《状元之路》2016届高考数学理新课标A版一轮总复习:必修部分 开卷速查62 排列与组合
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开卷速查(五十二) 椭 圆A 级 基础巩固练1.已知△ABC 的顶点B 、C 在椭圆x 23+y 2=1上,顶点A 是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC 边上,则△ABC 的周长是( )A .23B .6C .43D .12解析:如图,设椭圆的另外一个焦点为F ,则△ABC 的周长为|AB |+|AC |+|BC |=(|AB |+|BF |)+(|AC |+|CF |)=4a =4 3.答案:C2.已知2,m,8构成一个等比数列,则圆锥曲线x 2m +y 22=1的离心率为( )A.22 B . 3C.22或 3D.22或62解析:因为2,m,8构成一个等比数列,所以m 2=2×8=16,即m =±4.若m =4,则圆锥曲线方程为x 24+y 22=1,此时为椭圆,其中a 2=4,b 2=2,c 2=4-2=2,所以a =2,c =2,离心率为e =c a =22.若m =-4,则圆锥曲线方程为y 22-x 24=1,此时为双曲线,其中a 2=2,b 2=4,c 2=4+2=6,所以a =2,c =6,离心率为e =c a =62= 3.所以选C.答案:C3.已知椭圆x 210-m +y 2m -2=1,长轴在y 轴上.若焦距为4,则m等于( )A .4B .5C .7D .8解析:将椭圆的方程转化为标准形式为y 2(m -2)2+x 2(10-m )2=1,显然m -2>10-m ,即m >6且(m -2)2-(10-m )2=22,解得m =8.答案:D4.已知圆M :x 2+y 2+2mx -3=0(m <0)的半径为2,椭圆C :x 2a 2+y 23=1的左焦点为F (-c,0),若垂直于x 轴且经过F 点的直线l 与圆M 相切,则a 的值为( )A.34 B .1 C .2D .4解析:圆M 的方程可化为(x +m )2+y 2=3+m 2,则由题意得m 2+3=4,即m 2=1(m <0), ∴m =-1,则圆心M 的坐标为(1,0). 由题意知直线l 的方程为x =-c ,又∵直线l 与圆M 相切,∴c =1,∴a 2-3=1,∴a =2. 答案:C5.已知P 为椭圆x 225+y 216=1上的一点,M ,N 分别为圆(x +3)2+y 2=1和圆(x -3)2+y 2=4上的点,则|PM |+|PN |的最小值为( )A .5B .7C .13D .15解析:由题意知椭圆的两个焦点F 1,F 2分别是两圆的圆心,且|PF 1|+|PF 2|=10,从而|PM |+|PN |的最小值为|PF 1|+|PF 2|-1-2=7.答案:B6.椭圆x 24+y 2=1的左,右焦点分别为F 1,F 2,点P 为椭圆上一动点,若∠F 1PF 2为钝角,则点P 的横坐标的取值范围是__________.解析:设椭圆上一点P 的坐标为(x ,y ), 则F 1P →=(x +3,y ),F 2P →=(x -3,y ). ∵∠F 1PF 2为钝角,∴F 1P →·F 2P →<0, 即x 2-3+y 2<0,①∵y 2=1-x 24,代入①得x 2-3+1-x 24<0,34x 2<2,∴x 2<83.解得-263<x <263,∴x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-263,263. 答案:⎝⎛⎭⎪⎫-263,263 7.设椭圆x 2m 2+y 2n 2=1(m >0,n >0)的右焦点与抛物线y 2=8x 的焦点相同,离心率为12,则此椭圆的方程为__________.解析:抛物线y 2=8x 的焦点为(2,0),∴m 2-n 2=4①,e =12=2m ,∴m =4,代入①得,n 2=12,∴椭圆方程为x 216+y212=1.答案:x 216+y 212=18.椭圆x 2a 2+y 25=1(a 为定值,且a >5)的左焦点为F ,直线x =m 与椭圆相交于点A ,B .若△F AB 的周长的最大值是12,则该椭圆的离心率是__________.解析:设椭圆的右焦点为F ′,如图,由椭圆定义知,|AF |+|AF ′|=|BF |+|BF ′|=2a .又△F AB 的周长为|AF |+|BF |+|AB |≤|AF |+|BF |+|AF ′|+|BF ′|=4a ,当且仅当AB 过右焦点F ′时等号成立. 此时4a =12,则a =3.故椭圆方程为x 29+y 25=1,所以c =2, 所以e =c a =23. 答案:239.椭圆Γ:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,焦距为2c .若直线y =3(x +c )与椭圆Γ的一个交点M 满足∠MF 1F 2=2∠MF 2F 1,则该椭圆的离心率等于__________.解析:∵直线y =3(x +c )过左焦点F 1,且其倾斜角为60°, ∴∠MF 1F 2=60°, ∠MF 2F 1=30°.∴∠F 1MF 2=90°,即F 1M ⊥F 2M . ∵|MF 1|=c ,|MF 1|+|MF 2|=2a , ∴|MF 2|=2a -c .∵|MF 1|2+|MF 2|2=|F 1F 2|2.∴c 2+(2a -c )2=4c 2,即c 2+2ac -2a 2=0. ∴e 2+2e -2=0,解得e =3-1. 答案:3-110.[2014·课标全国Ⅱ]设F 1、F 2分别是椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点,M 是C 上一点且MF 2与x 轴垂直,直线MF 1与C 的另一个交点为N .(1)若直线MN 的斜率为34,求C 的离心率;(2)若直线MN 在y 轴上的截距为2,且|MN |=5|F 1N |,求a ,b . 解析:(1)根据c =a 2-b 2及题设知M ⎝ ⎛⎭⎪⎫c ,b 2a ,2b 2=3ac .将b 2=a 2-c 2代入2b 2=3ac ,解得c a =12, ca =-2(舍去). 故C 的离心率为12.(2)由题意,原点O 为F 1F 2的中点,MF 2∥y 轴,所以直线MF 1与y 轴的交点D (0,2)是线段MF 1的中点,故b 2a =4,即b 2=4a . ①由|MN |=5|F 1N |得|DF 1|=2|F 1N |. 设N (x 1,y 1),由题意知y 1<0,则⎩⎨⎧2(-c -x 1)=c ,-2y 1=2,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-32c ,y 1=-1.代入C 的方程,得9c 24a 2+1b 2=1. ② 将①及c =a 2-b 2代入②得9(a 2-4a )4a 2+14a =1.解得a =7,b 2=4a =28,故a =7,b =27.B 级 能力提升练11.[2014·福建]设P ,Q 分别为圆x 2+(y -6)2=2和椭圆x210+y 2=1上的点,则P ,Q 两点间的最大距离是( )A .5 2B .46+ 2C .7+ 2D .6 2解析:设圆的圆心为C ,则C (0,6),半径为r =2, 点C 到椭圆上的点Q (10cos α,sin α)的距离|CQ |=(10cos α)2+(sin α-6)2=46-9sin 2α-12sin α=50-9⎝⎛⎭⎪⎫sin α+232≤50=52,当且仅当sin α=-23时取等号, 所以|PQ |≤|CQ |+r =52+2=62, 即P ,Q 两点间的最大距离是62,故选D. 答案:D12.设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率e =12,右焦点为F (c,0),方程ax 2+bx -c =0的两个实根分别为x 1和x 2,则点P (x 1,x 2)( )A .必在圆x 2+y 2=2内B .必在圆x 2+y 2=2上C .必在圆x 2+y 2=2外D .以上三种情形都有可能解析:因为椭圆的离心率e =12,所以c a =12,即a =2c ,b =a 2-c 2=4c 2-c 2=3c ,因此方程ax 2+bx -c =0可化为2cx 2+3cx -c =0, 又c ≠0,∴2x 2+3x -1=0,x 1+x 2=-32,x 1x 2=-12x 21+x 22=(x 1+x 2)2-2x 1x 2=34+1=74<2,即点(x 1,x 2)在x 2+y 2=2内.答案:A13.设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左,右焦点分别为F 1,F 2.点P (a ,b )满足|PF 2|=|F 1F 2|.(1)求椭圆的离心率e .(2)设直线PF 2与椭圆相交于A ,B 两点.若直线PF 2与圆(x +1)2+(y -3)2=16相交于M ,N 两点,且|MN |=58|AB |,求椭圆的方程.解析:(1)设F 1(-c,0),F 2(c,0)(c >0), 因为|PF 2|=|F 1F 2|,所以(a -c )2+b 2=2c .整理得2⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2+c a -1=0,解得c a =-1(舍),或c a =12.所以e =12.(2)由(1)知a =2c ,b =3c , 可得椭圆方程为3x 2+4y 2=12c 2, 直线PF 2的方程为y =3(x -c ).A ,B 两点的坐标满足方程组⎩⎨⎧3x 2+4y 2=12c 2,y =3(x -c ).消去y 并整理,得5x 2-8cx =0. 解得x 1=0,x 2=85c .得方程组的解⎩⎨⎧x 1=0,y 1=-3c ,⎩⎨⎧x 2=85c ,y 2=335c .不妨设A ⎝ ⎛⎭⎪⎫85c ,335c ,B (0,-3c ), 所以|AB |=⎝ ⎛⎭⎪⎫85c 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫335c +3c 2=165c . 于是|MN |=58|AB |=2c .圆心(-1,3)到直线PF 2的距离 d =|-3-3-3c |2=3|2+c |2. 因为d 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫|MN |22=42,所以34(2+c )2+c 2=16.整理得7c 2+12c -52=0,得c =-267(舍),或c =2.所以椭圆方程为x 216+y 212=1.14.[2014·天津]设椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,右顶点为A ,上顶点为B .已知|AB |=32|F 1F 2|.(1)求椭圆的离心率;(2)设P 为椭圆上异于其顶点的一点,以线段PB 为直径的圆经过点F 1,经过原点O 的直线l 与该圆相切.求直线l 的斜率.解析:(1)设椭圆右焦点F 2的坐标为(c,0).由|AB |=32|F 1F 2|,可得a 2+b 2=3c 2,又b 2=a 2-c 2,则c 2a 2=12.所以,椭圆的离心率e =22. (2)由(1)知a 2=2c 2,b 2=c 2. 故椭圆方程为x 22c 2+y 2c 2=1.设P (x 0,y 0),由F 1(-c,0),B (0,c ),有F 1P →=(x 0+c ,y 0),F 1B →=(c ,c ).由已知,有F 1P →·F 1B →=0,即(x 0+c )c +y 0c =0. 又c ≠0,故有x 0+y 0+c =0. ①- 11 - 又因为点P 在椭圆上,故x 202c 2+y 20c 2=1. ②由①和②可得3x 20+4cx 0=0.而点P 不是椭圆的顶点,故x 0=-43c ,代入①得y 0=c 3,则点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-4c 3,c 3. 设圆的圆心为T (x 1,y 1),则x 1=-43c +02=-23c ,y 1=c 3+c 2=23c ,进而圆的半径r =(x 1-0)2+(y 1-c )2=53c .设直线l 的斜率为k ,依题意,直线l 的方程为y =kx .由l 与圆相切,可得|kx 1-y 1|k 2+1=r ,即|k ⎝ ⎛⎭⎪⎫-2c 3-2c 3|k 2+1=53c ,整理得k 2-8k +1=0,解得k=4±15.所以,直线l 的斜率为4+15或4-15.。
开卷速查(六十七) 离散型随机变量及其分布列A 级 基础巩固练1.某食品厂为了检查一条自动包装流水线的生产情况,随机抽取该流水线上40件产品作为样本称出它们的质量(单位:克),质量的分组区间为(490,495],(495,500],…,(510,515].由此得到样本的频率分布直方图,如图所示.(1)根据频率分布直方图,求质量超过505克的产品数量; (2)在上述抽取的40件产品中任取2件,设Y 为质量超过505克的产品数量,求Y 的分布列.解析:(1)根据频率分布直方图可知,质量超过505克的产品数量为40×(0.05×5+0.01×5)=40×0.3=12.(2)Y 的可能取值为0,1,2,且Y 服从参数为N =40,M =12,n =2的超几何分布,故P(Y =0)=C 012C 228C 240=63130,P(Y =1)=C 112C 128C 240=2865,P(Y =2)=C 212C 028C 240=11130.所以Y 的分布列为2.每一件一等品都能通过检测,每一件二等品通过检测的概率为23.现有10件产品,其中6件是一等品,4件是二等品.(1)随机选取1件产品,求能够通过检测的概率;(2)随机选取3件产品,其中一等品的件数记为X ,求X 的分布列; (3)随机选取3件产品,求这3件产品都不能通过检测的概率. 解析:(1)设随机选取一件产品,能够通过检测的事件为A ,事件A 等于事件“选取一等品都通过检测或者是选取二等品通过检测”,∴P(A)=610+410×23=1315.(2)由题可知X 的可能取值为0,1,2,3.P(X =0)=C 34C 06C 310=130,P(X =1)=C 24C 16C 310=310,P(X =2)=C 14C 26C 310=12,P(X =3)=C 04C 36C 310=16.∴X 的分布列如下:(3)设“随机选取3件产品都不能通过检测”的事件为B ,事件B 等于事件“随机选取3件产品都是二等品且都不能通过检测”,所以,P(B)=130·⎝ ⎛⎭⎪⎫133=1810.B 级 能力提升练3.一次考试共有12道选择题,每道选择题都有4个选项,其中有且只有一个是正确的.评分标准规定:“每题只选1个选项,答对得5分,不答或答错得0分”.某考生已确定有8道题的答案是正确的,其余题中:有2道题都可判断2个选项是错误的,有1道题可以判断1个选项是错误的,还有1道题因不理解题意只好乱猜.请求出该考生:(1)得60分的概率; (2)所得分数X 的分布列.解析:(1)设“选对可判断2个选项是错误的2道题之一”为事件A ,“选对可判断1个选项是错误的1道题”为事件B ,“选对不理解题意的1道题”为事件C.则P(A)=12,P(B)=13,P(C)=14, 所以得60分的概率P =12×12×13×14=148.(2)依题意得,所得分数X 可能的取值为40,45,50,55,60. P(X =40)=12×12×23×34=18;P(X =45)=C 12×12×12×23×34+12×12×13×34+12×12×23×14=1748;P(X =50)=12×12×23×34+C 12×12×12×13×34+C 12×12×12×23×14+12×12×13×14=1748;P(X =55)=C 12×12×12×13×14+12×12×23×14+12×12×13×34=748;P(X =60)=12×12×13×14=148. 所以所得分数X 的分布列为:4.2014年1065周年,来自北京大学和清华大学的6名大学生志愿者被随机平均分配到天安门广场运送矿泉水、打扫卫生、维持秩序这三个岗位服务,且运送矿泉水岗位至少有1名北京大学志愿者的概率是35.(1)求打扫卫生岗位恰好有北京大学、清华大学志愿者各1名的概率;(2)设随机变量ξ为在维持秩序岗位服务的北京大学志愿者的人数,求ξ的分布列.解析:(1)记“至少有1名北京大学志愿者被分到运送矿泉水岗位”为事件A ,则事件A 的对立事件为“没有北京大学志愿者被分到运送矿泉水岗位”,设有北京大学志愿者x 名,1≤x<6,那么P(A)=1-C 26-x C 26=35,解得x =2,即来自北京大学的志愿者有2名,来自清华大学的志愿者有4名.记“打扫卫生岗位恰好有北京大学、清华大学志愿者各1名”为事件B ,则P(B)=C 12C 14C 26=815,所以打扫卫生岗位恰好有北京大学、清华大学志愿者各1名的概率是815.(2)在维持秩序岗位服务的北京大学志愿者的人数ξ服从超几何分布,其中N =6,M =2,n =2,于是P(ξ=k)=C k 2C 2-k 4C 26,k =0,1,2,∴P(ξ=0)=C 02C 24C 26=25,P(ξ=1)=C 12C 14C 26=815,P(ξ=2)=C 22C 04C 26=115.所以ξ的分布列为。
开卷速查(选修4-4-1) 坐标系A 级 基础巩固练1.在同一平面直角坐标系中,已知伸缩变换φ:⎩⎪⎨⎪⎧x ′=3x ,2y ′=y.(1)求点A ⎝⎛⎭⎪⎫13,-2经过φ变换所得的点A ′的坐标;(2)点B 经过φ变换得到点B ′⎝⎛⎭⎪⎫-3,12,求点B 的坐标;(3)求直线l :y =6x 经过φ变换后所得到的直线l ′的方程. 解析:(1)设A ′(x ′,y ′),由伸缩变换φ:⎩⎨⎧x ′=3x ,2y ′=y得到⎩⎪⎨⎪⎧x ′=3x ,y ′=12y ,由于点A 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫13,-2, 于是x ′=3×13=1,y ′=12×(-2)=-1, ∴A ′(1,-1)为所求.(2)设B(x ,y),由伸缩变换φ:⎩⎨⎧x ′=3x ,2y ′=y得到⎩⎪⎨⎪⎧x =13x ′,y =2y ′.由于点B ′的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,12,于是x =13×(-3)=-1,y =2×12=1, ∴B(-1,1)为所求.(3)由伸缩变换φ:⎩⎨⎧x ′=3x ,2y ′=y ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =x ′3,y =2y ′.代入直线l :y =6x ,得到经过伸缩变换后的方程y ′=x ′,因此直线l 的方程为y =x.2.在极坐标系下,已知圆O :ρ=cos θ+sin θ和直线l :ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4=22.(1)求圆O 和直线l 的直角坐标方程;(2)当θ∈(0,π)时,求直线l 与圆O 公共点的一个极坐标. 解析:(1)圆O :ρ=cos θ+sin θ,即ρ2=ρcos θ+ρsin θ, 圆O 的直角坐标方程为:x 2+y 2=x +y , 即x 2+y 2-x -y =0,直线l :ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=22,即ρsin θ-ρcos θ=1, 则直线l 的直角坐标方程为:y -x =1, 即x -y +1=0.(2)由⎩⎨⎧x 2+y 2-x -y =0,x -y +1=0得⎩⎨⎧x =0,y =1,故直线l 与圆O 公共点的一个极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,π2.3.已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =-t ,y =1+t(t 为参数)与圆C :ρ=42cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4. (1)试判断直线l 和圆C 的位置关系; (2)求圆上的点到直线l 的距离的最大值.解析:(1)直线l 的参数方程消去参数t ,得x +y -1=0.由圆C 的极坐标方程,得ρ2=42ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4,化简得ρ2=4ρcos θ+4ρsin θ,所以圆C 的直角坐标方程为x 2+y 2=4x +4y ,即(x -2)2+(y -2)2=8,故该圆的圆心为C(2,2),半径r =2 2.从而圆心C 到直线l 的距离为d =|2+2-1|12+12=322,显然322<22,所以直线l 和圆C 相交.(2)由(1)知圆心C 到直线l 的距离为d =322,所以圆上的点到直线l 的距离的最大值为322+22=722.4.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.曲线C 的极坐标方程为ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3=1,M ,N 分别为曲线C 与x 轴,y 轴的交点.(1)写出曲线C 的直角坐标方程,并求点M ,N 的极坐标; (2)设MN 的中点为P ,求直线OP 的极坐标方程. 解析:(1)由ρcos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π3=1得ρ⎝ ⎛⎭⎪⎫12cos θ+32sin θ=1,从而曲线C 的直角坐标方程为12x +32y =1,即x +3y =2. θ=0时,ρ=2,所以M(2,0).θ=π2时,ρ=233,所以N ⎝ ⎛⎭⎪⎫233,π2. (2)由(1)得点M 的直角坐标为(2,0),点N 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫0,233. 所以点P 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,33,则点P 的极坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫233,π6, 所以直线OP 的极坐标方程为θ=π6,ρ∈(-∞,+∞).B 级 能力提升练5.在极坐标系中,曲线C 1,C 2的极坐标方程分别为ρ=-2cos θ,ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3=1.(1)求曲线C 1和C 2的公共点的个数;(2)过极点作动直线与曲线C 2相交于点Q ,在OQ 上取一点P ,使|OP|·|OQ|=2,求点P 的轨迹,并指出轨迹是什么图形.解析:(1)C 1的直角坐标方程为(x +1)2+y 2=1,它表示圆心为(-1,0),半径为1的圆,C 2的直角坐标方程为x -3y -2=0,所以曲线C 2为直线,由于圆心到直线的距离为d =32>1,所以直线与圆相离,即曲线C 1和C 2没有公共点.(2)设Q(ρ0,θ0),P(ρ,θ),则⎩⎨⎧ρρ0=2,θ=θ0,即⎩⎪⎨⎪⎧ρ0=2ρ,θ0=θ.①因为点Q(ρ0,θ0)在曲线C 2上, 所以ρ0cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ0+π3=1,② 将①代入②,得2ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3=1,即ρ=2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3为点P 的轨迹方程,化为直角坐标方程为⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+⎝ ⎛⎭⎪⎫y +322=1,因此点P 的轨迹是以⎝ ⎛⎭⎪⎫12,-32为圆心,1为半径的圆.6.[2014·辽宁]将圆x 2+y 2=1上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C.(1)写出C 的参数方程;(2)设直线l :2x +y -2=0与C 的交点为P 1,P 2,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求过线段P 1P 2的中点且与l 垂直的直线的极坐标方程.解析:(1)设(x 1,y 1)为圆上的点,经变换为C 上点(x ,y).依题意,得⎩⎨⎧x =x 1,y =2y 1.由x 21+y 21=1得x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫y 22=1,即曲线C 的方程为x 2+y 24=1. 故C 的参数方程为⎩⎨⎧x =cos t ,y =2sin t ,(t 为参数).(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 24=1,2x +y -2=0,解得:⎩⎨⎧x =1,y =0,或⎩⎨⎧x =0,y =2.不妨设P 1(1,0),P 2(0,2),则线段P 1P 2的中点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,所求直线斜率为k =12,于是所求直线方程为y -1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫x -12,化为极坐标方程,并整理得2ρcos θ-4ρsin θ=-3,即ρ=34sin θ-2cos θ.。
开卷速查(选修4-4-2) 参数方程A 级 基础巩固练1.[2014·江苏]在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =1-22t ,y =2+22t(t 为参数),直线l 与抛物线y 2=4x 相交于A ,B 两点,求线段AB 的长.解析:将直线l 的参数方程⎩⎨⎧x =1-22t ,y =2+22t代入抛物线方程y 2=4x ,得⎝ ⎛⎭⎪⎫2+22t 2=4⎝⎛⎭⎪⎫1-22t .解得t 1=0,t 2=-8 2.所以AB =|t 1-t 2|=8 2.2.已知动点P ,Q 都在曲线C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos t ,y =2sin t (t 为参数)上,对应参数分别为t =α与t =2α(0<α<2π),M 为PQ 的中点.(1)求M 的轨迹的参数方程;(2)将M 到坐标原点的距离d 表示为α的函数,并判断M 的轨迹是否过坐标原点.解析:(1)依题意有P(2cos α,2sin α),Q(2cos 2α,2sin 2α), 因此M(cos α+cos 2α,sin α+sin 2α).M的轨迹的参数方程为⎩⎨⎧x =cos α+cos 2α,y =sin α+sin 2α,(α为参数,0<α<2π).(2)M 点到坐标原点的距离 d =x 2+y 2=2+2cos α(0<α<2π).当α=π时,d =0,故M 的轨迹过坐标原点.3.在直角坐标系xOy 中,以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆C 1、直线C 2的极坐标方程分别为ρ=4sin θ,ρcos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=2 2.(1)求C 1与C 2交点的极坐标;(2)设P 为C 1的圆心,Q 为C 1与C 2交点连线的中点,已知直线PQ的参数方程为⎩⎨⎧x =t 3+a ,y =b 2t 3+1(t ∈R 为参数),求a ,b 的值.解析:(1)圆C 1的直角坐标方程为x 2+(y -2)2=4, 直线C 2的直角坐标方程为x +y -4=0.解⎩⎨⎧x 2+(y -2)2=4,x +y -4=0.得⎩⎨⎧x 1=0,y 1=4.或⎩⎨⎧x 2=2,y 2=2.所以C 1与C 2交点的极坐标分别为⎝ ⎛⎭⎪⎫4,π2,⎝ ⎛⎭⎪⎫22,π4.注:极坐标系下点的表示不唯一.(2)由(1)可得,P 点与Q 点的直角坐标分别为(0,2),(1,3). 故直线PQ 的直角坐标方程为x -y +2=0,由参数方程可得y =b 2x -ab2+1, 所以⎩⎪⎨⎪⎧b 2=1,-ab2+1=2,解得a =-1,b =2.4.[2014·福建]已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =a -2t ,y =-4t (t 为参数),圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =4cos θ,y =4sin θ(θ为参数).(1)求直线l 和圆C 的普通方程;(2)若直线l 与圆C 有公共点,求实数a 的取值范围. 解析:(1)直线l 的普通方程为2x -y -2a =0, 圆C 的普通方程为x 2+y 2=16. (2)因为直线l 与圆C 有公共点,故圆C 的圆心到直线l 的距离d =|-2a |5≤4,解得-25≤a ≤2 5.B 级 能力提升练5.[2014·全国课标Ⅰ]已知曲线C :x 24+y 29=1,直线l :⎩⎪⎨⎪⎧x =2+t ,y =2-2t ,(t 为参数).(1)写出曲线C 的参数方程,直线l 的普通方程;(2)过曲线C 上任意一点P 作与l 夹角为30°的直线,交l 于点A ,求|P A |的最大值与最小值.解析:(1)曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =2cos θ,y =3sin θ,(θ为参数).直线l 的普通方程为2x +y -6=0.(2)曲线C 上任意一点P (2cos θ,3sin θ)到l 的距离为 d =55|4cos θ+3sin θ-6|.则|P A |=d sin30°=255|5sin(θ+α)-6|,其中α为锐角,且tan α=43, 当sin(θ+α)=-1时,|P A |取得最大值,最大值为2255. 当sin(θ+α)=1时,|P A |取得最小值,最小值为255.6.[2014·全国课标Ⅱ]在直角坐标系xOy 中,以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C 的极坐标方程为ρ=2cos θ,θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2.(1)求C 的参数方程;(2)设点D 在C 上,C 在D 处的切线与直线l :y =3x +2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,确定D 的坐标.解析:(1)C 的普通方程为(x -1)2+y 2=1(0≤y ≤1),可得C 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+cos t ,y =sin t(t 为参数,0≤t ≤π).(2)设D (1+cos t ,sin t ).由(1)知C 是以G (1,0)为圆心,1为半径的上半圆.因为C 在点D处的切线与l 垂直,所以直线GD 与l 的斜率相同,tan t =3,t =π3.故D 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1+cos π3,sin π3,即⎝ ⎛⎭⎪⎫32,32.。
开卷速查(七)二次函数与幂函数A级基础巩固练1.函数y=x-x 13的图像大致为()ABCD解析:函数y=x-x 13为奇函数.排除C、D;当x>0时,由x-x 13>0,即x3>x可得x2>1,即x>1,结合选项,选A.答案:A 2.幂函数y =x m 2-4m(m ∈Z )的图像如图所示,则m 的值为( )A .0B .1C .2D .3解析:∵y =x m 2-4m(m ∈Z )的图像与坐标轴没有交点, ∴m 2-4m <0,即0<m <4.又∵函数的图像关于y 轴对称,且m ∈Z , ∴m 2-4m 为偶数,因此m =2. 答案:C3.已知函数y =ax 2+bx +c ,如果a >b >c 且a +b +c =0,那么它的图像可能是( )ABCD解析:∵a >b >c ,且a +b +c =0,∴a >0,c <0.∴图像开口向上与y 轴交于负半轴. 答案:D4.已知f (x )=x12,若0<a <b <1,则下列各式中正确的是( )A .f (a )<f (b )<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a <f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1bB .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a <f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1b <f (b )<f (a )C .f (a )<f (b )<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1b <f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1aD .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a <f (a )<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1b <f (b ) 解析:因为函数f (x )=x 12在(0,+∞)上是增函数,又0<a <b <1b <1a ,故f (a )<f (b )<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1b <f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a .答案:C5.已知f (x )=x 2+bx +c 且f (-1)=f (3),则( )A .f (-3)<c <f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<c <f (-3)C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (-3)<cD .c <f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52<f (-3)解析:由已知可得二次函数图像关于直线x =1对称,则f (-3)=f (5),c =f (0)=f (2),二次函数在区间(1,+∞)上单调递增,故有f (-3)=f (5)>f ⎝ ⎛⎭⎪⎫52>f (2)=f (0)=c .答案:D6.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,当x ≥0时,f (x )=x 2+2x ,若f (2-a 2)>f (a ),则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-1)∪(2,+∞)B .(-1,2)C .(-2,1)D .(-∞,-2)∪(1,+∞)解析:∵f(x)是奇函数,∴当x<0时,f(x)=-x2+2x,作出f(x)的大致图像如图中实线所示,结合图像可知f(x)是R上的增函数,由f(2-a2)>f(a),得2-a2>a,即-2<a<1.答案:C7.已知幂函数f(x)=(m2-5m+7)x m-2为奇函数,则m=__________.解析:由f(x)=(m2-5m+7)x m-2为幂函数得:m2-5m+7=1,解得m=2或m=3,又因为该函数为奇函数,所以m=3.答案:38.若函数f(x)=(x+a)(bx+2a)(常数a,b∈R)是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f(x)=__________.解析:由f(x)的定义域为R,值域为(-∞,4],可知b≠0,∴f(x)为二次函数,f(x)=(x+a)(bx+2a)=bx2+(2a+ab)x+2a2.∵f(x)为偶函数,∴其对称轴为x=0,∴-(2a+ab)=0,解得a=0或b=-2.若a=0,则f(x)=bx2,与值域是(-∞,4]矛盾,∴a≠0,b =-2,又f(x)的最大值为4,∴2a2=4,∴f(x)=-2x2+4.答案:-2x 2+49.二次函数f (x )的二次项系数为正,且对任意x 恒有f (2+x )=f (2-x ),若f (1-2x 2)<f (1+2x -x 2),则x 的取值范围是__________.解析:由f (2+x )=f (2-x ),知x =2为对称轴,由于二次项系数为正的二次函数中距对称轴较近的点的纵坐标较小,∴|1-2x 2-2|<|1+2x -x 2-2|,即|2x 2+1|<|x 2-2x +1|,∴2x 2+1<x 2-2x +1,∴-2<x <0.答案:(-2,0)10.已知函数f (x )=ax 2+(b -8)x -a -ab (a ≠0),当x ∈(-3,2)时,f (x )>0;当x ∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f (x )<0.(1)求f (x )在[0,1]内的值域;(2)若不等式ax 2+bx +c ≤0在[1,4]上恒成立,求c 的取值范围. 解析:由题意,得x =-3和x =2是函数f (x )的零点,且a <0,则⎩⎨⎧0=a ×(-3)2+(b -8)×(-3)-a -ab ,0=a ×22+(b -8)×2-a -ab .解得⎩⎨⎧a =-3,b =5.∴f (x )=-3x 2-3x +18.(1)由图像知,函数在[0,1]内单调递减, ∴当x =0时,y =18; 当x =1时,y =12.∴f (x )在[0,1]内的值域为[12,18]. (2)令g (x )=-3x 2+5x +c .∵g (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫56,+∞上单调递减,要使g (x )≤0在[1,4]上恒成立,则需要g (1)≤0.即-3+5+c ≤0,解得c ≤-2.∴当c ≤-2时,不等式ax 2+bx +c ≤0在[1,4]上恒成立.B 级 能力提升练11.已知x ∈[-1,1]时,f (x )=x 2-ax +a2>0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(0,2)B .(2,+∞)C .(0,+∞)D .(0,4)解析:二次函数图像开口向上,对称轴为x =a2,又x ∈[-1,1]时,f (x )=x 2-ax +a2>0恒成立,即f (x )最小值>0.①当a 2≤-1,即a ≤-2时,f (-1)=1+a +a 2>0,解得a >-23,与a ≤-2矛盾;②当a 2≥1,即a ≥2时,f (1)=1-a +a2>0, 解得a <2,与a ≥2矛盾;③当-1<a 2<1,即-2<a <2时,Δ=(-a )2-4·a2<0,解得0<a <2.综上得实数a 的取值范围是(0,2). 答案:A12.已知函数f (x )=x 2-2x ,g (x )=ax +2(a >0),对任意的x 1∈[-1,2]都存在x 0∈[-1,2],使得g (x 1)=f (x 0),则实数a 的取值范围是________.解析:当x 0∈[-1,2]时,由f (x )=x 2-2x 得f (x 0)∈[-1,3],又对任意的x 1∈[-1,2]都存在x 0∈[-1,2],使得g (x 1)=f (x 0),∴当x 1∈[-1,2]时,g (x 1)∈[-1,3].当a >0时,⎩⎨⎧-a +2≥-1,2a +2≤3,解得a ≤12.综上所述,实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12. 答案:⎝ ⎛⎦⎥⎤0,12 13.已知函数f (x )=ax 2-2ax +2+b (a ≠0),若f (x )在区间[2,3]上有最大值5,最小值2.(1)求a ,b 的值;(2)若b <1,g (x )=f (x )-mx 在[2,4]上单调,求m 的取值范围. 解析:(1)f (x )=a (x -1)2+2+b -a . 当a >0时,f (x )在[2,3]上为增函数,故⎩⎨⎧ f (3)=5,f (2)=2,⇒⎩⎨⎧ 9a -6a +2+b =5,4a -4a +2+b =2,⇒⎩⎨⎧a =1,b =0.当a <0时,f (x )在[2,3]上为减函数,故⎩⎨⎧f (3)=2,f (2)=5,⇒⎩⎨⎧9a -6a +2+b =2,4a -4a +2+b =5,⇒⎩⎨⎧a =-1,b =3.(2)∵b <1,∴a =1,b =0,即f (x )=x 2-2x +2. g (x )=x 2-2x +2-mx =x 2-(2+m )x +2, ∵g (x )在[2,4]上单调,∴2+m 2≤2或m +22≥4. ∴m ≤2或m ≥6.故m 的取值范围为(-∞,2]∪[6,+∞).14.[2015·“江淮十校”联考]设二次函数f (x )=x 2-ax +b ,集合A ={x |f (x )=x }.(1)若A ={1,2},求函数f (x )的解析式;(2)若F (x )=f (x )+2-a -a 2且f (1)=0,且|F (x )|在[0,1]上单调递增,求实数a 的取值范围.解析:(1)由f (x )=x ,得x 2-(a +1)x +b =0.∵A ={x |f (x )=x }={1,2},∴1,2是关于x 的一元二次方程x 2-(a +1)x +b =0的两个实数根.∴⎩⎨⎧a +1=3,b =2.⇒⎩⎨⎧a =2,b =2.∴f (x )=x 2-2x +2.(2)∵f (1)=0,∴1-a +b =0,b =a -1. ∴F (x )=f (x )+2-a -a 2=x 2-ax +(1-a 2).①当Δ≤0,即(-a )2-4(1-a 2)≤0,-255≤a ≤255时,应满足⎩⎨⎧a2≤0,-255≤a ≤255⇒-255≤a ≤0.②当Δ>0,即a <-255或a >255时,设方程F (x )=0的两个实数根分别为x 1,x 2(x 1<x 2).若a2≥1,则x 1≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧ a 2≥1,F (0)=1-a 2≤0⇒a ≥2;若a2≤0,则x 2≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a 2≤0,F (0)=1-a 2≥0.⇒-1≤a <-255.综上,实数a的取值范围是-1≤a≤0或a≥2.。
开卷速查 (十四 )导数的应用(一)A 级基础牢固练1.函数 f(x)=x2-2ax+a 在区间 (-∞,1)上有最小值,则函数 g(x)=f x在区间 (1,+∞ )上必然 ()xA.有最小值B.有最大值C.是减函数 D.是增函数剖析:由函数 f(x)=x2-2ax+a 在区间 (-∞,1)上有最小值,可得<,又=f x a a∈ ,+∞a1g(x)x x x x(1)上 g′(x)>0,所以 g(x)在(1,+∞)上为增函数.答案: D2.函数 f(x)=x3-3x2+2 在区间 [ -1,1]上的最大值是 ()A.- 2 B.0C.2 D.4剖析: f′(x)=3x2-6x,令 f′(x)=0,得 x=0 或 2.∴f(x)在[-1,0)上是增函数, f(x)在(0,1]上是减函数.∴f(x)max= f(0)=2.答案: C3.若函数 f(x)=ax3+bx2+cx+d 有极值,则导函数f′(x)的图像不可以能是 ()ABCD剖析:若函数 f(x)=ax3+bx2+cx+d 有极值,则此函数在某点两侧的单调性相反,也就是说导函数 f′(x)在此点两侧的导函数值的符号相反,所以导函数的图像要穿过x 轴,观察四个选项中的图像只有 D 项是不吻合要求的,即 f′(x)的图像不可以能是 D,应选 D.答案: D4.已知函数=3-3x+c 的图像与 x 轴恰有两个公共点,则c=y x()A.-2 或 2 B.-9 或 3 C.-1 或 1 D.-3 或 1剖析:设 f(x)=x3-3x+c,对 f(x)求导可得,f′(x)=3x2-3,令 f′(x)=0,可得 x=±1,易知 f(x)在 (-∞,-1),(1,+∞)上单调递加,在(-1,1)上单调递减.若 f(1)=1-3+c=0,可得 c=2;若 f(-1)=- 1+3+c=0,可得 c=- 2.答案: A5.函数 f(x)=x3-3x-1,若对于区间 [ -3,2]上的任意 x1,x2,都有|f(x1)-f(x2)|≤t,则实数 t 的最小值是 ()A.20 B.18C.3 D.0剖析:因为 f′(x)=3x2-3=3(x- 1)(x+1),令 f′(x)=0,得 x=±1,所以- 1,1 为函数的极值点.又 f(-3)=- 19,f(-1)=1,f(1)=- 3,f(2)=1,所以在区间 [ -3,2]上 f(x)max=1,f(x)min=- 19.又由题设知在区间[-3,2]上 f(x)max-f(x)min≤t,从而 t≥20,所以 t 的最小值是 20.答案: A6.已知定义在R上的奇函数 f(x),设其导函数为 f′(x),当 x∈(-∞,0]时,恒有 xf′(x)<f(-x),令 F(x)=xf(x),则满足 F(3)>F(2x-1)的实数 x 的取值范围是 ()A.(-1,2) B. -1,121C. 2,2D.(-2,1)剖析:由 F(x)=xf(x),得 F′(x)=f(x)+xf′(x)=xf′(x)-f(-x)<0,F(x)为偶函数,从而 F(x)在3<2x-1<3,解得- 1<x<2.7.若函数 f(x)=13x3-23x2+ax+4 恰在 [ -1,4]上单调递减,则实数所以 F(x)在(-∞,0]上单调递减,又可证[0,+∞ )上单调递加,故原不等式可化为-答案: Aa 的值为 __________.剖析:∵f(x)=13x3-32x2+ax+4,∴f′(x)= x2-3x+a.又函数 f(x)恰在 [ -1,4]上单调递减,∴- 1,4是 f′(x)= 0 的两根,∴ a=- 1×4=- 4.答案:-48.已知函数 f(x)=x3+3mx2+nx+m2在 x=- 1 时有极值 0,则 m +n=__________.剖析:∵f′(x)=3x2+6mx+n,∴由已知可得f-1 =-1 3+3m -1 2+n -1 + m2=0,f′ -1 =3× -1 2+6m -1 +n=0,m=1,m=2,∴或n=3,n=9,m=1,时,f′(x)=3x2+6x+ 3=3(x+1)2≥0 恒成立与 x=- 1当n=3是极值点矛盾,m=2,时, f′(x)=3x2+12x+9=3(x+1)(x+3),当n=9显然 x=- 1 是极值点,吻合题意,∴m+n=11.答案: 119.右图是函数 y=f(x)的导函数的图像,给出下面四个判断.①f(x)在区间 [ -2,- 1]上是增函数;②x=-1 是 f(x)的极小值点;③ f (x)在区间 [ -1,2]上是增函数,在区间 [2,4] 上是减函数; ④x =3 是 f(x)的极小值点.其中,所有正确判断的序号是__________.剖析:由函数 y =f(x)的导函数的图像可知:(1) f (x)在区间 [ -2,- 1]上是减函数,在[ -1,2]上为增函数,在[2,4]上为减函数;(2) f (x)在 x =- 1 处获取极小值,在 x =2 处获取极大值.故②③正确.答案: ②③10.已知函数 f(x)=ax2+blnx 在 x =1 处有极值 12.(1)求 a ,b 的值;(2)判断函数 y =f(x)的单调性并求出单调区间.b剖析: (1)f ′(x)=2ax +x ,1又 f(x)在 x =1 处有极值 2,1 1∴ f 1 =2, 即a =2,f ′ 1 =0, 2a +b =0.1解得 a =2,b =- 1.1 2 (2)由(1)可知 f(x)=2x - lnx ,其定义域是 (0,+ ∞),且 f ′(x)= x-1= x +1 x -1 .xx令 f ′(x)=0,解得 x =1 或 x =- 1(舍去).当 x 变化时, f ′(x),f(x)的变化情况以下表:x(0,1)1(1,+∞)f′(x)-0+f(x)极小值所以函数 y=f(x)的单调减区间是 (0,1),单调增区间是 (1,+∞).B 级能力提升练11.[2014 ·安徽 ]设函数 f(x)=1+(1+a)x-x2-x3,其中 a> 0.(1)谈论 f(x)在其定义域上的单调性;(2)当 x∈[0,1] 时,求 f(x)获取最大值和最小值时的x 的值.剖析: (1)f(x)的定义域为 (-∞,+∞),f′(x)=1+a-2x-3x2.令 f′(x)=0,得 x1=-1- 4+3a,3-1+ 4+3ax2=3,x1<x2.所以 f′(x)=- 3(x-x1)(x-x2).当 x<x1或 x>x2时, f′(x)<0;当 x1<x<x2时, f′(x)>0.故 f(x)在(-∞,x1)和(x2,+∞)内单调递减,在(x1,x2)内单调递加.(2)因为 a>0,所以 x1<0,x2>0. ①当 a≥4 时, x2≥1.由(1)知, f(x)在[0,1] 上单调递加.所以 f(x)在 x=0 和 x= 1 处分别获取最小值和最大值.②当 0<a<4 时, x2<1.由(1)知, f(x)在[0,x2]上单调递加,在 [x2,1]上单调递减.-1+ 4+3a所以 f(x)在 x=x2=3处获取最大值.又 f(0)=1,f(1)=a,所以当 0<a<1 时, f(x)在 x=1 处获取最小;当 a=1 , f(x)在 x=0 和 x=1 同获取最小;当 1<a<4 , f(x)在 x=0 获取最小.e x212.[2014 山· ] 函数 f(x)=x2-k x+lnx (k 常数,e=2.718 28⋯是自然数的底数 ).(1)当 k≤0 ,求函数 f(x)的区;(2)若函数 f(x)在(0,2)内存在两个极点,求k 的取范.剖析: (1)函数 y=f(x)的定域 (0,+∞).f′(x)=2 x-2xe x22+1 x e4-k-x x xx xxe -2e k x-2x- 2 e x-kx=x3.由 k≤0 可得 e x-kx>0,所以当 x∈(0,2), f′(x)<0,函数 y=f(x)减,x∈ (2,+∞), f′(x)>0,函数 y=f(x)增.所以 f(x)的减区 (0,2),增区 (2,+∞ ).(2)由(1)知, k≤0 ,函数f(x)在(0,2)内减,故f(x)在(0,2)内不存在极点;当 k>0 ,函数 g(x)=e x-kx, k∈(0,+∞).因g′(x)=e x-k=e x-e lnk,当 0<k≤1 ,当 x∈(0,2), g′(x)=e x-k>0,y=g(x)增.故 f(x)在(0,2)内不存在两个极点;当 k>1 ,得 x∈(0,ln k), g′(k)<0,函数 y=g(x)减.x∈ (lnk,+∞)时, g′(x)>0,函数 y=g(x)单调递加.所以函数 y=g(x)的最小值为 g(lnk)=k(l -ln k).g 0 >0,g lnk <0,函数f(x)在 (0,2)内存在两个极值点当且仅当解得g 2 >0,0<lnk<2,e2e<k< 2,综上所述,函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点时, k 的取值范围为e2e,2 .。
开卷速查(六十二) 排列与组合
A 级 基础巩固练
1.现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张.从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同取法的种数为( )
A .232
B .252
C .472
D .484
解析:由题意可知,抽取的三张卡片可以分为两类,一类为不含红色的卡片,一类是含一张红色的卡片,第一类抽取法的种数为C 312-3C 34=208,第二类抽取法的种数为C 14·C 212=264,故而总的种数为208+264=472.
答案:C
2.将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有( )
A .12种
B .10种
C .9种
D .8种
解析:因为2名教师和4名学生按要求分成两组共有12C 12C 24种分法,
再分到甲、乙两地有12C 12C 24A 22=12种,所以选A .
答案:A
3.两人进行乒乓球比赛,先赢3局者获胜,决出胜负为止,则所有可能出现的情形(各人输赢局次的不同视为不同情形)共有( )
A.10种B.15种
C.20种D.30种
解析:分三种情况:恰好打3局,有2种情形;恰好打4局(一人前3局中赢2局,输1局,第4局赢),共有2C23=6(种)情形;恰好打5局(一人前4局中赢2局,输2局,第5局赢),共有2C24=12(种)情形.所有可能出现的情形共有2+6+12=20(种).
答案:C
4.新学期开始,某校接受6名师大毕业生到校学习,学校要把他们分配到三个年级,每个年级2人,其中甲必须在高一年级,乙和丙均不能在高三年级,则不同的安排种数为()
A.18 B.15
C.12 D.9
解析:先安排高三年级,从除甲、乙、丙的3人中选2人,有C23种选法;再安排高一年级,有C13种方法,最后安排高二年级,有C22种方法,由分步乘法计数原理,得共有C23C13C22=9(种)安排方法.答案:D
5.三位数中,如果十位上的数字比百位上的数字和个位上的数字都小,则称这个数为凹数,如524,746等都是凹数,那么,各个数位上无重复数字的三位凹数有()
A.72个B.120个
C.240个D.360个
解析:从0~9这10个数字中任选3个,有C310种,这三个数字组
成的凹数有A22个,故共有C310A22=240(个).
答案:C
6.用数字0,1,2,3组成数字可以重复的四位数,其中有且只有一个数字出现两次的四位数的个数为()
A.144 B.120
C.108 D.72
解析:若四位数中不含0,则有C13C24A22=36(种);若四位数中含有一个0,则有C13C13C23A12=54(种);若四位数中含有两个0,则有C23A23=18(种),∴共有36+54+18=108(种),选C.
答案:C
7.某工厂将甲、乙等五名新招聘员工分配到三个不同的车间,每个车间至少分配一名员工,且甲、乙两名员工必须分到同一个车间,则不同分法的种数为__________.
解析:若甲、乙分到的车间不再分人,则分法有C13×A22×C13=18种;若甲、乙分到的车间再分一人,则分法有3×A22×C13=18(种).所以满足题意的分法共有18+18=36(种).
答案:36
8.从5名外语系大学生中选派4名同学参加广州亚运会翻译、交通、礼仪三项义工活动,要求翻译有两人参加,交通和礼仪各有1人参加,则不同的选派方法共有__________种.
解析:本题可分三步完成.
第一步:先从5人中选出2名翻译,共C25种选法,
第二步:从剩余3人中选1名交通义工,共C13种选法,
第三步:从剩余两人中选1名礼仪义工,共C12种选法,
所以不同的选派方法共有C25C13C12=60(种).
答案:60
9.有一个不规则的六面体盒子(六个面大小不同),现要用红、黄、蓝三种颜色刷盒子的六个面,其中一种颜色刷3个面,一种颜色刷两个面,一种颜色刷1个面,则刷这个六面体盒子的刷法有__________种.
解析:可先分组后分配,即将6个面分成3,2,1三组共有C36C23C11种分组方法,然后每一组用三种颜色去刷,各有A33种,由分步计数原理可知共有C36C23C11·A33=360(种)刷法.
答案:360
10.用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的数:
(1)能组成多少个五位数?
(2)能组成多少个正整数?
(3)能组成多少个六位奇数?
(4)能组成多少个能被25整除的四位数?
解析:(1)因为万位上数字不能是0,所以万位数字的选法有A15种,其余四位上的排法有A45种,所以共可组成A15A45=600(个)五位数.
(2)组成的正整数,可以是一位、两位、三位、四位、五位、六位数,相应的排法种数依次为A15,A15A15,A15A25,A15A35,A15A45,A15A55,所以可组成A15+A15A15+A15A25+A15A35+A15A45+A15A55=1 630(个)正整
数.
(3)首位与个位的位置是特殊位置,0,1,3,5是特殊元素,先选个位数字,有A13种不同的选法;再考虑首位,有A14种不同的选法,其余四个位置的排法有A44种.
所以能组成A13A14A44=288(个)六位奇数.
(4)能被25整除的四位数的特征是最后两位数字是25或50,这两种形式的四位数依次有A13·A13和A24个,
所以,能组成A13A13+A24=21(个)能被25整除的四位数.
B级能力提升练
11.从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a,b,共可得到lg a-lg b的不同值的个数是()
A.9个B.10个
C.18个D.20个
解析:记基本事件为(a,b),则基本事件空间Ω={(1,3),(1,5),(1,7),(1,9),(3,1),(3,5),(3,7),(3,9),(5,1),(5,3),(5,7),(5,9),(7,1),(7,3),(7,5),(7,9),(9,1),(9,3),(9,5),(9,7)}共有20个基本事件,而lg a-lg b
=lg a
b,其中基本事件(1,3),(3,9)和(3,1),(9,3)使lg a
b的值相等,则不同值的个数为20-2=18(个),故选C项.
答案:C
12.[2015·江西景德镇质检]工人在安装一个正六边形零件时,需要固定如图所示的六个位置的螺丝,第一阶段,首先随意拧一个螺丝,接着拧它对角线上(距离它最远的,下同)螺丝,再随意拧第三个螺丝,第四个也拧它对角线上螺丝,第五个和第六个以此类推,但每个螺丝都不要拧死;第二阶段,将每个螺丝拧死,但不能连续拧相邻的2个螺丝,则不同的固定方式有__________种.
解析:第一阶段,先随意拧一个螺丝,接着拧它对角线上的,有C16种方法,再随意拧第三个螺丝,和其对角线上的,有C14种方法,然后随意拧第五个螺丝,和其对角线上的,有C12种方法;第二阶段:先随意拧一个螺丝,有C16种方法,再随意拧不相邻的,若拧的是对角线上的,则还有4种拧法,若拧的是不相邻斜对角上的,则还有6种拧法.完成上述过程分类进行,所以总共的固定方式有C16C14C12C16×(4+6)=2 880种.
答案:2 880
13.将A,B,C,D,E,F六个字母排成一排,且A,B均在C 的同侧,则不同的排法共有________种(用数字作答).
解析:如图六个位置123456.若C放在第一个位置,则满足条件的排法共有A55种情况;若C放在第2个位置,则从3,4,5,6共4个
位置中选2个位置排A,B,再在余下的3个位置排D,E,F,共A24A33种排法;若C放在第3个位置,则可在1,2两个位置排A,B,其余位置排D,E,F,则共有A22A33种排法或在4,5,6,共3个位置中选2个位置排A,B,再在其余3个位置排D,E,F,共有A23A33种排法;若C 放在第4个位置,则有A22A33+A23A33种排法;若C放在第5个位置,则有A24A33种排法;若C放在第6个位置,则有A55种排法.
综上,共有2(A55+A24A33+A23A33+A22A33)=480(种)排法.
答案:480
14.有6本不同的书按下列分配方式分配,问共有多少种不同的分配方式?
(1)分成1本、2本、3本三组;
(2)分给甲、乙、丙三人,其中一人1本,一人2本,一人3本;
(3)分成每组都是2本的三组;
(4)分给甲、乙、丙三人,每人2本.
解析:(1)分三步:先选一本有C16种选法;再从余下的5本中选2本有C25种选法;对于余下的三本全选有C33种选法,由分步乘法计数原理知有C16C25C33=60(种)选法.
(2)由于甲、乙、丙是不同的三人,在(1)的基础上,还应考虑再分配的问题,因此共有C16C25C33A33=360(种)选法.
(3)先分三步,则应是C26C24C22种选法,但是这里面出现了重复,不妨记6本书分别为A、B、C、D、E、F,若第一步取了(AB,CD,EF),
则C 26C 24C 22种分法中还有(AB 、EF 、CD),(CD 、AB 、EF)、(CD 、EF 、
AB)、(EF 、CD 、AB)、(EF 、AB 、CD)共有A 33种情况,而且这A 33种情
况仅是AB 、CD 、EF 的顺序不同,因此,只算作一种情况,故分配方
式有C 26C 24C 22A 33
=15(种). (4)在问题(3)的基础上再分配,故分配方式有
C 26C 24C 22A 33
·A 33=C 26C 24C 22=90(种).。