[K12学习]2019届高考数学总复习 高分突破复习:小题基础过关练(二)

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2019届高考数学总复习高分突破复习小题满分限时练六

2019届高考数学总复习高分突破复习小题满分限时练六

高分突破复习:小题满分限时练(六)(限时:分钟)一、选择题(本大题共个小题,每小题分,共分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.).已知集合={=},={ <},则∩=( ).(,] .[-,).(,] .(,)解析由--+≥,得-≤≤,则=[-,],又={<<}=(,),故∩=(,].答案.若复数满足=(为虚数单位),则下列说法正确的是( ).复数的虚部为==-+.复平面内与复数对应的点在第二象限解析==(-)(--)=--.∴=-+,,,均不正确.答案.已知=,=,=,则,,的大小为( )>>>>>>>>解析<=<,==-<,又=()=>,则>.故>>.答案.如图,已知正六边形内接于圆,连接,,现在往圆内投掷粒小米,则可以估计落在阴影区域内的小米的粒数大致是(参考数据:≈,≈)()解析依题意,设=,故阴影部分的面积=××=,圆的面积=π×=π,故落在阴影区域内的小米的粒数为×=×≈.答案.在某项检测中,测量结果服从正态分布(,),若(<)=(>+λ),则λ=( )解析依题意,正态曲线关于=对称,又(<)=(>+λ),因此+λ=,∴λ=.答案.已知锐角△的内角,,的对边分别为,,,若=,=,△的面积=,则+=( )解析在△中,=,=,∴)=)=,则=,=.又==,知=.由余弦定理,=+-=(+)-.∴(+)=+=,故+=.答案.若执行右面的程序框图,则输出的结果为( )解析循环一次后:=,=.循环两次后:=,=.循环三次后:=,=.循环四次后:=,=.循环五次后:=,=.不满足<?,退出循环体.输出=.答案.如图为某几何体的三视图(图中网格纸上每个小正方形边长为),则该几何体的体积等于( )。

2019届高考数学总复习高分突破复习小题满分限时练8套

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1 解析 由于 an· am=an+m(m,n∈N*),且 a1= . 2 1 1 1 令 m=1,得 an=an+1,所以数列{an}是公比为 ,首项为 的等比数列. 2 2 2 因此 a5=a1q4=
1 = 1 . 2 32
3π 5 m,则 sin 2α- 2 = 5 4 D、- 5
5
答案 A 【 】4、已知角 α 的终边经过点 P(2,m)(m≠0),若 sin α= 3 A、- 5 3 B、 5
4 C、 5
解析 ∵角 α 的终边过点 P(2,m)(m≠0), ∴sin α= 答案 B 【 → → → → → → 】5、在 ABCD 中,|AB|=8,|AD|=6,N 为 DC 的中点,BM=2MC,则AM· NM= A、48 B、36 C、24 D、12 3 m 5 3 2α- π=cos 2α=1-2sin2α= . = m,则 m2=1.则 sin 2 2 5 5 4+m
解析 由 x2-6x+8<0 得 2<x<4,故 A={x|2<x<4},又 B={x∈N|y= 3-x}={x∈N|x≤3}={0,1,2,3},故 A∩B={3}.
2+i (2+i)(1+2i) 2+i+4i-2 2+i 解析 法一 ∵ = = =i,∴ 的共轭复数为-i. 5 1-2i (1-2i)(1+2i) 1-2i 2+i -2i2+i i(1-2i) 2+i 法二 ∵ = = =i,∴ 的共轭复数为-i. 1-2i 1-2i 1-2i 1-2i 答案 C 【 1 】3、已知数列{an}满足:对于 m,n∈N*,都有 an· am=an+m,且 a1= ,那么 a5= 2 A、 1 32 1 B、 16 1 C、 4 1 D、 2
→ 2 → 1 → 1 → 1 → 2 2 → 2 → → → → → → 解析 AM· NM=(AB+BM)· (NC+CM)= AB+3AD· 2AB-3AD=2AB -9AD =24. 答案 C 【 】6、中国古代有计算多项式值的秦九韶算法,下面是实现该算法的程序框图.执行该程序框图,若输入的 x= 3,n=2,依次输入的 a 为 2,2,5,则输出的 s=

2019版高考数学一轮复习训练: 基础与考点过关 第二章 函数与导数

2019版高考数学一轮复习训练:  基础与考点过关 第二章 函数与导数

第二章 函数与导数第1课时 函数及其表示(对应学生用书(文)、(理)9~11页)1. (必修1P 26练习3改编)下列对应关系中________是函数.(填序号) ① A =R +,B =R ,对于任意的x∈A,x →x 的算术平方根;② A ={1,2,3,4,5},B ={0,2,4,6,8},对于任意的x∈A,x →2x ;③ x →-12x ,x ∈R ;④ x →y ,其中y =|x|,x ∈R ,y ∈R ;⑤ x →y ,其中y 为不大于x 的最大整数,x ∈R ,y ∈Z . 答案:①③④⑤解析:①③④⑤均符合函数的定义,②对于集合A 中的元素5,在集合B 中找不到元素与之对应.2. (必修1P 26练习4改编)下列各组函数中,表示同一函数的是__________.(填序号)① y =x +1和y =x 2-1x -1;② y=x 0和y =1;③ f(x)=x 2和g(x)=(x +1)2;④ f(x)=(x )2x 和g(x)=x (x )2. 答案:④解析:只有④表示同一函数,①与②中定义域不同,③是对应法则不同.3. (必修1P 31习题1改编)设函数f(x)=41-x.若f(a)=2,则实数a =__________.答案:-1解析:由题意可知,f(a)=41-a=2,解得a =-1.4. (必修1P 31习题8改编)已知函数f(x)由下表给出,则f(3)=__________.答案:-4解析:由表中函数值得f(3)=-4. 5. (必修1P 36习题3改编)已知函数f(x)在[-1,2]上的图象如图所示,则f(x)的解析式为____________.答案:f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x≤0,-12x ,0<x ≤2解析:观察图象,知此函数是分段函数,并且在每段上均是一次函数,利用待定系数法求出解析式.当-1≤x≤0时,f(x)=x +1;当0<x≤2时,f(x)=-x2.∴ f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +1,-1≤x≤0,-12x ,0<x ≤2.1. 函数的概念(1) 函数的定义一般地,设A ,B 是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f ,对于集合A 中的每一个元素x ,在集合B 中都有唯一的一个元素y 和它对应,这样的对应叫做从A 到B 的一个函数,通常记为y =f(x),x ∈A .(2) 函数的定义域、值域在函数y =f(x),x ∈A 中,所有的输入值x 组成的集合A 叫做函数y =f(x)的定义域;若A 是函数y =f(x)的定义域,则对于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) 函数的要素函数的构成要素:定义域、对应法则、值域.由于值域是由定义域和对应法则决定的,所以,如果两个函数的定义域和对应法则完全一致,我们就称这两个函数为相同的函数或同一函数.这是判断两函数相等的依据.2. 函数的表示方法表示函数的常用方法有列表法、解析法(解析式法)、图象法. 3. 分段函数在定义域内不同部分上,有不同的解析式,像这样的函数通常叫做分段函数.分段函数的定义域是各段自变量取值集合的并集,值域是各段上函数值集合的并集.4. 映射的概念一般地,设A ,B 是两个非空的集合,如果按某一个确定的对应关系f ,使对于集合A 中的任意一个元素x ,在集合B 中都有唯一确定的元素y 与之对应,那么就称对应f :A→B 为从集合A 到集合B 的一个映射.函数是映射,但映射不一定是函数.[备课札记], 1 函数的概念), 1) 下列集合A 到集合B 的对应关系中,是从集合A 到集合B 的映射的有________.(填序号)① A =R ,B ={y|y>0},f :x→y=|x|;② A ={x|x≥2,x ∈N *},B ={y|y≥0,y ∈N },f :x→y=x 2-2x +2; ③ A ={x|x>0},B ={y|y∈R },f :x→y=±x ;④ A ={α|α是三角形的内角},B ={y|y∈R },对应法则:y =tan α;⑤ A ={m|m∈Z },B ={y|y =0或y =1},对应法则:y =⎩⎪⎨⎪⎧0,m =2n ,n ∈Z ,1,m =2n +1,n ∈Z ;答案:②⑤解析:① 集合A 中的零元素,在集合B 中没有相应的对应元素. ② 按照对应法则,满足题设条件. ③ 一对多,不满足映射的概念.④ ∵ π2∈A ,但π2的正切值不存在,∴ 此对应不是从集合A 到集合B 的映射.⑤ ∵ 集合A 中的每一个元素在集合B 中都有唯一的元素与之对应,∴ 此对应是从集合A 到集合B 的映射.点评:判断对应是否为映射,即看A 中元素是否满足“每元有象”和“且象唯一”;但要注意:① A 中不同元素可有相同的象,即允许多对一,但不允许一对多;② B 中元素可无原象,即B 中元素可以有剩余.备选变式(教师专享)已知映射f :A→B,其中A =B =R ,对应法则f :x→y=-x 2+2x ,对于实数k∈B,在集合A 中不存在元素与之对应,则k 的取值范围是________.答案:(1,+∞)解析:由题意知,方程-x 2+2x =k 无实数根,即x 2-2x +k =0无实数根.∴ Δ=4(1-k)<0,∴ k>1时满足题意., 2 函数的解析式), 2) 求下列各题中的函数f(x)的解析式. (1) 已知f(x +2)=x +4x ,求f(x);(2) 已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1=lg x ,求f(x); (3) 已知f(x)是二次函数,且满足f(0)=1,f(x +1)=f(x)+2x ,求f(x).解:(1) (解法1)设t =x +2(t≥2),则x =t -2,即x =(t -2)2,∴ f(t)=(t -2)2+4(t -2)=t 2-4,∴ f(x)=x 2-4(x≥2).(解法2)∵ f(x +2)=(x +2)2-4,∴ f(x)=x 2-4(x≥2).(2) 设t =2x +1,则x =2t -1,∴ f(t)=lg 2t -1,即f(x)=lg 2x -1(x>1).(3) ∵ f(x)是二次函数,∴ 设f(x)=ax 2+bx +c(a≠0). 由f(0)=1,得c =1.由f(x +1)=f(x)+2x ,得a(x +1)2+b(x +1)+1=ax 2+bx +1+2x , 整理,得(2a -2)x +a +b =0,由恒等式原理,知⎩⎪⎨⎪⎧2a -2=0,a +b =0⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-1,∴ f(x)=x 2-x +1. 变式训练根据下列条件分别求出f(x)的解析式. (1) f(x +1)=x +2x ;(2) 二次函数f(x)满足f(0)=3,f(x +2)-f(x)=4x +2.解:(1) 令t =x +1,∴ t ≥1,x =(t -1)2.则f(t)=(t -1)2+2(t -1)=t 2-1,即f(x)=x 2-1,x ∈[1,+∞).(2) 设f(x)=ax 2+bx +c(a≠0),∴ f(x +2)=a(x +2)2+b(x +2)+c , 则f(x +2)-f(x)=4ax +4a +2b =4x +2. ∴ ⎩⎪⎨⎪⎧4a =4,4a +2b =2.∴ ⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =-1. 又f(0)=3,∴ c =3,∴ f(x)=x 2-x +3., 3 分段函数), 3) 如图所示,在边长为4的正方形ABCD 上有一点P ,沿着折线BCDA由B 点(起点)向A 点(终点)移动.设P 点移动的路程为x ,△ABP 的面积为y =f(x).(1) 求△ABP 的面积与P 移动的路程间的函数解析式; (2) 作出函数的图象,并根据图象求y 的最大值.解:(1) 这个函数的定义域为(0,12),当0<x≤4时,S =f(x)=12·4·x =2x ;当4<x≤8时,S =f(x)=8;当8<x <12时,S =f(x)=12·4·(12-x)=24-2x.∴ 函数解析式为f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ∈(0,4],8,x ∈(4,8],24-2x ,x ∈(8,12).(2) 其图象如图所示,由图知f max (x)=8.变式训练已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x ≥0,1,x<0,则满足不等式f(1-x 2)>f(2x)的x 的取值范围是____________.答案:(-1,2-1)解析:函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x ≥0,1,x<0的图象如图所示:f(1-x 2)>f(2x)⇔⎩⎪⎨⎪⎧1-x 2>2x ,1-x 2>0,解得-1<x<2-1. 备选变式(教师专享)对于实数a 和b ,定义运算“*”:a*b =⎩⎪⎨⎪⎧a ,a -b≤1,b ,a -b>1,设函数f(x)=(x +2)*(3-x),x ∈R .若方程f(x)=c 恰有两个不同的解,则实数c 的取值范围是________.答案:(-∞,2)解析:令x +2-(3-x)≤1,求得x≤1,则f(x)=(x +2)*(3-x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤1,3-x ,x>1,画出函数f(x)的图象,如图,方程f(x)=c 恰有两个不同的解,即是函数f(x)的图象与直线y =c 有2个交点,数形结合可得c<2.特别提醒:本题主要考查分段函数的解析式、函数的零点以及新定义问题,属于难题.已知函数零点个数(方程根的个数)求参数取值范围的三种常用的方法:(1) 直接法:直接根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数范围;(2) 分离参数法:将参数分离,转化成求函数值域问题加以解决;(3) 数形结合法:先对解析式变形,在同一平面直角坐标系中,画出函数的图象,然后数形结合求解.一是转化为两个函数y =g(x),y =h(x)的图象的交点个数问题,画出两个函数的图象,其交点的个数就是函数零点的个数,二是转化为y =a ,y =g(x)的图象的交点个数问题.1. (2018·溧阳中学周练)若x∈R ,则f(x)与g(x)表示同一函数的是________.(填序号)① f(x)=x ,g(x)=x 2;② f(x)=1,g(x)=(x -1)0;③ f(x)=(x )2x ,g(x)=x(x )2; ④ f(x)=x 2-9x +3,g(x)=x -3.答案:③解析:①中,g(x)=x 2=|x|≠x;②中,g(x)=(x -1)0=1(x≠1);③中,f(x)=(x )2x=1(x>0),g(x)=1(x>0);④中,f(x)=x 2-9x +3=x -3(x≠-3).因此填③.2. 二次函数y =f(x)=ax 2+bx +c(x∈R )的部分对应值如下表:则关于x 答案:[-3,2] 解析:由表格数据作出二次函数的草图,结合数据与图象即可发现不等式f(x)≤0的解集为[-3,2].3. 为了保证信息安全传输必须使用加密方式,有一种方式其加密、解密原理如下:明文――→加密密文――→发送密文――→解密明文已知加密为y =a x-2(x 为明文、y 为密文),如果明文“3”通过加密后得到密文为“6”,再发送,接受方通过解密得到明文“3”,若接受方接到密文为“14”,则原发的明文是________.答案:44. 有一个有进水管和出水管的容器,每单位时间进水量是一定的,设从某时刻开始,5分钟内只进水,不出水,在随后的15分钟内既进水,又出水,得到时间x 与容器中的水量y 之间的关系如图所示.再随后,只放水不进水,水放完为止,则这段时间内(即x≥20),y 与x 之间的函数关系是____________________.答案:y =-3x +95⎝⎛⎭⎪⎫20≤x≤953 解析:设进水速度为a 1 L/min ,出水速度为a 2 L/min ,则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧5a 1=20,5a 1+15(a 1-a 2)=35,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=4,a 2=3,则y =35-3(x -20),得y =-3x +95.当水放完,时间为x =953 min ,又知x ≥20,故解析式为y =-3x +95⎝⎛⎭⎪⎫20≤x≤953. 5. 设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x -4,x >0,-x -3,x <0.若f(a)>f(1),则实数a 的取值范围是____________.答案:(-∞,-1)∪(1,+∞)解析:由f(1)=-2,则f(a)>-2.当a>0时,有2a-4>-2,则a>1;当a <0时,-a -3>-2,则a <-1.所以实数a 的取值范围是(-∞,-1)∪(1,+∞).6. 函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x ,x >0,12-|12+x|,x ≤0.若关于x 的方程f(x)=kx -k 至少有两个不相等的实数根,则实数k 的取值范围是____________.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫-13,1∪(1,+∞) 解析:如图,作出函数图象,y 2=kx -k 过定点(1,0),临界点⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,12和(1,0)连线的斜率为-13,又f′(1)=1,由图象知实数k 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫-13,1∪(1,+∞)., 3. 分段函数意义理解不清致误)典例 已知实数a≠0,函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x +a ,x<1,-x -2a ,x ≥1.若f(1-a)=f(1+a),则a 的值为__________.易错分析:(1) 误以为1-a<1,1+a>1,没有对a 进行讨论直接代入求解;(2) 求解过程中忘记检验所求结果是否符合要求致误.解析:当a>0时,1-a<1,1+a>1,由f(1-a)=f(1+a)可得2-2a +a =-1-a -2a ,解得a =-32,不合题意;当a<0时,1-a>1,1+a<1,由f(1-a)=f(1+a)可得-1+a -2a =2+2a +a ,解得a =-34.答案:-34特别提醒:(1) 注意分类讨论思想在求函数值中的应用,对于分段函数的求值问题,若自变量的取值范围不确定,应分情况求解;(2) 检验所求自变量的值或范围是否符合题意,求解过程中,求出的参数的值或范围并不一定符合题意,因此要检验结果是否符合要求.1. 已知集合A ={a ,b ,c},B ={1,2},那么可建立从A 到B 的映射个数是______,从B 到A 的映射个数是______.答案:8 9解析:依题意,建立从A 到B 的映射,即集合A 中的每一个元素在集合B 中找到对应元素,从而从A 到B 的映射个数为23=8,从B 到A 的映射个数是32=9.所以填写答案依次为:8;9.2. 已知一个函数的解析式为y =x 2,它的值域为{1,4},这样的函数有________个. 答案:9解析:列举法:定义域可能是{1,2}、{-1,2}、{1,-2}、{-1,-2}、{1,-2,2}、{-1,-2,2}、{-1,1,2}、{-1,1,-2}、{-1,1,-2,2}.3. 若函数f(x)=xax +b,f(2)=1,又方程f(x)=x 有唯一解,则f(x)=________.答案:2x x +2解析:由f(2)=1得22a +b =1,即2a +b =2;由f(x)=x 得x ax +b =x ,变形得x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1ax +b -1=0,解此方程得x =0或x =1-b a ,∵ 方程有唯一解,∴ 1-ba=0,解得b =1,代入2a +b =2得a =12,∴ f(x)=2xx +2.4. 如图,动点P 从单位正方形ABCD 顶点A 开始,顺次经B ,C ,D 绕边界一周,当x表示点P 的行程,y 表示PA 之长时,求y 关于x 的解析式,并求f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52的值.解:当P 在AB 上运动时,y =x(0≤x≤1);当P 在BC 上运动时,y =1+(x -1)2(1<x≤2);当P 在CD 上运动时,y =1+(3-x )2(2<x≤3);当P 在DA 上运动时,y =4-x(3<x≤4). ∴ y =⎩⎪⎨⎪⎧x (0≤x≤1),1+(x -1)2(1<x≤2),1+(3-x )2(2<x≤3),4-x (3<x≤4),∴ f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52=52.5. 已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧12x +1,x ≤0,-(x -1)2,x >0,则不等式f(x)≥-1的解集是________.答案:[-4,2]解析:f(x)≥-1,等价于⎩⎪⎨⎪⎧x≤0,12x +1≥-1或⎩⎪⎨⎪⎧x >0,-(x -1)2≥-1, 解之得-4≤x≤0或0<x≤2,即原不等式的解集是[-4,2].6. (2018·溧阳中学周测)设函数f(x)定义如下表,数列{x n }(n∈N *)满足x 1=1,且对于任意的正整数n ,均有x n +1=f(x n ),求x 2 018的值.解:因为x 1=1,所以x 2=f(x 1)=f(1)=2,x 3=f(x 2)=f(2)=3,x 4=f(x 3)=f(3)=4,x 5=f(x 4)=f(4)=1,x 6=f(x 5)=f(1)=2,…,不难看出数列{x n }是以4为周期的周期数列,所以x 2 018=x 4×504+2=x 2=2.点评:通过观察一些特殊的情形,来获得深刻的认识,是探索数学问题的一种重要方法,应注意学习,同时函数的表示也可以利用列表法来给出.1. 函数是特殊的映射,其特殊性在于集合A 与B 只能是非空数集,即函数是非空数集A 到非空数集B 的映射;而映射不一定是函数.从A 到B 的一个映射,A ,B 若不是数集,则这个映射不是函数.2. 函数是一种特殊的对应,要检验给定的两个变量是否具有函数关系,只需要检验:① 定义域和对应法则是否给出;②根据给出的对应法则,自变量在定义域中的每一个值,是否都有唯一确定的函数值.3. 函数解析式的求解方法通常有:配凑法、换元法、待定系数法及消去法.用换元法求解时要特别注意新元的范围,即所求函数的定义域;而消去法体现的方程思想,即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).第2课时 函数的定义域和值域(对应学生用书(文)、(理)12~14页)1. (必修1P 25例2改编)函数f(x)=x -2+1x -3的定义域是____________________.答案:[2,3)∪(3,+∞)解析:要使函数有意义,x 需满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2≥0,x -3≠0,解得x≥2且x ≠3.2. (必修1P 26练习6(2)(4)改编)函数y =1x 2-1+x +1的定义域为__________________.答案:(-1,1)∪(1,+∞)解析:依题意得⎩⎪⎨⎪⎧x 2-1≠0,x +1≥0,∴ x>-1且x≠1,故函数的定义域为(-1,1)∪(1,+∞).3. 函数y =1x 2+2的值域为________.答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12 解析:∵ x 2+2≥2,∴ 0<1x 2+2≤12.∴ 0<y ≤12.4. 若x 有意义,则函数y =x 2+3x -5的值域是________.答案:[-5,+∞)解析:∵ x 有意义,∴ x ≥0.又y =x 2+3x -5=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +322-94-5,函数y =x 2+3x -5在[0,+∞)上单调递增,∴ 当x =0时,y min =-5.∴ 函数y =x 2+3x -5的值域是[-5,+∞).5. 函数y =2x -1的定义域是(-∞,1)∪[2,5),则其值域是____________________.答案:(-∞,0)∪⎝ ⎛⎦⎥⎤12,2解析:∵ x∈(-∞,1)∪[2,5),∴ x -1∈(-∞,0)∪[1,4).当x -1∈(-∞,0)时,2x -1∈(-∞,0);当x -1∈[1,4)时,2x -1∈⎝ ⎛⎦⎥⎤12,2.1. 函数的定义域(1) 函数的定义域就是使函数表达式有意义的所有的输入值x 组成的集合.在解决函数问题时,必须树立起“定义域优先”的观念.(2) 求定义域的步骤① 写出使函数有意义的不等式(组). ② 解不等式(组).③ 写出函数定义域(注意用区间或集合的形式写出). (3) 常见基本初等函数的定义域 ① 分式函数中分母不等于零.② 偶次根式函数中被开方式大于或等于0. ③ 一次函数、二次函数的定义域为R .④ y =a x,y =sin x ,y =cos x 的定义域均为R .⑤ y =tan x 的定义域为{x|x≠k π+π2,k ∈Z }.⑥ 函数f(x)=x 0的定义域为{x|x≠0}. 2. 函数的值域(1) 在函数y =f(x)中,与定义域中输入值x 对应的y 的值叫做输出值,所有输出值y 组成的集合叫做函数的值域.(2) 基本初等函数的值域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 -b24a ].③ y =kx (k≠0)的值域为{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 .⑥ y =sin x ,y =cos x 的值域是[-1,1]. ⑦ y =tan x 的值域是R . 3. 函数的最值一般地,设y =f(x)的定义域为A. (1) 如果存在x 0∈A ,使得对于任意的x∈A,都有f (x)≤f(x 0),那么称f(x 0)为y =f(x)的最大值,记为y max =f(x 0).(2) 如果存在x 0∈A ,使得对于任意的x∈A,都有f(x)≥f(x 0),那么称f(x 0)为y =f(x)的最小值,记为y min =f(x 0).4. 值域与最值的关系若函数y =f(x)的最大值为b ,最小值为a ,那么y =f(x)的值域必定是数集[a ,b]的子集,若f(x)可以取到[a ,b]中的一切值,那么其值域就是[a ,b].5. 复合函数如果函数y =f(u)(u∈A),u =g(x)(x∈B,u ∈A),则y =f(g(x))叫做由函数y =f(u)(u∈A),u =g(x)(x∈B,u ∈A)合成的复合函数,u 叫做中间变量.y =f(u)(u∈A),叫做该复合函数的外层函数,而u =g(x)(x∈B)叫做该复合函数的内层函数.注意:由u =g(x)(x∈B)求出的值域一定是A.即内层函数的值域是外层函数的定义域.6. 函数解析式的表示离不开函数的定义域.[备课札记], 1 求函数的定义域), 1) (1) 已知函数f(x)的定义域是[0,2],则函数g(x)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12的定义域是__________. (2) 函数y =ln (x +1)-x 2-3x +4的定义域为____________. 答案:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,32 (2) (-1,1) 解析:(1) 因为函数f(x)的定义域是[0,2],所以函数g(x)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12中的自变量x 需要满足:⎩⎪⎨⎪⎧0≤x+12≤2,0≤x -12≤2,解得⎩⎪⎨⎪⎧-12≤x≤32,12≤x ≤52.所以12≤x ≤32,所以函数g(x)的定义域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,32. (2) 由⎩⎪⎨⎪⎧x +1>0,-x 2-3x +4>0,得-1<x<1.变式训练(1) 求函数y =(x +1)|x|-x的定义域;(2) 函数f(x)的定义域是[-1,1],求f(log 2x)的定义域.解:(1) 由⎩⎪⎨⎪⎧x +1≠0,|x|-x>0,得⎩⎪⎨⎪⎧x≠-1,x<0,∴ 函数定义域是(-∞,-1)∪(-1,0). (2) ∵ 函数f(x)的定义域是[-1,1],∴ -1≤log 2x ≤1,∴ 12≤x ≤2.故f(log 2x)的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2. 备选变式(教师专享) 求下列函数的定义域:(1) y =lg (2-x )12+x -x2+(x -1)0; (2) y =lg sin x +64-x 2. 解:(1) 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧2-x>0,12+x -x 2>0x -1≠0,,解得⎩⎪⎨⎪⎧x<2,-3<x<4x≠1,,∴ -3<x<2且x≠1,∴ 所求函数的定义域为{x|-3<x<2且x≠1}.(2) 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧sin x>0,64-x 2≥0,解得⎩⎪⎨⎪⎧2k π<x<2k π+π,k ∈Z ,-8≤x≤8. ∴ -2π<x<-π或0<x<π或2π<x ≤8.∴ 所求函数的定义域为(-2π,-π)∪(0,π)∪(2π,8]., 2 求函数的值域), 2) 求下列函数的值域: (1) f(x)=x -1-2x ;(2) y =1-x21+x 2;(3) y =2x -1x +1,x ∈[3,5];(4) y =x 2-4x +5x -1(x>1).解:(1) (解法1:换元法)令1-2x =t ,则t ≥0且x =1-t 22,于是f(t)=1-t22-t=-12(t +1)2+1.由于t≥0,所以f(t)≤12,故函数的值域是⎝⎛⎦⎥⎤-∞,12.(解法2:单调性法)容易判断f(x)为增函数,而其定义域应满足1-2x≥0,即x≤12,所以f(x)≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12,即函数的值域是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12.(2) y =1-x 21+x 2=21+x2-1.因为1+x 2≥1,所以0<21+x2≤2.所以-1<21+x2-1≤1,即y∈(-1,1].所以函数的值域为(-1,1].(3) (解法1)由y =2x -1x +1=2-3x +1,结合图象知,函数在[3,5]上是增函数,所以y max=32,y min =54,故所求函数的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤54,32. (解法2)由y =2x -1x +1,得x =1+y2-y.因为x∈[3,5],所以3≤1+y 2-y ≤5,解得54≤y ≤32,即所求函数的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤54,32. (4) (基本不等式法)令t =x -1,则x =t +1(t>0),所以y =(t +1)2-4(t +1)+5t =t 2-2t +2t =t +2t-2(t>0).因为t +2t≥2t·2t=22,当且仅当t =2,即x =2+1时,等号成立, 故所求函数的值域为[22-2,+∞). 备选变式(教师专享) 求下列函数的值域:(1) f(x)=1-x +x +3;(2) g(x)=x 2-9x 2-7x +12;(3) y =log 3x +log x 3-1.解:(1) 由⎩⎪⎨⎪⎧1-x≥0,x +3≥0,解得-3≤x≤1.∴ f(x)=1-x +x +3的定义域是[-3,1].令y =f(x),则y≥0,∴ y 2=4+2(1-x )(x +3),即y 2=4+2-(x +1)2+4(-3≤x≤1).令t(x)=-(x +1)2+4(-3≤x≤1).∵ x ∈[-3,1],由t(-3)=0,t(-1)=4,t(1)=0,知0≤t(x)≤4,从而y 2∈[4,8],即y∈[2,22], ∴ 函数f(x)的值域是[2,22].(2) g(x)=x 2-9x 2-7x +12=(x +3)(x -3)(x -3)(x -4)=x +3x -4=1+7x -4(x≠3且x≠4).∵ x ≠3且x≠4,∴ g (x)≠1且g(x)≠-6.∴ 函数g(x)的值域是(-∞,-6)∪(-6,1)∪(1,+∞). (3) 函数的定义域为{x|x>0且x≠1}. 当x>1时,log 3x>0,log x 3>0,y =log 3x +log x 3-1≥2log 3x ·log x 3-1=1; 当0<x<1时,log 3x<0,log x 3<0,y =log 3x +log x 3-1=-[(-log 3x)+(-log x 3)]-1≤-2-1=-3.∴ 函数的值域是(-∞,-3]∪[1,+∞)., 3 函数值和最值的应用)●典型示例, 3) 已知函数f(x)=x 2+2x +ax,x ∈[1,+∞).(1) 当a =12时,求函数f(x)的最小值;(2) 若对任意x∈[1,+∞),f(x)>0恒成立,试求实数a 的取值范围.【思维导图】 函数恒成立→不等式恒成立→分类讨论→新函数的最值→a 的取值范围【规范解答】 解:(1) 当a =12时,f(x)=x +12x+2.∵ f(x)在区间[1,+∞)上为增函数,∴ f(x)在区间[1,+∞)上的最小值为f(1)=72.(2) (解法1)在区间[1,+∞)上,f(x)=x 2+2x +a x>0恒成立,∴ x 2+2x +a>0恒成立.设y =x 2+2x +a ,x ∈[1,+∞).∵ y =x 2+2x +a =(x +1)2+a -1在[1,+∞)上单调递增,∴ 当x =1时,y min =3+a ,当且仅当y min =3+a>0时,函数f(x)>0恒成立,故a>-3.(解法2)f(x)=x +ax+2,x ∈[1,+∞).当a≥0时,函数f(x)的值恒为正;当a<0时,函数f(x)在[1,+∞)上单调递增,故当x =1时,f(x)min =3+a , 当且仅当f(x)min =3+a>0时,函数f(x)>0恒成立,故a>-3. 【精要点评】 解法1运用转化思想把f(x)>0转化为关于x 的二次不等式;解法2运用了分类讨论思想.●总结归纳(1) 求函数的值域此类问题主要利用求函数值域的常用方法:配方法、分离变量法、单调性法、图象法、换元法、不等式法等.无论用什么方法求函数的值域,都必须考虑函数的定义域.(2) 函数的综合性题目此类问题主要考查函数值域、单调性、奇偶性等一些基本知识相结合的题目.此类问题要求具备较高的数学思维能力、综合分析能力以及较强的运算能力.(3) 运用函数的值域解决实际问题此类问题的关键是把实际问题转化为函数问题,从而利用所学知识去解决.此类题目要求具有较强的分析能力和数学建模能力.●题组练透1. 函数y =x 2+x +1的值域是____________.答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞解析:∵ x 2+x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122+34≥34,∴ y ≥32,∴ 值域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞.2. 函数y =x +1-2x 的值域是____________.答案:(-∞,1]解析:令1-2x =t(t≥0),则x =1-t 22.∵ y =1-t 22+t =-12(t -1)2+1≤1,∴ 值域为(-∞,1].3. 已知函数f(x)=x 2+4ax +2a +6.(1) 若f(x)的值域是[0,+∞),求a 的值;(2) 若函数f(x)≥0恒成立,求g(a)=2-a|a -1|的值域.解:(1) ∵ f(x)的值域是[0,+∞),即f(x)min =0,∴ 4(2a +6)-(4a )24=0,∴a =-1或32.(2) 若函数f(x)≥0恒成立,则Δ=(4a)2-4(2a +6)≤0,即2a 2-a -3≤0,∴ -1≤a≤32,∴ g(a)=2-a|a -1|=⎩⎪⎨⎪⎧a 2-a +2,-1≤a≤1,-a 2+a +2,1<a ≤32.当-1≤a≤1时,g(a)=a 2-a +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+74,∴ g (a)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤74,4;当1<a≤32时,g(a)=-a 2+a +2=-(a -12)2+94,∴ g (a)∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫54,2.∴ 函数g(a)=2-a|a -1|的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤54,4. 4. 已知函数y =mx 2-6mx +m +8的定义域为R . (1) 求实数m 的取值范围;(2) 当m 变化时,若y 的最小值为f(m),求函数f(m)的值域.解:(1) 当m =0时,x ∈R ;当m≠0时,m >0且Δ≤0,解得0<m≤1.故实数m 的取值范围是0≤m≤1.(2) 当m =0时,f(0)=22;当0<m≤1时,因为y =m (x -3)2+8-8m ,故f(m)=8-8m(0<m≤1).所以f(m)=8-8m (0≤m≤1),其值域为[0,22].1. 函数f(x)=ln (2x -x 2)x -1的定义域为____________.答案:(0,1)∪(1,2)解析:由⎩⎪⎨⎪⎧2x -x 2>0,x -1≠0得0<x <2且x≠1.2. 已知函数y =x 2-2x +a 的定义域为R ,值域为[0,+∞),则实数a 的取值集合为________.答案:{1}解析: x 2-2x +a≥0恒成立,且最小值为0,则满足Δ=0,即4-4a =0,则a =1.3. 函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≤0,-x 2+1,x >0的值域为____________. 答案:(-∞,1]解析:可由函数的图象得到函数f(x)的值域为(-∞,1].4. 若函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧-x +6,x ≤2,3+log a x ,x>2(a>0且a≠1)的值域是[4,+∞),则实数a 的取值范围是________.答案:(1,2]解析:当x≤2时,-x +6≥4,要使得函数f(x)的值域为[4,+∞),只需当x >2时,f(x)=3+log a x 的值域在区间[4,+∞)内即可,故a >1,所以3+log a 2≥4,解得1<a≤2,所以实数a 的取值范围是(1,2].5. 已知函数f(x)=a x+b(a>0且a≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a +b =________.答案:-32解析:当a>1时,⎩⎪⎨⎪⎧a -1+b =-1,a 0+b =0,该方程组无解;当0<a<1时,⎩⎪⎨⎪⎧a -1+b =0,a 0+b =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧b =-2,a =12,则a +b =12-2=-32. 6. (2018·南阳一中二模)设g(x)=mx 2+x +1.(1) 若g(x)的定义域为R ,求m 的取值范围;(2) 若g(x)的值域为[0,+∞),求m 的取值范围.解:令f(x)=mx 2+x +1.(1) 由题意知f(x)≥0在R 上恒成立.① 当m =0时, f(x)=x +1≥0在R 上不恒成立;② 当m≠0时,要满足题意必有⎩⎪⎨⎪⎧m>0,Δ=1-4m≤0,∴ m ≥14.综上所述,m 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫14,+∞. (2) 由题意知,f(x)=mx 2+x +1能取到一切大于或等于0的实数. ① 当m =0时,f(x)=x +1可以取到一切大于或等于0的实数;② 当m≠0时,要满足题意必有⎩⎪⎨⎪⎧m>0,Δ=1-4m≥0,∴ 0<m ≤14.综上所述,m 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,14. 点睛:本题主要考查函数的定义域与值域、分类讨论思想,属于中档题.分类讨论思想是解决高中数学问题的一种重要思想方法,是中学数学四种重要的数学思想之一,尤其在解决含参数的问题时发挥着奇特功效,大大提高了解题能力与速度.运用这种方法的关键是将题设条件研究透,这样才能快速找准突破点. 充分利用分类讨论思想方法能够使问题条理清晰,进而顺利解答,希望同学们能够熟练掌握并能应用于解题当中.1. 函数f(x)=|x -2|-1log 2(x -1)的定义域为__________.答案:[3,+∞)解析:由题意知⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x -1)≠0,x -1>0,|x -2|-1≥0,解得x≥3.2. (2018·溧阳中学周练)函数f(x)=1xln(x 2-3x +2+-x 2-3x +4)的定义域为____________.答案:[-4,0)∪(0,1)解析:函数的定义域必须满足条件:⎩⎪⎨⎪⎧x≠0,x 2-3x +2≥0,-x 2-3x +4≥0,x 2-3x +2+-x 2-3x +4>0,解得x∈[-4,0)∪(0,1).3. 当x =__________________时,函数f(x)=(x -a 1)2+(x -a 2)2+…+(x -a n )2取得最小值.答案:a 1+a 2+…+a nn解析:f(x)=nx 2-2(a 1+a 2+…+a n )x +(a 21+a 22+…+a 2n ),当x =a 1+a 2+…+a nn时,f(x)取得最小值.4. 设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x+a ,x>2,x +a 2,x ≤2.若f(x)的值域为R ,则实数a 的取值范围是____________________.答案:(-∞,-1]∪[2,+∞)解析:f(x)的值域为R ,则22+a≤2+a 2,实数a 的取值范围是(-∞,-1]∪[2,+∞).5. 已知函数f(x)=4|x|+2-1的定义域是[a ,b](a ,b ∈Z ),值域是[0,1],则满足条件的整数数对(a ,b)共有______个.答案:5解析:由0≤4|x|+2-1≤1,即1≤4|x|+2≤2,解得0≤|x|≤2,满足条件的整数数对有(-2,0),(-2,1),(-2,2),(0,2),(-1,2)共5个.6. 求函数y =(x +3)2+16+(x -5)2+4的值域.解:函数y =f(x)的几何意义:平面内一点P(x ,0)到两点A(-3,4)和B(5,2)的距离之和就是y 的值.由平面几何知识,找出点B 关于x 轴的对称点B′(5,-2).连结AB′,交x 轴于一点P ,点P 即为所求的最小值点,y min =AB′=82+62=10.所以函数的值域为[10,+∞).1. 函数的定义域是函数的灵魂,它决定了函数的值域,并且它是研究函数性质的基础,因此,我们一定要树立函数定义域优先的意识.2. 函数的值域常常化归为求函数的最值问题,要重视函数单调性在确定函数最值过程中的作用.3. 求函数值域的常用方法:图象法、配方法、换元法、基本不等式法、单调性法、分离常数法、导数法等.理论上一切函数求值域或最值均可考虑“导数法”,但在具体的解题中要与初等方法密切配合.[备课札记]第1课时 函数的单调性(对应学生用书(文)、(理)15~17页)1. 下列函数中,在(-∞,0)上为减函数的是________.(填序号)① y =1x 2;② y=x 3;③ y=x 0 ;④ y=x 2.答案:④解析:∵ 函数y =x 2的图象是开口向上的抛物线,对称轴为y 轴,∴ 函数y =x 2在(-∞,0)上为减函数.2. (必修1P 44习题2改编)(1) 函数f(x)=2x +1的单调增区间是__________;函数g(x)=-3x +2在区间(-∞,+∞)上为________函数.(2) 函数f(x)=x 2-2x -1的单调增区间为________,单调减区间为________.(3) 函数f(x)=-1x -1在区间(-∞,0)上是单调________函数.(4) 函数y =1x在区间[1,3]上是单调________函数.答案:(1) (-∞,+∞) 单调减 (2) [1,+∞) (-∞,1] (3) 增 (4) 减3. (必修1P 54本章测试6改编)若函数y =5x 2+mx +4在区间(-∞,-1]上是减函数,在区间[-1,+∞)上是增函数,则m =__________.答案:10解析:函数y =5x 2+mx +4的图象为开口向上,对称轴是x =-m 10的抛物线,要使函数y =5x 2+mx +4在区间(-∞,-1]上是减函数,在区间[-1,+∞)上是增函数,则-m 10=-1,∴ m =10.4. 已知函数f(x)=ax +1x +2在区间(-2,+∞)上为增函数,则实数a 的取值范围是__________.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞解析:f(x)=ax +1x +2=a +1-2a x +2,由复合函数的增减性可知,g(x)=1-2ax +2在(-2,+∞)上为增函数,∴ 1-2a<0,∴ a>12.5. 设函数f(x)满足:对任意的x 1,x 2∈R 都有(x 1-x 2)·[f(x 1)-f(x 2)]>0,则f(-3)与f(-π)的大小关系是____________.答案:f(-3)>f(-π)解析:由(x 1-x 2)[f(x 1)-f(x 2)]>0,可知函数f(x)为增函数,又-3>-π,∴ f(-3)>f(-π).1. 增函数和减函数一般地,设函数y =f(x)的定义域为I :如果对于定义域I 内某个区间D 上的任意两个值x 1,x 2,当x 1<x 2时,都有f(x 1)<f(x 2),那么就说y =f(x)在区间D 上是单调增函数.(如图①所示)如果对于定义域I 内某个区间D 上的任意两个值x 1,x 2,当x 1<x 2时,都有f(x 1)>f(x 2),那么就说y =f(x)在区间D 上是单调减函数.(如图②所示)2. 单调性与单调区间如果一个函数在某个区间D 上是单调增函数或是单调减函数,那么就说这个函数在这个区间D 上具有单调性(区间D 称为单调区间).3. 判断函数单调性的方法 (1) 定义法利用定义严格判断. (2) 利用函数的运算性质如果f(x),g(x)为增函数,则① f(x)+g(x)为增函数;② 1f (x )为减函数(f(x)>0);③ f (x )为增函数(f(x)≥0);④ f(x)·g(x)为增函数(f(x)>0,g(x)>0);⑤ -f(x)为减函数.(3) 利用复合函数关系判断单调性 法则是“同增异减”,即两个简单函数的单调性相同,则这两个函数的复合函数为增函数;若两个简单函数的单调性相反,则这两个函数的复合函数为减函数.(4) 图象法奇函数在关于原点对称的两个区间上具有相同的单调性;偶函数在关于原点对称的两个区间上具有相反的单调性.4. 函数的单调性的证明方法 已知函数解析式,证明其在某区间上的单调性一般只能严格用定义(或导数)来证明.主要步骤:(1) 设元; (2) 作差(商);(3) 变形(变形要彻底,一般通过因式分解、配方等方法,直到符号的判定非常明显); (4) 判断符号; (5) 结论.[备课札记], 1 函数单调性的判断), 1) 判断函数f(x)=axx 2-1(a≠0)在区间(-1,1)上的单调性.分析:此函数既不是常见函数,也不是由常见函数经过简单的复合而成,因此要判断其在区间(-1,1)上的单调性,只能用函数单调性的定义.解:任取x 1,x 2∈(-1,1),且x 1<x 2,则f(x 1)-f(x 2)=a (x 1x 2+1)(x 2-x 1)(x 21-1)(x 22-1). 由-1<x 1<x 2<1得(x 1x 2+1)(x 2-x 1)(x 21-1)(x 22-1)>0,∴ 当a>0时,f(x 1)-f(x 2)>0,f(x 1)>f(x 2),∴ f(x)在(-1,1)上单调递减;同理,当a<0时,f(x)在(-1,1)上单调递增.备选变式(教师专享)证明函数f(x)=x1+x2在区间[1,+∞)上是减函数.证明:设任取x 1,x 2∈[1,+∞),且x 1<x 2.f(x 1)-f(x 2)=x 11+x 21-x 21+x 22=x 1(1+x 22)-x 2(1+x 21)(1+x 21)(1+x 22)=(x 1-x 2)(1-x 1x 2)(1+x 21)(1+x 22). ∵ x 1,x 2∈[1,+∞),且x 1<x 2, ∴ x 1-x 2<0,1-x 1x 2<0.又(1+x 21)(1+x 22)>0,∴ f(x 1)-f(x 2)>0,即f(x 1)>f(x 2).∴ f(x)=x1+x2在[1,+∞)上为减函数.点评:亦可证明函数f(x)=x 1+x 2在区间[-1,1]上是增函数.由于函数f(x)=x1+x2是定义在R 上的奇函数,故利用单调性与奇偶性可作出函数f(x)=x1+x2的图象.同时也可得到函数f(x)=x 1+x 2在[-1,1]上的值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,12., 2 求函数的单调区间), 2) 求下列函数的单调区间:(1) y =x 2-3|x|+14;(2) y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2-2x ; (3) y =log 2(6+x -2x 2).解:(1) ∵ y=x 2-3|x|+14=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎪⎫x -322-2(x≥0),⎝ ⎛⎭⎪⎫x +322-2(x<0), ∴ 由图象可知,y 在⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-32,⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32上为减函数,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,0,⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞上为增函数.(2) 易得定义域为R ,令u =x 2-2x =(x -1)2-1,则u 在(-∞,1]上为减函数,在[1,+∞)上为增函数.又y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13u 在(-∞,+∞)上为减函数,∴ y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 2-2x 的单调增区间为(-∞,1],单调减区间为[1,+∞).(3) 由题意得6+x -2x 2>0,化简得2x 2-x -6<0,即(2x +3)(x -2)<0,解得-32<x<2,即定义域为⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,2.设u =6+x -2x 2=-2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -142+498,易知其在⎝ ⎛⎦⎥⎤-32,14上为增函数,在⎣⎢⎡⎭⎪⎫14,2上为减函数,又y =log 2u 在定义域上为增函数,∴ y =log 2(6+x -2x 2)的单调增区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤-32,14,单调减区间为⎣⎢⎡⎭⎪⎫14,2. 点评:已知函数的解析式,讨论或求函数的单调区间,应首先确定函数的定义域,然后再根据复合函数单调性的判断规则在函数的定义域内求内层函数相应的单调区间.变式训练函数y =-(x -3)|x|的单调递增区间是____________.答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32 解析:y =⎩⎪⎨⎪⎧-(x -3)x ,x ≥0,(x -3)x ,x<0.画图象如图所示,可知单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,32.备选变式(教师专享)作出函数f(x)=|x 2-1|+x 的图象,并根据函数图象写出函数的单调区间.解:当x≥1或x≤-1时, y =x 2+x -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x +122-54;当-1<x<1时, y =-x 2+x +1=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+54.函数图象如图,由函数图象可知函数单调减区间为(-∞,-1],⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,1;单调增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,12,[1,+∞). ,3函数的单调性与最值)●典型示例, 3) 求f(x)=x2-2ax-1在区间[0,2]上的最大值和最小值.【思维导图】判断对称轴与区间的不同位置关系→分别画出图象→判断f(x)在区间的单调性→求出最值【规范解答】解:f(x)=(x-a)2-1-a2,对称轴为x=a.(1) 当a<0时,由图①可知,f(x)min=f(0)=-1,f(x)max=f(2)=3-4a.(2) 当0≤a<1时,由图②可知,f(x)min=f(a)=-1-a2,f(x)max=f(2)=3-4a.(3) 当1<a≤2时,由图③可知,f(x)min=f(a)=-1-a2,f(x)max=f(0)=-1.(4) 当a>2时,由图④可知,f(x)min=f(2)=3-4a,f(x)max=f(0)=-1.综上,当a<0时,f(x)min=-1,f(x)max=3-4a;当0≤a<1时,f(x)min=-1-a2,f(x)max =3-4a;当1<a≤2时,f(x)min=-1-a2,f(x)max=-1;当a>2时,f(x)min=3-4a,f(x)max =-1.【精要点评】 (1) 二次函数的单调区间是由图象的对称轴确定的.故需要确定对称轴与区间的关系.由于对称轴是x=a,而a的取值不定,从而导致了分类讨论.(2) 不是应该分a<0,0≤a≤2,a>2三种情况讨论吗?为什么成了四种情况?这是由于抛物线的对称轴在区间[0,2]所对应的区域时,最小值是在顶点处取得,但最大值却有可能是f(0),也有可能是f(2).●总结归纳(1) 要注意函数思想在求函数值域中的运用,求函数最值常借助函数单调性.含有参数的最值问题,需要分类讨论参数在不同范围内时函数单调性的变化,进而判断最值的位置.(2) 不等式恒成立问题也可以转化为求函数的最值问题.●题组练透1. 函数y=2x+x+1的值域是____________.答案:[-2,+∞)解析:x≥-1,y是x的增函数,当x=-1时,y min=-2,∴函数的值域为[-2,+∞).2. 已知x∈[0,1],则函数y=x+2-1-x的值域是______________.。

2019届高考数学总复习高分突破复习:小题满分限时练

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高分突破复习:小题满分限时练(三)(限时:45分钟)一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.已知集合A={x|x2+2x-3≤0},B={x|y=ln(x+2)},则A∩B=( )A.(-2,-1]B.(-2,3]C.(-2,1]D.[-2,1]解析A={x|x2+2x-3≤0}=[-3,1],B={x|y=ln(x+2)}=(-2,+∞),∴A∩B=(-2,1].答案 C2.设复数z满足(1+i)z=2i,则|z|=( )A.12B.22C. 2D.2解析z=2i1+i=2i(1-i)(1+i)(1-i)=2i+22=i+1,则|z|=12+12= 2.答案 C3.下列命题中正确的是( )A.命题“存在x∈R,使得x2+x+1<0”的否定是“对任意x∈R,均有x2+x+1<0”B.若p为真命题,q为假命题,则(綈p)∨q为真命题C.为了了解高考前高三学生每天的学习时间情况,现要用系统抽样的方法从某班50名学生中抽取一个容量为10的样本,已知50名学生的编号为1,2,3,…,50,若8号被选出,则18号也会被选出D.已知m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,α∩β=m,则“nα,n⊥m”是“α⊥β”的充分条件解析选项A,需要先换量词,再否定结论,故命题“存在x∈R,使得x2+x+1<0”的否定为“对任意x∈R,均有x2+x+1≥0”,选项A错误;选项B,∵綈p为假命题,q为假命题,∴(綈p)∨q为假命题,选项B错误;选项C,根据系统抽样的特点,从50名学生中抽取10人,需间隔5人抽取1人,8+2×5=18,18号会被选出,故选项C正确;选项D,根据线面垂直的判定定理可知,一条直线垂直于一个平面内的两条相交直线才能得出该直线与该平面垂直,故由n⊥m不能得到n⊥β,进而不能得到α⊥β,故选项D错误.答案 C4.在如图所示的正方形中随机投掷10 000个点,则落在阴影部分(曲线C 的方程为x 2-y =0)的点的个数约为( ) A.3 333 B.6 667 C.7 500D.7 854解析 题图中阴影部分的面积为⎠⎛01(1-x 2)=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -x 33⎪⎪⎪10=23,正方形的面积为1,设落在阴影部分的点的个数为n ,由几何概型的概率计算公式可知,231=n10 000,n ≈6 667.答案 B 5.⎝⎛⎭⎪⎫2x 2-x 43的展开式中的常数项为( ) A.-3 2 B.3 2C.6D.-6解析 通项T r +1=C r3⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 23-r(-x 4)r=C r3(2)3-r(-1)r x-6+6r,当-6+6r =0,即r =1时为常数项,T2=-6. 答案 D6.某几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积是( )A.13B.14C.15D.16解析 所求几何体可看作是将长方体截去两个三棱柱得到的几何体,在长方体中还原该几何体,如图中ABCD -A ′B ′C ′D ′所示,长方体的长、宽、高分别为4,2,3,两个三棱柱的高为2,底面是两直角边长分别为3和1.5的直角三角形,故该几何体的体积V=4×2×3-2×12×3×32×2=15.答案 C7.已知奇函数f (x )满足f (x +1)=f (1-x ),若当x ∈(-1,1)时,f (x )=lg 1+x1-x,且f (2 018-a )=1,则实数a 的值可以是( )A.911B.119C.-911D.-119解析 ∵f (x +1)=f (1-x ),∴f (x )=f (2-x ),又函数f (x )为奇函数,∴f (-x )=-f (2-x ),∴f (2+x )=-f (x ),∴f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),∴函数f (x )为周期函数,周期为4.当x ∈(-1,1)时,令f (x )=lg 1+x 1-x =1,得x =911.又f (2 018-a )=f (2-a )=f (a )=1,∴a 可以是911.答案 A8.执行如图所示的程序框图,输出的S 值为-4时,条件框内应填写( )A.i >3?B.i <5?C.i >4?D.i <4?解析 由程序框图可知,S =10,i =1;S =8,i =2;S =4,i =3;S =-4,i =4.由于输出的S =-4.故应跳出循环,条件为i <4?. 答案 D9.某企业生产甲、乙两种产品均需用A ,B 两种原料,已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示.如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得的最大利润为( )A.15万元B.16万元C.17万元D.18万元解析 设该企业每天生产x 吨甲产品,y 吨乙产品,可获得利润为z 万元,则z =3x +4y ,且x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y ≤12,x +2y ≤8,x ≥0,y ≥0.画出可行域如图中阴影部分所示,直线z =3x +4y 过点M 时,z =3x +4y 取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y =12,x +2y =8,得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =3,∴M (2,3),故z =3x +4y 的最大值为18. 答案 D10.已知函数f (x )=1+2cos x cos(x +3φ)是偶函数,其中φ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,则下列关于函数g (x )=cos(2x -φ)的正确描述是( )A.g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12,π3上的最小值为-1B.g (x )的图象可由函数f (x )的图象向上平移2个单位长度,向右平移π3个单位长度得到C.g (x )的图象的一个对称中心是⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,0D.g (x )的一个单调递减区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2解析 ∵f (x )=1+2cos x cos(x +3φ)是偶函数,∴y =cos(x +3φ)是偶函数,3φ=k π,k ∈Z .又φ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,因此φ=π3.∴g (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3.当-π12≤x ≤π3时,-π2≤2x -π3≤π3,cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3∈[0,1],故A 错误;f (x )=1+2cos x cos(x +π)=1-2cos 2x =-cos 2x ,显然B 错误;当x =-π12时,g (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2=0,故C 正确;当0≤x ≤π2时,-π3≤2x -π3≤2π3,g (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3有增有减,故D 错误. 答案 C11.设双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左焦点为F ,直线4x -3y +20=0过点F 且与双曲线C在第二象限的交点为P ,|OP |=|OF |,其中O 为原点,则双曲线C 的离心率为( ) A.5B. 5C.53D.54解析 在直线4x -3y +20=0中,令y =0,得x =-5,故c =5,取右焦点为F ′,由|OF |=|OP |=|OF ′|,可得PF ⊥PF ′.由直线4x -3y +20=0,可得tan∠F ′FP =43,又|FF ′|=10,故|PF |=6,|PF ′|=8.∴|PF ′|-|PF |=2=2a ,∴a =1,又∵2c =10,c =5, 故双曲线C 的离心率e =c a=5. 答案 A12.在正整数数列中,由1开始依次按如下规则,将某些数染成红色.先染1;再染两个偶数2,4;再染4后面最邻近的3个连续奇数5,7,9;再染9后面的最邻近的4个连续偶数10,12,14,16;再染此后最邻近的5个连续奇数17,19,21,23,25.按此规则一直染下去,得到一红色子数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,则在这个红色子数列中,由1开始的第2 018个数是( ) A.3 971B.3 972C.3 973D.3 974解析 由题意,设第1组的数为1;第2组的数为2,4;第3组的数为5,7,9,…,根据等差数列的前n 项和,前n 组共有n (n +1)2个数.由于2 016=63×(63+1)2<2 018<64×(64+1)2=2 080,因此,第2 018个数是第64组的第2个数.由于第1组最后一个数是1,第2组最后一个数是4,第3组最后一个数是9,……,第n 组最后一个数是n 2,因此,第63组最后一个数为632,632=3 969,第64组为偶数组,其第1个数为3 970,第2个数为3 972. 答案 B二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分.请把正确的答案填写在各小题的横线上.)13.如果点P 1,P 2,P 3,…,P 10是抛物线y 2=2x 上的点,它们的横坐标依次为x 1,x 2,x 3,…,x 10,F 是抛物线的焦点,若x 1+x 2+x 3+…+x 10=5,则|P 1F |+|P 2F |+|P 3F |+…+|P 10F |=________.解析 由抛物线的定义可知,抛物线y 2=2px (p >0)上的点P (x 0,y 0)到焦点F 的距离|PF |=x 0+p2,在y 2=2x 中,p =1,所以|P 1F |+|P 2F |+…+|P 10F |=x 1+x 2+…+x 10+5p =10.答案 1014.已知a ,b ,c 分别是△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边,且c =2,C =π3,若sin C +sin(B -A )=2sin 2A ,则A =________.解析 在△ABC 中,由sin C +sin(B -A )=2sin 2A , 得sin(A +B )+sin(B -A )=4sin A cos A , ∴cos A sin B =2sin A cos A , 即cos A (sin B -2sin A )=0. 则cos A =0或sin B =2sin A . ①若cos A =0,则A =π2;②若sin B =2sin A ,则b =2a .由余弦定理,c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,且c =2,C =π3.∴a 2+b 2-ab =4,联立b =2a ,得a =233,b =433,则b 2=a 2+c 2,B =π2,从而A =π6.答案π2或π615.在等腰梯形ABCD 中,已知AB ∥DC ,AB =2,BC =1,∠ABC =60°,点E 和点F 分别在线段BC 和DC 上,BE →=λBC →,DF →=19λDC →,则AE →·AF →的最小值为________. 解析 法一 由题意,得AD =CD =BC =1,AB =2, ∴AE →·AF →=(AB →+BE →)·(AD →+DF →) =(AB →+λBC →)·⎝⎛⎭⎪⎫AD →+19λDC →=AB →·AD →+λBC →·AD →+19λAB →·DC →+19BC →·DC →=|AB →||AD →|·cos 60°+λ|BC →||AD →|cos 60° +19λ|AB →||DC →|cos 0°+19|BC →||DC →|cos 120° =2×1×12+λ2+29λ-118=1718+λ2+29λ≥178+2λ2×29λ=2918(当且仅当λ=23时,等号成立). 法二 如图,以A 为坐标原点建立平面直角坐标系,过点D 作DG ⊥AB 交AB 于点G ,过点C 作CH ⊥AB 交AB 于点H ,由题意得,AB ∥DC ,AB =2,AD =BC =1,∠ABC =60°, ∴AG =BH =AD cos 60°=12,同理,DG =CH =32, ∴A (0,0),B (2,0),C ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32,∴BC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,32,DC →=(1,0),AB →=(2,0),AD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12,32.∵BE →=λBC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-λ2,3λ2,DF →=19λDC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫19λ,0,∴AE →=AB →+BE →=⎝ ⎛⎭⎪⎫2-λ2,3λ2,AF →=AD →+DF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫12+19λ,32,∴AE →·AF →=⎝ ⎛⎭⎪⎫2-λ2,3λ2·⎝ ⎛⎭⎪⎫12+19λ,32=1718+29λ+λ2≥178+2λ2×29λ=1718+23=2918(当且仅当λ=23时等号成立). 答案291816.已知函数f (x )=x +a ln x (a >0),若x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1(x 1≠x 2),|f (x 1)-f (x 2)|>⎪⎪⎪⎪⎪⎪1x 1-1x 2,则正数a 的取值范围是________.解析 由f (x )=x +a ln x (a >0),得当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1时,f ′(x )=1+a x >0,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上单调递增,不妨设x 1>x 2,则|f (x 1)-f (x 2)|>⎪⎪⎪⎪⎪⎪1x 1-1x 2,即f (x 1)-f (x 2)>1x 2-1x 1,f (x 1)+1x 1>f (x 2)+1x 2,令g (x )=f (x )+1x ,则g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上单调递增, 所以g ′(x )=1+a x -1x 2≥0在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上恒成立,a x ≥1x 2-1,即a ≥1x -x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上恒成立, 令h (x )=1x -x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,则h ′(x )=-1-1x2<0,h (x )单调递减,h (x )<h ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=32,则a ≥32,故正数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞。

2019年高考数学高分突破复习 专题二 第1讲

2019年高考数学高分突破复习  专题二 第1讲

第1讲等差数列与等比数列高考定位 1.等差、等比数列基本运算和性质的考查是高考热点,经常以选择题、填空题的形式出现;2.数列的通项也是高考热点,常在解答题中的第(1)问出现,难度中档以下.真题感悟1.(2017·全国Ⅲ卷)等差数列{a n}的首项为1,公差不为0.若a2,a3,a6成等比数列,则{a n}前6项的和为( )A.-24B.-3C.3D.8解析根据题意得a23=a2·a6,即(a1+2d)2=(a1+d)(a1+5d),由a1=1及d≠0解得d=-2,所以S6=6a1+6×52d=1×6+6×52×(-2)=-24.答案 A2.(2018·北京卷)“十二平均律”是通用的音律体系,明代朱载堉最早用数学方法计算出半音比例,为这个理论的发展做出了重要贡献.十二平均律将一个纯八度音程分成十二份,依次得到十三个单音,从第二个单音起,每一个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于122.若第一个单音的频率为f,则第八个单音的频率为( )A.32f B.322fC.1225f D.1227f解析从第二个单音起,每一个单音的频率与它的前一个单音的频率的比都等于122,第一个单音的频率为f.由等比数列的定义知,这十三个单音的频率构成一个首项为f,公比为122的等比数列,记为{a n}.则第八个单音频率为a8=f·(122)8-1=1227f.答案 D3.(2018·全国Ⅰ卷)记S n为数列{a n}的前n项和.若S n=2a n+1,则S6=________. 解析因为S n=2a n+1,所以当n=1时,a1=2a1+1,解得a1=-1,当n≥2时,a n=S n-S n-1=2a n+1-(2a n-1+1),所以a n=2a n-1,所以数列{a n}是以-1为首项,2为公比的等比数列,所以a n=-2n-1,所以S6=-1×(1-26)1-2=-63.答案-634.(2018·全国Ⅲ卷)等比数列{a n}中,a1=1,a5=4a3.(1)求{a n}的通项公式;(2)记S n为{a n}的前n项和.若S m=63,求m.解(1)设{a n}的公比为q,由题设得a n=q n-1.由已知得q4=4q2,解得q=0(舍去),q=-2或q=2. 故a n=(-2)n-1或a n=2n-1.(2)若a n=(-2)n-1,则S n=1-(-2)n3.由S m=63得(-2)m=-188,此方程没有正整数解. 若a n=2n-1,则S n=2n-1.由S m=63得2m=64,解得m=6.综上,m=6.考点整合1.等差数列(1)通项公式:a n=a1+(n-1)d;(2)求和公式:S n=n(a1+a n)2=na1+n(n-1)2d;(3)性质:①若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则a m+a n=a p+a q;②a n=a m+(n-m)d;③S m,S2m-S m,S3m-S2m,…,成等差数列.2.等比数列(1)通项公式:a n=a1q n-1(q≠0);(2)求和公式:q=1,S n=na1;q≠1,S n=a1(1-q n)1-q=a1-a n q1-q;(3)性质:①若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则a m·a n=a p·a q;②a n=a m·q n-m;③S m,S2m-S m,S3m-S2m,…(S m≠0)成等比数列.温馨提醒应用公式a n=S n-S n-1时一定注意条件n≥2,n∈N*.热点一等差、等比数列的基本运算【例1】(1)(2018·潍坊三模)已知{a n}为等比数列,数列{b n}满足b1=2,b2=5,且a n(b n+1-b n)=a n+1,则数列{b n}的前n项和为( )A.3n+1B.3n-1C.3n2+n2D.3n2-n2解析由b1=2,b2=5,且a n(b n+1-b n)=a n+1.∴{a n}的公比q=a2a1=b2-b1=3.从而b n+1-b n=3,则数列{b n}是首项为2,公差为3的等差数列.因此{b n}的前n项和T n=2n+n(n-1)2×3=12(3n2+n).答案 C(2)(2018·全国Ⅱ卷)记S n为等差数列{a n}的前n项和,已知a1=-7,S3=-15.①求{a n}的通项公式;②求S n,并求S n的最小值.解①设{a n}的公差为d,由题意得3a1+3d=-15.由a 1=-7得d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -9. ②由①得S n =n 2-8n =(n -4)2-16.所以当n =4时,S n 取得最小值,最小值为-16. 探究提高 1.等差(比)数列基本运算的解题途径: (1)设基本量a 1和公差d (公比q ).(2)列、解方程组:把条件转化为关于a 1和d (q )的方程(组),然后求解,注意整体计算,以减少运算量.2.第(2)题求出基本量a 1与公差d ,进而由等差数列前n 项和公式将结论表示成“n ”的函数,求出最小值.【训练1】 (1)(2018·郑州调研)已知等差数列{a n }的公差为2,a 2,a 3,a 6成等比数列,则{a n }的前n 项和S n =( ) A.n (n -2) B.n (n -1) C.n (n +1)D.n (n +2)解析 依题意a 23=a 2·a 6,得(a 1+4)2=(a 1+2)(a 1+10).解得a 1=-1.因此S n =na 1+n (n -1)2×2=n 2-2n .答案 A(2)(2017·全国Ⅱ卷)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等比数列{b n }的前n 项和为T n ,a 1=-1,b 1=1,a 2+b 2=2. ①若a 3+b 3=5,求{b n }的通项公式; ②若T 3=21,求S 3.解 ①设{a n }公差为d ,{b n }公比为q , 由题设得⎩⎨⎧-1+d +q =2,-1+2d +q 2=5 解得⎩⎨⎧d =1,q =2或⎩⎨⎧d =3,q =0(舍去),故{b n }的通项公式为b n =2n -1. ②由已知得⎩⎨⎧-1+d +q =2,1+q +q 2=21,解得⎩⎨⎧q =4,d =-1或⎩⎨⎧q =-5,d =8.∴当d =-1时,S 3=-6;当d =8时,S 3=21. 热点二 等差(比)数列的性质【例2】 (1)(2018·石家庄调研)在等比数列{a n }中,a 6,a 10是方程x 2+6x +2=0的两个实数根,则a 8的值为( ) A.2 B.-2或 2 C. 2D.- 2(2)(2018·北京海淀区质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n =2a n -2,若数列{b n }满足b n =10-log 2a n ,则使数列{b n }的前n 项和取最大值时的n 的值为________.解析 (1)由题意a 6a 10=2,且a 6+a 10=-6,所以a 6<0,a 10<0,又数列{a n }为等比数列,所以a 8<0,所以a 8=-a 6a 10=- 2.(2)∵S n =2a n -2,∴n =1时,a 1=2a 1-2,解得a 1=2. 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2a n -2-(2a n -1-2), ∴a n =2a n -1.∴数列{a n }是公比与首项都为2的等比数列,∴a n =2n . ∴b n =10-log 2a n =10-n . 由b n =10-n ≥0,解得n ≤10.∴{b n }前9项为正,第10项为0,以后各项为负, ∴使数列{b n }的前n 项和取最大值时的n 的值为9或10. 答案 (1)D (2)9或10探究提高 1.利用等差(比)性质求解的关键是抓住项与项之间的关系及项的序号之间的关系,从这些特点入手选择恰当的性质进行求解.2.活用函数性质:数列是一种特殊的函数,具有函数的一些性质,如单调性、周期性等,可利用函数的性质解题.【训练2】 (1)(2018·湖南六校联考)在等差数列{a n }中,其前n 项和为S n ,若a 5,a 7是方程x 2+10x -16=0的两个根,那么S 11的值为( )A.44B.-44C.55D.-55(2)(2018·石家庄质检)等比数列{a n }中,a 4=2,a 5=5,则数列{lg a n }的前8项和S 8为( ) A.4B.2C.3D.5解析 (1)由题设,a 5+a 7=-10,则S 11=11(a 1+a 11)2=11(a 5+a 7)2=11×(-5)=-55.(2)设等比数列{a n }的公比为q , 由a 5=5,a 4=2,得5=2q ,∴q =52. ∴a n =a 4·q n -4=2·⎝⎛⎭⎪⎫52n -4,且a 1a 8=a 4a 5=10. 从而lg a n =lg 2+(n -4)lg 52, 则数列{lg a n }是等差数列,∴S 8=12(lg a 1+lg a 8)×8=4lg(a 1a 8)=4lg 10=2.答案 (1)D (2)B热点三 等差(比)数列的判断与证明【例3】 (2018·成都调研)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n >0,S 2n =a 2n +1-λS n +1,其中λ为常数. (1)证明:S n +1=2S n +λ;(2)是否存在实数λ,使得数列{a n }为等比数列,若存在,求出λ;若不存在,请说明理由.(1)证明 ∵a n +1=S n +1-S n ,S 2n =a 2n +1-λS n +1, ∴S 2n =(S n +1-S n )2-λS n +1,则S n +1(S n +1-2S n -λ)=0.∵a n >0,知S n +1>0,∴S n +1-2S n -λ=0,故S n +1=2S n +λ.(2)解 由(1)知,S n +1=2S n +λ, 当n ≥2时,S n =2S n -1+λ, 两式相减,a n +1=2a n (n ≥2,n ∈N *),所以数列{a n }从第二项起成等比数列,且公比q =2. 又S 2=2S 1+λ,即a 2+a 1=2a 1+λ, ∴a 2=a 1+λ=1+λ>0,得λ>-1. 因此a n =⎩⎨⎧1,n =1,(λ+1)·2n -2,n ≥2.若数列{a n }是等比数列,则a 2=1+λ=2a 1=2. ∴λ=1,经验证得λ=1时,数列{a n }是等比数列.【迁移探究】 若本例中条件“a 1=1”改为“a 1=2”其它条件不变,试求解第(2)问.解 由本例(2),得a n +1=2a n (n ≥2,n ∈N *). 又S 2=2S 1+λ,∴a 2=a 1+λ=2+λ>0. ∴a n =(2+λ)·2n -2(n ≥2). 又a 1=2,若{a n }是等比数列, ∴a 2=(2+λ)·20=2a 1=4,∴λ=2.故存在λ=2,此时a n =2n ,数列{a n }是等比数列.探究提高 1.判定等差(比)数列的主要方法:(1)定义法:对于任意n ≥1,n ∈N *,验证a n +1-a n ⎝ ⎛⎭⎪⎫或a n +1a n 为与正整数n 无关的一常数;(2)中项公式法.2.a n +1a n=q 和a 2n =a n -1a n +1(n ≥2)都是数列{a n }为等比数列的必要不充分条件,判定时还要看各项是否为零.【训练3】 (2017·全国Ⅰ卷)记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.已知S 2=2,S 3= -6.(1)求{a n }的通项公式;(2)求S n ,并判断S n +1,S n ,S n +2是否成等差数列.解 (1)设{a n }的公比为q ,由题设可得 ⎩⎨⎧a 1(1+q )=2,a 1(1+q +q 2)=-6,解得⎩⎨⎧q =-2,a 1=-2. 故{a n }的通项公式为a n =(-2)n .(2)由(1)得S n =a 1(1-q n )1-q =-2[1-(-2)n ]1-(-2)=23[(-2)n -1], 则S n +1=23[(-2)n +1-1],S n +2=23[(-2)n +2-1],所以S n +1+S n +2=23[(-2)n +1-1]+23[(-2)n +2-1]=23[2(-2)n -2]=43[(-2)n-1]=2S n ,∴S n +1,S n ,S n +2成等差数列.热点四 等差数列与等比数列的综合问题【例4】 (2018·天津卷)设{a n }是等差数列,其前n 项和为S n (n ∈N *);{b n }是等比数列,公比大于0,其前n 项和为T n (n ∈N *).已知b 1=1,b 3=b 2+2,b 4=a 3+a 5,b 5=a 4+2a 6. (1)求S n 和T n ;(2)若S n +(T 1+T 2+…+T n )=a n +4b n ,求正整数n 的值. 解 (1)设等比数列{b n }的公比为q (q >0). 由b 1=1,b 3=b 2+2,可得q 2-q -2=0. 因为q >0,可得q =2,故b n =2n -1. 所以,T n =1-2n1-2=2n -1.设等差数列{a n }的公差为d . 由b 4=a 3+a 5,可得a 1+3d =4.由b 5=a 4+2a 6,可得3a 1+13d =16,从而a 1=1,d =1, 故a n =n .所以,S n=n(n+1)2.(2)由(1),有T1+T2+…+T n=(21+22+…+2n)-n=2×(1-2n)1-2-n=2n+1-n-2.由S n+(T1+T2+…+T n)=a n+4b n得n(n+1)2+2n+1-n-2=n+2n+1,整理得n2-3n-4=0,解得n=-1(舍),或n=4.所以,n的值为4.探究提高 1.等差数列与等比数列交汇的问题,常用“基本量法”求解,但有时灵活地运用性质,可使运算简便.2.数列的通项或前n项和可以看作关于n的函数,然后利用函数的性质求解数列问题.【训练4】(2018·武汉质检)在公比为q的等比数列{a n}中,已知a1=16,且a1,a2+2,a3成等差数列.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)若q<1,求满足a1-a2+a3-a4+…+a2n-1-a2n>10的最小正整数n的值.解(1)依题意,2(a2+2)=a1+a3,且a1=16.∴2(16q+2)=16+16q2,即4q2-8q+3=0.因此q=12或q=32.当q=12时,a n=16·⎝⎛⎭⎪⎫12n-1=25-n;当q=32时,a n=16·⎝⎛⎭⎪⎫32n-1.(2)由(1)知,当q<1时,a n=25-n.则a1-a2+a3-a4+…+a2n-1-a2n=16⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝⎛⎭⎪⎫-122n1-⎝⎛⎭⎪⎫-12=323⎝⎛⎭⎪⎫1-122n由323⎝⎛⎭⎪⎫1-122n>10,得122n<116.∴n>2,正整数n的最小值为3.1.在等差(比)数列中,a1,d(q),n,a n,S n五个量中知道其中任意三个,就可以求出其他两个.解这类问题时,一般是转化为首项a1和公差d(公比q)这两个基本量的有关运算.2.等差、等比数列的性质是两种数列基本规律的深刻体现,是解决等差、等比数列问题既快捷又方便的工具,应有意识地去应用.但在应用性质时要注意性质的前提条件,有时需要进行适当变形.3.应用关系式a n=⎩⎨⎧S1,n=1,Sn-S n-1,n≥2时,一定要注意分n=1,n≥2两种情况,在求出结果后,看看这两种情况能否整合在一起.一、选择题1.(2018·全国Ⅰ卷)记S n为等差数列{a n}的前n项和.若3S3=S2+S4,a1=2,则a5=( )A.-12B.-10C.10D.12解析设数列{a n}的公差为d,∵3S3=S2+S4,∴3⎝⎛⎭⎪⎫3a1+3×22d=2a1+d+4a1+4×32d,解得d=-32a1.∵a1=2,∴d=-3,∴a5=a1+4d=2+4×(-3)=-10.答案 B2.等差数列{a n}中的a1,a4 033是函数f(x)=13x3-4x2+6x-1的极值点,则log2a2 017=( )A.2B.3C.4D.5 解析因为f′(x)=x2-8x+6,依题意,a1,a4 033是方程f′(x)=x2-8x+6=0的两根,∴a1+a4 033=8,则a2 017=4,故log2a2 017=log24=2.答案 A3.一个等比数列的前三项的积为2,最后三项的积为4,且所有项的积为64,则该数列的项数是( )A.13B.12C.11D.10解析设等比数列为{a n},其前n项积为T n,由已知得a1a2a3=2,a n a n-1a n-2=4,可得(a1a n)3=2×4,a1a n=2,∵T n=a1a2…a n,∴T2n=(a1a2…a n)2=(a1a n)(a2a n-1)…(a n a1)=(a1a n)n=2n=642=212,∴n=12.答案 B4.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难,次日脚痛减一半,六朝才得到其关,要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思为:“有一个人走378里路,第一天健步行走,从第二天起脚痛每天走的路程为前一天的一半,走了6天才到达目的地.”则此人第4天和第5天共走的路程为( )A.60里B.48里C.36里D.24里解析由题意,每天走的路程构成公比为12的等比数列.设等比数列的首项为a1,则a1⎝⎛⎭⎪⎫1-1261-12=378,解得a1=192,则a4=192×18=24,a5=24×12=12,a4+a5=24+12=36.所以此人第4天和第5天共走了36里.答案 C5.(2018·北京燕博园能力测试)数列{a n}的前n项和为S n,且3a n+S n=4(n∈N*),设b n =na n ,则数列{b n }的项的最大值为( ) A.8164B.2716C.32D.2解析 由条件可知:3a n +S n =4,3a n -1+S n -1=4(n ≥2).相减,得a n =34a n -1.又3a 1+S 1=4a 1=4,故a 1=1.则a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫34n -1,b n =n ⎝ ⎛⎭⎪⎫34n -1.设{b n }中最大的项为b n ,则⎩⎨⎧b n ≥b n -1,b n ≥b n +1.即⎩⎨⎧n ⎝ ⎛⎭⎪⎫34n -1≥(n -1)⎝ ⎛⎭⎪⎫34n -2,n ⎝ ⎛⎭⎪⎫34n -1≥(n +1)⎝ ⎛⎭⎪⎫34n.解之得3≤n ≤4.∴{b n }的项的最大值为b 3=b 4=2716. 答案 B 二、填空题6.(2018·北京卷)设{a n }是等差数列,且a 1=3,a 2+a 5=36,则{a n }的通项公式为________.解析 设等差数列的公差为d ,∵a 1=3,且a 2+a 5=2a 1+5d =36,∴d =6,∴a n =3+(n -1)·6=6n -3. 答案 a n =6n -37.(2018·福州质检)数列{a n }满足a n +1=a n2a n +1,a 3=15,则a 1=________. 解析 易知a n ≠0,且a n +1=a n 2a n +1.∴1a n +1-1a n =2,则⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n 是公差为2的等差数列,又a 3=15,知1a 3=5,∴1a 1+2×2=5,则a 1=1.答案 18.(2018·石家庄质检)等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 3,a 5,a 15成等比数列,若a 5=5,S n 为数列{a n }的前n 项和,则数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫S n n 的前n 项和取最小值时的n 为________.解析 由题意知⎩⎨⎧(a 1+2d )(a 1+14d )=25,a 1+4d =5,由d ≠0,解得⎩⎨⎧a 1=-3,d =2,∴S n n=na 1+n (n -1)2d n=n -4.由n -4≥0,得n ≥4,且S 44=0,∴数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫S n n 的前n 项和取最小值时的n 的值为3或4.答案 3或4 三、解答题9.(2018·北京卷)设{a n }是等差数列,且a 1=ln 2,a 2+a 3=5ln 2. (1)求{a n }的通项公式; (2)求e a 1+e a 2+…+e a n . 解 (1)设{a n }的公差为d . 因为a 2+a 3=5ln 2, 所以2a 1+3d =5ln 2. 又a 1=ln 2,所以d =ln 2.所以a n =a 1+(n -1)d =ln 2+(n -1)ln 2=n ln 2. (2)因为e a 1=e ln 2=2,e a n ea n -1=e a n -a n -1=e ln 2=2,所以{e a n }是首项为2,公比为2的等比数列.所以e a 1+e a 2+…+e a n=2×1-2n1-2=2n +1-2.10.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且1,a n ,S n 成等差数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足a n ·b n =1+2na n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)由已知1,a n ,S n 成等差数列得2a n =1+S n ,① 当n =1时,2a 1=1+S 1=1+a 1,∴a 1=1, 当n ≥2时,2a n -1=1+S n -1,② ①-②得2a n -2a n -1=a n , ∴a n =2a n -1(n ≥2),且a 1=1.∴数列{a n }是以1为首项,2为公比的等比数列, ∴a n =a 1q n -1=1·2n -1=2n -1.(2)由a n ·b n =1+2na n 得b n =1a n+2n ,∴T n =b 1+b 2+…+b n =1a 1+2+1a 2+4+…+1a n+2n=⎝⎛⎭⎪⎫1a 1+1a 2+…+1a n +(2+4+…+2n ) =1·⎝⎛⎭⎪⎫1-12n 1-12+(2+2n )·n 2=n 2+n +2-12n -1.11.已知{a n }是递增数列,其前n 项和为S n ,a 1>1,且10S n =(2a n +1)(a n +2),n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项a n ;(2)是否存在m ,n ,k ∈N *,使得2(a m +a n )=a k 成立?若存在,写出一组符合条件的m ,n ,k 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)由10a 1=(2a 1+1)(a 1+2),得2a 21-5a 1+2=0,解得a 1=2或a 1=12. 又a 1>1,所以a 1=2.因为10S n=(2a n+1)(a n+2),所以10S n=2a2n+5a n+2. 故10a n+1=10S n+1-10S n=2a2n+1+5a n+1+2-2a2n-5a n-2,整理,得2(a2n+1-a2n)-5(a n+1+a n)=0,即(a n+1+a n)[2(a n+1-a n)-5]=0.因为{a n}是递增数列且a1=2,所以a n+1+a n≠0,因此a n+1-a n=5 2 .所以数列{a n}是以2为首项,52为公差的等差数列,所以a n=2+52(n-1)=12(5n-1).(2)满足条件的正整数m,n,k不存在,理由如下:假设存在m,n,k∈N*,使得2(a m+a n)=a k,则5m-1+5n-1=12(5k-1),整理,得2m+2n-k=35,(*)显然,(*)式左边为整数,所以(*)式不成立. 故满足条件的正整数m,n,k不存在.。

2019届高考数学总复习 高分突破复习:小题基础过关练(二)

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高分突破复习:小题基础过关练(二)一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.设集合M ={x ||x -1|<1},N ={x |x <2},则M ∩N =( ) A.(-1,1)B.(-1,2)C.(0,2)D.(1,2)解析 由|x -1|<1,得-1<x -1<1,解得0<x <2, ∴M ={x |0<x <2},又∵N ={x |x <2}, ∴M ∩N =(0,2). 答案 C2.(2018·全国Ⅰ卷)设z =1-i1+i +2i ,则|z |=( )A.0B.12C.1D. 2解析 因为z =1-i 1+i +2i =(1-i )2(1+i )(1-i )+2i =-i +2i =i ,所以|z |=1.答案 C3.函数y =cos2⎝⎛⎭⎪⎫x +π4是( )A.周期为π的奇函数B.周期为π的偶函数C.周期为2π的奇函数D.周期为2π的偶函数解析 y =cos2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=-sin 2x ,是周期为π的奇函数. 答案 A4.已知倾斜角为θ的直线l 与直线x +2y -3=0垂直,则sin 2θ 的值为( ) A.35B.45C.15D.-15解析 由已知tan θ=2,sin 2θ=2sin θcos θ=2sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=2tan θtan 2θ+1=45. 答案 B5.(2018·日照模拟)设a =20.1,b =lg 52,c =log 3910,则a ,b ,c 的大小关系是( )A.b >c >aB.a >c >bC.b >a >cD.a >b >c解析 因为a =20.1∈(1,2),b =lg 52∈(0,1),c =log 3910<0,∴a >b >c .答案 D6.“m <0”是“函数f (x )=m +log 2x (x ≥1)存在零点”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 由f (x )=m +log 2x =0(x ≥1),得m =-log 2x ≤0.因为{m |m <0}{m |m ≤0},所以“m <0”是“函数f (x )(x ≥1)存在零点”的充分不必要条件. 答案 A7.(2018·武昌调研)中国古代数学名著《九章算术》中记载了公元前344年商鞅督造的一种标准量器——商鞅铜方升,其三视图如图所示(单位:寸),若π取3,其体积为12.6(立方寸),则图中的x 为( )A.1.2B.1.6C.1.8D.2.4解析 由三视图知,商鞅铜方升是由一圆柱和一长方体的组合体.依题意,得(5.4-x )×3×1+π⎝ ⎛⎭⎪⎫122x =12.6,解得x =1.6.答案 B8.正项等比数列{a n }中,a 2 018=a 2 017+2a 2 016,若a m a n =16a 21,则4m +1n的最小值等于( )A.1B.32C.53D.136解析 设公比为q ,因为a 2 018=a 2 017+2a 2 016, 所以q 2=q +2,则q =2或q =-1(舍). 又a m a n =16a 21,则a 21·2m +n -2=16a 21.∴m +n =6(m >0,n >0),且m ,n ∈N *. ∴4m +1n =16(m +n )⎝ ⎛⎭⎪⎫4m +1n =16⎝⎛⎭⎪⎫5+4n m +m n≥16⎝ ⎛⎭⎪⎫5+24n m ·m n =32. 当且仅当m =4,n =2时等号成立. 答案 B9.已知A ,B 是圆O :x 2+y 2=4上的两个动点,|AB →|=2,OC →=13OA →+23OB →,若M 是线段AB 的中点,则OC →·OM →的值为( ) A. 3B.2 3C.2D.3解析 由OC →=13OA →+23OB →,又OM →=12(OA →+OB →),所以OC →·OM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫13OA →+23OB →·12(OA →+OB →)=16(OA →2+2OB →2+3OA →·OB →), 又△OAB 为等边三角形,所以OA →·OB →=2×2cos 60°=2,OA →2=4,OB →2=4,所以OC →·OM →=3. 答案 D10.习总书记在十九大报告中指出:坚定文化自信,推动社会主义文化繁荣兴盛.如图,“大衍数列”:0,2,4,8,12…来源于《乾坤谱》中对《易传》“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和.如图是求大衍数列前n 项和的程序框图,执行该程序框图,输入m =6,则输出的S =( )A.26B.44C.68D.100解析 第一次运行,n =1,a =n 2-12=0,S =0+0=0,不符合n ≥m ,继续运行.第二次运行,n =2,a =n 22=2,S =0+2=2,不符合n ≥m ,继续运行,第三次运行,n =3,a =n 2-12=4,S =2+4=6,不符合n ≥m ,继续运行,第四次运行,n =4,a =n 22=8,S =6+8=14,不符合n ≥m ,继续运行,第五次运行,n =5,a =n 2-12=12,S =14+12=26,不符合n ≥m ,继续运行,第六次运行,n =6,a =n 22=18,S =26+18=44,符合n ≥m ,输出S =44.答案 B11.已知双曲线E :x 24-y 22=1,直线l 交双曲线于A ,B 两点,若线段AB 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-1,则l 的方程为( ) A.4x +y -1=0B.2x +y =0C.2x +8y +7=0D.x +4y +3=0解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 214-y 212=1,且x 224-y 222=1,相减得x 21-x 224=y 21-y 222,即y 1-y 2x 1-x 2=12×x 1+x 2y 1+y 2. 又线段AB 的中点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-1, 因此x 1+x 2=2×12=1,y 1+y 2=(-1)×2=-2,则y 1-y 2x 1-x 2=-14,即直线AB 的斜率为-14,直线l 的方程为y +1=-14⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,即2x +8y +7=0. 答案 C12.定义在(0,+∞)上的函数f (x )满足x 2f ′(x )+1>0,f (1)=6,则不等式f (lg x )<1lg x +5的解集为( ) A.(10,10) B.(0,10) C.(10,+∞)D.(1,10)解析 设g (x )=f (x )-1x -5,则g ′(x )=f ′(x )+1x 2=x 2f ′(x )+1x2>0,故函数g (x )在(0,+∞)上单调递增,又g (1)=0,故g (x )<0的解集为(0,1),即f (x )<1x+5的解集为(0,1).由0<lg x <1,得1<x <10,则所求不等式的解集为(1,10). 答案 D二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分.请把正确的答案填写在各小题的横线上.)13.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≤0,2x +y -4≥0,x ≥0,则z =x +2y 的最小值为________.解析 由题意可得可行域为如图所示(含边界)的阴影部分,z =x +2y ,即y =-12x +12z ,则在点A 处取得最小值,联立⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1=0,2x +y -4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2, ∴A (1,2).代入z =x +2y 得最小值5. 答案 5 14.若二项式⎝⎛⎭⎪⎫55x 2+1x 6的展开式中的常数项为m ,则⎠⎛1m x 2d x =________.解析 依题意m =T 5=C 46⎝⎛⎭⎪⎫552=3.则⎠⎛1m x 2d x =⎠⎛13x 2d x =13x 3⎪⎪⎪31=263.答案26315.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与抛物线y 2=4x 的准线分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点,若S △AOB =23,则双曲线的离心率e =________.解析 双曲线的渐近线方程是y =±ba x ,当x =-1时,y =±b a,不妨设A ⎝⎛⎭⎪⎫-1,b a ,B ⎝⎛⎭⎪⎫-1,-b a,所以S △AOB =12×2×b a ×1=23,即b a =2 3.所以b2a 2=12,所以e =1+b 2a2=13. 答案1316.若函数y =f (x )满足:对于y =f (x )图象上任意一点P ,在其图象上总存在点P ′,使得OP →·OP →′=0成立,称函数y =f (x )是“特殊对点函数”.给出下列五个函数: ①y =x -1;②y =e x-2(其中e 为自然对数的底数); ③y =ln x ;④y =1-x 2.其中是“特殊对点函数”的是________(写出所有正确的序号).解析 设点P (x 1,f (x 1)),点P ′(x 2,f (x 2)),由OP →·OP ′→=0,得x 1x 2+f (x 1)f (x 2)=0,即OP →⊥OP →′.对于①y =x -1.当取点P (1,1)时,满足OP →⊥OP →′的点P ′不在y =x -1上,故①y =x -1不是“特殊对点函数”,如图(1)所示;对于②y =e x -2.作出函数y =e x-2的图象.由图象知,满足OP →⊥OP →′的点P ′(x 2,f (x 2))都在y =f (x )图象上,则②是“特殊对点函数”,如图(2)所示;(1) (2)(3) (4)对于③y =ln x .当取点P (1,0)时,满足OP →⊥OP →′的点P ′不在y =ln x 上,故③y =ln x 不是“特殊对点函数”,如图(3)所示;对于④y =1-x 2.作出函数y =1-x 2的图象,由图象知,满足OP →⊥OP →′的点P ′(x 2,f (x 2))都在y =f (x )图象上,则④是“特殊对点函数”,如图(4)所示. 答案 ②④。

【8个专题28份】2019高考数学高分突破二轮复习练习 381页

【8个专题28份】2019高考数学高分突破二轮复习练习 381页

【8个专题28份】2019高考数学高分突破二轮复习练习目录2019年3月1日第1讲三角函数的图象与性质 (2)第2讲三角恒等变换与解三角形 (19)规范答题示范——三角函数及解三角形解答题 (34)第1讲等差数列与等比数列 (36)第2讲数列求和及综合应用 (51)规范答题示范——等差数列与等比数列解答题 (67)第1讲空间几何体的三视图、表面积和体积 (69)第2讲空间点、线、面的位置关系 (86)第3讲立体几何中的向量方法 (102)规范答题示范——立体几何解答题 (127)第1讲统计与统计案例 (131)第2讲概率、随机变量及其分布列 (152)规范答题示范——概率与统计解答题 (176)第1讲直线与圆 (180)第2讲椭圆、双曲线、抛物线 (194)第3讲圆锥曲线中的热点问题 (213)规范答题示范——解+析几何解答题 (233)第1讲函数图象与性质 (236)第2讲基本初等函数、函数与方程 (250)第3讲不等式 (264)第4讲导数与函数的单调性、极值、最值问题 (280)第5讲导数的综合应用与热点问题 (298)规范答题示范——函数与导数解答题 (316)第1讲坐标系与参数方程 (319)第2讲不等式选讲 (334)第1讲高考的热门话题——数学核心素养与数学文化 (346)第2讲函数与方程、数形结合思想 (359)第3讲分类讨论、转化与化归思想 (371)第1讲三角函数的图象与性质高考定位三角函数的图象与性质是高考考查的重点和热点内容,主要从以下两个方面进行考查:1.三角函数的图象,涉及图象变换问题以及由图象确定解+析式问题,主要以选择题、填空题的形式考查;2.利用三角函数的性质求解三角函数的值、参数、最值、值域、单调区间等,主要以解答题的形式考查.真题感悟1.(2018·全国Ⅰ卷)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有两点A (1,a ),B (2,b ),且cos 2α=23,则|a -b |=( ) A.15B.55C.255D.1解+析 由题意知cos α>0.因为cos 2α=2cos 2α-1=23,所以cos α=306,sin α=±66,得|tan α|=55.由题意知|tan α|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪a -b 1-2,所以|a -b |=55. 答案 B2.(2017·全国Ⅲ卷)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,则下列结论错误的是( )A.f (x )的一个周期为-2πB.y =f (x )的图象关于直线x =8π3对称 C.f (x +π)的一个零点为x =π6 D.f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π单调递减解+析 A 项,因为f (x )的周期为2k π(k ∈Z 且k ≠0),所以f (x )的一个周期为-2π,A 项正确.B 项,因为f (x )图象的对称轴为直线x =k π-π3(k ∈Z ),当k =3时,直线x =8π3是其对称轴,B 项正确.C 项,f (x +π)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +4π3,将x =π6代入得到f ⎝ ⎛⎭⎪⎫7π6=cos 3π2=0,所以x =π6是f (x+π)的一个零点,C 项正确.D 项,因为f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3的递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π3,2k π+2π3 (k ∈Z ),递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π+2π3,2k π+5π3 (k ∈Z ),所以⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,2π3是减区间,⎣⎢⎡⎭⎪⎫2π3,π是增区间,D 项错误. 答案 D3.(2018·全国Ⅰ卷)已知函数f (x )=2cos 2x -sin 2x +2,则( ) A.f (x )的最小正周期为π,最大值为3 B.f (x )的最小正周期为π,最大值为4C.f (x )的最小正周期为2π,最大值为3D.f (x )的最小正周期为2π,最大值为4解+析 易知f (x )=2cos 2x -sin 2x +2=3cos 2x +1=3cos 2x +12+1=32cos 2x +52,则f (x )的最小正周期为π,当2x =2k π,即x =k π(k ∈Z )时,f (x )取得最大值,最大值为4. 答案 B4.(2018·全国Ⅱ卷)若f (x )=cos x -sin x 在[-a ,a ]是减函数,则a 的最大值是( ) A.π4B.π2C.3π4D.π解+析 f (x )=cos x -sin x =2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4,且函数y =cos x 在区间[0,π]上单调递减,则由0≤x +π4≤π,得-π4≤x ≤3π4.因为f (x )在[-a ,a ]上是减函数,所以⎩⎪⎨⎪⎧-a ≥-π4,a ≤3π4,解得a ≤π4,所以0<a ≤π4,所以a 的最大值是π4.答案 A考 点 整 合1.常用三种函数的图象与性质(下表中k ∈Z )2.三角函数的常用结论(1)y=A sin(ωx+φ),当φ=kπ(k∈Z)时为奇函数;当φ=kπ+π2(k∈Z)时为偶函数;对称轴方程可由ωx+φ=kπ+π2(k∈Z)求得.(2)y=A cos(ωx+φ),当φ=kπ+π2(k∈Z)时为奇函数;当φ=kπ(k∈Z)时为偶函数;对称轴方程可由ωx+φ=kπ(k∈Z)求得.(3)y=A tan(ωx+φ),当φ=kπ(k∈Z)时为奇函数.3.三角函数的两种常见变换热点一三角函数的定义【例1】(1)(2017·北京卷)在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sin α=13,则cos(α-β)=________.(2)如图,以Ox为始边作角α(0<α<π),终边与单位圆相交于点P,已知点P的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,45,则sin 2α+cos 2α+11+tan α=________.解+析 (1)法一 由已知得β=(2k +1)π-α(k ∈Z ). ∵sin α=13,∴sin β=sin[(2k +1)π-α]=sin α=13(k ∈Z ).当cos α=1-sin 2α=223时,cos β=-223,∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=223×⎝ ⎛⎭⎪⎫-223+13×13=-79. 当cos α=-1-sin 2α=-223时,cos β=223,∴cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=-79.综上可知,cos(α-β)=-79. 法二 由已知得β=(2k +1)π-α(k ∈Z ), ∴sin β=sin[(2k +1)π-α]=sin α, cos β=cos[(2k +1)π-α]=-cos α,k ∈Z .当sin α=13时,cos(α-β)=cos αcos β+sin αsin β=-cos 2α+sin 2α=-(1-sin 2α)+sin 2α=2sin 2α-1=2×19-1=-79.(2)由三角函数定义,得cos α=-35,sin α=45,∴原式=2sin αcos α+2cos 2α1+sin αcos α=2cos α(sin α+cos α)sin α+cos αcos α=2cos 2α=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-352=1825. 答案 (1)-79 (2)1825探究提高 1.当角的终边所在的位置不是唯一确定的时候要注意分情况解决,机械地使用三角函数的定义就会出现错误.2.任意角的三角函数值仅与角α的终边位置有关,而与角α终边上点P 的位置无关.若角α已经给出,则无论点P 选择在α终边上的什么位置,角α的三角函数值都是确定的.【训练1】 (1)(2018·潍坊三模)在直角坐标系中,若角α的终边经过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 23π,cos 23π,则sin(π-α)=( ) A.12 B.32 C.-12D.-32(2)(2018·北京卷)在平面直角坐标系中,AB ︵,CD ︵,EF ︵,GH ︵是圆x 2+y 2=1上的四段弧(如图),点P 在其中一段上,角α以Ox 为始边,OP 为终边.若tan α<cos α<sin α,则P 所在的圆弧是( )A.AB ︵B.CD ︵C.EF ︵D.GH ︵解+析 (1)∵角α的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫sin 23π,cos 23π,且|OP |=1.∴由三角函数定义,知sin α=cos 2π3=-12.因此sin(π-α)=sin α=-12.(2)设点P 的坐标为(x ,y ),由三角函数的定义得yx <x <y ,所以-1<x <0,0<y <1.所以P 所在的圆弧是EF ︵. 答案 (1)C (2)C 热点二 三角函数的图象 考法1 三角函数的图象变换【例2-1】 (1)要想得到函数y =sin 2x +1的图象,只需将函数y =cos 2x 的图象( )A.向左平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度B.向右平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度 C.向左平移π2个单位长度,再向下平移1个单位长度 D.向右平移π2个单位长度,再向下平移1个单位长度(2)(2018·湖南六校联考)已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2,其图象相邻两条对称轴之间的距离为π2,将函数y =f (x )的图象向左平移π3个单位长度后,得到的图象关于y 轴对称,那么函数y =f (x )的图象( )A.关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0对称B.关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π12,0对称 C.关于直线x =π12对称 D.关于直线x =-π12对称解+析 (1)因为y =sin 2x +1=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2+1=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4+1,故只需将函数y =cos 2x 的图象向右平移π4个单位长度,再向上平移1个单位长度,即可得到函数y =sin 2x +1的图象. (2)由题意,T =π,ω=2.又y =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +φ+2π3的图象关于y 轴对称.∴φ+2π3=k π+π2,k ∈Z .由|φ|<π2,取φ=-π6,因此f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,代入检验f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12=0,A 正确.答案 (1)B (2)A探究提高 1.“五点法”作图:设z =ωx +φ,令z =0,π2,π,3π2,2π,求出x 的值与相应的y 的值,描点、连线可得.2.在图象变换过程中务必分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x 而言的,如果x 的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.考法2 由函数的图象特征求解+析式【例2-2】 (1)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,则函数f (x )的解+析式为( )A.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6B.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3C.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π12D.f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6(2)(2018·济南调研)函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,若x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3,且f (x 1)=f (x 2),则f (x 1+x 2)=( )A.1B.12C.22 D.32解+析 (1)由题意知A =2,T =4⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12-π6=π,ω=2,因为当x =5π12时取得最大值2,所以2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×5π12+φ, 所以2×5π12+φ=2k π+π2,k ∈Z ,解得φ=2k π-π3,k ∈Z ,因为|φ|<π2,得φ=-π3.因此函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.(2)观察图象可知,A =1,T =π,则ω=2. 又点⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,0是“五点法”中的始点,∴2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6+φ=0,φ=π3. 则f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3.函数图象的对称轴为x =-π6+π32=π12.又x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3,且f (x 1)=f (x 2),所以x 1+x 22=π12,则x 1+x 2=π6, 因此f (x 1+x 2)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+π3=32. 答案 (1)B (2)D探究提高 已知函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的图象求解+析式时,常采用待定系数法,由图中的最高点、最低点或特殊点求A ;由函数的周期确定ω;确定φ常根据“五点法”中的五个点求解,其中一般把第一个零点作为突破口,可以从图象的升降找准第一个零点的位置.【训练2】 已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示.(1)求函数f (x )的解+析式;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的纵坐标保持不变,横坐标缩短到原来的12倍,再把所得的函数图象向左平移π6个单位长度,得到函数y =g (x )的图象,求函数g (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8上的最小值.解 (1)设函数f (x )的最小正周期为T ,由题图可知 A =1,T 2=2π3-π6=π2,即T =π,所以π=2πω,解得ω=2, 所以f (x )=sin(2x +φ),又过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,0,由0=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+φ可得π3+φ=2k π,k ∈Z , 则φ=2k π-π3,k ∈Z ,因为|φ|<π2,所以φ=-π3,故函数f (x )的解+析式为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.(2)根据条件得g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π3,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π8时,4x +π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,5π6,所以当x =π8时,g (x )取得最小值,且g (x )min =12. 热点三 三角函数的性质 考法1 三角函数性质【例3-1】 (2018·合肥质检)已知函数f (x )=sin ωx -cos ωx (ω>0)的最小正周期为π.(1)求函数y =f (x )图象的对称轴方程; (2)讨论函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调性.解 (1)∵f (x )=sin ωx -cos ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π4,且T =π,∴ω=2,于是f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4.令2x -π4=k π+π2(k ∈Z ),得x =k π2+3π8(k ∈Z ).即函数f (x )图象的对称轴方程为x =k π2+3π8(k ∈Z ).(2)令2k π-π2≤2x -π4≤2k π+π2(k ∈Z ),得函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π8,k π+3π8(k ∈Z ). 注意到x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,所以令k =0,得函数f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,3π8;同理,其单调递减区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8,π2.探究提高 1.讨论三角函数的单调性,研究函数的周期性、奇偶性与对称性,都必须首先利用辅助角公式,将函数化成一个角的一种三角函数.2.求函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0)的单调区间,是将ωx +φ作为一个整体代入正弦函数增区间(或减区间),求出的区间即为y =A sin(ωx +φ)的增区间(或减区间),但是当A >0,ω<0时,需先利用诱导公式变形为y =-A sin(-ωx -φ),则y =A sin(-ωx -φ)的增区间即为原函数的减区间,减区间即为原函数的增区间. 考法2 三角函数性质与图象的综合应用【例3-2】 已知函数f (x )=2sin ωx cos ωx +23sin 2ωx -3(ω>0)的最小正周期为π.(1)求函数f (x )的单调递增区间.(2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )在[0,b ](b >0)上至少含有10个零点,求b 的最小值. 解 (1)f (x )=2sin ωx cos ωx +3(2sin 2ωx -1) =sin 2ωx -3cos 2ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π3.由最小正周期为π,得ω=1, 所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,由2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,k ∈Z ,整理得k π-π12≤x ≤kx +5π12,k ∈Z ,所以函数f (x )的单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π12,k π+5π12,k ∈Z .(2)将函数f (x )的图象向左平移π6个单位,再向上平移1个单位,得到y =2sin 2x +1的图象; 所以g (x )=2sin 2x +1.令g (x )=0,得x =k π+7π12或x =k π+11π12(k ∈Z ),所以在[0,π]上恰好有两个零点,若y =g (x )在[0,b ]上有10个零点,则b 不小于第10个零点的横坐标即可. 所以b 的最小值为4π+11π12=59π12.探究提高 1.研究三角函数的图象与性质,关键是将函数化为y =A sin(ωx +φ)+B (或y =A cos(ωx +φ)+B )的形式,利用正余弦函数与复合函数的性质求解. 2.函数y =A sin(ωx +φ)(或y =A cos(ωx +φ))的最小正周期T =2π|ω|.应特别注意y =|A sin(ωx +φ)|的最小正周期为T =π|ω|.【训练3】 (2018·湖南师大附中质检)已知向量m =(2cos ωx ,-1),n =(sin ωx -cos ωx ,2)(ω>0),函数f (x )=m·n +3,若函数f (x )的图象的两个相邻对称中心的距离为π2.(1)求函数f (x )的单调增区间;(2)若将函数f (x )的图象先向左平移π4个单位,然后纵坐标不变,横坐标缩短为原来的12倍,得到函数g (x )的图象,当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2时,求函数g (x )的值域.解 (1)f (x )=m·n +3=2cos ωx (sin ωx -cos ωx )-2+3 =sin 2ωx -cos 2ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx -π4.依题意知,最小正周期T =π.∴ω=1,因此f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4.令-π2+2k π≤2x -π4≤π2+2k π,k ∈Z ,求得f (x )的增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π8+k π,3π8+k π,k ∈Z .(2)将函数f (x )的图象先向左平移π4个单位,得y =2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4的图象. 然后纵坐标不变,横坐标缩短为原来的12倍,得到函数g (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π4的图象.故g (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π4,由π4≤x ≤π2,知5π4≤4x +π4≤9π4.∴-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π4≤22. 故函数g (x )的值域是[-2,1].1.已知函数y =A sin(ωx +φ)+B (A >0,ω>0)的图象求解+析式 (1)A =y max -y min 2,B =y max +y min2. (2)由函数的周期T 求ω,ω=2πT . (3)利用“五点法”中相对应的特殊点求φ. 2.运用整体换元法求解单调区间与对称性类比y =sin x 的性质,只需将y =A sin(ωx +φ)中的“ωx +φ”看成y =sin x 中的“x ”,采用整体代入求解.(1)令ωx +φ=k π+π2(k ∈Z ),可求得对称轴方程; (2)令ωx +φ=k π(k ∈Z ),可求得对称中心的横坐标;(3)将ωx +φ看作整体,可求得y =A sin(ωx +φ)的单调区间,注意ω的符号. 3.函数y =A sin(ωx +φ)+B 的性质及应用的求解思路第一步:先借助三角恒等变换及相应三角函数公式把待求函数化成y =A sin(ωx +φ)+B (一角一函数)的形式;第二步:把“ωx +φ”视为一个整体,借助复合函数性质求y =A sin(ωx +φ)+B 的单调性及奇偶性、最值、对称性等问题.一、选择题1.(2018·全国Ⅲ卷)函数f (x )=tan x1+tan 2x的最小正周期为( )A.π4B.π2C.πD.2π解+析 f (x )=tan x 1+tan 2x =sin x cos x 1+sin 2x cos 2x =sin x cos x cos 2x +sin 2x=sin x cos x =12sin 2x ,所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. 答案 C2.(2017·全国Ⅲ卷)函数f (x )=15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6的最大值为( )A.65B.1C.35D.15解+析 cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,则f (x )=15sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3=65sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,函数的最大值为65. 答案 A3.(2018·湖南六校联考)定义一种运算⎪⎪⎪⎪⎪⎪a b cd =ad -bc ,将函数f (x )=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2 2sin x 3 cos x 的图象向左平移φ(φ>0)个单位,所得图象对应的函数为偶函数,则φ的最小值是( ) A.π6B.π3C.2π3D.5π6解+析 f (x )=2cos x -23sin x =4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3,依题意g (x )=f (x +φ)=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3+φ是偶函数(其中φ>0).∴π3+φ=k π,k ∈Z ,则φmin =23π. 答案 C4.偶函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,其中△EFG 是斜边为4的等腰直角三角形(E ,F 是函数与x 轴的交点,点G 在图象上),则f (1)的值为( )A.22B.62C. 2D.2 2解+析 依题设,T 2=|EF |=4,T =8,ω=π4. ∵函数f (x )=A sin(ωx +φ)为偶函数,且0<φ<π. ∴φ=π2,在等腰直角△EGF 中,易求A =2. 所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4x +π2=2cos π4x ,则f (1)= 2.答案 C5.(2018·天津卷)将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度,所得图象对应的函数( )A.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,5π4上单调递增B.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,π上单调递减C.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π4,3π2上单调递增D.在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π2,2π上单调递减解+析 把函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π5的图象向右平移π10个单位长度得函数g (x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -π10+π5=sin 2x 的图象,由-π2+2k π≤2x ≤π2+2k π(k ∈Z )得-π4+k π≤x ≤π4+k π(k ∈Z ),令k =1,得3π4≤x ≤5π4,即函数g (x )=sin 2x 的一个单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π4,5π4.答案 A 二、填空题6.(2018·江苏卷)已知函数y =sin(2x +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<φ<π2的图象关于直线x =π3对称,则φ的值是________.解+析 由函数y =sin(2x +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<φ<π2的图象关于直线x =π3对称,得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3+φ=±1.因为-π2<φ<π2,所以π6<2π3+φ<7π6,则2π3+φ=π2,φ=-π6.答案 -π67.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,其中|PQ |=2 5.则f (x )的解+析式为________.解+析 由题图可知A =2,P (x 1,-2),Q (x 2,2),所以|PQ |=(x 1-x 2)2+(-2-2)2=(x 1-x 2)2+42=2 5.整理得|x 1-x 2|=2,所以函数f (x )的最小正周期T =2|x 1-x 2|=4,即2πω=4,解得ω=π2.又函数图象过点(0, -3),所以2sin φ=-3,即sin φ=-32.又|φ|<π2,所以φ=-π3,所以f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x -π3.答案 f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x -π38.(2018·北京卷)设函数f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6(ω>0).若f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4对任意的实数x 都成立,则ω的最小值为________.解+析 由于对任意的实数都有f (x )≤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4成立,故当x =π4时,函数f (x )有最大值,故f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=1,πω4-π6=2k π(k ∈Z ),∴ω=8k +23(k ∈Z ).又ω>0,∴ωmin =23.答案 23 三、解答题9.已知函数f (x )=4tan x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x ·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3- 3.(1)求f (x )的定义域与最小正周期; (2)讨论f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上的单调性.解 (1)f (x )的定义域为{x |x ≠π2+k π,k ∈Z },f (x )=4tan x cos x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3- 3=4sin x cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3- 3=4sin x ⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos x +32sin x - 3=2sin x cos x +23sin 2x - 3 =sin 2x -3cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3. 所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. (2)由-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π,k ∈Z ,得-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z .设A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4,B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z ,易知A ∩B =⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12,π4.所以当x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4时,f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12,π4上单调递增,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,-π12上单调递减.10.(2018·西安模拟)已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x sin x -3cos 2x +32.(1)求f (x )的最大值及取得最大值时x 的值;(2)若方程f (x )=23在(0,π)上的解为x 1,x 2,求cos(x 1-x 2)的值.解 (1)f (x )=cos x sin x -32(2cos 2x -1)=12sin 2x -32cos 2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3.当2x -π3=π2+2k π(k ∈Z ),即x =512π+k π(k ∈Z )时,函数f (x )取最大值,且最大值为1.(2)由(1)知,函数f (x )图象的对称轴为x =512π+k π,k ∈Z , ∴当x ∈(0,π)时,对称轴为x =512π. 又方程f (x )=23在(0,π)上的解为x 1,x 2.∴x 1+x 2=56π,则x 1=56π-x 2,∴cos(x 1-x 2)=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫56π-2x 2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-π3,又f (x 2)=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x 2-π3=23,故cos(x 1-x 2)=23.11.设函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π2,其中0<ω<3,已知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0.(1)求ω;(2)将函数y =f (x )的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移π4个单位,得到函数y =g (x )的图象,求g (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4上的最小值.解 (1)因为f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π2,所以f (x )=32sin ωx -12cos ωx -cos ωx =32sin ωx -32cos ωx =3⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin ωx -32cos ωx=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π3.由题设知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=0,所以ωπ6-π3=k π,k ∈Z ,故ω=6k +2,k ∈Z .又0<ω<3,所以ω=2.(2)由(1)得f (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3,所以g (x )=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4-π3=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12.因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4,所以x -π12∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3, 当x -π12=-π3,即x =-π4时,g (x )取得最小值-32.第2讲 三角恒等变换与解三角形高考定位 1.三角函数的化简与求值是高考的命题热点,其中关键是利用两角和与差、二倍角的正弦、余弦、正切公式等进行恒等变换,“角”的变换是三角恒等变换的核心;2.正弦定理与余弦定理以及解三角形问题是高考的必考内容,主要考查边、角、面积的计算及有关的范围问题.真 题 感 悟1.(2018·全国Ⅱ卷)在△ABC 中,cos C 2=55,BC =1,AC =5,则AB =( ) A.4 2B.30C.29D.2 5解+析 因为cos C 2=55,所以cos C =2cos 2 C 2-1=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫552-1=-35. 于是,在△ABC 中,由余弦定理得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ×BC ×cos C =52+12-2×5×1×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35=32.所以AB =4 2. 答案 A2.(2017·全国Ⅰ卷)已知α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,tan α=2,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4 =________.解+析 ∵α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,且tan α=2,∴sin α=2 cos α,又sin 2α+cos 2α=1,所以sin α=255,cos α=55.所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π4=22(cos α+sin α)=31010.答案 310103.(2018·全国Ⅰ卷)在平面四边形ABCD 中,∠ADC =90°,∠A =45°,AB =2,BD =5.(1)求cos ∠ADB ; (2)若DC =22,求BC .解 (1)在△ABD 中,由正弦定理得BD sin ∠A =AB sin ∠ADB ,即5sin 45°=2sin ∠ADB, 所以sin ∠ADB =25. 由题设知,∠ADB <90°, 所以cos ∠ADB =1-225=235.(2)由题设及(1)知,cos ∠BDC =sin ∠ADB =25. 在△BCD 中,由余弦定理得BC 2=BD 2+DC 2-2·BD ·DC ·cos ∠BDC =25+8-2×5×22×25=25. 所以BC =5.4.(2018·浙江卷)已知角α的顶点与原点O 重合,始边与x 轴的非负半轴重合,它的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45.(1)求sin(α+π)的值;(2)若角β满足sin(α+β)=513,求cos β的值. 解 (1)由角α的终边过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45, 得sin α=-45,所以sin(α+π)=-sin α=45.(2)由角α的终边过点P⎝ ⎛⎭⎪⎫-35,-45,得cos α=-35, 由sin(α+β)=513,得cos(α+β)=±1213. 由β=(α+β)-α得cos β=cos(α+β)cos α+sin(α+β)sin α, 所以cos β=-5665或cos β=1665.考 点 整 合1.三角函数公式(1)两角和与差的正弦、余弦、正切公式: sin(α±β)=sin αcos β±cos αsin β; cos(α±β)=cos αcos β∓sin αsin β; tan(α±β)=tan α±tan β1∓tan αtan β.(2)二倍角公式:sin 2α=2sin αcos α,cos 2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α. (3)辅助角公式:a sin x +b cos x =a 2+b 2sin(x +φ),其中tan φ=b a . 2.正弦定理、余弦定理、三角形面积公式 (1)正弦定理在△ABC 中,a sin A =b sin B =csin C =2R (R 为△ABC 的外接圆半径); 变形:a =2R sin A ,sin A =a2R , a ∶b ∶c =sin A ∶sin B ∶sin C 等. (2)余弦定理在△ABC 中,a 2=b 2+c 2-2bc cos A ;变形:b 2+c 2-a 2=2bc cos A ,cos A =b 2+c 2-a 22bc .(3)三角形面积公式S △ABC =12ab sin C =12bc sin A =12ac sin B .热点一 三角恒等变换及应用【例1】 (2018·江苏卷)已知α,β为锐角,tan α=43,cos(α+β)=-55. (1)求cos 2α的值; (2)求tan(α-β)的值.解 (1)因为tan α=43,tan α=sin αcos α, 所以sin α=43cos α.因为sin 2α+cos 2α=1,所以cos 2α=925,因此,cos 2α=2cos 2α-1=-725.(2)因为α,β为锐角,所以α+β∈(0,π). 又因为cos(α+β)=-55,所以sin(α+β)=1-cos 2(α+β)=255, 因此tan(α+β)=-2.因为tan α=43,所以tan 2α=2tan α1-tan 2α=-247,因此,tan(α-β)=tan[2α-(α+β)]=tan 2α-tan (α+β)1+tan 2αtan (α+β)=-211.探究提高 1.三角恒等变换的基本思路:找差异,化同角(名),化简求值. 2.解决条件求值问题的三个关注点(1)分析已知角和未知角之间的关系,正确地用已知角来表示未知角. (2)正确地运用有关公式将所求角的三角函数值用已知角的三角函数值来表示. (3)求解三角函数中给值求角的问题时,要根据已知求这个角的某种三角函数值,然后结合角的取值范围,求出角的大小.【训练1】 (1)(2018·广西三市联考)已知x ∈(0,π),且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=sin 2x ,则tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4等于( ) A.13 B.-13 C.3 D.-3(2)若cos(2α-β)=-1114,sin(α-2β)=437,0<β<π4<α<π2,则α+β的值为________.解+析 (1)由cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=sin 2x 得sin 2x =sin 2x ,又x ∈(0,π),则tan x =2, 故tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4=tan x -11+tan x =13.(2)因为cos(2α-β)=-1114且π4<2α-β<π, 所以sin(2α-β)=5314.因为sin(α-2β)=437且-π4<α-2β<π2,所以cos(α-2β)=17.所以cos(α+β)=cos[(2α-β)-(α-2β)] =cos(2α-β)·cos(α-2β)+sin(2α-β)sin(α-2β) =-1114×17+5314×437=12. 因为π4<α+β<3π4,所以α+β=π3.答案 (1)A (2)π3热点二 正弦定理与余弦定理考法1 利用正(余)弦定理进行边角计算【例2-1】 (2018·潍坊一模)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知(a +2c )cos B +b cos A =0. (1)求B ;(2)若b =3,△ABC 的周长为3+23,求△ABC 的面积.解 (1)由已知及正弦定理得(sin A +2sin C )cos B +sin B cos A =0, (sin A cos B +sin B cos A )+2sin C cos B =0, sin(A +B )+2sin C cos B =0,又sin(A +B )=sin C ,且C ∈(0,π),sin C ≠0, ∴cos B =-12,∵0<B <π,∴B =23π. (2)由余弦定理,得9=a 2+c 2-2ac cos B . ∴a 2+c 2+ac =9,则(a +c )2-ac =9. ∵a +b +c =3+23,∴a +c =23, ∴ac =3,∴S △ABC =12ac sin B =12×3×32=334.【迁移探究1】 若本题第(2)问条件变为“若b =3,S △ABC =334”,试求a +c 的值. 解 由S △ABC =12ac ·sin B =334, ∴12ac ·32=334,则ac =3.由余弦定理,得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(a +c )2-ac , 所以(a +c )2=b 2+ac =9+3=12,故a +c =2 3.【迁移探究2】 在第(2)问中,保留条件b =3,删去“条件△ABC 的周长为3+23”,试求△ABC 面积的最大值.解 由b 2=a 2+c 2-2ac cos B =a 2+c 2-ac , 则9=a 2+c 2-ac ≥2ac -ac =ac ,所以ac ≤9(当且仅当a =c =3时,取等号), 故S △ABC =12ac sin B ≤12×9sin 2π3=934, 所以△ABC 面积的最大值为934.探究提高 1.高考中主要涉及利用正弦、余弦定理求三角形的边长、角、面积等基本计算,或将两个定理与三角恒等变换相结合综合解三角形.2.关于解三角形问题,一般要用到三角形的内角和定理,正、余弦定理及有关三角形的性质,常见的三角变换方法和原则都适用,同时要注意“三统一”,即“统一角、统一函数、统一结构”,这是使问题获得解决的突破口.【训练2】 (2017·全国Ⅱ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知sin(A +C )=8sin 2B 2. (1)求cos B ;(2)若a +c =6,△ABC 面积为2,求b .解 (1)由题设及A +B +C =π,得sin B =8sin 2B2,故sin B =4(1-cos B ).上式两边平方,整理得17cos 2B -32cos B +15=0, 解得cos B =1(舍去),cos B =1517.(2)由cos B =1517及B 为三角形一内角,得sin B =817,故S △ABC =12ac sin B =417ac .又S △ABC =2,则ac =172. 由余弦定理及a +c =6得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(a +c )2-2ac (1+cos B ) =36-2×172×⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1517=4. 所以b =2.考法2 应用正、余弦定理解决实际问题【例2-2】 (2018·衡水质检)某气象仪器研究所按以下方案测试一种“弹射型”气象观测仪器的垂直弹射高度:在C 处(点C 在水平地面下方,O 为CH 与水平地面ABO 的交点)进行该仪器的垂直弹射,水平地面上两个观察点A ,B 两地相距100米,∠BAC =60°,其中A 到C 的距离比B 到C 的距离远40米.A 地测得该仪器在C 处的俯角为∠OAC =15°,A 地测得最高点H 的仰角为∠HAO =30°,则该仪器的垂直弹射高度CH 为( ) A.210(6+2)米 B.1406米 C.2102米D.20(6-2)米解+析 由题意,设AC =x 米,则BC =(x -40)米,在△ABC 内,由余弦定理:BC 2=BA 2+CA 2-2BA ·CA ·cos ∠BAC ,即(x -40)2=x 2+10 000-100x ,解得x =420(米).在△ACH 中,AC =420米,∠CAH =30°+15°=45°,∠CHA =90°-30°=60°, 由正弦定理:CH sin ∠CAH =AC sin ∠AHC .可得CH =AC ·sin ∠CAH sin ∠AHC =1406(米).答案 B探究提高 1.实际问题经抽象概括后,已知量与未知量全部集中在一个三角形中,可用正弦定理或余弦定理求解.2.实际问题经抽象概括后,已知量与未知量涉及两个或两个以上的三角形,这时需作出这些三角形,先解够条件的三角形,然后逐步求解其他三角形,有时需设出未知量,从几个三角形中列出方程(组),解方程(组)得出所要求的解. 【训练3】 如图,一辆汽车在一条水平的公路上向正西行驶,到A 处时测得公路北侧一山顶D 在西偏北30°的方向上,行驶600 m 后到达B 处,测得此山顶在西偏北75°的方向上,仰角为30°,则此山的高度CD =________m.解+析 由题意,在△ABC 中,∠BAC =30°,∠ABC =180°-75°=105°,故∠ACB =45°.又AB =600 m ,故由正弦定理得600sin 45°=BCsin 30°,解得BC =3002(m).在Rt △BCD 中,CD =BC ·tan 30°=3002×33=1006(m). 答案 100 6热点三 与解三角形有关的创新交汇问题【例3】 (2018·郑州质检)已知向量m =(2sin ωx ,cos 2ωx -sin 2ωx ),n =(3cos ωx ,1),其中ω>0,x ∈R .若函数f (x )=m ·n 的最小正周期为π. (1)求ω的值;(2)在△ABC 中,若f (B )=-2,BC =3,sin B =3sin A ,求BA →·BC →的值. 解 (1)f (x )=m ·n =23sin ωx cos ωx +cos 2ωx -sin 2ωx =3sin 2ωx +cos 2ωx =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2ωx +π6.因为f (x )的最小正周期为π,所以T =2π2|ω|=π. 又ω>0,所以ω=1. (2)由(1)知f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.设△ABC 中角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c . 因为f (B )=-2,所以2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2B +π6=-2, 即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2B +π6=-1,由于0<B <π,解得B =2π3.因为BC =3,即a =3,又sin B =3sin A , 所以b =3a ,故b =3. 由正弦定理,有3sin A =3sin 2π3,解得sin A =12. 由于0<A <π3,解得A =π6.所以C =π6,所以c =a = 3.所以BA →·BC →=ca cos B =3×3×cos 2π3=-32.探究提高 1.破解平面向量与“三角”相交汇题的常用方法是“化简转化法”,即先活用诱导公式、同角三角函数的基本关系式、倍角公式、辅助角公式等对三角函数进行巧“化简”;然后把以向量共线、向量垂直形式出现的条件转化为“对应坐标乘积之间的关系”;再活用正、余弦定理,对三角形的边、角进行互化. 2.这种问题求解的关键是利用向量的知识将条件“脱去向量外衣”,转化为三角函数的相关知识进行求解.【训练4】 已知函数f (x )=sin 2x -cos 2x +23sin x cos x (x ∈R ). (1)求f (x )的最小正周期;(2)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若f (A )=2,c =5,cos B =17,求△ABC 中线AD 的长.解 (1)f (x )=-cos 2x +3sin 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6.∴T =2π2=π.∴函数f (x )的最小正周期为π.(2)由(1)知f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,∵在△ABC 中f (A )=2,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A -π6=1,∴2A -π6=π2,∴A =π3.又cos B =17,∴sin B =437,∴sin C =sin(A +B )=32×17+12×437=5314, 在△ABC 中,由正弦定理c sin C =a sin A ,得55314=a32,∴a =7,∴BD =72,在△ABD 中,由余弦定理得,AD 2=AB 2+BD 2-2AB ·BD cos B =52+⎝ ⎛⎭⎪⎫722-2×5×72×17=1294,∴AD =1292.1.对于三角函数的求值,需关注:(1)寻求角与角关系的特殊性,化非特殊角为特殊角,熟练准确地应用公式; (2)注意切化弦、异角化同角、异名化同名、角的变换等常规技巧的运用;(3)对于条件求值问题,要认真寻找条件和结论的关系,寻找解题的突破口,对于很难入手的问题,可利用分析法. 2.三角形中判断边、角关系的具体方法:(1)通过正弦定理实施边角转换;(2)通过余弦定理实施边角转换;(3)通过三角变换找出角之间的关系;(4)通过三角函数值符号的判断以及正、余弦函数的有界性进行讨论;(5)若涉及两个(或两个以上)三角形,这时需作出这些三角形,先解条件多的三角形,再逐步求出其他三角形的边和角,其中往往用到三角形内角和定理,有时需设出未知量,从几个三角形中列出方程(组)求解.3.解答与三角形面积有关的问题时,如已知某一内角的大小或三角函数值,就选择S =12ab sin C 来求面积,再利用正弦定理或余弦定理求出所需的边或角.一、选择题1.(2018·全国Ⅲ卷)若sin α=13,则cos 2α=( ) A.89B.79C.-79D.-89解+析 cos 2α=1-2sin 2α=1-2×⎝ ⎛⎭⎪⎫132=79. 答案 B2.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知b =c ,a 2=2b 2(1-sin A ),则A =( ) A.34πB.π3C.π4D.π6解+析 由已知得cos A =b 2+c 2-a 22bc =2b 2-2b 2(1-sin A )2b 2=sin A .在△ABC 中,A =π4. 答案 C3.(2018·全国Ⅲ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为a 2+b 2-c 24,则C =( )A.π2B.π3C.π4D.π6解+析 因为S △ABC =12ab sin C ,所以a 2+b 2-c 24=12ab sin C .由余弦定理a 2+b 2-c2=2ab cos C ,得2ab cos C =2ab sin C ,即cos C =sin C .所以在△ABC 中,C =π4. 答案 C4.(2018·合肥质检)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos C =223,b cos A +a cos B =2,则△ABC 的外接圆面积为( ) A.4πB.8πC.9πD.36π解+析 由题意及正弦定理得2R sin B cos A +2R sin A cos B =2R sin(A +B )=2(R 为△ABC 的外接圆半径).即2R sin C =2.又cos C =223及C ∈(0,π),知sin C =13.∴2R =2sin C =6,R =3.故△ABC 外接圆面积S =πR 2=9π. 答案 C5.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若△ABC 为锐角三角形,且满足sin B (1+2cos C )=2sin A cos C +cos A sin C ,则下列等式成立的是( ) A.a =2b B.b =2a C.A =2BD.B =2A解+析 等式右边=2sin A cos C +cos A sin C =sin A cos C +sin(A +C )=sin A cos C +sin B .等式左边=2sin B cos C +sin B ,则2sin B cos C +sin B =sin A cos C +sin B , 因为角C 为锐角三角形的内角,所以cos C 不为0. 所以2sin B =sin A ,根据正弦定理,得a =2b . 答案 A 二、填空题6.(2018·全国Ⅱ卷)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)=________. 解+析 ∵sin α+cos β=1,cos α+sin β=0, ∴sin 2α+cos 2β+2sin αcos β=1,① cos 2α+sin 2β+2cos αsin β=0,② ①+②,得sin 2α+cos 2α+sin 2β+cos 2β+2(sin αcos β+cos αsin β)=1, ∴sin(α+β)=-12. 答案 -127.(2018·东北三省四校模拟)已知角α的终边经过点P (4a ,3a )(a <0),则25sin α-7tan 2α的值为________.解+析 由题意知tan α=3a 4a =34,sin α=3a 5|a |=-35. ∴tan 2α=2tan α1-tan 2α=2×341-⎝ ⎛⎭⎪⎫342=247, ∴25sin α-7tan 2α=25×⎝ ⎛⎭⎪⎫-35-7×247=-39. 答案 -398.(2018·全国Ⅰ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b sin C +c sin B =4a sin B sin C ,b 2+c 2-a 2=8,则△ABC 的面积为________.解+析 由b sin C +c sin B =4a sin B sin C 得sin B sin C +sin C sin B =4sin A sin B sinC ,因为sin B sin C ≠0,所以sin A =12.因为b 2+c 2-a 2=8,所以cos A =b 2+c 2-a 22bc=82bc =32,所以bc =833.所以S △ABC =12bc sin A =12×833×12=233.答案 233 三、解答题9.(2018·济南二模)在△ABC 中,AC =BC =2,AB =23,AM→=MC →.(1)求BM 的长;(2)设D 是平面ABC 内一动点,且满足∠BDM =2π3,求BD +12MD 的取值范围. 解 (1)在△ABC 中,AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos C , 代入数据,得cos C =-12. ∵AM→=MC →, ∴CM =MA =12AC =1. 在△CBM 中,由余弦定理知: BM 2=CM 2+CB 2-2CM ·CB ·cos C =7, 所以BM =7.(2)设∠MBD =θ,则∠DMB =π3-θ,θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π3.在△BDM 中,由正弦定理知: BD sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-θ=MD sin θ=BM sin 2π3=273. ∴BD =273sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-θ,MD =273sin θ,∴BD +12MD =273sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-θ+73sin θ=73(3cos θ-sin θ+sin θ)=7cos θ, 又θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π3,∴cos θ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1. 故BD +12MD 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫72,7.10.(2018·天津卷)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知b sin A =a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6.(1)求角B 的大小;(2)设a =2,c =3,求b 和sin(2A -B )的值. 解 (1)在△ABC 中,由正弦定理a sin A =bsin B ,得b sin A =a sin B , 又由b sin A =a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6,得a sin B =a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6,即sin B =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6, 可得tan B = 3.又因为B ∈(0,π),可得B =π3.(2)在△ABC 中,由余弦定理及a =2,c =3,B =π3, 有b 2=a 2+c 2-2ac cos B =7,故b =7. 由b sin A =a cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫B -π6,可得sin A =37.因为a <c ,故cos A =27. 因此sin 2A =2sin A cos A =437,cos 2A =2cos 2A -1=17.所以,sin(2A -B )=sin 2A cos B -cos 2A sin B =437×12-17×32=3314.11.(2018·湖南六校联考)已知函数f (x )=3sin(2 018π-x )sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+x -cos 2x +1.(1)求函数f (x )的递增区间;(2)若△ABC 的角A ,B ,C 所对的边为a ,b ,c ,角A 的平分线交BC 于D ,f (A )=32,AD =2BD =2,求cos C . 解 (1)f (x )=3sin x cos x -cos 2x +1 =32sin 2x -12(1+cos 2x )+1=32sin 2x -12cos 2x +12=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6+12.令2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2,k ∈Z ,解得k π-π6≤x ≤k π+π3,k ∈Z .所以递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ).(2)f (A )=32⇒sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2A -π6=1,得到2A -π6=2k π+π2⇒A =k π+π3,k ∈Z ,由0<A <π得到A =π3,所以∠BAD =π6.由正弦定理得BD sin ∠BAD =AD sin B ⇒sin B =22,B =π4或B =3π4(舍去),所以cos C =-cos(A +B )=sin π3sin π4-cos π3cos π4=6-24.规范答题示范——三角函数及解三角形解答题【典例】 (12分)(2017·全国Ⅰ卷)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知△ABC 的面积为a 23sin A . (1)求sin B sin C ;(2)若6cos B cos C =1,a =3,求△ABC 的周长. [信息提取]❶看到△ABC 的面积为a 23sin A ,想到三角形的面积公式,利用正弦定理进行转化; ❷看到sin B sin C 和6cos B cos C =1,想到两角和的余弦公式. [规范解答][高考状元满分心得]❶写全得分步骤:对于解题过程中是得分点的步骤有则给分,无则没分,所以得分点步骤一定要写全,如第(1)问中只要写出12ac sin B =a 23sin A 就有分,第(2)问中求出cos B cos C -sin B sin C =-12就有分.❷写明得分关键:对于解题过程中的关键点,有则给分,无则没分,所以在答题时要写清得分关键点,如第(1)问中由正弦定理得12sin C sin B =sin A3sin A ;第(2)问由余弦定理得b 2+c 2-bc =9.❸计算正确是得分保证:解题过程中计算准确,是得满分的根本保证,如cos B cos C -sin B sin C =-12化简如果出现错误,本题的第(2)问就全错了,不能得分. [解题程序]第一步:由面积公式,建立边角关系;第二步:利用正弦定理,将边统一为角的边,求sin B sin C 的值; 第三步:利用条件与(1)的结论,求得cos(B +C ),进而求角A ; 第四步:由余弦定理与面积公式,求bc 及b +c ,得到△ABC 的周长; 第五步:检验易错易混,规范解题步骤,得出结论.【巩固提升】 (2018·郑州质检)在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,且a sin A -b sin B =(3a -c )sin C ,a ∶b =2∶3.。

2019年高考数学高分突破复习 专题三 第2讲

2019年高考数学高分突破复习  专题三 第2讲

第2讲空间点、线、面的位置关系高考定位 1.以几何体为载体考查空间点、线、面位置关系的判断,主要以选择、填空题的形式,题目难度较小;2.以解答题的形式考查空间平行、垂直的证明,并常与几何体的表面积、体积相渗透.真题感悟1.(2017·全国Ⅰ卷)如图,在下列四个正方体中,A,B为正方体的两个顶点,M,N,Q为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ不平行的是( )解析法一对于选项B,如图(1)所示,连接CD,因为AB∥CD,M,Q分别是所在棱的中点,所以MQ∥CD,所以AB∥MQ,又AB⊄平面MNQ,MQ⊂平面MNQ,所以AB∥平面MNQ.同理可证选项C,D中均有AB∥平面MNQ.因此A项中直线AB与平面MNQ不平行.图(1) 图(2)法二对于选项A,其中O为BC的中点(如图(2)所示),连接OQ,则OQ∥AB,因为OQ与平面MNQ有交点,所以AB与平面MNQ有交点,即AB与平面MNQ不平行.A 项中直线AB与平面MNQ不平行.答案 A2.(2018·全国Ⅰ卷)已知正方体的棱长为1,每条棱所在直线与平面α所成的角都相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为( )A.334B.233C.324D.32解析如图,依题意,平面α与棱BA,BC,BB1所在直线所成角都相等,容易得到平面AB1C符合题意,进而所有平行于平面AB1C的平面均符合题意.由对称性,知过正方体ABCD-A1B1C1D1中心的平面面积应取最大值,此时截面为正六边形EFGHIJ.正六边形EFGHIJ的边长为22,将该正六边形分成6个边长为22的正三角形.故其面积为6×34×⎝⎛⎭⎪⎫222=334.答案 A3.(2017·全国Ⅰ卷)如图,在四棱锥P-ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,且四棱锥P-ABCD的体积为83,求该四棱锥的侧面积.(1)证明∵∠BAP=∠CDP=90°,∴AB⊥PA,CD⊥PD.∵AB∥CD,∴AB⊥PD.又∵PA∩PD=P,PA,PD⊂平面PAD,∴AB⊥平面PAD.∵AB⊂平面PAB,∴平面PAB⊥平面PAD.(2)解 取AD 的中点E , 连接PE .∵PA =PD ,∴PE ⊥AD .由(1)知,AB ⊥平面PAD ,PE ⊂平面PAD ,故AB ⊥PE ,又AB ∩AD =A ,可得PE ⊥平面ABCD .设AB =x ,则由已知可得AD =2x ,PE =22x , 故四棱锥P -ABCD 的体积V P -ABCD =13AB ·AD ·PE =13x 3. 由题设得13x 3=83,故x =2.从而PA =PD =AB =DC =2,AD =BC =22,PB =PC =22, 可得四棱锥P -ABCD 的侧面积为12PA ·PD +12PA ·AB +12PD ·DC +12BC 2sin 60°=6+2 3. 考 点 整 合1.直线、平面平行的判定及其性质(1)线面平行的判定定理:a ⊄α,b ⊂α,a ∥b ⇒a ∥α. (2)线面平行的性质定理:a ∥α,a ⊂β,α∩β=b ⇒a ∥b .(3)面面平行的判定定理:a ⊂β,b ⊂β,a ∩b =P ,a ∥α,b ∥α⇒α∥β. (4)面面平行的性质定理:α∥β,α∩γ=a ,β∩γ=b ⇒a ∥b . 2.直线、平面垂直的判定及其性质(1)线面垂直的判定定理:m ⊂α,n ⊂α,m ∩n =P ,l ⊥m ,l ⊥n ⇒l ⊥α. (2)线面垂直的性质定理:a ⊥α,b ⊥α⇒a ∥b . (3)面面垂直的判定定理:a ⊂β,a ⊥α⇒α⊥β.(4)面面垂直的性质定理:α⊥β,α∩β=l ,a ⊂α,a ⊥l ⇒a ⊥β.热点一 空间点、线、面位置关系的判定【例1】(2018·成都诊断)已知m,n是空间中两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,且m⊂α,n⊂β.有下列命题:①若α∥β,则m∥n;②若α∥β,则m∥β;③若α∩β=l,且m⊥l,n⊥l,则α⊥β;④若α∩β=l,且m⊥l,m⊥n,则α⊥β.其中真命题的个数是( )A.0B.1C.2D.3解析①若α∥β,则m∥n或m,n异面,不正确;②若α∥β,根据平面与平面平行的性质,可得m∥β,正确;③若α∩β=l,且m⊥l,n⊥l,则α与β不一定垂直,不正确;④若α∩β=l,且m⊥l,m⊥n,l与n不一定相交,不能推出α⊥β,不正确. 答案 B探究提高 1.判断与空间位置关系有关的命题真假的方法(1)借助空间线面平行、面面平行、线面垂直、面面垂直的判定定理和性质定理进行判断.(2)借助空间几何模型,如从长方体模型、四面体模型等模型中观察线面位置关系,结合有关定理,进行肯定或否定.2.两点注意:(1)平面几何中的结论不能完全引用到立体几何中;(2)当从正面入手较难时,可利用反证法,推出与题设或公认的结论相矛盾的命题,进而作出判断.【训练1】(1)(2018·石家庄调研)如图,在三棱台ABC-A 1B1C1的6个顶点中任取3个点作平面α,设α∩平面ABC=l,若l∥A1C1,则这3个点可以是( )A.B,C,A1B.B1,C1,AC.A1,B1,CD.A1,B,C1(2)(2018·菏泽模拟)已知m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,则下列正确的是( )A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βC.若m∥α,n∥β,则α∥βD.若m⊥α,n⊥α,则m∥n解析(1)在棱台中,AC∥A1C1,l∥A1C1,则l∥AC或l为直线AC.因此平面α可以过点A1,B,C1,选项D正确.(2)结合长方体模型,易判定选项A,B,C不正确.由线面垂直的性质,当m⊥α,n⊥α时,有m∥n,D项正确.答案(1)D (2)D热点二空间平行、垂直关系的证明【例2】如图,在四棱锥P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥底面ABCD,PA⊥AD,E和F分别是CD和PC的中点,求证:(1)PA⊥底面ABCD;(2)BE∥平面PAD;(3)平面BEF⊥平面PCD.证明(1)∵平面PAD⊥底面ABCD,且PA垂直于这两个平面的交线AD,PA⊂平面PAD,∴PA⊥底面ABCD.(2)∵AB∥CD,CD=2AB,E为CD的中点,∴AB∥DE,且AB=DE.∴四边形ABED为平行四边形.∴BE∥AD.又∵BE⊄平面PAD,AD⊂平面PAD,∴BE∥平面PAD.(3)∵AB⊥AD,而且ABED为平行四边形.∴BE⊥CD,AD⊥CD,由(1)知PA⊥底面ABCD,且CD⊂平面ABCD,∴PA⊥CD,且PA∩AD=A,PA,AD⊂平面PAD,∴CD⊥平面PAD,又PD⊂平面PAD,∴CD⊥PD.∵E和F分别是CD和PC的中点,∴PD∥EF.∴CD⊥EF,又BE⊥CD且EF∩BE=E,∴CD⊥平面BEF,又CD⊂平面PCD,∴平面BEF⊥平面PCD.【迁移探究1】在本例条件下,证明平面BEF⊥平面ABCD. 证明如图,连接AC,设AC∩BE=O,连接FO,AE.∵AB∥CD,CD=2AB,CE=12 CD,∴AB綉CE.∴四边形ABCE为平行四边形.∴O为AC的中点,又F为PC的中点,则FO∥PA,又PA⊥平面ABCD,∴FO⊥平面ABCD.又FO⊂平面BEF,∴平面BEF⊥平面ABCD.【迁移探究2】在本例条件下,若AB=BC,求证:BE⊥平面PAC.证明连接AC,设AC∩BE=O.AB∥CD,CD=2AB,且E为CD的中点.∴AB綉CE.又∵AB=BC,∴四边形ABCE为菱形,∴BE⊥AC.又∵PA⊥平面ABCD,又BE⊂平面ABCD,∴PA⊥BE,又PA∩AC=A,PA,AC⊂平面PAC,∴BE⊥平面PAC.探究提高垂直、平行关系证明中应用转化与化归思想的常见类型.(1)证明线面、面面平行,需转化为证明线线平行.(2)证明线面垂直,需转化为证明线线垂直.(3)证明线线垂直,需转化为证明线面垂直.(4)证明面面垂直,需转化为证明线面垂直,进而转化为证明线线垂直. 【训练2】(2018·北京卷)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,平面PAD⊥平面ABCD,PA⊥PD,PA=PD,E,F分别为AD,PB的中点.(1)求证:PE⊥BC;(2)求证:平面PAB⊥平面PCD;(3)求证:EF∥平面PCD.证明(1)因为PA=PD,E为AD的中点,所以PE⊥AD.因为底面ABCD为矩形,所以BC∥AD.所以PE⊥BC.(2)因为底面ABCD为矩形,所以AB⊥AD.又因为平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,AB⊂平面ABCD,所以AB⊥平面PAD,且PD⊂平面PAD.所以AB⊥PD.又因为PA⊥PD,且PA∩AB=A,所以PD⊥平面PAB.又PD⊂平面PCD,所以平面PAB⊥平面PCD.(3)如图,取PC中点G,连接FG,DG.因为F,G分别为PB,PC的中点,所以FG∥BC,FG=12 BC.因为ABCD为矩形,且E为AD的中点,所以DE∥BC,DE=12 BC.所以DE∥FG,DE=FG.所以四边形DEFG为平行四边形.所以EF∥DG.又因为EF⊄平面PCD,DG⊂平面PCD,所以EF∥平面PCD.热点三平面图形中的折叠问题【例3】(2016·全国Ⅱ卷)如图,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点O,点E,F分别在AD,CD上,AE=CF,EF交BD于点H,将△DEF沿EF折到△D′EF的位置.(1)证明:AC⊥HD′;(2)若AB=5,AC=6,AE=54,OD′=22,求五棱锥D′-ABCFE的体积.(1)证明由已知得AC⊥BD,AD=CD,又由AE=CF得AEAD=CFCD,故AC∥EF,由此得EF⊥HD,故EF⊥HD′,所以AC⊥HD′.(2)解由EF∥AC得OHDO=AEAD=14.由AB=5,AC=6得DO=BO=AB2-AO2=4,所以OH=1,D′H=DH=3,于是OD′2+OH2=(22)2+12=9=D′H2,故OD′⊥OH.由(1)知AC⊥HD′,又AC⊥BD,BD∩HD′=H,所以AC⊥平面BHD′,于是AC⊥OD′,又由OD′⊥OH,AC∩OH=O,所以OD′⊥平面ABC.又由EFAC=DHDO得EF=92.五边形ABCFE的面积S=12×6×8-12×92×3=694.所以五棱锥D′-ABCFE的体积V=13×694×22=2322.探究提高 1.解决与折叠有关的问题的关键是搞清折叠前后的变化量和不变量,一般情况下,线段的长度是不变量,而位置关系往往会发生变化,抓住不变量是解决问题的突破口.一般地翻折后还在同一个平面上的图形的性质不发生变化,不在同一个平面上的图形的性质发生变化.2.在解决问题时,要综合考虑折叠前后的图形,既要分析折叠后的图形,也要分析折叠前的图形,善于将折叠后的量放在原平面图形中进行分析求解.【训练3】(2018·全国Ⅰ卷)如图,在平行四边形ABCM 中,AB=AC=3,∠ACM=90°.以AC为折痕将△ACM折起,使点M到达点D的位置,且AB⊥DA.(1)证明:平面ACD⊥平面ABC;(2)Q为线段AD上一点,P为线段BC上一点,且BP=DQ=23DA,求三棱锥Q-ABP的体积.(1)证明由已知可得,∠BAC=90°,即BA⊥AC.又BA⊥AD,AC∩AD=D,AC,AD⊂平面ACD,所以AB⊥平面ACD.又AB⊂平面ABC,所以平面ACD⊥平面ABC.(2)解由已知可得,DC=CM=AB=3,DA=AM=3 2.又BP=DQ=23 DA,所以BP=2 2.作QE⊥AC,垂足为E,则QE綉13 DC.由已知及(1)可得DC⊥平面ABC,所以QE⊥平面ABC,QE=1.因此,三棱锥Q-ABP的体积为VQ-ABP =13×QE×S△ABP=13×1×12×3×22sin 45°=1.1.空间中点、线、面的位置关系的判定(1)可以从线、面的概念、定理出发,学会找特例、反例.(2)可以借助长方体,在理解空间点、线、面位置关系的基础上,抽象出空间线、面的位置关系的定义.2.垂直、平行关系的基础是线线垂直和线线平行,常用方法如下:(1)证明线线平行常用的方法:一是利用平行公理,即证两直线同时和第三条直线平行;二是利用平行四边形进行平行转换:三是利用三角形的中位线定理证线线平行;四是利用线面平行、面面平行的性质定理进行平行转换.(2)证明线线垂直常用的方法:①利用等腰三角形底边中线即高线的性质;②勾股定理;③线面垂直的性质:即要证两线垂直,只需证明一线垂直于另一线所在的平面即可,l⊥α,a⊂α⇒l⊥a.3.解决平面图形的翻折问题,关键是抓住平面图形翻折前后的不变“性”与“量”,即两条直线的平行与垂直关系以及相关线段的长度、角度等.一、选择题1.(2018·浙江卷)已知平面α,直线m,n满足m⊄α,n⊂α,则“m∥n”是“m ∥α”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若m⊄α,n⊂α,m∥n,由线面平行的判定定理知m∥α.若m∥α,m⊄α,n⊂α,不一定推出m∥n,直线m与n可能异面.故“m∥n”是“m∥α”的充分不必要条件.答案 A2.(2017·全国Ⅲ卷)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱CD的中点,则( )A.A1E⊥DC1B.A1E⊥BDC.A1E⊥BC1D.A1E⊥AC解析如图,由题设知,A1B1⊥平面BCC1B1,从而A1B1⊥BC1.又B1C⊥BC1,且A1B1∩B1C=B1,所以BC1⊥平面A1B1CD,又A1E⊂平面A1B1CD,所以A1E⊥BC1.答案 C3.(2018·湖南师大联考)如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,点M是对角线C1B上的动点,则CM+MD1的最小值为( )A.2+ 2B.2+ 2C.2+ 6D.2解析将△CBC1沿BC,CC1剪开,并沿BC1折起,使平面CBC1和平面BC1D1A共面如图.连D1C″交BC′于点M.则CM+MD1最短(即线段C″D1),在△D1C1C″中,∠D1C1C″=135°,由余弦定理,得C″D21=12+12-2×12·cos 135°=2+ 2.故CM+MD1的最小值为2+ 2. 答案 A4.(2018·全国Ⅱ卷)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为棱CC1的中点,则异面直线AE与CD所成角的正切值为( )A.22B.32C.52D.72解析如图,连接BE,因为AB∥CD,所以异面直线AE与CD所成的角等于相交直线AE与AB所成的角,即∠EAB.不妨设正方体的棱长为2,则CE=1,BC=2,由勾股定理得BE= 5.又由AB⊥平面BCC1B1及BE⊂平面BCC1B1,可得AB⊥BE,所以tan∠EAB=BEAB=52.答案 C5.(2018·安徽江南联考)对于四面体ABCD,有以下命题:①若AB=AC=AD,则AB,AC,AD与底面所成的角相等;②若AB⊥CD,AC⊥BD,则点A在底面BCD内的射影是△BCD的内心;③四面体ABCD的四个面中最多有四个直角三角形;④若四面体ABCD的6条棱长都为1,则它的内切球的表面积为π6.其中正确的命题是( )A.①③B.③④C.①②③D.①③④解析①正确,若AB=AC=AD,则AB,AC,AD在底面的射影相等,即与底面所成角相等;②不正确,如图(1),点A在平面BCD的射影为点O,连接BO,CO,可得BO⊥CD,CO⊥BD,所以点O是△BCD的垂心;图(1) 图(2)③正确,如图(2),若AB⊥平面BCD,∠BCD=90°,则四面体ABCD的四个面均为直角三角形;④正确,正四面体的内切球的半径为r,棱长为1,高为63,根据等体积公式13×S×63=13×4×S×r,解得r=612,那么内切球的表面积S=4πr2=π6.故正确的命题是①③④. 答案 D二、填空题6.如图,在空间四边形ABCD中,点M∈AB,点N∈AD,若AMMB=ANND,则直线MN与平面BDC的位置关系是______.解析由AMMB=ANND,得MN∥BD.而BD⊂平面BDC,MN⊄平面BDC,所以MN∥平面BDC.答案平行7.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为线段B1D1上的一个动点,则下列结论中正确的是________(填序号).①AC⊥BE;②B1E∥平面ABCD;③三棱锥E-ABC的体积为定值;④直线B1E⊥直线BC1.解析因AC⊥平面BDD1B1,而BE⊂平面BDD1B1,故①正确;因B1D1∥平面ABCD,故②正确;记正方体的体积为V,则V E-ABC=16V,为定值,故③正确;B1E与BC1不垂直,故④错误.答案①②③8.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°,将△ADB沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,构成三棱锥A-BCD,则在三棱锥A-BCD中,下列命题正确的是________(填序号).①平面ABD⊥平面ABC②平面ADC⊥平面BDC③平面ABC⊥平面BDC④平面ADC⊥平面ABC解析因为在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°,所以BD⊥CD,又平面ABD⊥平面BCD,且平面ABD∩平面BCD=BD,CD⊂平面BCD,所以CD⊥平面ABD,又AB⊂平面ABD,则CD⊥AB,又AD⊥AB,AD∩CD=D,所以AB⊥平面ADC,又AB⊂平面ABC,所以平面ABC⊥平面ADC.答案④三、解答题9.(2018·江苏卷)在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,AA1=AB,AB1⊥B1C1.求证:(1)AB∥平面A1B1C;(2)平面ABB1A1⊥平面A1BC.证明(1)在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,AB∥A1B1.因为AB⊄平面A1B1C,A1B1⊂平面A1B1C,所以AB∥平面A1B1C.(2)在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,四边形ABB1A1为平行四边形.又因为AA1=AB,所以四边形ABB1A1为菱形,因此AB1⊥A1B.又因为AB1⊥B1C1,BC∥B1C1,所以AB1⊥BC.又因为A1B∩BC=B,A1B⊂平面A1BC,BC⊂平面A1BC,所以AB1⊥平面A1BC.因为AB1⊂平面ABB1A1,所以平面ABB1A1⊥平面A1BC.10.(2018·潍坊三模)如图所示,五面体ABCDEF中,四边形ACFD是等腰梯形,AD∥CF,∠DAC=π3,BC⊥平面ACFD,CA=CB=CF=1,AD=2CF,点G为AC的中点.(1)在AD上是否存在一点H,使GH∥平面BCD?若存在,指出点H的位置并给出证明;若不存在,说明理由;(2)求三棱锥G-ECD的体积.解(1)存在点H,H为AD中点.证明如下:连接GH,在△ACD中,由三角形中位线定理可知GH∥CD,又GH⊄平面BCD,CD⊂平面BCD,∴GH∥平面BCD.(2)由题意知:AD∥CF,AD⊂平面ADEB,CF⊄平面ADEB,∴CF∥平面ADEB,又CF⊂平面CFEB,平面CFEB∩平面ADEB=BE,∴CF∥BE,∴V G-ECD=V E-GCD=V B-GCD,∵四边形ACFD为等腰梯形,且∠DAC=π3.∴∠ACD=π2,又∵CA=CB=CF=1,AD=2CF,∴CD=3,CG=1 2,又BC⊥平面AFCD,∴V B-GCD=13×12CG×CD×BC=13×12×12×3×1=312.∴三棱锥G-ECD的体积为3 12.11.如图,在矩形ABCD中,AB=2AD,M为DC的中点,将△ADM沿AM折起使平面ADM⊥平面ABCM.(1)当AB=2时,求三棱锥M-BCD的体积;(2)求证:BM⊥AD.(1)解取AM的中点N,连接DN(如图).∵在矩形ABCD中,M为DC的中点,AB=2AD,∴DM=AD.又N为AM的中点,∴DN⊥AM.又∵平面ADM⊥平面ABCM,平面ADM∩平面ABCM=AM,DN⊂平面ADM,∴DN⊥平面ABCM.∵AD=1,∴DN=22.又S△BCM=12·CM·CB=12,∴V三棱锥M-BCD=V三棱锥D-BCM=13S△BCM×DN=212.(2)证明由(1)可知,DN⊥平面ABCM.又BM⊂平面ABCM.∴BM⊥DN.在矩形ABCD中,AB=2AD,M为MC的中点,∴△ADM,△BCM都是等腰直角三角形,且∠ADM=90°,∠BCM=90°,∴BM⊥AM.又DN,AM⊂平面ADM,DN∩AM=N,∴BM⊥平面ADM.又AD⊂平面ADM,∴BM⊥AD.。

2019年高考数学高分突破复习 专题二 规范答题示范

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规范答题示范——等差数列与等比数列解答题【典例】 (12分)(2017·天津卷)已知{a n}为等差数列,前n项和为S n(n∈N*),{b n}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4-2a1,S11=11b4.(1)求{a n}和{b n}的通项公式;(2)求数列{a2n b n}的前n项和(n∈N*).[信息提取]❶看到求等差数列{a n}和等比数列{b n}的通项公式,想到利用基本量法分别求等差、等比数列的公差和公比;❷看到求数列{a2n b n}的前n项和,想到利用错位相减法求数列的前n项和.[规范解答][高考状元满分心得]❶牢记等差、等比数列的相关公式:熟记等差、等比数列的通项公式及前n 项和公式,解题时结合实际情况合理选择.如第(1)问运用了等差、等比数列的通项公式.❷注意利用第(1)问的结果:在题设条件下,如第(1)问的结果第(2)问能用得上,可以直接用,有些题目不用第(1)问的结果甚至无法解决,如本题即是在第(1)问的基础上得出数列{a 2n b n },分析数列特征,想到用错位相减法求数列的前n 项和. [解题程序]第一步:利用基本量法求{b n }的通项;第二步:由b 3=a 4-2a 1,S 11=11b 4构建关于a 1与d 方程(组),求a n ; 第三步:由第(1)问结论,表示出{a 2n b n }的通项; 第四步:利用错位相减法求数列前n 项和T n . 第五步:反思检验,规范解题步骤.【巩固提升】 (2018·德州二模)设S n 为数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,当n ≥2时,(n -1)a n =(n +1)S n -1+n (n -1),n ∈N *.(1)证明:数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫S n n +1为等比数列;(2)记T n =S 1+S 2+…+S n ,求T n . (1)证明 当n ≥2时,a n =S n -S n -1,所以(n -1)(S n -S n -1)=(n +1)S n -1+n (n -1), 即(n -1)S n =2nS n -1+n (n -1),则S n n =2×S n -1n -1+1, 所以S n n +1=2×⎝⎛⎭⎪⎫S n -1n -1+1,又S 11+1=2, 故数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫S n n +1是首项为2,公比为2的等比数列.(2)解 由(1)知S n n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫S 11+1·2n -1=2n ,所以S n =n ·2n -n ,故T n =(1×2+2×22+…+n ·2n )-(1+2+…+n ). 设M =1×2+2×22+…+n ·2n , 则2M =1×22+2×23+…+n ·2n +1,所以-M =2+22+…+2n -n ·2n +1=2n +1-2-n ·2n +1, 所以M =(n -1)·2n +1+2, 所以T n =(n -1)·2n +1+2-n (n +1)2.。

2019年高考数学一轮复习 基础满分练2 北师大版

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2019年高考数学一轮复习 基础满分练2 北师大版1.一个袋中有4个大小质地都相同的小球,其中红球1个,白球2个,黑球1个,现从袋中有放回地取球,每次随机取一个. (1)求连续取两次都是白球的概率;(2)若取一个红球记2分,取一个白球记1分,取一个黑球记0分,求连续取两次分数之和大于1分的概率.解 (1)设2个白球分别为白1、白2,则有放回地连续取两次所包含的基本事件有(红,红),(红,白1),(红,白2),(红,黑),(白1,红),(白1,白1),(白1,白2),(白1,黑),(白2,红),(白2,白1),(白2,白2),(白2,黑),(黑,红),(黑,白1),(黑,白2),(黑,黑),所以基本事件的总数为16.设事件A 为“连续取两次都是白球”,则事件A 所包含的基本事件有(白1,白1),(白1,白2),(白2,白1),(白2,白2),共4种,所以,P (A )=416=14.(2)法一 由(1)知,连续取两次的事件总数为16, 设事件B 为“连续取两次分数之和为0分”.则P (B )=116,设事件C 为“连续取两次分数之和为1分”.则P (C )=416=14,设事件D 为“连续取两次分数之和大于1分”,则P (D )=1-P (B )-P (C )=1116.法二 设事件B 为“连续取两次分数之和为2分”,则P (B )=616;设事件C 为“连续取两次分数之和为3分”,则P (C )=416;设事件D 为“连续取两次分数之和为4分”,则P (D )=116;设事件E 为“连续取两次分数之和大于1分”, 则P (E )=P (B )+P (C )+P (D )=1116. 2.有编号为A 1,A 2,…,A 10的10个零件,测量其直径(单位:cm),得到下面数据:(1)从上述10个零件中,随机抽取1个,求这个零件为一等品的概率. (2)从一等品零件中,随机抽取2个. ①用零件的编号列出所有可能的抽取结果;②求这2个零件直径相等的概率.解 (1)由所给数据可知,一等品零件共有6个.设“从10个零件中,随机抽取1个为一等品”为事件A ,则P (A )=610=35.(2)①一等品零件的编号为A 1,A 2,A 3,A 4,A 5,A 6.从这6个一等品零件中随机抽取2个,所有可能的结果有:{A 1,A 2},{A 1,A 3},{A 1,A 4},{A 1,A 5},{A 1,A 6},{A 2,A 3},{A 2,A 4},{A 2,A 5},{A 2,A 6},{A 3,A 4},{A 3,A 5},{A 3,A 6},{A 4,A 5},{A 4,A 6},{A 5,A 6},共有15种.②“从一等品零件中,随机抽取的2个零件直径相等”(记为事件B )的所有可能结果有:{A 1,A 4},{A 1,A 6},{A 4,A 6},{A 2,A 3},{A 2,A 5},{A 3,A 5},共有6种,所以P (B )=615=25. 3.某工厂甲、乙两个车间包装同一种产品,在自动包装传送带上每隔1小时各抽一包产品,称其质量(单位:克)是否合格,分别记录抽查数据,获得质量数据的茎叶图如图. (1)根据样品数据,计算甲、乙两个车间产品质量的均值与方差,并说明哪个车间的产品的质量相对较稳定;(2)若从乙车间6件样品中随机抽取两件,求所抽取的两件样品的质量之差不超过2克的概率.解 (1)x 甲=16(107+111+111+113+114+122)=113,x 乙=16(108+109+110+112+115+124)=113,s 2甲=16[(107-113)2+(111-113)2+(111-113)2+(113-113)2+(114-113)2+(122-113)2]=21,s 2乙=16[(108-113)2+(109-113)2+(110-113)2+(112-113)2+(115-113)2+(124-113)2]=883. ∵x 甲=x 乙,s 2甲<s 2乙,∴甲车间的产品的质量相对较稳定.(2)从乙车间6件样品中随机抽取两件,共有15种不同的取法:(108,109),(108,110),(108,112),(108,115),(108,124),(109,110),(109,112),(109,115),(109,124),(110,112),(110,115),(110,124),(112,115),(112,124),(115,124).设A 表示随机事件“所抽取的两件样品的质量之差不超过2克”,则A 的基本事件有4种:(108,109),(108,110),(109,110),(110,112).故所求概率为P(A)=415.4.某校从高一年级学生中随机抽取40名学生,将他们的期中考试数学成绩(满分100分,成绩均为不低于40分的整数)分成六段:[40,50),[50,60),…,[90,100]后得到如图的频率分布直方图.(1)求图中实数a的值;(2)若该校高一年级共有学生640人,试估计该校高一年级期中考试数学成绩不低于60分的人数;(3)若从数学成绩在[40,50)与[90,100]两个分数段内的学生中随机选取两名学生,求这两名学生的数学成绩之差的绝对值不大于10的概率.解(1)由于图中所有小矩形的面积之和等于1,所以10×(0.005+0.01+0.02+a+0.025+0.01)=1.解得a=0.03.(2)根据频率分布直方图,成绩不低于60分的频率为1-10×(0.005+0.01)=0.85.由于该校高一年级共有学生640人,利用样本估计总体的思想,可估计该校高一年级数学成绩不低于60分的人数约为640×0.85=544.(3)成绩在[40,50)分数段内的人数为40×0.05=2,分别记为A,B.成绩在[90,100]分数段内的人数为40×0.1=4,分别记为C,D,E,F.若从数学成绩在[40,50)与[90,100]两个分数段内的学生中随机选取两名学生,则所有的基本事件有(A,B),(A,C),(A,D),(A,E),(A,F),(B,C),(B,D),(B,E),(B,F),(C,D),(C,E),(C,F),(D,E),(D,F),(E,F),共15种.如果两名学生的数学成绩都在[40,50)分数段内或都在[90,100]分数段内,那么这两名学生的数学成绩之差的绝对值一定不大于10.如果一个成绩在[40,50)分数段内,另一个成绩在[90,100]分数段内,那么这两名学生的数学成绩之差的绝对值一定大于10.记“这两名学生的数学成绩之差的绝对值不大于10”为事件M,则事件M包含的基本事件有(A,B),(C,D),(C,E),(C,F),(D,E),(D,F),(E,F),共7种,所以所求概率为P(M)=7 15..。

2019高考数学高分突破二轮复习练习:专题二 第2讲 数列求和及综合应用 含解析

2019高考数学高分突破二轮复习练习:专题二 第2讲 数列求和及综合应用 含解析

第2讲数列求和及综合应用高考定位 1.高考对数列求和的考查主要以解答题的形式出现,通过分组转化、错位相减、裂项相消等方法求数列的和,难度中档偏下;2。

在考查数列运算的同时,将数列与不等式、函数交汇渗透。

真题感悟1.(2017·全国Ⅲ卷)设数列{a n}满足a1+3a2+…+(2n-1)a n=2n.(1)求{a n}的通项公式;(2)求数列错误!的前n项和。

解(1)因为a1+3a2+…+(2n-1)a n=2n,①故当n≥2时,a1+3a2+…+(2n-3)a n-1=2(n-1),②①-②得(2n-1)a n=2,所以a n=错误!,又n=1时,a1=2适合上式,从而{a n}的通项公式为a n=错误!.(2)记错误!的前n项和为S n,由(1)知错误!=错误!=错误!-错误!,则S n=错误!+错误!+…+错误!=1-错误!=错误!.2.(2017·山东卷)已知{a n}是各项均为正数的等比数列,且a1+a2=6,a1a2=a3。

(1)求数列{a n}的通项公式;(2){b n}为各项非零的等差数列,其前n项和为S n,已知S2n+1=b n b n+1,求数列错误!的前n项和T n。

解(1)设{a n}的公比为q,由题意知错误!又a n>0,解得错误!所以a n=2n.(2)由题意知:S2n+1=错误!=(2n+1)b n+1,又S2n+1=b n b n+1,b n+1≠0,所以b n=2n+1。

令c n=错误!,则c n=错误!,因此T n=c1+c2+…+c n=错误!+错误!+错误!+…+错误!+错误!,又错误!T n=错误!+错误!+错误!+…+错误!+错误!,两式相减得错误!T n=错误!+错误!-错误!,所以T n=5-错误!。

考点整合1.(1)数列通项a n与前n项和S n的关系,a n=错误!(2)应用a n与S n的关系式f(a n,S n)=0时,应特别注意n=1时的情况,防止产生错误。

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高分突破复习:小题基础过关练(二)一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.设集合M ={x ||x -1|<1},N ={x |x <2},则M ∩N =( ) A.(-1,1)B.(-1,2)C.(0,2)D.(1,2)解析 由|x -1|<1,得-1<x -1<1,解得0<x <2, ∴M ={x |0<x <2},又∵N ={x |x <2}, ∴M ∩N =(0,2). 答案 C2.(2018·全国Ⅰ卷)设z =1-i1+i +2i ,则|z |=( )A.0B.12C.1D. 2解析 因为z =1-i 1+i +2i =(1-i )2(1+i )(1-i )+2i =-i +2i =i ,所以|z |=1.答案 C3.函数y =cos2⎝⎛⎭⎪⎫x +π4是( )A.周期为π的奇函数B.周期为π的偶函数C.周期为2π的奇函数D.周期为2π的偶函数解析 y =cos2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=-sin 2x ,是周期为π的奇函数. 答案 A4.已知倾斜角为θ的直线l 与直线x +2y -3=0垂直,则sin 2θ 的值为( ) A.35B.45C.15D.-15解析 由已知tan θ=2,sin 2θ=2sin θcos θ=2sin θcos θsin 2θ+cos 2θ=2tan θtan 2θ+1=45. 答案 B5.(2018·日照模拟)设a =20.1,b =lg 52,c =log 3910,则a ,b ,c 的大小关系是( )A.b >c >aB.a >c >bC.b >a >cD.a >b >c解析 因为a =20.1∈(1,2),b =lg 52∈(0,1),c =log 3910<0,∴a >b >c .答案 D6.“m <0”是“函数f (x )=m +log 2x (x ≥1)存在零点”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 由f (x )=m +log 2x =0(x ≥1),得m =-log 2x ≤0. 因为{m |m m |m ≤0},所以“m <0”是“函数f (x )(x ≥1)存在零点”的充分不必要条件.答案 A7.(2018·武昌调研)中国古代数学名著《九章算术》中记载了公元前344年商鞅督造的一种标准量器——商鞅铜方升,其三视图如图所示(单位:寸),若π取3,其体积为12.6(立方寸),则图中的x 为( )A.1.2B.1.6C.1.8D.2.4解析 由三视图知,商鞅铜方升是由一圆柱和一长方体的组合体.依题意,得(5.4-x )×3×1+π⎝ ⎛⎭⎪⎫122x =12.6,解得x =1.6.答案 B8.正项等比数列{a n }中,a 2 018=a 2 017+2a 2 016,若a m a n =16a 21,则4m +1n的最小值等于( )A.1B.32C.53D.136解析 设公比为q ,因为a 2 018=a 2 017+2a 2 016, 所以q 2=q +2,则q =2或q =-1(舍). 又a m a n =16a 21,则a 21·2m +n -2=16a 21.∴m +n =6(m >0,n >0),且m ,n ∈N *. ∴4m +1n =16(m +n )⎝ ⎛⎭⎪⎫4m +1n =16⎝ ⎛⎭⎪⎫5+4n m +m n≥16⎝⎛⎭⎪⎫5+24n m ·m n =32. 当且仅当m =4,n =2时等号成立. 答案 B9.已知A ,B 是圆O :x 2+y 2=4上的两个动点,|AB →|=2,OC →=13OA →+23OB →,若M 是线段AB 的中点,则OC →·OM →的值为( ) A. 3B.2 3C.2D.3解析 由OC →=13OA →+23OB →,又OM →=12(OA →+OB →),所以OC →·OM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫13OA →+23OB →·12(OA →+OB →)=16(OA →2+2OB →2+3OA →·OB →), 又△OAB 为等边三角形,所以OA →·OB →=2×2cos 60°=2,OA →2=4,OB →2=4,所以OC →·OM →=3. 答案 D10.习总书记在十九大报告中指出:坚定文化自信,推动社会主义文化繁荣兴盛.如图,“大衍数列”:0,2,4,8,12…来源于《乾坤谱》中对《易传》“大衍之数五十”的推论,主要用于解释中国传统文化中的太极衍生原理,数列中的每一项,都代表太极衍生过程中,曾经经历过的两仪数量总和.如图是求大衍数列前n 项和的程序框图,执行该程序框图,输入m =6,则输出的S =( )A.26B.44C.68D.100解析 第一次运行,n =1,a =n 2-12=0,S =0+0=0,不符合n ≥m ,继续运行.第二次运行,n =2,a =n 22=2,S =0+2=2,不符合n ≥m ,继续运行,第三次运行,n =3,a =n 2-12=4,S =2+4=6,不符合n ≥m ,继续运行,第四次运行,n =4,a =n 22=8,S =6+8=14,不符合n ≥m ,继续运行,第五次运行,n =5,a =n 2-12=12,S =14+12=26,不符合n ≥m ,继续运行,第六次运行,n =6,a =n 22=18,S =26+18=44,符合n ≥m ,输出S =44.答案 B11.已知双曲线E :x 24-y 22=1,直线l 交双曲线于A ,B 两点,若线段AB 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-1,则l 的方程为( ) A.4x +y -1=0B.2x +y =0C.2x +8y +7=0D.x +4y +3=0解析 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 214-y 212=1,且x 224-y 222=1,相减得x 21-x 224=y 21-y 222,即y 1-y 2x 1-x 2=12×x 1+x 2y 1+y 2. 又线段AB 的中点坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-1, 因此x 1+x 2=2×12=1,y 1+y 2=(-1)×2=-2,则y 1-y 2x 1-x 2=-14,即直线AB 的斜率为-14,直线l 的方程为y +1=-14⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,即2x +8y +7=0. 答案 C12.定义在(0,+∞)上的函数f (x )满足x 2f ′(x )+1>0,f (1)=6,则不等式f (lg x )<1lg x +5的解集为( ) A.(10,10) B.(0,10) C.(10,+∞)D.(1,10)解析 设g (x )=f (x )-1x -5,则g ′(x )=f ′(x )+1x 2=x 2f ′(x )+1x2>0,故函数g (x )在(0,+∞)上单调递增,又g (1)=0,故g (x )<0的解集为(0,1),即f (x )<1x+5的解集为(0,1).由0<lg x <1,得1<x <10,则所求不等式的解集为(1,10). 答案 D二、填空题(本大题共4个小题,每小题5分,共20分.请把正确的答案填写在各小题的横线上.)13.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≤0,2x +y -4≥0,x ≥0,则z =x +2y 的最小值为________.解析 由题意可得可行域为如图所示(含边界)的阴影部分,z =x +2y ,即y =-12x +12z ,则在点A 处取得最小值,联立⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1=0,2x +y -4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =2, ∴A (1,2).代入z =x +2y 得最小值5. 答案 5 14.若二项式⎝⎛⎭⎪⎫55x 2+1x 6的展开式中的常数项为m ,则⎠⎛1m x 2d x =________.解析 依题意m =T 5=C 46⎝⎛⎭⎪⎫552=3.则⎠⎛1m x 2d x =⎠⎛13x 2d x =13x 3⎪⎪⎪31=263.答案26315.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的两条渐近线与抛物线y 2=4x 的准线分别交于A ,B 两点,O 为坐标原点,若S △AOB =23,则双曲线的离心率e =________.解析 双曲线的渐近线方程是y =±ba x ,当x =-1时,y =±b a,不妨设A ⎝⎛⎭⎪⎫-1,b a ,B ⎝⎛⎭⎪⎫-1,-b a,所以S △AOB =12×2×b a ×1=23,即b a =2 3.所以b2a 2=12,所以e =1+b 2a2=13. 答案1316.若函数y =f (x )满足:对于y =f (x )图象上任意一点P ,在其图象上总存在点P ′,使得OP →·OP →′=0成立,称函数y =f (x )是“特殊对点函数”.给出下列五个函数: ①y =x -1;②y =e x-2(其中e 为自然对数的底数); ③y =ln x ;④y =1-x 2.其中是“特殊对点函数”的是________(写出所有正确的序号).解析 设点P (x 1,f (x 1)),点P ′(x 2,f (x 2)),由OP →·OP ′→=0,得x 1x 2+f (x 1)f (x 2)=0,即OP →⊥OP →′.对于①y =x -1.当取点P (1,1)时,满足OP →⊥OP →′的点P ′不在y =x -1上,故①y =x -1不是“特殊对点函数”,如图(1)所示;对于②y =e x -2.作出函数y =e x-2的图象.由图象知,满足OP →⊥OP →′的点P ′(x 2,f (x 2))都在y =f (x )图象上,则②是“特殊对点函数”,如图(2)所示;(1) (2)(3) (4)对于③y =ln x .当取点P (1,0)时,满足OP →⊥OP →′的点P ′不在y =ln x 上,故③y =ln x 不是“特殊对点函数”,如图(3)所示;对于④y =1-x 2.作出函数y =1-x 2的图象,由图象知,满足OP →⊥OP →′的点P ′(x 2,f (x 2))都在y =f (x )图象上,则④是“特殊对点函数”,如图(4)所示. 答案 ②④。

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