高考总复习——数学
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高中数学第一章-集合考试内容:集合、子集、补集、交集、并集.逻辑联结词.四种命题.充分条件和必要条件.考试要求: (1)理解集合、子集、补集、交集、并集的概念;了解空集和全集的意义;了解属于、包含、相等关系的意义;掌握有关的术语和符号,并会用它们正确表示一些简单的集合.(2)理解逻辑联结词“或”、“且”、“非”的含义理解四种命题及其相互关系;掌握充分条件、必要条件及充要条件的意义.§01. 集合与简易逻辑 知识要点一、知识结构:本章知识主要分为集合、简单不等式的解法(集合化简)、简易逻辑三部分:二、知识回顾:(一)集合1.基本概念:集合、元素;有限集、无限集;空集、全集;符号的使用.2.集合的表示法:列举法、描述法、图形表示法.集合元素的特征:确定性、互异性、无序性. 集合的性质:①任何一个集合是它本身的子集,记为;②空集是任何集合的子集,记为;③空集是任何非空集合的真子集;如果,同时,那么A = B.如果.[注]:①Z = {整数}(√) Z ={全体整数} (×)②已知集合S 中A 的补集是一个有限集,则集合A 也是有限集.(×)(例:S=N ; A=,则C s A= {0})A A ⊆A ⊆φB A ⊆A B ⊆C A C B B A ⊆⊆⊆,那么,+N③空集的补集是全集.④若集合A=集合B,则C B A=,C A B =C S(C A B)=D(注:C A B =).3. ①{(x,y)|xy =0,x∈R,y∈R}坐标轴上的点集.②{(x,y)|xy<0,x∈R,y∈R二、四象限的点集.③{(x,y)|xy>0,x∈R,y∈R} 一、三象限的点集.[注]:①对方程组解的集合应是点集.例:解的集合{(2,1)}.②点集与数集的交集是. (例:A ={(x,y)| y =x+1} B={y|y =x2+1} 则A∩B =)4. ①n个元素的子集有2n个. ②n个元素的真子集有2n-1个. ③n个元素的非空真子集有2n-2个.5. ⑴①一个命题的否命题为真,它的逆命题一定为真. 否命题逆命题.②一个命题为真,则它的逆否命题一定为真. 原命题逆否命题.例:①若应是真命题.,则a+b = 5,成立,所以此命题为真.②.1或y = 2.,故是的既不是充分,又不是必要条件.⑵小范围推出大范围;大范围推不出小范围.3.例:若.4.集合运算:交、并、补.5.主要性质和运算律(1)包含关系:(2)等价关系:(3)集合的运算律:交换律:结合律:分配律:.∅∅∅}⎩⎨⎧=-=+1323yxyxφ∅⇔⇔325≠≠≠+baba或,则且1≠x3≠y1≠∴yx且3≠+yx21≠≠yx且255xxx或,⇒{|,}{|}{,}A B x x A x BA B x x A x BA x U x A⇔∈∈⇔∈∈⇔∈∉U交:且并:或补:且C,,,,,;,;,.UA A A A U A UA B B C A C A B A A B B A B A A B B⊆Φ⊆⊆⊆⊆⊆⇒⊆⊆⊆⊇⊇CUA B A B A A B B A B U⊆⇔=⇔=⇔=C.;ABBAABBA==)()();()(CBACBACBACBA==)()()();()()(CABACBACABACBA==0-1律:等幂律:求补律:A∩C U A=φA∪C U A=U C U U=φ C Uφ=U反演律:C U(A∩B)= (C U A)∪(C U B) C U(A∪B)= (C U A)∩(C U B)6.有限集的元素个数定义:有限集A的元素的个数叫做集合A的基数,记为card( A)规定 card(φ) =0.基本公式:(3) card( U A)= card(U)- card(A)(二)含绝对值不等式、一元二次不等式的解法及延伸1.整式不等式的解法根轴法(零点分段法)①将不等式化为a0(x-x1)(x-x2)…(x-x m)>0(<0)形式,并将各因式x的系数化“+”;(为了统一方便)②求根,并在数轴上表示出来;③由右上方穿线,经过数轴上表示各根的点(为什么?);④若不等式(x的系数化“+”后)是“>0”,则找“线”在x轴上方的区间;若不等式是“<0”,则找“线”在x轴下方的区间.(自右向左正负相间)则不等式的解可以根据各区间的符号确定.特例①一元一次不等式ax>b解的讨论;②一元二次不等式ax2+box>0(a>0)解的讨论.>∆0=∆0<∆二次函数cbxaxy++=2(0>a)的图象,,,A A A U A A U A UΦ=ΦΦ===.,AAAAAA==(1)()()()()(2)()()()()()()()()card A B card A card B card A Bcard A B C card A card B card Ccard A B card B C card C Acard A B C=+-=++---+x)0)((002211><>++++--aaxaxaxa nnnn原命题若p 则q否命题若┐p 则┐q 逆命题若q 则p 逆否命题若┐q 则┐p 互为逆否互逆否互为逆否互互逆否互一元二次方程()的根002>=++a c bx ax 有两相异实根)(,2121x x x x <有两相等实根ab x x 221-== 无实根的解集)0(02>>++a c bx ax {}21x x x x x ><或⎭⎬⎫⎩⎨⎧-≠a b x x 2R 的解集)0(02><++a c bx ax {}21x x x x << ∅∅2.分式不等式的解法(1)标准化:移项通分化为>0(或<0); ≥0(或≤0)的形式,(2)转化为整式不等式(组)3.含绝对值不等式的解法(1)公式法:,与型的不等式的解法.(2)定义法:用“零点分区间法”分类讨论.(3)几何法:根据绝对值的几何意义用数形结合思想方法解题.4.一元二次方程根的分布一元二次方程ax 2+bx+c=0(a≠0)(1)根的“零分布”:根据判别式和韦达定理分析列式解之.(2)根的“非零分布”:作二次函数图象,用数形结合思想分析列式解之.(三)简易逻辑1、命题的定义:可以判断真假的语句叫做命题。
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2022版新高考数学总复习--§2.5函数的图象—五年高考—考点1函数的图象1.(2021浙江,7,4分)已知函数f(x)=x2+14,g(x)=sin x,则图象为下图的函数可能是()A.y=f(x)+g(x)-14B.y=f(x)-g(x)-14C.y=f(x)g(x)D.y=g(x)f(x)答案D2.(2020浙江,4,4分)函数y=x cos x+sin x在区间[-π,π]上的图象可能是()答案A3.(2020天津,3,5分)函数y=4xx2+1的图象大致为()答案A4.(2019课标Ⅰ,文5,理5,5分)函数f(x)=sinx+xcosx+x2在[-π,π]的图象大致为()答案D5.(2019浙江,6,4分)在同一直角坐标系中,函数y=1a x ,y=log a(x+12)(a>0,且a≠1)的图象可能是()答案D6.(2018课标Ⅱ,文3,理3,5分)函数f(x)=e x-e-xx2的图象大致为()答案B7.(2018课标Ⅲ理,7,5分)函数y=-x4+x2+2的图象大致为()答案D8.(2018浙江,5,4分)函数y=2|x|sin 2x的图象可能是()答案D以下为教师用书专用(1—8)的部分图象大致为() 1.(2017课标Ⅰ文,8,5分)函数y=sin2x1-cosx答案 C 本题考查函数图象的识辨. 易知y =sin2x1-cosx 为奇函数,图象关于原点对称,故排除B 选项;sin 2≈sin 120°=√32,cos 1≈cos 60°=12,则f (1)=sin21-cos1=√3,故排除A 选项;f (π)=sin2π1-cos π=0,故排除D 选项,故选C .方法总结 已知函数解析式判断函数图象的方法:(1)根据函数的定义域判断图象的左右位置,根据函数的值域判断图象的上下位置; (2)根据函数的单调性判断图象的变化趋势; (3)根据函数的奇偶性判断图象的对称性; (4)根据函数的周期性判断图象的循环往复.2.(2017课标Ⅲ文,7,5分)函数y =1+x +sinxx 2的部分图象大致为( )答案 D 当x ∈(0,1)时,sin x >0,∴y =1+x +sinxx 2>1+x >1,排除A 、C . 令f (x )=x +sinx x 2,则f (-x )=-x +sin (-x )(-x )2=-f (x ),∴f (x )=x +sinxx 2是奇函数, ∴y =1+x +sinxx 2的图象关于点(0,1)对称,故排除B .故选D .解后反思 函数图象问题,一般从定义域、特殊点的函数值、单调性、奇偶性等方面入手进行分析.选择题通常采用排除法.3.(2016课标Ⅰ,理7,文9,5分)函数y =22-e |x |在[-2,2]的图象大致为( )答案 D 当x =2时,y =8-e 2∈(0,1),排除A ,B ;易知函数y =2x 2-e |x |为偶函数,当x ∈[0,2]时,y =2x 2-e x,求导得y'=4x -e x ,当x =0时,y'<0,当x =2时,y'>0,所以存在x 0∈(0,2),使得y'=0,故选D .4.(2016浙江,3,5分)函数y =sin x 2的图象是 ( )答案 D 排除法.由y =sin x 2为偶函数判断函数图象的对称性,排除A ,C ;当x =π2时,y =sin (π2)2=sin π24≠1,排除B ,故选D .5.(2015课标Ⅱ,理10,文11,5分)如图,长方形ABCD 的边AB =2,BC =1,O 是AB 的中点.点P 沿着边BC ,CD 与DA 运动,记∠BOP =x.将动点P 到A ,B 两点距离之和表示为x 的函数f (x ),则y =f (x )的图象大致为( )答案 B 当点P 与C 、D 重合时,易求得PA +PB =1+√5;当点P 为DC 的中点时,有OP ⊥AB ,则x =π2,易求得PA +PB =2PA =2√2.显然1+√5>2√2,故当x =π2时, f (x )没有取到最大值,则C 、D 选项错误.当x ∈[0,π4)时, f (x )=tan x +√4+tan 2x ,不是一次函数,排除A ,故选B .6.(2015安徽文,10,5分)函数f (x )=ax 3+bx 2+cx +d 的图象如图所示,则下列结论成立的是 ( )A.a >0,b <0,c >0,d >0B.a >0,b <0,c <0,d >0C.a <0,b <0,c >0,d >0D.a >0,b >0,c >0,d <0答案 A 由f (x )的图象易知d >0,且f '(x )=3ax 2+2bx +c 的图象是开口向上的抛物线,与x 轴正半轴有两个不同的交点,则{a >0,-b 3a>0,c >0,即{a >0,b <0,c >0,故选A .评析 本题考查导数的应用及运用图象解题的能力.7.(2015浙江,5,5分)函数f (x )=(x -1x )cos x (-π≤x ≤π且x ≠0)的图象可能为 ( )答案 D 因为f (-x )=(-x +1x )cos (-x )=-(x -1x )cos x =-f (x ),所以函数f (x )为奇函数,排除A 、B .当0<x <1时,x -1x <0,cos x >0,所以f (x )<0,排除C ,故选D .8.(2012课标理,10,5分)已知函数f (x )=1ln (x+1)-x ,则y =f (x )的图象大致为( )答案 B 令g (x )=ln (x +1)-x ,则g'(x )=1x+1-1=-xx+1, ∴当-1<x <0时,g'(x )>0,当x >0时,g'(x )<0,∴g (x )max =g (0)=0.∴f (x )<0,排除A 、C ,又由定义域可排除D ,故选B .评析 本题考查了函数的图象,考查了利用导数判断函数单调性,求值域,考查了数形结合的数学思想.考点2 函数图象的应用1.(2020北京,6,4分)已知函数f (x )=2x-x -1,则不等式f (x )>0的解集是 ( )A.(-1,1)B.(-∞,-1)∪(1,+∞)C.(0,1)D.(-∞,0)∪(1,+∞) 答案 D2.(2017天津文,8,5分)已知函数f (x )={|x |+2,x <1,x +2x,x ≥1.设a ∈R ,若关于x 的不等式f (x )≥|x2+a|在R 上恒成立,则a 的取值范围是 ( )A.[-2,2]B.[-2√3,2]C.[-2,2√3]D.[-2√3,2√3] 答案 A以下为教师用书专用(1—2)1.(2016课标Ⅱ,12,5分)已知函数f (x )(x ∈R )满足f (-x )=2-f (x ),若函数y =x+1x与y =f (x )图象的交点为(x 1,y 1),(x 2,y 2),…,(x m ,y m ),则∑i=1m(x i +y i )=( )A.0B.mC.2mD.4m答案 B 由f (-x )=2-f (x )可知f (x )的图象关于点(0,1)对称,又易知y =x+1x =1+1x的图象关于点(0,1)对称,所以两函数图象的交点成对出现,且每一对交点都关于点(0,1)对称,∴∑i=1m(x i +y i )=0×m2+2×m 2=m.故选B .思路分析 分析出函数y =f (x )和y =x+1x的图象都关于点(0,1)对称,进而得两函数图象的交点成对出现,且每一对交点都关于点(0,1)对称,从而得出结论.2.(2015安徽文,14,5分)在平面直角坐标系xOy 中,若直线y =2a 与函数y =|x -a |-1的图象只有一个交点,则a 的值为 . 答案 -12解析 若直线y =2a 与函数y =|x -a |-1的图象只有一个交点,则方程2a =|x -a |-1只有一解,即方程|x -a |=2a +1只有一解,故2a +1=0,所以a =-12.— 三年模拟 —A 组 考点基础题组考点1 函数的图象1.(2020河北新时代NT 教育模拟)已知函数f (x )={e x -4,x ≥0,e -x -4,x <0,则函数g (x )=x 2f (x )的大致图象是 ( )答案 A2.(2020湖南炎陵一中仿真考试)函数f (x )=x 4e x -e -x 的部分图象可能是( )答案 B3.(2021湖南岳阳一模,3)函数f (x )=x +ln |x |x的图象大致为 ( )A BCD答案 A4.(2021辽宁沈阳市郊联体一模,4)函数f (x )=xcosx -1的部分图象大致是 ( )A BCD答案 D5.(2021山东德州二模,5)函数f (x )=2x+1·ln |x |4x +1的部分图象大致为 ( )A BCD答案 A6.(2020普通高等学校招生全国统一考试考前演练)某函数的部分图象如图,则下列函数中可以作为该函数的解析式的是 ( )A.y =sin2xe sin2xB.y =cos2xe cos2x C.y =|cos2x |e cos2xD.y =|cosx |e cosx答案 C7.(2021福建三明三模,5)若函数y =f (x )的大致图象如图所示,则f (x )的解析式可能是 ( )A. f (x )=x|x |-1 B. f (x )=x1-|x | C. f (x )=xx 2-1 D. f (x )=x1-x 2答案Ce|x|在[-32,32]上的图象大致为()8.(2020山东百师联盟自测,7)函数f(x)=2|x|cos x-12答案A考点2函数图象的应用(多选题)(2021江苏南通一模,12)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x<0时,f(x)=e x(x+1),则下列命题正确的是()A.当x>0时,f(x)=-e-x(x-1)B.函数f(x)有3个零点C. f(x)<0的解集为(-∞,-1)∪(0,1)D.∀x1,x2∈R,都有|f(x1)-f(x2)|<2答案BCDB组综合应用题组时间:30分钟分值:30分一、单项选择题(每小题5分,共20分)1.(2021山东日照一模,6)如图所示,单位圆上一定点A与坐标原点重合.若单位圆从原点出发沿x轴正向滚动一周,则A点形成的轨迹为()A BCD 答案 A2.(2021上海普陀二模,16)已知函数f (x )=3x 1+3x ,设x i (i =1,2,3)为实数,且x 1+x 2+x 3=0.给出下列结论: ①若x 1·x 2·x 3>0,则f (x 1)+f (x 2)+f (x 3)<32;②若x 1·x 2·x 3<0,则f (x 1)+f (x 2)+f (x 3)>32.其中正确的是 ( ) A.①与②均正确 B.①正确,②不正确C.①不正确,②正确D.①与②均不正确答案 A3.(2020河北邯郸备考检测,8)函数f (x )=e x +1e x -1·cos x 的部分图象大致为 ( )答案 A4.(2020普通高等学校招生全国统一考试考前演练,9)设符号min {x ,y ,z }表示x ,y ,z 中的最小者,已知函数f (x )=min {|x -2|,x 2,|x +2|},则下列结论正确的是 ( )A.∀x ∈[0,+∞), f (x -2)>f (x )B.∀x ∈[1,+∞), f (x -2)>f (x )C.∀x ∈R , f (f (x ))≤f (x )D.∀x ∈R , f (f (x ))>f (x )答案 C二、多项选择题(每小题5分,共10分)5.(2021江苏七市第二次调研,10)已知函数f (x )=√|x 2-a |(a ∈R ),则y =f (x )的大致图象可能为 ( )AB C D答案 ABD 6.(2021山东聊城二模,12)用符号[x ]表示不超过x 的最大整数,例如:[0.6]=0,[2.3]=2.设f (x )=(1-ln x )(ax 2+2ln x )有3个不同的零点x 1,x 2,x 3,则 ( )A.x =e 是f (x )的一个零点B.x 1+x 2+x 3=2√e +eC.a 的取值范围是(-1e ,0)D.若[x 1]+[x 2]+[x 3]=6,则a 的范围是[-2ln39,-ln24) 答案 AD — 一年原创 —1.(2021 5·3原创题)已知某函数图象如图所示,则该函数有可能是 ( )A.f (x )=(x 2-cx )e xB.f (x )=(x 2-cx )ln (x +3) C.f (x )=13x 3-cx D.f (x )=x 2-cx e x答案 A2.(2021 5·3原创题)若偶函数f (x )=ax 2+(b -2)x 的图象过点A (1,2),则函数g (x )=bx +a x ,x ∈[-3,-12]的值域为 .答案 [-203,-4]。
高考文科数学总复习知识点高三文科数学总复集合:集合的元素具有确定性、互异性和无序性特征。
常用的数集包括自然数集(或非负整数集)记为N,正整数集记为N或N+,整数集记为Z,实数集记为R,有理数集记为Q。
集合还有重要的等价关系,即A∩B=A当且仅当A∪B=B当且仅当A是B的子集。
一个由n个元素组成的集合有2个不同的子集,其中有2n-1个非空子集,也有2n-1个真子集。
函数:函数单调性的证明可以通过取值、作差、变形、定号和得出结论等步骤完成。
常用的结论包括:若f(x)为增(减)函数,则-f(x)为减(增)函数;增+增=增,减+减=减;复合函数的单调性是“同增异减”;奇函数在对称区间上的单调性相同,偶函数在对称区间上的单调性相反。
函数的奇偶性定义为f(-x)=f(x)时为偶函数,f(-x)=-f(x)时为奇函数。
需要注意的是,函数为奇偶函数的前提是定义域在数轴上关于原点对称;奇函数的图像关于原点对称,偶函数的图像关于y轴对称;若奇函数f(x)在x=0处有意义,则f(0)=0.基本初等函数:指数函数的一般形式为x=a^n,其中n>1且n为自然数。
负数没有偶次方根,任何次方根都是正数,当n是奇数时,a^n=a,当n是偶数时,a^n=|a|。
对数的定义为若a=N,则b=log_a N,其中a为对数的底数,b为以a为底的N的对数,N为真数。
需要注意的是,负数和零没有对数,log_a 1=0且log_a a=1(a>0且a≠1)。
对数的运算法则包括log_a (MN)=log_a M+log_a N,log_a (M/N)=log_a M-log_a N,log_a M^n=nlog_a M,换底公式为log_a b=log_c b/log_c a。
指数函数和对数函数是互逆的,即a^log_a N=N。
b=(a。
a≠1,c。
c≠1,b>),利用换底公式推导以下结论:logc a = 1n(1) loga bn = loga b (2) loga b = logb am改写为:假设b=(a。
数学总复习高考教案七篇数学总复习高考教案篇1一教材分析本节知识是必修五第一章《解三角形》的第一节内容,与初中学习的三角形的边和角的基本关系有密切的联系与判定三角形的全等也有密切联系,在日常生活和工业生产中也时常有解三角形的问题,而且解三角形和三角函数联系在高考当中也时常考一些解答题。
因此,正弦定理和余弦定理的知识非常重要。
根据上述教材内容分析,考虑到学生已有的认知结构心理特征及原有知识水平,制定如下教学目标:认知目标:在创设的问题情境中,引导学生发现正弦定理的内容,推证正弦定理及简单运用正弦定理与三角形的内角和定理解斜三角形的两类问题。
能力目标:引导学生通过观察,推导,比较,由特殊到一般归纳出正弦定理,培养学生的创新意识和观察与逻辑思维能力,能体会用向量作为数形结合的工具,将几何问题转化为代数问题。
情感目标:面向全体学生,创造平等的教学氛围,通过学生之间、师生之间的交流、合作和评价,调动学生的主动性和积极性,给学生成功的体验,激发学生学习的兴趣。
教学重点:正弦定理的内容,正弦定理的证明及基本应用。
教学难点:正弦定理的探索及证明,已知两边和其中一边的对角解三角形时判断解的个数。
二教法根据教材的内容和编排的特点,为是更有效地突出重点,空破难点,以学业生的发展为本,遵照学生的认识规律,本讲遵照以教师为主导,以学生为主体,训练为主线的指导思想,采用探究式课堂教学模式,即在教学过程中,在教师的启发引导下,以学生独立自主和合作交流为前提,以“正弦定理的发现”为基本探究内容,以生活实际为参照对象,让学生的思维由问题开始,到猜想的得出,猜想的探究,定理的推导,并逐步得到深化。
突破重点的手段:抓住学生情感的兴奋点,激发他们的兴趣,鼓励学生大胆猜想,积极探索,以及及时地鼓励,使他们知难而进。
另外,抓知识选择的切入点,从学生原有的认知水平和所需的知识特点入手,教师在学生主体下给以适当的提示和指导。
突破难点的方法:抓住学生的能力线联系方法与技能使学生较易证明正弦定理,另外通过例题和练习来突破难点三学法:指导学生掌握“观察——猜想——证明——应用”这一思维方法,采取个人、小组、集体等多种解难释疑的尝试活动,将自己所学知识应用于对任意三角形性质的探究。
2024年高考数学总复习第八章《立体几何与空间向量》§8.7立体几何中的向量方法(二)——求空间角和距离最新考纲1.能用向量方法解决线线、线面、面面的夹角的计算问题.2.体会向量方法在研究几何问题中的作用.1.两条异面直线所成角的求法设a ,b 分别是两异面直线l 1,l 2的方向向量,则2.直线与平面所成角的求法设直线l 的方向向量为a ,平面α的法向量为n ,直线l 与平面α所成的角为θ,a 与n 的夹角为β,则sin θ=|cos β|=|a ·n ||a ||n |.3.求二面角的大小(1)如图①,AB ,CD 分别是二面角α-l -β的两个面内与棱l 垂直的直线,则二面角的大小θ=〈AB →,CD →〉.(2)如图②③,n 1,n 2分别是二面角α-l -β的两个半平面α,β的法向量,则二面角的大小θ满足|cos θ|=|cos 〈n 1,n 2〉|,二面角的平面角大小是向量n 1与n 2的夹角(或其补角).概念方法微思考1.利用空间向量如何求线段长度?提示利用|AB →|2=AB →·AB →可以求空间中有向线段的长度.2.如何求空间点面之间的距离?提示点面距离的求法:已知AB 为平面α的一条斜线段,n 为平面α的法向量,则点B 到平面α的距离为|BO →|=|AB →||cos 〈AB →,n 〉|.题组一思考辨析1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)两直线的方向向量所成的角就是两条直线所成的角.(×)(2)直线的方向向量和平面的法向量所成的角就是直线与平面所成的角.(×)(3)两个平面的法向量所成的角是这两个平面所成的角.(×)(4)两异面直线夹角的范围是0,π2,直线与平面所成角的范围是0,π2,二面角的范围是[0,π].(√)(5)若二面角α-a -β的两个半平面α,β的法向量n 1,n 2所成角为θ,则二面角α-a -β的大小是π-θ.(×)题组二教材改编2.已知两平面的法向量分别为m =(0,1,0),n =(0,1,1),则两平面所成的二面角为()A .45°B .135°C .45°或135°D .90°答案C解析cos 〈m ,n 〉=m·n |m||n |=11·2=22,即〈m ,n 〉=45°.∴两平面所成二面角为45°或180°-45°=135°.3.如图,正三棱柱(底面是正三角形的直棱柱)ABC -A 1B 1C 1的底面边长为2,侧棱长为22,则AC 1与侧面ABB 1A 1所成的角为______.答案π6解析如图,以A 为原点,以AB →,AE →(AE ⊥AB ),AA 1→所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴(如图)建立空间直角坐标系,设D 为A 1B 1的中点,则A (0,0,0),C 1(1,3,22),D (1,0,22),∴AC 1→=(1,3,22),AD →=(1,0,22).∠C 1AD 为AC 1与平面ABB 1A 1所成的角,cos ∠C 1AD =AC 1,→·AD→|AC 1→||AD →|=(1,3,22)·(1,0,22)12×9=32,又∵∠C 1AD ∈0,π2,∴∠C 1AD =π6.题组三易错自纠4.在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠BCA =90°,M ,N 分别是A 1B 1,A 1C 1的中点,BC =CA =CC 1,则BM 与AN 所成角的余弦值为()A.110B.25C.3010D.22答案C 解析以点C 为坐标原点,CA ,CB ,CC 1所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.设BC =CA =CC 1=2,则可得A (2,0,0),B (0,2,0),M (1,1,2),N (1,0,2),∴BM →=(1,-1,2),AN →=(-1,0,2).∴cos 〈BM →,AN →〉=BM ,→·AN →|BM →||AN →|=1×(-1)+(-1)×0+2×212+(-1)2+22×(-1)2+02+22=36×5=3010.5.已知向量m ,n 分别是直线l 和平面α的方向向量和法向量,若cos 〈m ,n 〉=-12,则l与α所成的角为________.答案30°解析设l 与α所成角为θ,∵cos 〈m ,n 〉=-12,∴sin θ=|cos 〈m ,n 〉|=12,∵0°≤θ≤90°,∴θ=30°.题型一求异面直线所成的角例1如图,四边形ABCD 为菱形,∠ABC =120°,E ,F 是平面ABCD 同一侧的两点,BE ⊥平面ABCD ,DF ⊥平面ABCD ,BE =2DF ,AE ⊥EC .(1)证明:平面AEC ⊥平面AFC ;(2)求直线AE 与直线CF 所成角的余弦值.(1)证明如图所示,连接BD ,设BD ∩AC =G ,连接EG ,FG ,EF .在菱形ABCD 中,不妨设GB =1.由∠ABC =120°,可得AG =GC = 3.由BE ⊥平面ABCD ,AB =BC =2,可知AE =EC .又AE ⊥EC ,所以EG =3,且EG ⊥AC .在Rt △EBG 中,可得BE =2,故DF =22.在Rt △FDG 中,可得FG =62.在直角梯形BDFE 中,由BD =2,BE =2,DF =22,可得EF =322,从而EG 2+FG 2=EF 2,所以EG ⊥FG .又AC ∩FG =G ,AC ,FG ⊂平面AFC ,所以EG ⊥平面AFC .因为EG ⊂平面AEC ,所以平面AEC ⊥平面AFC .(2)解如图,以G 为坐标原点,分别以GB ,GC 所在直线为x 轴、y 轴,|GB →|为单位长度,建立空间直角坐标系Gxyz ,由(1)可得A (0,-3,0),E (1,0,2),1,0C (0,3,0),所以AE →=(1,3,2),CF →1,-3故cos 〈AE →,CF →〉=AE ,→·CF →|AE →||CF →|=-33.所以直线AE 与直线CF 所成角的余弦值为33.思维升华用向量法求异面直线所成角的一般步骤(1)选择三条两两垂直的直线建立空间直角坐标系;(2)确定异面直线上两个点的坐标,从而确定异面直线的方向向量;(3)利用向量的夹角公式求出向量夹角的余弦值;(4)两异面直线所成角的余弦值等于两向量夹角余弦值的绝对值.跟踪训练1三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,△ABC 为等边三角形,AA 1⊥平面ABC ,AA 1=AB ,N ,M 分别是A 1B 1,A 1C 1的中点,则AM 与BN 所成角的余弦值为()A.110B.35C.710D.45答案C解析如图所示,取AC 的中点D ,以D 为原点,BD ,DC ,DM 所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴,建立空间直角坐标系,不妨设AC =2,则A (0,-1,0),M (0,0,2),B (-3,0,0),-32,-12,所以AM →=(0,1,2),BN →=32,-12,2所以cos 〈AM →,BN →〉=AM ,→·BN →|AM →|·|BN →|=725×5=710,故选C.题型二求直线与平面所成的角例2(2018·全国Ⅰ)如图,四边形ABCD 为正方形,E ,F 分别为AD ,BC 的中点,以DF 为折痕把△DFC 折起,使点C 到达点P 的位置,且PF ⊥BF .(1)证明:平面PEF ⊥平面ABFD ;(2)求DP 与平面ABFD 所成角的正弦值.(1)证明由已知可得BF ⊥PF ,BF ⊥EF ,PF ∩EF =F ,PF ,EF ⊂平面PEF ,所以BF ⊥平面PEF .又BF ⊂平面ABFD ,所以平面PEF ⊥平面ABFD .(2)解如图,作PH ⊥EF ,垂足为H .由(1)得,PH ⊥平面ABFD .以H 为坐标原点,HF →的方向为y 轴正方向,|BF →|为单位长,建立如图所示的空间直角坐标系Hxyz .由(1)可得,DE ⊥PE .又DP =2,DE =1,所以PE = 3.又PF =1,EF =2,所以PE ⊥PF .所以PH =32,EH =32.则H (0,0,0),,01,-32,DP →,32,HP →,0又HP →为平面ABFD 的法向量,设DP 与平面ABFD 所成的角为θ,则sin θ=|cos 〈HP →,DP →〉|=|HP ,→·DP →||HP →||DP →|=343=34.所以DP 与平面ABFD 所成角的正弦值为34.思维升华若直线l 与平面α的夹角为θ,直线l 的方向向量l 与平面α的法向量n 的夹角为β,则θ=π2-β或θ=β-π2,故有sin θ=|cos β|=|l ·n ||l ||n |.跟踪训练2(2018·全国Ⅱ)如图,在三棱锥P -ABC 中,AB =BC =22,PA =PB =PC =AC =4,O 为AC 的中点.(1)证明:PO ⊥平面ABC ;(2)若点M 在棱BC 上,且二面角M -PA -C 为30°,求PC 与平面PAM 所成角的正弦值.(1)证明因为PA =PC =AC =4,O 为AC 的中点,所以OP ⊥AC ,且OP =2 3.如图,连接OB .因为AB =BC =22AC ,所以△ABC 为等腰直角三角形,所以OB ⊥AC ,OB =12AC =2.由OP 2+OB 2=PB 2知PO ⊥OB .因为OP ⊥OB ,OP ⊥AC ,OB ∩AC =O ,OB ,AC ⊂平面ABC ,所以PO ⊥平面ABC .(2)解由(1)知OP ,OB ,OC 两两垂直,则以O 为坐标原点,分别以OB ,OC ,OP 所在直线为x 轴、y 轴、z 轴,建立空间直角坐标系Oxyz ,如图所示.由已知得O (0,0,0),B (2,0,0),A (0,-2,0),C (0,2,0),P (0,0,23),AP →=(0,2,23).由(1)知平面PAC 的一个法向量为OB →=(2,0,0).设M (a ,2-a ,0)(0≤a ≤2),则AM →=(a ,4-a ,0).设平面PAM 的法向量为n =(x ,y ,z ).由AP →·n =0,AM →·n =0,得y +23z =0,+(4-a )y =0,可取y =3a ,得平面PAM 的一个法向量为n =(3(a -4),3a ,-a ),所以cos 〈OB →,n 〉=OB ,→·n |OB ,→||n |=23(a -4)23(a -4)2+3a 2+a 2.由已知可得|cos 〈OB →,n 〉|=cos 30°=32,所以23|a -4|23(a -4)2+3a 2+a 2=32,解得a =-4(舍去)或a =43.所以n -833,433,-又PC →=(0,2,-23),所以cos 〈PC →,n 〉=34.所以PC 与平面PAM 所成角的正弦值为34.题型三求二面角例3(2018·济南模拟)如图1,在高为6的等腰梯形ABCD 中,AB ∥CD ,且CD =6,AB =12,将它沿对称轴OO 1折起,使平面ADO 1O ⊥平面BCO 1O .如图2,点P 为BC 中点,点E 在线段AB 上(不同于A ,B 两点),连接OE 并延长至点Q ,使AQ ∥OB .(1)证明:OD ⊥平面PAQ ;(2)若BE =2AE ,求二面角C —BQ —A 的余弦值.(1)证明由题设知OA ,OB ,OO 1两两垂直,所以以O 为坐标原点,OA ,OB ,OO 1所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,设AQ 的长度为m ,则相关各点的坐标为O (0,0,0),A (6,0,0),B (0,6,0),C (0,3,6),D (3,0,6),Q (6,m ,0).∵点P 为BC 中点,∴,92,∴OD →=(3,0,6),AQ →=(0,m ,0),PQ →,m -92,-∵OD →·AQ →=0,OD →·PQ →=0,∴OD →⊥AQ →,OD →⊥PQ →,且AQ →与PQ →不共线,∴OD ⊥平面PAQ .(2)解∵BE =2AE ,AQ ∥OB ,∴AQ =12OB =3,则Q (6,3,0),∴QB →=(-6,3,0),BC →=(0,-3,6).设平面CBQ 的法向量为n 1=(x ,y ,z ),1·QB ,→=0,1·BC ,→=06x +3y =0,3y +6z =0,令z =1,则y =2,x =1,则n 1=(1,2,1),易知平面ABQ 的一个法向量为n 2=(0,0,1),设二面角C —BQ —A 的平面角为θ,由图可知,θ为锐角,则cos θ=|n 1·n 2|n 1|·|n 2||=66.思维升华利用向量法求二面角的大小的关键是确定平面的法向量,求法向量的方法主要有两种:①求平面的垂线的方向向量;②利用法向量与平面内两个不共线向量的数量积为零,列方程组求解.跟踪训练3(2018·全国Ⅲ)如图,边长为2的正方形ABCD 所在的平面与半圆弧 CD 所在平面垂直,M 是 CD上异于C ,D 的点.(1)证明:平面AMD ⊥平面BMC ;(2)当三棱锥M -ABC 体积最大时,求平面MAB 与平面MCD 所成二面角的正弦值.(1)证明由题设知,平面CMD ⊥平面ABCD ,交线为CD .因为BC ⊥CD ,BC ⊂平面ABCD ,所以BC ⊥平面CMD ,又DM ⊂平面CMD ,故BC ⊥DM .因为M 为 CD上异于C ,D 的点,且DC 为直径,所以DM ⊥CM .又BC ∩CM =C ,BC ,CM ⊂平面BMC ,所以DM ⊥平面BMC .又DM ⊂平面AMD ,故平面AMD ⊥平面BMC .(2)解以D 为坐标原点,DA →的方向为x 轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系Dxyz .当三棱锥M -ABC 体积最大时,M 为 CD的中点.由题设得D (0,0,0),A (2,0,0),B (2,2,0),C (0,2,0),M (0,1,1),AM →=(-2,1,1),AB →=(0,2,0),DA →=(2,0,0),设n =(x ,y ,z )是平面MAB 的法向量,则·AM ,→=0,·AB ,→=0,2x +y +z =0,y =0.可取n =(1,0,2),DA →是平面MCD 的一个法向量,因此cos 〈n ,DA →〉=n ·DA ,→|n ||DA ,→|=55,sin 〈n ,DA →〉=255.所以平面MAB 与平面MCD 所成二面角的正弦值是255.利用空间向量求空间角例(12分)如图,四棱锥S -ABCD 中,△ABD 为正三角形,∠BCD =120°,CB =CD =CS =2,∠BSD =90°.(1)求证:AC ⊥平面SBD ;(2)若SC ⊥BD ,求二面角A -SB -C 的余弦值.(1)证明设AC ∩BD =O ,连接SO ,如图①,因为AB =AD ,CB =CD ,所以AC 是BD 的垂直平分线,即O 为BD 的中点,且AC ⊥BD .[1分]在△BCD 中,因为CB =CD =2,∠BCD =120°,所以BD =23,CO =1.在Rt △SBD 中,因为∠BSD =90°,O 为BD 的中点,所以SO =12BD =3.在△SOC 中,因为CO =1,SO =3,CS =2,所以SO 2+CO 2=CS 2,所以SO ⊥AC .[4分]因为BD ∩SO =O ,BD ,SO ⊂平面SBD ,所以AC ⊥平面SBD .[5分](2)解方法一过点O 作OK ⊥SB 于点K ,连接AK ,CK ,如图②,由(1)知AC ⊥平面SBD ,所以AO ⊥SB .因为OK ∩AO =O ,OK ,AO ⊂平面AOK ,所以SB ⊥平面AOK .[6分]因为AK ⊂平面AOK ,所以AK ⊥SB .同理可证CK ⊥SB .[7分]所以∠AKC 是二面角A -SB -C 的平面角.因为SC ⊥BD ,由(1)知AC ⊥BD ,且AC ∩SC =C ,AC ,SC ⊂平面SAC ,所以BD ⊥平面SAC .而SO ⊂平面SAC ,所以SO ⊥BD .在Rt △SOB 中,OK =SO ·OB SB =62.在Rt △AOK 中,AK =AO 2+OK 2=422,同理可求CK =102.[10分]在△AKC 中,cos ∠AKC =AK 2+CK 2-AC 22AK ·CK =-10535.所以二面角A -SB -C 的余弦值为-10535.[12分]方法二因为SC ⊥BD ,由(1)知,AC ⊥BD ,且AC ∩SC =C ,AC ,SC ⊂平面SAC ,所以BD ⊥平面SAC .而SO ⊂平面SAC ,所以SO ⊥BD .[6分]由(1)知,AC ⊥平面SBD ,SO ⊂平面SBD ,所以SO ⊥AC .因为AC ∩BD =O ,AC ,BD ⊂平面ABCD ,所以SO ⊥平面ABCD .[7分]以O 为原点,OA →,OB →,OS →的方向分别为x 轴、y 轴、z 轴的正方向建立空间直角坐标系,如图③,则A (3,0,0),B (0,3,0),C (-1,0,0),S (0,0,3).所以AB →=(-3,3,0),CB →=(1,3,0),SB →=(0,3,-3).[8分]设平面SAB 的法向量n =(x 1,y 1,z 1),AB ,→·n =-3x 1+3y 1=0,SB ,→·n =3y 1-3z 1=0,令y 1=3,得平面SAB 的一个法向量为n =(1,3,3).同理可得平面SCB 的一个法向量为m =(-3,1,1).[10分]所以cos 〈n ,m 〉=n ·m |n ||m |=-3+3+37×5=10535.因为二面角A -SB -C 是钝角,所以二面角A -SB -C 的余弦值为-10535.[12分]利用向量求空间角的步骤第一步:建立空间直角坐标系,确定点的坐标;第二步:求向量(直线的方向向量、平面的法向量)坐标;第三步:计算向量的夹角(或函数值),并转化为所求角.1.已知两平面的法向量分别为m =(1,-1,0),n =(0,1,-1),则两平面所成的二面角为()A .60°B .120°C .60°或120°D .90°答案C解析cos 〈m ,n 〉=m·n |m||n |=-12·2=-12,即〈m ,n 〉=120°.∴两平面所成二面角为120°或180°-120°=60°.2.如图,在空间直角坐标系中有直三棱柱ABC -A 1B 1C 1,CA =CC 1=2CB ,则直线BC 1与直线AB 1所成角的余弦值为()A.55B.53C.56D.54答案A解析设CA =2,则C (0,0,0),A (2,0,0),B (0,0,1),C 1(0,2,0),B 1(0,2,1),可得向量AB 1→=(-2,2,1),BC 1→=(0,2,-1),由向量的夹角公式得cos 〈AB 1→,BC 1→〉=AB 1→·BC 1→|AB 1→||BC 1→|=0+4-14+4+1×0+4+1=15=55,故选A.3.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点E 为BB 1的中点,则平面A 1ED 与平面ABCD 所成的锐二面角的余弦值为()A.12B.23C.33D.22答案B解析以A 为原点,AB ,AD ,AA 1所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz ,设棱长为1,则A 1(0,0,1),,0D (0,1,0),∴A 1D →=(0,1,-1),A 1E →,0设平面A 1ED 的一个法向量为n 1=(1,y ,z ),1D ,→·n 1=0,1E ,→·n 1=0,-z =0,-12z =0,=2,=2,∴n 1=(1,2,2).∵平面ABCD 的一个法向量为n 2=(0,0,1),∴cos 〈n 1,n 2〉=23×1=23,即所成的锐二面角的余弦值为23.4.在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,AC 与B 1D 所成角的大小为()A.π6B.π4C.π3D.π2答案D解析以A 为坐标原点,AB ,AD ,AA 1所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,设正方体的边长为1,则A (0,0,0),C (1,1,0),B 1(1,0,1),D (0,1,0).∴AC →=(1,1,0),B 1D →=(-1,1,-1),∵AC →·B 1D →=1×(-1)+1×1+0×(-1)=0,∴AC →⊥B 1D →,∴AC 与B 1D 所成的角为π2.5.(2018·上饶模拟)已知正三棱柱ABC -A 1B 1C 1,AB =AA 1=2,则异面直线AB 1与CA 1所成角的余弦值为()A .0B .-14C.14D.12答案C解析以A 为原点,在平面ABC 内过A 作AC 的垂线为x 轴,以AC 所在直线为y 轴,以AA 1所在直线为z 轴,建立空间直角坐标系,则A (0,0,0),B 1(3,1,2),A 1(0,0,2),C (0,2,0),AB 1→=(3,1,2),A 1C →=(0,2,-2),设异面直线AB 1和A 1C 所成的角为θ,则cos θ=|AB 1→·A 1C →||AB 1→|·|A 1C →|=|-2|8·8=14.∴异面直线AB 1和A 1C 所成的角的余弦值为14.6.(2018·上海松江、闵行区模拟)如图,点A ,B ,C 分别在空间直角坐标系O -xyz 的三条坐标轴上,OC →=(0,0,2),平面ABC 的法向量为n =(2,1,2),设二面角C -AB -O 的大小为θ,则cos θ等于()A.43B.53C.23D .-23答案C解析由题意可知,平面ABO 的一个法向量为OC →=(0,0,2),由图可知,二面角C -AB -O 为锐角,由空间向量的结论可知,cos θ=|OC ,→·n ||OC ,→||n |=|4|2×3=23.7.在三棱锥P -ABC 中,PA ⊥平面ABC ,∠BAC =90°,D ,E ,F 分别是棱AB ,BC ,CP 的中点,AB =AC =1,PA =2,则直线PA 与平面DEF 所成角的正弦值为________.答案55解析以A 为原点,AB ,AC ,AP 所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴建立如图所示的空间直角坐标系,由AB =AC =1,PA =2,得A (0,0,0),B (1,0,0),C (0,1,0),P (0,0,2),0,,12,,12,∴PA →=(0,0,-2),DE →,12,DF →-12,12,设平面DEF 的法向量为n =(x ,y ,z ),·DE ,→=0,·DF ,→=0,=0,x +y +2z =0.取z =1,则n =(2,0,1),设直线PA 与平面DEF 所成的角为θ,则sin θ=|cos 〈n ,PA →〉|=|PA ,→·n ||PA ,→||n |=55,∴直线PA 与平面DEF 所成角的正弦值为55.8.如图,在正方形ABCD 中,EF ∥AB ,若沿EF 将正方形折成一个二面角后,AE ∶ED ∶AD =1∶1∶2,则AF 与CE 所成角的余弦值为________.答案45解析∵AE ∶ED ∶AD =1∶1∶2,∴AE ⊥ED ,即AE ,DE ,EF 两两垂直,所以建立如图所示的空间直角坐标系,设AB =EF =CD =2,则E (0,0,0),A (1,0,0),F (0,2,0),C (0,2,1),∴AF →=(-1,2,0),EC →=(0,2,1),∴cos 〈AF →,EC →〉=AF ,→·EC →|AF →||EC →|=45,∴AF 与CE 所成角的余弦值为45.9.如图所示,在三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,AA 1⊥底面ABC ,AB =BC =AA 1,∠ABC =90°,点E ,F 分别是棱AB ,BB 1的中点,则直线EF 和BC 1所成的角是__________.答案60°解析以B 点为坐标原点,以BC 所在直线为x 轴,BA 所在直线为y 轴,BB 1所在直线为z 轴,建立空间直角坐标系.设AB =BC =AA 1=2,则C 1(2,0,2),E (0,1,0),F (0,0,1),则EF →=(0,-1,1),BC 1→=(2,0,2),∴EF →·BC 1→=2,∴cos 〈EF →,BC 1→〉=EF ,→·BC 1→|EF →||BC 1→|=22×22=12,∵异面直线所成角的范围是(0°,90°],∴EF 和BC 1所成的角为60°.10.(2018·福州质检)已知点E ,F 分别在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱BB 1,CC 1上,且B 1E =2EB ,CF =2FC 1,则平面AEF 与平面ABC 所成的锐二面角的正切值为________.答案23解析方法一延长FE ,CB 相交于点G ,连接AG ,如图所示.设正方体的棱长为3,则GB =BC =3,作BH ⊥AG 于点H ,连接EH ,则∠EHB 为所求锐二面角的平面角.∵BH =322,EB =1,∴tan ∠EHB =EB BH =23.方法二如图,以点D 为坐标原点,DA ,DC ,DD 1所在直线分别为x轴、y 轴、z 轴,建立空间直角坐标系Dxyz ,设DA =1,由已知条件得A (1,0,0),,1,1AE →,1AF →1,1设平面AEF 的法向量为n =(x ,y ,z ),·AE ,→=0,·AF ,→=0,+13z =0,x +y +23z =0.令y =1,z =-3,x =-1,则n =(-1,1,-3),取平面ABC 的法向量为m =(0,0,-1),设平面AEF 与平面ABC 所成的锐二面角为θ,则cos θ=|cos 〈n ,m 〉|=31111,tan θ=23.11.(2018·皖江八校联考)如图,在几何体ABC -A 1B 1C 1中,平面A 1ACC 1⊥底面ABC ,四边形A 1ACC 1是正方形,B 1C 1∥BC ,Q 是A 1B 的中点,且AC =BC =2B 1C 1,∠ACB =2π3.(1)证明:B 1Q ⊥A 1C ;(2)求直线AC 与平面A 1BB 1所成角的正弦值.(1)证明如图所示,连接AC 1与A 1C 交于M 点,连接MQ .∵四边形A 1ACC 1是正方形,∴M 是AC 1的中点,又Q 是A 1B 的中点,∴MQ ∥BC ,MQ =12BC ,又∵B 1C 1∥BC 且BC =2B 1C 1,∴MQ ∥B 1C 1,MQ =B 1C 1,∴四边形B 1C 1MQ 是平行四边形,∴B 1Q ∥C 1M ,∵C 1M ⊥A 1C ,∴B 1Q ⊥A 1C .(2)解∵平面A 1ACC 1⊥平面ABC ,平面A 1ACC 1∩平面ABC =AC ,CC 1⊥AC ,CC 1⊂平面A 1ACC 1,∴CC 1⊥平面ABC .如图所示,以C 为原点,CB ,CC 1所在直线分别为y 轴和z 轴建立空间直角坐标系,令AC =BC =2B 1C 1=2,则C (0,0,0),A (3,-1,0),A 1(3,-1,2),B (0,2,0),B 1(0,1,2),∴CA →=(3,-1,0),B 1A 1→=(3,-2,0),B 1B →=(0,1,-2),设平面A 1BB 1的法向量为n =(x ,y ,z ),则由n ⊥B 1A 1→,n ⊥B 1B →,-2y =0,2z =0,可令y =23,则x =4,z =3,∴平面A 1BB 1的一个法向量n =(4,23,3),设直线AC 与平面A 1BB 1所成的角为α,则sin α=|n ·CA ,→||n |·|CA ,→|=23231=9331.12.(2018·赣州模拟)如图,在四棱锥P -ABCD 中,侧面PAD ⊥底面ABCD ,底面ABCD 为直角梯形,其中AB ∥CD ,∠CDA =90°,CD =2AB =2,AD =3,PA =5,PD =22,点E 在棱AD 上且AE =1,点F 为棱PD 的中点.(1)证明:平面BEF ⊥平面PEC ;(2)求二面角A -BF -C 的余弦值.(1)证明在Rt △ABE 中,由AB =AE =1,得∠AEB =45°,同理在Rt △CDE 中,由CD =DE =2,得∠DEC =45°,所以∠BEC =90°,即BE ⊥EC .在△PAD 中,cos ∠PAD =PA 2+AD 2-PD 22PA ·AD =5+9-82×3×5=55,在△PAE 中,PE 2=PA 2+AE 2-2PA ·AE ·cos ∠PAE =5+1-2×5×1×55=4,所以PE 2+AE 2=PA 2,即PE ⊥AD .又平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面ABCD =AD ,PE ⊂平面PAD ,所以PE ⊥平面ABCD ,所以PE ⊥BE .又因为CE ∩PE =E ,CE ,PE ⊂平面PEC ,所以BE ⊥平面PEC ,所以平面BEF ⊥平面PEC .(2)解由(1)知EB ,EC ,EP 两两垂直,故以E 为坐标原点,以射线EB ,EC ,EP 分别为x 轴、y 轴、z 轴的正半轴建立如图所示的空间直角坐标系,则B (2,0,0),C (0,22,0),P (0,0,2),,-22,D (-2,2,0),-22,22,AB →,22,BF →-322,22,BC →=(-2,22,0),设平面ABF 的法向量为m =(x 1,y 1,z 1),·AB ,→=22x 1+22y 1=0,·BF →=-322x 1+22y 1+z 1=0,不妨设x 1=1,则m =(1,-1,22),设平面BFC 的法向量为n =(x 2,y 2,z 2),·BC ,→=-2x 2+22y 2=0,·BF ,→=-322x 2+22y 2+z 2=0,不妨设y 2=2,则n =(4,2,52),记二面角A -BF -C 为θ(由图知应为钝角),则cos θ=-|m ·n ||m |·|n |=-|4-2+20|10·70=-11735,故二面角A -BF -C 的余弦值为-11735.13.如图,在四棱锥S -ABCD 中,SA ⊥平面ABCD ,底面ABCD 为直角梯形,AD ∥BC ,∠BAD =90°,且AB =4,SA =3.E ,F 分别为线段BC ,SB 上的一点(端点除外),满足SF BF =CE BE=λ,当实数λ的值为________时,∠AFE 为直角.答案916解析因为SA ⊥平面ABCD ,∠BAD =90°,以A 为坐标原点,AD ,AB ,AS 所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系Axyz .∵AB =4,SA =3,∴B (0,4,0),S (0,0,3).设BC =m ,则C (m ,4,0),∵SF BF =CE BE=λ,∴SF →=λFB →.∴AF →-AS →=λ(AB →-AF →).∴AF →=11+λ(AS →+λAB →)=11+λ(0,4λ,3),∴F0,4λ1+λ,31+λ同理可得m 1+λ,4,0,∴FE →m 1+λ,41+λ,-31+λ∵FA →0,-4λ1+λ,-31+λ∠AFE 为直角,即FA →·FE →=0,则0·m 1+λ+-4λ1+λ·41+λ+-31+λ·-31+λ=0,∴16λ=9,解得λ=916.14.(2018·海南五校模拟)如图,已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1=AB =AC =1,AB ⊥AC ,M ,N ,Q 分别是CC 1,BC ,AC 的中点,点P 在直线A 1B 1上运动,且A 1P →=λA 1B 1→(λ∈[0,1]).(1)证明:无论λ取何值,总有AM ⊥平面PNQ ;(2)是否存在点P ,使得平面PMN 与平面ABC 的夹角为60°?若存在,试确定点P 的位置,若不存在,请说明理由.(1)证明连接A1Q.∵AA1=AC=1,M,Q分别是CC1,AC的中点,∴Rt△AA1Q≌Rt△CAM,∴∠MAC=∠QA1A,∴∠MAC+∠AQA1=∠QA1A+∠AQA1=90°,∴AM⊥A1Q.∵N,Q分别是BC,AC的中点,∴NQ∥AB.又AB⊥AC,∴NQ⊥AC.在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥底面ABC,∴NQ⊥AA1.又AC∩AA1=A,AC,AA1⊂平面ACC1A1,∴NQ⊥平面ACC1A1,∴NQ⊥AM.由NQ∥AB和AB∥A1B1可得NQ∥A1B1,∴N,Q,A1,P四点共面,∴A1Q⊂平面PNQ.∵NQ∩A1Q=Q,NQ,A1Q⊂平面PNQ,∴AM⊥平面PNQ,∴无论λ取何值,总有AM⊥平面PNQ.(2)解如图,以A为坐标原点,AB,AC,AA1所在的直线分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则A1(0,0,1),B1(1,0,1),,1,12,,12,NM →-12,12A 1B 1→=(1,0,0).由A 1P →=λA 1B 1→=λ(1,0,0)=(λ,0,0),可得点P (λ,0,1),∴PN→λ,12,-设n =(x ,y ,z )是平面PMN 的法向量,·NM ,→=0,·PN ,→=0,+12y +12z =0,+12y -z =0,=1+2λ3x ,=2-2λ3x ,令x =3,得y =1+2λ,z =2-2λ,∴n =(3,1+2λ,2-2λ)是平面PMN 的一个法向量.取平面ABC 的一个法向量为m =(0,0,1).假设存在符合条件的点P ,则|cos 〈m ,n 〉|=|2-2λ|9+(1+2λ)2+(2-2λ)2=12,化简得4λ2-14λ+1=0,解得λ=7-354或λ=7+354(舍去).综上,存在点P ,且当A 1P =7-354时,满足平面PMN 与平面ABC 的夹角为60°.15.在四棱锥P -ABCD 中,AB →=(4,-2,3),AD →=(-4,1,0),AP →=(-6,2,-8),则这个四棱锥的高h 等于()A .1B .2C .13D .26答案B 解析设平面ABCD 的法向量为n =(x ,y ,z ),⊥AB →,⊥AD →,x -2y +3z =0,4x +y =0,令y =4,则n ,4则cos 〈n ,AP →〉=n ·AP →|n ||AP →|=-6+8-323133×226=-2626,∴h =2626×226=2.16.如图所示,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠BCD =120°,四边形ACFE 为矩形,且CF ⊥平面ABCD ,AD =CD =BC =CF .(1)求证:EF ⊥平面BCF ;(2)点M 在线段EF 上运动,当点M 在什么位置时,平面MAB 与平面FCB 所成的锐二面角最大,并求此时二面角的余弦值.(1)证明设AD =CD =BC =1,∵AB ∥CD ,∠BCD =120°,∴AB =2,∴AC 2=AB 2+BC 2-2AB ·BC ·cos 60°=3,∴AB 2=AC 2+BC 2,则BC ⊥AC .∵CF ⊥平面ABCD ,AC ⊂平面ABCD ,∴AC ⊥CF ,而CF ∩BC =C ,CF ,BC ⊂平面BCF ,∴AC ⊥平面BCF .∵EF ∥AC ,∴EF ⊥平面BCF .(2)解以C 为坐标原点,分别以直线CA ,CB ,CF 为x 轴、y 轴、z 轴建立如图所示的空间直角坐标系,设FM =λ(0≤λ≤3),则C (0,0,0),A (3,0,0),B (0,1,0),M (λ,0,1),∴AB →=(-3,1,0),BM →=(λ,-1,1).设n =(x ,y ,z )为平面MAB 的法向量,·AB ,→=0,·BM ,→=0,-3x +y =0,-y +z =0,取x =1,则n =(1,3,3-λ).易知m =(1,0,0)是平面FCB 的一个法向量,∴cos 〈n ,m 〉=n ·m |n ||m |=11+3+(3-λ)2×1=1(λ-3)2+4.∵0≤λ≤3,∴当λ=0时,cos 〈n ,m 〉取得最小值77,∴当点M 与点F 重合时,平面MAB 与平面FCB 所成的锐二面角最大,此时二面角的余弦值为77.。
2023年高考数学总复习第一章集合与常用逻辑用语第1节集合考试要求1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题;2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中了解全集与空集的含义;3.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集;4.理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;5.能使用韦恩(Venn)图表达集合间的基本关系及集合的基本运算.1.元素与集合(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系是属于或不属于,表示符号分别为∈和∉.(3)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法.2.集合间的基本关系表示关系文字语言符号语言集合间的基本关系相等集合A 与集合B 中的所有元素都相同A =B 子集A 中任意一个元素均为B 中的元素A ⊆B 真子集A 中任意一个元素均为B 中的元素,且B 中至少有一个元素不是A 中的元素A B空集空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集3.集合的基本运算集合的并集集合的交集集合的补集符号表示A ∪BA ∩B若全集为U ,则集合A 的补集为∁U A图形表示集合{x|x∈A,或x∈B}{x|x∈A,且x∈B}{x|x∈U,且x∉A}表示4.集合的运算性质(1)A∩A=A,A∩=,A∩B=B∩A.(2)A∪A=A,A∪=A,A∪B=B∪A.(3)A∩(∁U A)=,A∪(∁U A)=U,∁U(∁U A)=A.1.若有限集A中有n个元素,则A的子集有2n个,真子集有2n-1个,非空子集有2n-1个,非空真子集有2n-2个.2.注意空集:空集是任何集合的子集,是非空集合的真子集.3.A⊆B⇔A∩B=A⇔A∪B=B⇔∁U A⊇∁U B.4.∁U(A∩B)=(∁U A)∪(∁U B),∁U(A∪B)=(∁U A)∩(∁U B).1.思考辨析(在括号内打“√”或“×”)(1)任何一个集合都至少有两个子集.()(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.()(3)若{x2,1}={0,1},则x=0,1.()(4)对于任意两个集合A,B,(A∩B)⊆(A∪B)恒成立.()2.若集合P={x∈N|x≤2023},a=22,则()A.a∈PB.{a}∈PC.{a}⊆PD.a∉P3.(2021·新高考Ⅰ卷)设集合A={x|-2<x<4},B={2,3,4,5},则A∩B=()A.{2}B.{2,3}C.{3,4}D.{2,3,4}4.(易错题)(2021·南昌调研)集合A={-1,2},B={x|ax-2=0},若B⊆A,则由实数a的取值组成的集合为()A.{-2}B.{1}C.{-2,1}D.{-2,1,0}5.(2021·西安五校联考)设全集U=R,A={x|y=2x-x2},B={y|y=2x,x∈R},则(∁U A)∩B=()A.{x|x<0}B.{x|0<x≤1}C.{x|1<x≤2}D.{x|x>2}6.(2021·全国乙卷)设集合S={s|s=2n+1,n∈Z},T={t|t=4n+1,n∈Z},则S∩T =()A. B.S C.T D.Z考点一集合的基本概念1.已知集合U={(x,y)|x2+y2≤1,x∈Z,y∈Z},则集合U中元素的个数为()A.3B.4C.5D.62.若集合A={a-3,2a-1,a2-4},且-3∈A,则实数a=________.3.(2022·武汉调研)用列举法表示集合A={x|x∈Z且86-x∈N}=________.4.设A是整数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k-1∉A,且k+1∉A,那么称k是A的一个“孤立元”.给定S={1,2,3,4,5,6,7,8},由S的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”的集合共有________个.考点二集合间的基本关系例1(1)已知集合A={-1,1},B={x|ax+1=0}.若B⊆A,则实数a的所有可能取值的集合为()A.{-1}B.{1}C.{-1,1}D.{-1,0,1}(2)已知集合A={x|-3≤x≤4},B={x|2m-1≤x≤m+1},且B⊆A,则实数m的取值范围是________.训练1(1)(2022·大连模拟)设集合A={1,a,b},B={a,a2,ab},若A=B,则a2022+b2023的值为()A.0B.1C.-2D.0或-1(2)已知集合A={x|log2(x-1)<1},B={x||x-a|<2},若A⊆B,则实数a的取值范围为()A.(1,3)B.[1,3]C.[1,+∞)D.(-∞,3]考点三集合的运算角度1集合的基本运算例2(1)(2021·全国乙卷)已知全集U={1,2,3,4,5},集合M={1,2},N={3,4},则∁U(M∪N)=()A.{5}B.{1,2}C.{3,4}D.{1,2,3,4}(2)(2021·西安测试)设全集U=R,M={x|y=ln(1-x)},N={x|2x(x-2)<1},那么图中阴影部分表示的集合为()A.{x|x≥1}B.{x|1≤x<2}C.{x|0<x≤1}D.{x|x≤1}角度2利用集合的运算求参数例3(1)(2021·日照检测)已知集合A={x∈Z|x2-4x-5<0},B={x|4x>2m},若A∩B 中有三个元素,则实数m的取值范围是()A.[3,6)B.[1,2)C.[2,4)D.(2,4](2)已知集合A ={x |x 2-4≤0},B ={x |2x +a ≤0},若A ∪B =B ,则实数a 的取值范围是()A.a <-2B.a ≤-2C.a >-4D.a ≤-4训练2(1)(2021·全国甲卷改编)设集合M ={x |0<x <4},N x |13≤x <aM ∩N =N ,则a 的取值范围为()A.a ≤13B.a >4C.a ≤4D.a >13(2)集合M ={x |2x 2-x -1<0},N ={x |2x +a >0},U =R .若M ∩(∁U N )=∅,则a 的取值范围是()A.(1,+∞)B.[1,+∞)C.(-∞,1)D.(-∞,1]Venn 图的应用用平面上封闭图形的内部代表集合,这种图称为Venn 图.集合中图形语言具有直观形象的特点,将集合问题图形化.利用Venn 图的直观性,可以深刻理解集合的有关概念,快速进行集合的运算.例1设全集U ={x |0<x <10,x ∈N +},若A ∩B ={3},A ∩(∁U B )={1,5,7},(∁U A )∩(∁U B )={9},则A =________,B =________.例2(2020·新高考海南卷)某中学的学生积极参加体育锻炼,其中有96%的学生喜欢足球或游泳,60%的学生喜欢足球,82%的学生喜欢游泳,则该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是()A.62%B.56%C.46%D.42%例3向100名学生调查对A,B两件事的看法,得到如下结果:赞成A的人数是全体的35,其余不赞成;赞成B的人数比赞成A的人数多3人,其余不赞成.另外,对A,B都不赞成的人数比对A,B都赞成的学生人数的13多1人,则对A,B都赞成的学生人数为________,对A,B都不赞成的学生人数为________.1.(2021·新高考Ⅱ卷)设集合U={1,2,3,4,5,6},A={1,3,6},B={2,3,4},则A∩(∁U B)=()A.{3}B.{1,6}C.{5,6}D.{1,3}2.(2021·郑州模拟)设集合A={x|3x-1<m},若1∈A且2∉A,则实数m的取值范围是()A.(2,5)B.[2,5)C.(2,5]D.[2,5]3.(2021·浙江卷)设集合A={x|x≥1},B={x|-1<x<2},则A∩B=()A.{x|x>-1}B.{x|x≥1}C.{x|-1<x<1}D.{x|1≤x<2}4.(2022·河南名校联考)已知集合A={a,a2,0},B={1,2},若A∩B={1},则实数a的值为()A.-1B.0C.1D.±15.已知集合A={x∈Z|y=log5(x+1)},B={x∈Z|x2-x-2<0},则()A.A∩B=AB.A∪B=BC.B AD.A B6.设集合A={(x,y)|x+y=1},B={(x,y)|x-y=3},则满足M⊆(A∩B)的集合M 的个数是()A.0B.1C.2D.37.(2022·太原模拟)已知集合M={x|(x-2)2≤1},N={y|y=x2-1},则(∁R M)∩N=()A.[-1,+∞)B.[-1,1]∪[3,+∞)C.[-1,1)∪(3,+∞)D.[-1,1]∪(3,+∞)8.设集合A ={x |(x +2)(x -3)≤0},B ={a },若A ∪B =A ,则a 的最大值为()A.-2B.2C.3D.49.(2021·合肥模拟)已知集合A ={-2,-1,0,1,2},集合B ={x ||x -1|≤2},则A ∩B =________.10.(2021·湖南雅礼中学检测)设集合A ={x |y =x -3},B ={x |1<x ≤9},则(∁R A )∩B =________.11.已知集合A ={x |y =lg(x -x 2)},B ={x |x 2-cx <0,c >0},若A ⊆B ,则实数c 的取值范围是________.12.已知集合A ={a ,b ,2},B ={2,b 2,2a },若A =B ,则a +b =________.13.若全集U ={-2,-1,0,1,2},A ={-2,2},B ={x |x 2-1=0},则图中阴影部分所表示的集合为()A.{-1,0,1}B.{-1,0}C.{-1,1}D.{0}14.(2020·浙江卷)设集合S ,T ,S ⊆N +,T ⊆N +,S ,T 中至少有2个元素,且S ,T 满足:①对于任意的x ,y ∈S ,若x ≠y ,则xy ∈T ;②对于任意的x ,y ∈T ,若x <y ,则y x ∈S .下列命题正确的是()A.若S 有4个元素,则S ∪T 有7个元素B.若S 有4个元素,则S ∪T 有6个元素C.若S 有3个元素,则S ∪T 有5个元素D.若S 有3个元素,则S ∪T 有4个元素15.已知集合A={x∈R||x+2|<3},集合B={x∈R|(x-m)(x-2)<0},且A∩B=(-1,n),则m=________,n=________.16.当两个集合有公共元素,且互不为对方的子集时,我们称这两个集合“相交”.对于集合M={x|ax2-1=0,a>0},N={-12,12,1},若M与N“相交”,则a=________.。
高考数学总复习考点知识讲解与提升练习专题1 集合考点知识1.了解集合的含义,了解全集、空集的含义.2.理解元素与集合的属于关系,理解集合间的包含和相等关系.3.会求两个集合的并集、交集与补集.4.能用自然语言、图形语言、集合语言描述不同的具体问题,能使用Venn图表示集合间的基本关系和基本运算.知识梳理1.集合与元素(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系是属于或不属于,用符号∈或∉表示.(3)集合的表示法:列举法、描述法、图示法.(4)常见数集的记法2.集合的基本关系(1)子集:一般地,对于两个集合A,B,如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,就称集合A为集合B的子集,记作A⊆B(或B⊇A).(2)真子集:如果集合A⊆B,但存在元素x∈B,且x∉A,就称集合A是集合B的真子集,记作A B(或B A).(3)相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B.(4)空集:不含任何元素的集合叫做空集,记为∅.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.3.集合的基本运算常用结论1.若集合A有n(n≥1)个元素,则集合A有2n个子集,2n-1个真子集.2.A∩B=A⇔A⊆B,A∪B=A⇔B⊆A.思考辨析判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)集合{x∈N|x3=x},用列举法表示为{-1,0,1}.(×)(2){x|y=x2+1}={y|y=x2+1}={(x,y)|y=x2+1}.(×)(3)若1∈{x2,x},则x=-1或x=1.(×)(4)对任意集合A,B,都有(A∩B)⊆(A∪B).(√)教材改编题1.(2022·新高考全国Ⅱ)已知集合A={-1,1,2,4},B={x||x-1|≤1},则A∩B等于()A.{-1,2}B.{1,2}C.{1,4}D.{-1,4}答案B解析由|x-1|≤1,得-1≤x-1≤1,解得0≤x≤2,所以B={x|0≤x≤2},所以A∩B ={1,2},故选B.2.下列集合与集合A={2022,1}相等的是()A.(1,2022)B.{(x,y)|x=2022,y=1}C.{x|x2-2023x+2022=0}D.{(2022,1)}答案C解析(1,2022)表示一个点,不是集合,A不符合题意;集合{(x,y)|x=2022,y=1}的元素是点,与集合A不相等,B不符合题意;{x|x2-2023x+2022=0}={2022,1}=A,故C符合题意;集合{(2022,1)}的元素是点,与集合A不相等,D不符合题意.3.设全集U=R,集合A={x|-1≤x<3},B={x|2x-4≥x-2},则A∪B=________,∁U(A∩B)=________.答案{x|x≥-1}{x|x<2或x≥3}解析因为A={x|-1≤x<3},B={x|2x-4≥x-2}={x|x≥2},所以A∪B={x|x≥-1},A∩B={x|2≤x<3},∁U(A∩B)={x|x<2或x≥3}.题型一集合的含义与表示例1(1)(2022·衡水模拟)设集合A={(x,y)|y=x},B={(x,y)|y=x2},则集合A∩B 的元素个数为()A.0B.1C.2D.3答案C解析如图,函数y=x与y=x2的图象有两个交点,故集合A∩B有两个元素.(2)已知集合A={1,a-2,a2-a-1},若-1∈A,则实数a的值为()A.1B.1或0C.0D.-1或0答案C解析∵-1∈A,若a-2=-1,即a=1时,A={1,-1,-1},不符合集合元素的互异性;若a2-a-1=-1,即a=1(舍去)或a=0时,A={1,-2,-1},故a=0.思维升华解决集合含义问题的关键有三点:一是确定构成集合的元素;二是确定元素的限制条件;三是根据元素的特征(满足的条件)构造关系式解决相应问题.跟踪训练1(1)(多选)若集合M={x|x-2<0,x∈N},则下列四个命题中,错误的命题是()A.0∉M B.{0}∈MC.{1}⊆M D.1⊆M答案ABD解析对于A,因为M={x|x-2<0,x∈N},所以0∈M,所以A错误;对于B,因为{0}是集合,且0∈M,所以{0}⊆M,所以B错误;对于C,因为1∈M,所以{1}⊆M,所以C正确;对于D,因为1是元素,1∈M,所以D错误.(2)(2023·聊城模拟)已知集合A={0,1,2},B={ab|a∈A,b∈A},则集合B中元素的个数为()A.2B.3C.4D.5答案C解析因为A={0,1,2},a∈A,b∈A,所以ab=0或ab=1或ab=2或ab=4,故B={ab|a∈A,b∈A}={0,1,2,4},即集合B 中含有4个元素. 题型二 集合间的基本关系例2(1)(2022·宜春质检)已知集合A ={x |y =ln(x -2)},B ={x |x ≥-3},则下列结论正确的是() A .A =B B .A ∩B =∅ C .A B D .B ⊆A 答案C解析由题设,可得A ={x |x >2}, 又B ={x |x ≥-3}, 所以A 是B 的真子集, 故A ,B ,D 错误,C 正确.(2)设集合A ={x |-1≤x +1≤2},B ={x |m -1≤x ≤2m +1},当x ∈Z 时,集合A 的真子集有________个;当B ⊆A 时,实数m 的取值范围是________. 答案15(-∞,-2)∪[-1,0] 解析A ={x |-2≤x ≤1}, 若x ∈Z ,则A ={-2,-1,0,1}, 故集合A 的真子集有24-1=15(个). 由B ⊆A ,得①若B =∅,则2m +1<m -1,即m <-2,②若B ≠∅,则⎩⎨⎧2m +1≥m -1,2m +1≤1,m -1≥-2,解得-1≤m ≤0,综上,实数m的取值范围是(-∞,-2)∪[-1,0].思维升华(1)空集是任何集合的子集,在涉及集合关系问题时,必须考虑空集的情况,否则易造成漏解.(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将条件转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数所满足的关系,常用数轴、Venn图等来直观解决这类问题.跟踪训练2(1)(多选)已知非空集合M满足:①M⊆{-2,-1,1,2,3,4},②若x∈M,则x2∈M.则集合M可能是()A.{-1,1}B.{-1,1,2,4}C.{1}D.{1,-2,2}答案AC解析由题意可知3∉M且4∉M,而-2或2与4同时出现,所以-2∉M且2∉M,所以满足条件的非空集合M有{-1,1},{1}.(2)函数f(x)=x2-2x-3的定义域为A,集合B={x|-a≤x≤4-a},若B⊆A,则实数a的取值范围是________________.答案(-∞,-3]∪[5,+∞)解析由x2-2x-3≥0,得x≥3或x≤-1,即A={x|x≥3或x≤-1}.∵B⊆A,显然B≠∅,∴4-a≤-1或-a≥3,解得a≥5或a≤-3,故实数a的取值范围是(-∞,-3]∪[5,+∞).题型三集合的基本运算命题点1集合的运算例3(1)(2021·全国乙卷)已知集合S={s|s=2n+1,n∈Z},T={t|t=4n+1,n∈Z},则S∩T等于()A.∅B.S C.T D.Z答案C解析方法一在集合T中,令n=k(k∈Z),则t=4n+1=2(2k)+1(k∈Z),而集合S中,s=2n+1(n∈Z),所以必有T⊆S,所以S∩T=T.方法二S={…,-3,-1,1,3,5,…},T={…,-3,1,5,…},观察可知,T⊆S,所以S∩T=T.(2)设全集U=R,A={x|-2≤x<4},B={x|y=x+2},则图中阴影部分表示的集合为()A.{x|x≤-2}B.{x|x>-2}C.{x|x≥4}D.{x|x≤4}答案C解析观察Venn图,可知阴影部分的元素由属于B而不属于A的元素构成,所以阴影部分表示的集合为(∁U A)∩B.∵A={x|-2≤x<4},U=R,∴∁U A={x|x<-2或x≥4},又B={x|y=x+2}⇒B={x|x≥-2},∴(∁U A)∩B={x|x≥4}.命题点2利用集合的运算求参数的值(范围)例4(2023·衡水模拟)已知集合A={x|y=ln(1-x2)},B={x|x≤a},若(∁R A)∪B=R,则实数a的取值范围为()A.(1,+∞) B.[1,+∞)C.(-∞,1) D.(-∞,1]答案B解析由题可知A={x|y=ln(1-x2)}={x|-1<x<1},A={x|x≤-1或x≥1},∁RA)∪B=R,得a≥1.所以由(∁R思维升华对于集合的交、并、补运算,如果集合中的元素是离散的,可用Venn图表示;如果集合中的元素是连续的,可用数轴表示,此时要注意端点的情况.跟踪训练3(1)(2022·全国甲卷)设全集U={-2,-1,0,1,2,3},集合A={-1,2},B ={x|x2-4x+3=0},则∁U(A∪B)等于()A.{1,3}B.{0,3}C.{-2,1}D.{-2,0}答案D解析由题意得集合B={1,3},所以A∪B={-1,1,2,3},所以∁U(A∪B)={-2,0}.故选D.(2)(2023·驻马店模拟)已知集合A={x|(x-1)(x-4)<0},B={x|x>a},若A∪B={x|x>1},则a的取值范围是()A .[1,4)B .(1,4)C .[4,+∞) D.(4,+∞) 答案A解析由题意可得A ={x |1<x <4}. 因为A ∪B ={x |x >1}, 所以1≤a <4.题型四集合的新定义问题例5(1)(多选)当一个非空数集F 满足条件“若a ,b ∈F ,则a +b ,a -b ,ab ∈F ,且当b ≠0时,ab ∈F ”时,称F 为一个数域,以下说法正确的是()A .0是任何数域的元素B .若数域F 有非零元素,则2023∈FC .集合P ={x |x =3k ,k ∈Z }为数域D .有理数集为数域 答案ABD解析对于A ,若a ∈F ,则a -a =0∈F ,故A 正确;对于B ,若a ∈F 且a ≠0,则1=a a∈F ,2=1+1∈F ,3=1+2∈F ,依此类推,可得2023∈F ,故B 正确;对于C ,P ={x |x =3k ,k ∈Z },3∈P,6∈P ,但36∉P ,故P 不是数域,故C 错误;对于D ,若a ,b 是两个有理数,则a +b ,a -b ,ab ,ab (b ≠0)都是有理数,所以有理数集是数域,故D 正确.(2)已知集合M={1,2,3,4},A⊆M,集合A中所有元素的乘积称为集合A的“累积值”,且规定:当集合A只有一个元素时,其累积值即为该元素的数值,空集的累积值为0.设集合A的累积值为n.①若n=3,则这样的集合A共有________个;②若n为偶数,则这样的集合A共有________个.答案213解析①若n=3,据“累积值”的定义得A={3}或A={1,3},这样的集合A共有2个;②因为集合M的子集共有24=16(个),其中“累积值”为奇数的子集为{1},{3},{1,3},共3个,所以“累积值”为偶数的集合共有13个.思维升华解决集合新定义问题的关键解决新定义问题时,一定要读懂新定义的本质含义,紧扣题目所给定义,结合题目所给定义和要求进行恰当转化,切忌同已有概念或定义相混淆.跟踪训练4设集合U={2,3,4},对其子集引进“势”的概念:①空集的“势”最小;②非空子集的元素越多,其“势”越大;③若两个子集的元素个数相同,则子集中最大的元素越大,子集的“势”就越大.最大的元素相同,则第二大的元素越大,子集的“势”就越大,依此类推.若将全部的子集按“势”从小到大的顺序排列,则排在第6位的子集是________.答案{2,4}解析根据题意,将全部的子集按“势”从小到大的顺序排列为:∅,{2},{3},{4},{2,3},{2,4},{3,4},{2,3,4}.故排在第6位的子集为{2,4}.课时精练1.(2022·全国乙卷)设全集U ={1,2,3,4,5},集合M 满足∁U M ={1,3},则()A .2∈MB .3∈MC .4∉MD .5∉M答案A解析由题意知M ={2,4,5},故选A.2.设集合A ={x ∈N *|2x <4},B ={x ∈N |-1<x <2},则A ∪B 等于()A .{x |-1<x <2}B .{x |x <2}C .{0,1}D .{1}答案C解析由2x<4可得x <2,则A ={x ∈N *|2x <4}={1}, B ={x ∈N |-1<x <2}={0,1},所以A ∪B ={0,1}.3.(2022·娄底质检)集合M ={(x ,y )|2x -y =0},N ={(x ,y )|x +y -3=0},则M ∩N 等于()A .{(2,-1)}B .{2,-1}C .{(1,2)}D .{1,2}答案C解析联立⎩⎨⎧ 2x -y =0,x +y -3=0,解得⎩⎨⎧ x =1,y =2,则M ∩N ={(1,2)}.4.(2023·南京模拟)已知集合A ={x |x 2-6x -7<0},B ={y |y =3x ,x <1},则A ∩(∁R B )等于()A .[3,7)B .(-1,0]∪[3,7)C .[7,+∞) D.(-∞,-1)∪[7,+∞)答案B解析A ={x |x 2-6x -7<0}=(-1,7),B ={y |y =3x ,x <1}=(0,3),所以∁R B =(-∞,0]∪[3,+∞),所以A ∩(∁R B )=(-1,0]∪[3,7).5.(2022·海南模拟)已知集合A ={x |x 2≤1},集合B ={x |x ∈Z 且x +1∈A },则B 等于()A .{-1,0,1}B .{-2,-1,0}C .{-2,-1,0,1}D .{-2,-1,0,1,2}答案B解析因为集合A ={x |x 2≤1},所以A ={x |-1≤x ≤1},在集合B 中,由x +1∈A ,得-1≤x +1≤1,即-2≤x ≤0,又x ∈Z ,所以x =-2,-1,0,即B ={-2,-1,0}.6.(2022·怀仁模拟)已知集合A ={x |1<x <2},B ={x |x >m },若A ∩(∁R B )=∅,则实数m的取值范围为()A .(-∞,1]B .(-∞,1)C.[1,+∞) D.(1,+∞)答案A解析由题知A∩(∁R B)=∅,得A⊆B,则m≤1.7.(多选)已知集合A={1,3,m2},B={1,m}.若A∪B=A,则实数m的值为()A.0B.1C.2D.3答案AD解析因为A∪B=A,所以B⊆A.因为A={1,3,m2},B={1,m},所以m2=m或m=3,解得m=0或m=1或m=3.当m=0时,A={1,3,0},B={1,0},符合题意;当m=1时,集合A、集合B均不满足集合元素的互异性,不符合题意;当m=3时,A={1,3,9},B={1,3},符合题意.综上,m=0或3.8.(多选)已知全集U的两个非空真子集A,B满足(∁U A)∪B=B,则下列关系一定正确的是()A.A∩B=∅B.A∩B=BC.A∪B=U D.(∁U B)∪A=A答案CD解析令U={1,2,3,4},A={2,3,4},B={1,2},满足(∁U A)∪B=B,但A∩B≠∅,A∩B≠B,故A,B均不正确;由(∁U A)∪B=B,知∁U A⊆B,∴U=A∪(∁U A)⊆(A∪B),∴A∪B=U,由∁U A⊆B,知∁U B⊆A,∴(∁U B)∪A=A,故C,D均正确.9.(2023·金华模拟)已知集合U={1,2,3,4,5,6},S={1,3,5},T={2,3,6},则S∩(∁UT)=________,集合S共有________个子集.答案{1,5}8解析由题意可得∁U T={1,4,5},则S∩(∁U T)={1,5}.集合S的子集有23个,即8个.10.(2023·石家庄模拟)已知全集U=R,集合M={x∈Z||x-1|<3},N={-4,-2,0,1,5},则Venn图中阴影部分的集合为________.答案{-1,2,3}解析集合M={x∈Z||x-1|<3}={x∈Z|-3<x-1<3}={x∈Z|-2<x<4}={-1,0,1,2,3},则Venn图中阴影部分表示的集合是M∩(∁R N)={-1,2,3}.11.已知集合A={x|x2+x-6=0},B={x|mx+1=0},且A∪B=A,则m的值可能是________.答案0,-12,13解析由x2+x-6=0,得x=2或x=-3,所以A={x|x2+x-6=0}={-3,2},因为A∪B=A,所以B⊆A,当B =∅时,B ⊆A 成立,此时方程mx +1=0无解,得m =0;当B ≠∅时,得m ≠0,则集合B ={x |mx +1=0}=⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫-1m , 因为B ⊆A ,所以-1m =-3或-1m=2, 解得m =13或m =-12, 综上,m =0,m =13或m =-12. 12.已知集合A ={x |(x +3)(x -3)≤0},B ={x |2m -3≤x ≤m +1}.当m =-1时,则A ∪B =________;若A ∩B =B ,则m 的取值范围为________.答案[-5,3][0,2]∪(4,+∞)解析A ={x |-3≤x ≤3},当m =-1时,B ={x |-5≤x ≤0},此时A ∪B =[-5,3].由A ∩B =B 可知B ⊆A .若B =∅,则2m -3>m +1解得m >4;若B ≠∅,则⎩⎨⎧ 2m -3≤m +1,m +1≤3,2m -3≥-3,解得0≤m ≤2,综上所述,实数m 的取值范围为[0,2]∪(4,+∞).13.(多选)已知全集U ={x ∈N |log 2x <3},A ={1,2,3},∁U (A ∩B )={1,2,4,5,6,7},则集合B 可能为()A.{2,3,4}B.{3,4,5}C.{4,5,6}D.{3,5,6}答案BDx<3得0<x<23,即0<x<8,于是得全集U={1,2,3,4,5,6,7},解析由log2因为∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},则有A∩B={3},3∈B,C不正确;若B={2,3,4},则A∩B={2,3},∁U(A∩B)={1,4,5,6,7},矛盾,A不正确;若B={3,4,5},则A∩B={3},∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},B正确;若B={3,5,6},则A∩B={3},∁U(A∩B)={1,2,4,5,6,7},D正确.14.某小区连续三天举办公益活动,第一天有190人参加,第二天有130人参加,第三天有180人参加,其中,前两天都参加的有30人,后两天都参加的有40人.第一天参加但第二天没参加活动的有________人,这三天参加活动的最少有________人.答案160290解析根据题意画出Venn图,如图所示,a表示只参加第一天的人,b表示只参加第二天的人,c表示只参加第三天的人,d表示只参加第一天与第二天的人,e表示只参加第一天与第三天的人,f表示只参加第二天与第三天的人,g表示三天都参加的人,∴要使总人数最少,则令g最大,其次d,e,f也尽量大,d+g=30,f+g=40,∴a+e=160,即第一天参加但第二天没参加的有160人,∴g max=30,d=0,f=10,a+d+g+e=190,∴c+e=140,∴e max=140,∴c=0,a=20,则这三天参加活动的最少有a+b+c+…+g=20+90+0+0+140+10+30=290(人).15.(多选)1872年德国数学家戴德金从连续性的要求出发,用有理数的“分割”来定义无理数(史称“戴德金分割”),并把实数理论建立在严格的科学基础上,从而结束了无理数被认为“无理”的时代,也结束了数学史上的第一次大危机.将有理数集Q划分为两个非空的子集M与N,且满足M∪N=Q,M∩N=∅,M中的每一个元素都小于N中的每一个元素,则称(M,N)为戴德金分割.试判断下列选项中,可能成立的是()A.M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x>0}满足戴德金分割B.M没有最大元素,N有一个最小元素C.M有一个最大元素,N有一个最小元素D.M没有最大元素,N也没有最小元素答案BD解析对于选项A,因为M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x>0},M∪N={x∈Q|x≠0}≠Q,故A 错误;对于选项B,设M={x∈Q|x<0},N={x∈Q|x≥0},满足戴德金分割,则M没有最大元素,N有一个最小元素0,故B正确;对于选项C,若M有一个最大元素m,N有一个最小元素n,若m≠n,一定存在k∈(m,n)使M∪N=Q不成立;若m=n,则M∩N=∅不成立,故C错误;对于选项D,设M={x∈Q|x<2},N={x∈Q|x≥2},满足戴德金分割,此时M没有最大元素,N也没有最小元素,故D正确.16.我们将b-a称为集合{x|a≤x≤b}的“长度”.若集合M={x|m≤x≤m+2022},N ={x|n-2023≤x≤n},且M,N都是集合{x|0≤x≤2024}的子集,则集合M∩N的“长度”的最小值为________.答案2021解析由题意得,M的“长度”为2022,N的“长度”为2023,要使M∩N的“长度”最小,则M,N分别在{x|0≤x≤2024}的两端.当m=0,n=2024时,得M={x|0≤x≤2022},N={x|1≤x≤2024},则M∩N={x|1≤x≤2022},此时集合M∩N的“长度”为2022-1=2021;当m=2,n=2023时,M={x|2≤x≤2024},N={x|0≤x≤2023},则M∩N={x|2≤x≤2023},此时集合M∩N的“长度”为2023-2=2021.故M∩N的“长度”的最小值为2021.。
高考数学一轮总复习重点知识点梳理高考是人生的一次重要考验,对于学生来说,备考高考数学是一项重要任务。
为了帮助大家更好地备考数学,下面将对高考数学一轮总复习的重点知识点进行梳理。
本文将分为四个部分,分别是代数与函数、几何与向量、概率与统计以及解题方法与技巧。
一、代数与函数1. 四则运算与整式的基本操作2. 二次函数与一次函数的性质及其图像3. 幂函数与反比例函数的性质及其图像4. 复数的运算及其性质5. 等差数列与等比数列的性质及其应用6. 二项式与多项式的展开及其应用7. 三角函数的性质与应用二、几何与向量1. 平面几何基本概念与性质2. 相似三角形与勾股定理的应用3. 圆的基本性质与圆的应用4. 向量的定义、运算与性质5. 空间几何基本概念与性质6. 空间中直线与平面的位置关系及其应用7. 空间向量的定义及其应用三、概率与统计1. 随机事件与概率的基本概念2. 随机事件的运算及其概率性质3. 事件的独立性与计算4. 排列与组合的基本概念及其计算5. 随机变量与概率分布的基本概念6. 正态分布与二项分布的概念及其应用7. 抽样与统计的基本概念及其应用四、解题方法与技巧1. 解方程与解不等式的基本方法及应用2. 解析几何的基本方法及应用3. 函数的性质与应用4. 统计图的分析与应用5. 考点梳理与答题技巧通过对以上知识点的梳理,可以发现高考数学的重点主要集中在代数与函数、几何与向量、概率与统计以及解题方法与技巧等方面。
在备考过程中,同学们应该加强对这些知识点的理解与掌握,注重解题方法与技巧的培养,提高解题效率。
总的来说,高考数学一轮总复习的重点知识点梳理旨在帮助同学们合理安排学习时间,重点攻克难点知识,提高数学成绩。
希望同学们能够认真备考,保持良好的心态,相信自己的实力,顺利迎接高考的到来。
祝愿大家取得优异的成绩!。
2022年新高考数学总复习:基本不等式知识点一重要不等式a 2+b 2≥__2ab __(a ,b ∈R )(当且仅当__a =b __时等号成立).知识点二基本不等式ab ≤a +b2(均值定理)(1)基本不等式成立的条件:__a >0,b >0__;(2)等号成立的条件:当且仅当__a =b __时等号成立;(3)其中a +b2叫做正数a ,b 的__算术平均数__,ab 叫做正数a ,b 的__几何平均数__.知识点三利用基本不等式求最大、最小值问题(1)如果x ,y ∈(0,+∞),且xy =P (定值),那么当__x =y __时,x +y 有最小值2P .(简记:“积定和最小”)(2)如果x ,y ∈(0,+∞),且x +y =S (定值),那么当x =y 时,xy 有最大值S 24.(简记:“和定积最大”)归纳拓展常用的几个重要不等式(1)a +b ≥2ab (a >0,b >0).(当且仅当a =b 时取等号)(2)ab (a ,b ∈R ).(当且仅当a =b 时取等号)≤a 2+b 22(a ,b ∈R ).(当且仅当a =b 时取等号)(4)b a +ab ≥2(a ,b 同号).(当且仅当a =b 时取等号).(5)21a +1b≤ab ≤a +b2≤a 2+b 22(a ,b >0当且仅当a =b 时取等号).双基自测题组一走出误区1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)(1)函数f (x )=cos x +4cos x ,x 4.(×)(2)“x >0且y >0”是“x y +yx ≥2”的充要条件.(×)(3)(a +b )2≥4ab (a ,b ∈R ).(√)(4)若a >0,则a 3+1a 2的最小值为2a .(×)(5)不等式a 2+b 2≥2ab 与a +b2≥ab 有相同的成立条件.(×)(6)两个正数的等差中项不小于它们的等比中项.(√)题组二走进教材2.(必修5P 100练习T1改编)若x <0,则x +1x (D)A .有最小值,且最小值为2B .有最大值,且最大值为2C .有最小值,且最小值为-2D .有最大值,且最大值为-2[解析]因为x <0,所以-x >0,-x +1-x≥2,当且仅当x =-1时,等号成立,所以x+1x≤-2.3.(必修5P 100练习T3改编)设0<a <b ,则下列不等式中正确的是(B )A .a <b <ab <a +b2B .a <ab <a +b2<bC .a <ab <b <a +b 2D .ab <a <a +b2<b[解析]解法一(特值法):代入a =1,b =2,则有0<a =1<ab =2<a +b2=1.5<b =2.解法二(直接法):我们知道算术平均数a +b2与几何平均数ab 的大小关系,其余各式作差(作商)比较即可,答案为B .4.(必修5P 100A 组T2改编)若把总长为20m 的篱笆围成一个矩形场地,则矩形场地的最大面积是__25__m 2.[解析]设矩形的一边为x m ,面积为y m 2,则另一边为12×(20-2x )=(10-x )m ,其中0<x <10,∴y =x (10-x )≤x +(10-x )22=25,当且仅当x =10-x ,即x =5时,y max =25.题组三走向高考5.(2020·江苏,12,5分)已知5x 2y 2+y 4=1(x ,y ∈R ),则x 2+y 2的最小值是__45__.[解析]由5x 2y 2+y 4=1知y ≠0,∴x 2=1-y 45y 2,∴x 2+y 2=1-y 45y 2y 2=1+4y 45y 2=15y 2+4y 25≥2425=45,当且仅当15y 2=4y 25,即y 2=12,x 2=310时取“=”.故x 2+y 2的最小值为45.6.(2019·天津,13)设x >0,y >0,x +2y =4,则(x +1)(2y +1)xy的最小值为__92__.[解析](x +1)(2y +1)xy =2xy +x +2y +1xy =2xy +5xy=2+5xy .∵x >0,y >0,∴4=x +2y ≥2x ·2y ,解得0<xy ≤2,当且仅当x =2y =2,即x =2且y =1时“=”成立.此时1xy ≥12,∴2+5xy ≥2+52=92,故(x +1)(2y +1)xy的最小值为92.考点突破·互动探究考点一利用基本不等式求最值——多维探究角度1拼凑法求最值例1(1)(2020·天津,14,5分)已知a >0,b >0,且ab =1,则12a +12b +8a +b的最小值为__4__.(2)(2021·吉林模拟)已知x >2,若f (x )=x +1x -2在x =n 处取得最小值,则n =(B )A .52B .3C .72D .4(3)(2021·重庆南开中学质检)已知实数a ,b >1,且满足ab -a -b =5,则2a +3b 的最小值为__17__.[解析](1)12a +12b +8a +b =a +b 2ab +8a +b =a +b 2+8a +b≥2a +b 2×8a +b=4,当且仅当a +b 2=8a +b ,即(a +b )2=16,也即a +b =4时取等号.又∵ab =1=2+3,=2-3或=2-3,=2+3时取等号,∴12a +12b +8a +b的最小值为4.(2)由f (x )=x +1x -2=(x -2)+1x -2+2≥4,当且仅当x -2=1x -2>0,即x =3时,取得等号,故选B .(3)由ab-a-b=5⇒6=(a-1)(b-1)⇒36=(2a-2)(3b-3)则2a+3b≥17,当且仅当a=4,b=3取最小值.[引申]f(x)=x+1x-2的值域为__(-∞,0]∪[4,+∞)__.[解析]f(x)=(x-2)+1x-2+2,∵|(x-2)+1x-2|=|x-2|+1|x-2|≥2(当且仅当|x-2|=1即x=3或1时取等号)∴(x-2)+1x-2≥2或x-2+1x-2≤-2,∴f(x)≥4或f(x)≤0,即f(x)的值域为(-∞,0]∪[4,+∞).名师点拨拼凑法求最值的技巧(1)用均值定理求最值要注意三个条件:一正、二定、三相等.“一正”不满足时,需提负号或加以讨论,“二定”不满足时,需变形,“三相等”不满足时,可利用函数单调性.(2)求乘积的最值.同样要检验“一正、二定、三相等”,如例(2)的关键是变形,凑出积为常数.角度2换元法求最值例2(1)已知x>54,求函数y=16x2-28x+114x-5的最小值;(2)(2021·百校联盟尖子生联考)已知a,b∈R+,且a+2b=ab-16,则ab的最小值为(B)A.16B.32C.64D.128[思路](1)通过换元转化为形如Ax+Bx+C形式的函数.[解析](1)设4x-5=t,则x=t+54.∵x>54,∴t>0.∴y=-28·t+54+11t=t2+3t+1t=t +1t+3≥2+3=5.当且仅当t =1即x =32时,上式取“=”号.∴x =32时,y min =5.(2)ab -16=a +2b ≥22ab ,令ab =t ,则t 2-22t -16≥0⇒t ≥22+722=42,故ab ≥32,即ab 最小值为32.(当且仅当a =8,b =4时取等号)故选B .[答案](1)5角度3常数代换法求最值例3(1)已知正数x ,y 满足x +2y =4,则2x +1y最小值为__2__;(2)已知正数x ,y 满足8x +1y =1,则x +2y 的最小值为__18__.[思路](2)先利用乘常数法或消元法,再利用基本不等式求解最值.[解析](1)2x +1y =x +2y )×14=+x y ++ 2.当且仅当x y =4yx ,即y 2=x 2,+2y =4=2,=1时取等号.(2)解法一:x +2y x +2y )=10+x y +16yx ≥10+2x y ·16yx =18,当且仅当+1y =1,=16y x=12,=3时“=”成立,故x +2y 的最小值是18.解法二(消元法):由8x +1y =1,得y =x x -8,由y >0⇒x x -8>0,又x >0⇒x >8,则x +2y =x+2x x -8=x +2(x -8)+16x -8=x +2+16x -8=(x -8)+16x -8+10≥2(x -8)·16x -8+10=18,当且仅当x -8=16x -8,即x =12(x =4舍去),y =3时,“=”成立,故x +2y 的最小值为18.名师点拨常数代换法的技巧(1)常数代换法就是利用常数的变形以及代数式与“1”的积、商都是自身的性质,通过代数式的变形构造和式或积式为定值,然后利用基本不等式求最值.(2)利用常数代换法求解最值应注意:①条件的灵活变形,常数化成1是代数式等价变形的基础;②利用基本不等式求最值时“一正、二定、三相等”的检验,否则容易出现错解.〔变式训练1〕(1)(角度1)(2021·宁夏银川一中月考)已知正数x 、y 满足x +y =1,则1x +41+y 的最小值为(B)A .2B .92C .143D .5(2)(角度2)(2021·山东师大附中模拟)若正数x ,y 满足x +5y =3xy ,则5x +y 的最小值为__12__;(3)(角度3)(2020·天津七校期中联考)已知a >0,b >0,且1a +1+1b =1,求a +b 的最小值__3__.[解析](1)∵x +y =1,所以x +(1+y )=2,则[x+(1+y =4x 1+y +1+y x +5≥24x 1+y ·1+y x+5=9,所以1x +41+y ≥92,=1+yx 1=23=13时取等号∴1x +41+y 的最小值为92,故选B .(2)∵x >0,y >0,x +5y =3xy ,即5x +1y =3,∵5x +yx +y )+5y x ++12,(当且仅当x =y =2时取等号)∴5x +y 的最小值为12,另解:∵x >0,y >0,x +5y =3xy ,即x =5y3y -1,令3y -1=t ,则y =t +13,(t >0),∴5x +y =25y 3y -1+y+t +13=263+≥263+2325t·t =12.(当且仅当t =5,即x =y =2时取等号)∴5x +y 的最小值为12.(3)∵a >0,b >0,且1a +1+1b=1,∴a +b =[(a +1)+b ]-1a +1)+b ]-1=b a +1+a +1b+1≥2b a +1·a +1b+1=3,当且仅当a +1=b ,即a =1,b =2时取等号,∴a +b 的最小值为3,另解:(换元法)由1a +1+1b =1得b =1+1a ,(a >0),∴a +b =a +1a+1≥2a ·1a+1=3,当且仅当a =1,b =2时取等号,∴a +b 的最小值为3.考点二利用基本不等式求参数的范围——师生共研例4若正数a ,b 满足ab =a +b +3,则(1)ab 的取值范围是__[9,+∞)__;(2)a +b 的取值范围是__[6,+∞)__.[解析](1)∵ab =a +b +3≥2ab +3,令t =ab >0,∴t 2-2t -3≥0,∴(t -3)(t +1)≥0.∴t ≥3即ab ≥3,∴ab ≥9,当且仅当a =b =3时取等号.(2)∵ab =a +b +3,∴a +b +3.今t =a +b >0,∴t 2-4t -12≥0,∴(t -6)(t +2)≥0.∴t ≥6即a +b ≥6,当且仅当a =b =3时取等号.名师点拨利用方程的思想是解决此类问题的常规解法.另外,本例第二问也可用如下方法求解:由已知b=a+3a-1>0,∴a-1>0,∴a+b=a+a+3a-1=a+a-1+4a-1=a+1+4a-1=(a-1)+4a-1+2≥6.当且仅当a=b=3时取等号.〔变式训练2〕(2020·黑龙江哈尔滨三中期中)已知x>0,y>0,x+2y+2xy=8,则x+2y的最小值是__4__. [解析]解法一:∵x>0,y>0,x+2y+2xy=8.∴(2y+1)(x+1)=9且x+1>0,2y+1>0∴x+2y=(2y+1)+(x+1)-2≥2(2y+1)·(x+1)-2=4.(当且仅当x=2,y=1时取等号)∴x+2y的最小值为4.解法二:∵x>0,y>0,∴2xy=(2y+x)42(当且仅当x=2,y=1时取等号)又x+2y+2xy=8,∴x+2y+(x+2y)42≥8,∴(x+2y-4)(x+2y+8)≥0,∴x+2y-4≥0,即x+2y≥4(当且仅当x=2,y=1时取等号)∴x+2y的最小值为4.解法三:∵x>0,y>0,x+2y+2xy=8,∴x=8-2y1+2y=92y+1-1,∴x+2y=92y+1+(2y+1)-2≥292y+1·(2y+1)-2=4(当且仅当y=1时取等号)∴x+2y的最小值为4.秒杀解法:x+2y+2xy=8,即x+2y+x·2y=8.由条件及结论关于x、2y的对称性知当x =2y=2时x+2y取最小值为4.考点三利用基本不等式解决实际问题——师生共研例5某人准备在一块占地面积为1800m2的矩形地块中间建三个矩形温室大棚,大棚周围均是宽为1m的小路(如图所示),大棚总占地面积为S m2,其中a∶b=1∶2,则S 的最大值为__1568__.[解析]由题意可得xy=1800,b=2a,x>3,y>3,则y=a+b+3=3a+3,所以S=(x-2)a+(x-3)b=(3x-8)a=(3x-8)y-33=1808-3x-83y=1808-3x-83×1800x=18083x+4800x1808-23x×4800x=1808-240=1568,当且仅当3x=4800x,即x=40,y=45时等号成立,S取得最大值,所以当x=40,y=45时,S取得最大值为1568.名师点拨应用基本不等式解决实际问题的步骤:①仔细阅读题目,深刻理解题意;②找出题目中的数量关系,并设出未知数,并用它表示其它的量,把要求最值的量设为函数;③利用基本不等式求出最值;④再还原成实际问题,作出解答.〔变式训练3〕某工厂建造一个无盖的长方体贮水池,其容积为4800m3,深度为3m.如果池底每1m2的造价为150元,池壁每1m2的造价为120元,要使水池总造价最低,那么水池底部的周长为__160__m.[解析]设水池底面一边的长度为x m,则另一边的长度为48003xm,由题意可得水池总造价f(x)=150×48003+1202×3x+2×3×48003x=240000+720x+1600x(x>0),则f(x)=720x+1600x240000≥720×2x ·1600x+240000=720×2×40+240000=297600,当且仅当x =1600x,即x =40时,f (x )有最小值297600,此时另一边的长度为48003x=40(m),因此,要使水池的总造价最低,水池底部的周长应为160m.名师讲坛·素养提升基本不等式的综合应用角度1基本不等式与其他知识交汇的最值问题例6设等差数列{a n }的公差为d ,其前n 项和是S n ,若a 1=d =1,则S n +8a n的最小值是__92__.[解析]a n =a 1+(n -1)d =n ,S n =n (1+n )2,所以S n +8a n=n (1+n )2+8n =+16n+2n ·16n+=92,当且仅当n =4时取等号,所以S n +8a n 的最小值是92.角度2求参数值或取值范围例7已知不等式(x +y 9对任意正实数x ,y 恒成立,则正实数a 的最小值为(B)A .2B .4C .6D .8[解析]已知不等式(x +y 9对任意正实数x ,y 恒成立,只要求(x +y 最小值大于或等于9,∵1+a +y x +axy ≥a +2a +1,当且仅当y =ax 时,等号成立,∴a +2a +1≥9,第11页共11页∴a ≥2或a ≤-4(舍去),∴a ≥4,即正实数a的最小值为4,故选B .名师点拨求参数的值或范围:观察题目特点,利用基本不等式确定相关成立条件,从而得参数的值或范围.〔变式训练4〕(1)(角度1)已知函数f (x )=ax 2+bx (a >0,b >0)的图象在点(1,f (1))处的切线的斜率为2,则8a +b ab的最小值是(B )A .10B .9C .8D .32(2)设x >0,y >0,不等式1x +1y +m x +y≥0恒成立,则实数m 的最小值是__-4__.[解析](1)由函数f (x )=ax 2+bx ,得f ′(x )=2ax +b ,由函数f (x )的图象在点(1,f (1))处的切线斜率为2,所以f ′(1)=2a +b =2,所以8a +b ab=1a +8b =a+b )+b a ++=12(10+8)=9,当且仅当b a =16a b ,即a =13,b =43时等号成立,所以8a +b ab 的最小值为9,故选B .(2)原问题等价于m x +y≥∵x >0,y >0,∴等价于m ≥x +y )的最大值.x +y )=-2-2-2=-4,当且仅当x =y 时取“=”,故m ≥-4.。
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高三数学复习知识点总结归纳高三数学复习知识点总结第一、高考数学中有函数、数列、三角函数、平面向量、不等式、立体几何等九大章节。
主要是考函数和导数,这是我们整个高中阶段里最核心的板块,在这个板块里,重点考察两个方面:第一个函数的性质,包括函数的单调性、奇偶性;第二是函数的解答题,重点考察的是二次函数和高次函数,分函数和它的一些分布问题,但是这个分布重点还包含两个分析就是二次方程的分布的问题,这是第一个板块。
第二、平面向量和三角函数。
重点考察三个方面:一个是划减与求值,第一,重点掌握公式,重点掌握五组基本公式。
第二,是三角函数的图像和性质,这里重点掌握正弦函数和余弦函数的性质,第三,正弦定理和余弦定理来解三角形。
难度比较小。
第三、数列。
数列这个板块,重点考两个方面:一个通项;一个是求和。
第四、空间向量和立体几何,在里面重点考察两个方面:一个是证明;一个是计算。
第五、概率和统计。
这一板块主要是属于数学应用问题的范畴,当然应该掌握下面几个方面,第一……等可能的概率,第二………事件,第三是独立事件,还有独立重复事件发生的概率。
第六、解析几何。
这是我们比较头疼的问题,是整个试卷里难度比较大,计算量的题,当然这一类题,我总结下面五类常考的题型,包括:第一类所讲的直线和曲线的位置关系,这是考试最多的内容。
考生应该掌握它的通法;第二类我们所讲的动点问题;第三类是弦长问题;第四类是对称问题,这也是2008年高考已经考过的一点;第五类重点问题,这类题时往往觉得有思路,但是没有答案,当然这里我相等的是,这道题尽管计算量很大,但是造成计算量大的原因,往往有这个原因,我们所选方法不是很恰当,因此,在这一章里我们要掌握比较好的算法,来提高我们做题的准确度,这是我们所讲的第六大板块。
第七、押轴题。
考生在备考复习时,应该重点不等式计算的方法,虽然说难度比较大,我建议考生,采取分部得分整个试卷不要留空白。
这是高考所考的七大板块核心的考点。
高中数学知识点全总结一、直线与方程高考考试内容及考试要求:考试内容:1.直线的倾斜角和斜率;直线方程的点斜式和两点式;直线方程的一般式;2.两条直线平行与垂直的条件;两条直线的交角;点到直线的距离;考试要求:1.理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线的斜率公式,掌握直线方程的点斜式、两点式、一般式,并能根据条件熟练地求出直线方程;2.掌握两条直线平行与垂直的条件,两条直线所成的角和点到直线的距离公式能够根据直线的方程判断两条直线的位置关系;二、直线与方程课标要求:1.在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素;3.根据确定直线位置的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系;4.会用代数的方法解决直线的有关问题,包括求两直线的交点,判断两条直线的位置关系,求两点间的距离、点到直线的距离以及两条平行线之间的距离等。
要点精讲:1.直线的倾斜角:当直线l与x轴相交时,取x轴作为基准,x 轴正向与直线l向上方向之间所成的角α叫做直线l的倾斜角。
特别地,当直线l与x轴平行或重合时,规定α=0°.倾斜角α的取值范围:0°≤α<180°.当直线l与x轴垂直时,α=90°.2.直线的斜率:一条直线的倾斜角α(α≠90°)的正切值叫做这条直线的斜率,斜率常用小写字母k表示,也就是k=tanα(1)当直线l与x轴平行或重合时,α=0°,k=tan0°=0;(2)当直线l与x轴垂直时,α=90°,k不存在。
由此可知,一条直线l的倾斜角α一定存在,但是斜率k不一定存在。
3.过两点p1(x1,y1),p2(x2,y2)(x1≠x2)的直线的斜率公式:(若x1=x2,则直线p1p2的斜率不存在,此时直线的倾斜角为90°)。
4.两条直线的平行与垂直的判定(1)若l1,l2均存在斜率且不重合:注:上面的等价是在两条直线不重合且斜率存在的前提下才成立的,缺少这个前提,结论并不成立。