2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 初中、高中衔接课 第2课时原卷版
2020初高中数学衔接教材
初高中数学衔接教材目录第一章数与式1.1 数与式的运算1.1.1 绝对值1.1.2 乘法公式1.1.3 二次根式1.1.4 分式1.2 分解因式第二章二次方程与二次不等式2.1 一元二次方程2.1.1 根的判别式2.1.2 根与系数的关系2.2 二次函数2.2.1 二次函数y=ax2+bx+c的图像和性质2.2.2 二次函数的三种表达方式2.2.3 二次函数的应用2.3 方程与不等式2.3.1 二元二次方程组的解法第三章相似形、三角形、圆3.1 相似形3.1.1 平行线分线段成比例定理3.1.2 相似三角形形的性质与判定3.2 三角形3.2.1 三角形的五心3.2.2 解三角形：钝角三角函数、正弦定理和余弦定理及其应用3.3 圆3.3.1 直线与圆、圆与圆的位置关系：圆幂定理3.3.2 点的轨迹3.3.3 四点共圆的性质与判定3.3.4 直线和圆的方程（选学）1.1 数与式的运算1.１.1．绝对值绝对值的代数意义：正数的绝对值是它的本身，负数的绝对值是它的相反数，零的绝对值仍是零．即,0,||0,0,,0.a a a a a a >⎧⎪==⎨⎪-<⎩绝对值的几何意义：一个数的绝对值，是数轴上表示它的点到原点的距离． 两个数的差的绝对值的几何意义：b a -表示在数轴上，数a 和数b 之间的距离． 例1 解不等式：13x x -+-＞4．解法一：由01=-x ，得1=x ；由30x -=，得3x =； ①若1<x ，不等式可变为(1)(3)4x x ---->， 即24x -+＞4，解得x ＜0， 又x ＜1， ∴x ＜0；②若12x ≤<，不等式可变为(1)(3)4x x --->， 即1＞4，∴不存在满足条件的x ；③若3x ≥，不等式可变为(1)(3)4x x -+->， 即24x -＞4， 解得x ＞4． 又x ≥3， ∴x ＞4．综上所述，原不等式的解为 x ＜0，或x ＞4． 解法二：如图1．1－1，1-x 表示x 轴上坐标为x 的点P 到坐标为1的点A 之间的距离|P A |，即|P A |＝|x －1|；|x －3|表示x 轴上点P 到坐标为2的点B 之间的距离|PB |，即|PB |＝|x －3|． 所以，不等式13x x -+-＞4的几何意义即为|P A |＋|PB |＞4． 由|AB |＝2，可知点P 在点C (坐标为0)的左侧、或点P 在点D (坐标为4)的右侧．x ＜0，或x ＞4．练 习A B C P |x －1||x －3| 图1．1－11．填空：（1）若5=x ，则x =_________；若4-=x ，则x =_________.（2）如果5=+b a ，且1-=a ，则b ＝________；若21=-c ，则c ＝________. 2．选择题：下列叙述正确的是 （ ）（A ）若a b =，则a b = （B ）若a b >，则a b > （C ）若a b <，则a b < （D ）若a b =，则a b =± 3．化简：|x －5|－|2x －13|（x ＞5）．1.1.2. 乘法公式我们在初中已经学习过了下列一些乘法公式：（1）平方差公式 22()()a b a b a b +-=-；（2）完全平方公式 222()2a b a a b b ±=±+． 我们还可以通过证明得到下列一些乘法公式：（1）立方和公式 2233()()a b a a b b a b +-+=+；（2）立方差公式 2233()()a b a a b b a b -++=-； （3）三数和平方公式 2222()2()a b c a b c a b b c a c ++=+++++； （4）两数和立方公式 33223()33a b a a b a b b +=+++； （5）两数差立方公式 3322()33a b a a b a b b -=-+-．对上面列出的五个公式，有兴趣的同学可以自己去证明． 例1 计算：22(1)(1)(1)(1)x x x x x x +--+++．解法一：原式=2222(1)(1)x x x ⎡⎤-+-⎣⎦=242(1)(1)x x x -++ =61x -．解法二：原式=22(1)(1)(1)(1)x x x x x x +-+-++ =33(1)(1)x x +- =61x -．例2 已知4a b c ++=，4ab bc ac ++=，求222a b c ++的值． 解： 2222()2()8a b c a b c ab bc ac ++=++-++=．练 习 1．填空：（1）221111()9423a b b a -=+（ ）； （2）(4m + 22)164(m m =++ )；(3 ) 2222(2)4(a b c a b c +-=+++ )．2．选择题：（1）若212x mx k ++是一个完全平方式，则k 等于 （ ） （A ）2m （B ）214m （C ）213m （D ）2116m （2）不论a ，b 为何实数，22248a b a b +--+的值 （ ）（A ）总是正数 （B ）总是负数（C ）可以是零 （D ）可以是正数也可以是负数1.1.3．二次根式0)a ≥的代数式叫做二次根式．根号下含有字母、且不能够开得尽方的式子称为无理式. 例如 32a b ，等是无理式，而212x ++，22x y +1．分母（子）有理化把分母（子）中的根号化去，叫做分母（子）有理化．为了进行分母（子）有理化，需要引入有理化因式的概念．两个含有二次根式的代数式相乘，如果它们的积不含有二次根式，我们就说这两个代数式互为有理化因式，例如与，与，与一般地，，b 与b 互为有理化因式．分母有理化的方法是分母和分子都乘以分母的有理化因式，化去分母中的根号的过程；而分子有理化则是分母和分子都乘以分母的有理化因式，化去分子中的根号的过程在二次根式的化简与运算过程中，二次根式的乘法可参照多项式乘法进行，运算中要运用0,0)a b =≥≥；而对于二次根式的除法，通常先写成分式的形式，然后通过分母有理化进行运算；二次根式的加减法与多项式的加减法类似，应在化简的基础上去括号与合并同类二次根式．2a ==,0,,0.a a a a ≥⎧⎨-<⎩例1 将下列式子化为最简二次根式：（1 （20)a ≥； （30)x <．解： （1=（20)a ==≥；（3220)x x x ==-<．例2 (3-．解法一： (33)-＝12．解法二：(33)＝12．例3试比较下列各组数的大小：（1（2.解：（11===，1110=，>（2）∵1===又4＞22，∴6＋4＞6＋22，例4化简：20042005+⋅．解：20042005⋅-＝20042004⋅⋅＝2004⎡⎤+⋅-⋅-⎣⎦＝20041⋅例 5 化简：（1；（21)x<<．解：（1）原式===2=2=．（2）原式1xx=-，∵01x<<，∴11xx>>，所以，原式＝1xx-．例 6 已知x y==22353x xy y-+的值．解：∵2210x y+==+=，1xy==，∴22223533()1131011289x xy y x y xy-+=+-=⨯-=．练习1．填空： （1＝__ ___；（2(x =-x 的取值范围是_ _ ___； （3）=__ ___； （4）若x ==______ __． 2．选择题：=（ ） （A ）2x ≠ （B ）0x > （C ）2x > （D ）02x <<3．若b =，求a b +的值．4．比较大小：2－4（填“＞”，或“＜”）．1.1.４．分式1．分式的意义形如A B 的式子，若B 中含有字母，且0B ≠，则称A B 为分式．当M ≠0时，分式AB具有下列性质： A A M B B M ⨯=⨯； A A MB B M÷=÷． 上述性质被称为分式的基本性质．2．繁分式 像ab c d+，2m n pm n p +++这样，分子或分母中又含有分式的分式叫做繁分式．例1 若54(2)2x A Bx x x x +=+++，求常数,A B 的值．解： ∵(2)()2542(2)(2)(2)A B A x Bx A B x A x x x x x x x x x ++++++===++++，∴5,24,A B A +=⎧⎨=⎩解得 2,3A B ==．例2 （1）试证：111(1)1n n n n =-++（其中n 是正整数）；（2）计算：1111223910+++⨯⨯⨯； （3）证明：对任意大于1的正整数n ， 有11112334(1)2n n +++<⨯⨯+．（1）证明：∵11(1)11(1)(1)n n n n n n n n +--==+++，∴111(1)1n n n n =-++（其中n 是正整数）成立．（2）解：由（1）可知1111223910+++⨯⨯⨯ 11111(1)()()223910=-+-++-1110=- ＝910． （3）证明：∵1112334(1)n n +++⨯⨯+＝111111()()()23341n n -+-++-+＝1121n -+， 又n ≥2，且n 是正整数，∴1n ＋1 一定为正数，∴1112334(1)n n +++⨯⨯+＜12 ． 例3 设ce a =，且e ＞1，2c 2－5ac ＋2a 2＝0，求e 的值．解：在2c 2－5ac ＋2a 2＝0两边同除以a 2，得 2e 2－5e ＋2＝0， ∴(2e －1)(e －2)＝0，∴e ＝12 ＜1，舍去；或e ＝2． ∴e ＝2．练 习1．填空题：对任意的正整数n ，1(2)n n =+ (112n n -+)；2．选择题：若223x y x y -=+，则xy＝ （ ） （A ）１ （B ）54 （C ）45（D ）653．正数,x y 满足222x y xy -=，求x y x y-+的值．4．计算1111 (12233499100)++++⨯⨯⨯⨯．习题1．1A 组1．解不等式：(1) 13x ->； (2) 327x x ++-< ； (3) 116x x -++>．２．已知1x y +=，求333x y xy ++的值． 3．填空：（1）1819(2(2+＝________；（22=，则a 的取值范围是________；（3=________．B 组1．填空：（1）12a =，13b =，则2223352a ab a ab b -=+-____ ____； （2）若2220x xy y +-=，则22223x xy y x y++=+__ __； 2．已知：11,23x y ==的值． C 组1．选择题：（1（ ） （A ）a b < （B ）a b > （C ）0a b << （D ）0b a << （2）计算 （ ） （A（B（C） （D）2．解方程22112()3()10x x x x +-+-=． 3．计算：1111132435911++++⨯⨯⨯⨯． 4．试证：对任意的正整数n ，有111123234(1)(2)n n n +++⨯⨯⨯⨯++＜14．1.2因式分解因式分解的主要方法有：十字相乘法、提取公因式法、公式法、分组分解法，另外还应了解求根法及待定系数法．1．十字相乘法例1 分解因式：（1）x 2－3x ＋2； （2）x 2＋4x －12； （3）22()x a b xy aby -++； （4）1xy x y -+-． 解：（1）如图1．1－1，将二次项x 2分解成图中的两个x 的积，再将常数项2分解成－1与－2的乘积，而图中的对角线上的两个数乘积的和为－3x ，就是x 2－3x ＋2中的一次项，所以，有x 2－3x ＋2＝(x －1)(x －2)．说明：今后在分解与本例类似的二次三项式时，可以直接将图1．1－1中的两个x 用1来表示（如图1．1－2所示）．－1 －2 x x 图1．1－1 －1 －2 1 1 图1．1－2 －2 6 1 1 图1．1－3 －ay －by x x 图1．1－4（2）由图1．1－3，得x 2＋4x －12＝(x －2)(x ＋6)． （3）由图1．1－4，得22()x a b xy aby -++＝()()x ay x by -- （4）1xy x y -+-＝xy ＋(x －y )－1＝(x －1) (y+1) （如图1．1－5所示）．课堂练习一、填空题：1、把下列各式分解因式：（1）=-+652x x __________________________________________________。
2020年高中数学新教材同步必修第一册 第1章 1.3 第2课时 补 集
二、交、并、补的综合运算
例2 已知全集U＝{x|x≤4}，集合A＝{x|－2<x<3}，B＝{x|－3≤x≤2}，求A∩B， (∁UA)∪B，A∩(∁UB)，∁U(A∪B).
1 知识梳理
PART ONE
知识点 全集与补集
1.全集 (1)定义：如果一个集合含有所研究问题中涉及的 所有元素 ，那么就称这个集合为 全集. (2)记法：全集通常记作 U .
思考 全集一定是实数集R吗？
答案 不一定.全集是一个相对概念，因研究问题的不同而变化，如在实数范围内解 不等式，全集为实数集R，而在整数范围内解不等式，则全集为整数集Z.
反思
感悟 解决集合交、并、补运算的技巧 (1)如果所给集合是有限集，则先把集合中的元素一一列举出来，然后结 合交集、并集、补集的定义来求解.在解答过程中常常借助于Venn图来 求解.这样处理起来，相对来说比较直观、形象且解答时不易出错. (2)如果所给集合是无限集，则常借助数轴，把已知集合及全集分别表示 在数轴上，然后进行交、并、补集的运算.解答过程中要注意边界问题.
跟踪训练3 已知集合A＝{x|x<a}，B＝{x|x<－1，或x>0}.若A∩(∁RB)＝∅，求实数a 的取值范围. 解 ∵B＝{x|x<－1，或x>0}， ∴∁RB＝{x|－1≤x≤0}， ∴要使A∩(∁RB)＝∅，结合数轴分析(如图)，可得a≤－1.
跟踪训练1 (1)若全集U＝{x∈R|－2≤x≤2}，A＝{x∈R|－2≤x≤0}，则∁UA等于
A.{x|0<x<2}
2020年高中数学新教材同步必修第一册 第1章 1.1 第2课时 集合的表示
(3)平面直角坐标系中坐标轴上的点组成的集合.
解 坐标轴上的点(x，y)的特点是横、纵坐标中至少有一个为0，即xy＝0， 故平面直角坐标系中坐标轴上的点的集合可表示为{(x，y)|xy＝0}.
反思
感悟 利用描述法表示集合应关注五点 (1)写清楚该集合代表元素的符号.例如，集合{x∈R|x<1}不能写成{x<1}. (2)所有描述的内容都要写在花括号内.例如，{x∈Z|x＝2k}，k∈Z，这种表 达方式就不符合要求，需将k∈Z也写进花括号内，即{x∈Z|x＝2k，k∈Z}. (3)不能出现未被说明的字母. (4)在通常情况下，集合中竖线左侧元素的所属范围为实数集时可以省略不 写.例如，方程x2－2x＋1＝0的实数解集可表示为{x∈R|x2－2x＋1＝0}，也 可写成{x|x2－2x＋1＝0}.
三、集合表示法的综合应用
例3 集合A＝{x|kx2－8x＋16＝0}，若集合A中只有一个元素，求实数k的值组成的集合.
解 (1)当k＝0时，方程kx2－8x＋16＝0变为－8x＋16＝0，解得x＝2，满足题意； (2)当k≠0时，要使集合A＝{x|kx2－8x＋16＝0}中只有一个元素， 则方程kx2－8x＋16＝0有两个相等的实数根， 所以Δ＝64－64k＝0，解得k＝1，此时集合A＝{4}，满足题意. 综上所述，k＝0或k＝1，故实数k的值组成的集合为{0,1}.
跟踪训练1 用列举法表示下列给定的集合： (1)大于1且小于6的整数组成的集合A；
解 因为大于1且小于6的整数包括2,3,4,5，所以A＝{2,3,4,5}. (2)方程x2－9＝0的实数根组成的集合B； 解 方程x2－9＝0的实数根为－3,3，所以B＝{－3,3}.
(3)一次函数y＝x＋2与y＝－2x＋5的图象的交点组成的集合D. 解 由yy＝＝－x＋22x＋，5， 得yx＝＝31，， 所以一次函数y＝x＋2与y＝－2x＋5的交点为(1,3)，所以D＝{(1,3)}.
2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 第1章 1.2.1 函数的概念原卷版
§1.2 函数及其表示1.2.1 函数的概念学习目标 1.理解函数的概念，了解构成函数的三要素.2.能正确使用区间表示数集.3.会求一些简单函数的定义域、函数值.知识点一 函数的有关概念特别提醒：对于函数的定义，需注意以下几点：①集合A ，B 都是非空数集；②集合A 中元素的无剩余性；③集合B 中元素的可剩余性，即集合B 不一定是函数的值域，函数的值域一定是B 的子集. 知识点二 函数相等一般地，函数有三个要素：定义域，对应关系与值域.如果两个函数的定义域相同，并且对应关系完全一致，我们就称这两个函数相等.特别提醒：两个函数的定义域和对应关系相同就决定了这两个函数的值域也相同. 思考定义域和值域分别相同的两个函数相等吗？答案 不一定，如果对应关系不同，这两个函数一定不相等. 知识点三 区 间区间的定义、名称、符号及数轴表示如下表：{x|a≤x<b}半开半闭区间[a，b){x|a<x≤b}半开半闭区间(a，b]{x|x≥a}[a，＋∞){x|x>a}(a，＋∞){x|x≤a}(－∞，a]{x|x<a}(－∞，a)R(－∞，＋∞)取遍数轴上所有的值特别提醒：①“∞”读作无穷大，是一个符号，不是数，以－∞或＋∞作为区间一端时，这一端必须是小括号.②区间是数集的另一种表示方法，区间的两个端点必须保证左小、右大.1.任何两个集合之间都可以建立函数关系.(×)2.已知定义域和对应关系就可以确定一个函数.(√)3.根据函数的定义，定义域中的每一个x可以对应着不同的y.(×)4.区间不可能是空集.(√)题型一函数关系的判断命题角度1给出三要素判断是否为函数例1(1)下列对应关系式中是A到B的函数的是()A.A⊆R，B⊆R，x2＋y2＝1B.A＝{－1,0,1}，B＝{1,2}，f：x→y＝|x|＋1C.A＝R，B＝R，f：x→y＝1 x－2D.A＝Z，B＝Z，f：x→y＝2x－1(2)下列对应关系是集合P 上的函数的是________.①P ＝Z ，Q ＝N *，对应关系f ：对集合P 中的元素取绝对值与集合Q 中的元素相对应； ②P ＝{－1,1，－2,2}，Q ＝{1,4}，对应关系f ：x →y ＝x 2，x ∈P ，y ∈Q ；③P ＝{三角形}，Q ＝{x |x >0}，对应关系f ：对P 中的三角形求面积与集合Q 中的元素对应.跟踪训练1 下列对应是从集合A 到集合B 的函数的是( ) A.A ＝R ，B ＝{x ∈R |x ＞0}，f ：x →1|x |B.A ＝N ，B ＝N *，f ：x →|x －1|C.A ＝{x ∈R |x ＞0}，B ＝R ，f ：x →x 2D.A ＝R ，B ＝{x ∈R |x ≥0}，f ：x →x命题角度2 给出图形判断是否为函数图象 例2 如图可作为函数y ＝f (x )的图象的是( )跟踪训练2 下列图形中不是函数图象的是( )题型二 求函数的定义域 例3 求下列函数的定义域. (1)y ＝3－12x ；(2)y ＝2x －1－7x ； (3)y ＝(x ＋1)0x ＋2；(4)y ＝2x ＋3－12－x ＋1x.跟踪训练3 (1)函数f (x )＝xx －1的定义域为________.(2)函数y ＝(x ＋1)2x ＋1－1－x 的定义域是________.题型三 函数相等例4 下列函数中哪个与函数y ＝x 相等？ (1)y ＝(x )2；(2)y ＝3x 3；(3)y ＝x 2；(4)y ＝x 2x.跟踪训练4 下列各组中的两个函数是否为相等的函数？ (1)y 1＝(x ＋3)(x －5)x ＋3，y 2＝x －5；(2)y 1＝x ＋1·x －1，y 2＝(x ＋1)(x －1).函数求值问题典例 已知f (x )＝11＋x (x ∈R 且x ≠－1)，g (x )＝x 2＋2 (x ∈R ).(1)求f (2)，g (2)的值； (2)求f (g (2))的值； (3)求f (a ＋1)，g (a －1).1.若f (x )＝x ＋1，则f (3)等于( ) A.2 B.4 C.2 2 D.102.函数f (x )＝xx －1的定义域为( ) A.(1，＋∞)B.[0，＋∞)C.(－∞，1)∪(1，＋∞)D.[0,1)∪(1，＋∞)3.对于函数f ：A →B ，若a ∈A ，则下列说法错误的是( ) A.f (a )∈BB.f (a )有且只有一个C.若f (a )＝f (b )，则a ＝bD.若a ＝b ，则f (a )＝f (b )4.设f ：x →x 2是集合A 到集合B 的函数，若集合B ＝{1}，则集合A 不可能是( ) A.{1} B.{－1} C.{－1,1} D.{－1,0}5.下列各组函数是同一函数的是________.(填序号)①f (x )＝－2x 3与g (x )＝x －2x ；②f (x )＝x 0与g (x )＝1x 0；③f (x )＝x 2－2x －1与g (t )＝t 2－2t －1.一、选择题1.下列各图中，可表示函数图象的是( )2.已知函数f (x )＝x 2＋1，那么f (a ＋1)的值为( ) A.a 2＋a ＋2 B.a 2＋1 C.a 2＋2a ＋2 D.a 2＋2a ＋13.下列各组函数中，表示同一函数的是( ) A.f (x )＝x －1，g (x )＝x 2x －1B.f (x )＝|x |，g (x )＝(x )2C.f (x )＝x ，g (x )＝3x 3 D.f (x )＝2x ，g (x )＝4x 24.函数y＝21－1－x的定义域为()A.(－∞，1)B.(－∞，0)∪(0,1]C.(－∞，0)∪(0,1)D.[1，＋∞)5.已知f(x)＝π(x∈R)，则f(π2)的值是()A.π2B.πC.πD.不确定6.已知函数f(x)的定义域A＝{x|0≤x≤2}，值域B＝{y|1≤y≤2}，下列选项中，能表示f(x)的图象的只可能是()7.已知x∈(－1,3)，则函数f(x)＝(x－2)2的值域是()A.(1,4)B.[0,9)C.[0,9]D.[1,4)8.已知函数f(x)的定义域为[－3,4]，在同一坐标系下，函数f(x)的图象与直线x＝3的交点个数是()A.0B.1C.2D.0或1二、填空题9.函数y＝x－2＋x＋1的定义域为________.10.已知函数f(x)＝2x－3，x∈{x∈N|1≤x≤5}，则函数f(x)的值域为________.11.若函数f(x)＝ax2－1，a为一个正数，且f(f(－1))＝－1，那么a＝________.三、解答题12.已知函数f (x )＝6x －1－x ＋4.(1)求函数f (x )的定义域(用区间表示)； (2)求f (－1)，f (12)的值.13.已知函数f (x )＝3x 2＋5x －2. (1)求f (3)，f (a ＋1)的值； (2)若f (a )＝－4，求a 的值.14.函数f (x )＝3x ＋1x －1的值域是________.15.已知f (x )＝1－x1＋x (x ∈R ，且x ≠－1)，g (x )＝x 2－1(x ∈R ).(1)求f (2)，g (3)的值； (2)求f (g (3))的值及f (g (x )).。
2020届高中数学分册同步讲义(选修1-1) 第2章 2.1.2 第2课时 椭圆几何性质的应用
第2课时椭圆几何性质的应用学习目标1.进一步巩固椭圆的简单几何性质.2.掌握直线与椭圆位置关系等相关知识．知识点一点与椭圆的位置关系点P(x0，y0)与椭圆x2a2＋y2b2＝1(a>b>0)的位置关系：点P在椭圆上⇔x20a2＋y20b2＝1；点P在椭圆内部⇔x20a2＋y20b2<1；点P在椭圆外部⇔x20a2＋y20b2>1.知识点二直线与椭圆的位置关系直线y＝kx＋m与椭圆x2a2＋y2b2＝1(a>b>0)的位置关系的判断方法：联立⎩⎪⎨⎪⎧y＝kx＋m，x2a2＋y2b2＝1.消去y得到一个关于x的一元二次方程．直线与椭圆的位置关系、对应一元二次方程解的个数及Δ的取值的关系如表所示.知识点三弦长公式设直线方程为y＝kx＋m(k≠0)，椭圆方程为x2a2＋y2b2＝1(a>b>0)或y2a2＋x2b2＝1(a>b>0)，直线与椭圆的两个交点为A(x1，y1)，B(x2，y2)，则|AB |＝(x 1－x 2)2＋(y 1－y 2)2， ∴|AB |＝(x 1－x 2)2＋(kx 1－kx 2)2 ＝1＋k 2(x 1－x 2)2＝1＋k 2(x 1＋x 2)2－4x 1x 2， 或|AB |＝⎝⎛⎭⎫1ky 1－1k y 22＋(y 1－y 2)2＝1＋1k 2(y 1－y 2)2 ＝1＋1k2(y 1＋y 2)2－4y 1y 2. 其中，x 1＋x 2，x 1x 2或y 1＋y 2，y 1y 2的值，可通过由直线方程与椭圆方程联立消去y (或x )后得到关于x (或y )的一元二次方程求得．1．若直线的斜率一定，则当直线过椭圆的中心时，弦长最大．( √ ) 2．直线x 2－y ＝1被椭圆x 24＋y 2＝1截得的弦长为 5.( √ )3．已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)与点P (b,0)，过点P 可作出该椭圆的一条切线．( × )4．直线y ＝k (x －a )与椭圆x 2a 2＋y 2b2＝1的位置关系是相交．( √ )题型一 直线与椭圆的位置关系例1 已知直线l ：y ＝2x ＋m ，椭圆C ：x 24＋y 22＝1.试问当m 取何值时，直线l 与椭圆C ：(1)有两个公共点； (2)有且只有一个公共点； (3)没有公共点． 考点 题点解 直线l 的方程与椭圆C 的方程联立，得方程组⎩⎪⎨⎪⎧y ＝2x ＋m ，x 24＋y 22＝1，消去y ，得9x 2＋8mx ＋2m 2－4＝0.①方程①的判别式Δ＝(8m )2－4×9×(2m 2－4)＝－8m 2＋144.(1)当Δ>0，即－32<m <32时，方程①有两个不同的实数解，可知原方程组有两组不同的实数解．这时直线l 与椭圆C 有两个公共点．(2)当Δ＝0，即m ＝±32时，方程①有两个相同的实数解，可知原方程组有两组相同的实数解．这时直线l 与椭圆C 有且只有一个公共点．(3)当Δ<0，即m <－32或m >32时，方程①没有实数解，可知原方程组没有实数解．这时直线l 与椭圆C 没有公共点．反思感悟 判断直线与椭圆的位置关系，通过解直线方程与椭圆方程组成的方程组，消去方程组中的一个变量，得到关于另一个变量的一元二次方程，则Δ>0⇔直线与椭圆相交； Δ＝0⇔直线与椭圆相切； Δ<0⇔直线与椭圆相离．跟踪训练1 若直线y ＝kx ＋1与焦点在x 轴上的椭圆x 25＋y 2m ＝1总有公共点，则实数m 的取值范围为________． 考点 题点 答案 [1,5)解析 ∵直线y ＝kx ＋1过定点M (0,1)，∴要使直线与该椭圆总有公共点，则点M (0,1)必在椭圆内或椭圆上， 由此得⎩⎪⎨⎪⎧0<m <5，025＋12m ≤1，解得1≤m <5.题型二 直线与椭圆的相交弦问题例2 已知椭圆x 236＋y 29＝1和点P (4,2)，直线l 经过点P 且与椭圆交于A ，B 两点．(1)当直线l 的斜率为12时，求线段AB 的长度；(2)当P 点恰好为线段AB 的中点时，求l 的方程． 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 中点弦问题解 (1)由已知可得直线l 的方程为y －2＝12(x －4)，即y ＝12x .由⎩⎨⎧y ＝12x ，x 236＋y29＝1，消去y 可得x 2－18＝0，若设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)．则x 1＋x 2＝0，x 1x 2＝－18. 于是|AB |＝(x 1－x 2)2＋(y 1－y 2)2 ＝(x 1－x 2)2＋14(x 1－x 2)2＝52(x 1＋x 2)2－4x 1x 2 ＝52×62＝310.所以线段AB 的长度为310.(2)方法一 当直线l 的斜率不存在时，不合题意． 所以直线l 的斜率存在．设l 的斜率为k ，则其方程为y －2＝k (x －4)． 联立⎩⎪⎨⎪⎧y －2＝k (x －4)，x 236＋y 29＝1，消去y ，得(1＋4k 2)x 2－(32k 2－16k )x ＋64k 2－64k －20＝0. 显然，Δ>0，若设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 1＋x 2＝32k 2－16k1＋4k 2，由于AB 的中点恰好为P (4,2)，所以x 1＋x 22＝16k 2－8k 1＋4k 2＝4，解得k ＝－12，且满足Δ>0.这时直线的方程为y －2＝－12(x －4)，即x ＋2y －8＝0.方法二 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则有⎩⎨⎧x 2136＋y 219＝1，x 2236＋y229＝1，两式相减得x 22－x 2136＋y 22－y 219＝0，整理得k AB ＝y 2－y 1x 2－x 1＝－9(x 2＋x 1)36(y 2＋y 1)，由于P (4,2)是AB 的中点，∴x 1＋x 2＝8，y 1＋y 2＝4， 于是k AB ＝－9×836×4＝－12，于是直线AB 的方程为y －2＝－12(x －4)，即x ＋2y －8＝0.反思感悟 处理直线与椭圆相交的关系问题的通法是通过解直线与椭圆构成的方程．利用根与系数的关系或中点坐标公式解决，涉及弦的中点，还可使用点差法：设出弦的两端点坐标，代入椭圆方程，两式相减即得弦的中点与斜率的关系．跟踪训练2 已知椭圆ax 2＋by 2＝1(a >0，b >0且a ≠b )与直线x ＋y －1＝0相交于A ，B 两点，C 是AB 的中点，若|AB |＝22，OC 的斜率为22，求椭圆的方程． 考点 直线与椭圆的位置关系题点 中点弦问题解 方法一 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，代入椭圆方程并作差， 得a (x 1＋x 2)(x 1－x 2)＋b (y 1＋y 2)(y 1－y 2)＝0.① ∵A ，B 为直线x ＋y －1＝0上的点，∴y 1－y 2x 1－x 2＝－1.由已知得y 1＋y 2x 1＋x 2＝k OC ＝22，代入①式可得b ＝2a .∵直线x ＋y －1＝0的斜率k ＝－1. 又|AB |＝1＋k 2|x 2－x 1|＝2|x 2－x 1|＝22， ∴|x 2－x 1|＝2.联立ax 2＋by 2＝1与x ＋y －1＝0，可得(a ＋b )x 2－2bx ＋b －1＝0.且由已知得x 1，x 2是方程(a ＋b )x 2－2bx ＋b －1＝0的两根，∴x 1＋x 2＝2ba ＋b ，x 1x 2＝b －1a ＋b ，∴4＝(x 2－x 1)2＝(x 1＋x 2)2－4x 1x 2 ＝⎝⎛⎭⎫2b a ＋b 2－4·b －1a ＋b.② 将b ＝2a 代入②式，解得a ＝13，∴b ＝23.∴所求椭圆的方程是x 23＋2y 23＝1.方法二 由⎩⎪⎨⎪⎧ax 2＋by 2＝1，x ＋y －1＝0消去y ，得(a ＋b )x 2－2bx ＋b －1＝0.设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则x 1＋x 2＝2ba ＋b ，x 1x 2＝b －1a ＋b ，且直线AB 的斜率k ＝－1， ∴|AB |＝(k 2＋1)(x 1－x 2)2 ＝(k 2＋1)[(x 1＋x 2)2－4x 1x 2] ＝2·4b 2－4(a ＋b )(b －1)a ＋b.∵|AB |＝22，∴2·4b 2－4(a ＋b )(b －1)a ＋b ＝22，∴a ＋b －aba ＋b＝1.①设C (x ，y )，则x ＝x 1＋x 22＝b a ＋b ，y ＝1－x ＝aa ＋b.∵OC 的斜率为22， ∴y x ＝a b ＝22，将其代入①式得，a ＝13，b ＝23. ∴所求椭圆的方程为x 23＋2y 23＝1.题型三 椭圆中的最值(或范围)问题 例3 已知椭圆4x 2＋y 2＝1及直线y ＝x ＋m .(1)当直线和椭圆有公共点时，求实数m 的取值范围； (2)求被椭圆截得的最长弦所在的直线方程． 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 直线与椭圆相交时的其他问题解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧4x 2＋y 2＝1，y ＝x ＋m ，得5x 2＋2mx ＋m 2－1＝0，因为直线与椭圆有公共点，所以Δ＝4m 2－20(m 2－1)≥0，解得－52≤m ≤52. (2)设直线与椭圆交于A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)两点， 由(1)知5x 2＋2mx ＋m 2－1＝0， 所以x 1＋x 2＝－2m 5，x 1x 2＝15(m 2－1)，所以|AB |＝(x 1－x 2)2＋(y 1－y 2)2 ＝2(x 1－x 2)2＝2[(x 1＋x 2)2－4x 1x 2] ＝2⎣⎡⎦⎤4m 225－45(m 2－1)＝2510－8m 2. 所以当m ＝0时，|AB |最大，此时直线方程为y ＝x . 引申探究本例中，设直线与椭圆相交于A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)两点，求△AOB 面积的最大值及△AOB 面积最大时的直线方程． 解 可求得O 到AB 的距离d ＝|m |2， 又|AB |＝2510－8m 2， ∴S △AOB ＝12|AB |·d＝12×2510－8m 2×|m |2＝25⎝⎛⎭⎫54－m 2m 2≤25·⎝⎛⎭⎫54－m 2＋m 22＝14，当且仅当54－m 2＝m 2时，上式取“＝”，此时m ＝±104∈⎝⎛⎭⎫－52，52. ∴所求直线方程为x －y ±104＝0. 反思感悟 解析几何中的综合性问题很多，而且可与很多知识联系在一起出题，例如不等式、三角函数、平面向量以及函数的最值问题等．解决这类问题需要正确地应用转化思想、函数与方程思想和数形结合思想．其中应用比较多的是利用方程根与系数的关系构造等式或函数关系式，这其中要注意利用根的判别式来确定参数的限制条件． 跟踪训练3 已知椭圆C ：x 2＋2y 2＝4.(1)若点P (a ，b )是椭圆C 上一点，求a 2＋b 2的取值范围；(2)设O 为原点，若点A 在直线y ＝2上，点B 在椭圆C 上，且OA ⊥OB ，求|AB |的最小值． 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 直线与椭圆相交时的其他问题 解 (1)由题意得a 2＋2b 2＝4， 则a 2＝4－2b 2，∴a 2＋b 2＝4－2b 2＋b 2＝4－b 2， ∵b ∈[－2，2]，∴4－b 2∈[2,4]． 故a 2＋b 2∈[2,4]，a 2＋b 2的取值范围为[2,4]． (2)设A (t,2)，B (x 0，y 0)，x 0≠0.∵OA ⊥OB ， ∴OA →·OB →＝0，∴tx 0＋2y 0＝0，∴t ＝－2y 0x 0.又∵x 20＋2y 20＝4，∴0<x 20≤4.∴|AB |2＝(x 0－t )2＋(y 0－2)2＝x 202＋8x 20＋4≥4＋4＝8，当且仅当x 202＝8x 20，即x 20＝4时等号成立， ∴|AB |的最小值为2 2.转化化归思想在椭圆中的应用典例 已知椭圆C 的方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，左、右焦点分别是F 1，F 2，若椭圆C 上的点P ⎝⎛⎭⎫1，32到F 1，F 2的距离和等于4. (1)写出椭圆C 的方程和焦点坐标；(2)直线l 过定点M (0,2)，且与椭圆C 交于不同的两点A ，B ，若原点O 在以线段AB 为直径的圆外，求直线l 的斜率k 的取值范围． 考点 题点解 (1)由题意得2a ＝4，即a ＝2， 又点P ⎝⎛⎭⎫1，32在椭圆C 上， ∴14＋34b2＝1，即b 2＝1， ∴椭圆C 的方程为x 24＋y 2＝1，焦点F 1(－3，0)，F 2(3，0)．(2)由题意得直线l 的斜率存在且不为0， 设l ：y ＝kx ＋2，代入x 24＋y 2＝1，整理得(1＋4k 2)x 2＋16kx ＋12＝0， Δ＝(16k )2－4(1＋4k 2)·12＝16(4k 2－3)>0， 得k 2>34.①设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，∴x 1＋x 2＝－16k 1＋4k 2，x 1x 2＝121＋4k 2. ∵原点O 在以线段AB 为直径的圆外， ∴∠AOB 为锐角，∴cos ∠AOB >0， 则OA →·OB →＝x 1x 2＋y 1y 2>0， 又y 1y 2＝(kx 1＋2)·(kx 2＋2) ＝k 2x 1x 2＋2k (x 1＋x 2)＋4，∴x 1x 2＋y 1y 2＝(1＋k 2)x 1x 2＋2k (x 1＋x 2)＋4 ＝(1＋k 2)121＋4k 2＋2k⎝⎛⎭⎫－16k 1＋4k 2＋4 ＝4(4－k 2)1＋4k 2>0.∴k2<4，∴34<k 2<4， ∴直线l 的斜率k 的取值范围是⎝⎛⎭⎫－2，－32∪⎝⎛⎭⎫32，2. [素养评析](1)本例中点O 在以AB 为直径的圆外⇒∠AOB 为锐角⇒OA →·OB →>0⇒x 1x 2＋y 1y 2>0 利用根与系数的关系与判别式可得到直线斜率的范围．(2)逻辑推理是得到数学结论、构建数学体系的重要方式，本例从条件出发与已有知识结合，逐步推出相应的结论．对逻辑推理素养的培养有很好的帮助．1．点A (a,1)在椭圆x 24＋y 22＝1的内部，则a 的取值范围是( )A ．－2<a < 2B ．a <－2或a > 2C ．－2<a <2D ．－1<a <1考点 椭圆的几何性质 题点 点与椭圆的位置关系 答案 A解析 由题意知a 24＋12<1，解得－2<a < 2.2．直线y ＝x ＋2与椭圆x 2m ＋y 23＝1有两个公共点，则m 的取值范围是( )A ．m >1B ．m >1且m ≠3C ．m >3D ．m >0且m ≠3考点 直线与椭圆的位置关系 题点 直线与椭圆的公共点个数问题 答案 B解析 由⎩⎪⎨⎪⎧y ＝x ＋2，x 2m ＋y 23＝1，得(3＋m )x 2＋4mx ＋m ＝0，∵Δ＝(4m )2－4m (3＋m )>0，∴16m 2－4m (3＋m )>0， ∴m >1或m <0.又∵m >0且m ≠3，∴m >1且m ≠3.3．过椭圆x 28＋y 24＝1内一点P (1,1)的直线l 与椭圆交于A ，B 两点，且P 是线段AB 的中点，则直线l 的方程是( ) A ．x ＋2y －3＝0 B ．x －2y ＋1＝0 C ．2x ＋y －3＝0D ．2x －y －1＝0 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 直线与椭圆的公共点个数问题 答案 A解析 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，P (1,1)是线段AB 的中点，则x 1＋x 2＝2，y 1＋y 2＝2，将点A ，B 的坐标代入椭圆方程作差，得18(x 1＋x 2)(x 1－x 2)＋14(y 1＋y 2)(y 1－y 2)＝0，即14(x 1－x 2)＋12(y 1－y 2)＝0，由题意知，直线l 的斜率存在，∴k AB ＝y 1－y 2x 1－x 2＝－12，∴直线l 的方程为y －1＝－12(x－1)，整理得x ＋2y －3＝0.4．已知以F 1(－2,0)，F 2(2,0)为焦点的椭圆与直线x ＋3y ＋4＝0有且仅有一个公共点，则椭圆的长轴长为___________________________________________． 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 直线与椭圆的公共点个数问题 答案 27解析 由题意可设椭圆的方程为x 2a 2＋y 2a 2－4＝1(a >2)，与直线方程x ＋3y ＋4＝0联立，得4(a 2－3)y 2＋83(a 2－4)y ＋(16－a 2)(a 2－4)＝0， 由Δ＝0，得a ＝7， 所以椭圆的长轴长为27.5．已知椭圆C 的两个焦点是F 1(－2,0)，F 2(2,0)，且椭圆C 经过点A (0，5)． (1)求椭圆C 的标准方程；(2)若过左焦点F 1且倾斜角为45°的直线l 与椭圆C 交于P ，Q 两点，求线段PQ 的长． 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 弦长与三角形面积解 (1)由已知得，椭圆C 的焦点在x 轴上，可设椭圆的方程为x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)，(0，5)是椭圆短轴上的一个顶点，可得b ＝5，由题意可得c ＝2，故a ＝b 2＋c 2＝3，则椭圆C 的标准方程为x 29＋y 25＝1.(2)由已知得，直线l 的斜率k ＝tan 45°＝1，而F 1(－2,0)，所以直线l 的方程为y ＝x ＋2，代入方程x 29＋y 25＝1，得5x 2＋9(x ＋2)2＝45，即14x 2＋36x －9＝0，设P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)，则x 1＋x 2＝－187，x 1x 2＝－914，则|PQ |＝1＋k 2|x 1－x 2|＝1＋12×(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝2×⎝⎛⎭⎫－1872－4×⎝⎛⎭⎫－914＝307.1．直线与椭圆的位置关系，可考虑由直线方程和椭圆方程得到的一元二次方程，利用“Δ”进行判定，求弦长时可利用根与系数的关系，中点弦问题考虑使用点差法．2．最值往往转化为函数最值或利用数形结合思想．一、选择题1．直线y＝kx－k＋1与椭圆x29＋y24＝1的位置关系为()A．相切B．相交C．相离D．不确定考点题点答案 B解析直线y＝kx－k＋1可变形为y－1＝k(x－1)，故直线恒过定点(1,1)，而该点在椭圆x 29＋y 24＝1内部，所以直线y ＝kx －k ＋1与椭圆x 29＋y 24＝1相交，故选B.2．椭圆x 225＋y 29＝1上的点P 到椭圆左焦点的最大距离和最小距离分别是( )A ．8,2B ．5,4C ．5,1D ．9,1 考点 椭圆的几何性质题点 通过所给条件研究椭圆的几何性质 答案 D解析 因为a ＝5，c ＝4，所以最大距离为a ＋c ＝9，最小距离为a －c ＝1.3．已知AB 为过椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1中心的弦，F (c,0)为椭圆的右焦点，则△AFB 面积的最大值为( )A ．b 2B ．abC ．acD ．bc 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 弦长与三角形面积 答案 D解析 当直线AB 为y 轴时，面积最大， 此时|AB |＝2b ，△AFB 的高为c ， ∴S △AFB ＝12·2b ·c ＝bc .4．椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的离心率为22，若直线y ＝kx 与椭圆的一个交点的横坐标x 0＝b ，则k 的值为( ) A.22 B ．±22 C.12 D ．±12考点 直线与椭圆的位置关系 题点 求椭圆中的直线方程 答案 B解析 根据椭圆的离心率为22，得c a ＝22. 由x 0＝b ，得y 20＝b 2⎝⎛⎭⎫1－b 2a 2＝b 2c 2a 2， ∴y 0＝±bc a ，∴k ＝y 0x 0＝±c a ＝±22.5．若直线ax ＋by ＋4＝0和圆x 2＋y 2＝4没有公共点，则过点(a ，b )的直线与椭圆x 29＋y 24＝1的公共点个数为( ) A ．0 B ．1C ．2D ．需根据a ，b 的取值来确定考点 直线与椭圆的位置关系 题点 直线与椭圆的公共点个数问题 答案 C解析 ∵直线与圆没有交点，∴d ＝4a 2＋b 2 >2， ∴a 2＋b 2<4，即a 2＋b 24<1，∴a 29＋b 24<1， ∴点(a ，b )在椭圆内部， 故直线与椭圆有2个交点．6．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，过点F 1，F 2分别作x 轴的垂线，交椭圆的四点构成一个正方形，则椭圆的离心率e 为( ) A.3－12 B.5－12 C.22 D.32考点 椭圆几何性质的应用 题点 求椭圆离心率的值 答案 B解析 将x ＝±c 代入椭圆方程，得y ＝±b 2a .由题意得2b 2a ＝2c ，即b 2＝ac ，所以a 2－c 2＝ac ，则⎝⎛⎭⎫c a 2＋ca －1＝0， 解得c a ＝5－12(负值舍去)．7．经过椭圆x 2＋2y 2＝2的一个焦点作倾斜角为45°的直线l ，交椭圆于M ，N 两点，设O 为坐标原点，则OM →·ON →等于( ) A ．－3 B ．±13 C ．－13 D ．－12考点 椭圆的几何性质 题点 椭圆范围的简单应用解析 由x 2＋2y 2＝2，得a 2＝2，b 2＝1，c 2＝a 2－b 2＝1，焦点为(±1,0)，不妨设直线l 过右焦点，则直线l 的方程为y ＝x －1，代入x 2＋2y 2＝2，得x 2＋2(x －1)2－2＝0，化简得3x 2－4x ＝0.设M (x 1，y 1)，N (x 2，y 2)，则x 1x 2＝0，x 1＋x 2＝43，y 1y 2＝(x 1－1)(x 2－1)＝x 1x 2－(x 1＋x 2)＋1＝1－43＝－13，所以OM →·ON →＝x 1x 2＋y 1y 2＝0－13＝－13. 8．已知椭圆E ：x 2a 2＋y 2b 2＝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＝1 B.x 236＋y 227＝1 C.x 227＋y 218＝1 D.x 218＋y 29＝1 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 中点弦问题 答案 D解析 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，代入椭圆方程，得x 21a 2＋y 21b 2＝1，x 22a 2＋y 22b 2＝1，两式相减得y 1－y 2x 1－x 2＝－b 2a 2·x 1＋x 2y 1＋y 2＝12，因为线段AB 的中点坐标为(1，－1)，所以b 2a 2＝12.因为右焦点为F (3,0)，c ＝3，所以a 2＝18，b 2＝9，所以椭圆E 的方程为x 218＋y 29＝1.二、填空题9．椭圆x 23＋y 2＝1被直线x －y ＋1＝0所截得的弦长|AB |＝________.考点 直线与椭圆的位置关系 题点 弦长问题 答案322解析 由⎩⎪⎨⎪⎧x －y ＋1＝0，x 23＋y 2＝1，得交点为(0,1)，⎝⎛⎭⎫－32，－12， 则|AB |＝⎝⎛⎭⎫322＋⎝⎛⎭⎫1＋122＝322. 10．F 1，F 2是椭圆x 22＋y 2＝1的两个焦点，过右焦点F 2作倾斜角为π4的弦AB ，则△F 1AB 的面积等于________．题点 答案 4311．如图，椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1，F 2，焦距为2c ，若直线y ＝3(x＋c )与椭圆的一个交点M 满足∠MF 1F 2＝2∠MF 2F 1，则该椭圆的离心率为________．考点 椭圆几何性质的应用 题点 求椭圆离心率的值 答案3－1解析 由直线方程y ＝3(x ＋c )，得直线与x 轴的夹角∠MF 1F 2＝π3，且过点F 1(－c,0)．∵∠MF 1F 2＝2∠MF 2F 1，∴∠MF 1F 2＝2∠MF 2F 1＝π3，即F 1M ⊥F 2M .∴在Rt △F 1MF 2中，|F 1F 2|＝2c ，|F 1M |＝c ，|F 2M |＝3c ，∴由椭圆定义可得2a ＝c ＋3c ， ∴离心率e ＝c a ＝21＋3＝3－1.12．若椭圆mx 2＋ny 2＝1(m >0，n >0且m ≠n )与直线x ＋y －1＝0交于A ，B 两点，且nm ＝2，则原点与线段AB 的中点M 的连线的斜率为________． 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 中点弦问题 答案22解析 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则⎩⎪⎨⎪⎧mx 21＋ny 21＝1， ①mx 22＋ny 22＝1， ②①－②，得m (x 1＋x 2)(x 1－x 2)＋n (y 1＋y 2)(y 1－y 2)＝0， 即m n ＋y 1＋y 2x 1＋x 2·y 1－y 2x 1－x 2＝0. ∵y 1－y 2x 1－x 2＝－1，m n ＝22，∴y 1＋y 2x 1＋x 2＝22，∴k OM ＝22.三、解答题13．已知椭圆x 23＋y 22＝1的左、右焦点分别为F 1，F 2，过F 1且倾斜角为45°的直线l 与椭圆相交于A ，B 两点． (1)求AB 的中点坐标； (2)求△ABF 2的周长与面积． 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 弦长与三角形面积解 (1)由x 23＋y 22＝1，知a ＝3，b ＝2，所以c ＝1.所以F 1(－1,0)，F 2(1,0)， 所以直线l 的方程为y ＝x ＋1， 由⎩⎪⎨⎪⎧x 23＋y 22＝1，y ＝x ＋1消去y ， 整理得5x 2＋6x －3＝0.设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，AB 的中点为M (x 0，y 0)，则 x 1＋x 2＝－65，x 1x 2＝－35，x 0＝x 1＋x 22＝－35，y 0＝y 1＋y 22＝x 1＋1＋x 2＋12＝x 1＋x 22＋1＝25⎝⎛⎭⎫或y 0＝x 0＋1＝－35＋1＝25， 所以AB 的中点坐标为⎝⎛⎭⎫－35，25. (2)由题意，知F 2到直线AB 的距离d ＝|1－0＋1|12＋12＝22＝2，|AB |＝1＋k 2·(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝835，所以2ABF S＝12|AB |d ＝12×835×2＝465， 所以△ABF 2的周长为4a ＝43，面积为465.14．椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)与直线x ＋y －1＝0相交于P ，Q 两点，且OP →⊥OQ →(O 为坐标原点)．(1)求证：1a 2＋1b 2等于定值；(2)若椭圆的离心率e ∈⎣⎡⎦⎤33，22，求椭圆长轴长的取值范围． 考点 直线与椭圆的位置关系 题点 直线与椭圆相交时的其他问题(1)证明 椭圆的方程可化为b 2x 2＋a 2y 2－a 2b 2＝0.由⎩⎪⎨⎪⎧b 2x 2＋a 2y 2－a 2b 2＝0，x ＋y －1＝0消去y ， 得(a 2＋b 2)x 2－2a 2x ＋a 2(1－b 2)＝0. 由Δ＝4a 4－4(a 2＋b 2)·a 2·(1－b 2)>0， 得a 2＋b 2>1.设P (x 1，y 1)，Q (x 2，y 2)，则x 1＋x 2＝2a 2a 2＋b 2，x 1x 2＝a 2(1－b 2)a 2＋b 2.∵OP →⊥OQ →，∴x 1x 2＋y 1y 2＝0， 即2x 1x 2－(x 1＋x 2)＋1＝0，即2a 2(1－b 2)a 2＋b 2－2a 2a 2＋b 2＋1＝0， ∴a 2＋b 2＝2a 2b 2，即1a 2＋1b 2＝2. ∴1a 2＋1b 2等于定值． (2)解 ∵e ＝c a，∴b 2＝a 2－c 2＝a 2－a 2e 2. 又∵a 2＋b 2＝2a 2b 2，∴2－e 2＝2a 2(1－e 2)，即a 2＝2－e 22(1－e 2)＝12＋12(1－e 2). ∵33≤e ≤22， ∴54≤a 2≤32，即52≤a ≤62， ∴5≤2a ≤6，即椭圆长轴长的取值范围是[5，6]．15.已知椭圆x 2a 2＋y 2b 2＝1(a >b >0)经过点(0，3)，离心率为12，左、右焦点分别为F 1(－c,0)，F 2(c,0)．(1)求椭圆的方程；(2)若直线l ：y ＝－12x ＋m 与椭圆交于A ，B 两点，与以F 1F 2为直径的圆交于C ，D 两点，且满足|AB ||CD |＝534，求直线l 的方程． 考点 直线与椭圆的位置关系题点 弦长与三角形面积解 (1)由题设知⎩⎪⎨⎪⎧ b ＝3，c a ＝12，b 2＝a 2－c 2，解得a ＝2，b ＝3，c ＝1，∴椭圆的方程为x 24＋y 23＝1. (2)由题设，以F 1F 2为直径的圆的方程为x 2＋y 2＝1，∴圆心到直线l 的距离d ＝2|m |5， 由d <1，得|m |<52.(*) ∴|CD |＝21－d 2＝21－45m 2＝255－4m 2. 设A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，由⎩⎨⎧ y ＝－12x ＋m ，x 24＋y 23＝1，消去y ，得x 2－mx ＋m 2－3＝0，Δ＝(－m )2－4(m 2－3)>0，得m 2<4.由根与系数的关系可得x 1＋x 2＝m ，x 1x 2＝m 2－3. ∴|AB |＝⎣⎡⎦⎤1＋⎝⎛⎭⎫－122[m 2－4(m 2－3)] ＝1524－m 2. 由|AB ||CD |＝534，得4－m 25－4m 2＝1， 解得m ＝±33，满足(*)式，也满足Δ>0. ∴直线l 的方程为y ＝－12x ＋33或y ＝－12x －33.。
2020届高中数学分册同步讲义(选修1-2) 第1章 章末检测试卷(一)
章末检测试卷(一)(时间：120分钟 满分：150分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分) 1．下列说法中正确的是( )A ．相关关系是一种不确定的关系，回归分析是对相关关系的分析，因此没有实际意义B ．独立性检验对分类变量关系的研究没有100%的把握，所以独立性检验研究的结果在实际中也没有多大的实际意义C ．相关关系可以对变量的发展趋势进行预报，这种预报可能会是错误的D ．独立性检验如果得出的结论有99%的可信度，就意味着这个结论一定是正确的 答案 C解析 相关关系虽然是一种不确定关系，但是回归分析可以在某种程度上对变量的发展趋势进行预报，这种预报在尽量减小误差的条件下可以对生产与生活起到一定的指导作用，独立性检验对分类变量的检验也是不确定的，但是其结果也有一定的实际意义．故选C. 2．对于线性回归方程y ^＝b ^x ＋a ^，下列说法中不正确的是( ) A ．直线必经过点(x ，y )B ．x 增加1个单位时，y 平均增加b ^个单位 C ．样本数据中x ＝0时，可能有y ＝a ^ D ．样本数据中x ＝0时，一定有y ＝a ^ 答案 D解析 线性回归方程是根据样本数据得到的一个近似曲线，故由它得到的值也是一个近似值． 3．根据如下样本数据：得到的线性回归方程为y ^＝b ^x ＋a ^，则( ) A.a ^>0，b ^<0 B.a ^>0，b ^>0 C.a ^<0，b ^>0 D.a ^<0，b ^<0答案 A解析 根据题意，画出散点图．根据散点图，知两个变量为负相关，且回归直线与y 轴的交点在y 轴正半轴，所以a ^>0，b ^<0.4．下表显示出样本中变量y随变量x变化的一组数据，由此判断它最可能是()A.线性函数模型B．二次函数模型C．指数函数模型D．对数函数模型考点回归分析题点建立回归模型的基本步骤答案 A解析画出散点图(图略)可以得到这些样本点在某一条直线上或该直线附近，故最可能是线性函数模型．5．如图是调查某地区男、女中学生喜欢理科的等高条形图，阴影部分表示喜欢理科的百分比，从图中可以看出()A．性别与喜欢理科无关B．女生中喜欢理科的比例约为80%C．男生比女生喜欢理科的可能性大些D．男生中不喜欢理科的比例约为60%考点定性分析的两类方法题点利用图形定性分析答案 C解析由图可知，女生中喜欢理科的比例约为20%，男生中喜欢理科的比例约为60%，因此男生比女生喜欢理科的可能性大些．6．为了评价某个电视栏目的改革效果，某机构在改革前后分别从居民点抽取了100位居民进行调查，经过计算K2≈0.99，根据这一数据分析，下列说法正确的是()A．有99%的人认为该电视栏目优秀B．有99%的人认为该电视栏目是否优秀与改革有关系C．有99%的把握认为该电视栏目是否优秀与改革有关系D．没有理由认为该电视栏目是否优秀与改革有关系考点独立性检验及其基本思想题点独立性检验的方法答案 D解析只有K2≥6.635时才能有99%的把握认为该电视栏目是否优秀与改革有关系，而即使K2≥6.635也只是对“该电视栏目是否优秀与改革有关系”这个论断成立的可能性大小的推论，与是否有99%的人等无关．7．如图，5个(x，y)数据，去掉D(3,10)后，下列说法错误的是()A．相关系数r变大B．残差平方和变大C．R2变大D．解释变量x与预报变量y的相关性变强考点残差分析与相关指数题点残差及相关指数的应用答案 B解析由散点图知，去掉D后，x，y的相关性变强，且为正相关，所以r变大，R2变大，残差平方和变小．8．某车间加工零件的数量x与加工时间y的统计数据如下表：现已求得上表数据的线性回归方程y ^＝b ^x ＋a ^中的b ^值为0.9，则据此回归模型可以预测，加工100个零件所需要的加工时间约为( ) A ．84分钟 B ．94分钟 C ．102分钟 D ．112分钟考点 线性回归分析 题点 线性回归方程的应用 答案 C解析 由已知可得x ＝20，y ＝30， 又b ^＝0.9，∴a ^＝y －b ^x ＝30－0.9×20＝12. ∴线性回归方程为y ^＝0.9x ＋12. ∴当x ＝100时，y ^＝0.9×100＋12＝102. 故选C.9．已知变量x 和y 满足关系y ＝－0.1x ＋1，变量y 与z 正相关．下列结论中正确的是( ) A ．x 与y 正相关，x 与z 负相关 B ．x 与y 正相关，x 与z 正相关 C ．x 与y 负相关，x 与z 负相关 D ．x 与y 负相关，x 与z 正相关 考点 线性回归分析 题点 线性回归方程的应用 答案 C解析 因为y ＝－0.1x ＋1，－0.1<0，所以x 与y 负相关．又y 与z 正相关，故可设z ＝ay ＋b (a >0)，所以z ＝－0.1ax ＋a ＋b ，－0.1a <0，所以x 与z 负相关．故选C.10．在一组样本数据(x 1，y 1)，(x 2，y 2)，…，(x n ，y n )(n ≥2，x 1，x 2，…，x n 不全相等)的散点图中，若所有样本点(x i ，y i )(i ＝1,2，…，n )都在直线y ＝12x ＋1上，则这组样本数据的样本相关系数为( )A ．－1B ．0 C.12 D ．1答案 D解析 所有点均在直线上，则样本相关系数最大即为1，故选D. 11．根据下面的列联表得到如下四个判断：①至少有99.9%的把握认为“患肝病与嗜酒有关”；②至少有99%的把握认为“患肝病与嗜酒有关”；③在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为“患肝病与嗜酒有关”；④在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为“患肝病与嗜酒无关”．其中正确命题的个数为()A．0 B．1 C．2 D．3答案 C解析由列联表中数据可求得随机变量K2的观测值k＝992×(700×32－60×200)2 760×232×900×92≈7.349>6.635，所以在犯错误的概率不超过0.01的前提下，认为“患肝病与嗜酒有关系”，即至少有99%的把握认为“患肝病与嗜酒有关系”．因此②③正确，故选C.12．下表给出5组数据(x，y)，为选出4组数据使其线性相关程度最大，且保留第1组数据(－5，－3)，则应去掉()A.第2组B．第3组C．第4组D．第5组答案 B解析通过散点图选择，画出散点图如图，应除去第三组，对应点的坐标是(－3,4)．故选B.二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)13．已知下表所示数据的线性回归方程为y ^＝4x ＋242，则实数a ＝________.答案 262解析 由题意，得x ＝4，y ＝15(1 028＋a )，代入y ^＝4x ＋242，可得15(1 028＋a )＝4×4＋242，解得a ＝262.14．在评价建立的线性回归模型刻画身高和体重之间关系的效果时，R 2＝________，可以叙述为“身高解释了64%的体重变化，而随机变量贡献了剩余的36%”． 答案 0.64解析 当R 2＝0.64时，说明体重的差异有64%是由身高引起的，所以身高解释了64%的体重变化，而随机变量贡献了剩余的36%.15．对某台机器购置后的运营年限x (x ＝1,2,3，…)与当年利润y 的统计分析知具备线性相关关系，线性回归方程为y ＝10.47－1.3x ，估计该台机器使用________年最合算． 考点 线性回归分析 题点 线性回归方程的应用 答案 8解析 只要预计利润不为负数，使用该机器就算合算，即y ≥0，所以10.47－1.3x ≥0，解得x ≤8.05，所以该台机器使用8年最合算． 16．若两个分类变量X 与Y 的2×2列联表为：则“X 与Y 之间有关系”这个结论出错的概率为________． 答案 0.01解析 由列联表数据，可求得随机变量K 2的观测值 k ＝81×(10×16－40×15)225×56×50×31≈7.227>6.635.因为P (K 2≥6.635)≈0.01，所以“X 与Y 之间有关系”出错的概率为0.01. 三、解答题(本大题共6小题，共70分)17．(10分)在对人们休闲方式的一次调查中，仅就看电视与运动这两种休闲方式比较喜欢哪一种进行了调查．调查结果：接受调查总人数110人，其中男、女各55人；受调查者中，女性有30人比较喜欢看电视，男性有35人比较喜欢运动． (1)请根据题目所提供的调查结果填写下列2×2列联表：(2)能否在犯错误的概率不超过0.05的前提下认为“性别与休闲方式有关系”？ 注：K 2＝n (ad －bc )2(a ＋b )(c ＋d )(a ＋c )(b ＋d )，其中n ＝a ＋b ＋c ＋d 为样本容量.解 (1)根据题目所提供的调查结果，可得下列2×2列联表：(2)根据列联表中的数据，可计算K 2的观测值k ＝110×(30×35－20×25)250×60×55×55≈3.667，因为3.667<3.841，所以不能在犯错误的概率不超过0.05的前提下认为“性别与休闲方式有关系”．18．(12分)某地随着经济的发展居民收入逐年增长，下表是该地某银行连续五年的储蓄存款(年底余额)，如下表1：为了研究计算的方便，工作人员将上表的数据进行了处理，t ＝x －2 010，z ＝y －5得到下表2：(1)求z 关于t 的线性回归方程；(2)通过(1)中的方程，求出y 关于x 的线性回归方程；(3)用所求线性回归方程预测到2020年年底，该地储蓄存款可达多少？(附：对于线性回归方程y ^＝b ^x ＋a ^，其中b ^＝∑i ＝1nx i y i －n x y∑i ＝1nx 2i －n x2，a ^＝y －b ^x )考点 线性回归方程 题点 求线性回归方程解 (1)t ＝3，z ＝2.2，∑i ＝15t i z i ＝45，∑i ＝15t 2i ＝55，b ^＝45－5×3×2.255－5×9＝1.2，a ^＝z －b ^ t ＝2.2－1.2×3＝－1.4，∴z ^＝1.2t －1.4.(2)将t ＝x －2 010，z ^＝y ^－5，代入z ^＝1.2t －1.4， 得y ^－5＝1.2(x －2 010)－1.4，即y ^＝1.2x －2 408.4. (3)∵y ^＝1.2×2 020－2 408.4＝15.6，∴预测到2020年年底，该地储蓄存款额可达15.6千亿元．19．(12分)某校社团对“学生性别与是否喜欢韩剧有关”作了一次调查，其中女生人数是男生人数的12，男生喜欢韩剧的人数占男生人数的16，女生喜欢韩剧的人数占女生人数的23，若在犯错误的概率不超过0.05的前提下认为是否喜欢韩剧和性别有关，则男生至少有多少人？ 考点 独立性检验思想的应用 题点 独立性检验在分类变量中的应用 解 设男生人数为x ，依题意可得列联表如下：若在犯错误的概率不超过0.05的前提下认为是否喜欢韩剧和性别有关，则K 2>3.841， 由K 2＝3x 2×⎝⎛⎭⎫x 6×x 6－5x 6×x 32x ×x 2×x 2×x ＝38x >3.841，解得x >10.24，∵人数为整数，∴x 为6的倍数，∴若在犯错误的概率不超过0.05的前提下认为是否喜欢韩剧和性别有关，则男生至少有12人． 20．(12分)为了了解少年儿童的肥胖是否与常喝碳酸饮料有关，现对30名六年级的学生进行了问卷调查得到如下列联表．平均每天喝500 mL 以上为常喝，体重超过50 kg 为肥胖.已知在30人中随机抽取1人，抽到肥胖的学生的概率为415.(1)请将上面的列联表补充完整；(2)是否有99.5%的把握认为肥胖与常喝碳酸饮料有关？说明你的理由；(3)现从常喝碳酸饮料且肥胖的学生中(其中有2名女生)抽取2人参加电视节目，则正好抽到1男1女的概率是多少？解 (1)设常喝碳酸饮料且肥胖的学生有x 人，则x ＋230＝415，解得x ＝6.(2)由已知数据，得K 2＝30×(6×18－2×4)210×20×8×22≈8.523>7.879.因此有99.5%的把握认为肥胖与常喝碳酸饮料有关．(3)设常喝碳酸饮料的肥胖者男生为A ，B ，C ，D ，女生为E ，F ，则任取2人有AB ，AC ，AD ，AE ，AF ，BC ，BD ，BE ，BF ，CD ，CE ，CF ，DE ，DF ，EF 共15种．其中1男1女有AE ，AF ，BE ，BF ，CE ，CF ，DE ，DF ，故抽出1男1女的概率P ＝815.21．(12分)某服装批发市场1－5月份的服装销售量x 与利润y 的统计数据如下表：(1)从这五个月的利润中任选2个，分别记为m ，n ，求事件“m ，n 均不小于30”的概率； (2)已知销售量x 与利润y 大致满足线性相关关系，请根据前4个月的数据，求出y 关于x 的线性回归方程y ^＝b ^x ＋a ^；(3)若由线性回归方程得到的利润的估计数据与真实数据的误差不超过2万元，则认为得到的利润的估计数据是理想的．请用表格中第5个月的数据检验由(2)中线性回归方程所得的第5个月的利润的估计数据是否理想？参考公式：b ^＝∑i ＝1nx i y i －n x y∑i ＝1nx 2i －n x2，a ^＝y －b ^x .解 (1)所有的基本事件为(19,34)，(19,26)，(19,41)，(19,46)，(34,26)，(34,41)，(34,46)，(26,41)，(26,46)，(41,46)，共10个．记“m ，n 均不小于30”为事件A ，则事件A 包含的基本事件为(34,41)，(34,46)，(41,46)，共3个． 所以P (A )＝310.(2)由前4个月的数据可得，x ＝5，y ＝30，∑i ＝14x i y i ＝652，∑i ＝14x 2i ＝110.所以b ^＝∑i ＝14x i y i －4x y∑i ＝14x 2i －4x2＝652－4×5×30110－4×52＝5.2，a ^＝30－5.2×5＝4，所以线性回归方程为y ^＝5.2x ＋4， (3)由题意得，当x ＝8时， y ^＝45.6，|45.6－46|＝0.4<2.所以利用(2)中的线性回归方程所得的第5个月的利润估计数据是理想的．22．(12分)为了解中学生课余观看某热门综艺节目是否与性别有关，某中学一研究性学习小组从该校学生中随机抽取了n 人进行问卷调查．调查结果表明：女生中喜欢观看该节目的占女生总人数的34，男生喜欢看该节目的占男生总人数的13.随后，该小组采用分层抽样的方法从这n 份问卷中继续抽取了5份进行重点分析，知道其中喜欢看该节目的有3人．(1)现从重点分析的5人中随机抽取了2人进行现场调查，求这两人都喜欢看该节目的概率； (2)若有99%的把握认为“爱看该节目与性别有关”，则参与调查的总人数n 至少为多少？ 参考数据：K 2＝n (ad －bc )2(a ＋b )(c ＋d )(a ＋c )(b ＋d )，其中n ＝a ＋b ＋c ＋d .解 (1)记重点分析的5人中喜欢看该节目的为a ，b ，c ，不喜欢看的为d ，e ，从5人中随机抽取2人，所有可能的结果有(a ，b )，(a ，c )，(a ，d )，(a ，e )，(b ，c )，(b ，d )，(b ，e )，(c ，d )，(c ，e )，(d ，e)，共10种，则这两人都喜欢看该节目的有3种， ∴P ＝310，即这两人都喜欢看该节目的概率为310.(2)∵进行重点分析的5人中，喜欢看该节目的有3人，故喜欢看该节目的总人数为35n ，不喜欢看该节目的总人数为25n .设这次调查问卷中女生总人数为a ，男生总人数为b ，a ，b ∈N *，则由题意可得2×2列联表如下：解得a ＝1625n ，b ＝925n ，∴正整数n 是25的倍数，设n ＝25k ，k ∈N *， 则34a ＝12k ，14a ＝4k ， 13b ＝3k ，23b ＝6k ， 则K 2＝25k (12k ·6k －3k ·4k )216k ·9k ·15k ·10k ＝256k .由题意得256k ≥6.635，解得k ≥1.59，∵k ∈N *，∴取k ＝2，故n min ＝50.。
2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 初中、高中衔接课 第1课时原卷版
初中、高中衔接课第1课时因式分解学习目标 1.理解提取公因式法、分组分解法.2.掌握十字相乘法.3.对于复杂的问题利用因式分解简化运算.知识点一常用的乘法公式(1)平方差公式：(a＋b)(a－b)＝a2－b2.(2)立方差公式：(a－b)(a2＋ab＋b2)＝a3－b3.(3)立方和公式：(a＋b)(a2－ab＋b2)＝a3＋b3.(4)完全平方公式：(a±b)2＝a2±2ab＋b2.(5)三数和平方公式：(a＋b＋c)2＝a2＋b2＋c2＋2ab＋2ac＋2bc.(6)完全立方公式：(a±b)3＝a3±3a2b＋3ab2±b3.知识点二因式分解的常用方法(1)十字相乘法：十字左边相乘等于二次项系数，右边相乘等于常数项，交叉相乘再相加等于一次项系数，即运用乘法公式(x＋a)(x＋b)＝x2＋(a＋b)x＋ab的逆运算进行因式分解.(2)提取公因式法：当多项式的各项有公因式时，可以把这个公因式提到括号外面，将多项式写成因式乘积形式的方法.(3)公式法：把乘法公式反过来用，把某些多项式因式分解的方法.(4)求根法：若关于x的方程ax2＋bx＋c＝0(a≠0)的两个实数根是x1，x2，则二次三项式ax2＋bx＋c(a≠0)就可分解为a(x－x1)(x－x2).(5)试根法：对于简单的高次因式，可以通过先试根再分解的方法分解因式.如2x3－x－1，试根知x＝1为2x3－x－1＝0的根，通过拆项，2x3－x－1＝2x3－2x2＋2x2－2x ＋x－1提取公因式后分解因式.1.a3＋b3＝(a＋b)(a2＋ab＋b2).(×)2.a2＋2ab＋b2＋c2＋2ac＋2bc＝(a＋b＋c)2.(√)3.a3－3a2b－3ab2＋b3＝(a－b)3.(×)4.多项式ax2＋bx＋c(a≠0)一定可以分解成a(x－x1)·(x－x2)的形式.(×)突破一配方法因式分解例1把下列关于x的二次多项式分解因式：(1)x2＋2x－1；(2)x2＋4xy－4y2.跟踪训练1分解因式x2＋6x－16.突破二十字相乘法因式分解命题角度1形如x2＋(p＋q)x＋pq型的因式分解例2把下列各式因式分解：(1)x2－3x＋2；(2)x2＋4x－12；(3)x2－(a＋b)xy＋aby2；(4)xy－1＋x－y.跟踪训练2把下列各式因式分解：(1)x2＋xy－6y2；(2)(x2＋x)2－8(x2＋x)＋12.命题角度2形如一般二次三项式ax2＋bx＋c型的因式分解例3把下列各式因式分解：(1)12x2－5x－2；(2)5x2＋6xy－8y2.跟踪训练3 把下列各式因式分解：(1)6x 2＋5x ＋1；(2)6x 2＋11x －7；(3)42x 2－33x ＋6；(4)2x 4－5x 2＋3.1.分解因式x 2－3x ＋2为( )A.(x ＋1)(x ＋2)B.(x －1)(x －2)C.(x －1)(x ＋2)D.(x ＋1)(x －2)2.分解因式x 2－x －1为( )A.(x －1)(x ＋1)B.(x ＋1)(x －2)C.⎝ ⎛⎭⎪⎫x －1＋52⎝ ⎛⎭⎪⎫x －1－52 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫x ＋1－52⎝ ⎛⎭⎪⎫x －1＋523.分解因式：m 2－4mn －5n 2＝________.4.分解因式：(a －b )2＋11(a －b )＋28＝________.5.分解因式：x 2－y 2－x ＋3y －2＝____________.一、选择题1.计算(－2)100＋(－2)101的结果是( )A.2B.－2C.－2100D.21002.边长为a ，b 的长方形周长为12，面积为10，则a 2b ＋ab 2的值为( ) A.120 B.60 C.80 D.403.下列各式中，能运用两数和(差)的平方公式进行因式分解的是()A.x2＋4xB.a2－4b2C.x2＋4x＋1D.x2－2x＋14.将代数式x2＋4x－5因式分解的结果为()A.(x＋5)(x－1)B.(x－5)(x＋1)C.(x＋5)(x＋1)D.(x－5)(x－1)5.要在二次三项式x2＋()x－6的括号中填上一个整数，使它能按公式x2＋(a＋b)x＋ab＝(x＋a)(x＋b)分解因式，那么这些数只能是()A.1，－1B.5，－5C.1，－1,5，－5D.以上答案都不对6.已知多项式x2＋bx＋c因式分解的结果为(x－1)(x＋2)，则b＋c的值为()A.－3B.－2C.－1D.07.下列变形正确的是()A.x3－x2－x＝x(x2－x)B.x2－3x＋2＝x(x－3)－2C.a2－9＝(a＋3)(a－3)D.a2－4a＋4＝(a＋2)28.若2m＋n＝25，m－2n＝2，则(m＋3n)2－(3m－n)2的值为()A.200B.－200C.100D.－100二、填空题9.因式分解：ax＋ay＋bx＋by＝______________________.10.因式分解：(x＋y)2－2y(x＋y)＝_________________________________________________.11.分解因式：(a2＋1)2－4a2＝__________________.三、解答题12.分解因式：(1)x2＋6x＋8；(2)x2－x－6.14.若x(x＋1)＋y(xy＋y)＝(x＋1)·M，则M＝_______________________________________.15.分解因式：(1)(x－y)2＋4(x－y)＋3；(2)m(m＋2)(m2＋2m－2)－3.。
2019-2020同步人A数学必修第一册新教材讲义：第1章+1.1+第2课时 集合的表示和答案
第2课时 集合的表示1．列举法把集合的所有元素一一列举出来，并用花括号“{}”括起来表示集合的方法叫做列举法．2．描述法一般地，设A 是一个集合，把集合A 中所有具有共同特征P (x )的元素x 所组成的集合表示为{x ∈A |P (x )}，这种表示集合的方法称为描述法．思考：(1)不等式x －2<3的解集中的元素有什么共同特征？ (2)如何用描述法表示不等式x －2<3的解集？ 提示：(1)元素的共同特征为x ∈R ，且x <5. (2){x |x <5，x ∈R }．1．方程x 2＝4的解集用列举法表示为( ) A ．{(－2,2)} B ．{－2,2} C ．{－2}D ．{2}B [由x 2＝4得x ＝±2，故用列举法可表示为{－2,2}．] 2．用描述法表示函数y ＝3x ＋1图象上的所有点的是( )A ．{x |y ＝3x ＋1}B ．{y |y ＝3x ＋1}C ．{(x ，y )|y ＝3x ＋1}D ．{y ＝3x ＋1}C [该集合是点集，故可表示为{(x ，y )|y ＝3x ＋1}，选C.] 3．用描述法表示不等式4x －5<7的解集为________． {x |x <3} [用描述法可表示为{x |x <3}．]用列举法表示集合【例1】 用列举法表示下列给定的集合： (1)不大于10的非负偶数组成的集合A ； (2)小于8的质数组成的集合B ；(3)方程2x 2－x －3＝0的实数根组成的集合C ；(4)一次函数y ＝x ＋3与y ＝－2x ＋6的图象的交点组成的集合D . [解] (1)不大于10的非负偶数有0,2,4,6,8,10，所以A ＝{0,2,4,6,8,10}． (2)小于8的质数有2,3,5,7， 所以B ＝{2,3,5,7}．(3)方程2x 2－x －3＝0的实数根为－1，32， 所以C ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫－1，32. (4)由⎩⎪⎨⎪⎧ y ＝x ＋3，y ＝－2x ＋6，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝4.所以一次函数y ＝x ＋3与y ＝－2x ＋6的交点为(1,4)， 所以D ＝{(1,4)}．用列举法表示集合的3个步骤(1)求出集合的元素；(2)把元素一一列举出来，且相同元素只能列举一次； (3)用花括号括起来.提醒：二元方程组的解集，函数图象上的点构成的集合都是点的集合，一定要写成实数对的形式，元素与元素之间用“，”隔开.如{(2，3)，(5，－1)}.1．用列举法表示下列集合：(1)满足－2≤x ≤2且x ∈Z 的元素组成的集合A ； (2)方程(x －2)2(x －3)＝0的解组成的集合M ； (3)方程组⎩⎨⎧2x ＋y ＝8，x －y ＝1的解组成的集合B ；(4)15的正约数组成的集合N .[解] (1)满足－2≤x ≤2且x ∈Z 的元素有－2，－1,0,1,2，故A ＝{－2，－1,0,1,2}．(2)方程(x －2)2(x －3)＝0的解为x ＝2或x ＝3， ∴M ＝{2,3}．(3)解⎩⎪⎨⎪⎧ 2x ＋y ＝8，x －y ＝1，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3，y ＝2，∴B ＝{(3,2)}．(4)15的正约数有1,3,5,15，故N ＝{1,3,5,15}． 用描述法表示集合【例2】 用描述法表示下列集合： (1)比1大又比10小的实数组成的集合；(2)平面直角坐标系中第二象限内的点组成的集合； (3)被3除余数等于1的正整数组成的集合． [解] (1){x ∈R |1<x <10}．(2)集合的代表元素是点，用描述法可表示为{(x ，y )|x <0，且y >0}． (3){x |x ＝3n ＋1，n ∈N }．描述法表示集合的2个步骤2.用描述法表示下列集合：(1)函数y ＝－2x 2＋x 图象上的所有点组成的集合； (2)不等式2x －3<5的解组成的集合； (3)如图中阴影部分的点(含边界)的集合； (4)3和4的所有正的公倍数构成的集合．[解] (1)函数y ＝－2x 2＋x 的图象上的所有点组成的集合可表示为{(x ，y )|y ＝－2x 2＋x }．(2)不等式2x －3<5的解组成的集合可表示为{x |2x －3<5}，即{x |x <4}．(3)图中阴影部分的点(含边界)的集合可表示为⎩⎨⎧ (x ，y )⎪⎪⎪⎭⎬⎫0≤x ≤32，0≤y ≤1.(4)3和4的最小公倍数是12，因此3和4的所有正的公倍数构成的集合是{x |x ＝12n ，n ∈N *}．,集合表示方法的综合应用[探究问题] 下面三个集合：①{x |y ＝x 2＋1}；②{y |y ＝x 2＋1}；③{(x ，y )|y ＝x 2＋1}．(1)它们各自的含义是什么？ (2)它们是不是相同的集合？提示：(1)集合①{x |y ＝x 2＋1}的代表元素是x ，满足条件y ＝x 2＋1中的x ∈R ，所以实质上{x |y ＝x 2＋1}＝R ；集合②的代表元素是y ，满足条件y ＝x 2＋1的y 的取值范围是y ≥1，所以实质上{y |y ＝x 2＋1}＝{y |y ≥1}；集合③{(x ，y )|y ＝x 2＋1}的代表元素是(x ，y )，可以认为是满足y ＝x 2＋1的数对(x ，y )的集合，也可以认为是坐标平面内的点(x ，y )构成的集合，且这些点的坐标满足y ＝x 2＋1，所以{(x ，y )|y ＝x 2＋1}＝{P |P 是抛物线y ＝x 2＋1上的点}．(2)由(1)中三个集合各自的含义知，它们是不同的集合．【例3】 集合A ＝{x |kx 2－8x ＋16＝0}，若集合A 中只有一个元素，求实数k 的值组成的集合．[思路点拨]A 中只有一个元素――→等价转化方程kx 2－8x ＋16＝0只有一解――→分类讨论求实数k 的值[解] (1)当k ＝0时，方程kx 2－8x ＋16＝0变为－8x ＋16＝0，解得x ＝2，满足题意；(2)当k ≠0时，要使集合A ＝{x |kx 2－8x ＋16＝0}中只有一个元素，则方程kx 2－8x ＋16＝0只有一个实数根，所以Δ＝64－64k ＝0，解得k ＝1，此时集合A ＝{4}，满足题意．综上所述，k ＝0或k ＝1，故实数k 的值组成的集合为{0,1}．1．(变条件1．若已知集合是用描述法给出的，读懂集合的代表元素及其属性是解题的关键，如例3中集合A中的元素就是所给方程的根，由此便把集合的元素个数问题转化为方程的根的个数问题．2．在学习过程中要注意数学素养的培养，如本例中用到了等价转化思想和分类讨论的思想．1．表示一个集合可以用列举法，也可以用描述法，一般地，若集合元素为有限个，常用列举法，集合元素为无限个，多用描述法．2．处理描述法给出的集合问题时，首先要明确集合的代表元素，特别要分清数集和点集；其次要确定元素满足的条件是什么.1．思考辨析(1){1}＝1.()(2){(1,2)}＝{x ＝1，y ＝2}．( ) (3){x ∈R |x >1}＝{y ∈R |y >1}．( ) (4){x |x 2＝1}＝{－1,1}．( ) [答案] (1)× (2)× (3)√ (4)√2．由大于－3且小于11的偶数所组成的集合是( ) A ．{x |－3<x <11，x ∈Z } B ．{x |－3<x <11} C ．{x |－3<x <11，x ＝2k } D ．{x |－3<x <11，x ＝2k ，k ∈Z }D [由题意可知，满足题设条件的只有选项D ，故选D.]3．一次函数y ＝x －3与y ＝－2x 的图象的交点组成的集合是( ) A ．{1，－2} B ．{x ＝1，y ＝－2} C ．{(－2,1)}D ．{(1，－2)}D [由⎩⎪⎨⎪⎧ y ＝x －3，y ＝－2x ，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1，y ＝－2，∴两函数图象的交点组成的集合是{(1，－2)}．]4．设集合A ＝{x |x 2－3x ＋a ＝0}，若4∈A ，试用列举法表示集合A . [解] ∵4∈A ，∴16－12＋a ＝0，∴a ＝－4， ∴A ＝{x |x 2－3x －4＝0}＝{－1,4}．。
2020届高中数学分册同步讲义(选修4-4) 第2讲 复习课
复习课1.参数方程的定义一般地，在平面直角坐标系中，如果曲线上任意一点的坐标x ，y 都是某个变数t 的函数⎩⎪⎨⎪⎧x ＝f (t )，y ＝g (t )，①并且对于t 的每一个允许值，由方程组①所确定的点M (x ，y )都在这条曲线上，那么方程组①就叫做这条曲线的参数方程，联系变数x ，y 的变数t 叫做参变数，简称参数.参数方程中的参数可以是有物理意义或几何意义的变数，也可以是没有明显实际意义的变数.2.常见曲线的参数方程 (1)直线过定点M 0(x 0，y 0)，倾斜角为α的直线l 的参数方程的标准形式为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝x 0＋t cos α，y ＝x 0＋t sin α (t 为参数). (2)圆 ①圆x 2＋y 2＝r 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝r cos θ，y ＝r sin θ(θ为参数)；②圆(x －a )2＋(y －b )2＝r 2的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a ＋r cos θ，y ＝b ＋r sin θ(θ为参数).(3)椭圆中心在原点，对称轴为坐标轴的椭圆b 2x 2＋a 2y 2＝a 2b 2(a >b >0)的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos φ，y ＝b sin φ(φ为参数). (4)双曲线中心在原点，对称轴为坐标轴的双曲线b 2x 2－a 2y 2＝a 2b 2(a >0，b >0)的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a sec φ，y ＝b tan φ(φ为参数). (5)抛物线抛物线y 2＝2px (p >0)的参数方程为⎩⎨⎧x ＝2p tan 2α，y ＝2p tan α(α为参数)或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2pt 2，y ＝2pt (t 为参数).一、参数方程化为普通方程例1 把下列参数方程化为普通方程：(1)⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos θ－4sin θ，y ＝2cos θ＋sin θ(θ为参数)； (2)⎩⎨⎧x ＝a (e t ＋e －t )2，y ＝b (e t－e－t)2(t 为参数，a ，b >0).解 (1)关于cos θ，sin θ的方程组⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos θ－4sin θ，y ＝2cos θ＋sin θ，变形得⎩⎨⎧sin θ＝y －2x9，cos θ＝x ＋4y9.∴⎝⎛⎭⎫x ＋4y 92＋⎝⎛⎭⎫y －2x 92＝cos 2θ＋sin 2θ＝1，即5x 2＋4xy ＋17y 2－81＝0.(2)由⎩⎨⎧x ＝a (e t ＋e －t )2，y ＝b (e t－e－t)2，解得⎩⎨⎧2x a＝e t ＋e －t， ①2yb ＝e t－e－t， ②∴①2－②2，得4x 2a 2－4y 2b 2＝4， ∴x 2a 2－y 2b2＝1(x >0). 反思感悟 参数方程化为普通方程的注意事项(1)在参数方程与普通方程的互化中，必须使x ，y 的取值范围保持一致，由参数方程化为普通方程时需要考虑x 的取值范围，注意参数方程与消去参数后所得的普通方程同解性的判定. (2)消除参数的常用方法：①代入消参法；②三角消参法；③根据参数方程的特征，采用特殊的消参手段.跟踪训练1 判断方程⎩⎨⎧x ＝sin θ＋1sin θ，y ＝sin θ－1sin θ(θ是参数且θ∈(0，π))表示的曲线的形状.解 ∵x 2－y 2＝⎝⎛⎭⎫sin θ＋1sin θ2－⎝⎛⎭⎫sin θ－1sin θ2＝4， 即x 2－y 2＝4，∴x 24－y 24＝1. 又∵θ∈(0，π)，∴sin θ>0，∴x ＝sin θ＋1sin θ≥2，当且仅当θ＝π2时等号成立，又y ＝sin θ－1sin θ＝sin 2θ－1sin θ≤0，∴曲线为等轴双曲线x 24－y 24＝1在右支位于x 轴及其下方的部分.二、参数方程的应用命题角度1 直线参数方程的应用例2 已知点P (3,2)平分抛物线y 2＝4x 的一条弦AB ，求弦AB 的长.解 设弦AB 所在的直线方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝3＋t cos α，y ＝2＋t sin α(t 为参数)，代入方程y 2＝4x 整理，得 t 2sin 2α＋4(sin α－cos α)t －8＝0.①∵点P (3,2)是弦AB 的中点，由参数t 的几何意义可知，方程①的两个实根t 1，t 2满足关系t 1＋t 2＝0. 即sin α－cos α＝0.∵0≤α<π，∴α＝π4.∴|AB |＝|t 1－t 2|＝(t 1＋t 2)2－4t 1t 2＝4·8sin 2π4＝8.反思感悟 应用直线的参数方程求弦长要注意的问题 (1)直线的参数方程应为标准形式. (2)要注意直线倾斜角的取值范围.(3)设直线上两点对应的参数值分别为t 1，t 2. (4)套公式|t 1－t 2|求弦长.跟踪训练2 直线l 过点P 0(－4,0)，它的参数方程为⎩⎨⎧x ＝－4＋32t ，y ＝12t(t 为参数)，直线l与圆x 2＋y 2＝7相交于A ，B 两点. (1)求弦长|AB |；(2)过P 0作圆的切线，求切线长. 解 将直线l 的参数方程代入圆的方程， 得⎝⎛⎭⎫－4＋32t 2＋⎝⎛⎭⎫12t 2＝7，整理得t 2－43t ＋9＝0. (1)设A 和B 两点对应的参数值分别为t 1和t 2， 由根与系数的关系，得t 1＋t 2＝43，t 1t 2＝9. 故|AB |＝|t 2－t 1|＝(t 1＋t 2)2－4t 1t 2＝2 3. (2)设圆过P 0的切线为P 0T ，T 在圆上， 则|P 0T |2＝|P 0A |·|P 0B |＝|t 1t 2|＝9， ∴切线长|P 0T |＝3.命题角度2 曲线参数方程的应用例3 在平面直角坐标系xOy 中，曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋cos α，y ＝sin α(α为参数)，在以坐标原点为极点，x 轴正半轴为极轴的极坐标系中，直线l 的极坐标方程为ρsin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝2 2. (1)求曲线C 与直线l 在该直角坐标系下的普通方程；(2)动点A 在曲线C 上，动点B 在直线l 上，定点P (－1,1)，求|PB |＋|AB |的最小值.解 (1)由曲线C 的参数方程⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋cos α，y ＝sin α，可得(x －2)2＋y 2＝1，由直线l 的极坐标方程为ρsin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝22， 可得ρ(sin θ＋cos θ)＝4， 即x ＋y ＝4.(2)方法一 设P 关于直线l 的对称点为Q (a ，b )， 故⎩⎪⎨⎪⎧a －12＋b ＋12＝4，⎝ ⎛⎭⎪⎫b －1a ＋1×(－1)＝－1⇒⎩⎪⎨⎪⎧a ＝3，b ＝5，所以Q (3,5)，由(1)知曲线C 为圆，圆心C (2,0)，半径r ＝1， |PB |＋|AB |＝|QB |＋|AB |≥|QC |－1.仅当Q ，B ，A ，C 四点共线，且A 在B ，C 之间时等号成立，故(|PB |＋|AB |)min ＝26－1. 方法二 如图，圆心C 关于直线l 的对称点为D (4,2)，连接PD ，交直线l 于点B ，此时|PB |＋|AB |有最小值，且|PB |＋|AB |＝|PB |＋|BC |－1＝|PB |＋|BD |－1＝|PD |－1＝26－1.反思感悟 (1)关于折线段的长度和或长度差的最大值或最小值的求法，常常利用对称性以及两点之间线段最短解决.(2)有关点与圆、直线与圆的最大值或最小值问题，常常转化为经过圆心的直线、圆心到直线的距离等.跟踪训练3 已知曲线C ：x 24＋y 29＝1，直线l ：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2＋t ，y ＝2－2t(t 为参数).(1)写出曲线C 的参数方程，直线l 的普通方程；(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线，交l 于点A ，求|P A |的最大值与最小值.解 (1)曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2cos θ，y ＝3sin θ (θ为参数).直线l 的普通方程为2x ＋y －6＝0.(2)曲线C 上任意一点P (2cos θ，3sin θ)到l 的距离为 d ＝55|4cos θ＋3sin θ－6|， 则|P A |＝d sin 30°＝255|5sin(θ＋α)－6|， 其中α为锐角，且tan α＝43.当sin(θ＋α)＝－1时，|P A |取得最大值，最大值为2255.当sin(θ＋α)＝1时，|P A |取得最小值，最小值为255.三、极坐标与参数方程例4 在直角坐标系xOy 中，圆C 的方程为(x ＋6)2＋y 2＝25.(1)以坐标原点为极点，x 轴正半轴为极轴建立极坐标系，求圆C 的极坐标方程；(2)直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t cos α，y ＝t sin α(t 为参数)，l 与圆C 交于A ，B 两点，|AB |＝10，求l的斜率.解 (1)由x ＝ρcos θ，y ＝ρsin θ，可得圆C 的极坐标方程为ρ2＋12ρcos θ＋11＝0. (2)方法一 在(1)中建立的极坐标系中，直线l 的极坐标方程为θ＝α(ρ∈R ).设A ，B 所对应的极径分别为ρ1，ρ2，将l 的极坐标方程代入C 的极坐标方程，得ρ2＋12ρcos α＋11＝0.于是ρ1＋ρ2＝＝－12cos α，ρ1ρ2＝11.|AB |＝|ρ1－ρ2|＝(ρ1＋ρ2)2－4ρ1ρ2＝144cos 2α－44. 由|AB |＝10，得cos 2α＝38，tan α＝±153.所以l 的斜率为153或－153. 方法二 把⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t cos α，y ＝t sin α代入(x ＋6)2＋y 2＝25，得t 2＋(12cos α)t ＋11＝0，设A ，B 对应的参数值分别为t 1，t 2，所以t 1＋t 2＝－12cos α，t 1t 2＝11.则|AB |＝|t 1－t 2|＝(t 1＋t 2)2－4t 1t 2＝144cos 2α－44＝10，所以cos 2α＝38，所以tan α＝±153.所以l 的斜率为153或－153. 反思感悟 (1)极坐标与参数方程综合是高考的重点、热点.(2)解决此类问题一般可以转化为直角坐标下求解.当然也可以转化为极坐标下求解，关键是根据题目特点合理转化.跟踪训练4 在平面直角坐标系xOy 中，曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝4cos t ，y ＝23sin t(t 为参数)，以坐标原点为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，直线l 的极坐标方程为3ρcos θ＋2ρsin θ＝12.(1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程；(2)若直线l 与曲线C 交于A ，B 两点，M 为曲线C 与y 轴负半轴的交点，求四边形OMAB 的面积.解 (1)由⎩⎨⎧x ＝4cos t ，y ＝23sin t ，得⎩⎨⎧x4＝cos t ，y 23＝sin t ，所以⎝⎛⎭⎫x 42＋⎝⎛⎭⎫y 232＝(cos t )2＋(sin t )2＝1，所以曲线C 的普通方程为x 216＋y 212＝1.在3ρcos θ＋2ρsin θ＝12中，由ρcos θ＝x ，ρsin θ＝y ， 得3x ＋2y －12＝0，所以直线l 的直角坐标方程为3x ＋2y －12＝0.(2)由(1)可得M (0，－23)，联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 216＋y 212＝1，3x ＋2y －12＝0，易得A (4,0)，B (2,3)，所以四边形OMAB 的面积为12×4×(3＋23)＝6＋4 3.1.曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝8cos θ，y ＝10sin θ(θ为参数)的焦点坐标为( )A.(±3,0)B.(0，±3)C.(±6,0)D.(0，±6)答案 D解析 曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝8cos θ，y ＝10sin θ(θ为参数)的普通方程为y 2102＋x 282＝1，这是焦点在y 轴上的椭圆，c 2＝a 2－b 2＝62， 所以焦点坐标为(0，±6).2.椭圆的参数方程为⎩⎨⎧x ＝2cos φ，y ＝3sin φ(φ为参数，0≤φ<2π)，则椭圆的离心率为( )A.12B.32C.22D.34 答案 A3.已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2t ，y ＝1＋4t (t 为参数)，圆C 的极坐标方程为ρ＝22sin θ，则直线l 与圆C 的位置关系为( ) A.相离 B.相切 C.相交 D.由参数确定答案 C4.点P (1,0)到曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝t 2，y ＝2t (t 为参数)上的点的最短距离为________.答案 1解析 设点P (1,0)到曲线上的点的距离为d ，则d ＝(x －1)2＋(y －0)2＝(t 2－1)2＋(2t )2＝(t 2＋1)2＝t 2＋1≥1.所以点P 到曲线上的点的距离的最小值为1.5.在平面直角坐标系xOy 中，设P (x ，y )是椭圆x 23＋y 2＝1上的一个动点，求S ＝x ＋y 的最大值和最小值.解 椭圆x 23＋y 2＝1的参数方程为⎩⎨⎧x ＝3cos φ，y ＝sin φ(φ为参数)，故设动点P (3cos φ，sin φ)，其中φ∈[0,2π).因此S ＝x ＋y ＝3cos φ＋sin φ＝2⎝⎛⎭⎫sin π3cos φ＋cos π3·sin φ＝2sin ⎝⎛⎭⎫φ＋π3. ∴当φ＝π6时，S 取得最大值2；当φ＝7π6时，S 取得最小值－2.。
2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 第1章 1.3.2 第1课时 奇偶性的概念原卷版
4.f(x)是定义在 R 上的奇函数，下列结论中，不正确的是( )
A.f(－x)＋f(x)＝0
B.f(－x)－f(x)＝－2f(x)
C.f(－x)·f(x)≤0
D.f(f－(x)x)＝－1
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5.设 f(x)是定义在 R 上的奇函数，当 x≤0 时，f(x)＝2x2－x，则 f(1)等于( ) A.－3 B.－1 C.1 D.3
1.3.2 奇偶性
第 1 课时 奇偶性的概念
学习目标 1.了解函数奇偶性的定义.2.掌握函数奇偶性的判断和证明方法.3.会应用奇、偶函 数图象的对称性解决简单问题.
知识点一 函数奇偶性的几何特征 一般地，图象关于 y 轴对称的函数称为偶函数，图象关于原点对称的函数称为奇函数. 知识点二 函数奇偶性的定义 函数奇偶性的概念： (1)偶函数：如果对于函数 f(x)的定义域内任意一个 x，都有 f(－x)＝f(x)，那么函数 f(x)就叫做 偶函数.其实质是函数 f(x)上任一点(x，f(x))关于 y 轴的对称点(－x，f(x))也在 f(x)图象上. (2)奇函数：如果对于函数 f(x)的定义域内任意一个 x，都有 f(－x)＝－f(x)，那么函数 f(x)就叫 做奇函数.其实质是函数 f(x)上任一点(x，f(x))关于原点的对称点(－x，－f(x))也在 f(x)的图象 上. 知识点三 奇(偶)函数的定义域特征及奇(偶)函数的性质 1.奇(偶)函数的定义域关于原点对称. 2.重要性质 (1)奇函数在区间[a，b]和[－b，－a](b>a>0)上有相同的单调性. (2)偶函数在区间[a，b]和[－b，－a](b>a>0)上有相反的单调性.
2.已知 f(x)是定义在 R 上的奇函数，f(－3)＝2，则下列各点中一定在函数 f(x)的图象上的是 () A.(3，－2) B.(3,2) C.(－3，－2) D.(2，－3)
2020届高中数学分册同步讲义(选修1-2) 第2章 章末复习
章末复习一、合情推理及应用例1(1)根据三角恒等变换，可得如下等式：cos θ＝cos θ；cos 2θ＝2cos2θ－1；cos 3θ＝4cos3θ－3cos θ；cos 4θ＝8cos4θ－8cos2θ＋1；cos 5θ＝16cos5θ－20cos3θ＋5cos θ.依此规律，猜想cos 6θ＝32cos6θ＋a cos4θ＋b cos2θ－1，则有a＋b＝__________.答案－30解析由所给的三角恒等变换等式可知，所有各式中，各系数与常数项的和是1，因此32＋a ＋b－1＝1，于是a＋b＝－30.(2)根据图(1)的面积关系：S△P A′B′S△P AB＝P A′P A·PB′PB，可猜想图(2)有体积关系：V三棱锥P－A′B′C′V三棱锥P－ABC＝________.答案P A ′P A ·PB ′PB ·PC ′PC解析 题干两图中，与△P AB ，△P A ′B ′相对应的是三棱锥P －ABC ，P －A ′B ′C ′；与△P A ′B ′两边P A ′，PB ′相对应的是三棱锥P －A ′B ′C ′的三条侧棱P A ′，PB ′，PC ′.与△P AB 的两条边P A ，PB 相对应的是三棱锥P －ABC 的三条侧棱P A ，PB ，PC .由此，类比题图(1)的面积关系，得到题图(2)的体积关系为V 三棱锥P －A ′B ′C ′V 三棱锥P －ABC＝P A ′P A ·PB ′PB ·PC ′PC .反思感悟 (1)用归纳推理可从具体事例中发现一般规律，但应注意，仅根据一系列有限的特殊事例，所得出的一般结论不一定可靠，其结论的正确与否，还要经过严格的理论证明． (2)进行类比推理时，要尽量从本质上思考，不要被表面现象所迷惑，否则，只抓住一点表面的相似甚至假象就去类比，就会犯机械类比的错误．跟踪训练1 (1)已知函数f (x )＝sin x ＋e x ＋x 2 016，令f 1(x )＝f ′(x )，f 2(x )＝f ′1(x )，f 3(x )＝f ′2(x )，…，f n ＋1(x )＝f ′n (x )，则f 2 017(x )等于( ) A ．sin x ＋e x B ．cos x ＋e x C ．－sin x ＋e x D ．－cos x ＋e x答案 B解析 分别求f 1(x )，f 2(x )，f 3(x )，找出规律．(2)若数列{a n }为等差数列，S n 为其前n 项和，则有性质“若S m ＝S n (m ，n ∈N *且m ≠n )，则S m ＋n ＝0.”类比上述性质，相应地，当数列{b n }为等比数列时，写出一个正确的性质：___________________________________.答案 数列{b n }为等比数列，T m 表示其前m 项的积，若T m ＝T n (m ，n ∈N *，m ≠n )，则T m ＋n ＝1解析 由等差数列的运算性质类比推理到等比数列的运算性质时， 加减运算类比推理为乘除运算．累加类比为累乘，由此，等差数列{a n }的性质类比到等比数列{b n }中为： 数列{b n }为等比数列，T m 表示其前m 项的积， 若T m ＝T n (m ，n ∈N *，m ≠n )， 则T m ＋n ＝1.二、演绎推理及应用例2 已知函数f (x )＝ax 3＋bx ＋c 在点x ＝2处取得极小值c －16. (1)求a ，b 的值；(2)若f (x )有极大值28，求f (x )在[－3,3]上的最小值． 解 (1)∵f (x )＝ax 3＋bx ＋c ， ∴f ′(x )＝3ax 2＋b .由已知f (x )在点x ＝2处取得极值c －16.得⎩⎪⎨⎪⎧f ′(2)＝0，f (2)＝c －16，即⎩⎪⎨⎪⎧12a ＋b ＝0，8a ＋2b ＋c ＝c －16， 即⎩⎪⎨⎪⎧12a ＋b ＝0，4a ＋b ＝－8.解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝1，b ＝－12.(2)由(1)知f (x )＝x 3－12x ＋c ，f ′(x )＝3x 2－12. 令f ′(x )＝0，得x ＝－2或x ＝2. 当x ∈(－∞，－2)时，f ′(x )>0， 故f (x )在(－∞，－2)上是增函数； 当x ∈(－2,2)时，f ′(x )<0， 故f (x )在(－2,2)上是减函数； 当x ∈(2，＋∞)时，f ′(x )>0， 故f (x )在(2，＋∞)上是增函数．综上可知，f (x )在x ＝－2处取得极大值f (－2)＝16＋c ，在x ＝2处取得极小值f (2)＝－16＋c . 由题设条件知16＋c ＝28，c ＝12.此时，f (－3)＝9＋c ＝21，f (3)＝－9＋c ＝3，f (2)＝－16＋c ＝－4. 因此，f (x )在[－3,3]上的最小值为f (2)＝－4.反思感悟 演绎推理是由一般到特殊的推理，又叫逻辑推理． 其中三段论推理是演绎推理的主要形式．演绎推理具有如下特点： (1)演绎的前提是一般性原理，演绎所得的结论完全蕴涵于前提之中．(2)演绎推理中，前提与结论之间存在必然的联系，演绎推理是数学中严格证明的工具． (3)演绎推理是一种收敛性的思维方法，它创造性较少，但却具有条理清晰、令人佩服的论证作用，有助于科学的理论化和系统化．跟踪训练2 有一段“三段论”推理是这样的：对于可导函数f (x )，如果f ′(x 0)＝0，那么x ＝x 0是函数f (x )的极值点，因为函数f (x )＝(x ＋1)3在x ＝－1处的导数值f ′(－1)＝0，所以x ＝－1是函数f (x )＝(x ＋1)3的极值点．以上推理中( ) A ．大前提错误 B ．小前提错误 C ．推理形式错误 D ．结论是正确的答案 A三、综合法与分析法及应用例3 试用分析法和综合法分别推证下列命题：已知α∈(0，π)，求证：2sin 2α≤sin α1－cos α.证明 方法一 分析法 要证2sin 2α≤sin α1－cos α成立，只需证4sin αcos α≤sin α1－cos α，∵α∈(0，π)，∴sin α>0， 只需证4cos α≤11－cos α，∵1－cos α>0， ∴4cos α(1－cos α)≤1，可变形为4cos 2α－4cos α＋1≥0， 只需证(2cos α－1)2≥0，显然成立． 方法二 综合法 ∵11－cos α＋4(1－cos α)≥4，当且仅当cos α＝12，即α＝π3时取等号，∴4cos α≤11－cos α.∵α∈(0，π)，∴sin α>0， ∴4sin αcos α≤sin α1－cos α，∴2sin 2α≤sin α1－cos α.反思感悟 分析法和综合法是两种思路相反的推理方法：分析法是倒溯，综合法是顺推，二者各有优缺点．分析法容易探路，且探路与表述合一，缺点是表述易错；综合法条件清晰，易于表述，因此对于难题常把二者交互运用，互补优缺，形成分析综合法，其逻辑基础是充分条件与必要条件．跟踪训练3 设a ，b 是两个正实数，且a ≠b ，求证：a 3＋b 3>a 2b ＋ab 2. 证明 要证a 3＋b 3>a 2b ＋ab 2成立，即需证 (a ＋b )(a 2－ab ＋b 2)>ab (a ＋b )成立， 即需证a 2－ab ＋b 2>ab 成立． 只需证a 2－2ab ＋b 2>0成立， 即需证(a －b )2>0成立．而由已知条件可知，a ≠b ，所以a －b ≠0， 所以(a －b )2>0显然成立． 即a 3＋b 3>a 2b ＋ab 2. 四、反证法及应用例4 已知数列{a n }满足a 1＝12，2a n ＋1＝a n a n ＋1＋1.(1)猜想数列{a n }的通项公式(不用证明)；(2)已知数列{b n }满足b n ＝(n ＋1)a n ＋2，求证：数列{b n }中的任意不同的三项都不可能成等比数列．(1)解 由条件可得a 1＝12，a 2＝23，a 3＝34，a 4＝45，…，由此可猜测a n ＝n n ＋1.(2)证明 由(1)可知：b n ＝n ＋ 2.假设数列{b n }中存在不同的三项b p ，b q ，b r 使其成等比数列，则b 2q ＝b p b r ， 即(q ＋2)2＝(p ＋2)(r ＋2)， 则有q 2＋2＋22q ＝pr ＋2＋2(p ＋r )， 化简得q 2＋22q ＝pr ＋2(p ＋r )， 因为p ，q ，r ∈N *，所以必有⎩⎪⎨⎪⎧q 2＝pr ，p ＋r ＝2q ，消去q 得(p ＋r )2＝4pr ， 即(p －r )2＝0，可得p ＝r ＝q ，这与b p ，b q ，b r 是数列中的不同三项相矛盾，故假设错误，故数列{b n }中的任意不同的三项都不可能成等比数列．反思感悟 反证法是一种间接证明的方法，其理论基础是“互为逆否命题的两个命题为等价命题”，反证法体现了“正难则反”的证明思想． 运用反证法证明问题时，应注意以下几点：(1)必须首先否定结论，即肯定结论的反面，当结论的反面呈现多样性时，必须罗列出所有可能的情况．(2)反证法证明过程中，必须把结论的否定作为条件进行推理，否则，仅否定结论，但不从结论的反面出发进行推理，即使证得了结论，也不符合反证法的要求．(3)反证法中，导出的矛盾可以是多种多样的，有的是与已知条件矛盾，有的是与假设矛盾，有的是与已知的事实矛盾，但推导出的矛盾必须是明显的． 跟踪训练4 若x ，y 都是正实数，且x ＋y >2，求证：1＋x y <2与1＋yx<2中至少有一个成立． 证明 假设1＋x y <2和1＋yx <2都不成立，则有1＋x y ≥2和1＋yx ≥2同时成立．因为x >0且y >0，所以1＋x ≥2y 且1＋y ≥2x ，两式相加，得2＋x ＋y ≥2x ＋2y ，所以x ＋y ≤2. 这与已知x ＋y >2矛盾． 故1＋x y <2与1＋y x<2中至少有一个成立．1．数列5,9,17,33，x ，…中的x 等于( ) A ．47 B ．65 C ．63 D ．128 答案 B解析 5＝22＋1,9＝23＋1,17＝24＋1,33＝25＋1， 归纳可得：x ＝26＋1＝65.2．用反证法证明命题：“设a ，b 为实数，则方程x 3＋ax ＋b ＝0至少有一个实根”时，要做的假设是( )A ．方程x 3＋ax ＋b ＝0没有实根B ．方程x 3＋ax ＋b ＝0至多有一个实数C ．方程x 3＋ax ＋b ＝0至多有两个实根D ．方程x 3＋ax ＋b ＝0恰好有两个实根 答案 A解析 方程x 3＋ax ＋b ＝0至少有一个实根的反面是方程x 3＋ax ＋b ＝0没有实根，故选A. 3．某学校运动会的立定跳远和30秒跳绳两个单项比赛分成预赛和决赛两个阶段，下表为10名学生的预赛成绩，其中有三个数据模糊.在这10名学生中，进入立定跳远决赛的有8人，同时进入立定跳远决赛和30秒跳绳决赛的有6人，则( )A ．2号学生进入30秒跳绳决赛B ．5号学生进入30秒跳绳决赛C ．8号学生进入30秒跳绳决赛D ．9号学生进入30秒跳绳决赛 答案 B解析 进入立定跳远决赛的有8人，根据成绩应是1号至8号．若a >63，则同时进入两决赛的不是6人，不符合题意；若61≤a ≤63，则同时进入两决赛的有1,2,3,5,6,7号，符合题意；若a ＝60，则同时进入两决赛的不是6人，不符合题意；若a ≤59，则同时进入两决赛的有1,3,4,5,6,7号，符合题意．综上可知，5号进入30秒跳绳决赛． 4．观察下列等式 1－12＝12； 1－12＋13－14＝13＋14； 1－12＋13－14＋15－16＝14＋15＋16； …据此规律，第n 个等式可为____________________________________________． 答案 1－12＋13－14＋…＋12n －1－12n ＝1n ＋1＋1n ＋2＋…＋12n5．观察下列等式：⎝⎛⎭⎫sin π3－2＋⎝⎛⎭⎫sin 2π3－2＝43×1×2； ⎝⎛⎭⎫sin π5－2＋⎝⎛⎭⎫sin 2π5－2＋⎝⎛⎭⎫sin 3π5－2＋⎝⎛⎭⎫sin 4π5－2 ＝43×2×3； ⎝⎛⎭⎫sin π7－2＋⎝⎛⎭⎫sin 2π7－2＋⎝⎛⎭⎫sin 3π7－2＋…＋⎝⎛⎭⎫sin 6π7－2＝43×3×4； ⎝⎛⎭⎫sin π9－2＋⎝⎛⎭⎫sin 2π9－2＋⎝⎛⎭⎫sin 3π9－2＋…＋⎝⎛⎭⎫sin 8π9－2＝43×4×5； …… 照此规律，⎝⎛⎭⎫sin π2n ＋1－2＋⎝⎛⎭⎫sin 2π2n ＋1－2＋⎝⎛⎭⎫sin 3π2n ＋1－2＋…＋⎝⎛⎭⎫sin 2n π2n ＋1－2＝________. 答案 43n (n ＋1)解析 第一个等式中1＝3－12，2＝3＋12；第二个等式中，2＝5－12，3＝5＋12；第三个等式中，3＝7－12，4＝7＋12.由此可推得第n 个等式等于43×2n ＋1－12×2n ＋1＋12＝43n (n ＋1)．。
2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 第1章 1.3.2 第2课时 奇偶性的应用原卷版
二、填空题 9.若函数 f(x)＝(k－2)x2＋(k－1)x＋3 是偶函数，则 f(x)的单调递减区间是________.
10.已知偶函数 f(x)在区间[0，＋∞)上单调递增，则满足 f(2x－1)<f 13的 x 的取值范围是
________.
11.设偶函数 f(x)在(0，＋∞)上是增函数，且 f(1)＝0，则不等式 x[f(x)＋f(－x)]<0 的解集为 ________.
1.奇函数 f(x)＝1x，当 x>0 时的解析式与 x<0 时的解析式相同，所以一般的奇函数在(0，＋∞) 上的解析式与(－∞，0)上的解析式也相同.( × ) 2.对于偶函数 f(x)，恒有 f(x)＝f(|x|).( √ ) 3.若 f(x)是定义在 R 上的奇函数，则 f(－x)＋f(x)＝0.( √ )
4.如果奇函数 f(x)在区间[1,5]上是减函数，且最小值为 3，那么 f(x)在区间[－5，－1]上是( ) A.增函数且最小值为 3 B.增函数且最大值为 3 C.减函数且最小值为－3 D.减函数且最大值为－3
5.已知偶函数 f(x)在[0，＋∞)上单调递减，f(2)＝0.若 f(x－1)>0，则 x 的取值范围是________.
(2)试判断函数 f(x)在区间0，12上的单调性并证明.
14.已知 y＝f(x)＋x2 是奇函数且 f(1)＝1，若 g(x)＝f(x)＋2，则 g(－1)＝________. 15.已知函数 f(x)＝ax＋x12(x≠0，a∈R). (1)讨论函数 f(x)的奇偶性，并说明理由； (2)若函数 f(x)在(2，＋∞)上为增函数，求实数 a 的取值范围.
6.已知函数 y＝f(x)是偶函数，其图象与 x 轴有 4 个交点，则方程 f(x)＝0 的所有实根之和是 () A.4 B.2 C.1 D.0
2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 初中、高中衔接课 第2课时
第2课时 二次函数、二次方程及简单的一元二次不等式学习目标 理解和掌握二次函数的图象和性质，理解和掌握一元二次方程的相关知识并能熟练解出一元二次方程，借助于二次函数的图象会解简单一元二次不等式.知识点一 一元二次方程的根的判别式 一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)，用配方法将其变形为⎝⎛⎭⎫x ＋b 2a 2＝b 2－4ac 4a 2.(1)当b 2－4ac >0时，右端是正数.因此，方程有两个不相等的实数根：x 1,2＝－b ±b 2－4ac2a；(2)当b 2－4ac ＝0时，右端是零.因此，方程有两个相等的实数根：x 1,2＝－b2a ；(3)当b 2－4ac <0时，右端是负数.因此，方程没有实数根.由于可以用b 2－4ac 的取值情况来判定一元二次方程的根的情况.因此，把b 2－4ac 叫做一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)的根的判别式，表示为Δ＝b 2－4ac . 知识点二 一元二次方程的根与系数的关系 一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)的两个根为 x 1＝－b ＋b 2－4ac 2a ，x 2＝－b －b 2－4ac 2a ，所以：x 1＋x 2＝－b ＋b 2－4ac 2a ＋－b －b 2－4ac2a＝－ba ，x 1x 2＝－b ＋b 2－4ac 2a ·－b －b 2－4ac 2a＝(－b )2－(b 2－4ac )2(2a )2＝4ac 4a 2＝c a .一元二次方程根与系数的关系由十六世纪的法国数学家韦达发现，所以通常把此定理称为“韦达定理”.定理：如果一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)的两个根为x 1，x 2，那么x 1＋x 2＝－b a ，x 1x 2＝ca .知识点三 二次函数的图象与性质 仅讨论y ＝ax 2＋bx ＋c (a >0)的情况： 1.x 的取值范围为一切实数. 2.y 的取值范围为⎣⎡⎭⎫4ac －b 24a ，＋∞当x ＝－b2a 时，y 取得最小值4ac －b 24a .3.二次函数的三种表达方式： ⎩⎪⎨⎪⎧y ＝ax 2＋bx ＋c ；y ＝a (x －x 1)(x －x 2)；y ＝a (x －h )2＋k .4.对称轴x ＝－b 2a (图象关于x ＝－b2a 对称).5.(1)当x 1<x 2≤－b2a 时，则y 1>y 2.(2)当x 2>x 1≥－b2a时，则y 1<y 2.6.二次函数、一元二次方程、一元二次不等式之间的联系列表如下：判别式Δ＝b 2－4ac Δ>0Δ＝0Δ<0二次函数y ＝ax 2＋bx ＋c (a >0)的图象一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)的根 有相异两实根x 1,2＝－b ±b 2－4ac2a(x 1<x 2)有相等两实根x 1＝x 2＝－b 2a没有实根ax 2＋bx ＋c >0的解 x >x 2或x <x 1 x ∈R 且x ≠－b2ax ∈R ax 2＋bx ＋c <0的解 x 1<x <x 2无解无解1.方程ax 2＋bx ＋c ＝0如果有实数根，则Δ＝b 2－4ac ≥0.( × )2.二次函数y ＝ax 2＋bx ＋c (a ≠0)在x ＝－b2a时取得最值.( √ )3.一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)有两个不相等实数根，则ax 2＋bx ＋c >0的范围为x >x 2或x <x 1.( × )突破一 一元二次方程的相关知识的应用例1 已知关于x 的方程x 2＋2(m －2)x ＋m 2＋4＝0有两个实数根，并且这两个实数根的平方和比两个根的积大21，求m 的值.解 设x 1，x 2是方程的两根，由根与系数的关系， 得x 1＋x 2＝－2(m －2)，x 1·x 2＝m 2＋4.∵x 21＋x 22－x 1·x 2＝21， ∴(x 1＋x 2)2－3x 1·x 2＝21， 即[－2(m －2)]2－3(m 2＋4)＝21， 化简得，m 2－16m －17＝0， 解得m ＝－1，或m ＝17.当m ＝－1时，方程为x 2＋6x ＋5＝0，Δ>0，满足题意；当m ＝17时，方程为x 2＋30x ＋293＝0，Δ＝302－4×1×293<0，不合题意，舍去. 综上，m ＝－1.反思感悟 (1)在本题的解题过程中，也可以先研究满足方程有两个实数根所对应的m 的范围，然后再由“两个实数根的平方和比两个根的积大于21”求出m 的值，取满足条件的m 的值即可.(2)在今后的解题过程中，如果仅仅由根与系数的关系解题时，还要考虑到根的判别式Δ是否大于或等于零.因为，根与系数的关系成立的前提是一元二次方程有实数根. 跟踪训练1 若x 1和x 2分别是一元二次方程2x 2＋5x －3＝0的两根， (1)求|x 1－x 2|的值； (2)求1x 21＋1x 22的值；(3)x 31＋x 32.解 ∵x 1和x 2是一元二次方程2x 2＋5x －3＝0的两根， ∴x 1＋x 2＝－52，x 1x 2＝－32.(1)∵|x 1－x 2|2＝x 21＋x 22－2x 1x 2＝(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝⎝⎛⎭⎫－522－4×⎝⎛⎭⎫－32 ＝254＋6＝494， ∴|x 1－x 2|＝72.(2)1x 21＋1x 22＝x 21＋x 22x 21·x 22＝(x 1＋x 2)2－2x 1x 2(x 1x 2)2⎝⎛⎭⎫－522－2×⎝⎛⎭⎫－32⎝⎛⎭⎫－322＝254＋394＝379.(3)x 31＋x 32＝(x 1＋x 2)(x 21－x 1x 2＋x 22)＝(x 1＋x 2)[(x 1＋x 2)2－3x 1x 2]＝⎝⎛⎭⎫－52×⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫－522－3×⎝⎛⎭⎫－32＝－2158. 突破二 二次函数的图象与性质例2 已知函数y ＝x 2，－2≤x ≤a ，其中a ≥－2，求该函数的最大值与最小值，并求出函数取最大值和最小值时所对应的自变量x 的值.解 (1)当a ＝－2时，函数y ＝x 2的图象仅仅对应着一个点(－2,4)，所以，函数的最大值和最小值都是4，此时x ＝－2；(2)当－2<a <0时，由图①可知，当x ＝－2时，函数取最大值4；当x ＝a 时，函数取最小值a 2；(3)当0≤a <2时，由图②可知，当x ＝－2时，函数取最大值4；当x ＝0时，函数取最小值0； (4)当a ≥2时，由图③可知，当x ＝a 时，函数取最大值a 2；当x ＝0时，函数取最小值0.反思感悟 在本例中，利用了分类讨论的方法，对a 的所有可能情形进行讨论.此外，本例中所研究的二次函数的自变量的取值不是取任意的实数，而是取部分实数来研究，在解决这一类问题时，通常需要借助于函数图象来直观地解决问题.跟踪训练2 求二次函数y ＝－3x 2－6x ＋1图象的开口方向、对称轴、顶点坐标、最大值(或最小值)，并指出当x 取何值时，y 随x 的增大而增大(或减小)？画出该函数的图象，并指出y >0时x 的取值范围. 解 ∵y ＝－3x 2－6x ＋1 ＝－3(x ＋1)2＋4， ∴函数图象的开口向下； 对称轴是直线x ＝－1； 顶点坐标为(－1,4)；当x ＝－1时，函数取最大值y ＝4，无最小值；当x <－1时，y 随着x 的增大而增大；当x >－1时，y 随着x 的增大而减小； 采用描点法画图，选顶点A (－1,4)，与x 轴交于点B ⎝ ⎛⎭⎪⎫23－33，0和C ⎝ ⎛⎭⎪⎫－23－33，0，与y轴的交点为D (0,1)，过这四点画出图象(如图所示).由图象可知，y >0时x 的取值范围为－23－33<x <23－33.突破三 一元二次不等式的解法 例3 求不等式4x 2－4x ＋1>0的解. 解 因为Δ＝(－4)2－4×4×1＝0， 所以方程4x 2－4x ＋1＝0的解是x 1＝x 2＝12，所以原不等式的解为x <12或x >12.反思感悟 (1)在求解一个一般形式的一元二次不等式的过程中，要密切结合一元二次方程的根的情况以及二次函数的图象.(2)当所给不等式是非一般形式的不等式时，应先化为一般形式. 跟踪训练3 求不等式－3x 2＋6x >2的解. 解 不等式可化为3x 2－6x ＋2<0， ∵Δ＝(－6)2－4×3×2＝12>0， ∴x 1＝1－33，x 2＝1＋33， ∴不等式－3x 2＋6x >2的解为 1－33<x <1＋33.1.不等式9x 2－6x ＋1≤0的解为( ) A.全体实数 B.无解 C.x ≠13D.x ＝13答案 D解析 原不等式可化为(3x －1)2≤0，所以3x －1＝0，所以x ＝13，故选D.2.不等式－4x 2＋4x <－15的解为( ) A.－32<x <52B.－52<x <32C.x >52或x <－32D.x >32或x <－52答案 C解析 原不等式可化为4x 2－4x －15>0，即(2x －5)(2x ＋3)>0，解得x >52或x <－32，故选C.3.函数y ＝x 2－2x ，当－1≤x ≤t 时，该函数的最大值为3，则t 的最大值为__________. 答案 3解析 令y ＝3，则x 2－2x ＝3，解得x ＝－1或3.由图可知，t 的最大值为3.4.方程x 2－ax ＋1＝0的两根为x 1，x 2，若|x 1－x 2|＝5.则a ＝________. 答案 ±3解析 依题意⎩⎪⎨⎪⎧x 1＋x 2＝a ，x 1·x 2＝1，又|x 1－x 2|＝5，所以(x 1－x 2)2＝5，所以(x 1＋x 2)2－4x 1x 2＝5，即a 2－4＝5，解得a ＝±3. 5.不等式ax 2＋bx ＋1>0的解为－12<x <13，则a ＋b ＝________.答案 －7解析 依题意－12，13是方程ax 2＋bx ＋1＝0的两根且a <0，所以⎩⎨⎧－b a ＝－12＋13，1a ＝⎝⎛⎭⎫－12×13，解得a ＝－6，b ＝－1 所以a ＋b ＝－7.一、选择题1.若关于x 的方程(a ＋1)x 2－3x －2＝0是一元二次方程，则a 的取值范围是( ) A.a ≠0 B.a ≠－1 C.a ＞－1 D.a ＜－1答案 B解析 根据题意，得a ＋1≠0，解得a ≠－1.故选B.2.若一元二次方程x 2－2x ＋1－a ＝0无实根，则a 的取值范围是( )A.a ＜0B.a ＞0C.a ＜34D.a ＞34答案 A解析 ∵一元二次方程x 2－2x ＋1－a ＝0无实根，∴Δ＝(－2)2－4×1×(1－a )＜0，解得a ＜0，故选A.3.若m ，n 是一元二次方程x 2＋x －2＝0的两个根，则m ＋n －mn 的值是( ) A.－3 B.3 C.－1 D.1 答案 D解析 ∵m ，n 是一元二次方程x 2＋x －2＝0的两个根，∴m ＋n ＝－1，mn ＝－2，则m ＋n －mn ＝－1－(－2)＝1，故选D. 4.不等式2x 2－x －1>0的解是( ) A.－12＜x ＜1B.x ＞1C.x ＜1或x ＞2D.x ＜－12或x ＞1答案 D解析 ∵2x 2－x －1＝(2x ＋1)(x －1)，∴由2x 2－x －1＞0得(2x ＋1)(x －1)＞0，解得x ＞1或x ＜－12.5.关于二次函数y ＝－2x 2＋1，下列说法中正确的是( ) A.它的开口方向是向上B.当x ＜－1时，y 随x 的增大而增大C.它的顶点坐标是(－2,1)D.当x ＝0时，y 有最大值是2 答案 B解析 ∵二次函数y ＝－2x 2＋1，a ＝－2，∴该函数图象开口向下，故选项A 错误，当x ＜0时，y 随x 的增大而增大，故选项B 正确，它的顶点坐标为(0,1)，故选项C 错误，当x ＝0时，y 有最大值1，故选项D 错误，故选B.6.若二次函数y ＝x 2－mx 的对称轴是x ＝－3，则关于x 的方程x 2＋mx ＝7的解是( ) A.x 1＝0，x 2＝6 B.x 1＝1，x 2＝7 C.x 1＝1，x 2＝－7 D.x 1＝－1，x 2＝7答案 D解析 ∵二次函数y ＝x 2－mx 的对称轴是x ＝－3， ∴－－m 2＝－3，解得m ＝－6，∴关于x 的方程x 2＋mx ＝7可化为x 2－6x －7＝0， 即(x ＋1)(x －7)＝0， 解得x 1＝－1，x 2＝7. 故选D.7.y ＝ax 2＋ax －1对于任意实数x 都满足y ＜0，则a 的取值范围是( ) A.a ≤0 B.a ＜－4 C.－4＜a ＜0 D.－4＜a ≤0答案 D解析 当a ＝0时，y ＝－1＜0成立.当a ≠0时，则⎩⎪⎨⎪⎧ a ＜0，Δ＜0，即⎩⎪⎨⎪⎧a ＜0，a 2＋4a ＜0，解得－4＜a ＜0， 综上可知－4＜a ≤0时，对任意实数x 都有y <0. 二、填空题8.已知关于x 的不等式x 2＋ax ＋b <0的解为1<x <2，则关于x 的不等式bx 2＋ax ＋1>0的解为________________________________________________________________________. 答案 x <12或x >1解析 ∵x 2＋ax ＋b <0的解为1<x <2， ∴1,2是x 2＋ax ＋b ＝0的两根.由根与系数的关系得⎩⎪⎨⎪⎧－a ＝1＋2，b ＝1×2，得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－3，b ＝2， 代入所求不等式，得2x 2－3x ＋1>0.由2x 2－3x ＋1>0，得(2x －1)(x －1)>0，得x <12或x >1.9.函数y ＝－x 2＋1，当－1≤x ≤2时，函数y 的最小值是________. 答案 －3解析 y ＝－x 2＋1的图象开口向下，且对称轴为x ＝0. 当x <∵－1＜0，∴当x ＞0时，y 随x 的增大而减小，当x <0时，y 随x 的增大而增大， ∵当x ＝－1时，y ＝－1＋1＝0； 当x ＝2时，y ＝－4＋1＝－3， ∴函数y 的最小值为－3.10.不等式x 2－5x ＋6≤0的解为________________.答案2≤x≤3解析∵x2－5x＋6≤0，∴(x－2)(x－3)≤0.∴2≤x≤3.11.x1，x2是方程x2＋2x－3＝0的两个根，则代数式x21＋3x1＋x2＝________.答案 1解析∵x1，x2是方程x2＋2x－3＝0的两个根，∴x21＋2x1－3＝0，即x21＋2x1＝3，x1＋x2＝－2，则x21＋3x1＋x2＝x21＋2x1＋x1＋x2＝3－2＝1.三、解答题12.画出函数y＝2x2－4x－6的草图.解y＝2x2－4x－6＝2(x2－2x)－6＝2(x2－2x＋1－1)－6＝2[(x－1)2－1]－6＝2(x－1)2－8.函数图象的开口向上，顶点坐标为(1，－8)，对称轴为直线x＝1.令y＝0得2x2－4x－6＝0，即x2－2x－3＝0，∴x＝－1或x＝3，故函数图象与x轴的交点坐标为(－1,0)，(3,0).画法步骤：(1)描点画线：在平面直角坐标系中，描出点(1，－8)，(－1,0)，(3,0)，画出直线x＝1；(2)连线：用光滑的曲线连点(1，－8)，(－1,0)，(3,0)，在连线的过程中，要保持关于直线x ＝1对称，即得函数y＝2x2－4x－6的草图，如图所示.13.已知关于x的一元二次方程x2－2(k－1)x＋k2－1＝0有两个不相等的实数根.(1)求k的取值范围；(2)若该方程的两根分别为x1，x2，且满足|x1＋x2|＝2x1x2，求k的值.解(1)Δ＝[－2(k－1)]2－4(k2－1)＝4k2－8k＋4－4k2＋4＝－8k＋8.∵原方程有两个不相等的实数根，∴－8k＋8＞0，解得k＜1，即实数k的取值范围是k＜1.(2)由根与系数的关系，x1＋x2＝2(k－1)，x1x2＝k2－1，∵|x1＋x2|＝2x1x2，∴|2(k－1)|＝2k2－2，∵k＜1，∴2－2k＝2k2－2，化简得k2＋k－2＝0，∴k＝1(舍)或k＝－2，∴k＝－2.14.将抛物线y＝(x－1)2＋1向左平移1个单位，得到的抛物线解析式为()A.y＝(x－2)2＋1B.y＝x2＋1C.y＝(x＋1)2＋1D.y＝(x－1)2答案 B解析将抛物线y＝(x－1)2＋1向左平移1个单位，得到的抛物线解析式为y＝(x－1＋1)2＋1＝x2＋1，即y＝x2＋1.故选B.15.解关于x的不等式x2－ax－2a2<0.解原不等式变形为(x－2a)(x＋a)<0.(1)若a>0，则－a<x<2a，此时不等式的解为－a<x<2a；(2)若a<0，则2a<x<－a，此时不等式的解为2a<x<－a；(3)若a＝0，则原不等式即为x2<0，此时无解.。
初升高-数学衔接讲义(1)
目录第一讲数与式 (2)第二讲因式分解 (8)第三讲一元二次方程根与系数的关系 (12)第四讲二次函数 (19)第一讲 数与式在初中，我们已学习了实数，知道字母可以表示数，用代数式也可以表示数，我们把实数和代数式简称为数与式．代数式中有整式（多项式、单项式）、分式、根式．它们具有实数的属性，可以进行运算．在多项式的乘法运算中，我们学习了乘法公式（平方差公式与完全平方公式），并且知道乘法公式可以使多项式的运算简便．由于在高中学习中还会遇到更复杂的多项式乘法运算，因此本节中将拓展乘法公式的内容，补充三个数和的完全平方公式、立方和、立方差公式．在根式的运算中，我们已学过被开方数是实数的根式运算，而在高中数学学习中，经常会接触到被开方数是字母的情形，但在初中却没有涉及，因此本节中要补充．基于同样的原因，还要补充“繁分式”等有关内容．一、乘法公式【公式1】平方差公式：22()()a b a b a b -=+- 【公式2】完全平方公式：222()2a b a ab b ±=±+ 【公式3】完全立方公式：33223()33a b a a b ab b ±=±+±【公式4】ca bc ab c b a c b a 222)(2222+++++=++（完全平方公式）证明：2222)(2)(])[()(c c b a b a c b a c b a ++++=++=++ca bc ab c b a c bc ac b ab a 222222222222++++++++++=. ∴等式成立【例1】计算：22)312(+-x x解：原式=22]31)2([+-+x x222222432111()()()2(22()33381.339x x x x x x x =++++⨯+⨯⨯=-+-+ 说明：多项式乘法的结果一般是按某个字母的降幂或升幂排列． 【公式5】3322))((b a b ab a b a +=+-+(立方和公式)证明: 3332222322))((b a b ab b a ab b a a b ab a b a +=+-++-=+-+. 【公式6】3322))((b a b ab a b a -=++-(立方差公式)证明：22223333()()[()][()()]()a b a ab b a b a a b b a b a b -++=+---+-=+-=-.【例2】计算：（1）)416)(4(2m m m +-+（2）)41101251)(2151(22n mn m n m ++-（3）)164)(2)(2(24++-+a a a a （4）22222))(2(y xy x y xy x +-++解：（1）原式=333644m m +=+.（2）原式=3333811251)21()51(n m n m -=-.（3）原式=644)()44)(4(63322242-=-=++-a a a a a .（4）原式=2222222)])([()()(y xy x y x y xy x y x +-+=+-+63362332)(y y x x y x ++=+=. 说明：在进行代数式的乘法、除法运算时，要观察代数式的结构是否满足乘法公式的结构．【例3】已知2310x x -+=，求331x x +的值．解：2310x x -+= 0≠∴x 31=+∴xx 原式=18)33(3]3)1)[(1()11)(1(2222=-=-++=+-+x x x x xx x x说明：本题若先从方程2310x x -+=中解出x 的值后，再代入代数式求值，则计算较烦．本题则根据条件式与求值式的联系，用整体代换的方法计算，简化了计算．引申：))((3222333ca bc ab c b a c b a abc c b a ---++++=-++二、指数式当n N ∈时，an na a a a 个⋅⋅⋅=. 当n Q ∈时，⑴零指数01(0)a a =≠， ⑵负指数1(0)n n a a a-=≠.⑶分数指数 0,,n maa m n =>为正整数).幂运算法则：(1),(2)(),(3)() (,0,,)mnm nm n mn n n n a a aa a ab a b a b m n Z +⋅===>∈.【例4】求下列各式的值：328，21100-，43)8116(-解: 422)2(8233323232====⨯；101)10(110011002121212===-；8272332)32()8116(3333444343====----． 【例5】计算下列各式⑴)3()6)(2(656131212132b a b a b a -÷-； ⑵8)(8341-q p ． 解: ⑴a ab bab a b a b a 444)3()6)(2(0653121612132656131212132===-÷--+-+；⑵3232888)()()(83418341q p qp qp q p ===---．三、根式0)a ≥叫做二次根式，其性质如下：(1) 2(0)a a =≥||a =0,0)a b =≥≥0,0)a b =>≥ 如果有nx a =，那么x 叫做a 的n 次方根，其中n 为大于1的整数．当n a =，当n {,0||,0a a a a a ≥==-<. 【例6】化简下列各式：1)x +≥解：(1) 原式=2|1|211-+=-+=(2) 原式=(1)(2)2 3 (2)|1||2|(1)(2) 1 (1x 2) x x x x x x x x -+-=->⎧-+-=⎨---=≤≤⎩说明：||a =的使用：当化去绝对值符号但字母的范围未知时，要对字母的取值分类讨论．【例7】计算(没有特殊说明，本节中出现的字母均为正数)：(3) -+解：(1) 原式23(2623-==--(2) 原式(3) 原式=-+=-说明：(1)二次根式的化简结果应满足：①被开方数的因数是整数，因式是整式；②被开方数不含能开得尽方的因数或因式．(2)二次根式的化简常见类型有下列两种：①被开方数是整数或整式．化简时，先将它分解因数或因式，然后把开得尽方的因数或因式开出来；②分母中有根式()或被开方数有分母()．这时形式() ，转化为“分母中有根式”的情况．化简时，要把分母中的根式化为有理式，采取分子、分母同乘以一个根式进行化简．(，其中2+与2-)．四、分式当分式AB的分子、分母中至少有一个是分式时，AB就叫做繁分式，繁分式的化简常用以下两种方法：(1) 利用除法法则；(2) 利用分式的基本性质．【例8】化简11xxxxx-+-解法一：原式=222(1)11(1)1(1)(1)11x xx x x x xx x x x xx x x xx xxxx xx xx++=====--⋅+-+-+++--+解法二：原式=22(1)1(1)(1)111()x xx x x xx x x x x xx x xxx xxxx xx++====-⋅-+--+++--⋅说明：解法一的运算方法是从最内部的分式入手，采取通分的方式逐步脱掉繁分式，解法二则是利用分式的基本性质A A mB B m⨯=⨯进行化简．一般根据题目特点综合使用两种方法．【例9】化简233396162279x x x xxx x x++-+-+--解：原式=22339611612(3)3(3)(3)2(3)(3)(39)(9)x x x x xx x x x xx x x x x++--+-=--+-+-+-++-22(3)12(1)(3)(3)32(3)(3)2(3)(3)2(3)x x x x xx x x x x+-------===+-+-+.说明：(1) 分式的乘除运算一般化为乘法进行，当分子、分母为多项式时，应先因式分解再进行约分化简；(2) 分式的计算结果应是最简分式或整式．A 组1a =-成立的条件是( ) A ．0a >B ．0a <C ．0a ≤D ．a 是任意实数2．若3x <|6|x -的值是( ) A ．－3 B ．3 C ．－9 D ．93．化简： (1) 2(34)x y z --(2) 2(21)()(2)a b a b a b +---+(3) 222()()()a b a ab b a b +-+-+(4) 221(4)(4)4a b a b ab -++4．化简(下列a 的取值范围均使根式有意义)：(2) a+5．化简：102m + 0)x y >>B 组1．当22320(0,0)a ab b a b +-=≠≠，求22a b a b b a ab+--的值．2．已知11120,19,21202020a xb xc x =+=+=+，求代数式222a b c ab bc ac ++---的值．3．设12x =，求4221x x x ++-的值．4．计算(1)(2)(3)(4)x x x x ----5．计算()()()()x y z x y z x y z x y z ++-++-++-第一讲 数与式答案A 组1． C 2． A3． (1) 2229166824x y z xy xz yz ++--+ (2) 22353421a ab b a b -++-+(3) 2233a b ab --(4)331164a b -4．2 12a b -----5．B 组1．3,2-2． 3 3．3-4．43210355024x x x x -+-+5．444222222222x y z x y x z y z ---+++第二讲 因式分解因式分解是代数式的一种重要的恒等变形，它与整式乘法是相反方向的变形．在分式运算、解方程及各种恒等变形中起着重要的作用．是一种重要的基本技能．因式分解的方法较多，除了初中课本涉及到的提取公因式法和公式法(平方差公式和完全平方公式)外，还有公式法(立方和、立方差公式)、十字相乘法、分组分解法、求根公式法、配方法等等．一、公式法(立方和、立方差公式)3322()()a b a b a ab b +=+-+ 3322()()a b a b a ab b -=-++这就是说，两个数的立方和(差)，等于这两个数的和(差)乘以它们的平方和与它们积的差(和)． 运用这两个公式，可以把形式是立方和或立方差的多项式进行因式分解． 【例1】因式分解：(1) 38x +(2) 30.12527b -解：(1) 333282(2)(42)x x x x x +=+=+-+. (2) 333220.125270.5(3)(0.53)[0.50.53(3)]b b b b b -=-=-+⨯+2(0.53)(0.25 1.59)b b b =-++.说明：(1) 在运用立方和(差)公式分解因式时，经常要逆用幂的运算法则，如3338(2)a b ab =，这里逆用了法则()nnnab a b =；(2) 在运用立方和(差)公式分解因式时，一定要看准因式中各项的符号．【例2】因式分解：(1) 34381a b b -(2) 76a ab -解：(1) 3433223813(27)3(3)(39)a b b b a b b a b a ab b -=-=-++． (2) 76663333()()()a ab a a b a a b a b -=-=+-22222222()()()()()()()().a ab a ab b a b a ab b a a b a b a ab b a ab b =+-+-++=+-++-+766622422422222222222()()()()[()]()()()().a ab a a b a a b a a b b a a b a b a b a a b a b a ab b a ab b -=-=-++=-+-=+-++-+二、分组分解法从前面可以看出，能够直接运用公式法分解的多项式，主要是二项式和三项式．而对于四项以上的多项式，如ma mb na nb +++既没有公式可用，也没有公因式可以提取．因此，可以先将多项式分组处理．这种利用分组来因式分解的方法叫做分组分解法．分组分解法的关键在于如何分组．【例3】把2105ax ay by bx -+-分解因式．解：21052(5)(5)(5)(2)ax ay by bx a x y b x y x y a b -+-=---=--.说明：用分组分解法，一定要想想分组后能否继续完成因式分解，由此合理选择分组的方法．本题也可以将一、四项为一组，二、三项为一组，同学不妨一试．【例4】把2222()()ab c d a b cd ---分解因式．解：22222222()()ab c d a b cd abc abd a cd b cd ---=--+ 2222()()abc a cd b cd abd =-+-()()()()ac bc ad bd bc ad bc ad ac bd =-+-=-+.【例5】把2222428x xy y z ++-分解因式． 解：22222224282(24)x xy y z x xy y z ++-=++- 222[()(2)]2(2)(2)x y z x y z x y z =+-=+++-.三、十字相乘法1．2()x p q x pq +++型的因式分解(1) 二次项系数是1；(2) 常数项是两个数之积；(3) 一次项系数是常数项的两个因数之和．22()()()()()x p q x pq x px qx pq x x p q x p x p x q +++=+++=+++=++.因此，2()()()x p q x pq x p x q +++=++. 【例6】因式分解：(1) 276x x -+(2) 21336x x ++解：(1) 276[(1)][(6)](1)(6)x x x x x x -+=+-+-=--．(2) 21336(4)(9)x x x x ++=++.【例7】因式分解：(1) 226x xy y +-(2) 222()8()12x x x x +-++解：(1) 222266(3)(2)x xy y x yx x y x y +-=+-=+-.(2) 22222()8()12(6)(2)x x x x x x x x +-++=+-+-(3)(2)(2)(1)x x x x =+-+-.2．一般二次三项式2ax bx c ++型的因式分解大家知道，2112212122112()()()a x c a x c a a x a c a c x c c ++=+++． 反过来，就得到：2121221121122()()()a a x a c a c x c c a x c a x c +++=++我们发现，二次项系数a 分解成12a a ，常数项c 分解成12c c ，把1212,,,a a c c 写成1122a c a c ⨯，这里按斜线交叉相乘，再相加，就得到1221a c a c +，那么2ax bx c ++就可以分解成1122()()a x c a x c ++．这种借助画十字交叉线分解系数，从而将二次三项式分解因式的方法，叫做十字相乘法． 【例8】因式分解：(1) 21252x x --(2) 22568x xy y +- 解：(1) 21252(32)(41)x x x x --=-+. 324 1-⨯(2) 22568(2)(54)x xy y x y x y +-=+-.1 254-⨯【例9】因式分解：(1) 22(2)7(2)8x x x x +-+- (2)a ax x x 51522---+分析：用十字相乘法分解因式也要注意分解彻底，有时可能会多次使用十字相乘法，并且对于项数较多的多项式，应合理使用分组分解法，找公因式，如五项可以三、二组合.解：(1)原式)82)(12(22-+++=x x x x )4)(2()1(2+-+=x x x .(2)原式)5()152(2a ax x x +--+=)5()5)(3(+-+-=x a x x )3)(5(a x x --+=.四、配方法【例10】因式分解 (1) 2616x x +- （2）2244x xy y +-解：(1)222616(3)5x x x +-=+-(8)(2)x x =+-.(2)2222244(44)8x xy y x xy y y +-=++-22(2)8(2)(2)x y y x y x y =+-=+++-.说明：这种设法配成有完全平方式的方法叫做配方法，配方后将二次三项式化为两个平方式，然后用平方差公式分解．五、拆(添)项法【例11】因式分解3234x x -+ 解： 323234(1)(33)x x x x -+=+-- 22(1)(1)3(1)(1)(1)[(1)3(1)]x x x x x x x x x =+-+-+-=+-+--22(1)(44)(1)(2)x x x x x =+-+=+-.说明：一般地，把一个多项式因式分解，可按下列步骤进行： (1) 如果多项式各项有公因式，那么先提取公因式；(2) 如果各项没有公因式，那么可以运用公式法或分组分解法或其它方法(如十字相乘法)来分解； (3)因式分解必须进行到每一个多项式因式都不能再分解为止．A 组1．把下列各式分解因式： (1) 34xy x +(2) 33n n xx y +-2．把下列各式分解因式： (1) 232x x -+(2) 2245m mn n --(3)2673x x --(4) 2()11()28a b a b -+-+3．把下列各式分解因式： (1) 5431016ax ax ax -+(2) 22(2)9x x --(3) 2282615x xy y +-(4) 22(67)25x x --4．把下列各式分解因式：(1) 233ax ay xy y -+-(2) 251526x x xy y -+-(3) 224202536a ab b -+-(4) 66321x y x --+B 组1．把下列各式分解因式： (1) 2222()()ab c d cd a b -+-(2) 22484x mx mn n -+-(3) 464x +(4) 32113121x x x -+-2．已知2,23a b ab +==，求代数式22222a b a b ab ++的值．第二讲 因式分解答案A 组1．2222(1)()(),(2)()().n x x y x xy y x x y x xy y +-+-++2．(1)(2)(1),x x --(2)(5)(),(3)(23)(31),m n m n x x -+-+(4)(4)(7).a b a b -+-+ 3．32(1)(2)(8),(2)(3)(1)(23),ax x x x x x x ---+-+2(3)(2)(415),(4)(21)(35)(675).x y x y x x x x -++--+4.3333(1)()(3),(2)(3)(52),(3)(256)(256),(4)(1)(1).x y a y x x y a b a b x y x y -+-+---+---+B 组1．22(1)()(),(2)(42)(2),(3)(48)(48),bc ad ac bd x m n x n x x x x +--+--+++ (4)(1)(3)(7).x x x --- 2．283.第三讲 一元二次方程根与系数的关系现行初中数学教材主要要求学生掌握一元二次方程的概念、解法及应用，而一元二次方程的根的判断式及根与系数的关系，在高中教材中的二次函数、不等式及解析几何等章节有着许多应用．本节将对一元二次方程根的判别式、根与系数的关系进行阐述．一、一元二次方程的根的判断式一元二次方程20 (0)ax bx c a ++=≠，用配方法将其变形为： 2224()24b b ac x a a-+=(1) 当240b ac ->时，方程有两个不相等的实数根： x =(2) 当240b ac -=时，方程有两个相等的实数根：1,22b x a=-； (3) 当240b ac -<时，方程没有实数根．由于可以用24b ac -的取值情况来判定一元二次方程的根的情况．因此，把24b ac -叫做一元二次方程20 (0)ax bx c a ++=≠的根的判别式：24b ac ∆=-.【例1】不解方程，判断下列方程的实数根的个数：(1) 22310x x -+=(2) 24912y y +=(3) 25(3)60x x +-=解：(1) 2 (3)42110∆=--⨯⨯=>， ∴ 原方程有两个不相等的实数根．(2) 原方程可化为：241290y y -+=2 (12)4490∆=--⨯⨯=， ∴ 原方程有两个相等的实数根．(3) 原方程可化为：256150x x -+=2 (6)45152640∆=--⨯⨯=-<，∴ 原方程没有实数根．说明：在求判断式时，务必先把方程变形为一元二次方程的一般形式．【例2】已知关于x 的一元二次方程2320x x k -+=，根据下列条件，分别求出k 的范围： (1) 方程有两个不相等的实数根； (2) 方程有两个相等的实数根 (3) 方程有实数根；(4) 方程无实数根．解：2(2)43412k k ∆=--⨯⨯=-.(1) 141203k k ->⇒<； (2) 141203k k -=⇒=； (3) 141203k k -≥⇒≤；(4) 141203k k -<⇒>．【例3】已知实数x 、y 满足22210x y xy x y +-+-+=，试求x 、y 的值．解：把方程看作是关于x 的方程，整理得：22(2)10x y x y y --+-+=.由于x 是实数，所以此方程有实数根，因此：222[(2)]4(1)300y y y y y ∆=----+=-≥⇒=，代入原方程得：22101x x x ++=⇒=-．综上知：1,0x y =-=.二、一元二次方程的根与系数的关系一元二次方程20 (0)ax bx c a ++=≠的两个根为：1222b b x x a a-+--==.所以：12b x x a+=+=-，12244ac cx x a a⋅====.定理：如果一元二次方程20 (0)ax bx c a ++=≠的两个根为12,x x ，那么： 1212,b cx x x x a a+=-=. 说明：一元二次方程根与系数的关系由十六世纪的法国数学家韦达发现，所以通常把此定理称为韦达定理．上述定理成立的前提是0∆≥．【例4】若12,x x 是方程2220090x x +-=的两个根，试求下列各式的值：(1) 2212x x +； (2)1211x x +； (3) 12(5)(5)x x --；(4) 12||x x -．解：由题意，由根与系数的关系得：12122,2009x x x x +=-=-.(1) 2222121212()2(2)2(2009)4022x x x x x x +=+-=---=.(2)121212112220092009x x x x x x +-+===-. (3) 121212(5)(5)5()2520095(2)251974x x x x x x --=-++=---+=-.(4) 12||x x -====说明：利用根与系数的关系求值，要熟练掌握以下等式变形：222121212()2x x x x x x +=+-，12121211x x x x x x ++=，22121212()()4x x x x x x -=+-，12||x x -=2212121212()x x x x x x x x +=+，33312121212()3()x x x x x x x x +=+-+等等．韦达定理体现了整体代换思想．【例5】已知两个数的和为4，积为－12，求这两个数． 解：法一 设这两个数分别是x ，y ，则{412x y xy +==-1126x y =-⎧⇒⎨=⎩或2262x y =⎧⎨=-⎩.因此，这两个数是－2和6．法二 由韦达定理知，这两个数是方程x 2－4x －12＝0的两个根．解方程得：x 1＝－2，x 2＝6． 所以，这两个数是－2和6．【例6】已知关于x 的方程221(1)104x k x k -+++=，根据下列条件，分别求出k 的值． (1) 方程两实根的积为5；(2) 方程的两实根12,x x 满足12||x x =．解： 2213[(1)]4(1)23042k k k k ∆=-+-+=-≥⇒≥. (1) 21211544x x k k =+=⇒=±. 所以，当4k =时，方程两实根的积为5．(2) 由12||x x =得知：①当10x ≥时，12x x =302k ⇒∆=⇒=； ②当10x <时，12120101x x x x k k -=⇒+=⇒+=⇒=-，不合题意，舍去．综上可知，32k =时方程的两实根12,x x 满足12||x x =． 说明：根据一元二次方程两实根满足的条件，求待定字母的值，务必要注意方程有两实根的条件，即所求的字母应满足0∆≥．【例7】已知12,x x 是一元二次方程24410kx kx k -++=的两个实数根． (1) 是否存在实数k ，使12123(2)(2)2x x x x --=-成立？若存在，求出k 的值； 若不存在，请您说明理由． (2) 求使12212x x x x +-的值为整数的实数k 的整数值． 解：∵ 一元二次方程24410kx kx k -++=有两个实数根.∴ 2400(4)44(1)160k k k k k k ≠⎧⇒<⎨∆=--⨯+=-≥⎩.(1) 假设存在实数k ，使12123(2)(2)2x x x x --=-成立． ∴ 222121212121212(2)(2)2()52()9x x x x x x x x x x x x --=+-=+-939425k k k +=-=-⇒=，但0k <．∴不存在实数k ，使12123(2)(2)2x x x x --=-成立． (2) ∵ 222121212211212()44224411x x x x x x k x x x x x x k k +++-=-=-=-=-++.∴ 要使其值是整数，只需1k +能被4整除，故11,2,4k +=±±±，注意到0k <，要使12212x x x x +-的值为整数的实数k 的整数值为2,3,5---．A 组1．已知一元二次方程2(1)210k x x ---=有两个不等的实数根，求k 的取值范围.2．若12,x x 是方程22630x x -+=的两个根，求1211x x +的值.3．如果方程2()()()0b c x c a x a b -+-+-=的两根相等，请您写出,,a b c 之间的关系．4．已知一个直角三角形的两条直角边的长恰是方程22870x x -+=的两个根，求这个直角三角形的斜边的长．5．若方程22(1)30x k x k -+++=的两根之差为1，请问k 的值是多少．6．设12,x x 是方程20x px q ++=的两实根，121,1x x ++是关于x 的方程20x qx p ++=的两实根，请您求出p ，q 的值．7．已知关于x 的一元二次方程2(41)210x m x m +++-=．(1) 求证：不论m 为任何实数，方程总有两个不相等的实数根； (2) 若方程的两根为12,x x ，且满足121112x x +=-，求m 的值．B 组1．已知关于x 的方程2(1)(23)10k x k x k -+-++=有两个不相等的实数根12,x x ．(1) 请您求出求k 的取值范围；(2) 是否存在实数k ，使方程的两实根互为相反数？如果存在，求出k 的值；如果不存在，请您说明理由．2．已知关于x 的方程230x x m +-=的两个实数根的平方和等于11． 求证：关于x 的方程22(3)640k x kmx m m -+-+-=有实数根．第三讲 一元二次方程根与系数的关系习题答案A 组1． 2,1k k <≠且2． 23．2,a c b b c +=≠且 4． 35． 9或3-6．1,3p q =-=-7．21(1)1650 (2)2m m ∆=+>=-B 组1．13(1)112k k <≠且 (2) 不存在 2．1m = (1)当3k =时，方程为310x +=，有实根；(2) 当3k ≠时，0∆>也有实根．第四讲 二次函数二次函数2(0)y ax bx c a =++≠是初中函数的主要内容，也是高中学习的重要基础.在初中，大家已经知道二次函数在自变量x 取任意实数时的最值情况.本节我们将在这个基础上继续学习当自变量x 在某个范围内取值时，函数的最值问题.一、二次函数2(0)y ax bx c a =++≠的图像和性质（1）当0a >时，函数2y ax bx c =++图象开口向上，顶点坐标为24(,)24b ac b a a--，对称轴为直线2bx a=-.在对称轴的左侧，y 随着x 的增大而减小；在对称轴的右侧，y 随着x 的增大而增大；当2bx a=-时，函数取最小值244ac b y a -=． （2）当0a <时，函数2y ax bx c =++图象开口向下，顶点坐标为24(,)24b ac b a a--，对称轴为直线2bx a=-.在对称轴的左侧，y 随着x 的增大而增大；在对称轴的右侧，y 随着x 的增大而减小；当2bx a=-时，函数取最大值y ＝244ac b a -． 今后解决二次函数问题时，要善于借助函数图像，利用数形结合的思想方法解决问题．【例1】 请您求出二次函数2361y x x =--+的图象的开口方向、对称轴方程、顶点坐标、最大值（或最小值），并指出当x 取何值时，y 随x 的增大而增大（或减小），并画出该函数的图象．解：∵223613(1)4y x x x =--+=-++. ∴函数图象的开口向下，对称轴方程x ＝－1，顶点坐标为(－1，4)， 当1x =-时，max 4y =.在对称轴的左侧，y 随着x 的增大而增大；在对称轴的右侧，y 随着x 的增大而减小 (如图) .x yO x ＝－2baA 24(,)24b ac b a a-- xy Ox ＝－2baA 24(,)24b ac b a a-- x ＝－1二、二次函数的三种表示方式 1．一般式：2(0)y ax bx c a =++≠.2．顶点式：)0()(2≠+-=a k h x a y ，顶点坐标是),(k h ．3．交点式：12()() (0)y a x x x x a =--≠，其中1x ，2x 是二次函数图象与x 轴交点的横坐标．【例2】已知二次函数的图象过点(－1，－22)，(0，－8)，(2，8)，求此二次函数的表达式． 解：设该二次函数为2(0)y ax bx c a =++≠．由条件得2228124288a b c a c b a b c c -+=-=-⎧⎧⎪⎪=-⇒=⎨⎨++==-⎪⎪⎩⎩ .所求的二次函数为22128y x x =-+-．【例3】 已知二次函数的最大值为2，图像的顶点在直线1y x =+上，并且图象经过点（3，－1），求此二次函数的解析式．解：由条件易知顶点坐标是（1，2），设该二次函数的解析式为2(2)1(0)y a x a =-+<， ∵图像经过点（3，－1），∴ 21(32)12a a -=-+⇒=-．∴二次函数的解析式为22(2)1y x =--+，即2287y x x =-+-．【例4】已知二次函数的图象过点(－3，0)，(1，0)，且顶点到x 轴的距离等于2，求此二次函数的表达式．解：法一 ∵二次函数的图象过点(－3，0)，(1，0)，∴可设二次函数为(3)(1) (0)y a x x a =+-≠，即223y ax ax a =+-.顶点的纵坐标为2212444a a a a--=-， ∵二次函数图象的顶点到x 轴的距离为2，∴1|4|22a a -=⇒=±． ∴二次函数的表达式为21322y x x =+-或21322y x x =-+． 解：法二 ∵二次函数的图象过点(－3，0)，(1，0)， ∴对称轴为直线1x =-．又顶点到x 轴的距离为2， ∴顶点的纵坐标为2或－2．∴可设二次函数为2(1)2y a x =++或2(1)2y a x =+-.∵函数图象过点(1，0)， ∴12a =±． ∴二次函数的表达式为21322y x x =+-或21322y x x =-+．说明：在今后的解题过程中，要善于利用条件，选择恰当的方法来解决问题．通过上面的几道例题，同学们能否归纳出：在什么情况下，分别利用函数的一般式、顶点式、交点式来求二次函数的表达式？三、二次函数的最值问题【例5】当22x -≤≤时，求函数223y x x =--的最大值和最小值． 解：作出函数的图象．当1x =时，min 4y =-，当2x =-时，max 5y =．【例6】当12x ≤≤时，求函数21y x x =--+的最大值和最小值． 解：作出函数的图象．当1x =时，max 1y =-，当2x =时，min 5y =-．由上述两例可以看到，二次函数在自变量x 的给定范围内，对应的图象是抛物线上的一段．那么最高点的纵坐标即为函数的最大值，最低点的纵坐标即为函数的最小值．根据二次函数对称轴的位置，函数在所给自变量x 的范围的图象形状各异．下面给出一些常见情况：A 组1．选择题：（1）函数22(1)2y x =-+是将函数22y x =（ ）（A ）向左平移1个单位、再向上平移2个单位得到的 （B ）向右平移2个单位、再向上平移1个单位得到的 （C ）向下平移2个单位、再向右平移1个单位得到的 （D ）向上平移2个单位、再向右平移1个单位得到的 （2）函数21y x x =-+-图象与x 轴的交点个数是（ ）（A ）0个 （B ）1个 （C ）2个 （D ）无法确定 （3）函数21(1)22y x =-++的顶点坐标是（ ） （A ）(1，2) （B ）(1，－2) （C ）(－1，2) （D ）(－1，－2)2．抛物线2(4)23y x m x m =--+-，当m = _____ 时，图象的顶点在y 轴上；当m = _____ 时，图象的顶点在x 轴上；当m = _____ 时，图象过原点．3．求二次函数2235y x x =-+在22x -≤≤上的最大值、最小值，并求对应的x 的值．4．对于函数2243y x x =+-，当0x ≤时，求y 的取值范围．B 组1．已知关于x 的函数222y x ax =++在55x -≤≤上． (1) 当1a =-时，求函数的最大值和最小值； (2) 当a 为实数时，求函数的最大值．2．已知函数221y x ax =++在12x -≤≤上的最大值为4，求a 的值．第五讲 二次函数的最值问题答案A 组1．（1）D （2）A （3）C 2. 4 14或2，323．当34x =时，min 318y =；当2x =-时，max 19y =． 4．5y ≥-B 组1．(1) 当1x =时，min 1y =；当5x =-时，max 37y =．(2) 当0a ≥时，max 2710y a =+；当0a <时，max 2710y a =-． 2．14a =-或1a =-．。
2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 第1章 1.2.2 第2课时 分段函数
第2课时 分段函数学习目标 1.会用解析法及图象法表示分段函数.2.给出分段函数，能研究有关性质.知识点 分段函数1.一般地，分段函数就是在函数定义域内，对于自变量x 的不同取值范围，有着不同的对应关系的函数.2.分段函数是一个函数，其定义域、值域分别是各段函数的定义域、值域的并集；各段函数的定义域的交集是空集.3.作分段函数图象时，应分别作出每一段的图象.1.函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1，x ≥0，－1，x <0是分段函数.( √ )2.分段函数尽管在定义域不同的部分有不同的对应关系，但它们是一个函数.( √ )3.分段函数各段上的函数值集合的交集为∅.( × )4.分段函数的定义域是各段上自变量取值的并集.( √ )题型一 分段函数求值命题角度1 给x 求y例1 已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋1，x ≤－2，x 2＋2x ，－2<x <2，2x －1，x ≥2.试求f (－5)，f (－3)，f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫－52的值. 考点 分段函数 题点 分段函数求值解 ∵－5∈(－∞，－2]，∴f (－5)＝－5＋1＝－4. ∵－3∈(－2,2)，∴f (－3)＝(－3)2＋2×(－3)＝3－2 3. ∵－52∈(－∞，－2]，∴f ⎝⎛⎭⎫－52＝－52＋1＝－32∈(－2,2)， ∴f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫－52＝f ⎝⎛⎭⎫－32＝⎝⎛⎭⎫－322＋2×⎝⎛⎭⎫－32 ＝－34.延伸探究本例中f (x )的解析式不变，若x ≥－5，求f (x )的取值范围. 解 当－5≤x ≤－2时，f (x )＝x ＋1∈[－4，－1]； 当－2<x <2时，f (x )＝x 2＋2x ＝(x ＋1)2－1∈[－1,8)； 当x ≥2时，f (x )＝2x －1∈[3，＋∞)；∴当x ≥－5时，f (x )∈[－4，－1]∪[－1,8)∪[3，＋∞)＝[－4，＋∞). 反思感悟 分段函数求函数值的方法 (1)确定要求值的自变量属于哪一区间；(2)代入该段的解析式求值，直到求出值为止.当出现f (f (x 0))的形式时，应从内到外依次求值. 跟踪训练1 已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧4－x 2，x >0，2，x ＝0，1－2x ，x <0.求f (f (－2))的值；解 因为f (－2)＝1－2×(－2)＝5， 所以f (f (－2))＝f (5)＝4－52＝－21. 命题角度2 给y 求x例2 已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，x ≤2，x 2＋2，x >2.(1)若f (x 0)＝8，求x 0的值； (2)解不等式f (x )>8. 考点 分段函数题点 分段函数与不等式结合解 (1)当x 0≤2时，由2x 0＝8，得x 0＝4，不符合题意；当x 0>2时，由x 20＋2＝8，得x 0＝6或x 0＝－6(舍去)，故x 0＝ 6.(2)f (x )>8等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≤2，2x >8，①或⎩⎪⎨⎪⎧x >2，x 2＋2>8，② 解①得x ∈∅，解②得x >6，综合①②知f (x )>8的解集为{x |x >6}. 反思感悟 已知函数值求变量x 取值的步骤 (1)先对x 的取值范围分类讨论； (2)然后代入到不同的解析式中； (3)通过解方程求出x ；(4)检验所求的值是否在所讨论的区间内；(5)若解不等式，应把所求x 的范围与所讨论区间求交集，再把各区间内的符合要求的x 的值并起来.跟踪训练2 已知f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2，－1≤x ≤1，1，x >1或x <－1.(1)若f (x )＝14，求x 的值；(2)若f (x )≥14，求x 的取值范围.考点 分段函数题点 分段函数与不等式结合 解 (1)f (x )＝14等价于⎩⎪⎨⎪⎧－1≤x ≤1，x 2＝14，①或⎩⎪⎨⎪⎧x >1或x <－1，1＝14.②解①得x ＝±12，②解集为∅.∴当f (x )＝14时，x ＝±12.(2)由于f ⎝⎛⎭⎫±12＝14，结合此函数图象(图略)可知， 使f (x )≥14的x 的取值范围是⎝⎛⎦⎤－∞，－12∪⎣⎡⎭⎫12，＋∞. 题型二 分段函数的定义域、值域例3 (1)已知函数f (x )＝|x |x ，则其定义域为( )A.RB.(0，＋∞)C.(－∞，0)D.(－∞，0)∪(0，＋∞)答案 D解析 f (x )＝|x |x 的分母不能为0，即x ≠0.(2)函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2＋1，0<x <1，0，x ＝0，x 2－1，－1<x <0的定义域为______，值域为________.答案 (－1,1) (－1,1)解析 定义域为各段的并集，即(0,1)∪{0}∪(－1,0)＝(－1,1). 值域为各段的并集(0,1)∪{0}∪(－1,0)＝(－1,1). 反思感悟 (1)分段函数定义域、值域的求法 ①分段函数的定义域是各段函数定义域的并集. ②分段函数的值域是各段函数值域的并集.(2)绝对值函数的定义域，值域通常要转化为分段函数来解决.跟踪训练3 已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2，－1≤x ≤1，1，x >1或x <－1，则函数的定义域为________，值域为________. 答案 R [0,1]解析 定义域为各段并集[－1,1]∪(－∞，－1)∪(1，＋∞)＝R ，值域为[0,1]∪{1}＝[0,1].分段函数的图象及应用典例1 已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋1，x ∈[－1，0]，x 2＋1，x ∈(0，1]，则函数f (x )的图象是( )答案 A解析 当x ＝－1时，y ＝0，排除D ；当x ＝0时，y ＝1，排除C ；当x ＝1时，y ＝2，排除B. 典例2 已知函数f (x )＝1＋|x |－x2(－2<x ≤2). (1)用分段函数的形式表示该函数； (2)画出该函数的图象； (3)写出该函数的值域.解 (1)①当0≤x ≤2时，f (x )＝1＋x －x2＝1；②当－2<x <0时，f (x )＝1＋－x －x2＝1－x . 所以f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1，0≤x ≤2，1－x ，－2<x <0.(2)函数f (x )的图象如图所示.(3)由函数f (x )的图象知，f (x )在(－2,2]上的值域为[1,3).[素养评析] (1)作分段函数的图象时，分别作出各段的图象，在作每一段图象时，先不管定义域的限制，作出其图象，再保留定义域内的一段图象即可，作图时要特别注意接点处点的虚实，保证不重不漏.(2)利用图形描述、分析数学问题，建立数与形的联系是直观想象的重要内容，是数学核心素养的重要内容之一.1.设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1－x 2，－3<x <3，x 2＋x －2，x ≥3，则f (x )的定义域为( )A.(－3，＋∞)B.[－3,3]C.(－3,3]D.[－3，＋∞)答案 A2.函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x 2，0≤x ≤1，2，1<x <2，3，x ≥2的值域是( )A.RB.[0，＋∞)C.[0,3]D.{x |0≤x ≤2或x ＝3}答案 D解析 当0≤x ≤1时，f (x )∈[0,2]， 当1<x <2时，f (x )＝2， 当x ≥2时，f (x )＝3， ∴值域是{x |0≤x ≤2或x ＝3}. 3.设f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋1，x >0，1，x ＝0，－1，x <0，则f (f (0))等于( )A.1B.0C.2D.－1 考点 分段函数 题点 分段函数求值 答案 C4.已知函数y ＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋1，x ≤0，－2x ，x >0，则使函数值为5的x 的值是( )A.－2或2B.2或－52C.－2D.2或－2或－52考点 分段函数 题点 分段函数求值 答案 C5.已知f (n )＝⎩⎪⎨⎪⎧n －3，n ≥10，f (f (n ＋5))，n <10，则f (8)＝________.答案 7解析 因为8<10，所以代入f (n )＝f (f (n ＋5))，即f (8)＝f (f (13))；因为13>10，所以代入f (n )＝n －3，得f (13)＝10，故得f (8)＝f (10)＝10－3＝7.对分段函数的理解(1)分段函数是一个函数而非几个函数.分段函数的定义域是各段上“定义域”的并集，其值域是各段上“值域”的并集.(2)分段函数的图象应分段来作，特别注意各段的自变量取值区间端点处函数的取值情况，以决定这些点的虚实情况.一、选择题1.已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧1，－1≤x <0，－1，0<x ≤1，则f (x )的定义域为( )A.[－1,1]B.(－1,1)C.[－1,0)∪(0,1]D.R答案 C2.设函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋1，x ≤1，2x ，x >1，则f (3)等于( )A.15B.3C.23D.139 答案 C 解析 f (3)＝23.3.已知f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋1，x >0，π，x ＝0，0，x <0，则f (f (－2))等于( )A.πB.0C.2D.π＋1 考点 分段函数 题点 分段函数求值 答案 A解析 f (－2)＝0，f (f (－2))＝f (0)＝π. 4.设f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2，x ≤－1，x 2，－1<x <2，2x ，x ≥2，若f (x )＝3，则x 等于( )A.1B.±3C.32 D. 3答案 D解析 若⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤－1，x ＋2＝3，即⎩⎪⎨⎪⎧x ≤－1，x ＝1，无解.若⎩⎪⎨⎪⎧ －1<x <2，x 2＝3，即⎩⎨⎧－1<x <2，x ＝±3，∴x ＝ 3. 若⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2，2x ＝3，即⎩⎪⎨⎪⎧x ≥2，x ＝32，无解.5.函数f (x )＝x 2－2|x |的图象是( )答案 C解析 f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2－2x ，x ≥0，x 2＋2x ，x <0，所以C 正确.6.设函数f (x )＝⎩⎨⎧x ，x ≥0，－x ，x <0，若f (a )＋f (－1)＝2，则a 等于( )A.－3B.±3C.－1D.±1 考点 分段函数 题点 分段函数求值答案 D解析 f (－1)＝－(－1)＝1. ∴f (a )＋f (－1)＝f (a )＋1＝2. ∴f (a )＝1，即⎩⎨⎧ a ≥0，a ＝1① 或⎩⎨⎧a <0，－a ＝1，② 解①得a ＝1，解②得a ＝－1. ∴a ＝±1.7.已知函数f (x )的图象是两条线段(如图所示，不含端点)，则f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫13等于( )A.－13B.13 C.－23D.23答案 B解析 f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x －1，0<x <1，x ＋1，－1<x <0.∵f ⎝⎛⎭⎫13＝－23， ∴f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫13＝f ⎝⎛⎭⎫－23＝13. 8.已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2，－1≤x ≤1，x ，x <－1或x >1，若f (f (x ))＝2，则x 的取值范围是( )A.∅B.[－1,1]C.(－∞，－1)∪(1，＋∞)D.{2}∪[－1,1]考点 分段函数 题点 分段函数求值 答案 D解析 若x ∈[－1,1]，则f (x )＝2，f (f (x ))＝f (2)＝2，符合题意；若x >1，则f (x )＝x ，f (f (x ))＝f (x )＝x ＝2，此时只有x ＝2符合题意；若x <－1，则f (x )＝x ， f (f (x ))＝f (x )＝x ＝2，但因为x <－1，此时没有x 符合题意.故选D. 二、填空题9.函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ，0≤x ≤1，2，1<x <2，3，x ≥2的定义域是________.考点 分段函数题点 分段函数的定义域、值域 答案 [0，＋∞)解析 定义域为[0,1]∪(1,2)∪[2，＋∞)＝[0，＋∞).10.某单位为鼓励职工节约用水，作出了如下规定：每位职工每月用水不超过10立方米的，按每立方米m 元收费；用水超过10立方米的，超过部分按每立方米2m 元收费.某职工某月缴水费16m 元，则该职工这个月实际用水为________立方米. 考点 分段函数 题点 分段函数应用问题 答案 13解析 该单位职工每月应缴水费y 与实际用水量x 满足的关系式为y ＝⎩⎪⎨⎪⎧mx ，0≤x ≤10，2mx －10m ，x >10.由y ＝16m ，可知x >10.令2mx －10m ＝16m ，解得x ＝13(立方米).11.函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x －3，x ≥4，f (x ＋3)，x <4，则f (－10)＝________.答案 2解析 f (－10)＝f (－7)＝f (－4)＝f (－1)＝f (2)＝f (5)＝5－3＝2. 三、解答题12.已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－2x ，x <－1，2，－1≤x ≤1，2x ，x >1.(1)求f ⎝⎛⎭⎫－32，f ⎝⎛⎭⎫12，f ⎝⎛⎭⎫92，f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫12； (2)若f (a )＝6，求a 的值. 考点 分段函数 题点 分段函数求值 解 (1)∵－32∈(－∞，－1)，∴f ⎝⎛⎭⎫－32＝－2×⎝⎛⎭⎫－32＝3. ∵12∈[－1,1]，∴f ⎝⎛⎭⎫12＝2.又2∈(1，＋∞)，∴f ⎝⎛⎭⎫f ⎝⎛⎭⎫12＝f (2)＝2×2＝4. ∵92∈(1，＋∞)，∴f ⎝⎛⎭⎫92＝2×92＝9. (2)经观察可知a ∉[－1,1]，否则f (a )＝2.若a ∈(－∞，－1)，令－2a ＝6，得a ＝－3，符合题意； 若a ∈(1，＋∞)，令2a ＝6，得a ＝3，符合题意. ∴a 的值为－3或3.13.已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋4，x ≤0，x 2－2x ，0<x ≤4，－x ＋2，x >4.(1)求f (f (f (5)))的值； (2)画出函数的图象.解 (1)∵5>4，∴f (5)＝－5＋2＝－3. ∵－3<0，∴f (f (5))＝f (－3)＝－3＋4＝1. ∵0<1<4， ∴f (f (f (5)))＝f (1) ＝12－2×1＝－1， 即f (f (f (5)))＝－1. (2)图象如下图所示.14.若定义运算a ⊙b ＝⎩⎪⎨⎪⎧b ，a ≥b ，a ，a <b ，则函数f (x )＝x ⊙(2－x )的值域是________.考点 分段函数题点 分段函数的定义域、值域 答案 (－∞，1]解析 由题意知f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2－x ，x ≥1，x ，x <1.画出图象如图所示：2 / 2由图易得函数f (x )的值域为(－∞，1].15.如图，动点P 从边长为4的正方形ABCD 的顶点B 开始，顺次经C ，D ，A 绕边界运动，用x 表示点P 的行程，y 表示△APB 的面积，求函数y ＝f (x )的解析式.考点 分段函数题点 分段函数应用问题解 当点P 在BC 上运动，即0≤x ≤4时，y ＝12×4x ＝2x ； 当点P 在CD 上运动，即4<x ≤8时，y ＝12×4×4＝8； 当点P 在DA 上运动，即8<x ≤12时，y ＝12×4×(12－x )＝24－2x . 综上可知，f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧ 2x ，0≤x ≤4，8，4<x ≤8，24－2x ，8<x ≤12.。
2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 第1章 1.3.1 第1课时 函数的单调性
§1.3函数的基本性质1.3.1单调性与最大(小)值第1课时函数的单调性学习目标1.了解函数的单调区间、单调性等概念.2.会划分函数的单调区间，判断单调性.3.会用定义证明函数的单调性.知识点一增函数与减函数的定义设函数f(x)的定义域为I：(1)如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1，x2，当x1<x2时，都有f(x1)<f(x2)，那么就说函数f(x)在区间D上是增函数.(2)如果对于定义域I内某个区间D上的任意两个自变量的值x1，x2，当x1<x2时，都有f(x1)>f(x2)，那么就说函数f(x)在区间D上是减函数.思考(1)所有的函数在定义域上都具有单调性吗？(2)在增函数和减函数定义中，能否把“任意x1，x2∈D”改为“存在x1，x2∈D”？答案(1)不是.(2)不能.知识点二函数的单调区间如果函数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y＝f(x)的单调区间.特别提醒：(1)函数单调性关注的是整个区间上的性质，单独一点不存在单调性问题，所以单调区间的端点若属于定义域，则该点处区间可开可闭，若区间端点不属于定义域则只能开.(2)单调区间D⊆定义域I.(3)遵循最简原则，单调区间应尽可能大.1.如果f(x)在区间[a，b]和(b，c]上都是增函数，则f(x)在区间[a，c]上是增函数.(×)2.函数f(x)为R上的减函数，则f(－3)>f(3).(√)3.若函数y＝f(x)在定义域上有f(1)<f(2)，则函数y＝f(x)是增函数.(×)4.若函数y＝f(x)在区间D上是增函数，则函数y＝－f(x)在区间D上是减函数.(√)题型一利用图象判断函数单调性例1(1)如图是定义在区间[－5,5]上的函数y＝f(x)，根据图象说出函数的单调区间，以及在每一单调区间上，它是增函数还是减函数？考点 求函数的单调区间 题点 求函数的单调区间解 y ＝f (x )的单调区间有[－5，－2)，[－2,1)，[1,3)，[3,5]，其中y ＝f (x )在区间[－5，－2)，[1,3)上是减函数，在区间[－2,1)，[3,5]上是增函数. (2)函数y ＝1x －1的单调递减区间是________.答案 (－∞，1)，(1，＋∞)解析 y ＝1x －1的图象可由y ＝1x 的图象向右平移一个单位得到，如图，∴单调减区间是(－∞，1)，(1，＋∞).反思感悟 函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质，单调区间是定义域的子集；当函数出现两个以上单调区间时，单调区间之间可用“，”分开，不能用“∪”，可以用“和”来表示；在单调区间D 上函数要么是增函数，要么是减函数，不能二者兼有.跟踪训练1(1)函数y＝f(x)，x∈[－4,4]的图象如图所示，则函数f(x)的所有单调递减区间为()A.[－4，－2]B.[1,4]C.[－4，－2]和[1,4]D.[－4，－2]∪[1,4]答案 C(2)函数y＝|x2－2x－3|的图象如图所示，试写出它的单调区间，并指出单调性.考点求函数的单调区间题点求函数的单调区间解y＝|x2－2x－3|的单调区间有(－∞，－1]，[－1,1]，[1,3]，[3，＋∞)，其中单调递减区间是(－∞，－1]，[1,3]；单调递增区间是[－1,1]，[3，＋∞).题型二函数单调性的证明例2求证：函数f(x)＝x＋1x在[1，＋∞)上是增函数.考点 函数的单调性的判定与证明 题点 定义法证明具体函数的单调性证明 设x 1，x 2是[1，＋∞)上的任意实数，且1≤x 1<x 2，则f (x 1)－f (x 2)＝x 1＋1x 1－⎝⎛⎭⎫x 2＋1x 2 ＝(x 1－x 2)＋⎝⎛⎭⎫1x 1－1x 2＝(x 1－x 2)＋x 2－x 1x 1x 2 ＝(x 1－x 2)⎝⎛⎭⎫1－1x 1x 2＝(x 1－x 2)⎝⎛⎭⎫x 1x 2－1x 1x 2. ∵1≤x 1<x 2，∴x 1－x 2<0,1<x 1x 2， ∴x 1x 2－1x 1x 2>0，故(x 1－x 2)⎝⎛⎭⎫x 1x 2－1x 1x 2<0，即f (x 1)－f (x 2)<0，即f (x 1)<f (x 2).∴f (x )＝x ＋1x在区间[1，＋∞)上是增函数.反思感悟 定义法证明或判断函数单调性的四个步骤跟踪训练2 利用定义判断f (x )＝2xx ＋3在区间(0，＋∞)上的单调性.解 任取x 1，x 2∈(0，＋∞)且x 1<x 2，则 f (x 2)－f (x 1)＝2x 2x 2＋3－2x 1x 1＋3＝2[x 2(x 1＋3)－x 1(x 2＋3)](x 1＋3)(x 2＋3)＝6(x 2－x 1)(x 1＋3)(x 2＋3).因为x 1<x 2，且x 1，x 2∈(0，＋∞)， 所以x 2－x 1>0，x 1＋3>0，x 2＋3>0， 所以f (x 2)－f (x 1)>0，所以f (x )＝2xx ＋3在区间(0，＋∞)上是增函数.题型三 函数单调性的应用例3 已知函数f (x )＝x 2＋2(a －1)x ＋2在区间(－∞，4]上是减函数，求实数a 的取值范围. 解 f (x )＝x 2＋2(a －1)x ＋2的开口方向向上，对称轴为x ＝1－a ， ∵f (x )＝x 2＋2(a －1)x ＋2在区间(－∞，4]上是减函数， ∴4≤1－a ， ∴a ≤－3，∴a 的取值范围是(－∞，－3]. 延伸探究1.若f (x )＝x 2＋2(a －1)x ＋2的单调减区间为(－∞，4]，则a 的值是什么？ 解 ∵f (x )＝x 2＋2(a －1)x ＋2的单调减区间为(－∞，1－a ]， ∴1－a ＝4， ∴a ＝－3.2.若f (x )＝x 2＋2(a －1)x ＋2在区间[2,4]上单调，则a 的取值范围是什么？ 解 ∵f (x )＝x 2＋2(a －1)x ＋2在区间[2,4]上单调， ∴二次函数的对称轴x ＝1－a 一定不在区间(2,4)内， ∴1－a ≤2或1－a ≥4， 即a ≥－1或a ≤－3，∴a 的取值范围为(－∞，－3]∪[－1，＋∞).3.若y ＝f (x )是定义在(－1,1)上的减函数，且f (1－a )<f (2a －1)，求a 的取值范围. 解 f (1－a )<f (2a －1)等价于 ⎩⎪⎨⎪⎧－1<1－a <1，－1<2a －1<1，1－a >2a －1，解得0<a <23，即所求a 的取值范围是⎩⎨⎧⎭⎬⎫a |0<a <23.反思感悟 函数单调性的应用(1)函数单调性定义的“双向性”：利用定义可以判断、证明函数的单调性，反过来，若已知函数的单调性可以确定函数中参数的取值范围.(2)若一个函数在区间[a ，b ]上是单调的，则此函数在这一单调区间内的任意子集上也是单调的.1.函数y ＝f (x )在区间[－2,2]上的图象如图所示，则此函数的增区间是( )A.[－2,0]B.[0,1]C.[－2,1]D.[－1,1]考点 求函数的单调区间 题点 求函数的单调区间 答案 C2.函数y ＝6x 的减区间是( )A.[0，＋∞)B.(－∞，0]C.(－∞，0)，(0，＋∞)D.(－∞，0)∪(0，＋∞)答案 C3.函数y＝x2－6x的单调递减区间是()A.(－∞，2]B.[2，＋∞)C.[3，＋∞)D.(－∞，3]答案 D解析y＝x2－6x的开口方向向上，对称轴为x＝3.所以其单调递减区间是(－∞，3].4.下列说法中正确的是()A.定义在(a，b)上的函数f(x)，若存在x1，x2∈(a，b)，使得当x1<x2时有f(x1)<f(x2)，则f(x)在(a，b)上为增函数B.定义在(a，b)上的函数f(x)，若有无穷多对x1，x2∈(a，b)，使得当x1<x2时有f(x1)<f(x2)，则f(x)在(a，b)上为增函数C.若f(x)在区间A上为减函数，在区间B上也为减函数，则f(x)在A∪B上也为减函数D.若f(x)在区间I上为增函数且f(x1)<f(x2)(x1，x2∈I)，则x1<x2答案 D5.若函数y＝f(x)在R上单调递减，且f(2m)>f(1＋m)，则实数m的取值范围是__________. 答案(－∞，1)解析由2m<1＋m得m<1.1.证明函数的单调性时要注意以下几点(1)用定义证明函数单调性时，易忽视x1，x2的任意性.(2)要证明f(x)在[a，b]上不是单调函数，只要举出一个反例即可.2.判断函数的单调性可用定义法、直接法、图象法，而函数单调性的证明现在只能用定义证明.3.已知函数单调性求参数的范围时，要树立两种意识：一是等价转化意识：如f(x)在D上递增，则f(x1)<f(x2)⇔x1<x2.二是数形结合意识：如处理一(二)次函数及反比例函数中的含参数的范围问题.一、选择题1.如图是定义在区间[－5,5]上的函数y＝f(x)，则下列关于函数f(x)的说法错误的是()A.函数在区间[－5，－3]上单调递增B.函数在区间[1,4]上单调递增C.函数在区间[－3,1]∪[4,5]上单调递减D.函数在区间[－5,5]上没有单调性答案 C解析单调区间不能用“∪”连接.2.下列函数中，在区间(0,2)上为增函数的是()A.y ＝3－xB.y ＝x 2＋1C.y ＝1xD.y ＝－|x ＋1|答案 B解析 y ＝x 2＋1在(0,2)上是增函数. 3.函数y ＝|x ＋2|在区间[－3,0]上( )A.递减B.递增C.先减后增D.先增后减答案 C解析 因为y ＝|x ＋2|＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2，x ≥－2，－x －2，x <－2.作出y ＝|x ＋2|的图象， 如图所示，易知在[－3，－2)上为减函数，在[－2,0]上为增函数.4.已知函数f (x )是R 上的增函数，A (0，－1)，B (3,1)是其图象上的两点，那么－1<f (x )<1的解集是( )A.(－3,0)B.(0,3)C.(－∞，－1]∪[3，＋∞)D.(－∞，0]∪[1，＋∞)考点 函数单调性的应用题点 利用单调性解抽象函数不等式答案 B解析 由已知f (0)＝－1，f (3)＝1，∴－1<f (x )<1，即f (0)<f (x )<f (3).又∵f (x )在R 上单调递增，∴0<x <3，∴－1<f (x )<1的解集为(0,3).5.函数f (x )＝－x 2＋2(a －3)x ＋1在区间[－2，＋∞)上单调递减，则实数a 的取值范围是( )A.(－∞，－1]B.(－∞，1]C.[－1，＋∞)D.[1，＋∞) 答案 B解析 二次函数开口向下，对称轴为x ＝a －3，∴a －3≤－2，∴a ≤1.6.已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋4x ，x ≥0，4x －x 2，x <0，若f (4－a )>f (a )，则实数a 的取值范围是( ) A.(－∞，2)B.(2，＋∞)C.(－∞，－2)D.(－2，＋∞)考点 函数单调性的应用 题点 利用单调性解抽象函数不等式答案 A解析 画出f (x )的图象(图略)可判断f (x )在R 上单调递增，故f (4－a )>f (a )⇔4－a >a ，解得a <2.7.已知四个函数的图象如图所示，其中在定义域内具有单调性的函数是( )考点 函数的单调性的概念题点 函数单调性概念的理解答案 B解析 对于A ，存在x 1∈(0,1)，f (x 1)>f (1)，A 不对；对于C ，存在x 1>1，f (x 1)<f (1)，C 不对；对于D ，存在x 1＝－1，x 2＝1，f (x 1)<f (x 2)，D 不对；只有B 完全符合单调性定义.8.已知函数y ＝ax 和y ＝－b x在(0，＋∞)上都是减函数，则函数f (x )＝bx ＋a 在R 上是( )A.减函数且f (0)<0B.增函数且f (0)<0C.减函数且f (0)>0D.增函数且f (0)>0答案 A 解析 因为y ＝ax 和y ＝－b x在(0，＋∞)上都是减函数， 所以a <0，b <0，f (x )＝bx ＋a 为减函数且f (0)＝a <0，故选A.二、填空题9.已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧2x ＋1，x ≥1，5－x ，x <1，则f (x )的单调递减区间是________. 答案 (－∞，1)解析 当x ≥1时，f (x )是增函数，当x <1时，f (x )是减函数，所以f (x )的单调递减区间为(－∞，1).10.如果二次函数f (x )＝x 2－(a －1)x ＋5在区间⎝⎛⎭⎫12，1上是增函数，则实数a 的取值范围为________.答案 (－∞，2]解析 因为二次函数f (x )＝x 2－(a －1)x ＋5的图象的对称轴为直线x ＝a －12，又函数f (x )在区间⎝⎛⎭⎫12，1上是增函数，所以a －12≤12，解得a ≤2. 11.已知f (x )是定义在区间[－1,1]上的增函数，且f (x －2)<f (1－x )，则x 的取值范围是________. 考点 函数单调性的应用题点 利用单调性解抽象函数不等式答案 ⎣⎡⎭⎫1，32 解析 由题意，得⎩⎪⎨⎪⎧ －1≤x －2≤1，－1≤1－x ≤1，x －2<1－x ，解得1≤x <32， 故满足条件的x 的取值范围是⎣⎡⎭⎫1，32. 三、解答题12.求函数y ＝－x 2＋2|x |＋3的单调递增区间.考点 求函数的单调区间题点 求函数的单调区间解 ∵y ＝－x 2＋2|x |＋3＝⎩⎪⎨⎪⎧－x 2＋2x ＋3，x ≥0，－x 2－2x ＋3，x <0.函数图象如图所示，∴函数y ＝－x 2＋2|x |＋3的单调递增区间是(－∞，－1]和[0,1].13.证明：函数f (x )＝x 2－1x在区间(0，＋∞)上是增函数. 证明 任取x 1，x 2∈(0，＋∞)，且x 1<x 2，则f (x 1)－f (x 2)＝x 21－1x 1－x 22＋1x 2＝(x 1－x 2)·⎝⎛⎭⎫x 1＋x 2＋1x 1x 2. 因为0<x 1<x 2，所以x 1－x 2<0，x 1＋x 2＋1x 1x 2>0. 所以f (x 1)－f (x 2)<0，即f (x 1)<f (x 2).所以函数f (x )＝x 2－1x在区间(0，＋∞)上是增函数.14.若f (x )＝－x 2＋2ax 与g (x )＝a x ＋1在区间[1,2]上都是减函数，则a 的取值范围是____________.考点 函数单调性的应用 题点 已知二次函数单调性求参数范围答案 (0,1]解析 由f (x )＝－x 2＋2ax 在[1,2]上是减函数可得a ≤1.由g (x )＝a x ＋1在[1,2]上是减函数可得a >0.∴0<a ≤1.15.设f (x )是定义在(0，＋∞)上的函数，满足条件：(1)f (xy )＝f (x )＋f (y )；(2)f (2)＝1；(3)在(0，＋∞)上是增函数.如果f (2)＋f (x －3)≤2，求x 的取值范围.解 ∵f (xy )＝f (x )＋f (y )，∴令x ＝y ＝2，得f (4)＝f (2)＋f (2)＝2f (2).又f (2)＝1，∴f (4)＝2.∵f (2)＋f (x －3)＝f (2(x －3))＝f (2x －6)，∴f (2x －6)≤2＝f (4)，即f (2x －6)≤f (4).∵f (x )是定义在(0，＋∞)上的增函数，∴⎩⎪⎨⎪⎧ x －3＞0，2x －6≤4，解得3＜x ≤5.故x 的取值范围为(3,5].。
2020届高中数学分册同步讲义(必修1) 章末检测试卷(二)
章末检测试卷(二)(时间：120分钟 满分：150分)一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分) 1.(lg 9－1)2等于( ) A.lg 9－1 B.1－lg 9 C.8 D.2 2答案 B解析 因为lg 9<1，所以(lg 9－1)2＝|lg 9－1|＝1－lg 9.2.下列函数中，在区间(0,1)上为增函数的是( ) A.y ＝2x 2－x ＋3 B.y ＝⎝⎛⎭⎫13xC.y ＝23x D.y ＝12log x答案 C解析 对y ＝x α，当α>0时，y ＝x α在(0，＋∞)上为增函数.3.下列函数中，既是偶函数又在区间(0，＋∞)上单调递减的是( ) A.y ＝1xB.y ＝e －x C.y ＝－x 2＋1D.y ＝lg|x |考点 单调性与奇偶性的综合应用 题点 判断函数的单调性、奇偶性 答案 C解析 A 项，y ＝1x 是奇函数，故不正确；B 项，y ＝e －x 为非奇非偶函数，故不正确；C ，D 两项中的两个函数都是偶函数，且y ＝－x 2＋1在(0，＋∞)上是减函数，y ＝lg|x |在(0，＋∞)上是增函数，故选C.4.函数y ＝lg x ＋lg(5－3x )的定义域是( ) A.⎣⎡⎭⎫0，53 B.⎣⎡⎦⎤0，53 C.⎣⎡⎭⎫1，53 D.⎣⎡⎦⎤1，53 答案 C解析 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧lg x ≥0，x >0，5－3x >0，即⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1，x >0，x <53，∴1≤x <53.5.已知幂函数f (x )＝x α，当x >1时，恒有f (x )<x ，则α的取值范围是( ) A.0<α<1 B.α<1 C.α>0 D.α<0 考点 幂函数的图象 题点 幂指数大小关系问题 答案 B解析 ∵x >1时，x α<x ，即x α－1<1＝x 0， ∴α－1<0，得α<1.6.下列各函数中，值域为(0，＋∞)的是( ) A.y ＝22x- B.y ＝1－2x C.y ＝x 2＋x ＋1 D.y ＝113x +考点 指数函数的值域 题点 指数型复合函数的值域 答案 A解析 A 中，y ＝22x -＝⎝⎛⎭⎫22x的值域为(0，＋∞). B 中，因为1－2x ≥0，所以2x ≤1，x ≤0， y ＝1－2x 的定义域是(－∞，0]， 所以0＜2x ≤1，所以0≤1－2x ＜1， 所以y ＝1－2x 的值域是[0,1).C 中，y ＝x 2＋x ＋1＝⎝⎛⎭⎫x ＋122＋34的值域是⎣⎡⎭⎫34，＋∞. D 中，因为1x ＋1∈(－∞，0)∪(0，＋∞)，所以y ＝113x +的值域是(0,1)∪(1，＋∞).7.设a ＝20.3，b ＝0.32，c ＝log 20.3，则a ，b ，c 的大小关系是( ) A.a <b <c B.c <b <a C.c <a <b D.b <c <a 考点 对数值大小比较 题点 指数、对数值大小比较答案 B解析 方法一 c ＝log 20.3<0，a ＝20.3>0.30.3，b ＝0.32<0.30.3， 所以c <b <a .方法二 c ＝log 20.3<0， b ＝0.32＝0.09<1， a ＝20.3>20＝1， 所以c <b <a .8.已知函数f (x )＝a x ，g (x )＝x a ，h (x )＝log a x ，其中a >0且a ≠1，在同一平面直角坐标系中画出其中两个函数在第一象限内的图象，则正确的是( )答案 B解析 分a >1和0<a <1两种情况，分别画出幂函数、指数函数、对数函数的图象(图略)，对比可得选项B 正确.9.若关于x 的方程|a x －1|＝2a (a >0且a ≠1)有两个不等实根，则a 的取值范围是( ) A.(0,1)∪(1，＋∞) B.(0,1) C.(1，＋∞)D.⎝⎛⎭⎫0，12 考点 指数函数的图象与性质 题点 指数函数图象的应用 答案 D解析 方程|a x －1|＝2a (a >0且a ≠1)有两个实数根转化为函数y ＝|a x －1|与y ＝2a 有两个交点. ①当0<a <1时，如图(1)， ∴0<2a <1，即0<a <12.②当a >1时，如图(2)，而y ＝2a >1不符合要求.综上，a 的取值范围为0<a <12.10.若偶函数f (x )在(－∞，0)内单调递减，则不等式f (－1)＜f (lg x )的解集是( ) A.(0,10) B.⎝⎛⎭⎫110，10 C.⎝⎛⎭⎫110，＋∞ D.⎝⎛⎭⎫0，110∪(10，＋∞) 考点 对数不等式 题点 解对数不等式 答案 D解析 因为f (x )为偶函数，所以f (x )＝f (|x |)，因为f (x )在(－∞，0)内单调递减，所以f (x )在(0，＋∞)内单调递增，故|lg x |＞1，即lg x ＞1或lg x ＜－1，解得x ＞10或0＜x ＜110.11.已知函数f (x )＝lg(1－x )的值域为(－∞，1]，则函数f (x )的定义域为( ) A.[－9，＋∞) B.[0，＋∞) C.(－9,1) D.[－9,1) 答案 D解析 要使f (x )＝lg(1－x )有意义，则x ∈(－∞，1)，且f (x )在(－∞，1)上是减函数，当f (x )＝lg(1－x )＝1时，x ＝－9， ∴定义域为[－9,1).12.已知f (x )是定义在R 上的偶函数，且在(0，＋∞)上是增函数，设a ＝f (－3)，b ＝f ⎝⎛⎭⎫log 3 12，c ＝f ⎝⎛⎭⎫43，则a ，b ，c 的大小关系是( ) A.a ＜c ＜b B.b ＜a ＜c C.b ＜c ＜a D.c ＜b ＜a 答案 C解析 a ＝f (－3)＝f (3)， b ＝f ⎝⎛⎭⎫log 3 12＝f (log 32)，c ＝f ⎝⎛⎭⎫43. ∵0＜log 32＜1,1＜43＜3，∴3＞43＞log 32.∵f (x )在(0，＋∞)上是增函数， ∴a ＞c ＞b .二、填空题(本大题共4小题，每小题5分，共20分)13.已知函数f (x )＝a x －1＋3的图象过定点P ，则P 点的坐标是________. 考点 指数函数的图象与性质 题点 指数函数图象过定点问题 答案 (1,4)解析 由于函数y ＝a x 恒过(0,1)，而y ＝a x －1＋3的图象可看作是由y ＝a x 的图象向右平移1个单位，再向上平移3个单位得到的，则P 点坐标为(1,4). 14.函数f (x )＝log 5(2x ＋1)的单调递增区间是________. 考点 对数函数的单调性 题点 对数型复合函数的单调区间 答案 ⎝⎛⎭⎫－12，＋∞ 解析 函数f (x )的定义域为⎝⎛⎭⎫－12，＋∞， 令t ＝2x ＋1(t >0).因为y ＝log 5t 在t ∈(0，＋∞)上为增函数， t ＝2x ＋1在⎝⎛⎭⎫－12，＋∞上为增函数， 所以函数y ＝log 5(2x ＋1)的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫－12，＋∞. 15.给出下列结论：①4(－2)4＝±2；②y ＝x 2＋1，x ∈[－1,2]，y 的值域是[2,5]；③幂函数图象一定不过第四象限；④函数f (x )＝a x ＋1－2(a >0，a ≠1)的图象过定点(－1，－1)；⑤若ln a <1成立，则a 的取值范围是(－∞，e).其中正确的序号是________. 答案 ③④16.已知函数f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ，x >0，3－x ＋1，x ≤0，则f (f (1))＋f ⎝⎛⎭⎫log 312的值为________. 答案 5解析 f (1)＝0，f (f (1))＝f (0)＝2，F ⎝⎛⎭⎫log 312＝3－1log323-＋1＝2＋1＝3， ∴f (f (1))＋f ⎝⎛⎭⎫log 312＝5. 三、解答题(本大题共6小题，共70分) 17.(10分)计算下列各式的值.(1)(ln 5)0＋⎝⎛⎭⎫940.5＋(1－2)2－4log 22 ； (2)log 21－lg 3·log 32－lg 5. 考点 对数的运算 题点 指数对数的混合运算 解 (1)∵(ln 5)0＝1，⎝⎛⎭⎫940.5＝12232⨯⎛⎫⎪⎝⎭＝32. (1－2)2＝|1－2|＝2－1.44411log 2log 2log 2log 222(4)44====∴原式＝1＋32＋2－1－2＝32.(2)原式＝0－lg 3·lg 2lg 3－lg 5＝－(lg 2＋lg 5)＝－lg 10＝－1.18.(12分)已知函数f (x )＝a 2x ＋2a x －1(a >1，且a 为常数)在区间[－1,1]上的最大值为14. (1)求f (x )的表达式； (2)求满足f (x )＝7时x 的值.解 (1)令t ＝a x >0，∵x ∈[－1,1]，a >1，∴a x ∈⎣⎡⎦⎤1a ，a ，f (x )＝y ＝t 2＋2t －1＝(t ＋1)2－2，故当t ＝a 时，函数y 取得最大值为a 2＋2a －1＝14，求得a ＝3，∴f (x )＝32x ＋2×3x －1.(2)由f (x )＝7，可得32x ＋2×3x －1＝7， 即(3x ＋4)(3x －2)＝0， 求得3x ＝2，∴x ＝log 32.19.(12分)已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数，且当x >0时，f (x )＝⎝⎛⎭⎫12x. (1)求函数f (x )的解析式；(2)画出函数f (x )的图象，根据图象写出该函数的单调区间. 解 (1)因为f (x )是R 上的奇函数，所以f (0)＝0. 当x <0时，－x >0，f (x )＝－f (－x )＝－⎝⎛⎭⎫12－x＝－2x， 所以f (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧－2x ，x <0，0，x ＝0，⎝⎛⎭⎫12x，x >0.(3)函数图象如图所示，通过函数的图象可以知道，f (x )的单调递减区间是(－∞，0)，(0，＋∞). 20.(12分)已知函数f (x )＝log 3(a x －1)，a >0且a ≠1. (1)求该函数的定义域；(2)若该函数的图象经过点M (2,1)，讨论f (x )的单调性并证明. 解 (1)要使函数式有意义，需a x －1>0，即a x >1. 当a >1时，可得x >0，所以a >1时，x ∈(0，＋∞)； 当0<a <1时，可得x <0， 所以0<a <1时，x ∈(－∞，0). (2)因为函数的图象经过点M (2,1)， 所以1＝log 3(a 2－1)， 所以a 2－1＝3，即a 2＝4，又a >0，所以a ＝2，所以f (x )＝log 3(2x －1). 显然x >0，f (x )在(0，＋∞)上是增函数.证明如下： 任取x 2>x 1>0，则21212x x >>，所以2121102x x ->->，又y ＝log 3x 在(0，＋∞)上单调递增，所以()()1233log 21log 21xx>--，即f (x 2)>f (x 1)，所以f (x )在(0，＋∞)上是增函数. 21.(12分)已知函数f (x )＝log a (x －1)，g (x )＝log a (6－2x )(a >0，且a ≠1). (1)求函数φ(x )＝f (x )＋g (x )的定义域； (2)试确定不等式f (x )≤g (x )中x 的取值范围. 考点 对数不等式 题点 解对数不等式解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧x －1>0，6－2x >0，解得1<x <3.故函数φ(x )的定义域为{x |1<x <3}. (2)不等式f (x )≤g (x )，即为log a (x －1)≤log a (6－2x ).(*)①当a >1时，不等式(*)等价于⎩⎪⎨⎪⎧1<x <3，x －1≤6－2x ，解得1<x ≤73；②当0<a <1时，不等式(*)等价于⎩⎪⎨⎪⎧1<x <3，x －1≥6－2x ，解得73≤x <3.综上可知，当a >1时，不等式f (x )≤g (x )中x 的取值范围是⎝⎛⎦⎤1，73； 当0<a <1时，不等式f (x )≤g (x )中x 的取值范围是⎣⎡⎭⎫73，3. 22.(12分)已知函数f (x )＝2x －12|x |. (1)若f (x )＝2，求x 的值；(2)若2t f (2t )＋mf (t )≥0对于t ∈[1,2]恒成立，求实数m 的取值范围. 考点 指数函数性质的综合应用 题点 与指数函数有关的恒成立问题 解 (1)当x <0时，f (x )＝0，不合题意； 当x ≥0时，f (x )＝2x －12x .由条件可知2x －12x ＝2，即22x －2·2x －1＝0，解得2x ＝1±2. ∵2x >0，∴2x ＝1＋2， ∴x ＝log 2(1＋2). (2)当t ∈[1,2]时，2t ⎝⎛⎭⎫22t －122t ＋m ⎝⎛⎭⎫2t －12t ≥0， 即m (22t －1)≥－(24t －1). ∵22t －1>0， ∴m ≥－(22t ＋1). ∵t ∈[1,2]，∴－(1＋22t )∈[－17，－5]， 故m 的取值范围是[－5，＋∞).。
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第2课时 二次函数、二次方程及简单的一元二次不等式
学习目标 理解和掌握二次函数的图象和性质，理解和掌握一元二次方程的相关知识并能熟练解出一元二次方程，借助于二次函数的图象会解简单一元二次不等式.
知识点一 一元二次方程的根的判别式 一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)，用配方法将其变形为
⎝⎛⎭⎫x ＋b 2a 2＝b 2
－4ac 4a 2
. (1)当
b 2－4a
c >0
时，右端是正数.因此，方程有两个不相等的实数根：x 1,2＝－b ±b 2－4ac
2a
；
(2)当b 2－4ac ＝0时，右端是零.因此，方程有两个相等的实数根：x 1,2＝－b
2a ；
(3)当b 2－4ac <0时，右端是负数.因此，方程没有实数根.
由于可以用b 2－4ac 的取值情况来判定一元二次方程的根的情况.因此，把b 2－4ac 叫做一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)的根的判别式，表示为Δ＝b 2－4ac . 知识点二 一元二次方程的根与系数的关系 一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)的两个根为 x 1＝－b ＋b 2－4ac 2a ，x 2＝－b －b 2－4ac 2a ，
所以：x 1＋x 2＝－b ＋b 2－4ac 2a ＋－b －b 2－4ac
2a
＝－b
a ，x 1x 2＝－
b ＋b 2－4a
c 2a ·－b －b 2－4ac 2a
＝(－b )2－(b 2－4ac )2(2a )2
＝4ac 4a 2＝c a .
一元二次方程根与系数的关系由十六世纪的法国数学家韦达发现，所以通常把此定理称为“韦达定理”.
定理：如果一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)的两个根为x 1，x 2，那么x 1＋x 2＝－b a ，x 1x 2＝c
a .
知识点三 二次函数的图象与性质 仅讨论y ＝ax 2＋bx ＋c (a >0)的情况： 1.x 的取值范围为一切实数. 2.y 的取值范围为⎣⎡⎭
⎫4ac －b 24a ，＋∞
当x ＝－b
2a 时，y 取得最小值4ac －b 24a .
3.二次函数的三种表达方式： ⎩⎪⎨⎪
⎧
y ＝ax 2＋bx ＋c ；y ＝a (x －x 1)(x －x 2)；y ＝a (x －h )2＋k .
4.对称轴x ＝－b 2a (图象关于x ＝－b
2a 对称).
5.(1)当x 1<x 2≤－b
2a 时，则y 1>y 2.
(2)当x 2>x 1≥－b
2a
时，则y 1<y 2.
6.二次函数、一元二次方程、一元二次不等式之间的联系列表如下：
有相异两实根x b 2－4ac
2a
(x 有相等两实根x b
没有实根
1.方程ax 2＋bx ＋c ＝0如果有实数根，则Δ＝b 2－4ac ≥0.( × )
2.二次函数y ＝ax 2＋bx ＋c (a ≠0)在x ＝－b
2a
时取得最值.( √ )
3.一元二次方程ax 2＋bx ＋c ＝0(a ≠0)有两个不相等实数根，则ax 2＋bx ＋c >0的范围为x >x 2或x <x 1.( × )
突破一 一元二次方程的相关知识的应用
例1 已知关于x 的方程x 2＋2(m －2)x ＋m 2＋4＝0有两个实数根，并且这两个实数根的平方和比两个根的积大21，求m 的值.
跟踪训练1 若x 1和x 2分别是一元二次方程2x 2＋5x －3＝0的两根， (1)求|x 1－x 2|的值； (2)求1x 21＋1
x 22
的值；
(3)x 31＋x 3
2.
突破二 二次函数的图象与性质
例2 已知函数y ＝x 2，－2≤x ≤a ，其中a ≥－2，求该函数的最大值与最小值，并求出函数取最大值和最小值时所对应的自变量x 的值.
跟踪训练2 求二次函数y ＝－3x 2－6x ＋1图象的开口方向、对称轴、顶点坐标、最大值(或最小值)，并指出当x 取何值时，y 随x 的增大而增大(或减小)？画出该函数的图象，并指出y >0时x 的取值范围.
突破三 一元二次不等式的解法 例3 求不等式4x 2－4x ＋1>0的解.
跟踪训练3 求不等式－3x 2＋6x >2的解.
1.不等式9x 2－6x ＋1≤0的解为( ) A.全体实数 B.无解 C.x ≠13
D.x ＝1
3
2.不等式－4x 2＋4x <－15的解为( ) A.－32<x <52
B.－52<x <32
C.x >52或x <－32
D.x >32或x <－52
3.函数y ＝x 2－2x ，当－1≤x ≤t 时，该函数的最大值为3，则t 的最大值为__________.
4.方程x 2－ax ＋1＝0的两根为x 1，x 2，若|x 1－x 2|＝
5.则a ＝________.
5.不等式ax 2＋bx ＋1>0的解为－12<x <1
3，则a ＋b ＝________.
一、选择题
1.若关于x 的方程(a ＋1)x 2－3x －2＝0是一元二次方程，则a 的取值范围是( ) A.a ≠0 B.a ≠－1 C.a ＞－1 D.a ＜－1
2.若一元二次方程x 2－2x ＋1－a ＝0无实根，则a 的取值范围是( ) A.a ＜0 B.a ＞0 C.a ＜3
4
D.a ＞34
3.若m ，n 是一元二次方程x 2＋x －2＝0的两个根，则m ＋n －mn 的值是( ) A.－3 B.3 C.－1 D.1
4.不等式2x 2－x －1>0的解是( ) A.－1
2＜x ＜1
B.x ＞1
C.x ＜1或x ＞2
D.x ＜－1
2
或x ＞1
5.关于二次函数y ＝－2x 2＋1，下列说法中正确的是( ) A.它的开口方向是向上
B.当x ＜－1时，y 随x 的增大而增大
C.它的顶点坐标是(－2,1)
D.当x ＝0时，y 有最大值是2
6.若二次函数y＝x2－mx的对称轴是x＝－3，则关于x的方程x2＋mx＝7的解是()
A.x1＝0，x2＝6
B.x1＝1，x2＝7
C.x1＝1，x2＝－7
D.x1＝－1，x2＝7
7.y＝ax2＋ax－1对于任意实数x都满足y＜0，则a的取值范围是()
A.a≤0
B.a＜－4
C.－4＜a＜0
D.－4＜a≤0
二、填空题
8.已知关于x的不等式x2＋ax＋b<0的解为1<x<2，则关于x的不等式bx2＋ax＋1>0的解为________________________________________________________________________.
9.函数y＝－x2＋1，当－1≤x≤2时，函数y的最小值是________.
10.不等式x2－5x＋6≤0的解为________________.
11.x1，x2是方程x2＋2x－3＝0的两个根，则代数式x21＋3x1＋x2＝________.
三、解答题
12.画出函数y＝2x2－4x－6的草图.
13.已知关于x的一元二次方程x2－2(k－1)x＋k2－1＝0有两个不相等的实数根.
(1)求k的取值范围；
(2)若该方程的两根分别为x1，x2，且满足|x1＋x2|＝2x1x2，求k的值.
14.将抛物线y＝(x－1)2＋1向左平移1个单位，得到的抛物线解析式为()
A.y＝(x－2)2＋1
B.y＝x2＋1
C.y＝(x＋1)2＋1
D.y＝(x－1)2
15.解关于x的不等式x2－ax－2a2<0.。