2014高考数学二轮专题突破文科专题三第1讲

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2014年高考数学(文)二轮专题复习篇教案:专题一 数学思想方法 专题一 第一讲

2014年高考数学(文)二轮专题复习篇教案:专题一 数学思想方法 专题一 第一讲

专题一数学思想方法第一讲函数与方程思想1.函数与方程思想的含义(1)函数的思想,是用运动和变化的观点,分析和研究数学中的数量关系,是对函数概念的本质认识,建立函数关系或构造函数,运用函数的图象和性质去分析问题、转化问题,从而使问题获得解决.经常利用的性质是单调性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、图象变换等.(2)方程的思想,就是分析数学问题中变量间的等量关系,建立方程或方程组,或者构造方程,通过解方程或方程组,或者运用方程的性质去分析、转化问题,使问题获得解决.方程的教学是对方程概念的本质认识,用于指导解题就是善于利用方程或方程组的观点观察处理问题.方程思想是动中求静,研究运动中的等量关系.2.函数与方程的思想在解题中的应用(1)函数与不等式的相互转化,对函数y=f(x),当y>0时,就化为不等式f(x)>0,借助于函数的图象和性质可解决有关问题,而研究函数的性质也离不开不等式.(2)数列的通项与前n项和是自变量为正整数的函数,用函数的观点去处理数列问题十分重要.(3)解析几何中的许多问题,需要通过解二元方程组才能解决.这都涉及二次方程与二次函数的有关理论.(4)立体几何中有关线段、角、面积、体积的计算,经常需要运用列方程或建立函数表达式的方法加以解决,建立空间直角坐标系后,立体几何与函数的关系更加密切.1.(2013·陕西)在如图所示的锐角三角形空地中,欲建一个面积不小于300 m2的内接矩形花园(阴影部分),则其边长x(单位:m)的取值范围是()A.[15,20] B.[12,25]C.[10,30] D.[20,30]答案 C解析 如图,△ADE ∽△ABC ,设矩形的另一边长为y ,则S △ADES △ABC=⎝ ⎛⎭⎪⎫40-y 402=⎝⎛⎭⎫x 402,所以y =40-x ,由题意知xy ≥300,即x (40- x )≥300,整理得x 2-40x +300≤0,解不等式得10≤x ≤30. 2. (2013·课标全国Ⅱ)设a =log 36,b =log 510,c =log 714,则( )A .c >b >aB .b >c >aC .a >c >bD .a >b >c答案 D解析 设a =log 36=1+log 32=1+1log 23,b =log 510=1+log 52=1+1log 25,c =log 714=1+log 72=1+1log 27,显然a >b >c .3. (2012·浙江)设a >0,b >0,e 是自然对数的底数( )A .若e a +2a =e b +3b ,则a >bB .若e a +2a =e b +3b ,则a <bC .若e a -2a =e b -3b ,则a >bD .若e a -2a =e b -3b ,则a <b 答案 A解析 当0<a ≤b 时,显然e a ≤e b ,且2a ≤2b <3b , ∴e a +2a <e b +3b ,即e a +2a ≠e b +3b 成立, 所以它的逆否命题:若e a +2a =e b +3b , 则a >b 成立,故A 正确,B 错误; 当0<a ≤b ,由e a ≤e b ,2a <3b , 知e a -2a 与e b -3b 的大小关系不确定, 故C 错误;同理,D 错误.4. (2013·北京)若等比数列{a n }满足a 2+a 4=20,a 3+a 5=40,则公比q =________;前n 项和S n =________. 答案 2 2n +1-2解析 设等比数列的公比为q ,由a 2+a 4=20,a 3+a 5=40.∴20q =40,且a 1q +a 1q 3=20,解之得q =2,且a 1=2.因此S n =a 1(1-q n )1-q=2n +1-2.5. (2013·安徽)已知直线y =a 交抛物线y =x 2于A ,B 两点.若该抛物线上存在点C ,使得∠ACB 为直角,则a 的取值范围为________. 答案 [1,+∞)解析 以AB 为直径的圆的方程为x 2+(y -a )2=a ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =x2x 2+(y -a )2=a 得y 2+(1-2a )y +a 2-a =0. 即(y -a )[y -(a -1)]=0,则由题意得⎩⎨⎧a >0a -1≥0,解得a ≥1.题型一 利用函数与方程思想求解最值、范围问题例1 (1)设直线x =t 与函数f (x )=x 2,g (x )=ln x 的图象分别交于点M 、N ,则当|MN |达到最小时t 的值为( )A .1B.12C.52D.22(2)若a ,b 是正数,且满足ab =a +b +3,则ab 的取值范围为________.审题破题 (1)由题意可知|MN |=f (x )-g (x )=x 2-ln x ,因此该问题可转化为:求x 为何值时,函数F (x )=x 2-ln x 取得最小值.(2)由ab =a +b +3变形可得b =a +3a -1,从而求ab =a (a +3)a -1的取值范围问题可转化为求函数f (a )=a (a +3)a -1的值域问题;若设ab =t ,则a +b =t -3,从而a ,b 可看成方程x 2-(t-3)x +t =0的两根,利用方程的思想解决. 答案 (1)D (2)[9,+∞)解析 (1)可知|MN |=f (x )-g (x )=x 2-ln x . 令F (x )=x 2-ln x ,则F ′(x )=2x -1x =2x 2-1x,所以当0<x <22时,F ′(x )<0,F (x )单调递减;当x >22时,F ′(x )>0,F (x )单调递增,故当x =22时,F (x )有最小值,即|MN |达到最小.(2)方法一 (看成函数的值域) ∵ab =a +b +3,a ≠1,∴b =a +3a -1.而b >0,∴a +3a -1>0.即a >1或a <-3,又a >0,∴a >1,故a -1>0.∴ab =a ·a +3a -1=(a -1)2+5(a -1)+4a -1=(a -1)+4a -1+5≥9.当且仅当a -1=4a -1,即a =3时取等号.∴ab 的取值范围是[9,+∞). 方法二 若设ab =t ,则a +b =t -3,所以a ,b 可看成方程x 2-(t -3)x +t =0的两个正根.从而有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(t -3)2-4t ≥0,a +b =t -3>0,ab =t >0,即⎩⎪⎨⎪⎧t ≤1或t ≥9,t >3,t >0,解得t ≥9,即ab ≥9.所以ab 的取值范围是[9,+∞).反思归纳 (1)求参数的取值范围,一般有两种途径:其一,充分挖掘题设条件中的不等关系,构建以待求字母为元的不等式(组)求解;其二,充分应用题设中的等量关系,将待求参数表示成其他变量的函数,然后,应用函数知识求值域.(2)当问题中出现多个变量时,往往要利用等量关系减少变量的个数,如果最后能把其中一个变量表示成关于另一个变量的表达式,那么就可用研究函数的方法将问题解决.变式训练1 若点O 和点F (-2,0)分别是双曲线x 2a2-y 2=1 (a >0)的中心和左焦点,点P 为双曲线右支上的任意一点,则OP →·FP →的取值范围为 ( )A .[3-23,+∞)B .[3+23,+∞)C.⎣⎡⎭⎫-74,+∞D .⎣⎡⎭⎫74,+∞ 答案 B解析 因为F (-2,0)是已知双曲线的左焦点,所以a 2+1=4,即a 2=3,所以双曲线方程为x 23-y 2=1.设点P (x 0,y 0),则有x 203-y 20=1 (x 0≥3),解得y 20=x 203-1 (x 0≥3),因为FP →=(x 0+2,y 0),OP →=(x 0,y 0),所以OP →·FP →=x 0(x 0+2)+y 20=x 0(x 0+2)+x 203-1=4x 203+2x 0-1,此二次函数对应的抛物线的对称轴为直线x 0=-34,因为x 0≥3,所以当x 0=3时,OP →·FP →取得最小值43×3+23-1=3+23,故OP →·FP →的取值范围是[3+23,+∞).题型二 利用函数与方程思想研究方程根的问题例2 如果方程cos 2x -sin x +a =0在(0,π2]上有解,求a 的取值范围.审题破题 可分离变量为a =-cos 2x +sin x ,转化为确定的相关函数的值域.解 方法一 设f (x )=-cos 2x +sin x (x ∈(0,π2]).显然当且仅当a 属于f (x )的值域时,a =f (x )有解.∵f (x )=-(1-sin 2x )+sin x =(sin x +12)2-54,且由x ∈(0,π2]知sin x ∈(0,1].易求得f (x )的值域为(-1,1]. 故a 的取值范围是(-1,1].方法二 令t =sin x ,由x ∈(0,π2],可得t ∈(0,1].将方程变为t 2+t -1-a =0. 依题意,该方程在(0,1]上有解. 设f (t )=t 2+t -1-a .其图象是开口向上的抛物线,对称轴t =-12,如图所示.因此f (t )=0在(0,1]上有解等价于⎩⎪⎨⎪⎧f (0)<0f (1)≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧-1-a <01-a ≥0,∴-1<a ≤1.故a 的取值范围是(-1,1]. 反思归纳 研究此类含参数的三角、指数、对数等复杂方程解的问题,通常有两种处理思路:一是分离参数构建函数,将方程有解转化为求函数的值域;二是换元,将复杂方程问题转化为熟悉的二次方程,进而利用二次方程解的分布情况构建不等式或构造函数加以解决.变式训练2 已知方程9x -2·3x +(3k -1)=0有两个实根,求实数k 的取值范围.解 令3x =t ,则方程化为t 2-2t +(3k -1)=0;(*) 要使原方程有两个实根,方程(*)必须有两个正根, ∴⎩⎪⎨⎪⎧Δ=(-2)2-4(3k -1)≥0,t 1·t 2=3k -1>0,t 1+t 2=2>0,解得13<k ≤23.故实数k 的取值范围是⎝⎛⎦⎤13,23.题型三 利用函数与方程思想求解不等式问题例3 已知f (t )=log 2t ,t ∈[2,8],对于f (t )值域内的所有实数m ,不等式x 2+mx +4>2m +4x 恒成立,求x 的取值范围.审题破题 本题可先求出m 的范围,不等式x 2+mx +4>2m +4x 恒成立可转化为函数g (m )=m (x -2)+(x -2)2的值恒大于0.解 ∵t ∈[2,8],∴f (t )∈⎣⎡⎦⎤12,3.原题转化为当m ∈⎣⎡⎦⎤12,3时,不等式x 2+mx +4>2m +4x 恒成立,即m (x -2)+(x -2)2>0恒成立.令g (m )=m (x -2)+(x -2)2,m ∈⎣⎡⎦⎤12,3, 问题转化为g (m )在m ∈⎣⎡⎦⎤12,3上恒大于0, 则⎩⎪⎨⎪⎧ g ⎝⎛⎭⎫12>0,g (3)>0, 即⎩⎪⎨⎪⎧12(x -2)+(x -2)2>0,3(x -2)+(x -2)2>0. 解得x >2或x <-1.反思归纳 在解决不等式问题时,一种最重要的思想方法就是构造适当的函数利用函数的图象和性质解决问题.同时要注意在一个含多个变量的数学问题中,需要确定合适的变量和参数,从而揭示函数关系,使问题更明朗化.一般地,已知存在范围的量为变量,而待求范围的量为参数.变式训练3 设不等式2x -1>m (x -1)对满足|m |≤2的一切实数m 的取值都成立,则x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0,34 B .(2,+∞) C.⎝⎛⎭⎫34,+∞D .(-∞,2)答案 C解析 原不等式即(x -1)m -(2x -1)<0,设f (m )=(x -1)m -(2x -1),则问题转化为求一次函数f (m )的值在区间[-2,2]内恒为负时应满足的条件,得⎩⎪⎨⎪⎧ f (2)<0,f (-2)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧2(x -1)-(2x -1)<0,-2(x -1)-(2x -1)<0,解得x >34.题型四 利用函数与方程思想解决数列问题例4 设数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =n 2-4n +4.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n 2n ,数列{b n }的前n 项和为T n ,求证:14≤T n <1.审题破题 可将T n 看作关于自然数n 的函数,通过函数的单调性来证明不等式. (1)解 当n =1时,a 1=S 1=1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-4n +4-[(n -1)2-4(n -1)+4]=2n -5. ∵a 1=1不适合上式,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧1, n =12n -5, n ≥2.(2)证明 由题意知b n=an 2n=⎩⎪⎨⎪⎧12, n =12n -52n, n ≥2.当n =1时,T 1=12,当n ≥2时,T n =12+-122+123+…+2n -52n ,① 12T n =122+-123+124+…+2n -72n +2n -52n +1,②①-②得:12T n =12-222+2⎝⎛⎭⎫123+…+12n -2n -52n +1 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n -2-2n -52n +1, ∴T n =1-2n -12n (n ≥2),当n =1时也适合上式.故T n =1-2n -12n (n ∈N *).∵2n -12n >0 (n ∈N *),∴T n <1.当n ≥2时,T n +1-T n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1-2n +12n +1-⎝⎛⎭⎪⎫1-2n -12n=2n -32n +1>0,∴T n <T n +1 (n ≥2). ∵T 1=12,T 2=1-34=14,∴T 2<T 1.故T n ≥T 2,即T n ≥14(n ∈N *).综上,14≤T n <1 (n ∈N *).反思归纳 (1)数列的本质是定义域为正整数集或其有限子集的函数,数列的通项公式即为相应的解析式,因此在解决数列问题时,应注意用函数的思想求解.(2)数列不等式问题,可以通过变形、整理,转化为数列所对应的函数的单调性问题解决. 变式训练4 (2012·浙江)设S n 是公差为d (d ≠0)的无穷等差数列{a n }的前n 项和,则下列命题错误..的是( )A .若d <0,则数列{S n }有最大项B .若数列{S n }有最大项,则d <0C .若数列{S n }是递增数列,则对任意n ∈N *,均有S n >0D .若对任意n ∈N *,均有S n >0,则数列{S n }是递增数列 答案 C解析 设{a n }的首项为a 1,则S n =na 1+12n (n -1)d =d2n 2+⎝⎛⎭⎫a 1-d 2n . 由二次函数性质知S n 有最大值时,则d <0,故A 、B 正确;因为{S n }为递增数列,则d >0,不妨设a 1=-1,d =2,显然{S n }是递增数列,但S 1=-1<0,故C 错误;对任意n ∈N *,S n 均大于0时,a 1>0,d >0,{S n }必是递增数列,D 正确.典例 (14分)(2012·北京)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点为A (2,0),离心率为22.直线y =k (x -1)与椭圆C 交于不同的两点M ,N . (1)求椭圆C 的方程. (2)当△AMN 的面积为103时,求k 的值. 规范解答解 (1)由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,c a =22,a 2=b 2+c 2,解得b = 2.所以椭圆C 的方程为x 24+y 22=1.[4分](2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -1),x 24+y 22=1得(1+2k 2)x 2-4k 2x +2k 2-4=0.[5分]设点M ,N 的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),则y 1=k (x 1-1),y 2=k (x 2-1),x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2-41+2k 2.[8分] 所以|MN |=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2] =2(1+k 2)(4+6k 2)1+2k 2.[10分]又因为点A (2,0)到直线y =k (x -1)的距离d =|k |1+k2,所以△AMN 的面积为S =12|MN |·d =|k |4+6k 21+2k 2.[12分] 由|k |4+6k 21+2k 2=103,解得k =±1.∴k 的值为1或-1.[14分]评分细则 (1)不列方程没有a 2=b 2+c 2,扣1分;(2)求|MN |时直接使用弦长公式没有中间变形,扣1分;(3)最后结论不写不扣分.阅卷老师提醒 (1)本题易错点:不会整合题目条件,没有列出方程求b 、c ;运算能力较差,用弦长表示面积出现计算错误;(2)阅卷中发现考生的快捷解法:直线y =k (x -1)过定点T (1,0),则S △AMN =12·|AT |·|y 1-y 2|,大大简化运算过程.1. 在正实数集上定义一种运算“*”:当a ≥b 时,a *b =b 3;当a <b 时,a *b =b 2,则满足3*x =27的x 的值为( )A .3B .1或9C .1或 2D .3或3 3答案 D解析 由题意得⎩⎨⎧ x ≤3x 3=27或⎩⎨⎧x >3x 2=27,解得x =3或3 3.2. (2012·课标全国)设F 1,F 2是椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点,P 为直线x =3a2上一点,△F 2PF 1是底角为30°的等腰三角形,则E 的离心率为( )A.12B.23C.34D.45 答案 C解析 由题意,知∠F 2F 1P =∠F 2PF 1=30°,∴∠PF 2x =60°.∴|PF 2|=2×⎝⎛⎭⎫32a -c =3a -2c . ∵|F 1F 2|=2c ,|F 1F 2|=|PF 2|, ∴3a -2c =2c ,∴e =c a =34.3. 方程x 2-32x -m =0在x ∈[-1,1]上有实根,则m 的取值范围是( )A .m ≤-916B .-916<m <52C .m ≥52D .-916≤m ≤52答案 D解析 m =x 2-32x =⎝⎛⎭⎫x -342-916,x ∈[-1,1]. 当x =-1时,m 取最大值为52,当x =34时,m 取最小值为-916,∴-916≤m ≤52.4. 已知函数f (x )=⎝⎛⎭⎫13x ,等比数列{a n }的前n 项和为f (n )-c ,则a n 的最小值为( )A .-1B .1 C.23 D .-23 答案 D解析 由题设,得a 1=f (1)-c =13-c ; a 2=[f (2)-c ]-[f (1)-c ]=-29; a 3=[f (3)-c ]-[f (2)-c ]=-227, 又数列{a n }是等比数列,∴⎝⎛⎭⎫-292=⎝⎛⎭⎫13-c ×⎝⎛⎭⎫-227,∴c =1. 又∵公比q =a 3a 2=13, 所以a n =-23⎝⎛⎭⎫13n -1=-2⎝⎛⎭⎫13n ,n ∈N *. 因此,数列{a n }是递增数列,∴n =1时,a n 有最小值a 1=-23. 5. 对于满足0≤p ≤4的实数p ,使x 2+px >4x +p -3恒成立的x 的取值范围是__________.答案 (-∞,-1)∪(3,+∞)解析 x 2+px >4x +p -3对于0≤p ≤4恒成立可以变形为x 2-4x +3+p (x -1)>0对于0≤p ≤4恒成立,所以一次函数f (p )=(x -1)p +x 2-4x +3在区间[0,4]上的最小值大于0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3>0x 2-1>0, 所以x 的取值范围是(-∞,-1)∪(3,+∞).6. 设f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,当x <0时,f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0,且g (-3)=0,则不等式f (x )g (x )<0的解集是________.答案 (-∞,-3)∪(0,3)解析 设F (x )=f (x )g (x ),由于f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,得F (-x )=f (-x )·g (-x )=-f (x )g (x )=-F (x ),即F (x )为奇函数.又当x <0时,F ′(x )=f ′(x )g (x )+f (x )g ′(x )>0,所以x <0时,F (x )为增函数.因为奇函数在对称区间上的单调性相同,所以x >0时,F (x )也是增函数.因为F (-3)=f (-3)g (-3)=0=-F (3).所以F (x )<0的解集是(-∞,-3)∪(0,3)(草图如图所示).专题限时规范训练一、选择题1. 函数f (x )的定义域为R ,f (-1)=2,对任意x ∈R ,f ′(x )>2,则f (x )>2x +4的解集为( )A .(-1,1)B .(-1,+∞)C .(-∞,-1)D .(-∞,+∞) 答案 B解析 设φ(x )=f (x )-(2x +4),则φ′(x )=f ′(x )-2>0,∴φ(x )在R 上为增函数,又φ(-1)=f (-1)-(-2+4)=0,∴由φ(x )>0可得x >-1.故f (x )>2x +4的解集为(-1,+∞).2. 若函数f (x )、g (x )分别为R 上的奇函数、偶函数,且满足f (x )-g (x )=e x ,则有 ( )A .f (2)<f (3)<g (0)B .g (0)<f (3)<f (2)C .f (2)<g (0)<f (3)D .g (0)<f (2)<f (3) 答案 D解析 由题意得f (x )-g (x )=e x ,f (-x )-g (-x )=e -x ,即-f (x )-g (x )=e -x ,由此解得f (x )=e x -e -x 2,g (x )=-e x +e -x 2,g (0)=-1,函数f (x )=e x -e -x 2在R 上是增函数,且f (3)>f (2)=e 2-e -22>0,因此g (0)<f (2)<f (3),选D. 3. 设函数D (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 1,x 为有理数,0,x 为无理数,则下列结论错误的是 ( )A .D (x )的值域为{0,1}B .D (x )是偶函数C .D (x )不是周期函数D .D (x )不是单调函数答案 C 解析 利用函数的单调性、奇偶性、周期性定义判断可得.由已知条件可知,D (x )的值域是{0,1},选项A 正确;当x 是有理数时,-x 也是有理数,且D (-x )=1,D (x )=1,故D (-x )=D (x ),当x 是无理数时,-x 也是无理数,且D (-x )=0,D (x )=0,即D (-x )=D (x ),故D (x )是偶函数,选项B 正确;当x 是有理数时,对于任一非零有理数a ,x +a 是有理数,且D (x +a )=1=D (x ), 当x 是无理数时,对于任一非零有理数b ,x +b 是无理数,所以D (x +b )=D (x )=0,故D (x )是周期函数,但不存在最小正周期,选项C 不正确; 由实数的连续性易知,不存在区间I ,使D (x )在区间I 上是增函数或减函数,故D (x )不是单调函数,选项D 正确.4. 等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且4a 1,2a 2,a 3成等差数列,若a 1=1,则S 4等于( )A .7B .8C .15D .16 答案 C解析 设等比数列{a n }的公比为q ,则由4a 1,2a 2,a 3成等差数列,得4a 2=4a 1+a 3. ∴4a 1q =4a 1+a 1q 2.∴q 2-4q +4=0.∴q =2,∴S 4=a 1(1-q 4)1-q=15. 5. (2012·陕西)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对边的长分别为a ,b ,c ,若a 2+b 2=2c 2,则cos C 的最小值为( ) A.32 B.22C.12 D .-12 答案 C解析 ∵cos C =a 2+b 2-c 22ab =c 22ab, 又∵a 2+b 2≥2ab ,∴2ab ≤2c 2.∴cos C ≥12.∴cos C 的最小值为12. 6. 若a >1,则双曲线x 2a 2-y 2(a +1)2=1的离心率e 的取值范围是 ( ) A .(1,2) B .(2,5) C .[2,5]D .(3,5) 答案 B解析 e 2=⎝⎛⎭⎫c a 2=a 2+(a +1)2a 2=1+⎝⎛⎭⎫1+1a 2,因为当a >1时,0<1a<1,所以2<e 2<5,即2<e < 5.7. 设函数f (x )=x 3+sin x ,若0≤θ≤π2时,f (m cos θ)+f (1-m )>0恒成立,则实数m 的取值范围是( ) A .(0,1)B .(-∞,0)C .(-∞,1)D.⎝⎛⎭⎫-∞,12 答案 C 解析 易知f (x )为奇函数且为增函数,f (m cos θ)+f (1-m )>0,即f (m cos θ)>f (m -1),∴m cos θ>m -1,而0≤θ≤π2时,cos θ∈[0,1],∴⎩⎪⎨⎪⎧m >m -1,0>m -1得m <1. 8. 若不等式ax -1x +b >0的解集为{x |-1<x <2},则不等式bx +1ax +1<0的解集是 ( )A .{x |12<x <1} B .{x |x <12或x >2} C .{x |-12<x <1} D .{x |x <-1或x >2} 答案 A解析 ax -1x +b>0⇔(ax -1)(x +b )>0, 转化为x 1=-1,x 2=2是方程(ax -1)(x +b )=0的两个根(且a <0),即⎩⎪⎨⎪⎧ (-a -1)(-1+b )=0(2a -1)(2+b )=0 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =-1b =-2,∴bx +1ax +1=-2x +1-x +1<0⇒12<x <1.故选A. 二、填空题9. 若关于x 的方程(2-2-|x -2|)2=2+a 有实根,则实数a 的取值范围是________.答案 [-1,2)解析 令f (x )=(2-2-|x -2|)2.要使f (x )=2+a 有实根,只需2+a 是f (x )的值域内的值.∵f (x )的值域为[1,4),∴1≤a +2<4,∴-1≤a <2.10.已知圆x 2+y 2+2x -4y +1=0关于直线2ax -by +2=0(a ,b ∈R )对称,则ab 的取值范围是____________.答案 (-∞,14] 解析 圆心坐标为(-1,2),因为圆关于直线对称,所以-2a -2b +2=0即a +b -1=0,∴ab =a (1-a )=-a 2+a =-(a -12)2+14≤14. 11.已知△ABC 的一个内角为120°,并且三边长构成公差为4的等差数列,则△ABC 的面积为________.答案 15 3解析 由于三边长构成公差为4的等差数列,故可设三边长分别为x -4,x ,x +4. 由一个内角为120°知其必是最长边x +4所对的角.由余弦定理得(x +4)2=x 2+(x -4)2-2x (x -4)cos 120°,∴2x 2-20x =0,∴x =0(舍去)或x =10.∴S △ABC =12×(10-4)×10×sin 120°=15 3.12.已知数列{a n }是递增数列,且对于任意的n ∈N *,a n =n 2+λn 恒成立,则实数λ的取值范围是________.答案 λ>-3解析 由{a n }是递增数列,得a n <a n +1对n ∈N *恒成立,即n 2+λn <(n +1)2+λ(n +1), 整理得λ>-(2n +1).而-(2n +1)≤-3,所以λ>-3.三、解答题13.已知函数f (x )=ax 2+ax 和g (x )=x -a ,其中a ∈R ,且a ≠0.若函数f (x )与g (x )的图象相交于不同的两点A 、B ,O 为坐标原点,试求△OAB 的面积S 的最大值.解 依题意,f (x )=g (x ),即ax 2+ax =x -a ,整理得ax 2+(a -1)x +a =0, ① ∵a ≠0,函数f (x )与g (x )的图象相交于不同的两点A 、B ,∴Δ>0,即Δ=(a -1)2-4a 2=-3a 2-2a +1=(3a -1)·(-a -1)>0,∴-1<a <13且a ≠0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),且x 1<x 2,由①得x 1x 2=1>0,x 1+x 2=-a -1a. 设点O 到直线g (x )=x -a 的距离为d ,则d =|-a |2, ∴S =121+12|x 1-x 2|·|-a |2=12-3a 2-2a +1 =12-3⎝⎛⎭⎫a +132+43. ∵-1<a <13且a ≠0, ∴当a =-13时,S 取得最大值33. 14.椭圆C 的中心为坐标原点O ,焦点在y 轴上,短轴长为2,离心率为22,直线l 与y 轴交于点P (0,m ),与椭圆C 交于相异两点A ,B ,且AP →=3PB →.(1)求椭圆C 的方程; (2)求m 的取值范围.解 (1)设椭圆C 的方程为y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0), 设c >0,c 2=a 2-b 2,由题意,知2b =2,c a =22,所以a =1,b =c =22.故椭圆C 的方程为y 2+x 212=1,即y 2+2x 2=1. (2)设直线l 的方程为y =kx +m (k ≠0),l 与椭圆C 的交点坐标为A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,2x 2+y 2=1,得(k 2+2)x 2+2kmx +m 2-1=0, Δ=(2km )2-4(k 2+2)(m 2-1)=4(k 2-2m 2+2)>0,(*)x 1+x 2=-2km k 2+2,x 1x 2=m 2-1k 2+2. 因为AP →=3PB →,所以-x 1=3x 2, 所以⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-2x 2,x 1x 2=-3x 22. 所以3(x 1+x 2)2+4x 1x 2=0. 所以3·⎝ ⎛⎭⎪⎫-2km k 2+22+4·m 2-1k 2+2=0. 整理得4k 2m 2+2m 2-k 2-2=0,即k 2(4m 2-1)+(2m 2-2)=0.当m 2=14时,上式不成立; 当m 2≠14时,k 2=2-2m 24m 2-1, 由(*)式,得k 2>2m 2-2,又k ≠0,所以k 2=2-2m 24m 2-1>0. 解得-1<m <-12或12<m <1. 即所求m 的取值范围为⎝⎛⎭⎫-1,-12∪⎝⎛⎭⎫12,1.。

2014届高考数学(文)二轮专题复习专题1第3讲

2014届高考数学(文)二轮专题复习专题1第3讲

第3讲 不等式、线性规划一、选择题1.(2013·福建高考)若2x +2y =1,则x +y 的取值范围是 ( ).A .[0,2]B .[-2,0]C .[-2,+∞)D .(-∞,-2]解析 ∵2x +2y ≥22x +y ,且2x +2y =1, ∴2x +y ≤14,∴x +y ≤-2. 答案 D2.(2013·湖南高考)若变量x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧y ≤2x ,x +y ≤1,y ≥-1,则x +2y 的最大值是( ).A .-52B .0 C.53D .52解析 画出可行域如图.设z =x +2y ,当直线y =-12x +z 2过点M ⎝ ⎛⎭⎪⎫13,23时,z 取最大值53,所以(x +2y )max=53. 答案 C3.小王从甲地到乙地往返的时速分别为a 和b (a <b ),其全程的平均时速为v ,则( ).A .a <v <abB .v =abC .ab <v <a +b2D .v =a +b2解析 设甲、乙两地之间的距离为s . ∵a <b ,∴v =2s sa +s b=2sab (a +b )s =2ab a +b <2ab2ab=ab .又v -a =2aba +b -a =ab -a 2a +b >a 2-a 2a +b =0,∴v >a .答案 A4.(2013·安徽高考)已知一元二次不等式f (x )<0的解集为⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎪⎭⎬⎫x <-1或x >12,则f (10x )>0的解集为( ).A .{x |x <-1或x >-lg 2}B .{x |-1<x <-lg 2}C .{x |x >-lg 2}D .{x |x <-lg 2}解析 由已知条件得0<10x <12,解得x <lg 12=-lg 2. 答案 D5.(2013·湖北高考)某旅行社租用A ,B 两种型号的客车安排900名客人旅行,A ,B 两种车辆的载客量分别为36人和60人,租金分别为1 600元/辆和2 400元/辆,旅行社要求租车总数不超过21辆,且B 型车不多于A 型车7辆.则租金最少为( ).A .31 200元B .36 000元C .36 800元D .38 400元解析 设租A 型车x 辆,B 型车y 辆时租金为z 元 则z =1 600x +2 400y ,x ,y 满足⎩⎨⎧x +y ≤21,y -x ≤7,36x +60y ≥900,x ,y ≥0,x ,y ∈N .画出可行域如图.直线y =-23x +z2 400过点A (5,12)时纵截距最小, ∴z min =5×1 600+2 400×12=36 800, 故租金最少为36 800元. 答案 C 二、填空题6.已知x >0,y >0,且2x +y =1,则1x +2y 的最小值是________. 解析 因为1x +2y =(2x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +2y =4+y x +4x y ≥4+2 y x ·4xy =8,等号当且仅当y =12,x =14时成立.故填8. 答案 87.(2013·重庆高考)设0≤α≤π,不等式8x 2-(8sin α)x +cos 2α≥0对x ∈R 恒成立,则α的取值范围为________.解析 由题意,得Δ=64sin 2α-32cos 2α≤0, 化简得cos 2α≥12,∵0≤α≤π,∴0≤2α≤2π, ∴0≤2α≤π3或5π3≤2α≤2π, ∴0≤α≤π6或5π6≤α≤π. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π6∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π6,π8.(2013·陕西高考)若点(x ,y )位于曲线y =|x -1|与y =2所围成的封闭区域,则2x -y 的最小值为________.解析 如图,曲线y =|x -1|与y =2所围成的封闭区域如图中阴影部分,令 z =2x -y ,则y =2x -z ,作直线y =2x ,在封闭区域内平行移动直线y =2x ,当经过点(-1,2)时,z 取得最小值,此时z =2×(-1)-2=-4.答案 -4 三、解答题 9.已知函数f (x )=2xx 2+6.(1)若f (x )>k 的解集为{x |x <-3,或x >-2},求k 的值; (2)对任意x >0,f (x )≤t 恒成立,求t 的取值范围. 解 (1)f (x )>k ⇔kx 2-2x +6k <0.由已知{x |x <-3,或x >-2}是其解集,得kx 2-2x +6k =0的两根是-3,-2,由根与系数的关系可知(-2)+(-3)=2k ,即k =-25. (2)∵x >0,f (x )=2x x 2+6=2x +6x≤226=66. 当且仅当x =6时取等号,由已知f (x )≤t 对任意x >0恒成立,故t ≥66. 即t 的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫66,+∞.10.已知f (x )=x 2-2ax +2,当x ∈[-1,+∞)时,f (x )≥a 恒成立,求a 的取值范围.解 设F (x )=x 2-2ax +2-a ,则问题的条件变为当x ∈[-1,+∞)时,F (x )≥0恒成立.∵当Δ=(-2a )2-4(2-a )=4(a +2)·(a -1)≤0,即-2≤a ≤1时,F (x )≥0恒成立.又当Δ>0时,F (x )≥0在[-1,+∞)上恒成立的充要条件是 ⎩⎪⎨⎪⎧Δ>0,F (-1)≥0,--2a 2≤-1⇒⎩⎨⎧a >1或a <-2,a ≥-3,a ≤-1⇒-3≤a <-2.故a 的取值范围是[-3,1].11.为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层,某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元,该建筑物每年的能源消耗费用C (单位:万元)与隔热层厚度x (单位:cm)满足关系:C (x )=k3x +5(0≤x ≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元.设f (x )为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和.(1)求k的值及f(x)的表达式;(2)隔热层修建多厚时,总费用f(x)达到最小,并求最小值.解(1)设隔热层厚度x cm,由题意,建筑物每年的能源消耗费用为C(x)=k3x+5 (0≤x≤10),再由C(0)=8,得k=40,∴C(x)=403x+5(0≤x≤10),又∵隔热层建造费用为6x(万元),∴f(x)=20×403x+5+6x=8003x+5+6x(0≤x≤10).(2)f(x)=8003x+5+6x=1 6006x+10+(6x+10)-10,∵0≤x≤10,∴6x+10>0,∴f(x)≥21 6006x+10×(6x+10)-10=70.当且仅当1 6006x+10=6x+10.即x=5时,取“=”号.故隔热层修建5 cm厚时,总费用最小,最小值为70万元.。

【挑战高考】2014高考数学总复习轻松突破提分训练3-3文新人教A版

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《挑战高考》2014高考数学总复习(人教A 文)轻松突破提分训练试题:3-3[命题报告·教师用书独具]1.已知函数f (x )=sin x 在区间[a ,b ]上是增函数,且f (a )=-1,f (b )=1,则cos a +b2的值为( )A .0 B.22C .1D .-1解析:因为由题易知[a ,b ]=⎣⎢⎡⎦⎥⎤2k π-π2,2k π+π2(k ∈Z ),所以cos a +b 2=cos2k π=1.答案:C2.(2013年蓬莱模拟)已知函数y =2sin(ωx +θ)为偶函数(0<θ<π),其图象与直线y =2的交点的横坐标为x 1,x 2,若|x 1-x 2|的最小值为π,则( )A .ω=2,θ=π2B .ω=12,θ=π2C .ω=12,θ=π4D .ω=2,θ=π4解析:y =2sin(ωx +θ)为偶函数且0<θ<π,则y =2cos ωx ,θ=π2,所以y =2cos ωx ,y ∈[-2,2].故y =2与y =2cos ωx 的交点为最高点,于是最小正周期为π.所以2πω=π,所以ω=2,故选A.答案:A3.(2013年惠州模拟)函数y =log 12(cos x )的一个单调递减区间是( )A .(-π,0)B .(0,π)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,0解析:由题易知cos x >0,当函数μ=cos x 为增函数时,函数y =log 12(cos x )为减函数,则函数y =log 12(cos x )的单调递减区间为⎝ ⎛⎦⎥⎤-π2+2k π,2k π(k ∈Z ),结合选项可知选D.答案:D4.M ,N 是曲线y =πsin x 与曲线y =πcos x 的两个不同的交点,则|MN |的最小值为( ) A .π B.2π C.3πD .2π解析:本题是三角函数的最值问题.两函数的图象如图所示,则图中|MN |最小,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则x 1=π4,x 2=54π,|x 1-x 2|=π,|y 1-y 2|=|πsin x 1-πcos x 2|=22π+22π=2π, ∴|MN |= π2+2π2= 3π.选C.答案:C5.(2013年北京海淀模拟)已知函数f (x )=cos 2x +sin x ,那么下列命题中是假命题的是( )A .f (x )既不是奇函数也不是偶函数B .f (x )在[-π,0]上恰有一个零点C .f (x )是周期函数D .f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,56π上是增函数解析:∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=1,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2=-1,即f (-x )≠f (x ), ∴f (x )不是偶函数.∵x ∈R ,f (0)=1≠0,∴f (x )不是奇函数,故A 为真命题;令f (x )=cos 2x +sin x =1-sin 2x +sin x =0,则sin 2x -sin x -1=0,解得sin x =1±52,当x ∈[-π,0]时,sin x =1-52,由正弦函数图象可知函数f (x )在[-π,0]上有两个零点,故B 为假命题;∵f (x )=f (x +2π),∴T =2π,故函数f (x )为周期函数,C 为真命题;∵f ′(x )=2cos x ·(-sin x )+cos x =cos x ·(1-2sin x ),当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫π2,5π6时,cosx <0,12<sin x <1,∴f ′(x )=cos x ·(1-2sin x )>0,∴f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,56π上是增函数,D 为真命题.故选B. 答案:B 二、填空题 6.已知f (n )=sinn π3(n ∈N *),则f (1)+f (2)+…+f (2 012)=________.解析:由题意知f (1)=sin π3=32,f (2)=sin 2π3=32,f (3)=sin π=0,f (4)=sin4π3=-32,f (5)=sin 5π3=-32,f (6)=sin 2π=0,f (7)=sin 7π3=sin π3=32…由此可得函数f (n )的周期T =6,所以f (1)+f (2)+…+f (2 012)=335×[f (1)+f (2)+…+f (6)]+f (2 011)+f (2 012)=f (1)+f (2)= 3.答案: 37.函数f (x )=sin πx +cos πx +|sin πx -cos πx |对任意的x ∈R 都有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)成立,则|x 2-x 1|的最小值为________.解析:依题意得,当sin πx ≥cos πx 时,f (x )=2sin πx ;当sin πx <cos πx 时,f (x )=2cos πx .由已知可知f (x 1),f (x 2)分别是函数f (x )的最小值与最大值,结合函数y =f (x )的图象可知,|x 2-x 1|的最小值是34.答案:348.已知直线y =b (b >0)与曲线f (x )=sin x 在y 轴右侧依次的三个交点的横坐标x 1,x 2,x 3成等比数列,则b 的值为________.解析:依题意得,x 2=π-x 1,x 3=2π+x 1,∵x 22=x 3x 1,∴(π-x 1)2=x 1·(2π+x 1),解得x 1=π4,∴b =sin π4=22.答案:229.(2013年苏州模拟)有一种波,其波形为函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x 的图象,若在区间[0,t ]上至少有两个波峰(图象的最高点),则正数t 的最小值是________.解析:设函数的周期为T ,则由题意知54T ≤t ,即54×2ππ2≤t ,解得t ≥5.答案:5 三、解答题10.函数f (x )=cos x +2|cos x |在[0,2π]上与直线y =m 有且仅有2个交点,求m 的取值范围.解析:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧3cos x ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤32π,2π,-cos x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,32π,如图:由图可知:当m =0或1<m ≤3时,直线y =m 与f (x )的图象有且仅有2个交点. 11.设函数f (x )=sin(2x +φ)(-π<φ<0),y =f (x )的图象的一条对称轴是直线x =π8.(1)求φ;(2)求函数y =f (x )的单调递增区间.解析:(1)∵x =π8是函数y =f (x )的图象的对称轴,∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π8+φ=±1.∴π4+φ=k π+π2,k ∈Z .∴φ=k π+π4,k ∈Z .又∵-π<φ<0,∴φ=-3π4.(2)由(1)知y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -3π4, 由题意得2k π-π2≤2x -3π4≤2k π+π2,k ∈Z ,∴k π+π8≤x ≤k π+5π8,k ∈Z .∴函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -3π4的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π8,k π+5π8,k ∈Z .12.(能力提升)已知函数f (x )=3sin 2x +sin x cos x ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π(1)求f (x )的零点;(2)求f (x )的最大值和最小值.解析:(1)令f (x )=0,得sin x ·(3sin x +cos x )=0,所以sin x =0或tan x =-33. 由sin x =0,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,得x =π;由tan x =-33,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,得x =5π6. 综上,函数f (x )的零点为5π6或π.(2)f (x )=32(1-cos 2x )+12sin 2x =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3+32. 因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,所以2x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤2π3,5π3.所以当2x -π3=2π3,即x =π2时,f (x )的最大值为3;当2x -π3=3π2,即x =11π12时,f (x )的最小值为-1+32.[因材施教·学生备选练习]1.已知函数f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)为奇函数,该函数的部分图象如图所示,△EFG 是边长为2的等边三角形,则f (1)的值为( )A .-32B .-62C. 3 D .- 3解析:因为函数f (x )=A cos(ωx +φ)(A >0,ω>0,0<φ<π)是奇函数,所以f (0)=A cos φ=0,解得φ=π2.因为△EFG 是边长为2的等边三角形,所以A =2×32=3,T2=2,即T =4,所以ω=2π4=π2,所以f (x )=-3sin π2x ,故f (1)=-3sin π2=- 3. 答案:D2.(2013年郑州模拟)已知曲线y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4·cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x 与直线y =12相交,若在y轴右侧的交点自左向右依次记为P 1,P 2,P 3,…,则|P 1P 5→|等于( )A .πB .2πC .3πD .4π解析:注意到y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x =2sin 2⎝⎛⎭⎪⎫x +π4=1-cos 2(x +π4)=1+sin 2x ,又函数y =1+sin 2x 的最小正周期是2π2=π,结合函数y =1+sin 2x 的图象(如图所示)可知,|P 1P 5→|=2π,选B.答案:B3.(2013年保定摸底)在区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2上随机取一个数x ,则使得tan x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,3的概率为( )A.13 B.2πC.12D.23解析:区间⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2的长度为π,当tan x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,3时,x 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π3,区间长度为π2,故由几何概型的概率计算公式可得所求的概率为12.答案:C。

金版教程高考数学文二轮复习讲义:第二编专题整合突破专题三三角函数与解三角形第一讲三角函数的图象与性质

金版教程高考数学文二轮复习讲义:第二编专题整合突破专题三三角函数与解三角形第一讲三角函数的图象与性质

专题三三角函数与解三角形第一讲三角函数的图象与性质必记公式]1.三角函数的图象与性质重要结论]1.三角函数的奇偶性(1)函数y =A sin(ωx +φ)是奇函数⇔φ=k π(k ∈Z ),是偶函数⇔φ=k π+π2(k ∈Z );(2)函数y =A cos(ωx +φ)是奇函数⇔φ=k π+π2(k ∈Z ),是偶函数⇔φ=k π(k ∈Z );(3)函数y =A tan(ωx +φ)是奇函数⇔φ=k π(k ∈Z ). 2.三角函数的对称性(1)函数y =A sin(ωx +φ)的图象的对称轴由ωx +φ=k π+π2(k ∈Z )解得,对称中心的横坐标由ωx +φ=k π(k ∈Z )解得;(2)函数y =A cos(ωx +φ)的图象的对称轴由ωx +φ=k π(k ∈Z )解得,对称中心的横坐标由ωx +φ=k π+π2(k ∈Z )解得;(3)函数y =A tan(ωx +φ)的图象的对称中心由ωx +φ=k π2(k ∈Z )解得.失分警示]1.忽视定义域求解三角函数的单调区间、最值(值域)以及作图象等问题时,要注意函数的定义域.2.重要图象变换顺序在图象变换过程中,注意分清是先相位变换,还是先周期变换.变换只是相对于其中的自变量x 而言的,如果x 的系数不是1,就要把这个系数提取后再确定变换的单位长度和方向.3.忽视A ,ω的符号在求y =A sin(ωx +φ)的单调区间时,要特别注意A 和ω的符号,若ω<0,需先通过诱导公式将x 的系数化为正的.4.易忽略对隐含条件的挖掘,扩大角的范围导致错误.考点三角函数的定义域、值域(最值)典例示法典例1 (1)2016·合肥一模]函数y =lg (2sin x -1)+1-2cos x 的定义域是________.解析] 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧2sin x -1>0,1-2cos x ≥0,即⎩⎪⎨⎪⎧sin x >12,cos x ≤12,首先作出sin x =12与cos x =12表示的角的终边(如图所示).由图可知劣弧和优弧的公共部分对应角的范围是⎣⎢⎡2k π+π3,2k π+⎭⎪⎫5π6(k ∈Z ). 所以函数的定义域为⎣⎢⎡⎭⎪⎫2k π+π3,2k π+5π6(k ∈Z ).答案] ⎣⎢⎡⎭⎪⎫2k π+π3,2k π+5π6(k ∈Z ) (2)已知函数f (x )=-2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4+6sin x cos x -2cos 2x +1,x ∈R .①求f (x )的最小正周期;②求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上的最大值和最小值. 解] ①f (x )=-sin2x -cos2x +3sin2x -cos2x =2sin2x -2cos2x =22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4.所以f (x )的最小正周期T =2π2=π. ②由①知f (x )=22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4.因为x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2, 所以2x -π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-22,1.所以f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上最大值为22,最小值为-2.1.三角函数定义域的求法求三角函数的定义域实际上是解简单的三角不等式,常借助三角函数线或三角函数图象来求解.2.三角函数值域(最值)的三种求法 (1)直接法:利用sin x ,cos x 的值域.(2)化一法:化为y =A sin(ωx +φ)+k 的形式逐步分析ωx +φ的范围,根据正弦函数单调性写出函数的值域(最值).(3)换元法:把sin x 或cos x 看作一个整体,可化为求函数在给定区间上的值域(最值)问题.针对训练2015·天津高考]已知函数f (x )=sin 2x -sin 2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π6,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4上的最大值和最小值.解 (1)由已知,有f (x )=1-cos2x 2-1-cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π32=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos2x +32sin2x -12cos2x=34sin2x -14cos2x =12sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6.所以,f (x )的最小正周期T =2π2=π.(2)解法一:因为f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,-π6上是减函数,在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,π4上是增函数,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=-14,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=-12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=34.所以,f (x )在区间-π3,π4]上的最大值为34,最小值为-12.解法二:由x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4得2x -π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-5π6,π3,故当2x -π6=-π2,x =-π6时,f (x )取得最小值为-12,当2x -π6=π3,x =π4时,f (x )取最大值为34.考点三角函数的性质典例示法典例2 2015·山东枣庄质检]已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6+sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π6-2cos 2ωx2,x ∈R (其中ω>0).(1)求函数f (x )的值域;(2)若函数f (x )的图象与直线y =-1的两个相邻交点间的距离为π2,求函数f (x )的单调递增区间.解] (1)f (x )=32sin ωx +12cos ωx +32sin ωx -12cos ωx -(cos ωx +1)=2⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin ωx -12cos ωx -1 =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6-1 由-1≤sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6≤1,得-3≤2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -π6-1≤1, 所以函数f (x )的值域为-3,1].(2)由题设条件及三角函数的图象和性质可知, f (x )的周期为π,所以2πω=π,即ω=2. 所以f (x )=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6-1,再由2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2(k ∈Z ), 解得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ).所以函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3 (k ∈Z ).1.求解函数y =A sin(ωx +φ)的性质问题的三种意识(1)转化意识:利用三角恒等变换将所求函数转化为f (x )=A sin(ωx +φ)的形式.(2)整体意识:类比y =sin x 的性质,只需将y =A sin(ωx +φ)中的“ωx +φ”看成y =sin x 中的“x ”,采用整体代入求解.①令ωx +φ=k π+π2(k ∈Z ),可求得对称轴方程. ②令ωx +φ=k π(k ∈Z ),可求得对称中心的横坐标.③将ωx +φ看作整体,可求得y =A sin(ωx +φ)的单调区间,注意ω的符号.(3)讨论意识:当A 为参数时,求最值应分情况讨论A >0,A <0. 2.求解三角函数的性质的三种方法 (1)求单调区间的两种方法①代换法:求形如y =A sin(ωx +φ)(或y =A cos(ωx +φ))(A ,ω,φ为常数,A ≠0,ω>0)的单调区间时,令ωx +φ=z ,则y =A sin z (或y =A cos z ),然后由复合函数的单调性求得.②图象法:画出三角函数的图象,结合图象求其单调区间. (2)判断对称中心与对称轴:利用函数y =A sin(ωx +φ)的对称轴一定经过图象的最高点或最低点,对称中心一定是函数的零点这一性质,通过检验f (x 0)的值进行判断.(3)三角函数周期的求法 ①利用周期定义.②利用公式:y =A sin(ωx +φ)和y =A cos(ωx +φ)的最小正周期为2π|ω|,y =tan(ωx +φ)的最小正周期为π|ω|.③利用图象. 针对训练1.2015·湖南高考]已知ω>0,在函数y =2sin ωx 与y =2cos ωx 的图象的交点中,距离最短的两个交点的距离为23,则ω=________.答案 π2解析 由题意,两函数图象交点间的最短距离即相邻的两交点间的距离,设相邻的两交点坐标分别为P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),易知|PQ |2=(x 2-x 1)2+(y 2-y 1)2,其中|y 2-y 1|=2-(-2)=22,|x 2-x 1|为函数y =2sin ωx -2cos ωx =22sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx -π4的两个相邻零点之间的距离,恰好为函数最小正周期的一半,所以(23)2=⎝ ⎛⎭⎪⎫2π2ω2+(22)2,ω=π2. 2.2014·北京高考]设函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A ,ω,φ是常数,A >0,ω>0).若f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2上具有单调性,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=f ⎝⎛⎭⎪⎫2π3=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,则f (x )的最小正周期为________.答案 π解析 由f (x )在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2上具有单调性,且f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6知,f (x )有对称中心⎝ ⎛⎭⎪⎫π3,0,由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫23π知f (x )有对称轴x =12(π2+23π)=712π.记f (x )的最小正周期为T ,则12T ≥π2-π6,即T ≥23π.故712π-π3=π4=T4,解得T =π.考点三角函数的图象及应用典例示法题型1 利用图象求y =A sin(ωx +φ)的解析式典例3 函数f (x )=2sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,-π2<φ<π2的部分图象如图所示,则ω,φ的值分别是( )A .2,-π3 B .2,-π6 C .4,-π6D .4,π3解析] 从图中读出此函数的周期情况为34T =34·2πω=5π12-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3=3π4,所以ω=2.又读出图中最高点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,2,代入解析式f (x )=2sin(2x +φ),得到2=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×5π12+φ,所以2×5π12+φ=2k π+π2(k ∈Z ),则φ=2k π-π3.因为-π2<φ<π2,所以令k =0,得到φ=-π3,故选A. 答案] A题型2 函数y =A sin(ωx +φ)的图象变换典例4 2015·山东高考]要得到函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,只需将函数y =sin4x 的图象( )A .向左平移π12个单位 B .向右平移π12个单位 C .向左平移π3个单位D .向右平移π3个单位解析] 因为y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π12,所以只需将y =sin4x的图象向右平移π12个单位,即可得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x -π3的图象,故选B.答案] B题型3 函数y =A sin(ωx +φ)的图象和性质的综合应用 典例5 2016·太原一模]已知函数f (x )=sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的最小正周期是π,若将其图象向右平移π3个单位后得到的图象关于原点对称,则函数f (x )的图象( )A .关于直线x =π12对称B .关于直线x =5π12对称C .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,0对称D .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0对称解析] ∵f (x )的最小正周期为π,∴2πω=π,ω=2,∴f (x )的图象向右平移π3个单位后得到g (x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3+φ=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -2π3+φ的图象,又g (x )的图象关于原点对称,∴-2π3+φ=k π,k ∈Z ,φ=2π3+k π,k ∈Z ,又|φ|<π2,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪2π3+k π<π2,∴k =-1,φ=-π3,∴f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3,当x =π12时,2x -π3=-π6,∴A ,C 错误,当x =5π12时,2x -π3=π2,∴B 正确,D 错误.答案] B本例中条件不变,若平移后得到的图象关于y 轴对称,则f (x )的图象又关于谁对称?( )答案 D解析 g (x )的图象关于y 轴对称,则-2π3+φ=π2+k π,k ∈Z ,可求φ=π6,∴f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,2x +π6=k π,可得x =k π2-π12,令k =1,则x =5π12,故选D.1.函数表达式y =A sin(ωx +φ)+B 的确定方法2.三角函数图象平移问题处理策略(1)看平移要求:首先要看题目要求由哪个函数平移得到哪个函数,这是判断移动方向的关键点.(2)看移动方向:移动的方向一般记为“正向左,负向右”,看y =A sin(ωx +φ)中φ的正负和它的平移要求.(3)看移动单位:在函数y =A sin(ωx +φ)中,周期变换和相位变换都是沿x 轴方向的,所以ω和φ之间有一定的关系,φ是初相,再经过ω的压缩,最后移动的单位是⎪⎪⎪⎪⎪⎪φω.3.研究三角函数图象与性质的常用方法(1)求三角函数的周期、单调区间、最值及判断三角函数的奇偶性,往往是在定义域内,先化简三角函数式,尽量化为y =A sin(ωx +φ)的形式,然后再求解.(2)对于形如y =a sin ωx +b cos ωx 型的三角函数,要通过引入辅助角化为y =a 2+b 2sin(ωx +φ)⎝⎛cos φ=a a 2+b 2,⎭⎪⎫sin φ=b a 2+b 2的形式来求.全国卷高考真题调研]1.2016·全国卷Ⅱ]若将函数y =2sin2x 的图象向左平移π12个单位长度,则平移后图象的对称轴为( )A .x =k π2-π6(k ∈Z ) B .x =k π2+π6(k ∈Z ) C .x =k π2-π12(k ∈Z ) D .x =k π2+π12(k ∈Z )答案 B解析 函数y =2sin2x 的图象向左平移π12个单位长度,得到的图象对应的函数表达式为y =2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x +π12,令2⎝⎛⎭⎪⎫x +π12=k π+π2(k ∈Z ),解得x =k π2+π6(k ∈Z ),所以所求对称轴的方程为x =k π2+π6(k ∈Z ),故选B.2.2015·全国卷Ⅰ]函数f (x )=cos(ωx +φ)的部分图象如图所示,则f (x )的单调递减区间为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫k π-14,k π+34,k ∈Z B.⎝⎛⎭⎪⎫2k π-14,2k π+34,k ∈ZC.⎝ ⎛⎭⎪⎫k -14,k +34,k ∈ZD.⎝⎛⎭⎪⎫2k -14,2k +34,k ∈Z答案 D解析 由图象可知ω4+φ=π2+2m π,5ω4+φ=3π2+2m π,m ∈Z ,所以ω=π,φ=π4+2m π,m ∈Z ,所以函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎪⎫πx +π4+2m π=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫πx +π4的单调递减区间为2k π<πx +π4<2k π+π,k ∈Z ,即2k -14<x <2k +34,k ∈Z ,故选D.其它省市高考题借鉴]3.2016·北京高考]将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3图象上的点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,t 向左平移s (s >0)个单位长度得到点P ′.若P ′位于函数y =sin2x 的图象上,则( )A .t =12,s 的最小值为π6 B .t =32,s 的最小值为π6 C .t =12,s 的最小值为π3 D .t =32,s 的最小值为π3 答案 A解析 因为点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,t 在函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3的图象上,所以t =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π4-π3=sin π6=12.又P ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-s ,12在函数y =sin2x 的图象上,所以12=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-s ,则2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-s =2k π+π6或2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-s =2k π+5π6,k ∈Z ,得s =-k π+π6或s =-k π-π6,k ∈Z .又s >0,故s 的最小值为π6.故选A.4.2015·陕西高考]如图,某港口一天6时到18时的水深变化曲线近似满足函数y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +φ+k .据此函数可知,这段时间水深(单位:m)的最大值为( )A .5B .6C .8D .10答案 C解析 由题图可知-3+k =2,k =5,y =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6x +φ+5,∴y max=3+5=8.5.2015·湖南高考]将函数f (x )=sin2x 的图象向右平移φ⎝ ⎛⎭⎪⎫0<φ<π2个单位后得到函数g (x )的图象.若对满足|f (x 1)-g (x 2)|=2的x 1,x 2,有|x 1-x 2|min =π3,则φ=( )A.5π12B.π3C.π4D.π6答案 D解析 由已知得g (x )=sin(2x -2φ),满足|f (x 1)-g (x 2)|=2,不妨设此时y =f (x )和y =g (x )分别取得最大值与最小值,又|x 1-x 2|min =π3,令2x 1=π2,2x 2-2φ=-π2,此时|x 1-x 2|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪π2-φ=π3,又0<φ<π2,故φ=π6,选D.6.2015·湖北高考]某同学用“五点法”画函数f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2在某一个周期内的图象时,列表并填入了部分数据,如下表:(2)将y =f (x )图象上所有点向左平行移动θ(θ>0)个单位长度,得到y =g (x )的图象.若y =g (x )图象的一个对称中心为⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0,求θ的最小值.解 (1)根据表中已知数据,解得A =5,ω=2,φ=-π6.数据补全如下表: 且函数表达式为f (x )=5sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6.(2)由(1)知f (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6,得g (x )=5sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2θ-π6.因为y =sin x 的对称中心为(k π,0),k ∈Z . 令2x +2θ-π6=k π,解得x =k π2+π12-θ,k ∈Z .由于函数y =g (x )的图象关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,0成中心对称,令k π2+π12-θ=5π12,解得θ=k π2-π3,k ∈Z .由θ>0可知,当k =1时,θ取得最小值π6.一、选择题1.2016·贵阳监测]下列函数中,以π2为最小正周期的奇函数是( )A .y =sin2x +cos2xB .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫4x +π2C .y =sin2x cos2xD .y =sin 22x -cos 22x答案 C解析 A 中,y =sin2x +cos2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,为非奇非偶函数,故A 错;B 中,y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫4x +π2=cos4x ,为偶函数,故B 错;C 中,y=sin2x cos2x =12sin4x ,最小正周期为π2且为奇函数,故C 正确;D 中,y =sin 22x -cos 22x =-cos4x ,为偶函数,故D 错,选C.2.2016·唐山统考]将函数y =3cos2x -sin2x 的图象向右平移π3个单位长度,所得图象对应的函数为g (x ),则g (x )=( )A .2sin2xB .-2sin2xC .2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6D .2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6答案 A解析 因为y =3cos2x -sin2x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫π3-2x =-2sin ( 2x -π3 ),将其图象向右平移π3个单位长度得到g (x )=-2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3-π3=-2sin(2x -π)=2sin2x 的图象,所以选A.3.2016·武昌调研]已知函数f (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6-1(ω>0)的图象向右平移2π3个单位后与原图象重合,则ω的最小值是( )A .3 B.32 C.43 D.23答案 A解析 将f (x )的图象向右平移2π3个单位后得到图象的函数解析式为2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x -2π3+π6-1=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -2ωπ3+π6-1,所以2ωπ3=2k π,k∈Z ,所以ω=3k ,k ∈Z ,因为ω>0,k ∈Z ,所以ω的最小值为3,故选A.4.2016·沈阳质检]某函数部分图象如图所示,它的函数解析式可能是( )A .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫-56x +3π5B .y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫65x -2π5C .y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫65x +3π5D .y =-cos ⎝⎛⎭⎪⎫56x +3π5答案 C解析 不妨令该函数解析式为y =A sin(ωx +φ)(ω>0),由图知A =1,T 4=3π4-π3=5π12,于是2πω=5π3,即ω=65,π3是函数的图象递减时经过的零点,于是65×π3+φ=2k π+π,k ∈Z ,所以φ可以是3π5,选C.5.2016·广州模拟]已知sin φ=35,且φ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,函数f (x )=sin(ωx +φ)(ω>0)的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于π2,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4的值为( )A .-35 B .-45 C.35 D.45答案 B解析 由函数f (x )=sin(ωx +φ)的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于π2,得到其最小正周期为π,所以ω=2,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π4+φ=cos φ=-1-sin 2φ=-45.6.2016·重庆测试]设x 0为函数f (x )=sinπx 的零点,且满足|x 0|+f ⎝⎛⎭⎪⎫x 0+12<33,则这样的零点有( )A .61个B .63个C .65个D .67个答案 C解析 依题意,由f (x 0)=sinπx 0=0得,πx 0=k π,k ∈Z ,x 0=k ,k ∈Z .当k 是奇数时,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π⎝ ⎛⎭⎪⎫k +12=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫k π+π2=-1,|x 0|+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0+12=|k |-1<33,|k |<34,满足这样条件的奇数k 共有34个;当k 是偶数时,f ⎝⎛⎭⎪⎫x 0+12=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π⎝⎛⎭⎪⎫k +12=sin ⎝⎛⎭⎪⎫k π+π2=1,|x 0|+f ⎝⎛⎭⎪⎫x 0+12=|k |+1<33,|k |<32,满足这样条件的偶数k 共有31个.综上所述,满足题意的零点共有34+31=65个,选C.二、填空题7.函数f (x )=sin(ωx +φ)(x ∈R )⎝⎛⎭⎪⎫ω>0,|φ|<π2的部分图象如图所示,如果x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6,π3,且f (x 1)=f (x 2),则f (x 1+x 2)=________.答案 32解析 由题图可知,T 2=π3-⎝ ⎛⎭⎪⎫-π6=π2,则T =π,ω=2,又∵-π6+π32=π12,∴f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,1,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π12+φ=1,得φ=π3,∴f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3. 而x 1+x 2=-π6+π3=π6,∴f (x 1+x 2)=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×π6+π3=sin 2π3=32.8.2016·贵阳监测]为得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π3的图象,可将函数y=sin x 的图象向左平移m 个单位长度,或向右平移n 个单位长度(m ,n 均为正数),则|m -n |的最小值是________.答案 2π3解析 由题意可知,m =π3+2k 1π,k 1为非负整数,n =-π3+2k 2π,k 2为正整数,∴|m -n |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪2π3+2(k 1-k 2)π,∴当k 1=k 2时,|m -n |min =2π3.9.2016·湖南岳阳质检]已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4的图象向左平移π6个单位后与函数g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π6的图象重合,则正数ω的最小值为________.答案 232解析 将f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π4的图象向左平移π6个单位后,得到函数f 1(x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+π4的图象.又f 1(x )=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6+π4的图象与g (x )=sin ( ωx +π6 )的图象重合,故ωx +π6ω+π4=2k π+ωx +π6,k ∈Z .所以ω=12k -12(k ∈Z ).又ω>0,故当k =1时,ω取得最小值,为12-12=232.三、解答题10.2014·山东高考]已知向量a =(m ,cos2x ),b =(sin2x ,n ),函数f (x )=a ·b ,且y =f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,3和点⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,-2.(1)求m ,n 的值;(2)将y =f (x )的图象向左平移φ(0<φ<π)个单位后得到函数y =g (x )的图象,若y =g (x )图象上各最高点到点(0,3)的距离的最小值为1,求y =g (x )的单调递增区间.解 (1)由题意知f (x )=a ·b =m sin2x +n cos2x .因为y =f (x )的图象过点⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,3和⎝ ⎛⎭⎪⎫2π3,-2, 所以⎩⎪⎨⎪⎧3=m sin π6+n cos π6,-2=m sin 4π3+n cos 4π3,即⎩⎨⎧3=12m +32n ,-2=-32m -12n ,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =3,n =1.(2)由(1)知f (x )=3sin2x +cos2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6.由题意知g (x )=f (x +φ)=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +2φ+π6. 设y =g (x )的图象上符合题意的最高点为(x 0,2), 由题意知x 20+1=1,所以x 0=0, 即到点(0,3)的距离为1的最高点为(0,2). 将其代入y =g (x )得sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2φ+π6=1, 因为0<φ<π,所以φ=π6, 因此g (x )=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π2=2cos2x . 由2k π-π≤2x ≤2k π,k ∈Z 得k π-π2≤x ≤k π,k ∈Z , 所以函数y =g (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π2,k π,k ∈Z. 11.2016·天津五区县调考]已知函数f (x )=3sin x cos x -cos 2x +12(x∈R ).(1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)函数f (x )的图象上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,再向右平移π6个单位长度,得到g (x )的图象,求函数y =g (x )在x ∈0,π]上的最大值及最小值.解 (1)f (x )=3sin x cos x -cos 2x +12=32sin2x -12cos2x =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6由2k π-π2≤2x -π6≤2k π+π2得k π-π6≤x ≤k π+π3(k ∈Z ), 所以函数f (x )的单调递增区间为⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π-π6,k π+π3(k ∈Z ).(2)函数f (x )的图象上所有点的横坐标扩大到原来的2倍,再向右平移π6个单位,得g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3, 因为x ∈0,π]得:x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,2π3,所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,1所以当x =0时,g (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π3有最小值-32, 当x =5π6时,g (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫x -π3有最大值1.12.2016·福建质检]已知函数f (x )=sin x cos x +12cos2x . (1)若tan θ=2,求f (θ)的值;(2)若函数y =g (x )的图象是由函数y =f (x )的图象上所有的点向右平移π4个单位长度而得到,且g (x )在区间(0,m )内是单调函数,求实数m 的最大值.解 (1)因为tan θ=2,所以f (θ)=sin θcos θ+12cos2θ=sin θcos θ+12(2cos 2θ-1)=sin θcos θ+cos 2θ-12=sin θcos θ+cos 2θsin 2θ+cos 2θ-12=tan θ+1tan 2θ+1-12=110.(2)由已知得f (x )=12sin2x +12cos2x =22sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4.依题意,得g (x )=22sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π4+π4,即g (x )=22sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π4. 因为x ∈(0,m ),所以2x -π4∈⎝⎛⎭⎪⎫-π4,2m -π4.又因为g (x )在区间(0,m )内是单调函数,所以2m -π4≤π2,即m ≤3π8,故实数m 的最大值为3π8.。

最新高考数学二轮专题突破文科专题三第1讲

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③Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等比数列(q≠-1).
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专题三 第1讲
(4)等比数列前n项和公式
本 讲 栏
na1q=1, Sn=a111--qqn=a11--aqnqq≠1.

开 关
①能“知三求二”;②注意讨论公比q是否为1;③a1≠0.
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专题三 第1讲
(1)(2013·课标全国Ⅰ)若数列{an}的前 n 项和 Sn= 23an+13,则{an}的通项公式是 an=_(_-__2_)_n-_1_.
S4=S2+a3+a4=3a2+2+a3+a4=3a4+2,
本 讲
将a3=a2q,a4=a2q2代入得,
栏 目
3a2+2+a2q+a2q2=3a2q2+2,化简得2q2-q-3=0,

关 解得q=32(q=-1不合题意,舍去).
答案 (1)D
3 (2)2
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专题三 第1讲
(1)证明数列是等比数列的两个方法:①利用定

栏 目
由二次函数性质知 Sn 有最大值时,则 d<0,故 A、B 正确;
开 关
因为{Sn}为递增数列,则 d>0,不妨设 a1=-1,d=2,显然
{Sn}是递增数列,但 S1=-1<0,故 C 错误;
对任意 n∈N*,Sn 均大于 0 时,a1>0,d>0,{Sn}必是递增数列, D 正确.
热点分类突破
项公式、前n项和公式及其性质等知识交汇综合命题,考
查用数列知识分析问题、解决问题的能力,属低、中档
题.
专题三 第1讲
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2014年高考数学(文)二轮配套教案:第一部分 专题复习篇 专题六 第三讲

2014年高考数学(文)二轮配套教案:第一部分  专题复习篇 专题六 第三讲

第三讲圆锥曲线的综合问题1.直线与抛物线的位置关系的判定方法:将直线方程与抛物线方程联立,消去y(或x),得到一个一元方程ax2+bx+c=0(或ay2+by+c=0).①当a≠0时,用Δ判定,方法同上.②当a=0时,直线与抛物线的对称轴平行,只有一个交点.2.有关弦的问题(1)有关弦长问题,应注意运用弦长公式及根与系数的关系,“设而不求”;有关焦点弦长问题,要重视圆锥曲线定义的运用,以简化运算.①斜率为k的直线与圆锥曲线交于两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),则所得弦长|P1P2|=1+k2|x2-x1|或|P1P2|=1+1k2|y2-y1|,其中求|x2-x1|与|y2-y1|时通常使用根与系数的关系,即作如下变形:|x2-x1|=(x1+x2)2-4x1x2,|y2-y1|=(y1+y2)2-4y1y2.②当斜率k不存在时,可求出交点坐标,直接运算(利用两点间距离公式).(2)弦的中点问题有关弦的中点问题,应灵活运用“点差法”,“设而不求法”来简化运算.3.圆锥曲线中的最值(1)椭圆中的最值F1、F2为椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点,P为椭圆的任意一点,B为短轴的一个端点,O为坐标原点,则有①|OP|∈[b,a].②|PF1|∈[a-c,a+c].③|PF1|·|PF2|∈[b2,a2].④∠F1PF2≤∠F1BF2.(2)双曲线中的最值F1、F2为双曲线x2a2-y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点,P为双曲线上的任一点,O为坐标原点,则有①|OP|≥a.②|PF1|≥c-a.(3)抛物线中的最值点P 为抛物线y 2=2px (p >0)上的任一点,F 为焦点,则有:①|PF |≥p2.②A (m ,n )为一定点,则|P A |+|PF |有最小值.1. (2013·课标全国Ⅰ)已知椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点为F (3,0),过点F 的直线交E于A 、B 两点.若AB 的中点坐标为(1,-1),则E 的方程为 ( )A.x 245+y 236=1B.x 236+y 227=1C.x 227+y 218=1D.x 218+y 29=1 答案 D解析 设A (x 1,y 1)、B (x 2,y 2),所以⎩⎨⎧x 21a 2+y 21b2=1x 22a 2+y22b 2=1运用点差法,所以直线AB 的斜率为k =b 2a2,设直线方程为y =b 2a2(x -3),联立直线与椭圆的方程得(a 2+b 2)x 2-6b 2x +9b 2-a 4=0,所以x 1+x 2=6b 2a 2+b 2=2;又因为a 2-b 2=9,解得b 2=9,a 2=18.2. (2013·江西)过点(2,0)引直线l 与曲线y =1-x 2相交于A 、B 两点,O 为坐标原点,当△AOB 的面积取最大值时,直线l 的斜率等于( )A.33 B .-33 C .±33D .- 3答案 B解析 ∵S △AOB =12|OA ||OB |sin ∠AOB=12sin ∠AOB ≤12. 当∠AOB =π2时,S △AOB 面积最大.此时O 到AB 的距离d =22.设AB 方程为y =k (x -2)(k <0), 即kx -y -2k =0.由d =|2k |k 2+1=22得k =-33. (也可k =-tan ∠OPH =-33). 3. (2013·大纲全国)椭圆C :x 24+y 23=1的左、右顶点分别为A 1、A 2,点P 在C 上且直线P A 2斜率的取值范围是[-2,-1],那么直线P A 1斜率的取值范围是( )A .[12,34]B .[38,34]C .[12,1]D .[34,1]答案 B解析 利用直线P A 2斜率的取值范围确定点P 变化范围的边界点,再利用斜率公式计算直线P A 1斜率的边界值. 由题意可得A 1(-2,0),A 2(2,0), 当P A 2的斜率为-2时,直线P A 2的方程式为y =-2(x -2),代入椭圆方程,消去y 化简得19x 2-64x +52=0,解得x =2或x =2619.由点P 在椭圆上得点P ⎝⎛⎭⎫2619,2419,此时直线P A 1的斜率k =38. 同理,当直线P A 2的斜率为-1时,直线P A 2方程为y =-(x -2), 代入椭圆方程,消去y 化简得7x 2-16x +4=0,解得x =2或x =27.由点P 在椭圆上得点P ⎝⎛⎭⎫27,127,此时直线P A 1的斜率k =34.数形结合可知,直线P A 1斜率的取值范围是⎣⎡⎦⎤38,34.4. (2012·四川)椭圆x 24+y 23=1的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆相交于点A 、B ,当△F AB 的周长最大时,△F AB 的面积是________. 答案 3解析 直线x =m 过右焦点(1,0)时,△F AB 的周长最大,由椭圆定义知,其周长为4a =8,此时,|AB |=2×b 2a =2×32=3,∴S △F AB =12×2×3=3.5. (2012·北京)在直角坐标系xOy 中,直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点F ,且与该抛物线相交于A ,B 两点.其中点A 在x 轴上方,若直线l 的倾斜角为60°,则△OAF 的面积为______. 答案3解析 ∵y 2=4x 的焦点F (1,0), 又直线l 过焦点F 且倾斜角为60°, 故直线l 的方程为y =3(x -1), 将其代入y 2=4x 得3x 2-6x +3-4x =0,即3x 2-10x +3=0.∴x =13或x =3.又点A 在x 轴上方,∴x A =3.∴y A =2 3.∴S △OAF =12×1×23= 3.题型一 圆锥曲线中的范围、最值问题例1 已知抛物线C :y 2=4x ,过点A (-1,0)的直线交抛物线C 于P 、Q 两点,设AP →=λAQ →.(1)若点P 关于x 轴的对称点为M ,求证:直线MQ 经过抛物线C 的焦点F ;(2)若λ∈⎣⎡⎦⎤13,12,求|PQ |的最大值.审题破题 (1)可利用向量共线证明直线MQ 过F ;(2)建立|PQ |和λ的关系,然后求最值. (1)证明 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 1,-y 1). ∵AP →=λAQ →,∴x 1+1=λ(x 2+1),y 1=λy 2,∴y 21=λ2y 22,y 21=4x 1,y 22=4x 2,x 1=λ2x 2, ∴λ2x 2+1=λ(x 2+1),λx 2(λ-1)=λ-1,∵λ≠1,∴x 2=1λ,x 1=λ,又F (1,0),∴MF →=(1-x 1,y 1)=(1-λ,λy 2)=λ⎝⎛⎭⎫1λ-1,y 2=λFQ →, ∴直线MQ 经过抛物线C 的焦点F .(2)解 由(1)知x 2=1λ,x 1=λ,得x 1x 2=1,y 21·y 22=16x 1x 2=16, ∵y 1y 2>0,∴y 1y 2=4, 则|PQ |2=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2=x 21+x 22+y 21+y 22-2(x 1x 2+y 1y 2) =⎝⎛⎭⎫λ+1λ2+4⎝⎛⎭⎫λ+1λ-12 =⎝⎛⎭⎫λ+1λ+22-16, λ∈⎣⎡⎦⎤13,12,λ+1λ∈⎣⎡⎦⎤52,103, 当λ+1λ=103,即λ=13时,|PQ |2有最大值1129,|PQ |的最大值为473.反思归纳 求最值或求范围问题常见的解法有两种:(1)几何法.若题目的条件和结论能明显体现几何特征及意义,则考虑利用图形性质来解决,这就是几何法.(2)代数法.若题目的条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值,这就是代数法.变式训练1 (2013·广东)已知抛物线C 的顶点为原点,其焦点F (0,c )(c >0)到直线l :x -y -2=0的距离为322.设P 为直线l 上的点,过点P 作抛物线C 的两条切线P A ,PB ,其中A ,B 为切点.(1)求抛物线C 的方程;(2)当点P (x 0,y 0)为直线l 上的定点时,求直线AB 的方程; (3)当点P 在直线l 上移动时,求|AF |·|BF |的最小值. 解 (1)依题意知|c +2|2=322,c >0,解得c =1.所以抛物线C 的方程为x 2=4y .(2)由y =14x 2得y ′=12x ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则切线P A ,PB 的斜率分别为12x 1,12x 2,所以切线P A 的方程为y -y 1=x 12(x -x 1),即y =x 12x -x 212+y 1,即x 1x -2y -2y 1=0.同理可得切线PB 的方程为x 2x -2y -2y 2=0, 又点P (x 0,y 0)在切线P A 和PB 上,所以x 1x 0-2y 0-2y 1=0,x 2x 0-2y 0-2y 2=0,所以(x 1,y 1),(x 2,y 2)为方程x 0x -2y 0-2y =0 的两组解, 所以直线AB 的方程为x 0x -2y -2y 0=0. (3)由抛物线定义知|AF |=y 1+1,|BF |=y 2+1, 所以|AF |·|BF |=(y 1+1)(y 2+1)=y 1y 2+(y 1+y 2)+1,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 0x -2y -2y 0=0,x 2=4y ,消去x 整理得y 2+(2y 0-x 20)y +y 20=0, ∴y 1+y 2=x 20-2y 0,y 1y 2=y 20,∴|AF |·|BF |=y 1y 2+(y 1+y 2)+1=y 20+x 20-2y 0+1 =y 20+(y 0+2)2-2y 0+1=2y 20+2y 0+5 =2⎝⎛⎭⎫y 0+122+92, ∴当y 0=-12时,|AF |·|BF |取得最小值,且最小值为92.题型二 圆锥曲线中的定点、定值问题例2 (2012·福建)如图,等边三角形OAB 的边长为83,且其三个顶点均在抛物线E :x 2=2py (p >0)上. (1)求抛物线E 的方程;(2)设动直线l 与抛物线E 相切于点P ,与直线y =-1相交于点Q , 证明以PQ 为直径的圆恒过y 轴上某定点.审题破题 (1)先求出B 点坐标,代入抛物线方程,可得p 的值;(2)假设在y 轴上存在定点M ,使得以线段PQ 为直径的圆经过点M ,转化为MP →·MQ →=0,从而判断点M 是否存在.(1)解 依题意,|OB |=83,∠BOy =30°.设B (x ,y ),则x =|OB |sin 30°=43,y =|OB |cos 30°=12. 因为点B (43,12)在x 2=2py 上, 所以(43)2=2p ×12,解得p =2. 故抛物线E 的方程为x 2=4y .(2)证明 方法一 由(1)知y =14x 2,y ′=12x .设P (x 0,y 0),则x 0≠0,y 0=14x 20,且l 的方程为y -y 0=12x 0(x -x 0),即y =12x 0x -14x 20.由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x 0x -14x 20,y =-1得⎩⎨⎧x =x 20-42x 0,y =-1.所以Q 为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 20-42x 0,-1.设M (0,y 1),令MP →·MQ →=0对满足y 0=14x 20(x 0≠0)的x 0,y 0恒成立.由于MP →=(x 0,y 0-y 1),MQ →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 20-42x 0,-1-y 1,由MP →·MQ →=0,得x 20-42-y 0-y 0y 1+y 1+y 21=0, 即(y 21+y 1-2)+(1-y 1)y 0=0.(*) 由于(*)式对满足y 0=14x 20(x 0≠0)的y 0恒成立,所以⎩⎪⎨⎪⎧1-y 1=0,y 21+y 1-2=0,解得y 1=1.故以PQ 为直径的圆恒过y 轴上的定点M (0,1).方法二 由(1)知y =14x 2,y ′=12x .设P (x 0,y 0),则x 0≠0,y 0=14x 20,且l 的方程为y -y 0=12x 0(x -x 0),即y =12x 0x -14x 20.由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x 0x -14x 20,y =-1得⎩⎨⎧x =x 20-42x 0,y =-1.所以Q 为⎝ ⎛⎭⎪⎫x 20-42x 0,-1.取x 0=2,此时P (2,1),Q (0,-1), 以PQ 为直径的圆为(x -1)2+y 2=2, 交y 轴于点M 1(0,1)、M 2(0,-1);取x 0=1,此时P ⎝⎛⎭⎫1,14,Q ⎝⎛⎭⎫-32,-1, 以PQ 为直径的圆为⎝⎛⎭⎫x +142+⎝⎛⎭⎫y +382=12564, 交y 轴于点M 3(0,1)、M 4⎝⎛⎭⎫0,-74. 故若满足条件的点M 存在,只能是M (0,1). 以下证明点M (0,1)就是所要求的点.因为MP →=(x 0,y 0-1),MQ →=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 20-42x 0,-2,所以MP →·MQ →=x 20-42-2y 0+2=2y 0-2-2y 0+2=0.故以PQ 为直径的圆恒过y 轴上的定点M (0,1).反思归纳 定点、定值问题必然是在变化中所表现出来的不变的量,那么就可以用变化的量表示问题的直线方程、数量积、比例关系等,这些直线方程、数量积、比例关系不受变化的量所影响的一个点、一个值,就是要求的定点、定值.化解这类问题的关键就是引进变的参数表示直线方程、数量积、比例关系等,根据等式的恒成立、数式变换等寻找不受参数影响的量. 变式训练2 已知直线l :y =x +6,圆O :x 2+y 2=5,椭圆E :y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的离心率e=33,直线l 被圆O 截得的弦长与椭圆的短轴长相等. (1)求椭圆E 的方程;(2)过圆O 上任意一点P 作椭圆E 的两条切线,若切线都存在斜率,求证:两切线的斜率之积为定值.(1)解 设椭圆的半焦距为c , 圆心O 到直线l 的距离d =61+1=3,∴b =5-3= 2.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧c a =33a 2=b 2+c2b =2,∴a 2=3,b 2=2.∴椭圆E 的方程为y 23+x 22=1.(2)证明 设点P (x 0,y 0),过点P 的椭圆E 的切线l 0的方程为y -y 0=k (x -x 0),联立直线l 0与椭圆E 的方程得⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x -x 0)+y 0y 23+x 22=1,消去y 得(3+2k 2)x 2+4k (y 0-kx 0)x +2(kx 0-y 0)2-6=0, ∴Δ=[4k (y 0-kx 0)]2-4(3+2k 2)[2(kx 0-y 0)2-6]=0,整理得,(2-x 20)k 2+2kx 0y 0-(y 20-3)=0,设满足题意的椭圆E 的两条切线的斜率分别为k 1,k 2,则k 1·k 2=-y 20-32-x 20,∵点P 在圆O 上,∴x 20+y 20=5, ∴k 1·k 2=-5-x 20-32-x 2=-1. ∴两条切线的斜率之积为常数-1. 题型三 圆锥曲线中的存在性问题例3 如图,椭圆的中心为原点O ,离心率e =22,且a 2c=2 2.(1)求该椭圆的标准方程;(2)设动点P 满足OP →=OM →+2ON →,其中M 、N 是椭圆上的点,直线OM 与ON 的斜率之积为-12.问:是否存在两个定点F 1,F 2,使得|PF 1|+|PF 2|为定值?若存在,求F 1,F 2的坐标;若不存在,说明理由.审题破题 (1)列方程组求出a 、c 即可;(2)由k OM ·k ON =-12先确定点M 、N 坐标满足条件,再根据OP →=OM →+2ON →寻找点P 满足条件:点P 在F 1、F 2为焦点的椭圆上. 解 (1)由e =c a =22,a 2c =22,解得a =2,c =2,b 2=a 2-c 2=2,故椭圆的标准方程为x 24+y 22=1.(2)设P (x ,y ),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),则由OP →=OM →+2ON →,得(x ,y )=(x 1,y 1)+2(x 2,y 2)=(x 1+2x 2,y 1+2y 2), 即x =x 1+2x 2,y =y 1+2y 2.因为点M 、N 在椭圆x 2+2y 2=4上,所以x 21+2y 21=4,x 22+2y 22=4,故x 2+2y 2=(x 21+4x 22+4x 1x 2)+2(y 21+4y 22+4y 1y 2) =(x 21+2y 21)+4(x 22+2y 22)+4(x 1x 2+2y 1y 2)=20+4(x 1x 2+2y 1y 2).设k OM ,k ON 分别为直线OM ,ON 的斜率,由题设条件知k OM ·k ON =y 1y 2x 1x 2=-12,因此x 1x 2+2y 1y 2=0,所以x 2+2y 2=20. 所以P 点是椭圆x 2(25)2+y 2(10)2=1上的点,设该椭圆的左、右焦点为F 1、F 2,则由椭圆的定义|PF 1|+|PF 2|为定值,又因c =(25)2-(10)2=10,因此两焦点的坐标为F 1(-10,0),F 2(10,0).反思归纳 探究是否存在的问题,一般均是先假设存在,然后寻找理由去确定结论,如果真的存在,则能得出相应结论,如果不存在,则会由条件得出相互矛盾的结论. 变式训练3 (2012·江西)已知三点O (0,0),A (-2,1),B (2,1),曲线C 上任意一点M (x ,y )满足|MA →+MB →|=OM →·(OA →+OB →)+2.(1)求曲线C 的方程;(2)动点Q (x 0,y 0)(-2<x 0<2)在曲线C 上,曲线C 在点Q 处的切线为l .问:是否存在定点P (0,t )(t <0),使得l 与P A ,PB 都相交,交点分别为D ,E ,且△QAB 与△PDE 的面积之比是常数?若存在,求t 的值;若不存在,说明理由.解 (1)由MA →=(-2-x,1-y ),MB →=(2-x,1-y ), |MA →+MB →|=(-2x )2+(2-2y )2, OM →·(OA →+OB →)=(x ,y )·(0,2)=2y , 由已知得(-2x )2+(2-2y )2=2y +2,化简得曲线C 的方程:x 2=4y . (2)假设存在点P (0,t )(t <0)满足条件, 则直线P A 的方程是y =t -12x +t ,PB 的方程是y =1-t2x +t .曲线C 在Q 处的切线l 的方程是y =x 02x -x 204,它与y 轴的交点为F ⎝⎛⎭⎫0,-x 204.由于-2<x 0<2,因此-1<x 02<1.①当-1<t <0时,-1<t -12<-12,存在x 0∈(-2,2),使得x 02=t -12,即l 与直线P A 平行,故当-1<t <0时不符合题意. ②当t ≤-1时,t -12≤-1<x 02,1-t 2≥1>x 02,所以l 与直线P A ,PB 一定相交. 分别联立方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =t -12x +t ,y =x 02x -x 24,⎩⎪⎨⎪⎧y =1-t 2x +t ,y =x 02x -x 24,解得D ,E 的横坐标分别是x D =x 20+4t2(x 0+1-t ),x E =x 20+4t2(x 0+t -1),则x E -x D =(1-t )x 20+4t x 20-(t -1)2. 又|FP |=-x 204-t ,有S △PDE =12·|FP |·|x E -x D |=1-t 8·(x 20+4t )2(t -1)2-x 2,又S △QAB =12·4·⎝⎛⎭⎫1-x 204=4-x 202, 于是S △QAB S △PDE =41-t ·(x 20-4)[x 20-(t -1)2](x 20+4t )2 =41-t ·x 40-[4+(t -1)2]x 20+4(t -1)2x 40+8tx 20+16t 2. 对任意x 0∈(-2,2),要使S △QAB S △PDE为常数,即只需t 满足⎩⎪⎨⎪⎧-4-(t -1)2=8t ,4(t -1)2=16t 2.解得t =-1.此时S △QABS △PDE=2,故存在t =-1,使得△QAB 与△PDE 的面积之比是常数2.典例 (14分)抛物线的顶点O 在坐标原点,焦点在y 轴负半轴上,过点M (0,-2)作直线l与抛物线相交于A ,B 两点,且满足OA →+OB →=(-4,-12).(1)求直线l 和抛物线的方程;(2)当抛物线上一动点P 从点A 运动到点B 时,求△ABP 面积的最大值. 规范解答解 (1)根据题意可设直线l 的方程为y =kx -2,抛物线的方程为x 2=-2py (p >0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -2,x 2=-2py ,得x 2+2pkx -4p =0. [2分]设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-2pk ,y 1+y 2=k (x 1+x 2)-4=-2pk 2-4. 所以OA →+OB →=(-4,-12),所以⎩⎪⎨⎪⎧-2pk =-4,-2pk 2-4=-12,解得⎩⎪⎨⎪⎧p =1,k =2.故直线l 的方程为y =2x -2,抛物线的方程为x 2=-2y .[7分](2)设P (x 0,y 0),依题意,知当抛物线过点P 的切线与l 平行时,△ABP 的面积最大.对y =-12x 2求导,得y ′=-x ,所以-x 0=2,即x 0=-2,y 0=-12x 20=-2,即P (-2,-2).此时点P 到直线l 的距离d =|2·(-2)-(-2)-2|22+(-1)2=45=455.[10分]由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -2,x 2=-2y ,得x 2+4x -4=0,则x 1+x 2=-4,x 1x 2=-4, |AB |=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+22·(-4)2-4·(-4)=410.于是,△ABP 面积的最大值为12×410×455=8 2. [14分]评分细则 (1)由OA →+OB →=(-4,-12)得到关于p ,k 的方程组得2分;解出p 、k 的值给1分;(2)确定△ABP 面积最大的条件给1分;(3)得到方程x 2+4x -4=0给1分. 阅卷老师提醒 最值问题解法有几何法和代数法两种,本题中的曲线上一点到直线的距离的最值可以转化为两条平行线的距离;代数法求最值的基本思路是转化为函数的最值.1. 设坐标原点为O ,抛物线y 2=2x 与过焦点的直线交于A 、B 两点,则OA →·OB →等于( )A.34 B .-34C .3D .-3 答案 B解析 方法一 (特殊值法)抛物线的焦点为F ⎝⎛⎭⎫12,0,过F 且垂直于x 轴的直线交抛物线于A (12,1),B (12,-1), ∴OA →·OB →=⎝⎛⎭⎫12,1·⎝⎛⎭⎫12,-1=14-1=-34. 方法二 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2. 由抛物线的过焦点的弦的性质知:x 1x 2=p 24=14,y 1y 2=-p 2=-1.∴OA →·OB →=14-1=-34.2. 已知直线l 过抛物线C 的焦点,且与C 的对称轴垂直,l 与C 交于A ,B 两点,|AB |=12,P 为C 的准线上一点,则△ABP 的面积为( )A .18B .24C .36D .48答案 C解析 不妨设抛物线的标准方程为y 2=2px (p >0),由于l 垂直于对称轴且过焦点,故直线l 的方程为x =p2.代入y 2=2px 得,y =±p ,即|AB |=2p ,又|AB |=12,故p =6,所以抛物线的准线方程为x =-3,故S △ABP =12×6×12=36.3. 已知动圆圆心在抛物线y 2=4x 上,且动圆恒与直线x =-1相切,则此动圆必过定点( )A .(2,0)B .(1,0)C .(0,1)D .(0,-1)答案 B解析 因为动圆的圆心在抛物线y 2=4x 上,且x =-1是抛物线y 2=4x 的准线,所以由抛物线的定义知,动圆一定过抛物线的焦点(1,0),所以选B.4. 设M (x 0,y 0)为抛物线C :x 2=8y 上一点,F 为抛物线C 的焦点,以F 为圆心、|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交,则y 0的取值范围是( )A .(0,2)B .[0,2]C .(2,+∞)D .[2,+∞)答案 C解析 ∵x 2=8y ,∴焦点F 的坐标为(0,2),准线方程为y =-2.由抛物线的定义知|FM |=y 0+2.由于以F 为圆心、|FM |为半径的圆与准线相交,又圆心F 到准线的距离为4,故4<y 0+2,∴y 0>2.5. 已知抛物线C 的顶点为坐标原点,焦点在x 轴上,直线y =x 与抛物线C 交于A ,B 两点,若P (2,2)为AB 的中点,则抛物线C 的方程为________. 答案 y 2=4x解析 设抛物线方程为y 2=ax .将y =x 代入y 2=ax ,得x =0或x =a ,∴a2=2.∴a =4.∴抛物线方程为y 2=4x .6. 已知F 1(-c,0),F 2(c,0)为椭圆x 2a 2+y 2b2=1的两个焦点,P 为椭圆上一点且PF 1→·PF 2→=c 2,则此椭圆离心率的取值范围是____________.答案 ⎣⎡⎦⎤33,22解析 设P (x ,y ),则PF 1→·PF 2→=(-c -x ,-y )·(c -x ,-y )=x 2-c 2+y 2=c 2,① 将y 2=b 2-b 2a 2x 2代入①式解得x 2=(3c 2-a 2)a 2c 2, 又x 2∈[0,a 2],所以2c 2≤a 2≤3c 2,所以离心率e =c a ∈⎣⎡⎦⎤33,22.专题限时规范训练一、选择题1. 已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的准线为l ,过M (1,0)且斜率为3的直线与l 相交于点A ,与C 的一个交点为B ,若AM →=M B →,则p 等于 ( )A .1B .2C .3D .4答案 B解析 如图,由AB 的斜率为3,知α=60°,又AM →=M B →,∴M 为AB 的中点.过点B 作BP 垂直准线 l 于点P ,则∠ABP =60°,∴∠BAP =30°. ∴||BP =12||AB =||BM .∴M 为焦点,即p2=1,∴p =2.2. 已知双曲线x 2-y 23=1的左顶点为A 1,右焦点为F 2,P 为双曲线右支上一点,则P A 1→·PF 2→的最小值为( )A .-2B .-8116C .1D .0答案 A解析 由已知得A 1(-1,0),F 2(2,0).设P (x ,y ) (x ≥1),则P A 1→·PF 2→=(-1-x ,-y )·(2-x ,-y )=4x 2-x -5.令f (x )=4x 2-x -5,则f (x )在[1,+∞)上单调递增,所以当x =1时,函数f (x )取最小值,即P A 1→·PF 2→取最小值,最小值为-2.3. 设AB 是过椭圆x 2a 2+y 2b2(a >b >0)中心的弦,椭圆的左焦点为F 1(-c,0),则△F 1AB 的面积最大为( )A .bcB .abC .acD .b 2答案 A解析 如图,由椭圆对称性知O 为AB 的中点,则△F 1OB 的面积为△F 1AB 面积的一半.又OF 1=c ,△F 1OB 边OF 1上的高为y B ,而y B 的最大值为b .所以△F 1OB 的面积最大值为12cb .所以△F 1AB 的面积最大值为bc .4. 已知点A (-1,0),B (1,0)及抛物线y 2=2x ,若抛物线上点P 满足|P A |=m |PB |,则m 的最大值为( )A .3B .2C. 3D. 2答案 C解析 据已知设P (x ,y ), 则有m =|P A ||PB |=(x +1)2+y 2(x -1)2+y 2= (x +1)2+2x(x -1)2+2x =x 2+4x +1x 2+1=1+4xx 2+1= 1+4x +1x ,据基本不等式有m =1+4x +1x≤1+42x ×1x=3,即m 的最大值为 3.故选C.5. 直线3x -4y +4=0与抛物线x 2=4y 和圆x 2+(y -1)2=1从左到右的交点依次为A 、B 、C 、D ,则|AB ||CD |的值为 ( )A .16B .116C .4D .14答案 B解析 由⎩⎪⎨⎪⎧3x -4y +4=0,x 2=4y得x 2-3x -4=0,∴x A =-1,x D =4,直线3x -4y +4=0恰过抛物线的焦点F (0,1),∴|AF |=y A +1=54,|DF |=y D +1=5,∴|AB ||CD |=|AF |-1|DF |-1=116.故选B. 6. 过椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左顶点A 的斜率为k 的直线交椭圆C 于另一个点B ,且点B 在x 轴上的射影恰好为右焦点F ,若13<k <12,则椭圆离心率的取值范围是 ( )A .(14,94)B .(23,1)C .(12,23)D .(0,12)答案 C解析 点B 的横坐标是c ,故B 的坐标(c ,±b 2a),已知k ∈(13,12),∴B (c ,b2a ).又A (-a,0),则斜率k =b 2a c +a =b 2ac +a 2=a 2-c 2ac +a 2=1-e 2e +1.由13<k <12,解得12<e <23. 7. 已知抛物线y 2=4x ,圆F :(x -1)2+y 2=1,过点F 作直线l ,自上而下顺次与上述两曲线交于点A ,B ,C ,D (如图所示),则|AB |·|CD |的值( )A .等于1B .最小值是1C .等于4D .最大值是4 答案 A解析 设直线l :x =ty +1,代入抛物线方程, 得y 2-4ty -4=0. 设A (x 1,y 1),D (x 2,y 2),根据抛物线定义|AF |=x 1+1,|DF |=x 2+1, 故|AB |=x 1,|CD |=x 2,所以|AB |·|CD |=x 1x 2=y 214·y 224=(y 1y 2)216,而y 1y 2=-4,代入上式,得|AB |·|CD |=1.故选A. 8. 设F 1,F 2分别是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1 (a >b >0)的左,右焦点,若在直线x =a 2c上存在P 使线段PF 1的中垂线过点F 2,则此椭圆离心率的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤0,22B.⎝⎛⎦⎤0,33C.⎣⎡⎭⎫22,1D.⎣⎡⎭⎫33,1答案 D解析 设P ⎝⎛⎭⎫a 2c ,y ,F 1P 的中点Q 的坐标为⎝⎛⎭⎫b 22c ,y 2, 当kQF 2存在时,则kF 1P =cy a 2+c 2,kQF 2=cyb 2-2c 2, 由kF 1P ·kQF 2=-1,得 y 2=(a 2+c 2)·(2c 2-b 2)c 2,y 2≥0,但注意到b 2-2c 2≠0,即2c 2-b 2>0, 即3c 2-a 2>0,即e 2>13,故33<e <1.当kQF 2不存在时,b 2-2c 2=0,y =0,此时F 2为中点,即a 2c -c =2c ,得e =33,综上,得33≤e <1,即所求的椭圆离心率的范围是⎣⎡⎭⎫33,1.二、填空题9. 已知椭圆的焦点是F 1(-22,0)和F 2(22,0),长轴长是6,直线y =x +2与此椭圆交于A 、B 两点,则线段AB 的中点坐标是________. 答案 ⎝⎛⎭⎫-95,15 解析 由已知得椭圆方程是x 29+y 2=1,直线与椭圆相交有⎩⎪⎨⎪⎧x 2+9y 2=9,y =x +2,则10x 2+36x+27=0,AB 中点(x 0,y 0)有x 0=12(x A +x B )=-95,y 0=x 0+2=15,所以,AB 中点坐标是⎝⎛⎭⎫-95,15. 10.点P 在抛物线x 2=4y 的图象上,F 为其焦点,点A (-1,3),若使|PF |+|P A |最小,则相应P 的坐标为________.答案 ⎝⎛⎭⎫-1,14 解析 由抛物线定义可知PF 的长等于点P 到抛物线准线的距离,所以过点A 作抛物线准线的垂线,与抛物线的交点⎝⎛⎭⎫-1,14即为所求点P 的坐标,此时|PF |+|P A |最小. 11. 斜率为3的直线l 过抛物线y 2=4x 的焦点且与该抛物线交于A ,B 两点,则|AB |=_______.答案 163解析 如图,过A 作AA 1⊥l ′,l ′为抛物线的准线.过B 作BB 1⊥ l ′,抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),过焦点F 作FM ⊥A 1A 交A 1A 于M 点,直线l 的倾斜角为60°,所以|AF |=|AA 1|=|A 1M |+|AM |=2+|AF |·cos 60°,所以|AF |=4,同理得|BF |=43,故|AB |=|AF |+|BF |=163.12.已知抛物线y 2=4x ,过点P (4,0)的直线与抛物线相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)两点,则y 21+y 22的最小值是________. 答案 32解析 (1)当直线的斜率不存在时,直线方程为x =4,代入y 2=4x ,得交点为(4,4),(4,-4),∴y 21+y 22=16+16=32. (2)当直线的斜率存在时,设直线方程为y =k (x -4),与y 2=4x 联立,消去x 得ky 2-4y-16k =0,由题意知k ≠0,则y 1+y 2=4k ,y 1y 2=-16.∴y 21+y 22=(y 1+y 2)2-2y 1y 2=16k 2+32>32.综合(1)(2)知(y 21+y 22)min =32.三、解答题13.(2013·天津)设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F ,离心率为33,过点F 且与x 轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为433.(1)求椭圆的方程;(2)设A 、B 分别为椭圆的左、右顶点,过点F 且斜率为k 的直线与椭圆交于C ,D 两点.若AC →·DB →+AD →·CB →=8,求k 的值.解 (1)设F (-c,0),由c a =33,知a =3c .过点F 且与x 轴垂直的直线为x =-c , 代入椭圆方程有(-c )2a 2+y 2b 2=1,解得y =±6b3,于是26b 3=433,解得b =2,又a 2-c 2=b 2,从而a =3,c =1,所以椭圆的方程为x 23+y 22=1.(2)设点C (x 1,y 1),D (x 2,y 2),由F (-1,0)得直线CD 的方程为y =k (x +1),由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 23+y 22=1消去y ,整理得(2+3k 2)x 2+6k 2x +3k 2-6=0. 求解可得x 1+x 2=-6k 22+3k 2,x 1x 2=3k 2-62+3k 2.因为A (-3,0),B (3,0),所以AC →·DB →+AD →·CB →=(x 1+3,y 1)·(3-x 2,-y 2)+(x 2+3,y 2)·(3-x 1,-y 1) =6-2x 1x 2-2y 1y 2=6-2x 1x 2-2k 2(x 1+1)(x 2+1) =6-(2+2k 2)x 1x 2-2k 2(x 1+x 2)-2k 2=6+2k 2+122+3k 2.由已知得6+2k 2+122+3k 2=8,解得k =±2.14.在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率e =23,且椭圆C 上的点到点Q (0,2)的距离的最大值为3. (1)求椭圆C 的方程.(2)在椭圆C 上,是否存在点M (m ,n ),使得直线l :mx +ny =1与圆O :x 2+y 2=1相交于不同的两点A 、B ,且△OAB 的面积最大?若存在,求出点M 的坐标及对应的△OAB 的面积;若不存在,请说明理由.解 (1)∵e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=23,∴a 2=3b 2,∴椭圆方程为x 23b 2+y 2b2=1,即x 2+3y 2=3b 2.设椭圆上的点到点Q (0,2)的距离为d ,则 d =(x -0)2+(y -2)2=x 2+(y -2)2=3b 2-3y 2+(y -2)2=-2(y +1)2+3b 2+6,∴当y =-1时,d 取得最大值,d max =3b 2+6=3,解得b 2=1,∴a 2=3.∴椭圆C 的方程为x 23+y 2=1.(2)假设存在点M (m ,n )满足题意,则m 23+n 2=1,即m 2=3-3n 2.设圆心到直线l 的距离为d ′,则d ′<1, d ′=|m ·0+n ·0-1|m 2+n 2=1m 2+n 2.∴|AB |=212-d ′2=21-1m 2+n 2. ∴S △OAB =12|AB |d ′=12·21-1m 2+n 2·1m 2+n2=1m 2+n 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1m 2+n 2. ∵d ′<1,∴m 2+n 2>1,∴0<1m 2+n 2<1,∴1-1m 2+n 2>0.∴S △OAB =1m 2+n 2⎝⎛⎭⎪⎫1-1m 2+n 2≤⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1m 2+n 2+1-1m 2+n 222=12,当且仅当1m 2+n 2=1-1m 2+n2,即m 2+n 2=2>1时,S △OAB 取得最大值12.由⎩⎪⎨⎪⎧m 2+n 2=2,m 2=3-3n 2得⎩⎨⎧m 2=32,n 2=12,∴存在点M 满足题意,M 点坐标为 ⎝⎛⎭⎫62,22,⎝⎛⎭⎫62,-22,⎝⎛⎭⎫-62,22或 ⎝⎛⎭⎫-62,-22,此时△OAB 的面积为12.。

2014高考数学(文科,人教版)二轮专题整合突破复习课件:题型技法指导 第3讲 解题技法指导 课件(

2014高考数学(文科,人教版)二轮专题整合突破复习课件:题型技法指导 第3讲 解题技法指导 课件(
第3讲
解答题技法指导
题型解读
高考解答题一般有六大方向 :三角函数与平面向量、 概率与统计、 立 体几何、 数列与不等式、 解析几何、 不等式与函数及导数 .一般来说 , 前三题属于中、低档题 ,第四题属中档偏难题 ,后两题属难题 .三角函 数与平面向量、 概率与统计、 立体几何在前三题中出现的概率较高 , 掌握解这几类题的解法是大多数学生成功的关键 .目前的高考解答 题已经由单纯的知识综合型转化为知识、 方法和能力的综合型解答 题 .能否做好解答题是高考成败的关键 .
1 3 3 CH= 2 , 1 3 (1+2)×1 3 × 2 2
2x 2x
π π =cos sin 2x-sin cos 6 6
=sin
π 2������6
.
(1)f(x)的最小正周期为 T=
2π ������
=
2π =π, 2
即函数 f(x)的最小正周期为 π.
(2)∵0≤x≤ ,
2
π
∴- ≤2x- ≤
π 6 π 2
π 6
π 6
5π .由正弦函数的性质 , 6 π 3
【例 1】 已知向量 a=(cos ωx-sin ωx ,sin ωx),b=(-cos ωx-sin ωx,2 3cos ωx),设函数 f(x)=a· b+λ(x∈R)的图象关于直线 x=π 对称, 其中 ω,λ 为常数,且 ω∈ ,1 . 2 (1)求函数 f(x)的最小正周期; (2)若 y=f(x)的图象经过点 值范围.
π 2������π6 π 6
=± 1,
π 2
所以 2ωπ- =kπ+ (k∈ Z), 即
������ 1 ω= + (k∈1,故 ω= .

2014高考数学二轮专题突破(文科)【主干知识梳理+热点分类突破+押题精练】专题三数列、推理与证明第3讲

2014高考数学二轮专题突破(文科)【主干知识梳理+热点分类突破+押题精练】专题三数列、推理与证明第3讲

第3讲推理与证明【高考考情解读】 1.高考主要考查对合情推理和演绎推理的理解及应用;直接证明和间接证明的考查主要作为证明和推理数学命题的方法,常与函数、数列、不等式、解析几何等综合命题.2.归纳推理和类比推理等主要是和数列、不等式等内容联合考查,多以选择题和填空题的形式出现,难度中等;而考查证明问题的知识面广,涉及知识点多,题目难度较大,主要考查逻辑推理能力、归纳能力和综合能力,难度较大.1.合情推理(1)归纳推理①归纳推理是由某类事物的部分对象具有某些特征,推出该类事物的所有对象具有这些特征的推理,或者由个别事实概括出一般结论的推理.②归纳推理的思维过程如下:实验、观察→概括、推广→猜测一般性结论(2)类比推理①类比推理是由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象的某些已知特征,推出另一类对象也具有这些特征的推理.②类比推理的思维过程如下:观察、比较→联想、类推→猜测新的结论2.演绎推理(1)“三段论”是演绎推理的一般模式,包括:①大前提——已知的一般性原理.②小前提——所研究的特殊情况.③结论——根据一般原理,对特殊情况做出的判断.(2)合情推理与演绎推理的区别归纳和类比是常用的合情推理,从推理形式上看,归纳是由部分到整体、个别到一般的推理;类比是由特殊到特殊的推理;而演绎推理是由一般到特殊的推理.从推理所得的结论来看,合情推理的结论不一定正确,有待进一步证明;演绎推理在大前提、小前提和推理形式都正确的前提下,得到的结论一定正确.3.直接证明(1)综合法用P 表示已知条件、已有的定义、定理、公理等,Q 表示所要证明的结论,则综合法可用框图表示为P ⇒Q 1→Q 1⇒Q 2→Q 2⇒Q 3→…→Q n ⇒Q (2)分析法用Q 表示要证明的结论,则分析法可用框图表示为Q ⇐P 1→P 1⇐P 2→P 2⇐P 3→…→4. 间接证明反证法的证明过程可以概括为“否定——推理——否定”,即从否定结论开始,经过正确的推理,导致逻辑矛盾,从而达到新的否定(即肯定原命题)的过程.用反证法证明命题“若p 则q ”的过程可以用如图所示的框图表示.考点一 归纳推理例1 (2013·湖北)古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数,如三角形数1,3,6,10,…,第n 个三角形数为n (n +1)2=12n 2+12n ,记第n 个k 边形数为N (n ,k )(k ≥3),以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式: 三角形数 N (n,3)=12n 2+12n ,正方形数 N (n,4)=n 2, 五边形数 N (n,5)=32n 2-12n ,六边形数N (n,6)=2n 2-n………………………………………可以推测N (n ,k )的表达式,由此计算N (10,24)=____________. 答案 1 000解析 由N (n,4)=n 2,N (n,6)=2n 2-n ,…,可以推测: 当k 为偶数时,N (n ,k )=k -22n 2+4-k2n ,得到一个明显 成立的条件∴N (10,24)=24-22×100+4-242×10=1 100-100=1 000.归纳推理的一般步骤是:(1)通过观察个别事物发现某些相同的性质;(2)从已知的相同性质中推出一个明确表述的一般性命题.并且在一般情况下,如果归纳的个别事物越多,越具有代表性,那么推广的一般性结论也就越可靠.(1)在数列{a n }中,若a 1=2,a 2=6,且当n ∈N *时,a n +2是a n ·a n +1的个位数字,则a 2 014等于( )A .2B .4C .6D .8答案 A解析 由a 1=2,a 2=6,得a 3=2,a 4=2,a 5=4,a 6=8,a 7=2,a 8=6,…, 据此周期为6, 又2 014=6×335+4, 所以a 2 014=a 4=2,故答案选A.(2)(2012·江西)观察下列各式:a +b =1,a 2+b 2=3,a 3+b 3=4,a 4+b 4=7,a 5+b 5=11,…,则a 10+b 10等于( )A .28B .76C .123D .199答案 C解析 令a n =a n +b n ,则a 1=1,a 2=3,a 3=4,a 4=7,…得a n +2=a n +a n +1,从而a 6=18,a 7=29,a 8=47,a 9=76,a 10=123. 考点二 类比推理例2 (1)在平面几何中有如下结论:若正三角形ABC 的内切圆面积为S 1,外接圆面积为S 2,则S 1S 2=14.推广到空间几何可以得到类似结论:若正四面体ABCD 的内切球体积为V 1,外接球体积为V 2,则V 1V 2=________.(2)椭圆与双曲线有许多优美的对偶性质,如对于椭圆有如下命题:AB 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的不平行于对称轴且不过原点的弦,M 为AB 的中点,则k OM ·k AB =-b 2a2.那么对于双曲线则有如下命题:AB 是双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的不平行于对称轴且不过原点的弦,M 为AB 的中点,则k OM ·k AB =________. 答案 (1)127 (2)b 2a2解析 (1)本题考查类比推理,也即是由特殊到特殊的推理.平面几何中,圆的面积与圆的半径的平方成正比,而在空间几何中,球的体积与半径的立方成正比,所以V 1V 2=127.(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 0,y 0), 则有⎩⎪⎨⎪⎧x 0=x 1+x 22,y 0=y 1+y 22.将A ,B 代入双曲线x 2a 2-y 2b2=1中得x 21a 2-y 21b 2=1,x 22a 2-y 22b 2=1, 两式相减得x 21-x 22a 2=y 21-y 22b2,即(x 1-x 2)(x 1+x 2)a 2=(y 1-y 2)(y 1+y 2)b 2,即(y 1-y 2)(y 1+y 2)(x 1-x 2)(x 1+x 2)=b 2a 2, 即k OM ·k AB =b 2a2.类比推理是合情推理中的一类重要推理,强调的是两类事物之间的相似性,有共同要素是产生类比迁移的客观因素,类比可以由概念性质上的相似性引起,如等差数列与等比数列的类比;也可以由解题方法上的类似引起,当然首先是在某些方面有一定的共性,才能有方法上的类比,本题即属于此类.一般来说,高考中的类比问题多发生在横向与纵向类比上,如圆锥曲线中椭圆与双曲线等的横向类比以及平面与空间中三角形与三棱锥的纵向类比等.(1)若数列{a n }是等差数列,b n =a 1+a 2+…+a nn,则数列{b n }也为等差数列.类比这一性质可知,若正项数列{c n }是等比数列,且{d n }也是等比数列,则d n 的表达式应为( )A .d n =c 1+c 2+…+c nnB .d n =c 1·c 2·…·c nnC .d n =n c n 1+c n 2+…+c nnnD .d n =nc 1·c 2·…·c n(2)命题p :已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F 1、F 2是椭圆的两个焦点,P 为椭圆上的一个动点,过F 2作∠F 1PF 2的外角平分线的垂线,垂足为M ,则OM 的长为定值.类比此命题,在双曲线中也有命题q :已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >b >0),F 1、F 2是双曲线的两个焦点,P为双曲线上的一个动点,过F 2作∠F 1PF 2的________的垂线,垂足为M ,则OM 的长为定值________.答案 (1)D (2)内角平分线 a解析 (1)由{a n }为等差数列,设公差为d , 则b n =a 1+a 2+…+a n n =a 1+n -12d ,又正项数列{c n }为等比数列,设公比为q ,则d n =nc 1c 2…c n =nc n 1q n 2-n 2=c 1q n -12,故选D.(2)对于椭圆,延长F 2M 与F 1P 的延长线交于Q . 由对称性知,M 为F 2Q 的中点,且PF 2=PQ ,从而OM ∥F 1Q 且OM =12F 1Q .而F 1Q =F 1P +PQ =F 1P +PF 2=2a ,所以OM =a .对于双曲线,过F 2作∠F 1PF 2内角平分线的垂线,垂足为M , 类比可得OM =a .因为OM =12F 1Q =12(PF 1-PF 2)=12·2a =a .考点三 直接证明与间接证明例3 已知数列{a n }满足:a 1=12,3(1+a n +1)1-a n =2(1+a n )1-a n +1,a n a n +1<0 (n ≥1);数列{b n }满足:b n=a 2n +1-a 2n (n ≥1).(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)证明:数列{b n }中的任意三项不可能成等差数列.(1)解 已知3(1+a n +1)1-a n =2(1+a n )1-a n +1化为1-a 2n +11-a 2n=23, 而1-a 21=34,所以数列{1-a 2n }是首项为34,公比为23的等比数列, 则1-a 2n =34×⎝⎛⎭⎫23n -1,则a 2n=1-34×⎝⎛⎭⎫23n -1, 由a n a n +1<0,知数列{a n }的项正负相间出现, 因此a n =(-1)n +11-34×⎝⎛⎭⎫23n -1, b n =a 2n +1-a 2n =-34×⎝⎛⎭⎫23n +34×⎝⎛⎭⎫23n -1 =14×⎝⎛⎭⎫23n -1. (2)证明 假设存在某三项成等差数列,不妨设为b m 、b n 、b p ,其中m 、n 、p 是互不相等的正整数,可设m <n <p ,而b n =14×⎝⎛⎭⎫23n -1随n 的增大而减小,那么只能有2b n =b m +b p ,可得2×14×⎝⎛⎭⎫23n -1=14×⎝⎛⎭⎫23m -1+14×⎝⎛⎭⎫23p -1,则2×⎝⎛⎭⎫23n -m=1+⎝⎛⎭⎫23p -m . 当n -m ≥2时,2×⎝⎛⎭⎫23n -m ≤2×⎝⎛⎭⎫232=89,上式不可能成立,则只能有n -m =1,此时等式为43=1+⎝⎛⎭⎫23p -m , 即13=⎝⎛⎭⎫23p -m ,那么p -m =log 2313,左边为正整数,右边为无理数,不可能相等. 所以假设不成立,那么数列{b n }中的任意三项不可能成等差数列.(1)有关否定性结论的证明常用反证法或举出一个结论不成立的例子即可.(2)综合法和分析法是直接证明常用的两种方法,我们常用分析法寻找解决问题的突破口,然后用综合法来写出证明过程,有时候,分析法和综合法交替使用.已知数列{a n }和{b n }满足:a 1=λ,a n +1=23a n +n -4,b n =(-1)n (a n -3n +21),其中λ为实数,n 为正整数.(1)对任意实数λ,证明:数列{a n }不是等比数列; (2)试判断数列{b n }是否为等比数列.(1)证明 假设存在一个实数λ,使{a n }是等比数列, 则有a 22=a 1a 3,即⎝⎛⎭⎫23λ-32=λ⎝⎛⎭⎫49λ-4 ⇔49λ2-4λ+9=49λ2-4λ⇔9=0,矛盾. 所以{a n }不是等比数列.(2)解 因为b n +1=(-1)n +1[a n +1-3(n +1)+21] =(-1)n +1⎝⎛⎭⎫23a n -2n +14=-23(-1)n ·(a n -3n +21)=-23b n ,又b 1=-(λ+18),所以当λ=-18时,b n =0 (n ∈N *),此时{b n }不是等比数列; 当λ≠-18时,b 1=-(λ+18)≠0,由b n +1=-23b n ,可知b n ≠0,所以b n +1b n =-23(n ∈N *).故当λ≠-18时,数列{b n }是以-(λ+18)为首项,-23为公比的等比数列;综上知,当λ=-18时,数列{b n }构不成等比数列;当λ≠-18时,数列{b n }是以-(λ+18)为首项,-23为公比的等比数列.1. 合情推理的精髓是“合情”,即得到的结论符合“情理”,其中主要是归纳推理与类比推理.归纳推理是由部分得到整体的一种推理模式.类比推理是由此及彼的推理模式;演绎推理是一种严格的证明方式.2. 直接证明的最基本的两种证明方法是综合法和分析法,这两种方法也是解决数学问题时常见的思维方式.在实际解题时,通常先用分析法寻求解题思路,再用综合法有条理地表述解题过程.1. 将全体正奇数排成一个三角形数阵:按照以上排列的规律,第45行从左向右的第17个数为________. 答案 2 013解析 观察数阵,记第n 行的第1个数为a n ,则有 a 2-a 1=2, a 3-a 2=4, a 4-a 3=6, a 5-a 4=8, ……a n -a n -1=2(n -1).将以上各等式两边分别相加,得a n -a 1=2+4+6+8+…+2(n -1)=n (n -1), 所以a n =n (n -1)+1,所以a 45=1 981.又从第3行起数阵每一行的数都构成一个公差为2的等差数列,则第45行从左向右的第17个数为1 981+16×2=2 013.2. 在计算“1×2+2×3+…+n (n +1)”时,某同学学到了如下一种方法:先改写第k 项,k (k +1)=13[k (k +1)(k +2)-(k -1)k (k +1)],由此得1×2=13(1×2×3-0×1×2),2×3=13(2×3×4-1×2×3),…n (n +1)=13[n (n +1)(n +2)-(n -1)n (n +1)].相加,得1×2+2×3+…+n (n +1)=13n (n +1)(n +2).类比上述方法,计算“1×2×3+2×3×4+…+n (n +1)(n +2)”的结果为________. 答案 14n (n +1)(n +2)(n +3)解析 类比k (k +1)=13[k (k +1)(k +2)-(k -1)k (k +1)],可得到k (k +1)(k +2)=14[k (k +1)(k +2)(k +3)-(k -1)k (k +1)(k +2)],先逐项裂项,然后累加即得14n (n +1)(n +2)(n +3).(推荐时间:60分钟)一、选择题1. 下列关于五角星的图案构成一个数列,该数列的一个通项公式是( )A .a n =n 2-n +1B .a n =n (n -1)2C .a n =n (n +1)2D .a n =n (n +2)2答案 C解析 从图中观察五角星构成规律, n =1时,有1个; n =2时,有3个; n =3时,有6个; n =4时,有10个;…所以a n =1+2+3+4+…+n =n (n +1)2.2. ①已知p 3+q 3=2,求证p +q ≤2,用反证法证明时,可假设p +q ≥2;②已知a ,b ∈R ,|a |+|b |<1,求证方程x 2+ax +b =0的两根的绝对值都小于1,用反证法证明时可假设方程有一根x 1的绝对值大于或等于1,即假设|x 1|≥1.以下结论正确的是( )A .①与②的假设都错误B .①与②的假设都正确C .①的假设正确;②的假设错误D .①的假设错误;②的假设正确 答案 D解析 反证法的实质是否定结论,对于①,其结论的反面是p +q >2,所以①不正确;对于②,其假设正确.3. 已知函数f (x )是R 上的单调增函数且为奇函数,数列{a n }是等差数列,a 3>0,则f (a 1)+f (a 3)+f (a 5)的值( )A .恒为正数B .恒为负数C .恒为0D .可正可负答案 A解析 由已知得f (0)=0,a 1+a 5=2a 3>0,所以a 1>-a 5. 由于f (x )单调递增且为奇函数,所以f (a 1)+f (a 5)>f (-a 5)+f (a 5)=0,f (a 3)>0. ∴选A.4. 已知“整数对”按如下规律排成一列:(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),…,则第60个数对是( )A .(7,5)B .(5,7)C .(2,10)D .(10,1)答案 B解析 依题意,就每组整数对的和相同的分为一组,不难得知每组整数对的和为n +1,且每组共有n 个整数时,这样的前n 组一共有n (n +1)2个整数时,注意到10(10+1)2<60<11(11+1)2,因此第60个整数对处于第11组(每对整数对的和为12的组)的第5个位置,结合题意可知每对整数对的和为12的组中的各数对依次为(1,11),(2,10),(3,9),(4,8),(5,7),…,因此第60个整数对是(5,7),选B.5. 已知正三角形内切圆的半径是其高的13,把这个结论推广到空间正四面体,类似的结论是( )A .正四面体的内切球的半径是其高的12B .正四面体的内切球的半径是其高的13C .正四面体的内切球的半径是其高的14D .正四面体的内切球的半径是其高的15答案 C解析 原问题的解法为等面积法,即S =12ah =3×12ar ⇒r =13h , 类比问题的解法应为等体积法,V =13Sh =4×13Sr ⇒r =14h , 即正四面体的内切球的半径是其高的14, 所以应选C.6. 把非零自然数按一定的规则排成了如图所示的三角形数表(每行比上一行多一个数).设a ij (i 、j ∈N *)是位于这个三角形数表中从上往下数第i 行、从左往右数第j 个数,如a 42=8,若a ij =2 010,则i ,j 的值的和为 ( )A .75B .76C .77D .78答案 C解析 观察偶数行的变化规律,2 010是数列:2,4,6,8,…的第1 005项,前31个偶数行的偶数的个数为(2+62)×312=32×31=992,所以2 010是偶数行的第32行第13个数,即三角形数表中的第64行第13个数,所以i =64,j =13,所以i +j =77.故选C.二、填空题7. 有一个奇数列1,3,5,7,9,…,现在进行如下分组:第一组含一个数{1},第二组含两个数{3,5},第三组含三个数{7,9,11},第四组含四个数{13,15,17,19},…,现观察猜想每组内各数之和为a n 与其组的编号数n 的关系为________.答案 a n =n 3解析 由题意知a 1=1=13,a 2=3+5=8=23,a 3=7+9+11=27=33,a 4=13+15+17+19=64=43,….因此可归纳出a n =n 3.8. (2013·陕西)观察下列等式:(1+1)=2×1(2+1)(2+2)=22×1×3(3+1)(3+2)(3+3)=23×1×3×5…照此规律,第n 个等式可为______________.答案 (n +1)(n +2)…(n +n )=2n ×1×3×…×(2n -1)解析 由已知的三个等式左边的变化规律,得第n 个等式左边为(n +1)(n +2)…(n +n ),由已知的三个等式右边的变化规律,得第n 个等式右边为2n 与n 个奇数之积,即2n ×1×3×…×(2n -1).9. 如图所示的三角形数阵叫“莱布尼兹调和三角形”,它们是由整数的倒数组成的,第n行有n 个数,且两端的数均为1n ,每个数是它下一行左右相邻两数的和,如11=12+12,12=13+16,13=14+112,…,则第10行第3个数(从左往右数)为________.答案 1360解析 由上面的规律可知第n 行的第一个数为1n ,第二个数为1n (n -1),所以第9行的第二个数为18×9,第10行的第一个数为110,第二个数为19×10=190,设第3个数为x ,即x +190=19×8⇒x =1360. 10.对大于1的自然数m 的三次幂可用奇数进行以下方式的“分裂”:23⎩⎨⎧ 35,33⎩⎪⎨⎪⎧ 7911,43⎩⎪⎨⎪⎧ 13151719,….仿此,若m 3的“分裂数”中有一个是59,则m 的值为________.答案 8解析 由已知可观察出m 3可分裂为m 个连续奇数,最小的一个为(m -1)m +1.当m =8时,最小的数为57,第二个便是59.∴m =8.三、解答题11.观察下列三角形数表,假设第n 行的第二个数为a n (n ≥2,n ∈N *).(1)依次写出第六行的所有6个数字;(2)归纳出a n +1与a n 的关系式并求出a n 的通项公式.解 (1)第六行的所有6个数字分别是6,16,25,25,16,6.(2)依题意a n +1=a n +n (n ≥2),a 2=2,a n =a 2+(a 3-a 2)+(a 4-a 3)+…+(a n -a n -1)=2+2+3+…+(n -1)=2+(n -2)(n +1)2. 所以a n =12n 2-12n +1(n ≥2). 12.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1+2,S 3=9+3 2.(1)求数列{a n }的通项a n 与前n 项和S n ;(2)设b n =S n n(n ∈N *),求证:数列{b n }中任意不同的三项都不可能成为等比数列. (1)解 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=2+1,3a 1+3d =9+32,∴d =2, 故a n =2n -1+2,S n =n (n +2).(2)证明 由(1)得b n =S n n=n + 2. 假设数列{b n }中存在三项b p ,b q ,b r (p ,q ,r 互不相等)成等比数列,则b 2q =b p b r . 即(q +2)2=(p +2)(r +2).∴(q 2-pr )+(2q -p -r )2=0.∵p ,q ,r ∈N *,∴⎩⎪⎨⎪⎧q 2-pr =0,2q -p -r =0,∵(p +r 2)2=pr ,(p -r )2=0,∴p =r . 与p ≠r 矛盾.所以数列{b n }中任意不同的三项都不可能成等比数列.13.已知数列{a n }有a 1=a ,a 2=p (常数p >0),对任意的正整数n ,S n =a 1+a 2+…+a n ,并有S n 满足S n =n (a n -a 1)2. (1)求a 的值并证明数列{a n }为等差数列;(2)令p n =S n +2S n +1+S n +1S n +2,是否存在正整数M ,使不等式p 1+p 2+…+p n -2n ≤M 恒成立,若存在,求出M 的最小值;若不存在,说明理由.解 (1)由已知,得S 1=1×(a -a )2=a 1=a ,所以a =0. 由a 1=0得S n =na n 2,则S n +1=(n +1)a n +12, ∴2(S n +1-S n )=(n +1)a n +1-na n ,即2a n +1=(n +1)a n +1-na n ,于是有(n -1)a n +1=na n ,并且na n +2=(n +1)a n +1,∴na n +2-(n -1)a n +1=(n +1)a n +1-na n ,即n (a n +2-a n +1)=n (a n +1-a n ),则有a n +2-a n +1=a n +1-a n ,∴{a n }为等差数列.(2)由(1)得S n =n (n -1)p 2, ∴p n =(n +2)(n +1)p 2(n +1)np 2+(n +1)np 2(n +2)(n +1)p 2=2+2n -2n +2, ∴p 1+p 2+p 3+…+p n -2n =⎝⎛⎭⎫2+21-23+⎝⎛⎭⎫2+22-24+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫2+2n -2n +2-2n =2+1-2n +1-2n +2. 由n 是整数可得p 1+p 2+p 3+…+p n -2n <3. 故存在最小的正整数M =3,使不等式p 1+p 2+p 3+…+p n -2n ≤M 恒成立.。

2014高考数学二轮专题突破(文科)【主干知识梳理+热点分类突破+押题精练】专题七数学思想方法第3讲

2014高考数学二轮专题突破(文科)【主干知识梳理+热点分类突破+押题精练】专题七数学思想方法第3讲

第3讲分类讨论思想1.分类讨论思想是一种重要的数学思想方法.其基本思路是将一个较复杂的数学问题分解(或分割)成若干个基础性问题,通过对基础性问题的解答来实现解决原问题的思想策略.对问题实行分类与整合,分类标准等于增加一个已知条件,实现了有效增设,将大问题(或综合性问题)分解为小问题(或基础性问题),优化解题思路,降低问题难度.2.分类讨论的常见类型(1)由数学概念引起的分类讨论:有的概念本身是分类的,如绝对值、直线斜率、指数函数、对数函数等.(2)由性质、定理、公式的限制引起的分类讨论:有的数学定理、公式、性质是分类给出的,在不同的条件下结论不一致,如等比数列的前n项和公式、函数的单调性等.(3)由数学运算要求引起的分类讨论:如除法运算中除数不为零,偶次方根为非负,对数真数与底数的要求,指数运算中底数的要求,不等式两边同乘以一个正数、负数,三角函数的定义域等.(4)由图形的不确定性引起的分类讨论:有的图形类型、位置需要分类:如角的终边所在的象限;点、线、面的位置关系等.(5)由参数的变化引起的分类讨论:某些含有参数的问题,如含参数的方程、不等式,由于参数的取值不同会导致所得结果不同,或对于不同的参数值要运用不同的求解或证明方法.3.分类讨论的原则(1)不重不漏.(2)标准要统一,层次要分明.(3)能不分类的要尽量避免或尽量推迟,决不无原则地讨论.4.解分类问题的步骤(1)确定分类讨论的对象:即对哪个变量或参数进行分类讨论.(2)对所讨论的对象进行合理的分类.(3)逐类讨论:即对各类问题详细讨论,逐步解决.(4)归纳总结:将各类情况总结归纳.类型一由概念、法则、公式、性质引起的分类讨论例1 (1)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 =________.(2)已知实数a ≠0,函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +a ,x <1,-x -2a ,x ≥1.若f (1-a )=f (1+a ),则a 的值为________.答案 (1)14 (2)-34解析 (1)讨论字母的取值,从而确定函数的最大值与最小值.若a >1,有a 2=4,a -1=m ,此时a =2,m =12,此时g (x )=-x 为减函数,不合题意.若0<a <1,有a -1=4,a 2=m , 故a =14,m =116,检验知符合题意.(2)当a >0时,1-a <1,1+a >1. 这时f (1-a )=2(1-a )+a =2-a , f (1+a )=-(1+a )-2a =-1-3a .由f (1-a )=f (1+a )得2-a =-1-3a ,解得a =-32.不合题意,舍去.当a <0时,1-a >1,1+a <1,这时f (1-a )=-(1-a )-2a =-1-a , f (1+a )=2(1+a )+a =2+3a .由f (1-a )=f (1+a )得-1-a =2+3a ,解得a =-34.综上可知,a 的值为-34.应用指数、对数函数时往往对底数是否大于1进行讨论,这是由它的性质决定的.处理分段函数问题时,首先要确定自变量的取值属于哪个区间段,再选取相应的对应法则,离开定义域讨论问题是产生错误的重要原因之一.已知数列{a n }的前n 项和S n =p n -1(p 是常数),则数列{a n }是( )A .等差数列B .等比数列C .等差数列或等比数列D .以上都不对答案 D解析 ∵S n =p n -1,∴a 1=p -1,a n =S n -S n -1=(p -1)p n -1(n ≥2), 当p ≠1,且p ≠0时,{a n }是等比数列; 当p =1时,{a n }是等差数列. 当p =0时,a 1=-1,a n =0(n ≥2), 此时{a n }既不是等差数列也不是等比数列.类型二 由元素的位置、图形的形状变化引起的分类讨论例2 已知m ∈R ,求函数f (x )=(4-3m )x 2-2x +m 在区间[0,1]上的最大值.解 ①当4-3m =0,即m =43时,函数y =-2x +43,它在[0,1]上是减函数,所以y max =f (0)=43.②当4-3m ≠0,即m ≠43时,y 是二次函数.当4-3m >0,即m <43时,二次函数y 的图象开口向上,对称轴方程x =14-3m >0,它在[0,1]上的最大值只能在区间端点取得(由于此处不涉及最小值,故不需讨论区间与对称轴的关系).f (0)=m ,f (1)=2-2m ,当m ≥2-2m ,又m <43,即23≤m <43时,y max =m .当m <2-2m ,又m <43,即m <23时,y max =2(1-m ).当4-3m <0,即m >43时,二次函数y 的图象开口向下,又它的对称轴方程x =14-3m <0,所以函数y 在[0,1]上是减函数,于是y max =f (0)=m . 由①、②可知,这个函数的最大值为y max=⎩⎨⎧2-2m ,m <23,m ,m ≥23.求解有关几何问题中,由于几何元素的形状、位置变化的不确定性,所以需要根据图形的特征进行分类讨论.一般由图形的位置或形状变化引发的讨论包括:二次函数对称轴位置的变化;函数问题中区间的变化;函数图象形状的变化;直线由斜率引起的位置变化;圆锥曲线由焦点引起的位置变化或由离心率引起的形状变化.设F 1,F 2为椭圆x 29+y 24=1的两个焦点,P 为椭圆上一点.已知P ,F 1,F 2是一个直角三角形的三个顶点,且PF 1>PF 2,则PF 1PF 2的值为________.答案 2或72解析 若∠PF 2F 1=90°, 则|PF 1|2=|PF 2|2+|F 1F 2|2, ∵|PF 1|+|PF 2|=6,|F 1F 2|=25, 解得|PF 1|=143, |PF 2|=43,∴|PF 1||PF 2|=72.若∠F 2PF 1=90°,则|F 1F 22|=|PF 21|+|PF 22| =|PF 21|+(6-|PF 1|)2,解得|PF 1|=4,|PF 2|=2, ∴|PF 1||PF 2|=2.综上所述,|PF 1||PF 2|=2或72. 类型三 由参数变化引起的分类讨论例3 已知函数f (x )=ln x -ax +1-a x(0<a <1),讨论函数f (x )的单调性.解 f ′(x )=1x -a +a -1x 2=-ax 2-x +1-a x 2,x ∈(0,+∞).由f ′(x )=0,即ax 2-x +1-a =0, 解得x 1=1,x 2=1a -1.(1)若0<a <12,则x 2>x 1.当0<x <1或者x >1a -1时,f ′(x )<0;当1<x <1a-1时,f ′(x )>0.故此时函数f (x )的单调递减区间是(0,1),⎝⎛⎭⎫1a -1,+∞,单调递增区间是⎝⎛⎭⎫1,1a -1. (2)若a =12,则x 1=x 2,此时f ′(x )≤0恒成立,且仅在x =12处等于零,故此时函数f (x )在(0,+∞)上单调递减; (3)若12<a <1,则0<x 2<x 1,当0<x <1a -1或者x >1时,f ′(x )<0;当1a-1<x <1时,f ′(x )>0. 故此时函数f (x )的单调递减区间是⎝⎛⎭⎫0,1a -1,(1,+∞),单调递增区间是⎝⎛⎭⎫1a -1,1.含有参数的问题,主要包括:(1)含有参数的不等式的求解;(2)含有参数的方程的求解;(3)函数解析式中含参数的最值与单调性问题;(4)二元二次方程表示曲线类型的判定等.求解时,要结合参数的意义,对参数的不同取值或不同取值范围进行分类讨论,分类要合理,要不重不漏,要符合最简原则.设a >0,函数f (x )=12x 2-(a +1)x +a (1+ln x ).(1)求曲线y =f (x )在(2,f (2))处与直线y =-x +1垂直的切线方程; (2)求函数f (x )的极值.解 (1)由已知x >0,f ′(x )=x -(a +1)+ax ,因为曲线y =f (x )在(2,f (2))处切线的斜率为1, 所以f ′(2)=1,即2-(a +1)+a2=1,所以a =0,此时f (2)=2-2=0,故曲线f (x )在(2,f (2))处的切线方程为x -y -2=0. (2)f ′(x )=x -(a +1)+ax=x 2-(a +1)x +a x =(x -1)(x -a )x.①当0<a <1时,若x ∈(0,a ),f ′(x )>0,函数f (x )单调递增;若x ∈(a,1),f ′(x )<0,函数f (x )单调递减;若x ∈(1,+∞),f ′(x )>0,函数f (x )单调递增.此时x =a 是f (x )的极大值点,x =1是f (x )的极小值点,函数f (x )的极大值是f (a )=-12a 2+a ln a ,极小值是f (1)=-12;②当a =1时,若x ∈(0,1),f ′(x )>0,若x =1,f ′(x )=0,若x ∈(1,+∞),f ′(x )>0,所以函数f (x )在定义域内单调递增,此时f (x )没有极值点,也无极值. ③当a >1时,若x ∈(0,1),f ′(x )>0,函数f (x )单调递增; 若x ∈(1,a ),f ′(x )<0,函数f (x )单调递减;若x ∈(a ,+∞),f ′(x )>0,函数f (x )单调递增,此时x =1是f (x )的极大值点,x =a 是f (x )的极小值点,函数f (x )的极大值是f (1)=-12,极小值是f (a )=-12a 2+a ln a ;综上,当0<a <1时,f (x )的极大值是-12a 2+a ln a ,极小值是-12;当a =1时,f (x )无极值;当a >1时,f (x )的极大值是-12,极小值是-12a 2+a ln a .分类讨论思想的本质是“化整为零,积零为整”.用分类讨论的思维策略解数学问题的操作过程:明确讨论的对象和动机→确定分类的标准→逐类进行讨论→归纳综合结论→检验分类是否完备(即分类对象彼此交集为空集,并集为全集).做到“确定对象的全体,明确分类的标准,分类不重复、不遗漏”的分析讨论. 常见的分类讨论问题有:(1)集合:注意集合中空集∅的讨论.(2)函数:对数或指数函数中的底数a ,一般应分a >1和0<a <1的讨论;函数y =ax 2+bx+c 有时候分a =0和a ≠0的讨论;对称轴位置的讨论;判别式的讨论.(3)数列:由S n 求a n 分n =1和n >1的讨论;等比数列中分公比q =1和q ≠1的讨论. (4)三角函数:角的象限及函数值范围的讨论.(5)不等式:解不等式时含参数的讨论,基本不等式相等条件是否满足的讨论.(6)立体几何:点线面及图形位置关系的不确定性引起的讨论;平面解析几何:直线点斜式中k 分存在和不存在,直线截距式中分b =0和b ≠0的讨论;轨迹方程中含参数时曲线类型及形状的讨论.(7)去绝对值时的讨论及分段函数的讨论等.1. 等比数列{a n }中,a 3=7,前3项之和S 3=21,则公比q 的值是( )A .1B .-12C .1或-12D .-1或12答案 C解析 当公比q =1时,a 1=a 2=a 3=7,S 3=3a 1=21,符合要求.当q ≠1时,a 1q 2=7,a 1(1-q 3)1-q=21,解之得,q =-12.2. 若x >0且x ≠1,则函数y =lg x +log x 10的值域为( )A .RB .[2,+∞)C .(-∞,-2]D .(-∞,-2]∪[2,+∞)答案 D解析 当x >1时,y =lg x +log x 10 =lg x +1lg x≥2lg x ·1lg x=2;当0<x <1时,y =lg x +log x 10=-⎣⎡⎦⎤(-lg x )+⎝⎛⎭⎫-1lg x ≤-2(-lg x )⎝⎛⎭⎫-1lg x =-2. 所以函数的值域为(-∞,-2]∪[2,+∞).3. 过双曲线2x 2-y 2=2的右焦点作直线l 交双曲线于A 、B 两点,若|AB |=4,则这样的直线有________条. 答案 3解析 由2x 2-y 2=2,得x 2-y 22=1.当l 无斜率时,|AB |=2b 2a=4,符合要求.当l 有斜率时,若A 、B 两点都在右支上,则|AB |>4不符合要求. A 、B 在左、右两支上,有两条.所以共3条.4. 函数f (x )=mx 2+mx +1的定义域为一切实数,则实数m 的取值范围是________.答案 [0,4]解析 因为函数f (x )的定义域为一切实数, 所以mx 2+mx +1≥0对一切实数恒成立,当m =0时,原不等式即1≥0对一切实数恒成立,当m ≠0时,则需⎩⎨⎧m >0Δ=m 2-4m ≤0,解得0<m ≤4. 综上,实数m 的取值范围是[0,4].5. 已知线段AB 和平面α,A 、B 两点到平面α的距离分别为1和3,则线段AB 的中点到平面α的距离为________. 答案 1或2解析 此题分线段AB 两端点在平面同侧和异侧两种情况,答案为1或2. 6. 已知等差数列{a n }的前3项和为6,前8项和为-4.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(4-a n )q n -1 (q ≠0,n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和S n .解 (1)设数列{a n }的公差为d ,由已知,得⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =6,8a 1+28d =-4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =-1.故a n =3-(n -1)=4-n . (2)由(1)可得b n =n ·q n -1,于是S n =1·q 0+2·q 1+3·q 2+…+n ·q n -1.若q ≠1,将上式两边同乘q ,得 qS n =1·q 1+2·q 2+…+(n -1)·q n -1+n ·q n .两式相减,得(q -1)S n =nq n -1-q 1-q 2-…-q n -1=nq n-q n -1q -1=nq n +1-(n +1)q n+1q -1.于是,S n =nq n +1-(n +1)q n +1(q -1)2. 若q =1,则S n =1+2+3+…+n =n (n +1)2.综上,S n=⎩⎨⎧n (n +1)2 (q =1),nqn +1-(n +1)q n +1(q -1)2(q ≠1).。

2014高考数学(文)二轮专题突破课件(浙江专版)第3部分 专题1 第2讲 保分题——模板解,每分都要保

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模板一
[例1]
三角函数的图像与性质
π 2sin2x+4+
(2013· 天津高考)(13分)已知函数f(x)=-
6sin xcos x-2cos2x+1,x∈R. (1)求f(x)的最小正周期;
π (2)求f(x)在区间0,2上的最大值和最小值.
[解题流程]
π 函数fx的解析式 ⇒ 求函数fx的最小正周期及fx在0, 上的最值 2
[规范解答] c 1 (1)抛物线y =8x的焦点为椭圆E的顶点,即a=2.又a=2,故
2
c=1,b= 3. x2 y2 ∴椭圆E的方程为 4 + 3 =1. (2)设A(x1,y1),B(x2,y2).
y=kx+m, 联立 2 3x +4y2=12,
4分
得(4k2+3)x2+8kmx+4m2-12=0.
11分
π 所以f(x)在区间0,2上的最大值为2
2,最小值为-2.
13分
[解题模板]
第1步:三角函数式化简,一般化为y=Asin(ωx+φ)+b或 y=Acos(ωx+φ)+b的形式如本例中f(x)化简为f(x)= 2
π 2sin2x-4;
2π 第2步:由T=|ω|求最小正周期;
[规范解答] (1)因为 an>0,令 n=1,有 4S1=a2-4-1,即 4a1=a2-5,所 2 2 以 a2= 4a1+5. 式相减得 4an=a2 +1-a2 -4, n n 2分 4分
2 2 (2)4Sn=an+1-4n-1,当 n≥2 时,4Sn-1=an-4(n-1)-1,两
整理得 a2 +1=(an+2)2,即 an+1=an+2. n
[规范解答] (1)由已知及正弦定理,得 sin A=sin Bcos C+sin C· B, sin ① 2分 3分 5分 6分 7分 9分 11 分 12 分

2014高考数学二轮专题突破(文科)【主干知识梳理+热点分类突破+押题精练】专题一集合、常用逻辑用语、不等

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第2讲 函数、基本初等函数的图象与性质【高考考情解读】 1.高考对函数的三要素,函数的表示方法等内容的考查以基础知识为主,难度中等偏下.2.函数图象和性质是历年高考的重要内容,也是热点内容,对图象的考查主要有两个方面:一是识图,二是用图,即利用函数的图象,通过数形结合的思想解决问题;对函数性质的考查,则主要是将单调性、奇偶性、周期性等综合一起考查,既有具体函数也有抽象函数.常以选择题的形式出现在最后一题,且常与新定义问题相结合,难度较大.1. 函数的概念及其表示两个函数只有当它们的三要素完全相同时才表示同一函数,定义域和对应关系相同的两个函数是同一函数. 2. 函数的性质(1)单调性:单调性是函数在其定义域上的局部性质.利用定义证明函数的单调性时,规范步骤为取值、作差、判断符号、下结论.复合函数的单调性遵循“同增异减”的原则. (2)奇偶性:奇偶性是函数在定义域上的整体性质.偶函数的图象关于y 轴对称,在关于坐标原点对称的定义域区间上具有相反的单调性;奇函数的图象关于坐标原点对称,在关于坐标原点对称的定义域区间上具有相同的单调性.(3)周期性:周期性是函数在定义域上的整体性质.若函数满足f (a +x )=f (x )(a 不等于0),则其一个周期T =|a |.3. 指数函数、对数函数和幂函数的图象和性质(1)指数函数y =a x (a >0,a ≠1)与对数函数y =log a x (a >0,a ≠1)的图象和性质,分0<a <1,a >1两种情况,着重关注两函数图象中的两种情况的公共性质. (2)幂函数y =x α的图象和性质,分幂指数α>0,α<0两种情况. 4. 熟记对数式的五个运算公式log a (MN )=log a M +log a N ;log a M N =log a M -log a N ;log a M n =n log a M ;a log a N =N ;log a N =log b N log b a (a >0且a ≠1,b >0且b ≠1,M >0,N >0). 提醒:log a M -log a N ≠log a (M -N ), log a M +log a N ≠log a (M +N ). 5. 与周期函数有关的结论(1)若f (x +a )=f (x +b )(a ≠b ),则f (x )是周期函数,其中一个周期是T =|a -b |.(2)若f (x +a )=-f (x ),则f (x )是周期函数,其中一个周期是T =2a . (3)若f (x +a )=1f (x )或f (x +a )=-1f (x ),则f (x )是周期函数,其中一个周期是T =2a . 提醒:若f (x +a )=f (-x +b )(a ≠b ),则函数f (x )关于直线x =a +b2对称.考点一 函数及其表示例1 (1)若函数y =f (x )的定义域是[0,2],则函数g (x )=f (2x )ln x的定义域是( )A .[0,1]B .[0,1)C .[0,1)∪(1,4]D .(0,1)答案 D解析 由函数y =f (x )的定义域是[0,2]得,函数g (x )有意义的条件为0≤2x ≤2且x >0,x ≠1,故x ∈(0,1).(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 3x ,x >02x ,x ≤0,则f (f (19))等于( )A .4 B.14 C .-4D .-14答案 B解析 因为19>0,所以f (19)=log 319=-2,故f (-2)=2-2=14.(1)求函数定义域的类型和相应方法①若已知函数的解析式,则这时函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值范围,只需构建并解不等式(组)即可,函数f (g (x ))的定义域应由不等式a ≤g (x )≤b 解出. ②实际问题或几何问题除要考虑解析式有意义外,还应使实际问题有意义. (2)求函数值时应注意形如f (g (x ))的函数求值时,应遵循先内后外的原则;而对于分段函数的求值(解不等式)问题,必须依据条件准确地找出利用哪一段求解.(1)若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x ,x ≥4,f (x +3),x <4,则f (log 23)等于( )A .3B .4C .16D .24(2)已知函数f (x )=2+log 3x (1≤x ≤9),则函数y =[f (x )]2+f (x 2)的最大值为 ( )A .33B .22C .13D .6答案 (1)D (2)C解析 (1)f (log 23)=f (log 23+3) =f (log 224)=2log 224=24.(2)依题意得,y =(2+log 3x )2+2+log 3x 2=log 23x +6log 3x +6=(log 3x +3)2-3,因为1≤x ≤9,且1≤x 2≤9,所以1≤x ≤3, 所以0≤log 3x ≤1,作出图象知, 当log 3x =1时,函数y 取得最大值13. 考点二 函数的性质例2 (1)(2012·福建)设函数D (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x 为有理数,0,x 为无理数,则下列结论错误的是( )A .D (x )的值域为{0,1}B .D (x )是偶函数C .D (x )不是周期函数D .D (x )不是单调函数答案 C解析 利用函数的单调性、奇偶性、周期性定义判断可得. 由已知条件可知,D (x )的值域是{0,1},选项A 正确; 当x 是有理数时,-x 也是有理数, 且D (-x )=1,D (x )=1,故D (-x )=D (x ), 当x 是无理数时,-x 也是无理数, 且D (-x )=0,D (x )=0,即D (-x )=D (x ), 故D (x )是偶函数,选项B 正确;当x 是有理数时,对于任一非零有理数a ,x +a 是有理数,且D (x +a )=D (x )=1,当x 是无理数时,对于任一非零有理数b ,x +b 是无理数,所以D (x +b )=D (x )=0,故D (x )是周期函数,但不存在最小正周期,选项C 不正确; 由实数的连续性易知,不存在区间I ,使D (x )在区间I 上是增函数或减函数,故D (x )不是单调函数,选项D 正确.(2)设奇函数y =f (x ) (x ∈R ),满足对任意t ∈R 都有f (t )=f (1-t ),且x ∈⎣⎡⎦⎤0,12时,f (x )=-x 2,则f (3)+f ⎝⎛⎭⎫-32的值等于________. 答案 -14解析 根据对任意t ∈R 都有f (t )=f (1-t )可得f (-t )=f (1+t ),即f (t +1)=-f (t ),进而得到f (t +2)=-f (t +1)=-[-f (t )]=f (t ),得函数y =f (x )的一个周期为2,故f (3)=f (1)=f (0+1)=-f (0)=0,f ⎝⎛⎭⎫-32=f ⎝⎛⎭⎫12=-14.所以f (3)+f ⎝⎛⎭⎫-32的值是0+⎝⎛⎭⎫-14=-14.函数的性质主要是函数的奇偶性、单调性和周期性以及函数图象的对称性,在解题中根据问题的条件通过变换函数的解析式或者已知的函数关系,推证函数的性质,根据函数的性质解决问题.(1)(2013·天津)已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上单调递增.若实数a 满足f (log 2a )+f (log 12a )≤2f (1),则a 的取值范围是( )A .[1,2]B.⎝⎛⎦⎤0,12C.⎣⎡⎦⎤12,2D .(0,2](2)已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=e x +a ,若f (x )在R 上是单调函数,则实数a 的最小值是________. 答案 (1)C (2)-1解析 (1)由题意知a >0,又log 12a =log 2a -1=-log 2a .∵f (x )是R 上的偶函数, ∴f (log 2a )=f (-log 2a )=f (log 12a ).∵f (log 2a )+f (log 12a )≤2f (1),∴2f (log 2a )≤2f (1),即f (log 2a )≤f (1). 又因f (x )在[0,+∞)上递增. ∴|log 2a |≤1,-1≤log 2a ≤1, ∴a ∈⎣⎡⎦⎤12,2,选C.(2)依题意得f (0)=0.当x >0时,f (x )>e 0+a =a +1. 若函数f (x )在R 上是单调函数,则有a +1≥0,a ≥-1, 因此实数a 的最小值是-1. 考点三 函数的图象例3 (1)(2013·北京)函数f (x )的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y =e x 关于y 轴对称,则f (x )等于( )A .e x +1B .e x -1 C .e-x +1D .e-x -1(2)形如y =b |x |-a (a >0,b >0)的函数,因其图象类似于汉字中的“囧”字,故我们把它称为“囧函数”.若当a =1,b =1时的“囧函数”与函数y =lg|x |图象的交点个数为n ,则n =________. 答案 (1)D (2)4解析 (1)与y =e x 图象关于y 轴对称的函数为y =e -x .依题意,f (x )图象向右平移一个单位,得y =e -x 的图象.∴f (x )的图象由y =e -x 的图象向左平移一个单位得到. ∴f (x )=e -(x +1)=e -x -1.(2)由题意知,当a =1,b =1时, y =1|x |-1=⎩⎪⎨⎪⎧1x -1(x ≥0且x ≠1),-1x +1(x <0且x ≠-1),在同一坐标系中画出“囧函数”与函数y =lg|x |的图象如图所示,易知它们有4个交点.(1)作图:常用描点法和图象变换法.图象变换法常用的有平移变换、伸缩变换和对称变换.尤其注意y =f (x )与y =f (-x )、y =-f (x )、y =-f (-x )、y =f (|x |)、y =|f (x )|及y =af (x )+b 的相互关系.(2)识图:从图象与轴的交点及左、右、上、下分布范围、变化趋势、对称性等方面找准解析式与图象的对应关系.(3)用图:图象形象地显示了函数的性质,因此,函数性质的确定与应用及一些方程、不等式的求解常与图象数形结合研究.(1)函数y =x ln(-x )与y =x ln x 的图象关于( )A .直线y =x 对称B .x 轴对称C .y 轴对称D .原点对称(2)函数y =log 2|x |x的大致图象是( )(3)(2013·课标全国Ⅰ)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x ,x ≤0,ln (x +1),x >0.若|f (x )|≥ax ,则a 的取值范围是( )A .(-∞,0]B .(-∞,1]C .[-2,1]D .[-2,0]答案 (1)D (2)C (3)D解析 (1)若点(m ,n )在函数y =x ln x 的图象上, 则n =m ln m ,所以-n =-m ln[-(-m )], 可知点(-m ,-n )在函数y =x ln(-x )的图象上, 而点(m ,n )与点(-m ,-n )关于原点对称,所以函数y =x ln x 与y =x ln(-x )的图象关于原点对称. (2)方法一 由于log 2|-x |-x=-log 2|x |x ,所以函数y =log 2|x |x是奇函数,其图象关于原点对称.当x >0时,对函数求导可知,函数图象先增后减,结合选项知选C. 方法二 0<x <1时,y <0;x >1时,根据y =log 2x 与y =x 的变化快慢知x →+∞时, y >0且y →0.故选C.(3)函数y =|f (x )|的图象如图. ①当a =0时,|f (x )|≥ax 显然成立. ②当a >0时,只需在x >0时, ln(x +1)≥ax 成立.比较对数函数与一次函数y =ax 的增长速度. 显然不存在a >0使ln(x +1)≥ax 在x >0上恒成立. ③当a <0时,只需在x <0时,x 2-2x ≥ax 成立. 即a ≥x -2成立,∴a ≥-2. 综上所述:-2≤a ≤0.故选D. 考点四 基本初等函数的图象及性质例4 (1)若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,log 12(-x ),x <0,若f (a )>f (-a ),则实数a 的取值范围是 ( )A .(-1,0)∪(0,1)B .(-∞,-1)∪(1,+∞)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-∞,-1)∪(0,1)(2)已知a =5log 23.4,b =5log 43.6,c =⎝⎛⎭⎫15log 30.3,则有( )A .a >b >cB .b >a >cC .a >c >bD .c >a >b答案 (1)C (2)C解析 (1)方法一 由题意作出y =f (x )的图象如图.显然当a >1或-1<a <0时,满足f (a )>f (-a ).故选C. 方法二 对a 分类讨论:当a >0时,log 2a >log 12a ,即log 2a >0,∴a >1.当a <0时,log 12(-a )>log 2(-a ),即log 2(-a )<0,∴-1<a <0,故选C.(2)∵a =5log 23.4,b =5log 43.6,c =(15)log 30.3=5log 3313,根据y =a x 且a =5,知y 是增函数. 又∵log 23.4>log 3313>1,0<log 43.6<1,∴5log 23.4>(15)log 30.3>5log 43.6,即a >c >b .(1)指数函数、对数函数、幂函数是中学阶段所学的基本初等函数,是高考的必考内容之一,重点考查图象、性质及其应用,同时考查分类讨论、等价转化等数学思想方法及其运算能力.(2)比较指数函数值、对数函数值、幂函数值大小有三种方法:一是根据同类函数的单调性进行比较;二是采用中间值0或1等进行比较;三是将对数式转化为指数式,或将指数式转化为对数式,通过转化进行比较.(1)已知f (x )=a x ,g (x )=log a x (a >0且a ≠1),若f (3)·g (3)<0,则f (x )与g (x )在同一坐标系内的图象可能是( )(2)(2012·天津)已知a =21.2,b =⎝⎛⎭⎫12-0.8,c =2log 52,则a ,b ,c 的大小关系为 ( ) A .c <b <aB .c <a <bC .b <a <cD .b <c <a答案 (1)C (2)A解析 (1)因为a >0且a ≠1,所以f (3)=a 3>0. 因为f (3)g (3)<0,所以g (3)<0即log a 3<0,所以0<a <1,则指数函数f (x )=a x 单调递减,对数函数单调递减,所以答案选C. (2)利用中间值判断大小. b =⎝⎛⎭⎫12-0.8=20.8<21.2=a , c =2log 52=log 522<log 55=1<20.8=b , 故c <b <a ,答案选A.1. 判断函数单调性的常用方法(1)能画出图象的一般用数形结合法去观察.(2)由基本初等函数通过加、减运算或复合而成的函数,常转化为基本初等函数单调性的判断问题.(3)对于解析式较复杂的一般用导数法. (4)对于抽象函数一般用定义法. 2. 函数奇偶性的应用函数的奇偶性反映了函数图象的对称性,是函数的整体特性.利用函数的奇偶性可以把研究整个函数具有的性质问题转化到只研究部分(一半)区间上,是简化问题的一种途径.尤其注意偶函数f (x )的性质:f (|x |)=f (x ). 3. 函数图象的对称性(1)若函数y =f (x )满足f (a +x )=f (a -x ),即f (x )=f (2a -x ),则f (x )的图象关于直线x =a 对称.提醒:函数y =f (a +x )与y =f (a -x )的图象对称轴为x =0,并非直线x =a . (2)若f (x )满足f (a +x )=f (b -x ),则函数f (x )的图象关于直线x =a +b 2对称.(3)若函数y =f (x )满足f (x )=2b -f (2a -x ),则该函数图象关于点(a ,b )成中心对称.4. 二次函数、一元二次方程和一元二次不等式是一个有机的整体,要深刻理解它们之间的相互关系,能用函数与方程、分类讨论、数形结合思想来研究与“三个二次”有关的问题,高考对“三个二次”知识的考查往往渗透在其他知识之中,并且大都出现在解答题中.5. 指数函数、对数函数的图象和性质受底数a 的影响,解决与指、对数函数特别是与单调性有关的问题时,首先要看底数a 的范围.比较两个对数的大小或解对数不等式或解对数方程时,一般是构造同底的对数函数,若底数不同,可运用换底公式化为同底的对数,三数比较大小时,注意与0比较或与1比较.6. 解决与本讲有关的问题应注意函数与方程、数形结合、分类讨论、化归与转化等思想的运用.1. 已知函数f (x )=e |ln x |-⎪⎪⎪⎪x -1x ,则函数y =f (x +1)的大致图象为( )答案 A解析 据已知关系式可得f (x )=⎩⎨⎧e-ln x +⎝⎛⎭⎫x -1x =x (0<x ≤1),eln x-⎝⎛⎭⎫x -1x =1x(x >1),作出其图象然后将其向左平移1个单位即得函数y =f (x +1)的图象.2. 定义在R 上的奇函数f (x )满足:对任意的x 1,x 2∈(-∞,0)(x 1≠x 2),有f (x 2)-f (x 1)x 2-x 1>0.则有( )A .f (0.32)<f (20.3)<f (log 25)B .f (log 25)<f (20.3)<f (0.32)C .f (log 25)<f (0.32)<f (20.3)D .f (0.32)<f (log 25)<f (20.3) 答案 A解析 由已知可知f (x )在(-∞,0)上递增, 又f (x )为奇函数,故f (x )在(0,+∞)上递增, ∵0.32<20.3<log 25. ∴f (0.32)<f (20.3)<f (log 25).3. 已知f (x )是以2为周期的偶函数,当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,那么在区间[-1,3]内关于x 的方程y =kx +k +1(k ∈R ,k ≠-1)的根的个数为( )A .不可能有3个B .最少有1个,最多有4个C .最少有1个,最多有3个D .最少有2个,最多有4个答案 B解析 函数f (x )的图象如图所示:函数g (x )=kx +k +1=k (x +1)+1恒过定点(-1,1), 故选B.(推荐时间:40分钟)一、选择题1. 下列函数中,既是偶函数,又在区间(1,2)内是增函数的为( )A .y =cos 2x ,x ∈RB .y =log 2|x |,x ∈R 且x ≠0C .y =e x -e -x2,x ∈RD .y =x 3+1,x ∈R 答案 B解析 由函数是偶函数可以排除C 和D ,又函数在区间(1,2)内为增函数,而此时y =log 2|x |=log 2x 为增函数,所以选B.2. 已知函数y =f (x )是奇函数,当x >0时,f (x )=lg x ,则f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫1100的值等于 ( )A.1lg 2B .-1lg 2C .lg 2D .-lg 2答案 D解析 当x <0时,-x >0,则f (-x )=lg(-x ). 又函数f (x )为奇函数,f (-x )=-f (x ), 所以当x <0时,f (x )=-lg(-x ). 所以f ⎝⎛⎭⎫1100=lg 1100=-2, f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫1100=f (-2)=-lg 2. 3. 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x ≥1,x +c ,x <1,则“c =-1”是“函数f (x )在R 上递增”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 A解析 当c =-1时,易知f (x )在R 上递增;反之,若f (x )在R 上递增,则需有1+c ≤0,即c ≤-1. 所以“c =-1”是“函数f (x )在R 上递增”的充分不必要条件. 4. (2013·课标全国Ⅱ)设a =log 36,b =log 510,c =log 714,则( )A .c >b >aB .b >c >aC .a >c >bD .a >b >c答案 D解析 设a =log 36=1+log 32=1+1log 23,b =log 510=1+log 52=1+1log 25,c =log 714=1+log 72=1+1log 27,显然a >b >c .5. 若函数f (x )=x 2+|x -a |+b 在区间(-∞,0]上为减函数,则实数a 的取值范围是( )A .a ≥0B .a ≤0C .a ≥1D .a ≤1答案 A解析 当a =0或者a =1时,显然,在区间(-∞,0]上为减函数,从而选A.6. 设定义在[-2,2]上的偶函数f (x )在区间[0,2]上单调递减,若f (1-m )<f (m ),则实数m 的取值范围是( )A .[-1,12)B .(-∞,-1]∪(12,+∞)C .(-1,12)D .(-∞,-1)∪(12,+∞)答案 A解析 ∵f (x )是偶函数,∴f (-x )=f (x )=f (|x |), ∴不等式f (1-m )<f (m )⇔f (|1-m |)<f (|m |), 又∵当x ∈[0,2]时,f (x )是减函数, ∴⎩⎪⎨⎪⎧|1-m |>|m |,-2≤1-m ≤2,-2≤m ≤2,解得-1≤m <12.7. (2013·四川)函数y =x 33x -1的图象大致是()答案 C解析 由3x -1≠0得x ≠0,∴函数y =x 33x -1的定义域为{x |x ≠0},可排除选项A ;当x =-1时,y =(-1)313-1=32>0,可排除选项B ;当x =2时,y =1,当x =4时,y =45,但从选项D 的函数图象可以看出函数在(0,+∞)上是单调递增函数,两者矛盾,可排除选项D.故选C.8. 已知直线y =mx 与函数f (x )=⎩⎨⎧2-⎝⎛⎭⎫13x ,x ≤0,12x 2+1,x >0的图象恰好有3个不同的公共点,则实数m 的取值范围是( )A .(3,4)B .(2,+∞)C .(2,5)D .(3,22)答案 B解析 作出函数f (x )=⎩⎨⎧2-⎝⎛⎭⎫13x ,x ≤0,12x 2+1,x >0的图象,如图所示.直线y =mx 的图象是绕坐标原点旋转的动直线.当斜率m ≤0时,直线y =mx 与函数f (x )的图象只有一个公共点;当m >0时,直线y =mx 始 终与函数y =2-⎝⎛⎭⎫13x(x ≤0)的图象有一个公共点,故要使直线y =mx 与函数f (x )的图象有三个公共点,必须使直线y =mx 与函数y =12x 2+1 (x >0)的图象有两个公共点,即方程mx =12x 2+1在x >0时有两个不相等的实数根,即方程x 2-2mx +2=0的判别式Δ=4m 2-4×2>0,解得m > 2.故所求实数m 的取值范围是(2,+∞). 二、填空题9. 设函数f (x )=x (e x +a e -x )(x ∈R )是偶函数,则实数a 的值为________.答案 -1解析 因为f (x )是偶函数,所以恒有f (-x )=f (x ),即-x (e -x +a e x )=x (e x +a e -x ),化简得x (e -x +e x )(a +1)=0.因为上式对任意实数x 都成立,所以a =-1.10.(2012·安徽)若函数f (x )=|2x +a |的单调递增区间是[3,+∞),则a =________.答案 -6解析 利用函数图象确定单调区间.f (x )=|2x +a |=⎩⎨⎧2x +a ,x ≥-a 2,-2x -a ,x <-a2.作出函数图象,由图象知:函数的单调递增区间为⎣⎡⎭⎫-a2,+∞, ∴-a2=3,∴a =-6.11.已知函数f (x )=a sin x +bx 3+5,且f (1)=3,则f (-1)=________.答案 7解析 因为f (1)=3,所以f (1)=a sin 1+b +5=3, 即a sin 1+b =-2.所以f (-1)=-a sin 1-b +5=-(-2)+5=7.12.已知奇函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x (x ≥0),ax 2+bx (x <0),给出下列结论:①f (f (1))=1;②函数y =f (x )有三个零点; ③f (x )的递增区间是[1,+∞);④直线x =1是函数y =f (x )图象的一条对称轴; ⑤函数y =f (x +1)+2图象的对称中心是点(1,2).其中,正确结论的序号是________.(写出所有正确结论的序号). 答案 ①②解析 因为f (x )是奇函数, 所以x <0时,f (-x )=x 2+2x , 即f (x )=-x 2-2x . 可求得a =-1,b =-2.即f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x , x ≥0,-x 2-2x , x <0.①f (f (1))=f (-1)=-f (1)=1,①正确;②易知f (x )的三个零点是-2,0,2,②正确;③当x ∈(-∞,-1]时,f (x )也单调递增,③错误;④由奇函数图象的特点知,题中的函数f (x )无对称轴,④错误;⑤奇函数f (x )图象关于原点对称,故函数y =f (x +1)+2图象的对称中心应是点(-1,2),⑤错误.故填①②. 13.给出下列四个函数:①y =2x ;②y =log 2x ;③y =x 2;④y =x . 当0<x 1<x 2<1时,使f ⎝⎛⎭⎫x 1+x 22>f (x 1)+f (x 2)2恒成立的函数的序号是________. 答案 ②④解析 由题意知满足条件的图象形状为:故符合图象形状的函数为y =log 2x ,y =x .14.已知定义在R 上的偶函数满足:f (x +4)=f (x )+f (2),且当x ∈[0,2]时,y =f (x )单调递减,给出以下四个命题: ①f (2)=0;②x =-4为函数y =f (x )图象的一条对称轴; ③函数y =f (x )在[8,10]上单调递增;④若方程f (x )=m 在[-6,-2]上的两根为x 1,x 2,则x 1+x 2=-8. 则所有正确命题的序号为________. 答案 ①②④解析 令x =-2,得f (2)=f (-2)+f (2), 又函数f (x )是偶函数,故f (2)=0;根据①可得f (x +4)=f (x ),可得函数f (x )的周期是4, 由于偶函数的图象关于y 轴对称,故x =-4也是函数y =f (x )图象的一条对称轴;根据函数的周期性可知,函数f (x )在[8,10]上单调递减,③不正确; 由于函数f (x )的图象关于直线x =-4对称,故如果方程f (x )=m 在区间[-6,-2]上的两根为x 1,x 2,则x 1+x 22=-4,即x 1+x 2=-8.故正确命题的序号为①②④.。

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∴qa31==-1 2,
或q3=-12, a1=-8,
∴a1+a10=a1(1+q9)=-7.
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专题三 第1讲
(2)利用等比数列的通项公式及前n项和公式求解.
S4=S2+a3+a4=3a2+2+a3+a4=3a4+2,
本 讲
将a3=a2q,a4=a2q2代入得,
栏 目
3a2+2+a2q+a2q2=3a2q2+2,化简得2q2-q-3=0,
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专题三 第1讲
考点一 与等差数列有关的问题
本 例 1 在等差数列{an}中,满足 3a5=5a8,Sn 是数列{an}的前 n
讲 项和.

目 开 关
(1)若 a1>0,当 Sn 取得最大值时,求 n 的值; (2)若 a1=-46,记 bn=Sn-n an,求 bn 的最小值.
①若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,则am+an=ap+aq;
②Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…,仍成等差数列;
③am-an=(m-n)d⇔d=amm--ann(m,n∈N*);
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专题三 第1讲

an bn

A2n-1 B2n-1
(A2n-1,B2n-1分别为{an},{bn}的前2n-1项的
综上,存在符合条件的正整数 n,且所有这样的 n 的集合为 {n|n=2k+1,k∈N,k≥5}.
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专题三 第1讲
考点三 等差数列、等比数列的综合应用
例3 已知等差数列{an}的公差为-1,且a2+a7+a12=-6.
(1)求数列{an}的通项公式an与前n项和Sn;
(2)将数列{an}的前4项抽去其中一项后,剩下三项按原来顺
当且仅当2n=5n0,即n=5时,等号成立.
开 关
故 bn 的最小值为-32.
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专题三 第1讲
(1)在等差数列问题中其最基本的量是首项和公
差,只要根据已知条件求出这两个量,其他问题就可随之而
解,这就是解决等差数列问题的基本方法,其中蕴含着方程
本 讲
思想的运用.
栏 目
(2)等差数列的性质
开 关
()
A.3
B.4
C.5
D.6
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专题三 第1讲
解析 (1)利用函数思想,通过讨论 Sn=d2n2+a1-d2n 的单调
性判断.
本 设{an}的首项为 a1,则 Sn=na1+12n(n-1)d=d2n2+a1-d2n.

栏 目
由二次函数性质知 Sn 有最大值时,则 d<0,故 A、B 正确;

关 解得q=32(q=-1不合题意,舍去).
答案 (1)D
3 (2)2
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专题三 第1讲
(1)证明数列是等比数列的两个方法:①利用定
义:aan+n 1(n∈N*)是常数,②利用等比中项a2n=an-1an+1(n≥2,
本 n∈N*).
讲 栏
(2)等比数列中的五个量:a1,an,q,n,Sn可以“知三求
=-8,则 a1+a10 等于
()
A.7
B.5
C.-5
D.-7
本 (2)(2012·浙江)设公比为 q(q>0)的等比数列{an}的前 n 项和为
讲 栏
Sn.若 S2=3a2+2,S4=3a4+2,则 q=________.
目 开
解析 (1)利用等比数列的性质求解.

由aa45+ a6=a7= a4a27,=-8 解得aa47==-4 2, 或aa47==4-,2.
目 开
二”.
关 (3){an}为等比数列,其性质如下:
①若m、n、r、s∈N*,且m+n=r+s,则am·an=ar·as;
②an=amqn-m;
③Sn,S2n-Sn,S3n-S2n成等比数列(q≠-1).
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(4)等比数列前n项和公式
本 讲 栏
na1q=1, Sn=a111--qqn=a11--aqnqq≠1.
栏 目

①设等比数列{an}的公比为 q,则 a1≠0,q≠0.由题意得
开 关
S2-S4=S3-S2, a2+a3+a4=-18.
即- a1qa11q+2-qa+1qq32==a1-q21,8,
解得aq1==-3,2. 故数列{an}的通项公式为 an=3×(-2)n-1.
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专题三 第1讲
本 讲
是转化为首项 a1 和公差 d(公比 q)这两个基本量的有关运
栏 目
算.
开 关
2.等差、等比数列的性质是两种数列基本规律的深刻体现,
是解决等差、等比数列问题既快捷又方便的工具,应有意
识地去应用.但在应用性质时要注意性质的前提条件,有
时需要进行适当变形.
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专题三 第1讲
3.等差、等比数列的单调性
本 和).
讲 栏
(3)数列{an}是等差数列的充要条件是其前n项和公式Sn=f(n)
目 开
是n的二次函数或一次函数且不含常数项,即Sn=An2+
关 Bn(A2+B2≠0).
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专题三 第1讲
(1)(2012·浙江)设Sn是公差为d(d≠0)的无穷等差数
列{an}的前n项和,则下列命题错.误.的是

故aan-n 1=-2,故 an=(-2)n-1.
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专题三 第1讲
(2)(2013·湖北)已知Sn是等比数列{an}的前n项和,S4,S2,S3
成等差数列,且a2+a3+a4=-18.
①求数列{an}的通项公式;
②是否存在正整数n,使得Sn≥2 013?若存在,求出符合条
本 讲
件的所有n的集合;若不存在,说明理由.
本 讲
序恰为等比数列{bn}的前3项,记{bn}的前n项和为Tn,若存
栏 目
在m∈N*,使对任意n∈N*,总有Sn<Tm+λ恒成立,求实数
开 λ的取值范围.

解 (1)由a2+a7+a12=-6得a7=-2,∴a1=4,
∴an=5-n,从而Sn=n9- 2 n.
(2)由题意知b1=4,b2=2,b3=1,
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专题三 第1讲
解 (1)设{an}的公差为 d,则 由 3a5=5a8,得 3(a1+4d)=5(a1+7d),∴d=-223a1.
∴Sn=na1+nn-2 1×-223a1=-213a1n2+2243a1n

讲 栏
=-213a1(n-12)2+12434a1.

开 关
∵a1>0,∴当 n=12 时,Sn 取得最大值.
等差数列中连续 k 项的和成等差数列,即 Sk,S2k-Sk,S3k
-S2k,…成等差数列,公差为 k2d.
本 讲
5.易错提醒
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专题三 第1讲
4.常用结论
(1)若{an},{bn}均是等差数列,Sn 是{an}的前 n 项和,则{man +kbn},{Snn}仍为等差数列,其中 m,k 为常数.
本 讲 栏 目 开
(2)若{an},{bn}均是等比数列,则{can}(c≠0),{|an|},{an·bn}, {manbn}(m 为常数),{a2n},{a1n}等也是等比数列.
公差为13的等差数列,
本 则 bn=1+13(n-1)=n+3 2,
讲 栏
则 an=3nbn=(n+2)×3n-1,
目 开 关
从而有n+an 2=3n-1,
故 Sn=a31+a42+a53+…+n+an2
=1+3+32+…+3n-1=11--33n=3n-2 1,
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专题三 第1讲
则SS2nn=332nn--11=3n+1 1,
讲 栏
所有正整数 n 的值.
目 开
(1)证明
由 bn=3-nan 得 an=3nbn,
关 则 an+1=3n+1bn+1.
代入an+1-3an=3n中,得3n+1bn+1-3n+1bn=3n,
即得bn+1-bn=13.
所以数列{bn}是等差数列.
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专题三 第1讲
(2)解 因为数列{bn}是首项为 b1=3-1a1=1,
②由①有 Sn=3[11----22n]=1-(-2)n.
假设存在 n,使得 Sn≥2 013,
则 1-(-2)n≥2 013,即(-2)n≤-2 012.

讲 栏
当 n 为偶数时,(-2)n>0.上式不成立;
目 开
当 n 为奇数时,(-2)n=-2n≤-2 012,
关 即 2n≥2 012,则 n≥11.
()
A.若d<0,则数列{Sn}有最大项
本 讲
B.若数列{Sn}有最大项,则d<0
栏 目
C.若数列{Sn}是递增数列,则对任意n∈N*,均有Sn>0
开 关
D.若对任意n∈N*,均有Sn>0,则数列{Sn}是递增数列
(2)(2013·课标全国Ⅰ)设等差数列{an}的前n项和为Sn,Sm-1=
-2,Sm=0,Sm+1=3,则m等于
开 关
因为{Sn}为递增数列,则 d>0,不妨设 a1=-1,d=2,显然
{Sn}是递增数列,但 S1=-1<0,故 C 错误;
对任意 n∈N*,Sn 均大于 0 时,a1>0,d>0,{Sn}必是递增数列, D 正确.
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(2)am=2,am+1=3,故 d=1,
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