何轨迹所遵循的数量关系、运算结果与几何定理的结合.【以形助数】例1、（集合中的数形结合）已知集合{}{}0103,22<--=+<<=xxxBaxaxA，当∅≠⋂BA，求实数a的取值范围.参考解答：画数轴分析可得45a-<<.例2、（函数中的数形结合）设()222f x x ax=-+，当[)1,x∈-+∞时，()f x a>恒成立，求a参考解答：解法一：由()f x a>，在[)1,-+∞上恒成立2x⇔考查函数()222g x x ax a=-+-的图像在[1,-不等式的成立条件是：1）()()244202,1a a a∆=--<⇒∈-；2）()(]13,210a ag∆≥⎧⎪<-⇒∈--⎨⎪->⎩；综上所述()3,1a∈-解法二：由()()2221f x a x a x>⇔+>+，令),l m对应的a的值分别为3,1-，故直线l对应的a∈例3、（方程中的数形结合）若方程()()2lg3lg3x x m x-+-=-在x∈内有唯一解，求实数参考解答：原方程变形为23033xx x m x->⎧⎨-+-=-⎩，即()3021xx m2->⎧⎪⎨-=-⎪⎩，作出曲线()212y x=-，()0,3x∈和直线21y m=-的图象，由图可知：①当10m-=时，有唯一解1m=；②当114m ≤-<时，即30m -<≤时，方程有唯一解. 综上可知，1m =或30m -<≤时，方程有唯一解.例4、（不等式中数形结合）不等式0222>++-a a ax x 在()2,0∈x 时恒成立，求a 的取值范围.参考解答：(][),10,-∞-⋃+∞例5、（解析几何中的数形结合）已知,x y 满足2211625x y +=，求3y x -的最大值与最小值. 参考解答：对于二元函数3y x -在限定条件2211625x y +=下求最值问题，常采用构造直线截距的方法 来求之.令3y x b -=，则3y x b =+，原问题转化为：在椭圆2211625x y +=上求一点， 使过该点的直线斜率为3，且在y 轴上截距最大或最小，由图可知，当直线3y x b =+与椭圆2211625x y +=相切时，有最大截距与最小截距.由可得0∆=，得13b =±，故3y x -的最大值为13，最小值为13-.例6、设0b >，二次函数2y ax =②(A ()B例7、线段AB 的两个端点为(1,1A 点，求a 的取值范围.参考解答：不论a 取何值，直线l 恒过定点(P需要l 由直线PA 的位置（绕P l 的倾斜角先逐渐增大到2π（从而l 依然逐渐增大，因此其正切值（l 故(][)2,42,a ∈-∞-⋃+∞，即例8、已知()1,1A为椭圆22195x y+=内一点，1F为椭圆左焦点，P为椭圆上一动点，求1PF PA+的最大值和最小值.参考解答：由椭圆的定义知121266PF PF PF PF+=⇒=-，122266,6PF PA PF PA AF AF+=-+∈⎡-+⎤⎣⎦即()1min6PF PA+=，()1max6PF PA+=【配套练习】1、方程1sin44x xπ⎛⎫-=⎪⎝⎭的解的个数为（C）()A1()B2()C3()D4 2、如果实数,x y满足()2223x y-+=，则yx的最大值为（D）()A12()B()C()D参考解答：等式()2223x y-+=有几何意义，它表示坐标平面上的一个圆，圆心为()2,0，半径3r=如图，y yx x-=-表示圆上的点(),x y与坐标原点()0,0的连线的斜率. 如此以来，该问题可转化为如下几何问题：动点A在以()2,0为圆心，以r=OA的斜率的最大值，由图可见，当A∠在第一象限，且与圆相切时，OA的斜率最大，经简单计算得最大值为tan60︒=3、已知函数()()2log1f x x=+，若0a b c<<<，则()()(),,f a f b f ca b c的大小关系为()()()f c f b f ac b a<<.4、设函数()2020x bx c xf xx⎧++≤=⎨>⎩，若()()40f f-=，()2f-=则关于x的方程()f x x=的解的个数为（C）()A1()B2()C35、函数y=D）()A2()B1+()C6、已知函数aaxxy-++=22在区间(]3,∞-内递减，则实数a参考解答：如图所示，可知对称轴362ax a=-≥⇒≤-7、设α、β分别是方程2log40240xx x x+-=+-=和的根，则αβ+＝4.8、如果关于x 的方程0232=-++a ax x 有两个实数根21,x x ，并且()()2,0,1,21∈-∞-∈x x ，求实数a 的取值范围.参考解答：令()232f x x ax a =++-，由题()()()1043030032022070f a f a a f ⎧-<-<⎧⎪⎪<⇒-<⇒>⎨⎨⎪⎪>>⎩⎩.9、求函数2cos 2sin -+=x x y 的值域.参考解答：2cos 2sin -+=x x y 的形式类似于斜率公式2121y y k x x -=-，表示过两点()02,2P -，()cos ,sin P x x 的直线的斜率，由于点P 在单位圆122=+y x 上，显然B P A P k y k 00≤≤，设过0P 的圆的切线方程为)2(2-=+x ky ，则有11|22|2=++k k ，解得374±-=k ，即0P Ak =，0P Bk =，所以374374+-≤≤--y ，所以函数值域为⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---374374，. 10、已知集合(){}()(){}22,1,,,,1,,P x y x y x R y R Q x y x a y x R y R=+≤∈∈=-+≤∈∈，求满足下列条件时实数a 的取值范围.⑴∅≠⋂QP ；⑵P Q ；参考解答：画区域分析问题，⑴[]2,2a ∈-，⑵0a =【高考真题】1、若集合⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧<<⎩⎨⎧===)0(s i n 3c o s 3)(πθθθy x y x M ，，集合}|){(b x y y x N +==，，且∅≠N M ，则实数b 的取值范围为(-.参考解答： 集合}109|){(22≤<=+=y y x y x M，，，显然，M 表示以()0,0为圆心，以3为半径的圆在x 轴上方的部分，（如图），而N 则表示一条直线，其斜率1k =，纵截距为b ，由图形易知，欲使M N ⋂≠∅，即直线y x b =+与半圆有公共点，显然b 的最小逼近值为3-，最大值为233≤<-b .2、已知()()2f x x a x b =---（其中a b <），且,αβ是方程()0f x =的两根（αβ<）， 则实数(),a αβ∈，且b ∈(),αβ.3、点M 是椭圆1162522=+y x 上一点，它到其中一个焦点1F 的距离为2，N 为1MF 的中点，O 表示原点，则ON =（C ） ()A 32()B 2()C 4()D 8参考解答：设椭圆另一焦点为2F ，（如下图），则122MF MF a +=，而5a =，因为12MF =，所以28MF =，又注意到,N O 各为112,MF F F 的中点，所以ON 是12MF F ∆的中位线，因此4||21||2==MF ON .4、关于x 的方程()ax k x =-22在(]()*21,21x k k k N ∈-+∈上有两个不相等的实数解，求实数a 的取值范围.()1 ()2 ()3 ()4()A ()()()(),2,3,4c a b d ----1 ()B ()()()(),2,3,4a b c d ----1 ()C ()()()(),2,3,4b d a c ----1 ()D ()()()(),2,3,4b c d a ----18、已知函数()32f x ax bx cx d =+++的图像如图所示，则（A ）()()A ,0b ∈-∞ ()()0,1B b ∈()()1,2C b ∈()()2,D b ∈+∞参考解答：本题可将图形转化为具体数值，由图像过3个特殊点及与x ⑴()00f =，即0d =；⑵()10f =，即0a b c ++=； ⑶()20f =，即8420a b c ++=；⑷()()()12f x ax x x =⋅-⋅-；⑸当()(),01,2x ∈-∞⋃时，()0f x <，由()10f -<得0a b c -+-<，⑹当()()0,12,x ∈⋃+∞时，()0f x >，()30f >，可推得0a >.巧妙合理地利用以上各式，就可以得到多种简捷的解法： 方法一：⑵⑶得3b a =-，再由⑹推得0b <，选A ；方法二：⑵⑸推得0b <；方法三：由⑷比较同次项系数得3b a =-，再由⑹得3b a =-.数学思想方法：数形结合数形结合是根据数量与图形之间的对应关系，通过数与形的相互转化来解决数学问题的一种重要数学思想方法.利用数形结合思想，“以形助数，以数解形”，使复杂问题简单化，抽象问题具体化，从而找到解题思路，使问题得到解决.以形助数常用的有：借助于数轴、函数图像、单位圆、数式的结构特征、解析几何方法，以数解形常用的有：借助于几何轨迹所遵循的数量关系、运算结果与几何定理的结合.【以形助数】 例1、（集合中的数形结合）已知集合{}{}0103,22<--=+<<=x x x B a x a x A ，当∅≠⋂B A ，求实数a 的取值范围.例2、（函数中的数形结合）设()222f x x ax =-+，当[)1,x ∈-+∞时，()f x a >恒成立，求a 的取值范围.例3、（方程中的数形结合）若方程()()2lg3lg 3xx m x -+-=-在()0,3x ∈内有唯一解，求实数m 的取值范围.例4、（不等式中数形结合）不等式0222>++-a a ax x在()2,0∈x 时恒成立，求a 的取值范围.例5、（解析几何中的数形结合）已知,x y 满足2211625x y +=，求3y x -的最大值与最小值.例6、设0b >，二次函数2y ax =②(A ()B 例7、线段AB 的两个端点为()()1,1,1,3A B -，直线:21l y ax =-，已知直线l 与线段AB 有公共点，求a 的取值范围.例8、已知()1,1A 为椭圆22195x y +=内一点，1F 为椭圆左焦点，P 为椭圆上一动点， 求1PF PA +的最大值和最小值.【配套练习】 1、方程1sin 44x x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭的解的个数为（ ） ()A 1()B 2()C 3()D 42、如果实数,x y 满足()2223x y -+=，则y x的最大值为（ ）()A 12()B()C()D 3、已知函数()()2l o g 1f x x=+，若0a b c <<<，则()()(),,f a f b f c a b c的大小关系为 .4、设函数()2020x bx c x f x x ⎧++≤=⎨>⎩，若()()40f f -=，()22f -=-，则关于x 的方程()f x x =的解的个数为（ ）()A 1()B 2()C 3()D 35、函数y = ）()A 2()B 1+()C()D 6、已知函数aax x y -++=22在区间(]3,∞-内递减，则实数a的取值范围为 . 7、设α、β分别是方程2log 40240x x x x +-=+-=和的根，则αβ+＝ .8、如果关于x 的方程0232=-++a ax x 有两个实数根21,x x ，并且()()2,0,1,21∈-∞-∈x x ，求实数a 的取值范围.9、求函数2cos 2sin -+=x x y 的值域.10、已知集合(){}()(){}22,1,,,,1,,P x y x y x R y R Q x y x a y x R y R=+≤∈∈=-+≤∈∈，求满足下列条件时实数a 的取值范围.⑴∅≠⋂Q P ；⑵P Q .【高考真题】1、若集合⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧<<⎩⎨⎧===)0(s i n 3c o s 3)(πθθθy x y x M ，，集合}|){(b x y y x N +==，，且∅≠N M ，则实数b 的取值范围为 .2、已知()()()2f x x a x b =---（其中a b <），且,αβ是方程()0f x =的两根（αβ<）， 则实数(),a αβ∈，且b (),αβ.3、点M 是椭圆1162522=+y x 上一点，它到其中一个焦点1F 的距离为2，N 为1MF 的中点，O 表示原点，则ON =（ ）()A 32()B 2 ()C 4 ()D 8 4、关于x 的方程()ax k x =-22在(]()*21,21x k k k N ∈-+∈上有两个不相等的实数解，求实数a 的取值范围.5678、已知函数f x ax bx cx d =+++的图像如图所示，则（ ）()()A ,0b ∈-∞ ()()0,1B b ∈ ()()1,2C b ∈ ()()2,D b ∈+∞。
2015年全国统一高考数学试卷(完整版+答案解析)(新课标ⅱ)
2015年全国统一高考数学试卷（文科）（新课标Ⅱ）一、选择题：本大题共12小题，每小题5分1．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知集合A＝{x|﹣1＜x＜2}，B＝{x|0＜x＜3}，则A∪B＝（）A．（﹣1，3）B．（﹣1，0）C．（0，2）D．（2，3）2．（5分）（2015•新课标Ⅱ）若为a实数，且＝3+i，则a＝（）A．﹣4B．﹣3C．3D．43．（5分）（2015•新课标Ⅱ）根据如图给出的2004年至2013年我国二氧化硫年排放量（单位：万吨）柱形图，以下结论中不正确的是（）A．逐年比较，2008年减少二氧化硫排放量的效果最显著B．2007年我国治理二氧化硫排放显现成效C．2006年以来我国二氧化硫年排放量呈减少趋势D．2006年以来我国二氧化硫年排放量与年份正相关4．（5分）（2015•新课标Ⅱ）＝（1，﹣1），＝（﹣1，2）则（2+）＝（）A．﹣1B．0C．1D．25．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知S n是等差数列{a n}的前n项和，若a1+a3+a5＝3，则S5＝（）A．5B．7C．9D．116．（5分）（2015•新课标Ⅱ）一个正方体被一个平面截去一部分后，剩余部分的三视图如图，则截去部分体积与剩余部分体积的比值为（）A．B．C．D．7．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知三点A（1，0），B（0，），C（2，）则△ABC外接圆的圆心到原点的距离为（）A．B．C．D．8．（5分）（2015•新课标Ⅱ）如图程序框图的算法思路源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”．执行该程序框图，若输入a，b分别为14，18，则输出的a＝（）A．0B．2C．4D．149．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知等比数列{a n}满足a1＝，a3a5＝4（a4﹣1），则a2＝（）A．2B．1C．D．10．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知A，B是球O的球面上两点，∠AOB＝90°，C为该球面上的动点，若三棱锥O﹣ABC体积的最大值为36，则球O的表面积为（）A．36πB．64πC．144πD．256π11．（5分）（2015•新课标Ⅱ）如图，长方形ABCD的边AB＝2，BC＝1，O是AB的中点，点P沿着边BC，CD与DA运动，记∠BOP＝x．将动点P到A，B两点距离之和表示为x的函数f（x），则y＝f（x）的图象大致为（）A．B．C．D．12．（5分）（2015•新课标Ⅱ）设函数f（x）＝ln（1+|x|）﹣，则使得f（x）＞f（2x ﹣1）成立的x的取值范围是（）A．（﹣∞，）∪（1，+∞）B．（，1）C．（）D．（﹣∞，﹣，）二、填空题13．（3分）（2015•新课标Ⅱ）已知函数f（x）＝ax3﹣2x的图象过点（﹣1，4）则a＝．14．（3分）（2015•新课标Ⅱ）若x，y满足约束条件，则z＝2x+y的最大值为．15．（3分）（2015•新课标Ⅱ）已知双曲线过点且渐近线方程为y＝±x，则该双曲线的标准方程是．16．（3分）（2015•新课标Ⅱ）已知曲线y＝x+lnx在点（1，1）处的切线与曲线y＝ax2+（a+2）x+1相切，则a＝．三．解答题17．（2015•新课标Ⅱ）△ABC中，D是BC上的点，AD平分∠BAC，BD＝2DC （Ⅰ）求．（Ⅱ）若∠BAC＝60°，求∠B．18．（2015•新课标Ⅱ）某公司为了解用户对其产品的满意度，从A，B两地区分别随机调查了40个用户，根据用户对产品的满意度评分，得到A地区用户满意度评分的频率分布直方图和B地区用户满意度评分的频数分布表B地区用户满意度评分的频数分布表满意度评分分组[50，60）[60，70）[70，80）[80，90）[90，100）频数2814106（1）做出B地区用户满意度评分的频率分布直方图，并通过直方图比较两地区满意度评分的平均值及分散程度（不要求计算出具体值，给出结论即可）（Ⅱ）根据用户满意度评分，将用户的满意度从低到高分为三个不等级：满意度评分低于70分70分到89分不低于90分满意度等级不满意满意非常满意估计哪个地区用户的满意度等级为不满意的概率大？说明理由．19．（12分）（2015•新课标Ⅱ）如图，长方体ABCD﹣A1B1C1D1中，AB＝16，BC＝10，AA1＝8，点E，F分别在A1B1，D1C1上，A1E＝D1F＝4．过E，F的平面α与此长方体的面相交，交线围成一个正方形（Ⅰ）在图中画出这个正方形（不必说出画法和理由）（Ⅱ）求平面α把该长方体分成的两部分体积的比值．20．（2015•新课标Ⅱ）椭圆C：＝1，（a＞b＞0）的离心率，点（2，）在C 上．（1）求椭圆C的方程；（2）直线l不过原点O且不平行于坐标轴，l与C有两个交点A，B，线段AB的中点为M．证明：直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值．21．（2015•新课标Ⅱ）设函数f（x）＝lnx+a（1﹣x）．（Ⅰ）讨论：f（x）的单调性；（Ⅱ）当f（x）有最大值，且最大值大于2a﹣2时，求a的取值范围．四、选修4-1：几何证明选讲22．（10分）（2015•新课标Ⅱ）如图，O为等腰三角形ABC内一点，⊙O与△ABC的底边BC交于M，N两点，与底边上的高AD交于点G，且与AB，AC分别相切于E，F两点．（1）证明：EF∥BC；（2）若AG等于⊙O的半径，且AE＝MN＝2，求四边形EBCF的面积．五、选修4-4：坐标系与参数方程23．（10分）（2015•新课标Ⅱ）在直角坐标系xOy中，曲线C1：（t为参数，t≠0），其中0≤α≤π，在以O为极点，x轴正半轴为极轴的极坐标系中，曲线C2：ρ＝2sinθ，C3：ρ＝2cosθ．（1）求C2与C3交点的直角坐标；（2）若C1与C2相交于点A，C1与C3相交于点B，求|AB|的最大值．六、选修4-5不等式选讲24．（10分）（2015•新课标Ⅱ）设a，b，c，d均为正数，且a+b＝c+d，证明：（1）若ab＞cd，则+＞+；（2）+＞+是|a﹣b|＜|c﹣d|的充要条件．2015年全国统一高考数学试卷（文科）（新课标Ⅱ）参考答案与试题解析一、选择题：本大题共12小题，每小题5分1．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知集合A＝{x|﹣1＜x＜2}，B＝{x|0＜x＜3}，则A∪B＝（）A．（﹣1，3）B．（﹣1，0）C．（0，2）D．（2，3）【分析】根据集合的基本运算进行求解即可．【解答】解：∵A＝{x|﹣1＜x＜2}，B＝{x|0＜x＜3}，∴A∪B＝{x|﹣1＜x＜3}，故选：A．【点评】本题主要考查集合的基本运算，比较基础．2．（5分）（2015•新课标Ⅱ）若为a实数，且＝3+i，则a＝（）A．﹣4B．﹣3C．3D．4【分析】根据复数相等的条件进行求解即可．【解答】解：由，得2+ai＝（1+i）（3+i）＝2+4i，则a＝4，故选：D．【点评】本题主要考查复数相等的应用，比较基础．3．（5分）（2015•新课标Ⅱ）根据如图给出的2004年至2013年我国二氧化硫年排放量（单位：万吨）柱形图，以下结论中不正确的是（）A．逐年比较，2008年减少二氧化硫排放量的效果最显著B．2007年我国治理二氧化硫排放显现成效C．2006年以来我国二氧化硫年排放量呈减少趋势D．2006年以来我国二氧化硫年排放量与年份正相关【分析】A从图中明显看出2008年二氧化硫排放量比2007年的二氧化硫排放量减少的最多，故A正确；B从2007年开始二氧化硫排放量变少，故B正确；C从图中看出，2006年以来我国二氧化硫年排放量越来越少，故C正确；D2006年以来我国二氧化硫年排放量越来越少，与年份负相关，故D错误．【解答】解：A从图中明显看出2008年二氧化硫排放量比2007年的二氧化硫排放量明显减少，且减少的最多，故A正确；B2004﹣2006年二氧化硫排放量越来越多，从2007年开始二氧化硫排放量变少，故B正确；C从图中看出，2006年以来我国二氧化硫年排放量越来越少，故C正确；D2006年以来我国二氧化硫年排放量越来越少，而不是与年份正相关，故D错误．故选：D．【点评】本题考查了学生识图的能力，能够从图中提取出所需要的信息，属于基础题．4．（5分）（2015•新课标Ⅱ）＝（1，﹣1），＝（﹣1，2）则（2+）＝（）A．﹣1B．0C．1D．2【分析】利用向量的加法和数量积的坐标运算解答本题．【解答】解：因为＝（1，﹣1），＝（﹣1，2）则（2+）＝（1，0）•（1，﹣1）＝1；故选：C．【点评】本题考查了向量的加法和数量积的坐标运算；属于基础题目．5．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知S n是等差数列{a n}的前n项和，若a1+a3+a5＝3，则S5＝（）A．5B．7C．9D．11【分析】由等差数列{a n}的性质，a1+a3+a5＝3＝3a3，解得a3．再利用等差数列的前n项和公式即可得出．【解答】解：由等差数列{a n}的性质，a1+a3+a5＝3＝3a3，解得a3＝1．则S5＝＝5a3＝5．故选：A．【点评】本题考查了等差数列的通项公式及其性质、前n项和公式，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．6．（5分）（2015•新课标Ⅱ）一个正方体被一个平面截去一部分后，剩余部分的三视图如图，则截去部分体积与剩余部分体积的比值为（）A．B．C．D．【分析】由三视图判断，正方体被切掉的部分为三棱锥，把相关数据代入棱锥的体积公式计算即可．【解答】解：设正方体的棱长为1，由三视图判断，正方体被切掉的部分为三棱锥，∴正方体切掉部分的体积为×1×1×1＝，∴剩余部分体积为1﹣＝，∴截去部分体积与剩余部分体积的比值为．故选：D．【点评】本题考查了由三视图判断几何体的形状，求几何体的体积．7．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知三点A（1，0），B（0，），C（2，）则△ABC外接圆的圆心到原点的距离为（）A．B．C．D．【分析】利用外接圆的性质，求出圆心坐标，再根据圆心到原点的距离公式即可求出结论．【解答】解：因为△ABC外接圆的圆心在直线BC垂直平分线上，即直线x＝1上，可设圆心P（1，p），由PA＝PB得|p|＝，得p＝圆心坐标为P（1，），所以圆心到原点的距离|OP|＝＝＝，故选：B．【点评】本题主要考查圆性质及△ABC外接圆的性质，了解性质并灵运用是解决本题的关键．8．（5分）（2015•新课标Ⅱ）如图程序框图的算法思路源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”．执行该程序框图，若输入a，b分别为14，18，则输出的a＝（）A．0B．2C．4D．14【分析】模拟执行程序框图，依次写出每次循环得到的a，b的值，当a＝b＝2时不满足条件a≠b，输出a的值为2．【解答】解：模拟执行程序框图，可得a＝14，b＝18满足条件a≠b，不满足条件a＞b，b＝4满足条件a≠b，满足条件a＞b，a＝10满足条件a≠b，满足条件a＞b，a＝6满足条件a≠b，满足条件a＞b，a＝2满足条件a≠b，不满足条件a＞b，b＝2不满足条件a≠b，输出a的值为2．故选：B．【点评】本题主要考查了循环结构程序框图，属于基础题．9．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知等比数列{a n}满足a1＝，a3a5＝4（a4﹣1），则a2＝（）A．2B．1C．D．【分析】利用等比数列的通项公式即可得出．【解答】解：设等比数列{a n}的公比为q，∵，a3a5＝4（a4﹣1），∴＝4，化为q3＝8，解得q＝2则a2＝＝．故选：C．【点评】本题考查了等比数列的通项公式，属于基础题．10．（5分）（2015•新课标Ⅱ）已知A，B是球O的球面上两点，∠AOB＝90°，C为该球面上的动点，若三棱锥O﹣ABC体积的最大值为36，则球O的表面积为（）A．36πB．64πC．144πD．256π【分析】当点C位于垂直于面AOB的直径端点时，三棱锥O﹣ABC的体积最大，利用三棱锥O﹣ABC体积的最大值为36，求出半径，即可求出球O的表面积．【解答】解：如图所示，当点C位于垂直于面AOB的直径端点时，三棱锥O﹣ABC的体＝V C﹣AOB＝＝＝36，故积最大，设球O的半径为R，此时V O﹣ABCR＝6，则球O的表面积为4πR2＝144π，故选：C．【点评】本题考查球的半径与表面积，考查体积的计算，确定点C位于垂直于面AOB的直径端点时，三棱锥O﹣ABC的体积最大是关键．11．（5分）（2015•新课标Ⅱ）如图，长方形ABCD的边AB＝2，BC＝1，O是AB的中点，点P沿着边BC，CD与DA运动，记∠BOP＝x．将动点P到A，B两点距离之和表示为x的函数f（x），则y＝f（x）的图象大致为（）A．B．C．D．【分析】根据函数图象关系，利用排除法进行求解即可．【解答】解：当0≤x≤时，BP＝tan x，AP＝＝，此时f（x）＝+tan x，0≤x≤，此时单调递增，当P在CD边上运动时，≤x≤且x≠时，如图所示，tan∠POB＝tan（π﹣∠POQ）＝tan x＝﹣tan∠POQ＝﹣＝﹣，∴OQ＝﹣，∴PD＝AO﹣OQ＝1+，PC＝BO+OQ＝1﹣，∴PA+PB＝，当x＝时，PA+PB＝2，当P在AD边上运动时，≤x≤π，PA+PB＝﹣tan x，由对称性可知函数f（x）关于x＝对称，且f（）＞f（），且轨迹为非线型，排除A，C，D，故选：B．【点评】本题主要考查函数图象的识别和判断，根据条件先求出0≤x≤时的解析式是解决本题的关键．12．（5分）（2015•新课标Ⅱ）设函数f（x）＝ln（1+|x|）﹣，则使得f（x）＞f（2x ﹣1）成立的x的取值范围是（）A．（﹣∞，）∪（1，+∞）B．（，1）C．（）D．（﹣∞，﹣，）【分析】根据函数的奇偶性和单调性之间的关系，将不等式进行转化即可得到结论．【解答】解：∵函数f（x）＝ln（1+|x|）﹣为偶函数，且在x≥0时，f（x）＝ln（1+x）﹣，导数为f′（x）＝+＞0，即有函数f（x）在[0，+∞）单调递增，∴f（x）＞f（2x﹣1）等价为f（|x|）＞f（|2x﹣1|），即|x|＞|2x﹣1|，平方得3x2﹣4x+1＜0，解得：＜x＜1，所求x的取值范围是（，1）．故选：B．【点评】本题主要考查函数奇偶性和单调性的应用，综合考查函数性质的综合应用，运用偶函数的性质是解题的关键．二、填空题13．（3分）（2015•新课标Ⅱ）已知函数f（x）＝ax3﹣2x的图象过点（﹣1，4）则a＝﹣2．【分析】f（x）是图象过点（﹣1，4），从而该点坐标满足函数f（x）解析式，从而将点（﹣1，4）带入函数f（x）解析式即可求出a．【解答】解：根据条件得：4＝﹣a+2；∴a＝﹣2．故答案为：﹣2．【点评】考查函数图象上的点的坐标和函数解析式的关系，考查学生的计算能力，比较基础．14．（3分）（2015•新课标Ⅱ）若x，y满足约束条件，则z＝2x+y的最大值为8．【分析】作出不等式组对应的平面区域，利用目标函数的几何意义，利用数形结合确定z 的最大值．【解答】解：作出不等式组对应的平面区域如图：（阴影部分ABC）．由z＝2x+y得y＝﹣2x+z，平移直线y＝﹣2x+z，由图象可知当直线y＝﹣2x+z经过点A时，直线y＝﹣2x+z的截距最大，此时z最大．由，解得，即A（3，2）将A（3，2）的坐标代入目标函数z＝2x+y，得z＝2×3+2＝8．即z＝2x+y的最大值为8．故答案为：8．【点评】本题主要考查线性规划的应用，结合目标函数的几何意义，利用数形结合的数学思想是解决此类问题的基本方法．15．（3分）（2015•新课标Ⅱ）已知双曲线过点且渐近线方程为y＝±x，则该双曲线的标准方程是x2﹣y2＝1．【分析】设双曲线方程为y2﹣x2＝λ，代入点，求出λ，即可求出双曲线的标准方程．【解答】解：设双曲线方程为y2﹣x2＝λ，代入点，可得3﹣＝λ，∴λ＝﹣1，∴双曲线的标准方程是x2﹣y2＝1．故答案为：x2﹣y2＝1．【点评】本题考查双曲线的标准方程，考查学生的计算能力，正确设出双曲线的方程是关键．16．（3分）（2015•新课标Ⅱ）已知曲线y＝x+lnx在点（1，1）处的切线与曲线y＝ax2+（a+2）x+1相切，则a＝8．【分析】求出y＝x+lnx的导数，求得切线的斜率，可得切线方程，再由于切线与曲线y ＝ax2+（a+2）x+1相切，有且只有一切点，进而可联立切线与曲线方程，根据△＝0得到a的值．【解答】解：y＝x+lnx的导数为y′＝1+，曲线y＝x+lnx在x＝1处的切线斜率为k＝2，则曲线y＝x+lnx在x＝1处的切线方程为y﹣1＝2x﹣2，即y＝2x﹣1．由于切线与曲线y＝ax2+（a+2）x+1相切，故y＝ax2+（a+2）x+1可联立y＝2x﹣1，得ax2+ax+2＝0，又a≠0，两线相切有一切点，所以有△＝a2﹣8a＝0，解得a＝8．故答案为：8．【点评】本题考查导数的运用：求切线方程，主要考查导数的几何意义：函数在某点处的导数即为曲线在该点处的导数，设出切线方程运用两线相切的性质是解题的关键．三．解答题17．（2015•新课标Ⅱ）△ABC中，D是BC上的点，AD平分∠BAC，BD＝2DC （Ⅰ）求．（Ⅱ）若∠BAC＝60°，求∠B．【分析】（Ⅰ）由题意画出图形，再由正弦定理结合内角平分线定理得答案；（Ⅱ）由∠C＝180°﹣（∠BAC+∠B），两边取正弦后展开两角和的正弦，再结合（Ⅰ）中的结论得答案．【解答】解：（Ⅰ）如图，由正弦定理得：，∵AD平分∠BAC，BD＝2DC，∴；（Ⅱ）∵∠C＝180°﹣（∠BAC+∠B），∠BAC＝60°，∴，由（Ⅰ）知2sin∠B＝sin∠C，∴tan∠B＝，即∠B＝30°．【点评】本题考查了内角平分线的性质，考查了正弦定理的应用，是中档题．18．（2015•新课标Ⅱ）某公司为了解用户对其产品的满意度，从A，B两地区分别随机调查了40个用户，根据用户对产品的满意度评分，得到A地区用户满意度评分的频率分布直方图和B地区用户满意度评分的频数分布表B地区用户满意度评分的频数分布表满意度评分分组[50，60）[60，70）[70，80）[80，90）[90，100）频数2814106（1）做出B地区用户满意度评分的频率分布直方图，并通过直方图比较两地区满意度评分的平均值及分散程度（不要求计算出具体值，给出结论即可）（Ⅱ）根据用户满意度评分，将用户的满意度从低到高分为三个不等级：满意度评分低于70分70分到89分不低于90分满意度等级不满意满意非常满意估计哪个地区用户的满意度等级为不满意的概率大？说明理由．【分析】（I）根据分布表的数据，画出频率直方图，求解即可．（II）计算得出∁A表示事件：“A地区用户的满意度等级为不满意”，∁B表示事件：“B地区用户的满意度等级为不满意”，P（∁A），P（∁B），即可判断不满意的情况．【解答】解：（Ⅰ）通过两个地区用户满意度评分的频率分布直方图可以看出，B地区用户满意度评分的平均值高于A地区用户满意度评分的平均值，B地区的用户满意度评分的比较集中，而A地区的用户满意度评分的比较分散．（Ⅱ）A地区用户的满意度等级为不满意的概率大．记∁A表示事件：“A地区用户的满意度等级为不满意”，∁B表示事件：“B地区用户的满意度等级为不满意”，由直方图得P（∁A）＝（0.01+0.02+0.03）×10＝0.6得P（∁B）＝（0.005+0.02）×10＝0.25∴A地区用户的满意度等级为不满意的概率大．【点评】本题考查了频率直方图，频率表达运用，考查了阅读能力，属于中档题．19．（12分）（2015•新课标Ⅱ）如图，长方体ABCD﹣A1B1C1D1中，AB＝16，BC＝10，AA1＝8，点E，F分别在A1B1，D1C1上，A1E＝D1F＝4．过E，F的平面α与此长方体的面相交，交线围成一个正方形（Ⅰ）在图中画出这个正方形（不必说出画法和理由）（Ⅱ）求平面α把该长方体分成的两部分体积的比值．【分析】（Ⅰ）利用平面与平面平行的性质，可在图中画出这个正方形；（Ⅱ）求出MH＝＝6，AH＝10，HB＝6，即可求平面a把该长方体分成的两部分体积的比值．【解答】解：（Ⅰ）交线围成的正方形EFGH如图所示；（Ⅱ）作EM⊥AB，垂足为M，则AM＝A1E＝4，EB1＝12，EM＝AA1＝8．因为EFGH为正方形，所以EH＝EF＝BC＝10，于是MH＝＝6，AH＝10，HB＝6．因为长方体被平面α分成两个高为10的直棱柱，所以其体积的比值为．【点评】本题考查平面与平面平行的性质，考查学生的计算能力，比较基础．20．（2015•新课标Ⅱ）椭圆C：＝1，（a＞b＞0）的离心率，点（2，）在C 上．（1）求椭圆C的方程；（2）直线l不过原点O且不平行于坐标轴，l与C有两个交点A，B，线段AB的中点为M．证明：直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值．【分析】（1）利用椭圆的离心率，以及椭圆经过的点，求解椭圆的几何量，然后得到椭圆的方程．（2）设直线l：y＝kx+b，（k≠0，b≠0），A（x1，y1），B（x2，y2），M（x M，y M），联立直线方程与椭圆方程，通过韦达定理求解K OM，然后推出直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值．【解答】解：（1）椭圆C：＝1，（a＞b＞0）的离心率，点（2，）在C上，可得，，解得a2＝8，b2＝4，所求椭圆C方程为：．（2）设直线l：y＝kx+b，（k≠0，b≠0），A（x1，y1），B（x2，y2），M（x M，y M），把直线y＝kx+b代入可得（2k2+1）x2+4kbx+2b2﹣8＝0，故x M＝＝，y M＝kx M+b＝，于是在OM的斜率为：K OM＝＝，即K OM•k＝．∴直线OM的斜率与l的斜率的乘积为定值．【点评】本题考查椭圆方程的综合应用，椭圆的方程的求法，考查分析问题解决问题的能力．21．（2015•新课标Ⅱ）设函数f（x）＝lnx+a（1﹣x）．（Ⅰ）讨论：f（x）的单调性；（Ⅱ）当f（x）有最大值，且最大值大于2a﹣2时，求a的取值范围．【分析】（Ⅰ）先求导，再分类讨论，根据导数即可判断函数的单调性；（2）先求出函数的最大值，再构造函数（a）＝lna+a﹣1，根据函数的单调性即可求出a 的范围．【解答】解：（Ⅰ）f（x）＝lnx+a（1﹣x）的定义域为（0，+∞），∴f′（x）＝﹣a＝，若a≤0，则f′（x）＞0，∴函数f（x）在（0，+∞）上单调递增，若a＞0，则当x∈（0，）时，f′（x）＞0，当x∈（，+∞）时，f′（x）＜0，所以f（x）在（0，）上单调递增，在（，+∞）上单调递减，（Ⅱ），由（Ⅰ）知，当a≤0时，f（x）在（0，+∞）上无最大值；当a＞0时，f（x）在x＝取得最大值，最大值为f（）＝﹣lna+a﹣1，∵f（）＞2a﹣2，∴lna+a﹣1＜0，令g（a）＝lna+a﹣1，∵g（a）在（0，+∞）单调递增，g（1）＝0，∴当0＜a＜1时，g（a）＜0，当a＞1时，g（a）＞0，∴a的取值范围为（0，1）．【点评】本题考查了导数与函数的单调性最值的关系，以及参数的取值范围，属于中档题．四、选修4-1：几何证明选讲22．（10分）（2015•新课标Ⅱ）如图，O为等腰三角形ABC内一点，⊙O与△ABC的底边BC交于M，N两点，与底边上的高AD交于点G，且与AB，AC分别相切于E，F两点．（1）证明：EF∥BC；（2）若AG等于⊙O的半径，且AE＝MN＝2，求四边形EBCF的面积．【分析】（1）通过AD是∠CAB的角平分线及圆O分别与AB、AC相切于点E、F，利用相似的性质即得结论；﹣S （2）通过（1）知AD是EF的垂直平分线，连结OE、OM，则OE⊥AE，利用S△ABC计算即可．△AEF【解答】（1）证明：∵△ABC为等腰三角形，AD⊥BC，∴AD是∠CAB的角平分线，又∵圆O分别与AB、AC相切于点E、F，∴AE＝AF，∴AD⊥EF，∴EF∥BC；（2）解：由（1）知AE＝AF，AD⊥EF，∴AD是EF的垂直平分线，又∵EF为圆O的弦，∴O在AD上，连结OE、OM，则OE⊥AE，由AG等于圆O的半径可得AO＝2OE，∴∠OAE＝30°，∴△ABC与△AEF都是等边三角形，∵AE＝2，∴AO＝4，OE＝2，∵OM＝OE＝2，DM＝MN＝，∴OD＝1，∴AD＝5，AB＝，∴四边形EBCF的面积为×﹣××＝．【点评】本题考查空间中线与线之间的位置关系，考查四边形面积的计算，注意解题方法的积累，属于中档题．五、选修4-4：坐标系与参数方程23．（10分）（2015•新课标Ⅱ）在直角坐标系xOy中，曲线C1：（t为参数，t≠0），其中0≤α≤π，在以O为极点，x轴正半轴为极轴的极坐标系中，曲线C2：ρ＝2sinθ，C3：ρ＝2cosθ．（1）求C2与C3交点的直角坐标；（2）若C1与C2相交于点A，C1与C3相交于点B，求|AB|的最大值．【分析】（I）由曲线C2：ρ＝2sinθ，化为ρ2＝2ρsinθ，把代入可得直角坐标方程．同理由C3：ρ＝2cosθ．可得直角坐标方程，联立解出可得C2与C3交点的直角坐标．（2）由曲线C1的参数方程，消去参数t，化为普通方程：y＝x tanα，其中0≤α≤π，α≠；α＝时，为x＝0（y≠0）．其极坐标方程为：θ＝α（ρ∈R，ρ≠0），利用|AB|＝即可得出．【解答】解：（I）由曲线C2：ρ＝2sinθ，化为ρ2＝2ρsinθ，∴x2+y2＝2y．同理由C3：ρ＝2cosθ．可得直角坐标方程：，联立，解得，，∴C2与C3交点的直角坐标为（0，0），．（2）曲线C1：（t为参数，t≠0），化为普通方程：y＝x tanα，其中0≤α≤π，α≠；α＝时，为x＝0（y≠0）．其极坐标方程为：θ＝α（ρ∈R，ρ≠0），∵A，B都在C1上，∴A（2sinα，α），B．∴|AB|＝＝4，当时，|AB|取得最大值4．【点评】本题考查了极坐标方程化为直角坐标方程、参数方程化为普通方程、曲线的交点、两点之间的距离公式、三角函数的单调性，考查了推理能力与计算能力，属于中档题．六、选修4-5不等式选讲24．（10分）（2015•新课标Ⅱ）设a，b，c，d均为正数，且a+b＝c+d，证明：（1）若ab＞cd，则+＞+；（2）+＞+是|a﹣b|＜|c﹣d|的充要条件．【分析】（1）运用不等式的性质，结合条件a，b，c，d均为正数，且a+b＝c+d，ab＞cd，即可得证；（2）从两方面证，①若+＞+，证得|a﹣b|＜|c﹣d|，②若|a﹣b|＜|c﹣d|，证得+＞+，注意运用不等式的性质，即可得证．【解答】证明：（1）由于（+）2＝a+b+2，（+）2＝c+d+2，由a，b，c，d均为正数，且a+b＝c+d，ab＞cd，则＞，即有（+）2＞（+）2，则+＞+；（2）①若+＞+，则（+）2＞（+）2，即为a+b+2＞c+d+2，由a+b＝c+d，则ab＞cd，于是（a﹣b）2＝（a+b）2﹣4ab，（c﹣d）2＝（c+d）2﹣4cd，即有（a﹣b）2＜（c﹣d）2，即为|a﹣b|＜|c﹣d|；②若|a﹣b|＜|c﹣d|，则（a﹣b）2＜（c﹣d）2，即有（a+b）2﹣4ab＜（c+d）2﹣4cd，由a+b＝c+d，则ab＞cd，则有（+）2＞（+）2．综上可得，+＞+是|a﹣b|＜|c﹣d|的充要条件．【点评】本题考查不等式的证明，主要考查不等式的性质的运用，同时考查充要条件的判断，属于基础题．。
2015浙江高考数学3篇
2015浙江高考数学第一篇：数形结合篇2015年的浙江高考数学，相信很多考生们都已经经历过了。
这次考试中，有一大亮点就是数形结合题目的增加。
这也是考试对于学生们数理能力及空间想象能力的考察。
数形结合，顾名思义，其实就是将数学和几何图形相结合，利用数学方法来求解几何问题，或者将几何问题转化成数学问题进行计算。
这样的题目比起传统的数学计算题目更加注重对于空间想象能力以及数据分析能力的考核。
例如，数形结合题目中经常出现的“根轴法”、“相似”、“正弦定理”等概念，这些概念在几何图形中是很常见的，但是利用它们来解决数学计算问题则需要我们掌握好这些概念，并且能够将它们熟练地运用到数学计算中。
与此同时，数形结合题目的解答也需要一定的思维细节。
例如，如何将一个几何问题转化成数学计算问题？如何用数学方法解决一个复杂的几何问题，又如何向几何图形中引入数学思想去辅助求解？这些细节都需要我们能够深入思考，方能够正确地解答题目。
总之，数形结合题目的增加，充分体现了考试的多元化和综合运用能力的考核。
我们应该学会掌握好数形结合的基本概念和解题方法，不断提升自己的空间想象能力和数学计算能力。
第二篇：应试教育篇浙江高考数学，是众多高考科目中的一科，但它却是众多科目中考察知识点最多、分值最高的一科。
这就使得高考数学考试成了应试教育的集中体现和普及。
应试教育的出现，是社会发展历程中的必然。
在此背景下，高考数学所要求的信息量、知识点是无可厚非的，而这种“应试教育”的模式也已经深深地嵌入到人们的教育方法和教育思想中。
但是，我们也要看到，高考数学作为一种测试工具，它并不能全面反映出一个学生的综合素质。
应试教育只是一种评价方式，而不是评价标准。
因此，我们要在应试教育中给予足够的关注，但同时也要超越应试教育，去关注学生的综合素质和人生价值。
高考数学的出现，是为了检测学生的数学水平。
而作为教育者和学生，我们应该超越这种“应试教育”思维，去发现学生们的长处和需求，给予学生最有价值、最有效的教学方法，教会他们解决问题的能力和思维方法。
2015届高考数学(文)一轮复习备考学案数形结合思想(北师大版)
数学思想专项训练(四) 数形结合思想方法概述适用题型所谓数形结合，就是根据数与形之间的对应关系，通过数与形的相互转化，将反映问题的抽象数量关系与直观图形结合起来，也是将抽象思维与形象思维有机地结合起来的一种解决数学问题的重要思想方法．数形结合思想通过“以形助数，以数解形”，使复杂问题简单化，抽象问题形象化，有助于把握数学问题的本质．它是数学的规律性与灵活性的有机结合.数形结合思想解决的问题常有以下几种：(1)构建函数模型并结合其图象求参数的取值范围； (2)构建函数模型并结合其图象研究方程根的范围； (3)构建函数模型并结合其图象研究量与量之间的大小关系；(4)构建函数模型并结合其几何意义研究函数的最值问题和证明不等式；(5)构建立体几何模型研究代数问题；(6)构建解析几何中的斜率、截距、距离等模型研究最值问题；(7)构建方程模型，求根的个数； (8)研究图形的形状、位置关系、性质等.一、选择题1．已知点P 在抛物线y 2＝4x 上，那么点P 到Q (2，－1)的距离与点P 到抛物线焦点距离之和取得最小值时，点P 的坐标为( )A.⎝⎛⎭⎫14，－1 B.⎝⎛⎭⎫14，1 C.()1，2D ．()1，－2解析：选A 定点Q (2，－1)在抛物线内部，由抛物线的定义知，动点P 到抛物线焦点的距离等于它到准线的距离，问题转化为当点P 到点Q 和到抛物线的准线距离之和最小时，求点P 的坐标，显然点P 是直线y ＝－1和抛物线y 2＝4x 的交点，解得这个点的坐标是⎝⎛⎭⎫14，－1.2．已知a ，b 是平面内两个互相垂直的单位向量，若向量c 满足(a －c )·(b －c )＝0，则|c |的最大值是( )A ．1 B.2 C. 2D ．22解析：选C 因为(a －c )·(b －c )＝0， 所以(a －c )⊥(b －c )．如图所示，设＝c ，＝a ，＝b ，＝a －c ，＝b －c ， 即AC ⊥BC ，又OA ⊥OB ，所以O ，A ，C ，B 四点共圆． 当且仅当OC 为圆的直径时，|c |最大， 且最大值为 2.3．设点P (x ，y )，变量x 、y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧6x ＋5y ≤60，5x ＋3y ≤40，x ≥0，y ≥0，点Q 的坐标为(4,3)，O 为坐标原点，λ||＝·，则λ的最大值是( )A.2607 B.22C ．8D ．527解析：选D λ||＝·，即5λ＝4x ＋3y ，设z ＝4x ＋3y ，它表示斜率为－43，纵截距为13z 的一组直线系．画出不等式组所表示的可行域，如图，由图可知，当直线经过可行域上的点M 时，纵截距13z 最大，即z 取得最大值，此时λ也取得最大值．容易求得点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫207，607，则z max ＝2607，即5λ＝2607，所以λ的最大值是527.4．已知f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2－2，x ≤0，3x －2，x >0，则任意x ∈[－1,1]，|f (x )|≥ax 成立的充要条件是( )A ．a ∈(－∞，－1]∪[0，＋∞)B ．a ∈[－1,0]C ．a ∈[0,1]D ．a ∈[－1,0)解析：选B 当x ∈[－1,0]时，原不等式可变为|x 2－2|≥ax ，即2－x 2≥ax ，f (x )＝2－x 2的图象如图所示；当x ∈(0,1]时，原不等式可变为|3x －2|≥ax ，g (x )＝|3x －2|的图象如图所示，当|f (x )|≥ax 恒成立时，由图可知a 的取值范围是[－1,0]．5．已知f (x )是定义在(－3,3)上的奇函数，当0<x <3时，f (x )的图象如图所示，那么不等式f (x )cos x <0的解集是( )A.⎝⎛⎭⎫－3，－π2∪(0,1)∪⎝⎛⎭⎫π2，3 B.⎝⎛⎭⎫－π2，－1∪(0,1)∪⎝⎛⎭⎫π2，3 C ．(－3，－1)∪(0,1)∪(1,3) D.⎝⎛⎭⎫－3，－π2∪(0,1)∪(1,3)解析：选B 不等式f (x )cos x <0等价于⎩⎪⎨⎪⎧ f (x )>0，cos x <0，或⎩⎪⎨⎪⎧f (x )<0，cos x >0.画出f (x )在(－3,3)上的图象，运用数形结合，如图所示，从“形”中找出图象分别在x 轴上、下部分的对应“数”的区间为⎝⎛⎭⎫－π2，－1∪(0,1)∪⎝⎛⎭⎫π2，3. 6．已知：函数f (x )满足下面关系． ①f (x ＋1)＝f (x －1)； ②当x ∈[－1,1]时，f (x )＝x 2. 则方程f (x )＝lg x 解的个数是( ) A ．5 B.7 C ．9D ．10解析：选C 由题意可知，f (x )是以2为周期，值域为[0,1]的函数，又f (x )＝lg x ，则x ∈(0,10]，画出两函数图象，则交点个数即为解的个数．由图象可知共9个交点．二、填空题7．已知向量a ，b 的夹角为60°，且|a |＝2|b |，则向量a 与向量a ＋2b 的夹角为________． 解析：由向量的几何意义可知，若＝a ，＝b ，＝2b ，则＝a ＋2b ，∠AOC ＝60°(如图)，由平行四边形法则，可知四边形OADC 为菱形，所以向量a 与向量a ＋2b 的夹角为30°.答案：30°8．在平面直角坐标系xOy 中，设椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的焦距为2c ，以点O 为圆心，a为半径作圆M .若过点P ⎝⎛⎭⎫a2c ，0作圆M 的两条切线互相垂直，则该椭圆的离心率为________． 解析：设切点为A ，如图所示，切线AP 、PB 互相垂直，又半径OA 垂直于AP ，所以△OP A 为等腰直角三角形，可得2a ＝a 2c ，所以e ＝c a ＝22.答案：229．已知实数x ，y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x －y ≤0，x ＋y －5≥0y －4≤0，若不等式a (x 2＋y 2)≥(x ＋y )2恒成立，则实数a 的最小值是________．解析：作出满足题中方程组的可行域，如图阴影部分所示：由题可得a ≥(x ＋y )2x 2＋y 2＝(x 2＋y 2)＋2xy x 2＋y2＝1＋2x y ＋y x. 设y x ＝t (t 表示过原点和点(x ，y )的直线的斜率)，则t ∈[2,4]，t ＋1t ∈52，174， 故⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋2x y ＋y x max ＝95，所以a ≥95，即a min ＝95.答案：9510．设有函数f (x )＝a ＋－x 2－4x 和g (x )＝43x ＋1，已知x ∈[－4,0]时恒有f (x )≤g (x )，则实数a 的取值范围是________．解析：由f (x )≤g (x )， 得a ＋－x 2－4x ≤43x ＋1，变形得－x 2－4x ≤43x ＋1－a ，令y 1＝－x 2－4x ， y 2＝43x ＋1－a ，y 1变形得(x ＋2)2＋y 2＝4(y ≥0)，即表示以(－2,0)为圆心，2为半径的圆的上半圆； y 2表示斜率为43，纵截距为1－a 的平行直线系．若不等式成立，则直线在半圆上方，∴⎩⎪⎨⎪⎧|4×(－2)－3×0＋3－3a |5≥2，1－a >0，解得：a ≤－5.答案：(－∞，－5] 三、解答题 11．求函数f (θ)＝sin θ2＋cos θ的最大值．解：sin θ2＋cos θ可以与两点连线的斜率联系起来，它实际上是点P (cos θ，sin θ)与点A (－2，0)连线的斜率，而点P (cos θ，sin θ)在单位圆上移动，问题变为：求单位圆上的点与A (－2，0)连线斜率的最大值．如图，显然，当P 点移动到B 点(此时，AB 与圆相切)时，AP 的斜率最大，最大值为tan ∠BAO ＝|OB ||AB |＝1.12．已知A (1,1)为椭圆x 29＋y 25＝1内一点，F 1为椭圆左焦点，P 为椭圆上一动点，求|PF 1|＋|P A |的最大值和最小值．解：由x 29＋y 25＝1可知a ＝3，b ＝5，c ＝2，左焦点F 1(－2,0)，右焦点F 2(2,0)．由椭圆定义，|PF 1|＝2a －|PF 2|＝6－|PF 2|，∴|PF 1|＋|P A |＝6－|PF 2|＋|P A |＝6＋|P A |－|PF 2|.如图，由||P A |－|PF 2||≤|AF 2|＝(2－1)2＋(0－1)2＝2，知－2≤|P A |－|PF 2|≤ 2. 当P 在AF 2的延长线上的P 2处时，取右“＝”； 当P 在AF 2的反向延长线的P 1处时，取左“＝”， 即|P A |－|PF 2|的最大、最小值分别为2，－ 2. 于是|PF 1|＋|P A |的最大值是6＋2，最小值是6－ 2.13．(2013·洛阳统考)某工厂对一批产品进行了抽样检测．如图是根据抽样检测后的产品净重(单位：克)数据绘制的频率分布直方图，其中产品净重的范围是[96,106]，样本数据分组为[96,98)，[98,100)，[100,102)，[102,104)，[104,106]，已知样本中产品净重小于100克的个数是36.(1)求样本容量及样本中净重大于或等于98克并且小于104克的产品的个数；(2)已知这批产品中每个产品的利润y (单位：元)与产品净重x (单位：克)的关系式为y ＝⎩⎪⎨⎪⎧3，96≤x <98，5，98≤x <104，4，104≤x ≤106，求这批产品平均每个的利润．解：(1)产品净重小于100克的频率为(0.050＋0.100)×2＝0.300. 设样本容量为n .∵样本中产品净重小于100克的个数是36， ∴36n＝0.300，∴n ＝120. ∵样本中净重大于或等于98克并且小于104克的产品的频率为(0.100＋0.150＋0.125)×2＝0.750，∴样本中净重大于或等于98克并且小于104克的产品的个数是120×0.750＝90. (2)产品净重在[96,98)，[98,104)，[104,106]内的频率分别为0.050×2＝0.100，(0.100＋0.150＋0.125)×2＝0.750，0.075×2＝0.150.∴其相应的频数分别为120×0.100＝12,120×0.750＝90,120×0.150＝18. ∴这批产品平均每个的利润为1120(12×3＋90×5＋18×4)＝4.65(元)．。
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2015 高考数学专题十四：数形结合思想 ( 教师版含 14 年高考试题2015 高考数学专题十四：数形结合思想（教师版含 13 、 14 年高考题）数形结合的思想在每年的高考中都有所体现，它常用来：研究方程根的情况，讨论函数的值域 (最值 )及求变量的取值范围等．对这类内容的选择题、填空题，数形结合特别有效．从今年的高考题来看，数形结合的重点是研究“以形助数”，但“以数定形”在今后的高考中将会有所加强，应引起重视，复习中应提高用数形结合思想解题的意识，画图不能太草，要善于用特殊数或特殊点来精确确定图形间的位置关系．1．应用数形结合的思想应注意以下数与形的转化(1)集合的运算及韦恩图；(2)函数及其图象；(3)数列通项及求和公式的函数特征及函数图象；(4)方程 ( 多指二元方程 ) 及方程的曲线；(5)对于研究距离、角或面积的问题，直接从几何图形入手进行求解即可；(6)对于研究函数、方程或不等式 (最值 )的问题，可通过函数的图象求解 (函数的零点、顶点是关键点 )，做好知识的迁移与综合运用．热点一利用数形结合思想讨论方程的根例 1 (2014 ·山东)已知函数 f(x) ＝| x－ 2| ＋1 ，g (x) ＝kx ，若方程 f (x) ＝g (x)有两个不相等的实根，则实数k 的取值范围是 ()11A．(0 ， )B．( ，1)22C． (1,2) D ．(2 ，＋∞)答案B解析先作出函数 f (x )＝ |x －2| ＋1 的图象，如图所示，当直线 g ( x )＝ kx 与直线 AB 平行时斜率为 1 ，当直线 g ( x )＝kx 过 A 点时斜率1k 的范围为 (1为，故 f (x) ＝g (x) 有两个不相等的实根时，，1) ．22思维升华用函数的图象讨论方程 ( 特别是含参数的指数、对数、根式、三角等复杂方程 )的解的个数是一种重要的思想方法，其基本思想是先把方程两边的代数式看作是两个熟悉函数的表达式 ( 不熟悉时，需要作适当变形转化为两个熟悉的函数 ) ，然后在同一坐标系中作出两个函数的图象，图象的交点个数即为方程解的个数．x 2＋bx ＋c，x ≤0 ，训练 1（1）设函数 f (x )＝若 f (－4)＝f (0)， f (－2)＝2 ， x>0 ，－ 2，则关于 x 的方程 f (x ) ＝x 的解的个数为 ()A．1 B．2C．3 D．4答案C解析由 f( －4) ＝f(0) ， f( －2) ＝－ 2 ，x 2＋4 x ＋2 ，x ≤0 ，解得 b ＝4 ， c＝ 2，∴f (x) ＝2 ， x>0.x 2＋4x ＋ 2 ，x ≤0 ，作出函数 f (x ) ＝与y ＝ x的图象，如图，2 ， x >0由图知交点个数有 3 个，故选 C.（2 ）若定义在R上的函数 f (x )满足 f ( x＋2)＝f (x )，且x∈ [－1,1]时，lg x ，x >0 ，0，x ＝0 ，f (x) ＝1 －x 2，函数 g(x )＝则函数h (x)＝f (x )－g (x)在区间1－，x<0 ，x[ －5,5] 内零点的个数是 ()A ．5B． 7C．8D．10[ 解析 ]依题意得，函数f (x)是以2为周期的函数，在同一坐标系下画出函数 y ＝f (x)与函数 y＝ g (x )的图象，结合图象得，当x ∈[ －5,5] 时，它们的图象的公共点共有8 个，即函数 h(x )＝ f(x) －g (x) 在区间 [ － 5,5] 内的零点的个数是8.[答案] C热点二利用数形结合思想解不等式、求参数范围例2(1)已知奇函数 f x的定义域是x x ≠，x∈R}，且在(0，＋∞上单调递( ){ |0)增，若 f(1)＝0 ，则满足 x ·f(x)<0的 x 的取值范围是．1(2)若不等式 | x －2 a| ≥ x ＋a－1 对 x ∈ R 恒成立，则 a 的取值范围是．2答案(1)( －1,0) ∪ (0,1)1(2) －∞，2解析 (1) 作出符合条件的一个函数图象草图即可，由图可知x ·f x )<0的 x 的( 取值范围是 (－ 1,0) ∪(0,1) ． (2)1 1作出 y ＝| x －2a| 和 y ＝ x ＋a － 1 的简图，依题意知应有 2a ≤2－ 2a ，故 a ≤ .2 2思维升华 求参数范围或解不等式问题时经常联系函数的图象， 根据不等式中量的特点，选择适当的两个 ( 或多个 ) 函数，利用两个函数图象的上、下位置关系转化数量关系来解决问题，往往可以避免烦琐的运算，获得简捷的解答．训练 2(1) 设 A ＝{( x ，y )| x 2 ＋ (y －1) 2 ＝1} ，B ＝{( x ，y )| x ＋y ＋m ≥0} ，则使A? B 成立的实数 m 的取值范围是 ．(2) 若不等式9 －x 2≤k (x ＋2) － 2 的解集为区间 [ a ， b ] ，且 b － a ＝ 2 ，则 k＝ ________.答案(1)[ 2－1，＋∞) (2) 2解析(1)集合 A 是一个圆 x 2 ＋( y － 1) 2＝1 上的点的集合， 集合 B 是一个不等 式 x ＋y ＋m ≥0 表示的平面区域内的点的集合，要使 A? B ，则应使圆被平面区域所包含 ( 如图 ) ，即直线 x ＋ y ＋ m ＝0 应与圆相|m ＋ 1|切或相离 (在圆的下方 )，而当直线与圆相切时有＝1，又m >0，2所以 m ＝ 2 －1 ，故 m 的取值范围是 m ≥ 2 － 1.(2)令 y1＝ 9－ x 2，y 2＝k (x ＋2) － 2 ，在同一个坐标系中作出其图象，因 9 －x 2≤k(x ＋ 2) － 2 的解集为 [a，b ] 且 b － a＝ 2.结合图象知 b ＝3 ，a ＝ 1，即直线与圆的交点坐标为(1,22) ．又因为点 (－2，－2) 在直线上，2 2 ＋2所以 k ＝＝ 2.1 ＋2热点三利用数形结合思想解最值问题例 3 (1) 已知 P 是直线 l： 3x ＋ 4y ＋8 ＝0 上的动点， PA 、PB 是圆 x 2＋y 2－2x －2y ＋1 ＝0 的两条切线， A 、B 是切点， C 是圆心，则四边形 PACB 面积的最小值为．x－ 2y ＋ 1≥0，(2) 已知点 P(x ，y)的坐标 x ，y 满足则x2＋y2－6 x＋9的取|x| － y－ 1≤0，值范围是 ()A ． [2,4]B．[2,16]C． [4,10] D ．[4,16]答案(1)2 2(2)B解析(1)从运动的观点看问题，当动点 P 沿直线 3x＋ 4 y＋ 8＝ 0 向左上方或右下方无11穷远处运动时，直角三角形 PAC 的面积 S Rt△PAC＝ |PA| ·|AC |＝ | PA| 越来越大，22从而 S 四边形PACB也越来越大；当点 P 从左上、右下两个方向向中间运动时，S 四边形 PACB 变小，显然，当点P到达一个最特殊的位置，即CP 垂直直线 l 时， S 四边形 PACB 应有唯一的最小值，此时 |PC| ＝|3 ×1＋4×1＋8|＝ 3 ，32＋42从而 |PA|＝| PC| 2－|AC |2＝2 2.1所以 (S 四边形PACB )min＝2× ×|PA|×| AC|＝2 2.2(2)画出可行域如图，所求的 x2＋y 2－ 6x ＋ 9＝ (x －3) 2＋ y 2是点 Q(3,0) 到可行域上的点的距离的平方，由图形知最小值为 Q 到射线 x －y －1 ＝0( x ≥0) 的距离 d 的平方，最大值为 |QA |2＝16.|3 －0－1|∵d 2＝()2＝( 2) 2＝2.12＋－12∴取值范围是 [2,16] ．思维升华(1) 在几何的一些最值问题中，可以根据图形的性质结合图形上点的条件进行转换，快速求得最值．(2)如果 (不 )等式、代数式的结构蕴含着明显的几何特征，就要考虑用数形结合的思想方法来解题，即所谓的几何法求解．(1)(2013 ·重庆)设 P 是圆 (x －3) 2＋(y ＋1) 2＝4 上的动点，Q 是直线x ＝－ 3 上的动点，则 |PQ | 的最小值为 ()A．6 B．4 C．3 D．2x －y ＋ ≤ ，1 0(2) 若实数 x 、y 满足 x>0 ，y则 的最小值是 ______．y ≤2 ， x答案(1)B (2)2解析 (1) 由题意，知圆的圆心坐标为 (3 ，－ 1) ，圆的半径长为 2 ，|PQ | 的最小值为圆心到直线 x ＝－ 3 的距离减去圆的半径长， 所以 | PQ|min ＝3 －( －3) － 2＝4. 故选 B.(2) 可行域如图所示．y又 的几何意义是可行域内的点与坐标原点连线的斜率k.x由图知，过点 A 的直线 OA 的斜率最小．x － y ＋ 1＝ 0 ，联立得 A (1,2) ，y ＝ 2，2 －0 y所以 k OA ＝ ＝2. 所以 的最小值为 2.1－ 0 xa 2－ab ，a ≤b ，模拟演练 5对于实数 a 和 b ，定义运算“* ”：a * b ＝ 设b 2 －ab ，a> b .f (x) ＝(2 x －1)*( x － 1) ，且关于 x 的方程 f (x ) ＝m (m ∈R) 恰有三个互不相等的实数根 x 1 ，x 2 ， x 3 ，则 x 1x 2 x 3 的取值范围是．[ 解析 ](1) 由定义可知，2x －1x， x ≤0 ，f(x)＝－x －1 x ，x >0.作出函数 f (x) 的图象，如图所示．1由图可知，当 0< m <时，4f(x)＝ m (m ∈R)恰有三个互不相等的实数根x 1，x 2， x3 .不妨设 x 1 < x2 < x 3，易知 x 2 >0 ，1且 x2＋x 3＝ 2 ×＝ 1 ，21∴x 2x 3 <.412x －1 x＝，令4x<0 ，1 － 3 1 ＋3解得 x ＝或 x ＝(舍去)．441 － 3 1 －3∴< x 1<0 ，∴< x1 x 2 x 3 <0.4161 －3[答案] (，0)164．运用数形结合思想解决解析几何中的问题在数形结合时，既要进行几何直观的分析，又要进行代数抽象的探索，两方面相辅相成，仅对代数问题进行几何分析(或仅对几何问题进行代数分析) 在许多时候是很难行得通的．例如，在解析几何中，我们主要是运用代数的方法来研究几何问题，但是在许多时候，若能充分地挖掘利用图形的几何特征，将会使得复杂的问题简单化．【例 6】已知P是直线3x＋4y＋8＝0上的动点，PA，PB是圆x2＋y2－2x －2y ＋1 ＝ 0 的两条切线， A ，B 是切点， C 是圆心，求四边形 PACB 面积的最小值．【解】根据题意，画出图形如下图，当动点 P 沿直线 3 x ＋4y ＋8 ＝0 向左上方或向右下方无穷远处运动时，Rt △11PAC 的面积 S Rt△PAC＝ |PA| ·|AC| ＝ | PA|越来越大，从而S 四边形PACB也越来越22大；当点 P 从左上、右下两个方向向中间运动时，S 四边形PACB变小，显然，当点P到达一个最特殊的位置，即 CP 垂直于直线 3x ＋4y ＋8 ＝0 时， S 四边形PACB应有唯一的最小值，|3 ×1＋4×1＋8|此时|PC|＝＝3，32＋42从而| PA| ＝|PC|2－|AC| 2＝2 2.1∴(S 四边形PACB ) min＝2 × ×| PA|×| AC| ＝2 2.2规律总结：1．在数学中函数的图象、方程的曲线、不等式所表示的平面区域、向量的几何意义等都实现以形助数的途径，当试题中涉及这些问题的数量关系时，我们可以通过图形分析这些数量关系，达到解题的目的．2．有些图形问题，单纯从图形上无法看出问题的结论，这就要对图形进行数量上的分析，通过数的帮助达到解题的目的．3．利用数形结合解题，有时只需把图象大致形状画出即可，不需要精确图象．4．数形结合思想常用模型：一次、二次函数图象；斜率公式；两点间的距离公式 (或向量的模 )；点到直线的距离公式等．练习题真题感悟1 ．(2013 ·重庆)已知圆 C1：(x － 2) 2＋(y － 3) 2＝ 1，圆 C2：(x －3) 2＋(y－ 4) 2＝ 9， M ，N 分别是圆 C1，C2上的动点， P 为 x 轴上的动点，则 | PM |＋ |PN |的最小值为 ()A．5 2 －4 B.17 －1C．6－2 2 D.17答案A解析设 P(x, 0) ，设 C1 (2,3) 关于 x 轴的对称点为 C1′(2 ，－3) ，那么 |PC1 |＋| PC2|＝|PC1′|＋|PC2| ≥|C1′C2| ＝2 －32＋－3－42＝5 2.而|PM | ＋|PN | ＝| PC1|＋|PC2| －4≥52－4.2 ．(2014 ·江西)在平面直角坐标系中， A ， B 分别是 x 轴和 y 轴上的动点，若以 AB 为直径的圆 C 与直线 2x ＋y －4 ＝ 0 相切，则圆 C 面积的最小值为 ()4 3A. πB. π5 45C． (6 －2 5) π D. π4答案A解析∵∠AOB ＝90 °，∴点O 在圆 C 上．设直线 2x ＋y － 4＝ 0与圆 C相切于点 D，则点 C 与点 O 间的距离等于它到直线 2x ＋ y －4 ＝0的距离，∴点 C 在以 O 为焦点，以直线 2 x＋ y －4 ＝0 为准线的抛物线上，∴当且仅当 O，C，D 共线时，圆的直径最小为 | OD |.|2 ×0＋0－4|4又|OD |＝＝5，5∴圆 C 的最小半径为2，5∴圆 C 面积的最小值为π (24)2＝π.55－x 2＋2x ，x ≤0 ，3 ．(2013 ·课标全国Ⅰ) 已知函数 f (x ) ＝若| f(x )| ≥ax ，则ln x ＋1， x>0.a 的取值范围是 ()A．(－∞，0] B．(－∞，1]C．[－2,1] D．[ －2,0]答案D解析函数 y ＝| f (x)| 的图象如图．①当 a＝0 时， | f (x)| ≥ax 显然成立．②当 a>0 时，只需在 x >0 时，ln( x ＋1) ≥ax 成立．比较对数函数与一次函数y ＝ax 的增长速度．显然不存在 a>0 使 ln( x ＋ 1) ≥ax 在 x >0 上恒成立．③当 a<0 时，只需在 x <0 时， x 2－2x ≥ax 成立．即 a≥x － 2 成立，所以 a≥－2.综上所述：－ 2≤a ≤0. 故选 D.4 ．(2014 ·天津)已知函数 f (x) ＝| x 2＋3x |， x ∈ R.若方程 f(x) －a|x －1| ＝0 恰有 4 个互异的实数根，则实数 a 的取值范围为．答案(0,1) ∪ (9 ，＋∞ )解析设 y 1＝f (x) ＝| x2＋3x|，y 2＝a| x －1| ，在同一直角坐标系中作出y 1＝ |x 2＋ 3 x| ，y 2＝ a| x －1| 的图象如图所示．由图可知 f(x )－a| x － 1| ＝0 有 4 个互异的实数根等价于 y 1＝| x 2＋ 3x| 与 y 2＝ a| x － 1| 的图象有 4 个不同的交点，且 4 个交点的横坐标都小于 1 ，y ＝－ x 2－ 3x ，所以有两组不同解．y ＝ a1－ x消去 y 得 x 2＋ (3 －a)x ＋ a＝ 0 有两个不等实根，所以＝(3－a)2－4a>0，即a2－10 a＋9>0，解得 a<1 或 a>9.又由图象得 a>0 ，所以 0< a<1 或 a>9.押题练习1 ．方程 |x 2－2x|＝a 2＋1( a>0) 的解的个数是 ()A．1 B．2 C．3 D．4答案B解析( 数形结合法 )∵a>0 ，∴a2＋ 1>1.而 y ＝|x 2－2x |的图象如图，∴y ＝| x2－2 x|的图象与 y ＝a 2＋ 1 的图象总有两个交点．2 ．不等式 | x＋ 3| －| x －1| ≤a2－3 a 对任意实数 x 恒成立，则实数 a 的取值范围为 ()A．(－∞，－ 1] ∪[4 ，＋∞) B．(－∞，－ 2] ∪[5 ，＋∞)C．[1,2]D．(－∞，1] ∪[2 ，＋∞)答案A－4x < －3，解析 f (x) ＝|x ＋ 3| －| x －1| ＝2x ＋2－3 ≤x <1 ，画出函数 f (x )4x≥1 .的图象，如图，可以看出函数 f (x ) 的最大值为 4 ，故只要 a2－3 a≥4 即可，解得a≤－1 或 a≥4. 正确选项为 A.3 ．经过 P(0 ，－ 1) 作直线 l，若直线 l 与连接 A (1 ，－2) ，B(2,1) 的线段总有公共点，则直线 l 的斜率 k 和倾斜角α的取值范围分别为，________.答案 [ －1,1]π 3 π[0， ]∪[，π)44解析如图所示，结合图形：为使 l 与线段 AB 总有公共点，则 k PA≤k ≤k PB，而 k PB>0 ，k PA <0 ，故 k <0 时，倾斜角α为钝角， k ＝ 0 时，α＝ 0， k >0 时，α为锐角．－2－－1又 k PA＝＝－1，1－0－1 －1k PB＝＝1，∴－1≤k≤1.0－2π又当 0 ≤k ≤1 时， 0≤α≤；4当－ 1 ≤k<03 ππ 3 π时，≤α< π.故倾斜角α的取值范围为α∈ [0 ，] ∪[，π) ．4442x ＋ 3y －6 ≤0 ，4 ．(2013 ·山东)在平面直角坐标系 xOy 中，M 为不等式组x ＋ y －2 ≥0，y ≥0所表示的区域上一动点，则|OM |的最小值是．答案2解析由题意知原点 O 到直线 x ＋y －2 ＝0 的距离为 | OM |的最小值．2所以 |OM |的最小值为＝ 2.25 ．(2013 ·江西)过点 ( 2 ，0) 引直线 l 与曲线 y ＝ 1 － x 2相交于 A 、 B 两点，O 为坐标原点，当△ AOB 的面积取最大值时，直线l 的斜率为．3答案－3111解析∵S△AOB＝|OA || OB |sin ∠AOB ＝ sin ∠AOB ≤ .222π当∠AOB ＝时，S△AOB面积最大．22此时 O 到 AB 的距离 d ＝.2设 AB 方程为 y ＝k (x －2)( k <0) ，即 kx － y －2k ＝0.| 2 k |23由 d ＝＝得 k ＝－.k 2＋123x 2y 26. [2014 ·四川高考] 已知椭圆 C：＋b 2＝1( a> b >0) 的左焦点为 F(－2,0) ，a26离心率为.3(1)求椭圆 C 的标准方程；(2)设 O 为坐标原点， T 为直线 x ＝－ 3 上一点，过 F 作 TF 的垂线交椭圆于P，Q .当四边形 OPTQ 是平行四边形时，求四边形 OPTQ 的面积．c6[ 解 ] (1) 由已知可得，＝， c＝ 2 ，所以 a＝ 6.a3又由 a2＝b 2＋c 2，解得 b ＝ 2 ，所以椭圆 C 的标准方程是x 2y2＋＝1. 62(2) 设 T 点的坐标为 ( －3 ，m ) ，则直线 TF 的斜率 k TF＝m －0＝－－3 －－2m .1当 m ≠0 时，直线 PQ 的斜率 k PQ＝，直线PQ的方程是x＝my－2.m当 m ＝0 时，直线 PQ 的方程是 x＝－ 2 ，也符合 x ＝ my －2 的形式．设 P(x 1，y 1 ) ，Q(x2，y 2) ，将直线 PQ 的方程与椭圆 C 的方程联立，得x＝my － 2，x 2y 2＋＝ 1.62消去 x ，得 (m 2＋3) y 2－4my －2 ＝0.其判别式＝16 m 2＋8( m 2＋ 3)>0 ，4m－2所以 y 1＋y 2＝，y 1 y 2＝，m 2＋3m 2＋3－ 12x 1＋x 2＝m (y 1＋ y2 )－ 4＝.m 2＋3因为四边形 OPTQ 是平行四边形，→→所以 OP＝ QT ，即 (x 1，y 1 )＝( －3 －x 2，m － y2 )．－12x 1＋x 2＝＝－ 3，m 2＋3所以解得 m ＝± 1.4my 1＋y 2＝＝m ，m 2＋3此时， S 四边形OPTQ＝2S△OPQ1＝2 × ·|OF| ·|y 1－ y 2|24m－ 2＝22－4·＝2 3.m 2＋3m 2＋ 3f x，x ≤0 ，17 ．设函数 F(x) ＝x，x >0 ，其中 f(x) ＝ax 3－ 3ax ，g (x) ＝ x 2－g2 ln x，方程 F(x)＝a 2有且仅有四个解，求实数 a 的取值范围．[ 解 ] x ∈ (0,1)11时， g ′(x)＝ x － <0 ， x ∈(1 ，＋∞ ) 时， g ′(x) ＝ x－>0 ，x x1所以当 x＝ 1 时， g (x )取极小值 g(1) ＝ .2(1)当 a ＝0 时，方程 F(x) ＝a 2不可能有 4 个解；(2)当 a<0 时，因为 f ′(x ) ＝3a(x 2－ 1) ，若 x ∈( －∞，0] 时， f ′(x) ＝3a(x 2－1) ，当 x ∈( －1,0] 时， f ′(x)>0 ，当 x ∈( －∞，－ 1) 时， f ′(x)<0 ，所以当 x＝－ 1 时， f (x)取得极小值 f (－ 1) ＝2 a，又 f(0) ＝ 0，所以 F(x )的图象如图 (1)所示，从图象可以看出F(x )＝ a2不可能有 4 个解．(3)当 a>0 时，当 x ∈( －∞，－ 1) 时，f ′(x )>0 ，当 x∈ (－ 1,0] 时，f ′(x )<0 ，所以当 x ＝－ 1 时， f ( x )取得极大值 f ( －1) ＝2 a，又 f (0) ＝0 ，所以 F(x ) 的图象11如图 (2) 所示，从图象看出方程F(x ) ＝a2若有 4 个解，则< a2 <2 a ，且 2a>，22所以实数 a 的取值范围是2，2 . 2。