2018届高三文科数学 选修4-4,4-5测试卷

合集下载

2018学年高中数学选修4-5检测:本讲高效整合3 含答案

2018学年高中数学选修4-5检测:本讲高效整合3 含答案

第三讲 柯西不等式与排序不等式一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.若a ,b ∈R ,且a 2+b 2=10,则a +b 的取值范围是( ) A .[-25,25] B .[-210,210] C .[-10,10]D .[-5,5]解析: 由(a 2+b 2)(1+1)≥(a +b )2, 所以a +b ∈[-25,25],故选A. 答案: A2.若x 21+x 22+…+x 2n =1,y 21+y 22+…+y 2n =1,则x 1y 1+x 2y 2+…+x n y n 的最大值是( ) A .2 B .1 C .3D.333解析: 由(x 1y 1+x 2y 2+…+x n y n )2≤(x 21+x 22+…+x 2n )(y 21+y 22+…+y 2n )=1,故选B.答案: B3.学校要开运动会,需要买价格不同的奖品40件、50件、20件,现在选择商店中单价为5元、3元、2元的奖品,则至少要花( )A .300元B .360元C .320元D .340元解析: 由排序原理知,反序和最小为320,故选C. 答案: C4.已知a ,b ,c 为非零实数,则(a 2+b 2+c 2)⎝⎛⎭⎫1a 2+1b 2+1c 2的最小值为( ) A .7 B .9 C .12D .18解析: 由(a 2+b 2+c 2)⎝⎛⎭⎫1a 2+1b 2+1c 2 ≥⎝⎛⎭⎫a ·1a +b ·1b +c ·1c 2 =(1+1+1)2=9, ∴所求最小值为9,故选B. 答案: B5.设a ,b ,c ≥0,a 2+b 2+c 2=3,则ab +bc +ca 的最大值为( ) A .0 B .1 C .3D.333解析: 由排序不等式a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ac , 所以ab +bc +ca ≤3.故应选C. 答案: C6.表达式x 1-y 2+y 1-x 2的最大值是( ) A .2 B .1 C. 2D.32解析: 因为x 1-y 2+y 1-x 2≤ (x 2+1-x 2)(1-y 2+y 2)=1,故选B. 答案: B7.已知不等式(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +1y ≥a 对任意正实数x ,y 恒成立,则实数a 的最大值为( ) A .2 B .4 C. 2D .16 解析: 由(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +1y ≥(1+1)2=4, 因此不等式(x +y )(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +1y ≥a 对任意正实数x ,y 恒成立, 即a ≤4,故应选B. 答案: B8.设a ,b ,c 为正数,a +b +4c =1,则a +b +2c 的最大值是( ) A. 5 B. 3 C .2 3D.32 解析: 1=a +b +4c =(a )2+(b )2+(2c )2 =13[(a )2+(b )2+(2c )2]·(12+12+12) ≥(a +b +2c )2·13,∴(a +b +2c )2≤3,即所求为 3. 答案: B9.若a >b >c >d ,x =(a +b )(c +d ),y =(a +c )(b +d ),z =(a +d )(b +c ),则x ,y ,z 的大小顺序为( ) A .x <z <y B .y <z <x C .x <y <zD .z <y <x解析: 因a >d 且b >c , 则(a +b )(c +d )<(a +c )(b +d ), 得x <y ,因a >b 且c >d , 则(a +c )(b +d )<(a +d )(b +c ), 得y <z ,故选C. 答案: C10.若0<a 1<a 2,0<b 1<b 2且a 1+a 2=b 1+b 2=1,则下列代数式中值最大的是( ) A .a 1b 1+a 2b 2 B .a 1a 2+b 1b 2 C .a 1b 2+a 2b 1D.12 解析: 利用特值法,令a 1=0.4,a 2=0.6,b 1=0.3,b 2=0.7计算后作答;或根据排序原理,顺序和最大.答案: A11.已知a ,b ,c ,d 均为实数,且a +b +c +d =4,a 2+b 2+c 2+d 2=163,则a 的最大值为( )A .16B .10C .4D .2解析: 构造平面π:x +y +z +(a -4)=0, 球O :x 2+y 2+z 2=163-a 2,则点(b ,c ,d )必为平面π与球O 的公共点, 从而|a -4|3≤163-a 2, 即a 2-2a ≤0,解得0≤a ≤2, 故实数a 的最大值是2. 答案: D12.x ,y ,z 是非负实数,9x 2+12y 2+5z 2=9,则函数u =3x +6y +5z 的最大值是( ) A .9 B .10 C .14D .15解析: u 2=(3x +6y +5z )2≤[(3x )2+(23y )2+(5z )2]·[12+(3)2+(5)2] =9×9=81,∴u ≤9.答案: A二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.请把正确答案填在题中横线上) 13.已知a ,b ,c 都是正数,且4a +9b +c =3,则1a +1b +1c 的最小值是________.解析: 由4a +9b +c =3,∴4a 3+3b +c3=1,∴1a +1b +1c=43a +3b +c 3a +43a +3b +c 3b +43a +3b +c 3c=43+3b a +c 3a +3+4a 3b +c 3b +13+4a 3c +3bc =3+53+⎝⎛⎭⎫3b a +4a 3b +⎝⎛⎭⎫c 3a +4a 3c +⎝⎛⎭⎫c 3b +3b c ≥3+53+4+43+2=12.答案: 1214.已知a ,b 是给定的正数,则a 2sin 2α+b 2cos 2α的最小值是________.解析: a 2sin 2α+b 2cos 2α=(sin 2α+cos 2α)⎝⎛⎭⎫a 2sin 2α+b 2cos 2α≥(a +b )2. 答案: (a +b )215.已知点P 是边长为23的等边三角形内一点,它到三边的距离分别为x ,y ,z ,则x ,y ,z 所满足的关系式为________,x 2+y 2+z 2的最小值是________.解析: 利用三角形面积相等,得 12×23(x +y +z )=34×(23)2, 即x +y +z =3;由(1+1+1)(x 2+y 2+z 2)≥(x +y +z )2=9, 则x 2+y 2+z 2≥3. 答案: x +y +z =3 316.若不等式|a -1|≥x +2y +2z ,对满足x 2+y 2+z 2=1的一切实数x ,y ,z 恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析: 由柯西不等式可得(12+22+22)(x 2+y 2+z 2)≥(x +2y +2z )2,所以x +2y +2z 的最大值为3,故有|a -1|≥3,∴a ≥4或a ≤-2.答案:a≥4或a≤-2三、解答题(本大题共6小题,共74分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(12分)已知a2+b2=1,x2+y2=1.求证:ax+by≤1.证明:∵a2+b2=1,x2+y2=1.又由柯西不等式知∴1=(a2+b2)(x2+y2)≥(ax+by)2∴1≥(ax+by)2,∴1≥|ax+by|≥ax+by,∴所以不等式得证.18.(12分)设x2+2y2=1,求μ=x+2y的最值.解析:由|x+2y|=|1·x+2·2y|≤1+2·x2+2y2= 3.当且仅当x1=2y2,即x=y=±33时取等号.所以,当x=y=33时,μmax= 3.当x=y=-33时,μmin=- 3.19.(12分)设a≥b>0,求证:3a3+2b3≥3a2b+2ab2.证明:∵a≥b>0,∴a≥a≥a≥b≥b>0,a2≥a2≥a2≥b2≥b2>0,由顺序和≥乱序和,得a3+a3+a3+b3+b3≥a2b+a2b+a2a+ab2+ab2.又a2b+a2b+a2a+ab2+ab2≥3a2b+2ab2.则3a3+2b3≥3a2b+2ab2.20.(12分)已知x,y,z∈R,且x+y+z=3,求x2+y2+z2的最小值.解析:方法一:注意到x,y,z∈R,且x+y+z=3为定值,利用柯西不等式得到(x2+y2+z2)(12+12+12)≥(x·1+y·1+z·1)2=9,从而x2+y2+z2≥3,当且仅当x=y=z=1时取“=”号,所以x2+y2+z2的最小值为3.方法二:可考虑利用基本不等式“a2+b2≥2ab”进行求解,由x2+y2+z2=(x+y+z)2-(2xy+2xz+2yz)≥9-(x2+y2+x2+z2+y2+z2),从而求得x2+y2+z2≥3,当且仅当x=y=z=1时取“=”号,所以x2+y2+z2的最小值为3.21.(12分)设a ,b ,c 为正数,且不全相等,求证: 2a +b +2b +c +2c +a >9a +b +c. 证明: 构造两组数a +b ,b +c ,c +a ; 1a +b ,1b +c ,1c +a,则由柯西不等式得 (a +b +b +c +c +a )⎝⎛⎭⎫1a +b +1b +c +1c +a ≥(1+1+1)2,①即2(a +b +c )⎝⎛⎭⎫1a +b +1b +c +1c +a ≥9. 于是2a +b +2b +c +2c +a ≥9a +b +c .于是2a +b +2b +c +2c +a ≥9a +b +c .由柯西不等式知, ①中有等号成立⇔a +b 1a +b =b +c 1b +c =c +a1c +a⇔a +b =b +c =c +a ⇔a =b =c .因题设a ,b ,c 不全相等,故①中等号不成立,于是2a +b +2b +c +2c +a >9a +b +c. 22.(14分)设x 1,x 2,…,x n ∈R +,且x 1+x 2+…+x n =1,求证:x 211+x 1+x 221+x 2+…+x 2n1+x n≥1n +1. 证明: 因为x 1+x 2+…+x n =1, 所以n +1=(1+x 1)+(1+x 2)+…+(1+x n ). 又⎝⎛⎭⎫x 211+x 1+x 221+x 2+……+x 2n1+x n (n +1) =⎝⎛⎭⎫x 211+x 1+x 221+x 2+…+x 2n1+x n [(1+x 1)+(1+x 2)+…+(1+x n )] ≥(x 1+x 2+…+x n )2=1,所以x 211+x 1+x 221+x 2+…+x 2n 1+x n ≥1n +1.。

2018年高中数学选修4-5模块测试

2018年高中数学选修4-5模块测试

2018年高中数学选修4-5模块测试考试时间:2小时满分50分一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.用数学归纳法证明不等式1+12+14+⋯+12n−1>12764成立,起始值至少应取为( )A. 7B. 8C. 9D. 102.函数y=|x−4|+|x−6|≥a恒成立,则a的最大值为()A. 2B. √2C. 4D. 63.已知x+y=1,则2x2+3y2的最小值是()A. 56B. 65C. 2536D. 36254.要证:a2+b2−1−a2b2≤0,只要证明( )A. 2ab−1−a2b2≤0B. a2+b2−1−a4+b42≤0C. (a+b)22−1−a2b2≤0 D. (a2−1)(b2−1)≥05.已知函数g(x)=x|a−x|+2x,若存在a∈[−2,3],使得函数y=g(x)−at有三个零点,则实数t的取值范围是( )A. (94,52) B. (2,2512) C. (2,94) D. (2,52)6.若a,b∈R,且ab<0,则下列不等式成立的是()A. |a+b|>|a−b|B. |a+b|<|a−b|C. |a+b|<||a|−|b||D. |a−b|<|a|+|b|7.已知x+3y+5z=6,则x2+y2+z2的最小值为( ).A. B. C. D. 68.若不等式|ax+2|<6的解集为(−1,2),则实数a等于( )A. 8B. 2C. −4D. −89.用数学归纳法证明第一步应验证不等式A. 1+<2B. 1++<3C. 1+++<3D. 1++<210.已知|x−a|<b的解集为{x|2<x<4},则实数a等于( )A. 1B. 2C. 3D. 411.设c1,c2,…,c n是a1,a2,…,a n的某一排列(a1,a2,…,a n均为正数),则a1 c1+a2c2+⋯+a nc n的最小值是A. 2nB. 1nC. √nD. n12.若1a <1b<0,则下列不等式中,正确的不等式有( )①a+b<ab;②|a|>|b|;③a<b;④ab<b2.A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13.已知,则的最大值为.14.对任意x∈R,若|x−3|+|x+2|>a恒成立,求实数a的取值范围______ .15.已知关于x的不等式|x−a|+|x−3|≥2a的解集为R,则实数a的最大值为______.16.若不等式|2x−1|+|x+2|≥a2+12a+2对任意实数x恒成立,则实数a的取值范围是______ .三、解答题(本大题共6小题,共70.0分)17.不等式选讲设函数f(x)=|x−a|(Ⅰ)当a=2时,解不等式f(x)≥4−|x−1|;(Ⅱ)若f(x)≤1的解集为[0,2],1m +12n=a(m>0,n>0).求证:m+2n≥4.18.已知a>0,b>0,c>0,函数f(x)=|x+a|+|x−b|+c的最小值为4.(1)求a+b+c的值;(2)求14a2+19b2+c2的最小值.19.观察以下5个等式:−1=−1−1+3=2−1+3−5=−3−1+3−5+7=4−1+3−5+7−9=−5……根据以上式子规律:(1)写出第6个等式,并猜想第n个等式;(n∈N∗)(2)用数学归纳法证明上述所猜想的第n个等式成立。

2018届高三数学高考真题与模拟题分类汇编。选修4-4 坐标系与参数方程

2018届高三数学高考真题与模拟题分类汇编。选修4-4 坐标系与参数方程

2018届高三数学高考真题与模拟题分类汇编。

选修4-4 坐标系与参数方程2018届高三数学高考真题与模拟题分类汇编] 选修4-4 坐标系与参数方程解答题(本题共15小题,每小题10分,共150分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)1.[2016·石家庄教学质检] 在直角坐标系 $xOy$ 中,直线$l$ 的参数方程为 $\begin{cases}y=3+\dfrac{2t^2}{x}\\x=2t\end{cases}$($t$ 为参数)。

在以 $O$ 为极点,$x$ 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 $C$ 的极坐标方程为$\rho=4\sin\theta-2\cos\theta$。

1) 求直线 $l$ 的普通方程与曲线 $C$ 的直角坐标方程;2) 若直线 $l$ 与 $y$ 轴的交点为 $P$,直线 $l$ 与曲线$C$ 的交点为 $A$,$B$,求 $|PA|\cdot |PB|$ 的值。

解:(1) 直线 $l$ 的普通方程为 $x-y+3=0$。

将直线 $l$ 的参数方程代入 $\rho=4\sin\theta-2\cos\theta$ 中,得 $4r\sin\theta-2r\cos\theta=r^2$,即 $x^2+(y-2)^2=5$。

2) 将直线的参数方程 $\begin{cases}y=3+\dfrac{2t^2}{x}\\x=2t\end{cases}$ 代入曲线 $C$ 的直角坐标方程 $(x+1)^2+(y-2)^2=5$,解得交点 $A(-3,-1)$,$B(1,3)$。

由 $P$,$A$,$B$ 三点坐标可得 $|PA|=2\sqrt{5}$,$|PB|=2$,故 $|PA|\cdot |PB|=4\sqrt{5}$。

2.[2016·全国卷Ⅱ] 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 $C$ 的极坐标方程;2) 直线 $l$ 的参数方程是 $\begin{cases}x=t\cos\alpha\\y=t\sin\alpha\end{cases}$($t$ 为参数),$l$ 与 $C$ 交于 $A$,$B$ 两点,$|AB|=10$,求 $l$ 的斜率。

2018学年高中数学人教A版选修4-4 模块综合测评 含答案

2018学年高中数学人教A版选修4-4 模块综合测评 含答案

模块综合测评(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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.极坐标方程cos θ=32(ρ∈R )表示的曲线是( ) A .两条相交直线 B .两条射线 C .一条直线D .一条射线【解析】 由cos θ=32,解得θ=π6或θ=116π, 又ρ∈R ,故为两条过极点的直线. 【答案】 A2.极坐标系中,过点P (1,π)且倾斜角为π4的直线方程为( ) A .ρ=sin θ+cos θ B .ρ=sin θ-cos θ C .ρ=1sin θ+cos θD .ρ=1sin θ-cos θ【解析】 设M (ρ,θ) 为直线上任意一点,则 在△OPM 中,由正弦定理得ρsin π4=1sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4, ∴ρ=1sin θ-cos θ.【答案】 D3.已知参数方程⎩⎨⎧x =at +λcos θy =bt +λsin θ(a 、b 、λ均不为零,0≤θ≤2π),分别取①t为参数;②λ为参数;③θ为参数,则下列结论中成立的是( )A .①、②、③均是直线B .只有②是直线C .①、②是直线,③是圆D .②是直线,①③是圆【解析】 ①t 为参数,原方程可化为:y -λsin θ=ba (x -λcos θ),②λ为参数,原方程可化为:y -bt =(x -at )·tan θ,③θ为参数,原方程可化为: (x -at )2+(y -bt )2=λ2,即①、②是直线,③是圆. 【答案】 C4.将曲线x 23+y22=1按φ:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=13x ,y ′=12y 变换后的曲线的参数方程为( )A.⎩⎨⎧x =3cos θy =2sin θ B.⎩⎨⎧x =3cos θy =2sin θ C.⎩⎪⎨⎪⎧x =13cos θy =12sin θD.⎩⎪⎨⎪⎧x =33cos θy =22sin θ【解析】 x 23+y 22=1→(3x ′)23+(2y ′)22=1→(3x ′)2+(2y ′)2=1→⎩⎨⎧3x ′=cos θ,2y ′=sin θ→⎩⎪⎨⎪⎧x ′=33cos θ,y ′=22sin θ,即⎩⎪⎨⎪⎧x =33cos θ,y =22sin θ,故选D.【答案】 D5.化极坐标方程ρ2cos θ-ρ=0为直角坐标方程为( ) A .x 2+y 2=0或y =1 B .x =1 C .x 2+y 2=0或x =1D .y =1【解析】 由ρ2cos θ-ρ=0,得ρ(ρcos θ-1)=0, 又ρ=x 2+y 2,x =ρcos θ, ∴x 2+y 2=0或x =1.【答案】 C6.柱坐标⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3,1对应的点的直角坐标是( ) A .(3,-1,1) B .(3,1,1) C .(1,3,1)D .(-1,3,1)【解析】由直角坐标与柱坐标之间的变换公式⎩⎨⎧x =ρcos θ,y =ρsin θz =z,可得⎩⎨⎧x =1,y =3,z =1,故应选C.【答案】 C7.直线l :3x +4y -12=0与圆C :⎩⎨⎧x =-1+2cos θy =2+2sin θ(θ为参数)的公共点个数为( )A .0个B .1个C .2个D .无法确定【解析】 圆C 的直角坐标方程为(x +1)2+(y -2)2=4, ∴圆心C (-1,2),半径r =2. 圆心C 到直线l 的距离 d =|3×(-1)+4×2-12|32+42=75,因此d <r ,直线与圆C 相交于两点. 【答案】 C8.双曲线⎩⎨⎧x =4sec θy =2tan θ(θ为参数)上,当θ=2π3时对应的点为P ,O 为原点,则OP 的斜率为( )A.34B.32C. 3D .2【解析】 ∵x =4sec θ=4cos 2π3=-8, y =2tan θ=2tan 2π3=-23, ∴k OP =y x =34. 【答案】 A9.已知曲线C 的极坐标方程为ρ=6sin θ,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 轴正半轴,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =2t -1,y =22t(t 为参数),则直线l 与曲线C 相交所得弦长为( )A .1B .2C .3D .4【解析】 曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2-6y =0,即x 2+(y -3)2=9,直线⎩⎨⎧x =2t -1,y =22t的直角坐标方程为x -2y +1=0,∵圆心C 到直线l 的距离 d =|0-2×3+1|12+(-2)2=5, ∴直线l 与圆C 相交所得弦长为 2r 2-d 2=29-5=4. 【答案】 D10.直线⎩⎨⎧x =-2-4t ,y =1+3t (t 为参数)与圆ρ=2cos θ的位置关系为( )A .相离B .相切C .相交D .无法确定【解析】 直线⎩⎨⎧x =-2-4t ,y =1+3t (t 为参数)的普通方程为3x +4y +2=0,圆ρ=2cos θ的普通方程为x 2+y 2-2x =0,即(x -1)2+y 2=1,圆心到直线3x +4y +2=0的距离d =1=r ,所以直线与圆的位置关系为相切.故选B.【答案】 B11.已知曲线的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2α2,y =12sin α(α为参数),若以此曲线所在的直角坐标系的原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线的极坐标方程为( )A .ρ=sin θB .ρ=2sin θC .ρ=2cos θD .ρ=cos θ【解析】 由⎩⎪⎨⎪⎧x =cos 2α2=12+12cos α,y =12sin α(α为参数)得普通方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+y 2=14,故圆心为C ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,半径r =12,所以极坐标方程为ρ=cos θ. 【答案】 D12.若动点(x ,y )在曲线x 24+y 2b 2=1(b >0)上变化,则x 2+2y 的最大值为( ) A.⎩⎪⎨⎪⎧ b 24+4 (0<b ≤4)2b (b >4) B.⎩⎪⎨⎪⎧b 24+4 (0<b <2)2b (b ≥2)C.b 24+4 D .2b【解析】 设动点的坐标为(2cos θ,b sin θ), 代入x 2+2y =4cos 2θ+2b sin θ=-⎝ ⎛⎭⎪⎫2sin θ-b 22+4+b 24,当0<b ≤4时,(x 2+2y )max =b 24+4;当b >4时,(x 2+2y )max =-⎝ ⎛⎭⎪⎫2-b 22+4+b 24=2b .【答案】 A二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,把正确答案填在题中横线上)13.在直角坐标系xOy 中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知射线θ=π4与曲线⎩⎨⎧x =t +1,y =(t -1)2(t 为参数)相交于A ,B 两点,则线段AB的中点的直角坐标为________.【解析】 射线θ=π4的普通方程为y =x (x ≥0),代入⎩⎨⎧x =t +1,y =(t -1)2,得t 2-3t =0,解得t =0或t =3.当t =0时,x =1,y =1,即A (1,1); 当t =3时,x =4,y =4,即B (4,4). 所以AB 的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫52,52.【答案】 ⎝ ⎛⎭⎪⎫52,5214.极坐标系中,曲线ρ=-4cos θ上的点到直线ρ()cos θ+3sin θ=8的距离的最大值是________.【解析】 曲线方程化为:ρ2=-4ρcos θ,即x 2+y 2+4x =0,化为:(x +2)2+y 2=4,圆心坐标为(-2,0),半径为r =2,直线方程化为:x +3y -8=0,圆心到直线的距离为:d =|-2-8|2=5,所以最大距离为:5+2=7.【答案】 715.直线⎩⎨⎧ x =2+t y =-1-t (t 为参数)与曲线⎩⎨⎧x =3cos αy =3sin α(α为参数)的交点个数为________.【解析】 直线与曲线的普通方程分别为 x +y -1=0, ① x 2+y 2=9, ②②表示圆心为O (0,0),半径为3的圆, 设O 到直线的距离为d ,则d =|-1|2=22, ∵22<3,∴直线与圆有2个交点. 【答案】 216.已知曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos t ,y =2sin t (t 为参数),C 在点(1,1)处的切线为l .以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则l 的极坐标方程为________.【解析】 由sin 2t +cos 2t =1得曲线C 的普通方程为x 2+y 2=2,过原点O 及切点(1,1)的直线的斜率为1,故切线l 的斜率为-1,所以切线l 的方程为y -1=-(x -1),即x +y -2=0.把x =ρcos θ,y =ρsin θ代入直线l 的方程可得ρcos θ+ρsin θ-2=0,即2ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4-2=0,化简得ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4= 2.【答案】 ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4= 2三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy 中,求过椭圆⎩⎨⎧x =5cos φ,y =3sin φ(φ为参数)的右焦点,且与直线⎩⎨⎧x =4-2t ,y =3-t (t 为参数)平行的直线的普通方程.【解】 由题设知,椭圆的长半轴长a =5,短半轴长b =3,从而c =a 2-b 2=4,所以右焦点为(4,0).将已知直线的参数方程化为普通方程x -2y +2=0.故所求直线的斜率为12,因此其方程为y =12(x -4),即x -2y -4=0.18.(本小题满分12分)在平面直角坐标系中, 以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.已知点A 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π4,直线l 的极坐标方程为ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=a ,且点A 在直线l 上.(1)求a 的值及直线l 的直角坐标方程;(2)圆C 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+cos α,y =sin α(α为参数),试判断直线l 与圆C 的位置关系.【解】 (1)由点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π4在直线ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=a 上,可得a =2,所以直线l 的方程可化为ρcos θ+ρsin θ=2, 从而直线l 的直角坐标方程为x +y -2=0.(2)由已知得圆C 的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1, 所以圆C 的圆心为(1,0),半径r =1. 因为圆心C 到直线l 的距离d =12=22<1, 所以直线l 与圆C 相交.19.(本小题满分12分)已知曲线C 1的参数方程为⎩⎨⎧x =4+5cos t ,y =5+5sin 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,曲线C 2的极坐标方程为ρ=2sin θ.(1)把C 1的参数方程化为极坐标方程; (2)求C 1与C 2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π).【解】 (1)将⎩⎨⎧x =4+5cos t ,y =5+5sin t 消去参数t ,化为普通方程(x -4)2+(y -5)2=25,即C 1:x 2+y 2-8x -10y +16=0.将⎩⎨⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ代入x 2+y 2-8x -10y +16=0得 ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0,所以C 1的极坐标方程为ρ2-8ρcos θ-10ρsin θ+16=0. (2)C 2的普通方程为x 2+y 2-2y =0.由⎩⎨⎧x 2+y 2-8x -10y +16=0,x 2+y 2-2y =0,解得⎩⎨⎧ x =1,y =1或⎩⎨⎧x =0,y =2.所以C 1与C 2交点的极坐标分别为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π4,⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π2.20.(本小题满分12分)在直角坐标系xOy 中,圆C 1:x 2+y 2=4,圆C 2:(x -2)2+y 2=4.(1)在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,分别写出圆C 1,C 2的极坐标方程,并求出圆C 1,C 2的交点坐标(用极坐标表示);(2)求圆C 1与C 2的公共弦的参数方程.【解】 (1)圆C 1的极坐标方程为ρ=2,圆C 2的极坐标方程为ρ=4cos θ. 解⎩⎨⎧ρ=2,ρ=4cos θ,得ρ=2,θ=±π3.故圆C 1与圆C 2交点的坐标为 ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-π3或⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3. 注:极坐标系下点的表示不惟一.(2)法一 将x =1代入⎩⎨⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ,得ρcos θ=1,从而ρ=1cos θ.于是圆C 1与C 2的公共弦的参数方程为⎩⎨⎧x =1,y =tan θ,⎝⎛⎭⎪⎫-π3≤θ≤π3. 法二 由⎩⎨⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ,得圆C 1与圆C 2交点的直角坐标分别为(1,-3)或(1,3).故圆C 1与C 2公共弦的参数方程为 ⎩⎨⎧x =1,y =t ,(-3≤t ≤3). 21.(本小题满分12分)在直角坐标系中,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立坐标系,已知曲线C :ρsin 2θ=2a cos θ(a >0),已知过点P (-2,-4)的直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =-2+22ty =-4+22t(t 为参数),直线l 与曲线C 分别交于M ,N 两点.(1)写出曲线C 和直线l 的普通方程;(2)若|PM |,|MN |,|PN |成等比数列,求a 的值. 【解】 (1)曲线C :y 2=2ax ,直线l :x -y -2=0. (2)将直线的参数表达式代入抛物线得 12t 2-(42+2a )t +16+4a =0, 所以t 1+t 2=82+22a ,t 1t 2=32+8a . 因为|PM |=|t 1|,|PN |=|t 2|,|MN |=|t 1-t 2|, 由题意知,|t 1-t 2|2=|t 1t 2|⇒(t 1+t 2)2=5t 1t 2, 代入得a =1.22.(本小题满分12分)如图1,已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,过F 的直线交抛物线于A ,B 两点.图1(1)求证:1|F A |+1|FB |为定值; (2)求AB 的中点M 的轨迹方程.【解】 设直线AB 的方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =p 2+t cos α,y =t sin α(t 为参数,α≠0),代入y 2=2px整理,得t 2sin 2α-2pt cos α-p 2=0.设A 、B 两点对应的参数分别为t 1、t 2, 则由根与系数的关系,得t 1+t 2=2p cos αsin 2α,t 1t 2=-p 2sin 2α.(1)1|F A |+1|FB |=1|t 1|+1|t 2|=|t 1|+|t 2||t 1t 2| =|t 1-t 2||t 1t 2|=(t 1+t 2)2-4t 1t 2|t 1t 2| =⎝ ⎛⎭⎪⎫2p cos αsin 2α2+4p 2sin 2α⎪⎪⎪⎪⎪⎪-p 2sin 2α=2p (定值). (2)设AB 的中点M (x ,y ),则M 对应的参数为t =t 1+t 22=p cos αsin 2α,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x =p 2+p cos 2αsin 2α,y =p cos αsin α(α为参数),消去α,得y 2=p ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -p 2为所求的轨迹方程.。

高中数学选修4-4、4-5试题及答案

高中数学选修4-4、4-5试题及答案

选修4-4、4-5测试题姓名: 成绩一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.)1.已知c <d, a >b >0, 下列不等式中必成立的一个是 ( )A .a+c >b+dB .a –c >b –dC .ad <bcD .d bc a >2.函数28(0)2x y x x =-->的最大值是 ( )A .6B .8C .10D .183.若直线的参数方程为12()23x t t y t =+⎧⎨=-⎩为参数,则直线的斜率为( )A .23 B .23- C .32 D .32-4.参数方程⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+-=2221211t ty t t x (t 为参数)化为普通方程为( )A .122=+y x B.122=+y x 去掉(0,1)点C. 122=+y x 去掉(1,0)点D.122=+y x 去掉(-1,0)点5.极坐标方程cos 2sin 2ρθθ=表示的曲线为( )A .一条射线和一个圆B .两条直线C .一条直线和一个圆D .一个圆6.在极坐标系中与圆4sin ρθ=相切的一条直线的方程为( )A .cos 2ρθ=B .sin 2ρθ=C .4sin()3πρθ=+D .4sin()3πρθ=-7.直线112()2x tt y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩为参数和圆2216x y +=交于,A B 两点,则AB 的中点坐标为()A .(3,3)- B.( C.3)- D.(3,8.圆5cos ρθθ=-的圆心是( )A .4(5,)3π-- B .(5,)3π- C .(5,)3π D .5(5,)3π-9.若曲线22=ρ上有n 个点到曲线2)4cos(=+πθρ的距离等于2,则n =( )A .1B .2C .3D .410.用数学归纳法证明“nn n n n 212111211214131211+++++=--++-+-ΛΛ”时,由k n =的假设证明1+=k n 时,如果从等式左边证明右边,则必须证得右边为( )A .1212111+++++k k k ΛB .2211212111+++++++k k k k Λ C .1212121+++++k k k Λ D .22112121++++++k k k Λ 二、填空题(本大题共5小题,每小题5分,共25分.)11.若14a <<,24b -<<,则2a -b 的取值范围是 .12.圆的参数方程为3sin 4cos ()4sin 3cos x y θθθθθ=+⎧⎨=-⎩为参数,则此圆的半径为_____________。

2018年人教A版高中数学选修4-5全册同步检测试题

2018年人教A版高中数学选修4-5全册同步检测试题

人教A版高中数学选修4-5全册同步检测题目录第一章不等式和绝对值不等式1.1.1不等式的基本性质试题1.1.2基本不等式试题1.1.3三个正数的算术_几何平均不等式试题1.2.1绝对值三角不等式试题1.2.2绝对值不等式的解法试题第1章不等式和绝对值不等式测评第二章证明不等式的基本方法2.1比较法试题2.2综合法与分析法试题2.3反证法与放缩法试题第2章证明不等式的基本方法测评第三章柯西不等式与排序不等式3.1二维形式的柯西不等式试题3.2一般形式的柯西不等式试题3.3排序不等式试题第3章柯西不等式与排序不等式测评第四章用数学归纳法证明不等式4.1数学归纳法试题4.2用数学归纳法证明不等式举例试题第4章用数学归纳法证明不等式测评选修4-5模块综合测评1.不等式的基本性质课后篇巩固探究A组1.(2017广东深圳一模)已知a>b>0,c<0,下列不等关系正确的是()A.ac>bcB.a c>b cC.log a(a-c)>log b(b-c)D.aa-c >bb-cc<0,∴-c>0.又a>b>0,∴a-c>b-c>0,ac<bc.故aa-c −bb-c=ab-ac-ab+bc(a-c)(b-c)=c(b-a)(a-c)(b-c)>0.即aa-c >bb-c.2.(2017广东潮州二模)若a>b,则下列各式正确的是()A.a²lg x>b²lg xB.ax2>bx2C.a2>b2D.a²2x>b²2xa>b,当lg x≤0时,a²lg x>b²lg x不成立,故A错误.当x=0时,ax2=bx2,故B错误.若a=0,b=-1,则a2<b2,故C错误.∵2x>0,∴a²2x>b²2x,故D正确.3.若角α,β满足-π2<α<β<3π2,则α-β的取值范围是()A.(-2π,2π)B.(-2π,0)C.(-π,0)D.(-π,π)-π<β<3π,所以-3π<-β<π.又α-β=α+(-β),且α<β,所以-2π<α-β<0.4.若a>1,b<1,则下列结论中正确的是()A.1a >1bB.ba>1C.a2>b2D.ab<a+b-1a>1,b<1得a-1>0,b-1<0,所以(a-1)(b-1)<0,展开整理,得ab<a+b-1.5.已知1≤a+b≤5,-1≤a-b≤3,则3a-2b的取值范围是()A.[-6,14]B.[-2,14]C.[-6,10]D.[-2,10]3a-2b=m(a+b)+n(a-b),则m+n=3,m-n=-2,所以m=1,n=5.因为1≤a+b≤5,-1≤a-b≤3,所以12≤12(a+b)≤52,-52≤52(a-b)≤152,故-2≤3a-2b≤10.6.已知0<a<1,则a,1a,a2的大小关系是.(从小到大)a-1=(a+1)(a-1)<0,∴a<1.又a-a2=a(1-a)>0,∴a>a2.∴a2<a<1.2<a<17.已知-3<b<a<-1,-2<c<-1,则(a-b)c2的取值范围是.0<a-b<2,1<c2<4,则0<(a-b)c2<8.8.设a>b>c>0,若x=a2+(b+c)2,y=b2+(c+a)2,z=c2+(a+b)2,则x,y,z之间的大小关系是.(从小到大)x2-y2=a2+(b+c)2-b2-(c+a)2=2c(b-a)<0,所以x<y.同理可得y<z,故x,y,z之间的大小关系是x<y<z.9.若3<a<7,1<b<10,试求a+b,3a-2b,b2的取值范围.3<a<7,1<b<10,所以4<a+b<17,即a+b∈(4,17).因为9<3a<21,-20<-2b<-2,所以-11<3a-2b<19,即3a-2b∈(-11,19).因为9<a2<49,所以1<12<1.又1<b<10,所以1<b2<10,即b2∈1,10.10.导学号26394000在等比数列{a n}中,若a1>0,q>0,前n项和为S n,试比较S3 a3与S5a5的大小.q=1时,S33=3,S55=5,所以S33<S55.当q>0,且q ≠1时,S 3a 3−S 5a 5=a 1(1-q 3)a 1q 2(1-q )−a 1(1-q 5)a 1q 4(1-q )=q2(1-q 3)-(1-q 5)q 4(1-q )=q 2-1q 4(1-q )=-q -1q 4<0,所以有S33<S55.综上可知有S33<S55.B 组1.(2017河北衡水模拟)已知0<a<b<1,c>1,则( ) A.log a c<log b c B. 1 c< 1 cC.ab c <ba cD.a log c 1<b log c 1a=14,b=12,c=2,得选项A,B,C 错误.由0<a<b<1,c>1,则1a >1b >1,logc x 在定义域上单调递增.故a log c 1b <b logc 1a .2.已知a ,b ∈R ,则下列条件中能使a>b 成立的必要不充分条件是( ) A.a>b-1 B.a>b+1 C.|a|>|b| D.3a >3b 解析因为a>b ⇒a>b-1,但a>b-1a>b ,所以“a>b-1”是“a>b ”的必要不充分条件;“a>b+1”是“a>b ”的充分不必要条件;“|a|>|b|”是“a>b ”的既不充分也不必要条件;“3a >3b ”是“a>b ”的充要条件.3.导学号26394001已知实数a ,b ,c 满足b+c=3a 2-4a+6,c-b=a 2-4a+4,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A.c ≥b>a B.a>c ≥b C.c>b>a D.a>c>bc-b=a 2-4a+4=(a-2)2≥0易知c ≥b ,又由已知可解得b=a 2+1>a ,所以c ≥b>a.4.若a ,b ∈R ,且a 2b 2+a 2+5>2ab+4a ,则a ,b 应满足的条件是 .(ab-1)2+(a-2)2>0,则a ≠2或b ≠1.≠2或b ≠15.设x>5,P= x -4− x -5,Q= x -2− x -3,试比较P 与Q 的大小关系.P= x -4− x -5=x -4+ x -5,Q= x -2− x -3=x -2+ x -3,又 x -4+ x -5< x -2+ x -3,所以Q<P. 6.导学号26394002已知θ∈ 0,π6 ,且a=2sin 2θ+sin 2θ,b=sin θ+cos θ,试比较a 与b 的大小.θ∈ 0,π6 ,所以a=2sin 2θ+sin 2θ>0,b=sin θ+cos θ>0.因为a=2sin 2θ+sin2θ=2sin θ(sin θ+cos θ)=2sin θ,又θ∈ 0,π6 ,所以sin θ∈ 0,12 ,2sin θ∈(0,1), 即0<ab <1,故a<b.2.基本不等式 课后篇巩固探究A 组1.下列结论正确的是( ) A.若3a +3b ≥2 a b ,则a>0,b>0 B.若b+a≥2,则a>0,b>0C.若a>0,b>0,且a+b=4,则1a +1b ≤1 D.若ab>0,则 ab ≥2aba +ba ,b ∈R 时,则3a >0,3b >0,所以3a +3b ≥2 a b (当且仅当a=b 时,等号成立),故选项A 错误.要使b+a≥2成立,只要b>0,a>0即可,这时只要a ,b 同号,故选项B 错误.当a>0,b>0,且a+b=4时,则1a +1b=4ab.因为ab ≤ a +b 2 2=4,所以1a +1b=4ab ≥1(当且仅当a=b=2时,等号成立),故选项C 错误.当a>0,b>0时,a+b ≥2 ab ,所以2aba +b ≤2 ab = ab .而当a<0,b<0时,显然有 ab ≥2ab a +b ,所以当ab>0时,一定有 ab ≥2aba +b(当且仅当a=b ,且a ,b>0时,等号成立),故选项D 正确.2.若a<1,则a+1a -1的最大值是( )A.3B.aC.-1D.2 aa -1a<1,所以a-1<0,所以a+1a -1=a-1+1a -1+1≤-2 (1-a ) 1-a +1=-1,当且仅当1-a=11-a ,即a=0时,取最大值-1,故选C .3.(2017全国模拟)已知x>0,y>0,lg 2x +lg 8y =lg 2,则1x +13y 的最小值是( ) A.2B.2C.4D.2 3lg 2x +lg 8y =lg 2,∴lg(2x ²8y )=lg 2,∴2x+3y =2,∴x+3y=1. ∵x>0,y>0,∴1x +13y =(x+3y ) 1x +13y=2+3y +x ≥2+2 3y ·x=4, 当且仅当x=3y=12时,等号成立.故选C .4.函数f (x )=x+4-1的值域是( ) A.(-∞,-3]∪[5,+∞) B.[3,+∞)C.(-∞,-5]∪[3,+∞)D.(-∞,-4]∪[4,+∞)x>0时,x+4x -1≥2 x ·4x-1=3(当且仅当x=2时,等号成立);当x<0时,x+4x -1=- (-x )+ -4-1≤-2 (-x )· -4-1=-5(当且仅当x=-2时,等号成立),故函数f (x )的值域为(-∞,-5]∪[3,+∞).5.若正数x ,y 满足x+4y=4,则xy 的最大值为 .x+4y ≥2 =4 xy (当且仅当x=4y 时,等号成立),又x+4y=4,所以4 xy ≤4,即xy ≤1,故xy 的最大值为1.6.(2017山东高考)若直线xa +yb =1(a>0,b>0)过点(1,2),则2a+b 的最小值为 .直线xa +yb =1过点(1,2),∴1a +2b =1.∵a>0,b>0,∴2a+b=(2a+b ) 1a +2b =4+ b a +4a b ≥4+2 b a ·4ab=8. 当且仅当b=2a 时“=”成立.7.(2017江苏高考)某公司一年购买某种货物600吨,每次购买x 吨,运费为6万元/次,一年的总存储费用为4x 万元.要使一年的总运费与总存储费用之和最小,则x 的值是 .4x+600³6=4 x +900≥4³2 900=240,当且仅当x=900,即x=30时等号成立.8.已知x>1,y>1,且xy=1 000,求lg x²lg y的最大值.x>1,y>1,所以lg x>0,lg y>0,所以lg x²lg y≤lg x+lg y22=lg xy22=lg100022=322=94,当且仅当lg x=lg y,即x=y时,等号成立, 故lg x²lg y的最大值等于9.9.已知x>0,y>0,x+y=1,求证1+1x 1+1y≥9.=1+11+1 =1+x+y1+x+y=2+yx 2+xy=5+2yx+xy≥5+4=9,当且仅当yx =xy,即x=y=12时,等号成立,所以1+1x1+1y≥9.10.某单位建造一间地面面积为12平方米的背面靠墙的长方体房屋,由于地理位置的限制,房屋侧面的长度x不得超过5米.房屋正面的造价为400元/平方米,房屋侧面的造价为150元/平方米,屋顶和地面的造价费用合计为5 800元.如果墙高为3米,且不计房屋背面的费用,当侧面的长度为多少时,总造价最低?x米(0<x≤5).由题意可得,总造价y=32x×150+12×400+5 800=900 x+16+5 800(0<x≤5).由基本不等式可知y=900 x+16+5 800≥900³2x×16x+5 800=13 000(元),当且仅当x=16x,即x=4时,等号成立.由上可知,当侧面的长度为4米时,总造价最低.B组1.若a≥0,b≥0,且a+b=2,则下列不等式正确的是()A.ab≤1B.ab≥1C.a2+b2≥4D.a2+b2≤4ab≤a+b2=1(当且仅当a=b时,等号成立),而a2+b2=(a+b)2-2ab=4-2ab ≥2,故选项A正确.2.爬山是一种简单有趣的户外运动,有益于身心健康,但要注意安全,准备好必需物品,控制好速度.现有甲、乙两人相约爬山,若甲上山的速度为v 1,下山的速度为v 2(v 1≠v 2),乙上山和下山的速度都是v 1+v 22(甲、乙两人中途不停歇),则甲、乙两人上山下山所用的时间t 1,t 2的关系为( )A.t 1>t 2B.t 1<t 2C.t 1=t 2D.不能确定h ,则依题意有t 1=ℎ1+ℎ2=h ²v 1+v212>h ²2 v 1v 212=h ²v v , t 2=2ℎv 1+v 22=h ²412<h ²2v v =h ²v v ,故t 1>t 2.3.(2017天津高考)若a ,b ∈R ,ab>0,则a 4+4b 4+1ab 的最小值为.a ,b ∈R ,且ab>0,∴a 4+4b 4+1≥4a 2b 2+1=4ab+1≥4 当且仅当 a 2=2b 2,4ab =1ab ,即 a 2= 2,b 2=2时取等号 .4.导学号26394006已知关于x 的二次不等式ax 2+2x+b>0的解集为x x ≠-1a,且a>b ,则a 2+b2a -b的最小值为 .x 的方程ax 2+2x+b=0有两个相等的实数根,于是Δ=4-4ab=0,则ab=1,所以a 2+b2a -b =(a -b )2+2ab a -b =(a-b )+2a -b ≥2 (a -b )·2a -b=2 2 当且仅当a -b =2a -b时,等号成立 ,故a 2+b 2a -b的最小值为2 .25.已知a>2,求证log (a-1)a>log a (a+1).log (a-1)a-log a (a+1)=lg a lg (a -1)−lg (a +1)lg a =lg 2a -lg (a -1)lg (a +1)lg a lg (a -1),而lg(a-1)lg(a+1)< lg (a -1)+lg (a +1)2= lg (a 2-1)22<lg a 222=lg 2a ,即lg 2a-lg(a-1)lg(a+1)>0. 又a>2,∴lg a lg(a-1)>0,∴lg2a-lg(a-1)lg(a+1)lg a lg(a-1)>0,即log(a-1)a-loga(a+1)>0,∴log(a-1)a>loga(a+1).6.导学号26394007某水晶制品厂去年的年产量为10万件,每件水晶产品的销售价格为100元,固定成本为80元.从今年起,工厂投入100万元进行技术革新,并计划以后每年比上一年多投入100万元进行技术革新.预计产量每年递增1万件,每件水晶产品的固定成本g(n)(单位:元)与进行技术革新的投入次数n的关系是g(n)=n+1.若水晶产品的销售价格不变,第n次投入后的年利润为f(n)万元.(1)求出f(n)的表达式;(2)求从今年算起第几年利润最高?最高利润为多少万元?第n次投入后,产量为(10+n)万件,销售价格为100元,固定成本为n+1元,进行技术革新投入为100n万元.所以,年利润为f(n)=(10+n)100n+1-100n(n∈N+).(2)由(1)知f(n)=(10+n)100n+1-100n=1 000-80n+1n+1≤520.当且仅当=n+1,即n=8时,利润最高,最高利润为520万元.所以,从今年算起第8年利润最高,最高利润为520万元.3.三个正数的算术-几何平均不等式课后篇巩固探究A 组1.若a>0,则2a+12的最小值为( )A.2 2B.3 23C.1D.3a+12=a+a+12≥3 a ·a ·123=3,当且仅当a=12,即a=1时,2a+12取最小值3.2.设x ,y ,z ∈R +,且x+y+z=6,则lg x+lg y+lg z 的取值范围是( )A.(-∞,lg 6]B.(-∞,3lg 2]C.[lg 6,+∞)D.[3lg 2,+∞)x ,y ,z ∈R +,所以6=x+y+z ≥3 xyz 3,即xyz ≤8,所以lg x+lg y+lg z=lg xyz ≤lg 8=3lg 2(当且仅当x=y=z=2时,等号成立).3.已知x+2y+3z=6,则2x +4y +8z 的最小值为( ) A.3 63B.2 2C.12D.12 532x >0,4y >0,8z >0,所以2x +4y +8z =2x +22y +23z ≥3 x 2y 3z 3=3 x +2y +3z 3=3³4=12.当且仅当2x =22y =23z ,即x=2y=3z ,即x=2,y=1,z=2时,等号成立.4.若a ,b ,c 为正数,且a+b+c=1,则1a +1b +1c 的最小值为( ) A.9B.8C.3D.13a>0,b>0,c>0,且a+b+c=1,∴1+1+1=a +b +c +a +b +c +a +b +c=3+b +c +a +c +a +b ≥3+6 b a ·c a ·a b ·c b ·a c ·bc6=3+6=9 当且仅当b a =c a =a b =c b =a c =b c, 即a =b =c =1时,等号成立 .5.用一张钢板制作一个容积为4 m 3的无盖长方体水箱,可用的长方形钢板有四种不同规格(长³宽的尺寸如各选项所示,单位:m).若既要够用,又要所剩最少,则应选择钢板的规格是( ) A.2³5 B.2³5.5 C.2³6.1 D.3³5长方体水箱长、宽、高分别为x m,y m,z m,则xyz=4.水箱的表面积S=xy+2xz+2yz=xy+2x ²4+2y ²4=xy+8+8≥3 xy ··3=12当 且仅当xy =8y=8x,即x =y =2,z =1时,等号成立 .故要制作容积为4 m 3的无盖水箱,所需的钢板面积最小为12 m 2,所以选项A,B 排除,而选项C,D 均够用,但选项D 剩较多,故选项C 正确.6.若a ,b ,c 同号,则b a +c b +ac ≥k ,则k 的取值范围是 .a ,b ,c 同号,所以b a ,c b ,a c >0,于是b a +c b +ac ≥3 b a ·c b ·ac 3=3(当且仅当a=b=c 时,等号成立),因此k 的取值范围是k ≤3.≤37.若x<0,则2-x 2的最大值为 .2=- x 2-2x =- x 2+ -2x ,因为x 2+ -2x =x 2+ -1x + -1x≥3 x 2· -1 · -13=3 当且仅当x 2=-1,即x =-1时,等号成立 ,所以2-x 2≤-3,即2-x 2的最大值为-3.38.若a>b>0,则a+1(a -b )b 的最小值为 .a>b>0,所以a-b>0,于是a+1(a -b )b =(a-b )+b+1(a -b )b ≥3 (a -b )·b ·1(a -b )b3=3,当且仅当a-b=b=1(a -b )b ,即a=2,b=1时,a+1(a -b )b的最小值为3.9.已知实数a ,b ,c ∈R ,a+b+c=1,求4a +4b +4c 2的最小值,并求出取最小值时a ,b ,c 的值.-几何平均不等式,得4a +4b +4c 2≥3 4a ·4b ·4c 23=3 4a+b+c 23(当且仅当a=b=c 2时,等号成立).∵a+b+c=1, ∴a+b=1-c.则a+b+c 2=c 2-c+1= c -12 2+34,当c=12时,a+b+c 2取得最小值34. 从而当a=b=14,c=12时,4a +4b +4c 2取最小值,最小值为3 2. 10.导学号26394008已知x ,y 均为正数,且x>y ,求证2x+1x 2-2xy +y 2≥2y+3.x>0,y>0,x-y>0,所以2x+1x 2-2xy +y 2-2y=2(x-y )+1(x -y )2=(x-y )+(x-y )+1(x -y )2≥3 (x -y )·(x -y )·1(x -y )23=3,所以2x+1x 2-2xy+y 2 ≥2y+3当且仅当x -y =1(x -y )2时,等号成立.B 组1.若log x y=-2,则x+y 的最小值为( )A.3 232B.2 333C.3 32D.2 23log x y=-2得y=1x 2,因此x+y=x+1x 2=x 2+x 2+1x 2≥3 x 2·x 2·1x 23=3 232 当且仅当x2=1x 2,即x = 23时,等号成立 .2.设x>0,则f (x )=4-x-12x 2的最大值为( ) A.4- 2B.4- 2C.不存在D.5x>0,∴f (x )=4-x-12=4- x +x +12≤4-3 x 2·x 2·12x 23=4-32=52 当且仅当x2=12x 2时,等号成立 .3.已知圆柱的轴截面周长为6,体积为V ,则下列不等式正确的是( ) A.V ≥πB.V ≤πC.V ≥πD.V ≤π,设圆柱的半径为R ,高为h ,则4R+2h=6,即2R+h=3.V=S ²h=πR 2²h=π²R ²R ²h ≤π R +R +ℎ 3=π,当且仅当R=R=h=1时,等号成立.4.设三角形的三边长为3,4,5,P 是三角形内的一点,则P 到这个三角形三边距离乘积的最大值是 .P 到长度为3,4,5的三角形三边的距离分别是x ,y ,z ,三角形的面积为S ,则S=12(3x+4y+5z ). 因为32+42=52,所以这个三角形为直角三角形,其面积S=12³3³4=6,所以3x+4y+5z=2³6=12,所以12=3x+4y+5z ≥3 3x ·4y ·5z 3=3 60xyz 3,所以xyz ≤16,当且仅当3x=4y=5z ,即x=4,y=1,z=4时,等号成立.5.导学号26394009设x ,y ,z>0,且x+3y+4z=6,求x 2y 3z 的最大值.6=x+3y+4z=x2+x2+y+y+y+4z ≥6 2·2·y ·y ·y ·4z 6=6 x 2y 3z 6,所以x 2y 3z ≤1. 当且仅当x 2=y=4z ,即x=2,y=1,z=14时,等号成立,所以x 2y 3z 的最大值为1. 6.导学号26394010设a 1,a 2,…,a n 为正实数,求证a 1n +a 2n +…+a n n+1a 1a 2…a n≥2 n .a 1,a 2,…,a n 为正实数,∴a 1n +a 2n +…+a n n ≥n a 1n a 2n …a n n n=na 1a 2…a n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立. 又na 1a 2…a n +1a 1a 2…a n≥2 n ,当且仅当na 1a 2…a n =1a 1a 2…a n时,等号成立,∴a1n+a2n+…+a n n+1≥2n.a1a2…a n1.绝对值三角不等式课后篇巩固探究A组1.设ab>0,下面四个不等式:①|a+b|>|a|;②|a+b|<|b|;③|a+b|<|a-b|;④|a+b|>|a|-|b|.其中正确的是()A.①②B.①③C.①④D.②④ab>0,∴a,b同号.∴|a+b|=|a|+|b|>|a|-|b|.∴①④正确.2.函数f(x)=|3-x|+|x-7|的最小值等于()A.10B.3C.7D.4|3-x|+|x-7|≥|(3-x)+(x-7)|=4,所以函数f(x)的最小值为4.3.已知|a|≠|b|,m=|a|-|b||a-b|,n=|a|+|b||a+b|,则m,n之间的大小关系是()A.m>nB.m<nC.m=nD.m≤n,知|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|.∴|a|-|b||a-b|≤1≤|a|+|b||a+b|.∴m≤n.4.若|a|<1,|b|<1,则|a+b|+|a-b|与2的大小关系是()A.|a+b|+|a-b|>2B.|a+b|+|a-b|<2C.|a+b|+|a-b|=2D.不确定(a+b)(a-b)≥0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)+(a-b)|=2|a|<2;当(a+b)(a-b)<0时,|a+b|+|a-b|=|(a+b)-(a-b)|=2|b|<2,综上有|a+b|+|a-b|<2.5.若关于x的不等式|x|+|x-1|<a(a∈R)的解集为⌀,则a的取值范围是()A.[-1,1]B.(-1,1)C.(-∞,1]D.(-∞,1)|x|+|x-1|≥|x-(x-1)|=1,∴若关于x的不等式|x|+|x-1|<a的解集为⌀,则a的取值范围是a≤1.6.若a,b∈R,且|a|≤3,|b|≤2,则|a+b|的最大值是,最小值是.|a|-|b|≤|a+b|≤|a|+|b|,所以1=3-2≤|a+b|≤3+2=5.17.若不等式|x-4|-|x-3|≤a对一切x∈R恒成立,则实数a的取值范围是.f(x)=|x-4|-|x-3|,则f(x)≤a对一切x∈R恒成立的充要条件是a大于等于f(x)的最大值.∵|x-4|-|x-3|≤|(x-4)-(x-3)|=1,即f(x)max=1,∴a≥1.+∞)8.不等式|a+b||a|-|b|≥1成立的充要条件是.1⇔|a+b|-(|a|-|b|)|a|-|b|≥0⇔(|a|-|b|)[|a+b|-(|a|-|b|)]≥0(且|a|-|b|≠0).而|a+b|≥|a|-|b|,∴|a+b|-(|a|-|b|)≥0.∴|a|-|b|>0,即|a|>|b|.9.设m等于|a|,|b|和1中最大的一个,当|x|>m时,求证a+b2<2.m等于|a|,|b|和1中最大的一个,|x|>m,∴|x|>m≥|a|,|x|>m≥|b|,|x|>m≥1,∴|x|>|a|,|x|2>|b|.∴ax +bx2≤ax+bx2=|a| |x|+|b||x|2<|x||x|+|x|2|x|2=2.故原不等式成立.10.导学号26394011已知函数f(x)=log2(|x-1|+|x-5|-a).(1)当a=2时,求函数f(x)的最小值;(2)当函数f(x)的定义域为R时,求实数a的取值范围.函数的定义域满足|x-1|+|x-5|-a>0,即|x-1|+|x-5|>a.设g(x)=|x-1|+|x-5|,由|x-1|+|x-5|≥|x-1+5-x|=4,当a=2时,∵g(x)min=4,∴f(x)min =log2(4-2)=1.(2)由(1)知,g(x)=|x-1|+|x-5|的最小值为4.∵|x-1|+|x-5|-a>0,∴a<g(x)min时,f(x)的定义域为R.∴a<4,即a的取值范围是(-∞,4).B组1.对任意x,y∈R,|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值为()A.1B.2C.3D.4|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|=(|1-x|+|x|)+(|1-y|+|1+y|)≥|(1-x)+x|+|(1-y)+(1+y)|=1+2=3,当且仅当(1-x)²x≥0,(1-y)²(1+y)≥0,即0≤x≤1,-1≤y≤1时等号成立,∴|x-1|+|x|+|y-1|+|y+1|的最小值为3.2.函数f(x)=|2x+1|-|x-4|的最小值等于.y=|2x+1|-|x-4|,则y=-x-5,x≤-12,3x-3,-1<x<4, x+5,x≥4.作出函数y=|2x+1|-|x-4|的图象(如图),由函数的图象可知,当x=-12时,函数取得最小值-9.-923.已知a和b是任意非零实数,则|2a+b|+|2a-b||a|的最小值为.≥|2a+b+2a-b||a|=4.4.下列四个不等式:①logx10+lg x≥2(x>1);②|a-b|<|a|+|b|;③b+a≥2(ab≠0);④|x-1|+|x-2|≥1,其中恒成立的是.(把你认为正确的序号都填上)x>1,∴lg x>0,∴logx10+lg x=1+lg x≥2,①正确;当ab≤0时,|a-b|=|a|+|b|,②不正确;∵ab≠0,b与a同号,∴ba +ab=ba+ab≥2,③正确;由|x-1|+|x-2|的几何意义知|x-1|+|x-2|≥1恒成立,④也正确;综上,①③④正确.5.导学号26394012已知函数f(x)=x2-x+13,|x-a|<1,求证|f(x)-f(a)|<2(|a|+1).|f(x)-f(a)|=|x2-x+13-(a2-a+13)|=|x2-a2-x+a|=|(x-a)(x+a-1)|=|x-a||x+a-1|<|x+a-1|=|x-a+2a-1|≤|x-a|+|2a-1|<1+|2a|+1=2(|a|+1),∴|f(x)-f(a)|<2(|a|+1).6.导学号26394013已知a,b,c是实数,函数f(x)=ax2+bx+c,g(x)=ax+b,当-1≤x≤1时,|f(x)|≤1,求证:(1)|c|≤1;(2)当-1≤x≤1时,|g(x)|≤2.∵当-1≤x≤1时,|f(x)|≤1,∴|f(0)|≤1,即|c|≤1.(2)当a>0时,g(x)=ax+b在[-1,1]上是增函数,∴g(-1)≤g(x)≤g(1).∵当-1≤x≤1时,|f(x)|≤1,且|c|≤1,∴g(1)=a+b=f(1)-c≤|f(1)|+|c|≤2,g(-1)=-a+b=-f(-1)+c≥-(|f(-1)|+|c|)≥-2,∴|g(x)|≤2.当a<0时,g(x)=ax+b在[-1,1]上是减函数, ∴g(-1)≥g(x)≥g(1).∵当-1≤x≤1时,|f(x)|≤1,且|c|≤1,∴g(-1)=-a+b=-f(-1)+c≤|f(-1)|+|c|≤2. g(1)=a+b=f(1)-c≥-(|f(1)|+|c|)≥-2.∴|g(x)|≤2.当a=0时,g(x)=b,f(x)=bx+c,且-1≤x≤1, ∴|g(x)|=|f(1)-c|≤|f(1)|+|c|≤2.综上可知,|g(x)|≤2.2.绝对值不等式的解法课后篇巩固探究A组1.已知集合A={x|x2-5x+6≤0},B={x||2x-1|>3},则A∩B等于()A.{x|2≤x≤3}B.{x|2≤x<3}C.{x|2<x≤3}D.{x|-1<x<3}{x|2≤x≤3},B={x|x>2或x<-1},则A∩B={x|2<x≤3}.2.若a>2,则关于x的不等式|x-1|+a>2的解集为()A.{x|x>3-a}B.{x|x>a-1}C.⌀D.R|x-1|+a>2可化为|x-1|>2-a,因为a>2,所以2-a<0,故原不等式的解集为R.3.不等式|3x-4|>x2的解集为()A.(-4,1)B.(-1,4)C.⌀D.(-∞,-4)∪(1,+∞)|3x-4|>x2可得3x-4>x2或3x-4<-x2,解3x-4>x2得无解;解3x-4<-x2得-4<x<1,故原不等式的解集为(-4,1).<0的解集是()4.不等式|x-1|-4|x-2|A.{x|-3<x<5}B.{x|-3<x<5,且x≠2}C.{x|-3≤x≤5}D.{x|-3≤x≤5,且x≠2}分母|x-2|>0,且x≠2,所以原不等式等价于|x-1|-4<0,即|x-1|<4,所以-4<x-1<4,即-3<x<5.又x≠2,故原不等式的解集为{x|-3<x<5,且x≠2}.5.不等式|2x-log 2x|<|2x|+|log 2x|的解集为( ) A.(0,1) B.(1,2) C.(1,+∞) D.(2,+∞)|a-b|≤|a|+|b|中,“=”成立的条件是ab ≤0,“<”成立的条件是ab>0,所以2x ²log 2x>0.又x>0,所以log 2x>0,解得x>1.6.不等式|2x-1|<3的解集为 .2x-1|<3⇔-3<2x-1<3⇔-1<x<2.-1,2)7.不等式|x+3|>|2-x|的解集是 .|x+3|>|2-x|得(x+3)2>(2-x )2,整理得10x>-5,即x>-12,故原不等式的解集为 x x >-1.x >-18.若关于x 的不等式|ax+2|<6的解集为(-1,2),则实数a= .0明显不符合题意.由|ax+2|<6得-8<ax<4. 当a>0时,有-8<x<4,因为不等式的解集为(-1,2),所以 -8=-1,4a =2,解得 a =8,a =2,两值相矛盾舍去.当a<0时,有4a <x<-8a ,则 4a=-1,-8a=2,解得a=-4.综上,a=-4.49.已知函数f (x )= |x +1|+|x -a |-2(a ∈R ). (1)若a=3,解不等式:f (x )≥2;(2)若f (x )的定义域为R ,求实数a 的取值范围.当a=3时,不等式f (x )≥2即为 |x +1|+|x -3|-2≥2,所以|x+1|+|x-3|-2≥4,所以|x+1|+|x-3|≥6.于是 x +1+x -3≥6,x ≥3,或-(x +1)-(x -3)≥6,x ≤-1,或(x +1)-(x -3)≥6,-1<x <3,从而x ≥4,或x ≤-2.故原不等式解集为{x|x ≥4或x ≤-2}.(2)f (x )的定义域为R ,即不等式|x+1|+|x-a|-2≥0恒成立, 所以|x+1|+|x-a|≥2恒成立.而g (x )=|x+1|+|x-a|的最小值为|a+1|, 于是|a+1|≥2,解得a ≥1,或a ≤-3.故实数a 的取值范围是(-∞,-3]∪[1,+∞). 10.已知函数f (x )=|x+a|+|2x-1|(a ∈R ). (1)当a=1时,求不等式f (x )≥2的解集;(2)若f (x )≤2x 的解集包含 12,1 ,求a 的取值范围.当a=1时,不等式f (x )≥2可化为|x+1|+|2x-1|≥2.①当x ≥12时,不等式为3x ≥2,解得x ≥23,故x ≥23; ②当-1≤x<12时,不等式为2-x ≥2,解得x ≤0,故-1≤x ≤0; ③当x<-1时,不等式为-3x ≥2,解得x ≤-2,故x<-1. 综上,原不等式的解集为 x x ≤0或x ≥2. (2)因为f (x )≤2x ,所以|x+a|+|2x-1|≤2x ,所以不等式可化为|x+a|≤1,解得-a-1≤x ≤-a+1.由已知得 -a -1≤12,-a +1≥1,解得-3≤a ≤0.故a 的取值范围是 -32,0 .B 组1.不等式 xx -1 >xx -1的解集为( ) A.[0,1) B.(0,1)C.(-∞,0)∪(1,+∞)D.(-∞,0]∪(1,+∞)xx -1 >xx -1,所以xx -1<0,解得0<x<1.2.导学号26394014关于x 的不等式|x+3|-|x-1|≤a 2-3|a|对任意实数x 恒成立,则实数a的取值范围为()A.(-∞,-4]∪[4,+∞)B.(-∞,-1]∪[4,+∞)C.[-1,4]D.(-∞,1]∪[2,+∞)|x+3|-|x-1|≤4,又|x+3|-|x-1|≤a2-3|a|对任意实数x恒成立, 所以a2-3|a|≥4,即a2-3|a|-4≥0,解得|a|≥4或|a|≤-1(舍去).故选A.3.在实数范围内,不等式||x-2|-1|≤1的解集为.-1≤|x-2|-1≤1,即0≤|x-2|≤2,解得0≤x≤4.4.若不等式|3x-b|<4的解集中的整数有且仅有1,2,3,则b的取值范围为.|3x-b|<4得-4<3x-b<4,即-4+b<x<4+b.因为不等式|3x-b|<4的解集中的整数有且仅有1,2,3,则0≤-4+b3<1,3<4+b3≤4⇒4≤b<7,5<b≤8,故5<b<7.5.导学号26394015解不等式|2x+1|+|x-2|+|x-1|>4.x≤-1时,原不等式化为-2x-1+2-x+1-x>4,解得x<-1.当-12<x≤1时,原不等式化为2x+1+2-x+1-x>4,4>4,矛盾.当1<x≤2时,原不等式化为2x+1+2-x+x-1>4,解得x>1.由1<x≤2,则1<x≤2.当x>2时,原不等式化为2x+1+x-2+x-1>4,解得x>32.由x>2,则x>2.综上所述,原不等式的解集为 x x<-12或x>1.6.导学号26394016已知函数f(x)=|x-a|,其中a>1.(1)当a=2时,求不等式f(x)≥4-|x-4|的解集;(2)已知关于x的不等式|f(2x+a)-2f(x)|≤2的解集为{x|1≤x≤2},求a的值.当a=2时,f(x)+|x-4|=-2x+6,x≤2, 2,2<x<4, 2x-6,x≥4.当x≤2时,由f(x)≥4-|x-4|得-2x+6≥4,解得x≤1;当2<x<4时,f(x)≥4-|x-4|无解;当x≥4时,由f(x)≥4-|x-4|得2x-6≥4,解得x≥5.所以f(x)≥4-|x-4|的解集为{x|x≤1或x≥5}.(2)记h(x)=f(2x+a)-2f(x),则h(x)=-2a,x≤0,4x-2a,0<x<a,2a,x≥a.由|h(x)|≤2,解得a-1≤x≤a+1.因为|h(x)|≤2的解集为{x|1≤x≤2},所以a-12=1,a+12=2,于是a=3.第一讲 不等式和绝对值不等式测评(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.若1<1<0,给出下列不等式:①a+b<ab ;②|a|>|b|;③a<b ;④b+a>2.其中正确的有( )A.1个B.2个C.3个D.4个b<a<0,所以a+b<ab ,|a|<|b|,ba >0,从而ba +ab >2,因此①④正确.2.设集合A={x||x-a|<1,x ∈R },B={x||x-b|>2,x ∈R }.若A ⊆B ,则实数a ,b 必满足( ) A.|a+b|≤3 B.|a+b|≥3 C.|a-b|≤3 D.|a-b|≥3A={x|a-1<x<a+1},集合B={x|x<b-2或x>b+2},又A ⊆B ,所以有a+1≤b-2或b+2≤a-1,即a-b ≤-3或a-b ≥3,因此选D .3.对于x ∈R ,不等式|x+10|-|x-2|≥8的解集为( ) A.[0,+∞) B.(0,2) C.[0,2) D.(0,+∞),|BC|=2-(-10)=12,|AB|=10,|AC|=2,当点P 在点A 右侧时|PB|-|PC|>8,故x ≥0.4.下列函数中,最小值为2的是( ) A.y=x+1x B.y=x 2-2x+4 C.y=x 2+1x 2 D.y= x 2+2+2y=x 2+12中,x 2>0,所以y=x 2+12≥2 x 2·12=2,当且仅当x=±1时,函数的最小值为2.5.若不等式|ax+2|<4的解集为(-1,3),则实数a 等于 ( )A.8B.2C.-4D.-2-4<ax+2<4,则-6<ax<2,所以(ax-2)(ax+6)<0,其解集为(-1,3),故a=-2.6.“a=2”是“关于x 的不等式|x+1|+|x+2|<a 的解集非空”的( ) A.充要条件B.必要不充分条件C.充分不必要条件D.既不充分也不必要条件|x+1|+|x+2|≥|x+1-(x+2)|=1,所以由不等式|x+1|+|x+2|<a 的解集非空得a>1,故必要性不成立.又当a=2时,不等式|x+1|+|x+2|<a 有解,所以充分性成立,所以“a=2”是“关于x 的不等式|x+1|+|x+2|<a 的解集非空”的充分不必要条件,故选C .7.已知f (x )=2x+3(x ∈R ),若|f (x )-1|<a 的必要条件是|x+1|<b (a ,b>0),则a ,b 之间的关系是( ) A.b ≥aB.b<aC.a ≤bD.a>b|f (x )-1|<a 可得-a -22<x<a -22, 由|x+1|<b 可得-b-1<x<b-1,由题意可得 -b -1≤-a -22,b -1≥a -22,解得b ≥a 2.8.若x ∈(0,π),则y=sin x cos 2x的最大值等于( ) A.4B.2 3C.23D.492=sin 2xcos 4x=1²2sin 2x ²cos 2x ²cos 2x ≤1 2sin 2x 2+cos 2x2+cos 2x 2 3=4 当且仅当sin 2x 2=cos 2x 2时,等号成立 ,所以y ≤2 39,故所求最大值为2 39.9.若|x-1|<3,|y+2|<1,则|2x+3y|的取值范围是( ) A.[0,5) B.[0,13) C.[0,9) D.[0,4)2x+3y|=|2(x-1)+3(y+2)-4|≤2|x-1|+3|y+2|+|-4|<6+3+4=13.10.若不等式x 2<|x-1|+a 的解集是区间(-3,3)的子集,则实数a 的取值范围是( ) A.(-∞,7) B.(-∞,7] C.(-∞,5) D.(-∞,5]x 2<|x-1|+a 等价于x 2-|x-1|-a<0,设f (x )=x 2-|x-1|-a ,若不等式x 2<|x-1|+a 的解集是区间(-3,3)的子集,则 f (-3)=5-a ≥0,f (3)=7-a ≥0,解得a ≤5,故选D .11.(2017陕西宝鸡一模)在正项等比数列{a n }中,a 2 016=a 2 015+2a 2 014,若a m a n =16a 12,则4+1的最小值等于( ) A.1B.32C.53D.136{a n }的公比为q (q>0),由a 2 016=a 2 015+2a 2 014,得q 2=q+2, 解得q=2或q=-1(舍去).又因为a m a n =16a 12,即a 12²2m+n-2=16a 12,所以m+n=6. 因此4+1=1(m+n ) 4+1=16 5+4n m +m n ≥16 5+2 4n m ·m n =32, 当且仅当m=4,n=2时,等号成立.故选B .12.设0<x<1,a ,b 都为大于零的常数,若a 2x+b21-x≥m 恒成立,则m 的最大值是( )A.(a-b )2B.(a+b )2C.a 2b 2D.a 2+b 21-x=a 2x +b21-x[x+(1-x )]=a 2+b2+a 2(1-x )+b 2x 1-x≥a 2+b 2+2ab =(a+b )2,当且仅当x1-x =ab 时,等号成立.由a 2x+b21-x≥m 恒成立,可知m ≤(a+b )2.故m 的最大值是(a+b )2.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 13.若x>-2,且x ≠0,则1x 的取值范围是 .x>-2,且x ≠0,所以当x>0时,有1x >0;当-2<x<0时,有1x <-12,综上,1x 的取值范围是-∞,-1∪(0,+∞).-∞,-12 ∪(0,+∞)14.(2017山东淄博模拟)已知f (x )=lg x2-x ,若f (a )+f (b )=0,则4+1的最小值是 .(x )=lg x2-x ,f (a )+f (b )=0,∴lg a 2-a +lg b2-b=0,∴ab (2-a )(2-b )=1, 整理,得a+b=2(a ,b ∈(0,2)), 则4a +1b =12(a+b ) 4a +1b=12 5+4b a +ab ≥1 5+2 4b ×a =9. 当且仅当a=2b=4时,等号成立.15.若关于x 的不等式|x+1|+|x-3|≥a+4对任意的实数x 恒成立,则实数a 的取值范围是 .a+4a ≤4,所以(a -2)2a ≤0,解得a 的取值范围为(-∞,0)∪{2}.-∞,0)∪{2}16.“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,“蛟龙号”如果按照预计下潜的深度s (单位:米)与时间t (单位:分)之间的关系满足关系式为s=0.2t 2-14t+2 000,则平均速度的最小值是 米/分.v (t )=s=0.2t 2-14t +2000=0.2t+2000-14≥2 0.2t ·2000-14=2³20-14=26,当且仅当0.2t=2000t,即t=100时,取得最小值.三、解答题(本大题共6小题,共70分)17.(本小题满分10分)设不等式|x-2|<a (a ∈N +)的解集为A ,且32∈A ,12∉A. (1)求a 的值;(2)求函数f (x )=|x+a|+|x-2|的最小值.因为3∈A ,且1∉A ,所以 32-2 <a ,且 12-2 ≥a ,解得12<a ≤32.又因为a ∈N +,所以a=1.(2)因为|x+1|+|x-2|≥|(x+1)-(x-2)|=3, 当且仅当(x+1)(x-2)≤0, 即-1≤x ≤2时取到等号. 所以f (x )的最小值为3.18.(本小题满分12分)已知函数f (x )=m-|x-2|,m ∈R +,且f (x+2)≥0的解集为[-1,1]. (1)求m 的值;(2)若a ,b ,c ∈R +,且1+1+1=m ,求证a+2b+3c ≥9.f (x+2)=m-|x|,所以f (x+2)≥0等价于|x|≤m.由|x|≤m 有解,得m ≥0,且其解集为{x|-m ≤x ≤m }, 又f (x+2)≥0的解集为[-1,1],所以m=1.(1)知1a +12b +13c =1,又a ,b ,c ∈R +,所以a+2b+3c=(a+2b+3c ) 1+1+1=3+a 2b +3c 2b +2b a +3c a +a 3c +2b3c =3+ a +2b + 3c +2b + 3c +a ≥3+2 a 2b ·2b a +2 3c 2b ·2b 3c +2 3c a ·a3c=3+6=9(当且仅当a=2b=3c 时,等号成立).故a+2b+3c ≥9.。

2018届高考数学(文)大一轮复习检测:选修4-5 不等式选讲 课时作业68 Word版含答案

2018届高考数学(文)大一轮复习检测:选修4-5 不等式选讲 课时作业68 Word版含答案

选修4-5 不等式选讲 课时作业68 绝对值不等式1.求不等式|x +3|-|2x -1|<x2+1的解集.解:①当x <-3时,原不等式化为-(x +3)-(1-2x )<x2+1,解得x <10,∴x <-3.②当-3≤x <12时,原不等式化为(x +3)-(1-2x )<x 2+1,解得x <-25,∴-3≤x <-25.③当x ≥12时,原不等式化为(x +3)-(2x -1)<x2+1,解得x >2,∴x >2.综上可知,原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-25或x >2. 2.设函数f (x )=|2x +1|-|x -4|. (1)解不等式f (x )>2; (2)求函数y =f (x )的最小值.解:(1)方法1:令2x +1=0,x -4=0分别得x =-12,x =4.原不等式可化为:⎩⎪⎨⎪⎧x <-12-x -5>2或⎩⎪⎨⎪⎧-12≤x <43x -3>2或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥4,x +5>2.∴原不等式的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-7,或x >53. 方法2:f (x )=|2x +1|-|x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧-x -5,x <-12,3x -3, -12≤x <4,x +5, x ≥4.画出f (x )的图象,如图所示.求得y =2与f (x )图象的交点为(-7,2),⎝ ⎛⎭⎪⎫53,2.由图象知f (x )>2的解集为 ⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-7,或x >53. (2)由(1)的方法2知:f (x )min =-92.3.已知关于x 的不等式|2x -m |≤1的整数解有且仅有一个值为2,求关于x 的不等式|x -1|+|x -3|≥m 的解集.解:由不等式|2x -m |≤1,可得m -12≤x ≤m +12,∵不等式的整数解为2,∴m -12≤2≤m +12,解得3≤m ≤5.再由不等式仅有一个整数解2,∴m =4. 本题即解不等式|x -1|+|x -3|≥4,当x <1时,不等式等价于1-x +3-x ≥4,解得x ≤0,不等式解集为{x |x ≤0}. 当1≤x ≤3时,不等式等价于x -1+3-x ≥4,解得x ∈∅,不等式解集为∅. 当x >3时,不等式等价于x -1+x -3≥4,解得x ≥4,不等式解集为{x |x ≥4}. 综上,原不等式解集为(-∞,0]∪[4,+∞).1.(2016·新课标全国卷Ⅱ)已知函数f (x )=|x -12|+|x +12|,M 为不等式f (x )<2的解集.(Ⅰ)求M ;(Ⅱ)证明:当a ,b ∈M 时,|a +b |<|1+ab |.解:(Ⅰ)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x ≤-12,1,-12<x <12,2x ,x ≥12.当x ≤-12时,由f (x )<2得-2x <2,解得x >-1;当-12<x <12时,f (x )<2;当x ≥12时,由f (x )<2得2x <2,解得x <1.所以f (x )<2的解集M ={x |-1<x <1}.(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知,当a ,b ∈M 时,-1<a <1,-1<b <1,从而(a +b )2-(1+ab )2=a 2+b 2-a 2b 2-1=(a 2-1)(1-b 2)<0.因此|a +b |<|1+ab |.2.(2017·太原一模)已知函数f (x )=|2x -a |+|2x +3|,g (x )=|x -1|+2. (1)解不等式:|g (x )|<5;(2)若对任意的x 1∈R ,都有x 2∈R ,使得f (x 1)=g (x 2)成立,求实数a 的取值范围. 解:(1)由||x -1|+2|<5,得-5<|x -1|+2<5,所以-7<|x -1|<3,解不等式得-2<x <4,所以原不等式的解集是{x |-2<x <4}.(2)因为对任意的x 1∈R ,都有x 2∈R ,使得f (x 1)=g (x 2)成立,所以{y |y =f (x )}⊆{y |y =g (x )},又f (x )=|2x -a |+|2x +3|≥|(2x -a )-(2x +3)|=|a +3|,g (x )=|x -1|+2≥2,所以|a +3|≥2,解得a ≥-1或a ≤-5,所以实数a 的取值范围是{a |a ≥-1或a ≤-5}.3.(2017·新疆一检)已知函数f (x )=|x +1|+2|x -1|. (1)求不等式f (x )≥x +3的解集;(2)若关于x 的不等式f (x )≥log a (x +1)在x ≥0上恒成立,求a 的取值范围. 解:(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1-3x ,x ≤-13-x ,-1<x <1,3x -1,x ≥1不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧x ≤-11-3x ≥x +3或⎩⎪⎨⎪⎧-1<x <13-x ≥x +3或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥13x -1≥x +3,解得x ≤-1或-1<x ≤0或x ≥2,不等式的解集为{x |x ≤0或x ≥2}.(2)依题意知,y=log a(x+1)的图象过定点(0,0),以直线x=-1为渐近线.①当0<a<1时,不等式f(x)≥log a(x+1)在x≥0上恒成立;②当a>1时,y=log a(x+1)的图象过点A(1,2)时,a=2,要使不等式f(x)≥log a(x +1)在x≥0上恒成立,则a≥ 2.故a的取值范围为(0,1)∪[2,+∞).课时作业30 数系的扩充与复数的引入一、选择题1.若集合A ={i ,i 2,i 3,i 4}(i 是虚数单位),B ={1,-1},则A ∩B 等于( ) A .{-1} B .{1} C .{1,-1}D .∅解析:因为A ={i ,i 2,i 3,i 4}={i ,-1,-i ,1},B ={1,-1},所以A ∩B ={-1,1}. 答案:C2.(2016·山东卷)若复数z =21-i ,其中i 为虚数单位,则z =( )A .1+iB .1-iC .-1+iD .-1-i解析:易知z =1+i ,所以z =1-i ,选B. 答案:B3.(2016·新课标全国卷Ⅱ)设复数z 满足z +i =3-i ,则z =( ) A .-1+2i B .1-2i C .3+2iD .3-2i解析:易知z =3-2i ,所以z =3+2i. 答案:C4.若复数m (3+i)-(2+i)在复平面内对应的点位于第四象限,则实数m 的取值范围为( )A .m >1B .m >23C .m <23或m >1D.23<m <1 解析:m (3+i)-(2+i)=(3m -2)+(m -1)i由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧3m -2>0,m -1<0,解得23<m <1.答案:D5.若复数z =a 2-1+(a +1)i(a ∈R )是纯虚数,则1z +a的虚部为( )A .-25B .-25iC.25D.25i 解析:由题意得⎩⎪⎨⎪⎧a 2-1=0,a +1≠0,所以a =1,所以1z +a =11+2i=1-2i +-=15-25i ,根据虚部的概念,可得1z +a 的虚部为-25. 答案:A6.已知复数z =1+2i 1-i,则1+z +z 2+…+z 2 015=( ) A .1+i B .1-i C .iD .0解析:z =1+2i 1-i =1++2=i ,∴1+z +z 2+…+z2 015=-z 2 0161-z=1-i 2 0161-i =1-i4×5041-i=0. 答案:D7.(2017·芜湖一模)已知i 是虚数单位,若z 1=a +32i ,z 2=a -32i ,若z 1z 2为纯虚数,则实数a =( )A.32B .-32C.32或-32D .0解析:z 1z 2=a +32i a -32i =⎝⎛⎭⎪⎫a +32i 2⎝⎛⎭⎪⎫a -32i ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +32i=⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2-34+3a i a 2+34是纯虚数,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2-34=0,3a ≠0,解得a =±32. 答案:C8.在复平面内,复数11+i ,11-i(i 为虚数单位)对应的点分别为A ,B ,若点C 为线段AB 的中点,则点C 对应的复数为( )A.12 B .1 C.12i D .i解析:∵11+i=1-i -+=12-12i ,11-i=1+i -+=12+12i ,则A (12,-12),B (12,12),∴线段AB 的中点C (12,0),故点C 对应的复数为12,选A. 答案:A 二、填空题9.复数z =(1+2i)(3-i),其中i 为虚数单位,则z 的实部是________. 解析:复数z =(1+2i)(3-i)=5+5i ,其实部是5. 答案:510.(2016·天津卷)已知a ,b ∈R ,i 是虚数单位,若(1+i)(1-b i)=a ,则ab的值为________.解析:(1+i)(1-b i)=1+b +(1-b )i =a ,所以b =1,a =2,a b=2. 答案:2 11.已知a +2ii=b +i(a ,b ∈R ),其中i 为虚数单位,则a +b =________.解析:因为a +2ii=b +i ,所以2-a i =b +i.由复数相等的充要条件得b =2,a =-1,故a +b =1.答案:112.在复平面上,复数3-2对应的点到原点的距离为________.解析:解法1:由题意可知⎪⎪⎪⎪⎪⎪3-2=3|2-i|2=35. 解法2:3-2=34-4i +i 2=33-4i=+-+=9+12i 25=925+1225i ,⎪⎪⎪⎪⎪⎪3-2=⎪⎪⎪⎪⎪⎪925+1225i =⎝ ⎛⎭⎪⎫9252+⎝ ⎛⎭⎪⎫12252=35.答案:351.(2017·河北衡水一模)如图,在复平面内,复数z 1,z 2对应的向量分别是OA →,OB →,则|z 1+z 2|=( )A .2B .3C .2 2D .3 3解析:z 1=-2-i ,z 2=i ,z 1+z 2=-2,故选A. 答案:A2.设复数z =3+i(i 为虚数单位)在复平面中对应点A ,将OA 绕原点O 逆时针旋转90°得到OB ,则点B 在( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限解析:因为复数z 对应点的坐标为A (3,1),所以点A 位于第一象限,所以逆时针旋转π2后对应的点B 在第二象限.答案:B3.已知i 为虚数单位,(z 1-2)(1+i)=1-i ,z 2=a +2i ,若z 1·z 2∈R ,则|z 2|=( ) A .4 B .20 C. 5D .2 5解析:z 1=2+1-i 1+i=2+-2+-=2-i ,z 1·z 2=(2-i)(a +2i)=2a +2+(4-a )i ,若z 1·z 2∈R ,则a =4,|z 2|=25,选D.答案:D4.已知复数z 1=cos15°+sin15°i 和复数z 2=cos45°+sin45°i,则z 1·z 2=________.解析:z 1·z 2=(cos15°+sin15°i)(cos45°+sin45°i)=(cos15°cos45°-sin15°sin45°)+(sin15°cos45°+cos15°sin45°)i=cos60°+sin60°i=12+32i.答案:12+32i5.已知复数z =i +i 2+i 3+…+i2 0141+i ,则复数z 在复平面内对应的点为________.解析:∵i 4n +1+i4n +2+i4n +3+i4n +4=i +i 2+i 3+i 4=0,而 2 013=4×503+1,2 014=4×503+2,∴z =i +i 2+i 3+…+i 2 0141+i=i +i 21+i =-1+i 1+i =-1+-1+-=2i2=i , 对应的点为(0,1).答案:(0,1)。

2018年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标ⅰ)(含解析版)

2018年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标ⅰ)(含解析版)

关注公众号”一个高中僧“获取更多高中资料
第 3 页(共 28 页)
18.(12 分)如图,在平行四边形 ABCM 中,AB=AC=3,∠ACM=90°,以 AC 为 折痕将△ACM 折起,使点 M 到达点 D 的位置,且 AB⊥DA.
(1)证明:平面 ACD⊥平面 ABC; (2)Q 为线段 AD 上一点,P 为线段 BC 上一点,且 BP=DQ= DA,求三棱锥
A.12 π
B.12π
C.8 π
D.10π
【考点】LE:棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积. 菁优网版权所有
【专题】11:计算题;35:转化思想;49:综合法;5F:空间位置关系与距离.
【分析】利用圆柱的截面是面积为 8 的正方形,求出圆柱的底面直径与高,然后
求解圆柱的表面积.
【解答】解:设圆柱的底面直径为 2R,则高为 2R,
(2)估计该家庭使用节水龙头后,日用水量小于 0.35m3 的概率; (3)估计该家庭使用节水龙头后,一年能节省多少水?(一年按 365 天计算,
同一组中的数据以这组数据所在区间中点的值作代表)
20.(12 分)设抛物线 C:y2=2x,点 A(2,0),B(﹣2,0),过点 A 的直线 l 与 C 交于 M,N 两点.
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分。在每小题给出的四个选 项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(5 分)已知集合 A={0,2},B={﹣2,﹣1,0,1,2},则 A∩B=( )
A.{0,2}
B.{1,2}
C.{0}
D.{﹣2,﹣1,0,1,2}
【考点】1E:交集及其运算. 菁优网版权所有
问题解决问题的能力.

数学选修4-4 4-5所有试卷含答案

数学选修4-4 4-5所有试卷含答案

数学选修4-4 坐标系与参数方程[根底训练A 组]一、选择题1.假设直线的参数方程为12()23x tt y t =+⎧⎨=-⎩为参数,那么直线的斜率为〔 〕A .23 B .23- C .32 D .32-2.以下在曲线sin 2()cos sin x y θθθθ=⎧⎨=+⎩为参数上的点是〔 〕A.1(,2 B .31(,)42-C. D. 3.将参数方程222sin ()sin x y θθθ⎧=+⎪⎨=⎪⎩为参数化为普通方程为〔 〕 A .2y x =- B .2y x =+ C .2(23)y x x =-≤≤ D .2(01)y x y =+≤≤ 4.化极坐标方程2cos 0ρθρ-=为直角坐标方程为〔 〕A .201y y +==2x 或 B .1x = C .201y +==2x 或x D .1y = 5.点M的直角坐标是(1-,那么点M 的极坐标为〔 〕A .(2,)3πB .(2,)3π-C .2(2,)3πD .(2,2),()3k k Z ππ+∈ 6.极坐标方程cos 2sin 2ρθθ=表示的曲线为〔 〕A .一条射线和一个圆B .两条直线C .一条直线和一个圆D .一个圆二、填空题 1.直线34()45x tt y t=+⎧⎨=-⎩为参数的斜率为______________________。

2.参数方程()2()t tt tx e et y e e --⎧=+⎪⎨=-⎪⎩为参数的普通方程为__________________。

3.直线113:()24x tl t y t=+⎧⎨=-⎩为参数与直线2:245l x y -=相交于点B ,又点(1,2)A ,那么AB =_______________。

4.直线122()112x t t y t ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-+⎪⎩为参数被圆224x y +=截得的弦长为______________。

5.直线cos sin 0x y αα+=的极坐标方程为____________________。

数学选修4-4 4-5所有试卷含答案

数学选修4-4 4-5所有试卷含答案

数学选修4-4 坐标系与参数方程[基础训练A 组]一、选择题1.若直线的参数方程为12()23x t t y t =+⎧⎨=-⎩为参数,则直线的斜率为( ) A .23 B .23- C .32 D .32- 2.下列在曲线sin 2()cos sin x y θθθθ=⎧⎨=+⎩为参数上的点是( ) A.1(,2 B .31(,)42- C. D.3.将参数方程222sin ()sin x y θθθ⎧=+⎪⎨=⎪⎩为参数化为普通方程为( ) A .2y x =- B .2y x =+ C .2(23)y x x =-≤≤ D .2(01)y x y =+≤≤4.化极坐标方程2cos 0ρθρ-=为直角坐标方程为( )A .201y y +==2x 或B .1x =C .201y +==2x 或xD .1y =5.点M的直角坐标是(-,则点M 的极坐标为( )A .(2,)3π B .(2,)3π- C .2(2,)3π D .(2,2),()3k k Z ππ+∈ 6.极坐标方程cos 2sin 2ρθθ=表示的曲线为( )A .一条射线和一个圆B .两条直线C .一条直线和一个圆D .一个圆二、填空题1.直线34()45x t t y t=+⎧⎨=-⎩为参数的斜率为______________________。

2.参数方程()2()t t t t x e e t y e e --⎧=+⎪⎨=-⎪⎩为参数的普通方程为__________________。

3.已知直线113:()24x t l t y t=+⎧⎨=-⎩为参数与直线2:245l x y -=相交于点B ,又点(1,2)A ,则AB =_______________。

4.直线122()112x t t y t ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-+⎪⎩为参数被圆224x y +=截得的弦长为______________。

5.直线cos sin 0x y αα+=的极坐标方程为____________________。

2018学年高中数学选修4-5检测:本讲高效整合2 含答案

2018学年高中数学选修4-5检测:本讲高效整合2 含答案

第二讲 证明不等式的基本方法一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知a c 2>bc 2,则下列不等式一定成立的是( )A .a 2>b 2B .lg a >lg b C.1b >1cD.⎝⎛⎭⎫13b >⎝⎛⎭⎫13a解析: 从已知不等式入手:a c 2>bc 2⇔a >b (c ≠0),其中a ,b 可异号或其中一个为0,由此否定A 、B 、C ,应选D.答案: D2.若1a <1b <0,则下列结论不正确的是( )A .a 2<b 2B .ab <b 2 C.b a +a b>2 D .|a |+|b |>|a +b |解析: 因为1a <1b<0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ 1a -1b <0a <0且b <0⇔⎩⎪⎨⎪⎧b -a ab <0a <0,b <0⇔b <a <0.由此判定A 、B 、C 正确,应选D. 答案: D3.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至多有一个实根C .方程x 3+ax +b =0至多有两个实根D .方程x 3+ax +b =0恰好有两个实根解析: 反证法证明问题时,反设实际是命题的否定,∴用反证法证明命题“设a ,b 为实数,则方程x 2+ax +b =0至少有一个实根”时,要做的假设是:方程x 2+ax +b =0没有实根.故应选A.答案: A4.用反证法证明命题:“三角形的内角中至少有一个不大于60°”时,反设正确的是( )A .假设三内角都不大于60°B .假设三内角都大于60°C .假设三内角至多有一个大于60°D .假设三内角至多有两个大于60°解析: 至少有一个不大于60度是指三个内角有一个或者两个或者三个小于或等于60°.所以,反设应该是它的对立情况,即假设三内角都大于60度.答案: B5.设x >0,y >0,x +y =1,x +y 的最大值是( ) A .1 B. 2 C.22D.32解析: ∵x >0,y >0,∴1=x +y ≥2xy , ∴12≥xy , ∴x +y ≤2(x +y )=2(当且仅当x =y =12时取“=”).答案: B6.用分析法证明:欲使①A >B ,只需②C <D ,这里①是②的( ) A .充分条件 B .必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析: 分析法证明的本质是证明结论的充分条件成立,即②⇒①,所以①是②的必要条件.答案: B7.已知0<a <b ,且a +b =1,则下列不等式中,正确的是( ) A .log 2a >0B .2a -b <12C .log 2a +log 2b <-2D .2a b +ba <12解析: 方法一:特值法令a =13,b =23代入可得.方法二:因为0<a <b 且a +b =1, 所以0<a <1,所以log 2a <0. -1<a -b <0所以12<2a -b <1,又因为b a +a b>2所以2b a +ab >4,而ab <⎝⎛⎭⎫a +b 22=14,所以log 2a +log 2b <-2成立. 答案: C8.a >0,b >0,则“a >b ”是“a -1a >b -1b ”成立的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .即不充分也不必要条件解析: a -1a -b +1b =a -b +a -b ab =(a -b )⎝⎛⎭⎫1+1ab . ∵a >0,b >0,∴a >b ⇔(a -b )⎝⎛⎭⎫1+1ab >0⇔a -1a >b -1b . 可得“a >b ”是“a -1a >b -1b ”成立的充要条件.答案: C9.设a >0,b >0,则以下不等式中不恒成立的是( ) A .(a +b )⎝⎛⎭⎫1a +1b ≥4 B .a 3+b 3≥2ab 2 C .a 2+b 2+2≥2a +2bD.|a -b |≥a -b 解析: 因为(a +b )⎝⎛⎭⎫1a +1b ≥2ab ·21ab=4,所以A 正确. a 3+b 3≥2ab 2⇔(a -b )(a 2+ab -b 2)≥0,但a ,b 大小不确定,所以B 错误. (a 2+b 2+2)-(2a +2b )=(a -1)2+(b -1)2≥0,所以C 正确. |a -b |≥a -b ⇔|a -b |+b ≥a ⇔b (a -b )≥0,所以D 正确. 答案: B10.设a ,b ∈R +,且a ≠b ,P =a 2b +b 2a ,Q =a +b ,则( )A .P >QB .P ≥QC .P <QD .P ≤Q解析: P -Q =a 2b +b 2a -(a +b )=a 3+b 3-ab (a +b )ab =(a +b )(a 2+b 2-2ab )ab =(a +b )(a -b )2ab.∵a ,b 都是正实数,且 a ≠b ,∴(a +b )(a -b )2ab >0,∴P >Q .答案: A11.若函数f (x ),g (x )分别是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)解析: 因为函数f (x ),g (x )分别是R 上的奇函数、偶函数. 所以f (-x )-g (-x )=-f (x )-g (x )=e -x ,① f (x )-g (x )=e x ,②①②联立,解之得f (x )=e x -e -x 2,g (x )=-e x +e -x2代入数值比较可得.答案: D12.“a =18”是“对任意的正数x,2x +ax ≥1”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析: 因为2x +ax ≥22x ·ax=22a , 当a =18时22a =1.但当a =2时,22a =4,当然有2x +ax ≥1所以是充分不必要条件.答案: A二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.请把正确答案填在题中横线上) 13.设a =3-2,b =6-5,c =7-6,则a ,b ,c 的大小顺序是__________. 解析: 用分析法比较,a >b ⇔3+5>2+6⇔8+215>8+212,同理可比较得b >c .答案: a >b >c 14.已知三个不等式: (1)ab >0;(2)-c a <-db;(3)bc >ad .以其中两个作为条件,余下一个作为结论,为________.解析: 运用不等式性质进行推理,从较复杂的分式不等式(2)切入,去寻觅它与(1)的联系.-c a <-d b ⇔c a >d b ⇔c a -db>0⇔bc-adab>0⇔ab·(bc-ad)>0.答案:(1)、(3)⇒(2);(1)、(2)⇒(3);(2)、(3)⇒(1)15.若f(n)=n2+1-n,g(n)=n-n2-1,φ(n)=12n,则f(n),g(n),φ(n)的大小顺序为________.解析:因为f(n)=n2+1-n=1n2+1+n,g(n)=n-n2-1=1n2-1+n.又因为n2-1+n<2n<n2+1+n,所以f(n)<φ(n)<g(n).答案:g(n)>φ(n)>f(n)16.完成反证法整体的全过程.题目:设a1,a2,…,a7是1,2,3,……,7的一个排列,求证:乘积p=(a1-1)(a2-2)…(a7-7)为偶数.证明:反设p为奇数,则________均为奇数.①因奇数个奇数的和还是奇数,所以有奇数=________. ②=________. ③=0.但奇数≠偶数,这一矛盾说明p为偶数.解析:反设p为奇数,则(a1-1),(a2-2),…,(a7-7)均为奇数.因为数个奇数的和还是奇数,所以有奇数=(a1-1)+(a2-2)+…+(a7-7)=(a1+a2+…+a7)-(1+2+3+…+7)=0.但奇数≠偶数,这一矛盾说明p为偶数.答案:(a1-1),(a2-2),…,(a7-7)(a1-1)+(a2-2)+…+(a7-7)(a1+a2+...+a7)-(1+2+3+ (7)三、解答题(本大题共6个小题,共74分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(12分)若a<b<c,求证:a2b+b2c+c2a<a2c+b2a+c2b.证明:∵a<b<c,∴a-b<0,b-c<0,a-c<0,于是:a 2b +b 2c +c 2a -(a 2c +b 2a +c 2b ) =(a 2b -a 2c )+(b 2c -b 2a )+(c 2a -c 2b ) =a 2(b -c )+b 2(c -a )+c 2(a -b )=a 2(b -c )-b 2(b -c )+c 2(a -b )-b 2(a -b ) =(b -c )(a 2-b 2)+(a -b )(c 2-b 2) =(b -c )(a -b )(a +b )+(a -b )(c -b )(c +b ) =(b -c )(a -b )[a +b -(c +b )] =(b -c )(a -b )(a -c )<0, ∴a 2b +b 2c +c 2a <ab 2+bc 2+ca 2.18.(12分)已知a ,b ,c ∈R +,且a +b +c =1. 求证:⎝⎛⎭⎫1a -1⎝⎛⎭⎫1b -1⎝⎛⎭⎫1c -1≥8.证明: ∵a ,b ,c ∈R +,a +b +c =1, ∴1a -1=1-a a =b +c a =b a +c a ≥2bc a , 同理1b -1≥2ac b ,1c -1≥2ab c.由于上述三个不等式两边均为正,分别相乘, ∴⎝⎛⎭⎫1a -1⎝⎛⎭⎫1b -1⎝⎛⎭⎫1c -1≥2bc a ·2ac b ·2ab c =8. 当且仅当a =b =c =13时取等号.19.(12分)求证:3+8>1+10. 证明: 用分析法证明 8+3>1+10⇐8+3+224>1+10+210 ⇐224>210 ⇐24>10.最后一个不等式是成立的,故原不等式成立.20.(12分)若x ,y >0,且x +y >2,则1+y x 和1+xy 中至少有一个小于2.证明: 反设1+y x ≥2且1+xy ≥2,∵x ,y >0,∴1+y ≥2x,1+x ≥2y 两边相加,则2+(x +y )≥2(x +y ),可得x +y ≤2,与x +y >2矛盾,∴1+y x 和1+xy中至少有一个小于2. 21.(12分)已知a ,b ,c ,d 都是实数,且a 2+b 2=1,c 2+d 2=1,求证|ac +bd |≤1. 证明: 证法一(综合法) 因为a ,b ,c ,d 都是实数,所以 |ac +bd |≤|ac |+|bd |≤a 2+c 22+b 2+d 22=a 2+b 2+c 2+d 22.又因为a 2+b 2=1,c 2+d 2=1. 所以|ac +bd |≤1. 证法二(比较法) 显然有 |ac +bd |≤1⇔-1≤ac +bd ≤1. 先证明ac +bd ≥-1. ∵ac +bd -(-1) =ac +bd +12+12=ac +bd +a 2+b 22+c 2+d 22=(a +c )2+(b +d )22≥0.∴ac +bd ≥-1. 再证明ac +bd ≤1.∵1-(ac +bd )=12+12-(ac +bd )=a 2+b 22+c 2+d 22-ac -bd=(a -c )2+(b -d )22≥0,∴ac +bd ≤1. 综上得|ac +bd |≤1.证法三(分析法) 要证|ac +bd |≤1. 只需证明(ac +bd )2≤1.即只需证明a 2c 2+2abcd +b 2d 2≤1.①由于a 2+b 2=1,c 2+d 2=1,因此①式等价于 a 2c 2+2abcd +b 2d 2≤(a 2+b 2)(c 2+d 2) ② 将②式展开、化简,得(ad -bc )2≥0.③因为a ,b ,c ,d 都是实数,所以③式成立,即①式成立,原命题得证.22.(14分)数列{a n }为等差数列,a n 为正整数,其前n 项和为S n ,数列{b n }为等比数列,且a 1=3,b 1=1,数列{ba n }是公比为64的等比数列,b 2S 2=64.(1)求a n ,b n ;(2)求证:1S 1+1S 2+…+1S n <34.解析: (1)设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q ,则d 为正整数, a n =3+(n -1)d ,b n =q n -1,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ba n +1ba n =q 3+ndq 3+(n -1)d =q d =64=26,S 2b 2=(6+d )q =64,①由(6+d )q =64知q 为正有理数,故d 为6的因子1,2,3,6之一, 解①得d =2,q =8.故a n =3+2(n -1)=2n +1,b n =8n -1.(2)证明:∵S n =3+5+…+(2n +1)=n (n +2). ∴1S 1+1S 2+…+1S n =11×3+12×4+13×5+…+1n (n +2) =12⎝⎛⎭⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2 =12⎝⎛⎭⎫1+12-1n +1-1n +2<34.。

人教高中数学选修45测试题全套及答案

人教高中数学选修45测试题全套及答案

最新人教版高中数学选修4-5测试题全套及答案第一讲 不等式和绝对值不等式一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.设集合A ={x |y =log 2(4-2x -x 2)},B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪ 3x +1≥1,则A ∩B 等于( ) A .{x |-1<x <5-1}B .{x |-3<x ≤2}C .{x |-1<x <1}D .{x |-1-5<x <-3或5-1<x ≤2}解析: 不等式4-2x -x 2>0可转化为x 2+2x -4<0,解得-1-5<x <-1+5,∵A ={x |-1-5<x <-1+5};不等式3x +1≥1可转化为x -2x +1≤0,解得-1<x ≤2,∴B ={x |-1<x ≤2},∴A ∩B ={x |-1<x <5-1}.答案: A2.不等式⎪⎪⎪⎪⎪⎪x +1x -1<1的解集为( )A .{x |0<x <1}∪{x |x >1}B .{x |0<x <1}C .{x |-1<x <0}D .{x |x <0}解析: 方法一:特值法:显然x =-1是不等式的解,故选D.方法二:不等式等价于|x +1|<|x -1|,即(x +1)2<(x -1)2,解得x <0,故选D.答案: D3.设a ,b 是正实数,以下不等式 ①ab >2ab a +b,②a >|a -b |-b , ③a 2+b 2>4ab -3b 2,④ab +2ab >2 恒成立的序号为( )A .①③B .①④C .②③D .②④ 解析: 2ab a +b ≤2ab 2ab =ab ,即ab ≥2ab a +b,故①不正确,排除A 、B ;∵ab +2ab ≥22>2,即④正确. 答案: D4.已知a >0,b >0,则1a +1b+2ab 的最小值是( ) A .2B .22C .4D .5解析: ∵a >b ,b >0,∴1a +1b ≥2ab,当且仅当a =b 时取等号, ∴1a +1b +2ab ≥2ab+2ab ≥22ab ·2ab =4. 当且仅当a =b =1且2ab =2ab 时成立,能取等号,故1a +1b +2ab 的最小值为4,故选C. 答案: C5.设|a |<1,|b |<1,则|a +b |+|a -b |与2的大小关系是( )A .|a +b |+|a -b |>2B .|a +b |+|a -b |<2C .|a +b |+|a -b |=2D .不可能比较大小解析: 当(a +b )(a -b )≥0时,|a +b |+|a -b |=|(a +b )+(a -b )|=2|a |<2,当(a +b )(a -b )<0时,|a +b |+|a -b |=|(a +b )-(a -b )|=2|b |<2.答案: B6.设x ,y ∈R ,a >1,b >1.若a x =b y =3,a +b =23,则1x +1y 的最大值为() A .2 B.32C .1 D.12解析: ∵a x =b y =3,∴x =log a 3,y =log b 3,∴1x +1y =1log a 3+1log b 3=log 3a +log 3b=log 3ab ≤log 3(a +b )24=log 33=1,故选C.答案: C7.0<a <1,下列不等式一定成立的是( )A .|log 1+a (1-a )|+|log (1-a )(1+a )|>2B .|log 1+a (1-a )|<|log (1-a )(1+a )|C .|log (1+a )(1-a )+log (1-a )(1+a )|<|log (1+a )(1-a )|+|log (1-a )(1+a )|D .|log (1+a )(1-a )-log (1-a )(1+a )|>|log (1+a )(1-a )|-|log (1-a )(1+a )|解析: 令a =12,代入可排除B 、C 、D. 答案: A8.若实数a ,b 满足a +b =2,则3a +3b 的最小值是( )A .18B .6C .2 3 D.43解析: 3a +3b ≥23a ·3b =23a +b =232=6. 答案: B9.已知|a |≠|b |,m =|a |-|b ||a -b |,n =|a |+|b ||a +b |,则m ,n 之间的大小关系是( ) A .m >nB .m <nC .m =nD .m ≤n解析: ∵|a |-|b |≤|a ±b |≤|a |+|b |,∴m =|a |-|b ||a -b |≤|a |-|b ||a |-|b |=1, n =|a |+|b ||a +b |≥|a |+|b ||a |+|b |=1,∴m ≤1≤n . 答案: D10.某工厂年产值第二年比第一年增长的百分率为p 1,第三年比第二年增长的百分率为p 2,第四年比第三年增长的百分率为p 3,则年平均增长率p 的最大值为( ) A.3p 1p 2p 3B.p 1+p 2+p 33C.p 1p 2p 33D .2(1+p 1)(1+p 2)(1+p 3)3解析: ∵(1+p )3=(1+p 1)(1+p 2)(1+p 3),∴1+p =3(1+p 1)(1+p 2)(1+p 3)≤1+p 1+1+p 2+1+p 33, ∴p ≤p 1+p 2+p 33. 答案: B11.若a ,b ,c >0,且a 2+2ab +2ac +4bc =12,则a +b +c 的最小值是( )A .2 3B .3C .2 D.3解析: a 2+2ab +2ac +4bc=a (a +2c )+2b (a +2c )=(a +2c )(a +2b )≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤(a +2c )+(a +2b )22,∴(a +b +c )2≥12,又a ,b ,c >0,∴a +b +c ≥2 3.答案: A12.当0<x <π2时,函数f (x )=1+cos 2x +8sin 2 xsin 2x 的最小值为() A .2 B .23C .4D .43解析: 方法一:f (x )=2cos 2 x +8 sin 2 x2sin x cos x =1+4tan 2 xtan x=4tan x +1tan x ≥4.这里tan x >0,且tan x =12时取等号.方法二:f (x )=1+cos 2x +8sin 2 x sin 2x =5-3cos 2x sin 2x(0<2x <π). 令μ=5-3cos 2x sin 2x,有μsin 2x +3cos 2x =5. μ2+9sin(2x +φ)=5,∴sin(2x +φ)=5μ2+9.∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪5μ2+9≤1,得μ2≥16. ∴μ≥4或μ≤-4.又μ>0.答案: C二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.请把正确答案填在题中横线上)13.已知-π2≤α<β≤π2,则α-β2的取值范围是________. 解析: 利用不等式的性质进行求解.由-π2≤α<β≤π2可得. 答案: -π2≤α-β2<0. 14.设集合S ={x ||x -2|>3},T ={x |a <x <a +8},S ∪T =R ,则a 的取值范围是____________. 解析: ∵|x -2|>3,∴x -2>3或x -2<-3,∴x >5或x <-1,即S ={x |x >5或x <-1}.又∵T ={x |a <x <a +8},S ∪T =R ,∴画数轴可知a 需满足⎩⎪⎨⎪⎧a <-1a +8>5, ∴-3<a <-1.答案: -3<a <-115.设x >-1,求函数y =(x +5)(x +2)x +1的最小值为________. 解析: ∵x >-1,∴x +1>0,y =(x +5)(x +2)x +1=[(x +1)+4][(x +1)+1]x +1=(x +1)+5+4x +1≥2·(x +1)·4x +1+5=9. 当且仅当x +1=4x +1,即x =1时,等号成立. ∴y 的最小值是9.答案: 916.某商品进货价每件50元,据市场调查,当销售价格(每件x 元)在50<x ≤80时,每天售出的件数P =105(x -40)2,若想每天获得的利润最多,销售价格每件应定为____________元. 解析: 设销售价格定为每件x 元(50<x ≤80),每天获得利润y 元,则:y =(x -50)·P =105(x -50)(x -40)2, 设x -50=t ,则0<t ≤30,∴y =105t (t +10)2=105t t 2+20t +100=105t +100t+20≤10520+20=2 500. 当且仅当t =10,即x =60时,y max =2 500.答案: 60三、解答题(本大题共6小题,共74分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(12分)已知30<x <42,16<y <24,求x +y ,x -2y ,x y的取值范围. 解析: ∵30<x <42,16<y <24,∴46<x +y <66.∵16<y <24,∴-48<-2y <-32,∴-18<x -2y <10.∵30<x <42,∴124<1y <116. ∴54<x y <218. 18.(12分)已知a ,b ,x ,y ∈R +,x ,y 为变量,a ,b 为常数,且a +b =10,a x +b y=1,x +y 的最小值为18,求a ,b .解析: ∵x +y =(x +y )⎝⎛⎭⎫a x +b y=a +b +bx y +ay x≥a +b +2ab =(a +b )2,当且仅当bx y =ay x时取等号.又(x +y )min =(a +b )2=18,即a +b +2ab =18① 又a +b =10 ②由①②可得⎩⎪⎨⎪⎧ a =2b =8或⎩⎪⎨⎪⎧a =8b =2. 19.(12分)解不等式|x +1|+|x |<2.解析: 方法一:利用分类讨论的思想方法.当x ≤-1时,-x -1-x <2,解得-32<x ≤-1; 当-1<x <0时,x +1-x <2,解得-1<x <0;当x ≥0时,x +1+x <2,解得0≤x <12. 因此,原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32<x <12. 方法二:利用方程和函数的思想方法.令f (x )=|x +1|+|x |-2=⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -1(x ≥0),-1(-1≤x <0),-2x -3(x <-1).作函数f (x )的图象(如图),知当f (x )<0时,-32<x <12. 故原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32<x <12. 方法三:利用数形结合的思想方法.由绝对值的几何意义知,|x +1|表示数轴上点P (x )到点A (-1)的距离,|x |表示数轴上点P (x )到点O (0)的距离.由条件知,这两个距离之和小于2.作数轴(如图),知原不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32<x <12.方法四:利用等价转化的思想方法.原不等式⇔ 0≤|x +1|<2-|x |,∴(x +1)2<(2-|x |)2,且|x |<2,即0≤4|x |<3-2x ,且|x |<2.∴16x 2<(3-2x )2,且-2<x <2.解得-32<x <12.故原不等式的解集为 ⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪-32<x <12. 20.(12分)求函数y =3x +4x 2(x >0)的最值.解析: 由已知x >0,∴y =3x +4x 2=3x 2+3x 2+4x 2 ≥333x 2·3x 2·4x 2=339, 当且仅当3x 2=3x 2=4x 2,即x =2393时,取等号. ∴当x =2393时,函数y =3x +4x2的最小值为339. 21.(12分)在某交通拥挤地段,交通部门规定,在此地段内的车距d (m)正比于车速v (km/h)的平方与车身长s (m)的积,且最小车距不得少于半个车身长,假定车身长均为s (m),且车速为50 km/h 时车距恰为车身长s ,问交通繁忙时,应规定怎样的车速,才能使此地段的车流量Q 最大?解析: 由题意,知车身长s 为常量,车距d 为变量.且d =k v 2s ,把v =50,d =s 代入,得k =12 500,把d =12s 代入 d =12 500v 2s ,得v =25 2.所以 d =⎩⎨⎧12s (0<v ≤252),12 500v 2s (v >252).则车流量 Q =1 000v d +s =⎩⎪⎨⎪⎧ 1 000v 32s (0<v ≤252),1 000v s (1+v 22 500)(v >252).当0<v ≤252时,Q 为v 的增函数,所以当v =252时,Q 1=1 000v 32s =50 00023s .当v >252时,Q 2=1 000v s ⎝⎛⎭⎫1+v 22 500= 1 000s ⎝⎛⎭⎫1v +v 2 500 ≤ 1 000s ·21v ·v 2 500=25 000s . 当且仅当1v =v 2 500,即v =50时,等号成立.即当v =50时,Q 取得最大值Q 2=25 000s.因为Q 2>Q 1,所以车速规定为50km/h 时,该地段的车流量Q 最大.22.(14分)已知函数f (x )=ax 2-4(a 为非零实数),设函数F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ) (x >0)-f (x ) (x <0). (1)若f (-2)=0,求F (x )的表达式;(2)在(1)的条件下,解不等式1≤|F (x )|≤2;(3)设mn <0,m +n >0,试判断F (m )+F (n )能否大于0?解析: (1)∵f (-2)=0,∴4a +4=0,得a =-1,∴f (x )=-x 2+4,F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+4 (x >0)x 2-4 (x <0). (2)∵|F (-x )|=|F (x )|,∴|F (x )|是偶函数,故可以先求x >0的情况.当x >0时,由|F (2)|=0,故当0<x ≤2时,解不等式1≤-x 2+4≤2,得2≤x ≤3;x >2时,解不等式1≤x 2-4≤2,得5≤x ≤6;综合上述可知原不等式的解集为{x |2≤x ≤3或5≤x ≤6或-3≤x ≤-2或-6≤x ≤-5}.(3)∵f (x )=ax 2+4,∴F (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax 2+4 (x >0)-ax 2-4 (x <0), ∵mn <0,不妨设m >0,则n <0.又m +n >0,∴m >-n >0,∴m 2>n 2,∴F (m )+F (n )=am 2+4-an 2-4=a (m 2-n 2),所以:当a >0时,F (m )+F (n )能大于0,当a <0时,F (m )+F (n )不能大于0.第二讲 证明不等式的基本方法一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知a c 2>b c2,则下列不等式一定成立的是( ) A .a 2>b 2B .lg a >lg b C.1b >1c D.⎝⎛⎭⎫13b >⎝⎛⎭⎫13a解析: 从已知不等式入手:a c 2>b c2⇔a >b (c ≠0),其中a ,b 可异号或其中一个为0,由此否定A 、B 、C ,应选D.答案: D2.若1a <1b<0,则下列结论不正确的是( ) A .a 2<b 2B .ab <b 2 C.b a +a b >2 D .|a |+|b |>|a +b |解析: 因为1a <1b <0⇔⎩⎪⎨⎪⎧ 1a -1b <0a <0且b <0⇔⎩⎨⎧ b -a ab <0a <0,b <0⇔b <a <0.由此判定A 、B 、C 正确,应选D.答案: D 3.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至多有一个实根C .方程x 3+ax +b =0至多有两个实根D .方程x 3+ax +b =0恰好有两个实根解析: 反证法证明问题时,反设实际是命题的否定,∴用反证法证明命题“设a ,b 为实数,则方程x 2+ax +b =0至少有一个实根”时,要做的假设是:方程x 2+ax +b =0没有实根.故应选A.答案: A4.用反证法证明命题:“三角形的内角中至少有一个不大于60°”时,反设正确的是( )A .假设三内角都不大于60°B .假设三内角都大于60°C .假设三内角至多有一个大于60°D .假设三内角至多有两个大于60°解析: 至少有一个不大于60度是指三个内角有一个或者两个或者三个小于或等于60°.所以,反设应该是它的对立情况,即假设三内角都大于60度.答案: B5.设x >0,y >0,x +y =1,x +y 的最大值是( )A .1 B.2 C.22 D.32 解析: ∵x >0,y >0,∴1=x +y ≥2xy , ∴12≥xy , ∴x +y ≤2(x +y )=2(当且仅当x =y =12时取“=”). 答案: B6.用分析法证明:欲使①A >B ,只需②C <D ,这里①是②的( )A .充分条件B .必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 解析: 分析法证明的本质是证明结论的充分条件成立,即②⇒①,所以①是②的必要条件. 答案: B7.已知0<a <b ,且a +b =1,则下列不等式中,正确的是( )A .log 2a >0B .2a -b <12C .log 2a +log 2b <-2D .2a b +b a <12 解析: 方法一:特值法令a =13,b =23代入可得. 方法二:因为0<a <b 且a +b =1,所以0<a <1,所以log 2a <0.-1<a -b <0所以12<2a -b <1,又因为b a +a b>2所以2b a +a b >4, 而ab <⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22=14, 所以log 2a +log 2b <-2成立.答案: C8.a >0,b >0,则“a >b ”是“a -1a >b -1b”成立的( ) A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .即不充分也不必要条件解析: a -1a -b +1b =a -b +a -b ab=(a -b )⎝⎛⎭⎫1+1ab . ∵a >0,b >0,∴a >b ⇔(a -b )⎝⎛⎭⎫1+1ab >0⇔a -1a >b -1b. 可得“a >b ”是“a -1a >b -1b”成立的充要条件. 答案: C9.设a >0,b >0,则以下不等式中不恒成立的是( )A .(a +b )⎝⎛⎭⎫1a +1b ≥4B .a 3+b 3≥2ab 2C .a 2+b 2+2≥2a +2b D.|a -b |≥a -b 解析: 因为(a +b )⎝⎛⎭⎫1a +1b ≥2ab ·21ab=4,所以A 正确. a 3+b 3≥2ab 2⇔(a -b )(a 2+ab -b 2)≥0,但a ,b 大小不确定,所以B 错误.(a 2+b 2+2)-(2a +2b )=(a -1)2+(b -1)2≥0,所以C 正确.|a -b |≥a -b ⇔|a -b |+b ≥a ⇔b (a -b )≥0,所以D 正确.答案: B 10.设a ,b ∈R +,且a ≠b ,P =a 2b +b 2a,Q =a +b ,则( ) A .P >QB .P ≥QC .P <QD .P ≤Q解析: P -Q =a 2b +b 2a -(a +b )=a 3+b 3-ab (a +b )ab =(a +b )(a 2+b 2-2ab )ab =(a +b )(a -b )2ab . ∵a ,b 都是正实数,且 a ≠b ,∴(a +b )(a -b )2ab>0,∴P >Q . 答案: A11.若函数f (x ),g (x )分别是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)解析: 因为函数f (x ),g (x )分别是R 上的奇函数、偶函数.所以f (-x )-g (-x )=-f (x )-g (x )=e -x ,① f (x )-g (x )=e x ,②①②联立,解之得f (x )=e x -e -x 2,g (x )=-e x +e -x 2代入数值比较可得. 答案: D12.“a =18”是“对任意的正数x,2x +a x ≥1”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件 解析: 因为2x +a x≥22x ·a x=22a , 当a =18时22a =1. 但当a =2时,22a =4,当然有2x +a x≥1所以是充分不必要条件. 答案: A二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.请把正确答案填在题中横线上)13.设a =3-2,b =6-5,c =7-6,则a ,b ,c 的大小顺序是__________. 解析: 用分析法比较,a >b ⇔3+5>2+6⇔8+215>8+212,同理可比较得b >c . 答案: a >b >c14.已知三个不等式:(1)ab >0;(2)-c a <-d b;(3)bc >ad . 以其中两个作为条件,余下一个作为结论,为________.解析: 运用不等式性质进行推理,从较复杂的分式不等式(2)切入,去寻觅它与(1)的联系. -c a <-d b ⇔c a >d b ⇔c a -d b>0 ⇔bc -ad ab >0⇔ab ·(bc -ad )>0. 答案: (1)、(3)⇒(2);(1)、(2)⇒(3);(2)、(3)⇒(1)15.若f (n )=n 2+1-n ,g (n )=n -n 2-1,φ(n )=12n,则f (n ),g (n ),φ(n )的大小顺序为________. 解析: 因为f (n )=n 2+1-n =1n 2+1+n ,g(n)=n-n2-1=1n2-1+n.又因为n2-1+n<2n<n2+1+n,所以f(n)<φ(n)<g(n).答案:g(n)>φ(n)>f(n)16.完成反证法整体的全过程.题目:设a1,a2,…,a7是1,2,3,……,7的一个排列,求证:乘积p=(a1-1)(a2-2)…(a7-7)为偶数.证明:反设p为奇数,则________均为奇数.①因奇数个奇数的和还是奇数,所以有奇数=________.②=________.③=0.但奇数≠偶数,这一矛盾说明p为偶数.解析:反设p为奇数,则(a1-1),(a2-2),…,(a7-7)均为奇数.因为数个奇数的和还是奇数,所以有奇数=(a1-1)+(a2-2)+…+(a7-7)=(a1+a2+…+a7)-(1+2+3+…+7)=0.但奇数≠偶数,这一矛盾说明p为偶数.答案:(a1-1),(a2-2),…,(a7-7)(a1-1)+(a2-2)+…+(a7-7)(a1+a2+...+a7)-(1+2+3+ (7)三、解答题(本大题共6个小题,共74分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(12分)若a <b <c ,求证:a 2b +b 2c +c 2a <a 2c +b 2a +c 2b . 证明: ∵a <b <c ,∴a -b <0,b -c <0,a -c <0,于是:a 2b +b 2c +c 2a -(a 2c +b 2a +c 2b )=(a 2b -a 2c )+(b 2c -b 2a )+(c 2a -c 2b )=a 2(b -c )+b 2(c -a )+c 2(a -b )=a 2(b -c )-b 2(b -c )+c 2(a -b )-b 2(a -b )=(b -c )(a 2-b 2)+(a -b )(c 2-b 2)=(b -c )(a -b )(a +b )+(a -b )(c -b )(c +b )=(b -c )(a -b )[a +b -(c +b )]=(b -c )(a -b )(a -c )<0,∴a 2b +b 2c +c 2a <ab 2+bc 2+ca 2.18.(12分)已知a ,b ,c ∈R +,且a +b +c =1.求证:⎝⎛⎭⎫1a -1⎝⎛⎭⎫1b -1⎝⎛⎭⎫1c -1≥8.证明: ∵a ,b ,c ∈R +,a +b +c =1,∴1a -1=1-a a =b +c a =b a +c a ≥2bc a, 同理1b -1≥2ac b ,1c -1≥2ab c. 由于上述三个不等式两边均为正,分别相乘,∴⎝⎛⎭⎫1a -1⎝⎛⎭⎫1b -1⎝⎛⎭⎫1c -1≥2bc a ·2ac b ·2ab c =8.当且仅当a =b =c =13时取等号. 19.(12分)求证:3+8>1+10.证明: 用分析法证明8+3>1+10⇐8+3+224>1+10+210⇐224>210 ⇐24>10.最后一个不等式是成立的,故原不等式成立.20.(12分)若x ,y >0,且x +y >2,则1+y x 和1+x y中至少有一个小于2. 证明: 反设1+y x ≥2且1+x y≥2, ∵x ,y >0,∴1+y ≥2x,1+x ≥2y 两边相加,则2+(x +y )≥2(x +y ),可得x +y ≤2,与x +y >2矛盾,∴1+y x 和1+x y中至少有一个小于2. 21.(12分)已知a ,b ,c ,d 都是实数,且a 2+b 2=1,c 2+d 2=1,求证|ac +bd |≤1.证明: 证法一(综合法) 因为a ,b ,c ,d 都是实数,所以|ac +bd |≤|ac |+|bd |≤a 2+c 22+b 2+d 22=a 2+b 2+c 2+d 22. 又因为a 2+b 2=1,c 2+d 2=1.所以|ac +bd |≤1.证法二(比较法) 显然有|ac +bd |≤1⇔-1≤ac +bd ≤1.先证明ac +bd ≥-1.∵ac +bd -(-1)=ac +bd +12+12=ac +bd +a 2+b 22+c 2+d 22=(a +c )2+(b +d )22≥0.∴ac +bd ≥-1.再证明ac +bd ≤1.∵1-(ac +bd )=12+12-(ac +bd )=a 2+b 22+c 2+d 22-ac -bd=(a -c )2+(b -d )22≥0,∴ac +bd ≤1.综上得|ac +bd |≤1.证法三(分析法) 要证|ac +bd |≤1.只需证明(ac +bd )2≤1.即只需证明a 2c 2+2abcd +b 2d 2≤1. ①由于a 2+b 2=1,c 2+d 2=1,因此①式等价于a 2c 2+2abcd +b 2d 2≤(a 2+b 2)(c 2+d 2)② 将②式展开、化简,得(ad -bc )2≥0. ③因为a ,b ,c ,d 都是实数,所以③式成立,即①式成立,原命题得证.22.(14分)数列{a n }为等差数列,a n 为正整数,其前n 项和为S n ,数列{b n }为等比数列,且a 1=3,b 1=1,数列{ba n }是公比为64的等比数列,b 2S 2=64.(1)求a n ,b n ;(2)求证:1S 1+1S 2+…+1S n <34. 解析: (1)设{a n }的公差为d ,{b n }的公比为q ,则d 为正整数,a n =3+(n -1)d ,b n =q n -1,依题意有⎩⎪⎨⎪⎧ ba n +1ba n =q 3+nd q 3+(n -1)d =q d =64=26,S 2b 2=(6+d )q =64,①由(6+d )q =64知q 为正有理数,故d 为6的因子1,2,3,6之一,解①得d =2,q =8.故a n =3+2(n -1)=2n +1,b n =8n -1.(2)证明:∵S n =3+5+…+(2n +1)=n (n +2).∴1S 1+1S 2+…+1S n =11×3+12×4+13×5+…+1n (n +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12-1n +1-1n +2<34.第三讲柯西不等式与排序不等式一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.若a,b∈R,且a2+b2=10,则a+b的取值范围是()A.[-25,25]B.[-210,210]C.[-10,10] D.[-5,5]解析:由(a2+b2)(1+1)≥(a+b)2,所以a+b∈[-25,25],故选A.答案:A2.若x21+x22+…+x2n=1,y21+y22+…+y2n=1,则x1y1+x2y2+…+x n y n的最大值是()A.2 B.1C.3 D.3 3 3解析:由(x1y1+x2y2+…+x n y n)2≤(x21+x22+…+x2n)(y21+y22+…+y2n)=1,故选B.答案:B3.学校要开运动会,需要买价格不同的奖品40件、50件、20件,现在选择商店中单价为5元、3元、2元的奖品,则至少要花()A.300元B.360元C.320元D.340元解析:由排序原理知,反序和最小为320,故选C.答案:C4.已知a ,b ,c 为非零实数,则(a 2+b 2+c 2)⎝⎛⎭⎫1a 2+1b 2+1c 2的最小值为( )A .7B .9C .12D .18解析: 由(a 2+b 2+c 2)⎝⎛⎭⎫1a 2+1b 2+1c 2≥⎝⎛⎭⎫a ·1a +b ·1b +c ·1c 2=(1+1+1)2=9,∴所求最小值为9,故选B.答案: B5.设a ,b ,c ≥0,a 2+b 2+c 2=3,则ab +bc +ca 的最大值为() A .0 B .1C .3 D.333解析: 由排序不等式a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ac ,所以ab +bc +ca ≤3.故应选C.答案: C 6.表达式x 1-y 2+y 1-x 2的最大值是( )A .2B .1C. 2D.32解析: 因为x 1-y 2+y 1-x 2≤(x 2+1-x 2)(1-y 2+y 2)=1,故选B.答案: B7.已知不等式(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +1y ≥a 对任意正实数x ,y 恒成立,则实数a 的最大值为( )A .2B .4 C. 2 D .16解析: 由(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +1y ≥(1+1)2=4,因此不等式(x +y )(x +y )⎝⎛⎭⎫1x +1y ≥a 对任意正实数x ,y 恒成立,即a ≤4,故应选B.答案: B8.设a ,b ,c 为正数,a +b +4c =1,则a +b +2c 的最大值是() A. 5 B.3C .2 3 D.32解析: 1=a +b +4c =(a )2+(b )2+(2c )2 =13[(a )2+(b )2+(2c )2]·(12+12+12) ≥(a +b +2c )2·13, ∴(a +b +2c )2≤3,即所求为 3.答案: B9.若a >b >c >d ,x =(a +b )(c +d ),y =(a +c )(b +d ),z =(a +d )(b +c ),则x ,y ,z 的大小顺序为( )A .x <z <yB .y <z <xC .x <y <zD .z <y <x解析: 因a >d 且b >c ,则(a +b )(c +d )<(a +c )(b +d ),得x <y ,因a >b 且c >d ,则(a +c )(b +d )<(a +d )(b +c ),得y <z ,故选C.答案: C10.若0<a 1<a 2,0<b 1<b 2且a 1+a 2=b 1+b 2=1,则下列代数式中值最大的是( )A .a 1b 1+a 2b 2B .a 1a 2+b 1b 2C .a 1b 2+a 2b 1 D.12解析: 利用特值法,令a 1=0.4,a 2=0.6,b 1=0.3,b 2=0.7计算后作答;或根据排序原理,顺序和最大.答案: A11.已知a ,b ,c ,d 均为实数,且a +b +c +d =4,a 2+b 2+c 2+d 2=163,则a 的最大值为( ) A .16B .10C .4D .2解析: 构造平面π:x +y +z +(a -4)=0,球O :x 2+y 2+z 2=163-a 2, 则点(b ,c ,d )必为平面π与球O 的公共点, 从而|a -4|3≤ 163-a 2, 即a 2-2a ≤0,解得0≤a ≤2,故实数a 的最大值是2.答案: D12.x ,y ,z 是非负实数,9x 2+12y 2+5z 2=9,则函数u =3x +6y +5z 的最大值是( )A .9B .10C .14D .15解析: u 2=(3x +6y +5z )2≤[(3x )2+(23y )2+(5z )2]·[12+(3)2+(5)2]=9×9=81,∴u ≤9.答案: A二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.请把正确答案填在题中横线上)13.已知a ,b ,c 都是正数,且4a +9b +c =3,则1a +1b +1c的最小值是________. 解析: 由4a +9b +c =3,∴4a 3+3b +c 3=1, ∴1a +1b +1c=43a +3b +c 3a +43a +3b +c 3b +43a +3b +c 3c=43+3b a +c 3a +3+4a 3b +c 3b +13+4a 3c +3b c=3+53+⎝⎛⎭⎫3b a +4a 3b +⎝⎛⎭⎫c 3a +4a 3c +⎝⎛⎭⎫c 3b +3b c ≥3+53+4+43+2=12. 答案: 1214.已知a ,b 是给定的正数,则a 2sin 2α+b 2cos 2α的最小值是________. 解析: a 2sin 2α+b 2cos 2α=(sin 2α+cos 2α)⎝⎛⎭⎫a 2sin 2α+b 2cos 2α≥(a +b )2. 答案: (a +b )215.已知点P 是边长为23的等边三角形内一点,它到三边的距离分别为x ,y ,z ,则x ,y ,z 所满足的关系式为________,x 2+y 2+z 2的最小值是________.解析: 利用三角形面积相等,得12×23(x +y +z )=34×(23)2, 即x +y +z =3;由(1+1+1)(x 2+y 2+z 2)≥(x +y +z )2=9,则x 2+y 2+z 2≥3.答案: x +y +z =3 316.若不等式|a -1|≥x +2y +2z ,对满足x 2+y 2+z 2=1的一切实数x ,y ,z 恒成立,则实数a 的取值范围是________.解析: 由柯西不等式可得(12+22+22)(x 2+y 2+z 2)≥(x +2y +2z )2,所以x +2y +2z 的最大值为3,故有|a -1|≥3,∴a ≥4或a ≤-2.答案: a ≥4或a ≤-2三、解答题(本大题共6小题,共74分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(12分)已知a 2+b 2=1,x 2+y 2=1.求证:ax +by ≤1.证明: ∵a 2+b 2=1,x 2+y 2=1.又由柯西不等式知∴1=(a 2+b 2)(x 2+y 2)≥(ax +by )2∴1≥(ax +by )2,∴1≥|ax+by|≥ax+by,∴所以不等式得证.18.(12分)设x2+2y2=1,求μ=x+2y的最值.解析:由|x+2y|=|1·x+2·2y|≤1+2·x2+2y2= 3.当且仅当x1=2y2,即x=y=±33时取等号.所以,当x=y=33时,μmax= 3.当x=y=-33时,μmin=- 3.19.(12分)设a≥b>0,求证:3a3+2b3≥3a2b+2ab2.证明:∵a≥b>0,∴a≥a≥a≥b≥b>0,a2≥a2≥a2≥b2≥b2>0,由顺序和≥乱序和,得a3+a3+a3+b3+b3≥a2b+a2b+a2a+ab2+ab2.又a2b+a2b+a2a+ab2+ab2≥3a2b+2ab2.则3a3+2b3≥3a2b+2ab2.20.(12分)已知x,y,z∈R,且x+y+z=3,求x2+y2+z2的最小值.解析:方法一:注意到x,y,z∈R,且x+y+z=3为定值,利用柯西不等式得到(x2+y2+z2)(12+12+12)≥(x·1+y·1+z·1)2=9,从而x2+y2+z2≥3,当且仅当x=y=z=1时取“=”号,所以x2+y2+z2的最小值为3.方法二:可考虑利用基本不等式“a 2+b 2≥2ab ”进行求解,由x 2+y 2+z 2=(x +y +z )2-(2xy +2xz +2yz )≥9-(x 2+y 2+x 2+z 2+y 2+z 2),从而求得x 2+y 2+z 2≥3,当且仅当x =y =z =1时取“=”号,所以x 2+y 2+z 2的最小值为3.21.(12分)设a ,b ,c 为正数,且不全相等,求证:2a +b +2b +c +2c +a >9a +b +c .证明: 构造两组数a +b ,b +c ,c +a ; 1a +b ,1b +c ,1c +a ,则由柯西不等式得(a +b +b +c +c +a )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +b +1b +c +1c +a ≥(1+1+1)2,① 即2(a +b +c )⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +b +1b +c +1c +a ≥9.于是2a +b +2b +c +2c +a ≥9a +b +c .于是2a +b +2b +c +2c +a ≥9a +b +c .由柯西不等式知,①中有等号成立⇔a +b 1a +b =b +c 1b +c =c +a1c +a⇔a +b =b +c =c +a⇔a =b =c .因题设a ,b ,c 不全相等,故①中等号不成立,于是2a +b +2b +c +2c +a >9a +b +c. 22.(14分)设x 1,x 2,…,x n ∈R +,且x 1+x 2+…+x n =1,求证:x 211+x 1+x 221+x 2+…+x 2n 1+x n ≥1n +1. 证明: 因为x 1+x 2+…+x n =1,所以n +1=(1+x 1)+(1+x 2)+…+(1+x n ).又⎝ ⎛⎭⎪⎫x 211+x 1+x 221+x 2+……+x 2n 1+x n (n +1) =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 211+x 1+x 221+x 2+…+x 2n 1+x n [(1+x 1)+(1+x 2)+…+(1+x n )] ≥(x 1+x 2+…+x n )2=1,所以x 211+x 1+x 221+x 2+…+x 2n 1+x n ≥1n +1.第四讲 数学归纳法证明不等式一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.用数学归纳法证明1+12+13+…+12n -1<n (n ∈N *,n >1)时,第一步应验证不等式( ) A .1+12<2 B .1+12+13<2 C .1+12+13<3 D .1+12+13+14<3 解析: n ∈N *,n >1,∴n 取的第一个自然数为2,左端分母最大的项为122-1=13,故选B. 答案: B2.用数学归纳法证明12+32+52+…+(2n -1)2=13n (4n 2-1)的过程中,由n =k 递推到n =k +1时,等式左边增加的项为( )A .(2k )2B .(2k +3)2C .(2k +1)2D .(2k +2)2解析: 把k +1代入(2n -1)2得(2k +2-1)2即(2k +1)2,选C.答案: C3.设凸n 边形有f (n )条对角线,则凸n +1边形的对角线的条数,加上多的哪个点向其他点引的对角线的条数f (n +1)为( )A .f (n )+n +1B .f (n )+nC .f (n )+n -1D .f (n )+n -2解析: 凸n +1边形的对角线的条数等于凸n 边形的对角线的条数,加上多的那个点向其他点引的对角线的条数(n -2)条,再加上原来有一边成为对角线,共有f (n )+n -1条对角线,故选C.答案: C4.观察下列各等式:22-4+66-4=2,55-4+33-4=2,77-4+11-4=2,1010-4+-2-2-4=2,依照以上各式成立的规律,得一般性的等式为( )A.n n -4+8-n (8-n )-4=2 B.n +1(n +1)-4+(n +1)+5(n +1)-4=2 C.n n -4+n +4(n +4)-4=2 D.n +1(n +1)-4+n +5(n +5)-4=2 解析: 观察归纳知选A.答案: A5.欲用数学归纳法证明:对于足够大的自然数n ,总有2n >n 3,那么验证不等式成立所取的第一个n 的最小值应该是( )A .1B .9C .10D .n >10,且n ∈N +解析: 由210=1 024>103知,故应选C.答案: C6.用数学归纳法证明:1n +1n +1+1n +2+ (12)<1(n ∈N *,n ≥2)时,由“k 到k +1”,不等式左端的变化是( )A .增加12(k +1)一项 B .增加12k +1和12(k +1)两项 C .增加12k +1和12(k +1)两项,同时减少1k 一项 D .以上都不对解析: 因f (k )=1k +1k +1+1k +2+…+1k +k, 而f (k +1)=1k +1+1k +2+…+1k +k +1k +k +1+1k +k +2, 故f (k +1)-f (k )=12k +1+12k +2-1k,故选C. 答案: C7.用数学归纳法证明34n +1+52n +1(n ∈N +)能被8整除时,若n =k 时,命题成立,欲证当n =k +1时命题成立,对于34(k+1)+1+52(k +1)+1可变形为( ) A .56×34k +1+25(34k +1+52k +1)B .34×34k +1+52×52kC .34k +1+52k +1D .25(34k +1+52k +1)解析: 由34(k +1)+1+52(k +1)+1=81×34k +1+25×52k +1+25×34k +1-25×34k +1=56×34k +1+25(34k +1+52k +1),故选A.答案: A8.用数学归纳法证明“(n +1)(n +2)……(n +n )=2n ·1·3·5·(2n -1)(n ∈N *)”时,从n =k 到n =k +1等式的左边需增乘代数式为( )A .2k +1 B.2k +1k +1C.(2k +1)(2k +2)k +1D.2k +3k +1 解析: 左边当n =k 时最后一项为2k .左边当n =k +1时最后一项为2k +2,又第一项变为k +2,∴需乘(2k +1)(2k +2)k +1. 答案: C9.数列a n 中,已知a 1=1,当n ≥2时,a n -a n -1=2n -1,依次计算a 2,a 3,a 4后,猜想a n 的表达式是( )A .3n -2B .n 2C .3n -1D .4n -3解析: 计算出a 1=1,a 2=4,a 3=9,a 4=16.可猜a n =n 2故应选B.答案: B10.用数学归纳法证明1+2+3+…+n 2=n 4+n 22,则当n =k +1时左端应在n =k 的基础上加上( ) A .k 2B .(k +1)2C.(k +1)4+(k +1)22D .(k 2+1)+(k 2+2)+…+(k +1)2解析: ∵当n =k 时,左端=1+1+2+3+…+k 2,当n =k +1时,左端=1+2+3+…+k 2+(k 2+1)+(k 2+2)+…+(k +1)2.故当n =k +1时,左端应在n =k 的基础上加上(k 2+1)+(k 2+2)+…+(k +1)2,故应选D.答案: D11.用数学归纳法证明“n 2+n <n +1(n ∈N *)”的第二步证n =k +1时(n =1已验证,n =k 已假设成立)这样证明:(k +1)2+(k +1)=k 2+3k +2<k 2+4k +4=(k +1)+1,则当n =k +1时,命题成立,此种证法( )A .是正确的B .归纳假设写法不正确C .从k 到k +1推理不严密D .从k 到k +1的推理过程未使用归纳假设解析: 经过观察显然选D.答案: D12.把正整数按下图所示的规律排序,则从2 006到2 008的箭头方向依次为( )A .↓→B .→↓C .↑→D .→↑解析: 由2 006=4×501+2,而a n =4n 是每一个下边不封闭的正方形左、上顶点的数,故应选D. 答案: D二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分.请把正确答案填在题中横线上)13.用数学归纳法证明:1+2+3+…+n +…+3+2+1=n 2(n ∈N *)时,从n =k 到n =k +1时,该式左边应添加的代数式是________________.解析: 当n =k 时,左边=1+2+3+…+k +…+3+2+1.当n =k +1时,左边=1+2+3+…+k +k +1+k +…+3+2+1.所以左边应添加的代数式为k +1+k =2k +1.答案: 2k +114.数列{a n }中,a 1=1,且S n ,S n +1,2S 1成等差数列,则S 2,S 3,S 4分别为________,猜想 S n =________. 解析: 由题意得,a 1=12S n +1=S n +2S 1当n =1时,2S 2=S 1+2S 1 ∴S 2=32当n =2时,2S 3=S 2+2S 1 ∴S 3=74当n =3时,2S 4=S 3+2S 1 ∴S 4=158归纳猜想:S n =2n -12n -1 答案: 32 74 158 2n -12n -1 15.如下图所示,第n 个图形是由正n +2边形“扩展”而来(n =1,2,3,…),则第n -2个图形中共有________个顶点.解析: 第一个图形是由正三角形扩展得到,三边扩展得3个顶点,加上三角形的三个顶点共6个;第二个图形是由正方形扩展得到,四边扩展得4个顶点,每个顶点变为两个,故增加8个顶点,因此共有12个顶点;第三个图形是由正五边形扩展得到,五边扩展得5个顶点,每个顶点变为3个,故增加15个顶点,因此共有20个顶点;…第n -2个图形是由正n 边形扩展得到,n 边扩展得n 个顶点,每个顶点变为n -2个,故增加(n -2)n 个顶点,因此共有n +n (n -2)=n 2-n 个顶点.答案: n 2-n16.有以下四个命题:(1)2n >2n +1(n ≥3);(2)2+4+6+…+2n =n 2+n +2(n ≥1);(3)凸n 边形内角和为f (n )=(n -1)π(n ≥3);(4)凸n 边形对角线条数f (n )=n (n -2)2(n ≥4). 其中满足“假设n =k (k ∈N +,k ≥n 0)时命题成立,则当n =k +1时命题也成立.”但不满足“当n =n 0(n 0是题中给定的n 的初始值)时命题成立”的命题序号是________.解析: 当n 取第一个值时经验证(2)(3)(4)均不成立,(1)不符合题意,对于(4)假设n =k (k ∈N +,k ≥n 0)时命题成立,则当n =k +1时命题不成立.所以(2)(3)正确.答案: (2)(3)三、解答题(本大题共6小题,共74分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(12分)用数学法归纳证明:11×2+13×4+…+1(2n -1)·2n =1n +1+1n +2+…+1n +n. 证明: (1)当n =1时,左边=11×2=12, 右边=12,等式成立. (2)假设当n =k 时,等式成立,即11×2+13×4+…+1(2k -1)·2k=1k +1+1k +2+…+12k , 则当n =k +1时,11×2+13×4+…+1(2k -1)·2k +1(2k +1)(2k +2)=1k +1+1k +2+…+12k +1(2k +1)(2k +2) =1k +2+1k +3+…+12k +⎝ ⎛⎭⎪⎫12k +1-12k +2+1k +1 =1k +2+1k +3+…+12k +12k +1+12k +2=1(k +1)+1+1(k +1)+2+… +1(k +1)+k +1(k +1)+(k +1), 即当n =k +1时,等式成立.根据(1)(2)可知,对一切n ∈N +等式成立.18.(12分)用数学归纳法证明:n (n +1)(2n +1)能被6整除.证明: (1)当n =1时,1×2×3显然能被6整除.(2)假设n =k (k ≥1,k ∈N +)时,命题成立.即k (k +1)(2k +1)=2k 3+3k 2+k 能被6整除.当n =k +1时,(k +1)(k +2)(2k +3)=2k 3+3k 2+k +6(k 2+2k +1),结合假设可知,2k 3+3k 2+k,6(k 2+2k +1)都能被6整除,所以2k 3+3k 2+k +6(k 2+2k +1)能被6整除,即当n =k +1时命题成立.由(1)(2)知,对任意n ∈N +原命题成立.19.(12分)证明凸n 边形的对角线条数:f (n )=12n (n -3)(n ≥4). 证明: ①当n =4时,f (4)=12×4×(4-3)=2.四边形有两条对角线,命题成立. ②假设当n =k (k ≥1)时,命题成立,即凸k 边形的对角线的条数f (k )=12k (k -3)(k ≥4).当n =k +1时,凸k +1边形是在k 边形的基础上增加了一边,增加了一个顶点A k +1,增加的对角线条数是顶点A k +1与不相邻顶点连线再加上原k 边形的一边A 1A k ,增加的对角线条数为[(k +1)-3+1]=k -1,f (k +1)=12k (k -3)+k -1=12(k 2-k -2) =12(k +1)(k -2) =12(k +1)[(k +1)-3]. 故n =k +1时,命题也成立.故①②可知,对任何n ∈N +,n ≥4命题成立.20.(12分)求证:(1+1)⎝⎛⎭⎫1+13⎝⎛⎭⎫1+15…⎝⎛⎭⎫1+12n -1>2n +1. 证明: 利用贝努利不等式(1+x )n >1+nx (n ∈N +,n ≥2,x >-1,x ≠0)的一个特例⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12k -12>1+2·12k -1⎝ ⎛⎭⎪⎫此处n =2,x =12k -1,得1+12k -1>2k +12k -1,k 分别取1,2,3,…,n 时,n 个不等式左右两边相乘,得(1+1)⎝⎛⎭⎫1+13…⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12n -1>31·53…2n +12n -1. 即(1+1)⎝⎛⎭⎫1+13⎝⎛⎭⎫1+15…⎝ ⎛⎭⎪⎫1+12n -1>2n +1成立.21.(12分)是否存在常数a ,b ,c 使等式(n 2-12)+2(n 2-22)+…+n (n 2-n 2)=an 4+bn 2+c 对一切正整数n 成立?证明你的结论.解析: 存在.分别有用n =1,2,3代入,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ a +b +c =0,16a +4b +c =3,81a +9b +c =18⇒⎩⎨⎧ a =14,b =-14,c =0下面用数学归纳法证明.(1)当n =1时,由上式可知等式成立;(2)假设当n =k 时等式成立,则当n =k +1时,左边=[(k +1)2-12]+2[(k +1)2-22]+…+k [(k +1)2-k 2]+(k +1)·[(k +1)2-(k +1)2]=(k 2-12)+2(k 2-22)+…+k (k 2-k 2)+(2k -1)+2(2k +1)+…+k (2k +1)=14k 4+⎝⎛⎭⎫-14k 2+(2k +1)·k (k +1)2=14(k +1)4-14(k +1)2.由(1)(2)得等式对一切的n ∈N +均成立.22.(14分)对于数列{a n },若a 1=a +1a (a >0,且a ≠1),a n +1=a 1-1a n. (1)求a 2,a 3,a 4,并猜想{a n }的表达式;(2)用数学归纳法证明你的猜想.解析: (1)∵a 1=a +1a ,a n +1=a 1-1a n, ∴a 2=a 1-1a 1=a +1a -1a +1a=a 2+1a -a a 2+1=a 4+a 2+1a (a 2+1), a 3=a 1-1a 2=a 6+a 4+a 2+1a (a 4+a 2+1), 同理可得a 4=a 8+a 6+a 4+a 2+1a (a 6+a 4+a 2+1)猜想a n =a 2n +a 2n -2+...+a 2+1a (a 2n -2+a 2n -4+ (1)=a 2n +2-1a 2-1a ·a 2n -1a 2-1=a 2n +2-1a (a 2n -1). (2)①当n =1时,右边=a 4-1a (a 2-1)=a 2+1-1a =a 1,等式成立. ②假设当n =k 时(k ∈N *),等式成立,即a k =a 2k +2-1a (a 2k -1),则当n =k +1时, a k +1=a 1-1a k =a 2+1a -a (a 2k -1)a 2k +2-1=(a 2+1)(a 2k +2-1)-a 2(a 2k -1)a (a 2k +2-1)=a 2(k +2)-1a (a 2(k +1)-1), 这就是说,当n =k +1时,等式也成立,根据①②可知,对于一切n ∈N *,全册质量检测一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知:a +b >0,b <0,那么( )A .a >b >-a >-bB .a >-a >b >-bC .a >-b >b >-aD .-a >-b >a >b解析: ∵a +b >0∴a >-b ,b >-a∵b <0∴-b >0>b∴a >-b >b >-a答案: C2.“a +c >b +d ”是“a >b 且c >d ”的( )A .必要不充分条件B .充分不必要条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件 解析: 易得a >b 且c >d 时必有a +c >b +d .若a +c >b +d 时,则可能有a >d 且c >d ,选A. 答案: A3.a ≥0,b ≥0,且a +b =2,则( )A .ab ≤12B .ab ≥12C .a 2+b 2≥2D .a 2+b 2≤3解析: 由a ≥0,b ≥0,且a +b =2,∵4=(a +b )2=a 2+b 2+2ab ≤2(a 2+b 2),∴a 2+b 2≥2.选C.答案: C4.若不等式|2x -3|>4与不等式x 2+px +q >0的解集相同,则p ∶q 等于() A .12∶7 B .7∶12C .(-12)∶7D .(-3)∶4解析: |2x -3|>4⇔2x -3>4或2x -3<-4⇔x >72或x <-12,∴72-12=-p ,p =-3,72×⎝⎛⎭⎫-12=q ,q =-74,∴p ∶q =12∶7.答案: A5.若不等式x 2+ax +1≥0对一切x ∈⎝⎛⎦⎤0,12恒成立,则a 的最小值为() A .0 B .-2C .-52D .-3解析: ∵x 2+ax +1≥0∴a ≥-⎝⎛⎭⎫x +1x ,x ∈⎝⎛⎦⎤0,12,又∵-⎝⎛⎭⎫x +1x 的最大值为-52,。

2018年新人教A版高中数学选修4-4全册同步检测含答案解析

2018年新人教A版高中数学选修4-4全册同步检测含答案解析

2018年新人教A版高中数学选修4-4全册同步检测目录第1讲一平面直角坐标系第1讲二极坐标第1讲三简单曲线的极坐标方程第1讲四柱坐标系与球坐标系简介第1讲复习课第1讲评估验收卷(一)第2讲一第1课时参数方程的概念、参数方程与普通方程的互化第2讲一第2课时圆的参数方程第2讲二第1课时椭圆第讲二第2课时双曲线的参数方程和抛物线的参数方程第2讲三直线的参数方程第2讲四渐开线与摆线第2讲复习课第2讲评估验收卷(二)模块综合评价第一讲 坐标系 一、平面直角坐标系A 级 基础巩固一、选择题1.动点P 到直线x +y -4=0的距离等于它到点M (2,2)的距离,则点P 的轨迹是( ) A .直线 B .椭圆 C .双曲线D .抛物线解析:因为M (2,2)在直线x +y -4=0上,所以点P 的轨迹是过M 与直线x +y -4=0垂直的直线. 答案:A2.将点P (-2,2)变换为P ′(-6,1)的伸缩变换公式为( )A.⎩⎨⎧x ′=13x ,y ′=2y B.⎩⎨⎧x ′=12x ,y ′=3yC.⎩⎨⎧x ′=3x ,y ′=12yD.⎩⎪⎨⎪⎧x ′=3x ,y ′=2y 解析:设伸缩变换为⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λx ,y ′=μy ,则⎩⎪⎨⎪⎧-6=λ·(-2),1=μ·2,解得⎩⎨⎧λ=3,μ=12,所以⎩⎨⎧x ′=3x ,y ′=12y . 答案:C3.已知两定点A (-2,0),B (1,0),如果动点P 满足|PA |=2|PB |,则点P 的轨迹所围成的图形的面积等于( )A .πB .4πC .8πD .9π解析:设P 点的坐标为(x ,y ), 因为|PA |=2|PB |,所以(x +2)2+y 2=4[(x -1)2+y 2],即(x -2)2+y 2=4.故点P 的轨迹是以(2,0)为圆心、2为半径的圆,它的面积为4π. 答案:B4.在同一平面直角坐标系中,将曲线y =13cos 2x 按伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2x ,y ′=3y 后为( )A .y ′=cos x ′B .y ′=3cos 12x ′C .y ′=2cos 13x ′D .y ′=12cos 3x ′解析:由⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2x ,y ′=3y ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =x ′2,y =y ′3.代入y =13cos 2x ,得y ′3=13cos x ′,所以y ′=cos x ′. 答案:A5.在同一坐标系下,经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′=4x ,y ′=3y 后,曲线C 变为曲线x ′216+y ′29=1,则曲线C 的方程为( )A .2x 2+y 2=1B .x 2+y 2=1C .x +y =1D .4x +3y =1解析:将⎩⎪⎨⎪⎧x ′=4x ,y ′=3y代入曲线x ′216+y ′29=1.得x 2+y 2=1.所以曲线C 的方程为x 2+y 2=1.答案:B 二、填空题6.在平面直角坐标系xOy 中,动点P 到点(-1,0)的距离是到点(1,0)的距离的2倍,则动点P 的轨迹方程是________________.解析:设P (x ,y ),则(x +1)2+y 2=2(x -1)2+y 2,即x 2+2x +1+y 2=2(x 2-2x +1+y 2),整理得x 2+y 2-6x +1=0. 答案:x 2+y 2-6x +1=07.若点P (-2 016,2 017)经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′=x 2 017,y ′=y2 016后的点在曲线x ′y ′=k 上,则k =________.解析:因为P (-2 016,2 017)经过伸缩变换 ⎩⎪⎨⎪⎧x ′=x 2 017,y ′=y 2 016,得⎩⎨⎧x ′=-2 0162 017,y ′=2 0172 016, 代入x ′y ′=k ,得k =-1. 答案:-18.在同一平面直角坐标系中,将曲线x 2-36y 2-8x +12=0变成曲线x ′2-y ′2-4x ′+3=0,则满足条件的伸缩变换是________.解析:x 2-36y 2-8x +12=0可化为⎝⎛⎭⎪⎫x -422-9y 2=1.① x ′2-y ′2-4x ′+3=0可化为(x ′-2)2-y ′2=1.②比较①②,可得⎩⎨⎧x ′-2=x -42,y ′=3y ,即⎩⎨⎧x ′=x 2,y ′=3y .答案:⎩⎨⎧x ′=x 2,y ′=3y三、解答题9.已知△ABC 是直角三角形,斜边BC 的中点为M ,建立适当的平面直角坐标系,证明:|AM |=12|BC |.证明:以Rt △ABC 的直角边AB ,AC 所在直线为坐标轴,建立如图所示的平面直角坐标系.设B ,C 两点的坐标分别为(b ,0),(0,c ).则M 点的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2,c 2.由于|BC |=b 2+c 2,|AM |= b 24+c 24=12b 2+c 2, 故|AM |=12|BC |.10.在同一平面直角坐标系中,经过伸缩变换⎩⎨⎧x ′=2x ,y ′=14y后,曲线C 变为曲线x ′216+4y ′2=1,求曲线C 的方程并画出图形.解:设M (x ,y )是曲线C 上任意一点,变换后的点为 M ′(x ′,y ′).由⎩⎨⎧x ′=2x ,y ′=14y ,且M ′(x ′,y ′)在曲线x ′216+4y ′2=1上,得4x 216+4y 216=1, 所以x 2+y 2=4.因此曲线C 的方程为x 2+y 2=4,表示以O (0,0)为圆心、2为半径的圆(图略).B 级 能力提升1.在同一平面直角坐标系中经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′=5x ,y ′=3y后曲线C 变为曲线2x ′2+8y ′2=2,则曲线C 的方程为( )A .25x 2+36y 2=1B .9x 2+100y 2=1C .10x +24y =1D.225x 2+89y 2=1 解析:将⎩⎪⎨⎪⎧x ′=5x ,y ′=3y代入2x ′2+8y ′2=2中,得50x 2+72y 2=2,即25x 2+36y 2=1. 答案:A2.在平面直角坐标系中,动点P 和点M (-2,0),N (2,0)满足|MN →|²|MP →|+MN →²NP →=0,则动点P (x ,y )的轨迹方程为__________________.解析:设P (x ,y ),由题意可知MN →=(4,0),MP →=(x +2,y ),NP →=(x -2,y ), 由|MN →|·|MP →|+MN →·NP →=0, 可知4(x +2)2+y 2+4(x -2)=0, 化简,得y 2=-8x . 答案:y 2=-8x3.已知A ,B 两地相距800 m ,在A 地听到炮弹爆炸声比在B 地听到晚2 s ,且声速为340 m/s ,求炮弹爆炸的轨迹方程.解:由声速及在A 地听到的炮弹声比在B 地晚2 s ,可知A 地与爆炸点的距离比B 地与爆炸点的距离远680 m.因为|AB|>680 m,所以爆炸点的轨迹是以A、B为焦点的在靠近B处的双曲线一支上.以AB所在的直线为x轴,以线段AB的中点O为原点建立直角坐标系xOy,设爆炸点P的坐标为(x,y),则|PA|-|PB|=340³2=680,所以2a=680,a=340,因为|AB|=800,所以2c=800,c=400,b2=c2-a2=44 400,因为800>|PA|-|PB|=680>0,所以x>0,因此炮弹爆炸点的轨迹方程为x2115 600-y244 400=1(x>0).第一讲 坐标系二、极坐标A 级 基础巩固一、选择题1.点P 的直角坐标为(1,-3),则它的极坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3B.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,4π3C.⎝⎛⎭⎪⎫2,-π3 D.⎝⎛⎭⎪⎫2,-4π3 解析:ρ=2,tan θ=-3,因为点P (1,-3)在第四象限,故取θ=-π3,所以点P 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-π3.答案:C2.将点的极坐标(π,-2π)化为直角坐标为( ) A .(π,0) B .(π,2π) C .(-π,0)D .(-2π,0)解析:x =πcos(-2π)=π,y =πsin(-2π)=0, 所以点的极坐标(π,-2π)化为直角坐标为(π,0). 答案:A3.设点P 对应的复数为-3+3i ,以原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则点P 的极坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,34π B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-32,54π C.⎝ ⎛⎭⎪⎫3,54π D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,34π解析:点P 的直角坐标是(-3,3),极坐标是⎝⎛⎭⎪⎫32,3π4. 答案:A4.若ρ1=ρ2≠0,θ1-θ2=π,则点M (ρ1,θ1)与点N (ρ2,θ2)的位置关系是( ) A .关于极轴所在直线对称 B .关于极点对称C .关于过极点与极轴垂直的直线对称D .重合解析:因为ρ1=ρ2≠0,θ1-θ2=π,故点M ,N 位于过极点的直线上,且到极点的距离相等,即关于极点对称.答案:B5.在极坐标系中,已知点P 1⎝ ⎛⎭⎪⎫6,π4,P 2⎝ ⎛⎭⎪⎫8,3π4,则|P 1P 2|等于( ) A .9 B .10 C .14D .2解析:∠P 1OP 2=3π4-π4=π2,所以△P 1OP 2为直角三角形,由勾股定理可得|P 1P 2|=10.答案:B 二、填空题6.已知A ,B 两点的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫6,π3,⎝ ⎛⎭⎪⎫8,4π3,则线段AB 中点的直角坐标为________.解析:因为A ,B 两点的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫6,π3,⎝⎛⎭⎪⎫8,4π3,所以A ,B 两点的直角坐标是(3,33),(-4,-43),所以线段AB 中点的直角坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-32.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-327.在极坐标系中,O 为极点,若A ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,π3,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫-4,7π6,则△AOB 的面积等于________.解析:点B 的极坐标可表示为⎝ ⎛⎭⎪⎫4,π6, 则∠AOB =π3-π6=π6,故S △OAB =12|OA |·|OB |sin ∠AOB =12³3³4·sin π6=3.答案:38.平面直角坐标系中,若点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,7π2经过伸缩变换⎩⎨⎧x ′=2x ,y ′=13y 后的点为Q ,则极坐标系中,极坐标与Q 的直角坐标相同的点到极轴所在直线的距离等于________.解析:因为点P ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,7π2经过伸缩变换⎩⎨⎧x ′=2x ,y ′=13y后的点为Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫6,7π6,则极坐标系中,极坐标与Q 的直角坐标相同的点到极轴所在直线的距离等于6⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin 7π6=3.答案:3 三、解答题9.在极轴上求与点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫42,π4的距离为5的点M 的坐标.解:设M (r ,0),因为A ⎝⎛⎭⎪⎫42,π4,所以(42)2+r 2-82r cos π4=5,即r 2-8r +7=0, 解得r =1或r =7,所以点M 的坐标为(1,0)或(7,0).10.某大学校园的部分平面示意图如图所示.用点O ,A ,B ,C ,D ,E ,F ,G 分别表示校门,器材室,操场,公寓,教学楼,图书馆,车库,花园,其中|AB |=|BC |,|OC |=600 m .建立适当的极坐标系,写出除点B 外各点的极坐标[限定ρ≥0,0≤θ<2π且极点为(0,0)].解:以O 为极点,OA 所在射线为极轴建立极坐标系,因为|OC |=600,∠AOC =π6,故C ⎝ ⎛⎭⎪⎫600,π6.又|OA |=600³cos π6=3003,|OD |=600³sin π6=300,|OE |=3002,|OF |=300,|OG |=150 2.故A (3003,0),D ⎝ ⎛⎭⎪⎫300,π2,E ⎝ ⎛⎭⎪⎫3002,3π4,F (300,π),G ⎝ ⎛⎭⎪⎫1502,3π4. B 级 能力提升1.点M 的极坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-π6,它关于直线θ=π2的对称点的极坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,11π6 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,7π6 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,-π6 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-11π6 解析:因为ρ=-2<0,所以找点⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-π6时,先找到角-π6的终边,再在其反向延长线找到离极点2个单位的点,就是⎝⎛⎭⎪⎫-2,-π6,如图所示.故M ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-π6关于直线θ=π2的对称点为M ′⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6,又因为M ′⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6的坐标还可以写成M ′⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,7π6,故选B.答案:B2.已知点P 在第三象限角的平分线上,且到横轴的距离为2,则当ρ>0,θ∈[0,2π)时,点P 的极坐标为________.解析:因为点P (x ,y )在第三象限角的平分线上,且到横轴的距离为2, 所以x =-2,且y =-2, 所以ρ=x 2+y 2=22,又tan θ=yx =1,且θ∈[0,2π),所以θ=5π4.因此点P 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫22,5π4. 答案:⎝⎛⎭⎪⎫22,5π43.在极坐标系中,已知△ABC 的三个顶点的极坐标分别为A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3,B ()2,π,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,5π3. (1)判断△ABC 的形状; (2)求△ABC 的面积.解:(1)如图所示,由A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3,B (2,π),C ⎝⎛⎭⎪⎫2,5π3. 得|OA |=|OB |=|OC |=2,∠AOB =∠BOC =∠AOC =2π3,所以△AOB ≌△BOC ≌△AOC ,所以AB =BC =CA , 故△ABC 为等边三角形. (2)由(1)可知,|AC |=2|OA |sin π3=2³2³32=2 3.所以S △ABC =34³(23)2=3 3.第一讲 坐标系 三、简单曲线的极坐标方程A 级 基础巩固一、选择题1.极坐标方程ρcos θ=-6表示( ) A .过点(6,π)垂直于极轴的直线 B .过点(6,0)垂直于极轴的直线 C .圆心为(3,π),半径为3的圆 D .圆心为(3,0),半径为3的圆解析:将ρcos θ=-6化为直角坐标方程是:x =-6,它表示过点(6,π)垂直于极轴的直线.答案:A2.圆ρ=2(cos θ+sin θ)的圆心的极坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π4 B.⎝⎛⎭⎪⎫12,π4 C.⎝⎛⎭⎪⎫2,π4D.⎝⎛⎭⎪⎫2,π4 解析:将圆的极坐标方程化为直角坐标方程是x 2+y 2-2x -2y =0,圆心的直角坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫22,22,化为极坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π4.答案:A3.在极坐标系中与圆ρ=4sin θ相切的一条直线的方程为( ) A .ρcos θ=2B .ρsin θ=2C .ρ=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3 D .ρ=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3解析:将圆ρ=4sin θ化为直角坐标方程为x 2+y 2=4y ,即x 2+(y -2)2=4,它与直线x -2=0相切,将x -2=0化为极坐标方程为ρcos θ=2.答案:A4.已知点P 的极坐标是(1,π),则过点P 且垂直于极轴的直线的方程是( ) A .ρ=1 B .ρ=cos θ C .ρ=-1cos θD .ρ=1cos θ解析:设M 为所求直线上任意一点(除P 外),其极坐标为(ρ,θ),在直角三角形OPM 中(O 为极点),ρcos|π-θ|=1,即ρ=-1cos θ.经检验,(1,π)也适合上述方程. 答案:C5.在极坐标系中,圆ρ=2cos θ的垂直于极轴的两条切线方程分别为( ) A .θ=0(ρ∈R)和ρcos θ=2 B .θ=π2(ρ∈R)和ρcos θ=2C .θ=π2(ρ∈R)和ρcos θ=1 D .θ=0(ρ∈R)和ρcos θ=1解析:由ρ=2cos θ,得ρ2=2ρcos θ,化为直角坐标方程为x 2+y 2-2x =0,即(x -1)2+y 2=1,其垂直于极轴的两条切线方程为x =0和x =2,相应的极坐标方程为θ=π2(ρ∈R)和ρcos θ=2.答案:B 二、填空题6.在极坐标系中,圆ρ=4被直线θ=π4分成两部分的面积之比是________.解析:因为直线θ=π4过圆ρ=4的圆心,所以直线把圆分成两部分的面积之比是1∶1. 答案:1∶17.圆心为C ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,π6,半径为3的圆的极坐标方程为___________.解析:将圆心的极坐标化为直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫332,32.因为圆的半径为3,故圆的直角坐标方程为⎝⎛⎭⎪⎫x -3322+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -322=9,化为极坐标方程为ρ=6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π6.答案:ρ=6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π68.在极坐标系中,圆ρ=4sin θ的圆心到直线θ=π6(ρ∈R)的距离是________. 解析:极坐标系中的圆ρ=4sin θ转化为平面直角坐标系中的一般方程为x 2+y 2=4y ,即x 2+(y -2)2=4,其圆心为(0,2).直线θ=π6在直角坐标系中的方程为y =33x ,即3x -3y =0,所以圆心(0,2)到直线3x -3y =0的距离为 |0-3³2|3+9= 3. 答案:3 三、解答题9.(2015·江苏卷)已知圆C 的极坐标方程为ρ2+22ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4-4=0,求圆C 的半径.解:圆C 的极坐标方程可化为ρ2+22ρ⎝ ⎛⎭⎪⎫22sin θ-22cos θ-4=0,化简,得ρ2+2ρsin θ-2ρcos θ-4=0.则圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2-2x +2y -4=0, 即(x -1)2+(y +1)2=6, 所以圆C 的半径为 6.10.已知圆C :x 2+y 2=4,直线l :x +y =2,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系.(1)将圆C 和直线l 方程化为极坐标方程;(2)P 是l 上的点,射线OP 交圆C 于点R ,又点Q 在OP 上且满足|OQ |·|OP |=|OR |2,当点P 在l 上移动时,求点Q 轨迹的极坐标方程.解:(1)将x =ρcos θ,y =ρsin θ分别代入圆C 和直线l 的直角坐标方程得其极坐标方程为C :ρ=2,l :ρ(cos θ+sin θ)=2.(2)设P ,Q ,R 的极坐标分别为(ρ1,θ),(ρ,θ)(ρ2,θ),则|OQ |·|OP |=|OR |2得ρρ1=ρ22.又ρ2=2,ρ1=2cos θ+sin θ,所以2ρcos θ+sin θ=4,故点Q 轨迹的极坐标方程为ρ=2(cos θ+sin θ)(ρ≠0).B 级 能力提升1.在极坐标方程中,曲线C 的方程是ρ=4sin θ,过点⎝⎛⎭⎪⎫4,π6作曲线C 的切线,则切线长为( )A .4 B.7 C .2 2D .2 3解析:ρ=4sin θ化为直角坐标方程为x 2+(y -2)2=4,点⎝⎛⎭⎪⎫4,π6化为直角坐标为(23,2).切线长、圆心到定点的距离及半径构成直角三角形, 由勾股定理,得切线长为(23)2+(2-2)2-22=2 2. 答案:C2.在极坐标系(ρ,θ)(0≤θ<2π)中,曲线ρ=2sin θ与ρcos θ=-1的交点的极坐标为________.解析:由ρ=2sin θ,得ρ2=2ρsin θ,其直角坐标方程为x 2+y 2=2y .ρcos θ=-1的直角坐标方程为x =-1.联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=2y ,x =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =1.点(-1,1)的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,3π4.答案:⎝⎛⎭⎪⎫2,3π43.在极坐标系中,已知直线ρ的极坐标方程为ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=1,圆C 的圆心的极坐标是C ⎝⎛⎭⎪⎫1,π4,圆的半径为1.(1)求圆C 的极坐标方程; (2)求直线l 被圆C 所截得的弦长.解:(1)设O 为极点,OD 为圆C 的直径,A (ρ,θ)为圆C 上的一个动点,则∠AOD =π4-θ或∠AOD =θ-π4, OA =OD cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-θ或OA =OD cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4,所以圆C 的极坐标方程为ρ=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4.(2)由ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4=1,得22ρ(sin θ+cos θ)=1,所以直线l 的直角坐标方程为x +y -2=0,又圆心C 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫22,22,满足直线l 的方程,所以直线l 过圆C 的圆心. 因此直线l 被圆C 所截得的弦长为2.第一讲 坐标系 四、柱坐标系与球坐标系简介A 级 基础巩固一、选择题1.空间直角坐标系Oxyz 中,下列柱坐标对应的点在平面Oyz 内的是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π2,2B.⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3,0C.⎝⎛⎭⎪⎫3,π4,π6D.⎝⎛⎭⎪⎫3,π6,π2解析:由P (ρ,θ,z ),当θ=π2时,点P 在平面Oyz 内.答案:A2.已知点M 的球坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π3,π6,则它的直角坐标为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π3,π6 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫34,34,12C.⎝ ⎛⎭⎪⎫34,34,12 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫34,34,32解析:设点M 的直角坐标为(x ,y ,z ),因为点M 的球坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π3,π6, 所以x =1·sin π3cos π6=34,y =1·sin π3sin π6=34,z =1·cos π3=12.所以M 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫34,34,12.答案:B3.设点M 的直角坐标为(2,0,2),则点M 的柱坐标为( ) A .(2,0,2) B .(2,π,2) C .(2,0,2)D .(2,π,2)解析:设点M 的柱坐标为(ρ,θ,z ), 所以ρ=x 2+y 2=2,tan θ=yx=0,所以θ=0,z =2,所以点M 的柱坐标为(2,0,2). 答案:A4.在空间直角坐标系中的点M (x ,y ,z ),若它的柱坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫3,π3,3,则它的球坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫3,π3,π4 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,π3,π4 C.⎝⎛⎭⎪⎫3,π4,π3 D.⎝⎛⎭⎪⎫32,π4,π3 解析:因为M 点的柱坐标为M ⎝⎛⎭⎪⎫3,π3,3,设点M 的直角坐标为(x ,y ,z ).所以x =3cos π3=32,y =3sin π3=332,z =3,所以M 点的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,332,3.设点M 的球坐标为(γ,φ,θ).γ是球面的半径,φ为向量OM 在xOy 面上投影到x 正方向夹角,θ为向量OM 与z 轴正方向夹角.所以r =94+274+9=32,容易知道φ=π3,同时结合点M 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,332,3,可知cos θ=z γ=332=22,所以θ=π4,所以M 点的球坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,π3,π4.答案:B5.在直角坐标系中,点(2,2,2)关于z 轴的对称点的柱坐标为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫22,3π4,2 B.⎝⎛⎭⎪⎫22,π4,2 C.⎝⎛⎭⎪⎫22,5π4,2D.⎝⎛⎭⎪⎫22,7π4,2 解析:(2,2,2)关于z 轴的对称点为(-2,-2,2), 则ρ=(-2)2+(-2)2=22,tan θ=y x =-2-2=1,因为点(-2,-2)在平面Oxy 的第三象限内, 所以θ=5π4,所以所求柱坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫22,5π4,2. 答案:C 二、填空题6.已知点M 的球坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫4,π4,3π4,则它的直角坐标为_______,它的柱坐标是________.答案:(-2,2,22) ⎝ ⎛⎭⎪⎫22,3π4,227.已知在柱坐标系中,点M 的柱坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,2π3,5,且点M 在数轴Oy 上的射影为N ,则|OM |=________,|MN |=________.解析:设点M 在平面Oxy 上的射影为P ,连接PN ,则PN 为线段MN 在平面Oxy 上的射影.因为MN ⊥直线Oy ,MP ⊥平面Oxy , 所以PN ⊥直线Oy .所以|OP |=ρ=2,|PN |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪ρcos2π3=1, 所以|OM |=ρ2+z 2=22+(5)2=3. 在Rt △MNP 中,∠MPN =90°,所以|MN |=|PM |2+|PN |2=(5)2+12= 6. 答案:368.已知点M 的球坐标为⎝⎛⎭⎪⎫4,π4,3π4,则点M 到Oz 轴的距离为________. 解析:设点M 的直角坐标为(x ,y ,z ),则由(r ,φ,θ)=⎝⎛⎭⎪⎫4,π4,3π4,知x =4sin π4cos 3π4=-2,y =4sin π4sin 3π4=2,z =4cos π4=22,所以点M 的直角坐标为(-2,2,22). 故点M 到Oz 轴的距离为(-2)2+22=2 2. 答案:22 三、解答题9.设点M 的直角坐标为(1,1,2),求点M 的柱坐标与球坐标. 解:由坐标变换公式,可得ρ=x 2+y 2=2, tan θ=yx=1,θ=π4(点1,1)在平面xOy 的第一象限.r =x 2+y 2+z 2=12+12+(2)2=2. 由r cos φ=z =2(0≤φ≤π),得cos φ=2r =22,φ=π4. 所以点M 的柱坐标为⎝⎛⎭⎪⎫2,π4, 2,球坐标为⎝⎛⎭⎪⎫2,π4,π4.10.在柱坐标系中,点M 的柱坐标为⎝⎛⎭⎪⎫2,23π,5,求点M 到原点O 的距离.解:设点M 的直角坐标为(x ,y ,z ).由(ρ,θ,z )=⎝⎛⎭⎪⎫2,23π,5知x =ρcos θ=2cos 23π=-1,y =2sin 23π=3,因此|OM |=x 2+y 2+z 2=(-1)2+(3)2+(5)2=3.B 级 能力提升1.空间点P 的柱坐标为(ρ,θ,z ),点P 关于点O (0,0,0)的对称点的坐标为(0<θ≤π)( )A .(-ρ,-θ,-z )B .(ρ,θ,-z )C .(ρ,π+θ,-z )D .(ρ,π-θ,-z )解析:点P (ρ,θ,z )关于点O (0,0,0)的对称点为P ′(ρ,π+θ,-z ). 答案:C2.以地球中心为坐标原点,地球赤道平面为Oxy 坐标面,由原点指向北极点的连线方向为z 轴正向,本初子午线所在平面为Ozx 坐标面,如图所示,若某地在西经60°,南纬45°,地球的半径为R ,则该地的球坐标可表示为________.解析:由球坐标的定义可知,该地的球坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫R ,3π4,5π3.答案:⎝⎛⎭⎪⎫R ,3π4,5π3 3.在柱坐标系中,求满足⎩⎪⎨⎪⎧ρ=1,0≤θ<2π,的动点M (ρ,θ,z )0≤z ≤2围成的几何体的体积.解:根据柱坐标系与点的柱坐标的意义可知,满足ρ=1,0≤θ<2π,0≤z ≤2的动点M (ρ,θ,z )的轨迹如图所示,是以直线Oz 为轴、轴截面为正方形的圆柱,圆柱的底面半径r =1,h =2,所以V =Sh =πr 2h =2π.复 习 课[整合·网络构建][警示·易错提醒]1.关于伸缩变换的定义的易错点.对于平面直角坐标系中的伸缩变换关系式⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λx (λ>0),y ′=μy (μ>0),要区分(x ,y )与(x ′,y ′)的意义.在应用时必须注意:点(x ,y )在原曲线上,点(x ′,y ′)在变换后的曲线上,因此点(x ,y )的坐标满足原来的曲线方程,点(x ′,y ′)的坐标满足变换后的曲线方程.2.关注直角坐标与极坐标互化的疑难点.由直角坐标化为极坐标要注意点位于哪一个象限,才能确定θ的大小. 3.处理极坐标系问题中的两个易错点.(1)当极坐标方程中仅含θ(不含ρ)时,常常忽略ρ的正负导致判断错误.(2)平面直角坐标系中两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)之间的距离|AB |=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2,极坐标系中两点P 1(ρ1,θ1),P 2(ρ2,θ2)之间的距离|P 1P 2|=ρ21+ρ22-2ρ1ρ2cos (θ1-θ2).在应用时往往因记忆不清而导致计算错误.专题一 平面上的伸缩变换1.点P (x ,y )变为点Q (x ′,y ′)的伸缩变换为:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λx (λ>0),y ′=μy (μ>0).2.变换前的曲线方程、变换后的曲线方程、伸缩变换三者,若知道其中的两个,我们可以求出第三个.但在进行伸缩变换时,要注意点的对应性,即分清新旧坐标,P (x ,y )是变换前的坐标,Q (x ′, y ′)是变换后的坐标.[例1] 在同一平面直角坐标系中,经过伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2x ,y ′=2y后,曲线C 变成曲线(x ′-5)2+(y ′+6)2=1,求曲线C 的方程,并判断其形状.点拨:考查伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λx (λ>0),y ′=μy (μ>0),将新坐标代入到已知曲线中,即可得到原曲线方程.解:将⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2x ,y ′=2y 代入(x ′-5)2+(y ′+6)2=1中得:(2x -5)2+(2y +6)2=1,化简得曲线C 的方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -522+(y +3)2=14,则该曲线是以⎝ ⎛⎭⎪⎫52,-3为圆心,12为半径的圆.归纳升华函数y =f (ωx )(x ∈R)(其中ω>0,且ω≠1)的图象,可以看做把f (x )图象上所有点的横坐标缩短(当ω>1时)或伸长(当0<ω<1时)为原来的1ω(纵坐标不变)而得到的.函数y =Af (x )(x ∈R)(其中A >0,且A ≠1)的图象,可以看做把f (x )图象上所有点的纵坐标伸长(当A >1时)或缩短(当0<A <1时)到原来的A 倍(横坐标不变)而得到的.图形变换中的伸缩变换我们可记作⎩⎪⎨⎪⎧x ′=λx (λ>0),y ′=μy (μ>0),在使用时,需分清新旧坐标.[变式训练] 在平面直角坐标系中,已知伸缩变换φ:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=3x ,y ′=-2y ,求曲线y 2=2x 经过φ变换后所得的曲线方程.解:设P ′(x ′,y ′)是直线l ′上任意一点. 由伸缩变换φ:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=3x ,y ′=-2y ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =x ′3,y =-12y ′,代入y 2=2x ,得14y ′2=23x ′,即y ′2=83x ′,因此变换后曲线的方程为y ′2=83x ′.专题二 直线和圆的极坐标方程直线和圆的极坐标方程的求法和应用是一种常见的题型,一般思路是将曲线上的点满足的几何条件用坐标表示出来,然后化简、整理.应掌握几种常见直线和圆的极坐标方程,如ρ=2a cos θ(a ≠0),ρ=2a sin θ(a ≠0),ρ=r (r >0)及ρcos θ=a ,ρsin θ=a ,θ=α,ρ=2a cos(θ-α)(α≠2k π,k ∈Z).[例2] 在直角坐标系Oxy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=1,M ,N 分别为曲线C 与x 轴、y 轴的交点.(1)写出曲线C 的直角坐标方程,并求M ,N 的极坐标; (2)设MN 的中点为P ,求直线OP 的极坐标方程.解:(1)由ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=1得ρ⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos θ+32sin θ=1,所以曲线C 的直角坐标方程为x +3y =2, 当θ=0时,ρ=2,所以M (2,0),当θ=π2时,ρ=233,所以N ⎝ ⎛⎭⎪⎫233,π2.(2)点M 的直角坐标为(2,0),点N 的直角坐标为⎝⎛⎭⎪⎫0,233, 所以MN 的中点P 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,33,所以点P 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫233,π6,所以直线OP 的极坐标方程为θ=π6(ρ∈R).归纳升华此题着重考查直角坐标与极坐标的互化及基本运算能力,应掌握把极坐标方程化为直角坐标方程的常用方法.[变式训练] 在极坐标系中,P 是曲线ρ=12sin θ上的动点,Q 是曲线ρ=12cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π6上的动点,试求|PQ |的最大值.解:因为ρ=12sin θ,所以ρ2=12ρsin θ, 所以x 2+y 2-12y =0, 即x 2+(y -6)2=36.又因为ρ=12cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π6,所以ρ2=12ρ⎝ ⎛⎭⎪⎫cos θcos π6+sin θsin π6,所以x 2+y 2-63x -6y =0, 所以(x -33)2+(y -3)2=36,所以|PQ |max =6+6+(33)2+32=18. 专题三 极坐标与直角坐标互化 如图所示,互化公式为:x =ρcos θ,y =ρsin θρ2=x 2+y 2,tan θ=yx(x ≠0)对于tan θ=yx 中θ值的确定,还要根据点(x ,y )所在的象限,确定一个适合的角度.[例3] ⊙O 1和⊙O 2的极坐标方程分别为ρ=4cos θ,ρ=-4sin θ. (1)把⊙O 1和⊙O 2的极坐标方程化为直角坐标方程; (2)求经过⊙O 1和⊙O 2交点的直线的直角坐标方程. 解:(1)x =ρcos θ,y =ρsin θ, 由ρ=4cos θ得ρ2=4ρcos θ, 所以x 2+y 2=4x ,即x 2+y 2-4x =0为⊙O 1的直角坐标方程. 同理x 2+y 2+4y =0为⊙O 2的直角坐标方程.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-4x =0,x 2+y 2+4y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=0,y 1=0,⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2,y 2=-2.即⊙O 1,⊙O 2交于点(0,0)和(2,-2). 过交点的直线的直角坐标方程为y =-x . 归纳升华极坐标和直角坐标互化时,要注意必须是极点与原点重合,极轴与x 轴的正半轴重合,且两种坐标系取相同的单位长度.[变式训练] (2016·北京卷)在极坐标中,直线ρcos θ-3ρsin θ-1=0与圆ρ=2cos θ交于A ,B 两点,则|AB |=________.解析:因为x =ρcos θ,y =ρsin θ,所以直线的直角坐标方程为x -3y -1=0.因为ρ=2cos θ,所以ρ2(sin 2θ+cos 2θ)=2ρcos θ, 所以x 2+y 2=2x .所以圆的直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1. 因为圆心(1,0)在直线x -3y -1=0上, 所以AB 为圆的直径,所以|AB |=2. 答案:2专题四 数形结合思想运用坐标方法研究曲线的形状与性质是典型的数形结合思想的体现.坐标系的建立,使直观的几何图形问题得以用数量运算得以解决.[例4] 在极坐标系中,和极轴垂直且相交的直线l 与圆ρ=4相交于A ,B 两点,若|AB |=4,求直线l 的极坐标方程.解:设直线l 与极轴相交于点C .如图所示,在Rt △OAC 中,|OC |=|OA |2-|AC |2=42-22=2 3.设直线l 上的任意一点为M (ρ,θ), 则直线l 的极坐标方程为ρcos θ=2 3. 归纳升华求曲线的极坐标方程与求其直角坐标方程的方法类同,就是找出动点M 的坐标ρ与θ之间的关系,然后列出方程f (ρ,θ)=0,再化简并检验特殊点.[变式训练] 在极坐标系中,求半径为2,圆心为C ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,3π2的圆的极坐标方程. 解:由题意知圆经过极点O ,OA 为圆的一条直径,设M (ρ,θ)为圆上除点O ,A 以外的任意一点,如图所求,则|OA |=2³2,OM ⊥MA ,在Rt △OAM 中,|OM |=|OA |·cos ∠AOM ,即ρ=4cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-θ,故ρ=-4sin θ. 经验证知点O (0,0),A ⎝⎛⎭⎪⎫4,3π2的坐标皆满足上式,所以满足条件的圆的极坐标方程为ρ=-4sin θ. 专题五 转化与化归思想“化归”是转化与归结的简称,是对数学知识的迁移与数学解题方法的形象概括,表现为化此为彼,化难为易,化隐为显,具体地说,就是化抽象为具体,化未知为已知,化一般为特殊等.转化有等价转化与非等价转化两种,非等价转化常用于证明题或不等式,等价转化常用于解方程或不等式.在ρ≥0,0≤θ<2π时,极坐标方程与直角坐标方程的相互转化也属于等价转化,同时要注意以下两点:(1)互化条件:极点与原点重合,极轴与x 轴正半轴重合,单位长度相同.(2)互化公式:⎩⎪⎨⎪⎧x =ρcos θ,y =ρsin θ或⎩⎨⎧ρ2=x 2+y 2,tan θ=yx(x ≠0),θ由点(x ,y )所在的象限确定. [例5] 已知极坐标方程C 1:ρ=10,C 2:ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π3=6.(1)化C 1,C 2的极坐标方程为直角坐标方程,并分别判断曲线形状; (2)求C 1,C 2交点间的距离. 解:(1)由C 1:ρ=10,得ρ2=100,所以x 2+y 2=100,所以C 1为圆心在(0,0),半径等于10的圆.由C 2:ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=6,得ρ⎝ ⎛⎭⎪⎫12sin θ-32cos θ=6,所以y -3x =12,即3x -y +12=0,所以C 2表示直线. (2)由于圆心(0,0)到直线3x -y +12=0的距离为 d =12(3)2+(-1)2=6<r =10, 所以直线被圆截得的弦长,即C 1,C 2交点间的距离为 |C 1C 2|=2r 2-d 2=2102-62=16. 归纳升华将极坐标化为直角坐标,确定圆的直角坐标方程,再将圆的直角坐标方程化成圆的极坐标方程.[变式训练] 在极坐标系中,求圆ρ=8sin θ上的点到直线θ=π3(ρ∈R)距离的最大值.解:圆ρ=8sin θ化为直角坐标方程为x 2+y 2-8y =0,即x 2+(y -4)2=16,直线θ=π3(ρ∈R)化为直角坐标方程为y =3x ,结合图形知圆上的点到直线的最大距离可转化为圆心到直线的距离再加上半径.圆心(0,4)到直线y =3x 的距离为4(3)2+12=2,又圆的半径r =4, 所以圆上的点到直线的最大距离为6.评估验收卷(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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.已知点M 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫5,π3,下列所给出的四个坐标中能表示点M 的坐标是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫5,-π3 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫5,4π3 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫5,-2π3 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫5,-5π3 解析:M 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫5,π3+2k π,(k ∈Z),取k =-1得⎝⎛⎭⎪⎫5,-5π3. 答案:D2.圆ρ=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4的圆心为( ) A.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π4 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,34π C.⎝⎛⎭⎪⎫1,54π D.⎝⎛⎭⎪⎫1,74π 解析:由ρ=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4得ρ2=2ρcos θ-2ρsin θ,所以x 2+y 2=2x -2y ,所以⎝⎛⎭⎪⎫x -222+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +222=1,圆心的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫22,-22,极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,7π4.答案:D3.将曲线y =sin 2x 按照伸缩变换⎩⎪⎨⎪⎧x ′=2x ,y ′=3y 后得到的曲线方程为( )A .y ′=3sin x ′B .y ′=3sin 2x ′C .y ′=3sin 12x ′D .y ′=13sin 2x ′解析:由伸缩变换,得x =x ′2,y =y ′3.代入y =sin 2x ,有y ′3=sin x ′,即y ′=3sin x ′.答案:A4.点A 的球坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫4,3π4,3π4,则它的直角坐标为( ) A .(-2,2,-22) B .(-2,2,22) C .(-2,-2,22)D .(2,2,-22)解析:⎩⎪⎨⎪⎧x =r sin φcos θ=4³22³⎝ ⎛⎭⎪⎫-22=-2,y =r sin φsin θ=4³22³22=2,z =r cos φ=4³⎝⎛⎭⎪⎫-22=-2 2.答案:A5.在极坐标系中,点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6与B ⎝⎛⎭⎪⎫2,-π6之间的距离为( )A .1B .2C .3D .4解析:由A ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6与B ⎝⎛⎭⎪⎫2,-π6,知∠AOB =π3,所以△AOB 为等边三角形,因此|AB |=2. 答案:B6.极坐标方程4ρ·sin 2θ2=5表示的曲线是( ) A .圆B .椭圆C .双曲线的一支D .抛物线解析:由4ρ·sin 2θ2=4ρ·1-cos θ2=2ρ-2ρcos θ=5,得方程为2x 2+y 2-2x =5,化简得y 2=5x +254, 所以该方程表示抛物线. 答案:D7.在极坐标系中,过点⎝⎛⎭⎪⎫2,π3且与极轴垂直的直线方程为( ) A .ρ=-4cos θ B .ρcos θ-1=0 C .ρsin θ=- 3D .ρ=-3sin θ解析:设M (ρ,θ)为直线上除⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3以外的任意一点,则有ρcos θ=2·cos π3,则ρcosθ=1,经检验⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π3符合方程.答案:B8.极坐标系内曲线ρ=2cos θ上的动点P 与定点Q ⎝⎛⎭⎪⎫1,π2的最短距离等于( )A.2-1B.5-1 C .1D. 2解析:将曲线ρ=2cos θ化成直角坐标方程为(x -1)2+y 2=1,点Q 的直角坐标为(0,1),则P 到Q 的最短距离为Q 与圆心的距离减去半径的长度,即2-1.答案:A9.在极坐标系中,直线ρcos θ=1与圆ρ=cos θ的位置关系是( ) A .相切B .相交但直线不经过圆心C .相离D .相交且直线经过圆心解析:直线ρcos θ=1化为直角坐标方程为x =1,圆ρ=cos θ,即ρ2=ρcos θ,化为直角坐标方程为x 2+y 2-x =0,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+y 2=14与直线x =1相切.答案:A10.若点P 的柱坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6,3,则点P 到直线Oy 的距离为( )A .1B .2 C. 3D. 6解析:由于点P 的柱坐标为(ρ,θ,z )=⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6,3,故点P 在平面Oxy 内的射影Q 到直线Oy 的距离为ρcos π6=3,可得P 到直线Oy 的距离为 6.答案:D11.极坐标方程ρ=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4的图形是( )A BC D解析:法一 圆ρ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4是把圆ρ=2sin θ绕极点按顺时针方向旋转π4而得,圆心的极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,π4,选C.法二 圆ρ=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4的直角坐标方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -222+⎝ ⎛⎭⎪⎫y -222=1,圆心为⎝ ⎛⎭⎪⎫22,22,半径为1.因此选项C 正确. 答案:C12.在极坐标系中,曲线C 1:ρ=4上有3个不同的点到曲线C 2:ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4=m 的距离等于2,则m 的值为( )A .2B .-2C .±2D .0解析:曲线C 1的直角坐标方程为x 2+y 2=16,曲线C 2的极坐标方程化为22ρsin θ+22ρcos θ=m ,化为直角坐标方程为22y +22x =m ,即x +y -2m =0,由题意曲线C 1的圆心(0,0)到直线C 2的距离为2,则|-2m |12+12=2,故m =±2. 答案:C二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中横线上)13.在极坐标系中,已知点A ⎝⎛⎭⎪⎫2,π2,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,3π4,O (0,0),则△ABO 的形状是________________.解析:因为A ⎝⎛⎭⎪⎫2,π2,B ⎝ ⎛⎭⎪⎫2,3π4,所以∠BOA =π4, 又因为|OA |=2,|OB |=2,所以|AB |=2,所以∠ABO 为直角,所以△ABO 为等腰直角三角形. 答案:等腰直角三角形14.将曲线ρ2(1+sin 2θ)=2化为直角坐标方程为_____________.解析:将ρ2=x 2+y 2,y =ρsin θ代入ρ2+ρ2sin 2θ=2中得x 2+y 2+y 2=2,即x 22+y 2=1.答案:x 22+y 2=115.已知圆的极坐标方程为ρ2+2ρ(cos θ+3sin θ)=5,则此圆被直线θ=0截得的弦长为________.解析:将极坐标方程化为直角坐标方程为(x +1)2+(y +3)2=9和y =0, 所以弦长=2R 2-d 2=2³9-3=2 6. 答案:2 616.在极坐标系中,曲线C 1:ρ(2cos θ+sin θ)=1与曲线C 2:ρ=a (a >0)的一个交点在极轴上,则a =________.解析:ρ(2cos θ+sin θ)=1,即2ρcos θ+ρsin θ=1对应的直角坐标方程为2x +y -1=0,ρ=a (a >0)对应的普通方程为x 2+y 2=a 2. 在2x +y -1=0中,令y =0,得x =22. 将⎝ ⎛⎭⎪⎫22,0代入x 2+y 2=a 2,得a =22.答案:22三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)已知直线的极坐标方程ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4=22,求极点到直线的距离.解:因为ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4=22,所以ρsin θ+ρcos θ=1,即直角坐标方程为x +y =1. 又因为极点的直角坐标为(0,0), 所以极点到直线的距离d =|0+0-1|2=22.。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

选修4-4,4-5测试卷
解答题
1.【2018河北衡水联考】在平面直角坐标系xOy 中,已知曲线C : ,{
x y sin αα
==(α为参数),以原
点O 为极点, x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l cos 14πρθ⎛
⎫+=- ⎪⎝
⎭. (1)求曲线C 的普通方程和直线l 的直角坐标方程;
(2)过点()1,0M -,且与直线l 平行的直线1l 交曲线C 于A , B 两点,求点M 到A , B 两点的距离之积.
2.在直角坐标系xOy 中,直线1;2C x =-,圆()()22
2:121C x y -+-=,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系. (1)求1C ,2C 的极坐标方程; (2)若直线3C 的极坐标方程为()4
R π
θρ=
∈,设23,C C 的交点为,M N ,求2C MN ∆的面积.
【解析】(1)因为1cos ,sin ,x y C ρθρθ==∴的极坐标方程为cos 2ρθ=-,2C 的极坐标方程为
22cos 4sin 40ρρθρθ--+= .
(2)将4
π
θ=
代入2
2cos 4sin 40ρρθρθ--+=,得2
40ρ-+=,解得
1212MN ρρρρ===-=因为2C 的半径为1,则2C MN ∆的面积
11
1sin 4522
⨯=.
3.【2018华大新高考联盟】在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为2,{
2x cos y sin αα
==(α为参数)
,以O 为极点, x 轴正半轴为极轴,建立极坐标系,直线l
的极坐标方程为cos sin 0m ρθθ-=.
(1)若1m =,求直线l 交曲线C 所得的弦长; (2)若C 上的点到l 的距离的最小值为1,求m .
4.已知曲线C
的参数方程为31x y αα
⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数),以直角坐标系原点为极点,x 轴正半轴为
极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求曲线C 的极坐标方程,并说明其表示什么轨迹. (Ⅱ)若直线的极坐标方程为1
sin cos θθρ
-=
,求直线被曲线C 截得的弦长.
【解析】(I )曲线C
的参数方程为31x y α
α
⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数),∴曲线C 的普通方程为
()()321210x y -+-=,曲线C 表示以()3,1
cos sin x y ρθ
ρθ=⎧⎨=⎩
代入并化简
得:6cos 2sin ρθθ=+,即曲线c 的极坐标方程为6cos 2sin ρθθ=+.
(II )
直线的直角坐标方程为1y x -=,∴圆心C
到直线的距离为2
d =

弦长为=.
5.在平面直角坐标系中,曲线133cos :2sin x C y αα=+⎧⎨=⎩(α为参数)经过伸缩变换3
2
x x y y ⎧'=⎪⎪⎨⎪'=⎪⎩,后的曲线为2C ,
以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系. (Ⅰ)求2C 的极坐标方程;
(Ⅱ)设曲线3C 的极坐标方程为sin 16πρθ⎛⎫
-= ⎪⎝⎭
,且曲线3C 与曲线2C 相交于P ,Q 两点,求PQ 的值.
6.【2018东北名校联考】 已知曲线1C 的极坐标方程为1ρ=,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x 的正半轴,建立平面直角坐标系xOy . (1)若曲线21:{
(2x t C t y t
=+=+为参数)与曲线1C 相交于两点,A B ,求AB ;
(2)若M 是曲线1C 上的动点,且点M 的直角坐标为(),x y ,求()()11x y ++的最大值.
【解析】(1)1:1C ρ=化为直角坐标方程为22
1:1C x y +=,21:{
(2x t
C t y t
=+=+
为参数)可化为
21:{(22
x C t y t
==+为参数),代入22
1:1C x y +=
,得的2212122t t ⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
,化简得240t ++=,设,A B 对应的参数为12,t t
,则12124t t t t +=-=,所以
12AB t t =-=
=
(2)(),M x y 在曲线1C 上,设{
(x cos y sin θ
θθ
==为参数)
,则()()()()11cos 1sin 1sin cos sin cos 1x y θθθθθθ++=++=+++
,令
(sin cos 4πθθθ⎛
⎫+=+∈ ⎪⎝
⎭,则21sin cos 2t θθ-=
,那么()()()222111*********t x y t t t t -++=++=++=+, 所以()(
))
2
max 11112
x y ++=.
7.建立极坐标系,直线l 的参数方程为0cos sin x t y y t α
α=⎧⎨=+⎩
(t 为参数,α为l 的倾斜角),曲线E 的极坐标
方程为4sin ρθ=,射线=θβ,6
π
θβ=+,6
π
θβ=-
与曲线E 分别交于不同于极点的三点A ,B ,
C . (1
)求证:|||||OB OC OA +=;
(2)当3
π
β=
时,直线l 过B ,C 两点,求0y 与α的值.
8.已知函数()|1|||f x x x a =-+-. (1)若1a =-,解不等式()3f x ≥;
(2)如果x R ∀∈,()2f x ≥,求a 的取值范围.
9.【2018四川德阳三校联考】(1)函数()3f x x =-,若存在实数x ,使得()()241f x m f x +≤+-成立,求实数m 的取值范围;
(2)设,,x y z R ∈,若224x y z +-=,求2
2
2
4x y z ++的最小值. 【解析】(1)令()()()241g x f x f x =+--,则()214g x x x =+--,即
()()
()
6
1{32
(14) 64x x g x x x x x --≤-=--<<+≥,作出的图像,如图所示,易知其最小值为-5 ,所以()min 5m g x ≥=-,
实数的取值范围是[
)5,-+∞
(2)由柯西不等式: ()][
()()22222
22112222x y z x y z ⎡⎤++-⋅++≥+-⎣⎦
,即
()
()2222642216x y z x y z ++≥+-=,故222843x y z ++≥,当且仅当2112
x y z
==
-时,即214,,333x y z ===-时等号成立,所以2224x y z ++的最小值为83
.
10.已知函数()13,1f x x x x =++-≥-. (1)求不等式()6f x ≤的解集;
(2)若()f x 的最小值为n ,正数,a b 满足22nab a b =+,求2a b +的最小值.
11.【2018黑龙江齐齐哈尔八中三模】已知函数()221f x x x =-+-. (1)求不等式()4f x >的解集;
(2)若不等式()2
274f x m m >-+对于x R ∀∈恒成立,求实数m 的取值范围.
12.设函数()222f x x x =+--. (Ⅰ)求不等式()2f x >的解集; (Ⅱ)若x R ∀∈,()27
2
f x t t ≥-
恒成立,求实数t 的取值范围. 【解析】(I )()4,13,124,2x x f x x x x x --<-⎧⎪
=-≤<⎨⎪+≥⎩
,当1x <-,42x -->,6x <-,6x <-∴,当12x -≤<,32x >,
23x >
,2
23
x <<∴ 当2x ≥,42x +>,2x >-,2x ≥∴,综上所述2|63x x x ⎧
⎫>
<-⎨⎬⎩

或. (II )易得()()min 13f x f =-=-,若x R ∀∈,()211
2
f x t t ≥-
恒成立,则只需()22min
7332760222f x t t t t t =-≥-⇒-+≤⇒≤≤,综上所述3
22
t ≤≤.
13.【2018河南漯河中学三模】若关于x 的不等式32310x x t ++--≥的解集为R ,记实数t 的最大值为a . (1)求a ;
(2)若正实数,m n 满足45m n a +=,求14
233y m n m n
=
+
++的最小值.
14.【2017届重庆市巴蜀中学高三上学期期中】已知函数()2123f x x x =++-. (1)若0x R ∃∈,使得不等式()0f x m ≤成立,求实数m 的最小值M ; (2)在(1)的条件下,若正数,a b 满足3a b M +=,证明:
31
3b a
+≥. 【解析】(1)由题意,不等式2123x x m ++-≤有解,又因为()212321234x x x x ++-≥+--=, 由题意只需()
min
2123
4m x x ≥++-=,所以实数m 的最小值4M =;
(2)由(1)得34a b +=,所以
()3113119133363444a
b a b b a b a b a a ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=⨯+⨯+=⨯+++≥+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭
,当且仅当9a b b a =即32a b ==时等号成立.。

相关文档
最新文档