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(WORD)-高等数学课后习题(完整版)及答案
高等数学课后习题(完整版)及答案高等数学课后答案习题1 11设A ( 5) (5 ) B [10 3)写出A BA B A\B及A\(A\B)的表达式解 A B ( 3) (5 )A B [105)A\B ( 10) (5 )A\(A\B) [105)2设A、B是任意两个集合证明对偶律 (A B)C AC BC 证明因为x (A B)C x A B x A或x B x AC或x BC x ACBC所以 (A B)C AC BC3设映射f X Y A X B X 证明(1)f(A B) f(A) f(B)(2)f(A B) f(A) f(B)证明因为y f(A B) x A B使f(x) y(因为x A或x B) y f(A)或y f(B)y f(A) f(B)所以 f(A B) f(A) f(B)(2)因为y f(A B) x A B使f(x) y (因为x A且x B) y f(A)且y f(B) y f(A) f(B)所以 f(A B) f(A) f(B)4设映射f X Y若存在一个映射g Y X使g f IXf g IY其中IX、IY分别是X、Y上的恒等映射即对于每一个x X有IX x x 对于每一个y Y有IY y y证明 f是双射且g是f的逆映射 g f 1证明因为对于任意的y Y有x g(y) X且f(x) f[g(y)] Iy y y即Y中任意元素都是X中某元素的像所以f为X到Y的满射又因为对于任意的x1 x2必有f(x1) f(x2)否则若f(x1) f(x2) g[ f(x1)] g[f(x2)] x1 x2因此f既是单射又是满射即f是双射对于映射g Y X因为对每个y Y有g(y) x X且满足f(x) f[g(y)] Iy y y按逆映射的定义 g是f的逆映射5设映射f X Y A X 证明(1)f 1(f(A)) A(2)当f是单射时有f 1(f(A)) A证明 (1)因为x A f(x) y f(A) f 1(y) x f 1(f(A))所以 f 1(f(A)) A(2)由(1)知f 1(f(A)) A另一方面对于任意的x f 1(f(A)) 存在y f(A)使f1(y) x f(x) y 因为y f(A)且f是单射所以x A这就证明了f 1(f(A)) A因此f 1(f(A)) A6求下列函数的自然定义域(1)y x233 解由3x2 0得x 2函数的定义域为[2, )(2)y 1 1x2解由1x2 0得x 1函数的定义域为( 1) (11) (1 )(3)y 1x x2解由x 0且1x2 0得函数的定义域D [1 0) (0 1](4)y 14x2解由4x2 0得 |x| 2函数的定义域为(2 2)(5)y sinx解由x 0得函数的定义D [0 )(6) y tan(x1)2 解由x1 (k 0 1 2 )得函数的定义域为x k 1 (k 0 1 2 2)(7) y arcsin(x3)解由|x3| 1得函数的定义域D [2 4](8)y x1 x解由3x 0且x 0得函数的定义域D ( 0) (0 3)(9) y ln(x1)解由x1 0得函数的定义域D (1 )(10)y ex解由x 0得函数的定义域D ( 0) (0 )7下列各题中函数f(x)和g(x)是否相同?为什么?(1)f(x) lg x2 g(x) 2lg x(2) f(x) x g(x) x2(3)f(x) x4x3g(x) xx1(4)f(x) 1 g(x) sec2x tan2x解 (1)不同因为定义域不同(2)不同因为对应法则不同 x 0时 g(x) x(3)相同因为定义域、对应法则均相相同(4)不同因为定义域不同8 |sinx| |x|3设 (x) |x| 0 3 求 ( ) ( ) ( ) (2)并作出函数y (x)644的图形) |sin | 解 ( ) |sin | 1 (446622) |sin( )| (442 (2) 09试证下列函数在指定区间内的单调性(1)y x ( 1) 1x(2)y x ln x (0 )证明 (1)对于任意的x1 x2 ( 1)有1x1 0 1x2 0因为当x1 x2时y1y2 xxx x 0 1x11x2(1x1)(1x2) 所以函数y x在区间( 1)内是单调增加的 1x(2)对于任意的x1 x2 (0 )当x1 x2时有y1y2 (x1lnx1)(x2lnx2) (x1x2)lnx 0 x2所以函数y x ln x在区间(0 )内是单调增加的10设 f(x)为定义在(l l)内的奇函数若f(x)在(0 l)内单调增加证明f(x)在(l 0)内也单调增加证明对于x1 x2 (l 0)且x1 x2有x1x2 (0 l)且x1 x2因为f(x)在(0 l)内单调增加且为奇函数所以f(x2) f(x1)f(x2) f(x1) f(x2) f(x1)这就证明了对于x1 x2 (l 0)有f(x1) f(x2)所以f(x)在(l 0)内也单调增加11设下面所考虑的函数都是定义在对称区间(l l)上的证明(1)两个偶函数的和是偶函数两个奇函数的和是奇函数(2)两个偶函数的乘积是偶函数两个奇函数的乘积是偶函数偶函数与奇函数的乘积是奇函数证明 (1)设F(x) f(x)g(x)如果f(x)和g(x)都是偶函数则F(x) f(x)g(x) f(x)g(x) F(x)所以F(x)为偶函数即两个偶函数的和是偶函数如果f(x)和g(x)都是奇函数则F(x) f(x)g(x) f(x)g(x) F(x)所以F(x)为奇函数即两个奇函数的和是奇函数(2)设F(x) f(x) g(x)如果f(x)和g(x)都是偶函数则F(x) f(x) g(x) f(x) g(x) F(x)所以F(x)为偶函数即两个偶函数的积是偶函数如果f(x)和g(x)都是奇函数则F(x) f(x) g(x) [f(x)][g(x)] f(x) g(x) F(x)所以F(x)为偶函数即两个奇函数的积是偶函数如果f(x)是偶函数而g(x)是奇函数则F(x) f(x) g(x) f(x)[g(x)] f(x) g(x) F(x)所以F(x)为奇函数即偶函数与奇函数的积是奇函数12下列函数中哪些是偶函数哪些是奇函数哪些既非奇函数又非偶函数?(1)y x2(1x2)(2)y 3x2x3(3)y 1x2 1x2(4)y x(x1)(x1)(5)y sin x cos x1(6)y ax a x2解 (1)因为f(x) (x)2[1(x)2] x2(1x2) f(x)所以f(x)是偶函数(2)由f(x) 3(x)2(x)3 3x2x3可见f(x)既非奇函数又非偶函数(3)因为1(x)21x2f(x) f(x) 221x1x所以f(x)是偶函数(4)因为f(x) (x)(x1)(x1) x(x1)(x1) f(x)所以f(x)是奇函数(5)由f(x) sin(x)cos(x)1 sin x cos x1可见f(x)既非奇函数又非偶函数(6)因为(x)(x)xxa aa af(x) f(x) 22所以f(x)是偶函数13下列各函数中哪些是周期函数?对于周期函数指出其周期(1)y cos(x2)解是周期函数周期为l 2(2)y cos 4x解是周期函数周期为l 2(3)y 1sin x解是周期函数周期为l 2(4)y xcos x解不是周期函数(5)y sin2x解是周期函数周期为l14求下列函数的反函数(1)y x1解由y x1得x y31所以y x1的反函数为y x31(2)y 1x 1x解由y 1x得x 1y所以y 1x的反函数为y 1x1x1y1x1x(3)y ax b(ad bc 0) cx d解由y ax b得x dy b所以y ax b的反函数为y dx b cx dcy acx dcx a(4) y 2sin3xyarcsin所以y 2sin3x的反函数为y 1arcsinx解由y 2sin 3x 得x 13232(5) y 1ln(x2)x2(6)y 2 1 解由y 1ln(x2)得x ey12所以y 1ln(x2)的反函数为y ex122xx y 所以的反函数为y log2211x 解 y2xy x log由得21y2 115设函数f(x)在数集X上有定义试证 函数f(x)在X上有界的充分必要条件是它在X上既有上界又有下界证明先证必要性设函数f(x)在X上有界则存在正数M使|f(x)| M即M f(x) M这就证明了f(x)在X上有下界M和上界M再证充分性设函数f(x)在X上有下界K1和上界K2即K1 f(x) K2 取M max{|K1| |K2|}则M K1 f(x)K2 M即 |f(x)| M这就证明了f(x)在X上有界16在下列各题中求由所给函数复合而成的函数并求这函数分别对应于给定自变量值x1和x2的函数值(1) y u2 u sin x解 y sin2x x1 6x2 33y1 sin2 12 1y2 sin2 ()2 324624x1 x2 84 (2) y sin u u 2x解 y sin2x(3)y解 y1 sin(2 ) sin y2 sin(2 sin 1 842422u 1x x1 1 x2 2 y x2 y1 12 y2 22(4) y eu u x2 x1 0 x2 1解 y ex2 y1 e0 1 y2 e1 e 22(5) y u2 u ex x1 1 x2 1解 y e2x y1 e2 1 e2 y2 e2 (1) e217设f(x)的定义域D [0 1]求下列各函数的定义域(1) f(x2)解由0 x2 1得|x| 1所以函数f(x2)的定义域为[1 1](2) f(sinx)解由0 sin x 1得2n x (2n1) (n 0 1 2 )所以函数f(sin x)的定义域为[2n (2n1) ] (n 0 1 2 )(3) f(x a)(a>0)解由0 x a 1得a x 1a所以函数f(x a)的定义域为[a 1a](4) f(x a)f(x a)(a 0)22 解由0 x a 1且0 x a 1得 当0 a 1时 a x 1a 当a 1时无解因此当0 a 1时函数的定义域为[a 1a]当a 1时函数无意义2218设的图形解 |x| 1 1 x f(x) 0 |x| 1 g(x) e |x| 1 1 求f[g(x)]和g[f(x)]并作出这两个函数 1 |ex| 1 f[g(x)] 0|ex| 11 |ex| 1 即 1 x 0 f[g(x)] 0 x 0 1 x 0e1 |x| 1 g[f(x)] ef(x) e0 |x| 1e 1 |x| 1 e |x| 1 |x| 1即g[f(x)] 11 |x| 1 e19已知水渠的横断面为等腰梯形斜角 40 (图137)当过水断面ABCD的面积为定值S0周L(L AB BC CD)与水的函数关系式并指明其图137解 AB DC hsin40 0cot40 h所以又从1h[BC(BC2cot40 h)] S0得BC Sh时求湿深h之间定义域 2S2cos40L h hsin40自变量h的取值范围应由不等式组h 0确定定义域为0 h 0cot40S0 cot40 h 0 h20收敛音机每台售价为90元成本为60元厂方为鼓励销售商大量采购决定凡是订购量超过100台以上的每多订购1台售价就降低1分但最低价为每台75元(1)将每台的实际售价p表示为订购量x的函数(2)将厂方所获的利润P表示成订购量x的函数(3)某一商行订购了1000台厂方可获利润多少?解 (1)当0 x 100时 p 90令001(x0100) 9075得x0 1600因此当x 1600时p 75当100 x 1600时p 90(x100) 001 910 01x综合上述结果得到0 x 100 90 p 910.01x 100 x 1600 75 x 1600 30x 0 x 1002100 x 1600 (2)P (p60)x 31x0.01x 15x x 1600(3) P 31 1000001 10002 21000(元)习题1 21观察一般项xn如下的数列{xn}的变化趋势写出它们的极限 (1)xn 1 2n解当n 时(2)xn (1)n1 n1 0 0 xn 1limn 22 解当n 时(3)xn 2 12 nxn (1)n1 0 lim(1)n1 0 n nn解当n 时(4)xn n1 n1xn 21 2 lim(21) 2 n nn2解当n 时(5) xn n(1)n xn n1 12 0 limn1 1n n1n1n 1解当n 时 xn n(1)n没有极限2 cos设数列{xn}的一般项xn nx ? 求出N使当n N时 xn问nlim n与其极限之差的绝对值小于正数 当 0001时求出数N解limx 0n n要使|x n0| 只要1 也就是n 1取n|cos|1 0 |xn0| nnN [1]则n N有|xn0|当 0001时 N [1] 10003根据数列极限的定义证明1 0 (1)nlim 2n分析要使|120| 12 只须n2 1即nnn1nn证明因为 0N [3n1 3 (2)nlim1]1 0当n N时有|120| 所以nlim 2分析2n12n13| 1 1要使|3 2n122(2n1)4n4只须证明因为 0N [1]当n N (3)nlim 分析 n2a2 1 n1 即n 14 4n3n1 3时有|3n13| 所以nlim 2n122n12只须2an222222a a naa要使|1| 22nnn a n)n2aN []证明因为 022n alim 1 n n当n N时有|n2a21|n所以(4)nlim0. 999 9 1n个分析要使|099 91|110n 1只须1 10即n 1lg1证明因为 0N [1lg1]当n N时有|099 91| 所以n n个lim0.999 9 1|u| |a|并举例说明 如果数列{|xn|}有极限但数证明nlimn4limu an n列{xn}未必有极限u a所以 0N N当n N时有|un a| 从而证明因为nlim n||un||a|| |un a||un| |a|这就证明了nlim|(1)n| 1但lim(1)n 数列{|xn|}有极限但数列{xn}未必有极限例如nlimn不存在y 0证明 5设数列{xn}有界又nlim nn limxnyn 0证明因为数列{xn}有界所以存在M使n Z有|xn| Myn 0所以 0N N当n N时有|yn| 从而当n N时又nlim M有xy 0所以nlim nn|xnyn0| |xnyn| M|yn| M M6对于数列{xn}若x2k1 a(k ) x2k a(k )证明 xn a(n )证明因为x2k1 a(k ) x2k a(k )所以 0K1当2k1 2K11时有| x2k1a| K2当2k 2K2时有|x2k a| 取N max{2K11 2K2}只要n N就有|xn a| 因此xn a (n )习题1 31根据函数极限的定义证明(3x1) 8 (1)limx 3分析因为|(3x1)8| |3x9| 3|x3|所以要使|(3x1)8| 只须|x3| 1 3 证明因为 0 1 当0 |x3| 时有 3|(3x1)8|(3x1) 8所以limx 3(5x2) 12 (2)limx 2分析因为|(5x2)12| |5x10| 5|x2|所以要使|(5x2)12| 只须|x2| 1 5 证明因为 0 1 当0 |x2| 时有 5|(5x2)12|(5x2) 12所以limx 22x4 4(3)xlim 2x 2分析因为x24(4) x24x4 |x2| |x(2)| x2x 2所以要使x24(4) x2只须|x(2)| 证明因为 0 当0 |x(2)| 时有x24(4) x2x24 4lim所以x 2x2314x(4)lim 2 2x1x分析因为所以要使14x32 |12x2| 2|x(1)| 2x1214x32 2x1只须|x(1)| 1 2222 证明因为 0 1 当0 |x(1)| 时有 14x32 2x1 314x所以lim 2 2x1x 22根据函数极限的定义证明1x (1)xlim 1 22x3分析因为所以要使1x31 1x3x3 1 2x322x32|x|3 1x312x2只须1 2|x|即|x| 1证明因为 0X 1当|x| X时有 1x312x3231x 1所以xlim3 2x2sinx 0 (2)xlim x 分析因为所以要使证明sinx0 |sinx| 1 xxxsinx0 只须1 即x 12x x因为 0X 1当x X时有 2sinx0 xsinx 0所以xlim x 3当x 2时 y x2 4问 等于多少使当|x2|< 时 |y4|<0001?解由于当x 2时 |x2| 0故可设|x2| 1即1 x 3要使|x24| |x2||x2| 5|x2| 0001只要|x2| 0.001 0.0002 5取 00002则当0 |x2| 时就有|x24| 0 0014当x 时解要使y x21 1 x32问X等于多少使当|x| X时|y1| 001? 只要|x| 43 0.01x211 4 0.01x23x23故X5证明函数f(x) |x|当x 0时极限为零证明因为|f(x)0| ||x|0| |x| |x0|所以要使|f(x)0| 只须|x|因为对 0 使当0 |x0| 时有|f(x)0| ||x|0||x| 0所以limx 06求f(x) x, x (x) |x|当xx 0时的左﹑右极限并说明它们在x 0时的极限是否存在证明因为lim f(x) lim x lim1 1x 0x 0xx 0lim f(x) lim x lim1 1 x 0x 0xx 0x 0limf(x) lim f(x) x 0f(x)存在所以极限limx 0因为|x| lim x 1 x 0x 0xx 0x|x|x 1lim (x) lim limx 0x 0xx 0xlim (x) limx 0 lim (x) lim (x) x 0(x)不存在所以极限limx 07证明 若x 及x 时函数f(x)的极限都存在且都等于Af(x) A则xlimf(x) A证明因为xlim x limf(x) A所以 >0X1 0使当x X1时有|f(x)A|X2 0使当x X2时有|f(x)A|f(x) A取X max{X1 X2}则当|x| X时有|f(x)A| 即xlim8根据极限的定义证明 函数f(x)当x x0 时极限存在的充分必要条件是左极限、右极限各自存在并且相等证明先证明必要性设f(x) A(x x0)则 >0 0使当0<|x x0|< 时有|f(x)A|<因此当x0 <x<x0和x0<x<x0 时都有|f(x)A|<这说明f(x)当x x0时左右极限都存在并且都等于A再证明充分性设f(x00) f(x00) A则 >01>0使当x0 1<x<x0时有| f(x)A<2>0使当x0<x<x0+ 2时有| f(x)A|<取 min{ 1 2}则当0<|x x0|< 时有x0 1<x<x0及x0<x<x0+ 2 从而有| f(x)A|<即f(x) A(x x0)9试给出x 时函数极限的局部有界性的定理并加以证明解 x 时函数极限的局部有界性的定理 如果f(x)当x 时的极限存在则存在X 0及M 0使当|x| X时 |f(x)| M证明设f(x) A(x )则对于 1X 0当|x| X时有|f(x)A| 1所以|f(x)| |f(x)A A| |f(x)A||A| 1|A|这就是说存在X 0及M 0使当|x| X时 |f(x)| M其中M 1|A|习题1 41两个无穷小的商是否一定是无穷小?举例说明之解不一定(x)2 例如当x 0时 (x) 2x (x) 3x都是无穷小但limx 0(x)3 (x)不 (x)是无穷小2根据定义证明2x9(1)y x当x 3时为无穷小; 3(2)y xsin1当x 0时为无穷小x2x9 |x3|时|y| x 3 证明 (1)当x 3有因为 0当0 |x3| 时2|y| x9 |x3| x 32x9所以当x 3时y x为无穷小 3(2)当x 0时|y| |x||sin1| |x0|因为 0 x|y| |x||sin1| |x0| x所以当x 0时y xsin1为无穷小 x当0 |x0| 时有3根据定义证明 函数y 12x为当x 0时的无穷大问x应满足什x么条件能使|y| 104?证明分析|y||x| 1 M212x 21 12 xx|x|2 M即要使|y| M只须|1x|证明因为M 0所以当取1使当0 |x0| 时有12x M xM2x 0时函数y 12x是无穷大 xM 104则 41当0 |x0| 41时|y| 104 10210 2 4求下列极限并说明理由2x1; (1)limx x21x(2)limx 01xxxxx1x2 1所以lim x 01x2x1 2解 (1)因为2x1 21而当x 时1是无穷小所以limx x (2)因为11x2 1x(x 1)而当x 0时x为无穷小5根据函数极限或无穷大定义填写下表解6函数y xcos x在( )内是否有界?这个函数是否为当x 时的无穷大?为什么?解函数y xcos x在( )内无界这是因为M 0在( )内总能找到这样的x使得|y(x)| M例如y(2k ) 2k cos2k 2k (k 0 1 2 )当k充分大时就有| y(2k )| M当x 时函数y xcos x不是无穷大这是因为M 0找不到这样一个时刻N使对一切大于N的x都有|y(x)| M例如y(2k (2k )cos(2k ) 0(k 0 1 2 ) 2222 对任何大的N当k充分大时总有x 2k N但|y(x)| 0 M7证明 函数y 1sin1在区间(0 1]上无界但这函数不是当x 0+时xx的无穷大证明函数y 1sin1在区间(0 1]上无界这是因为 xx M 0在(0 1]中总可以找到点xk使y(xk) M例如当xk2k 1(k 0 1 2 )2时有y(xk) 2k2当k充分大时 y(xk) M当x 0+ 时函数y 1sin1不是无穷大这是因为 xxM 0对所有的 0总可以找到这样的点xk使0 xk但y(xk) M例如可取xk 12k(k 0 1 2 )当k充分大时 xk 但y(xk) 2k sin2k 0 M习题1 51计算下列极限2xlim5 (1)x 2x3x25 225 9lim解 x 2x3232x(2)3 x x 1解 2()23x3 0 2x x1() 12 x (3)limx 12x1 2x 1解2(x1)2x2x1x1 0 0lim lim limx 1x 1(x1)(x1)x 1x12x2 14x32x2xlim(4)x 02 3x2x3224x2x x4x2x1 1 lim解lim x 03x2xx 03x22 (x h)2x2lim(5)h 0h222(x h)2x2x2hx h xlim lim lim(2x h) 2x解h 0h 0h 0hh(6)xlim(211) xx21lim1 2解xlim(211 2lim x xx xxx2x1(7)xlim 2x2x 1 解 1 121 limlimx 1 2x 2x x1x 22xx2(8)xlim解或 x2x 42x3x12xx 0lim42(分子次数低于分母次数x x3x1112x lim23 0lim4x2 x x3x1x 1xx2极限为零) x6x8 (9)limx 4x5x 4解 2(x2)(x4)limx26x8 lim limx2 42 2x 4x5x4x 4(x1)(x4)x 4x1413(10)xlim(11)(21) 2xx1) lim(21 1 2 2解xlim(11)(21 lim(1 xx2x xx x2(11)nlim(111 1) 242n1(1)n 1lim(111 1) lim 2 n n 2421 2n 解 123 (n1) (12)nlim(n1)n123 (n1) 1limn1 1解nlim lim n 2n n2nn(n1)(n2)(n3)(13)nlim5n(n1)(n2)(n3)1 (分子与分母的次数相同解nlim 55n3极限为最高次项系数之比)或(n1)(n2)(n3)11)(1213 1 lim(1 3n n 5nnn55n(14)lim(1 33 x 11x1xlim解2131x x3 lim(1x)(x2)lim() limx 11x1x3x 1(1x)(x 1(1x)(1x x2)1x x2) limx 21 x 11x x2计算下列极限32x2x(1)x lim 2(x2)2解 (x2)20lim 0因为x 2x2x162x所以limx 22x2 (x2)23 x (2)xlim 2x 1解 2xlim x 2x1(因为分子次数高于分母次数)(2x3x1) (3)xlim解 x lim(2x3x1) (因为分子次数高于分母次数)3计算下列极限(1)limx2sin1 x 0x2解 limx2sin1 0(当x 0时 x是无穷小而sin1是有界变量)x 0xxarctanx (2)xlim xarctanx lim1 arctanx 0(当x 时 1是无穷小解xlim x xxx而arctan x是有界变量)4证明本节定理3中的(2)习题1 51计算下列极限2xlim5 (1)x 2x322x52lim 5 9解 x 2x32 3 2x(2)23 x x 1解 2()23x3 0 x x21()2 12 x (3)limx 12x1 2x 1解2(x1)2x2x1x1 0 0lim lim limx 1x 1(x1)(x1)x 1x12x 1 324x2x x(4)limx 03x22x4x32x2x lim4x22x1 1解 limx 03x22xx 03x22 (x h)2x2lim(5)h 0h222(x h)2x2x2hx h xlim lim lim(2x h) 2x解h 0h 0h 0hh(6)xlim(211) xx21lim1 2解xlim(211 2lim x xx x2xx2(7)xlim解x21 22x x1112x1lim2 lim 1x 2x x1x 222xx x2x x x43x212x x 0解xlim(分子次数低于分母次数 x3x1(8)lim极限为零)或112x lim 0lim4x2 x x3x1x 21124xx2 x6x8 (9)limx 42x5x 4解 2(x2)(x4)xlim26x8 lim limx2 42 2x 4x5x4x 4(x1)(x4)x 4x1413(10)xlim(11)(21) 2xx1) lim(21 1 2 2解xlim(11)(21 lim(1 xx2x xx x2(11)nlim(111 1) 242n1(1)n 1lim(111 1) lim 2 nn n 2421 2n 解 123 (n1) (12)nlim 2(n1)n123 (n1) 1limn1 1解nlim lim n 2n n2n2n2(n1)(n2)(n3)(13)nlim3 5n(n1)(n2)(n3)1 (分子与分母的次数相同解nlim 55n3极限为最高次项系数之比)或(n1)(n2)(n3)11)(1213 1 lim(1 n 5n nnn55n3(14)lim(1 33 x 11x1xlim解2131x x3 lim(1x)(x2)lim() limx 11x1xx 1(1x)(x 1(1x)(1x x)1x x) limx 22 1 x 11x x2计算下列极限 32x2xlim(1)x 2(x2)2解 (x2)20lim3 0因为x 2x2x21632x2x 所以limx 2(x2)2 x2lim(2)x 2x1 x2 解 xlim 2x1(因为分子次数高于分母次数)(2x3x1) (3)xlim解 x lim(2x3x1) (因为分子次数高于分母次数)3计算下列极限(1)limx2sin1 x 0x2解 limx2sin1 0(当x 0时 x是无穷小而sin1是有界变量)x 0xxarctan x (2)xlim xarctanx lim1 arctanx 0(当x 时1是无穷小解 xlim x xxx而arctan x是有界变量)4证明本节定理3中的(2)习题 171当x 0时 2x x2 与x2x3相比哪一个是高阶无穷小?解232x xx x lim 0因为limx 02x xx 02x所以当x 0时 x2x3是高阶无穷小即x2x3 o(2x x2)2当x 1时无穷小1x和(1)1x3 (2)1(1x2)是否同阶?是否等2价?解 3(1x)(1x x2)1x lim lim(1x x2) 3 (1)因为limx 11xx 1x 11x所以当x 1时 1x和1x3是同阶的无穷小但不是等价无穷小1(1x2) 1lim(1x) 1 (2)因为limx 11x2x 1所以当x 1时 1x和1(1x2)是同阶的无穷小而且是等价无穷小 23证明 当x 0时有(1) arctan x~x2x(2)secx1~2arctanx lim 证明 (1)因为limx 0y 0xy 1(提示 tany令y arctan x则当x 0时y 0)所以当x 0时 arctanx~x2sin2x2sinxsecx1 2lim1cosx lim lim(2 1 (2)因为limx 02x 0x2cosxx 0x 0x2x2222xsecx1~ 2 所以当x 0时4利用等价无穷小的性质求下列极限tan3x (1)limx 02xsin(xn)(2)limx 0(sinx)m(n m为正整数)tanx sinx (3)limx 0sinx(4)limx 0sinx tanx 2(x1sinx1)tan3x lim3x 3解 (1)limx 0x 02x2x21 n mn sin(xn)x 0 n m lim(2)limx 0(sinx)mx 0xm n m1x2sinx(11)tanx sinx lim lim1cosx lim2 1(3)lim332x 0x 0x 0cosxsinxx 0xcosx2sinxsinx(4)因为sinx tanx tanx(cosx1) 2tanxsin2x~2x x)2 1x3(x 0) 222所以x21 x21x2(x 0) ~1x2)2x213sinx~sinx~x(x 0) sinx1sinx1 1x3sinx tanxlim lim 3x 0(x21sinx1)x 02x x35证明无穷小的等价关系具有下列性质(1) ~ (自反性)(2) 若 ~ 则 ~ (对称性)(3)若 ~ ~ 则 ~ (传递性)证明 (1)lim 1所以 ~1从而lim 1因此 ~ (2) 若 ~ 则lim(3) 若 ~ ~习题18 lim lim lim 1 因此 ~1研究下列函数的连续性并画出函数的图形(1) x2 0 x 1 f(x) 2x 1 x 2解已知多项式函数是连续函数所以函数f(x)在[0 1)和(1 2]内是连续的在x 1处因为f(1) 1并且x 12f(x) lim(2x) 1 limf(x) limx 1lim x 1x 1x 1f(x) 1从而函数f(x)在x 1处是连续的所以limx 1综上所述,函数f(x)在[0 2]上是连续函数x 1 x 1 (2)f(x) 1 |x| 1解只需考察函数在x 1和x 1处的连续性在x 1处因为f(1) 1并且x 1limf(x) lim1 1 f(1) x 1x 1 x 1limf(x) lim x 1 f(1)所以函数在x 1处间断但右连续在x 1处因为f(1) 1并且x 1limf(x) lim x 1 f(1) limf(x) lim1 1 f(1) x 1x 1x 1所以函数在x 1处连续综合上述讨论函数在( 1)和(1 )内连续在x 1处间断但右连续2下列函数在指出的点处间断说明这些间断点属于哪一类如果是可去间断点则补充或改变函数的定义使它连续2x(1)y 21 x 1 x 2 x3x 2解 2(x1)(x1)xy 21 x3x2(x2)(x1)因为函数在x 2和x 1处无定义所以x 2和x 1是函数的间断点2xlimy lim21 因为x 2x 2x3x2所以x 2是函数的第二类间断点(x1)y lim 2所以x 1是函数的第一类间断点并且是可去因为limx 1x 1(x2)间断点在x 1处令y 2则函数在x 1处成为连续的(2)y x x k x k tanx2(k 0 1 2 )2 解函数在点x k (k Z)和x k (k Z)处无定义因而这些点都是函数的间断点因xlim k x (k 0) tanxx 1 tanxlimx k 故x k (k 0)是第二类间断点2 因为limx 0x 0(k Z) tanx所以x 0和x k (k Z) 是第一2类间断点且是可去间断点令y|x 0 1则函数在x 0处成为连续的令x k 时 y 0则函数在x k 处成为连续的2(3)y cos21 x 0 x2xx 解因为函数y cos21在x 0处无定义所以x 0是函数y cos21的间断点又因为limcos21不存在所以x 0是函数的第二类间断点x 0xx 1 x 1 (4)y 3 x x 1 x 1解因为xlim1f(x) lim(x1) 0limf(x) lim(3x) 2x 1x 1x 1所以x 1是函数的第一类不可去间断点 3讨论函数解2n1xf(x) limx的连续性 n 1x2n若有间断点判别其类型x |x| 12n 1xf(x) limx 0 |x| 1 n 1x2nx |x| 1f(x) lim(x) 1 lim f(x) lim x 1x 1x 1x 1lim 在分段点x 1处因为x1所以x 1为函数的第一类不可去间断点在分段点x 1处因为xlim 1f(x) lim x 1 limf(x) lim(x) 1x 1x 1x 1所以x 1为函数的第一类不可去间断点4证明 若函数f(x)在点x0连续且f(x0) 0则存在x0的某一邻域U(x0)当x U(x0)时 f(x) 0证明不妨设f(x0)>0因为f(x)在x0连续所以xlimx的局部保号性定理存在x0的某一去心邻域U(x0)f(x) f(x0) 0由极限f(x)>0使当x U(x0)时从而当x U(x0)时 f(x)>0这就是说则存在x0的某一邻域U(x0)当x U(x0)时 f(x) 05试分别举出具有以下性质的函数f(x)的例子 (1)x 0 12无穷间断点1 n 1 是2nf(x)的所有间断点且它们都是解函数f(x) csc( x)csc 在点x 0 1 2 x 1 n 1 处是间断2n的且这些点是函数的无穷间断点(2)f(x)在R上处处不连续但|f(x)|在R上处处连续1 x Q 解函数f(x) 1 x Q在R上处处不连续但|f(x)| 1在R上处处连续(3)f(x)在R上处处有定义但仅在一点连续x x Q 解函数f(x) 在R上处处有定义它只在x 0处连续x x Q习题191求函数f(x) xlimf(x) x 233x2x3的连续区间 2x x6f(x)并求极限limx 0x 3limf(x)及33x2x3 (x3)(x1)(x1)f(x) x(x3)(x2)x x 6 解函数在( )内除点x 2和x 3外是连续的所以函数f(x)的连续区间为( 3)、(3 2)、(2 )在函数的连续点x 0处 limf(x) f(0) 1 x 02在函数的间断点x 2和x 3处limf(x) limx 2(x1)(x1)(x3)(x1)(x1) 8limf(x) limx 3x 3x 2x25(x3)(x2) 2设函数f(x)与g(x)在点x0连续证明函数(x) max{f(x) g(x)} (x) min{f(x) g(x)} 在点x0也连续证明已知xlim x可以验证(x) 1[f(x)g(x)|f(x)g(x)| ]因此2 (x) 1[f(x)g(x)|f(x)g(x)| ]2 (x0) 1[f(x0)g(x0)|f(x0)g(x0)| ]2 (x0) 1[f(x0)g(x0)|f(x0)g(x0)| ] 20f(x) f(x0)limg(x) g(x0) x x0因为lim (x) lim1[f(x)g(x)|f(x)g(x)| ]x x0x x02 1[limf(x)limg(x)|limf(x)limg(x)| ]x x0x x0x x02x x01[f(x0)g(x0)|f(x0)g(x0)| ] (x0) 2所以 (x)在点x0也连续同理可证明 (x)在点x0也连续3求下列极限(1)limx 0x 4x22x5 (sin2x)3 (2)limln(2cos2x) (3)limx 6(4)limx 0x11 xx4x (5)limx 1x 1(6)xlimsinx sina ax a(7)xlim(x2x x2x)解 (1)因为函数f(x) x 0x22x5是初等函数f(x)在点x 0有定义所以 limx22x5 f(0) 22 054 (2)因为函数f(x) (sin 2x)3是初等函数 f(x)在点x 有定义所以lim(sin2x)3 f( (sin2 3 1 44x 46 (3)因为函数f(x) ln(2cos2x)是初等函数 f(x)在点x 有定义所以limln(2cos2x) f( ) ln(2cos2 0 66x(4)limx 0x11 lim(x11)(x11) limxx 0x 0x(x11xx(x11) )11 111112 limx 0(5)limx 1x4x lim(x4xx4x)x 1x1(x1x4x) lim444x4 lim 2x 1x4xx 1(x1x4x) 142cosx asinx alimsinx sina lim(6)x ax ax ax asinx a cosa a 1 cosalimcosx a limx a2x a2222(x2x x2x)(x2x x2x)(x x x x) lim(7)xlim 22 x (x x x x)lim2x2 lim 1 x (x2x x2x)x (11)xx4求下列极限(1)xlim(2)limlnsinx x 0x1ex(11)2 (3)xlim x2x(13tan2x)cotx (4)limx 0x13x( (5)xlim 6x(6)limx 0tanx sinxx sin2x xlime e1lim1x 解 (1) (2) (3) x e0 1 limlnsinx ln(limsinx) ln1 0x 0x 0xxx1lim(1 2x x limx 11x2(1)x e 12(4)lim(13tan2x)cotx limx 02x 0 1(13tan2x)3tan2x3 e3x13x 3 (5)(6x) (16x)36x2因为3(1)3 e lim3 x1 3 xlim x 6x26x23x2 e2所以xlim 6x(tanx sinx)(sin2x1)tanx sinx lim(6)lim22x 0x 0x sinx xx(sinx1)(tanx sinx)2xtanx 2sin(ta nx sinx sinx1) lim limx 0xsin2x(tanx sinx)x 0xsinx22x (x21 limx 02x应当如何选择数a使得f(x)成为在( 5设函数 ex x 0f(x) a x x 0)内的连续函数?解要使函数f(x)在( )内连续只须f(x)在x 0处连续即只须 x 0limf(x) limf(x) f(0) a x 0x 0 x 0f(x) limex 1因为xlim 0x 0limf(x) lim(a x) a所以只须取a 1习题1101证明方程x53x 1至少有一个根介于1和2之间证明设f(x) x53x1则f(x)是闭区间[1 2]上的连续函数因为f(1) 3 f(2) 25 f(1)f(2) 0所以由零点定理在(1 2)内至少有一点(1 2)使f( ) 0即x 是方程x53x 1的介于1和2之间的根因此方程x53x 1至少有一个根介于1和2之间2证明方程x asinx b其中a 0 b 0至少有一个正根并且它不超过a b证明设f(x) asin x b x则f(x)是[0 a b]上的连续函数f(0) b f(a b) a sin (a b)b(a b) a[sin(a b)1] 0若f(a b) 0则说明x a b就是方程x asinx b的一个不超过a b的根若f(a b) 0则f(0)f(a b) 0由零点定理至少存在一点(0 a b)使f( ) 0这说明x 也是方程x=asinx b的一个不超过a b的根总之方程x asinx b至少有一个正根并且它不超过a b 3设函数f(x)对于闭区间[a b]上的任意两点x、y恒有|f(x)f(y)| L|x y|其中L为正常数且f(a) f(b) 0证明 至少有一点 (a b)使得f( ) 0证明设x0为(a b)内任意一点因为所以 0 lim|f(x)f(x0)| limL|x x0| 0 x x0x x0x x0 lim|f(x)f(x0)| 0即 x x0limf(x) f(x0)因此f(x)在(a b)内连续同理可证f(x)在点a处左连续在点b处右连续所以f(x)在[a b]上连续因为f(x)在[a b]上连续且f(a) f(b) 0由零点定理至少有一点 (a b)使得f( ) 04若f(x)在[a b]上连续 a x1 x2 xn b则在[x1 xn]上至少有一点 使f( ) f(x1)f(x2) f(xn) n证明显然f(x)在[x1 xn]上也连续设M和m分别是f(x)在[x1 xn]上的最大值和最小值因为xi [x1 xn](1 i n)所以有m f(xi) M从而有n m f(x1)f(x2) f(xn) n M m f(x1)f(x2)f(xn) Mn由介值定理推论在[x1 xn]上至少有一点 使f( ) f(x)f(x) f(x) nf(x)存在则f(x)必在( 5证明 若f(x)在( )内连续且xlim)内有界f(x) A则对于给定的 0存在X 0只要|x| X就有证明令xlim|f(x)A| 即A f(x) A又由于f(x)在闭区间[X X]上连续根据有界性定理存在M 0使|f(x)| M x [X X]取N max{M |A | |A |}则|f(x)| N x ()即f(x)在( )内有界6在什么条件下 (a b)内的连续函数f(x)为一致连续?总习题一1在“充分”、“必要”和“充分必要”三者中选择一个正确的填入下列空格内(1)数列{xn}有界是数列{xn}收敛的________条件数列{xn}收敛是数列{xn}有界的________的条件(2)f(x)在x0的某一去心邻域内有界是xlim xx x00f(x)存在的________条件 limf(x)存在是f(x)在x0的某一去心邻域内有界的________条件0 (3) f(x)在x0的某一去心邻域内无界是xlim xx x0f(x) 的________条件 limf(x) 是f(x)在x0的某一去心邻域内无界的________条件(4)f(x)当x x0时的右极限f(x0)及左极限f(x0)都存在且相等是x x0limf(x)存在的________条件解 (1) 必要充分(2) 必要充分(3) 必要充分(4) 充分必要2选择以下题中给出的四个结论中一个正确的结论设f(x) 2x3x2则当x 0时有( )(A)f(x)与x是等价无穷小 (B)f(x)与x同阶但非等价无穷小(C)f(x)是比x高阶的无穷小 (D)f(x)是比x低阶的无穷小解xxxxf(x)232213 lim lim lim 1 因为limx 0xx 0x 0xx 0xxxxt ln3limu ln2ln3 ln2lim(令21 t 31 u)t 0ln(1t)u 0ln(1u)所以f(x)与x同阶但非等价无穷小故应选B3设f(x)的定义域是[0 1]求下列函数的定义域(1) f(ex)(2) f(ln x)(3) f(arctan x)(4) f(cos x)解 (1)由0 ex 1得x 0即函数f(ex)的定义域为( 0](2) 由0 ln x 1得1 x e 即函数f(ln x)的定义域为[1 e](3) 由0 arctan x 1得0 x tan 1即函数f(arctan x)的定义域为[0 tan 1](4) 由0 cos x 1得2n x 2n (n 0 1 2) 22即函数f(cos x)的定义域为[2n , n ] (n 0 12 ) 224设x 0 0 0 x 0 f(x) g(x) 2x x 0x x 0求f[f(x)] g[g(x)] f[g(x)] g[f(x)]0 x 0 解因为f(x) 0所以f[f(x)] f(x) x x 0因为g(x) 0所以g[g(x)] 0因为g(x) 0所以f[g(x)] 00 x 0 因为f(x) 0所以g[f(x)] f 2(x) 2 x x 05利用y sin x的图形作出下列函数的图形(1)y |sin x|(2)y sin|x|(3)y 2sinx 26把半径为R的一圆形铁片自中心处剪去中心角为 的一扇形后围成一无底圆锥试将这圆锥的体积表为 的函数解设围成的圆锥的底半径为r高为h依题意有R(2 ) 2 r222r R(2 ) 22R2(2 )24 h R r R R2 4 2圆锥的体积为V 13 R2(2 )2 24 R2R324 2(2 )2 4 a2 (0 2 )7根据函数极限的定义证明limx2x 6x 3x3 5证明对于任意给定的 0要使|x2x 6x35| 只需|x3| 取当0 |x3| 时就有|x3| 即|x2x65| 所以limx2x 6x3x 3x3 58求下列极限(1)limx2x 1x 1(x1)2(2)xlim x(x21x)(3)3xlim (2x2x1x1(4)limtanx sinxx 0x3(5)limxxx 0(a b cx3)(a 0 b 0 c 0)(6)lim(sinx)tanx x 2解 (1)因为lim(x1)2所以limx2x 1x 1x2x1 0 x 1(x1)(2)xlim x(x21x) x(x21x)(x21x)xlim (x21 x) x1xlim x21x xlim 1112x2x322x1x1() lim(1 lim(1)22(3)xlim 2x1x x 2x12x 1222(1)(1 2 xlim 2x12x 122(1) lim(1) e xlim x 2x12x 1sinx(11)sinx(1cosx)tanx sinx lim lim(4)limx 0x 0x 0x3x3x3cosxsinx 2sin2x2x (x)2lim 1 limx 0x 02x3cosxx3(提示 用等价无穷小换)(a (5)limx 0x b3x cx)x lim(1a b c。
高考数学文科真题答案解析
高考数学文科真题答案解析数学是高考文科生最重要的科目之一,也是让很多学生感到困扰的科目。
为了帮助同学们更好地应对高考数学,本文将对历年的高考数学文科真题进行解析,帮助同学们理解解题思路和方法。
第一部分:选择题解析在数学考试中,选择题是相对较容易的题型,但依然需要同学们具备一定的基础知识和解题技巧。
下面我们以几道典型的选择题为例进行解析。
例1:已知A、B、C三个事件的概率分别为P(A)=0.5,P(B)=0.4,P(C)=x,且P(A∪B)=0.7,P(A∪C)=0.6,P(B∪C)=0.8,则x的取值范围是?解析:利用事件的概率加法公式,我们可以得到以下等式:P(A∪B) = P(A) + P(B) - P(A∩B)P(A∪C) = P(A) + P(C) - P(A∩C)P(B∪C) = P(B) + P(C) - P(B∩C)将已知值代入等式,我们可以得到三个方程:0.7 = 0.5 + 0.4 - P(A∩B)0.6 = 0.5 + x - P(A∩C)0.8 = 0.4 + x - P(B∩C)通过解方程组,我们可以得到P(A∩B) = 0.2,P(A∩C) = 0.1,P(B∩C) = 0.6。
然后再带入P(A∩B) = 0.2的等式P(A∪B) = 0.5 + 0.4 - P(A∩B),可以得到0.7 = 0.7。
因此,x的取值范围是0至0.3。
例2:若函数f(x) = (a - 1)x^2 + (2a + 1)x + 8在区间[-3, 1]上的最大值为10,则a的值是?解析:该题目是一个最值的求解问题,我们可以通过求导数来找到最大值。
首先,求出函数f(x)的导数f'(x) = 2(a - 1)x + 2a + 1。
然后,令导数等于0,得到方程2(a - 1)x + 2a + 1 = 0。
解方程可得x = -(2a + 1)/(2(a - 1))。
由于该题目已经指定了最大值为10,那么我们可以代入x的取值范围[-3, 1]来求得a的值。
近五年高考文科数学答案详细解析(3卷)(共5套)(2016-2020)
(全国 3 卷) (2016 年—2020 年)
说明:含有 2016 年—2020 年的全国 3 卷高考文科数学试题 以及答案详细解析(客观题也有答案详解)
目录
2020 年普通高等学校招生全国统一考试........................................................................................... 3 文科数学(3 卷)答案详解................................................................................................................. 3 2020 年普通高等学校招生全国统一考试......................................................................................... 16 文科数学(3 卷)试题....................................................................................................................... 16 2019 年普通高等学校招生全国统一考试......................................................................................... 25 文科数学 3 卷 试题........................................................................................................................... 25 2019 年普通高等学校招生全国统一考试......................................................................................... 35 文科数学 3 卷 答案详解................................................................................................................... 35 2018 年普通高等学校招生全国统一考试......................................................................................... 48 文科数学 3 卷 试题............................................................................................................................ 48 2018 年普通高等学校招生全国统一考试......................................................................................... 58 文科数学 3 卷 答案详解................................................................................................................... 58 2017 年普通高等学校招生全国统一考试......................................................................................... 71 文科数学 3 卷 试题........................................................................................................................... 71 2017 年普通高等学校招生全国统一考试......................................................................................... 81 文科数学 3 卷 答案详解.................................................................................................................. 81 2016 年普通高等学校招生全国统一考试......................................................................................... 92 文科数学 3 卷 试题........................................................................................................................... 92 2016 年普通高等学校招生全国统一考试....................................................................................... 103 文科数学 3 卷 答案详解................................................................................................................ 103 文档复制密码、学习资料库............................................................................................................ 114
2022年普通高等学校招生全国统一考试(甲卷)数学(文科)含答案解析(原卷版)
……○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________……○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………绝密★启用前2022年普通高等学校招生全国统一考试(甲卷)数学(文科)副标题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________题号 一 二 三 总分 得分注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I 卷(选择题)一、单选题(本大题共12小题,共60.0分。
在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)1. 设集合A ={−2,−1,0,1,2},B ={x|0≤x <52},则A ∩B =( ) A. {0,1,2}B. {−2,−1,0}C. {0,1}D. {1,2}2. 某社区通过公益讲座以普及社区居民的垃圾分类知识.为了解讲座效果,随机抽取10位社区居民,让他们在讲座前和讲座后各回答一份垃圾分类知识问卷,这10位社区居民在讲座前和讲座后问卷答题的正确率如下图:则( )A. 讲座前问卷答题的正确率的中位数小于70%B. 讲座后问卷答题的正确率的平均数大于85%……○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※……○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………C. 讲座前问卷答题的正确率的标准差小于讲座后正确率的标准差D. 讲座后问卷答题的正确率的极差大于讲座前正确率的极差 3. 若z =1+i ,则|iz +3z|=( ) A. 4√5B. 4√2C. 2√5D. 2√24. 如图,网格纸上绘制的是一个多面体的三视图,网格小正方形的边长为1,则该多面体的体积为( )A. 8B. 12C. 16D. 205. 将函数f(x)=sin(ωx +π3)(ω>0)的图像向左平移π2个单位长度后得到曲线C ,若C 关于y 轴对称,则ω的最小值是( )A. 16B. 14C. 13D. 126. 从分别写有1,2,3,4,5,6的6张卡片中无放回随机抽取2张,则抽到的2张卡片上的数字之积是4的倍数的概率为( )A. 15B. 13C. 25D. 237. 函数y =(3x −3−x )cosx 在区间[−π2,π2]的图象大致为( )A.B.……○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________……○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………C.D.8. 当x =1时,函数f(x)=alnx +bx 取得最大值−2,则f′(2)=( ) A. −1B. −12C. 12D. 19. 在长方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,已知B 1D 与平面ABCD 和平面AA 1B 1B 所成的角均为30∘,则( )A. AB =2ADB. AB 与平面AB 1C 1D 所成的角为30∘C. AC =CB 1D. B 1D 与平面BB 1C 1C 所成的角为45∘10. 甲、乙两个圆锥的母线长相等,侧面展开图的圆心角之和为2π,侧面积分别为S 甲和S 乙,体积分别为V 甲和V 乙.若S甲S 乙=2,则V甲V 乙=( ) A. √5B. 2√2C. √10D. 5√10411. 已知椭圆C:x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的离心率为13,A 1,A 2分别为C 的左、右顶点,B 为C 的上顶点.若BA 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·BA 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−1,则C 的方程为( )A. x 218+y 216=1B. x 29+y 28=1 C. x 23+y 22=1D. x 22+y 2=112. 已知9m =10,a =10m −11,b =8m −9,则( ) A. a >0>bB. a >b >0C. b >a >0D. b >0>a第II 卷(非选择题)二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13. 己知向量a ⃗ =(m,3),b ⃗ =(1,m +1).若a ⃗ ⊥b ⃗ ,则m = .14. 设点M 在直线2x +y −1=0上,点(3,0)和(0,1)均在⊙M 上,则⊙M 的方程为 .15. 记双曲线C:x 2a 2−y 2b2=1(a >0,b >0)的离心率为e ,写出满足条件“直线y =2x 与C 无公共点”的e 的一个值 .16. 已知▵ABC 中,点D 在边BC 上,∠ADB =120∘,AD =2,CD =2BD.当ACAB取得最小值时,BD = .三、解答题(本大题共7小题,共80.0分。
高考数学文科解三角形最全讲解含答案解析
第六单元 解三角形教材复习课“解三角形”相关基础知识一课过1.正弦定理a sin A =b sin B =c sin C =2R ,其中R 是三角形外接圆的半径. 由正弦定理可以变形:(1)a ∶b ∶c =sin_A ∶sin_B ∶sin_C ; (2)a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C . 2.余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos_A , b 2=a 2+c 2-2ac cos B , c 2=a 2+b 2-2ab cos_C .余弦定理可以变形:cos A =b 2+c 2-a 22bc ,cos B =a 2+c 2-b 22ac ,cos C =a 2+b 2-c 22ab .[小题速通]1.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =2,c =2 3,cos A =32,且b <c ,则b =( )A .3B .2 2C .2D. 3解析:选C 由a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,得4=b 2+12-6b ,解得b =2或4,∵b <c ,∴b =2.2.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若b 2+c 2-a 2=bc ,则角A 的大小为( )A .30°B .60°C .120°D .150°解析:选B 由余弦定理可得b 2+c 2-a 2=2bc cos A ,又因为b 2+c 2-a 2=bc ,所以cos A =12,则A =60°.3.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a sin A +b sin B <c sin C ,则△ABC 的形状是( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不确定解析:选C 根据正弦定理可得a 2+b 2<c 2.由余弦定理得cos C =a 2+b 2-c 22ab <0,所以角C 是钝角,故选C.4.(2018·郑州质量预测)已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,且(b -c )(sin B +sin C )=(a -3c )sin A ,则角B 的大小为( )A .30°B .45°C .60°D .120°解析:选A 由正弦定理及(b -c )(sin B +sin C )=(a -3c )·sin A ,得(b -c )(b +c )=(a -3c )a ,即b 2-c 2=a 2-3ac ,所以a 2+c 2-b 2=3ac ,又因为cos B =a 2+c 2-b 22ac,所以cos B =32,所以B =30°. 5.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知b cos C +3b sin C -a =0,则B =________.解析:由正弦定理可得sin B cos C +3sin B sin C =sin A =sin(B +C )=sin B cos C +sin C cos B ,则3sin B sin C =sin C cos B ,又sin C ≠0,所以tan B =33,则B =30°. 答案:30°[清易错]1.由正弦定理解已知三角形的两边和其中一边的对角求另一边的对角时易忽视解的判断.2.利用正、余弦定理解三角形时,要注意三角形内角和定理对角的范围的限制. 1.在△ABC 中,若a =18,b =24,A =45°,则此三角形解的情况是( ) A .无解 B .两解 C .一解D .不确定解析:选B ∵a sin A =b sin B ,∴sin B =b a sin A =2418sin 45°=223.又∵a <b ,∴B 有两个解, 即此三角形有两解.2.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .若a =3,sin B =12,C =π6,则b=________.解析:在△ABC 中,∵sin B =12,0<B <π,∴B =π6或B =5π6.又∵B +C <π,C =π6,∴B =π6,∴A =2π3.∵a sin A =b sin B ,∴b =a sin B sin A=1. 答案:13.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a =7,b =8,c =13,则角C 的大小为________.解析:∵在△ABC 中,a =7,b =8,c =13,∴由余弦定理可得cos C =a 2+b 2-c 22ab =72+82-1322×7×8=-12,∵C ∈(0,π),∴C =2π3. 答案:2π3设△ABC 的边为a ,b ,c ,所对的三个角为A ,B ,C ,其面积为S . (1)S =12ah (h 表示边a 上的高).(2)S =12bc sin A =12ac sin B =12ab sin C .(3)S =12r (a +b +c )(r 为△ABC 内切圆的半径).[小题速通]1.在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,若a =1,b =3,B =60°,则△ABC 的面积为( )A.12B.32C .1D. 3解析:选B 在△ABC 中,由正弦定理可得sin A =a sin B b =12,则A =30°,所以C =90°,则△ABC 的面积S =12ab sin C =12×1×3×1=32.2.在△ABC 中,A =60°,AB =2,且△ABC 的面积为32,则BC 的长为( ) A.32B. 3 C .2 3D .2解析:选B 由题意S △ABC =12·AB ·AC ·sin A =32,则AC =1,由余弦定理可得BC =4+1-2×2×1×cos 60°= 3.3.在△ABC 中,B =120°,AC =7,AB =5,则△ABC 的面积为________. 解析:由余弦定理知72=52+BC 2-2×5×BC ×cos 120°, 即49=25+BC 2+5BC ,解得BC =3.故S △ABC =12AB ·BC sin B =12×5×3×32=1534.答案:15344.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知△ABC 的面积为315,b -c =2,cos A =-14,则a 的值为________.解析:由cos A =-14,得sin A =154,所以△ABC 的面积为12bc sin A =12bc ×154=315,解得bc =24,又b -c =2,所以a 2=b 2+c 2-2bc cos A =(b -c )2+2bc -2bc cos A =22+2×24-2×24×⎝⎛⎭⎫-14=64,解得a =8. 答案:8[清易错]应用三角形面积公式S =12ab sin C =12ac sin B =12bc sin A 时,注意公式中的角应为两边的夹角.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a =2,c =23,A =30°,则△ABC 的面积为________.解析:∵a =2,c =23,A =30°, ∴由正弦定理得sin C =c ·sin A a =32,∴C =60°或120°, ∴B =90°或30°,则S △ABC =12ac sin B =23或 3.答案:23或 31.仰角和俯角在视线和水平线所成的角中,视线在水平线上方的角叫仰角,在水平线下方的角叫俯角(如图①).2.方位角从指北方向顺时针转到目标方向线的水平角,如B 点的方位角为α(如图②). 3.方向角相对于某一正方向的水平角.(1)北偏东α,即由指北方向顺时针旋转α到达目标方向(如图③); (2)北偏西α,即由指北方向逆时针旋转α到达目标方向; (3)南偏西等其他方向角类似.4.坡角与坡度(1)坡角:坡面与水平面所成的二面角(如图④,角θ为坡角);(2)坡度:坡面的铅直高度与水平长度之比(如图④,i 为坡度).坡度又称为坡比. [小题速通]1.(2018·潍坊调研)海面上有A ,B ,C 三个灯塔,AB =10 n mile ,从A 望C 和B 成60°视角,从B 望C 和A 成75°视角,则BC =( )A .10 3 n mile B.1063 n mileC .5 2 n mileD .5 6 n mile解析:选D 如图,在△ABC 中,C =180°-60°-75°=45°,又A =60°,由正弦定理,得AB sin C =BC sin A ,即10sin 45°=BC sin 60°,解得BC =5 6. 2.江岸边有一炮台高30 m ,江中有两条船,船与炮台底部在同一水平面上,由炮台顶部测得俯角分别为45°和60°,而且两条船与炮台底部连线成30°角,则两条船相距________m.解析:如图,OM =AO ·tan 45°=30(m), ON =AO ·tan 30°=33×30=103(m), 在△MON 中,由余弦定理得, MN =900+300-2×30×103×32=300=103(m). 答案:10 33.如图,一艘船上午9:30在A 处测得灯塔S 在它的北偏东30°的方向,之后它继续沿正北方向匀速航行,上午10:00到达B 处,此时又测得灯塔S 在它的北偏东75°的方向,且与它相距8 2 n mile.则此船的航速是________n mile/h.解析:设航速为v n mile/h ,在△ABS 中AB =12v ,BS =82,∠BSA =45°,由正弦定理得82sin 30°=12v sin 45°,则v =32.答案:32[清易错]易混淆方位角与方向角概念:方位角是指北方向线按顺时针转到目标方向线之间的水平夹角,而方向角是正北或正南方向线与目标方向线所成的锐角.若点A 在点C 的北偏东30°,点B 在点C 的南偏东60°,且AC =BC ,则点A 在点B 的( )A .北偏东15°B .北偏西15°C .北偏东10°D .北偏西10°解析:选B 如图所示,∠ACB =90°, 又AC =BC , ∴∠CBA =45°, 而β=30°,∴α=90°-45°-30°=15°. ∴点A 在点B 的北偏西15°.一、选择题1.已知△ABC 中,sin A ∶sin B ∶sin C =1∶1∶3,则此三角形的最大内角为( ) A .60° B .90° C .120°D .135°解析:选C ∵sin A ∶sin B ∶sin C =1∶1∶3, ∴a ∶b ∶c =1∶1∶3,设a =m ,则b =m ,c =3m . ∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =m 2+m 2-3m 22m 2=-12, ∴C =120°.2.在△ABC 中,已知b =40,c =20,C =60°,则此三角形的解的情况是( ) A .有一解 B .有两解C .无解D .有解但解的个数不确定解析:选C 由正弦定理得b sin B =c sin C, ∴sin B =b sin Cc =40×3220=3>1.∴角B 不存在,即满足条件的三角形不存在.3.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若c =2a ,b =4,cos B =14.则c 的值为( )A .4B .2C .5D .6解析:选A ∵c =2a ,b =4,cos B =14,∴由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B , 即16=14c 2+c 2-14c 2=c 2,解得c =4.4.已知△ABC 中,内角A ,B ,C 所对边分别为a ,b ,c ,若A =π3,b =2a cos B ,c =1,则△ABC 的面积等于( )A.32B.34C.36D.38解析:选B 由正弦定理得sin B =2sin A cos B ,故tan B =2sin A =2sin π3=3,又B ∈(0,π),所以B =π3,又A =B =π3,则△ABC 是正三角形,所以S △ABC =12bc sin A =12×1×1×32=34.5.(2018·湖南四校联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若(a 2+b 2-c 2)tan C =ab ,则角C 的大小为( )A.π6或5π6B.π3或2π3C.π6D.2π3解析:选A 由题意知,a 2+b 2-c 22ab =12tan C ⇒cos C =cos C 2sin C ,sin C =12,又C ∈(0,π),∴C =π6或5π6.6.已知A ,B 两地间的距离为10 km ,B ,C 两地间的距离为20 km ,现测得∠ABC =120°,则A ,C 两地间的距离为( )A .10 kmB .10 3 kmC .10 5 kmD .107 km解析:选D 如图所示,由余弦定理可得,AC 2=100+400-2×10×20×cos 120°=700,∴AC =107(km).7.(2018·贵州质检)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,若c 2=(a -b )2+6,C =π3,则△ABC 的面积是( )A .3 B.932 C.332D .3 3解析:选C ∵c 2=(a -b )2+6, ∴c 2=a 2+b 2-2ab +6.①∵C =π3,∴c 2=a 2+b 2-2ab cos π3=a 2+b 2-ab .②由①②得-ab +6=0,即ab =6. ∴S △ABC =12ab sin C =12×6×32=332.8.一艘海轮从A 处出发,以每小时40 n mile 的速度沿南偏东40°的方向直线航行,30分钟后到达B 处,在C 处有一座灯塔,海轮在A 处观察灯塔,其方向是南偏东70°,在B 处观察灯塔,其方向是北偏东65°,那么B ,C 两点间的距离是( )A .10 2 n mileB .10 3 n mileC .20 3 n mileD .20 2 n mile解析:选A 画出示意图如图所示,易知,在△ABC 中,AB =20,∠CAB =30°,∠ACB =45°,根据正弦定理得BC sin 30°=ABsin 45°,解得BC =10 2.故B ,C 两点间的距离是10 2 n mile. 二、填空题9.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a =2,cos C =-14,3sin A=2sin B ,则c =________.解析:因为3sin A =2sin B ,所以由正弦定理可得3a =2b ,则b =3,由余弦定理可得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =4+9-2×2×3×⎝⎛⎭⎫-14=16,则c =4. 答案:410.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若角A ,B ,C 成等差数列,且边a ,b ,c 成等比数列,则△ABC 的形状为________.解析:∵在△ABC 中,角A ,B ,C 成等差数列, ∴2B =A +C ,由三角形内角和定理,可得B =π3,又∵边a ,b ,c 成等比数列,∴b 2=ac , 由余弦定理可得b 2=a 2+c 2-2ac cos B , ∴ac =a 2+c 2-ac ,即a 2+c 2-2ac =0, 故(a -c )2=0,可得a =c , 所以△ABC 的形状为等边三角形. 答案:等边三角形11.已知△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a =x ,b =2,B =45°,若三角形有两解,则x 的取值范围为________.解析:由AC =b =2,要使三角形有两解,就是要使以C 为圆心,以2为半径的圆与AB 有两个交点,当A =90°时,圆与AB 相切,只有一解;当A =45°时,交于B 点,也就是只有一解,所以要使三角形有两解,需满足45°<A <90°,即22<sin A <1,由正弦定理可得a =x =b sin Asin B=22sin A ,所以2<x <2 2. 答案:(2,22)12.如图,航空测量组的飞机航线和山顶在同一铅直平面内,已知飞机的飞行高度为10 000 m ,速度为50 m/s.某一时刻飞机看山顶的俯角为15°,经过420 s 后看山顶的俯角为45°,则山顶的海拔高度为________m .(取2=1.4,3=1.7)解析:如图,作CD 垂直于AB 的延长线于点D ,由题意知∠A =15°,∠DBC =45°,∴∠ACB =30°,AB =50×420=21 000(m).又在△ABC 中,BC sin A =ABsin ∠ACB ,∴BC =21 00012×sin 15°=10 500(6-2).∵CD ⊥AD ,∴CD =BC ·sin ∠DBC =10 500(6-2)×22=10 500(3-1)=7 350. 故山顶的海拔高度h =10 000-7 350=2 650(m). 答案:2 650 三、解答题13.(2017·山东高考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知b =3,AB ―→AC ―→=-6,S △ABC =3,求A 和a .解:因为AB ―→·AC ―→=-6, 所以bc cos A =-6, 又S △ABC =3, 所以bc sin A =6,因此tan A =-1,又0<A <π, 所以A =3π4. 又b =3,所以c =2 2.由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A , 得a 2=9+8-2×3×22×⎝⎛⎭⎫-22=29, 所以a =29.14.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2b cos C =a cos C +c cos A . (1)求角C 的大小;(2)若b =2,c =7,求a 及△ABC 的面积. 解:(1)∵2b cos C =a cos C +c cos A ,∴由正弦定理可得2sin B cos C =sin A cos C +cos A sin C ,即2sin B cos C =sin(A +C )=sin B.又sin B ≠0,∴cos C =12,C =π3.(2)∵b =2,c =7,C =π3,∴由余弦定理可得7=a 2+4-2×a ×2×12,即a 2-2a -3=0, 解得a =3或-1(舍去),∴△ABC 的面积S =12ab sin C =12×3×2×32=332.高考研究课(一)正、余弦定理的3个基础点——边角、形状和面积 [全国卷5年命题分析][典例] ,b ,c .已知a >b ,a =5,c =6,sin B =35.(1)求b 和sin A 的值; (2)求sin ⎝⎛⎭⎫2A +π4的值. [解] (1)在△ABC 中,因为a >b , 故由sin B =35,可得cos B =45.由已知及余弦定理,得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =13, 所以b =13.由正弦定理a sin A =b sin B ,得sin A =a sin B b =31313.所以b 的值为13,sin A 的值为31313. (2)由(1)及a <c ,得cos A =21313,所以sin 2A =2sin A cos A =1213,cos 2A =1-2sin 2A =-513. 故sin ⎝⎛⎭⎫2A +π4=sin 2A cos π4+cos 2A sin π4=22×⎝⎛⎭⎫1213-513=7226. [方法技巧]应用正、余弦定理的解题策略(1)解三角形时,如果式子中含有角的余弦或边的二次式,要考虑用余弦定理;如果式子中含有角的正弦或边的一次式时,则考虑用正弦定理;以上特征都不明显时,则要考虑两个定理都有可能用到.(2)三角形解的个数的判断:已知两角和一边,该三角形是确定的,其解是唯一的;已知两边和一边的对角,该三角形具有不唯一性,通常根据三角函数值的有界性和大边对大角定理进行判断.[即时演练]1.(2017·山东高考)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 =2bB .b =2aC .A =2BD .B =2A解析:选A 由题意可知sin B +2sin B cos C =sin A cos C +sin(A +C ),即2sin B cos C =sin A cos C ,又cos C ≠0,故2sin B =sin A ,由正弦定理可知a =2b .2.(2017·全国卷Ⅱ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若2b cos B =a cos C +c cos A ,则B =________.解析:法一:由2b cos B =a cos C +c cos A 及正弦定理,得 2sin B cos B =sin A cos C +sin C cos A =sin(A +C )=sin B >0, 因此cos B =12.又0<B <π,所以B =π3.法二:由2b cos B =a cos C +c cos A 及余弦定理,得 2b ·a 2+c 2-b 22ac =a ·a 2+b 2-c 22ab +c ·b 2+c 2-a 22bc ,整理得,a 2+c 2-b 2=ac , 所以2ac cos B =ac >0,cos B =12.又0<B <π,所以B =π3.答案:π33.(2018·成都二诊)如图,在平面四边形ABCD 中,已知A =π2,B =2π3,AB =6.在AB 边上取点E ,使得BE =1,连接EC ,ED .若∠CED =2π3,EC =7.(1)求sin ∠BCE 的值; (2)求CD 的长.解:(1)在△BEC 中,由正弦定理,知BE sin ∠BCE =CEsin B .∵B =2π3,BE =1,CE =7,∴sin ∠BCE =BE ·sin B CE =327=2114.(2)∵∠CED =B =2π3,∴∠DEA =∠BCE ,∴cos ∠DEA =1-sin 2∠DEA =1-sin 2∠BCE =1-328=5714.∵A =π2,∴△AED 为直角三角形,又AE =5,∴ED =AE cos ∠DEA =55714=27.在△CED 中,CD 2=CE 2=+DE 2-2CE ·DE ·cos ∠CED =7+28-2×7×27×⎝⎛⎭⎫-12=49.∴CD =7.+b )sin(A -B )=(a -b )·sin(A +B )”,试判断三角形的形状.[解] ∵(a 2+b 2)sin(A -B )=(a 2-b 2)sin(A +B ), ∴b 2[sin(A +B )+sin(A -B )]=a 2[sin(A +B )-sin(A -B )], ∴2sin A cos B ·b 2=2cos A sin B ·a 2,即a 2cos A sin B =b 2sin A cos B. 法一:用“边化角”解题由正弦定理得a =2R sin A ,b =2R sin B , ∴sin 2A cos A sin B =sin 2B sin A cos B , 又sin A ·sin B ≠0,∴sin A cos A =sin B cos B , ∴sin 2A =sin 2B .在△ABC 中,0<2A <2π,0<2B <2π, ∴2A =2B 或2A =π-2B ,∴A =B 或A +B =π2.∴△ABC 为等腰三角形或直角三角形. 法二:用“角化边”解题 由正弦定理、余弦定理得:a 2b ·b 2+c 2-a 22bc =b 2a ·a 2+c 2-b 22ac , ∴a 2(b 2+c 2-a 2)=b 2(a 2+c 2-b 2), ∴(a 2-b 2)(a 2+b 2-c 2)=0, ∴a 2-b 2=0或a 2+b 2-c 2=0. 即a =b 或a 2+b 2=c 2.∴△ABC 为等腰三角形或直角三角形. [方法技巧]判断三角形形状的2种方法(1)“边化角”利用正弦、余弦定理把已知条件转化为只含内角的三角函数间的关系,通过三角函数恒等变形,得出内角的关系,从而判断出三角形的形状,此时要注意应用A +B +C =π这个结论.(2)“角化边”利用正弦、余弦定理把已知条件转化为只含边的关系,通过因式分解、配方等得出边的相应关系,从而判断三角形的形状.[提醒] 在两种解法的等式变形中,一般两边不要约去公因式,应移项提取公因式,以免漏解.[即时演练]1.设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b cos C +c cos B =a sin A ,则△ABC 的形状为( )A .锐角三角形B .直角三角形C .钝角三角形D .不确定解析:选B 依据题设条件的特点,由正弦定理, 得sin B cos C +cos B sin C =sin 2A ,有sin(B +C )=sin 2A , 从而sin(B +C )=sin A =sin 2A ,解得sin A =1, ∴A =π2,∴△ABC 是直角三角形.2.在△ABC 中,“2a sin A =(2b +c )sin B +(2c +b )sin C ,且sin B +sin C =1”,试判断△ABC 的形状.解:由已知,根据正弦定理得2a 2=(2b +c )b +(2c +b )c , 即a 2=b 2+c 2+bc ,由余弦定理得,cos A =-12,sin A =32,则sin 2A =sin 2B +sin 2C +sin B sin C . 又sin B +sin C =1,所以sin B sin C =14,解得sin B =sin C =12.因为0<B <π2,0<C <π2,故B =C =π6,所以△ABC 是等腰钝角三角形.[典例] (2017·a ,b ,c ,已知sin(A +C )=8sin 2B2.(1)求cos B ;(2)若a +c =6,△ABC 的面积为2,求b .[解] (1)由题设及A +B +C =π得sin B =8sin 2B2,即sin B =4(1-cos B ), 故17cos 2B -32cos B +15=0, 解得cos B =1517或cos B =1(舍去).(2)由cos B =1517,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. [方法技巧]三角形面积公式的应用原则(1)对于面积公式S =12ab sin C =12ac sin B =12bc sin A ,一般是已知哪一个角就使用哪一个公式.(2)与面积有关的问题,一般要用到正弦定理或余弦定理进行边和角的转化. [即时演练]1.(2018·太原一模)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若A =60°,b =1,S △ABC =3,则c 等于( )A .1B .2C .3D .4解析:选D ∵S △ABC =12bc sin A ,∴3=12×1×c ×32,∴c =4.2.(2018·陕西四校联考)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且cos A =13. (1)求cos 2B +C2+cos 2A 的值;(2)若a =3,求△ABC 面积的最大值. 解:(1)cos 2B +C2+cos 2A =1+cos (B +C )2+2cos 2A -1=12-cos A 2+2cos 2A -1 =12-12×13+2×⎝⎛⎭⎫132-1 =-49.(2)由余弦定理可得(3)2=b 2+c 2-2bc cos A =b 2+c 2-23bc ≥2bc -23bc =43bc ,所以bc ≤94,当且仅当b =c =32时,bc 有最大值94.又cos A =13,A ∈(0,π),所以sin A =1-cos 2A =1-⎝⎛⎭⎫132=223,于是△ABC 面积的最大值为12×94×223=324.1.(2016·全国卷Ⅲ)在△ABC 中,B =π4,BC 边上的高等于13BC ,则cos A =( )A.31010B.1010 C .-1010D .-31010解析:选C 法一:设△ABC 中角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c , 则由题意得S △ABC =12a ·13a =12ac sin B ,∴c =23a .由余弦定理得b 2=a 2+c 2-2ac cos B =a 2+29a 2-2×a ×23a ×22=59a 2,∴b =53a .∴cos A =b 2+c 2-a 22bc =59a 2+29a 2-a 22×53a ×23a=-1010.法二:如图,AD 为△ABC 中BC 边上的高.设BC =a ,由题意知AD =13BC =13a ,B =π4,易知BD =AD =13a ,DC =23a .在Rt △ABD 中,由勾股定理得, AB =⎝⎛⎭⎫13a 2+⎝⎛⎭⎫13a 2=23a .同理,在Rt △ACD 中,AC = ⎝⎛⎭⎫13a 2+⎝⎛⎭⎫23a 2=53a . ∴cos A =59a 2+29a 2-a 22×53a ×23a=-1010.2.(2017·全国卷Ⅲ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知C =60°,b =6,c =3,则A =________.解析:由正弦定理,得sin B =b sin Cc =6sin 60°3=22, 因为0°<B <180°,所以B =45°或135°. 因为b <c ,所以B <C ,故B =45°, 所以A =180°-60°-45°=75°.答案:75°3.(2016·全国卷Ⅱ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A =45,cos C=513,a =1,则b =________. 解析:因为A ,C 为△ABC 的内角,且cos A =45,cos C =513,所以sin A =35,sin C =1213,所以sin B =sin(π-A -C )=sin(A +C ) =sin A cos C +cos A sin C =35×513+45×1213=6365.又a =1,所以由正弦定理得b =a sin B sin A =6365×53=2113.答案:21134.(2017·全国卷Ⅰ)△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. 解:(1)由题设得12ac sin B =a 23sin A ,即12c sin B =a 3sin A. 由正弦定理得12sin C sin B =sin A 3sin A .故sin B sin C =23.(2)由题设及(1)得cos B cos C -sin B sin C =-12,即cos(B +C )=-12.所以B +C =2π3,故A =π3.由题设得12bc sin A =a 23sin A,即bc =8.由余弦定理得b 2+c 2-bc =9,即(b +c )2-3bc =9, 得b +c =33.故△ABC 的周长为3+33.5.(2017·全国卷Ⅲ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知sin A +3cos A=0,a =27,b =2.(1)求c ;(2)设D 为BC 边上一点,且AD ⊥AC ,求△ABD 的面积. 解:(1)由已知可得tan A =-3,所以A =2π3.在△ABC 中,由余弦定理得28=4+c 2-4c cos 2π3, 即c 2+2c -24=0. 解得c =4(负值舍去). (2)由题设可得∠CAD =π2,所以∠BAD =∠BAC -∠CAD =π6.故△ABD 的面积与△ACD 的面积的比值为 12AB ·AD ·sin π612AC ·AD =1.又△ABC 的面积为12×4×2×sin 2π3=23,所以△ABD 的面积为 3.6.(2016·全国卷Ⅰ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知2cos C (a cos B +b cos A )=c .(1)求C ;(2)若c =7,△ABC 的面积为332,求△ABC 的周长. 解:(1)由已知及正弦定理得2cos C (sin A cos B +sin B cos A )=sin C , 即2cos C sin(A +B )=sin C , 故2sin C cos C =sin C .因为sin C ≠0,可得cos C =12,所以C =π3.(2)由已知得12ab sin C =332.又C =π3,所以ab =6.由已知及余弦定理得a 2+b 2-2ab cos C =7, 故a 2+b 2=13,从而(a +b )2=25. 所以△ABC 的周长为5+7.7.(2015·全国卷Ⅱ)△ABC 中,D 是BC 上的点,AD 平分∠BAC ,BD =2DC . (1)求sin Bsin C; (2)若∠BAC =60°,求B . 解:(1)由正弦定理,得AD sin B =BD sin ∠BAD ,AD sin C =DCsin ∠CAD . 因为AD 平分∠BAC ,BD =2DC , 所以sin B sin C =DC BD =12.(2)因为C =180°-(∠BAC +B ),∠BAC =60°, 所以sin C =sin(∠BAC +B )=32cos B +12sin B. 由(1)知2sin B =sin C ,所以tan B =33, 所以B =30°.8.(2013·全国卷Ⅱ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a =b cos C +c sin B.(1)求B ;(2)若b =2,求△ABC 面积的最大值.解:(1)由已知及正弦定理得sin A =sin B cos C +sin C sin B . ① 又A =π-(B +C ),故sin A =sin(B +C )=sin B cos C +cos B sin C . ② 由①②和C ∈(0,π)得sin B =cos B. 又B ∈(0,π),所以B =π4.(2)△ABC 的面积S =12ac sin B =24ac .由已知及余弦定理得4=a 2+c 2-2ac cos π4.又a 2+c 2≥2ac ,故ac ≤42-2, 当且仅当a =c 时,等号成立. 因此△ABC 面积的最大值为24×42-2=2+1.一、选择题1.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a =1,b =3,A =30°,若B 为锐角,则A ∶B ∶C =( )A .1∶1∶3B .1∶2∶3C .1∶3∶2D .1∶4∶1解析:选B 因为a =1,b =3,A =30°,B 为锐角,所以由正弦定理可得sin B =b sin Aa =32,则B =60°,所以C =90°,则A ∶B ∶C =1∶2∶3. 2.如果将直角三角形三边增加相同的长度,则新三角形一定是( ) A .锐角三角形 B .钝角三角形 C .直角三角形D .根据增加的长度确定三角形的形状解析:选A 设原来直角三角形的三边长是a ,b ,c 且a 2=b 2+c 2,在原来的三角形三条边长的基础上都加上相同的长度,设为d ,原来的斜边仍然是最长的边,故cos A =(b +d )2+(c +d )2-(a +d )22(b +d )(c +d )=2bd +2cd +d 2-2ad2(b +d )(c +d )>0,所以新三角形中最大的角是一个锐角,故选A.3.(2018·太原模拟)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若b 2+c 2-a 2=3bc ,且b =3a ,则下列关系一定不成立的是( )A .a =cB .b =cC .2a =cD .a 2+b 2=c 2解析:选B 由余弦定理,得cos A =b 2+c 2-a 22bc =3bc 2bc =32,则A =30°.又b =3a ,由正弦定理得sin B =3sin A =3sin 30°=32,所以B =60°或120°.当B =60°时,△ABC 为直角三角形,且2a =c ,可知C 、D 成立;当B =120°时,C =30°,所以A =C ,即a =c ,可知A 成立,故选B.4.在直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠ABC =90°,AB =2BC =2CD ,则cos ∠DAC =( )A.1010 B.31010C.55D.255解析:选B 如图所示,设CD =a ,则易知AC =5a ,AD =2a ,在△ACD 中,CD 2=AD 2+AC 2-2AD ×AC ×cos ∠DAC ,∴a 2=(2a )2+(5a )2-2×2a ×5a ×cos ∠DAC ,∴cos ∠DAC =31010. 5.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若△ABC 的面积为S ,且2S =(a +b )2-c 2,则tan C 等于( )A.34B.43 C .-43D .-34解析:选C 因为2S =(a +b )2-c 2=a 2+b 2-c 2+2ab , 则由面积公式与余弦定理,得ab sin C =2ab cos C +2ab , 即sin C -2cos C =2,所以(sin C -2cos C )2=4, 即sin 2C -4sin C cos C +4cos 2C sin 2C +cos 2C =4,所以tan 2C -4tan C +4tan 2C +1=4,解得tan C =-43或tan C =0(舍去).6.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足b 2+c 2-a 2=bc ,AB ―→·BC ―→>0,a =32,则b +c 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫1,32 B.⎝⎛⎭⎫32,32C.⎝⎛⎭⎫12,32D.⎝⎛⎦⎤12,32解析:选B 在△ABC 中,b 2+c 2-a 2=bc , 由余弦定理可得cos A =b 2+c 2-a 22bc =bc 2bc =12,∵A 是△ABC 的内角,∴A =60°. ∵a =32, ∴由正弦定理得a sin A =b sin B =c sin C =c sin (120°-B )=1, ∴b +c =sin B +sin(120°-B )=32sin B +32cos B=3sin(B +30°).∵AB ―→·BC ―→=|AB ―→|·|BC ―→|·cos(π-B )>0, ∴cos B <0,B 为钝角,∴90°<B <120°,120°<B +30°<150°,故sin(B +30°)∈⎝⎛⎭⎫12,32, ∴b +c =3sin(B +30°)∈⎝⎛⎭⎫32,32. 二、填空题7.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且2c cos B =2a +b ,若△ABC 的面积S =32c ,则ab 的最小值为________. 解析:将2c cos B =2a +b 中的边化为角可得2sin C cos B =2sin A +sin B =2sin C cos B +2sin B cos C +sin B .则2sin B cos C +sin B =0,因为sin B ≠0,所以cos C =-12,则C =120°,所以S =12ab sin 120°=32c ,则c =12ab .由余弦定理可得⎝⎛⎭⎫12ab 2=a 2+b 2-2ab cos C ≥3ab ,则ab ≥12,当且仅当a =b =23时取等号,所以ab 的最小值为12.答案:128.(2017·浙江高考)已知△ABC ,AB =AC =4,BC =2.点D 为AB 延长线上一点,BD =2,连接CD ,则△BDC 的面积是________,cos ∠BDC =________.解析:在△ABC 中,AB =AC =4,BC =2, 由余弦定理得cos ∠ABC =AB 2+BC 2-AC 22AB ·BC=42+22-422×4×2=14, 则sin ∠ABC =sin ∠CBD =154, 所以S △BDC =12BD ·BC sin ∠CBD =12×2×2×154=152.因为BD =BC =2,所以∠CDB =12∠ABC ,则cos ∠CDB = cos ∠ABC +12=104.答案:1521049.已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角A ,B ,C 的对边,a =2,且(2+b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C ,则△ABC 面积的最大值为________.解析:因为a =2,且(2+b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C , 所以(a +b )(sin A -sin B )=(c -b )sin C . 由正弦定理得b 2+c 2-bc =4,又因为b 2+c 2≥2bc ,所以bc ≤4,当且仅当b =c =2时取等号,此时三角形为等边三角形,所以S =12bc sin 60°≤12×4×32=3,故△ABC 的面积的最大值为 3. 答案: 3 三、解答题10.(2017·天津高考)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a sin A =4b sin B ,ac =5(a 2-b 2-c 2).(1)求cos A 的值; (2)求sin(2B -A )的值. 解:(1)由a sin A =4b sin B ,及a sin A =bsin B,得a =2b . 由ac =5(a 2-b 2-c 2)及余弦定理, 得cos A =b 2+c 2-a 22bc =-55ac ac =-55.(2)由(1),可得sin A =255,代入a sin A =4b sin B ,得sin B =a sin A 4b =55. 由(1)知,A 为钝角,所以cos B =1-sin 2B =255. 于是sin 2B =2sin B cos B =45,cos 2B =1-2sin 2B =35,故sin(2B -A )=sin 2B cos A -cos2B sin A=45×⎝⎛⎭⎫-55-35×255=-255. 11.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知a sin B =3b cos A . (1)求角A 的大小;(2)若a =7,b =2,求△ABC 的面积.解:(1)因为a sin B =3b cos A ,由正弦定理得sin A sin B =3sin B cos A . 又sin B ≠0,从而tan A = 3. 由于0<A <π,所以A =π3.(2)法一:由余弦定理a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,及a =7,b =2,A =π3,得7=4+c 2-2c ,即c 2-2c -3=0. 因为c >0,所以c =3.故△ABC 的面积S =12bc sin A =332.法二:由正弦定理,得7sinπ3=2sin B ,从而sin B =217,又由a >b ,知A >B ,所以cos B =277. 故sin C =sin(A +B )=sin ⎝⎛⎭⎫B +π3=sin B cos π3+cos B sin π3=32114. 所以△ABC 的面积S =12ab sin C =332.12.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,sin B ·(a cos B +b cos A )=3c cos B.(1)求B ;(2)若b =23,△ABC 的面积为23,求△ABC 的周长. 解:(1)由正弦定理得,sin B (sin A cos B +sin B cos A )=3sin C cos B , ∴sin B sin(A +B )=3sin C cos B , ∴sin B sin C =3sin C cos B.∵sin C ≠0,∴sin B =3cos B ,即tan B = 3. ∵B ∈(0,π),∴B =π3.(2)∵S △ABC =12ac sin B =34ac =23,∴ac =8.根据余弦定理得,b 2=a 2+c 2-2ac cos B , ∴12=a 2+c 2-8,即a 2+c 2=20, ∴a +c =(a +c )2=a 2+2ac +c 2=6, ∴△ABC 的周长为6+2 3.1.在平面五边形ABCDE 中,已知∠A =120°,∠B =90°,∠C =120°,∠E =90°,AB =3,AE =3,当五边形ABCDE 的面积S ∈⎣⎡⎭⎫63,3334时,则BC 的取值范围为________. 解析:因为AB =3,AE =3,且∠A =120°,由余弦定理可得BE =AB 2+AE 2-2AB ·AE ·cos A =33,且∠ABE =∠AEB =30°. 又∠B =90°,∠E =90°,所以∠DEB =∠EBC =60°. 又∠C =120°,所以四边形BCDE 是等腰梯形. 易得三角形ABE 的面积为934,所以四边形BCDE 的面积的取值范围是⎣⎡⎭⎫1534,63. 在等腰梯形BCDE 中,令BC =x ,则CD =33-x ,且梯形的高为3x2, 故梯形BCDE 的面积为12·(33+33-x )·3x 2,即15≤(63-x )x <24, 解得3≤x <23或43<x ≤5 3. 答案:[3,23)∪(43,53]2.如图,有一直径为8 m 的半圆形空地,现计划种植果树,但需要有辅助光照.半圆周上的C 处恰有一可旋转光源满足果树生长的需要,该光源照射范围是∠ECF =π6,点E ,F 在直径AB 上,且∠ABC =π6.(1)若CE =13,求AE 的长;(2)设∠ACE =α,求该空地种植果树的最大面积. 解:(1)由已知得△ABC 为直角三角形, 因为AB =8,∠ABC =π6,所以∠BAC =π3,AC =4.在△ACE 中,由余弦定理得,CE 2=AC 2+AE 2-2AC ·AE cos A ,且CE =13, 所以13=16+AE 2-4AE , 解得AE =1或AE =3.(2)因为∠ACB =π2,∠ECF =π6,所以∠ACE =α∈⎣⎡⎦⎤0,π3, 所以∠AFC =π-∠BAC -∠ACF =π-π3-⎝⎛⎭⎫α+π6=π2-α, 在△ACF 中,由正弦定理得CF sin ∠BAC =AC sin ∠AFC =AC sin ⎝⎛⎭⎫π2-α=AC cos α,所以CF =23cos α,在△ACE 中,由正弦定理得CE sin ∠BAC =AC sin ∠AEC =ACsin ⎝⎛⎭⎫π3+α,所以CE =23sin ⎝⎛⎭⎫π3+α,所以S △ECF =12CE ·CF sin ∠ECF =3sin ⎝⎛⎭⎫π3+αcos α=122sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3+3.因为α∈⎣⎡⎦⎤0,π3,所以π3≤2α+π3≤π, 所以0≤sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3≤1, 所以当sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=0,即α=π3时,S △ECF 取得最大值为4 3. 即该空地种植果树的最大面积为4 3 m 2. 高考研究课(二)正、余弦定理的3个应用点——高度、距离和角度 [全国卷5年命题分析]考点 考查频度 考查角度 高度问题 5年1考 测量山高问题距离问题 未考查 角度问题未考查测量高度问题[典例] 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°=BC sin 30°, 解得BC =300 2 m. 在Rt △BCD 中, CD =BC ·tan 30°=3002×33=100 6(m). [答案] 100 6 [方法技巧]利用正、余弦定理求解高度问题应注意的3个方面(1)在处理有关高度问题时,要理解仰角、俯角(它是在铅垂面上所成的角)、方向(位)角(它是在水平面上所成的角)是关键.(2)在实际问题中,可能会遇到空间与平面(地面)同时研究的问题,这时最好画两个图形,一个空间图形,一个平面图形,这样处理起来既清楚又不容易搞错.(3)注意山或塔垂直于地面或海平面,把空间问题转化为平面问题. [即时演练]1.要测量底部不能到达的电视塔AB 的高度,在C 点测得塔顶A 的仰角是45°,在D 点测得塔顶A 的仰角是30°,并测得水平面上的∠BCD =120°,CD =40 m ,则电视塔的高度为( )A .10 2 mB .20 mC .20 3 mD .40 m解析:选D 设电视塔的高度为x m ,则BC =x ,BD =3x .在△BCD 中,根据余弦定理得3x 2=x 2+402-2×40x ×cos 120°,即x 2-20x -800=0,解得x =40或x =-20(舍去).故电视塔的高度为40 m.2.如图,为测得河岸塔AB 的高,先在河岸上选一点C ,使C 在塔底B 的正东方向上,测得点A 的仰角为60°,再由点C 沿北偏东15°方向走10 m 到位置D ,测得∠BDC =45°,则塔AB 的高是________m.解析:在△BCD 中,CD =10,∠BDC =45°, ∠BCD =15°+90°=105°,∠DBC =30°, 由正弦定理得,BC sin 45°=CDsin 30°, 所以BC =CD sin 45°sin 30°=10 2.在Rt △ABC 中,tan 60°=ABBC ,AB =BC tan 60°=106(m). 答案:10 6测量距离问题[典例]侧,且B 点不可到达,要测出A ,B 的距离,其方法在A 所在的岸边选定一点C ,可以测出A ,C 的距离m ,再借助仪器,测出∠ACB =α,∠CAB =β,在△ABC 中,运用正弦定理就可以求出AB .若测出AC =60 m ,∠BAC =75°,∠BCA =45°,则A ,B 两点间的距离为________m. [解析] ∵∠ABC =180°-75°-45°=60°, ∴由正弦定理得,AB sin C =ACsin B,∴AB =AC ·sin C sin B =60×sin 45°sin 60°=206(m).即A ,B 两点间的距离为20 6 m. [答案] 20 6 [方法技巧]求距离问题的2个注意事项(1)选定或确定要创建的三角形,首先确定所求量所在的三角形,若其他量已知则直接求解;若有未知量,则把未知量放在另一确定三角形中求解.(2)确定用正弦定理还是余弦定理,如果都可用,就选择更便于计算的定理. [即时演练]1.如图所示,要测量一水塘两侧A ,B 两点间的距离,其方法先选定适当的位置C ,用经纬仪测出角α,再分别测出AC ,BC 的长b ,a ,则可求出A ,B 两点间的距离.即AB =a 2+b 2-2ab cos α.若测得CA =400 m ,CB =600 m ,∠ACB =60°,则AB 的长为________m. 解析:在△ABC 中,由余弦定理得 AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos ∠ACB ,∴AB 2=4002+6002-2×400×600cos 60°=280 000. ∴AB =200 7 (m).即A ,B 两点间的距离为200 7 m. 答案:200 72.隔河看两目标A 与B ,但不能到达,在岸边选取相距 3 km 的C ,D 两点,同时,测得∠ACB =75°,∠BCD =45°,∠ADC =30°,∠ADB =45°(A ,B ,C ,D 在同一平面内),求两目标A ,B 之间的距离.解:在△ACD 中,∠ACD =120°, ∠CAD =∠ADC =30°,所以AC =CD = 3.在△BCD 中,∠BCD =45°,∠BDC =75°,∠CBD =60°,由正弦定理知BC =3sin 75°sin 60°=6+22. 在△ABC 中,由余弦定理,得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos ∠ACB =(3)2+⎝⎛⎭⎪⎫6+222-2×3×6+22×cos 75°=3+2+3-3=5,所以AB = 5 , 所以A ,B 两目标之间的距离为 5 km.角度问题[典例] (2018·南昌模拟)如图所示,当甲船位于A 处时获悉,在其正东方向相距20海里的B 处有一艘渔船遇险等待营救,甲船立即前往营救,同时把消息告知在甲船的南偏西30°相距10海里C 处的乙船,乙船立即朝北偏东θ+30°角的方向沿直线前往B 处营救,则sin θ的值为( )A.217 B.22C.32D.5714[解析] 如图,连接BC ,在△ABC 中,AC =10,AB =20,∠BAC=120°,由余弦定理,得BC 2=AC 2+AB 2-2AB ·AC ·cos 120°=700,∴BC =107, 再由正弦定理,得BC sin ∠BAC =ABsin θ,∴sin θ=217. [答案] A [方法技巧]解决测量角度问题的3个注意点(1)明确方向角的含义.(2)分析题意,分清已知与所求,再根据题意正确画出示意图,这是最关键、最重要的一步.(3)将实际问题转化为可用数学方法解决的问题后,注意正、余弦定理的“联袂”使用. [即时演练]1.如图,两座灯塔A 和B 与海岸观察站C 的距离相等,灯塔A 在观察站南偏西40°,灯塔B 在观察站南偏东60°,则灯塔A 在灯塔B 的( )A .北偏东10°B .北偏西10°C .南偏东80°D .南偏西80°解析:选D 由条件及图可知,∠A =∠B =40°,又∠BCD =60°,所以∠CBD =30°,所以∠DBA =10°,因此灯塔A 在灯塔B 南偏西80°.2.如图,位于A 处的信息中心获悉:在其正东方向相距40海里的B 处有一艘渔船遇险,在原地等待营救.信息中心立即把消息告知在其南偏西30°、相距20海里的C 处的乙船,现乙船朝北偏东θ的方向沿直线CB 前往B 处救援,求cos θ的值.。
高等数学文科类教材答案
高等数学文科类教材答案一、导数与微分1.1 导数的定义及性质1.1.1 导数的定义导数的定义是:设函数f(x)在点x_0的某个邻域内有定义,则称函数f(x)在点x_0处可导,如果极限lim_(Δx→0) [f(x_0+Δx)-f(x_0)]/Δx存在。
若该极限存在,则称该极限为函数f(x)在点x_0处的导数,记为f'(x_0)。
具体表达式为:f'(x_0)=lim_(Δx→0) [f(x_0+Δx)-f(x_0)]/Δx。
1.1.2 导数的性质导数具有以下性质:- 若函数f(x)在点x_0处可导,则函数f(x)在点x_0处连续;- 若函数f(x)在点x_0处可导,则函数f(x)在点x_0的邻域内具有局部线性近似性质,即函数f(x)在点x_0处可通过一条斜率为f'(x_0)的切线局部近似;- 若函数f(x)在点x_0处可导,则函数f(x)在点x_0的邻域内单调性与导数正负性质一致;- 若函数f(x)在点x_0处可导,则函数f(x)在点x_0处的切线方程为y=f'(x_0)(x-x_0)+f(x_0)。
1.1.3 常见函数导数- 常数函数的导数为0,即d/dx(c)=0,其中c为常数;- 幂函数的导数为幂函数的导数,即d/dx(x^n) = nx^(n-1),其中n为正整数;- 指数函数的导数为自身的导数,即d/dx(a^x) = ln(a)*a^x,其中a为正实数且a≠1;- 对数函数的导数为自身导数的倒数,即d/dx(log_a x) =1/(ln(a)*x),其中a为正实数且a≠1;1.2 微分的定义及应用1.2.1 微分的定义微分的定义是:设函数y=f(x)在点x_0的某个邻域内有定义,当自变量x在x_0处发生增量Δx时,函数增量为Δy=f(x_0+Δx)-f(x_0),则称Δy是函数y=f(x)在点x_0处的微分。
具体表达式为:dy=f`(x_0)dx1.2.2 微分的应用微分在实际问题中有广泛的应用,例如:- 利用微分可以进行近似计算,例如可以利用微分计算较小增量下函数值的变化情况;- 微分可以帮助求极值,通过分析函数的单调性和导数的变化可以确定函数的最大值和最小值;- 在物理学中,微分可以用于描述质点在某个瞬间的运动情况,例如速度和加速度等。
高等数学文科答案
高等数学文科答案【篇一:2013文科高等数学模拟试题与答案】程名称: 文科高等数学适用时间:2013.1.3试卷类别:b 适用专业、年级、班: 13级一、单选题(本大题满分18分,每小题3分)1、已知f?x?在???,???内是可导函数,则?f?x??f??x??一定是( ) ?a.奇函数 b.偶函数c.非奇非偶函数d.不能确定奇偶性的函数 3xm??2、设lim?1??x???x??a.?e,则m? ( ) 11 b.3 c.2d. 3223、设f(x)?ax?bx?5,f(x?1)?f(x)?8x?3,则常数a和b的值分别为()a.a?4,b??1b.a??1,b?4c.a?2,b?1d.a?1,b?24、设函数f(x)是f(x)的一个原函数,则不定积分?1f(lnx)dx等于() x1a.f(lnx)b.f(lnx)?cc.f(x)?c d.f()?c x5、函数y?xe?x在??1,2?上取得最大值或最小值正确的是( )?1?1b.最小值为0 c.最小值为e d.最小值为2e a.最大值为e?1?1?2?6、矩阵??的逆阵是() 1 0??1??1???0 ?1?2?a.?? ? b. ?1?1 ??2 1????2??01??d. c. ?11?? ??22??1? 1?2??? ??1 0????2?答案:1、b 2、a 3、a 4、b 5、a6、c二、填空题(本大题满分20分,每小题2分)7、已知f?x??ex,f???x???1?x2,则??x??.?x?a?8、已知极限lim???9,则常数a? . x???x?a??9、设f??1??1,则limx?1xf?x??f?1??. 2x?110、已知d1f(x3)?,则f?(x)?. dxx??11、已知函数f(x)满足f(x)?x?2?10f(x)dx,则f(x)?.12、设函数f(x)?log2x?8(x?2),则其反函数的定义域为. 13、设f(x)有一个原函数?sinx,则?xf?(x)dx=. x214、函数f(x)?x3在区间?0,3?上满足拉格郎日中值定理条件,则定理中的???431??7?????15、?1?23??2??.?570??1?????2x1?x3?1??16、线性方程组??x1?x2?2x3??1的解为.?x1?x3?5?1112答案:6、ln1?x2 7、ln3 8、 9、 10、x? 11、?9,???23x6???35???412、?1;13、3;14、?6?;15、?4,?23,9. ??49???三、计算题(本大题满分35分,每小题7分)17、求极限limx?0ln(1?x). x18、设f(x)?ln(1?x2),求f(1).19、计算不定积分xedx. ?2x20、计算定积分?e1x3?lnx1.21、解一阶线性微分方程xy??y?1?0.17、解:limx?0ln(1?x)?limln(1?x)x x?0x1??x?ln?lim(1?x)??lne?1. x?0??12x2(1?x2)18、解:f(x)?,f(1)?0. ,f(x)?2221?x(1?x)19、解:xe?2xdx?12x12xed(2x)?e?c. 2?220、解:?e1x3?lnx1??e13?lnx1d(3?lnx)1?23?lnx?4?23. 021、解:原方程可化为y??y1??0, xx11?c?qe?pdx??e???xdx?c??1e??xdxdx??? ????x????它是一个一阶线性微分方程,由求解公式得 y?e??pdx1???elnx?c??e?lnxdx??x??1???x?c???cx?1. x??11??x?c??dx??xx??1??x?c??2dx? x??四、证明及综合应用题(本大题满分27分,每题9分)22、试问a为何值时,函数f(x)?asinx?求出此极值。
大学文科数学及试题答案
精品文档,知识共享!东莞理工学院(本科)清考试卷参考答案2010 --2011 学年第 二 学期《 大学文科数学 》清考试卷参考答案开课单位: 数学教研室 考试形式:闭、开卷,允许带 入场一、选择填空题 (共 70 分 每空2 分)1、设函数()ln(1)f x x =-,则函数()f x 的定义域为( C );A) (1,2) , B) [1,2] , C) (1,2] , D) [1,2). 2、设()()2,cos f x x x x ϕ==,则()()2lim x f x B πϕ→=⎡⎤⎣⎦;A) 2cos4π , B) 0 , C)12, D) 1. 3、设()()2,sin f x x x x ϕ==,(){}();f x C ϕ'=⎡⎤⎣⎦A) sin 2x , B) 2sin x , C) 22cos x x , D) 2cos x .4、极限2311lim ()34x x B x x →-=+-;A)12, B) 13, C) 0 , D) 1. 5.极限3331lim ()21x x x B x x →∞-+=+-.A) 1, B) 32, C) 0, D) 23.6.下列命题中正确的是( A );A) 1lim sin1x x x →∞=, B) 01lim sin 1x x x→= ,C) 1lim sin 0x x x →∞=, D) 0sin lim 0x xx→=.7、若函数()11xf x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则()()lim x f x B→+∞=;A) 1, B) e , C)1e, D) 0. 8、若函数()11xf x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则()()0lim x f x A+→=;A) 1 , B) e , C)1e, D) 0. 9、设()3f x x ax b =++,且()13f =,()0lim 2x f x →=,则()D ;A) 2,0a b ==, B) 2,1a b =-=, C) 2,1a b ==-, D) 0,2a b ==. 10、设1()1xf x x-=+,则(0)()f A'=; A) 2-, B) 1-, C) 0, D) 2.11、曲线21y x =-+单调上升区间为( A );A) (,0]-∞, B) (,1]-∞, C) [0,)+∞, D) [1,)+∞. 12、曲线2y x =在点(1,1)的切线方程为 ( C );A) 1(1)y x -=--, B) 11(1)2y x -=- , C) 12(1)y x -=-, D) 11y x -=- .13、若()551f x x x =+-,则(5)()fx =( D );A) 0, B) 12, C) 24, D) 120.14、当()x B=时,函数3()32f x x x =-+取得极大值,该极大值等于4;A) 1, B) 1-, C) 0, D) 3.15.当1x =时,函数3()31f x x x =-+取得极小值,该极小值等于( B ).A) 0, B) 1-, C) 2-, D) 3-.16、设函数()2sin ,0,3,0.x x f x x x ≥⎧=⎨<⎩ 则()()0f x dx Cπ=⎰;A) 0, B) 1, C) 2 , D) 3.17、设函数()2sin ,0,3,0.x x f x x x ≥⎧=⎨<⎩ 则()()01f x dx C-=⎰;A) 1-, B) 0, C) 1, D) 2-.18、设函数()sin ,0,2,0.x x f x x x ≥⎧=⎨<⎩ 则()()1f x dx Dπ-=⎰;A) 0, B) 1, C) 2, D) 3. 19、积分()2011dx Bx =+;A)2π, B) 3π, C) 4π, D) 6π. 20.积分()()02cos x x dx Aπ-=⎰;A) 2π, B) 21π- , C) 22π-, D) 2π. 21、积分()0cos x xdx Cπ=⎰;A) 0, B) 1-, C) 2-, D) 3-. 22、积分()121;x edx C+=⎰A) 2(1)e e -, B) 3e ,C)21(1)2e e -, D) 312e .23、若11xke dx =⎰,则数();k B=A) 1, B)11e -, C) 1e , D) 11e +.24.曲线2,y x y x ==围成的平面图形的面积的( C );A) 12, B) 13, C) 16, D) 112.25、设矩阵101011001A -⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭,110011000B -⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭, 则AB A⎛⎫⎪=⎪ ⎪⎝⎭; A) 110011000-⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪⎝⎭, B)112011002--⎛⎫⎪- ⎪ ⎪⎝⎭, C) 100110010⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭, D)100110212⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭. 26. 设矩阵101011001A -⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪-⎝⎭,110011000B -⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭, 则T TB A C⎛⎫⎪=⎪ ⎪⎝⎭; A) 110011000-⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪⎝⎭, B)112011002--⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪⎝⎭, C) 100110010⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭, D)100110212⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭.27、设矩阵11201100A λ-⎛⎫⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭,当()Dλ=时,2A =;A) 2-, B) 1-, C) 1, D) 2.28.设矩阵121021021A ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则()();r A =A) 0, B) 1, C) 2, D) 3.A) 6-, B) 6, C) 24, D) 24-.30.设矩阵11001002A λ-⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪⎝⎭,123x x x x ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,001b ⎛⎫ ⎪= ⎪⎪⎝⎭. 则当()Cλ≠时,线性方程组Ax b =有唯一解;A) 2-, B) 1-, C) 0, D) 1.31、设向量12,x x 是线性方程组Ax b =的两个解,则()D是线性方程组Ax b =的解;A) 12x x +, B) 12x x -, C) 122x x +, D) 122x x -. 32、设向量12,x x 是线性方程组Ax b =的两个解,则()A是线性方程组0Ax =的解;A) 12,x x - B) 12,x x + C) 122,x x + D) 122.x x -33、设矩阵110011001A λ⎛⎫ ⎪=- ⎪ ⎪-⎝⎭,当()Dλ≠时,矩阵A 可逆;A) 2,- B) 1,- C) 0, D) 1. 34、设矩阵1237M ⎛⎫=⎪⎝⎭,1.M A -⎛⎫= ⎪⎝⎭ A) 72,31-⎛⎫⎪-⎝⎭B)73,21-⎛⎫ ⎪-⎝⎭C) 73,21⎛⎫⎪⎝⎭ D) 12.37-⎛⎫⎪-⎝⎭35.设矩阵100020003M ⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎝⎭,则()1.M B -=A) 300020,001⎛⎫ ⎪⎪ ⎪⎝⎭B)10001/20,001/3⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭C) 100020,003-⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭D)10001/20.001/3-⎛⎫ ⎪- ⎪ ⎪-⎝⎭二、填空题 (共 30 分 每空3 分)1.设函数()1arctan 2f x x=+,则函数()f x 的定义域为()\{2}x R ∈-; 2. 若函数ln 55xx xy x e ==,则()5(1ln )x y x x '=+;3. 若函数()1x f x e +=,则()()()1n x f x e +=;4. 极限201cos 1lim()2x xx →-=;5. 极限sin lim (1)x x xx→+∞+=;6.不定积分21ln 1(1ln )2x dx x C x +⎛⎫=++ ⎪⎝⎭⎰; 7. 定积分()1122x dx -=⎰;8.设矩阵1101A ⎛⎫=⎪⎝⎭,则1001100;01A ⎛⎫= ⎪⎝⎭9.行列式()12323112321=-;10.齐次线性方程组12323320,0.x x x x x +-=⎧⎪⎨⎪-=⎩的通解为12311;1x x c x -⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭南京晓庄学院大学文科数学课程考试试卷2010 – 2011学年度第 一 学期 院(系) 级 共 页 教研室主任审核签名: 院(系)领导审核签名: 命题教师: 数信院公共教研室 校对人:班级 姓名 学号 得分一、选择题(每小题3分,共15分) 1.下列函数为初等函数的是( B ) (B). y =(C).⎪⎩⎪⎨⎧=≠--=11112x x x x y (D).⎩⎨⎧≥<+=001x x x xy2.当x →0时,与sin x 等价的无穷小是( A )(A) 2x x + (B) x x sin x 23.设)0(f '存在,则0(0)()limx f f x x→--=( D )(A) )0(f '- (B) )0(2f '- (C) )0(2f ' (D) )0(f ' 4. 物体在某时刻的瞬时速度,等于物体运动在该时刻的( D ) (A)函数值 (B)极限 (C) 积分 (D)导数 5.若)(x f 的导函数是x sin ,则)(x f 有一个原函数为( C ) (A) x cos 1+(B) sin x x + (C) sin x x - (D)x cos 1-二、填空题(每小题3分,共15分) 1. 设函数cos , 0() ,0x x f x x a x <⎧=⎨-≥⎩在0x =点连续,则=a ____1-_____.2. 设2)(x x f =, 则[()]f f x '= ____22x _ ____ .3.sin limx xx→+∞= 04. 曲线1y x=在点(1,1)处的法线方程为 y x =5. (1cos )x dx -⎰= sin x x c -+ . 三、计算题(每小题5分,共40分) 1. 求函数()ln(21)f x x =-.解:290x ->且210x ->,所以函数()ln(21)f x x =-+的定义域:132x << 2. 设ln(2)y x =-,求其反函数解:由2y e x =-得 2yx e =+所以函数ln(2)y x =-的反函数是:xe y +=2,(,)x ∈-∞+∞ 3.求极限20(1)lim sin x x x e x→-解:20(1)lim sin x x x e x →-=001lim lim sin x x x x e x x →→-=01lim11xx e →⋅= 4.求极限30tan limx x xx →-解: 30tan lim x x xx →-=220sec 1lim 3x x x →-=22222001cos sin 1lim lim 3cos 33x x x x x x x →→-== 5. 已知2ln(1)ln y x x =+-,求dy解:因为y '=2211x x x-+所以dy =221d (1)x x x x -+ 6.求2cos xy ex =的微分y '解:y '=222cos sin x xe x e x -=2(2cos sin )xe x x -7. 求不定积分21xdx x -⎰解:21x dx x -⎰=211dx xx ⎡⎤-=⎢⎥⎣⎦⎰211d d x x x x -⎰⎰=1ln x C x--+ 8. 求定积分21ln ex xdx ⎰解:21ln ex xdx ⎰=3311ln 39ex x x ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ =31(21)9e +四、综合应用题(每小题10分,共30分)1. 证明方程012=-⋅xx 至少有一个小于1的正实数根.解:令()21x f x x =⋅-, ()010f =-< ,()110f =>, ()f x 闭区间[]0,1上连续, 由根的存在性定理,有()0,1ξ∈,使得()0f ξ= ,即012=-⋅x x 至少有一个小于1的正实数根2. 欲做一个体积为72立方厘米的带盖箱子,其底面长方形的两边成一比二的关系,怎样做法所用的材料最省?解:设底面长方形的两边的边长为x 厘米,x 2厘米,则高为2362.72xx x =厘米 表面积x x x x x x x x S 21642).36.2(2).36.(2).2.(222+=++= 求导 021682,=-=xx S 所以在区间),0(+∞上只有唯一的驻点3=x又因为在实际问题中存在最值,所以驻点3=x 就是所求的最值点。
线性代数课后习题答案全习题详解
线性代数课后习题答案全习题详解线性代数是一门重要的数学学科,对于许多理工科专业的学生来说,掌握好线性代数的知识是非常关键的。
课后习题是巩固所学知识、加深理解的重要途径,而一份完整的习题答案详解则能够帮助学生更好地掌握知识点,提高解题能力。
在学习线性代数的过程中,我们会遇到各种各样的习题,涵盖了向量、矩阵、线性方程组、行列式、特征值与特征向量等多个重要的概念和知识点。
这些习题的难度各不相同,有的需要我们熟练运用基本的定义和定理,有的则需要我们具备较强的逻辑推理和计算能力。
对于向量这一章节的习题,常常会涉及到向量的线性组合、线性相关性、向量空间等概念。
例如,判断一组向量是否线性相关,就需要我们通过构建方程组,求解方程组的解来判断。
如果方程组只有零解,那么向量组线性无关;如果方程组有非零解,那么向量组线性相关。
在解答这类习题时,我们要清晰地理解线性相关和线性无关的定义,熟练掌握求解方程组的方法。
矩阵是线性代数中的核心概念之一,关于矩阵的习题也是多种多样。
比如矩阵的乘法运算、矩阵的逆、矩阵的秩等。
在进行矩阵乘法运算时,要注意矩阵的行列数是否匹配,计算过程要仔细认真,避免出现错误。
求矩阵的逆时,要先判断矩阵是否可逆,如果可逆,可以通过伴随矩阵或者初等变换的方法来求解。
而矩阵的秩的求解,则需要通过对矩阵进行初等行变换,将其化为阶梯形矩阵,从而确定矩阵的秩。
线性方程组是线性代数中的重点和难点内容。
解线性方程组的方法有很多,如高斯消元法、克拉默法则等。
在实际解题中,我们需要根据方程组的特点选择合适的方法。
对于未知数个数较多、系数矩阵较为复杂的方程组,通常使用高斯消元法;而对于系数矩阵为方阵且行列式容易计算的方程组,可以使用克拉默法则。
此外,还需要判断线性方程组是否有解、有唯一解还是无穷多解,并求出其解的表达式。
行列式是一个重要的数学工具,其计算方法有多种,如按照定义展开、利用行列式的性质进行化简等。
在计算行列式时,要善于观察行列式的特点,选择合适的计算方法,以提高计算效率。
山东高考文科数学带答案解析(版吐血)
2012年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)文科数学锥体的体积公式:V=13Sh ,其中S 是锥体的底面积,h 是锥体的高。
如果事件A ,B 互斥,那么P (A+B )=P (A )+P(B);如果事件A,B 独立,那么P (AB )=P (A )·P (B )。
第Ⅰ卷(共60分)一、选择题:本大题共12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)若复数z 满足(2)117i(i z i -=+为虚数单位),则z 为 (A)3+5i (B)3-5i (C)-3+5i (D)-3-5i(2)已知全集{0,1,2,3,4}U =,集合{1,2,3}A =,{2,4}B =,则()U A B U ð为 (A){1,2,4} (B){2,3,4} (C){0,2,4} (D){0,2,3,4} (3)函数21()4ln(1)f x x x =+-+的定义域为(A)[2,0)(0,2]-U (B)(1,0)(0,2]-U (C)[2,2]- (D)(1,2]-(4)在某次测量中得到的A 样本数据如下:82,84,84,86,86,86,88,88,88,88.若B 样本数据恰好是A 样本数据都加2后所得数据,则A ,B 两样本的下列数字特征对应相同的是 (A)众数 (B)平均数 (C)中位数 (D)标准差 (5)设命题p :函数sin 2y x =的最小正周期为2π;命题q :函数cos y x =的图象关于直线2x π=对称.则下列判断正确的是(A)p 为真 (B)q ⌝为假 (C)p q ∧为假 (D)p q ∨为真 (6)设变量,x y 满足约束条件22,24,41,x y x y x y +≥⎧⎪+≤⎨⎪-≥-⎩则目标函数3z x y =-的取值范围是(A)3[,6]2- (B)3[,1]2-- (C)[1,6]- (D)3[6,]2-(7)执行右面的程序框图,如果输入a =4,那么输出的n 的值为 (A)2 (B)3 (C)4 (D)5(8)函数2sin (09)63x y x ππ⎛⎫=-≤≤ ⎪⎝⎭的最大值与最小值之和为 (A)23- (B)0 (C)-1 (D)13-- (9)圆22(2)4x y ++=与圆22(2)(1)9x y -+-=的位置关系为 (A)内切 (B)相交 (C)外切 (D)相离 (10)函数cos622x xxy -=-的图象大致为(11)已知双曲线1C :22221(0,0)x y a b a b -=>>的离心率为2.若抛物线22:2(0)C x py p =>的焦点到双曲线1C 的渐近线的距离为2,则抛物线2C 的方程为 (A) 2833x y =(B) 21633x y = (C)28x y = (D)216x y = (12)设函数1()f x x=,2()g x x bx =-+.若()y f x =的图象与()y g x =的图象有且仅有两个不同的公共点1122(,),(,)A x y B x y ,则下列判断正确的是(A)12120,0x x y y +>+> (B)12120,0x x y y +>+< (C)12120,0x x y y +<+> (D)第Ⅱ卷(共90分)二、填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.(13)如图,正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,E 为线段1B C 上的一点,则三棱锥1A DED -的体积为_____.(14)右图是根据部分城市某年6月份的平均气温(单位:℃)数据得到的样本频率分布直方图,其中平均气温的范围是[20.5,26.5],样本数据的分组为[20.5,21.5),[21.5,22.5),[22.5,23.5),[23.5,24.5),[24.5,25.5),[25.5,26.5].已知样本中平均气温低于22.5℃的城市个数为11,则样本中平均气温不低于25.5℃的城市个数为____.(15)若函数()(0,1)x f x a a a =>≠在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m ,且函数()(14)g x m x =-在[0,)+∞上是增函数,则a =____.(16)如图,在平面直角坐标系xOy 中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1),此时圆上一于(2,1)时,OP u u u r的点P 的位置在(0,0),圆在x 轴上沿正向滚动.当圆滚动到圆心位坐标为____.三、解答题:本大题共6小题,共74分. (17)(本小题满分12分)在△ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知sin (tan tan )tan tan B A C A C +=. (Ⅰ)求证:,,a b c 成等比数列; (Ⅱ)若1,2a c ==,求△ABC 的面积S .袋中有五张卡片,其中红色卡片三张,标号分别为1,2,3;蓝色卡片两张,标号分别为1,2. (Ⅰ)从以上五张卡片中任取两张,求这两张卡片颜色不同且标号之和小于4的概率;(Ⅱ)现袋中再放入一张标号为0的绿色卡片,从这六张卡片中任取两张,求这两张卡片颜色不同且标号之和小于4的概率.(19) (本小题满分12分)如图,几何体E ABCD -是四棱锥,△ABD 为正三角形,,CB CD EC BD =⊥. (Ⅰ)求证:BE DE =;(Ⅱ)若∠120BCD =︒,M 为线段AE 的中点, 求证:DM ∥平面BEC .(20) (本小题满分12分)已知等差数列{}n a 的前5项和为105,且2052a a =. (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)对任意*m ∈N ,将数列{}n a 中不大于27m 的项的个数记为m b .求数列{}m b 的前m 项和m S .(21) (本小题满分13分)如图,椭圆2222:1(0)x y M a b a b+=>>的离心率为3,直线x a =±和y b =±所围成的矩形ABCD 的面积为8.(Ⅰ)求椭圆M 的标准方程;(Ⅱ) 设直线:()l y x m m =+∈R 与椭圆M 有两个不同的交点,,P Q l 与矩形ABCD 有两个不同的交点,S T .求||||PQ ST 的最大值及取得最大值时m 的值.已知函数ln ()(exx kf x k +=为常数,e=2.71828…是自然对数的底数),曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与x 轴平行.(Ⅰ)求k 的值;(Ⅱ)求()f x 的单调区间;(Ⅲ)设()()g x xf x '=,其中()f x '为()f x 的导函数.证明:对任意20,()1e x g x -><+.一、选择题:本大题共12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)若复数z 满足(2)117i(i z i -=+为虚数单位),则z 为 (A)3+5i (B)3-5i (C)-3+5i (D)-3-5i 【解析】i ii i i i i i z 5352515)2)(2()2)(711(2711+=+=+-++=-+=.故选A. 【答案】A(2)已知全集{0,1,2,3,4}U =,集合{1,2,3}A =,{2,4}B =,则B AC U Y )(为 (A){1,2,4} (B){2,3,4} (C){0,2,4} (D){0,2,3,4}【解析】}4,0{=A C U ,所以}42,0{,)(=B A C U Y ,选C. 【答案】C (3)函数1()ln(1)f x x =++(A)[2,0)(0,2]-U (B)(1,0)(0,2]-U (C)[2,2]- (D)(1,2]-【解析】要使函数有意义则有⎪⎩⎪⎨⎧≥-≠+>+040)1ln(012x x x ,即⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≠->2201x x x ,即01<<-x 或20≤<x ,选B.【答案】B(4)在某次测量中得到的A 样本数据如下:82,84,84,86,86,86,88,88,88,88.若B 样本数据恰好是A 样本数据都加2后所得数据,则A ,B 两样本的下列数字特征对应相同的是 (A)众数 (B)平均数 (C)中位数 (D)标准差【解析】设A 样本的数据为变量为X ,B 样本的数据为变量为Y ,则满足2+=X Y ,根据方差公式可得DX X D DY =+=)2(,所以方差相同,标准差也相同,选D.【答案】D(5)设命题p :函数sin 2y x =的最小正周期为2π;命题q :函数cos y x =的图象关于直线2x π=对称.则下列判断正确的是(A)p 为真 (B)q ⌝为假 (C)p q ∧为假 (D)p q ∨为真 π2【答案】C(6)设变量,x y 满足约束条件22,24,41,x y x y x y +≥⎧⎪+≤⎨⎪-≥-⎩则目标函数3z x y =-的取值范围是(A)3[,6]2- (B)3[,1]2-- (C)[1,6]- (D)3[6,]2-【解析】做出不等式所表示的区域如图,由y x z -=3得z x y -=3,平移直线x y 3=,由图象可知当直线经过点)0,2(E 时,直线z x y -=3的截距最小,此时z 最大为63=-=y x z ,当直线经过C 点时,直线截距最大,此时z 最小,由⎩⎨⎧=+-=-4214y x y x ,解得⎪⎩⎪⎨⎧==321y x ,此时233233-=-=-=y x z ,所以y x z -=3的取值范围是]6,23[-,选A. 【答案】A(7)执行右面的程序框图,如果输入a =4,那么输出的n 的值为 (A)2 (B)3 (C)4 (D)5【解析】当4=a 时,第一次1,3,140====n Q P ,第二次2,7,441====n Q P ,第三次3,15,1642====n Q P ,此时Q P <不满足,输出3=n ,选B.【答案】B(8)函数2sin (09)63x y x ππ⎛⎫=-≤≤⎪⎝⎭的最大值与最小值之和为 (A)23- (B)0 (C)-1 (D)13-- 【解析】因为90≤≤x ,所以6960ππ≤≤x ,369363πππππ-≤-≤-x ,即67363ππππ≤-≤-x ,所以当336πππ-=-x 时,最小值为3)3sin(2-=-π,当236πππ=-x 时,最大值为22sin2=π,所以最大值与最小值之和为32-,选A. 【答案】A【解析】两圆的圆心分别为)0,2(-,)1,2(,半径分别为2=r ,3=R两圆的圆心距离为17)10()22(22=-+--,则r Rr R +<<-17,所以两圆相交,选B. 【答案】B (10)函数cos622x xxy -=-的图象大致为【解析】函数为奇函数,所以图象关于原点对称,排除A,令0=y 得06cos =x ,所以ππk x +=26,ππ612k x +=,函数零点有无穷多个,排除C,且y 轴右侧第一个零点为)0,12(π,又函数x x y --=22为增函数,当120π<<x 时,022>-=-x x y ,06cos >x ,所以函数0226cos >-=-xx xy ,排除B ,选D.【答案】D(11)已知双曲线1C :22221(0,0)x y a b a b -=>>的离心率为2.若抛物线22:2(0)C x py p =>的焦点到双曲线1C 的渐近线的距离为2,则抛物线2C 的方程为 (A) 283x y =(B) 2163x y = (C)28x y = (D)216x y = 【解析】抛物线的焦点 )2,0(p ,双曲线的渐近线为x a b y ±=,不妨取x aby =,即0=-ay bx ,焦点到渐近线的距离为2222=+⨯b a pa ,即cb a ap 4422=+=,所以4p a c =双曲线的离心率为2=a c ,所以24==pa c ,所以8=p ,所以抛物线方程为y x 162=,选D.【答案】D (12)设函数1()f x x=,2()g x x bx =-+.若()y f x =的图象与()y g x =的图象有且仅有两个不同的公共点1122(,),(,)A x y B x y ,则下列判断正确的是(A)12120,0x x y y +>+> (B)12120,0x x y y +>+< (C)12120,0x x y y +<+> (D)12120,0x x y y +<+<点A 关于原点的对称点C,则C 点坐标为),(11y x --,由图象知,,2121y y x x >-<-即0,02121<+>+y y x x ,故答案选B.方法二:设32()1F x x bx =-+,则方程()0F x =与()()f x g x =同解,故其有且仅有两个不同零点12,x x .由()0F x '=得0x =或23x b =.这样,必须且只须(0)0F =或2()03F b =,因为(0)1F =,故必有2()03F b =由此得3322b =.不妨设12x x <,则32223x b ==.所以231()()(2)F x x x x =--,比较系数得3141x -=,故31122x =-.3121202x x +=>,由此知12121212110x x y y x x x x ++=+=<,故答案为B. 【答案】B第Ⅱ卷(共90分)二、填空题:本大题共4小题,每小题4分,共16分.(13)如图,正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,E 为线段1B C 上的一点,则三棱锥1A DED -的体积为_____.【解析】以△1ADD 为底面,则易知三棱锥的高为1,故111111326V =⋅⋅⋅⋅=.【答案】61(14)右图是根据部分城市某年6月份的平均气温(单位:℃)数据得到的样本频率分布直方图,其中平均气温的范围是[20.5,26.5],样本数据的分组为[20.5,21.5),[21.5,22.5),[22.5,23.5),[23.5,24.5),[24.5,25.5),[25.5,26.5].已知样本中平均气温低于22.5℃的城市个数为11,则样本中平均气温不低于25.5℃的城市个数为____.【解析】最左边两个矩形面积之和为0.10×1+0.12×1=0.22,总城市数为11÷0.22=50,最右面矩形面积为0.18×1=0.18,50×0.18=9. 【答案】9函数,则a =____.【解析】当1a >时,有214,a a m -==,此时12,2a m ==,此时()g x x =-为减函数,不合题意.若01a <<,则124,a a m -==,故11,416a m ==,检验知符合题意.【答案】14(16)如图,在平面直角坐标系xOy 中,一单位圆的圆心的初始位置在(0,1),此时圆上一点P 的位置在(0,0),圆在x轴上沿正向滚动.当圆滚动到圆心位于(2,1)时,OP u u u r的坐标为____.【解析】因为圆心移动的距离为2,所以劣弧2=PA ,即圆心角2=∠PCA ,,则22π-=∠PCA ,所以2cos )22sin(-=-=πPB ,2sin )22cos(=-=πCB ,所以2sin 22-=-=CB x p ,2cos 11-=+=PB y p ,所以)2cos 1,2sin 2(--=.另解:根据题意可知滚动制圆心为(2,1)时的圆的参数方程为⎩⎨⎧+=+=θθsin 1cos 2y x ,且223,2-==∠πθPCD ,则点P 的坐标为⎪⎩⎪⎨⎧-=-+=-=-+=2cos 1)223sin(12sin 2)223cos(2ππy x ,即)2cos 1,2sin 2(--=OP .【答案】)2cos 1,2sin 2(--三、解答题:本大题共6小题,共74分. (17)(本小题满分12分)在△ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,已知sin (tan tan )tan tan B A C A C +=. (Ⅰ)求证:,,a b c 成等比数列; (Ⅱ)若1,2a c ==,求△ABC 的面积S . 【答案】(17)(I)由已知得:sin (sin cos cos sin )sin sin B A C A C A C +=, sin sin()sin sin B A C A C +=, 2所以,,a b c 成等比数列.(II)若1,2a c ==,则22b ac ==,∴2223cos 24a cb B ac +-==,27sin 1cos C C =-=, ∴△ABC 的面积1177sin 1222S ac B ==⨯⨯⨯=.(18)(本小题满分12分)袋中有五张卡片,其中红色卡片三张,标号分别为1,2,3;蓝色卡片两张,标号分别为1,2. (Ⅰ)从以上五张卡片中任取两张,求这两张卡片颜色不同且标号之和小于4的概率;(Ⅱ)现袋中再放入一张标号为0的绿色卡片,从这六张卡片中任取两张,求这两张卡片颜色不同且标号之和小于4的概率.【答案】(18)(I)从五张卡片中任取两张的所有可能情况有如下10种:红1红2,红1红3,红1蓝1,红1蓝2,红2红3,红2蓝1,红2蓝2,红3蓝1,红3蓝2,蓝1蓝2.其中两张卡片的颜色不同且标号之和小于4的有3种情况,故所求的概率为310P =. (II)加入一张标号为0的绿色卡片后,从六张卡片中任取两张,除上面的10种情况外,多出5种情况:红1绿0,红2绿0,红3绿0,蓝1绿0,蓝2绿0,即共有15种情况,其中颜色不同且标号之和小于4的有8种情况,所以概率为815P =.(19) (本小题满分12分)如图,几何体E ABCD -是四棱锥,△ABD 为正三角形,,CB CD EC BD =⊥. (Ⅰ)求证:BE DE =;(Ⅱ)若∠120BCD =︒,M 为线段AE 的中点, 求证:DM ∥平面BEC .【答案】(19)(I)设BD 中点为O ,连接OC ,OE ,则由BC CD =知 ,CO BD ⊥, 又已知CE BD ⊥,所以BD ⊥平面OCE . 所以BD OE ⊥,即OE 是BD 的垂直平分线, 所以BE DE =.∵M 是AE 的中点,∴MN ∥BE , ∵△ABD 是等边三角形,∴DN AB ⊥.由∠BCD =120°知,∠CBD =30°,所以∠ABC =60°+30°=90°,即BC AB ⊥, 所以ND ∥BC ,所以平面MND ∥平面BEC ,故DM ∥平面BEC .(20) (本小题满分12分)已知等差数列{}n a 的前5项和为105,且2052a a =. (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式;(Ⅱ)对任意*m ∈N ,将数列{}n a 中不大于27m 的项的个数记为m b .求数列{}m b 的前m 项和m S . 【答案】 (I)由已知得:111510105,92(4),a d a d a d +=⎧⎨+=+⎩解得17,7a d ==,所以通项公式为7(1)77n a n n =+-⋅=. (II)由277m n a n =≤,得217m n -≤, 即217m m b -=. ∵211217497m k m k b b ++-==, ∴{}m b 是公比为49的等比数列,∴7(149)7(491)14948m m m S -==--.(21) (本小题满分13分)如图,椭圆2222:1(0)x y M a b a b+=>>的离心率为3,直线x a =±和y b =±所围成的矩形ABCD 的面积为8.(Ⅰ)求椭圆M 的标准方程;(Ⅱ) 设直线:()l y x m m =+∈R 与椭圆M 有两个不同的交点,,P Q l 与矩形ABCD 有两个不同的交点,S T .求||||PQ ST 的最大值及取得最大值时m 的值. 【答案】(21)(I)222334c a b e a a -==⇒=……① 矩形ABCD 面积为8,即228a b ⋅=……②(II)222244,58440,x y x mx m y x m ⎧+=⇒++-=⎨=+⎩,设1122(,),(,)P x y Q x y ,则21212844,55m x x m x x -+=-=,由226420(44)0m m ∆=-->得m <.||PQ =. 当l 过A 点时,1m =,当l 过C 点时,1m =-.①当1m <-时,有(1,1),(2,2),||)S m T m ST m ---+=+,||||PQ ST =其中3t m =+,由此知当134t =,即45,(1)33t m ==-∈-时,||||PQ ST .②由对称性,可知若1m <<53m =时,||||PQ ST .③当11m -≤≤时,||ST =||||PQ ST由此知,当0m =时,||||PQ ST .综上可知,当53m =±和0时,||||PQ ST .(22) (本小题满分13分) 已知函数ln ()(e xx k f x k +=为常数,e=2.71828…是自然对数的底数),曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线与x 轴平行.(Ⅰ)求k 的值;(Ⅱ)求()f x 的单调区间;(Ⅲ)设()()g x xf x '=,其中()f x '为()f x 的导函数.证明:对任意20,()1e x g x -><+.【答案】(I)1ln ()e xx k x f x --'=, 由已知,1(1)0ek f -'==,∴1k =. (II)由(I)知,1ln 1()e xx x f x --'=. 设1()ln 1k x x x =--,则211()0k x x x'=--<,即()k x 在(0,)+∞上是减函数, 由(1)0k =知,当01x <<时()0k x >,从而()0f x '>,当1x >时()0k x <,从而()0f x '<.综上可知,()f x 的单调递增区间是(0,1),单调递减区间是(1,)+∞. (III)由(II)可知,当1x ≥时,()()g x xf x '=≤0<1+2e -,故只需证明2()1e g x -<+在01x <<时成立. 当01x <<时,e x >1,且()0g x >,∴1ln ()1ln ex x x x g x x x x --=<--. 设()1ln F x x x x =--,(0,1)x ∈,则()(ln 2)F x x '=-+,当2(0,e )x -∈时,()0F x '>,当2(e ,1)x -∈时,()0F x '<,所以当2e x -=时,()F x 取得最大值22()1e F e --=+.所以2()()1e g x F x -<≤+.综上,对任意0x >,2()1e g x -<+.。
2021年普通高等学校招生全国统一考试(全国新课标Ⅰ卷)数学试题 (文科)解析版
绝密★启封并使用完毕前试题类型:注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.第Ⅰ卷1 至3 页,第Ⅱ卷3 至5 页.2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置.3.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效.4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回.第Ⅰ卷一. 选择题:本大题共12 小题,每小题 5 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}【答案】B考点:集合的交集运算【名师点睛】集合是每年高考中的必考题,一般以基础题形式出现,属得分题.解决此类问题一般要把参与运算的集合化为最简形式再进行运算,如果是不等式解集、函数定义域及值域有关数集之间的运算,常借助数轴进行运算.(2) 设(1 + 2 i)(a + i)的实部与虚部相等,其中a 为实数,则a=()(A)-3 (B)-2 (C)2 (D)3【答案】A【解析】试题分析:(1 + 2i)(a +i) =a - 2 + (1 + 2a)i ,由已知,得a - 2 = 1 + 2a ,解得a =-3 ,故选A. 考点:复数的概念及复数的乘法运算【名师点睛】复数题也是每年高考必考内容,一般以客观题形式出现,属得分题.高考中复数考查频率较高的内容有:复数相等,复数的几何意义,共轭复数,复数的模及复数的乘除运算,这类5 问题一般难度不大,但容易出现运算错误,特别是i 2= -1中的负号易忽略,所以做复数题要注意运算的准确性.(3)为美化环境,从红、黄、白、紫 4 种颜色的花中任选 2 种花种在一个花坛中,余下的 2 种花种在另一个花坛中,则红色和紫色的花不在同一花坛的概率是( )【答案】C1 (A )31 (B )22(C )35 (D )6考点:古典概型【名师点睛】作为客观题形式出现的古典概型试题,一般难度不大,解答常见错误是在用列举 法计数时出现重复或遗漏,避免此类错误发生的有效方法是按照一定的标准进行列举. (4)△ABC 的内角 A 、B 、C 的对边分别为 a 、b 、c.已知 a =, c = 2, cos A = 2,则b=( )3(A ) 【答案】D 【解析】(B ) (C )2 (D )3试题分析:由余弦定理得5 = b 2+ 4 - 2 ⨯ b ⨯ 2 ⨯ 2 ,解得b = 3( b = - 1舍去),故选 D.33考点:余弦定理【名师点睛】本题属于基础题,考查内容单一,根据余弦定理整理出关于 b 的一元二次方程, 再通过解方程求 b.运算失误是基础题失分的主要原因,请考生切记!(5)直线 l 经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到 l 的距离为其短轴长的1,则该椭4圆的离心率为( )(A )13(B )12(C )23(D )34【答案】B 【解析】试题分析:如图,由题意得在椭圆中, OF = c, OB = b, OD = 1 ⨯ 2b = 1b4 223在Rt∆OFB 中, | OF | ⨯ | OB |=| BF | ⨯ | OD |,且a2 = b2 + c2 ,代入解得a2 = 4c2 ,所以椭圆得离心率得e =1,故选B. 2x考点:椭圆的几何性质【名师点睛】求椭圆或双曲线离心率是高考常考问题,求解此类问题的一般步骤是先列出等式,再转化为关于a,c 的齐次方程,方程两边同时除以a 的最高次幂,转化为关于e 的方程,解方程求e .(6)若将函数π的图像向右平移1个周期后,所得图像对应的函数为()y=2sin (2x+ )6 4(A)π(B)π(C)π(D)πy=2sin(2x+ )4y=2sin(2x+ )3y=2sin(2x– )4y=2sin(2x– )3【答案】D考点:三角函数图像的平移【名师点睛】函数图像的平移问题易错点有两个,一是平移方向,注意“左加右减“,二是平移多少个单位是对x 而言的,不用忘记乘以系数.(7)如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条相互垂直的半径.若该几何体的体积是28π,则它的表面积是()3yD BF O(A)17π(B)18π(C)20π(D)28π【答案】A【解析】考点:三视图及球的表面积与体积【名师点睛】由于三视图能有效的考查学生的空间想象能力,所以以三视图为载体的立体几何题基本上是高考每年必考内容,高考试题中三视图一般常与几何体的表面积与体积交汇.由三视图还原出原几何体,是解决此类问题的关键.(8)若a >b > 0 , 0 <c < 1,则()(A)log a c<log b c (B)log c a<log c b (C)a c<b c(D)c a>c b【答案】B【解析】试题分析:由0 <c < 1可知y = logc x 是减函数,又a >b > 0 ,所以logca < logcb .故选B.本题也可以用特殊值代入验证.考点:指数函数与对数函数的性质【名师点睛】比较幂或对数值的大小,若幂的底数相同或对数的底数相同,通常利用指数函数或对数单调性进行比较,若底数不同,可考虑利用中间量进行比较.(9)函数y = 2x2 -e x 在[-2, 2]的图像大致为()(A)(B)(C)(D)【答案】D考点:函数图像与性质【名师点睛】函数中的识图题多次出现在高考试题中,也可以说是高考的热点问题,这类题目一般比较灵活,对解题能力要求较高,故也是高考中的难点,解决这类问题的方法一般是利用间接法,即由函数性质排除不符合条件的选项.(10)执行右面的程序框图,如果输入的x = 0, y =1, n=1,则输出x, y 的值满足()(A)y = 2x (B)y = 3x (C)y = 4x (D)y = 5x【答案】C【解析】试题分析:第一次循环:x = 0, y = 1, n = 2,第二次循环:x =1, y = 2, n = 3, 2第三次循环:x =3, y = 6, n = 3,此时满足条件x2 +y2 ≥ 36 ,循环结束, x =3, y = 6 ,满足2 2y = 4x .故选C考点:程序框图与算法案例【名师点睛】程序框图基本是高考每年必考知识点,一般以客观题形式出现,难度不大,求解此类问题一般是把人看作计算机,按照程序逐步列出运行结果.(11)平面α过正文体ABCD—A1B1C1D1 的顶点Aα//平面CB1D1 ,α 平面ABCD =m ,α 平面ABB1 A1 =n ,则m,n 所成角的正弦值为()(A)2【答案】A (B)2(C)3(D)13考点:平面的截面问题,面面平行的性质定理,异面直线所成的角.323【名师点睛】求解本题的关键是作出异面直线所成角,求异面直线所成角的步骤是:平移定 角、连线成形,解形求角、得钝求补.(12)若函数 f (x ) = x - 1sin 2x + a sin x 在(-∞, +∞)单调递增,则 a 的取值范围是()3(A ) [-1,1] (B ) ⎡-1, 1 ⎤(C ) ⎡- 1 , 1 ⎤(D ) ⎡-1, -1 ⎤【答案】C⎣⎢ 3 ⎥⎦ ⎣⎢ 3 3⎥⎦ ⎣⎢ 3⎥⎦考点:三角变换及导数的应用【名师点睛】本题把导数与三角函数结合在一起进行考查,有所创新,求解关键是把函数单调 性转化为不等式恒成立,再进一步转化为二次函数在闭区间上的最值问题,注意与三角函数值 域或最值有关的问题,要注意弦函数的有界性.第 II 卷本卷包括必考题和选考题两部分.第(13)题~第(21)题为必考题,每个试题考生都必须作答.第 (22)题~第(24)题为选考题,考生根据要求作答. 二、填空题:本大题共 3 小题,每小题 5 分 (13)设向量 a =(x ,x +1),b =(1,2),且 a ⊥ b ,则 x = .【答案】 - 23【解析】试题分析:由题意,a ⋅b = 0, x + 2(x +1) = 0,∴ x = - 2. 3考点:向量的数量积及坐标运算【名师点睛】全国卷中向量大多以客观题形式出现,属于基础题.解决此类问题既要准确记忆公式,又要注意运算的准确性.本题所用到的主要公式是:若a =(x1, y1 ),b =(x2 , y2 ),则a ⋅b =x1 y1+x2y2 .(14)已知θ是第四象限角,且sin(θ+π4【答案】-43 )= 35,则tan(θ–π4)=.【解析】试题分析:由题意sin⎛θ+π⎫= sin ⎡⎛θ-π⎫+π⎤= cos ⎛θ-π⎫=3,4 ⎪⎢ 4 ⎪ 2 ⎥ 4 ⎪5⎝⎭⎣⎝⎭⎦⎝⎭因为2kπ+3π<θ< 2kπ+ 2π(k ∈Z ),所以2kπ+5π<θ-π< 2kπ+7π(k ∈Z ),2从而sin4 4 4.⎭考点:三角变换【名师点睛】三角函数求值,若涉及到开方运算,要注意根式前正负号的取舍,同时要注意角的灵活变换.(15)设直线y=x+2a 与圆C:x2+y2-2ay-2=0 相交于A,B 两点,,则圆C 的面积为【答案】4π考点:直线与圆【名师点睛】注意在求圆心坐标、半径、弦长时常用圆的几何性质,如圆的半径r、弦长l、⎛l ⎫2r 2 =d 2 + ⎪圆心到弦的距离d 之间的关系:⎝2 ⎭在求圆的方程时常常用到.⎛θ- π ⎫=- 4,因此tan⎛θ- π ⎫=- 4.故填- 4⎝ 4⎪⎭ 5⎝ 4 ⎪ 3 3⎪x ⎩ ⎪ (16)某高科技企业生产产品 A 和产品 B 需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品 A 需要甲材料 1.5kg,乙材料 1kg,用 5 个工时;生产一件产品 B 需要甲材料 0.5kg,乙材料 0.3kg,用 3 个工时,生产一件产品 A 的利润为 2100 元,生产一件产品 B 的利润为 900 元.该企业现有甲材料 150kg,乙材料 90kg,则在不超过 600 个工时的条件下,生产产品 A 、产品 B 的利润之和的最大值为 元. 【答案】 216000 【解析】试题分析:设生产产品 A 、产品 B 分别为 x 、 y 件,利润之和为 z 元,那么⎧1.5x + 0.5 y 150, ⎪x + 0.3y 90, ⎨5x + 3y 600, ①⎪ 0, ⎪⎩ y 0.目标函数 z = 2100x + 900 y .⎧10x + 3 y = 900 取得最大值.解方程组 ⎨5x + 3y = 600,得 M 的坐标(60,100) .所以当 x = 60 , y = 100时, z max = 2100⨯ 60 + 900⨯100 = 216000 .故生产产品 A 、产品 B 的利润之和的最大值为 216000 元. 考点:线性规划的应用【名师点睛】线性规划也是高考中常考的知识点,一般以客观题形式出现,基本题型是给出约 束条件求目标函数的最值,常见的结合方式有:纵截距、斜率、两点间的距离、点到直线的距离,解决此类问题常利用数形结合.本题运算量较大,失分的一个主要原因是运算失误.三.解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.(17).(本题满分 12 分)已知{a n }是公差为 3 的等差数列,数列{b n }满足b =1,b = 1,a b + b = nb ,. 1 2 3 n n +1 n +1n(I )求{a n }的通项公式; (II )求{b n }的前 n 项和.【答案】(I ) a = 3n -1(II ) 3 - 1. n2 2⨯ 3n -1(II )由(I )和 a b + b= nb ,得b = b n,因此{b }是首项为1,公比为 1的等比数列. n n +1n +1 nn +1 3 n 3记{b n }的前 n 项和为 S n ,则1-1 n( 3) 3 1S n = 1- 1 3= - 2 2 ⨯ 3 n -1 . 考点:等差数列与等比数列【名师点睛】等差、等比数列各有五个基本量,两组基本公式,而这两组公式可看作多元方程, 利用这些方程可将等差、等比数列中的运算问题转化解关于基本量的方程(组),因此可以说数列中的绝大部分运算题可看作方程应用题,所以用方程思想解决数列问题是一种行之有效的方法.(18).(本题满分 12 分)如图,在已知正三棱锥 P -ABC 的侧面是直角三角形,PA =6,顶点 P在平面ABC 内的正投影为点E,连接PE 并延长交AB 于点G.(I)证明G 是AB 的中点;(II)在答题卡第(18)题图中作出点E 在平面PAC 内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.4【答案】(I)见解析(II)作图见解析,体积为3试题解析:(I)因为P在平面ABC 内的正投影为D,所以AB ⊥PD.因为D 在平面PAB 内的正投影为E ,所以AB ⊥DE.所以AB ⊥平面PED ,故AB ⊥PG.又由已知可得, PA =PB ,从而G 是AB 的中点.(II)在平面PAB内,过点E作PB的平行线交PA于点F,F即为E在平面PAC 内的正投影.理由如下:由已知可得PB ⊥PA , PB ⊥PC ,又EF / / PB ,所以EF ⊥PC ,因此EF ⊥平面PAC ,即点F 为E 在平面PAC 内的正投影.连接CG ,因为P 在平面ABC 内的正投影为D ,所以D 是正三角形ABC 的中心.由(I )知, G 是 AB 的中点,所以 D 在CG 上,故CD = 2 CG . 3 由题设可得 PC ⊥ 平面 PAB , DE ⊥平面 PAB ,所以 DE / / PC ,因此 PE = 2 PG , DE = 1 PC .3 3由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且 PA = 6 ,可得 DE = 2, PE = 2 2.在等腰直角三角形 EFP 中,可得 EF = PF = 2.1 1 4 所以四面体 PDEF 的体积V = ⨯ ⨯ 2⨯ 2⨯2 = .3 2 3考点:线面位置关系及几何体体积的计算【名师点睛】文科立体几何解答题主要考查线面位置关系的证明及几何体体积的计算,空间中线面位置关系的证明主要包括线线、线面、面面三者的平行与垂直关系,其中推理论证的关键是结合空间想象能力进行推理,要防止步骤不完整或考虑不全致推理片面,该类题目难度 不大,以中档题为主.(19)(本小题满分 12 分)某公司计划购买 1 台机器,该种机器使用三年后即被淘汰.机器有 一易损零件,在购进机器时,可以额外购买这种零件作为备件,每个 200 元.在机器使用期间,如 果备件不足再购买,则每个500 元.现需决策在购买机器时应同时购买几个易损零件,为此搜集 并整理了 100 台这种机器在三年使用期内更换的易损零件数,得下面柱状图:记 x 表示 1 台机器在三年使用期内需更换的易损零件数,y 表示 1 台机器在购买易损零件上所需的费用(单位:元), n 表示购机的同时购买的易损零件数.(I )若 n =19,求 y 与 x 的函数解析式;(II )若要求“需更换的易损零件数不大于 n ”的频率不小于 0.5,求 n 的最小值;(III )假设这 100 台机器在购机的同时每台都购买 19 个易损零件,或每台都购买 20 个易损 零件,分别计算这 100 台机器在购买易损零件上所需费用的平均数,以此作为决策依据,购买 1 台机器的同时应购买 19 个还是 20 个易损零件?OH ON⎧3800, 【答案】(I ) y = ⎨x ≤ 19, (x ∈ N ) (II )19(III )19 ⎩500x - 5700, x > 19,(Ⅱ)由柱状图知,需更换的零件数不大于 18 的概率为 0.46,不大于 19 的概率为 0.7,故 n 的最小值为 19.(Ⅲ)若每台机器在购机同时都购买 19 个易损零件,则这 100 台机器中有 70 台在购买易损 零件上的费用为 3800,20 台的费用为 4300,10 台的费用为 4800,因此这 100 台机器在购买易损零件上所需费用的平均数为 1 100(4000⨯ 90 + 4500⨯10) = 4050. 比较两个平均数可知,购买 1 台机器的同时应购买 19 个易损零件.考点:函数解析式、概率与统计【名师点睛】本题把统计与函数结合在一起进行考查,有综合性但难度不大,求解关键是读懂 题意,所以提醒考生要重视数学中的阅读理解问题.(20)(本小题满分 12 分)在直角坐标系 xOy 中,直线 l :y =t (t ≠0)交 y 轴于点 M ,交抛物线 C : y 2 = 2 px ( p > 0) 于点 P ,M 关于点 P 的对称点为 N ,连结 ON 并延长交 C 于点 H .(I )求 ; (II )除 H 以外,直线 MH 与 C 是否有其它公共点?说明理由.【答案】(I )2(II )没有【解答】试题分析:先确定 N (t p 2t 2 ,t ) , ON 的方程为 y = 2t 2 px ,代入 y 2 t = 2 px 整理得 px 2 | OH | - 2t 2 x = 0 , 解得 x 1 = 0 , x 2 = ,得 H ( p ,2t ) ,由此可得 N 为OH 的中点,即 = 2 .(II ) p | ON | 2把直线 MH 的方程 y - t = p x ,与 y 2 = 2 px 联立得 y 2 - 4ty + 4t 2 = 0,解得 y = y = 2t ,2t1 2 即直线 MH 与C 只有一个公共点,所以除 H 以外直线 MH 与C 没有其它公共点.(Ⅱ)直线 MH 与C 除 H 以外没有其它公共点.理由如下:直线 MH 的方程为 y - t =px ,即 x = 2t ( y - t ) .代入 y 2 = 2 px 得 y 2 - 4ty + 4t 2 = 0 ,解得 2t py 1 = y 2 = 2t ,即直线 MH 与C 只有一个公共点,所以除 H 以外直线 MH 与C 没有其它公共点.考点:直线与抛物线【名师点睛】高考解析几何解答题大多考查直线与圆锥曲线的位置关系,直线与圆锥曲线的位置关系是一个很宽泛的考试内容,主要由求值、求方程、求定值、最值、求参数取值范围等几部分组成;解析几何中的证明问题通常有以下几类:证明点共线或直线过定点;证明垂直;证明定值问题.其中考查较多的圆锥曲线是椭圆与抛物线,解决这类问题要重视方程思想、 函数思想及化归思想的应用.(21)(本小题满分 12 分)已知函数 f ( x ) = ( x - 2)e x + a ( x - 1)2.(I)讨论 f ( x )的单调性;(II)若 f ( x )有两个零点,求 a 的取值范围.【答案】见解析(II) (0, +∞)【解析】试题分析:(I)先求得 f '(x ) = (x -1)(e x + 2a ).再根据 1,0,2a 的大小进行分类确定 f ( x )的 单调性;(II)借助第一问的结论,通过分类讨论函数单调性,确定零点个数,从而可得 a 的取值范围为(0, +∞).2试题解析:(I)f'(x)=(x-1)e x+2a(x-1)=(x-1)(e x+2a). (i)设a ≥ 0 ,则当x ∈(-∞,1)时, f '(x)< 0 ;当x ∈(1, +∞)时, f '(x)> 0 .所以在(-∞,1)单调递减, 在(1, +∞)单调递增. (ii)设a < 0 ,由f '(x)= 0 得x=1 或x=ln(-2a).①若a=-e,则f'(x)=(x-1)(e x-e),所以f (x)在(-∞, +∞)单调递增.②若a >-e,则ln(-2a)<1,故当x ∈(-∞, ln (-2a)) (1, +∞)时, f '(x)> 0 ;2当x ∈(ln (-2a),1)时, f '(x)< 0 ,所以f (x)在(-∞, ln (-2a)), (1, +∞)单调递增,在(ln (-2a),1)单调递减.③若a <-e,则ln (-2a)> 1,故当x ∈(-∞,1) (ln (-2a), +∞)时, f '(x)> 0 ,当2x ∈(1, ln (-2a))时, f '(x)< 0 ,所以f (x)在(-∞,1), (ln (-2a), +∞)单调递增,在(1, ln (-2a ))单调递减.考点:函数单调性,导数应用【名师点睛】本题第一问是用导数研究函数单调性,对含有参数的函数单调性的确定,通常要根据参数进行分类讨论,要注意分类讨论的原则:互斥、无漏、最简;第二问是求参数取值范围,由于这类问题常涉及到导数、函数、不等式等知识,越来越受到高考命题者的青睐,解决此类问题的思路是构造适当的函数,利用导数研究函数的单调性或极值破解.请考生在 22、23、24 题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,做答时请写清题号(22)(本小题满分 10 分)选修 4-1:几何证明选讲1 如图,△OAB 是等腰三角形,∠AOB =120°.以 O 为圆心, 2(I)证明:直线 AB 与 O 相切;OA 为半径作圆. (II)点 C ,D 在⊙O 上,且 A ,B ,C ,D 四点共圆,证明:AB ∥CD .【答案】(I)见解析(II)见解析在 Rt ∆AOE 中, OE=1 AO ,即O 到直线 AB 的距离等于圆O 的半径,所以直线 AB 与⊙ O 2相切.(Ⅱ)因为OA = 2OD ,所以O 不是 A , B , C , D 四点所在圆的圆心,设O ' 是 A , B , C , D 四点⎩⎩ 1 2 所在圆的圆心,作直线OO '.由已知得O 在线段 AB 的垂直平分线上,又O ' 在线段 AB 的垂直平分线上,所以OO ' ⊥ AB .同理可证, OO ' ⊥ CD .所以 AB // CD .考点:四点共圆、直线与圆的位置关系及证明【名师点睛】近几年几何证明题多以圆为载体命制,在证明时要抓好“长度关系”与“角度关系 的转化”,熟悉相关定理与性质.该部分内容命题点有:平行线分线段成比例定理;三角形的相 似与性质;四点共圆;圆内接四边形的性质与判定;切割线定理.(23)(本小题满分 10 分)选修 4—4:坐标系与参数方程⎧x = a cos t在直角坐标系 x O y 中,曲线 C 1 的参数方程为 ⎨ y = 1+ a sin t (t 为参数,a >0). 在以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C 2:ρ= 4 cos θ.(I )说明 C 1 是哪一种曲线,并将 C 1 的方程化为极坐标方程;(II )直线 C 3 的极坐标方程为θ=α0 ,其中α0 满足 tan α0 =2,若曲线C 1 与 C 2 的公共点都在 C 3 上,求 a .【答案】(I )圆, ρ2 - 2ρsin θ+ 1 - a 2 = 0(II )1试题解析:⑴⎧x = a cos t ⎨ y = 1 + a sin t ( t 均为参数),∴ x 2 + ( y - 1)2 = a 2 ① ∴ C 为以(0 ,1)为圆心, a 为半径的圆.方程为 x 2 + y 2 - 2 y +1 - a 2 = 0∵ x 2 + y 2 = ρ2 ,y = ρsin θ,∴ ρ2 - 2ρsin θ+ 1 - a 2 = 0 即为C 的极坐标方程 1⑵ C :ρ= 4cos θ,两边同乘ρ得ρ2 = 4ρcos θ ρ2 = x 2 + y 2 ,ρcos θ= x ∴ x 2 + y 2 = 4x ,即(x - 2)2 + y 2 = 4②C 3 :化为普通方程为 y = 2x ,由题意: C 1 和C 2 的公共方程所在直线即为C 3①—②得: 4x - 2 y + 1 - a 2 = 0 ,即为C 3∴1 - a 2 = 0 ,∴ a = 1考点:参数方程、极坐标方程与直角坐标方程的互化及应用【名师点睛】“互化思想”是解决极坐标方程与参数方程问题的重要思想,解题时应熟记极坐标方程与参数方程的互化公式及应用.(24)(本小题满分10分),选修4—5:不等式选讲已知函数f (x)= x +1 - 2x - 3 .(I)在答题卡第(24)题图中画出y =f (x)的图像;(II)求不等式 f (x)> 1的解集.⎛-∞ 1 ⎫【答案】(I)见解析(II) ,⎪ (1,3) (5,+∞)⎝ 3 ⎭试题解析:⑴如图所示:考点:分段函数的图像,绝对值不等式的解法【名师点睛】不等式证明选讲多以绝对值不等式为载体命制试题,主要涉及图像、解不等式、由不等式恒成立求参数范围等.解决此类问题通常转换为分段函数求解,注意不等式的解集一定要写出集合形式.。
高考教学全国卷文科数学习题及答案清晰
绝 密 ★ 启 用 前2021年普通高等学校招生全国统一考试文科数学 本卷须知:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答复选择题时,选出每题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
答复非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:此题共12小题,每题5分,共60分。
在每题给出的四个选项中,只有一项为哪一项符合题目要求的。
1.集合A={0,2},B={-2,- 1,0,1,2},那么AIBA .{0,2}B .{1,2}C .{0}D .{2,1,0,1,2} 1 i2.设z 2i ,那么|z|1 iA .0B .1C .1D .2 23.某地区经过一年的新农村建设,农村的经济收入增加了一倍,实现翻番 .为更好地了解该地区农村的经济收入变化情况, 统计了该地区新农村建设前后农村的经济收入构成比例,得到如下饼图:那么下面结论中不正确的选项是 A .新农村建设后,种植收入减少B .新农村建设后,其他收入增加了一倍以上C .新农村建设后,养殖收入增加了一倍D .新农村建设后,养殖收入与第三产业收入的总和超过了经济收入的一半4.椭圆C:x2y221的一个焦点为(2,0),那么C的离心率为a4A.1B.1C.2D.22 32235.圆柱的上、下底面的中心分别为O1,O2,过直线O1O2的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形,那么该圆柱的外表积为A.122πB.12πC.82πD.10π6.设函数f(x)3(a1)x2ax.假设f(x)为奇函数,那么曲线y f(x)在点(0,0)处的x切线方程为A.y2x B.y x C.y2xuuurD.yx 7.在△ABC中,AD为BC边上的中线,E为AD的中点,那么EBA.3uuur1uuurB.1uuur3uuur AB AC AB AC 4444C.3uuur1uuurD.1uuur3uuur AB AC AB AC 44448.函数f(x)2cos2x sin2x 2,那么A.f(x)的最小正周期为π,最大值为3B.f(x)的最小正周期为π,最大值为4C.f(x)的最小正周期为,最大值为32πD.f(x)的最小正周期为,最大值为42π9.某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如右图.圆柱外表上的点M在正视图上的对应点为A,圆柱表面上的点N在左视图上的对应点为B,那么在此圆柱侧面上,从M到N的路径中,最短路径的长度为A.217B.25C.3D.210.在长方体ABCD A1B1C1D1中,AB BC2,AC1与平面BB1C1C所成的角为30,那么该长方体的体积为A.8B.62C.82D.8311.角的顶点为坐标原点,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cos22,那么|ab| 3A.1B.5C.25D.1 555x≤12.设函数f(x)2,x0,那么满足f(x1)f(2x)的x的取值范围是1,x0,A.(,1]B.(0,)C.(1,0)D.(,0)二、填空题:此题共4小题,每题5分,共20分。
年高考全国Ⅱ卷文科数学试题及详细解答
普通高等学校招生全国统一考试文科数学(全国Ⅱ卷)本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
第I卷1至2页。
第Ⅱ卷3至4页。
考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
第I卷注意事项: 1.答题前,考生在答题卡上务必用黑色签字笔将自己的姓名、准考号填写清楚,并贴好条形码。
请认真核准条形码上的准考证号、姓名和科目。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,在试题卷上作答无效。
3.本卷共12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。
参考公式 如果事件A、B互斥,那么 球的表面积公式()()()P A B P A P B +=+ 24S R π=如果事件A、B相互独立,那么 其中R 表示球的半径(.)().()P A B P A P B = 球的体积公式343V R π=如果事件A在一次试验中发生的概率是P,那么 其中R 表示球的半径n 次独立重复试验中恰好发生k 次的概率是()(1)k kn kn n P k C P P -=-一.选择题(1)已知向量a =(4,2),向量b =(x ,3),且a //b ,则x = (A )9 (B)6 (C)5 (D)3 (2)已知集合{}2{|3},|log 1M x x N x x =<=>,则M N =(A )∅ (B ){}|03x x <<(C ){}|13x x <<(D ){}|23x x <<(3)函数sin 2cos 2y x x =的最小正周期是(A )2π (B )4π (C )4π (D )2π(4)如果函数()y f x =的图像与函数32y x '=-的图像关于坐标原点对称,则()y f x =的A'B'A B βα表达式为 (A )23y x =- (B )23y x =+(C )23y x =-+ (D )23y x =--(5)已知ABC ∆的顶点B 、C 在椭圆2213x y +=上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则ABC ∆的周长是(A ) (B )6(C ) (D )12(6)已知等差数列{}n a 中,247,15a a ==,则前10项的和10S = (A )100 (B)210 (C)380 (D)400(7)如图,平面α⊥平面β,,,A B AB αβ∈∈与两平面α、β所成的角分别为4π和6π。
大学文科数学(A卷)答案及评分细则
广东商学院试题参考答案及评分标准2006-2007学 年 第二学 期课程名称 大学文科数学(A 卷)课程代码 课程负责人 共2页 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- --- ---------一、 填空题(每题2分⨯10=20分)1、{|22}x x -<<2、 13、 2 .4、 355、 34e- 6、7、 dx8、 2tan sec x x e ⋅ .9、 1 .10、 牛顿、莱布尼兹 .二 选择题(每题2分⨯5=10分)答案:BABDA三、计算题(每小题6分,共24分)1、 解:令tan t x =则由22(tan )8(1tan )7tan f x x x =-+=-(3分)可得2()7f t t =-(5分)即2()7f x x =-。
(6分)2、解:原式=231353lim (5)11222x x x x→∞+=-+分(6分) 3、 解:000tan (1cos )tan 1limlim lim(1cos )00333x x x x x x x x x →→→-==-=⨯=原式(2分)(5分)(6分) 4、解:14440lim(14)x x x e ---→=-=()原式(5分)(6分)四、计算题(每小题8分,共24分)1、 解:111112221()22x x xx x y x e xe x e xe e x -----''==+⨯=+(7分)(8分) 2、解:对e xy e y +=两边求关于x 的导数:(2分)y e y y xy ''=+(6分)故可得y y y e x'=-。
(8分) 3、 解:因为()21arctan 1x x '=+,(4分) 所以原式=arctan x c +。