2018-2019学年高中新创新一轮复习理数:课时达标检测(二十六) 平面向量的数量积及其应用含解析
- 格式:doc
- 大小:149.00 KB
- 文档页数:7
课时达标检测(二十五) 平面向量基本定理及坐标表示[小题对点练——点点落实]对点练(一) 平面向量基本定理1.(2018·珠海一模)如图,设O 是平行四边形ABCD 两条对角线的交点,给出下列向量组:①AD ―→与AB ―→;②DA ―→与BC ―→; ③CA ―→与DC ―→;④OD ―→与OB ―→.其中可作为该平面内其他向量的基底的是( ) A .①② B .①③ C .①④D .③④解析:选B ①中AD ―→,AB ―→不共线;③中CA ―→,DC ―→不共线.②④中的两向量共线,因为平面内两个不共线的非零向量构成一组基底,所以选B.2.(2018·山西太原质检)在△ABC 中,M 为边BC 上任意一点,N 为AM 的中点,AN ―→=λAB ―→+μAC ―→,则λ+μ的值为( )A.12B.13C.14D .1解析:选A 设BM ―→=t BC ―→,则AN ―→=12AM ―→=12(AB ―→+BM ―→)=12AB ―→+12BM ―→=12AB ―→+t 2BC―→=12AB ―→+t 2(AC ―→-AB ―→)=⎝⎛⎭⎫12-t 2AB ―→+t 2AC ―→,∴λ=12-t 2,μ=t 2,∴λ+μ=12,故选A. 3.(2018·湖南四大名校联考)在平行四边形ABCD 中,AC 与BD 相交于点O ,E 是线段OD 的中点,AE 的延长线与CD 交于点F .若AC ―→=a ,BD ―→=b ,则AF ―→=( )A.14a +12bB.12a +14b C.23a +13b D.12a +23b 解析:选C 如图,根据题意,得AB ―→=12AC ―→+12DB ―→=12(a -b ),AD ―→=12AC ―→+12BD ―→=12(a +b ).令AF ―→=t AE ―→,则AF ―→=t (AB ―→+BE ―→)=t ⎝⎛⎭⎫AB ―→+34 BE ―→ =t 2a +t 4b .由AF ―→=AD ―→+DF ―→,令DF ―→=s DC ―→,又AD ―→=12(a +b ),DF ―→=s 2a -s 2b ,所以AF ―→=s +12a +1-s 2b ,所以⎩⎪⎨⎪⎧t 2=s +12,t 4=1-s 2,解方程组得⎩⎨⎧s =13,t =43,把s 代入即可得到AF ―→=23a +13b ,故选C.4.(2018·山东潍坊一模)若M 是△ABC 内一点,且满足BA ―→+BC ―→=4BM ―→,则△ABM 与△ACM 的面积之比为( )A.12B.13C.14D .2 解析:选A 设AC 的中点为D ,则BA ―→+BC ―→=2BD ―→,于是2BD ―→=4BM ―→,从而BD ―→=2BM ―→,即M 为BD 的中点,于是S △ABM S △ACM =S △ABM 2S △AMD =BM 2MD =12.5.(2018·湖北黄石质检)已知点G 是△ABC 的重心,过G 作一条直线与AB ,AC 两边分别交于M ,N 两点,且AM ―→=x AB ―→,AN ―→=y AC ―→,则xy x +y的值为( )A.12B.13 C .2D .3解析:选B 由已知得M ,G ,N 三点共线,∴AG ―→=λAM ―→+(1-λ)AN ―→=λx AB ―→+(1-λ)y AC ―→.∵点G 是△ABC 的重心,∴AG ―→=23×12(AB ―→+AC ―→)=13·(AB ―→+AC ―→),∴⎩⎨⎧λx =13,(1-λ)y =13,即⎩⎨⎧λ=13x ,1-λ=13y,得13x +13y =1,即1x +1y =3,通分变形得,x +y xy =3,∴xy x +y=13. 对点练(二) 平面向量的坐标表示1.(2018·福州一模)已知向量a =(2,4),b =(-1,1),则2a +b =( ) A .(5,7) B .(5,9) C .(3,7)D .(3,9)解析:选D 2a +b =2(2,4)+(-1,1)=(3,9),故选D.2.(2018·河北联考)已知平面向量a =(1,2),b =(-2,m ),若a ∥b ,则2a +3b =( ) A .(-5,-10) B .(-2,-4)C .(-3,-6)D .(-4,-8)解析:选D 由a ∥b ,得m +4=0,即m =-4,所以2a +3b =2(1,2)+3(-2,-4)=(-4,-8).3.(2018·吉林白城模拟)已知向量a =(2,3),b =(-1,2),若m a +nb 与a -2b 共线,则mn =( )A.12 B .2 C .-12D .-2解析:选C 由向量a =(2,3),b =(-1,2),得m a +nb =(2m -n ,3m +2n ),a -2b =(4,-1).由m a +nb 与a -2b 共线,得2m -n 4=3m +2n -1,所以m n =-12,故选C.4.(2018·河南六市联考)已知点A (1,3),B (4,-1),则与AB ―→同方向的单位向量是( ) A.⎝⎛⎭⎫35,-45 B.⎝⎛⎭⎫45,-35 C.⎝⎛⎭⎫-35,45 D.⎝⎛⎭⎫-45,35 解析:选A 因为AB ―→=(3,-4),所以与AB ―→同方向的单位向量为AB ―→|AB ―→|=⎝⎛⎭⎫35,-45. 5.设向量a =(1,-3),b =(-2,4),c =(-1,-2),若表示向量4a ,4b -2c ,2(a -c ),d 的有向线段首尾相连能构成四边形,则向量d =( )A .(2,6)B .(-2,6)C .(2,-6)D .(-2,-6)解析:选D 设d =(x ,y ),由题意知4a =(4,-12),4b -2c =(-6,20),2(a -c )=(4,-2),又4a +4b -2c +2(a -c )+d =0,所以(4,-12)+(-6,20)+(4,-2)+(x ,y )=(0,0),解得x =-2,y =-6,所以d =(-2,-6).6.(2017·南昌二模)已知在平面直角坐标系xOy 中,P 1(3,1),P 2(-1,3),P 1,P 2,P 3三点共线且向量OP 3―→与向量a =(1,-1)共线,若OP 3―→=λOP 1―→+(1-λ) OP 2―→,则λ=( )A .-3B .3C .1D .-1解析:选D 设OP 3―→=(x ,y ),则由OP 3―→∥a 知x +y =0,于是OP 3―→=(x ,-x ).若OP 3―→=λOP 1―→+(1-λ)OP 2―→,则有(x ,-x )=λ(3,1)+(1-λ)(-1,3)=(4λ-1,3-2λ),即⎩⎪⎨⎪⎧4λ-1=x ,3-2λ=-x ,所以4λ-1+3-2λ=0,解得λ=-1,故选D.7.(2018·河南中原名校联考)已知a =(1,3),b =(m,2m -3),平面上任意向量c 都可以唯一地表示为c =λa +μb (λ,μ∈R ),则实数m 的取值范围是( )A .(-∞,0)∪(0,+∞)B .(-∞,3)C .(-∞,-3)∪(-3,+∞)D .[-3,3)解析:选C 根据平面向量基本定理,得向量a ,b 不共线,∵a =(1,3),b =(m,2m -3),∴2m -3-3m ≠0,∴m ≠-3.故选C.[大题综合练——迁移贯通]1.(2018·皖南八校模拟)如图,∠AOB =π3,动点A 1,A 2与B 1,B 2分别在射线OA ,OB上,且线段A 1A 2的长为1,线段B 1B 2的长为2,点M ,N 分别是线段A 1B 1,A 2B 2的中点.(1)用向量A 1A 2―→与B 1B 2―→表示向量MN ―→; (2)求向量MN ―→的模.解:(1)MN ―→=MA 1―→+A 1A 2―→+A 2N ―→,MN ―→=MB 1―→+B 1B 2―→+B 2N ―→,两式相加,并注意到点M ,N 分别是线段A 1B 1,A 2B 2的中点,得MN ―→=12(A 1A 2―→+B 1B 2―→).(2)由已知可得向量A 1A 2―→与B 1B 2―→的模分别为1与2,夹角为π3,所以A 1A 2―→·B 1B 2―→=1,由MN ―→=12(A 1A 2―→+B 1B 2―→)得|MN ―→|= 14( A 1A 2―→+B 1B 2―→)2 =12A 1A 2―→2+B 1B 2―→2+2A 1A 2―→·B 1B 2―→=72.2.已知A (-2,4),B (3,-1),C (-3,-4),设AB ―→=a ,BC ―→=b ,CA ―→=c ,有CM ―→=3c , CN ―→=-2b ,求:(1)3a +b -3c ;(2)满足a =m b +nc 的实数m ,n ; (3)M ,N 的坐标及向量MN ―→的坐标.解:由已知得a =(5,-5),b =(-6,-3),c =(1,8), (1)3a +b -3c =3(5,-5)+(-6,-3)-3(1,8) =(15-6-3,-15-3-24)=(6,-42). (2)∵m b +nc =(-6m +n ,-3m +8n ),∴⎩⎪⎨⎪⎧ -6m +n =5,-3m +8n =-5,解得⎩⎪⎨⎪⎧m =-1,n =-1.(3)设O 为坐标原点,∵CM ―→=OM ―→-OC ―→=3c ,∴OM ―→=3c +OC ―→=(3,24)+(-3,-4)=(0,20),∴M 的坐标为(0,20).又CN ―→=ON ―→-OC ―→=-2b ,∴ON ―→=-2b +OC ―→=(12,6)+(-3,-4)=(9,2),∴N 的坐标为(9,2).故MN ―→=(9-0,2-20)=(9,-18).3.已知三点A (a ,0),B (0,b ),C (2,2),其中a >0,b >0.(1)若O 是坐标原点,且四边形OACB 是平行四边形,试求a ,b 的值; (2)若A ,B ,C 三点共线,试求a +b 的最小值.解:(1)因为四边形OACB 是平行四边形,所以OA ―→=BC ―→,即(a ,0)=(2,2-b ),⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,2-b =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =2.(2)因为AB ―→=(-a ,b ),BC ―→=(2,2-b ), 由A ,B ,C 三点共线,得AB ―→∥BC ―→, 所以-a (2-b )-2b =0,即2(a +b )=ab ,因为a >0,b >0,所以2(a +b )=ab ≤⎝ ⎛⎭⎪⎫a +b 22,即(a +b )2-8(a +b )≥0,解得a +b ≥8或a +b ≤0.因为a>0,b>0,所以a+b≥8,即当且仅当a=b=4时,a+b取最小值为8.。
课时达标检测(二十) 三角函数的图象与性质[小题对点练——点点落实]对点练(一) 三角函数的定义域和值域) (是的值a -b ,则]b ,a [,值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π的定义域为x 2cos =y 已知函数)考安徽联·(2018.1 A .2 B .3 2+3C.3-2.D -b ,所以2,1]-[的值域为x 2cos =y ,所以函数⎣⎢⎡⎦⎥⎤π3,π的定义域为x 2cos =y 因为函数 B 选解析:a =1-(-2)=3,故选B.)(为的最大值与最小值分别x 2sin -x 2cos =y .函数2 A .3,-1 B .3,-2 C .2,-1D .2,-2 =y ,1,1]-[∈t ,则x sin =t ,令1+x 2sin -x 2sin -=x 2sin -x 2sin -1=x 2sin -x 2cos =y D 选解析: 2.-,最小值为2为,所以最大值2+21)+t (-=1+t 2-2t - )(为的值ab ,则[5,8]的值域是)x (f 时,函数]π,0[∈x ,若b +⎝ ⎛⎭⎪⎫2cos2x 2+sin x a =)x (f .已知函数3 224-42或51-215.A 15-215.B 224-42.C 224+42或51+215.D .b +a +⎝⎛⎭⎪⎫x +π4sin a 2=b +)x sin +x cos +1(a =)x (f A 选解析: ,5π4≤π4+x ≤π4∴,π≤x ≤0∵ 0.≠a ,依题意知1≤⎝⎛⎭⎪⎫x +π4sin ≤22-∴ 5.=b ,3-23=a ∴⎩⎨⎧ 2a +a +b =8,b =5,时,0>a 当① 8.=b ,23-3=a ∴⎩⎨⎧2a +a +b =5,b =8,时,0<a 当② 8.=b ,23-3=a 或5=b ,3-23=a 综上所述, .224-42或51-215=ab 所以)(1]如例⎩⎪⎨⎪⎧a ,a≤b,b ,a>b.=b *a 定义运算:)考湖南衡阳八中月·(2018.4 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-22,22A. 1,1]-[.B ⎣⎢⎡⎦⎥⎤22,1C. ⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,22D. 解析:选D 根据三角函数的周期性,我们只看两函数在一个最小正周期内的情况即可.设x ∈[0,2π],,x >sin x cos ,时π2≤x <5π4或π4<x ≤0当,⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,22∈)x (f ,x cos =)x (f ,x cos ≥x sin ,时5π4≤x ≤π4当.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1,22的值域为)x (f 综上知.]1,0-[∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,22∈)x (f ,x sin =)x (f ________________.=x ,此时________为的最大值⎝⎛⎭⎪⎫x +π42cos -3=y .函数5 .)Z ∈k (πk 2+3π4=x ,即πk 2+π=π4+x ,此时5=2+3为的最大值⎝⎛⎭⎪⎫x +π42cos -3=y 函数解析: )Z ∈k (πk 2+3π45答案: 对点练(二) 三角函数的性质) (为的单调递增区间⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-2x 2sin =y )考安徽六安一中月·(2018.1 )Z ∈k (⎣⎢⎡⎦⎥⎤kπ-π12,kπ+5π12A. )Z ∈k (⎣⎢⎡⎦⎥⎤kπ+5π12,kπ+11π12B. )Z ∈k (⎣⎢⎡⎦⎥⎤kπ-π3,kπ+π6C. )Z ∈k (⎣⎢⎡⎦⎥⎤kπ+π6,kπ+2π3D. 5π12+πk ,即)Z ∈k (3π2+πk 2≤π3-x 2≤π2+πk 2∴,⎝⎛⎭⎪⎫2x -π32sin -=y 函数可化为∵ B 选解析:.)Z ∈k (11π12+πk ≤x ≤ 2.(2018·云南检测)下列函数中,存在最小正周期的是( )A .y =sin|x |B .y =cos|x | |x tan|=y .C01)+2x (=y .D =T ,最小正周期x cos =|x cos|=y :B ;不是周期函数⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,x≥0,-sin x ,x<0,=|x sin|=y :A B 选解析:,无最小正周期.1=01)+2x (=y :D ;不是周期函数⎩⎪⎨⎪⎧tan x ,x≥0,-tan x ,x<0,=|x tan|=y :C ;π2 π12=x 的图象关于直线)<14ω(1<⎝⎛⎭⎪⎫ωx-π43cos =)x (f 若函数)模辽宁抚顺一·(2018.3对称,则ω=( )A .2B .3C .6D .9 ,即Z ∈k ,πk =π4-ωπ12∴对称,π12=x 的图象关于直线)<14ω(1<⎝⎛⎭⎪⎫ωx-π43cos =)x (f ∵ B 选解析:ω=12k +3,k ∈Z .∵1<ω<14,∴ω=3.故选B.)(=⎝ ⎛⎭⎪⎫π6f ,则)x -(f =⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+x f 都有x 对任意)φ+x ω2sin(=)x (f 若函数)考福建六校联·(2018.4 A .2或0 B .0 C .-2或0D .-2或2 ,可知函数图象的一条对称轴为)x -(f =⎝ ⎛⎭⎪⎫π3+x f 都有x 对任意)φ+x ω2sin(=)x (f 由函数 D 选解析:-或2=⎝ ⎛⎭⎪⎫π6f ∴时,函数取得最大值或者最小值.π6=x 根据三角函数的性质可知,当.π6=π3×12=x 直线 2.故选D.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+x f,都有x 对任意实数②是偶函数;)x (f ①同时具有以下两个性质:)x (f .若函数5)(是的解析式可以)x (f 则.⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-x f = xcos =)x (f .A ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2cos =)x (f .B ⎝⎛⎭⎪⎫4x +π2sin =)x (f .Cx cos 6=)x (f .D 是偶函x cos =)x (f ∵对称,π4=x 数,且它的图象关于直线是偶函)x (f 由题意可得,函数 C 选解析:sin -=⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2cos =)x (f 函数∵A.除对称,故排π4=x ,不是最值,故不满足图象关于直线22=⎝ ⎛⎭⎪⎫π4f 数,,是最小值,1-=⎝ ⎛⎭⎪⎫π4f 是偶函数,x cos 4=⎝⎛⎭⎪⎫4x +π2sin =)x (f 函数∵B.除是奇函数,不满足条件,故排x 2,不是最值,故0=⎝ ⎛⎭⎪⎫π4f 是偶函数.x cos 6=)x (f 函数∵满足条件.C 故对称,π4=x 故满足图象关于直线 D.除对称,故排π4=x 不满足图象关于直线∈x 对一切⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6≤)x (f 若.0≠ab ,R ∈b ,a ,其中x cos 2b +x sin 2a =)x (f 已知)考洛阳统·(2018.6) (是的单调递增区间)x (f ,则0>⎝ ⎛⎭⎪⎫π2f 恒成立,且R ) Z ∈k (⎣⎢⎡⎦⎥⎤kπ-π3,kπ+π6A. )Z ∈k (⎣⎢⎡⎦⎥⎤kπ+π6,kπ+2π3B. )Z ∈k (⎣⎢⎡⎦⎥⎤kπ,kπ+π2C. )Z ∈k (⎣⎢⎡⎦⎥⎤kπ-π2,kπD. 是π6=x ∴,⎪⎪⎪⎪⎪⎪f ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6≤)x (f ∵.b a =φtan 中,其)φ+x sin(2a2+b2=x cos 2b +x sin 2a =)x (f B 选解析:的取值可以φ∴,0>⎝ ⎛⎭⎪⎫π2f .又)Z ∈k (πk +π6=φ,)Z ∈k (πk +π2=φ+π3的图象的一条对称轴,即)x (f 函数k (2π3+πk ≤x ≤π6+πk 得)Z ∈k (π2+πk 2≤5π6-x 2≤π2-πk 2由,⎝⎛⎭⎪⎫2x -5π6sin a2+b2=)x (f ∴,5π6是-∈Z ),故选B.⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,0的图象关于)π<θ)(0<θ+x cos(2+)θ+x sin(23=)x (f 若函数)检河北石家庄一·(2018.7) (是上的最小值⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π6在)x (f 对称,则函数 1-.A 3.-B 12.-C 32.-D =⎝ ⎛⎭⎪⎫π2f ,则由题意,知⎣⎢⎡⎦⎥⎤2x +θ+π62sin =)θ+x cos(2+)θ+x sin(23=)x (f B 选解析:上是减函数,所以⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4在)x (f ,x 2sin 2-=)x (f ,所以5π6=θ,所以π<θ0<又,0=⎝ ⎛⎭⎪⎫π+θ+π62sin B.选,故3=-π32sin -=⎝ ⎛⎭⎪⎫π6f 上的最小值为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π6在)x (f 函数[大题综合练——迁移贯通].⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π222sin +⎝⎛⎭⎪⎫2x -π3cos =)x (f 设函数)模湖南岳阳二·(2017.1 (1)求f (x )的最小正周期和对称轴方程;的值域.)x (f 时,求⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π3,π4∈x 当)(2)π+x cos(2-1+x sin 232+x cos 212=)x (f (1)解: ,1+⎝⎛⎭⎪⎫2x +π3sin 3=1+x sin 232+x cos 232= 所以f (x )的最小正周期T =π. ,Z ∈k ,π2+πk =π3+x 2由 .Z ∈k ,π12+kπ2=x 得对称轴方程为 ,5π6≤π3+x 2≤π3,所以-π4≤x ≤π3因为-)(2 .⎣⎢⎡⎦⎥⎤-12,3+1的值域为)x (f 所以 1.-x 2 cos +2)x cos +x (sin =)x (f 已知函数)拟北京怀柔区模·(2018.2 (1)求函数f (x )的最小正周期;上的最大值和最小值.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4在区间)x (f 求函数)(2 ,⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4sin 2=x cos2+x sin 2=x cos2+x cos x 2sin =1-x cos 2+2)x cos +x (sin =)x (f ∵(1)解: .π=2π2=T 的最小正周期)x (f 函数∴ .⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4sin 2=)x (f 可知,)(1由)(2 ,⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,3π4∈π4+x 2∴,⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4∈x ∵ 1.-,2上的最大值和最小值分别为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4在区间)x (f 故函数.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-22,1∈⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4sin ∴ .)R ∈x (x cos 23-x cos x 2sin =)x (f 已知函数)模辽宁葫芦岛普通高中二·(2017.3 的值;αcos 2求,⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,2π3∈α且12=)α(f 若)(1 的最小值.a 上单调递增,求实数)b <a (]πb ,πa [在)x (f ,且函数b 上的最大值为⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2在)x (f 记函数)(2 .⎝⎛⎭⎪⎫2x -π32sin =x cos 23-x sin 2=)x (f (1)解: .14=⎝⎛⎭⎪⎫2α-π3sin ∴,12=)α(f ∵ ,⎝ ⎛⎭⎪⎫5π12,2π3∈α∵,⎝ ⎛⎭⎪⎫π2,π∈π3-α2∴ .154=-⎝⎛⎭⎪⎫2α-π3cos ∴ 32×14-12×154=-⎝⎛⎭⎪⎫2α-π3+π3cos =α2 cos ∴ .3+158=-∈k ,πk 2+π2≤π3-x 2≤πk 2+π2由-.2=b ∴,[1,2]∈)x (f ,⎣⎢⎡⎦⎥⎤π6,2π3∈π3-x 2,时⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2∈x 当)(2Z ,.Z ∈k ,πk +5π12≤x ≤πk +π12得- 又∵函数f (x )在[a π,2π](a <2)上单调递增,,⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π12+2π,5π12+2π⊆]π2,πa [∴ ,π2<πa ≤π2+π12-∴ .2312的最小值是a 实数∴,2<a ≤2312∴。
课时达标检测(四十七) 直线与圆锥曲线[小题常考题点——准解快解]1.直线y =b a x +3与双曲线x 2a 2-y 2b 2=1的交点个数是( )A .1B .2C .1或2D .0解析:选A 因为直线y =b a x +3与双曲线的渐近线y =ba x 平行,所以它与双曲线只有1个交点.2.已知直线y =22(x -1)与抛物线C :y 2=4x 交于A ,B 两点,点M (-1,m ),若MA ―→MA ―→·MB ―→=0,则m =( )A. 2B.22C.12D .0解析:选B 由⎩⎨⎧y =22(x -1),y 2=4x ,得A (2,22),B ⎝⎛⎭⎫12,-2,又∵M (-1,m )且MA ―→·MB ―→=0,∴2m 2-22m +1=0,解得m =22. 3.斜率为1的直线l 与椭圆x 24+y 2=1相交于A ,B 两点,则|AB |的最大值为( )A .2 B.455 C.4105D.8105解析:选C 设A ,B 两点的坐标分别为(x 1,y 1),(x 2,y 2),直线l 的方程为y =x +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 2=1,y =x +t消去y ,得5x 2+8tx +4(t 2-1)=0.则x 1+x 2=-85t ,x 1x 2=4(t 2-1)5.∴|AB |=1+k 2|x 1-x 2|=1+k 2·(x 1+x 2)2-4x 1x 2=2· ⎝⎛⎭⎫-85t 2-4×4(t 2-1)5=425·5-t 2,故当t =0时,|AB |max =4105. 4.已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)上的一点到双曲线的左、右焦点的距离之差为4,若抛物线y =ax 2上的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)关于直线y =x +m 对称,且x 1x 2=-12,则m的值为( )A.32B.52 C .2D .3解析:选A 由双曲线的定义知2a =4,得a =2,所以抛物线的方程为y =2x 2.因为点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)在抛物线y =2x 2上,所以y 1=2x 21,y 2=2x 22,两式相减得y 1-y 2=2(x 1-x 2)(x 1+x 2),不妨设x 1<x 2,又A ,B 关于直线y =x +m 对称,所以y 1-y 2x 1-x 2=-1,故x 1+x 2=-12,而x 1x 2=-12,解得x 1=-1,x 2=12,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)的中点为M (x 0,y 0),则x 0=x 1+x 22=-14,y 0=y 1+y 22=2x 21+2x 222=54,因为中点M 在直线y =x +m 上,所以54=-14+m ,解得m =32. 5.已知倾斜角为60°的直线l 通过抛物线x 2=4y 的焦点,且与抛物线相交于A ,B 两点,则弦AB 的长为________.解析:直线l 的方程为y =3x +1,由⎩⎨⎧y =3x +1,x 2=4y ,得y 2-14y +1=0.设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则y 1+y 2=14,∴|AB |=y 1+y 2+p =14+2=16.答案:166.设双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的一条渐近线与抛物线y =x 2+1只有一个公共点,则双曲线的离心率为________.解析:双曲线x 2a 2-y 2b2=1的一条渐近线为y =ba x ,由方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =b a x ,y =x 2+1,消去y ,得x 2-b a x +1=0有唯一解,所以Δ=⎝⎛⎭⎫b a 2-4=0,b a =2,所以e =c a =a 2+b 2a = 1+⎝⎛⎭⎫b a 2= 5.答案: 57.已知抛物线C :y 2=8x 与点M (-2,2),过C 的焦点且斜率为k 的直线与C 交于A ,B 两点.若MA ―→·MB ―→=0,则k =________.解析:如图所示,设F 为焦点,易知F (2,0),取AB 的中点P ,过A ,B 分别作准线的垂线,垂足分别为G ,H ,连接MF ,MP ,由MA ―→·MB ―→=0,知MA ⊥MB ,则|MP |=12|AB |=12(|AF |+|BF |)=12(|AG |+|BH |),所以MP 为直角梯形BHGA 的中位线,所以MP ∥AG ∥BH ,由|MP |=|AP |,得∠GAM =∠AMP =∠MAP ,又|AG |=|AF |,AM 为公共边,所以△AMG ≌△AMF ,所以∠AFM =∠AGM =90°,则MF ⊥AB ,所以k =-1k MF=2.答案:2[大题常考题点——稳解全解]1.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点分别为F 1(-2,0),F 2(2,0),离心率为63.过点F 2的直线l (斜率不为0)与椭圆C 交于A ,B 两点,线段AB 的中点为D ,O 为坐标原点,直线OD 交椭圆于M ,N 两点.(1)求椭圆C 的方程;(2)当四边形MF 1NF 2为矩形时,求直线l 的方程. 解:(1)由题意可知⎩⎪⎨⎪⎧c =2,c a =63,a 2=b 2+c 2,解得a =6,b = 2.故椭圆C 的方程为x 26+y 22=1.(2)由题意可知直线l 的斜率存在.设其方程为y =k (x -2),点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),M (x 3,y 3),N (-x 3,-y 3),由⎩⎪⎨⎪⎧x 26+y 22=1,y =k (x -2)得(1+3k 2)x 2-12k 2x +12k 2-6=0,所以x 1+x 2=12k 21+3k 2,则y 1+y 2=k (x 1+x 2-4)=-4k 1+3k 2,所以AB 的中点D 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫6k 21+3k 2,-2k 1+3k 2,因此直线OD 的方程为x +3ky =0(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧x +3ky =0,x 26+y 22=1解得y 23=21+3k 2,x 3=-3ky 3.因为四边形MF 1NF 2为矩形,所以F 2M ―→·F 2N ―→=0,即(x 3-2,y 3)·(-x 3-2,-y 3)=0,所以4-x 23-y 23=0.所以4-2(9k 2+1)1+3k2=0.解得k =±33.故直线l 的方程为3x -3y -23=0或3x +3y -23=0.2.已知中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆C 的离心率为12,其一个顶点是抛物线x 2=-43y 的焦点.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)若过点P (2,1)的直线l 与椭圆C 在第一象限相切于点M ,求直线l 的方程和点M 的坐标.解:(1)设椭圆C 的方程为x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0),由题意得b =3,c a =12,解得a =2,c =1.故椭圆C 的标准方程为x 24+y 23=1.(2)因为过点P (2,1)的直线l 与椭圆C 在第一象限相切,所以直线l 的斜率存在,故可设直线l 的方程为y =k (x -2)+1(k ≠0).由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=1,y =k (x -2)+1,得(3+4k 2)x 2-8k (2k -1)x +16k 2-16k -8=0.① 因为直线l 与椭圆C 相切,所以Δ=[-8k (2k -1)]2-4(3+4k 2)(16k 2-16k -8)=0, 整理,得96(2k +1)=0,解得k =-12.所以直线l 的方程为y =-12(x -2)+1=-12x +2.将k =-12代入①式,可以解得M 点的横坐标为1,故切点M 的坐标为⎝⎛⎭⎫1,32. 3.已知过点(2,0)的直线l 1交抛物线C :y 2=2px (p >0)于A ,B 两点,直线l 2:x =-2交x 轴于点Q .(1)设直线QA ,QB 的斜率分别为k 1,k 2,求k 1+k 2的值;(2)点P 为抛物线C 上异于A ,B 的任意一点,直线PA ,PB 交直线l 2于M ,N 两点,OM ―→·ON ―→=2,求抛物线C 的方程.解:(1)设直线l 1的方程为x =my +2,点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x =my +2,y 2=2px ,得y 2-2pmy -4p =0,则y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=-4p . k 1+k 2=y 1x 1+2+y 2x 2+2=y 1my 1+4+y 2my 2+4=2my 1y 2+4(y 1+y 2)(my 1+4)(my 2+4)=-8mp +8mp(my 1+4)(my 2+4)=0.(2)设点P (x 0,y 0),直线PA :y -y 1=y 1-y 0x 1-x 0(x -x 1),当x =-2时,y M =-4p +y 1y 0y 1+y 0,同理y N =-4p +y 2y 0y 2+y 0.因为OM ―→·ON ―→=2,所以4+y N y M =2,即-4p +y 2y 0y 2+y 0·-4p +y 1y 0y 1+y 0=16p 2-4py 0(y 2+y 1)+y 20y 1y 2y 2y 1+y 0(y 2+y 1)+y 20=16p 2-8p 2my 0-4py 20-4p +2pmy 0+y 20=-4p (-4p +2pmy 0+y 20)-4p +2pmy 0+y 20=-2,故p =12,所以抛物线C 的方程为y 2=x .4.如图,已知椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(0,3),离心率为12,左、右焦点分别为F 1(-c,0),F 2(c,0).(1)求椭圆的方程;(2)若直线l :y =-12x +m 与椭圆交于A ,B 两点,与以F 1F 2为直径的圆交于C ,D 两点,且满足|AB ||CD |=534,求直线l 的方程. 解:(1)由题设知⎩⎪⎨⎪⎧b =3,c a =12,b 2=a 2-c 2,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =3,c =1,∴椭圆的方程为x 24+y 23=1.(2)由题设,以F 1F 2为直径的圆的方程为x 2+y 2=1, ∴圆心到直线l 的距离d =2|m |5.由d <1得|m |<52.(*) ∴|CD |=21-d 2=21-45m 2=255-4m 2. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎨⎧y =-12x +m ,x 24+y23=1,得x 2-mx +m 2-3=0,由根与系数的关系可得x 1+x 2=m ,x 1x 2=m 2-3. ∴|AB |= ⎣⎡⎦⎤1+⎝⎛⎭⎫-122[m 2-4(m 2-3)] =1524-m 2. 由|AB ||CD |=534得 4-m 25-4m 2=1,解得m =±33,均满足(*).12x+33或y=-12x-33.∴直线l的方程为y=-。
课时达标检测(三十六)直线、平面平行的判定与性质小题常考题点——准解快解]1.(2018·河北保定模拟)有下列命题:①若直线l平行于平面α内的无数条直线,则直线l∥α;②若直线a在平面α外,则a∥α;③若直线a∥b,b∥α,则a∥α;④若直线a∥b,b∥α,则a平行于平面α内的无数条直线.其中真命题的个数是()A.1 B.2C.3 D.4解析:选A命题①l可以在平面α内,是假命题;命题②直线a与平面α可以是相交关系,是假命题;命题③a可以在平面α内,是假命题;命题④是真命题.2.(2018·湖南湘中名校联考)已知m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,下列命题中正确的是()A.若m∥α,n∥α,则m∥n B.若m∥α,m⊂β,则α∥βC.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βD.若m⊥α,n⊥α,则m∥n解析:选D A中,两直线可能平行,相交或异面;B中,两平面可能平行或相交;C 中,两平面可能平行或相交;D中,由线面垂直的性质定理可知结论正确,故选D.3.设m,n是不同的直线,α,β是不同的平面,且m,n⊂α,则“α∥β”是“m∥β且n∥β”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:选A若m,n⊂α,α∥β,则m∥β且n∥β;反之若m,n⊂α,m∥β且n∥β,则α与β相交或平行,即“α∥β”是“m∥β且n∥β”的充分不必要条件.B1C1D1中,M,N分别4.(2018·襄阳模拟)如图,在正方体ABCD-A是BC1,CD1的中点,则下列说法错误的是()A.MN与CC1垂直B.MN与AC垂直C.MN与BD平行D.MN与A1B1平行解析:选D如图所示,连接AC,C1D,BD,则MN∥BD,而C1C⊥BD ,故C 1C ⊥MN ,故A 、C 正确,D 错误,又因为AC ⊥BD ,所以MN ⊥AC ,B 正确.5.(2018·湖南长郡中学质检)如图所示的三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,过A 1B 1的平面与平面ABC 交于DE ,则DE 与AB 的位置关系是( )A .异面B .平行C .相交D .以上均有可能解析:选B 在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AB ∥A 1B 1,∵AB ⊂平面ABC ,A 1B 1⊄平面ABC ,∴A 1B 1∥平面ABC ,∵过A 1B 1的平面与平面ABC 交于DE .∴DE ∥A 1B 1,∴DE ∥AB .6.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,下列结论中,正确的结论是________(只填序号). ①AD 1∥BC 1;②平面AB 1D 1∥平面BDC 1;③AD 1∥DC 1;④AD 1∥平面BDC 1.解析:连接AD 1,BC 1,AB 1,B 1D 1,C 1D 1,BD ,因为AB 綊C 1D 1,所以四边形AD 1C 1B 为平行四边形,故AD 1∥BC 1,从而①正确;易证BD∥B 1D 1,AB 1∥DC 1,又AB 1∩B 1D 1=B 1,BD ∩DC 1=D ,故平面AB 1D 1∥平面BDC 1,从而②正确;由图易知AD 1与DC 1异面,故③错误;因AD 1∥BC 1,AD 1⊄平面BDC 1,BC 1⊂平面BDC 1,故AD 1∥平面BDC 1,故④正确.答案:①②④7.如图所示,在四面体ABCD 中,M ,N 分别是△ACD ,△BCD的重心,则四面体的四个面所在平面中与MN 平行的是________________.解析:连接AM 并延长,交CD 于点E ,连接BN ,并延长交CD 于点F ,由重心性质可知,E ,F 重合为一点,且该点为CD 的中点E ,连接MN ,由EM MA =EN NB =12,得MN ∥AB .因此,MN ∥平面ABC 且MN ∥平面ABD .答案:平面ABC、平面ABD8.如图所示,三棱柱ABC-A1B1C1的侧面BCC1B1是菱形,设D是A1C1上的点且A1B∥平面B1CD,则A1D∶DC1的值为________.解析:设BC1∩B1C=O,连接OD.∵A1B∥平面B1CD且平面A1BC1∩平面B1CD=OD,∴A1B∥OD,∵四边形BCC1B1是菱形,∴O为BC1的中点,∴D为A1C1的中点,则A1D∶DC1=1.答案:1[大题常考题点——稳解全解]1.如图,ABCD与ADEF均为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.求证:(1)BE∥平面DMF;(2)平面BDE∥平面MNG.证明:(1)连接AE,则AE必过DF与GN的交点O,连接MO,则MO为△ABE的中位线,所以BE∥MO,又BE⊄平面DMF,MO⊂平面DMF,所以BE∥平面DMF.(2)因为N,G分别为平行四边形ADEF的边AD,EF的中点,所以DE∥GN,又DE⊄平面MNG,GN⊂平面MNG,所以DE∥平面MNG.又M为AB的中点,所以MN为△ABD的中位线,所以BD∥MN,又MN⊂平面MNG,BD⊄平面MNG,所以BD∥平面MNG,又DE ,BD ⊂平面BDE ,DE ∩BD =D ,所以平面BDE ∥平面MNG .2.(2018·长春质检)如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是菱形,PD ⊥平面ABCD ,点D 1为棱PD 的中点,过D 1作与平面ABCD平行的平面与棱PA ,PB ,PC 相交于点A 1,B 1,C 1,∠BAD =60°.(1)求证:B 1为PB 的中点;(2)已知棱锥的高为3,且AB =2,AC ,BD 的交点为O ,连接B 1O .求三棱锥B 1-ABO 外接球的体积.解:(1)证明:连接B 1D 1.由题意知,平面ABCD ∥平面A 1B 1C 1D 1,平面PBD ∩平面ABCD =BD ,平面PBD ∩平面A 1B 1D 1=B 1D 1,则BD ∥B 1D 1,即B 1D 1为△PBD 的中位线,即B 1为PB 的中点.(2)由(1)可得,OB 1=32,AO =3,BO =1,且OA ⊥OB ,OA ⊥OB 1,OB ⊥OB 1, 即三棱锥B 1 -ABO 的外接球为以OA ,OB ,OB 1为长,宽,高的长方体的外接球,则该长方体的体对角线长d =12+(3)2+⎝⎛⎭⎫322=52,即外接球半径R =54. 则三棱锥B 1 -ABO 外接球的体积V =43πR 3=43×π×⎝⎛⎭⎫543=125π48. 3.如图所示,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,G ,H 分别是BC ,CC 1,C 1D 1,A 1A 的中点.求证:(1)BF ∥HD 1;(2)EG ∥平面BB 1D 1D ;(3)平面BDF ∥平面B 1D 1H .证明:(1)如图所示,取BB 1的中点M ,连接MH ,MC 1,易证四边形HMC 1D 1是平行四边形,∴HD 1∥MC 1.又∵MC 1∥BF ,∴BF ∥HD 1.(2)取BD 的中点O ,连接EO ,D 1O ,则OE 綊12DC ,又D 1G 綊12DC ,∴OE 綊D 1G , ∴四边形OEGD 1是平行四边形,∴GE ∥D 1O .又GE ⊄平面BB 1D 1D ,D 1O ⊂平面BB 1D 1D ,∴EG ∥平面BB 1D 1D .(3)由(1)知BF ∥HD 1,又BD ∥B 1D 1,B 1D 1,HD 1⊂平面B 1D 1H ,BF ,BD ⊂平面BDF ,且B 1D 1∩HD 1=D 1,DB ∩BF =B ,∴平面BDF ∥平面B 1D 1H .4.如图,四棱锥P -ABCD 中,AB ∥CD ,AB =2CD ,E 为PB 的中点.(1)求证:CE ∥平面PAD .(2)在线段AB 上是否存在一点F ,使得平面PAD ∥平面CEF ?若存在,证明你的结论,若不存在,请说明理由.解:(1)证明:取PA 的中点H ,连接EH ,DH ,因为E 为PB 的中点,所以EH ∥AB ,EH =12AB , 又AB ∥CD ,CD =12AB , 所以EH ∥CD ,EH =CD ,因此四边形DCEH 是平行四边形,所以CE ∥DH ,又DH ⊂平面PAD ,CE ⊄平面PAD ,因此CE ∥平面PAD .(2)存在点F 为AB 的中点,使平面PAD ∥平面CEF ,证明如下:取AB 的中点F ,连接CF ,EF ,所以AF =12AB ,又CD=12AB,所以AF=CD,又AF∥CD,所以四边形AFCD为平行四边形,因此CF∥AD,又CF⊄平面PAD,所以CF∥平面PAD,由(1)可知CE∥平面PAD,又CE∩CF=C,故平面CEF∥平面PAD,故存在AB的中点F满足要求.。
第六章⎪⎪⎪数 列第一节 数列的概念与简单表示本节主要包括2个知识点: 1.数列的通项公式; 2.数列的性质.突破点(一) 数列的通项公式[基本知识]1.数列的定义按照一定顺序排列的一列数称为数列.数列中的每一个数叫做这个数列的项,数列中的每一项都和它的序号有关,排在第一位的数称为这个数列的第一项(通常也叫做首项).2.数列的通项公式如果数列{a n }的第n 项与序号n 之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.3.数列的递推公式如果已知数列{a n }的第一项(或前几项),且任何一项a n 与它的前一项a n -1(或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,即a n =f (a n -1)(或a n =f (a n -1,a n -2)等),那么这个式子叫做数列{a n }的递推公式.4.S n 与a n 的关系已知数列{a n }的前n 项和为S n ,则a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2,这个关系式对任意数列均成立.[基本能力]1.判断题(1)所有数列的第n 项都能使用公式表达.( )(2)根据数列的前几项归纳出数列的通项公式可能不止一个.( ) (3)若已知数列{a n }的递推公式为a n +1=12a n -1,且a 2=1,则可以写出数列{a n }的任何一项.( )(4)如果数列{a n }的前n 项和为S n ,则对∀n ∈N *,都有a n +1=S n +1-S n .( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× 2.填空题(1)已知数列{a n }的前4项为1,3,7,15,则数列{a n }的一个通项公式为________. 答案:a n =2n -1(n ∈N *)(2)已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=a n2a n +3,则a 2=________. 答案:15(3)已知S n 是数列{a n }的前n 项和,且S n =n 2+1,则数列{a n }的通项公式是________________.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,2n -1,n ≥2[全析考法]利用数列的前几项求通项数列的前几项中,先看看哪些部分是变化的,哪些是不变的,再探索各项中变化部分与序号间的关系.[例1] (1)(2018·江西鹰潭一中期中)数列1,-4,9,-16,25,…的一个通项公式是( ) A .a n =n 2 B .a n =(-1)n n 2 C .a n =(-1)n +1n 2D .a n =(-1)n (n +1)2(2)(2018·山西太原五中调考)把1,3,6,10,15,…,这些数叫做三角形数,这是因为这些数目的圆点可以排成一个正三角形(如图所示).则第7个三角形数是( ) A .27 B .28 C .29D .30[解析] (1)法一:该数列中第n 项的绝对值是n 2,正负交替的符号是(-1)n +1,故选C. 法二:将n =2代入各选项,排除A ,B ,D ,故选C.(2)观察三角形数的增长规律,可以发现每一项比它的前一项多的点数正好是该项的序号,即a n =a n -1+n (n ≥2).所以根据这个规律计算可知,第7个三角形数是a 7=a 6+7=a 5+6+7=15+6+7=28.故选B.[答案] (1)C (2)B[方法技巧]由数列的前几项求通项公式的思路方法(1)分式形式的数列,分别求分子、分母的通项,较复杂的还要考虑分子、分母的关系.(2)若第n 项和第n +1项正负交错,那么符号用(-1)n 或(-1)n+1或(-1)n-1来调控.(3)对于较复杂数列的通项公式,其项与序号之间的关系不容易发现,这就需要将数列各项的结构形式加以变形,可使用添项、通分、分割等方法,将数列的各项分解成若干个常见数列对应项的“和”“差”“积”“商”后再进行归纳.[提醒] 根据数列的前几项写出数列的一个通项公式利用了不完全归纳法,其蕴含着“从特殊到一般”的思想,由不完全归纳得出的结果是不可靠的,要注意代值检验.利用an 与S n 的关系求通项数列{a n }的前n 项和S n 与通项a n 的关系为a n =⎩⎪⎨⎪⎧S 1,n =1,S n -S n -1,n ≥2,通过纽带:a n =S n-S n -1(n ≥2),根据题目已知条件,消掉a n 或S n ,再利用特殊形式(累乘或累加)或通过构造成等差数列或者等比数列求解.[例2] 已知数列{a n }的前n 项和为S n . (1)若S n =(-1)n +1·n ,求a 5+a 6及a n ;(2)若S n =3n +2n +1,求a n .[解] (1)a 5+a 6=S 6-S 4=(-6)-(-4)=-2, 当n =1时,a 1=S 1=1;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(-1)n +1·n -(-1)n ·(n -1)=(-1)n +1·[n +(n -1)]=(-1)n +1·(2n -1),又a 1也适合此式,所以a n =(-1)n +1·(2n -1).(2)因为当n =1时,a 1=S 1=6;当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(3n +2n +1)-[3n -1+2(n -1)+1]=2·3n -1+2,由于a 1不适合此式,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧6,n =1,2·3n -1+2,n ≥2.[方法技巧]已知S n 求a n 的三个步骤(1)先利用a 1=S 1求出a 1.(2)用n -1替换S n 中的n 得到一个新的关系,利用a n =S n -S n -1(n ≥2)便可求出当n ≥2时a n 的表达式.(3)对n =1时的结果进行检验,看是否符合n ≥2时a n 的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n =1与n ≥2两段来写.[例3] (1)n 1n +1n n (2)在数列{a n }中,a 1=1,a n =n -1n a n -1(n ≥2),求数列{a n }的通项公式. (3)在数列{a n }中a 1=1,a n +1=3a n +2,求数列{a n }的通项公式. (4)已知数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a na n +2,求数列{a n }的通项公式. [解] (1)因为a n +1-a n =3n +2, 所以a n -a n -1=3n -1(n ≥2),所以a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=n (3n +1)2(n ≥2).当n =1时,a 1=2=12×(3×1+1),符合上式,所以a n =32n 2+n 2.(2)因为a n =n -1n a n -1(n ≥2), 所以a n -1=n -2n -1a n -2,…,a 2=12a 1.由累乘法可得a n =a 1·12·23·…·n -1n =a 1n =1n (n ≥2).又a 1=1符合上式,∴a n =1n .(3)因为a n +1=3a n +2,所以a n +1+1=3(a n +1),所以a n +1+1a n +1=3,所以数列{a n +1}为等比数列,公比q =3.又a 1+1=2,所以a n +1=2·3n -1,所以a n =2·3n -1-1.(4)∵a n +1=2a na n +2,a 1=1,∴a n ≠0, ∴1a n +1=1a n +12,即1a n +1-1a n =12, 又a 1=1,则1a 1=1,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1为首项,12为公差的等差数列.∴1a n =1a 1+(n -1)×12=n 2+12,∴a n =2n +1(n ∈N *).[方法技巧] 典型的递推数列及处理方法[全练题点]1.[考点一](2018·湖南衡阳二十六中期中)在数列1,1,2,3,5,8,x,21,34,55,…中,x 的值为( )A .11B .12C .13D .14解析:选C 观察所给数列的项,发现从第3项起,每一项都是与它相邻的前两项的和,所以x =5+8=13,故选C.2.[考点一]数列1,-58,715,-924,…的一个通项公式是( )A .a n =(-1)n +12n -1n 2+n(n ∈N *) B .a n =(-1)n-12n +1n 3+3n (n ∈N *) C .a n =(-1)n +12n -1n 2+2n (n ∈N *) D .a n =(-1)n-12n +1n 2+2n(n ∈N *) 解析:选D 所给数列各项可写成:31×3,-52×4,73×5,-94×6,…,通过对比各选项,可知选D.3.[考点二](2018·黑龙江双鸭山一中期末)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,若S n =2a n -4,n ∈N *,则a n =( )A .2n +1B .2nC .2n -1D .2n -2解析:选A 因为S n =2a n -4,所以n ≥2时,有S n -1=2a n -1-4, 两式相减可得S n -S n -1=2a n -2a n -1,即a n =2a n -2a n -1,整理得a n =2a n -1,即a na n -1=2(n ≥2).因为S 1=a 1=2a 1-4,所以a 1=4,所以a n =2n +1.4.[考点三](2018·山东潍坊期中)在数列{a n }中,a 1=2,a n +1=a n +ln ⎝⎛⎭⎫1+1n ,则a n =( ) A .2+ln n B .2+(n -1)ln n C .2+n ln nD .1+n +ln n解析:选A 法一:由已知得a n +1-a n =ln ⎝⎛⎭⎫1+1n =ln n +1n ,而a n =(a n -a n -1)+(a n -1+a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1,n ≥2,所以a n =ln n n -1+ln n -1n -2+…+ln 21+2=ln ⎝⎛⎭⎪⎫n n -1·n -1n -2·…·21+2=ln n +2,n ≥2.当n =1时,a 1=2=ln 1+2.故选A. 法二:由a n =a n -1+ln ⎝⎛⎭⎫1+1n -1=a n -1+ln nn -1=a n -1+ln n -ln(n -1)(n ≥2),可知a n-ln n =a n -1-ln(n -1)(n ≥2).令b n =a n -ln n ,则数列{b n }是以b 1=a 1-ln 1=2为首项的常数列,故b n =2,所以2=a n -ln n ,所以a n =2+ln n .故选A.突破点(二) 数列的性质[基本知识]数列的分类[基本能力](1)已知函数f (x )=x -1x ,设a n =f (n )(n ∈N *),则{a n }是________数列(填“递增”或“递减”).答案:递增(2)数列{a n }的通项公式为a n =-n 2+9n ,则该数列第________项最大.答案:4或5(3)现定义a n =5n +⎝⎛⎭⎫15n ,其中n ∈N *,则{a n }是_______数列(填“递增”或“递减”). 答案:递增(4)对于数列{a n },“a n +1>|a n |(n =1,2,…)”是“{a n }为递增数列”的____________条件. 答案:充分不必要[全析考法](1)数,所以在求数列中的最大(小)项时,应注意数列中的项可以是相同的,故不应漏掉等号.(2)数列是自变量不连续的函数,不能对数列直接求导判断单调性.要先写出数列对应的函数,对函数进行求导,再将函数的单调性对应到数列中去.[例1] (1)已知数列{a n }的通项公式为a n =n ⎝⎛⎭⎫23n ,则数列{a n }中的最大项为( ) A.89 B .23C.6481D .125243(2)已知数列{a n }的通项公式为a n =2n 2+tn +1,若{a n }是单调递增数列,则实数t 的取值范围是( )A .(-6,+∞)B .(-∞,-6)C .(-∞,-3)D .()-3,+∞[解析] (1)法一(作差比较法):a n +1-a n =(n +1)⎝⎛⎭⎫23n +1-n ⎝⎛⎭⎫23n =2-n 3·⎝⎛⎭⎫23n , 当n <2时,a n +1-a n >0,即a n +1>a n ; 当n =2时,a n +1-a n =0,即a n +1=a n ; 当n >2时,a n +1-a n <0,即a n +1<a n . 所以a 1<a 2=a 3,a 3>a 4>a 5>…>a n ,所以数列{a n }中的最大项为a 2或a 3,且a 2=a 3=2×⎝⎛⎭⎫232=89.故选A.法二(作商比较法):a n +1a n =(n +1)⎝⎛⎭⎫23n +1n ⎝⎛⎭⎫23n =23⎝⎛⎭⎫1+1n , 令a n +1a n >1,解得n <2;令a n +1a n=1,解得n =2; 令a n +1a n<1,解得n >2. 又a n >0,故a 1<a 2=a 3,a 3>a 4>a 5>…>a n ,所以数列{a n }中的最大项为a 2或a 3,且a 2=a 3=2×⎝⎛⎭⎫232=89.故选A. (2)法一:因为{a n }是单调递增数列, 所以对于任意的n ∈N *,都有a n +1>a n , 即2(n +1)2+t (n +1)+1>2n 2+tn +1, 化简得t >-4n -2,所以t >-4n -2对于任意的n ∈N *都成立, 因为-4n -2≤-6,所以t >-6.故选A.法二:设f (n )=2n 2+tn +1,其图象的对称轴为n =-t 4,要使{a n }是递增数列,则-t 4<1+22,即t >-6.故选A. [答案] (1)A (2)A [方法技巧]1.判断数列单调性的两种方法 (1)作差比较法a n +1-a n >0⇔数列{a n }是单调递增数列;a n +1-a n <0⇔数列{a n }是单调递减数列;a n +1-a n =0⇔数列{a n }是常数列.(2)作商比较法a n <0时①a n +1a n>1⇔数列{a n }是单调递减数列;②a n +1a n<1⇔数列{a n }是单调递增数列; ③a n +1a n=1⇔数列{a n }是常数列 (1)利用不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n -1≤a n ,a n ≥a n +1(n ≥2)找到数列的最大项;(2)利用不等式组⎩⎪⎨⎪⎧a n -1≥a n ,a n ≤a n +1(n ≥2)找到数列的最小项.数列的周期性通常是求出数列的前n 项观察规律.确定出数列的一个周期,然后再解决相应的问题.[例2] (1)(2018·黄冈质检)已知数列{x n }满足x n +2=|x n +1-x n |(n ∈N *),若x 1=1,x 2=a (a ≤1,a ≠0),且x n +3=x n 对于任意的正整数n 均成立,则数列{x n }的前2 017项和S 2 017=( )A .672B .673C .1 342D .1 345(2)(2018·广东四校联考)数列{a n }满足a 1=2,a n +1=11-a n (n ∈N *),则a 2 018=( )A .-2B .-1C .2D .12[解析] (1)∵x 1=1,x 2=a (a ≤1,a ≠0),∴x 3=|x 2-x 1|=|a -1|=1-a ,∴x 1+x 2+x 3=1+a +(1-a )=2,又x n +3=x n 对于任意的正整数n 均成立,∴数列{x n }的周期为3,所以数列{x n }的前2 017项和S 2 017=S 672×3+1=672×2+1=1 345.故选D.(2)数列{a n }满足a 1=2,a n +1=11-a n (n ∈N *),∴a 2=11-2=-1,a 3=11-(-1)=12,a 4=11-12=2,…,可知此数列有周期性,周期T =3,即a n +3=a n ,则a 2 018=a 672×3+2=a 2=-1.故选B.[答案] (1)D (2)B [方法技巧]周期数列的常见形式与解题方法(1)周期数列的常见形式①利用三角函数的周期性,即所给递推关系中含有三角函数; ②相邻多项之间的递推关系,如后一项是前两项的差;③相邻两项的递推关系,等式中一侧含有分式,又较难变形构造出特殊数列. (2)解决此类题目的一般方法根据给出的关系式求出数列的若干项,通过观察归纳出数列的周期,进而求有关项的值或者前n 项的和.[全练题点]1.[考点二](2018·安徽名校联盟考前模拟)在数列{a n }中,若对任意的n ∈N *均有a n +a n +1+a n +2为定值,且a 1=2,a 9=3,a 98=4,则数列{a n }的前100项的和S 100=( )A .132B .299C .68D .99解析:选B 因为对任意的n ∈N *均有a n +a n +1+a n +2为定值,所以a n +a n +1+a n +2=a n+1+a n +2+a n +3,所以a n +3=a n ,所以数列{a n }是周期数列,且周期为3.故a 2=a 98=4,a 3=a 9=3,a 100=a 1=2,所以S 100=33(a 1+a 2+a 3)+a 100=299.故选B.2.[考点一](2018·山东枣庄第八中学阶段性检测)已知数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n +2n ,欲使它的前n 项的乘积大于36,则n 的最小值为( )A .7B .8C .9D .10解析:选B 由数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫n +2n 的前n 项的乘积31·42·53·…·n +2n =(n +1)(n +2)2>36,得n 2+3n-70>0,解得n <-10或n >7.又因为n ∈N *,所以n 的最小值为8,故选B.3.[考点一]已知函数f (x )=⎩⎨⎧(3-a )x +2,x ≤2,a9-22+11x x ,x >2(a >0,且a ≠1),若数列{a n }满足a n =f (n )(n ∈N *),且{a n }是递增数列,则实数a 的取值范围是( )A .(0,1)B .⎣⎡⎭⎫83,3 C .(2,3)D .(1,3)解析:选C 因为{a n }是递增数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧3-a >0,a >1,(3-a )×2+2<a 2,解得2<a <3,所以实数a 的取值范围是(2,3).4.[考点二](2018·辽宁重点中学协作体联考)在数列{a n }中,a 1=1,a n +1-a n =sin (n +1)π2,记S n 为数列{a n }的前n 项和,则S 2 018=( )A .0B .2 018C .1 010D .1 009解析:选C 由a 1=1及a n +1-a n =sin (n +1)π2,得a n +1=a n +sin (n +1)π2,所以a 2=a 1+sin π=1,a 3=a 2+sin 3π2=0,a 4=a 3+sin 4π2=0,a 5=a 4+sin 5π2=1,a 6=a 5+sin 6π2=1,a 7=a 6+sin 7π2=0,a 8=a 7+sin 8π2=0,…,可见数列{a n }为周期数列,周期T =4,所以S 2 018=504(a 1+a 2+a 3+a 4)+a 1+a 2=1 010.[全国卷5年真题集中演练——明规律]1.(2015·全国卷Ⅱ)设S n 是数列{a n }的前n 项和,且a 1=-1,a n +1=S n S n +1,则S n =________.解析:∵a n +1=S n +1-S n ,a n +1=S n S n +1,∴S n +1-S n =S n S n +1.∵S n ≠0,∴1S n -1S n +1=1,即1S n +1-1S n =-1.又1S 1=-1,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为-1,公差为-1的等差数列.∴1S n=-1+(n-1)×(-1)=-n ,∴S n =-1n.答案:-1n2.(2014·全国卷Ⅱ)数列 {a n }满足 a n +1=11-a n , a 8=2,则a 1 =________. 解析:将a 8=2代入a n +1=11-a n ,可求得a 7=12;再将a 7=12代入a n +1=11-a n,可求得a 6=-1;再将a 6=-1代入a n +1=11-a n,可求得a 5=2;由此可以推出数列{a n }是一个周期数列,且周期为3,所以a 1=a 7=12.答案:123.(2013·全国卷Ⅰ)若数列{a n }的前n 项和S n =23a n +13,则{a n }的通项公式是a n =________.解析:当n =1时,由已知S n =23a n +13,得a 1=23a 1+13,即a 1=1;当n ≥2时,由已知得到S n -1=23a n -1+13,所以a n =S n -S n -1=⎝⎛⎭⎫23a n +13-⎝⎛⎭⎫23a n -1+13 =23a n -23a n -1, 所以a n =-2a n -1,所以数列{a n }为以1为首项,以-2为公比的等比数列,所以a n =(-2)n -1.答案:(-2)n -14.(2016·全国卷Ⅲ)已知各项都为正数的数列{a n }满足a 1=1,a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0.(1)求a 2,a 3; (2)求{a n }的通项公式.解:(1)由题意可得a 2=12,a 3=14.(2)由a 2n -(2a n +1-1)a n -2a n +1=0得2a n +1(a n +1)=a n (a n +1).因此{a n }的各项都为正数,所以a n +1a n=12.故{a n }是首项为1,公比为12的等比数列,因此a n =12n -1.[课时达标检测][小题对点练——点点落实]对点练(一) 数列的通项公式 1.在数列{a n }中,a 1=1,a n +1=2a n a n +2(n ∈N *),则14是这个数列的( )A .第6项B .第7项C .第8项D .第9项解析:选B 由a n +1=2a n a n +2可得1a n +1=1a n +12,即数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是以1a 1=1为首项,12为公差的等差数列,故1a n=1+(n -1)×12=12n +12,即a n =2n +1,由2n +1=14,解得n =7,故选B.2.(2018·南昌模拟)在数列{a n }中,a 1=1,a n a n -1=a n -1+(-1)n (n ≥2,n ∈N *),则a 3a 5的值是( )A.1516B .158 C.34 D .38解析:选C 由已知得a 2=1+(-1)2=2,∴2a 3=2+(-1)3,a 3=12,∴12a 4=12+(-1)4,a 4=3,∴3a 5=3+(-1)5,∴a 5=23,∴a 3a 5=12×32=34.3.(2018·河南郑州一中考前冲刺)数列{a n }满足:a 1=1,且对任意的m ,n ∈N *,都有a m +n =a m +a n +mn ,则1a 1+1a 2+1a 3+…+1a 2 018=( )A.2 0172 018 B .2 0182 019 C.4 0342 018D .4 0362 019解析:选D ∵a 1=1,且对任意的m ,n ∈N *都有a m +n =a m +a n +mn ,∴a n +1=a n +n +1,即a n +1-a n =n +1,用累加法可得a n =a 1+(n -1)(n +2)2=n (n +1)2,∴1a n=2n (n +1)=2⎝⎛⎭⎫1n -1n +1,∴1a 1+1a 2+1a 3+…+1a 2 018=2⎣⎡⎭⎫1-12+12-13+…+12 018-12 019=4 0362 019,故选D.4.(2018·甘肃天水检测)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,S n =2a n +1,则S n =( ) A .2n -1B .12n -1C.⎝⎛⎭⎫23n -1D .⎝⎛⎭⎫32n -1解析:选D 因为a n +1=S n +1-S n ,所以S n =2a n +1=2(S n +1-S n ),所以S n +1S n=32,所以数列{S n }是以S 1=a 1=1为首项,32为公比的等比数列,所以S n =⎝⎛⎭⎫32n -1.故选D. 5.(2018·兰州模拟)在数列1,2,7,10,13,…中219是这个数列的第________项.解析:数列1,2,7,10,13,…,即数列1,3×1+1,3×2+1,3×3+1,3×4+1,…,∴该数列的通项公式为a n =3(n -1)+1=3n -2,∴3n -2=219=76,∴n =26,故219是这个数列的第26项. 答案:266.(2018·河北冀州中学期中)已知数列{a n }满足a 1=1,且a n =n (a n +1-a n )(n ∈N *),则a 3=________,a n =________.解析:由a n =n (a n +1-a n ),可得a n +1a n=n +1n ,则a n =a n a n -1·a n -1a n -2·a n -2a n -3·…·a 2a 1·a 1=nn -1×n -1n -2×n -2n -3×…×21×1=n (n ≥2),∴a 3=3.∵a 1=1满足a n =n ,∴a n =n .答案:3 n7.(2018·福建晋江季延中学月考)已知数列{a n }满足a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n +1(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式为________________.解析:已知a 1+2a 2+3a 3+…+na n =n +1,将n =1代入,得a 1=2;当n ≥2时,将n -1代入得a 1+2a 2+3a 3+…+(n -1)a n -1=n ,两式相减得na n =(n +1)-n =1,∴a n =1n ,∴a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,1n,n ≥2.答案:a n =⎩⎪⎨⎪⎧2,n =1,1n ,n ≥2对点练(二) 数列的性质1.已知数列{a n }的通项公式为a n =9n 2-9n +29n 2-1(n ∈N *).则下列说法正确的是( ) A .这个数列的第10项为2731B.98101是该数列中的项 C .数列中的各项都在区间⎣⎡⎭⎫14,1内 D .数列{a n }是单调递减数列解析:选C a n =9n 2-9n +29n 2-1=(3n -1)(3n -2)(3n -1)(3n +1)=3n -23n +1.令n =10,得a 10=2831.故选项A 不正确,令3n -23n +1=98101,得9n =300,此方程无正整数解,故98101不是该数列中的项.因为a n =3n -23n +1=3n +1-33n +1=1-33n +1,又n ∈N *,所以数列{a n }是单调递增数列,所以14≤a n <1,所以数列中的各项都在区间⎣⎡⎭⎫14,1内,故选项C 正确,选项D 不正确,故选C.2.(2018·湖北黄冈中学期中)已知数列{a n }中,a 1=12,a n +1=1+a n 1-a n ,则a 2 018=( )A .-2B .12C .-13D .3解析:选D ∵a 1=12,∴a 2=1+a 11-a 1=3,a 3=1+a 21-a 2=-2,a 4=1+a 31-a 3=-13,a 5=1+a 41-a 4=12,…,∴数列{a n }是周期数列且周期T =4,∴a 2 018=a 2=3,故选D. 3.(2018·河南郑州质量预测)已知数列{a n }满足a n +1=a n -a n -1(n ≥2),a 1=m ,a 2=n ,S n 为数列{a n }的前n 项和,则S 2 017的值为( )A .2 017n -mB .n -2 017mC .mD .n解析:选C 根据题意计算可得a 3=n -m ,a 4=-m ,a 5=-n ,a 6=m -n ,a 7=m ,a 8=n ,…,因此数列{a n }是以6为周期的周期数列,且a 1+a 2+…+a 6=0,所以S 2 017=S 336×6+1=a 1=m .故选C.4.(2018·安徽淮南模拟)已知{a n }中,a n =n 2+λn ,且{a n }是递增数列,则实数λ的取值范围是( )A .(-2,+∞)B .[-2,+∞)C .(-3,+∞)D .[-3,+∞)解析:选C ∵{a n }是递增数列,∴∀n ∈N *,a n +1>a n ,∴(n +1)2+λ(n +1)>n 2+λn ,化简得λ>-(2n +1),∴λ>-3.故选C.5.(2018·北京海淀区模拟)数列{a n }的通项为a n =⎩⎪⎨⎪⎧2n -1,n ≤4,-n 2+(a -1)n ,n ≥5(n ∈N *),若a 5是{a n }中的最大值,则a 的取值范围是________.解析:当n ≤4时,a n =2n -1单调递增,因此n =4时取最大值,a 4=24-1=15. 当n ≥5时,a n =-n 2+(a -1)n =-⎝⎛⎭⎫n -a -122+(a -1)24.∵a 5是{a n }中的最大值,∴⎩⎪⎨⎪⎧a -12≤5.5,-25+5(a -1)≥15,解得9≤a ≤12.∴a 的取值范围是[9,12].答案:[9,12][大题综合练——迁移贯通]1.(2018·东营模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,数列{S n }的前n 项和为T n ,满足T n=2S n -n 2,n ∈N *.(1)求a 1的值;(2)求数列{a n }的通项公式. 解:(1)令n =1,T 1=2S 1-1,∵T1=S1=a1,∴a1=2a1-1,∴a1=1.(2)n≥2时,T n-1=2S n-1-(n-1)2,则S n=T n-T n-1=2S n-n2-[2S n-1-(n-1)2]=2(S n-S n-1)-2n+1=2a n-2n+1.因为当n=1时,a1=S1=1也满足上式,所以S n=2a n-2n+1(n≥1),当n≥2时,S n-1=2a n-1-2(n-1)+1,两式相减得a n=2a n-2a n-1-2,所以a n=2a n-1+2(n≥2),所以a n+2=2(a n-1+2),因为a1+2=3≠0,所以数列{a n+2}是以3为首项,公比为2的等比数列.所以a n+2=3×2n-1,所以a n=3×2n-1-2,当n=1时也成立,所以a n=3×2n-1-2.2.(2018·浙江舟山模拟)已知S n为正项数列{a n}的前n项和,且满足S n=12a2n+12a n(n∈N*).(1)求a1,a2,a3,a4的值;(2)求数列{a n}的通项公式.解:(1)由S n=12a2n+12a n(n∈N*)可得,a1=12a21+12a1,解得a1=1,a1=0(舍).S2=a1+a2=12a22+12a2,解得a2=2(负值舍去);同理可得a3=3,a4=4.(2)因为S n=12a2n+a n2,①所以当n≥2时,S n-1=12a2n-1+a n-12,②①-②得a n=12(a n-a n-1)+12(a2n-a2n-1),所以(a n-a n-1-1)(a n+a n-1)=0.由于a n+a n-1≠0,所以a n-a n-1=1,又由(1)知a1=1,所以数列{a n}是首项为1,公差为1的等差数列,所以a n=n.3.(2018·山西太原月考)已知等比数列{a n}是递增数列,a2a5=32,a3+a4=12,又数列{b n}满足b n=2log2a n+1,S n是数列{b n}的前n项和.(1)求S n;(2)若对任意n ∈N *,都有S n a n≤S ka k成立,求正整数k 的值.解:(1)因为{a n }是等比数列,则a 2a 5=a 3a 4=32, 又a 3+a 4=12,且{a n }是递增数列, 所以a 3=4,a 4=8,所以q =2,a 1=1, 所以a n =2n -1.所以b n =2log 2a n +1=2log 22n =2n .所以S n =2+4+…+2n =n (2+2n )2=n 2+n . (2)令c n =S n a n=n 2+n2n -1,则c n +1-c n =S n +1a n +1-S n a n =(n +1)(n +2)2n -n (n +1)2n -1=(n +1)(2-n )2n .所以当n =1时,c 1<c 2; 当n =2时,c 3=c 2;当n ≥3时,c n +1-c n <0,即c 3>c 4>c 5>…, 所以数列{c n }中最大项为c 2和c 3.所以存在k =2或3,使得任意的正整数n ,都有S k a k≥S na n.第二节 等差数列及其前n 项和本节主要包括3个知识点:1.等差数列基本量的计算;2.等差数列的基本性质及应用;3.等差数列的判定与证明.突破点(一) 等差数列基本量的计算[基本知识]1.等差数列的有关概念(1)定义:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为a n +1-a n =d (n ∈N *,d 为常数).(2)等差中项:数列a ,A ,b 成等差数列的充要条件是A =a +b2,其中A 叫做a ,b 的等差中项.2.等差数列的有关公式 (1)通项公式:a n =a 1+(n -1)d . (2)前n 项和公式:S n =na 1+n (n -1)2d =n (a 1+a n )2.[基本能力]1.判断题(1)若一个数列从第2项起每一项与它的前一项的差都是常数,则这个数列是等差数列.( )(2)数列{a n }为等差数列的充要条件是对任意n ∈N *,都有2a n +1=a n +a n +2.( ) (3)等差数列{a n }的单调性是由公差d 决定的.( )(4)数列{a n }为等差数列的充要条件是其通项公式为n 的一次函数.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)√ 2.填空题(1)已知等差数列{a n },a 5=-20,a 20=-35,则a n =________. 答案:-15-n(2)已知等差数列5,427,347,…,则该数列的第5项为________.答案:217(3)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=2,S 3=12,则a 6=________. 答案:12(4)已知{a n }为等差数列,S n 为其前n 项和.若a 1=6,a 3+a 5=0,则S 6=________. 答案:6[全析考法][典例] (1)(2017·全国卷Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为( )A .1B .2C .4D .8(2)(2018·安徽江南十校模拟)《九章算术》是我国古代的数学名著,书中《均属章》有如下问题:“今有五人分五钱,令上二人所得与下三人等.问各得几何.”其意思为“已知A ,B ,C ,D ,E 五人分5钱,A ,B 两人所得与C ,D ,E 三人所得相同,且A ,B ,C ,D ,E 每人所得依次成等差数列.问五人各得多少钱?”(“钱”是古代的一种重量单位).在这个问题中,E 所得为( )A.23钱 B .43钱C.56钱 D .32钱(3)(2018·南昌模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,S 3+S 4=S 5. ①求数列{a n }的通项公式;②令b n =(-1)n -1a n ,求数列{b n }的前2n 项和T 2n .[解析] (1)设等差数列{a n }的首项为a 1,公差为d ,则由⎩⎪⎨⎪⎧a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+3d +a 1+4d =24,6a 1+6×52d =48,即⎩⎪⎨⎪⎧ 2a 1+7d =24,2a 1+5d =16,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-2,d =4,故选C. (2)由题意,设A 所得为a -4d ,B 所得为a -3d ,C 所得为a -2d ,D 所得为a -d ,E所得为a ,则⎩⎪⎨⎪⎧5a -10d =5,2a -7d =3a -3d ,解得a =23,故E 所得为23钱.故选A.(3)①设等差数列{a n }的公差为d ,由S 3+S 4=S 5,可得a 1+a 2+a 3=a 5,即3a 2=a 5, 所以3(1+d )=1+4d ,解得d =2. ∴a n =1+(n -1)×2=2n -1. ②由①,可得b n =(-1)n -1·(2n -1).∴T 2n =1-3+5-7+…+(4n -3)-(4n -1) =(-2)×n =-2n .[答案] (1)C (2)A[方法技巧]解决等差数列基本量计算问题的思路(1)在等差数列{a n }中,a 1与d 是最基本的两个量,一般可设出a 1和d ,利用等差数列的通项公式和前n 项和公式列方程(组)求解即可.(2)与等差数列有关的基本运算问题,主要围绕着通项公式a n =a 1+(n -1)d 和前n 项和公式S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d ,在两个公式中共涉及五个量:a 1,d ,n ,a n ,S n ,已知其中三个量,选用恰当的公式,利用方程(组)可求出剩余的两个量.[全练题点]1.(2018·武汉调研)已知数列{a n }是等差数列,a 1+a 7=-8,a 2=2,则数列{a n }的公差d 等于( )A .-1B .-2C .-3D .-4解析:选C 法一:由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(a 1+6d )=-8,a 1+d =2,解得d =-3.法二:a 1+a 7=2a 4=-8,∴a 4=-4, ∴a 4-a 2=-4-2=2d ,∴d =-3.2.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,则正整数m 的值为________.解析:因为等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S m -1=-2,S m =0,S m +1=3,所以a m =S m-S m -1=2,a m +1=S m +1-S m =3,数列的公差d =1,a m +a m +1=S m +1-S m -1=5,即2a 1+2m -1=5,所以a 1=3-m . 由S m =(3-m )m +m (m -1)2×1=0, 解得正整数m 的值为5. 答案:53.(2018·福州模拟)已知等差数列{a n }的各项均为正数,其公差为2,a 2a 4=4a 3+1. (1)求{a n }的通项公式; (2)求a 1+a 3+a 9+…+a 3n .解:(1)依题意知,a n =a 1+2(n -1),a n >0.因为a 2a 4=4a 3+1,所以(a 1+2)(a 1+6)=4(a 1+4)+1, 所以a 21+4a 1-5=0,解得a 1=1或a 1=-5(舍去), 所以a n =2n -1. (2)a 1+a 3+a 9+…+a 3n=(2×1-1)+(2×3-1)+(2×32-1)+…+(2×3n -1) =2×(1+3+32+…+3n )-(n +1) =2×1-3n +11-3-(n +1)=3n +1-n -2.突破点(二) 等差数列的基本性质及应用[基本知识]等差数列的常用性质(1)通项公式的推广:a n =a m +(n -m )d (n ,m ∈N *).(2)若{a n }为等差数列,且m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *). (3)若{a n }是等差数列,公差为d ,则a k ,a k +m ,a k +2m ,…(k ,m ∈N *)是公差为md 的等差数列.(4)数列S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(m ∈N *)也是等差数列,公差为m 2d .(5)S 2n -1=(2n -1)a n ,S 2n =n (a 1+a 2n )=n (a n +a n +1),遇见S 奇,S 偶时可分别运用性质及有关公式求解.(6){a n },{b n }均为等差数列且其前n 项和为S n ,T n ,则a n b n =S 2n -1T 2n -1.(7)若{a n }是等差数列,则⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 也是等差数列,其首项与{a n }的首项相同,公差是{a n }的公差的12.[基本能力](1)(2018·岳阳模拟)在等差数列{a n }中,如果a 1+a 2=40,a 3+a 4=60,那么a 7+a 8=________.答案:100(2)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,等差数列{b n }的前n 项和为T n ,若S n T n =n +1n -1,则a 1+a nb 1+b n=________. 答案:n +1n -1(3)(2018·天水模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 10=10,S 20=30,则S 30=________.答案:60(4)等差数列{a n }中,已知a 5>0,a 4+a 7<0,则{a n }的前n 项和S n 的最大值为________.解析:∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 7=a 5+a 6<0,a 5>0,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 5>0,a 6<0,∴S n 的最大值为S 5.答案:S 5[全析考法][例1] (1)(2018·银川模拟)已知等差数列{a n }的公差为d (d ≠0),且a 3+a 6+a 10+a 13=32,若a m =8,则m 的值为( )A .8B .12C .6D .4(2)(2018·山西太原模拟)在等差数列{a n }中,2(a 1+a 3+a 5)+3(a 8+a 10)=36,则a 6=( ) A .8 B .6 C .4D .3(3)(2018·湖北武汉调研)若等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 4=4,S 6=12,则S 2=( ) A .-1 B .0 C .1D .3[解析] (1)由a 3+a 6+a 10+a 13=32,得(a 3+a 13)+(a 6+a 10)=32,得4a 8=32,∴a 8=8,∴m =8.故选A.(2)由等差数列的性质可知2(a 1+a 3+a 5)+3(a 8+a 10)=2×3a 3+3×2a 9=6×2a 6=36,得a 6=3,故选D.(3)根据等差数列的性质,可得S 2,S 4-S 2,S 6-S 4成等差数列,即2(S 4-S 2)=S 2+S 6-S 4,因此S 2=0.[答案] (1)A (2)D (3)B[方法技巧]利用等差数列性质求解问题的注意点(1)如果{a n }为等差数列,m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q (m ,n ,p ,q ∈N *).因此,若出现a m -n ,a m ,a m +n 等项时,可以利用此性质将已知条件转化为与a m (或其他项)有关的条件;若求a m 项,可由a m =12(a m -n +a m +n )转化为求a m -n ,a m +n 或a m +n +a m -n 的值.(2)要注意等差数列通项公式及前n 项和公式的灵活应用,如a n =a m +(n -m )d ,d =a n -a m n -m,S 2n -1=(2n -1)a n ,S n =n (a 1+a n )2=n (a 2+a n -1)2(n ,m ∈N *)等.[提醒] 一般地,a m +a n ≠a m +n ,等号左、右两边必须是两项相加,当然也可以是a m -n+a m +n =2a m .等差数列前n 项和最值问题n n 差数列前n 项和S n 的最值问题.[例2] 等差数列{a n }的首项a 1>0,设其前n 项和为S n ,且S 5=S 12,则当n 为何值时,S n 有最大值?[解] 设等差数列{a n }的公差为d ,由S 5=S 12得5a 1+10d =12a 1+66d ,d =-18a 1<0.法一(函数法): S n =na 1+n (n -1)2d =na 1+n (n -1)2·⎝⎛⎭⎫-18a 1 =-116a 1(n 2-17n )=-116a 1⎝⎛⎭⎫n -1722+28964a 1, 因为a 1>0,n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 有最大值. 法二(通项变号法):设此数列的前n 项和最大,则⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0,即⎩⎨⎧a 1+(n -1)·⎝⎛⎭⎫-18a 1≥0,a 1+n ·⎝⎛⎭⎫-18a 1≤0,解得⎩⎪⎨⎪⎧n ≤9,n ≥8,即8≤n ≤9, 又n ∈N *,所以当n =8或n =9时,S n 有最大值.[方法技巧]求等差数列前n 项和S n 最值的两种方法(1)函数法利用等差数列前n 项和的函数表达式S n =an 2+bn ,通过配方或借助图象求二次函数最值的方法求解.(2)通项变号法①a 1>0,d <0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≥0,a m +1≤0的项数m 使得S n 取得最大值为S m ;②当a 1<0,d >0时,满足⎩⎪⎨⎪⎧a m ≤0,a m +1≥0的项数m 使得S n 取得最小值为S m .[全练题点]1.[考点一](2018·陕西咸阳模拟)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 9=54,则a 2+a 4+a 9=( )A .9B .15C .18D .36解析:选C 由等差数列的通项公式及性质,可得S 9=9(a 1+a 9)2=9a 5=54,a 5=6,则a 2+a 4+a 9=a 1+a 5+a 9=3a 5=18.故选C.2.[考点一](2018·辽宁鞍山一中期末)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若m >1,且a m -1+a m +1-a 2m =0,S 2m -1=38,则m 等于( )A .38B .20C .10D .9解析:选C 因为a m -1+a m +1-a 2m =0,所以a m -1+a m +1=2a m =a 2m ,显然a m ≠0,所以a m =2.又因为S 2m -1=(2m -1)(a 1+a 2m -1)2=(2m -1)a m =38.所以将a m =2代入可得(2m -1)×2=38,解得m =10,故选C.3.[考点二](2018·成都模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 4+a 7+a 10=9,S 14-S 3=77,则使S n 取得最小值时n 的值为( )A .4B .5C .6D .7解析:选B 根据等差数列的性质可得a 4+a 7+a 10=3a 7=9,得a 7=3.S 14-S 3=11a 9=77,解得a 9=7,所以等差数列的通项公式为a n =2n -11.当n =6时,a n >0;当n =5时,a n <0,所以使S n 取得最小值的n 的值为5.4.[考点二](2018·吉林长春外国语学校期末)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 13<0,S 12>0,则在数列中绝对值最小的项为( )A .第5项B .第6项C .第7项D .第8项解析:选C 根据等差数列{a n }的前n 项和公式S n =n (a 1+a n )2,因为⎩⎪⎨⎪⎧S 13<0,S 12>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 13<0,a 1+a 12>0,由⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+a 13=2a 7,a 1+a 12=a 6+a 7,得⎩⎪⎨⎪⎧a 7<0,a 6+a 7>0,所以数列{a n }中绝对值最小的项为第7项.突破点(三) 等差数列的判定与证明[全析考法][典例] (2018·n 1n (a n +1-n -1)=(n+1)(a n +n )(n ∈N *).(1)求证数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,并求其通项公式;(2)设b n =2a n -15,求数列{|b n |}的前n 项和T n . [解] (1)∵n (a n +1-n -1)=(n +1)(a n +n )(n ∈N *),∴na n +1-(n +1)a n =2n (n +1),∴a n +1n +1-a nn=2,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 是等差数列,其公差为2,首项为2,∴a nn =2+2(n -1)=2n .(2)由(1)知a n =2n 2,∴b n =2a n -15=2n -15, 则数列{b n }的前n 项和S n =n (-13+2n -15)2=n 2-14n .令b n =2n -15≤0,解得n ≤7.5.∴当n ≤7时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b n =-S n =-n 2+14n . 当n ≥8时,数列{|b n |}的前n 项和T n =-b 1-b 2-…-b 7+b 8+…+b n =-2S 7+S n =-2×(72-14×7)+n 2-14n =n 2-14n +98.∴T n =⎩⎪⎨⎪⎧14n -n 2,n ≤7,n 2-14n +98,n ≥8.[方法技巧] 等差数列的判定与证明方法[提醒] 判断时易忽视定义中从第2项起,以后每项与前一项的差是同一常数,即易忽视验证a 2-a 1=d 这一关键条件.[全练题点]1.(2016·浙江高考)如图,点列{A n },{B n }分别在某锐角的两边上,且|A n A n +1|=|A n +1A n+2|,A n ≠A n +2,n ∈N *,|B n B n +1|=|B n +1B n +2|,B n ≠B n +2,n ∈N *(P ≠Q 表示点P 与Q 不重合).若d n =|A n B n |,S n 为△A n B n B n +1的面积,则( )A .{S n }是等差数列B .{S 2n }是等差数列C .{d n }是等差数列D .{d 2n }是等差数列解析:选A 由题意,过点A 1,A 2,A 3,…,A n ,A n +1,…分别作直线B 1B n +1的垂线(图略),高分别记为h 1,h 2,h 3,…,h n ,h n +1,…,根据平行线的性质,得h 1,h 2,h 3,…,h n ,h n +1,…成等差数列,又S n =12×|B n B n +1|×h n ,|B n B n +1|为定值,所以{S n }是等差数列.故选A.2.(2018·岳阳模拟)若数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a n +2S n S n -1=0(n ≥2),a 1=12.(1)求证:⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 成等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:当n ≥2时,由a n +2S n S n -1=0, 得S n -S n -1=-2S n S n -1,所以1S n-1S n -1=2,又1S 1=1a 1=2,故⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为2,公差为2的等差数列. (2)由(1)可得1S n =2n ,∴S n =12n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -12(n -1)=n -1-n 2n (n -1)=-12n (n -1). 当n =1时,a 1=12不适合上式.故a n=⎩⎨⎧12,n =1,-12n (n -1),n ≥2.[全国卷5年真题集中演练——明规律] 1.(2017·全国卷Ⅲ)等差数列{a n }的首项为1,公差不为0.若a 2,a 3,a 6成等比数列,则{a n }前6项的和为( )A .-24B .-3C .3D .8解析:选A 设等差数列{a n }的公差为d ,因为a 2,a 3,a 6成等比数列,所以a 2a 6=a 23,即(a 1+d )(a 1+5d )=(a 1+2d )2.又a 1=1,所以d 2+2d =0.又d ≠0,则d =-2,所以{a n }前6项的和S 6=6×1+6×52×(-2)=-24.2.(2016·全国卷Ⅰ)已知等差数列{a n }前9项的和为27,a 10=8,则a 100=( ) A .100B .99C .98D .97解析:选C 法一:∵{a n }是等差数列,设其公差为d , ∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=27,∴a 5=3.又∵a 10=8,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+4d =3,a 1+9d =8,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-1,d =1.∴a 100=a 1+99d =-1+99×1=98.故选C.法二:∵{a n }是等差数列,∴S 9=92(a 1+a 9)=9a 5=27,∴a 5=3.在等差数列{a n }中,a 5,a 10,a 15,…,a 100成等差数列,且公差d ′=a 10-a 5=8-3=5.故a 100=a 5+(20-1)×5=98.故选C.3.(2013·全国卷Ⅱ)等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知S 10=0,S 15=25,则nS n 的最小值为________.解析:由已知⎩⎨⎧S 10=10a 1+10×92d =0,S15=15a 1+15×142d =25,解得a 1=-3,d =23,那么nS n =n 2a 1+n 2(n -1)2d =n 33-10n 23.由于函数f (x )=x 33-10x 23在x =203处取得极小值,因而检验n =6时,6S 6=-48,而n =7时,7S 7=-49.∴nS n 的最小值为-49.答案:-494.(2014·全国卷Ⅰ)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n ≠0,a n a n +1=λS n -1,其中λ为常数.(1)证明:a n +2-a n =λ;(2)是否存在λ,使得{a n }为等差数列?并说明理由. 解:(1)由题设,a n a n +1=λS n -1,a n +1a n +2=λS n +1-1. 两式相减得a n +1(a n +2-a n )=λa n +1. 由于a n +1≠0,所以a n +2-a n =λ.(2)由题设,a 1=1,a 1a 2=λS 1-1,可得a 2=λ-1.由(1)知,a 3=λ+1.令2a 2=a 1+a 3,解得λ=4.故a n +2-a n =4,由此可得{a 2n -1}是首项为1,公差为4的等差数列,a 2n -1=4n -3;{a 2n }是首项为3,公差为4的等差数列,a 2n =4n -1.所以a n =2n -1,a n +1-a n =2.因此存在λ=4,使得数列{a n }为等差数列.[课时达标检测][小题对点练——点点落实]对点练(一) 等差数列基本量的计算1.设S n 为等差数列{a n }的前n 项和,若a 1=1,公差d =2,S n +2-S n =36,则n =( ) A .5 B .6 C .7D .8解析:选D 由题意知S n +2-S n =a n +1+a n +2=2a 1+(2n +1)d =2+2(2n +1)=36,解得n =8.2.在等差数列{a n }中,a 1=0,公差d ≠0,若a m =a 1+a 2+…+a 9,则m 的值为( ) A .37 B .36 C .20D .19解析:选A a m =a 1+a 2+…+a 9=9a 1+9×82d =36d =a 37,∴m =37.故选A. 3.在数列{a n }中,若a 1=2,且对任意正整数m ,k ,总有a m +k =a m +a k ,则{a n }的前n 项和S n =( )A .n (3n -1)B .n (n +3)2 C .n (n +1)D .n (3n +1)2解析:选C 依题意得a n +1=a n +a 1,即a n +1-a n =a 1=2,所以数列{a n }是以2为首项、2为公差的等差数列,a n =2+2(n -1)=2n ,S n =n (2+2n )2=n (n +1),故选C. 4.(2018·太原一模)在单调递增的等差数列{a n }中,若a 3=1,a 2a 4=34,则a 1=( )A .-1B .0 C.14D .12解析:选B 由题知,a 2+a 4=2a 3=2,又∵a 2a 4=34,数列{a n }单调递增,∴a 2=12,a 4=32.∴公差d =a 4-a 22=12.∴a 1=a 2-d =0. 对点练(二) 等差数列的基本性质及应用1.设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 9=18,a n -4=30(n >9),若S n =336,则n 的值为( )A .18B .19。
课时达标检测(四)1.设集合A={1,2,3},B={4,5},M={x|x=a+b,a∈A,b∈B},则M中元素的个数为________.解析:依题意可得,M={5,6,7,8},所以集合M中共有4个元素.答案:42.(2018·苏北四市联考)设全集U={0,1,2,3,4,5},集合A={x∈Z|0<x<2.5},B={x∈Z|(x-1)(x-4)<0},则∁U(A∪B)=____________.解析:∵A={x∈Z|0<x<2.5}={1,2},B={x∈Z|1<x<4}={2,3},∴A∪B={1,2,3},∵全集U={0,1,2,3,4,5},∴∁U(A∪B)={0,4,5}.答案:{0,4,5}3.(2018·甘肃会宁一中月考)已知命题p:∀x>0,总有(x+1)e x>1,则綈p为________________.解析:命题p:∀x>0,总有(x+1)e x>1的否定为∃x>0,使得(x+1)e x≤1.答案:∃x>0,使得(x+1)e x≤14.(2018·盐城中学月考)若命题p:“x<1”,命题q:“log2x<0”,则p是q的____________条件.(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”“既不充分又不必要”) 解析:由log2x<0得0<x<1,则p是q的必要不充分条件.答案:必要不充分5.(2018·湖北百所重点学校联考)已知命题p:∀x∈(0,+∞),log4x<log8x,命题q:∃x∈R,使得tan x=1-3x,则下列命题为真命题的序号是________.①p∧q;②綈p∧綈q;③p∧綈q;④綈p∧q.解析:对于命题p:当x=1时,log4x=log8x=0,所以命题p是假命题;对于命题q:当x=0时,tan x=1-3x=0,所以命题q是真命题.由于綈p是真命题,所以綈p∧q是真命题.答案:④6.设集合A={x|y=ln(x-a)},集合B={-1,1,2},若A∪B=A,则实数a的取值范围是________.解析:因为A={x|y=ln(x-a)},所以A={x|x>a},因为A∪B=A,所以B⊆A,因为B={-1,1,2},所以a<-1,所以实数a的取值范围是(-∞,-1).答案:(-∞,-1)7.已知命题p:x2+4x-5>0;命题q:x<a,且綈q的一个充分不必要条件是綈p,则a的取值范围是________.解析:由x2+4x-5>0,得x<-5或x>1,由綈q的一个充分不必要条件是綈p,可知綈p是綈q的充分不必要条件,等价于q是p的充分不必要条件.故a≤-5.答案:(-∞,-5]8.(2018·南通模拟)设集合A={n|n=3k-1,k∈Z},B={x||x-1|>3},则A∩(∁R B)=____________.解析:∵B ={x |x >4或x <-2},∴∁R B ={x |-2≤x ≤4},∴A ∩(∁R B )={-1,2}.答案:{-1,2}9.(2018·南京调研)下列说法中正确的序号是________.①命题“若x 2=1,则x =1”的否命题是“若x 2=1,则x ≠1”;②“x =-1”是“x 2-x -2=0”的必要不充分条件;③命题“若x =y ,则sin x =sin y ”的逆否命题是真命题;④“tan x =3”是“x =π3”的充分不必要条件. 解析:由原命题与否命题的关系知,原命题的否命题是“若x 2≠1,则x ≠1”,即①不正确;因为x 2-x -2=0,所以x =-1或x =2,所以由“x =-1”能推出“x 2-x -2=0”,反之,由“x 2-x -2=0”推不出“x =-1”,所以“x =-1”是“x 2-x -2=0”的充分不必要条件,即②不正确;因为由x =y 能推得sin x =sin y ,即原命题是真命题,所以它的逆否命题是真命题,故③正确;由x =π3能推出tan x =3,但由tan x =3推不出x =π3,所以“tan x =3”是“x =π3”的必要不充分条件,即④不正确. 答案:③10.(2018·如东中学月考)“p ∨q 是真命题”是“綈p 为真命题”的______________条件.解析:若“p ∨q 是真命题”成立,则p 、q 中至少一个为真,“綈p 为真命题”不一定成立;若“綈p 为真命题”成立,则命题p 为假命题,所以“p ∨q 是真命题”不一定成立;所以“p ∨q 是真命题”是“綈p 为真命题”的既不充分又不必要条件.答案:既不充分又不必要11.(2018·江苏如皋中学月考)若“数列a n =-n 2+2λn (n ∈N *)是递减数列”为假命题,则λ的取值范围是________.解析:若数列a n =-n 2+2λn (n ∈N *)为递减数列,则有a n +1-a n <0,即2λ< 2n +1对任意的n ∈N *都成立,于是可得2λ<3,即λ<32,故所求λ的取值范围是⎣⎡⎭⎫32,+∞. 答案:⎣⎡⎭⎫32,+∞ 12.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪ y =1-x 2+4x -3,B ={y |y =4x -1,x ≥0},则A ∩B =______. 解析:由题意得,集合A ={x |-x 2+4x -3>0}={x |x 2-4x +3<0}={x |1<x <3},集合B ={y |y ≥0},所以A ∩B ={x |1<x <3}.答案:{x |1<x <3}13.(2018·北京海淀区期中考试)已知非空集合A ,B 满足以下两个条件:(ⅰ)A ∪B ={1,2,3,4,5,6},A ∩B =∅;(ⅱ)A 的元素个数不是A 中的元素,B 的元素个数不是B 中的元素.则有序集合对(A ,B )的个数为________.解析:由题意得:①若A 中只有1个元素,B 中5个元素,所以5∈A,1∈B ,则A ={5},B ={1,2,3,4,6},1对;②若A 中有2个元素,B 中4个元素,所以4∈A,2∈B ,此时有序集合对(A ,B )有4对,即({1,4},{2,3,5,6}),({3,4},{1,2,5,6}),({5,4},{1,2,3,6}),({6,4},{1,2,3,5});③若A 中有3个元素,B 中3个元素,所以3∉A,3∉B ,与条件A ∪B ={1,2,3,4,5,6}矛盾;④若A 中有4个元素,B 中2个元素,所以2∈A,4∈B ,此时有序集合对(A ,B )有4对,即({2,3,5,6},{1,4}),({1,2,5,6},{3,4}),({1,2,3,6},{5,4}),({1,2,3,5},{6,4});⑤若A 中有5个元素,B 中只有1个元素,所以5∈B,1∈A ,则A ={1,2,3,4,6},B ={5},1对;综上有序集合对(A ,B )的个数为10.答案:1014.已知命题p :f (x )=1-2m x 2在区间(0,+∞)上是减函数;命题q :不等式x 2-2x >m -1的解集为R .若命题“p ∨q ”为真,“p ∧q ”为假,则实数m 的取值范围是________.解析:对于命题p ,由f (x )=1-2m x 2在区间(0,+∞)上是减函数,得1-2m >0,解得m <12;对于命题q ,不等式x 2-2x >m -1的解集为R 等价于不等式(x -1)2>m 的解集为R ,因为(x -1)2≥0恒成立,所以m <0,因为命题“p ∨q ”为真,“p ∧q ”为假,所以命题p和命题q 一真一假.当命题p 为真,命题q 为假时,⎩⎪⎨⎪⎧ m <12,m ≥0,得0≤m <12;当命题p 为假,命题q 为真时,⎩⎪⎨⎪⎧m ≥12,m <0,此时m 不存在,故实数m 的取值范围是⎣⎡⎭⎫0,12. 答案:⎣⎡⎭⎫0,12。
课时达标检测(九) 指数与指数函数[练基础小题——强化运算能力]1.下列函数中,满足“f (x +y )=f (x )·f (y )”的单调递增函数的序号是________. ①f (x )=x 3;②f (x )=3x;③f (x )=x 12;④f (x )=⎝⎛⎭⎫12x .解析:根据各选项知,②④中的指数函数满足f (x +y )=f (x )·f (y ).又f (x )=3x 是增函数,所以②正确.答案:② 2.函数f (x )=2|x-1|的大致图象是________.(填序号)解析:f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1,x ≥1,⎝⎛⎭⎫12x -1,x <1,易知f (x )在[1,+∞)上单调递增,在(-∞,1)上单调递减,故②正确.答案:②3.(2018·江苏省赣榆高级中学模拟)函数f (x )=a |x+1|(a >0,a ≠1)的值域为[1,+∞),则f (-4)与f (1)的关系是________.解析:由题意知a >1,f (-4)=a 3,f (1)=a 2,由y =a t (a >1)的单调性知a 3>a 2,所以f (-4)>f (1).答案:f (-4)>f (1)4.若函数f (x )=a |2x -4|(a >0,且a ≠1)满足f (1)=19,则f (x )的单调递减区间是________.解析:由f (1)=19得a 2=19,又a >0,所以a =13,因此f (x )=⎝⎛⎭⎫13|2x -4|.因为g (x )=|2x -4|在[2,+∞)上单调递增,所以f (x )的单调递减区间是[2,+∞).答案:[2,+∞)5.(2018·南京摸底)已知函数f (x )=a x a x +1+b tan x +x 2(a >0,a ≠1),若f (1)=3,则f (-1)=________.解析:f (-x )+f (x )=a xa x +1+a -xa -x +1+2x 2=1+2x 2,所以f (-1)=1+2-f (1)=0.答案:0[练常考题点——检验高考能力]一、填空题1.已知a =20.2,b =0.40.2,c =0.40.75,则a ,b ,c 的大小关系是________.解析:由0.2<0.75<1,并结合指数函数的图象可知0.40.2>0.40.75,即b >c ;因为a =20.2>1,b =0.40.2<1,所以a >b .综上,a >b >c .答案:a >b >c2.已知奇函数y =⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),x >0,g (x ),x <0.如果f (x )=a x (a >0,且a ≠1)对应的图象如图所示,那么g (x )=________.解析:由题图知f (1)=12,∴a =12,f (x )=⎝⎛⎭⎫12x ,由题意得g (x )=-f (-x )=-⎝⎛⎭⎫12-x = -2x .答案:-2x3.设函数y =f (x )的图象与y =2x+a的图象关于直线y =-x 对称,且f (-2)+f (-4)=1,则a =________.解析:设(x ,y )为y =f (x )图象上任意一点,则(-y ,-x )在y =2x+a的图象上,所以有-x =2-y +a,从而有-y +a =log 2(-x )(指数式与对数式的互化),所以y =a -log 2(-x ),即f (x )=a -log 2(-x ),所以f (-2)+f (-4)=(a -log 22)+(a -log 24)=(a -1)+(a -2)=1,解得a =2.答案:24.(2018·豫晋冀三省调研)设函数f (x )=a x (a >0,a ≠1)在x ∈[-1,1]上的最大值与最小值之和为g (a ),则函数g (a )的取值范围是________.解析:f (x )在x ∈[-1,1]上的最大值和最小值在两端点处取得,∴g (a )=f (1)+f (-1)=a +1a ,又a >0,且a ≠1,所以g (a )=a +1a >2.答案:(2,+∞)5.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧⎝⎛⎭⎫12x -7,x <0,x ,x ≥0,若f (a )<1,则实数a 的取值范围是________. 解析:当a <0时,不等式f (a )<1可化为⎝⎛⎭⎫12a -7<1,即⎝⎛⎭⎫12a <8,即⎝⎛⎭⎫12a <⎝⎛⎭⎫12-3,因为0<12<1,所以函数y =⎝⎛⎭⎫12x 是减函数,所以a >-3,此时-3<a <0;当a ≥0时,不等式f (a )<1可化为a <1,所以0≤a <1.故a 的取值范围是(-3,1).答案:(-3,1)6.(2018·张家港市四校联考)已知a >0,且a ≠1,f (x )=x 2-a x .当x ∈(-1,1)时,均有f (x )<12,则实数a 的取值范围是________.解析:当x ∈(-1,1)时,均有f (x )<12,即a x >x 2-12在(-1,1)上恒成立,令g (x )=a x ,m (x )=x 2-12,由图象知:当0<a <1时,g (1)≥m (1),即a ≥1-12=12,此时12≤a <1;当a >1时,g (-1)≥m (1),即a -1≥1-12=12,此时1<a ≤2.综上,12≤a <1或1<a ≤2. 答案:⎣⎡⎭⎫12,1∪(1,2]7.已知函数f (x )=e x -e -x e x +e-x ,若f (a )=-12,则f (-a )=________.解析:∵f (a )=e a -e -a e a +e -a =-12.∴f (-a )=e -a -e a e -a +e a =-e a -e -a e a +e-a =-⎝⎛⎭⎫-12=12. 答案:128.若函数f (x )=a x -1(a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[0,2],则实数a =________. 解析:当a >1时,f (x )=a x -1在[0,2]上为增函数,则a 2-1=2,∴a =±3.又∵a >1,∴a = 3.当0<a <1时,f (x )=a x -1在[0,2]上为减函数,又∵f (0)=0≠2,∴0<a <1不成立.综上可知,a = 3.答案: 39.(2018·安徽十校联考)已知max(a ,b )表示a ,b 两数中的最大值.若f (x )=max{e |x |,e |x -2|},则f (x )的最小值为________.解析:由于f (x )=max{e |x |,e|x -2|}=⎩⎪⎨⎪⎧e x,x ≥1,e 2-x ,x <1.当x ≥1时,f (x )≥e ,且当x =1时,取得最小值e ;当x <1时,f (x )>e.故f (x )的最小值为f (1)=e.答案:e10.(2018·信阳质检)若不等式(m 2-m )2x -⎝⎛⎭⎫12x<1对一切x ∈(-∞,-1]恒成立,则实数m 的取值范围是________.解析:(m 2-m )2x -⎝⎛⎭⎫12x <1可变形为m 2-m <⎝⎛⎭⎫12x +⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫12x 2.设t =⎝⎛⎭⎫12x ,则原条件等价于不等式m 2-m <t +t 2在t ≥2时恒成立.显然t +t 2在t ≥2时的最小值为6,所以m 2-m <6,解得-2<m <3.答案:(-2,3) 二、解答题11.已知函数f (x )=2a ·4x -2x -1.(1)当a =1时,求函数f (x )在x ∈[-3,0]的值域;(2)若关于x 的方程f (x )=0有解,求a 的取值范围. 解:(1)当a =1时,f (x )=2·4x -2x -1=2(2x )2-2x -1, 令t =2x ,因为x ∈[-3,0],则t ∈⎣⎡⎦⎤18,1.故y =2t 2-t -1=2⎝⎛⎭⎫t -142-98,t ∈⎣⎡⎦⎤18,1,故值域为⎣⎡⎦⎤-98,0. (2)关于x 的方程2a (2x )2-2x -1=0有解,等价于方程2am 2-m -1=0(m >0)在 (0,+∞)上有解.记g (m )=2am 2-m -1,m >0,当a =0时,g (m )=0的解为m =-1<0,不成立.当a <0时,g (m )的图象开口向下,对称轴m =14a <0,则g (m )在(0,+∞)上单调递减,且图象过点(0,-1),不成立.当a >0时,g (m )的图象开口向上,对称轴m =14a >0,则g (m )在⎝⎛⎦⎤0,14a 上单调递减,在⎣⎡⎭⎫14a ,+∞上单调递增,且图象过点(0,-1),必有一个根为正, 所以,a >0.综上所述,a 的取值范围是(0,+∞).12.(2018·连云港月考)设函数f (x )=ka x -a -x (a >0,a ≠1)是奇函数.(1)求常数k 的值;(2)若a >1,试判断f (x )的单调性,并用定义法加以证明;(3)若已知f (1)=83,且函数g (x )=a 2x +a -2x -2mf (x )在区间[1,+∞)上的最小值为-2,求实数m 的值.解:(1)因为函数f (x )=ka x -a -x (a >0,a ≠1)是奇函数,所以f (-x )+f (x )=0对于任意x ∈R 恒成立,即(ka -x -a x )+(ka x -a -x )=0;(k -1)(a x +a -x )=0恒成立,所以k -1=0,即k =1.(2)a >1时,f (x )=a x -a -x 在R 上为增函数.理由如下:设x 1<x 2则f (x 1)-f (x 2)=(ax 1-a -x 1)-(ax 2-a -x 2)=(ax 1-ax 2)(ax 1+x 2+1)ax 1+x 2.因为a >1,x 1<x 2,所以0<ax 1<ax 2,ax 1+x 2>0, 所以f (x 1)<f (x 2),即f (x )=a x -a -x 在R 上为增函数.(3)由f (1)=83得a -1a =83,即a =3或a =-13(舍).所以f(x)=3x-3-x,g(x)=32x+3-2x-2m(3x-3-x)=(3x-3-x)2-2m(3x-3-x)+2.设t=3x-3-x,x∈[1,+∞),则t=3x-3-x在[1,+∞)上为增函数,即t≥8 3,所以y=t2-2mt+2,t≥83,对称轴为t=m.当m≤83时,y min=⎝⎛⎭⎫832-163m+2=-2,解得m=2512.当m≥83时,y min=m2-2m2+2=-2,所以m=-2或m=2(均舍去).综上m=2512.。
课时达标检测(十) 函数的图象及其应用[小题对点练——点点落实]对点练(一) 函数的图象1.(2018·陕西汉中教学质量检测)函数f (x )=⎝⎛⎭⎫x -1x sin x 的图象大致是( )解析:选D 令f (x )=0可得x =±1,或x =k π(k ≠0,k ∈Z),又f (-x )=⎝⎛⎭⎫-x +1x sin(-x )=⎝⎛⎭⎫x -1x sin x =f (x ),即函数f (x )=⎝⎛⎭⎫x -1x sin x 是偶函数,且经过点(1,0),(π,0),(2π,0),(3π,0),…,故选D. 2.(2018·甘肃南裕固族自治县一中月考)已知函数f (x )=-x 2+2,g (x )=log 2|x |,则函数F (x )=f (x )·g (x )的图象大致为( )解析:选B f (x ),g (x )均为偶函数,则F (x )也为偶函数,由此排除A ,D.当x >2时,-x 2+2<0,log 2|x |>0,所以F (x )<0,排除C ,故选B.3.(2018·安徽蚌埠二中等四校联考)如图所示的图象对应的函数解析式可能是( )A .y =2x -x 2-1B .y =2x sin x4x +1C .y =x ln xD .y =(x 2-2x )e x解析:选D A 中,y =2x -x 2-1,当x 趋于-∞时,函数y =2x 的值趋于0,y =x 2+1的值趋于+∞,所以函数y =2x-x 2-1的值小于0,故A 中的函数不满足.B 中,y =sin x 是周期函数,所以函数y =2x sin x4x +1的图象是以x 轴为中心的波浪线,故B 中的函数不满足.C 中,函数y =xln x 的定义域为(0,1)∪(1,+∞),故C 中的函数不满足.D 中,y =x 2-2x ,当x <0或x >2时,y >0,当0<x <2时,y <0,且y =e x >0恒成立,所以y =(x 2-2x )e x 的图象在x 趋于+∞时,y 趋于+∞,故D 中的函数满足.4.(2018·昆明模拟)如图所示的图形是由一个半径为2的圆和两个半径为1的半圆组成的,它们的圆心分别是O ,O 1,O 2,动点P 从A 点出发沿着圆弧按A →O →B →C →A →D →B 的路线运动(其中A ,O ,O 1,O 2,B 五点共线),记点P 运动的路程为x ,设y =|O 1P |2,y 与x 的函数关系式为y =f (x ),则y =f (x )的大致图象是( )解析:选A 当x ∈[0,π]时,y =1.当x ∈(π,2π)时, O 1P ―→=O 2P ―→-O 2O 1―→,设O 2P ―→与O 2O 1―→的夹角为θ,因为|O 2P ―→|=1,|O 2O 1―→|=2,θ=x -π,所以y =|O 1P ―→|2=(O 2P ―→-O 2O 1―→)2=5-4cos θ=5+4cos x ,x ∈(π,2π),此时函数y =f (x )的图象是曲线,且单调递增,排除C ,D.当x ∈[2π,4π)时,因为O 1P ―→=OP ―→-OO 1―→,设OP ―→,OO 1―→的夹角为α,因为|OP ―→|=2,|OO 1―→|=1,α=2π-12x ,所以y =|O 1P ―→|2=(OP ―→-OO 1―→)2=5-4cos α=5-4cos 12x ,x ∈[2π,4π),此时函数y =f (x )的图象是曲线,且单调递减,排除B.故选A.对点练(二) 函数图象的应用问题1.(2018·福建厦门双十中学期中)已知函数f (x )=x 2+e x -12(x <0)与g (x )=x 2+ln(x +a )的图象上存在关于y轴对称的点,则实数a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫-∞,1e B .(-∞, e) C.⎝⎛⎭⎫1e ,+∞ D .( e ,+∞)解析:选B 原命题等价于在x <0时,f (x )与g (-x )的图象有交点,即方程e x -12-ln(-x +a )=0在(-∞,0)上有解,令m (x )=e x -12-ln(-x +a ),显然m (x )在(-∞,0)上为增函数.当a >0时,只需m (0)=e 0-12-ln a >0,解得0<a <e ;当a ≤0时,x 趋于-∞,m (x )<0,x 趋于a ,m (x )>0,即m (x )=0在(-∞,a )上有解.综上,实数a 的取值范围是(-∞,e).2.若函数f (x )=ax -2x -1的图象关于点(1,1)对称,则实数a =________. 解析:函数f (x )=ax -2x -1=a +a -2x -1(x ≠1),当a =2时,f (x )=2,函数f (x )的图象不关于点(1,1)对称,故a ≠2,其图象的对称中心为(1,a ),即a =1.答案:13.(2018·绵阳诊断)用min{a ,b ,c }表示a ,b ,c 中的最小值.设f (x )=min{2x ,x +2,10-x }(x ≥0),则f (x )的最大值为________.解析:f (x )=min{2x ,x +2,10-x }(x ≥0)的图象如图中实线所示.令x +2=10-x ,得x =4.故当x =4时,f (x )取最大值,又f (4)=6,所以f (x )的最大值为6.答案:62x -x 2,若直4.已知偶函数f (x )满足f (1-x )=f (1+x ),且当x ∈[0,1]时,f (x )=线kx -y +k =0(k >0)与函数f (x )的图象有且仅有三个交点,则k 的取值范围是________.解析:因为f (1-x )=f (1+x ).所以函数f (x )的图象关于直线x =1对称,又f (x )是偶函数,所以f (x -1)=f (1+x ),即f (2+x )=f (x ),所以f (x )是周期为2的函数.由当x ∈[0,1]时,y =f (x )=2x -x 2,得x 2-2x +y 2=0(y ≥0),即(x -1)2+y 2=1(y ≥0),画出函数f (x )的大致图象如图所示.若直线y =k (x +1)与曲线y =f (x )切于点A ,则|k -0+k |k 2+1=1,得k =33;若直线y =k (x +1)与曲线y =f (x )切于点B ,则|3k -0+k |k 2+1=1,得k =1515.因为直线kx-y +k =0(k >0)与函数f (x )的图象有且仅有三个交点,所以根据图象易知1515<k <33.答案:⎝⎛⎭⎫1515,335.已知f (x )是以2为周期的偶函数,当x ∈[0,1]时,f (x )=x ,且在[-1,3]内,关于x 的方程f (x )=kx +k +1(k ∈R ,k ≠-1)有四个根,则k 的取值范围是________.解析:由题意作出f (x )在[-1,3]上的示意图如图,记y =k (x +1)+1,∴函数y =k (x+1)+1的图象过定点A (-1,1).记B (2,0),由图象知,方程有四个根,即函数y =f (x )与y =kx +k +1的图象有四个交点,故k AB <k <0,k AB =0-12-(-1)=-13,∴-13<k <0. 答案:⎝⎛⎭⎫-13,06.如图,函数f (x )的图象为折线ACB ,则不等式f (x )≥log 2(x +1)的解集为________. 解析:令g (x )=y =log 2(x +1),作出函数g (x )图象如图.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,y =log 2(x +1),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}. 答案:{x |-1<x ≤1}[大题综合练——迁移贯通]1.设函数f (x )=⎪⎪⎪⎪1-1x (x >0). (1)作出函数f (x )的图象;(2)当0<a <b ,且f (a )=f (b )时,求1a +1b 的值;(3)若方程f (x )=m 有两个不相等的正根,求m 的取值范围. 解:(1)函数f (x )的图象如图所示.(2)∵f (x )=⎪⎪⎪⎪1-1x =⎩⎨⎧1x -1,x ∈(0,1],1-1x ,x ∈(1,+∞),故f (x )在(0,1]上是减函数,在(1,+∞)上是增函数, 由0<a <b 且f (a )=f (b )得0<a <1<b ,且1a -1=1-1b ,∴1a +1b =2.(3)由函数f (x )的图象可知,当0<m <1时,方程f (x )=m 有两个不相等的正根. 2.已知函数f (x )=x |m -x |(x ∈R),且f (4)=0. (1)求实数m 的值; (2)作出函数f (x )的图象;(3)根据图象指出f (x )的单调递减区间;(4)若方程f (x )=a 只有一个实数根,求a 的取值范围. 解:(1)∵f (4)=0,∴4|m -4|=0,即m =4.(2)f (x )=x |x -4|=⎩⎪⎨⎪⎧x (x -4)=(x -2)2-4,x ≥4,-x (x -4)=-(x -2)2+4,x <4.f (x )的图象如图所示.(3)f (x )的单调递减区间是[2,4].(4)从f (x )的图象可知,当a >4或a <0时,f (x )的图象与直线y =a 只有一个交点,即方程f (x )=a 只有一个实数根,所以a 的取值范围是(-∞,0)∪(4,+∞).3.已知函数f (x )=2x ,x ∈R.(1)当m 取何值时方程|f (x )-2|=m 有一个解?两个解?(2)若不等式f 2(x )+f (x )-m >0在R 上恒成立,求m 的取值范围. 解:(1)令F (x )=|f (x )-2|=|2x -2|,G (x )=m ,画出F (x )的图象如图所示.由图象看出,当m =0或m ≥2时,函数F (x )与G (x )的图象只有一个交点,原方程有一个解;当0<m <2时,函数F (x )与G (x )的图象有两个交点,原方程有两个解. (2)令f (x )=t (t >0),H (t )=t 2+t ,因为H (t )=⎝⎛⎭⎫t +122-14在区间(0,+∞)上是增函数, 所以H (t )>H (0)=0.因此要使t 2+t >m 在区间(0,+∞)上恒成立,应有m ≤0,即所求m 的取值范围为(-∞,0].。
课时达标检测(二) 命题及其关系、充分条件与必要条件[小题对点练——点点落实]对点练(一) 命题及其关系1.命题“若x ,y 都是偶数,则x +y 也是偶数”的逆否命题是( )A .若x +y 是偶数,则x 与y 不都是偶数B .若x +y 是偶数,则x 与y 都不是偶数C .若x +y 不是偶数,则x 与y 不都是偶数D .若x +y 不是偶数,则x 与y 都不是偶数解析:选C 由于“x ,y 都是偶数”的否定表达是“x ,y 不都是偶数”,“x +y 是偶数”的否定表达是“x +y 不是偶数”,故原命题的逆否命题为“若x +y 不是偶数,则x ,y 不都是偶数”,故选C.2.命题“若△ABC 有一内角为π3,则△ABC 的三内角成等差数列”的逆命题( ) A .与原命题同为假命题B .与原命题的否命题同为假命题C .与原命题的逆否命题同为假命题D .与原命题同为真命题解析:选D 原命题显然为真,原命题的逆命题为“若△ABC 的三内角成等差数列,则△ABC 有一内角为π3”,它是真命题. 3.在命题“若抛物线y =ax 2+bx +c 的开口向下,则{x |ax 2+bx +c <0}≠∅”的逆命题、否命题、逆否命题中结论成立的是( )A .都真B .都假C .否命题真D .逆否命题真解析:选D 对于原命题:“若抛物线y =ax 2+bx +c 的开口向下,则{x |ax 2+bx +c <0}≠∅”,这是一个真命题,所以其逆否命题也为真命题;但其逆命题:“若{x |ax 2+bx +c <0}≠∅,则抛物线y =ax 2+bx +c 的开口向下”是一个假命题,因为当不等式ax 2+bx +c <0的解集非空时,可以有a >0,即抛物线的开口可以向上,因此否命题也是假命题.故选D.4.(2018·德州一中模拟)下列命题中为真命题的序号是________.①若x ≠0,则x +1x ≥2;②命题:若x 2=1,则x =1或x =-1的逆否命题为:若x ≠1且x ≠-1,则x 2≠1;③“a =1”是“直线x -ay =0与直线x +ay =0互相垂直”的充要条件;④命题“若x <-1,则x 2-2x -3>0”的否命题为“若x ≥-1,则x 2-2x -3≤0”.解析:当x <0时,x +1x≤-2,故①是假命题;根据逆否命题的定义可知,②是真命题;“a =±1”是“直线x -ay =0与直线x +ay =0互相垂直”的充要条件,故③是假命题;根据否命题的定义知④是真命题.答案:②④5.“在△ABC 中,若∠C =90°,则∠A ,∠B 都是锐角”的否命题为:________________________________________________________________________.解析:原命题的条件:在△ABC 中,∠C =90°,结论:∠A ,∠B 都是锐角.否命题是否定条件和结论.即“在△ABC 中,若∠C ≠90°,则∠A ,∠B 不都是锐角”.答案:在△ABC 中,若∠C ≠90°,则∠A ,∠B 不都是锐角对点练(二) 充分条件与必要条件1.(2016·山东高考)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解析:选A 由题意知a ⊂α,b ⊂β,若a ,b 相交,则a ,b 有公共点,从而α,β有公共点,可得出α,β相交;反之,若α,β相交,则a ,b 的位置关系可能为平行、相交或异面.因此“直线a 和直线b 相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件.故选A.2.(2018·浙江名校联考)一次函数y =-m n x +1n 的图象同时经过第一、三、四象限的必要不充分条件是( )A .m >1,且n <1B .mn <0C .m >0,且n <0D .m <0,且n <0解析:选B 因为y =-m n x +1n 的图象经过第一、三、四象限,故-m n >0,1n <0,即m >0,n <0,但此为充要条件,因此,其必要不充分条件为mn <0.3.(2018·河南豫北名校联盟精英对抗赛)设a ,b ∈R ,则“log 2a >log 2b ”是“2a -b >1”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A log 2a >log 2b ⇔a >b >0,2a -b >1⇔a >b ,所以“log 2a >log 2b ”是“2a -b >1”的充分不必要条件.故选A.4.(2018·重庆第八中学调研)定义在R 上的可导函数f (x ),其导函数为f ′(x ),则“f ′(x )为偶函数”是“f (x )为奇函数”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选B ∵f (x )为奇函数,∴f (-x )=-f (x ).∴[f (-x )]′=[-f (x )]′,∴f ′(-x )·(-x )′=-f ′(x ),∴f ′(-x )=f ′(x ),即f ′(x )为偶函数;反之,若f ′(x )为偶函数,如f ′(x )=3x 2,f (x )=x 3+1满足条件,但f (x )不是奇函数,所以“f ′(x )为偶函数”是“f (x )为奇函数”的必要不充分条件.故选B.5.(2018·山西怀仁一中期中)命题“∀x ∈[1,2),x 2-a ≤0”为真命题的一个充分不必要条件可以是( )A .a ≥4B .a >4C .a ≥1D .a >1解析:选B x 2-a ≤0⇔a ≥x 2.因为x 2∈[1,4),所以a ≥4.故a >4是已知命题的一个充分不必要条件.故选B.6.(2018·广东梅州质检)已知命题p :“方程x 2-4x +a =0有实根”,且綈p 为真命题的充分不必要条件为a >3m +1,则实数m 的取值范围是( )A .[1,+∞)B .(1,+∞)C .(-∞,1)D .(0,1)解析:选B 命题p :“方程x 2-4x +a =0有实根”为真时,Δ=16-4a ≥0,∴a ≤4.∴綈p 为真命题时,a >4.又∵綈p 为真命题的充分不必要条件为a >3m +1,∴(3m +1,+∞)是(4,+∞)的真子集,∴3m +1>4,解得m >1,故选B.7.(2018·福建闽侯二中期中)设命题p :|4x -3|≤1;命题q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0.若綈p 是綈q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________.解析:由|4x -3|≤1,得12≤x ≤1;由x 2-(2a +1)·x +a (a +1)≤0,得a ≤x ≤a +1.∵綈p 是綈q 的必要不充分条件,∴q 是p 的必要不充分条件,∴p 是q 的充分不必要条件.∴⎣⎡⎦⎤12,1[a ,a +1].∴a ≤12.且a +1≥1,两个等号不能同时成立,解得0≤a ≤12.∴实数a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,12. 答案:⎣⎡⎦⎤0,12[大题综合练——迁移贯通]1.写出命题“已知a ,b ∈R ,若关于x 的不等式x 2+ax +b ≤0有非空解集,则a 2≥4b ”的逆命题、否命题、逆否命题,并判断它们的真假.解:(1)逆命题:已知a ,b ∈R ,若a 2≥4b ,则关于x 的不等式x 2+ax +b ≤0有非空解集,为真命题.(2)否命题:已知a ,b ∈R ,若关于x 的不等式x 2+ax +b ≤0没有非空解集,则a 2<4b ,为真命题.(3)逆否命题:已知a ,b ∈R ,若a 2<4b ,则关于x 的不等式x 2+ax +b ≤0没有非空解集,为真命题.2.已知集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫y ⎪⎪y =x 2-32x +1,x ∈⎣⎡⎦⎤34,2,B ={x |x +m 2≥1}.若“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件,求实数m 的取值范围.解:y =x 2-32x +1=⎝⎛⎭⎫x -342+716, ∵x ∈⎣⎡⎦⎤34,2,∴716≤y ≤2,∴A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫y ⎪⎪716≤y ≤2. 由x +m 2≥1,得x ≥1-m 2,∴B ={x |x ≥1-m 2}.∵“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件,∴A ⊆B ,∴1-m 2≤716,解得m ≥34或m ≤-34, 故实数m 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,-34∪⎣⎡⎭⎫34,+∞. 3.已知集合A ={x |x 2-6x +8<0},B ={x |(x -a )(x -3a )<0}.(1)若x ∈A 是x ∈B 的充分条件,求a 的取值范围.(2)若A ∩B =∅,求a 的取值范围.解:A ={x |x 2-6x +8<0}={x |2<x <4}, B ={x |(x -a )(x -3a )<0}.(1)当a =0时,B =∅,不合题意.当a >0时,B ={x |a <x <3a },要满足题意, 则⎩⎪⎨⎪⎧a ≤2,3a ≥4,解得43≤a ≤2. 当a <0时,B ={x |3a <x <a },要满足题意, 则⎩⎪⎨⎪⎧ 3a ≤2,a ≥4,无解. 综上,a 的取值范围为⎣⎡⎦⎤43,2.(2)要满足A ∩B =∅,当a >0时,B ={x |a <x <3a },则a ≥4或3a ≤2,即0<a ≤23或a ≥4. 当a <0时,B ={x |3a <x <a },则a ≤2或a ≥43,即a <0. 当a =0时,B =∅,A ∩B =∅.综上,a 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,23∪[4,+∞).。
课时达标检测(一) 集 合[小题对点练——点点落实]对点练(一) 集合的概念与集合间的基本关系 1.已知集合A ={1,2,3},B ={2,3},则( )A .A =BB .A ∩B =∅C .A BD .B A 解析:选D ∵A ={1,2,3},B ={2,3},∴B A .⊆C |C {=B ,}0≤3-x 2+2x |N ∈x {=A 已知集合)拟莱州一中模·(2018.2A },则集合B 中元素的个数为( )A .2B .3C .4D .5 B个子集,因此集合4=22有,共}{0,1=}1≤x ≤3-|N ∈x {=}0≤1)-x 3)(+x |(N ∈x {=A C 选解析:中元素的个数为4,选C.3.(2018·广雅中学测)(是图n Ven 的关系}0=x +2x |x {=N 和}1,0,1-{=M ,则正确表示集合R =U 若全集)试B.选,故M N ,所以}1,0,1-{=M ,而}1,0-{=}0=x +2x |x {=N 由题意知, B 选解析: .________为的值m ,则A ∈3若,}m +2m 2,2+m {=A .已知集合4 ,3=m +2m 2且3=2+m 时,1=m ,当32=-m 或1=m ,则3=m +2m 2或3=2+m 由题意得解析:.32=-m ,故3=m +2m 2则,12=2+m 时,32=-m 根据集合中元素的互异性可知不满足题意;当 32-答案: .________是的取值范围 b -a ,则实数B ⊆A ,若]b ,a [=B ,}16≤x 2≤|4x {=A .已知集合5,所4≥b ,2≤a ,所以B ⊆A ,因为[2,4]=}4≤x ≤|2x {=}42≤x 2≤2|2x {=}16≤x 2≤|4x {=A 集合解析:以a -b ≤2-4=-2,即实数a -b 的取值范围是(-∞,-2].答案:(-∞,-2]对点练(二) 集合的基本运算)(=N ∪M ,则}0≤x |lg x {=N ,}x =2x |x {=M .设集合1 A .[0,1]B .(0,1]C .[0,1)D .(-∞,1] .][0,1=N ∪M ,}1≤x <0|x {=}0≤x |lg x {=N ,}{0,1=}x =2x |x {=M A 选解析: )(=B ∩A ,则}A ∈x ,2x =y |y {=B ,}1,0,1-{=A .若集合2 A .{0}B .{1}C .{0,1}D .{0,-1} .}{0,1=B ∩A ,所以}{0,1=}A ∈x ,2x =y |y {=B 因为 C 选解析: )(=B ∪)A U ∁(则,}3≤y ≤|1y {=B ,}2≤x ≤|0x {=A ,集合R =U 设全集)考中原名校联·(2018.3 A .(2,3]B .(-∞,1]∪(2,+∞)C .[1,2)D .(-∞,0)∪[1,+∞).)∞,+1[∪0),∞-(=B ∪)A U ∁(以,所}3≤y ≤|1y {=B ,}<0x 或2>x |x {=A U ∁因为 D 选解析: 4.设P 和Q 是两个集合,定义集合P -Q ={x |x ∈P ,且x ∉)(=Q -P ,那么}2|<1-x ||x {=Q ,}<1x 2|log x {=P ,如果}Q A .{x |0<x <1}B .{x |0<x ≤1}C .{x |1≤x <2}D .{x |2≤x <3} .由}<3x |1<x {=Q ,所以3<x 1<得,12|<-x |由;}<2x |0<x {=P ,所以2<x 0<得,1<x 2log 由 B 选解析:题意,得P -Q ={x |0<x ≤1}.∪P .若}0≤b +ax +2x |x {=Q ,}2>0-y -2y |y {=P 已知集合)考河北正定中学月·(2018.5Q =R ,且P ∩Q =(2,3],则a +b =( )A .-5B .5C .-1D .1 ,所以1,3]-[=Q ,得](2,3=Q ∩P 及R =Q ∪P .由}1-<y 或2>y |y {=}2>0-y -2y |y {=P A 选解析:-a =-1+3,b =-1×3,即a =-2,b =-3,a +b =-5,故选A.6.(2018·唐山统一考) (是,则图中阴影部分表示的集合}<1x |2x {=B ,}6<0-x 5-2x |x {=A ,集合R =U 若全集)试A .{x |2<x <3}B .{x |-1<x ≤0}C .{x |0≤x <6}D .{x |x <-1} =B ,所以0<x ,解得1<x 2由.}<6x 1<-|x {=A ,所以6<x 1<-,解得06<-x 5-2x 由 C 选解析: C.选,故}<6x ≤|0x {=A ∩)B U ∁(以,所}0≥x |x {=B U ∁,A ∩)B U ∁(为.又题图中阴影部分表示的集合}<0x |x { )(是的取值范围m ,则实数}>4x |x {=B ∩A .若}m ≥x |x {=B ,}12>0-x -2x |x {=A .已知集合7 A .(-4,3)B .[-3,4]C .(-3,4)D .(-∞,4] 解析:选B 集合A ={x |x <-3或x >4},∵A ∩B ={x |x >4},∴-3≤m ≤4,故选B.)(为}{1,4,7合,则集}0=21+x 8-2x |x {=N ,}{2,3,5=M ,集合}<8x |0<Z ∈x {=U .已知全集8 )N U ∁(∩M .A)N ∩M (U ∁.B )N ∪M (U ∁.C N ∩)M U ∁(.D =N ∩M ,}{3,5=}{1,3,4,5,7∩{2,3,5}=)N U ∁(∩M ,}{2,6=N ,}{1,2,3,4,5,6,7=U 由已知得 C 选解析:选,}{6=}{2,6∩{1,4,6,7}=N ∩)M U ∁(,}{1,4,7=)N ∪M (U ∁,}{2,3,5,6=N ∪M ,},3,4,5,6,7{1=)N ∩M (U ∁,}{2 C.[大题综合练——迁移贯通].}R ∈m ,R ∈x ,0≤4-2m +mx 2-2x |x {=B ,}0≤3-x 2-2x |x {=A .已知集合1 (1)若A ∩B =[0,3],求实数m 的值;的取值范围.m ,求实数B R ∁⊆A 若)(2 解:由已知得A ={x |-1≤x ≤3},B ={x |m -2≤x ≤m +2}.(1)因为A ∩B =[0,3],2.=m 所以⎩⎪⎨⎪⎧ m -2=0,m +2≥3.所以,}2+m >x 或2-m <x |x {=B R ∁(2) ,1-<2+m 或32>-m ,所以B R ∁⊆A 因为 即m >5或m <-3. 因此实数m 的取值范围是(-∞,-3)∪(5,+∞). 2.已知集合A ={x |1<x <3},集合B ={x |2m <x <1-m }. (1)当m =-1时,求A ∪B ; (2)若A ⊆B ,求实数m 的取值范围; (3)若A ∩B =∅,求实数m 的取值范围. 解:(1)当m =-1时,B ={x |-2<x <2}, 则A ∪B ={x |-2<x <3}. ,2-≤m 解得⎩⎪⎨⎪⎧ 1-m >2m ,2m≤1,1-m≥3,知B ⊆A 由)(2 即实数m 的取值范围为(-∞,-2]. (3)由A ∩B =∅,得 ,符合题意;∅=B 时,13≥m ,即m -1≥m 2若① ⎩⎪⎨⎪⎧ m <13,2m≥3,或⎩⎪⎨⎪⎧ m <13,1-m≤1时,需13<m ,即m -1<m 2若② .13<m ≤0即,∅或13<m ≤0得 综上知m ≥0,即实数m 的取值范围为[0,+∞). .}>1x 2|log x {=B ,}27≤x 3≤|3x {=A 已知集合)考江西玉山一中月·(2018.3;A ∪)B R ∁(,B ∩A 分别求)(1 (2)已知集合C ={x |1<x <a },若C ⊆A ,求实数a 的取值范围. ,33≤x 3≤13即,72≤x 3≤3∵(1)解: ∴1≤x ≤3,∴A ={x |1≤x ≤3}. ,22>log x 2log 即,1>x 2log ∵ ∴x >2,∴B ={x |x >2}. ∴A ∩B ={x |2<x ≤3}.B R∁∴,x|x{=}2≤A)B R∁(∴=∪≤.}3x|x{(2)由(1)知A={x|1≤x≤3},C⊆A.当C为空集时,满足C⊆A,a≤1;当C为非空集合时,可得1<a≤3.综上所述,a≤3.实数a的取值范围是{a|a≤3}.。
课时达标检测(二十六) 平面向量的数量积及其应用[小题对点练——点点落实]对点练(一) 平面向量的数量积1.已知△ABC 是边长为1的等边三角形、点D 、E 分别是边AB 、BC 的中点、连接DE 并延长到点F 、使得DE =2EF 、则AF ―→·BC ―→的值为( )A .-58B.18C.14D.118解析:选B 如图所示、AF ―→·BC ―→=(AD ―→+DF ―→)·BC ―→=⎣⎡⎭⎫-12BA ―→+32 DE ―→·BC ―→=⎣⎡⎭⎫-12BA ―→+34 AC ―→ ·BC ―→=-12BA ―→·BC ―→+34AC ―→·BC ―→=-14+38=18.2.已知菱形ABCD 的边长为6、∠ABD =30°、点E 、F 分别在边BC 、DC 上、BC =2BE 、CD =λCF .若AE ―→·BF ―→=-9、则λ的值为( )A .2B .3C .4D .5解析:选B 依题意得AE ―→=AB ―→+BE ―→=12BC ―→-BA ―→、BF ―→=BC ―→+1λBA ―→、因此AE ―→·BF―→=⎝⎛⎭⎫12 BC ―→-BA ―→ ·⎝⎛⎭⎫BC ―→+1λBA ―→ =12BC ―→2-1λBA ―→2+⎝⎛⎭⎫12λ-1BC ―→·BA ―→、于是有⎝⎛⎭⎫12-1λ×62+⎝⎛⎭⎫12λ-1×62×c os 60°=-9.由此解得λ=3、故选B.3.(2018·嘉兴一模)如图、B 、D 是以AC 为直径的圆上的两点、其中AB =t +1、AD =t +2、则AC ―→·BD ―→=( )A .1B .2C .tD .2t解析:选A 因为BD ―→=AD ―→-AB ―→、所以AC ―→·BD ―→=AC ―→·(AD ―→-AB ―→)=AC ―→·AD ―→-AC ―→·AB ―→=|AC ―→|·|AD ―→|c os ∠CAD -|AC ―→|·|AB ―→|c os ∠CAB .又AC 为圆的直径、所以连接BC 、DC (图略)、则∠ADC =∠ABC =π2、所以c os ∠CAD =|AD ―→||AC ―→|、c os ∠CAB =|AB ―→||AC ―→|、则AC ―→·BD ―→=|AD ―→|2-|AB |2=t +2-(t +1)=1、故选A.4.(2018·广西质检)已知向量a 、b 的夹角为3π4、|a |=2、|b |=2、则a ·(a -2b )=________.解析:a ·(a -2b )=a 2-2a ·b =2-2×2×2×⎝⎛⎭⎫-22=6. 答案:65.(2018·江西白鹭洲中学调研)已知在直角三角形ABC 中、∠ACB =90°、AC =BC =2、点P 是斜边AB 上的中点、则CP ―→·CB ―→+CP ―→·CA ―→=________.解析:由题意可建立如图所示的坐标系.可得A (2,0)、B (0,2)、P (1,1)、C (0,0)、则CP ―→·CB ―→+CP ―→·CA ―→=(1,1)·(0,2)+(1,1)·(2,0)=2+2=4.答案:4对点练(二) 平面向量数量积的应用1.已知向量a 、b 满足a ·b =0、|a |=1、|b |=2、则|a -b |=( ) A .0 B .1 C .2D. 5解析:选D |a -b |=(a -b )2=a 2-2a ·b +b 2=1+4= 5.2.(2018·云南民族中学一模)已知向量AB ―→=(x,1)(x >0)、AC ―→=(1,2)、|BC ―→|=5、则AB ―→、AC ―→的夹角为( )A.2π3B.π6C.π4D.π3解析:选C 因为BC ―→=AC ―→-AB ―→=(1-x,1)、所以|BC ―→|2=(1-x )2+1=5、即x 2-2x -3=0、解得x =3或x =-1(舍).设AB ―→、AC ―→的夹角为θ、则c os θ=AB ―→·AC ―→|AB ―→||AC ―→|=22、所以θ=π4.故选C.3.(2018·广东五校协作体一模)已知向量a =(λ、1)、b =(λ+2,1).若|a +b |=|a -b |、则实数λ的值为( )A .-1B .2C .1D .-2解析:选A 根据题意、对于向量a 、b 、若|a +b |=|a -b |、则|a +b |2=|a -b |2、变形可得a 2+2a ·b +b 2=a 2-2a ·b +b 2、即a ·b =0.又由向量a =(λ、1)、b =(λ+2,1)、得λ(λ+2)+1=0、解得λ=-1.故选A.4.已知向量a =(3、1)、b =(0,1)、c =(k 、3)、若a +2b 与c 垂直、则k =( )A .-3B .-2C .1D .-1解析:选A 因为a +2b 与c 垂直、所以(a +2b )·c =0、即a ·c +2b ·c =0、所以3k +3+23=0、解得k =-3.5.(2017·吉林三模)已知平面向量a 、b 的夹角为120°、且a ·b =-1、则|a -b |的最小值为( )A. 6B. 3C. 2D .1解析:选A 由题意可知-1=a ·b =|a |·|b |c os 120°、所以2=|a |·|b |≤|a |2+|b |22、即|a |2+|b |2≥4、当且仅当|a |=|b |时等号成立、|a -b |2=a 2-2a ·b +b 2=a 2+b 2+2≥4+2=6、所以|a -b |≥6、所以|a -b |的最小值为 6.6.(2018·河北石家庄一模)已知三个向量a 、b 、c 共面、且均为单位向量、a ·b =0、则|a +b -c |的取值范围是( )A .[2-1、2+1]B .[1、 2 ]C .[2、 3 ]D .[2-1,1]解析:选A 法一:因为a ·b =0、所以|a +b |2=a 2+2a ·b +b 2=2、所以|a +b |= 2.所以|a +b -c |2=a 2+b 2+c 2+2a ·b -2(a +b )·c =3-2(a +b )·c .当c 与(a +b )同向时、(a +b )·c 最大、|a +b -c |2最小、此时(a +b )·c =|a +b ||c |·c os 0°=2、|a +b -c |2=3-22=(2-1)2、所以|a +b -c |mi n =2-1;当c 与(a +b )反向时、(a +b )·c 最小、|a +b -c |2最大、此时(a +b )·c =|a +b |·|c |c os π=-2、|a +b -c |2=3+22=(2+1)2、所以|a +b -c |m a x =2+1.所以|a +b -c |的取值范围为[2-1、2+1].故选A.法二:由题意不妨设a =(1,0)、b =(0,1)、c =(c os θ、sin θ)(0≤θ<2π).则a +b -c =(1-c os θ、1-sin θ)、|a +b -c |=(1-cos θ)2+(1-sin θ)2=3-22sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4、令t =3-22sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4、则3-22≤t ≤3+22、故|a +b -c |∈[2-1、2+1].对点练(三) 平面向量与其他知识的综合问题1.(2018·丰台期末)在△ABC 中、若BC ―→·BA ―→+2AC ―→·AB ―→=CA ―→·CB ―→、则sin A sin C 的值为( )A. 2B.12C.22D.32解析:选A 设△ABC 的内角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c 、由BC ―→·BA ―→+2AC ―→·AB ―→=CA ―→·CB ―→、得ac ×a 2+c 2-b 22ac +2bc ×b 2+c 2-a 22bc =ab ×a 2+b 2-c 22ab 、化简可得a =2c .由正弦定理得sin A sin C =ac= 2.2.(2018·吉林质检)已知A (-2,0)、B (2,0)、动点P (x 、y )满足PA ―→·PB ―→=x 2、则动点P 的轨迹为( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .两条平行直线解析:选D 因为动点P (x 、y )满足PA ―→·PB ―→=x 2、所以(-2-x 、-y )·(2-x 、-y )=x 2、所以点P 的轨迹方程为y 2=4、即y =±2、所以动点P 的轨迹为两条平行的直线.3.已知点M (1,0)、A 、B 是椭圆x 24+y 2=1上的动点、且MA ―→·MB ―→=0、则MA ―→·BA ―→的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤23,1B.[]1,9C.⎣⎡⎦⎤23,9D.⎣⎡⎦⎤63,3解析:选C 由MA ―→·MB ―→=0、可得MA ―→·BA ―→=MA ―→·(MA ―→-MB ―→)=MA ―→2, 设A (2c os α、sin α)、则MA ―→2=(2c os α-1)2+sin 2α=3c os 2α-4c os α+2=3⎝⎛⎭⎫cos α-232+23、所以当c os α=23时、MA ―→2取得最小值23、当c os α=-1时、MA ―→2取得最大值9、故MA ―→·BA ―→的取值范围为⎣⎡⎦⎤23,9.4.已知点G 是△ABC 的外心、 GA ―→、GB ―→、 GC ―→是三个单位向量、且2GA ―→+AB ―→+AC ―→=0、△ABC 的顶点B 、C 分别在x 轴的非负半轴和y 轴的非负半轴上移动、如图所示、点O 是坐标原点、则|OA ―→|的最大值为( )A .1B .2C .3D .4解析:选B 因为点G 是△ABC 的外心、且2GA ―→+AB ―→+AC ―→=0、所以点G 是BC 的中点、△ABC 是直角三角形、且∠BAC 是直角.又GA ―→、GB ―→、GC ―→是三个单位向量、所以BC =2、又△ABC 的顶点B 、C 分别在x 轴的非负半轴和y 轴的非负半轴上移动、在R t △BOC 中、OG 是斜边BC 上的中线、则|OG |=12|BC |=1、所以点G 的轨迹是以原点为圆心、1为半径的圆弧.又|GA ―→|=1、所以当OA 经过BC 的中点G 时、|OA ―→|取得最大值、且最大值为2|GA ―→|=2.5.已知a 、b 满足|a |=3、|b |=1、且对任意的实数x 、不等式|a +x b |≥|a +b |恒成立、设a 、b 的夹角为θ、则t an 2θ=________.解析:如图所示、当(a +b )⊥b 时、对任意的实数x 、a +x b =OA ―→或a +x b =OB ―→、因为在直角三角形中、斜边大于直角边恒成立、数形结合知、不等式|a +x b |≥|a +b |恒成立、因为(a +b )⊥b 、a 、b 满足|a |=3、|b |=1、所以(a +b )·b =0、a ·b +b 2=0、t an θ=-2、t an 2θ=2×(-2)1-(-2)2=2 2. 答案:2 2[大题综合练——迁移贯通]1.(2018·江西南昌三校联考)已知A 、B 、C 是△ABC 的内角、a 、b 、c 分别是其对边长、向量m =(3、c os A +1)、n =(sin A 、-1)、m ⊥n .(1)求角A 的大小; (2)若a =2、c os B =33、求b 的值. 解:(1)∵m ⊥n 、∴m ·n =3sin A +(c os A +1)×(-1)=0、 ∴3sin A -c os A =1、 ∴sin ⎝⎛⎭⎫A -π6=12. ∵0<A <π、∴-π6<A -π6<5π6、∴A -π6=π6、∴A =π3.(2)在△ABC 中、A =π3、a =2、c os B =33、∴sin B =1-cos 2B =1-13=63. 由正弦定理知a sin A =b sin B 、∴b =a sin B sin A =2×6332=423、∴b =423.2.已知向量a =(c os α、sin α)、b =(c os β、sin β)、c =(-1,0). (1)求向量b +c 的模的最大值;(2)设α=π4、且a ⊥(b +c )、求c os β的值.解:(1)b +c =(c os β-1、sin β)、则|b +c |2=(c os β-1)2+sin 2β=2(1-c os β). 因为-1≤c os β≤1、 所以0≤|b +c |2≤4、 即0≤|b +c |≤2.当c os β=-1时、有|b +c |=2、 所以向量b +c 的模的最大值为2. (2)若α=π4、则a =⎝⎛⎭⎫22,22.又由b =(c os β、sin β)、c =(-1,0)得a ·(b +c )=⎣⎡⎭⎫22,22·(c os β-1、sin β)=22c os β+22sin β-22. 因为a ⊥(b +c )、所以a ·(b +c )=0、 即c os β+sin β=1、所以sin β=1-c os β、 平方后化简得c os β(c os β-1)=0、 解得c os β=0或c os β=1.经检验c os β=0或c os β=1即为所求.3.已知平面上一定点C (2,0)和直线l :x =8、P 为该平面上一动点、作PQ ⊥l 、垂足为Q 、且⎝⎛⎭⎫PC ―→+12PQ ―→ ·⎣⎡⎭⎫PC ―→-12PQ ―→=0. (1)求动点P 的轨迹方程;(2)若EF 为圆N :x 2+(y -1)2=1的任意一条直径、求PE ―→·PF ―→的最值. 解:(1)设P (x 、y )、则Q (8、y ). 由⎝⎛⎭⎫PC ―→+12PQ ―→ ·⎝⎛⎭⎫PC ―→-12PQ ―→=0、 得|PC ―→|2-14|PQ ―→|2=0、即(2-x )2+(-y )2-14(8-x )2=0、化简得x 216+y 212=1.所以动点P 在椭圆上、其轨迹方程为x 216+y 212=1.(2)易知PE ―→=PN ―→+NE ―→、 PF ―→=PN ―→+NF ―→、 且NE ―→+NF ―→=0、由题意知N (0,1)、所以PE ―→·PF ―→=PN ―→2-NE ―→2=(-x )2+(1-y )2-1=16⎣⎡⎭⎫1-y 212+(y -1)2-1=-13y 2-2y+16=-13(y +3)2+19.因为-23≤y ≤23、所以当y =-3时、PE ―→·PF ―→取得最大值19、 当y =23时、PE ―→· PF ―→取得最小值12-4 3. 综上、PE ―→·PF ―→的最大值为19、最小值为12-4 3.。