高考数学二轮复习小题标准练一
- 格式:pdf
- 大小:288.92 KB
- 文档页数:7
第一部分 一 10一、选择题1.(文)(2015·新课标Ⅱ文,5)设S n 是等差数列{}a n 的前n 项和,若a 1+a 3+a 5=3,则S 5=( )A .5B .7C .9D .11[答案] A[解析] 考查等差数列的性质及求和公式.a 1+a 3+a 5=3a 3=3⇒a 3=1,S 5=5(a 1+a 5)2=5a 3=5.故选A.(理)(2015·新课标Ⅰ文,7)已知{a n }是公差为1的等差数列,S n 为{a n }的前n 项和.若S 8=4S 4,则a 10=( )A.172 B.192 C .10 D .12 [答案] B[解析] 本题主要考查等差数列的通项及求和公式.由题可知:等差数列{a n }的公差d =1,因为等差数列S n =a 1n +n (n -1)d2,且S 8=4S 4,代入计算可得a 1=12;等差数列的通项公式为a n =a 1+(n -1)d ,则a 10=12+(10-1)×1=192.故本题正确答案为B.[方法点拨] 数列求和的类型及方法技巧(1)公式法:直接应用等差、等比数列的求和公式求和. (2)错位相减法这种方法主要用于求数列{a n ·b n }的前n 项和,其中{a n }、{b n }分别是等差数列和等比数列. (3)倒序相加法这是在推导等差数列前n 项和公式时所用的方法,也就是将一个数列倒过来排列(反序),当它与原数列相加时若有公因式可提,并且剩余项的和易于求得,则这样的数列可用倒序相加法求和.(4)裂项相消法利用通项变形,将通项分裂成两项或几项的差,通过相加过程中的相互抵消,最后只剩下有限项的和.(5)分组转化求和法有些数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将数列通项拆开或变形,可转化为几个等差、等比数列或常见的数列,可先分别求和,然后再合并.2.(文)设{a n }是等比数列,函数y =x 2-x -2013的两个零点是a 2、a 3,则a 1a 4=( ) A .2013 B .1 C .-1 D .-2013[答案] D[解析] 由条件得,a 1a 4=a 2a 3=-2013.(理)已知数列{a n }满足a n +2-a n +1=a n +1-a n ,n ∈N *,且a 5=π2.若函数f (x )=sin2x +2cos 2x2,记y n =f (a n ),则数列{y n }的前9项和为( )A .0B .-9C .9D .1 [答案] C[解析] 据已知得2a n +1=a n +a n +2,即数列{a n }为等差数列,又f (x )=sin2x +2×1+cos x2=sin2x +1+cos x ,因为a 1+a 9=a 2+a 8=…=2a 5=π,故cos a 1+cos a 9=cos a 2+cos a 8=…=cos a 5=0,又2a 1+2a 9=2a 2+2a 8=…=4a 5=2π,故sin2a 1+sin2a 9=sin2a 2+sin2a 8=…=sin2a 5=0,故数列{y n }的前9项之和为9,故选C.3.(2014·辽宁协作联校三模)已知数列{a n }的通项公式a n =2014sin n π2,则a 1+a 2+…+a 2014=( )A .2012B .2013C .2014D .2015 [答案] C[解析] 数列{a n }的周期为4,且a 1+a 2+a 3+a 4=2014(sin π2+sinπ+sin 3π2+sin2π)=0,又∵2014=4×503+2,∴a 1+a 2+…+a 2014=a 1+a 2=2014sin π2+2014sinπ=2014.4.(文)已知函数f (x )满足f (x +1)=32+f (x )(x ∈R ),且f (1)=52,则数列{f (n )}(n ∈N *)前20项的和为( )A .305B .315C .325D .335[答案] D[解析] ∵f (1)=52,f (2)=32+52,f (3)=32+32+52,…,f (n )=32+f (n -1),∴{f (n )}是以52为首项,32为公差的等差数列.∴S 20=20×52+20(20-1)2×32=335.(理)设y =f (x )是一次函数,若f (0)=1,且f (1),f (4),f (13)成等比数列,则f (2)+f (4)+…+f (2n )等于( )A .n (2n +3)B .n (n +4)C .2n (2n +3)D .2n (n +4)[答案] A[解析] 设f (x )=kx +1(k ≠0),则(4k +1)2=(k +1)×(13k +1)⇒k =2,f (2)+f (4)+…+f (2n )=(2×2+1)+(2×4+1)+(2×6×1)+…+(2×2n +1)=2n 2+3n . [方法点拨] 解决数列与函数知识结合的题目时,要明确数列是特殊的函数,它的图象是群孤立的点,注意函数的定义域等限制条件,准确的进行条件的转化,数列与三角函数交汇时,数列通常作为条件出现,去除数列外衣后,本质是三角问题.5.(文)已知数列{a n }是等比数列,且每一项都是正数,若a 1、a 49是2x 2-7x +6=0的两个根,则a 1·a 2·a 25·a 48·a 49的值为( )A.212 B .93 C .±9 3 D .35[答案] B[解析] ∵{a n }是等比数列,且a 1,a 49是方程2x 2-7x +6=0的两根, ∴a 1·a 49=a 225=3.而a n >0,∴a 25= 3.∴a 1·a 2·a 25·a 48·a 49=a 525=(3)5=93,故选B.(理)(2015·江西质检)如果数列{a n }中,相邻两项a n 和a n +1是二次方程x 2n +2nx n +c n =0(n =1,2,3,…)的两个根,当a 1=2时,c 100的值为( )A .-9984B .9984C .9996D .-9996[答案] C[解析] 由根与系数关系,a n +a n +1=-2n ,则(a n +1+a n +2)-(a n +a n +1)=-2.即a n +2-a n =-2,∴a 1,a 3,a 5,…和a 2,a 4,a 6,…都是公差为-2的等差数列,∵a 1=2,a 1+a 2=-2,∴a 2=-4,即a 2k =-2k -2,∴a 100=-102,a 2k -1=-2k +4,∴a 101=-98.∴c 100=a 100·a 101=9996.6.等差数列{a n }中,a 1>0,公差d <0,S n 为其前n 项和,对任意自然数n ,若点(n ,S n )在以下4条曲线中的某一条上,则这条曲线应是( )[答案] C[解析] ∵S n =na 1+n (n -1)2d ,∴S n =d 2n 2+(a 1-d 2)n ,又a 1>0,公差d <0,所以点(n ,S n )所在抛物线开口向下,对称轴在y 轴右侧.[点评] 可取特殊数列验证排除,如a n =3-n .7.(2015·南昌市一模)已知无穷数列{a n },如果存在常数A ,对于任意给定的正数ε(无论多小),总存在正整数N ,使得n >N 时,恒有|a n -A |<ε成立,就称数列{a n }的极限为A ,则四个无穷数列:①{(-1)n ×2};②{n };③⎩⎨⎧⎭⎬⎫1+12+122+123+…+12n -1;④{2n +1n },其极限为2的共有( )A .4个B .3个C .2个D .1个[答案] C[解析] 对于①,|a n -2|=|(-1)n ×2-2|=2×|(-1)n -1|,当n 是偶数时,|a n -2|=0,当n 是奇数时,|a n -2|=4,所以不符合数列{a n }的极限的定义,即2不是数列{(-1)n ×2}的极限;对于②,由|a n -2|=|n -2|<ε,得2-ε<n <2+ε,所以对于任意给定的正数ε(无论多小),不存在正整数N ,使得n >N 时,恒有|a n -2|<ε,即2不是数列{n }的极限;对于③,由|a n -2|=|1+12+122+123+…+12n -1-2|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪1×⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12-2=22n<ε,得n >1-log 2ε,即对于任意给定的正数ε(无论多小),总存在正整数N ,使得n >N 时,恒有|a n -2|<ε成立,所以2是数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1+12+122+123+…+12n -1的极限;对于④,由|a n -2|=⎪⎪⎪⎪2n +1n -2=1n <ε,得n >1ε,即对于任意给定的正数ε(无论多小),总存在正整数N ,使得n >N 时,恒有|a n -2|<ε成立,所以2是数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2n +1n 的极限.综上所述,极限为2的共有2个,即③④. 二、填空题8.(文)若数列{a n }满足1a n +1-1a n=d (n ∈N *,d 为常数),则称数列{a n }为“调和数列”.已知正项数列{1b n}为“调和数列”,且b 1+b 2+…+b 9=90,则b 4·b 6的最大值是________.[答案] 100[解析] 由调和数列的定义知{b n }为等差数列,由b 1+b 2+…+b 9=9b 5=90知b 5=10, ∵b n >0,∴b 4b 6≤(b 4+b 62)2=b 25=100.(理)(2014·河南十所名校联考)对于各项均为整数的数列{a n },如果a i +i (i =1,2,3,…)为完全平方数,则称数列{a n }具有“P 性质”,不论数列{a n }是否具有“P 性质”,如果存在与{a n }不是同一数列的{b n },且{b n }同时满足下面两个条件:①b 1,b 2,b 3,…,b n 是a 1,a 2,a 3,…,a n 的一个排列;②数列{b n }具有“P 性质”,则称数列{a n }具有“变换P 性质”,下面三个数列:①数列{a n }的前n 项和为S n =n3(n 2-1);②数列1,2,3,4,5;③数列1,2,3,…,11.其中具有“P 性质”或“变换P 性质”的有________(填序号).[答案] ①②[解析] S n =n 3(n 2-1),S n -1=n -13[(n -1)2-1](n ≥2),∴a n =S n -S n -1=n3(n -1)(n +1)-n -13(n 2-2n )=n3(n -1)(n +1-n +2)=n (n -1)(n ≥2),又a 1=S 1=0,∴a 1+1=1=12,a 2+2=4=22,a 3+3=9=32,…,a n +n =n 2,∴数列{a n }具有“P 性质”;数列1,2,3,4,5排为3,2,1,5,4,则a 1+1=4=22,a 2+2=4=22,a 3+3=4=22,a 4+4=9=32,a 5+5=9=32,∴数列1,2,3,4,5具有“变换P 性质”,同理可验证数列1,2,3,…,11不具有“P 性质”和“变换P 性质”.[方法点拨] 脱去新定义的外衣,将问题化为基本数学模型,用相应的知识方法解答是解决此类问题的基本方法.9.(2015·安徽文,13)已知数列{a n }中,a 1=1,a n =a n -1+12(n ≥2),则数列{a n }的前9项和等于________.[答案] 27[解析] 考查1.等差数列的定义;2.等差数列的前n 项和. ∵n ≥2时,a n =a n -1+12,且a 1=1,∴{a n }是以1为首项,12为公差的等差数列.∴S 9=9×1+9×82×12=9+18=27.10.已知向量a =(2,-n ),b =(S n ,n +1),n ∈N *,其中S n 是数列{a n }的前n 项和,若a ⊥b ,则数列{a na n +1a n +4}的最大项的值为________.[答案] 19[解析] ∵a ⊥b ,∴a ·b =2S n -n (n +1)=0, ∴S n =n (n +1)2,∴a n =n ,∴a n a n +1·a n +4=n(n +1)(n +4)=1n +4n+5,当n =2时,n +4n 取最小值4,此时a na n +1a n +4取到最大值19.三、解答题11.(文)(2015·云南省检测)已知等比数列{a n }的前n 项和是S n ,S 18S 9=78. (1)求证:S 3,S 9,S 6依次成等差数列;(2)a 7与a 10的等差中项是否是数列{a n }中的项?如果是,是{a n }中的第几项?如果不是,请说明理由.[解析] (1)证明:设等比数列{a n }的公比为q ,若q =1,则S 18=18a 1,S 9=9a 1, S 18S 9=21≠78.∴q ≠1.∴S 18=a 11-q (1-q 18),S 9=a 11-q (1-q 9),S 18S 9=1+q 9.∴1+q 9=78,解得q =-2-13.∴S 3=a 1(1-q 3)1-q =32×a 11-q ,S 6=a 1(1-q 6)1-q=34×a 11-q. S 9=a 11-q(1-q 9)=98×a 11-q .∵S 9-S 3=-38×a 11-q ,S 6-S 9=-38×a 11-q ,∴S 9-S 3=S 3-S 9.∴S 3,S 9,S 6依次成等差数列.(2)a 7与a 10的等差中项等于a 7+a 102=14a 1-18a 12=a 116.设a 7与a 10的等差中项是数列{a n }中的第n 项,则 a 1(-2-13)n -1=a 116,化简得(-2)-n -13=(-2)-4,则-n -13=-4,解得n =13.∴a 7与a 10的等差中项是数列{a n }中的第13项.(理)(2015·唐山一模)设数列{a n }的前n 项和为S n ,满足(1-q )S n +qa n =1,且q (q -1)≠0. (1)求{a n }的通项公式;(2)若S 3,S 9,S 6成等差数列,求证:a 2,a 8,a 5成等差数列. [解析] (1)当n =1时,由(1-q )S 1+qa 1=1,∴a 1=1,当n ≥2时,由(1-q )S n +qa n =1,得(1-q )S n -1+qa n -1=1,两式相减得 (1-q )a n +q (a n -a n -1)=0,∴a n =qa n -1,∵a 1=1,q (q -1)≠0,∴a n =q n -1, 综上a n =q n -1. (2)由(1)可知a na n -1=q ,所以{a n }是以1为首项,q 为公比的等比数列. 所以S n =1-a n q 1-q ,又S 3+S 6=2S 9,得1-a 3q 1-q +1-a 6q 1-q =2(1-a 9q )1-q ,化简得a 3+a 6=2a 9,两边同除以q 得a 2+a 5=2a 8. 故a 2,a 8,a 5成等差数列.[方法点拨] 1.在处理数列求和问题时,一定要先读懂题意,分清题型,区分等差数列与等比数列,不是基本数列模型的注意运用转化思想化归为等差、等比数列,在利用分组求和时,要特别注意项数.2.在处理等差与等比数列的综合问题时,先要看所给数列是等差数列还是等比数列,再依据条件建立方程求解.12.(文)已知函数f (x )在(-1,1)上有定义,f ⎝⎛⎭⎫12=-1,且满足对任意x 、y ∈(-1,1),有f (x )+f (y )=f ⎝⎛⎭⎪⎫x +y 1+xy ,数列{x n }中,x 1=12,x n +1=2x n 1+x 2n.(1)证明:f (x )在(-1,1)上为奇函数; (2)求数列{f (x n )}的通项公式; (3)求证:1f (x 1)+1f (x 2)+…+1f (x n )>-2n +5n +2. [分析] (1)要证f (x )为奇函数,只需证明f (-x )+f (x )=0,只需在条件式中令y =-x ,为了求f (0),令x =y =0即可获解.(2)利用f (x )+f (y )=f (x +y1+xy)可找出f (x n +1)与f (x n )的递推关系,从而求得通项.(3)由f (x n )的通项公式确定数列{1f (x n )}的求和方法,求和后利用放缩法可证明.[解析] (1)证明:令x =y =0,∴2f (0)=f (0), ∴f (0)=0.令y =-x ,则f (x )+f (-x )=f (0)=0, ∴f (-x )=-f (x ),∴f (x )在(-1,1)上为奇函数. (2)f (x 1)=f ⎝⎛⎭⎫12=-1,f (x n +1)=f ⎝⎛⎭⎫2x n 1+x 2n =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x n +x n 1+x n ·x n =2f (x n), ∴f (x n +1)f (x n )=2,即{f (x n )}是以-1为首项,2为公比的等比数列,∴f (x n )=-2n -1. (3)1f (x 1)+1f (x 2)+…+1f (x n ) =-⎝⎛⎭⎫1+12+122+…+12n -1=-1-12n1-12=-⎝⎛⎭⎫2-12n -1=-2+12n -1>-2,而-2n +5n +2=-⎝⎛⎭⎫2+1n +2=-2-1n +2<-2. ∴1f (x 1)+1f (x 2)+…+1f (x n )>-2n +5n +2. (理)在直角坐标平面上有一点列P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2),…,P n (x n ,y n ),…,对于每个正整数n ,点P n 均位于一次函数y =x +54的图象上,且P n 的横坐标构成以-32为首项,-1为公差的等差数列{x n }.(1)求点P n 的坐标;(2)设二次函数f n (x )的图象C n 以P n 为顶点,且过点D n (0,n 2+1),若过D n 且斜率为k n 的直线l n 与C n 只有一个公共点,求T n =1k 1k 2+1k 2k 3+…+1k n -1k n的表达式;(3)设S ={x |x =2x n ,n 为正整数},T ={y |y =12y n ,n 为正整数},等差数列{a n }中的任一项a n ∈(S ∩T ),且a 1是S ∩T 中最大的数,-225<a 10<-115,求数列{a n }的通项公式.[解析] (1)由题意知x n =-32-(n -1)=-n -12,y n =-n -12+54=-n +34,∴P n ⎝⎛⎭⎫-n -12,-n +34.(2)由题意可设二次函数f n (x )=a ⎝⎛⎭⎫x +n +122-n +34,因为f n (x )的图象过点D n (0,n 2+1), 所以a ⎝⎛⎭⎫n +122-n +34=n 2+1,解得a =1, 所以f n (x )=x 2+(2n +1)x +n 2+1.由题意可知,k n =f ′n (0)=2n +1,(n ∈N *).所以T n =1k 1k 2+1k 2k 3+…+1k n -1k n =13×5+15×7+…+1(2n -1)(2n +1)=1213-15+15-17+…+12n -1-12n +1=12⎝⎛⎭⎫13-12n +1=16-14n +2. (3)由题意得S ={x |x =-2n -1,n 为正整数},T ={y |y =-12n +9,n 为正整数}, 所以S ∩T 中的元素组成以-3为首项,-12为公差的等差数列, 所以a 1=-3,则数列{a n }的公差为-12k (k ∈N *), 若k =1,则a n =-12n +9,a 10=-111∉(-225,-115); 若k =2,则a n =-24n +21,a 10=-219∈(-225,-115); 若k ≥3,则a 10≤-327,即a 10∉(-225,-115).综上所述,数列{a n }的通项公式为a n =-24n +21(n 为正整数).[方法点拨] 1.数列与函数的综合性试题通常用到函数与方程、化归与转化、分类与整合等思想.注意数列是特殊的函数、等差、等比数列更是如此,因此求解数列与函数的综合性题目时,注意数列与函数的内在联系,将所给条件向a n 与n 的关系转化.2.数列还常与不等式交汇命题,不等式常作为条件或证明、求解的一问呈现,解答时先将数列的基本问题解决,再集中解决不等式问题,注意放缩法、基本不等式、裂项、累加法的运用.13.(文)(2015·山东文,19)已知数列{a n }是首项为正数的等差数列,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ·a n +1的前n 项和为n2n +1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(a n +1)·2a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .[解析] 考查1.等差数列的通项公式;2.“错位相减法”求和及运算求解能力. (1)设数列{a n }的公差为d , 令n =1,得1a 1a 2=13,得到a 1a 2=3.令n =2,得1a 1a 2+1a 2a 3=25,所以a 2a 3=15.解得a 1=1,d =2,所以a n =2n -1.(2)由(1)知b n =2n ·22n -1=n ·4n ,所以T n =1·41+2·42+…+n ·4n ,所以4T n =1·42+2·43+…+(n -1)·4n +n ·4n +1, 两式相减,得-3T n =41+42+…+4n -n ·4n +1 =4(1-4n )1-4-n ·4n +1=1-3n 3×4n +1-43,所以T n =3n -19×4n +1+49=4+(3n -1)·4n +19.(理)(2015·河南八市质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,对于任意的正整数n ,直线x +y =2n 总是把圆(x -n )2+(y -S n )2=2n 2平均分为两部分,各项均为正数的等比数列{b n }中,b 6=b 3b 4,且b 3和b 5的等差中项是2a 3.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式; (2)若c n =a n b n ,求数列{c n }的前n 项和T n .[解析] (1)由于x +y =2n 总是把圆(x -n )2+(y -S n )2=2n 2平均分为两部分,所以直线过圆心,所以n +S n =2n ,即S n =n 2, 所以a 1=S 1=1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n 2-(n -1)2=2n -1,经检验n =1时也成立,所以a n =2n -1.等比数列{b n }中,由于b 6=b 3b 4,所以b 1q 5=b 21q 5, 因为b 1>0,q >0,所以b 1=1,因为b 3和b 5的等差中项是2a 3,且2a 3=10,所以b 3+b 5=20, 所以q 2+q 4=20,解得q =2,所以b n =2n -1. (2)由于c n =a n b n ,所以T n =a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n . T n =1+3×2+5×22+…+(2n -1)2n -1 ① 2T n =2+3×22+5×23+…+(2n -1)2n ② 所以-T n =1+2(2+22+…+2n -1)-(2n -1)2n =1+2×2(1-2n -1)1-2-(2n -1)2n=-3+2×2n -(2n -1)2n =-3+(3-2n )2n , T n =3+(2n -3)2n .14.(文)政府决定用“对社会的有效贡献率”对企业进行评价,用a n 表示某企业第n 年投入的治理污染的环保费用,用b n 表示该企业第n 年的产值.设a 1=a (万元),且以后治理污染的环保费用每年都比上一年增加2a 万元;又设b 1=b (万元),且企业的产值每年比上一年的平均增长率为10%.用P n =a n b n100ab表示企业第n 年“对社会的有效贡献率”.(1)求该企业第一年和第二年的“对社会的有效贡献率”; (2)试问从第几年起该企业“对社会的有效贡献率”不低于20%?[解析] (1)∵a 1=a ,b 1=b ,P n =a n b n 100ab, ∴P 1=a 1b 1100ab=1%, P 2=a 2b 2100ab =3a ×1.1b 100ab=3.3%. 故该企业第一年和第二年的“对社会的有效贡献率”分别为1%和3.3%.(2)由题意,得数列{a n }是以a 为首项,以2a 为公差的等差数列,数列b n 是以b 为首项,以1.1为公比的等比数列,∴a n =a 1+(n -1)d =a +(n -1)·2a =(2n -1)a ,b n =b 1(1+10%)n -1=1.1n -1b .又∵P n =a n b n 100ab, ∴P n =(2n -1)a ×1.1n -1b 100ab=(2n -1)×1.1n -1100. ∵P n +1P n =2n +12n -1×1.1=⎝⎛⎭⎫1+22n -1×1.1>1, ∴P n +1>P n ,即P n =(2n -1)×1.1n -1100单调递增. 又∵P 6=11×1.15100≈17.72%<20%, P 7=13×1.16100≈23.03%>20%. 故从第七年起该企业“对社会的有效贡献率”不低于20%.(理)甲、乙两大超市同时开业,第一年的全年销售额都为a 万元,由于经营方式不同,甲超市前n 年的总销售额为a 2(n 2-n +2)万元,乙超市第n 年的销售额比前一年的销售额多(23)n -1a 万元.(1)求甲、乙两超市第n 年销售额的表达式;(2)若其中某一超市的年销售额不足另一超市的年销售额的50%,则该超市将被另一超市收购,判断哪一超市有可能被收购?如果有这种情况,将会出现在第几年.[解析] (1)设甲、乙两超市第n 年销售额分别为a n 、b n ,又设甲超市前n 年总销售额为S n ,则S n =a 2(n 2-n +2)(n ≥2),因n =1时,a 1=a , 则n ≥2时,a n =S n -S n -1=a 2(n 2-n +2)-a 2[(n -1)2-(n -1)+2]=a (n -1),故a n =⎩⎪⎨⎪⎧a ,n =1,(n -1)a ,n ≥2, 又因b 1=a ,n ≥2时,b n -b n -1=(23)n -1a , 故b n =b 1+(b 2-b 1)+(b 3-b 2)+…+(b n -b n -1)=a +23a +(23)2a +…+(23)n -1a =[1+23+(23)2+…+(23)n -1]a =1-(23)n 1-23a =[3-2·(23)n -1]a , 显然n =1也适合,故b n =[3-2·(23)n -1]a (n ∈N *) (2)当n =2时,a 2=a ,b 2=53a ,有a 2>12b 2; n =3时,a 3=2a ,b 3=199a ,有a 3>12b 3; 当n ≥4时,a n ≥3a ,而b n <3a ,故乙超市有可能被收购.当n ≥4时,令12a n >b n , 则12(n -1)a >[3-2·(23)n -1]a ⇒n -1>6-4·(23)n -1, 即n >7-4·(23)n -1. 又当n ≥7时,0<4·(23)n -1<1, 故当n ∈N *且n ≥7时,必有n >7-4·(23)n -1. 即第7年乙超市的年销售额不足甲超市的一半,乙超市将被甲超市收购.[方法点拨] 1.用数列知识解相关的实际问题,关键是合理建立数学模型——数列模型,弄清所构造的数列的首项是什么,项数是多少,然后转化为解数列问题.求解时,要明确目标,即搞清是求和,还是求通项,还是解递推关系问题,所求结论对应的是一个解方程问题,还是解不等式问题,还是一个最值问题,然后进行合理推算,得出实际问题的结果.2.数列的实际应用问题一般文字叙述较长,反映的事物背景陌生,知识涉及面广,因此要解好应用题,首先应当提高阅读理解能力,将普通语言转化为数学语言或数学符号,实际问题转化为数学问题,然后再用数学运算、数学推理予以解决.3.正确区分等差与等比数列模型,正确区分实际问题中的量是通项还是前n 项和.15.(文)定义:若数列{A n }满足A n +1=A 2n ,则称数列{A n }为“平方递推数列”.已知数列{a n }中,a 1=2,点(a n ,a n +1)在函数f (x )=2x 2+2x 的图象上,其中n 为正整数.(1)证明:数列{2a n +1}是“平方递推数列”,且数列{lg(2a n +1)}为等比数列;(2)设(1)中“平方递推数列”的前n 项之积为T n ,即T n =(2a 1+1)(2a 2+1)…(2a n +1),求T n 关于n 的表达式;(3)记b n =log2a n +1T n ,求数列{b n }的前n 项之和S n ,并求使S n >2012成立的n 的最小值.[解析] (1)证明:由题意得a n +1=2a 2n +2a n ,∴2a n +1+1=4a 2n +4a n +1=(2a n+1)2. 所以数列{2a n +1}是“平方递推数列”.令c n =2a n +1,所以lg c n +1=2lg c n .因为lg(2a 1+1)=lg5≠0,所以lg (2a n +1+1)lg (2a n +1)=2. 所以数列{lg(2a n +1)}为等比数列.(2)由(1)知lg(2a n +1)=(lg5)×2n -1,∴2a n +1=10(lg5)×2n -1=52n -1,∴T n =520×521×522×…×52n -1=520+21+…+2n -1=52n -1.(3)∵b n =log2a n +1T n =2n -12n -1=2-(12)n -1, ∴S n =b 1+b 2+…+b n =2n -1×(1-12n )1-12=2n -2+12n -1, 由2n -2=2012得n =1007,∴S 1006=2×1006-2+121005∈(2010,2011),S 1007=2×1007-2+121006∈(2012,2013). 故使S n >2012成立的n 的最小值为1007.(理)已知曲线C :xy =1,过C 上一点A n (x n ,y n )作一斜率为k n =-1x n +2的直线交曲线C 于另一点A n +1(x n +1,y n +1),点列{A n }的横坐标构成数列{x n },其中x 1=117. (1)求x n 与x n +1的关系式;(2)令b n =1x n -2+13,求证:数列{b n }是等比数列; (3)若c n =3n -λb n (λ为非零整数,n ∈N *),试确定λ的值,使得对任意n ∈N *,都有c n +1>c n 成立.[分析] (1)由直线方程点斜式建立x n 与y n 关系,而(x n ,y n )在曲线xy =1上,有x n y n =1,消去y n 得x n 与x n +1的关系;(2)由定义证b n +1b n为常数;(3)转化为恒成立的问题解决. [解析] (1)过点A n (x n ,y n )的直线方程为y -y n =-1x n +2(x -x n ), 联立方程⎩⎪⎨⎪⎧ y -y n =-1x n +2(x -x n )xy =1,消去y 得 1x n +2x 2-⎝⎛⎭⎫y n +x n x n +2x +1=0. 解得x =x n 或x =x n +2x n. 由题设条件知x n +1=x n +2x n. (2)证明:b n +1b n =1x n +1-2+131x n -2+13=1x n +2x n -2+131x n -2+13=x n 2-x n +131x n -2+13=3x n +2-x n 3(2-x n )3+x n -23(x n -2)=-2. ∵b 1=1x 1-2+13=-2≠0,∴数列{b n }是等比数列. (3)由(2)知,b n =(-2)n ,要使c n +1>c n 恒成立,由c n +1-c n =[3n +1-λ(-2)n +1]-[3n -λ(-2)n ]=2·3n +3λ(-2)n >0恒成立,即(-1)n λ>-⎝⎛⎭⎫32n -1恒成立.①当n 为奇数时,即λ<⎝⎛⎭⎫32n -1恒成立.又⎝⎛⎭⎫32n -1的最小值为1,∴λ<1.②当n 为偶数时,即λ>-⎝⎛⎭⎫32n -1恒成立,又-⎝⎛⎭⎫32n -1的最大值为-32,∴λ>-32, 即-32<λ<1.又λ为非零整数, ∴λ=-1,使得对任意n ∈N *,都有c n +1>c n .。
高档小题(一)1.运行如图所示的程序,若结束时输出的结果不小于3,则t 的取值范围为( )A .t ≥14B .t ≥18C .t ≤14D .t ≤182.设函数y =x sin x +cos x 的图象上的点(x 0,y 0)处的切线的斜率为k ,若k =g (x 0),则函数k =g (x 0)的图象大致为( )3.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3, x ≤0-x 2-2x +3,x >0,则不等式f (a 2-4)>f (3a )的解集为( )A .(2,6)B .(-1,4)C .(1,4)D .(-3,5)4.若点P 是以A (-10,0)、B (10,0)为焦点,实轴长为22的双曲线与圆x 2+y 2=10的一个交点,则|P A |+|PB |的值为( ) A .2 2 B .4 2 C .4 3 D .6 2 5.(2013·云南省昆明市高三调研测试)在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,M 是抛物线C 上的点,若△OFM 的外接圆与抛物线C 的准线相切,且该圆面积为9π,则p =( ) A .2 B .4 C .6 D .86.已知log 12(x +y +4)<log 12(3x +y -2),若x -y <λ恒成立,则λ的取值范围是( )A .(-∞,10]B .(-∞,10)C .[10,+∞)D .(10,+∞)7.(2013·合肥市高三第二次教学质量检测)过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左焦点F (-c ,0)(c >0),作倾斜角为π6的直线FE 交该双曲线右支于点P ,若OE →=12(OF →+OP →),且OE →·EF →=0,则双曲线的离心率为( )A.105B.3+1C.102D. 28.设a ,b ∈R ,定义运算“∧”和“∨”如下:a ∧b =⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≤b ,b ,a >b ,a ∨b =⎩⎪⎨⎪⎧b ,a ≤b ,a ,a >b .若正数a ,b ,c ,d 满足ab ≥4,c +d ≤4,则( ) A .a ∧b ≥2,c ∧d ≤2 B .a ∧b ≥2,c ∨d ≥2 C .a ∨b ≥2,c ∧d ≤2 D .a ∨b ≥2,c ∨d ≥29.(2013·嘉兴市高中学科基础测试)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -[x ],x ≥0f (x +1),x <0,其中[x ]表示不超过x 的最大整数,如[-1.3]=-2,[1.3]=1,则函数y =f (x )-14x -14不同零点的个数为( )A .2B .3C .4D .510.抛物线C 1:y =12p x 2(p >0)的焦点与双曲线C 2:x 23-y 2=1的右焦点的连线交C 1于第一象限的点M .若C 1在点M 处的切线平行于C 2的一条渐近线,则p =( )A.316B.38C.233D.433 11.(2013·山西省高三上学期诊断考试)已知三棱锥P -ABC 的各顶点均在一个半径为R 的球面上,球心O 在AB 上,PO ⊥平面ABC ,ACBC=3,则三棱锥与球的体积之比为________.12.(2012·高考课标全国卷)设函数f (x )=(x +1)2+sin xx 2+1的最大值为M ,最小值为m ,则M+m =________.13.设S n 为数列{a n }的前n 项和,S n =(-1)n a n -12n ,n ∈N *,则(1)a 3=________;(2)S 1+S 2+…+S 100=________. 14.(2013·湖南省五市十校高三第一次联合检测)传说古希腊毕达哥拉斯学派的数学家经常在沙滩上画点或用小石子表示数.他们研究过如图所示的三角形数:将三角形数1,3,6,10,…记为数列{a n },将可被5整除的三角形数按从小到大的顺序组成一个新数列{b n },可以推测:(1)b 3是数列{a n }中的第________项; (2)b 2k =________(用k 表示). 备选题 1.(2013·福建省普通高中毕业班质量检测)定义两个实数间的一种新运算“*”:x *y =lg(10x +10y ),x ,y ∈R .对任意实数a ,b ,c ,给出如下结论:①(a *b )*c =a *(b *c );②a *b =b *a ;③(a *b )+c =(a +c )*(b +c ). 其中正确结论的个数是( ) A .0 B .1 C .2 D .3 2.已知等比数列{a n }的公比为q ,记b n =a m (n -1)+1+a m (n -1)+2+…+a m (n -1)+m ,c n =a m (n -1)+1·a m (n-1)+2·…·a m (n -1)+m (m ,n ∈N *),则以下结论一定正确的是( ) A .数列{b n }为等差数列,公差为q m B .数列{b n }为等比数列,公比为q 2m C .数列{c n }为等比数列,公比为qm 2D .数列{c n }为等比数列,公比为qm m 3.(2013·辽宁省五校高一联合体高三年级考试)设函数f (x )的定义域为D ,如果存在正实数k ,使对任意x ∈D ,都有x +k ∈D ,且f (x +k )>f (x )恒成立,则称函数f (x )为D 上的“k 型增函数”.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=|x -a |-2a ,若f (x )为R 上的“2 013型增函数”,则实数a 的取值范围是____________. 4.(2013·安徽省“江南十校”高三联考)已知△ABC 的三边长分别为AB =5,BC =4,AC =3,M 是AB 边上的点,P 是平面ABC 外一点.给出下列四个命题: ①若P A ⊥平面ABC ,则三棱锥P -ABC 的四个面都是直角三角形;②若PM ⊥平面ABC ,且M 是AB 边的中点,则有P A =PB =PC ;③若PC =5,PC ⊥平面ABC ,则△PCM 面积的最小值为152;④若PC =5,P 在平面ABC 上的射影是△ABC 的内切圆的圆心,则点P 到平面ABC 的距离为23.其中正确命题的序号是________.(把你认为正确命题的序号填上)答案:高档小题(一)1.【解析】选B.逐次计算结果是n =2,x =2t ,a =1;n =4,x =4t ,a =3;n =6,x =8t ,a=3,此时输出38t ,因为38t ≥3,所以t ≥18.2.【解析】选A.由题意可得y ′=x cos x ,k =g (x 0)=x 0cos x 0,由于它是奇函数,所以排除B ,C ;又在y 轴附近g (x 0)左侧为负,右侧为正,所以选A.3.【解析】选B.作出函数f (x )的图象,如图所示,则函数f (x )在R 上是单调递减的.由f (a 2-4)>f (3a ),可得a 2-4<3a ,整理得a 2-3a -4<0,即(a +1)(a -4)<0,解得-1<a <4.所以不等式的解集为(-1,4). 4.【解析】选D.根据对称性,设点P 在第一象限,则|P A |-|PB |=22,点P 在圆x 2+y 2=10上,则P A ⊥PB ,所以|P A |2+|PB |2=40,把|P A |-|PB |=22平方后代入上述结果得|P A |·|PB |=16,所以(|P A |+|PB |)2=40+32=72,所以|P A |+|PB |=6 2. 5.【解析】选B.依题意得,△OFM 的外接圆半径为3,△OFM 的外接圆圆心应位于线段OF 的垂直平分线x =p 4上,圆心到准线x =-p 2的距离等于3,即有p 4+p2=3,由此解得p =4,故选B.6.【解析】选C.已知不等式等价于不等式x +y +4>3x +y -2>0,即⎩⎪⎨⎪⎧x <33x +y -2>0,其表示的平面区域如图中的阴影部分(不含区域边界)所示.设z =x -y ,根据其几何意义,显然在图中的点A 处,z 取最大值,由⎩⎪⎨⎪⎧x =33x +y -2=0得,A (3,-7),故z <3-(-7)=10,所以λ≥10.7.【解析】选B.由OE →=12(OF →+OP →)可知点E 是线段FP 的中点,由OE →·EF →=0,可知OE →⊥EF →,再结合∠PFO =30°,令|OE |=m ,则有|PF ′|=2m (F ′为双曲线的右焦点),|OF |=2m ,|FP |=2|FE |=23m ,再由双曲线的定义可知2a =|FP |-|PF ′|=2(3-1)m ,2c =2|OF |=4m ,所以离心率e =2c 2a =4m2(3-1)m=3+1.8.【解析】选C.根据题意知,a ∧b 表示a ,b 中较小的,a ∨b 表示a ,b 中较大的.因为⎝⎛⎭⎫a +b 22≥ab ≥4,所以a +b ≥4.又因为a ,b 为正数,所以a ,b 中至少有一个大于或等于2,所以a ∨b ≥2.因为c +d ≤4,c ,d 为正数,所以c ,d 中至少有一个小于或等于2,所以c ∧d ≤2.9.【解析】选B.在同一坐标系中作出函数y =f (x ),y =14x +14的图象如图,由图可知,两个函数有3个不同的交点,即函数有3个不同的零点,故选B.10.【解析】选D.∵双曲线C 2:x23-y 2=1,∴右焦点为F (2,0),渐近线方程为y =±33x .抛物线C 1:y =12p x 2(p >0),焦点为F ′(0,p2).设M (x 0,y 0),则y 0=12p x 20.∵k MF ′=k FF ′,∴12p x 20-p 2x 0=p 2-2.①又∵y ′=1p x ,∴y ′|x =x 0=1p x 0=33.②由①②得p =433.11.【解析】依题意,AB =2R ,又ACBC=3,∠ACB =90°,因此AC =3R ,BC =R ,三棱锥P -ABC 的体积V P ABC =13PO ·S △ABC =13×R ×(12×3R ×R )=36R 3.而球的体积V 球=4π3R 3,因此V P ABC ∶V 球=36R 3∶4π3R 3=38π.【答案】38π12.【解析】f (x )=(x +1)2+sin x x 2+1=1+2x +sin xx 2+1,设g (x )=2x +sin xx 2+1,则g (-x )=-g (x ),∴g (x )是奇函数.由奇函数图象的对称性知g (x )max +g (x )min =0, ∴M +m =[g (x )+1]max +[g (x )+1]min =2+g (x )max +g (x )min =2. 【答案】213.【解析】∵a n =S n -S n -1=(-1)n a n -12n -(-1)n -1a n -1+12n -1,∴a n =(-1)n a n -(-1)n -1a n -1+12n .当n 为偶数时,a n -1=-12n ,当n 为奇数时,2a n +a n -1=12n ,∴当n =4时,a 3=-124=-116.根据以上{a n }的关系式及递推式可求.a 1=-122,a 3=-124,a 5=-126,a 7=-128,a 2=122,a 4=124,a 6=126,a 8=128.∴a 2-a 1=12,a 4-a 3=123,a 6-a 5=125,…,∴S 1+S 2+…+S 100=(a 2-a 1)+(a 4-a 3)+…+(a 100-a 99)-(12+122+123+…+12100)=(12+123+…+1299)-(12+122+…+12100) =13(12100-1). 【答案】(1)-116 (2)13(12100-1)14.【解析】依题意得,a n =n (n +1)2,b 1=4(4+1)2=a 4,b 2=5(5+1)2=a 5,b 3=9(9+1)2=a 9,故b 3是数列{a n }中的第9项,由归纳推理可知,数列{a n }中项数被5除余4和被5整除的项满足数列{b n },当数列{b n }的项数为偶数的时候,恰好是数列{a n }中能被5整除的项,所以b 2k =5k (5k +1)2.【答案】(1)9 (2)5k (5k +1)2备选题 1.【解析】选D.因为(a *b )*c =[lg(10a +10b )]*c =lg(10lg(10a +10b )+10c )=lg(10a +10b +10c ),a *(b *c )=a *[lg(10b +10c )]=lg(10a +10lg(10b +10c ))=lg(10a +10b +10c ),所以(a *b )*c =a *(b *c ),即①对;因为a *b =lg(10a +10b ),b *a =lg(10b +10a ),所以a *b =b *a ,所以②对;(a *b )+c =lg(10a +10b )+c =lg[(10a +10b )×10c ]=lg(10a +c +10b +c )=(a +c )*(b +c ),即③对.故选D.2.【解析】选C.b n =a 1q m (n -1)+a 1q m (n -1)+1+…+a 1q m (n -1)+m -1=a 1q m (n -1)(1+q +…+q m -1)=a 1q m (n -1)·1-q m 1-q,∴b n +1b n =a 1q mn·1-q m 1-q a 1q m (n -1)·1-q m 1-q=q m, ∴{b n }是等比数列,公比为q m .c n =a 1q m (n -1)·a 1q m (n -1)+1·…·a 1q m (n -1)+m -1=a m 1qm 2(n -1)+m (m -1)2, ∴c n +1c n =a m 1qm 2(n +1-1)+m (m -1)2a m 1qm 2(n -1)+m (m -1)2=qm 2. ∴{c n }是等比数列,公比为qm 2.3.【解析】由题意,当x >0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x -3a (x ≥a )-x -a (x <a ),当a ≥0时,函数f (x )的图象如(1)所示,考虑极大值f (-a )=2a ,令x -3a =2a ,得x =5a ,所以只需满足5a -(-a )=6a <2 013,即0≤a ≤6712;当a <0时,函数f (x )的图象如图(2)所示,且f (x )为增函数,因为x +2 013>x ,所以满足f (x +2 013)>f (x ),综上可知,a <6712.【答案】(-∞,6712)4.【解析】对于①,如图①,因为P A ⊥平面ABC ,所以P A ⊥AC ,P A ⊥AB ,P A ⊥BC .又BC ⊥AC ,所以BC ⊥平面P AC ,所以BC ⊥PC ,故四个面都是直角三角形; 对于②,当PM ⊥平面ABC 时,P A 2=PM 2+MA 2,PB 2=PM 2+BM 2,PC 2=PM 2+CM 2.又M 是AB 的中点,所以BM =AM =CM . 故P A =PB =PC ;对于③,当PC ⊥平面ABC 时,S △PCM =12PC ·CM =12·5·CM .又CM 的最小值是C 到边AB 的垂线段,长度为125.所以S △PCM 的最小值是12×5×125=6;对于④,设△ABC 内切圆的圆心是O ,则PO ⊥平面ABC , 则有PO 2+OC 2=PC 2,又内切圆半径r =12(3+4-5)=1,所以OC =2,PO 2=PC 2-OC 2=25-2=23. 故PO =23.综上,正确的命题有①②④. 【答案】①②④。
题型强化练1 客观题8+4+4标准练(A )一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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.(2020天津滨海新区联考,1)设集合U={x|x ≥-1},A={1,3,5,7},B={x|x>5},则A ∩∁U B=( ) A.{1,3,5} B.{3,5}C.{1,3}D.{1,3,5,7}2.(2020山东日照二模,2)在复平面内,已知复数z 对应的点与复数1+i 对应的点关于实轴对称,则z i=( )A.1+iB.-1+iC.-1-iD.1-i 3.(2020北京西城二模,6)设a=30.2,b=log 32,c=log 0.23,则 ( )A.a>c>bB.a>b>cC.b>c>aD.b>a>c4.(2020山东日照一模,3)南北朝时代的伟大数学家祖暅在数学上有突出贡献,他在实践的基础上提出祖暅原理:“幂势既同,则积不容异”.其含义是:夹在两个平行平面之间的两个几何体,被平行于这两个平面的任意平面所截,如果截得的两个截面的面积总相等,那么这两个几何体的体积相等,如图,夹在两个平行平面之间的两个几何体的体积分别为V 1,V 2,被平行于这两个平面的任意平面截得的两个截面的面积分别为S 1,S 2,则“S 1,S 2总相等”是“V 1,V 2相等”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5.(2019广东深圳适应性考试,文8)已知△ABC 是边长为1的等边三角形,D ,E 分别是边AB ,BC 的中点,连接DE 并延长到点F ,使得DE=2EF ,则AF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BC ⃗⃗⃗⃗⃗ 的值为 ( ) A.-58 B.118C.14D.186.(2020广东东莞一模,8)函数y=cos x ·2x +12x -1的部分图象大致为( )7.(2020河北石家庄5月检测,8)若双曲线C:x 2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的一条渐近线被圆x2+y2-4y+2=0所截得的弦长为2,则双曲线C的离心率为()A.√3B.2√33C.2D.√28.(2020山东聊城一模,8)高斯是德国著名的数学家,近代数学奠基者之一,享有“数学王子”的称号,为了纪念数学家高斯,人们把函数y=[x],x∈R称为高斯函数,其中[x]表示不超过x的最大整数.设{x}=x-[x],则函数f(x)=2x{x}-x-1的所有零点之和为()A.-1B.0C.1D.2二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求,全部选对的得5分,部分选对的得3分,有选错的得0分.9.(2020海南线上诊断测试,9)如图所示的曲线图是2020年1月25日至2020年2月12日陕西省及西安市新冠肺炎累计确诊病例的曲线图,则下列判断正确的是()A.1月31日陕西省新冠肺炎累计确诊病例中西安市占比超过了13B.1月25日至2月12日陕西省及西安市新冠肺炎累计确诊病例都呈递增趋势C.2月2日后到2月10日陕西省新冠肺炎累计确诊病例增加了97例D.2月8日到2月10日西安市新冠肺炎累计确诊病例的增长率大于2月6日到2月8日的增长率10.(2020山东德州一模,10)1970年4月24日,我国发射了自己的第一颗人造地球卫星“东方红一号”,从此我国开始了人造卫星的新篇章.人造地球卫星绕地球运行遵循开普勒行星运动定律:卫星在以地球为焦点的椭圆轨道上绕地球运行时,其运行速度是变化的,速度的变化服从面积守恒规律,即卫星的向径(卫星与地球的连线)在相同的时间内扫过的面积相等.设椭圆的长轴长、焦距分别为2a ,2c ,下列结论正确的是( )A.卫星向径的取值范围是[a-c ,a+c ]B.卫星在左半椭圆弧的运行时间大于其在右半椭圆弧的运行时间C.卫星向径的最小值与最大值的比值越大,椭圆轨道越扁平D.卫星运行速度在近地点时最大,在远地点时最小11.(2020山东淄博一模,10)在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,P ,Q 分别为棱BC 和棱CC 1的中点,则下列说法正确的是( ) A.BC 1∥平面AQPB.平面APQ 截正方体所得截面为等腰梯形C.A 1D ⊥平面AQPD.异面直线QP 与A 1C 1所成的角为60°12.(2020海南海南中学月考,12)已知函数f (x )=A sin(ωx+φ)(A>0,ω>0)在x=1处取得最大值,且最小正周期为2,则下列说法正确的有( ) A.函数f (x-1)是奇函数B.函数f (x+1)是偶函数C.函数f (x+2)在[0,1]上单调递增D.函数f (x+3)是周期函数三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.(2020山东泰安考前模拟,14)(x -1x )(1-x )4的展开式中x 3的系数为 .14.《九章算术》中的“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下各节的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则该竹子最上面一节的容积为 升. 15.(2019四川攀枝花统考,文16)已知函数f (x )=(x -b )2-lnx x (b ∈R ).若存在x ∈[1,2],使得f (x )+xf'(x )>0,则实数b 的取值范围是 .16.已知正三棱柱ABC-A 1B 1C 1的六个顶点都在球O 的表面上,AB=3,异面直线AC 1与BC 所成角的余弦值为310,则球O 的表面积为 .题型强化练题型强化练1 客观题8+4+4标准练(A )1.A 解析 由题意∁U B={x|-1≤x ≤5},∴A ∩∁U B={1,3,5}. 2.C 解析 由题意得z=1-i,所以zi =1-ii =i+1-1=-1-i .3.B 解析 指数函数y=3x 为R 上的增函数,则a=30.2>30=1;对数函数y=log 3x 为(0,+∞)内的增函数,则log 31<log 32<log 33,即0<b<1;对数函数y=log 0.2x 为(0,+∞)内的减函数,则c=log 0.23<log 0.21=0.故a>b>c.4.A 解析 根据祖暅原理,当S 1,S 2总相等时,V 1,V 2相等,所以充分性成立;当两个完全相同的四棱台,一正一反的放在两个平面之间时,此时体积固然相等但截得的面积未必相等,所以必要性不成立.所以“S 1,S 2总相等”是“V 1,V 2相等”的充分不必要条件.5.D 解析 由DE=2EF ,可得DE ⃗⃗⃗⃗⃗ =2EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ,EF ⃗⃗⃗⃗⃗ =12DE ⃗⃗⃗⃗⃗ .如图所示,连接AE ,则AE ⊥BC ,所以BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,AF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =(AE ⃗⃗⃗⃗⃗ +EF ⃗⃗⃗⃗⃗ )·BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AE ⃗⃗⃗⃗⃗ +12DE ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =0+12·|DE ⃗⃗⃗⃗⃗ |·|BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |·cos π3=0+12×12×1×12=18.故选D .6.A 解析 令f (x )=y=cos x ·2x+12x -1(x ≠0),则f (-x )=cos(-x )·2-x+12-x -1=cos x ·12x +112x -1=cos x ·2x +11-2x =-f (x ),所以函数f (x )为奇函数,可排除B,D; 当x ∈(0,π2)时,cos x>0,2x +12x -1>0,所以f (x )>0,故排除C.7.C 解析 双曲线C :x 2a 2−y 2b2=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±ba x ,由对称性,不妨取y=ba x ,即bx-ay=0.圆x 2+y 2-4y+2=0可化为x 2+(y-2)2=2,其圆心的坐标为(0,2),半径为√2. 圆心(0,2)到渐近线的距离d=√(√2)2-12=1. 由点到直线的距离公式,可得√b +a 2=2a c =2e =d=1,所以e=2.8.A 解析 由题意知,当x=0时,f (x )=-1,所以0不是函数f (x )的零点.当x ≠0时,由f (x )=2x {x }-x-1=0可得,2{x }=1x +1,令y 1=2{x }=2x-2[x ],y 2=1x +1,作出函数y 1=2{x }=2x-2[x ],y 2=1x +1的图象如图所示, 由图象可知,除点(-1,0)外,函数y 1=2{x }=2x-2[x ],y 2=1x +1图象其余交点关于(0,1)中心对称,所以横坐标互为相反数.由函数零点的定义知,函数f (x )=2x {x }-x-1的所有零点之和为-1.9.ABC 解析 1月31日陕西省新冠肺炎累计确诊病例共有87例,其中西安32例,所以西安所占比例为3287>13,故A 正确;由曲线图可知,1月25日至2月12日陕西省及西安市新冠肺炎累计确诊病例都呈递增趋势,故B 正确;2月2日后到2月10日陕西省新冠肺炎累计确诊病例增加了213-116=97(例),故C 正确;2月8日到2月10日西安市新冠肺炎累计确诊病例的增长率为98-8888=544,2月6日到2月8日西安新冠肺炎累计确诊病例的增长率为88-7474=737,显然737>544,故D 错误.10.ABD解析根据椭圆定义知卫星向径的取值范围是[a-c,a+c],故A正确;当卫星在左半椭圆弧运行时,对应的面积更大,根据面积守恒规律,速度应更慢,故B 正确;a-c a+c =1-e1+e=21+e-1,比值越大,则e越小,椭圆轨道越接近于圆,故C错误.根据面积守恒规律,卫星在近地点时向径最小,故速度最大,在远地点时向径最大,故速度最小,故D正确.11.ABD解析如图,因为P,Q分别为棱BC和棱CC1的中点,所以PQ∥BC1, 又因为BC1⊄平面AQP,PQ⊂平面AQP,由线面平行的判定定理,知BC1∥平面AQP,故A正确;由AD1∥PQ,知平面APQ截正方体所得截面为四边形APQD1,又因为PQ≠AD1,所以四边形APQD1是等腰梯形,故B正确;若A1D⊥平面AQP,则A1D⊥AP,又因为AA1⊥AP,AA1∩A1D=A1,所以AP⊥平面A1AD,而AB⊥平面A1AD,这与垂直于同一平面的两条直线平行矛盾,故C不正确;异面直线QP与A1C1所成的角为∠A1C1B,而△A1C1B为等边三角形,故D正确. 12.BCD解析因为f(x)=A sin(ωx+φ)的最小正周期为2,所以2=2πω,所以ω=π.又因为f(x)=A sin(ωx+φ)在x=1处取得最大值,所以ω+φ=2kπ+π2(k∈Z).所以φ=2kπ-π2(k∈Z).所以f(x)=A sin(ωx+φ)=-A cos πx.设g(x)=f(x-1)=-A cos [π(x-1)]=A cos πx,因为g(-x)=A cos [π(-x)]=A cos πx=g(x),所以g(x)=f(x-1)是偶函数,故A不正确;设h (x )=f (x+1)=-A cos [π(x+1)]=A cos πx ,因为h (-x )=A cos [π(-x )]=A cos πx=h (x ),所以h (x )=f (x+1)是偶函数,故B 正确; 设m (x )=f (x+2)=-A cos [π(x+2)]=-A cos πx ,因为x ∈[0,1],所以πx ∈[0,π],又因为A>0,所以函数m (x )=f (x+2)在[0,1]上单调递增,故C 正确; 设n (x )=f (x+3)=-A cos [π(x+3)]=A cos πx ,函数n (x )最小正周期为2ππ=2,故D 正确.13.5 解析 (1-x )4的通项为T r+1=C 4r 14-r (-x )r =(-1)r C 4r x r ,令r=2,此时x 3的系数为(-1)2C 42=6,令r=4,此时x 3的系数为-(-1)4C 44=-1,则x 3的系数为6-1=5.14.1322 解析 设竹子自上而下各节的容积分别为a 1,a 2,…,a 9,且为等差数列,根据题意得{a 1+a 2+a 3+a 4=3,a 7+a 8+a 9=4,即{4a 1+6d =3,3a 1+21d =4,解得a 1=1322,故最上面一节的容积为1322升.15.-∞,74解析 ∵f (x )=(x -b )2-lnx x ,x>0,∴f'(x )=2x (x -b )-1-(x -b )2+lnxx 2,∴f (x )+xf'(x )=(x -b )2-lnx x +2x (x -b )-1-(x -b )2+lnxx=2x (x -b )-1x. 存在x ∈[1,2],使得f (x )+xf'(x )>0,即2x (x-b )-1>0,∴b<x-12x 在[1,2]上有解. 设g (x )=x-12x (1≤x ≤2),∴b<g (x )max .g (x )=x-12x 在[1,2]上为增函数, 故g (x )max =g (2)=74,∴b<74. 故实数b 的取值范围是-∞,74. 16.28π 解析 由题意BC ∥B 1C 1,所以∠AC 1B 1或其补角为异面直线AC 1与BC 所成的角.设AA 1=b ,在△AC 1B 1中,AB 1=AC 1,则cos ∠AC 1B 1=12B 1C 1AC 1=12·√32+b =310,所以AA 1=b=4.设外接球的半径为R ,底面外接圆的半径为r ,则R 2=r 2+(b 2)2.因为底面为等边三角形,所以2r=3sin π3,即r=√3,所以R 2=3+4=7,所以球O 的表面积为4π×7=28π.。
12+4“80 分”标准练 11.(2016 ·全国Ⅰ ) 设会合 A = { x | x 2-4x + 3<0} , B = { x |2 x - 3>0} ,则 A ∩ B 等于 ( )33A. - 3,- 2B. -3,23 3C. 1,2D. 2, 3答案 D分析由 A = { x | x 2-4x + 3<0} = { x |1< x <3} ,= - = 3 ,3>0}xx>B { x |2 x 2得 A ∩ B = x 33< <3= , 3,应选 D.2x25+m i2.已知实数 m ,n 知足 n -2i = 4+ 6i ,则在复平面内,复数 z = m + n i 所对应的点位于 ()A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限答案C5+ m i=4+ 6i ,分析由n - 2i 得 5+ m i = (4 + 6i)( n - 2i) = 4n + 12+ (6 n -8)i ,4n + 12= 5, 377∴6n - 8= m ,解得 m =- 2 , n =- 4.∴复数 z = m + n i 所对应的点的坐标为37 7C.- 2 ,- 4 ,位于第三象限.应选x -y -1≤0,3.(2017 届广东省深圳市二模 ) 若实数 x , y 知足拘束条件 x +3≥0,则 z= 2 - y 的xy -2≤0, 最大值为 ()A .-8B .-6C .-2D .4 答案Dx - y -1≤0,分析作出拘束条件x +3≥0, 所对应的可行域,y -2≤0如图△ ABC及其内部.变形目标函数可得y = 2x-,平移直线y= 2可知,z x当直线经过点(3,2)时,直线的截距最小,z 取最大值,C代值计算可得z=2x- y 的最大值为 z=2×3- 2= 4.max应选 D.4.已知命题p:?x4q:?1) >0,x+≥4;命题x0>0, 2x0= . 以下判断正确的选项是 (x2A.p是假命题 B .q是真命题C.∧( 綈q ) 是真命题 D .(綈 )∧q是真命题p p 答案C分析4≥24x=2时,等号建立,∴命题p 为真命题,綈 p 当 x>0,x+x·=4,当且仅当x x为假命题;当 x>0时,2x>1,∴命题 q:?x0>0,1q 为真命题.2x0 =为假命题,则綈2∴ p∧(綈 q)是真命题,(綈 p)∧ q 是假命题.应选 C.5.(2017 ·全国Ⅲ ) 履行下边的程序框图,为使输出S 的值小于91,则输入的正整数N的最小值为 ()A.5B.4C.3D.2答案D分析假定 N=2,程序履行过程以下:t = 1,M = 100,S = 0,1001≤2, S = 0+ 100= 100, M =- 10 =- 10, t = 2,- 102≤2, S = 100-10= 90, M =- = 1, t =3,3> 2,输出 S = 90< 91. 切合题意.∴ N = 2 建立.明显 2 是 N 的最小值.应选 D.π 5π6.设 ω >0,函数 y =2cos ω x + 5 - 1 的图象向右平移 4 个单位长度后与原图象重合,则ω 的最小值是 ()86A. 5B. 542C. 5D. 5答案Aπ 5π分析∵ ω > 0,函数 y =2cos ω x + 5 - 1 的图象向右平移 4 个单位长度后,可得 y =2cos ω x - 5ω π - 1 的图象,4 π + 5再依据所得图象与原图象重合,可得- 5ω8,π = 2 π , ∈Z ,即 ω =- k4kk58则 ω 的最小值为5,应选 A.7.已知一个几何体的三视图以下图,则该几何体的体积为()A. 16 3B. 24380C. 33D.263答案C分析该几何体的直观图以下图,它是一底面是菱形的直四棱柱在左上角切去一个三棱锥后形成的几何体.1132803因此 V=2×43×4×4-34×4×4=3.应选 C.8.以下图,已知AB, CD是圆 O中两条相互垂直的直径,两个小圆与圆O以及 AB, CD均相切,则往圆O内扔掷一个点,该点落在暗影部分的概率为()A. 12-8 2B. 3- 22C. 8-5 2D. 6- 42答案D分析设小圆半径为r ,则圆 O的半径为 r +2r,由几何概型的公式得,往圆O内扔掷一个点,该点落在暗影部分的概率为 2π r 22r 2= 6- 4 2. 应选 D.π 1+29.(2017 届山东省莱芜市二模) 交通管理部门为认识灵活车驾驶员 ( 简称驾驶员 ) 对某新法例的了解状况,对甲、乙、丙、丁四个社区做分层抽样检查.假定四个社区驾驶员的总人数为N ,此中甲社区有驾驶员 96 人.若在甲、乙、丙、丁四个社区抽取驾驶员的人数分别为12,21,25,43 ,则这四个社区驾驶员的总人数 N 为 ()A . 101B . 808C .1 212D .2 012 答案 B分析∵甲社区有驾驶员 96 人,在甲社区中抽取驾驶员的人数为12.12 1∴每个个体被抽到的概率为 96= 8.样本容量为 12+21+ 25+43= 101.N为101∴这四个社区驾驶员的总人数1 = 808.8应选 B.10. (2017 届安徽省合肥市三模 ) 函数 y =- 2cos 2x +cos x + 1, x ∈ - π , π2 2 的图象大概为( )答案 B分析由于函数y =- 2cos 2 x + cosx+ 1, ∈ - π ,π,因此函数为偶函数,故清除A , D.x22y =- 2cos 2x + cos x + 1=- 2 cos x -1 29- π ,π4+ , x ∈ 2 2 ,8 由于 0≤cosx ≤1,19因此当 cos x = 4时, y max = 8,当cosx = 1 时, y min = 0,故清除 C ,应选 B.2411. (2017 届四川省泸州市四诊 ) 过抛物线 C :y = 2px ( p > 0) 的焦点 F 作斜率为 3的直线 l 与 C 及其准线分别订交于, ,三点,则 |AD |的值为 ()A B D| BD |11A .2 或2B .3 或31 C .1 D .4或4答案D解 析抛 物 线 C : y 2 = 2px ( p > 0) 的 焦 点 F pA 和B 分别做准线的垂线,垂足分别为′, ′,,0 ,过2AB则直线 AB 的方程为4py = 3 x -2 ,设 A ( x 1, y 1) , B ( x 2, y 2) ,4 p y = 3 x - 2,y 2= 2px ,整理得 y 2-32py - p 2=0,则 y 1+ y 2=3p , y 1y 2=- p 2,2→→设 AF = λFB ,p= λ p,则- y 1= λ y 2,- x 1,- y 1 x 2- , y 2 2212 2y 1y 2 9∵ y + y= + +2=- ,y y2 y2 y141∴- λ- 19+2=- ,λ4整理得24λ- 17λ +4= 0,解得1λ = 4 或 λ =4,当 λ =4 时, | AF | = 4| BF | ,则 | AB | = 5| BF |由抛物线的定义可知 | BF | =| BB ′| ,,4由直线 AB 的斜率为 3,3 得 sin ∠ BDB ′= ,5| BB ′| 3即 sin ∠ BDB ′= | BD | =5,55∴|BD | = 3| BB ′| = 3| BF | ,20|AD |=|AB |+|BD |= 3|BF |,| AD |∴ | BD | 的值为 4,1 当 λ = 时, 4| AF | = | BF | ,4则| AB | =5| AF | ,由抛物线的定义可知 | AF | =| AA ′| ,4由直线 AB 的斜率为 3,3 得 sin ∠ ADA ′= ,5| AA ′| 3即 sin ∠ ADA ′= | AD | =5,55∴|AD | = 3| AA ′| = 3| AF | ,20|BD |=|AB |+|AD |= 3|AF |,|| 的值为 1∴ AD ,应选 D.| BD |412. (2017 届江西省要点中学联考 ) 设 f ′(x ) 是函数 f ( x ) ( x ∈ R) 的导数,且知足 xf ′(x ) -2f ( x)>0 ,若△ABC是锐角三角形,则 () A.(sin) ·sin2 > (sin) ·sin2f A B f B AB.f (sin A)·sin2B>f (sin B)·sin2AC.f (cos A)·sin2B>f (sin B)·cos2A D.(cos) ·sin2 < (sin) ·cos2f A B f B A答案 Df x xf ′ x -2f x分析令 g( x)=x2,则 g′(x)=x3,由题意可知,当x>0时, g′(x)>0,f x因此 g( x)=x2在(0,+∞)上单一递加.ππ由于△ ABC是锐角三角形,因此0< 2 -A<B< 2 ,因此sin π - A<sin2B,即 0<cos A<sin B,f x又由于 g( x)=x2在(0,+∞)上单一递加,f cos A f sin B因此cos 2A <sin2B,进而f (cos ) ·sin 2 <(sin) ·cos 2 .A B f B A应选 D.13.(2017 届山东省济宁市二模) 为认识某班学生喜爱打篮球能否与性别相关,对本班 50 人进行了问卷检查,获得以下2×2列联表:喜爱打篮球不喜爱打篮球共计男生20525女生101525共计302050经计算获得随机变量K2的观察值为8.333,则有______%的掌握以为喜爱打篮球与性别相关( 临界值参照表以下 ) .P( K2≥ k0)0.150.100.050.0250.0100.0050.001 k0 2.072 2.706 3.841 5.024 6.6357.87910.828答案99.5分析依据表中数据计算获得随机变量K2的观察值为8.333 ,比较临界值表知, 8.333 > 7.879 ,因此有 99.5%的掌握以为喜爱打篮球与性别相关.14.(2017 届山东省青岛市二模) 已知向量a,b 的夹角为120°,a= (1 ,3) ,| b| = 1,则 | a +b|=________.答案3分析由已知获得向量a,b 的夹角为120°,a=(1,3) , | b| = 1,则 | a+b| 2=a2+ 2a·b+b2=4+2×2×1×cos 120 °+ 1= 3,因此 |a+ b|= 3.15.设 a 是一个各位数字都不是0 且没有重复数字的三位数.将构成 a 的3 个数字按从小到大排成的三位数记为I ( a),按从大到小排成的三位数记为D( a)(比如a=815,则I ( a)=158,D( a)=851).阅读以下图的程序框图,运转相应的程序,随意输入一个a,输出的结果b=________.答案495分析取 a1=815? b1=851-158=693≠815 ? a2=693;由 a2=693? b2=963-369=594≠693 ? a3=594;由 a3=594? b3=954-459=495≠594 ? a4=495;由 a4=495? b4=954-459=495= a4? b=495.16.已知等差数列 { a n} ,{ b n} 的前n项和分别为S n,T n,若对随意的自然数n=2n- 3,n,都有ST4n- 3n则a9+a3= ________. b+ b b+ b7854答案1941nn nnS2n- 3分析∵等差数列 { a } ,{ b } 的前n项和分别为S,T,关于随意的自然数n=,n,都有T 4 - 3n∴a9+a3a9a3a9+a32a6a1+ a11S112×11- 319+b+b=+=2==1+ 11==4×11- 3= . 5748 2 6266 2 61141 b b b b b b b b T。
第二讲 复数、平面向量微专题1 复数常考常用结论1.已知复数z =a +b i(a ,b ∈R ),则(1)当b =0时,z ∈R ;当b ≠0时,z 为虚数;当a =0,b ≠0时,z 为纯虚数. (2)z 的共轭复数z ̅=a -b i. (3)z 的模|z |=√a 2+b 2. 2.已知i 是虚数单位,则 (1)(1±i)2=±2i ,1+i 1−i =i ,1−i1+i =-i.(2)i 4n =1,i 4n +1=i ,i 4n +2=-1,i 4n +3=-i.保 分 题1.[2022·新高考Ⅱ卷](2+2i)(1-2i)=( ) A .-2+4i B .-2-4i C .6+2i D .6-2i 2.[2022·全国甲卷]若z =1+i ,则|i z +3z ̅|=( ) A .4√5 B .4√2 C .2√5D .2√23.[2022·全国乙卷]已知z =1-2i ,且z +a z ̅+b =0,其中a ,b 为实数,则( ) A .a =1,b =-2 B .a =-1,b =2 C .a =1,b =2 D .a =-1,b =-2提 分 题例1 (1)[2022·福建漳州一模]已知z =|√3i -1|+11+i,则在复平面内z 对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限(2)[2022·山东潍坊二模](多选)若复数z 1=2+3i ,z 2=-1+i ,其中i 是虚数单位,则下列说法正确的是( )A .z1z 2∈RB.z 1·z 2̅̅̅̅̅̅̅̅=z 1̅·z 2̅C .若z 1+m (m ∈R )是纯虚数,那么m =-2D .若z 1,z 2在复平面内对应的向量分别为OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ (O 为坐标原点),则|AB⃗⃗⃗⃗⃗ |=5 听课笔记:【技法领悟】复数的代数运算的基本方法是运用运算法则,可以通过对代数式结构特征的分析,灵活运用i 的幂的性质、运算法则来优化运算过程.巩固训练11.[2022·山东泰安二模]已知复数z =3−i 1−2i,i 是虚数单位,则复数z ̅-4在复平面内对应的点位于( )A .第一象限B .第二象限C .第三象限D .第四象限2.[2022·河北保定二模](多选)已知复数z 满足方程(z 2-4)(z 2-4z +5)=0,则( )A .z 可能为纯虚数B .方程各根之和为4C .z 可能为2-iD .方程各根之积为-20微专题2 平面向量常考常用结论1.平面向量的两个定理 (1)向量共线定理:向量a (a ≠0)与b 共线的充要条件是:存在唯一一个实数λ,使b =λa . (2)平面向量基本定理:如果e 1,e 2是同一平面内的两个不共线向量,那么对于这一平面内的任意向量a ,有且只有一对实数λ1,λ2,使a =λ1e 1+λ2e 2,其中e 1,e 2是一组基底.2.平面向量的坐标运算设a =(x 1,y 1),b =(x 2,y 2),其中b ≠0,θ为a 与b 的夹角. (1)a ∥b ⇔x 1y 2-x 2y 1=0.(2)a ·b =|a ||b |cos θ=x 1x 2+y 1y 2. (3)a ⊥b ⇔x 1x 2+y 1y 2=0.(4)|a |=√a ·a =√x 12+y 12.(5)cos θ=a·b|a ||b |=1212√x 1+y 1 √x 2+y 2.保 分 题1.△ABC 中,E 是边BC 上靠近B 的三等分点,则向量AE⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A .13AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ B .13AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +23AC ⃗⃗⃗⃗⃗ C .23AB⃗⃗⃗⃗⃗ +13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ D .23AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +23AC ⃗⃗⃗⃗⃗ 2.[2022·全国乙卷]已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=√3,|a -2b |=3,则a ·b =( ) A .-2 B .-1 C .1 D .2 3.[2022·全国甲卷]已知向量a =(m ,3),b =(1,m +1),若a ⊥b ,则m =________.提 分 题例2 (1)[2022·河北石家庄二模]在平行四边形ABCD 中,M ,N 分别是AD ,CD 的中点,若BM⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =a ,BN ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ,则BD ⃗⃗⃗⃗⃗ =( ) A .34a +23b B .23a +23bC .34a +34bD .23a +34b(2)[2022·山东济宁一模]等边三角形ABC 的外接圆的半径为2,点P 是该圆上的动点,则PA ⃗⃗⃗⃗ ·PB⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ 的最大值为( ) A .4 B .7 C .8 D .11 听课笔记:【技法领悟】求解向量数量积最值问题的两种思路1.直接利用数量积公式得出代数式,依据代数式求最值.2.建立平面直角坐标系,通过坐标运算得出函数式,转化为求函数的最值.巩固训练21.[2022·山东济南二模]在等腰梯形ABCD 中,AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =-2CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,M 为BC 的中点,则AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =( )A .12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ B .34AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ C .34AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +14AD⃗⃗⃗⃗⃗ D .12AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +34AD⃗⃗⃗⃗⃗ 2.[2022·福建漳州二模]已知△ABC 是边长为2的正三角形,P 为线段AB 上一点(包含端点),则PB⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ 的取值范围为( ) A .[-14,2] B .[-14,4] C .[0,2]D .[0,4]第二讲 复数、平面向量微专题1 复数保分题1.解析:(2+2i)(1-2i)=2-4i +2i -4i 2=2-2i +4=6-2i.故选D. 答案:D2.解析:因为z =1+i ,所以z ̅=1-i ,所以i z +3z ̅=i(1+i)+3(1-i)=2-2i ,所以|i z +3z ̅|=|2-2i|=√22+(−2)2=2√2.故选D. 答案:D3.解析:由z =1-2i 可知z ̅=1+2i.由z +a z ̅+b =0,得1-2i +a (1+2i)+b =1+a +b +(2a -2)i =0.根据复数相等,得{1+a +b =0,2a −2=0,解得{a =1,b =−2.故选A.答案:A提分题[例1] 解析:(1)∵z =|√3i -1|+11+i = √(√3)2+(−1)2+1−i1−i 2=2+1−i 2=52−12i ,∴复平面内z 对应的点(52,-12)位于第四象限. (2)对于A ,z1z 2=2+3i −1+i=(2+3i )(−1−i )(−1+i )(−1−i )=1−5i 2=12−52i ,A 错误;对于B ,∵z 1·z 2=(2+3i)(-1+i)=-5-i ,∴z 1·z 2̅̅̅̅̅̅̅̅=-5+i ;又z 1̅·z 2̅=(2-3i)(-1-i)=-5+i ,∴z 1·z 2̅̅̅̅̅̅̅̅=z 1̅·z 2̅,B 正确;对于C ,∵z 1+m =2+m +3i 为纯虚数,∴m +2=0,解得:m =-2,C 正确; 对于D ,由题意得:OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,3),OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-1,-1),∴AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =OB ⃗⃗⃗⃗⃗ −OA ⃗⃗⃗⃗⃗ =(-3,-4),∴|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√9+16=5,D 正确.答案:(1)D (2)BCD [巩固训练1]1.解析:z =3−i1−2i =(3−i )(1+2i )(1−2i )(1+2i )=5+5i 5=1+i ,则z ̅-4=1-i -4=-3-i ,对应的点位于第三象限.故选C.答案:C2.解析:由(z 2-4)(z 2-4z +5)=0,得z 2-4=0或z 2-4z +5=0, 即z 2=4或(z -2)2=-1,解得:z =±2或z =2±i ,显然A 错误,C 正确; 各根之和为-2+2+(2+i)+(2-i)=4,B 正确; 各根之积为-2×2×(2+i)(2-i)=-20,D 正确. 答案:BCD微专题2 平面向量保分题1.解析:因为点E 是BC 边上靠近B 的三等分点,所以BE ⃗⃗⃗⃗⃗ =13BC ⃗⃗⃗⃗⃗ , 所以AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BE ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13(BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ )=23AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ .故选C. 答案:C2.解析:将|a -2b |=3两边平方,得a 2-4a ·b +4b 2=9.因为|a |=1,|b |=√3,所以1-4a ·b +12=9,解得a ·b =1.故选C.答案:C3.解析:由a ⊥b ,可得a ·b =(m ,3)·(1,m +1)=m +3m +3=0,所以m =-34. 答案:-34提分题[例2] 解析:(1)如图所示,设AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =m ,AD⃗⃗⃗⃗⃗ =n ,且BD ⃗⃗⃗⃗⃗ =x a +y b ,则BD ⃗⃗⃗⃗⃗ =x a +y b =x (12n -m )+y (n -12m )=(12x +y )n -(x +12y )m , 又因为BD⃗⃗⃗⃗⃗ =n -m , 所以{12x +y =1x +12y =1,解得x =23,y =23,所以BD ⃗⃗⃗⃗⃗ =23a +23b . 故选B.(2)如图,等边三角形ABC ,O 为等边三角形ABC 的外接圆的圆心,以O 为原点,AO 所在直线为y 轴,建立直角坐标系.因为AO =2,所以A (0,2),设等边三角形ABC 的边长为a ,则asin A =asin 60°=2R =4,所以a =2√3,则B (-√3,-1),C (√3,-1).又因为P 是该圆上的动点,所以设P (2cos θ,2sin θ),θ∈[0,2π), PA ⃗⃗⃗⃗ =(-2cos θ,2-2sin θ),PB⃗⃗⃗⃗⃗ =(-√3-2cos θ,-1-2sin θ),PC ⃗⃗⃗⃗ =(√3-2cos θ,-1-2sin θ),PA ⃗⃗⃗⃗ ·PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ =-2cos θ(-√3-2cos θ)+(2-2sin θ)(-1-2sin θ)+(-√3-2cos θ)(√3-2cos θ)+(-1-2sin θ)(-1-2sin θ)=3+1+2sin θ+2√3cos θ=4+4sin (θ+π3),因为θ∈[0,2π),θ+π3∈[π3,7π3),sin (θ+π3)∈[-1,1],所以当sin (θ+π3)=1时,PA ⃗⃗⃗⃗ ·PB⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ 的最大值为8.故选C.答案:(1)B (2)C [巩固训练2]1.解析:取AD 中点N ,连接MN ,∵AB⃗⃗⃗⃗⃗ =-2CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,∴AB ∥CD ,|AB |=2|CD |, 又M 是BC 中点,∴MN ∥AB ,且|MN |=12(|AB |+|CD |)=34|AB |, ∴AM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =AN ⃗⃗⃗⃗⃗ +NM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =12AD ⃗⃗⃗⃗⃗ +34AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,故选B. 答案:B 2.解析:以AB 中点O 为坐标原点,OB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,OC⃗⃗⃗⃗⃗ 正方向为x ,y 轴可建立如图所示平面直角坐标系,则A (-1,0),B (1,0),C (0,√3),设P (m ,0)(-1≤m ≤1),∴PB⃗⃗⃗⃗⃗ =(1-m ,0),PC ⃗⃗⃗⃗ =(-m ,√3), ∴PB⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ =m 2-m =(m -12)2-14, 则当m =12时,(PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ )min =-14;当m =-1时,(PB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ )max =2; ∴PB⃗⃗⃗⃗⃗ ·PC ⃗⃗⃗⃗ 的取值范围为[-14,2].故选A. 答案:A。
一、选择题1.在下列向量组中,可以把向量a =(3,2)表示出来的是( ) A .e 1=(0,0),e 2=(1,2) B .e 1=(-1,2),e 2=(5,-2) C .e 1=(3,5),e 2=(6,10) D .e 1=(2,-3),e 2=(-2,3) 答案 B解析 可依据向量共线不行以作为基底来推断. ∵A 、C 、D 中e 1与e 2共线,故选B.2.已知向量a =(k,3),b =(1,4),c =(2,1),且(2a -3b )⊥c ,则实数k =( ) A .-92 B .0 C .3 D.152答案 C解析 2a -3b =(2k -3,-6),由(2a -3b )⊥c ,得4k -6-6=0,解得k =3.选C.3.若向量a 、b 满足:|a |=1,(a +b )⊥a ,(2a +b )⊥b ,则|b |=( ) A .2 B. 2 C .1 D.22 答案 B 解析由题意得⎩⎨⎧(a +b )·a =a 2+a ·b =0,(2a +b )·b =2a ·b +b 2=0⇒-2a 2+b 2=0,即-2|a |2+|b |2=0,又|a |=1,∴|b |= 2.故选B.4.设O 为△ABC 内部的一点,且OA →+OB →+2OC →=0,则△AOC 的面积与△BOC 的面积之比为( )A.32B.53 C .2 D .1答案 D解析 ∵OA →+OB →+2OC →=0,∴OA →+OB →=-2OC →=2OD →(D 为边AB 的中点),画出图形如图所示,则点A ,B 到OC 的距离相等,OC 边公用,则△AOC ,△BOC 的面积相等,选D.5.已知向量a =(cos θ,-2),b =(sin θ,1),且a ∥b .则tan ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4等于( )A .3B .-3 C.13 D .-13答案 B解析 由a ∥b 得cos θ+2sin θ=0,∴tan θ=-12,tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=tan θ-11+tan θ=-3.故选B.6.[2021·长春质监(三)]已知|a |=1,|b |=2,且a ⊥(a -b ),则向量a 与向量b 的夹角为( )A.π6B.π4。
专题强化训练(一)函数与方程思想一、选择题1.[2019·河南名校联考]在平面直角坐标系中,已知三点A (a,2),B (3,b ),C (2,3),O 为坐标原点,若向量OB →⊥AC →,则a 2+b 2的最小值为( )A.125B.185C .12D .18解析:由题意得OB →=(3,b ),AC →=(2-a,1), ∵OB →⊥AC →,∴OB → ·AC →=3(2-a )+b =0,∴b =3a -6,∴a 2+b 2=a 2+9(a -2)2=10a 2-36a +36=10⎝ ⎛⎭⎪⎫a -952+185,所以当a =95时,a 2+b 2取得的最小值,且最小值为185,故选B.答案:B2.[2019·安徽马鞍山一模]已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 4=18,S 3-a 1=34,则S 5=( ) A.3132 B.3116 C.318D.314解析:易知q >0且q ≠1,且⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 3=18,a 1(1-q 3)1-q -a 1=34,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,q =12,所以S 5=a 1(1-q 5)1-q =1-1321-12=3116,故选B.答案:B3.[2019·山东滨州期中]若对于任意的x >0,不等式mx ≤x 2+2x +4恒成立,则实数m 的取值范围为( )A .(-∞,4]B .(-∞,6]C .[-2,6]D .[6,+∞)解析:∵x >0,∴mx ≤x 2+2x +4⇔m ≤x +4x +2对任意实数x >0恒成立.令f (x )=x +4x+2,则m ≤f (x )min ,因为f (x )=x +4x+2≥2x ·4x+2=6,当且仅当x =2时取等号,所以m ≤6,故选B.答案:B4.[2019·河北唐山一模]椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左、右焦点为F 1,F 2,过F 2垂直于x 轴的直线交C 于A ,B 两点,若△AF 1B 为等边三角形,则椭圆C 的离心率为( )A.12B.32C.13D.33解析:由题意可得2c =32×2b 2a ,所以2ac =3(a 2-c 2),即3e 2+2e -3=0,由e∈(0,1),解得e =33,故选D. 答案:D5.[2019·宁夏银川一中二模]已知不等式xy ≤ax 2+2y 2对于x ∈[1,2],y ∈[2,3]恒成立,则a 的取值范围是( )A .[1,+∞)B .[-1,4)C .[-1,+∞)D .[-1,6]解析:不等式xy ≤ax 2+2y 2对于x ∈[1,2],y ∈[2,3]恒成立,等价于a ≥y x-2⎝ ⎛⎭⎪⎫y x2对于x ∈[1,2],y ∈[2,3]恒成立.令t =yx∈[1,3],所以a ≥t -2t 2在[1,3]上恒成立,又y =-2t 2+t =-2⎝ ⎛⎭⎪⎫t -142+18,则当t =1时,y max =-1,所以a ≥-1,故选C.答案:C6.[2019·河南十所名校联考]已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 3+a 6=25,S 5=40,则数列{a n }的公差d =( )A .4B .3C .2D .1解析:由a 3+a 6=25,S 5=40得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+2d +a 1+5d =25,5a 1+5×42d =40,解得d =3,故选B.答案:B7.[2019·安徽合肥质检一]设双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过点F 1的直线分别交双曲线左、右两支于点M ,N ,连接MF 2,NF 2,若MF 2→·NF 2→=0,|MF 2→|=|NF 2→|,则双曲线C 的离心率为( )A. 2B. 3C. 5D. 6解析:由MF 2→·NF 2→=0,知MF 2→⊥NF 2→.又|MF 2→|=|NF 2→|,则|MF 2→|=|NF 2→|=22|MN →|,且∠F 1NF 2=45°.由双曲线的定义得⎩⎪⎨⎪⎧|MF 2→|-|MF 1→|=2a|NF 1→|-|NF 2→|=2a,两式相加,得|MF 2→|-|NF 2→|+|MN →|=4a ,即|MN →|=4a ,则|NF 2→|=22a ,所以|NF 1→|=2a +|NF 2→|=(2+22)a .在△NF 1F 2中,由余弦定理,得|F 1F 2→|2=|NF 1→|2+|NF 2→|2-2|NF 1→|·|NF 2→|cos ∠F 1NF 2,即4c 2=(22a )2+(2+22)2a 2-2×22a ×(2+22)a ×22,整理,得c 2=3a 2,所以e 2=3,即e =3,故选B. 答案:B8.[2019·河南期末联考]已知-π2<α-β<π2,sin α+2cos β=1,cos α-2sin β=2,则sin ⎝⎛⎭⎪⎫β+π3=( ) A.33 B.63 C.36D.66解析:由sin α+2cos β=1,cos α-2sin β=2,将两个等式两边平方相加,得5+4sin(α-β)=3,即sin(α-β)=-12,因为-π2<α-β<π2,所以α-β=-π6,即α=β-π6,代入sin α+2cos β=1,得3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π3=1,即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β+π3=33,故选A.答案:A9.[2019·新疆昌吉月考]若关于x 的不等式1+a cos x ≥23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x ,在R 上恒成立,则实数a 的最大值为( )A .-13B.13C.23D .1解析:1+a cos x ≥23sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2+2x =23cos 2x =23(2cos 2x -1),令t =cos x ∈[-1,1],则问题转化为不等式4t 2-3at -5≤0在t ∈[-1,1]上恒成立,令f (t )=4t 2-3at -5,t ∈[-1,1],则应满足条件为⎩⎪⎨⎪⎧f (-1)=4+3a -5≤0,f (1)=4-3a -5≤0,解得-13≤a ≤13,故选B.答案:B10.[2019·河南郑州质检二]函数f (x )是定义在[0,+∞)上的函数,f (0)=0,且在(0,+∞)上可导,f ′(x )为其导函数,若xf ′(x )+f (x )=e x(x -2)且f (3)=0,则不等式f (x )<0的解集为( )A .(0,2)B .(0,3)C .(2,3)D .(3,+∞)解析:令g (x )=xf (x ),则g ′(x )=xf ′(x )+f (x )=e x(x -2),可知当x ∈(0,2)时,g ′(x )<0,g (x )单调递减;当x ∈(2,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )单调递增,又f (3)=0,f (0)=0,则g (3)=3f (3)=0,且g (0)=0,则不等式f (x )<0的解集就是xf (x )<0的解集,所以不等式的解集为{x |0<x <3},故选B.答案:B11.[2019·山东荷泽一模]已知椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)的左右焦点分别为F 1,F 2,O为坐标原点,A 为椭圆上一点,且AF 1→·AF 2→=0,直线AF 2交y 轴于点M ,若|F 1F 2|=6|OM |,则该椭圆的离心率为( )A.13B.33C.58D.104解析:由题意,可知|F 1F 2|=2c ,则|OM |=c 3,则tan ∠MF 2C =13,又AF 1→·AF 2→=0,则∠F 1AF 2=90°,所以|AF 1||AF 2|=13,设|AF 1|=x ,则|AF 2|=3x ,所以2a =3x +x =4x,4c 2=(3x )2+x 2=10x 2,所以e =c a =104,故选D.答案:D12.[2019·山东泰安期末]定义在(0,+∞)上的函数f (x )满足x 2f ′(x )>1,f (2)=52,则关于x 的不等式f (x )<3-1x的解集为( ) A .(-∞,1) B .(-∞,2) C .(0,1)D .(0,2)解析:令g (x )=f (x )+1x (x >0),则g ′(x )=f ′(x )-1x 2=x 2f ′(x )-1x2>0,所以g (x )在(0,+∞)上单调递增.又f (2)=52,则g (2)=f (2)+12=3,所以f (x )<3-1x ⇔f (x )+1x<3⇔g (x )<g (2).又因为g (x )在(0,+∞)上单调递增,所以0<x <2,故选D.答案:D13.[2019·甘肃、青海、宁夏联考]设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 7=5,S 5=-55,则nS n 的最小值为( )A .-343B .-324C .-320D .-243解析:由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+6d =5,5(a 1+2d )=-55,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-19,d =4,所以S n =-19n +n (n -1)2×4=2n 2-21n ,nS n =2n 3-21n 2,设f (x )=2x 3-21x 2(x >0),则f ′(x )=6x (x -7),当0<x <7时,f ′(x )<0,f (x )单调递减;当x >7时,f ′(x )>0,f (x )单调递增,所以nS n 的最小值为f (7)=-343,故选A.答案:A14.[2019·陕西咸阳二模]已知定义在R 上的函数f (x )的导函数为f ′(x ),对任意x∈(0,π),有f ′(x )sin x >f (x )cos x ,且f (x )+f (-x )=0,设a =2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6,b =2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4,c =-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,则( ) A .a <b <c B .b <c <a C .a <c <bD .c <b <a解析:构造函数g (x )=f (x )sin x ,则g ′(x )=f ′(x )sin x -f (x )cos xsin 2x>0,x ∈(0,π),所以g (x )在(0,π)上单调递增.又f (x )+f (-x )=0,则f (x )为奇函数,从而g (x )为偶函数,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2=g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2.又因为0<π6<π4<π2<π,所以g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6<g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4<g ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6sinπ6<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4sin π4<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2sinπ2,即2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6<2f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π2,故选A.答案:A15.[2019·河南十所名校联考]设双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的右焦点为F ,O 为坐标原点,若双曲线及其渐近线上各存在一点Q ,P 使得四边形OPFQ 为矩形,则其离心率为( )A. 3 B .2 C. 5D. 6解析:依据题意作出如下图象,其中四边形OPFQ 为矩形,如图所示.双曲线C :x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的渐近线方程为y =±bax ,所以直线OQ 的方程为y =ab x ,直线QF 的方程为y =-b a(x -c ), 联立直线OQ 与直线QF 的方程⎩⎪⎨⎪⎧y =a bx ,y =-b a (x -c ),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =b 2c,y =abc ,所以点Q 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2c ,ab c ,又点Q 在双曲线C : x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上, 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫b 2c 2a2-⎝ ⎛⎭⎪⎫ab c 2b2=1,整理得c 2=3a 2,所以e =ca=c 2a 2=3,故选A. 答案:A 二、填空题16.[2019·湖南怀化一模]已知正方形ABCD 的边长为2,P 为平面ABCD 内一点,则(PA →+PB →)·(PC →+PD →)的最小值为________.解析:以A 为原点,AB ,AD 所在直线分别为x 轴,y 轴建立如图所示的平面直角坐标系因为正方形ABCD 的边长为2,所以A (0,0),B (2,0),C (2,2),D (0,2). 设P (x ,y ),则PA →=(-x ,-y ), PB →=(2-x ,-y ),PC →=(2-x,2-y ),PD →=(-x ,2-y ),所以PA →+PB →=(2-2x ,-2y ),PC →+PD →=(2-2x,4-2y ),所以(PA →+PB →)·(PC →+PD →)=(2-2x )2-2y (4-2y )=4(x -1)2+4y (y -2)=4(x -1)2+4(y -1)2-4≥-4,当且仅当x =y =1时,取等号,故(PA →+PB →)·(PC →+PD →)的最小值为-4.答案:-417.[2019·甘肃、青海、宁夏联考]过点M (-1,0)引曲线C :y =2x 3+ax +a 的两条切线,这两条切线与y 轴交于A ,B 两点,若|MA |=|MB |,则a =________.解析:设切点坐标为(t,2t 3+at +a ),y ′=6x 2+a ,则由题意得6t 2+a =2t 3+at +a t +1,整理得2t 3+3t 2=0,解得t =0或t =-32.因为|MA |=|MB |,所以两条切线的斜率互为相反数,故2a +6×⎝ ⎛⎭⎪⎫-322=0,解得a =-274.答案:-27418.[2019·湖北黄冈八模]已知F 1,F 2为双曲线C :x 22-y 2b2=1(b >0)的左、右焦点,点A为双曲线C 右支上一点,AF 1交左支于点B ,△AF 2B 是等腰直角三角形,∠AF 2B =π2,则双曲线C 的离心率为________.解析:设|AF 2|=x ,∵△AF 2B 为等腰直角三角形,∠AF 2B =π2,∴|BF 2|=x ,|AB |=2x ,∠F 2AB =π4,由双曲线的定义知|AF 1|-|AF 2|=22,|BF 2|-|BF 1|=22,∴|AF 1|=22+x ,|BF 1|=x -2 2.又|AF 1|=|AB |+|BF 1|,∴22+x =2x +x -22,解得x =4,∴|AF 1|=22+4,|AF 2|=4.在△AF 2F 1中,由余弦定理得4c 2=42+(4+22)2-2×(4+22)×4×22,解得c =6, ∴e =c a= 3. 答案: 319.[2019·安徽六校联考改编]已知抛物线y 2=2px (p >0)上一点(5,t )到焦点的距离为6,P 、Q 分别为抛物线与圆(x -6)2+y 2=1上的动点,则|PQ |的最小值为________.解析:由抛物线C :y 2=2px (p >0)焦点在x 轴上,准线方程x =-p2,则点(5,t )到焦点的距离为d =5+p2=6,则p =2,所以抛物线方程为y 2=4x .设P (x ,y ),由圆M :(x -6)2+y 2=1,知圆心为(6,1),半径为1,则|PM |=(x -6)2+y 2=(x -6)2+4x =(x -4)2+20,当x =4时,|PQ |取得最小值,最小值为20-1=25-1. 答案:25-120.[2019·广东深圳调研改编]若关于x 的不等式⎝ ⎛⎭⎪⎫1x λx ≤19有正整数解,则实数λ的最小值为________.解析:由⎝ ⎛⎭⎪⎫1x λx ≤19,得x λx ≥9,两边取对数得λ·ln x x ≥ln 9.因为x ∈N *,所以λ>0,所以ln xx≥ln 9λ.令f (x )=ln xx(x >0),则f ′(x )=1-ln xx 2,当x ∈(0,e)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增;当x ∈(e ,+∞)时,f ′(x )<0,f (x )单调递减.因为2<e<3,所以只考虑f (2)和f (3)的大小关系.因为f (2)=ln 22=ln 86,f (3)=ln 33=ln 96,所以f (2)<f (3),所以只需f (3)=ln 96≥ln 9λ,即λ≥6,所以实数λ的最小值为6. 答案:6。
2023届新高考数学二轮复习:专题(三角函数的范围与最值)提分练习【总结】一、三角函数()sin()f x A x ωϕ=+中ω的大小及取值范围 1、任意两条对称轴之间的距离为半周期的整数倍,即()2Tkk ∈Z ; 2、任意两个对称中心之间的距离为半周期的整数倍,即()2Tk k ∈Z ; 3、任意对称轴与对称中心之间的距离为14周期加半周期的整数倍,即()42T Tk k +∈Z ; 4、()sin()f x A x ωϕ=+在区间(,)a b 内单调2Tb a ⇒-…且()22k a b k k πππωϕωϕπ-+++∈Z 剟?5、()sin()f x A x ωϕ=+在区间(,)a b 内不单调(,)a b ⇒内至少有一条对称轴,2a kb πωϕπωϕ+++剟()k ∈Z6、()sin()f x A x ωϕ=+在区间(,)a b 内没有零点2Tb a ⇒-…且(1)()k a b k k πωϕωϕπ+++∈Z 剟?7、()sin()f x A x ωϕ=+在区间(,)a b 内有n 个零点(1)()(1)()k a k k k n b k n πωϕππωϕπ-+<⎧⇒∈⎨+-<++⎩Z ……. 二、三角形范围与最值问题1、坐标法:把动点转为为轨迹方程2、几何法3、引入角度,将边转化为角的关系4、最值问题的求解,常用的方法有:(1)函数法;(2)导数法;(3)数形结合法;(4)基本不等式法.要根据已知条件灵活选择方法求解.【典型例题】例1.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,7cos 25A =,ABC 的内切圆的面积为16π,则边BC 长度的最小值为( )A .16B .24C .25D .36例2.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()sin()f x x ωϕ=+,其中0ω>,||,24ππϕ≤-为()f x的零点:且()4f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭恒成立,()f x 在,1224ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭区间上有最小值无最大值,则ω的最大值是( ) A .11 B .13C .15D .17例3.(2023ꞏ高一课时练习)如图,直角ABC ∆的斜边BC 长为2,30C ∠=︒,且点,B C 分别在x 轴,y 轴正半轴上滑动,点A 在线段BC 的右上方.设OA xOB yOC =+,(,x y ∈R ),记M OA OC =⋅,N x y =+,分别考查,M N 的所有运算结果,则A .M 有最小值,N 有最大值B .M 有最大值,N 有最小值C .M 有最大值,N 有最大值D .M 有最小值,N 有最小值例4.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()sin cos f x a x b x cx =++图象上存在两条互相垂直的切线,且221a b +=,则a b c ++的最大值为( ) A.B.CD例5.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知0m >,函数(2)ln(1),1,()πcos 3,π,4x x x m f x x m x -+-<≤⎧⎪=⎨⎛⎫+<≤ ⎪⎪⎝⎭⎩恰有3个零点,则m 的取值范围是( )A .π5π3π,2,12124⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭B .π5π3π,2,12124⎡⎫⎡⎤⎪⎢⎢⎥⎣⎭⎣⎦C .5π3π0,2,124⎛⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎝⎭⎣⎭ D .5π3π0,2,124⎛⎫⎡⎤ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦例6.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()πcos (0)3f x x ωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在ππ,64⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,且当ππ,43x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()0f x ≥恒成立,则ω的取值范围为( )A .522170,,232⎛⎤⎡⎤ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦B .4170,8,32⎛⎤⎡⎤ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦C .4280,8,33⎛⎤⎡⎤⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦D .5220,,823⎛⎤⎡⎤ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦例7.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在锐角ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,ABC 的面积为S ,若222sin()SA C b a +=-,则1tan 3tan()A B A +-的取值范围为( )A .3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭B .43⎤⎥⎣⎦ C .43⎫⎪⎪⎝⎭D .43⎫⎪⎪⎣⎭例8.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)在钝角ABC 中,,,a b c 分别是ABC 的内角,,A B C 所对的边,点G 是ABC 的重心,若AG BG ⊥,则cos C 的取值范围是( )A .0,3⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭B .453⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭ C .3⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭D .4,15⎡⎫⎪⎢⎣⎭例9.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)设锐角ABC 的内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,若,3A a π==,则2b 2c bc ++的取值范围为( )A .(1,9]B .(3,9]C .(5,9]D .(7,9]例10.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)某公园有一个湖,如图所示,湖的边界是圆心为O 的圆,已知圆O 的半径为100米.为更好地服务游客,进一步提升公园亲水景观,公园拟搭建亲水木平台与亲水玻璃桥,设计弓形,,,MN NP PQ QM 为亲水木平台区域(四边形MNPQ 是矩形,A ,D 分别为,MN PQ 的中点,50OA OD ==米),亲水玻璃桥以点A 为一出入口,另两出入口B ,C 分别在平台区域,MQ NP 边界上(不含端点),且设计成2BAC π∠=,另一段玻璃桥F D E --满足//,,//,FD AC FD AC ED AB ED AB ==.(1)若计划在B ,F 间修建一休闲长廊该长廊的长度可否设计为70米?请说明理由;(附:1.732≈≈)(2)设玻璃桥造价为0.3万元/米,求亲水玻璃桥的造价的最小值.(玻璃桥总长为AB AC DE DF +++,宽度、连接处忽略不计).例11.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,满足πsin sin 3b A a B ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(1)设3a =,2c =,过B 作BD 垂直AC 于点D ,点E 为线段BD 的中点,求BE EA ⋅的值;(2)若ABC 为锐角三角形,2c =,求ABC 面积的取值范围.【过关测试】 一、单选题1.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知,a b R ∈,设函数1()cos 2f x x =,2()cos f x a b x =-,若当12()()f x f x ≤对[,]()∈<x m n m n 恒成立时,n m -的最大值为3π2,则( ) A.1a ≥ B.1a ≤ C.2≥b D.2≤b 2.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)ABC中,4AB ACB π=∠=,O 是ABC 外接圆圆心,是OC AB CA CB ⋅+⋅的最大值为( )A .0B .1C .3D .53.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在锐角ABCcos cos ()sin sin A CA B C a c+=,且cos 2C C +=,则a b +的取值范围是( ) A.(4⎤⎦B.(2,C .(]0,4D .(]2,44.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)设ω∈R ,函数()()22,0,6314,0,22sin x x f x g x x x x x πωωω⎧⎛⎫+≥ ⎪⎪⎪⎝⎭==⎨⎪++<⎪⎩.若()f x 在1,32π⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,且函数()f x 与()g x 的图象有三个交点,则ω的取值范围是( )A .12,43⎛⎤ ⎝⎦B.233⎛⎤ ⎥ ⎝⎦C.14⎡⎢⎣⎭D .4412,0,33⎡⎫⎡⎤-⎪⎢⎢⎥⎣⎭⎣⎦5.(2023秋ꞏ湖南长沙ꞏ高三长郡中学校考阶段练习)已知函数π()sin (0)3f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭在π,π3⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恰有3个零点,则ω的取值范围是( ) A .81114,4,333⎡⎫⎛⎫⋃⎪ ⎪⎢⎣⎭⎝⎭B .111417,4,333⎡⎫⎡⎫⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭C .111417,5,333⎡⎫⎛⎫⋃⎪ ⎪⎢⎣⎭⎝⎭D .141720,5,333⎡⎫⎡⎫⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭6.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()sin 4f x x ωπ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(0)>ω在区间[0,]π上有且仅有4条对称轴,给出下列四个结论:①()f x 在区间(0,)π上有且仅有3个不同的零点; ②()f x 的最小正周期可能是2π;③ω的取值范围是131744⎡⎫⎪⎢⎣⎭,; ④()f x 在区间0,15π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增. 其中所有正确结论的序号是( )A .①④B .②③C .②④D .②③④7.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)函数()sin 06y x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在[]0,π有且仅有3个零点,则下列说法正确的是( )A .在()0,π不存在1x ,2x 使得()()122f x f x -=B .函数()f x 在()0,π仅有1个最大值点C .函数()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上单调进增D .实数ω的取值范围是1319,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭8.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos cos sin sin()sin B C AA C bc C ⎛⎫++=⎪⎝⎭,3B π=,则a c +的取值范围是( )A .⎝B .32⎛ ⎝C .2⎢⎣D .32⎡⎢⎣二、多选题9.(2023秋ꞏ山东济南ꞏ高三统考期中)在ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且()()tan 1tan tan A B A B +-= ) A .π6A =B .若b c -=,则ABC 为直角三角形C .若ABC 面积为1,则三条高乘积平方的最大值为D .若D 为边BC 上一点,且1,:2:AD BD DC c b ==,则2b c +的最小值为710.(2023秋ꞏ江苏苏州ꞏ高三苏州中学校考阶段练习)已知函数()2sin 212cos xf x x=+,则下列说法中正确的是( )A .()()f x f x π+=B .()f xC .()f x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增D .若函数()f x 在区间[)0,a 上恰有2022个极大值点,则a 的取值范围为60646067,33ππ⎛⎤⎥⎝⎦ 11.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,面积为S ,有以下四个命题中正确的是( )A .22S a bc +的最大值为12B .当2a =,sin 2sin BC =时,ABC 不可能是直角三角形C .当2a =,sin 2sin B C =,2A C =时,ABC 的周长为2+D .当2a =,sin 2sin B C =,2A C =时,若O 为ABC 的内心,则AOB 12.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在锐角ABC 中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且2cos c b b A -=,则下列结论正确的有( )A .2AB = B .B 的取值范围为0,4π⎛⎫⎪⎝⎭C .ab的取值范围为)2D .112sin tan tan A B A -+的取值范围为⎫⎪⎪⎝⎭三、填空题13.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()sin ,06f x x πωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭,若5412f f ππ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭且()f x 在区间5,412ππ⎛⎫⎪⎝⎭上有最小值无最大值,则ω=_______. 14.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)函数()()π3sin 0,2f x x ωϕωϕ⎛⎫=+>< ⎪⎝⎭,已知π33f ⎛⎫= ⎪⎝⎭且对于任意的x R ∈都有ππ066f x f x ⎛⎫⎛⎫-++--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,若()f x 在5π2π,369⎛⎫ ⎪⎝⎭上单调,则ω的最大值为______.15.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()sin()f x x ωϕ=+,其中0ω>,||2πϕ…,4π-为()f x 的零点,且()4f x f π⎛⎫⎪⎝⎭…恒成立,()f x 在区间,1224ππ⎡⎫-⎪⎢⎣⎭上有最小值无最大值,则ω的最大值是_______16.(2023ꞏ全国ꞏ高三对口高考)在ABC 中,)(),cos ,cos ,sin AB x x AC x x ==,则ABC 面积的最大值是____________17.(2023ꞏ高一课时练习)用I M 表示函数sin y x =在闭区间I 上的最大值.若正数a 满足[0,][,2]2a a a M M ≥,则a 的最大值为________.18.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)在ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,已知2a =,cos cos 4b C c B -=,43C ππ≤≤,则tan A 的最大值为_______.19.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,若120BAC ∠=︒,点D 为边BC 的中点,1AD =,则AB AC ⋅uu u r uuu r的最小值为______.20.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)△ABC 中,角A ,B ,C 所对的三边分别为a ,b ,c ,c =2b ,若△ABC 的面积为1,则BC 的最小值是________ .21.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知0θ>,对任意*n ∈N ,总存在实数ϕ,使得cos()n θϕ+<θ的最小值是___ 22.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)已知函数()sin()f x x ωϕ=+,其中0ω>,0πϕ<< ,π()()4f x f ≤恒成立,且()y f x =在区间3π0,8⎛⎫ ⎪⎝⎭上恰有3个零点,则ω的取值范围是______________.23.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知锐角三角形ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,且A B >,若7sin 2cos sin 25C A B =+,则tan B 的取值范围为_______. 24.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)若函数()41sin 2cos 33f x x x a x =-+在(),-∞+∞内单调递增,则实数a 的取值范围是___________.25.(2023秋ꞏ湖南衡阳ꞏ高一衡阳市八中校考期末)设函数()()2sin 1(0)f x x ωϕω=+->,若对于任意实数ϕ,()f x 在区间π3π,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦上至少有2个零点,至多有3个零点,则ω的取值范围是________.26.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()211(sin )sin 20,22f x x x R ωωωω=+->∈,若()f x 在区间(),2ππ内没有极值点,则ω的取值范围是___________.27.(2023秋ꞏ江苏苏州ꞏ高三苏州中学校考阶段练习)某小区有一个半径为r 米,圆心角是直角的扇形区域,现计划照图将其改造出一块矩形休闲运动场地,然后在区域I (区域ACD ),区域II (区域CBE )内分别种上甲和乙两种花卉(如图),已知甲种花卉每平方米造价是a 元,乙种花卉每平方米造价是3a 元,设∠BOC =θ,中植花卉总造价记为()f θ,现某同学已正确求得:()()2f arg θθ=,则()g θ=___________;种植花卉总造价最小值为___________.28.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()()2sin cos 0,06f x x a x a πωωω⎛⎫=++>> ⎪⎝⎭对任意12,x x R ∈都有()()12f x f x +≤若()f x 在[]0,π上的取值范围是3,⎡⎣,则实数ω的取值范围是__________.29.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知a ,b ,c 分别为锐角ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边,若2a =,且2sin sin (sin sin )B A A C =+,则ABC 的周长的取值范围为__________. 30.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在锐角ABC ∆中,2BC =,sin sin 2sin B C A +=,则中线AD长的取值范围是_______; 四、解答题31.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()2sin 216f x x πω⎛⎫=++ ⎪⎝⎭.(1)若()()()12f x f x f x ≤≤,12min2x x π-=,求()f x 的对称中心;(2)已知05ω<<,函数()f x 图象向右平移6π个单位得到函数()g x 的图象,3x π=是()g x 的一个零点,若函数()g x 在[],m n (m ,n R ∈且m n <)上恰好有10个零点,求n m -的最小值;32.(2023ꞏ全国ꞏ模拟预测)在ABC 中,内角,,A B C 的对边分别为,,,sin cos 6a b c b A a B π⎛⎫=- ⎪⎝⎭.(1)求角B 的大小;(2)设点D 是AC 的中点,若BD =,求a c +的取值范围.参考答案【总结】一、三角函数()sin()f x A x ωϕ=+中ω的大小及取值范围 1、任意两条对称轴之间的距离为半周期的整数倍,即()2Tkk ∈Z ; 2、任意两个对称中心之间的距离为半周期的整数倍,即()2Tk k ∈Z ; 3、任意对称轴与对称中心之间的距离为14周期加半周期的整数倍,即()42T Tk k +∈Z ; 4、()sin()f x A x ωϕ=+在区间(,)a b 内单调2Tb a ⇒-…且()22k a b k k πππωϕωϕπ-+++∈Z 剟?5、()sin()f x A x ωϕ=+在区间(,)a b 内不单调(,)a b ⇒内至少有一条对称轴,2a kb πωϕπωϕ+++剟()k ∈Z6、()sin()f x A x ωϕ=+在区间(,)a b 内没有零点2Tb a ⇒-…且(1)()k a b k k πωϕωϕπ+++∈Z 剟?7、()sin()f x A x ωϕ=+在区间(,)a b 内有n 个零点(1)()(1)()k a k k k n b k n πωϕππωϕπ-+<⎧⇒∈⎨+-<++⎩Z …….二、三角形范围与最值问题1、坐标法:把动点转为为轨迹方程2、几何法3、引入角度,将边转化为角的关系4、最值问题的求解,常用的方法有:(1)函数法;(2)导数法;(3)数形结合法;(4)基本不等式法.要根据已知条件灵活选择方法求解.【典型例题】例1.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,7cos 25A =,ABC 的内切圆的面积为16π,则边BC 长度的最小值为( )A .16B .24C .25D .36【答案】A【答案解析】因为ABC 的内切圆的面积为16π,所以ABC 的内切圆半径为4.设ABC 内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .因为7cos 25A =,所以24sin 25A =,所以24tan 7A =.因为1sin 2ABC S bc A ==△1()42a b c ++⨯,所以25()6bc a b c =++.设内切圆与边AC 切于点D ,由24tan 7A =可求得3tan 24A ==4AD ,则163AD =.又因为2b c a AD +-=,所以323b c a +=+.所以2532251626333bc a a ⎛⎫⎛⎫=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.又因为b c +≥323a +≥即23210016333a a ⎛⎫⎛⎫+≥+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,整理得21264a a --0≥.因为0a >,所以16a ≥,当且仅当403b c ==时,a 取得最小值. 故选:A .例2.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()sin()f x x ωϕ=+,其中0ω>,||,24ππϕ≤-为()f x 的零点:且()4f x f π⎛⎫≤ ⎪⎝⎭恒成立,()f x 在,1224ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭区间上有最小值无最大值,则ω的最大值是( )A .11B .13C .15D .17【答案】C【答案解析】由题意,4x π=是()f x 的一条对称轴,所以14f π⎛⎫=± ⎪⎝⎭,即11,42k k Z ππωϕπ+=+∈①又04f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭,所以22,4k k Z πωϕπ-+=∈②由①②,得()1221k k ω=-+,12,k k Z ∈又()f x 在,1224ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭区间上有最小值无最大值,所以24128T πππ⎛⎫≥--= ⎪⎝⎭ 即28ππω≥,解得16ω≤,要求ω最大,结合选项,先检验15ω=当15ω=时,由①得1115,42k k Z ππϕπ⨯+=+∈,即1113,4k k Z πϕπ=-∈,又||2πϕ≤ 所以4πϕ=-,此时()sin 154f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,当,1224x ππ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭时,3315,428x πππ⎛⎫-∈- ⎪⎝⎭,当1542x ππ-=-即60x π=-时,()f x 取最小值,无最大值,满足题意.故选:C例3.(2023ꞏ高一课时练习)如图,直角ABC ∆的斜边BC 长为2,30C ∠=︒,且点,B C 分别在x 轴,y 轴正半轴上滑动,点A 在线段BC 的右上方.设OA xOB yOC =+,(,x y ∈R ),记M OA OC =⋅,N x y =+,分别考查,M N 的所有运算结果,则A .M 有最小值,N 有最大值B .M 有最大值,N 有最小值C .M 有最大值,N 有最大值D .M 有最小值,N 有最小值【答案】B【答案解析】依题意30,2,90BCA BC A ∠==∠= ,所以1AC AB ==.设OCB α∠=,则30,090ABx αα∠=+<< ,所以()())30,sin 30Aαα++ ,()()2sin ,0,0,2cos B C αα,所以()()12cos sin 30sin 2302M OA OC ααα==+=++⋅ ,当23090,30αα+== 时,M 取得最大值为13122+=.OA xOB yOC =+ ,所以()()30sin 30,2sin 2cos x y αααα++==,所以()()30sin 302sin 2cos N x y αααα++=+=+12sin 2α=+,当290,45αα== 时,N 有最小值为1故选B. 例4.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()sin cos f x a x b x cx =++图象上存在两条互相垂直的切线,且221a b +=,则a b c ++的最大值为( )A .B .C D 【答案】D【答案解析】由221a b +=,令sin ,cos a b θθ==, 由()sin cos f x a x b x cx =++,得()cos sin sin cos cos sin f x a x b x c x x c θθ'=-+=-+()sin x c θ=-+,所以()11c f x c '-≤≤+由题意可知,存在12,x x ,使得12()()1f x f x ''=-,只需要21111c c c -+=-≥,即211c -≤-,所以20c ≤,0c =,πsin cos 4a b c a b θθθ⎛⎫++=+=+=+≤ ⎪⎝⎭所以a b c ++故选: D.例5.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知0m >,函数(2)ln(1),1,()πcos 3,π,4x x x m f x x m x -+-<≤⎧⎪=⎨⎛⎫+<≤ ⎪⎪⎝⎭⎩恰有3个零点,则m 的取值范围是( )A .π5π3π,2,12124⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭B .π5π3π,2,12124⎡⎫⎡⎤⎪⎢⎢⎥⎣⎭⎣⎦C .5π3π0,2,124⎛⎫⎡⎫ ⎪⎪⎢⎝⎭⎣⎭D .5π3π0,2,124⎛⎫⎡⎤⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦【答案】A【答案解析】设()(2)ln(1)g x x x =-+,()cos 34h x x π⎛⎫+ ⎝=⎪⎭,求导()23ln(1)ln(1)111x g x x x x x -'=++=++-++ 由反比例函数及对数函数性质知()g x '在(]1,,0m m ->上单调递增,且102g ⎛⎫'< ⎪⎝⎭,()10g '>,故()g x '在1,12⎛⎫⎪⎝⎭内必有唯一零点0x ,当()01,x x ∈-时,()0g x '<,()g x 单调递减; 当(]0,x x m ∈时,()0g x '>,()g x 单调递增;令()0g x =,解得0x =或2,可作出函数()g x 的图像, 令()0h x =,即3,42x k k Z πππ+=+∈,在(]0,π之间解得12x π=或512π或34π,作出图像如下图数形结合可得:π5π3π,2,12124⎡⎫⎡⎫⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭ ,故选:A例6.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()πcos (0)3f x x ωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在ππ,64⎡⎤⎢⎣⎦上单调递增,且当ππ,43x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,()0f x ≥恒成立,则ω的取值范围为( )A .522170,,232⎛⎤⎡⎤ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦B .4170,8,32⎛⎤⎡⎤ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦C .4280,8,33⎛⎤⎡⎤⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦D .5220,,823⎛⎤⎡⎤ ⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦【答案】B【答案解析】由已知,函数()πcos (0)3f x x ωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在ππ,64⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,所以()111π2ππ2πZ 3k x k k ω-≤-≤∈,解得:()1112π2π2ππZ 33k k x k ωωωω-≤≤+∈,由于()111Z π,π,642π2π2ππ33k k k ωωωω⎡⎤⎡⎤⊆⎢⎢⎥⎣⎦⎣⎦-+∈,所以112ππ2π632πππ43k k ωωωω⎧≥-⎪⎪⎨⎪≤+⎪⎩,解得:()11141248Z 3k k k ω-≤≤+∈① 又因为函数()πcos (0)3f x x ωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在ππ,43x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦上()0f x ≥恒成立,所以()222πππ2π2π+Z 232k x k k ω-≤-≤∈,解得:()2222π2ππ5πZ 66k k x k ωωωω-≤≤+∈, 由于()2222π2ππ5π,Z 6π,46π3k k k ωωωω-+⎡⎤⎡⎤⊆⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣∈⎦,所以222πππ462ππ5π36k k ωωωω⎧≥-⎪⎪⎨⎪≤+⎪⎩,解得:()2222586Z 32k k k ω-≤≤+∈② 又因为0ω>,当120k k ==时,由①②可知:04432532ωωω⎧⎪>⎪⎪-≤≤⎨⎪⎪-≤≤⎪⎩,解得403ω⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,;当121k k ==时,由①②可知:02883221732ωωω⎧⎪>⎪⎪≤≤⎨⎪⎪≤≤⎪⎩,解得1782ω⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,.所以ω的取值范围为4170,8,32⎛⎤⎡⎤⎥⎢⎥⎝⎦⎣⎦.故选:B.例7.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在锐角ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,ABC 的面积为S ,若222sin()SA C b a +=-,则1tan 3tan()A B A +-的取值范围为( )A.3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭B.433⎡⎤⎢⎥⎣⎦ C.4,33⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭D.4,33⎡⎫⎪⎢⎪⎣⎭【答案】C【答案解析】在ABC 中,1sin()sin ,sin 2A CB S ac B +==, 故题干条件可化为22b a ac -=,由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-, 故2cos c a B a =+,又由正弦定理化简得:sin 2sin cos sin sin cos cos sin C A B A A B A B =+=+,整理得sin()sin B A A -=,故B A A -=或B A A -=π-(舍去),得2B A =ABC 为锐角三角形,故02022032A A A ππππ⎧<<⎪⎪⎪<<⎨⎪⎪<-<⎪⎩,解得64A ππ<<tan 1A <<114tan tan (,3tan()3tan 33A AB A A +=+∈- 故选:C例8.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)在钝角ABC 中,,,a b c 分别是ABC 的内角,,A B C 所对的边,点G 是ABC 的重心,若AG BG ⊥,则cos C 的取值范围是( )A.⎛ ⎝⎭ B.45⎡⎢⎣⎭ C.⎫⎪⎪⎝⎭D .4,15⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】C【答案解析】延长CG 交AB 于D ,如下图所示:G 为ABC 的重心,D ∴为AB 中点且3CD DG =,AG BG ⊥ ,12DG AB ∴=,3322CD AB c ∴==;在ADC △中,2222222225522cos 3232c bAD CD AC c b ADC AD CD c c -+--∠===⋅; 在BDC 中,2222222225522cos 3232c a BD CD BC c a BDC BD CD c c -+--∠===⋅; BDC ADC π∠+∠= ,cos cos BDC ADC ∴∠=-∠,即222222525233c a c b c c--=-,整理可得:22225a b c c +=>,C ∴为锐角; 设A 为钝角,则222b c a +<,222a c b +>,a b >,2222222255a ba b a b b a ⎧+>+⎪⎪∴⎨+⎪<+⎪⎩,22221115511155b b a a b b a a ⎧⎛⎫⎛⎫++<⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭∴⎨⎛⎫⎛⎫⎪<++ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎩,解得:223b a ⎛⎫< ⎪⎝⎭, 0a b >>,03b a ∴<<,由余弦定理得:22222222cos 255533a b c a b a b C ab ab b a ⎛⎫+-+⎛⎫==⋅=+>⨯+= ⎪ ⎝⎭⎝, 又C为锐角,cos 1C <<,即cos C的取值范围为3⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭. 故选:C.例9.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)设锐角ABC 的内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c,若,3A a π==,则2b 2c bc ++的取值范围为( )A .(1,9]B .(3,9]C .(5,9]D .(7,9]【答案】D【答案解析】因为,3A a π==,由正弦定理可得22sin sin sin 3ab cAB B π====⎛⎫-⎪⎝⎭, 则有22sin ,2sin 3b B c B π⎛⎫==- ⎪⎝⎭,由ABC 的内角,,A B C 为锐角,可得0,220,32B B πππ⎧<<⎪⎪⎨⎪<-<⎪⎩,512sin 2124sin 2462666266B B B B πππππππ⎛⎫⎛⎫∴<<⇒<-<⇒<-≤⇒<-≤ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 由余弦定理可得222222cos 3,a b c bc A b c bc =+-⇒=+- 因此有2223b c bc bc ++=+28sin sin 33B B π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭2cos 4sin 3B B B =++22cos 25B B =-+(]54sin 27,96B π⎛⎫=+-∈ ⎪⎝⎭故选:D.例10.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)某公园有一个湖,如图所示,湖的边界是圆心为O 的圆,已知圆O 的半径为100米.为更好地服务游客,进一步提升公园亲水景观,公园拟搭建亲水木平台与亲水玻璃桥,设计弓形,,,MN NP PQ QM 为亲水木平台区域(四边形MNPQ 是矩形,A ,D 分别为,MN PQ 的中点,50OA OD ==米),亲水玻璃桥以点A 为一出入口,另两出入口B ,C 分别在平台区域,MQ NP 边界上(不含端点),且设计成2BAC π∠=,另一段玻璃桥F D E --满足//,,//,FD AC FD AC ED AB ED AB ==.(1)若计划在B ,F 间修建一休闲长廊该长廊的长度可否设计为70米?请说明理由;(附:1.732≈≈)(2)设玻璃桥造价为0.3万元/米,求亲水玻璃桥的造价的最小值.(玻璃桥总长为AB AC DE DF +++,宽度、连接处忽略不计).【答案解析】(1)由题意,50,100OA OM ==,则100,2MQ AM BAC π==∠=,设,2MAB NAC πθαθ∠=∠==-.若C ,P重合,1tan tan tan 2αθα=====75MB =,∴75tan tan MB MB AM θθθ<<<<=⋅=,tan NC AN α=⋅=而100100MF CP NC ==-=∴1tan 1001)tan BF MB MF θθ⎫=-=+-≥⎪⎭,当tan 1θ=(符合题意)时取等号,又1)70->, ∴可以修建70米长廊. (2)cos cos AM AN AB AC θα====cos )cos sin sin cos AB AC θθθθθθ++=+=.设sin cos 4t πθθθ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,则212sin cos t θθ=+,即21sin cos 2t θθ-=.AB AC t t+==-1)知tan 2θ<<,而132<<<<θ∃使42ππθ+=且3444πππθ<+<,即112t t t <≤<-≤,∴AB AC t t+=≥-4t πθ==时取等号. 由题意,AB AC DE DF +=+,则玻璃桥总长的最小值为米,∴铺设好亲水玻璃桥,最少需0.3=例11.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,满足πsin sin 3b A a B ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(1)设3a =,2c =,过B 作BD 垂直AC 于点D ,点E 为线段BD 的中点,求BE EA ⋅的值;(2)若ABC 为锐角三角形,2c =,求ABC 面积的取值范围.【答案解析】(1)πsin sin 3b A a B ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,由正弦定理得:π1sin sin sin sin sin sin sin cos 322B A A B A B A B ⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭,所以1sin sin cos 02A B A B =,因为()0,πA ∈,所以sin 0A ≠,所以1sin 02B B =,即tan B =因为()0,πB ∈,所以π3B =, 因为3a =,2c =,由余弦定理得:2222cos 9467b a c ac B =+-=+-=, 因为0b >,所以b =,其中11sin 3222ABC S ac B ==⨯⨯=△,所以2ABC S BD AC === 因为点E 为线段BD的中点,所以BE = 由题意得:EA ED DA BE DA =+=+,所以()227028BE EA BE BE DA BE ⋅=⋅+=+= . (2)由(1)知:π3B =,又2c =, 由正弦定理得:2πsin sin sin 3a cA CA ==⎛⎫+ ⎪⎝⎭,所以2sin πsin 3A a A ===⎛⎫+ ⎪⎝⎭,因为ABC 为锐角三角形,所以π0,22ππ0,32A C A ⎧⎛⎫∈ ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=-∈ ⎪⎪⎝⎭⎩,解得:ππ,62A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则tan A ⎫∈+∞⎪⎪⎝⎭()0,3,()11,4tan A +∈,故()1,4a =,ABC面积为1sin ,222S ac B a ⎛==∈ ⎝ 故ABC面积的取值范围是2⎛ ⎝.【过关测试】 一、单选题1.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知,a b R ∈,设函数1()cos 2f x x =,2()cos f x a b x =-,若当12()()f x f x ≤对[,]()∈<x m n m n 恒成立时,n m -的最大值为3π2,则( ) A.1a ≥ B .1a C .2≥b D .2≤b 【答案】A【答案解析】设[]cos ,x t x m n ∈=,,因为n m -的最大值为3ππ22T>=,所以[,]x m n ∈时,cos t x =必取到最值,当3π2n m -=时,根据余弦函数对称性得cos 12π22m n m Z nk k ++=⇒=∈,,此时3π3πcos cos(cos(2π)cos 22442m n n mm k +-=-=-==-3π3πcos cos(cos(2π)cos 22442m n n m n k +-=+=+==-或者cos1π+2π22m n m n Z k k ++=-⇒=∈,,此时3π3πcos cos(cos(2π+π)cos 22442m n n m m k +-=-=-=-=3π3πcos cos(cos(2π+π)cos 22442m n n m n k +-=+=+=-=由()2212()()2cos 1cos 2cos cos 10f x f x x a b x x b x a ≤⇒-≤-⇒+-+≤,设[]cos ,x t x m n ∈=,时 ()2210t bt a +-+≤对应解为12t t t ≤≤,由上分析可知当1t =,21t ≥或11t ≤-,2t =n m -的最大值为3π2,所以122t t ≤-,即122a +-≤,所以1a ≥.12122b t t -=+≥-或12122b t t -=+≤-+,即2b ≤或2≥-b 故选:A.2.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)ABC 中,4AB ACB π=∠=,O 是ABC 外接圆圆心,是OC AB CA CB ⋅+⋅的最大值为( )A .0B .1C .3D .5【答案】C【答案解析】过点O 作,OD AC OE BC ⊥⊥,垂足分别为D ,E ,如图,因O 是ABC 外接圆圆心,则D ,E 分别为AC ,BC 的中点,在ABC 中,AB CB CA =-,则222||||||2AB CA CB CA CB =+-⋅ ,即22||||22CA CB CA CB +-⋅=,21|cos |2CO CA CO CA OCA CD CA CA ⋅=∠=⋅=,同理21||2CO CB CB ⋅= ,因此,()OC AB CA CB OC CB CA CA CB CO CA CO CB CA CB ⋅+⋅=⋅-+⋅=⋅-⋅+⋅ 2222211||||2||||||1222CA CB CA CB CA +-=-+=-,由正弦定理得:||sin ||2sin 2sin sin 4AB B BCA B ACB π===≤∠ ,当且仅当2B π=时取“=”, 所以OC AB CA CB ⋅+⋅的最大值为3. 故选:C3.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在锐角ABCcos cos ()sin sin A CA B C a c+=,且cos 2C C +=,则a b +的取值范围是( ) A.(4⎤⎦B.(2,C .(]0,4D .(]2,4【答案】Acos 2sin()26C C C π+=+=,得262C k πππ+=+,Z k ∈,(0,)2C π∈ ,3C π∴=.由题cos cos A C a c +=cos cos 2b A Cb a ca +==,故cos cos sin sin 2sin A C bA C A+=,即sin cos sin sin cos 2b C A C A C ⋅+⋅==故()sin sin A C B +==即sin b B =由正弦定理有sin sin sin a b c A B C ===,故a A =,b B =,又锐角ABC ,且3C π=,(0,)2A π∴∈,2(0,)32B A ππ=-∈,解得(6A π∈,2π,2sin )sin()]3a b A B A A π∴+=++-1sin )4sin(26A A A A π+=+, (6A π∈ ,2π,(63A ππ∴+∈,2)3π,sin()6A π+∈1], a b ∴+的取值范围为(4⎤⎦.故选:A .4.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)设ω∈R ,函数()()22,0,6314,0,22sin x x f x g x x x x x πωωω⎧⎛⎫+≥ ⎪⎪⎪⎝⎭==⎨⎪++<⎪⎩.若()f x 在1,32π⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,且函数()f x 与()g x 的图象有三个交点,则ω的取值范围是( )A .12,43⎛⎤ ⎝⎦B.23⎤⎥⎝⎦C.143⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .4412,0,33⎡⎫⎡⎤-⎪⎢⎢⎥⎣⎭⎣⎦【答案】B【答案解析】当0,2x π⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时,,6626x πππωπω⎡⎫+∈+⎪⎢⎣⎭, 因为()f x 在1,32π⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增,所以262413312sin 62πωππωπ⎧+≤⎪⎪⎪-≤-⎨⎪⎪≥⎪⎩,解得1243ω≤≤, 又因函数()f x 与()g x 的图象有三个交点,所以在(),0x ∈-∞上函数()f x 与()g x 的图象有两个交点,即方程231422x x x ωω++=在(),0x ∈-∞上有两个不同的实数根,即方程23610x x ω++=在(),0x ∈-∞上有两个不同的实数根,所以22Δ3612003060102ωωω⎧⎪=->⎪-<⎨⎪⎪⨯+⨯+>⎩,解得3ω>,当233ω⎛⎤∈ ⎥ ⎝⎦时,当0x ≥时,令()()2sin 6f x g x x x πωω⎛⎫-=+- ⎪⎝⎭,由()()10f x g x -=>, 当562x ππω+=时,73x πω=, 此时,()()7203f xg x π-=-<, 结合图象,所以0x ≥时,函数()f x 与()g x 的图象只有一个交点,综上所述,233ω⎛⎤∈ ⎥ ⎝⎦. 故选:B.5.(2023秋ꞏ湖南长沙ꞏ高三长郡中学校考阶段练习)已知函数π()sin (0)3f x x ωω⎛⎫=+> ⎪⎝⎭在π,π3⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恰有3个零点,则ω的取值范围是( ) A .81114,4,333⎡⎫⎛⎫⋃⎪ ⎪⎢⎣⎭⎝⎭B .111417,4,333⎡⎫⎡⎫⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭C .111417,5,333⎡⎫⎛⎫⋃⎪ ⎪⎢⎣⎭⎝⎭D .141720,5,333⎡⎫⎡⎫⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭【答案】C【答案解析】π,π3x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,ππππ,π3333x ωωω⎡⎤+∈++⎢⎥⎣⎦,其中2ππ4ππ3ωω≤-<,解得:36ω≤<,则ππ4π333ω+≥,要想保证函数在π,π3⎡⎤⎢⎥⎣⎦恰有三个零点,满足①1111πππ+2π2π+2π33π4π+2π<π5π+2π3k k k k ωω⎧≤+<⎪⎪⎨⎪+≤⎪⎩,1k Z ∈,令10k =,解得:1114,33ω⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭;或要满足②2222ππ2ππ+2π33π2π+3π<π2π+4π3k k k k ωω⎧≤+<⎪⎪⎨⎪+≤⎪⎩,2k Z ∈,令21k =,解得:175,3ω⎛⎫∈ ⎪⎝⎭;经检验,满足题意,其他情况均不满足36ω≤<条件,综上:ω的取值范围是111417,5,333⎡⎫⎛⎫⋃⎪ ⎪⎢⎣⎭⎝⎭.故选:C6.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)已知函数()sin 4f x x ωπ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(0)>ω在区间[0,]π上有且仅有4条对称轴,给出下列四个结论:①()f x 在区间(0,)π上有且仅有3个不同的零点; ②()f x 的最小正周期可能是2π;③ω的取值范围是131744⎡⎫⎪⎢⎣⎭,; ④()f x 在区间0,15π⎛⎫⎪⎝⎭上单调递增. 其中所有正确结论的序号是( ) A .①④B .②③C .②④D .②③④【答案】B【答案解析】由函数()sin 4f x x ωπ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭(0)>ω,令,42x k k Z ππωπ+=+∈,则()14,4k x k Zπω+=∈函数()f x 在区间[0,]π上有且仅有4条对称轴,即()1404k ππω+≤≤有4个整数k 符合,由()1404k ππω+≤≤,得140101444k k ωω+≤≤⇒≤+≤,则0,1,2,3k =, 即1434144ω+⨯≤<+⨯,131744ω∴≤<,故③正确; 对于①,(0,)x π∈ ,,444x ωωππππ⎡⎫∴+∈+⎪⎢⎣⎭,79,422ππωππ⎛⎫∴+∈ ⎪⎝⎭当,442x ωππ7π⎡⎫+∈⎪⎢⎣⎭时,()f x 在区间(0,)π上有且仅有3个不同的零点;当,442x ωππ9π⎡⎫+∈⎪⎢⎣⎭时,()f x 在区间(0,)π上有且仅有4个不同的零点;故①错误;对于②,周期2T πω=,由131744ω≤<,则4141713ω<≤,881713T ππ∴<≤, 又88,21713πππ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,所以()f x 的最小正周期可能是2π,故②正确; 对于④,015x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭Q ,,44154x ωωππππ⎛⎫∴+∈+ ⎪⎝⎭,,又131744ω⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭,,78,1541515ωππππ⎛⎫∴+∈ ⎪⎝⎭ 又8152ππ>,所以()f x 在区间0,15π⎛⎫⎪⎝⎭上不一定单调递增,故④错误.故正确结论的序号是:②③ 故选:B7.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)函数()sin 06y x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在[]0,π有且仅有3个零点,则下列说法正确的是( )A .在()0,π不存在1x ,2x 使得()()122f x f x -=B .函数()f x 在()0,π仅有1个最大值点C .函数()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上单调进增D .实数ω的取值范围是1319,66⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】D【答案解析】对于A,()f x 在[]0,π上有且仅有3个零点,则函数的最小正周期T π< , 所以在[]0,π上存在12,x x ,且12()1,()1f x f x ==- ,使得()()122f x f x -=,故A 错误; 由图象可知,函数在()0,π可能有两个最大值,故B 错误; 对于选项D,令,6x k k Z πωπ-=∈ ,则函数的零点为1(6x k k Z ππω=+∈ ,所以函数在y 轴右侧的四个零点分别是:71319,,,6666ππππωωωω, 函数()sin 06y x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在[]0,π有且仅有3个零点,所以136196ππωππω⎧≤⎪⎪⎨⎪>⎪⎩ ,解得1319[,66ω∈ ,故D 正确; 由对选项D 的分析可知,ω的最小值为136, 当02x π<< 时,11(,)6612x πππω-∈-, 但11(,)612ππ-不是0,2π⎛⎫⎪⎝⎭的子集, 所以函数()f x 在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上不是单调进增的,故C 错,故选:D.8.(2023ꞏ上海ꞏ高三专题练习)在ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos cos sin sin()sin B C A A C bc C ⎛⎫++=⎪⎝⎭,3B π=,则a c +的取值范围是( ) A.2⎝ B.32⎛ ⎝C.2⎢⎣D.32⎡⎢⎣【答案】A【答案解析】由题知cos cos sin sin()sin B C AA C bc C ⎛⎫++=⎪⎝⎭,3B π= ∴cos cos sin sin sin B C AB b cC ⎛⎫+= ⎪⎝⎭即cos cos 3sin B C Ab c C+=由正弦定理化简得∴cos cos c B b C ⋅+⋅==∴sin sin cos cos sin 3A C B C B +=∴sin()sin B C A +==∴2b =3B π=∴1sin sin sin a b cA B C===∴23sin sin sin sin()sin 326a c A C A A A A A ππ+=+=+-==+203A π<<∴5666A πππ<+<∴)26A π<+≤a c <+≤故选:A . 二、多选题9.(2023秋ꞏ山东济南ꞏ高三统考期中)在ABC 中,内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且()()tan 1tan tan A B A B +-= ) A .π6A =B .若b c -=,则ABC 为直角三角形C .若ABC 面积为1,则三条高乘积平方的最大值为D .若D 为边BC 上一点,且1,:2:AD BD DC c b ==,则2b c +的最小值为7【答案】BCD【答案解析】对于A ,因为()()tan 1tan tan A B A B +-=tan tan A B +=,()sin cos tan tan C A B A B =+()sin sin cos cos sin sin sin cos sin sin cos cos cos cos A B A B A B CA B A A A B A A++=⋅=⋅=⋅,cos sin sin C A A C =,因为0πC <<,所以sin 0C >,故tan A = 又0πA <<,所以π3A =,故A 错误;对于B ,由余弦定理得222222cos a b c bc A b c bc =+-=+-,因为3b c a -=,即3b a c =+,代入上式得222a c c c c ⎫=+⎫⎪⎪⎝+-+⎪⎭⎭⎪⎝,整理得22320c a +-=,解得a =或2a c =-(舍去),则2b c =,所以222b a c =+,故B 正确;对于C ,设,,AB AC BC 边上的高分别是,,CE BF AD ,则由三角形面积公式易得222,,AD BF CE a b c ===,则()228AD BF CE abc ⎛⎫⨯⨯= ⎪⎝⎭,因为111a b c ++≥111a b c ==,即a b c ==时,等号成立,此时21sin 12S bc A ===,得2b =所以()228AD BF CE abc ⎛⎫⨯⨯=≤ ⎪⎝⎭C 正确; 对于D ,因为:2:BD DC c b =,所以22c AD AB AB BC b c BD =+=++()22222c b c AB AC AB AB AC b c b c b c=+-=++++ ,可得22222224212cos 60(2)(2)(2)b c bc c b cb b c b c b c ︒=+++++,整理得()22227b c b c +=,故12c b +=所以()1222225b c b c b c c b c b ⎫⎫+=++=++⎪⎪⎭⎭57⎛⎫≥=⎪⎪⎭,当且仅当22b c c b =且12c b +=,即7b c ==时,等号成立,所以2b c +≥2b c +D 正确. 故选:BCD.10.(2023秋ꞏ江苏苏州ꞏ高三苏州中学校考阶段练习)已知函数()2sin 212cos xf x x=+,则下列说法中正确的是( ) A .()()f x f x π+=B .()f xC .()f x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上单调递增D .若函数()f x 在区间[)0,a 上恰有2022个极大值点,则a 的取值范围为60646067,33ππ⎛⎤⎥⎝⎦ 【答案】ABD【答案解析】()2sin 2sin 2sin 21cos 212cos 2cos 2122xx xf x x xx ===+++⎛⎫+ ⎪⎝⎭, A 选项:()()()()sin 22sin 22cos 222cos 2x xf x f x x xπππ++===+++,A 选项正确;B 选项:设()sin 22cos 2xf x t x==+,则()sin 2cos 222x t x t x ϕ-==+≤解得213t ≤,t ≤≤,即max t =,即()f xB 选项正确;C 选项:因为022f f ππ⎛⎫⎛⎫-== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以()f x 在,22ππ⎛⎫- ⎪⎝⎭上不单调,C 选项错误;D 选项:()()()()()222cos 22cos 2sin 22sin 24cos 222cos 22cos 2x x x x x f x x x +--+'==++,令()0f x '=,解得1cos 22x =-,即3x k ππ=+或23x k ππ=+,Z k ∈, 当2,33x k k ππππ⎛⎫∈++ ⎪⎝⎭,Z k ∈时,()0f x '<,函数单调递减, 当当24,33x k k ππππ⎛⎫∈++⎪⎝⎭,Z k ∈时,()0f x ¢>,函数单调递增, 所以函数()f x 的极大值点为3π,43π,L ,()13n ππ+-, 又函数()f x 在区间[)0,a 上恰有2022个极大值点,则2021,202233a ππππ⎛⎤∈++ ⎥⎝⎦,即60646067,33a ππ⎛⎤∈ ⎥⎝⎦,D 选项正确; 故选:ABD.11.(2023ꞏ全国ꞏ高三专题练习)在ABC 中,角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ,面积为S ,有以下四个命题中正确的是( ) A .22S a bc +B .当2a =,sin 2sin BC =时,ABC 不可能是直角三角形 C .当2a =,sin 2sin B C =,2A C =时,ABC的周长为2+D .当2a =,sin 2sin B C =,2A C =时,若O 为ABC 的内心,则AOB的面积为13【答案】ACD【答案解析】对于选项A :。
第一部分 一 9一、选择题1.(文)(2014·东北三省三校联考)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 2+a 4+a 6 =12,则S 7的值是( )A .21B .24C .28D .7[答案] C[解析] ∵a 2+a 4+a 6=3a 4=12,∴a 4=4, ∴2a 4=a 1+a 7=8,∴S 7=7(a 1+a 7)2=7×82=28.[方法点拨] 1.熟记等差、等比数列的求和公式. 2.形如a n +1=a n +f (n )的递推关系用累加法可求出通项; 3.形如a n +1=a n f (n )的递推关系可考虑用累乘法求通项a n ;4.形如a n +1=ka n +b (k 、b 为常数)可通过变形,设b n =a n +bk -1构造等比数列求通项a n .(理)在等比数列{a n }中,a 1=a ,前n 项和为S n ,若数列{a n +1}成等差数列,则S n 等于( ) A .a n +1-a B .n (a +1) C .na D .(a +1)n -1[答案] C[解析] 利用常数列a ,a ,a ,…判断,则存在等差数列a +1,a +1,a +1,…或通过下列运算得到:2(aq +1)=(a +1)+(aq 2+1),∴q =1,S n =na .2.(文)已知S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若S 1=1,S 4S 2=4,则S 6S 4的值为( )A.94 B.32 C.53 D .4[答案] A[解析] 由等差数列的性质可知S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等差数列,由S 4S 2=4得S 4-S 2S 2=3,则S 6-S 4=5S 2,所以S 4=4S 2,S 6=9S 2,S 6S 4=94.(理)(2014·全国大纲文,8)设等比数列{a n }的前n 项和为S n .若S 2=3,S 4=15,则S 6=( )A .31B .32C .63D .64[答案] C[解析] 解法1:由条件知:a n >0,且⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 2=3,a 1+a 2+a 3+a 4=15, ∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1+q )=3,a 1(1+q +q 2+q 3)=15,∴q =2. ∴a 1=1,∴S 6=1-261-2=63.解法2:由题意知,S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等比数列,即(S 4-S 2)2=S 2(S 6-S 4),即122=3(S 6-15),∴S 6=63.[方法点拨] 下标成等差的等差、等比数列的项或前n 项和的问题,常考虑应用等差、等比数列的性质求解.3.(2015·浙江理,3)已知{a n }是等差数列,公差d 不为零,前n 项和是S n .若a 3,a 4,a 8成等比数列,则( )A .a 1d >0,dS 4>0B .a 1d <0,dS 4<0C .a 1d >0,dS 4<0D .a 1d <0,dS 4>0 [答案] B[解析] 考查等差数列的通项公式及其前n 项和;等比数列的概念. ∵{a n }为等差数列,且a 3,a 4,a 8成等比数列, ∴(a 1+3d )2=(a 1+2d )(a 1+7d )⇒ a 1=-53d ,∴S 4=2(a 1+a 4)=2(a 1+a 1+3d )=-23d ,∴a 1d =-53d 2<0,dS 4=-23d 2<0,故选B.4.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 3=a 2+10a 1,a 5=9,则a 1=( ) A.13 B .-13C.19 D .-19[答案] C[解析] ∵S 3=a 2+10a 1,∴a 1+a 2+a 3=a 2+10a 1,a 3=9a 1=a 1q 2,∴q 2=9, 又∵a 5=9,∴9=a 3·q 2=9a 3,∴a 3=1, 又a 3=9a 1,故a 1=19.[方法点拨] 求基本量的问题,熟记等差、等比数列的定义、通项及前n 项和公式,利用公式、结合条件,建立方程求解.5.(2015·江西省质检)已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=3,a n +2=3a n (n ∈N *),则数列{a n }的前2015项的和S 2015等于( )A .31008-2B .31008-3C .32015-2D .32015-3[答案] A[解析] 因为a 1=1,a 2=3,a n +2a n=3, 所以S 2015=(a 1+a 3+…+a 2015)+(a 2+a 4+…+a 2014)=1-310081-3+3(1-31007)1-3=31008-2.6.(文)(2014·新乡、许昌、平顶山调研)设{a n }是等比数列,S n 是{a n }的前n 项和,对任意正整数n ,有a n +2a n +1+a n +2=0,又a 1=2,则S 101的值为( )A .2B .200C .-2D .0[答案] A[解析] 设公比为q ,∵a n +2a n +1+a n +2=0,∴a 1+2a 2+a 3=0,∴a 1+2a 1q +a 1q 2=0,∴q 2+2q +1=0,∴q =-1,又∵a 1=2,∴S 101=a 1(1-q 101)1-q =2[1-(-1)101]1+1=2.(理)(2014·哈三中二模)等比数列{a n },满足a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=3,a 21+a 22+a 23+a 24+a 25=15,则a 1-a 2+a 3-a 4+a 5的值是( )A .3 B. 5 C .- 5 D .5[答案] D[解析] 由条件知⎩⎪⎨⎪⎧a 1(1-q 5)1-q=3a 21(1-q10)1-q2=15,∴a 1(1+q 5)1+q=5,∴a 1-a 2+a 3-a 4+a 5=a 1[1-(-q )5]1-(-q )=a 1(1+q 5)1+q=5.7.(文)在等差数列{a n }中,a 1+a 2+a 3=3,a 18+a 19+a 20=87,则此数列前20项的和等于( )A .290B .300C .580D .600[答案] B[解析] 由a 1+a 2+a 3=3,a 18+a 19+a 20=87得, a 1+a 20=30,∴S 20=20×(a 1+a 20)2=300.(理)已知等比数列{a n }中,各项都是正数,且a 1,12a 3,2a 2成等差数列,则a 8+a 9a 6+a 7=( )A .1+ 2B .1- 2C .3+2 2D .3-2 2 [答案] C[解析] 由条件知a 3=a 1+2a 2, ∴a 1q 2=a 1+2a 1q , ∵a 1≠0,∴q 2-2q -1=0, ∵q >0,∴q =1+2, ∴a 8+a 9a 6+a 7=q 2=3+2 2. 8.(2015·福建理,8)若a ,b 是函数f (x )=x 2-px +q (p >0,q >0)的两个不同的零点,且a ,b ,-2这三个数可适当排序后成等差数列,也可适当排序后成等比数列,则p +q 的值等于( )A .6B .7C .8D .9[答案] D[解析] 由韦达定理得a +b =p ,a ·b =q ,因为p >0,q >0,则a >0,b >0,当a ,b ,-2适当排序后成等比数列时,-2必为等比中项,故a ·b =(-2)2=4,故q =4,b =4a .当适当排序后成等差数列时,-2必不是等差中项,当a 是等差中项时,2a =4a -2,解得a =1,b =4,;当b 是等差中项时,8a =a -2,解得a =4,b =1,综上所述,a +b =p =5,所以p +q =9,选D.9.已知数列{a n },{b n }满足a 1=b 1=1,a n +1-a n =b n +1b n=2,n ∈N +,则数列{ba n }的前10项的和为( )A.43(49-1) B.43(410-1) C.13(49-1) D.13(410-1) [答案] D[解析] 由a 1=1,a n +1-a n =2得,a n =2n -1, 由b n +1b n=2,b 1=1得b n =2n -1, ∴ba n =2a n -1=22(n -1)=4n -1,∴数列{ba n }前10项和为1×(410-1)4-1=13(410-1).10.(文)若数列{a n }为等比数列,且a 1=1,q =2,则T n =1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1等于( )A .1-14nB.23(1-14n ) C .1-12nD.23(1-12n ) [答案] B[解析] 因为a n =1×2n -1=2n -1,所以a n ·a n +1=2n -1·2n =2×4n -1, 所以1a n a n +1=12×(14)n -1,所以{1a n a n +1}也是等比数列,所以T n =1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1=12×1×(1-14n )1-14=23(1-14n ),故选B.(理)(2014·唐山市一模)已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1+a 3=52,a 2+a 4=54,则S na n( )A .4n -1B .4n -1 C .2n -1 D .2n -1[答案] C[解析] 设公比为q ,则a 1(1+q 2)=52,a 2(1+q 2)=54,∴q =12,∴a 1+14a 1=52,∴a 1=2.∴a n =a 1q n -1=2×(12)n -1,S n =2[1-(12)n ]1-12=4[1-(12)n ],∴S n a n =4[1-(12)n ]2×(12)n -1=2(2n -1-12)=2n -1.[点评] 用一般解法解出a 1、q ,计算量大,若注意到等比数列的性质及求S na n,可简明解答如下:∵a 2+a 4=q (a 1+a 3),∴q =12,∴S na n =a 1(1-q n )1-q a 1q n -1=1-q n (1-q )·qn -1=1-12n 12·12n -1=2n -1. 11.给出数列11,12,21,13,22,31,…,1k ,2k -1,…,k1,…,在这个数列中,第50个值等于1的项的序号..是( ) A .4900 B .4901 C .5000 D .5001[答案] B[解析] 根据条件找规律,第1个1是分子、分母的和为2,第2个1是分子、分母的和为4,第3个1是分子、分母的和为6,…,第50个1是分子、分母的和为100,而分子、分母的和为2的有1项,分子、分母的和为3的有2项,分子、分母的和为4的有3项,…,分子、分母的和为99的有98项,分子、分母的和为100的项依次是:199,298,397,…,5050,5149,…,991,第50个1是其中第50项,在数列中的序号为1+2+3+…+98+50=98(1+98)2+50=4901.[点评] 本题考查归纳能力,由已知项找到规律,“1”所在项的特点以及项数与分子、分母的和之间的关系,再利用等差数列求和公式即可.二、填空题12.(文)(2015·广东理,10)在等差数列{a n }中,若a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=25,则a 2+a 8=________.[答案] 10[解析] 本题考查等差数列的性质及简单运算,属于容易题.因为{a n }是等差数列,所以a 3+a 7=a 4+a 6=a 2+a 8=2a 5,a 3+a 4+a 5+a 6+a 7=5a 5=25 即a 5=5,a 2+a 8=2a 5=10.(理)(2015·湖南理,14)设S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=1,且3S 1,2S 2,S 3成等差数列,则a n =________.[答案] 3n -1[解析] 考查等差数列与等比数列的性质.∵3S 1,2S 2,S 3成等差数列,∴4S 2=3S 1+S 3,∴4(a 1+a 2)=3a 1+a 1+a 2+a 3⇒a 3=3a 2⇒q =3.又∵{a n }为等比数列,∴a n =a 1q n -1=3n -1.[方法点拨] 条件或结论中涉及等差或等比数列中的两项或多项的关系时,先观察分析下标之间的关系,再考虑能否应用性质解决,要特别注意等差、等比数列性质的区别.13.(文)(2015·安徽理,14)已知数列{a n }是递增的等比数列,a 1+a 4=9,a 2a 3=8,则数列{a n }的前n 项和等于________.[答案] 2n -1[解析] 考查1.等比数列的性质;2.等比数列的前n 项和公式.由题意,⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 4=9,a 2·a 3=8.∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1+a 4=9,a 1·a 4=8,解得a 1=1,a 4=8或者a 1=8,a 4=1,而数列{a n }是递增的等比数列,所以a 1=1,a 4=8,即q 3=a 4a 1=8,所以q =2,因而数列{a n }的前n 项和S n =a 1(1-q n )1-q =1-2n 1-2=2n -1.(理)(2015·江苏,11)设数列{a n }满足a 1=1,且a n +1-a n =n +1(n ∈N *),则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 前10项的和为________.[答案]2011[解析] 考查数列通项,裂项求和.由题意得:a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=n +(n -1)+…+2+1=n (n +1)2,所以1a n =2(1n -1n +1),S n =2(1-12)+2(12-13)+…+2(1n -1n +1)=2(1-1n +1)=2nn +1,S 10=2011.三、解答题14.(文)设数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =4a n -p (n ∈N *),其中p 是不为零的常数. (1)证明:数列{a n }是等比数列;(2)当p =3时,若数列{b n }满足b n +1=a n +b n (n ∈N *),b 1=2,求数列{b n }的通项公式. [解析] (1)证明:因为S n =4a n -p (n ∈N *), 则S n -1=4a n -1-p (n ∈N *,n ≥2),所以当n ≥2时,a n =S n -S n -1=4a n -4a n -1, 整理得a n =43a n -1.由S n =4a n -p ,令n =1,得a 1=4a 1-p ,解得a 1=p3.所以{a n }是首项为p 3,公比为43的等比数列.(2)因为a 1=1,则a n =(43)n -1,由b n +1=a n +b n (n =1,2,…),得b n +1-b n =(43)n -1,当n ≥2时,由累加法得b n =b 1+(b 2-b 1)+(b 3-b 2)+…+(b n -b n -1) =2+1-(43)n -11-43=3(43)n -1-1,当n =1时,上式也成立.∴b n =3·(43)n -1-1.[方法点拨] 证明数列是等差(等比)数列时,应用定义分析条件,结合性质进行等价转化. (理)(2015·河南高考适应性测试)已知数列{a n }的各项均为正数,且a 1=2,a n =a 2n +1+4a n +1+2.(1)令b n =log 2(a n +2),证明:数列{b n }是等比数列. (2)设c n =nb n ,求数列{c n }的前n 项和S n .[解析] (1)由a n =a 2n +1+4a n +1+2,得a n +2=a 2n +1+4a n +1+4=(a n +1+2)2.因为a n >0,所以a n +2=a n +1+2. 因为b n +1b n =log 2(a n +1+2)log 2(a n +2)=log 2a n +2log 2(a n +2)=12,又b 1=log 2(a 1+2)=2,所以数列{b n }是首项为2,公比为12的等比数列.(2)由(1)知,b n =2·⎝⎛⎭⎫12n -1,则c n =2n ⎝⎛⎭⎫12n -1. S n =2×⎝⎛⎭⎫120+4×⎝⎛⎭⎫121+…+2(n -1)⎝⎛⎭⎫12n -2+2n ⎝⎛⎭⎫12n -1,① 12S n =2×⎝⎛⎭⎫121+4×⎝⎛⎭⎫122+…+2(n -1)⎝⎛⎭⎫12n -1+2n ⎝⎛⎭⎫12n .② ①-②得:12S n =2×⎝⎛⎭⎫120+2×⎝⎛⎭⎫121+2×⎝⎛⎭⎫122+…+2×⎝⎛⎭⎫12n -1-2n ·⎝⎛⎭⎫12n =21-⎝⎛⎭⎫12n1-12-2n ·⎝⎛⎭⎫12n =4-(4+2n )⎝⎛⎭⎫12n . 所以S n =8-(n +2)⎝⎛⎭⎫12n -2.15.(2015·南昌市一模)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S 3=6,正项数列{b n }满足b 1·b 2·b 3·…·b n =2S n .(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)若λb n >a n 对n ∈N *均成立,求实数λ的取值范围.[解析] (1)等差数列{a n },a 1=1,S 3=6,∴d =1,故a n =n⎩⎪⎨⎪⎧b 1·b 2·b 3·…·b n =2S n (1)b 1·b 2·b 3·…·b n -1=2S n -1 (2),(1)÷(2)得b n =2S n -S n -1=2a n =2n (n ≥2), b 1=2S 1=21=2,满足通项公式,故b n =2n(2) 设λb n >a n 恒成立⇒λ>n 2n 恒成立,设c n =n 2n ⇒c n +1c n =n +12n当n ≥2时,c n <1,{c n }单调递减, ∴(c n )max =c 1=12,故λ>12.16.(文)(2014·湖北理,18)已知等差数列{a n }满足:a 1=2,且a 1,a 2,a 5成等比数列. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)记S n 为数列{a n }的前n 项和,是否存在正整数n ,使得S n >60n +800?若存在,求n 的最小值;若不存在,说明理由.[分析] (1)设数列{a n }的公差为d ,利用等比数列的性质得到a 22=a 1·a 5,并用a 1、d 表示a 2、a 5,列等式求解公差d ,进而求出通项,注意对公差d 分类讨论;(2)利用(1)的结论,对数列{a n }的通项分类讨论,分别利用通项公式及等差数列的前n 项和公式求解S n ,然后根据S n >60n +800列不等式求解.[解析] (1)设数列{a n }的公差为d ,依题意,2,2+d,2+4d 成等比数列,故有(2+d )2=2(2+4d ).化简得d 2-4d =0,解得d =0或d =4. 当d =0时,a n =2;当d =4时,a n =2+(n -1)·4=4n -2,从而得数列{a n }的通项公式为a n =2或a n =4n -2. (2)当a n =2时,S n =2n ,显然2n <60n +800, 此时不存在正整数n ,使得S n >60n +800成立, 当a n =4n -2时,S n =n [2+(4n -2)]2=2n 2,令2n 2>60n +800,即n 2-30n -400>0, 解得n >40或n <-10(舍去).此时存在正整数n ,使得S n >60n +800成立,n 的最小值为41. 综上,当a n =2时,不存在满足题意的n ;当a n =4n -2时,存在满足题意的n ,其最小值为41.[方法点拨] 存在型探索性问题解答时先假设存在,依据相关知识(概念、定理、公式、法则、性质等),结合所给条件进行推理或运算,直到得出结果或一个明显成立或错误的结论,从而断定存在与否.(理)(2014·新课标Ⅰ理,17)已知数列{a n}的前n项和为S n,a1=1,a n≠0,a n a n+1=λS n-1,其中λ为常数.(1)证明:a n+2-a n=λ;(2)是否存在λ,使得{a n}为等差数列?并说明理由.[分析](1)利用a n+1=S n+1-S n用配凑法可获证;(2)假设存在λ,则a1,a2,a3应成等差数列求出λ的值,然后依据a n+2-a n=λ推证{a n}为等差数列.[解析](1)由题设:a n a n+1=λS n-1,a n+1a n+2=λS n+1-1,两式相减得a n+1(a n+2-a n)=λa n+1.由于a n+1≠0,所以a n+2-a n=λ.(2)由题设,a1=1,a1a2=λS1-1,可得a2=λ-1.由(1)知,a3=λ+1,令2a2=a1+a3,解得λ=4.故a n+2-a n=4,由此可得{a2n-1}是首项为1,公差为4的等差数列,a2n-1=4n-3;{a2n}是首项为3,公差为4的等差数列,a2n=4n-1.所以a n=2n-1,a n+1-a n=2.因此存在λ=4,使得数列{a n}为等差数列.。
专题综合检测(一)(时间:120分钟,满分:150分)本部分学生用书单独成册一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.(2015·湖南卷)设A ,B 是两个集合,则“A ∩B =A ”是“A ⊆B ”的(C )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:∵ A ∩B =A ⇔A ⊆B ,∴ “A ∩B =A ”是“A ⊆B ”的充要条件.2.若f (x )=1log 12(2x +1),则f (x )的定义域为(A )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0 B.⎝⎛⎭⎪⎫12,0 C.⎝⎛⎭⎪⎫-12,+∞ D .(0,+∞)解析:由题意,得log 12(2x +1)>0,即0<2x +1<1,解得-12<x <0.3.已知a =5log 23.4,b =5log 43.6,c =⎝ ⎛⎭⎪⎫15log 30.3,则(C )A .a >b >cB .b >a >cC .a >c >bD .c >a >b解析:∵-log 30.3=log 3103>1,且103<3.4,∴log 3103<log 33.4<log 23.4.∵log 43.6<1,log 3103>1,∴log 43.6<log 3103.∵y =5x 为增函数,∴5log 23.4>5log 43.6,即5log 23.4>⎝ ⎛⎭⎪⎫15log 30.3>5log 43.6,∴a >c >b .4.(2014·新课标Ⅱ卷)函数f (x )在x =x 0处导数存在.若p :f ′(x 0)=0;q :x =x 0是f (x )的极值点,则(C )A .p 是q 的充分必要条件B .p 是q 的充分条件,但不是q 的必要条件C .p 是q 的必要条件,但不是q 的充分条件D .p 既不是q 的充分条件,也不是q 的必要条件解析:若x =x 0是函数f (x )的极值点,则f ′(x 0)=0;若f ′(x 0)=0,则x =x 0不一定是极值点,例如f (x )=x 3,当x =0时,f ′(0)=0,但x =0不是极值点,故p 是q 的必要条件,但不是q 的充分条件.选C.5.函数y =cos 6x2x -2-x的图象大致为(D )解析:函数f(x)=cos 6x2x-2-x,f(-x)=cos 6x2-x-2x=-f(x),f(x)为奇函数,当x→0且x>0时f(x)→+∞;当x→0,且x<0时f(x)→-∞;当x→+∞,2x-2-x→+∞,f(x)→0;当x→-∞,2x-2-x→-∞,f(x)→0.故选D.6.设四边形ABCD的两条对角线为AC、BD,则“四边形ABCD 为菱形”是“AC⊥BD”的(A)A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:若四边形ABCD为菱形,则对角线AC⊥BD;反之若AC⊥BD,则四边形不一定是平行四边形,故“四边形ABCD为菱形”是“AC⊥BD”的充分不必要条件.故选A.7.(2014·新课标Ⅱ卷)设曲线y=ax-ln(x+1)在点(0,0)处的切线方程为y=2x,则a=(D)A.0 B.1 C.2 D.3解析:因为y=a-1x+1,所以切线的斜率为a-1=2,解得a=3.故选D.8. 下列函数中,既是偶函数又在区间(-∞,0)上单调递增的是(A)A.f(x)=1x2B.f(x)=x2+1C.f(x)=x3D.f(x)=2-x解析:根据函数奇偶性的判断可得选项A、B为偶函数,C为奇函数,D为非奇非偶函数,所以排除C,D选项,由二次函数的图象可得选项B在(-∞,0)是单调递减的,根据排除法选A.因为函数y=x 2在(-∞,0)是单调递减的且y =1x在(0,+∞)是单调递减的,所以根据复合函数单调性的判断同增异减可得选项A 在(-∞,0)是单调递增的.9.(2014·辽宁卷)已知f (x )为偶函数,当x ≥0时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧cos πx ,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,12,2x -1,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞,则不等式f (x -1)≤12的解集为(A ) A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,34∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-34,-13∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤13,34 解析:先画出当x ≥0时,函数f (x )的图象,又f (x )为偶函数,故将y 轴右侧的函数图象关于y 轴对称,得y 轴左侧的图象,如下图所示,直线y =12与函数f (x )的四个交点横坐标从左到右依次为-34,-13,13,34,由图象可知,13≤x -1≤34或-34≤x -1≤-13,解得x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤14,23∪⎣⎢⎡⎦⎥⎤43,74.故选A.10.已知函数f (x )=2x +x ,g (x )=log 2x +x ,h (x )=log 2x -2的零点依次为a ,b ,c ,则(A )A .a <b <cB .c <b <aC .c <a <bD .b <a <c11.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,|x |≥1,x ,|x |<1,g (x )是二次函数,若f (g (x ))的值域是[0,+∞),则g (x )的值域是(C )A .(-∞,-1]∪[1,+∞)B .(-∞,-1]∪[0,+∞)C .[0,+∞)D .[1,+∞)解析:由f (x )≥0,可得x ≥0或x ≤-1.当x ≤-1时,f (x )≥1;当x ≥0时,f (x )≥0.又g (x )为二次函数,其值域为(-∞,a ]或[b ,+∞),而f (g (x ))的值域为[0,+∞),可知g (x )≥0.12.已知函数f (x )=33x -1ax 2+ax -3的定义域是R ,则实数a 的取值范围是(B )A.⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪⎪a >13 B .{a |-12<a ≤0} C .{a |-12<a <0} D.⎩⎨⎧⎭⎬⎫a ⎪⎪⎪a ≤13 解析:由a =0或⎩⎪⎨⎪⎧a ≠0,Δ=a 2-4a ×(-3)<0,可得-12<a ≤0.故选B.二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把正确答案填在题中横线上)13.设f (x )=⎩⎨⎧-x +a ,x ≤0,x +1x ,x >0,若f (0)是f (x )的最小值,则a 的取值范围是(-∞,2].解析:由题意,当x >0时,f (x )的极小值为f (1)=2;当x ≤0时,f (x )极小值为f (0)=a ,f (0)是f (x )的最小值,则a ≤2.14.(2014·江西卷)若曲线y =x ln x 上点P 处的切线平行于直线2x -y +1=0,则点P 的坐标是(e ,e).解析:因为y ′=ln x +1,设切点(a ,b ),则k =ln a +1=2,a =e ,又b =a ln a =e ,所以P (e ,e).15.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln x ,x >0,-2x -1,x ≤0,D 是由x 轴和曲线y =f (x )及该曲线在点(1,0)处的切线所围成的封闭区域,则z =x -2y 在D 上的最大值为2.解析:∵f ′(x )=1x ,∴k =f ′(1)=1,∴切线l :y =x -1.因而切线l 、曲线f (x )、x 轴围成三角形区域,其中最优解是(0,-1),代入得z max =2.16.(2015·山东卷)若“∀x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4,tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为1.解析:由题意,原命题等价于tan x ≤m 在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上恒成立,即y =tan x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上的最大值小于或等于m ,又y =tan x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上的最大值为1,所以m ≥1,即m 的最小值为1.三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.(10分)设集合A ={x |x 2<4},B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1<4x +3. (1)求集合A ∩B ;(2)若不等式2x 2+ax +b <0的解集为B ,求a ,b 的值. 解析:(1)A ={x |x 2<4}={x |-2<x <2},B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |1<4x +3=⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x -1x +3<0={x |-3<x <1}, ∴A ∩B ={x |-2<x <1}. (2)因为2x 2+ax +b <0的解集为 B ={x |-3<x <1}.所以-3和1为2x 2+ax +b =0的两根. 故⎩⎪⎨⎪⎧-a 2=-3+1,b 2=-3×1.所以a =4,b =-6.18.(12分)已知函数f (x )的图象与函数h (x )=x +1x +2的图象关于点A (0,1)对称.(1)求f (x )的解析式;(2)若g (x )=f (x )·x +ax ,且g (x )在区间[0,2]上为减函数,求实数a 的取值范围.解析:(1)∵f (x )的图象与h (x )关于A (0,1)对称,设f (x )图象上任意一点坐标为B (x ,y ),其关于A (0,1)对称点B ′(x ′,y ′).则⎩⎨⎧x ′+x2=0,y +y ′2=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧x ′=-x ,y ′=2-y ,∵B ′(x ′,y ′)在h (x )上,∴y ′=x ′+1x ′+2.∴2-y =-x -1x +2,∴y =x +1x ,即f (x )=x +1x .(2)g (x )=x 2+ax +1, ∵g (x )在[0,2]上为减函数, ∴-a2≥2,即a ≤-4,∴a 的取值范围为(-∞,-4].19.(12分)已知函数f (x )=x -2x +a (2-ln x )(a >0),讨论f (x )的单调性.解析:f (x )的定义域是(0,+∞), f ′(x )=1+2x 2-a x =x 2-ax +2x 2.设g (x )=x 2-ax +2,二次方程g (x )=0的判别式Δ=a 2-8. ①当Δ=a 2-8<0,即0<a <22时,对一切x >0都有f ′(x )>0,此时f (x )在(0,+∞)上是增函数.②当Δ=a 2-8=0,即a =22时,仅对x =2有f ′(x )=0,对其余的x >0都有f ′(x )>0,此时f (x )在(0,+∞)上也是增函数.③当Δ=a 2-8>0,即a >22时,方程g (x )=0有两个不同的实根x 1=a -a 2-82,x 2=a +a 2-82,0<x 1<x 2.此时f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a -a 2-82与⎝ ⎛⎭⎪⎫a +a 2-82,+∞上单调递增, 在(a -a 2-82,a +a 2-82)上单调递减.20.(12分)如图所示,长方体物体E 在雨中沿面P (面积为S )的垂直方向做匀速移动,速度为v (v >0),雨速沿E 移动方向的分速度为c (c ∈R),E 移动时单位时间内的淋雨量包括两部分:①P 或P 的平行面(只有一个面淋雨)的淋雨量,假设其值与|v -c |×S 成正比,比例系数为110;②其他面的淋雨量之和,其值为12.记y 为E 移动过程中的总淋雨量,当移动距离d =100,面积S =32时,(1)写出y 的表达式;(2)设0<v ≤10,0<c ≤5,试根据c 的不同取值范围确定移动速度v ,使淋雨量y 最少.解析:(1)由题意知,E 移动时单位时间内的淋雨量为320|v -c |+12,故y =100v ⎝ ⎛⎭⎪⎫320|v -c |+12=5v (3|v -c |+10).(2)由(1)知,当0<v ≤c 时,y =5v (3c -3v +10)=5(3c +10)v -15; 当c <v ≤10时,y =5v (3v -3c +10)=5(10-3c )v+15. 故y =⎩⎨⎧5(3c +10)v-15,0<v ≤c ,5(10-3c )v +15,c <v ≤10.①当0<c ≤103时,y 是关于v 的减函数, 故当v =10时,y min =20-3c2.②当103<c ≤5时,在(0,c ]上,y 是关于v 的减函数;在(c ,10]上,y 是关于v 的增函数,故当v =c 时,y min =50c.21.(12分)设f (x )=e x1+ax 2,其中a 为正实数.(1)当a =43时,求f (x )的极值点;(2)若f (x )为R 上的单调函数,求a 的取值范围.解析:对f (x )求导,得f ′(x )=e x1+ax 2-2ax (1+ax 2)2.①(1)当a =43时,若f ′(x )=0,则4x 2-8x +3=0,解得x 1=32,x 2=12. 当x 变化时,f ′(x )与f (x )变化情况见下表:∴x 1=32是极小值点,x 2=12是极大值点. (2)若f (x )为R 上的单调函数,则f ′(x )在R 上不变号,结合①与条件a >0,知1+ax 2-2ax ≥0在R 上恒成立,即Δ=4a 2-4a =4a (a -1)≤0,由此并结合a >0,知0<a ≤1.∴a 的取值范围为{a |0<a ≤1}.22.(12分)(2015·江苏卷)已知函数f (x )=x 3+ax 2+b (a ,b ∈R).(1)试讨论f (x )的单调性;(2)若b =c -a (实数c 是与a 无关的常数),当函数f (x )有三个不同的零点时,a 的取值范围恰好是(-∞,-3)∪(1,32)∪(32,+∞),求c 的值.解析:(1)f ′(x )=3x 2+2ax ,令f ′(x )=0,解得x 1=0,x 2=-2a 3. 当a =0时,因为f ′(x )=3x 2≥0,所以函数f (x )在(-∞,+∞)上单调递增;当a >0时,x ∈(-∞,-2a 3)∪(0,+∞)时,f ′(x )>0,x ∈(-2a 3,0)时,f ′(x )<0,所以函数f (x )在(-∞,-2a 3),(0,+∞)上单调递增,在(-2a 3,0)上单调递减;当a <0时,x ∈(-∞,0)∪(-2a 3,+∞)时,f ′(x )>0,x ∈(0,-2a 3)时,f ′(x )<0,所以函数f (x )在(-∞,0),(-2a 3,+∞)上单调递增,在(0,-2a 3)上单调递减.(2)由(1)知,函数f (x )的两个极值为f (0)=b ,f (-2a 3)=427a 3+b ,则函数f (x )有三个零点等价于f (0)·f (-2a 3)=b (427a 3+b )<0,从而 ⎩⎨⎧a >0,-427a 3<b <0或⎩⎨⎧a <0,0<b <-427a 3.又b =c -a ,所以当a >0时,427a 3-a +c >0或当a <0时,427a 3-a +c <0.设g (a )=427a 3-a +c ,因为函数f (x )有三个零点时,a 的取值范围恰好是(-∞,-3)∪(1,32)∪(32,+∞), 则在(-∞,-3)上g (a )<0,且在(1,32)∪(32,+∞)上g (a )>0均恒成立,从而g (-3)=c -1≤0,且g (32)=c -1≥0,因此c =1.此时,f (x )=x 3+ax 2+1-a =(x +1)[x 2+(a -1)x +1-a ],因为函数有三个零点,则x 2+(a -1)x +1-a =0有两个异于-1的不等实根,所以Δ=(a -1)2-4(1-a )=a 2+2a -3>0,且(-1)2-(a -1)+1-a ≠0,解得a ∈(-∞,-3)∪(1,32)∪(32,+∞). 综上c =1.。
专题突破练1 常考小题点过关检测一、单项选择题1.(2021·山东潍坊一模)已知集合A={-2,0},B={x|x 2-2x=0},则下列结论正确的是( ) A.A=B B.A ∩B={0} C.A ∪B=A D.A ⊆B2.(2021·广东广州二模)已知集合P={x|-3≤x ≤1},Q={y|y=x 2+2x },则P ∪(∁R Q )=( )A.[-3,-1)B.[-1,1]C.(-∞,-1]D.(-∞,1]3.(2021·河北保定一模)设a ,b ∈R ,则“|a+b i |=|1+i |”是“a=b=1”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件D.既不充分也不必要条件4.(2021·福建福州一中模拟)在复平面内,复数z=a+b i(a ∈R ,b ∈R )对应向量OZ⃗⃗⃗⃗⃗ (O 为坐标原点),设|OZ⃗⃗⃗⃗⃗ |=r ,以x 轴的非负半轴为始边,射线OZ 为终边的角为θ,则z=r (cos θ+isin θ).法国数学家棣莫弗发现棣莫弗定理:z n =[r (cos θ+isin θ)]n =r n (cos n θ+isin n θ),则(-1+√3i)10=( ) A.1 024-104√3i B.-1 024+1 024√3i C.512-512√3iD.-512+512√3i5.(2021·东北三校第一次联考)土楼有圆形、方形、五角形、八角形、日字形、回字形、吊脚楼等类型.某大学建筑系学生对这七种主要类型的土楼依次进行调查研究.在制定调查顺序时,要求将圆形排在第一个或最后一个,方形、五角形相邻,则共有( )种不同的排法. A.480B.240C.384D.1 4406.(2021·河北唐山一模)记(x +12x)4展开式的偶数项之和为P ,则P 的最小值为( )A.1B.2C.3D.47.(2021·江苏南京三模)在正方形ABCD 中,O 为两条对角线的交点,E 为BC 边上的动点.若AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =λAC ⃗⃗⃗⃗⃗ +μDO ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (λ>0,μ>0),则2λ+1μ的最小值为( ) A.2B.5C.92D.1438.(2021·山东日照一中月考)已知f (x )=x 2+4x+1+a ,且对任意x ∈R ,f (f (x ))≥0恒成立,则实数a 的取值范围为( ) A.[√5-12,+∞) B.[2,+∞) C.[-1,+∞)D.[3,+∞)二、多项选择题9.(2021·河北张家口一模)如果平面向量a =(2,-4),b =(-6,12),那么下列结论正确的是( ) A.|b |=3|a |B.a ∥bC.a 与b 的夹角为30°D.a ·b =-6010.(2021·河北唐山二模)已知a>b>0,且ab=4,则 ( )A.2a-b >1B.log 2a-log 2b>1C.2a +2b >8D.log 2a ·log 2b<111.(2021·山东临沂模拟)在下列四个条件中,能成为x>y 的充分不必要条件的是( ) A.xc 2>yc 2 B.1x<1y<0 C.|x|>|y| D.ln x>ln y12.(2021·广东茂名模拟)传说古希腊数学家阿基米德的墓碑上刻着一个圆柱,圆柱内有一个内切球,这个球的直径恰好与圆柱的高相等.这是因为阿基米德认为这个“圆柱容球”是他最为得意的发现,于是留下遗言:他死后,墓碑上要刻上一个“圆柱容球”的几何图形.如图,设圆柱的体积与球的体积之比为m ,圆柱的表面积与球的表面积之比为n ,若f (x )=(mn x 3-1x )8,则( ) A.f (x )的展开式中的常数项是56 B.f (x )的展开式中的各项系数之和为0 C.f (x )的展开式中的二项式系数最大值是70 D.f (i)=-16,其中i 为虚数单位三、填空题13.(2021·福建厦门双十中学月考)设复数z 满足z=4i 1+i,则z 的共轭复数z 在复平面内对应的点位于第象限.14.(2021·上海嘉定二模)将(x √x)7的二项展开式的各项重新随机排列,则有理项互不相邻的概率为 .15.(2021·浙江嘉兴二模)为满足某度假区游客绿色出行需求,某电力公司在该度假区停车楼建设了集中式智慧有序充电站,充电站共建设901个充电桩,其中包括861个新型交流有序充电桩、37个直流充电桩以及3个专门满足新能源大巴快速补电需求的大功率直流充电桩.现有A ,B ,C ,D ,E ,F 六辆新能源大巴,需要安排在某周一的上午或下午在甲、乙、丙3个新能源大巴大功率直流充电桩充电,每个充电桩在上午和下午均只安排一辆大巴充电.若要求A ,B 两大巴不能同时在上午充电,而C 大巴只能在下午充电,且F 大巴不能在甲充电桩充电,则不同的充电方案一共有 种.(用数字作答) 16.(2021·辽宁葫芦岛一模)在边长为2的正三角形ABC 中,D 是BC 边的中点,AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =2EB⃗⃗⃗⃗⃗ ,CE 交AD 于点F.若BF ⃗⃗⃗⃗⃗ =x BC ⃗⃗⃗⃗⃗ +y BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则x+y= ;BF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·DE ⃗⃗⃗⃗⃗ = .专题突破练1 常考小题点过关检测1.B 解析: 由题设得B={0,2},所以A ≠B ,A ∩B={0},A ∪B ≠A ,A 不是B 的子集.2.D 解析: 因为Q={y|y=x 2+2x }={y|y=(x+1)2-1}={y|y ≥-1},所以∁R Q={y|y<-1}, 又P={x|-3≤x ≤1},所以P ∪(∁R Q )={x|x ≤1}.3.B 解析: ∵|a+b i |=|1+i |,∴√a 2+b 2=√12+12,即a 2+b 2=2. ∵a 2+b 2=2a=b=1,而a=b=1⇒a 2+b 2=2,∴“a 2+b 2=2”是“a=b=1”的必要不充分条件,即“|a+b i |=|1+i |”是“a=b=1”的必要不充分条件.4.D 解析: 由题意,得(-1+√3i)10=210cos (10×2π3)+isin 10×2π3=1 024cos 20π3+isin 20π3=1 024(-12+√32i)=-512+512√3i .5.A 解析: 当圆形排在第一个时,有A 55A 22=240种不同的排法.同理,当圆形排在最后一个时,有A 55A 22=240种不同的排法.综上,圆形要排在第一个或最后一个,方形、五角形相邻,则共有480种不同的排法.6.B 解析: 由已知得x ≠0,则x 2>0,所以P=C 41x 3·12x+C 43x·(12x )3=2x 2+12x 2≥2√1=2,当且仅当2x 2=12x 2即x=±√22时等号成立. 7.C 解析: 如图所示,以A 为原点,AB ,AD 所在直线分别为x 轴、y 轴建立平面直角坐标系. 设正方形的边长为1,则A (0,0),B (1,0),C (1,1),D (0,1),于是可得O (12,12).设点E 的坐标为(1,m )(0≤m ≤1),则由AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =λAC ⃗⃗⃗⃗⃗ +μDO⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (λ>0,μ>0),可得(1,m )=λ(1,1)+μ(12,-12)(λ>0,μ>0),所以1=λ+12μ(λ>0,μ>0),则2λ+1μ=(2λ+1μ)(λ+12μ)=2+12+μλ+λμ≥52+2√μλ·λμ=92,当且仅当{ λμ=μλ,1=λ+12μ,λ>0,μ>0,即λ=μ=23时取等号,此时2λ+1μ的最小值为92.经检验,此时m=13∈[0,1]符合题意.8.B解析: 由题意,函数f(x)=x2+4x+1+a,令t=f(x),则t=x2+4x+1+a=(x+2)2-3+a≥a-3,又对任意x∈R,f(f(x))≥0恒成立,即f(t)≥0对任意t≥a-3恒成立,当a-3≤-2时,即a≤1时,f(t)min=f(-2)=a-3≥0,解得a≥3,此时无解;当a-3>-2时,即a>1时,f(t)min=f(a-3)=a2-a-2≥0,解得a≥2或a≤-1,所以a≥2.综上可得,实数a的取值范围为[2,+∞).9.ABD解析: 因为a=(2,-4),b=(-6,12),所以b=-3a.所以|b|=3|a|,a∥b,a与b的夹角为180°,a·b=2×(-6)+(-4)×12=-60,故选项A,B,D正确,选项C错误.10.ACD解析: 因为a>b>0,且ab=4,对A,a-b>0,所以2a-b>20=1,故A正确;对B,取a=83,b=32,则log2a-log2b=log2ab=log2169<log22=1,故B错误;对C,2a+2b≥2√2a·2b=2√2a+b,当且仅当a=b时取等号,又因为a+b≥2√ab=4,当且仅当a=b=2时取等号,所以2a+2b≥2√2a+b≥2√24=8,当且仅当a=b=2时取等号,因为a>b>0,所以不能取等号,故C正确;对D,当a>1>b>0时,log2a>0,log2b<0,所以log2a·log2b<1;当a>b>1时,log2a>0,log2b>0,所以log2a·log2b≤(log2a+log2b)24=[log2(ab)]24=1,当且仅当a=b时取等号,因为a>b>0,所以不能取等号,故D正确.11.ABD解析: 对于A选项:若xc2>yc2,则c2≠0,于是x>y,而当x>y,c=0时xc2=yc2,所以“xc2>yc2”是“x>y”的充分不必要条件,故A符合题意;对于B选项:由1x<1y<0可得y<x<0,即能推出x>y;但x>y不能推出1x<1y<0(因为x,y的正负不确定),所以“1x<1y<0”是“x>y”的充分不必要条件,故B符合题意;对于C选项:由|x|>|y|可得x2>y2,则(x+y)(x-y)>0,不能推出x>y;由x>y也不能推出|x|>|y|(如x=1,y=-2),所以“|x|>|y|”是“x>y”的既不充分也不必要条件,故C不符合题意; 对于D选项:若ln x>ln y,则x>y,而由x>y不能推出ln x>ln y,所以“ln x>ln y”是“x>y”的充分不必要条件.故选项D符合题意.12.BC解析: 设内切球的半径为r(r>0),则圆柱的高为2r.于是m=πr2·2r43πr3=32,n=2πr2+2πr·2r4πr2=32,所以mn=1,所以f(x)=(x3-1x)8.对于A,f(x)展开式通项为T r+1=C8r x24-3r·(-1x )r=(-1)r C8r x24-4r,令24-4r=0,解得r=6,所以f(x)展开式中的常数项为(-1)6C86=28,A错误;对于B,f(1)=0,即f(x)展开式的各项系数之和为0,B正确; 对于C,f(x)展开式中二项式系数最大值为C84=70,C正确;对于D,f (i)=(i 3-1i )8=(-i +i)8=0,D 错误. 13.四 解析: 因为z=4i1+i =4i (1-i )(1+i )(1-i )=4i (1-i )2=2i(1-i)=2i -2i 2=2+2i,所以z =2-2i,所以共轭复数z 在复平面内对应的点位于第四象限.14.114解析: (x +1√x )7的展开式的通项为T r+1=C 7r x 7-r ·x -12r =C 7r x 7-32r ,当r=0,2,4,6时,对应的项为有理项,一共4项,当r=1,3,5,7时,对应的项为无理项,一共4项,要使得有理项互不相邻,采用插空法,先把无理项排好,再把有理项插到无理项的5个空档中,共有A 44A 54=2 880种情况,全部的情况有A 88=40 320种,故所求概率P=A 44A 54A 88=2 88040 320=114.15.168 解析: 先排F 大巴,第一种方案,F 大巴在上午充电,有C 21种可能情况,此时再排C大巴,C 大巴在下午充电,有C 31种可能情况,再排A ,B 大巴,又分A ,B 大巴同在下午和一个上午、一个下午两种情况,有(A 22+C 21C 21C 21)种可能情况;第二种方案,F 大巴在下午充电,有C 21种可能情况,此时再排C 大巴,C 大巴在下午充电,有C 21种可能情况,再排A ,B 大巴,只能一个上午、一个下午,有C 21C 31种可能情况.最后再排剩下的两辆大巴,有A 22种可能情况,故共有[C 21C 31(A 22+C 21C 21C 21)+C 21C 21C 21C 31]A 22=168种不同的充电方案. 16.35 -715解析: 如图,过点E 作EM ∥AD 交BC 于点M ,由AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =2EB ⃗⃗⃗⃗⃗ ,得EM=13AD ,BM=13BD ,MD=23BD ,又D 是BC 边的中点,得DC=35MC ,∴FD=35EM ,故FD=15AD ,即AF=45AD ,所以AF ⃗⃗⃗⃗⃗ =45AD ⃗⃗⃗⃗⃗ =45(BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −BA ⃗⃗⃗⃗⃗ )=45(12BC ⃗⃗⃗⃗⃗ -BA ⃗⃗⃗⃗⃗ )=25BC ⃗⃗⃗⃗⃗ −45BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,所以BF ⃗⃗⃗⃗⃗ =BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +AF ⃗⃗⃗⃗⃗ =15BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +25BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,故x+y=35.易知DE ⃗⃗⃗⃗⃗ =BE ⃗⃗⃗⃗⃗ −BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =13BA ⃗⃗⃗⃗⃗ −12BC ⃗⃗⃗⃗⃗ , 由已知得BA=BC=2,<BC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,BA ⃗⃗⃗⃗⃗ >=60°,所以|BA ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=2,BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BC⃗⃗⃗⃗⃗ =2×2×cos 60°=2.所以BF ⃗⃗⃗⃗⃗ ·DE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(15BA ⃗⃗⃗⃗⃗ +25BC ⃗⃗⃗⃗⃗ )·(13BA ⃗⃗⃗⃗⃗ -12BC ⃗⃗⃗⃗⃗ )=115BA ⃗⃗⃗⃗⃗ 2−15BC ⃗⃗⃗⃗⃗ 2+130BA ⃗⃗⃗⃗⃗ ·BC⃗⃗⃗⃗⃗ =115×4-15×4+130×2=-715.。
第1章集合与简易逻辑§1–1集合一、集合的概念1.1.1在“①难解的题目;②方程x2+1=0在实数集内的解;③直角坐标平面上第四象限内的所有点;④很多多项式”中,能够组成集合的是().(A) ②③(B) ①③(C) ②④(D) ①②④解析由集合中元素的确定性可知只有②和③能组成集合,答案为A.1.1.2下列集合中,有限集是().(A) {x|x<10,x∈N} (B) {x|x<10,x∈Z}(C) {x|x2<10,x∈Q} (D) {x|x=y+10,y∈R}解析由N表示自然数集得{x|x<10,x∈N}={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}是有限集,答案为A.1.1.3若集合M={x|x≤6},a=,则下列结论中正确的是().(A) {a}M(B) a M(C) {a}∈M(D) a∉M解析因为 <6,则∈M,{a}M,所以,答案为A.1.1.4已知集合A={0,1},B={y|y2=1-x2,x∈A},则A与B的关系是().(A) A=B(B) A B(C) A∈B(D) A B解析由已知得集合B={-1,0,1},所以,A B,答案为B.1.1.5下列四个关系中,正确的是().(A) ∅∈{0} (B) 0∉{0} (C) {0}∈{0,1} (D) 0∈{0,1}解析∅与{0},{0}与{0,1}是两个集合间的关系,这种关系不应用表达元素与集合间关系的“∈”来表达;而0∈{0},又0是集合{0,1}中的元素,所以,0∈{0,1}是正确的,答案为D.1.1.6设a,b∈R,集合{1,a+b,a}=,则b-a=().(A) 1 (B) -1 (C) 2 (D) -2解析由已知得0∈{1,a+b,a},而a≠0,于是,只能a+b=0,则=-1,又-1∈{1,a+b,a},所以,a=-1,b=1,b-a=2,答案为C.1.1.7用适当的方式写出下列集合:(1) 组成中国国旗的颜色名称的集合;(2) 不大于6的非负整数所组成的集合;(3) 所有正奇数组成的集合;(4) 方程x3+6=0的实数解构成的集合;(5) 不等式x2-5x+4<0的解集;(6) 直角坐标平面中,第一象限内的所有点组成的集合;(7) 直角坐标平面中,直线y=2x-1上的所有点组成的集合.解析(1) 组成中国国旗的颜色名称的集合是{红,黄}.(2) 不大于6的非负整数所组成的集合是{0,1,2,3,4,5,6}.(3) 所有正奇数组成的集合是{x|x=2k+1,k∈N}.(4) 方程x3+6=0的实数解构成的集合是{x|x3+6=0,x∈R}.(5) 不等式x2-5x+4<0的解集{x|x2-5x+4<0}或写成{x|1<x<4}.(6) 直角坐标平面中,第一象限内的所有点组成的集合是{(x,y)|x>0且y>0}.(7) 直角坐标平面中,直线y=2x-1上的所有点组成的集合是{(x,y)|y=2x -1}.1.1.8已知集合A={1,3,x},集合B={1,x2},若有B A且x∉B,则A=.解析由x2∈A及x∉B得x2=3,解得x=±,经检验此x的值符合集合中元素的互异性,所以,集合A={1,3,}或{1,3,-}.1.1.9集合A={x|-3≤x≤2},B={x|2m-1≤x≤2m+1},若B⊆A,则m的取值范围是.解析由已知可得解得-1≤m≤.1.1.10若集合M={0,1,2},N={(x,y)|x-2y+1≥0且x-2y-1≤0,x,y∈M},则N中元素的个数为().(A) 9 (B) 6 (C) 4 (D) 2解析将点(0,0),(1,1),(2,2),(0,1),(1,0),(0,2),(2,0),(1,2),(2,1)的坐标代入不等式组可知只有点(0,0),(1,1),(1,0),(2,1)四个点在集合N内,所以,答案为C.1.1.11定义集合运算:A☉B={z|z=xy(x+y),x∈A,y∈B},设集合A={0,1},B={2,3},则集合A☉B的所有元素之和为().(A) 0 (B) 6 (C) 12 (D) 18解析由已知可得A☉B={0,6,12},所以,A☉B中所有元素之和为18,答案为D.1.1.12设⊕是R上的一个运算,A是R的非空子集,若对任意a,b∈A,有a⊕b∈A,则称A对运算⊕封闭.下列数集对加法,减法,乘法和除法(除数不等于零)四则运算都封闭的是().(A) 自然数集(B) 整数集(C) 有理数集 (D) 无理数集解析任意两个自然数或整数的商不一定是自然数或整数,任意两个无理数的积不一定是无理数,而任意两个有理数的和、差、积、商一定都是有理数,所以,有理数集对加法,减法,乘法和除法(除数不等于零)四则运算都封闭的,答案为C.1.1.13集合M={x|a1x>b1},N={x|a2x>b2},其中常数a1b1a2b2≠0,则“”是“M=N”的().(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件解析若a1=b1=1,a2=b2=-1,则有,此时,M={x|x>1},N={x|x<1},M≠N;若M=N,则必有a1a2>0,于是,M=,N=,或者,M=,N=,于是,,即,所以,“”是“M=N”的必要不充分条件,答案为B.1.1.14已知集合M={x|x≤a2+b2},其中a,b是常数.给出下列四个命题:① 2ab一定属于M② 2ab一定不属于M③-2ab一定属于M④-2ab一定不属于M其中正确命题的序号是(写出所有正确命题的序号).解析由(a-b)2≥0和(a+b)2≥0对任意a,b∈R恒成立可得2ab≤a2+b2,-2ab≤a2+b2,所以,2ab∈M,-2ab∈M,在上述四个命题中,①和③是正确的.1.1.15已知集合A是非零实数集的子集,并且有如下性质:对任意x∈A,必有3-∈A.问:(1) 集合A可否有且仅有一个元素?如果可以,求出所有满足要求的集合A;若不可以,则说明理由;(2) 集合A可否有且仅有两个元素?如果可以,求出所有满足要求的集合A;若不可以,则说明理由.解析(1) 若集合A中有且仅有一个元素x,则3-=x,即x2-3x+2=0,解得x=1或x=2,所以,集合{1}和{2}是两个满足要求的单元集.(2) 集合{1,2}是满足要求的二元集.若集合A={a,b}是满足要求的二元集,并且即则a=b,矛盾,所以,满足要求的二元集只能是{1,2}.1.1.16同时满足{1}A⊆{1,2,3,4,5},且A中所有元素之和为奇数的集合A的个数是().(A) 5 (B) 6 (C) 7 (D) 8解析若A为二元集,则A可为{1,2}、{1,4};若A为三元集,则A可为{1,2,4}、{1,3,5};若A为四元集,则A可为{1,2,3,5}、{1,3,4,5};若A为五元集,则A可为{1,2,3,4,5},所以,共有7个符合条件的集合,答案为C.1.1.17对于集合A和B,当A B时,下列集合之间的关系一定不能成立的是().(A) ∅⊆A(B) ∅B(C) B=∅(D) A=∅解析由于不存在集合是空集的真子集,所以,由A B可得B≠∅,所以,答案为C.1.1.18下列各组集合中,M与P表示同一个集合的是().(A) M={(1,-3)},P={(-3,1)}(B) M=∅,P={0}(C) M={y|y=x2+1,x∈R},P={(x,y)|y=x2+1,x∈R}(D) M={y|y=x2+1,x∈R},P={t|t=(y-1)2+1,y∈R}解析(1,-3)与(-3,1)是平面直角坐标系中两个不相同的点;集合{0}中有一个元素,它不是空集.集合M={y|y=x2+1,x∈R}是二次函数y=x2+1的因变量的集合,它是一个数集,而集合P={(x,y)|y=x2+1,x∈R}表示平面直角坐标系中的一条抛物线,它是点的集合.集合M={y|y=x2+1,x∈R}={t|t=(y-1)2+1,y∈R}={y|y≥1},所以,答案为D.1.1.19写出集合A={(x,y)|x2+y2=2且x+y=0}的所有子集:.解析集合A={(1,-1),(-1,1)},所以,A的所有子集是∅,{(1,-1)},{(-1,1)},{(1,-1),(-1,1)}.1.1.20用适当的方式写出下列集合并化简:(1) 方程x2+2=0的全体实数解组成的集合:;(2) 函数y=3x+2,1≤x≤3的所有因变量组成的集合:;(3) 函数y=-x2+4x+3,x∈R的所有因变量组成的集合:.解析(1) 方程x2+2=0的全体实数解组成的集合是{x|x2+2=0,x∈R}=∅;(2) 函数y=3x+2,1≤x≤3的所有因变量组成的集合是{y|y=3x+2,1≤x≤3}={y|5≤y≤11};(3) 函数y=-x2+4x+3,x∈R的所有因变量组成的集合是{y|y=-x2+4x +3,x∈R}={y|y≤7}.1.1.21已知集合{x|ax2+2x+1=0,a∈R,x∈R}中有且仅有一个元素,则a的值是.解析要使得集合{x|ax2+2x+1=0,a∈R,x∈R}中有且仅有一个元素,则a=0或Δ=22-4a=0,所以,a=0或a=1.1.1.22关于x的不等式≤的解集是A,关于x的不等式x2-3(a+1)x+2(3a +1)≤0 (其中a∈R)的解集是B,求使A⊆B的a的取值范围.解析不等式≤的解集A=[2a,a2+1].不等式x2-3(a+1)x+2(3a+1)≤0即为(x-2)(x-3a-1)≤0.若a≥,则B=[2,3a+1];若a<,则B=[3a+1,2].由A⊆B得或解得1≤a≤3或a=-1.所以,a的取值范围是a=-1或1≤a≤3.1.1.23已知集合A={x|x2-3x+2=0},B={x|x2-ax+(a-1)=0},C={x|x2-bx+2=0,x∈R},若B⊆A,C⊆A,求实数a,b应满足的条件.解析集合A={1,2},而x2-ax+(a-1)=0即为(x-1)(x-a+1)=0,若a-1=1,即a=2,则B={1}满足;若a-1≠1,即a≠2,则B={1,a-1},由B⊆A知a-1=2,即a=3.对于集合C,由C⊆A知,若C=∅,则Δ=(-b)2-8<0,解得-2<b<2;若C为单元集,则Δ=(-b)2-8=0,此时C={}或C={-},与C⊆A矛盾;若C={1,2},即C中方程两根为1和2,则b=3.所以,a,b应满足的条件是a=2或a=3而-2<b<2或b=3.1.1.24已知集合A={(x,y)|y=-x2+mx-1},B={(x,y)|x+y=3,0≤x≤3},若有且仅有一个点同时属于集合A和B,求实数m的取值范围.解析由已知得抛物线与线段有且仅有一个交点.由得x2-(1+m)x+4=0,该方程在区间[0,3]上只有一个解.若Δ=(m+1)2-16=0,则m=3或m=-5,如果m=3,解得x=2;如果m=-5,解得x=-2∉[0,3],于是m=-5舍去.若Δ>0,则记f(x)=x2-(1+m)x+4,此时,只需f(3)<0,即9-3(m+1)+4<0,解得m>.所以,m的取值范围是m>或m=3.1.1.25设集合M={1,2,3,4,5,6},S1,S2,…,S k都是M的含两个元素的子集,且满足:对任意的S i={a i,b i},S j={a j,b j}(i≠j,i,j∈{1,2,3,…,k}),都有min≠min(min{x,y}表示两个数x,y中的较小者),则k的最大值是().(A) 10 (B) 11(C) 12 (D) 13解析集合M的所有两元子集是{1,2},{1,3},{1,4},{1,5},{1,6},{2,3},{2,4},{2,5},{2,6},{3,4},{3,5},{3,6},{4,5},{4,6},{5,6},共计15个,其中,不同min (i=1,2,…,15)有共11个,所以,答案为B.1.1.26设P是一个数集,且至少含有两个数,若对任意a,b∈P,都有a +b,a-b,ab,∈P (除数b≠0),则称P是一个数域.例如有理数集Q是数域;数集F={a+b|a,b∈Q}也是数域.有下列命题:①整数集是数域;②若有理数集Q⊆M,则数集M必为数域;③数域必为无限集;④存在无穷多个数域.其中正确的命题的序号是(把你认为正确的命题的序号填上).解析因为任意两个整数的商不一定是整数,故命题①不正确;当集合M =Q∪{}时,由于1∈Q,而∉M,故命题②不正确;由数域P的定义知,必有=1∈P,从而2∈P,则3∈P,…,所以,整数集Z⊆P,故数域P中必有无穷多个元素,命题③正确;由于数集F={a+b|a,b∈Q}是数域,则将其中的换成,…等仍为数域,所以数域有无穷多个,命题④正确.所以,在上述四个命题中,正确命题的序号是③,④.1.1.27非空集合G关于运算⊕满足:(1) 对任意a,b∈G,都有a⊕b∈G;(2) 存在e∈G,使得对一切a∈G,都有a⊕e=e⊕a=a,则称G关于运算⊕为“融洽集”.现给出下列集合和运算:①G={非负整数},⊕为整数的加法;②G={偶数},⊕为整数的乘法;③G={平面向量},⊕为平面向量的加法;④G={二次三项式},⊕多项式的乘法;⑤G={虚数},⊕为复数的乘法.其中G关于运算⊕为“融洽集”的是(写出所有“融洽集”的序号).解析对于非负整数集以及加法运算,两个非负整数之和一定是非负整数,其中e=0;对于偶数集和乘法运算,其中不存在满足要求的元素e;对于平面向量集合以及向量的加法运算,任意两个平面向量之和仍为该平面内的向量,e=;对于二次三项式集合以及多项式的乘法,其中不存在满足要求的元素e;对于虚数集和复数的乘法运算,其中不存在满足要求的元素e,所以,集合G关于运算⊕为“融洽集”的是①和③.1.1.28已知集合S={x|x=m2+n2,m,n∈Z}.求证:若a,b∈S,则ab ∈S.解析由a,b∈S得存在整数p,q,r,s,使得a=p2+q2,b=r2+s2,则ab=(p2+q2)(r2+s2)=p2r2+q2s2+p2s2+q2r2=(pr+qs)2+(ps-qr)2,其中pr+qs 和ps-qr都是整数,所以,ab∈S.1.1.29已知集合A={x|x=12a+8b,a,b∈Z},B={y|y=20c+16d,c,d ∈Z}.判断集合A与集合B之间存在什么关系,并说明理由.解析若y∈B,即y=20c+16d=12c+8(c+2d),因为c,d∈Z,则有c+2d∈Z,得y∈A,于是B⊆A;若x∈A,则x=12a+8b=60a-48a+40b-32b =20(3a+2b)+16(-3a-2b),因为a,b∈Z,则有3a+2b,-3a-2b∈Z,于是A⊆B.所以,A=B.1.1.30若f(x)=x2+ax+b,a,b∈R,A={x|x=f(x),x∈R},B={x|x=f[f(x)],x∈C}.(1) 写出集合A与B之间的关系,并证明;(2) 当A={-1,3}时,用列举法表示集合B.解析(1) 任取x∈A,则f(x)=x,于是,f [ f(x)]=f(x)=x,即有x∈B,所以有A⊆B,但由于x=f[f(x)]必为四次方程,在复数集C上有4个根,所以A B.(2) 当A={-1,3}时,即方程x2+ax+b=x的两根为-1、3,于是-1+3=-(a-1),(-1)×3=b,所以a=-1,b=-3,即f(x)=x2-x-3,此时,集合B中的方程为(x2-x-3)2-(x2-x-3)-3=x,即(x2-x-3)2-x2=0,(x2-3)(x2-2x-3)=0,所以,B={-1,3,,-}.1.1.31已知A={(x,y)|x2+y2+4x+4y+7=0,x,y∈R},B={(x,y)|xy =-10,x,y∈R}.(1) 对于直线m和直线外的一点P,用“m上的点与点P距离的最小值”定义点P到直线m的距离与原有的点线距离概念是等价的.试以类似的方式给出一个点集A与B的“距离”的定义;(2) 依照(1)中的定义求出A与B 的“距离”.解析(1) 定义:在点集A,B中分别任取一点,所取两点间的距离若有最小值,则此最小值称为点集A与B的“距离”.(2) 集合A中的点构成一个圆,其方程是(x+2)2+(y+2)2=1,圆心C(-2,-2),半径为1,设P(x,y)为曲线xy=-10上任意一点,则|PC|2=(x+2)2+(y+2)2=x2+y2+4(x+y)+8=(x+y)2-2xy+4(x+y)+8=(x+y)2+4(x+y)+28=(x+y+2)2+24.=2,所以,A与B的“距离”为2-当且仅当即或时,|PC=24,|PC|最小值1.二、集合的运算1.1.32已知全集I={a1,a2,a3,a4,a5,a6},集合A={a1,a3,a4,a5},B={a1,a4},则A∩∁I B=().(A) {a1,a4} (B) {a2,a6}(C) {a3,a5} (D) {a2,a3,a5,a6}解析∁I B={a2,a3,a5,a6},所以,A∩∁I B={a3,a5},答案为C.1.1.33若集合M={x||x|≤2},N={x|x2-3x=0},则M∩N=().(A) {3} (B) {0} (C) {0,2} (D) {0,3}解析M=[-2,2],N={0,3},所以M∩N={0},答案为B.1.1.34设A,B,I均为非空集合,且满足A⊆B⊆I,则下列各式中错误的是().(A) (∁I A)∪B=I(B) (∁I A)∪(∁I B)=I题1.1.34(C) A∩(∁I B)=∅(D) (∁I A)∩(∁I B)=(∁I B)解析集合A,B,I的关系如图所示,可知(∁I A)∪(∁I B)=∁I A≠I,所以,答案为B.1.1.35设全集I={2,3,5},A={|a-5|,2},∁I A={5},则a的值为().(A) 2 (B) 8 (C) 2或8 (D) -2或8解析由A∪∁I A=I得|a-5|=3,所以a=2或8,答案为C.1.1.36设集合M={x|a1x2+b1x+c1=0},N={x|a2x2+b2x+c2=0},则方程(a1x2+b1x+c1)(a2x2+b2x+c2)=0的解集是().(A) M∩N(B) M∪N(C) N(D) M解析由(a1x2+b1x+c1)(a2x2+b2x+c2)=0可得(a1x2+b1x+c1)=0或(a2x2+b2x+c2)=0,所以,该方程的解集是M∪N,答案为B.1.1.37若集合M={(x,y)|x+y=0},P={(x,y)|x-y=2},则M∩P=().(A) (1,-1) (B) {x=1}∪{y=-1}(C) {1,-1} (D) {(1,-1)}解析由得所以,M∩P={(1,-1)},答案为D.1.1.38满足M⊆{a1,a2,a3,a4},且M∩{a1,a2,a3}={a1,a2}的集合M 的个数是().(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4解析由M∩{a1,a2,a3}={a1,a2}知a1、a2∈M,a3∉M,a4可以在集合M也可以不在集合M中,所以,满足要求的集合M的个数是2个.答案为B.1.1.39若A,B,C为三个集合,A∪B=B∩C,则一定有().(A) A⊆C(B) C⊆A(C) A≠C(D) A=∅解析任取x∈A,则x∈A∪B=B∩C,于是,x∈B∩C,则x∈C,所以,A⊆C,答案为A.1.1.40已知A={x|x≤7},B={x|x<2},C={x|x>5},则A∩B=;A ∪C=;A∩B∩C=.解析由已知得A∩B={x|x<2},A∪C=R,A∩B∩C=∅.1.1.41若集合A={x|-2<x<1或x>1},B={x|a≤x≤b}满足A∪B={x|x>-2},A∩B={x|1<x≤3},则a=;b=.解析在数轴上画出集合A∪B和A∩B可得a=1,b=3.1.1.42全集U的子集A、B、C的关系如图所示:其中三个圆分别表示集合A、B、C,试用集合A、B、C的运算结果表述图中的阴影所代表的集合:.解析图中的阴影部分表示集合∁U A∩B∩C.题1.1.41题1.1.421.1.43已知a>b>0,全集I=R,集合M=,N=,P={x|b<x<},则下列关系式中正确的是().(A) P=M∩∁I N(B) P=∁I M∩N(C) P=M∪N(D) P=M∩N题1.1.43 解析由a>b>0得b<<<a,将集合M,N表示在数轴上可知P=M∩∁I N,答案为A.1.1.44对于集合A,B,C,“A∩C=B∩C”是“A=B”的().(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件解析若A=B,则显然有A∩C=B∩C;反之,若C={1},A={1,2},B={1,3},此时A∩C=B∩C={1},但A≠B,所以,“A∩C=B∩C”是“A=B”的必要不充分条件,答案为B.1.1.45设全集I={(x,y)|x,y∈R},集合M=,N={(x,y)|y≠x+1},那么∁I(M∪N)=().(A) ∅(B) {(2,3)}(C) (2,3) (D) {(x,y)|y=x+1}解析集合I表示平面上所有的点,集合M表示直线y=x+1上除(2,3)外的所有点,集合N表示不在直线y=x+1上的所有点,所以M∪N表示平面上除(2,3)外的所有点,所以,∁I(M∪N)是集合{(2,3)},答案为B.1.1.46若全集I=R,f(x),g(x)都是定义域为R的函数,P={x|f(x)<0},Q ={x|g(x)≥0},则不等式组的解集用P,Q表示为.解析由已知可得不等式g(x)<0的解集是∁I Q,所以,不等式组的解集是P∩∁I Q.1.1.47设P表示△ABC所在平面上的点,则集合{P|PA=PB}∩{P|PB=PC}=.解析由已知得点P到△ABC三顶点等距,所以,{P|PA=PB}∩{P|PB=PC}={△ABC的外心}.1.1.48集合A={(x,y)|ax+y=1},B={(x,y)|x+ay=1},C={(x,y)|x2+y2=1},分别求使得集合(A∪B)∩C为含有两个元素和三个元素的集合的a的值.解析集合A、B分别表示过定点(0,1)和(1,0)的两条直线,集合C表示单位圆,且(0,1),(1,0)∈C,若(A∪B)∩C含有两个元素,则两直线重合或同时与圆相切,可得a=1或a=0.若(A∪B)∩C含有三个元素,即表明两条直线与圆有且仅有三个公共点,由于两直线或同时与圆相切,或同时与圆不相切,则必须有上述两条直线的交点在圆上,两直线的交点是,则=1,所以,a=-1±.1.1.49若集合A是一个有限集,我们以f(A)表示该集合中元素的个数.例如:f (∅)=0,f ({a })=1等等.(1) 已知集合M ={(x ,y )|y =x 2,x ∈R},若集合N ={(x ,y )|y =b },其中b 是实常数,求f (M ∩N )的值;(2) 已知集合M ={(x ,y )|y =x 2,x ∈Z},若集合P ={(x ,y )|y =x +p },其中p 是实常数,如果存在整数k 使得(k ,k 2)∈M ∩P ,求证:f (M ∩P )=2.解析 (1) 若b <0,则f (M ∩N )=0;若b =0,则f (M ∩N )=1;若b >0,则f (M ∩N )=2.(2) 由已知可得关于x 的方程x 2=x +p 有一个根是k ,则k 2=k +p ,即p =k 2-k ,于是,方程x 2=x +p 即为x 2-x -(k -1)k =0,即(x -k )(x +k -1)=0,解得x =k 或x =1-k ,所以,M ∩P ={(k ,k 2),(1-k ,(1-k )2)},由k 是整数得k ≠1-k ,则f (M ∩N )=2.1.1.50 设全集为R ,A ={x |x 2-5x -6>0},B ={x ‖x -5|<a }(a 是常数),且11∈B ,则( ).(A) ∁R A ∪B =R (B) A ∪∁R B =R(C) ∁R A ∪∁R B =R (D) A ∪B =R解析 集合A ={x |x >6或x <-1},由11∈B 得|11-5|<a ,即a >6,集合B =(5-a ,5+a ),此时5-a <-1,5+a >6,所以,A ∪B =R ,答案为D .1.1.51 已知P ={y |y =x 2+1,x ∈R},Q ={y |y =x +1,x ∈R},则P ∩Q =( ).(A) {(0,1),(1,0)} (B) {0,1}(C) {1,2} (D) {y |y ≥1}解析 集合P ,Q 分别是函数y =x 2+1,y =x +1的值域,于是P =[1,+∞),Q =R ,所以P ∩Q =[1,+∞),答案为D .1.1.52 设A 、B 是两个非空集合,定义A 与B 的“差集”为A -B ={x |x ∈A ,且x ∉B },则A -(A -B )=( ).(A) B (B) A ∩B (C) A ∪B (D) A解析 由“差集”的定义可知集合A –B 如图中阴影部分所示,所以,A -(A -B )=A ∩B ,答案为B .1.1.53 已知全集U =A ∪B 中有m 个元素,(∁U A )∪(∁U B )中有n 个元素,若A ∩B 非空,则A ∩B 的元素个数为( ).(A) mn (B) m +n (C) n -m (D) m -n解析 由文氏图可得A ∩B 的元素个数为m -n ,答案为D .1.1.54 设全集U =N *,集合A ={x |x =2n ,n ∈N *},B ={x |x =3n ,n ∈N *},则∁U (A ∪B )=( ).(A) {x |x =6n ,n ∈N *} (B) {x |x =6n ±1,n ∈N *}(C) {x |x =6n ±2,n ∈N *} (D) {x |x =6n ±3,n ∈N *}解析 对于x =2n ,n ∈N *,若n =3k (k ∈N *),则x =6k ;若n =3k -1 (k ∈题1.1.52题1.1.53N *),则x =6k -2;若n =3k -2 (k ∈N *),则x =6k -4,对于x =3n ,若n =2k (k ∈N *),则x =6k ;若n =2k -1 (k ∈N *),则x =6k -3,所以,∁U (A ∪B )= {x |x =6n ±1,n ∈N *},答案为B .1.1.55 我们称(P ,Q )为“有序集合对”,其中P ,Q 是集合,当P ≠Q 时,认为(P ,Q )与(Q ,P )是两个不同的“有序集合对”.那么,使得A ∪B ={a ,b }成立的“有序集合对”(A ,B )共有( )个.(A) 9 (B) 4 (C) 7 (D) 16 解析 若A =∅,则只能B ={a ,b };若A ={a },则B 可以为{b }或{a ,b };若A ={b },则B 可以为{a }或{a ,b };若A ={a ,b },则B 可以是∅,{a },{b },{a ,b }这四个集合中的某一个,所以,使得A ∪B ={a ,b }成立的“有序集合对”(A ,B )共有9个,答案为A .1.1.56 有限集合S 中元素的个数记做card(S ).设A ,B都为有限集合,给出下列命题:① A ∩B =∅的充要条件是card(A ∪B )=card(A )+card(B );② A ⊆B 的必要条件是card(A )≤card(B );③ A ⊈B 的充分条件是card(A )≤card(B );④ A =B 的充要条件是card(A )=card(B ),其中真命题的序号是( ).(A) ③,④ (B) ①,②(C) ①,④ (D)②,③ 解析 用文氏图可知,当A ∩B =∅时,必有card(A ∪B )=card(A )+card(B ).反之,若card(A ∪B )=card(A )+card(B ),也必有A ∩B =∅.于是,card(A ∪B )=card(A )+card(B )是A ∩B =∅的充要条件;若A ⊆B ,则card(A )≤card(B );反之,当card(A )≤card(B )时,未必有A ⊆B ,于是,card(A )≤card(B )是A ⊆B 的必要条件;当card(A )≤card(B )时,有可能有A ⊆B ,于是,card(A )≤card(B )是A ⊈B 的既不充分,也不必要条件;card(A )=card(B )是A =B 的必要不充分条件,所以,答案为B .1.1.57 若非空集合A ,B ,C 满足A ∪B =C ,且B 不是A 的子集,则( ).(A) x ∈C 是x ∈A 的充分条件但不是必要条件(B) x ∈C 是x ∈A 的必要条件但不是充分条件(C) x ∈C 是x ∈A 的充要条件(D) x ∈C 既不是x ∈A 的充分条件,也不是x ∈A 的必要条件解析 若x ∈A ,则一定有x ∈A ∪B =C ,于是,x ∈C 是x ∈A 的必要条件;如果x ∈C =A ∪B 时必有x ∈A ,则C ⊆A ,即A ∪B ⊆A ,于是,任取y ∈B ⊆A ∪B ⊆A ,则y ∈A ,B ⊆A ,矛盾,所以,x ∈C 是x ∈A 的必要条件但不是充分条件,答案为B .题1.1.561.1.58 已知集合M ={2,3,m 2+4m +2},P ={0,7,m 2+4m -2,2-m }满足M ∩P ={3,7},则实数m 的值是 .解析 由已知得7∈M ,则m 2+4m +2=7,解得m =1或m =-5.若m =1,则m 2+4m -2=3,2-m =1.若m =-5,2-m =7,与集合中元素的互异性矛盾,所以,m 的值是1.1.1.59 如果全集U ={a ,b ,c ,d ,e ,f },A ={a ,b ,c ,d },A ∩B ={a },∁U (A ∪B )={f },则B= .解析 由表示集合U ,A ,B 的图形可得只有e ∈(∁U A )∩B ,所以,B ={a ,e }.1.1.60 如果全集U 含有12个元素,P ,Q 都是U 的子集,P ∩Q 中含有2个元素,∁U P ∩∁U Q 含有4个元素,∁U P ∩Q含有3个元素,则P 含有 个元素;Q 含有 个元素.解析 由表示集合U ,P ,Q 的图形可得P ,Q 中各有5个元素.1.1.61 集合A ={x |x =5k +3,k ∈N}, B ={x |x =7k +2,k ∈N},则A ∩B 中的最小元素是 .解析 由已知可得集合A ={3,8,13,18,23,28,33,…}, B ={2,9,16,23,30,…},所以,A ∩B 中的最小元素是23.1.1.62 已知集合A ={x |-8≤x ≤6},B ={x |x ≤m },若A∪B ≠B 且A ∩B ≠∅,则m 的取值范围是 . 解析 将集合A ,B 表示在数轴上可知m 的取值范围是-8≤m <6.1.1.63 已知常数a 是正整数,集合A =, B ={x ‖x |<2a ,x ∈Z},则集合A ∪B 中所有元素之和为 .解析 由|x -a |<a +可得-<x <2a +,而x ∈Z ,于是,A ={0,1,2,3,…,2a -1,2a },由|x |<2a 得-2a <x <2a ,又x ∈Z ,则B ={-(2a -1),-(2a -2),…,(2a -2),(2a -1)}.于是,A ∪B ={-(2a -1),-(2a -2),…,-1,0,1,…,(2a -2),(2a -1),2a },其中所有元素之和为2a .1.1.64 我们将b -a 称为集合{x |a ≤x ≤b }的“长度”.若集合M =,N =,且M 和N 都是集合{x |0≤x ≤1}的子集,则集合M ∩N 的“长度”的最小值是( ).(A) (B) (C) (D)解析 集合M 和N 的“长度”分别是和,又M 和N 都是集合{x |0≤x ≤1}的子集,于是,当m =,n =0时,集合M ∩N 的“长度”取得最小值,答案为B .题1.1.59 题1.1.60 题1.1.621.1.65已知集合A={x|x2+(m+2)x+1=0,x∈R},且A∩R+=∅,求实数m的取值范围.解析若A=∅,则Δ=(m+2)2-4<0,解得-4<m<0;若A≠∅,则由x2+(m+2)x+1=0没有正数根得解得m≥0.所以,m的取值范围是m>-4.1.1.66若集合A={x|x2-2ax+a=0,x∈R},B={x|x2-4x+a+5=0,x ∈R}.(1) 若A=B=∅,求a的取值范围;(2) 若A和B中至少有一个是∅,求a的取值范围;(3) 若A和B中有且仅有一个是∅,求a的取值范围.解析(1) 若A=∅,则4a2-4a<0,解得0<a<1.若B=∅,则16-4(a+5)<0,解得a>-1,所以,使A=B=∅成立的a的取值范围是0<a<1.(2) 设A'=(0,1),B'=(-1,+∞),则使A和B中至少有一个是∅的实数a ∈A'∪B',即使A和B中至少有一个是∅的实数a的取值范围是a>-1.(3) 使A和B中有且仅有一个是∅的a∈[A'∩(∁R B')]∪[(∁R A')∩B'],所以,使A和B中有且仅有一个是∅的a的取值范围是-1<a≤0或a≥1.§1–2简易逻辑一、命题1.2.1如果一个命题的逆命题是真命题,那么这个命题的().(A) 否命题必是真命题(B) 否命题必是假命题(C) 原命题必是假命题(D) 逆否命题必是真命题解析一个命题的逆命题与否命题真假相同,答案为A.1.2.2命题“对任意的x∈R,x3-x2+1≤0”的否定是().(A) 不存在x∈R,x3-x2+1≤0(B) 存在x∈R,x3-x2+1≤0(C) 存在x∈R,x3-x2+1>0(D) 对任意的x∈R,x3-x2+1>0解析“对任意的x∈R,x3-x2+1≤0”的否定是“存在x∈R,使得x3-x2+1>0”,答案为C.1.2.3与命题“若a∉M,则b∉M”等价的命题是().(A) 若b∈M,则a∉M(B) 若b∉M,则a∈M(C) 若b∈M,则a∈M(D) 若a∉M,则b∈M解析逆否命题与原命题互为等价命题,原命题的逆否命题为“若b∈M,则a∈M”,所以,答案为C.1.2.4设f(x)是定义在正整数集上的函数,且f(x)满足:“当f(k)≥k2成立时,总可以推出f(k+1)≥(k+1)2成立”,那么,下列命题总成立的是().(A) 若f(3)≥9成立,则当k≥1时,均有f(k)≥k2成立(B) 若f(5)≥25成立,则当k≤5时,均有f(k)≥k2成立(C) 若f(7)<49成立,则当k≥8时,均有f(k)<k2成立(D) 若f(4)=25成立,则当k≥4时,均有f(k)≥k2成立解析由25>16得f(4)=25使得f(4)≥42成立,由已知可得当k≥4时,均有f(k)≥k2成立,答案为D.1.2.5命题“若x2<1,则-1<x<1”的逆否命题是().(A) 若x2≥1,则x≥1或x≤-1 (B) 若-1<x<1,则x2<1(C) 若x>1或x<-1,则x2>1 (D) 若x≥1或x≤-1,则x2≥1解析命题“若x2<1,则-1<x<1”的逆否命题是“若x≥1或x≤-1,则x2≥1”,答案为D.1.2.6在原命题“若A∪B≠B,则A∩B≠A”与它的逆命题、否命题、逆否命题这四个命题中,真命题的个数是.解析原命题的逆否命题为“若A∩B=A,则A∪B=B”.当A∩B=A 时,任取x∈A=A∩B,必有x∈B,则A⊆B,必有A∪B=B成立,所以,逆否命题和原命题都是真命题.原命题的否命题为“若A∪B=B,则A∩B=A”,同上,可知否命题和逆命题也都是真命题.所以,在这四个命题中,真命题的个数是4.1.2.7若a,b都是非零实数,证明:|a|+|b|=|a+b|与ab>0等价.解析若|a|+|b|=|a+b|,则(|a|+|b|)2=|a+b|2,a2+b2+2|a||b|=a2+b2+2ab,于是,|ab|=ab,可得ab>0;若ab>0,则或于是,|a|+|b|=|a+b|.所以,当a,b都是非零实数时,|a|+|b|=|a+b|与ab>0等价.1.2.8已知A和B都是非空集合,证明:“A∪B=A∩B”与“A=B”是等价的.解析若A∪B=A∩B,则任取x∈A,必有x∈A∪B=A∩B,于是,x∈A∩B,则x∈B,所以,A⊆B,同理可得B⊆A,于是,A=B;若A=B,则显然有A∪B=A∩B,所以,“A∪B=A∩B”与“A=B”是等价的.1.2.9已知a,b,c是实数,则与“a,b,c互不相等”等价的是().(A) a≠b且b≠c(B) (a-b)(b-c)(c-a)≠0(C) (a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≠0(D) a2,b2,c2互不相等解析由于不相等关系不具有传递性,当a≠b且b≠c,a与c可能相等;由(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≠0可得a=b,b=c,c=a中至少有一个不成立,即(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2≠0等价于“a,b,c不全相等”,而不能等价于“a,b,c互不相等”;a=-1,b=0,c=1,此时a,b,c互不相等,但a2=c2,所以,“a,b,c互不相等”与“a2,b2,c2互不相等”不是等价的;a≠b等价于a-b≠0,“a,b,c互不相等”等价于a-b≠0,b-c≠0,c-a≠0同时成立,所以,“a,b,c互不相等”与“(a-b)(b-c)(c-a)≠0”等价,答案为B.1.2.10命题“若ab=0,则a、b中至少有一个为零”的逆否命题为.解析原命题的逆否命题为“若a、b均不为零,则ab≠0”.1.2.11给出下列四个命题:①若x2=y2,则x=y;②若x≠y,则x2≠y2;③若x2≠y2,则x≠y;④若x≠y且x≠-y,则x2≠y2,其中真命题的序号是.解析由x2=y2可得x=y或x=-y,命题①不成立;若x=-y≠0,此时x≠y,而x2=y2,于是,命题②不成立;若x2≠y2时有x=y,则可得x2=y2,矛盾,于是,命题③成立;对于x≠y且x≠-y,如果x2=y2,则有x=y或x=-y,即x=y与x=-y至少有一个成立,矛盾,于是,命题④成立.所以,上述四个命题中,真命题的序号是③和④.1.2.12已知命题p:方程x2+mx+1=0有两个不等的负实根.命题q:方程4x2+ 4(m-2)x+1=0没有实根.若“p或q”为真,“p且q”为假,求实数m 的取值范围.解析当命题p为真时,应有解得m>2.当命题q为真时,应有Δ=16(m -2)2-16<0,解得1<m<3.于是,使“p或q”为真的m的取值范围是m>1,使“p且q”为假的m的取值范围是m≤2或m≥3,所以,使两者同时成立的m 的取值范围是m≥3或1<m≤2.1.2.13某人要在一张3×3的表格中填入9个数(填的数有正有个数之和为负.求证:他一定不能写出满足要求的数表.解析若此人能写出满足要求的数表,则由a11+a12+a13>0,a21+a22+a23>0,a31+a32+a33>0可得数表中的九个数之和为正;同时,又有a11+a21+a31<0,a12+a22+a32<0,a13+a23+a33<0,则数表中的九个数之和为负,矛盾,所以,此人一定不能写出满足要求的数表.1.2.14设a,b∈R,A={(x,y)|y=ax+b,x∈Z},B={(x,y)|y=3x2+15,x∈Z},C={(x,y)|x2+y2≤144}都是平面xOy内的点的集合.求证:不存在a,b,使得A∩B≠∅,且点(a,b)∈C 同时成立.解析设满足要求的a,b存在,则P(a,b)∈C,即a2+b2≤144.由得ax+b-(3x2+15)=0,在aOb平面内,原点到直线ax+b-(3x2+15)=0的距离是=3≥12,其中等号当且仅当3,即x2=3时成立,但它与x∈Z矛盾,所以,使A∩B≠∅成立的(a,b)必有 >12,与a2+b2≤144矛盾,所以,满足要求的a,b不存在.1.2.15中学数学中存在许多关系,比如“相等关系”,“平行关系”等等,如果集合A中元素之间的一个关系“~”满足以下三个条件:(1) 自反性:对于任意a∈A,都有a~a;(2) 对称性:对于a,b∈A,若a~b,则有b~a;(3) 传递性:对于a,b,c∈A,若a~b,b~c,则有a~c,则称“~”是集合A的一个等价关系,例如:“数的相等”是等价关系,而“直线的平行”不是等价关系(自反性不成立),请你再列出三个等价关系:.解析由集合、角、向量的性质可知,“集合相等”、“角相等”、“向量相等”都是满足要求的等价关系.1.2.16已知函数f(x)在R上是增函数,a,b∈R.写出命题“若a+b>0,则f(a)+f(b)>f(-a)+f(-b)”的逆命题,并判断其真假.若所写命题是真命题,给出证明;若所写命题是假命题,给出反例.解析所求逆命题为:已知函数f(x)在R上是增函数,a,b∈R.若f(a)+f(b)>f(-a)+f(-b),则a+b>0.该命题是真命题.证明如下:若a+b≤0,即a≤-b,由函数f(x)在R上是增函数得f(a)≤f(-b),同理f(b)≤f(-a),由此可得f(a)+f(b)≤f(-a)+f(-b),与已知条件矛盾.所以,a+b>0.二、充分条件和必要条件1.2.17两个圆“周长相等”是“面积相等”的().(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件解析两个圆周长相等,则由2πr1=2πr2得两圆半径r1=r2,则两圆面积相等,反之亦然,所以,两个圆“周长相等”是“面积相等”的充要条件,答案为C.1.2.18P:四边形四条边长相等,Q:四边形是平行四边形,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解析当四边形的四条边长相同时,它是菱形,一定是平行四边形;反之,一个平行四边形的四条边长不一定都相等,所以,P是Q的充分不必要条件,答案为A.1.2.19已知a,b,c,d都是实数,则“a=b且c=d”是“a+c=b+d”的().(A) 充分不必要条件 (B) 必要不充分条件(C) 充要条件 (D) 既不充分也不必要条件解析 对于实数a ,b ,c ,d ,如果a =b 且c =d ,则有a -b =0,c -d =0,则a +c -(b +d )=(a -b )+(c -d )=0,于是,a +c =b +d ;反之,如果a =1,b =2,c =4,d =3,有a +c =b +d ,但此时a ≠b ,c ≠d ,所以,“a =b 且c =d ”是“a +c =b +d ”的充分不必要条件,答案为A .1.2.20 已知a ,b ,c 是实数,则“a =b ”是“ac =bc ”的( ).(A) 充分不必要条件 (B) 必要不充分条件(C) 充要条件 (D) 既不充分也不必要条件解析 如果a =b ,则a -b =0,于是,ac -bc =(a -b )c =0,可得ac =bc ;反之,如果c =0,a =1,b =2,此时有ac =bc ,但a ≠b ,所以,“a =b ”是“ac =bc ”的充分不必要条件,答案为A .1.2.21 设m ,n 是整数,则“m ,n 均为偶数”是“m +n 是偶数”的( ).(A) 充分不必要条件 (B) 必要不充分条件(C) 充要条件 (D) 既不充分也不必要条件解析 如果m ,n 均为偶数,则m +n 一定是偶数;反之,如果m =1,n =3,m +n =4为偶数,但此时m 和n 都不是偶数,所以,“m ,n 均为偶数”是“m +n 是偶数”的充分而不必要条件,答案为A .1.2.22 设集合A ,B 是全集U 的两个子集,则A B 是∁U A ∪B =U 的( ).(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件 解析 由表示集合U ,A ,B 关系的图形可知当A B 时必有∁U A ∪B =U 成立,反之,当A =B 时,也有∁U A ∪B =U 成立,即A 是B 的真子集不是∁U A ∪B =U 成立的必要条件,所以,答案为A .1.2.23 对于集合M 和P ,“x ∈M 或x ∈P ”是“x ∈M ∩P ”的( ).(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件解析 由表示集合M ,P 的图形可知当x ∈M 或x ∈P 时不一定有x ∈M ∩P ,而当x ∈M ∩P 时必有x ∈M 或x ∈P ,所以,“x ∈M 或x ∈P ”是“x ∈M ∩P ”的必要不充分条件,答案为B .题1.2.22题1.2.231.2.24如果x,y是实数,那么“cos x=cos y”是“x=y”的().(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件解析当cos x=cos y时,不一定有x=y,而当x=y时,必有 cos x=cos y,所以,“cos x=cos y”是“x=y”的必要不充分条件,答案为B.1.2.25使不等式(1-|x|)(1+x)>0成立的充要条件为().(A) x<-1或x>1 (B) -1<x<1(C) x>-1且x≠1(D) x<1且x≠-1解析此不等式等价于或解得-1<x<1或x<-1,即为x<1且x≠-1,所以,答案为D.1.2.26一元二次方程ax2+bx+c=0有一个正数根和一个负数根的充要条件是().(A) ab>0 (B) ab<0 (C) ac>0 (D) ac<0解析若一元二次方程ax2+bx+c=0有一个正数根x1和一个负数根x2,则x1x2=<0,则ac<0;反之,若ac<0,一元二次方程的判别式Δ=b2-4ac>0,此方程一定有两个实数根,且两根之积为<0,这两个实数根一定是一个正数和一个负数,所以,一元二次方程ax2+bx+c=0有一个正数根和一个负数根的充要条件是ac<0,答案为D.1.2.27“x>1”是“<1”的().(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件解析若x>1,则-1=<0,即<1;反之,如果x<0,则有<1,此时,x>1不成立,所以,“x>1”是“<1”的充分不必要条件,答案为A.1.2.28已知x是实数,则“x≠1”是“x2-4x+3≠0”的().(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件解析如果x=3,则x≠1,此时x2-4x+3=(x-1)(x-3)=0;反之,如果x2-4x+3≠0,即(x-3)(x-1)≠0,则x≠3且x≠1,所以,“x≠1”是“x2-4x+3≠0”的必要不充分条件,答案为B.1.2.29“一个正整数的个位数字是5”是“这个正整数是5的倍数”的().(A) 充分不必要条件(B) 必要不充分条件(C) 充要条件(D) 既不充分也不必要条件解析如果一个正整数的个位数是5,即此正整数一定可表示成10k+5(k 是非负整数),它一定是5的倍数;反之,可写成10n(n是正整数)的正整数一定是5的倍数,但它的个位数不是5,所以,“一个正整数的个位数字是5”是“这个正整数是5的倍数”的充分不必要条件,答案为A.1.2.30对于集合A,B,下列四个命题中正确的是().。
考点十一 等差数列与等比数列一、选择题1.已知数列{a n }为等比数列,且a 3=-4,a 7=-16,则a 5=( ) A .-8 B .8 C .±8 D .±4 2答案 A解析 由a 7a 3=q 4得q 4=4,则q 2=2,所以a 5=a 3·q 2=-4×2=-8,故选A. 2.已知正项数列{a n }中,a 1=1,a 2=2,2a 2n +1=a 2n +2+a 2n ,则a 6=( ) A .16 B .8 C .4 D .2 2答案 C解析 由2a 2n +1=a 2n +2+a 2n 知,数列{a 2n }是等差数列,前两项为1,4,所以公差d =3,故a 26=1+5×3=16,所以a 6=4,故选C.3.在数列{a n }中,“a n =2a n -1,n =2,3,4,…”是“{a n }是公比为2的等比数列”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答案 B解析 若a n =2a n -1,n =2,3,4,…,则此数列可以为0,0,0,0,0,…,此时{a n }不是等比数列;若{a n }是公比为2的等比数列,则由等比数列的定义可知a n =2a n -1,n =2,3,4,….故选B.4.(2019·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.已知S 4=0,a 5=5,则( ) A .a n =2n -5 B .a n =3n -10 C .S n =2n 2-8n D .S n =12n 2-2n答案 A解析 设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d .由S 4=0,a 5=5可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d =5,4a 1+6d =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-3,d =2.所以a n =-3+2(n -1)=2n -5,S n =n ×(-3)+n n -12×2=n 2-4n .故选A.5.(2019·湖南六校联考)已知公差d ≠0的等差数列{a n }满足a 1=1,且a 2,a 4-2,a 6成等比数列,若正整数m ,n 满足m -n =10,则a m -a n =( )A .10B .20C .30D .5或40答案 C解析 由题知(a 4-2)2=a 2a 6,因为{a n }为等差数列,所以(3d -1)2=(1+d )(1+5d ),因为d ≠0,解得d =3,从而a m -a n =(m -n )d =30,故选C.6.(2019·河南百校联盟仿真试卷)已知等差数列{a n }满足a 1=32,a 2+a 3=40,则{|a n |}的前12项和为( )A .-144B .80C .144D .304答案 D解析 a 2+a 3=2a 1+3d =64+3d =40⇒d =-8,所以a n =40-8n .所以|a n |=|40-8n |=⎩⎪⎨⎪⎧40-8n ,n ≤5,8n -40,n >5,所以前12项和为5×32+02+7×8+562=80+224=304.7.已知数列{a n }的前n 项和S n =an 2+bn (a ,b ∈R )且a 2=3,a 6=11,则S 7等于( ) A .13 B .49 C .35 D .63答案 B解析 由S n =an 2+bn (a ,b ∈R )可知数列{a n }是等差数列,所以S 7=7a 1+a 72=7a 2+a 62=7×142=49.选B. 8.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=-11,a 4+a 6=-6,则当S n 取最小值时,n 等于( )A .6B .7C .8D .9答案 A解析 由a 4+a 6=2a 5=-6得a 5=-3,则公差为-3+115-1=2,所以由a n =-11+(n -1)×2=2n -13≤0得n ≤132,所以前6项和最小,选A.二、填空题9.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 6a 3=2,则S 6S 3=________. 答案 72解析 设等差数列{a n }的公差为d ,a 6a 3=2,即a 3+3d =2a 3,a 3=3d ,S 6S 3=3a 3+a 43a 2=a 3+a 3+d a 3-d =3d +3d +d 3d -d =72.10.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 3=32,S 3=92,则公比q =________.答案 1或-12解析因为⎩⎪⎨⎪⎧a 3=32,a 1+a 2+a 3=92,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 3=32,a 1+a 2=3,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1q 2=32,a 1+a 1q =3,即1+qq 2=2,所以2q 2-q -1=0,解得q =1或q =-12.11.(2019·广东广州天河区综合测试一)在等差数列{a n }中,首项a 1=0,公差d ≠0,若a m =a 1+a 2+a 3+…+a 20,则m =________.答案 191解析 等差数列{a n }中,首项a 1=0,公差d ≠0,a m =a 1+a 2+a 3+…+a 20,则a m =d +2d +…+19d =19×1+192d =190d =a 191,m =191.12.(2019·河南新乡第一次模拟)设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=1,(n +1)a n +1=(n -1)S n ,则S n =________.答案2n -1n解析 ∵(n +1)a n +1=(n -1)S n ,∴na n +1+S n +1=nS n ,∴n (S n +1-S n )+S n +1=nS n ,∴n +1S n +1nS n =2,∴{nS n }是首项为1,公比为2的等比数列,则nS n =2n -1,∴S n =2n -1n.三、解答题13.(2019·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知S 9=-a 5. (1)若a 3=4,求{a n }的通项公式;(2)若a 1>0,求使得S n ≥a n 的n 的取值范围. 解 (1)设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d , 根据题意有⎩⎪⎨⎪⎧9a 1+9×82d =-a 1+4d ,a 1+2d =4,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8,d =-2,所以a n =8+(n -1)×(-2)=-2n +10.(2)由(1)知a 5=0,即a 5=a 1+4d =0,即a 1=-4d , 又a 1>0,所以d <0, 由S n ≥a n 得na 1+n n -12d ≥a 1+(n -1)d ,整理得(n 2-9n )d ≥(2n -10)d , 因为d <0,所以n 2-9n ≤2n -10, 即n 2-11n +10≤0,解得1≤n ≤10, 所以n 的取值范围是1≤n ≤10(n ∈N *).14.已知数列{a n }是等差数列,a 2=6,前n 项和为S n ,{b n }是等比数列,b 2=2,a 1b 3=12,S 3+b 1=19.(1)求{a n },{b n }的通项公式; (2)求数列{b n cos(a n π)}的前n 项和T n . 解 (1)∵数列{a n }是等差数列,a 2=6, ∴S 3+b 1=3a 2+b 1=18+b 1=19,∴b 1=1, ∵b 2=2,数列{b n }是等比数列,∴b n =2n -1.∴b 3=4,∵a 1b 3=12,∴a 1=3, ∵a 2=6,数列{a n }是等差数列, ∴a n =3n .(2)由(1)得,令C n =b n cos(a n π)=(-1)n 2n -1,∴C n +1=(-1)n +12n,∴C n +1C n=-2,又C 1=-1, ∴数列{b n cos(a n π)}是以-1为首项、-2为公比的等比数列, ∴T n =-1×[1--2n]1+2=-13[1-(-2)n]=-2n-13.一、选择题1.设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n =2n +1+λ,则λ=( )A .-2B .-1C .1D .2答案 A解析 解法一:a 2=S 2-S 1=23-22=4,a 3=S 3-S 2=24-23=8,所以a 1=a 22a 3=2,所以S 1=22+λ=2,故λ=-2.解法二:S n =2n +1+λ=2·2n+λ,根据等比数列前n 项和公式的结构知λ=-2.2.《张丘建算经》卷上第22题为:“今有女善织,日益功疾.初日织五尺,今一月日织九匹三丈.”其意思为今有女子善织布,且从第2天起,每天比前一天多织相同量的布,若第一天织5尺布,现在一个月(按30天计)共织390尺布.则该女最后一天织多少尺布?( )A .18B .20C .21D .25答案 C解析 依题意得,织女每天所织的布的尺数依次排列形成一个等差数列,设为{a n },其中a 1=5,前30项和为390,于是有305+a 302=390,解得a 30=21,即该织女最后一天织21尺布,选C.3.若等比数列的前n 项和,前2n 项和,前3n 项和分别为A ,B ,C ,则( ) A .A +B =C B .B 2=ACC .A +B -C =B 3D .A 2+B 2=A (B +C )答案 D解析 由等比数列的性质可知,当公比q ≠-1时,A ,B -A ,C -B 成等比数列,所以(B -A )2=A (C -B ),所以A 2+B 2=AC +AB =A (B +C ),当q =-1时,易验证此等式成立,故选D.4.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=4,S 5≥S 4≥S 6,则公差d 的取值范围是( ) A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-89 B .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,-45C .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-89,-45D .[]-1,0答案 A解析 因为S 5≥S 4≥S 6,所以S 4+a 5≥S 4≥S 4+a 5+a 6,所以a 5≥0≥a 5+a 6,又a 1=4,所以⎩⎪⎨⎪⎧4+4d ≥0,8+9d ≤0,解得-1≤d ≤-89.5.数列{a n }中,已知对任意自然数n ,a 1+a 2+…+a n =2n-1,则a 21+a 22+…+a 2n 等于( ) A .(2n-1)2B .13(2n-1) C .4n-1 D .13(4n-1) 答案 D解析 当n =1时,a 1=2-1=1;当n ≥2,n ∈N *时,a n =(2n -1)-(2n -1-1)=2n -1,n =1时也符合,所以a n =2n -1(n ∈N *).所以a 2n =4n -1(n ∈N *)也是等比数列,所以a 21+a 22+…+a 2n =1+4+42+…+4n -1=1-4n1-4=4n-13,故选D.6.已知数列{a n }是等差数列,r ,s ,t 为正整数,则“r +t =2s ”是“a r +a t =2a s ”的( ) A .充要条件 B .必要不充分条件 C .充分不必要条件 D .既不充分也不必要条件答案 C解析 设{a n }的公差为d ,由a r +a t =2a s 得(r +t -2)d =(2s -2)d ,即r +t =2s 或d =0,则“r +t =2s ”是“r +t =2s 或d =0”的充分不必要条件.故选C.7.已知在公比不为1的等比数列{a n }中,a 2a 4=9,且2a 3为3a 2和a 4的等差中项,设数列{a n }的前n 项积为T n ,则T 8=( )A .12×37-16 B .310C .318D .320答案 D解析 由题意,得a 23=9,设等比数列的公比为q ,由2a 3为3a 2和a 4的等差中项,得3·a 3q+a 3q =4·a 3,由公比不为1,解得q =3,所以T 8=a 1·a 2·…·a 8=a 81q 28=a 81q 16·q 12=(a 1q 2)8·q 12=(a 23)4q 12=94×312=320.8.已知正项数列{a n }满足a 2n +1-2a 2n -a n +1a n =0,设b n =log 2a n +1a 1,则数列{b n }的前n 项和为( )A .nB .n n -12C .n n +12D .n +1n +22答案 C解析 因为a 2n +1-2a 2n -a n +1a n =0,所以(a n +1+a n )·(2a n -a n +1)=0,又因为a n >0,所以2a n -a n +1=0,即a n +1a n =2,所以数列{a n }是公比为2的等比数列,a n +1a 1=a 1q n a 1=2n ,所以b n =log 2a n +1a 1=log 22n=n ,所以数列{b n }的前n 项和S n =1+2+3+…+n =n n +12.二、填空题9.(2019·江西抚州七校联考)等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 10=10,S 30=30,则S 20=________.答案 20解析 因为等比数列{a n }的前n 项和为S n ,所以S 10,S 20-S 10,S 30-S 20成等比数列,因为S 10=10,S 30=30,所以(S 20-10)2=10×(30-S 20),解得S 20=20或S 20=-10,因为S 20-S 10=q 10S 10>0,所以S 20>0,则S 20=20.10.(2019·广东深圳适应性考试)等差数列{a n }中,a 4=10且a 3,a 6,a 10成等比数列,数列{a n }的前20项和S 20=________.答案 200或330解析 设数列{a n }的公差为d ,则a 3=a 4-d =10-d ,a 6=a 4+2d =10+2d ,a 10=a 4+6d =10+6d ,又a 3a 10=a 26,即(10-d )(10+6d )=(10+2d )2,整理得10d 2-10d =0,解得d =0或d =1.当d =0时,S 20=20a 4=200;当d =1时,a 1=a 4-3d =10-3×1=7,于是,S 20=20a 1+20×192d =20×7+190=330. 11.(2019·河北唐山质检)设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则S n=________.答案 -1n解析 由已知得a n +1=S n +1-S n =S n +1S n ,两边同时除以S n +1S n ,得1S n +1-1S n=-1,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是以-1为首项,-1为公差的等差数列,则1S n =-1-(n -1)=-n ,所以S n =-1n.12.(2019·山东德州第一次考试)数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,a n ≠0,3S n =a n a n+1+1,则a 2019=________. 答案 3028解析 数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=1,3S n =a n a n +1+1 ①,当n =1时,整理得3S 1=3a 1=a 1·a 2+1,解得a 2=2,当n ≥2时,3S n -1=a n -1·a n +1 ②,①-②得,3a n =a n (a n +1-a n -1),由于a n ≠0,故a n +1-a n -1=3(常数),故数列{a n }的奇数项为首项为1,公差为3的等差数列,则a n =1+3⎝⎛⎭⎪⎫n +12-1.数列{a n }的偶数项为首项为2,公差为3的等差数列,a n=2+3⎝ ⎛⎭⎪⎫n2-1,所以a 2019=1+3⎝⎛⎭⎪⎫2019+12-1=3028. 三、解答题13.(2018·全国卷Ⅲ)等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3. (1)求{a n }的通项公式;(2)记S n 为{a n }的前n 项和,若S m =63,求m . 解 (1)设{a n }的公比为q ,由题设得a n =qn -1.由已知得q 4=4q 2,解得q =0(舍去),q =-2或q =2. 故a n =(-2)n -1或a n =2n -1.(2)若a n =(-2)n -1,则S n =1--2n3.由S m =63得(-2)m=-188,此方程没有正整数解.若a n =2n -1,则S n =2n-1.由S m =63得2m=64,解得m =6. 综上,m =6.14.(2019·全国卷Ⅱ)已知数列{a n }和{b n }满足a 1=1,b 1=0,4a n +1=3a n -b n +4,4b n +1=3b n -a n -4.(1)证明:{a n +b n }是等比数列,{a n -b n }是等差数列; (2)求{a n }和{b n }的通项公式.解 (1)证明:由题设得4(a n +1+b n +1)=2(a n +b n ), 即a n +1+b n +1=12(a n +b n ).又因为a 1+b 1=1,所以{a n +b n }是首项为1,公比为12的等比数列.由题设得4(a n +1-b n +1)=4(a n -b n )+8, 即a n +1-b n +1=a n -b n +2.又因为a 1-b 1=1,所以{a n -b n }是首项为1,公差为2的等差数列. (2)由(1)知,a n +b n =12n -1,a n -b n =2n -1,所以a n =12[(a n +b n )+(a n -b n )]=12n +n -12,b n =12[(a n +b n )-(a n -b n )]=12n -n +12.。
题型专项练1 客观题12+4标准练(A)一、单项选择题1.若A={x|2x <4},B={x ∈N |-1<x<3},则A ∩B=( ) A.{x|-1<x<2} B.{0,1}C.{1}D.{x|-1<x<3}2.若复数z 满足i·z=z-i,则|z-i |=( ) A.√22B.√2C.1D.2√23.函数y=ln |x |x 2+2的图象大致为( )4.已知圆锥的表面积为3π,它的侧面展开图是一个半圆,则此圆锥的体积为( ) A.√3π2B.√3πC.√3π3D. 2√3π5.已知A (3m ,-m )是角α终边上的一点,则sin2α+sin 2α1+cos2α的值为( )A.718B.-518C.-52 D.726.已知椭圆E 的焦点为F 1,F 2,P 是椭圆E 上一点,若PF 1⊥PF 2,∠PF 2F 1=60°,则椭圆E 的离心率为 ( )A.2-√32B.2-√3C.√3-12D.√3-17.曲线y=e 2x 上的点到直线2x-y-4=0的最短距离是( ) A.√5B.√3C.√2D.18.采取一项单独防疫措施感染COVID -19的概率统计表如下:一次核酸检测的准确率为1-10p.某家庭有3口人,他们每个人只戴口罩,没有做到勤洗手也没有接种COVID -19疫苗,感染COVID -19的概率都为0.01.这3个人不同人的核酸检测结果,以及其中任何一个人的不同次核酸检测结果都是互相独立的.他们3人都落实了表中的三项防疫措施,而且共做了10次核酸检测.以这家人的每个人每次核酸检测被确诊感染COVID -19的概率为依据,这10次核酸检测中,若有X 次结果为确诊,则X 的数学期望为( ) A.1.98×10-6 B.1.98×10-7C.1.8×10-7D.2.2×10-7二、多项选择题9.空气质量指数按大小分为五个等级,指数越大说明污染的情况越严重,对人体危害越大,指数范围在区间[0,50],[51,100],[101,200],[201,300],[301,500]上分别对应“优”“良”“轻度污染”“中度污染”“重度污染”五个等级,某市连续14天的空气质量指数变化趋势如图所示,下列说法正确的是( )A.从2日到5日空气质量越来越好B.这14天中空气质量指数的极差为195C.这14天中空气质量指数的中位数是103.5D.这14天中空气质量指数为“良”的频率为31410.已知△ABC 是边长为2的正三角形,该三角形重心为点G ,P 为△ABC 所在平面内任一点,则下列结论正确的是( ) A.|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=2B.AB⃗⃗⃗⃗⃗ ·AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =2 C.PA⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +PC ⃗⃗⃗⃗⃗ =3PG ⃗⃗⃗⃗⃗D.|AB⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +CB ⃗⃗⃗⃗⃗ | 11.已知点P (2,4),若过点Q (4,0)的直线l 交圆C :(x-6)2+y 2=9于A ,B 两点,R 是圆C 上一动点,则( ) A.|AB|的最小值为2√5 B.点P 到直线l 的距离的最大值为2√5C.PQ ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PR ⃗⃗⃗⃗⃗ 的最小值为12-2√5D.|PR|的最大值为4√2+312.已知三棱柱ABC-A 1B 1C 1为正三棱柱,且AA 1=2,AB=2√3,D 是B 1C 1的中点,点P 是线段A 1D 上的动点,则下列结论正确的是( )A.正三棱柱ABC-A 1B 1C 1外接球的表面积为20πB.若直线PB 与底面ABC 所成角为θ,则sin θ的取值范围为[√77,12]C.若A 1P=2,则异面直线AP 与BC 1所成的角为π4D.若过BC 且与AP 垂直的截面α与AP 交于点E ,则三棱锥P-BCE 的体积的最小值为√32三、填空题13.已知(√x 3-2a x)8的展开式中常数项为112,则实数a 的值为 .14.已知抛物线C :y 2=2px (p>0)的焦点为F ,A 为抛物线C 上一点,以F 为圆心,FA 为半径的圆交抛物线C 的准线于B ,D 两点,若A ,F ,B 三点共线,且|AF|=3,则抛物线C 的准线方程为 . 15.已知函数f (x )=ln(x 2+1)+e x +e -x ,则不等式f (x-2)-f (2x+1)≤0的解集为 . 16.定义在区间(0,+∞)上的函数y=f (x )满足:①当x ∈[1,3)时,f (x )={x -1,1≤x ≤2,3-x ,2<x <3;②f (3x )=3f (x ).(1)f (6)= ;(2)若函数F (x )=f (x )-a 的零点从小到大依次记为x 1,x 2,…,x n ,…,则当a ∈(1,3)时,x 1+x 2+…+x 2n-1+x 2n =.考前强化练题型专项练题型专项练1 客观题12+4标准练(A)1.B 解析 由2x <4,得x<2,所以A={x|x<2}.又B={0,1,2},所以A ∩B={0,1}.2.A 解析 因为i ·z=z-i,所以z=i 1-i =i (1+i )(1-i )(1+i )=-1+i2,所以z-i =-1-i 2=-12−12i .故|z-i |=√(-12)2+(-12)2=√22.3.B 解析 设y=f (x )=ln |x |x 2+2,则函数f (x )的定义域为{x|x ≠0},关于原点对称.又f (-x )=ln |-x |(-x )2+2=f (x ),所以函数f (x )为偶函数,排除AC;当x ∈(0,1)时,ln |x|<0,x 2+2>0 ,所以f (x )<0,排除D . 故选B .4.C 解析 设圆锥的底面半径为r (r>0),母线长为l (l>0),由于它的侧面展开图是一个半圆,所以2πr=πl ,即l=2r ,所以该圆锥的表面积S=πr 2+πrl=3πr 2=3π,解得r=1,所以圆锥的高h=√l 2-r 2=√3, 所以圆锥的体积V=13S 底·h=13×π×12×√3=√3π3. 5.B 解析 因为A (3m ,-m )是角α终边上的一点,所以tan α=-m 3m =-13,所以sin2α+sin 2α1+cos2α=2sinαcosα+sin 2α2cos 2α=tan α+12tan 2α=-13+12×(-13)2=-518. 6.D 解析 在△F 1PF 2中,∠F 1PF 2=90°,∠PF 2F 1=60°,设|PF 2|=m (m>0),则2c=|F 1F 2|=2m ,|PF 1|=√3m , 又由椭圆定义可知2a=|PF 1|+|PF 2|=(√3+1)m , 则离心率e=ca =2c2a =(√3+1)m=√3+1=√3-1.7.A 解析 因为y=e 2x ,所以y'=2e 2x ,设曲线y=e 2x 在点P (x 0,e 2x 0)处的切线与直线2x-y-4=0平行,则2e 2x 0=2,所以2x 0=0,x 0=0,切点P (0,1),曲线y=e 2x 上的点到直线2x-y-4=0的最短距离即为切点P 到直线2x-y-4=0的距离d=√5=√5.8.B 解析 根据条件,p=0.01.一个人落实了表中三项防疫措施后,感染COVID -19的概率为145(1-p )p ·p100=2.2×10-8,一次核酸检测的准确率为1-10×0.01=0.9,这个人再进行一次核酸检测,可知此人核酸检测被确诊感染COVID -19的概率为2.2×10-8×0.9=1.98×10-8.以这家人核酸检测确诊感染COVID -19的概率为依据,这家3口人10次核酸检测中被确诊感染COVID -19的次数为X~B (10,1.98×10-8),∴E (X )=10×1.98×10-8=1.98×10-7.9.BC 解析 从2日到5日空气质量指数越来越大,故空气质量越来越差,故A 错误;这14天中空气质量指数的极差为220-25=195,故B 正确;这14天空气质量指数由小到大排列,中间为86,121,故中位数为86+1212=103.5,故C正确;这14天中1日,3日,12日,13日空气质量指数为良,共4天,所以空气质量指数为“良”的频率为414=27,故D 错误.10.BC 解析 因为△ABC 是边长为2的正三角形,所以|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ )2=√AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 2 +2AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AC ⃗⃗⃗⃗⃗+AC⃗⃗⃗⃗⃗ 2 =√4+2×2×2×12+4=2√3,故A 错误;AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |·|AC⃗⃗⃗⃗⃗ |cos ∠BAC=2×2×12=2,故B 正确;根据重心的性质可得AG ⃗⃗⃗⃗⃗ =23·12(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ )=13(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ),所以3PG ⃗⃗⃗⃗⃗ -3PA ⃗⃗⃗⃗⃗ =PB⃗⃗⃗⃗⃗ −PA ⃗⃗⃗⃗⃗ +PC ⃗⃗⃗⃗⃗ −PA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,所以3PG ⃗⃗⃗⃗⃗ =PA ⃗⃗⃗⃗⃗ +PB ⃗⃗⃗⃗⃗ +PC⃗⃗⃗⃗⃗ ,故C 正确; 因为|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +BC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|AC⃗⃗⃗⃗⃗ |=2, |AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +CB ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√(AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +CB ⃗⃗⃗⃗⃗)2=√AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 2 +CB⃗⃗⃗⃗⃗ 2+2AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ·CB ⃗⃗⃗⃗⃗ =√4+4+2×2×2×12=2√3,故D 错误.11.ABD 解析 如图,当直线l 与x 轴垂直时,|AB|有最小值,且最小值为2√5,所以A 正确;当直线l 与PQ 垂直时,点P 到直线l 的距离有最大值,且最大值为|PQ|=2√5,所以B 正确;由题意,设R (6+3cos θ,3sin θ),则PQ ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PR ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,-4)·(4+3cos θ,3sin θ-4)=6cos θ-12sin θ+24,所以PQ ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PR ⃗⃗⃗⃗⃗ =6√5cos(θ+φ)+24,所以PQ ⃗⃗⃗⃗⃗ ·PR⃗⃗⃗⃗⃗ 的最小值为24-6√5,所以C 错误; 当P ,C ,R 三点共线时,|PR|分别取得最大、最小值,且最大值为|PC|+3=4√2+3,所以D 正确.12.AD 解析 选项A:设△ABC 外接圆的半径为r (r>0),则由正弦定理得2√3sin60°=2r ,所以r=√33×2√3=2.又AA 1=2,所以正三棱柱ABC-A 1B 1C 1外接球的半径R=√4+1=√5,所以外接球的表面积为4πR 2=20π,故A 项正确;选项B:取BC 的中点F ,连接DF ,AF ,BD ,A 1B ,由正三棱柱的性质可知平面AA 1DF ⊥平面ABC ,所以当点P 与A 1重合时,θ最小,当点P 与D 重合时,θ最大,所以sin θ∈[12,2√77],故B 错误;选项C:将正三棱柱补成如图所示的直四棱柱,则∠GAP (或其补角)为异面直线AP 与BC 1所成的角,易得AG=GP=4,AP=2√2,所以∠GAP ≠π4,故C 项错误;选项D:如图所示,因为V P-ABC =13×2×√34×(2√3)2=2√3,所以要使三棱锥P-BCE 的体积最小,则三棱锥E-ABC 的体积最大,设BC 的中点为F ,作出截面如图所示,因为AP ⊥α,所以点E 在以AF 为直径的圆上,所以点E 到底面ABC 距离的最大值为√32×2√3×12=32,所以三棱锥P-BCE 的体积的最小值为2√3−13×32×√34×(2√3)2=√32,故D 项正确. 13.±1 解析 由于(√x 3-2a x )8展开式中的通项公式为T r+1=C 8r (√x 3)8-r·(-2a x )r =C 8r (-2a )rx 8-r 3-r ,令8-r3-r=0,得r=2,可得它的展开式的常数项是C 82(-2a )2,再根据展开式中的常数项是112,可得C 82(-2a )2=112,得a=±1.14.x=-34 解析 如图,设线段BD 的中点为N ,因为A ,F ,B 三点共线,则AB 为圆的直径,即∠ADB=90°,所以AD ⊥BD.由抛物线的定义可得|AD|=|AF|=3,FN 为Rt △ADB 的中位线,所以|FN|=12|AD|=p=32,则抛物线C 的准线方程为x=-34.15.(-∞,-3]∪[13,+∞) 解析 由题意可得,f (x )的定义域为R .因为f (x )=ln(x 2+1)+e x +e -x ,所以f (-x )=ln(x 2+1)+e -x +e x =f (x ),所以f (x )是偶函数.因为f'(x )=2x x 2+1+e x -e -x=2x x 2+1+e 2x -1e x , 当x>0时,f'(x )>0,所以f (x )在区间(0,+∞)上单调递增. 所以f (x-2)-f (2x+1)≤0,即f (x-2)≤f (2x+1),所以|x-2|≤|2x+1|,即3x2+8x-3≥0,解得x≤-3或x≥13.故所求不等式的解集为(-∞,-3]∪[13,+∞).16.(1)3(2)6(3n-1)解析(1)因为f(3x)=3f(x),所以f(6)=3f(2),当x=2时,f(2)=2-1=1,所以f(6)=3f(2)=3.(2)在同一平面直角坐标系内画出函数y=f(x)的图象和直线y=a如图所示.当a∈(1,3)时,利用对称性,依次有x1+x2=2×6=12,x3+x4=2×18=36,……x2n-1+x2n=2×2×3n,所以x1+x2+…+x2n-1+x2n=4×(3+32+…+3n)=4×3(1-3n)1-3=6(3n-1).。