2018届高三理科数学二轮复习跟踪强化训练:6 Word版含解析
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跟踪强化训练(十九)1.(2017·沈阳质检)已知数列{a n }是公差不为0的等差数列,首项a 1=1,且a 1,a 2,a 4成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)设数列{b n }满足b n =a n +,求数列{b n }的前n 项和T n .[解] (1)设数列{a n }的公差为d ,由已知得,a 22=a 1a 4,即(1+d )2=1+3d ,解得d =0或d =1. 又d ≠0,∴d =1,可得a n =n . (2)由(1)得b n =n +2n ,∴T n =(1+21)+(2+22)+(3+23)+…+(n +2n ) =(1+2+3+…+n )+(2+22+23+…+2n ) =n (n +1)2+2n +1-2.[解](1)由题意得,⎩⎪⎨⎪⎧S 1=a 2-2,a 1+a 2=2a 3-6,a 1+a 2+a 3=9,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,a 2=3,a 3=5,当n ≥2时,S n -1=(n -1)a n -(n -1)n , 所以a n =na n +1-n (n +1)-(n -1)a n +(n -1)n , 即a n +1-a n =2.又a 2-a 1=2,因而数列{a n }是首项为1,公差为2的等差数列,从而a n =2n -1.T n =1×21+3×22+5×23+…+(2n -3)×2n -1+(2n -1)×2n , 2T n =1×22+3×23+5×24+…+(2n -3)×2n +(2n -1)×2n +1. 两式相减得-T n =1×21+2×22+2×23+…+2×2n -(2n -1)×2n +1 =-2+2×(21+22+23+…+2n )-(2n -1)×2n +1 =-2+2×2×(1-2n )1-2-(2n -1)×2n +1=-2+2n +2-4-(2n -1)×2n +1=-6-(2n -3)×2n +1. 所以T n =6+(2n -3)×2n +1.3.数列{a n }的前n 项和为S n ,且首项a 1≠3,a n +1=S n +3n (n ∈N *).(1)求证:{S n -3n }是等比数列;(2)若{a n }为递增数列,求a 1的取值范围. [解] (1)证明:∵a n +1=S n +3n ,(n ∈N *) ∴S n +1=2S n +3n ,∴S n +1-3n +1=2(S n -3n ),∵a 1≠3. ∴S n +1-3n +1S n -3n=2,∴数列{S n -3n }是公比为2,首项为a 1-3的等比数列. (2)由(1)得S n -3n =(a 1-3)×2n -1,∴S n =(a 1-3)×2n -1+3n , ∴当n ≥2时,a n =S n -S n -1=(a 1-3)×2n -2+2×3n -1,∵{a n }为递增数列,∴n ≥2时,(a 1-3)×2n -1+2×3n >(a 1-3)×2n -2+2×3n -1,∴n ≥2时,2n -2⎣⎢⎡⎦⎥⎤12×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2+a 1-3>0, 可得n ≥2时,a 1>3-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2,又当n =2时,3-12×⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -2有最大值为-9,∴a 1>-9,又a 2=a 1+3满足a 2>a 1, ∴a 1的取值范围是(-9,+∞).4.(2017·昆明模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,当n ≥2时,a n =2a n S n -2S 2n .(1)求数列{a n }的通项公式;(2)是否存在正数k ,使(1+S 1)(1+S 2)…(1+S n )≥k 2n +1对一切正整数n 都成立?若存在,求k 的取值范围;若不存在,请说明理由.[解] (1)∵当n ≥2时,a n =S n -S n -1,a n =2a n S n -2S 2n ,∴S n -S n -1=2(S n -S n -1)S n -2S 2n .∴S n -1-S n =2S n S n -1. ∴1S n-1S n -1=2.∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为1S 1=1a 1=1,公差为2的等差数列, 即1S n=1+(n -1)×2=2n -1.∴S n =12n -1.当n ≥2时,a n =S n -S n -1=12n -1-12(n -1)-1=-2(2n -1)(2n -3).∴数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =1,-2(2n -1)(2n -3),n ≥2.(2)设b n =(1+S 1)(1+S 2)…(1+S n )2n +1,则b n +1=(1+S 1)(1+S 2)…(1+S n )(1+S n +1)2n +3.由(1)知S n =12n -1,S n +1=12n +1,∴b n +1b n =(1+S n +1)2n +12n +3=2n +2(2n +1)(2n +3)=4n 2+8n +44n 2+8n +3>1.又b n >0,∴数列{b n }是单调递增数列. 由(1+S 1)(1+S 2)…(1+S n )≥k 2n +1,得b n ≥k . ∴k ≤b 1=23=233.∴存在正数k ,使(1+S 1)(1+S 2)…(1+S n )≥k 2n +1对一切正整数n 都成立,且k 的取值范围为⎝ ⎛⎦⎥⎤0,233.。
跟踪强化训练(二十六)1.(2017·合肥质检)已知点F 为椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点,且两焦点与短轴的一个顶点构成一个等边三角形,直线x 4+y 2=1与椭圆E 有且仅有一个交点M .(1)求椭圆E 的方程;(2)设直线x 4+y2=1与y 轴交于P ,过点P 的直线l 与椭圆E 交于不同的两点A ,B ,若λ|PM |2=|P A |·|PB |,求实数λ的取值范围.[解] (1)由题意,得a =2c ,b =3c ,则椭圆E 为x 24c 2+y 23c 2=1,由⎩⎪⎨⎪⎧x 24+y 23=c 2x 4+y 2=1,得x 2-2x +4-3c 2=0.∵直线x 4+y2=1与椭圆E 有且仅有一个交点M , ∴Δ=4-4(4-3c 2)=0⇒c 2=1, ∴椭圆E 的方程为x 24+y 23=1. (2)由(1)得M ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32,∵直线x 4+y2=1与y 轴交于P (0,2), ∴|PM |2=54,当直线l 与x 轴垂直时, |P A |·|PB |=(2+3)×(2-3)=1, ∴λ|PM |2=|P A |·|PB |⇒λ=45,当直线l 与x 轴不垂直时,设直线l 的方程为y =kx +2,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +2,3x 2+4y 2-12=0⇒(3+4k 2)x 2++16kx +4=0, 依题意得,x 1x 2=43+4k2,且Δ=48(4k 2-1)>0, ∴|P A |·|PB |=(1+k 2)x 1x 2=(1+k 2)·43+4k 2=1+13+4k 2=54λ,∴λ=45⎝ ⎛⎭⎪⎫1+13+4k 2, ∵k 2>14,∴45<λ<1.综上所述,λ的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫45,1.2.(2017·长春二模)已知动圆过定点A(4,0),且在y轴上截得弦MN的长为8.(1)求动圆圆心的轨迹C的方程;(2)已知点B(-1,0),设不垂直于x轴的直线l与轨迹C交于不同的两点P,Q,若x轴是∠PBQ的平分线,证明直线l过定点.[解](1)如图,设动圆圆心为O(x,y),1由题意,知|O1A|=|O1M|,当O1不在y轴上时,过O1作O1H⊥MN交MN于H,则H是MN的中点,∴|O1M|=x2+42,又|O1A|=(x-4)2+y2,∴(x-4)2+y2=x2+42,化简得y2=8x(x≠0).又当O1在y轴上时,O1与O重合,点O1的坐标(0,0)也满足方程y2=8x,∴动圆圆心的轨迹C的方程为y2=8x.(2)由题意,设直线l 的方程为y =kx +b (k ≠0),P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),将y =kx +b 代入y 2=8x , 得k 2x 2+(2bx -8)x +b 2=0. 其中Δ=-32kb +64>0.由根与系数的关系得,x 1+x 2=8-2bkk 2,① x 1x 2=b 2k 2.②因为x 轴是∠PBQ 的平分线,所以y 1x 1+1=-y 2x 2+1,即y 1(x 2+1)+y 2(x 1+1)=0,∴(kx 1+b )(x 2+1)+(kx 2+b )(x 1+1)=0, 整理得2kx 1x 2+(b +k )(x 1+x 2)+2b =0,③ 将①②代入③并化简得8(b +k )=0, ∴k =-b ,此时Δ>0, ∴直线l 的方程为y =k (x -1), 即直线l 过定点(1,0).3.(2018·湖北部分重点中学高三起点考试)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为22,左焦点为F (-1,0),过点D (0,2)且斜率为k 的直线l 交椭圆于A ,B 两点.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)在y 轴上,是否存在定点E ,使AE →·BE →恒为定值?若存在,求出E 点的坐标和这个定值;若不存在,说明理由.[解] (1)由已知可得⎩⎪⎨⎪⎧c a =22,a 2=b 2+c 2,c =1,解得a 2=2,b 2=1,所以椭圆C 的标准方程为x 22+y 2=1.(2)设过点D (0,2)且斜率为k 的直线l 的方程为 y =kx +2,由⎩⎨⎧x 22+y 2=1,y =kx +2,消去y 整理得(1+2k 2)x 2+8kx +6=0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-8k1+2k 2, x 1x 2=61+2k .又y 1y 2=(kx 1+2)(kx 2+2)=k 2x 1x 2+2k (x 1+x 2)+4=-2k 2-42k 2+1,y 1+y 2=(kx 1+2)+(kx 2+2)=k (x 1+x 2)+4=42k 2+1.设存在点E (0,m ),则AE →=(-x 1,m -y 1), BE →=(-x 2,m -y 2),所以AE →·BE →=x 1x 2+m 2-m (y 1+y 2)+y 1y 2=62k 2+1+m 2-m ·42k 2+1-2k 2-42k 2+1=(2m 2-2)k 2+m 2-4m +102k 2+1.要使得AE →·BE →=t (t 为常数),只需(2m 2-2)k 2+m 2-4m +102k 2+1=t ,从而(2m 2-2-2t )k 2+m 2-4m +10-t =0,即⎩⎪⎨⎪⎧2m 2-2-2t =0,m 2-4m +10-t =0,解得m =114,从而t =10516, 故存在定点E ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,114,使AE →·BE →恒为定值10516. 4.(2017·广东惠州第三次调研)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1(-1,0),F 2(1,0),点A ⎝⎛⎭⎪⎫1,22在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的标准方程;(2)是否存在斜率为2的直线,使得当直线与椭圆C 有两个不同交点M ,N 时,能在直线y =53上找到一点P ,在椭圆C 上找到一点Q ,满足PM →=NQ →?若存在,求出直线的方程;若不存在,说明理由.[解] (1)设椭圆C 的焦距为2c ,则c =1,因为A ⎝⎛⎭⎪⎫1,22在椭圆C 上,所以2a =|AF 1|+|AF 2|=22,因此a =2,b 2=a 2-c 2=1,故椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)椭圆C 上不存在这样的点Q ,证明如下:设直线的方程为y =2x +t ,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),P ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3,53,Q (x 4,y 4),MN 的中点为D (x 0,y 0),由⎩⎨⎧y =2x +tx 22+y 2=1消去x ,得9y 2-2ty +t 2-8=0,所以y 1+y 2=2t9,且Δ=4t 2-36(t 2-8)>0, 故y 0=y 1+y 22=t9,且-3<t <3.由PM →=NQ →得⎝⎛⎭⎪⎫x 1-x 3,y 1-53=(x 4-x 2,y 4-y 2)所以有y 1-53=y 4-y 2,y 4=y 1+y 2-53=29t -53.(也可由PM →=NQ →知四边形PMQN 为平行四边形,而D 为线段MN 的中点,因此,D 也为线段PQ 的中点,所以y 0=53+y 42=t9,可得y 4=2t -159),又-3<t <3,所以-73<y 4<-1,与椭圆上点的纵坐标的取值范围[-1,1]矛盾. 因此点Q 不在椭圆上.。
跟踪强化训练(九)一、选择题1.(2017·湖南怀化调研)已知函数f (x )=ln x -⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2的零点为x 0,则x 0所在的区间是( )A .(0,1)B .(1,2)C .(2,3)D .(3,4)[解析] ∵f (x )=ln x -⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -2在(0,+∞)上是增函数,又f (1)=ln1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1=ln1-2<0,f (2)=ln2-⎝ ⎛⎭⎪⎫120<0,f (3)=ln3-⎝ ⎛⎭⎪⎫121>0,∴x 0∈(2,3),故选C. [答案] C2.(2017·孝感一模)若函数f (x )=(m -2)x 2+mx +(2m +1)的两个零点分别在区间(-1,0)和区间(1,2)内,则实数m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,14B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,12 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫14,12 D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-14,12 [解析] 依题意并结合函数f (x )的图象可知,⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2,f (-1)·f (0)<0,f (1)·f (2)<0,即⎩⎪⎨⎪⎧m ≠2,[m -2-m +(2m +1)](2m +1)<0,[m -2+m +(2m +1)][4(m -2)+2m +(2m +1)]<0,解得14<m <12.[答案] C3.已知函数f (x )=-2x 2+1,函数g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2(x +1),x >0,2x ,x ≤0,则函数y =|f (x )|-g (x )的零点的个数为( )A .3B .4C .5D .6[解析] 函数y =|f (x )|-g (x )的零点的个数,即|f (x )|-g (x )=0的根的个数,可得|f (x )|=g (x ),画出函数|f (x )|,g (x )的图象如图所示,观察函数的图象,则它们的交点为5个,即函数的零点个数为5,选C.[答案] C4.函数f (x )=2sinπx -x +1的零点个数为( ) A .4 B .5 C .6 D .7[解析] 令2sinπx -x +1=0,得2sinπx =x -1,令h (x )=2sinπx ,g (x )=x -1,则f (x )=2sinπx -x +1的零点个数问题就转化为函数h (x )与g (x )的图象的交点个数问题.h (x )=2sinπx 的最小正周期为T =2ππ=2,画出两个函数的图象,如图所示,因为h (1)=g (1),h ⎝ ⎛⎭⎪⎫52>g ⎝ ⎛⎭⎪⎫52,g (4)=3>2,g (-1)=-2,所以两个函数图象的交点共5个,所以f (x )=2sinπx -x +1的零点个数为5.[答案] B5.(2016·全国卷Ⅲ)已知a =2 43 ,b =425,c =25 13 ,则( ) A .b <a <c B .a <b <c C .b <c <a D .c <a <b[解析] 因为a =2 43 =16 13 ,b =425 =16 15 ,c =25 13,且幂函数y =x 13在R 上单调递增,∴c >a ,指数函数y =16x 在R 上单调递增,∴a >b ,所以b <a <c .[答案] A6.(2017·河北石家庄一模)已知函数f (x )=e xx -kx (e 为自然对数的底数)有且只有一个零点,则实数k 的取值范围是( )A .(0,2) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,e 24 C .(0,e) D .(0,+∞)[解析] 由题意,知x ≠0,函数f (x )有且只有一个零点等价于方程e x x -kx =0只有一个根,即方程e x x 2=k 只有一个根,设g (x )=e xx 2,则函数g (x )=e xx 2的图象与直线y =k 只有一个交点.因为g ′(x )=(x -2)e xx 3,所以函数g (x )在(-∞,0)上为增函数,在(0,2)上为减函数,在(2,+∞)上为增函数,g (x )的极小值为g (2)=e 24,且x →0时,g (x )→+∞,x →-∞时,g (x )→0,x →+∞时,g (x )→+∞,则g (x )的图象如图所示,由图易知0<k <e 24,故选B.[答案] B 二、填空题7.(2017·河北石家庄模拟)若函数f (x )=m +⎝ ⎛⎭⎪⎫13x的零点是-2,则实数m =________.[解析] 由m +⎝ ⎛⎭⎪⎫13-2=0,得m =-9.[答案] -98.某租赁公司拥有汽车100辆.当每辆车的月租金为3000元时,可全部租出.当每辆车的月租金每增加50元时,未出租的车将会增加一辆.租出的车每辆每月需要维护费150元,未租出的车每辆每月需要维护费50元,要使租赁公司的月收益最大,则每辆车的月租金应定为________元.[解析] 设每辆车的月租金为x (x >3000)元,则租赁公司月收益为y =⎝ ⎛⎭⎪⎫100-x -300050·(x -150)-x -300050×50,整理得y =-x 250+162x -21000=-150(x -4050)2+307050.所以当x =4050时,y 取最大值为307050,即当每辆车的月租金定为4050元时,租赁公司的月收益最大为307050元.[答案] 40509.(2016·泰安模拟)已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧e -x ,x ≤0x ,x >0,g (x )=f (x )-12x -b 有且仅有一个零点时,b 的取值范围是________.[解析] 要使函数g (x )=f (x )-x2-b 有且仅有一个零点,只需要函数f (x )的图象与函数y =x2+b 的图象有且仅有一个交点,通过在同一坐标系中同时画出两个函数的图象并观察得,要符合题意须满足b ≥1或b =12或b ≤0.[答案] b ≥1或b =12或b ≤0 三、解答题10.(2017·贵州调研)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)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,而在(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,函数f (x )的图象与直线y =m 有两个不同的交点,即方程f (x )=m 有两个不相等的正根.11.(2017·江西三校联考)食品安全问题越来越引起人们的重视,农药、化肥的滥用给人民群众的健康带来一定的危害,为了给消费者带来放心的蔬菜,某农村合作社每年投入200万元,搭建甲、乙两个无公害蔬菜大棚,每个大棚至少要投入20万元,其中甲大棚种西红柿,乙大棚种黄瓜,根据以往的种菜经验,发现种西红柿的年收入P (单位:万元)、种黄瓜的年收入Q (单位:万元)与投入a (单位:万元)满足P =80+42a ,Q =14a +120,设甲大棚的投入为x (单位:万元),每年两个大棚的总收益为f (x )(单位:万元).(1)求f (50)的值;(2)试问如何安排甲、乙两个大棚的投入,才能使总收益f (x )最大?[解] (1)依题意f (x )=80+42x +14(200-x )+120=-14x +42x+250,其中⎩⎪⎨⎪⎧x ≥20,200-x ≥20,所以20≤x ≤180.故f (50)=-14×50+42×50+250=277.5. (2)由(1)知f (x )=-14x +42x +250(20≤x ≤180), 令x =t ,则25≤t ≤65,y =-14t 2+42t +250=-14(t -82)2+282,因此当t =82时函数取得最大值282,此时x =128,故投入甲大棚128万元,乙大棚72万元时,总收益最大,最大总收益是282万元.12.(2017·威海模拟)已知函数f (x )=log 4(4x +1)+kx (k ∈R )是偶函数.(1)求k 的值.(2)设g (x )=log 4⎝⎛⎭⎪⎫a ·2x -43a ,若方程f (x )=g (x )有且仅有一解,求实数a 的取值范围.[解] (1)由函数f (x )是偶函数可知,f (x )=f (-x ),所以log 4(4x +1)+kx =log 4(4-x +1)-kx ,所以log 44x +14-x +1=-2kx ,即x =-2kx对一切x ∈R 恒成立,所以k =-12. (2)由已知f (x )=g (x ),有且仅有一解,即方程log 4(4x +1)-12x =log 4(a ·2x -43a )有且只有一个实根,即方程2x+12x =a ·2x-43a 有且只有一个实根.令t =2x>0,则方程(a -1)t 2-43at -1=0有且只有一个正根.①当a =1时,则t =-34不合题意;②当a ≠1时,若方程有两个相等的根,Δ=0,解得a =34或-3. 若a =34,则t =-2,不合题意; 若a =-3,则t =12;③因为0不是方程的根,若方程有一个正根与一个负根,即-1a -1<0,解得a >1.综上所述,实数a 的取值范围是{-3}∪(1,+∞).。
跟踪强化训练(三)一、选择题.(·武汉二模)设函数()=错误!若()<,则实数的取值范围是( ).(-∞,-) .(,+∞).(-) .(-∞,-)∪(,+∞)[解析]解法一:当<时,不等式()<为-<,即<,即<-,因为<<,所以>-,此时-<<;当≥时,不等式()<为<,所以≤<.故的取值范围是(-),故选.解法二:取=, ()=<,符合题意,排除,,.[答案].(·大同二模)已知函数()=的定义域是实数集,则实数的取值范围是( ).() .[] .(] .[)[解析]因为函数()=的定义域是实数集,所以≥,当=时,函数()=,其定义域是实数集;当>时,则Δ=-≤,解得<≤.综上所述,实数的取值范围是≤≤.[答案].(·太原模拟)名大学生到三家企业应聘,每名大学生至多被一家企业录用,则每家企业至少录用名大学生的情况有( ) .种.种.种.种[解析]每家企业至少录用一名大学生的情况有两类:一类是每家企业都录用一名,有=(种);一类是其中一家企业录用了名,有=(种),所以一共有+=(种),故选.[答案].以坐标原点为对称中心,两坐标轴为对称轴的双曲线的一条渐近线的倾斜角为,则该双曲线的离心率为( ).或.或.[解析]当双曲线的焦点在轴上时,双曲线的标准方程为-=(>,>),渐近线方程为=±,所以==,故双曲线的离心率====;当双曲线的焦点在轴上时,双曲线的标准方程为-=(>,>),渐近线方程为=±,所以==,则=,所以双曲线的离心率====.故选.[答案].(·浙江卷)已知,>且≠,≠,若>,则( ).(-)(-)< .(-)(-)>.(-)(-)< .(-)(-)>[解析]∵,>且≠,≠,∴当>,即->时,不等式>可化为>,即>>,∴(-)(-)<,(-)(-)>,(-)(-)>.当<<,即-<时,不等式>可化为<,即<<<,∴(-)(-)<,(-)(-)>,(-)(-)>.综上可知,选.[答案].如图,过正方体-任意两条棱的中点作直线,其中与平面平行的直线有( )。
跟踪强化训练(三十二)1.(2015·全国卷Ⅰ)在直角坐标系xOy 中,直线C 1:x =-2,圆C 2:(x -1)2+(y -2)2=1,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求C 1,C 2的极坐标方程;(2)若直线C 3的极坐标方程为θ=π4(ρ∈R ),设C 2与C 3的交点为M ,N ,求△C 2MN 的面积.[解] (1)因为x =ρcos θ,y =ρsin θ,所以C 1的极坐标方程为ρcos θ=-2,C 2的极坐标方程为ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0. (2)将θ=π4代入ρ2-2ρcos θ-4ρsin θ+4=0,得ρ2- 32ρ+4=0,解得ρ1=22,ρ2= 2.故ρ1-ρ2=2,即|MN |= 2. 由于C 2的半径为1,所以△C 2MN 的面积为12.2.已知直线l :⎩⎨⎧x =1+12t ,y =32t(t 为参数),曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =sin θ(θ为参数).(1)设直线l 与曲线C 1相交于A ,B 两点,求|AB |;(2)若把曲线C 1上各点的横坐标缩短为原来的12,纵坐标缩短为原来的32,得到曲线C 2,设点P 是曲线C 2上的一个动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.[解] (1)直线l 的普通方程为y =3(x -1),曲线C 1的普通方程为x 2+y 2=1.联立得⎩⎪⎨⎪⎧y =3(x -1),x 2+y 2=1,得直线l 与曲线C 1的交点为(1,0),⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-32,则|AB |=1.(2)曲线C 2的参数方程为⎩⎨⎧x =12cos θ,y =32sin θ(θ为参数),设点P 的坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos θ,32sin θ,从而点P 到直线l 的距离为d=⎪⎪⎪⎪⎪⎪32cos θ-32sin θ-32=34⎣⎢⎡⎦⎥⎤2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4+2,当sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=-1时,d 取得最小值,且最小值为23-64. 3.(2017·沧州二模)在平面直角坐标系中,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =55cos α,y =sin α(α为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4= 2.l 与C 交于A ,B 两点.(1)求曲线C 的普通方程及直线l 的直角坐标方程; (2)设点P (0,-2),求|P A |+|PB |的值.[解](1)曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =55cos α,y =sin α(α为参数),普通方程为C :5x 2+y 2=1;直线l 的极坐标方程为ρcos ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4=2,即ρcos θ-ρsin θ=2,l :y =x -2.(2)点P (0,-2)在l 上,l 的参数方程为⎩⎨⎧x =22t ,y =-2+22t(t 为参数),代入5x 2+y 2=1整理得,3t 2-22t +3=0,由题意可得|P A |+|PB |=|t 1|+|t 2|=|t 1+t 2|=223.4.(2017·陕西咸阳一模)已知曲线C 1的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2+2sin θ(θ为参数),以直角坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程是ρ=-4cos θ.(1)求曲线C 1与C 2的交点的极坐标;(2)A ,B 两点分别为曲线C 1与C 2上,当|AB |最大时,求△OAB 的面积(O 为坐标原点).[解] (1)由⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =2+2sin θ得⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y -2=2sin θ,两式平方相加,得 x 2+(y -2)2=4,即x 2+y 2-4y =0.① 由ρ=-4cos θ,得ρ2=-4ρcos θ,即x 2+y 2=-4x .②①-②得x +y =0,代入①得交点为(0,0),(-2,2).其极坐标为(0,0),⎝⎛⎭⎪⎫22,3π4.(2)如图.由平面几何知识可知,A ,C 1,C 2,B 依次排列且共线时|AB |最大,此时|AB |=22+4,点O 到AB 的距离为 2.∴△OAB 的面积为S =12×(22+4)×2=2+2 2.。
跟踪强化训练(五)1.[直接法](2019·济南二模)某班有6位学生与班主任老师毕业前夕留影,要求班主任站在正中间且女生甲、乙不相邻,则排法的种数为()A.96 B.432 C.480 D.528[解析]当甲、乙在班主任两侧时,甲、乙两人有3×3×2种排法,共有3×3×2×24种排法;当甲乙在班主任同侧时,有4×24种排法,因此共有排法3×3×2×24+4×24=528(种).[答案] D2.[直接法](原创题)数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在△ABC中,AB=AC=5,点B(-1,3),C(3,-1),且其“欧拉线”与圆x2+(y-2)2=r2相切,则该圆的面积为()A.π B.2π C.4π D.5π[解析]依题意,△ABC的外心、重心、垂心均在边BC的垂直平分线上,BC的中点为M(1,1),直线BC的斜率为-1,因此△ABC 的“欧拉线”方程是y-1=x-1,即x-y=0.圆心(0,2)到直线x-y=0的距离d=r=22=2,则该圆的面积为πr2=2π.[答案] B3.[特例法]计算tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αcos2α2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=( ) A .-2 B .2 C .-1 D .1[解析] 取α=π12,则原式=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+π12cos π62cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-π12 =3×322×34=1.故选D.[答案] D4.[特例法]已知O 是锐角△ABC 的外接圆圆心,∠A =60°,cos B sin C ·AB →+cos C sin B ·AC →=2m ·AO →,则m 的值为( ) A.32 B. 2 C .1 D.12[解析] 如图,当△ABC 为正三角形时,A =B =C =60°,取D 为BC 的中点,AO →=23AD →,则有13AB →+13AC →=2m ·AO →,∴13(AB →+AC →)=2m ×23AD →,∴13·2AD →=43mAD →,∴m =32.故选A. [答案] A5.[排除法](2019·重庆一诊)若过点P (1-a,1+a )和Q (3,2a )的直线的倾斜角为钝角,则实数a 的取值范围是( )A .(-2,1)B .(-1,2)C .(-∞,0)D .(-∞,-2)∪(1,+∞)[解析] 当a =0时,P (1,1),Q (3,0),因为k PQ =0-13-1=-12<0,此时过点P (1,1),Q (3,0)的直线的倾斜角为钝角,排除C ,D ;当a =1时,P (0,2),Q (3,2),因为k PQ =0,不符合题意,排除B ,选A.[答案] A6.[排除法](2019·武汉汉中二检)函数f (x )=sin2x +e ln|x |图象的大致形状是( )[解析] 因为f (x )=sin2x +e ln|x |,所以f (-x )=-sin2x +e ln|x |. 显然f (-x )≠f (x )且f (-x )≠-f (x ),所以函数f (x )为非奇非偶函数,可排除A ,C.由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=-1+π4<0,可排除D.选B.[答案] B7.[图解法]已知非零向量a ,b ,c 满足a +b +c =0,向量a ,b 的夹角为120°,且|b |=2|a |,则向量a 与c 的夹角为( )A .60°B .90°C .120°D .150°[解析] 如图,因为〈a ,b 〉=120°,|b |=2|a |,a +b +c =0,所以在△OBC 中,BC 与CO 的夹角为90°,即a 与c 的夹角为90°.[答案] B8.[图解法](2019·东北三校联考)函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|+2cosπx (-2≤x ≤4)的所有零点之和等于( )A .2B .4C .6D .8[解析] 由f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|+2cosπx =0,得⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|=-2cosπx , 令g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|(-2≤x ≤4),h (x )=-2cosπx (-2≤x ≤4),又因为g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|=⎩⎨⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1,1≤x ≤4,2x -1,-2≤x <1.在同一坐标系中分别作出函数g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|(-2≤x ≤4)和h (x )=-2cosπx (-2≤x ≤4)的图象(如图),由图象可知,函数g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|关于x =1对称,又x =1也是函数h (x )=-2cosπx (-2≤x ≤4)的对称轴,所以函数g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|(-2≤x ≤4)和h (x )=-2cosπx (-2≤x ≤4)的交点也关于x =1对称,且两函数共有6个交点,所以所有零点之和为6.[答案] C9.[估算法]图中阴影部分的面积S 是h 的函数(0≤h ≤H ),则该函数的大致图象是( )[解析] 由题图知,随着h 的增大,阴影部分的面积S 逐渐减小,且减小得越来越慢,结合选项可知选B.[答案] B10.[估算法]已知三棱锥S -ABC 的所有顶点都在球O 的球面上,△ABC 是边长为1的正三角形,SC 为球O 的直径,且SC =2,则此棱锥的体积是( )A.36B.26C.23D.22[解析] 容易得到△ABC 的面积为34,而三棱锥的高一定小于球的直径2,所以V <13×34×2=36,立即排除A 、C 、D ,答案选B.[答案] B11.[概念辨析法](2019·南昌一模)已知α,β均为第一象限角,那么“α>β”是“sin α>sin β”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[解析] 若α=2π+π6,β=π6,α>β,但sin α=sin β,若α=π3,β=2π+π6,sin α>sin β,但此时α>β不成立,因而“α>β”是“sin α>sin β”的既不充分也不必要条件.[答案] D12.[概念辨析法](2019·襄阳调研)非空集合A 中的元素个数用(A )表示,定义(A -B )=⎩⎪⎨⎪⎧(A )-(B ),(A )≥(B ),(B )-(A ),(A )<(B ).若A ={-1,0},B ={x ||x 2-2x -3|=a },且(A -B )≤1,则实数a 的所有可能取值为( )A .{a |a ≥4}B .{a |a >4或a =0}C .{a |0≤a ≤4}D .{a |a ≥4或a =0}[解析] 因为A ={-1,0},所以集合A 中有2个元素,即(A )=2.因为B ={x ||x 2-2x -3|=a },所以(B )就是函数f (x )=|x 2-2x -3|的图象与直线y =a 的交点个数,作出函数f (x )的图象如图所示.由图可知,(B )=0或(B )=2或(B )=3或(B )=4.①当(A )≥(B )时,又(A -B )≤1,则(B )≥(A )-1,所以(B )≥1,又(A )≥(B ),所以1≤(B )≤2,所以(B )=2,由图可知,a =0或a >4;②当(A )<(B )时,又(A -B )≤1,则(B )≤(A )+1,即(B )≤3,又(A )<(B ),所以2<(B )≤3,所以(B )=3,由图可知,a =4.综上所述,a =0或a ≥4,故选D.[答案] D。
课时跟踪检测(一)集合、常用逻辑用语1.(2017·全国卷Ⅱ)设集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0}.若A∩B={1},则B=( ) A.{1,-3} B.{1,0}C.{1,3} D.{1,5}解析:选C 因为A∩B={1},所以1∈B,所以1是方程x2-4x+m=0的根,所以1-4+m=0,m =3,方程为x2-4x+3=0,解得x=1或x=3,所以B={1,3}.2.(2017·山东高考)设函数y=4-x2的定义域为A,函数y=ln(1-x)的定义域为B,则A∩B=( )A.(1,2) B.(1,2]C.(-2,1) D.[-2,1)解析:选D 由题意可知A={x|-2≤x≤2},B={x|x<1},故A∩B={x|-2≤x<1}.3.(2017·合肥模拟)已知命题q:∀x∈R,x2>0,则( )A.命题綈q:∀x∈R,x2≤0为假命题B.命题綈q:∀x∈R,x2≤0为真命题C.命题綈q:∃x0∈R,x20≤0为假命题D.命题綈q:∃x0∈R,x20≤0为真命题解析:选D 全称命题的否定是将“∀”改为“∃”,然后再否定结论.又当x=0时,x2≤0成立,所以綈q为真命题.4.(2018届高三·郑州四校联考)命题“若a>b,则a+c>b+c”的否命题是( )A.若a≤b,则a+c≤b+c B.若a+c≤b+c,则a≤bC.若a+c>b+c,则a>b D.若a>b,则a+c≤b+c解析:选A 命题的否命题是将原命题的条件和结论均否定,所以题中命题的否命题为“若a≤b,则a+c≤b+c”,故选A.5.(2017·石家庄模拟)“x>1”是“x2+2x>0”的( )A.充分不必要条件 B.必要不充分条件C.充要条件 D.既不充分也不必要条件解析:选A 由x2+2x>0,得x>0或x<-2,所以“x>1”是“x2+2x>0”的充分不必要条件.6.已知集合A={x|x2≥4},B={m}.若A∪B=A,则m的取值范围是( )A.(-∞,-2) B.[2,+∞)C.[-2,2] D.(-∞,-2]∪[2,+∞)解析:选D 因为A∪B=A,所以B⊆A,即m∈A,得m2≥4,所以m≥2或m≤-2.7.(2017·唐山模拟)已知集合A={x|x2-5x-6<0},B={x|2x<1},则图中阴影部分表示的集合是( )A .{x |2<x <3}B .{x |-1<x ≤0}C .{x |0≤x <6}D .{x |x <-1}解析:选C 由x 2-5x -6<0,解得-1<x <6,所以A ={x |-1<x <6}.由2x<1,解得x <0,所以B ={x |x <0}.又图中阴影部分表示的集合为(∁U B )∩A ,因为∁U B ={x |x ≥0},所以(∁U B )∩A ={x |0≤x <6}.8.(2018届高三·河北五校联考)已知命题p :∃x 0∈(-∞,0),2x 0<3x0;命题q :∀x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,tan x >sin x ,则下列命题为真命题的是( )A .p ∧qB .p ∨(綈q )C .(綈p )∧qD .p ∧(綈q )解析:选C 根据指数函数的图象与性质知命题p 是假命题,綈p 是真命题;∵x ∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,且tan x =sin xcos x, ∴0<cos x <1,tan x >sin x , ∴q 为真命题,选C.9.(2017·合肥模拟)祖暅原理:“幂势既同,则积不容异”,它是中国古代一个涉及几何体体积的问题,意思是两个同高的几何体,如果在等高处的截面积恒相等,那么体积相等.设A ,B 为两个同高的几何体,p :A ,B 的体积不相等,q :A ,B 在等高处的截面积不恒相等,根据祖暅原理可知,p 是q 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选A 根据祖暅原理,“A ,B 在等高处的截面积恒相等”是“A ,B 的体积相等”的充分不必要条件,即綈q 是綈p 的充分不必要条件,即命题“若綈q ,则綈p ”为真,逆命题为假,故逆否命题“若p ,则q ”为真,否命题“若q ,则p ”为假,即p 是q 的充分不必要条件,选A.10.设P 和Q 是两个集合,定义集合P -Q ={x |x ∈P ,且x ∉Q },若P ={x |log 2x <1},Q ={x ||x -2|<1},则P -Q =( )A .{x |0<x <1}B .{x |0<x ≤1}C .{x |1≤x <2}D .{x |2≤x <3}解析:选B 由log 2x <1,得0<x <2, 所以P ={x |0<x <2}. 由|x -2|<1,得1<x <3, 所以Q ={x |1<x <3}.由题意,得P -Q ={x |0<x ≤1}.11.(2018届高三·广西五校联考)命题p :“∃x 0∈R ,使得x 20+mx 0+2m +5<0”,命题q :“关于x 的方程2x-m =0有正实数解”,若“p 或q ”为真,“p 且q ”为假,则实数m 的取值范围是( )A .[1,10]B .(-∞,-2)∪(1,10]C .[-2,10]D .(-∞,-2]∪(0,10]解析:选B 若命题p :“∃x 0∈R ,使得x 20+mx 0+2m +5<0”为真命题,则Δ=m 2-8m -20>0,∴m <-2或m >10;若命题q 为真命题,则关于x 的方程m =2x有正实数解,因为当x >0时,2x>1,所以m >1.因为“p 或q ”为真,“p 且q ”为假,故p 真q 假或p 假q真,所以⎩⎪⎨⎪⎧m <-2或m >10,m ≤1或⎩⎪⎨⎪⎧-2≤m ≤10,m >1,所以m <-2或1<m ≤10.12.(2017·石家庄模拟)下列选项中,说法正确的是( ) A .若a >b >0,则ln a <ln bB .向量a =(1,m )与b =(m,2m -1)(m ∈R)垂直的充要条件是m =1C .命题“∀n ∈N *,3n>(n +2)·2n -1”的否定是“∀n ∈N *,3n ≥(n +2)·2n -1”D .已知函数f (x )在区间[a ,b ]上的图象是连续不断的,则命题“若f (a )·f (b )<0,则f (x )在区间(a ,b )内至少有一个零点”的逆命题为假命题解析:选D A 中,因为函数y =ln x (x >0)是增函数,所以若a >b >0,则ln a >ln b ,故A 错; B 中,若a ⊥b ,则m +m (2m -1)=0, 解得m =0,故B 错;C 中,命题“∀n ∈N *,3n>(n +2)·2n -1”的否定是“∃n 0∈N *,3n 0≤(n 0+2)·2n 0-1”,故C 错;D 中,原命题的逆命题是“若f (x )在区间(a ,b )内至少有一个零点,则f (a )·f (b )<0”,是假命题,如函数f (x )=x 2-2x -3在区间[-2,4]上的图象是连续不断的,且在区间(-2,4)内有两个零点,但f (-2)·f (4)>0,故D 正确.13.(2018届高三·辽宁师大附中调研)若集合A ={x |(a -1)x 2+3x -2=0}有且仅有两个子集,则实数a 的值为________.解析:由题意知,集合A 有且仅有两个子集,则集合A 中只有一个元素.当a -1=0,即a =1时,A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫23,满足题意;当a -1≠0,即a ≠1时,要使集合A 中只有一个元素,需Δ=9+8(a -1)=0,解得a =-18.综上可知,实数a 的值为1或-18.答案:1或-1814.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12<2x<8,x ∈R,B ={x |-1<x <m +1,x ∈R},若x ∈B 成立的一个充分不必要的条件是x ∈A ,则实数m 的取值范围是________.解析:A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪12<2x<8,x ∈R={x |-1<x <3}, ∵x ∈B 成立的一个充分不必要条件是x ∈A , ∴A B ,∴m +1>3,即m >2. 答案:(2,+∞)15.(2017·广东中山一中模拟)已知非空集合A ,B 满足下列四个条件: ①A ∪B ={1,2,3,4,5,6,7}; ②A ∩B =∅;③A 中的元素个数不是A 中的元素; ④B 中的元素个数不是B 中的元素.(1)如果集合A 中只有1个元素,那么A =________; (2)有序集合对(A ,B )的个数是________.解析:(1)若集合A 中只有1个元素,则集合B 中有6个元素,6∉B ,故A ={6}.(2)当集合A 中有1个元素时,A ={6},B ={1,2,3,4,5,7},此时有序集合对(A ,B )有1个; 当集合A 中有2个元素时,5∉B,2∉A ,此时有序集合对(A ,B )有5个; 当集合A 中有3个元素时,4∉B,3∉A ,此时有序集合对(A ,B )有10个; 当集合A 中有4个元素时,3∉B,4∉A ,此时有序集合对(A ,B )有10个; 当集合A 中有5个元素时,2∉B,5∉A ,此时有序集合对(A ,B )有5个;当集合A 中有6个元素时,A ={1,2,3,4,5,7},B ={6},此时有序集合对(A ,B )有1个. 综上可知,有序集合对(A ,B )的个数是1+5+10+10+5+1=32. 答案:(1){6} (2)3216.(2017·张掖模拟)下列说法中不正确的是________.(填序号) ①若a ∈R ,则“1a<1”是“a >1”的必要不充分条件;②“p ∧q 为真命题”是“p ∨q 为真命题”的必要不充分条件; ③若命题p :“∀x ∈R ,sin x +cos x ≤2”,则p 是真命题;④命题“∃x 0∈R ,x 20+2x 0+3<0”的否定是“∀x ∈R ,x 2+2x +3>0”.解析:由1a <1,得a <0或a >1,反之,由a >1,得1a <1,∴“1a<1”是“a >1”的必要不充分条件,故①正确;由p ∧q 为真命题,知p ,q 均为真命题,所以p ∨q 为真命题,反之,由p ∨q 为真命题,得p ,q 至少有一个为真命题,所以p ∧q 不一定为真命题,所以“p ∧q 为真命题”是“p ∨q 为真命题”的充分不必要条件,故②不正确;∵sin x +cos x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4≤2, ∴命题p 为真命题,③正确;命题“∃x 0∈R ,x 20+2x 0+3<0”的否定是“∀x ∈R ,x 2+2x +3≥0”,故④不正确. 答案:②④课时跟踪检测(二) 平面向量与复数1.(2017·全国卷Ⅲ)复平面内表示复数z =i(-2+i)的点位于( ) A .第一象限 B .第二象限 C .第三象限 D .第四象限解析:选C z =i(-2+i)=-2i +i 2=-1-2i ,故复平面内表示复数z =i(-2+i)的点位于第三象限.2.(2017·全国卷Ⅲ)设复数z 满足(1+i)z =2i ,则|z |=( ) A.12 B.22 C. 2 D .2解析:选C 因为z =2i1+i =-+-=i(1-i)=1+i ,所以|z |= 2.3.(2017·沈阳模拟)已知平面向量a =(3,4),b =⎝ ⎛⎭⎪⎫x ,12,若a ∥b ,则实数x 的值为( ) A .-23 B.23 C.38 D .-38解析:选C ∵a ∥b ,∴3×12=4x ,解得x =38.4.(2018届高三·西安摸底)已知非零单位向量a ,b 满足|a +b |=|a -b |,则a 与b -a 的夹角是( )A.π6 B.π3 C.π4 D.3π4解析:选D 由|a +b |=|a -b |可得(a +b )2=(a -b )2,即a ·b =0,而a ·(b -a )=a ·b -a 2=-|a |2<0,即a 与b -a 的夹角为钝角,结合选项知选D.5.(2017·湘中模拟)已知向量a =(x ,3),b =(x ,-3),若(2a +b )⊥b ,则|a |=( ) A .1 B. 2 C. 3 D .2解析:选D 因为(2a +b )⊥b ,所以(2a +b )·b =0,即(3x ,3)·(x ,-3)=3x 2-3=0,解得x =±1,所以a =(±1,3),|a |=2+32=2.6.(2017·广西五校联考)设D 是△ABC 所在平面内一点,AB ―→=2DC ―→,则( ) A .BD ―→=AC ―→-32AB ―→B .BD ―→=32AC ―→-AB ―→C .BD ―→=12AC ―→-AB ―→D .BD ―→=AC ―→-12AB ―→解析:选A BD ―→=BC ―→+CD ―→=BC ―→-DC ―→=AC ―→-AB ―→-12AB ―→=AC ―→-32AB ―→.7.(2018届高三·云南调研)在▱ABCD 中,|AB ―→|=8,|AD ―→|=6,N 为DC 的中点,BM ―→=2MC ―→,则AM ―→·NM ―→=( )A .48B .36C .24D .12解析:选C AM ―→·NM ―→=(AB ―→+BM ―→)·(NC ―→+CM ―→)=⎝ ⎛⎭⎪⎫AB ―→+23 AD ―→ ·⎝ ⎛⎭⎪⎫12 AB ―→-13 AD ―→ =12AB―→2-29AD ―→2=12×82-29×62=24. 8.(2018届高三·广西五校联考)已知a 为实数,若复数z =(a 2-1)+(a +1)i 为纯虚数,则a +i 2 0171-i=( )A .1B .0C .iD .1-i解析:选C 因为z =(a 2-1)+(a +1)i 为纯虚数,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2-1=0,a +1≠0,得a =1,则有1+i 2 0171-i =1+i 1-i=+2+-=i.9.已知点A (-1,1),B (1,2),C (-2,-1),D (3,4),则向量CD ―→ 在BA ―→方向上的投影是( ) A .-3 5 B .-322 C .3 5 D.322解析:选 A 依题意得,BA ―→=(-2,-1),CD ―→=(5,5),BA ―→ ·CD ―→=(-2,-1)·(5,5)=-15,|BA ―→|=5,因此向量CD ―→在BA ―→方向上的投影是BA ―→·CD ―→|BA ―→|=-155=-3 5.10.(2018届高三·湖南五校联考)△ABC 是边长为2的等边三角形,向量a ,b 满足AB ―→=2a ,AC ―→=2a +b ,则向量a ,b 的夹角为( )A .30°B .60°C .120°D .150°解析:选C 法一:设向量a ,b 的夹角为θ,BC ―→=AC ―→-AB ―→=2a +b -2a =b ,∴|BC ―→|=|b |=2,|AB ―→|=2|a |=2,∴|a |=1,AC ―→2=(2a +b )2=4a 2+4a ·b +b 2=8+8cos θ=4,∴cos θ=-12,θ=120°.法二:BC ―→=AC ―→-AB ―→=2a +b -2a =b ,则向量a ,b 的夹角为向量AB ―→与BC ―→的夹角,故向量a ,b 的夹角为120°.11.(2017·长春模拟)在△ABC 中,D 为△ABC 所在平面内一点,且AD ―→=13AB ―→+12AC ―→,则S △BCD S △ABD=( )A.16B.13C.12D.23解析:选B 如图,由已知得,点D 在△ABC 中与AB 平行的中位线上,且在靠⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12-13S近BC 边的三等分点处,从而有S △ABD =12S △ABC ,S △ACD =13S △ABC ,S △BCD =△ABC=16S △ABC ,所以S △BCD S △ABD =13. 12.(2017·全国卷Ⅲ)在矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若AP ―→=λAB ―→+μAD ―→,则λ+μ的最大值为( )A .3B .2 2 C. 5 D .2 解析:选A 以A 为坐标原点,AB ,AD 所在直线分别为x 轴,y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,则A (0,0),B (1,0),C (1,2),D (0,2),可得直线BD 的方程为2x +y -2=0,点C 到直线BD 的距离为222+12=25,所以圆C :(x -1)2+(y -2)2=45. 因为P 在圆C 上,所以P ⎝ ⎛⎭⎪⎫1+255cos θ,2+255sin θ. 又AB ―→=(1,0),AD ―→=(0,2),AP ―→=λAB ―→+μAD ―→=(λ,2μ), 所以⎩⎪⎨⎪⎧1+255cos θ=λ,2+255sin θ=2μ,λ+μ=2+255cos θ+55sin θ=2+sin(θ+φ)≤3(其中tan φ=2),当且仅当θ=π2+2k π-φ,k ∈Z 时,λ+μ取得最大值3.13.(2017·成都模拟)若复数z =a i1+i (其中a ∈R ,i 为虚数单位)的虚部为-1,则a =________.解析:因为z =a i1+i=a-+-=a 2+a 2i 的虚部为-1,所以a2=-1,解得a =-2. 答案:-214.(2017·兰州诊断)已知向量OA ―→=(3,1),OB ―→=(-1,3),OC ―→=m OA ―→-n OB ―→(m >0,n >0),若m +n =1,则|OC ―→|的最小值为________.解析:由OA ―→=(3,1),OB ―→=(-1,3),得OC ―→=m OA ―→-n OB ―→=(3m +n ,m -3n ),因为m +n =1(m >0,n >0),所以n =1-m 且0<m <1,所以OC ―→=(1+2m,4m -3),则|OC ―→|=+2m2+m -2=20m 2-20m +10=20⎝ ⎛⎭⎪⎫m -122+5(0<m <1),所以当m =12时,|OC ―→|min = 5.答案: 515.(2018届高三·石家庄调研)非零向量m ,n 的夹角为π3,且满足|n |=λ|m |(λ>0),向量组x 1,x 2,x 3由一个m 和两个n 排列而成,向量组y 1,y 2,y 3由两个m 和一个n 排列而成,若x 1·y 1+x 2·y 2+x 3·y 3所有可能值中的最小值为4m 2,则λ=________.解析:由题意:x 1·y 1+x 2·y 2+x 3·y 3的运算结果有以下两种可能:①m 2+m ·n +n 2=m 2+λ|m ||m |cos π3+λ2m 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫λ2+λ2+1m 2;②m ·n +m ·n +m ·n =3λ|m ||m |cos π3=3λ2m 2.又λ2+λ2+1-3λ2=λ2-λ+1=⎝ ⎛⎭⎪⎫λ-122+34>0,所以3λ2m 2=4m 2,即3λ2=4,解得λ=83.答案:8316.如图所示,已知正方形ABCD 的边长为1,点E 从点D 出发,按字母顺序D →A →B →C 沿线段DA ,AB ,BC 运动到点C ,在此过程中DE ―→·CD ―→的取值范围为________.解析:以BC ,BA 所在的直线为x 轴,y 轴,建立平面直角坐标系如图所示,可得A (0,1),B (0,0),C (1,0),D (1,1).当E 在DA 上时,设E (x,1),其中0≤x ≤1,∵DE ―→=(x -1,0),CD ―→=(0,1), ∴DE ―→·CD ―→=0;当E 在AB 上时,设E (0,y ), 其中0≤y ≤1,∵DE ―→=(-1,y -1),CD ―→=(0,1),∴DE ―→·CD ―→=y -1(0≤y ≤1),此时DE ―→·CD ―→的取值范围为[-1,0]; 当E 在BC 上时,设E (x,0),其中0≤x ≤1, ∵DE ―→=(x -1,-1),CD ―→=(0,1),∴DE ―→·CD ―→=-1.综上所述,DE ―→·CD ―→的取值范围为[-1,0]. 答案:[-1,0]课时跟踪检测(三) 不等式1.(2018届高三·湖南四校联考)已知不等式mx 2+nx -1m <0的解集为⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x <-12或x >2,则m-n =( )A.12 B .-52C.52D .-1解析:选B 由题意得,x =-12和x =2是方程mx 2+nx -1m =0的两根,所以-12+2=-n m 且-12×2=-1m (m <0),解得m =-1,n =32,所以m -n =-52.2.已知直线ax +by =1经过点(1,2),则2a +4b的最小值为( ) A. 2 B .2 2 C .4D .4 2解析:选B ∵直线ax +by =1经过点(1,2),∴a +2b =1,则2a+4b≥22a·22b=22a +2b=22,当且仅当2a =22b,即a =12,b =14时取等号.3.(2017·兰州模拟)设变量x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥3,x -y ≥-1,2x -y ≤3,则目标函数z =2x +3y 的最小值是( )A .5B .7C .8D .23解析:选B 作出不等式组所表示的平面区域如图中阴影部分所示,作出直线2x +3y =0,对该直线进行平移,可以发现经过⎩⎪⎨⎪⎧x +y =3,2x -y =3的交点A (2,1)时,目标函数z =2x +3y 取得最小值7.4.(2017·贵阳一模)已知x >0,y >0,x +2y +2xy =8,则x +2y 的最小值是( ) A .3B .4C.92D.112解析:选B 由题意得x +2y =8-x ·2y ≥8-⎝⎛⎭⎪⎫x +2y 22,当且仅当x =2y 时,等号成立,整理得(x+2y )2+4(x +2y )-32≥0,即(x +2y -4)(x +2y +8)≥0,又x +2y >0,所以x +2y ≥4,即x +2y 的最小值为4.5.(2017·云南模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1-2,x ≥1,21-x-2,x <1,则不等式f (x -1)≤0的解集为( )A .{x |0≤x ≤2}B .{x |0≤x ≤3}C .{x |1≤x ≤2}D .{x |1≤x ≤3}解析:选D 由题意,得f (x -1)=⎩⎪⎨⎪⎧2x -2-2,x ≥2,22-x-2,x <2.当x ≥2时,由2x -2-2≤0,解得2≤x ≤3; 当x <2时,由22-x-2≤0,解得1≤x <2.综上所述,不等式f (x -1)≤0的解集为{x |1≤x ≤3}.6.(2017·武汉调研)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≥a ,x -y ≤-1,且z =x +ay 的最小值为7,则a =( )A .-5B .3C .-5或3D .5或-3解析:选B 根据约束条件画出可行域如图①中阴影部分所示.可知可行域为开口向上的V 字型.在顶点A 处z有最小值,联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x +y =a ,x -y =-1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =a -12,y =a +12,即A ⎝⎛⎭⎪⎫a -12,a +12,则a -12+a ×a +12=7,解得a =3或a =-5. 当a =-5时,如图②,虚线向上移动时z 减小,故z →-∞,没有最小值,故只有a =3满足题意.7.(2017·合肥二模)若关于x 的不等式x 2+ax -2<0在区间[1,4]上有解,则实数a 的取值范围为( )A .(-∞,1)B .(-∞,1]C .(1,+∞)D .[1,+∞)解析:选A 法一:因为x ∈[1,4],则不等式x 2+ax -2<0可化为a <2-x 2x =2x -x ,设f (x )=2x-x ,x ∈[1,4],由题意得只需a <f (x )max ,因为函数f (x )为区间[1,4]上的减函数,所以f (x )max =f (1)=1,故a <1.法二:设g (x )=x 2+ax -2,函数g (x )的图象是开口向上的抛物线,过定点(0,-2),因为g (x )<0在区间[1,4]上有解,所以g (1)<0,解得a <1.8.(2017·太原一模)已知实数x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧3x +y +3≥0,2x -y +2≤0,x +2y -4≤0,则z =x 2+y 2的取值范围为( )A .[1,13]B .[1,4]C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,13D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,4解析:选C 画出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,由此得z =x 2+y 2的最小值为点O 到直线BC :2x -y +2=0的距离的平方,所以z min =⎝ ⎛⎭⎪⎫252=45,最大值为点O 与点A (-2,3)的距离的平方,所以z max=|OA |2=13,故选C.9.(2017·衡水二模)若关于x 的不等式x 2-4ax +3a 2<0(a >0)的解集为(x 1,x 2),则x 1+x 2+a x 1x 2的最小值是( )A.63 B.233 C.433D.263解析:选C ∵关于x 的不等式x 2-4ax +3a 2<0(a >0)的解集为(x 1,x 2),∴Δ=16a 2-12a 2=4a2>0,又x 1+x 2=4a ,x 1x 2=3a 2, ∴x 1+x 2+a x 1x 2=4a +a 3a 2=4a +13a ≥24a ·13a =433,当且仅当a =36时取等号. ∴x 1+x 2+a x 1x 2的最小值是433. 10.某农户计划种植黄瓜和韭菜,种植面积不超过50亩,投入资金不超过54万元,假设种植黄瓜和韭菜的产量、成本和售价如下表:(单位:亩)分别为( )A .50,0B .30,20C .20,30D .0,50解析:选B 设黄瓜、韭菜的种植面积分别为x 亩,y 亩,则总利润z =4×0.55x +6×0.3y -1.2x-0.9y =x +0.9y .此时x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤50,1.2x +0.9y ≤54,x ≥0,y ≥0.画出可行域如图,得最优解为A (30,20).故黄瓜和韭菜的种植面积分别为30亩、20亩时,种植总利润最大.11.已知点M 是△ABC 内的一点,且AB ―→·AC ―→=23,∠BAC =π6,若△MBC ,△MCA ,△MAB 的面积分别为23,x ,y ,则4x +yxy的最小值为( )A .16B .18C .20D .27解析:选D 设△ABC 的内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c . ∵AB ―→·AC ―→=23,∠BAC =π6,∴|AB ―→|·|AC ―→|cos π6=23,∴bc =4,∴S △ABC =12bc sin π6=14bc =1.∵△MBC ,△MCA ,△MAB 的面积分别为23,x ,y ,∴23+x +y =1,即x +y =13, ∴4x +yxy=1x +4y =3(x +y )⎝ ⎛⎭⎪⎫1x +4y=3⎝ ⎛⎭⎪⎫1+4+y x+4x y ≥3⎝⎛⎭⎪⎫5+2y x ·4x y =27, 当且仅当y =2x =29时取等号,故4x +yxy的最小值为27.12.(2017·安徽二校联考)当x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤2,y -4≤x ,x -7y ≤2时,-2≤kx -y ≤2恒成立,则实数k 的取值范围是( )A .[-1,1]B .[-2,0]C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-15,35D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-15,0解析:选 D 作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,设z =kx -y ,由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y =2,y -4=x得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-2,y =2,即B (-2,2);由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y =2,x -7y =2得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =0,即C (2,0);由⎩⎪⎨⎪⎧y -4=x ,x -7y =2得⎩⎪⎨⎪⎧x =-5,y =-1,即A (-5,-1).要使不等式-2≤kx -y ≤2恒成立,则⎩⎪⎨⎪⎧-2≤-2k -2≤2,-2≤2k ≤2,-2≤-5k +1≤2,即⎩⎪⎨⎪⎧-2≤k ≤0,-1≤k ≤1,-15≤k ≤35,所以-15≤k ≤0.13.(2018届高三·池州摸底)已知a >b >1,且2log a b +3log b a =7,则a +1b 2-1的最小值为________.解析:令log a b =t ,由a >b >1得0<t <1,2log a b +3log b a =2t +3t =7,得t =12,即log a b =12,a=b 2,所以a +1b 2-1=a -1+1a -1+1≥2a -1a -1+1=3,当且仅当a =2时取等号.故a +1b 2-1的最小值为3. 答案:314.(2017·石家庄模拟)若x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤0,x -y ≤0,x 2+y 2≤4,则z =y -2x +3的最小值为________.解析:作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,因为目标函数z =y -2x +3表示区域内的点与点P (-3,2)连线的斜率.由图知当可行域内的点与点P 的连线与圆相切时斜率最小.设切线方程为y -2=k (x +3),即kx -y +3k +2=0,则有|3k +2|k 2+1=2,解得k =-125或k =0(舍去),所以z min =-125.答案:-12515.(2017·成都二诊)若关于x 的不等式ax 2-|x |+2a <0的解集为空集,则实数a 的取值范围为________.解析:ax 2-|x |+2a <0⇒a <|x |x 2+2,当x ≠0时,|x |x 2+2≤|x |2x 2×2=24(当且仅当x =±2时取等号),当x =0时,|x |x 2+2=0<24,因此要使关于x 的不等式ax 2-|x |+2a <0的解集为空集,只需a ≥24,即实数a 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫24,+∞. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫24,+∞ 16.(2018届高三·福州调研)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1≥0,x -2y +2≤0,x +y -4≤0的解集记作D ,实数x ,y 满足如下两个条件:①∀(x ,y )∈D ,y ≥ax ;②∃(x ,y )∈D ,x -y ≤a . 则实数a 的取值范围为________.解析:由题意知,不等式组所表示的可行域D 如图中阴影部分(△ABC 及其内部)所示,由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +2=0,x +y -4=0,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =2,y =2,所以点B 的坐标为(2,2).由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1=0,x +y -4=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =3,所以点C 的坐标为(1,3).因为∀(x ,y )∈D ,y ≥ax , 由图可知,a ≤k OB ,所以a ≤1.由∃(x ,y )∈D ,x -y ≤a ,设z =x -y ,则a ≥z min .当目标函数z =x -y 过点C (1,3)时,z =x -y 取得最小值,此时z min =1-3=-2,所以a ≥-2. 综上可知,实数a 的取值范围为[-2,1]. 答案:[-2,1]课时跟踪检测(四) 函数的图象与性质[A 级——“12+4”保分小题提速练]1.函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ax +b ,x ≤0,log c ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +19,x >0的图象如图所示,则a +b +c =( )A.43 B.73 C .4D.133解析:选D 将点(0,2)代入y =log c ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +19,得2=log c 19,解得c =13.再将点(0,2)和(-1,0)分别代入y =ax +b ,解得a =2,b =2,∴a +b +c =133.2.(2018届高三·武汉调研)已知函数f (x )的部分图象如图所示,则f (x )的解析式可以是( )A .f (x )=2-x22xB .f (x )=cos xx 2C .f (x )=-cos 2xxD .f (x )=cos xx解析:选D A 中,当x →+∞时,f (x )→-∞,与题图不符,故不成立;B 为偶函数,与题图不符,故不成立;C 中,当x >0,x →0时,f (x )<0,与题图不符,故不成立.选D.3.下列函数中,既是奇函数又是减函数的是( ) A .f (x )=x 3,x ∈(-3,3) B .f (x )=tan x C .f (x )=x |x |D .f (x )=ln 2e e --x x解析:选D 选项A 、B 、C 、D 对应的函数都是奇函数,但选项A 、B 、C 对应的函数在其定义域内都不是减函数,故排除A 、B 、C ;对于选项D ,因为f (x )=ln 2e e --x x,所以f (x )=(e -x -e x)ln 2,由于函数g (x )=e -x与函数h (x )=-e x 都是减函数,又ln 2>0,所以函数f (x )=(e -x-e x)ln 2是减函数,故选D.4.函数f (x )= -x 2+9x +10-2x -的定义域为( )A .[1,10]B .[1,2)∪(2,10]C .(1,10]D .(1,2)∪(2,10]解析:选D 要使原函数有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+9x +10≥0,x -1>0,x -1≠1,解得1<x ≤10且x ≠2,所以函数f (x )的定义域为(1,2)∪(2,10]. 5.(2017·全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=ln x +ln(2-x ),则( ) A .f (x )在(0,2)单调递增 B .f (x )在(0,2)单调递减C .y =f (x )的图象关于直线x =1对称D .y =f (x )的图象关于点(1,0)对称解析:选 C 由题易知,f (x )=ln x +ln(2-x )的定义域为(0,2),f (x )=ln[x (2-x )]=ln[-(x-1)2+1],由复合函数的单调性知,函数f (x )=ln x +ln(2-x )在(0,1)单调递增,在(1,2)单调递减,所以排除A 、B ;又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=ln 12+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-12=ln 34,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=ln 32+ln ⎝⎛⎭⎪⎫2-32=ln 34,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=ln 34,所以排除D.故选C. 6.函数f (x )=x x2的图象大致是( )解析:选 A 由题意知,函数f (x )的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),f (-x )=-πx-x2=x x2=f (x ),∴f (x )为偶函数,排除C 、D ; 当x =1时,f (1)=cos π1=-1<0,排除B ,故选A. 7.(2018届高三·衡阳八中月考)函数y =f (x )在区间[0,2]上单调递增,且函数f (x +2)是偶函数,则下列结论成立的是( )A .f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (1) D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72 解析:选B 因为函数f (x +2)是偶函数,所以f (x +2)=f (-x +2), 即函数f (x )的图象关于x =2对称.又因为函数y =f (x )在[0,2]上单调递增, 所以函数y =f (x )在区间[2,4]上单调递减. 因为f (1)=f (3),72>3>52,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f (3)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52,即f ⎝ ⎛⎭⎪⎫72<f (1)<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52. 8.(2017·甘肃会宁一中摸底)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2a x +3a ,x <1,ln x ,x ≥1的值域为R ,则实数a的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫-1,12B.⎝⎛⎭⎪⎫-1,12C .(-∞,-1]D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,12 解析:选A 法一:当x ≥1时,ln x ≥0,要使函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2a x +3a ,x <1,ln x ,x ≥1的值域为R ,只需⎩⎪⎨⎪⎧1-2a >0,1-2a +3a ≥0,解得-1≤a <12.法二:取a =-1,则函数f (x )的值域为R ,所以a =-1满足题意,排除B 、D ;取a =-2,则函数f (x )的值域为(-∞,-1)∪[0,+∞),所以a =-2不满足题意,排除C ,故选A.9.(2018届高三·辽宁实验中学摸底)已知函数f (x )=(x -a )(x -b )(其中a >b ),若f (x )的图象如图所示,则函数g (x )=a x +b 的图象大致为( )解析:选A 由一元二次方程的解法易得(x -a )(x -b )=0的两根为a ,b ,根据函数零点与方程的根的关系,可得f (x )=(x -a )(x -b )的零点就是a ,b ,即函数f (x )的图象与x 轴交点的横坐标为a ,b .观察f (x )=(x -a )·(x -b )的图象,可得其与x 轴的两个交点分别在区间(-2,-1)与(0,1)上,又由a >b ,可得-2<b <-1,0<a <1.函数g (x )=a x+b ,由0<a <1可知其是减函数,又由-2<b <-1可知其图象与y 轴的交点在x 轴的下方,分析选项可得A 符合这两点,B 、C 、D 均不满足,故选A.10.函数f (x )是周期为4的偶函数,当x ∈[0,2]时,f (x )=x -1,则不等式xf (x )>0在(-1,3)上的解集为( )A .(1,3)B .(-1,1)C .(-1,0)∪(1,3)D .(-1,0)∪(0,1)解析:选C 作出函数f (x )的图象如图所示.当x ∈(-1,0)时,由xf (x )>0得x ∈(-1,0); 当x ∈(0,1)时,由xf (x )>0得x ∈∅; 当x ∈(1,3)时,由xf (x )>0得x ∈(1,3). 故x ∈(-1,0)∪(1,3).11.(2017·安徽六安一中测试)已知函数y =3-|x |3+|x |的定义域为[a ,b ](a ,b ∈Z),值域为[0,1],则满足条件的整数对(a ,b )共有( )A .6个B .7个C .8个D .9个解析:选B 函数y =3-|x |3+|x |=63+|x |-1,易知函数是偶函数,x >0时是减函数,所以函数的图象如图所示,根据图象可知,函数y =3-|x |3+|x |的定义域可能为[-3,0],[-3,1],[-3,2],[-3,3],[-2,3],[-1,3],[0,3],共7种,所以满足条件的整数对(a ,b )共有7个.12.已知函数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1B .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,无最小值解析:选C 作出函数g (x )=1-x 2和函数|f (x )|=|2x-1|的图象如图①所示,得到函数h (x )的图象如图②所示,由图象得函数h (x )有最小值-1,无最大值.13.若函数f (x )=a -12x+1为奇函数,则a =________. 解析:由题意知f (0)=0,即a -12+1=0,解得a =12.答案:1214.已知f (x )=ax 3+bx +1(ab ≠0),若f (2 017)=k ,则f (-2 017)=________.解析:由f (2 017)=k 可得,a ×2 0173+b ×2 017+1=k ,∴2 0173a +2 017b =k -1,∴f (-2 017)=-a ×2 0173-b ×2 017+1=2-k .答案:2-k15.(2017·安徽二校联考)已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x <0时,f (x )=2x,则f (log 49)=______.解析:因为log 49=log 23>0,又f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x <0时,f (x )=2x ,所以f (log 49)=f (log 23)=-22log 3-=-221log 3-=-13.答案:-1316.已知y =f (x )是偶函数,当x >0时,f (x )=x +4x,且当x ∈[-3,-1]时,n ≤f (x )≤m 恒成立,则m -n 的最小值是________.解析:∵当x ∈[-3,-1]时,n ≤f (x )≤m 恒成立, ∴n ≤f (x )min 且m ≥f (x )max ,∴m -n 的最小值是f (x )max -f (x )min , 由偶函数的图象关于y 轴对称知,当x ∈[-3,-1]时,函数的最值与x ∈[1,3]时的最值相同,又当x >0时,f (x )=x +4x,在[1,2]上递减,在[2,3]上递增,且f (1)>f (3), ∴f (x )max -f (x )min =f (1)-f (2)=5-4=1. 故m -n 的最小值是1. 答案:1[B 级——中档小题强化练]1.函数f (x )=1+ln ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+2e 的图象大致是( )解析:选D 因为f (0)=ln 2>0,即函数f (x )的图象过点(0,ln 2),所以排除A 、B 、C ,选D. 2.(2018届高三·东北三校联考)已知函数f (x )=ln(|x |+1)+x 2+1,则使得f (x )>f (2x -1)成立的x 的取值范围是 ( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,13∪(1,+∞) C .(1,+∞)D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,13 解析:选A 易知函数f (x )为偶函数,且当x ≥0时,f (x )=ln(x +1)+x 2+1 是增函数, ∴使得f (x )>f (2x -1)成立的x 满足|2x -1|<|x |, 解得13<x <1.3.(2017·潍坊一模)设函数f (x )为偶函数,且∀x ∈R ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12,当x ∈[2,3]时,f (x )=x ,则当x ∈[-2,0]时,f (x )=( )A .|x +4|B .|2-x |C .2+|x +1|D .3-|x +1|解析:选D 因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -32=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +12, 所以f (x )=f (x +2),得f (x )的周期为2. 因为当x ∈[2,3]时,f (x )=x , 所以当x ∈[0,1]时,x +2∈[2,3],f (x )=f (x +2)=x +2.又f (x )为偶函数,所以当x ∈[-1,0]时,-x ∈[0,1],f (x )=f (-x )=-x +2,当x ∈[-2,-1]时,x +2∈[0,1],f (x )=f (x +2)=x +4,所以当x ∈[-2,0]时,f (x )=3-|x +1|.4.(2017·安庆二模)如图,已知l 1⊥l 2,圆心在l 1上、半径为1 m 的圆O 沿l 1以1 m/s 的速度匀速竖直向上移动,且在t =0时,圆O 与l 2相切于点A ,圆O 被直线l 2所截得到的两段圆弧中,位于l 2上方的圆弧的长记为x ,令y =cos x ,则y 与时间t (0≤t ≤1,单位:s)的函数y =f (t )的图象大致为( )解析:选B 法一:如图所示,cosx2=设∠MON =α,由弧长公式知x =α,在Rt △AOM 中,|AO |=1-t ,|OA ||OM |=1-t ,∴y =cos x =2cos 2x 2-1=2(t -1)2-1(0≤t ≤1).故其对应的大致图象应为B.法二:由题意可知,当t =1时,圆O 在直线l 2上方的部分为半圆,所对应的弧长为π×1=π,所以cos π=-1,排除A 、D ;当t =12时,如图所示,易知∠BOC =2π3,所以cos 2π3=-12<0,排除C ,故选B.5.设f (x )是周期为2的奇函数,当0≤x ≤1时,f (x )=2x (1-x ),则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52=________.解析:因为f (x )是奇函数,且当0≤x ≤1时,f (x )=2x (1-x ),所以当-1≤x <0时,0<-x ≤1,f (-x )=-2x (1+x )=-f (x ),即f (x )=2x (1+x ).又f (x )的周期为2,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-52=f ⎝⎛⎭⎪⎫-2-12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12×12=-12.答案:-126.(2017·张掖模拟)已知定义在R 上的函数f (x ),对任意的实数x ,均有f (x +3)≤f (x )+3,f (x +2)≥f (x )+2且f (1)=2,则f (2 017)的值为________.解析:∵f (x +3)≤f (x )+3,f (x +2)≥f (x )+2, ∴f (x +1)+2≤f (x +3)≤f (x )+3, ∴f (x +1)≤f (x )+1,又f (x )+3+f (x +2)≥f (x +3)+f (x )+2, 即f (x +2)+1≥f (x +3),∴f (x +1)+1≥f (x +2)≥f (x )+2, ∴f (x +1)≥f (x )+1,∴f (x +1)=f (x )+1,利用叠加法,得f (2 017)=2 018.答案:2 018[C 级——压轴小题突破练]1.设m ∈Z ,对于给定的实数x ,若x ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤m -12,m +12,则我们就把整数m 叫做距实数x 最近的整数,并把它记为{x },现有关于函数f (x )=x -{x }的四个命题:①f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-12;②函数f (x )的值域是⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,12;③函数f (x )是奇函数;④函数f (x )是周期函数,其最小正周期为1. 其中,真命题的个数为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选B ①∵-1-12<-12≤-1+12,∴⎩⎨⎧⎭⎬⎫-12=-1, ∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=-12-⎩⎨⎧⎭⎬⎫-12=-12+1=12, 所以①是假命题;②令x =m +a ,m ∈Z ,a ∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,12,则f (x )=x -{x }=a ,∴f (x )∈⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,12,所以②是真命题; ③∵f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12-0=12,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=12≠-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12, ∴函数f (x )不是奇函数,故③是假命题; ④∵f (x +1)=(x +1)-{x +1}=x -{x }=f (x ), ∴函数f (x )的最小正周期为1,故④是真命题. 综上,真命题的个数为2,故选B.2.如图所示,在△ABC 中,∠B =90°,AB =6 cm ,BC =8 cm ,点P 以 1 cm/s 的速度沿A →B →C 的路径向C 移动,点Q 以2 cm/s 的速度沿B →C →A 的路径向A 移动,当点Q 到达A 点时,P ,Q 两点同时停止移动.记△PCQ 的面积关于移动时间t 的函数为S =f (t ),则f (t )的图象大致为( )解析:选A 当0≤t ≤4时,点P 在AB 上,点Q 在BC 上,此时PB =6-t ,CQ =8-2t ,则S =f (t )=12QC ×BP =12(8-2t )×(6-t )=t 2-10t +24; 当4<t ≤6时,点P 在AB 上,点Q 在CA 上,此时AP =t ,P 到AC 的距离为45t ,CQ =2t -8,则S=f (t )=12QC ×45t =12(2t -8)×45t =45(t 2-4t );当6<t ≤9时,点P 在BC 上,点Q 在CA 上,此时CP =14-t ,QC =2t -8,则S =f (t )=12QC ×CP sin∠ACB =12(2t -8)(14-t )×35=35(t -4)(14-t ).综上,函数f (t )对应的图象是三段抛物线,依据开口方向得图象是A. 3.(2017·河北邯郸一中月考)已知函数f 1(x )=|x -1|,f 2(x )=13x +1,g (x )=f 1x +f 2x2+|f 1x-f 2x2,若a ,b ∈[-1,5],且当x 1,x 2∈[a ,b ]时,g x 1-g x 2x 1-x 2>0恒成立,则b-a 的最大值为________.解析:当f 1(x )≥f 2(x )时,g (x )=f 1x +f 2x2+f 1x -f 2x2=f 1(x );当f 1(x )<f 2(x )时,g (x )=f 1x +f 2x2+f 2x -f 1x2=f 2(x ).综上,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f 1x ,f 1xf 2x ,f 2x ,f 1x <f 2x ,即g (x )是f 1(x ),f 2(x )两者中的较大者.在同一平面直角坐标系中分别画出函数f 1(x )与f 2(x )的图象,如图所示,则g (x )的图象如图中实线部分所示.由图可知g (x )在[0,+∞)上单调递增,又g (x )在[a ,b ]上单调递增,故a ,b ∈[0,5],所以b -a 的最大值为5.答案:54.(2017·湘中名校联考)定义在R 上的函数f (x )在(-∞,-2)上单调递增,且f (x -2)是偶函数,若对一切实数x ,不等式f (2sin x -2)>f (sin x -1-m )恒成立,则实数m 的取值范围为________.解析:因为f (x -2)是偶函数, 所以函数f (x )的图象关于x =-2对称. 又f (x )在(-∞,-2)上为增函数, 则f (x )在(-2,+∞)上为减函数,所以不等式f (2sin x -2)>f (sin x -1-m )恒成立等价于|2sin x -2+2|<|sin x -1-m +2|, 即|2sin x |<|sin x +1-m |,两边同时平方, 得3sin 2x -2(1-m )sin x -(1-m )2<0, 即(3sin x +1-m )(sin x -1+m )<0,即⎩⎪⎨⎪⎧3sin x +1-m >0,sin x -1+m <0或⎩⎪⎨⎪⎧3sin x +1-m <0,sin x -1+m >0,即⎩⎪⎨⎪⎧3sin x >m -1,sin x <1-m 或⎩⎪⎨⎪⎧3sin x <m -1,sin x >1-m ,即⎩⎪⎨⎪⎧m -1<-3,1-m >1或⎩⎪⎨⎪⎧m -1>3,1-m <-1,即m <-2或m >4,故m 的取值范围为(-∞,-2)∪(4,+∞). 答案:(-∞,-2)∪(4,+∞)课时跟踪检测(五) 基本初等函数、函数与方程[A 级——“12+4”保分小题提速练]1.若f (x )是幂函数,且满足f f=2,则f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=( ) A.12 B.14 C .2D .4解析:选B 设f (x )=x α,由ff=9α3α=3α=2,得α=log 32,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫19=⎝ ⎛⎭⎪⎫19log 32=14. 2.(2017·云南模拟)设a =60.7,b =log 70.6,c =log 0.60.7,则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c >b >a B .b >c >a C .c >a >bD .a >c >b解析:选D 因为a =60.7>1,b =log 70.6<0,0<c =log 0.60.7<1,所以a >c >b . 3.函数f (x )=|log 2x |+x -2的零点个数为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:选B 函数f (x )=|log 2x |+x -2的零点个数,就是方程|log 2x |+x -2=0的根的个数.令h (x )=|log 2x |,g (x )=2-x ,画出两函数的图象,如图. 由图象得h (x )与g (x )有2个交点,∴方程|log 2x |+x -2=0的解的个数为2.4.(2017·河南适应性测试)函数y =a x-a (a >0,a ≠1)的图象可能是( )解析:选C 由函数y =a x-a (a >0,a ≠1)的图象过点(1,0),得选项A 、B 、D 一定不可能;C 中0<a <1,有可能,故选C.5.已知奇函数y =⎩⎪⎨⎪⎧fx ,x >0,g x ,x <0.若f (x )=a x(a >0,a ≠1)对应的图象如图所示,则g (x )=( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫12-xB .-⎝ ⎛⎭⎪⎫12xC .2-xD .-2x解析:选D 由图象可知,当x >0时,函数f (x )单调递减,则0<a <1,∵f (1)=12,∴a =12,即函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12x ,当x <0时,-x >0,则f (-x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-x =-g (x ),即g (x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12-x =-2x,故g (x )=-2x,x <0,选D.6.已知f (x )=a x和g (x )=b x是指数函数,则“f (2)>g (2)”是“a >b ”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:选C 由题可得,a >0,b >0且a ≠1,b ≠1. 充分性:f (2)=a 2,g (2)=b 2, 由f (2)>g (2)知,a 2>b 2,再结合y =x 2在(0,+∞)上单调递增, 可知a >b ,故充分性成立; 必要性:由题可知a >b >0,构造函数h (x )=f x g x =a x b x =⎝ ⎛⎭⎪⎫a b x ,显然ab>1,所以h (x )单调递增,故h (2)=a 2b2>h (0)=1,所以a 2>b 2,故必要性成立.7.函数f (x )=e x+x -2的零点所在的一个区间是( ) A .(-2,-1) B .(-1,0) C .(0,1)D .(1,2)解析:选C 法一:∵f (0)=e 0+0-2=-1<0,f (1)=e 1+1-2=e -1>0,∴f (0)f (1)<0,故函数f (x )=e x+x -2的零点所在的一个区间是(0,1),选C.法二:函数f (x )=e x+x -2的零点,即函数y =e x的图象与y =-x+2的图象的交点的横坐标,作出函数y =e x与直线y =-x +2的图象如图所示,由图可知选C.8.已知函数f (x )=ln x +3x -8的零点x 0∈[a ,b ],且b -a =1,a ,b ∈N *,则a +b =( ) A .0 B .2 C .5D .7解析:选 C ∵f (2)=ln 2+6-8=ln 2-2<0,f (3)=ln 3+9-8=ln 3+1>0,且函数f (x )=ln x +3x -8在(0,+∞)上为单调递增函数,∴x 0∈[2,3],即a =2,b =3,∴a +b =5.9.(2018届高三·湖南四校联考)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,x >0,g x ,x <0,若f (x )为奇函数,则g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14的值为( )A .-14B.14 C .-2D .2解析:选D 法一:当x >0时,f (x )=log 2x , ∵f (x )为奇函数,∴当x <0时,f (x )=-log 2(-x ), 即g (x )=-log 2(-x ), ∴g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=-log 214=2. 法二:g ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14=-f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=-log 214=-log 22-2=2.10.(2017·杭州二模)已知直线x =m (m >1)与函数f (x )=log a x (a >0且a ≠1),g (x )=log b x (b >0且b ≠1)的图象及x 轴分别交于A ,B ,C 三点,若AB ―→=2BC ―→,则( )A .b =a 2B .a =b 2C .b =a 3D .a =b 3。
跟踪强化训练(三十三)1.(2017·四川乐山一模)已知函数f (x )=|2x -1|-|x +2|.(1)求不等式f (x )>0的解集;(2)若存在x 0∈R ,使得f (x 0)+2a 2<4a ,求实数a 的取值范围.[解] (1)函数f (x )=|2x -1|-|x +2|=⎩⎪⎨⎪⎧ -x +3,x <-2,-3x -1,-2≤x ≤12,x -3,x >12令f (x )=0,求得x =-13或x =3, 故不等式f (x )>0的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-13或x >3. (2)若存在x 0∈R ,使得f (x 0)+2a 2<4a ,即f (x 0)<4a -2a 2有解,由(1)可得f (x )的最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-3×12-1 =-52,故-52<4a -2a 2,求得-12<a <52.所以a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,52. 2.设函数f (x )=|x -a |+x .(1)当a =2时,求函数f (x )的值域;(2)若g (x )=|x +1|,求不等式g (x )-2>x -f (x )恒成立时a 的取值范围.[解] (1)由题意得,当a =2时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -2,x ≥2,2,x <2. ∵f (x )在[2,+∞)上单调递增,且f (2)=2,∴f (x )的值域为[2,+∞).(2)由g (x )=|x +1|,不等式g (x )-2>x -f (x )恒成立, 得|x +1|+|x -a |>2恒成立,即(|x +1|+|x -a |)min >2.而|x +1|+|x -a |≥|(x +1)-(x -a )|=|1+a |,∴|1+a |>2,解得a >1或a <-3,故a 的取值范围为(-∞,-3)∪(1,+∞).3.(2017·江西南昌一模)已知函数f (x )=|2x -a |+|x -1|.(1)若不等式f (x )≤2-|x -1|有解,求实数a 的取值范围;(2)当a <2时,函数f (x )的最小值为3,求实数a 的值.[解] (1)由题意f (x )≤2-|x -1|,即为⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a 2+|x -1|≤1.而由绝对值的几何意义知⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a 2+|x -1|≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪a 2-1, 由不等式f (x )≤2-|x -1|有解,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪a 2-1≤1,即0≤a ≤4. ∴实数a 的取值范围是[0,4].(2)函数f (x )=|2x -a |+|x -1|的零点为a 2和1,当a <2时知a 2<1,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -3x +a +1,x <a 2x -a +1,a 2≤x ≤13x -a -1,x >1由图可知f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,a 2上单调递减,在⎣⎢⎡⎭⎪⎫a 2,+∞上单调递增, ∴f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2=-a 2+1=3, 得a =-4<2(合题意),即a =-4.4.(2017·江西赣州一模)设a 、b 为正实数,且1a +1b =2 2.(1)求a 2+b 2的最小值;(2)若(a -b )2≥4(ab )3,求ab 的值.[解] (1)由22=1a +1b ≥21ab 得ab ≥12,当a =b =22时取等号.故a 2+b 2≥2ab ≥1,当a =b =22时取等号. 所以a 2+b 2的最小值是1.(2)由1a +1b =22可得a +b =22ab ,∵(a -b )2=(a +b )2-4ab =8a 2b 2-4ab ≥4(ab )3, ∴(ab )2-2ab +1≤0,即(ab -1)2≤0,∴ab -1=0,即ab =1.。
已知集合和集合,则等于B. C. D.轴)以上部分,所以集合为二次函数,所以集合已知,复数,,若为纯虚数,则实数的值为 B. C. 或 D.为纯虚数豕每头价格分别为元、元,设计如图所示的程序框图,则输出的、的值分别是B.D.所以输出的对于实数,“”是的充分不必要条件都是整数,则命题“若不都是奇数”是假命题,则关于的方程有实根”的逆否命题为假命题命题“全等三角形的面积相等”的否命题为真命题”,则可以得到偶数,所以,关于的方程有实根,则,解得;所以A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】先找到三视图对应的几何体原图,再利用补形法求几何体外接球的半径,最后求球的表面积【详解】还原几何体如图所示三棱锥由(如上右图)在直三棱柱中取的中点中点.故答案为:C如图直角坐标系中,角、角两点,若,且满足则的值B. C. D.【答案】,代入的值即得解【详解】由图易知.,即,即.则.故答案为:B本题解题的关键是化简原式为.B. C. D.【答案】天班为事件天班为事件,每人至少值一天班记为事件..,,故答案为:A在等腰直角三角形中,,点为所在平面上一动点,且满足A. B. C. D.求得动点【详解】以C为坐标原点,所以取值范围为已知是定义在,且当时,则函数上的所有零点之和为B. C. D.关于成中心对称,再作出函数在区间图像和间的图像,即得函数在区间上的所有零点之和【详解】由知关于又为奇函数,则易知,作出函数在区间所以间,所有零点之和为.B. C. D.=24.人参加:...故答案为:A设抛物线的焦点为,过轴上一定点作斜率为的直线与抛物线相交于轴交于点,记面积为面积为,则抛物线的标准方程为A. B. C. D. 【答案】C,经过定点,即轴,,即,所以联立方程,化简得根据一元二次方程的求根公式,得,所以化简得,即,所以即,设函数,其中,若仅存在两个正整数使得,则B.D.。
对函数求导,并求得最小值,分【详解】令使得,即仅有两个整数使得,解得;当,时,,代入解得已知函数在处的切线与直线平行,则【答案】【详解】由题意知,由题意知,即,保持展开式为常数项,即. 即常数项为.已知椭圆的左右两焦点为,为椭圆的内接三角形,已知,且满足,则直线【答案】【解析】的关系,可得,因为,代入坐标得又因为B、C在椭圆上所以解得BC的方程为【点睛】本题考查了直线与椭圆的位置关系,本题计算非常复杂,需要很耐心计算,属于难题。
跟踪强化训练(十八)一、选择题1.在数列{a n }中,a 1=1,对于所有的n ≥2,n ∈N 都有a 1·a 2·a 3·…·a n =n 2,则a 3+a 5=( )A.6116B.259C.2516D.3115[解析] 解法一:令n =2,3,4,5,分别求出a 3=94,a 5=2516,∴a 3+a 5=6116,故选A.解法二:当n ≥2时,a 1·a 2·a 3·…·a n =n 2.当n ≥3时,a 1·a 2·a 3·…·a n-1=(n -1)2.两式相除得a n =⎝ ⎛⎭⎪⎫n n -12,∴a 3=94,a 5=2516,∴a 3+a 5=6116,故选A.[答案] A2.已知a 1=1,a n =n (a n +1-a n )(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式是a n =( )A .n B.⎝ ⎛⎭⎪⎫n +1n n -1C .n 2D .2n -1[解析] 由a n =n (a n +1-a n ),得a n +1n +1=a n n ,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n n 为常数列,所以a n n =a n -1n -1=…=a 11=1,所以a n =n ,故选A.[答案] A3.已知数列{a n }满足a 1=2,a n +1=1+a n1-a n(n ∈N *),则a1·a2·a3·…·a2017=()A.-6 B.6 C.-2 D.2[解析]∵a1=2,a n+1=1+a n1-a n,∴a2=1+21-2=-3,同理,a3=-12,a4=13,a5=2,…,∴a n+4=a n,a1a2a3a4=1,∴a1·a2·a3·…·a2017=(a1a2a3a4)504×a1=1×2=2.故选D.[答案] D4.(2017·衡水中学二调)已知S n是数列{a n}的前n项和,a1=1,a2=2,a3=3,数列{a n+a n+1+a n+2}是公差为2的等差数列,则S25=()A.232 B.233 C.234 D.235[解析]∵数列{a n+a n+1+a n+2}是公差为2的等差数列,∴a n+3-a n=(a n+1+a n+2+a n+3)-(a n+a n+1+a n+2)=2,∴a1,a4,a7,…是首项为1,公差为2的等差数列,a2,a5,a8,…是首项为2,公差为2的等差数列,a3,a6,a9,…是首项为3,公差为2的等差数列,∴S25=(a1+a4+a7+…+a25)+(a2+a5+a8+…+a23)+(a3+a6+a9+…+a24)=9×1+9×8×22+8×2+8×7×22+8×3+8×7×22=233,故选B.[答案] B5.(2017·郑州模拟)已知等比数列{a n}的前n项和为S n,则下列一定成立的是()A.若a3>0,则a2013<0B.若a4>0,则a2014<0C.若a3>0,则S2013>0D.若a4>0,则S2014>0[解析] 根据等比数列的通项公式得a 2013=a 1·q 2012=a 3q 2010,a 2014=a 1q 2013=a 4q 2010,易知A ,B 错误.对于选项C ,因为a 3=a 1q 2>0,所以a 1>0,当q >0时,任意a n >0,故有S 2013>0;当q <0时,仍然有S 2013=a 1(1-q 2013)1-q >0,C 正确.对于选项D ,可列举公比q =-1的等比数列-1,1,-1,1,…,显然满足a 4>0,但S 2014=0,故D 错误.故选C.[答案] C6.(2017·山西大同模拟)已知数列{a n }的通项公式为a n =(-1)n (2n -1)·cos n π2+1(n ∈N *),其前n 项和为S n ,则S 60=( )A .-30B .-60C .90D .120[解析] 由题意可得,当n =4k -3(k ∈N *)时,a n =a 4k -3=1;当n =4k -2(k ∈N *)时,a n =a 4k -2=6-8k ;当n =4k -1(k ∈N *)时,a n =a 4k-1=1;当n =4k (k ∈N *)时,a n =a 4k =8k .∴a 4k -3+a 4k -2+a 4k -1+a 4k =8, ∴S 60=8×15=120. [答案] D 二、填空题7.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足log 2(S n +1)=n +1(n∈N *),则a n =________.[解析] 由已知可得S n +1=2n +1,则S n =2n +1-1.当n =1时,a 1=S 1=3,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n +1-1-2n +1=2n ,因为n =1时不满足a n =2n,故a n =⎩⎪⎨⎪⎧3,n =1,2n ,n ≥2.[答案] ⎩⎪⎨⎪⎧3,n =1,2n ,n ≥28.(2017·河南新乡三模)若数列{a n +1-a n }是等比数列,且a 1=1,a 2=2,a 3=5,则a n =________.[解析] ∵a 2-a 1=1,a 3-a 2=3,∴q =3,∴a n +1-a n =3n -1,∴a n -a 1=a 2-a 1+a 3-a 2+…+a n -1-a n -2+a n -a n -1=1+3+…+3n -2=1-3n -11-3,∵a 1=1,∴a n =3n -1+12. [答案] 3n -1+129.(2017·安徽省淮北一中高三最后一卷改编)若数列{a n }满足1a n +1-1a n=d (n ∈N *,d 为常数),则称数列{a n }为“调和数列”,已知正项数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 为“调和数列”,且b 1+b 2+…+b 2019=20190,则b 2b 2018的最大值是________.[解析] 因为数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n 是“调和数列”,所以b n +1-b n =d ,即数列{b n }是等差数列,所以b 1+b 2+…+b 2019=2019(b 1+b 2019)2=2019(b 2+b 2018)2=20190,所以b 2+b 2018=20.又1b n >0,所以b 2>0,b 2018>0,所以b 2+b 2018=20≥2b 2b 2018,即b 2b 2018≤100(当且仅当b 2=b 2018时等号成立),因此b 2b 2018的最大值为100.[答案] 100 三、解答题10.(2017·郑州质检)已知数列{a n }的首项a 1=1,前n 项和S n ,且数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是公差为2的等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =(-1)n a n ,求数列{b n }的前n 项和T n . [解] (1)由已知条件得S nn =1+(n -1)×2=2n -1, ∴S n =2n 2-n .当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2-n -[2(n -1)2-(n -1)]=4n -3. 当n =1时,a 1=S 1=1,而4×1-3=1,∴a n =4n -3. (2)由(1)可得b n =(-1)n a n =(-1)n (4n -3), 当n 为偶数时,T n =-1+5-9+13-17+…+(4n -3)=4×n2=2n , 当n 为奇数时,n +1为偶数,T n =T n +1-b n +1=2(n +1)-(4n +1)=-2n +1.综上,T n =⎩⎪⎨⎪⎧2n ,(n =2k ,k ∈N *)-2n +1,(n =2k -1,k ∈N *).11.(2017·北京海淀模拟)数列{a n }的前n 项和S n 满足S n =2a n -a 1,且a 1,a 2+1,a 3成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n +1S n S n +1,求数列{b n }的前n 项和T n .[解] (1)∵S n =2a n -a 1, ∴当n ≥2时,S n -1=2a n -1-a 1,∴a n =2a n -2a n -1,化为a n =2a n -1.由a 1,a 2+1,a 3成等差数列得,2(a 2+1)=a 1+a 3, ∴2(2a 1+1)=a 1+4a 1,解得a 1=2.∴数列{a n }是等比数列,首项为2,公比为2. ∴a n =2n .(2)∵a n +1=2n +1,∴S n =2(2n -1)2-1=2n +1-2,S n +1=2n +2-2.∴b n =a n +1S n S n +1=2n +1(2n +1-2)(2n +2-2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1-1. ∴数列{b n }的前n 项和T n =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫12-1-122-1+⎝ ⎛⎭⎪⎫122-1-123-1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1-1. 12.(2017·山东卷)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2.(1)求数列{x n }的通项公式;(2)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1,1),P 2(x 2,2),…,P n +1(x n +1,n +1)得到折线P 1P 2…P n +1,求由该折线与直线y =0,x =x 1,x =x n +1所围成的区域的面积T n .[解] (1)设数列{x n }的公比为q ,由已知知q >0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 1q =3,x 1q 2-x 1q =2.所以3q 2-5q -2=0. 因为q >0,所以q =2,x 1=1. 因此数列{x n }的通项公式为x n =2n -1.(2)过P 1,P 2,…,P n +1向x 轴作垂线,垂足分别为Q 1,Q 2,…,Q n +1.由(1)得x n +1-x n =2n -2n -1=2n -1, 记梯形P n P n +1Q n +1Q n 的面积为b n ,由题意b n =(n +n +1)2×2n -1=(2n +1)×2n -2, 所以T n =b 1+b 2+…+b n=3×2-1+5×20+7×21+…+(2n -1)×2n -3+(2n +1)×2n -2,① 2T n =3×20+5×21+7×22+…+(2n -1)×2n -2+(2n +1)×2n -1.②①-②得-T n =3×2-1+(2+22+…+2n -1)-(2n +1)×2n -1=32+2(1-2n -1)1-2-(2n +1)×2n -1.所以T n =(2n -1)×2n +12.。
跟踪强化训练(六)
1.[直接法]对于锐角α,若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=35,则cos ⎝ ⎛⎭
⎪⎫2α+π3=________.
[解析] 由α为锐角,且sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=35,可得cos ⎝ ⎛⎭
⎪⎫α-π12=45,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=cos ⎣⎢⎡⎦
⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12+π4=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12cos π4-sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12sin π4=45×22-35×22=210,于是cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3=2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6-1=2×⎝ ⎛⎭
⎪⎫2102-1=-2425.
[答案] -2425
2.[直接法]已知(1-2x )5(1+ax )4的展开式中x 的系数为2,则实数a 的值为________.
[解析] 因为(1-2x )5的展开式中的常数项为1,x 的系数为C 15×(-2)=-10;(1+ax )4的展开式中的常数项为1,x 的系数为C 14a =4a ,所以(1-2x )5(1+ax )4的展开式中x 的系数为1×4a +1×(-10)=2,所以a =3.
[答案] 3
3.[特例法]已知等差数列{a n }的公差d ≠0,且a 1,a 3,a 9成等比
数列,则a 1+a 3+a 9a 2+a 4+a 10
的值是________. [解析] 令a n =n ,则a 1+a 3+a 9a 2+a 4+a 10=1+3+92+4+10
=1316.
[答案]13 16
4.[特例法]如图,在三棱锥O-ABC中,三条棱OA,OB,OC 两两垂直,且OA>OB>OC,分别经过三条棱OA,OB,OC作一个截面平分三棱锥的体积,截面面积依次为S1,S2,S3,则S1,S2,S3的大小关系为________.
[解析]要满足各个截面使分得的两个三棱锥体积相等,则需满足与截面对应的交点E,F,G分别为中点即可.故可以将三条棱长分别取为OA=6,OB=4,OC=2,如图,则可计算S1=35,S2=210,S3=13,故S3<S2<S1.
[答案]S3<S2<S1
5.[图解法]设方程1
x+1
=|lg x|的两个根为x1,x2,则x1·x2的取值范围________.
[解析]分别作出函数y=1
x+1
和y=|lg x|的图象如图,
不妨设0<x 1<1<x 2,则|lg x 1|>|lg x 2|,
∴-lg x 1>lg x 2,即lg x 1+lg x 2<0,∴0<x 1x 2<1.
[答案] (0,1)
6.[图解法]不等式4-x 2-kx +1≤0的解集非空,则k 的取值范围为________.
[解析] 由4-x 2-kx +1≤0,得4-x 2≤kx -1,
设f (x )=4-x 2,g (x )=kx -1,其中-2≤x ≤2.
如图,作出函数f (x ),g (x )的图象,不等式的解集非空,即直线l 和半圆有公共点.
由图可知k AC =0-(-1)-2-0
=-12,
k BC =0-(-1)2-0
=12. 所以k 的取值范围为
⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-12∪⎣⎢⎡⎭
⎪⎫12,+∞. [答案] ⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-12∪⎣⎢⎡⎭
⎪⎫12,+∞ 7.[构造法]如图,已知球O 的球面上有四点A ,B ,C ,D ,DA ⊥平面ABC ,AB ⊥BC ,DA =AB =BC =2,则球O 的体积等于________.
[解析] 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 =(2)2+(2)2+(2)2
=2R ,所以R =62,故球O 的体积V =4πR 3
3=6π.
[答案] 6π
8.[构造法]已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n +1,则{a n }的通项公式为________.
[解析] 由a n +1=3a n +1,得a n +1+12=3⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +12,所以数列⎩⎨⎧⎭
⎬⎫a n +12是以32为首项,3为公比的等比数列,所以a n +12=32·3n -1,故a n =3n -12.
[答案] a n =3n -12
9.[归纳推理法](2017·辽宁丹东联考)已知“整数对”按如下规律排列:(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(2,2),(3,1),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),…,则第70个“整数对”为________.
[解析] 因为1+2+…+11=66,所以第67个“整数对”是(1,12),第68个“整数对”是(2,11),第69个“整数对”是(3,10),第70个“整数对”是(4,9).
[答案] (4,9)
10.[归纳推理法]若直角三角形的两直角边为a 、b ,斜边c 上的
高为h ,则1h 2=1a 2+1b 2.类比以上结论,如图,在正方体的一角上截取
三棱锥P -ABC ,PO 为该棱锥的高,记M =1PO 2,N =1P A 2+1PB 2+1PC 2,
那么M ,N 的大小关系是M ________N .(填>,<或=)
[解析] 由题意得
⎩⎪⎨⎪⎧ S 2△ABC =S 2△ABP +S 2△PBC +S 2△APC ,S △ABC ·PO =12·P A ·PB ·PC ,所以M =1PO 2=S 2△ABC
S 2△ABC PO 2=
S 2△ABP +S 2△PBC +S 2△APC 14P A 2·
PB 2·PC 2=1P A 2+1PB 2+1PC 2=N .即M =N . [答案] =
11.[正反互推法]给出以下命题:
①双曲线y 22-x 2=1的渐近线方程为y =±2x ;
②命题p :“∀x ∈R +,sin x +1sin x ≥2”是真命题;
③已知线性回归方程为y ^=3+2x ,当变量x 增加2个单位,其预
报值平均增加4个单位;
④设随机变量ξ服从正态分布N (0,1),若P (ξ>1)=0.2,则p (-
1<ξ<0)=0.6.
则正确命题的序号为________(写出所有正确命题的序号).
[解析] ①由y 22-x 2=0可以解得双曲线的渐近线方程为y =±2
x ,正确.
②命题不能保证sin x ,1sin x 为正,故错误;
③根据线性回归方程的含义正确;
④P (ξ>1)=0.2,
可得P (ξ<-1)=0.2,
所以P (-1<ξ<0)=12P (-1<ξ<1)=0.3,故错误.
综上①③正确.
[答案] ①③
12.[正反互推法]已知f (x )为定义在R 上的偶函数,当x ≥0时,有f (x +1)=-f (x ),且当x ∈[0,1)时,f (x )=log 2(x +1),给出下列命题:
①f (2016)+f (-2017)的值为0;②函数f (x )在定义域上为周期是2的周期函数;③直线y =x 与函数f (x )的图象有1个交点;④函数f (x )的值域为(-1,1).其中正确的命题序号有________.
[解析] 根据题意,可在同一坐标系中画出直线y =x 和函数f (x )的图象如下:
根据图象可知①f(2016)+f(-2017)=0正确,②函数f(x)在定义域上不是周期函数,所以②不正确,③根据图象确定只有一个交点,所以正确,④根据图象,函数f(x)的值域是(-1,1),正确.
[答案]①③④。