2015年高考数学创新设计精品试题专题训练1-1-2
2015年高考数学新高考创新题型之8:解析几何(含精析)[来源:学优高考网1584640]
之8.解析几何(含精析)一、选择题。
1.如图,已知椭圆221:111x C y +=,双曲线22222:1y x C a b-=(a >0,b >0),若以C 1的长轴为直径的圆与C 2的一条渐近线交于A ,B 两点,且C 1与该渐近线的两交点将线段AB 三等分,则C 2的离心率为( )A 、5B 、17C 、5D 、21472.如图所示,已知双曲线22221(0)x y a b a b-=>>的右焦点为F ,过F 的直线l 交双曲线的渐近线于A 、B 两点,且直线l 的倾斜角是渐近线OA 倾斜角的2倍,若2AF FB =,则该双曲线的离心率为( ) A.324 B.233 C.305D.523.已知在平面直角坐标系xoy 中,圆C 的方程为2223x y y +=-+,直线l 过点(1,0)且与直线10x y -+=垂直.若直线l 与圆C 交于A B 、两点,则OAB ∆的面积为( )A .1B .2C .2D .224.方程02=+ny mx 与)0(122>>=+n m ny mx 的曲线在同一坐标系中的示意图可能是( )二、填空题。
5.圆锥曲线中不同曲线的性质都是有一定联系的,比如圆可以看成特殊的椭圆,所以很多圆的性质结论可以类比到椭圆,例如;如图所示,椭圆C:()222210x y a b a b+=>>可以被认为由圆222x y a +=作纵向压缩变换或由圆222x y b +=作横向拉伸变换得到的。
依据上述论述我们可以推出椭圆C 的面积公式为 .xyb-baO -a6.若P 0(x 0,y 0)在椭圆2222x y a b+=1(a >b >0)外,则过P 0作椭圆的两条切线的切点为P 1,P 2,则切点弦P 1P 2所在直线方程是0022xx yy a b+=1.那么对于双曲线则有如下命题:若P 0(x 0,y 0)在双曲线2222x y a b-=1(a >0,b >0)外,则过P 0作双曲线的两条切线的切点为P 1,P 2,则切点弦P 1P 2所在的直线方程是 .7.我们把离心率215+=e 的双曲线()0,012222>>=-b a b y a x 称为黄金双曲线.如图是双曲线()222222,0,01b a c b a by a x +=>>=-的图象,给出以下几个说法: ①双曲线115222=+-y x 是黄金双曲线;②若ac b =2,则该双曲线是黄金双曲线;③若21,F F 为左右焦点,21,A A 为左右顶点,1B (0,b ),2B (0,﹣b )且021190=∠A B F ,则该双曲线是黄金双曲线;④若MN 经过右焦点2F 且21F F MN ⊥,090=∠MON ,则该双曲线是黄金双曲线. 其中正确命题的序号为 .8.若存在实常数k 和b ,使得函数f(x)和g(x)对其定义域上的任意实数x 分别满足:f(x)≥kx +b 和g(x)≤kx+b ,则称直线l :y =kx +b 为f(x)和g(x)的“隔离直线”.已知h(x)=x 2,φ(x)=2eln x(其中e 为自然对数的底数),根据你的数学知识,推断h(x)与φ(x)间的隔离直线方程为 .9.设,A B 分别为椭圆Γ:22221(0)x y a b a b+=>>的左右顶点,F 为右焦点,l 为Γ在点B 处的切线,P 为Γ上异于,A B 的一点,直线AP 交l 于D ,M 为BD 中点,有如下结论:①FM 平分PFB ∠;②PM 与椭圆Γ相切;③PM 平分FPD ∠;④使得PM =BM 的点P 不存在.其中正确结论的序号是_____________.10.以下四个关于圆锥曲线的命题中:①设A B 、为两个定点,k 为非零常数,||||PA PB k -=,则动点P 的轨迹为双曲线;②过定圆C 上一定点A 作圆的动点弦AB ,O为坐标原点,若1(),2OP OA OB =+则动点P 的轨迹为圆;③设θ是ABC ∆的一内角,且7sin cos 13θθ+=,则22sin cos 1x y θθ-=表示焦点在x 轴上的双曲线;④已知两定点12(1,0),(1,0)F F -和一动点P ,若212||||(0)PF PF a a ⋅=≠,则点P 的轨迹关于原点对称.其中真命题的序号为 (写出所有真命题的序号).三、解答题。
【创新设计】(人教通用)2015高考数学二轮复习 专题整合限时练1 理(含最新原创题,含解析)
【创新设计】(人教通用)2015高考数学二轮复习 专题整合限时练1理(含最新原创题,含解析)(建议用时:40分钟) 一、选择题1.若A ={x |2<2x<16,x ∈Z },B ={x |x 2-2x -3<0},则A ∩B 中元素个数为 ( ).A .0B .1C .2D .3解析 因为A ={x |2<2x<16,x ∈Z }={x |1<x <4,x ∈Z }={2,3},B ={x |x 2-2x -3<0}={x |-1<x <3},所以A ∩B ={2}. 答案 B2.若(1+2a i)i =1-b i ,其中a ,b ∈R ,则|a +b i|=( ).A.12+i B . 5 C.52D .54解析 因为(1+2a i)i =1-b i ,所以-2a +i =1-b i ,a =-12,b =-1,|a +b i|=|-12-i|=52. 答案 C3.我校要从4名男生和2名女生中选出2人担任H 7N 9禽流感防御宣传工作,则在选出的宣传者中男、女都有的概率为( ). A.815B .12 C.25D .415解析 从4名男生和2名女生中选出2人担任H 7N 9禽流感防御宣传工作,总的方法数为C 04C 22+C 14C 12+C 24C 02=15,其中选出的宣传者中男、女都有的方法数为C 14C 12=8,所以,所求概率为815.答案 A4.等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2+a 4+a 6=12,则S 7的值是( ).A .21B .24C .28D .7解析 ∵a 2+a 4+a 6=3a 4=12, ∴a 4=4, ∴S 7=a 1+a 72×7=7a 4=28.答案 C5.设a ,b ∈R ,则“(a -b )·a 2<0”是“a <b ”的( ).A .充分非必要条件B .必要非充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析 由(a -b )·a 2<0得,a ≠0且a <b ;反之,由a <b ,不能推出(a -b )·a 2<0,即“(a -b )·a 2<0”是“a <b ”的充分非必要条件. 答案 A6.抛物线y 2=4x 的焦点到双曲线x 2-y 23=1的渐近线的距离是( ).A.12 B .32C .1D . 3解析 抛物线y 2=4x 的焦点为(1,0),双曲线x 2-y 23=1的渐近线为x ±33y =0,所以抛物线y 2=4x 的焦点到双曲线x 2-y 23=1的渐近线的距离是|1±33×0|1+332=32. 答案 B7.已知a 为执行如图所示的程序框图输出的结果,则二项式⎝⎛⎭⎪⎫a x -1x 6的展开式中含x 2项的系数是( ).A .192B .32C .96D .-192解析 由程序框图可知,a 计算的结果依次为2,-1,12,2,…,成周期性变化,周期为3;当i =2 011时运行结束,2 011=3×670+1,所以a =2.所以,⎝⎛⎭⎪⎫a x -1x 6=⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -1x 6,T r +1=C r 6(2x )6-r⎝⎛⎭⎪⎫-1x r=(-1)r C r 6·26-r x 3-r, 令3-r =2,得r =1,所以,含x 2项的系数是(-1)C 1625=-192. 答案 D8.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的图象如图所示,则f (x )的解析式为( ).A .f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3B .f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π3C .f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π6 D .f (x )=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6 解析 由图象可知A =1,且14T =14×2πω=7π12-π3=π4,∴ω=2,f (x )=sin (2x +φ). 把⎝⎛⎭⎪⎫7π12,-1代入得:-1=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2×7π12+φ,又∵|φ|<π2,∴7π6+φ=3π2,∴φ=π3,∴f (x )=sin (2x +π3).答案 A9.已知O 是坐标原点,点A (-2,1),若点M (x ,y )为平面区域⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥2,x ≤1,y ≤2上的一个动点,则O A →·O M →的取值X 围是( ). A .[-1,0]B .[-1,2]C .[0,1]D .[0,2]解析 ∵A (-2,1),M (x ,y ),∴z =O A →·O M →=-2x +y ,作出不等式组对应的平面区域及直线-2x +y =0,如图所示.平移直线-2x +y =0,由图象可知当直线经过点N (1,1)时,z min =-2+1= -1;经过点M (0,2)时,z max =2. 答案 B10.如图F 1,F 2是双曲线C 1:x 2-y 23=1与椭圆C 2的公共焦点,点A 是C 1,C 2在第一象限的公共点.若|F 1F 2|=|F 1A |,则C 2的离心率是( ).A.13 B .23 C.15D .25解析 由题意知,|F 1F 2|=|F 1A |=4,∵|F 1A |-|F 2A |=2,∴|F 2A |=2,∴|F 1A |+|F 2A |=6,∵|F 1F 2|=4,∴C 2的离心率是46=23. 答案 B11.已知某几何体的三视图如图所示,其中俯视图和侧视图都是腰长为4的等腰直角三角形正视图为直角梯形,则此几何体的体积V 为( ).A.323 B .403C.163D .40解析 观察三视图可知,该几何体为四棱锥,底面为直角梯形,两个侧面与底面垂直,棱锥的高为4,由图中数据得该几何体的体积为13×4+12×4×4=403.答案 B12.已知定义在R 上的函数f (x )是奇函数且满足f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32-x =f (x ),f (-2)=-3,数列{a n }满足a 1=-1,且S n n =2×a n n+1(其中S n 为{a n }的前n 项和),则f (a 5)+f (a 6)=( ). A .-3 B .-2 C .3D .2解析 ∵函数f (x )是奇函数,∴f (-x )=-f (x ),∵f (32-x )=f (x ),∴f (32-x )=-f (-x ),∴f (3+x )=f (x ),∴f (x )是以3为周期的周期函数. ∵S n n =2×a n n+1,∴S n =2a n +n ,S n -1=2a n -1+(n -1)(n ≥2). 两式相减并整理得出a n =2a n -1-1, 即a n -1=2(a n -1-1),∴数列{a n -1}是以2为公比的等比数列,首项为a 1-1=-2,∴a n -1=-2·2n -1=-2n ,a n =-2n+1,∴a 5=-31,a 6=-63.∴f (a 5)+f (a 6)=f (-31)+f (-63)=f (2)+f (0)=f (2)=-f (-2)=3. 答案 C 二、填空题13.已知向量p =(2,-1),q =(x,2),且p ⊥q ,则|p +λq |的最小值为__________.解析 ∵p ·q =2x -2=0,∴x =1, ∴p +λq =(2+λ,2λ-1), ∴|p +λq |=2+λ2+2λ-12=5λ2+5≥ 5.答案514.在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,若a =2,b =2,sin B +cos B =2,则角A 的大小为________.解析 由sin B +cos B =2得,2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫B +π4=2,sin ⎝⎛⎭⎪⎫B +π4=1,而B ∈(0,π),所以B =π4.由正弦定理得,sin A =a sin B b =12,又A +B +C =π,A ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,3π4,∴A =π6.答案π615.若曲线y =x 在点(m ,m)处的切线与两坐标轴围成三角形的面积为18,则m =________. 解析 由y =x ,得y ′=-12x,所以,曲线y =x在点(m ,m)处的切线方程为y -m=-12m(x -m ),由已知,得12×32m×3m =18(m >0),m =64.答案 6416.已知a >0,b >0,方程为x 2+y 2-4x +2y =0的曲线关于直线ax -by -1=0对称,则3a +2bab的最小值为________.解析 该曲线表示圆心为(2,-1)的圆,直线ax -by -1=0经过圆心,则2a +b -1=0,即2a +b =1,所以 3a +2b ab =3b +2a =(3b +2a )(2a +b )=6a b +2b a+7≥26a b ·2ba+7=7+43(当且仅当a =2-3,b =23-3时等号成立). 答案 7+4 3。
2015年高考数学创新设计精品试题专题训练1-6-1
答案96
7.(2014·德州模拟)在区间[-2,3]上任取一个数a,则函数f(x)=x3-ax2+(a+2)x有极值的概率为________.
专题六概率与统计
第1讲 统计与概率拟)从8名女生和4名男生中,抽取3名学生参加某档电视节目,如果按性别比例分层抽样,则不同的抽取方法数为().
A.224B.112
C.56D.28
解析根据分层抽样,应抽取男生1名,女生2名,抽取2名女生1名男生的方法有CC=112.
B.在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“爱好该项运动与性别无关”
C.有97.5%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”
D.有97.5%以上的把握认为“爱好该项运动与性别无关”
解析因为4.762>3.841,所以在犯错误的概率不超过5%的前提下,认为“爱好该项运动与性别有关”,或者认为有95%以上的把握认为“爱好该项运动与性别有关”,因此,只能选A.
④对分类变量X与Y的随机变量K2的观测值k来说,k越小,判断“X与Y有关系”的把握程度越大.
其中真命题的有____________(填序号).
解析①从匀速传递的产品生产流水线上,质检员每10分钟从中抽取一件产品进行某项指标检测,这样的抽样是系统抽样,不是分层抽样.故①是假命题;
②两个随机变量的线性相关性越强,相关系数的绝对值越接近于1.故②是真命题;
答案B
2.(2014·北京顺义区统练)某商场在国庆黄金周的促销活动中,对10月1日9时至14时的销售额进行统计,其频率分布直方图如图所示.已知9时至10时的销售额为3万元,则11时至12时的销售额为().
【创新设计】2015高考数学(理)(江西)二轮复习课件:1-3-2第2讲 数列的综合问题
SnTn n+32 -1 n+1 ∴Kn=n· 2 ,则 cn= K = . n+1 2 n n+42n+1-1 n+32n-1 cn+1-cn= - + n+2 2 2n 1 2n+1+n+2 = >0, n+2 2 所以 cn+1>cn(n∈N*).
n
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归纳总结· 思维升华
专题训练· 对接高考
热点二
数列与函数的交汇问题
【例 2】 已知数列{an}和{bn},对于任意的 n∈N*,点 P(n,an) 都在经过点 A(-1,0)与点
1 B2,3的直线
l 上,并且点 C(1,2)
是函数 f(x)=ax(a>0 且 a≠1)的图象上一点,数列{bn}的前 n 项和 Sn=f(n)-1. (1)求数列{an}和{bn}的通项公式;
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证明 (1)由 an+1=3an+1 1 1 得 an+1+2=3an+2. 1 3 1 3 又 a1+2=2,所以{an+2}是首项为2,公比为 3 的等比数列. 1 3n 所以 an+2= 2 , 3n-1 因此{an}的通项公式为 an= 2 .
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[考点整合]
1.数列{an}的前n项和Sn与an的关系. 2.常用的数列求和方法. 3.数列{an}是单调递增数列,则an+1-an>0,n∈N*; 数列{an}是单调递减数列,则an+1-an<0,n∈N*.
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归纳总结· 思维(2)①由(1)知 cn=a -b =2n-n-n+1 ( n ∈ N ), n n 1 1 所以 Sn= -2n(n∈N*). n+1
【创新设计】(江苏专用)2015高考数学二轮复习 专题整合突破练1 理(含最新原创题,含解析)
又CD⊂平面PCD,所以平面PAC⊥平面PCD.
(2)取AE中点G,连接FG,BG.
因为F为ED的中点,所以FG∥AD且FG= AD.
在△ACD中,AC⊥CD,∠DAC=60°,
所以AC= AD,所以BC= AD.
在△ABC中,AB=BC=AC,所以∠ACB=60°,
T6=T5b6=T3b4b5b6=T3b1b2b3= T3,
……
T3n+1+T3n+2+T3n+3=T3n-2b3n-1b3nb3n+1+
T3n-1b3nb3n+1b3n+2+T3nb3n+1b3n+2b3n+3
=T3n-2b1b2b3+T3n-1b1b2b3+T3nb1b2b3
= (T3n-2+T3n-1+T3n),
代入上式可得2x1x2+2m-(m+1)(x1+x2)=0,
∴2× +2m-(m+1)× =0,即2m-6=0,∴m=3,
∴存在Q(3,0)使得直线QA,QB的倾斜角互为补角.
4.某创业投资公司拟投资开发某种新能源产品,估计能获得10万元到1 000万元的投资收益.现准备制定一个对科研课题组的奖励方案:奖金y(单位:万元)随投资收益x(单位:万元)的增加而增加,且奖金不超过9万元,同时奖金不超过投资收益的20%.
(1)若建立函数y=f(x)模型制定奖励方案,试用数学语言表述该公司对奖励函数f(x)模型的基本要求,并分析函数y= +2是否符合公司要求的奖励函数模型,并说明原因;
(2)若该公司采用模型函数y= 作为奖励函数模型,试确定最小的正整数a的值.
解(1)设奖励函数模型为y=f(x),按公司对函数模型的基本要求,函数y=f(x)满足:
故该函数模型不符合公司要求.
2015年高考数学创新设计精品习题专题训练1-2-2
7.(2014·天津卷)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知b-c=a,2sinB=3sinC,则cosA的值为________.
解析∵2sinB=3sinC,由正弦定理得2b=3c,∴b=c,
又b-c=a,∴a=4(b-c),∴a=2c.
∴cosA===-.
答案-
8.(2014·江苏卷)若△ABC的内角满足sinA+sinB=2sinC,则cosC的最小值是________.
答案A
2.(2014·益阳模拟)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若asinA+bsinB-csinC=asinB,则角C等于().
A.B.
C.D.
解析由正弦定理,得a2+b2-c2=ab,
所以cosC==,又0<C<π,所以C=.
答案A
3.(2014·吉林省实验中学一模)在△ABC中,sin(A+B)·sin(A-B)=sin2C,则此三角形的形状是().
答案A
二、填空题
6.(2014·福建卷)在△ABC中,A=60°,AC=4,BC=2,则△ABC的面积等于________.
解析由余弦定理得,BC2=AB2+AC2-2AB·AC·cosA,
∴12=AB2+16-2×AB×4×cos 60°,解得AB=2,
∴S△ABC=·AB·AC·sinA=×2×4×sin 60°=2.
第2讲 解三角形问题
一、选择题
1.(2014·西安模拟)△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且
asinAsinB+bcos2A=a,则因为asinAsinB+bcos2A=a,所以由正弦定理,得sinAsinAsinB+sinB=sinA,即sinB=sinA,所以=.
【三维设计】2015年高考数学总复习创新问题专项训练(二)文北师大版
创新问题专项训练(二)一、选择题 1.用C (A )表示非空集合A 中的元素个数,定义A *B =⎩⎪⎨⎪⎧C A -C B ,C A C B ,C B -C A ,C AC B ,若A ={x |x 2-ax -1=0,a ∈R },B ={x ||x 2+bx +1|=1,b ∈R },设S ={b |A *B =1},则C (S )等于( )A .4B .3C .2D .12.已知集合A ={(x ,y )||x -2|+|y -3|≤1},集合B ={(x ,y )|x 2+y 2+Dx +Ey +F ≤0,D 2+E 2-4F >0},若集合A ,B 恒满足“A ⊆B ”,则集合B 中的点所形成的几何图形面积的最小值是( )A.22πB .πC.12πD.2π3.已知数组(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x 10,y 10)满足线性回归方程y ^=b ^x +a ^,则“(x 0,y 0)满足线性回归方程y ^=b ^x +a ^”是“x 0=x 1+x 2+ … +x 1010,y 0=y 1+y 2+…+y 1010”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件4.给出定义:若函数f (x )在D 上可导,即f ′(x )存在,且导函数f ′(x )在D 上也可导,则称f (x )在D 上存在二阶导函数,记f ″(x )=(f ′(x ))′,若f ″(x )<0在D 上恒成立,则称f (x )在D 上为凸函数.以下四个函数在(0,π2)上不是凸函数的是( )A .f (x )=sin x +cos xB .f (x )=ln x -2xC .f (x )=-x 3+2x -1D .f (x )=x ·e x5.定义:若函数f (x )的图像经过变换T 后所得图像对应函数的值域与f (x )的值域相同,则称变换T 是f (x )的同值变换.下面给出四个函数及其对应的变换T ,其中T 不属于f (x )的同值变换的是( )A .f (x )=(x -1)2,T 将函数f (x )的图像关于y 轴对称 B .f (x )=2x -1-1,T 将函数f (x )的图像关于x 轴对称C .f (x )=2x +3,T 将函数f (x )的图像关于点(-1,1)对称D .f (x )=sin(x +π3),T 将函数f (x )的图像关于点(-1,0)对称二、填空题6.对于非空实数集A ,记A *={y |任意x ∈A ,y ≥x }.设非空实数集合M ,P ,满足M ⊆P .给出以下结论:①P *⊆M *;②M *∩P ≠∅;③M ∩P *=∅.其中正确的结论是________(写出所有正确结论的序号).7.已知[x ]表示不超过实数x 的最大整数,如[1.8]=1,[-1.2]=-2.x 0是函数f (x )=ln x -2x的零点,则[x 0]等于________.8.某同学为研究函数f (x )=1+x 2+1+-x2(0≤x ≤1)的性质,构造了如图所示的两个边长为1的正方形ABCD 和BEFC ,点P 是边BC 上的一个动点,设CP =x ,则AP +PF =f (x ).请你参考这些信息,推知函数f (x )的极值点是______;函数f (x )的值域是________.9.(1)如图,矩形ABCD 的三个顶点A ,B ,C 分别在函数y =x ,y =x 12,y =(22)x的图像上,且矩形的边分别平行于两坐标轴.若点A 的纵坐标为2,则点D 的坐标为________.(2)若存在实常数k 和b ,使得函数f (x )和g (x )对其定义域上的任意实数x 分别满足:f (x )≥kx +b 和g (x )≤kx +b ,则称直线l :y =kx +b 为f (x )和g (x )的“隔离直线”.已知h (x )=x 2,φ(x )=2eln x (其中e 为自然对数的底数),根据你的数学知识,推断h (x )与φ(x )间的隔离直线方程为________.三、解答题10.已知二次函数f (x )=ax 2+bx +c 和g (x )=ax 2+bx +c ·ln x (abc ≠0). (1)证明:当a <0时,无论b 为何值,函数g (x )在定义域内不可能总为增函数; (2)在同一函数图像上取任意两个不同的点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),线段AB 的中点C (x 0,y 0),记直线AB 的斜率为k ,若f (x )满足k =f ′(x 0),则称其为“K 函数”.判断函数f (x )=ax 2+bx +c 与g (x )=ax 2+bx +c ·ln x (abc ≠0)是否为“K 函数”?并证明你的结论.11.如图,两个圆形飞轮通过皮带传动,大飞轮O 1的半径为2r (r 为常数),小飞轮O 2的半径为r ,O 1O 2=4r .在大飞轮的边缘上有两个点A ,B ,满足∠BO 1A=π3,在小飞轮的边缘上有点C .设大飞轮逆时针旋转,传动开始时,点B ,C 在水平直线O 1O 2上.(1)求点A 到达最高点时A ,C 间的距离; (2)求点B ,C 在传动过程中高度差的最大值.答 案1.选B 显然集合A 的元素个数为2,根据A *B =1可知,集合B 的元素个数为1或3,即方程|x 2+bx +1|=1有1个根或有3个根.结合函数y =|x 2+bx +1|的图象可得,b =0或4-b 24=-1,即b =0或b =±2 2.2.选B 集合A 可以看作是由区域{(x ,y )||x |+|y |≤1}向右平移2个单位长度、向上平移3个单位长度得到的,这是一个边长为2的正方形区域,集合B 是一个圆形区域,如果A ⊆B 且集合B 中的点形成的几何图形的面积最小,则圆x 2+y 2+Dx +Ey +F =0是|x -2|+|y -3|=1所表示正方形的外接圆,其面积是π×12=π.3.选B 由于线性回归方程恒过样本点的中心(x ,y ),则由“x 0=x 1+x 2+…+x 1010,y 0=y 1+y 2+…+y 1010”一定能推出“(x 0,y 0)满足线性回归方程y ^=b ^x +a ^”,反之不一定成立.4.选D 由凸函数的定义可得该题即判断f (x )的二阶导函数f ″(x )的正负.对于A ,f ′(x )=cos x -sin x ,f ″(x )=-sin x -cos x ,在x ∈(0,π2)上,恒有f ″(x )<0;对于B ,f ′(x )=1x -2,f ″(x )=-1x 2,在x ∈(0,π2)上,恒有f ″(x )<0;对于C ,f ′(x )=-3x 2+2,f ″(x )=-6x ,在x ∈(0,π2)上,恒有f ″(x )<0;对于D ,f ′(x )=e x +x e x ,f ″(x )=e x +e x +x e x =2e x +x e x,在x ∈(0,π2)上,恒有f ″(x )>0.5.选B 选项B 中,f (x )=2x -1-1的值域为(-1,+∞),将函数f (x )的图象关于x轴对称变换后所得函数的值域为(-∞,1),值域改变,不属于同值变换.经验证,其他选项正确.6.解析:对于①,由M ⊆P 得知,集合M 中的最大元素m 必不超过集合P 中的最大元素p ,依题意有P *={y |y ≥p },M *={y |y ≥m },又m ≤p ,因此有P *⊆M *,①正确;对于②,取M =P ={y |y <1},依题意得M *={y |y ≥1},此时M *∩P =∅,因此②不正确;对于③,取M ={0,-1,1},P ={y |y ≤1},此时P *={y |y ≥1},M ∩P *={1}≠∅,因此③不正确.综上所述,其中正确的结论是①.答案:①7.解析:∵函数f (x )的定义域为(0,+∞),∴函数f ′(x )=1x +2x2>0,即函数f (x )在(0,+∞)上单调递增.由f (2)=ln 2-1<0,f (e)=ln e -2e >0,知x 0∈(2,e),∴[x 0]=2.答案:28.解析:显然当点P 为线段BC 的中点时,A ,P ,F 三点共线,此时AP =PF ,且函数f (x )取得最小值5,函数f (x )的图象的对称轴为x =12;当x ∈[0,12]时,函数f (x )单调递减,且值域为[5,2+1];当x ∈[12,1]时,函数f (x )单调递增,且值域为[5,2+1],∴函数f (x )的值域为[5,2+1].答案:x =12[5,2+1]9.解析:(1)由A 点的纵坐标为2,得点A 的横坐标是⎝⎛⎭⎪⎫222=12,由矩形的边平行于坐标轴,得B 点的纵坐标是2,从而横坐标是22=4,所以C 点的横坐标是4,纵坐标是(22)4=14,所以点D 的横坐标等于A 点的横坐标12,点D 的纵坐标等于C 点的纵坐标14,即D 点的坐标是(12,14).(2)容易观察到h (x )和φ(x )有公共点(e ,e),又(x -e)2≥0,即x 2≥2e x -e ,所以猜想h (x )和φ(x )间的隔离直线为y =2e x -e ,下面只需证明2eln x ≤2e x -e 恒成立即可,构造函数λ(x )=2eln x -2e x +e.由于λ′(x )=2e e -xx(x >0),即函数λ(x )在区间(0,e)上递增,在(e ,+∞)上递减,故λ(x )≤λ(e)=0,即2eln x -2e x +e≤0,得2eln x ≤2e x -e.故猜想成立,所以两函数间的隔离直线方程为y =2e x -e.答案:(1)(12,14)(2)y =2e x -e10.解:(1)假设g (x )在定义域(0,+∞)上为增函数,则有g ′(x )=2ax +b +c x =2ax 2+bx +cx>0对于一切x >0恒成立,从而必有2ax 2+bx +c >0对于一切x >0恒成立.又a <0,由二次函数的图象可知:2ax 2+bx +c >0对于一切x >0恒成立是不可能的. 因此当a <0时,无论b 为何值,函数g (x )在定义域内不可能总为增函数.(2)函数f (x )=ax 2+bx +c 是“K 函数”,g (x )=ax 2+bx +c ·ln x (abc ≠0)不是“K 函数”.证明如下:对于二次函数f (x )=ax 2+bx +c ,k =f x 1-f x 2x 1-x 2=a x 22-x 21+b x 2-x 1x 2-x 1=a (x 2+x 1)+b =2ax 0+b .又f ′(x 0)=2ax 0+b ,故k =f ′(x 0). 故函数f (x )=ax 2+bx +c 是“K 函数”.对于函数g (x )=ax 2+bx +c ·ln x (abc ≠0)(x >0), 不妨设x 2>x 1>0,则k =g x 1-g x 2x 1-x 2=a x 21-x 22+b x 1-x 2+c ln x 1x 2x 1-x 2=2ax 0+b +c lnx 1x 2x 1-x 2.又g ′(x 0)=2ax 0+b +c x 0,若g (x )为“K 函数”,则必满足k =g ′(x 0),即有2ax 0+b +c ln x 1x 2x 1-x 2=2ax 0+b +cx 0,也即c ln x 1x 2x 1-x 2=2c x 1+x 2(c ≠0),所以lnx 1x 2x 1-x 2=2x 1+x 2.设t =x 1x 2,则0<t <1,ln t =t -1+t.①设s (t )=ln t -t -1+t,则s ′(t )=t -2t+t2>0,所以s (t )在t ∈(0,1)上为增函数,s (t )<s (1)=0,故ln t ≠t -1+t.②①与②矛盾,因此,函数g (x )=ax 2+bx +c ·ln x (abc ≠0)不是“K 函数”. 11.解:(1)以O1为坐标系的原点,O 1O 2所在直线为x 轴,建立如图所示的直角坐标系.当点A 到达最高点时,点A 绕O 1转过π6,则点C 绕O 2转过π3.此时A (0,2r ),C (92r ,32r ).∴AC =-92r 2+r -32r 2=25-23·r .(2)由题意,设大飞轮转过的角度为θ, 则小飞轮转过的角度为2θ,其中θ∈[0,2π].此时B (2r cos θ,2r sin θ),C (4r +r cos 2θ,r sin 2θ). 记点B ,C 的高度差为d ,则d =|2r sin θ-r sin 2θ|, 即d =2r |sin θ-sin θcos θ|.设f (θ)=sin θ-sin θcos θ,θ∈[0,2π], 则f ′(θ)=(1-cos θ)(2cos θ+1).令f ′(θ)=(1-cos θ)(2cos θ+1)=0,得cos θ=-12或1,则θ=2π3,4π3,0或2π.f (θ)和f ′(θ)随θ的变化情况如下表:综上所述,点B ,C 在传动过程中高度差的最大值d max =332r .。
2015创新设计(高中理科数学)专题二(第二篇)
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log2x,x>1, 一审条件 1:转化函数 y=|log2x|为 y= 得到图象,如图. - log x , 0 < x < 1. 2
二审条件 2:见上图.
审 的解,求出 A,B,C,D 点的横坐标., 题 的横坐标即是方程|log2x|=2m8 +1
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3、教你审题
巧用对数函数图象解题
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【典例 3 】 (2012· 湖南卷)已知两条直线 l1:y=m 和 l2:y=2m+1(m>0),l1 与 典例 3 函数 y=|log2x|的图象 1 从左至右相交于点 A,B,l2 与函数=|log2x|的图象 1 从 2 左至右相交于点 C,D.记线段 AC 和 BD 在 x 轴上的投影长度分别为 a,b. 3 当 m 变化时,a的最小值为
b
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8 4 法二 +m= +m 1 2m+1 m+ 2 4 1 1 1 7 = +m+ - ≥4- = , 1 2 2 2 2 m+ 2 4 1 3 当且仅当 =m+ ,即 m= 时等号成立, 1 2 2 m+ 2 b 故 的最小值为 22=8 2. a 答案 B
1、方法优化
根据函数的奇偶性求参数值
x 典例1 1 【典例 】 (2012· 辽宁卷)若函数 f(x)= 为奇函数,则 a=( A ). 2x+1x-a 1 2 3 A. B. C. D.1 2 3 4
[一般解法] 由题意知 f(-x)=-f(x)恒成立, -x x 即 =- , 1 1 2-x+2-x-a 2x+2x-a 1 1 1 即x-2(x+a)=x+2(x-a)恒成立,所以 a= . 2 [优美解法] (特值法) 由已知 f(x)为奇函数得 f(-1)=-f(1), -1 -1 即 = , -2+1-1-a 2+11-a 1 所以 a+1=3(1-a),解得 a= . 2
【创新设计】(江西专用)2015高考数学二轮复习 专题训练 1-3-2 数列的综合问题 理
第2讲 数列的综合问题一、选择题1.(2014·杭州质量检测)设S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4<0,a 5>|a 4|,则使S n >0成立的最小正整数n 为( ).A .6B .7C .8D .9解析 ∵a 4<0,a 5>|a 4|, ∴a 4+a 5>0, ∴S 8=a 4+a 52=a 1+a 82>0.∴最小正整数为8. 答案 C2.(2014·广州综合测试)在数列{a n }中,已知a 1=1,a n +1-a n =sin n +π2,记S n 为数列{a n }的前n 项和,则S 2014=( ).A .1 006B .1 007C .1 008D .1 009解析 由a n +1-a n =sinn +π2⇒a n +1=a n +sinn +π2,所以a 2=a 1+sin π=1+0=1,a 3=a 2+sin 3π2=1+(-1)=0,a 4=a 3+sin 2π=0+0=0,a 5=a 4+sin 5π2=0+1=1,∴a 5=a 1,如此继续可得a n +4=a n (n ∈N *),数列{a n }是一个以4为周期的周期数列,而2 014=4×503+2,因此S 2 014=503×(a 1+a 2+a 3+a 4)+a 1+a 2=503×(1+1+0+0)+1+1=1 008. 答案 C3.(2014·吉林省实验中学模拟)a n =⎠⎛0n (2x +1)d x ,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 的前项和为S n ,数列{b n }的通项公式为b n =n -8,则b n S n 的最小值为 ( ).A .-3B .-4C .3D .4解析 a n =⎠⎛0n (2x +1)d x =n 2+n =n (n +1),所以1a n=1n -1n +1,所以S n =n n +1,所以b n S n =n n -n +1=n +1+9n +1-10≥-4,当且仅当n +1=9n +1,即n =2时等号成立,所以b n S n 的最小值为-4. 答案 B4.已知各项都为正的等比数列{a n }满足a 7=a 6+2a 5,存在两项a m ,a n 使得 a m ·a n =4a 1,则1m +4n的最小值为( ).A.32 B .53 C.256D .43解析 由a 7=a 6+2a 5,得a 1q 6=a 1q 5+2a 1q 4,整理有q 2-q -2=0,解得q =2或q =-1(与条件中等比数列的各项都为正矛盾,舍去),又由 a m ·a n =4a 1,得a m a n =16a 21,即a 212m+n -2=16a 21,即有m +n -2=4,亦即m +n =6,那么1m +4n =16(m +n )⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +4n =16⎝ ⎛⎭⎪⎫4m n +n m +5≥16⎝ ⎛⎭⎪⎫24mn ·n m +5=32,当且仅当4m n =n m ,m +n =6,即n =2m =4时取得最小值32.答案 A 二、填空题5.(2013·辽宁卷)已知等比数列{a n }是递增数列,S n 是{a n }的前n 项和.若a 1,a 3是方程x 2-5x +4=0的两个根,则S 6=________.解析 ∵a 1,a 3是方程x 2-5x +4=0的两根,且q >1, ∴a 1=1,a 3=4,则公比q =2, 因此S 6=-261-2=63.答案 636.(2014·江苏五市联考)各项均为正数的等比数列{a n }中,a 2-a 1=1.当a 3取最小值时,数列{a n }的通项公式a n =________.解析 根据题意,由于各项均为正数的等比数列{a n }中,a 2-a 1=1,所以q >1.∵a 2a 1=q ,∴a 1(q -1)=1,a 1=1q -1, ∴a 3=q 2q -1=q -2+q -+1q -1=q -1+1q -1+2≥2q -1q -1+2=4, 当且仅当q =2时取得等号,故可知数列{a n }的通项公式a n =2n -1.答案 2n -17.(2014·咸阳一模)已知函数f (x )=x +sin x ,项数为19的等差数列{a n }满足a n ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,且公差d ≠0.若f (a 1)+f (a 2)+…+f (a 18)+f (a 19)=0,则当k =________时,f (a k )=0.解析 因为函数f (x )=x +sin x 是奇函数,所以图象关于原点对称,图象过原点.而等差数列{a n }有19项,a n ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,π2,若f (a 1)+f (a 2)+…+f (a 18)+f (a 19)=0,则必有f (a 10)=0,所以k =10. 答案 108.(2013·新课标全国卷Ⅱ)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 10=0,S 15=25,则nS n 的最小值为________.解析 由已知⎩⎪⎨⎪⎧S10=10a 1+10×92d =0,S15=15a 1+15×142d =25,解得a 1=-3,d =23,那么nS n =n 2a 1+n 2n -2d =n 33-10n 23,由于函数f (x )=x 33-10x 23(x >0)在x =203处取得极小值也是最小值,因而检验n =6时,6S 6=-48,而n =7时,7S 7=-49. 答案 -49 三、解答题9.已知数列{a n }是各项均为正数的等比数列,a 3=4,{a n }的前3项和为7.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =(2n -3)2n+3,设数列{b n }的前n 项和为S n ,求证:1S 1+1S 2+…+1S n ≤2-1n.(1)解 设数列{a n }的公比为q ,由已知得q >0,且⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=4,a 1+a 1q +4=7,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =2.∴数列{a n }的通项公式为a n =2n -1.(2)证明 当n =1时,a 1b 1=1,且a 1=1,解得b 1=1. 当n ≥2时,a n b n =(2n -3)2n+3-(2n -2-3)2n -1-3=(2n -1)·2n -1.∵a n =2n -1,∴当n ≥2时,b n =2n -1.∵b 1=1=2×1-1满足b n =2n -1, ∴数列{b n }的通项公式为b n =2n -1(n ∈N *). ∴数列{b n }是首项为1,公差为2的等差数列.∴S n =n 2.∴当n =1时,1S 1=1=2-11.当n ≥2时,1S n =1n 2<1nn -=1n -1-1n. ∴1S 1+1S 2+…+1S n ≤2-11+11-12+…+1n -1-1n =2-1n. 10.(2014·四川卷)设等差数列{a n }的公差为d ,点(a n ,b n )在函数f (x )=2x的图象上(n ∈N *).(1)若a 1=-2,点(a 8,4b 7)在函数f (x )的图象上,求数列{a n }的前n 项和S n ;(2)若a 1=1,函数f (x )的图象在点(a 2,b 2)处的切线在x 轴上的截距为2-1ln 2,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a nb n 的前n 项和T n .它在x 轴上的截距为a 2-1ln 2.由题意知,a 2-1ln 2=2-1ln 2,解得a 2=2.所以,d =a 2-a 1=1.从而a n =n ,b n =2n, 所以T n =12+222+323+…+n -12n -1+n2n ,2T n =11+22+322+…+n2n -1.因此,2T n -T n =1+12+122+…+12n -1-n 2n=2-12n -1-n 2n =2n +1-n -22n.所以,T n =2n +1-n -22n. 11.数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,且对任意正整数n ,点(a n +1,S n )在直线2x +y -2=0上.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在实数λ,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +λn +λ2n 为等差数列?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.解 (1)由题意,可得2a n +1+S n -2=0.① 当n ≥2时,2a n +S n -1-2=0.② ①-②,得2a n +1-2a n +a n =0,所以a n +1a n =12(n ≥2). 因为a 1=1,2a 2+a 1=2,所以a 2=12.所以{a n }是首项为1,公比为12的等比数列.所以数列{a n }的通项公式为a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.(2)由(1)知,S n =1-12n1-12=2-12.若⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n +λn +λ2n 为等差数列,则S 1+λ+λ2,S 2+2λ+λ22,S 3+3λ+λ23成等差数列,则2⎝ ⎛⎭⎪⎫S 2+9λ4=S 1+3λ2+S 3+25λ8,即2⎝ ⎛⎭⎪⎫32+9λ4=1+3λ2+74+25λ8,解得λ=2. 又λ=2时,S n +2n +22n =2n +2,显然{2n +2}成等差数列,故存在实数λ=2, 使得数列{S n +λn +λ2n }成等差数列.。
2015届《创新设计》高考数学(江苏版,理科)一轮总复习常考填空题——基础夯实练
合测评 试卷分拆练常考填空题——基础夯实练(一) (对应学生用书P403)(建议用时:40分钟)1.集合A ={0,2,a },B ={1,a 2},若A ∪B ={0,1,2,4,16},则a 的值为________. 解析 ∵A ={0,2,a },B ={1,a 2},A ∪B ={0,1,2,4,16},∴⎩⎨⎧a 2=16,a =4,∴a =4. 答案 42.已知复数z 1=2+i ,z 2=1-i ,则z =z 1·z 2在复平面上对应的点位于第________象限.解析 z 1·z 2=3-i ,对应的点为(3,-1). 答案 四3.已知向量|a |=10,|b |=12,且a ·b =-60,则向量a 与b 的夹角为________. 解析 由a ·b =|a ||b |cos θ=-60⇒cos θ=-12,由于θ∈[0,π]故θ=120°. 答案 120°4.已知直线l 经过坐标原点,且与圆x 2+y 2-4x +3=0相切,切点在第四象限,则直线l 的方程为________.解析 如图所示,可知AC =1,CO =2,AO =3, ∴tan ∠AOC =33,所以切线方程为y =-33x . 答案 y =-33x5.已知命题p :∃x ∈R ,x 2+2x +a ≤0.若命题p 是假命题,则实数a 的取值范围是________(用区间表示).解析 据题意知x 2+2x +a >0恒成立,故有4-4a <0,解得a >1. 答案 (1,+∞) 6.如果执行右图的流程图,若输入n =6,m =4,那么输出的p 等于________. 解析 p 1=3,p 2=12,p 3=60,p 4=360,此时m =k ,结束,所以输出结果为360. 答案 3607.在等比数列{a n }中,a 5·a 11=3,a 3+a 13=4,则a 15a 5等于________.解析 ∵a 5·a 11=a 3·a 13=3,a 3+a 13=4,∴a 3=1,a 13=3或a 3=3,a 13=1,∴a 15a5=a 13a 3=3或13.答案 3或138.设实数x 和y 满足约束条件⎩⎨⎧x +y ≤10,x -y ≤2,x ≥4,则z =2x +3y 的最小值为________.解析 根据约束条件,可得三条直线的交点坐标为A (6,4),B (4,6),C (4,2),将三个坐标分别代入目标函数,可得最小值为目标函数线过点C 时取得,即最小值为z min =2×4+3×2=14.答案 149.下列:①f (x )=sin x ;②f (x )=-|x +1|;③f (x )=ln2-x 2+x;④f (x )=12(2x +2-x )四个函数中既是奇函数,又在区间[-1,1]上单调递减的函数是________. 解析 f (x )=sin x 在区间[-1,1]上单调递增;f (x )=-|x +1|不是奇函数;f (x )=12(2x +2-x )不满足在区间[-1,1]上单调递增;对于f (x )=ln 2-x 2+x ,f (-x )=ln 2+x2-x=-ln2-x 2+x =-f (x ),故为奇函数,x ∈[-1,1]时,2-x 2+x =-1+42+x,它在[-1,1]上单调递减,故f (x )=ln 2-x2+x在[-1,1]上单调递减. 答案 ③10.甲、乙两人各写一张贺年卡,随意送给丙、丁两人中的一人,则甲、乙将贺年卡送给同一人的概率是________.解析 (甲送给丙,乙送给丁),(甲送给丁,乙送给丙),(甲、乙都送给丙),(甲、乙都送给丁),共四种情况,其中甲、乙将贺年卡送给同一人的情况有两种,所以P =24=12. 答案 1211.设函数f (x )=⎩⎨⎧2-x,x ∈(-∞,1),x 2,x ∈[1,+∞).若f (x )>4,则x 的取值范围是________.解析 当x <1时,由2-x >4,得x <-2,当x ≥1时,由x 2>4,得x >2,综上所述,解集为(-∞,-2)∪(2,+∞). 答案 (-∞,-2)∪(2,+∞)12.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6,其中x ∈[-π6,α].若f (x )的值域是[-12,1],则a 的取值范围是________.解析 ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,α.∴2x +π6∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π6,2a +π6.∵f (x )的值域是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,1,∴π2≤2a +π6≤76π.则π6≤a ≤π2,即a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π2答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,π213.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)与抛物线y 2=8x 有一个公共的焦点F ,且两曲线的一个交点为P ,若|PF |=5,则双曲线的离心率为________.解析 因为y 2=8x 的焦点为F (2,0),所以a 2+b 2=4①,又因为|PF |=5,所以点P (x ,y )到准线的距离也是5,即p2+x =5,而p =4,∴x =3,所以P (3,26),代入双曲线方程,得9a 2-24b 2=1②,由①②得a 4-37a 2+36=0,解得a 2=1或a 2=36(舍去),所以a =1,b =3,所以离心率e =ca =2. 答案 214.已知函数y =f (x )(x ∈R )满足f (x +3)=f (x +1)且当x ∈[-1,1]时,f (x )=x 2,则y =f (x )与y =log 7x 的图象的交点个数为________.解析 由f (x +3)=f (x +1)⇒f (x +2)=f (x ),可知函数的最小正周期为2,故f (1)=f (3)=f (5)=f (7)=1,函数f (x )=x 2的值域为{y |0≤y ≤1},当x =7时,函数y =log 7x 的值为y =log 77=1,故可知在区间[0,7]之间,两函数图象有6个交点. 答案 6常考填空题——基础夯实练(二) (对应学生用书P404)(建议用时:40分钟)1.若复数z =(x 2-1)+(x -1)i 为纯虚数,则实数x 的值为________.解析 由⎩⎨⎧x 2-1=0,x -1≠0,⇒x =-1.答案 -12.已知集合M ={x |-5<x <2},N ={-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2}, 则M ∩N =________.答案 {-4,-3,-2,-1,0,1}3.某射击运动员在四次射击中分别打出了10,x,10,8环的成绩,已知这组数据的平均值是9,则这组数据的方差是________.解析 根据平均数为9,得x =8,根据方差公式,得s 2=14[(10-9)2+(8-9)2+(10-9)2+(8-9)2]=1. 答案 1 4.若如图所示的流程图输出的S 是62,则在判断框中①表示的“条件”应该是________.解析 ∵S =21+22+23+24+25=62,所以判断框中①表示的“条件”应为n ≤5. 答案 n ≤55.若向量a =(2x -1,x +3),b =(x,2x +1),c =(1,2),且(a -b )⊥c ,则实数x 的值为________.解析 ∵(a -b )⊥c ,a =(2x -1,x +3),b =(x,2x +1),∴(a -b )·c =(x -1,-x +2)·(1,2)=x -1-2x +4=3-x =0,解得x =3. 答案 36.已知α为锐角,且cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45,则 cos α的值为________.解析 已知α为锐角,∵cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45, ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=35,∴cos α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫α+π6-π6= cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6cos π6+sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6sin π6=45×32+35×12=43+310. 答案43+3107.某种饮料每箱装6听,其中有4听合格,2听不合格,现质检人员从中随机抽取2听进行检测,则检测出至少有一听不合格饮料的概率是________. 解析 从“6听饮料中任取2听饮料”这一随机试验中所有可能出现的基本事件共有15个,而“抽到不合格饮料”含有9个基本事件,所以检测到不合格饮料的概率为P =915=35. 答案 35 8.如图所示,三棱柱ABC -A 1B 1C 1的所有棱长均为a ,∠A 1AB =∠A 1AC =60°,则其全面积为________.解析 如题图,过B 作BD ⊥AA 1于D ,连接CD ,则△BAD ≌△CAD ,所以∠ADB =∠ADC =90°,所以AD ⊥CD ,AD ⊥BD , 所以△BCD 为垂直于侧棱AA 1的截面. 又因为∠BAD =60°,AB =a ,所以BD =32a .所以△BDC 的周长为(3+1)a ,从而S 侧=(3+1)a 2,S 底=12×a 2sin 60°=34a 2.故S 全=S 侧+2S 底=⎝ ⎛⎭⎪⎫332+1a 2.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫332+1a 29.已知x >0,y >0,x +2y +2xy =8,则x +2y 的最小值是________. 解析 因为2xy =x ·2y ≤⎝⎛⎭⎪⎫x +2y 22, 所以,原式可化为(x +2y )2+4(x +2y )-32≥0.又x >0,y >0,所以x +2y ≥4.当x =2,y =1时取等号. 答案 410.设函数f (x )=g (x )+x 2,曲线y =g (x )在点(1,g (1))处的切线方程为y =2x +1,则曲线=f (x )在点(1,f (1))处切线的斜率为________. 解析 由已知g ′(1)=2,而f ′(x )=g ′(x )+2x , 所以f ′(1)=g ′(1)+2×1=4.答案 411.设M (x 0,y 0)为抛物线C :y 2=8x 上一点,F 为抛物线C 的焦点,以F 为圆心、|FM |为半径的圆和抛物线C 的准线相交,则x 0的取值范围是________. 解析 由抛物线定义可得R =|MF |=x 0+p2=x 0+2,又抛物线准线x =-2与圆相交,故有2+2<R =x 0+2,解得x 0>2. 答案 (2,+∞)12.在R 上定义运算:x y =x (1-y ),若∃x ∈R 使得(x -a x +a )>1成立,则实数a 的取值范围是________. 解析 ∵∃x 使得(x -ax +a )>1⇒(x -a )(1-x -a )>1,即∃x 使得x 2-x -a 2+a +1<0成立,∴Δ=1-4(-a 2+a +1)>0⇒4a 2-4a -3>0,解得a >32或a <-12.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞13.如果点P 在平面区域⎩⎨⎧2x -y +2≥0,x -2y +1≤0,x +y -2≤0内,点Q 在曲线x 2+(y +2)2=1上,那么|PQ |的最小值为________. 解析根据题设条件,画出可行域,如图所示.由图可知不等式组确定的区域为阴影部分包括边界,点P 到Q 的距离最小为可行域上的点到圆心(0,-2)的最小值减去圆的半径1,由图可知|PQ |min =(0+1)2+(-2-0)2-1 =5-1. 答案5-114.等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,前n 项和为S n ,给出下列四个命题:①数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n 为等比数列;②若a 2+a 12=2,则S 13=13;③S n =na n -n (n -1)2d ;④若d >0,则S n 一定有最大值.其中真命题的序号是________.解析 对于①,注意到⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n +1⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n +1-a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12d是一个非零常数,因此数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝ ⎛⎭⎪⎫12a n 是等比数列,①正确.对于②,S 13=13(a 1+a 13)2=13(a 2+a 12)2=13,因此②正确.对于③,注意到S n =na 1+n (n -1)2d =n [a n -(n -1)d ]+n (n -1)2d =na n -n (n -1)2d ,因此③正确.对于④,S n =na 1+n (n -1)2d ,d >0时,S n 不存在最大值,因此④不正确.综上所述,其中正确命题的序号是①②③.答案 ①②③常考填空题——基础夯实练(三) (对应学生用书P405)(建议用时:40分钟)1.已知集合A ={x |x ≥0},B ={0,1,2},则A 与B 的关系为________. 答案 B A2.已知i 是虚数单位,则3+i1-i=________. 解析3+i 1-i =(3+i )(1+i )(1-i )(1+i )=2+4i2=1+2i. 答案 1+2i3.若直线3x +y +a =0过圆x 2+y 2+2x -4y =0的圆心,则a 的值为________. 解析 化圆为标准形式(x +1)2+(y -2)2=5,圆心为(-1,2).∵直线过圆心,∴3×(-1)+2+a =0,∴a =1. 答案 14.设命题p :存在两个相交平面垂直于同一条直线;命题q :∀x ∈R ,x 2-2x +1≥0,则(綈p )∧(綈q )________命题;(綈p )∧q ______命题.(填“真”或“假”)解析 对于命题p ,注意到垂直于同一条直线的两个平面相互平行,因此命题p 是假命题;对于命题q ,注意到x 2-2x +1=(x -1)2≥0,因此命题q 是真命题,则(綈p )∧(綈q )是假命题,(綈p )∧q 是真命题. 答案 假 真5.为了了解某地居民每户月均用电的基本情况,抽取出该地区若干户居民的用电数据,得到频率分布直方图如图所示,若月均用电量在区间[110,120)上共有150户,则月均用电量在区间[120,140)上的居民共有________户.解析 根据频率分布直方图,可知[110,120)的频率为10×0.03=0.30,由题意,得样本容量为n =1500.3=500,[120,140)的频率为10×(0.04+0.02)=0.60,故居民有0.60×500=300(户). 答案 3006.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S 33-S 22=1,则数列{a n }的公差是________.解析 S 3=a 1+a 2+a 3=3a 1+3d ,S 2=a 1+a 2=2a 1+d ; ∴S 33-S 22=(a 1+d )-⎝ ⎛⎭⎪⎫a 1+d 2=d 2,因此d =2.答案 27.从1,2,3,4,5中随机取出三个不同的数,则其和为奇数的概率为________. 解析 从1,2,3,4,5中随机抽取三个不同的数,有1,2,3;1,2,4;1,2,5;1,3,4;1,3,5;2,3,4;2,3,5;3,4,5;2,4,5;1,4,5;共10种不同的取法,其中和为奇数的有1,2,4;1,3,5;2,3,4;2,4,5共4个,由此可得和为奇数的概率为P =410=25.答案 25 8.某流程图如图所示,该程序运行后输出M ,N 的值分别为________(填“真”或“假”).解析 依据流程图画出运行n 次后M ,N ,i 的值.3次运行后,i =4>3,于是有M =13,N =21. 答案 13,21 9.已知高为3的直棱柱ABC -A ′B ′C 的底面是边长为1的正三角形(如右图所示),则三棱锥B ′-ABC 的体积为________.解析 V B ′- ABC=13×BB ′×S △ABC =13×3×34×12=34. 答案 3410.当点(x ,y )在直线x +3y -2=0上移动时,表达式3x +27y +1的最小值为________.解析 由x +3y -2=0,得3y =-x +2, ∴3x +27y +1=3x +33y +1=3x +3-x +2+1 =3x +93x +1≥23x ·93x +1=7.当且仅当3x =93x ,即x =1时取得等号. 答案 711.在平行四边形ABCD 中,已知AB =2,AD =1,∠BAD =60°,E 为CD 的中点,则AE →·BD→=________. 解析 AE →·BD →=⎝ ⎛⎭⎪⎫AD →+12DC →·(BA →+BC →)=(AD →+12DC →)·(AD →-DC →)=AD →2-12DC →·AD→-12DC →2=1-12×1×2cos 60°-12×4=-32. 答案 -3212.设x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧x +y ≤1,y ≤x ,y ≥0,则z =2x +y 的最大值为________.解析不等式组⎩⎨⎧x +y ≤1,y ≤x ,y ≥0所表示的可行域如图所示,由图示可得,当平行直线系z =2x +y 过点A (1,0)时,目标函数z =2x +y 取得最大值z 最大值=2+0=2. 答案 213.椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点为F ,直线y =-3x 与椭圆C 交于A ,B 两点,且AF ⊥BF ,则椭圆C 的离心率为________.解析 记椭圆的左焦点为F 1,依题意得|OA |=|OB |=|OF |=c ,四边形AFBF 1为矩形,△AF 1O 是正三角形,|AF 1|=c ,|AF |=3c ,椭圆C 的离心率为e =|FF 1||AF 1|+|AF |=2c c +3c =3-1. 答案3-114.已知f (x ),g (x )都是定义在R 上的函数,g (x )≠0,f ′(x )g (x )>f (x )g ′(x ),且f (x )=a xg (x )(a >0,且a ≠1),f (1)g (1)+f (-1)g (-1)=52.若数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫f (n )g (n )的前n 项和大于62,则n 的最小值为________. 解析 构造函数h (x )=f (x )g (x )=a x ,由已知条件可知h ′(x )=f ′(x )g (x )-f (x )g ′(x )[g (x )]2>0,则h (x )在R 上为增函数,得a >1,又a +a -1=52,解得a =2或a =12(舍去).所以f (n )g (n )=2n ,其前n 项和S n =2+22+…+2n =2n +1-2,由2n +1-2>62,解得2n +1>26,∴n >5,故n 的最小值为6. 答案 6常考填空题——基础夯实练(四) (对应学生用书P406)(建议用时:40分钟)1.复数1i -2+11-2i 的虚部为________.解析 依题意得1i -2+11-2i =-2-i (-2+i )(-2-i )+1+2i (1-2i )(1+2i )=-1+i 5,因此该数的虚部是15. 答案 152.若集合A ={1,m 2},集合B ={2,4},则“m =2”是“A ∩B ={2}”的________条件.解析 由m =2,得A ∩B ={2};反过来,由A ∩B ={2}不能得知m =2,此时m 可能取- 2.因此,“m =2”是“A ∩B ={2}”的充分不必要条件.答案 充分不必要 3.执行如图所示的流程图,若输入的x 值为2,则输出的x 值为________. 解析 依次可得x =3;x =7;x =127>126,由判断框可知输出x =127. 答案 1274.已知函数f (x )=2x +x ln x ,则曲线y =f (x )在x =1处的切线方程为________. 解析 依题意得f (1)=2,f ′(x )=-2x 2+ln x +1,f ′(1)=-1,所求的切线方程是y -2=-(x -1),即x +y -3=0. 答案 x +y -3=05.直线x +3y -2=0与圆x 2+y 2=4相交于A ,B 两点,则弦AB 的长度等于________. 解析由题意作出图象如图,由图可知圆心O 到直线AB 的距离d =|-2|1+3=1,故|AB |=2|BC |=222-12=2 3. 答案 2 36.右图是某高中十佳歌手比赛上某一位选手得分的茎叶统计图,去掉一个最高分和一个最低分后,所剩数据的方差为________.解析 得分平均数为x =84+84+84+86+87+91+937=87.方差S 2=17[(84-87)2+(84-87)2+(84-87)2+(86-87)2+(87-87)2+(91-87)2+(93-87)2]=807.答案 8077.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,已知3S 3=a 4-2,3S 2=a 3-2,则公比q =________.解析 据题意将已知两式相减可得3(S 3-S 2)=a 4-a 3⇒3a 3=a 4-a 3,即4a 3=a 4,从而q =a 4a 3=4.答案 48.(2014·苏州调研)已知集合A ={2,5},在A 中可重复的依次取出三个数a ,b ,c ,则“以a ,b ,c 为边恰好构成三角形”的概率是________.解析 A 中有两个数字,a ,b ,c 可重复,共有8种不同取法,其中可以构成三角形的取法有5种,分别为(2,2,2),(5,5,5),(5,5,2),(5,2,5)和(2,5,5),共5种,∴构成三角形的概率为58. 答案 589.某所学校计划招聘男教师x 名,女教师y 名,x 和y 须满足约束条件⎩⎨⎧2x -y ≥5,x -y ≤2,x <6.则该校招聘的教师人数最多是________.解析 由题意,可设目标函数为z =x +y ,根据约束条件,作出可行域,由于x ≠6,结合可行域,可知当目标函数z =x +y 过点(5,5)时,z max =5+5=10,所以该校招聘的教师最多为10名.答案 1010.直线l 过抛物线y 2=2px (p >0)的焦点,且与抛物线交于A ,B 两点,若线段AB 的长是8,AB 的中点到y 轴的距离是2,则此抛物线方程是________. 解析 由弦长结合抛物线定义可得|AB |=x 1+x 2+p =8,又由AB 的中点到y 轴的距离可得x 1+x 22=2,代入上式可得p =4,故抛物线方程为y 2=8x . 答案 y 2=8x11.已知∀x ∈(0,+∞),都有ax 2+2ax ≥x -4a ,则实数a 的取值范围是________. 解析 分离参数:a ≥xx 2+2x +4=1x +4x +2, ∵x >0,∴x +4x +2≥6,则a ≥16. 答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫16,+∞12.若函数y =A sin(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2在一个周期内的图象如图所示,M ,N 分别是这段图象的最高点和最低点,且OM →·ON →=0(O 为坐标原点),则A =________.解析 由图知OM →=⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,A ,ON →=⎝ ⎛⎭⎪⎫7π12,-A ,∵OM →·ON →=7π2144-A 2=0,∴A =712π. 答案 712π13.已知正三棱柱ABC -A 1B 1C 1的所有棱长都等于6,且各顶点都在同一球面上,则此球的表面积等于________.解析 如图,三棱柱的外接球球心为O ,其中D 为上底面三角形外接圆的圆心,其中AD =33×6=23,又OD =3,故在Rt △OAD 中可得R =|OA |=(23)2+32=21,故球的表面积为4π(21)2=84π. 答案 84π14.符号[x ]表示不超过x 的最大整数,如[π]=3,[-1.08]=-2,定义函数f (x )=x -[x ].给出下列四个命题:①函数f (x )的定义域是R ,值域为[0,1];②方程f (x )=12有无数个解;③函数f (x )是周期函数;④函数f (x )是增函数. 其中正确命题的序号有________.解析 据已知函数的定义可得f (x )=x -[x ]=⎩⎪⎨⎪⎧⋮x (0≤x <1),x -1(1≤x <2),x -2(2≤x <3),⋮如图为其部分图象,观察图象可得函数的定义域为R ,值域应为[0,1),故①错;又图象与直线y =12有无穷多个交点,因此方程f (x )=12有无穷多个解,故②正确;③由图象知函数周期为1;④由于函数是以1为周期的函数,故函数在整个定义域上不单调.综上可知命题②③是正确的.答案 ②③常考填空题——基础夯实练(五) (对应学生用书P407)(建议用时:40分钟)1.已知集合M ={y |y =2x },N ={x |y =2x -x 2},则M ∩N =________. 解析 将两集合化简得M ={y |y >0},N ={x |2x -x 2≥0}={x |0≤x ≤2},故M ∩N ={x |0<x ≤2}. 答案 {x |0<x ≤2} 2.在复平面内,复数i1-i对应的点位于第________象限. 解析 将复数化简得i 1-i=i (1+i )2=-1+i 2,因此其在复平面对应点⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,12位于第二象限. 答案 二3.若a ,b 为实数,则“a +b ≤1”是“a ≤12且b ≤12”的________条件. 解析 由a +b ≤1不能得a ≤12且b ≤12,如取a =1,b =-5;反过来,由a ≤12且b ≤12得知a +b ≤1.因此,“a +b ≤1”是“a ≤12且b ≤12”的必要不充分条件. 答案 必要不充分4.圆(x +2)2+y 2=4与圆(x -2)2+(y -1)2=9的位置关系为________. 解析 两圆圆心分别为(-2,0),(2,1),半径分别为2和3,圆心距d =42+12=17.∵3-2<d <3+2,∴两圆相交. 答案 相交5.某工厂生产甲、乙、丙三种型号的产品,产品数量之比为3∶5∶7,现用分层抽样的方法抽出容量为n 的样本,其中甲种产品有18件,则样本容量n =________.解析 据分层抽样中各层等概率的特点可得18n =33+5+7⇒n =90.答案 906.运行如图所示流程图后,输出的结果为________.解析 S =0-2-0-(-2)-(-4)=4. 答案 47.已知等差数列{a n }中,前5项和S 5=15,前6项和S 6=21,则前11项和S 11=________.解析 由等差数列的求和公式,可得S 5=5a 1+5×42d =15,S 6=6a 1+6×52d =21,∴a 1=1,d =1,则S 11=11a 1+55d =66. 答案 668.已知一个圆锥的展开图如图所示,其中扇形的圆心角为120°,底面圆半径为1,则该圆锥的体积为________. 答案22π39.已知点P (x ,y )满足条件⎩⎨⎧x ≥0,y ≤x ,2x +y +k ≤0(k 为常数),若z =x +3y 的最大值为8,则k =________.解析 画图,联立方程组⎩⎨⎧y =x ,2x +y +k =0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-k 3,y =-k3,代入-k 3+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫-k 3=8,∴k =-6. 答案 -6 10.已知|OA →|=2,|OB →|=23,OA →·OB →=0,点C 在AB 上,∠AOC =30°,则向量OC →等于________(用OA→与OB →线性表示). 解析 据题意以OA ,OB 分别为x ,y 轴建立直角坐标系,由OA →=(2,0),OB →=(0,23),设OC →=xOA →+yOB →=x (2,0)+y (0,23)=(2x,23y ),由∠AOC =30°得点C ⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32(由两直线的方程得交点),即OC→=(2x ,23y )=⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32⇒x =34,y =14,故OC→=34OA →+14OB →.答案 34OA →+14OB →11.函数y =A cos(ωx +φ)⎝ ⎛⎭⎪⎫A >0,ω>0,|φ|<π2的图象如图所示,则函数y =A cos(ωx +φ)的递减区间是________. 解析 据已知可得A =1,T =2⎝ ⎛⎭⎪⎫7π8-3π8=π,故ω=2ππ=2,因此f (x )=cos(2x +φ),再由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π8=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π4+φ=-1⎝ ⎛⎭⎪⎫|φ|<π2,解得φ=-π4,因此f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4,令2x -π4∈[2k π,2k π+π](k ∈Z ),解得x ∈k π+π8,k π+5π8(k∈Z )即为函数的单调递减区间. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤k π+π8,k π+5π8,k ∈Z12.观察下列式子:1+122<32,1+122+132<53,1+122+132+142<74,…,则可以猜想:1+122+132+…+12 0142<________.解析 由32,53,74,…,可猜想第n 个式子应当为2n +1n +1,由此可得第2 013个表达式的右边应当为2×2 013+12 013+1=4 0272 014.答案 4 0272 01413.已知F 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点,过点F 作斜率为2的直线l 使它与圆x 2+y 2=b 2相切,则椭圆离心率是________. 解析如图所示,过点F 斜率为2的直线l 方程为y =2(x -c ),由直线l 与圆x 2+y 2=b 2相切可得,d =2c 5=b =a 2-c 2,整理可得9c 2=5a 2,即e =c a =c 2a 2=59=53. 答案 5314.已知奇函数f (x )=5x +sin x +c ,x ∈(-1,1),如果f (1-x )+f (1-x 2)<0,则实数x 的取值范围为________.解析 ∵f ′(x )=5+cos x >0,可得函数f (x )在(-1,1)上是增函数,又函数f (x )的奇函数,∴由f (x )=5x +sin x +c 及f (0)=0可得c =0,由f (1-x )+f (1-x 2)<0,可得f (1-x )<-f (1-x 2)=f (x 2-1),从而得⎩⎨⎧1-x <x 2-1,1-x >-1,x 2-1<1,解得1<x < 2.答案 (1,2)常考填空题——基础夯实练(六)(对应学生用书P408)(建议用时:40分钟)1.复数z=1+ii,则|z|=________.解析依题意得z=1-i,|z|=12+(-1)2= 2.答案 22.已知集合P={x|x(x-1)≥0},Q={x|y=ln(x-1)},则P∩Q=________.解析由x(x-1)≥0,得x≥1或x≤0.则P={x|x≥1或x≤0}.由x-1>0,得x>1,则Q={x|x>1}.∴P∩Q={x|x>1},即P∩Q=(1,+∞).答案(1,+∞)3.在等比数列{a n}中,若a4a5=1,a8a9=16,则a6a7等于________.解析由等比数列的性质易得a4a5,a6a7,a8a9三项也成等比数列,由等比中项可得(a6a7)2=(a4a5)·(a8a9),解得a6a7=±4,又a6a7=a4a5·q4=q4>0,故a6a7=4. 答案 44.若流程图所给的算法运行结果为S=20,那么判断框中应填入的关于k的条件是________.解析据程序框图可得当k=9时,S=11;当k=8时,S=11+9=20,此时要求程序结束,故判断框填入条件k>8即可.答案k>85.为了解本市居民的生活成本,甲、乙、丙三名同学利用假期分别对三个社区进行了“家庭每月日常消费额”的调查.他们将调查所得到的数据分别绘制成频率分布直方图(如图所示),记甲、乙、丙所调查数据的标准差分别为s1,s2,s3,则它们的大小关系为________(用“>”连接).解析 由直方图容易求得甲、乙、丙三个社区“家庭每月日常消费额”的平均值分别为2 200元、2 150元、2 250元,又由直方图可知,甲的数据偏离平均值最大,故标准差最大,丙的数据偏离平均值最小,故标准差最小,即标准差的大小关系是s 1>s 2>s 3. 答案 s 1>s 2>s 36.从{-1,1,2}中随机选取一个数记为k ,从{-2,1,2}中随机选取一个数记为b ,则直线y =kx +b 不经过第三象限的概率是________.解析 因为该实验所有的基本事件有9个,其中直线y =kx +b 不经过第三象限时,斜率k <0,纵截距b >0,有2个基本事件,所以所求概率为29. 答案 297.在△ABC 中,已知∠BAC =60°,∠ABC =45°,BC =3,则AC =________. 解析 由正弦定理得:BC sin ∠BAC =AC sin ∠ABC ,即3sin 60°=AC sin 45°,解得AC = 2.答案28.若变量x ,y 满足约束条件⎩⎨⎧y ≤1,x +y ≥0,x -y -2≤0,则z =x -2y 的最大值是________.解析如图,画出约束条件表示的可行域,当直线z =x -2y 经过x +y =0与x -y -2=0的交点A (1,-1)时,z 取到最大值3. 答案 3 9.如图所示,在△ABC 中,D 为BC 的中点,BP ⊥DA ,垂足为P ,且BP =2,则BC →·BP →=________.解析 依题意得BC →·BP →=2BD →·BP →=2(BP →+PD →)·BP →=2(BP →2+PD →·BP →)=2BP →2=8. 答案 810.已知x ,y ∈R +,且满足x 3+y4=1,则xy 的最大值为________. 解析 因为1=x 3+y4≥2x 3·y 4=2xy12=xy 3,所以xy ≤3,当且仅当x 3=y 4,即x =32,y =2时取等号,故xy 的最大值为3. 答案 311.已知圆C 的圆心与抛物线y 2=4x 的焦点关于直线y =x 对称,直线4x -3y -2=0与圆C 相交于A ,B 两点,且|AB |=6,则圆C 的方程为________. 解析 设所求圆的半径是R ,依题意得,抛物线y 2=4x 的焦点坐标是(1,0),则圆C 的圆心坐标是(0,1),圆心到直线4x -3y -2=0的距离d =|4×0-3×1-2|42+(-3)2=1,则R 2=d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫|AB |22=10,因此圆C 的方程是x 2+(y -1)2=10.答案 x 2+(y -1)2=1012.如图所示,已知三棱柱,ABC -A ′B ′C 的所有棱长均为1,且AA 1⊥底面ABC ,则三棱锥B 1-ABC 1的体积为______.解析 三棱锥B 1-ABC 1的体积等于三棱锥A -B 1BC 1的体积,三棱锥A -B 1BC 1的高为32,底面积为12,故其体积为13×12×32×312.答案 31213.设斜率为22的直线l 与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)交于不同的两点,且这两个交点在x 轴上的射影恰好是椭圆的两个焦点,则该椭圆的离心率为________. 解析 由于直线与椭圆的两交点A ,B 在x 轴上的射影分别为左、右焦点F 1,F 2,故|AF 1|=|BF 2|=b 2a ,设直线与x 轴交于C 点,又直线倾斜角θ的正切值为22,结合图形易得tan θ=22=|AF 1||CF 1|=|BF 2||CF 2|,故|CF 1|+|CF 2|=22b 2a =|F 1F 2|=2c ,整理并化简得2b 2=2(a 2-c 2)=ac ,即2(1-e 2)=e ,解得e =22. 答案 2214.已知函数f (x )=ax sin x -32(a ∈R ),若对x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,f (x )的最大值为π-32,则(1)a 的值为________;(2)函数f (x )在(0,π)内的零点个数为________.解析 因为f ′(x )=a (sin x +x cos x ),当a ≤0时,f (x )在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递减,最大值f (0)=-32,不适合题意,所以a >0,此时f (x )在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2上单调递增,最大值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=π2a -32=π-32,解得a =1,符合题意,故a =1.f (x )=x sin x -32在x∈(0,π)上的零点个数即为函数y =sin x ,y =32x 的图象在x ∈(0,π)上的交点个数,又x =π2时,sin π2=1>3π>0,所以两图象在x ∈(0,π)内有2个交点,即f (x )=x sin x -32在x ∈(0,π)上的零点个数是2. 答案 (1)1 (2)2。
2015年高考数学创新设计精品习题专题训练1-2-3
A.B.
C.D.
解析由题意知点F为△ABC的重心,设H为BC中点,则==×(+)=a+b,
所以x=,yБайду номын сангаас.
答案C
4.(2014·龙岩期末考试)在平面直角坐标系中,菱形OABC的两个顶点为O(0,0),A(1,1),且·=1,则·等于().
A.-1B.1
C.D.
解析依题意,||=||=||=,·=||||cos∠AOC=1,
C.max{|a+b|2,|a-b|2}≤|a|2+|b|2
D.max{|a+b|2,|a-b|2}≥|a|2+|b|2
解析对于min{|a+b|,|a-b|}与min{|a|,|b|},相当于平行四边形的对角线长度的较小者与两邻边长的较小者比较,它们的大小关系不定,因此A、B均错;而|a+b|,|a-b|中的较大者与|a|,|b|可构成非锐角三角形的三边,因此有max{|a+b|2,|a-b|2}≥|a|2+|b|2,因此选D.
答案D
二、填空题
6.(2014·山东卷)在△ABC中,已知·=tanA,当A=时,△ABC的面积为________.
解析由A=,·=tanA,
得||·||·cosA=tanA,
即||·||×=,∴||·||=,
∴S△ABC=||·||·sinA=××=.
答案
7.如图,在△ABC中,∠C=90°,且AC=BC=3,点M满足=2,则·=________.
cos∠AOC=,∠AOC=,则||=||=||=,∠BAC=,·=||||cos∠BAC=1.
答案B
5.(2014·浙江卷)记max{x,y}=min{x,y}=设a,b为平面向量,则().
2015年高考数学创新设计精品试题专题训练1-5-1
4.(2014· 辽宁卷)已知点 A(-2,3)在抛物线 C:y2=2px 的准线上,过点 A 的直线 与 C 在第一象限相切于点 B,记 C 的焦点为 F,则直线 BF 的斜率为 ( 1 A.2 3 C.4 解析 2 B.3 4 D.3 ∵A(-2,3)在抛物线 y2=2px 的准线上, ).
p ∴-2=-2,∴p=4,∴y2=8x,设直线 AB 的方程为 x=m(y-3)-2①,将 ①与 y2=8x 联立,得 y2-8my+24m+16=0②,则 Δ=(-8m)2-4(24m+16) 1 =0,即 2m2-3m-2=0,解得 m=2 或 m=-2(舍去),将 m=2 代入①②解 x=8, 8-0 4 得 即 B(8,8),又 F(2,0),∴kBF= = ,故选 D. 8-2 3 y=8, 答案 D
பைடு நூலகம்二、填空题
5.(2014· 新课标全国卷Ⅱ)设点 M(x0,1),若在圆 O:x2+y2=1 上存在点 N,使得 ∠OMN=45° ,则 x0 的取值范围是________. 解析 由题意可知 M 在直线 y=1 上运动,设直线 y=1 与圆 x2+y2=1 相切
于点 P(0,1).当 x0=0 即点 M 与点 P 重合时,显然圆上存在点 N(± 1,0)符合要 求;当 x0≠0 时,过 M 作圆的切线,切点之一为点 P,此时对于圆上任意一 点 N,都有∠OMN≤∠OMP,故要存在∠OMN=45° ,只需∠OMP≥45° .特 别地,当∠OMP=45° 时,有 x0=± 1.结合图形可知,符合条件的 x0 的取值范 围为[-1,1].
答案
[-1,1]
x2 y2 6.已知 P 为椭圆25+16=1 上的一点,M,N 分别为圆(x+3)2+y2=1 和圆(x- 3)2+y2=4 上的点,则|PM|+|PN|的最小值为________. 解析 由题意知椭圆的两个焦点 F1,F2 分别是两圆的圆心,且 |PF1|+ |PF2|
【创新设计】2015届高考数学一轮总复习 必考解答题 模板成形练 理 苏教版
必考解答题——模板成形练(一) 三角函数、平面向量及解三角形(建议用时:60分钟)1.在△ABC 中,cos A =63,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 所对的边. (1)求sin 2A ; (2)若sin ⎝⎛⎭⎪⎫3π2+B =-223,c =22,求△ABC 的面积.解 (1)因为cos A =63,A ∈(0,π),∴sin A =33. ∴sin 2A =2sin A cos A =223.(2)由sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+B =-223,得cos B =223,由于B ∈(0,π),∴sin B =13.则sin C =sin(A +B )=sin A cos B +cos A sin B =63. 由正弦定理,得a =c sin Asin C=2, ∴△ABC 的面积为S =12ac sin B =223.2.设a ,b ,c 分别为△ABC 的内角A ,B ,C 的对边,m =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos C 2,sin C 2,n =⎝⎛⎭⎪⎫cos C 2,-sin C2,m 与n 的夹角为π3.(1)求角C 的大小;(2)已知c =72,△ABC 的面积S =332,求a +b 的值.解 (1)由条件得m ·n =cos 2C2-sin 2C2=cos C ,又m ·n =|m ||n |cos π3=12,∴cos C =12,0<C <π,因此C =π3.(2)S △ABC =12ab sin C =34ab =332,∴ab =6.由余弦定理得c 2=a 2+b 2-2ab cos C =a 2+b 2-ab =(a +b )2-3ab ,得出(a +b )2=1214,∴a +b =112.3.在△ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,且cos 2C =1-8b2a2.(1)求1tan A +1tan C的值;(2)若tan B =815,求tan A 及tan C 的值.解 (1)∵cos 2C =1-8b 2a 2,∴sin 2C =4b 2a2.∵C 为三角形内角,∴sin C >0,∴sin C =2ba.∵asin A =b sin B ,∴b a =sin B sin A∴2sin B =sin A sin C . ∵A +B +C =π,∴sin B =sin(A +C )=sin A cos C +cos A sin C . ∴2sin A cos C +2cos A sin C =sin A sin C . ∵sin A ·sin C ≠0,∴1tan A +1tan C =12.(2)∵1tan A +1tan C =12,∴tan A =2tan Ctan C -2.∵A +B +C =π, ∴tan B =-tan(A +C ) =-tan A +tan C 1-tan A tan C=tan 2C2tan 2C -tan C +2. ∴815=tan 2C 2tan 2C -tan C +2整理得tan 2C -8tan C +16=0 解得,tan C =4,tan A =4.4.已知向量m =(3sin x -cos x,1),n =⎝ ⎛⎭⎪⎫cos x ,12,若f (x )=m ·n . (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)已知△ABC 的三内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c 且c =3,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫C 2+π12=32(C 为锐角),2sin A =sin B ,求C ,a ,b 的值.解 (1)f (x )=m ·n =3sin x cos x -cos 2x +12=32sin 2x -1+cos 2x 2+12=32sin 2x -12cos 2x =sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x -π6,∴f (x )的最小正周期为π.(2)f ⎝ ⎛⎭⎪⎫C 2+π12=sin C =32,∵0<C <π2,∴C =π3,∵2sin A =sin B ,由正弦定理得b =2a .① ∵c =3,由余弦定理,得9=a 2+b 2-2ab cos π3,②解①②组成的方程组,得⎩⎨⎧a =3,b =2 3.∴C =π3,a =3,b =2 3.必考解答题——模板成形练(二) (对应学生用书P411)立体几何(建议用时:60分钟)1.如图,在四棱柱ABCD A 1B 1C 1D 1中,已知平面AA 1C 1C ⊥平面ABCD ,且AB =BC =CA =3,AD =CD =1.(1)求证:BD ⊥AA 1;(2)若E为棱BC的中点,求证:AE∥平面DCC1D1.证明(1)在四边形ABCD中,因为BA=BC,DA=DC,所以BD⊥AC,又平面AA1C1C⊥平面ABCD,且平面AA1C1C∩平面ABCD=AC,BD⊂平面ABCD,所以BD⊥平面AA1C1C,又因为AA1⊂平面AA1C1C,所以BD⊥AA1.(2)在三角形ABC中,因为AB=AC,且E为BC中点,所以AE⊥BC,又因为在四边形ABCD 中,AB=BC=CA=3,DA=DC=1,所以∠ACB=60°,∠ACD=30°,所以DC⊥BC,所以AE∥DC,因为DC⊂平面DCC1D1,AE⊄平面DCC1D1,所以AE∥平面DCC1D12.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,BC⊥平面PAB,∠APB=90°,PB=BC,N 为PC的中点.(1)若M为AB的中点,求证:MN∥平面ADP;(2)求证:平面BDN⊥平面ACP.证明(1)设AC∩BD=G,连接NG,MG,易知G是AC,BD的中点,又N是PC的中点,M为AB的中点,∴NG∥PA,MG∥AD,∴平面GMN∥平面APD.又MN⊂平面GMN,∴MN∥平面APD.(2)∵BC⊥平面PAB,AP⊂平面PAB,∴BC⊥PA,∵∠APB=90°,∴BP⊥PA.∵BC∩BP=B,∴PA⊥平面PBC,∴BN⊥PA.∵PB=BC,点N为PC的中点,∴BN⊥PC.∵PC∩PA=P,∴BN⊥平面ACP.又BN⊂平面BDN,∴平面BDN⊥平面ACP.3.如图,已知PA ⊥矩形ABCD 所在平面,E ,F 分别是AB ,PC 的中点. (1)求证:EF ∥平面PAD ; (2)求证:EF ⊥CD ;证明 (1)取PD 的中点G ,连接AG ,FG .因为FG 为△PCD 的中位线,所以FG ∥CD ,且FG =12CD ,又AE ∥CD ,且AE =12CD ,所以AE ∥FG ,且AE =FG ,故四边形AEFG 为平行四边形,所以EF ∥AG . 又AG ⊂平面PAD ,EF ⊄平面PAD , 所以EF ∥平面PAD .(2)因为PA ⊥平面ABCD ,CD ⊂平面ABCD , 所以PA ⊥CD .在矩形ABCD 中,AD ⊥CD , 又PA ∩AD =A ,所以CD ⊥平面PAD . 因为AG ⊂平面PAD ,所以CD ⊥AG . 又EF ∥AG ,所以EF ⊥CD . 4.如图,在平行四边形ABCD 中,AB =2BC =4,∠ABC =120°,E ,M 分别为AB ,DE 的中点,将△ADE 沿直线DE 翻折成△A ′DE ,连接A ′C ,A ′B ,F 为A ′C 的中点,A ′C =4. (1)求证:平面A ′DE ⊥平面BCD ; (2)求证:FB ∥平面A ′DE .证明 (1)由题意得△A ′DE 是△ADE 沿DE 翻折而成,∴△A ′DE ≌△ADE . ∵∠ABC =120°,四边形ABCD 是平行四边形, ∴∠A =60°.又∵AD =AE =2,∴△A ′DE 和△ADE 都是等边三角形.连接A ′M ,MC . ∵M 是DE 的中点,∴A ′M ⊥DE ,A ′M = 3.在△DMC 中,MC 2=DC 2+DM 2-2DC ·DM ·cos 60°=42+12-2×4×1·cos 60°,∴MC =13. 在△A ′MC 中,A ′M 2+MC 2=(3)2+(13)2=42=A ′C 2. ∴△A ′MC 是直角三角形,∴A ′M ⊥MC . 又∵A ′M ⊥DE ,MC ∩DE =M ,∴A ′M ⊥平面BCD . 又∵A ′M ⊂平面A ′DE , ∴平面A ′DE ⊥平面BCD . (2)取DC 的中点N ,连接FN ,NB .∵A ′C =DC =4,F ,N 分别是A ′C ,DC 的中点, ∴FN ∥A ′D .又∵N ,E 分别是平行四边形ABCD 的边DC ,AB 的中点, ∴BN ∥DE .又∵A ′D ∩DE =D ,FN ∩NB =N , ∴平面A ′DE ∥平面FNB .∵FB ⊂平面FNB ,∴FB ∥平面A ′DE .必考解答题——模板成形练(三) (对应学生用书P413)直线与圆及圆锥曲线(建议用时:60分钟)1.已知圆C 的方程为x 2+(y -4)2=4,点O 是坐标原点.直线l :y =kx 与圆C 交于M 、N 两点.(1)求k 的取值X 围:(2)设Q (m ,n )是线段MN 上的点,且2|OQ |2=1|OM |2+1|ON |2.请将n 表示为m 的函数.解 (1)将y =kx 代入x 2+(y -4)2=4,得(1+k 2)x 2-8kx +12=0(*),由Δ=(-8k )2-4(1+k 2)×12>0得k 2>3.所以k 的取值X 围是(-∞,-3)∪(3,+∞).(2)因为M 、N 在直线l 上,可设点M 、N 的坐标分别为(x 1,kx 1),(x 2,kx 2),则|OM |2=(1+k 2)x 21,|ON |2=(1+k 2)x 22,又|OQ |2=m 2+n 2=(1+k 2)m 2, 由2|OQ |2=1|OM |2+1|ON |2得,21+k2m2=11+k2x 21+11+k2x 22,所以2m 2=1x 21+1x 22=x 1+x 22-2x 1x 2x 21x 22由(*)知x 1+x 2=8k 1+k 2,x 1x 2=121+k 2,所以m 2=365k 2-3, 因为点Q 在直线l 上,所以k =n m ,代入m 2=365k 2-3可得5n 2-3m 2=36,由m 2=365k 2-3及k 2>3得0<m 2<3,即m ∈(-3,0)∪(0,3).依题意,点Q 在圆C 内,则n >0, 所以n =36+3m 25=15m 2+1805, 综上,n 与m 的函数关系为n =15m 2+1805(m ∈(-3,0)∪(0,3).2.已知圆C :(x +3)2+y 2=16,点A (3,0),Q 是圆上一动点,AQ 的垂直平分线交CQ 于点M ,设点M 的轨迹为E . (1)求轨迹E 的方程;(2)过点P (1,0)的直线l 交轨迹E 于两个不同的点A ,B ,△AOB (O 是坐标原点)的面积S =45,求直线AB 的方程.解 (1)由题意|MC |+|MA |=|MC |+|MQ |=|CQ |=4>23,所以轨迹E 是以A ,C 为焦点,长轴长为4的椭圆, 即轨迹E 的方程为x 24+y 2=1.(2)记A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由题意,直线AB 的斜率不可能为0,而直线x =1也不满足条件, 故可设AB 的方程为x =my +1,由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+4y 2=4,x =my +1,消x 得(4+m 2)y 2+2my -3=0,所以y 1=-m +23+m 24+m 2,y 2=-m -23+m 24+m 2. S =12|OP ||y 1-y 2|=2m 2+3m 2+4.由S =45,解得m 2=1,即m =±1.故直线AB 的方程为x =±y +1, 即x +y -1=0或x -y -1=0为所求.3.已知过点A (-4,0)的动直线l 与抛物线G :x 2=2py (p >0)相交于B ,C 两点.当直线l 的斜率是12时,AC →=4AB →.(1)求抛物线G 的方程;(2)设线段BC 的中垂线在y 轴上的截距为b ,求b 的取值X 围.解 (1)设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),当直线l 的斜率是12时,l 的方程为y =12(x +4),即x =2y-4,联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2py ,x =2y -4得2y 2-(8+p )y +8=0,∴y 1=8+p +p 2+16p 4,y 2=8+p -p 2+6p 4由已知AC →=4AB →,∴y 2=4y 1, ∴可得p 2+16p -36=0∵p >0可得y 1=1,y 2=4,p =2, ∴抛物线G 的方程为x 2=4y .(2)由题意知直线l 的斜率存在,且不为0, 设l :y =k (x +4),BC 中点坐标为(x 0,y 0),由⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y ,y =k x +4得x 2-4kx -16k =0,由Δ>0得k <-4或k >0,x =2k ±2k 2+4k .∴x B +x C =2k ∴x 0=x B +x C2=2k ,y 0=k (x 0+4)=2k 2+4k .BC 中垂线方程为y -2k 2-4k =-1k(x -2k ),∴b =2(k +1)2,∴b >2.4.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,离心率为22.以原点为圆心,椭圆的短轴长为直径的圆与直线x -y +2=0相切. (1)求椭圆C 的方程;(2)如图,若斜率为k (k ≠0)的直线l 与x 轴、椭圆C 顺次相交于A ,M ,N (A 点在椭圆右顶点的右侧),且∠NF 2F 1=∠MF 2A .求证直线l 过定点(2,0),并求出斜率k 的取值X 围.解 (1)由题意知e =c a =22,∴e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=12,即a 2=2b 2.又∵b =21+1=1,∴a 2=2,b 2=1,∴椭圆方程为x 22+y 2=1.(2)由题意,设直线l 的方程为y =kx +m (k ≠0),M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2+2y 2=2得(2k 2+1)x 2+4kmx +2m 2-2=0.由Δ=16k 2m 2-4(2k 2+1)(2m 2-2)>0,得m 2<2k 2+1, ∵x 1=-2km +4k 2-2m 2+12k 2+1,x 2-2km -4k 2-2m 2+22k 2+1 则有x 1+x 2=-4km 2k 2+1,x 1x 2=2m 2-22k 2+1.∵∠NF 2F 1=∠MF 2A ,且∠MF 2A ≠90°,kMF 2+kNF 2=0. 又F 2(1,0),则y 1x 1-1+y 2x 2-1=0, 即kx 1+m x 1-1+kx 2+mx 2-1=0, 化简得2kx 1x 2+(m -k )(x 1+x 2)-2m =0.将x 1+x 2=-4km 2k 2+1,x 1x 2=2m 2-22k 2+1代入上式得m =-2k ,∴直线l 的方程为y =kx -2k ,即直线过定点(2,0). 将m =-2k 代入m 2<2k 2+1,得4k 2<2k 2+1,即k 2<12,又∵k ≠0,∴直线l 的斜率k 的取值X 围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0∪⎝⎛⎭⎪⎫0,22.必考解答题——模板成形练(四) (对应学生用书P415)实际应用题(建议用时:60分钟)1.在边长为a 的正三角形铁皮的三个角切去三个全等的四边形,再把它的边沿虚线折起(如图),做成一个无盖的正三角形底铁皮箱,当箱底边长为多少时,箱子容积最大?最大容积是多少?解 (1)设箱底边长为x ,则箱高为h =33×a -x2(0<x <a ), 箱子的容积为V (x )=12x 2×sin 60°×h =18ax 2-18x 3(0<x <a ).由V ′(x )=14ax -38x 2=0解得x 1=0(舍),x 2=23a ,且当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23a 时,V ′(x )>0; 当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫23a ,a 时,V ′(x )<0, 所以函数V (x )在x =23a 处取得极大值.这个极大值就是函数V (x )的最大值:V ⎝ ⎛⎭⎪⎫23a =18a ×⎝ ⎛⎭⎪⎫23a 2-18×⎝ ⎛⎭⎪⎫23a 3=154a 3.所以当箱子底边长为23a 时,箱子容积最大,最大值为154a 3.2.如图,某小区有一边长为2(单位:百米)的正方形地块OABC ,其中OAE 是一个游泳地,计划在地块OABC 内修一条与池边AE 相切的直路l (宽度不计),切点为M ,并把该地块分为两部分,现以点O 为坐标原点,以线段OC 所在直线为x 轴,建立平面直角坐标系,若池边AE 满足函数y =-x 2+2(0≤x ≤2)的图象,且点M 到边OA 距离为t ⎝ ⎛⎭⎪⎫23≤t ≤43.(1)当t =23时,求直路l 所在的直线方程;(2)当t 为何值时,地块OABC 在直路l 不含泳池那侧的面积取到最大,最大值是多少?解 (1)M ⎝ ⎛⎭⎪⎫23,149,l :12x +9y -22=0(2)M (t ,-t 2+2),过切点M 的切线l :y -(-t 2+2)=-2t (x -t )即y =-2tx +t 2+2,令y =2得x =t 2,故切线l 与AB 交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫t2,2;令y =0,得x =t 2+1t ,又x =t 2+1t 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,43递减,所以x =t 2+1t ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤1712,116故切线l 与OC 交于点⎝ ⎛⎭⎪⎫t 2+1t ,0.∴地块OABC 在切线l 右上部分区域为直角梯形,面积S =12⎝ ⎛⎭⎪⎫2-t 2-1t +2-t 2·2=4-t -1t =4-⎝ ⎛⎭⎪⎫t +1t ≤2,t =1时取到等号,S max =2. 3.某某市“两会”召开前,某政协委员针对自己提出的“环保提案”对某处的环境状况进行了实地调研.据测定,该处的污染指数与附近污染源的强度成正比,与到污染源的距离成反比,比例常数为k (k >0).现已知相距36 km 的A ,B 两家化工厂(污染源)的污染强度分别为正数a ,b ,它们连线上任意一点C 处的污染指数y 等于两化工厂对该处的污染指数之和.设AC =x (km). (1)试将y 表示为x 的函数;(2)若a =1时,y 在x =6处取得最小值,试求b 的值.解 (1)设点C 受A 污染源污染指数为ka x ,点C 受B 污染源污染指数为kb36-x ,其中k 为比例系数,且k >0.从而点C 处污染指数y =ka x +kb36-x (0<x <36).(2)因为a =1,所以,y =k x +kb36-x,y ′=k ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1x2+b 36-x 2,令y ′=0,得x =361+b,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,361+b 时,函数单调递减;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫361+b ,+∞时,函数单调递增;∴当x =361+b 时,函数取得最小值.又此时x =6,解得b =25,经验证符合题意. 所以,污染源B 的污染强度b 的值为25.4.某个公园有个池塘,其形状为直角△ABC ,∠C =90°,AB =200米,BC =100米. (1)现在准备养一批供游客观赏的鱼,分别在AB 、BC 、CA 上取点D ,E ,F ,如图(1),使得EF ∥AB ,EF ⊥ED ,在△DEF 喂食,求△DEF 面积S △DEF 的最大值;(2)现在准备新建造一个荷塘,分别在AB ,BC ,CA 上取点D ,E ,F ,如图(2),建造△DEF 连廊(不考虑宽度)供游客休憩,且使△DEF 为正三角形,求△DEF 边长的最小值.解 (1)Rt △ABC 中,∠C =90°,AB =200米,BC =100米.∴cos B =BC AB =12,可得B =60°∵EF ∥AB ,∴∠CEF =∠B =60°设CE CB=λ(0<λ<1),则CE =λCB =100λ米, Rt △CEF 中,EF =2CE =200λ米,C 到FE 的距离d =32CE =503λ米, ∵C 到AB 的距离为32BC =503米, ∴点D 到EF 的距离为h =503-503λ=503(1-λ)米可得S △DEF =12EF ·h =5 0003λ(1-λ)米2∵λ(1-λ)≤14[λ+(1-λ)]2=14,当且仅当λ=12时等号成立,∴当λ=12时,即E 为AB 中点时,S △DEF 的最大值为1 2503米2(2)设正△DEF 的边长为a ,∠CEF =α, 则CF =a ·sin α,AF =3-a ·sin α. 设∠EDB =∠1,可得∠1=180°-∠B -∠DEB =120°-∠DEB ,α=180°-60°-∠DEB =120°-∠DEB ∴∠ADF =180°-60°-∠1=120°-α在△ADF 中,a sin 30°=3-a sin αsin ∠ADF即a12=3-a sin αsin 120°-α,化简得a [2sin(120°-α)+sin α]= 3 ∴a =32sin α-3cos α=37sin α-φ≥37=217(其中φ是满足tan φ=32的锐角).∴△DEF 边长最小值为217米. 必考解答题——模板成形练(五) (对应学生用书P417)数 列(建议用时:60分钟)1.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且2S n =1-a n . (1)求数列{a n }的通项公式;(2)记b n =log 13a n ,数列{b n }的前n 项和为T n ,求证∑k =1n1T k<2.解 (1)当n =1时,2S 1=1-a 1,2a 1=1-a 1,∴a 1=13;当n ≥2时,⎩⎪⎨⎪⎧2S n =1-a n ,2S n -1=1-a n -1,两式相减得2a n =a n -1-a n (n ≥2), 即3a n =a n -1(n ≥2),又a n -1≠0,∴a n a n -1=13(n ≥2), ∴数列{a n }是以13为首项,13为公比的等比数列.∴a n =13·⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1=⎝ ⎛⎭⎪⎫13n.(2)由(1)知b n =log 13⎝ ⎛⎭⎪⎫13n=n ,∴T n =1+2+3+…+n =n 2+n2,∑k =1n1T k =21×2+22×3+…+2n n +1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=2⎝⎛⎭⎪⎫1-1n +1<2. 2.数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=2,且S n =S n -1+2n (n ≥2,n ∈N *). (1)求S n ;(2)是否存在等比数列{b n }满足b 1=a 1,b 2=a 3,b 3=a 9?若存在,求出数列{b n }的通项公式;若不存在,说明理由. 解 (1)因为S n =S n -1+2n ,所以有S n -S n -1=2n 对n ≥2,n ∈N *成立, 即a n =2n 对n ≥2成立,又a 1=2·1. 所以a n =2n 对n ∈N *成立.所以a n +1-a n =2对n ∈N *成立,所以{a n }是等差数列, 所以有S n =a 1+a n2·n =n 2+n ,n ∈N *.(2)存在.由(1),得a n =2n ,n ∈N *成立, 所以有a 3=6,a 9=18,又a 1=2,所以由b 1=a 1,b 2=a 3,b 3=a 9,则b 2b 1=b 3b 2=3.所以存在以b 1=2为首项,公比为3的等比数列{b n }, 其通项公式为b n =2·3n -1.3.已知数列{a n }是首项a 1=1的等差数列,其前n 项和为S n ,数列{b n }是首项b 1=2的等比数列,且b 2S 2=16,b 1b 3=b 4. (1)求a n 和b n ;(2)令c 1=1,c 2k =a 2k -1,c 2k +1=a 2k +kb k (k =1,2,3,…),求数列{}的前2n +1项和T 2n +1. 解 (1)设数列{a n }的公差为d ,数列{b n }的公比为q , 则a n =1+(n -1)d ,b n =2qn -1.由b 1b 3=b 4,得q =b 4b 3=b 1=2, 由b 2S 2=2q (2+d )=16,解得d =2. ∴a n =2n -1,b n =2n.(2)∵T 2n +1=c 1+a 1+(a 2+b 1)+a 3+(a 4+2·b 2)+…+a 2n -1+(a 2n +nb n )=1+S 2n +(b 1+2b 2+…+nb n ).令A =b 1+2b 2+…+nb n ,则A =2+2·22+…+n ·2n, ∴2A =22+2·23+…+(n -1)2n +n ·2n +1,∴-A =2+22+…+2n -n ·2n +1,∴A =n ·2n +1-2n +1+2.又S 2n =2n1+a 2n 2=4n 2,∴T 2n +1=1+4n 2+n ·2n +1-2n +1+2=3+4n 2+(n -1)2n +1.4.已知数列{a n }满足:a n ≠±1,a 1=12,3(1-a 2n +1)=2(1-a 2n ),b n =1-a 2n ,=a 2n +1-a 2n (n ∈N *).(1)证明数列{b n }是等比数列,并求数列{b n }、{}的通项公式.(2)是否存在数列{}的不同项c i ,c j ,c k (i <j <k )使之成为等差数列?若存在,请求出这样的不同项c i ,c j ,c k (i <j <k );若不存在,请说明理由.(3)是否存在最小的自然数M ,对一切n ∈N *都有(n -2)<M 恒成立?若存在,求出M 的值,若不存在,说明理由.(1)证明 因为a n ≠±1,a 1=12,3(1-a 2n +1)=2(1-a 2n ),b n =1-a 2n ,所以b n +1b n =1-a 2n +11-a 2n =23(n ∈N *),b 1=1-a 21=34,所以{b n }是以34为首项,23为公比的等比数列,所以b n =34×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1(n ∈N *),所以a 2n =1-b n =1-34×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1(n ∈N *)所以=a 2n +1-a 2n =14×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1(n ∈N *)(2)解 假设存在c j ,c j ,c k (i <j <k )满足题意,则有2c j =c i +c k 代入得 2×14×⎝ ⎛⎭⎪⎫23j -1=14×⎝ ⎛⎭⎪⎫23i -1+14×⎝ ⎛⎭⎪⎫23k -1化简得2j -i +1=3j -1+2k +j -i , 即2j -i +1-2k +j -i=3j -1,左边为偶数,右边为奇数不可能相等.所以假设不成立,这样的三项不存在. (3)∵(n -2)-(n -1)+1=14×⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1×n -43,∴(1-2)c 1<(2-2)c 2<(3-2)c 3<(4-2)c 4,(4-2)c 4=(5-2)c 5,(5-2)c 5>(6-2)c 6>(7-2)c 7>……即在数列{(n -2)}中,第4项和第5项是最大项,当n =4时(n -2)=2×14×⎝ ⎛⎭⎪⎫233=427,所以存在最小自然数M =1符合题意.必考解答题——模板成形练(六) (对应学生用书P419)函数与导数(建议用时:60分钟)1.已知函数f (x )=-x 3+ax 2+b (a ,b ∈R ). (1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)若对任意a ∈[3,4],函数f (x )在R 上都有三个零点,某某数b 的取值X 围. 解 (1)因为f (x )=-x 3+ax 2+b ,所以f ′(x )=-3x 2+2ax =-3x ⎝⎛⎭⎪⎫x -2a 3.当a =0时,f ′(x )≤0,函数f (x )没有单调递增区间; 当a >0时,令f ′(x )>0,得0<x <2a3.故f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23a ; 当a <0时,令f ′(x )>0,得2a3<x <0.故f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫23a ,0. 综上所述,当a =0时,函数f (x )没有单调递增区间;当a >0时,函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23a ;当a <0时,函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫23a ,0. (2)由(1)知,a ∈[3,4]时,f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23a ,单调递减区间为(-∞,0)和⎝ ⎛⎭⎪⎫23a ,+∞, 所以函数f (x )在x =0处取得极小值f (0)=b , 函数f (x )在x =2a 3处取得极大值f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 3=4a 327+b ,由于对任意a ∈[3,4],函数f (x )在R 上都有三个零点,所以⎩⎪⎨⎪⎧f 0<0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2a 3>0,即⎩⎪⎨⎪⎧b <0,4a327+b >0,解得-4a327<b <0,因为对任意a ∈[3,4],b >-4a327恒成立,所以b >⎝ ⎛⎭⎪⎫-4a 327max =-4×3327=-4, 所以实数b 的取值X 围是(-4,0). 2.已知函数f (x )=a x+ln x -1,a ∈R .(1)若曲线y =f (x )在点P (1,y 0)处的切线平行于直线y =-x +1,求函数y =f (x )的单调区间;(2)若a >0,且对x ∈(0,2e]时,f (x )>0恒成立,某某数a 的取值X 围. 解 (1)直线y =-x +1的斜率k =-1,函数y =f (x )的导数为f ′(x )=-a x2+1x,f ′(1)=-a +1=-1,即a =2.∴f (x )=2x +ln x -1,f ′(x )=-2x 2+1x =x -2x2.∵f (x )的定义域为(0,+∞).由f ′(x )>0,得x >2;由f ′(x )<0,得0<x <2.∴函数f (x )的单调增区间是(2,+∞),单调减区间是(0,2). (2)∵a >0,f (x )>0对x ∈(0,2e]恒成立, 即a x+ln x -1>0对x ∈(0,2e]恒成立. 即a >x (1-ln x )对x ∈(0,2e]恒成立, 设g (x )=x (1-ln x )=x -x ln x ,x ∈(0,2e].g ′(x )=1-ln x -1=-ln x ,当0<x <1时,g ′(x )>0,g (x )为增函数, 当1<x ≤2e 时,g ′(x )<0,g (x )为减函数,所以当x =1时,函数g (x )在x ∈(0,2e]上取到最大值. ∴g (x )≤g (1)=1-ln 1=1,∴a 的取值X 围是(1,+∞).3.已知函数f (x )=13x 3+bx 2+cx -3,y =f ′(x )为f (x )的导函数,满足f ′(2-x )=f ′(x );f ′(x )=0有解,但解却不是函数f (x )的极值点.(1)求f (x ); (2)设g (x )=x f ′x ,m >0,求函数g (x )在[0,m ]上的最大值;(3)设h (x )=ln f ′(x ),若对于一切x ∈[0,1],不等式h (x +1-t )<h (2x +2)恒成立,某某数t 的取值X 围.解 (1)f ′(x )=x 2+2bx +c ,∵f ′(2-x )=f ′(x ),∴函数f (x )的图象关于直线x =1对称,b =-1. 由题意,f ′(x )=x 2-2x +c =0中Δ=4-4c =0,故c =1. 所以f (x )=13x 3-x 2+x -3.(2)∵f ′(x )=x 2-2bx +1 =(x -1)2, ∴g (x )=x |x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x ,x ≥1,x -x 2,x <1.当0<m ≤12时,g (x )max =g (m )=m -m 2当12<m ≤1+22时,g (x )max =g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=14, 当m >1+22时,g (x )max =g (m )=m 2-m ,综上g (x )max=⎩⎪⎨⎪⎧m -m 20<m ≤121412<m ≤1+22m 2-mm >1+22(3)h (x )=2ln|x -1|,h (x +1-t )=2ln|x -t |,h (2x +2)=2ln|2x +1|当x ∈[0,1]时,|2x +1|=2x +1,所以不等式等价于0<|x -t |<2x +1恒成立, 解得-x -1<t <3x +1,且x ≠t ,由x ∈[0,1],得-x -1∈[-2,-1],3x +1∈[1,4],所以-1<t <1, 又x ≠t ,∴t ∈[0,1],∴所求的实数t 的取值X 围是(-1,0). 4.已知函数f (x )=k [(log a x )2+(log x a )2]-(log a x )3-(log x a )3,g (x )=(3-k 2)(log a x +log x a ),(其中a >1),设t =log a x +log x a .(1)当x ∈(1,a )∪(a ,+∞)时,试将f (x )表示成t 的函数h (t ),并探究函数h (t )是否有极值;(2)当∈(1,+∞)时,若存在x 0∈(1,+∞),使f (x 0)>g (x 0)成立,试求k 的X 围. 解 (1)∵(log a x )2+(log x a )2=(log a x +log x a )2-2 =t 2-2,(log a x )3+(log x a )3=(log a x +log x a )[(log a x +log x a )2-3]=t 3-3t , ∴h (t )=-t 3+kt 2+3t -2k ,(t >2). ∴h ′(t )=-3t 2+2kt +3设t 1,t 2是h ′(t )=0的两根,则t 1t 2<0,∴h ′(t )=0在定义域内至多有一解, 欲使h (t )在定义域内有极值,只需h ′(t )=-3t 2+2kt +3=0在(2,+∞)内有解,且h ′(t )的值在根的左右两侧异号,∴h ′(2)>0得k >94.综上:当k >94时h (t )在定义域内有且仅有一个极植,当k ≤94时h (t )在定义域内无极值.(2)∵存在x 0∈(1,+∞),使f (x 0)>g (x 0)成立等价于f (x )-g (x )的最大值大于0. ∵t =log a x +log x a ,∴m (t )=-t 3+kt 2+k 2t -2k ,(t ≥2), ∴m ′(t )=-3t 2+2kt +k 2=0得t 1=k ,t 2=-k3.当k >2时,m (t )max =m (k )>0得k >2; 当0<k ≤2时,m (t )max =m (2)>0得17-12<k ≤2; 当k =0时,m (t )max =m (2)<0不成立. 当-6≤k <0时,m (t )max =m (2)>0得-6≤k <-17-12; 当k <-6时,m (t )max =m ⎝ ⎛⎭⎪⎫-k 3>0得k <-6.综上得:k 的取值X 围是⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-17-12∪⎝ ⎛⎭⎪⎫17-12,+∞.必考附加题——模板成形练(一)1.如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠BAC =90°,AB =AC =2,AA 1=6,点E ,F 分别在棱BB 1,CC 1上,且BE =13BB 1,C 1F =13CC 1.(1)求异面直线AE 与A 1F 所成角的大小; (2)求平面AEF 与平面ABC 所成角的余弦值.解 (1)建立如图所示的直角坐标系,则A (0,0,0),E (2,0,2),A 1(0,0,6),F (0,2,4), 从而AE →=(2,0,2),A 1F →=(0,2,-2).记AE →与A 1F →的夹角为θ,则有cos θ=AE →·A 1F →|AE →|·|A 1F →|=-48·8=-12.又由异面直线AE 与A 1F 所成角的X 围为(0,π), 可得异面直线AE 与A 1F 所成的角为60°.(2)记平面AEF 和平面ABC 的法向量分别为n 和m ,则由题设可令n =(1,y ,z ),且有平面ABC 的法向量为m =AA 1→=(0,0,6),AF →=(0,2,4),AE →=(2,0,2).由n ·AF →=0,得2y +4z =0;由n ·AE →=0,得2+2z =0. 所以z =-1,y =2,即n =(1,2,-1). 记平面AEF 与平面ABC 所成的角为β,有cos β=n ·m |n |·|m |=-66·6=-66.由图形可知β为锐角,所以cos β=66. 2.已知数列{b n }满足b 1=12,1b n+b n -1=2(n ≥2,n ∈N *).(1)求b 2,b 3,猜想数列{b n }的通项公式,并用数学归纳法证明; (2)设x =b nn ,y =b n +1n ,比较x x与y y的大小. 解 (1)当n =2时,1b 2+12=2,解得b 2=23;当n =3时,1b 3+23=2,解得b 3=34. 猜想b n =nn +1.证明:①当n =1时,b 1=12. ②假设当n =k (k ∈N *)时,即b k =k k +1, 则当n =k +1时,1b k +1+b k =2,即1b k +1+k k +1=2, ∴1b k +1=2-k k +1=k +2k +1,b k +1=k +1k +2也成立. 由①②得b n =nn +1. (2)x =b n n =⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n , x x =⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n =⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n y =b n+1n =⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n +1, y y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n +1⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1(n +1)n n +1⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n =⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫n n +1n ∴x x =y y .3.三棱柱ABC -A 1B 1C 1在如图所示的空间直角坐标系中,已知AB =2,AC =4,A 1A =3.D 是BC 的中点.(1)求直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角的正弦值;(2)求二面角B 1-A 1D -C 1的大小的正弦值.解 (1)由题意,A (0,0,0),B (2,0,0),C (0,4,0),D (1,2,0),A 1(0,0,3),B 1(2,0,3),C 1(0,4,3).A 1D →=(1,2,-3),A 1C 1→=(0,4,0).设平面A 1C 1D 的法向量为n =(x ,y ,z ).∵n ·A 1D →=x +2y -3z =0,n ·A 1C 1→=4y =0.∴x =3z ,y =0.令z =1,得x =3.n =(3,0,1).设直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角为θ,∵DB 1→=(1,-2,3),∴sin θ=|cos 〈DB 1→,n 〉|=|3×1+0×-2+1×3|10×14=33535. (2)设平面A 1B 1D 的法向量为m =(a ,b ,c ).A 1B 1→=(2,0,0),∵m ·A 1D →=a +2b -3c =0,m ·A 1B 1→=2a =0.∴a =0,2b =3c .令c =2,得b =3.m =(0,3,2).设二面角B 1-A 1D -C 1的大小为α,∴|cos α|=|cos 〈m ,n 〉|=|m ·n ||m |·|n |=|0×3+3×0+2×1|13×10=265, 则sin α=3765=345565, ∴二面角B 1-A 1D -C 1的大小的正弦值为345565. 4.已知整数n ≥4,集合M ={1,2,3,…,n }的所有3个元素的子集记为A 1,A 2,…,A C (C ∈N *).(1)当n =5时,求集合A 1,A 2,…,A C 中所有元素之和;(2)设m i 为A i 中的最小元素,设P n =m 1+m 2+…+m C ,试求P n (用n 表示).解 (1)当n =5时,含元素1的子集中,必有除1以外的两个数字,两个数字的选法有C 24=6个,所以含有数字1的集合有6个.同时含2,3,4,5的子集也各有6个.于是所求元素之和为(1+2+3+4+5)×C 24=15×6=90.(2)证明 不难得到1≤m i ≤n -2,m i ∈Z ,并且以1为最小元素的子集有C 2n -1个,以2为最小元素的子集有C 2n -2个,以3为最小元素的子集有C 2n -3个,…,以n -2为最小元素的子集有C 22个,则P n =m 1+m 2+…+m C 3n=1×C 2n -1+2C 2n -2+3C 2n -3+…+(n -2)C 22=(n -2)C 22+(n -3)C 23+(n -4)C 2n +…+C 2n -1=C 22+(n -3)(C 22+C 23)+(n -4)C 24+…+C 2n -1=C 22+(n -3)(C 33+C 23)+(n -4)C 24+…+C 2n -1=C 22+(n -3)C 34+(n -4)C 24+…+C 2n -1=C 22+C 34+(n -4)(C 34+C 24)+…+C 2n -1=C 22+C 34+(n -4)C 35+…+C 2n -1=C 44+C 34+C 35+…+C 3n =C 4n +1.必考附加题——模板成形练(二) (对应学生用书P423)1.如图,圆锥的高PO =4,底面半径OB =2,D 为PO 的中点,E 为母线PB 的中点,F 为底面圆周上一点,满足EF ⊥DE .(1)求异面直线EF 与BD 所成角的余弦值;(2)求二面角O -DF -E 的余弦值.解 (1)以O 为原点,底面上过O 点且垂直于OB 的直线为x 轴,OB 所在的直线为y 轴,OP 所在的直线为z 轴,建立空间直角坐标系,则B (0,2,0),P (0,0,4),D (0,0,2),E (0,1,2). 设F (x 0,y 0,0)(x 0>0,y 0>0),且x 20+y 20=4,则EF →=(x 0,y 0-1,-2),DE →=(0,1,0),∵EF ⊥DE ,即EF →⊥DE →,则EF →·DE →=y 0-1=0,故y 0=1.∴F (3,1,0),EF →=(3,0,-2),BD →=(0,-2,2).设异面直线EF 与BD 所成角为α,则cos α=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪EF →·BD →|EF →||BD →|=47×22=147. (2)设平面ODF 的法向量为n 1=(x 1,y 1,z 1),则⎩⎪⎨⎪⎧ n ⊥OD →,n ⊥OF →,即⎩⎨⎧ z 1=0,3x 1+y 1=0.令x 1=1,得y 1=-3,平面ODF 的一个法向量为n 1=(1,-3,0).设平面DEF 法向量为n 2=(x 2,y 2,z 2),同理可得平面DEF 的一个法向量为n 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,0,32.设二面角O -DF -E 的平面角为β,则|cos β|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪n 1·n 2|n 1||n 2|=17=77, ∴sin β=427. 2.已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=a n +1n -(n +1).(1)证明:a n >n (n ≥3);(2)证明:2+33+44+…+n n <2.证明 (1)因为a 1=2,a 2=2,所以a 3=a 32-3=5>3.假设当n =k 时,a k >k (k ≥3),则a k +1k >k k +1>k 2·k ≥9k >2k +2, 那么,当n =k +1时,有a k +1=a k+1k -(k +1)>2k +2-(k +1)=k +1.这就是说,当n =k +1时,结论也成立.所以当n ≥3时,a n >n .(2)当n =2时,2<2显然成立,由(1)知,当n ≥3时,a n =a n n -1-n >0,得a n n -1>n ,所以a n -1>n n ,所以a n -1n -2-(n -1)>n n ,即a n -1n -2>(n -1)+nn , 所以a n -2>n -1n -1+n n ,以此类推,得2=a 1> 2+33+44+…+nn ,问题得证.3.如图,在棱长为2的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别为AD ,DC 的中点.(1)求直线BC 1与平面EFD 1所成角的正弦值;(2)设直线BC 1上一点P 满足平面PAC ∥平面EFD 1,求PB 的长.解 (1)建立以D 点为原点,DA 所在直线为x 轴,DC 所在直线为y 轴,DD 1所在直线为z 轴的空间直角坐标系.D 1(0,0,2),A (2,0,0),B (2,2,0),E (1,0,0),C 1(0,2,2),F (0,1,0),BC 1→=(-2,0,2),D 1E →=(1,0,-2),EF →=(-1,1,0).设平面D 1EF 的法向量为n =(x 1,y 1,z 1),则⎩⎪⎨⎪⎧ n ·D 1E →=0,n ·EF →=0⇒⎩⎪⎨⎪⎧ x 1-2z 1=0,-x 1+y 1=0,令x 1=2,则n =(2,2,1),cos 〈n ,BC 1→〉=-222×3=-26, ∴直线BC 1与平面EFD 1所成角的正弦值为26. (2)BP →=λBC 1→=(-2λ,0,2λ),AP →=AB →+BP →=(-2λ,2,2λ), n ·AP →=-4λ+4+2λ=0,∴λ=2.∵AP 不在平面EFD 1内,AP ∥平面EFD 1,又AC ∥EF ,EF ⊆平面EFD 1,∴AC ∥平面EFD 1.又AP 与AC 相交于点A ,∴平面PAC ∥平面EFD 1,BP →=(-4,0,4),|BP →|=4 2.4.已知数集A ={a 1,a 2,…,a n },其中0≤a 1<a 2<…<a n ,且n ≥3,若∀i ,j (1≤i ≤j ≤n ),a j +a i 与a j -a i 两数中至少有一个属于A ,则称数集A 具有性质P .(1)分别判断数集{0,1,3}与数集{0,2,4,6}是否具有性质P ,说明理由;(2)已知数集A ={a 1,a 2,…,a n }具有性质P ,判断数列a 1,a 2,…,a 8是否为等差数列,若是等差数列,请证明;若不是,请说明理由.解 (1)由于3-1和3+1都不属于集合{0,1,3},所以该数集不具有性质P ;由于2+0,4+0,6+0,4+2,6-2,6-4,0-0,2-2,4-4,6-6都属于集合{0,2,4,6},所以该数集具有性质P .(2)∵A ={a 1,a 2,…,a 8}具有性质P ,所以a8+a8与a8-a8中至少有一个属于A,由0≤a1<a2<…<a8,有a8+a8>a8,故a8+a8∉A,∴0=a8-a8∈A,故a1=0.∵0=a1<a2<…<a8,∴k≥2时,a8+a k>a8,故a8+a k∉A(k=2,3,…,8).由A具有性质P知,a8-a k∈A(k=2,3,…,8),又∵a8-a8<a8-a7<…<a8-a2<a8-a1,∴a8-a8=a1,a8-a7=a2,…,a8-a2=a7,a8-a1=a8,即a i+a9-i=a8(i=1,2,…,8).①由a2+a7=a8知,a3+a7,a4+a7,…,a7+a7均不属于A,由A具有性质P,a7-a3,a7-a4,…,a7-a7均属于A,∴a7-a7<a7-a6<…<a7-a4<a7-a3<a8-a3,而a8-a3=a6,∴a7-a7=a1,a7-a6=a2,a7-a5=a3,…,a7-a3=a5,即a i+a8-i=a7(i=1,2,…,7).②由①②可知a i=a8-a9-i=a8-(a7-a i-1)(i=2,3,…,8),即a i-a i-1=a8-a7=a2(i=2,3,…,8).故a1,a2,…,a8构成等差数列.。
精编2015年高考真题理科高中数学新课标ⅰ卷试卷和答案
绝密★启封并使用完毕前试题类型:A2015年普通高等学校招生全国统一考试理科数学注意事项:1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
第Ⅰ卷1至3页,第Ⅱ卷3至5页。
2.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。
3.全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
4.考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷一.选择题:本大题共12小题,每小题5分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
=i,则|z|=(1)设复数z满足1+z1z(A)1 (B(C)(D)2【答案】A(2)sin20°cos10°-con160°sin10°=(A ) (B (C )12- (D )12【答案】D【解析】原式=sin20°cos10°+cos20°sin10°=sin30°=12,故选D.(3)设命题P :∃n ∈N ,2n >2n ,则⌝P 为(A )∀n ∈N, 2n >2n (B )∃ n ∈N, 2n ≤2n (C )∀n ∈N, 2n ≤2n (D )∃ n ∈N, 2n =2n【答案】C【解析】p ⌝:2,2n n N n ∀∈≤,故选C.(4)投篮测试中,每人投3次,至少投中2次才能通过测试。
已知某同学每次投篮投中的概率为0.6,且各次投篮是否投中相互独立,则该同学通过测试的概率为(A )0.648 (B )0.432(C )0.36(D )0.312【答案】A【解析】根据独立重复试验公式得,该同学通过测试的概率为22330.60.40.6C ⨯+=0.648,故选A.(5)已知M (x 0,y 0)是双曲线C :2212x y -= 上的一点,F 1、F 2是C 上的两个焦点,若1MF ∙2MF <0,则y 0的取值范围是(A )(-3,3(B )(-66)(C )(3-,3) (D )(【答案】A(6)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺。
2015届《创新设计》高考数学(江苏版,理科)一轮总复习方法强化练——计数原理-推荐下载
方法强化练——计数原理(建议用时:60分钟)一、填空题1.A ,B ,C ,D ,E 五人并排站成一排,如果B 必须站在A 的右边(A ,B 可以不相邻),那么不同的排法共有________.解析 可先排C ,D ,E 三人,共A 种排法,剩余A 、B 两人只有一种排法,由35分步乘法计数原理满足条件的排法共A =60种.35答案 60种2.(2014·重庆质检)(1+3x )n (其中n ∈N 且n ≥6)的展开式中x 5与x 6的系数相等,则n 等于________.解析 (1+3x )n 的展开式中含x 5的项为C (3x )5=C 35x 5,展开式中含x 6的项5n 5n 为C 36x 6.6n 由两项的系数相等得C ·35=C ·36,解得n =7.5n 6n 答案 73.(2014·济南调研)只用1,2,3三个数字组成一个四位数,规定这三个数必须同时使用,且同一数字不能相邻出现,则这样的四位数有________.解析 由题意知,1,2,3中必有某一个数字重复使用2次,第一步确定谁被使用2次,有3种方法;第二步把这2个相等的数放在四位数不相邻的两个位置上,也有3种方法;第三步将余下的2个数放在四位数余下的2个位置上,有2种方法.故共可组成3×3×2=18个不同的四位数.答案 18个4.组合式C -2C +4C -8C +…+(-2)n C 的值等于________.0n 1n 2n 3n n 解析 在(1+x )n =C +C x +C x 2+…+C x n 中,令x =-2,得原式=(1-2)0n 1n 2n n n =(-1)n .答案 (-1)n5.若n的展开式中第3项的二项式系数是15,则展开式中所有项系数之(x -12)和为________.解析 由题意知C ==15,所以n =6,则n=6,令x =1得2n n (n -1)2(x -12)(x -12)所有项系数之和为6=.(12)164答案 1646.(2014·杭州检测)甲、乙两人计划从A ,B ,C 三个景点中各选择两个游玩,则两人所选景点不全相同的选法共有________.解析 甲、乙各选两个景点有C C =9种方法,其中,入选景点完全相同的有23233种.∴满足条件要求的选法共有9-3=6(种).答案 6种7.若(x -1)8=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 8(1+x )8,则a 6=________.解析 (x -1)8=[(x +1)-2]8=a 0+a 1(1+x )+a 2(1+x )2+…+a 8(1+x )8,∴a 6=C(-2)2=4C =112.2828答案 1128.(2014·长沙模拟)已知x ,y 满足Error!(x ∈Z ,y ∈Z ),每一对整数(x ,y )对应平面上一个点,则过这些点中的其中3个点可作不同的圆的个数为________.解析 如图所示,阴影中的整点部分为x ,y 满足的区域,其中整数点(x ,y )共有8个,从中任取3个有C =56种取法.38其中三点共线的有1+C =11(种).35故可作不同的圆的个数为45.答案 459.(2014·广州调研)已知a =2cosd x ,则二项式5的展开式中x 的π∫0(x +π6)(x 2+ax )系数为________.解析 a =2cosd x =2sin Error!=-2,则π∫0(x +π6)(x +π6)5=5,∴T r +1=C x 2(5-r )r =(-2)rC x10-3r .(x 2+a x )(x 2-2x )r 5(-2x )r 5令10-3r =1,得r =3.∴展开式中x 的系数为(-2)3C =-80.35答案 -8010.(2014·衡水中学模拟)用1,2,3,4,5,6组成六位数(没有重复数字),要求任何相邻两个数字的奇偶性不同,且1和2相邻,这样的六位数的个数是________.解析 先将3,5排列,有A 种排法;再将4,6插空排列,有2A 种排法;最后22将1,2插入3,4,5,6形成的空中,有C 种排法.由分步乘法计数原理知,共有A 15·2A ·C =40种.2215答案 4011.n 的展开式中各项系数之和为729,则该展开式中二项式系数最大的(2x +13x )项等于________.解析 依题意,令x =1,有3n =729,则n =6,∴展开式第4项的二项式系数最大,则T 4=C (2x )33=160x 2.36(13x )答案 160x 212.(2014·郑州调研)某商店要求甲、乙、丙、丁、戊五种不同的商品在货架上排成一排,其中甲、乙两种必须排在一起,而丙、丁两种不能排在一起,不同的排法共有________种.解析 甲、乙作为元素集团,内部有A 种排法,“甲乙”元素集团与“戊”全2排列有A 种排法.将丙、丁插在3个空档中有A 种方法.∴由分步计数原理,223共有A A A =24种排法.2223答案 2413.(2013·新课标全国Ⅰ卷)设m 为正整数,(x +y )2m 展开式的二项式系数的最大值为a ,(x +y )2m +1展开式的二项式系数的最大值为b ,若13a =7b ,则m =________.解析 由二项式系数的性质,得a =C ,b =C =C ,又13a =7b ,m 2m m 2m +1m +12m +1因此13C =7C ,解得m =6.m 2m m 2m +1答案 614.甲、乙、丙3人站到共有7级的台阶上,若每级台阶最多站2人,同一级台阶上的人不区分站的位置,则不同的站法种数是________(用数字作答).解析 当每个台阶上各站1人时有A C 种站法,当两个人站在同一个台阶上337时有C C C 种站法,因此不同的站法种数有231716A C +C C C =210+126=336(种).337231716答案 33615.(2014·无锡质检)(x 2+2)5的展开式的常数项是________.(1x 2-1)解析 二项式5展开式的通项为:(1x 2-1)T r +1=C 5-r·(-1)r =C ·x 2r -10·(-1)r.r 5(1x 2)r 5当2r -10=-2,即r =4时,有x 2·C x -2·(-1)4=C ×(-1)4=5;4545当2r -10=0,即r =5时,有2·C x 0·(-1)5=-2.5∴展开式中的常数项为5-2=3.答案 316.将6位志愿者分成4个组,其中两个组各2人,另两个组各1人.分赴世博会的四个不同场馆服务,不同的分配方案种数有________.解析 将6位志愿者分为2名,2名,1名,1名四组,有=×15×6=45C26C24A2212种分组方法.将四组分赴四个不同场馆有A 种方法.4∴根据分步乘法计数原理,不同的分配方案有45·A =1 080种方法.4答案 1 080二、解答题17.已知n,(12+2x )(1)若展开式中第5项,第6项与第7项的二项式系数成等差数列,求展开式中二项式系数最大项的系数;(2)若展开式前三项的二项式系数和等于79,求展开式中系数最大的项.解 (1)∵C +C =2C ,∴n 2-21n +98=0.4n 6n 5n ∴n =7或n =14,当n =7时,展开式中二项式系数最大的项是T 4和T 5.∴T 4的系数为C 423=,37(12)352T 5的系数为C 324=70,47(12)当n =14时,展开式中二项式系数最大的项是T 8.∴T 8的系数为C 727=3 432.714(12)(2)∵C +C +C =79,∴n 2+n -156=0.0n 1n 2n ∴n =12或n =-13(舍去).设T k +1项的系数最大,∵12=12(1+4x )12,(12+2x)(12)∴Error!∴9.4≤k ≤10.4,∴k =10.∴展开式中系数最大的项为T 11,T 11=C ·2·210·x 10=16 896x 10.1012(12)18.(1)3人坐在有八个座位的一排上,若每人的左右两边都要有空位,则不同坐法的种数为多少?(2)现有10个保送上大学的名额,分配给7所学校,每校至少有1个名额,问名额分配的方法共有多少种?解 (1)由题意知有5个座位都是空的,我们把3个人看成是坐在座位上的人,往5个空座的空档插.34由于这5个空座位之间共有4个空,3个人去插,共有A=24种.(2)法一 每个学校至少一个名额,则分去7个,剩余3个名额分到7所学校的方法种数就是要求的分配方法种数.分类:若3个名额分到一所学校有7种方法;27若分配到2所学校有C×2=42种;37若分配到3所学校有C=35种.∴共有7+42+35=84种方法.法二 10个元素之间有9个间隔,要求分成7份,相当于用6块档板插在9 69个间隔中,共有C=84种不同方法.所以名额分配的方法共有84种.。
2015年高考中的五类创新题连成
2015年高考中的五类创新题连成实际应用型试题以社会生活热点为背景,诸如用料最省、效率最高等,重点考查考生对现实问题的数学理解能力,要求考生依据题目给出的信息提炼出一个相关的数学模型,用已学的数学知识与方法来加以解决.例1 (湖南理科卷第10题)某工件的三视图如图1所示,现将该工件通过切割,加工成一个体积尽可能大的长方体新工件,并使新工件的一个面落在原工件的一个面内,则原工件材料的利用率为(材料利用率=)A. B.C. D.参考答案 A本题亮点①圆锥的内接长方体;②基本不等式求最值.解题策略解决这类问题的关键是熟记主要的数学模型,如函数与导数模型、数列模型、不等式模型、三角函数模型、解析几何模型、立体几何模型、线性规划模型、算法模型、概率与统计模型等,根据实际问题进行分析,建立相应的数学模型,然后进行求解和检验.给定一个新模型来创设新的问题情境,要求考生在阅读理解的基础上,依据题中提供的信息,联系所学的知识和方法,实现信息的迁移,从而顺利解决问题,这能有效区分考生的思维品质和学习潜力.例2 (全国新课标卷一理科卷第6题)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺.问:积及为米几何?”其意思为:“在屋内墙角处堆放米(如图2,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的体积和堆放的米各为多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米约有A.14斛B.22斛C.36斛D.66斛参考答案 B本题亮点①以历史文献为背景;②考查考生的估算能力.解题策略①读懂题意后进行信息提取,明确新定义的含义;②对提取的新信息进行加工,探求解决方法,有时可以寻找相近的知识点,明确它们的共同点和不同点;③对新信息中提取的知识进行转换和有效输出,其中对新信息的提取和化归与转化是解题的关键,也是解题的难点所在.函数是中学数学中起连接和支撑作用的主干知识.图像是表示函数的一种重要形式,其最大的优点是直观.函数图像型试题一直是高考的热点,可以说是常考常新.新课程改革的实施,给函数问题注入了生机和活力,开辟了许多新的解题途径,拓宽了高考对函数问题的命题空间.例3 (北京理科卷第8题)汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1升汽油行驶的里程.图3描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况.下列叙述中正确的是A.消耗1升汽油,乙车最多可行驶5千米B.以相同速度行驶相同路程,三辆车中,甲车消耗汽油量最多C.甲车以80千米/小时的速度行驶1小时,消耗10升汽油D.某城市机动车最高限速80千米/小时.相同条件下,在该市用丙车比用乙车更省油参考答案 D本题亮点实例来源于生活,考查考生对图像的处理能力.解题策略图形或图像的力量比文字更为简洁而有力.挖掘其中蕴含的有效信息,正确理解问题是解题的关键.对图形或图像的独特理解很多时候成为问题解决中的亮点.类比和归纳是非常重要的科学研究方法,可培养考生的创造性思维、创新精神和创造力.试题中往往给出一个命题且指出一个方向,要求考生从已知的结构出发,通过类比、归纳、应用的方式而得到一般的结论或新命题.近几年高考明显加强了对考生类比和归纳能力的考查,即由归纳猜想类比到发现新知,这渗透了从局部到整体、从特殊到一般的思维方法.例4 (山东理科卷第11题)观察下列各式:C01=40;C03+C13=41;C05+C15+C25=42;C07+C17+C27+C37=43;……照此规律,当n∈时,C0 2n-1+C1 2n-1+C2 2n-1+…+Cn-1 2n-1=______.参考答案4n-1本题亮点从具体的实例中寻找规律,考查考生的观察能力.解题策略解答类比推理问题的关键在于确定类比物,建立类比项,并对数学结论的运算、推理过程等进行类比分析,从解题的思想方法、思维策略等层面寻求内在的关联;解答归纳推理问题的关键是从一些特殊的例子中寻找共同的规律.所谓新定义型试题,主要是指在问题中定义了中学数学中没有学过的一些概念、新运算、新符号,要求考生读懂题意并结合已有知识和能力进行理解,根据新定义进行运算、推理和迁移的一种题型.新定义型试题成为近几年来高考数学压轴题的亮点.在进行高考复习时,考生应该重视提高应用新知识解决问题的能力.例5 (上海理科卷第23题)对于定义域为R的函数g (x),若存在正常数T,使得cos g(x)是以T为周期的函数,则称g(x)为余弦周期函数,且称T为其余弦周期.已知f(x)是以T为余弦周期的余弦周期函数,其值域为R.设f(x)单调递增,f(0)=0,f(T)=4π.(1)验证h(x)=x+sin 是以6π为余弦周期的余弦周期函数.(2)设a<b.证明:对任意c∈[f(a),f(b)],存在x0∈[a,b],使得f(x0)=c.(3)证明:“u0为方程cos f(x)=1在[0,T]上的解”的充要条件是“u0+t为方程cos f(x)=1在[T,2T]上的解”,并证明对任意x∈[0,T]都有f(x+T)=f(x)+f(T).参考答案(1)(验证过程省略)(2)(证明过程省略)(3)(证明过程省略)解题策略考生在解题时关键要把握住两点:一是掌握问题原型的特点及其问题解决的思想方法;二是根据问题情景的变化,通过认真思考,合理进行思想方法的迁移.(责任编校?筑周峰)。
【创新设计】2015高考数学(鲁闽皖京渝津,文科)大二轮总复习:第1部分专题4第1讲 专题训练 Word版含解析
一、选择题1.(2014·广东卷)若空间中四条两两不同的直线l1,l2,l3,l4,满足l1⊥l2,l2⊥l3,l3⊥l4,则下列结论一定正确的是().A.l1⊥l4B.l1∥l4C.l1与l4既不垂直也不平行D.l1与l4的位置关系不确定解析构造如图所示的正方体ABCD-A1B1C1D1,取l1为AD,l2为AA1,l3为A1B1,当取l4为B1C1时,l1∥l4,当取l4为BB1时,l1⊥l4,故排除A、B、C,选D.答案 D2.(2014·重庆卷)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为().A.54 B.60 C.66 D.72解析还原为如图所示的直观图,S表=S△ABC+S△DEF+S矩形ACFD+S梯形ABED+S梯形CBEF=12×3×4+12×3×5+5×3+12×(2+5)×4+12×(2+5)×5=60.答案 B3.(2014·安徽卷)一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的体积为().A.233B.476C.6 D.7解析如图,由三视图可知,该几何体是由棱长为2的正方体右后和左下分别截去一个小三棱锥得到的,其体积为V=2×2×2-2×13×12×1×1×1=233.答案 A4.(2014·潍坊一模)三棱锥S-ABC的所有顶点都在球O的表面上,SA⊥平面ABC,AB⊥BC,又SA=AB=BC=1,则球O的表面积为().A.32πB.32πC.3πD.12π解析如图,因为AB⊥BC,所以AC是△ABC所在截面圆的直径,又因为SA ⊥平面ABC,所以△SAC所在的截面圆是球的大圆,所以SC是球的一条直径.由题设SA=AB=BC=1,由勾股定理可求得:AC=2,SC=3,所以球的半径R =32,所以球的表面积为4π×⎝ ⎛⎭⎪⎫322=3π.答案 C 二、填空题5. (2014·金丽衢十二校联考)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为____________.解析 由题意可得,几何体相当于一个棱长为2的正方体切去一个角,角的相邻三条棱长分别是1,2,2,所以几何体的体积为8-23=223. 答案 2236.(2014·山东卷)一个六棱锥的体积为23,其底面是边长为2的正六边形,侧棱长都相等,则该六棱锥的侧面积为________. 解析 设棱锥的高为h ,则V =13×S 底·h =13×6×34×22×h =23, ∴h =1,由勾股定理知,侧棱长为22+1=5, ∵六棱锥六个侧面全等,且侧面三角形的高为 (5)2-12=2,∴S 侧=12×2×2×6=12. 答案 127.(2014·武汉调研测试)已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为________.解析由三视图可知,该几何体是底面半径为1,高为3,母线长为2的圆锥的一半,其表面积是整个圆锥表面积的一半与轴截面的面积之和.所以,S=12×12×2π×1×2+12×π×12+12×2×3=3π2+ 3.答案3+3π28.正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为线段B1D1上的一个动点,则下列结论中正确的是________(填序号).①AC⊥BE;②B1E∥平面ABCD;③三棱锥E-ABC的体积为定值;④直线B1E⊥直线BC1.解析因AC⊥平面BDD1B1,故①正确;易得②正确;记正方体的体积为V,则V E-ABC =16V为定值,故③正确;B1E与BC1不垂直,故④错误.答案①②③三、解答题9.(2014·山东卷)如图,四棱锥P-ABCD中,AP⊥平面PCD,AD∥BC,AB=BC=12AD,E,F分别为线段AD,PC的中点.(1)求证:AP∥平面BEF;(2)求证:BE⊥平面P AC.证明(1)设AC∩BE=O,连接OF,EC. 由于E为AD的中点,AB=BC=12AD,AD∥BC,所以AE∥BC,AE=AB=BC,因此四边形ABCE为菱形,所以O为AC的中点.又F为PC的中点,因此在△P AC中,可得AP∥OF.又OF⊂平面BEF,AP⊄平面BEF.所以AP∥平面BEF.(2)由题意知ED∥BC,ED=BC.所以四边形BCDE为平行四边形,因此BE∥CD.又AP⊥平面PCD,所以AP⊥CD,因此AP⊥BE.因为四边形ABCE为菱形,所以BE⊥AC.又AP∩AC=A,AP,AC⊂平面P AC,所以BE⊥平面P AC.10. (2014·威海一模)如图,矩形ABCD所在的平面和平面ABEF互相垂直,等腰梯形ABEF中,AB∥EF,AB=2,AD=AF=1,∠BAF=60°,O,P分别为AB,CB的中点,M为底面△OBF的重心.(1)求证:平面ADF⊥平面CBF;(2)求证:PM∥平面AFC;(3)求多面体CD-AFEB的体积V.(1)证明∵矩形ABCD所在的平面和平面ABEF互相垂直,且CB⊥AB,∴CB⊥平面ABEF,又AF⊂平面ABEF,所以CB⊥AF,又AB=2,AF=1,∠BAF=60°,由余弦定理知BF=3,∴AF2+BF2=AB2,得AF⊥BF,BF∩CB=B,∴AF⊥平面CFB,又∵AF⊂平面ADF;∴平面ADF⊥平面CBF.(2)证明连接OM延长交BF于H,则H为BF的中点,又P为CB的中点,∴PH∥CF,又∵CF⊂平面AFC,PH⊄平面AFC,∴PH∥平面AFC,连接PO,则PO∥AC,又∵AC⊂平面AFC,PO⊄平面AFC,PO∥平面AFC,PO∩PH=P,∴平面POH∥平面AFC,又∵PM⊂平面POH,∴PM∥平面AFC.(3)解多面体CD-AFEB的体积可分成三棱锥C-BEF与四棱锥F-ABCD的体积之和在等腰梯形ABEF中,计算得EF=1,两底间的距离EE1=3 2.所以V C -BEF =13S △BEF ×CB =13×12×1×32×1=312, V F -ABCD =13S 矩形ABCD ×EE 1=13×2×1×32=33, 所以V =V C -BEF +V F -ABCD =5312.11.(2014·江西卷)如图,三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1⊥BC ,A 1B ⊥BB 1. (1)求证:A 1C ⊥CC 1;(2)若AB =2,AC =3,BC =7,问AA 1为何值时,三棱柱ABC -A 1B 1C 1体积最大,并求此最大值.(1)证明 由AA 1⊥BC 知BB 1⊥BC ,又BB 1⊥A 1B , 故BB 1⊥平面BCA 1,即BB 1⊥A 1C , 又BB 1∥CC 1,所以A 1C ⊥CC 1. (2)解 法一 设AA 1=x ,在Rt △A 1BB 1中,A 1B =A 1B 21-BB 21=4-x 2. 同理,A 1C =A 1C 21-CC 21=3- x 2.在△A 1BC 中,cos ∠BA 1C =A 1B 2+A 1C 2-BC 22A 1B ·A 1C=-x 2(4-x 2)(3-x 2),sin ∠BA 1C =12-7x 2(4-x 2)(3-x 2),所以S △A 1BC =12A 1B ·A 1C ·sin ∠BA 1C =12-7x 22.从而三棱柱ABC -A 1B 1C 1的体积V =S 直·l =S △A 1BC ·AA 1=x 12-7x 22,因x 12-7x 2=12x 2-7x 4=-7(x 2-67)2+367,故当x =67=427,即AA 1=427时,体积V 取到最大值377.法二 如图,过A 1作BC 的垂线,垂足为D ,连接AD .由AA 1⊥BC ,A 1D ⊥BC ,故BC ⊥平面AA 1D ,BC ⊥AD ,又∠BAC =90°, 所以S △ABC =12AD ·BC =12AB ·AC ,所以AD =2217.设AA 1=x ,在Rt △AA 1D 中, A 1D =AD 2-AA 21=127-x 2,S △A 1BC =12A 1D ·BC =12-7x 22.从而三棱柱ABC -A 1B 1C 1的体积V =S 直·l =S △A 1BC ·AA 1=x 12-7x 22.因x 12-7x 2=12x 2-7x 4=-7(x 2-67)2+367,故当x =67=427,即AA 1=427时,体积V 取到最大值377.。
【三维设计】2015年高考数学总复习创新问题专项训练(一)文北师大版
创新问题专项训练(一)一、选择题1.如图,直线l 和圆C ,当l 从l 0开始在平面上绕点O 按逆时针方向匀速转动(转动角度不超过90°)时,它扫过的圆内阴影部分的面积S 是时间t 的函数,这个函数的图像大致是( )2.已知两个非零向量a 与b ,定义|a ×b |=|a |·|b |sin θ,其中θ为a 与b 的夹角.若a =(-3,4),b =(0,2),则|a ×b |的值为( )A .-8B .-6C .8D .63.设实数a 1,a 2,a 3,a 4是一个等差数列,且满足1<a 1<3,a 3=4.若定义b n ={2a n },给出下列命题:(1)b 1,b 2,b 3,b 4是一个等比数列;(2)b 1<b 2;(3)b 2>4;(4)b 4>32;(5)b 2·b 4=256.其中真命题的个数为( )A .2B .3C .4D .54.我们把形如y =f (x )φ(x )的函数称为幂指函数,幂指函数在求导时,可以利用对数法:在函数解析式两边求对数得ln y =φ(x )ln f (x ),两边求导得y ′y=φ′(x )·ln f (x )+φ(x )·f x f x ,于是y ′=f (x )φ(x )[φ′(x )·l n f (x )+φ(x )·f x f x].运用此方法可以探求得y =x 1x的一个单调递增区间是( )A .(e,4)B .(3,6)C .(2,3)D .(0,1)5.对向量a =(a 1,a 2),b =(b 1,b 2)定义一种运算“⊗”:a ⊗b =(a 1,a 2)⊗(b 1,b 2)=(a 1b 1,a 2b 2).已知动点P ,Q 分别在曲线y =sin x 和y =f (x )上运动,且OQ =m ⊗OP +n (其中O为坐标原点),若向量m =(12,3),n =(π6,0),则y =f (x )的最大值为( )A.12 B .2 C .3 D. 3二、填空题6.设a =x 2-xy +y 2,b =p xy ,c =x +y ,若对任意的正实数x ,y ,都存在以a ,b ,c 为三边长的三角形,则实数p 的取值范围是________.7.若从集合113,434⎧⎫⎨⎬⎩⎭,,中随机抽取一个数记为a ,从集合{-1,1,-2,2}中随机抽取一个数记为b ,则函数f (x )=a x+b (a >0,a ≠1)的图像经过第三象限的概率是________.8.一个平面图由若干顶点与边组成,各顶点用一串从1开始的连续自然数进行编号,记各边的编号为它的两个端点的编号差的绝对值,若各条边的编号正好也是一串从1开始的连续自然数,则称这样的图形为“优美图”.已知如图是“优美图”,则点A,B与边a所对应的三个数分别为________.9.已知数列{a n}:a1,a2,a3,…,a n,如果数列{b n}:b1,b2,b3,…,b n满足b1=a n,b k=a k-1+a k-b k-1,其中k=2,3,…,n,则称{b n}为{a n}的“衍生数列”.若数列{a n}:a1,a2,a3,a4的“衍生数列”是5,-2,7,2,则{a n}为________;若n为偶数,且{a n}的“衍生数列”是{b n},则{b n}的“衍生数列”是________.三、解答题10.设数列{a n}的各项均为正数.若对任意的n∈N+,存在k∈N+,使得a2n+k=a n·a n+2k 成立,则称数列{a n}为“J k型”数列.(1)若数列{a n}是“J2型”数列,且a2=8,a8=1,求a2n;(2)若数列{a n}既是“J3型”数列,又是“J4型”数列,证明:数列{a n}是等比数列.11.春节前,有超过20万名广西,四川等省籍的外来务工人员选择驾乘摩托车沿321国道长途跋涉返乡过年,为防止摩托车驾驶人员因长途疲劳驾驶,手脚僵硬影响驾驶操作而引发交通事故,肇庆市公安交警部门在321国道沿线设立了多个长途行驶摩托车驾驶人员休息站,让过往返乡过年的摩托车驾驶人员有一个停车休息的场所.交警小李在某休息站连续5天对进站休息的驾驶人员每隔50辆摩托车就进行省籍询问一次,询问结果如图所示.(1)问交警小李对进站休息的驾驶人员的省籍询问采用的是什么抽样方法;(2)用分层抽样的方法对被询问了省籍的驾驶人员进行抽样,若广西籍的被抽取了5名,则四川籍的应抽取几名?(3)在上述抽出的驾驶人员中任取2名,求至少有1名驾驶人员是广西籍的概率.答 案1.选D 依题意,直线l 从l 0开始按逆时针方向匀速转动,开始一段时间阴影部分的面积增加的比较慢,中间一段时间阴影部分的面积增加的比较快,最后一段时间阴影部分的面积增加的又比较慢,因此结合各选项知,选D.2.选D |a |=-2+42=5,|b |=02+22=2,a ·b =-3×0+4×2=8,所以cos θ=a ·b |a |·|b |=85×2=45,又因为θ∈[0,π],所以sin θ=1-cos 2θ=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫452=35.故根据定义可知|a ×b |=|a |·|b |sin θ=5×2×35=6. 3.选C 若{a n }是公差为d 的等差数列,则{2a n }是公比为2d的等比数列,故(1)正确;a 3>a 1⇒公差d >0⇒公比2d >1,(2)正确;a 1+a 3=2a 2,由1<a 1<3,a 3=4,得a 1+a 3>5⇒a 2>2⇒b 2=2a 2>4,(3)正确;1<a 1<3,a 3=4,又a 3=a 1+2d ⇒d =4-a 12∈(12,32)⇒a 4∈(92,112),故b 4=2a 4不一定大于32,(4)不正确;因为b 2·b 4=b 23=(2a 3)2=256,所以(5)正确.4.选D 由题意知y ′=x 1x(-1x 2l n x +1x ·1x )=x 1x ·1x 2(1-ln x ),x >0,1x2>0,x 1x >0,令y ′>0,则1-ln x >0,所以0<x <e ,因为(0,1)⊆(0,e),所以选D.5.选C 设P =(x 1,y 1),Q =(x ,y ),∵m =(12,3),∴m ⊗OP =(12,3)⊗(x 1,y 1)=(x 12,3y 1),∵OQ =m ⊗OP +n ,∴(x ,y )=(x 12,3y 1)+(π6,0),∴x =x 12+π6,y =3y 1,∴x 1=2x-π3,y 1=y3, 又y 1=sin x 1,∴y 3=sin(2x -π3),∴y =3sin(2x -π3),显然当sin(2x -π3)=1时,y =f (x )取得最大值3.6.解析:∵a =x 2-xy +y 2,b =p xy ,c =x +y ,∴a <c ,∴⎩⎨⎧x 2-xy +y 2+p xy >x 2+2xy +y 2,x 2-xy +y 2+x 2+2xy +y 2>p xy ,即⎩⎪⎨⎪⎧p > x y +yx +2- x y +yx -1,p < x y +yx+2+ x y +yx-1,令t =x y +y x(t ≥2),则⎩⎨⎧p >t +2-t -1p <t +2+t -1,从而1<p <3.答案:(1,3)7.解析:(b ,a )的所有可能情况有:⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,13,⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,14,(-1,3),(-1,4);⎝ ⎛⎭⎪⎫1,13,⎝ ⎛⎭⎪⎫1,14,(1,3),(1,4);⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,13,⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,14,(-2,3),(-2,4);⎝ ⎛⎭⎪⎫2,13,⎝ ⎛⎭⎪⎫2,14,(2,3),(2,4),共16种.由于函数f (x )的图象经过第三象限,因此,0<a <1,b <-1或a >1,b <0,因此满足条件的(b ,a )有:(-1,3),(-1,4),(-2,13),(-2,14),(-2,3),(-2,4),共6种.根据古典概型的概率计算公式可得P =616=38.答案:388.解析:观察图中编号为4的边,由于6-2=5-1=4,而数字2已为一端点的编号,故编号为4的边的左、右两端点应为5、1,从而易知编号为1的边的左、右两端点应为4、3.考虑到图中编号为1的边,易知点A 对应的数为3,点B 对应的数为6.故应填3、6、3.答案:3、6、39.解析:由b 1=a n ,b k =a k -1+a k -b k -1,k =2,3,…,n 可得,a 4=5,2=a 3+a 4-7,解得a 3=4.又7=a 2+a 3-(-2),解得a 2=1.由-2=a 1+a 2-5,解得a 1=2,所以数列{a n }为2,1,4,5.由已知,b 1=a 1-(a 1-a n ),b 2=a 1+a 2-b 1=a 2+(a 1-a n ),….因为n 是偶数,所以b n =a n +(-1)n(a 1-a n )=a 1.设{b n }的“衍生数列”为{c n },则c i=b i +(-1)i(b 1-b n )=a i +(-1)i·(a 1-a n )+(-1)i(b 1-b n )=a i +(-1)i(a 1-a n )+(-1)i·(a n -a 1)=a i ,其中i =1,2,3,…,n .则{b n }的“衍生数列”是{a n }.答案:2,1,4,5 {a n }10.解:(1)由题意得a 2,a 4,a 6,a 8,…成等比数列,且公比q =(a 8a 2)13=12,所以a 2n =a 2qn -1=(12)n -4. (2)由数列{a n }是“J 4型”数列,得a 1,a 5,a 9,a 13,a 17,a 21,…成等比数列,设公比为t .由数列{a n }是“J 3型”数列,得a 1,a 4,a 7,a 10,a 13,…成等比数列,设公比为α1;a 2,a 5,a 8,a 11,a 14,…成等比数列,设公比为α2; a 3,a 6,a 9,a 12,a 15,…成等比数列,设公比为α3.则a 13a 1=α41=t 3,a 17a 5=α42=t 3,a 21a 9=α43=t 3. 所以α1=α2=α3,不妨记α=α1=α2=α3,且t =α43.于是a 3k -2=a 1αk -1=a 1(3α)(3k -2)-1,a 3k -1=a 5αk -2=a 1t αk -2=a 1α23k -=a 1(3α)(3k -1)-1,a 3k =a 9αk -3=a 1t 2αk -3=a 1α13k -=a 1(3α)3k -1,所以a n =a 1(3α)n -1,故{a n }为等比数列.11.解:(1)交警小李对进站休息的驾驶人员的省籍询问采用的是系统抽样方法. (2)从图中可知,被询问了省籍的驾驶人员是广西籍的有5+20+25+20+30=100名,四川籍的有15+10+5+5+5=40名.设四川籍的驾驶人员应抽取x 名,依题意得5100=x40,解得x =2,即四川籍的应抽取2名.(3)用a 1,a 2,a 3,a 4,a 5表示被抽取的广西籍驾驶人员,b 1,b 2表示被抽取的四川籍驾驶人员,则所有可能结果共有{a 1,a 2},{a 1,a 3},{a 1,a 4},{a 1,a 5},{a 1,b 1},{a 1,b 2},{a 2,a 3},{a 2,a 4},{a 2,a 5},{a 2,b 1},{a 2,b 2},{a 3,a 4},{a 3,a 5},{a 3,b 1},{a 3,b 2},{a 4,a 5},{a 4,b 1},{a 4,b 2},{a 5,b 1},{a 5,b 2},{b 1,b 2},共21个,其中2名驾驶人员都是四川籍的结果有{b 1,b 2},1个. 所以抽取的2名驾驶人员都是四川籍的概率P 1=121,至少有1名驾驶人员是广西籍的概率P =1-P 1=1-121=2021.。
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由二次函数f(x)=x2-(a+1)x+2a+2的图象,知其对称轴为x=,讨论得或解得a≤3或3<a≤7,综上可得a≤7.
答案C
二、填空题
6.(2014·潍坊一模)已知a>b>0,ab=1,则的最小值为________.
解析∵a>b>0,ab=1,
(2)因为x>0,f(x)==≤=,当且仅当x=时取等号.由已知f(x)≤t对任意x>0恒成立,故t≥,即t的取值范围是.
10.如图,建立平面直角坐标系xOy,x轴在地平面上,y轴垂直于地平面,单位长度为1千米.某炮位于坐标原点.已知炮弹发射后的轨迹在方程y=kx-(1+k2)x2(k>0)表示的曲线上,其中k与发射方向有关.炮的射程是指炮弹落地点的横坐标.
A.B.
C.8D.24
解析∵a∥b,∴3(y-1)+2x=0,
即2x+3y=3.
∵x>0,y>0,
∴+=·(2x+3y)
=≥(12+2×6)=8.
当且仅当3y=2x时取等号.
答案C
3.(2014·天津卷)设变量x,y满足约束条件则目标函数z=x+2y的最小值为().
A.2B.3
C.4D.5
解析根据约束条件作出可行域,如图阴影部分所示.
(2)因t;0,
第2讲 不等式及线性规划
一、选择题
1.(2014·广州综合测试)已知x>-1,则函数y=x+的最小值为().
A.-1B.0
C.1D.2
解析∵x>-1,∴x+1>0.
∴y=x+=(x+1)+-1,
≥2-1=1,
当且仅当x+1=,即x=0时取等号.
答案C
2.(2014·安徽“江南十校”联考)已知向量a=(3,-2),b=(x,y-1),且a∥b,若x,y均为正数,则+的最小值是().
(1)求炮的最大射程;
(2)设在第一象限有一飞行物(忽略其大小),其飞行高度为3.2千米,试问它的横坐标a不超过多少时,炮弹可以击中它?请说明理由.
解(1)令y=0,得
kx-(1+k2)x2=0,
由实际意义和题设条件知x>0,k>0,
故x==≤=10,
当且仅当k=1时取等号.
所以炮的最大射程为10千米.
由题意可知4+2a≥7,得a≥,即实数a的最小值为,故选B.
答案B
5.在R上定义运算⊗:x⊗y=x(1-y).若对任意x>2,不等式(x-a)⊗x≤a+2都成立,则实数a的取值范围是().
A.[-1,7]B.(-∞,3]
C.(-∞,7]D.(-∞,-1]∪[7,+∞)
解析由题意得(x-a)⊗x=(x-a)(1-x),故不等式(x-a)⊗x≤a+2可化为(x-a)(1-x)≤a+2,化简得x2-(a+1)x+2a+2≥0.
答案4
8.已知x>0,y>0,x+y+3=xy,且不等式(x+y)2-a(x+y)+1≥0恒成立,则实数a的取值范围是________.
解析要使(x+y)2-a(x+y)+1≥0恒成立,则有(x+y)2+1≥a(x+y),
即a≤(x+y)+恒成立.
由x+y+3=xy,得x+y+3=xy≤2,
即(x+y)2-4(x+y)-12≥0,解得x+y≥6或x+y≤-2(舍去).设t=x+y,则t≥6,(x+y)+=t+.设f(t)=t+,则在t≥6时,f(t)单调递增,所以f(t)=t+的最小值为6+=,所以a≤,即实数a的取值范围是.
答案
三、解答题
9.已知函数f(x)=.
(1)若f(x)>k的解集为{x|x<-3,或x>-2},求k的值;
(2)对任意x>0,f(x)≤t恒成立,求t的取值范围.
解(1)f(x)>k⇔kx2-2x+6k<0.
由已知{x|x<-3,或x>-2}是其解集,得kx2-2x+6k=0的两根是-3,-2.
由根与系数的关系可知(-2)+(-3)=,即k=-.
∴===(a-b)+≥2.当且仅当:a-b=时取等号.
答案2
7.(2014·吉林省实验中学)若直线2ax-by+2=0(a>0,b>0)被圆x2+y2+2x-4y+1=0截得的弦长为4,则+的最小值是________.
解析易知圆x2+y2+2x-4y+1=0的半径为2,圆心为(-1,2),因为直线2ax-by+2=0(a>0,b>0)被圆x2+y2+2x-4y+1=0截得的弦长为4,所以直线2ax-by+2=0(a>0,b>0)过圆心,把圆心坐标代入得:a+b=1,所以+=(a+b)=2++≥4,当且仅当=,a+b=1,即a=b=时等号成立.
由z=x+2y,得y=-x+.
先画出直线y=-x,然后将直线y=-x进行平移.
当直线过点A时,z取得最小值.
由得A(1,1),故z最小值=1+2×1=3.
答案B
4.已知关于x的不等式2x+≥7在x∈(a,+∞)上恒成立,则实数a的最小值为().
A.1B.
C.2D.
解析2x+=2(x-a)++2a
≥2·+2a=4+2a,