高考数学模拟复习试卷试题模拟卷第03节 几何概型2 33
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高考模拟复习试卷试题模拟卷第03节 几何概型A 基础巩固训练1.在区间[0,π]上随机取一个数x ,则事件“sin x≥cos x”发生的概率为( ) A.14 B.12 C.34D .1 2.(·西城模拟)在区间[0,2]上任取两个实数a ,b ,则函数f(x)=x3+ax -b 在区间[-1,1]上有且只有一个零点的概率是( )A.18B.14C.34D.783.如图10-6-8所示,墙上挂有一边长为a 的正方形木板,它的四个角的空白部分都是以正方形的顶点为圆心,a2为半径的扇形,某人向此板投镖,假设每次都能击中木板,且击中木板上每个点的可能性都一样,则他击中阴影部分的概率是( ) A .1-π4B.π4C .1-π8D.与a 的取值有关4. (·阜阳模拟)一艘轮船从O 点的正东方向10 km 处出发,沿直线向O 点的正北方向10 km 处的港口航行,某台风中心在点O ,距中心不超过r km 的位置都会受其影响,且r 是区间[5,10]内的一个随机数,则轮船在航行途中会遭受台风影响的概率是( ) A.2-12B.1-22C.2-1D.2- 25.在棱长为2的正方体ABCD -A1B1C1D1中,点O 为底面ABCD 的中心,在正方体ABCD -A1B1C1D1内随机取一点P ,则点P 到点O 的距离大于1的概率为________. B 能力提升训练1. 【高考辽宁卷第6题】若将一个质点随机投入如图所示的长方形AB CD 中,其中AB=2,BC=1,则质点落在以AB 为直径的半圆内的概率是( ) A .2π B .4π C .6π D .8π2. 在区间(0,1)内任取两个实数,则这两个实数的和大于13的概率为( ) A .1718 B .79C .29D .1183.【湖北八校高三第二次联考数学试题】记集合{}22(,)|4A x y x y =+≤和集合{}(,)|20,0,0B x y x y x y =+-≤≥≥表示的平面区域分别为1Ω和2Ω,若在区域1Ω内任取一点(,)M x y ,则点M 落在区域2Ω的概率为.4.一只小蜜蜂在一个棱长为4的正方体内自由飞行,若蜜蜂在飞行过程中始终保持与正方体6个表面的距离均大于1,称其为“安全飞行”,则蜜蜂“安全飞行”的概率为( )A .18B .116C .127D .27645. (·福建三明质量检测)已知集合M ={x|-2≤x ≤8},N ={x|x2-3x +2≤0},在集合M 中任取一个元素x ,则“x ∈(M ∩N)”的概率是( )A .110B .16C .310D .12C 思维扩展训练1. 【东莞市高三模拟考试一】已知(2,1)A ,(1,2)B -,31,55C ⎛⎫- ⎪⎝⎭,动点(,)P a b 满足02OP OA ≤⋅≤且02OP OB ≤⋅≤,则点P 到点C 的距离大于14的概率为( )A .5164π-B .564πC .116π- D .16π 2. 【高考重庆卷第15题】某校早上8:00开始上课,假设该校学生小张与小王在早上7:30—7:50之间到校,且每人在该时间段的任何时刻到校是等可能的,则小张比小王至少早5分钟到校的概率为_____(用数字作答)3. (济南市高三3月考模拟考试)如图,长方体ABCD —A1B1C 1D1,有一动点在此长方体内随机运动,则此动点在三棱锥A —A1BD 内的概率为.4. 【北京市丰台区高三一模】设不等式组22100x y y ⎧+-≤⎨≥⎩,表示的平面区域为M ,不等式组201t x t y t-≤≤⎧⎪⎨≤≤-⎪⎩,表示的平面区域为N.在M 内随机取一个点,这个点在N 内的概率的最大值是_________. 5. 若k ∈[-3,3],则k 的值使得过A(1,1)可以作两条直线与圆(x -k)2+y2=2相切的概率等于( )A .12 B .13 C .23D .34高考模拟复习试卷试题模拟卷【高频考点解读】1.结合二次函数的图象,了解函数的零点与方程根的联系,判断一元二次方程根的存在性及根的个数.2.根据具体函数的图象,能够用二分法求相应方程的近似解.【热点题型】题型一函数零点的判断与求解【例1】 (1)设f(x)=ex+x-4,则函数f(x)的零点位于区间()A.(-1,0) B.(0,1) C.(1,2) D.(2,3)(2)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-3x.则函数g(x)=f(x)-x+3的零点的集合为()A.{1,3} B.{-3,-1,1,3}C.{2-7,1,3} D.{-2-7,1,3}解析(1)∵f(x)=ex+x-4,∴f′(x)=ex+1>0,∴函数f(x)在R上单调递增,对于A项,f(-1)=e-1+(-1)-4=-5+e-1<0,f(0)=-3<0,f(-1)f(0)>0,A不正确;同理可验证B,D不正确,对于C项,∵f(1)=e+1-4=e-3<0,f(2)=e2+2-4=e2-2>0,f(1)f(2)<0.故f(x)的零点位于区间(1,2).(2)当x≥0时,f(x)=x2-3x,令g(x)=x2-3x-x+3=0,得x1=3,x2=1.当x<0时,-x>0,∴f(-x)=(-x)2-3(-x),∴-f(x)=x2+3x,∴f(x)=-x2-3x.令g(x)=-x2-3x-x+3=0,得x3=-2-7,x4=-2+7>0(舍),∴函数g(x)=f(x)-x+3的零点的集合是{-2-7,1,3},故选D.答案(1)C(2)D【提分秘籍】(1)确定函数的零点所在的区间时,通常利用零点存在性定理,转化为确定区间两端点对应的函数值的符号是否相反.(2)根据函数的零点与相应方程根的关系可知,求函数的零点与求相应方程的根是等价的.对于求方程f(x)=g(x)的根,可以构造函数F(x)=f(x)-g(x),函数F(x)的零点即方程f(x)=g(x)的根.【举一反三】已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x≤1,1+log2x ,x >1,则函数f(x)的零点为()A.12,0 B .-2,0 C.12 D .0解析 当x≤1时,由f(x)=2x -1=0,解得x =0;当x >1时,由f(x)=1+log2x =0,解得x =12,又因为x >1,所以此时方程无解.综上,函数f(x)的零点只有0.答案 D题型二根据函数零点的存在情况,求参数的值【例2】已知函数f(x)=-x2+2ex +m -1,g(x)=x +e2x (x >0). (1)若y =g(x)-m 有零点,求m 的取值范围;(2)确定m 的取值范围,使得g(x)-f(x)=0有两个相异实根. 解 (1)法一 ∵g(x)=x +e2x ≥2e2=2e ,图1等号成立的条件是x =e ,故g(x)的值域是[2e ,+∞),因而只需m≥2e ,则y =g(x)-m 就有零点. 法二 作出g(x)=x +e2x (x >0)的大致图象如图1. 可知若使y =g(x)-m 有零点,则只需m≥2e. (2)若g(x)-f(x)=0有两个相异实根,即y =g(x)与y =f(x)的图象有两个不同的交点,图2在同一坐标系中,作出g(x)=x +e2x (x >0)与f(x)=-x2+2ex +m -1的大致图象如图2.∵f(x)=-x2+2ex +m -1=-(x -e)2+m -1+e2.∴其图象的对称轴为x =e ,开口向下,最大值为m -1+e2.故当m -1+e2>2e ,即m >-e2+2e +1时,y =g(x)与y =f(x)有两个交点,即g(x)-f(x)=0有两个相异实根.∴m 的取值范围是(-e2+2e +1,+∞). 【提分秘籍】函数零点的应用主要表现在利用零点求参数范围,若方程可解,通过解方程即可得出参数的范围,若方程不易解或不可解,则将问题转化为构造两个函数,利用两个函数图象的关系求解,这样会使得问题变得直观、简单,这也体现了数形结合思想的应用.【举一反三】(1)函数f(x)=2x -2x -a 的一个零点在区间(1,2)内,则实数a 的取值范围是() A .(1,3) B .(1,2) C .(0,3) D .(0,2)(2)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧|2x -1|,x <2,3x -1,x≥2,若方程f(x)-a =0有三个不同的实数根,则实数a 的取值范围是()A .(1,3)B .(0,3)C .(0,2)D .(0,1)答案 (1)C(2)D题型三与二次函数有关的零点问题【例3】是否存在这样的实数a ,使函数f(x)=x2+(3a -2)x +a -1在区间[-1,3]上恒有一个零点,且只有一个零点?若存在,求出a 的取值范围;若不存在,说明理由.(2)当f(3)=0时,a =-15, 此时f(x)=x2-135x -65. 令f(x)=0,即x2-135x -65=0, 解得x =-25或x =3.方程在[-1,3]上有两个实数根, 不合题意,故a≠-15.综上所述,a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-∞,-15∪(1,+∞).【提分秘籍】解决与二次函数有关的零点问题:(1)可利用一元二次方程的求根公式;(2)可用一元二次方程的判别式及根与系数之间的关系;(3)利用二次函数的图象列不等式组.【举一反三】已知f(x)=x2+(a2-1)x +(a -2)的一个零点比1大,一个零点比1小,求实数a 的取值范围. 解 法一 设方程x2+(a2-1)x +(a -2)=0的两根分别为x1,x2(x1<x2),则(x1-1)(x2-1)<0, ∴x1x2-(x1+x2)+1<0, 由根与系数的关系, 得(a -2)+(a2-1)+1<0, 即a2+a -2<0,∴-2<a <1.法二 函数图象大致如图,则有f(1)<0,即1+(a2-1)+a -2<0,∴-2<a <1. 故实数a 的取值范围是(-2,1). 【高考风向标】【高考安徽,文14】在平面直角坐标系xOy 中,若直线a y 2=与函数1||--=a x y 的图像只有一个交点,则a 的值为.【答案】12-【解析】在同一直角坐标系内,作出12--==a x y a y 与的大致图像,如下图:由题意,可知2112-=⇒-=a a 【高考湖北,文13】函数2π()2sin sin()2f x x x x =+-的零点个数为_________.【答案】2.【解析】函数2π()2sin sin()2f x x x x =+-的零点个数等价于方程2π2sin sin()02x x x +-=的根的个数,即函数π()2sin sin()2sinxcosx sin 2x 2g x x x =+==与2h(x)x =的图像交点个数.于是,分别画出其函数图像如下图所示,由图可知,函数()g x 与h(x)的图像有2个交点.【高考湖南,文14】若函数()|22|xf x b =--有两个零点,则实数b 的取值范围是_____. 【答案】02b <<【解析】由函数()|22|xf x b =--有两个零点,可得|22|xb -=有两个不等的根,从而可得函数|22|x y =-函数y b =的图象有两个交点,结合函数的图象可得,02b <<,故答案为:02b <<.【高考山东,文10】设函数3,1()2,1xx b x f x x -<⎧=⎨≥⎩,若5(())46f f =,则b = ( ) (A )1 (B )78 (C )34 (D)12【答案】D【解析】由题意,555()3,662f b b =⨯-=-由5(())46f f =得,51253()42b b b ⎧-<⎪⎪⎨⎪--=⎪⎩或5251224bb -⎧-≥⎪⎨⎪=⎩,解得12b =,故选D. (·北京卷)已知函数f(x)=6x -log2x ,在下列区间中,包含f(x)的零点的区间是()A .(0,1)B .(1,2)C .(2,4)D .(4,+∞) 【答案】C【解析】方法一:对于函数f(x)=6x -log2x ,因为f(2)=2>0,f(4)=-0.5<0,根据零点的存在性定理知选C.方法二:在同一坐标系中作出函数h(x)=6x 与g(x)=log2x 的大致图像,如图所示,可得f(x)的零点所在的区间为(2,4).(·浙江卷)已知函数f(x)=x3+ax2+bx +c ,且0<f(-1)=f(-2)=f(-3)≤3,则() A .c≤3 B .3<c≤6 C .6<c≤9 D .c >9 【答案】C【解析】由f(-1)=f(-2)=f(-3)得⎩⎪⎨⎪⎧-1+a -b +c =-8+4a -2b +c ,-8+4a -2b +c =-27+9a -3b +c ⇒⎩⎪⎨⎪⎧-7+3a -b =0,19-5a +b =0⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =6,b =11, 则f(x)=x3+6x2+11x +c ,而0<f(-1)≤3,故0<-6+c≤3,∴6<c≤9,故选C.(·重庆卷)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧1x +1-3,x ∈(-1,0],x ,x ∈(0,1],且g(x)=f(x)-mx -m 在(-1,1]内有且仅有两个不同的零点,则实数m 的取值范围是()A.⎝⎛⎦⎤-94,-2∪⎝⎛⎦⎤0,12 B.⎝⎛⎦⎤-114,-2∪⎝⎛⎦⎤0,12C.⎝⎛⎦⎤-94,-2∪⎝⎛⎦⎤0,23D.⎝⎛⎦⎤-114,-2∪⎝⎛⎦⎤0,23【答案】A(·福建卷)函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x2-2,x≤0,2x -6+ln x ,x >0的零点个数是________.【答案】2【解析】当x≤0时,f(x)=x2-2, 令x2-2=0,得x =2(舍)或x =-2, 即在区间(-∞,0)上,函数只有一个零点. 当x>0时,f(x)=2x -6+ln x , 令2x -6+ln x =0,得ln x =6-2x.作出函数y =ln x 与y =6-2x 在区间(0,+∞)上的图像,则两函数图像只有一个交点,即函数f(x)=2x -6+ln x(x>0)只有一个零点. 综上可知,函数f(x)的零点的个数是2.(·湖北卷)已知f(x)是定义在R 上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2-3x ,则函数g(x)=f(x)-x +3的零点的集合为()A .{1,3}B .{-3,-1,1,3}C .{2-7,1,3}D .{-2-7,1,3} 【答案】D【解析】设x<0,则-x>0,所以f(x)=-f(-x)=-[(-x)2-3(-x)]=-x2-3x . 求函数g(x)=f(x)-x +3的零点等价于求方程f(x)=-3+x 的解.当x≥0时,x2-3x =-3+x ,解得x1=3,x2=1; 当x<0时,-x2-3x =-3+x ,解得x3=-2-7.故选D.(·江苏卷)已知f(x)是定义在R 上且周期为3的函数,当x ∈[0,3)时,f(x)=⎪⎪⎪⎪x2-2x +12.若函数y =f(x)-a 在区间[-3,4]上有10个零点(互不相同),则实数a 的取值范围是________.【答案】.⎝⎛⎭⎫0,12(·江西卷)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧a·2x ,x≥0,2-x ,x<0(a ∈R).若f[f(-1)]=1,则a =() A.14 B.12 C .1 D .2 【答案】A【解析】因为f(-1)=21=2,f(2)=a·22=4a =1,所以a =14.(·浙江卷)设函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x2+2x +2,x≤0,-x2,x >0.若f(f(a))=2,则a =________.【答案】2【解析】令t =f(a),若f(t)=2,则t2+2t +2=2 满足条件,此时t =0或t =-2,所以f(a)=0或f(a)=-2,只有-a2=-2满足条件,故a = 2.(·全国卷)函数f(x)=ax3+3x 2+3x(a≠0). (1)讨论f(x)的单调性;(2)若f(x)在区间(1,2)是增函数,求a 的取值范围.【解析】解:(1)f′(x)=3ax2+6x +3,f′(x)=0的判别式Δ=36(1-a).(i)若a≥1,则f′(x)≥0,且f′(x)=0当且仅当a =1,x =-1时成立.故此时f(x)在R 上是增函数. (ii)由于a≠0,故当a <1时,f′(x)=0有两个根; x1=-1+1-a a ,x2=-1-1-a a. 若0<a <1,则当x ∈(-∞,x2)或x ∈(x1,+∞)时,f′(x)>0,故f(x)分别在(-∞,x2),(x1,+∞)是增函数;当x ∈(x2,x1)时,f′(x)<0,故f(x)在(x2,x1)是减函数.若a <0,则当x ∈(-∞,x1)或(x2,+∞)时,f′(x)<0,故f(x)分别在(-∞,x1),(x2,+∞)是减函数;当x ∈(x1,x2)时f′(x)>0,故f(x)在(x1,x2)是增函数.(2)当a >0,x >0时,f′(x)=3ax2+6x +3>0,故当a >0时,f(x)在区间(1,2)是增函数. 当a <0时,f(x)在区间(1,2)是增函数当且仅当f′(1)≥0且f′(2)≥0,解得-54≤a <0.综上,a 的取值范围是⎣⎡⎭⎫-54,0∪(0,+∞). (·天津卷)已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧|x2+5x +4|,x≤0,2|x -2|,x >0.若函数y =f(x)-a|x|恰有4个零点,则实数a 的取值范围为________.【答案】(1,2)【解析】在同一坐标系内分别作出y =f(x)与y =a|x|的图像,如图所示,当y =a|x|与y =f(x)的图像相切时,联立⎩⎪⎨⎪⎧-ax =-x2-5x -4,a>0,整理得x2+(5-a)x +4=0,则Δ=(5-a)2-4×1×4=0,解得a=1或a =9(舍去),∴当y =a|x|与y =f(x)的图像有四个交点时,有1<a<2.【高考押题】1.函数f(x)=2x +x3-2在区间(0,2)内的零点个数是 () A .0B .1C .2D .3解析 因为函数y =2x ,y =x3在R 上均为增函数,故函数f(x)=2x +x3-2在R 上为增函数,又f(0)<0,f(2)>0,故函数f(x)=2x +x 3-2在区间(0,2)内只有一个零点,故选B.答案 B2.函数y =ln(x +1)与y =1x 的图象交点的横坐标所在区间为() A .(0,1)B .(1,2)C .(2,3)D .(3,4)解析 函数y =ln(x +1)与y =1x 的图象交点的横坐标,即为函数f(x)=ln(x +1)-1x 的零点,∵f(x)在(0,+∞)上为增函数,且f(1)=ln 2-1<0,f(2)=ln 3-12>0,∴f(x)的零点所在区间为(1,2).答案 B3.若a <b <c ,则函数f(x)=(x -a)(x -b)+(x -b)(x -c)+(x -c)(x -a)的两个零点分别位于区间 () A .(a ,b)和(b ,c)内B .(-∞,a)和(a ,b)内C .(b ,c)和(c ,+∞)内D .(-∞,a)和(c ,+∞)内解析 依题意,注意到f(a)=(a -b)(a -c)>0,f(b)=(b -c)·(b -a)<0,f(c)=(c -b)(c -a)>0,因此由零点的存在性定理知函数f(x)的零点位于区间(a ,b)和(b ,c)内,故选A.答案 A4.若函数f(x)=3ax +1-2a 在区间(-1,1)内存在一个零点,则a 的取值范围是 ()A.⎝⎛⎭⎫15,+∞ B .(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎫15,+∞C.⎝⎛⎭⎫-1,15D .(-∞,-1)解析 当a =0时,f(x)=1与x 轴无交点,不合题意,所以a≠0;函数f(x)=3ax +1-2a 在区间(-1,1)内是单调函数,所以f(-1)·f(1)<0,即(5a -1)(a +1)>0,解得a <-1或a >15.答案 B5.已知函数f(x)=x +2x ,g(x)=x +ln x ,h(x)=x -x -1的零点分别为x1,x2,x3,则x1,x2,x3的大小关系是()A .x2<x1<x3B .x1<x2<x3C .x1<x3<x2D .x3<x2<x1解析 依据零点的意义,转化为函数y =x 分别和y =-2x ,y =-ln x ,y =x +1的交点的横坐标大小问题,作出草图,易得x1<0<x2<1<x3.答案 B6.函数f (x)=x -ln(x +1)-1的零点个数是________.解析 函数f(x)=x -ln(x +1)-1的零点个数,即为函数y =ln(x +1)与y =x -1图象的交点个数. 在同一坐标系内分别作出函数y =ln(x +1)与y =x -1的图象,如图,由图可知函数f(x)=x -ln(x +1)-1的零点个数是2. 答案 27.函数f(x)=3x -7+ln x 的零点位于区间(n ,n +1)(n ∈N)内,则n =________.8.已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x >0,-x2-2x ,x≤0,若函数g(x)=f(x)-m 有3个零点,则实数m 的取值范围是________.解析 画出f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x >0,-x2-2x ,x≤0的图象,如图.由函数g(x)=f(x)-m 有3个零点,结合图象得:0<m <1,即m ∈(0,1). 答案 (0,1)9.若关于x 的方程22x +2xa +a +1=0有实根,求实数a 的取值范围.解 法一 (换元法)设t =2x(t>0),则原方程可变为t2+at +a +1=0,(*) 原方程有实根,即方程(*)有正根. 令f(t)=t2+at +a +1.法二 (分离变量法)由方程,解得a =-22x +12x +1,设t =2x(t>0),则a =-t2+1t +1=-⎝⎛⎭⎫t +2t +1-1=2-⎣⎡⎦⎤(t +1)+2t +1,其中t +1>1,由基本不等式,得(t +1)+2t +1≥22,当且仅当t =2-1时取等号,故a≤2-2 2.综上,a 的取值范围是(-∞,2-22].10.已知关于x 的二次方程x2+2mx +2m +1=0有两根,其中一根在区间(-1,0)内,另一根在区间(1,2)内,求m 的取值范围.解 由条件,抛物线f(x)=x2+2mx +2m +1与x 轴的交点分别在区间(-1,0)和(1,2)内,如图所示,得⎩⎪⎨⎪⎧ f (0)=2m +1<0,f (-1)=2>0,f (1)=4m +2<0,f (2)=6m +5>0⇒⎩⎪⎨⎪⎧m<-12,m ∈R ,m<-12,m>-56.即-56<m<-12.故m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫-56,-12.高考模拟复习试卷试题模拟卷高考模拟复习试卷试题模拟卷第八章 直线与圆一.基础题组1.(重庆市巴蜀中学高三月考数学、文、1)若直线210ax y ++=与直线20x y +-=互相垂直,那么a 的值等于( )A .1B .13-C .23-D .2- 2.(文昌中学高三模拟考试、文、15)圆心在直线x -2y =0上的圆C 与y 轴的正半轴相切,圆C 截x 轴所得弦的长为23,则圆C 的标准方程为________________.3.(重庆市巴蜀中学高三月考数学、文、15)在平面直角坐标系xOy 中,以点)0,1(为圆心且与直线)(012R m m y mx ∈=---相切的所有圆中,半径最大的圆的标准方程为.4.(重庆市部分区县高三上学期入学考试、文、16)若实数c b a ,,成等差数列,点)0,1(-P 在动直线0:==+c by ax l 上的射影为M ,点)3,0(N ,则线段MN 长度的最小值是.二.能力题组1.(五校协作体高三上学期期初考试数学、文、9)曲线21y x =+在点(1,2)处的切线为l ,则直线l 上的任意点P 与圆22430x y x +++=上的任意点Q 之间的最近距离是( )A.4515- B.2515- C.51- D.2 2.(示范高中高三第一次联考、文、14)已知圆的方程为()2214x y +-=。