最新高三教案-2018年高考第一轮复习数学:2018.3组合1 精品
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第1讲集合最新考纲 1.了解集合的含义,体会元素与集合的属于关系;能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题;2.理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集;在具体情境中了解全集与空集的含义;3.理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集;理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集;能使用韦恩(Venn)图表达集合间的基本关系及集合的基本运算.知识梳理1.元素与集合(1)集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.(2)元素与集合的关系是属于或不属于,表示符号分别为∈和∉.(3)集合的三种表示方法:列举法、描述法、图示法.2.集合间的基本关系(1)子集:若对任意x∈A,都有x∈B,则A⊆B或B⊇A.(2)真子集:若A⊆B,且集合B中至少有一个元素不属于集合A,则A B或B A.(3)相等:若A⊆B,且B⊆A,则A=B.(4)空集的性质:∅是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集.3.集合的基本运算集合的并集集合的交集集合的补集符号表示A∪B A∩B 若全集为U,则集合A的补集为∁U A图形表示集合表示{x|x∈A,或x∈B}{x|x∈A,且x∈B}{x|x∈U,且x∉A}4.(1)若有限集A 中有n 个元素,则A 的子集有2n 个,真子集有2n -1个. (2)子集的传递性:A ⊆B ,B ⊆C ⇒A ⊆C . (3)A ⊆B ⇔A ∩B =A ⇔A ∪B =B .(4)∁U (A ∩B )=(∁U A )∪(∁U B ),∁U (A ∪B )=(∁U A )∩(∁U B ).诊 断 自 测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”) 精彩PPT 展示(1)任何集合都有两个子集.( )(2)已知集合A ={x |y =x 2},B ={y |y =x 2},C ={(x ,y )|y =x 2},则A =B =C .( ) (3)若{x 2,1}={0,1},则x =0,1.( ) (4)若A ∩B =A ∩C ,则B =C .( )解析 (1)错误.空集只有一个子集,就是它本身,故该说法是错误的.(2)错误.集合A 是函数y =x 2的定义域,即A =(-∞,+∞);集合B 是函数y =x 2的值域,即B =[0,+∞);集合C 是抛物线y =x 2上的点集.因此A ,B ,C 不相等. (3)错误.当x =1,不满足互异性. (4)错误.当A =∅时,B ,C 可为任意集合. 答案 (1)× (2)× (3)× (4)×2.(必修1P7练习2改编)若集合A ={x ∈N |x ≤10},a =22,则下列结论正确的是( ) A.{a }⊆AB.a ⊆AC.{a }∈AD.a ∉A解析 由题意知A ={0,1,2,3},由a =22,知a ∉ A . 答案 D3.(2016·全国Ⅰ卷)设集合A ={x |x 2-4x +3<0},B ={x |2x -3>0},则A ∩B =________. A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,-32 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫-3,32 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32D.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,3 解析 易知A =(1,3),B =⎝ ⎛⎭⎪⎫32,+∞,所以A ∩B =⎝ ⎛⎭⎪⎫32,3.答案 D4.(2017·石家庄模拟)设全集U ={x |x ∈N *,x <6},集合A ={1,3},B ={3,5},则∁U (A ∪B )等于( ) A.{1,4} B.{1,5} C.{2,5}D.{2,4}解析 由题意得A ∪B ={1,3}∪{3,5}={1,3,5}.又U ={1,2,3,4,5},∴∁U (A ∪B )={2,4}. 答案 D5.已知集合A ={(x ,y )|x ,y ∈R ,且x 2+y 2=1},B ={(x ,y )|x ,y ∈R ,且y =x },则A ∩B 的元素个数为________.解析 集合A 表示圆心在原点的单位圆,集合B 表示直线y =x ,易知直线y =x 和圆x 2+y 2=1相交,且有2个交点,故A ∩B 中有2个元素. 答案 2考点一 集合的基本概念【例1】 (1)已知集合A ={0,1,2},则集合B ={x -y |x ∈A ,y ∈A }中元素的个数是( ) A.1B.3C.5D.9(2)若集合A ={x ∈R |ax 2-3x +2=0}中只有一个元素,则a =( ) A.92B.98C.0D.0或98解析 (1)当x =0,y =0,1,2时,x -y =0,-1,-2; 当x =1,y =0,1,2时,x -y =1,0,-1; 当x =2,y =0,1,2时,x -y =2,1,0.根据集合中元素的互异性可知,B 的元素为-2,-1,0,1,2,共5个.(2)若集合A 中只有一个元素,则方程ax 2-3x +2=0只有一个实根或有两个相等实根. 当a =0时,x =23,符合题意;当a ≠0时,由Δ=(-3)2-8a =0,得a =98, 所以a 的取值为0或98. 答案 (1)C (2)D规律方法 (1)第(1)题易忽视集合中元素的互异性误选D.第(2)题集合A 中只有一个元素,要分a =0与a ≠0两种情况进行讨论,此题易忽视a =0的情形.(2)用描述法表示集合,先要弄清集合中代表元素的含义,再看元素的限制条件,明确集合类型,是数集、点集还是其他的集合.【训练1】 (1)设a ,b ∈R ,集合{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,ba ,b ,则b -a =________.(2)已知集合A ={x ∈R |ax 2+3x -2=0},若A =∅,则实数a 的取值范围为________.解析(1)因为{1,a +b ,a }=⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,b a ,b ,a ≠0, 所以a +b =0,且b =1,所以a =-1,b =1,所以b -a =2. (2)由A =∅知方程ax 2+3x -2=0无实根, 当a =0时,x =23不合题意,舍去; 当a ≠0时,Δ=9+8a <0,∴a <-98. 答案 (1)2 (2)⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-98考点二 集合间的基本关系【例2】 (1)已知集合A ={x |y =1-x 2,x ∈R },B ={x |x =m 2,m ∈A },则( ) A.A B B.B A C.A ⊆B D.B =A(2)已知集合A ={x |-2≤x ≤7},B ={x |m +1<x <2m -1},若B ⊆A ,则实数m 的取值范围是________.解析 (1)易知A ={x |-1≤x ≤1}, 所以B ={x |x =m 2,m ∈A }={x |0≤x ≤1}. 因此B A .(2)当B =∅时,有m +1≥2m -1,则m ≤2. 当B ≠∅时,若B ⊆A ,如图.则⎩⎨⎧m +1≥-2,2m -1≤7,m +1<2m -1,解得2<m ≤4.综上,m 的取值范围为(-∞,4]. 答案 (1)B (2)(-∞,4]规律方法 (1)若B ⊆A ,应分B =∅和B ≠∅两种情况讨论.(2)已知两个集合间的关系求参数时,关键是将两个集合间的关系转化为元素或区间端点间的关系,进而转化为参数满足的关系.解决这类问题常常要合理利用数轴、Venn 图,化抽象为直观进行求解.【训练2】 (1)(2017·长郡中学质检)若集合A ={x |x >0},且B ⊆A ,则集合B 可能是( ) A.{1,2}B.{x |x ≤1}C.{-1,0,1}D.R(2)(2016·郑州调研)已知集合A={x|x=x2-2,x∈R},B={1,m},若A⊆B,则m的值为()A.2B.-1C.-1或2D.2或2解析(1)因为A={x|x>0},且B⊆A,再根据选项A,B,C,D可知选项A正确.(2)由x=x2-2,得x=2,则A={2}.因为B={1,m}且A⊆B,所以m=2.答案(1)A(2)A考点三集合的基本运算【例3】(1)(2015·全国Ⅰ卷)已知集合A={x|x=3n+2,n∈N},B={6,8,10,12,14},则集合A∩B中元素的个数为()A.5B.4C.3D.2(2)(2016·浙江卷)设集合P={x∈R|1≤x≤3},Q={x∈R|x2≥4},则P∪(∁R Q)=()A.[2,3]B.(-2,3]C.[1,2)D.(-∞,-2)∪[1,+∞)解析(1)集合A中元素满足x=3n+2,n∈N,即被3除余2,而集合B中满足这一要求的元素只有8和14.共2个元素.(2)易知Q={x|x≥2或x≤-2}.∴∁R Q={x|-2<x<2},又P={x|1≤x≤3},故P∪(∁R Q)={x|-2<x≤3}.答案(1)D(2)B规律方法(1)在进行集合的运算时要尽可能地借助Venn图和数轴使抽象问题直观化.(2)一般地,集合元素离散时用Venn图表示;集合元素连续时用数轴表示,用数轴表示时要注意端点值的取舍.【训练3】(1)(2017·石家庄模拟)设集合M={-1,1},N={x|x2-x<6},则下列结论正确的是()A.N⊆MB.N∩M=∅C.M⊆ND.M∩N=R(2)(2016·山东卷)设集合U={1,2,3,4,5,6},A={1,3,5},B={3,4,5},则∁U(A∪B)=()A.{2,6}B.{3,6}C.{1,3,4,5}D.{1,2,4,6}解析(1)易知N=(-2,3),且M={-1,1},∴M⊆N.(2)∵A={1,3,5},B={3,4,5},∴A∪B={1,3,4,5},又全集U={1,2,3,4,5,6},因此∁U(A∪B)={2,6}.答案(1)C(2)A[思想方法]1.集合中的元素的三个特征,特别是无序性和互异性在解题时经常用到.解题后要进行检验,要重视符号语言与文字语言之间的相互转化.2.对连续数集间的运算,借助数轴的直观性,进行合理转化;对已知连续数集间的关系,求其中参数的取值范围时,要注意单独考察等号能否取到.3.对离散的数集间的运算,或抽象集合间的运算,可借助Venn图.这是数形结合思想的又一体现.[易错防范]1.集合问题解题中要认清集合中元素的属性(是数集、点集还是其他类型集合),要对集合进行化简.2.空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集,时刻关注对空集的讨论,防止漏解.3.解题时注意区分两大关系:一是元素与集合的从属关系;二是集合与集合的包含关系.4.Venn图图示法和数轴图示法是进行集合交、并、补运算的常用方法,其中运用数轴图示法时要特别注意端点是实心还是空心.基础巩固题组(建议用时:25分钟)一、选择题1.(2015·全国Ⅱ卷)已知集合A={1,2,3},B={2,3},则()A.A=BB.A∩B=∅C.A BD.B A解析∵A={1,2,3},B={2,3},∴2,3∈A且2,3∈B,1∈A但1∉B,∴B A.答案 D2.(2016·全国Ⅱ卷)已知集合A={1,2,3},B={x|(x+1)·(x-2)<0,x∈Z},则A∪B=()A.{1}B.{1,2}C.{0,1,2,3}D.{-1,0,1,2,3}解析由(x+1)(x-2)<0,得-1<x<2,又x∈Z,所以B={0,1},因此A∪B={0,1,2,3}. 答案 C3.(2017·肇庆模拟)已知集合A={x|lg x>0},B={x|x≤1},则()A.A∩B≠∅B.A∪B=RC.B⊆AD.A⊆B解析由B={x|x≤1},且A={x|lg x>0}=(1,+∞),∴A∪B=R.答案 B4.已知集合P={x|x2≤1},M={a}.若P∪M=P,则a的取值范围是()A.(-∞,-1]B.[1,+∞)C.[-1,1]D.(-∞,-1]∪[1,+∞)解析因为P∪M=P,所以M⊆P,即a∈P,得a2≤1,解得-1≤a≤1,所以a的取值范围是[-1,1].答案 C5.(2016·山东卷)设集合A={y|y=2x,x∈R},B={x|x2-1<0},则A∪B=()A.(-1,1)B.(0,1)C.(-1,+∞)D.(0,+∞)解析由y=2x,x∈R,知y>0,则A=(0,+∞).又B={x|x2-1<0}=(-1,1).因此A∪B=(-1,+∞).答案 C6.(2016·浙江卷)已知全集U={1,2,3,4,5,6},集合P={1,3,5},Q={1,2,4},则(∁U P)∪Q=()A.{1}B.{3,5}C.{1,2,4,6}D.{1,2,3,4,5}解析∵U={1,2,3,4,5,6},P={1,3,5},∴∁U P={2,4,6},∵Q={1,2,4},∴(∁U P)∪Q={1,2,4,6}.答案 C7.若x∈A,则1x∈A,就称A是伙伴关系集合,集合M=⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,0,12,2,3的所有非空子集中具有伙伴关系的集合的个数是()A.1B.3C.7D.31解析 具有伙伴关系的元素组是-1,12,2,所以具有伙伴关系的集合有3个:{-1},⎩⎨⎧⎭⎬⎫12,2,⎩⎨⎧⎭⎬⎫-1,12,2.答案 B8.已知全集U =R ,A ={x |x ≤0},B ={x |x ≥1},则集合∁U (A ∪B )=( ) A.{x |x ≥0} B.{x |x ≤1} C.{x |0≤x ≤1}D.{x |0<x <1}解析 ∵A ={x |x ≤0},B ={x |x ≥1},∴A ∪B ={x |x ≤0或x ≥1},在数轴上表示如图. ∴∁U (A ∪B )={x |0<x <1}. 答案 D 二、填空题9.已知集合A ={x |x 2-2x +a >0},且1∉A ,则实数a 的取值范围是________. 解析 ∵1∉{x |x 2-2x +a >0}, ∴1∈{x |x 2-2x +a ≤0}, 即1-2+a ≤0,∴a ≤1. 答案 (-∞,1]10.(2016·天津卷)已知集合A ={1,2,3},B ={y |y =2x -1,x ∈A },则A ∩B =________. 解析 由A ={1,2,3},B ={y |y =2x -1,x ∈A },∴B ={1,3,5},因此A ∩B ={1,3}. 答案 {1,3}11.集合A ={x |x <0},B ={x |y =lg[x (x +1)]},若A -B ={x |x ∈A ,且x ∉B },则A -B =________. 解析 由x (x +1)>0,得x <-1或x >0, ∴B =(-∞,-1)∪(0,+∞), ∴A -B =[-1,0). 答案 [-1,0)12.(2017·石家庄质检)已知集合A ={x |x 2-2 016x -2 017≤0},B ={x |x <m +1},若A ⊆B ,则实数m 的取值范围是________.解析 由x 2-2 016x -2 017≤0,得A =[-1,2 017], 又B ={x |x <m +1},且A ⊆B ,所以m +1>2 017,则m >2 016. 答案 (2 016,+∞)能力提升题组 (建议用时:10分钟)13.(2016·全国Ⅲ卷改编)设集合S ={x |(x -2)(x -3)≥0},T ={x |x >0},则(∁R S )∩T =( ) A.[2,3] B.(-∞,-2)∪[3,+∞) C.(2,3)D.(0,+∞)解析 易知S =(-∞,2]∪[3,+∞),∴∁R S =(2,3), 因此(∁R S )∩T =(2,3). 答案 C14.(2016·黄山模拟)集合U =R ,A ={x |x 2-x -2<0},B ={x |y =ln(1-x )},则图中阴影部分所表示的集合是( ) A.{x |x ≥1} B.{x |1≤x <2} C.{x |0<x ≤1}D.{x |x ≤1}解析 易知A =(-1,2),B =(-∞,1),∴∁U B =[1,+∞),A ∩(∁U B )=[1,2).因此阴影部分表示的集合为A ∩(∁U B )={x |1≤x <2}. 答案 B15.(2017·南昌十所省重点中学模拟)设集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈N |14≤2x ≤16,B ={x |y =ln(x 2-3x )},则A ∩B 中元素的个数是________. 解析 由14≤2x ≤16,x ∈N ,∴x =0,1,2,3,4,即A ={0,1,2,3,4}. 又x 2-3x >0,知B ={x |x >3或x <0}, ∴A ∩B ={4},即A ∩B 中只有一个元素. 答案 116.已知集合A ={x ∈R ||x +2|<3},集合B ={x ∈R |(x -m )(x -2)<0},且A ∩B =(-1,n ),则m +n =________.解析 A ={x ∈R ||x +2|<3}={x ∈R |-5<x <1}, 由A ∩B =(-1,n )可知m <1,则B ={x |m <x <2},画出数轴,可得m =-1,n =1.所以m+n=0.答案0第2讲命题及其关系、充分条件与必要条件最新考纲 1.理解命题的概念,了解“若p,则q”形式的命题及其逆命题、否命题与逆否命题,会分析四种命题的相互关系;2.理解必要条件、充分条件与充要条件的含义.知识梳理1.命题用语言、符号或式子表达的,可以判断真假的陈述句叫做命题,其中判断为真的语句叫做真命题,判断为假的语句叫做假命题.2.四种命题及其相互关系(1)四种命题间的相互关系(2)四种命题的真假关系①两个命题互为逆否命题,它们具有相同的真假性.②两个命题为互逆命题或互否命题时,它们的真假性没有关系.3.充分条件、必要条件与充要条件的概念若p⇒q,则p是q的充分条件,q是p的必要条件p是q的充分不必要条件p⇒q且q pp是q的必要不充分条件p且q⇒pp是q的充要条件p⇔qp是q的既不充分也不必要条件p q且q p诊断自测1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)精彩PPT展示(1)“x2+2x-3<0”是命题.()(2)命题“若p,则q”的否命题是“若p,则綈q”.()(3)当q是p的必要条件时,p是q的充分条件.()(4)“若p不成立,则q不成立”等价于“若q成立,则p成立”.() 解析(1)错误.该语句不能判断真假,故该说法是错误的.(2)错误.否命题既否定条件,又否定结论.答案(1)×(2)×(3)√(4)√2.(教材练习改编)命题“若α=π4,则tanα=1”的逆否命题是()A.若α≠π4,则tanα≠1 B.若α=π4,则tanα≠1C.若tan α≠1,则α≠π4 D.若tanα≠1,则α=π4解析命题“若p,则q”的逆否命题是“若綈q,则綈p”,显然綈q:tan α≠1,綈p:α≠π4,所以该命题的逆否命题是“若tanα≠1,则α≠π4”.答案 C3.(2016·天津卷)设x>0,y∈R,则“x>y”是“x>|y|”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x>y x>|y|(如x=1,y=-2).但x>|y|时,能有x>y.∴“x>y”是“x>|y|”的必要不充分条件.答案 C4.命题“若a>-3,则a>-6”以及它的逆命题、否命题、逆否命题中假命题的个数为()A.1B.2C.3D.4解析原命题正确,从而其逆否命题也正确;其逆命题为“若a>-6,则a>-3”是假命题,从而其否命题也是假命题.因此四个命题中有2个假命题.答案 B5.(2017·大连双基检测)已知函数f(x)的定义域为R,则命题p:“函数f(x)为偶函数”是命题q:“∃x0∈R,f(x0)=f(-x0)”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若f(x)为偶函数,则有f(x)=f(-x),所以p⇒q;若f(x)=x,当x=0时,f(0)=f(-0),而f(x)=x为奇函数,所以q p.∴“命题p”是“命题q”的充分不必要条件.答案 A考点一四种命题的关系及其真假判断【例1】(1)命题“若x2-3x-4=0,则x=4”的逆否命题及其真假性为()A.“若x=4,则x2-3x-4=0”为真命题B.“若x≠4,则x2-3x-4≠0”为真命题C.“若x≠4,则x2-3x-4≠0”为假命题D.“若x=4,则x2-3x-4=0”为假命题(2)原命题为“若z1,z2互为共轭复数,则|z1|=|z2|”,关于其逆命题、否命题、逆否命题真假性的判断依次如下,正确的是()A.真、假、真B.假、假、真C.真、真、假D.假、假、假解析(1)根据逆否命题的定义可以排除A,D;由x2-3x-4=0,得x=4或-1,所以原命题为假命题,所以其逆否命题也是假命题.(2)由共轭复数的性质,|z1|=|z2|,∴原命题为真,因此其逆否命题为真;取z1=1,z2=i,满足|z1|=|z2|,但是z1,z2不互为共轭复数,∴其逆命题为假,故其否命题也为假.答案(1)C(2)B规律方法(1)由原命题写出其他三种命题,关键要分清原命题的条件和结论,如果命题不是“若p,则q”的形式,应先改写成“若p,则q”的形式;如果命题有大前提,写其他三种命题时需保留大前提不变.(2)判断一个命题为真命题,要给出推理证明;判断一个命题为假命题,只需举出反例.(3)根据“原命题与逆否命题同真同假,逆命题与否命题同真同假”这一性质,当一个命题直接判断不易进行时,可转化为判断其等价命题的真假.【训练1】已知:命题“若函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是增函数,则m≤1”,则下列结论正确的是()A.否命题是“若函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是减函数,则m>1”,是真命题B.逆命题是“若m≤1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是增函数”,是假命题C.逆否命题是“若m>1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是减函数”,是真命题D.逆否命题是“若m>1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上不是增函数”,是真命题解析由f(x)=e x-mx在(0,+∞)上是增函数,则f′(x)=e x-m≥0恒成立,∴m≤1.因此原命题是真命题,所以其逆否命题“若m>1,则函数f(x)=e x-mx在(0,+∞)上不是增函数”是真命题.答案 D考点二充分条件与必要条件的判定【例2】(1)函数f(x)在x=x0处导数存在.若p:f′(x0)=0;q:x=x0是f(x)的极值点,则()A.p是q的充分必要条件B.p是q的充分条件,但不是q的必要条件C.p是q的必要条件,但不是q的充分条件D.p既不是q的充分要件,也不是q的必要条件(2)(2017·衡阳一模)“a=1”是“直线ax+y+1=0与直线(a+2)x-3y-2=0垂直”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(1)由极值的定义,q⇒p,但p q.例如f(x)=x3,在x=0处f′(0)=0,f(x)=x3是增函数,x=0不是函数f(x)=x3的极值点.因此p是q的必要不充分条件.(2)直线ax+y+1=0与直线(a+2)x-3y-2=0垂直的充要条件为a(a+2)+1×(-3)=0,解得a=1或-3,故“a=1”是“直线ax+y+1=0与直线(a+2)x-3y-2=0垂直”的充分不必要条件.答案(1)C(2)B规律方法充要条件的三种判断方法(1)定义法:根据p⇒q,q⇒p进行判断.(2)集合法:根据使p,q成立的对象的集合之间的包含关系进行判断.(3)等价转化法:根据一个命题与其逆否命题的等价性,把判断的命题转化为其逆否命题进行判断.这个方法特别适合以否定形式给出的问题,如“xy≠1”是“x≠1或y≠1”的何种条件,即可转化为判断“x=1且y=1”是“xy=1”的何种条件.【训练2】(2016·山东卷)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内,则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析由题意知a⊂α,b⊂β,若a,b相交,则a,b有公共点,从而α,β有公共点,可得出α,β相交;反之,若α,β相交,则a,b的位置关系可能为平行、相交或异面.因此“直线a 和直线b 相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件. 答案 A考点三 充分条件、必要条件的应用(典例迁移)【例3】 (经典母题)已知P ={x |x 2-8x -20≤0},非空集合S ={x |1-m ≤x ≤1+m }.若x ∈P 是x ∈S 的必要条件,求m 的取值范围. 解 由x 2-8x -20≤0,得-2≤x ≤10, ∴P ={x |-2≤x ≤10}. ∵x ∈P 是x ∈S 的必要条件, 则S ⊆P .∴⎩⎨⎧1-m ≥-2,1+m ≤10,解得m ≤3.又∵S 为非空集合,∴1-m ≤1+m ,解得m ≥0. 综上,可知m ≥0≤3时,x ∈P 是x ∈S 的必要条件.【迁移探究1】 本例条件不变,问是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充要条件? 解 由例题知P ={x |-2≤x ≤10}. 若x ∈P 是x ∈S 的充要条件,则P =S , ∴⎩⎨⎧1-m =-2,1+m =10,∴⎩⎨⎧m =3,m =9,这样的m 不存在.【迁移探究2】 本例条件不变,若綈P 是綈S 的必要不充分条件,求实数m 的取值范围. 解 由例题知P ={x |-2≤x ≤10}.∵綈P 是綈S 的必要不充分条件,∴P 是S 的充分不必要条件, ∴P ⇒S 且S P .∴[-2,10][1-m ,1+m ]. ∴⎩⎨⎧1-m ≤-2,1+m >10或⎩⎨⎧1-m <-2,1+m ≥10, ∴m ≥9,则m 的取值范围是[9,+∞).规律方法 充分条件、必要条件的应用,一般表现在参数问题的求解上.解题时需注意: (1)把充分条件、必要条件或充要条件转化为集合之间的关系,然后根据集合之间的关系列出关于参数的不等式(或不等式组)求解; (2)要注意区间端点值的检验.【训练3】 ax 2+2x +1=0只有负实根的充要条件是________.解析 当a =0时,原方程为一元一次方程2x +1=0,有一个负实根x =-12.当a ≠0时,原方程为一元二次方程, 又ax 2+2x +1=0只有负实根,所以有⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4-4a ≥0,-2a<0,1a >0,即0<a ≤1.综上,方程只有负根的充要条件是0≤a ≤1.答案 0≤a ≤1[思想方法]1.写出一个命题的逆命题、否命题及逆否命题的关键是分清原命题的条件和结论,然后按定义来写;在判断原命题、逆命题、否命题以及逆否命题的真假时,要借助原命题与其逆否命题同真或同假,逆命题与否命题同真或同假来判定.2.充要条件的几种判断方法(1)定义法:直接判断若p 则q 、若q 则p 的真假.(2)等价法:即利用A ⇒B 与綈B ⇒綈A ;B ⇒A 与綈A ⇒綈B ;A ⇔B 与綈B ⇔綈A 的等价关系,对于条件或结论是否定形式的命题,一般运用等价法.(3)利用集合间的包含关系判断:设A ={x |p (x )},B ={x |q (x )};若A⊆B ,则p 是q 的充分条件或q 是p 的必要条件;若A B ,则p 是q 的充分不必要条件,若A =B ,则p 是q 的充要条件. [易错防范]1.当一个命题有大前提而要写出其他三种命题时,必须保留大前提.2.判断命题的真假及写四种命题时,一定要明确命题的结构,可以先把命题改写成“若p ,则q ”的形式.3.判断条件之间的关系要注意条件之间关系的方向,正确理解“p 的一个充分而不必要条件是q ”等语言.基础巩固题组 (建议用时:25分钟)一、选择题1.(2015·山东卷)设m ∈R, 命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆否命题是( ) A.若方程x 2+x -m =0有实根,则m >0B.若方程x2+x-m=0有实根,则m≤0C.若方程x2+x-m=0没有实根,则m>0D.若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0解析根据逆否命题的定义,命题“若m>0,则方程x2+x-m=0有实根”的逆否命题是“若方程x2+x-m=0没有实根,则m≤0”.答案 D2.“x=1”是“x2-2x+1=0”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因为x2-2x+1=0有两个相等的实数根为x=1,所以“x=1”是“x2-2x+1=0”的充要条件.答案 A3.设α,β是两个不同的平面,m是直线且m⊂α,则“m∥β”是“α∥β”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件解析m⊂α,m∥βα∥β,但m⊂α,α∥β⇒m∥β,∴“m∥β”是“α∥β”的必要不充分条件.答案 B4.(2017·安徽江南十校联考)“a=0”是“函数f(x)=sin x-1x+a为奇函数”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析显然a=0时,f(x)=sin x-1x为奇函数;当f(x)为奇函数时,f(-x)+f(x)=0.又f(-x)+f(x)=sin(-x)-1-x+a+sin x-1x+a=0.因此2a=0,故a=0.所以“a=0”是“函数f(x)为奇函数”的充要条件.答案 C5.下列结论错误的是()A.命题“若x2-3x-4=0,则x=4”的逆否命题为“若x≠4,则x2-3x-4≠0”B.“x=4”是“x2-3x-4=0”的充分条件C.命题“若m >0,则方程x 2+x -m =0有实根”的逆命题为真命题D.命题“若m 2+n 2=0,则m =0且n =0”的否命题是“若m 2+n 2≠0,则m ≠0或n ≠0” 解析 C 项命题的逆命题为“若方程x 2+x -m =0有实根,则m >0”.若方程有实根,则Δ=1+4m ≥0,即m ≥-14,不能推出m >0.所以不是真命题. 答案 C6.设x ∈R ,则“1<x <2”是“|x -2|<1”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析 由|x -2|<1,得1<x <3,所以1<x <2⇒1<x <3;但1<x <31<x <2.所以“1<x <2”是“|x -2|<1”的充分不必要条件. 答案 A7.已知命题p :x 2+2x -3>0;命题q :x >a ,且綈q 的一个充分不必要条件是綈p ,则a 的取值范围是( ) A.[1,+∞) B.(-∞,1] C.[-1,+∞)D.(-∞,-3]解析 由x 2+2x -3>0,得x <-3或x >1,由綈q 的一个充分不必要条件是綈p ,可知綈p 是綈q 的充分不必要条件,等价于q 是p 的充分不必要条件.故a ≥1. 答案 A8.(2017·佛山模拟)已知a ,b 都是实数,那么“a >b ”是“ln a >ln 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 由ln a >ln b ⇒a >b >0⇒a >b ,故必要性成立.当a =1,b =0时,满足a >b ,但ln b 无意义,所以ln a >ln b 不成立,故充分性不成立. 答案 B 二、填空题9.“若a ≤b ,则ac 2≤bc 2”,则命题的原命题、逆命题、否命题和逆否命题中真命题的个数是________.解析 其中原命题和逆否命题为真命题,逆命题和否命题为假命题. 答案 210.“sin α=cos α”是“cos 2α=0”的________条件. 解析 cos 2α=0等价于cos 2α-sin 2α=0,即cos α=±sin α.由cos α=sin α得到cos 2α=0;反之不成立.∴“sin α=cos α”是“cos 2α=0”的充分不必要条件. 答案 充分不必要11.已知命题p :a ≤x ≤a +1,命题q :x 2-4x <0,若p 是q 的充分不必要条件,则a 的取值范围是________.解析 令M ={x |a ≤x ≤a +1},N ={x |x 2-4x <0}={x |0<x <4}. ∵p 是q 的充分不必要条件,∴M N , ∴⎩⎨⎧a >0,a +1<4,解得0<a <3. 答案 (0,3) 12.有下列几个命题:①“若a >b ,则a 2>b 2”的否命题;②“若x +y =0,则x ,y 互为相反数”的逆命题;③“若x 2<4,则-2<x <2”的逆否命题. 其中真命题的序号是________.解析 ①原命题的否命题为“若a ≤b ,则a 2≤b 2”错误.②原命题的逆命题为:“若x ,y 互为相反数,则x +y =0”正确.③原命题的逆否命题为“若x ≥2或x ≤-2,则x 2≥4”正确. 答案 ②③能力提升题组 (建议用时:10分钟)13.(2016·四川卷)设p :实数x ,y 满足(x -1)2+(y -1)2≤2,q :实数x ,y 满足⎩⎨⎧y ≥x -1,y ≥1-x ,y ≤1,则p是q 的( ) A.必要不充分条件 B.充分不必要条件 C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析 如图作出p ,q 表示的区域,其中⊙M 及其内部为p 表示的区域,△ABC 及其内部(阴影部分)为q 表示的区域. 故p 是q 的必要不充分条件.答案 A14.(2017·南昌十所省重点中学联考)已知m ∈R ,“函数y =2x +m -1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析 由y =2x +m -1=0,得m =1-2x ,则m <1. 由于函数y =log m x 在(0,+∞)上是减函数, 所以0<m <1.因此“函数y =2x +m -1有零点”是“函数y =log m x 在(0,+∞)上为减函数”的必要不充分条件. 答案 B15.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,+∞)16.(2017·临沂模拟)下列四个结论中正确的是________(填序号).①“x 2+x -2>0”是“x >1”的充分不必要条件;②命题:“∀x ∈R ,sin x ≤1”的否定是“∃x 0∈R ,sin x 0>1”;③“若x =π4,则tan x =1”的逆命题为真命题;④若f (x )是R 上的奇函数,则f (log 32)+f (log 23)=0.解析 ①中“x 2+x -2>0”是“x >1”的必要不充分条件,故①错误.对于②,命题:“∀x ∈R ,sin x ≤1”的否定是“∃x 0∈R ,sin x 0>1”,故②正确.对于③,“若x =π4,则tan x =1”的逆命题为“若tan x =1,则x =π4”,其为假命题,故③错误.对于④,若f(x)是R上的奇函数,则f(-x)+f(x)=0,∵log32=1log23≠-log32,∴log32与log23不互为相反数,故④错误.答案②第3讲简单的逻辑联结词、全称量词与存在量词最新考纲 1.了解逻辑联结词“或”、“且”、“非”的含义;2.理解全称量词与存在量词的意义;3.能正确地对含有一个量词的命题进行否定.知识梳理1.简单的逻辑联结词(1)命题中的且、或、非叫做逻辑联结词.(2)命题p且q、p或q、非p的真假判断p q p且q p或q 非p真真真真假真假假真假假真假真真假假假假真2.全称量词与存在量词(1)全称量词:短语“所有的”、“任意一个”等在逻辑中通常叫做全称量词,用符号“∀”表示.(2)全称命题:含有全称量词的命题.全称命题“对M中任意一个x,有p(x)成立”简记为∀x∈M,p(x).(3)存在量词:短语“存在一个”、“至少有一个”等在逻辑中通常叫做存在量词,用符号“∃”表示.(4)特称命题:含有存在量词的命题.特称命题“存在M中的一个元素x0,使p(x0)成立”,简记为∃x0∈M,p(x0).3.含有一个量词的命题的否定命题命题的否定∀x∈M,p(x)∃x0∈M,綈p(x0)∃x0∈M,p(x0)∀x∈M,綈p(x)1.判断正误(在括号内打“√”或“×”)精彩PPT 展示(1)命题“5>6或5>2”是假命题.( ) (2)命题綈(p ∧q )是假命题,则命题p ,q 中至少有一个是真命题.( )(3)“长方形的对角线相等”是特称命题.( )(4)∃x 0∈M ,p (x 0)与∀x ∈M ,綈p (x )的真假性相反.( )解析 (1)错误.命题p ∨q 中,p ,q 有一真则真.(2)错误.p ∧q 是真命题,则p ,q 都是真命题.(3)错误.命题“长方形的对角线相等”是全称命题.答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2.(选修2-1P18B 组改编)已知p :2是偶数,q :2是质数,则命题綈p ,綈q ,p ∨q ,p ∧q 中真命题的个数为( )A.1B.2C.3D.4解析 p 和q 显然都是真命题,所以綈p ,綈q 都是假命题,p ∨q ,p ∧q 都是真命题. 答案 B3.(2015·全国Ⅰ卷)设命题p :∃n ∈N ,n 2>2n ,则綈p 为( )A.∀n ∈N ,n 2>2nB.∃n ∈N ,n 2≤2nC.∀n ∈N ,n 2≤2nD.∃n ∈N ,n 2=2n解析 命题p 的量词“∃”改为“∀”,“n 2>2n ”改为“n 2≤2n ”,∴綈p :∀n ∈N ,n 2≤2n . 答案 C4.(2017·贵阳调研)下列命题中的假命题是( )A.∃x 0∈R ,lg x 0=1B.∃x 0∈R ,sin x 0=0C.∀x ∈R ,x 3>0D.∀x ∈R ,2x >0解析 当x =10时,lg 10=1,则A 为真命题;当x =0时,sin 0=0,则B 为真命题;当x <0时,x 3<0,则C 为假命题;由指数函数的性质知,∀x ∈R ,2x >0,则D 为真命题.故选C. 答案 C5.(2015·山东卷)若“∀x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4,tan x ≤m ”是真命题,则实数m 的最小值为________. 解析 ∵函数y =tan x 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π4上是增函数, ∴y max =tan π4=1,依题意,m ≥y max ,即m ≥1.∴m 的最小值为1.答案 1考点一 含有逻辑联结词的命题的真假判断【例1】设a,b,c是非零向量.已知命题p: 若a·b=0,b·c=0,则a·c=0;命题q:若a∥b,b∥c,则a∥c.则下列命题中真命题是()A.p∨qB.p∧qC.(綈p)∧(綈q)D.p∧(綈q)解析取a=c=(1,0),b=(0,1),显然a·b=0,b·c=0,但a·c=1≠0,∴p是假命题.又a,b,c是非零向量,由a∥b知a=x b,由b∥c知b=y c,∴a=xy c,∴a∥c,∴q是真命题.综上知p∨q是真命题,p∧q是假命题.又∵綈p为真命题,綈q为假命题.∴(綈p)∧(綈q),p∧(綈q)都是假命题.答案 A规律方法(1)“p∨q”、“p∧q”、“綈p”形式命题真假的判断关键是对逻辑联结词“或”“且”“非”含义的理解,其操作步骤是:①明确其构成形式;②判断其中命题p,q 的真假;③确定“p∨q”“p∧q”“綈p”形式命题的真假.(2)p且q形式是“一假必假,全真才真”,p或q形式是“一真必真,全假才假”,非p则是“与p的真假相反”.【训练1】(2017·郑州调研)命题p:函数y=log2(x-2)的单调增区间是[1,+∞),命题q:函数y=13x+1的值域为(0,1).下列命题是真命题的为()A.p∧qB.p∨qC.p∧(綈q)D.綈q解析由于y=log2(x-2)在(2,+∞)上是增函数,∴命题p是假命题.由3x>0,得3x+1>1,所以0<13x+1<1,所以函数y=13x+1的值域为(0,1),故命题q为真命题.所以p∧q为假命题,p∨q为真命题,p∧(綈q)为假命题,綈q为假命题.答案 B考点二含有一个量词命题的否定及真假判定【例2】(1)(2016·东北师大附中质检)已知命题p:∀x∈R,e x-x-1>0,则綈p是() A.∀x∈R,e x-x-1<0 B.∃x0∈R,e x0-x0-1≤0C.∃x 0∈R ,e x 0-x 0-1<0D.∀x ∈R ,e x -x -1≤0(2)(2014·全国Ⅰ卷)不等式组⎩⎨⎧x +y ≥1,x -2y ≤4的解集为D ,有下面四个命题: p 1:∀(x ,y )∈D ,x +2y ≥-2,p 2:∃(x 0,y 0)∈D ,x 0+2y 0≥2,p 3:∀(x ,y )∈D ,x +2y ≤3,p 4:∃(x 0,y 0)∈D ,x 0+2y 0≤-1.其中的真命题是( )A.p 2,p 3B.p 1,p 2C.p 1,p 4D.p 1,p 3解析 (1)因为全称命题的否定是特称命题,命题p :∀x ∈R ,e x -x -1>0的否定为綈p :∃x 0∈R ,e x 0-x 0-1≤0.(2)画出可行域如图中阴影部分所示,由图可知,当目标函数z =x +2y ,经过可行域的点A (2,-1)时,取得最小值0,故x +2y ≥0. 因此p 1,p 2是真命题.答案 (1)B (2)B规律方法 (1)全称命题与特称命题的否定与命题的否定有一定的区别,否定全称命题和特称命题时,一是要改写量词,全称量词改写为存在量词,存在量词改写为全称量词;二是要否定结论,而一般命题的否定只需直接否定结论.(2)判定全称命题“∀x ∈M ,p (x )”是真命题,需要对集合M 中的每一个元素x ,证明p (x )成立;要判断特称命题是真命题,只要在限定集合内至少找到一个x =x 0,使p (x 0)成立.【训练2】 (2017·安徽皖江名校联考)命题p :存在x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤0,π2,使sin x +cos x >2;命题q :“∃x 0∈(0,+∞),ln x 0=x 0-1”的否定是“∀x ∈(0,+∞),ln x ≠x -1”,则四个命题:(綈p )∨(綈q ),p ∧q ,(綈p )∧q ,p ∨(綈q )中,正确命题的个数为( )A.1B.2C.3D.4解析 因为sin x +cos x =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫x +π4≤2,所以命题p 是假命题;又特称命题的否定是全称命题,因此命题q 为真命题.则(綈p )∨(綈q )为真命题,p ∧q 为假命题,(綈p )∧q 为真命题,p∨(綈q )为假命题.∴四个命题中正确的有2个命题.答案 B考点三 由命题的真假求参数的取值范围【例3】 (1)已知命题“∃x 0∈R ,使2x 20+(a -1)x 0+12≤0”是假命题,则实数a 的取值范围是( )A.(-∞,-1)B.(-1,3)C.(-3,+∞)D.(-3,1)(2)已知p :∃x 0∈R ,mx 20+1≤0,q :∀x ∈R ,x 2+mx +1>0,若p ∨q 为假命题,则实数m 的取值范围是( )A.[2,+∞)B.(-∞,-2]C.(-∞,-2]∪[2,+∞)D.[-2,2] 解析 (1)原命题的否定为∀x ∈R ,2x 2+(a -1)x +12>0,由题意知,其为真命题,即Δ=(a -1)2-4×2×12<0,则-2<a -1<2,则-1<a <3.(2)依题意知,p ,q 均为假命题.当p 是假命题时,mx 2+1>0恒成立,则有m ≥0;当q 是假命题时,则有Δ=m 2-4≥0,m ≤-2或m ≥2.因此由p ,q 均为假命题得⎩⎨⎧m ≥0,m ≤-2或m ≥2,即m ≥2. 答案 (1)B (2)A规律方法 (1)根据含逻辑联结词的命题真假求参数的方法步骤:①根据题目条件,推出每一个命题的真假(有时不一定只有一种情况);②求出每个命题是真命题时参数的取值范围;③根据每个命题的真假情况,求出参数的取值范围.(2)全称命题可转化为恒成立问题.【训练3】 (2017·衡水中学月考)设p :实数x 满足x 2-5ax +4a 2<0(其中a >0),q :实数x 满足2<x ≤5.(1)若a =1,且p ∧q 为真,求实数x 的取值范围.(2)若綈q 是綈p 的必要不充分条件,求实数a 的取值范围.解 (1)当a =1时,x 2-5ax +4a 2<0即为x 2-5x +4<0,解得1<x <4,。
2018-2018学年度高三理科数学第一轮复习计划一、目的为了能做到有计划、有步骤、有效率地完成高三数学学科教学复习工作,正确把握整个复习工作的节奏,明确不同阶段的复习任务及其目标,做到针对性强,使得各方面工作的具体要求落实到位,特制定此计划,并作出具体要求。
二、计划1、第一轮复习顺序:(1)集合与简易逻辑→不等式→函数→导数(含积分)→三角函数→向量(2)复数→数列(含数学归纳法、推理与证明)→立体几何→解析几何。
(3)排列与组合→概率与统计→算法与框图。
2、第一轮复习目标:全面掌握好概念、公式、定理、公理、推论等基础知识,切实落实好课本中典型的例题和课后典型的练习题,落实好每次课的作业,使学生能较熟练地运用基础知识解决简单的数学问题。
同时搞好每个单元的跟踪检测,注重课本习题的改造,单元存在的问题在月考中去强化、落实。
7、参考复习时间表:三、具体要求1.复习总体要求:科学安排,狠抓落实。
要求第一轮复习立足于基础知识和基本方法,起点不能太高,复习要有层次感,选题以容易题和中档题为主,尽可能照顾绝大多数学生。
这样才能创造良好的学习氛围,确保基础和方法扎实,同时尽可能缩短第一轮复习时间,给后面的拔高和思维的反复训练提供足够的时间。
2、多互相听课,吸取他人优点,扬长避短,提高复习效率,在可能的情况下尽快统一一种可行的、科学的复习模式。
3、加强对每次单元测试和月考试卷考前的审题、考后的总结和评估,加强对资料和信息整理的互通,特别要加强针对性训练,突出效果。
4、作业要求:务必落实好测试的做和评,搞好课后巩固这一重要环节,力求在这方面有所突破和提高。
5、考试要求:坚持考前审题和考后小结与评估,注重对反馈信息的整理(如知识和方法掌握不好的),大题各种方法探索及整理,每次考试主要采用自主命题、确定一人负责,全组共同讨论的方式命制试题。
6、努力抓好各班总分靠前而数学成绩偏弱的这一部分学生,通过重视、关注、关心、个别辅导,提高他们的学数学的积极性,确保升学率和平均分的提高。
高三一轮复习 6.4 基本不等式【教学目标】1.了解基本不等式的证明过程.2.会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题.【重点难点】1.教学重点:会用基本不等式解决简单的最大(小)值问题;2.教学难点:学会对知识进行整理达到系统化,提高分析问题和解决问题的能力;【教学策略与方法】自主学习、小组讨论法、师生互动法【教学过程】1.函数y =x 2+2x +2x +1(x >-1)的图象最低点的坐标是( )A .(1,2)B .(1,-2)C .(1,1)D .(0,2)【解析】 由题意得y =x +12+1x +1=(x +1)+1x +1,∵x >-1,∴x +1>0,∴y ≥2x +1×1x +1=2当且仅当x +1=1x +1,即(x +1)2=1(x >-1)时等号成立,此时x =0.即函数图象的最低点的坐标为(0,2). 【答案】 D2.已知x >0,则xx 2+4的最大值为________.【解析】 x x 2+4=1x +4x,∵x >0,∴4x >0,∴x x 2+4=1x +4x ≤12x ·4x=14,当且仅当x =4x (x >0),即x =2时等号成立,∴x x 2+4的最大值为14.【答案】 143.已知正实数x ,y 满足x +2y -xy =0,则x +2y 的最小值为________.【解析】 由x >0,y >0,x +2y -xy =0成立.【答案】 (1)B (2)95 跟踪训练:1.已知a >0,b >0,若不等式3a +1b ≥m a +3b 恒成立,则m 的最大值为( ) A .9 B .12 C .18 D .24【解析】 因为a >0,b >0,不等式3a +1b≥m a +3b恒成立,所以m ≤⎣⎢⎡⎦⎥⎤a +3b ⎝ ⎛⎭⎪⎫3a +1b min ,因为(a +3b )⎝ ⎛⎭⎪⎫3a +1b =6+9b a +a b ≥6+29b a ·a b =12,当且仅当a =3b 时取等号,所以m 的最大值为12.【答案】 B2.若点A (1,1)在直线mx +ny -2=0上,其中mn >0,则1m +1n 的最小值为________.【解析】 因为点A (1,1)在直线mx +ny -2=0上,所以m +n -2=0,即m 2+n 2=1,所以1m +1n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1m +1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫m 2+n 2=12+12+n 2m +m2n ≥1+2n 2m ·m 2n =2,当且仅当n 2m =m 2n,即m 2定成本g (n )与科技成本的投入次数n 的关系是g (n )=80n +1.若水晶产品的销售价格不变,第n 次投入后的年利润为f (n )万元.①求出f (n )的表达式;②求从今年算起第几年利润最高?最高利润为多少万元?【解析】 (1)设楼房设计为n 层时,平均每平方米建筑面积的成本费为y 元,依题意得 y=2 000+400n +40[1+2+3+…+n -1n =2 000+380n +20n 2n =20⎝ ⎛⎭⎪⎫100n +n +19≥20×(2×10+19)=780.(当且仅当n =10时等号成立). 【答案】 10(2)①第n 次投入后,产量为(10+n )万件,销售价格为100元,固定成本为80n +1元,科技成本投入为100n 万元.所以,年利润为f (n )=(10+n )⎝⎛⎭⎪⎫100-80n +1-100n (n ∈N *).②由①知f (n )=(10+n )⎝⎛⎭⎪⎫100-80n +1-100 n =1 000-80⎝⎛⎭⎪⎫n +1+9n +1≤520(万元).当且仅当n +1=9n +1,即n =8时,利润最高,最高利润为520万元.所以,从今年算起第8年利润最高,最高利润为520万元.跟踪训练:1.某房地产开发公司计划在一楼区内建造一个长方形公园ABCD ,公园由形状为长方形A 1B 1C 1D 1的休闲区和环公园人行道(阴影部分)组成.已知休闲区A 1B 1C 1D 1的面积为4 000 m 2,人行道的宽分别为4 m 和10 m(如图所示).(1)若设休闲区的长和宽的比|A 1B 1||B 1C 1|=x (x >1),求公园ABCD 所占面积S 关于x 的函数S (x )的解析式;(2)要使公园所占面积最小,则休闲区A 1B 1C 1D 1的长和宽该如何设计? 【解】 (1)设休闲区的宽为a m ,则长为ax m ,由a 2x =4 000,得a =2010x.则S (x )=(a +8)(ax +20)=a 2x +(8x +20)a +160=4[错误解法] z =⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x ⎝ ⎛⎭⎪⎫y +1y =xy +x y +y x +1xy=⎝⎛⎭⎪⎫xy +1xy +⎝⎛⎭⎪⎫x y +y x≥2xy ·1xy +2y x ·xy =2+2=4.[错解分析] 分析上述解题过程指出错误所在并分析原因.提示:连续两次运用基本不等式.错误原因:第一个等号成立的条件是xy =1,第二个等号成立的条件是x =y ,两个等号不能同时成立.[自我纠正] z =⎝ ⎛⎭⎪⎫x +1x ⎝ ⎛⎭⎪⎫y +1y =xy +1xy +y x +x y =xy +1xy +x +y 2-2xy xy=2xy +xy -2.令t =xy,0<t =xy ≤⎝⎛⎭⎪⎫x +y 22=14.由f (t )=t +2t 在⎝ ⎛⎦⎥⎤0,14上单调递减,故当t =14时,f (t )=t +2t 有最小值334.所以当x =y =12时,z 有最小值254.【答案】 254。
第四节数列求和数列求和掌握非等差、等比数列求和的几种常见方法.知识点数列求和的常用方法(1)倒序相加法:如果一个数列{a n}的前n项中首末两端等“距离”的两项的和相等或等于同一个常数,那么求这个数列的前n项和即可用倒序相加法,如等差数列的前n项和即是用此法推导的.(2)错位相减法:如果一个数列的各项是由一个等差数列和一个等比数列的对应项之积构成的,那么这个数列的前n项和即可用此法来求,如等比数列的前n项和就是用此法推导的.(3)裂项相消法:把数列的通项拆成两项之差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而求得其和.(4)分组求和法:一个数列的通项公式是由若干个等差数列或等比数列或可求和的数列组成,则求和时可用分组求和法,分别求和后再相加减.(5)并项求和法:一个数列的前n项和,可两两结合求解,则称之为并项求和.形如a n=(-1)n f(n)类型,可采用两项合并求解.易误提醒1.使用裂项相消法求和时,要注意正负项相消时,消去了哪些项,保留了哪些项,切不可漏写未被消去的项,未被消去的项有前后对称的特点.2.在应用错位相减法求和时,若等比数列的公比为参数,应分公比等于1和不等于1两种情况求解.必记结论 常见数列的求和公式: (1)12+22+32+…+n 2=n (n +1)(2n +1)6. (2)13+23+33+…+n 3=⎣⎢⎡⎦⎥⎤n (n +1)22. [自测练习]1.数列112,314,518,7116,…,(2n -1)+12n ,…的前n 项和S n的值等于( )A .n 2+1-12nB .2n 2-n +1-12nC .n 2+1-12n -1D .n 2-n +1-12n解析:该数列的通项公式为a n =(2n -1)+12n ,则S n =[1+3+5+…+(2n -1)]+⎝⎛⎭⎪⎫12+122+…+12n =n 2+1-12n .答案:A2.已知等比数列{a n }中,a 1=3,a 4=81,若数列{b n }满足b n =log 3a n ,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n 项和S n =________.解析:设等比数列{a n }的公比为q ,则a 4a 1=q 3=27,解得q =3.所以a n =a 1q n -1=3×3n -1=3n , 故b n =log 3a n =n ,所以1b n b n +1=1n (n +1)=1n -1n +1.则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n b n +1的前n 项和为1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1. 答案:nn +13.若数列{a n }的通项公式是a n =(-1)n (3n -2),则a 1+a 2+…+a 10=________.解析:∵a n =(-1)n (3n -2). ∴a 1+a 2+…+a 10=-1+4-7+10-13+16-19+22-25+28=(-1+4)+(-7+10)+(-13+16)+(-19+22)+(-25+28)=3×5=15.答案:154.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n =n ·2n ,则S n =________. 解析:∵a n =n ·2n ,∴S n =1·21+2·22+3·23+…+n ·2n .① ∴2S n =1·22+2·23+…+(n -1)·2n +n ·2n +1② ①-②,得-S n =2+22+23+…+2n -n ·2n +1 =2(1-2n )1-2-n ·2n +1=2n +1-2-n ·2n +1=(1-n )2n +1-2.∴S n =(n -1)2n +1+2. 答案:(n -1)2n +1+2考点一 分组转化求和|(2015·高考福建卷)等差数列{an }中,a 2=4,a 4+a 7=15. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2a n -2+n ,求b 1+b 2+b 3+…+b 10的值. [解] (1)设等差数列{a n }的公差为d .由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 1+d =4,(a 1+3d )+(a 1+6d )=15,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =1.所以a n =a 1+(n -1)d =n +2.(2)由(1)可得b n =2n +n ,所以b 1+b 2+b 3+…+b 10=(2+1)+(22+2)+(23+3)+…+(210+10)=(2+22+23+…+210)+(1+2+3+…+10) =2×(1-210)1-2+(1+10)×102=211+53=2 101.分组转化法求和的两种常见类型(1)若a n =b n ±c n ,且{b n },{c n }为等差或等比数列,可采用分组求和法求{a n }的前n 项和;(2)通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧b n ,n 为奇数,c n,n 为偶数,的数列,其中数列{b n },{c n }是等比数列或等差数列,可采用分组求和法求和.1.已知数列{a n }的通项公式是a n =2·3n -1+(-1)n (ln 2-ln 3)+(-1)n n ln 3,求其前n 项和S n .解:S n =2(1+3+…+3n -1)+[-1+1-1+…+(-1)n ]·(ln 2-ln 3)+[-1+2-3+…+(-1)n n ]ln 3,所以当n 为偶数时,S n =2×1-3n 1-3+n 2ln 3=3n +n2ln 3-1;当n 为奇数时,S n =2×1-3n1-3-(ln 2-ln 3)+⎝ ⎛⎭⎪⎫n -12-n ln 3 =3n-n -12ln 3-ln 2-1.综上所述,S n=⎩⎨⎧3n +n2ln 3-1,n 为偶数,3n-n -12ln 3-ln 2-1,n 为奇数.考点二 裂项求和|(2015·高考安徽卷)已知数列{a n }是递增的等比数列,且a 1+a 4=9,a 2a 3=8.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设S n 为数列{a n }的前n 项和,b n =a n +1S n S n +1,求数列{b n }的前n项和T n .[解] (1)由题设知a 1a 4=a 2a 3=8,又a 1+a 4=9,可解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=1a 4=8或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=8a 4=1(舍去).设等比数列{a n }的公比为q ,由a 4=a 1q 3得q =2,故a n =a 1q n -1=2n -1.(2)S n =a 1(1-q n )1-q =2n -1,又b n =a n +1S n S n +1=S n +1-S n S n S n +1=1S n -1S n +1,所以T n =b 1+b 2+…+b n=⎝ ⎛⎭⎪⎫1S 1-1S 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S 2-1S 3+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1S n-1S n +1=1S 1-1S n +1=1-12n +1-1.裂项求和常用的四种变形①1n (n +1)=1n -1n +1.②1(2n -1)(2n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1.③1n +n +1=n +1-n . ④2n (2n -1)(2n +1-1)=12n -1-12n +1-1.2.已知函数f (x )=x a的图象过点(4,2),令a n =1f (n +1)+f (n ),n∈N *.记数列{a n }的前n 项和为S n ,则S 2 014=( )A. 2 013-1B. 2 014-1C. 2 015-1D. 2 015+1解析:由f (4)=2可得4a =2,解得a =12. 则f (x )=x 12.∴a n =1f (n +1)+f (n )=1n +1+n=n +1-n ,S 2 014=a 1+a 2+a 3+…+a 2 014=(2-1)+(3-2)+(4-3)+…+( 2 014- 2 013)+( 2 015- 2 014)= 2 015-1.答案:C3.(2016·曲靖一模)122-1+132-1+142-1+…+1(n +1)2-1的值为( )A.n +12(n +2)B.34-n +12(n +2)C.34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2D.32-1n +1+1n +2解析:∵1(n +1)2-1=1n 2+2n =1n (n +2)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2, ∴122-1+132-1+142-1+…+1(n +1)2-1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫32-1n +1-1n +2=34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2. 答案:C考点三 错位相减求和|(2015·高考山东卷)已知数列{an }是首项为正数的等差数列,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n ·a n +1的前n 项和为n 2n +1.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(a n +1)·2a 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 . 令n =1,得1a 1a 2=13,所以a 1a 2=3,①令n =2,得1a 1a 2+1a 2a 3=25,所以a 2a 3=15,②由①②解得a 1=1,d =2,所以a n =2n -1.经验验,符合题意. (2)由(1)知b n =2n ·22n -1=n ·4n , 所以T n =1· 41+2·42+…+n ·4n , 所以4T n =1· 42+2·43+…+n ·4n +1, 两式相减,得-3T n =41+42+…+4n -n ·4n +1 =4(1-4n )1-4-n ·4n +1=1-3n 3·4n +1-43,所以T n =3n -19·4n +1+49=4+(3n -1)4n +19.错位相减法求和时两个注意点(1)要善于识别题目类型,特别是等比数列公比为负数的情形; (2)在写出“S n ”与“qS n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”,以便下一步准确写出“S n -qS n ”的表达式.4.(2016·九江一模)已知各项不为零的数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n =a 1(a n -1).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{b n }满足a n b n =log 2a n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)当n =1时,a 1=S 1=a 1(a 1-1)=a 21-a 1, ∵a 1≠0,∴a 1=2;当n ≥2时,S n =a 1(a n -1),① S n -1=a 1(a n -1-1),②①-②得a n =a 1(a n -a n -1)=2a n -2a n -1, ∴a n =2a n -1.∴数列{a n }是首项为2,公比为2的等比数列, ∴a n =2n . (2)∵b n =n 2n ,∴T n =121+222+323+…+n -12n -1+n 2n ,12T n =122+223+324+…+n -12n +n2n +1,两式相减得12T n =12+122+123+124+…+12n -n2+=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n 1-12-n 2n +1=1-n +22n +1,∴T n =2-n +22n.9.通项遗漏——导致错位相减求和错误【典例】 已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =2n 2+n -3,n ∈N *,数列{b n }满足a n =4log 2b n +3,n ∈N *.(1)求a n ,b n ;(2)求数列{a n ·b n }的前n 项和T n . [解] (1)由S n =2n 2+n -3,得 n ≥2时,S n -1=2(n -1)2+(n -1)-3, ∴a n =2n 2-2(n -1)2+1=4n -1,由4n -1=a n =4log 2b n +3,得b n =2n -1,n ∈N *. 当n =1时,a 1=S 1=0, 不适合a n =4n -1(n ≥2),因此a n =⎩⎪⎨⎪⎧0 (n =1),4n -1 (n ≥2),∴a 1=4log 2b 1+3,∴b 1=2-34,于是b n =⎩⎨⎧2-34(n =1),2n -1 (n ≥2).(2)T n =a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3+…+a n b n , 当n =1时,T 1=a 1b 1=0×2-34=0,当n ≥2时,T n =7×2+11×22+15×23+…+(4n -1)·2n -1, ∴2T n =7×22+11×23+…+(4n -5)·2n -1+(4n -1)·2n , 则T n =2T n -T n =(4n -1)·2n -14-4(22+23+…+2n -1)=(4n -1)·2n-14-4×22(1-2n -2)1-2=(4n -5)·2n +2,又n =1时,T 1=0适合上式, 故T n =(4n -5)·2n +2,n ∈N *.[易误点评] (1)求a n ,忽视n =1的情形,错求a n ,导致后续问题不能正确求解.(2)错位相减求和时,弄错等比数列的项数,盲目认为除首、末项外成等比数列.[防范措施] (1)由S n 求a n ,当n =1时,a 1=S 1检验是否满足a n =S n -S n -1(n ≥2),若不满足,应分段表示a n ,从而求T n 时,应分类讨论.(2)由于{a n b n }的通项分段表示,求T n 时,不仅要注意对n 进行讨论,而且在写出“T n ”与“qT n ”的表达式时应特别注意将两式“错项对齐”.即公比q 的同次幂项相减,转化为等比数列求和.[跟踪练习] 已知等差数列{a n }的前n 项和S n 满足S 3=6,S 5=252,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 的前n 项和为( ) A .1-n +22n +1 B .2-n +42n +1 C .2-n +42n D .2-n +22n +1 解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则S n =na 1+n (n -1)2d ,因为S 3=6,S 5=252,所以⎩⎨⎧ 3a 1+3d =6,5a 1+10d =252,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1=32,d =12,所以a n =12n +1,a n 2n =n +22n +1, 设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 的前n 项和为T n , 则T n =322+423+524+…+n +12n +n +22n +1,12T n =323+424+525+…+n +12n +1+n +22n +2,两式相减得12T n =34+⎝⎛⎭⎪⎫123+124+…+12n +1-n +22n +2=34+14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n -1-n +22+,所以T n =2-n +42+. 答案:BA 组 考点能力演练1.已知S n 为数列{a n }的前n 项和,且满足a 1=1,a 2=3,a n +2=3a n ,则S 2 014=( )A .2×31 007-2B .2×31 007C.32 014-12D.32 014+12解析:由a n +2=3a n 可得数列{a n }的奇数项与偶数项分别构成等比数列,所以S 2 014=(a 1+a 3+…+a 2 013)+(a 2+a 4+…+a 2 014)=1-31 0071-3+3(1-31 007)1-3=(-2)×(1-31 007)=2×31 007-2,故选择A. 答案:A2.(2016·长沙质检)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,当n ≥2时,a n +2S n -1=n ,则S 2 015的值为( )A .2 015B .2 013C .1 008D .1 007解析:因为a n +2S n -1=n ,n ≥2,所以a n +1+2S n =n +1,n ≥1,两式相减得a n +1+a n =1,n ≥2.又a 1=1,所以S 2 015=a 1+(a 2+a 3)+…+(a 2 014+a 2 015)=1 008,故选择C.答案:C3.已知数列{a n }满足a 1=1,a 2=2,a n +2=⎝⎛⎭⎪⎫1+cos 2n π2a n +sin 2n π2,则该数列的前18项的和为( )A .2 101B .2 012C .1 012D .1 067解析:当n 为奇数时,a n +2=a n +1,即奇数项构成首项为1、公差为1的等差数列;当n 为偶数时,a n +2=2a n ,即偶数项构成首项为2、公比为2的等比数列,所以该数列的前18项和为9+9×82+2(1-29)1-2=45+1 022=1 067,故选择D.答案:D4.(2016·贵阳一模)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 4=4,S 4=10,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前2 015项和为( ) A.2 0142 015B.2 0152 016C.2 0162 015D.2 0172 016解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则a 4=a 1+3d =4,S 4=4a 1+6d =10,联立解得a 1=d =1,所以a n =a 1+(n -1)d =n ,1a n a n +1=1n (n +1)=1n -1n +1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前2 015项和为⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12 015-12 016=1-12 016=2 0152 016,故选择B. 答案:B5.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n =n m ,S m =m n (m ,n∈N *且m ≠n ),则下列各值中可以为S n +m 的值的是( )A .2B .3C .4 D.92解析:由已知,设S n =An 2+Bn ,则⎩⎪⎨⎪⎧ S n =An 2+Bn =n m ,S m =Am 2+Bm =m n ⇒⎩⎪⎨⎪⎧(An +B )m =1,(Am +B )n =1. 两式相减得B (m -n )=0,故B =0,A =1mn .S m +n =A (m +n )2=(m +n )2mn =m 2+n 2+2mn mn>4mn mn =4,故只有D 符合,故选D. 答案:D6.已知数列{a n }的通项公式为a n =⎩⎪⎨⎪⎧1-3n ,n 为偶数,2n -1,n 为奇数,则其前10项和为________.解析:依题意,注意到a 1+a 3+a 5+a 7+a 9=1-28·221-22=341,a 2+a 4+a 6+a 8+a 10=5×(-5-29)2=-85,因此题中的数列的前10项和等于341-85=256.答案:2567.数列{a n }满足a 1+a 2+…+a n =n 2(n ∈N *),设b n =1a n a n +1,T n 是数列{b n }的前n 项和,则T n =________.解析:本题考查数列的前n 项和与通项间的关系、裂项相消法.依题意,当n ≥2时,a n =n 2-(n -1)2=2n -1;又a 1=12=2×1-1,因此a n =2n -1,b n =1(2n -1)(2n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1, 因此T n =12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+13-15+…+12n -1-12n +1 =12⎝⎛⎭⎪⎫1-12n +1=n 2n +1. 答案:n 2n +18.在数列{a n }中,a 1=1,a n +2+(-1)n a n =1,记S n 是数列{a n }的前n 项和,则S 60=________.解析:依题意得,当n 是奇数时,a n +2-a n =1,即数列{a n }中的奇数项依次形成首项为1、公差为1的等差数列,a 1+a 3+a 5+…+a 59=30×1+30×292×1=465;当n 是偶数时,a n +2+a n =1,即数列{a n }中的相邻的两个偶数项之和均等于1,a 2+a 4+a 6+a 8+…+a 58+a 60=(a 2+a 4)+(a 6+a 8)+…+(a 58+a 60)=15.因此,该数列的前60项和S 60=465+15=480.答案:4809.(2016·南昌模拟)设数列{a n }的前n 项和为S n,4S n =a 2n +2a n -3,且a 1,a 2,a 3,a 4,a 5成等比数列,当n ≥5时,a n >0.(1)求证:当n ≥5时,{a n }成等差数列;(2)求{a n }的前n 项和S n .解:(1)证明:由4S n =a 2n +2a n -3,4S n +1=a 2n +1+2a n +1-3,得4a n +1=a 2n +1-a 2n +2a n +1-2a n ,(a n +1+a n )(a n +1-a n -2)=0.当n ≥5时,a n >0,所以a n +1-a n =2,所以当n ≥5时,{a n }成等差数列.(2)由4a 1=a 21+2a 1-3,得a 1=3或a 1=-1,又a 1,a 2,a 3,a 4,a 5成等比数列,所以a n +1+a n =0(n ≤5),q =-1,而a 5>0,所以a 1>0,从而a 1=3,所以a n =⎩⎪⎨⎪⎧3(-1)n -1(1≤n ≤4)2n -7(n ≥5), 所以S n =⎩⎨⎧ 32[1-(-1)n ](1≤n ≤4),n 2-6n +8(n ≥5).10.(2016·石家庄一模)设数列{a n }的前n 项和为S n ,a 1=1,a n +1=λS n +1(n ∈N *,λ≠-1),且a 1,2a 2,a 3+3为等差数列{b n }的前三项.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)求数列{a n b n }的前n 项和.解:(1)法一:∵a n +1=λS n +1(n ∈N *),∴a n =λS n -1+1(n ≥2),∴a n +1-a n =λa n ,即a n +1=(λ+1)a n (n ≥2),λ+1≠0,又a 1=1,a 2=λS 1+1=λ+1,∴数列{a n }是以1为首项,公比为λ+1的等比数列,∴a 3=(λ+1)2,∴4(λ+1)=1+(λ+1)2+3,整理得λ2-2λ+1=0,解得λ=1, ∴a n =2n -1,b n =1+3(n -1)=3n -2.法二:∵a 1=1,a n +1=λS n +1(n ∈N *),∴a 2=λS 1+1=λ+1,a 3=λS 2+1=λ(1+λ+1)+1=λ2+2λ+1, ∴4(λ+1)=1+λ2+2λ+1+3,整理得λ2-2λ+1=0,解得λ=1, ∴a n +1=S n +1(n ∈N *),∴a n =S n -1+1(n ≥2),∴a n +1-a n =a n (n ≥2),即a n +1=2a n (n ≥2),又a 1=1,a 2=2,∴数列{a n }是以1为首项,公比为2的等比数列, ∴a n =2n -1,b n =1+3(n -1)=3n -2.(2)由(1)知,a n b n =(3n -2)×2n -1,设T n 为数列{a n b n }的前n 项和, ∴T n =1×1+4×21+7×22+…+(3n -2)×2n -1,① ∴2T n =1×21+4×22+7×23+…+(3n -5)×2n -1+(3n -2)×2n .②①-②得,-T n =1×1+3×21+3×22+…+3×2n -1-(3n -2)×2n =1+3×2×(1-2n -1)1-2-(3n -2)×2n , 整理得:T n =(3n -5)×2n +5.B 组 高考题型专练1.(2015·高考天津卷)已知{a n }是各项均为正数的等比数列,{b n }是等差数列,且a 1=b 1=1,b 2+b 3=2a 3,a 5-3b 2=7.(1)求{a n }和{b n }的通项公式;(2)设c n =a n b n ,n ∈N *,求数列{c n }的前n 项和. 解:(1)设数列{a n }的公比为q ,数列{b n }的公差为d ,由题意知q >0.由已知,有⎩⎪⎨⎪⎧2q 2-3d =2,q 4-3d =10,消去d ,整理得q 4-2q 2-8=0.又因为q >0,解得q =2,所以d =2.所以数列{a n }的通项公式为a n =2n -1,n ∈N *;数列{b n }的通项公式为b n =2n -1,n ∈N *.(2)由(1)有c n =(2n -1)×2n -1,设{c n }的前n 项和为S n ,则S n=1×20+3×21+5×22+…+(2n-3)×2n-2+(2n-1)×2n-1,2S n=1×21+3×22+5×23+…+(2n-3)×2n-1+(2n-1)×2n,上述两式相减,得-S n=1+22+23+…+2n-(2n-1)×2n=2n+1-3-(2n-1)×2n=-(2n-3)×2n-3,所以,S n=(2n-3)×2n+3,n∈N*.2.(2015·高考全国卷Ⅰ)S n为数列{a n}的前n项和,已知a n>0,a2n+2a n=4S n+3.(1)求{a n}的通项公式;(2)设b n=1a n a n+1,求数列{b n}的前n项和.解:(1)由a2n+2a n=4S n+3①,可知a2n+1+2a n+1=4S n+1+3②.由②-①可得a2n+1-a2n+2(a n+1-a n)=4a n+1,即2(a n+1+a n)=a2n+1-a2n=(a n+1+a n)(a n+1-a n).由于a n>0,可得a n+1-a n=2.又a21+2a1=4a1+3,解得a1=-1(舍去)或a1=3.所以{a n}是首项为3,公差为2的等差数列,通项公式为a n=2n +1.(2)由a n=2n+1可知b n=1a n a n+1=1(2n+1)(2n+3)=12⎝⎛⎭⎪⎫12n+1-12n+3.设数列{b n}的前n项和为T n,则T n=b1+b2+…+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫13-15+⎝⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝⎛⎭⎪⎫12n+1-12n+3=n 3(2n +3). 3.(2014·高考浙江卷)已知数列{a n }和{b n }满足a 1a 2a 3…a n =(2)b n (n ∈N *).若{a n }为等比数列,且a 1=2,b 3=6+b 2.(1)求a n 与b n ;(2)设c n =1a n -1b n(n ∈N *).记数列{c n }的前n 项和为S n . ①求S n ;②求正整数k ,使得对任意n ∈N *,均有S k ≥S n . 解:(1)由题意得a 1a 2a 3…a n =(2)b n ,b 3-b 2=6, 知a 3=(2)b 3-b 2=8.又由a 1=2,得公比q =2(q =-2舍去),所以数列{a n }的通项为a n =2n (n ∈N *).所以a 1a 2a 3…a n =2n (n +1)2=(2)n (n +1).故数列{b n }的通项为b n =n (n +1)(n ∈N *).(2)①由(1)知c n =1a n -1b n=12n -⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1(n ∈N *), 所以S n =12+122+…+12n -⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=1-12n -⎝⎛⎭⎪⎫1-1n +1=1n +1-12n (n ∈N *). ②因为c 1=0,c 2>0,c 3>0,c 4>0;当n ≥5时,c n =1n (n +1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤n (n +1)2n -1, 而n (n +1)2n -(n +1)(n +2)2n +1=(n +1)(n -2)2n +1>0,得n(n+1)2n≤5·(5+1)25<1,所以,当n≥5时,c n<0.综上,对任意n∈N*恒有S4≥S n,故k=4.。
第一节集合1.集合的含义与表示(1)了解集合的含义、元素与集合的“属于”关系.(2)能用自然语言、图形语言、集合语言(列举法或描述法)描述不同的具体问题.2.集合间的基本关系(1)理解集合之间包含与相等的含义,能识别给定集合的子集.(2)在具体情境中,了解全集与空集的含义.3.集合间的基本运算(1)理解两个集合的并集与交集的含义,会求两个简单集合的并集与交集.(2)理解在给定集合中一个子集的补集的含义,会求给定子集的补集.(3)能使用韦恩(Venn)图表示集合的关系及运算.知识点一集合的基本概念1.集合中元素的三个特性:确定性、互异性、无序性.2.元素与集合的关系:属于或不属于,表示符号分别为∈和∉.3.集合的三种表示方法:列举法、描述法、Venn 图法. 易误提醒 在解决含参数的集合问题时,要注意检验集合中元素的互异性,否则很可能会因为不满足“互异性”而导致解题错误.[自测练习]1.已知a ∈R ,若{-1,0,1}=⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a ,a 2,0,则a =________.解析:1a ≠0,a ≠0,a 2≠-1,只有a 2=1. 当a =1时,1a =1,不满足互异性,∴a =-1. 答案:-1知识点二 集合间的基本关系必记结论 若集合A 中有n 个元素,则其子集个数为2n ,真子集个数为2n -1,非空真子集的个数为2n -2.易误提醒 易忘空集的特殊性,在写集合的子集时不要忘了空集和它本身.[自测练习]2.已知集合A ={x |x =a +(a 2-1)i}(a ∈R ,i 是虚数单位),若A⊆R,则a=()A.1 B.-1 C.±1 D.0解析:A⊆R,∴a2-1=0,a=±1.答案:C3.已知集合A={1,2,3,4},B={(x,y)|x∈A,y∈A,xy∈A},则集合B的所有真子集的个数为()A.512 B.256C.255 D.254解析:由题意知当x=1时,y可取1,2,3,4;当x=2时,y可取1,2;当x=3时,y可取1;当x=4时,y可取1.综上,B中所含元素共有8个,所以其真子集有28-1=255个.选C.答案:C知识点三集合的基本运算及性质易误提醒运用数轴图示法易忽视端点是实心还是空心.必记结论 ∁U (A ∩B )=(∁U A )∪(∁U B ),∁U (A ∪B )=(∁U A )∩(∁U B ).[自测练习]4.(2015·广州一模)已知全集U ={1,2,3,4,5},集合M ={3,4,5},N ={1,2,5},则集合{1,2}可以表示( )A .M ∩NB .(∁U M )∩NC .M ∩(∁U N )D .(∁U M )∩(∁U N )解析:M ∩N ={5},A 错误;∁U M ={1,2},(∁U M )∩N ={1,2},B 正确;∁U N ={3,4},M ∩(∁U N )={3,4},C 错误;(∁U M )∩(∁U N )=∅,D 错误.故选B.答案:B5.(2015·长春二模)已知集合P ={x |x ≥0},Q =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫x ⎪⎪⎪x +1x -2≥0,则P ∩(∁R Q )=( )A .(-∞,2)B .(-∞,-1]C .(-1,0)D .[0,2]解析:由题意可知Q ={x |x ≤-1或x >2},则∁R Q ={x |-1<x ≤2},所以P ∩(∁R Q )={x |0≤x ≤2}.故选D.答案:D考点一 集合的基本概念|1.已知集合S ={x |3x +a =0},如果1∈S ,那么a 的值为( ) A .-3B .-1解析:∵1∈S,∴3+a=0,a=-3.答案:A2.设集合A={1,2,4},集合B={x|x=a+b,a∈A,b∈A},则集合B中的元素个数为()A.4 B.5C.6 D.7解析:∵a∈A,b∈A,x=a+b,∴x=2,3,4,5,6,8,∴B中有6个元素,故选C.答案:C3.(2015·贵阳期末)已知全集U={a1,a2,a3,a4},集合A是集合U的恰有两个元素的子集,且满足下列三个条件:①若a1∈A,则a2∈A;②若a3∉A,则a2∉A;③若a3∈A,则a4∉A.则集合A=________.(用列举法表示)解析:若a1∈A,则a2∈A,则由若a3∉A,则a2∉A可知,a3∈A,假设不成立;若a4∈A,则a3∉A,则a2∉A,则a1∉A,假设不成立,故集合A={a2,a3}.答案:{a2,a3}判断一个元素是某个集合元素的三种方法:列举法、特征元素法、数形结合法.考点二集合间的基本关系及应用|(1)已知全集A={x∈N|x2+2x-3≤0},B={y|y⊆A},则集合B中元素的个数为()C.4 D.5[解析]依题意得,A={x∈N|(x+3)(x-1)≤0}={x∈N|-3≤x≤1}={0,1},共有22=4个子集,因此集合B中元素的个数为4,选C.[答案] C(2)已知集合M={x|-1<x<2},N={x|x<a},若M⊆N,则实数a 的取值范围是()A.(2,+∞) B.[2,+∞)C.(-∞,-1) D.(-∞,-1][解析]依题意,由M⊆N得a≥2,即所求的实数a的取值范围是[2,+∞),选B.[答案] B1.判断两集合的关系常有两种方法(1)化简集合,从表达式中寻找两集合间的关系.(2)用列举法表示各集合,从元素中寻找关系.2.已知两集合间的关系求参数时的两个关键点(1)将两集合间的关系转化为元素间的关系,进而转化为参数满足的关系.(2)合理利用数轴、Venn图帮助分析.1.(2015·辽宁五校联考)设集合P={x|x>1},Q={x|x2-x>0},则下列结论正确的是()A.P⊆Q B.Q⊆PC.P=Q D.P∪Q=R解析:由集合Q={x|x2-x>0},知Q={x|x<0或x>1},所以选A.答案:A考点三集合的基本运算|(1)(2015·高考全国卷Ⅱ)已知集合A={-2,-1,0,1,2},B={x|(x-1)(x+2)<0},则A∩B=()A.{-1,0}B.{0,1}C.{-1,0,1} D.{0,1,2}[解析]由于B={x|-2<x<1},所以A∩B={-1,0}.故选A.[答案] A(2)(2015·郑州期末)已知函数f(x)=2-x-1,集合A为函数f(x)的定义域,集合B为函数f(x)的值域,则如图所示的阴影部分表示的集合为________.[解析]本题考查函数的定义域、值域以及集合的表示.要使函数f(x)=2-x-1有意义,则2-x-1≥0,解得x≤0,所以A=(-∞,0].又函数f(x)=2-x-1的值域B=[0,+∞).阴影部分用集合表示为∁A∪B(A∩B)=(-∞,0)∪(0,+∞).[答案](-∞,0)∪(0,+∞)集合运算问题的四种常见类型及解题策略(1)离散型数集或抽象集合间的运算.常借助V enn图求解.(2)连续型数集的运算.常借助数轴求解.(3)已知集合的运算结果求集合.借助数轴或V enn图求解.(4)根据集合运算求参数.先把符号语言译成文字语言,然后适时应用数形结合求解.2.(2015·高考陕西卷)设集合M={x|x2=x},N={x|lg x≤0},则M∪N=()A.[0,1] B.(0,1]C.[0,1) D.(-∞,1]解析:∵M={x|x2=x}={0,1},N={x|lg x≤0}={x|0<x≤1},∴M∪N={x|0≤x≤1},故选A.答案:A考点四集合的创新问题|设集合A={1,2,3},B={2,3,4,5},定义A⊙B={(x,y)|x∈A∩B,y∈A∪B},则A⊙B中元素的个数是()A.7 B.10C.25D.52[解析]A∩B={2,3},A∪B={1,2,3,4,5},由列举法可知A⊙B ={(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5)},共有10个元素,故选B.[答案] B解决集合创新问题的三个策略(1)遇到新定义问题,应耐心读题,分析新定义的特点,弄清新定义的性质.(2)按新定义的要求,“照章办事”,逐条分析、验证、运算,使问题得以解决.(3)对于选择题,可以结合选项通过验证,用排除、对比、特值等方法求解.3.设P和Q是两个集合,定义集合P-Q={x|x∈P,且x∉Q},如果P={x|log2x<1},Q={x||x-2|<1},那么P-Q=() A.{x|0<x<1} B.{x|0<x≤1}C.{x|1≤x<2} D.{x|2≤x<3}解析:由log2x<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}.答案:B1.遗忘空集致误【典例】设全集是实数集R,A={x|2x2-7x+3≤0},B={x|x2+a<0}.若(∁R A)∩B=B,则实数a的取值范围是________.[解析] ∵A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪ 12≤x ≤3,∴∁R A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪x <12或x >3,当(∁R A )∩B =B时,B ⊆∁R A 即A ∩B =∅.①当B =∅,即a ≥0时,满足B ⊆∁R A ; ②当B ≠∅,即a <0时, B ={x |--a <x <-a }, 要使B ⊆∁R A ,需-a ≤12, 解得-14≤a <0.综上可得,实数a 的取值范围是a ≥-14. [答案] a ≥-14[易误点评] 由∁R A ∩B =B 知B ⊆∁R A ,即A ∩B =∅,又集合B 中元素属性满足x 2+a <0,当a ≥0时B =∅易忽视导致漏解.[防范措施] (1)根据集合间的关系求参数是高考的一个重点内容.解答此类问题的关键是抓住集合间的关系以及集合元素的特征.(2)已知集合B ,若已知A ⊆B 或A ∩B =∅,则考生很容易忽视A =∅而造成漏解.在解题过程中应根据集合A 分三种情况进行讨论.[跟踪练习] 已知U =R ,集合A ={x |x 2-x -2=0},B ={x |mx +1=0},B ∩(∁U A )=∅,则m =________.解析:A ={-1,2},B =∅时,m =0;B ={-1}时,m =1;B ={2}时,m =-12.答案:0,1,-12A 组 考点能力演练1.集合U ={0,1,2,3,4},A ={1,2},B ={x ∈Z |x 2-5x +4<0},则∁U (A ∪B )=( )A .{0,1,3,4}B .{1,2,3}C .{0,4}D .{0}解析:因为集合B ={x ∈Z |x 2-5x +4<0}={2,3},所以A ∪B ={1,2,3},又全集U ={0,1,2,3,4},所以∁U (A ∪B )={0,4}.所以选C.答案:C2.已知集合A ={0,1,2,3,4},B ={x |x =n ,n ∈A },则A ∩B 的真子集个数为( )A .5B .6C .7D .8解析:由题意,得B ={0,1,2,3,2},所以A ∩B ={0,1,2},所以A ∩B 的真子集个数为23-1=7,故选C.答案:C3.(2015·太原一模)已知全集U =R ,集合M ={x |(x -1)(x +3)<0},N ={x ||x |≤1},则阴影部分表示的集合是( )A .[-1,1)B .(-3,1]C .(-∞,-3)∪[-1,+∞)D .(-3,-1)解析:由题意可知,M ={}x | -3<x <1,N ={}x | -1≤x ≤1,∴阴影部分表示的集合为M ∩(∁U N )={}x | -3<x <-1.答案:D4.集合A ={x |x -2<0},B ={x |x <a },若A ∩B =A ,则实数a 的取值范围是()A.(-∞,-2] B.[-2,+∞)C.(-∞,2] D.[2,+∞)解析:由题意,得A={x|x<2}.又因为A∩B=A,所以a≥2,故选D.答案:D5.(2015·山西质检)集合A,B满足A∪B={1,2},则不同的有序集合对(A,B)共有()A.4个B.7个C.8个D.9个解析:由题意可按集合A中的元素个数分类.易知集合{1,2}的子集有4个:∅,{1},{2},{1,2}.若A=∅,则B={1,2};若A={1},则B={2}或B={1,2};若A={2},则B={1}或B={1,2};若A={1,2};则B=∅或B={1}或B={2}或B={1,2}.综上所述,不同的有序集合对(A,B)共有9个,故选D.答案:D6.(2015·广州模拟)设集合A={(x,y)|2x+y=6},B={(x,y)|3x +2y=4},满足C⊆(A∩B)的集合C的个数为________.解析:依题意得,A∩B={(8,-10)},因此满足C⊆(A∩B)的集合C的个数是2.答案:27.设集合S n={1,2,3,…,n},若X⊆S n,把X的所有元素的乘积称为X的容量(若X中只有一个元素,则该元素的数值即为它的容量,规定空集的容量为0).若X的容量为奇(偶)数,则称X为S n的奇(偶)子集,则S4的所有奇子集的容量之和为________.解析:∵S 4={1,2,3,4},∴X =∅,{1},{2},{3},{4},{1,2},{1,3},{1,4},{2,3},{2,4},{3,4},{1,2,3},{1,2,4},{1,3,4},{2,3,4},{1,2,3,4}.其中是奇子集的为X ={1},{3},{1,3},其容量分别为1,3,3,所以S 4的所有奇子集的容量之和为7.答案:78.已知集合P ={-1,m },Q =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-1<x <34,若P ∩Q ≠∅,则整数m =________.解析:由{-1,m }∩⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪⎪-1<x <34≠∅,可得-1<m <34,由此可得整数m =0.答案:09.已知集合A ={x |x 2-2x -3≤0},B ={x |x 2-2mx +m 2-4≤0,x ∈R ,m ∈R }.(1)若A ∩B =[0,3],求实数m 的值;(2)若A ⊆∁R B ,求实数m 的取值范围.解:由已知得A ={x |-1≤x ≤3},B ={x |m -2≤x ≤m +2}.(1)∵A ∩B =[0,3],∴⎩⎪⎨⎪⎧m -2=0,m +2≥3.∴m =2. (2)∁R B ={x |x <m -2或x >m +2},∴A ⊆∁R B ,∴m -2>3或m +2<-1,即m >5或m <-3.因此实数m 的取值范围是{m |m >5或m <-3}.10.设全集I =R ,已知集合M ={x |(x +3)2≤0},N ={x |x 2+x -6=0}.(1)求(∁I M )∩N ;(2)记集合A =(∁I M )∩N ,已知集合B ={x |a -1≤x ≤5-a ,a ∈R },若B ∪A =A ,求实数a 的取值范围.解:(1)∵M ={x |(x +3)2≤0}={-3},N ={x |x 2+x -6=0}={-3,2},∴∁I M ={x |x ∈R 且x ≠-3},∴(∁I M )∩N ={2}.(2)由(1)知A =(∁I M )∩N ={2},∵A ∪B =A ,∴B ⊆A ,∴B =∅或B ={2},当B =∅时,a -1>5-a ,∴a >3;当B ={2}时,⎩⎪⎨⎪⎧a -1=2,5-a =2,解得a =3, 综上所述,实数a 的取值范围为{a |a ≥3}.B 组 高考题型专练1.(2014·高考课标全国卷Ⅰ)已知集合A ={x |x 2-2x -3≥0},B ={x |-2≤x <2},则A ∩B =( )A .[-2,-1]B .[-1,2)C .[-1,1]D .[1,2)解析:由不等式x 2-2x -3≥0解得x ≥3或x ≤-1,因此集合A ={x |x ≤-1或x ≥3},又集合B ={x |-2≤x <2},所以A ∩B ={x |-2≤x ≤-1},故选A.答案:A2.(2014·高考课标全国卷Ⅱ)设集合M ={0,1,2},N ={x |x 2-3x +2≤0},则M ∩N =( )A .{1}B .{2}C .{0,1}D .{1,2}解析:由已知得N={x|1≤x≤2},∵M={0,1,2},∴M∩N={1,2},故选D.答案:D3.(2015·高考全国卷Ⅰ)已知集合A={x|x=3n+2,n∈N},B={6,8,10,12,14},则集合A∩B中元素的个数为()A.5 B.4C.3 D.2解析:集合A={x|x=3n+2,n∈N},当n=0时,3n+2=2,当n=1时,3n+2=5,当n=2时,3n+2=8,当n=3时,3n+2=11,当n=4时,3n+2=14,∵B={6,8,10,12,14},∴A∩B中元素的个数为2,选D.答案:D4.(2015·高考福建卷)若集合A={i,i2,i3,i4}(i是虚数单位),B={1,-1},则A∩B等于()A.{-1} B.{1}C.{1,-1} D.∅解析:因为A={i,-1,-i,1},B={1,-1},所以A∩B={1,-1},故选C.答案:C5.(2015·高考浙江卷)已知集合P={x|x2-2x≥0},Q={x|1<x≤2},则(∁R P)∩Q=()A.[0,1) B.(0,2]C.(1,2) D.[1,2]解析:∁R P={x|0<x<2},故(∁R P)∩Q={x|1<x<2}.答案:C6.(2015·高考重庆卷)已知集合A={1,2,3},B={2,3},则() A.A=B B.A∩B=∅C.A B D.B A解析:由真子集的概念知B A,故选D.答案:D。
2018-2018学年度高三理科数学第一轮复习计划一.背景分析近年来的高考数学试题逐步做到科学化、规范化,坚持了稳中求改、稳中创新的原则。
考试题不但坚持了考查全面,比例适当,布局合理的特点,也突出体现了变知识立意为能力立意这一举措。
更加注重考查考生进入高校学习所需的基本素养,这些问题应引起我们在教学中的关注和重视。
2018年,数学试卷充分发挥数学作为基础学科的作用,既重视考查中学数学基础知识的掌握程度,又注意考查进入高校继续学习的潜能。
在前三年命题工作的基础上做到了总体保持稳定,深化能力立意,积极改革创新,兼顾了数学基础、思想方法、思维、应用和潜能等多方面的考查,融入课程改革的理念,拓宽题材,选材多样化,宽角度、多视点地考查数学素养,多层次地考查思想能力,充分体现出新课改的特色:1 试题题型平稳突出对主干知识的考查重视对新增内容的考查2 充分考虑理科考生的思维水平与不同的学习要求,体现出良好的层次性3 重视对数学思想方法的考查4 深化能力立意,考查考生的学习潜能5 重视基础,以教材为本6 重视应用题设计,考查考生数学应用意识二.教学指导原则1.高度重视基础知识,基本技能和基本方法的复习。
“基础知识,基本技能和基本方法”是高考复习的重点。
在复习课中要认真落实双基,并注意蕴涵在基础知识中的能力因素,注意基本问题中的能力培养. 特别是要学会把基础知识放在新情景中去分析,应用。
2. 高中的“重点知识”复习中要保持较大的比重和必要的深度。
原来的重点内容函数、不等式、数列、立体几何,平面三角及解析几何中的综合问题等。
在教学中,要避免重复及简单的操练。
新增的内容:向量、概率等内容在复习时也应引起我们的足够重视。
总之高三的数学复习课要以培养逻辑思维能力为核心,加强运算能力为主体进行复习。
3. 重视“通性、通法”的落实。
要把复习的重点放在教材中典型例题、习题上;放在体现通性、通法的例题、习题上;放在各部分知识网络之间的内在联系上抓好课堂教学质量,定出实施方法和评价方案。
10.3 组合●知识梳理 1.组合的概念:从n 个不同元素中任取m 个元素并成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合,组合的个数叫组合数,用C m n 表示.2.组合数公式C m n =!)!(!m m n n -.3.组合数的两个性质:(1)C m n =C m n n-;(2)C m n 1+=C m n +C 1-m n . ●点击双基1.从4台甲型电脑和5台乙型电脑中任取3台,其中两种电脑都要取,则不同的取法种数是A.140B.84C.70D.35解析:取3台分两类:①2台甲型1台乙型,有C 24·C 15种; ②1台甲型2台乙型,有C 14·C 25种. ∴C 24·C 15+C 14·C 25=30+40=70(种).答案:C特别提示先从甲型、乙型中各抽1台,有C 14·C 15种,再从余下的中选1台,有C 17种, 故有C 14·C 15·C 17=140(种).解法不正确.2.(2004年北京,理17)从长度分别为1、2、3、4、5的五条线段中,任取三条的不同取法共有n 种.在这些取法中,以取出的三条线段为边可组成的钝角三角形的个数为m ,则nm等于 A.101B.51C.103D.52 解析:n =C 35=10,由余弦定理知可组成钝角三角形的有“2、3、4”和“2、4、5”,故m =2.∴n m =102=51. 答案:B3.已知{1,2}⊆X ⊆{1,2,3,4,5},满足这个关系式的集合X 共有_____________个. A.2B.6C.4D.8解析:由题意知集合X中的元素1,2必取,另外可从3,4,5中可以不取,取1个,取2个,取3个,故有C03+C13+C23+C33=8(个).答案:D4.(2018年东北三校模拟题)将一个四棱锥的每个顶点染上一种颜色,并使同一条棱的两端异色.若只有五种颜色可供使用,则不同的染色方法种数为_____________.解析:设四棱锥为P—ABCD.(1)P:C15,A:C14,B:C13,C与B同色:1,D:C13.(2)P:C15,A:C14,B:C13,C与B不同色C12,D:C12.共有C15·C14·C13·1·C13+C15·C14·C13·C12·C12=420.答案:4205.某校准备参加2004年全国高中数学联赛,把10个名额分配给高三年级8个班,每班至少1人,不同的分配方案有_____________种.解析:把10个名额分成8份,每份至少一个名额即可,用隔板法:C79=C29=36.答案:36●典例剖析【例1】某外语组有9人,每人至少会英语和日语中的一门,其中7人会英语,3人会日语,从中选取会英语和日语的各一人,有多少种不同的选法?解:由题意可知,只会英语的有6人,只会日语的有2人,英语和日语都会的有1人.以只会英语的人数分类,C06·C11·C12+C16·C23=20.【例2】设集合A={1,2,3,…,10},(1)设A的3个元素的子集的个数为n,求n的值;(2)设A的3个元素的子集中,3个元素的和分别为a1,a2,…,a n,求a1+a2+a3+…+a n的值.解:(1)A的3元素子集的个数为n=C310=120.(2)在A的3元素子集中,含数k(1≤k≤10)的集合个数有C29个,因此a1+a2+…+a n=C29×(1+2+3+…+10)=1980.评述:在求从n个数中取出m(m≤n)个数的所有组合中各组合中数字的和时,一般先求出含每个数字的组合的个数,含每个数字的个数一般都相等,故每个数字之和与个数之积便是所求结果.【例3】从1,2,…,30这30个自然数中,每次取不同的三个数,使这三个数的和是3的倍数的取法有多少种?解:令A={1,4,7,10,...,28},B={2,5,8,11,...29},C={3,6,9, (30)组成三类数集,有以下四类符合题意:①A,B,C中各取一个数,有C110C110C110种;②仅在A中取3个数,有C310种;③仅在B中取3个数,有C310种;④仅在C中取3个数,有C 310种.故由加法原理得共有C 110·C 110·C 110+3C 310=1360种.评述:按元素的性质分类是处理带限制条件的组合问题的常用方法,对于某几个数的和能被某数整除一类的问题,通常是将整数分类,凡余数相同者归同一类.思考讨论讨论下面的问题: 用0,1,2,3,4,5这六个数字可以组成没有重复数字的能被25整除的四位数多少个? 提示:能被25整除的数的后两位是25或50,后两位是50的数有A 24个,后两位是25的数有3×3=9个,所以能被25整除的四位数的个数为A 24+9=21.【例4】 如图,从一个3×4的方格中的一个顶点A 到对顶顶点B 的最短路线有几条?AB解:从A 到B 的最短路线,均需走7步,包括横向的4步和纵向的3步,于是我们只要确定第1,2,…,7步哪些是横向的,哪些是纵向的就可以了,实际只要确定哪几步是横向走.所以每一条从A 到B 的最短路线对应着从第1,2,…,7步取出4步(横向走)的一个组合,因此从A 到B 的最短路线共有C 47=C 37=35条.深化拓展1.某城市由n 条东西方向的街道和m 条南北方向的街道组成一个矩形街道网,如下图所示.要从A 处走到B 处,使所走的路程最短,有多少种不同的走法?BA解:将相邻两个交点之间的街道称为一段,那么从A 到B 需要走(n +m -2)段,而这些段中,必须有东西方向的(n -1)段,其余的为南北方向的(m -1)段,所以共有C 12--+m n m =C 12--+n n m 种走法.2.从一楼到二楼楼梯一共10级,上楼可以一步上一级,也可以一步上两级,规定用8步走完楼梯的方法种数是_____________.解:设一步一级x 步,一步两级y 步,则⎩⎨⎧==⇒⎩⎨⎧=+=+.2,61028y x y x y x 故走完楼梯的方法有C 28=28种.●闯关训练 夯实基础1.从6双不同颜色的手套中任取4只,其中恰好有一双同色的取法有 A.240种 B.180种 C.120种 D.60种解析:先从6双手套中任选一双,有C 16种取法,再从其余手套中任选2只,有C 210种,其中选一双同色手套的选法为C 15种.故总的选法数为C 16(C 210-C 15)=240种.答案:A2.(2004年江苏,3)从4名男生和3名女生中选出4人参加某个座谈会,若这4人中必须既有男生又有女生,则不同的选法共有A.140种B.120种C.35种D.34种解析:7人中任选4人,共C 47种选法,扣除只有男生的选法C 44,就可得有既有男生,又有女生的选法C 47-C 44=34.答案:D3.(2004年湖北,理14)将标号为1,2,…,10的10个球放入标号为1,2,…,10的10个盒子内,每个盒内放一个球,则恰好有3个球的标号与其所在盒子的标号不一致的放入方法共有_____________种.(以数字作答)解析:从10个盒中挑3个与球标号不一致,共C 310种挑法,每一种3个盒子与球标号全不一致的方法为2种,∴共有2C 310=240种.答案:2404.某年级有6个班,派3个数学老师任教,每位教师教两个班,不同的任课方法种数有_______种.解析:把6个班均匀分为3份,有33222426A C C C 种分法,再把这三份分给3位教师,所以不同的任课方法有33222426A C C C A 33=C 26C 24C 22种.答案:905.某运输公司有7个车队,每个车队的车都多于4辆且型号相同,要从这7个车队中抽出10辆车组成一运输车队,每个队至少抽1辆车,则不同的抽法有多少种?解:由于每队至少抽1辆,故问题转化为从7个车队中抽3辆车,分类讨论.①3辆车都从1个队抽,有C 17种;②3辆车从2个队抽,有A 27种;③3辆车从3个队抽,有C 37种.综上所述,共有C 17+A 27+C 37=84种.6.袋中有10个球,其中4个红球,6个白球,若取到1个红球记2分,取到1个白球记1分,那么从这10个球中取出4个,使总分不低于5分的取法有多少种?解法一:取出4个球不低于5分只能是4红或3红1白或2红2白或1红3白.故有C 44+C 34C 16+C 24C 26+C 14C 36=195种.解法二:取出4个球总分低于5分只能是4个白球,故有C410-C46=195种.培养能力7.(理)有11名外语翻译人员,其中5名英语翻译员,4名日语翻译员,另两名英、日语都精通,从中找出8人,使他们组成两个翻译小组,其中4人翻译英文,另4人翻译日文,这两个小组能同时工作,问这样的分配名单共可开出几张?分析:既精通英语,又精通日语的“多面手”是特殊元素,所以可以从他们的参与情况入手进行分类讨论.解:按“多面手”的参与情况分成三类.第一类:多面手不参加,这时有C45C44种;第二类:多面手中有一人入选,这时又有该人参加英文或日文翻译两种可能,因此有C12C35C44+C45C12C34种;第三类:多面手中两个均入选,这时又分三种情况:两个都译英文、两个都译日文、两人各译一个语种,因此有C22C25C44+C45C22C24+C12C35C11C34种.综上分析,共可开出C45C44+C12C35C44+C45C12C34+C22C25C44+C45C22C24+C12C35C11C34=185种.评述:首先注意分类方法,体会分类方法在解组合问题中的作用.本题也可以先安排翻译英文人员,后安排翻译日文人员进行分类求解,共有C45C46+C35C12C45+C25C22C44=185种.(文)某市工商局对35种商品进行抽样检查,鉴定结果有15种假货,现从35种商品中选取3种.(1)其中某一种假货必须在内,不同的取法有多少种?(2)其中某一种假货不能在内,不同的取法有多少种?(3)恰有2种假货在内,不同的取法有多少种?(4)至少有2种假货在内,不同的取法有多少种?(5)至多有2种假货在内,不同的取法有多少种?解:(1)C234=561.(2)C334=5984.(3)C215·C120=2100.(4)C215·C120+C315=2555.(5)C320+C220C115+C120C215=6090.探究创新8.有点难度哟!从1到100这100个正整数中,每次取出2个数使它们的和大于100,共有多少种取法?解:(1)若取出的2个数都大于50,则有C250种.(2)若取出的2个数有一个小于或等于50,当取1时,另1个只能取100,有C11种取法;当取2时,另1个只能取100或99,有C12种取法;……当取50时,另1个数只能取100,99,98,…,51中的一个,有C150种取法,所以共有1+2+3+ (50)25150⨯.故取法种数为C250+25150⨯=24950⨯+25150⨯=2500.●思悟小结1.组合数公式有连乘和阶乘形式,阶乘形式一般用于证明和计算,组合数的性质常用于证明等式及合并组合数简化计算.2.解受条件限制的组合题,通常有直接法(合理分类)和间接法(排除法).3.解组合应用题时,应注意至少、至多、最多、恰好等词的含义.4.各种与元素的位置、顺序无关的组合问题,常见的有选派问题、抽样问题、图形问题、集合问题、分组问题,解答组合问题的关键是用好组合的定义和两个基本原理,只选不排,合理分类、分步.●教师下载中心教学点睛1.要搞清组合与排列的区别与联系:组合与顺序无关,排列与顺序有关;排列可以分成先选取(组合)后排列两个步骤进行.2.熟练掌握组合数公式的两种形式.拓展题例【例题】某篮球队共7名老队员,5名新队员,根据下列情况分别求出有多少种不同的出场阵容.(1)某老队员必须上场,某2新队员不能出场;(2)有6名打前锋位,4名打后卫位,甲、乙两名既能打前锋又能打后卫位.解:(1)C49=126种.(2)以2名既擅长前锋位又能打后卫位的队员是否上场,且上场后是前锋还是后卫作分类标准:①甲、乙都不上场有C36C24=120种;②甲、乙有一名上场,作前锋位有C12(C26C24)种,作后卫位有C12(C36C14)种,共C12(C26C24)+C12(C36C14)=340种;③甲、乙都上场,有C16C24+C36C04+C12(C26C14)=176种.据分类计数原理,共有120+340+176=636种.。