高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件第一章 1.5

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高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第二章 2.5

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第二章 2.5

§2.5指数与对数1.根式(1)根式的概念(2)两个重要公式①na n=⎩⎨⎧a (n 为奇数),|a |=⎩⎪⎨⎪⎧a (a ≥0),-a (a <0)(n 为偶数);②(na )n =a (注意a 必须使na 有意义). 2.有理指数幂 (1)分数指数幂的表示①正数的正分数指数幂是m na =na m (a >0,m ,n ∈N *,n >1); ②正数的负分数指数幂是mn a-=1m na=1na m(a >0,m ,n ∈N *,n >1);③0的正分数指数幂是0,0的负分数指数幂没有意义. (2)有理指数幂的运算性质 ①a s a t =a s +t (a >0,t ,s ∈Q ); ②(a s )t =a st (a >0,t ,s ∈Q ); ③(ab )t =a t b t (a >0,b >0,t ∈Q ). 3.对数的概念 (1)对数的定义①一般地,如果a (a >0,a ≠1)的b 次幂等于N ,即a b =N ,那么称b 是以a 为底N 的对数,记作b =log a N ,其中,a 叫做对数的底数,N 叫做真数.②底数的对数是1,即log a a =1,1的对数是0,即log a 1=0. (2)几种常见对数4.对数的性质与运算法则 (1)对数的性质 ①log a Na=N (a >0且a ≠1,N >0);②log a a N =N (a >0且a ≠1). (2)对数的重要公式①换底公式:log b N =log a Nlog a b(a ,b 均大于零且不等于1,N >0);②log a b =1log b a(a ,b 均大于零且不等于1). (3)对数的运算法则如果a >0且a ≠1,M >0,N >0,那么 ①log a (MN )=log a M +log a N ; ②log a MN =log a M -log a N ;③log a M n =n log a M (n ∈R ); ④log m na M =n mlog a M .概念方法微思考根据对数的换底公式,(1)思考log a b 与log b a 的关系; (2)化简log m na b .提示 (1)log a b ·log b a =1; (2)log m na b =n m log a b .题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)n a n =(na )n =a (n ∈N *).( × )(2)分数指数幂mna 可以理解为mn 个a 相乘.( × )(3)2a ·2b =2ab .( × )(4)若MN >0,则log a (MN )=log a M +log a N .( × ) (5)若lg x 2=1,则x =10.( × ) 题组二 教材改编2.计算:1294⎛⎫⎪⎝⎭+(-9.6)0-23278-⎛⎫ ⎪⎝⎭×⎝⎛⎭⎫322=________. 答案 323.计算:(lg 5)2+lg 2×lg 50=________. 答案 14.已知lg 6=a ,lg 12=b ,那么用a ,b 表示lg 24=________. 答案 2b -a 题组三 易错自纠5.计算:3(1+2)3+4(1-2)4=________. 答案 2 2 6.下列各式:①na n =a ;②(a 2-2a -3)0=1;③3-3=6(-3)2;④log 318-log 32=2. 其中正确的是________.(填序号) 答案 ④ 解析na n =⎩⎪⎨⎪⎧|a |,n 为偶数,a ,n 为奇数,①错误;当a 2-2a -3≠0时,(a 2-2a -3)0=1,②错误;3-3=-33,6(-3)2=632=33,③错误;log 318-log 32=log 39=2,④正确.7.(多选)下列运算结果中,一定正确的是( ) A.a 3a 4=a 7 B.(-a 2)3=a 6 C.8a 8=a D.5(-π)5=-π答案 AD解析 a 3a 4=a 3+4=a 7,故A 正确; 当a =1时,显然不成立,故B 不正确;8a 8=|a |,故C 不正确; 5(-π)5=-π,D 正确.指数幂的运算1.a 3a ·5a 4(a >0)的值是________.答案 1710a 解析a 3a ·5a 4=34152·a a a=14325a--=1710a.2.计算23×31.5×612=________. 答案 6解析 原式=111362323122⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭1111133632=233232-⨯⨯⨯⨯⨯11111236332326.++-+⨯⨯==3.12133214(0.1)()a b --⎛⎫⎪⎝⎭⋅⋅________. 答案 85解析 原式=33322233222410a b a b--⋅=85. 4.若1122+=3x x -,则33222232x x x x --+-+-=________. 答案 13解析 由1122+=3x x-,两边平方,得x +x -1=7,再平方得x 2+x -2=47. ∴x 2+x -2-2=45.3322+x x -=11113312222()+()=(+)(1+)x x x x x x ----=3×(7-1)=18.33222231=23x x x x --+-.+-∴思维升华 (1)指数幂的运算首先将根式、分数指数幂统一为分数指数幂,以便利用法则计算,还应注意:①必须同底数幂相乘,指数才能相加; ②运算的先后顺序.(2)当底数是负数时,先确定符号,再把底数化为正数.(3)运算结果不能同时含有根号和分数指数,也不能既有分母又含有负指数.对数的运算1.设2a =5b =m ,且1a +1b =2,则m =________.答案10解析 由已知,得a =log 2m ,b =log 5m ,则1a +1b =1log 2m +1log 5m =log m 2+log m 5=log m 10=2. 解得m =10.2.计算:⎝⎛⎭⎫lg 14-lg 25÷12100-=________.答案 -20解析 原式=(lg 2-2-lg 52)×12100=lg ⎝⎛⎭⎫122×52×10=lg 10-2×10=-2×10=-20.3.计算:(1-log 63)2+log 62·log 618log 64=________.答案 1 解析 原式=1-2log 63+(log 63)2+log 663·log 6(6×3)log 64=1-2log 63+(log 63)2+1-(log 63)2log 64=2(1-log 63)2log 62=log 66-log 63log 62=log 62log 62=1.4.(2019·北京)在天文学中,天体的明暗程度可以用星等或亮度来描述.两颗星的星等与亮度满足m 2-m 1=52lg E 1E 2,其中星等为m k 的星的亮度为E k (k =1,2).已知太阳的星等是-26.7,天狼星的星等是-1.45,则太阳与天狼星的亮度的比值为( ) A.1010.1 B.10.1 C.lg 10.1 D.10-10.1答案 A解析 两颗星的星等与亮度满足m 2-m 1=52lg E 1E 2,令m 2=-1.45,m 1=-26.7,lg E 1E 2=25·(m 2-m 1)=25(-1.45+26.7)=10.1, 所以E 1E 2=1010.1.思维升华 对数运算的一般思路(1)拆:首先利用幂的运算把底数或真数进行变形,化成分数指数幂的形式,使幂的底数最简,然后利用对数运算性质化简合并.(2)合:将对数式化为同底数的和、差、倍数运算,然后逆用对数的运算性质,转化为同底对数真数的积、商、幂的运算.指数与对数的综合运算例 (1)已知均不为1的正数a ,b ,c 满足a x =b y =c z ,且1x +1y +1z =0,求abc 的值.解 令a x =b y =c z =k . 由已知k >0且k ≠1, 于是x lg a =y lg b =z lg c =lg k , 故1x =lg a lg k ,1y =lg b lg k ,1z =lg c lg k . 因为1x +1y +1z=0,所以lg a +lg b +lg c lg k =0,即lg (abc )lg k=0. 故lg(abc )=0,得abc =1.(2)设log a C ,log b C 是方程x 2-3x +1=0的两根,求log a bC 的值.解 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧log a C +log b C =3,log a C ·log b C =1,即⎩⎨⎧1log Ca +1log Cb =3,1log Ca ·log Cb=1,于是有⎩⎪⎨⎪⎧log C a +log C b =3,log C a ·log C b =1,(log C a -log C b )2=(log C a +log C b )2-4log C a ·log C b =32-4=5,故log C a -log C b =±5.于是log a bC =⎝⎛⎭⎫log C a b -1=1log C a -log C b=±55. 思维升华 指数、对数的综合运算,要充分利用指数、对数的定义、运算性质、换底公式,建立已知条件和所求式子间的联系.跟踪训练 (1)(2019·南京模拟)若a log 23=1,b log 35=1,则9a +5b =________. 答案 7解析 a =log 32,b =log 53, 于是9a +5b =353log 2log 32log 29533+=+=3log 43+3=4+3=7.(2)方程33x -56=3x -1的实数解为________.答案 x =log 32解析 原方程可化为2(3x )2+5·3x -18=0, 即(3x -2)(2·3x +9)=0,3x =2(2·3x =-9舍去), 得x =log 32.(3)若log 2log 3x =log 3log 2y =log 2log 2z =1,则x 2,y 3,z 4从小到大的排列为________. 答案 x 2<z 4<y 3解析由题设得log3x=2,log2y=3,log2z=2, 即x=32,y=23,z=22,故x2=34,y3=29,z4=28, 所以x2<z4<y3.1.设a>0,将a2a3a2表示成指数幂的形式,其结果是()A.12a B.56a C.1 D.32a答案 C解析a2a3a2=31222a--=a0=1.2.化简(a-1)2+(1-a)2+3(1-a)3的结果是()A.1-aB.2(1-a)C.a-1D.2(a-1)答案 C解析 ∵a -1有意义,∴a -1≥0,即a ≥1,∴(a -1)2+(1-a )2+3(1-a )3=(a -1)+(a -1)+(1-a )=a -1. 3.(2020·苏州模拟)若a +b =13m ,ab =2316m (m >0),则a 3+b 3等于( ) A.0 B.m 2 C.-m 2 D.3m 2答案 B解析 a 3+b 3=(a +b )(a 2-ab +b 2)=(a +b )[(a +b )2-3ab ] =1223331·=22mm m m ⎛⎫-. ⎪⎝⎭4.如果x =1+2b ,y =1+2-b ,那么用x 表示y ,则y 等于() A.x +1x -1 B.x +1x C.x -1x +1 D.xx -1答案 D解析 y =1+2-b =1+12b =1+2b 2b =xx -1.5.若12log x =3,则x 等于( )A.18B.19C.8D.9答案 A解析 ∵12log x =3,∴x =⎝⎛⎭⎫123=18.6.在b =log 3a -1(3-2a )中,实数a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,13∪⎝⎛⎭⎫32,+∞B.⎝⎛⎭⎫13,23∪⎝⎛⎭⎫23,32C.⎝⎛⎭⎫13,32D.⎝⎛⎭⎫23,32答案 B解析 要使式子b =log 3a -1(3-2a )有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧ 3a -1>0,3a -1≠1,3-2a >0,解得13<a <23或23<a <32. 7.(2019·扬州期末)lg 2-lg 15-e ln 2-1214-⎛⎫ ⎪⎝⎭+(-2)2的值为( )A.-1B.12C.3D.-5 答案 A解析 原式=lg 2+lg 5-2-2+2=lg 10-2=1-2=-1.8.(多选)下列各式中正确的是( )A.lg(lg 10)=0B.lg(ln e)=0C.若10=lg x ,则x =100D.若log 25x =12,则x =±5 答案 AB解析 对A,因为lg 10=1,lg 1=0,所以lg(lg 10)=lg 1=0,故A 正确;对B,因为ln e =1,lg 1=0,所以lg(ln e)=lg 1=0,故B 正确;对C,因为10=lg x ⇔1010=x ,故C 错误;对D,因为log 25x =12⇔1225=x ⇔x =5,故D 错误. 9.若3x =4y =36,则2x +1y=________. 答案 1解析 3x =4y =36,两边取以6为底的对数,得x log 63=y log 64=2,∴2x =log 63,2y =log 64,即1y=log 62, 故2x +1y =log 63+log 62=1.10.(2019·徐州、连云港、宿迁检测)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,4x ,x ≤0,则f (f (-1))的值为________. 答案 -2解析 因为f (-1)=4-1=14, 所以f (f (-1))=f ⎝⎛⎭⎫14=log 214=-2. 11.化简下列各式:(1)⎝⎛⎭⎫2790.5+0.1-2+2310227-⎛⎫ ⎪⎝⎭-3π0+3748;解 (1)原式=1223225164373+90.12748-⎛⎫⎛⎫++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭- =53+100+916-3+3748=100.(2) =3a 2÷3a -2=43a .12.若lg(x -y )+lg(x +2y )=lg 2+lg x +lg y ,求x y的值. 解 由已知得lg[(x -y )(x +2y )]=lg(2xy ),则(x -y )(x +2y )=2xy ,即x 2-xy -2y 2=0,也即(x -2y )(x +y )=0.因为x >0,y >0,所以x +y >0,于是有x =2y ,即x y =2.13.若a >1,b <0,且a b +a -b =22,则a b -a -b =________.答案 -2解析 ∵a >1,b <0,∴0<a b <1,a -b >1.又(a b +a -b )2=a 2b +a-2b +2=8, ∴a 2b +a -2b=6, ∴(a b -a -b )2=a 2b +a-2b -2=4,∴a b -a -b =-2. 14.已知log a 18=p ,log a 24=q ,用p ,q 表示log a 1.5.解 依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ log a 18=p ,log a 24=q ,即⎩⎪⎨⎪⎧log a (2×32)=p ,log a (23×3)=q . 变形为⎩⎪⎨⎪⎧ log a 2+2log a 3=p ,3log a 2+log a 3=q ,解得⎩⎨⎧ log a 2=2q -p 5,log a 3=3p -q 5.所以log a 1.5=log a 32=log a 3-log a 2 =3p -q 5-2q -p 5=4p -3q 5, 即log a 1.5=4p -3q 5.15.(多选)若实数a ,b 满足log a 2<log b 2,则下列关系中可能成立的是( )A.0<b <a <1B.0<a <1<bC.a >b >1D.0<b <1<a 答案 ABC解析 根据题意,实数a ,b 满足log a 2<log b 2,对于A,若a ,b 均大于0小于1,依题意,必有0<b <a <1,故A 有可能成立; 对于B,若log b 2>0>log a 2,则有0<a <1<b ,故B 有可能成立; 对于C,若a ,b 均大于1,由log a 2<log b 2,知必有a >b >1,故C 有可能成立; 对于D,当0<b <1<a 时,log a 2>0,log b 2<0,log a 2<log b 2不能成立.16.已知m ,n 为正整数,a >0,a ≠1,且 log a (m +n )=log a m +log a n ,求m ,n 的值. 解 log a (m +n )=log a m +log a n =log a (mn ).比较真数得m +n =mn ,即(m -1)(n -1)=1.∵m ,n 为正整数,∴⎩⎪⎨⎪⎧ m -1=1,n -1=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ m =2,n =2.。

【步步高】高中数学 第1章章末复习课配套课件 苏教版必修5

【步步高】高中数学 第1章章末复习课配套课件 苏教版必修5
10 5 10 5 40 = 2 =15 5(海里/小时). 60 3
研一研·题型解法、解题更高效
(2)如图所示,以 A 为原点建立平面直角坐标系, 设点 B、C 的坐标分别是 B(x1,y1)、C(x2,y2), BC 与 x 轴的交点为 D. 2 由题设有,x1=y1= 2 AB=40, x2=ACcos∠CAD
π π 5π 5 3 (2)当 θ-3=2,即 θ= 6 时,ymax=2+ 4 .
5 3 所以四边形 OPDC 面积的最大值为 2+ 4 .
动画演示
研一研·题型解法、解题更高效
题型三 例3 构建辅助圆解三角形问题
章末复习课
在一个特定时段内, 以点 E 为中心的 7 海里以内海域被设
为警戒水域. 点 E 正北 55 海里处有一个雷达观测站 A.某时刻 测得一艘匀速直线行驶的船只位于点 A 北偏东 45°且与点 A 相距 40 2海里的位置 B, 经过 40 分钟又测得该船已行驶到点 26 A 北偏东 45°+θ 其中sinθ = ,0°<θ <90°且与点 26 A 相距 10 13海里的位置 C. (1)求该船的行驶速度(单位:海里/小时); (2)若该船不改变航行方向继续行驶, 判断它是否会进入警戒水 域,并说明理由.
整理,得 x2-3 3x+6=0,解得 x= 3或 2 3.
所以开始所走的距离为 3或 2 3.
研一研·题型解法、解题更高效
题型二 例2 构建目标函数解三角形问题
章末复习课
甲船在 A 处、乙船在甲船正南方向距甲船 20 海里的 B
处,乙船以每小时 10 海里的速度向正北方向行驶,而甲船 同时以每小时 8 海里的速度由 A 处向北偏西 60°方向行驶, 问经过多少小时后,甲、乙两船相距最近?

高2021届高2018级高三数学一轮专题训练试题及考试参考答案 (5)

高2021届高2018级高三数学一轮专题训练试题及考试参考答案 (5)

[考案5]第五章 综合过关规范限时检测(时间:120分钟 满分150分)一、单选题(本大题共8个小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中只有一个是符合题目要求的)1.数列32,-54,78,-916,…的一个通项公式为( D )A.a n =(-1)n·2n +12nB.a n =(-1)n ·2n +12nC.a n =(-1)n +1·2n +12n D.a n =(-1)n +1·2n +12n【试题解答】 该数列是分数形式,分子为奇数2n +1,分母是指数2n ,各项的符号由(-1)n+1来确定,所以D 选项正确.2.(2020·湖北八校联考)已知数列{a n }满足a n =5n -1(n ∈N *),将数列{a n }中的整数项按原来的顺序组成新数列{b n },则b 2 019的末位数字为( D )A.8B.2C.3D.7【试题解答】 由a n =5n -1(n ∈N *),可得此数列为4,9,14,19,24,29,34,39,44,49,54,59,64,…,整数项为4,9,49,64,144,169,…,所以数列{b n }的各项依次为2,3,7,8,12,13,17,18,…,末位数字分别是2,3,7,8,2,3,7,8,…,因为2 019=4×504+3,所以b 2 019的末位数字为7.故选D.3.(2020·贵州贵阳监测)如果在等差数列{a n }中,a 3+a 4+a 5=12,那么a 1+a 2+…+a 7=( C ) A.14 B.21 C.28D.35【试题解答】 由题意得3a 4=12,则a 4=4,所以a 1+a 2+…+a 7=(a 1+a 7)+(a 2+a 6)+(a 3+a 5)+a 4=7a 4=28.故选C.4.(2020·山东潍坊期末)已知S n 是等比数列{a n }的前n 项和,若存在m ∈N *,满足S 2m S m =28,a 2m a m =2m +21m -2,则数列{a n }的公比为( B )A.2B.3C.12D.13【试题解答】 设数列{a n }的公比为q ,由题意知q ≠1,因为S 2m S m =28,a 2m a m =2m +21m -2,所以1+q m =28,q m =2m +21m -2,所以m =3,q =3.故选B.5.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 13>0,S 14<0,则S n 取最大值时n 的值为( B ) A.6 B.7 C.8D.13【试题解答】 根据S 13>0,S 14<0,可以确定a 1+a 13=2a 7>0,a 1+a 14=a 7+a 8<0.所以a 7>0,a 8<0,则S n 取最大值时n 的值为7.故选B.6.(2020·江西南昌三中模拟)在等比数列{a n }中,已知对任意的正整数n ,a 1+a 2+a 3+…+a n =2n +m ,则a 21+a 22+…+a 2n =( A )A.13(4n -1) B.2n -1 C.13(2n -1) D.4n -1【试题解答】 通解:设{a n }的公比为q ,∵a 1+a 2+a 3+…+a n =2n +m 对任意的正整数n 均成立,∴a 1=2+m ,a 2=2,a 3=4.∵{a n }是等比数列,∴m =-1,a 1=1,q =2,∴a 21+a 22+…+a 2n=1+4+42+…+4n -1=1-4n 1-4=13(4n-1).故选A. 优解:∵a 1+a 2+a 3+…+a n =2n +m ,∴当n ≥2时,a n =2n -1,又a 1=2+m ,满足上式,∴m =-1,即等比数列{a n }的首项为1,公比为2,∴a n =2n -1,∴a 21+a 22+…+a 2n =1+4+42+…+4n -1=1-4n 1-4=13(4n-1).故选A.7. (2020·河北六校第三次联考)“泥居壳屋细莫详,红螺行沙夜生光.”是宋代诗人欧阳修对鹦鹉螺的描述.假设一条螺旋线是用以下方法画成(如图):△ABC 是边长为1的正三角形,曲线CA 1,A 1A 2,A 2A 3分别是以A ,B ,C 为圆心,AC ,BA 1,CA 2为半径画的弧,曲线CA 1A 2A 3称为螺旋线,再以A 为圆心,AA 3为半径画弧,……如此画下去,则所得弧CA 1,A 1A 2,A 2A 3,…,A 28A 29,A 29A 30的总长度为( A )A.310πB.1103πC.58πD.110π【试题解答】 根据弧长公式知,弧CA 1,A 1A 2,A 2A 3,…,A n -2A n -1,A n -1A n 的长度分别为23π,2×23π,3×23π,…,(n -1)×23π,n ×23π,该数列是首项为23π,公差为23π的等差数列,所以该数列的前n 项和S n =π3n (n +1),所以所得弧CA 1,A 1A 2,A 2A 3,…,A 28A 29,A 29A 30的总长度为S 30=π3×30×(30+1)=310π.故选A.8.(2020·河北衡水中学调研)已知等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 1,a 3,a 13成等比数列,若a 1=1,S n为数列{a n }的前n 项和,则2S n +16a n +3的最小值为( B ) A.3 B.4 C.23-2D.92【试题解答】 由已知有a 23=a 1a 13,所以有(a 1+2d )2=a 1(a 1+12d ),d =2(d ≠0),数列{a n }通项公式a n =1+2(n -1)=2n -1,S n =n (1+2n -1)2=n 2,所以2S n +16a n +3=n 2+8n +1=(n +1)+9n +1-2≥4,当且仅当n +1=9n +1,即n =2时等号成立.故选B. 二、多选题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分)9.等比数列{a n }的前三项和S 3=14,若a 1,a 2+1,a 3成等差数列,则公比q =( AD ) A.2 B.13 C.3D.12【试题解答】 由a 1,a 2+1,a 3成等差数列, 得2(a 2+1)=a 1+a 3,即2(1+a 1q )=a 1+a 1q 2, 即a 1(q 2-2q +1)=2,①又S 3=a 1+a 2+a 3=a 1(1+q +q 2)=14,② ①÷②得:q 2-2q +11+q +q 2=214,解得q =2或q =12.另解:由2(a 2+1)=a 1+a 3,得3a 2+2=a 1+a 2+a 3=S 3=14,解得a 2=4, 则S 3=4q +4+4q =14,解得q =2或q =12.故选A 、D.10.若数列{a n }满足对任意n ≥2(n ∈N )都有(a n -a n -1-2)·(a n -2a n -1)=0,则下面选项中正确的是( ABD )A.{a n }可以是等差数列B.{a n }可以是等比数列C.{a n }可以既是等差数列又是等比数列D.{a n }可以既不是等差数列又不是等比数列 【试题解答】 因为(a n -a n -1-2)(a n -2a n -1)=0, 所以a n -a n -1-2=0或a n -2a n -1=0, 即a n -a n -1=2或a n =2a n -1,当a n ≠0,a n -1≠0时,{a n }是等差数列或等比数列;当a n =0或a n -1=0时,{a n }可以不是等差数列,也可以不是等比数列,比如数列,2,0,0,0,…….故选A 、B 、D.11.已知等比数列{x n }的公比为q ,若恒有|x n |>|x n +1|,且x 11+q =12,则首项x 1的取值范围可以是( AC ) A.(12,1) B.(0,1) C.(0,12)D.(1,2)【试题解答】 由|x n |>|x n +1|,得1>|x n +1x n|=|q |,故-1<q <0或0<q <1.0<1+q <1或1<1+q <2,又x 11+q =12,所以x 1=1+q 2,所以x 1∈(0,12)∪(12,1).故选A 、C.12.(2020·山东十校联考)设数列{a n }和{b n }分别是等差数列与等比数列,且a 1=b 1=4,a 4=b 4=1,则以下结论不正确的是( BCD )A.a 2>b 2B.a 3<b 3C.a 5>b 5D.a 6>b 6【试题解答】 设等差数列的公差、等比数列的公比分别为d ,q ,则由题设得⎩⎪⎨⎪⎧4+3d =1,4q 3=1,解得⎩⎨⎧d =-1,q =314,则a 2-b 2=3-316>3-327=0;故A 正确.同理,其余都错,故选B 、C 、D.三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上)13.(2020·云南师大附中月考)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n +1=3S n +1,则S 4=__85__. 【试题解答】 a n +1=3S n +1①,a n =3S n -1+1(n ≥2)②,①-②得:a n +1=4a n (n ≥2),又a 1=1,a 2=3a 1+1=4,∴{a n }是首项为1,公比为4的等比数列,∴S 4=1-441-4=85.或S 4=a 1+a 2+a 3+a 4=1+4+16+64=85.14.(2020·福建莆田月考)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知a 1+a 3+a 11=6,则S 9=__18__. 【试题解答】 设等差数列{a n }的公差为d .∵a 1+a 3+a 11=6,∴3a 1+12d =6,即a 1+4d =2,∴a 5=2,∴S 9=(a 1+a 9)×92=2a 5×92=18.15.设数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,S n +1=2S n +n +1(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =__2n-1__.【试题解答】 因为S n +1=2S n +n +1, 当n ≥2时,S n =2S n -1+n , 两式相减得,a n +1=2a n +1, 所以a n +1+1=2(a n +1),即a n +1+1a n +1=2. 又S 2=2S 1+1+1,a 1=S 1=1,所以a 2=3,所以a 2+1a 1+1=2,所以a n +1=2×2n -1=2n ,所以a n =2n -1.故填2n -1.16.已知数列{a n }满足a 1a 2a 3…a n =2n 2(n ∈N *),且对任意的n ∈N *都有1a 1+1a 2+…+1a n<t ,则实数t 的取值范围为 [23,+∞) .【试题解答】 因为数列{a n }满足a 1a 2a 3…a n =2n 2(n ∈N *),所以当n ≥2时,a 1a 2a 3…a n -1=2(n -1)2,则a n =22n -1,a 1=2也适合,所以1a n =122n -1,数列{1a n }是首项为12,公比为14的等比数列,则1a 1+1a 2+…+1a n =12(1-14n )1-14=23(1-14n )<23,则实数t 的取值范围为[23,+∞).故填[23,+∞). 四、解答题(本大题共6个小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) 17.(本小题满分10分)已知数列{a n }满足a 1=-2,a n +1=2a n +4. (1)证明:数列{a n +4}是等比数列; (2)求数列{|a n |}的前n 项和S n .【试题解答】 (1)证明:∵a 1=-2,∴a 1+4=2. ∵a n +1=2a n +4,∴a n +1+4=2a n +8=2(a n +4), ∴a n +1+4a n +4=2,∴{a n +4}是以2为首项,2为公比的等比数列. (2)由(1)可知a n +4=2n ,∴a n =2n -4. 当n =1时,a 1=-2<0,∴S 1=|a 1|=2; 当n ≥2时,a n ≥0.∴S n =-a 1+a 2+…+a n =2+(22-4)+…+(2n -4)=2+22+…+2n -4(n -1)=2(1-2n )1-2-4(n -1)=2n+1-4n +2.又当n =1时,上式也满足. ∴当n ∈N *时,S n =2n +1-4n +2.18.(本小题满分12分)(2020·山东省济南第一中学期中考试)已知正项等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 3=12,且2a 1,a 2,a 3+1成等比数列.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =a n3n ,记数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n .【试题解答】 (1)∵S 3=12,即a 1+a 2+a 3=12, ∴3a 2=12,所以a 2=4, 又∵2a 1,a 2,a 3+1成等比数列,∴a 22=2a 1·(a 3+1),即a 22=2(a 2-d )·(a 2+d +1), 解得,d =3或d =-4(舍去),∴a 1=a 2-d =1,故a n =3n -2. (2)b n =a n 3n =3n -23n =(3n -2)·13n ,∴T n =1×13+4×132+7×133+…+(3n -2)×13n ,①①×13得13T n =1×132+4×133+7×134+…+(3n -5)×13n +(3n -2)×13n +1.②①-②得23T n =13+3×132+3×133+3×134+…+3×13n -(3n -2)×13n +1=13+3×132(1-13n -1)1-13-(3n -2)×13n +1=56-12×13n -1-(3n -2)×13n +1,∴T n =54-14×13n -2-3n -22×13n =54-6n +54×13n .19.(本小题满分12分)(2020·河南洛阳孟津二中月考)在数列{a n }中,设f (n )=a n ,且f (n )满足f (n +1)-2f (n )=2n (n ∈N *),a 1=1.(1)设b n =a n2n -1,证明:数列{b n }为等差数列;(2)求数列{3a n -1}的前n 项和S n .【试题解答】 (1)由已知得a n +1=2a n +2n ,得 b n +1=a n +12n =2a n +2n 2n =a n2n -1+1=b n +1,∴b n +1-b n =1,又a 1=1,∴b 1=1, ∴{b n }是首项为1,公差为1的等差数列. (2)由(1)知,b n =a n2n -1=n ,∴a n =n ·2n-1,3a n -1=3n ·2n -1-1.∴S n =3×1×20+3×2×21+3×3×22+…+3(n -1)×2n -2+3n ×2n -1-n , 两边同时乘以2,得2S n =3×1×21+3×2×22+…+3(n -1)×2n -1+3n ×2n -2n ,两式相减,得-S n =3×(1+21+22+…+2n -1-n ×2n )+n =3×(2n -1-n ×2n )+n =3(1-n )2n -3+n , ∴S n =3(n -1)2n +3-n .20.(本小题满分12分)(2020·河北衡水模拟)数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =n (n +1)(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足a n =b 13+1+b 232+1+b 333+1+…+b n 3n +1,求数列b n 的通项公式.【试题解答】 (1)当n =1时,a 1=S 1=2; 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n (n +1)-(n -1)n =2n , 易知a 1=2满足上式,所以数列{a n }的通项公式为a n =2n . (2)a n =b 13+1+b 232+1+b 333+1+…+b n3n +1(n ≥1),①a n +1=b 13+1+b 232+1+b 333+1+…+b n3n +1+b n +13n +1+1,②②-①得,b n +13n +1+1=a n +1-a n =2,b n +1=2(3n +1+1),故b n =2(3n +1)(n ≥2).又a 1=b 13+1=2,即b 1=8,也满足上式,所以b n =2(3n +1)(n ∈N *).21.(本小题满分12分)(2020·广东广州一测)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{S nn }是首项为1,公差为2的等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{b n }满足a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =5-(4n +5)(12)n ,求数列{b n }的前n 项和T n .【试题解答】 (1)因为数列{S nn }是首项为1,公差为2的等差数列,所以S nn =1+2(n -1)=2n -1,所以S n =2n 2-n .当n =1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(2n 2-2)-[2(n -1)2-(n -1)]=4n -3. 当n =1时,a 1=1也符合上式,所以数列{a n }的通项公式为a n =4n -3. (2)当n =1时,a 1b 1=12,所以b 1=2a 1=2.当n ≥2时,由a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =5-(4n +5)(12)n ,①得a 1b 1+a 2b 2+…+a n -1b n -1=5-(4n +1)(12)n -1.② ①-②,得a n b n =(4n -3)(12)n .因为a n =4n -3,所以b n =4n -3(4n -3)(12)n=2n (当n =1时也符合),所以b n +1b n =2n +12n =2,所以数列{b n }是首项为2,公比为2的等比数列,所以T n =2(1-2n )1-2=2n +1-2.22.(本小题满分12分)已知正项数列{a n }的前n 项和S n 满足4S n =a 2n +2a n+1(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =a n3n ,求数列{b n }的前n 项和T n ;(3)在(2)的条件下,若b n1-T n≤λ(n +4)-1对任意n ∈N *恒成立,求实数λ的取值范围.【试题解答】 (1)由已知得4S n =(a n +1)2,① 当n =1时,4S 1=(a 1+1)2=4a 1,解得a 1=1. 当n ≥2时,4S n -1=(a n -1+1)2.② ①-②得,4a n =(a n +1)2-(a n -1+1)2, 则(a n +a n -1)(a n -a n -1-2)=0. 因为a n >0,所以a n -a n -1=2,即数列{a n }是首项为1,公差为2的等差数列. 所以a n =2n -1. (2)由(1)知b n =2n -13n ,则T n =1·13+3·(13)2+5·(13)3+…+(2n -3)·(13)n -1+(2n -1)·(13)n .13T n =1·(13)2+3·(13)3+5·(13)4+…+(2n -3)·(13)n +(2n -1)·(13)n +1, 两式相减得23T n =13+2[(13)2+(13)3+…+(13)n ]-(2n -1)(13)n +1=23-2n +23·(13)n ,所以T n =1-n +13n .(3)由b n1-T n≤λ(n +4)-1得, 则λ≥3n (n +1)(n +4)=3n +4n +5,因为n +4n≥2n ·4n=4, 所以当且仅当n =2时,3n +4n +5有最大值13,即λ≥13.。

【步步高】2018版高考数学(理)(苏教版,江苏专用)大一轮教师文档讲义:第二章2.8函数与方程

【步步高】2018版高考数学(理)(苏教版,江苏专用)大一轮教师文档讲义:第二章2.8函数与方程

1.函数的零点(1)函数零点的定义对于函数y=f(x)(x∈D),把使函数y=f(x)的值为0的实数x叫做函数y=f(x)(x∈D)的零点.(2)几个等价关系方程f(x)=0有实数根⇔函数y=f(x)的图象与x轴有交点⇔函数y=f(x)有零点.(3)函数零点的判定(零点存在性定理)如果函数y=f(x)在区间[a,b]上的图象是一条不间断的曲线,且有f(a)·f(b)<0,那么,函数y =f(x)在区间(a,b)上有零点,即存在c∈(a,b),使得f(c)=0,这个c也就是方程f(x)=0的根.2.二分法对于在区间[a,b]上连续不断且f(a)·f(b)<0的函数y=f(x),通过不断地把函数f(x)的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.3.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象与零点的关系有关函数零点的结论(1)若连续不断的函数f (x )在定义域上是单调函数,则f (x )至多有一个零点. (2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号. (3)连续不断的函数图象通过零点时,函数值可能变号,也可能不变号. 【思考辨析】判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)函数的零点就是函数的图象与x 轴的交点.( × )(2)函数y =f (x )在区间(a ,b )内有零点(函数图象连续不断),则f (a )·f (b )<0.( × ) (3)只要函数有零点,我们就可以用二分法求出零点的近似值.( × ) (4)二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0)在b 2-4ac <0时没有零点.( √ )(5)若函数f (x )在(a ,b )上单调且f (a )·f (b )<0,则函数f (x )在[a ,b ]上有且只有一个零点.( √ )1.(教材改编)函数f (x )=12x -(12)x 的零点个数为 .答案 1解析 f (x )是增函数,又f (0)=-1,f (1)=12,∴f (0)f (1)<0,∴f (x )有且只有一个零点.2.(教材改编)已知f (x )=ax 2+bx +c 的零点为1,3,则函数y =ax 2+bx +c 的对称轴是 . 答案 x =2解析 ∵y =a (x -1)(x -3)=a (x -2)2-a , ∴对称轴为x =2.3.(2016·长春检测)函数f (x )=12ln x +x -1x -2的零点所在的区间是 .①(1e ,1); ②(1,2); ③(2,e);④(e ,3).答案 ③解析 因为f (1e )=-12+1e -e -2<0,f (1)=-2<0,f (2)=12ln 2-12<0,f (e)=12+e -1e -2>0,所以f (2)f (e)<0,所以函数f (x )=12ln x +x -1x-2的零点所在区间是(2,e).4.函数f (x )=ax +1-2a 在区间(-1,1)上存在一个零点,则实数a 的取值范围是 . 答案 ⎝⎛⎭⎫13,1解析 ∵函数f (x )的图象为直线,由题意可得 f (-1)f (1)<0,∴(-3a +1)·(1-a )<0,解得13<a <1,∴实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫13,1.5.(教材改编)已知函数f (x )=x 2+x +a 在区间(0,1)上有零点,则实数a 的取值范围是 .答案 (-2,0)解析 结合二次函数f (x )=x 2+x +a 的图象知⎩⎪⎨⎪⎧ f (0)<0f (1)>0,故⎩⎪⎨⎪⎧a <01+1+a >0,所以-2<a <0.题型一 函数零点的确定 命题点1 确定函数零点所在区间例1 (1)(2016·盐城调研)已知函数f (x )=ln x -⎝⎛⎭⎫12x -2的零点为x 0,则x 0所在的区间是 .(填序号) ①(0,1); ②(1,2); ③(2,3);④(3,4).(2)设函数y =x 3与y =(12)x -2的图象的交点为(x 0,y 0),若x 0∈(n ,n +1),n ∈N ,则x 0所在的区间是 . 答案 (1)③ (2)(1,2)解析 (1)∵f (x )=ln x -⎝⎛⎭⎫12x -2在(0,+∞)为增函数, 又f (1)=ln 1-⎝⎛⎭⎫12-1=ln 1-2<0, f (2)=ln 2-⎝⎛⎭⎫120<0,f (3)=ln 3-⎝⎛⎭⎫121>0, ∴x 0∈(2,3).(2)令f (x )=x 3-(12)x -2,则f (x 0)=0,易知f (x )为增函数,且f (1)<0,f (2)>0,∴x 0所在的区间是(1,2).命题点2 函数零点个数的判断例2 (1)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2,x ≤0,2x -6+ln x ,x >0的零点个数是 .(2)若定义在R 上的偶函数f (x )满足f (x +2)=f (x ),当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,则函数y =f (x )-log 3|x |的零点个数是 . 答案 (1)2 (2)4解析 (1)当x ≤0时,令x 2-2=0,解得x =-2(正根舍去),所以在(-∞,0]上有一个零点;当x >0时,f ′(x )=2+1x >0恒成立,所以f (x )在(0,+∞)上是增函数.又因为f (2)=-2+ln 2<0,f (3)=ln 3>0,所以f (x )在(0,+∞)上有一个零点,综上,函数f (x )的零点个数为2. (2)由题意知,f (x )是周期为2的偶函数.在同一坐标系内作出函数y =f (x )及y =log 3|x |的图象,如图,观察图象可以发现它们有4个交点, 即函数y =f (x )-log 3|x |有4个零点.思维升华 (1)确定函数零点所在区间,可利用零点存在性定理或数形结合法.(2)判断函数零点个数的方法:①解方程法;②零点存在性定理、结合函数的性质;③数形结合法:转化为两个函数图象的交点个数.(1)已知函数f (x )=6x-log 2x ,在下列区间中,包含f (x )零点的区间是 .(填序号) ①(0,1); ②(1,2); ③(2,4);④(4,+∞).(2)(教材改编)已知函数f (x )=2x -3x ,则函数f (x )的零点个数为 . 答案 (1)③ (2)2解析 (1)因为f (1)=6-log 21=6>0,f (2)=3-log 22=2>0,f (4)=32-log 24=-12<0,所以函数f (x )的零点所在区间为(2,4).(2)令f (x )=0,则2x =3x ,在同一平面直角坐标系中分别作出y =2x 和y =3x 的图象,如图所示,由图知函数y =2x 和y =3x 的图象有2个交点,所以函数f (x )的零点个数为2.题型二 函数零点的应用例3 (1)函数f (x )=2x -2x -a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是 .(2)已知函数f (x )=|x 2+3x |,x ∈R ,若方程f (x )-a |x -1|=0恰有4个互异的实数根,则实数a 的取值范围是 . 答案 (1)(0,3) (2)(0,1)∪(9,+∞)解析 (1)因为函数f (x )=2x -2x -a 在区间(1,2)上单调递增,又函数f (x )=2x -2x -a 的一个零点在区间(1,2)内,则有f (1)·f (2)<0,所以(-a )(4-1-a )<0,即a (a -3)<0.所以0<a <3. (2)设y 1=f (x )=|x 2+3x |,y 2=a |x -1|,在同一直角坐标系中作出y 1=|x 2+3x |,y 2=a |x -1|的图象如图所示.由图可知f (x )-a |x -1|=0有4个互异的实数根等价于y 1=|x 2+3x |与y 2=a |x -1|的图象有4个不同的交点且4个交点的横坐标都小于1,所以⎩⎪⎨⎪⎧y =-x 2-3x ,y =a (1-x )有两组不同解,消去y 得x 2+(3-a )x +a =0有两个不等实根, 所以Δ=(3-a )2-4a >0,即a 2-10a +9>0, 解得a <1或a >9.又由图象得a >0,∴0<a <1或a >9. 引申探究本例(2)中,若f (x )=a 恰有四个互异的实数根,则a 的取值范围是 . 答案 (0,94)解析 作出y 1=|x 2+3x |,y 2=a 的图象如下:当x =-32时,y 1=94;当x =0或x =-3时,y 1=0,由图象易知,当y 1=|x 2+3x |和y 2=a 的图象有四个交点时,0<a <94.思维升华 已知函数零点情况求参数的步骤及方法(1)步骤:①判断函数的单调性;②利用零点存在性定理,得到参数所满足的不等式(组);③解不等式(组),即得参数的取值范围. (2)方法:常利用数形结合法.(1)已知函数f (x )=x 2+x +a (a <0)在区间(0,1)上有零点,则a 的取值范围为 .(2)(2016·江苏前黄中学调研)若函数f (x )=|x |x -1-kx 2有4个零点,则实数k 的取值范围是 .答案 (1)(-2,0) (2)(-∞,-4) 解析 (1)∵-a =x 2+x 在(0,1)上有解, 又y =x 2+x =(x +12)2-14,∴函数y =x 2+x ,x ∈(0,1)的值域为(0,2), ∴0<-a <2,∴-2<a <0.(2)令f (x )=0,则方程|x |x -1=kx 2有4个不同的实数根,显然,x =0是方程的一个实数根.当x ≠0时,方程可化为1k =|x |(x -1),设h (x )=1k,g (x )=|x |(x -1),由题意知h (x )与g (x )图象(如图所示)有三个不同的交点,由g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x (x -1),x >0,-x (x -1),x <0,结合图象知-14<1k<0,所以k <-4.题型三 二次函数的零点问题例4 已知f (x )=x 2+(a 2-1)x +(a -2)的一个零点比1大,一个零点比1小,求实数a 的取值范围.解 方法一 设方程x 2+(a 2-1)x +(a -2)=0的两根分别为x 1,x 2(x 1<x 2),则(x 1-1)(x 2-1)<0, ∴x 1x 2-(x 1+x 2)+1<0,由根与系数的关系,得(a -2)+(a 2-1)+1<0, 即a 2+a -2<0,∴-2<a <1.方法二 函数图象大致如图,则有f (1)<0,即1+(a 2-1)+a -2<0,∴-2<a <1. 故实数a 的取值范围是(-2,1).思维升华 解决与二次函数有关的零点问题(1)利用一元二次方程的求根公式.(2)利用一元二次方程的判别式及根与系数之间的关系. (3)利用二次函数的图象列不等式组.(2016·江苏泰州中学质检)关于x 的一元二次方程x 2+2(m +3)x +2m +14=0有两个不同的实根,且一根大于3,一根小于1,则m 的取值范围是 . 答案 (-∞,-214)解析 设f (x )=x 2+2(m +3)x +2m +14,由题设可得⎩⎪⎨⎪⎧f (3)<0,f (1)<0,所以m <-214.利用转化思想求解函数零点问题典例 (1)若函数f (x )=a x -x -a (a >0且a ≠1)有两个零点,则实数a 的取值范围是 . (2)若关于x 的方程22x +2x a +a +1=0有实根,则实数a 的取值范围为 .思想方法指导 (1)函数零点个数可转化为两个函数图象的交点个数,利用数形结合求解参数范围.(2)“a =f (x )有解”型问题,可以通过求函数y =f (x )的值域解决.解析 (1)函数f (x )=a x -x -a (a >0且a ≠1)有两个零点,即方程a x -x -a =0有两个根,即函数y =a x 与函数y =x +a 的图象有两个交点.当0<a <1时,图象如图(1)所示,此时只有一个交点. 当a >1时,图象如图(2)所示,此时有两个交点. ∴实数a 的取值范围为(1,+∞).(2)由方程,解得a =-22x +12x +1,设t =2x (t >0),则a =-t 2+1t +1=-(t +2t +1-1)=2-[(t +1)+2t +1],其中t +1>1,由基本不等式,得(t +1)+2t +1≥22,当且仅当t =2-1时取等号,故a ≤2-2 2.答案 (1)(1,+∞) (2)(-∞,2-22]1.(2016·江苏东海中学期中)若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x -1,x ≥2或x ≤-1,1,-1<x <2,则函数g (x )=f (x )-x 的零点为 . 答案 1+2或1解析 题目转化为求方程f (x )=x 的根,所以⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥2或x ≤-1,x 2-x -1=x 或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <2,1=x ,解得x =1+2或x =1,所以g (x )的零点为1+2或1.2.若函数f (x )=log 3x +x -3的零点所在的区间是(n ,n +1)(n ∈Z ),则n = . 答案 2解析 由f (2)=log 32-1<0,f (3)=1>0,知f (x )=0的根在区间(2,3)内,即n =2.3.已知三个函数f (x )=2x +x ,g (x )=x -2,h (x )=log 2x +x 的零点依次为a ,b ,c ,则a ,b ,c 的大小关系为 . 答案 a <c <b解析 方法一 由于f (-1)=12-1=-12<0,f (0)=1>0且f (x )为R 上的递增函数.故f (x )=2x +x 的零点a ∈(-1,0). ∵g (2)=0,∴g (x )的零点b =2; ∵h ⎝⎛⎭⎫12=-1+12=-12<0,h (1)=1>0, 且h (x )为(0,+∞)上的增函数, ∴h (x )的零点c ∈⎝⎛⎭⎫12,1,因此a <c <b . 方法二 由f (x )=0得2x =-x ;由h (x )=0得log 2x =-x ,作出函数y =2x , y =log 2x 和y =-x 的图象(如图).由图象易知a <0,0<c <1,而b =2, 故a <c <b .4.方程|x 2-2x |=a 2+1(a >0)的解的个数是 . 答案 2解析 (数形结合法) ∵a >0,∴a 2+1>1. 而y =|x 2-2x |的图象如图,∴y =|x 2-2x |的图象与y =a 2+1的图象总有两个交点.5.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1(x ≤0),x -2+ln x (x >0)的零点个数为 .答案 2解析 当x ≤0时,令f (x )=0,得x 2-1=0,∴x =-1,此时f (x )有一个零点;当x >0时,令f (x )=0,得x -2+ln x =0,在同一个坐标系中画出y =2-x 和y =ln x 的图象(图略),观察其图象可知函数y =2-x 和y =ln x 的图象在(0,+∞)上的交点个数是1,所以此时函数f (x )有一个零点,所以f (x )的零点个数为2.6.已知x ∈R ,符号[x ]表示不超过x 的最大整数,若函数f (x )=[x ]x -a (x ≠0)有且仅有3个零点,则实数a 的取值范围是 .答案 ⎝⎛⎦⎤34,45∪[43,32)解析 当0<x <1时,f (x )=[x ]x -a =-a ;当1≤x <2时,f (x )=[x ]x -a =1x -a ;当2≤x <3时,f (x )=[x ]x -a =2x -a ;…f (x )=[x ]x -a 的图象是把y =[x ]x 的图象进行纵向平移而得到的,画出y =[x ]x的图象,如图所示,通过数形结合可知a ∈(34,45]∪[43,32).7.(2016·徐州模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x-1,x ≤1,1+log 2x ,x >1,则函数f (x )的零点为 .答案 x =0解析 当x ≤1时,由f (x )=2x -1=0,解得x =0;当x >1时,由f (x )=1+log 2x =0,解得x =12, 又因为x >1,所以此时方程无解. 综上,函数f (x )的零点只有0.8.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3,x ≤a ,x 2,x >a .若存在实数b ,使函数g (x )=f (x )-b 有两个零点,则a 的取值范围是 .答案 (-∞,0)∪(1,+∞)解析 令φ(x )=x 3(x ≤a ),h (x )=x 2(x >a ),函数g (x )=f (x )-b 有两个零点,即函数y =f (x )的图象与直线y =b 有两个交点,结合图象(图略)可得a <0或φ(a )>h (a ),即a <0或a 3>a 2,解得a <0或a >1,故a ∈(-∞,0)∪(1,+∞).9.(2016·天津)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+(4a -3)x +3a ,x <0,log a (x +1)+1,x ≥0 (a >0,且a ≠1)在R 上单调递减,且关于x 的方程|f (x )|=2-x3恰有两个不相等的实数解,则a 的取值范围是 .答案 ⎣⎡⎭⎫13,23解析 因为函数f (x )在R 上单调递减,所以⎩⎪⎨⎪⎧02+(4a -3)·0+3a ≥f (0),3-4a 2≥0,0<a <1.解得13≤a ≤34.作出函数y =|f (x )|,y =2-x3的图象如图.由图象可知,在[0,+∞)上,|f (x )|=2-x 3有且仅有一个解;在(-∞,0)上,|f (x )|=2-x3同样有且仅有一个解,所以3a <2,即a <23.综上可得13≤a <23,所以a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫13,23.*10.若a >1,设函数f (x )=a x +x -4的零点为m ,函数g (x )=log a x +x -4的零点为n ,则1m +1n 的最小值为 . 答案 1解析 设F (x )=a x ,G (x )=log a x ,h (x )=4-x ,则h (x )与F (x ),G (x )的交点A ,B 横坐标分别为m ,n (m >0,n >0).因为F (x )与G (x )关于直线y =x 对称, 所以A ,B 两点关于直线y =x 对称.又因为y =x 和h (x )=4-x 交点的横坐标为2, 所以m +n =4. 又m >0,n >0,所以1m +1n =(1m +1n )·m +n 4=14(2+n m +m n )≥14(2+2 n m ×mn)=1. 当且仅当n m =mn ,即m =n =2时等号成立.所以1m +1n的最小值为1.11.(2016·江苏淮阴中学期中)已知关于x 的一元二次方程x 2-2ax +a +2=0的两个实根是α,β,且有1<α<2<β<3,则实数a 的取值范围是 . 答案 (2,115)解析 设f (x )=x 2-2ax +a +2,结合二次函数的图象及一元二次方程根的分布情况可得 ⎩⎪⎨⎪⎧f (1)>0,f (2)<0,f (3)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧1-2a +a +2>0,4-4a +a +2<0,9-6a +a +2>0,解得2<a <115,所以实数a 的取值范围为(2,115).12.关于x 的二次方程x 2+(m -1)x +1=0在区间[0,2]上有解,求实数m 的取值范围. 解 显然x =0不是方程x 2+(m -1)x +1=0的解, 0<x ≤2时,方程可变形为1-m =x +1x,又∵y =x +1x在(0,1]上单调递减,[1,2]上单调递增,∴y =x +1x 在(0,2]上的取值范围是[2,+∞),∴1-m ≥2,∴m ≤-1, 故m 的取值范围是(-∞,-1].13.已知f (x )=x 2+(a 2-1)x +(a -2)的一个零点比1大,一个零点比1小,求实数a 的取值范围.解 方法一 设方程x 2+(a 2-1)x +(a -2)=0的两根分别为x 1,x 2(x 1<x 2),则(x 1-1)(x 2-1)<0, ∴x 1x 2-(x 1+x 2)+1<0,由根与系数的关系,得(a -2)+(a 2-1)+1<0, 即a 2+a -2<0,∴-2<a <1.方法二 函数图象大致如图,则有f (1)<0,即1+(a 2-1)+a -2<0,∴-2<a <1. 故实数a 的取值范围是(-2,1).*14.已知二次函数f (x )的最小值为-4,关于x 的不等式f (x )≤0的解集为{x |-1≤x ≤3,x ∈R }. (1)求函数f (x )的解析式;(2)求函数g (x )=f (x )x-4ln x 的零点个数.解 (1)∵f (x )是二次函数且关于x 的不等式f (x )≤0的解集为{x |-1≤x ≤3,x ∈R }, ∴设f (x )=a (x +1)(x -3)=ax 2-2ax -3a 且a >0. 又∵a >0,f (x )=a [(x -1)2-4]≥-4,且f (1)=-4a , ∴f (x )min =-4a =-4,a =1.故函数f (x )的解析式为f (x )=x 2-2x -3.(2)∵g (x )=x 2-2x -3x -4ln x=x -3x-4ln x -2(x >0),∴g ′(x )=1+3x 2-4x =(x -1)(x -3)x 2.令g ′(x )=0,得x 1=1,x 2=3.当x 变化时,g ′(x ),g (x )的变化情况如下表:↗↘↗当0<x g (x )在(3,+∞)上单调递增, g (3)=-4ln 3<0,取x =e 5>3,又g (e 5)=e 5-3e 5-20-2>25-1-22=9>0.故函数g (x )只有1个零点且零点x 0∈(3,e 5).。

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第二章 2.1

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第二章 2.1

§2.1函数及其表示1.函数2.函数的三要素(1)定义域在函数y=f (x),x∈A中,x叫做自变量,所有的输入值x组成的集合A叫做函数y=f (x)的定义域.(2)值域对于A中的每一个x,都有一个输出值y与之对应.我们将所有输出值y组成的集合称为函数的值域.(3)对应法则f:A→B.3.函数的表示法表示函数的常用方法有解析法、图象法和列表法.4.分段函数若函数在其定义域的不同子集上,因对应法则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.分段函数的定义域等于各段函数的定义域的并集,其值域等于各段函数的值域的并集,分段函数虽由几个部分组成,但它表示的是一个函数.概念方法微思考1.分段函数f (x )的对应法则用两个式子表示,那么f (x )是两个函数吗? 提示 分段函数是一个函数.2.请你概括一下求函数定义域的类型.提示 (1)分式型;(2)根式型;(3)指数式型、对数式型;(4)三角函数型. 3.请思考以下常见函数的值域: (1)y =kx +b (k ≠0)的值域是R . (2)y =ax 2+bx +c (a ≠0)的值域:当a >0时,值域为⎣⎡⎭⎫4ac -b 24a ,+∞;当a <0时,值域为⎝⎛⎦⎤-∞,4ac -b 24a .(3)y =kx (k ≠0)的值域是{y |y ≠0}.(4)y =a x (a >0且a ≠1)的值域是(0,+∞).(5)y=log a x(a>0且a≠1)的值域是R.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)若A=R,B={x|x>0},f:x→y=|x|,其对应是从A到B的函数.(×)(2)若两个函数的定义域与值域相同,则这两个函数相等.(×)(3)已知f (x)=5(x∈R),则f (x2)=25.(×)(4)函数f (x)的图象与直线x=1最多有一个交点.(√)题组二教材改编2.以下属于函数的有________.(填序号)①y=±x;②y2=x-1;③y=x-2+1-x;④y=x2-2(x∈N).答案④3.函数y=f (x)的图象如图所示,那么,f (x)的定义域是________;值域是________;其中只有唯一的x值与之对应的y值的范围是________.答案[-3,0]∪[2,3][1,5][1,2)∪(4,5]题组三易错自纠4.下列图形中可以表示以M={x|0≤x≤1}为定义域,N={y|0≤y≤1}为值域的函数的图象是()答案 C解析 A 选项中的值域不满足,B 选项中的定义域不满足,D 选项不是函数的图象,由函数的定义可知选项C 正确.5.(多选)(2019·山东省济南市历城第二中学月考)下列各组函数是同一函数的是( ) A.f (x )=x 2-2x -1与g (s )=s 2-2s -1 B.f (x )=-x 3与g (x )=x -x C.f (x )=x x 与g (x )=1x 0D.f (x )=x 与g (x )=x 2 答案 AC6.函数y =x -2·x +2的定义域是________. 答案 [2,+∞)7.已知f (x )=x -1,则f (x )=____________. 答案 x 2-1(x ≥0)解析 令t =x ,则t ≥0,x =t 2,所以f (t )=t 2-1(t ≥0),即f (x )=x 2-1(x ≥0).8.(2019·湖北黄石一中模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≤0,2x -1,x >0,则f (f (0))的值为________;方程f (-x )=1的解是________. 答案 1 0或-1解析 ∵f (0)=1,∴f (f (0))=f (1)=1.当-x ≤0时,f (-x )=-x +1=1,解得x =0;当-x >0时,f (-x )=2-x -1=1,解得x =-1.第1课时函数的概念及表示法函数的概念1.下列各曲线表示的y与x之间的关系中,y不是x的函数的是()答案 C2.(2019·武汉模拟)下列五组函数中,表示同一函数的是________.(填序号) ①f (x )=x -1与g (x )=x 2-1x +1;②f (x )=lg x 2与g (x )=2lg x ;③f (x )=x +2,x ∈R 与g (x )=x +2,x ∈Z ; ④f (u )=1+u1-u与f (v )=1+v1-v; ⑤y =f (x )与y =f (x +1). 答案 ④3.已知A ={x |x =n 2,n ∈N },给出下列关系式:①f (x )=x ;②f (x )=x 2;③f (x )=x 3;④f (x )=x 4;⑤f (x )=x 2+1,其中能够表示函数f :A →A 的是________. 答案 ①②③④解析 对于⑤,当x =1时,x 2+1∉A ,故⑤错误,由函数定义可知①②③④均正确.思维升华 (1)函数的定义要求第一个数集A 中的任何一个元素在第二个数集B 中有且只有一个元素与之对应,即可以“多对一”,不能“一对多”,而B 中有可能存在与A 中元素不对应的元素.(2)构成函数的三要素中,定义域和对应法则相同,则值域一定相同.求函数的解析式例1 求下列函数的解析式:(1)已知f (1-sin x )=cos 2x ,求f (x )的解析式; (2)已知f ⎝⎛⎭⎫x 2+1x 2=x 4+1x4,求f (x )的解析式; (3)已知f (x )是一次函数且3f (x +1)-2f (x -1)=2x +17,求f (x )的解析式; (4)定义在(-1,1)内的函数f (x )满足2f (x )-f (-x )=lg(x +1),求f (x )的解析式. 解 (1)(换元法)设1-sin x =t ,t ∈[0,2], 则sin x =1-t ,∵f (1-sin x )=cos 2x =1-sin 2x , ∴f (t )=1-(1-t )2=2t -t 2,t ∈[0,2]. 即f (x )=2x -x 2,x ∈[0,2].(2)(配凑法)∵f ⎝⎛⎭⎫x 2+1x 2=⎝⎛⎭⎫x 2+1x 22-2, ∴f (x )=x 2-2,x ∈[2,+∞).(3)(待定系数法)因为f (x )是一次函数, 可设f (x )=ax +b (a ≠0),∴3[a (x +1)+b ]-2[a (x -1)+b ]=2x +17. 即ax +(5a +b )=2x +17,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,5a +b =17,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =7. ∴f (x )的解析式是f (x )=2x +7.(4)(消去法)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).思维升华 函数解析式的求法(1)待定系数法:若已知函数的类型,可用待定系数法.(2)换元法:已知复合函数f (g (x ))的解析式,可用换元法,此时要注意新元的取值范围.(3)配凑法:由已知条件f (g (x ))=F (x ),可将F (x )改写成关于g (x )的表达式,然后以x 替代g (x ),便得f (x )的解析式.(4)消去法:已知f (x )与f ⎝⎛⎭⎫1x 或f (-x )之间的关系式,可根据已知条件再构造出另外一个等式组成方程组,通过解方程组求出f (x ).跟踪训练1 (1)(2020·济南月考)若f ⎝⎛⎭⎫1x =x 1-x ,则当x ≠0,且x ≠1时,f (x )等于( ) A.1x B.1x -1 C.11-x D.1x -1 答案 B解析 f (x )=1x1-1x=1x -1(x ≠0且x ≠1).(2)已知f (x )是二次函数且f (0)=2,f (x +1)-f (x )=x -1,则f (x )=________. 答案 12x 2-32x +2解析 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 由f (0)=2,得c =2,f (x +1)-f (x )=a (x +1)2+b (x +1)+2-ax 2-bx -2=x -1,即2ax +a +b =x -1,∴⎩⎪⎨⎪⎧2a =1,a +b =-1,即⎩⎨⎧a =12,b =-32.∴f (x )=12x 2-32x +2.(3)已知f (x )满足2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x -1,求f (x ). 解 已知2f (x )+f ⎝⎛⎭⎫1x =3x -1,①以1x 代替①中的x (x ≠0),得 2f ⎝⎛⎭⎫1x +f (x )=3x-1,② ①×2-②,得3f (x )=6x -3x -1,故f (x )=2x -1x -13(x ≠0).分段函数命题点1 求分段函数的函数值例2 (1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x +1,x <2,x 2+ax ,x ≥2,若f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫23=-6,则实数a 的值为________,f (2)=________. 答案 -5 -6解析 由题意得,f ⎝⎛⎭⎫23=3·23+1=3, 所以f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫23=f (3)=9+3a =-6, 所以a =-5,f (2)=4-5×2=-6.(2)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧cos πx 2,x ≤0,f (x -1)+1,x >0,则f (2)=________.答案 3解析 f (2)=f (1)+1=f (0)+2=cos ⎝⎛⎭⎫π2×0+2=1+2=3.命题点2 分段函数与方程、不等式问题例3 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤0,|log 2x |,x >0,则使f (x )=12的x 的集合为__________.答案 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,2,22 解析 由题意知,若x ≤0,则2x =12,解得x =-1;若x >0,则|log 2x |=12,解得x =122 或x =122-.故所求x 的集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,2,22. 本例中,则使f (x )>12的x 的集合为________.答案 ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪-1<x <22或x >2 解析 当x ≤0时,由2x >12得-1<x ≤0;当x >0时,由|log 2x |>12得0<x <22或x > 2.综上,所求x 的集合是⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪-1<x <22或x >2.思维升华 (1)分段函数的求值问题的解题思路①求函数值:当出现f (f (a ))的形式时,应从内到外依次求值.②求自变量的值:先假设所求的值在分段函数定义区间的各段上,然后求出相应自变量的值,切记要代入检验.(2)分段函数与方程、不等式问题的求解思路依据不同范围的不同段分类讨论求解,最后将讨论结果并起来.跟踪训练2 (1)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,x ≥0,12x ,x <0,则f (f (-1))=________.答案 3解析 ∵f (-1)=12-1=2,∴f (f (-1))=f (2)=3.(2)(2018·全国Ⅰ改编)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是________. 答案 (-∞,0)解析 方法一 ①当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x ≤0,即x ≤-1时,f (x +1)<f (2x )即为2-(x +1)<2-2x ,即-(x +1)<-2x , 解得x <1.因此不等式的解集为(-∞,-1].②当⎩⎪⎨⎪⎧x +1≤0,2x >0时,不等式组无解.③当⎩⎪⎨⎪⎧ x +1>0,2x ≤0,即-1<x ≤0时,f (x +1)<f (2x )即1<2-2x ,解得x <0.因此不等式的解集为(-1,0).④当⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,2x >0,即x >0时,f (x +1)=1,f (2x )=1,不合题意.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,0).方法二 ∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≤0,1,x >0,∴函数f (x )的图象如图所示.由图可知,当x +1≤0且2x ≤0时,函数f (x )为减函数,故f (x +1)<f (2x )转化为x +1>2x . 此时x ≤-1.当2x <0且x +1>0时,f (2x )>1,f (x +1)=1, 满足f (x +1)<f (2x ). 此时-1<x <0.综上,不等式f (x +1)<f (2x )的解集为(-∞,-1]∪(-1,0)=(-∞,0).1.下列集合A到集合B的对应f是函数的是()A.A={-1,0,1},B{-1,0,1},f:A中的数的平方B.A={0,1},B={-1,0,1},f:A中的数求平方根C.A=Z,B=Q,f:A中的数取倒数D.A=R,B={正实数},f:A中的数取绝对值答案 A解析选项B中A中元素出现一对多的情况;选项C,D中均出现元素0无对应元素的情况.2.下列图象中不能作为函数图象的是()答案 B解析 B 项中的图象与垂直于x 轴的直线可能有两个交点,显然不满足函数的定义,故选B. 3.已知f ⎝⎛⎭⎫12x -1=2x -5,且f (a )=6,则a 等于( ) A.-74 B.74 C.43 D.-43答案 B解析 令t =12x -1,则x =2t +2,所以f (t )=2(2t +2)-5=4t -1, 所以f (a )=4a -1=6,即a =74.4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +1,x ≤0,1-log 2x ,x >0,则f (f (3))等于( )A.43B.23C.-43 D.-3 答案 A解析 因为f (3)=1-log 23=log 223<0,所以f (f (3))=f ⎝⎛⎭⎫log 223=22log 132+=432log 2=43. 5.(2019·衡水调研)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +1,x ≥0,3x 2,x <0,且f (x 0)=3,则实数x 0的值为( )A.-1B.1C.-1或1D.-1或-13答案 C解析由条件可知,当x0≥0时,f(x0)=2x0+1=3,所以x0=1;当x0<0时,f(x0)=3x20=3,所以x0=-1.所以实数x0的值为-1或1.6.如图,△AOD是一直角边长为1的等腰直角三角形,平面图形OBD是四分之一圆的扇形,点P 在线段AB上,PQ⊥AB,且PQ交AD或交弧DB于点Q,设AP=x(0<x<2),图中阴影部分表示的平面图形APQ(或APQD)的面积为y,则函数y=f (x)的大致图象是()答案 A解析 观察可知阴影部分的面积y 的变化情况为:(1)当0<x ≤1时,y 随x 的增大而增大,而且增加的速度越来越快.(2)当1<x <2时,y 随x 的增大而增大,而且增加的速度越来越慢.分析四个答案中的图象,只有选项A 符合条件.7.(多选)下列四组函数中,f (x )与g (x )相等的是( ) A.f (x )=ln x 2,g (x )=2ln x B.f (x )=x ,g (x )=(x )2 C.f (x )=x ,g (x )=3x 3D.f (x )=x ,g (x )=log a a x (a >0且a ≠1) 答案 CD解析 对于选项A,f (x )的定义域为{x |x ≠0},g (x )的定义域为{x |x >0},两个函数的定义域不相同,不是相等函数;对于选项B,f (x )的定义域为R ,g (x )的定义域为{x |x ≥0},两个函数的定义域不相同,不是相等函数;对于选项C,g (x )=3x 3=x ,两函数的定义域和对应法则相同,是相等函数; 对于选项D,g (x )=log a a x =x ,x ∈R ,两个函数的定义域和对应法则相同,是相等函数. 8.(多选)函数f (x )=x1+x 2,x ∈(-∞,0)∪(0,+∞),则下列等式成立的是( ) A.f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1xB.-f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1xC.1f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1x D.f (-x )=-f (x )答案 AD解析 根据题意得f (x )=x 1+x 2,所以f ⎝⎛⎭⎫1x =1x1+⎝⎛⎭⎫1x 2=x1+x 2, 所以f (x )=f ⎝⎛⎭⎫1x ;f (-x )=-x 1+(-x )2=-x 1+x 2=-f (x ), 所以f (-x )=-f (x ).9.已知函数f (x )的定义域为(0,+∞),且f (x )=3x ·f ⎝⎛⎭⎫1x +1,则f (x )=______________. 答案 -38x -18(x >0)解析 在f (x )=3x ·f ⎝⎛⎭⎫1x +1中,将x 换成1x ,则1x 换成x ,得f ⎝⎛⎭⎫1x =31x·f (x )+1,将该方程代入已知方程消去f ⎝⎛⎭⎫1x ,得f (x )=-38x -18(x >0). 10.(2020·福州质检)函数 f (x )满足 f (x +4)=f (x )(x ∈R ),且在区间(-2,2]上,f (x )=⎩⎨⎧cos πx2,0<x ≤2,⎪⎪⎪⎪x +12,-2<x ≤0,则 f (f (15))的值为________.答案22解析 由函数f (x )满足f (x +4)=f (x )(x ∈R ),可知函数f (x )的周期是4,所以f (15)=f (-1)=⎪⎪⎪⎪-1+12=12,所以f (f (15))=f ⎝⎛⎭⎫12=cos π4=22.11.若f (x )对于任意实数x 恒有2f (x )-f (-x )=3x +1,则f (1)=________. 答案 2解析 令x =1,得2f (1)-f (-1)=4,① 令x =-1,得2f (-1)-f (1)=-2,② 联立①②得,f (1)=2.12.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3+log 2x ,x >0,x 2-x -1,x ≤0,则不等式f (x )≤5的解集为________.答案 [-2,4]解析 由于f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3+log 2x ,x >0,x 2-x -1,x ≤0,当x >0时,令3+log 2x ≤5, 即log 2x ≤2=log 24,解得0<x ≤4; 当x ≤0时,令x 2-x -1≤5, 即(x -3)(x +2)≤0,解得-2≤x ≤3,∴-2≤x ≤0.∴不等式f (x )≤5的解集为[-2,4].13.(2019·湖北宜昌一中模拟)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3x -b ,x <1,2x ,x ≥1.若f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫56=4,则b 等于( ) A.1 B.78 C.34 D.12答案 D解析 f ⎝⎛⎭⎫56=3×56-b =52-b , 当52-b ≥1,即b ≤32时,f ⎝⎛⎭⎫52-b =5-22b , 即5-22b =4=22,得到52-b =2,即b =12;当52-b <1,即b >32时,f ⎝⎛⎭⎫52-b =152-3b -b =152-4b ,即152-4b =4,得到b =78<32,舍去. 综上,b =12,故选D.14.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x <0,x 2-2x ,x ≥0,若f (f (-2))>f (t ),则实数t 的取值范围是____________.答案 (-4,4)解析 f (-2)=4,f (4)=8,不等式f (f (-2))>f (t )可化为f (t )<8.当t <0时,-2t <8,得-4<t <0;当t ≥0时,t 2-2t <8,即(t -1)2<9,得0≤t <4.综上所述,t 的取值范围是(-4,4).15.已知具有性质:f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x )的函数,我们称f (x )为满足“倒负”变换的函数,下列函数: ①f (x )=x -1x ;②f (x )=x +1x ;③f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x ,0<x <1,0,x =1,-1x ,x >1.其中满足“倒负”变换的函数是____________.(填序号) 答案 ①③解析 对于①,f (x )=x -1x ,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x-x =-f (x ),满足;对于②,f ⎝⎛⎭⎫1x =1x +x =f (x ),不满足;对于③,f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x ,0<1x<1,0,1x =1,-x ,1x >1,即f ⎝⎛⎭⎫1x =⎩⎪⎨⎪⎧1x,x >1,0,x =1,-x ,0<x <1,故f ⎝⎛⎭⎫1x =-f (x ),满足.综上,满足“倒负”变换的函数是①③.16.根据统计,一名工人组装第x 件某产品所用的时间(单位:分钟)为f (x )=⎩⎨⎧cx,x <A ,cA ,x ≥A(A ,c为常数).已知工人组装第4件产品用时30分钟,组装第A 件产品用时15分钟,则c =________,A=________. 答案 60 16解析 因为组装第A 件产品用时15分钟, 所以cA=15,① 所以必有4<A ,且c 4=c2=30,② 联立①②解得c =60,A =16.第2课时 函数的定义域与值域函数的定义域求下列函数的定义域: (1)y =12-|x |+x 2-1;(2)y =25-x 2+lg cos x ; (3)y =x -12x -log 2(4-x 2); (4)y =1log 0.5(x -2)+(2x -5)0.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧2-|x |≠0,x 2-1≥0,得⎩⎪⎨⎪⎧x ≠±2,x ≤-1或x ≥1.所以函数的定义域为{x |x ≤-1或x ≥1且x ≠±2}.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧25-x 2≥0,cos x >0,得⎩⎪⎨⎪⎧-5≤x ≤5,2k π-π2<x <2k π+π2(k ∈Z ).所以函数的定义域为⎣⎡⎭⎫-5,-32π∪⎝⎛⎭⎫-π2,π2∪⎝⎛⎦⎤3π2,5. (3)要使函数有意义,必须⎩⎪⎨⎪⎧x -12x ≥0,x ≠0,4-x 2>0,解得-2<x <0或1≤x <2,∴函数的定义域为(-2,0)∪[1,2).(4)由⎩⎪⎨⎪⎧log 0.5(x -2)>0,2x -5≠0得⎩⎪⎨⎪⎧2<x <3,x ≠52,∴函数的定义域为⎝⎛⎭⎫2,52∪⎝⎛⎭⎫52,3. 思维升华 (1)给定函数的解析式,求函数的定义域的依据是使解析式有意义,如分式的分母不等于零,偶次根式的被开方数为非负数,零指数幂的底数不为零,对数的真数大于零且底数为不等于1的正数以及三角函数的定义域等.(2)求函数的定义域往往归结为解不等式组的问题.在解不等式组时要细心,取交集时可借助数轴,并且要注意端点值或边界值.函数的值域例1 (2019·长沙月考)求下列函数的值域: (1)y =x 2-2x +3,x ∈[0,3); (2)y =2x +1x -3;(3)y =2x -x -1; (4)y =x +1+x -1.解 (1)(配方法)y =x 2-2x +3=(x -1)2+2, 由x ∈[0,3),再结合函数的图象(如图①所示),可得函数的值域为[2,6).(2)(分离常数法)y =2x +1x -3=2(x -3)+7x -3=2+7x -3,显然7x -3≠0,∴y ≠2.故函数的值域为(-∞,2)∪(2,+∞). (3)(换元法)设t =x -1,则x =t 2+1,且t ≥0, ∴y =2(t 2+1)-t =2⎝⎛⎭⎫t -142+158, 由t ≥0,再结合函数的图象(如图②所示),可得函数的值域为⎣⎡⎭⎫158,+∞. (4)函数的定义域为[1,+∞),∵y =x +1与y =x -1在[1,+∞)上均为增函数, ∴y =x +1+x -1在[1,+∞)上为单调递增函数, ∴当x =1时,y min =2,即函数的值域为[2,+∞).结合本例(4)求函数y =x +1-x -1的值域.解 函数的定义域为[1,+∞), y =x +1-x -1=2x +1+x -1,由本例(4)知函数y =x +1+x -1的值域为[2,+∞), ∴0<1x +1+x -1≤22,∴0<2x +1+x -1≤2,∴函数的值域为(0,2].思维升华 求函数值域的一般方法(1)分离常数法;(2)反解法;(3)配方法;(4)不等式法;(5)单调性法;(6)换元法;(7)数形结合法;(8)导数法.跟踪训练1 求下列函数的值域: (1)y =1-x 21+x 2;(2)y =x +41-x ; (3)y =2x 2-x +12x -1⎝⎛⎭⎫x >12. 解 (1)方法一 y =1-x 21+x 2=-1+21+x 2,因为x 2≥0,所以x 2+1≥1,所以0<21+x 2≤2.所以-1<-1+21+x 2≤1.即函数的值域为(-1,1].方法二 由y =1-x 21+x 2,得x 2=1-y 1+y . 因为x 2≥0,所以1-y1+y≥0.所以-1<y ≤1,即函数的值域为(-1,1]. (2)设t =1-x ,t ≥0,则x =1-t 2,所以原函数可化为y =1-t 2+4t =-(t -2)2+5(t ≥0), 所以y ≤5,所以原函数的值域为(-∞,5]. (3)y =2x 2-x +12x -1=x (2x -1)+12x -1=x +12x -1=x -12+12x -12+12,因为x >12,所以x -12>0,所以x -12+12x -12≥2⎝⎛⎭⎫x -12·12⎝⎛⎭⎫x -12=2,当且仅当x -12=12x -12,即x =1+22时取等号.所以y ≥2+12,即原函数的值域为⎣⎡⎭⎫2+12,+∞.定义域与值域的应用例2 (1)(2020·广州模拟)若函数f (x )=ax 2+abx +b 的定义域为{x |1≤x ≤2},则a +b 的值为________. 答案 -92解析 函数f (x )的定义域是不等式ax 2+abx +b ≥0的解集.不等式ax 2+abx +b ≥0的解集为{x |1≤x ≤2},所以⎩⎪⎨⎪⎧a <0,a +ab +b =0,4a +2ab +b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-32,b =-3,所以a +b =-32-3=-92.(2)已知函数y =x 2+ax -1+2a 的值域为[0,+∞),求a 的取值范围.解 令t =g (x )=x 2+ax -1+2a ,要使函数y =t 的值域为[0,+∞),则说明[0,+∞)⊆{y |y =g (x )},即二次函数的判别式Δ≥0,即a 2-4(2a -1)≥0,即a 2-8a +4≥0,解得a ≥4+23或a ≤4-23,∴a 的取值范围是{a |a ≥4+23或a ≤4-23}.思维升华 已知函数的定义域、值域求参数问题.可通过分析函数解析式的结构特征,结合函数的图象、性质、转化为含参数的方程、不等式(组),然后求解.跟踪训练2 (1)若函数 f (x )=ax -2 021在[2 021,+∞)上有意义,则实数a 的取值范围为________. 答案 [1,+∞)解析 由于函数f (x )=ax -2 021在[2 021,+∞)上有意义,即ax -2 021≥0在[2 021,+∞)上恒成立,即a ≥2 021x 在[2 021,+∞)上恒成立,而0<2 021x ≤1,故a ≥1.(2)已知函数f (x )=12(x -1)2+1的定义域与值域都是[1,b ](b >1),则实数b =________.答案 3解析 f (x )=12(x -1)2+1,x ∈[1,b ]且b >1,则f (1)=1,f (b )=12(b -1)2+1,∵f (x )在[1,b ]上为增函数, ∴函数值域为⎣⎡⎦⎤1,12(b -1)2+1. 由已知得12(b -1)2+1=b ,解得b =3或b =1(舍).我们把不给出具体解析式,只给出函数的特殊条件或特征的函数称为抽象函数,一般用y =f (x )表示,抽象函数问题可以全面考查函数的概念和性质,将函数定义域、值域、单调性、奇偶性、周期性、图象集于一身,是考查函数的良好载体. 一、抽象函数的函数值例1 (1)设函数y =f (x )的定义域为(0,+∞),f (xy )=f (x )+f (y ),若f (8)=3,则f (2)=________. 答案 12解析 因为f (8)=3,所以f (2×4)=f (2)+f (4)=f (2)+f (2×2)=f (2)+f (2)+f (2)=3f (2)=3,所以f (2)=1.因为f (2)=f (2×2)=f (2)+f (2)=2f (2),所以2f (2)=1,所以f (2)=12.(2)设函数f (x )的定义域为R ,对于任意实数x 1,x 2,都有f (x 1)+f (x 2)=2f ⎝⎛⎭⎫x 1+x 22·f⎝⎛⎭⎫x 1-x 22,f (π)=-1,则f (0)=________. 答案 1解析 令x 1=x 2=π,则f (π)+f (π)=2f (π)f (0),∴f (0)=1. 二、抽象函数的定义域例2 (1)(2019·皖南八校模拟)已知函数f (x )=ln(-x -x 2),则函数f (2x +1)的定义域为________. 答案 ⎝⎛⎭⎫-1,-12 解析 由题意知,-x -x 2>0,∴-1<x <0,即f (x )的定义域为(-1,0). ∴-1<2x +1<0,则-1<x <-12.(2)若函数f (2x )的定义域是[-1,1],则f (log 2x )的定义域为________. 答案 [2,4]解析 对于函数y =f (2x ),-1≤x ≤1, ∴2-1≤2x ≤2.则对于函数y =f (log 2x ),2-1≤log 2x ≤2, ∴2≤x ≤4.故y =f (log 2x )的定义域为[2,4].1.函数f (x )=1(log 2x )2-1的定义域为( ) A.⎝⎛⎭⎫0,12 B.(2,+∞) C.⎝⎛⎭⎫0,12∪(2,+∞) D.⎝⎛⎦⎤0,12∪[2,+∞) 答案 C解析 由题意可知x 满足(log 2x )2-1>0,即log 2x >1或log 2x <-1,解得x >2或0<x <12,故所求函数的定义域是⎝⎛⎭⎫0,12∪(2,+∞). 2.下列函数中,与函数y =13x 定义域相同的函数为( ) A.y =1sin x B.y =ln x xC.y =x e xD.y =sin x x 答案 D解析 因为y =13x的定义域为{x |x ≠0},而y =1sin x 的定义域为{x |x ≠k π,k ∈Z },y =ln x x 的定义域为{x |x >0},y =x e x 的定义域为R ,y =sin x x的定义域为{x |x ≠0},故D 正确. 3.函数y =x -1+1的值域为( )A.(0,+∞)B.(1,+∞)C.[0,+∞)D.[1,+∞) 答案 D解析 函数y =x -1+1,定义域为[1,+∞),根据幂函数性质可知,该函数为增函数,当x =1时,该函数取得最小值1,故函数y =x -1+1的值域为[1,+∞).4.(2019·衡水中学调研)函数f (x )=-x 2-3x +4lg (x +1)的定义域为( ) A.(-1,0)∪(0,1]B.(-1,1]C.(-4,-1)D.(-4,0)∪(0,1] 答案 A解析 要使函数f (x )有意义,应有⎩⎪⎨⎪⎧ -x 2-3x +4≥0,x +1>0,x +1≠1,解得-1<x <0或0<x ≤1,故选A.5.函数y =1+x -1-2x 的值域为( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,32 B.⎝⎛⎦⎤-∞,32 C.⎝⎛⎭⎫32,+∞D.⎣⎡⎭⎫32,+∞ 答案 B解析 设1-2x =t ,则t ≥0,x =1-t 22,所以y =1+1-t 22-t =12(-t 2-2t +3)=-12(t +1)2+2,因为t ≥0,所以y ≤32.所以函数y =1+x -1-2x 的值域为⎝⎛⎦⎤-∞,32,故选B. 6.(2019·佛山模拟)函数f (x )=3x3x +2x的值域为( ) A.[1,+∞)B.(1,+∞)C.(0,1]D.(0,1)答案 D解析 f (x )=3x3x +2x =11+⎝⎛⎭⎫23x ,∵⎝⎛⎭⎫23x >0,∴1+⎝⎛⎭⎫23x>1,∴0<11+⎝⎛⎭⎫23x<1.7.(多选)下列函数中值域为R 的有( )A.f (x )=3x -1B.f (x )=lg(x 2-2)C.f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2,0≤x ≤22x ,x >2D.f (x )=x 3-1答案 ABD解析 A 项,f (x )=3x -1为增函数,函数的值域为R ,满足条件;B 项,由x 2-2>0得x >2或x <-2,此时f (x )=lg(x 2-2)的值域为R ,满足条件;C 项,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ x 2,0≤x ≤2,2x ,x >2,当x >2时,f (x )=2x >4,当0≤x ≤2时,f (x )=x 2∈[0,4],所以f (x )≥0,即函数的值域为[0,+∞),不满足条件;D 项,f (x )=x 3-1是增函数,函数的值域为R ,满足条件.8.(多选)若函数y =x 2-4x -4的定义域为[0,m ],值域为[-8,-4],则实数m 的值可能为() A.2 B.3 C.4 D.5答案 ABC解析 函数y =x 2-4x -4的对称轴方程为x =2,当0≤m ≤2时,函数在[0,m ]上单调递减,x =0时,取最大值-4,x =m 时,有最小值m 2-4m -4=-8,解得m =2.则当m >2时,最小值为-8,而f (0)=-4,由对称性可知,m ≤4.∴实数m 的值可能为2,3,4.9.(2019·江苏)函数y =7+6x -x 2的定义域是________.答案 [-1,7]解析 要使函数有意义,则7+6x -x 2≥0,解得-1≤x ≤7,则函数的定义域是[-1,7].10.函数f (x )=3x +2x,x ∈[1,2]的值域为________. 答案 [5,7]解析 令g (x )=3x +2x=3⎝⎛⎭⎫x +23x ,x >0, 易证g (x )在⎣⎡⎭⎫23,+∞上是增函数, ∴f (x )在[1,2]上为增函数,从而得f (x )的值域为[5,7].11.(2020·石家庄模拟)若函数f (x )=x -2+2x ,则f (x )的定义域是________,值域是________. 答案 [2,+∞) [4,+∞)解析 x -2≥0⇒x ≥2,所以函数f (x )的定义域是[2,+∞);因为函数y =x -2,y =2x 都是[2,+∞)上的单调递增函数,故函数f (x )=x -2+2x 也是[2,+∞)上的单调递增函数,所以函数f (x )的最小值为f (x )min =f (2)=4,故函数f (x )=x -2+2x 的值域为[4,+∞).12.函数y =x 2+2x +3x -1(x >1)的值域为________. 答案 [26+4,+∞)解析 令x -1=t >0,∴x =t +1.∴y =(t +1)2+2(t +1)+3t =t 2+4t +6t =t +6t+4 ≥2 6+4,当且仅当t =6t即t =6时等号成立. ∴函数的值域为[26+4,+∞).13.若函数y =f (x )的定义域为[0,2],则函数g (x )=f (2x )x -1的定义域是( ) A.[0,1)B.[0,1]C.[0,1)∪(1,4]D.(0,1) 答案 A解析 函数y =f (x )的定义域是[0,2],要使函数g (x )有意义,可得⎩⎪⎨⎪⎧0≤2x ≤2,x -1≠0,解得0≤x <1,故选A.14.定义新运算“★”:当m ≥n 时,m ★n =m ;当m <n 时,m ★n =n 2.设函数f (x )=(2★x )x -(4★x ),x ∈[1,4],则函数f (x )的值域为____________.答案 [-2,0]∪(4,60]解析 由题意知,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -4,x ∈[1,2],x 3-4,x ∈(2,4], 当x ∈[1,2]时,f (x )∈[-2,0];当x ∈(2,4]时,f (x )∈(4,60],故当x ∈[1,4]时,f (x )∈[-2,0]∪(4,60].15.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -x 2+2x ,0≤x ≤5,1-⎝⎛⎭⎫14x ,a ≤x <0的值域为[-15,1],则实数a 的取值范围是( ) A.(-∞,-2]B.[-2,0)C.[-2,-1]D.{-2} 答案 B解析 当0≤x ≤5时,f (x )=-x 2+2x =-(x -1)2+1,所以-15≤f (x )≤1;当a ≤x <0时,f (x )=1-⎝⎛⎭⎫14x 为增函数,所以1-⎝⎛⎭⎫14a ≤f (x )<0,因为f (x )的值域为[-15,1],所以⎩⎪⎨⎪⎧ 1-⎝⎛⎭⎫14a ≥-15,a <0,故-2≤a <0,故选B. 16.(多选)若一系列函数的解析式和值域相同,但定义域不相同,则称这些函数为“同值函数”,例如函数y =x 2,x ∈[1,2]与函数y =x 2,x ∈[-2,-1]即为“同值函数”,给出下面四个函数,其中能够被用来构造“同值函数”的是( )A.y =[x ]([x ]表示不超过x 的最大整数,例如[0.1]=0)B.y =x +x +1C.y =1x-log 3x D.y =⎪⎪⎪⎪x +1x +1 答案 AD解析 根据题意,“同值函数”需满足:对于同一函数值,有不同的自变量与其对应.因此,能够被用来构造“同值函数”的函数必须满足在其定义域内不单调.对于选项A,y =[x ],定义域为R ,在定义域内不是单调函数,有不同的自变量对应同一函数值,故A 可以构造“同值函数”;对于选项B,y =x +x +1,为定义在[-1,+∞)上的单调增函数,故B 不可以构造“同值函数”;对于选项C,y =1x-log 3x ,为定义在(0,+∞)上的单调减函数,故C 不可以构造“同值函数”; 对于选项D,y =⎪⎪⎪⎪x +1x +1,不是定义域上的单调函数,有不同的自变量对应同一函数值,故D 可以构造“同值函数”.所以能够被用来构造“同值函数”的是A,D.。

步步高苏教版高考数学理科一轮配套课件1.1集合的概念与运算

步步高苏教版高考数学理科一轮配套课件1.1集合的概念与运算
知识回顾 理清教材
图形
A∪B= {x|x∈A A∩B= {x|x∈A ∁sA= {x|x∈S, 符号
或 x∈B}
且 x∈B}
且 x∉A}
基础知识·自主学习
要点梳理
4.集合的运算性质 并集的性质: A∪∅=A;A∪A=A;A∪B=B∪A;A∪B=A⇔ B⊆A . 交集的性质: A∩∅=∅;A∩A=A;A∩B=B∩A;A∩B=A⇔ A⊆B . 补集的性质: A∪(∁SA)= S ;A∩(∁SA)= ∅ ;∁S(∁SA)= A .
(3)空集:空集是任意一个集合的子集,是任何非空集合的真 子集.即∅⊆A,∅ B(B≠∅).
n 2 (4)若 A 含有 n 个元素,则 A 的子集有 个,A 的非空子集
n 有 2 -1 个.
(5)集合相等:若 A⊆B,且 B⊆A,则 A=B
.
基础知识·自主学习
要点梳理
3.集合的运算 集合的并集 集合的交集 集合的补集
题型分类·深度剖析
跟踪训练 1 (1)已知集合 A={(x,y)|x,y∈R,且 x2+y2=1},
题型分类·深度剖析
题型一 集合的基本概念
思维启迪 解析 答案 思维升华
【例 1】
(1) 已 知 集 合 A =
当 y=4 时, x 可取 5, 有 1 个.
{1,2,3,4,5},B={(x,y)|x∈A,
故共有 1+2+3+4=10(个).
y∈A,x-y∈A},则 B 中所含 (2) 因 为 {1 , a + b , a} = b 10 元素的个数为________ . 0, ,b,a≠0, a (2)设 a,b∈R,集合{1,a+b, b 所以 a+b=0,得a=-1, b ,则 b-a= 0 , , b a} = a 所以 a=-1,b=1. 2 ________. 所以 b-a=2.

步步高大一轮复习讲义第课时PPT学习教案

步步高大一轮复习讲义第课时PPT学习教案
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【高考佐证2】 (2010·全国Ⅱ·20)频率
不同的两束单色光1和2以相同的入射
角从同一点射入一厚玻璃板后,其光
路如图9所示,下列说法正确的是( )
图9
A.单色光1的波长小于单色光2的波长
B.在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度
C.单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板
________(填“能”、“不能”或“无法确定能否”)发生全
反射.
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解析 (1)如图所示,单色光照射到EF弧面
上时刚好发生全反射,由全反射的条件得
C=45°

由折射定律得
n=ssinin9C0°

联立①②式得
n= 2.
(2)能
答案 (1) 2 (2)能
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题型互动探究
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【高考佐证3】 (2010·山东理综·37(2))如图10
所示,一段横截面为正方形的玻璃棒,中间
部分弯成四分之一圆弧形状,一细束单色光
由MN端面的中点垂直射入,恰好能在弧面
EF上发生全反射,然后垂直PQ端面射出.
图10
(1)求该玻璃棒的折射率.
(2)若将入射光向N端平移,当第一次射到弧面EF上时
介质射向 光疏
介质.
(2)入射角 大于
临界角.
3.临界角:折射角等于90°时的入射角.设光线从 某介质
射向 空气
时的临界角为C,则sin C=n1.
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五、棱镜 1.常用的棱镜是横截面为三角形或梯形的三棱镜,通常简
称为棱镜. 2.棱镜对光线的控制作用
让一束单色光从空气射向玻璃 棱镜的一个侧面,光线经过棱 镜两次折射从另一侧面射出时, 将向棱镜的底部方向偏折,如

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第二章 2.10

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第二章 2.10

§2.10函数模型及其应用1.几类函数模型2.三种函数模型的性质概念方法微思考请用框图概括解函数应用题的一般步骤. 提示解函数应用题的步骤题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)某种商品进价为每件100元,按进价增加10%出售,后因库存积压降价,若按九折出售,则每件还能获利.( × )(2)函数y =2x 的函数值比y =x 2的函数值大.( × )(3)已知a >0且a ≠1,则不存在x 0,使0xa <x n0<log a x 0.( × )(4)“指数爆炸”是指数型函数y =ab x +c (a ≠0,b >0,b ≠1)增长速度越来越快的形象比喻.( × )题组二 教材改编2.用长度为24的材料围一矩形场地,中间加两道隔墙,要使矩形的面积最大,则隔墙的长度为________. 答案 3解析 设隔墙的长度为x (0<x <6),矩形面积为y , 则y =x ×24-4x 2=2x (6-x )=-2(x -3)2+18,∴当x =3时,y 最大.3.生产一定数量的商品的全部费用称为生产成本,某企业一个月生产某种商品x 万件时的生产成本为C (x )=12x 2+2x +20(万元).一万件售价为20万元,为获取更大利润,该企业一个月应生产该商品数量为______万件. 答案 18解析 利润L (x )=20x -C (x )=-12(x -18)2+142,当x =18时,L (x )有最大值.4.已知某物体的温度Q (单位:摄氏度)随时间t (单位:分钟)的变化规律为Q =m ·2t +21-t (t ≥0,且m >0).若物体的温度总不低于2摄氏度,则m 的取值范围是________. 答案 ⎣⎡⎭⎫12,+∞ 解析 由题意得,m ·2t +21-t ≥2恒成立(t ≥0,且m >0), 又m ·2t +21-t ≥22m ,∴22m ≥2,∴m ≥12.题组三 易错自纠5.(多选)某工厂生产一种溶液,按市场要求杂质含量不得超过0.1%,而这种溶液最初的杂质含量为2%,现进行过滤,已知每过滤一次杂质含量减少13,则使产品达到市场要求的过滤次数可以为(参考数据:lg 2≈0.301,lg 3≈0.477)( ) A.6 B.9 C.8 D.7 答案 BC解析 设经过n 次过滤,产品达到市场要求, 则2100×⎝⎛⎭⎫23n ≤11 000,即⎝⎛⎭⎫23n ≤120, 由n lg 23≤-lg 20,即n (lg 2-lg 3)≤-(1+lg 2),得n ≥1+lg 2lg 3-lg 2≈7.4,故选BC.6.某市生产总值连续两年持续增加.第一年的增长率为p ,第二年的增长率为q ,则该市这两年生产总值的年平均增长率为____________. 答案(p +1)(q +1)-1解析 设年平均增长率为x ,则(1+x )2=(1+p )(1+q ), ∴x =(1+p )(1+q )-1.7.已知某种动物繁殖量y (只)与时间x (年)的关系为y =a log 3(x +1),设这种动物第2年有100只,到第8年它们发展到________只. 答案 200解析 由题意知100=a log 3(2+1), ∴a =100,∴y =100log 3(x +1). 当x =8时,y =100log 39=200.用函数图象刻画变化过程1.(2019·武汉月考)高为H,满缸水量为V的鱼缸的轴截面如图所示,其底部破了一个小洞,满缸水从洞中流出,若鱼缸水深为h时水的体积为v,则函数v=f (h)的大致图象是()答案 B解析v=f (h)是增函数,且曲线的斜率应该是先变大后变小,故选B.2.设甲、乙两地的距离为a(a>0),小王骑自行车匀速从甲地到乙地用了20分钟,在乙地休息10分钟后,他又匀速从乙地返回到甲地用了30分钟,则小王从出发到返回原地所经过的路程y和其所用的时间x的函数图象为()答案 D解析y为“小王从出发到返回原地所经过的路程”而不是位移,故排除A,C.又因为小王在乙地休息10分钟,故排除B,故选D.3.某公司为确定下一年度投入某种产品的宣传费,需了解年宣传费x(单位:千元)对年销售量y(单位:t)的影响.根据近8年的年宣传费x i和年销售量y i(i=1,2,…,8)数据得到下面的散点图.则下列哪个作为年销售量y关于年宣传费x的函数模型最适合()A.y=ax+bB.y=a+b xC.y=a·b xD.y=ax2+bx+c答案 B解析根据散点图可知,选择y=a+b x最适合.思维升华判断函数图象与实际问题变化过程相吻合的两种方法(1)构建函数模型法:当根据题意易构建函数模型时,先建立函数模型,再结合模型选图象.(2)验证法:根据实际问题中两变量的变化快慢等特点,结合图象的变化趋势,验证是否吻合,从中排除不符合实际的情况,选择出符合实际情况的答案.已知函数模型的实际问题例 (1)(2020·广州模拟)某工厂生产某种产品固定成本为2 000万元,并且每生产一单位产品,成本增加10万元.又知总收入K 是单位产品数Q 的函数,K (Q )=40Q -120Q 2,则总利润L (Q )的最大值是________万元. 答案 2 500解析 L (Q )=40Q -120Q 2-10Q -2 000=-120Q 2+30Q -2 000=-120(Q -300)2+2 500.则当Q =300时,L (Q )取得最大值为2 500万元.(2)为了预防流感,某学校对教室用药熏消毒法进行消毒.已知药物释放过程中,室内每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)成正比;药物释放完毕后,y 与t 的函数关系式y =⎝⎛⎭⎫116t -a(a 为常数),如图所示,根据图中提供的信息,回答下列问题:①从药物释放开始,每立方米空气中的含药量y (毫克)与时间t (小时)之间的函数关系式为________________________________________________________________________. ②据测定,当空气中每立方米的含药量降低到0.25毫克以下时,学生方可进教室,那么从药物释放开始,至少需要经过________小时后,学生才能回到教室. 答案 ①y =⎩⎪⎨⎪⎧10t ,0≤t ≤0.1,⎝⎛⎭⎫116t -0.1,t >0.1②0.6解析 ①设y =kt ,由图象知y =kt 过点(0.1,1), 则1=k ×0.1,k =10,∴y =10t (0≤t ≤0.1). 由y =⎝⎛⎭⎫116t -a 过点(0.1,1),得1=⎝⎛⎭⎫1160.1-a , 解得a =0.1,∴y =⎝⎛⎭⎫116t -0.1(t >0.1). ②由⎝⎛⎭⎫116t -0.1≤0.25=14,得t ≥0.6. 故至少需经过0.6小时学生才能回到教室.思维升华 求解所给函数模型解决实际问题的关键点 (1)认清所给函数模型,弄清哪些量为待定系数. (2)根据已知利用待定系数法,确定模型中的待定系数. (3)利用该模型求解实际问题.跟踪训练 (1)拟定甲、乙两地通话m 分钟的电话费(单位:元)由f (m )=1.06(0.5[m ]+1)给出,其中m >0,[m ]是不超过m 的最大整数(如[3]=3,[3.7]=3,[3.1]=3),则甲、乙两地通话6.5分钟的电话费为______元. 答案 4.24解析 ∵m =6.5,∴[m ]=6,则f (6.5)=1.06×(0.5×6+1)=4.24.(2)某地西红柿上市后,通过市场调查,得到西红柿种植成本Q (单位:元/100 kg)与上市时间t (单位:天)的数据如下表:根据上表数据,从下列函数中选取一个函数描述西红柿种植成本Q 与上市时间t 的变化关系: Q =at +b ,Q =at 2+bt +c ,Q =a ·b t ,Q =a ·log b t . 利用你选取的函数,求:①西红柿种植成本最低时的上市天数是________; ②最低种植成本是________元/100 kg. 答案 ①120 ②80解析 因为随着时间的增加,种植成本先减少后增加,而且当t =60和t =180时种植成本相等,再结合题中给出的四种函数关系可知,种植成本与上市时间的变化关系应该用二次函数Q =at 2+bt +c ,即Q =a (t -120)2+m 描述,将表中数据代入可得⎩⎪⎨⎪⎧ a (60-120)2+m =116,a (100-120)2+m =84,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =0.01,m =80, 所以Q =0.01(t -120)2+80,故当上市天数为120时,种植成本取到最低值80元/100 kg.命题点1 构造二次函数模型例1 某城市对一种售价为每件160元的商品征收附加税,税率为R %(即每销售100元征税R 元),若每年销售量为⎝⎛⎭⎫30-52R 万件,要使附加税不少于128万元,则R 的取值范围是( ) A.[4,8] B.[6,10] C.[4%,8%]D.[6%,10%]解析 根据题意,要使附加税不少于128万元,需⎝⎛⎭⎫30-52R ×160×R %≥128, 整理得R 2-12R +32≤0,解得4≤R ≤8,即R ∈[4,8].命题点2 构造指数函数、对数函数模型例2 一片森林原来面积为a ,计划每年砍伐一些树,且每年砍伐面积的百分比相等,当砍伐到面积的一半时,所用时间是10年,为保护生态环境,森林面积至少要保留原面积的14,已知到今年为止,森林剩余面积为原来的22. (1)求每年砍伐面积的百分比;(2)到今年为止,该森林已砍伐了多少年? 解 (1)设每年砍伐面积的百分比为x (0<x <1), 则a (1-x )10=12a ,即(1-x )10=12,解得x =1-11012⎛⎫⎪⎝⎭. (2)设经过m 年剩余面积为原来的22, 则a (1-x )m =22a ,即11021122m⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 即m 10=12,解得m =5. 故到今年为止,该森林已砍伐了5年.若本例的条件不变,试计算:今后最多还能砍解 设从今年开始,以后砍了n 年, 则n 年后剩余面积为22a (1-x )n . 令22a (1-x )n ≥14a ,即(1-x )n ≥24, 1012n ⎛⎫ ⎪⎝⎭≥3212⎛⎫⎪⎝⎭,即n 10≤32,解得n ≤15. 故今后最多还能砍伐15年.命题点3 构造“对勾函数”模型例3 (1)(2019·福州月考)某汽车运输公司购买了一批豪华大客车投入营运,据市场分析,每辆客车营运的总利润y (万元)与营运年数x 的关系如图所示(抛物线的一段),则为使其营运年平均利润最大,每辆客车营运年数为________.答案 5解析 根据图象求得y =-(x -6)2+11, ∴年平均利润yx=12-⎝⎛⎭⎫x +25x , ∵x +25x ≥10,当且仅当x =5时等号成立.∴要使平均利润最大,客车营运年数为5.(2)某地区要建造一条防洪堤,其横断面为等腰梯形,腰与底边夹角为60°(如图),考虑防洪堤坚固性及石块用料等因素,设计其横断面要求面积为9 3 平方米,且高度不低于 3 米.记防洪堤横断面的腰长为x 米,外周长(梯形的上底线段BC 与两腰长的和)为y 米.要使防洪堤的上面与两侧面的水泥用料最省(即横断面的外周长最小),则防洪堤的腰长x =________米.答案 2 3解析 由题意可得BC =18x -x2(2≤x <6),∴y =18x +3x 2≥218x ×3x2=6 3. 当且仅当18x =3x2(2≤x <6),即x =23时等号成立.命题点4 构造分段函数模型例4 共享单车是城市慢行系统的一种模式创新,对于解决民众出行“最后一公里”的问题特别见效,由于停取方便、租用价格低廉,各色共享单车受到人们的热捧.某自行车厂为共享单车公司生产新样式的单车,已知生产新样式单车的固定成本为20 000元,每生产一辆新样式单车需要增加投入100元.根据初步测算,自行车厂的总收益(单位:元)满足分段函数h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧400x -12x 2,0<x ≤400,80 000,x >400,其中x 是新样式单车的月产量(单位:辆),利润=总收益-总成本. (1)试将自行车厂的利润y (单位:元)表示为关于月产量x 的函数; (2)当月产量为多少辆时自行车厂的利润最大?最大利润是多少? 解 (1)依题设知,总成本为(20 000+100x )元,则y =⎩⎪⎨⎪⎧-12x 2+300x -20 000,0<x ≤400,且x ∈N ,60 000-100x ,x >400,且x ∈N .(2)当0<x ≤400时,y =-12(x -300)2+25 000,故当x =300时,y max =25 000;当x>400时,y=60 000-100x是减函数,故y<60 000-100×400=20 000.所以当月产量为300辆时,自行车厂的利润最大,最大利润为25 000元.素养提升数学建模是对现实问题进行数学抽象,用数学语言表达问题、用数学知识与方法构建模型解决问题的过程.主要包括:在实际情境中从数学的视角发现问题、提出问题,分析问题、构建模型,求解结论,验证结果并改进模型,最终解决实际问题.函数模型的建立主要是理清变量间的关系,将它们用数学语言表示.1.(2019·厦门月考)某工厂6年来生产某种产品的情况是:前3年年产量的增长速度越来越快,后3年年产量保持不变,则该厂6年来这种产品的总产量C与时间t(年)的函数关系图象正确的是()答案 A解析 前3年年产量的增长速度越来越快,说明呈高速增长,只有A,C 图象符合要求,而后3年年产量保持不变,故选A.2.在某种新型材料的研制中,实验人员获得了下列一组实验数据,现准备用下列四个函数中的一个近似表示这些数据的规律,其中最接近的一个是( )A.y =2x -2B.y =12(x 2-1)C.y =log 2xD.y =12log x答案 B解析 由题表可知函数在(0,+∞)上是增函数,且y 的变化随x 的增大而增大得越来越快,分析选项可知B 符合,故选B.3.一种放射性元素的质量按每年10%衰减,这种放射性元素的半衰期(剩余质量为最初质量的一半所需的时间叫作半衰期)是(精确到0.1,已知lg 2≈0.301 0,lg 3≈0.477 1)( ) A.5.2 B.6.6 C.7.1 D.8.3 答案 B解析 设这种放射性元素的半衰期是x 年, 则(1-10%)x =12,化简得0.9x =12,即x =log 0.912=lg 12lg 0.9=-lg 22lg 3-1≈-0.301 02×0.477 1-1≈6.6(年).故选B.4.某单位为鼓励职工节约用水,作出了以下规定:每位职工每月用水不超过10 m 3的,按每立方米m 元收费;用水超过10 m 3的,超过部分加倍收费.某职工某月缴水费16m 元,则该职工这个月实际用水为( )A.13 m 3B.14 m 3C.18 m 3D.26 m 3 答案 A解析 设该职工用水x m 3时,缴纳的水费为y 元,由题意得y =⎩⎪⎨⎪⎧mx ,0<x ≤10,10m +(x -10)·2m ,x >10,则10m +(x -10)·2m =16m ,解得x =13.5.(2020·青岛模拟)某厂有许多形状为直角梯形的铁皮边角料,如图,为降低消耗,开源节流,现要从这些边角料上截取矩形铁片(如图中阴影部分)备用,当截取的矩形面积最大时,矩形两边长x ,y 应为( )A.x =15,y =12B.x =12,y =15C.x =14,y =10D.x =10,y =14答案 A解析 由三角形相似得24-y 24-8=x 20,得x =54(24-y ),所以S =xy =-54(y -12)2+180,所以当y =12时,S 有最大值,此时x =15.检验符合题意.6.某位股民购进某支股票,在接下来的交易时间内,他的这支股票先经历了n 次涨停(每次上涨10%),又经历了n次跌停(每次下跌10%),则该股民这支股票的盈亏情况(不考虑其他费用)为()A.略有盈利B.略有亏损C.没有盈利也没有亏损D.无法判断盈亏情况答案 B解析设该股民购进股票的资金为a,则交易结束后,所剩资金为a(1+10%)n·(1-10%)n=a·(1-0.01)n=a·0.99n<a.7.(多选)在一次社会实践活动中,某数学调研小组根据车间持续5个小时的生产情况画出了某种产品的总产量y(单位:千克)与时间x(单位:小时)的函数图象,则以下关于该产品生产状况的正确判断是()A.在前三小时内,每小时的产量逐步增加B.在前三小时内,每小时的产量逐步减少C.最后一小时内的产量与第三小时内的产量相同D.最后两小时内,该车间没有生产该产品答案BD解析由该车间5小时来某种产品的总产量y(千克)与时间x(小时)的函数图象,得前三小时的年产量逐步减少,故A错误,B正确;后两小时均没有生产,故C错误,D正确.8.“好酒也怕巷子深”,许多著名品牌是通过广告宣传进入消费者视线的.已知某品牌商品广告销售的收入R与广告费A之间满足关系R=a A(a为常数),广告效应为D=a A-A.那么精明的商人为了取得最大的广告效应,投入的广告费应为________.(用常数a表示)答案1 4a2解析 令t =A (t ≥0),则A =t 2, ∴D =at -t 2=-⎝⎛⎭⎫t -12a 2+14a 2, ∴当t =12a ,即A =14a 2时,D 取得最大值.9.(2019·皖南八校联考)某购物网站在2019年11月开展“全部6折”促销活动,在11日当天购物还可以再享受“每张订单金额(6折后)满300元时可减免100元”.某人在11日当天欲购入原价48元(单价)的商品共42件,为使花钱总数最少,他最少需要下的订单张数为________. 答案 3解析 为使花钱总数最少,需使每张订单满足“每张订单金额(6折后)满300元时可减免100元”,即每张订单打折前原金额不少于500元.由于每件原价48元,因此每张订单至少11件,又42=11×3+9,所以最少需要下的订单张数为3.10.某市用37辆汽车往灾区运送一批救灾物资,假设以v km/h 的速度直达灾区,已知某市到灾区公路线长400 km,为了安全起见,两辆汽车的间距不得小于⎝⎛⎭⎫v202 km,那么这批物资全部到达灾区的最少时间是______ h.(车身长度不计) 答案 12解析 设全部物资到达灾区所需时间为t h,由题意可知,t 相当于最后一辆车行驶了⎣⎡⎦⎤36×⎝⎛⎭⎫v 202+400 km 所用的时间, 因此,t =36×⎝⎛⎭⎫v202+400v =36v 400+400v ≥236v 400×400v=12, 当且仅当36v 400=400v ,即v =2003时取等号.故这些汽车以2003km/h 的速度匀速行驶时,所需时间最少,最少时间为12 h.11.(2019·咸宁质检)“活水围网”养鱼技术具有养殖密度高、经济效益好的特点.研究表明:“活水围网”养鱼时,某种鱼在一定的条件下,每尾鱼的平均生长速度v (单位:千克/年)是养殖密度x (单位:尾/立方米)的函数.当x 不超过4尾/立方米时,v 的值为2千克/年;当4<x ≤20时,v 是x 的一次函数,当x 达到20尾/立方米时,因缺氧等原因,v 的值为0千克/年. (1)当0<x ≤20时,求v 关于x 的函数解析式;(2)当养殖密度x 为多大时,鱼的年生长量(单位:千克/立方米)可以达到最大?并求出最大值. 解 (1)由题意得当0<x ≤4时,v =2;当4≤x ≤20时,设v =ax +b ,a ≠0, 显然v =ax +b 在[4,20]内是减函数,由已知得⎩⎪⎨⎪⎧20a +b =0,4a +b =2,解得⎩⎨⎧a =-18,b =52,所以v =-18x +52,故函数v =⎩⎪⎨⎪⎧2,0<x ≤4,x ∈N *-18x +52,4<x ≤20,x ∈N *.(2)设年生长量为f (x )千克/立方米,依题意并由(1)可得 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,0<x ≤4,-18x 2+52x ,4<x ≤20.当0<x ≤4时,f (x )为增函数,故f (x )max =f (4)=4×2=8;当4<x ≤20时,f (x )=-18x 2+52x =-18(x 2-20x )=-18(x -10)2+252,f (x )max =f (10)=12.5.所以当0<x ≤20时,f (x )的最大值为12.5.即当养殖密度为10尾/立方米时,鱼的年生长量可以达到最大,最大值为12.5千克/立方米. 12.某地下车库在排气扇发生故障的情况下测得空气中一氧化碳含量达到了危险状态,经抢修排气扇恢复正常.排气4分钟后测得车库内的一氧化碳浓度为64 ppm,继续排气4分钟后又测得浓度为32 ppm.由检验知该地下车库一氧化碳浓度y (ppm)与排气时间t (分钟)之间存在函数关系y =c ⎝⎛⎭⎫12mt(c ,m 为常数). (1)求c ,m 的值;(2)若空气中一氧化碳浓度不高于0.5 ppm 为正常,问至少排气多少分钟,这个地下车库中的一氧化碳含量才能达到正常状态?解 (1)由题意可列方程组⎩⎨⎧64=c ⎝⎛⎭⎫124m ,32=c ⎝⎛⎭⎫128m ,两式相除,解得⎩⎪⎨⎪⎧c =128,m =14. (2)由题意可列不等式1411282t ⎛⎫⎪⎝⎭≤0.5, 所以1411282t ⎛⎫⎪⎝⎭≤⎝⎛⎭⎫128,即14t ≥8,解得t ≥32.故至少排气32分钟,这个地下车库中的一氧化碳含量才能达到正常状态.13.为了响应政府推进“菜篮子”工程建设的号召,某经销商投资60万元建了一个蔬菜生产基地,第一年支出各种费用8万元,以后每年支出的费用比上一年多2万元,每年销售蔬菜的收入为26万元.设f (n )表示前n 年的纯利润,则从第________年开始盈利.[f (n )=前n 年的总收入-前n 年的总费用支出-投资额]答案 5解析 由题意知f (n )=26n -⎣⎡⎦⎤8n +n (n -1)2×2-60=-n 2+19n -60. 令f (n )>0,即-n 2+19n -60>0,解得4<n <15,所以从第5年开始盈利.14.物体在常温下的温度变化可以用牛顿冷却规律来描述:设物体的初始温度是T 0,经过一定时间t (单位:min)后的温度是T ,则T -T a =(T 0-T a )12t h⎛⎫ ⎪⎝⎭,其中T a 称为环境温度,h 称为半衰期.现有一杯用85 ℃热水冲的速溶咖啡,放在21 ℃的房间中,如果咖啡降到37 ℃需要16 min,那么这杯咖啡要从37 ℃降到29 ℃,还需要________ min.答案 8解析 由题意知T a =21 ℃.令T 0=85 ℃,T =37 ℃,得37-21=(85-21)·1612h⎛⎫ ⎪⎝⎭,∴h =8. 令T 0=37 ℃,T =29 ℃,则29-21=(37-21)·812t ⎛⎫ ⎪⎝⎭,∴t =8.15.商家通常依据“乐观系数准则”确定商品销售价格,即根据商品的最低销售限价a ,最高销售限价b (b >a )以及实数x (0<x <1)确定实际销售价格c =a +x (b -a ).这里,x 被称为乐观系数.经验表明,最佳乐观系数x 恰好使得(c -a )是(b -c )和(b -a )的等比中项.据此可得,最佳乐观系数x =________.答案 5-12解析 由题意得x =c -a b -a,(c -a )2=(b -c )(b -a ), ∵b -c =(b -a )-(c -a ),∴(c -a )2=(b -a )2-(b -a )(c -a ),两边同除以(b -a )2,得x 2+x -1=0,解得x =-1±52.∵0<x <1,∴x =5-12. 16.某书商为提高某套丛书的销售量,准备举办一场展销会.据市场调查,当每套丛书售价定为x 元时,销售量可达到(15-0.1x )万套.现出版社为配合该书商的活动,决定进行价格改革,将每套丛书的供货价格分成固定价格和浮动价格两部分,其中固定价格为30元,浮动价格(单位:元)与销售量(单位:万套)成反比,比例系数为10.假设不计其他成本,即销售每套丛书的利润=售价-供货价格,问:(1)每套丛书售价定为100元时,书商能获得的总利润是多少万元?(2)每套丛书售价定为多少元时,单套丛书的利润最大?解 (1)每套丛书售价定为100元时,销售量为15-0.1×100=5(万套),此时每套供货价格为30+105=32(元),书商所获得的总利润为5×(100-32)=340(万元). (2)每套丛书售价定为x 元时,由⎩⎪⎨⎪⎧15-0.1x >0,x >0, 解得0<x <150.依题意,单套丛书利润P =x -⎝⎛⎭⎫30+1015-0.1x =x -100150-x-30, 所以P =-⎣⎡⎦⎤(150-x )+100150-x +120. 因为0<x <150,所以150-x >0,则(150-x )+100150-x≥2(150-x )·100150-x=2×10=20, 当且仅当150-x =100150-x,即x =140时等号成立, 此时,P max =-20+120=100.所以每套丛书售价定为140元时,单套丛书的利润最大,最大值为100元.。

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第一章 1.4

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§1.4 不等关系与不等式1.两个实数比较大小的方法(1)作差法⎩⎪⎨⎪⎧a -b >0⇔a >b a -b =0⇔a =b a -b <0⇔a <b(a ,b ∈R )(2)作商法⎩⎪⎨⎪⎧ab>1⇔a >b ab =1⇔a =ba b <1⇔a <b(a ∈R ,b >0)2.不等式的基本性质概念方法微思考1.若a >b ,且a 与b 都不为0,则1a 与1b的大小关系确定吗?提示 不确定.若a >b ,ab >0,则1a <1b ,即若a 与b 同号,则分子相同时,分母大的反而小;若a >0>b ,则1a >1b ,即正数大于负数.2.两个同向不等式可以相加和相乘吗?提示 可以相加但不一定能相乘,例如2>-1,-1>-3.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)两个实数a ,b 之间,有且只有a >b ,a =b ,a <b 三种关系中的一种.( √ ) (2)若ab>1,则a >b .( × )(3)一个不等式的两边同加上或同乘以同一个数,不等号方向不变.( × )(4)a >b >0,c >d >0⇒a d >bc .( √ )题组二 教材改编2.若a ,b 都是实数,则“a -b >0”是“a 2-b 2>0”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件答案 A 解析a -b >0⇒a >b ⇒a >b ⇒a 2>b 2,但a 2-b 2>0⇏a -b >0.3.若a >b >0,c <d <0,则一定有( ) A.a c -bd >0 B.a c -b d <0 C.a d >b c D.a d <b c答案 D解析 ∵c <d <0,∴0<-d <-c , 又0<b <a ,∴-bd <-ac ,即bd >ac , 又∵cd >0,∴bd cd >ac cd ,即b c >ad .题组三 易错自纠4.设a ,b ∈R ,则“a >2且b >1”是“a +b >3且ab >2”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件 答案 A解析 若a >2且b >1,则由不等式的同向可加性可得a +b >2+1=3,由不等式的同向同正可乘性可得ab >2×1=2.即“a >2且b >1”是“a +b >3且ab >2”的充分条件;反之,若“a +b >3且ab >2”,则“a >2且b >1”不一定成立,如a =6,b =12.所以“a >2且b >1”是“a+b >3且ab >2”的充分不必要条件.故选A. 5.(多选)下列命题为真命题的是( ) A.若a >b >0,则ac 2>bc 2 B.若a <b <0,则a 2>ab >b 2 C.若a >b >0且c <0,则c a 2>cb 2D.若a >b 且1a >1b ,则ab <0答案 BCD解析 当c =0时,不等式不成立,∴A 命题是假命题;⎩⎪⎨⎪⎧ a <b ,a <0⇒a 2>ab ,⎩⎪⎨⎪⎧a <b ,b <0⇒ab >b 2,∴a 2>ab >b 2,∴B 命题是真命题;a >b >0⇒a 2>b 2>0⇒0<1a 2<1b 2,∵c <0,∴c a 2>cb 2,∴C 命题是真命题;1a >1b ⇒1a -1b >0⇒b -a ab >0,∵a >b ,∴b -a <0,ab <0,∴D 命题是真命题,∴本题选BCD.6.(2019·北京市海淀区育英学校期中)若实数a, b 满足0<a <2, 0<b <1,则a -b 的取值范围是________. 答案 (-1,2)解析 ∵0<b <1,∴-1<-b <0, ∵0<a <2,∴-1<a -b <2.比较两个数(式)的大小例1 (1)若a <0,b <0,则p =b 2a +a 2b 与q =a +b 的大小关系为( )A.p <qB.p ≤qC.p >qD.p ≥q答案 B解析 (作差法)p -q =b 2a +a 2b -a -b=b 2-a 2a +a 2-b 2b =(b 2-a 2)·⎝⎛⎭⎫1a -1b =(b 2-a 2)(b -a )ab =(b -a )2(b +a )ab ,因为a <0,b <0,所以a +b <0,ab >0. 若a =b ,则p -q =0,故p =q ; 若a ≠b ,则p -q <0,故p <q . 综上,p ≤q .故选B.(2)已知a >b >0,比较a a b b 与a b b a 的大小. 解 ∵a a b b a b b a =a a -b b a -b =⎝⎛⎭⎫a b a -b,又a >b >0,故ab >1,a -b >0,∴⎝⎛⎭⎫a b a -b >1,即a a b ba b b a >1, 又a b b a >0,∴a a b b >a b b a ,∴a a b b 与a b b a 的大小关系为a a b b >a b b a . 思维升华 比较大小的常用方法(1)作差法:①作差;②变形;③定号;④结论.(2)作商法:①作商;②变形;③判断商与1的大小关系;④结论.跟踪训练1 (1)已知p ∈R ,M =(2p +1)(p -3),N =(p -6)(p +3)+10,则M ,N 的大小关系为________. 答案 M >N解析 因为M -N =(2p +1)(p -3)-[(p -6)(p +3)+10]=p 2-2p +5=(p -1)2+4>0,所以M >N .(2)若a >0,且a ≠7,则( ) A.77a a <7a a 7 B.77a a =7a a 7 C.77a a >7a a 7D.77a a 与7a a 7的大小不确定 答案 C解析 77a a 7a a7=77-a a a -7=⎝⎛⎭⎫7a 7-a ,则当a >7时,0<7a <1,7-a <0,则⎝⎛⎭⎫7a 7-a>1,∴77a a >7a a 7; 当0<a <7时,7a >1,7-a >0,则⎝⎛⎭⎫7a 7-a>1,∴77a a >7a a 7. 综上,77a a >7a a 7.不等式的基本性质例2 (1)(2020·武汉部分市级示范高中联考)下列命题中正确的是( ) A.若a >b ,则ac 2>bc 2 B.若a >b ,c <d ,则a c >bdC.若a >b ,c >d ,则a -c >b -dD.若ab >0,a >b ,则1a <1b答案 D解析 对于A 选项,当c =0时,不成立,故A 选项错误;当a =1,b =0,c =-2,d =-1时,a c <bd ,故B 选项错误;当a =1,b =0,c =1,d =0时,a -c =b -d ,故C 选项错误,故D 选项正确. (2)(多选)若1a <1b <0,则下列结论正确的是( )A.a 2<b 2B.ab <b 2C.a +b <0D.|a |+|b |>|a +b |答案 ABC解析 由题意可知b <a <0,所以A,B,C 正确,而|a |+|b |=-a -b =|a +b |,故D 错误.思维升华判断不等式的常用方法:一是用性质逐个验证;二是用特殊值法排除.利用不等式的性质判断不等式是否成立时要特别注意前提条件.跟踪训练2(1)(多选)(2019·天津市河北区模拟)若a,b,c∈R,给出下列命题中,正确的有()A.若a>b,c>d,则a+c>b+dB.若a>b,c>d,则b-c>a-dC.若a>b,c>d,则ac>bdD.若a>b,c>0,则ac>bc答案AD解析∵a>b,c>d,由不等式的同向可加性得a+c>b+d,故A正确;由A正确,可知B不正确;取4>-2,-1>-3,则4×(-1)<(-2)×(-3),故C不正确;∵a>b,c>0,∴ac>bc.故D 正确.综上可知,只有AD正确.故选AD.(2)已知a,b,c满足c<b<a,且ac<0,那么下列选项中一定成立的是()A.ab>acB.c(b-a)<0C.cb2<ab2D.ac(a-c)>0答案 A解析由c<b<a且ac<0,知c<0且a>0.由b>c,得ab>ac一定成立.不等式性质的综合应用命题点1判断不等式是否成立例3(2019·北京师范大学附属中学期中)若b<a<0,则下列不等式:①|a|>|b|;②a+b<ab;③a2b<2a-b中,正确的不等式有()A.0个B.1个C.2个D.3个答案 C解析 对于①,因为b <a <0,所以|b |>|a |,故①错误;对于②,因为b <a <0,所以a +b <0,ab >0,a +b <ab ,故②正确;对于③,a 2b -2a +b =a 2-2ab +b 2b =(a -b )2b <0,a 2b <2a -b ,故③正确.故选C.命题点2 求代数式的取值范围例4 已知-1<x <4,2<y <3,则x -y 的取值范围是________,3x +2y 的取值范围是________. 答案 (-4,2) (1,18)解析 ∵-1<x <4,2<y <3,∴-3<-y <-2, ∴-4<x -y <2.由-1<x <4,2<y <3,得-3<3x <12,4<2y <6, ∴1<3x +2y <18.若将本例条件改为-1<x +y <4,2<x -y <3,求3x +2y 的取值范围.解 设3x +2y =m (x +y )+n (x -y ),则⎩⎪⎨⎪⎧m +n =3,m -n =2,∴⎩⎨⎧m =52,n =12.即3x +2y =52(x +y )+12(x -y ),又∵-1<x +y <4,2<x -y <3, ∴-52<52(x +y )<10,1<12(x -y )<32,∴-32<52(x +y )+12(x -y )<232,即-32<3x +2y <232,∴3x +2y 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-32,232. 思维升华 (1)判断不等式是否成立的方法 ①逐一给出推理判断或反例说明.②结合不等式的性质,对数函数、指数函数的性质进行判断. (2)求代数式的取值范围一般是利用整体思想,通过“一次性”不等关系的运算求得整体范围. 跟踪训练3 (1)设b >a >0,c ∈R ,则下列不等式中不一定成立的是( ) A.1122<a b B.1a -c >1b -c C.a +2b +2>ab D.ac 2<bc 2答案 D解析 因为y =12x 在(0,+∞)上是增函数,所以1122<a b ; 因为y =1x -c 在(0,+∞)上是减函数,所以1a -c >1b -c ;因为a +2b +2-a b =2(b -a )(b +2)b >0,所以a +2b +2>ab ;当c =0时,ac 2=bc 2,所以D 不成立.故选D.(2)已知π<α+β<5π4,-π<α-β<-π3,则2α-β的取值范围是________.答案 ⎝⎛⎭⎫-π,π8 解析 设2α-β=m (α+β)+n (α-β),则⎩⎪⎨⎪⎧m +n =2,m -n =-1,∴⎩⎨⎧m =12,n =32,即2α-β=12(α+β)+32(α-β),∵π<α+β<5π4,-π<α-β<-π3,∴π2<12(α+β)<5π8,-3π2<32(α-β)<-π2, ∴-π<12(α+β)+32(α-β)<π8,即-π<2α-β<π8,∴2α-β的取值范围是⎝⎛⎭⎫-π,π8.1.(2019·张家界期末)下列不等式中,正确的是( )A.若ac 2>bc 2,则a >bB.若a >b ,则a +c <b +cC.若a >b ,c >d ,则ac >bdD.若a >b ,c >d ,则a c >b d答案 A解析 若a >b ,则a +c >b +c ,故B 错;设a =3,b =1,c =-1,d =-2,则ac <bd ,a c <b d所以C,D 错,故选A.2.若a ,b ∈R ,且a >|b |,则( )A.a <-bB.a >bC.a 2<b 2D.1a >1b答案 B 解析 由a >|b |得,当b ≥0时,a >b ,当b <0时,a >-b ,综上可知,当a >|b |时,则a >b 成立,故选B.3.若a <b <0,则下列不等式一定成立的是( )A.1a -b >1b B.a 2<abC.|b ||a |<|b |+1|a |+1 D.a n >b n答案 C解析 (特值法)取a =-2,b =-1,n =0,逐个检验,可知A,B,D 项均不正确;C 项,|b ||a |<|b |+1|a |+1⇔|b |(|a |+1)<|a |(|b |+1)⇔|a ||b |+|b |<|a ||b |+|a |⇔|b |<|a |,∵a <b <0,∴|b |<|a |成立,故选C.4.已知c 3a <c 3b <0,则下列选项中错误的是( )A.|b |>|a |B.ac >bcC.a -b c >0D.ln a b >0答案 D解析 c 3a <c 3b <0,当c <0时, 1a >1b >0,即b >a >0,∴|b |>|a |, ac >bc, a -b c >0成立,即A,B,C 成立;此时0<a b <1,∴ln a b <0,D 错误.同理,当c >0时,A,B,C 也正确.故选D.5.设M =3x+3y 2,N =(3)x +y ,P =其中0<x <y ),则M ,N ,P 的大小顺序是() A.P <N <M B.N <P <MC.P <M <ND.M <N <P答案 A解析 M =3x +3y 2>3x +y =(3)x +y =N ,又N =(3)x +y =23x y>P ,∴M >N >P .6.(2020·天津模拟)若α,β满足-π2<α<β<π2,则2α-β的取值范围是( ) A.-π<2α-β<0B.-π<2α-β<πC.-3π2<2α-β<π2D.0<2α-β<π 答案 C解析 ∵-π2<α<π2,∴-π<2α<π. ∵-π2<β<π2,∴-π2<-β<π2, ∴-3π2<2α-β<3π2. 又α-β<0,α<π2,∴2α-β<π2. 故-3π2<2α-β<π2. 7.(多选)若a <b <0,则下列不等式关系中,正确的有( )A.1a >1bB.1a >1a -bC.2233>a bD.1a 2>1b 2 答案 ABC解析 对于A,∵a <b <0,∴1a >1b,故A 正确;对于B,∵a <b <0 ,∴a <a -b <0,两边同时除以a (a -b )可得1a >1a -b,故B 正确;根据幂函数的单调性可知C 正确;对于D,∵a <b <0,∴a 2>b 2>0,∴1a 2<1b 2,故D 错误. 8.(多选)已知a ,b ∈(0,1),若a >b ,则下列所给命题中错误的为( ) A.1(1-)>(1-)aa b b B.2(1-)>(1-)a a b bC.(1+b )b >(1+a )aD.(1-b )b >(1-a )a答案 ABC解析 因为a ,b ∈(0,1)且a >b ,所以1>1-b >1-a >0,因为指数函数y =a x (0<a <1)单调递减,1>a >b >0,所以1a >a ,a >a 2,故A,B 错误. (1+b )b <(1+a )b <(1+a )a ,故C 错误.(1-b )b >(1-b )a >(1-a )a ,故D 正确.9.已知a +b >0,则a b 2+b a 2与1a +1b的大小关系是________. 答案a b 2+b a 2≥1a +1b 解析 a b 2+b a 2-⎝⎛⎭⎫1a +1b =a -b b 2+b -a a 2 =(a -b )·⎝⎛⎭⎫1b 2-1a 2=(a +b )(a -b )2a 2b 2. ∵a +b >0,(a -b )2≥0,∴(a +b )(a -b )2a 2b 2≥0. ∴a b 2+b a 2≥1a +1b. 10.已知有三个条件:①ac 2>bc 2;②a c >b c;③a 2>b 2,其中能成为a >b 的充分条件的是________.(填序号)答案 ①解析 由ac 2>bc 2可知c 2>0,即a >b ,故“ac 2>bc 2”是“a >b ”的充分条件;②当c <0时,a <b ;③当a <0,b <0时,a <b ,故②③不是a >b 的充分条件.11.(1)若bc -ad ≥0,bd >0,求证:a +b b ≤c +d d; (2)已知c >a >b >0,求证:a c -a >b c -b. 证明 (1)∵bc ≥ad ,bd >0,∴c d ≥a b, ∴c d +1≥a b +1,∴a +b b ≤c +d d. (2)∵c >a >b >0,∴c -a >0,c -b >0.∵a >b >0,∴1a <1b, 又∵c >0,∴c a <c b ,∴c -a a <c -b b,又c -a >0,c -b >0,∴a c -a >bc -b .12.已知1<a <4,2<b <8,试求a -b 与a b 的取值范围.解 因为1<a <4,2<b <8,所以-8<-b <-2.所以1-8<a -b <4-2,即-7<a -b <2.又因为18<1b <12,所以18<a b <42=2,即18<a b <2.故a -b 的取值范围为(-7,2),a b 的取值范围为⎝⎛⎭⎫18,2.13.已知a ,b ,c ,d 为实数,则“a >b 且c >d ”是“ac +bd >bc +ad ”的() A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件答案 A解析 因为c >d ,所以c -d >0.又a >b ,所以两边同时乘(c -d ),得a (c -d )>b (c -d ),即ac +bd >bc +ad .若ac +bd >bc +ad ,则a (c -d )>b (c -d ),也可能a <b 且c <d ,所以“a >b 且c >d ”是“ac +bd >bc +ad ”的充分不必要条件.14.若a =ln 33,b =ln 44,c =ln 55,则( )A.a <b <cB.c <b <aC.c <a <bD.b <a <c答案 B解析 方法一 对于函数y =f (x )=ln x x (x >e),y ′=1-ln xx 2,易知当x >e 时,函数f (x )单调递减.因为e <3<4<5,所以f (3)>f (4)>f (5),即c <b <a .方法二 易知a ,b ,c 都是正数,因为b a =3ln 44ln 3=log 8164<1,所以a >b ;因为b c =5ln 44ln 5=log 6251 024>1,所以b >c .即c <b <a .15.(2019·抚州临川第一中学模拟)设m =log 0.30.6,n =12log 20.6,则() A.m -n >mn >m +n B.m -n >m +n >mnC.mn >m -n >m +nD.m +n >m -n >mn答案 B解析 因为m =log 0.30.6>log 0.31=0,n =12log 20.6<12log 21=0,所以mn <0,m -n >0,因为-1n =-2log 0.62=log 0.60.25>0,1m =log 0.60.3>0,而log 0.60.25>log 0.60.3,所以-1n >1m>0,即可得m +n >0, 因为(m -n )-(m +n )=-2n >0,所以m -n >m +n ,所以m -n >m +n >mn .故选B.16.设0<b <a <1,则下列不等式成立的是( )A.a ln b >b ln aB.a ln b <b ln aC.a e b <b e aD.a e b =b e a答案 B解析 观察A,B 两项,实际上是在比较ln b b 和ln a a 的大小,引入函数y =ln x x ,0<x <1.则y ′=1-ln x x 2,可见函数y =ln x x 在(0,1)上单调递增.所以ln b b <ln a a,B 正确.对于C,D 两项,引入函数f (x )=e x x ,0<x <1,则f ′(x )=x e x -e x x 2=(x -1)e x x 2<0,所以函数f (x )=e x x在(0,1)上单调递减,又因为0<b <a <1,所以f (a )<f (b ),即e a a <e b b ,所以a e b >b e a ,故选B.。

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第五章 5.3

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第五章 5.3

§5.3 平面向量的数量积1.向量的夹角已知两个非零向量a 和b ,作OA →=a ,OB →=b ,则∠AOB 就是向量a 与b 的夹角,向量夹角的范围是[0,π].2.平面向量的数量积定义:已知两个非零向量a ,b 的夹角为θ,则数量|a ||b |·cos θ叫做a 与b 的数量积(或内积),记作a ·b .3.向量数量积的运算律 (1)a ·b =b ·a .(2)(λa )·b =λ(a ·b )=a ·(λb ).(3)(a+b)·c=a·c+b·c.4.平面向量数量积的有关结论已知非零向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),a与b的夹角为θ.概念方法微思考两个向量的数量积大于0,则夹角一定为锐角吗?提示不一定.当夹角为0°时,数量积也大于0.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)两个向量的夹角的范围是⎣⎡⎦⎤0,π2.( × ) (2)由a ·b =0可得a =0或b =0.( × ) (3)(a ·b )c =a (b ·c ).( × )(4)若a·b <0,则a 和b 的夹角为钝角.( × ) 题组二 教材改编2.已知向量a =(2,1),b =(-1,k ),a·(2a -b )=0,则k =________. 答案 12解析 ∵2a -b =(4,2)-(-1,k )=(5,2-k ), 由a ·(2a -b )=0,得(2,1)·(5,2-k )=0, ∴10+2-k =0,解得k =12.3.已知|a |=2,|b |=6,a ·b =-63,则a 与b 的夹角θ=________. 答案5π6解析 cos θ=a ·b |a ||b |=-632×6=-32,又因为0≤θ≤π,所以θ=5π6.题组三 易错自纠4.已知a ,b 为非零向量,则“a ·b >0”是“a 与b 的夹角为锐角”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件答案 B解析 根据向量数量积的定义可知,若a ·b >0,则a 与b 的夹角为锐角或零角,若a 与b 的夹角为锐角,则一定有a ·b >0,所以“a ·b >0”是“a 与b 的夹角为锐角”的必要不充分条件,故选B.5.已知矩形ABCD 中,|AB →|=6,|AD →|=4,若点M ,N 满足BM →=3MC →,DN →=2NC →,则AM →·NM →等于( ) A.20 B.15 C.9 D.6 答案 C解析 因为ABCD 为矩形,建系如图.A (0,0),M (6,3),N (4,4).则AM →=(6,3),NM →=(2,-1), AM →·NM →=6×2-3×1=9.6.(多选)在△ABC 中,AB →=c ,BC →=a ,CA →=b ,在下列命题中,是真命题的为( ) A.若a ·b >0,则△ABC 为锐角三角形 B.若a ·b =0,则△ABC 为直角三角形 C.若a ·b =c ·b ,则△ABC 为等腰三角形D.若(a +c -b )·(a +b -c )=0,则△ABC 为直角三角形 答案 BCD解析 ①若a ·b >0,则∠BCA 是钝角,△ABC 是钝角三角形,A 错误;②若a ·b =0,则BC →⊥CA →,△ABC 为直角三角形,B 正确;③若a ·b =c ·b ,b ·(a -c )=0,CA →·(BC →-AB →)=0,CA →·(BC →+BA →)=0,取AC 的中点D ,则CA →·BD →=0,所以BA =BC ,即△ABC 为等腰三角形,C 正确;④若(a +c -b )·(a +b -c )=0,则a 2=(c -b )2,即b 2+c 2-a 2=2b ·c ,即b 2+c 2-a 22|b ||c |=-cos A ,由余弦定理可得cos A =-cos A ,即cos A =0,即A =π2,即△ABC 为直角三角形,D 正确,综上真命题为BCD.7.已知向量a ,b 的夹角为60°,|a |=2,|b |=1,则|a +2b |=________. 答案 2 3解析 方法一 |a +2b |=(a +2b )2 =a 2+4a ·b +4b 2=22+4×2×1×cos 60°+4×12 =12=2 3. 方法二 (数形结合法)由|a |=|2b |=2知,以a 与2b 为邻边可作出边长为2的菱形OACB ,如图,则|a +2b |=|OC →|.又∠AOB =60°,所以|a +2b |=2 3.平面向量数量积的基本运算例1如图,在梯形ABCD中,AB∥CD,CD=2,∠BAD=π4,若AB→·AC→=2AB→·AD→,则AD→·AC→=________.答案 12解析 方法一 (几何法) 因为AB →·AC →=2AB →·AD →, 所以AB →·AC →-AB →·AD →=AB →·AD →, 所以AB →·DC →=AB →·AD →,因为AB ∥CD ,CD =2,∠BAD =π4,所以2|AB →|=|AB →|·|AD →|cos π4,化简得|AD →|=2 2.故AD →·AC →=AD →·(AD →+DC →)=|AD →|2+AD →·DC → =(22)2+22×2cos π4=12.方法二 (坐标法)如图,建立平面直角坐标系xAy .依题意,可设点D (m ,m ),C (m +2,m ),B (n ,0),其中m >0,n >0, 则由AB →·AC →=2AB →·AD →, 得(n ,0)·(m +2,m )=2(n ,0)·(m ,m ), 所以n (m +2)=2nm ,化简得m =2.故AD →·AC →=(m ,m )·(m +2,m )=2m 2+2m =12. 思维升华 平面向量数量积的三种运算方法(1)当已知向量的模和夹角时,可利用定义法求解,即a·b =|a ||b |cos 〈a ,b 〉.(2)当已知向量的坐标时,可利用坐标法求解,即若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则a·b =x 1x 2+y 1y 2. (3)利用数量积的几何意义求解.跟踪训练1 (1)在正三角形ABC 中,D 是BC 上的点,若AB =3,BD =1,则AB →·AD →=________. 答案152解析 如图所示,AB →·AD →=AB →·(AB →+BD →)=9+3×cos 120°=152.(2)已知梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB =2CD ,且∠DAB =90°,AB =2,AD =1,若点Q 满足AQ →=2QB →,则QC →·QD →等于( ) A.-109 B.109 C.-139 D.139答案 D解析 以A 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,AD 所在直线为y 轴,建立平面直角坐标系,如图所示,则B (2,0),C (1,1),D (0,1), 又AQ →=2QB →,∴Q ⎝⎛⎭⎫43,0, ∴QC →=⎝⎛⎭⎫-13,1,QD →=⎝⎛⎭⎫-43,1,∴QC →·QD →=49+1=139.故选D.平面向量数量积的应用命题点1 求向量的模例2 (1)(2020·遵义统考)已知两个单位向量a 和b 的夹角为120°,k ∈R ,则|k a +b |的最小值为( )A.34B.32C.1D.32 答案 B解析 |k a +b |2=k 2a 2+2k a ·b +b 2 因为a 和b 是单位向量,且夹角为120°, 所以|k a +b |2=k 2a 2+2k a ·b +b 2 =k 2|a |2+2k |a ||b |cos 〈a ,b 〉+|b |2 =k 2-k +1 =⎝⎛⎭⎫k -122+34≥34, 所以|k a +b |≥32, 所以|k a +b |的最小值为32. (2)(2020·四川双流中学诊断)如图,在△ABC 中,M 为BC 的中点,若AB =1,AC =3,AB →与AC →的夹角为60°,则|MA →|=________.答案 132解析 ∵M 为BC 的中点,∴AM →=12(AB →+AC →), ∴|MA →|2=14(AB →+AC →)2 =14(|AB →|2+|AC →|2+2AB →·AC →) =14(1+9+2×1×3cos 60°)=134, ∴|MA →|=132. 命题点2 求向量的夹角例3 (1)(2020·昆明一中检测)已知向量a =⎝⎛⎭⎫12,32,|b |=2,且a ·b =1,则a 与b 的夹角为( ) A.30° B.45° C.60° D.90°答案 C解析 |a |=⎝⎛⎭⎫122+⎝⎛⎭⎫322=1, ∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=12, ∴a 与b 的夹角为60°.(2)已知e 1,e 2是互相垂直的单位向量.若3e 1-e 2与e 1+λe 2的夹角为60°,则实数λ的值是________.答案 33解析 由题意知|e 1|=|e 2|=1,e 1·e 2=0, |3e 1-e 2|=(3e 1-e 2)2 =3e 21-23e 1·e 2+e 22=3-0+1=2.同理|e 1+λe 2|=1+λ2.所以cos 60°=(3e 1-e 2)·(e 1+λe 2)|3e 1-e 2||e 1+λe 2|=3e 21+(3λ-1)e 1·e 2-λe 2221+λ2=3-λ21+λ2=12, 解得λ=33. 思维升华 (1)求解平面向量模的方法 ①利用公式|a |=x 2+y 2.②利用|a |=a 2.(2)求平面向量的夹角的方法①定义法:cos θ=a·b |a||b |,θ的取值范围为[0,π]. ②坐标法:若a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),则cos θ=x 1x 2+y 1y 2x 21+y 21·x 22+y 22.③解三角形法:把两向量的夹角放到三角形中.跟踪训练2 (1)(2019·江西省临川一中模拟)已知向量a =(3,4),b =(-1,k ),且a ⊥b ,则a +4b 与a 的夹角为________.答案 π4解析 因为a ⊥b ,故a ·b =0,所以-3+4k =0,故k =34,故a +4b =(-1,7), 设a +4b 与a 的夹角为θ,则cos θ=-3+2850×25=2552×5=22, 因θ∈[0,π],故θ=π4. (2)(2019·日照模拟) 已知向量a ,b ,c 满足|a |=4,|b |=22,〈a ,b 〉=π4,(c -a )·(c -b )= -1,则|c -a |的最大值为________.答案 2+1解析 设OA →=a ,OB →=b ,OC →=c ,以OA 所在的直线为x 轴,O 为坐标原点建立平面直角坐标系(图略),∵|a |=4,|b |=22,a 与b 的夹角为π4, 则A (4,0),B (2,2),设C (x ,y ),∵(c -a )·(c -b )=-1,∴x 2+y 2-6x -2y +9=0,即(x -3)2+(y -1)2=1,∴点C 在以(3,1)为圆心,1为半径的圆上,|c -a |表示点A ,C 的距离,即圆上的点与A (4,0)的距离,∵圆心到A 的距离为2,∴|c -a |的最大值为2+1.平面向量与三角函数、解三角形例4 (2019·石家庄模拟)已知向量a =(sin x ,cos x ),b =(3cos x ,cos x ),f (x )=a ·b .(1)求函数f (x )=a ·b 的最小正周期;(2)在△ABC 中,BC =7,sin B =3sin C ,若f (A )=1,求△ABC 的周长.解 (1)f (x )=3sin x cos x +cos 2x =32sin 2x +12cos 2x +12, f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+12, 所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由题意可得sin ⎝⎛⎭⎫2A +π6=12, 又0<A <π,所以π6<2A +π6<13π6,所以2A +π6=5π6,故A =π3. 设角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,则a 2=b 2+c 2-2bc cos A .所以a 2=b 2+c 2-bc =7,又sin B =3sin C ,所以b =3c .故7=9c 2+c 2-3c 2,解得c =1.所以b =3,△ABC 的周长为4+7.思维升华 平面向量与三角函数的综合问题的解题思路(1)题目条件给出向量的坐标中含有三角函数的形式,运用向量共线或垂直或等式成立等,得到三角函数的关系式,然后求解.(2)给出用三角函数表示的向量坐标,要求的是向量的模或者其他向量的表达形式,解题思路是经过向量的运算,利用三角函数在定义域内的有界性,求得值域等.跟踪训练3 在△ABC 中,∠A ,∠B ,∠C 的对边分别为a ,b ,c ,已知向量m =⎝⎛⎭⎫cos B ,2cos 2C 2-1,n =(c ,b -2a ),且m ·n =0.(1)求∠C 的大小;(2)若点D 为边AB 上一点,且满足AD →=DB →,|CD →|=7,c =23,求△ABC 的面积.解 (1)因为m =(cos B ,cos C ),n =(c ,b -2a ),m ·n =0,所以c cos B +(b -2a )cos C =0,在△ABC 中,由正弦定理得,sin C cos B +(sin B -2sin A )cos C =0,sin A =2sin A cos C ,又sin A ≠0,所以cos C =12,而C ∈(0,π),所以∠C =π3. (2)由AD →=DB →知,CD →-CA →=CB →-CD →,所以2CD →=CA →+CB →,两边平方得4|CD →|2=b 2+a 2+2ba cos ∠ACB =b 2+a 2+ba =28.①又c 2=a 2+b 2-2ab cos ∠ACB ,所以a 2+b 2-ab =12.②由①②得ab =8,所以S △ABC =12ab sin ∠ACB =2 3.1.(2019·江西省临川第一中学模拟)已知向量a =(2,1),b =(m ,-1),且a ⊥(a -b ),则m 的值为( )A.1B.3C.1或3D.4答案 B解析 因为a =(2,1),b =(m ,-1),所以a -b =(2-m ,2),因为a ⊥(a -b ),则a ·(a -b )=2(2-m )+2=0,解得m =3.故选B.2.(2019·全国Ⅱ)已知AB →=(2,3),AC →=(3,t ),|BC →|=1,则AB →·BC →等于( )A.-3B.-2C.2D.3答案 C解析 因为BC →=AC →-AB →=(1,t -3),所以|BC →|=1+(t -3)2=1,解得t =3,所以BC →=(1,0),所以AB →·BC →=2×1+3×0=2,故选C.3.(2020·拉萨模拟)已知向量a ,b 的夹角为π2,且a =(2,-1),|b |=2,则|a +2b |等于( ) A.2 3 B.3 C.21 D.41答案 C解析 由已知|a |=22+(-1)2=5,a ·b =|a ||b |cos π2=0, ∴|a +2b |2=(a +2b )2=a 2+4a ·b +4b 2=(5)2+4×22=21,∴|a +2b |=21.故选C.4.(2019·湖南省桃江县第一中学模拟)已知向量a ,b 满足|a |=2,|b |=1,且|b +a |=2,则向量a 与b 的夹角的余弦值为( ) A.22 B.23 C.28 D.24答案 D解析 由题意可知,|b +a |2=b 2+2a ·b +a 2=3+2a ·b =4,解得a ·b =12,∴cos 〈a ,b 〉=a ·b |a ||b |=122=24,故选D. 5.(2019·东莞模拟)已知非零向量m ,n 满足|n |=4|m |,且m ⊥(2m +n ),则m ,n 的夹角为( ) A.π6 B.π3 C.π2 D.2π3答案 D解析 ∵|n |=4|m |,且m ⊥(2m +n ),∴m ·(2m +n )=2m 2+m ·n =2|m |2+|m ||n |cos 〈m ,n 〉=0,且|m |≠0,|n |≠0,∴2|m |+|n |cos 〈m ,n 〉=0,∴cos 〈m ,n 〉=-2|m ||n |=-12, 又0≤〈m ,n 〉≤π,∴〈m ,n 〉=2π3.故选D. 6.已知向量a =(sin θ,3),b =(1,cos θ),|θ|≤π3,则|a -b |的最大值为( ) A.2 B. 5 C.3 D.5答案 B解析 由已知可得|a -b |2=(sin θ-1)2+(3-cos θ)2=5-4sin ⎝⎛⎭⎫θ+π3.因为|θ|≤π3,所以0≤θ+π3≤2π3,所以当θ=-π3时,|a-b|2的最大值为5-0=5,故|a-b|的最大值为 5.7.(多选)设a,b是两个非零向量.则下列命题为假命题的是()A.若|a+b|=|a|-|b|,则a⊥bB.若a⊥b,则|a+b|=|a|-|b|C.若|a+b|=|a|-|b|,则存在实数λ,使得b=λaD.若存在实数λ,使得b=λa,则|a+b|=|a|-|b|答案ABD解析对于A,若|a+b|=|a|-|b|,则|a|2+|b|2+2a·b=|a|2+|b|2-2|a||b|,得a·b=-|a||b|≠0,a与b不垂直,所以A为假命题;对于B,由A解析可知,若a⊥b,则|a+b|≠|a|-|b|,所以B为假命题;对于C,若|a+b|=|a|-|b|,则|a|2+|b|2+2a·b=|a|2+|b|2-2|a||b|,得a·b=-|a||b|,则cos θ=-1,则a与b反向,因此存在实数λ,使得b=λa,所以C为真命题.对于D,若存在实数λ,使得b=λa,则a·b=λ|a|2,-|a||b|=λ|a|2,由于λ不能等于0,因此a·b≠-|a||b|,则|a+b|≠|a|-|b|,所以D不正确.故选ABD.8.(多选)设a,b,c是任意的非零平面向量,且相互不共线,则下列命题中的真命题是()A.(a·b)c-(c·a)b=0B.|a|-|b|<|a-b|C.(b·c)a-(a·c)b不与c垂直D.(3a+2b)·(3a-2b)=9|a|2-4|b|2答案BD解析由于b,c是不共线的向量,因此(a·b)c与(c·a)b相减的结果应为向量,故A错误;由于a,b不共线,故a,b,a-b构成三角形,因此B正确;由于[(b·c)a-(c·a)b]·c=(b·c)(a·c)-(c·a)(b·c)=0,故C中两向量垂直,故C错误;根据向量数量积的运算可以得出D是正确的.故选BD.9.(2020·景德镇模拟)已知两个单位向量a,b的夹角为30°,c=m a+(1-m)b,b·c=0,则m=________.答案 4+2 3解析 b ·c =b ·[m a +(1-m )b ]=m a ·b +(1-m )b 2=m |a ||b |cos 30°+(1-m )|b |2=32m +1-m =0, 所以m =4+2 3.10.(2019·镇江模拟)已知菱形ABCD 的边长为2,∠ABC =60°,点E ,F 分别在边AD ,DC 上,BE →=12(BA →+BD →),DF →=13DC →,则BE →·BF →=________. 答案 223 解析 连接AC ,BD 交于点O ,以O 为原点,以OC →,OD →的方向分别为x 轴、y 轴的正方向建立直角坐标系,如图所示,∵菱形边长为2,∠ABC =60°,∴A (-1,0),B (0,-3),C (1,0),D (0,3),∵BE →=12(BA →+BD →), ∴E 为AD 的中点,∴E ⎝⎛⎭⎫-12,32, ∵DF →=13DC →,∴F ⎝⎛⎭⎫13,233, ∴BE →=⎝⎛⎭⎫-12,332,BF →=⎝⎛⎭⎫13,533, ∴BE →·BF →=-16+152=223.11.已知|a |=4,|b |=3,(2a -3b )·(2a +b )=61.(1)求a 与b 的夹角θ;(2)求|a +b |;(3)若AB →=a ,BC →=b ,求△ABC 的面积.解 (1)因为(2a -3b )·(2a +b )=61,所以4|a |2-4a·b -3|b |2=61.又|a |=4,|b |=3,所以64-4a·b -27=61,所以a·b =-6,所以cos θ=a·b |a||b |=-64×3=-12. 又0≤θ≤π,所以θ=2π3. (2)|a +b |2=(a +b )2=|a |2+2a·b +|b |2=42+2×(-6)+32=13,所以|a +b |=13.(3)因为AB →与BC →的夹角θ=2π3, 所以∠ABC =π-2π3=π3. 又|AB →|=|a |=4,|BC →|=|b |=3,所以S △ABC =12|AB →||BC →|·sin ∠ABC =12×4×3×32=3 3. 12.已知向量a =(cos x ,sin x ),b =(3,-3),x ∈[0,π].(1)若a ∥b ,求x 的值;(2)记f (x )=a ·b ,求f (x )的最大值和最小值以及对应的x 的值.解 (1)因为a =(cos x ,sin x ),b =(3,-3),a ∥b ,所以-3cos x =3sin x .若cos x =0,则sin x =0,与sin 2x +cos 2x =1矛盾,故cos x ≠0,于是tan x =-33. 又x ∈[0,π],所以x =5π6. (2)f (x )=a ·b =(cos x ,sin x )·(3,-3)=3cos x -3sin x =23cos ⎝⎛⎭⎫x +π6. 因为x ∈[0,π],所以x +π6∈⎣⎡⎦⎤π6,7π6,从而-1≤cos ⎝⎛⎭⎫x +π6≤32. 于是,当x +π6=π6,即x =0时,f (x )取得最大值3; 当x +π6=π,即x =5π6时,f (x )取得最小值-2 3.13.(2019·衡阳模拟)在△ABC 中,∠A =120°,AB →·AC →=-3,点G 是△ABC 的重心,则|AG →|的最小值是( ) A.23 B.63 C.23 D.53答案 B解析 设BC 的中点为D ,因为点G 是△ABC 的重心,所以AG →=23AD →=23×12(AB →+AC →)=13(AB →+AC →), 再令|AB →|=c ,|AC →|=b ,则AB →·AC →=bc cos 120°=-3,所以bc =6,所以|AG →|2=19(|AB →|2+2AB →·AC →+|AC →|2) =19(c 2+b 2-6)≥19(2bc -6)=23, 所以|AG →|≥63, 当且仅当b =c =6时取等号,故选B.14.(多选)如图所示,在直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB ⊥BC ,AB =2,CD =1,BC =a (a >0),P 为线段AD (含端点)上一个动点,设AP →=xAD →,PB →·PC →=y ,对于函数y =f (x ),以下四个结论中正确的是( )A.当a =2时,函数的值域为[1,4]B.∀a ∈(0,+∞),都有f (1)=1成立C.∀a ∈(0,+∞),函数f (x )的最大值都等于4D.若f (x )在(0,1)上单调递减,则a ∈(0,2]答案 BCD解析 如图所示,建立直角坐标系.∵在直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB ⊥BC ,AB =2,CD =1,BC =a (a >0),∴B (0,0),A (-2,0),D (-1,a ),C (0,a ).∵AP →=xAD →(0≤x ≤1).∴BP →=BA →+AP →=(-2,0)+x (1,a )=(x -2,xa ),PC →=PB →+BC →=-(x -2,xa )+(0,a )=(2-x ,a -xa ).∴y =f (x )=PB →·PC →=(2-x ,-xa )·(2-x ,a -xa )=(2-x )2-ax (a -xa )=(a 2+1)x 2-(4+a 2)x +4(0≤x ≤1).当a =2时,y =f (x )=5x 2-8x +4=5⎝⎛⎭⎫x -452+45, ∵0≤x ≤1,∴当x =45时,f (x )取得最小值45; 又f (0)=4,f (1)=1,∴f (x )max =f (0)=4.综上可得,函数f (x )的值域为⎣⎡⎦⎤45,1,因此A 不正确.由y =f (x )=(a 2+1)x 2-(4+a 2)x +4.可得∀a ∈(0,+∞),都有f (1)=1成立,因此B 正确;由y =f (x )=(a 2+1)x 2-(4+a 2)x +4.可知对称轴x 0=4+a 22(a 2+1). 当0<a ≤2时,x 0≥1,∴函数f (x )在[0,1]上单调递减,因此当x =0时,函数f (x )取得最大值4.当a >2时,0<x 0<1,函数f (x )在[0,x 0)上单调递减,在(x 0,1]上单调递增.又f (0)=4,f (1)=1,∴f (x )max =f (0)=4.因此C 正确.f (x )在(0,1)上单调递减,则a ∈(0,2],因此D 正确.故选BCD.15.若向量a ,b ,c 满足a ≠b ,c ≠0,且(c -a )·(c -b )=0,则|a +b |+|a -b ||c |的最小值是( ) A. 3 B.2 2 C.2 D.32答案 C解析 设向量a =OA →,b =OB →,c =OC →,则由(c -a )·(c -b )=0得AC →·BC →=0,即C 的轨迹为以AB 为直径的圆,圆心为AB 的中点M ,半径为12|AB →|, 因此|c |=|OC →|≤|OM →|+r =12|OA →+OB →|+12|AB →| =12|OA →+OB →|+12|OA →-OB →| =12|a +b |+12|a -b |, 从而|a +b |+|a -b ||c |≥2,故选C. 16.在如图所示的平面直角坐标系中,已知点A (1,0)和点B (-1,0),|OC →|=1,且∠AOC =θ,其中O为坐标原点.(1)若θ=3π4,设点D 为线段OA 上的动点,求|OC →+OD →|的最小值; (2)若θ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,向量m =BC →,n =(1-cos θ,sin θ-2cos θ),求m ·n 的最小值及对应的θ值. 解 (1)设D (t ,0)(0≤t ≤1),由题意知C ⎝⎛⎭⎫-22,22, 所以OC →+OD →=⎝⎛⎭⎫-22+t ,22, 所以|OC →+OD →|2=⎝⎛⎭⎫t -222+12, 所以当t =22时,|OC →+OD →|最小,最小值为22.(2)由题意得C (cos θ,sin θ),m =BC →=(cos θ+1,sin θ),则m ·n =1-cos 2θ+sin 2θ-2sin θcos θ=1-cos 2θ-sin 2θ=1-2sin ⎝⎛⎭⎫2θ+π4, 因为θ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,所以π4≤2θ+π4≤5π4, 所以当2θ+π4=π2,即θ=π8时,sin ⎝⎛⎭⎫2θ+π4取得最大值1,即m ·n 取得最小值1- 2. 所以m ·n 的最小值为1-2,此时θ=π8.。

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件第三章 3.3

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件第三章 3.3

概念方法微思考
1. 对 于 可 导 函 数 f (x),“f′(x0) = 0” 是 “ 函 数 f (x) 在 x = x0 处 有 极 值 ” 的 _必__要__不__充__分___条件.(填“充要”“充分不必要”“必要不充分”) 2.函数的最大值一定是函数的极大值吗? 提醒 不一定,函数的最值可能在极值点或端点处取到.
大一轮复习讲义
§3.3 导数与函数的极值、最值
INDEX
基础落实 回扣基础知识 训练基础题目
知识梳理
1.函数的极值与导数
f′(x0)=0
条件
x0附近的左侧f′(x)>0,右侧 x0附近的左侧f′(x)<0,右侧
f′(x)<0
f′(x)>0
图象
极值 极值点
f (x0)为_极__大__值__ x0为_极__大__值__点__
√B.-1是函数y=f(x)的最小值点
C.y=f (x)在区间(-3,1)上单调递增
√D.y=f(x)在x=0处切线的斜率小于零
解析 根据导函数的图象可知当x∈(-∞,-3)时,f′(x)<0, 当x∈(-3,+∞)时,f′(x)≥0, ∴函数y=f (x)在(-∞,-3)上单调递减,在(-3,+∞)上单调递增, 则-3是函数y=f(x)的极值点, ∵函数y=f (x)在(-3,+∞)上单调递增, ∴-1不是函数y=f(x)的最小值点, ∵函数y=f (x)在x=0处的导数大于0, ∴y=f (x)在x=0处切线的斜率大于零. 故错误的命题为BD.
所以当x变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表:
x (0, a)
a ( a,+∞)
f′(x) -
0

f (x)

【步步高】高中数学 第一章 章末复习课配套课件 苏教版必修3

【步步高】高中数学 第一章 章末复习课配套课件 苏教版必修3
S4 由点斜式得直线 AB 的垂直平分线的方程为 2x+y-3=0, 并输出.
研一研·题型解法、解题更高效
点评
该算法步骤的设计依据解析几何中求线段垂直平分线
的一般方法.设计算法时,对于数值型问题,我们可以采用 数值分析的方法进行处理,数值分析中有许多现成的固定算 法,我们可以直接使用,当然我们也可以根据问题的实际情 况设计算法.对于非数值型问题,根据过程模型分析算法并 进行处理,也可以选择一些成熟的办法进行处理.如排序、 递推等.
研一研·题型解法、解题更高效
跟踪训练 1 已知函数 y=2x4+8x2-24x+30, 写出连续输入 自变量的 11 个取值,分别输出相应的函数值的算法.
解 算法为: S1 输入自变量 x 的值; S2 计算 y=2x4+8x2-24x+30;
S3 输出 y;
S4 记录输入次数;
S5 判断输入的次数是否大于 11.若是,则结束算法;否则,返回 S1.
研一研·题型解法、解题更高效
2.算法设计应注意: (1)与解决问题的一般方法有联系,从中提炼出算法; (2)将解决问题的过程分为若干个可执行步骤; (3)引入有关的参数或变量对算法步骤加以表达; (4)用最简练的语言将各个步骤表达出来; (5)算法的执行要在有限步内完成.
研一研·题型解法、解题更高效
解 算法如下:S1,令 f(x)=lg x+x-3.
,要求对每
一个输入的 x, 求出相应的函数值, 画出流程图, 写出伪代码.
解 流程图如下:
研一研·题型解法、解题更高效
伪代码为: Read x If x>0 Then Print 2x2-1 Else If x=0 Then Print 2x+1 Else Print -2x2+4 End If End If

2018年步步高大一轮高考理科数学总复习

2018年步步高大一轮高考理科数学总复习

第1课时集合1.元素与集合(1)集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.(2)集合与元素的关系:若a属于集合A,记作a∈A;若b不属于集合A,记作b∉A.(3)集合的表示方法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集及其符号表示数集自然数集正整数集整数集有理数集实数集符号N N*或N+Z Q R2.集合间的基本关系表示关系文字语言记法集合间的基本关系子集集合A中任意一个元素都是集合B中的元素A⊆B或B⊇A 真子集集合A是集合B的子集,并且B中至少有一个元素不属于AA B或B A 相等集合A的每一个元素都是集合B的元素,集合B的每一个元素也都是集合A的元素A⊆B且B⊆A⇔A=B空集空集是任何集合的子集∅⊆A空集是任何非空集合的真子集∅B且B≠∅3.集合的基本运算(1)三种基本运算的概念及表示集合的并集集合的交集集合的补集符号表示A∪B A∩B若全集为U,则集合A的补集为∁U A图形表示意义{x|x∈A,或x∈B} {x|x∈A,且x∈B} ∁U A={x|x∈U,且x∉A}(2)①A∪B=A⇔B⊆A,A∩B=A⇔A⊆B.②A∩A=A,A∩∅=∅.③A∪A=A,A∪∅=A.④A∩∁U A=∅,A∪∁U A=U,∁U(∁U A)=A.4.判断下列结论的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)若集合A={x|y=x2},B={y|y=x2},C={(x,y)|y=x2},则A,B,C表示同一个集合.(×)(2)若a在集合A中,则可用符号表示为a⊆A.(×)(3)若A B,则A⊆B且A≠B.(√)(4)N*N Z.(√)(5)若A∩B=A∩C,则B=C.(×)(6)对于任意两个集合A,B,都有(A∩B)⊆(A∪B)成立.(√)(7)∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B),∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B).(√)(8)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.(×)(9){x|x≤1}={t|t≤1}.(√)(10)若A∪B=A∪C,则B=C.(×)考点一集合的概念命题点 1.集合元素的特征2.集合表示方法及意义第一章 集合与常用逻辑用语大一轮复习 数学(理)[例1] (1)已知集合A ={0,1,2},则集合B ={x -y |x ∈A ,y ∈A }中元素的个数是( )A .1B .3C .5D .9解析:∵A ={0,1,2},∴B ={x -y |x ∈A ,y ∈A }={0,-1,-2,1,2}.故集合B 中有5个元素. 答案:C(2)若集合A ={x ∈R |ax 2-3x +2=0}中只有一个元素,则a =( ) A.92 B.98C .0D .0或98解析:当a =0时,显然成立;当a ≠0时,Δ=(-3)2-8a =0,即a =98.答案:D[方法引航] (1)研究一个集合,首先要看集合中的代表元素,然后再看元素的限制条件.当集合用描述法表示时,注意弄清其元素表示的意义是什么.(2)对于含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合是否满足互异性.1.已知a ∈R ,若{-1,0,1}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a ,a 2,0,则a =________.解析:由题意1a ≠0,a ≠0,a 2≠-1,所以只有a 2=1.当a =1时,1a=1,不满足互异性,∴a =-1.答案:-1 2.(2017·福建厦门模拟)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________. 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. 答案:(5,6]考点二 集合间的关系及应用命题点1.判断集合的关系2.应用集合的关系[例2] (1)设P ={y |y =-x 2+1,x ∈R }x A .P ⊆Q B .Q ⊆P C .∁R P ⊆Q D .Q ⊆∁R P解析:因为P ={y |y =-x 2+1,x ∈R }={y |y ≤1},Q ={y |y =2x ,x ∈R }={y |y >0},所以∁R P ={y |y >1},所以∁R P ⊆Q ,选C.答案:C(2)已知集合A ={x |-2≤x ≤5},B ={x |m +1≤x ≤2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值范围为________. 解析:∵B ⊆A ,∴①若B =∅,则2m -1<m +1,此时m <2. ②若B ≠∅,则⎩⎪⎨⎪⎧2m -1≥m +1,m +1≥-2,2m -1≤5.解得2≤m ≤3.由①、②可得,符合题意的实数m 的取值范围为(-∞,3]. 答案:(-∞,3][方法引航] 1.集合间基本关系的两种判定方法 (1)化简集合,从表达式中寻找两集合的关系(2)用列举法(或图示法等)表示各个集合,从元素(或图形)中寻找关系. 2.根据两集合的关系求参数的方法已知两个集合之间的关系求参数时,要明确集合中的元素,对子集是否为空集进行分类讨论,做到不漏解. (1)若集合元素是一一列举的,依据集合间的关系,转化为解方程(组)求解,此时注意集合中元素的互异性; (2)若集合表示的是不等式的解集,常依据数轴转化为不等式(组)求解,此时需注意端点值能否取到.1.在本例(1)中,集合P 变为P ={y |y =x 2+1},Q不变,如何选答案. 解析:P ={y |y ≥1},Q ={y |y >0},∴P ⊆Q ,选A.2.①在本例(2)中,若A ⊆B ,如何求m 的取值范围? 解:若A ⊆B , 则⎩⎪⎨⎪⎧ m +1≤-2,2m -1≥5,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≤-3,m ≥3. 所以m 的取值范围为∅.②若将本例(2)中的集合A ,B 分别更换为A ={1,2}, B ={x |x 2+mx +1=0,x ∈R },如何求m 的取值范围? 解:(ⅰ)若B =∅,则Δ=m 2-4<0,解得-2<m <2; (ⅱ)若1∈B ,则12+m +1=0,解得m =-2,此时B ={1},符合题意; (ⅲ)若2∈B ,则22+2m +1=0,解得m =-52,此时B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫2,12,不合题意.综上所述,实数m 的取值范围为[-2,2).命题点 1.数集交、并、补的运算2.与函数、不等式综合的交、并、补的运算3.利用集合运算求参数[例3] (1)(2017·山东烟台诊断)若集合A =⎩⎨⎭⎬-1,0,12,1,集合B ={y |y =2x ,x ∈A },则集合A ∩B =( )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,0,12,1B.⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,12,1 C.⎩⎨⎧⎭⎬⎫12,1 D .{0,1} 解析:B ={y |y =2x ,x ∈A }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫12,1,2,2,所以A ∩B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫12,1,故选C.答案:C (2)(2017·安徽合肥模拟)已知全集U =R ,A ={x |x >1},B ={x |x 2-2x >0},则∁U (A ∪B )=( ) A .{x |x ≤2} B .{x |x ≥1} C .{x |0≤x ≤1} D .{x |0≤x ≤2}解析:由x 2-2x >0得x >2或x <0,即B ={x |x <0,或x >2},∴A ∪B ={x |x <0,或x >1},∴∁U (A ∪B )={x |0≤x ≤1}. 答案:C(3)已知集合P ={x |x 2≤1},M ={a }.若P ∪M =P ,则a 的取值范围是( ) A .( -∞,-1] B .[1,+∞) C .[-1,1] D .(-∞,-1]∪[1,+∞]解析:由P ∪M =P ,得M ⊆P .又∵P ={x |x 2≤1}={x |-1≤x ≤1},∴-1≤a ≤1,故选C. 答案:C[方法引航] (1)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.(2)运算过程中要注意集合间的特殊关系的使用,灵活使用这些关系,会使运算简化.(3)对于混合运算,有括号者,先运算括号里面的.1.已知集合A ={x |-1<x <2},B ={x |0<x <3},则A ∪B =( ) A .(-1,3) B .(-1,0) C .(0,2) D .(2,3)解析:选A.将集合A 与B 在数轴上画出(如图).由图可知A ∪B =(-1,3),故选A.2.已知集合A ={-1,0,4},集合B ={x |x 2-2x -3≤0,x ∈N },全集为Z ,则图中阴影部分表示的集合是( )A .{4}B .{4,-1}C .{4,5}D .{-1,0}解析:B ={x |x 2-2x -3≤0,x ∈N }={x |-1≤x ≤3,x ∈N }={0,1,2,3},阴影部分为A ∩(∁Z B )={4,-1}. 答案:B 3.(2017·宁夏银川一中模拟)已知集合A ={a ,b,2},B ={2,b 2,2a },且A ∩B =A ∪B ,则a =________解析:因为A ∩B =A ∪B ,所以A =B ,则⎩⎪⎨⎪⎧ a =2a ,b =b 2,或⎩⎪⎨⎪⎧ a =b 2,b =2a .解得⎩⎪⎨⎪⎧a =0,b =1.或⎩⎨⎧a =14,b =12.所以a 的值为0或14.答案:0或14[易错警示]空集的呐喊——勿忘我空集是任何集合的子集,即对于任一集合A ,有∅⊆A .空集是任何非空集合的真子集.当遇到“A ⊆B ”时,要注意是否需要讨论A =∅或A ≠∅两种情况,即“∅优先原则”.[典例] 若集合P ={x |x 2+x -6=0},S ={x |ax +1=0},且S ⊆P ,则由a 的可取值组成的集合为________. [正解] P ={-3,2}.当a =0时,S =∅,满足S ⊆P ;当a ≠0时,方程ax +1=0的解集为x =-1a,为满足S ⊆P 可使-1a =-3或-1a=2,即a =13或a =-12.故所求集合为⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,13,-12.[答案] ⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,13,-12[易误] 在解答本题时,易出现两个典型错误.一是易忽略对空集的讨论,如S =∅时,a =0;二是易忽略对字母的讨论.如-1a可以为-3或2. [警示] (1)从集合的关系看,S ⊆P ,则S =∅或S ≠∅,勿遗忘S =∅的情况. (2)对含字母的问题,注意分类讨论.[高考真题体验]1.(2016·高考全国甲卷)已知集合A ={1,2,3},B ={x |x 2<9},则A ∩B =( ) A .{-2,-1,0,1,2,3} B .{-2,-1,0,1,2} C .{1,2,3} D .{1,2}解析:选D.∵B ={x |x 2<9}={x |-3<x <3}.又A ={1,2,3},∴A ∩B ={1,2}. 2.(2016·高考全国乙卷)设集合A ={1,3,5,7},B ={x |2≤x ≤5},则A ∩B =( ) A .{1,3} B .{3,5} C .{5,7} D .{1,7} 解析:选B.A ={1,3,5,7},B ={2,3,4,5}, ∴A ∩B ={3,5}. 3.(2016·高考全国甲卷)已知集合A ={1,2,3},B ={x |(x +1)(x -2)<0,x ∈Z },则A ∪B =( ) A .{1} B .{1,2} C .{0,1,2,3} D .{-1,0,1,2,3}解析:选C.B ={x |-1<x <2,x ∈Z }={0,1}.又A ={1,2,3},∴A ∪B ={0,1,2,3}. 4.(2016·高考全国丙卷)设集合A ={0,2,4,6,8,10},B ={4,8},则∁A B =( ) A .{4,8} B .{0,2,6} C .{0,2,6,10} D .{0,2,4,6,8,10} 解析:选C.∵A ={0,2,4,6,8,10},B ={4,8},∴∁A B ={0,2,6,10}. 5.(2016·高考浙江卷)已知集合P ={x ∈R |1≤x ≤3},Q ={x ∈R |x 2≥4},则P ∪(∁R Q )=( ) A .[2,3] B .(-2,3] C .[1,2)D .(-∞,-2]∪[1,+∞)解析:选B.根据补集和并集的概念进行运算,也可以借助数轴求解. ∵Q ={x ∈R |x 2≥4},∴∁R Q ={x ∈R |x 2<4}={x |-2<x <2}. ∵P ={x ∈R |1≤x ≤3},∴P ∪(∁R Q )={x |-2<x ≤3}=(-2,3]. 6.(2016·高考山东卷)设集合A ={y |y =2x ,x ∈R },B ={x |x 2-1<0},则A ∪B =( ) A .(-1,1) B .(0,1)C.(-1,+∞) D.(0,+∞)解析:选C.先化简集合A,B,再利用并集的定义求解.由已知得A={y|y>0},B={x|-1<x<1},则A∪B={x|x>-1}.故选C.课时规范训练A组基础演练1.已知集合A={-2,-1,0,1,2},B={x|(x-1)(x+2)<0},则A∩B=()A.{-1,0}B.{0,1}C.{-1,0,1} D.{0,1,2}解析:选A.由于B={x|-2<x<1},所以A∩B={-1,0}.故选A.2.设集合M={x|x2=x},N={x|lg x≤0},则M∪N=()A.[0,1] B.(0,1]C.[0,1) D.(-∞,1]解析:选A.∵M={x|x2=x}={0,1},N={x|lg x≤0}={x|0<x≤1},∴M∪N={x|0≤x≤1},故选A.3.已知集合A={x|x2-2x-3≥0},B={x|-2≤x<2},则A∩B=()A.[-2,-1] B.[-1,2)C.[-1,1] D.[1,2)解析:选A.由不等式x2-2x-3≥0解得x≥3或x≤-1,因此集合A={x|x≤-1或x≥3},又集合B={x|-2≤x<2},所以A∩B={x|-2≤x≤-1},故选A.4.设集合P={x|x>1},Q={x|x2-x>0},则下列结论正确的是()A.P⊆Q B.Q⊆PC.P=Q D.P∪Q=R解析:选A.由集合Q={x|x2-x>0},知Q={x|x<0或x>1},所以选A.5.设集合M={0,1,2},N={x|x2-3x+2≤0},则M∩N=()A.{1} B.{2}C.{0,1} D.{1,2}解析:选D.由已知得N={x|1≤x≤2},∵M={0,1,2},∴M∩N={1,2},故选D.6.集合U={0,1,2,3,4},A={1,2},B={x∈Z|x2-5x+4<0},则∁U(A∪B)=()A.{0,1,3,4} B.{1,2,3}C.{0,4} D.{0}解析:选C.因为集合B={x∈Z|x2-5x+4<0}={2,3},所以A∪B={1,2,3},又全集U={0,1,2,3,4},所以∁U(A∪B)={0,4}.所以选C.7.已知集合M={x|-1<x<2},N={x|x<a},若M⊆N,则实数a的取值范围是()A.(2,+∞) B.[2,+∞)C.(-∞,-1) D.(-∞,-1]解析:选B.依题意,由M⊆N得a≥2,即所求的实数a的取值范围是[2,+∞),选B.8.已知全集A={x∈N|x2+2x-3≤0},B={y|y⊆A},则集合B中元素的个数为()A.2 B.3C.4 D.5解析:选C.依题意得,A={x∈N|(x+3)(x-1)≤0}={x∈N|-3≤x≤1}={0,1},共有22=4个子集,因此集合B中元素的个数为4,选C.9.已知集合A={(0,1),(1,1),(-1,2)},B={(x,y)|x+y-1=0,x,y∈Z},则A∩B=________.解析:A、B都表示点集,A∩B即是由A中在直线x+y-1=0上的所有点组成的集合,代入验证即可.答案:{(0,1),(-1,2)}10.已知集合A={1,3,a},B={1,a2-a+1},且B⊆A,则a=________.解析:由a2-a+1=3,得a=-1或a=2,经检验符合.由a2-a+1=a,得a=1,由于集合中不能有相同元素,所以舍去.故a=-1或2.答案:-1或2B组能力突破1.已知全集U=R,集合M={x|(x-1)(x+3)<0},N={x||x|≤1},则阴影部分表示的集合是()A.[-1,1)B.(-3,1]C.(-∞,-3)∪[-1,+∞) D.(-3,-1)解析:选D.由题意可知,M={x|-3<x<1},N={x|-1≤x≤1},∴阴影部分表示的集合为M∩(∁U N)={x|-3<x<-1}.2.已知全集U={1,2,3,4,5},集合M={3,4,5},N={1,2,5},则集合{1,2}可以表示()A.M∩N B.(∁U M)∩NC.M∩(∁U N) D.(∁U M)∩(∁U N)解析:选B.M∩N={5},A错误;∁U M={1,2},(∁U M)∩N={1,2},B正确;∁U N={3,4},M∩(∁U N)={3,4},C错误;(∁U M)∩(∁N)=∅,D错误.故选B.U3.已知集合A={x|x=3n+2,n∈N},B={6,8,10,12,14},则集合A∩B中元素的个数为()A .5B .4C .3D .2解析:选D.集合A ={x |x =3n +2,n ∈N },当n =0时,3n +2=2,当n =1时,3n +2=5,当n =2时,3n +2=8,当n =3时,3n +2=11,当n =4时,3n +2=14,∵B ={6,8,10,12,14},∴A ∩B 中元素的个数为2.4.设集合A ={1,2,3},B ={2,3,4,5},定义A ⊙B ={(x ,y )|x ∈A ∩B ,y ∈A ∪B },则A ⊙B 中元素的个数是( ) A .7 B .10 C .25 D .52解析:选B.A ∩B ={2,3},A ∪B ={1,2,3,4,5},由列举法可知A ⊙B ={(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5)},共有10个元素,故选B.5.已知函数f (x )=2-x -1,集合A 为函数f (x )的定义域,集合B 为函数f (x )的值域,则如图所示的阴影部分表示的集合为________.解析:本题考查函数的定义域、值域以及集合的表示.要使函数f (x )=2-x -1有意义,则2-x -1≥0,解得x ≤0, 所以A =(-∞,0].又函数f (x )=2-x -1的值域B =[0,+∞).所以阴影部分用集合表示为∁A ∪B (A ∩B )=(-∞,0)∪(0,+∞). 答案:(-∞,0)∪(0,+∞)6.已知集合A ={x |1≤x <5},C ={x |-a <x ≤a +3}.若C ∩A =C ,则a 的取值范围是________. 解析:因为C ∩A =C ,所以C ⊆A .①当C =∅时,满足C ⊆A ,此时-a ≥a +3,得a ≤-32;②当C ≠∅时,要使C ⊆A ,则⎩⎪⎨⎪⎧-a <a +3,-a ≥1,a +3<5,解得-32<a ≤-1.答案:(-∞,-1]第2课时 命题及其关系、充分条件与必要条件1.命题(1)命题的概念用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题.其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.(2)四种命题及相互关系(3)四种命题的真假关系①两个命题互为逆否命题,它们有相同的真假性;②两个命题互为逆命题或互为否命题,它们的真假性没有关系. 2.充分条件、必要条件与充要条件的概念若p ⇒q ,则p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件p 是q 的充分不必要条件 p ⇒q 且q p p 是q 的必要不充分条件 p q 且q ⇒p p 是q 的充要条件 p ⇔q p 是q 的既不充分也不必要条件 p q 且q p3.判断下列结论的正误(,错误的打“×”) (1)“x 2+2x -3<0”是命题.(×)(2)命题“若p,则q”的否命题是“若p,则綈q”.(×)(3)若原命题为真,则这个命题的否命题、逆命题、逆否命题中至少有一个为真.(√)(4)当q是p的必要条件时,p是q的充分条件.(√)(5)当p是q的充要条件时,也可说成q成立当且仅当p成立.(√)(6)q不是p的必要条件时,“p q”成立.(√)(7)若一个命题是真命题,则其逆否命题是真命题.(√)(8)若p是q的充分不必要条件,则綈p是綈q的必要不充分条件.(√)(9)命题“若x2-1=0,则x=1或x=-1”的否命题为:若x2-1≠0,则x≠1或x≠-1.(×)(10)“(2x-1)x=0”是“x=0”的必要不充分条件.(√)考点一四种命题及其关系命题点 1.命题的改写2.命题的真假判定[例1](1)命题“若a>b则a-1>b-1”的否命题是()A.若a>b,则a-1≤b-1B.若a>b,则a-1<b-1C.若a≤b,则a-1≤b-1 D.若a<b,则a-1<b-1解析:根据否命题的定义可知,命题“若a>b,则a-1>b-1”的否命题应为“若a≤b,则a-1≤b-1”.答案:C(2)(2017·宁夏银川模拟)命题“若x2+y2=0,x,y∈R,则x=y=0”的逆否命题是()A.若x≠y≠0,x,y∈R,则x2+y2=0B.若x=y≠0,x,y∈R,则x2+y2≠0C.若x≠0且y≠0,x,y∈R,则x2+y2≠0D.若x≠0或y≠0(x,y∈R),则x2+y2≠0解析:将原命题的条件和结论否定,并互换位置即可.由x=y=0知x=0且y=0,其否定为x≠0或y≠0.答案:D(3)(2017·山东菏泽模拟)有以下命题:①“若xy=1,则x,y互为倒数”的逆命题;②“面积相等的两个三角形全等”的否命题;③“若m≤1,则x2-2x+m=0有实数解”的逆否命题;④“若A∩B=B,则A⊆B”的逆否命题.其中正确的命题为()A.①②B.②③C.④D.①②③解析:①“若x,y互为倒数,则xy=1”是真命题;②“面积不相等的三角形一定不全等”是真命题;③若m≤1,Δ=4-4m≥0,所以原命题为真命题,故其逆否命题也是真命题;④由A∩B=B,得B⊆A,所以原命题为假命题,故其逆否命题也是假命题.故选D.答案:D[方法引航](1)在根据给出的命题构造其逆命题、否命题、逆否命题时,首先要把原命题的条件和结论弄清楚,这样逆命题就是把原命题的条件和结论交换了的命题,否命题就是把原命题中否定了的条件作条件、否定了的结论作结论的命题,逆否命题就是把原命题中否定了的结论作条件、否定了的条件作结论的命题.(2)当一个命题有大前提而需写出其他三种命题时,必须保留大前提不变.判定命题为真,必须进行推理证明;若说明为假,只需举出一个反例.互为逆否命题的两个命题是等价命题.1.原命题是“当c>0时,若a>b,则ac>bc”,其逆否命题是________.解析:“当c>0时”为大前提,其逆否命题为:当c>0时,若ac≤bc,则a≤b.答案:当c>0时,若ac≤bc,则a≤b2.下面是关于复数z=2-1+i的四个命题:p1:|z|=2,p2:z2=2i,p3:z的共轭复数为1+i,p4:z的虚部为-1.其中的真命题为()A.p2,p3B.p1,p2 C.p2,p4D.p3,p4解析:选C.z=2-1+i=2(-1-i)(-1+i)(-1-i)=-1-i,所以|z|=2,p1为假命题;z2=(-1-i)2=(1+i)2=2i,p2为真命题,z=-1+i,p3为假命题;p4为真命题.故选C. 考点二充分条件与必要辄条件的判断命题点1.定义法2.等价命题法3.集合法[例2](1)“x>1”是“(x+2)<0”的()A.充要条件B.充分而不必要条件C.必要而不充分条件D.既不充分也不必要条件解析:∵x>1⇒(x+2)<0,(x+2)<0⇒x+2>1⇒x>-1,∴“x>1”是“(x+2)<0”的充分而不必要条件.答案:B(2)(2017·天津调研)“x≠1且x≠2”是“x2-3x+2≠0”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件解析:x2-3x+2=0,即(x-2)(x-1)=0,∴x=1或x=2.∴当x=1或x=2时,x2-3x+2=0,∴“x2-3x+2=0”是“x=1或x=2”的充要条件,那么“x≠1且x≠2”是“x2-3x+2≠0”的充要条件.答案:C(3)设p:1<x<2,q:2x>1,则p是q成立的()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:P集合为(1,2),q集合为(0,+∞),p q,故选A.答案:A[方法引航](1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断.(2)集合法:根据p,q成立的对应的集合之间的包含关系进行判断.(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,把判断的命题转化为其逆否命题进行判断.这个方法特别适合以否定形式给出的问题,常用的是逆否等价法.,①綈q是綈p的充分不必要条件⇔p是q的充分不必要条件;,②綈q是綈p的必要不充分条件⇔p是q的必要不充分条件;,③綈q是綈p的充要条件⇔p是q的充要条件.1.设a,b为正实数,则“a>b>1”是“log2a>log2b>0”的()A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件解析:选A.y=log2x(x>0)为增函数,当a>b>1时,log2a>log2b>0;反之,若log2a>log2b>0,结合对数函数的图象易知a>b>1成立,故“a>b>1”是“log2a>log2b>0”的充要条件.2.若p是q的必要条件,s是q的充分条件,那么下列推理一定正确的是()A.綈p⇔綈s B.p⇔sC.綈p⇒綈s D.綈s⇒綈p解析:选C.由已知得:q⇒p,s⇒q,则s⇒p,由于原命题与逆否命题等价,所以s⇒p等价于綈p⇒綈s,故选C. 3.“x<0”是“ln(x+1)<0”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:选B.由ln(x+1)<0得0<x+1<1,∴-1<x<0即(-1,0)(-∞,0),∴“x<0”是“ln(x+1)<0”的必要不充分条件.考点三根据充分、必要条件求参数命题点求条件或结论中的参数[例3](1)(2017·江西南昌模拟)0),若p是q的充分不必要条件,则m的取值范围是()A.[21,+∞) B.[9,+∞)C.[19,+∞) D.(0,+∞)解析:条件p :-2≤x ≤10,条件q :1-m ≤x ≤m +1,又因为p 是q 的充分不必要条件,所以有⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≤-2,1+m ≥10.解得m ≥9.答案:B(2)已知P ={x |x 2-8x -20≤0},非空集合S ={x |1-m ≤x ≤1+m }.若x ∈P 是x ∈S 的必要条件,则m 的取值范围为________.解析:由x 2-8x -20≤0得-2≤x ≤10, ∴P ={x |-2≤x ≤10},由x ∈P 是x ∈S 的必要条件,知S ⊆P . 则⎩⎪⎨⎪⎧1-m ≤1+m ,1-m ≥-2,1+m ≤10,∴0≤m ≤3.所以当0≤m ≤3时,x ∈P 是x ∈S 的必要条件,即所求m 的取值范围是[0,3]. 答案:[0,3][方法引航] 由充分条件、必要条件求参数.解决此类问题常将充分、必要条件问题转化为集合间的子集关系求解.但是,在求解参数的取值范围时,一定要注意区间端点值的验证,不等式中的等号是否能够取得,决定着端点的取值.1.本例(2)条件不变,问是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充要条件. 解:若x ∈P 是x ∈S 的充要条件,则P =S , ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 1-m =-2,1+m =10,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =3,m =9. 即不存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充要条件.2.本例(2)条件不变,若綈P 是綈S 的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.解:由例(2)知P ={x |-2≤x ≤10}, ∵綈P 是綈S 的必要不充分条件, ∴P ⇒S 且S ⇒/P . ∴P S ∴⎩⎪⎨⎪⎧ 1+m ≥101-m ≤-2∴⎩⎪⎨⎪⎧m ≥9,m ≥3. ∴m ≥9.[思想方法]集合的关系与充分、必要条件“再牵手”集合的运算常与充分、必要条件交汇,判断充分、必要条件时,可利用集合的包含关系.如果是根据充分、必要条件求参数问题,也可以转化为集合的包含关系求解. [典例] (2017·河南省实验中学模拟)设条件p :|x -2|<3,条件q :0<x <a ,其中a 为正常数.若p 是q 的必要不充分条件,则a 的取值范围是( )A .(0,5]B .(0,5)C .[5,+∞)D .(5,+∞)[解析] p :|x -2|<3,∴-3<x -2<3,即-1<x <5,设p =(-1,5),q =(0,a ),∵p 是q 的必要不充分条件, ∴(0,a )(-1,5),∴0<a ≤5. [答案] A[高考真题体验]1.(2015·高考山东卷)设m ∈R ,命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆否命题是( ) A .若方程x 2+x -m =0有实根,则m >0 B .若方程x 2+x -m =0有实根,则m ≤0 C .若方程x 2+x -m =0没有实根,则m >0 D .若方程x 2+x -m =0没有实根,则m ≤0解析:选D.命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆否命题是“若方程x 2+x -m =0没有实根,则m ≤0”,故选D.2.(2016·高考天津卷)设x >0,y ∈R ,则“x >y ”是“x >|y |”的( )A .充要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件解析:选C.令x =1,y =-2,满足x >y ,但不满足x >|y |;又x >|y |≥y ,∴x >y 成立,故“x >y ”是“x >|y |”的必要而不充分条件. 3.(2016·高考四川卷)设p :实数x ,y 满足x >1且y >1,q :实数x ,y 满足x +y >2,则p 是q 的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 解析:选A.当x >1且y >1时,x +y >2,即p ⇒q 所以充分性成立;令x =-1,y =4,则x +y >2,但x <1,即q p 所以必要性不成立,所以p 是q 的充分不必要条件.故选A. 4.(2016·高考天津卷)设{a n }是首项为正数的等比数列,公比为q ,则“q <0”是“对任意的正整数n ,a 2n -1+a 2n <0”的( )A .充要条件B .充分而不必要条件C .必要而不充分条件D .既不充分也不必要条件解析:选C.a 2n -1+a 2n =a 2n -1(1+q )=a 1q 2n -2(1+q )<0⇔q <-1⇒q <0,故必要性成立;而q <0⇒/ q <-1,故充分性不成立.故选C.5.(2016·高考四川卷)设p :实数x ,y 满足(x -1)2+(y -1)2≤2,q :实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧y ≥x -1,y ≥1-x ,y ≤1,则p 是q 的( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.如图,命题p 表示圆心为(1,1),半径为2的圆及其内部,命题q 表示的是图中的阴影区域,所以p q ,q ⇒p .故选A.6.(2016·高考山东卷)已知直线a ,b 分别在两个不同的平面α,β内.则“直线a 和直线b 相交”是“平面α和平面β相交”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.若直线a ,b 相交,设交点为P ,则P ∈a ,P ∈b .又a ⊂α,b ⊂β,所以P ∈α,P ∈β,故α,β相交.反之,若α,β相交,则a ,b 可能相交,也可能异面或平行.故“直线a 和直线b 相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件.课时规范训练 A 组 基础演练1.命题“若一个数是负数,则它的平方是正数”的逆命题是( ) A .“若一个数是负数,则它的平方不是正数” B .“若一个数的平方是正数,则它是负数” C .“若一个数不是负数,则它的平方不是正数” D .“若一个数的平方不是正数,则它不是负数”解析:选B.依题意得,原命题的逆命题:若一个数的平方是正数,则它是负数. 2.与命题“若a ,b ,c 成等比数列,则b 2=ac ”等价的命题是( ) A .若a ,b ,c 成等比数列,则b 2≠ac B .若a ,b ,c 不成等比数列,则b 2≠ac C .若b 2=ac ,则a ,b ,c 成等比数列 D .若b 2≠ac ,则a ,b ,c 不成等比数列 解析:选D.因为原命题与其逆否命题是等价的,所以与命题“若a ,b ,c 成等比数列,则b 2=ac ”等价的命题是“若b 2≠ac ,则a ,b ,c 不成等比数列”.3.若集合A ={x |2<x <3},B ={x |(x +2)(x -a )<0},则“a =1”是“A ∩B =∅”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件解析:选A.当a =1时,B ={x |-2<x <1},满足A ∩B =∅;反之,若A ∩B =∅,只需a ≤2即可,故“a =1”是“A ∩B =∅”的充分不必要条件.4.下列命题中为真命题的是( )A .命题“若x >y ,则x >|y |”的逆命题B .命题“若x >1,则x 2>1”的否命题C .命题“若x =1,则x 2+x -2=0”的否命题D .命题“若x 2>0,则x >1”的逆否命题解析:选A.A 中逆命题为“若x >|y |,则x >y ”是真命题; B 中否命题为“若x ≤1,则x 2≤1”是假命题;C 中否命题为“若x ≠1,则x 2+x -2≠0”是假命题;D 中原命题是假命题,从而其逆否命题也为假命题.5.已知条件p :x ≤1,条件q :1x<1,则綈p 是q 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A.由x >1得1x <1;反过来,由1x<1不能得知x >1,即綈p 是q 的充分不必要条件,选A.6.给出命题:若函数y =f (x )是幂函数,则函数y =f (x )的图象不过第四象限,在它的逆命题、否命题、逆否命题3个命题中,真命题的个数是( ) A .3 B .2 C .1 D .0解析:选C.原命题是真命题,故它的逆否命题是真命题; 它的逆命题为“若函数y =f (x )的图象不过第四象限,则函数y =f (x )是幂函数”,显然逆命题为假命题,故原命题的否命题也为假命题. 因此在它的逆命题、否命题、逆否命题3个命题中真命题只有1个. 7.函数f (x )=x 2+mx +1的图象关于直线x =1对称的充要条件是( ) A .m =-2 B .m =2 C .m =-1 D .m =1解析:选A.已知函数f (x )=x 2-2x +1的图象关于直线x =1对称,则m =-2;反之也成立. 所以函数f (x )=x 2+mx +1的图象关于直线x =1对称的充要条件是m =-2. 8.有四个关于三角函数的命题: p 1:sin x =sin y ⇒x +y =π或x =y ;p 2:∀x ∈R ,sin 2x 2+cos 2x2=1;p 3:x ,y ∈R ,cos(x -y )=cos x -cos y ;p 4:∀x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2, 1+cos 2x 2=cos x . 其中真命题是( ) A .p 1,p 3 B .p 2,p 3 C .p 1,p 4 D .p 2,p 4解析:选D.对于命题p 1,若sin x =sin y ,则x +y =π+2k π,k ∈Z 或者x =y +2k π,k ∈Z ,所以命题p 1是假命题.对于命题p 2,由同角三角函数基本关系知命题p 2是真命题.对于命题p 3,由两角差的余弦公式可知cos(x -y )=cos x cos y +sin x siny ,所以命题p 3是假命题.对于命题p 4,由余弦的倍角公式cos 2x =2cos 2x -1得 1+cos 2x 2=1+2cos 2x -12=cos 2x ,又因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2, 所以cos x ≥0,所以cos 2x =cos x ,所以命题p 4是真命题.综上,选D. 9.设a ,b 是向量,命题“若a =-b ,则|a |=|b |”的逆命题是________.解析:找出命题的条件和结论,将命题的条件与结论互换,“若p ,则q ”的逆命题是“若q ,则p ”,故命题“若a =-b ,则|a |=|b |”的逆命题是“若|a |=|b |,则a =-b ”. 答案:若|a |=|b |,则a =-b 10.给出以下四个命题:①“若x +y =0,则x ,y 互为相反数”的逆命题; ②“全等三角形的面积相等”的否命题;③“若q ≤-1,则x 2+x +q =0有实根”的逆否命题; ④若ab 是正整数,则a ,b 都是正整数.其中真命题是________.(写出所有真命题的序号)解析:①命题“若x +y =0,则x ,y 互为相反数”的逆命题为“若x ,y 互为相反数,则x +y =0”,显然①为真命题;②不全等的三角形的面积不相等,故②为假命题;③原命题正确,所以它的逆否命题也正确,故③为真命题;④若ab 是正整数,则a ,b 不一定都是正整数,例如a =-1,b =-3,故④为假命题. 答案:①③B 组 能力突破1.l 1,l 2表示空间中的两条直线,若p :l 1,l 2是异面直线;q :l 1,l 2不相交,则( ) A .p 是q 的充分条件,但不是q 的必要条件 B .p 是q 的必要条件,但不是q 的充分条件C .p 是q 的充分必要条件D .p 既不是q 的充分条件,也不是q 的必要条件解析:选A.两直线异面,则两直线一定无交点,即两直线一定不相交;而两直线不相交,有可能是平行,不一定异面,故两直线异面是两直线不相交的充分不必要条件,故选A.2.已知向量a =(m 2,-9),b =(1,-1),则“m =-3”是“a ∥b ”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件解析:选A.当m =-3时,a =(9,-9),b =(1,-1),则a =9b ,所以a ∥b ,即“m =-3”⇒“a ∥b ”; 当a ∥b 时,m 2=9,得m =±3, 所以不能推得m =-3,即“m =-3” “a ∥b ”. 故“m =-3”是“a ∥b ”的充分不必要条件.3.函数f (x )在x =x 0处导数存在.若p :f ′(x 0)=0;q :x =x 0是f (x )的极值点,则( ) A .p 是q 的充分必要条件B .p 是q 的充分条件,但不是q 的必要条件C .p 是q 的必要条件,但不是q 的充分条件D .p 既不是q 的充分条件,也不是q 的必要条件解析:选C.由于q ⇒p ,则p 是q 的必要条件;而p ⇒/ q ,如f (x )=x 3在x =0处f ′(0)=0,而x =0不是极值点,故选C. 4.已知p :x >1或x <-3,q :x >a ,若q 是p 的充分不必要条件,则a 的取值范围是( ) A .[1,+∞) B .(-∞,1] C .[-3,+∞) D .(-∞,-3]解析:选A.法一:设P ={x |x >1或x <-3},Q ={x |x >a },因为q 是p 的充分不必要条件,所以Q P ,因此a ≥1,故选A.法二:令a =-3,则q :x >-3,则由命题q 推不出命题p ,此时q 不是p 的充分条件,排除B ,C ,D ,选A.5.设条件p :实数x 满足x 2-4ax +3a 2<0,其中a <0;条件q :实数x 满足x 2+2x -8>0,且q 是p 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________.解析:本题考查必要不充分条件的应用与一元二次不等式的解法.由x 2-4ax +3a 2<0得3a <x <a ,由x 2+2x -8>0得x<-4或x >2,因为q 是p 的必要不充分条件,则⎩⎪⎨⎪⎧a <0,a ≤-4,所以a ≤-4.答案:(-∞,-4]6.若“x 2>1”是“x <a ”的必要不充分条件,则a 的最大值为________.解析:由x 2>1,得x <-1,或x >1.又“x 2>1”是“x <a ”的必要不充分条件,知由“x <a ”可以推出“x 2>1”,反之不成立,所以a ≤-1,即a 的最大值为-1. 答案:-1第3课时 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词1.命题p ∧q ,p ∨q ,綈p 的真假判断p q p ∧q p ∨q 綈p 真 真 真 真 假 真 假 假 真 假 假 真 假 真 真 假假假 假真2.量词名称常见量词表示符号 全称量词 所有、一切、任意、全部、每一个、任给等 用“∀”表示 存在量词存在一个、至少有一个、有一个、某个、有些、某些等用“∃”表示3.全称命题和特称命题命题名称 命题结构 命题简记 全称命题 对M 中任意一个x ,有p (x )成立 ∀x ∈M ,p (x ) 特称命题 存在M 中的一个x 0,使p (x 0)成立 ∃x 0∈M ,p (x 0)4.命题 命题的否定 ∀x ∈M ,p (x ) ∃x 0∈M ,綈p (x 0) ∃x 0∈M ,p (x 0) ∀x ∈M ,綈p (x )5.判断下列结论的正误(正确的打(1)命题p ∧q 为假命题,则命题p 、q 都是假命题.(×) (2)命题p 和綈p 不可能都是真命题.(√)(3)若命题p 、q 至少有一个是真命题,则p ∨q 是真命题.(√) (4)全称命题一定含有全称量词,特称命题一定含有存在量词.(×) (5)写特称命题的否定时,存在量词变为全称量词.(√) (6)∃x 0∈M ,p (x 0)与∀x ∈M ,綈p (x )的真假性相反.(√)(7)已知命题p :∀x ∈R ,x 2≠x ,则綈p :∀x ∈/ R ,x 2=x .(×) (8)命题“存在实数x ,使x >1”的否定是:∃x 0∈R ,使x ≤1.(×)(9)“∀x ∈R,2x -1>0”是真命题.(√)(10)“全等三角形的面积相等”是全称命题.(√)考点一 含逻辑联结词命题的真假判断及应用命题点1.判断复合命题的真假2.利用复合命题真假求参数 [例1] (1)给定命题p :函数y =sin ⎝⎭⎫2x +π4和函数y =cos ⎝⎭⎫2x -3π4的图象关于原点对称;命题q :当x =k π+π2(k ∈Z )时,函数y =2(sin 2x +cos 2x )取得极小值.下列说法正确的是( ) A .p ∨q 是假命题 B .(綈p )∧q 是假命题 C .p ∧q 是真命题 D .(綈p )∨q 是真命题解析:命题p 中y =cos ⎝⎛⎭⎫2x -3π4=cos ⎝⎛⎭⎫2x -π4-π2= cos ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫2x -π4=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4与y =sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4关于原点对称,故p 为真命题;命题q 中y =2(sin 2x +cos 2x )= 2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4取极小值时,2x +π4=2k π-π2,则x =k π-3π8,k ∈Z ,故q 为假命题,则綈p ∧q 为假命题,故选B. 答案:B(2)已知命题p :函数f (x )=2ax 2-x -1在(0,1)内恰有一个零点;命题q :函数y =x 2-a 在(0,+∞)上是减函数.若p ∧(綈q )为真命题,则实数a 的取值范围是( ) A .(1,+∞) B .(-∞,2] C .(1,2] D . (-∞,1] 解析:由题意可得,对命题p ,令f (0)·f (1)<0,即-1·(2a -2)<0,得a >1;对命题q ,令2-a <0,即a >2,则綈q 对应的a 的取值范围是a ≤2.∵p ∧(綈q )为真命题, ∴实数a 的取值范围是(1,2]. 答案:C[方法引航] (1)要判断p ∧q ,p ∨q ,綈p 的真假.首先确定,每个简单命题p ,q 的真假,然后再判断复合命题的真假. (2)含逻辑联结词的命题的真假要转化为简单命题的真假,解题时要首先考虑简单命题为真时参数的范围.1.已知命题p :所有有理数都是实数;命题q :正数的对数都是负数,则下列命题中为真命题的是( ) A .(綈p )∨q B .p ∧q C .(綈p )∧(綈q ) D .(綈p )∨(綈q )解析:选D.不难判断命题p 为真命题,命题q 为假命题,从而上述叙述中只有綈p ∨綈q 为真命题.2.已知命题p :“∀x ∈[1,2],x 2-a ≥0”,命题q :“∃x ∈R ,使x 2+2ax +2-a =0”,若命题“p 且q ”是真命题,则实数a 的取值范围是( ) A .{a |a ≤-2或a =1} B .{a |a ≥1} C .{a |a ≤-2或1≤a ≤2} D .{a |-2≤a ≤1} 解析:选A.由题意知,p :a ≤1,q :a ≤-2或a ≥1, ∵“p 且q ”为真命题, ∴p 、q 均为真命题, ∴a ≤-2或a =1.考点二 全称命题、特称命题的否定命题点1.全称命题的否定2.特称命题的否定[例2] (1)已知命题p :∀x 1,x 2∈R ,(f (x 2121A .∃x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)≤0 B .∀x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1)(x 2-x 1)≤0 C .∃x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)<0D .∀x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)<0解析:由否命题的定义可得,綈p :∃x 1,x 2∈R ,(f (x 2)-f (x 1))(x 2-x 1)<0. 答案:C(2)命题“存在实数x ,使x >1”的否定是( ) A .对任意实数x ,都有x >1 B .不存在实数x ,使x ≤1 C .对任意实数x ,都有x ≤1 D. 存在实数x ,使x ≤1解析:利用特称命题的否定是全称命题求解.“存在实数x ,使x >1”的否定是“对任意实数x ,都有x ≤1”.故选C. 答案:C[方法引航] 对全(特)称命题进行否定的方法(1)找到命题所含的量词,没有量词的要结合命题的含义加上量词,再进行否定.(2)对原命题的结论进行否定.1.设x ∈Z ,集合A 是奇数集,集合B 是偶数集.若命题p :∀x ∈A,2x ∈B ,则( ) A .綈p :∀x ∈A,2x ∈B B .綈p :∀x ∉A,2x ∉B C .綈p :∃x ∉A,2x ∈B D .綈p :∃x ∈A,2x ∉B解析:选D.命题p :∀x ∈A,2x ∈B 是一个全称命题,其命题的否定綈p 应为∃x ∈A,2x ∉B ,选D. 2.设命题p :∃n ∈N ,n 2>2n ,则綈p 为( ) A .∀n ∈N ,n 2>2n B .∃n ∈N ,n 2≤2n C .∀n ∈N ,n 2≤2n D .∃n ∈N ,n 2=2n 解析:选C.命题p 是一个特称命题,其否定是全称命题,故选C.考点三 全称命题、特称命题真假的判断及应用命题点1.判断全称命题、特称命题的真假2.应用命题真假求参数[例3] (1)下列命题中的假命题是( )A .∀x ∈R,2x -1>0 B .∀x ∈N *,(x -1)2>0 C .∃x 0∈R ,ln x 0<1 D .∃x 0∈R ,tan x 0=2解析:因为2x -1>0,对∀x ∈R 恒成立,所以A 是真命题;当x =1时,(x -1)2=0,所以B 是假命题;存在0<x 0<e ,使得ln x 0<1,所以C 是真命题;因为正切函数y =tan x 的值域是R ,所以D 是真命题. 答案:B(2)已知命题p :∀x >0,x +4x ≥4;命题q :∃x 0∈(0,+∞),2x 0=12,则下列判断正确的是( )A .p 是假命题B .q 是真命题C .p ∧(綈q )是真命题D .(綈p )∧q 是真命题解析:当x >0时,x +4x ≥2x ·4x=4,p 是真命题;当x >0时,2x >1,q 是假命题,所以p ∧(綈q )是真命题,(綈p )∧q是假命题. 答案:C(3)由命题“存在x 0∈R ,使x 20+2x 0+m ≤0”是假命题,求得m 的取值范围是(a ,+∞),则实数a 的值是________. 解析:∵命题“存在x 0∈R 使x 20+2x 0+m ≤0”是假命题,∴命题“∀x ∈R ,x 2+2x +m >0”是真命题,故Δ=22-4m <0,即m >1,故a =1. 答案:1[方法引航] 1.全称命题真假的判断方法(1)要判断一个全称命题是真命题,必须对限定的集合M 中的每一个元素x ,证明p (x )成立.(2)要判断一个全称命题是假命题,只要能举出集合M 中的一个特殊值x =x 0,使p (x 0)不成立即可. 2.特称命题真假的判断方法要判断一个特称命题是真命题,只要在限定的集合M 中,找到一个x =x 0,使p (x 0)成立即可,否则这一特称命题就是假命题.1.在本例(3)中,命题改为:“∀x ∈R ,x 2+2x +m ≥0”,求m 的范围.解析:设y =x 2+2x +m ,要使y ≥0恒成立. ∴Δ=22-4m ≤0,∴m ≥12.在本例(3)中,命题改为“∃x 0≤0,使x 20+2x 0+m ≤0”,求m 的范围.解析:由x 20+2x 0+m ≤0,可得m ≤-x 20-2x 0. 设y =-x 20-2x 0,由题意可知,m ≤y max .y =-(x 0+1)2+1,当x ≤0时,y max =f (-1)=1,∴m ≤1.。

高2021届高2018级苏教版步步高大一轮高三数学复习课件学案第五章 5.1

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§5.1平面向量的概念及线性运算1.向量的有关概念(1)向量:既有大小又有方向的量叫做向量,向量的大小叫做向量的模.(2)零向量:长度为0的向量,记作0.(3)单位向量:长度等于1个单位长度的向量.(4)平行向量:方向相同或相反的非零向量,又叫共线向量,规定:0与任一向量平行.(5)相等向量:长度相等且方向相同的向量.(6)相反向量:长度相等且方向相反的向量.2.向量的线性运算3.向量共线定理向量b与非零向量a共线的充要条件是:有且只有一个实数λ,使得b=λa.概念方法微思考1.若b与a共线,则存在实数λ使得b=λa,对吗?提示不对,因为当a=0,b≠0时,不存在λ满足b=λa.2.如何理解数乘向量λa.提示λa的大小为|λa|=|λ||a|,方向要分类讨论:当λ>0时,λa与a同方向;当λ<0时,λa与a 反方向;当λ=0或a为零向量时,λa为零向量.题组一 思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”) (1)向量不能比较大小,但向量的模可以比较大小.( √ ) (2)若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c .( × )(3)若向量AB →与向量CD →是共线向量,则A ,B ,C ,D 四点在一条直线上.( × ) (4)当两个非零向量a ,b 共线时,一定有b =λa ,反之亦成立.( √ ) 题组二 教材改编2.已知▱ABCD 的对角线AC 和BD 相交于点O ,且OA →=a ,OB →=b ,则DC →=________,BC →=________.(用a ,b 表示) 答案 b -a -a -b解析 如图,DC →=AB →=OB →-OA →=b -a ,BC →=OC →-OB →=-OA →-OB →=-a -b .3.在四边形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,若2OA →+OC →=2OD →+OB →,则四边形ABCD 的形状为________. 答案 梯形解析 ∵2OA →+OC →=2OD →+OB →, ∴2(OA →-OD →)=OB →-OC →,即2DA →=CB →, ∴DA →∥CB →,且|DA →|=12|CB →|,∴四边形ABCD 是梯形. 题组三 易错自纠4.对于非零向量a ,b ,“a +2b =0”是“a ∥b ”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分又不必要条件答案 A解析 若a +2b =0,则a =-2b ,所以a ∥b . 若a ∥b ,则a +2b =0不一定成立, 故前者是后者的充分不必要条件. 5.(多选)下列四个命题中,错误的是( ) A.若a ∥b ,则a =b B.若|a |=|b |,则a =b C.若|a |=|b |,则a ∥b D.若a =b ,则|a |=|b |答案 ABC6.设向量a ,b 不平行,向量λa +b 与a +2b 平行,则实数λ=____________. 答案 12解析 ∵向量a ,b 不平行,∴a +2b ≠0,又向量λa +b 与a +2b 平行,则存在唯一的实数μ,使λa+b =μ(a +2b )成立,即λa +b =μa +2μb ,则⎩⎪⎨⎪⎧λ=μ,1=2μ,解得λ=μ=12.7.在△ABC 中,点E ,F 满足AE →=12AB →,CF →=2F A →,若EF →=xAB →+yAC →,则x +y = _____.答案 -16解析 依题意有EF →=EA →+AF →=-12AB →+13AC →,所以x =-12,y =13,所以x +y =-16.平面向量的概念1.(多选)给出下列命题,不正确的有( ) A.若两个向量相等,则它们的起点相同,终点相同B.若A ,B ,C ,D 是不共线的四点,且AB →=DC →,则ABCD 为平行四边形 C.a =b 的充要条件是|a |=|b |且a ∥b D.已知λ,μ为实数,若λa =μb ,则a 与b 共线 答案 ACD解析 A 错误,两个向量起点相同,终点相同,则两个向量相等;但两个向量相等,不一定有相同的起点和终点;B 正确,因为AB →=DC →,所以|AB →|=|DC →|且AB →∥DC →,又A ,B ,C ,D 是不共线的四点,所以四边形ABCD 为平行四边形;C 错误,当a ∥b 且方向相反时,即使|a |=|b |,也不能得到a =b ,所以|a |=|b |且a ∥b 不是a =b 的充要条件,而是必要不充分条件;D 错误,当λ=μ=0时,a 与b 可以为任意向量,满足λa =μb ,但a 与b 不一定共线. 故选ACD.2.若a 0为单位向量,a 为平面内的某个向量,下列命题中: ①若a 为平面内的某个向量,则a =|a |·a 0; ②若a 与a 0平行,则a =|a |a 0; ③若a 与a 0平行且|a |=1,则a =a 0, 假命题的个数是( ) A.0 B.1 C.2 D.3 答案 D解析 ①②③均为假命题. 思维升华 向量有关概念的关键点 (1)向量定义的关键是方向和长度.(2)非零共线向量的关键是方向相同或相反,长度没有限制. (3)相等向量的关键是方向相同且长度相等. (4)单位向量的关键是长度都是一个单位长度.(5)零向量的关键是长度是0,规定零向量与任何向量共线.平面向量的线性运算命题点1 向量加、减法的几何意义例1 (2017·全国Ⅱ)设非零向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |,则( ) A.a ⊥b B.|a |=|b | C.a ∥b D.|a |>|b |答案 A解析 方法一 利用向量加法的平行四边形法则. 在▱ABCD 中,设AB →=a ,AD →=b ,由|a +b |=|a -b |知,|AC →|=|DB →|,从而四边形ABCD 为矩形,即AB ⊥AD ,故a ⊥b . 故选A.方法二 ∵|a +b |=|a -b |, ∴|a +b |2=|a -b |2.∴a 2+b 2+2a·b =a 2+b 2-2a·b . ∴a·b =0.∴a ⊥b . 故选A.命题点2 向量的线性运算例2 (2018·全国Ⅰ)在△ABC 中,AD 为BC 边上的中线,E 为AD 的中点,则EB →等于( ) A.34AB →-14AC → B.14AB →-34AC →C.34AB →+14AC →D.14AB →+34AC → 答案 A解析 作出示意图如图所示.EB →=ED →+DB →=12AD →+12CB →=12×12(AB →+AC →)+12(AB →-AC →) =34AB →-14AC →.故选A. 命题点3 根据向量线性运算求参数例3 (2019·江西省名校联考)在△ABC 中,BD →=DC →,AP →=2PD →,BP →=λAB →+μAC →,则λ+μ等于( )A.-13B.13C.-12D.12答案 A解析 因为BD →=DC →,AP →=2PD →, 所以AD →=12AB →+12AC →=32AP →,所以AP →=13AB →+13AC →,所以BP →=AP →-AB →=-23AB →+13AC →,因为BP →=λAB →+μAC →,所以λ=-23,μ=13,所以λ+μ=-13.故选A.思维升华 平面向量线性运算问题的常见类型及解题策略 (1)向量加法或减法的几何意义.向量加法和减法均适合三角形法则.(2)求已知向量的和或差.共起点的向量求和用平行四边形法则;求差用三角形法则;求首尾相连向量的和用三角形法则.(3)求参数问题可以通过研究向量间的关系,通过向量的运算将向量表示出来,进行比较,求参数的值.跟踪训练1 (1)(2020·河北省衡水中学模拟)如图,在等腰梯形ABCD 中,DC =12AB ,BC =CD =DA ,DE ⊥AC 于点E ,则DE →等于( )A.12AB →-12AC → B.12AB →+12AC →C.12AB →-14AC →D.12AB →+14AC →答案 A解析 因为DC =12AB ,BC =CD =DA ,DE ⊥AC ,所以E 是AC 的中点,可得DE →=12DA →+12DC →=12(DC →+CA →)+12DC →=DC →-12AC →=12AB →-12AC →,故选A.(2)在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别为边BC ,CD 的中点,若AB →=xAE →+yAF →(x ,y ∈R ),则x -y =________. 答案 2解析 由题意得AE →=AB →+BE →=AB →+12AD →,AF →=AD →+DF →=AD →+12AB →,因为AB →=xAE →+yAF →,所以AB →=⎝⎛⎭⎫x +y 2AB →+⎝⎛⎭⎫x 2+y AD →, 所以⎩⎨⎧x +y2=1,x2+y =0,解得⎩⎨⎧x =43,y =-23,所以x -y =2.共线定理的应用例4 已知O ,A ,B 是不共线的三点,且OP →=mOA →+nOB →(m ,n ∈R ).(1)若m +n =1,求证:A ,P ,B 三点共线; (2)若A ,P ,B 三点共线,求证:m +n =1. 证明 (1)若m +n =1,则OP →=mOA →+(1-m )OB →=OB →+m (OA →-OB →), ∴OP →-OB →=m (OA →-OB →), 即BP →=mBA →,∴BP →与BA →共线.又∵BP →与BA →有公共点B ,则A ,P ,B 三点共线. (2)若A ,P ,B 三点共线,则存在实数λ,使BP →=λBA →, ∴OP →-OB →=λ(OA →-OB →). 又OP →=mOA →+nOB →.故有mOA →+(n -1)OB →=λOA →-λOB →, 即(m -λ)OA →+(n +λ-1)OB →=0. ∵O ,A ,B 不共线,∴OA →,OB →不共线,∴⎩⎪⎨⎪⎧m -λ=0,n +λ-1=0,∴m +n =1. 思维升华 利用共线向量定理解题的策略(1)a ∥b ⇔a =λb (b ≠0)是判断两个向量共线的主要依据.注意待定系数法和方程思想的运用. (2)证明三点共线问题,可用向量共线来解决,但应注意向量共线与三点共线的区别与联系,当两向量共线且有公共点时,才能得出三点共线,即A ,B ,C 三点共线⇔AB →,AC →共线. (3)若a 与b 不共线且λa =μb ,则λ=μ=0.(4)OA →=λOB →+μOC →(λ,μ为实数),若A ,B ,C 三点共线,则λ+μ=1. 跟踪训练2 (1)设两个非零向量a 与b 不共线. 若k a +b 与a +k b 共线,则k =________. 答案 ±1解析 ∵k a +b 与a +k b 共线, ∴存在实数λ,使k a +b =λ(a +k b ), 即(k -λ)a =(λk -1)b .又a ,b 是两个不共线的非零向量, ∴k -λ=λk -1=0. 消去λ,得k 2-1=0,∴k =±1.(2)如图所示,在△ABC 中,点O 是BC 的中点,过点O 的直线分别交AB ,AC 所在直线于不同的两点M ,N ,若AB →=mAM →,AC →=nAN →,则m +n 的值为( )A.1B.2C.3D.4 答案 B解析 方法一 连结AO ,则AO →=12(AB →+AC →)=m 2AM →+n 2AN →, 因为M ,O ,N 三点共线, 所以m 2+n2=1,所以m +n =2.方法二 连结AO (图略).由于O 为BC 的中点,故AO →=12(AB →+AC →),MO →=AO →-AM →=12(AB →+AC →)-1m AB →=⎝⎛⎭⎫12-1m AB →+12AC →, 同理,NO →=12AB →+⎝⎛⎭⎫12-1n AC →. 由于向量MO →,NO →共线,故存在实数λ使得MO →=λNO →, 即⎝⎛⎭⎫12-1m AB →+12AC →=λ⎣⎡⎦⎤12AB →+⎝⎛⎭⎫12-1n AC →. 由于AB →,AC →不共线,故得12-1m =12λ且12=λ⎝⎛⎭⎫12-1n , 消掉λ,得(m -2)(n -2)=mn , 化简即得m +n =2.1.(2019·湖北省黄冈、华师附中等八校联考)已知线段上A ,B ,C 三点满足BC →=2AB →,则这三点在线段上的位置关系是( )答案 A解析 根据题意得到BC →和AB →是共线同向的,且BC =2AB ,故选A.2.(2019·山东省师大附中模拟)设a ,b 是非零向量,则a =2b 是a |a |=b|b |成立的( )A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分又不必要条件答案 B解析 由a =2b 可知,a ,b 方向相同,a |a |,b |b | 表示 a ,b 方向上的单位向量,所以a |a |=b|b |成立;反之不成立.故选B.3.已知向量AB →=a +3b ,BC →=5a +3b ,CD →=-3a +3b ,则( ) A.A ,B ,C 三点共线 B.A ,B ,D 三点共线 C.A ,C ,D 三点共线 D.B ,C ,D 三点共线 答案 B解析 ∵BD →=BC →+CD →=2a +6b =2AB →, ∴BD →与AB →共线,由于BD →与AB →有公共点B , 因此A ,B ,D 三点共线,故选B.4.(2019·沈阳东北育才学校模拟)向量a ,b ,c 在正方形网格中的位置如图所示.若向量λa +b 与c 共线,则实数λ等于( )A.-2B.-1C.1D.2 答案 D解析 由题中所给图象可得,2a +b =c ,又c =μ(λa +b ),所以λ=2.故选D.5.(2020·南京模拟)在△ABC 中,点G 满足GA →+GB →+GC →=0.若存在点O ,使得OG →=16BC →,且OA →=mOB →+nOC →,则m -n 等于( ) A.2 B.-2 C.1 D.-1 答案 D解析 ∵ GA →+GB →+GC →=0, ∴OA →-OG →+OB →-OG →+OC →-OG →=0, ∴OG →=13(OA →+OB →+OC →)=16BC →=16(OC →-OB →),可得OA →=-12OC →-32OB →,∴m =-32,n =-12,m -n =-1,故选D.6.如图,在△ABC 中,AN →=13AC →,P 是BN 上的一点,若AP →=mAB →+211AC →,则实数m 的值为( )A.911B.511C.311D.211 答案 B解析 注意到N ,P ,B 三点共线, 因此AP →=mAB →+211AC →=mAB →+611AN →,从而m +611=1,所以m =511.7.(多选)在△ABC 中,下列命题正确的是( ) A.AB →-AC →=BC →B.AB →+BC →+CA →=0C.若(AB →+AC →)·(AB →-AC →)=0,则△ABC 为等腰三角形D.若AC →·AB →>0,则△ABC 为锐角三角形 答案 BC解析 由向量的运算法则知AB →-AC →=CB →;AB →+BC →+CA →=0,故A 错,B 对; ∵(AB →+AC →)·(AB →-AC →)=AB →2-AC →2=0, ∴AB →2=AC →2,即AB =AC ,∴△ABC 为等腰三角形,故C 对; ∵AC →·AB →>0,∴角A 为锐角,但三角形不一定是锐角三角形. 故选BC.8.(多选)设点M 是△ABC 所在平面内一点,则下列说法正确的是( )A.若AM →=12AB →+12AC →,则点M 是边BC 的中点B.若AM →=2AB →-AC →,则点M 在边BC 的延长线上 C.若AM →=-BM →-CM →,则点M 是△ABC 的重心D.若AM →=xAB →+yAC →,且x +y =12,则△MBC 的面积是△ABC 面积的12答案 ACD解析 若AM →=12AB →+12AC →,则点M 是边BC 的中点,故A 正确;若AM →=2AB →-AC →,即有AM →-AB →=AB →-AC →, 即BM →=CB →,则点M 在边CB 的延长线上,故B 错误; 若AM →=-BM →-CM →,即AM →+BM →+CM →=0, 则点M 是△ABC 的重心,故C 正确; 如图,AM →=xAB →+yAC →,且x +y =12,可得2AM →=2xAB →+2yAC →, 设AN →=2AM →, 则M 为AN 的中点,则△MBC 的面积是△ABC 面积的12,故D 正确.故选ACD.9.若|AB →|=|AC →|=|AB →-AC →|=2,则|AB →+AC →|=________.答案 2 3解析 因为|AB →|=|AC →|=|AB →-AC →|=2, 所以△ABC 是边长为2的正三角形,所以|AB →+AC →|为△ABC 的边BC 上的高的2倍, 所以|AB →+AC →|=2 3.10.(2019·钦州质检)已知e 1,e 2为平面内两个不共线的向量,MN →=2e 1-3e 2,NP →=λe 1+6e 2,若M ,N ,P 三点共线,则λ=________. 答案 -4解析 因为M ,N ,P 三点共线, 所以存在实数k 使得MN →=kNP →, 所以2e 1-3e 2=k (λe 1+6e 2), 又e 1,e 2为平面内两个不共线的向量,可得⎩⎪⎨⎪⎧2=kλ,-3=6k ,解得λ=-4.11.如图所示,设O 是△ABC 内部一点,且OA →+OC →=-2OB →,求△ABC 与△AOC 的面积之比.解 如图,取AC 的中点D ,连结OD ,则OA →+OC →=2OD →,∴OB →=-OD →,∴O 是AC 边上的中线BD 的中点, ∴S △ABC =2S △OAC ,∴△ABC 与△AOC 面积之比为2∶1.12.如图所示,在△ABC 中,D ,F 分别是AB ,AC 的中点,BF 与CD 交于点O ,设AB →=a ,AC →=b ,试用a ,b 表示向量AO →.解 方法一 由D ,O ,C 三点共线, 可设DO →=k 1DC →=k 1(AC →-AD →)=k 1⎝⎛⎭⎫b -12a =-12k 1a +k 1b (k 1为实数),同理,可设BO →=k 2BF →=k 2(AF →-AB →)=k 2⎝⎛⎭⎫12b -a =-k 2a +12k 2b (k 2为实数),① 又BO →=BD →+DO →=-12a +⎝⎛⎭⎫-12k 1a +k 1b =-12(1+k 1)a +k 1b ,② 所以由①②,得-k 2a +12k 2b =-12(1+k 1)a +k 1b , 即12(1+k 1-2k 2)a +⎝⎛⎭⎫12k 2-k 1b =0. 又a ,b 不共线,所以⎩⎨⎧ 12(1+k 1-2k 2)=0,12k 2-k 1=0, 解得⎩⎨⎧ k 1=13,k 2=23.所以BO →=-23a +13b . 所以AO →=AB →+BO →=a +⎝⎛⎭⎫-23a +13b =13(a +b ). 方法二 因为D ,F 分别是AB ,AC 的中点,所以O 为△ABC 的重心,延长AO 交BC 于点E (图略),则E 为BC 的中点,所以AO →=23AE →=23×12(AB →+AC →)=13(a +b ).13.A ,B ,C 是圆O 上不同的三点,线段CO 与线段AB 交于点D (点O 与点D 不重合),若OC →=λOA→+μOB →(λ,μ∈R ),则λ+μ的取值范围是( )A.(0,1)B.(1,+∞)C.(1,2]D.(-1,0)答案 B解析 设OC →=mOD →,则m >1, 因为OC →=λOA →+μOB →,所以mOD →=λOA →+μOB →,即OD →=λm OA →+μmOB →, 又知A ,B ,D 三点共线,所以λm +μm=1,即λ+μ=m , 所以λ+μ>1,故选B.14.已知A ,B ,C 是平面上不共线的三点,O 是△ABC 的重心,动点P 满足OP →=13⎝⎛⎭⎫2OA →+12OB →+12OC →,则点P 一定为△ABC 的( ) A.BC 边中线的中点B.BC 边中线的三等分点(非重心)C.重心D.BC 边的中点答案 B解析 设BC 的中点为M ,则12OC →+12OB →=OM →, ∴OP →=13(OM →+2OA →)=13OM →+23OA →, 即3OP →=OM →+2OA →,也就是MP →=2P A →,∴P ,M ,A 三点共线,且P 是AM 上靠近A 点的一个三等分点.15.设a 是已知的平面向量,向量a ,b ,c 在同一平面内且两两不共线,有如下四个命题: ①给定向量b ,总存在向量c ,使a =b +c ;②给定向量b 和c ,总存在实数λ和μ,使a =λb +μc ;③给定单位向量b 和正数μ,总存在单位向量c 和实数λ,使a =λb +μc ;④若|a |=2,存在单位向量b ,c 和正实数λ,μ,使a =λb +μc ,则3λ+3μ>6.其中真命题是__________.答案 ①②④解析 给定向量b ,总存在向量c ,使a =b +c ,即a -b =c .显然存在c .所以①正确.由平面向量的基本定理可得②正确.给定单位向量b 和正数μ,总存在单位向量c 和实数λ,使a =λb +μc ,当a 分解到c 方向的向量长度大于μ时,向量a 没办法按b ,c 分解,所以③不正确.存在单位向量b ,c 和正实数λ,μ,由于a =λb +μc ,向量b ,c 的模为1,由三角形的三边关系可得λ+μ>2.由3λ+3μ≥23λ+μ>6.所以④成立.16.(2019·成都模拟)已知G 为△ABC 的重心,过点G 的直线与边AB ,AC 分别相交于点P ,Q .若AP→=λAB →,△ABC 与△APQ 的面积之比为209,求实数λ的值. 解 设AQ →=xAC →,∵P ,G ,Q 三点共线,∴可设AG →=μAP →+(1-μ)AQ →,∴ AG →=λμAB →+(1-μ)xAC →,∵G 为△ABC 的重心,∴ AG →=13(AB →+AC →), ∴ 13AB →+13AC →=λμAB →+(1-μ)xAC →,∴ ⎩⎨⎧ 13=λμ,13=(1-μ)x ,两式相乘得19=λxμ(1-μ),① ∵ S △ABC S △APQ =12|AB →||AC →|sin ∠BAC 12|AP →||AQ →|sin ∠BAC , ∴λx =920,② ②代入①即2081=μ(1-μ), 解得μ=49或59,即λ=35或34.。

【步步高】高中数学 第一章章末复习课配套名师课件 苏教版必修1

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研一研·题型解法、解题更高效
章末复习课
小结 要解决集合的概念问题,必须先弄清集合中元素的性质, 明确是数集,还是点集等.
研一研·题型解法、解题更高效
章末复习课
跟踪训练 1 设集合 A={x||x-a|<1,x∈R},B={x|1<x<5,x∈R}.若
A∩B=∅,则实数 a 的取值范围是___{_a_|_a_≤__0_,__或__a__≥_6_}____.
研一研·题型解法、解题更高效
章末复习课
跟踪训练 4 设集合 A={x|x2+4x=0},B={x|x2+2(a+1)x+a2-1=0, a∈R},若 A∩B=B,求 a 的值.
解 由题意得 A={-4,0},因为 A∩B=B,所以 B⊆A.
当 B=∅时,即关于 x 的方程 x2+2(a+1)x+a2-1=0 无实数解,则 Δ=4(a+1)2-4(a2-1)<0,解得 a<-1. 当 B≠∅时,若集合 B 中仅含一个元素,则 Δ=4(a+1)2-4(a2-1)=0,解得 a=-1,此时,B={x|x2=0}={0}⊆A,即 a=-1 符合题意.若集合 B 含 有两个元素,则这两个元素是-4,0,即关于 x 的方程 x2+2(a+1)x+a2-1 =0 的解是-4,0, 则有--44+×00==-a2-2a1+,1, 解得 a=1,则 a=1 符合题意. 综上所述,a=1 或 a≤-1.
故所求集合为0,13,-12.研一研·题解法、解题更高效章末复习课
小结 (1)在解决两个数集关系问题时,合理运用数轴分析与求解可避 免出错.在解含有参数的不等式(或方程)时,要对参数进行分类讨论, 分类时要遵循“不重不漏”的原则,然后对于每一类情况都要给出问 题的解答. (2)对于两集合 A,B,当 A⊆B 时,不要忽略 A=∅的情况.
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综上可得,满足条件的实数a的取值范围是[-7,2].
(3)若当a∈[4,6]时,f(x)≥0恒成立,求实数x的取值范围.
解 令h(a)=xa+x2+3. 当a∈[4,6]时,h(a)≥0恒成立. 只需hh46≥ ≥00, , 即xx22+ +46xx+ +33≥ ≥00, , 解得 x≤-3- 6或 x≥-3+ 6. ∴实数 x 的取值范围是(-∞,-3- 6]∪[-3+ 6,+∞).
命题点2 在给定区间上的恒成立问题 例4 已知函数f(x)=mx2-mx-1.若对于x∈[1,3],f(x)<5-m恒成立,求实数 m的取值范围.
解 要使f(x)<-m+5在x∈[1,3]上恒成立,
即 mx-122+34m-6<0 在 x∈[1,3]上恒成立. 有以下两种方法: 方法一 令 g(x)=mx-212+43m-6,x∈[1,3].
题型二 多维探究 一元二次不等式恒成立问题
命题点1 在R上的恒成立问题 例3 已知函数f (x)=mx2-mx-1.若对于x∈R,f (x)<0恒成立,求实数m的取 值范围.
解 当m=0时,f(x)=-1<0恒成立. 当 m≠0 时,则mΔ=<0m,2+4m<0, 即-4<m<0. 综上,-4<m≤0,故m的取值范围是(-4,0].
题组三 易错自纠
4.(多选)关于x的不等式(ax-1)(x+2a-1)>0的解集中恰有3个整数,则a的值可 以为
√A.-12
B.1
√C.-1
D.2
解析 由题意知a<0,则排除B,D; 对于 A 项,当 a=-12时,-21x-1(x-2)>0, 即(x+2)(x-2)<0,解得-2<x<2,恰有3个整数,符合题意; 对于C项,当a=-1时,(-x-1)(x-3)>0, 即(x+1)(x-3)<0,解得-1<x<3,恰有3个整数,符合题意,故选AC.
解析 由题意,知-12,-13是方程 ax2-bx-1=0 的两个根,且 a<0,
所以a×-122-b×-12-1=0, a×-132-b×-13-1=0,
解得ab= =5-. 6,
故不等式x2-bx-a≥0为x2-5x+6≥0,
解得x≥3或x≤2.
(3)解不等式12x2-ax>a2(a∈R).
解 原不等式可化为12x2-ax-a2>0, 即(4x+a)(3x-a)>0,令(4x+a)(3x-a)=0, 解得 x1=-a4,x2=a3. 当 a>0 时,不等式的解集为-∞,-a4∪a3,+∞; 当a=0时,不等式的解集为(-∞,0)∪(0,+∞); 当 a<0 时,不等式的解集为-∞,a3∪-a4,+∞.
∴a4a9-+b2b3++22==00,,
解得ab= =- -122,, ∴a+b=-14.
7.不等式(a-2)x2+2(a-2)x-4<0,对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范 围是_(_-__2_,2__] _.
解析 当 a-2≠0 时,由aΔ-<02,<0, 得-2<a<2; 当a=2时,原式化为-4<0,不等式恒成立, ∴-2<a≤2.即实数a的取值范围是(-2,2].
当m>0时,g(x)在[1,3]上是增函数,
所以g(x)max=g(3),即7m-6<0, 所以 m<67,所以 0<m<67; 当m=0时,-6<0恒成立;
当m<0时,g(x)在[1,3]上是减函数,所以g(x)max=g(1),
即m-6<0,所以m<6,所以m<0. 综上所述,m 的取值范围是mm<67
Δ>0, -2ba>0, f 0<0
f (0)<0 f (0)>0
综合结论(不讨 论a)
Δ>0, -2ba<0, a·f 0>0
Δ>0, -2ba>0, a·f 0>0
a·f (0)<0
表二:(两根与k的大小比较)
分布情况
两根都小于k即x1<k, 两根都大于k即
x2<k
x1>k,x2>k
大致图象 (a>0)
拓展视野 一元二次方程根的分布情况
设方程ax2+bx+c=0(a≠0,Δ>0)有不相等的两根为x1,x2,且x1<x2,相应的 二次函数为f (x)=ax2+bx+c,方程的根即为二次函数的图象与x轴交点的横坐 标,它们的分布情况见下面各表(每种情况对应的均是充要条件). 表一:(两根与0的大小比较即根的正负情况)
.
方法二 因为 x2-x+1=x-122+43>0,
又因为
m(x2-x+1)-6<0,所以
6 m<x2-x+1.
ห้องสมุดไป่ตู้
因为函数 所以只需
my=<76x即2-可6x+. 1=x-1262+34在[
1,3]
上的最小值为76,
所以 m 的取值范围是mm<76
.
引申探究1
若将“f (x)<5-m恒成立”改为“f (x)<5-m无解”,如何求m的取值范围?
两个负根即两根都 两个正根即两根都 一正根一负根即一个根小于 分布情况
小于0(x1<0,x2<0) 大于0(x1>0,x2>0) 0,一个根大于0(x1<0<x2)
大致图 象(a>0)
得出的结论 大致图象(a<0)
得出的结论
Δ>0, -2ba<0, f 0>0
Δ>0, -2ba<0, f 0<0
Δ>0, -2ba>0, f 0>0
解 若f(x)<5-m无解,即f(x)≥5-m恒成立, 即 m≥x2-6x+1恒成立, 又 x∈[1,3]时,x2-6x+1max=6,得 m≥6, 即m的取值范围为[6,+∞).
引申探究2 若将“f (x)<5-m恒成立”改为“存在x,使f (x)<5-m成立”,如何求m的取 值范围?
解 由题意知f(x)<5-m有解, 即 m<x2-6x+1有解,则 m<x2-6x+1max, 又x∈[1,3],得m<6,即m的取值范围为(-∞,6).
没有实数根
ax2+bx+c>0 (a>0) 的解集 ax2+bx+c<0 (a>0) 的解集
_{_x_|_x<__x1_或__x_>_x_2_}_ _{_x_|x_1_<_x_<_x_2_}_
x x≠-2ba
__∅__
{x|x∈R} __∅_
概念方法微思考
1.一元二次不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解集与其对应的函数y=ax2+bx+c的图 象有什么关系? 提示 ax2+bx+c>0(a>0)的解集就是其对应函数y=ax2+bx+c的图象在x轴上 方的部分所对应的x的取值范围.
题组二 教材改编
2.已知集合A={x|x2-x-6>0},则∁RA等于
A.{x|-2<x<3}
√B.{x|-2≤x≤3}
C.{x|x<-2或x>3}
D.{x|x≤-2或x≥3}
解析 ∵x2-x-6>0,∴(x+2)(x-3)>0,∴x>3或x<-2,即A={x|x>3或x<-2}. 在数轴上表示出集合A,如图所示. 由图可得∁RA={x|-2≤x≤3}. 故选B.
大一轮复习讲义
§1.5 一元二次不等式及其解法
INDEX
基础落实 回扣基础知识 训练基础题目
知识梳理
一元二次不等式的解集
判别式Δ=b2-4ac
Δ>0
二次函数y=ax2+bx +c (a>0)的图象
Δ=0
Δ<0
方程ax2+bx+c=0 有两相异实根x1,
(a>0)的根
x2(x1<x2)
有两相等实根x1=x2 =-2ba
题型突破 典题深度剖析 重点多维探究
题型一 多维探究 一元二次不等式的求解
命题点1 不含参的不等式
例1 (2019·济宁模拟)已知全集U=R,集合A={x|x2-3x+2≥0},则∁RA等于
√A.(1,2)
B.[1,2]
C.(-∞,1]∪[2,+∞)
D.(-∞,1)∪(2,+∞)
解析 由题意可得,∁RA={x|x2-3x+2<0}={x|1<x<2},表示为区间形式即 (1,2).故选A.
命题点2 含参不等式
例2 解关于x的不等式ax2-(a+1)x+1<0(a>0).
解 原不等式变为(ax-1)(x-1)<0,
因为 a>0,所以x-a1(x-1)<0.
所以当 a>1 时,解得1a<x<1;
当a=1时,解集为∅;

0<a<1
时,解得
1 1<x<a.
综上,当 0<a<1 时,不等式的解集为x|1<x<1a;
(2)若当x∈[-2,2]时,f(x)≥a恒成立,求实数a的取值范围;
解 由题意可转化为x2+ax+3-a≥0在x∈[-2,2]上恒成立,
则(x2+ax+3-a)min≥0(x∈[-2,2]). 令g(x)=x2+ax+3-a,x∈[-2,2], 函数图象的对称轴方程为 x=-a2. 当-2a<-2,即 a>4 时,g(x)min=g(-2)=7-3a≥0,解得 a≤73,舍去; 当-2≤-a2≤2,即-4≤a≤4 时,g(x)min=g-a2=-a42-a+3≥0, 解得-6≤a≤2,∴-4≤a≤2; 当-2a>2,即 a<-4 时,g(x)min=g(2)=7+a≥0, 解得a≥-7,∴-7≤a<-4.
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