2019届高三数学第一轮知识点课后强化训练题12
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2019-2020年高考数学一轮总复习第五章数列5.3等比数列及其前n 项和课时跟踪检测理[课 时 跟 踪 检 测][基 础 达 标]1.已知数列{a n }为等比数列,若a 4+a 6=10,则a 7(a 1+2a 3)+a 3a 9的值为( ) A .10 B .20 C .100D .200解析:a 7(a 1+2a 3)+a 3a 9=a 7a 1+2a 7a 3+a 3a 9=a 24+2a 4a 6+a 26=(a 4+a 6)2=102=100. 答案:C2.设等比数列{a n }中,前n 项和为S n ,已知S 3=8,S 6=7,则a 7+a 8+a 9等于( ) A.18 B .-18C.578D .558解析:因为a 7+a 8+a 9=S 9-S 6,且S 3,S 6-S 3,S 9-S 6也成等比数列,即8,-1,S 9-S 6成等比数列,所以8(S 9-S 6)=1,即S 9-S 6=18.所以a 7+a 8+a 9=18.答案:A3.已知数列{a n }满足log 3a n +1=log 3a n +1(n ∈N *),且a 2+a 4+a 6=9,则log 13(a 5+a 7+a 9)的值是( )A .-5B .-15C .5D .15解析:∵log 3a n +1=log 3a n +1,∴a n +1=3a n . ∴数列{a n }是公比q =3的等比数列. ∵a 5+a 7+a 9=q 3(a 2+a 4+a 6),∴log 13(a 5+a 7+a 9)=log 13(9×33)=log 1335=-5.答案:A4.(xx 届太原一模)在单调递减的等比数列{a n }中,若a 3=1,a 2+a 4=52,则a 1=( )A .2B .4 C. 2D .2 2解析:在等比数列{a n }中,a 2a 4=a 23=1,又a 2+a 4=52,数列{a n }为递减数列,所以a 2=2,a 4=12,所以q 2=a 4a 2=14,所以q =12,a 1=a 2q=4.答案:B5.(xx 届莱芜模拟)已知数列{a n },{b n }满足a 1=b 1=3,a n +1-a n =b n +1b n=3,n ∈N *,若数列{c n }满足c n =ba n ,则c 2 017=( )A .92 016B .272 016C .92 017D .272 017解析:由已知条件知{a n }是首项为3,公差为3的等差数列,数列{b n }是首项为3,公比为3的等比数列,所以a n =3n ,b n =3n. 又c n =ba n =33n, 所以c 2 017=33×2 017=272 017.答案:D6.(xx 届海口市调研测试)设S n 为等比数列{a n }的前n 项和,a 2-8a 5=0,则S 8S 4的值为( )A.12 B .1716 C .2D .17解析:设{a n }的公比为q ,依题意得a 5a 2=18=q 3,因此q =12.注意到a 5+a 6+a 7+a 8=q 4(a 1+a 2+a 3+a 4),即有S 8-S 4=q 4S 4,因此S 8=(q 4+1)S 4,S 8S 4=q 4+1=1716,选B.答案:B7.(xx 届衡阳模拟)在等比数列{a n }中,a 1=2,前n 项和为S n ,若数列{a n +1}也是等比数列,则S n =( )A .2n +1-2 B .3n C .2nD .3n-1解析:因为数列{a n }为等比数列,a 1=2,设其公比为q ,则a n =2qn -1,因为数列{a n +1}也是等比数列,所以(a n +1+1)2=(a n +1)(a n +2+1)⇒a 2n +1+2a n +1=a n a n +2+a n +a n +2⇒a n +a n+2=2a n +1⇒a n (1+q 2-2q )=0⇒q =1,即a n =2,所以S n =2n ,故选C.答案:C8.(xx 届广州市五校联考)已知数列{a n }的首项a 1=2,数列{b n }为等比数列,且b n =a n +1a n,若b 10b 11=2,则a 21=( )A .29B .210C .211D .212解析:由b n =a n +1a n ,且a 1=2,得b 1=a 2a 1=a 22,a 2=2b 1;b 2=a 3a 2,a 3=a 2b 2=2b 1b 2;b 3=a 4a 3,a 4=a 3b 3=2b 1b 2b 3;…;a n =2b 1b 2b 3…b n -1,所以a 21=2b 1b 2b 3…b 20,又{b n }为等比数列,所以a 21=2(b 1b 20)(b 2b 19)…(b 10b 11)=2(b 10b 11)10=211. 答案:C9.由正数组成的等比数列{a n }满足a 3a 8=32,则log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 10=________. 解析:log 2a 1+log 2a 2+…+log 2a 10=log 2(a 1a 10)·(a 2a 9)·…·(a 5a 6)=log 2(a 3a 8)5=log 2225=25.答案:2510.设S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若a 1=1,且3S 1,2S 2,S 3成等差数列,则a n =________. 解析:因为3S 1,2S 2,S 3成等差数列,所以4S 2=3S 1+S 3,即4(a 1+a 2)=3a 1+a 1+a 2+a 3.化简得a 3a 2=3,即等比数列{a n }的公比q =3,故a n =1×3n -1=3n -1.答案:3n -111.(xx 届南昌模拟)已知公比不为1的等比数列{a n }的首项a 1=12,前n 项和为S n ,且a 4+S 4,a 5+S 5,a 6+S 6成等差数列.(1)求等比数列{a n }的通项公式;(2)对n ∈N *,在a n 与a n +1之间插入3n 个数,使这3n+2个数成等差数列,记插入的这3n个数的和为b n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)因为a 4+S 4,a 5+S 5,a 6+S 6成等差数列, 所以a 5+S 5-a 4-S 4=a 6+S 6-a 5-S 5, 即2a 6-3a 5+a 4=0, 所以2q 2-3q +1=0, 因为q ≠1, 所以q =12,所以等比数列{a n }的通项公式为a n =12n .(2)b n =a n +a n +12·3n=34⎝ ⎛⎭⎪⎫32n ,T n =34×32-⎝ ⎛⎭⎪⎫32n +11-32=94⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫32n -1.12.设数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *).已知a 1=1,a 2=32,a 3=54,且当n ≥2时,4S n+2+5S n =8S n +1+S n -1. (1)求a 4的值;(2)证明:⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 为等比数列.解:(1)当n =2时,4S 4+5S 2=8S 3+S 1,即4⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32+54+a 4+5⎝ ⎛⎭⎪⎫1+32=81+32+54+1,解得a 4=78.(2)证明:由4S n +2+5S n =8S n +1+S n -1(n ≥2), 得4S n +2-4S n +1+S n -S n -1=4S n +1-4S n (n ≥2), 即4a n +2+a n =4a n +1(n ≥2).∵4a 3+a 1=4×54+1=6=4a 2符合上式,∴4a n +2+a n =4a n +1(n ≥1), ∴a n +2-12a n +1a n +1-12a n=4a n +2-2a n +14a n +1-2a n=4a n +1-a n -2a n +14a n +1-2a n =2a n +1-a n 22a n +1-a n =12,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +1-12a n 是以a 2-12a 1=1为首项,12为公比的等比数列.[能 力 提 升]1.若{a n }是正项递增等比数列,T n 表示其前n 项之积,且T 10=T 20,则当T n 取最小值时,n 的值为________.解析:T 10=T 20⇒a 11…a 20=1⇒(a 15a 16)5=1⇒a 15a 16=1,又{a n }是正项递增等比数列,所以0<a 1<a 2<…<a 14<a 15<1<a 16<a 17<…,因此当T n 取最小值时,n 的值为15.答案:152.(xx 届山西吕梁质检)已知数列2,8,4,12,…,该数列的特点是从第2项起,每一项都等于它的前后两项之积,则这个数列的前2 018项之积T 2 018等于________.解析:数列2,8,4,12,…,该数列的特点是从第2项起,每一项都等于它的前后两项之积,这个数列的前8项分别为2,8,4,12,18,14,2,8,易得从第7项起,数字重复出现,所以此数列为周期数列,且周期为6,前6项积为2×8×4×12×18×14=1.又因为2 018=336×6+2,所以这个数列的前2 018项之积T 2 018=1336×2×8=16. 答案:163.已知数列{a n }满足a 1=5,a 2=5,a n +1=a n +6a n -1(n ≥2). (1)求证:{a n +1+2a n }是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:∵a n +1=a n +6a n -1(n ≥2), ∴a n +1+2a n =3a n +6a n -1=3(a n +2a n -1)(n ≥2). ∵a 1=5,a 2=5,∴a 2+2a 1=15, ∴a n +2a n -1≠0(n ≥2),∴a n +1+2a na n +2a n -1=3(n ≥2),∴数列{a n +1+2a n }是以15为首项,3为公比的等比数列. (2)由(1)得a n +1+2a n =15×3n -1=5×3n,则a n +1=-2a n +5×3n, ∴a n +1-3n +1=-2(a n -3n).又∵a 1-3=2,∴a n -3n≠0,∴{a n -3n}是以2为首项,-2为公比的等比数列. ∴a n -3n=2×(-2)n -1,即a n =2×(-2)n -1+3n.2019-2020年高考数学一轮总复习第五章数列5.4数列求和课时跟踪检测理[课 时 跟 踪 检 测][基 础 达 标]1.已知数列{a n }是等差数列,a 1=tan225°,a 5=13a 1,设S n 为数列{(-1)na n }的前n 项和,则S 2 014=( )A .2 015B .-2 015C .3 021D .-3 022解析:由题知a 1=tan(180°+45°)=1,∴a 5=13 ∴d =a 5-a 15-1=124=3. ∴a n =1+3(n -1)=3n -2. 设b n =(-1)na n =(-1)n(3n -2),∴S 2 014=(-1+4)+(-7+10)+…+(-6 037+6 040)=3×1 007=3 021.故选C. 答案:C2.设{a n }是公差不为零的等差数列,a 2=2,且a 1,a 3,a 9成等比数列,则数列{a n }的前n 项和S n =( )A.n 24+7n 4 B .n 22+3n 2C.n 24+3n4D .n 22+n2解析:设等差数列{a n }的公差为d ,则 由a 23=a 1a 9得(a 2+d )2=(a 2-d )(a 2+7d ), 代入a 2=2,解得d =1或d =0(舍). ∴a n =2+(n -2)×1=n , ∴S n =a 1+a n n2=1+n n 2=n 22+n 2.故选D. 答案:D3.等比数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 2a 3=2a 1,且a 4与2a 7的等差中项为54,则S 5=( )A .29B .31C .33D .36解析:设等比数列{a n }的公比为q 则a 21q 3=2a 1,①a 1q 3+2a 1q 6=52,②解得a 1=16,q =12,∴S 5=a 11-q 51-q=31,故选B.答案:B4.已知等比数列{a n }的各项均为正数,a 1=1,公比为q ;等差数列{b n }中,b 1=3,且{b n }的前n 项和为S n ,a 3+S 3=27,q =S 2a 2.(1)求{a n }与{b n }的通项公式;(2)设数列{c n }满足c n =32S n ,求{c n }的前n 项和T n .解:(1)设数列{b n }的公差为d , ∵a 3+S 3=27,q =S 2a 2,∴⎩⎪⎨⎪⎧q 2+3d =18,6+d =q 2.求得q =3,d =3,∴a n =3n -1,b n =3n .(2)由题意得S n =n 3+3n2,c n =32S n =32×23×1n n +1=1n -1n +1. ∴T n =1-12+12-13+13-14+…+1n -1n +1=1-1n +1=nn +1.5.(xx 届广州综合测试)已知数列{a n }是等比数列,a 2=4,a 3+2是a 2和a 4的等差中项. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =2log 2a n -1,求数列{a n b n }的前n 项和T n . 解:(1)设数列{a n }的公比为q , 因为a 2=4,所以a 3=4q ,a 4=4q 2. 因为a 3+2是a 2和a 4的等差中项, 所以2(a 3+2)=a 2+a 4, 化简得q 2-2q =0. 因为公比q ≠0,所以q =2. 所以a n =a 2qn -2=4×2n -2=2n (n ∈N *).(2)因为a n =2n,所以b n =2log 2a n -1=2n -1, 所以a n b n =(2n -1)2n,则T n =1×2+3×22+5×23+…+(2n -3)2n -1+(2n -1)2n,①2T n =1×22+3×23+5×24+…+(2n -3)2n+(2n -1)·2n +1.②由①-②得,-T n =2+2×22+2×23+…+2×2n -(2n -1)2n +1=2+2×41-2n -11-2-(2n -1)2n +1=-6-(2n -3)2n +1,所以T n =6+(2n -3)2n +1.6.S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a n >0,a 2n +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a 2n +2a n =4S n +3,① 可知a 2n +1+2a n +1=4S n +1+3.②②-①,得a 2n +1-a 2n +2(a n +1-a n )=4a n +1, 即2(a n +1+a n )=a 2n +1-a 2n =(a n +1+a n )(a n +1-a n ). 由a n >0,得a n +1-a n =2.又a 21+2a 1=4a 1+3,解得a 1=-1(舍去)或a 1=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=12n +12n +3=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3.设数列{b n }的前n 项和为T n ,则T n =b 1+b 2+…+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫13-15+⎝ ⎛⎭⎪⎫15-17+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +3=n32n +3.7.已知数列{a n }与{b n }满足a n +1-a n =2(b n +1-b n )(n ∈N *). (1)若a 1=1,b n =3n +5,求数列{a n }的通项公式;(2)若a 1=6,b n =2n(n ∈N *)且λa n >2n +n +2λ对一切n ∈N *恒成立, 求实数λ的取值范围.解:(1)因为a n +1-a n =2(b n +1-b n ),b n =3n +5, 所以a n +1-a n =2(b n +1-b n )=2(3n +8-3n -5)=6, 所以{a n }是等差数列,首项为1,公差为6, 即a n =6n -5. (2)因为b n =2n, 所以a n +1-a n =2(2n +1-2n )=2n +1,当n ≥2时,a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=2n +2n -1+…+22+6=2n +1+2,当n =1时,a 1=6,符合上式,所以a n =2n +1+2,由λa n >2n+n +2λ得λ>2n+n 2n +1=12+n 2n +1,令f (n )=12+n 2n +1,因为f (n +1)-f (n )=n +12n +2-n 2n +1=1-n 2n +2≤0, 所以12+n2n +1在n ≥1时单调递减,所以当n =1,2时,2n+n 2n +1取最大值34,故λ的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫34,+∞. [能 力 提 升]1.已知数列{a n }的首项为a 1=1,前n 项和为S n ,且数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫S n n 是公差为2的等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =(-1)na n ,求数列{b n }的前n 项和T n . 解:(1)由已知得S n n=1+(n -1)×2=2n -1, 所以S n =2n 2-n , 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n 2-n -[2(n -1)2-(n -1)]=4n -3. a 1=1=4×1-3,所以a n =4n -3,n ∈N *.(2)由(1)可得b n =(-1)na n =(-1)n(4n -3). 当n 为偶数时,T n =(-1+5)+(-9+13)+…+[-(4n -7)+(4n -3)]=4×n2=2n ,当n 为奇数时,n +1为偶数,T n =T n +1-b n +1=2(n +1)-(4n +1)=-2n +1,综上,T n =⎩⎪⎨⎪⎧2n ,n =2k ,k ∈N *,-2n +1,n =2k -1,k ∈N *.2.在数列{a n }中,已知a n >1,a 1=1+3,且a n +1-a n =2a n +1+a n -2,记b n =(a n -1)2,n ∈N *.(1)求数列{b n }的通项公式;(2)设数列{b n }的前n 项和为S n ,证明:13≤1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n <34.解:(1)因为a n +1-a n =2a n +1+a n -2,所以a 2n +1-a 2n -2a n +1+2a n =2, 即(a n +1-1)2-(a n -1)2=2. 又b n =(a n -1)2,n ∈N *,所以b n +1-b n =2,数列{b n }是以b 1=(1+3-1)2=3为首项,2为公差的等差数列, 故b n =2n +1,n ∈N *. (2)证明:由(1)得S n =n 3+2n +12=n (n +2),所以1S n =1nn +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2,n ∈N *, 所以1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+12-14+13-15+…+1n -1n +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫32-1n +1-1n +2=34-12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1+1n +2<34.记T n =1S 1+1S 2+1S 3+…+1S n,因为1S n>0,n ∈N *,所以T n 单调递增.故T n ≥T 1=1S 1=13.综上13≤1S 1+1S 2+…+1S n <34.3.已知各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足a 2n +a n =2S n . (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求证:S n2<S 1+S 2+…+S n <S n +1-12.解:(1)因为当n ∈N *时,a 2n +a n =2S n , 故当n >1时,a 2n -1+a n -1=2S n -1,两式相减得,a 2n -a 2n -1+a n -a n -1=2S n -2S n -1=2a n , 即(a n +a n -1)(a n -a n -1)=a n +a n -1.因为a n >0,所以a n +a n -1>0,所以当n >1时,a n -a n -1=1.又当n =1时,a 21+a 1=2S 1=2a 1,得a 1=1, 所以数列{a n }是以1为首项,1为公差的等差数列, 所以a n =n .(2)证明:由(1)及等差数列的前n 项和公式知S n =n n +12,所以S n = n n +12>n 22=n2, 所以S 1+S 2+…+S n >12+22+…+n 2= 1+2+…+n 2=S n 2. 又S n = n n +12<n +122=n +12, 所以S 1+S 2+…+S n <22+32+…+n +12=1+2+…+n +12-12=S n +1-12, 所以S n2<S 1+S 2+…+S n <S n +1-12.。
2019届高三数学一轮复习 函数的定义域1、下列函数中值域为(0,)∞+的是( ) A .x y -=1)31( B .12-+=x x y C .122+=x y D .x y 21-= 2、函数)1lg(-=x y 的定义域为( ) A .{}0|<x x B .{}1|>x x C .{}10|<<x x D .{ 0|<x x 或}1>x 3、若()2211f x x -=+,则()f x 的解析式为( )A .()2254x x f x ++=B .()2254x x f x -+=C .()2234x x f x ++=D .()2234x x f x -+=4、设函数的定义域为,的定义域为,则( ) A.B.C. D.5、如果1()1xf xx=-,则当0x ≠且1x ≠时,()f x =( ) A .1x B .11x - C .11x - D .11x-6、函数22(x)log (x 2x 3)f 的定义域是( )(A )[3,1] (B )(3,1) (C )(,3][1,)-∞-+∞ (D )(,3)(1,)-∞-+∞7、已知函数y =x 2的值域是[1,4],则其定义域不可能是( )A .B .C .D .8、函数2()lg xf x x-=的定义域是 . 9、若(1)f x x +=,则函数()f x 的解析式为()f x = .10、函数()()3log 142xf x x =++-的定义域是____________________.11、函数()()2log 31x f x =+的值域为__________________.12、已知函数()1-=x f y 定义域是[]3,1-,则()12+=x f y 的定义域是 . 13、函数223)(x x x f --=的定义域为_________,值域为_________. 14、已知函数f(x)的周期为1.5,且f(1)=20,则f(13)的值是____ ____. 15、已知偶函数)(x f 在区间),∞+0[单调递增,则满足)31()12(f x f <-的x 的取值范围为 ________16、函数y=的值域是17、已知函数()1f x x =-的定义域为集合A ,函数()()0121≤≤-⎪⎭⎫⎝⎛=x x g x的值域为集合B ,U R =. (1)求()U C A B ⋂;(2)若{}|21C x a x a =≤≤-且B C ⊆,求实数a 的取值范围18、已知函数()1,[3,5]2x f x x x -=∈+.(1)判断函数()f x 的单调性并用定义证明你的结论. (2)求函数()f x 的最大值和最小值. 19、已知113a ≤≤,若函数()22f x ax x =-在[]1,3上的最大值为()M a ,最小值为()N a .(1)求()N a 的表达式; (2)求()M a 的表达式并说出其最值.20、已知集合{}121212(,)0,0,D x x x x x x k =>>+=.其中K 为正常数.(1)若K=2,设12u x x =,求u 的取值范围. (2)若K=2,对任意12(,)x x D ∈,求)1)(1(2211x x x x --的最大值。
[课时跟踪检测][基础达标]1.(2018届邯郸质检)“x>3”是“1x<13”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.既不充分又不必要条件解析:“x>3”⇒“1x<13”;反之不成立,例如取x=-1.因此“x>3”是“1x<13”的充分不必要条件.故选A.答案:A2.已知集合A={1,m2+1},B={2,4},则“m=3”是“A∩B={4}”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A∩B={4},则m2+1=4,∴m=±3,故“m=3”是“A∩B={4}”的充分不必要条件.答案:A3.(2017届山东重点中学模拟)已知命题p:“正数a的平方不等于0”,命题q:“若a不是正数,则它的平方等于0”,则q是p的() A.逆命题B.否命题C.逆否命题D.否定解析:命题p:“正数a的平方不等于0”写成“若a是正数,则它的平方不等于0”,从而q是p的否命题.答案:B4.命题p:“若x2<1,则x<1”的逆命题为q,则p与q的真假性为() A.p真q真B.p真q假C.p假q真D.p假q假解析:q:若x<1,则x2<1.令x=-2,∴x2=4,∴q假.∵p:x2<1,则-1<x<1,∴p真,故选B.答案:B5.(2018届鹤壁模拟)已知命题p:∃x0∈R,使tan x0=1,命题q:∀x∈R,x2>0,下面结论正确的是()A.命题“p∧q”是真命题B.命题“p∧綈q”是假命题C.命题“綈p∧q”是真命题D.命题“綈p∧綈q”是假命题解析:因为tan45°=1,所以p:∃x0∈R,使tan x0=1是真命题,所以綈p 是假命题.因为x=0,x2=0,所以命题q:∀x∈R,x2>0是假命题,所以綈q 是真命题,所以p∧q是假命题,綈p∧q是假命题,綈p∧綈q是假命题,故选择D.答案:D6.(2017届江西新余调研)设p:∀x∈R,x2-4x+m>0;q:函数f(x)=-1 3x3+2x2-mx-1在R上是减函数,则p是q的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件解析:若p为真,则Δ=16-4m<0,解得m>4;若q为真,则f′(x)=-x2+4x-m≤0在R上恒成立,则Δ=16-4m≤0,解得m≥4,所以p是q的充分不必要条件.答案:A7.(2018届河北唐山二模)已知a,b为实数,则“a3<b3”是“2a<2b”的() A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分又不必要条件解析:由于函数y=x3,y=2x在R上单调递增,所以a3<b3⇔a<b⇔2a<2b,即“a3<b3”是“2a<2b”的充要条件.答案:C8.(2017届河南三市调研)若x,y∈R,则x>y的一个充分不必要条件是() A.|x|>|y| B.x2>y2C.x>y D.x3>y3解析:由|x|>|y|,x2>y2未必能推出x>y,排除A、B;由x>y可推出x>y,反之,未必成立,而x3>y3是x>y的充要条件,故选C.答案:C9.(2017届浙江宁波一模)若“x >1”是“不等式2x >a -x 成立”的必要而不充分条件,则实数a 的取值范围是( )A .a >3B .a <3C .a >4D .a <4解析:若2x >a -x ,即2x +x >a .设f (x )=2x +x ,则函数f (x )为增函数.由题意知“2x +x >a 成立,即f (x )>a 成立”能得到“x >1”,反之不成立.因为当x >1时,f (x )>3,所以a >3.答案:A10.(2018届河北唐山月考)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________.解析:p :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.又q :x >a ,故a ≥1.答案:[1,+∞)11.(2017届河南濮阳第二次检测)若“m >a ”是“函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫13x +m -13的图象不过第三象限”的必要不充分条件,则实数a 能取的最大整数为________.解析:由于f (0)=m +23,因为函数y =f (x )的图象不过第三象限,所以m +23≥0,即m ≥-23.由于“m >a ”是“m ≥-23”的必要不充分条件,因此a <-23,故实数a 能取的最大整数为-1.答案:-112.已知集合A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫y ⎪⎪⎪ y =x 2-32x +1,x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤34,2,B ={x |x +m 2≥1}.若“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件,求实数m 的取值范围.解:y =x 2-32x +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -342+716, ∵x ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤34,2,∴716≤y ≤2,∴A =⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫y ⎪⎪⎪716≤y ≤2. 由x +m 2≥1,得x ≥1-m 2,∴B ={x |x ≥1-m 2}.∵“x ∈A ”是“x ∈B ”的充分条件,∴A ⊆B ,∴1-m 2≤716,解得m ≥34或m ≤-34,故实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎦⎥⎤-∞,-34∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫34,+∞. 13.(2018届江西九江地区高三七校联考)命题p :∀x ∈R ,ax 2+ax -1<0,命题q :3a -1+1<0. (1)若“p 或q ”为假命题,求实数a 的取值范围;(2)若“綈q ”是“a ∈[m ,m +1]”的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.解:(1)关于命题p :∀x ∈R ,ax 2+ax -1<0,a >0时,显然不成立,a =0时成立,a <0时只需Δ=a 2+4a <0即可,解得-4<a <0,故p 为真时,a ∈(-4,0];关于命题q :3a -1+1<0,解得-2<a <1, 命题“p 或q ”为假命题,即p ,q 均为假命题,则a ≤-4或a ≥1.(2)綈q :a ≤-2或a ≥1,所以m +1≤-2或m ≥1,所以m ≤-3或m ≥1.14.已知P ={x |x 2-8x -20≤0},非空集合S ={x |1-m ≤x ≤1+m }.求:(1)若x ∈P 是x ∈S 的必要条件,求m 的取值范围;(2)是否存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充要条件;(3)若綈p 是綈S 的必要不充分条件,求实数m 的取值范围.解:(1)由x 2-8x -20≤0得-2≤x ≤10,∴P ={x |-2≤x ≤10},由x ∈P 是x ∈S 的必要条件,知S ⊆P ,则⎩⎨⎧ 1-m ≤1+m ,1-m ≥-2,1+m ≤10,∴0≤m ≤3.所以当0≤m ≤3时,x ∈P 是x ∈S 的必要条件.(2)若x ∈P 是x ∈S 的充要条件,则P =S .∴⎩⎨⎧ 1-m =-2,1+m =10,∴⎩⎨⎧m =3,m =9.即不存在实数m ,使x ∈P 是x ∈S 的充要条件,(3)P ={x |-2≤x ≤10},∵綈P 是綈S 的必要不充分条件,∴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,即m 的取值范围是[9,+∞). [能 力 提 升]1.(2017届济南模拟)若a =log 2x ,b =2x ,则“a >b ”是“x >1”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:函数a =log 2x ,b =2x 的图象如图所示,由图象可知,若a >b ,则x >2,即x >1成立,反之,若x >1,当x =32时,a <b .答案:A2.若命题“ax 2-2ax -3>0不成立”是真命题,则实数a 的取值范围是________.解析:由题意知ax 2-2ax -3≤0恒成立,当a =0时,-3≤0成立;当a ≠0时,得⎩⎨⎧a <0,Δ=4a 2+12a ≤0,解得-3≤a <0,故-3≤a ≤0.答案:[-3,0]3.已知α:x ≥a ,β:|x -1|<1.若α是β的必要不充分条件,则实数a 的取值范围为________.解析:α:x ≥a ,可看作集合A ={x |x ≥a },∵β:|x -1|<1,∴0<x <2,∴β可看作集合B ={x |0<x <2}.又∵α是β的必要不充分条件,∴B A ,∴a ≤0.答案:(-∞,0]4.已知命题p :|x -2|<a (a >0),命题q :|x 2-4|<1,若p 是q 的充分不必要条件,求实数a 的取值范围.解:由题意p :|x -2|<a ⇔2-a <x <2+a ,q :|x 2-4|<1⇔-1<x 2-4<1⇔3<x 2<5⇔-5<x <-3或3<x < 5.又由题意知p 是q 的充分不必要条件,所以有⎩⎨⎧ -5≤2-a ,2+a ≤-3,a >0,①或⎩⎨⎧ 3≤2-a ,2+a ≤5,a >0,② 由①得a 无解;由②解得0<a ≤2- 3.。
芯衣州星海市涌泉学校第三课时空间向量及其运算强化训练一、复习目的:1、理解空间向量的概念,理解空间向量的根本定理及其意义,掌握空间向量的正交分解及其坐标表示;2、掌握空间向量的线性运算及其坐标表示;3、掌握空间向量的数量积及其坐标表示,能运用向量的数量积判断向量的一一共线与垂直;4、通过本课强化训练,使学生进一步纯熟理解和掌握上述概念和运算方法,进步学生的灵敏和综合运用才能。
二、重难点:空间向量及其运算的综合运用。
三、教学方法:讲练结合,探析归纳。
四、教学过程〔一〕、根底自测〔分组训练、一一共同交流〕 1.有4个命题:①假设p=xa+yb ,那么p 与a 、b 一一共面;②假设p 与a 、b 一一共面,那么p=xa+yb ;③假设MP =x MA +y MB ,那么P 、M 、A 、B 一一共面;④假设P 、M 、A 、B 一一共面,那么MP =x MA +y MB . 其中真命题的个数是〔B 〕。
A.1 B.2C.3D.42.以下命题中是真命题的是(D)。
A.分别表示空间向量的有向线段所在的直线是异面直线,那么这两个向量不是一一共面向量B.假设|a|=|b|,那么a ,b 的长度相等而方向一样或者者相反C.假设向量AB ,CD 满足|AB |>|CD |,且AB 与CD 同向,那么AB >CDD.假设两个非零向量与满足+=0,那么∥ 3.假设a=(2x,1,3),b=(1,-2y,9),且a∥b,那么 〔C 〕。
A.x=1,y=1B.x=21,y=-21C.x=61,y=-23D.x=-61,y=234.A 〔1,2,3〕,B 〔2,1,2〕,P 〔1,1,2〕,点Q 在直线OP 上运动,当QA ·QB 取最小值时,点Q 的坐标是.答案⎪⎭⎫ ⎝⎛38,34,345.在四面体O-ABC 中,OA =a,OB =b,OC =c,D 为BC 的中点,E 为AD 的中点,那么OE =(用a,b,c 表示).答案21a+41b+41c 〔二〕、典例探析例1、如下列图,在平行六面体ABCD-A1B1C1D1中,设1AA =a ,AB =b ,AD =c ,M ,N ,P 分别是AA1,BC ,C1D1的中点, 试用a ,b ,c 表示以下各向量:〔1〕AP ;〔2〕N A 1;〔3〕MP +1NC .解〔1〕∵P 是C1D1的中点,∴AP =1AA +11D A +P D 1=a+AD +2111C D =a+c+21AB =a+c+21b. 〔2〕∵N 是BC 的中点,∴N A 1=A A 1+AB +BN =-a+b+21BC =-a+b+21AD =-a+b+21c. 〔3〕∵M 是AA1的中点,∴MP =MA +AP =21A A 1+AP =-21a+(a+c+21b)=21a+21b+c , 又1NC =NC +1CC =21BC +1AA =21AD +1AA =21c+a ,∴MP +1NC =(21a+21b+c)+(a+21c)=23a+21b+23c. 例2、如下列图,空间四边形ABCD 的各边和对角线的长都等于a ,点M 、N 分别是AB 、CD 的中点.〔1〕求证:MN⊥AB,MN⊥CD;〔2〕求MN 的长; 〔3〕求异面直线AN 与CM 夹角的余弦值. 〔1〕证明设AB =p,AC =q ,AD =r.由题意可知:|p|=|q|=|r|=a ,且p 、q 、r 三向量两两夹角均为60°.MN =AN -AM =21〔AC +AD 〕-21AB =21〔q+r-p 〕,∴MN ·AB =21〔q+r-p 〕·p =21〔q·p+r·p -p2〕=21〔a2·cos60°+a2·cos60°-a2〕=0.∴MN⊥AB,同理可证MN⊥CD. 〔2〕解由〔1〕可知=21〔q+r-p 〕∴||2=2=41〔q+r-p 〕2=41[q2+r2+p2+2〔q·r -p·q -r·p〕]=41[a2+a2+a2+2〔22a -22a -22a 〕] =41×2a2=22a .∴||=22a,∴MN 的长为22a. (3)解设向量与的夹角为θ. ∵=21(+)=21(q+r),=-=q-21p, ∴·=21〔q+r 〕·〔q-21p 〕=21〔q2-21q·p+r·q -21r·p〕 =21(a2-21a2·cos60°+a2·cos60°-21a2·cos60°)=21〔a2-42a +22a -42a 〕=22a .又∵||=||=a 23, ∴·=||·||·cos θ=a 23·a 23·cos θ=22a .∴cos θ=32, ∴向量与的夹角的余弦值为32,从而异面直线AN 与CM 夹角的余弦值为32.例3、〔1〕求与向量a=(2,-1,2)一一共线且满足方程a·x=-18的向量x 的坐标;〔2〕A 、B 、C 三点坐标分别为〔2,-1,2〕,〔4,5,-1〕,〔-2,2,3〕,求点P 的坐标使得=21〔-〕;〔3〕a=〔3,5,-4〕,b=〔2,1,8〕,求:①a·b;②a 与b 夹角的余弦值; ③确定λ,μ的值使得λa+μb 与z 轴垂直,且〔λa+μb 〕·〔a+b 〕=53. 解〔1〕∵x 与a 一一共线,故可设x=ka ,由a·x=-18得a·ka=k|a|2=k〔414++〕2=9k ,∴9k=-18,故k=-2. ∴x=-2a=〔-4,2,-4〕.〔2〕设P 〔x ,y ,z 〕,那么=〔x-2,y+1,z-2〕, AB =〔2,6,-3〕,=〔-4,3,1〕,∵AP =21〔AB -〕. ∴〔x-2,y+1,z-2〕=21[〔2,6,-3〕-〔-4,3,1〕]=21〔6,3,-4〕=(3,23,-2)∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=+=-2223132z y x ,解得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===0215z y x ∴P 点坐标为(5,21,0).〔3〕①a·b=〔3,5,-4〕·〔2,1,8〕=3×2+5×1-4×8=-21. ②∵|a|=222)4(53-++=52,|b|=222812++=69,∴cos〈a,b 〉=b b a a ⋅=692521⋅-=-2301387.∴a 与b 夹角的余弦值为-2301387.③取z 轴上的单位向量n=〔0,0,1〕,a+b=〔5,6,4〕.依题意()()()⎩⎨⎧=+⋅+=⋅+530b b b a a a a μλμλ即()()()()⎩⎨⎧=⋅+-++=⋅+-++534,6,584,5,2301,0,084,5,23μλμλμλμλμλμλ 故⎩⎨⎧=+=+-531829084μλμλ解得⎪⎩⎪⎨⎧==211μλ. 〔三〕、强化训练:如下列图,正四面体V —ABC 的高VD 的中点为O ,VC 的中点为M. 〔1〕求证:AO 、BO 、CO 两两垂直; 〔2〕求〈DM ,AO 〉.(1)证明设VA =a,VB =b,VC =c,正四面体的棱长为1, 那么VD =31(a+b+c),AO =61(b+c-5a), BO =61(a+c-5b),CO =61(a+b-5c) ∴AO ·BO =361〔b+c-5a 〕·〔a+c-5b 〕=361〔18a·b -9|a|2〕 =361〔18×1×1·cos60°-9〕=0.∴AO ⊥BO ,∴AO⊥BO,同理AO⊥CO,BO⊥CO, ∴AO、BO 、CO 两两垂直.〔2〕解DM =DV +VM =-31〔a+b+c 〕+21c=61(-2a-2b+c).∴|DM |=()22261⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--c b a =21,|AO |=()2561⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+a c b =22,DM ·AO =61〔-2a-2b+c 〕·61〔b+c-5a 〕=41,∴cos〈DM ,AO 〉=222141⋅=22,∵〈DM ,AO 〉∈(0,π),∴〈DM ,AO 〉=45°. 〔四〕、小结:本节主要有空间向量的坐标表示,空间向量的坐标运算,平行向量,垂直向量坐标之间的关系以及中点公式,要充分利用空间图形中已有的直线的关系和性质;空间向量的坐标运算同平面向量类似,具有类似的运算法那么.一个向量在不同空间的表达方式不一样,本质没有改变.因此运算的方法和运算规律结论没变。
考点50 椭圆1.(市昌平区2019届高三5月综合练习二模理)嫦娥四号月球探测器于2018年12月8日搭载长征三号乙运载火箭在某某卫星发射中心发射.12日下午4点43分左右,嫦娥四号顺利进入了以月球球心为一个焦点的椭圆形轨道,如图中轨道③所示,其近月点与月球表面距离为100公里,远月点与月球表面距离为400公里.已知月球的直径为3476公里,则该椭圆形轨道的离心率约为A.125B.340C.18D.35【答案】B 【解析】如下图,F为月球的球心,月球半径为:12×3476=1738,依题意,|AF|=100+1738=1838,|BF|=400+1738=2138. 2a=1838+2138,a=1988,a+c=2138,c=2138-1988=150,椭圆的离心率为:1503198840cea==≈,选B.2.(某某省实验中学等四校2019届高三联合考试理)已知椭圆C :22221x y a b+=,()0a b >>的左、右焦点分别为1F ,2F ,M 为椭圆上异于长轴端点的一点,12MF F ∆的内心为I ,直线MI 交x 轴于点E ,若2MI IE=,则椭圆C 的离心率是( )A .22B .12C .32D .13【答案】B 【解析】解:12MF F ∆的内心为I ,连接1IF 和2IF , 可得1IF 为12MF F ∠的平分线,即有11MF MI F EIE=,22MF MI F EIE=,可得12122MF MF MI F E F E IE===,即有1212222MF MF aF EEF c===, 即有12e =, 故选:B .3.(某某2019届高三高考一模试卷数学理)以椭圆的两个焦点为直径的端点的圆与椭圆交于四个不同的点,顺次连接这四个点和两个焦点恰好组成一个正六边形,那么这个椭圆的离心率为( )A .32-B .31-C .22D .32【答案】B 【解析】解:设椭圆的两个焦点为1F ,2F ,圆与椭圆交于A ,B ,C ,D 四个不同的点, 设122F F c =,则1DF c =,23DF c =. 椭圆定义,得122||||3a DF DF c c =+=+, 所以23131c e a ===-+, 故选:B .4.(某某省某某市高级中学2019届高三适应性考试(6月)数学理)在平面直角坐标系xOy 中,已知点, A F分别为椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的右顶点和右焦点,过坐标原点O 的直线交椭圆C 于,P Q 两点,线段AP 的中点为M ,若, , Q F M 三点共线,则椭圆C 的离心率为( ) A .13B .23C .83D .32或83【答案】A 【解析】 如图设()()0000,,,P x y Q x y --,又(,0),(,0)A a F c ,00,22x a y M +⎛⎫∴ ⎪⎝⎭,,,Q F M 三点共线,MF QF k k =000022y y x a c x c -∴=++-, 即00002y y c x x a c=++-, 002c x x a c ∴+=+-,3a c ∴=,13c e a ∴==,故选A. 5.(某某省某某市2019届高三全真模拟考试数学理)已知1F 、2F 分别是椭圆()2222:10x y C a b a b+=>>的左、右焦点,点A 是1F 关于直线bx ay ab +=的对称点,且2AF x ⊥轴,则椭圆C 的离心率为_________.【解析】1F 、2F 分别是椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点,点A 是1F 关于直线bx ay ab +=的对称点,且2AF x ⊥轴,可得2AF 的方程为x c =,1AF 的方程()a y x c b =+,可得2(,)acA c b, 1AF 的中点为(0,)acb ,代入直线bx ay ab +=,可得:222ac b c a ==-,1c e a=<, 可得210e e --=,解得12e =.6.(某某省某某市2018-2019学年高二5月质量检测(期末)数学(理)已知F 是椭圆()222210x y a b a b+=>>的右焦点,A 是椭圆短轴的一个端点,直线AF 与椭圆另一交点为B ,且2AF FB =,则椭圆的离心率为______.【答案】33【解析】设()0,A b -,(),0F c ,作BC y ⊥轴,垂足为C ,如下图所示:则:22AF b c a =+=由2AF FB =得:23AF c ABBC==32BC c ∴=,即:32B x c = 由椭圆的焦半径公式可知:B BF a ex =-232B AF a ac c a ex FBa a ∴===--⋅,整理可得:223a c =213e ∴=,即3e =本题正确结果:337.(某某省某某市2019届高三第三次教学质量检测数学理)如图是数学家Germinal Dandelin 用来证明一个平面截圆锥得到的截口曲线是椭圆的模型(称为“Dandelin 双球”);在圆锥内放两个大小不同的小球,使得它们分别与圆锥的侧面、截面相切,设图中球1O ,球2O 的半径分别为3和1,球心距离128OO =,截面分别与球1O ,球2O 切于点E ,F ,(E ,F 是截口椭圆的焦点),则此椭圆的离心率等于______.25【解析】如图,圆锥面与其内切球1O ,2O 分别相切与B,A ,连接12,O B O A 则1O BAB ,2O A AB ,过1O 作12O D O A 垂直于D ,连接12,O F O E ,EF 交12O O 于点C设圆锥母线与轴的夹角为α ,截面与轴的夹角为β 在12Rt O O D 中,2312DO ,22182215O D11221515cos84O O O D 128O O = 218CO O C21EO CFO C11218O C O CO E O F 解得1=2O C 222211213CFO FO C即13cos2CF O C则椭圆的离心率3cos 252cos 5154e8.(某某省某某市师X 大学某某市附属中学2019届高三第四次模拟考试)已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>与y 轴正半轴交于点(3M ,离心率为12.直线l 经过点()(),00P t t a <<和点()0,1Q .且与椭图E 交于A 、B 两点(点A 在第二象限). (1)求椭圆E 的标准方程; (2)若AP PB λ=,当230t <≤时,求λ的取值X 围. 【答案】(1)22143x y +=(2)35λ⎛+∈ ⎝⎦【解析】解析:(1).由题意,12c e a ==且3b =2a =,所以椭圆E 的标准方程为22143x y +=.(2).因为直线l 经过点()(),00P t t a <<和点()0,1Q ,所以直线l 的斜率为1t -,设1:1l y x t=-+,将其代入椭圆方程22143x y +=中,消去x 得()22223463120t y t y t +-+-=,当∆>0时,设()11,A x y 、()22,B x y ,则2122634t y y t +=+……①,212231234t y y t -=+……②因为AP PB λ=,所以()()1122,,t x y x t y λ--=-,所以12y y λ=-……③ 联立①②③,消去1y 、2y ,整理得()222124141t λλ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭-.当0t <≤时,()[)2221241412,1t λλ⎛⎫=+-∈+∞ ⎪⎝⎭-,解351,2λ⎫⎛+∈⎪ ⎪ ⎣⎭⎝⎦由()2122261034t y y y t λ+=-=>+且20y <,故1λ>,所以λ⎛∈ ⎝⎦. 9.(某某省威海市2019届高三二模考试数学理)在直角坐标系xOy 中,设椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左焦点为1F ,短轴的两个端点分别为,A B ,且160AF B ∠=︒,点1)2在C 上. (Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)若直线:(0)l y kx m k =+>与椭圆C 和圆O 分别相切于P ,Q 两点,当OPQ ∆面积取得最大值时,求直线l 的方程.【答案】(Ⅰ) 2214x y +=.(Ⅱ) y x =【解析】(Ⅰ)由160AF B ∠=︒,可得2a b =,①由椭圆C经过点1)2,得2231144b b+=,② 由①②得224,1a b ==,所以椭圆C 的方程为2214x y +=.(Ⅱ)由2214x y y kx m ⎧+=⎪⎨⎪=+⎩消去y 整理得()222148440k x kmx m +++-=(*),由直线l 与椭圆相切得,()()222264161140k m m k ∆=--+=,整理得2241m k =+,故方程(*)化为2228160m x kmx k ++=,即2(4)0mx k +=, 解得4kx m-=, 设()11,P x y ,则124414km k x k m--==+,故111y kx m m =+=, 因此41(,)k P m m-. 又直线:(0)l y kx m k =+>与圆O相切,可得||OQ =所以||PQ ==所以1||||2OPQS PQ OQ ∆=⋅= 将2241m k =+式代入上式可得OPQS ∆===21321k k =⋅+3112k k=⋅+, 由0k >得12k k+≥,所以313124OPQ S k k∆=⋅≤+,当且仅当1k =时等号成立,即1k =时OPQ S ∆取得最大值.由22415m k =+=,得5m =±, 所以直线l 的方程为5y x =±.10.(某某省日照市2019届高三5月校际联合考试数学理)如图,已知椭圆()222210x y E a b a b +=:>>,()4,0A 是长轴的一个端点,弦BC 过椭圆的中心O ,且213213cos OA CA OC OB BC BA 〈〉=-=-,,.(1)求椭圆E 的方程.(2)过椭圆E 右焦点F 的直线,交椭圆E 于11,A B 两点,交直线8x =于点M ,判定直线11,,CA CM CB 的斜率是否依次构成等差数列?请说明理由.【答案】(1)2211612x y +=;(2)是,理由见详解. 【解析】 (1)由2OC OB BC BA -=-,得2B A C C =,即2O A C C =,所以AOC ∆是等腰三角形, 又4a OA ==,∴点C 的横坐标为2;又213cos OACA 〈〉=,, 设点C 的纵坐标为C y 222132C y =+,解得3C y =±, 应取(2,3)C ,又点C 在椭圆上,∴22222314b +=,解得212b =,∴所求椭圆的方程为2211612x y +=;(2)由题意知椭圆的右焦点为(2,0)F ,(2,3)C , 由题意可知直线11,,CA CM CB 的斜率存在, 设直线11A B 的方程为(2)y k x =-,代入椭圆2211612x y +=并整理,得2222(34)1616480k x k x k +-+-=;设11(,)A x y ,22(,)B x y ,直线11,,CA CM CB 的斜率分别为123,,k k k ,则有21221634k x x k+=+,2122164834k x x k -=+, 可知M 的坐标为(8,6)M k ;∴()()12121312122323332222k x k x y y k k x x x x ------+=+=+---- 1212124232142()x x k k x x x x +-=-•=-+-+,又263222182k k k -=•=--; 所以1322k k k +=,即直线11,,CA CM CB 的斜率成等差数列.11.(某某市某某区2019届高三一模数学理)已知椭圆C :22221(0)x y a b a b +=>>过点()2,1,且离心率为(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)若过原点的直线1l 与椭圆C 交于P 、Q 两点,且在直线2:0l x y -+=上存在点M ,使得MPQ 为等边三角形,求直线1l 的方程。
基础达标检测 一、选择题1.到点F(0,4)的距离比它到直线y =-5的距离小1的动点M 的轨迹方程为( ) A .y =16x2 B .y =-16x2 C .x2=16y D .x2=-16y[答案] C[解析] ∵动点M 到点F(0,4)的距离比它到直线y =-5的距离小1,∴动点M 到点F(0,4)的距离与它到直线y =-4的距离相等.根据抛物线的定义可得点M 的轨迹是以F(0,4)为焦点,以直线y =-4为准线的抛物线,其标准方程为x2=16y ,故选C.2.已知两点M(-2,0),N(2,0),点P 满足PM →·PN →=0,则点P 的轨迹方程为( )A.x216+y2=1 B .x2+y2=4 C .y2-x2=8 D .x2+y2=8 [答案] B[解析] 设点P 的坐标为(x ,y),即PM →·PN →=(-2-x ,-y)·(2-x ,-y)=-4+x2+y2=0,即得点P 的轨迹为x2+y2=4.3.直线y =kx -k +1与椭圆x29+y24=1的位置关系为( ) A .相交 B .相切 C .相离 D .不确定[答案] A[解析] 直线y =kx -k +1=k(x -1)+1恒过定点(1,1),而点(1,1)在椭圆内部,故直线与椭圆相交.4.已知抛物线C :y2=4x 的焦点为F ,直线y =2x -4与C 交于A 、B 两点,则cos ∠AFB =( ) A.45 B.35 C .-35 D .-45 [答案] D[解析] 设点A(x1,yy)、B(x2,y2).由题意得点F(1,0),由⎩⎪⎨⎪⎧y2=4xy =2x -4消去y 得x2-5x +4=0,解得x =1或x =4,因此点A(1,-2)、B(4,4),FA →=(0,-2),FB →=(3,4), cos ∠AFB =FA →·FB →|FA →||FB →|=0×3+-2×5=-45,选D.5.一圆形纸片的圆心为O ,点Q 是圆内异于O 的一个定点,点A 是圆周上一动点,把纸片折叠使点A 与点Q 重合,然后展开纸片,折痕CD 与OA 交于点P ,当点A 运动时,点P 轨迹为( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆 [答案] A[解析] ∵折痕所在的直线是AQ 的垂直平分线, ∴|PA|=|PQ|,又∵|PA|+|OP|=r ,∴|PQ|+|OP|=r>|OQ|. 由椭圆的定义知点P 的轨迹是椭圆.6.已知双曲线E 的中心为原点,F(3,0)是E 的焦点,过F 的直线l 与E 相交于A ,B 两点,且AB 的中点为N(-12,-15),则E 的方程为( )A.x23-y26=1B.x24-y25=1C.x26-y23=1D.x25-y24=1 [答案] B[解析] ∵kAB =0+153+12=1,∴直线AB 的方程为y =x -3.由于双曲线的焦点为F(3,0),∴c =3,c2=9. 设双曲线的标准方程为x2a2-y2b2=1(a>0,b>0), 则x2a2--b2=1.整理,得(b2-a2)x2+6a2x -9a2-a2b2=0. 设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=6a2a2-b2=2×(-12).∴a2=-4a2+4b2,∴5a2=4b2. 又a2+b2=9,∴a2=4,b2=5. ∴双曲线E 的方程为x24-y25=1. 二、填空题7.椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右顶点分别是A ,B ,左、右焦点分别是F1,F2.若|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为________. [答案] 55[解析] 本题考查了椭圆的定义与离心率的求法. 由已知|F1F2|=2c ,|AF1|=a -c ,|BF1|=a +c , 因为|F1F2|2=|AF1||BF1|,所以(2c)2=(a -c)(a +c), ∴5c2=a2,∴e =55.8.长为3的线段AB 的端点A ,B 分别在x ,y 轴上移动,动点C(x ,y)满足AC →=2CB →,则动点C 的轨迹方程是________. [答案] x2+y24=1[解析] 由题意设A(xA,0),B(0,yB),AC →=(x -xA ,y),CB →=(-x ,yB -y),∵AC →=2CB →,∴⎩⎪⎨⎪⎧x -xA =-2x ,y =-⇒⎩⎨⎧xA =3x ,yB =32y.由x2A +y2B =9⇒9x2+94y2=9⇒x2+y24=1.9.(2018·东北三校联考)已知双曲线方程是x2-y22=1,过定点P(2,1)作直线交双曲线于P1,P2两点,并使P(2,1)为P1P2的中点,则此直线方程是________. [答案] 4x -y -7=0[解析] 设点P1(x1,y1),P2(x2,y2),则由x21-y212=1,x22-y222=1,得k =y2-y1x2-x1=+y2+y1=2×42=4,从而所求方程为4x -y -7=0.将此直线方程与双曲线方程联立得14x2-56x +51=0,Δ>0,故此直线满足条件. 三、解答题 10.(2018·青岛一中期中)如图,两条过原点O 的直线l1,l2分别与x 轴、y 轴成30°的角,点P(x1,y1)在直线l1上运动,点Q(x2,y2)在直线l2上运动,且线段PQ 的长度为2. (1)求动点M(x1,x2)的轨迹C 的方程;(2)设过定点T(0,2)的直线l 与(1)中的轨迹C 交于不同的两点A 、B ,且∠AOB 为锐角,求直线l 的斜率k 的取值范围. [解析] (1)由已知得直线l1⊥l2,=33x ,=-3x ,∵点P(x1,y1)在直线l1上运动,点Q(x2,y2)在直线l2上运动, ∴y1=33x1,y2=-3x2,由|PQ|=2,得(x21+y21)+(x22+y22)=4, 即43x21+4x22=4⇒x213+x22=1,∴动点M(x1,x2)的轨迹C 的方程为x23+y2=1. (2)直线l 的方程为y =kx +2,将其代入x23+y2=1,化简得(1+3k2)x2+12kx +9=0, 设A(x3,y3)、B(x4,y4),∴Δ=(12k)2-36×(1+3k2)>0⇒k2>1, 且x3+x4=-12k 1+3k2,x3x4=91+3k2,∵∠AOB 为锐角,∴OA →·OB →>0,即x3x4+y3y4>0⇒x3x4+(kx3+2)(kx4+2)>0, ∴(1+k2)x3x4+2k(x3+x4)+4>0.将x3+x4=-12k 1+3k2,x3x4=91+3k2代入上式,化简得13-3k21+3k2>0⇒k2<133.由k2>1且k2<133,得k ∈(-393,-1)∪(1,393). 能力强化训练 一、选择题1.平面直角坐示系中,已知两点A(3,1),B(-1,3),若点C 满足OC →=λ1OA →+λ2OB →(O 为原点),其中λ1,λ2∈R ,且λ1+λ2=1,则点C 的轨迹是( ) A .直线B .椭圆C .圆D .双曲线 [答案] A[解析] 设C(x ,y),则OC →=(x ,y),OA →=(3,1),OB →=(-1,3), ∵OC →=λ1OA →+λ2OB →,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3λ1-λ2y =λ1+3λ2,解得⎩⎨⎧λ1=3x +y 10,y2=3y -x 10.又λ1+λ2=1,∴x +2y -5=0,表示一条直线.2.△ABC 的顶点A(-5,0),B(5,0),△ABC 的内切圆圆心在直线x =3上,则顶点C 的轨迹方程是( ) A.x29-y216=1 B .x216-y29=1C.x29-y216=1(x>3)D.x216-y29=1(x>4) [答案] C[解析] 如图|AD|=|AE|=8,|BF|=|BE|=2, |CD|=|CF|,所以|CA|-|CB|=8-2=6.根据双曲线定义,所求轨迹是以A 、B 为焦点,实轴长为6的双曲线的右支,方程为x29-y216=1(x>3). 二、填空题3.设P 为双曲线x24-y2=1上一动点,O 为坐标原点,M 为线段OP 的中点,则点M 的轨迹方程是________. [答案] x2-4y2=1[解析] 设M(x ,y),P(x1,y1),则0+x12=x ,0+y12=y ,∴x1=2x ,y1=2y , 又P(x1,y1)在双曲线上, ∴4-(2y)2=1,∴x2-4y2=1.4.(2018·安徽高考)已知直线y =a 交抛物线y =x2于A 、B 两点,若该抛物线上存在点C ,使得∠ACB 为直角,则a 的取值范围为________. [答案] a≥1[解析] 本题考查了直角三角形的性质.抛物线的范围以及恒成立问题,不妨设A(a ,a),B(-a ,a),C(x0,x20),则CB →=(-a -x0,a -x20),CA →=(a -x0,a -x20),∵∠ACB =90°.∴CA →·CB →=(a -x0,a -x20)·(-a -x0,a -x20)=0. ∴x20-a +(a -x20)2=0,则x20-a≠0.∴(a -x20)(a -x20-1)=0,∴a -x20-1=0. ∴x20=a -1,又x20≥0. ∴a≥1. 三、解答题5.(2018·新课标Ⅱ)在平面直角坐标系xOy 中,己知圆P 在x 轴上截得线段长为22,在y 轴上截得线段长为2 3. (1)求圆心P 的轨迹方程;(2)若P 点到直线y =x 的距离为22,求圆P 的方程. [解析] (1)设P(x ,y),圆P 的半径为r.由题意知y2+2=r2,x2+3=r2,从而得y2+2=x2+3. ∴点P 的轨迹方程为y2-x2=1.(2)设与直线y =x 平行且距离为22的直线为l :x -y +c =0,由平行线间的距离公式得c =±1. ∴l :x -y +1=0或x -y -1=0.与方程y2-x2=1联立得交点坐标为A(0,1),B(0,-1). 即点P 的坐标为(0,1)或(0,-1),代入y2+2=r2得r2=3. ∴圆P 的方程为x2+(y +1)2=3或x2+(y -1)2=3.6.(2018·临川调研)已知椭圆的中心是坐标原点O ,焦点F1,F2在y 轴上,它的一个顶点为A(2,0),且中心O 到直线AF1的距离为焦距的14,过点M(2,0)的直线l 与椭圆交于不同的两点P ,Q ,点N 在线段PQ 上.(1)求椭圆的标准方程;(2)设|PM|·|NQ|=|PN|·|MQ|,求动点N 的轨迹方程.[解析] (1)设椭圆的标准方程是y2a2+x2b2=1(a>b>0).由于椭圆的一个顶点是A(2,0),故b2=2.根据题意得,∠AF1O =π6,sin ∠AF1O =b a ,即a =2b ,a2=8,所以椭圆的标准方程是y28+x22=1.(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),N(x ,y),由题意知直线l 的斜率存在,设直线l 的方程为y =k(x -2).直线l 的方程与椭圆方程联立消去y 得:(k2+4)x2-4k2x +4k2-8=0.由Δ=16k2-4(k2+4)(4k2-8)>0,得-2<k<2.根据根与系数的关系得x1+x2=4k24+k2,x1x2=4k2-84+k2. 又|PM|·|NQ|=|PN|·|MQ|,即(2-x1)(x2-x)=(x -x1)(2-x2).解得x =1,代入直线l 的方程得y =-k ,y ∈(-2,2). 所以动点N 的轨迹方程为x =1,y ∈(-2,2).。
2019年高考数学第一轮复习模拟测试题学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________一、选择题1.若函数()21=f x x ax x ++在1,+2⎛⎫∞ ⎪⎝⎭是增函数,则a 的取值范围是 (A)[-1,0] (B)[1,)-+∞ (C)[0,3] (D)[3,)+∞(2013年普通高等学校招生统一考试大纲版数学(理)WORD 版含答案(已校对))2.在平面直角坐标系中,不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-+2,02,02x y x y x 表示的平面区域的面积是B(A)24 (B)4 (C) 22 (D)2(2006浙江理)【考点分析】本题考查简单的线性规划的可行域、三角形的面积。
3.(2005全国2文)抛物线24x y =上一点A 的纵坐标为4,则点A 与抛物线焦点的距离为( )(A )2 (B )3(C )4 (D )54.从0,2 中选一个数字,从1,3,5中选两个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为 ( )A .24B .18C .12D .6(2012北京理)5.直线032=+-y x l :关于x y -=,对称的直线方程是( ) A .032=+-y x B .032=-+x y C .032=--y x D .032=--y x 6.不等式14-x ≤x -1的解集是----------------------------------------------------------( )(A )(-∞,-]1∪[)∞+ 3, (B) [)1,1-∪[)∞+ 3,(C) [-1,3] (D) ( -∞,-3) ∪[)∞+ 1,7.1 .(2013年高考湖南(文))已知正方体的棱长为1,其俯视图是一个面积为1的正方形,的矩形,则该正方体的正视图的面积等于______( )AB .1 CD二、填空题8.若b a b a b a -=+==2,1,2,则a 与b的夹角的余弦值为9.已知()x f 是定义在()+∞,0的等调递增函数,()()(),y f x f xy f +=且()12=f ,则不等式()()23≤-+x f x f 的解集为10.某小卖部为了了解冰糕销售量y (箱)与气温x (C ︒)之间的关系,随机统计了某4天卖出的冰糕的箱数与当天气温,并制作了对照表(如左所示):由表中数据算得线性回归方程a bx y+=ˆ中的2b ≈,预测当气温为25C ︒时,冰糕销量为___________箱.11.四棱锥P-ABCD 的顶点P 在底面ABCD 中的投影恰好是D ,其三视图如图所示,则四棱锥P-ABCD 的表面积为(22aB12.若函数)(x f 满足4)()1(+=+n f n f ,且2)1(=f ,则)100(f =______13.设()f x 是定义在R 上的奇函数,当x ≤0时,()f x x x 2=2-,则()f 1= ▲ ;14.已知直线12:(1)20,:280l x m y m l mx y +++-=++=,若1l 与2l 相交,则m 的取值范围是_____15.设等比数列{a n }的公比q = 12,前n 项和为S n ,则 S 4a 4= ____▲_______.16.已知集合}{12A x x =-<<,集合}{31B x x =-<≤,则B A = ★ .17.2.9个学生排成前后两排,前排4人,后排5人,若其中A B 、两人必须相邻,则共有______种不同排法18.如图,已知圆O 的弦AB 交半径OC 于点D .若3=AD ,2=BD ,且D 为OC 的中点,则=CD .19.方程x x 28lg -=的根)1,(+∈k k x ,k ∈Z ,则k = .20.若sin cos 2sin cos θθθθ+=-,则()()3πsin 5πsin 2θθ-⋅-= ▲ .21.函数2()21f x kx kx =++在区间[3,2]-上的最大值为4,则实数k 的值为_ ▲____. 22.下列计算正确的...是 ▲ .(把你认为正确的序号全部写上) ①1221[(2)]2--=- ②822log (log 16)3=③3sin 6002= ④0AB BD AC CD +--=23.已知点()()4,2,6,4-B A ,则直线A B 的方程为24.已知各项均为正数的等比数列{}n a ,若4321228a a a a +--=,则872a a +的最小值为___▲___.25.已知函数22sin π,10,()e ,0,x x x f x x -⎧-⎪=⎨>⎪⎩≤≤则满足0()1f x =的实数0x = .26. 函数)54ln(2-+=x x y 的单调递增区间是 ▲ .27. 已知3log (1),()(2) (1),x x f x f x x >⎧=⎨+≤⎩则(3)f -= 1 28. 已知数列{a n }的前n 项和S n =2n +n -1,则a 1+a 3=__________.7 29.已知i 为虚数单位,计算2(12i)(1i)+-= ▲ .30.一个正方体玩具的6个面分别标有数字1,2,2,3,3,3.若连续抛掷该玩具两次,则向上一面数字之和为5的概率为 ▲ .31. 某校举行2011年元旦汇演,七位评委为某班的小品打出的分数如右上茎叶统计图所示,则去掉一个最高分和一个最低分后,所剩数 据的平均值为 ▲ .32.设γβα,,是三个不重合的平面,l 是直线,给出下列四个命题: ①若αββα//,,l l 则⊥⊥; ②若βαβα⊥⊥则,//,l l ; ③若l 上有两点到α的距离相等,则l //α; ④若βγγαβα⊥⊥则,//,. 其中正确命题的序号是___▲___. 33.在二项式8(ax 的展开式中,若含2x 项的系数为70,则实数a =_____________.三、解答题34.已知二阶矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 3c 1,矩阵A 属于特征值λ1=-1的一个特征向量为α1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1. (1) 求矩阵A 的另一个特征值及其对应的一个特征向量;(2) 若向量m =⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤-1-4,求A 4m .35.如图所示,半圆O 的直径为2,A 为直线延长线上的一点,OA=2,B 为半圆上的任意一点,以AB 为一边作等边三角形ABC 。
专题11 极值点与零点一、选择题1. 【2018江西省南昌检测】函数在内存在极值点,则()A. B.C.或 D.或【答案】A2.【2018安徽省定远模拟】设函数,若x=1是函数是极大值点,则函数的极小值为()A. B. C. D.【答案】A【解析】∵,∴,∵是函数的极大值点,∴,解得,∴,∴当时,单调递增;当时,单调递减;当时,单调递增;∴当时,有极小值,且极小值为.故选A.3.【2018广东东莞考前冲刺】若是函数的极值点,则()A.有极大值 B.有极小值C.有极大值0 D.有极小值0【答案】A4.【2019重庆市中山外国语学校开学考试】已知函数,若 x=2 是函数 f(x)的唯一的一个极值点,则实数 k的取值范围为( )A. (-∞,e] B. [0,e] C. (-∞,e) D. [0,e)【答案】A【解析】函数,∴函数f(x)的定义域是(0,+∞)∴,∵x=2是函数f(x)的唯一一个极值点∴x=2是导函数f′(x)=0的唯一根.∴e x-kx=0在(0,+∞)无变号零点,令g(x)=e x-kxg′(x)=e x-k①k≤0时,g′(x)>0恒成立.g(x)在(0,+∞)时单调递增的g(x)的最小值为g(0)=1,g(x)=0无解②k>0时,g′(x)=0有解为:x=lnk0<x<lnk时,g′(x)<0,g(x)单调递减lnk<x时,g′(x)>0,g(x)单调递增∴g(x)的最小值为g(lnk)=k-klnk∴k-klnk>0∴k<e,由y=e x和y=ex图象,它们切于(1,e),综上所述,k≤e.故选:A.5.【2018福建省厦门高考适应性考试】已知函数,则()A.有个零点 B.在上为减函数C.的图象关于点对称 D.有个极值点【答案】B【解析】它们在上有且仅有一个交点,故在上有且仅有一个实数根,且在其左右两侧,导数的符号发生了变化,故有一个极值点,所以D错.综上,选B.6.【2018江西省南昌模拟】设,若函数恰有3个零点,则实数的取值范围为()A. B. C. D.【答案】A7.【2018河南省巩义市模拟】若函数有两个极值点,则实数的取值范围是()A. B. C. D.【答案】B【解析】因为函数有两个极值点,所以有两个不同的正零点,因为,当时,在恒成立,则在上单调递增,不可能有两个正根(舍),当时,令,得,令,得,即在上单调递增,在上单调递减,若有两个不同的正根,则,解得.8.【2018河南省安阳核心押题卷】函数有三个零点,则实数的取值范围是()A. B. C. D.【答案】D9.【2018河南省最后一次模拟】若函数在上恰有两个极值点,则的取值范围为()A. B. C. D.【答案】D10.【2018湖北省华中师范大学第一附属中学5月押题】已知函数(其中无理数),关于的方程有四个不等的实根,则实数的取值范围是()A. B. C. D.【答案】C【解析】由题意可得函数的定义域为,且.令得或,则函数在,上单调递增;令得,则函数在上单调递减.∵∴函数的图象如图所示:令,则的增减性与相同,.∵关于的方程有四个不等的实根∴有四个不等的实根,即在和上分别有根.令,则.∴,即∴,故选C.11.【2018陕西省咸阳5月信息专递】已知是函数的导函数,且对任意的实数都有(是自然对数的底数),,若方程有三个不同的实数根,则实数的取值范围是()A. B. C. D.【答案】B12.【2018江西师范大学附属中学三模】已知函数有两个零点,且,则下列结论错误的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】因为函数,所以,当a≤0时,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以不可能有两个零点.当a>0时,时,,函数f(x)单调递增,时,,函数f(x)单调递减.所以因为函数f(x)有两个零点,所以又又令则所以函数g(x)在上为减函数,=0,又,又,∴,即.故答案为:B13.【2018滨海新区七所重点学校联考】已知函数()()210{21(0)xxxf x ex x x+≥=++<,若函数()()1y f f x a=--有三个零点,则实数a的取值范围是()A . (]11123e ⎛⎫+⋃ ⎪⎝⎭,, B . (]1111233e e ⎛⎫⎧⎫+⋃⋃+⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭,, C . [)1111233e e ⎛⎫⎧⎫+⋃⋃+⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭,, D . (]21123e ⎛⎫+⋃ ⎪⎝⎭,,【答案】B 【解析】()()10f f x a --=,即()()1f f x a -=,结合函数解析式,可以求得方程()1f x =的根为2x =-或0x =,从而得到()2f x a -=-和()0f x a -=一共有三个根,即()(),2f x a f x a ==-共有三个根,当0x ≥时, ()1x xf x e=+, ()21'x x xx e xe x f x e e --==,从而可以确定函数()f x 在(),1-∞-上是减函数,在()1,1-上是增函数,在()1,+∞上是减函数,且()()110,11f f e-==+,此时两个值的差距小于2,所以该题等价于20{ 111a a e -<<<+或20{ 11a a e -==+或20{ 01a a -=<≤或021{ 11a a e<-≤>+或121{ 11a e a e-=+>+,解得111a e <<+或23a <≤或13a e =+,所以所求a 的范围是(]111,12,33e e ⎛⎫⎧⎫+⋃⋃+⎨⎬ ⎪⎝⎭⎩⎭,故选B.二、填空题14.【2018】黑龙江仿真模拟十一】已知函数有两个极值点,则实数的取值范围为__________. 【答案】【解析】15.【2018江苏盐城仿真模拟】若函数在处取得极小值,则实数的取值范围是___________.【答案】【解析】,,.①当时,恒成立,即在R上递增,若时,则.若时,则.故函数在递增,在递减,故在处取得极小值,符合题意;③当时,使得,即,但当时,即,在递减,故,即在递减,不符合题意.综上所述:m的范围是.故答案为:.16.【2018华大新高考联盟4月教学质量检测】若函数有两个极值点,则实数的取值范围是__________.【答案】【解析】17.【2018苏锡常镇四市调研2】已知函数若存在实数,满足,则的最大值是____.【答案】.【解析】详解: 作出f(x)的函数图象如图所示:18.【2018天津市实验中学期中】对于函数()(),f x g x ,设(){}(){}0,0x f x x g xαβ∈=∈=,若存在,αβ,使得1αβ-≤,则称()(),f x g x 互为“零点相邻函数”.若函数()12x f x e x -=+-与()23g x x ax a =--+互为“零点相邻函数”,则实数a 的取值范围是__________.【解析】()12x f x e x -=+-为单调递增函数, ()10f = ,所以()g x 零点在[0,2]当02a ≤时()()700,203,3g g a ≤≥⇒≤≤ 舍去; 当22a ≥时()()700,203,3g g a ≥≤⇒≥≥ 舍去; 当022a ≤≤时()()0,2000322a g g g a ⎛⎫≤≥≥⇒≥≥ ⎪⎝⎭或 综上实数a 的取值范围是[]2,3三、解答题19. 【2018广东汕头5月冲刺】已知函数.(1)讨论函数在上的单调性;(2)令函数,是自然对数的底数,若函数有且只有一个零点,判断与的大小,并说明理由.【解析】2°当时,令,,解得,当时,函数在上单调递减,在上单调递增;3°当时,令,解得,当时,函数在上单调递减.(2)函数,则,则,所以在上单调增,当,所以所以在上有唯一零点,当,所以为的最小值由已知函数有且只有一个零点,则所以则则,得,令,所以则,所以,所以在单调递减,因为,所以在上有一个零点,在无零点,所以 .20.【2018山西太原三模】已知函数的最大值为. (1)若关于的方程的两个实数根为,求证:;(2)当时,证明函数在函数的最小零点处取得极小值. 【解析】(1),由,得;由,得;所以,的增区间为,减区间为,所以,不妨设,∴,∴,∴,∴,∴,设,则,所以,在上单调递增,,则,因,故,所以;(2)由(1)可知,在区间单调递增,又时,,易知,在递增,,∴,且时,;时,,当时,,于是时,,所以,若证明,则证明,记,则,∵,∴,∴在内单调递增,∴,∵,∴在内单调递增,∴,于是时,. 所以在递减.当时,相应的.所以在递增.故是的极小值点.21.【2018福建百校临考冲刺】已知函数(1)讨论的单调性;(2)设是的两个零点,证明:.(2)证明:由得,设,则.由,得;由,得.故的最小值.当时,,当时,,不妨设,则,等价于,且在上单调递增,要证:,只需证,,只需证,即,即证;设,则,令,则,,在上单调递减,即在上单调递减,,在上单调递增,,从而得证.22.【2018江西赣州5月模拟】已知函数(). (1)若,证明:函数有且只有一个零点;(2)若函数有两个零点,求实数的取值范围.(2)解:由(1)知:当时,函数在上最多有一个零点,由(),得,令分离参数法得记的图像如图所示,故当,当,所以又,,故实数的取值范围是.。
基础达标检测 一、选择题1.(文)函数y =x 13的图像是( )[答案] B[解析] 本题考查幂函数图像. 当x>1时x 13<x ,排除C 、D , 当0<x<1时x 13>x ,排除A.(理)如图所示函数图像中,表示y =x 23的是( )[答案] D[解析] 因为23∈(0,1),所以y =x 23的图像是抛物线型,且在第一象限图像上凸,又函数y =x 23是偶函数,故图像应为D.2.已知二次函数y =ax2+bx +c 满足a>b>c ,且a +b +c =0,那么它的图像是下图中的( )[答案] A[解析]∵a>b>c且a+b+c=0,∴a>0,c<0,b2-4ac>0,∴图像开口向上,与y轴的截距为负,且过(1,0)点.3.(2018·浙江高考)已知a、b、c∈R,函数f(x)=ax2+bx+c.若f(0)=f(4)>f(1),则()A.a>0,4a+b=0 B.a<0,4a+b=0C.a>0,2a+b=0 D.a<0,2a+b=0[答案] A[解析]本题考查了二次函数的性质.由题意得f(0)=c,f(4)=16a+4b+c=c,即16a+4b=0,4a+b=0,f(1)=a+b+c,因为f(0)>f(1),所以a+b<0,a>0,故选A.4.(文)若函数f(x)=ax2+bx +c 满足f(4)=f(1),那么( ) A .f(2)>f(3) B .f(3)>f(2) C .f(3)=f(2)D .f(3)与f(2)的大小关系不确定 [答案] C[解析] 因为f(x)满足f(4)=f(1),所以二次函数对称轴为x =4+12=52,又3-52=52-2,即x =3与x =2离对称轴的距离相等,所以f(3)=f(2). (理)若f(x)=x2-x +a ,f(-m)<0,则f(m +1)的值为( ) A .正数B .负数C .非负数D .与m 有关 [答案] B[解析] ∵f(x)=x2-x +a 的对称轴为x =12, 而-m ,m +1关于x =12对称, ∴f(m +1)=f(-m)<0,故选B.5.幂函数f(x)=xα(α是有理数)的图像过点(2,14),则f(x)的一个递减区间是( ) A .[0,+∞)B .(0,+∞)C .(-∞,0]D .(-∞,0) [答案] B[解析] ∵图像过(2,14),则14=2α, ∴α=-2,∴f(x)=x -2.由y =x -2图像可知f(x)的减区间是(0,+∞).6.若f(x)=(m -2)x2+mx +(2m +1)的两个零点分别在区间(-1,0)和区间(1,2)内,则m 的取值范围是( ) A .(-12,14) B .(-14,12) C .(14,12) D .[14,12] [答案] C[解析] 由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧f -1 ·f 0 <0,f 1 ·f 2 <0,解得14<m<12. 二、填空题7.(教材改编题)函数y =x2+4x +3在[-1,0]上的最大值是______,最小值是______. [答案] 3 0[解析] y =x2+4x +3=(x +2)2-1,对称轴x =-2在[-1,0]的左侧,所以函数在[-1,0]上单调递增. 故当x =0时,f(x)取最大值f(0)=3; 当x =-1时,f(x)取最小值f(-1)=0.8.(文)已知幂函数f(x)=k·xα的图像过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,则k +α=________.[答案] 32[解析] f(x)=k·xα是幂函数,所以k =1,由幂函数f(x)的图像过点⎝ ⎛⎭⎪⎫12,22,得α=12,则k +α=32.(理)已知点(2,2)在幂函数y =f(x)的图像上,点(-2,12)在幂函数y =g(x)的图像上,若f(x)=g(x),则x =______. [答案] ±1[解析] 由题意,设y =f(x)=xα,则2=(2)α,得α=2,设y =g(x)=xβ,则12=(-2)β,得β=-2,由f(x)=g(x),即x2=x -2,解得x =±1.9.(文)若函数y =x2+(a +2)x +3,x ∈[a ,b]的图像关于直线x =1对称,则b =________. [答案] 6[解析] 二次函数y =x2+(a +2)x +3的图像关于直线x =1对称,说明二次函数的对称轴为x =1,即-a +22=1,所以a =-4.而f(x)是定义在[a ,b]上的,即a ,b 关于x =1也是对称的,所以a +b2=1,∴b =6.(理)设二次函数f(x)=ax2-2ax +c 在区间[0,1]上单调递减,且f(m)≤f(0),则实数m 的取值范围是________. [答案] [0,2][解析] 依题意知,函数f(x)的图像关于直线x =1对称,且开口方向向上,f(0)=f(2),结合图像可知,不等式f(m)≤f(0)的解集是[0,2].三、解答题10.已知二次函数f(x)满足f(2)=-1,f(-1)=-1,且f(x)的最大值是8,试确定此二次函数.[分析] 由题目条件知二次函数过(2,-1),(-1,-1)两点,且知其最大值,所以可应用一般式、顶点式或两根式解题. [解析] 解法1:利用二次函数一般式. 设f(x)=ax2+bx +c(a≠0).由题意得⎩⎪⎨⎪⎧4a +2b +c =-1,a -b +c =-1,4ac -b24a =8,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =-4,b =4,c =7,∴所求二次函数为f(x)=-4x2+4x +7. 解法2:利用二次函数的顶点式. 设f(x)=a(x -m)2+n(a≠0). ∵f(2)=f(-1),∴抛物线对称轴为x =2+ -1 2=12,∴m =12. 又根据题意函数有最大值y =8,∴y =f(x)=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8.∵f(2)=-1,∴a ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-122+8=-1,解得a =-4. ∴f(x)=-4⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+8=-4x2+4x +7.解法3:利用二次函数的两根式.由已知f(x)+1=0的两根为x1=2,x2=-1,故可设f(x)+1=a(x -2)(x +1)(a≠0), 即f(x)=ax2-ax -2a -1.又函数有最大值ymax =8,即4a -2a -1 -a24a =8, 解得a =-4或a =0(舍去).∴所求函数解析式为f(x)=-4x2+4x +7. 能力强化训练 一、选择题1.如果幂函数y =(m2-3m +3)xm2-m -2的图像不过原点,则m 的取值是( )A .-1≤m≤2B .m =1C .m =2D .m =1或m =2 [答案] D[解析] 由幂函数的定义,m2-3m +3=1,所以m =1或m =2.又图像不过原点,所以m2-m -2≤0,解得-1≤m≤2.综上,m =1或m =2.2.(文)函数y =(cosx -a)2+1,当cosx =a 时有最小值,当cosx =-1时有最大值,则a 的取值范围是( ) A .[-1,0] B .[-1,1] C .(-∞,0] D .[0,1] [答案] D[解析] ∵函数y =(cosx -a)2+1, 当cosx =a 时有最小值,∴-1≤a≤1,∵当cosx =-1时有最大值,∴a≥0,∴0≤a≤1.(理)若函数y =x2-3x -4的定义域为[0,m],值域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-254,-4,则m 的取值范围是( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫32,3 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,3 C .[0,3] D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,3 [答案] B[解析] f(x)=x2-3x -4=⎝⎛⎭⎪⎫x -322-254,∴f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=-254,又f(0)=-4. 由题意结合函数的图像可得⎩⎪⎨⎪⎧32≤mm -32≤32-0,解得32≤m≤3.二、填空题3.(文)已知函数f(x)=x2-2x +2的定义域和值域均为[1,b],则b =________. [答案] 2[解析] ∵f(x)=(x -1)2+1,∴f(x)在[1,b]上是增函数, f(x)max =f(b),∴f(b)=b ,∴b2-2b +2=b , ∴b2-3b +2=0,∴b =2或1(舍).(理)已知定义在区间[0,3]上的函数f(x)=kx2-2kx 的最大值为3,那么实数k 的取值范围为________.[答案] {1,-3}[解析] ∵f(x)=kx2-2kx =k(x -1)2-k , (1)当k>0时,二次函数开口向上, 当x =3时,f(x)有最大值, f(3)=k·32-2k×3=3k =3⇒k =1; (2)当k<0时,二次函数开口向下,当x =1时,f(x)有最大值,f(1)=k -2k =-k =3⇒k =-3. 故k 的取值集合为{1,-3}.4.方程x2-mx +1=0的两根为α、β,且α>0,1<β<2,则实数m 的取值范围是________. [答案] (2,52)[解析] ∵⎩⎪⎨⎪⎧α+β=m ,α·β=1,∴m =β+1β,∵β∈(1,2)且函数m =β+1β在(1,2)上是增加的, ∴1+1<m<2+12,即m ∈(2,52). 三、解答题5.已知函数f(x)=ax2-2ax +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]上为增加的,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]上为减少的,故⎩⎪⎨⎪⎧ f 3 =2f 2 =5⇒⎩⎪⎨⎪⎧ 9a -6a +2+b =24a -4a +2+b =5⇒⎩⎪⎨⎪⎧a =-1,b =3. (2)∵b<1,∴a =1,b =0,即f(x)=x2-2x +2,g(x)=x2-2x +2-mx =x2-(2+m)x +2,∵g(x)在[2,4]上单调,∴2+m 2≤2或m +22≥4,∴m≤2或m≥6.6.(文)已知函数f(x)=-x2+2ax +1-a 在0≤x≤1时有最大值2,求a 的值.[分析] 作出函数图像,因对称轴x =a 位置不定,故分类讨论对称轴位置以确定f(x)在[0,1]上的单调情况.[解析] 当对称轴x =a<0时,如图1所示.当x =0时,y 有最大值,ymax =f(0)=1-a.∴1-a =2,即a =-1,且满足a<0,∴a =-1.图1 图2当0≤a≤1时,如图2所示.即当x =a 时,y 有最大值,ymax =f(a)=-a2+2a2+1-a =a2-a +1.图3∴a2-a +1=2,解得a =1±52.∵0≤a≤1,∴a =1±52舍去.当a>1,如图3所示.由图可知,当x =1时y 有最大值,ymax =f(1)=2a -a =2,∴a =2,且满足a>1,∴a =2.综上可知,a 的值为-1或2.(理)(创新题)已知二次函数f(x)的二次项系数为a ,且不等式f(x)>-2x 的解集为(1,3).(1)若方程f(x)+6a =0有两个相等的根,求f(x)的解析式;(2)若f(x)的最大值为正数,求实数a 的取值范围.[解析] (1)∵f(x)+2x>0的解集为(1,3),∴f(x)+2x =a(x -1)(x -3),且a<0,即f(x)=a(x -1)(x -3)-2x =ax2-(2+4a)x +3a.① 由f(x)+6a =0,得ax2-(2+4a)+9a =0.②∵方程②有两个相等的根,∴Δ=[-(2+4a)]2-4a·9a =0,即5a2-4a -1=0,解得a =1或a =-15.由于a<0,故舍去a =1,将a =-15代入①,得f(x)=-15x2-65x -35.(2)f(x)=ax2-2(1+2a)x +3a=a ⎝ ⎛⎭⎪⎫x -1+2a a 2-a2+4a +1a .由a<0,可得f(x)的最大值为-a2+4a +1a >0,由⎩⎨⎧-a2+4a +1a >0,a<0, 解得a<-2-3或-2+3<a<0.故当f(x)的最大值为正数时,实数a 的取值范围是(-∞,-2-3)∪(-2+3,0).。