2020高考数学考前3个月知识方法专题训练第二部分技巧规范篇第一篇快速解答选择填空题第2讲四种策略搞定填空
- 格式:doc
- 大小:310.00 KB
- 文档页数:12
高考数学考前三个月备考攻略有哪些很多考生在复习高考数学时,因为没有掌握科学的复习技巧,导致复习时整体效率不高。
下面是由编辑为大家整理的“高考数学考前三个月备考攻略有哪些”,仅供参考,欢迎大家阅读本文。
高考数学考前三个月备考攻略1、拓实基础,强化通性通法高考对基础知识的考查既全面又突出重点。
抓基础就是要重视对教材的复习,尤其是要重视概念、公式、法则、定理的形成过程,运用时注意条件和结论的限制范围,理解教材中例题的典型作用,对教材中的练习题,不但要会做,还要深刻理解在解决问题时题目所体现的数学思维方法。
2、认真阅读考试说明,减少无用功在平时练习或进行模拟考试时,高中英语,要注意培养考试心境,养成良好的习惯。
首先认真对考试说明进行领会,并要按要求去做,对照说明后的题例,体会说明对知识点是如何考查的,了解说明对每个知识的要求,千万不要对知识的要求进行拔高训练。
3、抓住重点内容,注重能力培养高中数学主体内容是支撑整个高中数学最重要的部分,也是进入大学必须掌握的内容,这些内容都是每年必考且重点考的。
象关于函数(含三角函数)、平面向量、直线和圆锥曲线、线面关系、数列、概率、导数等,把它们作为复习中的重中之重来处理,要一个一个专题去落实,要通过对这些专题的复习向其他知识点辐射。
4、关心教育动态,注意题型变化由于新增内容是当前社会生活和生产中应用比较广泛的内容,而与大学接轨内容则是进入大学后必须具备的知识,因此它们都是高考必考的内容,因此一定要把诸如概率与统计、导数及其应用、推理与证明、算法初步与框图的基本要求有目的的进行复习与训练。
一定要用新的教学理念进行高三数学教学与复习。
5、细心审题、耐心答题,规范准确,减少失误计算能力、逻辑推理能力是考试大纲中明确规定的两种培养的能力。
可以说是学好数学的两种最基本能力,在数学试卷中的考查无处不在。
并且在每年的阅卷中因为这两种能力不好而造成的失分占有相当的比例。
所以我们在数学复习时,除抓好知识、题型、方法等方面的教学外,还应通过各种方式、机会提高和规范学生的运算能力和逻辑推理能力。
(6)若求出2x -的范围,再求函数的最值,同样得分.1.已知函数f(x)=4cos ωx·sin(ω>0)的最小正周期为π.(1)求ω的值;(2)讨论f(x)在区间上的单调性.解:(1)f(x)=4cos ωxsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx+π4=2sin ωxcos ωx+2cos2ωx=(sin 2ωx+cos 2ωx)+ 2=2sin +.因为f(x)的最小正周期为π,且ω>0,所以=π,故ω=1.(2)由(1)知,f(x)=2sin +.若0≤x≤,则≤2x+≤.当≤2x+≤,即0≤x≤时,f(x)单调递增;当≤2x+≤,即≤x≤时,f(x)单调递减.综上可知,f(x)在上单调递增,在上单调递减.类型二 学会审题[例2] 已知函数f(x)=sin(ωx+φ)的图象关于直线x =对称,且图象上相邻两个最高点的距离为π.(1)求ω和φ的值;(2)若f =,求cos 的值.审题路线图(1)条件:f x 图象上相邻两个最高点距离为π(2)条件:f ⎝ ⎛⎭⎪⎫α2=343.已知在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,向量m =(2b,1),n =(2a -c ,cos C),且m∥n.(1)若b2=ac ,试判断△ABC 的形状;(2)求y =1-的值域.解:(1)由已知,m∥n,则2bcos C =2a -c ,由正弦定理,得2sin Bcos C =2sin(B +C)-sin C ,即2sin Bcos C =2sin Bcos C +2cos Bsin C -sin C , 在△ABC 中,sin C≠0,因而2cos B =1,则B =.又b2=ac ,b2=a2+c2-2accos B ,因而ac =a2+c2-2accos ,即(a -c)2=0,所以a =c ,△ABC 为等边三角形.(2)y =1-2cos 2A 1+tan A=1-2cos2A -sin2A1+sin A cos A=1-2cos A(cos A -sin A)=sin 2A -cos 2A=sin ,由已知条件B =知A∈.所以,2A -∈.因而所求函数的值域为(-1,].4.已知函数f(x)=2sinsin ,x∈R.(1)求函数f(x)的最小正周期;(2)在△ABC 中,若A =,c =2,且锐角C 满足f =,求△ABC 的面积S.解:(1)由题意得,。
第38练 数形结合思想[思想方法解读] 数形结合是一个数学思想方法,包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:①借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段,数作为目的,比如应用函数的图象来直观地说明函数的性质;②借助于数的精确性和规范严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段,形作为目的,如应用曲线的方程来精确地阐明曲线的几何性质.数形结合就是根据数学问题的条件和结论之间的内在联系,既分析其代数意义,又揭示其几何直观,使数量关系的精确刻画与空间形式的直观形象巧妙、和谐地结合在一起,充分利用这种结合,寻找解题思路,使问题化难为易、化繁为简,从而得到解决.数形结合的思想,其实质是将抽象的数学语言与直观的图象结合起来,关键是代数问题与图形之间的相互转化,它可以使代数问题几何化,几何问题代数化.在运用数形结合思想分析和解决问题时,要注意三点:第一要彻底明白一些概念和运算的几何意义以及曲线的代数特征,对数学题目中的条件和结论既分析其几何意义又分析其代数意义;第二是恰当设参、合理用参,建立关系,由数思形,以形想数,做好数形转化;第三是正确确定参数的取值范围.数学中的知识,有的本身就可以看作是数形的结合.如:锐角三角函数的定义是借助于直角三角形来定义的;任意角的三角函数是借助于直角坐标系或单位圆来定义的.体验高考1.(2015·北京)如图,函数f (x )的图象为折线ACB ,则不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集是( )A .{x |-1<x ≤0}B .{x |-1≤x ≤1}C .{x |-1<x ≤1}D .{x |-1<x ≤2} 答案 C解析 令g (x )=y =log 2(x +1),作出函数g (x )的图象如图.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =log 2x +,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =1.∴结合图象知不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集为{x |-1<x ≤1}.2.已知f (x )=2x-1,g (x )=1-x 2,规定:当|f (x )|≥g (x )时,h (x )=|f (x )|;当|f (x )|<g (x )时,h (x )=-g (x ),则h (x )( ) A .有最小值-1,最大值1 B .有最大值1,无最小值 C .有最小值-1,无最大值 D .有最大值-1,无最小值 答案 C解析 由题意得,利用平移变化的知识画出函数|f (x )|,g (x )的图象如图,而h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|f x ,|f x g x -g x ,|f xg x,故h (x )有最小值-1,无最大值.3.(2015·重庆)若函数f (x )=|x +1|+2|x -a |的最小值为5,则实数a =________. 答案 4或-6解析 由于f (x )=|x +1|+2|x -a |, 当a >-1时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-3x +2a -x <-,-x +2a +-1≤x ≤a ,3x -2a +x >a作出f (x )的大致图象如图所示, 由函数f (x )的图象可知f (a )=5, 即a +1=5,∴a =4.同理,当a ≤-1时,-a -1=5,∴a =-6.高考必会题型题型一 数形结合在方程根的个数中的应用 例1 方程sin πx =x4的解的个数是( )A .5B .6C .7D .8 答案 C解析 在同一平面直角坐标系中画出y 1=sin πx 和y 2=x4的图象,如下图:观察图象可知y 1=sin πx 和y 2=x4的图象在第一象限有3个交点,根据对称性可知,在第三象限也有3个交点,在加上原点,共7个交点,所以方程sin πx =x4有7个解.点评 利用数形结合求方程解应注意两点(1)讨论方程的解(或函数的零点)可构造两个函数,使问题转化为讨论两曲线的交点问题,但用此法讨论方程的解一定要注意图象的准确性、全面性,否则会得到错解.(2)正确作出两个函数的图象是解决此类问题的关键,数形结合应以快和准为原则而采用,不要刻意去数形结合.变式训练1 若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x x -1-kx 2,x ≤0,ln x ,x >0有且只有两个不同的零点,则实数k的取值范围是( ) A .(-4,0) B .(-∞,0] C .(-4,0] D .(-∞,0)答案 B解析 当x >0时,f (x )=ln x 与x 轴有一个交点, 即f (x )有一个零点.依题意,显然当x ≤0时,f (x )=xx -1-kx 2也有一个零点,即方程xx -1-kx 2=0只能有一个解. 令h (x )=xx -1,g (x )=kx 2,则两函数图象在x ≤0时只能有一个交点. 若k >0,显然函数h (x )=xx -1与g (x )=kx 2在x ≤0时有两个交点,即点A 与原点O (如图所示).显然k >0不符合题意. 若k <0,显然函数h (x )=xx -1与g (x )=kx 2在x ≤0时只有一个交点, 即原点O (如图所示).若k =0,显然函数h (x )=xx -1与g (x )=kx 2在x ≤0时只有一个交点,即原点O . 综上,所求实数k 的取值范围是(-∞,0].故选B. 题型二 利用数形结合解决不等式函数问题 例2 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x,x ≥2,x -3,x <2,若关于x 的方程f (x )=k 有两个不等的实根,则实数k 的取值范围是________. 答案 (0,1)解析 当x ≥2时,f (x )=2x,此时f (x )在[2,+∞)上单调递减, 且0<f (x )≤1.当x <2时,f (x )=(x -1)3,此时f (x )过点(1,0), (0,-1),且在(-∞,2)上单调递增. 当x →2时,f (x )→1.如图所示作出函数y =f (x )的图象,由图可得f (x )在(-∞,2)上单调递增且f (x )<1,f (x )在[2,+∞)上单调递减且0<f (x )≤1,故当且仅当0<k <1时,关于x 的方程f (x )=k 有两个不等的实根,即实数k 的取值范围是(0,1).点评 利用数形结合解不等式或求参数的方法求参数范围或解不等式问题经常联系函数的图象,根据不等式中量的特点,选择适当的两个(或多个)函数,利用两个函数图象的上、下位置关系转化数量关系来解决问题,往往可以避免烦琐的运算,获得简捷的解答.变式训练2 若存在正数x 使2x(x -a )<1成立,则a 的取值范围是( ) A .(-∞,+∞) B .(-2,+∞) C .(0,+∞) D .(-1,+∞) 答案 D解析 因为2x >0,所以由2x (x -a )<1得x -a <12x =2-x,在直角坐标系中,作出函数f (x )=x-a ,g (x )=2-x在x >0时的图象,如图.当x >0时,g (x )=2-x<1,所以如果存在x >0,使2x(x -a )<1,则有f (0)<1,即-a <1,即a >-1,所以选D.题型三 利用数形结合求最值例3 已知a ,b 是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c 满足(a -c )·(b -c )=0,则|c |的最大值是( ) A .1 B .2 C. 2 D.22答案 C 解析 如图,设O A →=a ,O B →=b ,O C →=c ,则C A →=a -c ,C B →=b -c . 由题意知C A →⊥C B →, ∴O 、A 、C 、B 四点共圆.∴当OC 为圆的直径时,|c |最大,此时,|O C →|= 2. 点评 利用数形结合求最值的方法步骤第一步:分析数理特征,确定目标问题的几何意义.一般从图形结构、图形的几何意义分析代数式是否具有几何意义. 第二步:转化为几何问题. 第三步:解决几何问题. 第四步:回归代数问题. 第五步:回顾反思.应用几何意义数形结合法解决问题需要熟悉常见的几何结构的代数形式,主要有:(1)比值——可考虑直线的斜率;(2)二元一次式——可考虑直线的截距;(3)根式分式——可考虑点到直线的距离;(4)根式——可考虑两点间的距离.变式训练3 已知圆C :(x -3)2+(y -4)2=1和两点A (-m,0),B (m ,0)(m >0),若圆C 上存在点P ,使得∠APB =90°,则m 的最大值为( ) A .7 B .6 C .5 D .4 答案 B解析 根据题意,画出示意图,如图所示,则圆心C 的坐标为(3,4),半径r =1,且|AB |=2m . 因为∠APB =90°,连接OP ,易知|OP |=12|AB |=m .要求m 的最大值,即求圆C 上的点P 到原点O 的最大距离. 因为|OC |=32+42=5, 所以|OP |max =|OC |+r =6, 即m 的最大值为6.高考题型精练1.若过点A (4,0)的直线l 与曲线(x -2)2+y 2=1有公共点,则直线l 的斜率的取值范围是( )A .[-3,3]B .(-3,3)C .[-33,33] D .(-33,33) 答案 C解析 设直线方程为y =k (x -4),即kx -y -4k =0,直线l 与曲线(x -2)2+y 2=1有公共点, 圆心到直线的距离小于等于半径, 即d =|2k -4k |k 2+1≤1,得4k 2≤k 2+1,k 2≤13.所以-33≤k ≤33.2.已知f (x )=|x ·e x |,又g (x )=f 2(x )+t ·f (x )(t ∈R ),若满足g (x )=-1的x 有四个,则t 的取值范围为( )A .(e 2+1e ,+∞) B .(-∞,-e 2+1e )C .(-e 2+1e ,-2) D .(2,e 2+1e )答案 B解析 依题意g (x )=f 2(x )+t ·f (x )=-1, 即t =-1-f2xf x=-[f (x )+1f x]≤-2,可排除A ,C ,D.也可以画出函数-[f (x )+1f x]图象如下图所示,要有四个交点,则选B.3.已知函数f (x )满足下列关系:①f (x +1)=f (x -1);②当x ∈[-1,1]时,f (x )=x 2,则方程f (x )=lg x 解的个数是( ) A .5 B .7 C .9 D .10 答案 C解析 由题意可知,f (x )是以2为周期,值域为[0,1]的函数.又f (x )=lg x ,则x ∈(0,10],画出两函数图象,则交点个数即为解的个数.由图象可知共9个交点.4.设函数f (x )是定义在R 上的偶函数,对任意x ∈R ,都有f (x )=f (x +4),且当x ∈[-2,0]时,f (x )=(12)x-1,若在区间(-2,6]内关于x 的方程f (x )-log a (x +2)=0(a >1)恰有三个不同的实数根,则a 的取值范围是( ) A .(3,2) B .(34,2) C .[34,2) D .(34,2]答案 B解析 作出f (x )在区间(-2,6]上的图象, 可知log a (2+2)<3,log a (6+2)>3⇒34<a <2,选B.5.若方程x +k =1-x 2有且只有一个解,则k 的取值范围是( ) A .[-1,1)B .k =± 2C .[-1,1]D .k =2或k ∈[-1,1) 答案 D解析 令y 1=x +k ,y 2=1-x 2, 则x 2+y 22=1(y ≥0).作出图象如图,在y 1=x +k 中,k 是直线的纵截距,由图知:方程有一个解⇔直线与上述半圆只有一个公共点⇔k =2或-1≤k <1.6.已知函数f (x )=|4x -x 2|-a ,当函数有4个零点时,则a 的取值范围是__________. 答案 (0,4)解析 ∵函数f (x )=|4x -x 2|-a 有4个零点, ∴方程|4x -x 2|=a 有4个不同的解.令g (x )=|4x -x 2|=⎩⎪⎨⎪⎧4-x -2, 0≤x ≤4,x -2-4, x <0或x >4.作出g (x )的图象,如图,由图象可以看出,当h (x )=a 与g (x )有4个交点时,0<a <4, ∴a 的取值范围为(0,4).7.设f (x )=|lg(x -1)|,若0<a <b ,且f (a )=f (b ),则ab 的取值范围是________. 答案 (4,+∞)解析 由于函数f (x )=|lg(x -1)|的图象如图所示.由f (a )=f (b )可得-lg(a -1)=lg(b -1),解得ab =a +b >2ab (由于a <b ),所以ab >4. 8.已知函数y =|x 2-1|x -1的图象与函数y =kx -2的图象恰有两个交点,则实数k 的取值范围是________. 答案 (0,1)∪(1,4) 解析 根据绝对值的意义,y =|x 2-1|x -1=⎩⎪⎨⎪⎧x +x >1或x <-,-x --1≤x在直角坐标系中作出该函数的图象, 如图中实线所示.根据图象可知,当0<k <1或1<k <4时有两个交点.9.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -5≤0,x ≥1,y ≥0,x +2y -3≥0,则yx的最大值为________.答案 2解析 画出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y -5≤0,x ≥1,y ≥0,x +2y -3≥0,对应的平面区域Ω(含边界)为图中的四边形ABCD ,y x =y -0x -0表示平面区域Ω上的点P (x ,y )与原点的连线的斜率,显然OA 的斜率最大. 10.给出下列命题:①在区间(0,+∞)上,函数y =x -1,y =x 12,y =(x -1)2,y =x 3中有三个是增函数;②若log m 3<log n 3<0,则0<n <m <1;③若函数f (x )是奇函数,则f (x -1)的图象关于点(1,0)对称;④若函数f (x )=3x-2x -3,则方程f (x )=0有两个实数根,其中正确的命题是________. 答案 ②③④解析 对于①,在区间(0,+∞)上,只有y =x 12,y =x 3是增函数,所以①错误.对于②,由log m 3<log n 3<0,可得1log 3m <1log 3n <0,即log 3n <log 3m <0,所以0<n <m <1,所以②正确.易知③正确.对于④,方程f (x )=0即为3x-2x -3=0,变形得3x=2x +3,令y 1=3x,y 2=2x +3,在同一坐标系中作出这两个函数的图象,如图.由图象可知,两个函数图象有两个交点,所以④正确.。
第2练用好逻辑用语,突破充要条件[题型分析·高考展望] 逻辑用语是高考常考内容,充分、必要条件是重点考查内容,题型基本都是选择题、填空题,题目难度以低、中档为主,在二轮复习中,本部分应该重点掌握四种命题的真假判断、否命题与命题的否定的区别、含有量词的命题的否定的求法、充分必要条件的判定与应用,这些知识被考查的概率都较高,特别是充分、必要条件几乎每年都有考查.体验高考1.(2015·山东)若m∈R, 命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆否命题是( ) A.若方程x2+x-m=0有实根,则m>0B.若方程x2+x-m=0有实根,则m≤0C.若方程x2+x-m=0没有实根,则m>0D.若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0答案 D解析原命题为“若p,则q”,则其逆否命题为“若綈q,则綈p”.∴所求命题为“若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0”.2.(2016·山东)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的( )A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件答案 A解析若直线a和直线b相交,则平面α和平面β相交;若平面α和平面β相交,那么直线a和直线b可能平行或异面或相交,故选A.3.(2015·重庆)“x>1”是“(x+2)<0”的( )A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件答案 B解析(x+2)<0⇔x+2>1⇔x>-1,因此选B.4.(2015·四川)设a,b为正实数,则“a>b>1”是“log2a>log2b>0”的( )A.充要条件B.充分不必要条件C.必要不充分条件D.既不充分也不必要条件答案 A解析若a>b>1,那么log2a>log2b>0;若log2a>log2b>0,那么a>b>1,故选A. 5.(2016·浙江)命题“∀x∈R,∃n∈N*,使得n≥x2”的否定形式是( )A.∀x∈R,∃n∈N*,使得n<x2B.∀x∈R,∀n∈N*,使得n<x2C.∃x∈R,∃n∈N*,使得n<x2D.∃x∈R,∀n∈N*,使得n<x2答案 D解析全称命题的否定是特称命题,特称命题的否定是全称命题,n≥x2的否定是n<x2,故选D.高考必会题型题型一命题及其真假判断常用结论:(1)原命题与逆否命题等价,同一个命题的逆命题、否命题等价;(2)四个命题中,真命题的个数为偶数;(3)只有p、q都假,p∨q假,否则为真,只有p、q都真,p∧q真,否则为假;(4)全称命题的否定为特称命题,特称命题的否定为全称命题,一个命题与其否定不会同真假.例1 (1)(2015·安徽)已知m,n是两条不同直线,α,β是两个不同平面,则下列命题正确的是( )A.若α,β垂直于同一平面,则α与β平行B.若m,n平行于同一平面,则m与n平行C.若α,β不平行,则在α内不存在与β平行的直线。
第2讲 四种策略搞定填空题[题型分析·高考展望] 填空题的基本特点是:(1)题目小巧灵活,结构简单;(2)答案简短明确,不反映过程,只要结果;(3)填空题根据填写内容,可分为定量型(填写数值,数集或数量关系)和定性型(填写某种性质或是有某种性质的对象).根据填空题的特点,在解答时要做到四个字——“快”“稳”“全”“细”.快——运算要快,力戒小题大做;稳——变形要稳,不可操之过急;全——答案要全,力避残缺不齐;细——审题要细,不能粗心大意.高考必会题型方法一 直接法根据题目中给出的条件,通过数学计算找出正确答案.解决此类问题需要直接从题设条件出发,利用有关性质或结论等,通过巧妙变化,简化计算过程.解题过程要灵活地运用相关的运算规律和技巧,合理转化、巧妙处理已知条件.例1 在△ABC 中,a ,b ,c 分别是角A ,B ,C 的对边,且cos B cos C =-b 2a +c ,则角B 的值为________. 答案2π3解析 方法一 由正弦定理, 即a sin A =b sin B =csin C=2R , 得a =2R sin A ,b =2R sin B ,c =2R sin C , 代入cos B cos C =-b 2a +c ,得cos B cos C =-sin B 2sin A +sin C ,即2sin A cos B +sin C cos B +cos C sin B =0, 所以2sin A cos B +sin(B +C )=0. 在△ABC 中,sin(B +C )=sin A , 所以2sin A cos B +sin A =0, 又sin A ≠0,所以cos B =-12.又角B 为△ABC 的内角,所以B =2π3.方法二 由余弦定理,即cos B =a 2+c 2-b 22ac,cos C =a 2+b 2-c 22ab ,代入cos B cos C =-b2a +c ,得a 2+c 2-b 22ac ·2ab a 2+b 2-c 2=-b2a +c, 整理,得a 2+c 2-b 2=-ac ,所以cos B =a 2+c 2-b 22ac =-ac 2ac =-12,又角B 为△ABC 的内角,所以B =2π3.点评 直接法是解决计算型填空题最常用的方法,在计算过程中,我们要根据题目的要求灵活处理,多角度思考问题,注意一些解题规律和解题技巧的灵活应用,将计算过程简化从而得到结果,这是快速准确地求解填空题的关键.变式训练1 已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1·a n =2n,则S 2 016=____________. 答案 3·21 008-3解析 由题意得a n ·a n +1=2n,a n +2·a n +1=2n +1⇒a n +2a n=2, 因此a 1,a 3,a 5,…构成一个以1为首项,2为公比的等比数列;a 2,a 4,a 6,…构成一个以2为首项,2为公比的等比数列;从而S 2 016=(a 1+a 3+…+a 2 015)+(a 2+a 4+…+a 2 016)=1-21 0081-2+2×1-21 0081-2=3(21 008-1).方法二 特例法当填空题已知条件中含有某些不确定的量,但填空题的结论唯一或题设条件中提供的信息暗示答案是一个定值时,可以从题中变化的不定量中选取符合条件的恰当特殊值(特殊函数,特殊角,特殊数列,特殊位置,特殊点,特殊方程,特殊模型等)进行处理,从而得出探求的结论.为保证答案的正确性,在利用此方法时,一般应多取几个特例.例2 (1)若函数f (x )=sin 2x +a cos 2x 的图象关于直线x =-π8对称,则a =________.(2)在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c .若c 2=(a -b )2+6,C =π3,则△ABC的面积是________. 答案 (1)-1 (2)323解析 (1)由题意,对任意的x ∈R , 有f (-π8+x )=f (-π8-x ),令x =π8,得f (0)=f (-π4),得a =-1.(2)方法一 △ABC 为等边三角形时满足条件, 则S △ABC =332.方法二 ∵c 2=(a -b )2+6,∴c 2=a 2+b 2-2ab +6.① ∵C =π3,∴c 2=a 2+b 2-2ab cos π3=a 2+b 2-ab .②由①②得-ab +6=0,即ab =6. ∴S △ABC =12ab sin C =12×6×32=332.点评 求值或比较大小等问题的求解均可利用特殊值代入法,但要注意此种方法仅限于求解结论只有一种的填空题,对于开放性的问题或者有多种答案的填空题,则不能使用该种方法求解.变式训练2 (1)若f (x )=ln(e 3x+1)+ax 是偶函数,则a =________.(2)如图,在△ABC 中,点O 是BC 的中点,过点O 的直线分别交直线AB ,AC 于不同的两点M ,N ,若AB →=mAM →,AC →=nAN →,则m +n 的值为________.答案 (1)-32(2)2解析 (1)由题意知,函数f (x )的定义域为R , 又因为函数为偶函数,所以f (-13)-f (13)=0,即ln(e -1+1)-a 3-ln(e +1)-a3=0,ln e -1-23a =0,解得a =-32,将a =-32代入原函数,检验知f (x )是偶函数, 故a =-32.(2)用特殊值法,可设AB =AC =BM =1,因为AB →=mAM →,所以m =12,过点C 引AM 的平行线,并延长MN ,两线相交于点E ,则AE =BC =2OC ,易得AN =23AC ,因为AC →=nAN →,所以n =32,可知m +n =12+32=2.方法三 数形结合法对于一些含有几何背景的填空题,若能根据题目中的条件,作出符合题意的图形,并通过对图形的直观分析、判断,即可快速得出正确结果.这类问题的几何意义一般较为明显,如一次函数的斜率或截距、向量的夹角、解析几何中两点间距离等,求解的关键是明确几何含义,准确、规范地作出相应的图形.例3 (1)已知点P (x ,y )的坐标x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +1≥0,|x |-y -1≤0,则x 2+y 2-6x +9的取值范围是________________________________________________________________________. (2)已知函数f (x )=x |x -2|,则不等式f (2-x )≤f (1)的解集为________. 答案 (1)[2,16] (2)[-1,+∞) 解析 (1)画出可行域如图,所求的x 2+y 2-6x +9=(x -3)2+y 2是点Q (3,0)到可行域上的点的距离的平方, 由图形知最小值为Q 到射线x -y -1=0(x ≥0)的距离d 的平方,∴d 2min =[|3-0-1|12+-12]2=(2)2=2.最大值为点Q 到点A 的距离的平方, ∴d 2max =16.∴取值范围是[2,16]. (2)函数y =f (x )的图象如图, 由不等式f (2-x )≤f (1)知, 2-x ≤2+1,从而得到不等式f (2-x )≤f (1)的解集为[-1,+∞).点评 数形结合在解答填空题中的应用,就是利用图形的直观性并结合所学知识便可直接得到相应的结论,这也是高考命题的热点.准确运用此类方法的关键是正确把握各种式子与几何图形中的变量之间的对应关系,利用几何图形中的相关结论求出结果.变式训练3 已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x , x >0,3x,x ≤0且关于x 的方程f (x )+x -a =0有且只有一个实根,则实数a 的取值范围是________. 答案 (1,+∞)解析 方程f (x )+x -a =0的实根也就是函数y =f (x )与y =a -x 的图象交点的横坐标,如图所示,作出两个函数的图象,显然当a ≤1时,两个函数图象有两个交点,当a >1时,两个函数图象的交点只有一个.所以实数a 的取值范围是(1,+∞).方法四 构造法构造法是一种创造性思维,是综合运用各种知识和方法,依据问题给出的条件和结论给出的信息,把问题作适当的加工处理,构造与问题相关的数学模型,揭示问题的本质,从而沟通解题思路的方法.例4 (1)若a =ln 12 017-12 017,b =ln 12 016-12 016,c =ln 12 015-12 015,则a ,b ,c 的大小关系为________.(2)如图,在边长为2的正方形ABCD 中,点E 、F 分别是边AB 、BC 的中点,△AED 、△EBF 、△FCD 分别沿着DE 、EF 、FD 折起,使A 、B 、C 三点重合于点A ′,若四面体A ′EFD 的四个顶点在同一个球面上,则该球的半径为________.答案 (1)a <b <c (2)62解析 (1)令f (x )=ln x -x (0<x <1), 则f ′(x )=1x-1,∵0<x <1,∴f ′(x )>0,∴f (x )为增函数. 又12 017<12 016<12 015,∴a <b <c . (2)由题意知DF =5,A ′E =A ′F =1,A ′D =2, 以A ′E 、A ′F 、A ′D 为棱,建立一个长方体, 则体对角线长为2R =12+12+22(R 为球的半径),R =62. 点评 构造法实质上是转化与化归思想在解题中的应用,需要根据已知条件和所要解决的问题确定构造的方向,通过构造新的函数、不等式或数列等新的模型,从而转化为自己熟悉的问题.本题巧妙地构造出正方体,而球的直径恰好为正方体的体对角线,问题很容易得到解决.变式训练4 (1)若x ,y ∈[-π4,π4],a ∈R ,且满足方程x 3+sin x -2a =0和4y 3+sin y cos y +a =0,则cos(x +2y )=________.(2)如图,已知球O 的面上有四点A ,B ,C ,D ,DA ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,DA =AB =BC =2,则球O 的体积等于________.答案 (1)1 (2)6π解析 (1)对第二个等式进行变形可得:(2y )3+sin 2y +2a =0,对照两等式和所求的结论思考, 可以找到x 和2y 的关系, 构造函数f (x )=x 3+sin x ,则两个条件分别变为f (x )=2a 和f (2y )=-2a , 即f (x )=-f (2y ),因为函数f (x )=x 3+sin x 是奇函数, 所以有f (x )=f (-2y ), 又因为当x ,y ∈[-π4,π4]时,f (x )是单调递增的函数,所以有x =-2y ,即x +2y =0, 因此cos(x +2y )=1.(2)如图,以DA ,AB ,BC 为棱长构造正方体,设正方体的外接球球O 的半径为R ,则正方体的体对角线长即为球O 的直径,所以CD =22+22+22=2R ,所以R =62, 故球O 的体积V =4πR33=6π.高考题型精练1.设ln 3=a ,ln 7=b ,则e a+e b=______(其中e 为自然对数的底数). 答案 10解析 ∵e a=3,e b=7, ∴e a+e b=10.2.如图所示,在平行四边形ABCD 中,AP ⊥BD ,垂足为P ,且AP =3,则AP →·AC →=________. 答案 18解析 把平行四边形ABCD 看成正方形,则P 点为对角线的交点,AC =6,则AP →·AC →=18. 3.已知θ∈(0,π),且sin(θ-π4)=210,则tan 2θ=________.答案 -247解析 由sin(θ-π4)=210得,22(sin θ-cos θ)=210,sin θ-cos θ=15,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧sin θ-cos θ=15,sin 2θ+cos 2θ=1,得⎩⎪⎨⎪⎧sin θ=45,cos θ=35或⎩⎪⎨⎪⎧sin θ=-35,cos θ=-45.因为θ∈(0,π),所以sin θ>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧sin θ=-35,cos θ=-45不合题意,舍去,所以tan θ=43,所以tan 2θ=2tan θ1-tan 2θ=2×431-432=-247.4.一枚质地均匀的正方体骰子,六个面上分别刻着1点至6点,甲、乙二人各掷骰子一次,则甲掷得的向上的点数比乙大的概率为________. 答案512解析 一共有36种情况,其中甲掷得的向上的点数比乙大的有:(6,1)、(6,2)、(6,3)、(6,4)、(6,5)、(5,1)、(5,2)、(5,3)、(5,4)、(4,1)、(4,2)、(4,3)、(3,1)、(3,2)、(2,1),共15种,所以所求概率为1536=512.5.已知两个单位向量a ,b 的夹角为60°,c =t a +(1-t )b ,若b ·c =0,则t =________. 答案 2解析 方法一 如图所示,在△OAB 中,|OA →|=|OB →|=1,∠AOB =60°,延长BA 到C 使∠BOC =90°, 则A 为BC 的中点,c =OC →=OA →+AC →=OA →+BA →=2a -b , 则t =2.方法二 由已知b ·c =0, 即t a ·b +(1-t )b 2=0, 12t +(1-t )=0,因此t =2. 6.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a ,b ,c 成等差数列,则cos A +cos C1+cos A cos C =________. 答案 45解析 令a =3,b =4,c =5,则△ABC 为直角三角形, 且cos A =45,cos C =0,代入所求式子,得cos A +cosC 1+cos A cos C =45+01+45×0=45.7.直线y =kx +3与圆(x -2)2+(y -3)2=4相交于M 、N 两点,若|MN |≥23,则k 的取值范围是________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33 解析 由题意,得圆心到直线的距离d =|k ·2-3+3|1+k 2=|2k |1+k2, 若|MN |≥23,则4-d 2≥(3)2, 解得-33≤k ≤33. 8.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+x ,x <0,-x 2,x ≥0,若f (f (a ))≤2,则实数a 的取值范围是________.答案 [-∞,2]解析 f (x )的图象如图,由图象知,满足f (f (a ))≤2时,得f (a )≥-2,而满足f (a )≥-2时,得a ≤ 2.9.已知平行四边形ABCD ,点P 为四边形内部或者边界上任意一点,向量AP →=xAB →+yAD →,则0≤x ≤12,0≤y ≤23的概率是________.答案 13解析 由平面向量基本定理及点P 为ABCD 内部或边界上任意一点,可知0≤x ≤1且0≤y ≤1,又满足条件的x ,y 满足0≤x≤12,0≤y ≤23,所以P (A )=23×121×1=13.10.某程序框图如图所示,若a =3,则该程序运行后,输出的x 值为________.答案 31解析 第一次循环,x =2×3+1=7,n =2; 第二次循环,x =2×7+1=15,n =3; 第三次循环,x =2×15+1=31,n =4, 程序结束,故输出x =31.11.e 416,e 525,e636(其中e 为自然对数的底数)的大小关系是________. 答案 e 416<e 525<e636解析 由于e 416=e 442,e 525=e 552,e 636=e662,故可构造函数f (x )=exx2,于是f (4)=e 416,f (5)=e 525,f (6)=e636.而f ′(x )=(e xx 2)′=e x·x 2-e x ·2x x4=exx -2x 3, 令f ′(x )>0得x <0或x >2,即函数f (x )在(2,+∞)上单调递增, 因此有f (4)<f (5)<f (6),即e 416<e 525<e636.12.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧y ≤3x -2,x -2y +1≤0,2x +y ≤8,则yx -1的最小值是________.答案 1解析 作出变量x ,y 满足的平面区域,如图阴影部分所示, y x -1表示的几何意义是平面区域内的一点与点P (1,0)连线的斜率, 结合图形可知,PA 的斜率最小, 所以y x -1的最小值为23-1=1. 13.已知椭圆x 24+y 23=1的左焦点F ,直线x =m 与椭圆相交于点A ,B ,当△FAB 的周长最大时,△FAB 的面积是________.答案 3解析 不妨设A (2cos θ,3sin θ),θ∈(0,π),△FAB 的周长为2(|AF |+3sin θ)=2(2+cos θ+3sin θ)=4+4sin(θ+π6). 当θ=π3,即A (1,32)时, △FAB 的周长最大.所以△FAB 的面积为S =12×2×3=3. 14.三棱锥P -ABC 中,D ,E 分别为PB ,PC 的中点,记三棱锥D -ABE 的体积为V 1,P -ABC 的体积为V 2,则V 1V 2=________.答案 14解析 如图,设S △ABD =S 1,S △PAB =S 2, E 到平面ABD 的距离为h 1,C 到平面PAB 的距离为h 2,则S 2=2S 1,h 2=2h 1,V 1=13S 1h 1,V 2=13S 2h 2,所以V 1V 2=S 1h 1S 2h 2=14. 15.已知函数f (x )=2x -a ,g (x )=x e x ,若对任意x 1∈[0,1],存在x 2∈[-1,1],使f (x 1)=g (x 2)成立,则实数a 的取值范围为________.答案 [2-e ,1e ] 解析 f (x )=2x -a 为增函数,∵x 1∈[0,1],∴f (x 1)的范围是[-a,2-a ],易知g (x )也为增函数,当x 2∈[-1,1]时,g (x 2)的范围是[-1e,e], 由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ -a ≥-1e ,2-a ≤e.∴2-e≤a ≤1e. 16.若数列{a n },{b n }的通项公式分别是a n =(-1)n +2 016a ,b n =2+-1n +2 017n ,且a n <b n ,对任意n ∈N *恒成立,则实数a 的取值范围是________.答案 [-2,32) 解析 由题意,当n 为偶数时,a <2-1n恒成立, 可得a <32;当n 为奇数时,-a <2+1n恒成立, 可得a ≥-2,故-2≤a <32. 17.已知数列{a n }中,a 1=1,a n =n -a 2n ,a 2n +1=a n +1,则a 1+a 2+a 3+…+a 99=________. 答案 1 275解析 ∵a n =n -a 2n ,a n =a 2n +1-1,∴a 2n +1+a 2n =n +1,∴a 1+a 2+a 3+…+a 99=a 1+(a 2+a 3)+(a 4+a 5)+…+(a 98+a 99)=1+2+3+…+50=50×1+502=1 275.18.设M ,N 分别是曲线f (x )=-x 3+x 2(x <e)与g (x )=a ln x (x ≥e)上一点,△MON 是以O 为直角顶点的直角三角形(其中O 为坐标原点),且斜边的中点恰好在y 轴上,则实数a 的取值范围是________.答案 (0,2e -2e -1] 解析 ∵△MON 是以O 为直角顶点的直角三角形,且斜边的中点恰好在y 轴上,∴M ,N 两点的横坐标互为相反数,设M (-t ,t 3+t 2),N (t ,a ln t )(t ≥e), 由题意知OM →·ON →=0,有-t 2+(t 2+t 3)·a ln t =0,整理得1a =(t +1)ln t (t ≥e),令h (x )=(x +1)ln x (x ≥e),则h ′(x )=ln x +1+1x >0,∴h (x )在[e ,+∞)上是增函数, ∴h (t )≥h (e)=e +12,∴1a ≥e +12,解得0<a ≤2e -2e -1.。
回扣2 函数与导数1.函数的定义域和值域(1)求函数定义域的类型和相应方法①若已知函数的解析式,则函数的定义域是使解析式有意义的自变量的取值范围;②若已知f (x )的定义域为[a ,b ],则f [g (x )]的定义域为不等式a ≤g (x )≤b 的解集;反之,已知f [g (x )]的定义域为[a ,b ],则f (x )的定义域为函数y =g (x )(x ∈[a ,b ])的值域; ③在实际问题中应使实际问题有意义. (2)常见函数的值域①一次函数y =kx +b (k ≠0)的值域为R ; ②二次函数y =ax 2+bx +c (a ≠0):a >0时,值域为⎣⎡⎭⎫4ac -b24a ,+∞,a <0时,值域为⎝⎛⎦⎤-∞,4ac -b 24a ;③反比例函数y =kx (k ≠0)的值域为{y ∈R |y ≠0}.2.函数的奇偶性、周期性(1)奇偶性是函数在其定义域上的整体性质,对于定义域内的任意x (定义域关于原点对称),都有f (-x )=-f (x )成立,则f (x )为奇函数(都有f (-x )=f (x )成立,则f (x )为偶函数).(2)周期性是函数在其定义域上的整体性质,一般地,对于函数f (x ),如果对于定义域内的任意一个x 的值:若f (x +T )=f (x )(T ≠0),则f (x )是周期函数,T 是它的一个周期. 3.关于函数周期性、对称性的结论 (1)函数的周期性①若函数f (x )满足f (x +a )=f (x -a ),则f (x )为周期函数,2a 是它的一个周期.②设f (x )是R 上的偶函数,且图象关于直线x =a (a ≠0)对称,则f (x )是周期函数,2a 是它的一个周期.③设f (x )是R 上的奇函数,且图象关于直线x =a (a ≠0)对称,则f (x )是周期函数,4a 是它的一个周期.(2)函数图象的对称性①若函数y =f (x )满足f (a +x )=f (a -x ), 即f (x )=f (2a -x ),则f (x )的图象关于直线x =a 对称. ②若函数y =f (x )满足f (a +x )=-f (a -x ),即f (x )=-f (2a -x ),则f (x )的图象关于点(a ,0)对称. ③若函数y =f (x )满足f (a +x )=f (b -x ), 则函数f (x )的图象关于直线x =a +b2对称.4.函数的单调性函数的单调性是函数在定义域上的局部性质. ①单调性的定义的等价形式:设x 1,x 2∈[a ,b ], 那么(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]>0⇔f x 1-f x 2x 1-x 2>0⇔f (x )在[a ,b ]上是增函数;(x 1-x 2)[f (x 1)-f (x 2)]<0⇔f x 1-f x 2x 1-x 2<0⇔f (x )在[a ,b ]上是减函数.②若函数f (x )和g (x )都是减函数,则在公共定义域内,f (x )+g (x )是减函数;若函数f (x )和g (x )都是增函数,则在公共定义域内,f (x )+g (x )是增函数;根据同增异减判断复合函数y =f [g (x )]的单调性.5.函数图象的基本变换 (1)平移变换:y =f (x )――――→h >0,右移h <0,左移y =f (x -h ), y =f (x )――――→k >0,上移k <0,下移y =f (x )+k . (2)伸缩变换:y =f (x )――――→0<ω<1,伸ω>1,缩y =f (ωx ), y =f (x )――――→0<A <1,缩A >1,伸y =Af (x ). (3)对称变换: y =f (x )――→x 轴y =-f (x ), y =f (x )――→y 轴y =f (-x ), y =f (x )――→原点y =-f (-x ).6.准确记忆指数函数与对数函数的基本性质 (1)定点:y =a x (a >0,且a ≠1)恒过(0,1)点; y =log a x (a >0,且a ≠1)恒过(1,0)点.(2)单调性:当a >1时,y =a x 在R 上单调递增;y =log a x 在(0,+∞)上单调递增; 当0<a <1时,y =a x 在R 上单调递减;y =log a x 在(0,+∞)上单调递减. 7.函数与方程(1)零点定义:x 0为函数f (x )的零点⇔f (x 0)=0⇔(x 0,0)为f (x )的图象与x 轴的交点.(2)确定函数零点的三种常用方法 ①解方程判定法:即解方程f (x )=0.②零点定理法:根据连续函数y =f (x )满足f (a )f (b )<0,判断函数在区间(a ,b )内存在零点. ③数形结合法:尤其是方程两端对应的函数类型不同时多用此法求解. 8.导数的几何意义(1)f ′(x 0)的几何意义:曲线y =f (x )在点(x 0,f (x 0))处的切线的斜率,该切线的方程为y -f (x 0)=f ′(x 0)(x -x 0).(2)切点的两大特征:①在曲线y =f (x )上;②在切线上. 9.利用导数研究函数的单调性(1)求可导函数单调区间的一般步骤:①求函数f (x )的定义域;②求导函数f ′(x );③由f ′(x )>0的解集确定函数f (x )的单调增区间,由f ′(x )<0的解集确定函数f (x )的单调减区间.(2)由函数的单调性求参数的取值范围:①若可导函数f (x )在区间M 上单调递增,则f ′(x )≥0(x ∈M )恒成立;若可导函数f (x )在区间M 上单调递减,则f ′(x )≤0 (x ∈M )恒成立;②若可导函数在某区间上存在单调递增(减)区间,f ′(x )>0(或f ′(x )<0)在该区间上存在解集;③若已知f (x )在区间I 上的单调性,区间I 中含有参数时,可先求出f (x )的单调区间,则I 是其单调区间的子集.10.利用导数研究函数的极值与最值(1)求函数的极值的一般步骤:①确定函数的定义域;②解方程f ′(x )=0;③判断f ′(x )在方程f ′(x )=0的根x 0两侧的符号变化: 若左正右负,则x 0为极大值点; 若左负右正,则x 0为极小值点; 若不变号,则x 0不是极值点.(2)求函数f (x )在区间[a ,b ]上的最值的一般步骤: ①求函数y =f (x )在(a ,b )内的极值;②比较函数y =f (x )的各极值与端点处的函数值f (a )、f (b )的大小,最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.11.定积分的三个公式与一个定理 (1)定积分的性质: ①⎠⎛a b kf (x )d x =k ⎠⎛ab f (x )d x ;②⎠⎛a b [f 1(x )±f 2(x )]d x =⎠⎛a b f 1(x )d x ±⎠⎛ab f 2(x )d x .③⎠⎛ab f (x )d x =⎠⎛ac f (x )d x +⎠⎛cb f (x )d x (其中a <c <b ).(2)微积分基本定理:一般地,如果f (x )是区间[a ,b ]上的连续函数,并且F ′(x )=f (x ),那么⎠⎛ab f (x )d x =F (b )-F (a ).1.解决函数问题时要注意函数的定义域,要树立定义域优先原则.2.解决分段函数问题时,要注意与解析式对应的自变量的取值范围.3.求函数单调区间时,多个单调区间之间不能用符号“∪”和“或”连接,可用“及”连接或用“,”隔开.单调区间必须是“区间”,而不能用集合或不等式代替.4.判断函数的奇偶性,要注意定义域必须关于原点对称,有时还要对函数式化简整理,但必须注意使定义域不受影响.5.准确理解基本初等函数的定义和性质.如函数y =a x (a >0,a ≠1)的单调性忽视字母a 的取值讨论,忽视a x >0;对数函数y =log a x (a >0,a ≠1)忽视真数与底数的限制条件.6.易混淆函数的零点和函数图象与x 轴的交点,不能把函数零点、方程的解、不等式解集的端点值进行准确互化.7.已知可导函数f (x )在(a ,b )上单调递增(减),则f ′(x )≥0(≤0)对∀x ∈(a ,b )恒成立,不能漏掉“=”号,且需验证“=”不能恒成立;而已知可导函数f (x )的单调递增(减)区间为(a ,b ),则f ′(x )>0(<0)的解集为(a ,b ).8.f ′(x )=0的解不一定是函数f (x )的极值点.一定要检验在x =x 0的两侧f ′(x )的符号是否发生变化,若变化,则为极值点;若不变化,则不是极值点.1.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +2,x ≤0,2x -4,x >0,则f (f (1))等于( )A.-10B.10C.-2D.2 答案 C解析 由f (f (1))=f (21-4)=f (-2)=2×(-2)+2=-2,故选C.2.若函数f (x )=x 2-12ln x +1在其定义域内的一个子区间(k -1,k +1)内不是单调函数,则实数k 的取值范围是( )A.[1,+∞)B.[1,32)C.[1,2)D.[32,2)答案 B解析 因为f (x )的定义域为(0,+∞),y ′=2x -12x ,由f ′(x )=0,得x =12.利用图象可得,⎩⎪⎨⎪⎧k -1<12<k +1,k -1≥0,解得1≤k <32,故选B.3.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3-a )x -3,x ≤7,a x -6,x >7单调递增,则实数a 的取值范围是( )A.(94,3)B.[94,3) C.(1,3) D.(2,3) 答案 D解析 因为函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3-a )x -3,x ≤7,a x -6,x >7单调递增,所以1<a <3且由f (7)<f (8)得,7(3-a )-3<a 2,解得a <-9或a >2,所以实数a 的取值范围是(2,3),故选D.4.设函数F (x )=f (x )+f (-x ),x ∈R ,且⎣⎡⎦⎤-π,-π2是函数F (x )的一个单调递增区间.将函数F (x )的图象向右平移π个单位,得到一个新的函数G (x )的图象,则G (x )的一个单调递减区间是( ) A.⎣⎡⎦⎤-π,-π2 B.⎣⎡⎦⎤-π2,0 C.⎣⎡⎦⎤π2,π D.⎣⎡⎦⎤3π2,2π 答案 D解析 ∵F (x )=f (x )+f (-x ),x ∈R ,∴F (-x )=f (-x )+f (x )=F (x ),∴F (x )为偶函数,∴⎣⎡⎦⎤π2,π为函数F (x )的一个单调递减区间.将F (x )的图象向右平移π个单位,得到一个新的函数G (x )的图象,则G (x )的一个单调递减区间是⎣⎡⎦⎤3π2,2π.5.已知函数f (x )为偶函数,将f (x )的图象向右平移一个单位后得到一个奇函数,若f (2)=-1,则f (1)+f (2)+…+f (2 016)等于( ) A.1 B.0 C.-1 003 D.1 003 答案 B解析 由条件知f (x -1)是奇函数,所以f (-x -1)=-f (x -1),又f (x )为偶函数,所以f (x +1)=-f (x -1),即f (x +2)=-f (x ),从而f (x +4)=f (x ),即函数f (x )是周期为4的函数,在f (x +2)=-f (x )中令x =-1,可得f (1)=0,再令x =1可得f (3)=-f (1)=0,令x =2可得f (4)=-f (2)=1,因此f (1)+f (2)+…+f (2 016)=504[f (1)+f (2)+f (3)+f (4)]=0,故选B.6.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x +2)=-f (x ),且f (-1)=2,则f (2 017)的值是( ) A.2 B.0 C.-1 D.-2 答案 D解析 由题意得f (x +4)=-f (x +2)=f (x ),所以函数是以T =4的周期函数,所以f (2 017)=f (1)=-f (-1)=-2,故选D.7.a 、b 、c 依次表示函数f (x )=2x +x -2,g (x )=3x +x -2,h (x )=ln x +x -2的零点,则a 、b 、c 的大小顺序为( )A.c <b <aB.a <b <cC.a <c <bD.b <a <c 答案 D解析 a 、b 、c 为直线y =2-x 分别与曲线y =2x ,y =3x ,y =ln x 的交点横坐标,从图象可知b <a <c ,故选D.8.设a =log 32,b =log 52,c =log 23,则( ) A.a >c >b B.b >c >a C.c >b >a D.c >a >b 答案 D解析 易知log 23>1,log 32,log 52∈(0,1).在同一平面直角坐标系中画出函数y =log 3x 与y =log 5x 的图象,观察可知log 32>log 52.所以c >a >b .比较a ,b 的其他解法:log 32>log 33=12,log 52<log 55=12,得a >b ;0<log 23<log 25,所以1log 23>1log 25,结合换底公式得log 32>log 52,即a >b .9.若函数f (x )定义域为[-2,2],则函数y =f (2x )·ln(x +1)的定义域为________. 答案 (-1,1]解析 由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧-2≤2x ≤2,x +1>0,∴-1<x ≤1,即函数y =f (2x )·ln(x +1)的定义域为(-1,1].10.设函数f (x )=x 3-2e x 2+mx -ln x ,记g (x )=f (x )x ,若函数g (x )至少存在一个零点,则实数m的取值范围是__________. 答案 (-∞,e 2+1e]解析 令g (x )=x 2-2e x +m -ln xx =0,∴m =-x 2+2e x +ln xx(x >0),设h (x )=-x 2+2e x +ln xx ,令f 1(x )=-x 2+2e x ,f 2(x )=ln xx ,∴f 2′(x )=1-ln x x 2,发现函数f 1(x ),f 2(x )在x ∈(0,e)上都是单调递增,在x ∈(e ,+∞)上都是单调递减,∴函数h (x )=-x 2+2e x +ln xx 在x ∈(0,e)上单调递增,在x ∈(e ,+∞)上单调递减,∴当x =e 时,h (x )max=e 2+1e ,∴函数有零点需满足m ≤h (x )max ,即m ≤e 2+1e.11.设奇函数y =f (x )(x ∈R ),满足对任意t ∈R 都有f (t )=f (1-t ),且x ∈[0,12]时f (x )=-x 2,则f (3)+f (-32)的值等于________.答案 -14解析 由于y =f (x )为奇函数,根据对任意t ∈R 都有f (t )=f (1-t ), 可得f (-t )=f (1+t ),所以函数y =f (x )的一个周期为2, 故f (3)=f (1)=f (0+1)=-f (0)=0, f (-32)=f (12)=-14,∴f (3)+f (-32)=-14.12.函数f (x )=x 3+ax 2+bx +a 2在x =1处有极小值10,则a +b 的值为________. 答案 -7解析 ∵f ′(x )=3x 2+2ax +b ,由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧f ′(1)=3+2a +b =0,f (1)=1+a +b +a 2=10,解得a =4,b =-11或a =-3,b =3, 经验证,a =4,b =-11符合题意, 故a +b =-7.13.已知函数f (x )=x +1e x (e 为自然对数的底数).(1)求函数f (x )的单调区间;(2)设函数φ(x )=xf (x )+tf ′(x )+1e x ,存在实数x 1,x 2∈[0,1],使得2φ(x 1)<φ(x 2)成立,求实数t的取值范围.解 (1)∵函数的定义域为R ,f ′(x )=-xe x ,∴当x <0时,f ′(x )>0,当x >0时,f ′(x )<0, ∴f (x )在(-∞,0)上单调递增, 在(0,+∞)上单调递减.(2)存在x 1,x 2∈[0,1],使得2φ(x 1)<φ(x 2)成立, 则2[φ(x )]min <[φ(x )]max .∵φ(x )=xf (x )+tf ′(x )+e -x=x 2+(1-t )x +1e x,∴φ′(x )=-x 2+(1+t )x -t e x=-(x -t )(x -1)e x. ①当t ≥1时,φ′(x )≤0,φ(x )在[0,1]上单调递减, ∴2φ(1)<φ(0),即t >3-e2>1;②当t ≤0时,φ′(x )>0,φ(x )在[0,1]上单调递增, ∴2φ(0)<φ(1),即t <3-2e<0;③当0<t <1时,若x ∈[0,t ),φ′(x )<0,φ(x )在[0,t )上单调递减,若t ∈(t ,1],φ′(x )>0,φ(x )在(t ,1)上单调递增,∴2φ(t )<max{φ(0),φ(1)}, 即2·t +1e t <max{1,3-t e}.(*)由(1)知,g (t )=2·t +1e t 在[0,1]上单调递减,故4e ≤2·t +1e t ≤2,而2e ≤3-t e ≤3e , ∴不等式(*)无解.综上所述,存在t ∈(-∞,3-2e)∪(3-e2,+∞),使得命题成立.。
第2讲参数法在解题中的应用[方法精要] 在解数学题的过程中,往往会遇到一些不能直接求解或直接求解困难,或较烦琐的变数问题,这时往往要通过引入条件中原来没有的辅助变量(参数),并以此作为媒介,使问题转化从而解决问题,这种应用参数解决问题的方法称为参数法.应用参数法的关键在于恰当的选取参数,只有参数引入恰当,问题才能迎刃而解,收到事半功倍的效果.使用参数法的原则是引进参数后,能使问题获解.其次还要考虑引进参数的合理性,除了要考虑条件和结论的特点外,还要注意某些量的取值范围,任何变量都有取值范围,另外还要注意原问题并非关于参数的问题,参数并不是直接研究对象,它只是起“桥梁”和转化作用,所以当求得间接解后要倒回去确定原问题的解,这就可能要消去参数而用问题中原有的变数表示结果.参数体现了近代数学中运动与变化的思想,其观点已经渗透到中学数学的各个分支.运用参数法解题已经比较普遍.参数法解题的关键是恰到好处地引进参数,沟通已知和未知之间的内在联系,利用参数提供的信息,顺利地解答问题.题型一参数法在函数问题中的应用例1 定义在R上的增函数y=f(x)对任意x,y∈R都有f(x+y)=f(x)+f(y).(1)求f(0);(2)求证:f(x)为奇函数;(3)若f(k·3x)+f(3x-9x-2)<0对任意x∈R恒成立,求实数k的取值范围.破题切入点(1)赋值法是解决抽象函数问题的常用方法,第(1)(2)两问可用赋值法解决.(2)将恒成立问题转化成函数最值问题.(1)解令x=y=0,得f(0+0)=f(0)+f(0),即f(0)=0.(2)证明令y=-x,得f(x-x)=f(x)+f(-x),又f(0)=0,则有0=f(x)+f(-x),即f(-x)=-f(x)对任意x∈R成立,所以f(x)是奇函数.(3)解方法一因为f(x)在R上是增函数,又由(2)知f(x)是奇函数.f(k·3x)<-f(3x-9x-2)=f(-3x+9x+2),所以k·3x<-3x+9x+2,32x-(1+k)·3x+2>0对任意x∈R成立.令t =3x >0,问题等价于t 2-(1+k )t +2>0对任意t >0恒成立. 令f (t )=t 2-(1+k )t +2,其对称轴为x =1+k 2,当1+k2<0即k <-1时,f (0)=2>0,符合题意; 当1+k2≥0即k ≥-1时,对任意t >0,f (t )>0恒成立⇔⎩⎪⎨⎪⎧1+k 2≥0,Δ=(1+k )2-4×2<0,解得-1≤k <-1+2 2.综上所述,当k <-1+22时,f (k ·3x)+f (3x-9x-2)<0对任意x ∈R 恒成立. 方法二 由k ·3x <-3x +9x +2,得k <3x+23x -1.u =3x +23x -1≥22-1,3x =2时,取“=”,即u 的最小值为22-1,要使对x ∈R ,不等式k <3x+23x -1恒成立,只要使k <22-1.题型二 参数法在数列问题中的应用例2 设{a n }是公差不为零的等差数列,S n 为其前n 项和,满足a 22+a 23=a 24+a 25,S 7=7. (1)求数列{a n }的通项公式及前n 项和S n ; (2)试求所有的正整数m ,使得a m a m +1a m +2为数列{a n }中的项. 破题切入点 求特定量的取值,往往需要引入参数,根据题中的条件找出参数与所求量之间的数量关系,利用条件求参数的取值或取值范围,进而求出特定量. 解 (1)设公差为d ,则a 22-a 25=a 24-a 23, 由性质得-3d (a 4+a 3)=d (a 4+a 3), 因为d ≠0,所以a 4+a 3=0,即2a 1+5d =0, 又由S 7=7得7a 1+7×62d =7,解得a 1=-5,d =2.所以{a n }的通项公式为a n =2n -7, 前n 项和S n =n 2-6n . (2)因为a n =2n -7, 所以a m a m +1a m +2=(2m -7)(2m -5)(2m -3),设2m -3=t ,则a m a m +1a m +2=(t -4)(t -2)t =t +8t-6, 所以t 为8的约数.又因为t 是奇数,所以t 可取的值为±1,当t =1时,m =2,t +8t-6=3,2×5-7=3=a 5是数列{a n }中的项;当t =-1时,m =1,t +8t-6=-15,数列{a n }中的最小项是-5,故不是数列中的项. 所以满足条件的正整数m 的值是m =2. 题型三 参数法在不等式中的应用例3 已知2x =3y =5z,试比较2x 、3y 、5z 的大小.破题切入点 本题的解决需要引入中间变量t (参数),必须使得x ,y ,z 都能用这个参数t 表示,而后通过作差即可进行大小的比较. 解 设2x =3y =5z=t (t >1), 则x =log 2t ,y =log 3t ,z =log 5t , 所以2x -3y =2log 2t -3log 3t =lg t 2lg 2-lg t 3lg 3=lg t (2lg 3-3lg 2lg 3×lg 2) =lg t (lg 9-lg 8lg 3×lg 2),因为lg t >0,lg 9-lg 8lg 3×lg 2>0,所以lg t (lg 9-lg 8lg 3×lg 2)>0,所以2x >3y ;同理5z -2x =lg t (lg 32-lg 25lg 2×lg 5)>0,所以5z >2x >3y .题型四 参数法在解析几何中的应用例4 (2013·浙江)已知抛物线C 的顶点为O (0,0),焦点为F (0,1). (1)求抛物线C 的方程;(2)过点F 作直线交抛物线C 于A ,B 两点.若直线AO 、BO 分别交直线l :y =x -2于M 、N 两点,求|MN |的最小值.破题切入点 (1)已知抛物线焦点坐标为F (0,1),可直接写出抛物线方程;(2)利用根与系数的关系和函数的单调性求最值.解 (1)由题意可设抛物线C 的方程为x 2=2py (p >0),则p2=1,所以抛物线C 的方程为x 2=4y . (2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 直线AB 的方程为y =kx +1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +1,x 2=4y 消去y ,整理得x 2-4kx -4=0,所以x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4. 从而|x 1-x 2|=4k 2+1.由⎩⎪⎨⎪⎧y =y 1x 1x ,y =x -2,解得点M 的横坐标x M =2x 1x 1-y 1=2x 1x 1-x 214=84-x 1. 同理,点N 的横坐标x N =84-x 2. 所以|MN |=2|x M -x N | =2⎪⎪⎪⎪⎪⎪84-x 1-84-x 2=82⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 1-x 2x 1x 2-4(x 1+x 2)+16=82k 2+1|4k -3|.令4k -3=t ,t ≠0,则k =t +34.当t >0时,|MN |=2 2 25t 2+6t+1>2 2.当t <0时,|MN |=2 2⎝ ⎛⎭⎪⎫5t +352+1625≥85 2. 综上所述,当t =-253,即k =-43时,|MN |的最小值是852.总结提高 数学问题中参数的选取、消去、确定、讨论很普遍,而且在解题中,参数的选取多种多样,设参数而不求参数,只是利用其作为中间变量辅助计算,是常见的形式.其综合性强,知识面广,一般都需要根据问题的条件作出透彻分析,才能恰当的选取参数,然后利用参数提供的信息,顺利解答问题.1.已知正数x ,y 满足x +22xy ≤λ(x +y )恒成立,则实数λ的最小值为( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 B解析 ∵x >0,y >0,∴x +2y ≥22xy (当且仅当x =2y 时取等号). 又由x +22xy ≤λ(x +y )可得λ≥x +22xyx +y,而x +22xy x +y ≤x +(x +2y )x +y=2,∴当且仅当x =2y 时,⎝ ⎛⎭⎪⎫x +22xy x +y max =2.∴λ的最小值为2.2.在平面直角坐标系xOy 上的区域D 由不等式组⎩⎨⎧0≤x ≤2,y ≤2,x ≤2y构成,若M (x ,y )为D上的动点,点A 的坐标为(2,1),则z =OM →·OA →的最大值是( )A .4 2B .3 2C .4D .3 答案 C解析 如图作出区域D ,目标函数z =2x +y 过点(2,2)时取最大值,故z 的最大值为2×2+2=4,故选C.3.将函数y =3cos x +sin x (x ∈R ) 的图象向左平移m (m >0)个单位长度后,所得到的图象关于y 轴对称,则m 的最小值是( ) A.π12 B.π6 C.π3 D.5π6 答案 B解析 y =3cos x +sin x =2sin(x +π3)向左平移m 个单位长度后得到y =2sin(x +π3+m ),它关于y 轴对称可得sin(π3+m )=±1,∴π3+m =k π+π2,k ∈Z , ∴m =k π+π6,k ∈Z ,∵m >0,∴m 的最小值为π6.4.已知f (t )=log 2t ,t ∈[2,8],对于f (t )值域内的所有实数m ,不等式x 2+mx +4>2m +4x 恒成立,则x 的取值范围为( ) A .(-∞,-1) B .(2,+∞)C .(-1,2)D .(-∞,-1)∪(2,+∞)答案 D解析 ∵t ∈[2,8],∴f (t )∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3. 原题转化为当m ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3时,不等式x 2+mx +4>2m +4x 恒成立,即m (x -2)+(x -2)2>0恒成立.令g (m )=m (x -2)+(x -2)2,m ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3,问题转化为g (m )在m ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,3上恒大于0, 则⎩⎪⎨⎪⎧g ⎝ ⎛⎭⎪⎫12>0,g (3)>0,即⎩⎪⎨⎪⎧12(x -2)+(x -2)2>0,3(x -2)+(x -2)2>0.解得x >2或x <-1.5.设函数f (x )=e x+x -a (a ∈R ,e 为自然对数的底数).若曲线y =sin x 上存在(x 0,y 0)使得f (f (y 0))=y 0,则a 的取值范围是( ) A .[1,e] B .[e -1-1,1] C .[1,e +1] D .[e -1-1,e +1]答案 A解析 曲线y =sin x 上存在点(x 0,y 0)使得f (f (y 0))=y 0,则y 0∈[-1,1],考查四个选项,B ,D 两个选项中参数值都可取0,C ,D 两个选项中参数都可取e +1,A ,B ,C ,D 四个选项参数都可取1,由此可先验证参数为0与e +1时是否符合题意,即可得出正确选项,当a =0时,f (x )=e x +x ,此时是一个增函数,且函数值恒非负,故只研究y 0∈[0,1]时f (f (y 0))=y 0是否成立,由于f (x )=e x+x 是一个增函数,可得出f (y 0)≥f (0)=1,而f (1)=e +1>1,故a =0不合题意,由此知B ,D 两个选项不正确.当a =e +1时,f (x )=e x +x -e -1此函数是一个增函数,f (1)=e +1-e -1=0,而f (0)没有意义,故a =e +1不合题意,故C ,D 两个选项不正确.综上讨论知,可确定B ,C ,D 三个选项不正确.6.已知函数f (x )=5|x |,g (x )=ax 2-x (x ∈R ),若f [g (1)]=1,则a =________. 答案 1解析 因为f [g (1)]=1=50,所以g (1)=0,即a -1=0,所以a =1.7.已知直线ax +y -2=0与圆心为C 的圆(x -1)2+(y -a )2=4相交于A 、B 两点,且△ABC 为等边三角形,则实数a =________. 答案 4±15解析 根据题意,圆心到直线ax +y -2=0的距离为3, 所以|a +a -2|a 2+1=3,解得a =4±15.8.如图,在平面直角坐标系xOy 中,点A (0,3),直线l :y =2x -4,设圆C 的半径为1,圆心在l 上.(1)若圆心C 也在直线y =x -1上,过点A 作圆C 的切线,求切线的方程; (2)若圆C 上存在点M ,使MA =2MO ,求圆心C 的横坐标a 的取值范围.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x -4,y =x -1得圆心C 为(3,2),∵圆C 的半径为1,∴圆C 的方程为(x -3)2+(y -2)2=1,显然切线的斜率一定存在,设所求圆C 的切线方程为y =kx +3, 即kx -y +3=0, ∴|3k -2+3|k 2+1=1,∴|3k +1|=k 2+1, ∴2k (4k +3)=0,∴k =0或k =-34,∴所求圆C 的切线方程为y =3或y =-34x +3,即y =3或者3x +4y -12=0.(2)∵圆C 的圆心在直线l :y =2x -4上, 所以,设圆心C 为(a,2a -4),则圆C 的方程为(x -a )2+[y -(2a -4)]2=1,又∵MA =2MO ,∴设M 为(x ,y ), 则x 2+(y -3)2=2x 2+y 2, 整理得:x 2+(y +1)2=4.此圆设为圆D ,∴点M 应该既在圆C 上又在圆D 上, 即圆C 和圆D 有交点,∴|2-1|≤a 2+[(2a -4)-(-1)]2≤|2+1|, 由5a 2-12a +8≥0得a ∈R ; 由5a 2-12a ≤0得0≤a ≤125.综上所述,a 的取值范围为[0,125].9.已知等比数列{a n }满足:|a 2-a 3|=10,a 1a 2a 3=125. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在正整数m ,使得1a 1+1a 2+…+1a m≥1?若存在,求m 的最小值;若不存在,请说明理由.解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,则由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧a 31q 3=125,|a 1q -a 1q 2|=10,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=53,q =3或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-5,q =-1.故a n =53·3n -1或a n =(-5)·(-1)n -1.(2)若a n =53·3n -1,则1a n =35⎝ ⎛⎭⎪⎫13n -1,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为35,公比为13的等比数列.从而∑n =1m1a n =35⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13m 1-13=910·⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫13m <910<1.若a n =(-5)·(-1)n -1,则1a n =-15(-1)n -1,故数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为-15,公比为-1的等比数列,从而∑n =1m1a n =⎩⎪⎨⎪⎧-15,m =2k -1(k ∈N *),0,m =2k (k ∈N *).故∑n =1m1a n<1.综上,对任何正整数m ,总有∑n =1m1a n<1.故不存在正整数m ,使得1a 1+1a 2+…+1a m≥1成立.10.已知函数f (x )=x 4-3x 2+6. (1)讨论f (x )的单调性;(2)设点P 在曲线y =f (x )上,若该曲线在点P 处的切线l 通过坐标原点,求l 的方程. 解 (1)f ′(x )=4x 3-6x =4x (x +62)(x -62), 令f ′(x )>0得-62<x <0或x >62; 令f ′(x )<0得x <-62或0<x <62. 因此,f (x )在区间(-62,0)和(62,+∞)为增函数; 在区间(-∞,-62)和(0,62)为减函数. (2)设点P (x 0,f (x 0)),由l 过原点知,l 的方程为y =f ′(x 0)x ,因此f (x 0)=f ′(x 0)x 0,即x 40-3x 20+6-x 0(4x 30-6x 0)=0, 整理得(x 20+1)(x 20-2)=0, 解得x 0=-2或x 0= 2.所以所求的方程为y =-2x 或y =2x . 11.设函数f (x )=sin(πx 4-π6)-2cos 2πx 8+1.(1)求f (x )的最小正周期.(2)若函数y =g (x )与y =f (x )的图象关于直线x =1对称,求当x ∈[0,43]时y =g (x )的最大值.解 (1)f (x )=sin π4x cos π6-cos π4x sin π6-cos π4x=32sin π4x -32cos π4x =3sin(π4x -π3)故f (x )的最小正周期为T =2ππ4=8. (2)在y =g (x )的图象上任取一点(x ,g (x )), 它关于x =1的对称点(2-x ,g (x )).由题设条件,点(2-x ,g (x ))在y =f (x )的图象上, 从而g (x )=f (2-x )=3sin[π4(2-x )-π3]=3sin[π2-π4x -π3]=3cos(π4x +π3),当0≤x ≤43时,π3≤π4x +π3≤2π3,因此y =g (x )在区间[0,43]上的最大值为g (x )max =3cos π3=32. 12.已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为33,以原点为圆心,椭圆短半轴长为半径的圆与直线y =x +2相切. (1)求椭圆方程;(2)设该椭圆的左,右焦点分别为F 1和F 2,直线l 1过F 2且与x 轴垂直,动直线l 2与y 轴垂直,l 2与l 1交于点P ,求线段PF 1的垂直平分线与l 2的交点M 的轨迹方程,并指明曲线类型.解 (1)由于e =33,∴e 2=c 2a 2=a 2-b 2a 2=13,∴b 2a 2=23, 又b =21+1=2, 所以a 2=3,b 2=2,- 11 - 所以所求的椭圆方程为x 23+y 22=1.(2)由(1)知F 1和F 2两点的坐标分别为F 1(-1,0),F 2(1,0), 由题意可设P (1,t )(t ≠0).那么线段PF 1中点为N (0,t 2),设M (x ,y )是所求轨迹上的任意点.由于MN →=(-x ,t 2-y ),PF 1→=(-2,-t ),则⎩⎪⎨⎪⎧MN →·PF 1→=2x +t (y -t 2)=0,y =t ,消去参数t 得y 2=-4x (x ≠0).所以点M 的轨迹方程为y 2=-4x (x ≠0),其轨迹为抛物线(除原点).。
第4练 用好基本不等式[题型分析·高考展望] 基本不等式是解决函数值域、最值、不等式证明、参数范围问题的有效工具,在高考中经常考查,有时也会对其单独考查.题目难度为中等偏上.应用时,要注意“拆、拼、凑”等技巧,特别要注意应用条件,只有具备公式应用的三个条件时,才可应用,否则可能会导致结果错误.体验高考1.(2015·四川)如果函数f (x )=12(m -2)x 2+(n -8)x +1(m ≥0,n ≥0)在区间⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上单调递减,那么mn 的最大值为( ) A .16 B .18 C .25 D.812答案 B解析 ①当m =2时, ∵f (x )在[12,2]上单调递减,∴0≤n <8,mn =2n <16.②m ≠2时,抛物线的对称轴为x =-n -8m -2. 据题意得, 当m >2时,-n -8m -2≥2,即2m +n ≤12, ∵2m ·n ≤2m +n2≤6,∴mn ≤18,由2m =n 且2m +n =12得m =3,n =6. 当m <2时,抛物线开口向下, 据题意得,-n -8m -2≤12,即m +2n ≤18, ∵2n ·m ≤2n +m2≤9,∴mn ≤812,由2n =m 且m +2n =18得m =9>2,故应舍去. 要使得mn 取得最大值,应有m +2n =18(m <2,n >8).∴mn =(18-2n )n <(18-2×8)×8=16, 综上所述,mn 的最大值为18,故选B.2.(2015·陕西)设f (x )=ln x,0<a <b ,若p =f (ab ),q =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 2,r =12(f (a )+f (b )),则下列关系式中正确的是( ) A .q =r <p B .q =r >p C .p =r <q D .p =r >q答案 C解析 ∵0<a <b ,∴a +b2>ab ,又∵f (x )=ln x 在(0,+∞)上为增函数, 故f ⎝⎛⎭⎪⎫a +b 2>f (ab ),即q >p .又r =12(f (a )+f (b ))=12(ln a +ln b )=12ln a +12ln b =ln(ab )12 =f (ab )=p . 故p =r <q .选C.3.(2015·天津)已知a >0,b >0,ab =8,则当a 的值为________时,log 2a ·log 2(2b )取得最大值. 答案 4解析 log 2a ·log 2(2b )=log 2a ·(1+log 2b ) ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫log 2a +1+log 2b 22=⎝ ⎛⎭⎪⎫log 2ab +122=⎝⎛⎭⎪⎫log 28+122=4,当且仅当log 2a =1+log 2b ,即a =2b 时,等号成立,此时a =4,b =2.4.(2016·江苏)在锐角三角形ABC 中,若sin A =2sin B sin C ,则tan A tan B tan C 的最小值是________. 答案 8解析 在△ABC 中,A +B +C =π, sin A =sin[π-(B +C )]=sin(B +C ), 由已知,sin A =2sin B sin C , ∴sin(B +C )=2sin B sin C .∴sin B cos C +cos B sin C =2sin B sin C ,A ,B ,C 全为锐角,两边同时除以cos B cos C 得:tan B +tan C =2tan B tan C . 又tan A =-tan(B +C )=-tan B +tan C 1-tan B tan C =tan B +tan Ctan B tan C -1.∴tan A (tan B tan C -1)=tan B +tan C . 则tan A tan B tan C -tan A =tan B +tan C , ∴tan A tan B tan C =tan A +tan B +tan C =tan A +2tan B tan C ≥22tan A tan B tan C , ∴tan A tan B tan C ≥22, ∴tan A tan B tan C ≥8.5.(2016·上海)设a >0,b >0.若关于x ,y 的方程组⎩⎪⎨⎪⎧ax +y =1,x +by =1无解,则a +b 的取值范围是________. 答案 (2,+∞)解析 由已知,ab =1,且a ≠b , ∴a +b >2ab =2.高考必会题型题型一 利用基本不等式求最大值、最小值 1.利用基本不等式求最值的注意点(1)在运用基本不等式求最值时,必须保证“一正,二定,三相等”,凑出定值是关键. (2)若两次连用基本不等式,要注意等号的取得条件的一致性,否则就会出错. 2.结构调整与应用基本不等式基本不等式在解题时一般不能直接应用,而是需要根据已知条件和基本不等式的“需求”寻找“结合点”,即把研究对象化成适用基本不等式的形式.常见的转化方法有: (1)x +bx -a=x -a +bx -a+a (x >a ).(2)若a x +b y =1,则mx +ny =(mx +ny )×1=(mx +ny )·⎝ ⎛⎭⎪⎫a x +b y ≥ma +nb +2abmn (字母均为正数).例1 (1)已知正常数a ,b 满足1a +2b=3,则(a +1)(b +2)的最小值是________.答案509解析 由1a +2b=3,得b +2a =3ab ,∴(a +1)(b +2)=2a +b +ab +2=4ab +2, 又a >0,b >0,∴1a +2b ≥22ab,∴ab ≥89(当且仅当b =2a 时取等号),∴(a +1)(b +2)的最小值为4×89+2=509.(2)求函数y =x 2+7x +10x +1(x >-1)的最小值.解 设x +1=t ,则x =t -1(t >0), ∴y =t -12+7t -1+10t=t +4t+5≥2t ·4t+5=9. 当且仅当t =4t,即t =2,且此时x =1时,取等号,∴y min =9.点评 求条件最值问题一般有两种思路:一是利用函数单调性求最值;二是利用基本不等式.在利用基本不等式时往往都需要变形,变形的原则是在已知条件下通过变形凑出基本不等式应用的条件,即“和”或“积”为定值.等号能够取得. 变式训练1 已知x >0,y >0,且2x +5y =20, (1)求u =lg x +lg y 的最大值; (2)求1x +1y的最小值.解 (1)∵x >0,y >0,∴由基本不等式,得2x +5y ≥210xy . ∵2x +5y =20,∴210xy ≤20,即xy ≤10, 当且仅当2x =5y 时等号成立.因此有⎩⎪⎨⎪⎧2x +5y =20,2x =5y ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =2,此时xy 有最大值10.∴u =lg x +lg y =lg(xy )≤lg 10=1.∴当x =5,y =2时,u =lg x +lg y 有最大值1. (2)∵x >0,y >0,∴1x +1y =⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +1y ·2x +5y20=120⎝⎛⎭⎪⎫7+5y x +2x y ≥120⎝ ⎛⎭⎪⎫7+25yx ·2x y =7+21020, 当且仅当5y x =2xy时等号成立.由⎩⎪⎨⎪⎧2x +5y =20,5y x =2xy,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =10 10-203,y =20-4103.∴1x +1y 的最小值为7+2 1020. 题型二 基本不等式的综合应用例2 (1)某车间分批生产某种产品,每批的生产准备费用为800元,若每批生产x 件,则平均仓储时间为x8天,且每件产品每天的仓储费用为1元,为使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小,每批应生产产品( ) A .60件 B .80件 C .100件 D .120件 答案 B解析 平均每件产品的费用为y =800+x 28x =800x +x8≥2800x ×x 8=20,当且仅当800x =x8,即x =80时取等号,所以每批应生产产品80件,才能使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小.(2)某单位决定投资3 200元建一仓库(长方体状),高度恒定,它的后墙利用旧墙不花钱,正面用铁栅,每米长造价40元,两侧墙砌砖,每米长造价45元,顶部每平方米造价20元,求:仓库面积S 的最大允许值是多少?为使S 达到最大,而实际投资又不超过预算,那么正面铁栅应设计为多长?解 设铁栅长为x 米,一侧砖墙长为y 米,则顶部面积S =xy ,依题设,得40x +2×45y +20xy =3 200,由基本不等式得 3 200≥2 40x ·90y +20xy =120 xy +20xy =120 S +20S ,则S +6S -160≤0,即(S -10)·(S +16)≤0,故0<S ≤10,从而0<S ≤100,所以S 的最大允许值是100平方米,取得此最大值的条件是40x =90y 且xy =100,解得x =15,即铁栅的长应设计为15米.点评 基本不等式及不等式性质应用十分广泛,在最优化实际问题,平面几何问题,代数式最值等方面都要用到基本不等式,应用时一定要注意检验“三个条件”是否具备.变式训练2 (1)已知直线ax +by -6=0(a >0,b >0)被圆x 2+y 2-2x -4y =0截得的弦长为25,则ab 的最大值是________. 答案 92解析 圆的方程变形为(x -1)2+(y -2)2=5, 由已知可得直线ax +by -6=0过圆心O (1,2), ∴a +2b =6(a >0,b >0),∴6=a +2b ≥22ab , ∴ab ≤92(当且仅当a =2b 时等号成立),故ab 的最大值为92.(2)某工厂某种产品的年固定成本为250万元,每生产x 千件,需另投入成本为C (x ),当年产量不足80千件时,C (x )=13x 2+10x (万元).当年产量不小于80千件时,C (x )=51x +10 000x -1 450(万元).每件商品售价为0.05万元.通过市场分析,该厂生产的商品能全部售完. ①写出年利润L (x )(万元)关于年产量x (千件)的函数解析式; ②当年产量为多少千件时,该厂在这一商品的生产中所获利润最大? 解 ①当0<x <80时,L (x )=1 000x ×0.05-(13x 2+10x )-250=-13x 2+40x -250.当x ≥80时,L (x )=1 000x ×0.05-(51x +10 000x-1 450)-250=1 200-(x +10 000x).∴L (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-13x 2+40x -2500<x <80,1 200-x +10 000xx ≥80.②当0<x <80时,L (x )=-13x 2+40x -250.对称轴为x =60,即当x =60时,L (x )最大=950(万元). 当x ≥80时,L (x )=1 200-(x +10 000x)≤1 200-2 10 000=1 000(万元), 当且仅当x =100时,L (x )最大=1 000(万元), 综上所述,当x =100时,年获利最大.高考题型精练1.已知x >1,y >1,且14ln x ,14,ln y 成等比数列,则xy ( )A .有最大值eB .有最大值 eC .有最小值eD .有最小值 e 答案 C解析 ∵x >1,y >1,且14ln x ,14,ln y 成等比数列,∴ln x ·ln y =14≤⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x +ln y 22, ∴ln x +ln y =ln xy ≥1⇒xy ≥e.2.若正数x ,y 满足x +3y =5xy ,则3x +4y 的最小值是( ) A.245 B.285 C .5 D .6 答案 C解析 方法一 由x +3y =5xy 可得15y +35x =1,∴3x +4y =(3x +4y )(15y +35x)=95+45+3x 5y +12y 5x ≥135+125=5(当且仅当3x 5y =12y 5x , 即x =1,y =12时,等号成立),∴3x +4y 的最小值是5.方法二 由x +3y =5xy 得x =3y5y -1,∵x >0,y >0,∴y >15,∴3x +4y =9y5y -1+4y=135+95·15y -15+4⎝ ⎛⎭⎪⎫y -15 ≥135+2 3625=5, 当且仅当y =12时等号成立,∴3x +4y 的最小值是5.3.若正数a ,b 满足1a +1b =1,则1a -1+9b -1的最小值是( )A .1B .6C .9D .16 答案 B解析 ∵正数a ,b 满足1a +1b=1,∴b =aa -1>0,解得a >1.同理可得b >1,∴1a -1+9b -1=1a -1+9aa -1-1 =1a -1+9(a -1)≥2 1a -1·9a -1=6,当且仅当1a -1=9(a -1),即a =43时等号成立, ∴最小值为6.故选B.4.已知a >0,b >0,若不等式m 3a +b -3a -1b≤0恒成立,则m 的最大值为( )A .4B .16C .9D .3 答案 B解析 因为a >0,b >0,所以由m 3a +b -3a -1b ≤0恒成立得m ≤(3a +1b )(3a +b )=10+3b a +3ab恒成立. 因为3b a +3ab≥23b a ·3ab=6,当且仅当a =b 时等号成立,所以10+3b a +3ab≥16,所以m ≤16,即m 的最大值为16,故选B.5.已知x ,y ∈(0,+∞),2x -3=(12)y ,若1x +my(m >0)的最小值为3,则m 等于( ) A .2 B .2 2 C .3 D .4 答案 D 解析 由2x -3=(12)y得x +y =3, 1x +m y =13(x +y )(1x +m y ) =13(1+m +y x +mx y) ≥13(1+m +2m )(当且仅当y x =mxy 时取等号) ∴13(1+m +2m )=3,解得m =4,故选D. 6.已知直线ax +by +c -1=0(b ,c >0)经过圆x 2+y 2-2y -5=0的圆心,则4b +1c的最小值是( )A .9B .8C .4D .2 答案 A解析 圆x 2+y 2-2y -5=0化成标准方程, 得x 2+(y -1)2=6, 所以圆心为C (0,1),因为直线ax +by +c -1=0经过圆心C , 所以a ×0+b ×1+c -1=0,即b +c =1. 因此4b +1c =(b +c )(4b +1c )=4c b +bc+5.因为b ,c >0,所以4c b+bc ≥24cb·b c=4.当且仅当4c b =bc时等号成立.由此可得b =2c ,且b +c =1, 即b =23,c =13时,4b +1c取得最小值9.7.已知x >0,y >0,x +3y +xy =9,则x +3y 的最小值为________. 答案 6解析 由已知得x =9-3y 1+y.方法一 (消元法)∵x >0,y >0,∴0<y <3, ∴x +3y =9-3y 1+y +3y =121+y +3(y +1)-6≥2121+y·3y +1-6=6,当且仅当121+y=3(y +1), 即y =1,x =3时,(x +3y )min =6.方法二 ∵x >0,y >0,9-(x +3y )=xy =13x ·(3y )≤13·⎝ ⎛⎭⎪⎫x +3y 22,当且仅当x =3y 时等号成立.设x +3y =t >0,则t 2+12t -108≥0,∴(t -6)(t +18)≥0, 又∵t >0,∴t ≥6.故当x =3,y =1时,(x +3y )min =6. 8.已知三个正数a ,b ,c 成等比数列,则a +c b +ba +c的最小值为________. 答案 52解析 由条件可知a >0,b >0,c >0,且b 2=ac ,即b =ac ,故a +c b ≥2ac b =2,令a +cb=t ,则t ≥2,所以y =t +1t在[2,+∞)上单调递增,故其最小值为2+12=52.9.已知x ,y ∈R 且满足x 2+2xy +4y 2=6,则z =x 2+4y 2的取值范围为________. 答案 [4,12]解析 ∵2xy =6-(x 2+4y 2),而2xy ≤x 2+4y 22,∴6-(x 2+4y 2)≤x 2+4y 22,∴x 2+4y 2≥4(当且仅当x =2y 时取等号), 又∵(x +2y )2=6+2xy ≥0,即2xy ≥-6,∴z =x 2+4y 2=6-2xy ≤12(当且仅当x =-2y 时取等号),综上可知4≤x 2+4y 2≤12. 10.当x ∈(0,1)时,不等式41-x ≥m -1x恒成立,则m 的最大值为________. 答案 9解析 方法一 (函数法)由已知不等式可得m ≤1x +41-x,设f (x )=1x +41-x =1-x +4x x 1-x =3x +1-x 2+x,x ∈(0,1).令t =3x +1,则x =t -13,t ∈(1,4), 则函数f (x )可转化为g (t )=t -⎝ ⎛⎭⎪⎫t -132+t -13=t -19t 2+59t -49=9t -t 2+5t -4=9-t +4t+5, 因为t ∈(1,4),所以5>t +4t≥4, 0<-(t +4t )+5≤1,9-t +4t +5≥9, 即g (t )∈[9,+∞),故m 的最大值为9.方法二 (基本不等式法)由已知不等式可得m ≤1x +41-x,因为x ∈(0,1),则1-x ∈(0,1),设y =1-x ∈(0,1),显然x +y =1.故1x +41-x =1x +4y =x +y x +4x +y y=5+(y x +4x y)≥5+2y x ·4x y =9, 当且仅当y x =4x y ,即y =23,x =13时等号成立. 所以要使不等式m ≤1x +41-x恒成立,m 的最大值为9. 11.运货卡车以每小时x 千米的速度匀速行驶130千米,按交通法规限制50≤x ≤100(单位:千米/时).假设汽油的价格是每升2元,而汽车每小时耗油⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 2360升,司机的工资是每小时14元.(1)求这次行车总费用y 关于x 的表达式;(2)当x 为何值时,这次行车的总费用最低,并求出最低费用的值.解 (1)设所用时间为t =130x(小时), y =130x ×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫2+x 2360+14×130x ,x ∈[50,100]. 所以,这次行车总费用y 关于x 的表达式是 y =2 340x +1318x ,x ∈[50,100].(2)y =2 340x +1318x ≥2610, 当且仅当2 340x =13x 18, 即x =1810时等号成立.故当x =1810千米/时,这次行车的总费用最低,最低费用的值为2610元.12.某种商品原来每件售价为25元,年销售8万件.(1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少2 000件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最多为多少元?(2)为了扩大该商品的影响力,提高年销售量.公司决定明年对该商品进行全面技术革新和营销策略改革,并提高定价到x 元.公司拟投入16(x 2-600)万元作为技改费用,投入50万元作为固定宣传费用,投入15x 万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品明年的销售量a 至少应达到多少万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和?并求出此时商品的每件定价.解 (1)设每件定价为t 元,依题意,有⎝ ⎛⎭⎪⎫8-t -251×0.2t ≥25×8, 整理得t 2-65t +1 000≤0,解得25≤t ≤40.∴要使销售的总收入不低于原收入,每件定价最多为40元.(2)依题意,x >25时,不等式ax ≥25×8+50+16(x 2-600)+15x 有解, 等价于x >25时,a ≥150x +16x +15有解, ∵150x +16x ≥2150x ·16x =10(当且仅当x =30时,等号成立),∴a ≥10.2, ∴当该商品明年的销售量a 至少应达到10.2万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和,此时该商品的每件定价为30元.。
【2019最新】精选高考数学考前3个月知识方法专题训练第二部分技巧规范篇第一篇快速解答选择填空题第2讲四种策略搞定填空题文[题型分析·高考展望] 填空题的基本特点是:(1)题目小巧灵活,结构简单;(2)答案简短明确,不反映过程,只要结果;(3)填空题根据填写内容,可分为定量型(填写数值,数集或数量关系)和定性型(填写某种性质或是有某种性质的对象).根据填空题的特点,在解答时要做到四个字——“快”“稳”“全”“细”.快——运算要快,力戒小题大做;稳——变形要稳,不可操之过急;全——答案要全,力避残缺不齐;细——审题要细,不能粗心大意.高考必会题型方法一直接法根据题目中给出的条件,通过数学计算找出正确答案.解决此类问题需要直接从题设条件出发,利用有关性质或结论等,通过巧妙变化,简化计算过程.解题过程要灵活地运用相关的运算规律和技巧,合理转化、巧妙处理已知条件.例1 在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,且=-,则角B的值为________.答案2π3解析方法一由正弦定理,即===2R,得a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C,代入=-,得=-,即2sin Acos B+sin Ccos B+cos Csin B=0,所以2sin Acos B+sin(B+C)=0.在△ABC中,sin(B+C)=sin A,所以2sin Acos B+sin A=0,又sin A≠0,所以cos B=-.又角B为△ABC的内角,所以B=.方法二由余弦定理,即cos B=,cos C=,代入=-,得·=-,整理,得a2+c2-b2=-ac,所以cos B==-=-,又角B为△ABC的内角,所以B=.点评直接法是解决计算型填空题最常用的方法,在计算过程中,我们要根据题目的要求灵活处理,多角度思考问题,注意一些解题规律和解题技巧的灵活应用,将计算过程简化从而得到结果,这是快速准确地求解填空题的关键.变式训练1 已知数列{an}满足a1=1,an+1·an=2n,则S2 016=____________.答案3·21 008-3解析由题意得an·an+1=2n,an+2·an+1=2n+1⇒=2,因此a1,a3,a5,…构成一个以1为首项,2为公比的等比数列;a2,a4,a6,…构成一个以2为首项,2为公比的等比数列;从而S2 016=(a1+a3+…+a2 015)+(a2+a4+…+a2 016)=+2×=3(21 008-1).方法二特例法当填空题已知条件中含有某些不确定的量,但填空题的结论唯一或题设条件中提供的信息暗示答案是一个定值时,可以从题中变化的不定量中选取符合条件的恰当特殊值(特殊函数,特殊角,特殊数列,特殊位置,特殊点,特殊方程,特殊模型等)进行处理,从而得出探求的结论.为保证答案的正确性,在利用此方法时,一般应多取几个特例.例 2 (1)若函数f(x)=sin 2x+acos 2x的图象关于直线x=-对称,则a=________.(2)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.若c2=(a-b)2+6,C=,则△ABC的面积是________.答案(1)-1 (2)332解析(1)由题意,对任意的x∈R,有f(-+x)=f(--x),令x=,得f(0)=f(-),得a=-1.(2)方法一△ABC为等边三角形时满足条件,则S△ABC=.方法二∵c2=(a-b)2+6,∴c2=a2+b2-2ab+6.①∵C=,∴c2=a2+b2-2abcos =a2+b2-ab.②由①②得-ab+6=0,即ab=6.∴S△ABC=absin C=×6×=.点评求值或比较大小等问题的求解均可利用特殊值代入法,但要注意此种方法仅限于求解结论只有一种的填空题,对于开放性的问题或者有多种答案的填空题,则不能使用该种方法求解.变式训练2 (1)若f(x)=ln(e3x+1)+ax是偶函数,则a=________.(2)如图,在△ABC中,点O是BC的中点,过点O的直线分别交直线AB,AC于不同的两点M,N,若=m,=n,则m+n的值为________.答案(1)-(2)2解析(1)由题意知,函数f(x)的定义域为R,又因为函数为偶函数,所以f(-)-f()=0,即ln(e-1+1)--ln(e+1)-=0,ln e-1-a=0,解得a=-,将a=-代入原函数,检验知f(x)是偶函数,故a=-.(2)用特殊值法,可设AB=AC=BM=1,因为=m,所以m=,过点C引AM的平行线,并延长MN,两线相交于点E,则AE=BC=2OC,易得AN=AC,因为=n,所以n=,可知m+n=+=2.方法三数形结合法对于一些含有几何背景的填空题,若能根据题目中的条件,作出符合题意的图形,并通过对图形的直观分析、判断,即可快速得出正确结果.这类问题的几何意义一般较为明显,如一次函数的斜率或截距、向量的夹角、解析几何中两点间距离等,求解的关键是明确几何含义,准确、规范地作出相应的图形.例 3 (1)已知点P(x,y)的坐标x,y满足则x2+y2-6x+9的取值范围是________________________________________________________________________.(2)已知函数f(x)=x|x-2|,则不等式f(-x)≤f(1)的解集为________.答案(1)[2,16] (2)[-1,+∞)解析(1)画出可行域如图,所求的x2+y2-6x+9=(x-3)2+y2是点Q(3,0)到可行域上的点的距离的平方,由图形知最小值为Q到射线x-y-1=0(x≥0)的距离d的平方,∴d=[]2=()2=2.最大值为点Q到点A的距离的平方,∴d=16.∴取值范围是[2,16].(2)函数y=f(x)的图象如图,由不等式f(-x)≤f(1)知,2-x≤+1,从而得到不等式f(-x)≤f(1)的解集为[-1,+∞).点评数形结合在解答填空题中的应用,就是利用图形的直观性并结合所学知识便可直接得到相应的结论,这也是高考命题的热点.准确运用此类方法的关键是正确把握各种式子与几何图形中的变量之间的对应关系,利用几何图形中的相关结论求出结果.变式训练3 已知函数f(x)=且关于x的方程f(x)+x-a=0有且只有一个实根,则实数a的取值范围是________.答案(1,+∞)解析方程f(x)+x-a=0的实根也就是函数y=f(x)与y=a-x的图象交点的横坐标,如图所示,作出两个函数的图象,显然当a≤1时,两个函数图象有两个交点,当a>1时,两个函数图象的交点只有一个.所以实数a的取值范围是(1,+∞).方法四构造法构造法是一种创造性思维,是综合运用各种知识和方法,依据问题给出的条件和结论给出的信息,把问题作适当的加工处理,构造与问题相关的数学模型,揭示问题的本质,从而沟通解题思路的方法.例4 (1)若a=ln -,b=ln -,c=ln -,则a,b,c的大小关系为________.(2)如图,在边长为2的正方形ABCD中,点E、F分别是边AB、BC的中点,△AED、△EBF、△FCD分别沿着DE、EF、FD折起,使A、B、C三点重合于点A′,若四面体A′EFD的四个顶点在同一个球面上,则该球的半径为________.答案(1)a<b<c (2)62解析(1)令f(x)=ln x-x(0<x<1),则f′(x)=-1,∵0<x<1,∴f′(x)>0,∴f(x)为增函数.又<<,∴a<b<c.(2)由题意知DF=,A′E=A′F=1,A′D=2,以A′E、A′F、A′D为棱,建立一个长方体,则体对角线长为2R=(R为球的半径),R=.点评构造法实质上是转化与化归思想在解题中的应用,需要根据已知条件和所要解决的问题确定构造的方向,通过构造新的函数、不等式或数列等新的模型,从而转化为自己熟悉的问题.本题巧妙地构造出正方体,而球的直径恰好为正方体的体对角线,问题很容易得到解决.变式训练4 (1)若x,y∈[-,],a∈R,且满足方程x3+sin x-2a=0和4y3+sin ycos y+a=0,则cos(x+2y)=________.(2)如图,已知球O的面上有四点A,B,C,D,DA⊥平面ABC,AB⊥BC,DA=AB=BC=,则球O的体积等于________.答案(1)1 (2)π解析(1)对第二个等式进行变形可得:(2y)3+sin 2y+2a=0,对照两等式和所求的结论思考,可以找到x和2y的关系,构造函数f(x)=x3+sin x,则两个条件分别变为f(x)=2a和f(2y)=-2a,即f(x)=-f(2y),因为函数f(x)=x3+sin x是奇函数,所以有f(x)=f(-2y),又因为当x,y∈[-,]时,f(x)是单调递增的函数,所以有x=-2y,即x+2y=0,因此cos(x+2y)=1.(2)如图,以DA,AB,BC为棱长构造正方体,设正方体的外接球球O 的半径为R ,则正方体的体对角线长即为球O 的直径,所以CD =22+22+2 2=2R ,所以R =, 故球O 的体积V ==π.高考题型精练1.设ln 3=a ,ln 7=b ,则ea +eb =______(其中e 为自然对数的底数). 答案 10解析 ∵ea=3,eb =7, ∴ea+eb =10.2.如图所示,在平行四边形ABCD 中,AP⊥BD,垂足为P ,且AP =3,则·=________. 答案 18解析 把平行四边形ABCD 看成正方形,则P 点为对角线的交点,AC =6,则·=18. 3.已知θ∈(0,π),且sin(θ-)=,则tan 2θ=________. 答案 -247解析 由sin(θ-)=得,(sin θ-cos θ)=,sin θ-cos θ=,解方程组⎩⎪⎨⎪⎧sin θ-cos θ=15,sin2θ+cos2θ=1,得或因为θ∈(0,π),所以sin θ>0, 所以不合题意,舍去,所以tan θ=, 所以tan 2θ===-.4.一枚质地均匀的正方体骰子,六个面上分别刻着1点至6点,甲、乙二人各掷骰子一次,则甲掷得的向上的点数比乙大的概率为________. 答案512解析 一共有36种情况,其中甲掷得的向上的点数比乙大的有:(6,1)、(6,2)、(6,3)、(6,4)、(6,5)、(5,1)、(5,2)、(5,3)、(5,4)、(4,1)、(4,2)、(4,3)、(3,1)、(3,2)、(2,1),共15种,所以所求概率为=.5.已知两个单位向量a ,b 的夹角为60°,c =ta +(1-t)b ,若b·c=0,则t =________. 答案 2解析 方法一 如图所示, 在△OAB 中,||=||=1,∠AOB=60°,延长BA 到C 使∠BOC=90°, 则A 为BC 的中点,c ==+AC → =+=2a -b , 则t =2.方法二 由已知b·c=0, 即ta·b+(1-t)b2=0,12t +(1-t)=0,因此t =2.6.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若a ,b ,c 成等差数列,则=________. 答案45解析 令a =3,b =4,c =5,则△ABC 为直角三角形, 且cos A =,cos C =0,代入所求式子,得cos A +cos C1+cos Acos C==.7.直线y =kx +3与圆(x -2)2+(y -3)2=4相交于M 、N 两点,若|MN|≥2,则k 的取值范围是________. 答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-33,33 解析 由题意,得圆心到直线的距离d==,若|MN|≥2,则4-d2≥()2,解得-≤k≤.8.设函数f(x)=若f(f(a))≤2,则实数a的取值范围是________.答案[-∞,]解析f(x)的图象如图,由图象知,满足f(f(a))≤2时,得f(a)≥-2,而满足f(a)≥-2时,得a≤.9.已知平行四边形ABCD,点P为四边形内部或者边界上任意一点,向量=x+y,则0≤x≤,0≤y≤的概率是________.答案13解析由平面向量基本定理及点P为ABCD内部或边界上任意一点,可知0≤x≤1且0≤y≤1,又满足条件的x,y满足0≤x≤,0≤y≤,所以P(A)==.10.某程序框图如图所示,若a=3,则该程序运行后,输出的x值为________.答案31解析第一次循环,x=2×3+1=7,n=2;第二次循环,x=2×7+1=15,n=3;第三次循环,x=2×15+1=31,n=4,程序结束,故输出x=31.11.,,(其中e为自然对数的底数)的大小关系是________.答案<<e636解析由于=,=,=,故可构造函数f(x)=,于是f(4)=,f(5)=,f(6)=.而f′(x)=()′==,令f′(x)>0得x<0或x>2,即函数f(x)在(2,+∞)上单调递增,因此有f(4)<f(5)<f(6),即<<.12.设变量x,y满足约束条件则的最小值是________.答案1解析作出变量x,y满足的平面区域,如图阴影部分所示,y表示的几何意义是平面区域内的一点与点P(1,0)连线的斜率,x-1结合图形可知,PA的斜率最小,所以的最小值为=1.13.已知椭圆+=1的左焦点F,直线x=m与椭圆相交于点A,B,当△FAB的周长最大时,△FAB的面积是________.答案3解析不妨设A(2cos θ,sin θ),θ∈(0,π),△FAB的周长为2(|AF|+sin θ)=2(2+cos θ+sin θ)=4+4sin(θ+).当θ=,即A(1,)时,△FAB的周长最大.所以△FAB的面积为S=×2×3=3.14.三棱锥P-ABC中,D,E分别为PB,PC的中点,记三棱锥D-ABE的体积为V1,P-ABC的体积为V2,则=________.答案14解析如图,设S△ABD=S1,S△PAB=S2,E到平面ABD的距离为h1,C到平面PAB的距离为h2,则S2=2S1,h2=2h1,V1=S1h1,V2=S2h2,所以==.15.已知函数f(x)=2x-a,g(x)=xex,若对任意x1∈[0,1],存在x2∈[-1,1],使f(x1)=g(x2)成立,则实数a的取值范围为________.答案[2-e,]解析f(x)=2x-a为增函数,∵x1∈[0,1],∴f(x1)的范围是[-a,2-a],易知g(x)也为增函数,当x2∈[-1,1]时,g(x2)的范围是[-,e],由题意得∴2-e≤a≤.16.若数列{an},{bn}的通项公式分别是an=(-1)n+2 016a,bn=2+,且an<bn,对任意n∈N*恒成立,则实数a的取值范围是________.答案[-2,)解析由题意,当n为偶数时,a<2-恒成立,可得a<;当n为奇数时,-a<2+恒成立,可得a≥-2,故-2≤a<.17.已知数列{an}中,a1=1,an=n-a2n,a2n+1=an+1,则a1+a2+a3+…+a99=________.答案 1 275解析∵an=n-a2n,an=a2n+1-1,∴a2n+1+a2n=n+1,∴a1+a2+a3+…+a99=a1+(a2+a3)+(a4+a5)+…+(a98+a99)=1+2+3+…+50=50×1+502=1 275.18.设M,N分别是曲线f(x)=-x3+x2(x<)与g(x)=aln x(x≥)上一点,△MON是以O为直角顶点的直角三角形(其中O为坐标原点),且斜边的中点恰好在y轴上,则实数a的取值范围是________.答案(0,]解析∵△MON是以O为直角顶点的直角三角形,且斜边的中点恰好在y轴上,∴M,N两点的横坐标互为相反数,设M(-t,t3+t2),N(t,aln t)(t≥),由题意知·=0,有-t2+(t2+t3)·aln t=0,整理得=(t+1)ln t(t≥),令h(x)=(x+1)ln x(x≥),则h′(x)=ln x+1+>0,∴h(x)在[,+∞)上是增函数,∴h(t)≥h()=,∴≥,解得0<a≤.。