【世纪金榜】人教版2016第一轮复习理科数学教师用书配套 1.1
【世纪金榜】人教版2016第一轮复习理科数学教师用书配套 4.4
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即是∠BAC的平分线, 由题意,得∠BAC的平分线与BC边垂直, 所以AB=AC,故△ABC为等边三角形.
考点1
向量在平面几何中的应用
1 AB,且对于边AB 4
【典例1】(1)设△ABC,P0是边AB上一定点,满足P0B= 上任一点P,恒有 PB PC P0 B P0C, 则 A.∠ABC=90° C.AB=AC ( )
【互动探究】本例(2)中其他条件不变,若AB= 1 ,试求 AC BE 的值.
2
【解析】如图,令 AB =a, AD =b,则
|a|=
1 ,|b|=1,a与b的夹角为60°, 2
AC =a+b,
因为E是CD的中点,
所以 BE BC CE b ( 1 a) b 1 a, 故 AC BE a b ( 1 a b)
所以 PA PB PC PB PA,
所以 PC 2PA 2AP, 所以点P是AC边的一个三等分点.
(2)(必修4P107T11改编)甲、乙两位同学参加2015年的自主招生考试, 下火车后两人共同提起一个行李包(如图所示).设他们所用的力分别 为F1,F2,行李包所受重力为G,若|F1|=|F2|= θ 的大小为 .
提醒:用坐标法解题时,建立适当的坐标系是解题的关键,用基向量解
题时要选择适当的基底.
【变式训练】(2015·淮南模拟)△ABC中,∠A=60°,∠A的平分线AD 交边BC于D,已知AB=3,且 AD 1 AC AB (λ ∈R),则AD的长为
3
(
)
A.1
B. 3
C.2 3
D.3
【解析】选C.由题意B,C,D三点共线,则 AD 1 AC 2 AB, 所以 2 ,
学年人教版高中数学必修一 教师用书word文件
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1.1集__合1.1.1 集合的含义与表示 第一课时 集合的含义集合的概念[提出问题] 观察下列实例: (1)某公司的所有员工;(2)平面内到定点O 的距离等于定长d 的所有的点;(3)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +1≥3,x 2≤9的整数解;(4)方程x 2-5x +6=0的实数根; (5)某中学所有较胖的同学.问题1:上述实例中的研究对象各是什么? 提示:员工、点、整数解、实数根、较胖的同学. 问题2:你能确定上述实例的研究对象吗? 提示:(1)(2)(3)(4)的研究对象可以确定.问题3:上述哪些实例的研究对象不能确定?为什么?提示:(5)的研究对象不能确定,因为“较胖”这个标准不明确,故无法确定. [导入新知] 元素与集合的概念 定义表示元素 一般地,我们把研究对象统称为元素 通常用小写拉丁字母a ,b ,c ,…表示 集合把一些元素组成的总体叫做集合(简称为集)通常用大写拉丁字母A ,B ,C ,…表示[化解疑难]准确认识集合的含义(1)集合的概念是一种描述性说明,因为集合是数学中最原始的、不加定义的概念,这与我们初中学过的点、直线等概念一样,都是用描述性语言表述的.(2)集合含义中的“元素”所指的范围非常广泛,现实生活中我们看到的、听到的、闻到的、触摸到的、想到的各种各样的事物或一些抽象的符号等,都可以看作“对象”,即集合中的元素.元素的特性及集合相等[提出问题]问题1:“知识点一”中的实例(3)组成的集合的元素是什么?提示:2,3.问题2:“知识点一”中的实例(4)组成的集合的元素是什么?提示:2,3.问题3:“知识点一”中的实例(3)与实例(4)组成的集合有什么关系?提示:相等.[导入新知]1.集合相等只要构成两个集合的元素是一样的,我们就称这两个集合相等.2.集合元素的特性集合元素的特性:确定性、互异性、无序性.[化解疑难]对集合中元素特性的理解(1)确定性:作为一个集合的元素必须是明确的,不能确定的对象不能构成集合.也就是说,给定一个集合,任何一个对象是不是这个集合的元素是确定的.(2)互异性:对于给定的集合,其中的元素一定是不同的,相同的对象归入同一个集合时只能算作集合的一个元素.(3)无序性:对于给定的集合,其中的元素是不考虑顺序的.如由1,2,3构成的集与3,2,1构成的集合是同一个集合.元素与集合的关系及常用数集的记法[提出问题]某中学2017年高一年级20个班构成一个集合.问题1:高一(6)班、高一(16)班是这个集合中的元素吗?提示:是这个集合的元素.问题2:高二(3)班是这个集合中的元素吗?为什么? 提示:不是.高一年级这个集合中没有高二(3)班这个元素. [导入新知]1.元素与集合的关系(1)如果a 是集合A 的元素,就说a 属于集合A ,记作a ∈A . (2)如果a 不是集合A 中的元素,就说a 不属于集合A ,记作a ∉A . 2.常用的数集及其记法常用的数集 自然数集正整数集 整数集 有理数集实数集 记法NN *或N +ZQR[化解疑难]1.对“∈”和“∉”的理解(1)符号“∈”“∉”刻画的是元素与集合之间的关系.对于一个元素a 与一个集合A 而言,只有“a ∈A ”与“a ∉A ”这两种结果.(2)“∈”和“∉”具有方向性,左边是元素,右边是集合,形如R ∈0是错误的. 2.常用数集关系网集合的基本概念[例1] (1)上到点A 的距离等于1的点的全体;④正三角形的全体;⑤2的近似值的全体.其中能构成集合的组数是( )A .2B .3C .4D .5(2)判断下列说法是否正确,并说明理由. ①某个公司里所有的年轻人组成一个集合; ②由1,32,64,⎪⎪⎪⎪-12,12组成的集合有五个元素;③由a ,b ,c 组成的集合与由b ,a ,c 组成的集合是同一个集合.[解] (1)选A “接近于0的数”“比较小的正整数”标准不明确,即元素不确定,所以①②不是集合.同样,“2的近似值”也不明确精确到什么程度,因此很难判定一个数,比如2是不是它的近似值,所以⑤也不是一个集合.③④能构成集合.(2)①不正确.因为“年轻人”没有确定的标准,对象不具有确定性,所以不能组成集合. ②不正确.由于32=64,⎪⎪⎪⎪-12=12,由集合中元素的互异性知,这个集合是由1,32,12这三个元素组成的.③正确.集合中的元素相同,只是次序不同,但它们仍表示同一个集合. [类题通法]判断一组对象能否组成集合的标准及其关注点(1)标准:判断一组对象能否组成集合,关键看该组对象是否满足确定性,如果此组对象满足确定性,就可以组成集合;否则,不能组成集合.(2)关注点:利用集合的含义判断一组对象能否组成一个集合,应注意集合中元素的特性,即确定性、互异性和无序性.[活学活用]判断下列每组对象能否构成一个集合. (1)著名的数学家;(2)某校2017年在校的所有高个子同学; (3)不超过20的非负数;(4)方程x 2-9=0在实数范围内的解; (5)平面直角坐标系内第一象限的一些点.解:(1)“著名的数学家”无明确的标准,对于某个人是否“著名”无法客观地判断,因此“著名的数学家”不能构成一个集合.(2)与(1)类似,也不能构成集合.(3)任给一个实数x ,可以明确地判断是不是“不超过20的非负数”,即“0≤x ≤20”与“x >20或x <0”两者必居其一,且仅居其一,故“不超过20的非负数”能构成集合.(4)类似于(3),也能构成集合.(5)“一些点”无明确的标准,对于某个点是否在“一些点”中无法确定,因此“直角坐标平面内第一象限的一些点”不能构成集合.元素与集合的关系[例2](1)设集合A只含有一个元素a,则下列各式正确的是()A.0∈A B.a∉AC.a∈A D.a=A(2)下列所给关系正确的个数是()①π∈R;②3∉Q;③0∈N*;④|-4|∉N*.A.1 B.2C.3 D.4[解析](1)由元素与集合的关系可知,a∈A.(2)①π∈R显然是正确的;②3是无理数,而Q表示有理数集,∴3∉Q,正确;③N*表示不含0的自然数集,∴0∉N*,③错误;④|-4|=4∈N*,④错误,所以①②是正确的.[答案](1)C(2)B[类题通法]判断元素与集合间关系的方法判断一个对象是否为某个集合的元素,就是判断这个对象是否具有这个集合的元素具有的共同特征.如果一个对象是某个集合的元素,那么这个对象必具有这个集合的元素的共同特征.[活学活用]给出下列说法:①R中最小的元素是0;②若a∈Z,则-a∉Z;③若a∈Q,b∈N*,则a+b∈Q.其中正确的个数为()A.0B.1C.2 D.3解析:选B实数集中没有最小的元素,故①不正确;对于②,若a∈Z,则-a也是整数,故-a∈Z,所以②也不正确;只有③正确.集合中元素的特性及应用[例3]已知集合A中含有两个元素a和a,若1∈A,求实数a的值.[解]若1∈A,则a=1或a2=1,即a=±1.当a =1时,a =a 2,集合A 中有一个元素,∴a ≠1. 当a =-1时,集合A 中含有两个元素1,-1,符合互异性.∴a =-1. [类题通法]关注元素的互异性根据集合中元素的确定性,可以解出字母的所有可能取值,但要时刻关注集合中元素的三个特性,尤其是互异性,解题后要注意进行检验.[活学活用]已知集合A 中含有三个元素1,0,x ,若x 2∈A ,求实数x 的值.解:∵x 2∈A ,∴x 2是集合A 中的元素.又∵集合A 中含有3个元素,∴需分情况讨论:①若x 2=0,则x =0,此时集合A 中有两个元素0,不符合互异性,舍去;②若x 2=1,则x =±1.当x =1时,此时集合A 中有两个元素1,舍去;当x =-1时,此时集合A 中有三个元素1,0,-1,符合题意;③若 x 2=x ,则x =0或x =1,不符合互异性,都舍去.综上可知,x =-1.1.警惕集合元素的互异性[典例] 若集合A 中有三个元素x ,x +1,1,集合B 中也有三个元素x ,x 2+x ,x 2,且A =B ,则实数x 的值为________.[解析] ∵A =B ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ x +1=x 2,1=x 2+x 或⎩⎪⎨⎪⎧x +1=x 2+x ,1=x 2.解得x =±1.经检验,x =1不适合集合元素的互异性,而x =-1适合. ∴x =-1. [答案] -1 [易错防范]1.上面例题易由方程组求得x=±1后,忽视对求出的值进行检验,从而得出错误的结论.2.当集合中元素含字母并要求对其求值时,求出的值一定要加以检验,看是否符合集合元素的互异性.[成功破障]若集合A中含有三个元素a-3,2a-1,a2-4,且-3∈A,则实数a的值为________.解析:①若a-3=-3,则a=0,此时A={-3,-1,-4},满足题意.②若2a-1=-3,则a=-1,此时A={-4,-3,-3},不满足元素的互异性.③若a2-4=-3,则a=±1.当a=1时,A={-2,1,-3},满足题意;当a=-1时,由②知不合题意.综上可知a=0或a=1.答案:0或1[随堂即时演练]1.下列选项中能构成集合的是()A.高一年级跑得快的同学B.中国的大河C.3的倍数D.有趣的书籍解析:选C根据集合的定义,选项A,B,D都不具备确定性.2.若以集合A的四个元素a,b,c,d为边长构成一个四边形,则这个四边形可能是() A.梯形B.平行四边形C.菱形D.矩形解析:选A由于a,b,c,d四个元素互不相同,故它们组成的四边形的四条边都不相等.3.有下列说法:①集合N与集合N*是同一个集合;②集合N中的元素都是集合Z中的元素;③集合Q中的元素都是集合Z中的元素;④集合Q中的元素都是集合R中的元素.其中正确的有________(填序号).解析:因为集合N*表示正整数集,N表示自然数集,Z表示整数集,Q表示有理数集,R表示实数集,所以①③中的说法不正确,②④中的说法正确.答案:②④4.设由2,4,6构成的集合为A,若实数a∈A时,6-a∈A,则a=________.解析:代入验证,若a=2,则6-2=4∈A,符合题意;若a=4,则6-4=2∈A,符合题意;若a=6,则6-6=0∉A,不符合题意,舍去.所以a=2或a=4.答案:2或45.已知集合A中含有两个元素x,y,集合B中含有两个元素0,x2,若A=B,求实数x,y的值.解:因为集合A,B相等,则x=0或y=0.①当x=0时,x2=0,则B={0,0},不满足集合中元素的互异性,故舍去.②当y=0时,x=x2,解得x=0或x=1.由①知x=0应舍去.综上知x=1,y=0.[课时达标检测]一、选择题1.下列判断正确的个数为()(1)所有的等腰三角形构成一个集合.(2)倒数等于它自身的实数构成一个集合.(3)素数的全体构成一个集合.(4)由2,3,4,3,6,2构成含有6个元素的集合.A.1B.2C.3 D.4解析:选C(1)正确;(2)若1a=a,则a2=1,∴a=±1,构成的集合为{1,-1},∴(2)正确;(3)也正确,任何一个素数都在此集合中,不是素数的都不在;(4)不正确,集合中的元素具有互异性,构成的集合为{2,3,4,6},含4个元素,故选C.2.设不等式3-2x <0的解集为M ,下列正确的是( ) A .0∈M,2∈M B .0∉M,2∈M C .0∈M,2∉MD .0∉M,2∉M解析:选B 从四个选项来看,本题是判断0和2与集合M 间的关系,因此只需判断0和2是否是不等式3-2x <0的解即可.当x =0时,3-2x =3>0,所以0不属于M ,即0∉M ;当x =2时,3-2x =-1<0,所以2属于M ,即2∈M .3.下列各组中集合P 与Q ,表示同一个集合的是( )A .P 是由元素1,3,π构成的集合,Q 是由元素π,1,|-3|构成的集合B .P 是由π构成的集合,Q 是由3.141 59构成的集合C .P 是由2,3构成的集合,Q 是由有序数对(2,3)构成的集合D .P 是满足不等式-1≤x ≤1的自然数构成的集合,Q 是方程x 2=1的解集解析:选A 由于选项A 中P ,Q 元素完全相同,所以P 与Q 表示同一个集合,而选项B ,C ,D 中元素不相同,所以P 与Q 不能表示同一个集合.4.已知集合M 中的元素x 满足x =a +b 2,其中a ,b ∈Z ,则下列实数中不属于集合M 中元素的个数是( )①0;②-1;③32-1;④23-22;⑤8;⑥11-2. A .0 B .1 C .2 D .3解析:选A 当a =b =0时,x =0;当a =-1,b =0时,x =-1;当a =-1,b =3时,x =-1+32;23-22=2(3+22)(3-22)(3+22)=6+42,即a =6,b =4;当a =0,b =2时,x=22=8;11-2=1+2(1-2)(1+2)=-1-2,即a =-1,b =-1.综上所述:0,-1,32-1,23-22,8,11-2都是集合M 中的元素.5.由实数-a ,a ,|a |,a 2所组成的集合最多含有________个元素.( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选B 当a =0时,这四个数都是0,所组成的集合只有一个元素0.当a ≠0时,a 2=|a |=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a >0,-a ,a <0,所以一定与a 或-a 中的一个一致.故组成的集合中最多有两个元素.二、填空题6.方程x 2-2x -3=0的解集与集合A 相等,若集合A 中的元素是a ,b ,则a +b =________.解析:∵方程x 2-2x -3=0的解集与集合A 相等, ∴a ,b 是方程x 2-2x -3=0的两个根, ∴a +b =2. 答案:27.已知集合A 是由偶数组成的,集合B 是由奇数组成的,若a ∈A ,b ∈B ,则a +b ______A ,ab _____A .(填“∈”或“∉”)解析:∵a 是偶数,b 是奇数, ∴a +b 是奇数,ab 是偶数, 故a +b ∉A ,ab ∈A . 答案:∉ ∈8.设A 是由满足不等式x <6的自然数组成的集合,若a ∈A ,且3a ∈A ,则a 的值为________.解析:∵a ∈A ,且3a ∈A ,∴⎩⎪⎨⎪⎧a <6,3a <6, 解得a <2. 又∵a ∈N , ∴a =0或a =1. 答案:0或1 三、解答题9.已知集合M 由三个元素-2,3x 2+3x -4,x 2+x -4组成,若2∈M ,求x . 解:当3x 2+3x -4=2时,即x 2+x -2=0,x =-2或x =1,经检验,x =-2,x =1均不合题意;当x 2+x -4=2时,即x 2+x -6=0,x =-3或x =2,经检验,x =-3或x =2均合题意.∴x =-3或x =2.10.设集合A 中含有三个元素3,x ,x 2-2x . (1)求实数x 应满足的条件; (2)若-2∈A ,求实数x .解:(1)由集合中元素的互异性可知,x ≠3,且x ≠x 2-2x ,x 2-2x ≠3. 解得x ≠-1且x ≠0,且x ≠3. (2)∵-2∈A ,∴x =-2或x 2-2x =-2. 由于x 2-2x =(x -1)2-1≥-1, ∴x =- 2.11.数集M 满足条件:若a ∈M ,则1+a1-a∈M (a ≠±1且a ≠0).若3∈M ,则在M 中还有三个元素是什么?解:∵3∈M , ∴1+31-3=-2∈M , ∴1+(-2)1-(-2)=-13∈M ,∴1+⎝⎛⎭⎫-131-⎝⎛⎭⎫-13=2343=12∈M .又∵1+121-12=3∈M ,∴在M 中还有元素-2,-13,12.12.数集A 满足条件:若a ∈A ,则11-a ∈A (a ≠1).(1)若2∈A ,试求出A 中其他所有元素;(2)自己设计一个数属于A ,然后求出A 中其他所有元素;(3)从上面两小题的解答过程中,你能悟出什么道理?并大胆证明你发现的这个“道理”.解:根据已知条件“若a ∈A ,则11-a ∈A (a ≠1)”逐步推导得出其他元素.(1)其他所有元素为-1,12.(2)假设-2∈A ,则13∈A ,则32∈A .其他所有元素为13,32.(3)A 中只能有3个元素,它们分别是a ,11-a ,a -1a ,且三个数的乘积为-1.证明如下:由已知,若a ∈A ,则11-a ∈A 知,11-11-a =a -1a ∈A ,11-a -1a =a ∈A .故A 中只能有a ,11-a,a -1a 这3个元素.下面证明三个元素的互异性:若a =11-a ,则a 2-a +1=0有解,因为Δ=1-4=-3<0,所以方程无实数解,故a ≠11-a. 同理可证,a ≠a -1a ,11-a≠a -1a .结论得证.第二课时 集合的表示列举法[提出问题] 观察下列集合:(1)中国古代四大发明组成的集合; (2)20的所有正因数组成的集合.问题1:上述两个集合中的元素能一一列举出来吗?提示:能.(1)中的元素为造纸术、印刷术、指南针、火药,(2)中的元素为1,2,4,5,10,20. 问题2:如何表示上述两个集合? 提示:用列举法表示.[导入新知]列举法把集合的元素一一列举出来,并用花括号“{}”括起来表示集合的方法叫做列举法.[化解疑难]使用列举法表示集合的四个注意点(1)元素间用“,”分隔开,其一般形式为{a1,a2,…,a n};(2)元素不重复,满足元素的互异性;(3)元素无顺序,满足元素的无序性;(4)对于含有有限个元素且个数较少的集合,采取该方法较合适;若元素个数较多或有无限个且集合中的元素呈现一定的规律,在不会产生误解的情况下,也可以列举出几个元素作为代表,其他元素用省略号表示.描述法[提出问题]观察下列集合:(1)不等式x-2≥3的解集;(2)函数y=x2-1的图象上的所有点.问题1:这两个集合能用列举法表示吗?提示:不能.问题2:如何表示这两个集合?提示:利用描述法.[导入新知]描述法(1)定义:用集合所含元素的共同特征表示集合的方法.(2)具体方法:在花括号内先写上表示这个集合元素的一般符号及取值(或变化)范围,再画一条竖线,在竖线后写出这个集合中元素所具有的共同特征.[化解疑难]1.描述法表示集合的条件对于元素个数不确定且元素间无明显规律的集合,不能将它们一一列举出来,可以将集合中元素的共同特征描述出来,即采用描述法.2.描述法的一般形式它的一般形式为{x∈A|p(x)},其中的x表示集合中的代表元素,A指的是元素的取值范围;p(x)则是表示这个集合中元素的共同特征,其中“|”将代表元素与其特征分隔开来.一般来说,集合元素x 的取值范围A 需写明确,但若从上下文的关系看,x ∈A 是明确的,则x ∈A 可以省略,只写元素x .用列举法表示集合[例1] (1)设集合A ={1,2,3},B ={1,3,9},若x ∈A 且x ∉B ,则x =( ) A .1 B .2 C .3D .9(2)用列举法表示下列集合:①不大于10的非负偶数组成的集合; ②方程x 2=x 的所有实数解组成的集合; ③直线y =2x +1与y 轴的交点组成的集合;④方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,x -y =-1的解.[解] 选B (1)∵x ∈A , ∴x =1,2,3.又∵x ∉B ,∴x ≠1,3,9,故x =2.(2)①因为不大于10是指小于或等于10,非负是大于或等于0的意思,所以不大于10的非负偶数集合是{0,2,4,6,8,10}.②方程x 2=x 的实数解是x =0或x =1,所以方程x 2=x 的所有实数解组成的集合为{0,1}. ③将x =0代入y =2x +1,得y =1,即交点是(0,1),故直线y =2x +1与y 轴的交点组成的集合是{(0,1)}.④解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x +y =1,x -y =-1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1.∴用列举法表示方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,x -y =-1的解集为{(0,1)}.[类题通法]用列举法表示集合的步骤(1)求出集合的元素;(2)把元素一一列举出来,且相同元素只能列举一次;(3)用花括号括起来.[活学活用]已知集合A={-2,-1,0,1,2,3},对任意a∈A,有|a|∈B,且B中只有4个元素,求集合B.解:对任意a∈A,有|a|∈B.因为集合A={-2,-1,0,1,2,3},由-1,-2,0,1,2,3∈A,知0,1,2,3∈B.又因为B中只有4个元素,所以B={0,1,2,3}.用描述法表示集合[例2](1)①A={x|x2-x=0},则1____A,-1____A;②(1,2)________{(x,y)|y=x+1}.(2)用描述法表示下列集合:①正偶数集;②被3除余2的正整数的集合;③平面直角坐标系中坐标轴上的点组成的集合.[解](1)①将1代入方程,成立;将-1代入方程,不成立.故1∈A,-1∉A.②将x=1,y=2代入y=x+1,成立,故填“∈”.(2)①偶数可用式子x=2n,n∈Z表示,但此题要求为正偶数,故限定n∈N*,所以正偶数集可表示为{x|x=2n,n∈N*}.②设被3除余2的数为x,则x=3n+2,n∈Z,但元素为正整数,故x=3n+2,n∈N.所以被3除余2的正整数集合可表示为{x|x=3n+2,n∈N}.③坐标轴上的点(x,y)的特点是横、纵坐标中至少有一个为0,即xy=0,故坐标轴上的点的集合可表示为{(x,y)|xy=0}.[答案](1)①∈∉②∈[类题通法]利用描述法表示集合应关注五点(1)写清楚该集合代表元素的符号.例如,集合{x ∈R|x <1}不能写成{x <1}.(2)所有描述的内容都要写在花括号内.例如,{x ∈Z|x =2k },k ∈Z ,这种表达方式就不符合要求,需将k ∈Z 也写进花括号内,即{x ∈Z|x =2k ,k ∈Z}.(3)不能出现未被说明的字母.(4)在通常情况下,集合中竖线左侧元素的所属范围为实数集时可以省略不写.例如,方程x 2-2x +1=0的实数解集可表示为{x ∈R|x 2-2x +1=0},也可写成{x |x 2-2x +1=0}.(5)在不引起混淆的情况下,可省去竖线及代表元素,如{直角三角形},{自然数}等. [活学活用] 下列三个集合: ①A ={x |y =x 2+1}; ②B ={y |y =x 2+1}; ③C ={(x ,y )|y =x 2+1}. (1)它们是不是相同的集合? (2)它们各自的含义分别是什么?解:(1)由于三个集合的代表元素互不相同,故它们是互不相同的集合.(2)集合A ={x |y =x 2+1}的代表元素是x ,且x ∈R ,所以{x |y =x 2+1}=R ,即A =R ;集合B ={y |y =x 2+1}的代表元素是y ,满足条件y =x 2+1的y 的取值范围是y ≥1,所以{y |y =x 2+1}={y |y ≥1}.集合C ={(x ,y )|y =x 2+1}的代表元素是(x ,y ),是满足y =x 2+1的数对.可以认为集合C 是坐标平面内满足y =x 2+1的点(x ,y )构成的集合,其实就是抛物线y =x 2+1的图象.集合表示的应用[例3] (1)集合A ) A .{x |x =2n ±1,n ∈N} B .{x |x =(-1)n (2n -1),n ∈N} C .{x |x =(-1)n (2n +1),n ∈N} D .{x |x =(-1)n -1(2n +1),n ∈N}(2)设集合B =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ∈N ⎪⎪62+x ∈N .①试判断元素1,2与集合B 的关系; ②用列举法表示集合B .[解] 选C (1)观察规律,其绝对值为奇数排列,且正负相间,且第一个为正数,故应选C.(2)①当x =1时,62+1=2∈N ; 当x =2时,62+2=32∉N.所以1∈B,2∉B . ②∵62+x∈N ,x ∈N , ∴2+x 只能取2,3,6.∴x 只能取0,1,4.∴B ={0,1,4}. [类题通法]判断元素与集合间关系的方法(1)用列举法给出的集合,判断元素与集合的关系时,观察即得元素与集合的关系. 例如,集合A ={1,9,12},则0∉A,9∈A .(2)用描述法给出的集合,判断元素与集合的关系时就比较复杂.此时,首先明确该集合中元素的一般符号是什么,是实数?是方程?…,其次要清楚元素的共同特征是什么,最后往往利用解方程的方法判断所给元素是否满足集合中元素的特征,即可确定所给元素与集合的关系.[活学活用]用列举法表示集合A ={(x ,y )|y =x 2,-1≤x ≤1,且x ∈Z}. 解:由-1≤x ≤1,且x ∈Z ,得x =-1,0,1,当x =-1时,y =1;当x =0时,y =0;当x =1时,y =1. ∴A ={(-1,1),(0,0),(1,1)}.1.集合与方程的综合应用[典例] 集合A ={x |ax 2+2x +1=0,a ∈R}中只有一个元素,求a 的取值范围.[解]当a=0时,原方程变为2x+1=0,,符合题意;此时x=-12当a≠0时,方程ax2+2x+1=0为一元二次方程,当Δ=4-4a=0,即a=1时,原方程的解为x=-1,符合题意.故当a=0或a=1时,原方程只有一个解,此时A中只有一个元素.[多维探究]解答上面例题时,a=0这种情况极易被忽视,对于方程“ax2+2x+1=0”有两种情况:一是a=0,即它是一元一次方程;二是a≠0,即它是一元二次方程,也只有在这种情况下,才能用判别式Δ来解决问题.求解集合与方程问题时,要注意相关问题的求解,如:1.在本例条件下,若A中至多有一个元素,求a的取值范围.解:A中至多有一个元素,即A中有一个元素或没有元素.当A中只有一个元素时,由例题可知,a=0或a=1.当A中没有元素时,Δ=4-4a<0,即a>1.故当A中至多有一个元素时,a的取值范围为{a|a=0或a≥1}.2.在本例条件下,若A中至少有一个元素,求a的取值范围.解:A中至少有一个元素,即A中有一个或两个元素.由例题可知,当a=0或a=1时,A中有一个元素;当A中有两个元素时,Δ=4-4a>0,即a<1.∴A中至少有一个元素时,a的取值范围为{a|a≤1}.3.若1∈A,则a为何值?解:∵1∈A,∴a+2+1=0,即a=-3.4.是否存在实数a,使A={1},若存在,求出a的值;若不存在,说明理由.解:∵A={1},∴1∈A,∴a+2+1=0,即a=-3.又当a=-3时,由-3x2+2x+1=0,得x=-1或x=1,3即方程ax 2+2x +1=0存在两个根-13和1,此时A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫-13,1,与A ={1}矛盾.故不存在实数a ,使A ={1}.[随堂即时演练]1.方程组⎩⎪⎨⎪⎧x +y =1,x 2-y 2=9的解集是( )A .(-5,4)B .(5,-4)C .{(-5,4)}D .{(5,-4)}解析:选D 解方程组⎩⎪⎨⎪⎧ x +y =1,x 2-y 2=9,得⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =-4,故解集为{(5,-4)}.2.下列四个集合中,不同于另外三个的是( ) A .{y |y =2} B .{x =2}C .{2}D .{x |x 2-4x +4=0}解析:选B 集合{x =2}表示的是由一个等式组成的集合,其他选项所表示的集合都是含有一个元素2.3.给出下列说法:①平面直角坐标内,第一、三象限的点的集合为{(x ,y )|xy >0}; ②方程x -2+|y +2|=0的解集为{2,-2}; ③集合{(x ,y )|y =1-x }与集合{x |y =1-x }是相等的. 其中正确的是________(填序号).解析:直角坐标平面内,第一、三象限的点的横、纵坐标是同号的,且集合中的代表元素为点(x ,y ),故①正确;方程x -2+|y +2|=0等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x -2=0,y +2=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =-2,解为有序实数对(2,-2),解集为{(2,-2)}或⎩⎪⎨⎪⎧(x ,y )⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎬⎪⎫⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =-2,故②不正确; 集合{(x ,y )|y =1-x }的代表元素是(x ,y ),集合{x |y =1-x }的代表元素是x ,前者是有序实数对,后者是实数,因此这两个集合不相等,故③不正确.答案:①4.已知A={-1,-2,0,1},B={x|x=|y|,y∈A},则B=________.解析:∵|-1|=1,|-2|=2,且集合中的元素具有互异性,∴B={0,1,2}.答案:{0,1,2}5.用适当的方法表示下列集合:(1)一年中有31天的月份的全体;(2)大于-3.5小于12.8的整数的全体;(3)梯形的全体构成的集合;(4)所有能被3整除的数的集合;(5)方程(x-1)(x-2)=0的解集;(6)不等式2x-1>5的解集.解:(1){1月,3月,5月,7月,8月,10月,12月}.(2){-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}.(3){x|x是梯形}或{梯形}.(4){x|x=3n,n∈Z}.(5){1,2}.(6){x|x>3}.[课时达标检测]一、选择题1.下列集合的表示,正确的是()A.{2,3}≠{3,2}B.{(x,y)|x+y=1}={y|x+y=1}C.{x|x>1}={y|y>1}D.{(1,2)}={(2,1)}解析:选C{2,3}={3,2},故A不正确;{(x,y)|x+y=1}中的元素为点(x,y),{y|x+y =1}中的元素为实数y,{(x,y)|x+y=1}≠{y|x+y=1},故B不正确;{(1,2)}中的元素为点(1,2),而{(2,1)}中的元素为点(2,1),{(1,2)}≠{(2,1)},故D不正确.2.已知x,y,z为非零实数,代数式x|x|+y|y|+z|z|+|xyz|xyz的值所组成的集合是M,则下列判断正确的是( )A .0∉MB .2∈MC .-4∉MD .4∈M解析:选D 当x ,y ,z 都大于零时,代数式的值为4,所以4∈M .当x ,y ,z 都小于零时,代数式的值为-4,所以-4∈M .当x ,y ,z 有两个为正,一个为负时,或两个为负,一个为正时,代数式的值为0.所以0∈M .综上知选D.3.集合{x ∈N *|x -3<2}的另一种表示法是( ) A .{0,1,2,3,4} B .{1,2,3,4} C .{0,1,2,3,4,5}D .{1,2,3,4,5}解析:选B ∵x -3<2,x ∈N *, ∴x <5,x ∈N *, ∴x =1,2,3,4.4.已知集合A ={x |x =2m -1,m ∈Z},B ={x |x =2n ,n ∈Z},且x 1,x 2∈A ,x 3∈B ,则下列判断不正确的是( )A .x 1·x 2∈AB .x 2·x 3∈BC .x 1+x 2∈BD .x 1+x 2+x 3∈A 解析:选D 集合A 表示奇数集,B 表示偶数集, ∴x 1,x 2是奇数,x 3是偶数,∴x 1+x 2+x 3应为偶数,即D 是错误的.5.设P ={1,2,3,4},Q ={4,5,6,7,8},定义P *Q ={(a ,b )|a ∈P ,b ∈Q ,a ≠b },则P *Q 中元素的个数为( )A .4B .5C .19D .20解析:选C 由题意知集合P *Q 的元素为点,当a =1时,集合P *Q 的元素为:(1,4),(1,5),(1,6),(1,7),(1,8)共5个元素.同样当a =2,3时,集合P *Q 的元素个数都为5个,当a =4时,集合P *Q 中元素为:(4,5),(4,6),(4,7),(4,8)共4个.因此P *Q 中元素的个数为19.二、填空题6.若集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a ,b ,则a -b =________.解析:由题意知a ≠0,a +b =0,b =1,则a =-1, 所以a -b =-2. 答案:-27.已知集合A ={x |2x +a >0},且1∉A ,则实数a 的取值范围是________. 解析:∵1∉{x |2x +a >0}, ∴2×1+a ≤0,即a ≤-2. 答案:{a |a ≤-2}8.已知-5∈{x |x 2-ax -5=0},则集合{x |x 2-4x -a =0}中所有元素之和为________. 解析:由-5∈{x |x 2-ax -5=0},得(-5)2-a ×(-5)-5=0,所以a =-4,所以{x |x 2-4x +4=0}={2},所以集合中所有元素之和为2.答案:2 三、解答题9.已知集合A ={a +3,(a +1)2,a 2+2a +2},若1∈A ,求实数a 的值. 解:①若a +3=1,则a =-2,此时A ={1,1,2},不符合集合中元素的互异性,舍去. ②若(a +1)2=1,则a =0或a =-2. 当a =0时,A ={3,1,2},满足题意; 当a =-2时,由①知不符合条件,故舍去. ③若a 2+2a +2=1,则a =-1, 此时A ={2,0,1},满足题意. 综上所述,实数a 的值为-1或0. 10.用适当的方法表示下列集合: (1)比5大3的数;(2)方程x 2+y 2-4x +6y +13=0的解集;(3)二次函数y =x 2-10的图象上的所有点组成的集合. 解:(1)比5大3的数显然是8,故可表示为{8}.(2)方程x 2+y 2-4x +6y +13=0可化为(x -2)2+(y +3)2=0,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =-3,∴方程的解集为{(2,-3)}.(3)“二次函数y =x 2-10的图象上的所有点”用描述法表示为{(x ,y )|y =x 2-10}.11.(1)已知集合M =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ∈N ⎪⎪61+x ∈Z ,求M ;(2)已知集合C =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫⎪⎪61+x∈Z x ∈N ,求C . 解:(1)∵x ∈N ,61+x ∈Z ,∴1+x 应为6的正约数. ∴1+x =1,2,3,6,即x =0,1,2,5. ∴M ={0,1,2,5}. (2)∵61+x ∈Z ,且x ∈N ,∴1+x 应为6的正约数,∴1+x =1,2,3,6,此时61+x 分别为6,3,2,1,∴C ={6,3,2,1}.12.若集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫(x ,y )⎩⎪⎨⎪⎧y =kx 2-2x -1,y =0有且只有一个元素,试求出实数k 的值,并用列举法表示集合A .解:当k =0时,方程组⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx 2-2x -1,y =0可化为⎩⎪⎨⎪⎧y =-2x -1,y =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-12,y =0,此时集合A 为-12,0;当k ≠0时,要使集合A 有且只有一个元素,则方程kx 2-2x -1=0有且只有一个根,所以⎩⎪⎨⎪⎧k ≠0,Δ=(-2)2+4k =0,解得k =-1,代入⎩⎪⎨⎪⎧y =kx 2-2x -1,y =0中得⎩⎪⎨⎪⎧y =-x 2-2x -1,y =0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =-1,y =0,即A ={(-1,0)}.综上可知,当k =0时,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎝⎛⎭⎫-12,0;当k =-1时,A ={(-1,0)}.1.1.2 集合间的基本关系子 集[提出问题]具有北京市东城区户口的人组成集合A ,具有北京市户口的人组成集合B . 问题1:集合A 中元素与集合B 有关系吗? 提示:有关系,集合A 中每一个元素都属于集合B . 问题2:集合A 与集合B 有什么关系? 提示:集合B 包含集合A . [导入新知] 子集的概念定义一般地,对于两个集合A ,B ,如果集合A 中任意一个元素都是集合B 中的元素,我们就说这两个集合有包含关系,称集合A 为集合B 的子集记法与读法记作A⊆B(或B⊇A),读作“A含于B”(或“B包含A”)图示结论(1)任何一个集合是它本身的子集,即A⊆A.(2)对于集合A,B,C,若A⊆B,且B⊆C,则A⊆C[化解疑难]对子集概念的理解(1)集合A是集合B的子集的含义是:集合A中的任何一个元素都是集合B中的元素,即由x∈A能推出x∈B.例如{0,1}⊆{-1,0,1},则0∈{0,1},0∈{-1,0,1}.(2)如果集合A中存在着不是集合B的元素,那么集合A不包含于B,或B不包含A,此时记作A B或B⊉A.(3)注意符号“∈”与“⊆”的区别:“⊆”只用于集合与集合之间,如{0}⊆N,而不能写成{0}∈N;“∈”只能用于元素与集合之间,如0∈N,而不能写成0⊆N.集合相等[提出问题]设A={x|x是有三条边相等的三角形},B={x|x是等边三角形}.问题1:三边相等的三角形是何三角形?提示:等边三角形.问题2:两集合中的元素相同吗?提示:相同.问题3:A是B的子集吗?B是A的子集吗?提示:是.是.[导入新知]集合相等的概念如果集合A是集合B的子集(A⊆B),且集合B是集合A的子集(B⊆A),此时,集合A 与集合B中的元素是一样的,因此,集合A与集合B相等,记作A=B.[化解疑难]对两集合相等的认识。
【世纪金榜】人教版2016第一轮复习理科数学教师用书配套 7.8
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因为 EG与AC 无公共点,所以EG∥AC,
因为AC
平面AB1C,所以EG∥平面AB1C.
又因为 AB1 AB AA1 =a+c,
1 1 1 FG FD1 D1G c a AB1. 2 2 2
2.教材改编
链接教材
练一练
(1)(选修2-1P41 T2改编)设 ,v分别是平面α ,β 的法向量, = (-2,2,5),当v=(3,-2,2)时,α 与β 的位置关系为 (4,-4,-10)时,α 与β 的位置关系为 . ; 当 v=
【解析】当v=(3,-2,2)时, ·v=-2〓3+2〓(-2)+5〓2=0,
C.垂直
D.不能确定
【解析】选B.建立如图所示的空间直角坐标系, 由于A1M=AN= 2a ,
3 2a a 则 M(a, , ), N( 2a , 2a ,a), MN ( a ,0, 2a ), 3 3 3 3 3 3
又C1D1⊥平面BB1C1C, 所以 C1D1 =(0,a,0)为平面BB1C1C的一个法向量. 因为 MN C1D1 0, 所以 MN C1D1 , 所以MN∥平面BB1C1C.
所以α⊥β,
当v=(4,-4,-10)时,v=-2 ,所以α∥β.
答案:α ⊥β α ∥β
(2)(选修2-1P42习题2-4A组T2改编)如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1 中,O是底面正方形ABCD的中心,M是D1D的中点,N是A1B1的中点,则直线 ON,AM的位置关系是 .
【解析】以D为坐标原点,DA,DC,DD1所在直线分别为x,y,z轴建立空间
世纪金榜高三理科数学一轮复习全套试题含答案:课时提能演练(十) 2.7
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课时提能演练(十)(45分钟 100分)一、选择题(每小题6分,共36分)1.(2012·西安模拟)已知幂函数y=f(x)通过点,则幂函数的解析式为( )(A)y=212x (B)y=12x(C)y= 32x (D)y=521x22.函数y=1x-x 2的图象关于( )(A)y 轴对称 (B)直线y=-x 对称 (C)坐标原点对称 (D)直线y=x 对称 3.已知(0.71.3)m <(1.30.7)m ,则实数m 的取值范围是( ) (A)(0,+∞) (B)(1,+∞) (C)(0,1) (D)(-∞,0)4.已知幂函数f(x)=x m 的部分对应值如表,则不等式f(|x|)≤2的解集为( )(A){x|0<x } (B){x|0≤x ≤4}(C){x|x-4≤x ≤4}5.设函数f(x)=x1()7,x 02,x 0⎧-⎪≥<若f(a)<1,则实数a 的取值范围是( )(A)(-∞,-3) (B)(1,+∞) (C)(-3,1)(D)(-∞,-3)∪(1,+∞)6.(2012·漳州模拟)设函数f(x)=x 3,若0≤θ≤2π时,f(mcos θ)+f(1-m)>0恒成立,则实数m 的取值范围为( )(A)(-∞,1) (B)(-∞, 12) (C)(-∞,0) (D)(0,1)二、填空题(每小题6分,共18分)7.(2012·武汉模拟)设x ∈(0,1),幂函数y=x a 的图象在直线y=x 的上方,则实数a 的取值范围是__________.8.已知幂函数f(x)= 12x -,若f(a+1)<f(10-2a),则a 的取值范围是_______.9.当0<x<1时,f(x)=x 1.1,g(x)=x 0.9,h(x)=x -2的大小关系是_______________.三、解答题(每小题15分,共30分)10.(2012·宁德模拟)已知函数f(x)=x m -2x且f(4)= 72.(1)求m 的值;(2)判定f(x)的奇偶性;(3)判断f(x)在(0,+∞)上的单调性,并给予证明.11.(易错题)已知点(2,4)在幂函数f(x)的图象上,点(12,4)在幂函数g(x)的图象上.(1)求f(x),g(x)的解析式;(2)问当x取何值时有:①f(x)>g(x);②f(x)=g(x);③f(x)<g(x).【探究创新】(16分)已知幂函数y=f(x)=2p3p22x-++(p∈Z)在(0,+∞)上是增函数,且是偶函数.(1)求p的值并写出相应的函数f(x);(2)对于(1)中求得的函数f(x),设函数g(x)=-qf(f(x))+(2q-1)f(x)+1. 试问:是否存在实数q(q<0),使得g(x)在区间(-∞,-4]上是减函数,且在(-4,0)上是增函数;若存在,请求出来,若不存在,说明理由.答案解析1.【解析】选C.设y=xα,则由已知得,=2α,即322=2α,∴α=32,∴f(x)=32x.2.【解析】选A.因为函数的定义域为{x|x ≠0},令y=f(x)= 1x-x 2,则f(-x)=1x-(-x)2=1x-x 2=f(x),∴f(x)为偶函数,故选A.3.【解析】选A.因为0<0.71.3<0.70=1, 1.30.7>1.30=1, ∴0<0.71.3<1.30.7. 又(0.71.3)m <(1.30.7)m ,∴函数y=x m 在(0,+∞)上为增函数,故m >0.4.【解题指南】由表中数值,可先求出m 的值,然后由函数的奇偶性及单调性,得出不等式,求解即可.【解析】选D.由(12)m=2,得m=12,∴f(x)= 12x ,∴f(|x|)=12x ,又∵f(|x|)≤2,∴12x ≤2,即|x|≤4,∴-4≤x ≤4.5.【解题指南】分a <0,a ≥0两种情况分类求解. 【解析】选C.当a <0时,(12)a -7<1,即2-a <23,∴a >-3,∴-3<a <0. 当a ≥0<1,∴0≤a <1,综上可得:-3<a <1.6.【解题指南】求解本题先由幂函数性质知f(x)=x 3为奇函数,且在R 上为单调增函数,将已知不等式转化为关于m 与cos θ的不等式恒成立求解. 【解析】选A.因为f(x)=x 3为奇函数且在R 上为单调增函数, ∴f(mcos θ)+f(1-m)>0⇒ f(mcos θ)>f(m-1)⇒ mcos θ>m-1⇒mcos θ-m+1>0恒成立, 令g(cos θ)=mcos θ-m+1, 又0≤θ≤2π,∴0≤cos θ≤1,则有:()()g 00g 10⎧⎪⎨⎪⎩>,>即m 10m m 10-+⎧⎨-+⎩>,>解得:m <1. 7.【解析】由幂函数的图象知a ∈(-∞,1). 答案:(-∞,1)8.【解析】由于f(x)= 12x -在(0,+∞)上为减函数且定义域为(0,+∞),则由f(a+1)<f(10-2a)得a 10102a 0,a 1102a +⎧⎪-⎨⎪+-⎩>>>解得:3<a <5.答案:(3,5)9.【解题指南】在同一坐标系内画出三个函数的图象,数形结合求解. 【解析】画出三个函数的图象易判断f(x)<g(x)<h(x).答案:f(x)<g(x)<h(x)10.【解析】(1)因为f(4)= 72,所以4m -24=72.所以m=1.(2)因为f(x)的定义域为{x|x ≠0},关于原点对称, 又f(-x)=-x-2x=-(x-2x)=-f(x),所以f(x)是奇函数.(3)方法一:设x 1>x 2>0,则f(x 1)-f(x 2)= x 1-12x -(x 2-22x )=(x 1-x 2)(1+122x x ),因为x 1>x 2>0,所以x 1-x 2>0,1+122x x >0.所以f(x 1)>f(x 2).所以f(x)在(0,+∞)上为单调递增函数. 方法二:∵f(x)=x-2x ,∴f ′(x)=1+22x>0在(0,+∞)上恒成立,∴f(x)在(0,+∞)上为单调递增函数. 11.【解析】(1)设f(x)=x α, ∵点(2,4)在f(x)的图象上,∴4=2α,∴α=2,即f(x)=x 2.设g(x)=x β,∵点(12,4)在g(x)的图象上,∴4=(12)β,∴β=-2,即g(x)=x -2.(2)∵f(x)-g(x)=x 2-x -2=x 2-21x=()()222x1x 1x-+(*)∴当-1<x <1且x ≠0时,(*)式小于零, 即f(x)<g(x);当x=±1时,(*)式等于零,即f(x)=g(x); 当x >1或x <-1时,(*)式大于零,即f(x)>g(x). 因此,①当x >1或x <-1时,f(x)>g(x); ②当x=±1时,f(x)=g(x);③当-1<x <1且x ≠0时,f(x)<g(x).【误区警示】本题(2)在求解中易忽视函数的定义域{x|x ≠0}而失误.失误原因:将分式转化为关于x 的不等式时,忽视了等价性而致误. 【探究创新】【解析】(1)∵幂函数y=x α在(0,+∞)上是增函数时,α>0, ∴-12p 2+p+32>0,即p 2-2p-3<0,解得-1<p <3,又p ∈Z,∴p=0,1,2.当p=0时,y=32x 不是偶函数;当p=1时,f(x)=x 2是偶函数;当p=2时,f(x)=32x 不是偶函数,∴p=1,此时f(x)=x 2.(2)由(1)得g(x)=-qx 4+(2q-1)x 2+1,设x 1<x 2,则g(x 1)-g(x 2)=q(4421xx -)+(2q-1)·(2212xx -)=(2221xx -)[q(2212xx +)-(2q-1)].若x 1<x 2≤-4,则2221xx -<0且2212xx +>32,要使g(x)在(-∞,-4]上是减函数, 必须且只需q(2212x x +)-(2q-1)<0恒成立.即2q-1>q(2212x x +)恒成立.由2212xx +>32且q <0,得q(2212xx +)<32q ,只需2q-1≥32q 成立, 则2q-1>q(2212x x +)恒成立.∴当q ≤-130时,g(x)在(-∞,-4]上是减函数,同理可证,当q ≥-130时,g(x)在(-4,0)上是增函数,∴当q=-130时,g(x)在(-∞,-4]上是减函数,在(-4,0)上是增函数.。
高三数学人教版A版数学(理)高考一轮复习教案1 直线与圆锥曲线的位置关系1
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第九节 圆锥曲线的综合问题 第一课时 直线与圆锥曲线的位置关系1.直线与圆锥曲线的位置关系(1)能解决直线与椭圆、抛物线的位置关系等问题. (2)理解数形结合的思想. (3)了解圆锥曲线的简单应用. 2.定值(定点)与最值问题理解基本几何量,如:斜率、距离、面积等概念,掌握与圆锥曲线有关的定值(定点)、最值问题.3.存在性问题能够合理转化,掌握与圆锥曲线有关的存在性问题.知识点一 直线与圆锥曲线的位置关系判断直线l 与圆锥曲线C 的位置关系时,通常将直线l 的方程Ax +By +C =0(A ,B 不同时为0)代入圆锥曲线C 的方程F (x ,y )=0,消去y (也可以消去x )得到一个关于变量x (或变量y )的一元方程.即⎩⎪⎨⎪⎧Ax +By +C =0,F (x ,y )=0,消去y ,得ax 2+bx +c =0. (1)当a ≠0时,设一元二次方程ax 2+bx +c =0的判别式为Δ,则Δ>0⇔直线与圆锥曲线C 相交;Δ=0⇔直线与圆锥曲线C 相切; Δ<0⇔直线与圆锥曲线C 相离.(2)当a =0,b ≠0时,即得到一个一次方程,则直线l 与圆锥曲线C 相交,且只有一个交点,此时,若C 为双曲线,则直线l 与双曲线的渐近线的位置关系是平行;若C 为抛物线,则直线l 与抛物线的对称轴的位置关系是平行或重合.易误提醒 (1)直线与双曲线交于一点时,易误认为直线与双曲线相切,事实上不一定相切,当直线与双曲线的渐近线平行时,直线与双曲线相交于一点.(2)直线与抛物线交于一点时,除直线与抛物线相切外易忽视直线与对称轴平行时也相交于一点.[自测练习]1.若过点(0,1)作直线,使它与抛物线y 2=4x 仅有一个公共点,则这样的直线有( ) A .1条 B .2条 C .3条D .4条解析:结合图形(图略)分析可知,满足题意的直线共有3条:直线x =0,过点(0,1)且平行于x 轴的直线以及过点(0,1)且与抛物线相切的直线(非直线x =0),故选C.答案:C2.直线y =kx -k +1与椭圆x 29+y 24=1的位置关系为( )A .相交B .相切C .相离D .不确定解析:直线y =kx -k +1=k (x -1)+1恒过定点(1,1),又点(1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆相交.答案:A知识点二 弦长问题设斜率为k (k ≠0)的直线l 与圆锥曲线C 相交于A ,B 两点,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 |AB |=1+k 2|x 1-x 2| =1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2 =1+1k 2·|y 1-y 2| =1+1k2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2. 必备方法 遇到中点弦问题常用“根与系数的关系”或“点差法”求解.在椭圆x 2a 2+y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =-b 2x 0a 2y 0;在双曲线x 2a 2-y 2b 2=1中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =b 2x 0a 2y 0;在抛物线y 2=2px 中,以P (x 0,y 0)为中点的弦所在直线的斜率k =py 0.[自测练习]3.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),F (2,0)为其右焦点,过F 且垂直于x 轴的直线与椭圆相交所得的弦长为2.则椭圆C 的方程为________.解析:则由题意得⎩⎪⎨⎪⎧c =2,b2a =1,a 2=b 2+c 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2,∴椭圆C 的方程为x 24+y 22=1.答案:x 24+y 22=14.已知抛物线y =ax 2的焦点到准线的距离为2,则直线y =x +1截抛物线所得的弦长等于________.解析:由题设p =12a =2,∴a =14.抛物线方程为y =14x 2,焦点为F (0,1),准线为y =-1.直线过焦点F ,联立⎩⎪⎨⎪⎧y =14x 2,y =x +1,消去x ,整理得y 2-6y +1=0,∴y 1+y 2=6, ∴所得弦|AB |=|AF |+|BF |=y 1+1+y 2+1=8. 答案:8考点一 直线与圆锥曲线的位置关系|1.(2016·兰州检测)若直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,则过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点个数为( )A .至多一个B .2C .1D .0解析:∵直线mx +ny =4和圆O :x 2+y 2=4没有交点,∴4m 2+n2>2,∴m 2+n 2<4.∴m 29+n 24<m 29+4-m 24=1-536m 2<1,∴点(m ,n )在椭圆x 29+y 24=1的内部,∴过点(m ,n )的直线与椭圆x 29+y 24=1的交点有2个,故选B.答案:B2.若直线y =kx +2与双曲线x 2-y 2=6的右支交于不同的两点,则k 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫-153,153 B.⎝⎛⎭⎫0,153 C.⎝⎛⎭⎫-153,0 D.⎝⎛⎭⎫-153,-1 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,x 2-y 2=6,得(1-k 2)x 2-4kx -10=0.设直线与双曲线右支交于不同的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则⎩⎪⎨⎪⎧1-k 2≠0,Δ=16k 2-4(1-k 2)×(-10)>0,x 1+x 2=4k1-k2>0,x 1x 2=-101-k2>0,解得-153<k <-1. 答案:D考点二 弦长问题|已知F 1,F 2是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点,O 为坐标原点,点P ⎝⎛⎭⎫-1,22在椭圆上,且PF 1→·F 1F 2→=0,⊙O 是以F 1F 2为直径的圆,直线l :y =kx +m 与⊙O 相切,并且与椭圆交于不同的两点A ,B .(1)求椭圆的标准方程;(2)当OA →·OB →=λ,且满足23≤λ≤34时,求弦长|AB |的取值范围.[解] (1)依题意,可知PF 1⊥F 1F 2,∴c =1,1a 2+12b 2=1,a 2=b 2+c 2,解得a 2=2,b 2=1,c 2=1.∴椭圆的方程为x 22+y 2=1.(2)直线l :y =kx +m 与⊙O :x 2+y 2=1相切,则|m |k 2+1=1,即m 2=k 2+1,由⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,y =kx +m ,得(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-2=0, ∵直线l 与椭圆交于不同的两点A ,B . 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). ∴Δ>0⇒k 2>0⇒k ≠0,x 1+x 2=-4km1+2k 2,x 1x 2=2m 2-21+2k 2,y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m 2-2k 21+2k 2=1-k 21+2k 2,∴OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=1+k 21+2k 2=λ∴23≤1+k 21+2k 2≤34,∴12≤k 2≤1, ∴|AB |=1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=22(k 4+k 2)4(k 4+k 2)+1设u =k 4+k 2⎝⎛⎭⎫12≤k 2≤1, 则34≤u ≤2,|AB |=22u4u +1=212-12(4u +1),u ∈⎣⎡⎦⎤34,2, ∵|AB |(u )在⎣⎡⎦⎤34,2上单调递增, ∴62≤|AB |≤43. 解决弦长问题的注意点(1)利用弦长公式求弦长要注意斜率k 不存在的情形,若k 不存在时,可直接求交点坐标再求弦长.(2)涉及焦点弦长时要注意圆锥曲线定义的应用.已知抛物线y 2=8x 的焦点为F ,直线y =k (x -2)与此抛物线相交于P ,Q 两点,则1|FP |+1|FQ |=( ) A.12 B .1 C .2D .4解析:设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),由题意可知, |PF |=x 1+2,|QF |=x 2+2,则1|FP |+1|FQ |=1x 1+2+1x 2+2=x 1+x 2+4x 1x 2+2(x 1+x 2)+4,联立直线与抛物线方程消去y 得,k 2x 2-(4k 2+8)x +4k 2=0,可知x 1x 2=4,故1|FP |+1|FQ |=x 1+x 2+4x 1x 2+2(x 1+x 2)+4=x 1+x 2+42(x 1+x 2)+8=12.故选A.答案:A考点三 中点弦问题|弦的中点问题是考查直线与圆锥曲线位置关系的命题热点.归纳起来常见的探究角度有:1.由中点弦确定直线方程. 2.由中点弦确定曲线方程. 3.由中点弦解决对称问题. 探究一 由中点弦确定直线方程1.已知(4,2)是直线l 被椭圆x 236+y 29=1所截得的线段的中点,则l 的方程是________________.解析:设直线l 与椭圆相交于A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).则x 2136+y 219=1,且x 2236+y 229=1, 两式相减得y 1-y 2x 1-x 2=-x 1+x 24(y 1+y 2).又x 1+x 2=8,y 1+y 2=4,所以y 1-y 2x 1-x 2=-12,故直线l 的方程为y -2=-12(x -4),即x +2y -8=0.答案:x +2y -8=0探究二 由中点弦确定曲线方程2.过点M (2,-2p )作抛物线x 2=2py (p >0)的两条切线,切点分别为A ,B ,若线段AB 的中点的纵坐标为6,则抛物线方程为________.解析:设点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),依题意得,y ′=x p ,切线MA 的方程是y -y 1=x 1p (x-x 1),即y =x 1p x -x 212p .又点M (2,-2p )位于直线MA 上,于是有-2p =x 1p ×2-x 212p,即x 21-4x 1-4p 2=0;同理有x 22-4x 2-4p 2=0,因此x 1,x 2是方程x 2-4x -4p 2=0的两根,则x 1+x 2=4,x 1x 2=-4p 2.由线段AB 的中点的纵坐标是6得,y 1+y 2=12,即x 21+x 222p =(x 1+x 2)2-2x 1x 22p=12,16+8p 22p=12,解得p =1或p =2.答案:x 2=2y 或x 2=4y探究三 由中点弦解决对称问题3.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a ,b >0)上的一点到双曲线的左、右焦点的距离之差为4,若抛物线y =ax 2上的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)关于直线y =x +m 对称,且x 1x 2=-12,则m 的值为( )A.32 B.52 C .2D .3解析:由双曲线的定义知2a =4,得a =2,所以抛物线的方程为y =2x 2.因为点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在抛物线y =2x 2上,所以y 1=2x 21,y 2=2x 22,两式相减得y 1-y 2=2(x 1-x 2)(x 1+x 2),不妨设x 1<x 2,又A ,B 关于直线y =x +m 对称,所以y 1-y 2x 1-x 2=-1,故x 1+x 2=-12,而x 1x 2=-12,解得x 1=-1,x 2=12,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)的中点为M (x 0,y 0),则x 0=x 1+x 22=-14,y 0=y 1+y 22=2x 21+2x 222=54,因为中点M 在直线y =x +m 上,所以54=-14+m ,解得m=32,选A. 答案:A对于中点弦问题,常用的解题方法是平方差法.其解题步骤为 ①设点:即设出弦的两端点坐标. ②代入:即代入圆锥曲线方程.③作差:即两式相减,再用平方差公式把上式展开. ④整理:即转化为斜率与中点坐标的关系式,然后求解.28.设而不求整体变换思想在圆锥曲线结合问题中的应用【典例】 (2016·台州模拟)设椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的一个顶点与抛物线C :x 2=43y 的焦点重合,F 1,F 2分别是椭圆的左、右焦点,且离心率e =12,过椭圆右焦点F 2的直线l 与椭圆C 交于M ,N 两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)若OM →·ON →=-2,求直线l 的方程;(3)若AB 是椭圆C 经过原点O 的弦,MN ∥AB ,求证:|AB |2|MN |为定值.[思维点拨](1)待定系数法求a ,b .(2)注意判断l 的斜率是否存在.(3)利用弦长公式表示出|AB |,|MN |后整体变形得结论.[解] (1)椭圆的顶点为(0,3),即b =3,e =c a =12,∴a =2,∴椭圆的标准方程为x 24+y 23=1. (2)由题可知,直线l 与椭圆必相交. ①当直线斜率不存在时,经检验不合题意.②当斜率存在时,设直线l 的方程为y =k (x -1)(k ≠0), 且M (x 1,y 1),N (x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k (x -1),得(3+4k 2)x 2-8k 2x +4k 2-12=0,x 1+x 2=8k 23+4k 2,x 1x 2=4k 2-123+4k 2,OM →·ON →=x 1x 2+y 1y 2=x 1x 2+k 2[x 1x 2-(x 1+x 2)+1]=4k 2-123+4k 2+k 2⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2-123+4k 2-8k 23+4k 2+1=-5k 2-123+4k 2=-2,解得k =±2,故直线l 的方程为y =2(x -1)或y =-2(x -1). (3)证明:设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),A (x 3,y 3),B (x 4,y 4), 由(2)可得|MN |=1+k 2|x 1-x 2| =(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2] =(1+k 2)⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫8k 23+4k 22-4⎝ ⎛⎭⎪⎫4k 2-123+4k 2=12(k 2+1)3+4k 2,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =kx 消去y 并整理得x 2=123+4k 2,|AB |=1+k 2|x 3-x 4|=43(1+k 2)3+4k 2,∴|AB |2|MN |=48(1+k 2)3+4k 212(k 2+1)3+4k 2=4,为定值. [方法点评] 对题目涉及的变量巧妙的引进参数(如设动点坐标、动直线方程等),利用题目的条件和圆锥曲线方程组成二元二次方程组,再化为一元二次方程,从而利用根与系数的关系进行整体代换,达到“设而不求,减少计算”的效果,直接得定值.A 组 考点能力演练1.直线y =b a x +3与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的交点个数是( )A .1B .2C .1或2D .0解析:因为直线y =b a x +3与双曲线的渐近线y =ba x 平行,所以它与双曲线只有1个交点.答案:A2.(2016·福州质检)抛物线C 的顶点为原点,焦点在x 轴上,直线x -y =0与抛物线C 交于A ,B 两点,若P (1,1)为线段AB 的中点,则抛物线C 的方程为( )A .y =2x 2B .y 2=2xC .x 2=2yD .y 2=-2x解析:设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),抛物线方程为y 2=2px ,则⎩⎪⎨⎪⎧y 21=2px 1,y 22=2px 2,两式相减可得2p =y 1-y 2x 1-x 2×(y 1+y 2)=k AB ×2=2,即可得p =1,∴抛物线C 的方程为y 2=2x ,故选B.答案:B3.已知双曲线 x 212-y 24=1的右焦点为F ,若过点F 的直线与双曲线的右支有且只有一个交点,则此直线斜率的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-33,33 B .(-3,3) C.⎣⎡⎦⎤-33,33 D .[-3,3]解析:由题意知F (4,0),双曲线的两条渐近线方程为y =±33x .当过点F 的直线与渐近线平行时,满足与右支只有一个交点,画出图象,数形结合可知应选C.答案:C4.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若MA →·MB →=0,则k =( )A.12 B.22C. 2D .2解析:如图所示,设F 为焦点,取AB 的中点P ,过A ,B 分别作准线的垂线,垂足分别为G ,H ,连接MF ,MP ,由MA →·MB →=0,知MA ⊥MB ,则|MP |=12|AB |=12(|AG |+|BH |),所以MP 为直角梯形BHGA 的中位线,所以MP ∥AG ∥BH ,所以∠GAM =∠AMP =∠MAP ,又|AG |=|AF |,AM 为公共边,所以△AMG ≌△AMF ,所以∠AFM =∠AGM=90°,则MF ⊥AB ,所以k =-1k MF=2. 答案:D5.已知椭圆x 24+y 2b 2=1(0<b <2),左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 1的直线l 交椭圆于A ,B 两点,若|BF 2|+|AF 2|的最大值为5,则b 的值是( )A .1 B. 2 C.32 D. 3解析:由椭圆的方程,可知长半轴长为a =2;由椭圆的定义,可知|AF 2|+|BF 2|+|AB |=4a =8,所以|AB |=8-(|AF 2|+|BF 2|)≥3.由椭圆的性质,可知过椭圆焦点的弦中,通径最短,即2b 2a=3,可求得b 2=3,即b = 3. 答案:D6.抛物线y 2=-12x 的准线与双曲线x 29-y 23=1的两条渐近线所围成的三角形的面积等于________.解析:y 2=-12x 的准线方程为x =3,双曲线x 29-y 23=1的渐近线为y =±33x . 设抛物线的准线与双曲线的两条渐近线的交点分别为A ,B ,由⎩⎪⎨⎪⎧ x =3,y =33x ,求得A (3,3),同理B (3,-3),所以|AB |=23,而O 到直线AB 的距离d =3,故所求三角形的面积S =12|AB |×d =12×23×3=3 3. 答案:3 3 7.过双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点作圆x 2+y 2=a 2的两条切线,切点分别为A ,B .若∠AOB =120°(O 是坐标原点),则双曲线C 的离心率为________.解析:如图,由题知OA ⊥AF ,OB ⊥BF 且∠AOB =120°,∴∠AOF =60°.又OA =a ,OF =c ,∴a c =OA OF =cos 60°=12, ∴c a=2. 答案:28.直线l 过椭圆x 22+y 2=1的左焦点F ,且与椭圆相交于P ,Q 两点,M 为PQ 的中点,O 为原点.若△FMO 是以OF 为底边的等腰三角形,则直线l 的方程为________.解析:法一:由椭圆方程得a =2,b =c =1,则F (-1,0).在△FMO 中,|MF |=|MO |,所以M 在线段OF 的中垂线上,即x M =-12, 设直线l 的斜率为k ,则其方程为y =k (x +1),由⎩⎪⎨⎪⎧y =k (x +1),x 22+y 2=1,得x 2+2k 2(x +1)2-2=0, 即(2k 2+1)x 2+4k 2x +2(k 2-1)=0,∴x P +x Q =-4k 22k 2+1,而M 为PQ 的中点, 故x M =12(x P +x Q )=-2k 22k 2+1=-12, ∴k 2=12,解得k =±22. 故直线l 的方程为y =±22(x +1),即x ±2y +1=0. 法二:设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),M (x 0,y 0),由题意知k PQ =-k OM ,由P 、Q 在椭圆上知⎩⎨⎧ x 212+y 21=1,x 222+y 22=1,两式相减整理得k PQ =y 1-y 2x 1-x 2=-x 1+x 22(y 1+y 2)=-x 02y 0,而k OM =y 0x 0,故x 02y 0=y 0x 0, 即x 20=2y 20,所以k PQ =±22,直线PQ 的方程为y =±22(x +1),即x ±2y +1=0. 答案:x ±2y +1=09.(2016·洛阳模拟)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的右焦点F (3,0),且椭圆C 经过点P ⎝⎛⎭⎫3,12. (1)求椭圆C 的方程;(2)设过点F 的直线l 交椭圆C 于A ,B 两点,交直线x =m (m >a )于M 点,若k P A ,k PM ,k PB 成等差数列,求实数m 的值.解:(1)由题意,⎩⎪⎨⎪⎧ a 2-b 2=3,3a 2+14b 2=1,得a 2=4,b 2=1. ∴椭圆C 的方程为x 24+y 2=1. (2)设直线l :y =k (x -3),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (m ,y m ).将直线方程代入椭圆方程x 2+4y 2=4中,得(1+4k 2)x 2-83k 2x +12k 2-4=0,则x 1+x 2=83k 21+4k 2,x 1·x 2=12k 2-41+4k 2. 此时k P A =y 1-12x 1-3=k -12(x 1-3),k PB =y 2-12x 2-3=k -12(x 2-3). ∴k P A +k PB =⎣⎢⎡⎦⎥⎤k -12(x 1-3)+⎣⎢⎡⎦⎥⎤k -12(x 2-3) =2k -x 1+x 2-232[x 1x 2-3(x 1+x 2)+3]=2k -83k 21+4k 2-232⎝ ⎛⎭⎪⎫12k 2-41+4k 2-3·83k 21+4k 2+3=2k - 3.又M (m ,y m )在直线l 上,∴y m =k (m -3),则k PM =y m -12m -3=k -12(m -3).若k P A ,k PM ,k PB 成等差数列,则2k PM =k P A +k PB ,则2k -1m -3=2k -3,解得m =433. 10.已知抛物线C :y 2=2px (p >0)上一点P (x 0,-2)到该抛物线焦点的距离为2,动直线l 与C 交于两点A ,B (A ,B 异于点P ),与x 轴交于点M ,AB 的中点N ,且直线P A ,PB 的斜率之积为1.(1)求抛物线C 的方程;(2)求|AB ||MN |的最大值. 解:(1)因为点P (x 0,-2)在抛物线上,所以2px 0=4⇒x 0=2p. 由抛物线的定义知,2p +p 2=2⇒(p -2)2=0⇒p =2, 故抛物线C 的方程为y 2=4x .(2)由(1)知,x 0=1,得P (1,-2).设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),设直线P A ,PB 的斜率分别为k 1,k 2,设直线AB 的方程为x =my +t ,联立⎩⎪⎨⎪⎧x =my +t ,y 2=4x ,消去x 得y 2-4my -4t =0. Δ=16m 2+16t >0⇒m 2+t >0,①y 1+y 2=4m ,y 1y 2=-4t ,因为k 1=y 1+2x 1-1=y 1+2y 214-1=4y 1-2. 同理k 2=4y 2-2.所以k 1k 2=4y 1-2·4y 2-2=1,即y 1y 2-2(y 1+y 2)-12=0,即-4t -8m -12=0⇒t =-2m -3.代入①得m 2-2m -3>0⇒m <-1或m >3.因为|AB |=1+m 2|y 1-y 2| =1+m 2·(y 1+y 2)2-4y 1y 2 =1+m 2·16m 2+16t =41+m 2·m 2-2m -3,又y M =0,y N =y 1+y 22=2m , 则|MN |=1+m 2|y M -y N |=21+m 2|m |. 所以|AB ||MN |=2m 2-2m -3|m |=21-2m -3m 2 =2-3⎝⎛⎭⎫1m +132+43, 故当m =-3时,|AB ||MN |取到最大值433. B 组 高考题型专练1.(2015·高考福建卷)已知点F 为抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点,点A (2,m )在抛物线E 上,且|AF |=3.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点G (-1,0),延长AF 交抛物线E 于点B ,证明:以点F为圆心且与直线GA 相切的圆,必与直线GB 相切.解:(1)由抛物线的定义得|AF |=2+p 2. 由已知|AF |=3,得2+p 2=3, 解得p =2,所以抛物线E 的方程为y 2=4x .(2)法一:如图,因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上,所以m =±22,由抛物线的对称性,不妨设A (2,22).由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为y =22(x -1).由⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0,解得x =2或x =12,从而B ⎝⎛⎭⎫12,-2.又G (-1,0),所以k GA =22-02-(-1)=223,k GB =-2-012-(-1)=-223, 所以k GA +k GB =0,从而∠AGF =∠BGF ,这表明点F 到直线GA ,GB 的距离相等, 故以F 为圆心且与直线GA 相切的圆必与直线GB 相切.法二:设以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆的半径为r .因为点A (2,m )在抛物线E :y 2=4x 上,所以m =±22,由抛物线的对称性,不妨设A (2,22).由A (2,22),F (1,0)可得直线AF 的方程为y =22(x -1). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得2x 2-5x +2=0, 解得x =2或x =12,从而B ⎝⎛⎭⎫12,-2. 又G (-1,0),故直线GA 的方程为22x -3y +22=0,从而r =|22+22|8+9=4217. 又直线GB 的方程为22x +3y +22=0,所以点F 到直线GB 的距离d =|22+22|8+9=4217=r .这表明以点F 为圆心且与直线GA 相切的圆必与直线GB 相切.2.(2015·高考重庆卷)如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过F 2的直线交椭圆于P ,Q 两点,且PQ ⊥PF 1.(1)若|PF 1|=2+2,|PF 2|=2-2,求椭圆的标准方程;(2)若|PF 1|=|PQ |,求椭圆的离心率e .解:(1)由椭圆的定义,2a =|PF 1|+|PF 2|=(2+2)+(2-2)=4,故a =2. 设椭圆的半焦距为c ,由已知PF 1⊥PF 2,因此2c =|F 1F 2|=|PF 1|2+|PF 2|2 =(2+2)2+(2-2)2=23,即c =3,从而b =a 2-c 2=1. 故所求椭圆的标准方程为x 24+y 2=1. (2)法一:连接QF 1,如图,设点P (x 0,y 0)在椭圆上,且PF 1⊥PF 2,则x 20a 2+y 20b2=1,x 20+y 20=c 2,求得x 0=±a c a 2-2b 2,y 0=±b 2c. 由|PF 1|=|PQ |>|PF 2|得x 0>0,从而|PF 1|2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a a 2-2b 2c +c 2+b 4c 2=2(a 2-b 2)+2a a 2-2b 2=(a +a 2-2b 2)2. 由椭圆的定义,|PF 1|+|PF 2|=2a ,|QF 1|+|QF 2|=2a .从而由|PF 1|=|PQ |=|PF 2|+|QF 2|,有|QF 1|=4a -2|PF 1|.又由PF 1⊥PF 2,|PF 1|=|PQ |,知|QF 1|=2|PF 1|, 因此(2+2)|PF 1|=4a ,即(2+2)(a +a 2-2b 2)=4a ,于是(2+2)(1+2e 2-1)=4,解得e=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤1+⎝⎛⎭⎪⎫42+2-12=6- 3.法二:连接QF1,如图,由椭圆的定义,|PF1|+|PF2|=2a,|QF1|+|QF2|=2a.从而由|PF1|=|PQ|=|PF2|+|QF2|,有|QF1|=4a-2|PF1|.又由PF1⊥PQ,|PF1|=|PQ|,知|QF1|=2|PF1|,因此,4a-2|PF1|=2|PF1|,则|PF1|=2(2-2)a,从而|PF2|=2a-|PF1|=2a-2(2-2)a=2(2-1)a,由PF1⊥PF2,知|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=(2c)2,因此e=ca =|PF1|2+|PF2|22a=(2-2)2+(2-1)2=9-62=6- 3.。
世纪金榜高三理科数学一轮复习全套试题含答案:课时提能演练(三) 1.3
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课时提能演练(三)(45分钟 100分)一、选择题(每小题6分,共36分)1.(2012·福州模拟)已知命题“∃x∈R,x2+2ax+1<0”是真命题,则实数a的取值范围是()(A)(-∞,-1)(B)(1,+∞)(C)(-∞,-1)∪(1,+∞) (D)(-1,1)2.如果命题“⌝(p∨q)”是假命题,则下列说法正确的是( )(A)p、q均为真命题(B)p、q中至少有一个为真命题(C)p、q均为假命题(D)p、q至少有一个为假命题3.(预测题)下列命题是假命题的为( )(A)∃x0∈R,0xlge=0(B)∃x0∈R,0tanx=x0π),sinx<1(C)∀x∈(0,2(D)∀x∈R,e x>x+14.已知命题p:存在x0∈(-∞,0),00x x<;命题q:△ABC中,若sinA>sinB,23则A>B,则下列命题为真命题的是( )(A)p∧q (B)p∨(⌝q)(C)(⌝p)∧q (D)p ∧(⌝q)5.(2012·厦门模拟)命题:(1)⌝x ∈R,2x-1>0,(2) ∀x ∈N *,(x-1)2>0, (3)∃x 0∈R,lgx 0<1,(4)若p:1x 1- >0,则⌝p:1x 1-≤0,(5)∃x 0∈R,sinx 0≥1其中真命题个数是( )(A)1 (B)2 (C)3 (D)46.(2012·南昌模拟)已知命题p:“∀x ∈[0,1],a ≥e x ”,命题q :“∃x 0∈R ,20x +4x 0+a=0”,若命题“p ∧q ”是假命题,则实数a 的取值范围是( ) (A)(-∞,4] (B)(-∞,1)∪(4,+∞) (C)(-∞,e)∪(4,+∞) (D)(1,+∞) 二、填空题(每小题6分,共18分)7.已知命题p: ∃x 0∈R ,3200x x -+1≤0,则命题⌝p 是_________. 8.(2012·江南十校联考)命题“∃x 0∈R ,220x -3ax 0+9<0”为假命题,则实数a 的取值范围是_______.9.若∀a ∈(0,+∞), ∃θ∈R ,使asin θ≥a 成立,则cos(θ- 6π)的值为________.三、解答题(每小题15分,共30分)10.(易错题)写出下列命题的否定,并判断真假. (1)q: ∀x ∈R ,x 不是5x-12=0的根; (2)r:有些素数是奇数; (3)s: ∃x 0∈R ,|x 0|>0.11.(2012·南平模拟)已知命题p:A={x|x2-2x-3<0,x∈R},q:B={x|x2-2mx+m2-9<0, x∈R,m∈R}.(1)若A∩B=(1,3),求实数m的值;(2)若﹁p是﹁q的必要不充分条件,求实数m的取值范围.【探究创新】(16分)已知命题p:方程2x2+ax-a2=0在[-1,1]上有解;命题q:只有一个实数x0满足不等式2x+2ax0+2a≤0,若命题“p∨q”是假命题,求a的取值范围.答案解析1.【解析】选C.“∃x∈R,x2+2ax+1<0”是真命题,即不等式x2+2ax+1<0有解,∴Δ=(2a)2-4>0,得a2>1即a>1或a<-1.2.【解析】选B.因为“⌝(p∨q)”是假命题,则“p∨q”是真命题,所以p、q中至少有一个为真命题.3.【解析】选D.当x=0时,e x=x+1,故选D.)x>1,即2x>3x,所以命题p为假,4.【解析】选C.因为当x<0时,(23从而⌝p为真.△ABC中,由sinA>sinB⇒a>b⇒A>B,所以命题q为真.故选C.5.【解析】选C.(1)根据指数函数的性质,正确;(2)当x=1时,不成≤0立,故错误;(3)x=1时,lgx=0<1,故正确;(4)⌝p应为:“1-x1π使sinx≥1成立,故真命题有3个.或x=1”,故错误;(5)存在x=26.【解题指南】“p∧q”为假命题是“p∧q”为真命题的否定,故可先求出“p∧q”为真命题时a的取值范围,再根据补集的思想求“p∧q”为假命题时a的取值范围.【解析】选C.当p为真命题时,a≥e;当q为真命题时,x2+4x+a=0有解,则Δ=16-4a≥0,∴a≤4.∴“p∧q”为真命题时,e≤a≤4.∴“p∧q”为假命题时,a<e或a>4.7.【解析】命题p是特称命题,其否定为全称命题.答案:∀x∈R,x3-x2+1>08.【解析】因为命题“∃x0∈R,22x-3ax0+9<0”为假命题,所以“∀x∈R,2x2-3ax+9≥0”为真命题.a≤∴Δ=9a2-4×2×9≤0⇒答案:【误区警示】本题易出现不知利用命题及其否定的关系来求解,而使用直接法求a 的取值范围,导致结果错误或计算繁杂的情况. 9.【解析】∵∀a ∈(0,+∞),asin θ≥a, ∴sin θ≥1,又sin θ≤1,∴sin θ=1,∴θ=2k π+2π(k ∈Z),∴cos(θ- 6π)=sin 6π= 12. 答案:1210.【解析】(1)⌝q: ∃x 0∈R ,x 0是5x-12=0的根,真命题. (2)⌝r:每一个素数都不是奇数,假命题. (3)⌝s:∀x ∈R ,|x|≤0,假命题.11.【解析】(1)A={x|-1<x<3,x ∈R},B={x|m-3<x<m+3,x ∈R,m ∈R}, ∵A ∩B=(1,3),∴m=4.(2)∵﹁p 是﹁q 的必要不充分条件, ∴﹁q ⇒﹁p, ﹁p ﹁q, ∴﹁p ⇒﹁q, ﹁q﹁p,∴AB,1m 3,0m 2.3m 3-≥-⎧∴∴≤≤⎨≤+⎩【探究创新】【解析】由2x 2+ax-a 2=0,得(2x-a)(x+a)=0, ∴x=a2或x=-a,∴当命题p 为真命题时,|a 2|≤1或|-a|≤1, ∴|a|≤2.又“只有一个实数x 0满足不等式20x +2ax 0+2a ≤0”,即抛物线y=x2+2ax+2a与x轴只有一个交点, ∴Δ=4a2-8a=0,∴a=0或a=2.∴当命题q为真命题时,a=0或a=2.∴命题“p∨q”为真命题时,|a|≤2.∵命题“p∨q”为假命题,∴a>2或a<-2. 即a的取值范围为a>2或a<-2.。
高考数学一轮复习内部教师用书2158页绝版
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(2)三种运算的常见性质: ①A∪B=A⇔B⊆A,A∩B=A⇔A⊆B. ②A∩A=________,A∩∅=________. ③A∪A=________,A∪∅=________. ④A∩(∁UA)=________,A∪(∁UA)=________, ∁U(∁UA)=________. ⑤A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁UA⊇∁UB⇔A∩(∁UB)=∅. 答案:(1)A∪B A∩B ∁UA x∈A,或 x∈B x∈A,且 x∈B {x|x∈U,且 x∉A} (2)②A ∅ ③A A ④∅ U A
={2,4},B={y|y=log 3(x-1),x∈A},则集合(∁UA)∩(∁UB)=( A.{0,4,5,2} C.{2,4,5} [答案] D B.{0,4,5} D.{1,3,5}
答案:A⊆B B⊇A A B B A 任何 任何非空
集合中的两个易混结论: 集合中元素的个数; 集合的子集的个数. (1)[2015·江苏卷]已知集合 A={1,2,3},B={2,4,5},则集合 A∪B 中元素的个数为________. 答案:5 解析:因为 A∪B={1,2,3,4,5},所以 A∪B 中元素的个数为 5. (2)集合 A={1,4,7,10,13,16,19,21},则集合 A 有________个子集、 ________个真子集、________个非空子集、________个非空真子集. 答案:28 28-1 28-1 28-2
当 m=1 时,m+2=3 且 2m2+m=3,根据集合中元素的互异性可知 3 1 3 不满足题意;当 m=- 时,m+2= ,而 2m2+m=3,故 m=- . 2 2 2 [点石成金] 与集合中的元素有关问题的求解策略 (1)用描述法表示集合,首先要搞清楚集合中代表元素的含义,再 看元素的限制条件,明白集合的类型,是数集、点集还是其他类型集 合. (2)集合中元素的三个特性中的互异性对解题的影响较大,特别是 含有字母的集合,在求出字母的值后,要注意检验集合中的元素是否 满足互异性. 考点 2 集合间的基本关系
世纪金榜高中数学必修一
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世纪金榜高中数学必修一1.引言1.1 介绍《世纪金榜高中数学必修一》的重要性和普遍性《世纪金榜高中数学必修一》所包含的知识内容涵盖了高中数学的基本概念和原理,是学习数学知识的基石。
这些知识点又是后续高中数学学习的基础,对于学生的数学学习之路具有重要的引导作用,因此其重要性体现在对学生学习数学的全面性和系统性方面。
《世纪金榜高中数学必修一》作为高中数学课程的一部分,具有普遍性。
在全国范围内,高中生都会学习这门课程,因此它为所有学生提供了一个相对公平的学习机会。
这也说明了它的重要性和普适性。
在培养学生的数学思维和解决问题的能力方面,这门课程的重要性不容忽视。
学生们应该重视并认真对待这门课程,因为它对他们未来的发展具有重要的意义。
1.2 强调数学学习对学生发展的重要性数学学习对学生的发展具有非常重要的意义。
数学是一门普遍适用的学科,几乎涉及到生活中的方方面面,包括物理、化学、经济、工程等各个领域。
通过学习数学,学生将能够培养良好的逻辑思维能力和分析问题的能力,这对于他们未来的学习和工作都具有非常重要的意义。
数学学习可以培养学生的坚持和耐心。
数学是一门需要反复练习和思考的学科,学生们需要不断地去解决各种各样的数学问题,这可以锻炼他们的耐心和毅力,为他们以后面对各种困难奠定了良好的基础。
数学学习还可以激发学生的创造力。
数学是一门既严谨又富有创造性的学科,通过学习数学,学生们将能够体会到数学中的美妙和奥妙,激发出他们的创造力和想象力,为他们的全面发展打下良好的基础。
数学学习对学生的发展具有极其重要的意义,不仅可以提高他们的综合素质,还可以培养他们的创造力和耐心,我们应该高度重视数学学习,为学生们提供更好的学习环境和更多的学习资源。
1.3 提出文章的目的和结构文章的目的是通过《世纪金榜高中数学必修一》的介绍,强调数学学习对学生发展的重要性,帮助学生树立正确的学习态度,提高数学学习的兴趣和效果。
通过对数学的基本概念和原理介绍,数学运算和公式推导讲解,数学实际应用案例分析,以及数学学习方法和技巧分享,帮助学生掌握数学学科的基础知识和解题技巧,提高数学学习成绩。
【世纪金榜】人教版第一轮复习理科数学教师用书配套课件选修全等与相似
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.
【加固训练】如图所示,在△ABC中,∠CAB=90°,AD⊥BC于D,BE是∠ABC
的平分线,交AD于F,求证:
DF=AE . AF EC
【证明】由三角形的内角平分线定理得,
在△ABD中, DF=BD .①
AF AB
在△ABC中, AE=AB,②
EC BC
在Rt△ABC中,由射影定理知,AB2=BD·BC,
系列4部分 选修4-1 几何证明选讲 第一节 全等与相似
【知识梳理】 1.图形变化的不变性与平移、旋转、反射 (1)图形变化的不变性: ①图形在变化过程中,有些性质改变了,有些性质仍然保持_不__变__. ②常见的图形变化,如平移、_旋__转__、_轴__对__称__、相似(包括位似).
(2)平移、旋转、反射: ①平移变换:图形的_平__移__过程称为平移变换. ②旋转变换:图形的_旋__转__过程称为旋转变换. ③反射变换:一个图形F绕一条直线l翻转__1_8_0_°_得到另外一个图形 F′,则F与F′关于l_对__称__,这种图形的变化过程称为反射变换,直线 l称为反射轴.
4.直角三角形的射影定理 直角三角形的每一条直角边是它在斜边上的射影与斜边的_比__例__中__项__, 斜边上的高是两条直角边在斜边上射影的_比__例__中__项__.
【小题快练】(本部分为教师用书独具)
1.(2015·天津模拟)如图所示,在平行四边形ABCD中,AE∶EB=1∶2,
若S△AEF=6cm2,则S△ADF为 (
【变式训练】如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AD是BC边上的高,E是BC边 上的一个动点(不与B,C重合),EF⊥AB,EG⊥AC,垂足分别为F,G.
(1)求证: AF =CG .
高考数学一轮复习教辅比较

品牌教辅配套课件大盘点无愧于一流品牌的教辅资料:设计科学、页面精美和内容精湛!当属:【世纪金榜】、【优化方案】、【创新方案】、【优化设计】,【五年高考和三模拟】!内容详实、设计科学、注重实效的,当属:【师说】、【步步高】、【导与练】、【走向高考】!仅有纸质资料的,享有广泛声誉的当属:薛金星系列、王后雄系列、刘增利系列!庸医误人,不好的参考资料也同样误人,很可能误人一生。
对不同程度的班级,需要选择恰当的资料。
比如【优化设计】适合尖子生(所谓火箭班的学生),对中等生不适用(可一些教育行政部门强行“推介”),【导与练】适合中等生;【步步高】和【成才之路】适合中等生和尖子生(需要教师辅导时适当取舍)。
对于艺考生我推荐【系统集成】----紧扣课本,重视基础。
这需要教师依据自己班级学生的整体水平恰当慎重选书,否则就有误人之嫌。
当然选中一本,结合课本,瞄准考纲教会学生正确做题、做题正确,确保考试“快、准、捷、简”。
但作为教师还需必要的广泛参阅。
【五年高考和三模拟】:用历届考题或模拟试题复习(大多资料都采用这种模式),可以从中发现考试的侧重所在,但作为一轮复习应该回归课本,重新反思总结基础知识的“来之龙(背景和证法)”和“去之脉(使用的前提范围以及使用的方法和步骤)”,深挖课本例题、习题和复习题所体现的题型或模型的解法。
而从这个意义而言,凡用历届考题引领复习的资料和方法都有一定的欠缺,或多或少会出现不可避免的复习盲区。
(今年陕西的证明余弦定理一题好多优等生都未能得分,其因就是过分依赖教辅,轻视了课本回归)【三维设计】和【创新方案】属于山东天成书业的镇门之作,已经享誉全国,在众多教辅中也算得上出类拔萃。
对此完整的资料期待已久!同仁在使用时注意一下几点:1.把所有文件解压到同一文件夹内,最好用较高版本的ppt阅读器打开,否则可能版面混乱。
2.也可以把白云飘飘上传的【创新方案】中的所有非ppt文件复制到解压后的文件夹内,打开“目录”文件即可。
高考数学总复习 模拟试卷(一)理-人教版高三全册数学试题

2016年高考数学(理科)模拟试卷(一)(本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分.满分150分,考试时间120分钟)第Ⅰ卷(选择题 满分60分)一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,满分60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合M ={x |x ≥0,x ∈R },N ={x |x 2<1,x ∈R },则M ∩N =( ) A .[0,1] B .(0,1) C .(0,1] D .[0,1) 2.复数(3+2i)i =( )A .-2-3iB .-2+3iC .2-3iD .2+3i 3.命题“∀x ∈R ,|x |+x 2≥0”的否定是( ) A .“∀x ∈R ,|x |+x 2<0” B .“∀x ∈R ,|x |+x 2≤0” C .“∃x 0∈R ,|x 0|+x 20<0” D .“∃x 0∈R ,|x 0|+x 20≥0”4.同时满足两个条件:①定义域内是减函数;②定义域内是奇函数的函数是( ) A .f (x )=-x |x | B .f (x )=x +1xC .f (x )=tan xD .f (x )=ln x x5.设{a n }是递减的等差数列,前三项的和是15,前三项的积是105,当该数列的前n 项和最大时,n =( )A .4B .5C .6D .76.曲线y =x 3-2x +4在点(1,3)处切线的倾斜角为( ) A.π6 B.π3 C.π4 D.π27.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x+1,x <1,x 2+ax ,x ≥1,若f [f (0)]=4a ,则实数a =( )A.12B.45C .2D .9 8.某几何体的三视图如图M11,则它的体积为( )图M11A .72πB .48π C.30π D .24π9.已知函数f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4(ω>0)的最小正周期为π,则该函数的图象是( ) A .关于直线x =π8对称 B .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,0对称C .关于直线x =π4对称D .关于点⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,0对称 10.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x +y -6≥0,x -y -2≤0,y -3≤0,则目标函数z =y -2x 的最小值为( )A .-7B .-4C .1D .211.在同一个平面直角坐标系中画出函数y =a x,y =sin ax 的部分图象,其中a >0,且a ≠1,则下列所给图象中可能正确的是( )A BC D12.已知定义在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,3π2上的函数y =f (x )的图象关于直线x =3π4对称,当x ≥3π4时,f (x )=cos x .若关于x 的方程f (x )=a 有解,记所有解的和为S ,则S 不可能为( )A.54πB.32πC.94π D.3π 第Ⅱ卷(非选择题 满分90分)本卷包括必考题和选考题两部分.第13~21题为必考题,每个试题考生必须做答.第22~24题为选考题,考生根据要求做答.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.13.10件产品中有7件正品,3件次品,从中任取4件,则恰好取到1件次品的概率是________.14.二项式(x +y )5的展开式中,含x 2y 3的项的系数是________.(用数字作答) 15.如图M12,在平行四边形ABCD 中,AP ⊥BD ,垂足为点P ,AP =3,则AP →·AC →=________.图M1216.阅读如图M13所示的程序框图,运行相应的程序,输出S 的值为________.图M13三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.17.(本小题满分12分)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且a =1,c =2,cos C =34.(1)求sin A 的值; (2)求△ABC 的面积.18.(本小题满分12分)某企业有甲、乙两个研发小组,他们研发新产品成功的概率分别为23和35.现安排甲组研发新产品A ,乙组研发新产品B .设甲、乙两组的研发相互独立.(1)求至少有一种新产品研发成功的概率;(2)若新产品A 研发成功,预计企业可获利润120万元;若新产品B 研发成功,预计企业可获利润100万元.求该企业可获利润的分布列和数学期望.19.(本小题满分12分)如图M14,在四棱锥P ABCD 中,底面ABCD 为矩形,PA ⊥平面ABCD ,E 为PD 的中点.(1)证明:PB ∥平面AEC ;(2)设二面角D AE C 为60°,AP =1,AD =3,求三棱锥E ACD 的体积.图M1420.(本小题满分12分)已知函数f (x )=a ln x -ax -3(a ∈R ). (1)当a =1时,求函数f (x )的单调区间;(2)若函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线的倾斜角为45°,问:m 在什么X 围取值时,对于任意的t ∈[1,2],函数g (x )=x 3+x 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤m2+f ′x 在区间(t,3)上总存在极值?(3)求证:ln22×ln33×ln44×…×ln n n <1n(n ≥2,n ∈N *).21.(本小题满分12分)已知直线l :y =kx +2(k 为常数)过椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的上顶点B 和左焦点F ,直线l 被圆O :x 2+y 2=4截得的弦AB 的中点为M .(1)若|AB |=4 55,某某数k 的值;(2)如图M15,顶点为O ,对称轴为y 轴的抛物线E 过线段BF 的中点T ,且与椭圆C 在第一象限的交点为S ,抛物线E 在点S 处的切线m 被圆O 截得的弦PQ 的中点为N ,问:是否存在实数k ,使得O ,M ,N 三点共线?若存在,请求出k 的值;若不存在,请说明理由.图M15 图M16请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题做答.注意:只能做所选定的题目上.如果多做,则按所做的第一个题目计分,做答量请用2B 铅笔在答题卡上将所选题号后的方框涂黑.22.(本小题满分10)选修41:几何证明选讲如图M16,EP 交圆于E ,C 两点,PD 切圆于D ,G 为CE 上—点且PG =PD ,连接DG 并延长交圆于点A ,作弦AB 垂直EP ,垂足为F .(1)求证:AB 为圆的直径; (2)若AC =BD ,求证:AB =ED .23.(本小题满分10)选修44:坐标系与参数方程已知曲线C :x 24+y 29=1,直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =2-2t(t 为参数).(1)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线,交l 于点A ,求|PA |的最大值与最小值.24.(本小题满分10)选修45:不等式选讲 若a >0,b >0,且1a +1b=ab .(1)求a 3+b 3的最小值.(2)是否存在a ,b ,使得2a +3b =6?并说明理由.2016年高考数学(理科)模拟试卷(一)1.D 解析:由M ={x |x ≥0,x ∈R }=[0,+∞),N ={x |x 2<1,x ∈R }=(-1,1),得M ∩N =[0,1).2.B 解析:(3+2i)i =3i +2i·i=-2+3i.故选B.3.C 解析:对于命题的否定,要将命题中的“∀”变为“∃”,且否定结论,则命题“∀x ∈R ,|x |+x 2≥0”的否定是“∃x 0∈R ,|x 0|+x 20<0”.故选C.4.A5.A 解析:∵{a n }是等差数列,且a 1+a 2+a 3=15,∴a 2=5.又∵a 1a 2a 3=105,∴a 1a 3=21.由⎩⎪⎨⎪⎧a 1a 3=21,a 1+a 3=10及{a n }递减可求得a 1=7,d =-2.∴a n=9-2n .由a n ≥0,得n ≤4.故选A.6.C 解析:f ′(x )=3x 2-2,f ′(1)=1,所以切线的斜率是1,倾斜角为π4.7.C 解析:∵f (0)=20+1=2,f [f (0)]=f (2)=4a ,∴22+2a =4a .∴a =2. 8.C 解析:几何体是由半球与圆锥叠加而成,它的体积为V =12×43π×33+13×π×32×52-32=30π.9.A 解析:依题意,得T =2πω=π,ω=2,故f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π8=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2×π8+π4=sin π2=1≠0,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4=sin ⎝⎛⎭⎪⎫2×π4+π4=sin 3π4=22≠0,因此该函数的图象关于直线x =π8对称,不关于点⎝⎛⎭⎪⎫π4,0和点⎝ ⎛⎭⎪⎫π8,0对称,也不关于直线x =π4对称.故选A.10.A 解析:如图D129,将点(5,3)代入z =y -2x ,得最小值为-7.图D12911.D 解析:正弦函数y =sin ax 的最小正周期为T =2πa.对于A ,T >2π,故a <1,而y =a x的图象是增函数,故A 错误; 对于B ,T <2π,故a >1,而函数y =a x是减函数,故B 错误; 对于C ,T =2π,故a =1,∴y =a x=1,故C 错误; 对于D ,T >2π,故a <1,∴y =a x是减函数.故选D.12.A 解析:作函数y =f (x )的草图(如图D130),对称轴为x =3π4,当直线y =a 与函数有两个交点(即方程有两个根)时,x 1+x 2=2×3π4=3π2;当直线y =a 与函数有三个交点(即方程有三个根)时,x 1+x 2+x 3=2×3π4+3π4=9π4;当直线y =a 与函数有四个交点(即方程有四个根)时,x 1+x 2+x 3+x 4=4×3π4=3π.故选A.图D13013.12 解析:从10件产品中任取4件,共有C 410种基本事件,恰好取到1件次品就是取到1件次品且取到3件正品,共有C 13C 37种,因此所求概率为C 13C 37C 410=12.14.10 解析:展开式的通项为T k +1=C k 5x5-k y k,则T 4=C 35x 2y 3=10x 2y 3,故答案为10.15.18 解析:设AC ∩BD =O ,则AC →=2(AB →+BO →),AP →·AC →=AP →·2(AB →+BO →)=2AP →·AB →+2AP →·BO →=2AP →·AB →=2AP →·(AP →+PB →)=2|AP →|2=18.16.-4 解析:由题意,得第一次循环:S =0+(-2)3=-8,n =2; 第二次循环:S =-8+(-2)2=-4,n =1,结束循环,输出S 的值为-4. 17.解:(1)∵cos C =34,∴sin C =74.∵asin A =c sin C ,∴1sin A =274,∴sin A =148. (2)∵c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,∴2=1+b 2-32b ,∴2b 2-3b -2=0.∴b =2.∴S △ABC =12ab sin C =12×1×2×74=74.18.解:记E ={甲组研发新产品成功},F ={乙组研发新产品成功}.由题设知,P (E )=23,P (E )=13,P (F )=35,P (F )=25,且事件E 与F ,E 与F ,E 与F ,E 与F 都相互独立.(1)记H ={至少有一种新产品研发成功},则H =E F ,于是P (H )=P (E )P (F )=13×25=215, 故所求的概率为P (H )=1-P (H )=1-215=1315.(2)设可获利润为X 万元,则X 的可能取值为0,100,120,220. 因为P (X =0)=P (E F )=13×25=215,P (X =100)=P (E F )=13×35=15, P (X =120)=P (E F )=23×25=415, P (X =220)=P (EF )=23×35=25.故所求的分布列为:数学期望为E (X )=0×215+100×15+120×415+220×25=300+480+132015=210015=140.19.(1)证明:如图D131,连接BD 交AC 于点O ,连接EO .因为底面ABCD 为矩形,所以O 为BD 的中点. 又E 为PD 的中点,所以EO ∥PB . 因为EO ⊂平面AEC ,PB ⊄平面AEC , 所以PB ∥平面AEC .(2)解:因为PA ⊥平面ABCD ,平面ABCD 为矩形, 所以AB ,AD ,AP 两两垂直.如图D131,以A 为坐标原点,AB →,AD →,AP →的方向为x 轴、y 轴、z 轴的正方向,|AP →|为单位长,建立空间直角坐标系Axyz ,则D ()0,3,0,E ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,32,12,AE →=⎝⎛⎭⎪⎫0,32,12.图D131设B (m,0,0)(m >0),则C (m ,3,0),AC →=(m ,3,0). 设n 1=(x ,y ,z )为平面ACE 的法向量, 则⎩⎪⎨⎪⎧n 1·AC →=0,n 1·AE →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧mx +3y =0,32y +12z =0.可取n 1=⎝⎛⎭⎪⎫3m ,-1,3. 又n 2=(1,0,0)为平面DAE 的法向量, 由题设易知,|cos 〈n 1,n 2〉|=12,即33+4m 2=12.解得m =32(m =-32,舍去). 因为E 为PD 的中点,所以三棱锥E ACD 的高为12.故三棱锥E ACD 的体积V =13×12×3×32×12=38.20.解:f ′(x )=ax-a (x >0). (1)当a =1时,f ′(x )=1x -1=1-xx,令f ′(x )>0时,解得0<x <1,∴f (x )在(0,1)上单调递增; 令f ′(x )<0时,解得x >1,∴f (x )在(1,+∞)上单调递减. (2)∵函数y =f (x )的图象在点(2,f (2))处的切线的倾斜角为45°, ∴f ′(2)=a2-a =1.∴a =-2,f ′(x )=-2x+2.∴g (x )=x 3+x 2⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2+2-2x =x 3+⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2+2x 2-2x ,g ′(x )=3x 2+(4+m )x -2.∵对任意的t ∈[1,2],函数g (x )=x 3+x 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤m2+f ′x 在区间(t,3)上总存在极值,且g ′(0)=-2,∴只需⎩⎪⎨⎪⎧g ′t <0,g ′3>0.由题知,对任意的t ∈[1,2],g ′(t )<0恒成立,∴⎩⎪⎨⎪⎧g ′1<0,g ′2<0,g ′3>0.解得-373<m <-9.(3)证明:令a =-1,f (x )=-ln x +x -3,∴f (1)=-2. 由(1)知,f (x )=-ln x +x -3在(1,+∞)上单调递增, ∴当x ∈(1,+∞)时,f (x )>f (1),即-ln x +x -1>0. ∴ln x <x -1对一切x ∈(1,+∞)成立. ∵n ≥2,n ∈N *,则有0<ln n <n -1.∴0<ln n n <n -1n .∴ln22×ln33×ln44×…×ln n n <12×23×34×…×n -1n =1n (n ≥2,n ∈N *).21.解:(1)圆O 的圆心为O (0,0),半径为r =2. ∵OM ⊥AB ,|AB |=4 55,∴|OM |=r 2-⎝ ⎛⎭⎪⎫|AB |22=4 55. ∴2k 2+1=4 55.∴k 2=14.图D132又k =k FB >0,∴k =12. (2)如图D132,∵F ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2k ,0,B (0,2),T 为BF 中点, ∴T ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1k ,1. 设抛物线E 的方程为y =tx 2(t >0),∵抛物线E 过点T ,∴1=t ·1k2,即t =k 2. ∴抛物线E 的方程为y =k 2x 2.∴y ′=2k 2x .设S (x 0,y 0),则k m =y ′0|x x ==2k 2x 0.假设O ,M ,N 三点共线,∵OM ⊥l ,ON ⊥m ,∴l ∥m .又k l =k >0,∴k l =k m .∴k =2k 2x 0.∴x 0=12k ,y 0=k 2x 20=k 2·14k 2=14. ∵S 在椭圆C 上,∴x 20a 2+y 20b2=1. 结合b =2,c =2k ,a 2=b 2+c 2=4+4k2. 得14k 24+4k2+1164=1.∴k 2=-5963. ∴k 无实数解,矛盾.∴假设不成立.故不存在实数k ,使得O ,M ,N 三点共线.22.证明:(1)因为PD =PG ,所以∠PDG =∠PGD .由于PD 为切线,故∠PDA =∠DBA ,又因为∠PGD =∠EGA ,所以∠DBA =∠EGA ,所以∠DBA +∠BAD =∠EGA +∠BAD ,从而∠BDA =∠PFA .又AF ⊥EP ,所以∠PFA =90°,所以∠BDA =90°,故AB 为圆的直径.图D133(2)如图D133,连接BC ,DC .由于AB 是直径,故∠BDA =∠ACB =90°.在Rt △BDA 与Rt △ACB 中,AB =BA ,AC =BD ,从而得Rt △BDA ≌Rt △ACB ,于是∠DAB =∠CBA .又因为∠DCB =∠DAB ,所以∠DCB =∠CBA ,故DC ∥AB .因为AB ⊥EP ,所以DC ⊥EP ,∠DCE 为直角,所以ED 为圆的直径,又由(1)知AB 为圆的直径,所以ED =AB .23.解:(1)曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧ x =2cos θ,y =3sin θ(θ为参数),直线l 的普通方程为2x +y -6=0.(2)曲线C 上任意一点P (2cos θ,3sin θ)到l 的距离为 d =55|4cos θ+3sin θ-6|, 则|PA |=d sin30°=2 55|5sin(θ+α)-6|, 其中α为锐角,且tan α=43. 当sin(θ+α)=-1时,|PA |取得最大值,最大值为22 55.当sin(θ+α)=1时,|PA |取得最小值,最小值为2 55. 24.解:(1)由ab =1a +1b ≥2ab,得ab ≥2,当且仅当a =b =2时等号成立. 故a 3+b 3≥2a 3b 3≥4 2,当且仅当a =b =2时等号成立.所以a 3+b 3的最小值为4 2.(2)由(1)知,2a +3b ≥2 6ab ≥4 3.由于4 3>6,从而不存在a ,b ,使2a +3b =6.。
2016年全国高考数学(理科)试题及答案-全国1卷(解析版)
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绝密 ★ 启用前2016年普通高等学校招生全国统一考试(全国1卷)数学(理科)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。
(1)设集合{}2430A x x x =-+< ,{}230x x ->,则A B =(A )33,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭ (B )33,2⎛⎫- ⎪⎝⎭ (C )31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭(D)3,32⎛⎫⎪⎝⎭【答案】D考点:集合的交集运算【名师点睛】集合是每年高考中的必考题,一般以基础题形式出现,属得分题。
解决此类问题一般要把参与运算的集合化为最简形式再进行运算,如果是不等式解集、函数定义域及值域有关数集之间的运算,常借助数轴进行运算。
(2)设(1i)1i x y +=+,其中x ,y 实数,则i =x y + (A )1 (B 2 (3 (D )2 【答案】B 【解析】试题分析:因为(1)=1+,x i yi +所以=1+,=1,1,||=|1+|2,x xi yi x y x x yi i +==+=故选B 。
考点:复数运算【名师点睛】复数题也是每年高考必考内容,一般以客观题形式出现,属得分题。
高考中复数考查频率较高的内容有:复数相等,复数的几何意义,共轭复数,复数的模及复数的乘除运算,这类问题一般难度不大,但容易出现运算错误,特别是2i 1=-中的负号易忽略,所以做复数题要注意运算的准确性。
(3)已知等差数列{}n a 前9项的和为27,108a =,则100a = (A )100 (B )99 (C )98 (D)97 【答案】C 【解析】试题分析:由已知,1193627,98a d a d +=⎧⎨+=⎩所以110011,1,9919998,a d a a d =-==+=-+=故选C 。
(完整word版)2016年全国高考数学(理科)试题及答案-全国1卷(解析版)
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范围是
(A) 1,3 (B) 1, 3 (C) 0,3 (D) 0, 3
【答案】A
考点:双曲线的性质 【名师点睛】双曲线知识一般作为客观题学生出现,主要考查双曲线几何性质,属于基础题.注意 双曲线的焦距是 2c 不是 c,这一点易出错. (6)如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条相互垂直的半径.若该几何
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.
(1)设集合 A x x2 4x 3 0 , x 2x 3 0 ,则 A B
(A)
3,
3 2
【答案】D
(B)
3,
3 2
(C)
1,
3 2
(D)
3 2
,
3
考点:集合的交集运算 【名师点睛】集合是每年高考中的必考题,一般以基础题形式出现,属得分题.解决此类问题一般 要把参与运算的集合化为最简形式再进行运算,如果是不等式解集、函数定义域及值域有关数 集之间的运算,常借助数轴进行运算.
(8)若 a b 1,0 c 1,则 (A) ac bc (B) abc bac (C) a logb c b loga c (D) loga c logb c
【答案】C 【解析】
试题分析:用特殊值法,令 a 3, b
2,c
1
1
得 32
1
22 ,选项
A
1
错误, 3 22
1
2 32 ,选项
2016 高考数学(理科)试卷(全国 1 卷)
绝密 ★ 启用前
2016 年普通高等学校招生全国统一考试(全国 1 卷)
数学(理科)
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
(word完整版)高三理科数学一轮总复习导数及其应用教师用书95891
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第三章导数及其应用高考导航知识网络3.1 导数的概念与运算典例精析题型一 导数的概念【例1】 已知函数f (x )=2ln 3x +8x , 求0Δlim→x f (1-2Δx )-f (1)Δx 的值.【解析】由导数的定义知:0Δlim→x f (1-2Δx )-f (1)Δx =-20Δlim →x f (1-2Δx )-f (1)-2Δx =-2f ′(1)=-20.【点拨】导数的实质是求函数值相对于自变量的变化率,即求当Δx →0时, 平均变化率ΔyΔx 的极限.【变式训练1】某市在一次降雨过程中,降雨量y (mm)与时间t (min)的函数关系可以近似地表示为f (t )=t 2100,则在时刻t =10 min 的降雨强度为( ) A.15 mm/minB.14 mm/min C.12mm/minD.1 mm/min 【解析】选A. 题型二 求导函数【例2】 求下列函数的导数. (1)y =ln(x +1+x 2); (2)y =(x 2-2x +3)e 2x ; (3)y =3x 1-x. 【解析】运用求导数公式及复合函数求导数法则. (1)y ′=1x +1+x2(x +1+x 2)′=1x +1+x 2(1+x 1+x 2)=11+x 2.(2)y ′=(2x -2)e 2x +2(x 2-2x +3)e 2x=2(x 2-x +2)e 2x . (3)y ′=13(x 1-x 32)-1-x +x (1-x )2=13(x 1-x 32)-1(1-x )2 =13x 32- (1-x ) 34-【变式训练2】如下图,函数f (x )的图象是折线段ABC ,其中A 、B 、C 的坐标分别为(0,4),(2,0),(6,4),则f (f (0))=;0Δlim→x f (1+Δx )-f (1)Δx =(用数字作答).【解析】f (0)=4,f (f (0))=f (4)=2, 由导数定义0Δlim→x f (1+Δx )-f (1)Δx =f ′(1).当0≤x ≤2时,f (x )=4-2x ,f ′(x )=-2,f ′(1)=-2. 题型三 利用导数求切线的斜率【例3】 已知曲线C :y =x 3-3x 2+2x , 直线l :y =kx ,且l 与C 切于点P (x 0,y 0) (x 0≠0),求直线l 的方程及切点坐标.【解析】由l 过原点,知k =y 0x 0 (x 0≠0),又点P (x 0,y 0) 在曲线C 上,y 0=x 30-3x 20+2x 0, 所以y 0x 0=x 2-3x 0+2. 而y ′=3x 2-6x +2,k =3x 20-6x 0+2. 又 k =y 0x 0,所以3x 20-6x 0+2=x 20-3x 0+2,其中x 0≠0, 解得x 0=32.所以y 0=-38,所以k =y 0x 0=-14,所以直线l 的方程为y =-14x ,切点坐标为(32,-38).【点拨】利用切点在曲线上,又曲线在切点处的切线的斜率为曲线在该点处的导数来列方程,即可求得切点的坐标.【变式训练3】若函数y =x 3-3x +4的切线经过点(-2,2),求此切线方程. 【解析】设切点为P (x 0,y 0),则由 y ′=3x 2-3得切线的斜率为k =3x 20-3.所以函数y =x 3-3x +4在P (x 0,y 0)处的切线方程为 y -y 0=(3x 20-3)(x -x 0). 又切线经过点(-2,2),得2-y 0=(3x 20-3)(-2-x 0),① 而切点在曲线上,得y 0=x 30-3x 0+4, ② 由①②解得x 0=1或x 0=-2. 则切线方程为y =2 或 9x -y +20=0.总结提高1.函数y =f (x )在x =x 0处的导数通常有以下两种求法: (1) 导数的定义,即求0Δlim→x ΔyΔx =0Δlim →x f (x 0+Δx )-f (x 0)Δx 的值;(2)先求导函数f ′(x ),再将x =x 0的值代入,即得f ′(x 0)的值. 2.求y =f (x )的导函数的几种方法: (1)利用常见函数的导数公式; (2)利用四则运算的导数公式; (3)利用复合函数的求导方法.3.导数的几何意义:函数y =f (x )在x =x 0处的导数f ′(x 0),就是函数y =f (x )的曲线在点P (x 0,y 0)处的切线的斜率.3.2 导数的应用(一)典例精析题型一 求函数f (x )的单调区间【例1】已知函数f (x )=x 2-ax -a ln(x -1)(a ∈R ),求函数f (x )的单调区间. 【解析】函数f (x )=x 2-ax -a ln(x -1)的定义域是(1,+∞). f ′(x )=2x -a -ax -1=2x (x -a +22)x -1,①若a ≤0,则a +22≤1,f ′(x )=2x (x -a +22)x -1>0在(1,+∞)上恒成立,所以a ≤0时,f (x )的增区间为(1,+∞).②若a >0,则a +22>1,故当x ∈(1,a +22]时,f ′(x )=2x (x -a +22)x -1≤0;当x ∈[a +22,+∞)时,f ′(x )=2x (x -a +22)x -1≥0,所以a >0时,f (x )的减区间为(1,a +22],f (x )的增区间为[a +22,+∞).【点拨】在定义域x >1下,为了判定f ′(x )符号,必须讨论实数a +22与0及1的大小,分类讨论是解本题的关键.【变式训练1】已知函数f (x )=x 2+ln x -ax 在(0,1)上是增函数,求a 的取值范围. 【解析】因为f ′(x )=2x +1x -a ,f (x )在(0,1)上是增函数,所以2x +1x -a ≥0在(0,1)上恒成立,即a ≤2x +1x恒成立.又2x +1x ≥22(当且仅当x =22时,取等号).所以a ≤22,故a 的取值范围为(-∞,22].【点拨】当f (x )在区间(a ,b )上是增函数时⇒f ′(x )≥0在(a ,b )上恒成立;同样,当函数f (x )在区间(a ,b )上为减函数时⇒f ′(x )≤0在(a ,b )上恒成立.然后就要根据不等式恒成立的条件来求参数的取值范围了.题型二 求函数的极值【例2】已知f (x )=ax 3+bx 2+cx (a ≠0)在x =±1时取得极值,且f (1)=-1. (1)试求常数a ,b ,c 的值;(2)试判断x =±1是函数的极小值点还是极大值点,并说明理由. 【解析】(1)f ′(x )=3ax 2+2bx +c . 因为x =±1是函数f (x )的极值点,所以x =±1是方程f ′(x )=0,即3ax 2+2bx +c =0的两根.由根与系数的关系,得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==-② ,13① ,032ac ab又f (1)=-1,所以a +b +c =-1.③ 由①②③解得a =12,b =0,c =-32.(2)由(1)得f (x )=12x 3-32x ,所以当f ′(x )=32x 2-32>0时,有x <-1或x >1;当f ′(x )=32x 2-32<0时,有-1<x <1.所以函数f (x )=12x 3-32x 在(-∞,-1)和(1,+∞)上是增函数,在(-1,1)上是减函数.所以当x =-1时,函数取得极大值f (-1)=1;当x =1时,函数取得极小值f (1)=-1.【点拨】求函数的极值应先求导数.对于多项式函数f (x )来讲, f (x )在点x =x 0处取极值的必要条件是f ′(x )=0.但是, 当x 0满足f ′(x 0)=0时, f (x )在点x =x 0处却未必取得极值,只有在x 0的两侧f (x )的导数异号时,x 0才是f (x )的极值点.并且如果f ′(x )在x 0两侧满足“左正右负”,则x 0是f (x )的极大值点,f (x 0)是极大值;如果f ′(x )在x 0两侧满足“左负右正”,则x 0是f (x )的极小值点,f (x 0)是极小值.【变式训练2】定义在R 上的函数y =f (x ),满足f (3-x )=f (x ),(x -32)f ′(x )<0,若x 1<x 2,且x 1+x 2>3,则有( )A.f (x 1)<f (x 2)B.f (x 1)>f (x 2)C.f (x 1)=f (x 2)D.不确定【解析】由f (3-x )=f (x )可得f [3-(x +32)]=f (x +32),即f (32-x )=f (x +32),所以函数f (x )的图象关于x =32对称.又因为(x -32)f ′(x )<0,所以当x >32时,函数f (x )单调递减,当x <32时,函数f (x )单调递增.当x 1+x 22=32时,f (x 1)=f (x 2),因为x 1+x 2>3,所以x 1+x 22>32,相当于x 1,x 2的中点向右偏离对称轴,所以f (x 1)>f (x 2).故选B.题型三 求函数的最值【例3】 求函数f (x )=ln(1+x )-14x 2在区间[0,2]上的最大值和最小值.【解析】f ′(x )=11+x -12x ,令11+x -12x =0,化简为x 2+x -2=0,解得x 1=-2或x 2=1,其中x 1=-2舍去.又由f ′(x )=11+x -12x >0,且x ∈[0,2],得知函数f (x )的单调递增区间是(0,1),同理, 得知函数f (x )的单调递减区间是(1,2),所以f (1)=ln 2-14为函数f (x )的极大值.又因为f (0)=0,f (2)=ln 3-1>0,f (1)>f (2),所以,f (0)=0为函数f (x )在[0,2]上的最小值,f (1)=ln 2-14为函数f (x )在[0,2]上的最大值.【点拨】求函数f (x )在某闭区间[a ,b ]上的最值,首先需求函数f (x )在开区间(a ,b )内的极值,然后,将f (x )的各个极值与f (x )在闭区间上的端点的函数值f (a )、f (b )比较,才能得出函数f (x )在[a ,b ]上的最值.【变式训练3】(2008江苏)f (x )=ax 3-3x +1对x ∈[-1,1]总有f (x )≥0成立,则a =. 【解析】若x =0,则无论a 为何值,f (x )≥0恒成立. 当x ∈(0,1]时,f (x )≥0可以化为a ≥3x 2-1x3,设g (x )=3x 2-1x 3,则g ′(x )=3(1-2x )x 4,x ∈(0,12)时,g ′(x )>0,x ∈(12,1]时,g ′(x )<0.因此g (x )max =g (12)=4,所以a ≥4.当x ∈[-1,0)时,f (x )≥0可以化为 a ≤3x 2-1x 3,此时g ′(x )=3(1-2x )x 4>0, g (x )min =g (-1)=4,所以a ≤4. 综上可知,a =4.总结提高1.求函数单调区间的步骤是: (1)确定函数f (x )的定义域D ; (2)求导数f ′(x );(3)根据f ′(x )>0,且x ∈D ,求得函数f (x )的单调递增区间;根据f ′(x )<0,且x ∈D ,求得函数f (x )的单调递减区间.2.求函数极值的步骤是: (1)求导数f ′(x ); (2)求方程f ′(x )=0的根;(3)判断f ′(x )在方程根左右的值的符号,确定f (x )在这个根处取极大值还是取极小值. 3.求函数最值的步骤是:先求f (x )在(a ,b )内的极值;再将f (x )的各极值与端点处的函数值f (a )、f (b )比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.3.3 导数的应用(二)典例精析题型一 利用导数证明不等式 【例1】已知函数f (x )=12x 2+ln x .(1)求函数f (x )在区间[1,e]上的值域; (2)求证:x >1时,f (x )<23x 3.【解析】(1)由已知f ′(x )=x +1x,当x ∈[1,e]时,f ′(x )>0,因此f (x )在 [1,e]上为增函数. 故f (x )max =f (e)=e 22+1,f (x )min =f (1)=12,因而f (x )在区间[1,e]上的值域为[12,e 22+1].(2)证明:令F (x )=f (x )-23x 3=-23x 3+12x 2+ln x ,则F ′(x )=x +1x -2x 2=(1-x )(1+x +2x 2)x ,因为x >1,所以F ′(x )<0, 故F (x )在(1,+∞)上为减函数. 又F (1)=-16<0,故x >1时,F (x )<0恒成立, 即f (x )<23x 3.【点拨】有关“超越性不等式”的证明,构造函数,应用导数确定所构造函数的单调性是常用的证明方法.【变式训练1】已知对任意实数x ,有f (-x )=-f (x ),g (-x )=g (x ),且x >0时,f ′(x )>0,g ′(x )>0,则x <0时( )A.f ′(x )>0,g ′(x )>0B.f ′(x )>0,g ′(x )<0C.f ′(x )<0,g ′(x )>0D.f ′(x )<0,g ′(x )<0 【解析】选B. 题型二 优化问题【例2】 (2009湖南)某地建一座桥,两端的桥墩已建好,这两个桥墩相距m 米,余下工程只需建两端桥墩之间的桥面和桥墩.经测算,一个桥墩的工程费用为256万元;距离为x 米的相邻两墩之间的桥面工程费用为(2+x )x 万元.假设桥墩等距离分布,所有桥墩都视为点,且不考虑其他因素.记余下工程的费用为y 万元.(1)试写出y 关于x 的函数关系式;(2)当m =640米时,需新建多少个桥墩才能使y 最小? 【解析】(1)设需新建n 个桥墩,则(n +1)x =m , 即n =m x-1.所以y =f (x )=256n +(n +1)(2+x )x=256(m x -1)+mx (2+x )x=256m x+m x +2m -256.(2)由(1)知f ′(x )=-256m x 2+12mx 21 =m2x2(x 23-512).令f ′(x )=0,得x 23=512.所以x =64.当0<x <64时,f ′(x )<0,f (x )在区间(0,64)内为减函数;当64<x <640时,f ′(x )>0,f (x )在区间(64,640)内为增函数.所以f (x )在x =64处取得最小值.此时n =m x -1=64064-1=9.故需新建9个桥墩才能使y 最小.【变式训练2】(2010上海)如图所示,为了制作一个圆柱形灯笼,先要制作4个全等的矩形骨架,总计耗用9.6米铁丝,骨架把圆柱底面8等份,再用S 平方米塑料片制成圆柱的侧面和下底面(不安装上底面).当圆柱底面半径r 取何值时,S 取得最大值?并求出该最大值(结果精确到0.01平方米).【解析】设圆柱底面半径为r ,高为h , 则由已知可得4(4r +2h )=9.6,所以2r +h =1.2. S =2.4πr -3πr 2,h =1.2-2r >0,所以r <0.6. 所以S =2.4πr -3πr 2(0<r <0.6). 令f (r )=2.4πr -3πr 2,则f ′(r )=2.4π-6πr . 令f ′(r )=0得r =0.4.所以当0<r <0.4,f ′(r )>0; 当0.4<r <0.6,f ′(r )<0.所以r =0.4时S 最大,S max =1.51. 题型三 导数与函数零点问题【例3】 设函数f (x )=13x 3-mx 2+(m 2-4)x ,x ∈R .(1)当m =3时,求曲线y =f (x )在点(2,f (2))处的切线方程;(2)已知函数f (x )有三个互不相同的零点0,α,β,且α<β.若对任意的x ∈[α,β],都有f (x )≥f (1)恒成立,求实数m 的取值范围.【解析】(1)当m =3时,f (x )=13x 3-3x 2+5x ,f ′(x )=x 2-6x +5.因为f (2)=23,f ′(2)=-3,所以切点坐标为(2,23),切线的斜率为-3,则所求的切线方程为y -23=-3(x -2),即9x +3y -20=0.(2)f ′(x )=x 2-2mx +(m 2-4). 令f ′(x )=0,得x =m -2或x =m +2.当x ∈(-∞,m -2)时,f ′(x )>0,f (x )在(-∞,m -2)上是增函数; 当x ∈(m -2,m +2)时,f ′(x )<0,f (x )在(m -2,m +2)上是减函数; 当x ∈(m +2,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )在(m +2,+∞)上是增函数.因为函数f (x )有三个互不相同的零点0,α,β,且f (x )=13x [x 2-3mx +3(m 2-4)],所以⎩⎨⎧≠->--.0)4(3,0)4(12)3(222m m m 解得m ∈(-4,-2)∪(-2,2)∪(2,4). 当m ∈(-4,-2)时,m -2<m +2<0,所以α<m -2<β<m +2<0.此时f (α)=0,f (1)>f (0)=0,与题意不合,故舍去. 当m ∈(-2,2)时,m -2<0<m +2, 所以α<m -2<0<m +2<β.因为对任意的x ∈[α,β],都有f (x )≥f (1)恒成立, 所以α<1<β.所以f (1)为函数f (x )在[α,β]上的最小值.因为当x =m +2时,函数f (x )在[α,β]上取最小值, 所以m +2=1,即m =-1. 当m ∈(2,4)时,0<m -2<m +2, 所以0<m -2<α<m +2<β.因为对任意的x ∈[α,β],都有f (x )≥f (1)恒成立, 所以α<1<β.所以f (1)为函数f (x )在[α,β]上的最小值.因为当x =m +2时,函数f (x )在[α,β]上取最小值, 所以m +2=1,即m =-1(舍去). 综上可知,m 的取值范围是{-1}.【变式训练3】已知f (x )=ax 2(a ∈R ),g (x )=2ln x . (1)讨论函数F (x )=f (x )-g (x )的单调性;(2)若方程f (x )=g (x )在区间[2,e]上有两个不等解,求a 的取值范围. 【解析】(1)当a >0时,F (x )的递增区间为(1a ,+∞),递减区间为(0,1a); 当a ≤0时,F (x )的递减区间为(0,+∞). (2)[12ln 2,1e). 总结提高在应用导数处理方程、不等式有关问题时,首先应熟练地将方程、不等式问题直接转化为函数问题,再利用导数确定函数单调性、极值或最值.3.4 定积分与微积分基本定理典例精析题型一 求常见函数的定积分 【例1】 计算下列定积分的值. (1)⎰21(x -1)5d x ;(2)⎰2π(x +sin x )d x .【解析】(1)因为[16(x -1)6]′=(x -1)5, 所以⎰21 (x -1)5d x =6)1(61-x 12=16. (2)因为(x 22-cos x )′=x +sin x , 所以⎰2π0(x +sin x )d x =)cos 2(2x x -12π=π28+1. 【点拨】(1)一般情况下,只要能找到被积函数的原函数,就能求出定积分的值;(2)当被积函数是分段函数时,应对每个区间分段积分,再求和;(3)对于含有绝对值符号的被积函数,应先去掉绝对值符号后积分;(4)当被积函数具有奇偶性时,可用以下结论:①若f (x )是偶函数时,则⎰-a a f (x )d x =2⎰a 0f (x )d x ; ②若f (x )是奇函数时,则⎰-a a f (x )d x =0. 【变式训练1】求⎰-55(3x 3+4sin x )d x . 【解析】⎰-55(3x 3+4sin x )d x 表示直线x =-5,x =5,y =0和曲线y =3x 3+4sin x 所围成的曲边梯形面积的代数和,且在x 轴上方的面积取正号,在x 轴下方的面积取负号.又f (-x )=3(-x )3+4sin(-x )=-(3x 3+4sin x )=-f (x ).所以f (x )=3x 3+4sin x 在[-5,5]上是奇函数,所以⎰-50(3x 3+4sin x )d x =-⎰05(3x 3+4sin x )d x , 所以⎰-55(3x 3+4sin x )d x =⎰-50(3x 3+4sin x )d x +⎰05(3x 3+4sin x )d x =0. 题型二 利用定积分计算曲边梯形的面积【例2】求抛物线y 2=2x 与直线y =4-x 所围成的平面图形的面积.【解析】方法一:如图,由⎩⎨⎧-==,4,22x y x y 得交点A (2,2),B (8,-4),则S =⎰02[2x -(-2x )]d x +⎰28[4-x -(-2x )]d x=0223324x +28)32224(232x x x +-=163+383=18. 方法二:S =⎰-42[(4-y )-y 22]d y =42)61214(32---y y y =18. 【点拨】根据图形的特征,选择不同的积分变量,可使计算简捷,在以y 为积分变量时,应注意将曲线方程变为x =φ(y )的形式,同时,积分上、下限必须对应y 的取值.【变式训练2】设k 是一个正整数,(1+x k )k 的展开式中x 3的系数为116,则函数y =x 2与y =kx -3的图象所围成的阴影部分(如图)的面积为.【解析】T r +1=C r k (x k )r ,令r =3,得x 3的系数为C 3k 1k 3=116,解得k =4.由⎩⎨⎧-==34,2x y x y 得函数y =x 2与y =4x -3的图象的交点的横坐标分别为1,3.所以阴影部分的面积为S =⎰13(4x -3-x 2)d x =(2x 2-3x -13)313x =43. 题型三 定积分在物理中的应用【例3】 (1) 变速直线运动的物体的速度为v (t )=1-t 2,初始位置为x 0=1,求它在前2秒内所走过的路程及2秒末所在的位置;(2)一物体按规律x =bt 3作直线运动,式中x 为时间t 内通过的距离,媒质的阻力正比于速度的平方,试求物体由x =0运动到x =a 时阻力所做的功.【解析】(1)当0≤t ≤1时,v (t )≥0,当1≤t ≤2时,v (t )≤0,所以前2秒内所走过的路程为s =⎰01v (t )d t +⎰12(-v (t ))d t =⎰01(1-t 2)d t +⎰12(t 2-1)d t=01)31(3t t -+12)31(3t t -=2.2秒末所在的位置为x 1=x 0+⎰02v (t )d t =1+⎰02(1-t 2)d t =13. 所以它在前2秒内所走过的路程为2,2秒末所在的位置为x 1=13. (2) 物体的速度为v =(bt 3)′=3bt 2.媒质阻力F 阻=kv 2=k (3bt 2)2=9kb 2t 4,其中k 为比例常数,且k >0.当x =0时,t =0;当x =a 时,t =t 1=(a b)31, 又d s =v d t ,故阻力所做的功为W 阻=⎰阻F d s =⎰01t kv 2·v d t =k ⎰01t v 3d t = k ⎰01t (3bt 2)3d t =277kb 3t 71 = 277k 3a 7b 2. 【点拨】定积分在物理学中的应用应注意:v (t )=⎰a ba (t )d t ,s (t )=⎰ab v (t )d t 和W =⎰a b F (x )d x 这三个公式.【变式训练3】定义F (x ,y )=(1+x )y ,x ,y ∈(0,+∞).令函数f (x )=F [1,log 2(x 2-4x +9)]的图象为曲线C 1,曲线C 1与y 轴交于点A (0,m ),过坐标原点O 向曲线C 1作切线,切点为B (n ,t )(n >0),设曲线C 1在点A ,B 之间的曲线段与线段OA ,OB 所围成图形的面积为S ,求S 的值.【解析】因为F (x ,y )=(1+x )y ,所以f (x )=F (1,log 2(x 2-4x +9))=)94log(22+-x x =x 2-4x +9,故A (0,9),又过坐标原点O 向曲线C 1作切线,切点为B (n ,t )(n >0),f ′(x )=2x -4. 所以⎪⎩⎪⎨⎧-=+-=,42,942n nt n n t 解得B (3,6), 所以S =⎰03(x 2-4x +9-2x )d x =(x 33-3x 2+9x )03=9. 总结提高1.定积分的计算关键是通过逆向思维求得被积函数的原函数.2.定积分在物理学中的应用必须遵循相应的物理过程和物理原理.3.利用定积分求平面图形面积的步骤:(1)画出草图,在直角坐标系中画出曲线或直线的大致图象;(2)借助图形确定出被积函数,求出交点坐标,确定积分的上、下限;(3)把曲边梯形的面积表示成若干个定积分的和;(4)计算定积分,写出答案.。
最新全国高考大一轮复习 数学(文) 教师用书(讲义) 669页
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新课标高考大一轮复习讲义·数学(文)第一章集合与常用逻辑用语1.1集合的概念与运算[考纲考情分析] 1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题.2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中,了解全集与空集的含义.3.(1)理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集.(2)理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集.(3)能使用Venn图表达集合间的基本关系及集合的基本运算.4.集合的交、并、补运算及两集合间的包含关系是考查的重点,在集合的运算中经常与不等式、函数相结合,解题时常用到数轴和韦恩(Venn)图,考查学生的数形结合思想和计算推理能力,题型以选择题为主,低档难度.[知识梳理]1.集合与元素(1)集合中元素的三个特征:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系是属于或不属于两种,用符号∈或∉表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集的记法集合自然数集正整数集整数集有理数集实数集符号N N*(或N+)Z Q R2.集合间的基本关系关系自然语言符号语言Venn图子集集合A中所有元素都在集合B中(即若x∈A,则x∈B)A⊆B(或B.⊇.A.).真子集集合A是集合B的子集,且集合B中至少有一个元素不在集合A中A B(或B A)集合相等集合A,B中的元素相同或集合A,B互为子集A=B3.集合的基本运算运算自然语言符号语言Venn图交集由属于集合A且属于集合B的所有元素组成的集合A∩B={x|x∈A且x∈B}并集由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合A∪B={x|x∈A或x∈B}补集由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合∁U A={x|x∈U且x∉A}知识拓展(1)若有限集A中有n个元素,则集合A的子集个数为2n,真子集的个数为2n-1.(2)A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B.(3)A∩∁U A=∅;A∪∁U A=U;∁U(∁U A)=A.[小题速练]1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1){x|x≤1}={t|t≤1}.(√)(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(×)(3)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.(×)(4)若A∩B=A∩C,则B=C.(×)(5)对于任意两个集合A,B,关系(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.(√)2.若集合A={x∈N|x≤10},a=22,则下列结论正确的是()A.{a}⊆A B.a⊆AC.{a}∈A D.a∉AD[由题意知A={0,1,2,3},由a=22,知a∉A.]3.(2018·课标全国Ⅰ,1)已知集合A={0,2},B={-2,-1,0,1,2},则A∩B=() A.{0,2} B.{1,2}C.{0} D.{-2,-1,0,1,2}A[本题主要考查集合的基本运算.∵A={0,2},B={-2,-1,0,1,2},∴A∩B={0,2},故选A.]4.已知集合A={1,3,m},B={1,m},A∪B=A,则m等于()A.0或 3 B.0或3C.1或 3 D.1或3或0B[A={1,3,m},B={1,m},A∪B=A,故B⊆A,所以m=3或m=m,即m=3或m=0或m=1,其中m=1不符合题意,所以m=0或m=3,故选B.]5.设集合M={x|-1≤x<2},N={x|x-k≥0},若M⊆N,则k的取值范围是() A.k≥-1 B.k>-1C.k≤2 D.k≥2A[由题意可知:N={x|x≥k},结合M⊆N可得:则k的取值范围是k≥-1.故选A.]考点一集合的基本概念【例1】(1)(2019·广东佛山顺德学情调研,1)若A={1,2},B={(x,y)|x∈A,y∈A},则集合B中元素的个数为()A.1 B.2C.3 D.4D[由题意得B={(1,1),(1,2),(2,1),(2,2)},所以集合B中元素的个数为4,故选D.](2)若集合A ={x ∈R |ax 2-3x +2=0}中只有一个元素,则a =( ) A.92 B .98C .0D .0或98D [若集合A 中只有一个元素,则方程ax 2-3x +2=0只有一个实根或有两个相等实根.当a =0时,x =23,符合题意;当a ≠0时,由Δ=(-3)2-8a =0,得a =98,所以a 的取值为0或98.] 规律总结 (1)第(2)题集合A 中只有一个元素,要分a =0与a ≠0两种情况进行讨论,此题易忽视a =0的情形. (2)用描述法表示集合,先要弄清集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明确集合类型,是数集、点集还是其他的集合. 【针对训练1】 (1)设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a ,b ,则b -a =________. 2 [因为{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a ,b ,a ≠0, 所以a +b =0,且b =1,所以a =-1,b =1,所以b -a =2.](2)(2018·上海黄浦4月模拟(二模),1)已知集合A ={1,2,3},B ={1,m },若3-m ∈A ,则非零实数m 的值是________.2 [若3-m =1,则m =2,符合题意;若3-m =2,则m =1,此时集合B 中的元素不满足互异性,故m ≠1;若3-m =3,则m =0,不符合题意.故答案为2.]考点二 集合的基本关系【例2】 (1)(2019·山东济宁第一次模拟,1)已知集合A ={x ∈Z |x 2+3x <0},则满足B ⊆A 的集合B 的个数为( )A .2B .3C .4D .8C [A ={x ∈Z |x 2+3x <0}={-1,-2},由于B ⊆A ,所以集合B 的个数为22=4,故选C.](2)已知集合A ={x |x 2-2 019x +2 018<0},B ={x |x <a },若A ⊆B ,则实数a 的取值范围是________.[2 018,+∞) [由x 2-2 019x +2 018<0,解得1<x <2 018,故A ={x |1<x <2 018}.又B ={x |x <a },A ⊆B ,如图所示,可得a ≥2 018.]规律总结 (1)空集是任何集合的子集,在涉及集合关系时,必须优先考虑空集的情况,否则会造成漏解.(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系,常用数轴、Venn 图等来直观解决这类问题.【针对训练2】 (1)已知集合A ={x ∈R |x 2+x -6=0},B ={x ∈R |ax -1=0},若B ⊆A ,则实数a 的值为( )A.13或-12 B .-13或12C.13或-12或0 D .-13或12或0 D [由题意知,A ={2,-3}.当a =0时,B =∅,满足B ⊆A ;当a ≠0时,ax -1=0的解为x =1a , 由B ⊆A ,可得1a =-3或1a=2, ∴a =-13或a =12. 综上可知,a 的值为-13或12或0.] (2)已知集合A ={x |-2≤x ≤7},B ={x |m +1<x <2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值范围是________.(-∞,4] [当B =∅时,有m +1≥2m -1,则m ≤2;当B ≠∅时,若B ⊆A ,如图,则⎩⎪⎨⎪⎧ m +1≥-2,2m -1≤7,m +1<2m -1,解得2<m ≤4.综上,m 的取值范围是(-∞,4].]考点三 集合的基本运算考向一 集合的运算【例3】 (1)(2017·全国Ⅰ)已知集合A ={x |x <1},B ={x |3x <1},则( )A .A ∩B ={x |x <0} B .A ∪B =RC .A ∪B ={x |x >1}D .A ∩B =∅A [∵B ={x |3x <1},∴B ={x |x <0}.又A ={x |x <1},∴A ∩B ={x |x <0},A ∪B ={x |x <1}.](2)已知集合A ={(x ,y )|x 2=4y },B ={(x ,y )|y =x },则A ∩B 的真子集个数为( )A .1B .3C .5D .7B [因为抛物线x 2=4y 的图象与直线y =x 的图象有两个交点,所以A ∩B 有两个元素,故A ∩B 的真子集个数为22-1=3,故选B.]考向二 利用集合的运算求参数【例4】 (1)设集合A ={x |-1≤x <2},B ={x |x <a },若A ∩B ≠∅,则a 的取值范围是( )A .-1<a ≤2B .a >2C .a ≥-1D .a >-1D [因为A ∩B ≠∅,所以集合A ,B 有公共元素,作出数轴,如图所示,易知a >-1.](2)(2018·广东二模,3)已知x ∈R ,集合A ={0,1,2,4,5},集合B ={x -2,x ,x +2},若A ∩B ={0,2},则x =( )A .-2B .0C .1D .2B [因为A ={0,1,2,4,5},B ={x -2,x ,x +2}且A ∩B ={0,2},所以⎩⎪⎨⎪⎧ x -2=0,x =2或⎩⎪⎨⎪⎧x =0,x +2=2,当x =2时,B ={0,2,4},A ∩B ={0,2,4}(舍); 当x =0时,B ={-2,0,2},A ∩B ={0,2}.综上,x =0.故选B.]规律总结 (1)一般来讲,集合中的元素若是离散的,则用Venn 图表示;集合中的元素若是连续的,则用数轴表示,此时要注意端点的情况.(2)运算过程中要注意集合间的特殊关系的使用,灵活使用这些关系,会使运算简化.【针对训练3】 (1)(2019·广东佛山质量检测(二),1)已知全集U ={0,1,2,3,4},若A ={0,2,3},B ={2,3,4},则(∁U A )∩(∁U B )=( )A .∅B .{1}C .{0,2}D .{1,4}B [因为全集U ={0,1,2,3,4},A ={0,2,3},B ={2,3,4},所以∁U A ={1,4},∁U B ={0,1},因此(∁U A )∩(∁U B )={1},选B.](2)设集合A ={0,-4},B ={x |x 2+2(a +1)x +a 2-1=0,x ∈R }.若A ∩B =B ,则实数a 的取值范围是________.(-∞,-1]∪{1} [因为A ={0,-4},所以B ⊆A 分以下三种情况:①当B =A 时,B ={0,-4},由此可知,0和-4是方程x 2+2(a +1)x +a 2-1=0的两个根,由根与系数的关系,得⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)>0,-2(a +1)=-4,a 2-1=0,解得a =1;②当B ≠∅且B A 时,B ={0}或B ={-4},并且Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)=0,解得a =-1,此时B ={0}满足题意;③当B =∅时,Δ=4(a +1)2-4(a 2-1)<0,解得a <-1.综上所述,所求实数a 的取值范围是(-∞,-1]∪{1}.]课时作业(一)[基础巩固]1.(2018·课标全国Ⅱ,2)已知集合A ={1,3,5,7},B ={2,3,4,5},则A ∩B =( )A .{3}B .{5}C .{3,5}D .{1,2,3,4,5,7}C [由题意得A ∩B ={3,5},故选C.]2.已知全集U ={1,2,3,4,5,6},集合P ={1,3,5},Q ={1,2,4},则(∁U P )∪Q =( )A .{1}B .{3,5}C .{1,2,4,6}D .{1,2,3,4,5}C [∵U ={1,2,3,4,5,6},P ={1,3,5},∴∁U P ={2,4,6},∵Q ={1,2,4},∴(∁U P )∪Q ={1,2,4,6},故选C.]3.(2019·齐鲁名校教科研协作体山东、湖北部分重点中学高考冲刺模拟(三),1)若集合M ={(x ,y )|x +y =0},N ={(x ,y )|x 2+y 2=0,x ∈R ,y ∈R },则有( )A .M ∪N =MB .M ∪N =NC .M ∩N =MD .M ∩N =∅A [N ={(x ,y )|x 2+y 2=0,x ∈R ,y ∈R }={(0,0)},且点(0,0)满足直线x +y =0,所以M ∪N =M ,故选A.]4.已知集合A ={x |x 2-x -6<0},B ={x |3x >1},则A ∩B =( )A .(1,2)B .(1,3)C .(0,2)D .(0,3)D [集合A ={x |x 2-x -6<0}={x |-2<x <3},B ={x |3x >1}={x |x >0},A ∩B ={x |0<x <3}=(0,3),故选D.]5.(2019·潍坊调研)已知全集U =R ,集合A ={1,2,3,4,5},B ={x ∈R |x ≥2},则图中阴影部分所表示的集合为( )A .{0,1}B .{1}C .{1,2}D .{0,1,2}B [因为A ∩B ={2,3,4,5},而图中阴影部分为集合A 去掉A ∩B 部分,所以阴影部分所表示的集合为{1},故选B.]6.已知集合M ={1,2,3,4},则集合P ={x |x ∈M ,且2x ∉M }的子集的个数为( )A .8B .4C .3D .2B [由题意得P ={3,4},∴集合P 有4个子集,故选B.]7.(2017·全国Ⅱ)设集合A ={1,2,4},B ={x |x 2-4x +m =0}.若A ∩B ={1},则B 等于( )A .{1,-3}B .{1,0}C .{1,3}D .{1,5}C [∵A ∩B ={1},∴1∈B .∴1-4+m =0,即m =3.∴B ={x |x 2-4x +3=0}={1,3}.故选C.]8.已知集合A ={x |-1<x <0},B ={x |x ≤a },若A ⊆B ,则a 的取值范围为( )A .(-∞,0]B .[0,+∞)C .(-∞,0)D .(0,+∞)B [用数轴表示集合A ,B (如图),由A ⊆B ,得a ≥0.]9.已知集合P ={x |x 2-2x ≥0},Q ={x |1<x ≤2},则(∁R P )∩Q =________.(1,2) [∵P ={x |x ≥2或x ≤0},∁R P ={x |0<x <2},∴(∁R P )∩Q ={x |1<x <2}.]10.若{3,4,m 2-3m -1}∩{2m ,-3}={-3},则m = ________ .1 [由集合中元素的互异性,可得⎩⎪⎨⎪⎧ m 2-3m -1=-3,2m ≠-3,2m ≠3,2m ≠4, 所以m =1.]11.集合A ={x |x <0},B ={x |y =lg [x (x +1)]},若A -B ={x |x ∈A ,且x ∉B },则A -B =________.[-1,0) [由x (x +1)>0,得x <-1或x >0,∴B =(-∞,-1)∪(0,+∞),∴A -B =[-1,0).]12.已知集合A ={x |y =lg (x -x 2)},B ={x |x 2-cx <0,c >0},若A ⊆B ,则实数c 的取值范围是________.[1,+∞) [由题意知,A ={x |y =lg (x -x 2)}={x |x -x 2>0}=(0,1),B ={x |x 2-cx <0,c >0}=(0,c ).由A ⊆B ,画出数轴,如图所示,得c ≥ 1.][能力提升]13.定义一种新的集合运算△:A △B ={x |x ∈A ,且x ∉B }.若集合A ={x |x 2-4x +3<0},B ={x |2≤x ≤4},则按运算△,B △A 等于( )A .{x |3<x ≤4}B .{x |3≤x ≤4}C .{x |3<x <4}D .{x |2≤x ≤4}B [A ={x |1<x <3},B ={x |2≤x ≤4},由题意知,B △A ={x |x ∈B ,且x ∉A }={x |3≤x ≤4},故选B.]14.已知集合A ={x |1<x <3},B ={x |2m <x <1-m },若A ∩B =∅,则实数m 的取值范围是( )A .[13,+∞)B .[0,13) C .(-∞,0] D .[0,+∞)D [∵A ∩B =∅,①若2m ≥1-m ,即m ≥13时,B =∅,符合题意; ②若2m <1-m ,即m <13时, 需满足⎩⎪⎨⎪⎧ m <13,1-m ≤1或⎩⎪⎨⎪⎧m <13,2m ≥3, 解得0≤m <13或∅,即0≤m <13. 综上,实数m 的取值范围为[0,+∞),故选D.]15.已知集合A ={x |x 2-2x +a >0},且1∉A ,则实数a 的取值范围是________.(-∞,1] [∵1∉{x |x 2-2x +a >0},∴1∈{x |x 2-2x +a ≤0},即1-2+a ≤0,∴a ≤1.]16.设A 是整数集的一个非空子集,对于k ∈A ,如果k -1∉A ,且k +1∉A ,那么称k 是A 的一个“孤立元”.给定S ={1,2,3,4,5,6,7,8},由S 的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”的集合共有________个.6 [依题意可知,由S 的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”时,这三个元素一定是连续的三个自然数.故这样的集合共有6个.]1.2 命题及其关系、充分条件与必要条件[考纲考情分析] 1.理解命题的概念.2.了解“若p ,则q ”形式的命题及其逆命题、否命题与逆否命题,会分析四种命题的相互关系.3.理解必要条件、充分条件与充要条件的含义.4.命题的真假判断和充分必要条件的判定是考查的主要形式,多与集合、函数、不等式、立体几何中的线面关系相交汇,考查学生的推理能力,题型为选择、填空题,低档难度.[知识梳理]1.命题用语言、符号或式子表达的,可以 判断真假 的陈述句叫做命题,其中 判断为真 的语句叫做真命题, 判断为假 的语句叫做假命题.2.四种命题及其相互关系(1)四种命题间的相互关系(2)四种命题的真假关系①两个命题互为逆否命题,它们具有 相同 的真假性.②两个命题为互逆命题或互否命题时,它们的真假性 没有关系 .3.充分条件、必要条件与充要条件的概念若p ⇒q ,则p 是q 的 充分 条件,q 是p 的 必要 条件p 是q 的 充分不必要 条件p ⇒q 且q ⇒/ p p 是q 的 必要不充分 条件p ⇒/ q 且q ⇒p p 是q 的 充要 条件p ⇔q p 是q 的 既不充分也不必要 条件p ⇒/q 且q ⇒/ p知识拓展1.否命题与命题的否定:否命题是既否定条件,又否定结论,而命题的否定是只否定命题的结论.2.区别A 是B 的充分不必要条件(A ⇒B 且BD ⇒/A ),与A 的充分不必要条件是B (B ⇒A 且AD ⇒/B )两者的不同.3.A 是B 的充分不必要条件⇔¬B 是¬A 的充分不必要条件.4.充要关系与集合的子集之间的关系,设A ={x |p (x )},B ={x |q (x )},①若A ⊆B ,则p 是q 的充分条件,q 是p 的必要条件.②若A B ,则p 是q 的充分不必要条件,q 是p 的必要不充分条件.③若A =B ,则p 是q 的充要条件.[小题速练]1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)“x 2+2x -3<0”是命题.( × )(2)命题“若p ,则q ”的否命题是“若p ,则¬q ”.( × )(3)当q 是p 的必要条件时,p 是q 的充分条件.( √ )(4)当p 是q 的充要条件时,也可说成q 成立当且仅当p 成立.( √ )(5)若p 是q 的充分不必要条件,则¬p 是¬q 的必要不充分条件.( √ )2.下列说法正确的是( )A .命题“若x 2=1,则x ≠1”的否命题是“若x 2=1,则x =1”B .命题“∃x 0∈R ,x 20-x 0<0”的否定是“∀x ∈R ,x 2-x >0”C .命题“若函数f (x )=x 2-ax +1有零点,则“a ≥2或a ≤-2”的逆否命题为真命题D .“y =f (x )在x 0处有极值”是“f (x 0)=0”的充要条件C [选项A, 命题“若x 2=1,则x ≠1”的否命题是“若x 2=1,则x =1”,错误;选项B, 命题“∃x 0∈R ,x 20-x 0<0”的否定是“∀x ∈R ,x 2-x 0≤0”,错误;选项C, 命题“若函数f (x )=x 2-ax +1有零点,则“a ≥2或a ≤-2”的逆否命题与原命题同真假, 函数f (x )=x 2-ax +1有零点,即方程x 2-ax +1=0有解,Δ≥0解得a ≥2或a ≤-2,故原命题正确;选项D ,“y =f (x )在x 0处有极值”是“f ′(x 0)=0”的既不充分也不必要条件,如y =|x |在x =0处有极值,但不可导,y =x 3在x =0处满足f ′(0)=0,但在定义域内单调递增;综上可知,选C.]3.命题“若α=π4,则tan α=1”的逆否命题是( ) A .若α≠π4,则tan α≠1 B .若α=π4,则tan α≠1 C .若tan α≠1,则α≠π4 D .若tan α≠1,则α=π4C [命题“若p ,则q ”的逆否命题是“若¬q ,则¬p ”,显然¬q :tan α≠1,¬p :α≠π4,所以该命题的逆否命题是“若tan α≠1,则α≠π4”,故选C.] 4.(2018·天津,3)设x ∈R ,则“x 3>8”是“|x |>2”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A [由x 3>8得x >2,由|x |>2得x >2或x <-2.所以“x 3>8”是“|x |>2”的充分而不必要条件.故选A.]5.已知p :x >a 是q :2<x <3的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________. (-∞,2] [由已知,可得{x |2<x <3}{x |x >a },∴a ≤2.]考点一 命题及其关系【例1】 (1)(2019·广东广雅中学联考)给出下列命题:①“∃x 0∈R ,x 20-x 0+1≤0”的否定;②“若x 2+x -6≥0,则x >2”的否命题;③命题“若x 2-5x +6=0,则x =2”的逆否命题.其中真命题的个数是( )A .0B .1C .2D .3C [①的否定是“∀x ∈R ,x 2-x +1>0”是真命题,①正确;②的否命题是“若x 2+x -6<0,则x ≤2”,由x 2+x -6<0,得-3<x <2,∴x ≤2成立,②正确;③由x 2-5x +6=0,得x =2或x =3,原命题是假命题,因此可知逆否命题为假命题,③错误.综上可知,真命题是①,②,故选C.](2)设m ∈R ,命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆否命题是________. 答案 若方程x 2+x -m =0没有实根,则m ≤0规律总结 (1)对于不是“若p ,则q ”形式的命题,需先改写;(2)若命题有大前提,写其他三种命题时需保留大前提.(3)判断一个命题为真命题,要给出推理证明;判断一个命题是假命题,只需举出反例即可.(4)根据“原命题与逆否命题同真同假,逆命题与否命题同真同假”这一性质,当一个命题直接判断不易进行时,可转化为判断其等价命题的真假.【针对训练1】 (1)下列命题是真命题的是( )A .若1x =1y,则x =y B .若x 2=1,则x =1 C .若x =y ,则x =y D .若x <y ,则x 2<y 2答案 A(2)(2018·衡水金卷A 信息卷(五),14)命题p :若x >0,则x >a ;命题q :若m ≤a -2,则m <sin x (x ∈R )恒成立.若p 的逆命题,q 的逆否命题都是真命题,则实数a 的取值范围是 ________ .[0,1) [命题p 的逆命题是若x >a ,则x >0,故a ≥0.因为命题q 的逆否命题为真命题,所以命题q 为真命题,则a -2<-1,解得a <1.则实数a 的取值范围是[0,1).]考点二 充分必要条件的判定【例2】 (1)(2018·北京,4)设a ,b ,c ,d 是非零实数,则“ad =bc ”是“a ,b ,c ,d 成等比数列”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件B [由a ,b ,c ,d 成等比数列,可得ad =bc ,即必要性成立;当a =1,b =-2,c =-4,d =8时,ad =bc ,但a ,b ,c ,d 不成等比数列,即充分性不成立,故选B.](2)已知条件p :x >1或x <-3,条件q :5x -6>x 2,则¬p 是¬q 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件A [由5x -6>x 2,得2<x <3,即q :2<x <3.所以q ⇒p ,pD ⇒/q ,所以¬p ⇒¬q ,¬q ⇒/¬p ,所以¬p 是¬q 的充分不必要条件,故选A.]规律总结 充分条件、必要条件的三种判定方法(1)定义法:根据p ⇒q ,q ⇒p 进行判断,适用于定义、定理判断性问题.(2)集合法:根据p ,q 成立的对象的集合之间的包含关系进行判断,多适用于命题中涉及字母范围的推断问题.(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,进行判断,适用于条件和结论带有否定性词语的命题.【针对训练2】 (1)“sin α=cos α”是“cos 2α=0”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要A [cos 2α=0⇒cos 2α-sin 2α=0⇒(cos α-sin α)·(cos α+sin α)=0,所以sin α=cos α或sin α=-cos α,故答案选A. ](2)(2018·浙江,6)已知平面α,直线m ,n 满足m ⊄α,n ⊂α,则“m ∥n ”是“m ∥α”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件A [∵m ⊄α,n ⊂α,m ∥n ,∴m ∥α,故充分性成立.而由m ∥α,n ⊂α,得m ∥n 或m 与n 异面,故必要性不成立.故选A.](3)设x ∈R ,i 是虚数单位,则“x =2”是“复数Z =(x 2-4)+(x +2)i 为纯虚数”的( )A .充分不必要条件B .充要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件B [由复数z =(x 2-4)+(x +2)i 为纯虚数,则⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4=0x +2≠0,解得x =2, 所以x =2是复数z =(x 2-4)+(x +2)i 为纯虚数的充要条件,故选B.]考点三 充分必要条件的应用【例3】 已知集合A 是函数y =lg(20+8x -x 2)的定义域,集合B 是不等式x 2-2x +1-a 2≥0(a >0)的解集,p :x ∈A ,q :x ∈B .(Ⅰ)若A ∩B =∅,求a 的取值范围;(Ⅱ)若¬p 是q 的充分不必要条件,求a 的取值范围.解 (Ⅰ)A ={x |-2<x <10},B ={x |x ≥1+a 或x ≤1-a }. 若A ∩B =∅,则必须满足⎩⎪⎨⎪⎧ 1+a ≥10,1-a ≤-2,a >0,解得a ≥9,所以a 的取值范围是a ≥9.(Ⅱ)易得¬p :x ≥10或x ≤-2.∵¬p 是q 的充分不必要条件,∴{x |x ≥10或x ≤-2}是B ={x |x ≥1+a 或x ≤1-a }的真子集,即⎩⎪⎨⎪⎧ 10≥1+a ,-2≤1-a ,a >0,解得0<a ≤3,∴a 的取值范围是0<a ≤3.【针对训练3】 (1)已知p :(x -m )2>3(x -m )是q :x 2+3x -4<0的必要不充分条件,则实数m 的取值范围为________.(-∞,-7]∪[1,+∞) [p 对应的集合A ={x |x <m 或x >m +3},q 对应的集合B ={x |-4<x <1},由p 是q 的必要不充分条件可知,B A ,∴m ≥1或m +3≤-4,即m ≥1或m ≤-7.](2)设n ∈N *,一元二次方程x 2-4x +n =0有整数根的充要条件是n =________. 3或4 [由Δ=16-4n ≥0,得n ≤4,又n ∈N *,则n =1,2,3,4.当n =1,2时,方程没有整数根;当n =3时,方程有整数根1,3,当n =4时,方程有整数根2.综上可知,n =3或4.]课时作业(二)[基础巩固]1.(2019·河南八市联考)命题“若a >b ,则a +c >b +c ”的否命题是( )A .若a ≤b ,则a +c ≤b +cB .若a +c ≤b +c ,则a ≤bC .若a +c >b +c ,则a >bD .若a >b ,则a +c ≤b +cA [否命题是将原命题的条件和结论都否定,故命题“若a >b ,则a +c >b +c ”的否命题是“若a ≤b ,则a +c ≤b +c ”,故选A.]2.设p :f (x )=x 3-2x 2+mx +1在(-∞,+∞)上单调递增;q :m >43,则p 是q 的( ) A .充要条件 B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .以上都不对C [∵f (x )=x 3-2x 2+mx +1在(-∞,+∞)上单调递增,∴f ′(x )=3x 2-4x +m ,即3x 2-4x +m ≥0在R 上恒成立,∴Δ=16-12m ≤0,即m ≥43,即p :m ≥43,又因为q :m >43,∴根据充分必要条件的定义可判断:p 是q 的必要不充分条件,故选C.]3.(2019·广东名校模拟)王昌龄的《从军行》中两句诗为“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”,其中后一句中“攻破楼兰”是“返回家乡”的( )A .充分条件B .必要条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件B [“攻破楼兰”是“返回家乡”的必要条件.故选B.]4.(2018·河南4月高考适应性考试,3)下列说法中,正确的是( )A .命题“若am 2<bm 2,则a <b ”的逆命题是真命题B .命题“∃x 0∈R ,x 20-x 0>0”的否定是“∀x ∈R ,x 2-x ≤0”C .命题“p 或q ”为真命题,则命题“p ”和命题“q ”均为真命题D .已知x ∈R ,则“x >1”是“x >2”的充分不必要条件B [选项A 的逆命题为“若a <b ,则am 2<bm 2”,则m =0时,不成立,所以是假命题;易知选项B 正确;对于选项C ,命题“p 或q ”为真命题,则命题“p ”和命题“q ”至少有一个是真命题,所以是假命题;对于选项D ,“x >1”是“x >2”的必要不充分条件,所以是假命题.故选B.]5.(2019·广东佛山教学质量检测(二),3)已知函数f (x )=3x -3-x ,∀a ,b ∈R ,则“a >b ”是“f (a )>f (b )”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件C [因为f (x )=3x -3-x ,所以f ′(x )=3x ln 3-3-x ln 3×(-1)=3x ln 3+3-x ln 3,易知f ′(x )>0,所以函数f (x )=3x -3-x 为(-∞,+∞)上的单调递增函数,从而由“a >b ”可得“f (a )>f (B )”,由“f (a )>f (b )”可得“a >b ”,即“a >b ”是“f (a )>f (b )”的充分必要条件,选C.]6.已知直线a ,b 分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a 和直线b 相交”是“平面α和平面β相交”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件A [若直线a 和直线b 相交,则平面α和平面β相交;若平面α和平面β相交,那么直线a 和直线b 可能平行或异面或相交,故选A.]7.已知命题p :x 2+2x -3>0;命题q :x >a ,且¬q 的一个充分不必要条件是¬p ,则a 的取值范围是( )A .[1,+∞)B .(-∞,1]C .[-1,+∞)D .(-∞,-3]A [由x 2+2x -3>0,得x <-3或x >1,由¬q 的一个充分不必要条件是¬p ,可知¬p 是¬q 的充分不必要条件,等价于q 是p 的充分不必要条件.故a ≥1,故选A.]8.下列结论错误的是( )A .命题“若x 2-3x -4=0,则x =4”的逆否命题为“若x ≠4,则x 2-3x -4≠0”B .“x =4”是“x 2-3x -4=0”的充分条件C .命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆命题为真命题D .命题“若m 2+n 2=0,则m =0且n =0”的否命题是“若m 2+n 2≠0,则m ≠0或n ≠0”C [C 项命题的逆命题为“若方程x 2+x -m =0有实根,则m >0”.若方程有实根,则Δ=1+4m ≥0,即m ≥-14,不能推出m >0,所以不是真命题,故选C.] 9.“若a ≤b ,则ac 2≤bc 2”,则原命题及命题的逆命题、否命题和逆否命题中真命题的个数是________.2 [其中原命题和逆否命题为真命题,逆命题和否命题为假命题.]10.设p :实数x ,y 满足x >1且y >1,q :实数x ,y 满足x +y >2,则p 是q 的________条件.(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”)充分不必要 [当x >1,y >1时,x +y >2一定成立,即p ⇒q ,当x +y >2时,可令x =-1,y =4,即q ⇒D ⇒/p ,故p 是q 的充分不必要条件.]11.直线x -y -k =0与圆(x -1)2+y 2=2有两个不同交点的充要条件是________.(-1,3) [直线x -y -k =0与圆(x -1)2+y 2=2有两个不同交点等价于|1-0-k |2<2,解之得-1<k <3.]12.有下列几个命题:①“若a >b ,则a 2>b 2”的否命题;②“若x +y =0,则x ,y 互为相反数”的逆命题;③“若x 2<4,则-2<x <2”的逆否命题.其中真命题的序号是________.②③ [①原命题的否命题为“若a ≤b ,则a 2≤b 2”,错误;②原命题的逆命题为“若x ,y 互为相反数,则x +y =0”,正确;③原命题的逆否命题为“若x ≥2或x ≤-2,则x 2≥4”,正确.][能力提升]13.使不等式2x>1成立的一个充分不必要条件是( ) A .0<x <2 B .x >0C .0<x <1D .x <1C [不等式2x>1的解为0<x <2, 依题意,选项是0<x <2的充分不必要条件,所以选项表示的集合是{x |0<x <2}的真子集,故选C.]14.(2018·华大新高考联盟4月教学质量检测,6)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2mx +1,x ≥0,-x -1x ,x <0,则“m >1”是“f [f (-1)]>4”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件A [当m >1时,f [f (-1)]=f ⎣⎡⎦⎤-(-1)-1(-1)=f (2)=22m +1>4,当f [f (-1)]>4时,f [f (-1)]=f ⎣⎡⎦⎤-(-1)-1(-1)=f (2)=22m +1>4=22,∴2m +1>2,解得m >12.故“m >1”是“f [f (-1)]>4”的充分不必要条件.故选A.]15.已知条件p :2x 2-3x +1≤0,条件q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0.若¬p 是¬q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________.⎣⎡⎦⎤0,12 [方法一 命题p 为⎩⎨⎧ x ⎪⎪⎭⎬⎫12≤x ≤1, 命题q 为{x |a ≤x ≤a +1}.¬p 对应的集合A =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫x >1或x <12, ¬q 对应的集合B ={x |x >a +1或x <a }.∵¬p 是¬q 的必要不充分条件, ∴⎩⎪⎨⎪⎧ a +1≥1,①a ≤12,②或⎩⎪⎨⎪⎧ a +1≥1,①a ≥12,② ∴0≤a ≤12. 方法二 命题p :A =⎩⎨⎧x ⎪⎪⎭⎬⎫12≤x ≤1, 命题q :B ={x |a ≤x ≤a +1}.∵¬p 是¬q 的必要不充分条件,∴p 是q 的充分不必要条件,即A B ,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a +1≥1,a ≤12或⎩⎪⎨⎪⎧a +1≥1,a ≤12,∴0≤a ≤12.] 16.设a ,b 为正数,则“a -b >1”是“a 2-b 2>1”的 ________ 条件.(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分也不必要”)充分不必要 [∵a -b >1,即a >b +1.又∵a ,b 为正数,∴a 2>(b +1)2=b 2+1+2b >b 2+1,即a 2-b 2>1成立;反之,当a =3,b =1时,满足a 2-b 2>1,但a -b >1不成立.所以“a -b >1”是“a 2-b 2>1”的充分不必要条件.]1.3 简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词[考纲考情分析] 1.了解逻辑联结词“或”“且”“非”的含义.2.理解全称量词与存在量词的意义.3.能正确地对含有一个量词的命题进行否定.4.逻辑联结词和含有一个量词的命题的否定是高考的重点;命题的真假判断常以函数、不等式为载体,考查学生的推理判断能力,题型为选择、填空题,低档难度.[知识梳理]1.简单的逻辑联结词(1)命题中的 且 、 或 、 非 叫做逻辑联结词.(2)命题p q 、p 或q 、非p 的真假判断p q p 且q p 或q非p 真 真 真 真假 真 假 假 真 假2.(1)全称量词:短语“所有的”“任意一个”等在逻辑中通常叫做全称量词,用符号“ ∀ ”表示.(2)存在量词:短语“存在一个”“至少有一个”等在逻辑中通常叫做存在量词,用符号“ ∃ ”表示.知识拓展1.含有逻辑联结词的命题真假的判断规律(1)p ∨q :p ,q 中有一个为真,则p ∨q 为真,即有真为真.(2)p ∧q :p ,q 中有一个为假,则p ∧q 为假,即有假即假.(3)¬p :与p 的真假相反,即一真一假,真假相反.2.含有一个量词的命题的否定的规律是“改量词,否结论”.3.命题的否定和否命题的区别:命题“若p ,则q ”的否定是“若p ,则¬q ”,否命题是“若¬p ,则¬q ”.[小题速练]1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)命题“5>6或5>2”是假命题.( × )(2)命题p 和¬p 不可能都是真命题.( √ )(3)若命题p ,q 中至少有一个是真命题,则p ∨q 是真命题.( √ )(4)“长方形的对角线相等”是特称命题.( × ) (5)若命题¬(p ∧q )是假命题,则命题p ,q 中至少有一个是真命题.( × )2.命题“∃x ∈R ,x 2-2x +1<0”的否定是( )A .∃x ∈R ,x 2-2x +1≥0B .∃x ∈R ,x 2-2x +1>0C .∃x ∈R ,x 2-2x +1≥0D .∀x ∈R ,x 2-2x +1<0答案 C3.给出下列四个结论:①命题“∀x >0,x +1x ≥2”的否定是“∃x 0>0,x 0+1x 0<2”; ②“若θ=π3,则sin θ=32”的否命题是“若θ≠π3,则sin θ≠32”; ③p ∨q 是真命题,p ∨q 是假命题,则命题p ,q 中一真一假;④若p :1x≤1,q :ln x ≥0,则p 是q 的充分不必要条件,其中正确结论的个数为( ) A .1 B .2C .3D .4答案 C4.(2019·贵阳调研)下列命题中的假命题是( )A .∃x 0∈R ,lg x 0=1B .∃x 0∈R ,sin x 0=0C .∀x ∈R ,x 3>0D .∀x ∈R,2x >0C [当x =10时,lg 10=1,则A 为真命题;当x =0时,sin 0=0,则B 为真命题;当x <0时,x 3<0,则C 为假命题;由指数函数的性质知,∀x ∈R,2x >0,则D 为真命题.故选C.]5.若“∀x ∈⎣⎡⎦⎤0,π4,tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为________. 1 [∵函数y =tan x 在⎣⎡⎦⎤0,π4上是增函数, ∴y max =tan π4=1.依题意知,m ≥y max ,即m ≥1. ∴m 的最小值为1.]考点一 含有逻辑联结词的命题的真假判断【例1】 (1)已知命题p :∃x ∈R ,x 2-x +1≥0;命题q :若a 2<b 2,则a <b .下列命题为真命题的是( )A .p ∧qB .p ∧¬qC .¬p ∧qD .¬p ∧¬qB [由x =0时x 2-x +1≥0成立知p 是真命题,由12<(-2)2,1>-2可知q 是假命题,所以p ∧¬q 是真命题,故选B.](2)(2018·安徽淮北第二次(4月)模拟,3)命题p :若向量a ·b <0,则a 与b 的夹角为钝角,命题q :若cos α·cos β=1,则sin(α+β)=0.下列命题为真命题的是( )A .pB .¬qC .p ∧qD .p ∨qD [当a ,b 方向相反时,a ·b <0,但夹角是180°,不是钝角,命题p 是假命题;若cos αcos β=1,则cos α=cos β=1或cos α=cos β=-1,所以sin α=sin β=0,从而sin(α+β)=0,命题q 是真命题,所以p ∨q 是真命题,故选D.] 规律总结 “p ∨q ”“p ∧q ”“¬p ”等形式命题真假的判断步骤 (1)确定命题的构成形式;(2)判断其中命题p 、q 的真假;(3)确定“p ∧q ”“p ∨q ”“¬p ”等形式命题的真假.【针对训练1】 (1)已知命题p :函数y =-tan ⎝⎛⎭⎫x +π6在定义域上为减函数,命题q :在△ABC 中,若A >30°,则sin A >12,则下列命题为真命题的是( ) A .(¬p )∧q B .(¬p )∧(¬q )C .p ∧(¬q )D .p ∨q答案 B(2)命题“存在一个无理数,它的平方是有理数”的否定是( )A .任意一个有理数,它的平方是有理数B .任意一个无理数,它的平方不是有理数C .存在一个有理数,它的平方是有理数D .存在一个无理数,它的平方不是有理数答案 B考点二 含有一个量词命题的否定及真假判定【例2】 (1)命题“∀n ∈N *,f (n )∈N *且f (n )≤n ”的否定形式是( )A .∀n ∈N *,f (n )∉N *且f (n )>nB .∀n ∈N *,f (n )∉N *或f (n )>nC .∃n 0∈N *,f (n 0)∉N *且f (n 0)>n 0D .∃n 0∈N *,f (n 0)∉N *或f (n 0)>n 0D [全称命题的否定为特称命题,∴命题的否定是:∃n 0∈N *,f (n 0)∉N *或f (n 0)>n 0.](2)下列命题中的假命题是( )A .∀x ∈R,2x -1>0B .∀x ∈N *,(x -1)2>0C .∃x 0∈R ,lg x 0<1D .∃x 0∈R ,tan x 0=2B [当x ∈N *时,x -1∈N ,可得(x -1)2≥0,当且仅当x =1时取等号,故B 不正确;易知A ,C ,D 正确,故选B.]规律总结 (1)判定全称命题“∀x ∈M ,p (x )”是真命题,需要对集合M 中的每一个元素x ,证明p (x )成立;要判断特称命题是真命题,只要在限定集合内找到一个x =x 0,使p (x 0)成立.(2)对全(特)称命题进行否定的方法①找到命题所含的量词,没有量词的要结合命题的含义先加上量词,再改变量词; ②对原命题的结论进行否定.【针对训练2】 (1)已知命题p :“∃x 0∈R ,e x 0-x 0-1≤0”,则¬p 为( )A .∃x 0∈R ,e x 0-x 0-1≥0B .∃x 0∈R ,e x 0-x 0-1>0C .∀x ∈R ,e x -x -1>0D .∀x ∈R ,e x -x -1≥0C [根据全称命题与特称命题的否定关系,可得¬p 为“∀x ∈R ,e x -x -1>0”,故选C.](2)(2018·江西师范大学附属中学4月月考,3)已知定义域为R 的函数f (x )不是偶函数,则下列命题一定为真命题的是( )A .∀x ∈R ,f (-x )≠f (x )B .∀x ∈R ,f (-x )≠-f (x )C .∃x 0∈R ,f (-x 0)≠f (x 0)D .∃x 0∈R ,f (-x 0)≠-f (x 0)C [∵定义域为R 的函数f (x )不是偶函数,∴∀x ∈R ,f (-x )=f (x )为假命题,∴∃x 0∈R ,f (-x 0)≠f (x 0)为真命题,故选C.]考点三 由命题的真假求参数的取值范围【例3】 (1)已知命题p :“∀x ∈[0,1],a ≥e x ”,命题q :“∃x 0∈R ,x 20+4x 0+a =0”.若命题“p ∧q ”是真命题,则实数a 的取值范围是( )A .(4,+∞)B .[1,4]C .[e,4]D .(-∞,-1)C [由题意知p 与q 均为真命题,由p 为真,可知a ≥e ,由q 为真,知x 2+4x +a =0有解,则Δ=16-4a ≥0,∴a ≤4.综上可知e ≤a ≤4.](2)若命题“∃x 0∈R ,使得3x 20+2ax 0+1<0”是假命题,则实数a 取值范围是( )A .(-3,3)B .(-∞,-3]∪[3,+∞)C .[-3,3]D .(-∞,-3)∪(3,+∞)C [命题“∃x 0∈R ,使得3x 20+2ax 0+1<0”是假命题,则∀x ∈R,3x 2+2ax +10为真命题,Δ=4a 2-12≤0,解得x ∈[-3,3],故选C.]规律总结 (1)解参数的取值范围.(2)对于含量词的命题中求参数的取值范围的问题,可根据命题的含义,利用函数值域(或最值)解决.【针对训练3】 设p :∃x ∈⎝⎛⎭⎫1,52,使f (x )=lg(ax 2+4x -4)有意义.若¬p 为假命题,则实数a 的取值范围是______________.(-1,+∞) [根据题意,由¬p 为假命题,则p 为真命题,即∃x ∈⎝⎛⎭⎫1,52,使ax 2+4x -4>0成立,若a =0,则⎩⎪⎨⎪⎧ 42a ≤1f (1)>0或⎩⎨⎧-42a ≥52f ⎝⎛⎭⎫52>0,解得a >0;若a =0,则当x ∈⎝⎛⎭⎫1,52,总有4x -4>0成立; 若a <0,则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=42+16a >01<-2a <52⇒a >-1,即-1<a <0. 综上得,所求实数a 的取值范围为(-1,+∞).]课时作业(三)[基础巩固]1.已知命题p :∀x >1,log 2x +4log x 2>4,则¬p 为( )A .¬p :∀x ≤1,log 2x +4log x 2≤4B .¬p :∃x ≤1,log 2x +4log x 2≤4C .¬p :∃x >1,log 2x +4log x 2=4D .¬p :∃x >1,log 2x +4log x 2≤4D [命题是全称命题,则命题的否定是特称命题,即:¬p :∃x >1,log 2x +4log x 2≤4,故选D.]2.设命题p :函数y =sin 2x 的最小正周期为π2;命题q :函数y =cos x 的图象关于直线x =π2对称,则下列判断正确的是( ) A .p 为真 B .¬q 为假C .p ∧q 为假D .p ∨q 为真C [函数y =sin 2x 的最小正周期为2π2=π,故命题p 为假命题;x =π2不是y =cos x 的对称轴,故命题q 为假命题,故p ∧q 为假.故选C.]3.命题p :若sin x >sin y ,则x >y ;命题q :x 2+y 2≥2xy .下列命题为假命题的是( )A .p ∨qB .p ∧qC .qD .¬pB [命题p 假,q 真,故命题p ∧q 为假命题.]4.下列命题中的真命题是( )A .∃x 0∈R ,使得sin x 0+cos x 0=32B .∀x ∈(0,+∞),e x >x +1C .∃x 0∈(-∞,0),2x 0<3x 0D .∀x ∈(0,π),sin x >cos xB [∵sin x +cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4≤2<32,故A 错误;设f (x )=e x -x -1,则f ′(x )=e x -1,∴f (x )在(0,+∞)上为增函数,又f (0)=0,∴∀x ∈(0,+∞),f (x )>0,即e x >x +1,故B 正确;当x <0时,y =2x 的图象在y =3x 的图象上方,故C 错误;∵当x ∈⎝⎛⎭⎫0,π4时,sin x <cos x ,故D 错误.故选B.]5.设命题p :∃x 0∈(0,+∞),x 0+1x 0>3;命题q :∀x ∈(2,+∞),x 2>2x ,则下列命题为真的是( )A .p ∧(¬q )B .(¬p )∧qC .p ∧qD .(¬p )∨qA [对于命题p ,当x 0=4时,x 0+1x 0=174>3,故命题p 为真命题;对于命题q ,当x =4时,24=42=16,即∃x 0∈(2,+∞),使得2x 0=x 20成立,故命题q 为假命题,所以p ∧(¬q )。
文科数学第一轮复习1.1集合(世纪金榜)

函数y=x2图象上的点组成的集合,因此这三个集合互不
相等.
(2)正确.空集的子集个数为1个,即 ;含有1个元素的集合 {a1}的子集个数为2个,即 ,{a1};含有2个元素的集合 {a1,a2}的子集个数为4个,即 ,{a1},{a2},{a1,a2}„„归纳 可得含有n个元素的集合的子集个数为2n个,故其真子集个数 是2n-1,非空真子集的个数是2n-2.
(2)若集合A={1,a,b},B={a,a2,ab},且A∪B=A∩B,则实数a的 取值集合是 .
【思路点拨】(1)求出A,B中的元素,由A⊆C⊆B,知集合C的个数
由B中有A中没有的元素个数决定. (2)A∪B=A∩B⇔A=B,得出关于a,b的方程组,解出a,b,再根 据集合元素的性质加以检验得出结论.
元素的乘积,根据集合元素的性质,得A*B={0,2,4},故集
合A*B中所有元素之和为6.
考向 2
集合间的基本关系
【典例2】(1)(2014·三明模拟)已知集合A={x|x2-3x+2=0,
x∈R},B={x|0<x<5,x∈N},则满足条件A⊆C⊆B的集合C的个
数为
(A)1
(
(B)2
)
(C)3 (D)4
(3)错误.A∩B= 时,只要集合A,B没有公共元素即可,不一
定是A=B= .
(4)正确.当A⊆B时,显然A∩B=A;
当A∩B=A时,对任意x∈A,得x∈A∩B,
得x∈B,即x∈A⇒x∈B,故A⊆B. (5)正确.当B⊆A时,显然A∪B=A; 当A∪B=A时,对任意x∈B,则x∈A∪B, 得x∈A,即x∈B⇒x∈A,即B⊆A.
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(2)数学思想:分类讨论,数形结合.
(3)记忆口诀:
集合概念不定义,属性相同来相聚.内含子交并补集,高中数学的基础.
集合元素三特征,互异无序确定性.集合元素尽相同,两个集合才相等.
书写采用符号化,表示列举描述法.元素集合多属于,集合之间谈包含.
0和空集不相同,正确区分才成功.运算如果有难处,Venn图儿来相助.
2.设集合A={x,y,x+y},B={0,x2,xy},若A=B,则实数对(x,y)的取值集
合是
.
【解析】由A=B,且0∈B,故集合B中的元素x2≠0,xy≠0,故x≠0,y≠0,
那么集合A中只能是x+y=0,此时就是在条件x+y=0下,{x,y}={x2,xy},
x y 0, x y 0, x 1, 或 x 1, 2 2 即 或 解得 x x, x y, y 1, y 1. xy y, xy x.
B.{1,2,3} D.{-1,2,3}
【解题提示】根据M∩N={2},求p,q.
【规范解答】选A.因为M∩N={2},所以2∈M且2∈N,
4 2p 2 0, p 3, 故 所以 4 2 q 0, q 6,
所以M={x|x2-3x+2=0}={1,2},N={x|x2+x-6=0}={2,-3},故 M∪N={1,2,-3}.
A.{1,3,5,6} C.{2,4,7}
【解析】选C.因为全集U={1,2,3,4,5,6,7},集合A={1,3,5,6},所以
∁UA={2,4,7}.
考点1
集合的基本概念
【典例1】(1)(2015·南昌模拟)已知集合A={0,1,2},则集合B={xy|x∈A,y∈A}中元素的个数是 A.1 B.3 C.5 ( ) D.9
3.真题小试
感悟考题
试一试
(1)(2014·新课标全国卷Ⅱ)设集合M={0,1,2},N={x|x2-3x+2≤0},则 M∩N= A.{1} ( ) B.{2} C.{0,1} D.{1,2}
【解析】选D.由x2-3x+2=(x-1)(x-2)≤0,解得1≤x≤2,故 N={x|1≤x≤2},所以M∩N={1,2}.
1.根据集合的关系求参数的关键点及注意点
(1)关键点:将两集合的关系转化为元素间的关系,进而转化为参数满
足的关系是解题关键,解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn图帮
助分析,而且常要对参数进行讨论.
(2)注意点:注意区间端点的取舍.
2.解决集合相等问题的一般思路
若两个集合相等,首先分析某一集合的已知元素在另一个集合中与哪
取值范围是
.
【解题提示】(1)从a能否为0入手,根据集合相等的性质求解.
(2)分B=⌀与B≠⌀两种情况讨论求解.
【规范解答】(1)由题意知a≠0,则a+b=0,从而 b =-1,b=1,a=-1,故ba
a=1-(-1)=2. 答案:2 (2)当B=⌀时,满足B⊆A,此时有m+1≥2m-1,即m≤2,
C.7
【解析】选C.因为M={x∈N*|x=4-m,m∈N*}={3,2,1},所以集合M真子 集的个数为23-1=7.
(2)(必修1P14习题1-3A组T2(5)改编)设A={x|-5<x<2},B={x∈N|-2< x<3},则A∩B= .
【解析】因为B={x∈N|-2<x<3}={0,1,2},A={x|-5<x<2},所以A∩B= {0,1}. 答案:{0,1}
m 1 2, 当B≠⌀时,要使B⊆A,则有 2m 1 7, 解得2<m≤4. m 2,
综上知m≤4.
答案:(-≦,4]
【易错警示】解答本例题(2)有两点容易出错: (1)忽视B=⌀的情况导致解析不完整. (2)当B≠⌀列不等式组时忽视等号成立的情况导致错解.
【规律方法】
【解析】当x=0时,y=0,当x=1时,y=0,1,
当x=2时,y=0,1,2.因此集合B中有6个元素.
【规律方法】与集合中的元素有关问题的求解策略
(1)确定集合的元素是什么,即集合是数集还是点集.
(2)看这些元素满足什么限制条件.
(3)根据限制条件列式求参数的值或确定集合中元素的个数,但要注意
检验集合是否满足元素的互异性.
A∪B= {x|x∈A或 __________ x∈B} ______
A∩B= {x|x∈A ________ 且x∈B} ________
∁U A=
{x|x∈U ________ 且x∉A} _______
2.必备结论
教材提炼
记一记
(1)对于有限集合A,若card(A)=n,则集合A的子集个数为2n,真子集个
因为A⊆B,所以当A=⌀时,a=0;
当A={-1}时,a=-1;当A={1}时,a=1. 又A中至多有一个元素, 所以a的取值构成的集合是{-1,0,1}.
【加固训练】1.已知集合A={x|x2-3x+2=0,x∈R},B={x|0<x<5,x∈N},
则满足条件A⊆C⊆B的集合C的个数为
A.1 B.2 C.3
第一章 集合与常用逻辑用语 第一节 集 合
【知识梳理】
1.必会知识
教材回扣
填一填
(1)集合的基本概念:
确定性 、_______ 无序性 、_______. 互异性 ①集合元素的性质:_______
②元素与集合的关系: ∈ ∉ ⅰ属于,记为___;ⅱ不属于 ,记为__.
③常见集合的符号:
集合 自然数集 正整数集 整数集 有理数集 实数集
子
集
表示 关系 真子集
文字语言 若A⊆B且A≠B, 则集合A是集合B 的真子集 任何集合 的 空集是_________ 任何非空集合 子集,是_____________ 的真子集
符号语言 A Ü B或_____ B A _____
空
集
⌀⊆A
⌀B(B≠⌀)
(3)集合的基本运算:
并集
图形
交集
补集
符号
【解题提示】先简化集合A,再求交集.
【规范解答】选A.由已知得A={x|x≤-1或x≥3},故A∩B={x|-2≤
x≤-1}.
命题角度2:求并集
【典例4】(2015·南昌模拟)集合M={x|x2+px+2=0},N={x|x2+xq=0},M∩N={2},则M∪N= ( A.{1,2,-3} C.{1,-2,3} )
2n-1 非空真子集个数为____. 2n-2 数为____,
(2)A∪B=A⇔B⊆A,
A∩B=A⇔A⊆B.
(3)一般地,对任意两个有限集合A,B,有card(A∪B)=card(A)+
card(B)-card(A∩B).
3.必用技法
核心总结
看一看
(1)常用方法:进行集合运算的数轴图示法、Venn图法.
(
)
【解析】选D.根据题意,由集合中元素的互异性, 可得集合{x2+x,2x}中,x2+x≠2x,即x≠0,x≠1, 则x的取值范围是(-≦,0)∪(0,1)∪(1,+≦), 故选D.
考点2
集合间的基本关系
a
【典例2】(1)设a,b∈R,集合{1,a+b,a}={0, b ,b},则b-a=
.
(2)已知集合A={x|-2≤x≤7},B={x|m+1<x<2m-1},若B⊆A,则实数m的
x 1 }={x|x≥1},
{y|y= x 1 }={y|y≥0}. (4)错误.集合A是数集,集合B是点集. 答案:(1)✕ (2)✕ (3)✕ (4)✕
2.教材改编
链接教材
练一练
(1)(必修1P19复习题一A组T1(3)改编)若集合M={x∈N*|x=4-m,m∈N*}, 则集合M真子集的个数为 A.5 B.6 ( ) D.8
【变式训练】已知集合A={a+2,(a+1)2,a2+3a+3},若1∈A,则实数a的
取值集合为
.
【解析】若a+2=1,则a=-1,此时,a2+3a+3=1,不合题意.若(a+1)2=1,则
a=0或a=-2,经验证a=0符合题意,a=-2不合题意.
若a2+3a+3=1,则a=-2或a=-1,均不合题意,综上知,实数a的取值集合为 {0}. 答案:{0}
答案:{(1,-1),(-1,1)}
考点3
集合的基本运算
知·考情
集合的基本运算是历年高考的热点,常与函数、方程、不等式等 知识综合,主要以选择题的形式出现.
明·角度
命题角度1:求交集
【典例3】(2014·新课标全国卷Ⅰ)已知集合A={x|x2-2x-3≥0}, B={x|-2≤x<2},则A∩B= ( A.[-2,-1] B.[-1,2) ) C.[-1,1] D.[1,2)
【小题快练】
1.思考辨析
静心思考
判一判
( )
x 1 }是同一个集合.
(1)集合{x2+x,0}中实数x可取任意值. (2)任何集合都至少有两个子集. (3)集合{x|y= (
)
x 1 }与集合{y|y=
(
)
(4)若A={0,1},B={(x,y)|y=x+1},则A⊆B.
(
)
【解析】(1)错误.由元素的互异性知x2+x≠0,即x≠0且x≠-1. (2)错误.⌀只有一个子集. (3)错误.{x|y=
(2)选D.若集合A中只有一个元素,则方程ax2-3x+2=0只有一个实根或