2020浙江高考数学

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浙江省杭州市2020届高考数学总复习 抛物线学案(无答案)

浙江省杭州市2020届高考数学总复习 抛物线学案(无答案)

专题复习四 抛物线探究点一 抛物线的定义考向1 动弦中点到坐标轴距离最短问题例1、若直线l 交抛物线C :y 2=2px (p >0)于A ,B 两个不同的点,且|AB |=3p ,则线段AB 的中点M到y 轴距离的最小值为( ) A.p 2 B .p C.3p 2D .2p考向2 距离之和最小问题例2、已知直线l 1的方程为x -y -3=0,l 2为抛物线x 2=ay (a >0)的准线,抛物线上一动点P 到l 1,l 2距离之和的最小值为22,则实数a 的值为( )A .1B .2C .4D .28考向3 焦点弦中距离之和最小问题例3、已知抛物线y 2=4x ,过焦点F 的直线与抛物线交于A ,B 两点,过A ,B 分别作y 轴的垂线,垂足分别为C ,D ,则|AC |+|BD |的最小值为________.探究点二 抛物线的标准方程例4、如图抛物线的顶点在坐标原点,焦点为F ,过抛物线上一点A (3,y )作准线l 的垂线,垂足为B .若△ABF 为等边三角形,则抛物线的标准方程是( )A .y 2=12x B .y 2=x C .y 2=2x D .y 2=4x变式题已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦距是实轴长的2倍.若抛物线C 2:x 2=2py (p >0)的焦点到双曲线C 1的渐近线的距离为2,则抛物线C 2的方程为( )A .x 2=833yB .x 2=1633y C .x 2=8y D .x 2=16y探究点三 抛物线的几何性质例5、 (1)过抛物线y 2=4x 的焦点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,交直线x =-1于点P ,若=PA AF λBF PB μ= (λ,μ∈R ),则λ+μ=________.(2)已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,点A ,B 为抛物线上的两个动点,且满足∠AFB =90°.过弦AB 的中点M 作抛物线准线l 的垂线MN ,垂足为N ,则AB MN 的最大值为( ) A.22 B.32 C .1 D. 3变式题 (1)已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,准线为l ,过点F 的直线交抛物线于A ,B 两点,点A 在l 上的射影为A 1.若|AB |=|A 1B |,则直线AB 的斜率为( )A .±3B .±2 2C .±2D .± 2(2)已知P 为抛物线C :y 2=4x 上的一点,F 为抛物线C 的焦点,其准线与x 轴交于点N ,直线NP 与抛物线交于另一点Q ,且|PF |=3|QF |,则点P 的坐标为________.探究点四 直线与抛物线的位置关系例6、已知抛物线C :y 2=2px 经过点M (2,2),C 在点M 处的切线交x 轴于点N ,直线l 1经过点N 且垂直于x 轴.(1)求线段ON 的长.(2)设不经过点M 和N 的动直线l 2:x =my +b 交C 于点A 和B ,交l 1于点E ,若直线MA ,ME ,MB 的斜率依次成等差数列,试问:l 2是否过定点?请说明理由.练习: 1. A (2,1)为抛物线x 2=2py (p >0)上一点,则A 到该抛物线的焦点F 的距离为( )A.32B.2+12C .2 D.2+12.如果P 1,P 2,…,P n 是抛物线C :y 2=4x 上的点,它们的横坐标依次为x 1,x 2,…,x n ,F 是抛物线C 的焦点.若x 1+x 2+…+x n =10,则|P 1F |+|P 2F |+…+|P n F |=( )A .n +10B .n +20C .2n +10D .2n +203.已知直线l 1:4x -3y +6=0和直线l 2:x =-1,抛物线y 2=4x 上一动点P 到直线l 1和直线l 2的距离之和的最小值是( )A .2B .3 C.115 D.37164.已知直线l 过拋物线C 的焦点,且与C 的对称轴垂直,l 与C 交于A ,B 两点且|AB |=12,P 为C 的准线上的一点,则△ABP 的面积为________.5.如图K491,过拋物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线依次交拋物线及准线于点A ,B ,C .若|BC |=2|BF |,且|AF |=3,则拋物线的方程为____________________.6.已知A ,B 为抛物线y 2=4x 上异于原点的两个点,O 为坐标原点,直线AB 的斜率为2,则△ABO 重心的纵坐标为( ) A .2 B.43 C.23D .17.已知抛物线y 2=6x 的焦点为F ,准线为l ,点P 为抛物线上一点,且在第一象限,PA ⊥l ,垂足为A ,|PF |=2,则直线AF 的倾斜角为( )A.4π5 B.2π3 C.3π4 D.5π68.已知点P 是抛物线x 2=4y 上的一个动点,则点P 到点M (2,0)的距离与点P 到该抛物线准线的距离之和的最小值为( ) A.172 B.5 C .22 D.929.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F ,且倾斜角为π4的直线与抛物线交于A ,B 两点.若弦AB 的垂直平分线经过点(0,2),则p 等于( )A.25B.23C.45D.4310.过抛物线y 2=4x 的焦点的直线与抛物线交于A ,B 两个不同的点,当|AB |=6时,△OAB (O 为坐标原点)的面积是( )A.10B.6C.3D. 211.已知抛物线y =x 2,若过点(0,m )且长度为2的弦恰有两条,则m 的取值范围是________.12.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,若过点F 且斜率为1的直线l 与抛物线交于P (x 1,22),Q (x 2,y 2)两点,则抛物线的准线方程为__________________.13. M 为抛物线y 2=8x 上一点,过点M 作MN 垂直该抛物线的准线于点N ,F 为抛物线的焦点,O 为坐标原点.若四边形OFMN 的四个顶点在同一个圆上,则该圆的面积为________.专题复习五直线与抛物线的位置关系例1、已知抛物线E:y2=2px(p>0)的焦点为F,过F且垂直于x轴的直线与抛物线E交于S,T两点,以P(3,0)为圆心的圆过点S,T,且∠SPT=90°.(1)求抛物线E和圆P的方程;(2)设M是圆P上的点,过点M且垂直于FM的直线l交E于A,B两点,证明:FA⊥FB.例2、已知抛物线C:y2=2px(p>0)过点M(m,2),其焦点为F,且|MF|=2.(1)求抛物线C的方程;(2)设E为y轴上异于原点的任意一点,过点E作不经过原点的两条直线分别与抛物线C和圆F:(x -1)2+y2=1相切,切点分别为A,B,求证:A,B,F三点共线.例3、F 为抛物线C :y 2=4x 的焦点,过点F 的直线l 与C 交于A ,B 两点,C 的准线与x 轴的交点为E ,动点P 满足EA EB EP +=(1)求点P 的轨迹方程;(2)当四边形EAPB 的面积最小时,求直线l 的方程.例4、已知F 是抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点,⊙M 过坐标原点和F 点,且圆心M 到抛物线C 的准线的距离为32. (1)求抛物线C 的方程.(2)已知抛物线C 上的点N (s ,4),过N 作抛物线C 的两条互相垂直的弦NA 和NB ,判断直线AB 是否过定点?并说明理由.练习1.直线y =b a x +3与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的交点个数是( ) A .1 B .2 C .1或2 D .02.已知点F 是抛物线y 2=4x 的焦点,M ,N 是该抛物线上的两点,|MF |+|NF |=6,则线段MN 中点的横坐标为( )A.32 B .2 C.52D .33.已知点P 是椭圆x 25+y 2=1上任一点,F 为椭圆的右焦点,Q (3,0),且|PQ |=2|PF |,则满足条件的点P 的个数为( )A .4B .3C .2D .04.直线l :y =k (x -2)与曲线x 2-y 2=1()x >0相交于A ,B 两点,则直线l 倾斜角的取值范围是( ) A.[)0,π B.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,π2∪⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,3π4 C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2 D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫π4,π2∪⎝ ⎛⎦⎥⎤π2,3π45.与抛物线y 2=x 有且仅有一个公共点,并且过点()1,1的直线方程为________.6.抛物线y 2=mx (m >0)的焦点为F ,抛物线的弦AB 经过点F ,并且以AB 为直径的圆与直线x =-3相切于点M (-3,6),则线段AB 的长为( )A .12B .16C .18D .247.设抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,准线为l ,过抛物线上一点A 作l 的垂线,垂足为B ,设C ⎝ ⎛⎭⎪⎫72p ,0,AF 与BC 相交于点E ,若|CF |=2|AF |,且△ACE 的面积为32,则p 的值为( )8.过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点F 的直线l 与抛物线交于B ,C 两点,l 与抛物线准线交于点A ,且|AF |=6,FB AF 2=,则|BC |=( )A.92 B .6 C.132D .89.已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,直线AB 过F 点与抛物线C 交于A ,B 两点,且|AB |=6.若AB的垂直平分线交x 轴于P 点,O 为坐标原点,则|OP |=( )A .3B .4C .5D .610.已知椭圆y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的离心率为e ,直线l :y =x +1经过椭圆C 的一个焦点,点(1,1)关于直线l 的对称点也在椭圆C 上,则2e m 2+1+m 2的最小值为( ) A .1 B. 2 C .22-1 D .以上均不正确11.已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一条渐近线经过点(1,2),则该渐近线与圆(x +1)2+(y -2)2=4相交所得的弦长为________.12.已知过定点(1,0)的直线与抛物线x 2=y 相交于不同的A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则(x 1-1)(x 2-1)=________.13.椭圆x 22+y 2=1的弦被点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,12平分,则这条弦所在的直线方程是____________.。

2020年浙江高考数学一轮复习: 二项式定理

2020年浙江高考数学一轮复习: 二项式定理

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角度三:由已知条件求 n 的值或参数的值 5.(2019·浙江考前冲刺)若二项式(2x+a x)n 的展开式中所有
项的二项式系数和为 32,x3 的系数是 160,则 n=________, a=________. 解析:∵2n=32,∴n=5,二项展开式的通项 Tr+1= Cr5(2x)5-rarx2r=C5r25-rarx5-2r,当 5-2r=3 时,r=4, ∴C45×2×a4=160,解得 a=±2. 答案:5 ±2
x
的展开式中,x2
的系数为________.
解析:x-2
1
5
x
的展开式的通项为
Tr+1=Cr5x5-r·-12r·x-2r=-12rC5rx 5-32r .
令 5-32r=2,解得 r=2.
故展开式中 x2 的系数为-122C52=52. 答案:52
[通法在握]
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求二项展开式中的特定项的方法
求二项展开式的特定项问题,实质是考查通项 Tk+1= Cnkan-kbk 的特点,一般需要建立方程求 k,再将 k 的值代回通 项求解,注意 k 的取值范围(k=0,1,2,…,n).
(1)第 m 项:此时 k+1=m,直接代入通项;
(2)常数项:即这项中不含“变元”,令通项中“变元”
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[题点全练] 角度一:求展开式中的某一项
1.二项式4x2-1x6 展开式中的第 4 项为
A.-1 280x3
B.-1 280
C.240
D.-240
()
解析:4x2-1x6 展开式中的第 4 项为 T3+1=C36(4x2)3-1x3= -1 280x3,选 A.
答案:A
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2.(2019·浙江名校联考)(1+x-2)( x-2)5 的展开式中的常数

2020版高考数学浙江专用二轮课件:2.3 数列部分 解答题 1 数列的求和问题

2020版高考数学浙江专用二轮课件:2.3 数列部分 解答题 1 数列的求和问题

【拓展提升】分组转化法求和的常见类型
(1)若an=bn±cn,且{bn},{cn}为等差或等比数列,可采用
分组求和法求{an}的前n项和. (2)通项公式为an= cbnn,,nn为为偶奇数数,的数列,其中数列{bn}, {cn}是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求和.
【变式训练】已知数列{an}的前n项和Sn=
(1
1 22
)
5. 64
【拓展提升】 1.用裂项法求和的裂项原则及规律 (1)裂项原则:一般是前边裂几项,后边就裂几项直到发 现被消去项的规律为止. (2)消项规律:消项后前边剩几项,后边就剩几项,前边 剩第几项,后边就剩倒数第几项.
2.裂项相消法求数列和的步骤 (1)求通项:利用求通项的常见方法求出数列的通项公 式. (2)巧裂项:对数列的通项公式准确裂项,表示为两项之 差的形式.
(3)消项求和:把握消项的规律,求和时正负项相消,只 剩下首尾若干项,准确求和.
1 2
B=(-1+2)+(-3+4)+…+[-(2n-1)+2n]=n, 故数列{bn}的前2n项和T2n=A+B=22n+1+n-2.
考向二 错位相减法求和 【例2】(2019·温州一模)设数列{an}的前n项和为Sn. 已知2Sn=3n+3①. 世纪金榜导学号 (1)求{an}的通项公式. (2)若数列{bn}满足anbn= log3an②,求{bn}的前n项和Tn.
式.
(2)求证:
Sn>
1 2
4n 1 1 ②,n∈N*.
【题眼直击】
题眼
思维导引

将点的坐标代入函数解析 式,构造新数列求解.

横看成岭侧成峰 远近高低各不同——2020年高考数学浙江卷第19题线面角问题的多角度分析

横看成岭侧成峰 远近高低各不同——2020年高考数学浙江卷第19题线面角问题的多角度分析

数理化解题研究2021年第01期总第494期横看成岭侧成峰远近高低各不同2020年高考数学浙江卷第19题线面角问题的多角度分析章显联(浙江省绍兴鲁迅高级中学312000)摘 要:本文对2020年高考数学浙江卷第19题线面角问题进行多角度分析:非坐标形式的向量法(基底法)、三余弦定理法、等体积法、纯几何法、空间直角坐标系法.给出了复习的两个建议:关注最小,秒杀线面;重视非坐标形式的向量法.关键词:非坐标形式的向量法;线面角;两个原理中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008 -0333(2021)01 -0036 -04一、典型考题所成角为0 ,由已知,得0C 与平面DBC 所成角也为0.由公式,得例1(2020年浙江第19题)如图1,在三棱台ABC-DEF 中,平面 ACFD 丄平面 ABC , /ACB - /ACD -45°,DC -2B C.(1) 证明:EF 丄DB ;(2) 求直线DF 与平面DBC 所成角的正弦值.本题主要考查空间直线互 相垂直的判定和性质,以及直 线与平面所成角的几何计算问题,考查了空间想象能力和思 维能力,平面与空间互相转化 能力,几何计算能力,以及逻辑推理能力,本题属综合性较强 的中档题.笔者认为此题无论图1是试题难度、试题背景、命题立意,还是对数学核心素养 的考查,都很到位,可谓简约不简单.它也是一道解题训 练的优质题,横看成岭侧成峰,很有研究价值.解法1非坐标形式的向量法(基底法)过点D 作D0丄AC 于点0,以{ C B ,C B ,CD }为基底. 不妨设 DC - 2B C -2,贝V DB - 3 , C0 - 2 , / 0CB -:,/0CD - n , /DCB - n ,设平面DBC 的法向量为n - %-CD -0,(• C B -0 得{2% + y + 4z - 0,% + y + z - 0.C O + y C B + zC B ,贝V 由所以n - -3 C0 +2 B + CD.设直线DF 与平面DBC解法2三余弦定理法过点D 作D0丄AC 于点0,由已知,得0在平面DBC 的射影H 在/DCB 的角平分线上,设直线DF 与平面DBC 所成角为0,由已知,得0C 与平面DBC 所成角也为0.由三余弦定理,得 cos n - cos n • cos 0,cos 0 - f •463所以sin 0 -耳.解法3等体积法.过点D 作D0丄AC 于点0,设直线DF 与平面DBC 所 成角为0,由已知,得0C 与平面DBC 所成角也为0.由 % - DBC 二 % - 0BC ,解得 h 二专,sin 0 二豊二专.解法4坐标形式的向量法以0为原点,0D 为Z 轴,0C 为Y 轴,在平面ABC 内, 过点0作0C 垂线为Z 轴,易求D ,C ,B 坐标,从而求得平面DBC 的法向量,利用线面角公式sin 0 - 3 •解法5纯几何法分析(1)题根据已知条件,作DH 丄AC ,根据面面垂直,可得DH 丄BC ,进一步根据直角三角形的知识可判断收稿日期:2020 -10 -05作者简介:章显联(1972. 12 -),男,浙江省龙港人,本科,中学高级教师,从事高中数学教学研究.—36—2021年第01期总第494期数理化解题研究出厶BHC是直角三角形,且Z HBC_90°,则HB丄BC,从而可证出BC丄面DHB,最后根据棱台的定义有EF〃BC,根据平行线的性质可得EF丄DB.(2)题可先设BC_1,根据解直角三角形可得BH_1,HC_2,DH_2,DC_2,DB_3,然后找到CH与面DBC的夹角即为Z HCG,根据棱台的特点可知DF与面DBC所成角与CH与面DBC的夹角相图2等,通过计算乙HCG的正弦值,即可得到DF与面DBC所成角的正弦值.二、考题赏析本题建系有些困难,不存在明显的过同一点的两两垂直的直线.这种情况下,非坐标形式的向量法(基底法)显得更实用.本题解法以{CO,C B,CD}为基底,因为它们不共面长度可求,且它们的夹角也可求.应用此法,可使求解过程更自由.若CO,C B,CD是单位向量且两两垂直,就是通常的坐标形式的向量法了.坐标形式的向量法可以看作是非坐标形式的向量法的一种特殊情形.解法2中0在平面DBC的射影H在Z DCB的角平分线上,利用三余弦定理可求出0C与平面DBC所成角.B图4三正弦定理(最大角定理)设二面角M-AB-N的度数为Y,在平面M上有一条射线AC,它和棱AB所成的角为0,和平面N所成的角为//a,贝V sin a_si叩•sin y.(为了力便于记忆,我们约定:0为线棱角,a为线面角,Y为二面角)证明如图4,C0丄平面N,0B丄AB,BC丄AB,0C△0BC,△0AC,△ABC均为直角三角形,sin y_,si叩_BCBCAC,sin a_器,易得sin a_sin S•sin y.说明由sin a_sin S•sin y且sin S W1,知sin a W sin y,a W y,所以二面角的半平面M内的任意一条直线与另一个半平面N所成的线面角不大于二面角,即二面角是线面角中最大的角.若平面斜线上异于斜足的点在平面上的射影不易确定,则可转换为其他点如是操作或利用等体积法求出垂线段的长,利用公式sin O_h求得.如本题解法3.其实不管是纯几何法还是坐标形式的向量法,都能解决线面角问题,高考试题的参考答案一贯都是纯几何法与坐标形式的向量法,每种方法的学习都可促进学生能力的提高,只是各有侧重.如解法4与解法5.三余弦定理(最小角定理或爪子定理)设点A为平面a上一点,过点A的斜线在平面a上的射影为B0,BC为平面a上的任意直线,那E么Z ABC,乙0BC,乙0BA三、复习建议三角的余弦关系为cosZ ABC图3_cos Z0BC•cos Z0BA.即斜线与平面内一条直线夹角0的余弦值等于斜线与平面所成角a的余弦值乘以射影与平面内直线夹角O的余弦值,cos0_cos a-cos O.(为了便于记忆,我们约定:0为斜线角,a为线面角,O为射影角)证明如图3,^0AB,△0BC,△ABC均为直角三角形,cosQ BCAB,cosaB0AB,cosO B0,易知cosQ_cos a•cos O,得证.说明这三个角中,角0是最大的,其余弦值最小,等于另外两个角的余弦值之积.斜线与平面所成角a是斜线与平面内所有直线所成角中最小的角.1.紧扣最小,秒杀线面在研究空间角的最值与求值问题时,我们应关注最大角与最小角定理,三余弦公式与三正弦公式.这样的考查在近几年的学考、高考试题中已多次出现:例2(2019年浙江高考第8题)设三棱锥V-ABC 的底面是正三角形,侧棱长均相等,P是棱VA上的点(不含端点).记直线PB与直线AC所成的角为a,直线PB与平面ABC所成的角为S,二面角P-AC-B的平面角为Y,则().A.S<Y,a<yB.S<a,0<yC.S<a,y<aD.a<0,y<0解法1由最小角原理,得S<a,记二面角V-AB-C的平面角为y'(显然y_y'),由最大角原理,得S<y,故选B.解法2(特殊位置)取V-ABC为正四面体,P是棱VA上的中点,算出a,0,y的正弦值,可得选项B.例3(2018年浙江高考第8题)已知四棱锥S-ABCD的底面是正方形,侧棱长均相等,E是线段—37—数理化解题研究2021年第01期总第494期AB上的点(不含端点),设SE与BC所成的角为O],SE 与平面ABCD所成的角为O2,二面角S-AB-C的平面角为O3,则()•A.O1W O2W O3B.O3W O2W O1C.O1W O3W O2D.O2W O3W O1解法1作出三个角,通过定量计算得出答案为D.解法2由最小角与最大角原理知:O1M O2,O3M O2,故选D.例4(2014年浙江高考第17题)如图5,某人在垂直于水平地面ABC的墙面前的点A处进行射击训练.已知点A到墙面的距离为AB,某目标点P沿墙面的射击线CM-移动,此人为了准确瞄准目标点P,需计算由点A观察点P的仰角O的大小•若AB=15m,图5AC=25m,Z BCM=30°,贝卩tan O的最大值解析由线面角W面面角,求tan O的最大值转化为求二面角M-AC-Q的平面角•易求最大值为5j•例5(2018年11月浙江学考)四边形ABCD为矩形,沿AC将A ADC翻折成A AD'C.设二面角D'-AB-C 的平面角为O,直线AD'与BC所成的角为O1,直线AD'与平面ABC所成的角为O2,当O为锐角时,有()•A.O2W O1W OB.O2W O W O1C.O1W O2W OD.O W O2W O1解析由最小角原理,得O1M O2,由最大角原理,得O M O2,下面比较O]与O的大小即可•故选B.例6(2018年全国高考n卷理科第20题)如图6,在三棱锥P-ABC中,AB=BC=22,PA=PB=PC=4,0为AC的中点•(1)证明:PO丄平面ABC;(2)若点M在棱BC上,且二面角M-PA-C为30°,求PC与平面图6PAM所成角的正弦值.解析(1)略.(2)由题意,知线棱角Z CPA=60°,二面角M-PA-C为30°,由三正弦定理,得sin a=sin60°sin30°=例7(2009年浙江高考理科第17题)如图7,在长方形ABCD中,AB=2,BC=1,E为DC的中点,F为线段EC(端点除外)上一动点•现将△AFD沿AF折起,使平面—38—ABD丄平面ABC.在平面ABD内过点D作DK丄AB,K为垂足•设AK=£,则t的取值范围是•」___E.$____C d/一A B A K B图7解析由三余弦定理及已知,得cos Z DAF= cosZ DAK・cosZ BAF,又Z DAF+Z BAF二;,则cos Z DAK=tan Z BAF.在Rt△DAK中t=cos Z DAB,因此t=tanZ BAF,又由折叠前的图形,知0<Z CAB<Z BAFn<Z EAB=;.4所以tan Z CAB<tan Z BAF<tan Z EAB.所以1<t<1.考查这类空间角的大小是命题者难以割舍的情结,其本质是考查线面角与面面角定义的合理性,是考查学生数学核心素养的有效途径•2.非坐标形式的向量法非坐标形式的向量法比坐标形式的向量法应用更自由,更广泛•相比较纯几何法可避免令人深感畏惧的辅助线的添加技巧等.当然,解题方法中的选择也是当用则用,不分彼此,有时多种方法可揉合于同一道题中,特别是向量与几何的紧密联系与转化•应用非坐标形式的向量法解题的基本步骤:(1)会选基底.只需要不共面的三条线段长度可求,且它们的夹角也可求即可.(2)会表示•会用基底表示其他向量,一般只涉及向量的三角形式及其推广(闭合回路),数乘与平行,数量积与垂直两个定理•特别是要掌握好平面法向量的求法,方法可参考高考真题解法1•(3)会用公式•运算过程中无论是平面向量还是空间向量操作完全一致,运用的公式与坐标形式的向量法一致.笔者尝试用非坐标形式的向量法研究高考数学卷,发现非坐标向量法作为解答立体几何的方法有着诸多的可取之处.例8(2018年浙江高考第19题)如图8,已知多面体ABCA1B1C1中,A1A,B1B,C1C均垂直于平面ABC, Z ABC=120°,A1A=4,C1C=1,AB=BC=B1B=2.(1)证明:AB】丄平面A]B]C];(2)求直线AC】与平面ABB]所成的角的正弦值.解析以{BA,B C,B—}为基底,可证明(1),也可求2021年第01期总第494期数理化解题研究得直线AC]与平面ABB1所成的角的正弦值为晋•例9(2019年浙江高考第19题)如图9,已知三棱柱ABC-A1B1C1,平面A1ACC1丄平面ABC,/ABC-90°,/BAC-30°,A1A二A1C-AC,E,F分别是AC,A]B]的中点(1)证明:EF丄BC;(2)求直线EF与平面A1BC所成角的余弦值.解析以{E b]c B,C B}为基底,可证明(1),也可求得直线EF与平面A]BC所成角的余弦值是3•我们研究的向量是自由向图9量,运用非坐标形式的向量法无需考虑建立空间直角坐标系所需要的特殊要求,使解题过程更自由•例10(2009年浙江高考理科第17题)如图10,在长方形ABCD中,AB-2,BC-1,E为DC的中点,F为线段EC(端点除外)上一动点•现将△AFD沿AF折起,使平面ABD丄平面ABC.在平面ABD内过点D作DK丄AB,K为垂足•设AK-t,则t的取值范围是•图10解析以{K4,KD,KF}为基底,设DF-m,抓住折叠过程中的不变量AD-1,AB-2,由于平面ABD丄平面ABC,DK丄AB,从而DK丄平面ABC.由DF二D A+AF二d K+k A+AF,得m2二(d K+K4+AF)2.化简,得mt-1,即t——.由1<m<2,得<t<1.m2利用非坐标形式的向量法进行的上述解答,化动为静,简捷别致,令人耳目一新.例11(2000年全国高考理科第18题)如图11,已知平行六面体ABCD-A1B1C1D1的底面AB­CD是菱形,且/C1CB-/C1CD-/BCD-60°.(1)证明:C]C丄BD;3(2)假定CD-2,CC]-3,记Bi Ai图11面C]BD为a,面CBD为0,求二面角a-BD-0的平面角的余弦值;(3)当CD的值为多少时,能使A]C丄平面C]BD?请给出证明.解析以{Cc1,CD,C B}为基底,则CA]-C c]+CD+CB.(1)由BD-CD-CB,得C2C・BD-0,所以C2C丄BD.(2)易知平面a的法向量为C B;--8CC]+CD+C B,所以平面S的法向量为n--4CC]+CD+C B,从而求得a-D-S的平面角的余弦值为3•(3)当CD-1时,能使A]C丄平面C]BD.设CD-2,可证A]C丄BD,再由A]C丄BC2求得CC2-2.例12(2015年浙江省高考理科第13题)如图12,三棱锥A-BCD中,AB二AC二BD二CD-3,AD-BC-2,点M,N分别是AD,BC的中点,则异面直线AN,CM所成的角的余弦值是•解析以{BA,BC,BD}为基底,在△ABD,由余弦定理得cos图12/ABD-7,同理得cos/CBD-[,cos/ABC-[,BA・933B C-2,BA・B D-7,B C・BD-2.用基底表示A N,C M,AN--BA+2BC,C M-2(BD+BA-2BC),异面直线AN,CM所成的角的余弦值是简]CM-T•平面向量仅是空间向量的一种特殊情形•“平面向量”可向“空间向量”自然转化.用向量方法求解空间角度与距离问题,为某些位置关系的判断问题创立了一种新的方法•在向量的运算中,要注意数形结合,灵活运用图形的几何意义、向量的几何意义去解题.《新课程标准(2017年版)》对空间向量的应用提出了更多、更高的要求,可见非坐标形式的向量法用于解决立体几何问题,完全符合新课程标准对学生的要求•如何使非坐标形式的向量法成为学生解决立体几何问题的又一个通用的好方法,还需要我们建一步地探索与总结•参考文献:[1]章显联.高考复习要注意回归教材[J].数理化解题研究,2020(13):15-18.[责任编辑:李璟]—39—。

(浙江专用)2020版高考数学复习第二章函数概念与基本初等函数第8讲函数与方程练习(含解析)

(浙江专用)2020版高考数学复习第二章函数概念与基本初等函数第8讲函数与方程练习(含解析)

第8讲 函数与方程[基础达标]1.(2019·浙江省名校联考)已知函数y =f (x )的图象是连续不断的曲线,且有如下的对应值表:则函数y A .2个 B .3个 C .4个D .5个解析:选B.依题意,f (2)>0,f (3)<0,f (4)>0,f (5)<0,根据零点存在性定理可知,f (x )在区间(2,3),(3,4),(4,5)上均至少含有一个零点,故函数y =f (x )在区间[1,6]上的零点至少有3个.2.(2019·温州十校联考(一))设函数f (x )=ln x +x -2,则函数f (x )的零点所在的区间为( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,3)D .(3,4)解析:选B.法一:因为f (1)=ln 1+1-2=-1<0,f (2)=ln 2>0,所以f (1)·f (2)<0,因为函数f (x )=ln x +x -2的图象是连续的,所以函数f (x )的零点所在的区间是(1,2).法二:函数f (x )的零点所在的区间为函数g (x )=ln x ,h (x )=-x +2图象交点的横坐标所在的区间,作出两函数的图象如图所示,由图可知,函数f (x )的零点所在的区间为(1,2).3.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x-cos x ,则f (x )在[0,2π]上的零点个数为( )A .1B .2C .3D .4解析:选C.作出g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x与h (x )=cos x 的图象如图所示,可以看到其在[0,2π]上的交点个数为3,所以函数f (x )在[0,2π]上的零点个数为3,故选C.4.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x-tan x ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2<x <π2,若实数x 0是函数y =f (x )的零点,且0<t <x 0,则f (t )的值( )A .大于1B .大于0C .小于0D .不大于0解析:选B.y 1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x是减函数,y 2=-tan x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2上也是减函数,可知f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫1e x-tan x 在⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2上单调递减. 因为0<t <x 0,f (t )>f (x 0)=0.故选B.5.(2019·兰州模拟)已知奇函数f (x )是R 上的单调函数,若函数y =f (2x 2+1)+f (λ-x )只有一个零点,则实数λ的值是( )A .14 B .18 C .-78D .-38解析:选C.因为函数y =f (2x 2+1)+f (λ-x )只有一个零点,所以方程f (2x 2+1)+f (λ-x )=0只有一个实数根,又函数f (x )是定义在R 上的奇函数,所以f (-x )=-f (x ),所以f (2x 2+1)+f (λ-x )=0⇔f (2x 2+1)=-f (λ-x )⇔f (2x 2+1)=f (x -λ)⇔2x 2+1=x -λ,所以方程2x 2-x +1+λ=0只有一个实数根,所以Δ=(-1)2-4×2×(1+λ)=0,解得 λ=-78.故选C.6.(2019·宁波市余姚中学期中检测)已知函数f (x )=|x |x +2-kx 2(k ∈R )有四个不同的零点,则实数k 的取值范围是( )A .k <0B .k <1C .0<k <1D .k >1解析:选D.分别画出y =|x |x +2与y =kx 2的图象如图所示,当k <0时,y =kx 2的开口向下,此时与y =|x |x +2只有一个交点,显然不符合题意; 当k =0时,此时与y =|x |x +2只有一个交点,显然不符合题意, 当k >0,x ≥0时, 令f (x )=|x |x +2-kx 2=0, 即kx 3+2kx 2-x =0, 即x (kx 2+2kx -1)=0, 即x =0或kx 2+2kx -1=0,因为Δ=4k 2+4k >0,且-1k<0,所以方程有一正根,一负根,所以当x >0时,方程有唯一解.即当x ≥0时,方程有两个解.当k >0,x <0时,f (x )=|x |x +2-kx 2=0, 即kx 3+2kx 2+x =0,kx 2+2kx +1=0,此时必须有两个解才满足题意,所以Δ=4k 2-4k >0,解得k >1, 综上所述k >1.7.(2019·金丽衢十二校高三联考)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧tan[π2(x -1)],0<x ≤1ln x ,x >1,则f (f (e))=________,函数y =f (x )-1的零点为________.解析:因为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧tan[π2(x -1)],0<x ≤1ln x ,x >1, 所以f (e)=ln e =1,f (f (e))=f (1)=tan 0=0,若0<x ≤1,f (x )=1⇒tan[π2(x -1)]=1, 方程无解;若x >1,f (x )=1⇒ln x =1⇒x =e. 答案:0 e 8.已知函数f (x )=23x+1+a 的零点为1,则实数a 的值为________. 解析:由已知得f (1)=0,即231+1+a =0,解得a =-12. 答案:-129.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x,x ≤0,|log 2x |,x >0,则函数g (x )=f (x )-12的零点所构成的集合为________.解析:令g (x )=0,得f (x )=12,所以⎩⎪⎨⎪⎧x ≤0,2x =12或⎩⎪⎨⎪⎧x >0,|log 2x |=12,解得x =-1或x =22或x =2,故函数g (x )=f (x )-12的零点所构成的集合为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫-1,22,2. 答案:⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫-1,22,2 10.(2019·杭州学军中学模拟)已知函数f (x )=|x 3-4x |+ax -2恰有2个零点,则实数a 的取值范围为________.解析:函数f (x )=|x 3-4x |+ax -2恰有2个零点即函数y =|x 3-4x |与y =2-ax的图象有2个不同的交点.作出函数y =|x 3-4x |的图象如图,当直线y =2-ax 与曲线y =-x 3+4x ,x ∈[0,2]相切时,设切点坐标为(x 0,-x 30+4x 0),则切线方程为y -(-x 30+4x 0)=(-3x 20+4)(x -x 0),且经过点(0,2),代入解得x 0=1,此时a =-1,由函数图象的对称性可得实数a 的取值范围为a <-1或a >1.答案:a<-1或a >111.设函数f (x )=ax 2+bx +b -1(a ≠0). (1)当a =1,b =-2时,求函数f (x )的零点;(2)若对任意b ∈R ,函数f (x )恒有两个不同零点,求实数a 的取值范围. 解:(1)当a =1,b =-2时,f (x )=x 2-2x -3,令f (x )=0,得x =3或x =-1. 所以函数f (x )的零点为3和-1.(2)依题意,f (x )=ax 2+bx +b -1=0有两个不同实根,所以b 2-4a (b -1)>0恒成立,即对于任意b ∈R ,b 2-4ab +4a >0恒成立,所以有(-4a )2-4×(4a )<0⇒a 2-a <0,解得0<a <1,因此实数a 的取值范围是(0,1).12.已知函数f (x )=-x 2-2x ,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +14x ,x >0,x +1,x ≤0.(1)求g (f (1))的值;(2)若方程g (f (x ))-a =0有4个实数根,求实数a 的取值范围. 解:(1)利用解析式直接求解得g (f (1))=g (-3)=-3+1=-2.(2)令f (x )=t ,则原方程化为g (t )=a ,易知方程f (x )=t 在t ∈(-∞,1)内有2个不同的解,则原方程有4个解等价于函数y =g (t )(t <1)与y =a 的图象有2个不同的交点,作出函数y =g (t )(t <1)的图象(图略),由图象可知,当1≤a <54时,函数y =g (t )(t <1)与y =a 有2个不同的交点,即所求a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,54. [能力提升]1.(2019·杭州市富阳二中高三质检)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e x-2(x ≤0)ln x (x >0),则下列关于函数y =f [f (kx )+1]+1(k ≠0)的零点个数的判断正确的是( )A .当k >0时,有3个零点;当k <0时,有4个零点B .当k >0时,有4个零点;当k <0时,有3个零点C .无论k 为何值,均有3个零点D .无论k 为何值,均有4个零点 解析:选C.令f [f (kx )+1]+1=0得,⎩⎪⎨⎪⎧f (kx )+1≤0,e f (kx )+1-2+1=0或⎩⎪⎨⎪⎧f (kx )+1>0ln[f (kx )+1]+1=0, 解得f (kx )+1=0或f (kx )+1=1e ;由f (kx )+1=0得,⎩⎪⎨⎪⎧kx ≤0,e kx -2+1=0或⎩⎪⎨⎪⎧kx >0ln (kx )=-1; 即x =0或kx =1e ;由f (kx )+1=1e得,⎩⎪⎨⎪⎧kx ≤0,e kx -2+1=1e 或⎩⎪⎨⎪⎧kx >0ln (kx )+1=1e ; 即e kx=1+1e (无解)或kx =e 1e -1;综上所述,x =0或kx =1e 或kx =e 1e -1;故无论k 为何值,均有3个解,故选C.2.(2019·宁波市高三教学评估)设函数f (x )=ax 2+bx +c (a ,b ,c ∈R 且a >0),则“f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a <0”是“f (x )与f (f (x ))都恰有两个零点”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C.由已知a >0,函数f (x )开口向上,f (x )有两个零点,最小值必然小于0,当取得最小值时,x =-b2a ,即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a <0,令f (x )=-b2a ,则f (f (x ))=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a ,因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a <0,所以f (f (x ))<0,所以f (f (x ))必有两个零点.同理f ⎝ ⎛⎭⎪⎫f ⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2a <0⇒f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a <0⇒x =-b2a ,因为x =-b2a 是对称轴,a >0,开口向上,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-b 2a <0,必有两个零点所以C 选项正确.3.(2019·瑞安市龙翔高中高三月考)若关于x 的不等式x 2+|x -a |<2至少有一个正数解,则实数a 的取值范围是________.解析:不等式为2-x 2>|x -a |,则0<2-x 2.在同一坐标系画出y =2-x 2(y ≥0,x ≥0)和y =|x |两个函数图象,将绝对值函数y =|x |向左移动,当右支经过(0,2)点时,a =-2;将绝对值函数y =|x |向右移动让左支与抛物线y =2-x 2(y ≥0,x ≥0)相切时,由⎩⎪⎨⎪⎧y -0=-(x -a )y =2-x2,可得x 2-x +a -2=0, 再由Δ=0解得a =94.数形结合可得,实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,94. 答案:⎝⎛⎭⎪⎫-2,944.已知函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x,g (x )=log 12x ,记函数h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧g (x ),f (x )≤g (x ),f (x ),f (x )>g (x ),则函数F (x )=h (x )+x -5的所有零点的和为________.解析:由题意知函数h (x )的图象如图所示,易知函数h (x )的图象关于直线y =x 对称,函数F (x )所有零点的和就是函数y =h (x )与函数y =5-x 图象交点横坐标的和,设图象交点的横坐标分别为x 1,x 2,因为两函数图象的交点关于直线y =x 对称,所以x 1+x 22=5-x 1+x 22,所以x 1+x 2=5.答案:55.已知函数f (x )=-x 2+2e x +m -1,g (x )=x +e2x(x >0).(1)若y =g (x )-m 有零点,求m 的取值范围;(2)确定m 的取值范围,使得g (x )-f (x )=0有两个相异实根. 解:(1)法一:因为g (x )=x +e 2x≥2e 2=2e ,等号成立的条件是x =e , 故g (x )的值域是[2e ,+∞),因而只需m ≥2e ,则y =g (x )-m 就有零点. 所以m 的取值范围是[2e ,+∞).法二:作出g (x )=x +e2x(x >0)的大致图象如图:可知若使y =g (x )-m 有零点,则只需m ≥2e,即m 的取值范围是[2e ,+∞).(2)若g (x )-f (x )=0有两个相异的实根,即g (x )与f (x )的图象有两个不同的交点,作出g (x )=x +e2x(x >0)的大致图象.因为f (x )=-x 2+2e x +m -1=-(x -e)2+m -1+e 2. 所以其图象的对称轴为x =e ,开口向下, 最大值为m -1+e 2.故当m -1+e 2>2e ,即m >-e 2+2e +1时,g (x )与f (x )有两个交点,即g (x )-f (x )=0有两个相异实根.所以m 的取值范围是(-e 2+2e +1,+∞).6.(2019·绍兴一中高三期中)已知函数f (x )=x |x -a |+bx . (1)当a =2,且f (x )是R 上的增函数,求实数b 的取值范围;(2)当b =-2,且对任意a ∈(-2,4),关于x 的方程f (x )=tf (a )有三个不相等的实数根,求实数t 的取值范围.解:(1)f (x )=x |x -2|+bx =⎩⎪⎨⎪⎧x 2+(b -2)x ,x ≥2-x 2+(b +2)x ,x <2,因为f (x )连续,所以f (x )在R 上递增等价于这两段函数分别递增, 所以⎩⎪⎨⎪⎧2-b2≤22+b 2≥2,解得,b ≥2.(2)f (x )=x |x -a |-2x =⎩⎪⎨⎪⎧x 2-(a +2)x ,x ≥a -x 2+(a -2)x ,x <a ,tf (a )=-2ta ,当2≤a <4时,a -22<a +22≤a ,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,a -22上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫a -22,a 上单调递减,在(a ,+∞)上单调递增,所以f (x )极大值=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a -22=a 24-a +1, f (x )极小值=f (a )=-2a ,所以⎩⎪⎨⎪⎧-2a <-2ta ,a 24-a +1>-2ta 对2≤a <4恒成立,解得0<t <1,当-2<a <2时,a -22<a <a +22,f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,a -22上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫a -22,a +22上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫a +22,+∞上单调递增,所以f (x )极大值=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a -22=a 24-a +1, f (x )极小值=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +22=-a 24-a -1,所以-a 24-a -1<-2ta <a 24-a +1对-2<a <2恒成立,解得0<t <1,综上所述,0<t <1.。

(浙江专用)2020版高考数学直线、平面平行的判定与性质讲义(含解析)

(浙江专用)2020版高考数学直线、平面平行的判定与性质讲义(含解析)

§ 8.4 直线、平面平行的判定与性质基础知识自主学习----------------------------------------------------------- 回加■眦利, 训—「知识梳理1 .线面平行的判定定理和性质定理2.面面平行的判定定理和性质定理:1.一条直线与一个平面平行,那么它与平面内的所有直线都平行吗?提示不都平行.该平面内的直线有两类,一类与该直线平行,一类与该直线异面.2.一个平面内的两条相交直线与另一个平面内的两条相交直线分别对应平行,那么这两个平面平行吗?提示平行.可以转化为“一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行”,这就是面面平行的判定定理.,基础自测题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打或“X”)(1)若一条直线平行于一个平面内的一条直线,则这条直线平行于这个平面. (X )(2)平行于同一条直线的两个平面平行. (X )(3)如果一个平面内的两条直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行. (x )(4)如果两个平面平行,那么分别在这两个平面内的两条直线平行或异面. ( V )(5)若直线a与平面a内无数条直线平行,则a// a .( x )⑹若 a //。

,直线all a,贝U a//。

.( X )题组二教材改编2.[P58练习T3]平面a //平面。

的一个充分条件是( )A.存在一条直线a, a// a , a//。

B.存在一条直线a, a? a , all(3C.存在两条平行直线a, b, a?也,b? (3 , a//。

,b// aD.存在两条异面直线a, b, a? a , b? (3 , a//。

,b// a答案D解析若 a n 3 = l , a // l , a? a , a?。

,则a // a , a // 3 ,故排除A.若a n 3 = l , a? a , a // l ,则a//。

,故排除 B.若 a n 3 = l,a?济,all l , b?。

5、2020年浙江省高考数学试卷及答案详情

5、2020年浙江省高考数学试卷及答案详情
则 的零点为 , , .
当 时,则 , ,
要使 ,必有 且 ,
即 且 ,所以 ;
当 时,则 , ,要使 ,必有 .
综上一定有 .
故选 .
【点评】
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10.
【答案】
A
【考点】
并集及其运算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:若取 ,则 ,
此时 ,包含 个元素,排除选项 ;
若取 ,则 ,
此时 ,包含 个元素,排除选项 ;
【答案】
解: 当 时, 的方程为 ,
故抛物线 的焦点坐标为 .
设 ,
, ,


∴ ,
, .
由 在抛物线上,
∴ .


∴ ,
∴ ,
∴ .
由 ,


∴ , , ,
∴ 的最大值为 .
【考点】
直线与抛物线结合的最值问题
抛物线的性质
直线与椭圆结合的最值问题
抛物线的标准方程
【解析】
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【解答】
解: 当 时, 的方程为 ,
3.
【答案】
B
【考点】
求线性目标函数的最值
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:由约束条件 作出可行域如图:
联立
解得
由图可得:平移直线 到点 时,
有最小值 ,
∴ 的取值范围为 .
故选 .
【点评】
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4.
【答案】
A
【考点】
函数的图象
【解析】
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【解答】
解:令 ,


∴函数 是奇函数,故选项 错误.

2020届浙江高考数学总复习讲义: 等比数列及其前n项和

2020届浙江高考数学总复习讲义:   等比数列及其前n项和

第三节等比数列及其前n 项和1.等比数列的有关概念 (1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一常数(不为零),那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比,通常用字母q 表示,定义的表达式为a n +1a n=q . (2)等比中项:如果a ,G ,b 成等比数列,那么G 叫做a 与b 的等比中项.即:G 是a 与b 的等比中项⇔a ,G ,b 成等比数列⇒G 2=ab .2.等比数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1q n -1.(2)前n 项和公式:S n =⎩⎪⎨⎪⎧na 1,q =1,a 1(1-q n )1-q =a 1-a n q 1-q ,q ≠1.3.等比数列的常用性质 (1)通项公式的推广:a n =a m ·q n-m(n ,m ∈N *).(2)若m +n =p +q =2k (m ,n ,p ,q ,k ∈N *), 则a m ·a n =a p ·a q =a 2k ;(3)若数列{a n },{b n }(项数相同)是等比数列,则{λa n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ,{a 2n },{a n ·b n },⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n b n (λ≠0)仍然是等比数列;(4)在等比数列{a n }中,等距离取出若干项也构成一个等比数列,即a n ,a n +k ,a n +2k ,a n+3k,…为等比数列,公比为q k . [小题体验]1.(教材习题改编)将公比为q 的等比数列a 1,a 2,a 3,a 4,…依次取相邻两项的乘积组成新的数列a 1a 2,a 2a 3,a 3a 4,….此数列是( )A .公比为q 的等比数列B .公比为q 2的等比数列C .公比为q 3的等比数列D .不一定是等比数列答案:B2.(2018·台州模拟)已知等比数列{a n }各项都是正数,且a 4-2a 2=4,a 3=4,则a n =________;S 10=________.解析:设公比为q ,因为a 4-2a 2=4,a 3=4, 所以有4q -8q =4,解得q =2或q =-1. 因为q >0,所以q =2.所以a 1=a 3q 2=1,a n =a 1q n -1=2n -1.所以S 10=1-2101-2=210-1=1 023.答案:2n -1 1 0233.在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=3a n (n ∈N *),则a 3=______;S 5=_________. 答案:9 1211.特别注意q =1时,S n =na 1这一特殊情况.2.由a n +1=qa n ,q ≠0,并不能立即断言{a n }为等比数列,还要验证a 1≠0.3.在运用等比数列的前n 项和公式时,必须注意对q =1与q ≠1分类讨论,防止因忽略q =1这一特殊情形而导致解题失误.4.S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 未必成等比数列(例如:当公比q =-1且n 为偶数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 不成等比数列;当q ≠-1或q =-1且n 为奇数时,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列),但等式(S 2n -S n )2=S n ·(S 3n -S 2n )总成立.[小题纠偏]1.在等比数列{a n }中,a 3=2,a 7=8,则a 5等于( ) A .5 B .±5 C .4D .±4解析:选C a 25=a 3a 7=2×8=16,∴a 5=±4,又∵a 5=a 3q 2>0,∴a 5=4. 2.设数列{a n }是等比数列,前n 项和为S n ,若S 3=3a 3,则公比q =________. 答案:-12或1考点一 等比数列的基本运算(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2018·绍兴模拟)等比数列{a n }的公比为2,前n 项和为S n .若1+2a 2=S 3,则a 1=( ) A .17B.15C.13D .1解析:选C 由题可得,1+4a 1=a 1+2a 1+4a 1,解得a 1=13.2.(2018·杭二中仿真)各项都是正数的等比数列{a n }中,若a 2,12a 3,a 1成等差数列,则a 3+a 4a 4+a 5的值为( ) A.5+12B.5-12C.1-52D.5+12或1-52解析:选B 设数列{a n }的公比为q (q >0,q ≠1),由a 2,12a 3,a 1成等差数列可得a 3=a 2+a 1,所以有q 2-q -1=0,解得q =5+12(负值舍去).所以a 3+a 4a 4+a 5=1q =5-12. [由题悟法]解决等比数列有关问题的2种常用思想1.(2019·浙北联考)设等比数列{a n }的公比q =2,前n 项和为S n ,则S 4a 2=( )A .2B .4 C.152D.172解析:选C 因为q =2,所以S 4a 2=a 1+a 2+a 3+a 4a 2=1+q +q 2+q 3q =1+2+4+82=152. 2.(2018·宁波模拟)已知等比数列{a n }满足a 2=14,a 2a 8=4(a 5-1),则a 4+a 5+a 6+a 7+a 8的值为( )A .20B .31C .62D .63解析:选B 因为a 2a 8=a 25=4(a 5-1),解得a 5=2.所以q =2.所以a 4+a 5+a 6+a 7+a 8=1+2+4+8+16=31.3.(2018·杭州二检)设各项均为正数的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 4=80,S 2=8,则公比q =________,a 5=________.解析:由题可得,设数列{a n }的公比为q (q >0,q ≠1),根据题意可得a 1(1-q 4)1-q =80,a 1(1-q 2)1-q=8,解得a 1=2,q =3,所以a 5=a 1q 4=2×34=162. 答案:3 162考点二 等比数列的判定与证明(重点保分型考点——师生共研)[典例引领](2016·全国卷Ⅲ)已知数列{a n }的前n 项和S n =1+λa n ,其中λ≠0. (1)证明{a n }是等比数列,并求其通项公式; (2)若S 5=3132,求λ.解:(1)证明:由题意得a 1=S 1=1+λa 1, 故λ≠1,a 1=11-λ,故a 1≠0. 由S n =1+λa n ,S n +1=1+λa n +1得a n +1=λa n +1-λa n , 即a n +1(λ-1)=λa n .由a 1≠0,λ≠0得a n ≠0,所以a n +1a n=λλ-1.因此{a n }是首项为11-λ,公比为λλ-1的等比数列,于是a n =11-λ⎝⎛⎭⎫λλ-1n -1.(2)由(1)得S n =1-⎝⎛⎭⎫λλ-1n .由S 5=3132得1-⎝⎛⎭⎫λλ-15=3132,即⎝⎛⎭⎫λλ-15=132.解得λ=-1.[由题悟法]等比数列的4种常用判定方法选择题、填空题中的判定.(2)若要判定一个数列不是等比数列,则只需判定存在连续三项不成等比数列即可.[即时应用](2018·衢州模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n +1=4a n +2(n ∈N *),若数列{b n }满足b n =a n +1-2a n ,求证:{b n }是等比数列.证明:因为S n +1=4a n +2, 所以S 2=a 1+a 2=4a 1+2,又a 1=1,所以a 2=5,b 1=a 2-2a 1=3, 当n ≥2时,S n =4a n -1+2. 所以S n +1-S n =a n +1=4a n -4a n -1. 因为b n =a n +1-2a n , 所以当n ≥2时,b n b n -1=a n +1-2a n a n -2a n -1=4a n -4a n -1-2a n a n -2a n -1=2(a n -2a n -1)a n -2a n -1=2. 所以{b n }是以3为首项,2为公比的等比数列.考点三 等比数列的性质(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2018·宁波模拟)已知各项不为0的等差数列{a n }满足a 6-a 27+a 8=0,数列{b n }是等比数列,且b 7=a 7,则b 2b 8b 11=( )A .1B .2C .4D .8解析:选D 由等差数列的性质,得a 6+a 8=2a 7. 由a 6-a 27+a 8=0,可得a 7=2, 所以b 7=a 7=2.由等比数列的性质得b 2b 8b 11=b 2b 7b 12=b 37=23=8.2.若等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 4S 2=5,则S 8S 4=________.解析:由题可得,S 2,S 4-S 2,S 6-S 4,S 8-S 6成等比数列,因为S 4S 2=5,不妨设S 2=1,则S 4=5,所以S 4-S 2=4, 所以S 8=1+4+16+64=85,所以S 8S 4=855=17.答案:17[由题悟法]等比数列的性质可以分为3类1.(2018·诸暨模拟)已知等比数列{a n }中,a 1+a 2+a 3=40,a 4+a 5+a 6=20.则该数列的前9项和为( )A .50B .70C .80D .90解析:选B 由等比数列的性质得S 3,S 6-S 3,S 9-S 6也成等比数列,由S 3=40,S 6-S 3=20,知公比为12,故S 9-S 6=10,S 9=70.2.(2018·浙江联盟模拟)已知{a n }是等比数列,且a n >0,a 2a 4+2a 3a 5+a 4a 6=25,则a 3+a 5=________;a 4的最大值为________.解析:因为a n >0,a 2a 4+2a 3a 5+a 4a 6=a 23+2a 3a 5+a 25=(a 3+a 5)2=25,所以a 3+a 5=5,所以a 3+a 5=5≥2a 3a 5=2a 4,所以a 4≤52.即a 4的最大值为52.答案:552一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·舟山模拟)已知x ,y ,z ∈R ,若-1,x ,y ,z ,-3成等比数列,则xyz 的值为( )A .-3B .±3C .-3 3D .±3 3解析:选C 因为-1,x ,y ,z ,-3成等比数列,由等比数列的性质及等比中项可知,xz =3,y 2=3,且y 与-1,-3符号相同,所以y =-3,所以xyz =-3 3.2.(2019·湖州六校联考)已知等比数列的前n 项和为54,前2n 项和为60,则前3n 项和为( )A .66B .64C .6623D .6023解析:选D 因为等比数列中,S n ,S 2n -S n ,S 3n -S 2n 成等比数列,所以54(S 3n -60)=36,解得S 3n =6023.3.(2018·金华十校联考)在等比数列{a n }中,已知a 7a 12=5,则a 8a 9a 10a 11的值为( ) A .10 B .25C .50D .75解析:选B 因为a 7a 12=a 8a 11=a 9a 10=5,所以a 8a 9a 10a 11=52=25.4.(2018·浙江名校协作体测试)设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意的正整数n ,均有S n +3=8S n +3,则a 1=_________,公比q =________.解析:因为S n +3=8S n +3,所以当n ≥2时,S n +2=8S n -1+3,两式相减,可得a n +3=8a n ,所以q 3=8,解得q =2;当n =1时,S 4=8S 1+3,即15a 1=8a 1+3,解得a 1=37.答案:3725.(2018·永康适应性测试)数列{a n }的前n 项和为S n ,S n =2a n +n ,则a 1=______,数列{a n }的通项公式a n =_______.解析:因为S n =2a n +n ,所以当n =1时,S 1=a 1=2a 1+1,所以a 1=-1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2a n +n -2a n -1-n +1,即a n =2a n -1-1,即a n -1=2(a n -1-1),所以数列{a n -1}是以-2为首项,2为公比的等比数列,所以a n -1=-2n ,所以a n =1-2n .答案:-1 1-2n二保高考,全练题型做到高考达标1.(2019·浙大附中模拟)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n +1=pS n +q (n ∈N *,p ≠-1),则“a 1=q ”是“{a n }为等比数列”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C 因为a n +1=pS n +q ,所以当n ≥2时,a n =pS n -1+q ,两式相减得a n +1-a n =pa n ,即当n ≥2时,a n +1a n =1+p .当n =1时,a 2=pa 1+q .所以当a 1=q 时,a 2a 1=1+p ,满足上式,故数列{a n }为等比数列,所以是充分条件;当{a n }为等比数列时,有a 2=pa 1+q =(1+p )a 1,解得a 1=q ,所以是必要条件,从而选C.2.(2019·乐清模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n +1=3S n (n ∈N *),则S 6=( ) A .44 B .45 C.46-13D.45-13解析:选B 因为a 1=1,a n +1=3S n =S n +1-S n ,所以S n +1=4S n ,所以数列{S n }是首项为S 1=a 1=1,公比为4的等比数列,所以S 6=45.3.已知数列{a n }满足log 3a n +1=log 3a n +1(n ∈N *),且a 2+a 4+a 6=9,则log 13(a 5+a 7+a 9)的值是( )A .-5B .-15C .5D.15解析:选A ∵log 3a n +1=log 3a n +1,∴a n +1=3a n . ∴数列{a n }是以公比q =3的等比数列. ∵a 5+a 7+a 9=q 3(a 2+a 4+a 6),∴log 13(a 5+a 7+a 9)=log 13(9×33)=log 1335=-5.4.古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有女子善织,日自倍,五日织五尺,问日织几何?”意思是:“一女子善于织布,每天织的布都是前一天的2倍,已知她5天共织布5尺,问这女子每天分别织布多少?”根据上题的已知条件,若要使织布的总尺数不少于30,该女子所需的天数至少为( )A .7B .8C .9D .10解析:选B 设该女子第一天织布x 尺,则x (1-25)1-2=5,得x =531,∴前n 天所织布的尺数为531(2n -1).由531(2n -1)≥30,得2n ≥187,则n 的最小值为8.5.(2019·金华模拟)设A n ,B n 分别为等比数列{a n },{b n }的前n 项和.若A n B n =12n +1,则a 7b 3=( ) A.19 B.12763 C.43D.1312解析:选C 由题意知,A n B n=12n +1,令A n =k (2n -1),k ≠0,则B n =A n ·(2n +1)=k (2n-1)(2n +1)=k (4n -1).所以a 7=A 7-A 6=k (27-1)-k (26-1)=64k ,b 3=B 3-B 2=k (43-1)-k (42-1)=48k ,所以a 7b 3=64k 48k =43.6.(2018·超级全能生模拟)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=1,a 1,S 2,5成等差数列,则数列{a n }的公比q =________,S n =_________.解析:由题可得,2S 2=2(1+q )=1+5=6,所以q =2,所以S n =1-2n1-2=2n -1.答案:2 2n -17.(2018·慈溪中学)在正项等比数列{a n }中,若a 1=1,a 1+a 3+a 5=21,则q =________;a 3+a 5+a 7的值为________.解析:设公比为q .则由a 1=1,a 1+a 3+a 5=21可得q 4+q 2-20=0,解得q 2=4,所以q =±2.因为q >0,所以q =2.所以a 3+a 5+a 7=q 2(a 1+a 3+a 5)=4×21=84.答案:2 848.若一个数列的第m 项等于这个数列的前m 项的乘积,则称该数列为“m 积数列”.若各项均为正数的等比数列{a n }是一个“2 018积数列”,且a 1>1,则当其前n 项的乘积取最大值时n 的值为________.解析:由题可知a 1a 2a 3·…·a 2 018=a 2 018, 故a 1a 2a 3·…·a 2 017=1,由于{a n }是各项均为正数的等比数列且a 1>1, 所以a 1 009=1,公比0<q <1,所以a 1 008>1且0<a 1 010<1,故当数列{a n }的前n 项的乘积取最大值时n 的值为1 008或1 009.答案:1 008或1 0099.在公差不为零的等差数列{a n }中,a 1=1,a 2,a 4,a 8成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n ,T n =b 1+b 2+…+b n ,求T n . 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,则依题意有⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,(a 1+3d )2=(a 1+d )(a 1+7d ), 解得d =1或d =0(舍去), ∴a n =1+(n -1)=n . (2)由(1)得a n =n , ∴b n =2n ,∴b n +1b n=2,∴{b n }是首项为2,公比为2的等比数列, ∴T n =2(1-2n )1-2=2n +1-2.10.(2019·舟山模拟)已知数列{a n }满足a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧12a n ,n 为偶数,a n +1,n 为奇数,a 4=52,若b n =a 2n -1-1(b n ≠0).(1)求a 1;(2)求证:{b n }是等比数列;(3)若数列{a n }的前n 项和为S n ,求S 2n . 解:(1)因为a 4=52,a n +1=⎩⎪⎨⎪⎧12a n ,n 为偶数,a n +1,n 为奇数,所以a 3=a 4-1=32,由a 3=12a 2,得a 2=3,所以a 1=a 2-1=2.(2)证明:当n ≥2时,b n b n -1=a 2n -1-1a 2n -3-1=12a 2n -2-1a 2n -2-2=12,当n =1时,b 2b 1=a 3-1a 1-1=12满足上式,故数列{b n }是首项为1,公比为12的等比数列.(3)因为b n =a 2n -1-1, 所以a 2n -1-1=⎝⎛⎭⎫12n -1, 所以a 2n -1=⎝⎛⎭⎫12n -1+1, 所以a 1+a 3+…+a 2n -1=2-12n -1+n ,又因为a 2=a 1+1,a 4=a 3+1,……,a 2n =a 2n -1+1, 所以S 2n =2(a 1+a 3+…+a 2n -1)+n =4-12n -2+3n .三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2018·暨阳联考)已知数列{a n },{b n },其中{a n }是首项为3,公差为整数的等差数列,且a 3>a 1+3,a 4<a 2+5,a n =log 2b n ,则{b n }的前n 项和S n 为( )A .8(2n -1)B .4(3n -1) C.83(4n -1)D.43(3n -1) 解析:选C 设等差数列{a n }的公差为d ,则由题意可知:3<2d <5,所以d =2.所以a n =2n +1=log 2b n ,所以b n =22n +1,所以数列{b n }是首项为8,公比为4的等比数列,所以前n 项和S n =83(4n -1).2.(2018·浙江十校联考)已知数列{a n }满足a 1=35,a n +1=3a n 2a n +1,n ∈N *. (1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1为等比数列; (2)是否存在互不相等的正整数m ,s ,t ,使m ,s ,t 成等差数列,且a m -1,a s -1,a t -1成等比数列?如果存在,求出所有符合条件的m ,s ,t ;如果不存在,请说明理由.解:(1)证明:因为a n +1=3a n 2a n +1,所以1a n +1=13a n +23, 所以1a n +1-1=13⎝⎛⎭⎫1a n -1. 因为a 1=35,则1a 1-1=23. 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是首项为23,公比为13的等比数列. (2)由(1)知,1a n -1=23×⎝⎛⎭⎫13n -1=23n ,所以a n =3n 3n +2. 假设存在互不相等的正整数m ,s ,t 满足条件,则有⎩⎪⎨⎪⎧m +t =2s ,(a s -1)2=(a m -1)(a t -1). 由a n =3n3n +2与(a s -1)2=(a m -1)(a t -1), 得⎝⎛⎭⎫3s 3s +2-12=⎝⎛⎭⎫3m 3m +2-1⎝⎛⎭⎫3t3t +2-1. 即3m +t +2×3m +2×3t =32s +4×3s . 因为m +t =2s ,所以3m +3t =2×3s .因为3m +3t ≥23m +t =2×3s ,当且仅当m =t 时等号成立, 这与m ,s ,t 互不相等矛盾.所以不存在互不相等的正整数m ,s ,t 满足条件.。

2020年高考卷 数学(浙江卷)附答案

2020年高考卷 数学(浙江卷)附答案

20201.已知集合,,则ABCD2.已知,若(i为虚数单位)是实数,则a=A1B-1C2D-23.若实数x,y满足约束条件,则的取值范围是ABCD4. 函数在区间的图像大致为ABCD5. 某几何体的三视图(单位:)如图所示,则该几何体的体积(单位:)是ABCD6. 已知空间中不过同一点的三条直线则“在同一平面” 是“两两相交”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7.已知等差数列的前项的和,公差,.记下列等式不可能成立的是ABCD8.已知点, ,.设点满足,且为函数的图像上的点,则ABCD9.已知,若在上恒成立,则ABCDA若S有4个元素,则有7个元素B若S有4个元素,则有6个元素C若S有3个元素,则有4个元素D若S有3个元素,则有5个元素11.已知数列满足,则______12.设,则=_______;_______.13.已知=2,则=______;=______.14.已知圆锥展开图的侧面积为2π,且为半圆,则底面半径为______.15.设直线l:y=kx+b(k>0),圆:,:,若直线l与,都相切,则k=______;b=______.16.一个盒子里有1个红1个绿2个黄四个相同的球,每次拿一个,不放回,拿出红球即停,设拿出黄球的个数为,则;;17.设,为单位向量,满足,,,设的夹角为,则的最小值为.18.(本题满分14分)19(本题满分15分)如图,三棱台中,面面,,。

(Ⅰ)证明:;(Ⅱ)求与面所成角的正弦值。

(第19题图)20.(本题满分15分)已知中,.(I)若数列为等比数列,且公比,且,求与的通项公式;(Ⅱ)若数列为等差数列,且公差,证明:21.(15分)如图,已知椭圆,抛物线,点是椭圆与抛物线的交点,过点的直线交椭圆于点,交抛物线于(不同于).(I)若,求抛物线的焦点坐标;(Ⅱ)若存在不过原点的直线使为线段的中点;求的最大值. 22.(本题满分15 分)已知函数,其中为自然对数的底数.(Ⅰ)证明:函数在上有唯一零点;(Ⅱ)记为函数在上的零点,证明:(i)(ⅱ).参考答案1.B2.C3.B4.A5.A6.B7.D8.D9.C 10.A 11.10 12.80 ,12213. 14.1 15. 16.17.282918 正确答案及相关解析正确答案19 正确答案及相关解析正确答案20 正确答案及相关解析正确答案21 正确答案及相关解析正确答案22 正确答案及相关解析正确答案。

2020届浙江高考数学总复习讲义: 等差数列及其前n项和

2020届浙江高考数学总复习讲义: 等差数列及其前n项和

第二节等差数列及其前n 项和1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母d 表示.(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2. 3.等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且k +l =m +n (k ,l ,m ,n ∈N *),则a k +a l =a m +a n . (3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则{a 2n }也是等差数列,公差为2d . (4)若{a n },{b n }是等差数列,则{pa n +qb n }也是等差数列.(5)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.[小题体验]1.在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=25,则a 2+a 8=________. 答案:102.(2018·温州模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3=5,a 5=3,则a n =________;S 7=________.答案:-n +8 283.(2018·温州十校联考)在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5=12,则S 7=______. 答案:281.要注意概念中的“从第2项起”.如果一个数列不是从第2项起,而是从第3项或第4项起,每一项与它前一项的差是同一个常数,那么此数列不是等差数列.2.求等差数列的前n 项和S n 的最值时,需要注意“自变量n 为正整数”这一隐含条件.[小题纠偏]1.首项为24的等差数列,从第10项开始为负数,则公差d 的取值范围是( ) A .(-3,+∞) B.⎝⎛⎭⎫-∞,-83 C.⎝⎛⎭⎫-3,-83 D.⎣⎡⎭⎫-3,-83 答案:D2.(2018·湖州模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 3=16,a 6=10,则公差d =________;S n 取到最大时的n 的值为________.解析:因为数列{a n }是等差数列,且a 3=16,a 6=10,所以公差d =a 6-a 36-3=-2,所以a n =-2n +22,要使S n 能够取到最大值,则需a n =-2n +22≥0,所以解得n ≤11.所以可知使得S n 取到最大时的n 的值为10或11.答案:-2 10或11考点一 等差数列的基本运算(基础送分型考点——自主练透)[题组练透]1.(2017·嘉兴二模)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若S 1S 4=110,则S 3S 5=( )A.25 B.35 C.37D.47解析:选A 设数列{a n }的公差为d ,因为S n 为等差数列{a n }的前n 项和,且S 1S 4=110,所以10a 1=4a 1+6d ,所以a 1=d .所以S 3S 5=3a 1+3d 5a 1+10d =6d 15d =25.2.设等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 2=-d ,若a k 是a 6与a k +6的等比中项,则k =( ) A .5 B .6 C .9D .11解析:选C 因为a k 是a 6与a k +6的等比中项, 所以a 2k =a 6a k +6.又等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 2=-d , 所以[a 2+(k -2)d ]2=(a 2+4d )[a 2+(k +4)d ], 所以(k -3)2=3(k +3),解得k =9或k =0(舍去),故选C.3.公差不为零的等差数列{a n }中,a 7=2a 5,则数列{a n }中第________项的值与4a 5的值相等.解析:设等差数列{a n }的公差为d ,∵a 7=2a 5,∴a 1+6d =2(a 1+4d ),则a 1=-2d ,∴a n =a 1+(n -1)d =(n -3)d ,而4a 5=4(a 1+4d )=4(-2d +4d )=8d =a 11,故数列{a n }中第11项的值与4a 5的值相等.答案:114.(2019·绍兴模拟)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,满足S 2=S 6,S 55-S 44=2,则a 1=______,公差d =________.解析:由S 2=S 6,得S 6-S 2=a 3+a 4+a 5+a 6=4a 1+14d =0,即2a 1+7d =0.由S 55-S 44=2,得52(a 1+a 5)5-42(a 1+a 4)4=12(a 5-a 4)=12d =2,解得d =4,所以a 1=-14.答案:-14 4[谨记通法]等差数列基本运算的方法策略(1)等差数列中包含a 1,d ,n ,a n ,S n 五个量,可“知三求二”.解决这些问题一般设基本量a 1,d ,利用等差数列的通项公式与求和公式列方程(组)求解,体现方程思想.(2)如果已知等差数列中有几项的和是常数的计算问题,一般是等差数列的性质和等差数列求和公式S n =n (a 1+a n )2结合使用,体现整体代入的思想. 考点二 等差数列的判断与证明(重点保分型考点——师生共研)[典例引领](2019·温州模拟)已知数列{a n }中,a 1=12,a n +1=1+a n a n +12(n ∈N *).(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:因为对于n ∈N *,a n +1=1+a n a n +12, 所以a n +1=12-a n, 所以1a n +1-1-1a n -1=112-a n-1-1a n -1=2-a n -1a n -1=-1.所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -1是首项为1a 1-1=-2,公差为-1的等差数列.(2)由(1)知1a n -1=-2+(n -1)(-1)=-(n +1), 所以a n -1=-1n +1, 即a n =n n +1. [由题悟法]等差数列的判定与证明方法已知数列{a n }满足a 1=1,a n =a n -12a n -1+1(n ∈N *,n ≥2),数列{b n }满足关系式b n =1a n(n ∈N *).(1)求证:数列{b n }为等差数列; (2)求数列{a n }的通项公式. 解:(1)证明:∵b n =1a n ,且a n =a n -12a n -1+1,∴b n +1=1a n +1=1a n 2a n +1=2+1a n , ∴b n +1-b n =2+1a n -1a n =2.又b 1=1a 1=1,∴数列{b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)知数列{b n }的通项公式为 b n =1+(n -1)×2=2n -1, 又b n =1a n,∴a n =1b n=12n -1.∴数列{a n }的通项公式为a n =12n -1. 考点三 等差数列的性质及最值(重点保分型考点——师生共研)[典例引领]1.(2019·宁波模拟)在等差数列{a n }中,若a 9a 8<-1,且其前n 项和S n 有最小值,则当S n >0时,n 的最小值为( )A .14B .15C .16D .17解析:选C ∵数列{a n }是等差数列,它的前n 项和S n 有最小值,∴公差d >0,首项a 1<0,{a n } 为递增数列,∵a 9a 8<-1,∴a 8·a 9<0,a 8+a 9>0,由等差数列的性质知2a 8=a 1+a 15<0,a 8+a 9=a 1+a 16>0.∵S n =(a 1+a n )n2,∴当S n >0时,n 的最小值为16. 2.(2018·嘉兴一中模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 6>S 7>S 5,则满足a n >0的最大n 的值为______,满足S k S k +1<0的正整数k =______.解析:由题可得a 6=S 6-S 5>0,a 7=S 7-S 6<0,所以使得a n >0的最大n 的值为6.又a 6+a 7=S 7-S 5>0,则S 11=11(a 1+a 11)2=11a 6>0,S 12=12(a 1+a 12)2=6(a 6+a 7)>0,S 13=13(a 1+a 13)2=13a 7<0,因为{a n }是递减的等差数列,所以满足S k S k +1<0的正整数k =12. 答案:6 12[由题悟法]1.等差数列的性质(1)项的性质:在等差数列{a n }中,a m -a n =(m -n )d ⇔a m -a nm -n =d (m ≠n ),其几何意义是点(n ,a n ),(m ,a m )所在直线的斜率等于等差数列的公差.(2)和的性质:在等差数列{a n }中,S n 为其前n 项和,则 ①S 2n =n (a 1+a 2n )=…=n (a n +a n +1); ②S 2n -1=(2n -1)a n .2.求等差数列前n 项和S n 最值的2种方法(1)函数法:利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解.(2)邻项变号法:①当a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .[即时应用]1.(2018·浙江新高考联盟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 4S 8=13,则S 8S 16=( )A.310 B.37 C.13D.12解析:选A 因为数列{a n }是等差数列,所以S 4,S 8-S 4,S 12-S 8,S 16-S 12成等差数列,因为S 4S 8=13,所以不妨设S 4=1,则S 8=3,所以S 8-S 4=2,所以S 16=1+2+3+4=10,所以S 8S 16=310.2.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知前6项和为36,最后6项的和为180,S n =324(n >6),则数列{a n }的项数为________.解析:由题意知a 1+a 2+…+a 6=36,① a n +a n -1+a n -2+…+a n -5=180,②①+②得(a 1+a n )+(a 2+a n -1)+…+(a 6+a n -5)=6(a 1+a n )=216,∴a 1+a n =36, 又S n =n (a 1+a n )2=324, ∴18n =324,∴n =18. 答案:18一抓基础,多练小题做到眼疾手快1.(2018·杭州模拟)已知递增的等差数列{a n }满足a 1=1,a 3=a 22-4.则数列{a n }的通项公式为( )A .a n =2n -1B .a n =-2n +3C .a n =2n -1或-2n +3D .a n =2n解析:选A 设数列{a n }的公差为d ,由a 3=a 22-4可得1+2d =(1+d )2-4,解得d =±2.因为数列{a n }是递增数列,所以d >0,故d =2.所以a n =1+2(n -1)=2n -1.2.(2018·舟山期末)在等差数列{a n }中,若a 2=1,a 4=5,则{a n }的前5项和S 5=( ) A .7 B .15 C .20D .25解析:选B 因为a 2=1,a 4=5,所以S 5=5(a 1+a 5)2=5(a 2+a 4)2=15.3.(2019·缙云模拟)已知{a n }为等差数列,其公差d 为-2,且a 7是a 3与a 9的等比中项,S n 为{a n }的前n 项和,则S 10的值为( )A .-110B .-90C .90D .110解析:选D 设数列{a n }的首项为a 1,因为a 7是a 3与a 9的等比中项,所以(a 1-12)2=(a 1-4)(a 1-16),解得a 1=20.所以S 10=10a 1+45d =200-90=110.4.(2019·腾远调研)我国古代数学名著《九章算术》里有问题:今有良马与驽马发长安至齐,齐去长安一千一百二十五里,良马初日行一百零三里,日增十三里;驽马初日行九十七里,日减半里;良马先至齐,复还迎驽马,二马相逢,问:________日相逢?解析:由题意知,良马每日行的距离成等差数列,记为{a n },其中a 1=103,d 1=13;驽马每日行的距离成等差数列,记为{b n },其中b 1=97,d 2=-0.5.设第m 天相逢,则a 1+a 2+…+a m +b 1+b 2+…+b m =103m +m (m -1)×132+97m +m (m -1)×(-0.5)2=2×1 125,解得m =9(负值舍去).即二马需9日相逢.答案:95.等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为________.解析:∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5. 答案:S 5二保高考,全练题型做到高考达标1.(2018·金丽衢十二校联考)已知正项数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,当n ≥2,n ∈N *时,a n =a 2n +1+a 2n -12,则a 6=( ) A .2 2 B .4 C .16D .45解析:选B 因为a n =a 2n +1+a 2n -12,所以2a 2n =a 2n +1+a 2n -1,即a 2n +1-a 2n =a 2n -a 2n -1,所以数列{a 2n }是等差数列,公差d =a 22-a 21=4-1=3,所以a 2n =1+3(n -1)=3n -2,所以a n =3n -2,所以a 6=18-2=4.2.(2018·浙江五校联考)等差数列{a n }中,a 1=0,等差d ≠0,若a k =a 1+a 2+…+a 7,则实数k =( )A .22B .23C .24D .25解析:选A 因为a 1=0,且a k =a 1+a 2+…+a 7,即(k -1)d =21d ,又因为d ≠0,所以k =22.3.(2018·河南六市一联)已知正项数列{a n }的前n 项和为S n ,若{a n }和{S n }都是等差数列,且公差相等,则a 6=( )A.114B.32C.72D .1解析:选A 设{a n }的公差为d ,由题意得,S n =na 1+n (n -1)2d =d 2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n ,又{a n }和{S n}都是等差数列,且公差相同,∴⎩⎨⎧d = d 2,a 1-d2=0,解得⎩⎨⎧d =12,a 1=14,a 6=a 1+5d =14+52=114.4.(2018·东阳模拟)已知两个等差数列{a n }和{b n }的前n 项和分别为A n 和B n ,且A nB n=7n +45n +3,则使得a nb n 为整数的正整数的个数为( )A .2B .3C .4D .5解析:选D 由A n B n =7n +45n +3,可得a n b n =A 2n -1B 2n -1=7n +19n +1=7+12n +1,所以要使a n b n 为整数,则需12n +1为整数,所以n =1,2,3,5,11,共5个. 5.设数列{a n }的前n 项和为S n ,若S nS 2n为常数,则称数列{a n }为“吉祥数列”.已知等差数列{b n }的首项为1,公差不为0,若数列{b n }为“吉祥数列”,则数列{b n }的通项公式为( )A .b n =n -1B .b n =2n -1C .b n =n +1D .b n =2n +1解析:选B 设等差数列{b n }的公差为d (d ≠0),S n S 2n =k ,因为b 1=1,则n +12n (n -1)d =k ⎣⎡⎦⎤2n +12×2n (2n -1)d ,即2+(n -1)d =4k +2k (2n -1)d , 整理得(4k -1)dn +(2k -1)(2-d )=0. 因为对任意的正整数n 上式均成立, 所以(4k -1)d =0,(2k -1)(2-d )=0,解得d =2,k =14.所以数列{b n }的通项公式为b n =2n -1.6.(2019·台州中学期中)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2=18,S 18=54,则a 17=________,S n =__________.解析:设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,因为a 2=18,S 18=54,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =18,18a 1+18×172d =54,解得a 1=20,d =-2.所以a 17=a 1+16d =20-32=-12,S n =na 1+n (n -1)2d =-n 2+21n .答案:-12 -n 2+21n7.在等差数列{a n }中,a 1=7,公差为d ,前 n 项和为S n ,当且仅当n =8 时S n 取得最大值,则d 的取值范围为________.解析:由题意,当且仅当n =8时S n 有最大值,可得 ⎩⎪⎨⎪⎧d <0,a 8>0,a 9<0,即⎩⎪⎨⎪⎧d <0,7+7d >0,7+8d <0,解得-1<d <-78.答案:⎝⎛⎭⎫-1,-78 8.(2018·金华浦江适考)设数列{a n },{b n }的前n 项和分别为S n ,T n ,其中a n =-3n +20,b n =|a n |,则使T n =S n 成立的最大正整数n 为________,T 2 018+S 2 018=________.解析:根据题意,数列{a n }中,a n =-3n +20,则数列{a n }是首项为17,公差为-3的等差数列,且当n ≤6时,a n >0,当n ≥7时,a n <0,又由b n =|a n |,当n ≤6时,b n =a n ,当n ≥7时,b n =-a n ,则使T n =S n 成立的最大正整数为6,T 2 018+S 2 018=(a 1+a 2+…+a 6+a 7+a 8+…+a 2 018)+(b 1+b 2+…+b 6+b 7+b 8+…+b 2 018)=2(a 1+a 2+…+a 6)=(17+2)×6=114.答案:6 1149.已知等差数列的前三项依次为a,4,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110. (1)求a 及k 的值;(2)设数列{b n }的通项b n =S nn ,证明:数列{b n }是等差数列,并求其前n 项和T n .解:(1)设该等差数列为{a n },则a 1=a ,a 2=4,a 3=3a , 由已知有a +3a =8,得a 1=a =2,公差d =4-2=2, 所以S k =ka 1+k (k -1)2·d =2k +k (k -1)2×2=k 2+k .由S k =110,得k 2+k -110=0,解得k =10或k =-11(舍去),故a =2,k =10. (2)证明:由(1)得S n =n (2+2n )2=n (n +1), 则b n =S nn =n +1,故b n +1-b n =(n +2)-(n +1)=1,即数列{b n }是首项为2,公差为1的等差数列, 所以T n =n (2+n +1)2=n (n +3)2. 10.(2018·南昌调研)设数列{a n }的前n 项和为S n,4S n =a 2n +2a n -3,且a 1,a 2,a 3,a 4,a 5成等比数列,当n ≥5时,a n >0.(1)求证:当n ≥5时,{a n }成等差数列; (2)求{a n }的前n 项和S n .解:(1)证明:由4S n =a 2n +2a n -3,4S n +1=a 2n +1+2a n +1-3, 得4a n +1=a 2n +1-a 2n +2a n +1-2a n ,即(a n +1+a n )(a n +1-a n -2)=0.当n ≥5时,a n >0,所以a n +1-a n =2, 所以当n ≥5时,{a n }成等差数列.(2)由4a 1=a 21+2a 1-3,得a 1=3或a 1=-1, 又a 1,a 2,a 3,a 4,a 5成等比数列, 所以由(1)得a n +1+a n =0(n ≤5),q =-1, 而a 5>0,所以a 1>0,从而a 1=3,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧3(-1)n -1,1≤n ≤4,2n -7,n ≥5,所以S n =⎩⎪⎨⎪⎧32[1-(-1)n ],1≤n ≤4,n 2-6n +8,n ≥5.三上台阶,自主选做志在冲刺名校1.(2018·浙江五校联考)已知等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 1,a 3,a 13成等比数列,若a 1=1,S n 为数列{a n }的前n 项和,则2S n +16a n +3的最小值为________.解析:设公差为d .因为a 1,a 3,a 13成等比数列,所以(1+2d )2=1+12d ,解得d =2.所以a n =2n -1,S n =n 2.所以2S n +16a n +3=2n 2+162n +2=n 2+8n +1.令t =n +1,则原式=t 2+9-2t t =t +9t -2.因为t ≥2,t ∈N *,所以当t =3,即n =2时,⎝ ⎛⎭⎪⎫2S n +16a n +3min =4. 答案:42.已知数列{a n }满足a n +1+a n =4n -3(n ∈N *).(1)若数列{a n }是等差数列,求a 1的值;(2)当a 1=2时,求数列{a n }的前n 项和S n .解:(1)法一:∵数列{a n }是等差数列,∴a n =a 1+(n -1)d ,a n +1=a 1+nd .由a n +1+a n =4n -3,得(a 1+nd )+[a 1+(n -1)d ]=4n -3,∴2dn +(2a 1-d )=4n -3,即2d =4,2a 1-d =-3,解得d =2,a 1=-12. 法二:在等差数列{a n }中,由a n +1+a n =4n -3,得a n +2+a n +1=4(n +1)-3=4n +1,∴2d =a n +2-a n =(a n +2+a n +1)-(a n +1+a n )=4n +1-(4n -3)=4,∴d =2.又∵a 1+a 2=2a 1+d =2a 1+2=4×1-3=1,∴a 1=-12. (2)由题意,①当n 为奇数时,S n =a 1+a 2+a 3+…+a n=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a n -1+a n )=2+4[2+4+…+(n -1)]-3×n -12 =2n 2-3n +52. ②当n 为偶数时,S n =a 1+a 2+a 3+…+a n=(a 1+a 2)+(a 3+a 4)+…+(a n -1+a n )=1+9+…+(4n -7)=2n 2-3n 2.。

2020年浙江省高考数学试卷-解析版

2020年浙江省高考数学试卷-解析版

2020年浙江省高考数学试卷一、选择题(本大题共10小题,共40.0分)1. 已知集合P ={x|1<x <4},Q ={x|2<x <3},则P ∩Q =( )A. {x|1<x ≤2}B. {x|2<x <3}C. {x|3≤x <4}D. {x|1<x <4}2. 已知a ∈R ,若a −1+(a −2)i(i 为虚数单位)是实数,则a =( )A. 1B. −1C. 2D. −2 3. 若实数x ,y 满足约束条件{x −3y +1≤0x +y −3≥0,则z =x +2y 的取值范围是( )A. (−∞,4]B. [4,+∞)C. [5,+∞)D. (−∞,+∞)4. 函数y =xcosx +sinx 在区间[−π,π]的图象大致为( )A.B.C.D.5. 某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积(单位:cm 3)是( )A. 73 B. 143 C. 3 D. 66. 已知空间中不过同一点的三条直线m ,n ,l ,则“m ,n ,l 在同一平面”是“m ,n ,l 两两相交”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7. 已知等差数列{a n }的前n 项和S n ,公差d ≠0,a1d⩽1.记b 1=S 2,b n+1=S n+2−S 2n ,n ∈N ∗,下列等式不可能成立的是( )A. 2a 4=a 2+a 6B. 2b 4=b 2+b 6C. a 42=a 2a 8D. b 42=b 2b 8 8. 已知点O(0,0),A(−2,0),B(2,0),设点P 满足|PA|−|PB|=2,且P 为函数y =3√4−x 2图象上的点,则|OP|=( )A. √222B. 4√105C. √7D. √109.已知a,b∈R且a,b≠0,若(x−a)(x−b)(x−2a−b)≥0在x≥0上恒成立,则()A. a<0B. a>0C. b<0D. b>010.设集合S,T,S⊆N∗,T⊆N∗,S,T中至少有两个元素,且S,T满足:①对于任意x,y∈S,若x≠y,都有xy∈T;②对于任意x,y∈T,若x<y,则yx∈S;下列命题正确的是()A. 若S有4个元素,则S∪T有7个元素B. 若S有4个元素,则S∪T有6个元素C. 若S有3个元素,则S∪T有5个元素D. 若S有3个元素,则S∪T有4个元素二、填空题(本大题共7小题,共36.0分)11.我国古代数学家杨辉、宋世杰等研究过高阶等差数列求和问题,如数列{n(n+1)2}就是二阶等差数列,数列{n(n+1)2},(n∈N∗)的前3项和______.12.二项展开式(1+2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a4=______;a1+a2+a3=______.13.已知tanθ=2,则cos2θ=______;tan(θ−π4)=______.14.已知圆锥的侧面积(单位:cm2)为2π,且它的侧面展开图是一个半圆,则这个圆锥的底面半径(单位:cm)是______.15.已知直线y=kx+b(k>0)与圆x2+y2=1和圆(x−4)2+y2=1均相切,则k=______,b=______.16.盒中有4个球,其中1个红球,1个绿球,2个黄球,从盒中随机取球,每次取1个不放回,直到取出红球为止,设此过程中取到黄球的个数为ξ,则P(ξ=0)=______,E(ξ)=______.17.已知平面向量e1⃗⃗⃗ ,e2⃗⃗⃗ 满足|2e1⃗⃗⃗ −e2⃗⃗⃗ |≤√2,设a⃗=e1⃗⃗⃗ +e2⃗⃗⃗ ,b⃗ =3e1⃗⃗⃗ +e2⃗⃗⃗ ,向量a⃗,b⃗ 的夹角为θ,则cos2θ的最小值为______.三、解答题(本大题共5小题,共74.0分)18.在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知2bsinA−√3a=0.(1)求角B;(2)求cosA+cosB+cosC的取值范围.19.如图,三棱台ABC−DEF中,面ADFC⊥面ABC,∠ACB=∠ACD=45°,DC=2BC.(1)证明:EF⊥DB;(2)求DF与面DBC所成角的正弦值.⋅20.已知数列{a n},{b n},{c n}满足a1=b1=c1=1,c n+1=a n+1−a n,c n+1=b nb n+2c n(n∈N∗).(1)若{b n}为等比数列,公比q>0,且b1+b2=6b3,求q的值及数列{a n}的通项公式;(2)若{b n}为等差数列,公差d>0,证明:c1+c2+c3+⋯+c n<1+1,n∈N∗.d21.如图,已知椭圆C1:x2+y2=1,抛物线C2:y2=2px(p>0),点A是椭圆C1与2抛物线C2的交点.过点A的直线l交椭圆C1于点B,交抛物线C2于点M(B,M不同于A).(1)若p=1,求抛物线C2的焦点坐标;16(2)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值.22.已知1<a≤2,函数f(x)=e x−x−a.其中e=2.718281828459…为自然对数的底数.(1)证明:函数y=f(x)在(0,+∞)上有唯一零点;(2)记x0为函数y=f(x)在(0,+∞)上的零点,证明:(ⅰ)√a−1≤x0≤√2(a−1);(ⅰ)x0f(e x0)≥(e−1)(a−1)a.答案和解析1.【答案】B【解析】解:集合P ={x|1<x <4},Q ={x|2<x <3}, 则P ∩Q ={x|2<x <3}. 故选:B .直接利用交集的运算法则求解即可.此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键. 2.【答案】C【解析】 【分析】本题考查复数的基本概念,是基础题. 利用复数的虚部为0,求解即可. 【解答】解:a ∈R ,若a −1+(a −2)i(i 为虚数单位)是实数, 可得a −2=0,解得a =2. 故选:C .3.【答案】B【解析】解:画出实数x ,y 满足约束条件{x −3y +1≤0x +y −3≥0所示的平面区域,如图: 将目标函数变形为−12x +z2=y ,则z 表示直线在y 轴上截距,截距越大,z 越大, 当目标函数过点A(2,1)时,截距最小为z =2+2=4,随着目标函数向上移动截距越来越大, 故目标函数z =2x +y 的取值范围是[4,+∞). 故选:B .作出不等式组表示的平面区域;作出目标函数对应的直线;结合图象判断目标函数z =x +2y 的取值范围.本题考查画不等式组表示的平面区域、考查数形结合求函数的最值.4.【答案】A【解析】解:y =f(x)=xcosx +sinx , 则f(−x)=−xcosx −sinx =−f(x),∴f(x)为奇函数,函数图象关于原点对称,故排除B ,D , 当x =π时,y =f(π)=πcosπ+sinπ=−π<0,故排除B , 故选:A .先判断函数的奇偶性,再判断函数值的特点.本题考查了函数图象的识别,掌握函数的奇偶性额函数值得特点是关键,属于基础题.5.【答案】A【解析】解:由题意可知几何体的直观图如图,下部是直三棱柱,底面是斜边长为2的等腰直角三角形,棱锥的高为2,上部是一个三棱锥,一个侧面与底面等腰直角三角形垂直,棱锥的高为1,所以几何体的体积为:12×2×1×2+13×12×2×1×1=73.故选:A.画出几何体的直观图,利用三视图的数据求解几何体的体积即可.本题考查三视图求解几何体的体积,判断几何体的形状是解题的关键.6.【答案】B【解析】【分析】本题借助空间的位置关系,考查了充分条件和必要条件,属于基础题.由m,n,l在同一平面,则m,n,l相交或m,n,l有两个平行,另一直线与之相交,或三条直线两两平行,根据充分条件,必要条件的定义即可判断.【解答】解:空间中不过同一点的三条直线m,n,l,若m,n,l在同一平面,则m,n,l相交或m,n,l有两个平行,另一直线与之相交,或三条直线两两平行.故m,n,l在同一平面”是“m,n,l两两相交”的必要不充分条件,故选:B.7.【答案】B【解析】解:在等差数列{a n}中,a n=a1+(n−1)d,S n+2=(n+2)a1+(n+2)(n+1)2d,S2n=2na1+2n(2n−1)2d,b1=S2=2a1+d,b n+1=S n+2−S2n=(2−n)a1−3n2−5n−22d.∴b2=a1+2d,b4=−a1−5d,b6=−3a1−24d,b8=−5a1−55d.A.2a4=2(a1+3d)=2a1+6d,a2+a6=a1+d+a1+5d=2a1+6d,故A正确;B.2b4=−2a1−10d,b2+b6=a1+2d−3a1−24d=−2a1−22d,若2b4=b2+b6,则−2a1−10d=−2a1−22d,即d=0不合题意,故B错误;C.若a42=a2a8,则(a1+3d)2=(a1+d)(a1+7d),即a12+6a1d+9d2=a12+8a1d+7d2,得a1d=d2,∵d≠0,∴a1=d,符合a1d⩽1,故C正确;D.若b42=b2b8,则(−a1−5d)2=(a1+2d)(−5a1−55d),即2(a1d )2+25a1d+45=0,则a1d有两不等负根,满足a1d⩽1,故D正确.∴等式不可能成立的是B.故选:B.由已知利用等差数列的通项公式判断A与C;由数列递推式分别求得b2,b4,b6,b8,分析B,D成立时是否满足公差d≠0,a1d⩽1判断B与D.本题考查数列递推式,等差数列的通项公式与前n项和,考查转化思想和计算能力,是中档题.8.【答案】D【解析】解:点O(0,0),A(−2,0),B(2,0).设点P满足|PA|−|PB|=2,可知P的轨迹是双曲线x21−y23=1的右支上的点,P为函数y=3√4−x2图象上的点,即y236+x24=1在第一象限的点,联立两个方程,解得P(√132,3√32),所以|OP|=√134+274=√10.故选:D.求出P满足的轨迹方程,求出P的坐标,即可求解|OP|.本题考查圆锥曲线的综合应用,曲线的交点坐标以及距离公式的应用,是中档题.9.【答案】C【解析】【分析】本题考查不等式恒成立问题,注意三次函数的图象,考查分类讨论思想和转化思想,属于中档题.先由x=0时,不等式ab(−2a−b)⩾0恒成立,可得1a +2b⩽0,则a,b至少有一个是小于0的,再按a<0,b<0,a<0,b>0,a>0,b<0,讨论可得结论.【解答】解:由题意知,x=0时,不等式ab(−2a−b)⩾0恒成立,即ab(2a+b)⩽0,∵ab≠0,∴可得1a +2b⩽0,则a,b至少有一个是小于0的,(1)若a<0,b<0,由图象知,(x−a)(x−b)(x−2a−b)⩾0在x⩾0时恒成立,符合题意;(2)若a<0,b>0,2a+b>0,(x−a)(x−b)(x−2a−b)⩽0在x≥0上恒成立,则b=2a+b,得a=0,矛盾,不符合题意.(3)若a>0,b<0,(x−a)(x−b)(x−2a−b)⩾0在x⩾0时恒成立,则a=2a+b,则a+b=0,符合题意.综合,b<0成立.故选:C.10.【答案】A【解析】【分析】本题考查命题的真假的判断与应用,集合的基本运算,利用特殊集合排除选项是选择题常用方法,属于较难题.利用特殊集合排除选项,推出结果即可. 【解答】解:取:S ={1,2,4},则T ={2,4,8},S ∪T ={1,2,4,8},4个元素,排除C . S ={2,4,8},则T ={8,16,32},S ∪T ={2,4,8,16,32},5个元素,排除D ; S ={2,4,8,16}则T ={8,16,32,64,128},S ∪T ={2,4,8,16,32,64,128},7个元素,排除B ; 故选:A .11.【答案】10【解析】 【分析】本题考查数列求和,数列通项公式的应用,是基本知识的考查. 求出数列的前3项,然后求解即可. 【解答】解:数列{a n }满足a n =n(n+1)2,可得a 1=1,a 2=3,a 3=6, 所以S 3=1+3+6=10. 故答案为:10.12.【答案】80;130【解析】 【分析】本题考查二项式定理的应用,只有二项式定理系数以及项的系数的区别,属于基础题. 直接利用二项式定理的通项公式,求解即可. 【解答】解:∵(1+2x)5=a 0+a 1x +a 2x 2+a 3x 3+a 4x 4+a 5x 5,则a 4=C 54⋅24=80.a 1+a 2+a 3=C 51⋅2+C 52⋅4+C 53⋅8=130. 故答案为:80;130.13.【答案】−35, 13【解析】解:tanθ=2,则cos2θ=cos 2θ−sin 2θcos 2θ+sin 2θ=1−tan 2θ1+tan 2θ=1−41+4=−35. tan(θ−π4)=tanθ−tanπ41+tanθtanπ4=2−11+2×1=13.故答案为:−35;13.利用二倍角公式以及同角三角函数基本关系式求解第一问,利用两角和与差的三角函数转化求解第二问.本题考查二倍角公式的应用,两角和与差的三角函数以及同角三角函数基本关系式的应用,是基本知识的考查.14.【答案】1【解析】解:∵圆锥侧面展开图是半圆,面积为2π,设圆锥的母线长为a ,则12×a 2π=2π,∴a =2,∴侧面展开扇形的弧长为2π,设圆锥的底面半径OC =r ,则2πr =2π,解得r =1. 故答案为:1.利用圆锥的侧面积,求出母线长,求解底面圆的周长,然后求解底面半径. 本题考查圆锥的母线长的求法,注意利用圆锥的弧长等于底面周长这个知识点.15.【答案】√33 ;−2√33【解析】解:由条件得C 1(0,0),r 1=1,C 2(4,0),r 2=1, 因为直线l 与C 1,C 2都相切, 故有d 1=√1+k 2=1,d 2=√1+k 2=1,则有√1+k 2=√1+k 2,故可得b 2=(4k +b)2,整理得k(2k +b)=0, 因为k >0,所以2k +b =0,即b =−2k , 代入d 1=√1+k 2=1,解得k =√33,则b =−2√33, 故答案为:√33;−2√33. 根据直线l 与两圆都相切,分别列出方程d 1=√1+k2=1,d 2=√1+k 2=1,解得即可.本题考查直线与圆相切的性质,考查方程思想,属于中档题.16.【答案】13 ;1【解析】解:由题意知,随机变量ξ的可能取值为0,1,2;计算P(ξ=0)=14+14×13=13;P(ξ=1)=1 2×13 +14×23×12+24×13×12=13;P(ξ=2)=1−13−13=13;所以E(ξ)=0×13+1×13+2×13=1.故答案为:13,1.由题意知随机变量ξ的可能取值为0,1,2;分别计算P(ξ=0)、P(ξ=1)和P(ξ=2),再求E(ξ)的值.本题考查了离散型随机变量的分布列与数学期望的计算问题,是中档题.17.【答案】2829【解析】【分析】本题考查了平面向量的数量积与夹角的运算问题,是中档题.设e1⃗⃗⃗ 、e2⃗⃗⃗ 的夹角为α,由题意求出cosα≥34;再求a⃗,b⃗ 的夹角θ的余弦值cos2θ的最小值即可.【解答】解:设e1⃗⃗⃗ 、e2⃗⃗⃗ 的夹角为α,由e1⃗⃗⃗ ,e2⃗⃗⃗ 为单位向量,满足|2e1⃗⃗⃗ −e2⃗⃗⃗ |≤√2,所以4e1⃗⃗⃗ 2−4e1⃗⃗⃗ ⋅e2⃗⃗⃗ +e2⃗⃗⃗ 2=4−4cosα+1≤2,解得cosα≥34;又a⃗=e1⃗⃗⃗ +e2⃗⃗⃗ ,b⃗ =3e1⃗⃗⃗ +e2⃗⃗⃗ ,且a⃗,b⃗ 的夹角为θ,所以a⃗⋅b⃗ =3e1⃗⃗⃗ 2+4e1⃗⃗⃗ ⋅e2⃗⃗⃗ +e2⃗⃗⃗ 2=4+4cosα,a⃗2=e1⃗⃗⃗ 2+2e1⃗⃗⃗ ⋅e2⃗⃗⃗ +e2⃗⃗⃗ 2=2+2cosα,b⃗ 2=9e1⃗⃗⃗ 2+6e1⃗⃗⃗ ⋅e2⃗⃗⃗ +e2⃗⃗⃗ 2=10+6cosα;则cos2θ=(a⃗ ⋅b⃗)2a⃗2×b⃗2=(4+4cosα)2(2+2cosα)(10+6cosα)=4+4cosα5+3cosα=43−835+3cosα,所以cosα=34时,cos2θ取得最小值为43−835+3×34=2829.故答案为2829.18.【答案】解:(1)∵2bsinA=√3a,∴2sinBsinA=√3sinA,∵sinA≠0,∴sinB=√32,,∴B=π3,(2)∵△ABC为锐角三角形,B=π3,∴C=2π3−A,,△ABC为锐角三角形,,,解得,,,,∴cosA+cosB+cosC的取值范围为(√3+12,32 ].【解析】本题考查了正弦定理,三角函数的化简,三角函数的性质,考查了运算求解能力和转化与化归能力,属于中档题.(1)根据正弦定理可得sinB=√32,结合角的范围,即可求出,(2)根据两角和差的余弦公式,以及利用正弦函数的性质即可求出.19.【答案】解:(1)证明:作DH⊥AC,且交AC于点H,∵面ADFC⊥面ABC,面ADFC∩面ABC=AC,DH⊂面ADFC,∴DH⊥面ABC,BC⊂面ABC,∴DH⊥BC,∴在Rt△DHC中,CH=CD⋅cos45°=√22CD,∵DC=2BC,∴CH=√22CD=√22⋅2BC=√2⋅BC,∴BCCH =√22,又∠ACB=45°,∴△BHC是直角三角形,且∠HBC=90°,∴HB⊥BC,又∵DH⊂面DHB,HB⊂面DHB,DH∩HB=H,∴BC⊥面DHB,∵DB⊂面DHB,∴BC⊥DB,∵在三棱台DEF−ABC中,EF//BC,∴EF⊥DB.(2)设BC=1,则BH=1,HC=√2,在Rt△DHC中,DH=√2,DC=2,在Rt△DHB中,DB=√DH2+HB2=√2+1=√3,作HG⊥BD于G,∵BC⊥面DHB,HG⊂面DHB,∴BC⊥HG,而BC⊂面BCD,BD⊂面BCD,BC∩BD=B,∴HG⊥面BCD,∵GC⊂面BCD,∴HG⊥GC,∴△HGC是直角三角形,且∠HGC=90°,设DF与面DBC所成角为θ,则θ即为CH与面DBC的夹角,且sinθ=sin∠HCG=HGHC =√2,∵在Rt△DHB中,DH⋅HB=BD⋅HG,∴HG=DH⋅HBBD =√2⋅13=√63,∴sinθ=√2=√63√2=√33.【解析】本题主要考查空间直线互相垂直的判定和性质,以及直线与平面所成角的几何计算问题,考查了空间想象能力和思维能力,平面与空间互相转化是能力,几何计算能力,以及逻辑推理能力,本题属综合性较强的中档题.(1)题根据已知条件,作DH⊥AC,根据面面垂直,可得DH⊥BC,进一步根据直角三角形的知识可判断出△BHC是直角三角形,且∠HBC=90°,则HB⊥BC,从而可证出BC⊥面DHB,最后根据棱台的定义有EF//BC,根据平行线的性质可得EF⊥DB;(2)题先可设BC=1,根据解直角三角形可得BH=1,HC=√2,DH=√2,DC=2,DB=√3,然后找到CH与面DBC的夹角即为∠HCG,根据棱台的特点可知DF与面DBC 所成角与CH与面DBC的夹角相等,通过计算∠HCG的正弦值,即可得到DF与面DBC 所成角的正弦值.20.【答案】(1)解:由题意,b2=q,b3=q2,∵b1+b2=6b3,∴1+q=6q2,整理,得6q2−q−1=0,解得q=−13(舍去),或q=12,∴c n+1=b nb n+2⋅c n=1b n+2b n⋅c n=1q2⋅c n=1(12)2⋅c n=4⋅c n,∴数列{c n}是以1为首项,4为公比的等比数列,∴c n=1⋅4n−1=4n−1,n∈N∗.∴a n+1−a n=c n+1=4n,则a1=1,a2−a1=41,a3−a2=42,……a n−a n−1=4n−1,各项相加,可得a n=1+41+42+⋯+4n−1=1−4n1−4=4n−13.(2)证明:依题意,由c n+1=b nb n+2⋅c n(n∈N∗),可得b n+2⋅c n+1=b n⋅c n,两边同时乘以b n+1,可得b n+1b n+2c n+1=b n b n+1c n,∵b1b2c1=b2=1+d,∴数列{b n b n+1c n}是一个常数列,且此常数为1+d,b n b n+1c n=1+d,∴c n=1+db n b n+1=1+dd⋅db n b n+1=(1+1d)⋅b n+1−b nb n b n+1=(1+1d)(1b n−1b n+1),∴c1+c2+⋯+c n=(1+1d)(1b1−1b2)+(1+1d)(1b2−1b3)+⋯+(1+1d)(1b n−1b n+1)=(1+1d)(1b1−1b2+1b2−1b3+⋯+1b n−1b n+1)=(1+1d)(1b1−1b n+1)=(1+1d)(1−1b n+1)<1+1d,∴c1+c2+⋯+c n<1+1d,故得证.【解析】本题主要考查数列求通项公式,等差数列和等比数列的基本量的运算,以及和式不等式的证明问题.考查了转化与化归思想,整体思想,方程思想,累加法求通项公式,裂项相消法求和,放缩法证明不等式,以及逻辑推理能力和数学运算能力,属于综合题.(1)先根据等比数列的通项公式将b2=q,b3=q2代入b1+b2=6b3,计算出公比q的值,然后根据等比数列的定义化简c n+1=b nb n+2⋅c n可得c n+1=4c n,则可发现数列{c n}是以1为首项,4为公比的等比数列,从而可得数列{c n}的通项公式,然后将通项公式代入c n+1=a n+1−a n,可得a n+1−a n=c n+1=4n,再根据此递推公式的特点运用累加法可计算出数列{a n}的通项公式;(2)通过将已知关系式c n+1=b nb n+2⋅c n不断进行转化可构造出数列{b n b n+1c n},且可得到数列{b n b n+1c n}是一个常数列,且此常数为1+d,从而可得b n b n+1c n=1+d,再计算得到c n=1+db n b n+1,根据等差数列的特点进行转化进行裂项,在求和时相消,最后运用放缩法即可证明不等式成立.21.【答案】解:(1)p =116,则 p 2=132,则抛物线C 2的焦点坐标(132,0),(2)由题意可设直线l :x =my +t (m ≠0,t ≠0),点A (x 0,y 0), 将直线l 的方程代入椭圆C 1:x 22+y 2=1得(m 2+2)y 2+2mty +t 2−2=0∴点M 的纵坐标y M =−mtm 2+2。

浙江省2020版高考数学第三章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第3节函数的单调性与最值习题(含解析)

浙江省2020版高考数学第三章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第3节函数的单调性与最值习题(含解析)

第3节 函数的单调性与最值考试要求 1.理解函数的单调性、最大(小)值及其几何意义;2.会运用基本初等函数的图象分析函数的性质.知 识 梳 理1.函数的单调性 (1)单调函数的定义(2)单调区间的定义如果函数y =f (x )在区间D 上是增函数或减函数,那么就说函数y =f (x )在这一区间具有(严格的)单调性,区间D 叫做函数y =f (x )的单调区间. 2.函数的最值 [常用结论与易错提醒]1.对勾函数y =x +ax(a >0)的增区间为(-∞,-a ]和[a ,+∞);减区间为[-a ,0)和(0,a ],且对勾函数为奇函数.2.设任意x 1,x 2∈D (x 1≠x 2),则①f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0(或(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0)⇔f (x )在D 上单调递增; ②f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0(或(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]<0)⇔f (x )在D 上单调递减.3.函数在两个不同的区间上单调性相同,一般要分开写,用“,”或“和”连接,不要用“∪”.基 础 自 测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)对于函数f (x ),x ∈D ,若对任意x 1,x 2∈D ,且x 1≠x 2有(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0,则函数f (x )在区间D 上是增函数.( )(2)函数y =1x的单调递减区间是(-∞,0)∪(0,+∞).( )(3)对于函数y =f (x ),若f (1)<f (3),则f (x )为增函数.( )(4)函数y =f (x )在[1,+∞)上是增函数,则函数的单调递增区间是[1,+∞).( ) 解析 (2)此单调区间不能用并集符号连接,取x 1=-1,x 2=1,则f (-1)<f (1),故应说成单调递减区间为(-∞,0)和(0,+∞). (3)应对任意的x 1<x 2,f (x 1)<f (x 2)成立才可以.(4)若f (x )=x ,f (x )在[1,+∞)上为增函数,但y =f (x )的单调递增区间可以是R . 答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×2.下列函数中,在区间(0,+∞)内单调递减的是( ) A.y =1x-xB.y =x 2-x C.y =ln x -xD.y =e x-x解析 对于A ,y 1=1x 在(0,+∞)内是减函数,y 2=x 在(0,+∞)内是增函数,则y =1x-x在(0,+∞)内是减函数;B ,C 选项中的函数在(0,+∞)上均不单调;选项D 中,y ′=e x-1,而当x ∈(0,+∞)时,y ′>0,所以函数y =e x-x 在(0, +∞)上是增函数. 答案 A3.(2018·全国卷)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x,x ≤0,1,x >0,则满足f (x +1)<f (2x )的x 的取值范围是( ) A.(-∞,-1] B.(0,+∞) C.(-1,0)D.(-∞,0)解析 当x ≤0时,函数f (x )=2-x是减函数,则f (x )≥f (0)=1.作出f (x )的大致图象如图所示,结合图象可知,要使f (x +1)<f (2x ),则需⎩⎪⎨⎪⎧x +1<0,2x <0,2x <x +1或⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥0,2x <0,所以x <0,故选D.答案 D4.函数f (x )=lg x 2的单调递减区间是 .解析 f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),y =lg u 在(0,+∞)上为增函数,u =x 2在(-∞,0)上递减,在(0,+∞)上递增,故f (x )在(-∞,0)上单调递减. 答案 (-∞,0)5.(2016·北京卷)函数f (x )=xx -1(x ≥2)的最大值为 .解析 易得f (x )=xx -1=1+1x -1, 当x ≥2时,x -1>0,易知f (x )在[2,+∞)上是减函数, ∴f (x )max =f (2)=1+12-1=2. 答案 26.(2019·绿色评价联盟适考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x ,x ≤0,log 2(x +1),x >0,则f (f (-3))= ,f (x )的最小值为 .解析 f (-3)=(-3)2+2×(-3)=3,f (f (-3))=f (3)=2.由图象得f (x )min =f (-1)=-1.答案 2 -1考点一 确定函数的单调性(区间)【例1】 (1)(2019·嘉兴检测)已知函数f (x )=log 4(4-|x |),则f (x )的单调递增区间是 ;f (0)+4f (2)= .解析 由f (x )=log 4(4-|x |)得函数f (x )的定义域为(-4,4),且函数y =4-|x |的单调递增区间为(-4,0],则函数f (x )=log 4(4-|x |)的单调递增区间为(-4,0].f (0)+4f (2)=1+412=3. 答案 (-4,0] 3(2)(一题多解)试讨论函数f (x )=axx -1(a ≠0)在(-1,1)上的单调性. 解 法一 设-1<x 1<x 2<1, 因为f (x )=a ⎝⎛⎭⎪⎫x -1+1x -1=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x -1,所以f (x 1)-f (x 2)=a ⎝⎛⎭⎪⎫1+1x 1-1-a ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+1x 2-1= a (x 2-x 1)(x 1-1)(x 2-1),由于-1<x 1<x 2<1,所以x 2-x 1>0,x 1-1<0,x 2-1<0,故当a >0时,f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2),函数f (x )在(-1,1)上递减; 当a <0时,f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2),函数f (x )在(-1,1)上递增. 法二 f ′(x )=(ax )′(x -1)-ax (x -1)′(x -1)2=a (x -1)-ax (x -1)2=-a(x -1)2.当a >0时,f ′(x )<0,函数f (x )在(-1,1)上递减; 当a <0时,f ′(x )>0,函数f (x )在(-1,1)上递增.规律方法 (1)求函数的单调区间,应先求定义域,在定义域内求单调区间,如例1(1). (2)函数单调性的判断方法有:①定义法;②图象法;③利用已知函数的单调性;④导数法. (3)函数y =f (g (x ))的单调性应根据外层函数y =f (t )和内层函数t =g (x )的单调性判断,遵循“同增异减”的原则.【训练1】 (一题多解)判断函数f (x )=x +ax(a >0)在(0,+∞)上的单调性,并给出证明.解 f (x )在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上是增函数. 证明如下:法一 设x 1,x 2是任意两个正数,且x 1<x 2, 则f (x 1)-f (x 2)=⎝⎛⎭⎪⎫x 1+a x 1-⎝⎛⎭⎪⎫x 2+a x2=x 1-x 2x 1x 2(x 1x 2-a ).当0<x 1<x 2≤a 时,0<x 1x 2<a ,又x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)>0,即f (x 1)>f (x 2), 所以函数f (x )在(0,a ]上是减函数. 当a ≤x 1<x 2时,x 1x 2>a ,又x 1-x 2<0, 所以f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2), 所以函数f (x )在[a ,+∞)上是增函数.综上可知,函数f (x )=x +a x(a >0)在(0,a ]上是减函数,在[a ,+∞)上为增函数. 法二 f ′(x )=1-a x 2,令f ′(x )>0,则1-a x2>0, 解得x >a 或x <-a (舍).令f ′(x )<0,则1-a x2<0,解得-a <x <a . ∵x >0,∴0<x <a .∴f (x )在(0,a ]上为减函数,在[a ,+∞)上为增函数. 考点二 确定函数的最值【例2】 (1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 13x ,x >1,-x 2+2x ,x ≤1,则f (f (3))= ,函数f (x )的最大值是 .解析 ①由于f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 13x ,x >1,-x 2+2x ,x ≤1.所以f (3)=log 133=-1,则f (f (3))=f (-1)=-3, ②当x >1时,f (x )=log 13x 是减函数,得f (x )<0.当x ≤1时,f (x )=-x 2+2x =-(x -1)2+1在(-∞,1]上单调递增,则f (x )≤1,综上可知,f (x )的最大值为1.答案 -3 1(2)已知函数f (x )=x 2+2x +ax,x ∈[1,+∞)且a ≤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. 解 ①当a =12时,f (x )=x +12x +2,设1≤x 1<x 2,则f (x 2)-f (x 1)=(x 2-x 1)⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12x 1x 2,∵1≤x 1<x 2,∴x 2-x 1>0,2x 1x 2>2, ∴0<12x 1x 2<12,1-12x 1x 2>0,∴f (x 2)-f (x 1)>0,f (x 1)<f (x 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当x ∈[1,+∞)时,x 2+2x +ax>0恒成立,则x 2+2x +a >0对x ∈[1,+∞)恒成立. 即a >-(x 2+2x )在x ∈[1,+∞)上恒成立.令g (x )=-(x 2+2x )=-(x +1)2+1,x ∈[1,+∞), ∴g (x )在[1,+∞)上是减函数,g (x )max =g (1)=-3. 又a ≤1,∴当-3<a ≤1时,f (x )>0在x ∈[1,+∞)上恒成立. 故实数a 的取值范围是(-3,1].规律方法 (1)求函数最值的常用方法:①单调性法;②基本不等式法;③配方法;④图象法;⑤导数法.(2)利用单调性求最值,应先确定函数的单调性,然后根据性质求解.若函数f (x )在闭区间[a ,b ]上是增函数,则f (x )在[a ,b ]上的最大值为f (b ),最小值为f (a ).若函数f (x )在闭区间[a ,b ]上是减函数,则f (x )在[a ,b ]上的最大值为f (a ),最小值为f (b ).【训练2】 (2017·浙江卷)若函数f (x )=x 2+ax +b 在区间[0,1]上的最大值是M ,最小值是m ,则M -m ( ) A.与a 有关,且与b 有关B.与a 有关,但与b 无关C.与a 无关,但与b 无关D.与a 无关,但与b 有关解析 因为最值在f (0)=b ,f (1)=1+a +b ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=b -a 24中取,所以最值之差一定与b 无关,但与a 有关,故选B. 答案 B考点三 函数单调性的应用变式迁移【例3】 (1)如果函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(2-a )x +1,x <1,a x ,x ≥1满足对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0成立,那么实数a 的取值范围是 .(2)定义在R 上的奇函数y =f (x )在(0,+∞)上递增,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0,则不等式f (log 19x )>0的解集为 .解析 (1)对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2>0,所以y =f (x )在(-∞,+∞)上是增函数. 所以⎩⎪⎨⎪⎧2-a >0,a >1,(2-a )×1+1≤a ,解得32≤a <2.故实数a 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,2. (2)∵y =f (x )是定义在R 上的奇函数,且y =f (x )在(0,+∞)上递增, ∴y =f (x )在(-∞,0)上也是增函数,又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0,知f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0. 故原不等式f (log 19x )>0可化为f (log 19x )>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12或f (log 19x )>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,∴log 19x >12或-12<log 19x <0,解得0<x <13或1<x <3.所以原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪0<x <13或1<x <3.答案 (1)⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,2 (2)⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪0<x <13或1<x <3 【变式迁移1】 在例题第(1)题中,条件不变,若设m =f (-12),n =f (a ),t =f (2),试比较m ,n ,t 的大小.解 由例题知f (x )在(-∞,+∞)上是增函数, 且32≤a <2,又-12<a <2, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12<f (a )<f (2),即m <n <t . 【变式迁移2】 在例题第(2)题中,若条件改为:“定义在R 上的偶函数y =f (x )在[0,+∞)上单调递减”,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0,则不等式f (log 19x )>0的解集是 W. 解析 因为f (x )在R 上为偶函数,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=0, 所以f(log 19x )>0等价于f (|log 19x|)>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12, 又f (x )在[0,+∞)上为减函数,所以|log 19x|<12,即-12<log 19x <12,解得13<x <3.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,3 规律方法 (1)利用单调性求参数的取值(范围)的思路是:根据其单调性直接构建参数满足的方程(组)(不等式(组))或先得到其图象的升降,再结合图象求解.(2)在求解与抽象函数有关的不等式时,往往是利用函数的单调性将“f ”符号脱掉,使其转化为具体的不等式求解,此时应特别注意函数的定义域.【训练3】 已知函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递减,且为奇函数.若f (1)=-1,则满足-1≤f (x -2)≤1的x 的取值范围是( ) A.[-2,2] B.[-1,1] C.[0,4]D.[1,3]解析 因为f (x )为奇函数,所以f (-1)=-f (1)=1,于是-1≤f (x -2)≤1等价于f (1)≤f (x -2)≤f (-1),又f (x )在(-∞,+∞)上单调递减,∴-1≤x -2≤1,∴1≤x ≤3. 答案 D基础巩固题组一、选择题1.若函数f (x )=|2x +a |的单调递增区间是[3,+∞),则a 的值为( ) A.-2 B.2 C.-6D.6解析 由图象易知函数f (x )=|2x +a |的单调增区间是[-a 2,+∞),令-a2=3,∴a =-6.答案 C2.(2016·北京卷)下列函数中,在区间(-1,1)上为减函数的是( ) A.y =11-xB.y =cos xC.y =ln(x +1)D.y =2-x解析 ∵y =11-x与y =ln(x +1)在(-1,1)上为增函数,且y =cos x 在(-1,1)上不具备单调性.∴A,B ,C 不满足题意.只有y =2-x=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x在(-1,1)上是减函数. 答案 D3.已知函数y =f (x )的图象关于x =1对称,且在(1,+∞)上单调递增,设a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,b =f (2),c =f (3),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A.c <b <a B.b <a <c C.b <c <aD.a <b <c解析 ∵函数图象关于x =1对称,∴a =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52,又y =f (x )在(1,+∞)上单调递增,∴f (2)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (3),即b <a <c . 答案 B4.定义新运算“⊕”:当a ≥b 时,a ⊕b =a ;当a <b 时,a ⊕b =b 2,则函数f (x )=(1⊕x )x -(2⊕x )在区间[-2,2]上的最大值等于( )A.-1B.1C.6D.12解析 由已知得当-2≤x ≤1时,f (x )=x -2, 当1<x ≤2时,f (x )=x 3-2.∵f (x )=x -2,f (x )=x 3-2在定义域内都为增函数, ∴f (x )的最大值为f (2)=23-2=6. 答案 C5.f (x )是定义在(0,+∞)上的单调增函数,满足f (xy )=f (x )+f (y ),f (3)=1,则当f (x )+f (x -8)≤2时,x 的取值范围是( ) A.(8,+∞) B.(8,9] C.[8,9]D.(0,8)解析 2=1+1=f (3)+f (3)=f (9),由f (x )+f (x -8)≤2,可得f [x (x -8)]≤f (9),因为f (x )是定义在(0,+∞)上的增函数, 所以有⎩⎪⎨⎪⎧x >0,x -8>0,x (x -8)≤9,解得8<x ≤9.答案 B6.如果函数f (x )对任意的实数x ,都有f (1+x )=f (-x ),且当x ≥12时,f (x )=log 2(3x -1),那么函数f (x )在[-2,0]上的最大值与最小值之和为( ) A.2 B.3 C.4D.-1解析 根据f (1+x )=f (-x ),可知函数f (x )的图象关于直线x =12对称.又函数f (x )在⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,+∞上单调递增,故f (x )在⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,12上单调递减,则函数f (x )在[-2,0]上的最大值与最小值之和为f (-2)+f (0)=f (1+2)+f (1+0)=f (3)+f (1)=log 28+log 22=4. 答案 C 二、填空题7.函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x-log 2(x +2)在区间[-1,1]上的最大值为 .解析 由于y =⎝ ⎛⎭⎪⎫13x在R 上递减,y =log 2(x +2)在[-1,1]上递增,所以f (x )在[-1,1]上单调递减,故f (x )在[-1,1]上的最大值为f (-1)=3. 答案 38.已知t ∈R ,记函数f (x )=|x +4x +2+t |在[-1,2]的最大值为H (t ),若H (t )≥1,则t 的取值范围是 W. 解析 记u =x +4x +2,当x ∈[-1,2]时,u ∈[2,3], 所以H (t )=max{|2+t |,|3+t |}=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2+t +3+t 2+⎪⎪⎪⎪⎪⎪2+t -(3+t )2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪t +52+12≥1,解得t ≤-3或t ≥-2.答案 (-∞,-3]∪[-2,+∞)9.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+4x ,x ≤4,log 2x ,x >4.若函数y =f (x )在区间(a ,a +1)上单调递增,则实数a的取值范围是 W.解析 作出函数f (x )的图象如图所示,由图象可知f (x )在(a ,a +1)上单调递增,需满足a ≥4或a +1≤2,即a ≤1或a ≥4.答案 (-∞,1]∪[4,+∞)10.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x ≤1,2x +ax ,x >1,若f (f (1))=4a ,则实数a = ,函数f (x )的单调增区间为 W.解析 ∵f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x ≤1,2x +ax ,x >1,∴f (1)=12+1=2,f (f (1))=f (2)=22+2a .由f (f (1))=4a ,∴22+2a =4a ,∴a =2.当x ≤1时,f (x )在(-∞,0]上递减,在[0,1]上递增,且f (1)=2;当x >1时,f (x )=2x+2x 在(1,+∞)上递增,令x =1时,2x+2x =2+2=4>f (1),故f (x )的单调增区间为[0,1]∪(1,+∞)=[0,+∞). 答案 2 [0,+∞)三、解答题11.已知函数f (x )=1a -1x(a >0,x >0).(1)求证:f (x )在(0,+∞)上是增函数;(2)若f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,求a 的值. (1)证明 设x 2>x 1>0,则x 2-x 1>0,x 1x 2>0,∵f (x 2)-f (x 1)=⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1x 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1x 1=1x 1-1x 2=x 2-x 1x 1x 2>0,∴f (x 2)>f (x 1),∴f (x )在(0,+∞)上是增函数.(2)解 ∵f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2,又由(1)得f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上是单调增函数, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12,f (2)=2,易知a =25.12.已知函数f (x )=2x -a x的定义域为(0,1](a 为实数). (1)当a =1时,求函数y =f (x )的值域;(2)求函数y =f (x )在区间(0,1]上的最大值及最小值,并求出当函数f (x )取得最值时x 的值.解 (1)当a =1时,f (x )=2x -1x,任取1≥x 1>x 2>0,则f (x 1)-f (x 2)=2(x 1-x 2)-⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 1-1x 2=(x 1-x 2)⎝⎛⎭⎪⎫2+1x 1x 2.∵1≥x 1>x 2>0,∴x 1-x 2>0,x 1x 2>0.∴f (x 1)>f (x 2),∴f (x )在(0,1]上单调递增,无最小值,当x =1时取得最大值1,所以f (x )的值域为(-∞,1].(2)当a ≥0时,y =f (x )在(0,1]上单调递增,无最小值,当x =1时取得最大值2-a ; 当a <0时,f (x )=2x +-ax,当-a2≥1,即a ∈(-∞,-2]时,y =f (x )在(0,1]上单调递减,无最大值,当x =1时取得最小值2-a ; 当-a2<1,即a ∈(-2,0)时,y =f (x )在⎝⎛⎦⎥⎤0,-a 2上单调递减,在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-a2,1上单调递增,无最大值,当x =-a2时取得最小值2-2a . 能力提升题组13.若函数f (x )=a x(a >0,a ≠1)在[-1,2]上的最大值为4,最小值为m ,且函数g (x )=(1-4m )x 在[0,+∞)上是增函数,则a =( ) A.4 B.2 C.12D.14解析 当a >1时,则y =a x 为增函数,有a 2=4,a -1=m ,此时a =2,m =12,此时g (x )=-x 在[0,+∞)上为减函数,不合题意. 当0<a <1时,则y =a x为减函数, 有a -1=4,a 2=m ,此时a =14,m =116.此时g (x )=34x 在[0,+∞)上是增函数.故a =14.答案 D14.已知函数f (x )=e x-1,g (x )=-x 2+4x -3,若存在f (a )=g (b ),则实数b 的取值范围为( ) A.[0,3]B.(1,3)C.[2-2,2+2]D.(2-2,2+2)解析 由题可知f (x )=e x -1>-1,g (x )=-x 2+4x -3=-(x -2)2+1≤1, 若f (a )=g (b ),则g (b )∈(-1,1], 即-b 2+4b -3>-1,即b 2-4b +2<0, 解得2-2<b <2+ 2.所以实数b 的取值范围为(2-2,2+2). 答案 D15.(2019·绍兴适应性考试)已知a ∈R ,函数f (x )满足:存在x 0>0,对任意的x >0,恒有|f (x )-a |≤|f (x 0)-a |,则f (x )可以为( ) A.f (x )=lg x B.f (x )=-x 2+2x C.f (x )=2xD.f (x )=sin x解析 由a ∈R ,不妨设a =0,g (x )=|f (x )|,则原问题可看成存在x 0>0,g (x )max =g (x 0)=|f (x 0)|.对于A 选项,g (x )=|lg x |,结合其函数图象知,g (x )存在最小值0,不存在最大值,排除A ;对于B 选项,g (x )=|-x 2+2x |=|x 2-2x |,g (x )存在最小值0,不存在最大值,排除B ;对于C 选项,g (x )=|2x|=2x ,显然g (x )不存在最小值,也不存在最大值,排除C ;对于D 选项,g (x )=|sin x |≤1,g (x )存在最大值,故选D.答案 D16.(一题多解)设函数f (x )=1+x +1-ax ,记M (a )为f (x )的最大值,则M (a )的最小值为 W.解析 法一 由题知当a ≤0时,f (x )无最大值,故a >0.由定义域知0≤x +1≤1+1a ,令aa +1(x +1)=cos 2α⎝⎛⎭⎪⎫α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2,代入f (x )=1+x +1-ax ,则有f (x )=1+aacos α+1+a sin α=2+1a +a ·sin(α+θ),其中tan θ=1a,且a >0,所以M (a )=2+1a+a ≥2(当且仅当a =1时取到等号).法二 由题知当a ≤0时,f (x )无最大值,故a >0,令导函数f ′(x )=12·11+x -12·a1-ax =0,得唯一极大值点x =1a-1,所以M (a )=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1=1a+a ≥2(当且仅当a =1时取到等号). 答案 217.已知函数f (x )=lg(x +ax-2),其中a 是大于0的常数. (1)求函数f (x )的定义域;(2)当a ∈(1,4)时,求函数f (x )在[2,+∞)上的最小值; (3)若对任意x ∈[2,+∞)恒有f (x )>0,试确定a 的取值范围.解 (1)由x +a x -2>0,得x 2-2x +ax>0,当a >1时,x 2-2x +a >0恒成立,定义域为(0,+∞), 当a =1时,定义域为{x |x >0且x ≠1},当0<a <1时,定义域为{x |0<x <1-1-a 或x >1+1-a }. (2)设g (x )=x +a x-2,当a ∈(1,4),x ∈[2,+∞)时,∴g ′(x )=1-a x 2=x 2-ax2>0.因此g (x )在[2,+∞)上是增函数, ∴f (x )在[2,+∞)上是增函数. 则f (x )min =f (2)=lg a2.(3)对任意x ∈[2,+∞),恒有f (x )>0,即x +a x-2>1对x ∈[2,+∞)恒成立. ∴a >3x -x 2.令h (x )=3x -x 2,x ∈[2,+∞).由于h (x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+94在[2,+∞)上是减函数,∴h (x )max =h (2)=2. 故a >2时,恒有f (x )>0.因此实数a 的取值范围为(2,+∞). 18.a ∈R ,设函数f (x )=x |x -a |-x . (1)若a =3,求函数f (x )的单调区间;(2)若a ≤0,对于任意的x ∈[0,t ],不等式-1≤f (x )≤6恒成立,求实数t 的最大值及此时a 的值.解 (1)当a =3时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x =-(x -1)2+1,x <3,x 2-4x =(x -2)2-4,x ≥3, 函数f (x )的单调递增区间为(-∞,1),(3,+∞),单调递减区间为(1,3). (2)当a ≤0,x ∈[0,t ]时,x ≥a 恒成立,故f (x )=x 2-(a +1)x . ①当a ≤-1时,a +12≤0,f (x )在[0,t ]上单调递增,f (x )min =f (0)=0,f (x )max =f (t )=t 2-(a +1)t ,由题意得f (x )max ≤6,即 t 2-(a +1)t ≤6,解得0<t ≤(a +1)+(a +1)2+242.令m =-(a +1)≥0,h (m )=m 2+24-m2=12m 2+24+m在[0,+∞)上单调递减,所以h (x )max =h (0)=6,即当a =-1时,t max = 6. ②当-1<a ≤0时,a +12>0,f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,a +12上单调递减,在⎣⎢⎡⎭⎪⎫a +12,+∞上单调递增,f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +12=-(a +1)24∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫-14,0,满足f (x )min ≥-1.当0<t ≤a +1≤1时,f (x )max =f (0)=0,满足题意,此时t max =1,a =0; 当t >a +1时,f (x )max =f (t )=t 2-(a +1)t ,由题意得f (x )max ≤6, 即t 2-(a +1)t ≤6,解得a +1<t ≤(a +1)+(a +1)2+242.令m =a +1,则0<m ≤1,h (m )=m +m 2+242在(0,1]上单调递增,所以h (m )max =h (1)=3, 即当a =0时,t max =3. 综上所述,t max =3,此时a =0.。

浙江省2020版高考数学第三章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第2节二次函数习题(含解析)

浙江省2020版高考数学第三章函数的概念与基本初等函数Ⅰ第2节二次函数习题(含解析)

第2节 二次函数考试要求 1.理解二次函数的图象和性质,能用二次函数、方程、不等式之间的关系解决简单问题;2.能解决一元二次方程根的分布问题;3.能解决二次函数的最值问题.知 识 梳 理1.二次函数表达式的三种形式 (1)一般式:y =ax 2+bx +c (a ≠0).(2)顶点式:y =a (x +h )2+k (其中a ≠0,顶点坐标为(-h ,k )).(3)零点式:y =a (x -x 1)(x -x 2)(其中a ≠0,x 1,x 2是二次函数的图象与x 轴的两个交点的横坐标).2.二次函数y =ax 2+bx +c 的图象和性质3.二次函数的最值问题二次函数的最值问题主要有三种类型:“轴定区间定”“轴动区间定”“轴定区间动”.解决的关键是弄清楚对称轴与区间的关系,要结合函数图象,依据对称轴与区间的关系进行分类讨论.设f (x )=ax 2+bx +c (a >0),则二次函数f (x )在闭区间[m ,n ]上的最大值、最小值有如下的分布情况:4.一元二次方程根的分布设方程ax2+bx+c=0(a≠0)的不等两根为x1,x2且x1<x2,相应的二次函数为f(x)=ax2+bx+c(a≠0),方程的根即为二次函数图象与x轴的交点,它们的分布情况见下面各表(每种情况对应的均是等价条件)表一:(两根与k的大小比较)表二:(根在区间上的分布)若两根有且仅有一根在(m ,n )内,则需分三种情况讨论:①当Δ=0时,由Δ=0可以求出参数的值,然后再将参数的值代入方程,求出相应的根,检验根是否在给定的区间内,如若不在,舍去;②当f (m )=0或f (n )=0,方程有一根为m 或n ,可以求出另外一根,从而检验另一根是否在区间(m ,n )内;③当f (m )·f (n )<0时,则两根有且仅有一根在(m ,n )内. [常用结论与易错提醒]不等式ax 2+bx +c >0(<0)恒成立的条件 (1)不等式ax2+bx +c >0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a =b =0,c >0或⎩⎪⎨⎪⎧a >0,Δ<0. (2)不等式ax2+bx +c <0对任意实数x 恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧a =b =0,c <0或⎩⎪⎨⎪⎧a <0,Δ<0.基 础 自 测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)如果二次函数f (x )的图象开口向上且关于直线x =1对称,且过点(0,0),则此二次函数的解析式为f (x )=(x -1)2-1.( )(2)已知函数f (x )=ax 2+x +5的图象在x 轴上方,则a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫120,+∞.( )(3)二次函数y =ax 2+bx +c (x ∈R )不可能是偶函数.( )(4)二次函数y =ax 2+bx +c (x ∈[a ,b ])的最值一定是4ac -b24a.( )答案 (1)√ (2)√ (3)× (4)×2.已知f (x )=x 2+px +q 满足f (1)=f (2)=0,则f (-1)的值是( ) A.5 B.-5 C.6D.-6解析 由f (1)=f (2)=0知方程x 2+px +q =0的两根分别为1,2,则p =-3,q =2,∴f (x )=x 2-3x +2,∴f (-1)=6.答案 C3.若方程x 2+(m +2)x +m +5=0只有负根,则m 的取值范围是( ) A.[4,+∞) B.(-5,-4] C.[-5,-4]D.(-5,-2)解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(m +2)2-4×(m +5)≥0,x 1+x 2=-(m +2)<0,x 1x 2=m +5>0,解得m ≥4.答案 A4.已知函数y =x 2-2x +3在闭区间[0,m ]上有最大值3,最小值2,则m 的取值范围为( ) A.[0,1] B.[1,2] C.(1,2]D.(1,2)解析 画出函数y =x 2-2x +3的图象(如图),由题意知1≤m ≤2.答案 B5.已知方程x 2+(m -2)x +2m -1=0的较小的实根在0和1之间,则实数m 的取值范围是 .解析 令f (x )=x 2+(m -2)x +2m -1.由题意得 ⎩⎪⎨⎪⎧f (0)>0,f (1)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧2m -1>0,1+(m -2)+2m -1<0, 解得12<m <23.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,23 6.若函数f (x )=x 2+2(a -1)x +2在区间(-∞,3]上是减函数,则实数a 的取值范围是 ,且函数f (x )恒过点 .解析 二次函数f (x )图象的对称轴是x =1-a ,由题意知1-a ≥3,∴a ≤-2.由函数的解析式易得,函数f (x )恒过定点(0,2). 答案 (-∞,-2] (0,2)考点一 二次函数的解析式 【例1】 求下列函数的解析式:(1)(一题多解)已知二次函数f (x )满足f (2)=-1,f (-1)=-1,且f (x )的最大值是8;(2)已知二次函数f (x )的图象经过点(4,3),它在x 轴上截得的线段长为2,并且对任意x ∈R ,都有f (2-x )=f (2+x ). 解 (1)法一(利用一般式解题): 设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0). 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b 24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7.∴所求二次函数为f (x )=-4x 2+4x +7. 法二(利用顶点式解题): 设f (x )=a (x -m )2+n (a ≠0). ∵f (2)=f (-1),∴二次函数图象的对称轴为x =2+(-1)2=12,∴m =12.又根据题意函数有最大值8,∴n =8.∴y =f (x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8. ∵f (2)=-1,∴a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-122+8=-1,解得a =-4,∴f (x )=-4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8=-4x 2+4x +7.法三(利用零点式解题):由已知f (x )+1=0的两根为x 1=2,x 2=-1, 故可设f (x )+1=a (x -2)(x +1)(a ≠0), 即f (x )=ax 2-ax -2a -1.又函数的最大值是8,即4a (-2a -1)-(-a )24a =8,解得a =-4,∴所求函数的解析式为f (x )=-4x 2+4x +7. (2)∵f (2-x )=f (2+x )对x ∈R 恒成立, ∴f (x )的对称轴为x =2.又∵f (x )的图象在x 轴上截得的线段长为2, ∴f (x )=0的两根为1和3.设f (x )的解析式为f (x )=a (x -1)(x -3)(a ≠0), 又∵f (x )的图象过点(4,3),∴3a =3,∴a =1. ∴所求f (x )的解析式为f (x )=(x -1)(x -3), 即f (x )=x 2-4x +3.规律方法 用待定系数法求二次函数的解析式,关键是灵活选取二次函数解析式的形式,选法如下:【训练1】 若函数f (x )=(x +a )(bx +2a )(常数a ,b ∈R )是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f (x )= .解析 由f (x )是偶函数知f (x )的图象关于y 轴对称, ∴b =-2,∴f (x )=-2x 2+2a 2,又f (x )的值域为(-∞,4],∴2a 2=4,故f (x )=-2x 2+4.答案 -2x 2+4考点二 二次函数的图象与性质【例2】 已知函数f (x )=x 2+2ax +3,x ∈[-4,6]. (1)当a =-2时,求f (x )的最值;(2)求实数a 的取值范围,使y =f (x )在区间[-4,6]上是单调函数; (3)当a =-1时,求f (|x |)的单调区间.解 (1)当a =-2时,f (x )=x 2-4x +3=(x -2)2-1,由于x ∈[-4,6], ∴f (x )在[-4,2]上单调递减,在[2,6]上单调递增, ∴f (x )的最小值是f (2)=-1,又f (-4)=35,f (6)=15, 故f (x )的最大值是35.(2)由于函数f (x )的图象开口向上,对称轴是x =-a ,所以要使f (x )在[-4,6]上是单调函数,应有-a ≤-4或-a ≥6,即a ≤-6或a ≥4, 故a 的取值范围是(-∞,-6]∪[4,+∞).(3)由-4≤|x |≤6,得-6≤x ≤6,当a =-1时,f (|x |)=x 2-2|x |+3=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+2x +3=(x +1)2+2,x ≤0,x 2-2x +3=(x -1)2+2,x >0, 其图象如图所示,∴f (|x |)在[-6,6]上的单调区间有[-6,-1),[-1,0),[0,1),[1,6]. 规律方法 解决二次函数图象与性质问题时要注意:(1)抛物线的开口、对称轴位置、定义区间三者相互制约,常见的题型中这三者有两定一不定,要注意分类讨论; (2)要注意数形结合思想的应用.【训练2】 (1)设abc >0,二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的图象可能是( )(2)若函数f (x )=ax 2+2x +3在区间[-4,6]上是单调递增函数,则实数a 的取值范围是W.解析 (1)由A ,C ,D 知,f (0)=c <0,从而由abc >0,所以ab <0,所以对称轴x =-b2a >0,知A ,C 错误,D 满足要求;由B 知f (0)=c >0, 所以ab >0,所以对称轴x =-b2a<0,B 错误.(2)由题意可知f ′(x )=2ax +2≥0在[-4,6]上恒成立, 所以⎩⎪⎨⎪⎧f ′(-4)=-8a +2≥0,f ′(6)=12a +2≥0,所以-16≤a ≤14.答案 (1)D (2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤-16,14考点三 二次函数的最值【例3-1】 已知函数f (x )=ax 2+2ax +1在区间[-1,2]上有最大值4,求实数a 的值. 解 f (x )=a (x +1)2+1-a .(1)当a =0时,函数f (x )在区间[-1,2]上的值为常数1,不符合题意,舍去;(2)当a >0时,函数f (x )在区间[-1,2]上是增函数,最大值为f (2)=8a +1=4,解得a =38; (3)当a <0时,函数f (x )在区间[-1,2]上是减函数,最大值为f (-1)=1-a =4,解得a =-3.综上可知,a 的值为38或-3.【例3-2】 将例3-1改为:求函数f (x )=x 2+2ax +1在区间[-1,2]上的最大值. 解 f (x )=(x +a )2+1-a 2,∴f (x )的图象是开口向上的抛物线,对称轴为x =-a , (1)当-a <12,即a >-12时,f (x )max =f (2)=4a +5;(2)当-a ≥12,即a ≤-12时,f (x )max =f (-1)=2-2a .综上,f (x )max=⎩⎪⎨⎪⎧4a +5,a >-12,2-2a ,a ≤-12.规律方法 研究二次函数的性质,可以结合图象进行;对于含参数的二次函数问题,要明确参数对图象的影响,进行分类讨论.【训练3】 设函数f (x )=x 2-2x +2,x ∈[t ,t +1],t ∈R ,求函数f (x )的最小值. 解 f (x )=x 2-2x +2=(x -1)2+1,x ∈[t ,t +1],t ∈R ,函数图象的对称轴为x =1. 当t +1<1,即t <0时,函数图象如图(1)所示,函数f (x )在区间[t ,t +1]上为减函数, 所以最小值为f (t +1)=t 2+1;当t ≤1≤t +1,即0≤t ≤1时,函数图象如图(2)所示,在对称轴x =1处取得最小值,最小值为f (1)=1;当t >1时,函数图象如图(3)所示,函数f (x )在区间[t ,t +1]上为增函数, 所以最小值为f (t )=t 2-2t +2.综上可知,f (x )min =⎩⎪⎨⎪⎧t 2+1,t <0,1,0≤t ≤1,t 2-2t +2,t >1.考点四 一元二次方程根的分布 多维探究角度1 两根在同一区间【例4-1】 若二次函数y =-x 2+mx -1的图象与两端点为A (0,3),B (3,0)的线段AB 有两个不同的交点,求实数m 的取值范围. 解 线段AB 的方程为x 3+y3=1(x ∈[0,3]), 即y =3-x (x ∈[0,3]),由题意得方程组:⎩⎪⎨⎪⎧y =3-x ,y =-x 2+mx -1, 消去y 得x 2-(m +1)x +4=0,①由题意可得,方程①在x ∈[0,3]内有两个不同的实根,令f (x )=x 2-(m +1)x +4,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(m +1)2-16>0,0≤m +12≤3,f (0)=4≥0,f (3)=10-3m ≥0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m <-5或m >3,-1≤m ≤5,m ≤103,所以3<m ≤103.故实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎥⎤3,103.角度2 两根在不同区间【例4-2】 求实数m 的取值范围,使关于x 的方程x 2+2(m -1)x +2m +6=0. (1)一根大于1,另一根小于1; (2)两根α,β满足0<a <1<β<4; (3)至少有一个正根.解 令f (x )=x 2+2(m -1)x +2m +6, (1)由题意得f (1)=4m +5<0,解得m <-54.即实数m 的取值范围是⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-54. (2)⎩⎪⎨⎪⎧f (0)=2m +6>0,f (1)=4m +5<0,f (4)=10m +14>0,解得⎩⎪⎨⎪⎧m >-3,m <-54,m >-75,所以-75<m <-54.故实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-75,-54.(3)当方程有两个正根时,⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4(m -1)2-4(2m +6)>0,f (0)=2m +6>0,-2(m -1)>0, 解得-3<m <-1.当方程有一个正根一个负根时,f (0)=2m +6<0,解得m <-3. 当方程有一个根为零时,f (0)=2m +6=0,解得m =-3, 此时f (x )=x 2-8x ,另一根为8,满足题意. 综上可得,实数m 的取值范围是(-∞,-1). 角度3 在区间(m ,n )内有且只有一个实根【例4-3】 已知函数f (x )=mx 2-2x +1有且仅有一个正实数的零点,求实数m 的取值范围. 解 依题意,得(1)⎩⎪⎨⎪⎧m >0,Δ=(-2)2-4m >0,无解.f (0)<0, (2)⎩⎪⎨⎪⎧m <0,Δ=(-2)2-4m >0,解得m <0.f (0)>0,(3)⎩⎪⎨⎪⎧m ≠0,Δ=(-2)2-4m =0. 解得m =1,经验证,满足题意.又当m =0时,f (x )=-2x +1,它显然有一个为正实数的零点. 综上所述,m 的取值范围是(-∞,0]∪{1}.规律方法 利用二次函数图象解决方程根的分布的一般步骤: (1)设出对应的二次函数;(2)利用二次函数的图象和性质列出等价不等式(组); (3)解不等式(组)求得参数的范围.【训练4】 (1)已知二次函数y =(m +2)x 2-(2m +4)x +(3m +3)与x 轴有两个交点,一个大于1,一个小于1,求实数m 的取值范围.(2)若关于x 的方程x 2+2(m -1)x +2m +6=0有且只有一根在区间(0,3)内,求实数m 的取值范围.解 (1)令f (x )=(m +2)x 2-(2m +4)x +(3m +3).由题意可知(m +2)·f (1)<0, 即(m +2)(2m +1)<0,所以-2<m <-12.即实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-12. (2)令f (x )=x 2+2(m -1)x +2m +6,①⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4(m -1)2-4(2m +6)=0,0<-(m -1)<3, 解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1或m =5,-2<m <1,所以m =-1.②f (0)·f (3)=(2m +6)(8m +9)<0, 解得-3<m <-98.③f (0)=2m +6=0,即m =-3时,f (x )=x 2-8x ,另一根为8∉(0,3),所以舍去; ④f (3)=8m +9=0,即m =-98时,f (x )=x 2-174x +154,另一根为54∈(0,3),满足条件.综上可得,-3<m ≤-98或m =-1.所以实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎥⎤-3,-98∪{-1}.基础巩固题组一、选择题1.已知a ,b ,c ∈R ,函数f (x )=ax 2+bx +c .若f (0)=f (4)>f (1),则( ) A.a >0,4a +b =0 B.a <0,4a +b =0 C.a >0,2a +b =0D.a <0,2a +b =0解析 因为f (0)=f (4)>f (1),所以函数图象应开口向上,即a >0,且其对称轴为x =2,即-b2a =2,所以4a +b =0.答案 A2.设二次函数f (x )=ax 2-2ax +c 在区间[0,1]上单调递减,且f (m )≤f (0),则实数m 的取值范围是( ) A.(-∞,0]B.[2,+∞)C.(-∞,0]∪[2,+∞)D.[0,2]解析 f (x )的对称轴为x =1,由f (x )在[0,1]上递减知a >0,且f (x )在[1,2]上递增,f (0)=f (2),∵f (m )≤f (0),结合对称性,∴0≤m ≤2. 答案 D3.若函数f (x )=x 2-ax -a 在区间[0,2]上的最大值为1,则实数a 等于( ) A.-1 B.1 C.2D.-2解析 ∵函数f (x )=x 2-ax -a 的图象为开口向上的抛物线, ∴函数的最大值在区间的端点取得. ∵f (0)=-a ,f (2)=4-3a ,∴⎩⎪⎨⎪⎧-a ≥4-3a ,-a =1或⎩⎪⎨⎪⎧-a ≤4-3a ,4-3a =1,解得a =1. 答案 B4.已知函数f (x )=x 2-2ax +b (a ,b ∈R ),记f (x )在[a -b ,a +b ]上的最大值为M ,最小值为m ,则M -m ( ) A.与a 有关,且与b 有关 B.与a 无关,且与b 无关 C.与a 有关,但与b 无关D.与a 无关,但与b 有关解析 函数f (x )=x 2-2ax +b =(x -a )2-a 2+b ,所以f (x )的对称轴为x =a 且开口向上,因为区间[a -b ,a +b ]也关于x =a 对称,所以m =f (a )=b -a 2,M =f (a -b )=f (a +b )=b 2-a 2+b ,所以M -m =b 2,故选D. 答案 D5.(2019·嘉兴检测)若f (x )=x 2+bx +c 在(m -1,m +1)内有两个不同的零点,则f (m -1)和f (m +1)( ) A.都大于1 B.都小于1 C.至少有一个大于1D.至少有一个小于1解析 设函数f (x )=x 2+bx +c 的两个零点为x 1,x 2,则f (x )=(x -x 1)(x -x 2),因为函数f (x )=x 2+bx +c 的两个零点在(m -1,m +1)内,所以f (m -1)>0,f (m +1)>0,又因为f (m-1)f (m +1)=(m -1-x 1)(m -1-x 2)·(m +1-x 1)(m +1-x 2)=[-(m -1-x 1)(m +1-x 1)]·[-(m -1-x 2)(m +1-x 2)]<[-(m -1-x 1)+(m +1-x 1)]24·[-(m -1-x 2)+(m +1-x 2)]24=1,所以f (m-1)和f (m +1)至少有一个小于1,故选D. 答案 D6.若函数f (x )=x 2+kx +m 在[a ,b ]上的值域为[n ,n +1],则b -a ( ) A.既有最大值,也有最小值 B.有最大值但无最小值 C.无最大值但有最小值D.既无最大值,也无最小值解析 取k =m =n =0,f (x )=x 2,由图象可知,显然b -a 不存在最小值.∵f (a )=a 2+ka +m ,f (b )=b 2+kb +m ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22+k ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2+m ,∴(b -a )22=f (a )+f (b )-2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2≤n +1+n +1-2n =2,∴b -a ≤2,当b =2-k 2,a =-2+k2时,b -a 取得最大值为2,故选B. 答案 B7.(2016·浙江卷)已知函数f (x )=x 2+bx ,则“b <0”是“f (f (x ))的最小值与f (x )的最小值相等”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 ∵f (x )=x 2+bx =⎝ ⎛⎭⎪⎫x +b 22-b24,当x =-b 2时,f (x )min =-b 24.又f (f (x ))=(f (x ))2+bf (x )=⎝⎛⎭⎪⎫f (x )+b 22-b 24,当f (x )=-b 2时,f (f (x ))min =-b 24,当-b2≥-b 24时,f (f (x ))可以取到最小值-b 24,即b 2-2b ≥0,解得b ≤0或b ≥2,故“b <0”是“f (f (x ))的最小值与f (x )的最小值相等”的充分不必要条件. 答案 A8.函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0)的图象关于直线x =-b2a 对称.据此可推测,对任意的非零实数a ,b ,c ,m ,n ,p ,关于x 的方程m [f (x )]2+nf (x )+p =0的解集不可能是( ) A.{1,2} B.{1,4} C.{1,2,3,4}D.{1,4,16,64}解析 ∵f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0)的对称轴为x =-b2a .设方程m [f (x )]2+nf (x )+p =0的解为f 1(x ),f 2(x ),则必有f 1(x )=y 1=ax 2+bx +c ,f 2(x )=y 2=ax 2+bx +c ,那么从图象上看y =y 1,y =y 2是平行x 轴的两条直线,它们与f (x )有交点, 由对称性,方程y 1=ax 2+bx +c =0的两个解x 1,x 2应关于对称轴x =-b2a 对称,即x 1+x 2=-ba ,同理方程y 2=ax 2+bx +c =0的两个解x 3,x 4也关于对称轴x =-b2a对称, 即x 3+x 4=-b a,在C 中,可以找到对称轴直线x =2.5,也就是1,4为一个方程的根,2,3为一个方程的根,而在D 中,找不到这样的组合使得对称轴一致,也就是说无论怎样分组,都没办法使得其中两个的和等于另外两个的和,故答案D 不可能. 答案 D9.(2019·衢州二中二模)已知函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R ),若存在非零实数t ,使得f (t )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t =-2成立,则a 2+4b 2的最小值为( )A.165B.145C.16D.4 解析 由f (t )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1t =-2知,存在实数t ≠0,使⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t 2+a ⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t +2b =0成立,又a 2+4b 2的几何意义为坐标原点与点(a ,2b )的距离的平方,记2b =m ,u =t +1t,则u 2≥4.故⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t 2+a ⎝⎛⎭⎪⎫t +1t +2b =0,即ua +m +u 2=0,其表示动点(a ,m )的轨迹,设为直线l ,则原点与点(a ,m )的距离的最小值为原点到直线l 的距离,故a 2+4b 2≥⎝ ⎛⎭⎪⎫u 2u 2+12=⎝⎛⎭⎪⎫u 2+1-1u 2+12≥165,故选A. 答案 A 二、填空题10.已知b ,c ∈R ,函数y =x 2+2bx +c 在区间(1,5)上有两个不同的零点,则f (1)+f (5)的取值范围是 .解析 设f (x )的两个零点为x 1,x 2,不妨设1<x 1<x 2<5,则f (1)>f (x 1)=0,f (5)>f (x 2)=0,所以f (1)+f (5)>0.另一方面f (x )=(x -x 1)·(x -x 2),所以f (1)+f (5)=(1-x 1)·(1-x 2)+(5-x 1)(5-x 2)=2x 1x 2-6(x 1+x 2)+26<2x 1x 2-12x 1x 2+26=2(x 1x 2-3)2+8<2(25-3)2+8=16,所以f (1)+f (5)的取值范围是(0,16).答案 (0,16)11.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2(x ≥t ),x (x <t ),若存在实数t ,使函数y =f (x )-a 有两个零点,则t 的取值范围是 .解析 由题意知函数f (x )在定义域上不单调,如图,当t =0或t ≥1时,f (x )在R 上均单调递增,当t <0时,在(-∞,t )上f (x )单调递增,且f (x )<0,在(t ,0)上f (x )单调递减,且f (x )>0,在(0,+∞)上f (x )单调递增,且f (x )>0.故要使得函数y =f (x )-a 有两个零点,则t 的取值范围为(-∞,0)∪(0,1).答案 (-∞,0)∪(0,1)12.(2019·诸暨统考)已知a ,b 都是正数,a 2b +ab 2+ab +a +b =3,则2ab +a +b 的最小值等于 .解析 设2ab +a +b =t ,则t >0,且3=ab (a +b )+ab +a +b =ab (t -2ab )+t -ab ,故关于ab 的二次方程2(ab )2+(1-t )ab +3-t =0的解为正数,所以⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(1-t )2-8(3-t )≥0,t -12>0,3-t 2>0,解得42-3≤t <3,即2ab +a +b 的最小值等于42-3.答案 42-313.已知f (x +1)=x 2-5x +4. (1)f (x )的解析式为 ;(2)当x ∈[0,5]时,f (x )的最大值和最小值分别是 . 解析 (1)f (x +1)=x 2-5x +4,令x +1=t ,则x =t -1, ∴f (t )=(t -1)2-5(t -1)+4=t 2-7t +10,∴f (x )=x 2-7x +10.(2)∵f (x )=x 2-7x +10,其图象开口向上,对称轴为x =72,72∈[0,5],∴f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72=-94, 又f (0)=10,f (5)=0.∴f (x )的最大值为10,最小值为-94.答案 (1)x 2-7x +10 (2)10,-9414.(2018·浙江卷)已知λ∈R ,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -4,x ≥λ,x 2-4x +3,x <λ.当λ=2时,不等式f (x )<0的解集是 .若函数f (x )恰有2个零点,则λ的取值范围是 .解析 若λ=2,则当x ≥2时,令x -4<0,得2≤x <4;当x <2时,令x 2-4x +3<0,得1<x <2.综上可知1<x <4,所以不等式f (x )<0的解集为(1,4).令x -4=0,解得x =4;令x 2-4x +3=0,解得x =1或x =3.因为函数f (x )恰有2个零点,结合函数的图象(图略)可知1<λ≤3或λ>4.答案 (1,4) (1,3]∪(4,+∞)能力提升题组15.(2019·杭州质检)设函数f (x )=x 2+ax +b (a ,b ∈R ),记M 为函数y =|f (x )|在[-1,1]上的最大值,N 为|a |+|b |的最大值( ) A.若M =13,则N =3B.若M =12,则N =3C.若M =2,则N =3D.若M =3,则N =3解析 由题意得|f (1)|=|1+a +b |≤M ⇒|a +b |≤M +1,|f (-1)|=|1-a +b |≤M ⇒|a -b |≤M +1.|a |+|b |=⎩⎪⎨⎪⎧|a +b |,ab ≥0,|a -b |,ab <0,则易知N ≤M +1,则选项A ,B 不符合题意;当a =2,b =-1时,M =2,N =3,则选项C 符合题意;当a =2,b =-2时,M =3,N =4,则选项D不符合题意,故选C. 答案 C16.(2019·丽水测试)已知函数f (x )=x 2+ax +b ,集合A ={x |f (x )≤0},集合B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪f (f (x ))≤54,若A =B ≠∅,则实数a 的取值范围是( )A.[5,5]B.[-1,5]C.[5,3]D.[-1,3]解析 设集合B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |f (f (x ))≤54={x |m ≤f (x )≤n },其中m ,n 为方程f (x )=54的两个根,因为A =B ≠∅,所以n =0且m ≤f (x )min ,Δ=a 2-4b ≥0,于是f (n )=f (0)=b =54,则由a 2-4b =a 2-5≥0得a ≤-5或a ≥5,令t =f (x )≤0,则由f (f (x ))≤54得f (t )≤54,即t 2+at +54≤54,解得-a ≤t ≤0,所以B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |f (f (x ))≤54={x |m ≤f (x )≤n }={x |-a ≤f (x )≤0},解得m =-a ,所以-a ≤f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 22+a ·⎝ ⎛⎭⎪⎫-a 2+54,解得-1≤a ≤5.综上所述,实数a 的取值范围为[5,5],故选A. 答案 A17.已知二次函数f (x )=ax 2+bx (|b |≤2|a |),定义f 1(x )=max{f (t )|-1≤t ≤x ≤1},f 2(x )=min{f (t )|-1≤t ≤x ≤1},其中max{a ,b }表示a ,b 中的较大者,min{a ,b }表示a ,b 中的较小者,下列命题正确的是( ) A.若f 1(-1)=f 1(1),则f (-1)>f (1) B.若f 2(-1)=f 2(1),则f (-1)>f (1) C.若f 2(1)=f 1(-1),则f 1(-1)<f 1(1) D.若f 2(1)=f 1(-1),则f 2(-1)>f 2(1)解析 对于A ,若f 1(-1)=f 1(1),则f (-1)为f (x )在[-1,1]上的最大值,∴f (-1)>f (1)或f (-1)=f (1),故A 错误;对于B ,若f 2(-1)=f 2(1),则f (-1)为f (x )在[-1,1]上的最小值,∴f (-1)<f (1)或f (-1)=f (1),故B 错误;对于C ,若f 2(1)=f 1(-1),则f (-1)为f (x )在[-1,1]上的最小值,而f 1(-1)=f (-1),f 1(1)表示f (x )在[-1,1]上的最大值,∴f 1(-1)<f 1(1),故C 正确;对于D ,若f 2(1)=f 1(-1),由新定义可得f 1(-1)=f 2(-1),则f 2(1)=f 2(-1),故D 错误,综上所述,故选C. 答案 C18.(2019·绍兴适应性考试)已知a >0,函数f (x )=|x 2+|x -a |-3|在[-1,1]上的最大值是2,则a = .解析 由题意知f (0)≤2,即有||a |-3|≤2,又∵a >0,∴||a |-3|≤2⇒|a -3|≤2⇒1≤a≤5.又∵x ∈[-1,1],∴f (x )=|x 2-x -3+a |≤2,设t =x 2-x -3,则t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-134,-1,则原问题等价于t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-134,-1时,|t +a |=|t -(-a )|的最大值为2,∴a =3或a =54. 答案 3或5419.已知方程x 2+bx +c =0在(0,2)上有两个不同的解,则c 2+2(b +2)c 的取值范围是 .解析 设方程x 2+bx +c =0在(0,2)上的两个根为α,β,α≠β,则f (x )=x 2+bx +c =(x -α)(x -β),0<α<2且0<β<2,所以c 2+2(b +2)c =f (0)·f (2)=αβ(2-α)(2-β)≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤α+(2-α)22⎣⎢⎡⎦⎥⎤β+(2-β)22=1,又0<α<2且0<β<2,所以αβ(2-α)(2-β)>0,所以c 2+2(b +2)c 的取值范围是(0,1]. 答案 (0,1]20.已知函数f (x )=ax +3+|2x 2+(4-a )x -1|的最小值为2,则a = .解析 令g (x )=2x 2+(4-a )x -1=0,Δ=(4-a )2+8>0,则g (x )=0有两个不相等的实数根,不妨设为x 1,x 2(x 1<x 2),则x 1=a -4-(4-a )2+84,x 2=a -4+(4-a )2+84,当x ∈[x 1,x 2]时,f (x )=ax +3-[2x 2+(4-a )x -1]=-2x 2+(2a -4)x +4,当x ∈(-∞,x 1)∪(x 2,+∞)时,f (x )=ax +3+[2x 2+(4-a )x -1]=2(x +1)2≥0,因为f (x )的最小值为2,则f (x )min =min{f (x 1),f (x 2)},即ax 1+3=2或ax 2+3=2,解得a =12.答案 12。

浙江2020版高考数学第二章不等式专题突破一高考中的不等式问题讲义(含解析)

浙江2020版高考数学第二章不等式专题突破一高考中的不等式问题讲义(含解析)

高考专题突破一 高考中的不等式问题题型一 含参数不等式的解法例1解关于x 的不等式x 2+ax +1>0(a∈R ). 解 对于方程x 2+ax +1=0,Δ=a 2-4.(1)当Δ>0,即a >2或a <-2时,方程x 2+ax +1=0有两个不等实根x 1=-a -a 2-42,x 2=-a +a 2-42,且x 1<x 2,所以原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <-a -a 2-42或x >-a +a 2-42; (2)当Δ=0,即a =±2时,①若a =2,则原不等式的解集为{x |x ≠-1}; ②若a =-2,则原不等式的解集为{x |x ≠1};(3)当Δ<0,即-2<a <2时,方程x 2+ax +1=0没有实根,结合二次函数y =x 2+ax +1的图象,知此时原不等式的解集为R .思维升华解含参数的一元二次不等式的步骤(1)若二次项含有参数应讨论是否等于0,小于0,和大于0,然后将不等式转化为二次项系数为正的形式.(2)判断方程的根的个数,讨论判别式Δ与0的关系.(3)当方程有两个根时,要讨论两根的大小关系,从而确定解集形式.跟踪训练1 (1)若不等式ax 2+8ax +21<0的解集是{x |-7<x <-1},那么a 的值是________. 答案 3解析 由题意可知-7和-1为方程ax 2+8ax +21=0的两个根. ∴-7×(-1)=21a,故a =3.(2)若关于x 的不等式|x -1|+|x +m |>3的解集为R ,则实数m 的取值范围是__________. 答案 (-∞,-4)∪(2,+∞)解析 依题意得,|x -1|+|x +m |≥|(x -1)-(x +m )|=|m +1|,即函数y =|x -1|+|x +m |的最小值是|m +1|,于是有|m +1|>3,m +1<-3或m +1>3,由此解得m <-4或m >2.因此实数m 的取值范围是(-∞,-4)∪(2,+∞).题型二 线性规划问题例2(2018·浙江五校联考)已知实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≥2,x -y ≥-1,2x -y ≤4,且z =ax +y 的最大值为16,则实数a =________,z 的最小值为________. 答案 2 1解析 如图,作出不等式组所表示的可行域(△ABC 及其内部区域).目标函数z =ax +y 对应直线ax +y -z =0的斜率k =-a .(1)当k ∈(-∞,1],即-a ≤1,a ≥-1时,目标函数在点A 处取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -y =4,x -y =-1,解得A (5,6),故z 的最大值为5a +6,即5a +6=16,解得a =2.(2)当k ∈(1,+∞),即-a >1,a <-1时,目标函数在点C 处取得最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y =2,x -y =-1,解得C (0,1),故z 的最大值为0×a +1=1,不符合题意. 综上,a =2.数形结合知,当直线z =2x +y 经过点C 时,z 取得最小值,z min =2×0+1=1. 思维升华1.利用线性规划求目标函数的基本步骤为一画二移三求,其关键是准确作出可行域,理解目标函数的意义. 2.常见的目标函数有(1)截距型:如z =-2x +y ,z =2y4x ,z =OP →·OM →(其中M (x ,y )为区域内动点,P (-2,1)),等等.(2)距离型:如z =(x -2)2+y 2,z =|2x -y |,等等.(3)斜率型:如z =y +1x ,z =x +y +1x ,z =x y +1,z =y +1x +x y +1=x 2+(y +1)2xy +x ,等等.(4)二次曲线型:如z =xy ,z =y 2x ,z =x 22+y 2,等等.3.解题时要注意可行解是区域的所有点还是区域内的整点.跟踪训练2 (1)(2018·湖州五校模拟)设实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1>0,x +y -3<0,y >0,则z =2x-y 的取值范围为( ) A .(-6,-1) B .(-8,-2) C .(-1,8) D .(-2,6)答案 D解析 方法一 作出约束条件所表示的可行域如图中阴影部分所示.作出直线y =2x ,平移直线,直线z =2x -y 在点B (-1,0)处的取最小值为-2,在点C (3,0)处的取最大值为6,所以z =2x -y 的取值范围为(-2,6).方法二 三条直线两两联立求出的交点坐标分别是(1,2),(-1,0),(3,0),分别代入z =2x -y 求值,得0,-2,6,所以z =2x -y 的取值范围为(-2,6). (2)若x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x +5y ≥0,2x -y ≥0,x ≤5,则不等式组表示的平面区域的面积为________,z =(x +1)2+(y -1)2的最小值为________. 答案 30 95解析 作出⎩⎪⎨⎪⎧2x +5y ≥0,2x -y ≥0,x ≤5表示的平面区域如图中阴影部分(含边界)所示,则不等式组表示的平面区域的面积为12×5×2+12×10×5=30.z =(x +1)2+(y -1)2表示可行域内的点(x ,y )与点M (-1,1)之间的距离的平方,数形结合易知,z =(x +1)2+(y -1)2的最小值为点M (-1,1)到直线2x -y =0的距离的平方,即z min =|2×(-1)-1|2[22+(-1)2]2=95. 题型三 基本不等式的应用例3 (1)已知x 2+4xy -3=0,其中x >0,y ∈R ,则x +y 的最小值是( ) A.32B .3C .1D .2 答案 A解析 由x 2+4xy -3=0,得y =3-x24x,即有x +y =x +3-x 24x =34⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x .∵x >0,∴x +1x ≥2,即x +y ≥32,当且仅当x =1x ,即x =1,y =12时,x +y 取得最小值32.(2)已知a >0,b >0,c >1,且a +b =1,则⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+1ab -2·c +2c -1的最小值为______.答案 4+2 2解析 ∵a 2+1ab =a 2+(a +b )2ab =2a 2+2ab +b 2ab=2a b +ba+2≥22a b ·ba+2=22+2,当且仅当⎩⎪⎨⎪⎧2a b =b a,a +b =1,即⎩⎨⎧a =2-1,b =2-2时等号成立,∴⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2+1ab -2·c +2c -1≥22c +2c -1=22(c -1)+2c -1+2 2≥222(c -1)·2c -1+22=4+22, 当且仅当22(c -1)=2c -1,即c =1+22时,等号成立. 综上,所求最小值为4+2 2. 思维升华利用基本不等式求最值的方法(1)利用基本不等式求最值的关键是构造和为定值或积为定值,主要思路有两种:①对条件使用基本不等式,建立所求目标函数的不等式求解.②条件变形,进行“1”的代换求目标函数最值.(2)有些题目虽然不具备直接应用基本不等式求最值的条件,但可以通过添项、分离常数、平方等手段使之能运用基本不等式.常用的方法还有:拆项法、变系数法、凑因子法、分离常数法、换元法、整体代换法.跟踪训练3 (1)已知xy =1,且0<y <22,则x 2+4y2x -2y 的最小值为( )A .4B.92C .22D .4 2答案 A解析 由xy =1且0<y <22,可知x >2, 所以x -2y >0.x 2+4y 2x -2y =(x -2y )2+4xy x -2y =x -2y +4x -2y≥4, 当且仅当x =3+1,y =3-12时等号成立. (2)若实数x ,y 满足x 2+y 2+xy =1,则x +y 的最大值是________. 答案233解析 由x 2+y 2+xy =1,得1=(x +y )2-xy , ∴(x +y )2=1+xy ≤1+(x +y )24,解得-233≤x +y ≤233(当且仅当x =y =33时取得最大值),∴x +y 的最大值为233.题型四 绝对值不等式的应用例4 (1)(2018·浙江五校联考)已知a ∈R ,则“a ≤9”是“2|x -2|+|5+2x |<a 无解”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案 C解析 2|x -2|+|5+2x |=|2x -4|+|5+2x | ≥|2x -4-5-2x |=9,若2|x -2|+|5+2x |<a 无解,则a ≤9,同样若a ≤9,则2|x -2|+|5+2x |<a 无解, 所以“a ≤9”是“2|x -2|+|5+2x |<a 无解”的充要条件.(2)(2019·温州模拟)已知a ,b ,c ∈R ,若|a cos 2x +b sin x +c |≤1对x ∈R 恒成立,则|a sin x +b |的最大值为________. 答案 2解析 |a cos 2x +b sin x +c |≤1, 即|a sin 2x -b sin x -(a +c )|≤1,分别取sin x =1,-1,0,可知⎩⎪⎨⎪⎧|b +c |≤1,|b -c |≤1,|a +c |≤1,所以|a +b |=|(a +c )+(b -c )|≤|a +c |+|b -c |≤2, 且|a -b |=|(a +c )-(b +c )|≤|a +c |+|b +c |≤2.所以max{|a sin x +b |}=max{|a +b |,|a -b |}≤2,当a =2,b =0,c =-1时,取等号. 思维升华(1)解绝对值不等式可以利用绝对值的几何意义,零点分段法、平方法、构造函数法等.(2)利用绝对值三角不等式可以证明不等式或求最值.跟踪训练4 (1)已知函数f (x )=|x -5|+|x +3|+|x -3|+|x +5|-c ,若存在正实数m ,使f (m )=0,则不等式f (x )<f (m )的解集是________.答案 (-m ,m )解析 由|-x -5|+|-x +3|+|-x -3|+|-x +5|=|x -5|+|x +3|+|x -3|+|x +5|可知,函数f (x )为偶函数,当-3≤x ≤3时,f (x )取最小值16-c .结合题意可得c ≥16.由f (m )=0得f (x )<0,即|x -5|+|x +3|+|x -3|+|x +5|-c <0,结合图象(图略)可知,解集为(-m ,m ).(2)不等式|x -2|+|x +1|≥a 对于任意x ∈R 恒成立,则实数a 的取值范围为__________. 答案 (-∞,3]解析 当x ∈(-∞,-1]时,|x -2|+|x +1|=2-x -x -1=1-2x ≥3;当x ∈(-1,2)时,|x -2|+|x +1|=2-x +x +1=3; 当x ∈[2,+∞)时,|x -2|+|x +1|=x -2+x +1=2x -1≥3,综上可得|x -2|+|x +1|≥3,∴a ≤3.1.(2018·宁波期末)若a ,b ∈R ,且a <b <0,则下列不等式成立的是( ) A .2a -b>1B.1a -1>1b -1C .a 3>b 3D .a +|b |>0答案 B解析 由a <b <0得a -1<b -1<0,则(a -1)(b -1)>0,所以(a -1)·1(a -1)(b -1)<(b -1)·1(a -1)(b -1),即1a -1>1b -1,故选B.2.(2018·浙江绍兴一中期末)若关于x 的不等式|x +2|+|x -a |<5有解,则实数a 的取值范围是( ) A .(-7,7) B .(-3,3) C .(-7,3) D .∅答案 C解析 不等式|x +2|+|x -a |<5有解,等价于(|x +2|+|x -a |)min <5,又因为|x +2|+|x -a |≥|(x +2)-(x -a )|=|2+a |,所以|2+a |<5,-5<2+a <5,解得-7<a <3,即实数a 的取值范围为(-7,3),故选C.3.设集合M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫(x ,y )⎪⎪⎪⎩⎪⎨⎪⎧ x -y -1≤0,3x -y +1≥0,3x +y -1≤0,x ,y ∈R,则M 表示的平面区域的面积是( )A.2B.32C.322D .2答案 B解析 由题意,M 表示的平面区域是以A (0,1),B (-1,-2),C ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-12为顶点的三角形及其内部,如图中阴影部分所示(含边界),所以其面积为12×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12+1=32.4.(2018·杭州质检)若正数x ,y 满足2x +y -3=0,则2x +1y的最小值为( )A .2B .3C .4D .5 答案 B解析 由2x +y -3=0,得2x +y =3, 所以2x +1y =13(2x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +1y =13⎝ ⎛⎭⎪⎫5+2x y +2y x≥13⎝⎛⎭⎪⎫5+2 2x y·2y x =3,当且仅当2x y =2y x,即x =y =1时等号成立,故选B.5.(2018·金华十校调研)设x ,y ∈R ,下列不等式成立的是( ) A .1+|x +y |+|xy |≥|x |+|y | B .1+2|x +y |≥|x |+|y | C .1+2|xy |≥|x |+|y | D .|x +y |+2|xy |≥|x |+|y |答案 A解析 对于选项B ,令x =100,y =-100,不成立;对于选项C ,令x =100,y =1100,不成立;对于选项D ,令x =13,y =-12,不成立,故选A.6.(2018·杭州学军中学模拟)设关于x ,y 的不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y +1≥0,x +m ≤0,y -m ≥0表示的平面区域内存在点P (x 0,y 0)满足x 0-2y 0>3,则实数m 的取值范围是( ) A .(-1,0) B .(0,1) C .(-1,+∞) D .(-∞,-1)答案 D解析 作出满足不等式组的平面区域,如图中阴影部分所示(包含边界),当目标函数z =x -2y 经过直线x +m =0与y -m =0的交点时取得最大值,即z max =-m -2m =-3m ,则根据题意有-3m >3,即m <-1,故选D.7.(2018·浙江舟山中学月考)已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y -1≤0,2x -y -3≥0,当目标函数z =ax+by (a >0,b >0)在该约束条件下取到最小值25时,a 2+b 2的最小值为( ) A .5B .4C.5D .2 答案 B解析 画出满足约束条件的可行域如图中阴影部分(包含边界)所示,可知当目标函数过直线x -y -1=0与2x -y -3=0的交点A (2,1)时取得最小值,所以有2a +b =2 5.因为a 2+b 2表示原点(0,0)到点(a ,b )的距离的平方,所以a 2+b 2的最小值为原点到直线2a +b -25=0的距离,即(a 2+b 2)min =|-25|22+12=2,所以a 2+b 2的最小值是4,故选B.8.(2018·嘉兴教学测试)若直线ax +by =1与不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤1,2x -y -1≤0,2x +y +1≥0表示的平面区域无公共点,则2a +3b 的取值范围是( ) A .(-7,1) B .(-3,5) C .(-7,3) D .R答案 C解析 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤1,2x -y -1≤0,2x +y +1≥0表示的平面区域是以A (1,1),B (-1,1),C (0,-1)为顶点的三角形区域(包含边界);因为直线ax +by =1与不等式组⎩⎪⎨⎪⎧y ≤1,2x -y -1≤0,2x +y +1≥0表示的平面区域无公共点,所以a ,b满足⎩⎪⎨⎪⎧a +b -1>0,-a +b -1>0,-b -1>0或⎩⎪⎨⎪⎧a +b -1<0,-a +b -1<0,-b -1<0,故点(a ,b )在如图所示的三角形区域(除边界且除原点)内,所以2a+3b 的取值范围为(-7,3),故选C.9.(2019·诸暨期末)不等式-x 2+2x +3<0的解集为________;不等式|3-2x |<1的解集为________.答案 (-∞,-1)∪(3,+∞) (1,2)解析 依题意,不等式-x 2+2x +3<0,即x 2-2x -3>0,解得x <-1或x >3,因此不等式-x 2+2x +3<0的解集是(-∞,-1)∪(3,+∞);由|3-2x |<1得-1<3-2x <1,1<x <2,所以不等式|3-2x |<1的解集是(1,2).10.(2018·宁波期末)关于实数x 的不等式x 2-4x >1a+3在[0,5]上有解,则实数a 的取值范围为______________.答案 (-∞,0)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞ 解析 由x 2-4x >1a +3得x 2-4x -3>1a ,则问题等价于1a小于x 2-4x -3在[0,5]上的最大值,又因为x 2-4x -3=(x -2)2-7,所以当x =5时,x 2-4x -3取得最大值2,所以1a<2,解得a <0或a >12,所以a 的取值范围为(-∞,0)∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞.11.(2018·嘉兴测试)已知f (x )=x -2,g (x )=2x -5,则不等式|f (x )|+|g (x )|≤2的解集为______________;|f (2x )|+|g (x )|的最小值为________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤53,3 3 解析 由题意得|f (x )|+|g (x )|=|x -2|+|2x -5|=⎩⎪⎨⎪⎧7-3x ,x <2,-x +3,2≤x ≤52,3x -7,x >52,所以|f (x )|+|g (x )|≤2等价于⎩⎪⎨⎪⎧7-3x ≤2,x <2或⎩⎪⎨⎪⎧-x +3≤2,2≤x ≤52或⎩⎪⎨⎪⎧3x -7≤2,x >52,解得53≤x ≤3,|f (2x )|+|g (x )|=|2x -2|+|2x -5|=⎩⎪⎨⎪⎧7-4x ,x <1,3,1≤x ≤52,4x -7,x >52,|f (2x )|+|g (x )|的图象如图,则由图象易得|f (2x )|+|g (x )|的最小值为3.12.(2018·浙江镇海中学模拟)已知正数x ,y 满足1x +2y =1,则1x +1+2y +1的最大值是________. 答案 34解析 设u =1x ,v =1y ,则问题转化为“已知正数u ,v 满足u +2v =1,求u u +1+2vv +1的最大值”.uu +1+2v v +1=3-⎝ ⎛⎭⎪⎫1u +1+2v +1=3-⎝⎛⎭⎪⎫1u +1+2v +1·14[(u +1)+2(v +1)]=3-14⎣⎢⎡⎦⎥⎤5+2(v +1)u +1+2(u +1)v +1≤3-14(5+4)=34. 当且仅当2(v +1)u +1=2(u +1)v +1,即u =v =13时,取等号.13.(2018·浙江金华十校联考)已知实数x ,y ,z 满足⎩⎪⎨⎪⎧xy +2z =1,x 2+y 2+z 2=5,则xyz 的最小值为________. 答案 911-32 解析 将⎩⎪⎨⎪⎧xy +2z =1,x 2+y 2+z 2=5变形为⎩⎪⎨⎪⎧xy =1-2z ,x 2+y 2=5-z 2,由|xy |≤x 2+y 22知,|1-2z |≤5-z22,即-5-z 22≤1-2z ≤5-z 22,解得2-7≤z ≤11-2.所以xyz =(1-2z )z =-2z 2+z 在[2-7,11-2]上的最小值为911-32.14.(2018·宁波模拟)若6x 2+4y 2+6xy =1,x ,y ∈R ,则x 2-y 2的最大值为________. 答案 15解析 方法一 设m =x +y ,n =x -y ,则问题转化为“已知4m 2+mn +n 2=1,求mn 的最大值”.由基本不等式,知1=mn +4m 2+n 2≥mn +4|mn |,所以-13≤mn ≤15,当且仅当n =2m ,即x =-3y 时,取得最大值15.方法二 (齐次化处理)显然要使得目标函数取到最大值,x ≠0.令z =x 2-y 2=x 2-y 26x 2+4y 2+6xy=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫y x26+4·⎝ ⎛⎭⎪⎫y x 2+6·y x ,设t =y x ,则z =1-t 26+4t 2+6t,则(4z +1)t 2+6zt +6z -1=0对t ∈R 有解.当z=-14时,t =-53.当z ≠-14时,Δ=36z 2-4(4z +1)(6z -1)≥0,解得-13≤z ≤15.当t =-3z 4z +1=-13时取最大值.方法三 1=6x 2+4y 2+6×x3×3y ≥6x 2+4y 2-6×x 23+3y 22=5x 2-5y 2,所以x 2-y 2≤15,当且仅当x =-3y 时取等号.15.(2019·浙江嘉兴一中模拟)已知点P 是平面区域M :⎩⎨⎧x≥0,y ≥0,3x +y -3≤0内的任意一点,则P 到平面区域M 的边界的距离之和的取值范围为________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,3 解析 设平面区域M :⎩⎨⎧x ≥0,y≥0,3x +y -3≤0为△ABO 区域(包含边界),由题意,|AO |=1,|BO |=3,|AB |=2,P 到平面区域M 的边界的距离之和d 就是P 到△ABO 三边的距离之和,设P 到边界AO ,BO ,AB 的距离分别为a ,b ,c ,则P (b ,a ),由题意0≤a ≤3,0≤b ≤1,0≤c =12(3-a -3b )≤32,所以d =a +b +c =12[a +(2-3)b +3],从而d ≥32,当a =b =0时取等号.如图,P 为可行域内任意一点,过P 作PE ⊥x 轴,PF ⊥y 轴,PP ′⊥AB ,过P ′作P ′E ′⊥x 轴,P ′F ′⊥y 轴,则有PE +PF +PP ′≤P ′F ′+P ′E ′,由P (b ,a ), 可得P ′⎝⎛⎭⎪⎫3+b -3a4,3+3a -3b 4,所以d =a +b +c ≤3+b -3a 4+3+3a -3b 4=3+3+(3-1)(3a -b )4,又0≤a ≤3,0≤b ≤1,则d ≤3,当a =3,b =0时取等号,因此d 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,3. 16.(2018·浙江“七彩阳光”新高考研究联盟联考)若正数a ,b ,c 满足b +c a +a +c b =a +bc+1,则a +bc的最小值是________. 答案1+172解析 由a ,b ,c 为正数,且b +c a +a +c b =a +b c +1得b c +1a c +a c +1b c =a c +b c +1,设m =a c ,n =bc,则有m >0,n >0,上式转化为n +1m +m +1n =m +n +1,即m 2+n 2+m +nmn=m +n +1,又由基本不等式得m 2+n 2≥(m +n )22,mn ≤(m +n )24,所以m +n +1=m 2+n 2+m +n mn ≥(m +n )22+m +n (m +n )24,令t =m +n ,则t >0,上式转化为t +1≥t 22+tt 24,即t 2-t -4≥0,解得t ≥1+172,所以t =m +n =a c +bc =a +b c 的最小值为1+172.。

浙江2020版高考数学第七章数列与数学归纳法7.3等比数列及其前n项和课件

浙江2020版高考数学第七章数列与数学归纳法7.3等比数列及其前n项和课件

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题组三 易错自纠
a1-a2 4.若1,a1,a2,4成等差数列,1,b1,b2,b3,4成等比数列,则 的值 b2 1 -2 为____.
解析 ∵1,a1,a2,4成等差数列,
∴3(a2-a1)=4-1,∴a2-a1=1.
又∵1,b1,b2,b3,4成等比数列,设其公比为q,
2 则 b2 = 1 × 4 = 4 ,且 b = 1 × q >0,∴b2=2, 2 2
高频小考点
GAOPINXIAOKAODIAN
等差数列与等比数列
关于等差(比)数列的基本运算在高考试题中频繁出现,其实质就是解方程 或方程组,需要认真计算,灵活处理已知条件.
例1 A.34
a1=1, q= 2,
所以a5=a1q4=4,故选B.
2.(2018· 全国Ⅲ)等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3.
(1)求{an}的通项公式; 解 设{an}的公比为q,由题设得an=qn-1.
由已知得q4=4q2,解得q=0(舍去),q=-2或q=2. 故an=(-2)n-1或an=2n-1(n∈N*).
解析 由等比数列的性质及题意知a1a9=a3a7=2a3a6,
5 a 1 - 2 1 a7 所以 q=a =2,由 S5= =-62,可得 a1=-2. 6 1-2
S3 8 (2)已知等比数列{an}的前 n 项和为 Sn,且S =9,则 6 an-an-1 n∈N).
an+1
1 -2 =_____( n≥2,且
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6.一种专门占据内存的计算机病毒开机时占据内存 1 MB,然后每3秒自身复 39 秒,该病毒占据内存8 制一次,复制后所占内存是原来的2倍,那么开机____

浙江省2020版高考数学第四章导数及其应用第1节导数的概念与导数的计算习题(含解析)

浙江省2020版高考数学第四章导数及其应用第1节导数的概念与导数的计算习题(含解析)

第1节 导数的概念与导数的计算考试要求 1.了解导数概念的实际背景;2.通过函数图象直观理解导数的几何意义;3.能根据导数的定义求函数y =c (c 为常数),y =x ,y =1x,y =x 2,y =x 3,y =x 的导数;4.能利用基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数,能求简单复合函数(仅限于形如y =f (ax +b )的复合函数)的导数.知 识 梳 理1.函数y =f (x )在x =x 0处的导数(1)定义:称函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx=ΔyΔx 为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|x =x 0,即f ′(x 0)= Δy Δx=f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx.(2)几何意义:函数f (x )在点x 0处的导数f ′(x 0)的几何意义是在曲线y =f (x )上点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率.相应地,切线方程为y -y 0=f ′(x 0)(x -x 0). 2.函数y =f (x )的导函数如果函数y =f (x )在开区间(a ,b )内的每一点处都有导数,其导数值在(a ,b )内构成一个新函数,这个函数称为函数y =f (x )在开区间内的导函数.记作f ′(x )或y ′. 3.基本初等函数的导数公式4.导数的运算法则若f ′(x ),g ′(x )存在,则有: (1)[f (x )±g (x )]′=f ′(x )±g ′(x ); (2)[f (x )·g (x )]′=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x ); (3)⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )g (x )′=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2(g (x )≠0).5.复合函数的导数复合函数y =f (g (x ))的导数和函数y =f (u ),u =g (x )的导数间的关系为y x ′=y u ′·u x ′,即y 对x 的导数等于y 对u 的导数与u 对x 的导数的乘积. [常用结论与易错提醒]1.f ′(x 0)与x 0的值有关,不同的x 0,其导数值一般也不同.2.f ′(x 0)不一定为0,但[f (x 0)]′一定为0.3.奇函数的导数是偶函数,偶函数的导数是奇函数,周期函数的导数还是周期函数.4.函数y =f (x )的导数f ′(x )反映了函数f (x )的瞬时变化趋势,其正负号反映了变化的方向,其大小|f ′(x )|反映了变化的快慢,|f ′(x )|越大,曲线在这点处的切线越“陡”.基 础 自 测1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”) (1)f ′(x 0)与(f (x 0))′表示的意义相同.( ) (2)曲线的切线与曲线不一定只有一个公共点.( ) (3)(2x )′=x ·2x -1.( )(4)若f (x )=e 2x,则f ′(x )=e 2x.( )解析 (1)f ′(x 0)是函数f (x )在x 0处的导数,(f (x 0))′是常数f (x 0)的导数即(f (x 0))′=0;(3)(2x )′=2xln 2; (4)(e 2x)′=2e 2x.答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× 2.函数y =x cos x -sin x 的导数为( ) A.x sin x B.-x sin x C.x cos xD.-x cos x解析 y ′=(x cos x )′-(sin x )′=cos x -x sin x -cos x =-x sin x . 答案 B3.(2018·全国Ⅱ卷)曲线y =2ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为________________. 解析 ∵y =2ln(x +1),∴y ′=2x +1.当x =0时,y ′=2,∴曲线y =2ln(x +1)在点(0,0)处的切线方程为y -0=2(x -0),即y =2x . 答案 y =2x4.(2019·南通一调)若曲线y =x ln x 在x =1与x =t 处的切线互相垂直,则正数t 的值为________.解析 因为y ′=ln x +1, 所以(ln 1+1)(ln t +1)=-1, ∴ln t =-2,t =e -2. 答案 e -25.定义在R 上的函数f (x )满足f (x )=12f ′(1)e 2x -2+x 2-2f (0)x ,则f (0)=________;f (x )=________.解析 ∵f (x )=12f ′(1)e 2x -2+x 2-2f (0)x ,∴f ′(x )=f ′(1)e2x -2+2x -2f (0),∴f ′(1)=f ′(1)+2-2f (0),∴f (0)=1, 即1=12f ′(1)e -2,∴f ′(1)=2e 2,∴f (x )=e 2x+x 2-2x . 答案 1 e 2x+x 2-2x6.已知曲线y =e -x,则其图象上各点处的切线斜率的取值范围为________;该曲线在点(0,1)处的切线方程为________.解析 由题意得y ′=-e -x,则由指数函数的性质易得y ′=-e -x∈(-∞,0),即曲线y =e -x的图象上各点处的切线斜率的取值范围为(-∞,0).当x =0时,y ′=-e -0=-1,则曲线y =e -x在(0,1)处的切线的斜率为-1,则切线的方程为y -1=-1·(x -0),即x +y -1=0.答案 (-∞,0) x +y -1=0考点一 导数的运算【例1】 求下列函数的导数: (1)y =x 2sin x ; (2)y =cos x ex ;(3)y =x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2; (4)y =ln(2x -5).解 (1)y ′=(x 2)′sin x +x 2(sin x )′=2x sin x +x 2cos x .(2)y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x e x ′=(cos x )′e x-cos x (e x)′(e x )2=-sin x +cos x e x. (3)∵y =x sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=12x sin(4x +π)=-12x sin 4x , ∴y ′=-12sin 4x -12x ·4cos 4x=-12sin 4x -2x cos 4x .(4)令u =2x -5,y =ln u .则y ′=(ln u )′u ′=12x -5·2=22x -5,即y ′=22x -5.规律方法 求导一般对函数式先化简再求导,这样可以减少运算量,提高运算速度,减少差错,常用求导技巧有:(1)连乘积形式:先展开化为多项式的形式,再求导;(2)分式形式:观察函数的结构特征,先化为整式函数或较为简单的分式函数,再求导; (3)对数形式:先化为和、差的形式,再求导; (4)根式形式:先化为分数指数幂的形式,再求导;(5)三角形式:先利用三角函数公式转化为和或差的形式,再求导; (6)复合函数:由外向内,层层求导. 【训练1】 分别求下列函数的导数:(1)y =e xln x ;(2)y =x ⎝⎛⎭⎪⎫x 2+1x +1x 3;(3)y =x -sin x 2cos x2;(4)y =ln 1+2x .解 (1)y ′=(e x )′ln x +e x (ln x )′=e x ln x +e x·1x=⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +1x e x .(2)∵y =x 3+1+1x 2,∴y ′=3x 2-2x3.(3)∵y =x -12sin x ,∴y ′=1-12cos x .(4)∵y =ln 1+2x =12ln(1+2x ),∴y ′=12·11+2x ·(1+2x )′=11+2x .考点二 导数的几何意义多维探究角度1 求切线的方程【例2-1】 (1)(2019·绍兴一中模拟)已知函数f (x )=e x+2sin x ,则f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为( ) A.x +y -1=0 B.x +y +1=0 C.3x -y +1=0D.3x -y -1=0(2)已知曲线y =13x 3上一点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,83,则过点P 的切线方程为________.解析 (1)因为f (x )=e x+2sin x ,所以f ′(x )=e x+2cos x .所以f ′(0)=3,f (0)=1.由导数的几何意义可知,函数f (x )在点(0,f (0))处的切线方程为y -1=3x ,即为3x -y +1=0,故选C.(2)设切点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,13x 30,由y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3′=x 2,得y ′|x =x 0=x 20,即过点P 的切线的斜率为x 20,又切线过点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,83,若x 0≠2,则x 20=13x 30-83x 0-2, 解得x 0=-1,此时切线的斜率为1;若x 0=2,则切线的斜率为4. 故所求的切线方程是y -83=x -2或y -83=4(x -2),即3x -3y +2=0或12x -3y -16=0.答案 (1)C (2)3x -3y +2=0或12x -3y -16=0 角度2 求参数的值【例2-2】 (1)(2019·嘉兴检测)函数y =x 3-x 的图象与直线y =ax +2相切,则实数a =( ) A.-1 B.1 C.2D.4(2)(2019·杭州质检)若直线y =x 与曲线y =e x +m(m ∈R ,e 为自然对数的底数)相切,则m =( ) A.1 B.2 C.-1D.-2解析 (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧y ′=3x 2-1=a ①,y =x 3-x =ax +2 ②,将①代入②,消去a 得x 3-x =(3x 2-1)x +2,解得x =-1,则a =2,故选C. (2)设切点坐标为(x 0,e x 0+m).由y =ex +m,得y ′=ex +m,则切线的方程为y -e x 0+m =e x 0+m(x-x 0) ①,又因为切线y =x 过点(0,0),代入①得x 0=1,则切点坐标为(1,1),将(1,1)代入y =ex +m中,解得m =-1,故选C.答案 (1)C (2)C 角度3 公切线问题【例2-3】 (一题多解)已知曲线y =x +ln x 在点(1,1)处的切线与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切,则a =________. 解析 法一 ∵y =x +ln x , ∴y ′=1+1x,y ′|x =1=2.∴曲线y =x +ln x 在点(1,1)处的切线方程为y -1=2(x -1),即y =2x -1.∵y =2x -1与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切, ∴a ≠0(当a =0时曲线变为y =2x +1与已知直线平行). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -1,y =ax 2+(a +2)x +1消去y ,得ax 2+ax +2=0. 由Δ=a 2-8a =0,解得a =8. 法二 同法一得切线方程为y =2x -1.设y =2x -1与曲线y =ax 2+(a +2)x +1相切于点(x 0,ax 20+(a +2)x 0+1).∵y ′=2ax +(a +2),∴y ′|x =x 0=2ax 0+(a +2).由⎩⎪⎨⎪⎧2ax 0+(a +2)=2,ax 20+(a +2)x 0+1=2x 0-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-12,a =8.答案 8规律方法 (1)求切线方程的方法:①求曲线在点P 处的切线,则表明P 点是切点,只需求出函数在点P 处的导数,然后利用点斜式写出切线方程;②求曲线过点P 的切线,则P 点不一定是切点,应先设出切点坐标,然后列出切点坐标的方程解出切点坐标,进而写出切线方程.(2)处理与切线有关的参数问题,通常根据曲线、切线、切点的三个关系列出参数的方程并解出参数:①切点处的导数是切线的斜率;②切点在切线上;③切点在曲线上.【训练2】 (1)(2019·苏州调研)已知曲线f (x )=ax 3+ln x 在(1,f (1))处的切线的斜率为2,则实数a 的值是________.(2)若存在过点(1,0)的直线与曲线y =x 3和y =ax 2+154x -9(a ≠0)都相切,则a 的值为( ) A.-1或-2564B.-1或214C.-74或-2564D.-74或7解析 (1)f ′(x )=3ax 2+1x,则f ′(1)=3a +1=2,解得a =13.(2)由y =x 3得y ′=3x 2,设曲线y =x 3上任意一点(x 0,x 30)处的切线方程为y -x 30=3x 20(x -x 0),将(1,0)代入得x 0=0或x 0=32.①当x 0=0时,切线方程为y =0,由⎩⎪⎨⎪⎧y =0,y =ax 2+154x -9得ax 2+154x -9=0,Δ=⎝ ⎛⎭⎪⎫1542+4·a ·9=0得a =-2564. ②当x 0=32时,切线方程为y =274x -274,由⎩⎪⎨⎪⎧y =274x -274,y =ax 2+154x -9得ax 2-3x -94=0,Δ=32+4·a ·94=0得a =-1.综上①②知,a =-1或a =-2564.答案 (1)13(2)A基础巩固题组一、选择题1.若f (x )=2xf ′(1)+x 2,则f ′(0)等于( ) A.2 B.0 C.-2D.-4解析 ∵f ′(x )=2f ′(1)+2x ,∴令x =1,得f ′(1)=-2, ∴f ′(0)=2f ′(1)=-4. 答案 D2.设曲线y =e ax-ln(x +1)在x =0处的切线方程为2x -y +1=0,则a =( ) A.0 B.1 C.2D.3解析 ∵y =e ax-ln(x +1),∴y ′=a e ax-1x +1,∴当x =0时,y ′=a -1.∵曲线y =e ax-ln(x +1)在x =0处的切线方程为2x -y +1=0,∴a -1=2,即a =3.故选D. 答案 D3.曲线f (x )=x 3-x +3在点P 处的切线平行于直线y =2x -1,则P 点的坐标为( ) A.(1,3)B.(-1,3)C.(1,3)或(-1,3)D.(1,-3)解析 f ′(x )=3x 2-1,令f ′(x )=2,则3x 2-1=2,解得x =1或x =-1,∴P (1,3)或(-1,3),经检验,点(1,3),(-1,3)均不在直线y =2x -1上,故选C. 答案 C4.(2019·诸暨统考)已知f (x )的导函数为f ′(x ),若满足xf ′(x )-f (x )=x 2+x ,且f (1)≥1,则f (x )的解析式可能是( )A.x 2-x ln x +x B.x 2-x ln x -x C.x 2+x ln x +xD.x 2+2x ln x +x解析 由选项知f (x )的定义域为(0,+∞),由题意得xf ′(x )-f (x )x 2=1+1x,即⎣⎢⎡⎦⎥⎤f (x )x ′=1+1x ,故f (x )x =x +ln x +c (c 为待定常数),即f (x )=x 2+(ln x +c )x .又f (1)≥1,则c ≥0,故选C.答案 C5.(一题多解)(2018·全国Ⅰ卷)设函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax .若f (x )为奇函数,则曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为( )A.y =-2xB.y =-xC.y =2xD.y =x解析 法一 因为函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax 为奇函数,所以f (-x )=-f (x ),所以(-x )3+(a -1)(-x )2+a (-x )=-[x 3+(a -1)x 2+ax ],所以2(a -1)x 2=0.因为x ∈R ,所以a =1,所以f (x )=x 3+x ,所以f ′(x )=3x 2+1,所以f ′(0)=1,所以曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为y =x .故选D.法二 因为函数f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax 为奇函数,所以f (-1)+f (1)=0,所以 -1+a -1-a +(1+a -1+a )=0,解得a =1,此时f (x )=x 3+x (经检验,f (x )为奇函数),所以f ′(x )=3x 2+1,所以f ′(0)=1,所以曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为y =x .故选D.法三 易知f (x )=x 3+(a -1)x 2+ax =x [x 2+(a -1)x +a ],因为f (x )为奇函数,所以函数g (x )=x 2+(a -1)x +a 为偶函数,所以a -1=0,解得a =1,所以f (x )=x 3+x ,所以f ′(x )=3x 2+1,所以f ′(0)=1,所以曲线y =f (x )在点(0,0)处的切线方程为y =x .故选D. 答案 D6.已知y =f (x )是可导函数,如图,直线y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=( )A.-1B.0C.2D.4解析 由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13.∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1,所以g ′(3)=1+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13=0.答案 B 二、填空题7.(2018·天津卷)已知函数f (x )=e xln x ,f ′(x )为f (x )的导函数,则f ′(1)的值为________.解析 由题意得f ′(x )=e x ln x +e x·1x,则f ′(1)=e.答案 e8.(2018·全国Ⅲ卷)曲线y =(ax +1)e x在点(0,1)处的切线的斜率为-2,则a =________. 解析 y ′=(ax +1+a )e x,由曲线在点(0,1)处的切线的斜率为-2,得y ′|x =0=(ax +1+a )e x|x =0=1+a =-2,所以a =-3. 答案 -39.(2018·台州调考)已知函数f (x )=ax ln x ,x ∈(0,+∞),其中a 为实数,f ′(x )为f (x )的导函数,若f ′(1)=3,则a 的值为__________;f (x )在x =1处的切线方程为________. 解析 f ′(x )=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +x ·1x =a (1+ln x ),由于f ′(1)=a (1+ln 1)=a ,又f ′(1)=3,所以a =3.f (x )=3x ln x ,f (1)=0,∴f (x )在x =1处的切线方程为y =3(x -1),即为3x -y -3=0.答案 3 3x -y -3=010.设曲线y =e x在点(0,1)处的切线与曲线y =1x(x >0)在点P 处的切线垂直,则P 的坐标为________.解析 y ′=e x ,曲线y =e x 在点(0,1) 处的切线的斜率k 1=e 0=1.设P (m ,n ),y =1x(x >0)的导数为y ′=-1x 2(x >0),曲线y =1x (x >0)在点P 处的切线斜率k 2=-1m2(m >0),因为两切线垂直,所以k 1k 2=-1,所以m =1,n =1,则点P 的坐标为(1,1). 答案 (1,1) 三、解答题11.已知点M 是曲线y =13x 3-2x 2+3x +1上任意一点,曲线在M 处的切线为l ,求: (1)斜率最小的切线方程;(2)切线l 的倾斜角α的取值范围.解 (1)y ′=x 2-4x +3=(x -2)2-1≥-1,∴当x =2时,y ′min =-1,y =53, ∴斜率最小的切线过点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,53,斜率k =-1, ∴切线方程为3x +3y -11=0.(2)由(1)得k ≥-1,∴tan α≥-1,又∵α∈[0,π),∴α∈⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 故α的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,π2∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫3π4,π. 12.已知曲线y =13x 3+43. (1)求曲线在点P (2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P (2,4)的切线方程.解 (1)∵P (2,4)在曲线y =13x 3+43上,且y ′=x 2, ∴在点P (2,4)处的切线的斜率为y ′|x =2=4.∴曲线在点P (2,4)处的切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y =13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝⎛⎭⎪⎫x 0,13x 30+43,则切线的斜率为y ′|x =x 0=x 20.∴切线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 30+43=x 20(x -x 0),即y =x 20·x -23x 30+43.∵点P (2,4)在切线上,∴4=2x 20-23x 30+43,即x 30-3x 20+4=0,∴x 30+x 20-4x 20+4=0, ∴x 20(x 0+1)-4(x 0+1)(x 0-1)=0,∴(x 0+1)(x 0-2)2=0,解得x 0=-1或x 0=2,故所求的切线方程为x -y +2=0或4x -y -4=0.能力提升题组13.(2018·萧山月考)已知f 1(x )=sin x +cos x ,f n +1(x )是f n (x )的导函数,即f 2(x )=f 1′(x ),f 3(x )=f ′2(x ),…,f n +1(x )=f n ′(x ),n ∈N *,则f 2 018(x )等于( )A.-sin x -cos xB.sin x -cos xC.-sin x +cos xD.sin x +cos x解析 ∵f 1(x )=sin x +cos x ,∴f 2(x )=f 1′(x )=cos x -sin x ,∴f 3(x )=f 2′(x )=-sin x -cos x ,∴f 4(x )=f 3′(x )=-cos x +sin x ,∴f 5(x )=f 4′(x )=sin x +cos x ,∴f n (x )是以4为周期的函数,∴f 2 018(x )=f 2(x )=-sin x +cos x ,故选C.答案 C14.(2019·无锡模拟)关于x 的方程2|x +a |=e x有3个不同的实数解,则实数a 的取值范围为________.解析 由题意,临界情况为y =2(x +a )与y =e x 相切的情况,y ′=e x =2,则x =ln 2,所以切点坐标为(ln 2,2),则此时a =1-ln 2,所以只要y =2|x +a |图象向左移动,都会产生3个交点,所以a >1-ln 2,即a ∈(1-ln 2,+∞).答案 (1-ln 2,+∞)15.若直线y =kx +b 是曲线y =ln x +2的切线,也是曲线y =ln(x +1)的切线,则b =________.解析 y =ln x +2的切线为:y =1x 1·x +ln x 1+1(设切点横坐标为x 1). y =ln(x +1)的切线为:y =1x 2+1x +ln(x 2+1)-x 2x 2+1(设切点横坐标为x 2). ∴⎩⎪⎨⎪⎧1x 1=1x 2+1,ln x 1+1=ln (x 2+1)-x 2x 2+1, 解得x 1=12,x 2=-12,∴b =ln x 1+1=1-ln 2. 答案 1-ln 216.(2019·湖州适应性考试)已知函数f (x )=|x 3+ax +b |(a ,b ∈R ),若对任意的x 1,x 2∈[0,1],f (x 1)-f (x 2)≤2|x 1-x 2|恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析 当x 1=x 2时,f (x 1)-f (x 2)≤2|x 1-x 2|恒成立;当x 1≠x 2时,由f (x 1)-f (x 2)≤2|x 1-x 2|得f (x 1)-f (x 2)|x 1-x 2|≤2,故函数f (x )在(0,1)上的导函数f ′(x )满足|f ′(x )|≤2,函数y =x 3+ax +b 的导函数为y ′=3x 2+a ,其中[0,1]上的值域为[a ,a +3],则有⎩⎪⎨⎪⎧|a |≤2,|a +3|≤2,解得-2≤a ≤-1.综上所述,实数a 的取值范围为[-2,-1]. 答案 [-2,-1]17.设函数f (x )=ax -b x,曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程为7x -4y -12=0.(1)求f (x )的解析式;(2)证明曲线f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形面积为定值,并求此定值.解 (1)方程7x -4y -12=0可化为y =74x -3, 当x =2时,y =12.又f ′(x )=a +b x 2,于是⎩⎪⎨⎪⎧2a -b 2=12,a +b 4=74, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a =1,b =3.故f (x )=x -3x . (2)设P (x 0,y 0)为曲线上任一点,由y ′=1+3x 2知曲线在点P (x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0),即y -⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0-3x 0=⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3x 20(x -x 0).令x =0,得y =-6x 0,从而得切线与直线x =0的交点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,-6x 0.令y =x ,得y =x =2x 0,从而得切线与直线y =x 的交点坐标为(2x 0,2x 0).所以点P (x 0,y 0)处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积为S =12⎪⎪⎪⎪⎪⎪-6x 0|2x 0|=6.故曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形面积为定值,且此定值为6.18.如图,从点P 1(0,0)作x 轴的垂线交曲线y =e x于点Q 1(0,1),曲线在Q 1点处的切线与x 轴交于点P 2.再从P 2作x 轴的垂线交曲线于点Q 2,依次重复上述过程得到一系列点:P 1,Q 1;P 2,Q 2;…;P n ,Q n ,记P k 点的坐标为(x k ,0)(k =1,2,…,n ).(1)试求x k 与x k -1的关系(k =2,…,n );(2)求|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n |. 解 (1)设点P k -1的坐标是(x k -1,0), ∵y =e x ,∴y ′=e x, ∴Q k -1(x k -1,e x k -1),在点Q k -1(x k -1,e x k -1)处的切线方程是y -e x k -1 =e x k -11(x -x k -1),令y =0,则 x k =x k -1-1(k =2,…,n ).(2)∵x 1=0,x k -x k -1=-1, ∴x k =-(k -1),∴|P k Q k |=e xk =e -(k -1), 于是有|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n | =1+e -1+e -2+…+e -(n -1) =1-e -n 1-e -1=e -e 1-n e -1, 即|P 1Q 1|+|P 2Q 2|+|P 3Q 3|+…+|P n Q n |=e -e 1-n e -1.。

2020年浙江省高考数学试卷(原卷版)

2020年浙江省高考数学试卷(原卷版)
17.设 , 为单位向量,满足 , , ,设 , 的夹角为 ,则 的最小值为_______.
三、解答题:本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
18.在锐角△ABC中,角A,B,C 对边分别为a,b,c,且 .
(I)求角B;
(II)求cosA+cosB+cosC 取值范围.
21.如图,已知椭圆 ,抛物线 ,点A是椭圆 与抛物线 的交点,过点A的直线l交椭圆 于点B,交抛物线 于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若 ,求抛物线 的焦点坐标;
(Ⅱ)若存在不过原点 直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值.
22.已知 ,函数 ,其中e=2.71828…为自然对数的底数.
(Ⅰ)证明:函数 在 上有唯一零点;
参考公式:
如果事件A,B互斥,那么
如果事件A,B相互独立,那么
如果事件A在一次试验中发生的概率是p,那么n次独立重复试验中事件A恰好发生k次的概率
台体的体积公式
其中 分别表示台体的上、下底面积, 表示台体的高
柱体的体积公式
其中 表示柱体的底面积, 表示柱体的高
锥体的体积公式
其中 表示锥体的底面积, 表示锥体的高
A. 1B. –1C. 2D. –2
3.若实数x,y满足约束条件 ,则z=2x+y的取值范围是( )
A. B. C. D.
4.函数y=xcosx+sinx在区间[–π,+π]的图象大致为( )
A. B.
C. D.
5.某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积(单位:cm3)是( )
A. B. C. 3D. 6
A. 2a4=a2+a6B. 2b4=b2+b6C. D.

2020年高考数学真题(共13套)后附解析

2020年高考数学真题(共13套)后附解析

2020年高考数学真题(共13套)后附解析一、2020年全国甲卷高考数学真题1. 选择题(1)设a,b为实数,若|a|=b,则a的值为()A. a=bB. a=±bC. a=0D. a=±1(2)已知函数f(x)=2x+1,则f(f(1))的值为()A. 5B. 6C. 7D. 8(3)下列函数中,既是奇函数又是减函数的是()A. y=x^3B. y=x^2C. y=|x|D. y=x^3-x(4)在等差数列{an}中,若a1=1,a3=3,则数列的公差d为()A. 1B. 2C. 3D. 4(5)已知复数z=(1+i)^5,则z的实部为()A. 0B. 1C. 2D. 4(6)若点P在直线y=2x+1上,且P到原点的距离等于5,则点P的坐标为()A. (2, 5)B. (3, 7)C. (4, 9)D. (5, 11)2. 填空题(7)已知函数f(x)=x^2-2x+1,则f(x)的最小值为______。

(8)若向量a=(2, 3),b=(-1, 2),则2a-3b=______。

(9)在三角形ABC中,a=3,b=4,cosA=3/5,则sinB的值为______。

(10)已知等比数列{an}中,a1=1,公比q=2,则数列的前5项和为______。

3. 解答题(11)求函数f(x)=x^3-3x的最小值。

(12)已知函数f(x)=ax^2+bx+c(a≠0),且f(1)=3,f(-1)=5,f(2)=10,求f(x)的表达式。

(13)在△ABC中,a=5,b=8,C=120°,求△ABC的面积。

(14)已知数列{an}的通项公式为an=2^n,求证数列{an}是递增数列。

二、2020年全国乙卷高考数学真题1. 选择题(1)若函数f(x)=lg(x^2-2x),则f(x)的定义域为()A. (-∞, 0)∪(2, +∞)B. (-∞, 1)∪(1, +∞)C. (0, 2)D. (-∞, 0)∪(0, 2)(2)在等差数列{an}中,若a1=3,a5=15,则数列的公差d为()A. 3B. 4C. 5D. 6(3)已知点A(2, 3),点B在直线y=-x上,且AB的长度为5,则点B的坐标为()A. (-3, 3)B. (-3, 4)C. (-2, 2)D. (-1, 1)(4)下列函数中,既是偶函数又是周期函数的是()A. y=sinxB. y=cosxC. y=tanxD. y=e^x(5)若复数z满足|z|=1,且z的实部为正数,则z在复平面内对应的点位于()A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限(6)已知△ABC的三边长分别为a,b,c,若a^2+b^2=c^2,则△ABC是()A. 锐角三角形B. 钝角三角形C. 直角三角形D. 等腰三角形2. 填空题(7)已知函数f(x)=x^2-4x+3,则f(x)的零点为______。

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1
2
1 1 1
(第5题图)
侧视图 俯视图
绝密 ★ 启用前
2020年普通高等学校招生全国统一考试
数 学
本试题卷分选择题和非选择题两部分。

全卷共4页,选择题部分1至2页;非选择题部分3至4页。

满分150分。

考试用时120分钟。

考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。

2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。

参考公式:
若事件,A B 互斥,则
()()()P A B P A P B +=+
若事件,A B 相互独立,则
()()()P AB P A P B =
若事件A 在一次试验中发生的概率是p ,则n 次 独立重复试验中事件A 恰好发生k 次的概率
()(1)(0,1,2,,)
k k
n k n n P k C p p k n -=-=
台体的体积公式
11221
()3
V S S S S h =
其中1S ,2S 分别表示台体的上、下底面积,
h 表示台体的高
柱体的体积公式
V Sh =
其中S 表示柱体的底面积,h 表示柱体的高 锥体的体积公式
1
3V Sh =
其中S 表示锥体的底面积,表示锥体的高 球的表面积公式 2=4S R π 球的体积公式
34
3V R π=
其中表示球的半径
选择题部分(共40分)
一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40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{}
14P x x =<<,{}
2Q x x =<<3,则P Q =
A.{
}1x x <≤2
B.{
}2x x <<3
C.{
}3x x ≤<4
D.{}
1x x <<4
2. 已知a R ∈,若1(2)a a i -+-(i 为虚数单位)是实数,则=a
A.1
B.-1
C.2
D.-2
3. 若实数,x y 满足约束条件310
3x y x y -+⎧⎨+-⎩
≤≥0,则2Z x y =+的取值范围是
A.(]
,-∞4
B.[)4+∞,
C.[)5+∞,
D.()-∞+∞,
4. 函数
cos sin y x x x =+在区间[],ππ-上的图像,可能是
A
B
C
D
5. 某几何体的三视图(单位:cm )如图所示,则该几何体的体积(单位:3
cm )是
A.
73
B.
143
C.3
D.6
6. 已知空间中不过同一点的三条直线,,l m n .“,,l m n 共面”是“,,l m n ”
相交的
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
7. 已知等差数列
{}n a 的前n 项和为n S ,公差0d ≠,
1
1a d
≤.记12b S =,1222n n n b S S +-=-,*
n N ∈,下列等式不可能成立的是
A.4
262a a a =+
B.4
262b b b =+
C.2
428=a a a
D.2
4
28b b b =
8. 已知点O (0,0),A (-2,0),B (2,0).设点P 满足
2PA PB -=,且P 为函数2
34y x =-图像上的点,则
OP
= 22
410
7 109. 已知,a b R ∈且,0a b ≠,对于任意0x ≥均有()()(2)0x a x b x a b ----≥,则
A.0a <
B.0a >
C.0b <
D.0b >
10.设集合S T ,,**S N T N ⊆⊆,,S T ,中字至少有两个元素,且S T ,满足:
①对于任意的x y S ∈,,若x y ≠,则xy T ∈;
②对于任意的x y T ∈,,若x y <,则
y
S x
∈.下列命题正确的是 A.若S 有4个元素,则S T 有7个元素 B.若S 有4个元素,则S T 有6个元素, C.若S 有3个元素,则S T 有5个元素
D.

S 有3个元素,则S T 有四个元素
h R 姓名: 准考证号:
非选择题部分(共110分)
二、填空题:本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分。

11.我国古代数学家杨辉、宋世杰等研究过高阶等差数列求和问题,如数列(1)2n n +⎧⎫⎨⎬
⎩⎭
就是二阶等差数
列,数列(1)2n n +⎧⎫⎨⎬
⎩⎭
(*n N ∈)的前3项和是 .
12.二项展开式5
2
3
4
5
01234512)x a a x a x a x a x a x +=+++++(,则4a = ,
135a a a ++= . 13.已知tan 2θ
=,则cos2θ= ,tan()4
π
θ-= .
14.已知圆锥的侧面积(单位:2
cm )为2π,且它的侧面展开图是一个半圆,则这个圆锥的底面半径(单
位:cm )是 . 15.已知直线
y kx b =+(0k >)与圆221x y +=和圆22(4)1x y -+=均相切,则k = ,
b = .
16.盒中有4个球,其中1个红球,1个绿球,2个黄球,从盒中随机取球,每次取1个不放回,直到取
出红球为止,设此过程中取到黄球的个数为ξ,则(0)P ξ== ,()E ξ= .
17.已知平面向量1e ,2e 满足
1222e e -≤
,设12a
e e =+,123b e e =+,向量,a b 的夹角为θ,
则2
cos
θ的最小值是 .
三、解答题:本大题有5小题,共 74分。

解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。

18.(本题满分14分)在锐角ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,
b ,
c ,已知2sin 30b A a -=。

(Ⅰ)求角B 的大小;
(Ⅱ)求cos cos cos A B C ++的取值范围.
19.(本题满分15分)如图,在三棱台ABC DEF -中,平面ACFD ABC ⊥平面,
45ACB ACD ∠=∠=︒,2DC BC =.
(Ⅰ)证明EF DB ⊥;
(Ⅱ)求直线DF 与平面DBC 所成角的正弦值.
20.(本题满分15分)已知数列{}n a ,{}n b ,{}n c 满足1111a b c ===1n n n c a a +=-,,
12
n
n n n b c c b ++=,*n N ∈
(Ⅰ)若{}n b 为等比数列,公比0q >,且1236b b b +=,求q 的值及数列{}n a 的通项公式
(Ⅱ)若{}n b 为等差数列,公差0d >,证明:1231...1n c c c c d
++++<+,*n N ∈.
21.(本题满分15分)如图,已知椭圆1C :2
212
x y +=,抛物线2C :22y px =(0p >),点A 是椭圆1C 与抛物线2C 的交点,过点A 的直线l 交椭圆1C 于点B ,交抛物线2C 与点M (,B M 不同于A )。

(Ⅰ)若
1
16
p =
,求抛物线2C 的焦点坐标; (Ⅱ)若存在不过原点的直线l 使M 为线段AB 的中点,求p 的
最大值.
22.(本题满分15分)已知12a <≤,函数
()x f x e x a =--,其中 2.71828...e =是自然对数的底数.
(Ⅰ)证明:函数()y f x =在(0,)+∞上有唯一零点; (Ⅱ)记0x 为函数()y f x =在(0,)+∞上的零点,证明:
(i )
012(1)a x a -≤≤-;
(ii )00
()(1)(1)x x f e e a a ≥--.
(第19题图)
(第21题图)。

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