备考高考数学基础知识训练(1)
高三高考数学基础练习题
高三高考数学基础练习题题一:解方程:3x + 5 = 17解析:将方程式中的5移到等号右侧,得到3x = 17 - 5。
计算出右侧的结果为12。
最后,将方程式两边同时除以3,得到x = 4。
题二:计算:(4a^2b^3)^2解析:根据乘方法则,当一个乘方数被平方时,指数会被乘以2。
所以,根据公式,我们可以将题目转为乘方计算,即(4^2) * (a^2)^2 * (b^3)^2。
计算得到的结果是16 * a^4 * b^6。
题三:计算下列算式的值:log4(16) + log5(125)解析:首先,我们计算指数的值。
log4(16) = 2,表示4的多少次幂等于16。
log5(125) = 3,表示5的多少次幂等于125。
将这两个结果相加,得到2 + 3 = 5。
题四:已知函数f(x) = 2x^2 - 3x + 1,计算f(3)的值。
解析:将x替换为3,得到f(3) = 2(3)^2 - 3(3) + 1。
计算方程右侧的数值,我们得到f(3) = 18 - 9 + 1 = 10。
题五:已知三角形ABC,AB = 5cm,BC = 8cm,AC = 10cm。
计算三角形ABC的面积。
解析:根据海伦公式,我们可以计算三角形的面积。
首先,计算半周长:p = (AB + BC + AC) / 2 = (5 + 8 + 10) / 2 = 11.5cm。
然后,将半周长代入公式,计算面积:S = √(p * (p - AB) * (p - BC) * (p - AC)) = √(11.5 * (11.5 - 5) * (11.5 - 8) * (11.5 - 10))。
最后,计算得到S ≈ √(11.5 * 6.5 * 3.5 * 1.5) ≈ √432.6875 ≈ 20.8cm²。
总结:本文根据“高三高考数学基础练习题”题目,按照练习题的格式,给出了五道数学基础练习题及解析。
希望这些练习题能够帮助您复习和巩固高考数学基础知识,为高考备考提供帮助。
第二章 第1讲 函数的概念及其表示-2025年高考数学备考
第二章函数第1讲函数的概念及其表示课标要求命题点五年考情命题分析预测1.了解构成函数的要素,能求简单函数的定义域.2.了解简单的分段函数,并能简单应用.求函数的定义域2022北京T11本讲是函数部分的基础,命题热点为分段函数的求值、含参和解不等式问题,题型以选择题、填空题为主,难度中等偏易.在2025年高考的备考中,要掌握函数的三要素和以分段函数为载体的有关应用.求函数的解析式分段函数2022浙江T14;2021浙江T12学生用书P0181.函数的概念及表示函数的定义一般地,设A ,B 是①非空的实数集,如果对于集合A 中的②任意一个数x ,按照某种确定的对应关系f ,在集合B 中都有③唯一确定的数y 和它对应,那么就称f :A →B 为从集合A 到集合B 的一个函数,记作y =f (x ),x ∈A .三要素④定义域,⑤对应关系,⑥值域.定义域自变量x 的取值范围A .值域函数值的集合{f (x )|x ∈A },是集合B 的⑦子集.相等函数⑧定义域相同,⑨对应关系完全一致.函数的表示法⑩解析法,⑪列表法,⑫图象法.注意(1)与x 轴垂直的直线和函数图象最多有一个交点;(2)解决函数问题时,优先考虑定义域.常用结论求函数的定义域时常用的结论(1)分式型1()要满足f (x )≠0;(2)偶次根式型2()(n ∈N *)要满足f (x )≥0;(3)[f (x )]0要满足f (x )≠0;(4)对数型log a f (x )(a >0,且a ≠1)要满足f(x)>0;(5)正切型tan f(x)要满足f(x)≠π2+kπ,k∈Z.2.分段函数若函数在其定义域的不同子集上,因对应关系不同而分别用几个不同的式子来表示,这种函数称为分段函数.注意(1)分段函数虽由几个部分构成,但它表示的是一个函数;(2)分段函数的定义域是各段函数定义域的并集,值域是各段函数值域的并集.1.下列f(x)与g(x)表示同一个函数的是(B)A.f(x)=2-1与g(x)=-1·+1B.f(x)=x与g(x)=3+2+1C.f(x)=x与g(x)=()2D.f(x)=2与g(x)=332.下列函数中,其定义域和值域分别与函数y=10lg x的定义域和值域相同的是(D)A.y=xB.y=lg xC.y=2xD.y3.[教材改编]已知函数f(x 1,≤1,>1,则f(f(-2))=(B)A.8B.12C.-34D.-109解析因为f(x)1,≤1,>1,所以f(-2)=(-2)2-1=3,所以f(f(-2))=f(3)=13-1=12,故选B.4.已知函数f(x)=2x-3,x∈{x∈N|1≤x≤5},则函数f(x)的值域为{-1,1,3,5,7}.学生用书P019命题点1求函数的定义域例1(1)[2022北京高考]函数f(x)=1+1-的定义域是(-∞,0)∪(0,1].解析因为f(x)=1+1-,所以x≠0,1-x≥0,解得x∈(-∞,0)∪(0,1].(2)若函数f(1-2x)的定义域为[-1,2],则函数f(x)的定义域为[-3,3].解析因为函数f(1-2x)的定义域为[-1,2],所以-1≤x≤2,所以-3≤1-2x≤3.所以函数f(x)的定义域为[-3,3].命题拓展若函数f(x)的定义域为[-1,2],则函数f(1-2x)的定义域为[-12,1].解析由-1≤1-2x≤2,得-12≤x≤1,所以函数f(1-2x)的定义域为[-12,1].方法技巧1.求具体函数的定义域的策略根据函数解析式,构造使解析式有意义的不等式(组),求解不等式(组)即可;对实际问题,既要使函数解析式有意义,又要使实际问题有意义.2.求抽象函数的定义域的策略(1)若已知函数f(x)的定义域为[a,b],则复合函数f(g(x))的定义域由不等式a≤g(x)≤b求出;(2)若已知函数f(g(x))的定义域为[a,b],则f(x)的定义域为g(x)在[a,b]上的值域.注意无论函数的形式如何,定义域均是指其中的自变量x的取值集合.训练1(1)[2024浙江省宁波市余姚中学一检]已知函数y=f(x)的定义域是[-2,3],则函数y=(2r1)r1的定义域是(A)A.[-32,-1)∪(-1,1]B.[-3,-1)∪(-1,7]C.(-1,7]D.[-32,-1)解析因为函数y=f(x)的定义域是[-2,3],所以-2≤2x+1≤3,且x+1≠0,解得x∈[-32,-1)∪(-1,1].故选A.(2)[2024江苏省镇江市丹阳市模拟]函数f(x)=3-2+(x-4)0的定义域为[23,4)∪(4,+∞).解析要使函数f(x)=3-2+(x-4)0有意义,则有3-2≥0,-4≠0,解得x≥23且x≠4,所以函数f(x)=3-2+(x-4)0的定义域为[23,4)∪(4,+∞).命题点2求函数的解析式例2(1)[2024河南省内乡高中模拟]已知f(x)是一次函数,且f(f(x))=16x-25,则f(x)=4x-5或-4x+253.解析设f(x)=kx+b(k≠0),则f(f(x))=k(kx+b)+b=k2x+kb+b=16x-25,∴2=16,B+=-25,∴=4,=-5或=-4,=253,∴f(x)=4x-5或f(x)=-4x+253.(2)已知f(x)满足2f(x)+f(1)=3x-1,则f(x)=2x-1-13.解析已知2f(x)+f(1)=3x-1①,以1代替①中的x(x≠0),得2f(1)+f(x)=3-1②,①×2-②,得3f(x)=6x-3-1,故f(x)=2x-1-13.方法技巧求函数解析式的常用方法(1)待定系数法:若已知函数类型(如一次函数、二次函数等),则可用待定系数法求解.(2)换元法:若已知复合函数f(g(x))的解析式求解函数f(x)的解析式,可令g(x)=t,解出x,然后代入f(g(x))中即可求得f(t),从而求得f(x).此时要注意新元的取值范围.(3)配凑法:配凑法是将函数f(g(x))的解析式配凑成关于g(x)的形式,进而求出函数f(x)的解析式.(4)构造方程组法(消元法):若已知f(x)与f(1),f(-x)等的表达式,则可通过赋值(如令x为1,-x等)构造出另一个等式,通过解方程组求出f(x).注意求函数解析式时,若定义域不是R,一定要注明函数定义域.训练2(1)已知f(x2+12)=x4+14,则f(x)的解析式为f(x)=x2-2,x∈[2,+∞).解析因为f (x 2+12)=(x 2+12)2-2,所以f (x )=x 2-2,x ∈[2,+∞).(2)[2024安徽淮南模拟]已知f (x )是二次函数,且f (x +1)+f (x -1)=2x 2-4x +4,则f (x )=x 2-2x +1.解析因为f (x )是二次函数,所以设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),则有a (x +1)2+b (x +1)+c +a (x -1)2+b (x -1)+c =2x 2-4x +4,即2ax 2+2bx +2a +2c =2x 2-4x+4,所以2=2,2=-4,2+2=4,所以=1,=-2,=1,所以f (x )=x 2-2x +1.(3)[2024湖北省钟祥市第一中学模拟]已知f (x )满足3f (x )+2f (1-x )=4x ,则f (x )的解析式为f (x )=4x -85.解析3f (x )+2f (1-x )=4x①,用1-x 代替①中的x 可得3f (1-x )+2f (x )=4(1-x )②,由3×①-2×②可得f (x )=4x -85.命题点3分段函数角度1分段函数的求值(求参)问题例3(1)[山东高考]设f (x )=,0<<1,2(-1),≥1.若f (a )=f (a +1),则f (1)=(C)A.2B.4C.6D.8解析作出f (x )的图象,如图所示,因为a <a +1,所以要使f (a )=f (a +1),则有=2(a +1-1),0<a <1,所以解得a =14,所以f (1)=f (4)=6.(2)[2022浙江高考]已知函数f (x )=-2+2,≤1,+1-1,>1,则f (f (12))=3728;若当x ∈[a ,b ]时,1≤f (x )≤3,则b -a 的最大值是3+3.解析由题意知f (12)=-(12)2+2=74,则f (f (12))=f (74)=74+174-1=74+47-1=3728.作出函数f (x )的大致图象,如图所示,结合图象,令-x 2+2=1,解得x =±1;令x +1-1=3,解得x =2±3,又x >1,所以x =2+3.所以(b -a )max =2+3-(-1)=3+3.角度2分段函数的解不等式问题例4[全国卷Ⅰ]设函数f (x )=2-,≤0,1,>0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是(D)A.(-∞,-1]B.(0,+∞)C.(-1,0)D.(-∞,0)解析解法一当x ≤0时,函数f (x )=2-x 是减函数,则f (x )≥f (0)=1.作出f (x )的大致图象如图所示,结合图象可知,要使f (x +1)<f (2x ),则需+1<0,2<0,2<+1或+1≥0,2<0,所以x <0,故选D.解法二当x =-12时,f (x +1)=f (12)=1,f (2x )=f (-1)=2-(-1)=2,满足f (x +1)<f (2x ),排除A ,B ;当x =-1时,f (x +1)=f (0)=20=1,f (2x )=f (-2)=22=4,满足f (x +1)<f (2x ),排除C.故选D.方法技巧1.解分段函数的求值问题的思路:一般根据自变量所在区间代入相应的函数解析式求解,当出现f (f (a ))形式时,一般由内向外逐层求值.2.解分段函数的解不等式问题的思路:(1)若图象易画,可画出函数图象,数形结合求解;(2)根据分段函数的不同段分类讨论,最后取各段结果的并集.注意解得值或范围后,要注意检验其是否符合相应段的自变量的范围.训练3(1)[2024河南郑州外国语模拟]已知实数a <0,函数f (x )=2+,<1,--2,≥1,若f (1-a )=f (1+a ),则a 的值为(A )A.-34B.-32C.-35D.-1解析因为a<0,所以1-a>1,1+a<1.因为f(1-a)=f(1+a),所以-(1-a)-2a=2(1+a)+a,解得a=-34.故选A.(2)[2024四川达州外国语模拟]已知函数f(x)=e-1,≤2,2(-2),>2,则f(7)=8.解析由题意得f(7)=2f(5)=2×2f(3)=4×2f(1)=8e1-1=8.(3)[2023江苏南通模拟]已知函数f(x)=max{1-x,2x},其中max{a,b}表示a,b中的较大者.则不等式f(x)>4的解集为(-∞,-3)∪(2,+∞).解析作出f(x)的大致图象如图所示,结合图象可知f(x)=1-,≤0,2,>0.当x≤0时,由1-x>4,得x<-3.当x>0时,由2x>4,得x>2,所以f(x)>4的解集为(-∞,-3)∪(2,+∞).1.[命题点1/2023黑龙江省齐齐哈尔市恒昌中学模拟]函数f(x-log3(1-2)的定义域是(A)A.[0,12)B.(-∞,12)C.(-∞,12]D.(-∞,1)解析由题意得1->0,-log3(1-2)≥0,1-2>0,解得0≤x<12,所以函数f(x)的定义域是[0,12),故选A.2.[命题点2]定义在(-1,1)上的函数f(x)满足2f(x)-f(-x)=lg(x+1),则f(x)=23lg(x+1)+13lg(1-x),x∈(-1,1).解析当x∈(-1,1)时,有2f(x)-f(-x)=lg(x+1)①.以-x代替x得,2f(-x)-f(x)=lg(-x+1)②.由①②消去f(-x)得,f(x)=23lg(x+1)+13lg(1-x),x∈(-1,1).3.[命题点3角度1]设函数f(x,≤1,>1,则满足2f(f(a))=f(a)的a的取值范围是(D)A.(-∞,0]B.[0,2]C.[2,+∞)D.(-∞,0]∪[2,+∞)解析作出f(x)的图象(图略),可得f(x)的最小值为12,令t=f(a),则t≥12,考虑f(t)=2的解,作出y=f(t)与y=2在[12,+∞)上的图象,如图1中实线所示,由图可知,当t≥1时,f(t)=2,故t≥1.下面考虑f(a)≥1的解集,作出y=f(a)与y=1的图象如图2所示,由图可得a≤0或a≥2.故选D.图1图24.[命题点3角度2/2023山东济南模拟]已知函数f(x)=-2+2B-2,≤,-,>,若f(a2-4)>f(3a),则实数a的取值范围是(B)A.(-1,4)B.(-∞,-1)∪(4,+∞)C.(-4,1)D.(-∞,-4)∪(1,+∞)解析由题意知f(x)=-(-)2,≤,-,>,易知函数f(x)在(m,+∞),(-∞,m]上单调递增,且m-m=-(m-m)2,所以函数f(x)在R上单调递增.则由f(a2-4)>f(3a),得a2-4>3a,解得a>4或a<-1,所以实数a的取值范围是(-∞,-1)∪(4,+∞),故选B.学生用书·练习帮P2641.函数f(x)=3-1+1ln(2-)的定义域为(C)A.[13,1)∪(1,+∞)B.[13,2)C.[13,1)∪(1,2)D.(0,2)解析要使函数f(x)=3-1+1ln(2-)有意义,则3-1≥0,2->0,2-≠1,解得≥13,<2,≠1,故函数的定义域为[13,1)∪(1,2).故选C.2.下列各组函数表示相同函数的是(C)A.f(x)=2和g(x)=()2B.f(x)=1和g(x)=x0C.f(x)=|x|和g(x)=,≥0,-,<0D.f(x)=e ln x和g(x)=lg10x解析对于选项A,f(x)=2=|x|的定义域为R,g(x)=()2=x的定义域为[0,+∞),两个函数的定义域不相同,不是相同函数;对于选项B,f(x)=1的定义域为R,g(x)=x0=1的定义域为{x|x≠0},两个函数的定义域不相同,不是相同函数;对于选项C,f(x)=|x|=,≥0,-,<0,函数f(x),g(x)的定义域都是R,且对应法则相同,是相同函数;对于选项D,f(x)=e ln x的定义域为(0,+∞),g(x)=lg10x的定义域为R,两个函数的定义域不相同,不是相同函数.故选C.3.[2023重庆模拟]已知函数f(+1)=x+2,则f(x)的解析式为(C)A.f(x)=x2-1B.f(x)=x2-1,x∈(1,+∞)C.f(x)=x2-1,x∈[1,+∞)D.f(x)=x2-1,x∈[0,+∞)解析解法一(配凑法)f(+1)=x+2=(+1)2-1,令t=+1(t≥1),则f(t)=t2-1,t∈[1,+∞),所以f(x)=x2-1,x∈[1,+∞),故选C.解法二(换元法)令t=+1(t≥1),则=t-1(t≥1),f(t)=(t-1)2+2(t -1)=t2-1,t∈[1,+∞),所以f(x)=x2-1,x∈[1,+∞),故选C.4.已知函数f(x)=ln,≥1,0,0≤<1,,<0,若f(2a-1)-1≤0,则实数a的取值范围是(D)A.[e+12,+∞)B.(-∞,-12]∪[0,e+12]C.[0,e+12]D.(-∞,e+12]解析因为f(2a-1)-1≤0,所以f(2a-1)≤1.作出函数y=f(x)及y=1的图象,如图所示,设两函数图象交于点P,则由图可知,2a-1≤x P=e,所以a≤e+12,即a的取值范围是(-∞,r12],故选D.5.[2024广东名校联考]已知函数f(x)的定义域是[0,4],则函数y 的定义域是(2,5].解析由题意知0≤-1≤4,-2>0,解得2<x≤5,即y2,5].6.[2024山东省部分学校阶段监测]已知函数f(x)=3,≤0,l4,>0,则f(f(116))=19.解析因为f(x)=3,≤0,log4,>0,所以f(116)=log4116=-2,f(-2)=3-2=19,所以f(f(116))=19.7.[2024惠州市一调]已知函数f(x)满足f(x+1)=f(x)+2,则f(x)的解析式可以是f(x)=2x(答案不唯一).(写出满足条件的一个解析式即可)解析由f(x+1)=f(x)+2知,函数f(x)的图象上移2个单位长度后得到的图象,与左移1个单位长度后得到的图象重合,f(x)=2x+k(其中k可取任意实数)满足要求.本题为开放题,答案可为f(x)=2x,f(x)=2x+1等.8.[2024浙江名校联考]已知函数f(x)=(12),∈(-∞,1),log4,∈(1,+∞),则f(x)>1的解集为(-∞,0)∪(4,+∞).解析由题意可得,f(0)=(12)0=1,结合指数函数y=(12)x在定义域内单调递减可知,当x<1时,f(x)>1的解集为(-∞,0);f(4)=log44=1,结合对数函数y=log4x在定义域内单调递增可知,当x>1时,f(x)>1的解集为(4,+∞).所以不等式f(x)>1的解集为(-∞,0)∪(4,+∞).9.[2023福建漳州联考]已知函数f(x)=log2,>0,2+4+1,≤0,若实数a满足f(f(a))=1,则实数a的所有取值的和为(C)A.1B.1716-5C.-1516-5D.-2解析作出y=f(x)及y=1的部分图象,如图所示,易得y=f(x)与y=1的图象有三个交点,设这三个交点分别为A,B,C,则易得x A=-4,x B=0,x C=2.令f(a)=-4,则由图可得log2a=-4,解得a=2-4=116;令f(a)=0,则由图可得a2+4a+1=0或log2a=0,解得a=-2-3或a=-2+3或a=1;令f(a)=2,则由图可得a2+4a+1=2(a≤0)或log2a=2,解得a=-2-5或a=22=4.所以实数a的所有取值的和为116+(-2-3)+(-2+3)+1+(-2-5)+4=-1516-5,故选C.10.[2023西北工业大学附属中学模拟]设函数f(x)=,0<<1,eln,≥1,若f(a)=f(e a),则f(1)=解析根据题意作出函数f(x)的图象,如图所示.由f(x)的定义域知,a>0,所以e a>1.易知y=e x的图象与y=x的图象无交点,所以e a≠a,所以要使f(a)=f(e a),则0<a<1<e a,所以=e ln e a,变形可得=e a,解得a=1e,则f(1)=f(e)=e ln e=e.11.[情境创新]德国著名数学家狄利克雷在数学领域成就显著,是解析数论的创始人之一.函数f(x)=1,为有理数,0,为无理数被称为狄利克雷函数,则关于函数f(x),下列说法正确的是(D)A.f(x)的定义域为{0,1}B.f(x)的值域为[0,1]C.∃x∈R,f(f(x))=0D.对于任意一个非零有理数T,f(x+T)=f(x)对任意x∈R恒成立解析由题意知f(x)的定义域为R,值域为{0,1},故A,B错误;因为f(x)=0或f(x)=1,所以当f(x)=0时,f(f(x))=f(0)=1,当f(x)=1时,f(f(x))=f(1)=1,故C错误;对于任意一个非零有理数T,若x为有理数,则x+T也为有理数,则f(x)=f(x+T)=1,若x为无理数,则x+T也为无理数,则f(x+T)=f(x)=0,综上可得,对于任意一个非零有理数T,f(x+T)=f(x)对任意x∈R恒成立,故D正确.故选D.12.[探索创新/多选/2024江西名校联考]若存在M,使得f(x)≥M对任意x∈D恒成立,则函数f(x)在D上有下界,其中M为函数f(x)的一个下界,若存在N,使得f(x)≤N对任意x∈D恒成立,则函数f(x)在D上有上界,其中N为函数f(x)的一个上界,如果一个函数既有上界又有下界,那么称该函数有界,则下列说法正确的是(ABD)A.2是y=x+1(x∈(2,+∞))的一个下界B.y=ln有上界无下界C.y=x e x有上界无下界D.y=cos2+1有界解析对选项A,y=x+1在(2,+∞)上单调递增,故y>2+12=52≥2,A正确;对选项B,y=ln,则y'=1-ln2,当x∈(0,e)时,y'>0,函数单调递增,当x∈(e,+∞)时,y'<0,函数单调递减,故函数在x=e时有最大值为1e,无最小值,即y≤1e恒成立,B正确;对选项C,当x趋近于+∞时,y=x e x趋近于+∞,C错误;对选项D,y=Hs2+1,则|y|=|Hs|2+1≤12+1≤1,即-1≤y≤1恒成立,D正确.故选ABD.。
2019届高三数学备考冲刺:问题01_数集与点集的运算_含解析
问题01 数集与点集的运算一、考情分析集合是高考数学必考内容,一般作为容易题.给定集合来判定集合间的关系、集合的交、并、补运算是考查的主要形式,常与函数的定义域、值域、不等式(方程)的解集相结合,在知识交汇处命题,以选择题为主,多出现在试卷的前3题中. 二、经验分享(1)用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明白集合的类型,是数集、点集还是其他类型的集合;如下面几个集合请注意其区别: ①{}220x x x -=;②{}22x y x x =-;③{}22y y x x =-;④(){}2,2x y y xx =-.(2)二元方程的解集可以用点集形式表示,如二元方程2xy =的整数解集可表示为()()()(){}1,2,2,1,1,2,2,1----.(3)集合中元素的互异性常常容易忽略,求解问题时要特别注意.分类讨论的思想方法常用于解决集合问题.(4)空集是任何集合的子集,在涉及集合关系时,必须优先考虑空集的情况,否则会造成漏解.(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系. (5)一般来讲,集合中的元素若是离散的,则用Venn 图表示;集合中的元素若是连续的实数,则用数轴表示,此时要注意端点的情况.(6)解决以集合为背景的新定义问题,要抓住两点:①紧扣新定义.首先分析新定义的特点,把新定义所叙述的问题的本质弄清楚,并能够应用到具体的解题过程之中,这是破解新定义型集合问题难点的关键所在;②用好集合的性质.解题时要善于从试题中发现可以使用集合性质的一些因素,在关键之处用好集合的运算与性质. 三、知识拓展1.若有限集A 中有n 个元素,则集合A 的子集个数为2n,真子集的个数为2n-1. 2.A ⊆B ⇔A ∩B =A ⇔A ∪B =B ()()UUAB A B U ⇔=∅⇔=痧 .3.奇数集:{}{}{}21,21,4 1.x x n n x x n n x x n n =+∈==-∈==±∈Z Z Z .4. 数集运算的封闭性,高考多次考查,基础知识如下:若从某个非空数集中任选两个元素(同一元素可重复选出),选出的这两个元素通过某种(或几种)运算后的得数仍是该数集中的元素,那么,就说该集合对于这种(或几种)运算是封闭的.自然数集N 对加法运算是封闭的;整数集Z 对加、减、乘法运算是封闭的.有理数集、复数集对四则运算是封闭的.对加、减、乘运算封闭的数集叫数环,有限数集{0}就是一个数环,叫零环.设F 是由一些数所构成的集合,其中包含0和1,如果对F 中的任意两个数的和、差、积、商(除数不为0),仍是F 中的数,即运算封闭,则称F 为数域. 四、题型分析(一)与数集有关的基本运算【例1】【2018年理新课标I 卷】已知集合,则A. B.C.D.【分析】首先利用一元二次不等式的解法,求出的解集,从而求得集合A ,之后根据集合补集中元素的特征,求得结果.【点评】对于集合的运算,一般先把参与运算的集合化简,解题的过程中,需要明确一元二次不等式的解集的形式以及补集中元素的特征,从而求得结果,要注意端点值的取舍.【小试牛刀】【2017全国1理1】已知集合{}1A x x =<,{}31xB x =<,则( ). A. {}0AB x x =< B. A B =R C. {}1A B x x => D. A B =∅【答案】A【解析】{}1A x x =<,{}{}310xB x x x =<=<,所以{}0AB x x =<,{}1AB x x =<.故选A.(二)与点集有关的基本运算 【例2】已知3(,)|3,{(,)|20},2y M x y N x y ax y a M N x -⎧⎫===++==∅⎨⎬-⎩⎭,则=a ( )A .-2B .-6C .2D .一2或-6【分析】首先分析集合M 是除去点(2,3)的直线33y x =-,集合N 表示过定点(1,0)-的直线,M N =∅等价于两条直线平行或者直线20ax y a ++=过(2,3),进而列方程求a 的值.【解析】由3333(2)2y y x x x -=⇒=-≠-若M N φ=,则①:点(2,3)在直线20ax y a ++=上,即2602a a a ++=⇒=-;②:直线33y x =-与直线20ax y a ++=平行,∴362aa -=⇒=-,∴2a =-或6-.【点评】分析集合元素的构成,将集合运算的结果翻译到两条直线的位置关系是解题关键. 【小试牛刀】【2018年理数全国卷II 】已知集合,则中元素的个数为A. 9B. 8C. 5D. 4 【答案】A 【解析】,当时,;当时,;当时,;所以共有9个,选A.(三)根据数集、点集满足条件确定参数范围【例3】设常数a ∈R ,集合A ={x |(x -1)(x -a )≥0},B ={x |x ≥a -1},若A ∪B =R ,则a 的取值范围为( ) A .(-∞,2) B.(-∞,2] C .(2,+∞) D.[2,+∞)【分析】先得到A =(-∞,1]∪[a ,+∞),B =[a -1,+∞),再根据区间端点的关系求参数范围.【点评】求解本题的关键是对a 进行讨论.【小试牛刀】已知P ={x |2<x <k ,x ∈N},若集合P 中恰有3个元素,则k 的取值范围为________. 【答案】(5,6]【解析】因为P 中恰有3个元素,所以P ={3,4,5},故k 的取值范围为5<k ≤6. (四) 数集、点集与其他知识的交汇【例4】已知集合M 是满足下列性质的函数()f x 的全体:存在非零常数T,对任意x ∈R,有()()f x T Tf x +=成立.(1)函数()f x x =是否属于集合M ?说明理由;(2)设函数()(0x f x a a =>且1a ≠)的图象与y x =的图象有公共点,证明:()x f x a =∈M;(3)若函数()sin f x kx =∈M ,求实数k 的取值范围.【分析】抓住集合M 元素的特征,集合M 是由满足()()f x T Tf x +=的函数构成. 【解析】(1)对于非零常数T ,f (x +T )=x +T ,Tf (x )=Tx . 因为对任意x ∈R,x +T =Tx 不能恒成立,所以f (x )=x M .(2)因为函数f (x )=a x(a >0且a ≠1)的图象与函数y =x 的图象有公共点, 所以方程组:⎪⎩⎪⎨⎧==xy a y x 有解,消去y 得a x =x ,显然x =0不是方程的a x =x 解,所以存在非零常数T ,使a T=T . 于是对于f (x )=a x,有f (x +T )=a x +T = a T ·a x =T ·a x =T f (x ),故f (x )=a x ∈M .【点评】集合与其他知识的交汇处理办法往往有两种:其一是根据函数、方程、不等式所赋予的实数的取值范围,进而利用集合的知识处理;其二是由集合的运算性质,得到具有某种性质的曲线的位置关系,进而转化为几何问题处理.【小试牛刀】在直角坐标系xoy 中,全集},|),{(R y x y x U ∈=,集合}20,1s i n )4(c o s |),{(πθθθ≤≤=-+=y x y x A ,已知集合A 的补集A C U 所对应区域的对称中心为M ,点P 是线段)0,0(8>>=+y x y x 上的动点,点Q 是x 轴上的动点,则MPQ ∆周长的最小值为( ) A .24 B .104 C .14 D .248+ 【答案】B(五)与数集、点集有关的信息迁移题 【例5】若集合A 具有以下性质: (Ⅰ)0∈A,1∈A ;(Ⅱ)若x ∈A ,y ∈A ,则x -y ∈A ,且x ≠0时,1x∈A .则称集合A 是“好集”.下列命题正确的个数是( ) (1)集合B ={-1,0,1}是“好集”;(2)有理数集Q 是“好集”;(3)设集合A 是“好集”,若x ∈A ,y ∈A ,则x +y ∈A . A .0 B .1 C .2 D .3【分析】抓住新定义的特点,根据“好集”满足的两个性质,逐个进行验证.【解析】选C,(1)集合B 不是“好集”,假设集合B 是“好集”,因为-1∈B,1∈B ,所以-1-1=-2∈B ,这与-2∉B 矛盾.(2)有理数集Q 是“好集”,因为0∈Q,1∈Q ,对任意的x ∈Q ,y ∈Q ,有x -y ∈Q ,且x ≠0时,1x∈Q ,所以有理数集Q 是“好集”.(3)因为集合A 是“好集”,所以0∈A ,若x ∈A ,y ∈A ,则0-y ∈A ,即-y ∈A ,所以x -(-y )∈A ,即x +y ∈A .【点评】紧扣新定义,抓住新定义的特点,把新定义叙述的问题的本质搞清楚,并能够应用到具体的解题过程中.【小试牛刀】【2017浙江温州高三模拟】已知集合22{(,)|1}M x y x y =+≤,若实数λ,μ满足:对任意的(,)x y M ∈,都有(,)x y M λμ∈,则称(,)λμ是集合M 的“和谐实数对”,则以下集合中,存在“和谐实数对”的是( )A .{(,)|4}λμλμ+=B .22{(,)|4}λμλμ+= C .2{(,)|44}λμλμ-= D .22{(,)|4}λμλμ-= 【答案】C.【解析】分析题意可知,所有满足题意的有序实数对(,)λμ所构成的集合为{(,)|11,11}λμλμ-≤≤-≤≤,将其看作点的集合,为中心在原点,(1,1)-,(1,1)--,(1,1)-,(1,1)为顶点的正方形及其内部,A,B,D 选项分别表示直线,圆,双曲线,与该正方形及其内部无公共点,选项C 为抛物线,有公共点(0,1)-,故选C. 五、迁移运用1.【安徽省宿州市2018届第三次质检】已知全集,集合,集合,则( )A. B. C.D.【答案】A2.【四川省成都市2018届模拟】设,则是的()A. 充分而不必要条件B. 必要而不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件【答案】A【解析】由得或,作出函数和,以及的图象,如图所示,则由图象可知当时,,当时,,因为,所以“”是“”的充分不必要条件,故选A.点睛:本题主要考查了充分条件和必要条件的判定问题,其中正确作出相应函数的图象,利用数形结合法求解是解答的关键,着重考查了数形结合思想方法的应用,以及推理与论证能力.3.【辽宁省葫芦岛市2018届第二次模拟】设集合,,则()A. B. C. D.【答案】B【解析】,的子集个数为故选C.4.【河南省洛阳市2018届三模】设集合,,则的子集个数为()A. 4 B. 8 C. 16 D. 32【答案】C5.【安徽省皖江八校2018届联考】设集合,,若,则( )A.B.C.D.【答案】B【解析】∵,∴,即,∴,故选B. 6.【山东省济南2018届二模】设全集,集合,集合则下图中阴影部分表示的集合为( )A. B.C.D.【答案】D【解析】由题意可得:,,∴故选:D7.【安徽省江南十校2018届二模理】已知全集为,集合,,则( )A.B.C.D.【答案】C【解析】因为,,所以,即.8.【2018届四川成都高三上学期一诊模拟】已知集合2{|},{|320},A x x a B x x x =<=-+<若,A B B ⋂=则实数a 的取值范围是()A. 1a <B. 1a ≤C. 2a >D. 2a ≥ 【答案】D【解析】集合{}{}{}2|,|320|12A x x a B x x x x x =<=-+<=<<, ,A B B B A ⋂=∴⊆,则2a ≥,故选D.9.【2018届安徽蒙城高三上学期“五校”联考】已知集合{}{}0,1,1,0,3A B a ==-+,若A B ⊆,则a 的值为( )A. 2-B. 1-C. 0D. 1 【答案】A【解析】 因为{}{}0,1,1,0,3A B a ==-+,且A B ⊆, 所以31a +=,所以2a =-,故选A.10.【2018届湖南省五市十校教研教改共同体高三12月联考】已知集合{}220M x x x =--<,{N x y ==,则M N ⋃=( )A. {}1x x >- B. {}12x x ≤< C. {}12x x -<< D. {}0x x ≥ 【答案】A【解析】[)[){|12},1,1,2M x x N M N =-<<=+∞∴⋃=,选A. 11.已知集合,,则的元素个数为( )A .B .C .D . 【答案】B12.设集合,,记,则点集所表示的轨迹长度为( )A .B .C .D .【答案】D【解析】由题意的圆心为,半径为1,而圆心(-3sin α,-3cos α),满足(-3sin α)2+(-3cos α)2=9, 故圆心在以(0,0)圆心,半径为3的圆上,∴集合A 对应的几何图形为圆x 2+y 2=4和x 2+y 2=16之间的圆环区域,13.【2017全国2理2】设集合{}1,2,4A =,{}240B x x x m =-+=.若1AB =,则B =().A .{}1,3-B .{}1,0C .{}1,3D .{}1,5 【答案】C【解析】由题意知1x =是方程240x x m -+=的解,代入解得3m =,所以2430x x -+=的解为1x =或3x =,从而{}13B =,.故选C.14.若集合{}2|870,|3x M x N x x P x N ⎧⎫=∈-+<=∉⎨⎬⎩⎭,则M P 等于( )A.{}3,6B.{}4,5C.{}2,4,5D.{}2,4,5,7 【答案】C【解析】因为{}{}{}2|870|17=2,3,4,5,6,|3x M x N x x x N x P x N ⎧⎫=∈-+<=∈<<=∉⎨⎬⎩⎭,所以{}2,4,5M P =,故选C.15.已知集合{}∅=-==B A x y x A ,1,则集合B 不可能是( ) A .{}124+<x x xB .{}1),(-=x y y xC .{}1-=x yD 【答案】D 【解析】{}{}11≥=-==x x x y x A ,{}{}1)12(log 22≤=++-=y y x x y y ,故选D. 16.已知集合M 是由具有如下性质的函数()f x 组成的集合:对于函数()f x ,在定义域内存在两个变量12,x x且12x x <时有1212()()f x f x x x ->-.则下列函数①()(0)x f x e x =>;②ln ()x f x x=;③()f x =④()1sin f x x =+在集合M 中的个数是A .1个B .2个C .3个D .4个【答案】B对于③()()0f x f x '==>,函数()f x 在(0,)+∞单调递增,在定义域内存在两个变量12,x x 且12x x <时,在()f x 单调增区间时有0()1f x '<<,此时只须1x >时可得0()1f x '<<.满足题意 对于④()1sin ,,()cos f x x f x x '=+=,函数()f x 在3(2,2)()22k k k Z ππππ++∈单调递减,在定义域内存在两个变量12,x x 且12x x <时,在()f x 单调减区间时有()0f x '<,满足题意.17.设{}n a 是公比为q 的等比数列,||1q >,令1(1,2,)n n b a n =+=,若数列{}n b 有连续四项在集合{53,23,19,37,82}--中,则q =( )A .32-B .43-C .23-D .32【答案】A18.已知集合A ={(x ,y )|x 2+y 2≤1,x ,y ∈Z },B ={(x ,y )||x |≤2,|y |≤2,x ,y ∈Z },定义集合A ⊗B ={(x 1+x 2,y 1+y 2)|(x 1,y 1)∈A ,(x 2,y 2)∈B },则A ⊗B 中元素的个数为( )A .77B .49C .45D .30【答案】C【解析】如图,集合A 表示如图所示的所有圆点“”,集合B 表示如图所示的所有圆点“”+所有圆点“”,集合A ⊗B 显然是集合{(x ,y )||x |≤3,|y |≤3,x ,y ∈Z }中除去四个点{(-3,-3),(-3,3),(3,-3),(3,3)}之外的所有整点(即横坐标与纵坐标都为整数的点),即集合A ⊗B 表示如图所示的所有圆点“”+所有圆点“”+所有圆点“”,共45个.故A ⊗B 中元素的个数为45.故选C.19.非空集合G 关于运算⊕满足:(1)对任意a ,G b ∈,都有G a b ⊕∈;(2)存在G e ∈,使得对一切G a ∈,都有a e e a a ⊕=⊕=,则称G 关于运算⊕为“融洽集”.现给出下列集合和运算:①{}G =非负整数,⊕为整数的加法;②{}G =偶数,⊕为整数的乘法;③{}G =平面向量,⊕为平面向量的加法;④{}G =二次三项式,⊕为多项式的加法;⑤{}G =虚数,⊕为复数的乘法.其中G 关于运算⊕为“融洽集”的是( )A .①③B .②③C .①⑤D .②③④【答案】B20.若集合(){},,,|04,04,04,,,E p q r s p s q s r s p q r s N =≤<≤≤<≤≤<≤∈且,(){},,,|04,04,,,F t u v w t u v w t u v w N =≤<≤≤<≤∈且,用()card X 表示集合X 中的元素个数,则()()card E card F +=( )A .50B .100C .150D .200【答案】D【解析】()()333312341010200card E card F +=++++⨯=,故选D. 21.【2018届江苏省南京市多校高三上学期第一次段考】已知集合{}1,2,21A m =--,集合{}22,B m =,若B A ⊆,则实数m =__________.【答案】1【解析】由题意得2211m m m =-⇒=,验证满足22.设P 是一个数集,且至少含有两个数,若对任意a 、b P ∈,都有a b +、a b -、ab 、a P b ∈(除数0b ≠),则称P 是一个数域,例如有理数集Q 是数域,有下列命题:①数域必含有0,1两个数;②整数集是数域;③若有理数集Q M ⊆,则数集M 必为数域;④数域必为无限集.其中正确的命题的序号是 .【答案】①④【解析】当a b =时,0,1a a b P b -==∈,故可知①正确;当11,2,2a b Z ==∉不满足条件,故可知②不正确;对③当M 中多一个元素i 则会出现1i M +∉所以它也不是一个数域;故可知③不正确;根据数据的性质易得数域有无限多个元素,必为无限集,故可知④正确,故答案为①④.【点评】本题考查简单的合情推理、新定义问题以及转化与划归思想,属于难题.新定义题型的特点是:通过给出一个新概念,或约定一种新运算,或给出几个新模型来创设全新的问题情景,要求考生在阅读理解的基础上,依据题目提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,达到灵活解题的目的.遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质,按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.本题的解答都围绕新概念“数域” 对任意a 、b P ∈,都有a b +、a b -、ab 、这一性质展开的.。
第一关 以圆锥曲线的几何性质为背景的选择题-高考数学备考优生百日闯关系列(原卷版)
专题一 压轴选择题第一关 以圆锥曲线的几何性质为背景的选择题【名师综述】1.求解曲线的离心率:求椭圆、双曲线的离心率,关键是根据已知条件确定a ,b ,c 的等量关系,然后把b 用a ,c 代换,求c a 的值;在双曲线中由于221()b e a=+,故双曲线的渐近线与离心率密切相关,求离心率的范围问题关键是确立一个关于a ,b ,c 的不等式,再根据a ,b ,c 的关系消掉b 得到关于a ,c 的不等式,由这个不等式确定a ,c 的关系.2.求解特定字母取值范围问题的常用方法:(1)构造不等式法:根据题设条件以及曲线的几何性质(如:曲线的范围、对称性、位置关系等),建立关于特定字母的不等式(或不等式组),然后解不等式(或不等式组),求得特定字母的取值范围.(2)构造函数法:根据题设条件,用其他的变量或参数表示欲求范围的特定字母,即建立关于特定字母的目标函数,然后研究该函数的值域或最值情况,从而得到特定字母的取值范围.(3)数形结合法:研究特定字母所对应的几何意义,然后根据相关曲线的定义、几何性质,利用数形结合的方法求解.3.圆锥曲线中的最值问题:一是利用几何方法,即通过利用曲线的定义、几何性质以及平面几何中的定理、性质等进行求解;二是利用代数方法,即把要求最值的几何量或代数表达式表示为某个(些)参数的函数(解析式),然后利用函数方法、不等式方法等进行求解.常见的几何方法有:(1)直线外一定点P 到直线上各点距离的最小值为该点P 到直线的垂线段的长度;(2)圆C 外一定点P 到圆上各点距离的最大值为||PC R +,最小值为||PC R -(R 为圆C 半径);(3)过圆C 内一定点P 的圆的最长的弦即为经过P 点的直径,最短的弦为过P 点且与经过P 点直径垂直的弦;(4)圆锥曲线上本身存在最值问题,如①椭圆上两点间最大距离为2a (长轴长);②双曲线上两点间最小距离为2a (实轴长);③椭圆上的点到焦点的距离的取值范围为[,]a c a c -+,a c -与a c +分别表示椭圆焦点到椭圆上点的最小与最大距离;④抛物线上的点中顶点与抛物线的准线距离最近.常用的代数方法有:(1)利用二次函数求最值;(2)通过三角换元,利用正、余弦函数的有界性求最值;(3)利用基本不等式求最值;(4)利用导数法求最值;(5)利用函数单调性求最值.【典例剖析】类型一 求圆锥曲线的离心率问题典例1.(2021·全国高考真题(理))设B 是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的上顶点,若C 上的任意一点P都满足||2PB b ≤,则C 的离心率的取值范围是( )A .2⎫⎪⎪⎣⎭B .1,12⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .2⎛ ⎝⎦D .10,2⎛⎤ ⎥⎝⎦典例2.3.设12,F F 分别为双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的左右焦点,点()0,P x a 为双曲线上的一点,若12PF F △的重心和内心的连线与x 轴垂直,则双曲线的离心率为( ) A 32B 33C 2D 3【来源】江西省上饶市六校2022届高三第一次联考数学试题【举一反三】1F ,2F 分别是椭圆()222210x y a b a b+=>>的左右焦点,B 是椭圆的上顶点,过点1F 作2BF 的垂线交椭圆C 于P ,Q 两点,若1137PF FQ =,则椭圆的离心率是( ) A 36B 255C 2127 D .59214【来源】浙江省温州市普通高中2022届高三下学期返校统一测试数学试题类型二 与圆锥曲线有关的最值问题典例3.已知点F 为拋物线2:4C y x =的焦点,过点F 作两条互相垂直的直线12,l l ,直线1l 与C 交于,A B 两点,直线2l 与C 交于,D E 两点,则9AB DE +的最小值为( ) A .32B .48C .64D .72【来源】江西省五市九校(分宜中学、高安中学、临川一中、南城一中、彭泽一中、泰和中学、玉山一中、樟树中学、南康中学)协作体2022届高三第一次联考数学(理)试题【举一反三】坐标原点O 且斜率为()0k k <的直线l 与椭圆2214x y +=交于M 、N 两点.若点11,2A ⎛⎫ ⎪⎝⎭,则MAN △ 面积的最大值为( ) A 2B .22C .22D .1【来源】四川省内江市2020届高三下学期第三次模拟考试数学(文)试题类型三 平面图形与圆锥曲线相结合的问题典例4.(多选)已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,左、右顶点分别为1A ,2A ,P 为双曲线的左支上一点,且直线1PA 与2PA 的斜率之积等于3,则下列说法正确的是( ) A .双曲线C 的离心率为2B .若12PF PF ⊥,且123PF F S =△,则2a =C .以线段1PF ,12A A 为直径的两个圆外切D .若点P 在第二象限,则12212PF A PA F ∠=∠【来源】广东省2022届高三上学期第三次联考数学试题【举一反三】已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F .点P 在C 上且位于第一象限,圆1O 与线段1F P 的延长线,线段2PF 以及x 轴均相切,12PF F △的内切圆为圆2O .若圆1O 与圆2O 外切,且圆1O 与圆2O 的面积之比为4,则C 的离心率为( ) A .12B .35C 2D 3【来源】衡水金卷2021-2022学年度高三一轮复习摸底测试卷数学(一)【精选名校模拟】1.点F 是双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的左焦点,斜率为34的直线l 过点F 且与双曲线C 的右支交于点P ,过切点P 的切线与x 轴交于点M .若FM PM =,则双曲线C 的离心率e 的值为( ) A .207B .165C .259D .143【来源】江西省景德镇市2022届高三第二次质检数学(理)试题2.已知双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左右焦点分别为1F ,2F ,实轴长为4,点P 为其右支上一点,点Q 在以()0,4为圆心、半径为1的圆上,若1PF PQ +的最小值为8,则双曲线的渐近线方程为( ) A .12y x =±B .y x =±C .32y x =±D .52y x =±【来源】江西省景德镇市2021届高三上学期期末数学(理)试题3.已知抛物线22(0)y px p =>的焦点为F ,过F 且倾斜角为4π的直线l 与抛物线相交于A ,B 两点,||8AB =,过A ,B 两点分别作抛物线的切线,交于点Q .下列说法正确的是( ) A .QA QB ⊥B .AOB (O 为坐标原点)的面积为2C .112||||AF BF += D .若()1,1M ,P 是抛物线上一动点,则||||PM PF +的最小值为52【来源】江西省吉安市2022届高三上学期期末数学(理)试题4.已知点(5A ,(0,5B -,若曲线()222200,0y xa b a b-=>>上存在点P 满足4PA PB -=,则下列正确的是( ) A .1b a <+B .2b a <C .1b a >+D .2b a >【来源】浙江省嘉兴市2021-2022学年高三上学期期末数学试题5.已知圆()2222p x y b b ⎛⎫-+-= ⎪⎝⎭与抛物线22(0)y px b p =>>的两个交点是A ,B .过点A ,B 分别作圆和抛物线的切线1l ,2l ,则( )A .存在两个不同的b 使得两个交点均满足12l l ⊥B .存在两个不同的b 使得仅一个交点满足12l l ⊥C .仅存在唯一的b 使得两个交点均满足12l l ⊥D .仅存在唯一的b 使得仅一个交点满足12l l ⊥【来源】浙江省2022届筑梦九章新高考命题导向研究卷Ⅱ数学试题6.已知双曲线22221x y a b -=,(),0a b >的左右焦点记为1F ,2F ,直线l 过2F 且与该双曲线的一条渐近线平行,记l 与双曲线的交点为P ,若所得12PF F △的内切圆半径恰为3b,则此双曲线的离心率为( )A .2B .53C 3D .112【来源】浙江省绍兴市上虞区2021-2022学年高三上学期期末数学试题7.已知1F ,2F 分别为双曲线()222210,0x y a b a b -=>>的左、右焦点,以12F F 为直径的圆与双曲线在第一象限和第三象限的交点分别为M ,N ,设四边形12F NF M 的周长C 与面积S 满足2aS C =则该双曲线的离心率的平方为( ) A .22B .842+C .222+D .23+【来源】江西省上饶市2022届高三一模数学(理)试题8.椭圆E :()222210x y a b a b+=>>的左右焦点分别为1F ,2F ,点P 在椭圆E 上,12PF F △的重心为G .若12PF F △的内切圆H 的直径等于1212F F ,且12GH F F ∥,则椭圆E 的离心率为( ) A 6B .23C 2D .12【来源】安徽省合肥市2021-2022学年高三上学期第一次教学质量检测理科数学试题9.已知椭圆C :22143x y +=的左、右焦点分别为1F ,2F ,左、右顶点分别为A ,B ,点M 为椭圆C 上不与A ,B 重合的任意一点,直线AM 与直线2x =交于点D ,过点B ,D 分别作BP ⊥直线2MF ,DQ ⊥直线2MF ,垂足分别为P ,Q ,则使BP DQ BD +<成立的点M ( ) A .有一个B .有两个C .有无数个D .不存在【来源】河南省名校联盟2021-2022学年高三上学期期末考试理科数学试题10.设椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的右焦点为F ,椭圆C 上的两点A ,B 关于原点对你,且满足0FA FB ⋅=,3FB FA ≤,则椭圆C 的离心率的取值范围为( )A .22⎫⎪⎢⎪⎣⎭ B .2312⎤⎢⎥⎣⎦C .)31,1⎡⎣D .232⎢⎣⎦11.已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左、右焦点分别是1F ,2F ,在其渐近线上存在一点P ,满足122PF PF b -=,则该双曲线离心率的取值范围为( ) A .(2B .)2,2C .2,3D .()2,3【来源】重庆市巴蜀中学校2022届高三上学期适应性月考(六)数学试题12.已知椭圆22:142x y C +=的左右顶点分别为,A B ,过x 轴上点(4,0)M -作一直线PQ 与椭圆交于,P Q 两点(异于,A B ),若直线AP 和BQ 的交点为N ,记直线MN 和AP 的斜率分别为12,k k ,则12:k k =( ) A .13B .3C .12D .2【来源】湖北省“大课改、大数据、大测评”2020-2021学年高三上学期联合测评数学试题13.双曲线2222:1(0)x y C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,点P 为C 的左支上任意一点,直线l是双曲线的一条渐近线,PQ l ⊥,垂足为Q .当2PF PQ +的最小值为3时,1F Q 的中点在双曲线C 上,则C 的方程为( ) A .221x y -=B .22122x y -=C .2212y x -=D .2212x y -=【来源】陕西省商洛市2020-2021学年高三上学期期末数学试题14.过点()3,0P-作直线()220ax a b y b +++=(,a b 不同时为零)的垂线,垂足为M ,点()2,3N ,则MN 的取值范围是( ) A .0,55⎡+⎣B .55,5⎡⎤⎣⎦C .5,55⎡+⎣D .55,55⎡⎣15.(多选)已知P 为椭圆22221(0)x y a b a b+=>>外一点,()()12,0,,0F c F c -分别为椭圆C 的左、右焦点,2PF =21212,6F F PF PF c ⋅=,线段12,PF PF 分别交椭圆于1122,,,M N F M F P F N F P λμ==,设椭圆离心率为e ,则下列说法正确的有( ) A .若e 越大,则λ越大 B .若M 为线段1PF 的中点,则31e = C .若13μ=,则131e -=D .334eλμ=- 【来源】湖北省部分重点中学2022届高三上学期第二次联考数学试题16.(多选)画法几何的创始人——法国数学家加斯帕尔·蒙日发现:椭圆的两条切线互相垂直,则两切线的交点位于一个与椭圆同中心的圆上,称此圆为该椭圆的蒙日圆.已知椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的离心率为22,1F 、2F 分别为椭圆的左、右焦点,点A 在椭圆上,直线22:0l bx ay a b +--=,则( ) A .直线l 与蒙日圆相切B .C 的蒙日圆的方程为2222x y a +=C .记点A 到直线l 的距离为d ,则2d AF -的最小值为(323bD .若矩形MNGH 的四条边均与C 相切,则矩形MNGH 的面积的最大值为28b 【来源】湖南省永州市2021-2022学年高三上学期第二次适应性考试数学试题17.(多选)已知抛物线C :()220y px p =>的焦点F 到准线l 的距离为4,过焦点F 的直线与抛物线相交于()11,M x y ,()22,N x y 两点,则下列结论中正确的是( ) A .抛物线C 的准线l 的方程为2x =- B .MN 的最小值为4C .若()4,2A ,点Q 为抛物线C 上的动点,则QA QF +的最小值为6D .122x x +的最小值2【来源】山东省滨州市2021-2022学年高三期末数学试题。
高三数学一轮基础训练(1)
备考2011高考数学基础知识训练(1)班级______ 姓名_________ 学号_______ 得分_______一、填空题(每题5分,共70分) 1.函数3-=x y 的定义域为___ .2.已知全集U R =,集合{1,0,1}M =-,{}2|0N x x x =+=,则=⋂)(N C M U __ .3.若1()21xf x a =+-是奇函数,则a =___ . 4.已知1x x -+=且1x >,则1x x --的值为 .5.幂函数a x y =,当a 取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图像是一族美丽的曲线(如右图).设点 A (1,0),B (0,1),连接AB ,线段AB 恰好被其中的两个幂函数αx y =,βx y =的图像三等分,即有NA MN BM ==.那么βα⋅=___ .6.直线b x y +=21是曲线)0(ln >=x x y 的一条切线,则实数b =___ . 7.已知命题:“[1,2]x ∃∈,使022≥++a x x ”为真命题,则a 的取值范围是___ . 8. 函数4(4)(),(3)(4)x x f x f x x -≥⎧=⎨+<⎩则[(1)]f f -= .9.在用二分法...求方程3210x x --=的一个近似解时,现在已经将一根锁定在区间(1,2)内,则下一步可断定该根所在的区间为___ .10.设y x ,满足约束条件⎪⎩⎪⎨⎧≥≥≥+-≤--0,002063y x y x y x ,若目标函数)0,0(,>>+=b a by ax Z 的最大值为12,则ba 231+的最小值为___ .11.集合}2log |{21>=x x A ,),(+∞=a B ,若A B A ≠⋂时a 的取值范围是(,)c +∞,则c =___ .12.已知结论:“在正三角形ABC 中,若D 是BC 的中点,G 是三角形ABC 重心,则AGGD=2 ” .若把该结论推广到空间,则有结论:“在正四面体ABCD 中,若BCD ∆ 的中心为M ,四面体内部一点O 到四面体各面的距离都相等,则AOOM=___ . 13.若函数(),()f x g x 分别是R 上的奇函数、偶函数,且满足()()x f x g x e -=,则有(),()f x g x 的解析式分别为 .14.若1||x a x -+≥12对一切x >0恒成立,则a 的取值范围是___ .二、解答题(共90分,写出详细的解题步骤)15.设非空集合A={x |-3≤x ≤a},B={y|y=3x+10,x ∈A},C={z|z=5-x,x ∈A},且B ∩C=C ,求a 的取值范围.16. 已知函数1()22xx f x =-. (1)若()2f x =,求x 的值;(2)判断函数()f x 的奇偶性,并证明你的结论.17. 讨论函数2()(0)1axf x a x =≠-在区间(1,1)-上的单调性.18. 即将开工的上海与周边城市的城际列车铁路线将大大缓解交通的压力,加速城市之间的流通;根据测算,如果一列火车每次拖4节车厢,每天能来回16次;如果每次拖7节车厢,则每天能来回10次;每天来回次数是每次拖挂车厢个数的一次函数,每节车厢一次能载客110人,试问每次应拖挂多少节车厢才能使每天营运人数最多?并求出每天最多的营运人数.(注:营运人数指火车运送的人数) .20. 已知f (x )是定义域为(0,+∞)的函数,当x ∈(0,1)时f (x )<0.现针对任意..正实数x 、y ,给出下列四个等式:① f (x y)=f (x ) f (y) ;② f (x y)=f (x )+f (y) ;③ f (x +y)=f (x )+f (y) ; ④ f (x +y)=f (x ) f (y) . 请选择其中的一个..等式作为条件,使得f (x )在(0,+∞)上为增函数;并证明你的结论. 解:你所选择的等式代号是 . 证明:参考答案: 1.}3|{≥x x 2.}1{ 3.124. 解:由1x x -+=2228xx -++=,则221224,()4x x x x ---+=∴-=,又11, 2.x x x ->∴-= 答案:2. 5.1 6.12ln - 7.8-≥a8. 解:[(1)][(2)][(5)](1)(4)0.f f f f f f f f -===== 答案:0 .9.)2,23(10.122511.0 12.313.解:由已知()()xf xg x e -=,用x -代换x 得:()(),xf xg x e ----=即()()xf xg x e -+=-,解得:2)(,2)(xx x x e e x g e e x f +-=-=-. 答案:2)(,2)(xx x x e e x g e e x f +-=-=-. 14.a ≤215.解:B={y|1≤y ≤3a+10},C={y|5-a ≤y ≤8};由已知B ∩C=C ,得C ⊆B ,∴518310a a -≥⎧⎨≤+⎩ ,解得243a -≤≤;又非空集合A={x |-3≤x ≤a},故a ≥-3;∴243a -≤≤,即a 的取值范围为243a -≤≤.16. 解:(1)∵1()22xx f x =-,由条件知1222x x-=,即222210x x-⨯-=,解得21x=20x>,2log (1x =∴.(2)()f x 为奇函数,证明如下:函数()f x 的定义域为实数集R ,对于定义域内的任一x ,都有111()22(2)()222xx x x x xf x f x ---=-=-=--=-, ∴函数()f x 为奇函数.17.解:设121212221211,()()11ax ax x x f x f x x x -<<<-=---则=12122212()(1)(1)(1)a x x x x x x -+--, 1212,(1,1),,x x x x ∈-< 且221212120,10,(1)(1)0,x x x x x x ∴-<+>-->于是当120,()();a f x f x ><时当120,()();a f x f x <>时 故当0a >时,函数在(-1,1)上是增函数; 当0a <时,函数在(-1,1)上为减函数.18.解:设这列火车每天来回次数为t 次,每次拖挂车厢n 节;则由已知可设b kn t +=. 由已知得⎩⎨⎧+=+=b k b k 710416,解得⎩⎨⎧=-=242b k ;242+-=∴n t .设每次拖挂n 节车厢每天营运人数为y 人;则)2640220(221102n n tn y +-=⨯⨯=; ∴当64402640==n 时,总人数最多,为15840人. 答:每次应拖挂6节车厢,才能使每天的营运人数最多,为15840人. 19.解:(1)()10,0,f a b c -=∴-+= b a c =+;2224()4()b ac a c ac a c ∆=-=+-=- ,∴当a c =时,0∆=,函数()f x 有一个零点; 当a c ≠时,0∆>,函数()f x 有两个零点.即存在()012,x x x ∈,使0()0g x =即()()()0122f x f x f x =+⎡⎤⎣⎦成立. 20.解:选择的等式代号是 ② .证明:在f (x y)=f (x )+f (y )中,令x =y =1,得f (1)= f (1)+ f (1),故f (1)=0. 又f (1)=f(x · 1x )=f (x )+f ( 1x )=0,∴f ( 1x )=-f (x ).………(※)设0<x 1<x 2,则0<x 1x 2 <1,∵x ∈(0,1)时f (x )<0,∴f ( x 1x 2)<0; 又∵f (x 1x 2 )=f (x 1)+f ( 1x 2 ),由(※)知f ( 1x 2 )=-f (x 2),∴f ( x 1x 2)=f (x 1)-f (x 2)<0; ∴f (x 1)<f(x 2) ,∴f (x )在(0,+∞)上为增函数.备考2011高考数学基础知识训练(2)班级______ 姓名_________ 学号_______ 得分_______一、填空题(每题5分,共70分)1.已知集合{}{}|1,|21xM x x N x =<=>,则M N = .2.已知数集{}x lg 10,,中有三个元素,那么x 的取值范围为 .3.已知集合{}},12,3,1{,,32--==m B m A 若B A ⊆,则实数m 的值为 . 4.i 是虚数单位,若17(,)2ia bi ab R i+=+∈-,则b a +的值是___ .5. 函数y =的递增区间为 .6.幂函数()y f x =的图象经过点1(2,)8--,则满足()f x =27的x 的值是 .7. 函数log (3)x y x =-的定义域为 .8.下列四个命题:①2n n n ∀∈R ,≥; ②2n n n ∀∈<R ,;③2n m m n ∀∈∃∈<R R ,,; ④n m m n m ∃∈∀∈⋅=R R ,,.其中真命题的序号是___ .9. 若函数21322y x x =-+的定义域和值域都为[1,]b ,则b 的值为 . 10. 设方程=+-∈=+k k k x x x x则整数若的根为),21,21(,4200 .11. 某市出租车收费标准如下:起步价为8元,起步里程为3km (不超过3km 按起步价付费);超过3km 但不超过8km 时,超过部分按每千米2.15元收费;超过8km 时,超过部分按每千米2.85元收费,另每次乘坐需付燃油附加费1元;现某人乘坐一次出租车付费22.6元,则此次出租车行驶了_____km. 12.1.0lg 10lg 5lg 2lg 125lg 8lg ⋅--+= .13.已知下列两个命题:p :[0,)x ∀∈+∞,不等式1ax 恒成立;q :1是关于x 的不等式0)1)((≤---a x a x 的一个解.若两个命题中有且只有一个是真命题,则实数a 的取值范围是___ .14. 如果函数()f x 满足2()()2,2,f n f n n =+≥且(2)1,f =那么(256)f = .二、解答题(共90分,写出详细的解题步骤) 15.(14分)记函数132)(++-=x x x f 的定义域为A ,()()lg[(1)(2)],1g x x a a x a =---< 的定义域为B .若A B A =⋃,求实数a 的取值范围.16.(14分)设函数12)(22-++=t x t tx x f ,)0,(>∈t R t .(I )求()f x 的最小值()s t ;(II )若()2s t t m <-+对(0,2)t ∈时恒成立,求实数m 的取值范围.17.(14分)设二次函数2()f x ax bx c =++在区间[]2,2-上的最大值、最小值分别是M 、m ,集合{}|()A x f x x ==.(1)若{1,2}A =,且(0)2f =,求M 和m 的值;(2)若{1}A =,且1a ≥,记()g a M m =+,求()g a 的最小值.18.(16分)某厂生产某种产品的年固定成本为250万元,每生产x 千件,(其中*N x ∈),需另投入成本为()C x ,当年产量不足80千件时,()21103C x x x =+(万元);当年产量不小于80千件时,()10000511450C x x x=+-(万元).通过市场分析,若每件售价为500元时,该厂年内生产的商品能全部售完.(1)写出年利润L (万元)关于年产量x (千件)的函数解析式. (2)年产量为多少千件时,该厂在这一商品的生产中所获利润最大?19.(16分)已知函数223()()m m f x x m Z -++=∈为偶函数,且(3)(5).f f <(1)求m 的值,并确定()f x 的解析式;(2)若])([log )(ax x f x g a -=,)10(≠>a a 且在]3,2[上为增函数,求实数a 的取值范围.20.(16分)已知定义在R 上的函数)3()(2-=ax x x f ,其中a 为常数.(1)若1=x 是函数)(x f 的一个极值点,求a 的值;(2)若函数)(x f 在区间)0,1(-上是增函数,求a 的取值范围;(3)若函数]2,0[),()()(∈'+=x x f x f x g ,在0=x 处取得最大值,求正数a 的取值范围.参考答案:1.解:{}|21xN x =>即为{}|0N x x =>,∴M N ={}|01x x <<.答案:{}|01x x <<.2.解:由集合中元素的确定性、互异性知0,lg 0,lg 1,x x x >⎧⎪≠⎨⎪≠⎩解得x 的取值范围为()),(),(,∞+1010110 . 答案:()),(),(,∞+1010110 . 3.解:∵B A ⊆,∴A 中元素都是B 的元素,即221m m =-,解得1m =.答案:1. 4.25. 解:由2320x x --≥结合二次函数图像得31x -≤≤,观察图像知道增区间为[3,1].--答案:[3,1]--.6.解:设幂函数()a f x x =,则1(2)8a-=-,得3a =-;∴3()f x x -=;故满足()f x =27即327x-=,解得x 的值是13.答案:13.7. 解:由300(0,1)(1,3).1x x x ->⎧⎪>⋃⎨⎪≠⎩得答案:(0,1)(1,3)⋃. 8.④9. 解:由二次函数图象知: 21322b b b -+=,得13,b b ==或又因为1,b >所以 3.b = 答案:3.10. 解:设122,4,x y y x ==-结合图象分析知,仅有一个根013(,)22x ∈,故1k =. 答案:1.11. 解:出租车行驶不超过3km ,付费9元;出租车行驶8km ,付费9+2.15(83)-=19.75元;现某人乘坐一次出租车付费22.6元,故出租车行驶里程超过8km ,且22.619.75 2.85-=,所以此次出租车行驶了8+1=9 km.. 答案:9.12.3lg 23lg5lg 2lg52(lg 2lg5)411lg10(lg10)22+--+===-⋅--.答案:-4.13.),1()41,0[+∞⋃14. 解:22(256)(16)(16)2(4)2f f f f ==+=+=2(4)4(2)4f f +=+=(2)6f +167.=+= 答案:7.15.解: 1{-<=x x A 或1}x ≥ ………………3分}12{+<<=a x a x B ………………6分A B A =⋃ A B ⊆∴ ………………8分要使A B ⊆,则11a +-≤或21a ≥ 即2a -≤或112a <≤a ∴的取值范围是:2a -≤或112a <≤ ………………14分16.解:(1)23()()1(,0)f x t x t t t t R t =+-+-∈> …………2分x t ∴=-时,)(x f 取得最小值为:13-+-t t .即3()1s t t t =-+-. ………………………4分(2)令3()()(2)31h t s t t m t t m =--+=-+--.由'2()330h t t =-+=,得1t =或1t =-(舍去) ………6分()h t ∴在(0,2)内有最大值1m -. …………10分()2s t t m ∴<-+对(0,2)t ∈时恒成立等价于()0h t <恒成立.即10m -< 1m ∴> …………14分17.解:(1)}0)1(|{2=+-+=c x b ax x A ,}2,1{=A 且(0)2f =∴⎪⎩⎪⎨⎧=-==⇔⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧⨯=+=--==221212112)0(c b a ac a b c f ; ……………4分⎩⎨⎧===-=⇒+-=∴1)1(10)2(22)(2f m f M x x x f …………………6分 (2)由题意可得:⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧=-=⇒=--=--=∆a c a b a b ac b 2112104)1(2.…………8分 )1()21()(2≥+-+=a a x a ax x f ,对称轴为)1,21[211212∈-=-=a a a x ……10分 1419)211()2()(--=-+-=+=∴a a a f f m M a g . ……………12分 )(a g 在),1[+∞上单调递增.故此时,431)1()(min ==g a g . ………14分 18.解:(1)当080,*x x N <<∈时,()2250010001110250402501000033x L x x x x x ⨯=---=-+- …………3分 当*80,x x N ≥∈时,()50010001000010000511450250120010000x L x x x x x ⨯⎛⎫=--+-=-+ ⎪⎝⎭………6分 ()()()2**140250,080,3100001200,80,x x x x N L x x x x N x ⎧-+-<<∈⎪⎪∴=⎨⎛⎫⎪-+≥∈ ⎪⎪⎝⎭⎩………………8分(2)当080,*x x N <<∈时,()()21609503L x x =--+. ∴ 当60x =时,()L x 取得最大值()60950L =(万元) ………11分当*80,x x N ≥∈时,100020012001000021200)10000(1200)(=-=⋅-≤+-=x x x x x L …14分 10000,100x x x∴==当即时,()L x 取得最大值1000万元, 即生产量为100千件时,该厂在这一商品的生产中所获利润最大. …16分 19.解:(1)由222323(3)(5),35,m m m m f f -++-++<<知223233()1,230,152m m m m m -++∴<-++>∴-<<即 ……………3分 又,0,1m Z m ∈∴= ……………3分当22330()m m m f x x x -++===时,为奇函数,不合题意,舍去;当22321()m m m f x x x -++===时,为偶函数,满足题设. ……5分故()21,m f x x ==. …………6分(2)2()log ().a g x x ax =-令2(),u x x ax =-若01,log a a y u <<=则在其定义域内单调递减,要使()[2,3]g x 在上单调递增,则需2()[2,3]u x x ax =-在上递减,且()0u x >, ⎪⎩⎪⎨⎧>-=≥∴039)3(32a u a , 即φ∈a …11分 若1,log a a y u >=则在其定义域内单调递增,要使()[2,3]g x 在上单调递增,则需2()[2,3]u x x ax =-在上递增,且()0u x >, ⎪⎩⎪⎨⎧>-=≤∴024)2(22a u a ,即21<<a 综上所述:实数a 的取值范围是21<<a . ………16分20.解:(1)).2(363)(,3)(223-=-='-=ax x x ax x f x ax x f)(1x f x 是= 的一个极值点,2,0)1(=∴='∴a f …………4分(2)①当0=a 时,23)(x x f -=在区间(-1,0)上是增函数,0=∴a 符合题意; ②当ax x x f a x ax x f a 2,0:0)(),2(3)(,021==='-='≠得令时; 当0>a 时,对任意0,0)(),0,1(>∴>'-∈a x f x 符合题意;当0<a 时,当02,12,0)()0,2(<≤-∴-≤∴>'∈a ax f a x 时符合题意; 综上所述:.2-≥a ………8分另解: 函数)(x f 在区间)0,1(-上是增函数,0)(≥'∴x f 在)0,1(-∈x 上恒成立.即0632≥-x ax ,x a 2≥ 22-<x2-≥a . (3)].2,0[,6)33()(,023∈--+=>x x x a ax x g a],2)1(2[36)33(23)(22--+=--+='x a ax x a ax x g令.044(*),02)1(2,0)(22>+=∆=--+='a x a ax x g 显然有即设方程(*)的两个根为(*),,21由x x 式得0221<-=ax x ,不妨设210x x <<. 当202<<x 时,)(2x g 为极小值,所以)(x g 在[0,2]上的最大值只能为)0(g 或)2(g ; 当22≥x 时, 由于)(x g 在[0,2]上是单调递减函数,所以最大值为)0(g ,所以在[0,2]上的最大值只能为)0(g 或)2(g ,又已知)(x g 在0=x 处取得最大值,所以),2()0(g g ≥ 即].56,0(,0,56,24200∈>≤-≥a a a a 所以又因为解得 ………………16分 (有另外的解法,可酌情给分)。
(江苏专用)高考数学总复习 专题1.1 集合试题(含解析)-人教版高三全册数学试题
专题1.1 集合【三年高考】1.【2017高考某某1】已知集合{1,2}A =,2{,3}B a a =+,若{1}A B =,则实数a 的值为 ▲ . 【答案】1【解析】由题意1B ∈,显然233a +≥,所以1a =,此时234a +=,满足题意,故答案为1.【考点】集合的运算、元素的互异性【名师点睛】(1)认清元素的属性.解决集合问题时,认清集合中元素的属性(是点集、数集或其他情形)和化简集合是正确求解的两个先决条件.(2)注意元素的互异性.在解决含参数的集合问题时,要注意检验集合中元素的互异性,否则很可能会因为不满足“互异性”而导致错误. (3)防X 空集.在解决有关,AB A B =∅⊆等集合问题时,往往容易忽略空集的情况,一定要先考虑∅时是否成立,以防漏解.2.【2016高考某某1】已知集合{1,2,3,6},{|23},A B x x =-=-<<则=A B . 【答案】{}1,2- 【解析】 试题分析:{}{}{}1,2,3,6231,2AB x x =--<<=-.故答案应填:{}1,2-【考点】集合运算【名师点睛】本题重点考查集合的运算,容易出错的地方是审错题意,属于基本题,难度不大.一要注意培养良好的答题习惯,避免出现粗心而出错,二是明确某某高考对于集合题的考查立足于列举法,强调对集合运算有关概念及法则的理解.2.【2015高考某某1】已知集合{}3,2,1=A ,{}5,4,2=B ,则集合B A 中元素的个数为_______. 【答案】5【解析】{123}{245}{12345}A B ==,,,,,,,,,,,则集合B A 中元素的个数为5个. 【考点定位】集合运算3.【2014某某1】已知集合{}2,1,3,4A =--,{}1,2,3B =-,则A B ⋂=. 【答案】{1,3}- 【解析】由题意得{1,3}AB =-.4.【2017课标II ,理】设集合{}1,2,4A =,{}240x x x m B =-+=。
高考数学备考训练-等差数列
高考数学备考训练-等差数列一、选择题1.(2010·重庆卷,文)在等差数列{a n }中,a 1+a 9=10,则a 5的值为( ) A .5 B .6 C .8 D .10 答案 A解析 依题意得a 1+a 9=2a 5=10,a 5=5,选A.2.在等差数列{a n }中,a 2+a 6=3π2,则sin(2a 4-π3)=( )A.32B.12C .-32D .-12答案 D解析 ∵a 2+a 6=3π2,∴2a 4=3π2,∴sin(2a 4-π3)=sin(3π2-π3)=-cos π3=-12,选D.3.(2011·合肥质检)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若a 4=9,S 3=15,则数列{a n }的通项a n =( )A .2n -3B .2n -1C .2n +1D .2n +3 答案 C解析 由{ a 4=9S 3=15⇒⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+3d =93a 1+3d =15⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3d =2,所以通项a n =2n +1.4.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a m -1+a m +1-2a 2m =0,S 2m -1=39,则m =( ) A .38 B .39 C .20 D .19 答案 C解析 ∵a m -1+a m +1=2a 2m 又∵a m -1+a m +1=2a m ∴a m =1或0(舍去) ∵S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=(2m -1)a m∴(2m -1)a m =39,∴2m -1=39∴m =20.5.设{a n }是公差为正数的等差数列,若a 1+a 2+a 3=15,a 1a 2a 3=80,则a 11+a 12+a 13=( )A .120B .105C .90D .75 答案 B解析 设公差为d 且d >0.由已知⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2+a 3=15a 1a 2a 3=80,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =5a 1(a 1+d )(a 1+2d )=80.解得a 1=2,d =3(∵d >0).∴a 11+a 12+a 13=3a 12=3(a 1+11d )=1056.若两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别是S n ,T n ,已知S n T n =7n n +3,则a 5b 5等于( )A .7 B.23C.278D.214 答案 D解析 a 5b 5=2a 52b 5=a 1+a 9b 1+b 9=92(a 1+a 9)92(b 1+b 9)=S 9T 9=214.7.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 3=6,a 3=4,则公差d 等于( )A .1 B.53C .2D .3 答案 C解析由⎩⎨⎧3(a 1+4)2=6a 1+2d =4,解得d =2.二、填空题8.已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,且a 4=15,S 5=55,则过点P (3,a 3)、Q (4,a 4)的直线的斜率是________.解析 设数列{a n }的公差为d ,则依题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 4=a 1+3d =15S 5=5a 1+10d =55⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3d =4,故直线PQ 的斜率为a 4-a 34-3=d1=4.9.已知数列{a n }中,a 3=2,a 5=1,若{11+a n}是等差数列,则a 11=________.答案 0解析 记b n =11+a n,则b 3=13,b 5=12,数列{b n }的公差为12×(12-13)=112,b 1=16,∴b n=n +112,即11+a n =n +112,∴a n =11-n n +1,故a 11=0. 10.等差数列{a n }中,S n 是其前n 项和,a 1=-2010,S 20092009-S 20072007=2,则S 2010的值为________.答案 -2010解析 在等差数列{a n }中,设公差为d ,则S n n =na 1+n2(n -1)dn =a 1+d 2(n -1),∴S 20092009-S 20072007=a 1+d 2×2008-a 1-d2×2006=d =2,∴S 2010=-2010×2010+2010×20092×2=-2010×2010+2010×2009=-2010.11.方程(x 2-x +m )(x 2-x +n )=0有四个不等实根,且组成一个公差为12的等差数列,则mn 的值为________.答案 -15256解析 设四个根组成的等差数列为x 1,x 2,x 3,x 4,根据等差数列的性质,则有x 1+x 4=x 2+x 3=1∴2x 1+3d =1,又d =12,∴x 1=-14∴x 2=14,x 3=34,x 4=54∴mn =(x 1x 4)(x 2x 3)=-1525612.(2010·浙江卷,文)在如下数表中,已知每行、每列中的数都成等差数列,答案 n 2+n解析 第n 行的第一个数是n ,第n 行的数构成以n 为公差的等差数列,则其第n +1项为n +n ·n =n 2+n .13.(2010·苏北四市调研)已知数列{a n }共有m 项,记{a n }的所有项和为S (1),第二项及以后所有项和为S (2),第三项及以后所有项和为S (3),…,第n 项及以后所有项和为S (n ),若S (n )是首项为1,公差为2的等差数列的前n 项和,则当n <m 时,a n =________.答案 -2n -1解析 由题意得S (n )=a n +…+a m =n ×1+n (n -1)2×2=n 2,当n <m 时,S (n +1)=a n +1+…+a m =(n +1)2.故a n =S (n )-S (n +1)=n 2-(n +1)2=-2n -1.三、解答题14.在编号为1~9的九个盒子中,共放有351粒米,已知每个盒子都比前一号盒子多放同样粒数的米.(1)如果1号盒子内放了11粒米,那么后面的盒子比它前一号的盒子多放几粒米? (2)如果3号盒子内放了23粒米,那么后面的盒子比它前一号的盒子多放几米粒? 答案 (1)7 (2)8解析 1~9号的九个盒子中米的粒数依次组成等差数列{a n } (1)a 1=11,S 9=351,求得:d =7 (2)a 3=23,S 9=351,求得:d =815.(2010·浙江卷,文)设a 1,d 为实数,首项为a 1,公差为d 的等差数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S 5S 6+15=0.(1)若S 5=5,求S 6及a 1; (2)求d 的取值范围.解析 (1)由题意知S 6=-15S 5=-3,a 6=S 6-S 5=-8,所以⎩⎪⎨⎪⎧5a 1+10d =5,a 1+5d =-8.解得a 1=7,所以S 6=-3,a 1=7.(2)因为S 5S 6+15=0,所以(5a 1+10d )(6a 1+15d )+15=0,即2a 21+9da 1+10d 2+1=0,故(4a 1+9d )2=d 2-8,所以d 2≥8.故d 的取值范围为d ≤-22或d ≥2 2.16.设等差数列{a n }的首项a 1及公差d 都为整数,前n 项和为S n . (1)若a 11=0,S 14=98,求数列{a n }的通项公式;(2)若a 1≥6,a 11>0,S 14≤77,求所有可能的数列{a n }的通项公式. 答案 (1)a n =22-2n(2)a n =12-n 和a n =13-n解 (1)由S 14=98得2a 1+13d =14, 又a 11=a 1+10d =0,故解得d =-2,a 1=20. 因此{a n }的通项公式是a n =22-2n ,n =1,2,3,…. (2)由⎩⎪⎨⎪⎧S 14≤77a 11>0a 1≥6,得⎩⎨⎧2a 1+13d ≤11a 1+10d >0a 1≥6,即⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+13d ≤11 ①-2a 1-20d <0, ②-2a 1≤-12 ③由①+②得-7d <11,即d >-117.由①+③得13d ≤-1,即d ≤-113.于是-117<d ≤-113.又d ∈Z ,故d =-1.④ 将④代入①②得10<a 1≤12. 又a 1∈Z ,故a 1=11或a 1=12. 所以所有可能的数列{a n }的通项公式是a n =12-n 和a n =13-n ,n =1,2,3,….1.在数列{an }中,a 1=15,3an +1=3an -2(n ∈N*),则该数列中相邻两项的乘积是负数的是( )A .a 21·a 22B .a 22·a 23C .a 23·a 24D .a 24·a 25 答案 C解析 由3an +1=3an -2 ,得an +1=an -23,即数列{an }是以a 1=15为首项,-23为公差的等差数列,所以an =15-23(n -1)=47-2n 3,可得a 23>0,a 24<0,即得a 23·a 24<0,故选C.2.(09·安徽)已知{a n }为等差数列,a 1+a 3+a 5=105,a 2+a 4+a 6=99,则a 20等于( )A .-1B .1C .3D .7 答案 B解析 两式相减,可得3d =-6,d =-2.由已知可得3a 3=105,a 3=35,所以a 20=a 3+17d =35+(-34)=1.3.(2011·《高考调研》原创题)已知A n ={x |2n <x <2n+1且x =7m +1,m ,n ∈N },则A 6中各元素的和为( )A .792B .890C .891D .990 答案 C解析 ∵A 6={x |26<x <27且x =7m +1,m ∈N }, \∴A 6的元素x =各数成一首项为71,公差为7的等差数列,∴71+78+…+127=71×9+9×82×7=8914.(2010·盐城)已知等差数列{a n }的前20项的和为100,那么a 7·a 14的最大值是________. 答案 25解析 方法一 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,由题意:20a 1+20×192×d =100,即a 1=5-9.5d ,又a 7·a 14=(a 1+6d )(a 1+13d )=(6d +5-9.5d )(5-9.5d +13d )=25-12.25d 2 所以a 7·a 14的最大值为25. 方法二 ∵a 7+a 14=10,∴a 7·a 14≤(a 7+a 142)2=25.5.在等差数列{an }中,Sn 是它的前n 项的和,且S 6<S 7,S 7>S 8.有下列四个命题: ①此数列的公差d <0; ②S 9一定小于S 6;③a 7是各项中最大的一项; ④S 7一定是Sn 中的最大值.其中正确命题的序号是________. 答案 ①②④解析 ∵S 6<S 7 ∴a 7>0 ∵S 7>S 8 ∴a 8<0∴d <0,∴S 9-S 6=a 7+a 8+a 9=3a 8<0n =7时,Sn 最大. 6.将等差数列3,8,13,18,…按顺序抄在练习本上,已知每行抄13个数,每页抄21行.求数33333所在的页和行.解析 a 1=3,d =5,a n =33333,∴33333=3+(n -1)×5,∴n =6667,可得a n 在第25页,第9行.1.(06·重庆)若{a n }是等差数列,首项a 1>0,a 2003+a 2004>0,a 2003·a 2004<0,则使前n 项和S n >0成立的最大自然数n 是( )A .4005B .4006C .4007D .4008答案 B解析 解法一:S 4006=4006(a 1+a 4006)2=2003(a 2003+a 2004)>0. ∵a 2003>0,a 2004<0. ∴S 4007=4007a 2004<0.∴4006是S n >0的最大自然数.解法二:a 1>0,a 2003+a 2004>0且a 2003·a 2004<0 ∴a 2003>0且a 2004<0. ∴S 2003为S n 中的最大值. ∵S n 是关于n 的二次函数.∴2003到对称轴的距离比2004到对称轴的距离小. ∴40072在对称轴右侧. ∴4006在抛物线与x 轴右交点的左侧,4007、4008都在其右侧.∴S n >0中最大的自然数是4006.2.在等差数列{a n }中,满足3a 4=7a 7,且a 1>0,S n 是数列{a n }前n 项的和.若S n 取得最大值,则n =________.答案 9解析 设公差为d ,由题设,3(a 1+3d )=7(a 1+6d ),解得d =-433a 1<0,解不等式a n >0,即a 1+(n -1)(-433a 1)>0,得n <374,则n ≤9.当n ≤9时,a n >0.同理,可得当n ≥10时,a n <0. 故当n =9时,S n 取得最大值.3.(2010·江苏卷,理)设各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n .已知2a 2=a 1+a 3,数列{S n }是公差为d 的等差数列.求数列{a n }的通项公式(用n ,d 表示).解析 由题设知,S n =S 1+(n -1)d =a 1+(n -1)d ,则当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(S n-S n -1)(S n +S n -1)=2d a 1-3d 2+2d 2n .由2a 2=a 1+a 3,得2(2d a 1+d 2)=a 1+2d a 1+3d 2,解得a 1=d . 故当n ≥2时,a n =2nd 2-d 2.又a 1=d 2,所以数列{a n }的通项公式为a n =(2n -1)d 2.4.数列{a n }满足a 1=1,a n +1=(n 2+n -λ)a n (n =1,2,…),λ是常数. (1)当a 2=-1时,求λ及a 3的值;(2)数列{a n }是否可能为等差数列?若可能,求出它的通项公式;若不可能,请说明理由; 解 (1)由于a n +1=(n 2+n -λ)a n (n =1,2,…),且a 1=1, 所以当a 2=-1时,得-1=2-λ,故λ=3. 从而a 3=(22+2-3)×(-1)=-3.(2)数列{a n }不可能为等差数列.证明如下: 由a 1=1,a n +1=(n 2+n -λ)a n 得a 2=2-λ,a 3=(6-λ)(2-λ),a 4=(12-λ)(6-λ)(2-λ). 若存在λ,使{a n }为等差数列,则a 3-a 2=a 2-a 1,即(5-λ)(2-λ)=1-λ,解得λ=3.于是a 2-a 1=1-λ=-2,a 4-a 3=(11-λ)(6-λ)(2-λ)=-24,这与{a n }为等差数列矛盾.所以,对任意λ,{a n }都不可能为等差数列. 5.已知等差数列{a n }中,公差d >0,其前n 项和为S n ,且满足:a 2·a 3=45,a 1+a 4=14. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)通过公式b n =S nn +c 构造一个新的数列{b n },若{b n }也是等差数列,求非零常数c ;(3)求f (n )=b n(n +25)·b n +1(n ∈N *)的最大值.解析 (1){a n }为等差数列, ∴a 1+a 4=a 2+a 3=14,又a 2·a 3=45. ∴a 2,a 3是方程x 2-14x +45=0的两实根. 又公差d >0,∴a 2<a 3,∴a 2=5,a 3=9.∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+d =5a 1+2d =9⇒⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1d =4.∴a n =4n -3. (2)由(1)知,S n =n ·1+n (n -1)2·4=2n 2-n ,∴b n =S n n +c =2n 2-n n +c .∴b 1=11+c ,b 2=62+c ,b 3=153+c .又{b n }也是等差数列,∴b 1+b 3=2b 2. 即2·62+c =11+c +153+c ,解得c =-12(c =0舍去).∴b n =2n 2-nn -12=2n .易知{b n }是等差数列,故c =-12.(3)f (n )=2n (n +25)·2(n +1)=nn 2+26n +25=1n +25n+26≤1225+26=136.当且仅当n =25n ,即n =5时取等号,∴f (n )max =136.。
高考数学一轮复习专题一集合与常用逻辑用语1集合综合集训含解析新人教A版
专题一集合与常用逻辑用语备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导主题内容一、集合的概念与运算1.理解集合的含义,能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)表示集合.2.理解集合之间的包含关系,能识别给定集合的子集,在具体问题中了解全集与空集的含义.3.理解两个集合的并集与交集的含义,并会求它们的交集与并集;理解给定一个集合的子集的补集含义,会求给定子集的补集;会用韦恩(Venn)图表示集合间的基本关系及运算.1.考查内容:从近五年高考看,本专题重点考查集合的交、并、补运算,所给的数集既有连续型(如2020新高考Ⅰ卷第1题直接给出了两个连续型集合,求它们的并集,而2020课标Ⅰ卷理数第1题则是先求出一元一次、一元二次不等式的解集,后给定了集合交集来求参数的值)、又有离散型的数集(如2020课标Ⅱ卷文数第1题与2020天津卷第1题);对充分条件、必要条件的考查常与其他知识结合(如2020北京卷的第9题以三角函数中的诱导公式为背景考查了充分、必要条件的推理判断);全(特)称命题的考查相对较少.2.本专题是历年必考的内容,在选择题、填空题中出现较多,多以给定的集合或不等式的解集为载体,以集合1.对于给定的集合,首先应明确集合的表示方法,对于描述法表述的集合,要明确集合的元素是什么(是数集、点集等),明确集合是不等式的解集,是函数的定义域还是值域,把握集合中元素的属性是重点.2.了解命题及其逆命题、否命题与逆否命题;通过对概念的理解,会分析四种命题的关系,会写出一个命题的其他三个命题,并判断其真假.能用逻辑联结词正确地表达相关的数学命题.3.对于充分、必要条件的判断问题,必须明确题目中的条件与结论分别是什么,它们之间的互推关系是怎样的,要加强这方面的训练.4.关于全称命题与特称二、常用逻辑用语1.理解必要条件、充分条件与充要条件的意义.2.理解全称量词与存在量词的意义.3.能正确地对含有一个量词的命题进行否定.语言和符号语言为表现形式,考查集合的交、并、补运算;也会与解不等式、函数的定义域、值域相结合进行考查.3.对于充分、必要条件的判断,含有一个量词的命题的否定可以与每一专题内容相关联,全称命题及特称命题是重要的数学语言,高考考题充分体现了逻辑推理的核心素养.命题,一般考查命题的否定.对含有一个量词的命题进行真假判断,要学会用特值检验.【真题探秘】命题立意已知给定的两个连续型的数集,求它们的并集.解题指导1.进行集合运算时,首先看集合是否最简,能化简先化简,再运算.2.注意数形结合思想的应用(1)离散型数集或抽象集合间的运算,常借助Venn图求解. (2)连续型数集的运算,常借助数轴求解,运用数轴时要特别注意端点是实心还是空心.拓展延伸1.集合中的元素的三个特征,特别是无序性和互异性在解题时经常用到,解题后要进行检验,要重视符号语言与文字语言之间的相互转化.2.对连续数集间的运算,借助数轴的直观性,进行合理转化;对已知连续数集间的关系,求其中参数的取值范围时,要注意等号能否取到.3.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,关注对空集的讨论,防止漏解.4.解题时注意区分两大关系:一是元素与集合的从属关系:二是集合与集合的包含关系.5.Venn图图示法和数轴图示法是进行集合交、并、补运算的常用方法.[教师专用题组]1.真题多维细目表考题涉分题型难度考点考向解题方法核心素养2020新高考Ⅰ,1 5单项选择题易集合的运算集合的并集运算数轴法数学运算2020新高考Ⅱ,1 5单项选择题易集合的运算集合的并集运算定义法数学运算2020课标Ⅰ理,2 5选择题易集合的运算解不等式、集合的交集运算定义法数学运算2020课标Ⅰ文,1 5选择题易集合的运算解不等式、集合的交集运算定义法数学运算2020北京,1 4选择题易集合的运算集合的交集运算定义法数学运算2020天津,1 5选择题易集合的运算集合的交、补集运算定义法数学运算2020天津,2 5选择题易充分、必要条件解不等式、充分、必要条件的判断定义法逻辑推理2020北京,9 4选择题难充分、必要条件诱导公式、角的终边位置与角大小关系、充分、必要条件的判断定义法逻辑推理风格.2.2020年新高考考查内容主要体现在以下方面:①新高考Ⅰ卷第1题,新高考Ⅱ卷第1题直接给出了两个集合求它们的并集或交集,课标Ⅰ卷理数则是需要求出一元一次、一元二次不等式的解集,同时通过它们的交集确定参数的值,北京卷与新高考Ⅰ卷相近,直接求两个给定集合的交集;②2020年新高考Ⅰ卷第5题以学生参加体育锻炼为背景考查了利用韦恩(Venn)图求两个集合交集中元素所占总体的比例问题,体现了集合的应用价值;③2020年北京卷第9题以三角函数中的诱导公式为背景考查了充分、必要条件的判断.3.在备考时还要适当关注求集合的补集运算,对含有一个量词的命题的真假判断,集合与充分、必要条件相结合的命题方式,在不同背景下抽象出数学本质的方法等.应强化在知识的形成过程、知识的迁移中渗透学科素养.§1.1 集合 基础篇 【基础集训】考点一 集合及其关系1.若用列举法表示集合A ={(x ,x )|{2x +x =6x -x =3},则下列表示正确的是 ( )A.A ={x =3,y =0}B.A ={(3,0)}C.A ={3,0}D.A ={(0,3)} 答案 B2.若集合M ={x ||x |≤1},N ={y |y =x 2,|x |≤1},则 ( ) A.M =N B.M ⊆N C.M ∩N =⌀ D.N ⫋M 答案 D3.已知集合A ={x ∈R|x 2+x -6=0},B ={x ∈R|ax -1=0},若B ⊆A ,则实数a 的值为 ( ) A.13或-12B.-13或12C.13或-12或0 D.-13或12或0答案 D4.已知含有三个实数的集合既可表示成{x ,x x,1},又可表示成{a 2,a +b ,0},则a 2021+b 2021等于 . 答案 -1考点二 集合的基本运算5.已知集合M ={x |-1<x <3},N ={x |-2<x <1},则M ∩N = ( )A .(-2,1)B .(-1,1)C .(1,3)D .(-2,3) 答案 B6.已知全集U =R,A ={x |x ≤0},B ={x |x ≥1},则集合∁U (A ∪B )=( ) A.{x |x ≥0} B.{x |x ≤1}C.{x|0≤x≤1}D.{x|0<x<1}答案 D7.已知集合A={x|x2-2x-3>0},B={x|lg(x+1)≤1},则(∁R A)∩B= ()A.{x|-1≤x<3}B.{x|-1≤x≤9}C.{x|-1<x≤3}D.{x|-1<x<9}答案 C8.全集U={x|x<10,x∈N*},A⊆U,B⊆U,(∁U B)∩A={1,9},A∩B={3},(∁U A)∩(∁U B)={4,6,7},则A∪B=.答案{1,2,3,5,8,9}[教师专用题组]【基础集训】考点一集合及其关系1.(2018广东茂名化州二模,1)设集合A={-1,0,1},B={x|x>0,x∈A},则B= ()A.{-1,0}B.{-1}C.{0,1}D.{1}答案D由题意可知,集合B由集合A中为正数的元素组成,因为集合A={-1,0,1},所以B={1}.2.设集合A={y|y=x2+2x+5,x∈R},有下列说法:①1∉A;②4∈A;③(0,5)∈A.其中正确的说法个数是()A.0B.1C.2D.3答案C易知A={y|y≥4},所以①②都是正确的;(0,5)是点,而集合A中元素是数,所以③是错误的.故选C.3.(2020陕西西安中学第一次月考,1)已知集合A={x|x≥-1},则正确的是 ()A.0⊆AB.{0}∈AC.⌀∈AD.{0}⊆A答案D对于A,0∈A,故A错误;对于B,{0}⊆A,故B错误;对于C,空集⌀是任何集合的子集,即⌀⊆A,故C错误;对于D,由于集合{0}是集合A的子集,故D正确.故选D.4.(2019辽宁沈阳质量检测三,2)已知集合A={(x,y)|x+y≤2,x,y∈N},则A中元素的个数为()A.1B.5C.6D.无数个答案C由题意得A={(0,0),(0,1),(0,2),(1,0),(1,1),(2,0)},所以A中元素的个数为6.故选C.5.(2020广西桂林十八中8月月考,1)已知集合A={1,a},B={1,2,3},那么 ()A.若a=3,则B⊆AB.若a=3,则A⫋BC.若A⊆B,则a=2D.若A⊆B,则a=3答案B当a=3时,A={1,3},又因为B={1,2,3},所以A⫋B.若A⊆B,则a=2或3.故选B. 6.(2019辽宁师大附中月考,2)已知集合A={0,1},B={x|x⊆A},则下列集合A与B的关系中正确的是()A.A⊆BB.A⫋BC.B⫋AD.A∈B答案D因为x⊆A,所以B={⌀,{0},{1},{0,1}},则集合A={0,1}是集合B中的一个元素,所以A∈B,故选D.,x≠0},集合B={x|x2-4 7.(2020安徽江淮十校第一次联考,1)已知集合A={x|x=x+1x≤0},若A∩B=P,则集合P的子集个数为()A.2B.4C.8D.16答案B A={y|y≤-2或y≥2},B={-2≤x≤2},则P=A∩B={-2,2},所以P的子集个数为4,故选B.8.(2019广东六校9月联考,2)已知集合A={-1,1},B={x|ax+1=0},若B⊆A,则实数a的所有可能取值的集合为()A.{-1}B.{1}C.{-1,1}D.{-1,0,1}答案D因为B⊆A,所以当B=⌀,即a=0时满足条件;},又知B⊆A,当B≠⌀时,a≠0,∴B={x|x=-1x∈A,∴a=±1.∴-1x综上可得实数a的所有可能取值集合为{-1,0,1},故选D.易错警示由于空集是任何集合的子集,又是任何非空集合的真子集,所以遇到“A⊆B或A⫋B且B≠⌀”时,一定要注意讨论A=⌀和A≠⌀两种情况,A=⌀的情况易被忽略,从而导致失分.9.(2019河南豫南九校第一次联考,13)已知集合A={1,2,3},B={1,m},若3-m∈A,则非零实数m的值是.答案 2解析若3-m=1,则m=2,符合题意;若3-m=2,则m=1,此时集合B中的元素不满足互异性,故m≠1;若3-m=3,则m=0,不符合题意.故答案为2.考点二集合的基本运算1.(2019金丽衢十二校高三第一次联考,1)若集合A=(-∞,5),B=[3,+∞),则(∁R A)∪(∁R B)=()A.RB.⌀C.[3,5)D.(-∞,3)∪[5,+∞)答案D∁R A=[5,+∞),∁R B=(-∞,3),所以(∁R A)∪(∁R B)=(-∞,3)∪[5,+∞).2.(2019河南中原联盟9月联考,1)已知集合A={x|(x-1)·(x-2)>0},B={x|y=√2x-1},则A ∩B= ()A.[12,1)∪(2,+∞) B.[12,1)C.(12,1)∪(2,+∞) D.R答案A因为集合A={x|(x-1)(x-2)>0}={x|x<1或x>2},B={x|y=√2x-1}={x|x≥12},所以A∩B=[12,1)∪(2,+∞),故选A.3.(2018河北石家庄3月质检,1)设集合A={x|-1<x≤2},B={x|x<0},则下列结论正确的是()A.(∁R A)∩B={x|x<-1}B.A∩B={x|-1<x<0}C.A∪(∁R B)={x|x≥0}D.A∪B={x|x<0}答案B∵A={x|-1<x≤2},B={x|x<0},∴∁R A={x|x≤-1或x>2},∁R B={x|x≥0}.对于选项A,(∁R A)∩B={x|x≤-1},故A错误;对于选项B,A∩B={x|-1<x<0},故B正确;对于选项C,A∪(∁R B)={x|x>-1},故C错误;对于选项D,A∪B={x|x≤2},故D错误.故选B.名师点拨 对于集合的交、并、补运算,利用数轴求解能减少失误.4.(2020山东夏季高考模拟,1)设集合A ={(x ,y )|x +y =2},B ={(x ,y )|y =x 2},则A ∩B = ( ) A.{(1,1)} B.{(-2,4)} C.{(1,1),(-2,4)} D.⌀ 答案 C 本题主要考查集合的含义及集合的运算. 联立{x +x =2,x =x 2,消y 可得x 2+x -2=0,∴x =1或-2, ∴方程组的解为{x =1,x =1或{x =-2,x =4,从而A ∩B ={(1,1),(-2,4)},故选C .5.(2019山东济南外国语学校10月月考,1)已知R 为实数集,集合A ={x |(x +1)2(x -1)x>0},B ={x |(x +1)(x -12)>0},则图中阴影部分表示的集合为 ( )A.{-1}∪[0,1]B.[0,12]C.[-1,12]D.{-1}∪[0,12] 答案 D ∵(x +1)2(x -1)x>0,∴x ≠-1且x (x -1)>0,∴x <-1或-1<x <0或x >1,∴A ={x |x <-1或-1<x <0或x >1}. ∵(x +1)(x -12)>0,∴x >12或x <-1,∴B ={x |x >12或x <-1}.∴A ∪B ={x |x <-1或-1<x <0或x >12}.故图中阴影部分表示的集合为∁R (A ∪B )={-1}∪{x |0≤x ≤12},即{-1}∪[0,12].故选D .综合篇 【综合集训】考法一 集合间基本关系的求解方法1.(2021届江苏扬州二中期初检测,2)已知集合A ={x |x 2+x =0,x ∈R},则满足A ∪B ={0,-1,1}的集合B 的个数是( )A.4B.3C.2D.1 答案 A2.(2020山东滨州6月三模)已知集合M ={x |x =4n +1,n ∈Z},N ={x |x =2n +1,n ∈Z},则 ( ) A.M ⫋N B.N ⫋M C.M ∈N D.N ∈M 答案 A3.(2019辽宁沈阳二中9月月考,14)设集合A={x|2a+1≤x≤3a-5},B={x|3≤x≤22}.若A⊆(A∩B),则实数a的取值范围为.答案(-∞,9]考法二集合运算问题的求解方法}, 4.(2021届河南郑州一中开学测试,1)已知全集U=R,集合A={x|y=lg(1-x)},B={x|x=√x 则(∁U A)∩B= ()A.(1,+∞)B.(0,1)C.(0,+∞)D.[1,+∞)答案 D5.(2020浙江超级全能生第一次联考,1)记全集U=R,集合A={x|x2-4≥0},集合B={x|2x≥2},则(∁U A)∩B= ()A.[2,+∞)B.⌀C.[1,2)D.(1,2)答案 C6.(2021届湖湘名校教育联合体入学考,1)设全集U=A∪B={x|-1≤x<3},A∩(∁U B)={x|2<x<3},则集合B= ()A.{x|-1≤x<2}B.{x|-1≤x≤2}C.{x|2<x<3}D.{x|2≤x<3}答案 B7.(2020山东德州6月二模,1)若全集U={1,2,3,4,5,6},M={1,3,4},N={2,3,4},则集合(∁U M)∪(∁U N)等于()A.{5,6}B.{1,5,6}C.{2,5,6}D.{1,2,5,6}答案 D8.(2021届重庆育才中学入学考试,1)已知集合A={x|0<x<4,x∈Z},集合B={y|y=m2,m∈A},则A∩B= ()A.{1}B.{1,2,3}C.{1,4,9}D.⌀答案 A[教师专用题组]【综合集训】考法一集合间基本关系的解题方法1.已知集合M={1,m},N={n,log2n},若M=N,则(m-n)2015=.答案-1或0解析 因为M =N ,所以{1,m }={n ,log 2n }. 当n =1时,log 2n =0,则m =0,所以(m -n )2015=-1; 当log 2n =1时,n =2,则m =2,所以(m -n )2015=0.故(m -n )2015=-1或0.2.已知集合A ={x |x =2x +13,x ∈Z },B =,则集合A 、B 的关系为 . 答案 A =B 解析 A =,B ={x |x =13(2x +3),x ∈Z }.∵{x |x =2n +1,n ∈Z}={x |x =2n +3,n ∈Z},∴A =B.故答案为A =B.3.设集合A ={-2},B ={x |ax +1=0,a ∈R},若A ∩B =B ,则a 的值为 . 答案 0或12解析 ∵A ∩B =B ,∴B ⊆A. ∵A ={-2}≠⌀,∴B =⌀或B ≠⌀.当B =⌀时,方程ax +1=0无解,此时a =0,满足B ⊆A. 当B ≠⌀时,a ≠0,则B ={-1x }, ∴-1x∈A ,即-1x=-2,解得a =12.综上,a =0或a =12.4.已知集合A ={x |x <-1或x >4},B ={x |2a ≤x ≤a +3}.若B ⊆A ,则实数a 的取值范围为 .答案 (-∞,-4)∪(2,+∞)解析 ①当B =⌀时,只需2a >a +3,即a >3; ②当B ≠⌀时,根据题意作出如图所示的数轴.可得{x +3≥2x ,x +3<-1或{x +3≥2x ,2x >4, 解得a <-4或2<a ≤3.综上可得,实数a的取值范围为(-∞,-4)∪(2,+∞).考法二集合运算问题的求解方法1.(2017北京东城二模,1)已知全集U是实数集R.如图所示的韦恩图表示集合M={x|x>2}与N={x|1<x<3}的关系,那么阴影部分所表示的集合为()A.{x|x<2}B.{x|1<x<2}C.{x|x>3}D.{x|x≤1}答案D由题中韦恩图知阴影部分表示的集合是∁U(M∪N).∵M∪N={x|x>1},∴∁U(M∪N)={x|x≤1}.2.(2017安徽淮北第二次模拟,2)已知全集U=R,集合M={x|x+2a≥0},N={x|log2(x-1)<1},若集合M∩(∁U N)={x|x=1或x≥3},则()A.a=12B.a≤12C.a=-12D.a≥12答案C∵log2(x-1)<1,∴x-1>0且x-1<2,即1<x<3,则N={x|1<x<3},∵U=R,∴∁U N={x|x≤1或x≥3},又∵M={x|x+2a≥0}={x|x≥-2a},M∩(∁U N)={x|x=1或x≥3},∴-2a=1,解得a=-12.故选C.3.设U=R,集合A={x|x2+3x+2=0},B={x|x2+(m+1)x+m=0},若(∁U A)∩B=⌀,则m=.答案1或2解析A={-2,-1},由(∁U A)∩B=⌀,得B⊆A,∵方程x2+(m+1)x+m=0的判别式Δ=(m+1)2-4m=(m-1)2≥0,∴B≠⌀.∴B={-1}或B={-2}或B={-1,-2}.①若B={-1},则m=1;②若B={-2},则-(m+1)=(-2)+(-2)=-4,且m=(-2)×(-2)=4,这两式不能同时成立,∴B≠{-2};③若B={-1,-2},则-(m+1)=(-1)+(-2)=-3,且m=(-1)×(-2)=2,由这两式得m=2.经检验,m=1和m=2符合条件.∴m=1或2.11。
高考数学学科二轮备考关键问题指导系列一(解析几何存在问题及应对策略)
福建省2024届高中毕业班数学学科二轮备考关键问题指导系列一解析几何存在问题及应对策略(福建省高三毕业班复习教学指导组余小萍执笔整理)新高考的背景下,解析几何知识板块试题分值高,在全卷中占比高,但整体得分低,得分率最低,对全卷影响重大,新高考解析几何如何提分,值得研究.解析几何高考试题以核心素养为导向,突出了学科素养、关键能力的考查,有以下特点:1.突显解析思想,考查全面解析思想解题主要包含两个方面.其一,在坐标系下,每个几何对象均可被数(坐标、方程等)所完全表达,并通过代数(或向量)方法来解决;其二,特定的代数语言有了几何解释,从而使代数语言有了直观意义,人们能从中得到启发,进而解决问题或提出新的结论.解析几何问题考查模式可以用下图的框架体现:2.突出直观想象,强调算理解析法是通过坐标系实现“点与坐标互化”、“曲线与方程互化”、“几何关系代数化”,从而达到用代数方法解决几何问题,其思维模式可以用下图的框架体现:这是平面解析几何复习教学可以遵循的思维模式,通过它,帮助厘清知识,构建方法体系,回到基础,落实对知识与方法的深刻理解,让解析法升华为一种认识论与方法论.3.突破题型套路,鼓励创新新高考试卷持续推进题型和结构的创新,在解析几何试题的设计上,最大的变化就是突破题型套路,有多选题、多空题和条件开放或结论开放试题,在难度层次上也有所变化,从情境选择、设问方式到解题方法,鼓励创新求解的意识,培养学生探究能力.下面就具体的平面解析几何复习教学的相关问题探讨如下.一、存在的问题及原因分析(一)作图意识薄弱,以形助思待提高规范作图是认识问题、研究问题的基础,将图形特征转化、合理代数化的过程是问题条件的理解与解题思路的探究过程.【例1】过点(0,2)-与圆22410x y x +--=相切的两条直线的夹角为α,则sin α=( )A. 1B.4C.4D. 4【解析】圆22410x y x +--=化简,得22(2)5x y -+=,故圆心(2,0)B,记(0,2)A -,设切点为M ,.N AB =BM =,故AM sinsin MAB 24BM ABα=∠==,coscos M B 2A AM ABα=∠==,sin 2sincos22ααα==B. 【评析】本题考查直线与圆的位置关系、二倍角公式,属于基础题.利用切线构造直角三角形,由三角函数定义求出sin2α,cos2α,再利用二倍角正弦公式即可求解.本题中切线的运用很多学生能想到,但学生不易想到角度关系MAB 2α=∠,究其原因在于作图意识薄弱,对题中的几何关系挖掘不够,缺乏对图形中几何特征与数量关系的细致分析,难以借助图形分析思考问题.【例2】已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左右焦点分别为12,F F ,点A 在C 上,点B 在y轴上,11F A F B ⊥,222=3F A F B -,则C 的离心率为__________.【解析】依题意222=3F A F B -,设22||2,||3(0)F A t F B t t ==>,||5.AB t ∴=由对称性知21|||| 3.F B F B t ==又11F A F B ⊥,故1||4F A t =,4cos .5A = 由双曲线的定义知,12||||2F A F A a -=,故.t a =在12F AF 中,22216444cos 2425a a c A a a +-==⋅⋅,解得:29()5c a =,故C 的离心率为5【评析】本题考查双曲线的定义及性质、余弦定理、向量共线的充要条件等,属于中档题. 根据向量的关系设参数t ,得到||AB ,2||F B ,1||F B 的关系,勾股定理得到1||4F A t =.由双曲线的定义得到t a =,在1Rt F AB △和12F AF △中通过对cos A 算两次得到a 与c 的关系.学生若作图潦草,难以发现关键的几何特征信息,导致对图中几何关系的提取错误或者不完整,思路受阻.本题中222=3F A F B -,不仅有数量特征,还具有位置关系.【建议】课堂教学中教师能使用尺规规范作图,起到示范指导,并要求学生当堂作图练习.布置不给图形的解几练习,要求学生通过审题自己作图.教师对图形中几何特征与数量关系进行细致分析,结合图形从整体角度理解题意、寻找解题思路.(二)概念思维淡漠,核心观点需增强定义是数学问题研究的起点.曲线方程的概念蕴含了丰富的内涵,对我们的问题的理解与思考有深刻的意义.【例3】已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>,C 的上顶点为A ,两个焦点为1F ,2F ,离心率为12,过1F 且垂直于2AF 的直线与C 交于D ,E 两点,||6DE =,则ADE △的周长是__________.【解析】由椭圆离心率为12,可得2a c =,则b ==则椭圆C :2222143x y c c +=,)A ,1(,0)F c -,2(,0)F c ,易得ED l :()3y x c =+,由2211||||||2AF AF F F c ===,故过1F 且垂直于2AF 的直线DE 垂直平分2AF ,即2||||EA EF =,2||||DA DF =,又2222143)x y c c y x c =⎧+=⎪⎨+⎪⎪⎪⎩,得22138320x cx c +-=,故28133213D E D Ec x x x c x =⎧+=-⎪⎪⎨-⎪⎪⎩, 213||||6()4278D E D E D E DE x x x x x x c ∴=-=⇒+-=⇒=,所以ADE △的周长2211||||||||||||||4813DA EA DE DF EF DF EF a c ++=+++===.【评析】本题主要考查了直线与椭圆的位置关系的应用、椭圆的定义以及椭圆中的弦长问题,考查了运算求解能力,属于中档题.部分学生不能从离心率、椭圆定义角度去分析几何特征解决问题,而是先求点M 坐标,再求点D 、E 的坐标,利用两点间的距离公式,绕了一大圈才得出周长,没能活用定义轻松得到解题的突破口.究其原因在于没有养成优先站在“定义”的角度探究问题和解决问题意识,未能从圆锥曲线的定义审视几何关系,选择简便的方法实现几何条件代数化.【建议】复习教学中凡涉及圆锥曲线的最值问题,均需先回顾梳理各种方法,结合问题背景比较、优化方法;强调要在大问题(圆锥曲线的定义与几何图形中的位置关系与数量关系)下研究几何性质;加强逻辑严密的课堂推演与条理清晰试题剖析. (三)欠缺条件思辨,代数方法要选择解析几何就是用代数的方法研究几何问题.那么,对题目所给的几何条件如何代数化(坐标化)很值得研究,我们追求的是既要准确转化,又要简便、减少运算量的转化.【例4】写出与圆221x y +=和圆22(3)(4)16x y -+-=都相切的一条直线的方程__________. 【解法一】显然直线的斜率不为0,不妨设直线方程为0x by c ++=,1=化简得221c b =+①,4.=化简得,|34||4|b c c ++=,故344b c c ++=或344b c c ++=-,再结合①解得01b c =⎧⎨=⎩或247257b c ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩或4353b c ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,所以直线方程有三条,分别为10x +=,724250x y --=,3450.(x y +-=填一条即可) 【解法二】设圆221x y +=的圆心(0,0)O ,半径为11r =, 圆22(3)(4)16x y -+-=的圆心(3,4)C ,半径24r =, 则12||5OC r r ==+,因此两圆外切,由图像可知,共有三条直线符合条件,显然10x +=符合题意; 又由方程22(3)(4)16x y -+-=和221x y +=相减可得方程3450x y +-=,即为过两圆公共切点的切线方程;又易知两圆圆心所在直线OC 的方程为430x y -=,直线OC 与直线10x +=的交点为4(1,)3--,设过该点的直线为4(1)3y k x +=+1=,解得724k =,从而该切线的方程为724250x y --=; 所以直线方程有三条,分别为10x +=,724250x y --=,3450.(x y +-=填一条即可)【评析】本题是一道开放题,代数法设切线方程通过解方程组能解决问题,也可以利用几何特征快速写出公切线10x +=,发现题中两圆的位置关系是快速破题的关键.本题若改为写出所有公切线方程学生失分率将更高,两种方法计算量也相差无几,代数法中方程组的求解是学生的失分点,其中直线方程的设法涉及简便、减少运算量,几何法通过先求直线OC 与直线10x +=的交点,再求过该点且与圆221x y +=相切的直线即可得到公切线724250x y --=也是利用几何特征简便、减少运算量.【例5】已知直线l 与椭圆22163x y +=在第一象限交于A ,B 两点,l 与x 轴y 轴分别相交于M ,N 两点,且||||MA NB =,||MN =l 的方程为__________.【解析】取AB 的中点为E ,因为||||MA NB =,所以||||ME NE =,设11(,)A x y ,22(,)B x y 可得1212121212y y y y x x x x +-⨯=-+-,即1.2OE AB k k =-⋅ 设直线:AB y kx m =+,0k <,0m >,则(0,)M m ,(,0)mN k-, 所以(,)22m m E k -,所以212m k k m k⨯=-=--,k =又||MN =22212m m +=,故2m =,所以直线:22AB y x =-+,即0.x -= 【评析】本题考查椭圆的中点弦问题,属于偏难题.条件 ||||MA NB = 的转化应用是解本题快速与否的关键,取AB 的中点为E ,将中点E 纵横坐标比转化为中点与原点连线的斜率,利用点差法及点坐标就能快速找到一个,k m 的关系式.学生若能依题构图,结合图形联想第三定义推论,就能将条件 ||||MA NB = 转化为简洁的代数形式,从而达到解决问题的目的.【建议】复习教学中重视引导学生依题构图,结合圆锥曲线的性质从题意与图形中抽象出关键的几何特征,并以简洁的代数形式加以呈现,从而转化为待求目标关系式进行变形演算.(四)缺乏算法算理,运算求解须考究解析几何问题常常都有计算量大的特点,如何进行有效运算、简便运算,寻找化简方向是我们必须重视的环节,包括如何设元、如何设方程,回归定义,以简驭繁;设而不求,整体运算;充分运用图形几何性质,简化计算;利用根与系数关系化繁为简;选用方程适当形式,减少运算量等,这些方法一定要结合具体问题进行训练.【例6】已知O 为坐标原点,抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点为F ,P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,Q 为x 轴上一点,且PQ OP ⊥.若||6FQ =,则C 的准线方程为 .【解法一】解直角三角形法:如图,依题意得,2p P p ⎛⎫ ⎪⎝⎭且OPF PQF ∠=∠,所以tan tan OPF PQF ∠=∠,所以2,6pOF PF p PF FQ p =∴=,解得3p =,所以C 的准线方程为32x =-.【解法二】射影定理应用法依题意得,2p P p ⎛⎫⎪⎝⎭,所以2,PF OF FQ =⋅262p p ∴=⨯,解得3p =或0p =(舍去),所以C 的准线方程为32x =-.【解法三】由题意,不妨设P 在第一象限,则(2p P ,)p ,所以直线OP 的斜率22OP pk p ==,因为PQ OP ⊥,所以12PQ k =-,所以PQ 的方程为1()22p y p x -=--,即524px y =-+.令0y =时,52p x =,因为||6FQ =,所以5622p p -=,解得3p =,所以C 的准线方程为32x =-. 【解法四】由题意,不妨设P 在第一象限,则(2p P ,)p ,(6,0)2pQ +,所以(6,)PQ p =-, 因为PQ OP ⊥,所以0PQ OP ⋅=,所以602pPQ p p =⨯-⨯=,所以()30p p -=,因为0p >,所以3p =,所以C 的准线方程为32x =-.【评析】破解本题的关键是对PQ OP ⊥进行转化,可以从解直角三角形的角度,也可以从斜率角度,还可以从向量的角度,甚至可以利用射影定理的角度去进行转化,显见不同的思路其解题的长度不一样.因此,需强化的解题训练形成套路化、模式化,就能根据问题特点灵活处理.【例7】在平面直角坐标系xOy中,已知点1(F,2F ,12||||2MF MF -=,点M 的轨迹为C .(1)求C 的方程; (2)设点T 在直线12x =上,过T 两条直线分别交C 于A ,B 两点和P ,Q 两点,且TA TB TP TQ ⋅=⋅,求直线AB 的斜率与直线PQ 的斜率之和.【解析】(1)因为12122MF MF F F -=<=C 是以点1F 、2F 为左、右焦点的双曲线的右支,设轨迹C 的方程为()222210,0x y a b a b-=>>,则22a =,可得1a =,4b ==,所以,轨迹C 的方程为()221116y x x -=≥. (2)设点1,2T t ⎛⎫⎪⎝⎭,若过点T 的直线的斜率不存在,此时该直线与曲线C 无公共点,不妨直线AB 的方程为112y t k x ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,即1112y k x t k =+-,联立1122121616y k x t k x y ⎧=+-⎪⎨⎪-=⎩,消去y 并整理可得()()222111111621602k x k t k x t k ⎛⎫-+-+-+= ⎪⎝⎭,设点()11,A x y 、()22,B x y ,则112x >且212x >.由韦达定理可得2111221216k k t x x k -+=-,211221116216t k x x k ⎛⎫-+ ⎪⎝⎭=-, 所以,()()()()22122121121122112111111222416t k x x TA TB k x x k x x k +++⎛⎫⋅=+⋅-⋅-=+⋅-+=⎪-⎝⎭, 设直线PQ 的斜率为2k ,同理可得()()2222212116tk TP TQ k ++⋅=-,因为TA TB TP TQ ⋅=⋅,即()()()()22221222121211211616tk t k k k ++++=--,整理可得2212k k =,即()()12120k k k k -+=,显然120k k -≠,故120k k +=. 因此,直线AB 与直线PQ 的斜率之和为0.【评析】TA TB ⋅与TP TQ ⋅从弦长公式到韦达定理代入化简是破解本题的关键,从设直线方程到联立消元再到弦长公式的应用,有明晰的解题方向,形成套路化、模式化的解题训练有助于学生根据问题特点灵活处理.【建议】课堂教学时不能只是谈思路方法,应合理利用几何特征设参,分析算式结构,合理消参、降次,通过课堂师生共同演算的体验,增加实践经验,进行算法算理的指导.在涉及求有关过一点的两条斜率不同的直线的交点坐标或弦长问题时,往往只需计算其中的一类交点坐标或弦长,另一类只需等价代换的结果中的参数即可.(五)只求题型模仿,解析思想欠领悟高中解析几何既是一种重要的数学思想,也是一种重要的数学方法,其核心是“数形结合”的思想方法.由于解析几何内容的综合性,在解决问题的过程中,充满着探究性、创新性,对能力有较高的要求.解题中必然要用到思想方法引领,如函数与方程、特殊与一般、分类与整合的思想,以及待定系数法、换元法等等.【例8】已知点和抛物线,过的焦点且斜率为的直线与交于,点.若,则________.【解析】设弦AB 的中点为P ,综合题目的几何特征,直观猜测,PM 平行于x 轴,故由点差法可得124=2k y y =+,快速地给出答案为2. 【评析】本题是典型的直线与抛物线的位置关系问题,常规的解法是设方程、联立方程、用韦达定理求解套路,这势必费力费时且会算错.由于问题的特殊性,焦点弦张角为直角,借助数形结合,动中求不变解析思考,斜率为k 的平行弦的不变性,以及焦点弦张角的不变性,就能抓住问题的本质,既解决了问题,又提升了对抛物线的认识.【例9】已知A 、B 分别为椭圆E :2221x y a+=(a >1)左、右顶点,G 为E 的上顶点,8AG GB ⋅=,P 为直线x =6上的动点,PA 与E 的另一交点为C ,PB 与E 的另一交点为D .(1)求E 方程;(2)证明:直线CD 过定点.【解析】(1)依据题意作出如下图象:由椭圆方程222:1(1)x E y a a+=>可得:(),0A a -, (),0B a ,()0,1G ,∴(),1AG a =,(),1GB a =-, ∴218AG GB a ⋅=-=,∴29a =,∴椭圆方程为:2219x y +=.()11M -,24C y x =:C k C A B 90AMB =︒∠k =的的(2)证明:设()06,P y , 则直线AP 的方程为:()()00363y y x -=+--,即:()039y y x =+,联立直线AP 的方程与椭圆方程可得:()2201939x y y y x ⎧+=⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩,整理得:()2222000969810y x y x y +++-=,解得:3x =-或20203279y x y -+=+,将20203279y x y -+=+代入直线()039y y x =+可得:02069y y y =+, 所以点C 的坐标为20022003276,99y y y y ⎛⎫-+ ⎪++⎝⎭. 同理可得:点D 的坐标为2002200332,11y y y y ⎛⎫-- ⎪++⎝⎭, ∴直线CD 的方程为:0022200002222000022006291233327331191y y y y y y y x y y y y y y ⎛⎫-- ⎪++⎛⎫⎛⎫--⎝⎭-=-⎪ ⎪-+-++⎝⎭⎝⎭-++, 整理可得:()()()2220000002224200000832338331116963y y y y y y y x x y y y y y +⎛⎫⎛⎫--+=-=- ⎪ ⎪+++--⎝⎭⎝⎭, 整理得:()()0002220004243323333y y y y x x y y y ⎛⎫=+=- ⎪---⎝⎭,故直线CD 过定点3,02⎛⎫⎪⎝⎭. 【评析】解决本题的关键是借助数形结合,由椭圆的对称性可知定点应在x 轴上,明晰计算化简的方向.【建议】教学中要让学生意识到变化是理解解析几何问题的切入点,不变是解决解析几何问题的落脚点,对于它的探究过程主要集中在数学观察、联想、类比、猜测、抽象、概括等思维过程.解决解几具体问题时常常需要用到“数形结合”的思想方法.在解决问题的过程中,针对具体问题具体分析,跳出套路,数形结合找到解题方向.二、解决问题的思考与对策(一)回归基础,揭示本质,返璞归真解析几何思想的数学结构是由核心概念、基本方法、数学原理3个层次构成.核心概念是曲线与方程,基本方法是几何问题代数化和代数问题几何化,数学原理是映射原理(或化归原则),其中几何问题代数化的途径是坐标法,是笛卡尔“方法论”的观念表现.【例10】若正方形一条对角线所在直线的斜率为2,则该正方形的两条邻边所在直线的斜率分别为______,_____.【解析】正方形OABC 中,对角线OB 所在直线的斜率为2,建立如图直角坐标系, 设对角线OB 所在直线的倾斜角为θ,则tan 2θ=,由正方形性质可知,直线OA 的倾斜角为45θ-︒,直线OB 的倾斜角为45θ+︒,故()tan tan 45211tan 451tan tan 45123OA k θθθ-︒-=-︒===+︒+,()tan tan 4521tan 4531tan tan 4512OB k θθθ+︒+=+︒===--︒-.故答案为:13;3-.【评析】本题以简单的多空形式呈现,以正方形、直线与直线的位置关系为载体,考查坐标法的基本 应用.考点虽然稍冷,却有着浓浓的解析味.解决问题的关键在于,合理建立坐标系,恰当地表征几何对象,如倾斜角的引进,以及与斜率的互化,体现了基础性、综合性和应用性.【例11】已知曲线22:1C mx ny +=.( ) A. 若m >n >0,则C 是椭圆,其焦点在y 轴上B. 若m =n >0,则CC. 若mn <0,则C 是双曲线,其渐近线方程为y =D. 若m =0,n >0,则C 是两条直线 【解析】ACD【评析】曲线方程的特征及区别是求解的关键,是解析几何的基本工具,一定要熟知.【例12】已知椭圆C 的方程为22221(0)x y a b a b +=>>,右焦点为F .(1)求椭圆C 的方程;(2)设M ,N 是椭圆C 上的两点,直线MN 与曲线222(0)x y b x +=>相切.证明:M ,N ,F 三点共线的充要条件是||MN =【解析】(1)由题意,椭圆半焦距c =3c e a ==,所以a = 又2221b a c =-=,所以椭圆方程为2213xy +=;(2)由(1)得,曲线为221(0)x y x +=>, 当直线MN 的斜率不存在时,直线:1MN x =,不合题意; 当直线MN 的斜率存在时,设()()1122,,,M x y N x y ,必要性:若M ,N ,F三点共线,可设直线(:MN y k x =即0kx y --=, 由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>相切可得1=,解得1k =±,联立(2213y x x y ⎧=±⎪⎨⎪+=⎩可得2430x -+=,所以1212,324x x x x +=⋅=,所以MN ==所以必要性成立;充分性:设直线():,0MN y kx t kt =+<即0kx y t -+=, 由直线MN 与曲线221(0)x y x +=>相切可得1=,所以221t k =+,联立2213y kx t x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩可得()222136330k x ktx t +++-=, 所以2121222633,1313kt t x x x x k k-+=-⋅=++,所以MN ==213k=+= 化简得()22310k -=,所以1k =±,所以1k b =⎧⎪⎨=⎪⎩1k b =-⎧⎪⎨=⎪⎩:MN y x=y x =-,所以直线MN 过点F ,M ,N ,F 三点共线,充分性成立; 所以M ,N,F 三点共线的充要条件是||MN =【评析】问题归结——利用椭圆焦距的定义和椭圆离心率的定义;策略突破——利用椭圆焦距的定义和椭圆离心率的定义,构建方程,转化为求2,2a c 的值或齐次方程,从而求椭圆的方程.【建议】教学中要回归基础,即是回到知识的联系、回到思想方法、回到定义和基本性质中去.对于圆锥曲线而言,即是回到定义、方程、性质去,也是解决问题的认知基础.归纳:1.定义是事物本质属性的概括和反映,圆锥曲线许多性质都是由定义派生出来的.对某些圆锥曲线问题,采用“回归定义”的策略,把定量的计算和定性的分析有机地结合起来,则往往能获得题目所固有的本质属性,达到准确判断、合理运算、灵活解题的目的.2.求圆锥曲线方程常用的方法有直接法、定义法、待定系数法、参数法等.用待定系数法求圆锥曲线的标准方程时,要“先定型,后计算”.所谓“定型”,是指确定类型,也就是确定椭圆、双曲线的焦点所在的坐标轴是x 轴还是y 轴,抛物线的焦点是在x 轴的正半轴、负半轴,还是y 轴的正半轴、负半轴,从而设出相应的标准方程的形式;“计算”就是指运用方程思想、利用待定系数法求出方程中的a 2、b 2、p 的值(基本量法),最后代入椭圆、双曲线、抛物线的标准方程.3.求椭圆或双曲线的离心率时,应该寻求三角形中的边角之间的关系,从而建立a 、c 的齐次方程(求值)或者齐次不等式(求范围).4.证明充要条件的问题,不要只证明充分性,或只证明必要性,需注意:既要证明其充分性,又要证明其必要性.(二)弄清几何问题,选择代数方法,合理转化解析几何就是用代数方法来研究几何问题,即:几何问题→代数问题→代数结论→几何结论.所以,它的两大任务是:(1)把几何问题转化为代数问题,(2)研究代数问题,得出代数结论.【例13】设椭圆:C 2212+=x y 的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于A ,B 两点,点M 的坐标为(2,0).(1) 当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2) 设O 为坐标原点,证明:OMA OMB ∠=∠.【解析】(1)由已知得(1,0)F ,l 的方程为1x =.由已知可得,点A 的坐标为(1,2或(1,2-.所以AM 的方程为2y x =-+2y x = (2)本题目标要研究的几何对象为角,这需要在图形中挖掘这两个角的几何特征或这个角的等价几何关系.特例情况当l 与x 轴重合时.①0OMA OMB ∠=∠=︒;②当l 与x 轴垂直时,OM 为AB 的垂直平分线,所以OMA OMB ∠=∠.当l 与x 轴不重合也不垂直时,将OMA OMB ∠=∠代数化,即角相等的证明可以有两个思路,即从 数量关系或几何关系来思考.为此,不妨设1221(,),(,)A y x y x B .思路1:从图形中直线的倾斜角直接切入,由位置特征,可以将问题转化为0MA MB k k +=; 思路2:从数量关系角度看,通过向量运算去获取,淡化几何特征,直接采取坐标运算,即证;思路3:从几何角度看,问题可以转化为运用角平分线定理,现坐标化,即证11AF y AM BFy BM==;思路4:从几何角度看,在坐标几何中,构造直角三角形相似来证. 思路5:从几何角度看,视为角平分线,用点到两边的距离进行代数化. 思路6:角平分线具有对称性,故可证明点A 关于x 轴的对称点在直线BM 上. 这么多的思路,如何代数化,要不要求坐标?程序化(算术化):即设直线方程,遵循不断求出的思路进行运算,求出点A ,B 坐标,后再计算; 结构化(关系化):即设直线方程,找出A ,B 坐标关系(这里的策略就是通常所说的“设而不求”, 再对要证的结构关系进行推演.事实上,程序化和结构化的代数思维没有特别的优劣,它都是代数思维的重要特征,它是一个不断螺旋上升的过程,只是大家目前都喜欢用结构化的思维,忽视程序化的思维,这是不对的,对结构化思维的形成与培养也不利.另外,即便用结构化思维进行推演,在设方程上也有此许的差别,如设l 的方程为(1)y k x =-或设x my t =+,还是有讲究的.【评析】解析法的过程,充满着概念与思辩,需要大家细细品味!绝不是机械模仿能达到的. 【建议】课堂中怎样将几何问题转化为代数问题?(1)要主动去理解几何对象的本质特征;(2)善于将几何条件、几何性质用代数的形式表达出来;(3)恰当选择代数化的形式,这点是关键:一要研究具体的几何对象具有什么样的几何特征(如果几何特征不清楚,就不可能准确将其代数化),这就要在审题上下功夫;二是选择最简洁的代数形式(方便后续的代数研究),这需要大局观;(4)注意等价转化.(三)增强几何意识,配合解析工具,巧妙转化解析几何的研究对象就是几何图形及其性质,所以在处理解析几何问题时,除了运用代数方程外,充分挖掘几何条件,结合平面几何知识,这往往能减少计算量.数学试题中很多图形性质就和“平几”知识相关联,要抓住关键,适时引用,问题就会迎刃而解.【例14】在平面直角坐标系xOy 中,已知圆C :22(3)2x y +-=,点A 是x 轴上的一个动点,AP ,AQ 分别切圆C 于P ,Q 两点,则PQ 的取值范围为.分析:问题归结——定直线上的动点与圆上一点距离问题;策略突破——首先要明确目标PQ 垂径定理,在等腰PCQ △与Rt PCB △中,PC 形,问题溯源,选定较为直观的几何变量AC ,构建PQ 式:2PQ PB PCA ==∠==围,计算求解,又3AC ≥,所以21109AC <≤,因此PQ 的取值范围为. 【建议】直线与圆的三种位置关系:相切,相交,相离.解决直线与圆的问题时,一方面,要运用解析几何的一般方法,即代数化方法,把它转化为代数问题;另一方面,由于直线与圆和平面几何联系非常紧密,因此,准确地作出图形,挖掘几何图形中所隐含的条件,利用几何知识使问题较为简捷地得到解决.提高学生等价转化的能力——实现复杂问题简单化,陌生问题熟悉化.例如:①没有图形,不妨画个图形,以便直观思考;②“设—列—验”是求轨迹的通法;③消元转化为一元二次函数(方程),判别式,韦达定理,中点,弦长公式等要把握好;④多感悟“设—列—解”,“设”:设什么?坐标、方程、角、斜率、截距?“列”:列的前提是找等量关系,“解”:解就是转化、化简、变形,向目标靠拢;⑤紧扣题意,联系图形,数形结合;⑥一旦与自己熟悉的问题接轨立即入位.【例15】如图所示,过点(1,0)的直线与抛物线2y x =交于A 、B 线OA 和OB 分别和圆22(2)4x y -+=交于D 、E 两点,若OABODES S λ∆∆=,则λ等于A .12B .13C .14D .15【解析】设11(,)A x y 、22(,)B x y ,由2,(1)y x y k x ⎧=⎨=-⎩得222(21)0k x k x k -++=,即121x x ⋅=.又11222,y x ⎪⎨=⎪⎩所以12120x x y y ⋅+⋅=,即OA OB ⊥.设直线OA :1y k x =,直线OB :2y k x =,则121k k ⋅=-.由21,y x y k x ⎧=⎪⎨=⎪⎩得21111(,)A k k ,同理22211(,)B k k .由221(2)4,x y y k x ⎧-+=⎪⎨=⎪⎩得1221144(,)11k D k k ++,同理2222244(,)11k E k k ++. 所以OA =OB =OD =,OE . x所以221122*********(1)(1)2(1)(1)12116161642OAB ODEk k OA OBS k k k k S OD OE ∆∆++++++====≥.【建议】1.解析几何研究的对象是几何图形,善用巧用几何图形的特征,把几何特征转化为代数表示,从而缩短思维链条,简化运算过程;2.在几何图形中,利用解三角形和三角形相似等知识,转化为边角之间的关系解决解析几何问题.其中,解三角形的画图用图,体现数形结合的思想;利用角或边的关系消角(边),体现了消元的思想;用正弦、余弦定理列方程组求三角函数值,体现了方程思想.(四)重视平面解析几何中代数方法的思维训练代数的思维特征,可以概括为程序化:即有点类似于解应用题的算术思维,遵循不断求出的计算,即便引进参数,也当成假设已知,参与运算;构造性的:即有点类似于解应用题的方程思维,注重寻找关系,“设而不求”,推演求解.复习教学中,要通过恰当的事例,训练学生的代数思维,这使得解析几何的代数方法不是一招一式的技巧,而是有着行动指南的思维模式.【例16】已知抛物线2:2(0)C x py p =>的焦点为F ,且F 与圆22:(4)1M x y ++=上点的距离的最小值为4.(1)求p ;(2)若点P 在M 上,,PA PB 是C 的两条切线,,A B 是切点,求PAB △面积的最大值.【解析】(1)抛物线C 的焦点为0,2p F ⎛⎫⎪⎝⎭,42p FM =+,所以,F 与圆22:(4)1M x y ++=上点的距离的最小值为4142p+-=,解得2p =. (2)抛物线C 的方程为24x y =,即24x y =,对该函数求导得2x y '=,设点()11,A x y 、()22,B x y 、()00,P x y ,直线PA 的方程为()1112x y y x x -=-,即112x xy y =-,即11220x x y y --=,同理可知,直线PB 的方程为22220x x y y --=.由于点P 为这两条直线的公共点,则10102020220220x x y y x x y y --=⎧⎨--=⎩,所以,点A 、B 的坐标满足方程00220x x y y --=,所以,直线AB 的方程为00220x x y y --=,联立0022204x x y y x y --=⎧⎪⎨=⎪⎩,可得200240x x x y -+=. 由韦达定理可得1202x x x +=,1204x x y =,所以,AB===点P到直线AB的距离为d=,所以,()3220011422PABS AB d x y=⋅==-△,()()2222000000041441215621x y y y y y y-=-+-=---=-++,由已知可得53y-≤≤-,所以,当5y=-时,PAB△的面积取最大值321202⨯=.【评析】运算繁杂是解析几何最突出的特点.首先,解题中要指导学生克服只重视思路、轻视动手运算的缺点.运算能力差是学生普遍存在的问题,不仅在解析几何问题中要加强训练,在其它板块中也要加强训练,只有把提高学生的运算能力贯彻于教学的过程之中,才能收到较好的效果.其次,要培养学生运算的求简意识,充分发挥圆锥曲线的定义和利用平面几何知识化难为易、化繁为简的作用.【例17】过抛物线24y x=的焦点F的直线交抛物线于A、B两点,分别过A、B两点作准线的垂线,垂足分别为1A,1B两点,以线段1A1B为直径的圆C过点(2,3)-,则圆C的方程为A.22(1)(2)2x y++-=B.22(1)(1)5x y++-=C.22(1)(1)17x y+++=D.22(1)(2)26x y+++=分析一:问题归结——确定圆的方程的基本要素:过焦点的直线AB的方程及与抛物线的交点坐标()()1122,,,A x yB x y;策略突破——圆的两个关键量的代数形式:圆心和半径,确定参变量,引入关联变量——斜率的倒数t,可设直线AB:1x ty=+;;求解过程分析:联立方程组21,4,x tyy x=+⎧⎨=⎩消元得到2440y ty--=;由韦达定理得12124,4y y t y y+==-,则()1,2C t-,直径()()2221112161A B y y t=-=+;求半径()2212-3MC t=+,由22114A B MC=得方程()()()22161412-3t t+=+,则1=2t.回归圆:圆心(1,1)C-,半径的平方25MC=,答案选B.。
2023年高考-数学(理科)考试备考题库附带答案9
2023年高考-数学(理科)考试备考题库附带答案第1卷一.全考点押密题库(共50题)1.(单项选择题)(每题 5.00 分) 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正确答案:C,2.(填空题)(每题 5.00 分) 已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB所成角的余弦值为7/8,SA与圆锥底面所成角为45°.若△SAB的面积为5√15,则该圆锥的侧面积为.正确答案:40√2π,3.(单项选择题)(每题 5.00 分) 记SN.为等差数列αN}的前n项和.若3S3=S2+S4,α=2,则α5= {A. -12B. -10C. 10D. 12正确答案:B,4.(填空题)(每题5.00 分) 已知函数f(x)=2sinx+sin2x,则f(x)的最小值是_______?正确答案:-3√3/2,5.(单项选择题)(每题 5.00 分) 双曲线x2/α2-y2/b2=1(α>0,b>0)的离心率为√3,则其渐近线方程为A. y=±√2xB. y=±√3xC. y=±√2/2xD. y=±√3/2x正确答案:A,6.(单项选择题)(每题 5.00 分) 已知正方体的棱长为1,每条棱所在直线与平面α所成的角都相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为A. 3√3/4B. 2√3/3C. 3√2/4D. √3/2正确答案:A,7.(单项选择题)(每题 5.00 分) 已知集合A=x∣x2-x-2>0},则CRA={A. x∣-12}{D. {x∣x≦-1}∪{x∣x≧2}正确答案:B,8.(单项选择题)(每题 5.00 分) 在△ABC中,cos C/2=√5/5,BC=1,AC=5,则AB=A. 4√2B. √30C. √29D. 2√5正确答案:A,9.(填空题)(每题 5.00 分) 某髙科技企业生产产品 A 和产品 B 需要甲、乙两种新型材料。
高考数学(理)二轮备考试题:第一部分专题5第二讲专题针对训练
专题针对训练一、选择题1.抛物线y =ax 2的准线方程是y -2=0,则a 的值是( )A.18B .-18C .8D .-8解析:选B.将抛物线的方程化为标准形式x 2=1a y ,其准线方程是y =-14a =2,得a =-18. 2.与椭圆x 24+y 2=1共焦点且过点P (2,1)的双曲线方程是( ) 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.椭圆x 24+y 2=1的焦点为(±3,0),因为双曲线与椭圆共焦点,所以排除A 、C.又双曲线x 22-y 2=1经过点(2,1),故选 B.3.(2011年高考辽宁卷)已知F 是抛物线y 2=x 的焦点,A ,B 是该抛物线上的两点,|AF |+|BF |=3,则线段AB 的中点到y 轴的距离为( )A.34B .1C.54D.74解析:选C.∵|AF |+|BF |=x A +x B +12=3,∴x A +x B =52.∴线段AB 的中点到y 轴的距离为x A +x B 2=54. 4.(2011年湖南湘西联考)已知双曲线x 2m -y 27=1,直线l 过其左焦点F 1,交双曲线左支于A ,B 两点,且|AB |=4,F 2为双曲线的右焦点,△ABF 2的周长为20,则m 的值为( )A .8B .9C .16D .20解析:选B.由双曲线的定义可知,|AF 2|-|AF 1|=2m ,|BF 2|-|BF 1|=2m ,所以(|AF 2|+|BF 2|)-(|AF 1|+|BF 1|)=4m ,|AF 2|+|BF 2|-|AB |=4m ,|AF 2|+|BF 2|=4+4m .又|AF 2|+|BF 2|+|AB |=20,即4+4m +4=20.所以m =9.5.(2011年高考山东卷)已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线均和圆C :x 2+y 2-6x +5=0相切,且双曲线的右焦点为圆C 的圆心,则该双曲线的方程为( )A.x 25-y 24=1 B.x 24-y 25=1 C.x 23-y 26=1 D.x 26-y 23=1 解析:选A.∵双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的渐近线方程为y =±b ax ,圆C 的标准方程为(x -3)2+y 2=4,∴圆心为C (3,0).又渐近线方程与圆C 相切,即直线bx -ay =0与圆C 相切,∴3b a 2+b2=2,∴5b 2=4a 2.① 又∵x 2a 2-y 2b2=1的右焦点F 2(a 2+b 2,0)为圆心C (3,0), ∴a 2+b 2=9.②由①②得a 2=5,b 2=4.∴双曲线的标准方程为x 25-y 24=1. 二、填空题6.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线x 24-y 212=1上一点M 的横坐标为3,则点M 到此双曲线的右焦点的距离为__________.解析:设右焦点为F (4,0).把x =3代入双曲线方程得y =±15,即M (3,±15).由两点间距离公式得|MF |=(3-4)2+(±15-0)2=4.答案:47.线段AB 的长度为10,它的两个端点分别在x 轴、y 轴上滑动,则AB 中点P 的轨迹方程是__________.解析:设A 、B 的坐标分别为(a,0)、(0,b ),∵|AB |=10,∴a 2+b 2=10,a 2+b 2=100.设P 的坐标为(x ,y ),由中点公式,得x =a 2,y =b 2,∴a =2x ,b =2y . 把a =2x ,b =2y 代入a 2+b 2=100,整理得x 2+y 2=25.即P 点的轨迹方程是x 2+y 2=25.答案:x 2+y 2=258.已知抛物线y 2=-2px (p >0)的焦点F 恰好是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左焦点,且两曲线的公共点的连线过点F ,则该椭圆的离心率为__________.解析:由题意F (-p 2,0), 设椭圆的右焦点为M ,椭圆与抛物线的一个交点为A ,则|AF |=p ,|FM |=p ,∴|AM |=2p .∴椭圆长半轴长a =|AF |+|AM |2=2+12p ,椭圆的半焦距c =p 2.∴椭圆的离心率e =c a=12+1=2-1. 答案:2-1 三、解答题 9.已知,抛物线顶点在原点,它的准线过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点,并与双曲线实轴垂直,已知抛物线与双曲线的一个交点为(32,6),求抛物线与双曲线方程. 解:由题设知,抛物线以双曲线的右焦点为焦点,准线过双曲线的左焦点,∴p =2c .设抛物线方程为y 2=4c ·x , ∵抛物线过点(32,6), ∴6=4c ·32. ∴c =1,故抛物线方程为y 2=4x .又双曲线x 2a 2-y 2b 2=1过点(32,6), ∴94a 2-6b2=1. 又a 2+b 2=c 2=1,∴94a 2-61-a 2=1, ∴a 2=14或a 2=9(舍). ∴b 2=34, 故双曲线方程为4x 2-4y 23=1. 10.(2011年高考天津卷)设椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2.点P (a ,b )满足|PF 2|=|F 1F 2|.(1)求椭圆的离心率e ;(2)设直线PF 2与椭圆相交于A ,B 两点.若直线PF 2与圆(x +1)2+(y -3)2=16相交于M ,N 两点,且|MN |=58|AB |,求椭圆的方程. 解:(1)设F 1(-c,0),F 2(c,0)(c >0),因为|PF 2|=|F 1F 2|,所以(a -c )2+b 2=2c .整理得2⎝⎛⎭⎫c a 2+c a -1=0, 得c a =-1(舍),或c a =12.所以e =12. (2)由(1)知a =2c ,b =3c ,可得椭圆方程为3x 2+4y 2=12c 2,直线PF 2的方程为y =3(x -c ).A ,B 两点的坐标满足方程组⎩⎨⎧3x 2+4y 2=12c 2,y =3(x -c ).消去y 并整理,得5x 2-8cx =0.解得x 1=0,x 2=85c .得方程组的解⎩⎨⎧ x 1=0,y 1=-3c ,或⎩⎨⎧ x 2=85c ,y 2=335c .不妨设A ⎝⎛⎭⎫85c ,335c ,B (0,-3c ), 所以|AB |= ⎝⎛⎭⎫85c 2+⎝⎛⎭⎫335c +3c 2=165c . 于是|MN |=58|AB |=2c . 圆心(-1,3)到直线PF 2的距离d =|-3-3-3c |2=3|2+c |2. 因为d 2+⎝⎛⎭⎫|MN |22=42,所以34(2+c )2+c 2=16. 整理得7c 2+12c -52=0.得c =-267(舍),或c =2. 所以椭圆方程为x 216+y 212=1. 11.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的焦距为4,且与椭圆x 2+y 22=1有相同的离心率,斜率为k 的直线l 经过点M (0,1),与椭圆C 交于不同的两点A 、B.(1)求椭圆C 的标准方程; (2)当椭圆C 的右焦点F 在以AB 为直径的圆内时,求k 的取值范围. 解:(1)∵椭圆C 的焦距为4,∴c =2.又∵椭圆x 2+y 22=1的离心率为22, ∴椭圆C 的离心率e =c a =2a =22, ∴a =22,b =2,∴椭圆C 的标准方程为x 28+y 24=1. (2)设直线l 的方程为:y =kx +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1x 28+y 24=1消去y 得(1+2k 2)x 2+4kx -6=0. ∴x 1+x 2=-4k 1+2k 2,x 1x 2=-61+2k 2. 由(1)知椭圆C 的右焦点F 的坐标为(2,0),∵右焦点F 在圆的内部,∴AF →·BF →<0,∴(x 1-2)(x 2-2)+y 1y 2<0.即x 1x 2-2(x 1+x 2)+4+k 2x 1x 2+k (x 1+x 2)+1<0.∴(1+k 2)x 1x 2+(k -2)(x 1+x 2)+5=(1+k 2)·-61+2k 2+(k -2)·-4k 1+2k 2+5=8k -11+2k 2<0. ∴k <18. 经检验,当k <18时,直线l 与椭圆C 相交,1∴直线l的斜率k的取值范围为(-∞,8).。
备战高考数学(精讲+精练+精析)专题13.1几何证明选讲试题文(含解析)
专题1 几何证明选讲(文科)【三年高考】1. 【2016高考天津】如图,AB是圆的直径,弦CD与AB相交于点E,BE=2AE=2,BD=ED,则线段CE的长为__________.【答案】2.【2016高考新课标1卷】如图,△OAB是等腰三角形,∠AOB=120°.以O为圆心,OA为半径作圆.(I)证明:直线AB与O相切;(II)点C,D在⊙O上,且A,B,C,D四点共圆,证明:AB∥CD.【解析】(Ⅰ)设是的中点,连结,因为,所以,.在中,,即到直线的距离等于圆的半径,所以直线与⊙相切.(Ⅱ)因为,所以不是四点所在圆的圆心,设是四点所在圆的圆心,作直线.由已知得在线段的垂直平分线上,又在线段的垂直平分线上,所以.同理可证,.所以.3.【2016高考新课标2】如图,在正方形中,分别在边上(不与端点重合),且,过点作,垂足为.(Ⅰ) 证明:四点共圆;(Ⅱ)若,为的中点,求四边形的面积.4.【2016高考新课标3】如图,中的中点为,弦分别交于两点.(I)若,求的大小;(II)若的垂直平分线与的垂直平分线交于点,证明.【解析】(Ⅰ)连结,则.因为,所以,又,所以.又,所以,因此.(Ⅱ)因为,所以,由此知四点共圆,其圆心既在的垂直平分线上,又在的垂直平分线上,故就是过四点的圆的圆心,所以在的垂直平分线上,又也在的垂直平分线上,因此.5.【2015高考新课标2,】如图,为等腰三角形内一点,圆与的底边交于、两点与底边上的高交于点,与、分别相切于、两点.(Ⅰ)证明:;(Ⅱ)若等于的半径,且,求四边形的面积.【解析】(Ⅰ)由于是等腰三角形,,所以是的平分线.又因为分别与、相切于、两点,所以,故.从而.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,,故是的垂直平分线,又是的弦,所以在上.连接,,则.由等于的半径得,所以.所以和都是等边三角形.因为,所以,.因为,,所以.于是,.所以四边形的面积.6.【2015高考陕西,】如图,切于点,直线交于,两点,,垂足为.(I )证明:;(II )若,,求的直径.7.【2015高考新课标1】如图,AB是O的直径,AC是O的切线,BC交O于E.(Ⅰ)若D为AC的中点,证明:DE是O的切线;(Ⅱ)若,求∠ACB的大小.【解析】(Ⅰ)连结AE,由已知得,AE⊥BC,AC⊥AB,在Rt△AEC中,由已知得DE=DC,∴∠DEC=∠DCE,连结OE,∠OBE=∠OEB,∵∠ACB+∠ABC=90°,∴∠DEC+∠OEB=90°,∴∠OED=90°,∴DE是圆O的切线. (Ⅱ)设CE=1,AE=,由已知得AB=,,由射影定理可得,,∴,解得=,∴∠ACB=60°.8.【2015高考湖南】如图,在圆中,相交于点的两弦,的中点分别是,,直线与直线相交于点,证明:(1);(2)【解析】(1)如图所示,∵,分别是弦,的中点,∴,,即,,,又四边形的内角和等于,故;(2)由(I)知,,,,四点共圆,故由割线定理即得9. 【2014高考辽宁第22题】如图,EP交圆于E、C两点,PD切圆于D,G为CE上一点且,连接DG并延长交圆于点A,作弦AB垂直EP,垂足为F.(Ⅰ)求证:AB为圆的直径;(Ⅱ)若AC=BD,求证:AB=ED.【解析】(Ⅰ)因为PD=PG,所以∠PDG=∠PGD. 由于PD为切线,故∠PDA=∠DBA, 又由于∠PGD=∠EGA,故∠DBA=∠EGA,所以∠DBA+∠BAD=∠EGA+∠BAD,从而∠BDA=∠PFA.由于AF垂直EP,所以∠PFA=90°,于是∠BDA=90°,故AB是直径.(Ⅱ)连接BC,DC.由于AB是直径,故∠BDA=∠ACB=90°,在Rt△BDA与Rt△ACB中,AB=BA,AC=BD,从而Rt△BDA≌Rt△ACB,于是Rt△BDA与∠DAB=∠CBA.又因为∠DCB=∠DAB,所以∠DCB=∠CBA,故DC∥AB. 由于ED是直径,由(Ⅰ)得ED=AB.10. 【2014高考全国2第22题】如图,P是O外一点,PA是切线,A为切点,割线PBC与O相交于点B,C,PC=2PA,D为PC的中点,AD的延长线交O于点E.证明:(Ⅰ)BE=EC;(Ⅱ)AD DE=2【解析】(Ⅰ)连结AB,AC,由题意知PA=PD,故,因为,,,所以,从而,因此BE=EC. (Ⅱ)由切割线定理得:,因为,所以,,由相交弦定理得:===,所以等式成立.11. 【2014高考全国1第22题】如图,四边形是的内接四边形,的延长线与的延长线交于点,且.(Ⅰ)证明:;(Ⅱ)设不是的直径,的中点为,且,证明:为等边三角形.【三年高考命题回顾】纵观前三年各地高考试题, 高考对几何证明的考查,主要考查有关三角形相似、全等、面积、线段长度及角相等的求解及证明,以平行线等分线段定理,平行线截割定理,相似三角形的判定与性质定理,直角三角形射影定理,圆心角、圆周角定理,圆内接四边形的性质定理及判定定理,圆的割线定理,切割线定理,弦切角定理,相交弦定理等为主要考查内容,题目难度一般为中、低档,备考中应严格控制训练题的难度.【2017年高考复习建议与高考命题预测】由前三年的高考命题形式可以看出, 高考对这部分要求不是太高,要求会以圆为几何背景,利用直角三角形射影定理,圆周角定理、圆的切线的判定定理及性质定理,相交弦定理、圆内接四边形的性质定理与判定定理、切割线定理证明三角形相似,全等,求线段长等,预测2017年高考还会以圆为几何背景,考查相交线定理,切割线定理,以及圆内接四边形的性质定理与判定定理,考查学生的数形结合的能力.“几何证明选讲”是选修系列4的一个专题,该专题在高考中只考查“相似三角形”和“圆”这两部分平面几何内容,且与另三个选修4的专题一起命题,供考生选择作答.其核心内容为:线段成比例与相似三角形,圆的切线及其性质,与圆有关的相似三角形等.对同学们来说,“几何证明选讲”是初中所学知识的深化,因而倍感亲切.试题题型为解答题,且难度不大.题型以比例问题为主,平行线分线段成比例定理、相似形、角平分线定理、直角三角形中的射影定理、圆中的割线定理、切割线定理和相交弦定理等,都涉及线段成比例,因此比例问题是本专题中所占比重最大的题型.解决这类问题,主要方法就是设法利用上述定理,并灵活变形.复习建议:圆内接四边形的重要结论:内接于圆的平行四边形是矩形;内接于圆的菱形是正方形;内接于圆的梯形是等腰梯形.应用这些性质可以大大简化证明有关几何题的推证过程.与圆有关的比例线段的证明要诀:相交弦、切割线定理是法宝,相似三角形中找诀窍,联想射影定理分角线,辅助线来搭桥,第三比作介绍,代数方法不可少,分析综合要记牢,十有八九能见效.【2017年高考考点定位】几何证明选讲的内容涉及的考点可归纳为:①相似三角形的定义与性质;②平行线截割定理;③直角三角形射影定理;④圆周角与圆心角定理;⑤圆的切线的判定定理及性质定理;⑥弦切角的性质;⑦相交弦定理;⑧圆内接四边形的性质定理和判定定理;⑨切割线定理.【考点1】相似三角形的判定与性质【备考知识梳理】1.平行线等分线段定理如果一组平行线在一条直线上截得的线段相等,那么在其他直线上截得的线段也相等.推论1:经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必平分第三边.推论2:经过梯形一腰的中点,且与底边平行的直线平分另一腰.2.平行线分线段成比例定理三条平行线截两条直线,所得的对应线段成比例.推论:平行于三角形一边的直线截其他两边(或两边的延长线)所得的对应线段成比例.3.相似三角形的判定与性质(1)判定定理:结论相似三角形外接圆的直径比、周长比等于相似比,外接圆的面积比等于相似比的平方射影定理直角三角形中,每一条直角边是这条直角边在斜边上的射影和斜边的比例中项;斜边上的高是两条直角边在斜边上的射影的比例中项【规律方法技巧】1.判定两个三角形相似的常规思路(1)先找两对对应角相等;(2)若只能找到一对对应角相等,则判断相等的角的两夹边是否对应成比例;(3)若找不到角相等,就判断三边是否对应成比例,否则考虑平行线分线段成比例定理及相似三角形的“传递性”.2.借助图形判断三角形相似的方法(1)有平行线的可围绕平行线找相似;(2)有公共角或相等角的可围绕角做文章,再找其他相等的角或对应边成比例;(3)有公共边的可将图形旋转,观察其特征,找出相等的角或成比例的对应边.3.比例线段常用平行线产生,利用平行线转移比例是常用的证题技巧,当题中没有平行线条件而有必要转移比例时,也常添加辅助平行线,从而达到转移比例的目的.4.判定两个三角形相似要注意结合图形特征灵活选择判定定理,特别要注意对应角和对应边.在一个题目中,相似三角形的判定定理和性质定理可能多次用到.相似三角形的性质可用来证明线段成比例、角相等;也可间接证明线段相等.5..在使用直角三角形射影定理时,要学会将“乘积式”转化为相似三角形中的“比例式”.证题时,要注意作垂线构造直角三角形是解直角三角形时常用的方法.6.相似关系的证明中,经常要应用比例的性质:若,则①;②;③;④;⑤;⑥.7.辅助线作法:几何证明题的一个重要问题就是作出恰当的辅助线,相似关系的基础就是平行截割定理,故作辅助线的主要方法就是作平行线,见中点取中点连线利用中位线定理,见比例点取等比的分点构造平行关系,截取等长线段构造全等关系,立体几何中通过作平行线或连结异面直线上的点化异为共等等都是常用的作辅助线方法.【考点针对训练】1.【2016届河南省郑州一中高三考前冲刺四】如图所示,已知圆O外有一点P,作圆O的切线PM,M为切点,过PM的中点N作割线NAB,交圆O于A,B两点,连接PA并延长,交圆O于点C,连接PB交圆O于点D,若MC=BC.(1)求证:△APM△ABP;(2)求证:四边形PMCD是平行四边形.2.【2016年山西省右玉一中高考冲刺压轴卷三】如图,已知⊙和⊙相交于两点,为⊙的直径,直线交⊙于点,点为弧中点,连结分别交⊙、于点,连结.(Ⅰ)求证:;(Ⅱ)求证:.【解析】(Ⅰ)连结,∵为⊙的直径,∴,∵为⊙的直径,∴,∵,∴,∵为弧中点,∴,∵,∴,∴,∴,∴.(Ⅱ)由(Ⅰ)知,,∴,∴,由(Ⅰ)知,∴.【考点2】圆的有关问题【备考知识梳理】1.圆周角定理(1)圆周角:顶点在圆周上且两边都与圆相交的角.(2)圆周角定理:圆上一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.(3)圆心角定理:圆心角的度数等于它所对弧的度数.推论1:同弧或等弧所对的圆周角相等;同圆或等圆中,相等的圆周角所对的弧也相等.推论2:半圆(或直径)所对的圆周角是直角;90°的圆周角所对的弦是直径.2.圆内接四边形的性质与判定定理(1)性质:定理1:圆内接四边形的对角互补.定理2:圆内接四边形的外角等于它的内角的对角.(2)判定:判定定理:如果一个四边形的对角互补,那么这个四边形的四个顶点共圆.推论:如果四边形的一个外角等于它的内角的对角,那么这个四边形的四个顶点共圆.另外:若两点在一条线段同侧且对该线段张角相等,则此两点与线段两个端点共圆,特别的,对定线段张角为直角的点共圆.3.圆的切线(1)直线与圆的位置关系直线与圆交点的个数直线到圆心的距离d与圆的半径r的关系相交两个d<r相切一个d=r相离无d>r性质定理:圆的切线垂直于经过切点的半径.推论1:经过圆心且垂直于切线的直线必经过切点.推论2:经过切点且垂直于切线的直线必经过圆心.判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(3)切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线长相等.3.弦切角(1)弦切角:顶点在圆上,一边与圆相切,另一边与圆相交的角.(2)弦切角定理及推论①定理:弦切角的度数等于所夹弧的度数的一半.②推论:同弧(或等弧)上的弦切角相等,同弧(或等弧)上的弦切角等于它所夹的弧所对的圆周角. 4.与圆有关的比例线段定理名称基本图形条件结论应用相交弦定理弦AB、CD相交于圆内点P(1)PA·PB=PC·PD;(2)△ACP∽△DBP(1)在PA、PB、PC、PD四线段中知三求一;(2)求弦长及角切割线定理PA切⊙O于A,PBC是⊙O的割线(1)PA2=PB·PC;(2)△PAB∽△PCA(1)已知PA、PB、PC知二可求一;(2)求解AB、AC割线定理PAB、PCD是⊙O的割线(1)PA·PB=PC·PD;(2)△PAC∽△PDB(1)求线段PA、PB、PC、PD及AB、CD;(2)应用相似求AC、BD(1)(2)割线定理:从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆的交点的两条线段长的积相等.(3)切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项.(4)切线长定理:从圆外一点引圆的两条切线,它们的切线长相等,圆心和这一点的连线平分两条切线的夹角.【规律方法技巧】1. 与圆有关的比例线段: (1)应用相交弦定理、切割线定理要抓住几个关键内容:如线段成比例与相似三角形、圆的切线及其性质、与圆有关的相似三角形等.(2)相交弦定理、切割线定理主要是用于与圆有关的比例线段的计算与证明.解决问题时要注意相似三角形知识及圆周角、弦切角、圆的切线等相关知识的综合应用.(3)相交弦定理、切割线定理、割线定理、切线长定理统称为圆幂定理:圆的两条弦或其延长线若相交,各弦被交点分成的两条线段长的积相等.当两交点在圆内时为相交弦定理,当两交点在圆外时为割线定理,两交点重合时为切线,一条上两点重合时为切割线定理,两条都重合时为切线长定理,应用此定理一定要分清两条线段是指哪两条.2. 弦切角定理及推论的应用(1)圆周角定理及其推论与弦切角定理及其推论多用于推出角的关系,从而证明三角形全等或相似,可求线段或角的大小.(2)涉及圆的切线问题时要注意弦切角的转化;关于圆周上的点,常作直线(或半径)或向弦(弧)两端画圆周角或作弦切角.3. 证明多点共圆,当两点在一条线段同侧时,可证它们对此线段张角相等,也可以证明它们与某一定点距离相等;如两点在一条线段异侧,则证明它们与线段两端点连成的凸四边形对角互补.4.涉及圆的切线问题时要注意弦切角的转化;关于圆周上的点,常作直径(或半径)或向弦(弧)两端画圆周角或作弦切角.5.一般地,涉及圆内两条相交弦时首先要考虑相交弦定理,涉及两条割线时要想到割线定理,涉及切线和割线时要注意应用切割线定理,要注意相交弦定理中线段之间的关系与切割线定理线段关系之间的区别.6.在平面几何的有关计算中往往要使用比例线段,产生比例线段的一个主要根据是两三角形相似.在涉及两圆的公共弦时,通常是作出两圆的公共弦.如果有过公共点的切线就可以使用弦切角定理.在两个圆内实现角的等量代换,这是解决两个圆相交且在交点处有圆的切线问题的基本思考方向.【考点针对训练】1.【2016届湖北七市教研协作体高三4月联考】已知中,,是外接圆劣弧上的点(不与点重合),延长至,延长至.(1)求证:;(2)若,中边上的高为,求外接圆的面积.2.【2016届陕西省高三下学期教学质检二】如图,已知圆与相交于两点,过点作圆的切线交圆于点,过点作两圆的割线,分别交圆、圆于点、,与相交于点. (Ⅰ)求证:;(Ⅱ)若是圆的切线,且,求的长.【解析】(Ⅰ)连接.∵是圆的切线,∴.又∵,∴,∴.(Ⅱ)证明:设,∵,∴.又∵,∴,∴.又∵,联立上述方程得到,∴.∵是圆的切线,∴.∴.【应试技巧点拨】1.辅助线作法:几何证明题的一个重要问题就是作出恰当的辅助线,相似关系的基础就是平行截割定理,故作辅助线的主要方法就是作平行线,见中点取中点连线利用中位线定理,见比例点取等比的分点构造平行关系,截取等长线段构造全等关系,立体几何中通过作平行线或连结异面直线上的点化异为共等等都是常用的作辅助线方法.2.比例的性质的应用相似关系的证明中,经常要应用比例的性质:若,则①;②;③;④;⑤;⑥.3.同一法:先作出一个满足命题结论的图形,然后证明图形符合命题已知条件,确定所作图形与题设条件所指的图形相同,从而证明命题成立.4.证明多点共圆,当两点在一条线段同侧时,可证它们对此线段张角相等,也可以证明它们与某一定点距离相等;如两点在一条线段异侧,则证明它们与线段两端点连成的凸四边形对角互补.5.与圆有关的比例线段(1)应用相交弦定理、切割线定理要抓住几个关键内容:如线段成比例与相似三角形、圆的切线及其性质、与圆有关的相似三角形等.(2)相交弦定理、切割线定理主要是用于与圆有关的比例线段的计算与证明.解决问题时要注意相似三角形知识及圆周角、弦切角、圆的切线等相关知识的综合应用.二年模拟1. 【2016年山西榆林高三二次模考】如图所示,在中,是的平分线,的外接圆交于点,.(1)求证:;(2)当时,求的长.2. 【2016年湖北八校高三四次联考】如图,在锐角三角形中,,以为直径的圆与边另外的交点分别为,且于.(Ⅰ)求证:是的切线;(Ⅱ)若,,求的长.【解析】(Ⅰ)连结则又,∴为的中点,而为中点,∴,又,∴,而是半径,∴是的切线.(Ⅱ)连,则,则,∴,设,则,由切割线定理得:,即,解得:(舍),∴EFDOC BA3. 【2016年安徽安庆二模】如图,以的边为直径作圆,圆与边的交点恰为边的中点,过点作于点.(I )求证:是圆的切线;(II )若,求的值.【解析】(Ⅰ)如图,连接.因为是的中点,是的中点,所以//.因为,所以,所以是⊙的切线. (Ⅱ)因为是⊙的直径,点在⊙上,所以. 又是的中点,所以. 故.因为,所以. 在直角三角形中,;在直角三角形中,. 于是.4.【2016年江西高三九校联考】如图所示,为的直径,为的中点,为的中点.(1)求证:;(2)求证:.5. 【2016年安徽淮北一中高三模考】如图,是圆上的两点,为圆外一点,连结分别交圆于点,且,连结并延长至,使.(1)求证:;(2)若,且,求.【解析】(1)连结,因为,又因为,所以,所以,由已知,所以,且,所以,所以.(2)因为,所以,则,所以,又因为,所以,所以,所以.6. 【2016年江西南昌高三一模】如图,圆M与圆N交于A, B两点,以A为切点作两圆的切线分别交圆M和圆N于C、D两点,延长DB交圆M于点E,延长CB交圆N于点F.已知BC=5, DB=10. (I)求AB的长;(II)求.【解析】(Ⅰ)根据弦切角定理,知,,∴△∽△,则,故.(Ⅱ)根据切割线定理,知,,两式相除,得(*).由△∽△,得,,又,由(*)得.7. 【2016年河南八市高三三模】已知,内接于圆,延长到点,使得交圆于点.(1)求证:;(2)若,求证:.【解析】(1)如图,连结..又(2)8.【2016届河北省石家庄市高三二模】如图,内接于⊙,,弦交线段于,为的中点,在点处作圆的切线与线段的延长线交于,连接.(I)求证:;(II)若,⊙的半径为,求切线的长.【解析】(I)证明:在中,弦相交于E,,又E为AC的中点,所以,又因为,,根据射影定理可得,;(II)因为为直径,所以,又因为,所以为等腰直角三角形.,根据勾股定理得,解得,所以,由(I)得所以,所以.9.【2016届陕西省高三高考全真模拟四】如下图,是圆的两条互相垂直的直径,是圆上的点,过点作圆的切线交的延长线于.连结交于点.(1)求证:;(2)若圆的半径为,求的长.【解析】(1)证明:连接,由弦切角定理知,又,即.由切割线定理得,所以.(2)由知,.在中,由得,.在中,由得,于是.10.【2016届山西右玉一中高三下学期模拟】已知如图,四边形是圆的内接四边形,对角线交于点,直线是圆的切线,切点为,.(1)若,求的长;(2)在上取一点,若,求的大小.11. 【2015届陕西西安西北工大附中高三下学期5月模拟】如图,和相交于A,B两点,过A 作两圆的切线分别交两圆于两点,连结并延长交于点.证明:(Ⅰ);(Ⅱ).【解析】(1)由与相切于,得,同理,所以从而,即(2)由与相切于,得,又,得从而,即,综合(1)的结论,12.【2015届陕西省西工大附中高三下学期模拟考试一】如图,⊙的直径的延长线与弦的延长线相交于点,为⊙上一点,AE=AC ,交于点,且,(Ⅰ)求的长度.(Ⅱ)若圆F 与圆内切,直线PT与圆F切于点T,求线段PT的长度【解析】(Ⅰ)连结,由同弧对应的圆周角与圆心角之间的关系结合题中条件弧长等于弧长可得,又,,从而,故∽,∴, 由割线定理知,故.(Ⅱ)若圆F 与圆内切,设圆的半径为,因为即,所以是圆的直径,且过点圆的切线为,则,即.13.【2015届吉林省吉林市高三第三次模拟考试】如图,在△ABC 中,,以为直径的⊙O 交于,过点作⊙O 的切线交于,交⊙O 于点.(Ⅰ)证明:是的中点;(Ⅱ)证明:.【解析】(Ⅰ)证明:连接,因为为⊙O 的直径,所以,又,所以CB切⊙O于点B ,且ED 切于⊙O 于点E ,因此,,所以,得,因此,即是的中点(Ⅱ)证明:连接BF ,可知BF 是△ABE 斜边上的高,可得△ABE ∽△AFB ,于是有,即,同理可证,所以.14.【2015届辽宁省师大附中高三模拟考试】如图,圆周角的平分线与圆交于点,过点的切线与弦的延长线交于点,交于点.(1)求证:;(2)若四点共圆,且弧与弧相等,求【解析】(1)因为与圆相切,,平方,所以,,所以(2)弧与弧相等,设,,,.15.【2015届陕西省西安市第一中学高三下学期自主命题二】如图,在中,是的角平分线,的外接圆交于点,.EDCA B(Ⅰ)求证:; (Ⅱ)当,时,求的长.【解析】(Ⅰ)连接,因为是圆内接四边形,所以又∽,即有,又因为,可得因为是的平分线,所以,从而(Ⅱ)由条件知,设,则,根据割线定理得,即即,解得或(舍去),则.EDCA B拓展试题以及解析 1. 如图,内接于⊙,弦AE 交BC 于点D ,已知,,OD =1,. (Ⅰ)求;(Ⅱ)求中BC 边上的高.【入选理由】本题主要考查平面几何的相关知识,同时考查考生的逻辑推理能力.高考对平面几何的考查主要是通过三角形全等或三角形相似进行边角转化,并综合运用圆的切割线定理、相交弦定理等 进行证明计算.以圆为背景是基本不变的,因而灵活应用圆的几何性质,找准有关的对应三角形、对应边和对应角是解题的关键.本题构思巧妙,难度不大,故选此题.2.如图,过圆外一点作圆的切线,切点为,割线、割线分别交圆于与、与.已知的垂直平分线与圆相切.(1)求证:;(2)若,,求的长.【解析】(1)证明:连结,∵与圆相切,∴.又为的垂直平分线,∴,∴,∴.(2)由(1)知且为的中点,∴为的中点,且,∴.∵为圆的切线,∴,∴,∴,∴.【入选理由】本题考查圆的切割线定理,弦切角定理等基础知识,意在考查逻辑思维能力和推理论证能力. 切割线定理、三角形相似、四点共圆的性质,是高考重点考查知识点,本题难度不大,故选此题.3.如图,直线AB过圆心O,交圆O于A、B,直线AF交圆O于F(不与B重合),直线与圆O相切于C,交AB于E,且与AF垂直,垂足为G,连接AC.求证:(Ⅰ);(Ⅱ).【证明】(Ⅰ)连接,是直径,,.切圆于,..(Ⅱ)连接,切圆于,.又∽..【入选理由】本题考查圆的弦切角定理、三角形相似等基础知识,意在考查逻辑思维能力和推理论证能力.本题由弦切角定理入手,得出三角形相似,从而可证,本题难度不大,故选此题.4.如图,是⊙的直径,是圆上两点,交于点,若,.(Ⅰ)求证:;(Ⅱ)求线段的长度.【入选理由】本题考查平面几何的证明,具体涉及圆的性质,四点共圆,割线定理等基础知识,意在考察学生推理证明和逻辑思维能力.本题考查知识基础,综合性强,是高考出题方向,故选此题.5.如图,圆内接四边形满足∥,在的延长线上,且. 若,.(Ⅰ)证明:;(Ⅱ)求的长.【解析】(Ⅰ)由知是圆的切线. ∴由弦切线角定理得,又,∴,∴;(Ⅱ)由(Ⅰ)知,又,∴∽,∴,又,,∴,∵,∴. 【入选理由】本题考查圆的切线的性质,圆內接四边形的性质,三角形相似等基础知识,意在考察学生推理证明和逻辑思维能力.本题考查知识基础,难度不大,故选此题.6.如图,点P是△ABC的外接圆O在C点的切线与直线AB的交点.(Ⅰ)若∠ACB=∠APC,证明:BC⊥PC;(Ⅱ)若D是圆O上一点,∠BPC=∠DAC,AC=,AB=,PC=4,求CD的长.【证明】(Ⅰ)由弦切角定理知,∠ABC=∠ACP,∵∠ACB=∠APC,∴△ACB∽△APC,∴∠BAC=∠CAP,∵∠BAC+∠CAP=,∴∠BAC=∠CAP=90°,∴BC是圆O的直径,又PC是圆O的切线,∴BC⊥PC. (Ⅱ)由切割线定理知,,即,即,解得(负值舍去),由弦切角定理及同弧所对的圆周角相等知,∠ACP=∠ABC=∠CDA,∵∠BPC=∠DAC,∴△CAD∽△APC,∴,∴=.【入选理由】本题考查三角形相似的判定与性质、弦切角定理、切割线定理等基础知识,意在考查学生推理证明和逻辑思维能力.本题第一问由弦切角入手,得三角形相似,从而得结论,第二问由切割线定理入手,结合弦切角定理及同弧所对的圆周角相等,得三角形相似,像这种题型考查知识基础,综合性强,是高考出题方向,故选此题.7.如图所示,在四边形中,交于点,.(Ⅰ)求证:、、、四点共圆;(Ⅱ)过作四边形外接圆的切线交的延长线于,,求证:平分.【证明】(Ⅰ)∵,∴,,∵,, ∴,,∴=,=,=,=,∴=+++=+++==,∴、、、四点共圆;(Ⅱ)由弦切角定理可知:∠=∠,∵,∴∽,∴=,∵,∴=,∴=,∴=,∴=,∴=∠,∴平分.。
(高考真题备考题库)2014-2015高考数学一轮复习 第1章 第2节 命题及其关系、充分条件与必要条件 文 湘教版
2009~2013年高考真题备选题库第1章 集合与常用逻辑用语第2节 命题及其关系、充分条件与必要条件考点一 命题及其关系1.(2013陕西,5分)设z 是复数, 则下列命题中的假命题是( )A .若z2≥0,则z 是实数B .若z2<0,则z 是虚数C .若z 是虚数,则z2≥0D .若z 是纯虚数,则z2<0解析:本题主要考查复数的分类,复数代数形式的运算及命题真假的判断.实数可以比较大小,而虚数不能比较大小,设z =a +bi(a ,b ∈R),则z2=a2-b2+2abi ,由z2≥0,得⎩⎪⎨⎪⎧ ab =0,a2-b2≥0,则b =0,故选项A 为真,同理选项B 为真;而选项C 为假,选项D 为真. 答案:C2.(2013天津,5分)已知下列三个命题:①若一个球的半径缩小到原来的12, 则其体积缩小到原来的18; ②若两组数据的平均数相等, 则它们的标准差也相等;③直线x +y +1=0与圆x2+y2=12相切. 其中真命题的序号为( )A .①②③B .①②C .①③D .②③解析:本题考查命题真假的判断,意在考查考生的逻辑推理能力.若一个球的半径缩小到原来的12,则其体积缩小到原来的18,所以①是真命题;因为标准差除了与平均数有关,还与各数据有关,所以②是假命题;因为圆心(0,0)到直线x +y +1=0的距离等于12,等于圆的半径,所以③是真命题.故真命题的序号是①③.答案:C3.(2012湖南,5分)命题“若α=π4,则tan α=1”的逆否命题是( ) A .若α≠π4,则tan α≠1 B .若α=π4,则tan α≠1 C .若tan α≠1,则α≠π4 D .若tan α≠1,则α=π4解析:以否定的结论作条件、否定的条件作结论得出的命题为逆否命题,即“若α=π4,则tan α=1”的逆否命题是“若tan α≠1,则α≠π4”. 答案:C4.(2011陕西,5分)设a ,b 是向量,命题“若a =-b ,则|a|=|b|”的逆命题是( )A .若a≠-b ,则|a|≠|b|B .若a =-b ,则|a|≠|b|C .若|a|≠|b|,则a≠-bD .若|a|=|b|,则a =-b解析:只需将原命题的结论变为新命题的条件,同时将原命题的条件变成新命题的结论即可,即“若|a|=|b|,则a =-b.”答案:D考点二 充分条件与必要条件1.(2013山东,5分)给定两个命题p ,q.若綈 p 是q 的必要而不充分条件,则p 是綈 q 的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:本题考查命题、逻辑联结词及充分、必要条件等基础知识,考查等价转化的数学思想,考查分析问题和解决问题的能力.q ⇒綈p 等价于p ⇒綈q ,綈p ⇒/ q 等价于綈q ⇒/ p ,故p 是綈q 的充分而不必要条件.答案: A2.(2013安徽,5分)“a≤0”是“函数f(x)=|(ax -1)x|在区间(0,+∞)内单调递增”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:本题考查二次函数图象性质以及图象变换,意在考查转化与化归思想.根据二次函数的图象可知f(x)在(0,+∞)内单调递增等价于f(x)=0在区间(0,+∞)内无实根,本题不难求解.f(x)=|(ax -1)x|在(0,+∞)内单调递增等价于f(x)=0在区间(0,+∞)内无实根,即a =0或1a<0,也就是a≤0,故“a≤0”是“函数f(x)=|(ax -1)x|在(0,+∞)内单调递增”的充要条件,故选C.答案: C3.(2013安徽,5分)“a≤0”是“函数f(x)=|(ax -1)x|在区间(0,+∞)内单调递增”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:本题考查二次函数图象性质以及图象变换,意在考查转化与化归思想.根据二次函数的图象可知f(x)在(0,+∞)内单调递增等价于f(x)=0在区间(0,+∞)内无实根,本题不难求解.f(x)=|(ax -1)x|在(0,+∞)内单调递增等价于f(x)=0在区间(0,+∞)内无实根,即a =0或1a<0,也就是a≤0,故“a≤0”是“函数f(x)=|(ax -1)x|在(0,+∞)内单调递增”的充要条件,故选C.答案:C4.(2013福建,5分)已知集合A ={1,a},B ={1,2,3},则“a=3”是“A ⊆B”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:本题考查集合与充分必要条件等基础知识,意在考查考生转化和化归能力、逻辑推理能力和运算求解能力.因为A ={1,a},B ={1,2,3},若a =3,则A ={1,3},所以A ⊆B ;若A ⊆B ,则a =2或a =3,所以A ⊆B ⇒/ a =3,所以“a=3”是“A ⊆B”的充分而不必要条件. 答案: A5.(2013浙江,5分)已知函数f(x)=Acos(ωx +φ)(A>0,ω>0,φ∈R),则“f(x)是奇函数”是“φ=π2”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:本题考查对必要条件、充分条件与充要条件的理解,考查三角函数的诱导公式、三角函数的奇偶性等,意在考查考生的推理能力以及三角函数性质的掌握等.若f(x)是奇函数,则φ=π2+k π(k ∈Z),且当φ=π2时,f(x)为奇函数. 答案: B6.(2013北京,5分)“φ=π”是“曲线y =sin(2x +φ)过坐标原点”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:本题考查三角函数的诱导公式、三角函数的性质、充要条件的判断等基础知识和基本方法,意在考查考生分析问题、解决问题的能力.由sin φ=0可得φ=k π(k ∈Z),此为曲线y =sin(2x +φ)过坐标原点的充要条件,故“φ=π”是“曲线y =sin(2x +φ)过坐标原点”的充分而不必要条件.答案: A7.(2012天津,5分)设x ∈R ,则“x>12”是“2x2+x -1>0”的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:由不等式2x2+x -1>0,即(x +1)(2x -1)>0,得x>12或x<-1,所以由x>12可以得到不等式2x2+x -1>0成立,但由2x2+x -1>0不一定得到x>12,所以x>12是2x2+x -1>0的充分不必要条件.答案:A8.(2012陕西,5分)设a ,b ∈R ,i 是虚数单位,则“ab=0”是“复数a +b i为纯虚数”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:复数a +b i=a -bi 为纯虚数,则a =0,b≠0;而ab =0表示a =0或者b =0,故“ab =0”是“复数a +b i为纯虚数”的必要不充分条件.答案:B9.(2012湖北,5分)设a,b,c∈R+,则“abc=1”是“1a+1b+1c≤a+b+c”的( )A.充分条件但不是必要条件B.必要条件但不是充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要的条件解析:当a=b=c=2时,有1a+1b+1c≤a+b+c,但abc≠1,所以必要性不成立;当abc=1时,1a+1b+1c=bc+ac+ababc=bc+ac+ab,a+b+c=++++2≥ab+bc+ac,所以充分性成立,故“abc=1”是“1a+1 b +1c≤a+b+c”的充分不必要条件.答案:A10.(2011福建,5分)若a∈R,则“a=1”是“|a|=1”的( )A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件解析:若a=1,则有|a|=1是真命题,即a=1⇒|a|=1,由|a|=1可得a=±1,所以若|a|=1,则有a=1是假命题,即|a|=1⇒a=1不成立,所以a=1是|a|=1的充分而不必要条件.答案:A11.(2011湖南,5分)“x>1”是“|x|>1”的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分又不必要条件解析:x>1⇒|x|>1,而|x|>1⇒x>1或者x<-1.故“x>1”是“|x|>1”的充分不必要条件.答案:A12.(2010福建,5分)若向量a=(x,3)(x∈R),则“x=4”是“|a|=5”的( ) A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件解析:当x=4时,a=(4,3),则|a|=5;若|a|=5,则x=±4.故“x=4”是“|a|=5”的充分而不必要条件.答案:A13.(2011陕西,5分)设n∈N*,一元二次方程x2-4x+n=0有整数根的充要条件是n=________.解析:由于方程都是正整数解,由判别式Δ=16-4n≥0得“1≤n≤4”,逐个分析,当n=1、2时,方程没有整数解;而当n=3时,方程有正整数解1、3;当n=4时,方程有正整数解2.答案:3或4。
新高考数学备考专题离散型随机变量的期望与方差考点真题训练(解析版)
新高考 离散型随机变量的期望与方差 专题训练一、单选题1.(2021·四川雅安·模拟预测(文))按照四川省疫情防控的统一安排部署,2021年国庆前后继续对某区12周岁及以上人群全面开展免费新冠疫苗接种工作.该区设置有A ,B ,C 三个接种点位,每个市民需间隔28天左右完成两针的疫苗接种,每一针都可以随机选择去任何一个点位接种.则该区有接种意愿的人,在同一接种点位完成两针疫苗接种的概率是( )A .15B .13C .12D .23【答案】B 【分析】结合独立事件乘法公式即可求解. 【详解】设事件A 为两针疫苗都在A 点位接种,则()111339P A =⨯=,同理在B ,C 点位接种的概率也为19,所以在同一接种点位完成两针疫苗接种的概率是11393P =⨯=.故选:B2.(2021·广东·石门中学模拟预测)在一个抛硬币的游戏里,抛出的前2个硬币都是正面朝上,则在抛第3个硬币时,正面朝上的概率为( )A .18B .14C .12D .38【答案】C 【分析】由于抛第3个硬币出现的结果与前2个硬币出现的结果没有关系,进而可得结果. 【详解】因为抛每一个硬币正面朝上的概率均为12,且抛第3个硬币出现的结果与前2个硬币出现的结果没有关系,所以在抛第3个硬币时,正面朝上的概率为12. 故选:C.3.(2021·全国·高考真题)某物理量的测量结果服从正态分布()210,N σ,下列结论中不正确的是( )A .σ越小,该物理量在一次测量中在(9.9,10.1)的概率越大B .σ越小,该物理量在一次测量中大于10的概率为0.5C .σ越小,该物理量在一次测量中小于9.99与大于10.01的概率相等D .σ越小,该物理量在一次测量中落在(9.9,10.2)与落在(10,10.3)的概率相等 【答案】D 【分析】由正态分布密度曲线的特征逐项判断即可得解. 【详解】对于A ,2σ为数据的方差,所以σ越小,数据在10μ=附近越集中,所以测量结果落在()9.9,10.1内的概率越大,故A 正确;对于B ,由正态分布密度曲线的对称性可知该物理量一次测量大于10的概率为0.5,故B 正确;对于C ,由正态分布密度曲线的对称性可知该物理量一次测量结果大于10.01的概率与小于9.99的概率相等,故C 正确;对于D ,因为该物理量一次测量结果落在()9.9,10.0的概率与落在()10.2,10.3的概率不同,所以一次测量结果落在()9.9,10.2的概率与落在()10,10.3的概率不同,故D 错误. 故选:D.4.(2019·浙江·高考真题)设01a <<,则随机变量X 的分布列是:则当a 在()0,1内增大时 A .()D X 增大 B .()D X 减小C .()D X 先增大后减小 D .()D X 先减小后增大【答案】D 【分析】研究方差随a 变化的增大或减小规律,常用方法就是将方差用参数a 表示,应用函数知识求解.本题根据方差与期望的关系,将方差表示为a 的二次函数,二次函数的图象和性质解题.题目有一定综合性,注重重要知识、基础知识、运算求解能力的考查. 【详解】方法1:由分布列得1()3aE X +=,则 2222111111211()01333333926a a a D X a a +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯+-⨯+-⨯=-+ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则当a 在(0,1)内增大时,()D X 先减小后增大.方法2:则()222221(1)222213()()03399924a a a a D X E X E X a ⎡⎤+-+⎛⎫=-=++-==-+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦ 故选D. 【点睛】易出现的错误有,一是数学期望、方差以及二者之间的关系掌握不熟,无从着手;二是计算能力差,不能正确得到二次函数表达式.5.(2018·全国·高考真题(理))某群体中的每位成员使用移动支付的概率都为p ,各成员的支付方式相互独立,设X 为该群体的10位成员中使用移动支付的人数, 2.4DX =,()()46P X P X =<=,则p =A .0.7B .0.6C .0.4D .0.3【答案】B 【详解】分析:判断出为二项分布,利用公式()()D X np 1p =-进行计算即可.()()D X np 1p =-p 0.4∴=或p 0.6=()()()()6444661010P X 41P X 61C p p C p p ==-<==-,()221p p ∴-<,可知p 0.5>故答案选B.点睛:本题主要考查二项分布相关知识,属于中档题.6.(2021·全国·高考真题)有6个相同的球,分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中有放回的随机取两次,每次取1个球,甲表示事件“第一次取出的球的数字是1”,乙表示事件“第二次取出的球的数字是2”,丙表示事件“两次取出的球的数字之和是8”,丁表示事件“两次取出的球的数字之和是7”,则( ) A .甲与丙相互独立 B .甲与丁相互独立 C .乙与丙相互独立 D .丙与丁相互独立【答案】B 【分析】根据独立事件概率关系逐一判断 【详解】11561()()()()6636366P P P P =====甲,乙,丙,丁, ,1()0()()()()()36P P P P P P =≠==甲丙甲丙,甲丁甲丁, 1()()()()0()()36P P P P P P =≠=≠乙丙乙丙,丙丁丁丙, 故选:B 【点睛】判断事件,A B 是否独立,先计算对应概率,再判断()()()P A P B P AB =是否成立7.(2017·浙江·高考真题)已知随机变量i ξ满足P (i ξ=1)=p i ,P (i ξ=0)=1—p i ,i =1,2.若0<p 1<p 2<12,则A .1E()ξ<2E()ξ,1D()ξ<2D()ξB .1E()ξ<2E()ξ,1D()ξ>2D()ξC .1E()ξ>2E()ξ,1D()ξ<2D()ξD .1E()ξ>2E()ξ,1D()ξ>2D()ξ【答案】A 【详解】∵1122(),()E p E p ξξ==,∴12()()E E ξξ<,∵111222()(1),()(1)D p p D p p ξξ=-=-,∴121212()()()(1)0D D p p p p ξξ-=---<,故选A . 【名师点睛】求离散型随机变量的分布列,首先要根据具体情况确定X 的取值情况,然后利用排列,组合与概率知识求出X 取各个值时的概率.对于服从某些特殊分布的随机变量,其分布列可以直接应用公式给出,其中超几何分布描述的是不放回抽样问题,随机变量为抽到的某类个体的个数.由已知本题随机变量i ξ服从两点分布,由两点分布数学期望与方差的公式可得A正确.8.(2021·全国·模拟预测)世界读书日全称为世界图书与版权日,又称“世界图书日”,最初的创意来自于国际出版商协会.1995年正式确定每年4月23日为“世界图书与版权日”,设立目的是推动更多的人去阅读和写作,希望所有人都能尊重和感谢为人类文明做出过巨大贡献的文学、文化、科学、思想大师们,保护知识产权.每年的这一天,世界100多个国家都会举办各种各样的庆祝和图书宣传活动.在2021年4月23日这一天,某高校中文系为了解本校学生每天的课外阅读情况,随机选取了200名学生进行调查,其中女生有120人.根据调查结果绘制了如下学生日均课外阅读时间(单位:分钟)的频数分布表.将日均课外阅读时间在[]30,60内的学生评价为“课外阅读时间合格”,已知样本中“课外阅读时间合格”的学生中有20男生.那么下列说法正确的是()A.该校学生“课外阅读时间”的平均值约为26分钟B.按分层抽样的方法,从样本中“课外阅读时间不合格”的学生抽取10人,再从这10人中随机抽取2人,则这2人恰好是一男一女的概率为5 9C.样本学生“课外阅读时间”的中位数为24分钟D.若该校有10000名学生,估计“课外阅读时间合格”的女生有3500人【答案】B【分析】利用组中值乘以频率最后作和,求得平均值,可以判断A 项是错误的;根据题中所给的条件,可以判断出合格的同学有80人,根据男生20人,得到女生60人,从而求得不合格男女生人数,利用分层抽样方法,结合概率公式求得B 项是正确的;利用中位数满足的条件,可以确定其为26,可得C 项错误;利用所占比例可求得其人数为3000,得到D 项错误,最终选出正确结果. 【详解】50.25150.1250.25350.3450.06550.0426x =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯≠,A 错;合格的同学有80人,其中男生20人,女生60人 不合格的同学有120人,其中男生60人,女生60人 在不合格的同学中分层抽样抽10人,则男生5人,女生5人10人中任取两人为一男一女的概率为1155210C C 5C 9P ==,B 对;设中位数为x ,则200.250.10.250.510x -++⨯= ∴2624x =≠,C 错课外阅读合格女生所占全体学生的概率60320010P == 30100003000100⨯=人,D 错. 故选:B .二、多选题9.(2022·湖南株洲·一模)甲罐中有5个红球,5个白球,乙罐中有3个红球,7个白球.先从甲罐中随机取出一球放入乙罐,再从乙罐中随机取出一球.1A 表示事件“从甲罐取出的球是红球”,2A 表示事件“从甲罐取出的球是白球”,B 表示事件“从乙罐取出的球是红球”.则下列结论正确的是( ) A .1A 、2A 为对立事件 B .()1411P B A =C .()310P B =D .()()121P B A P B A +=【答案】AB 【分析】只需注意到事件B 是在事件1A 或2A 发生之后可解.【详解】因为甲罐中只有红球和白球,所以A 正确;当1A 发生时,乙罐中有4个红球,7个白球,此时B 发生的概率为411,故B 正确;当2A 发生时,乙罐中有3个红球,8个白球,此时B 发生的概率为311,故D 不正确;14137()21121122P B =⨯+⨯=,故 C 不正确.故选:AB10.(2021·湖南·衡阳市八中模拟预测)下列说法正确的有( ) A .1~,3X B n ⎛⎫⎪⎝⎭,且()2D X =,则6n =B .设有一个回归方程35y x =-,变量x 增加1个单位时,y 平均减少5个单位C .线性相关系数r 越大,两个变量的线性相关性越强;反之,线性相关性越弱D .在某项测量中,测量结果ξ服从正态分布2(1,)(0)N σσ>,则(1)0.5P ξ≤= 【答案】BD 【分析】A 利用二项分布的方差公式求参数即可;B 根据回归方程直接可判断x 、y 的增量间的影响;C 线性相关性强弱与|r |有关;D 根据正态分布的对称性即可判断. 【详解】A :由1~,3XB n ⎛⎫⎪⎝⎭,()12233D X n ==⨯⨯,则,所以9n =,故不正确;B :若有一个回归方程35y x =-,变量x 增加1个单位时,()351355y x x =-+=--,故y 平均减少5个单位,正确;C :线性相关系数|r |越大,两个变量的线性相关性越强;反之,线性相关性越弱,错误;D :在某项测量中,测量结果ξ服从正态分布()()21,0N σσ>,由于正态曲线关于1x =对称,则(1)0.5P ξ≤=,正确. 故选:BD .11.(2021·湖南长沙·模拟预测)人民日报智慧媒体硏究院在2020智慧媒体髙峰论坛上发布重磅智能产品—人民日报创作大脑,在AI 算法的驱动下,无论是图文编辑、视频编辑,还是素材制作,所有的优质内容创作都变得更加容易.已知某数据库有视频a 个、图片b 张()*,,1a b a b ∈>>N ,从中随机选出一个视频和一张图片,记“视频甲和图片乙入选”为事件A ,“视频甲入选”为事件B ,“图片乙入选”为事件C ,则下列判断中正确的是( ) A .()()()P A P B P C =+ B .()()()P A P B P C =⋅ C .()()()P A P BC P BC >+D .()()P BC P BC < 【答案】BC 【分析】利用相互独立事件的概率乘法公式,结合选项,逐项判定,即可求解. 【详解】由相互独立事件的概率的乘法计算公式,可得A 错误,B 正确;事件A 包含“视频甲未入选,图片乙入选”、“视频甲入选,图片乙未入选”、“视频甲、图片乙都未入选”三种情况,所以()()()()P A P BC P BC P BC =++,则()()()P A P BC P BC >+,所以C 正确;由题可知,111()1a P BC a b ab -⎛⎫=-⋅= ⎪⎝⎭,111()1b P BC a b ab -⎛⎫=⋅-= ⎪⎝⎭,因为a ,*b N ∈,1a b >>,所以11a b ab ab-->,即()()P BC P BC >,故D 错误. 故选:BC .12.(2021·全国·模拟预测)假定某射手每次射击命中的概率为34,且只有3发子弹.该射手一旦射中目标,就停止射击,否则就一直射击到子弹用完.设耗用子弹数为X ,则( ) A .目标被击中的概率为3132B .()314P X == C .()2316E X =D .()87256D X =【答案】BD 【分析】求随机变量X 的分布列,由期望,方差公式求其期望,方差,由此判断各选项对错. 【详解】由题意可得,目标没有被击中的概率为30311464C ⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以目标被击中的概率为16316464-=,A 错误.易知该射手每次射击命中失败的概率为14,X 的取值范围为{1,2,3},所以()314P X ==,()13324416P X ==⨯=,()11134416P X ==⨯=,所以X 的分布列为:()331211234161616E X =⨯+⨯+⨯=,()2222132132118712316416161616256D X ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-⨯+-⨯+-⨯=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, B ,D 正确,C 错误, 故选:BD.三、填空题13.(2011·广东·一模(理))在某项测量中,测量结果ξ服从正态分布2(1,)(0)N σσ>.若ξ在(0,1)内取值的概率为0.4,则ξ在(0,2)内取值的概率为_______________. 【答案】0.8 【分析】利用正态分布的对称性求解即可 【详解】因为正态分布的平均数为1, 所以(12)(01)0.4P P ξξ<<=<<=所以(02)(01)(12)0.8P P P ξξξ<<=<<+<<= 故答案为: 0.814.(2019·全国·高考真题(理))甲、乙两队进行篮球决赛,采取七场四胜制(当一队赢得四场胜利时,该队获胜,决赛结束).根据前期比赛成绩,甲队的主客场安排依次为“主主客客主客主”.设甲队主场取胜的概率为0.6,客场取胜的概率为0.5,且各场比赛结果相互独立,则甲队以4∶1获胜的概率是____________.【答案】0.18 【分析】本题应注意分情况讨论,即前五场甲队获胜的两种情况,应用独立事件的概率的计算公式求解.题目有一定的难度,注重了基础知识、基本计算能力及分类讨论思想的考查. 【详解】前四场中有一场客场输,第五场赢时,甲队以4:1获胜的概率是30.60.50.520.108,⨯⨯⨯= 前四场中有一场主场输,第五场赢时,甲队以4:1获胜的概率是220.40.60.520.072,⨯⨯⨯= 综上所述,甲队以4:1获胜的概率是0.1080.0720.18.q =+= 【点睛】由于本题题干较长,所以,易错点之一就是能否静心读题,正确理解题意;易错点之二是思维的全面性是否具备,要考虑甲队以4:1获胜的两种情况;易错点之三是是否能够准确计算.15.(2022·全国·模拟预测)2021年5月15日,天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆,我国首次火星探测任务着陆火星取得成功,极大地鼓舞了天文爱好者探索宇宙奥秘的热情.某校航天科技小组决定从甲、乙等6名同学中选出4名同学参加A 市举行的“我爱火星”知识竞赛,已知甲被选出,则乙也被选出的概率为______.【答案】35【分析】利用条件概率公式即可得到结果. 【详解】设“甲同学被选出”记为事件A ,“乙同学被选出”记为事件B ,则在甲同学被选出的情况下,乙同学也被选出的概率()2435C ()3()|C 5n AB P B A n A ===. 故答案为:3516.(2022·重庆·模拟预测)已知随机变量X 的概率分布为()()()1,2,3,,101aP X n n n n ===⋅⋅⋅+,则实数=a ______.【答案】1110【分析】根据给定条件利用随机变量分布列的性质列式计算作答.【详解】依题意,()11()1P X n a n n ==-+, 由分布列的性质得1011111110()[(1)()()]1223101111n a P X n a ===-+-++-==∑,解得1110a =, 所以实数1110a =. 故答案为:1110。
【赢在课堂】高考数学一轮复习 1
要加强用集合语言做数学题目的练习.如函数
的定义域、值域等问题的集合表示便是填空题
中的易错点.
集的补集的含义,会求给定子
6.学习过程中一定要注意韦恩(Venn)图的运用,
集的补集.
(3)能使用韦恩(Venn)图表达简
单集合的关系及运算.
尤其是集合之间的关系问题,画出满足题意的
韦恩(Venn)图,数形结合往往是解题的最好思
C. 3∈A
D.2∈A
)
【答案】B
【解析】由于 A 中的元素为自然数,故满足- 3≤x≤ 3的 A 中的元素只有
两个,即 A={0,1},于是 0∈A.
2.由 a2,2-a,4 组成一个三元素集合 A,则实数 a 的值可以是(
A.1
B.-2
C.6
)
D.2
【答案】C
【解析】代入各选项验证,知 A,B,D 三项不满足集合元素的互异性.
路.
1.元素与集合
①确定性,
(1)集合中元素的三个特性 ②互异性,
③无序性.
(2)集合中元素与集合的关系
元素与集合的关系有属于和不属于两种,分别用符号∈、∉ 表示.
(3)常见集合的符号表示:
数集
自然数集
正整数集
整数集
有理数集
实数集
记法
N
N*或 N+
Z
Q
R
列举法,
(4)集合的表示法
描述法,
韦恩(Venn)图法.
(2)由 x2-3x<0,得 0<x<3.又 x∈Z,故 N={1,2}.
由 M={a,0}且 M∩N={1},可得 a=1.
从而 M={1,0},P={1,2}∪{1,0}={0,1,2}.
第五章 第1讲 数列的概念-2025年高考数学备考
第五章数列第1讲数列的概念课标要求命题点五年考情命题分析预测了解数列的概念和表示方法(列表、图象、通项公式),了解数列是一种特殊函数.由a n 与S n的关系求数列的通项公式2023全国卷甲T17;2022新高考卷ⅠT17本讲为高考命题热点,主要考查数列的不同呈现形式及相应形式下的通项求解,常见的形式有a n 与S n 的关系,不同项间的递推关系(常需变形利用累加法、累乘法、构造法求解),题型既有客观题,也有主观题,难度中等.预计2025年高考命题稳定.由递推关系求数列的通项公式2020浙江T20数列的性质及其应用2023北京T10;2021北京T10学生用书P0901.数列的有关概念名称概念数列按照确定的顺序排列的一列数.数列的项数列中的每一个数.通项公式如果数列{a n }的第n 项a n 与它的序号n 之间的对应关系可以用一个式子①a n =f (n )(n ∈N *)表示,那么这个式子叫做这个数列的通项公式.递推公式如果一个数列的相邻两项或多项之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个式子叫做这个数列的递推公式.注意{a n }表示数列a 1,a 2,…,a n ,…,是数列的一种简记形式;而a n 只表示数列{a n }的第n 项.辨析比较通项公式和递推公式的区别1.通项公式:可根据某项的序号n 的值,直接代入求出a n .2.递推公式:可根据第一项(或前几项)的值,通过一次(或多次)赋值,逐项求出数列的项,直至求出所需的a n .也可通过变形转化,直接求出a n .2.数列的函数特性(1)数列与函数的关系数列可以看成一类特殊的函数a n =f (n ),它的定义域是正整数集N *或正整数集N *的有限子集{1,2,3,4,…,n },所以它的图象是一系列孤立的点,而不是连续的曲线.注意函数a n =f (n )定义域为N *时,对应的数列{a n }为无穷数列.当其定义域为N *的有限子集{1,2,3,…,n }时,对应的数列{a n }为有穷数列.(2)数列的性质a.单调性——对任意的n ∈N *,若a n +1②>a n ,则{a n }为递增数列;若a n +1③<a n ,则{a n }为递减数列.否则为常数列或摆动数列.b.周期性——若a n +k =a n (n ∈N *,k 为常数且为正整数),则{a n }为周期数列,④k 为{a n }的一个周期.3.数列的前n 项和S n 与通项a n 的关系(1)S n =a 1+a 2+…+a n (n ∈N *).(2)若数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⑤1,=1,⑥--1,≥2.注意利用a n =1,=1,--1,≥2求通项时,对n =1的情形要检验.若当n =1时,a 1符合a n =S n -S n -1(n ≥2),则数列{a n }的通项公式用一个式子表示;否则,用分段形式表示.1.已知递增数列{a n }的通项a n =n 2-kn (n ∈N *),则实数k 的取值范围是(B )A.(-∞,2]B.(-∞,3)C.(-∞,2)D.(-∞,3]解析因为数列{a n }是递增数列,所以a n <a n +1对任意n ∈N *都成立,即n 2-kn <(n +1)2-k (n +1),即k <2n +1对任意n ∈N *恒成立,因此k <3.故选B.2.[易错题]已知数列{a n }的前5项分别为2,-5,10,-17,26,则{a n }的一个通项公式为a n =(-1)n +1(n 2+1)(答案不唯一).解析由题意易得,数列{a n }各项的绝对值为2,5,10,17,26,…,记为数列{b n },则b n =n 2+1,考虑到(-1)n +1具有转换正负号的作用,所以原数列{a n }的一个通项公式为a n =(-1)n +1(n 2+1).3.[教材改编]在数列{a n }中,a 1=-14,a n =1-1-1(n ≥2,n ∈N *),则a 2025的值为45.解析由题意可得,a1=-14,a2=5,a3=45,a4=-14,a5=5,…,所以可观察出数列{a n}为以3为周期的数列.又2025÷3=675,所以a2025=a3=45.4.[教材改编]已知数列{a n}的前n项和为S n=n2+12n+5,则数列{a n}的通项公式为a n=解析当n=1时,a1=S1=132.当n≥2时,a n=S n-S n-1=(n2+12n+5)-[(n-1)2+1(n-1)+5]=2n-12.又2×1-12=32≠a1,所以数列{a n}的通项公式为a n==1,-12,≥2.学生用书P091命题点1由a n与S n的关系求数列的通项公式例1(1)[全国卷Ⅰ]记S n为数列{a n}的前n项和.若S n=2a n+1,则S6=-63.解析因为S n=2a n+1,所以当n=1时,a1=S1=2a1+1,解得a1=-1;当n≥2时,a n =S n-S n-1=2a n+1-(2a n-1+1),所以a n=2a n-1,所以数列{a n}是以-1为首项,2为公比的等比数列,所以S6=-1×(1-26)1-2=-63.(2)[2023湖北武汉三模]已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=-165,且5a n+1+S n+16=0.则a n=-4×(45)n.解析当n=1时,5a2+a1+16=0,∴a2=-6425,+S n+16=0①,得5a n+S n-1+16=0(n≥2)②,①-②得5a n+1=4a n由5a n+1(n≥2),∵a2=-6425≠0,∴a n≠0,∴r1=45(n≥2),又21=45,∴{a n}是首项为-165,公比为45的等比数列,∴a n=-165×(45)n-1=-4×(45)n.方法技巧1.已知S n与a n的关系求a n的思路(1)利用a n=S n-S n-1(n≥2)转化为只含S n,S n-1的关系式,再求解.(2)利用S n-S n-1=a n(n≥2)转化为只含a n,a n-1的关系式,再求解.2.已知S n =f (n )求a n 的一般步骤(1)先利用a 1=S 1求出a 1;(2)用n -1替换S n 中的n 得到一个新的关系,利用S n -S n -1=a n (n ≥2)便可求出当n ≥2时a n 的表达式;(3)检验a 1是否满足n ≥2时a n 的表达式并得出结论.训练1(1)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n =2a n +1-1.若a 1=12,则a n =12×(32)n -1;若a 1=1,则a n 解析①若a 1=12.当n =1时,S 1=2a 2-1=12,∴a 2=34.当n ≥2时,S n -1=2a n -1,则a n =S n-S n -1=2a n +1-2a n ,∴a n +1=32a n (n ≥2).又∵a 2=32a 1,∴{a n }是以12为首项,32为公比的等比数列,∴a n =12×(32)n -1.②若a 1=1.解法一当n =1时,S 1=2a 2-1=1,a 2=1.当n ≥2时,S n -1=2a n -1,则a n =S n -S n -1=2a n +1-2a n ,a n +1=32a n ,∴{a n }从第2项起是等比数列,公比为32,∴a n =a 2×(32)n -2=(32)n -2(n ≥2).∵a1=1≠(32)1-2,∴a n =1,=1,(32)-2,≥2.解法二∵S n =2a n +1-1,∴S n =2(S n +1-S n )-1,即S n +1=32S n +12,∴S n +1+1=32(S n +1),∴{S n +1}是以S 1+1=a 1+1=2为首项,32为公比的等比数列,∴S n =2×(32)n -1-1.当n ≥2时,S n -1=2×(32)n -2-1,则a n =S n -S n -1=(32)n -2(n ≥2).∵a 1=1≠(32)1-2,∴a n =1,=1,(32)-2,≥2.(2)已知数列{a n }满足a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(2n -1)×3n ,n ∈N *,则a n =解析由a 1+2a 2+3a 3+…+na n =(2n -1)×3n ,n ∈N *得,当n ≥2时,a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=(2n -3)×3n -1,两式作差得na n =(2n -1)×3n -(2n -3)×3n-1=(6n-3)×3n-1-(2n-3)×3n-1=4n×3n-1,则a n=4×3n-1,n≥2.当n=1时,a1=3,不满足a n=4×3n-1,所以a n=3,=1,4×3-1,≥2.命题点2由递推关系求数列的通项公式角度1累加法例2[江西高考]在数列{a n}中,a1=2,a n+1=a n+ln(1+1),则a n=(A)A.2+ln nB.2+(n-1)ln nC.2+n ln nD.1+n+ln n解析由题意可得,a n+1-a n=ln(1+1),∴a n=(a n-a n-1)+(a n-1-a n-2)+…+(a2-a1)+a1=ln-1+ln-1-2+…+ln21+2=ln(-1·-1-2·…·21)+2=ln n+2.故选A.角度2累乘法例3已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,S n=n2a n(n∈N*),则数列{a n}的通项公式为a n=2(r1).解析由S n=n2a n,可得当n≥2时,S n-1=(n-1)2a n-1,则a n=S n-S n-1=n2a n-(n-1)2a n-1,即(n2-1)a n=(n-1)2a n-1,易知a n≠0,故-1=-1r1(n≥2).所以当n≥2时,a n=-1×-1-2×-2-3×…×32×21×a1=-1r1×-2×-3-1×…×24×13×1=2(r1).当n=1时,a1=1满足a n=2(r1).故数列{a n}的通项公式为a n=2(r1).方法技巧1.形如a n+1-a n=f(n)的递推公式,用累加法求通项,即利用恒等式a n=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(a n-a n-1)(n≥2)求解.2.形如r1=f(n)的递推公式,用累乘法求通项,即利用恒等式a n=a1·21·32·43·…·-1(a n≠0,n≥2)求解.训练2[浙江高考]已知数列{a n},{b n},{c n}满足a1=b1=c1=1,c n=a n+1-a n,c n+1=r2c n,n∈N*.(1)若{b n }为等比数列,公比q >0,且b 1+b 2=6b 3,求q 的值及数列{a n }的通项公式.(2)若{b n }为等差数列,公差d >0,证明:c 1+c 2+c 3+…+c n <1+1,n ∈N *.解析(1)由b 1+b 2=6b 3得1+q =6q 2,又q >0,解得q =12.由c 1=1,c n +1=4c n 得c n =4n -1.由a n +1-a n =4n -1得a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=a 1+1+4+…+4n -2=4-1+23(n ≥2).当n =1时,a 1=1+23=1,满足上式.故a n =4-1+23.(2)由c n +1=r2c n 得r1=r2,所以c n =c 1·21·32·…·-1=c 1·13·24·…·-1r1=121r1=1+(1-1r1),所以c 1+c 2+c 3+…+c n =1+(1-1r1).由b 1=1,d >0得b n +1>0,因此c 1+c 2+c 3+…+c n <1+1,n ∈N *.命题点3数列的性质及其应用角度1数列的周期性例4若非零数列{a n }满足a n a n +2=a n +1(n ∈N *),则称数列{a n }为“等积数列”.若等积数列{a n }中a 1=4,a 2=5,则a 2025=54.解析由题意知a n a n +2=a n +1,则a n +2=r1,结合a 1=4,a 2=5,可得a 3=21=54,a 4=32=545=14,a 5=43=1454=15,a 6=54=45,a 7=65=4,a 8=76=5,…,故数列{a n }是以6为周期的周期数列,所以a 2025=a 337×6+3=a 3=54.角度2数列的单调性与最大(小)项问题例5(1)[2023北京高考]已知数列{a n }满足a n +1=14(a n -6)3+6(n =1,2,3,…),则(B)A.当a 1=3时,{a n }为递减数列,且存在常数M ≤0,使得a n >M 恒成立B.当a 1=5时,{a n }为递增数列,且存在常数M ≤6,使得a n <M 恒成立C.当a 1=7时,{a n }为递减数列,且存在常数M >6,使得a n >M 恒成立D.当a 1=9时,{a n }为递增数列,且存在常数M >0,使得a n <M 恒成立解析对于A,当a1=3时,a2=14×(-3)3+6,a3=144×(-3)9+6,…,所以{a n}为递减数列.又三次函数y=x3单调递增,所以y=14(x-6)3+6单调递增,则当n→+∞时,a n→-∞,所以a n无最小值,故A错误.对于B,当a1=5时,a2=-14+6,a3=-144+6,a4=-1413+6,…,所以{a n}为递增数列,且n→+∞时,a n→6.取M=6,则对任意n∈N*,都有a n<M=6,故B正确.对于C,当a1=7时,a2=14+6,a3=144+6,易知{a n}为递减数列,且n→+∞时,a n→6,故不存在M>6,使得a n>M恒成立,故C错误.对于D,当a1=9时,a2=334+6,a3=3944+6,易知{a n}为递增数列,且当n→+∞时,a n→+∞,所以a n无最大值,故D错误.(2)若数列{a n}的前n项积b n=1-27n,则a n的最大值与最小值之和为(C)A.-13 B.57 C.2 D.73解析由题意a1a2…a n=1-27n①.当n=1时,a1=1-27=57;当n≥2时,a1a2…a n-1=1-27(n-1)=97-27n②.由①÷②得a n=1-2797-27=7-29-2=1+22-9(n≥2).又a1=57也满足上式,所以a n=1+22-9(n∈N*).作出函数f(x)=1+22-9的图象,如图所示,易知当x∈N*时,f(x)max=f(5),f(x)min=f(4),所以a n的最小值为a4=-1,最大值为a5=3,所以a n的最大值与最小值之和为-1+3=2,故选C.方法技巧1.解决数列单调性问题的3种常用方法作差比较法a n+1-a n>0⇔数列{a n}是递增数列;a n+1-a n<0⇔数列{a n}是递减数列;a n+1-a n=0⇔数列{a n}是常数列.作商比较法当a n符号确定时,利用r1与1的大小关系确定{a n}的单调性.数形结利用数列对应的函数的图象直观判断.注意“函数”的自变量为正整数.合法2.求数列中的最大(小)项的方法(1)利用≥r1,≥-1求数列中的最大项a n ;利用≤r1,≤-1求数列中的最小项a n .(2)结合数列单调性判断数列的最大(小)项.3.解决数列周期性问题的方法先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.训练3(1)已知数列{a n }满足a n =n cos 2π,b n =a n +a n +1,则数列{b n }的前50项和为-52.解析解法一由题意得,b n =a n +a n +1=n cos 2π+(n +1)cosr12π=n cos2π-(n +1)sin 2π,则b 4n =4n cos 2n π-(4n +1)sin 2n π=4n ,同理可得b 4n -1=4n ,b 4n -2=2-4n ,b 4n -3=2-4n ,所以b 4n -3+b 4n -2+b 4n -1+b 4n =4,于是数列{b n }的前50项和b 1+b 2+b 3+…+b 48+b 49+b 50=12(b 1+b 2+b 3+b 4)+b 4×13-3+b 4×13-2=12×4+2-4×13+2-4×13=-52.解法二(列举法)由题意可得a 1=0,a 2=-2,a 3=0,a 4=4,则a 1+a 2+a 3+a 4=2.通过列举可知,a 4k -3+a 4k -2+a 4k -1+a 4k =2,且a 2k -1=0,k ∈N *.设数列{a n }的前n 项和为S n ,则S 50=12(a 1+a 2+a 3+a 4)+a 49+a 50=12×2+49cos49π2+50cos50π2=-26.又b n =a n +a n +1,所以{b n }的前50项和为2S 50-a 1+a 51=-52.(2)已知数列{a n }的通项公式为a n =33,当a n 最大时,n =3.(33≈1.44)解析设a n 是数列{a n }的最大项,则r1≤,-1≤,33,≤33,解得n 因为33≈1.44,所以n 的值为3.(3)已知数列{a n }的首项a 1=m ,其前n 项和为S n ,且满足S n +S n +1=2n 2+3n ,若数列{a n }是递增数列,则实数m 的取值范围是(14,54).解析由S n +S n +1=2n 2+3n 可得,S n -1+S n =2(n -1)2+3(n -1)(n ≥2),两式相减得a n +a n +1=4n +1(n ≥2),∴a n -1+a n =4n -3(n ≥3),由此可得a n +1-a n -1=4(n ≥3).∴数列a 2,a 4,a 6,…是以4为公差的等差数列,数列a 3,a 5,a 7,…是以4为公差的等差数列.将n=1及a1=m代入S n+S n+1=2n2+3n可得a2=5-2m,将n=2代入a n +a n+1=4n+1(n≥2)可得a3=4+2m.∵a4=a2+4=9-2m,∴要使得任意n∈N*,a n<a n+1恒成立,只需要a1<a2<a3<a4即可,∴m<5-2m<4+2m<9-2m,解得14<m<54.∴实数m的取值范围是(14,54).1.[命题点1/2023山东菏泽鄄城一中三模]已知数列{a n}的前n项和为S n,且满足S n=4a n-3,则S n=(C)A.4[(25)n-1]B.4[(23)n-1]C.3[(43)n-1]D.4(3n-1)解析当n=1时,S1=4a1-3,得a1=S1=1,当n≥2时,S n=4(S n-S n-1)-3,化简得S n=43S n-1+1,即S n+3=43(S n-1+3)(n≥2),又S1+3=4,所以{S n+3}是首项为4,公比为43的等比数列,所以S n+3=4×(43)n-1,所以S n=4×(43)n-1-3=3[(43)n-1],故选C.2.[命题点2角度1/2023山东济南历城二中模拟]数列{a n}中,a1=2,a n+1=a n+n+1.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)设b n=1,数列{b n}的前n项和为T n,证明:T n<2.解析(1)因为a n+1=a n+n+1,即a n+1-a n=n+1,所以当n≥2时,a2-a1=2,a3-a2=3,…,a n-a n-1=n,将以上各式相加,得a n-a1=2+3+…+n=(-1)(r2)2,则a n=2+r22(n≥2),当n=1时也符合上式,故a n=2+r22.(2)由题意知b n=1=22+r2<22+=2(r1)=2(1-1r1).所以T n=b1+b2+…+b n<2(1-12+12-13+…+1-1r1)=2(1-1+1)<2,问题得证.3.[命题点3角度2/2023四川达州三诊]已知数列{a n}满足12+222+…+2=n(n∈N*),b n=λ(a n-1)-n2+4n,若数列{b n}为递增数列,则λ的取值范围是(A)A.(38,+∞)B.(12,+∞)C.[38,+∞)D.[12,+∞)解析由12+222+…+2=n(n∈N*)可得12+222+…+-12-1=n-1(n≥2),两式相减可得2=1(n≥2),则a n=2n(n≥2),当n=1时,由12=1可得a1=2,满足上式,故a n=2n(n∈N*),所以b n=λ(2n-1)-n2+4n.因为数列{b n}为递增数列,即∀n∈N*,b n+1-b n>0,则λ(2n+1-1)-(n+1)2+4(n+1)-[λ(2n-1)-n2+4n]=λ·2n-2n+3>0,整理得λ>2-32,令c n=2-32,则c n+1-c n=2-12r1-2-32=5-22r1(n∈N*),>c n,当n≥3时,c n+1<c n,当n≤2时,c n+1即当n=3时,2-32取得最大值38,从而得λ>38,所以λ的取值范围为(38,+∞).故选A.学生用书·练习帮P3011.[2024江西模拟]记S n为数列{a n}的前n项和,若S n=2,≤5,5-4,>5,则a6=(A)A.1B.5C.7D.9解析因为S n为数列{a n}的前n项和,且S n=2,≤5,5-4,>5,所以a6=S6-S5=(5×6-4)-52=1.故选A.2.[2023安徽淮南第五次联考]若数列{a n}满足a1+2a2+3a3+…+na n=(n-1)·2n+1,则a7=(A)A.64B.128C.256D.512解析由a1+2a2+3a3+…+na n=(n-1)·2n+1①,得a1+2a2+3a3+…+(n-1)=(n-2)·2n-1+1(n≥2)②,①-②,得na n=[(n-1)·2n+1]-[(n-·a n-12)·2n-1+1]=n·2n-1(n≥2),所以a n=2n-1(n≥2),则a7=64.故选A.3.已知数列{a n}的通项公式为a n=3n(2n-13),n∈N*,则数列{a n}的前n项和S n取最小值时,n的值是(A)A.6B.7C.8D.5解析由3n(2n-13)≤0,得n≤132,n∈N*,所以数列{a n}的前6项为负数,从第7项开始为正数,故数列{a n}的前n项和S n取最小值时,n的值为6.故选A.4.已知数列{a n}的通项公式为a n=n+,则“a≤1”是“数列{a n}是递增数列”的(A)A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析若数列{a n}是递增数列,则n+1+r1>n+,化简得a<n2+n.因为函数y=x2+x=(x+12)2-14在[1,+∞)上单调递增,所以a<2,所以“a≤1”是“数列{a n}是递增数列”的充分不必要条件.故选A.5.[斐波那契数列]斐波那契数列,又称黄金分割数列,该数列在现代物理、准晶体结构、化学等领域有直接的应用.在数学上,斐波那契数列{a n}是用如下递推方法定义的:a1=a2=1,a n=a n-1+a n-2(n≥3,n∈N*).已知12+22+32+…+2是该数列的第100项,则m=(B)A.98B.99C.100D.101解析由题意得,12=a2a1.因为a n=a n-1+a n-2(n≥3,n∈N*),所以a n-1=a n-a n-2(n≥3,n∈N*),得22=a2(a3-a1)=a2a3-a2a1,32=a3(a4-a2)=a3a4-a3a2,…,2=a m(a m+1-a m-1)=a m a m+1-a m a m-1.则12+22+32+…+2=a m a m+1.因为12+22+32+…+2是斐波那契数列{a n}的第100项,即a m+1是斐波那契数列{a n}的第100项,所以m=99,故选B.6.[2023上海财经大学附属中学模拟]若数列{a n }满足a 1=2,a n +1=3a n +2(n ∈N *),则数列{a n }的前n 项和S n =3r1-3-22.解析由a n +1=3a n +2得a n +1+1=3(a n +1),所以数列{a n +1}是以3为公比的等比数列,其中首项a 1+1=3,所以a n +1=3×3n -1=3n ,所以a n =3n -1,所以S n =a 1+a 2+a 3+…+a n=(31+32+…+3n )-n =3×(1-3)1-3-n =3r1-3-22.7.[2023重庆市三检]已知数列{a n }满足:对任意的正整数m ,n ,都有a m a n =a m +n ,且a 2=3,则a 10=243.解析解法一因为对任意的正整数m ,n ,都有a m a n =a m +n ,所以a 1a 1=a 2,a n a 1=a n +1.又a 2=3,所以a 1=±3,r1=a 1,所以数列{a n }是首项与公比均为a 1的等比数列,所以a n=a 1·1-1=1,所以a 10=110=35=243.解法二由题意,令m =n =2,得a 4=a 2·a 2=32.令m =n =4,得a 8=a 4·a 4=34.令m =2,n=8,得a 10=a 8·a 2=34×3=35=243.8.[2023甘肃白银5月第二次联考]设{a n }是首项为1的正项数列,且(n +1)r12-n 2+a n +1a n =0(n ∈N *),则它的通项公式a n =1.解析解法一(累乘法)将原式分解因式,得[(n +1)a n +1-na n ](a n +1+a n )=0.∵{a n }是正项数列,∴a n +1+a n >0,∴(n +1)a n +1-na n =0,∴r1=r1,∴21×32×43×…×-1=12×23×34×…×-1(n ≥2),即1=1(n ≥2).∵a 1=1,∴a n =1a 1=1(n ≥2),当n =1时也符合上式,故a n =1.解法二(迭代法)由解法一,知r1=r1,∴a n +1=r1a n ,∴a n =-1a n -1=-1·-2-1·a n -2=…=-1·-2-1 (12)·a 1=1a 1(n ≥2).∵a 1=1,∴a n =1(n ≥2),当n =1时也符合上式,故a n =1.解法三(构造特殊数列法)由解法一,知(n +1)a n +1=na n ,∴数列{na n }是常数列,∴na n =1·a 1=1,∴a n =1.9.[2023山东泰安肥城5月适应性训练]数列{a n}的前n项和为S n,满足S n+1-2S n=1-n,且S1=3,则数列{a n-2S n=1-n,∴S n+1-(n+1)=2(S n-n),且S1-1=2≠0,解析∵S n+1=2,∴{S n-n}是以2为首项,2为公比的等比数列.∴S n-n=2·2n-1=2n,S n ∴r1-(r1)-=n+2n.∴当n≥2时,a n=S n-S n-1=n+2n-(n-1+2n-1)=2n-1+1,又a1=3不满足上式,所以a n=3,=1,2-1+1,≥2.10.[2023安徽合肥一六八中学最后一卷]如图所示的形状出现在南宋数学家杨辉所著的《详解九章算法》中,后人称之为“三角垛”.“三角垛”的最上层有1个球,第二层有3个球,第三层有6个球.根据以上规律引入一个数列{a n},满足a1=1,a n=a n-1+n,n>1且n∈N*.(1)求数列{a n}的通项公式.(2)求证:11+12+…+1<2.解析(1)因为a n=a n-1+n,n>1,所以a n-a n-1=n,n>1,所以当n>1时,a n=(a n-a n-1)+(a n-1-a n-2)+…+(a2-a1)+a1=n+(n-1)+…+2+1=(r1)2,又a1=1,当n=1时,上式也成立,所以a n=(r1)2.(2)由1=2(r1)=2(1-1r1),得11+12+…+1=2(1-12+12-13+…+1-1r1)=2(1-1r1)<2,问题得证. 11.[2024云南曲靖模拟]数列{a n}满足a n+1=2-14+2,且a1=1,则数列{a n}的前2024项的和S2024=(C)A.-2536B.-2538C.-17716D.-17718解析因为a n +1=2-14+2,且a 1=1,令n =1,可得a 2=21-141+2=16;令n =2,可得a 3=22-142+2=-14;令n =3,可得a 4=23-143+2=-32;令n =4,可得a 5=24-144+2=1.可知数列{a n }是以4为周期的周期数列,则a 1+a 2+a 3+a 4=1+16-14-32=-712,且2024=4×506,所以S 2024=506×(-712)=-17716.故选C.12.[多选/2023高三名校联考]大衍数列来源于《乾坤谱》中对易传“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理.数列中的每一项,都代表太极衍生过程中曾经经历过的两仪数量总和,该数列从第一项起为0,2,4,8,12,18,24,32,40,50,….按此规律得到的数列记为{a n },其前n 项和为S n ,则以下说法正确的是(AD )A.a 2n -1=2n 2-2nB.182是数列{a n }中的项C.a 21=210D.当n 为偶数时,S n +2-2S n +1+S n =n +2解析数列{a n }的偶数项依次为2,8,18,32,50,…,通过观察可知a 2n =2n 2,同理可得a 2n -1=2n 2-2n ,所以a n 为奇数,2为偶数,所以a 21=212-12=220,故A 正确,C 错误;由2-12=182,得n =365,由22=182,得n =291,又n ∈N *,所以方程都无正整数解,所以182不是{a n }中的项,故B 错误;当n 为偶数时,S n +2-2S n +1+S n =(S n +2-S n +1)-(S n +1-S n )=a n +2-a n +1=(r2)22-(r1)2-12=n +2,故D 正确.故选AD.13.[2023河南名校摸底考试]已知数列{a n }满足:a 1=1,(2n +1)2a n =(2n -1)2a n +1(n ∈N *).正项数列{c n }满足:对于每个n ∈N *,c 2n -1=a n ,c 2n -1,c 2n ,c 2n +1成等比数列,则c n 解析依题意,a n ≠0,由(2n +1)2a n =(2n -1)2a n +1可得r1=(2r1)2(2-1)2,所以a n =-1·-1-2·…·32·21·a 1=(2-1)2(2-3)2·(2-3)2(2-5)2·…·5232·3212·1=(2n -1)2(n ≥2),当n =1时,a 1=1,满足上式,所以c 2n -1=a n =(2n -1)2①.因为c 2n -1,c 2n ,c 2n +1成等比数列,所以22=c 2n -1×c 2n +1=(2n -1)2(2n +1)2=(4n 2-1)2,又c n >0,所以c 2n =4n 2-1=(2n )2-1②.由①②可知,c n =2,为奇数,2-1,为偶数.14.[2023江苏省如皋中学模拟]已知数列{a n },a 1=1,且a n ·=,则a 1·a 2·a 3·…·2K2·2K1·2=12r1,a n 解析因为a n ·a n +1=r2,所以a 1·a 2·a 3·a 4·…·a 2n -1·a 2n =13×35×…×2-12r1=12r1.由a n ·a n +1=r2,可得a n +1·a n +2=r1r3,即有r2=(r1)(r2)(r3),由a 1=1,得31=2×31×4,53=4×53×6,75=6×75×8,…,2-12-3=(2-2)(2-1)(2-3)·2,所以当n =2k -1,k ∈N *时,将以上各式相乘可得,a 2k -1=2(2-1)2,即a n =2r1,n =2k -1,k ∈N *.又当n =2k -1,k ∈N *时,a 2k -1·a 2k =2-12r1,所以a 2k =2-12r1·22(2-1)=22(2r1),所以当n =2k ,k ∈N *时,a n =2r2.所以a n ==2-1,=2(k ∈N *).15.[2023福州5月质检]已知数列{a n }满足a 1=a 2=1,a n +2+a n +10=2a n +1+2n .(1)若b n =a n +1-a n ,求数列{b n }的通项公式;(2)求使a n 取得最小值时n 的值.解析(1)依题意,可得b 1=0,b n +1-b n =2n -10,于是当n ≥2时,b n -b 1=∑i=1-1(b i +1-b i )=∑i=1-1(2i -10)=2+4+…+(2n -2)-10(n -1)=n 2-11n +10.即b n =n 2-11n +10,又b 1=0也符合上式,所以b n =n 2-11n +10.(2)由(1)可知b n =a n +1-a n =(n -1)(n -10),当2≤n ≤9时,b n <0,即a n +1<a n ,当n ≥11时,b n >0,即a n +1>a n ,当n =1或n =10时,b n =0,即a n +1=a n ,所以a n 取得最小值时n =10或11.16.[条件创新]在数列{a n}中,a1=1,a2=13,2a n a n+2=a n a n+1+a n+1a n+2,若a k=135,则k=(A)A.18B.24C.30D.36解析由2a n a n+2=a n a n+1+a n+1a n+2,得2r1=1r2+1,所以数列{1}是等差数列,且首项为11=1,公差为12-11=2,所以1=1+(n-1)×2=2n-1,所以a n=12-1.由a k=12-1=135,得k=18,故选A.。
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备考高考数学基础知识训练(1)
一、填空题(每题5分,共70分) 1.函数3-=
x y 的定义域为___ .
2.已知全集U R =,集合{1,0,1}M =-,{}
2
|0N x x x =+=,则=⋂)(N C M U __ .
3.若1
()21
x f x a =
+-是奇函数,则a =___ . 4.
已知1
x x -+=且1x >,则1x x --的值为 .
5.幂函数a
x y =,当a 取不同的正数时,在区间[0,1]上它们的图像是一族美丽的曲线(如右图).设点 A (1,0),B (0,1),连接AB ,线段AB 恰好被其中的两个幂函数α
x y =,β
x y =的图像三等分,即有
NA MN BM ==.那么βα⋅=___ .
6.直线b x y +=2
1
是曲线)0(ln >=x x y 的一条切线,则实数
b =___ .
7.已知命题:“[1,2]x ∃∈,使022
≥++a x x ”为真命题,则a 的取值范围是___ .
8. 函数4(4)
(),(3)(4)
x x f x f x x -≥⎧=⎨
+<⎩则[(1)]f f -= .
9.在用二分法...求方程3
210x x --=的一个近似解时,现在已经将一根锁定在区间(1,2)内,则下一步可断定该根所在的区间为___ .
10.设y x ,满足约束条件⎪⎩
⎪
⎨⎧≥≥≥+-≤--0,0020
63y x y x y x ,若目标函数)0,0(,>>+=b a by ax Z 的最大
值为12,则
b
a 23
1+的最小值为___ . 11.集合}2log |{2
1>=x x A ,),(+∞=a B ,若A B A ≠⋂时a 的取值范围是(,)c +∞,
则c =___ .
12.已知结论:“在正三角形ABC 中,若D 是BC 的中点,G 是三角形ABC 重心,则
AG
GD
=2 ” .若把该结论推广到空间,则有结论:“在正四面体ABCD 中,若BCD ∆ 的中心为M ,四面体内部一点O 到四面体各面的距离都相等,则AO
OM
=___ .
13.若函数(),()f x g x 分别是R 上的奇函数、偶函数,且满足()()x
f x
g x e -=
,则有
(),()f x g x 的解析式分别为
14.若1||x a x -+≥1
2
对一切x >0恒成立,则a 的取值范围是___ .
二、解答题(共90分,写出详细的解题步骤)
15.设非空集合A={x |-3≤x ≤a},B={y|y=3x+10,x ∈A},C={z|z=5-x,x ∈A},且B ∩C=C ,求a 的取值范围.
16. 已知函数1
()22
x x f x =-.(1)若()2f x =,求x 的值;(2)判断函数()f x 的奇偶性,并证明你的结论.
17. 讨论函数2
()(0)1ax
f x a x =
≠-在区间(1,1)-上的单调性.
18. 即将开工的上海与周边城市的城际列车铁路线将大大缓解交通的压力,加速城市之间的流通;根据测算,如果一列火车每次拖4节车厢,每天能来回16次;如果每次拖7节车厢,则每天能来回10次;每天来回次数是每次拖挂车厢个数的一次函数,每节车厢一次能载客110人,试问每次应拖挂多少节车厢才能使每天营运人数最多?并求出每天最多的营运人数.(注:营运人数指火车运送的人数) .
20. 已知f(x)是定义域为(0,+∞)的函数,当x∈(0,1)时f(x)<0.现针对任意
..正实数x、y,给出下列四个等式:①f(x y)=f(x) f(y) ;②f(x y)=f(x)+f(y) ;③f(x+y)=f(x)+f(y) ;④f(x+y)=f(x) f(y) .
请选择其中的一个
..等式作为条件,使得f(x)在(0,+∞)上为增函数;并证明你的结论.解:你所选择的等式代号是.
证明:
1.}3|{≥x x 2.}1{ 3.
1
2
4.
解:由1
x x -+=2228x x -++=,则2
21224,()4x x x x ---+=∴-=,又
11, 2.x x x ->∴-= 答案:2.
5. 1 6.12ln - 7.8-≥a 8. 解:
[(1)][(2)][(5)](1)(4)0.f f f f f f f f -===== 答案:0 .
9.)2,23( 10.12
25
11.0 12.3 13.解
:
由
已
知
()
()x f x g x e -=,用
x
-代换x 得:
()(),x
f x
g x e ----=即()()x
f x
g x e -+=-,解得:2)(,2)(x
x x x e e x g e e x f +-
=-=-. 答案:2
)(,2)(x
x x x e e x g e e x f +-
=-=-. 14.a ≤2
15.解:B={y|1≤y ≤3a+10},C={y|5-a ≤y ≤8};由已知B ∩C=C ,得C ⊆B , ∴518310
a a -≥⎧⎨
≤+⎩ ,解得2
43a -≤≤; 又非空集合A={x |-3≤x ≤a},故a ≥-3;
∴243a -
≤≤,即a 的取值范围为2
43
a -≤≤. 16. 解:(1)∵1()22x x f x =-,由条件知1
222
x x -=,即222210x x -⨯-=,
解得21x =20x
>
,2log (1x =∴.
(2)()f x 为奇函数,证明如下: 函数()f x 的定义域为实数集R ,对于定义域内的任一x ,都有
111()22(2)()222
x
x x
x x x
f x f x ---=-
=-=--=-, ∴函数()f x 为奇函数. 17.解:设121212221211,()()11ax ax x x f x f x x x -<<<-=
---则=121222
12()(1)
(1)(1)
a x x x x x x -+--, 1212,(1,1),,x x x x ∈-< 且221212120,10,(1)(1)0,x x x x x x ∴-<+>-->
于是当120,()();a f x f x ><时当120,()();a f x f x <>时故当0a >时,函数在(-1,1)
当0a <时,函数在(-1,1)上为减函数.
18.解:设这列火车每天来回次数为t 次,每次拖挂车厢n 节;则由已知可设b kn t +=.
由已知得⎩⎨⎧+=+=b k b k 710416,解得⎩
⎨⎧=-=242
b k ;242+-=∴n t .
设每次拖挂n 节车厢每天营运人数为y 人;则)2640220(221102
n n tn y +-=⨯⨯=;∴
当6440
2640
==
n 时,总人数最多,为15840人.答:每次应拖挂6节车厢,才能使每天
即存在()012,x x x ∈,使0()0g x =即()()()0122
f x f x f x =
+⎡⎤⎣⎦成立. 20.解:选择的等式代号是 ② .
证明:在f (x y)=f (x )+f (y )中,令x =y =1,得f (1)= f (1)+ f (1),故f (1)=0. 又f (1)=f(x · 1x )=f (x )+f ( 1x )=0,∴f ( 1
x )=-f (x ).………(※)
设0<x 1<x 2,则0<x 1
x 2 <1,
∵x ∈(0,1)时f (x )<0,∴f ( x 1
x 2
)<0; 又∵f ( x 1x 2 )=f (x 1)+f ( 1x 2 ),由(※)知f ( 1x 2 )=-f (x 2),∴f ( x 1
x 2
)=f (x 1)-f (x 2)<0;
∴f(x1)<f(x2) ,∴f(x)在(0,+∞)上为增函数.。