《高考数学总复习系列》高中数学必修三
2015届高考数学总复习第三章 第二节同角三角函数基本关系式及诱导公式精讲课件 文
所以sin α+cos α=-
答案:D
关于sin x,cos x的齐次式的求值问题 【例4】 已知tan α=2,求下列各式的值:
思路点拨:(1)据tan α=2,首先确定α所在的象限,再由 α所在的象限和同角间的三角函数关系来确定sin α与cos α的 值,最后代入即可.
(2)要注意到分式的分子与分母均是关于sin α与cos α的齐
点评: 深刻理解诱导公式口诀的含义,熟练运用口诀可提 高化简、求值速度和正确率.
变式探究
1.(1)(2013· 石家庄二模)tan(-1 410°)的值为( )
(2)(2013· 江西省百所重点中学阶段性诊断考试) 已知
sin
=
,则cos(π-2θ)=(
)
解析:(1)tan(-1 410°)=-tan 1 410°=-tan(360°×4-
第三章
第二节 同角三角函数基本关系式 及诱导公式
利用诱导公式求三角函数的值 【例1】 (1)cos -sin 的值是( )
(2) 已知f(x)=asin(πx +α) +bcos(πx+ β) ,其中a、 b 、 α、β 都 是非零常数,若f(2 013)=-1,则f(2 014)=( )
A.-1
又∵3π<α< π,∴tan α+
=cos α=-
,∴sin α+cos α=-
利用诱导公式、三角基本关系式化简、求值
【例5】
已知-
<x<0且sin x+cos x=
,求:
(1)sin x-cos x的值; (2)sin3 +cos3 的值. ,
解析:(1)由已知得2 sin xcos x=(sin x+cos x)2-1=- 且sin x<0<cos x,所以sin x-cos x=
2025年高考数学总复习课件23第三章第二节第2课时导数与函数的极值、最值
当a>0时,令f ′(x)=0,得x=1a.
当x∈
0,
1
a
时,f ′(x)>0,函数f (x)单调递增;
当x∈
1
a
,+∞
时,f ′(x)<0,函数f (x)单调递减,
故函数f (x)在x=1a处取得极大值,无极小值.
综上可知,当a≤0时,函数f (x)无极值点;当a>0时,f (x)有一个极大值点1a,无
必备知识 落实“四基”
核心考点 提升“四能”
课时质量评价
(2)讨论函数f (x)在定义域内极值点的个数.
解:由(1)知函数f (x)的定义域为(0,+∞),f ′(x)=1x-a=1-xax(x>0).
当a≤0时,f ′(x)>0在(0,+∞)上恒成立,即函数f (x)在(0,+∞)上单调递增,
此时函数在定义域上无极值点.
y′>0,解得x<-7或x>1;令y′<0,解得-7<x<1,所以函数y=13x3+(a+1)x2-(a2 +3a-3)x在(-∞,-7),(1,+∞)上单调递增,在(-7,1)上单调递减,所以x =1是函数的极小值点,符合题意.若a=-3,则y′=x2-4x+3.令y′>0,解得
x<1或x>3;令y′<0,解得1<x<3,所以函数y=13x3+(a+1)x2-(a2+3a-3)x在(- ∞,1),(3,+∞)上单调递增,在(1,3)上单调递减,所以x=1是函数的极大值 点,不符合题意.
A 解析:f ′(x)=(x-c)2+2x(x-c)=(x-c)·(3x-c),
由题知f ′(2)=(2-c)(6-c)=0,所以c=2或c=6.
【套路汇总】高考数学所有题型解题套路总结
2016年高考数学复习宝典目录一、2016年高考数学全部知识点整理+经典例题详细解析高中数学必修一、高中数学必修二、高中数学必修三、高中数学必修四、 高中数学必修五、高中数学选修2-1、高中数学选修2-2、高中数学选修2-3 高中数学选修4-5二、【内部资料】2012-2010高考数学模拟压轴大题总结+详细解析《2016年高考数学总复习系列》——高中数学必修一 第一章、集合一、基础知识(理解去记)定义1 一般地,一组确定的、互异的、无序的对象的全体构成集合,简称集,用大写字母来表示;集合中的各个对象称为元素,用小写字母来表示,元素x 在集合A 中,称x 属于A ,记为A x ∈,否则称x 不属于A ,记作A x ∉。
例如,通常用N ,Z ,Q ,B ,Q +分别表示自然数集、整数集、有理数集、实数集、正有理数集,不含任何元素的集合称为空集,用∅来表示。
集合分有限集和无限集两种。
集合的表示方法有列举法:将集合中的元素一一列举出来写在大括号内并用逗号隔开表示集合的方法,如{1,2,3};描述法:将集合中的元素的属性写在大括号内表示集合的方法。
例如{有理数},}0{>x x 分别表示有理数集和正实数集。
定义2 子集:对于两个集合A 与B ,如果集合A 中的任何一个元素都是集合B 中的元素,则A 叫做B 的子集,记为B A ⊆,例如Z N ⊆。
规定空集是任何集合的子集,如果A 是B 的子集,B 也是A 的子集,则称A 与B 相等。
如果A 是B 的子集,而且B 中存在元素不属于A ,则A 叫B 的真子集。
便于理解:B A ⊆包含两个意思:①A 与B 相等 、②A 是B 的真子集 定义3 交集,}.{B x A x x B A ∈∈=且 定义4 并集,}.{B x A x x B A ∈∈=或定义5 补集,若},{,1A x I x x A C I A ∉∈=⊆且则称为A 在I 中的补集。
定义6 集合},,{b a R x b x a x <∈<<记作开区间),(b a ,集合},,b a R x <∈记作闭区间],[b a ,R 记作).,(+∞-∞∅是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集。
高考数学总复习 第三章 第三节两角和与差及二倍角三角函数公式课时精练试题 文(含解析)
第三节 两角和与差及二倍角三角函数公式题号 1 2 3 4 5 6 7答案1.计算1-2sin 222.5°的结果等于( ) A.12 B.22 C.33 D.32解析:原式=cos 45°=22.故选B.答案:B2.设tan(α+β)=25,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫β-π4=14,则tan ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4的值是( ) A.318 B.322 C.1318 D .-1322解析:tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=tan ⎣⎢⎡⎦⎥⎤α+β-⎝⎛⎭⎪⎫β-π4=322. 答案:B3.求值:⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π12-sin π12⎝ ⎛⎭⎪⎫cos π12+sin π12=( )A .-32 B .-12 C.12 D.32答案:D4.(2012·江西卷)若tan θ+1tan θ=4,则sin 2θ=( )A.15B.14C.13D.12解析:由tan θ+1tan θ=4得,sin θcos θ+cos θsin θ=sin 2θ+cos 2θsin θcos θ=4,即112sin 2θ=4,∴sin 2θ=12.故选D.答案:D5.(2012·重庆卷)sin 47°-sin 17°cos 30°cos 17°=( )A .-32B .-12 C.12 D.32解析:sin 47°-sin 17°cos 30°cos 17°=sin 17°+30°-sin 17°cos 30°cos 17°=sin 17°cos 30°+cos 17°sin 30°-sin 17°cos 30°cos 17°=sin 30°=12.故选C.答案:C6.若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-α=13,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+α等于( ) A .-79 B .-13 C.13 D.79答案:C 7.(2012·山西省考前适应性训练)已知α,β都是锐角,cos 2α=-725,cos (α+β)=513,则sin β=( )A.1665B.1365C.5665D.3365解析:∵cos 2α=2cos 2α-1,cos 2α=-725,又α为锐角,∴cos α=35, sin α=45.∵cos (α+β)=513,∴(α+β)为锐角,sin (α+β)=1213.∴si n β=sin []α+β-α=sin (α+β)cos α-cos (α+β)sin α =1213×35-513×45=1665.故选A. 答案:A8.(2013·上海卷)若cos x cos y +sin x sin y =13,则cos(2x -2y )=________.解析: cos x cos y +sin x sin y =cos(x -y )=13,所以cos 2(x -y )=2cos 2(x -y )-1=-79.答案:-799.sin α=35,cos β=35,其中α,β∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,则α+β=________________.解析:∵α,β∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,sin α=35,cos β=35,∴cos α=45,sin β=45.∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=0.∵α,β∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,∴0<α+β<π,故α+β=π2.答案:π210.已知tan α=2,则2sin 2α+1sin 2α=________.解析:2sin 2α+1sin 2α=3sin 2α+cos 2α2sin αcos α=3tan 2α+12tan α=3×22+12×2=134.答案:13411.(2013·广州二模)已知α为锐角,且cos ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=35,则sin α=__________.解析:因为α为锐角,所以α+π4∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,3π4,因为cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4=35, 所以sin ⎝⎛⎭⎪⎫α+π4= 1-cos 2⎝⎛⎭⎪⎫α+π4=45,则sin α=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4-π4=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4cos π4-cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π4sin π4=45×22-35×22=210. 答案:21012.(2013·江门一模)已知函数f (x )=2sin x ·cos x +2cos 2x -1,x ∈R . (1)求f (x )的最大值;(2)若点P (-3,4)在角α的终边上,求f ⎝⎛⎭⎪⎫α+π8的值.解析:(1)f (x )=sin 2x +cos 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4, 所以f (x )的最大值为 2.(2)由(1)得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π8=2sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫α+π8+π4=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π2=2cos 2α, P (-3,4)在角α的终边上,cos α=-35.所以f ⎝⎛⎭⎪⎫α+π8=22cos 2α-2=-7225.13.(2013·梅州二模)已知函数f (x )=2cos 2x +23sin x cos x . (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)在△ABC 中,若f (C )=2,2 sin B =cos(A -C )-cos(A +C ),求tan A 的值.解析:(1)函数f (x )=2cos 2+23sin x cos x =1+cos 2x +3sin 2x =2 sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π6+1,∴函数的最小正周期为2π2=π.(2)∵f (C )=2,∴2 sin ⎝⎛⎭⎪⎫2 C +π6+1=2, ∴sin ⎝⎛⎭⎪⎫2 C +π6=12, ∵0<C <π,∴π6<2C +π6<2π+π6,∴2C +π6=5π6,C =π3;∵2 sin B =cos(A -C )-cos(A +C )=2 sin A sin C , ∴sin(A +C )=sin A sin C ,即:sin A cos C +cos A sin C =sin A sin C ,即:tan A =sin C sin C -cos C =sinπ3sin π3-cos π3=3232-12=3+32.。
高考数学总复习 第三章 第七节正弦定理和余弦定理课件 理
sinA+30°+ 3≤3 3. 答案:(1)B (2)3 3
第十二页,共40页。
变式探究 (tànjiū)
1.(1)△ABC的内角(nèi jiǎo)A,B,C的对边分别为a,b,c,若c= ,
b= ,B=120°,2则a等于 6
()
A.
B.2
C.
D.
6
3
2
(2)在△ABC中,已知a,b,c分别为∠A,∠B,∠C所对的边,且a
第十九页,共40页。
解析:(1)由余弦定理及已知条件得,a2+2ba2b-4=12,即 a2 +b2-ab=4,
又因为△ABC 的面积等于 3,所以12absin C= 3,得 ab= 4.
联立方程组aa2b+=b42,-ab=4, 解得 a=2,b=2.
第二十页,共40页。
(2)由题意得 sin(B+A)+sin(B-A)=4sin A cos A,
解析:(1)由ccooss
故选 D.
(2)由正弦定理得sina A=sinb B⇒sin
B=bsian A=4
3sin 4
30°=
23,
∵0°<B<180°,
∴B=60°或 120°.故选 D.
答案:(1)D (2)D
第十四页,共40页。
考点(kǎo 用余弦定理(yú xián dìnɡ lǐ)求边、角 diǎn)二
【例2】 (1)(2012·湖北卷)设△ABC的内角A,B,C所对的边 分别为a,b,c. 若(a+b-c)(a+b+c)=ab,则角C=________.
设△ABC的三边(sān biān)为a,b,c,对应的三个角为A,B,
C.
A+B+C = π
1.三内角的关系:a_+__b__>__c,__b__+__c__>_a. ,c + a > b,
2023年高考数学总复习第三章 导数及其应用第5节:利用导数研究函数的零点问题(教师版)
2023年高考数学总复习第三章导数及其应用利用导数研究函数的零点问题题型一判断、证明或讨论函数零点的个数例1已知函数f (x )=13x 3-a (x 2+x +1).(1)若a =3,求f (x )的单调区间;(2)证明:f (x )只有一个零点.(1)解当a =3时,f (x )=13x 3-3x 2-3x -3,f ′(x )=x 2-6x -3.令f ′(x )=0,解得x =3-23或x =3+2 3.当x ∈(-∞,3-23)∪(3+23,+∞)时,f ′(x )>0;当x ∈(3-23,3+23)时,f ′(x )<0.故f (x )在(-∞,3-23),(3+23,+∞)单调递增,在(3-23,3+23)单调递减.(2)证明由于x 2+x +1>0,所以f (x )=0等价于x 3x 2+x +1-3a =0.设g (x )=x 3x 2+x +1-3a ,则g ′(x )=x 2(x 2+2x +3)(x 2+x +1)2≥0,仅当x =0时g ′(x )=0,所以g (x )在(-∞,+∞)单调递增.故g (x )至多有一个零点,从而f (x )至多有一个零点.又f (3a -1)=-6a 2+2a -13=-a -162-16<0,f (3a +1)=13>0,故f (x )有一个零点.综上,f (x )只有一个零点.感悟提升利用导数研究方程根(函数零点)的一般方法(1)研究方程根的情况,可以通过导数研究函数的单调性、最大值、最小值、变化趋势等.(2)根据题目要求,画出函数图像的走势规律,标明函数极(最)值的位置.(3)数形结合法分析问题,可以使问题的求解过程有一个清晰、直观的整体展现.训练1设函数f (x )=ln x +m x ,m 为正数.试讨论函数g (x )=f ′(x )-x 3零点的个数.解由题设g (x )=f ′(x )-x 3=1x -m x 2-x 3(x >0),令g (x )=0,得m =-13x 3+x (x >0).转化为函数y =m 与y =-13x 3+x 的图像的交点情况.设φ(x )=-13x 3+x (x >0),则φ′(x )=-x 2+1=-(x -1)(x +1),当x ∈(0,1)时,φ′(x )>0,φ(x )在(0,1)上单调递增;当x ∈(1,+∞)时,φ′(x )<0,φ(x )在(1,+∞)上单调递减,∴x =1是φ(x )唯一的极值点,且是极大值点,因此x =1也是φ(x )的最大值点,∴φ(x )的最大值为φ(1)=23.结合y =φ(x )的图像(如图),可知①当m >23时,函数g (x )无零点;②当m =23时,函数g (x )有且只有一个零点;③当0<m <23时,函数g (x )有两个零点;综上所述,当m >23时,函数g (x )无零点;当实数m =23时,函数g (x )有且只有一个零点;当0<m <23时,函数g (x )有两个零点.题型二根据零点个数确定参数范围例2(2021·全国甲卷)已知a >0且a ≠1,函数f (x )=x a ax (x >0).(1)当a =2时,求f (x )的单调区间;(2)若函数φ(x )=f (x )-1有且仅有两个零点,求a 的取值范围.解(1)当a =2时,f (x )=x 22x ,定义域为(0,+∞),f ′(x )=x (2-x ln 2)2x(x >0),令f ′(x )>0,则0<x <2ln 2,此时函数f (x )单调递增,令f ′(x )<0,则x >2ln 2,此时函数f (x )单调递减,所以函数f (x )(2)函数φ(x )=f (x )-1有且仅有两个零点,则转化为方程x a a x =1(x >0)有两个不同的解,即方程ln x x =ln a a 有两个不同的解.设g (x )=ln x x (x >0),则g ′(x )=1-ln x x2(x >0),令g ′(x )=1-ln x x 2=0,得x =e ,当0<x <e 时,g ′(x )>0,函数g (x )单调递增,当x >e 时,g ′(x )<0,函数g (x )单调递减,故g (x )max =g (e)=1e,且当x >e 时,g (x )g (1)=0,所以0<ln a a <1e,所以a >1且a ≠e ,故a 的取值范围为(1,e)∪(e ,+∞).感悟提升在解决已知函数y =f (x )有几个零点求f (x )中参数t 的取值范围问题时,经常从f (x )中分离出参数t =g (x ),然后用求导的方法判断g (x )的单调性,再根据题意求出参数t 的值或取值范围.解题时要充分利用导数工具和数形结合思想.训练2已知函数f (x )=ax -2ln x -a x(a ∈R ).(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若函数h (x )=1-a 2x -f (x )2恰有两个不同的零点,求实数a 的取值范围.解(1)函数f(x)=ax-2ln x-ax的定义域是(0,+∞),求导可得f′(x)=a-2x+ax2=ax2-2x+ax2.当a≤0时,f′(x)<0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递减.当a≥1时,4(1-a2)≤0,此时f′(x)=ax2-2x+ax2≥0,故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增.当0<a<1时,4(1-a2)>0,令f′(x)=0,得x1=1-1-a2a,x2=1+1-a2a,所以函数f(x)在(0,x1),(x2,+∞)上单调递增;在(x1,x2)上单调递减.综上所述,当a≤0时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递减;当a≥1时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;当0<a<1时,函数f(x)(1-1-a2a,1+1-a2a)上单调递减.(2)由题意得函数h(x)=1-a2x-f(x)2=1-a2x+ln x(x>0),则函数h(x)=1-a2xf(x)2恰有两个不同的零点即方程1-a2x+ln x=0恰有两个不同的根.由1-a2x+ln x=0得a=2(1+ln x)x,所以直线y=a与函数g(x)=2(1+ln x)x的图像有两个不同的交点.由g(x)=2(1+ln x)x,得g′(x)=-2ln xx2,当0<x<1时,g′(x)>0,g(x)单调递增,当x>1时,g′(x)<0,g(x)单调递减,所以g(x)max=g(1)=2.又e-2<1,g(e-2)=2(1+ln e-2)e-2=-2e-2<0,x>1时,g(x)>0,所以实数a的取值范围为(0,2).题型三可化为函数零点的个数问题例3已知函数f(x)=ln x(0<x≤1)与函数g(x)=x2+a的图像有两条公切线,求实数a的取值范围.解设公切线与函数f(x)=ln x的图像切于点A(x1,ln x1)(0<x1≤1),因为f(x)=ln x,所以f′(x)=1 x,所以在点A(x1,ln x1)处切线的斜率k1=f′(x1)=1 x1,所以切线方程为y-ln x1=1x1(x-x1),即y=xx1+ln x1-1,设公切线与函数g(x)=x2+a的图像切于点B(x2,x22+a),因为g(x)=x2+a,所以g′(x)=2x,所以在点B(x2,x22+a)处切线的斜率k2=g′(x)=2x2,所以切线方程为y-(x22+a)=2x2(x-x2),即y=2x2x-x22+a,1x1=2x2,ln x1-1=-x22+a.因为0<x1≤1,所以1x1=2x2≥1,x2≥12.又a=-ln2x2+x22-1,令t=x2∈12,+∞,则h(t)=-ln2t+t2-1=-ln2-ln t+t2-1,所以h′(t)=2t2-1 t.令h′(t)>0且t≥12,得t>22;令h ′(t )<0且t ≥1,得12≤t <22.所以h (t )在12,所以函数f (x )=ln x (0<x ≤1)与函数g (x )=x 2+a 有两条公切线,满足h (t )≤ln2-12<h (t )≤-34,所以a ln 2-12,-34.感悟提升解决曲线的切线条数、两曲线的交点个数、方程根的个数等问题的关键是转化为对应函数的零点个数问题,利用数形结合思想,通过研究函数的零点个数解决相关问题.训练3已知函数f (x )=1+ln x x.(1)求函数f (x )的图像在x =1e 2处的切线方程(e 为自然对数的底数);(2)当x >1时,方程f (x )=a (x -1)+1x(a >0)有唯一实数根,求a 的取值范围.解(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=-ln x x 2,所以f 2e 4,又e 2,所以函数f (x )的图像在x =1e2处的切线方程为y +e 2=2e 即y =2e 4x -3e 2.(2)当x >1时,f (x )=a (x -1)+1x,即ln x -a (x 2-x )=0.令h (x )=ln x -a (x 2-x ),有h (1)=0,h ′(x )=-2ax 2+ax +1x.令r (x )=-2ax 2+ax +1(a >0),则r (0)=1,r (1)=1-a ,①当a≥1时,r(1)≤0,r(x)在(1,+∞)上单调递减,所以x∈(1,+∞)时,r(x)<0,即h′(x)<0,所以h(x)在(1,+∞)上单调递减,故当x>1时,h(x)<h(1)=0,所以方程f(x)=a(x-1)+1x无实根.②当0<a<1时,r(1)=1-a>0,r(x)在(1,+∞)上单调递减,所以存在x0∈(1,+∞),使得x∈(1,x0)时,r(x)>0,即h(x)单调递增;x∈(x0,+∞)时,r(x)<0,即h(x)单调递减.所以h(x)max=h(x0)>h(1)=0.取x=1+1(x>2),则1+1a ln1+1a a1+1a+a1+1a ln1+1a-1+1a.令t=1+1a>0,故m(t)=ln t-t(t>2),则m′(t)=1t-1<0,所以m(t)在(2,+∞)单调递减,所以m(t)<ln2-2<0,即h 1+1a故存在唯一x1x0,1+1a,使得h(x1)=0.综上,a的取值范围为(0,1).隐零点问题在求解函数问题时,很多时候都需要求函数f(x)在区间I上的零点,但所述情形都难以求出其准确值,导致解题过程无法继续进行时,可这样尝试求解:先证明函数f(x)在区间I上存在唯一的零点(例如,函数f(x)在区间I上是单调函数且在区间I的两个端点的函数值异号时就可证明存在唯一的零点),这时可设出其零点是x0.因为x0不易求出(当然,有时是可以求出但无需求出),所以把零点x0叫作隐零点;若x0容易求出,就叫作显零点,而后解答就可继续进行,实际上,此解法类似于解析几何中“设而不求”的方法.例1设函数f(x)=e x-ax-2.(1)求f(x)的单调区间;(2)若a=1,k为整数,且当x>0时,(x-k)f′(x)+x+1>0,求k的最大值.解(1)f(x)的定义域为R,f′(x)=e x-a.当a≤0时,f′(x)>0恒成立,所以f(x)单调增区间为(-∞,+∞),无单调减区间.当a>0时,令f′(x)<0,得x<ln a,令f′(x)>0,得x>ln a,所以f(x)的单调递减区间为(-∞,ln a),单调递增区间为(ln a,+∞). (2)由题设可得(x-k)(e x-1)+x+1>0,即k<x+x+1e x-1(x>0)恒成立,令g(x)=x+1e x-1+x(x>0),得g′(x)=e x-1-(x+1)e x(e x-1)2+1=e x(e x-x-2)(e x-1)2(x>0).由(1)的结论可知,函数h(x)=e x-x-2(x>0)是增函数.又因为h(1)<0,h(2)>0,所以函数h(x)的唯一零点α∈(1,2)(该零点就是h(x)的隐零点).当x∈(0,α)时,g′(x)<0;当x∈(α,+∞)时,g′(x)>0,所以g(x)min=g(α)=α+1eα-1+α.又h(α)=eα-α-2=0,所以eα=α+2且α∈(1,2),则g(x)min=g(α)=1+α∈(2,3),所以k的最大值为2.例2已知函数f(x)=(x-1)e x-ax的图像在x=0处的切线方程是x+y+b=0.(1)求a,b的值;(2)求证函数f(x)有唯一的极值点x0,且f(x0)>-32.(1)解因为f′(x)=x e x-a,由f′(0)=-1得a=1,又f(0)=-1,所以切线方程为y-(-1)=-1(x-0),即x+y+1=0,所以b=1.(2)证明令g(x)=f′(x)=x e x-1,则g′(x)=(x+1)e x,所以当x<-1时,g(x)单调递减,且此时g(x)<0,则g(x)在(-∞,-1)内无零点;当x≥-1时,g(x)单调递增,且g(-1)<0,g(1)=e-1>0,所以g(x)=0有唯一解x0,f(x)有唯一的极值点x0.由x0e x0=1⇒e x0=1 x0,f(x0)=x0-1x0-x0=1x又=e2-1<0,g(1)=e-1>0⇒12<x0<1⇒2<1x0+x0<52,所以f(x0)>-3 2 .1.已知函数f(x)=e x+(a-e)x-ax2.(1)当a=0时,求函数f(x)的极值;(2)若函数f(x)在区间(0,1)内存在零点,求实数a的取值范围.解(1)当a=0时,f(x)=e x-e x,则f′(x)=e x-e,f′(1)=0,当x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x>1时,f′(x)>0,f(x)单调递增,所以f(x)在x=1处取得极小值,且极小值为f(1)=0,无极大值.(2)由题意得f′(x)=e x-2ax+a-e,设g(x)=e x-2ax+a-e,则g′(x)=e x-2a.若a=0,则f(x)的最大值f(1)=0,故由(1)得f(x)在区间(0,1)内没有零点.若a<0,则g′(x)=e x-2a>0,故函数g(x)在区间(0,1)内单调递增.又g(0)=1+a-e<0,g(1)=-a>0,所以存在x0∈(0,1),使g(x0)=0.故当x∈(0,x0)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当x∈(x0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.因为f(0)=1,f(1)=0,所以当a<0时,f(x)在区间(0,1)内存在零点.若a>0,由(1)得当x∈(0,1)时,e x>e x.则f(x)=e x+(a-e)x-ax2>e x+(a-e)x-ax2=a(x-x2)>0,此时函数f(x)在区间(0,1)内没有零点.综上,实数a的取值范围为(-∞,0).2.设函数f(x)=12x2-m ln x,g(x)=x2-(m+1)x,m>0.(1)求函数f(x)的单调区间;(2)当m≥1时,讨论f(x)与g(x)图像的交点个数.解(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=(x+m)(x-m)x.当0<x<m时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;当x>m时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.综上,函数f(x)的单调递增区间是(m,+∞),单调递减区间是(0,m).(2)令F(x)=f(x)-g(x)=-12x2+(m+1)x-m ln x,x>0,题中问题等价于求函数F(x)的零点个数.F′(x)=-(x-1)(x-m)x,当m=1时,F′(x)≤0,函数F(x)为减函数,因为F(1)=32>0,F(4)=-ln4<0,所以F(x)有唯一零点;当m>1时,0<x<1或x>m时,F′(x)<0;1<x<m时,F′(x)>0,所以函数F(x)在(0,1)和(m,+∞)上单调递减,在(1,m)上单调递增,因为F(1)=m+12>0,F(2m+2)=-m ln(2m+2)<0,所以F(x)有唯一零点.综上,函数F(x)有唯一零点,即函数f(x)与g(x)的图像总有一个交点.3.已知函数f(x)=(x-1)e x-ax2+b+12.(1)若a=1,求函数f(x)的单调区间;(2)当a=12时,f(x)的图像与直线y=bx有3个交点,求b的取值范围.解(1)当a=1时,f(x)=(x-1)e x-x2+b+12(x∈R),则f′(x)=e x+(x-1)e x-2x=x(e x-2).令f′(x)>0,解得x<0或x>ln2;令f′(x)<0,解得0<x<ln2,所以函数f(x)的单调递增区间为(-∞,0)和(ln2,+∞),单调递减区间为(0,ln2).(2)因为a=12,所以f(x)=(x-1)e x-12x2+b+12.由(x-1)e x-12x2+b+12=bx,得(x-1)e x-12(x2-1)=b(x-1).当x=1时,方程成立.当x≠1时,只需要方程e x-12(x+1)=b有2个实根.令g(x)=e x-12(x+1),则g′(x)=e x-12.当x <ln 12时,g ′(x )<0,当x >ln 12且x ≠1时,g ′(x )>0,所以g (x )∞,ln 12,(1,+∞)上单调递增,因为=12-12+=12ln 2,g (1)=e -1≠0,所以b 2,e -(e -1,+∞).4.已知函数f (x )=ax cos x -1在0,π6上的最大值为3π6-1.(1)求a 的值;(2)证明:函数f (x )2个零点.(1)解f ′(x )=a (cos x -x sin x ),因为x ∈0,π6,所以cos x >sin x ≥0,又1>x ≥0,所以1·cos x >x sin x ,即cos x -x sin x >0.当a >0时,f ′(x )>0,所以f (x )在区间0,π6上单调递增,所以f (x )max =a ·π6×32-1=3π6-1,解得a =2.当a <0时,f ′(x )<0,所以f (x )在区间0,π6上单调递减,所以f (x )max =f (0)=-1,不符合题意,当a =0时,f (x )=-1,不符合题意.综上,a =2.(2)证明设g (x )=cos x -x sin x ,则g ′(x )=-2sin x -x cos x x所以g (x )又g (0)=1>0,=-π2<0,所以存在唯一的x0g(x0)=0,当0<x<x0时,g(x)>0,即f′(x)=2g(x)>0,所以f(x)在(0,x0)上单调递增;当x0<x<π2时,g(x)<0,即f′(x)=2g(x)<0,所以f(x)0又f(0)=-1<0,=2π4-1>0,1<0,所以f(x)综上,函数f(x).。
2015届高考数学总复习第三章三角函数、三角恒等变换及解三角形第5课时二倍角的正弦、余弦和正切公式教学案
第三章 三角函数、三角恒等变换及解三角形第5课时 二倍角的正弦、余弦和正切公式第四章 (对应学生用书(文)、(理)49~50页)1. (必修4P 105例1改编)已知sin α=-45,α∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,则sin2α=__________.答案:-2425解析:∵ sin α=-45,α∈⎝⎛⎭⎫-π2,π2,∴ α∈⎝⎛⎭⎫-π2,0,cos α=35.∴ sin2α=2sin αcos α=-2425.2. (必修4P 108习题3.2第5(2)题改编)已知α为第二象限角,sin α+cos α=33,则cos2α=________.答案:-53解析:∵ sin α+cos α=33, ∴ (sin α+cos α)2=13,∴ 2sin αcos α=-23,即sin2α=-23.∵ α为第二象限角且sin α+cos α=33>0, ∴ 2k π+π2<α<2k π+34π(k ∈Z ),∴ 4k π+π<2α<4k π+32π(k ∈Z ),∴ 2α为第三象限角,∴ cos2α=-1-sin 22α=-53.3. (必修4P 108习题3.2第3题改编)若sin(π2+θ)=35,则cos2θ=________.答案:-725解析:∵ sin ⎝⎛⎭⎫π2+θ=35,∴ cos θ=35,∴ cos2θ=2cos 2θ-1=-725. 4. (必修4P 106练习第1(1)题改编)函数f(x)=sinxcosx 的最小正周期是________. 答案:π解析:∵ f(x)=sinxcosx =12sin2x ,∴ T =2π2=π.5. (必修4P 108习题 3.2第5(3)题改编)若5π2≤α≤7π2,则1+sin α+1-sin α=________.答案:-2sin α2解析:∵ 5π2≤α≤7π2,∴ 5π4≤α2≤7π4. ∴1+sin α+1-sin α=1+2sin α2cos α2+1-2sin α2cos α2=⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α22+⎝⎛⎭⎫sin α2-cos α22=-⎝⎛⎭⎫sin α2+cos α2-⎝⎛⎭⎫sin α2-cos α2=-2sin α2.1. 二倍角公式sin2α=2sinαcosα;cos2α=cos 2α-sin 2α=2cos 2α-1=1-2sin 2α; tan2α=2tanα1-tan 2α.2. 降幂公式 sin 2α=1-cos2α2;cos 2α=1+cos2α2;sin αcos α=sin2α2.[备课札记]题型1 化简求值例1 计算:(tan10°-3)·sin40°. 解:原式=⎝ ⎛⎭⎪⎫sin10°-3cos10°cos10°·sin40°=2(sin10°cos60°-cos10°sin60°)sin40°cos10°=-2sin50°sin40°cos10°=-2sin40°cos40°cos10°=-sin80°cos10°=-1.变式训练计算:sin50°(1+3tan10°). 解:原式=sin50°⎝ ⎛⎭⎪⎫1+3sin10°cos10°=sin50°·cos10°+3sin10°cos10°=2sin50°·sin30°cos10°+cos30°sin10°cos10°=2sin50°·sin40°cos10°=2cos40°sin40°cos10°=sin80°cos10°=1.题型2 给值求值例2 已知α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,tan α=12,求:(1) tan2α的值; (2) sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3的值.解:(1) 因为tan α=12,所以tan2α=2tan α1-tan 2α=43. (2) 因为α∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以2α∈(0,π).又tan2α>0,所以sin2α=45,cos2α=35.所以sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=sin2αcos π3+cos2αsin π3=45×12+35×32=4+3310.备选变式(教师专享)已知α+β=3π4,则cos 2α+cos 2β+2cos αcos β=________.答案:12解析:原式=1+cos2α2+1+cos2β2+2c osαcosβ=1+12(cos2α+cos2β)+2cos αcos β=1+cos(α+β)cos(α-β)+22[cos(α+β)+cos(α-β)] =1-22cos (α-β)+22×⎝⎛⎭⎫-22+22cos (α-β)=12. 题型3 给值求角例3 已知α、β∈(0,π),且tan(α-β)=12,tan β=-17,求2α-β的值.解:∵ tan α=tan [(α-β)+β]=tan (α-β)+tan β1-tan (α-β)tan β=12-171+12×17=13>0,∴ 0<α<π2.∵ tan2α=2tan α1-tan 2α=2×131-⎝⎛⎭⎫132=34>0, ∴ 0<2α<π2,∴ tan (2α-β)=tan2α-tan β1+tan2αtan β=34+171-34×17=1.∵ tan β=-17<0,∴π2<β<π,-π<2α-β<0, ∴ 2α-β=-3π4.备选变式(教师专享)已知θ是第三象限角,|cos θ|=m ,且sin θ2+cos θ2>0,求cos θ2.解:∵θ为第三象限角,|cosθ|=m , ∴θ2为第二或四象限角,cos θ=-m.∵sin θ2+cos θ2>0,∴θ2为第二象限角,∴cos θ2=-1+cosθ2=-1-m2. 题型4 二倍角公式的应用例4 (2013·盐城二模)已知函数f(x)=4sinxcos(x +π3)+ 3.(1) 求f(x)的最小正周期;(2) 求f(x)在区间⎣⎡⎦⎤-π4,π6上的最大值和最小值及取得最值时x 的值.解:(1) f(x)=4sinx(cosxcos π3-sinxsin π3)+3=2sinxcosx -23sin 2x +3=sin2x +3cos2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3.所以T =2π2=π.(2) 因为-π4≤x ≤π6,所以-π6≤2x +π3≤2π3,所以-12≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π3≤1,所以-1≤f(x)≤2,当2x +π3=-π6,即x =-π4时,f(x)min =-1,当2x +π3=π2,即x =π12时,f(x)max =2.备选变式(教师专享)已知函数f(x)=-2sin 2x +23sinxcosx +1. (1) 求f(x)的最小正周期及对称中心;(2) 若x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,π3,求f(x)的最大值和最小值.[审题视点] 逆用二倍角公式,化为正弦型函数再求解.解:(1) f(x)=3sin2x +cos2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6,所以f(x)的最小正周期为T =2π2=π.令sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6=0,则x =k π2-π12(k ∈Z ),所以f(x)的对称中心为⎝⎛⎭⎫k π2-π12,0(k ∈Z ).(2) 因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π6,π3,所以-π6≤2x +π6≤5π6.所以-12≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6≤1,所以-1≤f(x)≤2.所以当x =-π6时,f(x)的最小值为-1;当x =π6时,f(x)的最大值为2.1. (2013·四川)设sin2α=-sin α,α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,则tan2α=________. 答案:3解析:由sin2α=-sin α,得2sin αcos α=-sin α. 又α∈⎝⎛⎭⎫π2,π,故sin α≠0,于是cos α=-12, 进而sin α=32,于是tan α=-3, ∴ tan2α=2tan α1-tan 2α=2×(-3)1-3= 3.2. 已知向量a =(sin θ,cos θ),b =(3,-4),若a ∥b ,则tan2θ=__________. 答案:-247解析:∵ a ∥b ,∴ -4sin θ-3cos θ=0,∴ tan θ=-34,从而tan2θ=2tan θ1-tan 2θ=2×⎝⎛⎭⎫-341-⎝⎛⎭⎫-342=-247. 3. 设α为锐角,若cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=45,则sin (2α+π12)=__________.答案:17250解析:设α+π6=θ,cos θ=45,sin θ=35,sin2θ=2sin θcos θ=2425,cos2θ=2cos 2θ-1=725,sin ⎝⎛⎭⎫2α+π12=sin ⎝⎛⎭⎫2θ-π4=sin2θ·cos π4-cos2θ·sin π4=17250.4. (2013·贵州)已知sin2α=23,则cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=________.答案:16解析:因为sin2α=23,所以cos 2⎝⎛⎭⎫α+π4=12×⎣⎡⎦⎤1+cos2⎝⎛⎭⎫α+π4=12(1-sin2α)=16.1. 已知sinθ+cosθ=15,且π2≤θ≤3π4,则cos2θ=________.答案:-725解析:将sinθ+cosθ=15两边平方,得sinθcosθ=-1225,所以(sinθ-cosθ)2=1-2sinθcosθ=4925,则sinθ-cosθ=±75.又π2≤θ≤3π4, 所以cosθ<0,sin θ>0,所以sinθ-cosθ=75,故cos2θ=cos 2θ-sin 2θ=(cosθ+sinθ)(cosθ-sinθ)=-725.2. 已知sin ⎝⎛⎭⎫π6+α=13,则cos ⎝⎛⎭⎫2π3-2α=________. 答案:-79解析:由sin ⎝⎛⎭⎫π6+α=13,得cos2⎝⎛⎭⎫π6+α=1-2sin 2⎝⎛⎭⎫π6+α=79,即cos ⎝⎛⎭⎫π3+2α=79, 所以cos ⎝⎛⎭⎫2π3-2α=cos ⎝⎛⎭⎫π-⎝⎛⎭⎫π3+2α=-79. 3. 若cos ⎝⎛⎭⎫π4+x =35,1712π<x <74π,求sin2x +2sin 2x 1-tanx 的值. 解:由1712π<x <74π,得53π<x +π4<2π.又cos ⎝⎛⎭⎫π4+x =35,sin ⎝⎛⎭⎫π4+x =-45. cosx =cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π4+x -π4=cos ⎝⎛⎭⎫π4+x cos π4+sin ⎝⎛⎭⎫π4+x sin π4=-210, 从而sinx =-7210,tanx =7.故原式=2sinxcosx +2sin 2x1-tanx=2⎝⎛⎭⎫-7210·⎝⎛⎭⎫-210+2⎝⎛⎭⎫-721021-7=-2875.4. 已知函数f(x)=sin 2ωx +3sin ωxsin ⎝⎛⎭⎫ωx +π2(ω>0)的最小正周期为π2.(1) 写出函数f(x)的单调递增区间;(2) 求函数f(x)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的取值范围.解:(1) f(x)=1-cos2ωx 2+32sin2ωx =32sin2ωx -12cos2ωx +12=sin ⎝⎛⎭⎫2ωx -π6+12.因为T =π2,所以2π2ω=π2(ω>0),所以ω=2,f(x)=sin ⎝⎛⎭⎫4x -π6+12.于是由2k π-π2≤4x -π6≤2k π+π2,解得k π2-π12≤x ≤k π2+π6(k ∈Z ).所以f(x)的增区间为⎣⎡⎦⎤k π2-π12,k π2+π6(k ∈Z ).(2) 因为x ∈⎣⎡⎦⎤0,π3,所以4x -π6∈⎣⎡⎦⎤-π6,7π6,所以sin ⎝⎛⎭⎫4x -π6∈⎣⎡⎦⎤-12,1,所以f(x)∈⎣⎡⎦⎤0,32. 故f(x)在区间⎣⎡⎦⎤0,π3上的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,32.1. 已知三角函数式的值,求其他三角函数式的值,一般思路为:(1) 先化简所求式子;(2) 观察已知条件与所求式子之间的联系(从三角函数名及角入手); (3) 将已知条件代入所求式子,化简求值.2. 应用倍角公式,一是要选择合适的公式,二是要注意正用和逆用.3. 降幂公式是解决含有cos 2x 、sin 2x 式子的问题较常用的变形之一,它体现了逆用二倍角公式的解题技巧.请使用课时训练(B)第5课时(见活页).[备课札记]。
2024年高考数学专项复习马尔科夫链(与数列结合的概率递推问题)(解析版)
马尔科夫链(与数列结合的概率递推问题)如果要评选出 2023 年各地模拟题中最“成功”的题目,我想非“马尔科夫链”莫属了,尽管2023 年新高考I 卷出乎了很多“命题专家”的意料,但第 21 题考察了马尔科夫链,可谓为广大“专家”“名卷”“押题卷”挽回了一些颜面。
2023年新高考I 卷第21题的投篮问题是马尔可夫链;再往前的热点模考卷中,2023年杭州二模第21题的赌徒输光问题是马尔可夫链,2023年茂名二模的摸球问题是马尔可夫链;再往更前的2019年全国I 卷药物试验也是马尔可夫链,在新人教A 版选择性必修三 P91 页 拓展探索中的第10题是传球问题,是马尔科夫链的典型模型,可以看出自从新教材引入全概率公式(新人教A 版选择性必修三 P49 页),可想而知,未来会有越来越多的递推型概率难题出现模考试题中!因此,在复习备考中全概率等系列内容需要格外关注马尔科夫链作为一种命题模型出现了,马尔科夫链在题中的体现可以简单的概括为全概率公式+数列递推,对于高中生而言,马尔科夫链其实也不难理解。
本文主要介绍了马尔科夫链和一维随机游走模型在高考中的几种具体的应用情形,希望对各位接下来的复习和备考有一些帮助。
基本原理虽然贝叶斯公式不做要求,但是全概率公式已经是新高考考查内容了,利用全概率公式,我们既可以构造某些递推关系求解概率,还可以推导经典的一维随机游走模型,即:设数轴上一个点,它的位置只能位于整点处,在时刻0=t 时,位于点)(+∈=N i i x ,下一个时刻,它将以概率α或者β(1),1,0(=+∈βαα)向左或者向右平移一个单位. 若记状态i t X =表示:在时刻t 该点位于位置)(+∈=N i i x ,那么由全概率公式可得:)|()()|()()(1111111+==++=−==+−==+⋅+⋅=i t i t i t i t i t i t i t X X P X P X X P X P X P另一方面,由于αβ==+==+−==+)|(,)|(1111i t i t i t i t X X P X X P ,代入上式可得:11−+⋅+⋅=i i i P P P βα.进一步,我们假设在0=x 与),0(+∈>=N m m m x 处各有一个吸收壁,当点到达吸收壁时被吸收,不再游走.于是,1,00==m P P .随机游走模型是一个典型的马尔科夫过程.进一步,若点在某个位置后有三种情况:向左平移一个单位,其概率为a ,原地不动,其概率为b ,向右平移一个单位,其概率为c ,那么根据全概率公式可得:2024年高考数学专项复习马尔科夫链(与数列结合的概率递推问题)(解析版)11+−++=i i i i cP bP aP P2023·新高考Ⅰ卷T211.乙两人投篮,每次由其中一人投篮,规则如下:若命中则此人继续投籃,若末命中则换为对方投篮.无论之前投篮情况如何,甲每次投篮的命中率均为0.6,乙每次投篮的命中率均为0.8.由抽签确定第1次投篮的人选,第1次投篮的人是甲、乙的概率各为0.5.(1)求第2次投篮的人是乙的概率;(2)求第i 次投篮的人是甲的概率;(3)已知:若随机变量i X 服从两点分布,且()()110,1,2,,i i i P X P X q i n ==−===⋅⋅⋅,则11n ni i i i E X q == = ∑∑.记前n 次(即从第1次到第n 次投篮)中甲投篮的次数为Y ,求()E Y .2019·全国Ⅰ卷2.为治疗某种疾病,研制了甲、乙两种新药,希望知道哪种新药更有效,为此进行动物试验.试验方案如下:每一轮选取两只白鼠对药效进行对比试验.对于两只白鼠,随机选一只施以甲药,另一只施以乙药.一轮的治疗结果得出后,再安排下一轮试验.当其中一种药治愈的白鼠比另一种药治愈的白鼠多4只时,就停止试验,并认为治愈只数多的药更有效.为了方便描述问题,约定:对于每轮试验,若施以甲药的白鼠治愈且施以乙药的白鼠未治愈则甲药得1分,乙药得1−分;若施以乙药的白鼠治愈且施以甲药的白鼠未治愈则乙药得1分,甲药得1−分;若都治愈或都未治愈则两种药均得0分.甲、乙两种药的治愈率分别记为α和β,一轮试验中甲药的得分记为X .(1)求X 的分布列.(2)若甲药、乙药在试验开始时都赋予4分,)0,1,2,,8(i p i =⋅⋅⋅表示“甲药的累计得分为i 时,最终认为甲药比乙药更有效”的概率,则00p =,81p =,11()127i i i i p ap bp cp i ==++…-+,,,,其中)1(a P X ==-,(0)b P X == (1)c PX ==. 假设0.5α=,0.8β=. ①证明:1)0{,1,2,,}7(i i p p i−=⋅⋅⋅+为等比数列; ②求4p ,并根据4p 的值解释这种试验方案的合理性.课本原题:人教A版数学《选择性必修三》P913.甲、乙、丙三人相互做传球训练,第1次由甲将球传出,每次传球时,传球者都等可能地将球传给另外两个人中的任何一人.求n次传球后球在甲手中的概率.重点题型·归类精讲3.从甲、乙、丙等5人中随机地抽取三个人去做传球训练.训练规则是确定一人第一次将球传出,每次传球时,2023届惠州一模4.为了避免就餐聚集和减少排队时间,某校开学后,食堂从开学第一天起,每餐只推出即点即取的米饭套餐和面食套餐. 已知某同学每天中午会在食堂提供的两种套餐中选择,已知他第一天选择米饭套餐的概率为23,而前一天选择了米饭套餐后一天继续选择米饭套餐的概率为14,前一天选择面食套餐后一天继续选择面食套餐的概率为12,如此往复.(1)求该同学第二天中午选择米饭套餐的概率(2)记该同学第n天选择米饭套餐的概率为n P(Ⅰ)证明:25nP−为等比数列;(Ⅱ)证明:当2n≥时,512nP≤.2023届佛山二模·165.有n 个编号分别为1,2,3,,n ⋅⋅⋅的盒子,第1个盒子中有2个白球1个黑球,其余盒子均为1个白球1个黑球,现从第1个盒中任取一球放入第2个盒子,再从第2个盒子中任取一球放入第3个盒子,以此类推,则从第2个盒子中取到白球的概率是 ,从第n 个盒子中取到白球的概率是 .2023·唐山调研6.甲、乙、丙三人玩传球游戏,第1次由甲传出,每次传球时,传球者都等可能地将球传给另外两人中的任何一人.设第k 次传球后球在甲手中的概率为*N k p k ∈,,则下列结论正确的有( )A. 10p =B. 213p = C. 121k k p p ++= D. 202313p >2024届武汉高三九月调研T167.甲,乙,丙三人进行传球游戏,每次投掷一枚质地均匀的正方体骰子决定传球的方式:当球在甲手中时,若骰子点数大于3,则甲将球传给乙,若点数不大于3,则甲将球保留;当球在乙手中时,若骰子点数大于4,则乙将球传给甲,若点数不大于4,则乙将球传给丙;当球在丙手中时,若骰子点数大于3,则丙将球传给甲,若骰子点数不大于3,则丙将球传给乙.初始时,球在甲手中,投掷n 次骰子后(),记球在甲手中的概率为,则 ; .2024届·湖北荆荆恩高三9月起点联考·218.甲、乙两个盒子中都装有大小、形状、质地相同的2个黑球和1个白球,现从甲、乙两个盒子中各任取一个球交换放入另一个盒子中,重复次这样的操作后,记甲盒子中黑球的个数为,甲盒中恰有2个黑球的概率为,恰有3个黑球的概率为.(1)求;(2)设,证明:;(3)求的数学期望的值. *n ∈N n p 3p =n p =()*n n ∈N n X n p n q 11,p q 2n n n c p q =+11233n n c c +=+n X ()n E X2023·济南开学考10.甲、乙两人进行抛掷骰子游戏,两人轮流地掷一枚质均匀的骰子.规定:先掷出点数6的获胜,游戏结束.(1)记两人抛掷骰子的总次数为X,若每人最多抛掷两次骰子,求比赛结束时,X的分布列和期望;(2)已知甲先掷,求甲恰好抛掷n 次骰子并获得胜利的概率.2023届·杭州二模11.马尔科夫链是概率统计中的一个重要模型,也是机器学习和人工智能的基石,在强化学习、自然语言处理、金融领域、天气预测等方面都有着极其广泛的应用.其数学定义为:假设我们的序列状态是…,2t X −,1t X −,t X ,1t X +,…,那么1t X +时刻的状态的条件概率仅依赖前一状态t X ,即()()t 1t 2t 1t t 1t ,,,X X X X X X P P +−−+= ∣∣. 现实生活中也存在着许多马尔科夫链,例如著名的赌徒模型.假如一名赌徒进入赌场参与一个赌博游戏,每一局赌徒赌赢的概率为50%,且每局赌赢可以赢得1元,每一局赌徒赌输的概率为50%,且赌输就要输掉1元.赌徒会一直玩下去,直到遇到如下两种情况才会结束赌博游戏:一种是手中赌金为0元,即赌徒输光;一种是赌金达到预期的B 元,赌徒停止赌博.记赌徒的本金为*(,)A A N A B ∈<元,赌博过程为如图所示的数轴.当赌徒手中有n 元()0,n B n N ≤≤∈时,最终输光的概率为()P n ,请回答下列问题:(1)请直接写出()0P 与()P B 的数值;(2)证明(){}P n 是一个等差数列,并写出公差d ;(3)当100A =时,分别计算200B =,1000B =时,()P A 的数值,并结合实际,解释当B →+∞时,()P A 的统计含义.12.校足球队中的甲、乙、丙、丁四名球员将进行传球训练,第1次由甲将球传出,每次传球时,传球者都等可能的将球传给另外三个人中的任何一人,如此不停地传下去,且假定每次传球都能被接到。
新课程北师大版高中数学高考必考+选考内容教材目录
必考内容(必修+选修系列1,2)《数学1》(必修)全书共分四章:第一章集合;第二章函数;第三章指数函数和对数函数;第四章函数的应用全书目录:第一章集合§1 集合的含义与表示§2 集合的基本关系§3 集合的基本运算阅读材料康托与集合论第二章函数§1 生活中的变量关系§2 对函数的进一步认识§3 函数的单调性§4 二次函数性质的再研究§5 简单的幂函数阅读材料函数概念的发展课题学习个人所得税的计算第三章指数函数和对数函数§1 正整数指数函数§2 指数概念的扩充§3 指数函数§4 对数§5 对数函数§6 指数函数、幂函数、对数函数增长的比较阅读材料历史上数学计算方面的三大发明第四章函数应用§1 函数与方程§2 实际问题的函数建模阅读材料函数与中学数学探究活动同种商品不同型号的价格问题《数学2》(必修)本书是根据《普通高中数学课程标准(实验)》编写的,包括两部分内容:第一部分是立体几何初步,第二部分是解析几何初步。
全书目录:第一章立体几何初步§1 简单几何体§2 三视图§3 直观图§4 空间图形的基本关系与公理§5 平行关系§6 垂直关系§7 简单几何体的面积和体积§8 面积公式和体积公式的简单应用阅读材料蜜蜂是对的课题学习正方体截面的形状第二章解析几何初步§1 直线与直线的方程§2 圆与圆的方程§3 空间直角坐标系阅读材料笛卡儿与解析几何探究活动1 打包问题探究活动2 追及问题《数学3》(必修)本书是根据《普通高中数学课程标准(实验)》编写的。
共分三章:第一章统计,第二章算法初步,第三章概率。
全书目录第一章统计§1 统计活动:随机选取数字§2 从普查到抽样§3 抽样方法§4 统计图表§5 数据的数字特征§6 用样本估计总体§7 统计活动:结婚年龄的变化§8 相关性§9 最小二乘法阅读材料统计小史课题学习调查通俗歌曲的流行趋势第二章算法初步§1 算法的基本思想§2 算法的基本结构及设计§3 排序问题§4 几种基本语句课题学习确定线段n等分点的算法第三章概率§1 随机事件的概率§2 古典概型§3模拟方法――概率的应用探究活动用模拟方法估计圆周率π的值《数学4》(必修)全书共三章:第一章三角函数;第二章平面向量;第三章三角恒等变形。
2014届高考数学总复习(考点引领+技巧点拨)第三章 三角函数、三角恒等变换及解三角形第2课时 同角三角函
《最高考系列 高考总复习》2014届高考数学总复习(考点引领+技巧点拨)第三章 三角函数、三角恒等变换及解三角形第2课时同角三角函数的基本关系式页)1. (必修4P 16例1改编)α是第二象限角,tan α=-815,则sin α=________.答案:817解析:由⎩⎪⎨⎪⎧sin 2α+cos 2α=1,sin αcos α=-815,解得sin α=±817.∵ α为第二象限角,∴ sin α>0,∴ sin α=817.2. cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-523π=________. 答案:-12解析:cos ⎝⎛⎭⎪⎫-52π3=cos 52π3=cos(17π+π3)=-cos π3=-12.3. sin 2(π+α)-cos(π+α)·cos(-α)+1=________. 答案:2解析:原式=(-sin α)2-(-cos α)cos α+1=sin 2α+cos 2α+1=2.4. (必修4P 21例题4改编)已知cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12+α=13,且-π<α<-π2,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-α=________.答案:-223解析:cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-α=cos[π2-⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12+α]=sin ⎝⎛⎭⎪⎫5π12+α.又-π<α<-π2,所以-712π<5π12+α< -π12.所以sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫512π+α=-223,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12-α=-223.5. (必修4P 22习题9(1)改编)已知tan θ=2,则sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-cos ()π-θsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-sin (π-θ)=__________.答案:-2解析:sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-cos (π-θ)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+θ-sin (π-θ)=cos θ-(-cos θ)cos θ-sin θ=2cos θcos θ-sin θ=21-tan θ=21-2=-2.1. 同角三角函数的基本关系(1) 平方关系:sin 2α+cos 2α=1. (2) 商数关系:tan α=sin αcos α.2. 诱导公式记忆规律:奇变偶不变,符号看象限. [备课札记]题型1 同角三角函数的基本关系式例1 (必修4P 23第18题改编)已知α是三角形的内角,且sin α+cos α=15.(1) 求tan α的值; (2) 将1cos 2α-sin 2α用tan α表示出来,并求其值. 解:(1) (解法1)联立方程⎩⎪⎨⎪⎧sin α+cos α=15 ①,sin 2α+cos 2α=1 ②,由①得cos α=15-sin α,将其代入②,整理,得25sin 2α-5sin α-12=0.∵ α是三角形内角,∴ ⎩⎪⎨⎪⎧sin α=45,cos α=-35,∴ tan α=-43.(解法2)∵ sin α+cos α=15,∴ (sin α+cos α)2=⎝ ⎛⎭⎪⎫152,即1+2sin αcos α=125,∴ 2sin αcos α=-2425,∴ (sin α-cos α)2=1-2sin αcos α=1+2425=4925.∵ sin αcos α=-1225<0且0<α<π,∴ sin α>0,cos α<0.∵ sin α-cos α>0,∴ sin α-cos α=75.由⎩⎪⎨⎪⎧sin α+cos α=15,sin α-cos α=75,得⎩⎪⎨⎪⎧sin α=45,cos α=-35,∴ tan α=-43.(2) 1cos 2α-sin 2α=sin 2α+cos 2αcos 2α-sin 2α=tan 2α+11-tan 2α. ∵ tan α=-43,∴ 1cos 2α-sin 2α=tan 2α+11-tan 2α=⎝ ⎛⎭⎪⎫-432+11-⎝ ⎛⎭⎪⎫-432=-257.变式训练已知关于x 的方程2x 2-(3+1)x +m =0的两根为sin θ和cos θ,且θ∈(0,2π).(1) 求sin 2θsin θ-cos θ+cos θ1-tan θ的值;(2) 求m 的值;(3) 求方程的两根及此时θ的值. 解:(1) 由韦达定理可知 ⎩⎪⎨⎪⎧sin θ+cos θ=3+12①,sin θ·cos θ=m2②,而sin 2θsin θ-cos θ+cos θ1-tan θ= sin 2θsin θ-cos θ+cos 2θcos θ-sin θ=sin θ+cos θ=3+12.(2) 由①两边平方得1+2sin θcos θ=2+32,将②代入得m =32. (3) 当m =32时,原方程变为2x 2-(1+3)x +32=0,解得x 1=32,x 2=12, ∴ ⎩⎪⎨⎪⎧sin θ=32cos θ=12或⎩⎪⎨⎪⎧sin θ=12,cos θ=32.∵ θ∈(0,2π),∴ θ=π6或π3. 例2 (必修4P 23第10(2)题改编)化简: (1+sin α1-sin α-1-sin α1+sin α)·(1+cos α1-cos α-1-cos α1+cos α).解:原式=((1+sin α)2cos 2α-(1-sin α)2cos 2α)((1+cos α)2sin 2α-(1-cos α)2sin 2α)=(1+sin α|cos α|-1-sin α|cos α|)(1+cos α|sin α|-1-cos α|sin α|)=2sin α|cos α|·2cos α|sin α|=⎩⎪⎨⎪⎧4,α在第一、三象限时,-4,α在第二、四象限时. 备选变式(教师专享)已知sin α·cos α<0,sin αtan α>0,化简:cos α2·1-sinα21+sinα2+sin α2·1+cosα21-cosα2=________. 答案:±2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2+π4 解析:∵sin α·cos α<0,∴α为第二或第四象限角. 又∵sin α·tan α>0,∴α为第四象限角, ∴α2为第二或四象限角. ∴原式=cos α2·1-sin α2⎪⎪⎪⎪⎪⎪cos α2+sin α2·1+cosα2⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin α2=⎩⎪⎨⎪⎧sin α2+cos α2⎝ ⎛⎭⎪⎫α2为第二象限角,-sin α2-cos α2⎝ ⎛⎭⎪⎫α2为第四象限角,∴原式=±2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α2+π4.题型2 利用诱导公式进行化简求值例3 已知sin(α-3π)=2cos(α-4π),求sin (π-α)+5cos (2π-α)2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2-α-sin (-α)的值.解:∵ sin(α-3π)=2cos(α-4π),∴ -sin(3π-α)=2cos(4π-α), ∴ sin α=-2cos α,且cos α≠0. ∴ 原式=sin α+5cos α-2cos α+sin α=-2cos α+5cos α-2cos α-2cos α=3cos α-4cos α=-34.备选变式(教师专享)已知cos(π+α)=-12,且角α在第四象限,计算:(1) sin(2π-α);(2) sin[α+(2n +1)π]+sin (π+α)sin (π-α)·cos (α+2n π)(n∈Z ).解:∵ cos(π+α)=-12,∴ -cos α=-12,cos α=12.又角α在第四象限,∴ sin α=-1-cos 2α=-32. (1) sin(2π-α)=sin[2π+(-α)]=sin(-α)=-sin α=32.(2)sin[α+(2n +1)π]+sin (π+α)sin (π-α)cos (α+2n π)=sin (α+2n π+π)-sin αsin αcos α=sin (π+α)-sin αsin αcos α=-2sin αsin αcos α=-2cos α=-4.1. (2013·广东文)已知sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫5π2+α=15,那么cos α=________. 答案:15解析:sin ⎝⎛⎭⎪⎫5π2+α=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α=cos α=15.2. 已知{a n }为等差数列,若a 1+a 5+a 9=π,则cos(a 2+a 8)=________. 答案:-12解析:由条件,知π=a 1+a 5+a 9=3a 5,∴ a 5=π3,∴ cos(a 2+a 8)=cos2a 5=cos 2π3=-12. 3. 已知sin α=13,且α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,则tan α=________.答案:-24解析:因为sin α=13,α∈⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π,所以cos α=-1-19=-223,从而tan α=-24. 4. 已知2tan α·sin α=3,-π2<α<0,则cos(α-π6)=____________.答案:0解析:依题意得2sin 2αcos α=3,即2cos 2α+3cos α-2=0,解得cos α=12或cos α=-2(舍去).又-π2<α<0,因此α=-π3,故cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π6=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π3-π6=cos π2=0.1. 已知0<x<π,sinx +cosx =15.(1) 求sinx -cosx 的值; (2) 求tanx 的值.解:(1) ∵ sinx +cosx =15,∴ 1+2sinxcosx =125,∴ 2sinxcosx =-2425,又∵ 0<x<π,∴ sinx>0,2sinxcosx =-2425<0,∴ cosx<0,∴sinx -cosx>0,∴ sinx -cosx =1-2sinxcosx =75.(2) sinx +cosx sinx -cosx =17,tanx +1tanx -1=17,tanx =-43.2. 已知3cos 2(π+x)+5cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-x =1,求6sinx +4tan 2x -3cos 2(π-x)的值.解:由已知得3cos 2x +5sinx =1,即3sin 2x -5sinx -2=0,解得sinx =-13或sinx =2(舍去).这时cos 2x =1-⎝ ⎛⎭⎪⎫-132=89,tan 2x =sin 2x cos 2x =18,故6sinx +4tan 2x -3cos 2(π-x)=6×⎝ ⎛⎭⎪⎫-13+4×18-3×89=-256.3. 已知在△ABC 中,sinA +cosA =15.(1) 求sinA·cosA;(2) 判断△ABC 是锐角三角形还是钝角三角形; (3) 求tanA 的值.解:(1) 因为 sinA +cosA =15①,两边平方得1+2sinAcosA =125,所以sinA·cosA=-1225. (2) 由(1) sinAcosA =-1225<0,且0<A<π,可知cosA<0,所以A 为钝角,所以△ABC是钝角三角形.(3) (sinA -cosA)2=1-2sinAcosA =1+2425=4925.又sinA>0,cosA<0,sinA -cosA>0, 所以sinA -cosA =75②,所以由①,②可得sinA =45,cosA =-35,则tanA =sinA cosA =45-35=-43.4. 已知sin(3π+θ)=13,求cos (π+θ)cos θ[cos (π-θ)-1]+cos (θ-2π)sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-3π2cos (θ-π)-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π2+θ的值.解:因为sin(3π+θ)=-sin θ=13,所以sin θ=-13.原式=-cos θcos θ(-cos θ-1)+cos (2π-θ)-sin ⎝⎛⎭⎪⎫3π2-θcos (π-θ)+cos θ=11+cos θ+cos θ-cos 2θ+cos θ=11+cos θ+11-cos θ=21-cos 2θ=2sin 2θ=2⎝ ⎛⎭⎪⎫-132=18.1. 利用平方关系解决问题时,要注意开方运算结果的符号,需要根据角α的范围进行确定.2. 应熟练应用诱导公式.诱导公式的应用原则是:负化正、大化小、化到锐角为终了.诱导公式的应用是求任意角的三角函数值,其一般步骤:① 负角变正角,再写成2k π+α(k∈Z ),0≤α<2π;② 转化为锐角.3. 在应用诱导公式时需先将角变形,有一定技巧,如化32π+α为π+⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+α或2π-⎝ ⎛⎭⎪⎫π2-α.请使用课时训练(A )第2课时(见活页).[备课札记]。
高考数学总复习考点知识专题讲解3---函数及其表示
(2)下列四组函数中,表示相等函数的一组是( D ) A.f(x)= x+1· x-1,g(x)= x2-1 B.f(x)= x2,g(x)=( x)2 C.f(x)=xx2--11,g(x)=x+1 D.f(x)=|x|,g(t)= t2
[解析] (1)①是映射,也是函数 ②不是映射,更不是函数 ③不是映射,更不是函数 ④是映射,但不是函数
[解析] 二次函数g(x)满足g(1)=1,g(-1)=5,且图象
过原点,可设二次函数g(x)的解析式为g(x)=ax2+
bx(a≠0),可得
a+b=1, a-b=5,
解得a=3,b=-2,所以二次
函数g(x)的解析式为g(x)=3x2-2x.故选B.
2.(2020·湖南衡阳第一中学月考)已知f(2x+1)=x2- 2x,则f(3)=___-__1___.
3.已知函数f(x)满足f(x)+2f(-x)=ex,则函数f(x)的解 析式为_____f(_x_)_=__23_e-_x_-__13_e_x _____.
[解析] f(x)+2f(-x)=ex①, f(-x)+2f(x)=e-x②, ①②联立消去f(-x)得3f(x)=2e-x-ex, ∴f(x)=23e-x-13ex.
A叫做函数的 定义域 ;与x的值相对应的y值叫做函数值, 函数值的集合{f(x)|x∈A}叫做函数的 值域 .
(2)函数的三要素是: 定义域 、 值域 和对应关系.
3.表示函数的常用方法 列表法 、 图象法 和解析法. 4.分段函数
在函数的定义域内,对于自变量x的不同取值区间,有 着不同的 对应法则 ,这种函数称为分段函数.
[思路引导] 设f(x)=ax+b(a≠0)→代入已知条件→解 出a、b→得f(x).
高考数学总复习考点及分值分配
与高考有关的所有数学问题(二)题型分析1、选择题部分单选的总评和总结:本套选择题中第1~5题比较简单,第6题考查学生的归纳能力,第8题是一个应用性问题,第9题是以新增的概率统计为素材的比较大小题,但要求学生熟悉公式的变形推导,方可解决。
第10题图形题是江西试卷的一大特点。
2、填空题部分填空题的总评和总结:填空题考生容易下手,其中第15题是对选修的考查,基本上是一学就会的题3、解答题部分解答题的总评和总结:解答题第16、17题只要学生运算细心,基本上能顺利拿下,第18题是以立几体积计算为背景的古典概型题,要求学生有较强计数能力。
第19题立几题回归到往年的中档题位置,传统方法,向量法都容易解决。
第20题解析几何第1问学生容易拿分,第2问是开放性问题,要求学生有较强的运算能力和计算技巧及很强的推理能力才可得到最终结论的题。
第21题是定义型的题,比较抽象,要求学生有很强的理解能力和扎实的基本功,相对较难一点,但没有偏难题。
(三)分析与总结通过对今年我省数学高考试卷的分析,我感到今年的江西高考数学试卷在命制中,本试卷的知识覆盖面广,基本把每个知识点都涉及到。
题目数量、难度安排适宜,题目立意新颖,试卷难、中、易比例恰当。
达到了考基础、考能力、考素质、考潜能的考试目标。
编辑启示我们组稿时主要主要以下几点:1.基础能力,即基本的计算能力。
2.图形处理能力,包括两点,第一点,通过数字变成图形,第二点,通过图形读出数字的规律。
3.归纳猜想能力,归纳猜想并不指的我们前面讲过的数学归纳法问题,归纳和猜想意思是我们通过一些题目信息去提炼出最关键的问题,让我们知道那个是题眼,了解到这个题目本质之后,去代入一些特殊的、极限的值。
4.知识联系,如能否把函数与其他知识结合起来,比如说复习到后面的解析几何的时候,能不能把后面的解析几何起来。
高中数学必修1知识点第一章集合与函数概念(1)集合的概念集合中的元素具有确定性、互异性和无序性.(2)常用数集及其记法N表示自然数集,N*或N表示正整数集,Z表示整数集,Q表示有理数集,R表示+实数集.(3)集合与元素间的关系对象a 与集合M 的关系是a M ∈,或者a M ∉,两者必居其一.(4)集合的表示法①自然语言法:用文字叙述的形式来描述集合.②列举法:把集合中的元素一一列举出来,写在大括号内表示集合.③描述法:{x |x 具有的性质},其中x 为集合的代表元素.④图示法:用数轴或韦恩图来表示集合.(5)集合的分类①含有有限个元素的集合叫做有限集.②含有无限个元素的集合叫做无限集.③不含有任何元素的集合叫做空集(∅).(6)子集、真子集、集合相等(7)已知集合A 有(1)n n ≥个元素,则它有2n 个子集,它有21n -个真子集,它有21n -个非空子集,它有22n -非空真子集.(8)交集、并集、补集【补充知识】含绝对值的不等式与一元二次不等式的解法(1)含绝对值的不等式的解法(2)一元二次不等式的解法〖1.2〗函数及其表示(1)函数的概念①设A、B是两个非空的数集,如果按照某种对应法则f,对于集合A中任何一个数x,在集合B中都有唯一确定的数()f x和它对应,那么这样的对应(包括集合A,B以及A到B的对应法则f)叫做集合A到B的一个函数,记作:f A B→.②函数的三要素:定义域、值域和对应法则.③只有定义域相同,且对应法则也相同的两个函数才是同一函数.(2)区间的概念及表示法①设,a b 是两个实数,且a b <,满足a x b ≤≤的实数x 的集合叫做闭区间,记做[,]a b ;满足a x b <<的实数x 的集合叫做开区间,记做(,)a b ;满足a x b ≤<,或a x b <≤的实数x 的集合叫做半开半闭区间,分别记做[,)a b ,(,]a b ;满足,,,x a x a x b x b ≥>≤<的实数x 的集合分别记做[,),(,),(,],(,)a a b b +∞+∞-∞-∞.注意:对于集合{|}x a x b <<与区间(,)a b ,前者a 可以大于或等于b ,而后者必须a b <.(3)求函数的定义域时,一般遵循以下原则:①()f x 是整式时,定义域是全体实数.②()f x 是分式函数时,定义域是使分母不为零的一切实数.③()f x 是偶次根式时,定义域是使被开方式为非负值时的实数的集合.④对数函数的真数大于零,当对数或指数函数的底数中含变量时,底数须大于零且不等于1.⑤tan y x =中,()2x k k Z ππ≠+∈.⑥零(负)指数幂的底数不能为零.⑦若()f x是由有限个基本初等函数的四则运算而合成的函数时,则其定义域一般是各基本初等函数的定义域的交集.⑧对于求复合函数定义域问题,一般步骤是:若已知()f x的定义域为[,]a b,其复合函数[()]f g x的定义域应由不等式()a g x b≤≤解出.⑨对于含字母参数的函数,求其定义域,根据问题具体情况需对字母参数进行分类讨论.⑩由实际问题确定的函数,其定义域除使函数有意义外,还要符合问题的实际意义.(4)求函数的值域或最值求函数最值的常用方法和求函数值域的方法基本上是相同的.事实上,如果在函数的值域中存在一个最小(大)数,这个数就是函数的最小(大)值.因此求函数的最值与值域,其实质是相同的,只是提问的角度不同.求函数值域与最值的常用方法:①观察法:对于比较简单的函数,我们可以通过观察直接得到值域或最值.②配方法:将函数解析式化成含有自变量的平方式与常数的和,然后根据变量的取值范围确定函数的值域或最值.③判别式法:若函数()y f x=可以化成一个系数含有y的关于x的二次方程2++=,则在()0()()()0a y xb y xc ya y≠时,由于,x y为实数,故必须有2()4()()0∆=-⋅≥,从而确定函数的值域或最值.b y a yc y④不等式法:利用基本不等式确定函数的值域或最值.⑤换元法:通过变量代换达到化繁为简、化难为易的目的,三角代换可将代数函数的最值问题转化为三角函数的最值问题.⑥反函数法:利用函数和它的反函数的定义域与值域的互逆关系确定函数的值域或最值.⑦数形结合法:利用函数图象或几何方法确定函数的值域或最值.⑧函数的单调性法.(5)函数的表示方法表示函数的方法,常用的有解析法、列表法、图象法三种.解析法:就是用数学表达式表示两个变量之间的对应关系.列表法:就是列出表格来表示两个变量之间的对应关系.图象法:就是用图象表示两个变量之间的对应关系.(6)映射的概念①设A、B是两个集合,如果按照某种对应法则f,对于集合A中任何一个元素,在集合B中都有唯一的元素和它对应,那么这样的对应(包括集合A,B以及A到B的对应法则f)叫做集合A到B的映射,记作:f A B→.②给定一个集合A到集合B的映射,且,∈∈.如果元素a和元素b对应,那么我a Ab B们把元素b叫做元素a的象,元素a叫做元素b的原象.〖1.3〗函数的基本性质(1)函数的单调性①定义及判定方法如果对于属于定义域I内某个区间上的任意两个自变量的值x1、x2,当x.1.< x..2.时,都有f(x...1.)>f(x.....2.).,那么就说f(x)在这个区间上是减函数....(1)利用定义(2)利用已知函数的单调性(3)利用函数图象(在某个区间图象下降为减)(4)利用复合函数②在公共定义域内,两个增函数的和是增函数,两个减函数的和是减函数,增函数减去一个减函数为增函数,减函数减去一个增函数为减函数.③对于复合函数[()]y f g x=,令()u g x=,若()y f u=为增,()u g x=为增,则[()]y f g x=为增;若()y f u=为减,()u g x=为减,则[()]y f g x=为增;若()y f u=为增,()u g x=减.为减,则[()]y f g x=为减;若()y f u=为减,()u g x=为增,则[()]y f g x=为(2)打“√”函数()(0)af x x ax=+>的图象与性质()f x分别在(,a-∞-、[,)a+∞上为增函数,分别在[,0)a-、]a上为减函数.(3)最大(小)值定义①一般地,设函数()y f x =的定义域为I ,如果存在实数M 满足:(1)对于任意的x I ∈,都有()f x M ≤;(2)存在0x I ∈,使得0()f x M =.那么,我们称M 是函数()f x 的最大值,记作max ()f x M =.②一般地,设函数()y f x =的定义域为I ,如果存在实数m 满足:(1)对于任意的x I ∈,都有()f x m ≥;(2)存在0x I ∈,使得0()f x m =.那么,我们称m 是函数()f x 的最小值,记作max ()f x m =.(4)函数的奇偶性①定义及判定方法②若函数()f x 为奇函数,且在0x =处有定义,则(0)0f =.③奇函数在y 轴两侧相对称的区间增减性相同,偶函数在y 轴两侧相对称的区间增减性相反.④在公共定义域内,两个偶函数(或奇函数)的和(或差)仍是偶函数(或奇函数),两个偶函数(或奇函数)的积(或商)是偶函数,一个偶函数与一个奇函数的积(或商)是奇函数.〖补充知识〗函数的图象(1)作图利用描点法作图:①确定函数的定义域;②化解函数解析式;③讨论函数的性质(奇偶性、单调性);④画出函数的图象.利用基本函数图象的变换作图:要准确记忆一次函数、二次函数、反比例函数、指数函数、对数函数、幂函数、三角函数等各种基本初等函数的图象.①平移变换②伸缩变换③对称变换(2)识图对于给定函数的图象,要能从图象的左右、上下分别范围、变化趋势、对称性等方面研究函数的定义域、值域、单调性、奇偶性,注意图象与函数解析式中参数的关系.(3)用图函数图象形象地显示了函数的性质,为研究数量关系问题提供了“形”的直观性,它是探求解题途径,获得问题结果的重要工具.要重视数形结合解题的思想方法.第二章 基本初等函数(Ⅰ)〖2.1〗指数函数(1)根式的概念①如果,,,1n x a a R x R n =∈∈>,且n N +∈,那么x 叫做a 的n 次方根.当n 是奇数时,a 的n n 是偶数时,正数a 的正的n的n 次方根用符号表示;0的n 次方根是0;负数a 没有n 次方根.②式子n 叫做根指数,a 叫做被开方数.当n 为奇数时,a 为任意实数;当n 为偶数时,0a ≥.③根式的性质:n a =;当n 为奇数时,a =;当n 为偶数时,(0)|| (0)a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩. (2)分数指数幂的概念①正数的正分数指数幂的意义是:0,,,m na a m n N +=>∈且1)n >.0的正分数指数幂等于0.②正数的负分数指数幂的意义是:1()0,,,m m nn aa m n N a -+==>∈且1)n >.0的负分数指数幂没有意义. 注意口诀:底数取倒数,指数取相反数.(3)分数指数幂的运算性质①(0,,)r s r s a a a a r s R +⋅=>∈ ②()(0,,)r s rs a a a r s R =>∈③()(0,0,)r r r ab a b a b r R =>>∈(4)指数函数〖2.2〗对数函数(1)对数的定义①若(0,1)x a N a a =>≠且,则x 叫做以a 为底N 的对数,记作log a x N =,其中a 叫做底数,N 叫做真数.②负数和零没有对数.③对数式与指数式的互化:log (0,1,0)x a x N a N a a N =⇔=>≠>.(2)几个重要的对数恒等式log 10a =,log 1a a =,log b a a b =.(3)常用对数与自然对数常用对数:lg N ,即10log N ;自然对数:ln N ,即log e N (其中 2.71828e =…).(4)对数的运算性质 如果0,1,0,0a a M N >≠>>,那么①加法:log log log ()a a a M N MN += ②减法:log log log a a a M M N N-=③数乘:log log ()n a a n M M n R =∈ ④log a N a N =⑤log log (0,)b n a a nM M b n R b=≠∈ ⑥换底公式:log log (0,1)log b a b N N b b a =>≠且 (5)对数函数(6)反函数的概念设函数()y f x =的定义域为A ,值域为C ,从式子()y f x =中解出x ,得式子()x y ϕ=.如果对于y 在C 中的任何一个值,通过式子()x y ϕ=,x 在A 中都有唯一确定的值和它对应,那么式子()x y ϕ=表示x 是y 的函数,函数()x y ϕ=叫做函数()y f x =的反函数,记作1()x f y -=,习惯上改写成1()y f x -=.(7)反函数的求法①确定反函数的定义域,即原函数的值域;②从原函数式()y f x =中反解出1()x f y -=;③将1()x f y -=改写成1()y f x -=,并注明反函数的定义域.(8)反函数的性质①原函数()y f x =与反函数1()y f x -=的图象关于直线y x =对称.②函数()y f x =的定义域、值域分别是其反函数1()y f x -=的值域、定义域.③若(,)P a b 在原函数()y f x =的图象上,则'(,)P b a 在反函数1()y f x -=的图象上.④一般地,函数()y f x =要有反函数则它必须为单调函数.〖2.3〗幂函数(1)幂函数的定义一般地,函数y x α=叫做幂函数,其中x 为自变量,α是常数.(2)幂函数的图象(3)幂函数的性质①图象分布:幂函数图象分布在第一、二、三象限,第四象限无图象.幂函数是偶函数时,图象分布在第一、二象限(图象关于y 轴对称);是奇函数时,图象分布在第一、三象限(图象关于原点对称);是非奇非偶函数时,图象只分布在第一象限.②过定点:所有的幂函数在(0,)+∞都有定义,并且图象都通过点(1,1).③单调性:如果0α>,则幂函数的图象过原点,并且在[0,)+∞上为增函数.如果0α<,则幂函数的图象在(0,)+∞上为减函数,在第一象限内,图象无限接近x 轴与y 轴.④奇偶性:当α为奇数时,幂函数为奇函数,当α为偶数时,幂函数为偶函数.当qpα=(其中,p q 互质,p 和q Z ∈),若p 为奇数q 为奇数时,则q py x =是奇函数,若p 为奇数q 为偶数时,则qpy x =是偶函数,若p 为偶数q 为奇数时,则q py x =是非奇非偶函数.⑤图象特征:幂函数,(0,)y x x α=∈+∞,当1α>时,若01x <<,其图象在直线y x =下方,若1x >,其图象在直线y x =上方,当1α<时,若01x <<,其图象在直线y x =上方,若1x >,其图象在直线y x =下方.〖补充知识〗二次函数(1)二次函数解析式的三种形式①一般式:2()(0)f x ax bx c a =++≠②顶点式:2()()(0)f x a x h k a =-+≠③两根式:12()()()(0)f x a x x x x a =--≠(2)求二次函数解析式的方法①已知三个点坐标时,宜用一般式.②已知抛物线的顶点坐标或与对称轴有关或与最大(小)值有关时,常使用顶点式.③若已知抛物线与x 轴有两个交点,且横线坐标已知时,选用两根式求()f x 更方便.(3)二次函数图象的性质①二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠的图象是一条抛物线,对称轴方程为,2bx a=-顶点坐标是24(,)24b ac b a a--. ②当0a >时,抛物线开口向上,函数在(,]2b a -∞-上递减,在[,)2ba-+∞上递增,当2b x a =-时,2min 4()4ac b f x a -=;当0a <时,抛物线开口向下,函数在(,]2b a -∞-上递增,在[,)2ba-+∞上递减,当2bx a=-时,2max 4()4ac b f x a -=.③二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠当240b ac ∆=->时,图象与x 轴有两个交点11221212(,0),(,0),||||||M x M x M M x x a =-=(4)一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠根的分布一元二次方程根的分布是二次函数中的重要内容,这部分知识在初中代数中虽有所涉及,但尚不够系统和完整,且解决的方法偏重于二次方程根的判别式和根与系数关系定理(韦达定理)的运用,下面结合二次函数图象的性质,系统地来分析一元二次方程实根的分布.设一元二次方程20(0)ax bx c a ++=≠的两实根为12,x x ,且12x x ≤.令2()f x ax bx c =++,从以下四个方面来分析此类问题:①开口方向:a ②对称轴位置:2bx a=-③判别式:∆ ④端点函数值符号.①k <x 1≤x 2 ⇔②x 1≤x 2<k ⇔③x 1<k <x 2 ⇔ af (k )<0④k 1<x 1≤x 2<k 2 ⇔⑤有且仅有一个根x 1(或x 2)满足k 1<x 1(或x 2)<k 2 ⇔ f (k 1)f (k 2)<0,并同时考虑f (k 1)=0或f (k 2)=0这两种情况是否也符合⑥k 1<x 1<k 2≤p 1<x 2<p 2 ⇔此结论可直接由⑤推出.(5)二次函数2()(0)f x ax bx c a =++≠在闭区间[,]p q 上的最值设()f x 在区间[,]p q 上的最大值为M ,最小值为m ,令01()2x p q =+.(Ⅰ)当0a >时(开口向上)①若2b p a -<,则()m f p = ②若2b p q a ≤-≤,则()2bm f a=- ③若2b q a ->,则()m f q =(f q (f =) 2a ()2ba - ③若2b q a ->,则()M f q =)q)第三章 函数的应用一、方程的根与函数的零点1、函数零点的概念:对于函数))((D x x f y ∈=,把使0)(=x f 成立的实数x 叫做函数))((D x x f y ∈=的零点。
2025年高考数学总复习课件19第三章第一节导数的概念及运算
(2)求f ′(x0)时,可先求f (x0),再求f ′(x0).( × )
(3)曲线y=f (x)在点P(x0,y0)处的切线与过点P(x0,y0)的切线相同.( × )
第一节
导数的概念及运算
必备知识
落实“四基”
2.已知函数f (x)在x=x0处的导数为12,则 lim
变化的方向,其大小|f ′(x)|反映了变化的快慢,|f ′(x)|越大,曲线在这点处的切线
越“陡峭”.
第一节
导数的概念及运算
必备知识
落实“四基”
核心考点
提升“四能”
自查自测
知识点二 导数的运算
1.(多选题)(教材改编题)下列导数的运算中正确的是( ABD )
A.(3x)′=3x ln 3
x sin x- cos x
导数的概念及运算
考向3
必备知识
落实“四基”
核心考点
提升“四能”
课时质量评价
求参数的值或取值范围
【例3】(1)(2024·江门模拟)若曲线y=e2ax在点(0,1)处的切线与直线x+2y+1=0
-sin x
f ′(x)=_________
f (x)=cos x
f (x)=ex
f (x)=ax(a>0,且a≠1)
f (x)=ln x
f (x)=log x(a>0,且a≠1)
ex
f ′(x)=____
ax ln a
f ′(x)=_________
1
f ′(x)=____
x
1
x ln a
f ′(x)=____
在点(0,f (0))处的切线方程为y-1=x,即y=x+1.
2014届高考数学总复习(考点引领+技巧点拨)第三章 三角函数、三角恒等变换及解三角形第3课时三角函数图象
《最高考系列 高考总复习》2014届高考数学总复习(考点引领+技巧点拨)第三章 三角函数、三角恒等变换及解三角形第3课时三角函数的图象和性质1. (必修4P 25练习2改编)函数f(x)=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-π4,x ∈R 的最小正周期为________. 答案:4π解析:函数f(x)=3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2-π4的最小正周期为T =2π12=4π. 2. (必修4P 39第2题改编)将函数y =sinx 的图象上所有的点向右平行移动 π10个单位长度,再把所得各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象的函数解析式是____________________.答案:y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π10 解析:∵ 向右平移π10个单位,∴ 用x -π10代替y =sinx 中的x ;∵ 各点横坐标伸长到原来的2倍,∴ 用12x 代替y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -π10中的x ,∴ y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -π10.3. (必修4P 45第9题改编)如图,它表示电流I =Asin(ωt +φ)(A>0,ω>0)在一个周期内的图象,则I =Asin(ωt +φ)的解析式为________________.答案:I =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫100π3t +π3解析:由图可知A =3,ω=100π3.代入⎝ ⎛⎭⎪⎫150,0和⎝ ⎛⎭⎪⎫120,0,解得φ=π3,于是I =3sin ⎝⎛⎭⎪⎫100π3t +π3.4. (必修4P 32练习6改编)函数y =cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4的单调递增区间是________.答案:⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π8+k π,π8+k π(k∈Z )解析:-π+2k π≤2x -π4≤2k π,即-3π8+k π≤x ≤π8+k π(k∈Z ),所求单调递增区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3π8+k π,π8+k π(k∈Z ).5. (必修4P 32第5题改编)函数y =2sinx ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6≤x ≤2π3的值域是________.答案:[1,2]解析:根据正弦函数图象,可知x =π6时,函数取到最小值1;x =π2时,函数取到最大值2.1. 周期函数的定义周期函数的概念:对于函数y =f(x),如果存在一个不为零的常数T ,使得当x 取定义域内的每一个值时,f(x +T)=f(x)都成立,则称y =f(x)为周期函数;函数y =Asin(ωx +φ)和y =Acos(ωx +φ)的周期均为T =2π|ω|;函数y =Atan(ωx +φ)的周期为T =π|ω|2. 三角函数的图象和性质“五点法”作图原理:在确定正弦函数y =sinx 在[0,2π]上的图象形状时,起关键作用的五个点是(0,0)、 ⎛⎭⎪⎫π2,1、(π,0)、 ⎛⎭⎪⎫3π2,-1、 (2π,0).余弦函数呢?4. 函数 y =Asin(ωx +φ)的特征若函数y =Asin(ωx +φ) (A >0,ω>0,x ∈(-∞,+∞))表示一个振动量时,则A 叫做振幅,T =2πω叫做周期,f =1T叫做频率,ωx +φ叫做相位,φ叫做初相.[备课札记]题型1 依据三角函数的图象求解析式例1 (2013·南京三模)已知函数f(x)=2sin(ωx +φ)(ω>0)的部分图象如图所示,则ω=________.答案:23解析:由图象可知函数的四分之三周期为15π8-⎝ ⎛⎭⎪⎫-3π8=34T ,T =3π,ω=2π3π=23.变式训练已知函数y =Asin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则ω=________.答案:3解析:由图知,A =2,将(0,2)、⎝ ⎛⎭⎪⎫π12,2代入函数,得⎩⎪⎨⎪⎧2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π12w +φ=2,2sin φ=2,∴ ⎩⎪⎨⎪⎧φ=π4,ω=3.题型2 三角函数的图象变换例2 为了得到函数y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3+π6(x∈R )的图象,只需把函数y =2sinx (x∈R )的图象上所有的点经过怎样的变换得到?解:y =2sinx 用6x p +代替x ,左移 6p个单位 y =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6再用3p 代替x ,各点横坐标伸长到原来的3倍。
高考总复习高中数学知识点总结直接打印版
高考总复习高中数学知识点总结直接打印版一、内容概要文章首先概述了高中数学的主要知识体系,包括代数、几何、三角函数、数列与数学归纳法、微积分等几大模块。
每个模块下都详细列出了关键知识点,如代数部分的因式分解、一元二次方程求解等;几何部分的直线与圆的性质、立体几何的体积与表面积计算等。
文章不仅总结了各知识点的定义和性质,还强调了解题方法和应用实例,帮助考生深化理解并熟练掌握各个知识点。
文章还特意指出了知识点之间的联系与区别,以及可能出现的考题类型和解题技巧,帮助考生建立起完整的知识体系框架,提升综合运用知识解决问题的能力。
可直接打印此版本作为复习资料,便于随时翻阅和学习。
1. 高中数学复习的重要性高中数学复习的重要性不容忽视。
高考作为决定学生未来升学方向的关键考试,数学科目的复习至关重要。
高中数学涵盖了广泛的知识领域,如代数、几何、三角函数、数列、微积分等,这些都是考察重点。
在复习过程中,学生不仅能够巩固和深化对各个知识点的理解和掌握,更能够提升逻辑思维、问题解决和数学应用能力。
这些技能不仅在高考中至关重要,在未来的学术生涯和职业生涯中也将发挥重要作用。
有效的数学复习策略,系统的知识点梳理,以及针对性的强化训练,对于高考生来说具有极其重要的意义。
通过全面、深入的复习,学生能够更加自信地面对高考挑战,为未来的学术和职业生涯奠定坚实的数学基础。
2. 高考对数学知识点掌握的要求高考对数学知识点掌握的要求:高考对数学知识和能力的考查以知识为载体,重视各项基础知识之间的内在联系及实际应用价值。
在高考复习过程中,考生需要深入理解并掌握各个数学知识点,包括但不限于函数、数列、不等式、立体几何、解析几何、向量以及数学思想方法等内容。
考生应当了解数学的基础知识结构体系,并能够灵活地运用它们来解决实际问题。
函数部分是高中数学的核心,涉及代数与几何的结合,需要考生熟练掌握函数的性质、图像及其变换等知识点。
数列和不等式则是函数知识的延伸和深化,要求考生能够运用极限思想等价转化策略等解决实际问题。
2024年高考数学总复习第三章《导数及其应用》导数的概念及运算
2024年高考数学总复习第三章《导数及其应用》§3.1导数的概念及运算最新考纲1.通过对大量实例的分析,经历由平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,了解导数概念的实际背景,知道瞬时变化率就是导数,体会导数的思想及其内涵.2.通过函数图象直观理解导数的几何意义.3.能根据导数定义求函数y =c (c 为常数),y =x ,y =x 2,y =1x 的导数.4.能利用基本初等函数的导数公式和导数的四则运算法则求简单函数的导数.1.导数与导函数的概念(1)一般地,函数y =f (x )在x =x 0处的瞬时变化率是lim Δx →ΔyΔx =lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx,我们称它为函数y =f (x )在x =x 0处的导数,记作f ′(x 0)或y ′|0x x =,即f ′(x 0)=lim Δx →ΔyΔx =lim Δx →0f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx.(2)如果函数y =f (x )在开区间(a ,b )内的每一点处都有导数,其导数值在(a ,b )内构成一个新函数,这个函数称为函数y =f (x )在开区间(a ,b )内的导函数.记作f ′(x )或y ′.2.导数的几何意义函数y =f (x )在点x 0处的导数的几何意义,就是曲线y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线的斜率k ,即k =f ′(x 0).3.基本初等函数的导数公式基本初等函数导函数f (x )=c (c 为常数)f ′(x )=0f (x )=x α(α∈Q *)f ′(x )=αx α-1f (x )=sin x f ′(x )=cos x f (x )=cos x f ′(x )=-sin x f (x )=e xf ′(x )=e x f (x )=a x (a >0,a ≠1)f ′(x )=a x ln a f (x )=ln xf ′(x )=1xf(x)=log a x(a>0,a≠1)f′(x)=1 x ln a4.导数的运算法则若f′(x),g′(x)存在,则有(1)[f(x)±g(x)]′=f′(x)±g′(x);(2)[f(x)·g(x)]′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x);(3)f(x)g(x)′=f′(x)g(x)-f(x)g′(x)[g(x)]2(g(x)≠0).概念方法微思考1.根据f′(x)的几何意义思考一下,|f′(x)|增大,曲线f(x)的形状有何变化?提示|f′(x)|越大,曲线f(x)的形状越来越陡峭.2.直线与曲线相切,是不是直线与曲线只有一个公共点?提示不一定.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)f′(x0)是函数y=f(x)在x=x0附近的平均变化率.(×)(2)f′(x0)=[f(x0)]′.(×)(3)(2x)′=x·2x-1.(×)题组二教材改编2.若f(x)=x·e x,则f′(1)=.答案2e解析∵f′(x)=e x+x e x,∴f′(1)=2e.3.曲线y=1-2x+2在点(-1,-1)处的切线方程为.答案2x-y+1=0解析∵y′=2(x+2)2,∴y′|x=-1=2.∴所求切线方程为2x-y+1=0.题组三易错自纠4.如图所示为函数y=f(x),y=g(x)的导函数的图象,那么y=f(x),y=g(x)的图象可能是()答案D解析由y =f ′(x )的图象知,y =f ′(x )在(0,+∞)上单调递减,说明函数y =f (x )的切线的斜率在(0,+∞)上也单调递减,故可排除A ,C.又由图象知y =f ′(x )与y =g ′(x )的图象在x =x 0处相交,说明y =f (x )与y =g (x )的图象在x =x 0处的切线的斜率相同,故可排除B.故选D.5.若f (x )=sin xx ,则f ′π2=________.答案-4π2解析∵f ′(x )=x cos x -sin xx 2,∴f ′π2=-4π2.6.(2017·天津)已知a ∈R ,设函数f (x )=ax -ln x 的图象在点(1,f (1))处的切线为l ,则l 在y 轴上的截距为.答案1解析∵f ′(x )=a -1x,∴f ′(1)=a -1.又∵f (1)=a ,∴切线l 的斜率为a -1,且过点(1,a ),∴切线l 的方程为y -a =(a -1)(x -1).令x =0,得y =1,故l 在y 轴上的截距为1.题型一导数的计算1.已知f (x )=sin x 21-2cos 2x4f ′(x )=.答案-12cos x 解析因为y =sin x 2-cos x2=-12sin x ,所以y ′=-12sin x ′=-12(sin x )′=-12cos x .2.已知y =cos xe x,则y ′=________.答案-sin x +cos x e x解析y ′=cos xe x ′=(cos x )′e x -cos x (e x )′(e x )2=-sin x +cos xe x.3.f (x )=x (2019+ln x ),若f ′(x 0)=2020,则x 0=.答案1解析f ′(x )=2019+ln x +x ·1x=2020+ln x ,由f ′(x 0)=2020,得2020+ln x 0=2020,∴x 0=1.4.若f (x )=x 2+2x ·f ′(1),则f ′(0)=.答案-4解析∵f ′(x )=2x +2f ′(1),∴f ′(1)=2+2f ′(1),即f ′(1)=-2,∴f ′(x )=2x -4,∴f ′(0)=-4.思维升华1.求导之前,应利用代数、三角恒等式等变形对函数进行化简,然后求导,尽量避免不必要的商的求导法则,这样可以减少运算量,提高运算速度减少差错.2.(1)若函数为根式形式,可先化为分数指数幂,再求导.(2)复合函数求导,应由外到内逐层求导,必要时可进行换元.题型二导数的几何意义命题点1求切线方程例1(1)(2018·湖北百所重点高中联考)已知函数f (x +1)=2x +1x +1,则曲线y =f (x )在点(1,f (1))处切线的斜率为()A .1B .-1C .2D .-2答案A解析由f (x +1)=2x +1x +1,知f (x )=2x -1x =2-1x .∴f ′(x )=1x2,∴f ′(1)=1.由导数的几何意义知,所求切线的斜率k =1.(2)已知函数f (x )=x ln x ,若直线l 过点(0,-1),并且与曲线y =f (x )相切,则直线l 的方程为.答案x -y -1=0解析∵点(0,-1)不在曲线f (x )=x ln x 上,∴设切点为(x 0,y 0).又∵f ′(x )=1+ln x ,∴直线l 的方程为y +1=(1+ln x 0)x .∴0=x 0ln x 0,0+1=(1+ln x 0)x 0,解得x 0=1,y 0=0.∴直线l 的方程为y =x -1,即x -y -1=0.命题点2求参数的值例2(1)直线y =kx +1与曲线y =x 3+ax +b 相切于点A (1,3),则2a +b =.答案1解析由题意知,y =x 3+ax +b 的导数为y ′=3x 2+a ,3+a +b =3,×12+a =k ,+1=3,由此解得k =2,a =-1,b =3,∴2a +b =1.(2)已知f (x )=ln x ,g (x )=12x 2+mx +72(m <0),直线l 与函数f (x ),g (x )的图象都相切,与f (x )图象的切点为(1,f (1)),则m =.答案-2解析∵f ′(x )=1x,∴直线l 的斜率k =f ′(1)=1.又f (1)=0,∴切线l 的方程为y =x -1.g ′(x )=x +m ,设直线l 与g (x )的图象的切点为(x 0,y 0),则有x 0+m =1,y 0=x 0-1,y 0=12x 20+mx 0+72,m <0,∴m =-2.命题点3导数与函数图象例3(1)已知函数y =f (x )的图象是下列四个图象之一,且其导函数y =f ′(x )的图象如图所示,则该函数的图象是()答案B解析由y =f ′(x )的图象是先上升后下降可知,函数y =f (x )图象的切线的斜率先增大后减小,故选B.(2)已知y =f (x )是可导函数,如图,直线y =kx +2是曲线y =f (x )在x =3处的切线,令g (x )=xf (x ),g ′(x )是g (x )的导函数,则g ′(3)=.答案0解析由题图可知曲线y =f (x )在x =3处切线的斜率等于-13,∴f ′(3)=-13.∵g (x )=xf (x ),∴g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),∴g ′(3)=f (3)+3f ′(3),又由题图可知f (3)=1,∴g ′(3)=1+30.思维升华导数的几何意义是切点处切线的斜率,应用时主要体现在以下几个方面:(1)已知切点A (x 0,f (x 0))求斜率k ,即求该点处的导数值k =f ′(x 0).(2)若求过点P (x 0,y 0)的切线方程,可设切点为(x 1,y 1),1=f (x 1),0-y 1=f ′(x 1)(x 0-x 1)求解即可.(3)函数图象在每一点处的切线斜率的变化情况反映函数图象在相应点处的变化情况.跟踪训练(1)(2018·全国Ⅰ)已知f (x )=x 2,则曲线y =f (x )过点P (-1,0)的切线方程是.答案y =0或4x +y +4=0解析设切点坐标为(x 0,x 20),∵f ′(x )=2x ,∴切线方程为y -0=2x 0(x +1),∴x 20=2x 0(x 0+1),解得x 0=0或x 0=-2,∴所求切线方程为y =0或y =-4(x +1),即y =0或4x +y +4=0.(2)设曲线y =1+cos xsin x 在点x -ay +1=0平行,则实数a =.答案-1解析∵y ′=-1-cos xsin 2x,∴y ′π2x ==-1.由条件知1a=-1,∴a =-1.(3)(2018·开封模拟)函数f (x )=ln x +ax 的图象存在与直线2x -y =0平行的切线,则实数a 的取值范围是.答案(-∞,2)解析函数f (x )=ln x +ax 的图象存在与直线2x -y =0平行的切线,即f ′(x )=2在(0,+∞)上有解.所以f ′(x )=1x +a =2在(0,+∞)上有解,则a =2-1x .因为x >0,所以2-1x<2,所以a 的取值范围是(-∞,2).1.已知函数f (x )=1x cos x ,则f (π)+f ()A .-3π2B .-1π2C .-3πD .-1π答案C解析因为f ′(x )=-1x 2cos x +1x (-sin x ),所以f (π)+f =-1π+2π×(-1)=-3π.2.(2018·衡水调研)设f (x )=x ln x ,若f ′(x 0)=2,则x 0的值为()A .e 2B .e C.ln 22D .ln 2答案B解析由f (x )=x ln x ,得f ′(x )=ln x +1.根据题意知,ln x 0+1=2,所以ln x 0=1,即x 0=e.3.曲线y =sin x +e x 在点(0,1)处的切线方程是()A .x -3y +3=0B .x -2y +2=0C .2x -y +1=0D .3x -y +1=0答案C解析y ′=cos x +e x ,故切线斜率k =2,切线方程为y =2x +1,即2x -y +1=0.4.设函数f (x )在定义域内可导,y =f (x )的图象如图所示,则导函数f ′(x )的图象可能是()答案C解析原函数的单调性是当x <0时,f (x )单调递增;当x >0时,f (x )的单调性变化依次为增、减、增,故当x <0时,f ′(x )>0;当x >0时,f ′(x )的符号变化依次为+,-,+.故选C.5.已知点P 在曲线y =4e x +1上,α为曲线在点P 处的切线的倾斜角,则α的取值范围是()A.3π4, B.π4,,3π4 D.0答案A解析求导可得y ′=-4e x +e -x +2,∵e x +e -x +2≥2e x ·e -x +2=4,当且仅当x =0时,等号成立,∴y ′∈[-1,0),得tan α∈[-1,0),又α∈[0,π),∴3π4≤α<π.6.(2018·广州调研)已知曲线y =ln x 的切线过原点,则此切线的斜率为()A .eB .-e C.1eD .-1e答案C解析y =ln x 的定义域为(0,+∞),且y ′=1x,设切点为(x 0,ln x 0),则y ′|0x x ==1x 0,切线方程为y -ln x 0=1x 0(x -x 0),因为切线过点(0,0),所以-ln x 0=-1,解得x 0=e ,故此切线的斜率为1e.7.(2018·鹰潭模拟)已知曲线f (x )=2x 2+1在点M (x 0,f (x 0))处的瞬时变化率为-8,则点M 的坐标为.答案(-2,9)解析∵f (x )=2x 2+1,∴f ′(x )=4x ,令4x 0=-8,则x 0=-2,∴f (x 0)=9,∴点M 的坐标是(-2,9).8.已知曲线y =14x 2-3ln x 的一条切线的斜率为-12,则切点的横坐标为________.答案2解析设切点坐标为(m ,n )(m >0),对y =14x 2-3ln x 求导得y ′=12x -3x ,可令切线的斜率为12m-3m =-12,解方程可得m =2(舍去负值).9.若曲线y =ln x 的一条切线是直线y =12x +b ,则实数b 的值为.答案-1+ln 2解析由y =ln x ,可得y ′=1x,设切点坐标为(x 0,y 0),由曲线y =ln x 的一条切线是直线y=12x +b ,可得1x 0=12,解得x 0=2,则切点坐标为(2,ln 2),所以ln 2=1+b ,b =-1+ln 2.10.(2018·云南红河州检测)已知曲线f (x )=x ln x 在点(e ,f (e))处的切线与曲线y =x 2+a 相切,则a =______.答案1-e解析因为f ′(x )=ln x +1,所以曲线f (x )=x ln x 在x =e 处的切线斜率为k =2,则曲线f (x )=x ln x 在点(e ,f (e))处的切线方程为y =2x -e.由于切线与曲线y =x 2+a 相切,故y =x 2+a 可联立y =2x -e ,得x 2-2x +a +e =0,所以由Δ=4-4(a +e)=0,解得a =1-e.11.已知f ′(x ),g ′(x )分别是二次函数f (x )和三次函数g (x )的导函数,且它们在同一平面直角坐标系内的图象如图所示.(1)若f (1)=1,则f (-1)=;(2)设函数h (x )=f (x )-g (x ),则h (-1),h (0),h (1)的大小关系为.(用“<”连接)答案(1)1(2)h (0)<h (1)<h (-1)解析(1)由题图可得f ′(x )=x ,g ′(x )=x 2,设f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0),g (x )=dx 3+ex 2+mx +n (d ≠0),则f ′(x )=2ax +b =x ,g ′(x )=3dx 2+2ex +m =x 2,故a =12,b =0,d =13,e =m =0,所以f (x )=12x 2+c ,g (x )=13x 3+n ,由f (1)=1,得c =12,则f (x )=12x 2+12,故f (-1)=1.(2)h(x)=f(x)-g(x)=12x2-13x3+c-n,则有h(-1)=56+c-n,h(0)=c-n,h(1)=16+c-n,故h(0)<h(1)<h(-1).12.已知函数f(x)=x3-4x2+5x-4.(1)求曲线f(x)在点(2,f(2))处的切线方程;(2)求经过点A(2,-2)的曲线f(x)的切线方程.解(1)∵f′(x)=3x2-8x+5,∴f′(2)=1,又f(2)=-2,∴曲线在点(2,f(2))处的切线方程为y+2=x-2,即x-y-4=0.(2)设曲线与经过点A(2,-2)的切线相切于点P(x0,x30-4x20+5x0-4),∵f′(x0)=3x20-8x0+5,∴切线方程为y-(-2)=(3x20-8x0+5)·(x-2),又切线过点P(x0,x30-4x20+5x0-4),∴x30-4x20+5x0-2=(3x20-8x0+5)(x0-2),整理得(x0-2)2(x0-1)=0,解得x0=2或1,∴经过点A(2,-2)的曲线f(x)的切线方程为x-y-4=0或y+2=0.13.已知函数f(x)=e x-mx+1的图象为曲线C,若曲线C存在与直线y=e x垂直的切线,则实数m的取值范围是()D.(e,+∞)答案B解析由题意知,方程f′(x)=-1e有解,即ex-m=-1e有解,即ex=m-1e有解,故只要m-1e>0,即m>1e即可,故选B.14.(2018·泰安模拟)若曲线f(x)=a cos x与曲线g(x)=x2+bx+1在交点(0,m)处有公切线,求a+b的值.解依题意得,f ′(x )=-a sin x ,g ′(x )=2x +b ,f ′(0)=g ′(0),即-a sin 0=2×0+b ,得b =0.又m =f (0)=g (0),即m =a =1,因此a +b =1.15.给出定义:设f ′(x )是函数y =f (x )的导函数,f ″(x )是函数f ′(x )的导函数,若方程f ″(x )=0有实数解x 0,则称点(x 0,f (x 0))为函数y =f (x )的“拐点”.已知函数f (x )=5x +4sin x -cos x 的“拐点”是M (x 0,f (x 0)),则点M ()A .在直线y =-5x 上B .在直线y =5x 上C .在直线y =-4x 上D .在直线y =4x 上答案B 解析由题意,知f ′(x )=5+4cos x +sin x ,f ″(x )=-4sin x +cos x ,由f ″(x 0)=0,知4sin x 0-cos x 0=0,所以f (x 0)=5x 0,故点M (x 0,f (x 0))在直线y =5x 上.16.已知函数f (x )=x -3x.(1)求曲线f (x )过点(0,-3)的切线方程;(2)证明:曲线y =f (x )上任一点处的切线与直线x =0和直线y =x 所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.解(1)f ′(x )=1+3x2,设切点为(x 0,y 0),则曲线y =f (x )在点(x 0,y 0)处的切线方程为y -y 0x -x 0),∵切线过(0,-3),∴-30-x 0),解得x 0=2,∴y 0=12,∴所求切线方程为y -12=74(x -2),即y =74x -3.(2)设P (m ,n )为曲线f (x )上任一点,由(1)知过P 点的切线方程为y -n x -m ),即y x -m ),令x =0,得y =-6m,从而切线与直线x =0令y =x ,得y =x =2m ,从而切线与直线y =x 的交点为(2m,2m ),∴点P (m ,n )处的切线与直线x =0,y =x 所围成的三角形的面积S =12·|-6m |·|2m |=6,为定值.。
2023年高考数学总复习第三章 导数及其应用第2节:导数与函数的单调性(教师版)
2023年高考数学总复习第三章导数及其应用第2节导数与函数的单调性考试要求 1.了解函数的单调性与导数的关系;能利用导数研究函数的单调性,会求函数的单调区间(其中多项式函数不超过三次);2.利用导数研究函数的单调性,并会解决与之有关的方程(不等式)问题.1.函数的单调性与导数的关系函数y=f(x)在某个区间内可导,则:(1)若f′(x)>0,则f(x)在这个区间内单调递增;(2)若f′(x)<0,则f(x)在这个区间内单调递减;(3)若f′(x)=0,则f(x)在这个区间内是常数函数.2.利用导数求函数单调区间的基本步骤(1)确定函数f(x)的定义域;(2)求导数f′(x);(3)由f′(x)>0(或<0)解出相应的x的取值范围.当f′(x)>0时,f(x)在相应的区间内是单调递增函数;当f′(x)<0时,f(x)在相应的区间内是单调递减函数.3.单调性的应用若函数y=f(x)在区间(a,b)上单调,则y=f′(x)在该区间上不变号.若函数f(x)在区间(a,b)上递增,则f′(x)≥0,所以“f′(x)>0在(a,b)上成立”是“f(x)在(a,b)上单调递增”的充分不必要条件.1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)若函数f(x)在(a,b)内单调递增,那么一定有f′(x)>0.()(2)如果函数f(x)在某个区间内恒有f′(x)=0,则f(x)在此区间内没有单调性.()(3)函数在(a,b)内单调递减与函数的单调递减区间为(a,b)是不同的.()(4)函数f(x)=x-sin x在R上是增函数.()答案(1)×(2)√(3)√(4)√解析(1)f(x)在(a,b)内单调递增,则有f′(x)≥0.2.(易错题)函数f(x)=x+ln(2-x)的单调递增区间为()A.(-∞,1)B.(-∞,2)C.(1,+∞)D.(2,+∞)答案A解析由f(x)=x+ln(2-x),得f′(x)=1-12-x=1-x2-x(x<2).令f′(x)>0,即1-x2-x>0,解得x<1.∴函数f(x)=x+ln(2-x)的单调递增区间为(-∞,1).3.(2017·浙江卷)函数y=f(x)的导函数y=f′(x)的图像如图所示,则函数y=f(x)的图像可能是()答案D解析设导函数y=f′(x)与x轴交点的横坐标从左往右依次为x1,x2,x3,由导函数y=f′(x)的图像易得当x∈(-∞,x1)∪(x2,x3)时,f′(x)<0;当x∈(x1,x2)∪(x3,+∞)时,f′(x)>0(其中x1<0<x2<x3),所以函数f(x)在(-∞,x1),(x2,x3)上单调递减,在(x1,x2),(x3,+∞)上单调递增,观察各选项,只有D选项符合.4.函数f(x)的定义域为R,f(-1)=2,对任意x∈R,f′(x)>2,则f(x)>2x+4的解集为()A.(-1,1)B.(-1,+∞)C.(-∞,-1)D.R答案B解析由f(x)>2x+4,得f(x)-2x-4>0,设F(x)=f(x)-2x-4,则F′(x)=f′(x)-2,因为f′(x)>2,所以F′(x)>0在R上恒成立,所以F(x)在R上递增,而F(-1)=f(-1)-2×(-1)-4=2+2-4=0,故不等式f(x)-2x-4>0等价于F(x)>F(-1),所以x>-1,故选B.5.(易错题)若函数f(x)=13x3-32x2+ax+4的单调递减区间为[-1,4],则实数a的值为________.答案-4解析f′(x)=x2-3x+a,且f(x)的单调递减区间为[-1,4],∴f′(x)=x2-3x+a≤0的解集为[-1,4],∴-1,4是方程f′(x)=0的两根,则a=(-1)×4=-4.6.(2021·青岛检测)已知函数f(x)=sin2x+4cos x-ax在R上单调递减,则实数a 的取值范围是________.答案[3,+∞)解析f′(x)=2cos2x-4sin x-a=2(1-2sin2x)-4sin x-a=-4sin2x-4sin x+2-a=-(2sin x+1)2+3-a.由题设,f′(x)≤0在R上恒成立.因此a≥3-(2sin x+1)2恒成立,则a≥3.考点一不含参函数的单调性1.函数f(x)=x+3x+2ln x的单调递减区间是()A.(-3,1)B.(0,1)C.(-1,3)D.(0,3)答案B 解析法一函数的定义域是(0,+∞),f ′(x )=1-3x 2+2x ,令f ′(x )=1-3x 2+2x<0,得0<x <1,故所求函数的单调递减区间为(0,1),故选B.法二由题意知x >0,故排除A 、C 选项;又f (1)=4<f (2)=72+2ln 2,故排除D选项.故选B.2.函数f (x )=(x -3)e x 的单调递增区间为________.答案(2,+∞)解析f (x )的定义域为R ,f ′(x )=(x -2)e x ,令f ′(x )>0,得x >2,∴f (x )的单调递增区间为(2,+∞).3.已知定义在区间(0,π)上的函数f (x )=x +2cos x ,则f (x )的单调递增区间为________.答案0,π6,5π6,π解析f ′(x )=1-2sin x ,x ∈(0,π),令f ′(x )=0,得x =π6或x =5π6,当0<x <π或5π<x <π时,f ′(x )>0,∴f (x )0,π6,5π6,π.感悟提升确定函数单调区间的步骤:(1)确定函数f (x )的定义域;(2)求f ′(x );(3)解不等式f ′(x )>0,解集在定义域内的部分为单调递增区间;(4)解不等式f ′(x )<0,解集在定义域内的部分为单调递减区间.考点二讨论含参函数的单调性例1已知函数f (x )=12ax 2-(a +1)x +ln x ,a >0,试讨论函数y =f (x )的单调性.解函数f (x )的定义域为(0,+∞),f′(x)=ax-(a+1)+1x=ax2-(a+1)x+1x=(ax-1)(x-1)x.(1)当0<a<1时,1a>1,∴x∈(0,1)f′(x)>0;x f′(x)<0,∴函数f(x)在(0,1)(2)当a=1时,1a=1,∴f′(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,∴函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;(3)当a>1时,0<1a<1,∴x(1,+∞)时,f′(x)>0;x f′(x)<0,∴函数f(x)(1,+∞).综上,当0<a<1时,函数f(x)在(0,1)减;当a=1时,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;当a>1时,函数f(x)(1,+∞).感悟提升 1.含参数的函数的单调性,要依据参数对不等式解集的影响进行分类讨论.遇二次三项式常考虑二次项系数、对应方程的判别式以及根的大小关系,以此来确定分界点,分情况讨论.2.划分函数的单调区间时,要在函数定义域内讨论,还要确定导数为0的点和函数的间断点.3.个别导数为0的点不影响所在区间的单调性,如f(x)=x3,f′(x)=3x2≥0(f′(x)=0在x=0时取到),f(x)在R上是增函数.训练1已知f (x )=a (x -ln x )+2x -1x 2,a >0,讨论f (x )的单调性.解f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=a -a x -2x 2+2x 3=(ax 2-2)(x -1)x 3=a (x -1)x 3x -2a x +2a (1)当0<a <2时,2a>1,当x (0,1)∪2a,+∞时,f ′(x )>0,当x 1,2a 时,f ′(x )<0.(2)当a =2时,2a =1,在x ∈(0,+∞)内,f ′(x )≥0,f (x )递增.(3)当a >2时,0<2a <1,当x 0,2a ∪(1,+∞)时,f ′(x )>0,当x 2a,1时,f ′(x )<0.综上所述,当0<a <2时,f (x )在(0,1)2a ,+∞内递增,在1,2a 内递减.当a =2时,f (x )在(0,+∞)内递增;当a >2时,f (x )0,2a (1,+∞)2a,1.考点三根据函数单调性求参数值(范围)例2(经典母题)已知x =1是f (x )=2x +bx +ln x 的一个极值点.(1)求函数f (x )的单调递减区间;(2)设函数g (x )=f (x )-3+ax,若函数g (x )在区间[1,2]内单调递增,求实数a 的取值范围.解(1)f (x )=2x +bx+ln x ,定义域为(0,+∞).∴f ′(x )=2-b x 2+1x =2x 2+x -bx2.因为x=1是f(x)=2x+bx+ln x的一个极值点,所以f′(1)=0,即2-b+1=0.解得b=3,经检验,适合题意,所以b=3.所以f′(x)=2x2+x-3x2,令f′(x)<0,得0<x<1.所以函数f(x)的单调递减区间为(0,1).(2)g(x)=f(x)-3+ax=2x+ln x-ax(x>0),g′(x)=2+1x+ax2(x>0).因为函数g(x)在[1,2]上单调递增,所以g′(x)≥0在[1,2]上恒成立,即2+1x+ax2≥0在[1,2]上恒成立,所以a≥-2x2-x在[1,2]上恒成立,所以a≥(-2x2-x)max,x∈[1,2].因为在[1,2]上,(-2x2-x)max=-3,所以a≥-3.所以实数a的取值范围是[-3,+∞).迁移在本例(2)中,若函数g(x)在区间[1,2]上不单调,求实数a的取值范围.解∵函数g(x)在区间[1,2]上不单调,∴g′(x)=0在区间(1,2)内有解,则a=-2x2-x=-+18在(1,2)内有解,易知该函数在(1,2)上是减函数,∴a=-2x2-x的值域为(-10,-3),因此实数a的取值范围为(-10,-3).感悟提升 1.已知函数的单调性,求参数的取值范围,应用条件f′(x)≥0(或f′(x)≤0),x∈(a,b)恒成立,解出参数的取值范围(一般可用不等式恒成立的理论求解),应注意参数的取值是f′(x)不恒等于0的参数的范围.2.如果能分离参数,则尽可能分离参数后转化为参数值与函数最值之间的关系.3.若函数y =f (x )在区间(a ,b )上不单调,则转化为f ′(x )=0在(a ,b )上有解.训练2(1)若函数y =x 3+x 2+mx +1是R 上的单调函数,则实数m 的取值范围是()A.13,+∞ B.-∞,13C.13,+∞ D.-∞,13(2)(2022·郑州调研)设函数f (x )=12x 2-9ln x 在区间[a -1,a +1]上单调递减,则实数a 的取值范围是________.答案(1)C(2)(1,2]解析(1)由y =x 3+x 2+mx +1是R 上的单调函数,所以y ′=3x 2+2x +m ≥0恒成立,或y ′=3x 2+2x +m ≤0恒成立,显然y ′=3x 2+2x +m ≥0恒成立,则Δ=4-12m ≤0,所以m ≥13.(2)易知f (x )的定义域为(0,+∞),且f ′(x )=x -9x.又x >0,令f ′(x )=x -9x ≤0,得0<x ≤3.因为函数f (x )在区间[a -1,a +1]上单调递减,a -1>0,a +1≤3,解得1<a ≤2.考点四与导数有关的函数单调性的应用角度1比较大小例3(1)已知函数f (x )=x sin x ,x ∈R ,则π5f (1),f -π3的大小关系为()A.-π3f (1)>π5B.f (1)>-π3π5C.π5f (1)>-π3D.-π3π5>f (1)(2)已知y =f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x <0时不等式f (x )+xf ′(x )<0成立,若a =30.3·f (30.3),b =log π3·f (log π3),c =log 319·则a ,b ,c 的大小关系是()A.a >b >cB.c >b >aC.a >c >bD.c >a >b答案(1)A(2)D解析(1)因为f (x )=x sin x ,所以f (-x )=(-x )·sin(-x )=x sin x =f (x ),所以函数f (x )是偶函数,所以又当x f ′(x )=sin x +x cos x >0,所以函数f (x )f (1)<f (1)> A.(2)设g (x )=xf (x ),则g ′(x )=f (x )+xf ′(x ),又当x <0时,f (x )+xf ′(x )<0,∴x <0时,g ′(x )<0,g (x )在(-∞,0)上单调递减.由y =f (x )在R 上为奇函数,知g (x )在R 上为偶函数,∴g (x )在(0,+∞)上是增函数,∴c =g (-2)=g (2),又0<log π3<1<30.3<3<2,∴g (log π3)<g (30.3)<g (2),即b <a <c .角度2解不等式例4已知f (x )在R 上是奇函数,且f ′(x )为f (x )的导函数,对任意x ∈R ,均有f (x )>f ′(x )ln 2成立,若f (-2)=2,则不等式f (x )>-2x -1的解集为()A.(-2,+∞)B.(2,+∞)C.(-∞,-2)D.(-∞,2)答案D解析f (x )>f ′(x )ln 2⇔f ′(x )-ln 2·f (x )<0.令g(x)=f(x)2x,则g′(x)=f′(x)-f(x)·ln22x,∴g′(x)<0,则g(x)在(-∞,+∞)上是减函数.由f(-2)=2,且f(x)在R上是奇函数,得f(2)=-2,则g(2)=f(2)22=-12,又f(x)>-2x-1⇔f(x)2x>-12=g(2),即g(x)>g(2),所以x<2.感悟提升 1.利用导数比较大小,其关键在于利用题目条件构造辅助函数,把比较大小的问题转化为先利用导数研究函数的单调性,进而根据单调性比较大小. 2.与抽象函数有关的不等式,要充分挖掘条件关系,恰当构造函数;题目中若存在f(x)与f′(x)的不等关系时,常构造含f(x)与另一函数的积(或商)的函数,与题设形成解题链条,利用导数研究新函数的单调性,从而求解不等式.训练3(1)已知函数f(x)=3x+2cos x.若a=f(32),b=f(2),c=f(log27),则a,b,c的大小关系是()A.a<b<cB.c<b<aC.b<a<cD.b<c<a(2)(2021·西安模拟)函数f(x)的导函数为f′(x),对任意x∈R,都有f′(x)>-f(x)成立,若f(ln2)=12,则满足不等式f(x)>1e x的x的取值范围是()A.(1,+∞)B.(0,1)C.(ln2,+∞)D.(0,ln2)答案(1)D(2)C解析(1)由题意,得f′(x)=3-2sin x.因为-1≤sin x≤1,所以f′(x)>0恒成立,所以函数f(x)是增函数.因为2>1,所以32>3.又log 24<log 27<log 28,即2<log 27<3,所以2<log 27<32,所以f (2)<f (log 27)<f (32),即b <c <a .(2)对任意x ∈R ,都有f ′(x )>-f (x )成立,即f ′(x )+f (x )>0.令g (x )=e x f (x ),则g ′(x )=e x [f ′(x )+f (x )]>0,所以函数g (x )在R 上单调递增.不等式f (x )>1e x 即e xf (x )>1,即g (x )>1.因为f (ln 2)=12,所以g (ln 2)=e ln 2f (ln 2)=2×12=1.故当x >ln 2时,g (x )>g (ln 2)=1,所以不等式g (x )>1的解集为(ln 2,+∞).1.如图是函数y =f (x )的导函数y =f ′(x )的图像,则下列判断正确的是()A.在区间(-2,1)上f (x )单调递增B.在区间(1,3)上f (x )单调递减C.在区间(4,5)上f (x )单调递增D.在区间(3,5)上f (x )单调递增答案C解析在区间(4,5)上f ′(x )>0恒成立,∴f (x )在区间(4,5)上单调递增.2.函数f (x )=ln x -ax (a >0)的单调递增区间为()D.(-∞,a)答案A解析函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)=1x-a,令f′(x)=1x-a>0,得0<x<1a,所以f(x)3.函数y=f(x)的图像如图所示,则y=f′(x)的图像可能是()答案D解析由函数f(x)的图像可知,f(x)在(-∞,0)上单调递增,f(x)在(0,+∞)上单调递减,所以在(-∞,0)上,f′(x)>0;在(0,+∞)上,f′(x)<0,选项D满足. 4.(2021·德阳诊断)若函数f(x)=e x(sin x+a)在R上单调递增,则实数a的取值范围为()A.[2,+∞)B.(1,+∞)C.[-1,+∞)D.(2,+∞)答案A解析因为f(x)=e x(sin x+a),所以f′(x)=e x(sin x+a+cos x).要使函数f(x)在R上单调递增,需使f′(x)≥0恒成立,即sin x+a+cos x≥0恒成立,所以a≥-sin x-cos x.因为-sin x-cos x=-2sin所以-2≤-sin x-cos x≤2,所以a≥ 2.5.(2021·江南十校联考)已知函数f(x)=ax2-4ax-ln x,则f(x)在(1,4)上不单调的一个充分不必要条件可以是()A.a>-12B.0<a<116C.a>116或-12<a<0 D.a>116答案D解析f′(x)=2ax-4a-1x=2ax2-4ax-1x,令g(x)=2ax2-4ax-1,则函数g(x)=2ax2-4ax-1的对称轴方程为x=1,若f(x)在(1,4)上不单调,则g(x)在区间(1,4)上有零点.当a=0时,显然不成立;当a≠0>0,(1)=-2a-1<0,(4)=16a-1>0,<0,(1)=-2a-1>0,(4)=16a-1<0,解得a>116或a<-12.∴a>116是f(x)在(1,4)上不单调的一个充分不必要条件.6.已知函数y=f(x+1)是偶函数,当x∈(1,+∞)时,函数f(x)=sin x-x,设a=b=f(3),c=f(0),则a,b,c的大小关系为()A.b<a<cB.c<a<bC.b<c<aD.a<b<c答案A解析由函数y=f(x+1)是偶函数,可得函数f(x)的图像关于直线x=1对称,则a=b=f(3),c=f(0)=f(2),又当x∈(1,+∞)时,f′(x)=cos x-1≤0,所以f(x)=sin x-x在(1,+∞)上为减函数,所以b<a<c,故选A.7.若函数f (x )=ax 3+3x 2-x +1恰好有三个单调区间,则实数a 的取值范围为________.答案(-3,0)∪(0,+∞)解析依题意知,f ′(x )=3ax 2+6x -1有两个不相等的零点,≠0,=36+12a >0,解得a >-3且a ≠0.8.(2022·哈尔滨调研)若函数f (x )=2x 2-ln x 在其定义域的一个子区间(k -1,k +1)内不是单调函数,则实数k 的取值范围是________.答案1解析f ′(x )=4x -1x =(2x -1)(2x +1)x(x >0),令f ′(x )>0,得x >12;令f ′(x )<0,得0<x <12.-1≥0,-1<12<k +1,解之得1≤k <32.9.设f (x )是定义在R 上的奇函数,f (2)=0,当x >0时,有xf ′(x )-f (x )x 2<0恒成立,则不等式x 2f (x )>0的解集是__________________.答案(-∞,-2)∪(0,2)解析令φ(x )=f (x )x,∵当x >0时,f (x )x ′=x ·f ′(x )-f (x )x 2<0,∴φ(x )=f (x )x 在(0,+∞)上为减函数,又f (2)=0,即φ(2)=0,∴在(0,+∞)上,当且仅当0<x <2时,φ(x )>0,此时x 2f (x )>0.又f(x)为奇函数,∴h(x)=x2f(x)也为奇函数,由数形结合知x∈(-∞,-2)时,f(x)>0.故x2f(x)>0的解集为(-∞,-2)∪(0,2).10.已知函数f(x)=ln x+ke x(k为常数),曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线与x轴平行.(1)求实数k的值;(2)求函数f(x)的单调区间.解(1)f′(x)=1x-ln x-ke x(x>0).又由题意知f′(1)=1-ke=0,所以k=1.(2)由(1)知,f′(x)=1x-ln x-1e x(x>0).设h(x)=1x-ln x-1(x>0),则h′(x)=-1x2-1x<0,所以h(x)在(0,+∞)上单调递减.由h(1)=0知,当0<x<1时,h(x)>0,所以f′(x)>0;当x>1时,h(x)<0,所以f′(x)<0.综上f(x)的单调增区间是(0,1),减区间为(1,+∞).11.讨论函数g(x)=(x-a-1)e x-(x-a)2的单调性.解g(x)的定义域为R,g′(x)=(x-a)e x-2(x-a)=(x-a)(e x-2),令g′(x)=0,得x=a或x=ln2,①当a>ln2时,x∈(-∞,ln2)∪(a,+∞)时,f′(x)>0,x∈(ln2,a)时,f′(x)<0;②当a=ln2时,f′(x)≥0恒成立,∴f(x)在R上单调递增;③当a<ln2时,x∈(-∞,a)∪(ln2,+∞)时,f′(x)>0,x∈(a,ln2)时,f′(x)<0,综上,当a>ln2时,f(x)在(-∞,ln2),(a,+∞)上单调递增,在(ln2,a)上单调递减;当a=ln2时,f(x)在R上单调递增;当a<ln2时,f(x)在(-∞,a),(ln2,+∞)上单调递增,在(a,ln2)上单调递减.12.已知a=ln33,b=e-1,c=3ln28,则a,b,c的大小关系为()A.b>c>aB.a>c>bC.a>b>cD.b>a>c答案D解析依题意,得a=ln33=ln33,b=e-1=ln ee,c=3ln28=ln88.令f(x)=ln xx(x>0),则f′(x)=1-ln xx2,易知函数f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减.所以f(x)max=f(e)=1e=b,且f(3)>f(8),即a>c,所以b>a>c.13.(2021·成都诊断)已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,其导函数为f′(x).若x>0时,f′(x)<2x,则不等式f(2x)-f(x-1)>3x2+2x-1的解集是________.答案1解析令g(x)=f(x)-x2,则g(x)是R上的偶函数.当x>0时,g′(x)=f′(x)-2x<0,则g(x)在(0,+∞)上递减,于是在(-∞,0)上递增.由f(2x)-f(x-1)>3x2+2x-1得f(2x)-(2x)2>f(x-1)-(x-1)2,即g (2x )>g (x -1),于是g (|2x |)>g (|x -1|),则|2x |<|x -1|,解得-1<x <13.14.(2021·全国乙卷)已知函数f (x )=x 3-x 2+ax +1.(1)讨论f (x )的单调性;(2)求曲线y =f (x )过坐标原点的切线与曲线y =f (x )的公共点的坐标.解(1)由题意知f (x )的定义域为R ,f ′(x )=3x 2-2x +a ,对于f ′(x )=0,Δ=(-2)2-4×3a =4(1-3a ).①当a ≥13时,Δ≤0,f ′(x )≥0在R 上恒成立,所以f (x )在R 上单调递增;②当a <13时,令f ′(x )=0,即3x 2-2x +a =0,解得x 1=1-1-3a 3,x 2=1+1-3a 3,令f ′(x )>0,则x <x 1或x >x 2;令f ′(x )<0,则x 1<x <x 2.所以f (x )在(-∞,x 1)上单调递增,在(x 1,x 2)上单调递减,在(x 2,+∞)上单调递增.综上,当a ≥13时,f (x )在R 上单调递增;当a <13时,f (x )∞(1+1-3a 3,+∞)上单调递增,在.(2)记曲线y =f (x )过坐标原点的切线为l ,切点为P (x 0,x 30-x 20+ax 0+1).因为f ′(x 0)=3x 20-2x 0+a ,所以切线l 的方程为y -(x 30-x 20+ax 0+1)=(3x 20-2x 0+a )(x -x 0).由l 过坐标原点,得2x 30-x 20-1=0,解得x 0=1,所以切线l 的方程为y =(1+a )x .=(1+a )x ,=x 3-x 2+ax +1,=1,=1+a=-1,=-1-a .所以曲线y=f(x)过坐标原点的切线与曲线y=f(x)的公共点的坐标为(1,1+a)和(-1,-1-a).。
- 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、"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、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)。
**** 在各省市中,必修三算法、统计、初等概率(选修部分是重点),不会考解答大题,所以同学要重视这本书中的选择填空题!
一、基础知识(理解去记)
(1)四种基本的程序框
终端框(起止框)
输入.输出框
处理框
判断框
(2)三种基本逻辑结构
顺序结构 条件结构 循环结构
(3)基本算法语句
(一)输入语句
单个变量
多个变量
(二)输出语句
(三)赋值语句
(四)条件语句
IF-THEN-ELSE 格式
当计算机执行上述语句时,首先对IF后的条件进行判断,如果条件符合,就执行THEN后的语句1,否则执行ELSE后的语句2。
其对应的程序框图为:(如上右图)
IF-THEN格式
计算机执行这种形式的条件语句时,也是首先对IF后的条件进行判断,如果条件符合,就执行THEN后的语句,如果条件不符合,则直接结束该条件语句,转而执行其他语句。
其对应的程序框图为:(如上右图)
(五)循环语句
(1)WHILE语句
其中循环体是由计算机反复执行的一组语句构成的。
WHLIE后面的“条件”是用于控制计算机执行循环体或跳出循环体的。
当计算机遇到WHILE语句时,先判断条件的真假,如果条件符合,就执行WHILE与WEND之间的循环体;然后再检查上述条件,如果条件仍符合,再次执行循环体,这个过程反复进行,直到某一次条件不符合
为止。
这时,计算机将不执行循环体,直接跳到WEND语句后,接着执行WEND之后的语句。
因此,当型循环有时也称为“前测试型”循环。
其对应的程序结构框图为:(如上右图)
(2)UNTIL语句
其对应的程序结构框图为:(如上右图)
(4)算法案例
案例1 辗转相除法与更相减损术
案例2 秦九韶算法
案例3 排序法:直接插入排序法与冒泡排序法
案例4 进位制
二.基础例题(必会)
例1 写一个算法程序,计算1+2+3+…+n的值(要求可以输入任意大于1的正自然数)
解:INPUT “n=”;n
i=1
sum=0
WHILE i<=n
sum=sum+i
i=i+1
WEND
PRINT sum
END
思考:在上述程序语句中我们使用了WHILE格式的循环语句,能不能使用UNTIL循环?
例2 设计一个程序框图对数字3,1,6,9,8进行排序(利用冒泡排序法)
开始
输入a1,a2,a3,a4,a5
i=1
a i>a i+1
x=a i
a i=a i+1
a i+1=x
i=5
r=5
输出
a1,a2,a3,a4,a5
结束i=i+1r=r+1
r=1
否
否
是
否
是
是
思考:上述程序框图中哪些是顺序结构?哪些是条件结构?哪些是循环结构?例3 把十进制数53转化为二进制数.
解:53=1×25+1×24+0×23+1×22+0×21+1×20
=110101(2)
例4 利用辗转相除法求3869与6497的最大公约数与最小公倍数。
解:6497=3869×1+2628
3869=2628×1+1241
2628=1241*2+146
1241=146×8+73
146=73×2+0
所以3869与6497的最大公约数为73
最小公倍数为3869×6497/73=344341
思考:上述计算方法能否设计为程序框图?
三、趋近高考(必懂)
1.(2011浙江理)某程序框图如图所示,
若输出的S=57,则判断框内位
(A)k>4?
(B)k>5?
(C)k>6?
(D)k>7?
【答案】A
【解析】:本题主要考察了程序框图的结构,
以及与数列有关的简
单运算,属容易题
2.(2011辽宁理)如果执行右面的程序框图,输入正整数n ,m ,满足n
≥m ,那么输出的P 等于
(A )1m n C -
(B) 1m n A -
(C) m n C
(D) m n A
【答案】D
【解析】第一次循环:k=1,p=1,p=n-m+1;
第二次循环:k=2,p=(n-m+1)(n-m+2);
第三次循环:k=3,p=(n-m+1) (n-m+2) (n-m+3)
……
第m 次循环:k=3,p=(n-m+1) (n-m+2) (n-m+3)…(n-1)n
此时结束循环,输出p=(n-m+1) (n-m+2) (n-m+3)…(n-1)n=m n A
3.(2010广东理)某城市缺水问题比较突出,为了制定节水管理办法,对
全市居民某年的月均用水量进行了抽样调查,其中n 位居民的月均用水量
分别为x1…xn(单位:吨),根据图2所示的程序框图,若n=2,且x1,x2 分
别为1,2,则输出地结果s 为 . 【答案】32 1 1.5 1.5263442s +++=
==
1.(2011.湖南卷13)若执行如图3所示的框图,输入1231,2,3,2x x x x ====,则输出的数等于 。
答案:23
【解析】:由框图的算法功能可知,输出的数为三个数的方差,
则222(12)(22)(32)233
S -+-+-==。
4.(2011.陕西8.)右图中,1x ,2x ,3x 为某次考试三个评阅人对同一道题的
独立评分,p 为该题的最终得分,当16x =,29x =,8.5p =时,3x 等于( )
(A )11 (B )10 (C )8 (D )7
【分析】先读懂右图的逻辑顺序,然后进行计算判断,其中判断条件
3132||||x x x x -<-是否成立是解答本题的关键.
【解析】选C 16x =,29x =,12||32x x -=„不成立,即为“否”,所以再输
入3x ;由绝对值的意义(一个点到另一个点的距离)和不等式
3132||||x x x x -<-知,点3x 到点1x 的距离小于点3x 到2x 的距离,所以当
37.5x <时,3132||||x x x x -<-成立,即为“是”,此时23x x =,所以132x x p +=,即368.52x +=,解得311x =7.5>,不合题意;当37.5x …时,3132||||x x x x -<-不成立,即为“否”,此时13x x =,所以322x x p +=,即3
98.52
x +=,解得38x =7.5>,符合题意,故选C .
5.(2010广东文)某城市缺水问题比较突出,为了制定节水管
理办法,对全市居民某年的月均用水量进行了
抽样调查,其中4位居民的月均用水量分别为
(单位:吨)。
根据图2所示的程序框图,若分
别为1,1.5,1.5,2,则输出的结果s 为 .
第一(1=i )步:11011=+=+=i x s s
第二(2=i )步:
5.25.1111=+=+=i x s s 第三(3=i )步:45.15.211=+=+=i x s s
第四(4=i )步:62411=+=+=i x s s ,23641=⨯=
s
第五(5=i )步:45>=i ,输出23=s
6.(2010安徽文)如图所示,程序框图(算法流程图)的输出值x=
【答案】 12
【解析】程序运行如下:
1,2,4,5,6,8,9,10,12x x x x x x x x x =========,输出12。
【规律总结】这类问题,通常由开始一步一步运行,根据判断条件,要么几步后就会输出结果,要么就会出现规律,如周期性,等差或等比数列型.
7.(2010江苏卷)右图是一个算法的流程图,则输出S 的值是_____________
【解析】考查流程图理解。
2412223133,++++=<L 输出25122263S =++++=L 。
8.(2009浙江卷理)某程序框图如图所示,该程序运行后输出的k 的
值是 ( )
A .4
B .5
C .6
D .7
【解析】对于0,1,1k s k ==∴=,而对于1,3,2k s k ==∴=,则
2,38,3k s k ==+∴=,后面是113,382,4k s k ==++∴=,不
符合条件时输出的4k =.
答案 A
9、(2009年广东卷文)某篮球队6名主力队员在最近三场比赛中投进
队员i
1 2 3 4
5 6 三分球个数 1a 2a 3a 4a 5a 6a
下图(右)是统计该6名队员在最近三场比赛中投进的三分球总数的程序框图,则图中判断框应填 ,输出的s=
(注:框图中的赋值符号“=”也可以写成“←”或“:=”)
【解析】顺为是统计该6名队员在最近三场比赛中投进的三分中判断框应填6i ≤,输出的
球总数的程序框图,所图
s=126a a a +++L .
T= .
【解析】:按照程序框图依次执行为S=5,n=2,T=2;
S=10,n=4,T=2+4=6;S=15,n=6,T=6+6=12;
S=20,n=8,T=12+8=20;S=25,n=10,T=20+10=30>S,输出T=30 答案 30。