【高考总复习】2013高考理数人教A版考点特训31
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【全程复习方略】湖南省2013版高中数学 1.1集合提能训练 理 新人教A 版(45分钟 100分)一、选择题(每小题6分,共36分)1.(预测题)设全集U=R ,A={x|x(x-2)<0},B={x|y=ln(1-x)},则A ∩(U B)是( )(A)(-2,1) (B)(1,2)(C)(-2,1] (D)[1,2)2.(2012·唐山模拟)若集合M={y|y=3x},集合S={x|y=lg(x-1)},则下列各式正确的是( )(A)M ∪S=M (B)M ∪S=S(C)M=S (D)M ∩S=Ø3.(2012·蚌埠模拟)已知集合M={x|y=2x -},集合N={y|y=x 2-2x+1,x ∈R},则M ∩N=( ) (A){x|x ≤2} (B){x|x ≥2}(C){x|0≤x ≤2} (D)Ø4.设集合A={x||x-a|<1,x ∈R},B={x|1<x<5,x ∈R}.若A ∩B=Ø,则实数a 的取值范围是( )(A){a|0≤a ≤6} (B){a|a ≤2或a ≥4}(C){a|a ≤0或a ≥6} (D){a|2≤a ≤4}5.如图所示,A ,B 是非空集合,定义集合A#B 为阴影部分表示的集合.若x,y∈R,A={x|y=22x x -},B={y|y=3x ,x>0},则A#B 为( )(A){x|0<x<2} (B){x|1<x ≤2}(C){x|0≤x ≤1或x ≥2} (D){x|0≤x ≤1或x>2}6.集合S ⊆{1,2,3,4,5},且满足“若a ∈S ,则6-a ∈S ”,这样的非空集合S 共有( )(A)5个 (B)7个 (C)15个 (D)31个二、填空题(每小题6分,共18分)7.(2012·安庆模拟)设集合A={5,log 2(a+3)},集合B={a,b},若A ∩B={2},则A ∪B=_______.8.已知集合A={x|x ≤a},B={x|1≤x ≤2},且A ∪R B=R,则实数a 的取值范围是________. 9.已知集合A={a,b,2},B={2,b 2,2a},且A ∩B=A ∪B ,则a=_______.三、解答题(每小题15分,共30分)10.已知集合A={-4,2a-1,a2},B={a-5,1-a,9},分别求适合下列条件的a的值.(1)9∈(A∩B);(2){9}=A∩B.11.(易错题)已知集合A={x|a-1<x<2a+1},B={x|0<x<1},若A∩B=Ø,求实数a的取值范围. 【探究创新】(16分)设集合A={x|-1≤x≤2},B={x|x2-(2m+1)x+2m<0}.(1)当m<12时,化简集合B;(2)若A∪B=A,求实数m的取值范围;(3)若R A∩B中只有一个整数,求实数m的取值范围.答案解析1.【解析】选D.由x(x-2)<0得0<x<2,∴A={x|0<x<2},由1-x>0得x<1,∴B={x|x<1},∴U B={x|x≥1},∴A∩(U B)={x|1≤x<2}.2.【解析】选A.∵M={y|y=3x}={y|y>0},S={x|y=lg(x-1)}={x|x>1},∴M∪S=M.3.【解析】选C.由2-x≥0得x≤2,∴M={x|x≤2},∵y=x2-2x+1=(x-1)2≥0.∴N={y|y≥0},∴M∩N={x|0≤x≤2}.4.【解析】选C.由|x-a|<1得a-1<x<a+1,又A∩B=Ø,所以a+1≤1或a-1≥5,解得a≤0或a≥6.5.【解析】选D.由2x-x2≥0得0≤x≤2,∴A={x|0≤x≤2},由x>0得3x>1,∴B={y|y>1},∴A∪B={x|x≥0},A ∩B={x|1<x≤2},令U=A∪B,则U(A∩B)={x|0≤x≤1或x>2}.6.【解析】选B.若满足条件,则单元素的集合为{3};两个元素的集合为{1,5},{2,4};三个元素的集合为{1,3,5},{2,3,4};四个元素的集合为{1,2,4,5};五个元素的集合为{1,2,3,4,5},共有7个.7.【解析】∵A∩B={2},∴2∈A,则log2(a+3)=2.∴a=1,∴b=2.∴A={5,2},B={1,2}.∴A∪B={1,2,5}.答案:{1,2,5}8.【解析】∵R B=(-∞,1)∪(2,+∞)且A∪R B=R,∴{x|1≤x≤2}⊆A,∴a≥2.答案:[2,+∞)9.【解题指南】解答本题有两个关键点:一是A∩B=A∪B⇔A=B;二是由A=B,列方程组求a,b的值.【解析】由A ∩B=A ∪B 知A=B ,∴2a 2a b b a b =⎧⎪=⎨⎪≠⎩或2a b b 2a a b ⎧=⎪=⎨⎪≠⎩解得a 0b 1=⎧⎨=⎩或1a 41b 2⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,∴a=0或a=14. 答案:0或1410.【解析】(1)∵9∈(A ∩B),∴9∈A 且9∈B,∴2a-1=9或a 2=9,∴a=5或a=-3或a=3,经检验a=5或a=-3符合题意.∴a=5或a=-3.(2)∵{9}=A ∩B ,∴9∈A 且9∈B ,由(1)知a=5或a=-3当a=-3时,A={-4,-7,9},B={-8,4,9},此时A ∩B={9},当a=5时,A={-4,9,25},B={0,-4,9},此时A ∩B={-4,9},不合题意.综上知a=-3.【变式备选】已知全集S={1,3,x 3+3x 2+2x},A={1,|2x-1|},如果S A={0},则这样的实数x 是否存在?若存在,求出x,若不存在,请说明理由.【解析】∵S A={0},∴0∈S,0∉A,∴x 3+3x 2+2x=0,解得x=0或x=-1,或x=-2.当x=0时,|2x-1|=1不合题意;当x=-1时,|2x-1|=3∈S ,符合题意;当x=-2时,|2x-1|=5∉S,不合题意.综上知,存在实数x=-1符合题意.11.【解析】∵A ∩B=Ø,(1)当A=Ø时,有2a+1≤a-1⇒a ≤-2;(2)当A ≠Ø时,有2a+1>a-1⇒a>-2.又∵A ∩B=Ø,则有2a+1≤0或a-1≥1⇒ a ≤-12或a ≥2,∴-2<a ≤- 12或a ≥2, 由以上可知a ≤- 12或a ≥2. 【方法技巧】集合问题求解技巧(1)解答集合问题,首先要正确理解集合的有关概念,特别是集合中元素的三个特性,对于用描述法给出的集合{x|x ∈P},要紧紧抓住竖线前面的代表元素x 以及它所具有的性质P;要重视图示法的作用,通过数形结合直观解决问题.(2)注意Ø的特殊性,在解题中,若未能指明集合非空时,要考虑到空集的可能性,如A⊆B,则有A=Ø或A≠Ø两种可能,此时应分类讨论.【探究创新】【解析】∵不等式x2-(2m+1)x+2m<0⇔(x-1)(x-2m)<0.(1)当m<12时,2m<1,∴集合B={x|2m<x<1}.(2)若A∪B=A,则B⊆A,∵A={x|-1≤x≤2},①当m<12时,B={x|2m<x<1},此时-1≤2m<1⇒-12≤m<12;②当m=12时,B=Ø,有B⊆A成立;③当m>12时,B={x|1<x<2m},此时1<2m≤2⇒12<m≤1;综上所述,所求m的取值范围是-12≤m≤1.(3)∵A={x|-1≤x≤2}, ∴R A={x|x<-1或x>2},①当m<12时,B={x|2m<x<1},若R A∩B中只有一个整数,则-3≤2m<-2⇒-32≤m<-1;②当m=12时,不符合题意;③当m>12时,B={x|1<x<2m},若R A∩B中只有一个整数,则3<2m≤4,∴32<m≤2.综上知,m的取值范围是-32≤m<-1或32<m≤2.。
考点特训(二十)一、选择题1.(2011年新课标)由曲线y =x ,直线y =x -2及y 轴所围成的图形的面积为( )A.103 B .4 C.163D .6解析:由⎩⎪⎨⎪⎧y =x ,y =x -2,得A (4,2).则S =⎠⎛04(x -x +2)d x答案:C2.(2012年福建莆田高三质检)如图,由函数f (x )=e x -e 的图象,直线x =2及x 轴所围成的阴影部分面积等于( )A .e 2-2e -1B .e 2-2eC.e 2-e2D .e 2-2e +1解析:面积S =⎠⎛12f (x )d x =⎠⎛12(e x -e)d x =(e x -e x )|21=(e 2-2e)-(e 1-e)=e 2-2e.答案:B3.(2012年山西大同市高三学情调研)由直线y =2x 及曲线y =3-x 2围成的封闭图形的面积为( )A .2 3B .9-2 3 C.353D.323答案:D4.设集合P ={x |⎠⎛0x (3t 2-10t +6)d t =0,x >0},则集合P 的非空子集个数是( )A .2B .3C .7D .8解析:依题意得⎠⎛0x (3t 2-10t +6)d t =(t 3-5t 2+6t )⎪⎪⎪x0=x 3-5x 2+6x =0,由此解得x =0或x =2或x =3.又x >0,因此集合P ={2,3},集合P 的非空子集的个数是22-1=3,选B.答案:B5.设函数f (x )=x m +ax 的导函数f ′(x )=2x +1,则⎠⎛12f (-x )d x 的值等于( )A.56B.12C.23D.16解析:由于f (x )=x m +ax 的导函数f ′(x )=2x +1,所以f (x )=x 2+x ,于是⎠⎛12f (-x )d x =⎠⎛12(x 2-x )d x =(13x 3-12x 2)|21=56. 答案:A6.(2012年东北三校联考)函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,-2≤x <0,2cos x ,0≤x ≤π2的图象与x 轴所围成的封闭图形的面积为( )A.32 B .1 C .4D.12答案:C 二、填空题7.(2012年河南郑州高三模拟)曲线y =cos x (0≤x ≤3π2)与坐标轴所围成的图形面积是________.答案:38.(2012年吉林实验中学高三模拟)设函数f (x )=ax 2+c (a ≠0),若⎠⎛01f (x )d x =f (x 0),0≤x 0≤1,则x 0的值为________.解析:⎠⎛01f (x )d x =⎠⎛01(ax 2+c )d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫13ax 3+cx |1=13a +c =f (x 0)=ax 20+c ,∴x 20=13,x 0=±33.又0≤x 0≤1,∴x 0=33. 答案:339.(2012年山东临沂一模)函数f (x )=x 3-x 2+x +1在点(1,2)处的切线与函数g (x )=x 2围成的图形的面积等于______.解析:函数的导数为f ′(x )=3x 2-2x +1,所以f ′(1)=3-2+1=2,即切线方程为y -2=2(x -1),整理得y =2x .由⎩⎪⎨⎪⎧y =x 2,y =2x ,解得交点坐标为(0,0),(2,2),所以切线与函数g (x )=x 2围成的图形的面积为⎠⎛02(2x -x 2)d x =(x 2-13x 3)|20=4-83=43.答案:43 三、解答题10.求下列定积分: (1)⎠⎛0a (3x 2-x +1)d x ; (2)⎠⎛12⎝⎛⎭⎪⎫e 2x +1x d x . 解:(1)⎠⎛0a(3x 2-x +1)d x =⎝ ⎛⎭⎪⎫x 3-12x 2+x ⎪⎪⎪a=a 3-12a 2+a .(2)∵(ln x )′=1x ,⎝ ⎛⎭⎪⎫12e 2x ′=e 2x ,∴⎠⎛12(e 2x +1x )d x =⎠⎛12e 2x d x +⎠⎛121x d x=12e 2x ⎪⎪⎪21+ln x ⎪⎪⎪21=12e 4-12e 2+ln2-ln1 =12e 4-12e 2+ln2.11.已知 f (x )为二次函数,且f (-1)=2,f ′(0)=0,⎠⎛01 f (x )d x =-2.(1)求 f (x )的解析式;(2)求 f (x )在[-1,1]上的最大值与最小值. 解:(1)设 f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0), 则f ′(x )=2ax +b . 由f (-1)=2,f ′(0)=0, 得⎩⎪⎨⎪⎧ a -b +c =2b =0,即⎩⎪⎨⎪⎧c =2-a b =0. ∴ f (x )=ax 2+(2-a ).又⎠⎛01 f (x )d x =⎠⎛01[ax 2+(2-a )]d x =⎣⎢⎡⎦⎥⎤13ax 3+(2-a )x ⎪⎪⎪10=2-23a =-2. ∴a =6,∴c =-4.从而 f (x )=6x 2-4. (2)∵ f (x )=6x 2-4,x ∈[-1,1],所以当x =0时, f (x )min =-4;当x =±1时, f (x )max =2.12.一质点在直线上从时刻t =0(s)开始以速度v =t 2-4t +3(m/s)运动.求: (1)在t =4 s 的位置;(2)在t =4 s 内运动的路程. 解:(1)在时刻t =4时该点的位置为 ⎠⎛04(t 2-4t +3)d t =(13t 3-2t 2+3t )⎪⎪⎪40=43(m),即在t =4 s 时刻该质点距出发点43 m.(2)因为v (t )=t 2-4t +3=(t -1)(t -3),所以在区间[0,1]及[3,4]上的v (t )≥0, 在区间[1,3]上,v (t )≤0,所以t =4 s 时的路程为 S =⎠⎛01(t 2-4t +3)d t +⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎠⎛13(t 2-4t +3)d t +⎠⎛34(t 2-4t +3)d t=(13t 3-2t 2+3t )⎪⎪⎪ 10+⎪⎪⎪⎪⎪⎪13t 3-2t 2+3t |31 +(13t 3-2t 2+3t )⎪⎪⎪43=43+43+43=4(m)即质点在4 s 内运动的路程为4 m. [热点预测]13.(1)(2012年河北正定中学高三第2次月考)如图,设D 是图中边长为4的正方形区域,E 是D 内函数y =x 2图象下方的点构成的区域.向D 中随机投一点,则该点落入E 中的概率为( )A.15 B.14 C.13D.12(2)(2012年北京石景山一模)如图,圆O :x 2+y 2=π2内的正弦曲线y =sin x 与x 轴围成的区域记为M (图中阴影部分),随机往圆O 内投一个点A ,则点A 落在区域M 内的概率是________.解析:(1)S 阴影=2⎠⎛02x 2dx =2×13x 3⎪⎪⎪20=2×83=163,P =16316=13.(2)阴影部分的面积为2⎠⎛0πsin x d x =2(-cos x )|π0=4,圆的面积为π3,所以点A落在区域M 内的概率是4π3.答案:(1)C (2)4π3。
4-3三角函数的图象与性质闯关密练特训1.(文)(2011·大纲全国卷理)设函数f (x )=cos ωx (ω>0),将y =f (x )的图象向右平移π3个单位长度后,所得的图象与原图象重合,则ω的最小值等于( )A.13 B .3 C .6 D .9[答案] C[解析] 由题意知,π3=2πω·k (k ∈Z ),∴ω=6k ,令k =1,∴ω=6.(理)(2012·浙江诸暨质检)函数f (x )=sin2x +3cos2x 的图象可以由函数y =2sin2x 的图象经哪种平移得到( )A .向左平移π12个单位B .向左平移π6个单位C .向右平移π12个单位D .向右平移π6个单位[答案] B[解析] ∵f (x )=sin2x +3cos2x =2sin(2x +π3)=2sin2(x +π6),∴f (x )的图象可以由函数y =2sin2x 向左平移π6个单位得到,故应选B. 2.(文)(2012·福建文,8)函数f (x )=sin(x -π4)的图象的一条对称轴是( )A .x =π4B .x =π2C .x =-π4D .x =-π2[答案] C[解析] 本题考查了正弦型函数图象的对称轴问题. 函数f (x )=sin(x -π4)的图象的对称轴是x -π4=k π+π2,k ∈Z ,即x =k π+3π4,k ∈Z . 当k =-1时,x =-π+3π4=-π4.[点评] 正弦(余弦)型函数图象的对称轴过图象的最高点或最低点.(理)(2011·海淀模拟)函数f (x )=sin(2x +π3)图象的对称轴方程可以为( )A .x =π12B .x =5π12C .x =π3D .x =π6[答案] A[解析] 令2x +π3=k π+π2得x =k π2+π12,k ∈Z ,令k =0得x =π12,故选A.[点评] f (x )=sin(2x +π3)的图象的对称轴过最高点将选项代入检验,∵2×π12+π3=π2,∴选A. 3.(文)(2011·唐山模拟)函数y =sin(2x +π6)的一个递减区间为( )A .(π6,2π3)B .(-π3,π6)C .(-π2,π2)D .(π2,3π2)[答案] A[解析] 由2k π+π2≤2x +π6≤2k π+3π2得,k π+π6≤x ≤k π+2π3(k ∈Z ), 令k =0得,π6≤x ≤2π3,故选A.(理)(2012·新课标全国理,9)已知ω>0,函数f (x )=sin(ωx +π4)在(π2,π)上单调递减,则ω的取值范围是( )A .[12,54]B .[12,34]C .(0,12]D .(0,2][答案] A[解析] 本题考查了三角函数y =A sin(ωx +φ)的性质及间接法解题.ω=2⇒ωx +π4∈[5π4,9π4]不合题意,排除D ,ω=1⇒(ωx +π4)∈[3π4,5π4]合题意,排除B ,C.4.(2011·大连模拟)已知函数f (x )=2sin ωx (ω>0)在区间[-π3,π4]上的最小值是-2,则ω的最小值为( )A.23B.32 C .2 D .3[答案] B[解析] ∵f (x )=2sin ωx (ω>0)在区间[-π3,π4]上的最小值为-2,∴T 4≤π3,即π2ω≤π3, ∴ω≥32,即ω的最小值为32.5.(文)(2011·吉林一中月考)函数y =sin(ωx +φ)(x ∈R ,ω>0,0≤φ<2π)的部分图象如图,则( )A .ω=π2,φ=π4B .ω=π3,φ=π6C .ω=π4,φ=π4D .ω=π4,φ=5π4[答案] C[解析] ∵T 4=3-1=2,∴T =8,∴ω=2πT =π4.令π4×1+φ=π2,得φ=π4,∴选C. (理)函数y =xsin x,x ∈(-π,0)∪(0,π)的图象可能是下列图象中的( )[答案] C[解析] 依题意,函数y =xsin x ,x ∈(-π,0)∪(0,π)为偶函数,排除A ,当x ∈(0,π)时,直线y =x 的图象在y =sin x 上方,所以y =xsin x>1,故选C. 6.(文)(2011·课标全国文)设函数f (x )=sin(2x +π4)+cos(2x +π4),则( ) A .y =f (x )在(0,π2)单调递增,其图象关于直线x =π4对称B .y =f (x )在(0,π2)单调递增,其图象关于直线x =π2对称C .y =f (x )在(0,π2)单调递减,其图象关于直线x =π4对称D .y =f (x )在(0,π2)单调递减,其图象关于直线x =π2对称[答案] D[解析] f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π4+cos ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π4=2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2x +π2=2cos2x . 则函数在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2单调递减,其图象关于直线x =π2对称. (理)(2011·河南五校联考)给出下列命题:①函数y =cos(23x +π2)是奇函数;②存在实数α,使得sin α+cos α=32;③若α、β是第一象限角且α<β,则tan α<tan β;④x =π8是函数y =sin(2x +5π4)的一条对称轴方程;⑤函数y =sin(2x +π3)的图象关于点(π12,0)成中心对称图形.其中正确命题的序号为( ) A .①③ B .②④ C .①④ D .④⑤[答案] C[解析] ①y =cos(23x +π2)⇒y =-sin 23x 是奇函数;②由sin α+cos α=2sin(α+π4)的最大值为2<32,所以不存在实数α,使得sin α+cos α=32;③α,β是第一象限角且α<β.例如:45°<30°+360°,但tan45°>tan(30°+360°), 即tan α<tan β不成立;④把x =π8代入y =sin(2x +5π4)得y =sin 3π2=-1,所以x =π8是函数y =sin(2x +5π4)的一条对称轴;⑤把x =π12代入y =sin(2x +π3)得y =sin π2=1,所以点(π12,0)不是函数y =sin(2x +π3)的对称中心.综上所述,只有①④正确.[点评] 作为选择题,判断①成立后排除B 、D ,再判断③(或④)即可下结论.7.(文)函数y =cos x 的定义域为[a ,b ],值域为[-12,1],则b -a 的最小值为________.[答案]2π3[解析] cos x =-12时,x =2k π+2π3或x =2k π+4π3,k ∈Z ,cos x =1时,x =2k π,k∈Z .由图象观察知,b -a 的最小值为2π3.(理)(2011·江苏南通一模)函数f (x )=sin ωx +3cos ωx (x ∈R ),又f (α)=-2,f (β)=0,且|α-β|的最小值等于π2,则正数ω的值为________.[答案] 1[解析] f (x )=sin ωx +3cos ωx =2sin(ωx +π3),由f (α)=-2,f (β)=0,且|α-β|的最小值等于π2可知,T 4=π2,T =2π,所以ω=1.8.已知关于x 的方程2sin 2x -3sin2x +m -1=0在x ∈(π2,π)上有两个不同的实数根,则m 的取值范围是________.[答案] -2<m <-1[解析] m =1-2sin 2x +3sin2x =cos2x +3sin2x =2sin(2x +π6),∵x ∈(π2,π)时,原方程有两个不同的实数根,∴直线y =m 与曲线y =2sin(2x +π6),x ∈(π2,π)有两个不同的交点,∴-2<m <-1.9.(2011·济南调研)设函数y =2sin(2x +π3)的图象关于点P (x 0,0)成中心对称,若x 0∈[-π2,0],则x 0=________.[答案] -π6[解析] ∵函数y =2sin(2x +π3)的对称中心是函数图象与x 轴的交点,∴2sin(2x 0+π3)=0,∵x 0∈[-π2,0]∴x 0=-π6.10.(文)(2011·北京文)已知函数f (x )=4cos x sin(x +π6)-1.(1)求f (x )的最小正周期;(2)求f (x )在区间[-π6,π4]上的最大值和最小值.[解析] (1)因为f (x )=4cos x sin(x +π6)-1=4cos x (32sin x +12cos x )-1 =3sin2x +2cos 2x -1=3sin2x +cos2x =2sin(2x +π6).所以f (x )的最小正周期为π.(2)因为-π6≤x ≤π4,所以-π6≤2x +π6≤2π3.于是,当2x +π6=π2,即x =π6时,f (x )取得最大值2;当2x +π6=-π6,即x =-π6时,f (x )取得最小值-1.(理)(2011·天津南开中学月考)已知a =(sin x ,-cos x ),b =(cos x ,3cos x ),函数f (x )=a ·b +32. (1)求f (x )的最小正周期,并求其图象对称中心的坐标; (2)当0≤x ≤π2时,求函数f (x )的值域.[解析] (1)f (x )=sin x cos x -3cos 2x +32=12sin2x -32(cos2x +1)+32 =12sin2x -32cos2x =sin(2x -π3), 所以f (x )的最小正周期为π. 令sin(2x -π3)=0,得2x -π3=k π,∴x =k π2+π6,k ∈Z . 故所求对称中心的坐标为(k π2+π6,0)(k ∈Z ). (2)∵0≤x ≤π2,∴-π3≤2x -π3≤2π3.∴-32≤sin(2x -π3)≤1,即f (x )的值域为[-32,1]. 能力拓展提升11.(文)(2011·苏州模拟)函数y =sin x ·|cos x sin x|(0<x <π)的图象大致是( )[答案] B[解析] y =sin x ·|cos xsin x|=⎩⎪⎨⎪⎧cos x ,0<x <π20,x =π2-cos x ,π2<x <π.(理)(2011·辽宁文)已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2),y =f (x )的部分图象如图,则f (π24)=( )A .2+ 3 B. 3 C.33D .2- 3[答案] B[解析] 由图可知:T =2×(38π-π8)=π2,∴ω=πT=2,又∵图象过点(38π,0),∴A ·tan(2×38π+φ)=A ·tan(34π+φ)=0,∴φ=π4.又∵图象还过点(0,1),∴A tan(2×0+π4)=A =1,∴f (x )=tan(2x +π4),∴f (π24)=tan(2×π24+π4)=tan(π12+π4)=tan π3= 3.12.(文)为了使函数y =cos ωx (ω>0)在区间[0,1]上至多出现50次最小值,则ω的最大值是( )A .98π B.1972π C .99π D .100π[答案] C[解析] 由题意至多出现50次最小值即至多需用4912个周期,∴992·2πω≥1,∴ω≤99π,故选C.(理)有一种波,其波形为函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x 的图象,若在区间[0,t ](t >0)上至少有2个波谷(图象的最低点),则正整数t 的最小值是( )A .5B .6C .7D .8 [答案] C[解析] ∵y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x 的图象在[0,t ]上至少有2个波谷,函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π2x 的周期T=4,∴t ≥74T =7,故选C.13.(文)(2011·南昌调研)设函数y =sin(ωx +φ)(ω>0,φ∈(-π2,π2))的最小正周期为π,且其图象关于直线x =π12对称,则在下面四个结论中:①图象关于点(π4,0)对称;②图象关于点(π3,0)对称;③在[0,π6]上是增函数;④在[-π6,0]上是增函数中,所有正确结论的编号为________. [答案] ②④[解析] 由最小正周期为π得,2πω=π,∴ω=2;再由图象关于直线x =π12对称,∴2×π12+φ=π2,∴φ=π3,∴f (x )=sin(2x +π3),当x =π4时,f (π4)=12≠0,故①错;当x =π3时,f (π3)=0,故②正确;由2k π-π2≤2x +π3≤2k π+π2 (k ∈Z )得,k π-5π12≤x ≤k π+π12,令k =0得,-5π12≤x ≤π12,故③错,④正确,∴正确结论为②④. (理)(2011·南京模拟)已知函数f (x )=x sin x ,现有下列命题:①函数f (x )是偶函数;②函数f (x )的最小正周期是2π;③点(π,0)是函数f (x )的图象的一个对称中心;④函数f (x )在区间[0,π2]上单调递增,在区间[-π2,0]上单调递减.其中真命题是________(写出所有真命题的序号). [答案] ①④[解析] ∵y =x 与y =sin x 均为奇函数,∴f (x )为偶函数,故①真;∵f (π2)=π2,f (π2+2π)=π2+2π≠π2,∴②假;∵f (π2)=π2,f (3π2)=-3π2,π2+3π2=2π,π2+(-3π2)≠0,∴③假;设0≤x 1<x 2≤π2,则f x 1f x 2=x 1x 2·sin x 1sin x 2<1,∴f (x 1)<f (x 2)(f (x 2)>0),∴f (x )在[0,π2]上为增函数,又∵f (x )为偶函数,∴f (x )在[-π2,0]上为减函数,∴④真.14.函数f (x )=2a cos 2x +b sin x cos x 满足:f (0)=2,f (π3)=12+32.(1)求函数f (x )的最大值和最小值;(2)若α、β∈(0,π),f (α)=f (β),且α≠β,求tan(α+β)的值.[解析] (1)由⎩⎪⎨⎪⎧f =2,f π3=12+32,得⎩⎪⎨⎪⎧2a =2,12a +34b =12+32.解得a =1,b =2,∴f (x )=sin2x +cos2x +1=2sin(2x +π4)+1,∵-1≤sin(2x +π4)≤1,∴f (x )max =2+1,f (x )min =1- 2.(2)由f (α)=f (β)得,sin(2α+π4)=sin(2β+π4).∵2α+π4、2β+π4∈(π4,9π4),且α≠β,∴2α+π4=π-(2β+π4)或2α+π4=3π-(2β+π4),∴α+β=π4或α+β=5π4,故tan(α+β)=1.15.(文)(2011·长沙一中月考)已知f (x )=sin x +sin(π2-x ).(1)若α∈[0,π],且sin2α=13,求f (α)的值;(2)若x ∈[0,π],求f (x )的单调递增区间. [解析] (1)由题设知f (α)=sin α+cos α. ∵sin2α=13=2sin α·cos α>0,α∈[0,π],∴α∈(0,π2),sin α+cos α>0.由(sin α+cos α)2=1+2sin α·cos α=43,得sin α+cos α=233,∴f (α)=23 3.(2)由(1)知f (x )=2sin(x +π4),又0≤x ≤π, ∴f (x )的单调递增区间为[0,π4].(理)在△ABC 中,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,向量m =(b,2a -c ),n =(cos B ,cos C ),且m ∥n .(1)求角B 的大小;(2)设f (x )=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx -B 2+sin ωx (ω>0),且f (x )的最小正周期为π,求f (x )在区间[0,π2]上的最大值和最小值. [解析] (1)由m ∥n 得,b cos C =(2a -c )cos B , ∴b cos C +c cos B =2a cos B .由正弦定理得,sin B cos C +sin C cos B =2sin A cos B , 即sin(B +C )=2sin A cos B .又B +C =π-A ,∴sin A =2sin A cos B .又sin A ≠0,∴cos B =12.又B ∈(0,π),∴B =π3.(2)由题知f (x )=cos(ωx -π6)+sin ωx =32cos ωx +32sin ωx =3sin(ωx +π6), 由已知得2πω=π,∴ω=2,f (x )=3sin(2x +π6),当x ∈[0,π2]时,(2x +π6)∈[π6,7π6],sin(2x +π6)∈[-12,1].因此,当2x +π6=π2,即x =π6时,f (x )取得最大值 3.当2x +π6=7π6,即x =π2时,f (x )取得最小值-32.16.(文)(2011·福建四地六校联考)已知函数f (x )=-1+23sin x cos x +2cos 2x . (1)求f (x )的单调递减区间;(2)求f (x )图象上与原点最近的对称中心的坐标;(3)若角α,β的终边不共线,且f (α)=f (β),求tan(α+β)的值. [解析] f (x )=3sin2x +cos2x =2sin(2x +π6),(1)由2k π+π2≤2x +π6≤2k π+3π2(k ∈Z )得k π+π6≤x ≤k π+2π3(k ∈Z ),∴f (x )的单调减区间为[k π+π6,k π+2π3](k ∈Z ).(2)由sin(2x +π6)=0得2x +π6=k π(k ∈Z ),即x =k π2-π12(k ∈Z ), ∴f (x )图象上与原点最近的对称中心坐标是(-π12,0).(3)由f (α)=f (β)得:2sin(2α+π6)=2sin(2β+π6),又∵角α与β的终边不共线,∴(2α+π6)+(2β+π6)=2k π+π(k ∈Z ),即α+β=k π+π3(k ∈Z ),∴tan(α+β)= 3.(理)(2011·浙江文)已知函数f (x )=A sin(π3x +φ),x ∈R ,A >0,0<φ<π2.y =f (x )的部分图象如图所示,P 、Q 分别为该图象的最高点和最低点,点P 的坐标为(1,A ).(1)求f (x )的最小正周期及φ的值;(2)若点R 的坐标为(1,0),∠PRQ =2π3,求A 的值.[解析] (1)由题意得,T =2ππ3=6, 因为P (1,A )在y =A sin(π3x +φ)的图象上,所以sin(π3+φ)=1.又因为0<φ<π2,所以φ=π6.(2)设点Q 的坐标为(x 0,-A ),由题意可知π3x 0+π6=3π2,得x 0=4,所以Q (4,-A ).连接PQ ,在△PRQ 中,∠PRQ =23π,由余弦定理得,cos ∠PRQ =RP 2+RQ 2-PQ 22RP ·RQ =A 2+9+A 2-+4A 22A ·9+A2=-12, 解得A 2=3 又A >0,所以A = 3.1.(2012·河北郑口中学模拟)已知函数f (x )=A sin(x +φ)(A >0,-π2<φ<0)在x =5π6处取得最大值,则f (x )在[-π,0]上的单调增区间是( )A .[-π,-5π6]B .[-5π6,-π6]C .[-π3,0]D .[-π6,0][答案] D[解析] ∵f (x )=A sin(x +φ)在x =5π6处取得最大值,A >0,-π2<φ<0,∴φ=-π3,∴f (x )=A sin(x -π3),由2k π-π2≤x -π3≤2k π+π2(k ∈Z )得2k π-π6≤x ≤2k π+5π6,令k =0得-π6≤x ≤0,故选D.2.(2011·长沙二模)若将函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫ωx +π4(ω>0)的图象向右平移π4个单位长度后,与函数y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π3的图象重合,则ω的最小值为( )A .1B .2 C.112D.233[答案] D[解析] y =sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π4y =sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤ω⎝⎛⎭⎪⎫x -π4+π4=sin ⎝⎛⎭⎪⎫ωx +π3,∴π4-π4ω+2k π=π3,∴ω=8k -13(k ∈Z ), 又∵ω>0,∴ωmin =233.3.(2011·北京大兴区模拟)已知函数f (x )=3sin πxR图象上相邻的一个最大值点与一个最小值点恰好都在圆x 2+y 2=R 2上,则f (x )的最小正周期为( )A .1B .2C .3D .4 [答案] D[解析] f (x )的周期T =2ππR=2R ,f (x )的最大值是3,结合图形分析知R >3,则2R >23>3,只有2R =4这一种可能,故选D.4.(2012·河北保定模拟)已知向量a =(cos θ,sin θ)与b =(cos θ,-sin θ)互相垂直,且θ为锐角,则函数f (x )=sin(2x -θ)的图象的一条对称轴是直线( )A .x =πB .x =7π8C .x =π4D .x =π2[答案] B[解析] a ·b =cos 2θ-sin 2θ=cos2θ=0, ∵θ为锐角,∴θ=π4,∴f (x )=sin(2x -π4).由2x -π4=k π+π2得,x =k π2+3π8,令k =1得x =7π8,故选B.5.(2011·北京西城模拟)函数y =sin(πx +φ)(φ>0)的部分图象如图所示,设P 是图象的最高点,A ,B 是图象与x 轴的交点,则tan ∠APB =( )A .10B .8 C.87 D.47[答案] B[分析] 利用正弦函数的周期、最值等性质求解.[解析] 如图,过P 作PC ⊥x 轴,垂足为C ,设∠APC =α,∠BPC =β,∴∠APB =α+β,y =sin(πx +φ),T =2ππ=2,tan α=AC PC =121=12,tan β=BC PC =321=32,则tan(α+β)=tan α+tan β1-tan α·tan β=12+321-12×32=8,∴选B.6.对任意x 1,x 2∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,π2,x 2>x 1,y 1=1+sin x 1x 1,y 2=1+sin x 2x 2,则( )A .y 1=y 2B .y 1>y 2C .y 1<y 2D .y 1,y 2的大小关系不能确定 [答案] B[解析] 取函数y =1+sin x ,则1+sin x 1x 1的几何意义为过原点及点(x 1,1+sin x 1)的直线斜率,1+sin x 2x 2的几何意义为过原点及点(x 2,1+sin x 2)的直线斜率,由x 1<x 2,观察函数y =1+sin x 的图象可得y 1>y 2.选B.7.(2011·菏泽模拟)对于函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧sin x ,sin x ≤cos xcos x ,sin x >cos x ,给出下列四个命题:①该函数是以π为最小正周期的周期函数;②当且仅当x =π+k π(k ∈Z )时,该函数取得最小值是-1; ③该函数的图象关于直线x =5π4+2k π(k ∈Z )对称;④当且仅当2k π<x <π2+2k π(k ∈Z )时,0<f (x )≤22.其中正确命题的序号是________(请将所有正确命题的序号都填上) [答案] ③④[解析] 画出函数f (x )的图象,易知③④正确.8.已知函数f (x )=3sin(2x -π6)+2sin 2(x -π12)(x ∈R ).(1)求函数f (x )的最小正周期;(2)求使函数f (x )取得最大值的x 的集合. [解析] (1)f (x )=3sin(2x -π6)+1-cos2(x -π12)=2⎣⎢⎡⎦⎥⎤32sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6-12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π6+1=2sin(2x -π3)+1.所以最小正周期为T =π.(2)当f (x )取最大值时,只要sin(2x -π3)=1,得出x =k π+5π12(k ∈Z ),∴x 值的集合为{x |x =k π+5π12,k ∈Z }.[点评] 差异分析是解答数学问题的有效方法.诸如:化复杂为简单,异角化同角,异名化同名,高次化低次,化为一个角的同名三角函数的形式等等.。
考点特训(二十六)一、选择题1.函数y =sin 2x 的图象,向右平移φ(φ>0)个单位,得到的图象恰好关于x =π6对称,则φ的最小值为( )A.512π B.116π C.1112π D .以上都不对解析:y =sin 2x 的图象向右平移φ个单位得到y =sin 2(x -φ)的图象,又关于x =π6对称,则2(π6-φ)=kπ+π2(k ∈Z ),2φ=-kπ-π6,取k =-1,得φ=512π. 答案:A2.已知函数f (x )=A sin(ωx +φ)(x ∈R ,A >0,ω>0,|φ|<π2)的图象(部分)如图,则f (x )的解析式是( )A .f (x )=2sin(πx +π6)(x ∈R ) B .f (x )=2sin(2πx +π6)(x ∈R ) C .f (x )=2sin(πx +π3)(x ∈R ) D .f (x )=2sin(2πx +π3)(x ∈R )解析:由三角函数图象可得A =2,T =4×(56-13)=2=2πω,则ω=π,将点(13,2)代入f (x )=2sin(ωx +φ)可得sin(π3+φ)=1,解得φ=π6,∴f (x )=2sin(πx +π6).答案:A3.已知函数y =sin(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2)的部分图象如图所示,则( )A .ω=1,φ=π6 B .ω=1,φ=-π6 C .ω=2,φ=π6 D .ω=2,φ=-π6解析:由图象知T =π,∴ω=2,∴y =sin(2x +φ). 又由于y =sin(2x +φ)图象过点(π3,1), ∴sin(2π3+φ)=1,∴2π3+φ=2k π+π2, ∴φ=2k π-π6(k ∈Z ).∵|φ|<π2,∴φ=-π6. 答案:D4.(2012~2013学年辽宁协作体)要得到函数y =3cos x 的图象,只需将函数y =3sin(2x -π6)的图象上所有点的( )A .横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),所得图象再向左平移π12个单位长度 B .横坐标缩短到原来的12(纵坐标不变),所得图象再向右平移π6个单位长度C .横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象再向左平移2π3个单位长度D .横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),所得图象再向右平移π6个单位长度 解析:将函数y =3sin(2x -π6)的图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),可得函数y =3sin(x -π6)的图象,再向左平移2π3个单位长度,可得函数y =3sin(x -π6+2π3)=3sin(x +π2)=3cos x 的图象.答案:C5.(2013学年度河北普通高中高三11月质监)函数f (x )=A sin(ωx +φ),(A >0,ω>0)的图象如图所示,为了得到g (x )=-A cos ωx 的图象,可以将f (x )的图象A .向右平移π12个单位长度 B .向右平移5π12个单位长度 C .向左平移π12个单位长度D .向左平移5π12个单位长度解析:由图象可求得A =1,ω=2,φ=π3, 则f (x )=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3,而g (x )=-A cos ωx =-cos 2x =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π2=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝⎛⎭⎪⎫x -512π+π3,则将f (x )的图象向右平移5π12个单位长度,得到g (x )的图象.答案:B6.(2013届江西省百所重点高中阶段性诊断考试)若函数y =A sin(ωx +φ)(A >0,ω>0,|φ|<π2)在一个周期内的图象如图所示,M ,N 分别是这段图象的最高点与最低点,且OM →⊥ON →,则A ·ω=( )A.π6 B.7π12C.76πD.73π解析:由题中图象知T 4=π3-π12,∴T =π,∴ω=2.则M (π12,A ),N (712π,-A ),由OM →⊥ON →得OM →·ON →=0,得7π2122=A 2, ∴A =712π,∴A ·ω=76π.故选C. 答案:C 二、填空题7.(2011年辽宁)已知函数f (x )=A tan(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2),y =f (x )的部分图象如右图,则f (π24)=________.解析:从图可看出周期T =π2,∴πω=π2,ω=2 又f (x )=A tan(2x +φ) x =38π时,A tan(34π+φ)=0tan(34π+φ)=0,|φ|<π2,∴φ=π4.∴f (x )=A tan(2x +π4).取x =0,A tan π4=1, ∴A =1,∴f (x )=tan(2x +π4). f (π24)=tan(π12+π4)=tan π3= 3. 答案: 38.若动直线x =a 与函数f (x )=sin x 和g (x )=cos x 的图象分别交于M 、N 两点,则|MN |的最大值为________.解析:设x =a 与f (x )=sin x 的交点为M (a ,y 1), x =a 与g (x )=cos x 的交点为N (a ,y 2), 则|MN |=|y 1-y 2|=|sin a -cos a | =2|sin(a -π4)|≤ 2. 答案: 29.(2012年四川成都一模)已知函数f (x )=sin(π3x +π3)(x >0)的图象与x 轴的交点从左到右依次为(x 1,0),(x 2,0),(x 3,0),…,则数列{x n }的前4项和为________.解析:令f (x )=sin(π3x +π3)=0,则π3x +π3=kπ, ∴x =3k -1(k ∈N *),∴x 1+x 2+x 3+x 4=3(1+2+3+4)-4=26. 答案:26 三、解答题10.(2012年哈三中高三月考)设函数f (x )=cos(ωx +φ)(ω>0,-π2<φ<0)的最小正周期为π.且f (π4)=32.(1)求ω和φ的值;(2)在给定坐标系中作出函数f (x )在[0,π]上的图象; (3)若f (x )>22,求x 的取值范围. 解:(1)周期T =2πω,∴ω=2,∵f (π4)=cos(2×π4+φ)=cos(π2+φ)=-sin φ=32, ∵-π2<φ<0,∴φ=-π3.(2)∵f (x )=cos(2x -π3),列表如下:(3)cos(2x -π3)>22,∴2kπ-π4<2x -π3<2kπ+π4 2kπ+π12<2x <2kπ+712π, kπ+π24<x <kπ+724π,k ∈Z ,∴x 的范围是{x |kπ+π24<x <kπ+724π,k ∈Z }. 11.(2012年安徽)设函数f (x )=22cos(2x +π4)+sin 2x . (1)求f (x )的最小正周期;(2)设函数g (x )对任意x ∈R ,有g (x +π2)=g (x ),且当x ∈[0,π2]时,g (x )=12-f (x ).求g (x )在区间[-π,0]上的解析式.解:(1)f (x )=22cos(2x +π4)+sin 2x =22(cos 2x cos π4-sin 2x sin π4)+1-cos 2x 2=12-12sin 2x ,故f (x )的最小正周期为π. (2)当x ∈[0,π2]时,g (x )=12-f (x )=12sin 2x .故①当x ∈[-π2,0]时,x +π2∈[0,π2].由于对任意x ∈R ,g (x +π2)=g (x ),从而g (x )=g (x +π2)=12sin[2(x +π2)]=12sin(π+2x )=-12sin 2x .②当x ∈[-π,-π2)时,x +π∈[0,π2). 从而g (x )=g (x +π)=12sin[2(x +π)]=12sin 2x . 综合①,②得g (x )在[-π,0]上的解析式为g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧12sin 2x ,x ∈[-π,-π2),-12sin 2x ,x ∈[-π2,0].12.(2012年山东济宁多考点综合练)已知函数f (x )=3sin(x -φ)cos(x -φ)-cos 2(x -φ)+12(0≤φ≤π2)为偶函数.(1)求函数f (x )的最小正周期及单调减区间;(2)把函数f(x)的图象向右平移π6个单位(纵坐标不变),得到函数g(x)的图象,求函数g(x)的对称中心.解:(1)f(x)=32sin(2x-2φ)-cos(2x-2φ)+12+12=32sin(2x-2φ)-12cos(2x-2φ)=sin(2x-2φ-π6).∵函数f(x)为偶函数,∴2φ+π6=kπ+π2,k∈Z,∴φ=kπ2+π6,k∈Z.又∵0≤φ≤π2,∴φ=π6.∴f(x)=sin(2x-π3-π6)=-cos 2x,∴f(x)的最小正周期为T=2π2=π.由2kπ-π≤2x≤2kπ,k∈Z,得kπ-π2≤x≤kπ,k∈Z.∴f(x)的单调减区间为[kπ-π2,kπ](k∈Z).(2)函数f(x)=-cos 2x的图象向右平移π6个单位,得到g(x)=-cos 2(x-π6)的图象,即g(x)=-cos(2x-π3),令2x-π3=kπ+π2,k∈Z,∴x=kπ2+5π12,k∈Z.∴g(x)的对称中心为(kπ2+5π12,0),k∈Z.[热点预测]13.(1)(2012年浙江模拟)如果两个函数的图象平移后能够重合,那么称这两个函数为“互为生成”函数.给出下列四个函数:①f(x)=sin x+cos x;②f(x)=2 (sin x+cos x);③f(x)=sin x;④f(x)=2sin x+ 2.其中为“互为生成”函数的是() A.①②B.②③C.③④D.①④(2)如果函数y =3cos(2x +φ)的图象关于点(4π3,0)中心对称,那么|φ|的最小值为________.解析:(1)首先化简所给四函数解析式:①f (x )=2sin(x +π4,②f (x )=2sin(x +π4),③f (x )=sin x ,④f (x )=2sin x + 2.可知,③f (x )=sin x 不能单纯经过平移与其他三个函数图象重合,必须经过伸缩变换才能实现,故③不能与其他函数构成“互为生成”函数,同理,①与②的图象也不能仅靠图象平移达到重合,因此①④可仅靠平移能使其图象重合,所以①④为“互为生成”函数,故选D.(2)由题意得3cos(2×4π3+φ)=3cos(2π3+φ+2π)=3cos(2π3+φ)=0,∴2π3+φ=kπ+π2(k ∈Z ),φ=kπ-π6(k ∈Z ),取k =0, 得|φ|的最小值为π6. 答案:(1)D (2)π6。
1.分类讨论的常见情形(1)由数学概念引起的分类讨论:主要是指有的概念本身是分类的,在不同条件下有不同结论,则必须进行分类讨论求解,如绝对值、直线斜率、指数函数、对数函数等.(2)由性质、定理、公式引起的分类讨论:有的数学定理、公式、性质是分类给出的,在不同条件下结论不一致,如二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),由a的正负而导致开口方向不确定,等比数列前n项和公式因公比q是否为1而导致公式的表达式不确定等.(3)由某些数学式子变形引起的分类讨论:有的数学式子本身是分类给出的,如ax2+bx+c >0,a=0,a<0,a>0解法是不同的.(4)由图形引起的分类讨论:有的图形的类型、位置也要分类,如角的终边所在象限,点、线、面的位置关系等.(5)由实际意义引起的讨论:此类问题在应用题中常见.(6)由参数变化引起的讨论:所解问题含有参数时,必须对参数的不同取值进行分类讨论;含有参数的数学问题中,参变量的不同取值,使得变形受限导致不同的结果.2.分类的原则(1)每次分类的对象是确定的,标准是同一的;分类讨论问题的难点在于什么时候开始讨论,即认识为什么要分类讨论,又从几方面开始讨论,只有明确了讨论原因,才能准确、恰当地进行分类与讨论.这就要求我们准确掌握所用的概念、定理、定义,考虑问题要全面.函数问题中的定义域,方程问题中根之间的大小,直线与二次曲线位置关系中的判别式等等,常常是分类讨论划分的依据.(2)每次分类的对象不遗漏、不重复、分层次、不越级讨论.当问题中出现多个不确定因素时,要以起主导作用的因素进行划分,做到不重不漏,然后对划分的每一类分别求解,再整合后得到一个完整的答案.数形结合是简化分类讨论的重要方法.3.分类讨论的一般步骤第一,明确讨论对象,确定对象的范围;第二,确定分类标准,进行合理分类,做到不重不漏;第三,逐类讨论,获得阶段性结果;第四,归纳总结,得出结论.4.分类讨论应注意的问题第一,按主元分类的结果应求并集.第二,按参数分类的结果要分类给出.第三,分类讨论是一种重要的解题策略,但这种分类讨论的方法有时比较繁杂,若有可能,应尽量避免分类.类型一:不等式中的字母讨论1、解关于的不等式:.思路点拨:依据式子的特点,此题应先按对最高次项的系数是否为0来分类,然后对式子分解因式,并按两个根之间的大小关系来分类讨论.而对于与时,先写简单好作的.解析:(1)当时,原不等式化为一次不等式:,∴;(2)当时,原不等式变为:,①若,则原不等式化为∵,∴,∴不等式解为或,②若,则原不等式化为,(ⅰ)当时,,不等式解为,(ⅱ)当时,,不等式解为;(ⅲ)当时,,不等式解为,综上所述,原不等式的解集为:当时,解集为;当时,解集为{x|x>1};当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为.总结升华:1. 对于分类讨论的解题程序可大致分为以下几个步骤:(1)明确讨论的对象,确定对象的全体,确定分类标准,正确分类,不重不漏;(2)逐步进行讨论,获得结段性结论;(3)归纳总结,综合结论.2.一般分类讨论问题的原则为: 按谁碍事就分谁.不等式中的字母讨论标准有:最高次项的系数能否为0,不等式对应的根的大小关系,有没有根(判别式)等.3.字母讨论一般按从易到难,从等到不等的顺序进行.举一反三:【变式1】解关于的不等式:().解析:原不等式可分解因式为: ,(下面按两个根与的大小关系分类)(1)当,即或时,不等式为或,不等式的解集为:;(2)当,即时,不等式的解集为:;(3)当,即或时,不等式的解集为:;综上所述,原不等式的解集为:当或时,;当时,;当或时,.【变式2】解关于的不等式:.解析:(1)当时,不等式为, 解集为;(2)当时,需要对方程的根的情况进行讨论:①即时,方程有两根.则原不等式的解为.②即时,方程没有实根,此时为开口向上的抛物线,故原不等式的解为.③即时,方程有两相等实根为,则原不等式的解为.(3)当时,恒成立,即时,方程有两根.此时,为开口向下的抛物线,故原不等式的解集为.综上所述,原不等式的解集为:当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为;当时,解集为.类型二:函数中的分类讨论2、设为实数,记函数的最大值为,(Ⅰ)设,求的取值范围,并把表示为的函数;(Ⅱ)求;(Ⅲ)试求满足的所有实数.解析:(I)∵,∴要使有意义,必须且,即∵,且……①∴的取值范围是,由①得:,∴,,(II)由题意知即为函数,的最大值,∵时,直线是抛物线的对称轴,∴可分以下几种情况进行讨论:(1)当时,函数,的图象是开口向上的抛物线的一段,由知在上单调递增,故;(2)当时,,,有=2;(3)当时,,函数,的图象是开口向下的抛物线的一段,若即时,,若即时,,若即时,,综上所述,有=(III)当时,;当时,,,∴,∴,故当时,;当时,,由知:,故;当时,,故或,从而有或,要使,必须有,,即,此时,,综上所述,满足的所有实数为:或.举一反三:【变式1】函数的图象经过点(-1,3),且f(x)在(-1,+∞)上恒有f(x)<3,求函数f(x).解析:f(x)图象经过点(-1,3),则,整理得:,解得或(1)当时,则,此时x∈(-1,+∞)时,f(x)>3,不满足题意;(2)当,则,此时,x∈(-1,+∞)时,即f(x)<3,满足题意为所求.综上,.【变式2】已知函数有最大值2,求实数的取值.解析:令,则().(1)当即时,,解得:或(舍);(2)当即时,,解得:或(舍);(3)当即时,,解得(全都舍去).综上,当或时,能使函数的最大值为2.3、已知函数().(1)讨论的单调性;(2)求在区间上的最小值.解析:(1)函数的定义域为(0,+∞)对求导数,得解不等式,得0<x<e解不等式,得x>e故在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减(2)①当2a≤e时,即时,由(1)知在(0,e)上单调递增,所以②当a≥e时,由(1)知在(e,+∞)上单调递减,所以③当时,需比较与的大小因为所以,若,则,此时若2<a<e,则,此时综上,当0<a≤2时,;当a>2时总结升华:对于函数问题,定义域要首先考虑,而(2)中③比较大小时,作差应该是非常有效的方法.举一反三:【变式1】设,(1)利用函数单调性的意义,判断f(x)在(0,+∞)上的单调性;(2)记f(x)在0<x≤1上的最小值为g(a),求y=g(a)的解析式.解析:(1)设0<x1<x2<+∞则f(x2)-f(x1)=由题设x2-x1>0,ax1·x2>0∴当0<x1<x2≤时,,∴f(x2)-f(x1)<0,即f(x2)<f(x1),则f(x)在区间[0,]单调递减,当<x1<x2<+∞时,,∴f(x2)-f(x1)>0,即f(x2)>f(x1),则f(x)在区间(,+∞)单调递增.(2)因为0<x≤1,由(1)的结论,当0<≤1即a≥1时,g(a)=f()=2-;当>1,即0<a<1时,g(a)=f(1)=a综上,所求的函数y=g(a)=.【变式2】求函数在上的值域.解析:令,则(1)当0<a≤1时,∵0≤x≤a,∴f′(x)≥0(只有a=1且x=1时f′(x)=0)∴f(x)在[0,a]上单增,从而,值域为;(2)当a>1时,∵0≤x≤a,∴f(x)在单增,在上单减,并且,∴,值域为;(3)当-1≤a<0时,∵0≤x≤|a|,∴f(x)在[0,|a|]上递减从而即,值域为(4)当a<-1时,∵0≤x≤|a|,∴f(x)在单减,在上单增,∴,又,∴,值域为.类型三:数列4、数列{a n}的前n项和为S n,已知{S n}是各项均为正数的等比数列,试比较与的大小,并证明你的结论.解析:设等比数列{S n}的公比为q,则q>0①q=1时,S n=S1=a1当n=1时,,a2=0,∴,即当n≥2时,a n=S n-S n-1=a1-a1=0,,即②q≠1时,S n=S1·q n-1=a1·q n-1当n=1时,∴,即.当n≥2时,a n=S n-S n-1=a1·q n-1-a1·q n-2=a1·q n-2(q-1)此时∴q>1时,,0<q<1时,.总结升华:等比数列前n项和公式分q=1或q≠1两种情况进行讨论.举一反三:【变式1】求数列:1,a+a2,a2+a3+a4,a3+a4+a5+a6,……(其中a≠0)的前n项和S n. 解析:数列的通项a n=a n-1+a n+…+a2n-2讨论:(1)当a=1时,a n=n,S n=1+2+…+n=(2)当a=-1时,,∴,(3)当a≠±1且a≠0时,,∴.【变式2】设{a n}是由正数组成的等比数列,S n是其前n项和,证明:.解析:(1)当q=1时,S n=na1,从而,(2)当q≠1时,,从而由(1)(2)得:.∵函数为单调递减函数.∴∴.【变式3】已知{a n}是公比为q的等比数列,且a1,a3,a2成等差数列.(Ⅰ)求q的值;(Ⅱ)设{b n}是以2为首项,q为公差的等差数列,其前n项和为S n,当n≥2时,比较S n与b n的大小,并说明理由.解析:(Ⅰ)由题设2a3=a1+a2,即2a1q2=a1+a1q,∵a1≠0,∴2q2-q-1=0,∴或,(Ⅱ)若q=1,则当n≥2时,若当n≥2时,故对于n∈N+,当2≤n≤9时,S n>b n;当n=10时,S n=b n;当n≥11时,S n<b n.【变式4】对于数列,规定数列为数列的一阶差分数列,其中;一般地,规定为的k阶差分数列,其中且k∈N*,k≥2。
专题2——函数与方程一、 函数概念与性质1.奇偶性 )(x f 偶函数⇔()()f x f x -=⇔)(x f 图象关于y 轴对称)(x f 奇函数⇔()()f x f x -=-⇔)(x f 图象关于原点对称注 :① )(x f 有奇偶性⇒定义域关于原点对称 ② )(x f 奇函数,在x=0有定义⇒f(0)=0③“奇+奇=奇”(公共定义域内)2.单调性 (1)设[]2121,,x x b a x x ≠∈⋅那么[]1212()()()0x x f x f x -->⇔[]b a x f x x x f x f ,)(0)()(2121在⇔>--上是增函数;[]1212()()()0x x f x f x --<⇔[]b a x f x x x f x f ,)(0)()(2121在⇔<--上是减函数. (2)设函数)(x f y =在某个区间内可导,如果0)(>'x f ,则)(x f 为增函数;如果0)(<'x f ,则)(x f 为减函数.注:①判断单调性必须考虑定义域②)(x f 单调性判断:定义法、图象法、性质法“增+增=增”③奇函数在对称区间上单调性相同;偶函数在对称区间上单调性相反④.如果函数)(x f 和)(x g 都是减函数,则在公共定义域内,和函数)()(x g x f +也是减函数; 如果函数)(u f y =和)(x g u =在其对应的定义域上都是减函数,则复合函数)]([x g f y =是增函数(同增异减) 3.周期性(1))()(a x f x f +=,则)(x f 的周期a T =; (2)0)()(=++a x f x f ,或)0)(()(1)(≠=+x f x f a x f ,或1()()f x a f x +=-(()0)f x ≠,a T 2= 4.二次函数三种解析式:(1)一般式2()(0)f x ax bx c a =++≠;(2)顶点式2()()(0)f x a x h k a =-+≠;(3)零点式12()()()(0)f x a x x x x a =--≠.对称轴(针对一般式):a bx 2-= 顶点:)44,2(2a b ac a b --单调性:0 a ,]2,(a b--∞递减,),2[+∞-a b 递增,当a b x 2-=,min )(x f a b ac 442-= 0 a ,]2,(a b--∞递增,),2[+∞-a b 递减,当a b x 2-=,max )(x f a b ac 442-=奇偶性:2()(0)f x ax bx c a =++≠是偶函数⇔b=0;注:一次函数b ax x f +=)(奇函数⇔b=0 闭区间上最值:配方法、图象法、讨论法---注意对称轴与区间的位置关系二.基本初等函数1.分数指数幂:)0(10≠=a a , n naa 1=- ,m n mna a =,1m n m na a -= 2.根式的性质(1)()nn a a =.(2)当n 为奇数时,n n a a =;当n 为偶数时,,0||,0n n a a a a a a ≥⎧==⎨-<⎩.3.有理指数幂的运算性质(1) (0,,)rsr sa a aa r s Q +⋅=>∈. (2) ()(0,,)r s rs a a a r s Q =>∈.(3)()(0,0,)rr rab a b a b r Q =>>∈.4.指数式与对数式的互化式: log b a N b a N =⇔=(0,1,0)a a N >≠>.5.对数的换底公式log log log m a m NN a=(0a >,且1a ≠,0m >,且1m ≠, 0N >).推论 log log m na a nb b m =(0a >,且1a >,,0m n >,且1m ≠,1n ≠, 0N >).6.对数的四则运算法则:NM MN a a a log log log +=N M NMa a alog log log -= M n M a n a log log = a b b m m a log log log =a blg lg =n a a b b n log log =a b log 1=注:性质01log =a 1log =a a N aNa =log常用对数N N 10log lg =,15lg 2lg =+ 自然对数N N e log ln =,1ln =e7.指数与对数函数 xa y = x y a log =定义域、值域、过定点、单调性?注:xa y =与x y a log =图象关于x y =对称(互为反函数)8.幂函数 12132,,,-====x y x y x y x y ,x y =(画出简图)αx y =在第一象限图象如下:α>101<<αα<0三.函数图象与方程 1.描点法函数化简→定义域→讨论性质(奇偶、单调),取特殊点如零点、最值点等 2.图象变换平移:“左加右减,上加下减” )()(h x f y x f y +=→=伸缩:)1()(x f y x f y ϖϖ=−−−−−−−−→−=倍来的每一点的横坐标变为原对称:“对称谁,谁不变,对称原点都要变”)()()()()()(x f y x f y x f y x f y x f y x f y y x --=−−→−=-=−→−=-=−→−=原点轴轴注:)(x f y =ax =→直线)2(x a f y -=翻折:→=)(x f y |()|y f x =保留x 轴上方部分,并将下方部分沿x 轴翻折到上方y=f(x)cb aoyxy=|f(x)|cb aoyx→=)(x f y (||)y f x =保留y 轴右边部分,并将右边部分沿y 轴翻折到左边3.零点定理若0)()(<b f a f ,则)(x f y =在),(b a 内有零点(条件:)(x f 在],[b a 上图象连续不间断) 注:①)(x f 零点:0)(=x f 的实根②在],[b a 上连续的单调函数)(x f ,0)()(<b f a f ,则)(x f 在),(b a 上有且仅有一个零点 ③二分法判断函数零点---0)()(<b f a f ? 4.平均增长率的问题如果原来产值的基础数为N ,平均增长率为p ,则对于时间x 的总产值y ,有(1)xy N p =+.练习题: 一、选择题1.判断下列各组中的两个函数是同一函数的为( )⑴3)5)(3(1+-+=x x x y ,52-=x y ;⑵111-+=x x y ,)1)(1(2-+=x x y ;⑶x x f=)(,2)(x x g =;⑷()f x =()F x =⑸21)52()(-=x x f ,52)(2-=x x f 。
考点特训(三十一)一、选择题1.(2011年大纲全国)设向量a ,b 满足|a |=|b |=1,a ·b =-12,则|a +2b |等于( )A. 2B. 3C. 5D.7解析:∵|a |=|b |=1,a ·b =-12,∴|a +2b |2=a 2+4b 2+4a ·b =1+4+4×(-12) =5-2=3.∴|a +2b |= 3. 答案:B2.(2012年唐山统考)在边长为1的正三角形ABC 中,BD →=13BA →,E 是CA 的中点,则CD →·BE →=( )A .-12 B .-23 C .-13 D .-16解析:建立如图所示的直角坐标系,则A (-12,0),B (12,0),C (0,32),依题意设D (x 1,0),E (x 2,y 2),∵BD →=13BA →,∴(x 1-12,0)=13(-1,0),∴x 1=16.∵E 是CA 的中点,∴CE →=12CA →,又CA →=(-12,-32),∴x 2=-14,y 2=34.∴CD →·BE →=(16,-32)·(-34,34)=16×(-34)+(-32)×34=-12.故选A. 答案:A3.(2012年长春调研)已知3a +4b +5c =0,且|a |=|b |=|c |=1,则a ·(b +c )= A.45 B.35 C .-45D .-35解析:依题意得|3a |=3,|4b |=4,|5c |=5,向量3a 、4b 、5c 首尾相接构成一个直角三角形,因此有a ·b =0,a ·(b +c )=a ·b +a ·c =a ·c =|a |·|c |cos θ=cos θ=-35(其中θ为向量a 与c 的夹角),选D.答案:D4.△ABC 中,CB →=a ,CA →=b ,a ·b <0,S △ABC =154,|a |=3,|b |=5,则a 与b 的夹角为( )A .30°B .-150°C .150°D .30°或150°解析:S △ABC =12|a ||b |sin C =154,|a |=3,|b |=5,∴sin C =12,a ·b =|a ||b |cos C <0,C 为钝角,所以C =150°,a 与b 的夹角为150°,故应选C.答案:C5.(2012年山东聊城外国语学校二模)平面上有四个互异的点A 、B 、C 、D ,满足(AB →-BC →)·(AD →-CD →)=0,则三角形ABC 是( )A .直角三角形B .等腰三角形C .等腰直角三角形D .等边三角形解析:由(AB →-BC →)·(AD →-CD →)=0得(AB →-BC →)·(AD →+DC →)=0,即(AB →-BC →)·AC →=0,(AB →-BC →)·(AB →+BC →)=0,即AB 2→-BC 2→=0,所以|AB →|=|BC →|,故为等腰三角形,选B.答案:B6.(2012年江西)在直角三角形ABC 中,点D 是斜边AB 的中点,点P 为线段CD 的中点,则|P A |2+|PB |2|PC |2=( )A .2B .4C .5D .10解析:法一:以C 为原点,CA ,CB 所在直线为x ,y 轴建立直角坐标系.设A (a,0),B (0,b ),则D (a 2,b 2),P (a 4,b 4).从而|P A |2+|PB |2=(916a 2+116b 2)+(116a 2+916b 2)=1016(a 2+b 2)=10|PC |2,故选D.法二:因为P A →-PB →=BA →,且P A →+PB →=2PD →,两式平方相加得2P A →2+2PB →2=BA→2+4PD →2=4CD →2+4PC →2=20PC →2,故选D.法三:由平行四边形性质得2(P A →2+PB →2)=AB →2+(2PD →)2=4CD →2+4PC →2=20PC→2,故选D.答案:D 二、填空题7.(2012年浙江)在△ABC 中,M 是BC 的中点,AM =3,BC =10,则AB →·AC→=________.解析:AM →=12(AB →+AC →), AB →+AC →=2AM →① AC →-AB →=BC →,②由①2-②2得4AB →·AC →=4AM →2-BC →2=-64,即AB →·AC →=-16. 答案:-168.(2012年安徽)若平面向量a ,b 满足|2a -b |≤3,则a ·b 的最小值是________. 解析:由向量的数量积知-|a ||b |≤a ·b ≤|a ||b |⇒|a |·|b |≥-a ·b (当且仅当〈a ,b 〉=π时等号成立).由|2a -b |≤3⇒4|a |2-4a ·b +|b |2≤9⇒9+4a ·b ≥4|a |2+|b |2≥4|a ||b |≥-4a ·b ⇒a ·b ≥-98(当且仅当2|a |=|b |,〈a ,b 〉=π时取等号)⇒a ·b 的最小值为-98.答案:-989.(2012~2013学年河北省唐山高三年级摸底)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若(a -b )sin B =a sin A -c sin C ,且a 2+b 2-6(a +b )+18=0,则AB →·BC →+BC →·CA →+CA →·AB →=__________.解析:由(a -b )sin B =a sin A -c sin C ,利用正弦定理可得: (a -b )b =a 2-c 2,∴ab =a 2+b 2-c 2, ∴cos C =a 2+b 2-c 22ab =12,∴C =60°. 由a 2+b 2-6(a +b )+18=0, 则(a -3)2+(b -3)2=0,∴a =b =3, ∵c 2=a 2+b 2-ab ,∴c 2=9.AB →·BC →+BC →·CA →+CA →·AB →=AB →·(BC →+CA →)+BC →·CA →=AB →·BA →+BC →·CA →=-c 2+ab cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π-π3=-c 2-12ab =-9-92=-272.答案:-272 三、解答题10.已知a =(1,2),b =(-2,n ),a 与b 的夹角是45°. (1)求b ;(2)若c 与b 同向,且a 与c -a 垂直,求c . 解:(1)a ·b =2n -2,|a |=5,|b |=n 2+4,∴cos 45°=2n -25·n 2+4=22,∴3n 2-16n -12=0(n >1), ∴n =6或n =-23(舍),∴b =(-2,6). (2)由(1)知,a ·b =10,|a |2=5.又c 与b 同向,故可设c =λb (λ>0),(c -a )·a =0, ∴λb ·a -|a |2=0,∴λ=|a |2b ·a =510=12,∴c =12b =(-1,3).11.2012年英国伦敦奥运会帆船比赛是借助风帆推动船只在规定距离内竞速的一项水上运动,如果一帆船所受的风力方向北偏东30°,速度20 km/h,此时水的流向是正东,流速为20 km/h.若不考虑其他因素,求帆船的速度与方向.解:建立如图所示的直角坐标系,风的方向北偏东30°,速度为|v1|=20 km/h,水流的方向为正东,速度为|v2|=20 km/h,设帆船行驶的速度为v,则v=v1+v2.由题意,可得向量v1=(20cos 60°,20sin 60°)=(10,103),向量v2=(20,0),则帆船的行驶速度v=v1+v2=(10,103)+(20,0)=(30,103),所以|v|=302+(103)2=203(km/h).因为tan α=10330=33(α为v和v2的夹角,α为锐角),所以α=30°.所以帆船向北偏东60°行驶,速度为203km/h.12.(2013年深圳调研)设向量a=(4cos α,sin α),b=(sin β,4cos β),c=(cos β,-4sin β).(1)若a与b-2c垂直,求tan(α+β)的值;(2)求|b+c|的最大值;(3)若tan αtan β=16,求证:a∥b.解:因为a与b-2c垂直,所以a·(b-2c)=4cos αsin β-8cos αcos β+4sin αcos β+8sin αsin β=4sin(α+β)-8cos(α+β)=0,因此tan(α+β)=2.(2)由b+c=(sin β+cos β,4cos β-4sin β),得|b+c|=(sin β+cos β)2+(4cos β-4sin β)2=17-15sin 2β≤4 2.又当β=k π-π4(k ∈Z )时,等号成立,所以|b +c |的最大值为4 2. (3)由tan αtan β=16得cos αsin β=sin α16cos β,即16cos βcos α=sin αsin β 所以a ∥b . [热点预测]13.(1)(2012年山东烟台高三诊断性测试)设G 是△ABC 的重心,若∠A =120°,AB →·AC →=-1,则|AG →|的最小值是( )A.33 B.34 C.23D.23(2)(2012年山东济宁高三一模)已知平面向量a =(1,2),b =(2,1),c =(x ,y ),且满足x ≥0,y ≥0.若a ·c ≥1,b ·c ≥1,z =-(a +b )·c ,则( )A .z 有最小值-2B .z 有最大值-2C .z 有最小值-3D .z 有最大值-3解析:(1)如图所示,G 是△ABC 的重心,AG 交BC 于点M ,则M 为BC 的中点,由AG →=23AM →=23×12(AB →+AC →)=13(AB →+AC →),所以AG →2=19(AB →2+AC →2+2AB →·AC →)=19(AB →2+AC →2-2). 故只需求AB →2+AC →2的最小值即可.由∠A =120°,AB →·AC →=-1,得|AB →|·|AC →|=2,即bc =2, 因为bc ≤b 2+c 22,所以AB →2+AC →2=c 2+b 2≥2bc =4. 所以AG →2≥29,|AG →|≥23,选D.(2)由a ·c ≥1,b ·c ≥1,得⎩⎨⎧x +2y ≥1,2x +y ≥1,z =-(a +b )·c =-3x -3y .画出可行域如图所示,当直线y =-x -z 3经过点A 时,-z3最小,z 最大,由⎩⎨⎧x +2y =1,2x +y =1,得⎩⎪⎨⎪⎧x =13,y =13,即A (13,13).此时z max =-3x -3y =-2.故选B. 答案:(1)D (2)B。