2020届高考数学第一轮复习测试题9 理
2020届高考数学(理)一轮复习考点综合提升训练：考点21数列的概念与简单表示法
高三一轮综合提升 考点21数列的概念与简单表示法一、选择题1．若S n 为数列{a n }的前n 项和，且S n ＝n n ＋1，则1a 5等于( ) A.56B.65C.130 D ．302．设数列{a n }的通项公式为a n ＝n 2－bn ，若数列{a n }是单调递增数列，则实数b 的取值范围为( )A ．(－∞，－1]B ．(－∞，2]C ．(－∞，3) D.⎝⎛⎦⎤－∞，92 3．定义：在数列{a n }中，若满足a n ＋2a n ＋1－a n ＋1a n＝d (n ∈N *，d 为常数)，称{a n }为“等差比数列”．已知在“等差比数列”{a n }中，a 1＝a 2＝1，a 3＝3，则a 2 019a 2 017等于( ) A ．4×2 0192－1B ．4×2 0182－1C ．4×2 0172－1D ．4×2 01724．在数列{a n }中，a 1＝1，a 2＝2，若a n ＋2＝2a n ＋1－a n ＋2，则a n ＝( )A.15n 2－25n ＋65B ．n 3－5n 2＋9n －4C ．n 2－2n ＋2D ．2n 2－5n ＋45．在各项均为正数的数列{a n }中，对任意m ，n ∈N *，都有a m ＋n ＝a m ·a n .若a 6＝64，则a 9等于( )A ．256B ．510C ．512D ．1 0246．若数列{a n }的通项公式是a n ＝(－1)n (3n －2)，则a 1＋a 2＋…＋a 10等于( )A ．15B ．12C ．－12D ．－15二、填空题 7．已知数列{a n }满足a n ≠0,2a n (1－a n ＋1)－2a n ＋1(1－a n )＝a n －a n ＋1＋a n ·a n ＋1，且a 1＝13，则数列{a n }的通项公式a n ＝________.8．已知数列{a n }的前n 项和S n ＝n 2＋1(n ∈N *)，则a n ＝________.9．已知数列{a n }满足a 1＝1，a 2＝4，a n ＋2＋2a n ＝3a n ＋1(n ∈N *)，则数列{a n }的通项公式a n ＝________.10．若数列{a n }的通项公式是a n ＝(n ＋1)⎝⎛⎭⎫1011n ，则此数列的最大项是第________项．11．若数列{a n }满足a n ＋1＝⎩⎨⎧ 2a n ，0≤a n ≤12，2a n －1，12＜a n ＜1，a 1＝35，则数列{a n }的第2 019项为________．三、解答题12．[与函数零点交汇]已知二次函数f (x )＝x 2－ax ＋a (a ＞0，x ∈R)有且只有一个零点，数列{a n }的前n 项和S n ＝f (n )(n ∈N *)．(1)求数列{a n }的通项公式；(2)设c n ＝1－4a n(n ∈N *)，定义所有满足c m ·c m ＋1＜0的正整数m 的个数，称为这个数列{c n }的变号数，求数列{c n }的变号数．13．设数列{a n}的前n项和为S n，数列{S n}的前n项和为T n，满足T n＝2S n－n2，n∈N*.(1)求a1的值；(2)求数列{a n}的通项公式．14．已知数列{a n}的各项均为正数，记数列{a n}的前n项和为S n，数列{a2n}的前n项和为T n，且3T n＝S2n＋2S n，n∈N*.(1)求a1的值；(2)求数列{a n}的通项公式．参考答案1. 答案：D解析：当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n n ＋1－n －1n ＝1n (n ＋1)，所以1a 5＝5×6＝30. 2. 答案：C解析：因为数列{a n }是单调递增数列，所以a n ＋1－a n ＝2n ＋1－b ＞0(n ∈N *)，所以b ＜2n ＋1(n ∈N *)，所以b ＜(2n ＋1)min ＝3，即b ＜3.3. 答案：C解析：由题知⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n ＋1a n 是首项为1，公差为2的等差数列，则a n ＋1a n ＝2n －1， 所以a 2 019a 2 017＝a 2 019a 2 018·a 2 018a 2 017＝(2×2 018－1)(2×2 017－1) ＝(2×2 017＋1)(2×2 017－1)＝4×2 0172－1.4. 答案：C解析：由题意得(a n ＋2－a n ＋1)－(a n ＋1－a n )＝2，因此数列{a n ＋1－a n }是以1为首项，2为公差的等差数列，a n ＋1－a n ＝1＋2(n －1)＝2n －1， 当n ≥2时，a n ＝a 1＋(a 2－a 1)＋(a 3－a 2)＋…＋(a n －a n －1)＝1＋1＋3＋…＋(2n －3)＝1＋(1＋2n －3)(n －1)2＝(n －1)2＋1＝n 2－2n ＋2， 又a 1＝1＝12－2×1＋2，因此a n ＝n 2－2n ＋2.5. 答案：C解析：在各项均为正数的数列{a n }中，对任意m ，n ∈N *，都有a m ＋n ＝a m ·a n .所以a 6＝a 3·a 3＝64，a 3＝8.所以a 9＝a 6·a 3＝64×8＝512.6. 答案：A解析：由题意知，a 1＋a 2＋…＋a 10＝－1＋4－7＋10－…＋(－1)10×(3×10－2)＝(－1＋4)＋(－7＋10)＋…＋[(－1)9×(3×9－2)＋(－1)10×(3×10－2)]＝3×5＝15.n ＋2解析：∵a n ≠0,2a n (1－a n ＋1)－2a n ＋1(1－a n )＝a n －a n ＋1＋a n ·a n ＋1，∴两边同除以a n ·a n ＋1，得2(1－a n ＋1)a n ＋1－2(1－a n )a n ＝1a n ＋1－1a n ＋1，整理，得1a n ＋1－1a n＝1，即⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以3为首项，1为公差的等差数列，∴1a n ＝3＋(n －1)×1＝n ＋2，即a n ＝1n ＋2. 8. 答案：⎩⎪⎨⎪⎧2，n ＝1，2n －1，n ≥2 解析：当n ＝1时，a 1＝S 1＝2，当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝n 2＋1－[(n －1)2＋1]＝2n －1，故a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧2，n ＝1，2n －1，n ≥2. 9. 答案：3×2n －1－2 解析：由a n ＋2＋2a n －3a n ＋1＝0，得a n ＋2－a n ＋1＝2(a n ＋1－a n )， ∴数列{a n ＋1－a n }是以a 2－a 1＝3为首项，2为公比的等比数列，∴a n ＋1－a n ＝3×2n －1， ∴n ≥2时，a n －a n －1＝3×2n －2，…，a 3－a 2＝3×2，a 2－a 1＝3， 将以上各式累加得a n －a 1＝3×2n －2＋…＋3×2＋3＝3(2n －1－1)， ∴a n ＝3×2n －1－2(n ≥2)， 经检验，当n ＝1时，a n ＝1，符合上式．∴a n ＝3×2n －1－2. 10. 答案：9或10解析：∵a n ＋1－a n ＝(n ＋2)⎝⎛⎭⎫1011n ＋1－(n ＋1)⎝⎛⎭⎫1011n ＝⎝⎛⎭⎫1011n ×9－n 11， 当n ＜9时，a n ＋1－a n ＞0，即a n ＋1＞a n ；当n ＝9时，a n ＋1－a n ＝0，即a n ＋1＝a n ；当n ＞9时，a n ＋1－a n ＜0，即a n ＋1＜a n ，∴该数列中有最大项，且最大项为第9,10项．5解析：由已知可得，a 2＝2×35－1＝15， a 3＝2×15＝25， a 4＝2×25＝45， a 5＝2×45－1＝35， ∴{a n }为周期数列且T ＝4，∴a 2 019＝a 504×4＋3＝a 3＝25. 12. 解析：(1)依题意，Δ＝a 2－4a ＝0， 所以a ＝0或a ＝4.又由a ＞0得a ＝4，所以f (x )＝x 2－4x ＋4.所以S n ＝n 2－4n ＋4.当n ＝1时，a 1＝S 1＝1－4＋4＝1； 当n ≥2时，a n ＝S n －S n －1＝2n －5.所以a n ＝⎩⎪⎨⎪⎧1，n ＝1，2n －5，n ≥2. (2)由题意得c n ＝⎩⎪⎨⎪⎧－3，n ＝1，1－42n －5，n ≥2. 由c n ＝1－42n －5可知，当n ≥5时，恒有c n ＞0. 又c 1＝－3，c 2＝5，c 3＝－3，c 4＝－13，c 5＝15，c 6＝37， 即c 1·c 2＜0，c 2·c 3＜0，c 4·c 5＜0，所以数列{c n }的变号数为3.13. 解析：(1)令n＝1，T1＝2S1－1，∵T1＝S1＝a1，∴a1＝2a1－1，∴a1＝1.(2)n≥2时，T n－1＝2S n－1－(n－1)2，则S n＝T n－T n－1＝2S n－n2－[2S n－1－(n－1)2]＝2(S n－S n－1)－2n＋1＝2a n－2n＋1.因为当n＝1时，a1＝S1＝1也满足上式，所以S n＝2a n－2n＋1(n∈N*)，当n≥2时，S n－1＝2a n－1－2(n－1)＋1，两式相减得a n＝2a n－2a n－1－2，所以a n＝2a n－1＋2(n≥2)，所以a n＋2＝2(a n－1＋2)，因为a1＋2＝3≠0，所以数列{a n＋2}是以3为首项，2为公比的等比数列．所以a n＋2＝3×2n－1，所以a n＝3×2n－1－2，当n＝1时也成立，所以a n＝3×2n－1－2.14. 解析：(1)由3T1＝S21＋2S1，得3a21＝a21＋2a1，即a21－a1＝0.因为a1＞0，所以a1＝1.(2)因为3T n＝S2n＋2S n，①所以3T n＋1＝S2n＋1＋2S n＋1，②②－①，得3a2n＋1＝S2n＋1－S2n＋2a n＋1.因为a n＋1＞0，所以3a n＋1＝S n＋1＋S n＋2，③所以3a n＋2＝S n＋2＋S n＋1＋2，④④－③，得3a n＋2－3a n＋1＝a n＋2＋a n＋1，即a n ＋2＝2a n ＋1，所以当n ≥2时，a n ＋1a n＝2. 又由3T 2＝S 22＋2S 2，得3(1＋a 22)＝(1＋a 2)2＋2(1＋a 2)，即a 22－2a 2＝0.因为a 2＞0，所以a 2＝2，所以a 2a 1＝2， 所以对n ∈N *，都有a n ＋1a n＝2成立， 所以数列{a n }的通项公式为a n ＝2n －1，n ∈N *.。
2020届高考理科数学一轮复习第9章 第7节 抛物线含答案
第七节抛物线1．抛物线的定义满足以下三个条件的点的轨迹是抛物线： (1)在平面内；(2)动点到定点F 的距离与到定直线l 的距离相等； (3)定点不在定直线上．❶其中点F 叫做抛物线的焦点，直线l 叫做抛物线的准线． 2．抛物线的标准方程❷和几何性质若定点F 在定直线l 上，则动点的轨迹为过点F 且垂直于l 的一条直线． 四种不同抛物线方程的异同点[熟记常用结论]设AB是过抛物线y2＝2px(p＞0)焦点F的弦，若A(x1，y1)，B(x2，y2)，则(1)x1x2＝p24，y1y2＝－p2；(2)|AF|＝p1－cos α，|BF|＝p1＋cos α，弦长|AB|＝x1＋x2＋p＝2psin2α(α为弦AB的倾斜角)；(3)1|FA|＋1|FB|＝2p；(4)以弦AB为直径的圆与准线相切；(5)以AF或BF为直径的圆与y轴相切；(6)过焦点弦的端点的切线互相垂直且交点在准线上．[小题查验基础]一、判断题(对的打“√”，错的打“×”)(1)平面内与一个定点F 和一条定直线l 的距离相等的点的轨迹一定是抛物线．( ) (2)抛物线y 2＝4x 的焦点到准线的距离是4.( ) (3)抛物线既是中心对称图形，又是轴对称图形．( )(4)方程y ＝ax 2(a ≠0)表示的曲线是焦点在x 轴上的抛物线，且其焦点坐标是⎝⎛⎭⎫a 4，0，准线方程是x ＝－a4.( )答案：(1)× (2)× (3)× (4)× 二、选填题1．抛物线y ＝2x 2的焦点坐标是( ) A.⎝⎛⎭⎫18，0 B.⎝⎛⎭⎫12，0 C.⎝⎛⎭⎫0，18 D.⎝⎛⎭⎫0，12 解析：选C 抛物线的标准方程为x 2＝12y ，所以焦点坐标是⎝⎛⎭⎫0，18. 2．若点P 到点F (0,2)的距离比它到直线y ＋4＝0的距离小2，则P 的轨迹方程为( ) A ．y 2＝8x B.y 2＝－8x C ．x 2＝8yD ．x 2＝－8y解析：选C 点P 到F (0,2)的距离比它到直线y ＋4＝0的距离小2，因此P 到F (0,2)的距离与它到直线y ＋2＝0的距离相等，故P 的轨迹是以F 为焦点，y ＝－2为准线的抛物线，所以P 的轨迹方程为x 2＝8y .3．抛物线的顶点在原点，准线方程为x ＝－2，则抛物线方程是( ) A ．y 2＝－8x B.y 2＝－4x C ．y 2＝8xD ．y 2＝4x解析：选C 由抛物线的顶点在原点，准线方程为x ＝－2，知p ＝4，且开口向右，故抛物线方程为y 2＝8x .4．焦点在直线2x ＋y ＋2＝0上的抛物线的标准方程为____________________． 解析：当焦点在x 轴上时，令方程2x ＋y ＋2＝0中的y ＝0，得焦点为(－1,0)， 故抛物线方程为y 2＝－4x ，当焦点在y 轴上时，令方程2x ＋y ＋2＝0中的x ＝0，得焦点为(0，－2)， 故抛物线方程为x 2＝－8y . 答案：y 2＝－4x 或x 2＝－8y5．若抛物线y ＝4x 2上的一点M 到焦点的距离为1，则点M 的纵坐标是________．解析：M 到准线的距离等于M 到焦点的距离， 又准线方程为y ＝－116， 设M (x ，y )，则y ＋116＝1，∴y ＝1516. 答案：1516考点一 抛物线的定义及应用[师生共研过关][典例精析](1)若抛物线y 2＝4x 上一点P 到其焦点F 的距离为2，O 为坐标原点，则△OFP 的面积为( )A.12 B ．1 C.32D ．2(2)设P 是抛物线y 2＝4x 上的一个动点，F 是抛物线的焦点．若B (3,2)，则|PB |＋|PF |的最小值为________．[解析] (1)设P (x P ，y P )，由题可得抛物线焦点为F (1,0)，准线方程为x ＝－1. 又点P 到焦点F 的距离为2， ∴由定义知点P 到准线的距离为2. ∴x P ＋1＝2，∴x P ＝1. 代入抛物线方程得|y P |＝2，∴△OFP 的面积为S ＝12·|OF |·|y P |＝12×1×2＝1.(2)如图，过点B 作B Q 垂直准线于点Q ，交抛物线于点P1， 则|P 1Q |＝|P 1F |.则有|PB |＋|PF |≥|P 1B |＋|P 1Q |＝|B Q |＝4， 即|PB |＋|PF |的最小值为4. [答案] (1)B (2)4 [变式发散]1．(变条件)若将本例(2)中“B (3,2)”改为B (3,4)，则|PB |＋|PF |的最小值为________． 解析：由题意可知点B (3,4)在抛物线的外部．∵|PB |＋|PF |的最小值即为B ，F 两点间的距离，F (1,0)， ∴|PB |＋|PF |≥|BF |＝42＋22＝25，即|PB|＋|PF|的最小值为2 5.答案：2 52．(变设问)在本例(2)条件下，点P到点A(－1,1)的距离与点P到直线x＝－1的距离之和的最小值为________．解析：如图，易知抛物线的焦点为F(1，0)，准线是x＝－1，由抛物线的定义知点P到直线x＝－1的距离等于点P到点F的距离．于是，问题转化为在抛物线上求一点P，使点P到点A(－1,1)的距离与点P到点F(1,0)的距离之和最小，显然，连接AF与抛物线相交的点即为满足题意的点，此时最小值为[1－(－1)]2＋(0－1)2＝ 5.答案： 5[解题技法]与抛物线有关的最值问题，一般情况下都与抛物线的定义有关．“看到准线想焦点，看到焦点想准线”，这是解决与过抛物线焦点的弦有关问题的重要途径．[提醒]注意灵活运用抛物线上一点P(x，y)到焦点F的距离|PF|＝|x|＋p2或|PF|＝|y|＋p2.[过关训练]1．若点A的坐标为(3,2)，F是抛物线y2＝2x的焦点，点M在抛物线上移动时，使|MF|＋|MA|取得最小值的M的坐标为________．解析：过点M作准线的垂线，垂足是N，则|MF|＋|MA|＝|MN|＋|MA|，当A，M，N三点共线时，|MF|＋|MA|取得最小值，此时M(2,2)．答案：(2,2)2．(2019·襄阳测试)已知抛物线y＝12x2的焦点为F，准线为l，M在l上，线段MF与抛物线交于N点，若|MN|＝2|NF|，则|MF|＝________.解析：如图，过N作准线的垂线NH，垂足为H.根据抛物线的定义可知|NH|＝|NF|，在Rt△NHM中，|NM|＝2|NH|，则∠NMH＝45°.在△MFK中，∠FMK＝45°，所以|MF|＝2|FK|.而|FK|＝1.所以|MF|＝ 2.答案： 2考点二抛物线的标准方程与几何性质[师生共研过关][典例精析](1)已知抛物线y2＝2px(p＞0)的准线经过点(－1,1)，则该抛物线的焦点坐标为()A．(－1,0)B．(1,0)C．(0，－1) D．(0,1)(2)设抛物线C ：y 2＝2px (p ＞0)的焦点为F ，点M 在C 上，|MF |＝5.若以MF 为直径的圆过点A (0,2)，则C 的方程为( )A ．y 2＝4x 或y 2＝8x B.y 2＝2x 或y 2＝8x C ．y 2＝4x 或y 2＝16xD ．y 2＝2x 或y 2＝16x[解析] (1)抛物线y 2＝2px (p ＞0)的准线为x ＝－p 2且过点(－1,1)，故－p2＝－1，解得p ＝2.所以抛物线的焦点坐标为(1,0)．(2)由已知得抛物线的焦点F ⎝⎛⎭⎫p 2，0设点M (x 0，y 0)，则AF ―→＝⎝⎛⎭⎫p 2，－2，AM ―→＝⎝⎛⎭⎫y 202p ，y 0－2.由已知得，AF ―→·AM ―→＝0，即y 20－8y 0＋16＝0，因而y 0＝4，M ⎝⎛⎭⎫8p ，4. 由|MF |＝5，得 ⎝⎛⎭⎫8p －p 22＋16＝5.又p ＞0，解得p ＝2或p ＝8.故C 的方程为y 2＝4x 或y 2＝16x .[答案] (1)B (2)C[解题技法]1．求抛物线标准方程的方法(1)定义法：若题目已给出抛物线的方程(含有未知数p )，那么只需求出p 即可． (2)待定系数法：若题目未给出抛物线的方程，对于焦点在x 轴上的抛物线的标准方程可统一设为y 2＝ax (a ≠0)，a 的正负由题设来定；焦点在y 轴上的抛物线的标准方程可设为x 2＝ay (a ≠0)，这样就减少了不必要的讨论．2．抛物线性质的应用技巧(1)利用抛物线方程确定及应用其焦点、准线时，关键是将抛物线方程化成标准方程． (2)要结合图形分析，灵活运用平面图形的性质简化运算．[过关训练]1．(2019·武汉调研)如图，过抛物线y 2＝2px (p ＞0)的焦点F 的直线l 交抛物线于点A ，B ，交其准线于点C ，若|BC |＝2|BF |，且|AF |＝6，则此抛物线方程为( )A ．y 2＝9xB ．y 2＝6xC ．y 2＝3xD ．y 2＝3x解析：选B 如图分别过点A ，B 作准线的垂线，分别交准线于点E ，D ，设|BF |＝a ，则由已知得：|BC |＝2a ，由抛物线定义得：|BD |＝a ，故∠BCD ＝30°，在直角三角形ACE 中，因为|AE |＝|AF |＝6，|AC |＝6＋3a ，2|AE |＝|AC |，所以6＋3a ＝12，从而得a ＝2，|FC |＝3a ＝6，所以p ＝|FG |＝12|FC |＝3，因此抛物线方程为y 2＝6x .2．(2018·合肥模拟)已知抛物线x 2＝2py (p ＞0)的焦点为F ，点P 为抛物线上的动点，点M 为其准线上的动点，若△FPM 为边长是4的等边三角形，则此抛物线的方程为________．解析：△FPM 为等边三角形，则|PM |＝|PF |，由抛物线的定义得PM 垂直于抛物线的准线，设P ⎝⎛⎭⎫m ，m 22p ，则点M ⎝⎛⎭⎫m ，－p 2.因为焦点F ⎝⎛⎭⎫0，p2，△FPM 是等边三角形，所以⎩⎨⎧m 22p ＋p2＝4，⎝⎛⎭⎫p 2＋p 22＋m 2＝4，解得⎩⎪⎨⎪⎧m 2＝12，p ＝2，因此抛物线方程为x 2＝4y .答案：x 2＝4y考点三 直线与抛物线的位置关系[师生共研过关][典例精析]设A ，B 为曲线C ：y ＝x 22上两点，A 与B 的横坐标之和为2.(1)求直线AB 的斜率；(2)设M 为曲线C 上一点，曲线C 在点M 处的切线与直线AB 平行，且AM ⊥BM ，求直线AB 的方程．[解] (1)设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)， 则x 1≠x 2，y 1＝x 212，y 2＝x 222，x 1＋x 2＝2，故直线AB 的斜率k ＝y 1－y 2x 1－x 2＝x 1＋x 22＝1.(2)由y ＝x 22，得y ′＝x .设M (x 3，y 3)，由题设知x 3＝1，于是M ⎝⎛⎭⎫1，12. 设直线AB 的方程为y ＝x ＋m ，故线段AB 的中点为N (1,1＋m )，|MN |＝⎪⎪⎪⎪m ＋12. 将y ＝x ＋m 代入y ＝x 22，得x 2－2x －2m ＝0.由Δ＝4＋8m ＞0，得m ＞－12，x 1,2＝1±1＋2m .从而|AB |＝2|x 1－x 2|＝22(1＋2m ). 由题设知|AB |＝2|MN |，即2(1＋2m )＝⎪⎪⎪⎪m ＋12，解得m ＝72.所以直线AB 的方程为y ＝x ＋72.[解题技法]1．直线与抛物线交点问题的解题思路(1)求交点问题，通常解直线方程与抛物线方程组成的方程组． (2)与交点相关的问题通常借助根与系数的关系或用向量法解决． 2．解决抛物线的弦及弦中点问题的常用方法(1)有关直线与抛物线的弦长问题，要注意直线是否过抛物线的焦点，若过抛物线的焦点，可直接使用焦点弦公式，若不过焦点，则必须用一般弦长公式．(2)涉及抛物线的弦长、中点、距离等相关问题时，一般利用根与系数的关系采用“设而不求”“整体代入”等解法．[提醒] 涉及弦的中点、斜率时，一般用“点差法”求解．[过关训练]1．(2018·全国卷Ⅲ)已知点M (－1,1)和抛物线C ：y 2＝4x ，过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ，B 两点．若∠AMB ＝90°，则k ＝________.解析：设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则⎩⎪⎨⎪⎧y 21＝4x 1，y 22＝4x 2，∴y 21－y 22＝4(x 1－x 2)， ∴k ＝y 1－y 2x 1－x 2＝4y 1＋y 2.设AB 中点为M ′(x 0，y 0)，抛物线的焦点为F ，分别过点A ，B 作准线x ＝－1的垂线，垂足为A ′，B ′，则|MM ′|＝12|AB |＝12(|AF |＋|BF |)＝12(|AA ′|＋|BB ′|)．∵M ′(x 0，y 0)为AB 中点，∴M 为A ′B ′的中点，∴MM ′平行于x 轴， ∴y 1＋y 2＝2，∴k ＝2. 答案：22．已知抛物线C ：y 2＝2px (p ＞0)的焦点为F ，抛物线C 与直线l 1：y ＝－x 的一个交点的横坐标为8.(1)求抛物线C 的方程；(2)不过原点的直线l 2与l 1垂直，且与抛物线交于不同的两点A ，B ，若线段AB 的中点为P ，且|OP |＝|PB |，求△FAB 的面积．解：(1)易知直线与抛物线的交点坐标为(8，－8)， ∴(－8)2＝2p ×8，∴2p ＝8，∴抛物线C 的方程为y 2＝8x .(2)直线l 2与l 1垂直，故可设直线l 2：x ＝y ＋m ，A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，且直线l 2与x 轴的交点为M .由⎩⎪⎨⎪⎧y 2＝8x ，x ＝y ＋m ，得y 2－8y －8m ＝0， Δ＝64＋32m ＞0，∴m ＞－2. y 1＋y 2＝8，y 1y 2＝－8m ，∴x 1x 2＝y 21y 2264＝m 2.由题意可知OA ⊥OB ，即x 1x 2＋y 1y 2＝m 2－8m ＝0， ∴m ＝8或m ＝0(舍去)，∴直线l 2：x ＝y ＋8，M (8,0)．故S △FAB ＝S △FMB ＋S △FMA ＝12·|FM |·|y 1－y 2|＝3(y 1＋y 2)2－4y 1y 2＝24 5.。
2020届高三数学文科一轮复习_第九章 解析几何课时作业9-8-1
题组一 常识题 1．(教材改编) 过原点的直线 l 被抛物线 x2＝4y 截得的线段 长为 4 2，则直线 l 的斜率为____________． 【解析】 设直线 l 的方程为 y＝kx，将其代入抛物线方程， 得 x2－4kx＝0，所以被截得的线段两端点的坐标分别为(0，0)， (4k，4k2)，所以 （4k）2＋（4k2）2＝4 2，解得 k＝±1.
π
π
所以∠SOT 最大值为 3 .综上所述：∠SOT 的最大值为 3 ，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
取得最大值时直线
l
的斜率为
k1＝±
2 2.
【反思归纳】
跟踪训练 1 已知椭圆 E 的中心在原点，焦点 F1，F2 在 y 轴 上，离心率等于23 2，P 是椭圆 E 上的点．以线段 PF1 为直径的 圆经过 F2，且 9P→F1·P→F2＝1.
y＝4k21x，
x2＝1＋8k421k12，y2＝1＋14k21，
因此|OC|＝ x2＋y2＝
11＋ ＋84kk2121.
由题意可知 sin 12∠SOT＝r＋r|OC|＝1＋1|OrC|，
而|OrC|＝2 3 2·
1＋8k21 1＋1＋k214k211＋8k12＝34 2·
2k21＋1
1＋14＋k212k121 ＋k21，
记直线BT的斜率为k1，且k1＞0，k1≠k.
则|BT|＝1＋8|k41|k21 1＋k12， 故1＋8|k41|k21 1＋k21＝1＋8|k4|k2 1＋k2， 所以 1k＋12＋4kk2141－ 1＋k2＋4kk24＝0. 即(1＋4k2) k21＋k41＝(1＋4k21) k2＋k4， 所以(k2－k21)(1＋k2＋k21－8k2k21)＝0.
2020届高考数学(理)一轮复习课时训练：第9章_平面解析几何_43_word版含解析
【课时训练】第43节 直线的方程一、选择题1．(2018广东深圳期末)过点(2,1)，且倾斜角比直线y ＝－x －1的倾斜角小π4的直线方程是( )A ．x ＝2B ．y ＝1C ．x ＝1D ．y ＝2【答案】A【解析】∵直线y ＝－x －1的斜率为－1，则倾斜角为3π4.则所求直线的倾斜角为3π4－π4＝π2，斜率不存在，∴过点(2,1)的直线方程为x ＝2.2．(2019合肥一六八中学检测)直线x ＋(a 2＋1)y ＋1＝0的倾斜角的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4B ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，πC.⎣⎢⎡⎦⎥⎤0，π4∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2，π D ．⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4，π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π 【答案】B【解析】由直线方程可得该直线的斜率为－1a 2＋1，又－1≤－1a 2＋1＜0，所以倾斜角的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4，π.3．(2018太原质检)若直线l 与直线y ＝1，x ＝7分别交于点P ，Q ，且线段PQ 的中点坐标为(1，－1)，则直线l 的斜率为( )A.13 B ．－13 C ．－32 D ．23【答案】B【解析】依题意，设点P (a,1)，Q (7，b )，则有⎩⎨⎧a ＋7＝2，b ＋1＝－2，解得a ＝－5，b ＝－3，从而可知直线l 的斜率为－3－17＋5＝－13.4．(2018深圳调研)在同一平面直角坐标系中，直线l 1：ax ＋y ＋b ＝0和直线l 2：bx ＋y ＋a ＝0有可能是( )A B C D【答案】B【解析】当a ＞0，b ＞0时，－a ＜0，－b ＜0，选项B 符合要求． 5．(2018衡水模拟)已知直线l 的斜率为3，在y 轴上的截距为另一条直线x －2y －4＝0的斜率的倒数，则直线l 的方程为( )A ．y ＝3x ＋2B ．y ＝3x －2C ．y ＝3x ＋12 D ．y ＝－3x ＋2【答案】A【解析】∵直线x －2y －4＝0的斜率为12，∴直线l 在y 轴上的截距为2.∴直线l 的方程为y ＝3x ＋2.故选A.6．(2018河北保定模拟)已知直线l 过点(1,0)，且倾斜角为直线l 0：x －2y －2＝0的倾斜角的2倍，则直线l 的方程为( )A ．4x －3y －3＝0B ．3x －4y －3＝0C ．3x －4y －4＝0D ．4x －3y －4＝0【答案】D【解析】由题意可设直线l 0，l 的倾斜角分别为α，2α，因为直线l 0：x －2y －2＝0的斜率为12，则tan α＝12，所以直线l 的斜率k ＝tan 2α＝2tan α1－tan 2α＝2×121－⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝43.所以由点斜式可得直线l 的方程为y －0＝43(x －1)，即4x －3y －4＝0.7．(2018皖南八校联考)已知A (3,0)，B (0,4)，直线AB 上一动点P (x ，y )，则xy 的最大值是( )A ．2B ．3C ．4D ．6【答案】B【解析】直线AB 的方程为x 3＋y 4＝1，则x ＝3－34y ，∴xy ＝3y －34y 2＝34(－y 2＋4y )＝34[－(y －2)2＋4]≤3，即当P 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32，2时，xy 取最大值3. 二、填空题8．(2018烟台模拟)直线3x －4y ＋k ＝0在两坐标轴上的截距之和为2，则实数k ＝________.【答案】－24【解析】令x ＝0，得y ＝k 4；令y ＝0，得x ＝－k 3.则有k 4－k3＝2，所以k ＝－24. 9．(2018江西上饶模拟)直线l ：(a －2)x ＋(a ＋1)y ＋6＝0，则直线l 恒过定点________．【答案】(2，－2)【解析】直线l 的方程变形为a (x ＋y )－2x ＋y ＋6＝0，由⎩⎨⎧x ＋y ＝0，－2x ＋y ＋6＝0，解得x ＝2，y ＝－2，所以直线l 恒过定点(2，－2)．10．(2018山西运城模拟)一条直线经过点A (2，－3)，并且它的倾斜角等于直线y ＝13x 的倾斜角的2倍，则这条直线的一般式方程是________．【答案】3x －y －3 3＝0【解析】因为直线y ＝13x 的倾斜角为30°，所以所求直线的倾斜角为60°，即斜率k ＝tan 60°＝ 3.又该直线过点A (2，－3)，故所求直线为y －(－3)＝3(x －2)，即3x －y －33＝0.11．(2018广东广州调研)已知直线l 过点M (1,1)，且与x 轴，y 轴的正半轴分别交于A ，B 两点，O 为坐标原点，则当|OA |＋|OB |取得最小值时，直线l 的方程为________．【答案】x ＋y －2＝0【解析】设A (a,0)，B (0，b )(a ＞0，b ＞0)，直线l 的方程为x a ＋y b ＝1，则1a ＋1b＝1，所以|OA |＋|OB |＝a ＋b ＝(a ＋b )·⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ＋1b ＝2＋a b ＋ba ≥2＋2ab ·ba ＝4，当且仅当a ＝b ＝2时取等号，此时直线l 的方程为x ＋y －2＝0.12．(2018湖南长沙统一模拟)设m ∈R ，过定点A 的动直线x ＋my ＝0和过定点B 的动直线mx －y －m ＋3＝0交于点P (x ，y )，则|P A |·|PB |的最大值是________．【答案】5【解析】易知A (0,0)，B (1,3)，且P A ⊥PB ， ∴|P A |2＋|PB |2＝|AB |2＝10.∴|P A |·|PB |≤|P A |2＋|PB |22＝5(当且仅当|P A |＝|PB |时取“＝”)． 三、解答题13．(2018海南中学月考)(1)求过点(4，－3)且在两坐标轴上截距的绝对值相等的直线l 的方程；(2)设直线l 的方程为(a ＋1)x ＋y －2－a ＝0(a ∈R )，若a ＞－1，直线l 与x ，y 轴分别交于M ，N 两点，O 为坐标原点，求△OMN 面积取最小值时，直线l 的方程．【解】(1)设直线在x 轴，y 轴上的截距分别为a ，b . ①当a ≠0，b ≠0时，设l 的方程为x a ＋yb ＝1. ∵点(4，－3)在直线上，∴4a ＋－3b ＝1.若a ＝b ，则a ＝b ＝1，直线方程为x ＋y －1＝0.若a ＝－b ，则a ＝7，b ＝－7，此时直线的方程为x －y －7＝0.②当a ＝b ＝0时，直线过原点，且过点(4，－3)， ∴直线的方程为3x ＋4y ＝0.综上知，所求直线方程为x ＋y －1＝0或x －y －7＝0或3x ＋4y ＝0.(2)易求M ⎝⎛⎭⎪⎫a ＋2a ＋1，0，N (0,2＋a )，∵a ＞－1， ∴S △OMN ＝12·a ＋2a ＋1·(2＋a )＝12·[(a ＋1)＋1]2a ＋1＝12[(a ＋1)＋1a ＋1＋2]≥2，当且仅当a ＋1＝1a ＋1，即a ＝0时取等号．故所求直线l 的方程为x ＋y －2＝0.。
2020届高考数学(理)大一轮复习：专题突破练(5) 立体几何的综合问题
专题突破练(5)立体几何的综合问题2.如图，三棱柱ABC－A1B1C1中，AA1⊥平面ABC，A1A＝AB＝2，BC＝1，AC＝5，若规定正视方向垂直平面ACC1A1，则此三棱柱的侧视图的面积为()45C.5 D．6答案C折成四面体A′－BCD，使平面A′BD⊥平面BCD，则下列结论正确的是()A．A′C⊥BDB.∠BA′C＝90°5.[2018·河南豫东、豫北十校测试]鲁班锁是中国传统的智力玩具，起源于古代汉族建筑中首创的榫卯结构，这种三维的拼插器具内部的凹凸部分(即榫卯结构)啮合，十分巧妙，原为木质结构，外观看是严丝合缝的十字立方体，其上下、左右、前后完全对称．从外表上看，六根等长的正四棱柱体分成三组，经90度榫卯起来，若正四棱柱体的高为4，底面正方形的边长为1，则该鲁班锁的表面积为 ( )A.48 B ．60 C ．72 D ．846．如图所示，已知在多面体ABC －DEFG 中，AB ，AC ，AD 两两垂直，平面ABC ∥平面DEFG ，平面BEF ∥平面ADGC ，AB ＝AD ＝DG ＝2，AC ＝EF ＝1，则该多面体的体积为( )A.2 B ．4 C ．6 D ．8答案 B解析 如图所示，将多面体补成棱长为2的正方体，那么显然所求的多面体的体积即为该正方体体积的一半，于是所求几何体的体积为V ＝12×23＝4.选B.7.[2017·湖北黄冈中学二模]一个几何体的三视图如图所示，其中正视图是边长为2的等边三角答案 B解析 由三视图可知，该几何体是半圆锥，其展开图如图所示，则依题意，点A ，M 的最短距离，即为线段AM .∵P A ＝PB ＝2，半圆锥的底面半圆的弧长为π，∴展开图中的∠BPM ＝πPB＝π2， π5π5π答案 B解析 如图所示，为组合体的轴截面，记BO 1的长度为x ，由相似三角形的比例关系，得PO 13R＝x R，则PO 1＝3x ，圆柱的高为3R －3x ，所以圆柱的表面积为S ＝2πx 2＋2πx ·(3R －3x )＝－4πx 2＋6πRx ，则当x ＝34R 时，S 取最大值，S max ＝94πR 2.选B.9．在正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，P 为正方形A 1B 1C 1D 1四边上的动点，O 为底面正方形ABCD的中心，M ，N 分别为AB ，BC 边的中点，点Q 为平面ABCD 内一点，线段D 1Q 与OP 互相平分，则满足MQ →＝λMN →的实数λ的值有( )A.0个 B ．1个 C ．2个 D ．3个10. [2017·东北三省三校二模]已知三棱柱ABC －A 1B 1C 1，侧棱BB 1⊥平面ABC ，AB ＝2，AC ＝3，AA 1＝14，AC ⊥BC ，将其放入一个水平放置的水槽中，使AA 1在水槽底面内，平面ABB 1A 1与水槽底面垂直，且水面恰好经过棱BB 1，现水槽底面出现一个小洞，水位下降，则在水位下降过程中，几何体露出水面部分的面积S 关于水位下降的高度h 的函数图象大致为( )答案 A1x 时，正四棱锥的体积最大，则x 为 ( )A ．0.5B ．0.8C ．0.2D ．1答案 C二、填空题13．如图，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，P为棱DC的中点，则D1P与BC1所在直线所成角的余弦值等于________.10514.如图，已知球O的面上有四点A，B，C，D，DA⊥平面ABC，AB⊥BC，DA＝AB＝BC＝2，则球O的体积等于________.答案6π解析如图，以DA，AB，BC为棱长构造正方体，设正方体的外接球球O的半径为R，则正方体的体对角线长即为球O的直径，所以64πR315．如图，用一个边长为2的正方形硬纸，按各边中点垂直折起四个小三角形，做成一个巢，将半径为1的球体放入其中，则球心与巢底面的距离为__________.3＋12解析 由题意知，折起后原正方形顶点间最远的距离为1，如图中的DC ；折起后原正方形顶点到底面的距离为12，如图中的BC .由图知球心与巢底面的距离OF ＝1－122＋12＝3＋12. 16.[2017·安徽黄山第二次质检]如图所示，正方体ABCD －A ′B ′C ′D ′的棱长为1，E ，F 分别是棱AA ′，CC ′的中点，过直线EF 的平面分别与棱BB ′，DD ′交于点M ，N ，设BM＝x ，x ∈[0,1]．给出以下五个命题：①当且仅当x ＝0时，四边形MENF 的周长最大；17．[2017·河南洛阳月考]如图，在直三棱柱ABC－A1B1C1中，∠ACB＝90°，AA1＝BC＝2AC＝4.(1)若点P为AA的中点，求证：平面B CP⊥平面B C P；值；若不存在，说明理由.解(1)证明：如图，以C为原点，CA，CB，CC1所在直线分别为x轴，y轴，z轴建立空间直角坐标系，则C(0,0,0)，A(2,0,0)，B1(0,4,4)，C1(0,0,4)，P(2，0,2)，B(0,4,0)，→→118.719.[2018·广东韶关调研]已知四棱锥P－ABCD中，P A⊥平面ABCD，底面ABCD为菱形，∠ABC(2)由(1)得AE，AD，AP两两垂直，连接AM，以AE，AD，AP所在直线分别为x轴，y轴，z轴建立如图所示的空间直角坐标系.520.[2017·湖北黄冈期末]如图，在各棱长均为2的三棱柱ABC－A1B1C1中，侧面A1ACC1⊥底面ABC，∠A1AC＝60°.(1)求侧棱AA与平面AB C所成角的正弦值的大小；1故以O为坐标原点，建立如图所示的空间直角坐标系Oxyz，。
2020届高考数学(理)一轮复习精品特训专题九：解析几何(3)圆的方程
解析几何（3）圆的方程1、已知点(2,0),(0,2)A B ，点M 是圆22220x y x y +++=上的动点，则点M 到直线AB 的距离的最小值为（ ）A ．2 BC ．2D ． 2、若方程220x y x y m -++=+表示一个圆，则m 的取值范围是( )A ．12m <B ．2m <C ．12m ≤ D ．2m ≤ 3、已知圆的方程22290x y ax +++=圆心坐标为()5,0,则它的半径为( )A. 3?C. 5D. 44、圆()222224121600x y ax ay a a +-++=<的周长等于( )A. aB. a -C. 22a πD. a5、如果把一个平面区域内两点间的距离的最大值称为此区域的直径，那么曲线422x y +=围成的平面区域的直径为( )6、以为()1,1A -圆心且与直线20x y +-=相切的圆的方程为( )A. ()()221+1=4x y -+B. ()()221+1=2x y -+C. ()()22+1-1=4x y +D. ()()22+1-1=2x y +7、已知圆的半径为2,圆心在x 轴的正半轴上,且与直线3440x y ++=相切,则圆的方程是( )A. 2240x y x +-=B. 2240x y x ++=C. 22230x y x +--=D. 22230x y x ++-=8、若一动圆的圆心在抛物线216x y =上,且与直线40y +=相切,则此圆恒过定点( )A. ()0,8-B. (0,4)C. (0,4)-D. ()0,89、已知点()()5,0,1,3A B ---,若圆()222:0C x y r r +=>上恰有两点,M N ,使得MAB ∆和NAB ∆的面积均为5,则r 的取值范围是( )A. (B. (1,5)C. ()2,5D. ( 10、若,x y 满足222420? 0x y x y +-+-=,则22x y +的最小值是( )5B. 5-C. 30-D.无法确定11、已知R a ∈,方程222(2)4850a x a y x y a +++++=表示圆,则圆心坐标是________,半径是________.12、已知直线240x y +-=和坐标轴交于A 、B 两点, O 为原点,则经过,,O A B 三点的圆的方程为__________.13、若直线:1l ax by +=与圆22:1C x y +=有两个不同交点,则点(),P a b 与圆C 的位置关系是__________(点在圆内、圆上或圆外)14、圆22:2210O x y x y +--+=上的动点 Q 到直线:3480l x y ++=的距离的最大值是__________.15、已知圆22:1O x y +=和定点()3,2T ,由圆O 外一动点(),P x y 向圆O 引切线PQ ,切 点为Q ,且满足PQ PT =.1.求证:动点P 在定直线上；2.求线段PQ 长的最小值并写出此时点P 的坐标.答案以及解析1答案及解析：答案：B解析：2答案及解析：答案：A解析：2211()40m -+->，12m ∴<.3答案及解析：答案：D解析：由题得252a -=,5a ∴=-842==,故答案为:D 点睛:(1)本题主要考查圆的一般方程,意在考查学生对该基础知识的掌握能力.(2) 当2240D E F +->时, 220x y Dx Ey F ++++=表示圆心为,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,半径为2的圆.4答案及解析：答案：B解析：原方程配方得()()22232x a y a a -++=.∵0a <,∴半径r =.∴圆的周长为()2πa ⨯=-.5答案及解析：答案：B解析：6答案及解析：答案：B解析：7答案及解析：答案：A解析：解:因为圆的半径为2,圆心在x 轴的正半轴上设为(a,0),a>0,那么利用与直线相切,点到直线的距离公式得到为a=2,故圆的方程是,选A8答案及解析：答案：B解析：9答案及解析：答案：B解析：10答案及解析：答案：C解析：设(),P x y 是圆22:24200C x y x y +-+-=上一点.配方,得()()221?2? 25x y -++=,圆心坐标为()1,2C -,半径5r =.=,则线段PO 最短.如图,当点,,P O C 在同一直线上时,min 55PO PC OC =-==,即()22min 30x y +=-.11答案及解析：答案：();2,45--解析：由题意22a a =+, 1a =-或2, 1a =-时方程为224850x y x y +++-=,即22(2)(4)25x y +++=,圆心为(2,4)--,半径为5,2a =时方程为224448100x y x y ++++=,2215()(1)24x y +++=-不表示圆.12答案及解析：答案：22(2)(1)5x y -+-=解析：13答案及解析：答案：点在圆外解析：直线:1l ax by +=与圆22:1C x y +=有两个不同交点, 则2211a b<+,∴221a b +>,点(),P a b 在圆C 外部,故选C.14答案及解析：答案：4解析：∵圆 O 的标准方程为()()22111x y -+-=,圆心()1,1到直线l 的距离为31=>,∴动点 Q 到直线l 的距离的最大值为3+1=4.15答案及解析：答案：1.证明:由2221PQ PT PQ OP PT =⇒=-=,∴3270x y +-= 即动点P 在定直线3270x y +-=上.2.由221PQ OP =-,要求PQ 的最小值，只需求OP 的最小值,又点P 在直线3270x y +-=上,所以min min OP PQ ===== 此时直线OP 的方程为230x y -=,联立直线3270x y +-= 解得点2114,1313P ⎛⎫ ⎪⎝⎭. 已知圆()()221:4220C x y -+-=与y 轴交于O ，A 两点，圆2C 过O ，A 两点，且直线2C O与圆1C 相切.解析：。
2020届高考数学一轮复习人教B版逻辑联结词且或非作业Word版含答案
2020届一轮复习人教B版逻辑联结词且或非作业1.若p是真命题,q是假命题,则()A.p且q是真命题B.p或q是假命题C.p是真命题D.q是真命题答案:D2.由下列各组命题构成的新命题“p或q”和“p且q”都为真命题的是()A.p:4+4=9,q:7>4B.p:a∈{a,b,c},q:{a}⫋{a,b,c}C.p:15是质数,q:8是12的约数D.p:2是偶数,q:2不是质数解析:只有命题p和q都正确时“p且q”才正确,据此原则可判断仅B项符合.答案:B3.已知p与q是两个命题,给出下列命题:(1)只有当命题p与q同时为真时,命题“p或q”才能为真;(2)只有当命题p与q同时为假时,命题“p或q”才能为假;(3)只有当命题p与q同时为真时,命题“p且q”才能为真;(4)只有当命题p与q同时为假时,命题“p且q”才能为假.其中正确的命题是()A.(1)和(3)B.(2)和(3)C.(2)和(4)D.(3)和(4)解析:因为当命题p与q同时为真时,命题“p或q”“p且q”都为真,而当命题p与q一真一假时,命题“p 或q”为真,“p且q”为假,所以(1)错,(3)对;而当命题p与q只要有一个为假时,“p且q”就为假,所以(4)错;当命题p与q同时为假时,“p或q”才为假,所以(2)对,故选B.答案:B4.已知全集S=R,A⊆S,B⊆S,若p:∈(A∪B),则“非p”是()A. ∉AB.∈∁S BC. ∉(A∩B)D.∈[(∁S A)∩(∁S B)]解析:对一个命题的否定,只对命题的结论进行否定.答案:D5.导学号90074012已知命题p:存在x∈R,使tan x=1,命题q:x2-3x+2<0的解集是{x|1<x<2}.有下列结论:①命题“p且q”是真命题;②命题“p且非q”是假命题;③命题“非p或q”是真命题;④命题“非p或非q”是假命题.其中正确的是()A.②③B.①②④C.①③④D.①②③④解析:命题p:存在x∈R,使tan x=1正确.命题q:x2-3x+2<0的解集是{x|1<x<2}也正确, ∴①命题“p且q”是真命题;②命题“p且非q”是假命题;③命题“非p或q”是真命题;④命题“非p 或非q”是假命题,故应选D.答案:D6.用适当的逻辑联结词填空(填“且”或“或”):(1)若a2+b2=0,则a=0b=0;(2)若ab=0,则a=0b=0;(3)平行四边形的一组对边平行相等.解析:(1)若a2+b2=0,则a=0且b=0,故填“且”.(2)若ab=0,则a=0或b=0,故填“或”.(3)平行四边形的一组对边平行且相等,故填“且”.答案:(1)且(2)或(3)且7.如果命题“非p或非q”是假命题,对于下列结论:①命题“p且q”是真命题;②命题“p且q”是假命题;③命题“p或q”是真命题;④命题“p或q”是假命题.其中正确的是.(填序号)解析:由“非p或非q”是假命题知,“非p”与“非q”都是假命题,所以p,q都是真命题,从而判断①③正确,②④错误.答案:①③8.命题p:1是集合{x|x2<a}中的元素;命题q:2是集合{x|x2<a}中的元素.若“p且q”是真命题,则a的取值范围为.解析:由p为真命题,可得a>1,由q为真命题,可得a>4.当“p且q”为真命题时,p,q都为真命题,即解得{a|a>4}.答案:{a|a>4}9.写出由下列各组命题构成的“p或q”“p且q”“非p”形式的命题,并判断其真假.(1)p:1是质数,q:1是方程x2+2x-3=0的根;(2)p:平行四边形的对角线相等,q:平行四边形的对角线互相垂直;(3)p:N⊆Z,q:0∈N.解(1)因为p假q真,所以p或q:1是质数或是方程x2+2x-3=0的根,为真;p且q:1是质数且是方程x2+2x-3=0的根,为假;非p:1不是质数,为真.(2)因为p假q假,所以p或q:平行四边形的对角线相等或互相垂直,为假;p且q:平行四边形的对角线相等且互相垂直,为假;非p:平行四边形的对角线不一定相等,为真.(3)因为p真q真,所以p或q:N⊆Z或0∈N为真;p且q:N⊆Z且0∈N,为真;非p:N⊈Z,为假.B组1.若命题“p或q”与“p且q”中一真一假,则可能是()A.p真q假B.p真q真C.非p真q假D.p假非q真解析:由题意知“p且q”为假,“p或q”为真,则p,q中一真一假.答案:A2.命题“原函数与反函数的图像关于直线y=x对称”的否定是()A.原函数与反函数的图像关于直线y=-x对称B.原函数不与反函数的图像关于直线y=x对称C.存在一个原函数与反函数的图像不关于直线y=x对称D.存在原函数与反函数的图像关于直线y=x对称解析:命题“原函数与反函数的图像关于直线y=x对称”的本质含义是“所有原函数与反函数的图像关于直线y=x对称”.故其否定应为“存在一个原函数与反函数的图像不关于直线y=x对称”.答案:C3.已知命题p:“x>2是x2>4的充要条件”,命题q:“若,则a>b”,则()A.“p或q”为真B.“p且q”为真C.p真q假D.p,q均为假解析:由已知可知命题p为假,命题q为真,因此选A.答案:A4.设命题p:函数y=cos 2x的最小正周期为;命题q:函数f(x)=sin-的图像的一条对称轴是x=-,则下列判断正确的是()A.p为真B.非q为假C.p且q为真D.p或q为假解析:因为函数y=cos 2x的最小正周期为π,故命题p是假命题;因为f-=-1,故命题q是真命题,则非q为假,p且q为假,p或q为真,故选B.答案:B5.已知p:点P在直线y=2x-3上,q:点P在直线y=-3x+2上,则使命题p且q为真命题的一个点P(x,y)是.解析:因为p且q为真命题,所以p,q均为真命题,即点P为直线y=2x-3与y=-3x+2的交点,故有--解得-.故点P的坐标为(1,-1).答案:(1,-1)6.若“x∈[2,5]或x∈{x|x<1或x>4}”是假命题,则x的范围是. 解析:由题意得,p:x∈[2,5],q:x∈{x|x<1或x>4},因为p或q为假,所以p假q假,故有或解得1≤x<2.答案:[1,2)7.已知函数①f(x)=|x+2|;②f(x)=(x-2)2;③f(x)=cos(x-2).现有命题p:f(x+2)是偶函数;命题q:f(x)在(-∞,2)内是减函数,在(2,+∞)内是增函数.则能使p且q为真命题的所有函数的序号是.解析:若p且q为真命题,则p,q均为真命题.对于①,f(x+2)=|x+4|不是偶函数,故p为假命题.对于②,f(x+2)=x2是偶函数,则p为真命题;f(x)=(x-2)2在(-∞,2)内是减函数,在(2,+∞)内是增函数,则q为真命题,故p且q为真命题.对于③,f(x)=cos(x-2)显然在(2,+∞)内不是增函数,故q为假命题.故填②.答案:②8.已知命题p:“存在a>0,使函数f(x)=ax2-4x在(-∞,2]上单调递减”,命题q:“存在a∈R,使任意x∈R,16x2-16(a-1)x+1≠0”.若命题“p且q”为真命题,求实数a的取值范围.解若p为真,则函数f(x)图像的对称轴x=--在区间(-∞,2]的右侧,即≥2,∴0<a≤1.若q为真,则方程16x2-16(a-1)x+1=0无实数根,∴Δ=[16(a-1)]2-4×16<0,∴<a<.∵命题“p且q”为真命题,∴<a≤1.故实数a的取值范围为.9.导学号90074013已知命题p:x1和x2是方程x2-mx-2=0的两个实根,不等式a2-5a-3≥|x1-x2|对任意实数m∈[-1,1]恒成立;命题q:不等式ax2+2x-1>0有解.若p且q是假命题,非p也是假命题.求实数a的取值范围.解∵p且q是假命题,非p是假命题,∴命题p是真命题,命题q是假命题.∵x1,x2是方程x2-mx-2=0的两个实根,∴-.∴|x1-x2|=-.∴当m∈[-1,1]时,|x1-x2|max=3.由不等式a2-5a-3≥|x1-x2|对任意实数m∈[-1,1]恒成立,可得a2-5a-3≥3.∴a≥6或a≤-1,∴当命题p为真命题时,a≥6或a≤-1.命题q:不等式ax2+2x-1>0有解,①当a>0时,显然有解;②当a=0时,2x-1>0有解;③当a<0时,∵ax2+2x-1>0,∴Δ=4+4a>0,∴-1<a<0.从而命题q:不等式ax2+2x-1>0有解时,a>-1.又命题q是假命题,∴a≤-1.综上所述得或--⇒a≤-1.∴所求a的取值范围为(-∞,-1].。
2020届高考数学(理)大一轮复习增分练： 圆的方程 含解析
- 1 - / 72020届高考数学（理）大一轮复习增分练：圆的方程1．圆心在y 轴上，半径为1，且过点(1，2)的圆的方程是( )A ．x 2＋(y －2)2＝1B ．x 2＋(y ＋2)2＝1C ．(x －1)2＋(y －3)2＝1D ．x 2＋(y －3)2＝1 解析：选A.设圆心为(0，a )，则（1－0）2＋（2－a ）2＝1， 解得a ＝2，故圆的方程为x 2＋(y －2)2＝1.故选A.2．以M (1，0)为圆心，且与直线x －y ＋3＝0相切的圆的方程是( )A ．(x －1)2＋y 2＝8B ．(x ＋1)2＋y 2＝8C ．(x －1)2＋y 2＝16D ．(x ＋1)2＋y 2＝16解析：选A.因为所求圆与直线x －y ＋3＝0相切，所以圆心M (1，0)到直线x －y ＋3＝0的距离即为该圆的半径r ，即r ＝|1－0＋3|2＝2 2.所以所求圆的方程为：(x －1)2＋y 2＝8.故选A. 3．方程|x |－1＝1－（y －1）2所表示的曲线是( )A ．一个圆B ．两个圆C ．半个圆D ．两个半圆 解析：选 D.由题意得⎩⎨⎧（|x |－1）2＋（y －1）2＝1，|x |－1≥0，即⎩⎨⎧（x －1）2＋（y －1）2＝1，x ≥1或⎩⎨⎧（x ＋1）2＋（y －1）2＝1，x ≤－1.故原方程表示两个半圆．4．(2019·山西晋中模拟)半径为2的圆C 的圆心在第四象限，且与直线x ＝0和x ＋y ＝22均相切，则该圆的标准方程为( )A ．(x －1)2＋(y ＋2)2＝4B ．(x －2)2＋(y ＋2)2＝2C ．(x －2)2＋(y ＋2)2＝4D ．(x －22)2＋(y ＋22)2＝4解析：选C.设圆心坐标为(2，－a )(a >0)，则圆心到直线x ＋y ＝22的距离d。
2020届高考数学(理)一轮复习讲义 9.3 圆的方程
§9.3圆的方程圆的定义与方程概念方法微思考1．二元二次方程Ax 2＋Bxy ＋Cy 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0表示圆的条件是什么？ 提示 ⎩⎪⎨⎪⎧A ＝C ≠0，B ＝0，D 2＋E 2－4AF >0.2．已知⊙C ：x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，则“E ＝F ＝0且D <0”是“⊙C 与y 轴相切于原点”的什么条件？提示 由题意可知，⊙C 与y 轴相切于原点时，圆心坐标为⎝⎛⎭⎫－D2，0，而D 可以大于0，所以“E ＝F ＝0且D <0”是“⊙C 与y 轴相切于原点”的充分不必要条件． 3．如何确定圆的方程？其步骤是怎样的？提示 确定圆的方程的主要方法是待定系数法，大致步骤： (1)根据题意，选择标准方程或一般方程．(2)根据条件列出关于a ，b ，r 或D ，E ，F 的方程组． (3)解出a ，b ，r 或D ，E ，F 代入标准方程或一般方程． 4．点与圆的位置关系有几种？如何判断？ 提示 点和圆的位置关系有三种．已知圆的标准方程(x －a )2＋(y －b )2＝r 2，点M (x 0，y 0) (1)点在圆上：(x 0－a )2＋(y 0－b )2＝r 2； (2)点在圆外：(x 0－a )2＋(y 0－b )2>r 2； (3)点在圆内：(x 0－a )2＋(y 0－b )2<r 2.题组一 思考辨析1．判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)确定圆的几何要素是圆心与半径．( √ )(2)已知点A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则以AB 为直径的圆的方程是(x －x 1)(x －x 2)＋(y －y 1)(y －y 2)＝0.( √ )(3)方程x 2＋2ax ＋y 2＝0一定表示圆．( × )(4)若点M (x 0，y 0)在圆x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0外，则x 20＋y 20＋Dx 0＋Ey 0＋F >0.( √ )(5)方程(x ＋a )2＋(y ＋b )2＝t 2(t ∈R )表示圆心为(a ，b )，半径为t 的圆．( × ) 题组二 教材改编2．圆心为(1,1)且过原点的圆的方程是( )A ．(x －1)2＋(y －1)2＝1B ．(x ＋1)2＋(y ＋1)2＝1C ．(x ＋1)2＋(y ＋1)2＝2D ．(x －1)2＋(y －1)2＝2答案 D解析 因为圆心为(1,1)且过原点，所以该圆的半径r ＝12＋12＝2，则该圆的方程为(x －1)2＋(y －1)2＝2.3．以点(3，－1)为圆心，并且与直线3x ＋4y ＝0相切的圆的方程是( ) A ．(x －3)2＋(y ＋1)2＝1 B ．(x －3)2＋(y －1)2＝1 C ．(x ＋3)2＋(y －1)2＝1 D ．(x ＋3)2＋(y ＋1)2＝1 答案 A4．圆C 的圆心在x 轴上，并且过点A (－1,1)和B (1,3)，则圆C 的方程为______________． 答案 (x －2)2＋y 2＝10 解析 设圆心坐标为C (a,0)， ∵点A (－1,1)和B (1,3)在圆C 上， ∴|CA |＝|CB |，即(a ＋1)2＋1＝(a －1)2＋9， 解得a ＝2， ∴圆心为C (2,0)，半径|CA |＝(2＋1)2＋1＝10， ∴圆C 的方程为(x －2)2＋y 2＝10. 题组三 易错自纠5．若方程x 2＋y 2＋mx －2y ＋3＝0表示圆，则m 的取值范围是( ) A ．(－∞，－2)∪(2，＋∞) B ．(－∞，－22)∪(22，＋∞) C ．(－∞，－3)∪(3，＋∞) D ．(－∞，－23)∪(23，＋∞) 答案 B 解析 将x 2＋y 2＋mx －2y ＋3＝0化为圆的标准方程得⎝⎛⎭⎫x ＋m 22＋(y －1)2＝m24－2. 由其表示圆可得m 24－2>0，解得m <－22或m >2 2.6．若点(1,1)在圆(x －a )2＋(y ＋a )2＝4的内部，则实数a 的取值范围是( ) A ．－1<a <1B ．0<a <1C．a>1或a<－1 D．a＝±4答案 A解析∵点(1,1)在圆内，∴(1－a)2＋(a＋1)2<4，即－1<a<1.7．若圆C的半径为1，圆心在第一象限，且与直线4x－3y＝0和x轴都相切，则该圆的标准方程是()A．(x－2)2＋(y－1)2＝1B．(x－2)2＋(y＋1)2＝1C．(x＋2)2＋(y－1)2＝1D．(x－3)2＋(y－1)2＝1答案 A解析由于圆心在第一象限且与x轴相切，可设圆心为(a,1)(a>0)，又圆与直线4x－3y＝0相切，∴|4a－3|5＝1，解得a＝2或a＝－12(舍去)．∴圆的标准方程为(x－2)2＋(y－1)2＝1. 故选A.题型一 圆的方程例1 (1)已知圆E 经过三点A (0,1)，B (2,0)，C (0，－1)，且圆心在x 轴的正半轴上，则圆E 的标准方程为( ) A.⎝⎛⎭⎫x －322＋y 2＝254 B.⎝⎛⎭⎫x ＋342＋y 2＝2516 C.⎝⎛⎭⎫x －342＋y 2＝2516 D.⎝⎛⎭⎫x －342＋y 2＝254答案 C解析 方法一 (待定系数法)根据题意，设圆E 的圆心坐标为(a,0)(a >0)，半径为r ，则圆E 的标准方程为(x －a )2＋y 2＝r 2(a >0)．由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2＋12＝r 2，(2－a )2＝r 2，a 2＋(－1)2＝r 2，解得⎩⎨⎧a ＝34，r 2＝2516，所以圆E 的标准方程为⎝⎛⎭⎫x －342＋y 2＝2516. 方法二 (待定系数法)设圆E 的一般方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0(D 2＋E 2－4F >0)， 则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧1＋E ＋F ＝0，4＋2D ＋F ＝0，1－E ＋F ＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧D ＝－32，E ＝0，F ＝－1，所以圆E 的一般方程为x 2＋y 2－32x －1＝0，即⎝⎛⎭⎫x －342＋y 2＝2516.方法三 (几何法)因为圆E 经过点A (0,1)，B (2,0)，所以圆E 的圆心在线段AB 的垂直平分线y －12＝2(x －1)上．又圆E 的圆心在x 轴的正半轴上， 所以圆E 的圆心坐标为⎝⎛⎭⎫34，0. 则圆E 的半径为|EB |＝⎝⎛⎭⎫2－342＋(0－0)2＝54，所以圆E 的标准方程为⎝⎛⎭⎫x －342＋y 2＝2516. (2)(2018·鞍山模拟)已知圆C 的圆心在直线x ＋y ＝0上，圆C 与直线x －y ＝0相切，且在直线x －y －3＝0上截得的弦长为6，则圆C 的方程为____________． 答案 (x －1)2＋(y ＋1)2＝2解析 方法一 所求圆的圆心在直线x ＋y ＝0上， ∴设所求圆的圆心为(a ，－a )． 又∵所求圆与直线x －y ＝0相切， ∴半径r ＝2|a |2＝2|a |.又所求圆在直线x －y －3＝0上截得的弦长为6， 圆心(a ，－a )到直线x －y －3＝0的距离d ＝|2a －3|2，∴d 2＋⎝⎛⎭⎫622＝r 2，即(2a －3)22＋32＝2a 2，解得a ＝1，∴圆C 的方程为(x －1)2＋(y ＋1)2＝2. 方法二 设所求圆的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2(r >0)， 则圆心(a ，b )到直线x －y －3＝0的距离d ＝|a －b －3|2，∴r 2＝(a －b －3)22＋32，即2r 2＝(a －b －3)2＋3.① 由于所求圆与直线x －y ＝0相切，∴(a －b )2＝2r 2.② 又∵圆心在直线x ＋y ＝0上，∴a ＋b ＝0.③联立①②③，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝－1，r ＝2，故圆C 的方程为(x －1)2＋(y ＋1)2＝2.方法三 设所求圆的方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，则圆心为⎝⎛⎭⎫－D 2，－E 2，半径r ＝12D 2＋E 2－4F ， ∵圆心在直线x ＋y ＝0上， ∴－D 2－E2＝0，即D ＋E ＝0，①又∵圆C 与直线x －y ＝0相切，∴⎪⎪⎪⎪－D 2＋E 22＝12D 2＋E 2－4F ， 即(D －E )2＝2(D 2＋E 2－4F )， ∴D 2＋E 2＋2DE －8F ＝0.②又知圆心⎝⎛⎭⎫－D 2，－E2到直线x －y －3＝0的距离d ＝⎪⎪⎪⎪－D 2＋E 2－32，由已知得d 2＋⎝⎛⎭⎫622＝r 2， ∴(D －E ＋6)2＋12＝2(D 2＋E 2－4F )，③ 联立①②③，解得⎩⎪⎨⎪⎧D ＝－2，E ＝2，F ＝0，故所求圆的方程为x 2＋y 2－2x ＋2y ＝0， 即(x －1)2＋(y ＋1)2＝2.思维升华 (1)直接法：直接求出圆心坐标和半径，写出方程． (2)待定系数法①若已知条件与圆心(a ，b )和半径r 有关，则设圆的标准方程，求出a ，b ，r 的值； ②选择圆的一般方程，依据已知条件列出关于D ，E ，F 的方程组，进而求出D ，E ，F 的值． 跟踪训练1 一个圆与y 轴相切，圆心在直线x －3y ＝0上，且在直线y ＝x 上截得的弦长为27，则该圆的方程为_____________．答案 x 2＋y 2－6x －2y ＋1＝0或x 2＋y 2＋6x ＋2y ＋1＝0 解析 方法一 ∵所求圆的圆心在直线x －3y ＝0上， ∴设所求圆的圆心为(3a ，a )， 又所求圆与y 轴相切，∴半径r ＝3|a |，又所求圆在直线y ＝x 上截得的弦长为27，圆心(3a ，a )到直线y ＝x 的距离d ＝|2a |2，∴d 2＋(7)2＝r 2，即2a 2＋7＝9a 2，∴a ＝±1.故所求圆的方程为(x －3)2＋(y －1)2＝9或(x ＋3)2＋(y ＋1)2＝9，即x 2＋y 2－6x －2y ＋1＝0或x 2＋y 2＋6x ＋2y ＋1＝0.方法二 设所求圆的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2， 则圆心(a ，b )到直线y ＝x 的距离为|a －b |2，∴r 2＝(a －b )22＋7，即2r 2＝(a －b )2＋14.① 由于所求圆与y 轴相切，∴r 2＝a 2，②又∵所求圆的圆心在直线x －3y ＝0上，∴a －3b ＝0，③ 联立①②③，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝3，b ＝1，r 2＝9或⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－3，b ＝－1，r 2＝9.故所求圆的方程为(x －3)2＋(y －1)2＝9或(x ＋3)2＋(y ＋1)2＝9，即x 2＋y 2－6x －2y ＋1＝0或x 2＋y 2＋6x ＋2y ＋1＝0.方法三 设所求圆的方程为x 2＋y 2＋Dx ＋Ey ＋F ＝0，则圆心坐标为⎝⎛⎭⎫－D 2，－E2， 半径r ＝12D 2＋E 2－4F .在圆的方程中，令x ＝0，得y 2＋Ey ＋F ＝0. 由于所求圆与y 轴相切，∴Δ＝0，则E 2＝4F .① 圆心⎝⎛⎭⎫－D 2，－E2到直线y ＝x 的距离为 d ＝⎪⎪⎪⎪－D 2＋E 22，由已知得d 2＋(7)2＝r 2，即(D －E )2＋56＝2(D 2＋E 2－4F )．② 又圆心⎝⎛⎭⎫－D 2，－E2在直线x －3y ＝0上， ∴D －3E ＝0.③联立①②③，解得⎩⎪⎨⎪⎧D ＝－6，E ＝－2，F ＝1或⎩⎪⎨⎪⎧D ＝6，E ＝2，F ＝1.故所求圆的方程为x 2＋y 2－6x －2y ＋1＝0或x 2＋y 2＋6x ＋2y ＋1＝0.题型二 与圆有关的轨迹问题例2 已知Rt △ABC 的斜边为AB ，且A (－1,0)，B (3,0)．求： (1)直角顶点C 的轨迹方程； (2)直角边BC 的中点M 的轨迹方程．解 (1)方法一 设C (x ，y )，因为A ，B ，C 三点不共线，所以y ≠0. 因为AC ⊥BC ，且BC ，AC 斜率均存在，所以k AC ·k BC ＝－1， 又k AC ＝y x ＋1，k BC ＝y x －3，所以y x ＋1·y x －3＝－1，化简得x 2＋y 2－2x －3＝0.因此，直角顶点C 的轨迹方程为x 2＋y 2－2x －3＝0(y ≠0)．方法二 设AB 的中点为D ，由中点坐标公式得D (1,0)，由直角三角形的性质知|CD |＝12|AB |＝2.由圆的定义知，动点C 的轨迹是以D (1,0)为圆心，2为半径的圆(由于A ，B ，C 三点不共线，所以应除去与x 轴的交点)．所以直角顶点C 的轨迹方程为(x －1)2＋y 2＝4(y ≠0)．(2)设M (x ，y )，C (x 0，y 0)，因为B (3,0)，M 是线段BC 的中点，由中点坐标公式得x ＝x 0＋32，y ＝y 0＋02，所以x 0＝2x －3，y 0＝2y .由(1)知，点C 的轨迹方程为(x －1)2＋y 2＝4(y ≠0)， 将x 0＝2x －3，y 0＝2y 代入得(2x －4)2＋(2y )2＝4， 即(x －2)2＋y 2＝1.因此动点M 的轨迹方程为(x －2)2＋y 2＝1(y ≠0)．思维升华 求与圆有关的轨迹问题时，根据题设条件的不同常采用以下方法：①直接法：直接根据题目提供的条件列出方程． ②定义法：根据圆、直线等定义列方程． ③几何法：利用圆的几何性质列方程．④相关点代入法：找到要求点与已知点的关系，代入已知点满足的关系式．跟踪训练2 设定点M (－3,4)，动点N 在圆x 2＋y 2＝4上运动，以OM ，ON 为两边作平行四边形MONP ，求点P 的轨迹方程． 解 如图，设P (x ，y )，N (x 0，y 0)，则线段OP 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 2，y 2， 线段MN 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 0－32，y 0＋42.因为平行四边形的对角线互相平分， 所以x 2＝x 0－32，y 2＝y 0＋42，整理得⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝x ＋3，y 0＝y －4，又点N (x 0，y 0)在圆x 2＋y 2＝4上， 所以(x ＋3)2＋(y －4)2＝4.所以点P 的轨迹是以(－3,4)为圆心，2为半径的圆，直线OM 与轨迹相交于两点⎝⎛⎭⎫－95，125和⎝⎛⎭⎫－215，285，不符合题意，舍去， 所以点P 的轨迹为(x ＋3)2＋(y －4)2＝4，除去两点⎝⎛⎭⎫－95，125和⎝⎛⎭⎫－215，285.题型三 与圆有关的最值问题例3 已知点(x ，y )在圆(x －2)2＋(y ＋3)2＝1上，求x ＋y 的最大值和最小值． 解 设t ＝x ＋y ，则y ＝－x ＋t ，t 可视为直线y ＝－x ＋t 在y 轴上的截距，∴x ＋y 的最大值和最小值就是直线与圆有公共点时直线纵截距的最大值和最小值，即直线与圆相切时在y 轴上的截距．由直线与圆相切得圆心到直线的距离等于半径， 即|2＋(－3)－t |2＝1，解得t ＝2－1或t ＝－2－1. ∴x ＋y 的最大值为2－1，最小值为－2－1. 引申探究1．在本例的条件下，求yx的最大值和最小值．解 y x 可视为点(x ，y )与原点连线的斜率，y x 的最大值和最小值就是与该圆有公共点的过原点的直线斜率的最大值和最小值，即直线与圆相切时的斜率．设过原点的直线的方程为y ＝kx ，由直线与圆相切得圆心到直线的距离等于半径，即|2k ＋3|k 2＋1＝1，解得k ＝－2＋233或k ＝－2－233，∴y x 的最大值为－2＋233，最小值为－2－233.2．在本例的条件下，求x 2＋y 2＋2x －4y ＋5的最大值和最小值． 解x 2＋y 2＋2x －4y ＋5＝(x ＋1)2＋(y －2)2，求它的最值可视为求点(x ，y )到定点(－1,2)的距离的最值，可转化为求圆心(2，－3)到定点(－1,2)的距离与半径的和或差．又圆心到定点(－1,2)的距离为34，∴x 2＋y 2＋2x －4y ＋5的最大值为34＋1，最小值为34－1. 思维升华 与圆有关的最值问题的常见类型及解题策略(1)与圆有关的长度或距离的最值问题的解法．一般根据长度或距离的几何意义，利用圆的几何性质数形结合求解．(2)与圆上点(x ，y )有关代数式的最值的常见类型及解法．①形如u ＝y －bx －a 型的最值问题，可转化为过点(a ，b )和点(x ，y )的直线的斜率的最值问题；②形如t ＝ax ＋by 型的最值问题，可转化为动直线的截距的最值问题；③形如(x －a )2＋(y －b )2型的最值问题，可转化为动点到定点(a ，b )的距离的平方的最值问题． 跟踪训练3 已知实数x ，y 满足方程x 2＋y 2－4x ＋1＝0. 求：(1)yx 的最大值和最小值；(2)y －x 的最大值和最小值； (3)x 2＋y 2的最大值和最小值． 解 原方程可化为(x －2)2＋y 2＝3， 表示以(2,0)为圆心，3为半径的圆．(1)yx 的几何意义是圆上一点与原点连线的斜率， 所以设yx＝k ，即y ＝kx .当直线y ＝kx 与圆相切时(如图)，斜率k 取最大值和最小值，此时|2k －0|k 2＋1＝3，解得k ＝±3.所以yx的最大值为3，最小值为－ 3.(2)y －x 可看作是直线y ＝x ＋b 在y 轴上的截距，如图所示，当直线y ＝x ＋b 与圆相切时，纵截距b 取得最大值和最小值，此时|2－0＋b |2＝3，解得b ＝－2±6.所以y －x 的最大值为－2＋6，最小值为－2－ 6.(3)如图所示，x2＋y2表示圆上的一点与原点距离的平方，由平面几何知识知，在原点和圆心连线与圆的两个交点处取得最大值和最小值．又圆心到原点的距离为(2－0)2＋(0－0)2＝2，所以x2＋y2的最大值是(2＋3)2＝7＋43，x2＋y2的最小值是(2－3)2＝7－4 3.1．若a ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫－2，0，1，34，则方程x 2＋y 2＋ax ＋2ay ＋2a 2＋a －1＝0表示的圆的个数为( )A ．0B ．1C ．2D ．3 答案 B解析 方程x 2＋y 2＋ax ＋2ay ＋2a 2＋a －1＝0表示圆的条件为a 2＋4a 2－4(2a 2＋a －1)>0，即3a 2＋4a －4<0，解得－2<a <23.又a ∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫－2，0，1，34，∴仅当a ＝0时，方程x 2＋y 2＋ax ＋2ay＋2a 2＋a －1＝0表示圆，故选B.2．已知圆C ：x 2＋y 2－2x ＋4y ＋1＝0，那么与圆C 有相同的圆心，且经过点(－2,2)的圆的方程是( )A ．(x －1)2＋(y ＋2)2＝5B ．(x －1)2＋(y ＋2)2＝25C ．(x ＋1)2＋(y －2)2＝5D ．(x ＋1)2＋(y －2)2＝25答案 B解析 圆C 的标准方程为(x －1)2＋(y ＋2)2＝4，圆心C (1，－2)，故排除C ，D ，代入(－2,2)点，只有B 项经过此点．也可以设出要求的圆的方程为(x －1)2＋(y ＋2)2＝r 2，再代入点(－2,2)，可以求得圆的半径为5.故选B.3．已知圆M 与直线3x －4y ＝0及3x －4y ＋10＝0都相切，圆心在直线y ＝－x －4上，则圆M 的方程为( )A ．(x ＋3)2＋(y －1)2＝1B ．(x －3)2＋(y ＋1)2＝1C ．(x ＋3)2＋(y ＋1)2＝1D ．(x －3)2＋(y －1)2＝1答案 C解析 到直线3x －4y ＝0及3x －4y ＋10＝0的距离都相等的直线方程为3x －4y ＋5＝0，联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 3x －4y ＋5＝0，y ＝－x －4，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－3，y ＝－1，又两平行线之间的距离为2，所以所求圆的半径为1，从而圆M 的方程为(x ＋3)2＋(y ＋1)2＝1.故选C.4．(2018·锦州调研)圆心在y 轴上，且过点(3,1)的圆与x 轴相切，则该圆的方程是( ) A ．x 2＋y 2＋10y ＝0 B ．x 2＋y 2－10y ＝0 C ．x 2＋y 2＋10x ＝0 D ．x 2＋y 2－10x ＝0答案 B解析 根据题意，设圆心坐标为(0，r )，半径为r ， 则32＋(r －1)2＝r 2，解得r ＝5，可得圆的方程为x 2＋y 2－10y ＝0. 5．圆(x －2)2＋y 2＝4关于直线y ＝33x 对称的圆的方程是( ) A ．(x －3)2＋(y －1)2＝4 B ．(x －2)2＋(y －2)2＝4 C ．x 2＋(y －2)2＝4 D ．(x －1)2＋(y －3)2＝4 答案 D解析 设圆(x －2)2＋y 2＝4的圆心(2,0)关于直线y ＝33x 对称的点的坐标为(a ，b )，则有⎩⎪⎨⎪⎧b a －2·33＝－1，b 2＝33·a ＋22，解得a ＝1，b ＝3，从而所求圆的方程为(x －1)2＋(y －3)2＝4.故选D.6．如果圆(x －a )2＋(y －a )2＝8上总存在到原点的距离为2的点，则实数a 的取值范围是( )A ．(－3，－1)∪(1,3)B ．(－3,3)C ．[－1,1]D ．[－3，－1]∪[1,3]答案 D解析 圆(x －a )2＋(y －a )2＝8的圆心(a ，a )到原点的距离为|2a |，半径r ＝22，由圆(x －a )2＋(y －a )2＝8上总存在点到原点的距离为2，得22－2≤|2a |≤22＋2，∴1≤|a |≤3，解得1≤a ≤3或－3≤a ≤－1.∴实数a 的取值范围是[－3，－1]∪[1,3]．故选D.7．已知a ∈R ，方程a 2x 2＋(a ＋2)y 2＋4x ＋8y ＋5a ＝0表示圆，则圆心坐标是____________，半径是________． 答案 (－2，－4) 5解析 由已知方程表示圆，则a 2＝a ＋2， 解得a ＝2或a ＝－1.当a ＝2时，方程不满足表示圆的条件，故舍去． 当a ＝－1时，原方程为x 2＋y 2＋4x ＋8y －5＝0， 化为标准方程为(x ＋2)2＋(y ＋4)2＝25， 表示以(－2，－4)为圆心，5为半径的圆．8．当方程x 2＋y 2＋kx ＋2y ＋k 2＝0所表示的圆的面积取最大值时，直线y ＝(k －1)x ＋2的倾斜角α＝________. 答案3π4解析 由题意知，圆的半径r ＝12k 2＋4－4k 2＝124－3k 2≤1，当半径r 取最大值时，圆的面积最大，此时k ＝0，r ＝1，所以直线方程为y ＝－x ＋2，则有tan α＝－1，又α∈[0，π)，故α＝3π4.9．若圆C 经过坐标原点与点(4,0)，且与直线y ＝1相切，则圆C 的方程是__________________． 答案 (x －2)2＋⎝⎛⎭⎫y ＋322＝254解析 因为圆的弦的垂直平分线必过圆心且圆经过点(0,0)和(4,0)，所以设圆心为(2，m )． 又因为圆与直线y ＝1相切，所以22＋m 2＝|1－m |， 解得m ＝－32.所以圆C 的方程为(x －2)2＋⎝⎛⎭⎫y ＋322＝254. 10．点P (4，－2)与圆x 2＋y 2＝4上任一点连线的中点的轨迹方程是________________． 答案 (x －2)2＋(y ＋1)2＝1解析 设圆上任一点坐标为(x 0，y 0)，x 20＋y 20＝4，连线中点坐标为(x ，y )，则⎩⎪⎨⎪⎧ 2x ＝x 0＋4，2y ＝y 0－2，解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝2x －4，y 0＝2y ＋2，代入x 20＋y 20＝4中，得(x －2)2＋(y ＋1)2＝1.11．已知点P (x ，y )在圆C ：x 2＋y 2－6x －6y ＋14＝0上， (1)求yx 的最大值和最小值；(2)求x ＋y 的最大值和最小值．解 方程x 2＋y 2－6x －6y ＋14＝0可变形为(x －3)2＋(y －3)2＝4，则圆C 的半径为2. (1)(转化为斜率的最值问题求解)yx表示圆上的点P 与原点连线的斜率，显然当PO (O 为原点)与圆C 相切时，斜率最大或最小，如图所示．设切线方程为y ＝kx ，即kx －y ＝0，由圆心C (3,3)到切线的距离等于圆C 的半径， 可得|3k －3|k 2＋1＝2，解得k ＝9±2145.所以yx 的最大值为9＋2145，最小值为9－2145.(2)(转化为截距的最值问题求解)设x ＋y ＝b ，则b 表示动直线y ＝－x ＋b 在y 轴上的截距，显然当动直线y ＝－x ＋b 与圆C 相切时，b 取得最大值或最小值，如图所示．由圆心C (3,3)到切线x ＋y ＝b 的距离等于圆C 的半径，可得|3＋3－b |12＋12＝2，即|b －6|＝22，解得b ＝6±22，所以x ＋y 的最大值为6＋22，最小值为6－2 2. 12．已知点A (－3,0)，B (3,0)，动点P 满足|P A |＝2|PB |. (1)若点P 的轨迹为曲线C ，求此曲线的方程；(2)若点Q 在直线l 1：x ＋y ＋3＝0上，直线l 2经过点Q 且与曲线C 只有一个公共点M ，求|QM |的最小值．解 (1)设点P 的坐标为(x ，y )， 则(x ＋3)2＋y 2＝2(x －3)2＋y 2.化简可得(x －5)2＋y 2＝16，此方程即为所求．(2)曲线C 是以点(5,0)为圆心，4为半径的圆，如图所示．由题意知直线l 2是此圆的切线， 连接CQ ，则|QM |＝|CQ |2－|CM |2 ＝|CQ |2－16，当|QM |最小时，|CQ |最小，此时CQ ⊥l 1， |CQ |＝|5＋3|2＝42， 则|QM |的最小值为32－16＝4.13．已知圆C ：(x －3)2＋(y －4)2＝1，设点P 是圆C 上的动点．记d ＝|PB |2＋|P A |2，其中A (0,1)，B (0，－1)，则d 的最大值为________． 答案 74解析 设P (x 0，y 0)，d ＝|PB |2＋|P A |2＝x 20＋(y 0＋1)2＋x 20＋(y 0－1)2＝2(x 20＋y 20)＋2.x 20＋y 20为圆上任一点到原点距离的平方，∴(x 20＋y 20)max ＝(5＋1)2＝36，∴d max ＝74.14．已知动点P (x ，y )满足x 2＋y 2－2|x |－2|y |＝0，O 为坐标原点，则x 2＋y 2的最大值为________． 答案 2 2 解析x 2＋y 2表示曲线上的任意一点(x ，y )到原点的距离．当x ≥0，y ≥0时，x 2＋y 2－2x －2y ＝0化为()x －12＋()y －12＝2，曲线上的点到原点的距离的最大值为2×2＝22，当x <0，y <0时，x 2＋y 2＋2x ＋2y ＝0化为()x ＋12＋()y ＋12＝2，曲线上的点到原点的距离的最大值为2×2＝22，当x ≥0，y <0时，x 2＋y 2－2x ＋2y ＝0化为()x －12＋()y ＋12＝2，曲线上的点到原点的距离的最大值为2×2＝22，当x <0，y ≥0时，x 2＋y 2＋2x －2y ＝0化为()x ＋12＋()y －12＝2，曲线上的点到原点的距离的最大值为2×2＝2 2. 综上可知，x 2＋y 2的最大值为2 2.15．圆x 2＋y 2＋4x －12y ＋1＝0关于直线ax －by ＋6＝0(a >0，b >0)对称，则2a ＋6b的最小值是( )A ．2 3 B.203 C.323 D.163答案 C解析 由圆x 2＋y 2＋4x －12y ＋1＝0知，其标准方程为(x ＋2)2＋(y －6)2＝39，∵圆x 2＋y 2＋4x －12y ＋1＝0关于直线ax －by ＋6＝0(a >0，b >0)对称，∴该直线经过圆心(－2,6)，即－2a －6b ＋6＝0，∴a ＋3b ＝3(a >0，b >0)，∴2a ＋6b ＝23(a ＋3b )⎝⎛⎭⎫1a ＋3b ＝23⎝⎛⎭⎫1＋3a b ＋3b a ＋9≥23⎝⎛⎭⎫10＋2 3a b ·3b a ＝323， 当且仅当3b a ＝3a b，即a ＝b 时取等号，故选C. 16．已知圆C 截y 轴所得的弦长为2，圆心C 到直线l ：x －2y ＝0的距离为55，且圆C 被x 轴分成的两段弧长之比为3∶1，求圆C 的方程．解 设圆C 的方程为(x －a )2＋(y －b )2＝r 2，则点C 到x 轴、y 轴的距离分别为|b |，|a |.由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧ r 2＝2b 2，r 2＝a 2＋1，|a －2b |5＝55，∴⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝－1，b ＝－1，r 2＝2或⎩⎪⎨⎪⎧ a ＝1，b ＝1，r 2＝2.故所求圆C 的方程为(x ＋1)2＋(y ＋1)2＝2或(x －1)2＋(y －1)2＝2.。
2020届高考理科数学一轮复习第9章 第6节 双曲线含答案
第六节双曲线1．双曲线的定义平面内与两个定点F 1，F 2的距离的差的绝对值等于非零❶常数(小于|F 1F 2|)❷的点的轨迹叫做双曲线．这两个定点叫做双曲线的焦点，两焦点间的距离叫做双曲线的焦距．集合P ＝{M |||MF 1|－|MF 2||＝2a }，|F 1F 2|＝2c ，其中a ，c 为常数且a ＞0，c ＞0. 2．双曲线的标准方程和几何性质若将双曲线的定义中的“差的绝对值等于常数”中的“绝对值”去掉，则点的集合是双曲线的一支，具体是左支还是右支视情况而定．设双曲线上的点M 到两焦点F 1，F 2的距离之差的绝对值为2a ，则0＜2a ＜|F 1F 2|，这一条件不能忽略．①若2a ＝|F 1F 2|，则点M 的轨迹是分别以F 1，F 2为端点的两条射线； ②若2a ＞|F 1F 2|，则点M 的轨迹不存在；③若2a ＝0，则点M 的轨迹是线段F 1F 2的垂直平分线.[熟记常用结论]1．双曲线的焦点到其渐近线的距离为b .2．若P 是双曲线右支上一点，F 1，F 2分别为双曲线的左、右焦点，则|PF 1|min ＝a ＋c ，|PF 2|min＝c －a .3．同支的焦点弦中最短的为通径(过焦点且垂直于长轴的弦)，其长为2b 2a ；异支的弦中最短的为实轴，其长为2a .4．若P 是双曲线上不同于实轴两端点的任意一点，F 1，F 2分别为双曲线的左、右焦点，则S △PF 1F 2＝b 2tan θ2，其中θ为∠F 1PF 2.5．若P 是双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)右支上不同于实轴端点的任意一点，F 1，F 2分别为双曲线的左、右焦点，I 为△PF 1F 2内切圆的圆心，则圆心I 的横坐标为定值a .6．等轴双曲线(1)定义：中心在原点，以坐标轴为对称轴，实半轴长与虚半轴长相等的双曲线叫做等轴双曲线．(2)性质：①a ＝b ；②e ＝2；③渐近线互相垂直；④等轴双曲线上任意一点到中心的距离是它到两焦点距离的等比中项．7．共轭双曲线(1)定义：如果一条双曲线的实轴和虚轴分别是另一条双曲线的虚轴和实轴，那么这两条双曲线互为共轭双曲线．(2)性质：①它们有共同的渐近线；②它们的四个焦点共圆；③它们的离心率的倒数的平方和等于1.[小题查验基础]一、判断题(对的打“√”，错的打“×”)(1)平面内到点F 1(0,4)，F 2(0，－4)距离之差的绝对值等于8的点的轨迹是双曲线．( ) (2)方程x 2m －y 2n ＝1(mn ＞0)表示焦点在x 轴上的双曲线．( )(3)双曲线方程x 2m 2－y 2n 2＝λ(m ＞0，n ＞0，λ≠0)的渐近线方程是x 2m 2－y 2n 2＝0，即x m ±yn ＝0.( ) (4)若双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)与x 2b 2－y 2a 2＝1(a ＞0，b ＞0)的离心率分别是e 1，e 2，则1e 21＋1e22＝1.()答案：(1)×(2)×(3)√(4)√二、选填题1．双曲线2x2－y2＝8的实轴长是()A．2B．2 2C．4 D．4 2解析：选C双曲线2x2－y2＝8的标准方程为x24－y28＝1，故实轴长为4.2．若双曲线方程为x2－2y2＝1，则它的右焦点坐标为()A.⎝⎛⎭⎫22，0B.⎝⎛⎭⎫52，0C.⎝⎛⎭⎫62，0D．(3，0)解析：选C∵原方程可化为x21－y212＝1，∴a2＝1，b2＝12，∴c2＝a2＋b2＝32，∴右焦点坐标为⎝⎛⎭⎫62，0.3．若方程x22＋m－y2m＋1＝1表示双曲线，则m的取值范围是________.解析：因为方程x22＋m－y2m＋1＝1表示双曲线，所以(2＋m)(m＋1)＞0，即m＞－1或m＜－2.答案：(－∞，－2)∪(－1，＋∞)4．若双曲线x2－y2m＝1的离心率为3，则实数m＝________.解析：由已知可得a＝1，c＝1＋m，所以e＝ca＝1＋m＝3，解得m＝2.答案：25．双曲线C的焦点分别为(－6,0)，(6,0)，且经过点(－5,2)，则该双曲线的标准方程为____________________．解析：由题意得2a＝|(－5＋6)2＋22－(－5－6)2＋22|＝45，所以a＝25，又c＝6，所以b2＝c2－a2＝36－20＝16，所以双曲线的标准方程为x 220－y 216＝1.答案：x 220－y 216＝1考点一 双曲线的标准方程[基础自学过关][题组练透]1．(2019·绵阳联考)已知双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的渐近线方程为y ＝±34x ，且其右焦点为(5,0)，则双曲线C 的标准方程为( )A.x 29－y 216＝1 B.x 216－y 29＝1 C.x 23－y 24＝1 D.x 24－y 23＝1 解析：选B 由题意得b a ＝34，c 2＝a 2＋b 2＝25，所以a ＝4，b ＝3，所以所求双曲线的标准方程为x 216－y 29＝1.2．与椭圆x 24＋y 2＝1共焦点且过点P (2,1)的双曲线标准方程是( )A.x 24－y 2＝1 B.x 22－y 2＝1 C.x 23－y 23＝1 D ．x 2－y 22＝1解析：选B 法一：椭圆x 24＋y 2＝1的焦点坐标是(±3，0)．设双曲线标准方程为x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)，因为双曲线过点P (2,1)， 所以4a 2－1b2＝1，又a 2＋b 2＝3，解得a 2＝2，b 2＝1，所以所求双曲线标准方程是x 22－y 2＝1.法二：设所求双曲线标准方程为x 24－λ＋y 21－λ＝1(1＜λ＜4)，将点P (2,1)的坐标代入可得44－λ＋11－λ＝1， 解得λ＝2(λ＝－2舍去)，所以所求双曲线标准方程为x 22－y 2＝1.3．过双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞b ＞0)的右顶点作x 轴的垂线，与C 的一条渐近线相交于点A .若以C 的右焦点F 为圆心、半径为4的圆经过A ，O 两点(O 为坐标原点)，则双曲线C 的标准方程为( )A.x 24－y 212＝1 B.x 27－y 29＝1 C.x 28－y 28＝1 D.x 212－y 24＝1 解析：选A 因为渐近线y ＝ba x 与直线x ＝a 交于点A (a ，b )，c ＝4且(4－a )2＋b 2＝4，解得a 2＝4，b 2＝12，因此双曲线的标准方程为x 24－y 212＝1.4．经过点P (3,27)，Q (－62，7)的双曲线的标准方程为____________．解析：设双曲线方程为mx 2＋ny 2＝1(mn ＜0)，因为所求双曲线经过点P (3,27)，Q (－62，7)，所以⎩⎪⎨⎪⎧9m ＋28n ＝1，72m ＋49n ＝1，解得⎩⎨⎧m ＝－175，n ＝125.故所求双曲线标准方程为y 225－x 275＝1.答案：y 225－x 275＝15．焦点在x 轴上，焦距为10，且与双曲线y 24－x 2＝1有相同渐近线的双曲线的标准方程是________________．解析：设所求双曲线的标准方程为y 24－x 2＝－λ(λ＞0)，即x 2λ－y 24λ＝1，则有4λ＋λ＝25，解得λ＝5，所以所求双曲线的标准方程为x 25－y 220＝1.答案：x 25－y 220＝1[名师微点]求双曲线标准方程的2种方法(1)待定系数法：设出双曲线方程的标准形式，根据已知条件，列出参数a ，b ，c 的方程并求出a ，b ，c 的值．与双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1有相同渐近线时，可设所求双曲线方程为x 2a 2－y 2b 2＝λ(λ≠0)．(2)定义法：依定义得出距离之差的等量关系式，求出a 的值，由定点位置确定c 的值． [提醒] 求双曲线的标准方程时，若焦点位置不确定，要注意分类讨论．也可以设双曲线方程为mx 2＋ny 2＝1(mn ＜0)求解．(如第4题)考点二 双曲线的定义及其应用 [师生共研过关][典例精析](1)已知圆C 1：(x ＋3)2＋y 2＝1和圆C 2：(x －3)2＋y 2＝9，动圆M 同时与圆C 1及圆C 2相外切，则动圆圆心M 的轨迹方程为____________________．(2)已知F 1，F 2为双曲线C ：x 2－y 2＝2的左、右焦点，点P 在C 上，|PF 1|＝2|PF 2|，则cos ∠F 1PF 2＝________.(3)已知F 是双曲线x 24－y 212＝1的左焦点，A (1,4)，P 是双曲线右支上的一动点，则|PF |＋|PA |的最小值为________．[解析] (1)如图所示，设动圆M 与圆C 1及圆C 2分别外切于点A 和点B ，根据两圆外切的充要条件，得|MC 1|－|AC 1|＝|MA |， |MC 2|－|BC 2|＝|MB |. 因为|MA |＝|MB |，所以|MC 2|－|MC 1|＝|BC 2|－|AC 1|＝3－1＝2＜6.这表明动点M 到两定点C 2，C 1的距离的差是常数2且小于|C 1C 2|.根据双曲线的定义知，动点M 的轨迹为双曲线的左支(点M 到C 2的距离大，到C 1的距离小)，且a ＝1，c ＝3，则b 2＝8，设点M 的坐标为(x ，y )，则其轨迹方程为x 2－y 28＝1(x ≤－1)．(2)∵由双曲线的定义有|PF 1|－|PF 2|＝2a ＝22， |PF 1|＝2|PF 2|，∴|PF 1|＝42，|PF 2|＝22， 则cos ∠F 1PF 2＝|PF 1|2＋|PF 2|2－|F 1F 2|22|PF 1|·|PF 2|＝(42)2＋(22)2－422×42×22＝34.(3)因为F 是双曲线x 24－y 212＝1的左焦点，所以F (－4,0)，设其右焦点为H (4,0)，则由双曲线的定义可得|PF |＋|PA |＝2a ＋|PH |＋|PA |≥2a ＋|AH |＝4＋(4－1)2＋(0－4)2＝4＋5＝9.[答案] (1)x 2－y 28＝1(x ≤－1) (2)34(3)9[解题技法]双曲线定义的应用策略(1)根据动点与两定点的距离的差判断动点的轨迹是否为双曲线．(2)利用双曲线的定义解决与双曲线的焦点有关的问题，如最值问题、距离问题．(3)利用双曲线的定义解决问题时应注意三点：①距离之差的绝对值；②2a ＜|F 1F 2|；③焦点所在坐标轴的位置．[过关训练]1．(2019·唐山模拟)已知F 1，F 2是双曲线x 24－y 2＝1的两个焦点，P 在双曲线上，且满足∠F 1PF 2＝90°，则△F 1PF 2的面积为( )A ．1 B.52C ．2D. 5解析：选A 不妨设|PF 1|＝m ，|PF 2|＝n ，则由双曲线的定义可知||PF 1|－|PF 2||＝|m －n |＝4.又因为∠F 1PF 2＝90°，所以|PF 1|2＋|PF 2|2＝(2c )2＝20，即m 2＋n 2＝20.又||PF 1|－|PF 2||2＝|m －n |2＝16，所以mn ＝2.所以△F 1PF 2的面积为S ＝12mn ＝1，故选A.2．已知△ABC 的顶点A (－5,0)，B (5,0)，△ABC 内切圆的圆心在直线x ＝2上，则顶点C 的轨迹方程是( )A.x 24－y 221＝1(x ＞2) B.y 24－x 221＝1(y ＞2) C.x 221－y 24＝1 D.y 24－x 22＝1解析：选A 如图，△ABC 与内切圆的切点分别为G ，E ，F . |AG |＝|AE |＝7，|BF |＝|BG |＝3，|CE |＝|CF |，所以|CA |－|CB |＝7－3＝4.根据双曲线定义，所求轨迹是以A ，B 为焦点，实轴长为4的双曲线的右支，方程为x 24－y 221＝1(x ＞2)．考点三 双曲线的几何性质[全析考法过关][考法全析]考法(一) 求双曲线的离心率(或范围)[例1] (1)已知点F 是双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的左焦点，点E 是该双曲线的右顶点，过F 作垂直于x 轴的直线与双曲线交于A ，B 两点，若△ABE 是锐角三角形，则该双曲线的离心率e 的取值范围是( )A ．(1，＋∞)B ．(1,2)C ．(2,1＋2)D ．(1,1＋2)(2)设双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的左焦点为F ，直线4x －3y ＋20＝0过点F 且与双曲线C 在第二象限的交点为P ，O 为原点，|OP |＝|OF |，则双曲线C 的离心率为( )A ．5 B. 5 C.53D.54[解析] (1)若△ABE 是锐角三角形，只需∠AEF ＜45°，在Rt △AFE 中，|AF |＝b 2a ，|FE |＝a ＋c ，则b 2a ＜a ＋c ，即b 2＜a 2＋ac ，即2a 2－c 2＋ac ＞0，则e 2－e －2＜0，解得－1＜e ＜2，又e ＞1，则1＜e ＜2，故选B.(2)根据直线4x －3y ＋20＝0与x 轴的交点F 为(－5,0)，可知半焦距c ＝5，设双曲线C 的右焦点为F 2，连接PF 2，根据|OF 2|＝|OF |且|OP |＝|OF |可得，△PFF 2为直角三角形，如图，过点O 作OA 垂直于直线4x －3y ＋20＝0，垂足为A ，则易知OA 为△PFF 2的中位线，又原点O 到直线4x －3y ＋20＝0的距离d ＝4，所以|PF 2|＝2d ＝8，|PF |＝|FF 2|2－|PF 2|2＝6，故结合双曲线的定义可知|PF 2|－|PF |＝2a ＝2，所以a ＝1，故e ＝ca＝5.[答案] (1)B (2)A考法(二) 求双曲线的渐近线[例2] (2019·武汉调研)已知双曲线C ：x 2m 2－y 2n 2＝1(m ＞0，n ＞0)的离心率与椭圆x 225＋y 216＝1的离心率互为倒数，则双曲线C 的渐近线方程为( )A ．4x ±3y ＝0B ．3x ±4y ＝0C ．4x ±3y ＝0或3x ±4y ＝0D ．4x ±5y ＝0或5x ±4y ＝0[解析] 由题意知，椭圆中a 2＝25，b 2＝16，∴椭圆的离心率e ＝ 1－b 2a 2＝35， ∴双曲线的离心率为 1＋n 2m 2＝53，∴n m ＝43，∴双曲线的渐近线方程为y ＝±n m x ＝±43x ，即4x ±3y ＝0.故选A.[答案] A考法(三) 求双曲线的方程[例3] 已知双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的左焦点为F ，离心率为 2.若经过F 和P (0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线，则双曲线的方程为( )A.x 24－y 24＝1 B.x 28－y 28＝1C.x 24－y 28＝1 D.x 28－y 24＝1 [解析] 由离心率为2，可知a ＝b ，c ＝2a ， 所以F (－2a ,0)，由题意知k PF ＝4－00－(－2a )＝42a ＝1，所以2a ＝4，解得a ＝22， 所以双曲线的方程为x 28－y 28＝1.[答案] B[规律探求][过关训练]1．(2018·全国卷Ⅱ)双曲线x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的离心率为3，则其渐近线方程为( )A ．y ＝±2xB ．y ＝±3xC ．y ＝±22xD ．y ＝±32x解析：选A ∵e ＝ca ＝a 2＋b 2a ＝3， ∴a 2＋b 2＝3a 2，∴b ＝2a . ∴渐近线方程为y ＝±2x .2．(2018·全国卷Ⅲ)设F 1，F 2是双曲线C ：x 2a 2－y 2b 2＝1(a ＞0，b ＞0)的左、右焦点，O 是坐标原点．过F 2作C 的一条渐近线的垂线，垂足为P .若|PF 1|＝6|OP |，则C 的离心率为( )A. 5B.2C. 3D. 2解析：选C 不妨设一条渐近线的方程为y ＝ba x ，则F 2到y ＝ba x 的距离d ＝|bc |a 2＋b 2＝b . 在Rt △F 2PO 中，|F 2O |＝c ， 所以|PO |＝a ，所以|PF 1|＝6a ，又|F 1O |＝c ，所以在△F 1PO 与Rt △F 2PO 中， 根据余弦定理得cos ∠POF 1＝a 2＋c 2－(6a )22ac ＝－cos ∠POF 2＝－ac ，即3a 2＋c 2－(6a )2＝0，得3a 2＝c 2，所以e ＝ca＝ 3.3．已知M (x 0，y 0)是双曲线C ：x 22－y 2＝1上的一点，F 1，F 2是双曲线C 的两个焦点．若MF 1―→·MF 2―→＜0，则y 0的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫－33，33 B.⎝⎛⎭⎫－36，36 C.⎝⎛⎭⎫－223，223D.⎝⎛⎭⎫－233，233解析：选A 由题意知a ＝2，b ＝1，c ＝3， 设F 1(－3，0)，F 2(3，0)，则MF 1―→＝(－3－x 0，－y 0)， MF 2―→＝(3－x 0，－y 0)． ∵MF 1―→·MF 2―→＜0，∴(－3－x 0)(3－x 0)＋y 20＜0， 即x 20－3＋y 20＜0.∵点M (x 0，y 0)在双曲线C 上， ∴x 202－y 20＝1，即x 20＝2＋2y 20， ∴2＋2y 20－3＋y 20＜0，∴－33＜y 0＜33.。
2020届高考数学(理)大一轮复习增分练： 等差数列及其前n项和 含解析
A．2 018B．4 028
C．5 037D．3 019
解析：选B.由题意得
解得 所以an＝－4＋(n－1)×2＝2n－6，
所以a2 017＝2×2 017－6＝4 028.故选B.
由m，k∈N*知2m＋k－1≥k＋1>1，
故 解得
即所求m的值为5，k的值为4.
[综合题组练]
1．若{an}是等差数列，首项a1>0，a2 016＋a2 017>0，a2 016·a2 017<0，则使前n项和Sn>0成立的最大正整数n是()
A．2 016B．2 017
C．4 032D．4 033
解析：选C.因为a1>0，a2 016＋a2 017>0，a2 016·a2 017<0，所以d<0，a2 016>0，a2 017<0，所以S4 032＝ ＝ >0，S4 033＝ ＝4 033a2 017<0，所以使前n项和Sn>0成立的最大正整数n是4 032.
(1)求d及Sn；
(2)求m，k(m，k∈N*)的值，使得am＋am＋1＋am＋2＋…＋am＋k＝65.
解：(1)由题意知(2a1＋d)(3a1＋3d)＝36，
将a1＝1代入上式解得d＝2或d＝－5.
因为d>0，所以d＝2.
从而an＝2n－1，Sn＝n2(n∈N*)．
(2)由(1)得am＋am＋1＋am＋2＋…＋am＋k＝(2m＋k－1)(k＋1)，所以(2m＋k－1)(k＋1)＝65.
答案：10
8．在单调递增的等差数列{an}中，若a3＝1，a2a4＝ ，则a1＝________．
河北省“五个一”名校联盟2020届高三上学期一轮复习收官考试数学（理）试题
河北省“五个一”名校联盟2020届高三一轮复习收官考试数学(理)试卷第Ⅰ卷(选择题)一、选择题1．设集合{}1|21-=≥x A x ，{}3|log ,B y y x x A ==∈，则B C A =( )A ．(0，1)B ．[0，1)C ．(0，1]D ．[0，1]2．已知复数z 满足121i i z -=+，则z =( ) A ．5 B ．32 C ．10 D ．3 3．已知函数()2x f x =，若()0.22a f =，()2b f =，()2log 5c f =，则( )A ．a<b<cB ．c<b<aC ．b<a<cD ．a<c<b4．我们在求高次方程或超越方程的近似解时常用二分法求解，在实际生活中还有三分法．比如借助天平鉴别假币．有三枚形状大小完全相同的硬币，其中有一假币(质量较轻)，把两枚硬币放在天平的两端，若天平平衡，则剩余一枚为假币，若天平不平衡，较轻的一端放的硬币为假币．现有27枚这样的硬币，其中有一枚是假币(质量较轻)，如果只有一台天平，则一定能找到这枚假币所需要使用天平的最少次数为A ．2B ．3C ．4D ．55．如图，直线l 的解析式为y=-x+4，它与x 轴和y 轴分别相交于A ，B 两点．平行于直线l 的直线m 从原点O 出发，沿x 轴的正方向以每秒1个单位长度的速度运动．它与x 轴和y 轴分别相交于C ，D 两点，运动时间为t 秒(0≤t ≤4)，以CD 为斜边作等腰直角三角形CDE(E ，O 两点分别在CD 两侧)．若△CDE 和△OAB 的重合部分的面积为S ，则S 与t 之间的函数关系的图象大致是( )A ．B ．C ．D ．6．如图所给的程序运行结果为S=41，那么判断框中应填入的关于k 的条件是( )A ．7k ≥?B ．6k ≥?C ．5k ≥?D ．6k >?7．下列判断正确的是( )A ．“2x <-”是“1n(x+3)<0”的充分不必要条件B ．函数()2299f x x x =+++的最小值为2C ．当α，R β∈时，命题“若sin sin αβ≠，则αβ≠”为真命题D ．命题“0x ∀>，201920190x +>”的否定是“00x ∃≤，020*******x +≤”8．若两个非零向量,a b 满足2a b a b a +=-=，则向量a b +与a b -的夹角是( )A ．6πB ．2πC ．23πD ．56π 9．如图，《宋人扑枣图轴》是作于宋朝的中国古画，现收藏于中国台北故宫博物院．该作品简介：院角的枣树结实累累，小孩群来攀扯，枝桠不停晃动，粒粒枣子摇落满地，有的牵起衣角，有的捧着盘子拾取，又玩又吃，一片兴高采烈之情，跃然于绢素之上．甲、乙、丙、丁四人想根据该图编排一个舞蹈，舞蹈中他们要模仿该图中小孩扑枣的爬、扶、捡、顶四个动作，四人每人模仿一个动作．若他们采用抽签的方式来决定谁模仿哪个动作，则甲不模仿“爬”且乙不模仿“扶”的概率是( )A ．34B ．712C ．12D ．51210．设F 2是双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的右焦点，O 为坐标原点，过F 2的直线交双曲线的右支于点P ，N ，直线PO 交双曲线C 于另一点M ，若22||3||MF PF =，且∠MF 2N=60°，则双曲线C 的离心率为( )A ．3B ．2 CD11．设函数()()2sin ,0,x f x e a x x π=-∈有且仅有一个零点，则实数a 的值为( )A 4e πB4e π C2e πD 2e π 12．在三棱锥A-BCD 中，∠BAC=∠BDC=60°，二面角A-BC-D 的余弦值为13-，当三棱锥A-BCD( ) A ．5π B ．6π C ．7π D ．8π第Ⅱ卷(非选择题)二、填空题 13．已知实数x 、y 满足线性约束条件114x y x y ≥⎧⎪≥-⎨⎪+≤⎩，则目标函数2z x y =+的最大值是________．14．在等比数列{a n }中，已知2532a a a =，且4a 与72a 的等差中项为54，则5________S = 15．函数()3sin 4cos f x x x =+，若直线x θ=是曲线()y f x =的一条对称轴，则cos2sin cos ________θθθ+=．16．F 1、F 2是椭圆()222210x y a b a b+=>>的两个焦点，P 为椭圆上的一点，如果△PF 1F 2的面积为1，121tan 2PF F ∠=，21tan 2PF F ∠=-，则a=________________ 三、解答题17．已知△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若21cos 222A b c=+ (Ⅰ)求角C ；(Ⅱ)BM 平分角B 交AC 于点M ，且BM=1，c=6，求cos ∠ABM ．18．在四棱锥P-ABCD 中，AD ∥BC ，12AB BC CD AD ===，G 是PB 的中点，△PAD 是等边三角形，平面PAD ⊥平面ABCD ．(Ⅰ)求证：CD ⊥平面GAC ；(Ⅱ)求二面角P-AG-C 的正弦值．19．已知函数()sin f x ax x =-，0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦，其中a 为常数． (Ⅰ)若函数()f x 在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是单调函数，求a 的取值范围； (Ⅱ)当1a ≤时，证明：()316f x x ≤． 20．某企业新研发了一种产品，产品的成本由原料成本及非原料成本组成．每件产品的非原x1 2 3 4 5 6 7 8 y 112 61 44.5 35 30.5 28 25 24 根据以上数据，绘制了散点图．观察散点图，两个变量不具有线性相关关系，现考虑用反比例函数模型b y a x=+和指数函数模型dx y ce =分别对两个变量的关系进行拟合．已求得用指数函数模型拟合的回归方程为0.296.54x y e -=，ln y 与x 的相关系数10.94r =-．参考数据(其中1i iu x =)：81i iiu y =∑u2u821iiu=∑81iiy=∑821iiy=∑0.616185.5⨯2e-183.4 0.34 0.115 1.53 360 22385.5 61.4 0.135(1)用反比例函数模型求y关于x的回归方程；(2)用相关系数判断上述两个模型哪一个拟合效果更好(精确到0.01)，并用其估计产量为10千件时每件产品的非原料成本；(3)该企业采取订单生产模式(根据订单数量进行生产，即产品全部售出)．根据市场调研数据，若该产品单价定为100元，则签订9千件订单的概率为0.8，签订10千件订单的概率为0.2；若单价定为90元，则签订10千件订单的概率为0.3，签订11千件订单的概率为0.7．已知每件产品的原料成本为10元，根据(2)的结果，企业要想获得更高利润，产品单价应选择100元还是90元，请说明理由．参考公式：对于一组数据(u1，v1)，(u2，v2)，…，(u n，v n)，其回归直线v uαβ=+的斜率和截距的最小二乘估计分别为：1221ni iiniiu v nuvu nuβ==-=-∑∑，a v uβ=-，相关系数1222211ni iin ni ii iu v nuvru nu v nv===-=⎛⎫⎛⎫--⎪⎪⎝⎭⎝⎭∑∑∑．21．已知中心在原点的椭圆C1和抛物线C2有相同的焦点(1，0)，椭圆C1过点31,2G⎛⎫⎪⎝⎭，抛物线2C的顶点为原点．(Ⅰ)求椭圆C1和抛物线C2的方程；(Ⅱ)设点P为抛物线C2准线上的任意一点，过点P作抛物线C2的两条切线PA，PB，其中A、B为切点．①设直线PA，PB的斜率分别为k1，k2，求证：k1k2为定值；②若直线AB交椭圆C1于C，D两点，S△PAB，S△PCD分别是△PAB，△PCD的面积，试问：PABPCDSS是否有最小值?若有，求出最小值；若没有，请说明理由．请考生在第22、23题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题记分．作答时用2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑．22．[选修4-4：坐标系与参数方程]在直角坐标系xOy 中，曲线C 的参数方程是()22281311k x k k y k ⎧=⎪+⎪⎨-⎪=⎪+⎩(k 为参数)，以坐标原点O 为极点，x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系，直线l的极坐标方程为cos 4πρθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭ (Ⅰ)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程；(Ⅱ)求曲线C 上的点到直线l 的距离的取值范围．23．[选修4-5：不等式选讲]已知a ，b ，c 为正数，且a+b+c=2，证明：(Ⅰ)43ab bc ac ++≤； (Ⅱ)2228a b c b c a---≥．。
人教A版2020届高考数学一轮复习专题练习：导数的计算及其几何意义
导数的计算及其几何意义习题一、选择题（共16小题；共80分）1. 下列导数公式错误的是( )A. (1x )ʹ=−1x2B. (sinx)ʹ=−cosxC. (lnx)ʹ=1xD. (e x)ʹ=e x2. 已知函数f(x)，则limΔx→0f(2+Δx)−f(2)Δx的含义是( )A. 表示函数f(x)在区间[2,2+Δx]的平均变化率B. 表示函数f(x)在区间[Δx,2]的平均变化率C. 表示函数f(x)在点(2,f(2))处的瞬时变化率D. 表示函数f(x)在区间[2,2+Δx]内任意一点的瞬时变化率3. 质点M按规律s=2t2+3作直线运动，则质点M在t=2时瞬时速度是( )A. 2B. 6C. 4D. 84. 设f(x)=xlnx，若fʹ(x0)=3，则x0=( )A. e2B. eC. ln22D. ln25. 设f(x)=ax+4，若fʹ(1)=2，则a=( )A. 2B. −2C. 3D. 46. 函数y=(x+1)2在x=1处的导函数等于( )A. 1B. 2C. 3D. 47. 在求平均变化率的式子中，自变量的增量Δx应满足条件( )A. Δx>0B. Δx<0C. Δx=0D. Δx≠08. 如果曲线y=f(x)在点(2,3)处的切线过点(−1,2)，则有( )A. fʹ(2)<0B. fʹ(2)=0C. fʹ(2)>0D. fʹ(2)不存在9. 函数f(x)的图象如图所示，fʹ(x)为函数f(x)的导函数，下列数值排序正确的是( )A. 0<fʹ(2)<fʹ(3)<f(3)−f(2)B. 0<fʹ(3)<f(3)−f(2)<fʹ(2)C. 0<fʹ(3)<fʹ(2)<f(3)−f(2)D. 0<f(3)−f(2)<fʹ(2)<fʹ(3)10. 若函数f(x)=x2+bx+c的图象的顶点在第四象限，则其导函数fʹ(x)的图象可能是( )A. B.C. D.11. 如果质点A按照规律s=3t2运动，则在t0=3时的瞬时速度为( )A. 12B. 16C. 18D. 2712. 设函数f(x)=x(x−6)，若f(x)在x=0处的切线斜率为( )A. 0B. −1C. 3D. −6gt2(g=10m/s2)，则当t=2s时，它的加速度是13. 某质点的位移函数是s(t)=2t3−12( )A. 14m/s2B. 4m/s2C. 10m/s2D. −4m/s214. 若f(x)=x2−2x−4lnx，则fʹ(x)>0的解集为( )A. (0,+∞)B. (−1,0)∪(2,+∞)C. (2,+∞)D. (−1,0)x，15. 四人赛跑，他们跑过的路程f(x)与时间x的函数解析式分别是：f1(x)=x12，f2(x)=14 f3(x)=log2(x+1)，f4(x)=log8(x+1)，如果他们一直跑下去，表示最终获胜的人的函数解析式是( )xA. f1(x)=x12B. f2(x)=14C. f3(x)=log2(x+1)D. f4(x)=log8(x+1)16. 已知函数f(x)对定义域R内的任意x都有f(x)=f(4−x)，且当x≠2时其导函数fʹ(x)满足xfʹ(x)>2fʹ(x)，若2<a<4则( )A. f(2a)<f(3)<f(log2a)B. f(log2a)<f(3)<f(2a)C. f(3)<f(log2a)<f(2a)D. f(log2a)<f(2a)<f(3)二、填空题（共6小题；共30分）17. 一个物体的位移s（米）与时间t（秒）的关系为s=4−2t+t2，则该物体在3秒末的瞬时速度是．18. 已知函数f(x)的导数为fʹ(x)=2x，且x=1时，y=2，则这个函数的解析式为．19. 已知f(x)=1x ，则limΔx→0f(2+Δx)−f(2)Δx的值是．20. 在曲线y=x2+1的图象上取一点(1,2)及其附近一点(1+Δx,2+Δy)，则ΔyΔx=．21. 已知函数f(x)的导数为fʹ(x)，若有f(x)=3x2+2xfʹ(2)，则fʹ(5)=．22. 同学们经过市场调查，得出了某种商品在2011年的价格y（单位：元）与时间t（单位：月）的函数关系为y=2+t 220−t(1≤t≤12)，则10月份该商品价格上涨的速度是元/月．三、解答题（共4小题；共52分）23. 甲、乙两人在时间 0 到 b 内路程与时间的变化关系如图所示，试根据图中的信息判断甲的平均速度 v 甲 与 v 乙 的大小关系．24. 已知函数 f (x )=√x ，g (x )=alnx ，a ∈R ．（1）若曲线 y =f (x ) 与曲线 y =g (x ) 相交，且在交点处有共同的切线，求 a 的值和该切线方程；（2）设函数 ℎ(x )=f (x )−g (x )，当 ℎ(x ) 存在最小值时，求其最小值 φ(a ) 的解析式； （3）对（2）中的 φ(a ) 和任意的 a >0,b >0，证明：φʹ(a+b 2)≤φʹ(a )+φʹ(b )2≤φʹ(2aba+b)．25. 设 f n (x )=x +x 2+⋯+x n −1，x ≥0，n ∈N ，n ≥2．（1）求 fʹn (2)；（2）证明：f n (x ) 在 (0,23) 内有且仅有一个零点（记为 a n ），且 0<a n −12<13(23)n．26. 设函数 f (x )=ln (1+x )，g (x )=xfʹ(x )，x ≥0，其中 fʹ(x ) 是 f (x ) 的导函数．（1）令 g 1(x )=g (x )，g n+1(x )=g(g n (x ))，n ∈N +，求 g n (x ) 的表达式； （2）若 f (x )≥ag (x ) 恒成立，求实数 a 的取值范围；（3）设 n ∈N +，比较 g (1)+g (2)+⋯+g (n ) 与 n −f (n ) 的大小，并加以证明．答案第一部分1. B2. C3. D4. A5. A6. D7. D8. C9. B10. A11. C12. D13. A 【解析】由v(t)=sʹ(t)=6t2−gt，a(t)=vʹ(t)=12t−g，当t=2时，a(2)=vʹ(2)=12×2−10=14．14. C 【解析】f(x)定义域为(0,+∞)，fʹ(x)=2x−2−4x>0,即x2−x−2x>0.∵x>0，∴(x−2)(x+1)>0，∴x>2．15. B【解析】结合函数的图象知，这里的四个函数中，一次函数的增长速度最快16. B【解析】因为x∈R时，f(x)=f(4−x)，得f(x)的对称轴为x=2，由xfʹ(x)>2fʹ(x)，得fʹ(x)(x−2)>0，当x>2时fʹ(x)>0，f(x)在(2,+∞)上为增函数；当x<2时fʹ(x)<0，f(x)在区间(−∞,2)上为减函数；又因为2<a<4，所以22<2a<24，log22<log2a<log24，即4<2a<16，1<log2a<2，所以f(2a)>f(3)>f(log2a)．第二部分17. 4米/秒18. f(x)=x2+1【解析】由题意可设f(x)=ax2+b，所以f(1)=a+b=2，fʹ(x)=2ax=2x，解得a=1，b=1．所以f(x)=x2+1．19. −1420. Δx+2【解析】ΔyΔx =(1+Δx)2+1−2Δx=Δx+2．21. 5【解析】对f(x)=3x2+2xfʹ(2)两边求导，得fʹ(x)=6x+2fʹ(2)．由fʹ(2)=6×2+2fʹ(2)，得fʹ(2)=−12，从而fʹ(5)=6×5+2×(−12)=6．22. 3【解析】因为y=2+t 220−t(1≤t≤12)，所以yʹ=(2+t 220−t )ʹ=2ʹ+(t220−t)ʹ=(t2)ʹ(20−t)−t2(20−t)ʹ(20−t)2=40t−t2(20−t)2．由导数的几何意义可知10月份该商品的价格的上涨速度应为yʹ∣t=10=40×10−102(20−10)2=3．因此10月份该商品价格上涨的速度为3元/月．第三部分23. 在区间[0,a]，ΔS甲=S0，ΔS乙=S0，Δt=a，此时v甲=v乙；在区间[a,b]，ΔS甲=S2−S0，ΔS乙=S1−S0，Δt=b−a，因为S2>S1，所以ΔS甲>ΔS乙，所以此时v甲>v乙；在区间[0,b]，ΔS甲=S2，ΔS乙=S1，Δt=b，因为S2>S1，所以ΔS甲>ΔS乙，所以此时v甲>v乙．24. （1）由题意得fʹ(x)=2√x gʹ(x)=ax(x>0),由已知得√x=alnx,1 2√x =a x,解得a=e2,x=e2,所以两条直线交点的坐标为(e2,e)，切线的斜率为k=fʹ(e2)=12e，所以切线的方程为y−e=12e(x−e2)，即x−2ey+e2=0．（2）由条件知ℎ(x)=√x−alnx(x>0),所以ℎʹ(x )=2√xa x =√x −2a 2x. （i ）当 a >0 时，令 ℎʹ(x )=0，解得 x =4a 2，所以当 0<x <4a 2 时，ℎʹ(x )<0，ℎ(x ) 在 (0,4a 2) 上递减； 当 x >4a 2 时，ℎʹ(x )>0，ℎ(x ) 在 (4a 2,+∞) 上递增．所以 x =4a 2 是 ℎ(x ) 在 (0,+∞) 上的唯一极值点，且是极小值点，从而也是 ℎ(x ) 的最小值点． 所以最小值φ(a )=ℎ(4a 2)=2a −aln4a 2=2a (1−ln2a );（ii ）当 a ≤0 时，ℎʹ(x )=√x−2a2x>0，ℎ(x ) 在 (0,+∞) 上递增，无最小值，故 ℎ(x ) 的最小值 φ(a ) 的解析式为 φ(a )=2a (1−ln2a )(a >0)． （3） 由（2）知φʹ(a )=−2ln2a.对任意的 a >0,b >0，有φʹ(a )+φʹ(b )2=−2ln2a +2ln2b2=−ln4ab, ⋯⋯①φʹ(a +b 2)=−2ln (2⋅a +b 2)=−ln (a +b )2≤−ln4ab, ⋯⋯② 当且仅当 a =b 时等号成立．φʹ(2ab a +b )=−2ln (2⋅2ab a +b )≥4ab 2√ab=−ln4ab, ⋯⋯③当且仅当 a =b 时等号成立． 故由 ①②③ 得φʹ(a +b 2)≤φʹ(a )+φʹ(b )2≤φʹ(2aba +b).25. （1） 当 x ≠1 时，f n (x )=x−x n+11−x−1，则fʹn(x)=[1−(n+1)x n](1−x)+(x−x n+1)(1−x)2,可得fʹn(2)=−[1−(n+1)2n]+2−2n+1(1−2)2=(n−1)2n+1.（2）因为f n(0)=−1<0，f n(23)=23[1−(23)n]1−23−1=1−2×(23)n≥1−2×(23)2>0,所以f n(x)在(0,23)内至少存在一个零点．又fʹn(x)=1+2x+⋯+nx n−1>0，所以f n(x)在(0,23)内单调递增，因此，f n(x)在(0,23)内有且仅有一个零点a n．由于f n(x)=x−x n+11−x−1，所以0=f n(a n)=a n−a n n+11−a n−1，由此可得a n=12+12a n n+1>12，故12<a n<23，所以0<a n−12=12a n n+1<12×(23)n+1=13(23)n．26. （1）因为f(x)=ln(x+1)，可得fʹ(x)=11+x，所以g(x)=x1+x=x+1−11+x=1−11+x,再结合x≥0，可知1−11+x≥0,即g(x)≥0，当且仅当x=0时取等号，所以，当x=0时，g n(0)=0，当x>0时，g(x)>0，因为g n+1(x)=g(g n(x))，所以g n+1(x)=g n(x) 1+g n(x),整理得1n+1()=1+g n(x)n()=1n()+1,即1g n+1(x)−1g n(x)=1,所以数列{1g n(x)}是以g1(x)为首项，以1为公差的等差数列，所以g n(x)=x1+nx(x>0),当x=0时，g n(0)=01+0=0，符合上式．因此g n(x)=x1+nx(x≥0)．（2）在x≥0范围内f(x)≥ag(x)恒成立，等价于f(x)−ag(x)≥0成立，令ℎ(x)=f(x)−ag(x)=ln(x+1)−ax1+x，即ℎ(x)≥0恒成立，则ℎʹ(x)=1x+1−a(1+x)−ax(1+x)2=x+1−a(1+x)2,令ℎʹ(x)>0，即x+1−a>0，得x>a−1，当a−1≤0，即a≤1时，ℎ(x)在[0,+∞)上单调递增，则ℎ(x)≥ℎ(0)=ln(1+0)−0=0,所以当a≤1时，ℎ(x)在[0,+∞)上ℎ(x)≥0恒成立；当a−1>0，即a>1时，ℎ(x)在[a−1,+∞)上单调递增，在[0,a−1]上单调递减，所以ℎ(x)≥ℎ(a−1)=lna−a+1,设φ(a)=lna−a+1(a>1)，则φʹ(a)=1a−1,因为a>1，所以1a−1<0，即φʹ(a)<0，所以函数φ(a)在(1,+∞)上单调递减，所以φ(a)<φ(1)=0,即ℎ(a−1)<0，所以ℎ(x)≥0不恒成立，综上所述，实数a的取值范围为(−∞,1]．（3）由题设知g(1)+g(2)+⋯+g(n)=1+2+⋯+n,n−f(n)=n−ln(n+1),比较结果为g(1)+g(2)+⋯+g(n)>n−ln(n+1)，证明如下：上述不等式等价于1 2+13+14+⋯+1n+1<ln(n+1),在（2）中取a=1，可得ln(1+x)>x1+x,x>0,令x=1n，n∈N+，则ln n+1n>1n+1,即ln(n+1)−lnn>1 n+1,故有ln2−ln1>1 2 ,ln3−ln2>1 3 ,⋯⋯ln(n+1)−lnn>1n+1,上述各式相加可得ln(n+1)>12+13+14+⋯+1n+1，结论得证．。
2020届高三文理科数学一轮复习《三角函数的图像与性质》专题汇编(教师版)
《三角函数的图像与性质》专题一、相关知识点1．用五点法作正弦函数和余弦函数的简图正弦函数y ＝sin x ，x ∈[0,2π]图像五个关键点：(0,0)，⎝⎛⎭⎫π2，1，(π，0)，⎝⎛⎭⎫3π2，－1，(2π，0)． 余弦函数y ＝cos x ，x ∈[0,2π]图像五个关键点：(0,1)，⎝⎛⎭⎫π2，0，(π，－1)，⎝⎛⎭⎫3π2，0，(2π，1)． 2．正弦函数、余弦函数、正切函数的图像与性质(1)正弦曲线、余弦曲线相邻两对称中心、相邻两对称轴之间的距离是半个周期，相邻的对称中心与对称轴之间的距离是14个周期．(2)正切曲线相邻两对称中心之间的距离是半个周期． 4．奇偶性相关结论(1)若f (x )＝A sin(ωx ＋φ)(A ，ω≠0)，则①f (x )为偶函数的充要条件是φ＝π2＋k π(k ∈Z)；②f (x )为奇函数的充要条件是φ＝k π(k ∈Z)．(2)若f (x )＝A cos(ωx ＋φ)(A ＞0，ω＞0)，则①f (x )为奇函数的充要条件：φ＝k π＋π2，k ∈Z ；②f (x )为偶函数的充要条件：φ＝k π，k ∈Z.题型一 三角函数的定义域1．函数y ＝log 2(sin x )的定义域为________．解析：根据题意知sin x >0，得x ∈(2k π，2k π＋π)(k ∈Z)． 2．函数y ＝2sin x －3的定义域为( )A ．⎣⎡⎦⎤π3，2π3B ．⎣⎡⎦⎤2k π＋π3，2k π＋2π3(k ∈Z) C ．⎝⎛⎭⎫2k π＋π3，2k π＋2π3(k ∈Z) D ．⎣⎡⎦⎤k π＋π3，k π＋2π3(k ∈Z) 解析：由2sin x －3≥0得sin x ≥32，∴π3＋2k π≤x ≤23π＋2k π(k ∈Z)，故选B ． 3．y ＝2sin x －2的定义域为________________________． 解析：要使函数式有意义，需2sin x －2≥0，即sin x ≥22，借助正弦函数的图象(图略)，可得π4＋2k π≤x ≤3π4＋2k π，k ∈Z ，所以该函数的定义域是⎣⎡⎦⎤π4＋2k π，3π4＋2k π(k ∈Z)． 4．函数y ＝tan 2x 的定义域是( )A ．⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π＋π4，k ∈Z B ．⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π2＋π8，k ∈Z C ．⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π＋π8，k ∈Z D ．⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪ x ≠k π2＋π4，k ∈Z 解析：D ，由2x ≠k π＋π2，k ∈Z ，得x ≠k π2＋π4，k ∈Z ，∴y ＝tan 2x 的定义域为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪x ≠k π2＋π4，k ∈Z .] 5．x ∈[0,2π]，y ＝tan x ＋－cos x 的定义域为( )A.⎣⎡⎭⎫0，π2B.⎝⎛⎦⎤π2，πC.⎣⎡⎭⎫π，3π2D.⎝⎛⎦⎤3π2，2π解析：法一：由题意，⎩⎪⎨⎪⎧tan x ≥0，－cos x ≥0，x ∈[0，2π]，所以函数的定义域为⎣⎡⎭⎫π，3π2.故选C. 法二：x ＝π时，函数有意义，排除A 、D ；x ＝54π时，函数有意义，排除B.故选C.题型二 三角函数的值域(最值)三角函数值域的不同求法(1)利用sin x 和cos x 的值域直接求(2)把所给的三角函数式变换成y ＝A sin(ωx ＋φ)的形式求值域 (3)把sin x 或cos x 看作一个整体，转换成二次函数求值域 (4)利用sin x ±cos x 和sin x cos x 的关系转换成二次函数求值域1．函数f (x )＝4－2cos 13x 的最小值是________，取得最小值时，x 的取值集合为________．解析：f (x )min ＝4－2＝2，此时，13x ＝2k π(k ∈Z)，x ＝6k π(k ∈Z)，所以x 的取值集合为{x |x ＝6k π，k ∈Z}．] 2．函数f (x )＝2cos x ＋sin x 的最大值为________． 解析：f (x )＝2cos x ＋sin x ＝5⎝⎛⎭⎫255cos x ＋55sin x ＝5sin(x ＋α)(其中tan α＝2)，故函数f (x )＝2cos x ＋sin x 的最大值为 5. 3．已知函数f (x )＝2cos 2x －sin 2x ＋2，则( )A ．f (x )的最小正周期为π，最大值为3B ．f (x )的最小正周期为π，最大值为4C ．f (x )的最小正周期为2π，最大值为3D ．f (x )的最小正周期为2π，最大值为4解析：∵f (x )＝2cos 2x －sin 2x ＋2＝1＋cos 2x －1－cos 2x 2＋2＝32cos 2x ＋52，∴f (x )的最小正周期为π，最大值为4.故选B.4．函数f (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6在区间⎣⎡⎦⎤0，π2上的值域为( ) A ．⎣⎡⎦⎤－32，32 B ．⎣⎡⎦⎤－32，3 C ．⎣⎡⎦⎤－332，332 D ．⎣⎡⎦⎤－332，3 解析：因为x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2，以2x －π6∈⎣⎡⎦⎤－π6，5π6，所以sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6∈⎣⎡⎦⎤－12，1，所以3sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6∈⎣⎡⎦⎤－32，3，所以函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0，π2上的值域是⎣⎡⎦⎤－32，3，故选B ． 5．函数y ＝2cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3，x ∈⎝⎛⎭⎫－π6，π6的值域为________． 解析：∵－π6<x <π6，∴0<2x ＋π3<2π3，∴－12<cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3<1，∴－1<2cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3<2. ∴函数y ＝2cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3，x ∈⎝⎛⎭⎫－π6，π6的值域为(－1,2)． 6．函数y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫πx 6－π3(0≤x ≤9)的最大值与最小值之和为( )A ．2－3B ．0C ．－1D ．－1－ 3解析：因为0≤x ≤9，所以－π3≤πx 6－π3≤7π6，所以sin ⎝⎛⎭⎫πx 6－π3∈⎣⎡⎦⎤－32，1. 所以y ∈[－3，2]，所以y max ＋y min ＝2－ 3.7．已知f (x )＝sin 2x －3cos 2x ，若对任意实数x ∈⎝⎛⎦⎤0，π4，都有|f (x )|<m ，则实数m 的取值范围是________．解析：因为f (x )＝sin 2x －3cos 2x ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3，x ∈⎝⎛⎦⎤0，π4，所以⎝⎛⎭⎫2x －π3∈⎝⎛⎦⎤－π3，π6， 所以2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3∈(－3，1]，所以|f (x )|＝|2sin ⎝⎛⎪⎪2x －π3）<3，所以m ≥ 3. 8．函数f (x )＝sin 2x ＋3cos x －34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2的最大值是________． 解析：依题意，f (x )＝sin 2x ＋3cos x －34＝－cos 2x ＋3cos x ＋14＝－⎝⎛⎭⎫cos x －322＋1，因为x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2，所以cos x ∈[0,1]，因此当cos x ＝32时，f (x )max ＝1. 9．函数f (x )＝cos 2x ＋6cos π2－x 的最大值为解析：∵f (x )＝cos 2x ＋6cos ⎝⎛⎭⎫π2－x ＝cos 2x ＋6sin x ＝1－2sin 2x ＋6sin x ＝－2⎝⎛⎭⎫sin x －322＋112， 又sin x ∈[－1,1]，∴当sin x ＝1时，f (x )取得最大值5. 10．函数y ＝sin x ＋cos x ＋sin x cos x 的值域为_______解析：设t ＝sin x ＋cos x ，则sin x cos x ＝t 2－12(－2≤t ≤2)，y ＝t ＋12t 2－12＝12(t ＋1)2－1，当t ＝2时，y 取最大值为2＋12，当t ＝－1时，y 取最小值为－1.所以函数值域为⎣⎡⎦⎤－1，12＋2.]11．函数y ＝sin x －cos x ＋sin x cos x ，x ∈[0，π]的值域为________．解析：设t ＝sin x －cos x ，则t 2＝sin 2x ＋cos 2x －2sin x cos x ， 即sin x cos x ＝1－t 22，且－1≤t ≤ 2. ∴y ＝－t 22＋t ＋12＝－12(t －1)2＋1.当t ＝1时，y max ＝1；当t ＝－1时，y min ＝－1. ∴函数的值域为[－1,1]． 12．函数y ＝tan ⎝⎛⎭⎫π2－x ⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤－π4，π4，且x ≠0的值域为________．解析：∵－π4≤x ≤π4且x ≠0，∴π4≤π2－x ≤3π4且π2－x ≠π2.由函数y ＝tan x 的单调性，可得y ＝tan ⎝⎛⎭⎫π2－x 的值域为(－∞，－1]∪[1，＋∞)．题型三 三角函数的单调性类型一 求三角函数的单调区间 1．f (x )＝|tan x |；解析：观察图象可知，y ＝|tan x |的单调递增区间是⎣⎡⎭⎫k π，k π＋π2，k ∈Z ，单调递减区间是( k π－π2，k π ]，k ∈Z.2．y ＝|cos x |的一个单调递增区间是( )A.⎣⎡⎦⎤－π2，π2 B ．[0，π] C.⎣⎡⎦⎤π，3π2 D.⎣⎡⎦⎤3π2，2π 解析：选D ，将y ＝cos x 的图象位于x 轴下方的部分关于x 轴对称向上翻折，x 轴上方(或x 轴上)的图象不变，即得y ＝|cos x |的图象(如图)．故选D.3．函数f (x )＝tan ⎝⎛⎭⎫2x －π3的递增区间是________． 解析：由－π2＋k π＜2x －π3＜π2＋k π(k ∈Z)，得k π2－π12＜x ＜k π2＋5π12(k ∈Z)．故函数的递增区间为⎝⎛⎭⎫k π2－π12，k π2＋5π12.4．已知函数f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫π4－2x ，则函数f (x )的单调递减区间为( ) A.⎣⎡⎦⎤3π8＋2k π，7π8＋2k π(k ∈Z) B.⎣⎡⎦⎤－π8＋2k π，3π8＋2k π(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤3π8＋k π，7π8＋k π(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤－π8＋k π，3π8＋k π(k ∈Z) 解析： f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫π4－2x ＝－2sin ( 2x －π4 )，令－π2＋2k π≤2x －π4≤π2＋2k π(k ∈Z)，故－π4＋2k π≤2x ≤3π4＋2k π(k ∈Z)，解得f (x )的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤－π8＋k π，3π8＋k π(k ∈Z)．故选D. 5．函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫－2x ＋π3的减区间为________． 解析：f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫－2x ＋π3＝－sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3，函数f (x )的减区间就是函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3的增区间．由2k π－π2≤2x －π3≤2k π＋π2，k ∈Z ，得k π－π12≤x ≤k π＋5π12，k ∈Z.故所给函数的减区间为⎣⎡⎦⎤k π－π12，k π＋5π12，k ∈Z. 6．函数y ＝cos ⎝⎛⎭⎫π4－2x 的单调递减区间为________．解析：由y ＝cos ⎝⎛⎭⎫π4－2x ＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π4，得2k π≤2x －π4≤2k π＋π(k ∈Z)， 解得k π＋π8≤x ≤k π＋5π8(k ∈Z)，所以函数的单调递减区间为⎣⎡⎦⎤k π＋π8，k π＋5π8(k ∈Z)． 7．函数 f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π6在x ∈⎣⎡⎦⎤－π2，π2上的单调性递增区间为 ； 递减区间为解析：当2k π－π≤2x －π6≤2k π(k ∈Z)，即k π－5π12≤x ≤k π＋π12，k ∈Z 时，函数f (x )是增函数；当2k π≤2x －π6≤2k π＋π(k ∈Z)，即k π＋π12≤x ≤k π＋7π12，k ∈Z 时，函数f (x )是减函数．因此函数f (x )在⎣⎡⎦⎤－π2，π2上的单调递增区间是[ －5π12，π12]， 单调递减区间为⎣⎡⎦⎤－π2，－5π12，⎣⎡⎦⎤π12，π2. 8．函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫12x ＋π3，x ∈[－2π，2π]的递增区间是( )A ．⎣⎡⎦⎤－2π，－5π3 B ．⎣⎡⎦⎤－2π，－5π3和⎣⎡⎦⎤π3，2π C ．⎣⎡⎦⎤－5π3，π3 D ．⎣⎡⎦⎤π3，2π解析：令z ＝12x ＋π3，函数y ＝sin z 的递增区间为⎣⎡⎦⎤2k π－π2，2k π＋π2(k ∈Z)，由2k π－π2≤12x ＋π3≤2k π＋π2得4k π－5π3≤x ≤4k π＋π3，而x ∈[－2π，2π]，故其递增区间是⎣⎡⎦⎤－5π3，π3，故选C ． 9．已知函数f (x )＝4sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3，x ∈[－π，0]，则f (x )的单调递增区间是________． 解析：由－π2＋2k π≤2x －π3≤π2＋2k π(k ∈Z)，得－π12＋k π≤x ≤5π12＋k π(k ∈Z)，又因为x ∈[－π，0]，所以f (x )的增区间为⎣⎡⎦⎤－π，－7π12和⎣⎡⎦⎤－π12，0. 10．若锐角φ满足sin φ－cos φ＝22，则函数f (x )＝sin 2(x ＋φ)的单调递增区间为( ) A.⎣⎡⎦⎤2k π－5π12，2k π＋π12(k ∈Z) B.⎣⎡⎦⎤k π－5π12，k π＋π12(k ∈Z) C.⎣⎡⎦⎤2k π＋π12，2k π＋7π12(k ∈Z) D.⎣⎡⎦⎤k π＋π12，k π＋7π12(k ∈Z) 解析：选B ，因为sin φ－cos φ＝22，所以2sin ⎝⎛⎭⎫φ－π4＝22⇒φ－π4＝π6⇒φ＝5π12.因为f (x )＝sin 2(x ＋φ)＝1－cos (2x ＋2φ)2＝1－cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋5π62，所以由2x ＋5π6∈[2k π，2k π＋π](k ∈Z)得f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π－5π12，k π＋π12(k ∈Z). 11．比较大小：sin ⎝⎛⎭⎫－π18________sin ⎝⎛⎭⎫－π10. 解析：因为y ＝sin x 在⎣⎡⎦⎤－π2，0上为增函数且－π18＞－π10>－π2，故sin ⎝⎛⎭⎫－π18＞sin ⎝⎛⎭⎫－π10. 12．已知f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4. (1)求f (x )的单调递增区间；(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，求函数f (x )的最大值和最小值． 解析：(1)令2k π－π2≤2x ＋π4≤2k π＋π2，k ∈Z ，则k π－3π8≤x ≤k π＋π8，k ∈Z.故f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π－3π8，k π＋π8，k ∈Z. (2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，3π4≤2x ＋π4≤7π4，所以－1≤sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4≤22，所以－2≤f (x )≤1，所以当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，函数f (x )的最大值为1，最小值为－ 2.13．已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6.讨论函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤－π12，π2上的单调性并求出其值域．解析：令－π2≤2x －π6≤π2，则－π6≤x ≤π3.令π2≤2x －π6≤32π，则π3≤x ≤5π6.因为－π12≤x ≤π2，所以f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6在区间⎣⎡⎦⎤－π12，π3上单调递增， 在区间⎣⎡⎦⎤π3，π2上单调递减．当x ＝π3时，f (x )取得最大值为1. 因为f ⎝⎛⎭⎫－π12＝－32<f ⎝⎛⎭⎫π2＝12，所以当x ＝－π12时，f (x )min ＝－32. 所以f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤－32，1. 类型二 已知单调性求参数值或范围 已知单调区间求参数范围的3种方法 1．函数f (x )＝sin ωx (ω>0)在区间⎣⎦⎤0，π3上单调递增，在区间⎣⎡⎦⎤π3，π2上单调递减，则ω等于 解析：因为f (x )＝sin ωx (ω>0)过原点，所以当0≤ωx ≤π2，即0≤x ≤π2ω时，y ＝sin ωx 是增函数；当π2≤ωx ≤3π2，即π2ω≤x ≤3π2ω时，y ＝sin ωx 是减函数．由f (x )＝sin ωx (ω>0)在⎣⎡⎦⎤0，π3上单调递增，在⎣⎡⎦⎤π3，π2上单调递减知，π2ω＝π3，所以ω＝32. 2．若f (x )＝cos 2x ＋a cos ( π2＋x )在区间⎝⎛⎭⎫π6，π2上是增函数，则实数a 的取值范围为________． 解析：f (x )＝1－2sin 2x －a sin x ，令sin x ＝t ，t ∈⎝⎛⎭⎫12，1，则g (t )＝－2t 2－at ＋1，t ∈⎝⎛⎭⎫12，1， 因为f (x )在⎝⎛⎭⎫π6，π2上单调递增，所以－a4≥1，即a ≤－4. 3．已知ω＞0，函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π4的一个递减区间为⎣⎡⎦⎤π8，5π8，则ω＝________. 解析：由π8≤x ≤5π8得π8ω＋π4≤ωx ＋π4≤5π8ω＋π4.又函数f (x )的递减区间为⎣⎡⎦⎤2k π＋π2，2k π＋32π(k ∈Z)，则⎩⎨⎧π8ω＋π4＝2k π＋π2，58πω＋π4＝2k π＋32π，k ∈Z ，即⎩⎪⎨⎪⎧ω＝16k ＋2ω＝165k ＋2，解得ω＝2. 4．若函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π4在⎝⎛⎭⎫π2，π上是减函数，则ω的取值范围是 ． 解析：由π2＜x ＜π，得π2ω＋π4＜ωx ＋π4＜πω＋π4，由题意，知⎝⎛⎭⎫π2ω＋π4，πω＋π4⊆⎣⎡⎦⎤2k π＋π2，2k π＋3π2，k ∈Z ， ∴⎩⎨⎧π2ω＋π4≥2k π＋π2，k ∈Zπω＋π4≤2k π＋3π2，k ∈Z ，∴4k ＋12≤ω≤2k ＋54，k ∈Z ，当k ＝0时，12≤ω≤54.5．已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π3(ω＞0)，若函数f (x )在区间⎝⎛⎭⎫π，3π2上为减函数，则实数ω的取值范围是________．解析：由π＜x ＜3π2得πω－π3＜ωx －π3＜3π2ω－π3，由题意知⎝⎛⎭⎫πω－π3，3π2ω－π3⊆⎣⎡⎦⎤2k π＋π2，2k π＋3π2(k ∈Z)． ∴⎩⎨⎧πω－π3≥2k π＋π2，k ∈Z3π2ω－π3≤2k π＋3π2，k ∈Z ，解得⎩⎨⎧ω≥2k ＋56，k ∈Zω≤43k ＋119，k ∈Z，当k ＝0时，56≤ω≤119.6．已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π4(ω>0)，f ⎝⎛⎭⎫π6＝f ⎝⎛⎭⎫π3，且f (x )在⎝⎛⎭⎫π2，π上单调递减，则ω＝________. 解析：由f ⎝⎛⎭⎫π6＝f ⎝⎛⎭⎫π3，可知函数f (x )的图象关于直线x ＝π4对称，∴π4ω＋π4＝π2＋k π，k ∈Z ，∴ω＝1＋4k ，k ∈Z ，又f (x )在⎝⎛⎭⎫π2，π上单调递减，∴T 2≥π－π2＝π2，T ≥π，∴2πω≥π，∴ω≤2，又ω＝1＋4k ，k ∈Z ，∴当k ＝0时，ω＝1.7．若函数f (x )＝2sin ωx (0<ω<1)在区间⎣⎡⎦⎤0，π3上的最大值为1，则ω＝________. 解析：因为0<ω<1,0≤x ≤π3，所以0≤ωx <π3，所以f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0，π3上单调递增，则 f (x )max ＝f ⎝⎛⎭⎫π3＝2sin ωπ3＝1，即sin ωπ3＝12.又0≤ωx <π3，所以ωπ3＝π6，解得ω＝12. 8．若函数f (x )＝cos x －sin x 在[0，a ]是减函数，则a 的最大值是________．解析：f (x )＝cos x －sin x ＝2cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π4，当x ∈[0，a ]时，π4≤x ＋π4≤a ＋π4， 由题意知a ＋π4≤π，即a ≤3π4，故所求a 的最大值为3π4.题型四 三角函数的周期性三角函数周期的求解方法1．已知函数f (x )＝cos ⎝⎭⎫ωx ＋π4(ω>0)的最小正周期为π，则ω＝________. 解析：22．函数f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫πx ＋π3的最小正周期为________ 解析：T ＝2ππ＝2．3．函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3的最小正周期为________ 解析：函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3的最小正周期T ＝2π2＝π. 4．函数 ＋ 的最小正周期为______.解析：函数,所以，最小正周期，5．在函数：①y ＝cos|2x |，②y ＝|cos x |，③y ＝cos2x ＋π6，④y ＝tan ⎝⎛⎭⎫2x －π4中，最小正周期为π的所有函数为( )A ．②④B ．①③④C ．①②③D ．①③解析：①y ＝cos|2x |＝cos 2x ，T ＝π. ②由图像知，函数的周期T ＝π. ③T ＝π. ④T ＝π2.综上可知，最小正周期为π的所有函数为①②③，故选C ．6．函数f (x )＝tan x 1＋tan 2x的最小正周期为________ 解析：由已知得f (x )＝tan x 1＋tan 2x ＝sin x cos x 1＋⎝⎛⎭⎫sin x cos x 2＝sin xcos x cos 2x ＋sin 2x cos 2x＝sin x ·cos x ＝12sin 2x ，所以f (x )的最小正周期为T ＝2π2＝π. 题型五 三角函数的奇偶性与三角函数奇偶性相关的结论：三角函数中，判断奇偶性的前提是定义域关于原点对称，奇函数一般可化为y ＝A sin ωx 或y ＝A tan ωx 的形式，而偶函数一般可化为y ＝A cos ωx ＋b 的形式．常见的结论有：(1)若y ＝A sin(ωx ＋φ)为偶函数，则有φ＝k π＋π2(k ∈Z)；若为奇函数，则有φ＝k π(k ∈Z)． (2)若y ＝A cos(ωx ＋φ)为偶函数，则有φ＝k π(k ∈Z)；若为奇函数，则有φ＝k π＋π2(k ∈Z)． (3)若y ＝A tan(ωx ＋φ)为奇函数，则有φ＝k π(k ∈Z)．1．函数y ＝1－2sin 2( x －3π4)是( ) A ．最小正周期为π的奇函数 B ．最小正周期为π的偶函数C ．最小正周期为π2的奇函数D ．最小正周期为π2的偶函数 解析：y ＝1－2sin 2⎝⎛⎭⎫x －3π4＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －3π2＝cos ⎝⎛⎭⎫3π2－2x ＝－sin 2x ， 故函数y 是最小正周期为π的奇函数，故选A.2．若函数 是偶函数，则 等于______解析：由题 ，又()0,ϕπ∈，故 =3．若函数 是偶函数，则 ________．解析：函数为偶函数，则当 时函数取得最值，即： .4．若 是定义在 上的偶函数，其中 ，则 _____ 解析：根据题意可知若f （x ）是定义在R 上的偶函数，即 的对称轴为x=0则有 ，又因为 ，所以可解得5．将函数 向右平移 个单位，得到一个偶函数的图象，则 最小值为__ 解析：将函数 的图象向右平移 个单位长度，所得图象对应的函数解析式为 ，因为函数 为偶函数， ，当 时， 的最小值 ，故答案为 .6．若函数f (x )＝sin x ＋φ3(φ∈[0,2π])是偶函数，则φ＝________. 解析：由已知f (x )＝sin x ＋φ3是偶函数，可得φ3＝k π＋π2，即φ＝3k π＋3π2(k ∈Z)，又φ∈[0,2π]，所以φ＝3π2. 7．函数f (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3＋φ，φ∈(0，π)满足f (|x |)＝f (x )，则φ的值为( ) A.π6 B.π3 C.5π6 D.2π3解析：因为f (|x |)＝f (x )，所以函数f (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3＋φ是偶函数， 所以－π3＋φ＝k π＋π2，k ∈Z ，所以φ＝k π＋5π6，k ∈Z ，又因为φ∈(0，π)，所以φ＝5π6. 题型五 三角函数的对称性(1) 求形如y ＝A sin(ωx ＋φ)或y ＝A cos(ωx ＋φ)函数的图象对称轴或对称中心时，都是把“ωx ＋φ”看作一个整体，然后根据三角函数图象的对称轴或对称中心列方程进行求解．(2) 在判断对称轴或对称中心时，用以下结论可快速解题：设y ＝f (x )＝A sin(ωx ＋φ)，g (x )＝A cos(ωx ＋φ)，x ＝x 0是对称轴方程⇔f (x 0)＝±A ，g (x 0)＝±A ；(x 0,0)是对称中心⇔f (x 0)＝0，g (x 0)＝0.(3)函数y ＝A sin(ωx ＋φ)的对称轴为x ＝k πω－φω＋π2ω，对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω－φω，0；函数y ＝A cos(ωx ＋φ)的对称轴为x ＝k πω－φω，对称中心为⎝⎛⎭⎫k πω－φω＋π2ω，0；函数y ＝A tan(ωx ＋φ)的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2ω－φω，0.上述k ∈Z1．列函数的最小正周期为π且图像关于直线x ＝π3对称的是( ) A ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3 B ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6C ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫x 2＋π3D ．y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3 解析：根据函数的最小正周期为π知，排除C ，又当x ＝π3时，2x ＋π3＝π，2x －π6＝π2，2x －π3＝π3，故选B ． 2．函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫x －π4的图象的一个对称中心是( ) A ．(－π，0) B.⎝⎛⎭⎫－3π4，0 C.⎝⎛⎭⎫3π2，0 D.⎝⎛⎭⎫π2，0 解析：令x －π4＝k π，k ∈Z ，得函数图象的对称中心为⎝⎛⎭⎫π4＋k π，0，k ∈Z.当k ＝－1时， y ＝sin ⎝⎛⎭⎫x －π4的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫－3π4，0.故选B. 3．函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6－cos 2x 的图象的一条对称轴的方程可以是( ) A ．x ＝－π6 B ．x ＝11π12 C ．x ＝－2π3 D ．x ＝7π12解析：f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6－cos 2x ＝32sin 2x －32cos 2x ＝3sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3.令2x －π3＝π2＋k π(k ∈Z)，可得x ＝512π＋k 2π(k ∈Z)．令k ＝1可得函数图象的一条对称轴的方程是x ＝1112π. 3．已知函数y ＝sin(2x ＋φ)( －π2<φ<π2 )的图象关于直线x ＝π3对称，则φ的值为 解析：由题意得f ⎝⎛⎭⎫π3＝sin ⎝⎛⎭⎫2π3＋φ＝±1，∴2π3＋φ＝k π＋π2，k ∈Z ， ∴φ＝k π－π6，k ∈Z.∵φ∈⎝⎛⎭⎫－π2，π2，∴φ＝－π6. 4．函数f (x )＝2sin(ωx ＋φ)(ω>0)对任意x 都有f ( π6＋x )＝f ⎝⎛⎭⎫π6－x ，则f ⎝⎛⎭⎫π6的值为( ) A ．2或0 B ．－2或2 C ．0 D ．－2或0解析：选B ，因为函数f (x )＝2sin(ωx ＋φ)对任意x 都有f ⎝⎛⎭⎫π6＋x ＝f ⎝⎛⎭⎫π6－x ，所以该函数图象关于直线x ＝π6对称，因为在对称轴处对应的函数值为最大值或最小值. 5．函数f (x )＝sin x －cos x 的图像( )A ．关于直线x ＝π4对称B ．关于直线x ＝－π4对称 C ．关于直线x ＝π2对称 D ．关于直线x ＝－π2对称解析：f (x )＝sin x －cos x ＝2sin ⎝⎛⎭⎫x －π4，又f ⎝⎛⎭⎫－π4＝2sin ⎝⎛⎭⎫－π2＝－2，故选B. 6．如果函数y ＝3cos(2x ＋φ)的图像关于点⎝⎛⎭⎫4π3，0中心对称，那么|φ|的最小值为( )A ．π6B ．π4C ．π3D ．π2解析：由题意得3cos ⎝⎛⎭⎫2×4π3＋φ＝3cos ⎝⎛⎭⎫2π3＋φ＋2π＝3cos ⎝⎛⎭⎫2π3＋φ＝0， ∴2π3＋φ＝k π＋π2，k ∈Z ，∴φ＝k π－π6，k ∈Z ，取k ＝0，得|φ|的最小值为π6. 7．函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3－13在区间(0，π)内的所有零点之和为( ) A.π6 B.π3 C.7π6 D.4π3解析：选C ，函数零点即y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3与y ＝13图象交点的横坐标，在区间(0，π)内，y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3与y ＝13的图象有两个交点，由2x ＋π3＝k π＋π2，得x ＝π12＋k π2，k ∈Z ，取k ＝1，得x ＝7π12，可知两个交点关于直线x ＝7π12对称，故两个零点的和为7π12×2＝7π6. 8．已知函数y ＝sin(2x ＋φ)在x ＝π6处取得最大值，则函数y ＝cos(2x ＋φ)的图象( ) A ．关于点⎝⎛⎭⎫π6，0对称B ．关于点⎝⎛⎭⎫π3，0对称C ．关于直线x ＝π6对称D ．关于直线x ＝π3对称 解析：选A ，由题意可得π3＋φ＝π2＋2k π，k ∈Z ，即φ＝π6＋2k π，k ∈Z ，所以y ＝cos(2x ＋φ)＝cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6＋2k π＝cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6，k ∈Z.当x ＝π6时，cos ⎝⎛⎭⎫2×π6＋π6＝cos π2＝0，所以函数y ＝cos ()2x ＋φ的图象关于点⎝⎛⎭⎫π6，0对称，不关于直线x ＝π6对称，故A 正确，C 错误；当x ＝π3时，cos ⎝⎛⎭⎫2×π3＋π6＝cos 56π＝－32，所以函数y ＝cos(2x ＋φ)的图象不关于点⎝⎛⎭⎫π3，0对称，B 错误，也不关于直线x ＝π3对称，D 错误．故选A. 9．(理科)已知函数f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π3的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫π3，0，其中ω为常数，且ω∈(1,3)．若对任意的实数x ，总有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)，则|x 1－x 2|的最小值是( )A ．1 B.π2C ．2D ．π 解析：选B ，∵函数f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π3的图象的一个对称中心为⎝⎛⎭⎫π3，0，∴π3ω＋π3＝k π，k ∈Z ，∴ω＝3k －1，k ∈Z ，由ω∈(1,3)，得ω＝2.由题意得|x 1－x 2|的最小值为函数的半个周期，即T 2＝πω＝π2. 10．(理科)设函数f (x )＝3sin ωx ＋cos ωx (ω>0)，其图象的一条对称轴在区间⎝⎛⎭⎫π6，π3内，且f (x )的最小正周期大于π，则ω的取值范围为( )A.⎝⎛⎭⎫12，1 B ．(0,2) C ．(1,2) D ．[1,2)解析：选C ，由题意f (x )＝3sin ωx ＋cos ωx ＝2sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π6(ω>0)．令ωx ＋π6＝π2＋k π，k ∈Z ，得x ＝π3ω＋k πω，k ∈Z.∵函数图象的一条对称轴在区间⎝⎛⎭⎫π6，π3内，∴π6<π3ω＋k πω<π3，k ∈Z ，∴3k ＋1<ω<6k ＋2，k ∈Z.又∵f (x )的最小正周期大于π，∴2πω>π，解得0<ω<2.∴ω的取值范围为(1,2)． 题型六 三角函数的性质综合运用1．下列函数中，周期为π，且在⎣⎡⎦⎤π4，π2上单调递增的奇函数是( )A ．y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋3π2 B ．y ＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π2 C ．y ＝cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2 D ．y ＝sin ⎝⎛⎭⎫π2－x解析：选C ，y ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋3π2＝－cos 2x 为偶函数，排除A ；y ＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π2＝sin 2x 在⎣⎡⎦⎤π4，π2上为减函数，排除B ；y ＝cos ⎝⎛⎭⎫2x ＋π2＝－sin 2x 为奇函数，在⎣⎡⎦⎤π4，π2上单调递增，且周期为π，符合题意；y ＝sin ⎝⎛⎭⎫π2－x ＝cos x 为偶函数，排除D.2．下列四个函数中，以π为最小正周期，且在区间⎝⎛⎭⎫π2，π上为减函数的是( )A ．y ＝sin 2xB ．y ＝2|cos x |C ．y ＝cos x 2D ．y ＝tan(－x ) 解析：选D ，A 选项，函数在⎝⎛⎭⎫π2，3π4上单调递减，在⎝⎛⎭⎫3π4，π上单调递增，故排除A ；B 选项，函数在⎝⎛⎭⎫π2，π上单调递增，故排除B ；C 选项，函数的周期是4π，故排除C.3．设函数f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π3，则下列结论错误的是( ) A ．f (x )的一个周期为－2π B ．y ＝f (x )的图像关于直线x ＝8π3对称 C ．f (x ＋π)的一个零点为x ＝π6D ．f (x )在⎝⎛⎭⎫π2，π单调递减 解析：D ，A 项，因为f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π3的周期为2k π(k ∈Z)，所以f (x )的一个周期为－2π，A 项正确．B 项，因为f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π3图像的对称轴为直线x ＝k π－π3(k ∈Z)，所以y ＝f (x )的图像关于直线x ＝8π3对称，B 项正确． C 项，f (x ＋π)＝cos ⎝⎛⎭⎫x ＋4π3.令x ＋4π3＝k π＋π2(k ∈Z)，得x ＝k π－56π，当k ＝1时，x ＝π6，所以f (x ＋π)的一个零点为x ＝π6，C 项正确． D 项，因为f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π3的递减区间为2k π－π3，2k π＋2π3(k ∈Z)，递增区间为2k π＋2π3，2k π＋5π3(k ∈Z)，所以⎝⎛⎭⎫π2，2π3是减区间，⎣⎡⎭⎫2π3，π是增区间，D 项错误．故选D ． 4．将函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3的图象向右平移π6个单位长度，得到函数g (x )的图象，则下列说法不正确的是( )A ．g (x )的最小正周期为πB ．g ⎝⎛⎭⎫π6＝32C ．x ＝π6是g (x )图象的一条对称轴 D ．g (x )为奇函数 解析：选C ，由题意得g (x )＝sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x －π6＋π3＝sin 2x ，所以周期为π，g ⎝⎛⎭⎫π6＝sin π3＝32，直线x ＝π6不是g (x )图象的一条对称轴，g (x )为奇函数，故选C. 5．定义在R 上的函数f (x )既是偶函数又是周期函数，若f (x )的最小正周期是π，且当x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2时，f (x )＝sin x ，则f ⎝⎛⎭⎫5π3的值为( )A ．－12 B.12 C.716 D.32解析：选D ，∵f (x )的最小正周期是π，∴f ⎝⎛⎭⎫5π3＝f ⎝⎛⎭⎫5π3－2π＝f ⎝⎛⎭⎫－π3，∵函数f (x )是偶函数，∴f ⎝⎛⎭⎫5π3＝f ⎝⎛⎭⎫－π3＝f ⎝⎛⎭⎫π3＝sin π3＝32. 6．已知f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4. (1)求函数f (x )图像的对称轴方程；(2)求f (x )的递增区间；(3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，求函数f (x )的最大值和最小值．解析：(1)f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4，令2x ＋π4＝k π＋π2，k ∈Z ，则x ＝k π2＋π8，k ∈Z. 所以函数f (x )图像的对称轴方程是x ＝k π2＋π8，k ∈Z. (2)令2k π－π2≤2x ＋π4≤2k π＋π2，k ∈Z ，则k π－3π8≤x ≤k π＋π8，k ∈Z. 故f (x )的递增区间为⎣⎡⎦⎤k π－3π8，k π＋π8，k ∈Z. (3)当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，3π4≤2x ＋π4≤7π4， 所以－1≤sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π4≤22，所以－2≤f (x )≤1，所以当x ∈⎣⎡⎦⎤π4，3π4时，函数f (x )的最大值为1，最小值为－ 2.7．已知函数f (x )＝2cos 2⎝⎛⎭⎫x －π6＋2sin ⎝⎛⎭⎫x －π4sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4. (1)求函数f (x )的最小正周期和图象的对称中心；(2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤0，π2上的最大值和最小值． 解析：(1)∵f (x )＝2cos 2⎝⎛⎭⎫x －π6＋2sin ( x －π4)·sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4 ＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π3＋1＋2sin ⎝⎛⎭⎫x －π4sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π2－π4＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π3＋2sin ⎝⎛⎭⎫x －π4cos ⎝⎛⎭⎫x －π4＋1 ＝12cos 2x ＋32sin 2x ＋sin ⎝⎛⎭⎫2x －π2＋1＝32sin 2x －12cos 2x ＋1＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6＋1， ∴f (x )的最小正周期为2π2＝π，图象的对称中心为⎝⎛⎭⎫π12＋k π2，1，k ∈Z. (2)x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2时，2x －π6∈⎣⎡⎦⎤－π6，5π6， 当2x －π6＝π2，即x ＝π3时，函数有最大值2； 当2x －π6＝－π6，即x ＝0时，函数有最小值12.8．已知函数f (x )＝a ( 2cos 2x 2＋sin x )＋b . (1)若a ＝－1，求函数f (x )的单调递增区间；(2)当x ∈[0，π]时，函数f (x )的值域是[5,8]，求a ，b 的值．解析：已知函数f (x )＝a (1＋cos x ＋sin x )＋b ＝2a sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4＋a ＋b . (1)当a ＝－1时，f (x )＝－2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4＋b －1， 由2k π＋π2≤x ＋π4≤2k π＋3π2(k ∈Z)，得2k π＋π4≤x ≤2k π＋5π4(k ∈Z)， ∴f (x )的单调递增区间为[ 2k π＋π4，2k π＋5π4](k ∈Z)． (2)∵0≤x ≤π，∴π4≤x ＋π4≤5π4，∴－22≤sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4≤1，依题意知a ≠0. ①当a >0时，得⎩⎪⎨⎪⎧ 2a ＋a ＋b ＝8，b ＝5，∴a ＝32－3，b ＝5. ②当a <0时，得⎩⎪⎨⎪⎧b ＝8，2a ＋a ＋b ＝5，∴a ＝3－32，b ＝8. 综上所述，a ＝32－3，b ＝5或a ＝3－32，b ＝8.9．已知函数f (x )＝cos ⎝⎛⎭⎫2x －π3＋sin 2x －cos 2x ＋ 2. (1)求函数f (x )的最小正周期和单调递增区间；(2)若存在x ∈⎣⎡⎦⎤π12，π3满足[f (x )]2－22f (x )－m ＞0，求实数m 的取值范围． 解析：(1)∵f (x )＝12cos 2x ＋32sin 2x ＋sin 2x －cos 2x ＋ 2 ＝12cos 2x ＋32sin 2x －cos 2x ＋2＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6＋2， ∴函数f (x )的最小正周期T ＝π.∵由2k π－π2≤2x －π6≤2k π＋π2(k ∈Z)，得k π－π6≤x ≤k π＋π3(k ∈Z)， ∴单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π－π6，k π＋π3(k ∈Z)． (2)当x ∈⎣⎡⎦⎤π12，π3时，可得2x －π6∈⎣⎡⎦⎤0，π2，解得f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6＋2∈[2，2＋1] ⇒F (x )＝[f (x )]2－22f (x )＝[f (x )－2]2－2∈[－2，－1]．存在x ∈⎣⎡⎦⎤π12，π3，满足F (x )－m ＞0的实数m 的取值范围为(－∞，－1)．。
2020届高考数学(理)大一轮复习：专题突破练(6) 圆锥曲线定点、定值、最值、范围、探索性问题
专题突破练(6)圆锥曲线定点、定值、最值、范围、探索性问题
x2
＝10cos2θ＋sin2θ－12sinθ＋36
0,2)，P (0,2)，
因为点Q 在抛物线C 上，
244
MN 的中点T 的坐标为y 214＋y 2242，y 1＋y 22
， 22
13.[2017·广东四校联考]
在空间中，取直线l为轴，直线l与l′相交于O点，夹角为30°，l′围绕l旋转得到以O为顶点，l′为母线的圆锥面．已知直线l∥平面α，l与α的距离为2，平面α与圆锥面相交得到双曲线Γ.在平面α内，以双曲线Γ的中心为原点，以双曲线的两个焦点所在直线为y轴，
建立直角坐标系.
(1)求双曲线Γ的方程；
并求出这个定值.
解
(1)如图，设O′为双曲线的中心，则轴l与平面α的距离为|OO′|＝2，A为双曲线的一个顶
点，∠AOO′＝60°，所以|O′A|＝2 3.
(1)求椭圆C的方程；
(2)如图，设R(x0，y0)是椭圆C上一动点，由原点O向圆(x－x0)2＋(y－y0)2＝4引两条切线，分别交椭圆于点P，Q，若直线OP，OQ的斜率均存在，并记为k1，k2.求证：k1k2为定值；
(3)在(2)的条件下，试问OP2＋OQ2是否为定值？若是，求出该值；若不是，说明理由.。
2020届高考理科数学一轮复习第9章 第2节 两条直线的位置关系含答案
第二节两条直线的位置关系1．两条直线平行与垂直的判定 (1)两条直线平行：①对于两条不重合的直线l 1，l 2，若其斜率分别为k 1，k 2，则有l 1∥l 2⇔k 1＝k 2. ②当直线l 1，l 2不重合且斜率都不存在时，l 1∥l 2.两条直线平行时，不要忘记它们的斜率有可能不存在的情况. (2)两条直线垂直：①如果两条直线l 1，l 2的斜率存在，设为k 1，k 2，则有l 1⊥l 2⇔k 1·k 2＝－1. ②当其中一条直线的斜率不存在，而另一条直线的斜率为0时，l 1⊥l 2.两条直线垂直时，不要忘记一条直线的斜率不存在、另一条直线的斜率为零的情况. 2．两条直线的交点的求法直线l 1：A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0，l 2：A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0，则l 1与l 2的交点坐标就是方程组⎩⎪⎨⎪⎧A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0，A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0的解． 3．三种距离公式(1)P 1(x 1，y 1)，P 2(x 2，y 2)两点之间的距离：|P 1P 2|＝(x 2－x 1)2＋(y 2－y 1)2. (2)点P 0(x 0，y 0)到直线l ：Ax ＋By ＋C ＝0的距离：d ＝|Ax 0＋By 0＋C |A 2＋B 2.应用点到直线的距离公式时，直线方程必须是一般式 (3)平行线Ax ＋By ＋C 1＝0与Ax ＋By ＋C 2＝0间距离：d ＝|C 1－C 2|A 2＋B 2.两平行线的距离公式中，两直线方程的一般式中x ，y 的系数要对应相等[熟记常用结论]1．过定点P (x 0，y 0)的直线系方程：A (x －x 0)＋B (y －y 0)＝0(A 2＋B 2≠0)，还可以表示为y －y 0＝k (x －x 0)和x ＝x 0.2．平行于直线Ax ＋By ＋C ＝0的直线系方程：Ax ＋By ＋λ＝0(λ≠C )． 3．垂直于直线Ax ＋By ＋C ＝0的直线系方程：Bx －Ay ＋λ＝0.4．过两条已知直线A 1x ＋B 1y ＋C 1＝0，A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0交点的直线系方程：A 1x ＋B 1y＋C 1＋λ(A 2x ＋B 2y ＋C 2)＝0(不包括直线A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0)和A 2x ＋B 2y ＋C 2＝0.5．点(x ，y )关于x 轴的对称点为(x ，－y )，关于y 轴的对称点为(－x ，y )．6．点(x ，y )关于直线y ＝x 的对称点为(y ，x )，关于直线y ＝－x 的对称点为(－y ，－x )． 7．点(x ，y )关于直线x ＝a 的对称点为(2a －x ，y )，关于直线y ＝b 的对称点为(x,2b －y )． 8．点(x ，y )关于点(a ，b )的对称点为(2a －x,2b －y )．9．点(x ，y )关于直线x ＋y ＝k 的对称点为(k －y ，k －x )，关于直线x －y ＝k 的对称点为(k ＋y ，x －k )．[小题查验基础]一、判断题(对的打“√”，错的打“×”)(1)当直线l 1和l 2斜率都存在时，一定有k 1＝k 2⇒l 1∥l 2.( ) (2)如果直线l 1与l 2垂直，则它们的斜率之积一定等于－1.( ) (3)若两直线方程组成的方程组有唯一解，则两直线相交．( ) (4)点P (x 0，y 0)到直线y ＝kx ＋b 的距离为|kx 0＋b |1＋k 2.( ) (5)两平行直线2x －y ＋1＝0,4x －2y ＋1＝0间的距离是0.( ) 答案：(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× 二、选填题1．两条直线l 1：2x ＋y －1＝0和l 2：x －2y ＋4＝0的交点为( ) A.⎝⎛⎭⎫25，95 B.⎝⎛⎭⎫－25，95 C.⎝⎛⎭⎫25，－95 D.⎝⎛⎭⎫－25，－95 解析：选B 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋y －1＝0，x －2y ＋4＝0，得⎩⎨⎧x ＝－25，y ＝95，所以两直线的交点为⎝⎛⎭⎫－25，95. 2．若直线ax ＋2y －1＝0与直线2x －3y －1＝0垂直，则a 的值为( ) A ．－3 B.－43C ．2D ．3解析：选D 直线ax ＋2y －1＝0的斜率k 1＝－a 2，直线2x －3y －1＝0的斜率k 2＝23，因为两直线垂直，所以－a 2×23＝－1，解得a ＝3.3．已知直线l 1：x ＋y ＋1＝0，l 2：x ＋y －1＝0，则l 1，l 2之间的距离为( )A ．1 B. 2 C. 3D ．2解析：选B 由题意可知l 1与l 2平行，故l 1与l 2之间的距离d ＝|1－(－1)|2＝2，故选B. 4．已知点(a,2)(a ＞0)到直线l ：x －y ＋3＝0的距离为1，则a ＝________. 解析：由题意得，|a －2＋3|12＋(－1)2＝1，∴|a ＋1|＝2，∵a ＞0，∴a ＝2－1. 答案：2－15．已知坐标平面内两点A (x ，2－x )和B ⎝⎛⎭⎫22，0，那么这两点之间距离的最小值是________．解析：由题意可得两点间的距离d ＝⎝⎛⎭⎫x －222＋(2－x )2＝ 2⎝⎛⎭⎫x －3242＋14≥12，即最小值为12.答案：12考点一 两条直线的平行与垂直 [师生共研过关][典例精析](1)已知直线l 1：(k －3)x ＋(4－k )y ＋1＝0与l 2：2(k －3)x －2y ＋3＝0平行，则k 的值是( ) A ．1或3 B ．1或5 C ．3或5D ．1或2(2)已知点O (0,0)，A (0，b )，B (a ，a 3)，若△OAB 为直角三角形，则必有( ) A ．b ＝a 3 B.(b －a 3)⎝⎛⎭⎫b －a 3－1a ＝0 C ．b ＝a 3＋1aD ．|b －a 3|＋⎪⎪⎪⎪b －a 3－1a ＝0 (3)已知直线l 1：mx ＋y ＋4＝0和直线l 2：(m ＋2)x －ny ＋1＝0(m ＞0，n ＞0)互相垂直，则mn 的取值范围为________．[解析] (1)由两直线平行得，当k －3＝0时，两直线的方程分别为y ＝－1和y ＝32，显然两直线平行．当k －3≠0时，由k －32(k －3)＝4－k －2≠13，可得k ＝5.综上，k 的值是3或5.(2)若以O 为直角顶点，则B 在x 轴上，则a 必为0，此时O ，B 重合，不符合题意；若∠A ＝π2，则b ＝a 3≠0.若∠B ＝π2，根据垂直关系可知a 2·a 3－b a ＝－1，所以a (a 3－b )＝－1，即b －a 3－1a ＝0.以上两种情况皆有可能，故只有B 满足条件．(3)因为l 1⊥l 2，所以m (m ＋2)＋1×(－n )＝0，得n ＝m 2＋2m ，因为m ＞0，所以m n ＝mm 2＋2m ＝1m ＋2，则0＜1m ＋2＜12，故m n 的取值范围为⎝⎛⎭⎫0，12. [答案] (1)C (2)B (3)⎝⎛⎭⎫0，12 [解题技法]1．已知两直线的斜率存在，判断两直线平行或垂直的方法 (1)两直线平行⇔两直线的斜率相等且在坐标轴上的截距不等； (2)两直线垂直⇔两直线的斜率之积等于－1.[提醒] 当直线斜率不确定时，要注意斜率不存在的情况． 2．由一般式确定两直线位置关系的方法[提醒] 在判断两直线的位置关系时，比例式A 1A 2与B 1B 2，C 1C 2的关系容易记住，在解答选择题、填空题时，建议多用比例式来解答．[过关训练]1．设不同直线l 1：2x －my －1＝0，l 2：(m －1)x －y ＋1＝0，则“m ＝2”是“l 1∥l 2”的( ) A ．充分不必要条件 B.必要不充分条件 C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件解析：选C 当m ＝2时，易知两直线平行，即充分性成立． 当l 1∥l 2时，显然m ≠0，从而有2m ＝m －1，解得m ＝2或m ＝－1，但当m ＝－1时，两直线重合，不符合要求，故必要性成立，故选C.2．已知直线4x ＋my －6＝0与直线5x －2y ＋n ＝0垂直，垂足为(t,1)，则n 的值为( ) A ．7 B.9 C ．11D ．－7解析：选A 由直线4x ＋my －6＝0与直线5x －2y ＋n ＝0垂直得，20－2m ＝0，即m ＝10.直线4x ＋10y －6＝0过点(t,1)，所以4t ＋10－6＝0，即t ＝－1.点(－1,1)又在直线5x －2y ＋n ＝0上，所以－5－2＋n ＝0，即n ＝7.考点二 两直线的交点及距离问题 [师生共研过关][典例精析](1)已知直线y ＝kx ＋2k ＋1与直线y ＝－12x ＋2的交点位于第一象限，则实数k 的取值范围是________．(2)若P ，Q 分别为直线3x ＋4y －12＝0与6x ＋8y ＋5＝0上任意一点，则|P Q |的最小值为________．[解析] (1)由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝kx ＋2k ＋1，y ＝－12x ＋2，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2－4k2k ＋1，y ＝6k ＋12k ＋1.∴交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2－4k 2k ＋1，6k ＋12k ＋1.又∵交点位于第一象限，∴⎩⎪⎨⎪⎧2－4k 2k ＋1＞0，6k ＋12k ＋1＞0，解得－16＜k ＜12.(2)因为36＝48≠－125，所以两直线平行，将直线3x ＋4y －12＝0化为6x ＋8y －24＝0，由题意可知|P Q |的最小值为这两条平行直线间的距离， 即|－24－5|62＋82＝2910，所以|P Q |的最小值为2910.[答案] (1)⎝⎛⎭⎫－16，12 (2)2910[解题技法]距离问题的常见题型及解题策略(1)求两点间的距离关键是确定两点的坐标，然后代入公式即可，一般用来判断三角形的形状等．(2)解决与点到直线的距离有关的问题应熟记点到直线的距离公式，若已知点到直线的距离求直线方程，一般考虑待定斜率法，此时必须讨论斜率是否存在．(3)求两条平行线间的距离要先将直线方程中x ，y 的对应项系数转化成相等的形式，再利用距离公式求解．也可以转化成点到直线的距离问题．[过关训练]1．(2019·太原模拟)若直线y ＝2x ，x ＋y ＝3，mx ＋ny ＋5＝0相交于同一点，则点(m ，n )与原点之间的距离的最小值为( )A.5B. 6 C ．2 3D ．2 5解析：选A 由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2x ，x ＋y ＝3，解得x ＝1，y ＝2.把(1,2)代入mx ＋ny ＋5＝0，可得m ＋2n ＋5＝0，∴m ＝－5－2n .∴点(m ，n )与原点之间的距离d ＝m 2＋n 2＝(5＋2n )2＋n 2＝5(n ＋2)2＋5≥5，当n ＝－2，m ＝－1时取等号．∴点(m ，n )与原点之间的距离的最小值为5，故选A.2．(2019·厦门模拟)若两平行直线3x －2y －1＝0,6x ＋ay ＋c ＝0之间的距离为21313，则实数c 的值是________．解析：依题意知，63＝a－2≠c －1，解得a ＝－4，c ≠－2，即直线6x ＋ay ＋c ＝0可化为3x－2y ＋c 2＝0，又两平行线之间的距离为21313，所以⎪⎪⎪⎪c 2＋132＋(－2)2＝21313，解得c ＝2或－6.答案：2或－63．已知A (4，－3)，B (2，－1)和直线l ：4x ＋3y －2＝0，若在坐标平面内存在一点P ，使|PA |＝|PB |，且点P 到直线l 的距离为2，则P 点坐标为______________________．解析：设点P 的坐标为(a ，b )． ∵A (4，－3)，B (2，－1)，∴线段AB 的中点M 的坐标为(3，－2)． 而AB 所在直线的斜率k AB ＝－3＋14－2＝－1， ∴线段AB 的垂直平分线方程为y ＋2＝x －3， 即x －y －5＝0.∵点P (a ，b )在直线x －y －5＝0上， ∴a －b －5＝0.①又点P (a ，b )到直线l ：4x ＋3y －2＝0的距离为2， ∴|4a ＋3b －2|42＋32＝2，即4a ＋3b －2＝±10，②由①②联立解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝－4或⎩⎨⎧a ＝277，b ＝－87.∴所求点P 的坐标为(1，－4)或⎝⎛⎭⎫277，－87. 答案：(1，－4)或⎝⎛⎭⎫277，－87 考点三 对称问题 [全析考法过关][考法全析]考法(一) 点关于点的对称[例1] 过点P (0,1)作直线l 使它被直线l 1：2x ＋y －8＝0和l 2：x －3y ＋10＝0截得的线段被点P 平分，则直线l 的方程为____________________．[解析] 设直线l 1与直线l 的交点为A (a,8－2a )，则由题意知，点A 关于点P 的对称点B (－a,2a －6)在l 2上，把B 点坐标代入直线l 2的方程得－a －3(2a －6)＋10＝0，解得a ＝4，即点A (4,0)在直线l 上， 所以由两点式得直线l 的方程为x ＋4y －4＝0. [答案] x ＋4y －4＝0 [解题技法]点关于点对称的求解方法若点M (x 1，y 1)和点N (x ，y )关于点P (a ，b )对称，则由中点坐标公式得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2a －x 1，y ＝2b －y 1，进而求解．考法(二) 点关于线的对称[例2] 在等腰直角三角形ABC 中，|AB |＝|AC |＝4，点P 是边AB 上异于A ，B 的一点．光线从点P 出发，经BC ，CA 反射后又回到点P (如图)．若光线Q R 经过△ABC 的重心，则AP 的长度为( )A ．2B ．1 C.83D.43[解析] 以AB 所在直线为x 轴，AC 所在直线为y 轴建立如图所示的平面直角坐标系，由题意可知B (4,0)，C (0,4)，A (0，0)，则直线BC 的方程为x ＋y －4＝0，设P (t,0)(0＜t ＜4)，由对称知识可得点P 关于BC 所在直线的对称点P 1的坐标为(4,4－t )，点P 关于y 轴的对称点P 2的坐标为(－t,0)，根据反射定律可知P 1P 2所在直线就是光线R Q 所在直线．由P 1，P 2两点坐标可得P 1P 2所在直线的方程为y ＝4－t 4＋t·(x ＋t )，设△ABC 的重心为G ，易知G ⎝⎛⎭⎫43，43.因为重心G ⎝⎛⎭⎫43，43在光线R Q 上，所以有43＝4－t 4＋t ⎝⎛⎭⎫43＋t ，即3t 2－4t ＝0.所以t ＝0或t ＝43，因为0＜t ＜4，所以t ＝43，即|AP |＝43，故选D.[答案] D [解题技法]点关于直线对称的解题方法若两点P 1(x 1，y 1)与P 2(x 2，y 2)关于直线l ：Ax ＋By ＋C ＝0对称，则由方程组⎩⎪⎨⎪⎧A ⎝⎛⎭⎫x 1＋x 22＋B ⎝⎛⎭⎫y 1＋y 22＋C ＝0，y 2－y 1x 2－x 1·⎝⎛⎭⎫－A B ＝－1，可得到点P 1关于直线l 对称的点P 2的坐标(x 2，y 2)(其中B ≠0，x 1≠x 2)．考法(三) 线关于点的对称[例3] 已知直线l ：2x －3y ＋1＝0，点A (－1，－2)，则直线l 关于点A 对称的直线m 的方程为________________．[解析] 在直线l 上取两点B (1,1)，C (10,7)，B ，C 两点关于点A 的对称点为B ′(－3，－5)，C ′(－12，－11)，所以直线m 的方程为y ＋11－5＋11＝x ＋12－3＋12，即2x －3y －9＝0.[答案] 2x －3y －9＝0 [解题技法]1．线关于点对称的求解方法(1)在已知直线上取两点，利用中点坐标公式求出它们关于已知点对称的两点坐标，再由两点式求出直线方程；(2)求出一个对称点，再利用两对称直线平行，由点斜式得到所求直线方程． 2．线关于点对称的实质“线关于点的对称”其实质就是“点关于点的对称”，只要在直线上取两个点，求出其对称点的坐标即可，可统称为“中心对称”．[过关训练]1．已知直线y ＝2x 是△ABC 中∠C 的平分线所在的直线，若点A ，B 的坐标分别是(－4,2)，(3,1)，则点C 的坐标为( )A ．(－2,4)B.(－2，－4)C ．(2,4)D ．(2，－4)解析：选C 设A (－4,2)关于直线y ＝2x 的对称点为(x ，y )，则⎩⎪⎨⎪⎧y －2x ＋4×2＝－1，y ＋22＝2×－4＋x2，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝4，y ＝－2，∴BC 所在直线方程为y －1＝－2－14－3(x －3)，即3x ＋y －10＝0.联立⎩⎪⎨⎪⎧ 3x ＋y －10＝0，y ＝2x ，解得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2，y ＝4，则C (2,4)． 2．已知入射光线经过点M (－3,4)，被直线l ：x －y ＋3＝0反射，反射光线经过点N (2,6)，则反射光线所在直线的方程为________．解析：设点M (－3,4)关于直线l ：x －y ＋3＝0的对称点为M ′(a ，b )，则反射光线所在直线过点M ′，所以⎩⎪⎨⎪⎧b －4a －(－3)·1＝－1，－3＋a 2－b ＋42＋3＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝0.即M ′(1,0)．又反射光线经过点N (2,6)，所以所求直线的方程为y －06－0＝x －12－1，即6x －y －6＝0. 答案：6x －y －6＝03．设A ，B 是x 轴上的两点，点P 的横坐标为3，且|PA |＝|PB |，若直线PA 的方程为x －y ＋1＝0，则直线PB 的方程是________________．解析：由|PA |＝|PB |知点P 在AB 的垂直平分线上．由点P 的横坐标为3，且PA 的方程为x －y ＋1＝0，得P (3，4)．直线PA ，PB 关于直线x ＝3对称，直线PA 上的点(0,1)关于直线x ＝3的对称点(6,1)在直线PB 上，所以直线PB 的方程为y －41－4＝x －36－3，即x ＋y －7＝0. 答案：x ＋y －7＝0。
人教A版2020届高考数学一轮复习专题练习：排列与组合
排列与组合一、选择题（共12小题；共60分）1. 某同学逛书店，发现 3 本喜欢的书，决定至少买其中一本，则购买方案有 ( )A. 3 种B. 6 种C. 7 种D. 9 种2.A 76−A 65A 54=( )A. 12B. 24C. 30D. 363. 学校体育组新买 2 颗同样篮球，3 颗同样排球，从中取出 4 颗发放给高一 4 个班，每班 1 颗，则不同的发放方法共 ( )A. 4 种B. 20 种C. 18 种D. 10 种4. 把 4 个不同的黑球，4 个不同的红球排成一排，要求黑球、红球分别在一起，不同的排法种数是 ( )A. A 88B. A 44A 44C. A 44A 44A 22D. 以上都不对5. 已知圆上 9 个点，每两点连一线段，所有线段在圆内的交点最多可以有 ( )A. 36 个B. 72 个C. 63 个D. 126 个6. 把 3 封信投到 4 个信箱，所有可能的投法共有 ( )A. 24 种B. 4 种C. 43 种D. 34 种7. C 30+C 41+C 52+C 63+⋯+C 2017 的值为 ( )A. C213B. C203C. C204D. C2148. 有4位教师在同一年级的4个班中各教一个班的数学，在数学检测时要求每位教师不能在本班监考，则不同的监考方法有( )A. 8种B. 9种C. 10种D. 11种9. 3对夫妇去看电影，6个人坐成一排．若女性的邻座只能是其丈夫或其他女性，则坐法的种数为( )A. 54B. 60C. 66D. 7210. 从某学习小组的5名男生和4名女生中任意选取3名学生进行视力检测，其中至少要选到男生与女生各一名，则不同的选取种数为( )A. 35B. 70C. 80D. 14011. 6个停车位置，有3辆汽车需要停放，若要使3个空位连在一起，则停放的方法总数为( )A. A33B. A63C. A64D. A4412. 小明有4枚完全相同的硬币，每个硬币都分正反不同的两面．他想把这4枚硬币摆成一摞，且满足相邻2枚硬币的正面与正面不相对，不同的摆法有( )A. 4种B. 5种C. 6种D. 9种二、填空题（共5小题；共25分）13. 5位同学报名参加两个课外活动小组，每位同学限报其中一个小组，则不同的报名方法有种．2−n<7的解集为．14. 不等式A n−115. 有20个零件，其中16个一等品，4个二等品，若从20个零件中任意取3个，那么至少有1个一等品的不同取法有种．16. 解方程3A8x=4A9x−1，正整数x=．17. 如图所示，在连接正八边形的三个顶点而成的三角形中与正八边形有公共边的三角形有个．三、解答题（共5小题；共65分）18. 电视台在“欢乐在今宵”节目中拿出两个信箱，其中放着竞猜中成绩优秀的观众来信，甲箱中有30封，乙箱中有20封，现由主持人抽奖确定幸运之星和幸运观众，若先确定一名幸运之星，再从两箱中各确定一名幸运观众，有多少种不同结果?19. 在一次数学竞赛中，某学校有12人通过了初试，学校要从中选出5人去参加市级培训，在下列条件下，有多少种不同的选法?（1）任意选5人；（2）甲、乙、丙三人必须参加；（3）甲、乙、丙三人不能参加；（4）甲、乙、丙三人只能有1人参加；（5）甲、乙、丙三人至少1人参加．20. 一条铁路有n个车站，为适应客运需要，新增了m个车站，且知m>1，客运车票增加了62种，问原有多少个车站?现在有多少个车站?21. 空间有10个点，其中有5个点共面（除此之外再无4点共面），以每4个点为顶点作一个四面体，问一共可作多少个四面体?22. 同室4人各写一张贺年卡，先集中起来，然后每人从中拿一张别人送出的贺年卡，求4张贺年卡不同的分配方式有多少种?答案第一部分1. C2. D 【解析】A 76=7×6×A 54，A 65=6×A 54，所以 原式=36A 54A 54=36． 3. D 【解析】根据题意，分 2 种情况讨论，①，将 3 个排球、 1 个篮球分给 4 个班，在 4 个班中取出 3 个，分得排球剩余 1 个班分得篮球即可，则有 C 43=4 种情况，②，将 2 个排球、 2 个篮球分给 4 个班，在 4 个班中取出 2 个，分得排球剩余 2 个班分得篮球即可，则有 C 42=6 种情况，则共有 6+4=10 种发放方法．4. C5. D【解析】此题可化归为：圆上 9 个点可组成多少个四边形，每个四边形的对角线的交点即为所求，所以，交点有 C 94=126（个）．6. C 【解析】第 1 封信投到信箱中有 4 种投法；第 2 封信投到信箱中也有 4 种投法；第 3 封信投到信箱中也有 4 种投法．只要把这 3 封信投完，就做完了这件事情，由分步乘法计数原理可得共有 43 种方法．7. D【解析】原式=(C 40+C 41)+C 52+C 63+⋯+C 2017=(C 51+C 52)+C 63+⋯+C 2017=(C 62+C 63)+⋯+C 2017=C 2117=C 2121−17=C 214. 8. B 【解析】设四位监考教师分别为A ，B ，C ，D ，所教班分别为a ，b ，c ，d ，假设A 监考b ，则余下三人监考剩下的三个班，共有 3 种不同方法，同理A 监考c ，d 时，也分别有 3 种不同方法，由分类加法计数原理，共有 3+3+3=9（种）不同的监考方法．9. B 【解析】第一大类，若三个女的都相邻，又有四类，（男男女女女男，男女女女男男，男男男女女女，女女女男男男）有2A33+2A33⋅A21=36种，第二类，若其中两个女的相邻，又有三类（男女女男男女，女男男男女女，女女男男男女，女男男女女男）有4A33=24种，根据分类计数原理，得到36+24=60种．10. B【解析】从9人中，任取3人进行视力检测，分析可得，这是组合问题，共C93=84种情况．若选出的3人都为男生时，有C53=10种情况，选出的3人都为女生时，有C43=4种情况．根据排除法，可得符合题意的选法共有84−10−4=70种．11. D 【解析】3个空位连在一起作为1个元素与3辆汽车看成4个不同元素的全排列，故有A44种停放方法．12. B 【解析】没有限制条件的所有摆法一共有24=16种．正面与正面相对的情况有：①有两组正面相对，1种；②有一组正面相对，当正面与正面相对的硬币处于中间位置，有2×2=4种；当正面与正面相对的硬币处于顶部或底部时，有2×3=6种．所以，一共有24−1−4−6=5种．第二部分13. 32【解析】每位同学都有2种报名方法，因此，可分五步安排5名同学报名，由分步乘法计数原理，知总的报名方法共2×2×2×2×2=32（种）．14. {3,4}2−n<7，【解析】由不等式A n−1得(n−1)(n−2)−n<7，整理得n2−4n−5<0，解得−1<n<5，又因为n−1≥2且n∈N+，即n≥3且n∈N+，所以n=3或n=4，2−n<7的解集为{3,4}．故不等式A n−115. 1136【解析】方法一：将“至少有1个是一等品的不同取法”分三类：“恰有1个一等品”，“恰有2个一等品”，“恰有3个一等品”，由分类加法计数原理，知有C161C42+C162C41+C163=1136（种）．方法二：考虑其对立事件“3个都是二等品”，用间接法：C203−C43=1136（种）．16. 617. 40【解析】满足条件的有两类：第一类：与正八边形有两条公共边的三角形有m1=8（个）；第二类：与正八边形有一条公共边的三角形有m2=8×4=32（个），所以满足条件的三角形共有8+32=40（个）．第三部分18. 分两类：①幸运之星在甲箱中抽，有30×29×20=17400种．②幸运之星在乙箱中抽取，有20×19×30=11400种．共有不同结果17400+11400=28800种．19. （1）C125=792（种）不同的选法．（2） 甲、乙、丙三人必须参加，只需从另外的 9 人中选 2 人，共有 C 92=36（种）不同的选法．（3） 甲、乙、丙三人不能参加，只需从另外的 9 人中选 5 人，共有 C 95=126（种）不同的选法．（4） 甲、乙、丙三人只能有 1 人参加，分两步，先从甲、乙、丙中选 1 人，有 C 31=3（种）选法，再从另外的 9 人中选 4 人有 C 94 种选法，共有 C 31C 94=378（种）不同的选法．（5） 方法一（直接法）可分为三类：第一类：甲、乙、丙中有 1 人参加，共有 C 31C 94 种；第二类：甲、乙、丙中有 2 人参加，共有 C 32C 93 种；第三类：甲、乙、丙 3 人均参加，共有 C 33C 92 种．共有 C 31C 94+C 32C 93+C 33C 92=666（种）不同的选法．方法二（间接法）12 人中任意选 5 人共有 C 125 种，甲、乙、丙三人都不参加的有 C 95 种，所以，共有 C 125−C 95=666（种）不同的选法．20. 由题意可知，原有车票的种数是 A n 2 种，现有车票的种数是 A n+m 2 种，所以 A n+m 2−A n 2=62，即 (n +m )(n +m −1)−n (n −1)=62．所以 m (2n +m −1)=62=2×31，因为 m <2n +m −1，且 n ≥2，m,n ∈N +，所以 {m =2,2n +m −1=31,解得 m =2，n =15，故原有 15 个车站，现有 17 个车站．21. 不考虑任何限制，10 个点可得 C 104 个四面体．由于有 5 个点共面，这 5 个点中的任意 4 个点都不能构成四面体，共有 C 54 种情形．所以构成四面体的个数为 C 104−C 54=210−5=205．22. 解法1：设 4 人A 、B 、C 、D 写的贺年卡分别是a 、b 、c 、d ，当A 拿贺年卡b ，则B 可拿a 、c 、d 中的任何一个，即B 拿a ，C 拿d ，D 拿c 或B 拿c ，D 拿a ，C 拿d 或B 拿d ，C 拿a ，D 拿c ，所以A拿b时有3种不同的分配方式．同理，A拿c、d时也各有3种不同的分配方式．由加法原理，4张贺年卡共有3+3+3=9种分配方式．解法2：让4人A、B、C、D依次拿1张别人送出的贺年卡．如果A先拿有3种取法，此时写被A拿走的那张贺年卡的人也有3种不同的取法．接下来，剩下的两个人都各只有一种取法．由乘法原理，4张贺年卡不同的分配方式有3×3×1×1=9种．。
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2020届高考理科数学第一轮复习测试题9
(时间：40分钟 满分：60分)
一、填空题(每小题5分，共40分)
1．已知直线ρsin ⎝
⎛⎭⎪⎫θ＋π4＝22，则极点到该直线的距离是________． 解析 由题意知，ρsin θ＋ρcos θ＝1，∴x ＋y －1＝0，由点到直线的距离公式得所求的距离d ＝22
. 答案
2
2
2．(2020·汕头调研)在极坐标系中，ρ＝4sin θ是圆的极坐标方程，则点A ⎝
⎛⎭⎪⎫4，π6到圆
心C 的距离是________．
解析 将圆的极坐标方程ρ＝4sin θ化为直角坐标方程为x 2
＋y 2
－4y ＝0，圆心坐标为
(0,2)．又易知点A ⎝
⎛⎭⎪⎫4，π6的直角坐标为(23，2)，故点A 到圆心的距离为
0－232
＋2－2
2
＝2 3.
答案 2 3
3．在极坐标系中，过圆ρ＝6cos θ－22sin θ的圆心且与极轴垂直的直线的极坐标方程为________．
解析 由ρ＝6cos θ－22sin θ⇒ρ2
＝6ρcos θ－22ρsin θ，所以圆的直角坐标方程为x 2
＋y 2
－6x ＋22y ＝0，将其化为标准形式为(x －3)2
＋(y ＋2)2
＝11，故圆心的坐标为(3，－2)，所以过圆心且与x 轴垂直的直线的方程为x ＝3，将其化为极坐标方程为ρcos
θ＝3.
答案 ρcos θ＝3
4．(2020·华南师大模拟)在极坐标系中，点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫4，π3到曲线ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ－π3＝2上的点的距
离的最小值为________．
解析 依题意知，点M 的直角坐标是(2,23)，曲线的直角坐标方程是x ＋3y －4＝0，因此所求的距离的最小值等于点M 到该直线的距离，即为|2＋23×3－4|
12＋32
＝2. 答案 2
5．(2020·广州广雅中学模拟)在极坐标系中，圆ρ＝4上的点到直线ρ(cos θ＋3sin θ)＝8的距离的最大值是________．
解析 把ρ＝4化为直角坐标方程为x 2＋y 2
＝16，把ρ(cos θ＋3sin θ)＝8化为直角坐标方程为x ＋3y －8＝0，∴圆心(0,0)到直线的距离为d ＝8
2＝4.∴直线和圆相切，∴圆
上的点到直线的最大距离是8. 答案 8
6．在极坐标系中，曲线C 1：ρ＝2cos θ，曲线C 2：θ＝π
4，若曲线C 1与C 2交于A 、B 两点，
则线段AB ＝________.
解析 曲线C 1与C 2均经过极点，因此极点是它们的一个公共点．由⎩
⎪⎨⎪
⎧
ρ＝2cos θ，θ＝π
4得
⎩
⎪⎨⎪⎧
ρ＝2，
θ＝π4，即曲线C 1与C 2的另一个交点与极点的距离为2，因此AB ＝ 2.
答案
2
7．(2020·湛江模拟)在极坐标系中，圆C 的极坐标方程为：ρ2
＋2ρcos θ＝0，点P 的极
坐标为⎝
⎛⎭⎪⎫2，π2过点P 作圆C 的切线，则两条切线夹角的正切值是________．
解析 圆C 的极坐标方程：ρ2
＋2ρcos θ＝0化为普通方程：(x ＋1)2
＋y 2
＝1，点P 的直角坐标为(0,2)，圆C 的圆心为(－1,0)．如图，当切线的斜率存在时，设切线方程为y ＝kx ＋2，则圆心到切线的距离为|－k ＋2|k 2＋1＝1，∴k ＝34，即tan α＝3
4.易知满足题意的另一条切
线的方程为x ＝0.又∵两条切线的夹角为α的余角，∴两条切线夹角的正切值为4
3.
答案 43
8．若直线3x ＋4y ＋m ＝0与曲线ρ2
－2ρcos θ＋4ρsin θ＋4＝0没有公共点，则实数m 的取值范围是________．
解析 注意到曲线ρ2
－2ρcos θ＋4ρsin θ＋4＝0的直角坐标方程是x 2
＋y 2
－2x ＋4y ＋4＝0，即(x －1)2
＋(y ＋2)2＝1.要使直线3x ＋4y ＋m ＝0与该曲线没有公共点，只要圆心(1，－2)到直线3x ＋4y ＋m ＝0的距离大于圆的半径即可，即|3×1＋4×－2＋m |
5
＞1，|m －
5|＞5，解得，m ＜0，或m ＞10. 答案 (－∞，0)∪(10，＋∞) 二、解答题(共20分)
9．(10分)设过原点O 的直线与圆(x －1)2
＋y 2
＝1的一个交点为P ，点M 为线段OP 的中点，当点P 在圆上移动一周时，求点M 轨迹的极坐标方程，并说明它是什么曲线．
解 圆(x －1)2＋y 2
＝1的极坐标方程为ρ＝2cos θ⎝ ⎛⎭⎪⎫－π2
≤θ≤π2，设点P 的极坐标为(ρ1，
θ1)，点M 的极坐标为(ρ，θ)，
∵点M 为线段OP 的中点，∴ρ1＝2ρ，θ1＝θ，将ρ1＝2ρ，θ1＝θ代入圆的极坐标方程，得ρ＝cos θ.∴点M 轨迹的极坐标方程为ρ＝cos θ－⎝
⎛⎭
⎪⎫π2≤θ≤π2，它表示圆心在点
⎝ ⎛⎭
⎪⎫12，0，半径为12的圆．
10．(10分)以直角坐标系的原点O 为极点，x 轴的正半轴为极轴，已知点P 的直角坐标为(1，－5)，点M 的极坐标为⎝
⎛⎭⎪⎫4，π2，若直线l 过点P ，且倾斜角为π3，圆
C 以M 为圆心、4为半径．
(1)求直线l 的参数方程和圆C 的极坐标方程； (2)试判定直线l 和圆C 的位置关系．
解 (1)由题意，直线l 的普通方程是y ＋5＝(x －1)tan π3，此方程可化为y ＋5sin π3＝x －1
cos
π
3
，
令y ＋5
sin π3＝x －1
cos π3＝a (a 为参数)，得直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪
⎧
x ＝1
2
a ＋1，
y ＝32a －5
(a 为参数)．
如图，设圆上任意一点为P (ρ，θ)，则在△POM 中，由余弦定理，得PM 2
＝PO 2＋OM 2
－
2·PO ·OM cos ∠POM ，
∴42＝ρ2＋42
－2×4ρcos ⎝
⎛⎭⎪⎫θ－π2.
化简得ρ＝8sin θ，即为圆C 的极坐标方程． (2)由(1)可进一步得出圆心M 的直角坐标是(0,4)， 直线l 的普通方程是3x －y －5－3＝0，
圆心M到直线l的距离d＝|0－4－5－3|
3＋1
＝
9＋3
2
＞4，
所以直线l和圆C相离．。