【创新方案】2020高考数学 第八章第八节 课下冲关作业
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时间60分钟,满分80分
一、选择题共6个小题,每小题5分,满分30分
1.已知抛物线的顶点在原点,焦点在轴上,抛物线上的点,-2到焦点的距离为4,则m 的值为
A.4 B.-2
C.4或-4 D.12或-2
解析:设标准方程为2=-2=±4
答案:C
2.2022·陕西高考已知抛物线2=2PA PB PA PB,的中点
的横坐标相等时,求h的最小值.
解:1由题意,得错误!
从而错误!因此,所求的椭圆方程为错误!+2=1
2如图,设M1,1,N2,2,N的方程为:=2t-t2+h
将上式代入椭圆C1的方程中,得42+2t-t2+h2-4=0
即41+t22-4tt2-h+t2-h2-4=0①
因为直线MN与椭圆C1有两个不同的交点,
所以①式中的Δ1=16[-t4+2h+2t2-h2+4]>0②
设线段MN的中点的横坐标是3,
则3=错误!=错误!
设线段PA的中点的横坐标是4,则4=错误!
由题意,得3=4,
即t2+1+ht+1=0③
由③式中的Δ2=1+h2-4≥0,得h≥1或h≤-3
当h≤-3时,h+2<0,4-h2<0,则不等式②不成立,所以h≥1
当h=1时,代入方程③得t=-1,
将h=1,t=-1代入不等式②,检验成立.
所以,h的最小值为1。
(时间60分钟,满分80分)一、选择题(共6个小题,每小题5分,满分30分)1.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y 轴上,抛物线上的点P (m ,-2)到焦点的距离为4,则m 的值为( ) A .4B .-2C .4或-4D .12或-2解析:设标准方程为x 2=-2py (p >0), 由定义知P 到准线距离为4, 故p2+2=4,∴p =4, ∴方程为x 2=-8y ,代入P 点坐标得m =±4. 答案:C2.(·陕西高考)已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆(x -3)2+y 2=16相切,则p 的值为( ) A.12 B .1 C .2D .4解析:由已知,可知抛物线的准线x =-p2与圆(x -3)2+y 2=16相切.圆心为(3,0),半径为4,圆心到直线的距离d =3+p2=4,解得p =2.答案:C3.已知抛物线C 与双曲线x 2-y 2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C 的方程是( ) A .y 2=±22x B .y 2=±2x C .y 2=±4xD .y 2=±42x解析:因为双曲线的焦点为(-2,0),(2,0) 设抛物线方程为y 2=±2px (p >0),则p2= 2.∴p =22,所以抛物线方程为y 2=±42x . 答案:D4.(·辽宁高考)设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,PA ⊥l ,A 为垂足.如果直线AF 的斜率为-3,那么|PF |=( )A .4 3B .8C .8 3D .16解析:由抛物线的定义得,|PF |=|PA |,又由直线AF 的斜率为-3,可知∠PAF =60°.△PAF 是等边三角形,∴|PF |=|AF |=4cos60°=8.答案:B5.若双曲线x 23-16y 2p2=1的左焦点在抛物线y 2=2px 的准线上,则p 的值为( )A .2B .3C .4D. 2解析:双曲线的左焦点(-3+p 216,0),抛物线的准线x =-p2,∴-3+p 216=-p2⇒p 2=16,由题意知p >0, ∴p =4. 答案:C6.已知过抛物线y 2=6x 焦点的弦长为12,则此弦所在直线的倾斜角是( )A.π6或5π6B.π4或3π4 C.π3或2π3D.π2解析:抛物线焦点是(32,0),设直线方程为y =k (x -32),代入抛物线方程,得k 2x 2-(3k 2+6)x +94k 2=0,设弦两端点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 则x 1+x 2=3k 2+6k2,∴|AB |=x 1+x 2+p =3k 2+6k2+3=12,解得k =±1,∴直线的倾斜角为π4或3π4.答案:B二、填空题(共3小题,每小题5分,满分15分) 7.抛物线2x 2+y =0的焦点坐标是________.解析:依题意得x 2=-12y ,因此其焦点坐标是(0,-18).答案:(0,-18)8.(·南京模拟)已知点A (-2,1),y 2=-4x 的焦点是F ,P 是y 2=-4x 上的点,为使|PA |+|PF |取得最小值,P 点的坐标是________.解析:过P 作PK ⊥l (l 为抛物线的准线)于K , 则|PF |=|PK |,∴|PA |+|PF |=|PA |+|PK |,∴当P 点的纵坐标与A 点的纵坐标相同时,|PA |+|PK |最小.此时P 点的纵坐标为1,把y =1代入y 2=-4x 得x =-14.即当P 点的坐标为(-14,1)时,|PA |+|PF |最小.答案:(-14,1)9.(·湖南高考)过抛物线x 2=2py (p >0)的焦点作斜率为1的直线与该抛物线交于A ,B 两点,A ,B 在x 轴上的正射影分别为D ,C .若梯形ABCD 的面积为122,则p =________.解析:依题意,抛物线的焦点F 的坐标为(0,p2),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), 直线AB 的方程为y -p2=x ,代入抛物线方程得,y 2-3py +p 24=0,故y 1+y 2=3p ,|AB |=|AF |+|BF |=y 1+y 2+p =4p , 直角梯形有一个内角为45°, 故|CD |=22|AB |=22×4p =22p ,梯形面积为12(|BC |+|AD |)×|CD |=12×3p ×22p =32p 2=122,p =2.答案:2三、解答题(共3小题,满分35分)10.已知点A (0,-2),B (0,4),动点P (x ,y )满足PA ·PB =y 2-8.(1)求动点P 的轨迹方程;(2)设(1)中所求轨迹方程与直线y =x +2交于C ,D 两点,求证:OC ⊥OD (O 为原点). 解:(1)由题意可得PA ·PB =(-x ,-2-y )·(-x,4-y )=y 2-8,化简得x 2=2y .(2)证明:将y =x +2代入x 2=2y 中, 得x 2=2(x +2). 整理得x 2-2x -4=0,可知Δ=4+16=20>0,x 1+x 2=2,x 1x 2=-4. ∵y 1=x 1+2,y 2=x 2+2,∴y 1·y 2=(x 1+2)(x 2+2)=x 1x 2+2(x 1+x 2)+4=4.∴k OC ·k OD =y 1x 1·y 2x 2=y 1y 2x 1x 2=-1,∴OC ⊥OD .11.(·福建高考)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)过点A (1,-2). (1)求抛物线C 的方程,并求其准线方程;(2)是否存在平行于OA (O 为坐标原点)的直线l ,使得直线l 与抛物线C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于55?若存在,求直线l 的方程;若不存在,说明理由. 解:(1)将(1,-2)代入y 2=2px ,得(-2)2=2p ·1,所以p =2. 故所求抛物线C 的方程为y 2=4x ,其准线方程为x =-1. (2)假设存在符合题意的直线l ,其方程为y =-2x +t ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-2x +t y 2=4x 得y 2+2y -2t =0.因为直线l 与抛物线C 有公共点,所以Δ=4+8t ≥0,解得t ≥-12.由直线OA 与l 的距离d =55可得|t |5=15,解得t =±1. 因为-1∉[-12,+∞),1∈[-12,+∞),所以符合题意的直线l 存在,其方程为2x +y -1=0.12.已知椭圆C 1:y 2a 2+x 2b2=1(a >b >0)的右顶点为A (1,0),过C 1的焦点且垂直长轴的弦长为1.(1)求椭圆C 1的方程;(2)设点P 在抛物线C 2:y =x 2+h (h ∈R)上,C 2在点P 处的切线与C 1交于点M ,N .当线段AP 的中点与MN 的中点的横坐标相等时,求h 的最小值.解:(1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧b =1,2·b 2a=1.从而⎩⎪⎨⎪⎧a =2,b =1.因此,所求的椭圆方程为y 24+x 2=1.(2)如图,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),P (t ,t 2+h ),则抛物线C 2在点P 处的切线斜率为y ′|x =t =2t ,直线MN 的方程为:y =2tx -t 2+h .将上式代入椭圆C 1的方程中,得4x 2+(2tx -t 2+h )2-4=0. 即4(1+t 2)x 2-4t (t 2-h )x +(t 2-h )2-4=0.① 因为直线MN 与椭圆C 1有两个不同的交点,所以①式中的Δ1=16[-t 4+2(h +2)t 2-h 2+4]>0.② 设线段MN 的中点的横坐标是x 3,则x 3=x 1+x 22=t t 2-h 21+t2. 设线段PA 的中点的横坐标是x 4,则x 4=t +12.由题意,得x 3=x 4, 即t 2+(1+h )t +1=0.③由③式中的Δ2=(1+h )2-4≥0,得h ≥1或h ≤-3.当h ≤-3时,h +2<0,4-h 2<0,则不等式②不成立,所以h ≥1. 当h =1时,代入方程③得t =-1, 将h =1,t =-1代入不等式②,检验成立. 所以,h 的最小值为1.。
1.抛物线的顶点在坐标原点,焦点与双曲线y25-x24=1的一个焦点重合,则该抛物线的标准方程可能是( )A .x 2=4yB .x 2=-4yC .y 2=-12xD .x 2=-12y解析:选D.由题意得c =5+4=3,∴抛物线的焦点坐标为(0,3)或(0,-3),∴该抛物线的标准方程为x 2=12y 或x 2=-12y ,故选D.2.(2011·高考课标全国卷)已知直线l 过抛物线C 的焦点,且与C 的对称轴垂直,l 与C 交于A 、B 两点,|AB |=12,P 为C 的准线上一点,则△ABP 的面积为( ) A .18 B .24 C .36 D .48解析:选C.不妨设抛物线的标准方程为y 2=2px (p >0),由于l 垂直于对称轴且过焦点,故直线l 的方程为x =p2.代入y 2=2px 得y =±p ,即|AB |=2p ,又|AB |=12,故p =6,所以抛物线的准线方程为x =-3,故S △ABP =12×6×12=36.3.在平面直角坐标系xOy 中,抛物线C 的顶点在原点,经过点A (2,2),其焦点F 在x 轴上. (1)求抛物线C 的标准方程;(2)求过点F ,且与直线OA 垂直的直线的方程.解:(1)设抛物线C 的方程为y 2=2px (p >0),因为点A (2,2)在抛物线C 上,所以p =1,因此,抛物线C 的标准方程为y 2=2x .(2)由(1)得焦点F 的坐标是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,0,又直线OA 的斜率为22=1,故与直线OA 垂直的直线的斜率为-1,因此,所求直线的方程是x +y -12=0.一、选择题1.若抛物线y 2=2px 的焦点与椭圆x 26+y 22=1的右焦点重合,则p 的值为( )A .-2B .2C .-4D .4解析:选D.由已知得椭圆x 26+y 22=1的右焦点为F (2,0),∴p2=2,得p =4.2.(2010·高考湖南卷)设抛物线y 2=8x 上一点P 到y 轴的距离是4,则点P 到该抛物线焦点的距离是( ) A .4 B .6 C .8 D .12解析:选B.y 2=8x 的焦点是F (2,0), 准线x =-2,如图所示,|PA |=4,|AB |=2,∴|PB |=|PF |=6.故选B.3.已知抛物线C 与双曲线x 2-y 2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C 的方程是( )A .y 2=±22xB .y 2=±2xC .y 2=±4xD .y 2=±42x 解析:选D.因为双曲线的焦点为(-2,0),(2,0).设抛物线方程为y 2=±2px (p >0), 则p2=2,所以p =22, 所以抛物线方程为y 2=±42x .4.已知抛物线y 2=2px (p >0)上一点M (1,m )(m >0)到其焦点的距离为5,双曲线x 2a-y 2=1的左顶点为A ,若双曲线的一条渐近线与直线AM 平行,则实数a 的值是( )A.125B.19C.15D.13解析:选B.根据抛物线定义可得,抛物线的准线方程为x =-4,则抛物线方程为y 2=16x . 把M (1,m )代入得m =4,即M (1,4).在双曲线x 2a -y 2=1中,A (-a ,0),则k AM =41+a =1a .解得a =19.5.已知抛物线C 的顶点在坐标原点,焦点为F (1,0),过焦点F 的直线l 与抛物线C 相交于A 、B 两点,若直线l 的倾斜角为45°,则弦AB 的中点坐标为( ) A .(1,0) B .(2,2) C .(3,2) D .(2,4) 解析:选C.依题意得,抛物线C 的方程是y2=4x ,直线l 的方程是y =x -1.由⎩⎪⎨⎪⎧y 2=4xy =x -1消去y 得(x -1)2=4x ,即x 2-6x +1=0,因此线段AB 的中点的横坐标是62=3,纵坐标是y=3-1=2,所以线段AB 的中点坐标是(3,2),因此选C. 二、填空题6.已知抛物线y 2=4x 上一点M 与该抛物线的焦点F 的距离|MF |=4,则点M 的横坐标x =________.解析:抛物线y 2=4x 的焦点为F (1,0),准线为x =-1.根据抛物线的定义,点M 到准线的距离为4,则M 的横坐标为3. 答案:37.(2012·开封质检)已知抛物线y =ax 2(a ≠0)的焦点为F ,准线l 与对称轴交于R 点,过已知抛物线上一点P (1,2)作PQ ⊥l 于Q ,则(1)抛物线的焦点坐标是________;(2)梯形PQRF 的面积是________.解析:代入(1,2)得a =2,所以抛物线方程为x 2=12y ,故焦点F ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,18.又R ⎝⎛⎭⎪⎫0,-18,|FR |=14,|PQ |=2+18=178, 所以梯形的面积为12×⎝ ⎛⎭⎪⎫14+178×1=1916.答案:(1)⎝ ⎛⎭⎪⎫0,18 (2)1916 8.已知抛物线型拱桥的顶点距离水面2米时,测量水面的宽度为8米,当水面上升12米后,水面的宽度是________米.解析:设抛物线方程为x 2=-2py (p >0),将(4,-2)代入方程得16=-2p ·(-2),解得2p =8,故方程为x 2=-8y ,水面上升12米,则y =-32,代入方程,得x 2=-8·(-32)=12,x =±2 3.故水面宽4 3 米.答案:4 3 三、解答题9.抛物线顶点在原点,它的准线过双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的一个焦点,并与双曲线实轴垂直,已知抛物线与双曲线的一个交点为(32,6),求抛物线与双曲线的方程.解:由题设知,抛物线以双曲线的右焦点为焦点,准线过双曲线的左焦点, ∴p =2c .设抛物线方程为y 2=4c ·x ,∵抛物线过点(32,6),∴6=4c ·32,∴c =1,故抛物线方程为y 2=4x .又双曲线x 2a 2-y 2b 2=1过点(32,6),∴94a 2-6b 2=1.又a 2+b 2=c 2=1, ∴94a 2-61-a2=1. ∴a 2=14或a 2=9(舍).∴b 2=34,故双曲线方程为:4x 2-4y 23=1.10.已知抛物线y 2=2px (p >0)的焦点为F ,A 是抛物线上横坐标为4,且位于x 轴上方的点,A 到抛物线准线的距离等于5,过A 作AB 垂直于y 轴,垂足为B ,OB 的中点为M . (1)求抛物线的方程;(2)若过M 作MN ⊥FA ,垂足为N ,求点N 的坐标. 解:(1)抛物线y 2=2px 的准线为x =-p 2,于是4+p2=5,∴p =2.∴抛物线方程为y 2=4x .(2)∵点A 的坐标是(4,4),由题意得B (0,4),M (0,2).又∵F (1,0),∴k FA =43,∵MN ⊥FA ,∴k MN =-34.又FA 的方程为y =43(x -1),故MN 的方程为y -2=-34x ,解方程组得x =85,y =45,∴N 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫85,45. 11.已知直线AB 与抛物线y 2=2px (p >0)交于A ,B 两点,且以AB 为直径的圆经过坐标原点O ,OD ⊥AB 于点D ,点D 的坐标为(2,1),求抛物线的方程.解:由题意得k OD =12,∵AB ⊥OD ,∴k AB =-2, 又直线AB 过点D (2,1),∴直线AB 的方程为y =-2x +5, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2), ∵以AB 为直径的圆过点O ,∴O A →·O B →=0, 即x 1x 2+y 1y 2=0,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-2x +5y 2=2px得4x 2-(2p +20)x +25=0,∴x 1+x 2=p +102,x 1x 2=254,∴y 1y 2=(-2x 1+5)(-2x 2+5) =4x 1x 2-10(x 1+x 2)+25 =25-5p -50+25=-5p , ∴254+(-5p )=0, ∴p =54,∴抛物线方程为y 2=52x .。
【创新方案】高考数学 第八章第三节 课下冲关作业 新人教A 版(时间60分钟,满分80分)一、选择题(共6个小题,每小题5分,满分30分)1.P 点在直线3x +y -5=0上,且P 到直线x -y -1=0的距离为2,则P 点坐标为( ) A .(1,2) B .(2,1) C .(1,2)或(2,-1)D .(2,1)或(-1,2)解析:设P (x,5-3x ), 则d =|x -5+3x -1|12+-12=2,|4x -6|=2,4x -6=±2, ∴x =1或x =2,∴P (1,2)或(2,-1).答案:C2.(2011·广州模拟)已知直线l 1:y =2x +3,直线l 2与l 1关于直线y =-x 对称,则直线l 2的斜率为( )A.12B .-12C .2D .-2解析:∵l 2、l 1关于y =-x 对称,∴l 2的方程为-x =-2y +3,即y =12x +32,∴l 2的斜率为12. 答案:A3.点P (m -n ,-m )到直线x m +y n =1的距离等于( )A.m 2+n 2B.m 2-n 2C.-m 2+n 2D.m 2±n 2 解析:因为直线x m +y n=1可化为nx +my -mn =0,则由点到直线的距离公式得 d =|m -n n +-m m -mn |n 2+m 2=m 2+n 2. 答案:A4.(2011·长春模拟)直线l 与两条直线x -y -7=0,y =1分别交于P 、Q 两点,线段PQ的中点为(1,-1),则直线l 的斜率为( )A .-32 B.32 C.23 D .-23解析:设l 与直线x -y -7=0交于P (x ′,y ′),由中点坐标公式:-1=1+y ′2,y ′=-3,将y ′=-3代入x -y -7=0得x ′=4,即l 与x -y -7=0的交点为(4,-3),所以k PQ =-1--31-4=-23. 答案:D5.若直线l 1:y =kx +k +2与l 2:y =-2x +4的交点在第一象限,则实数k 的取值范围是( )A .k >-23B .k <2C .-23<k <2D .k <-23或k >2 解析:由⎩⎪⎨⎪⎧ y =kx +k +2,y =-2x +4,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =2-k k +2y =6k +4k +2,由⎩⎪⎨⎪⎧ 2-k k +2>0,6k +4k +2>0,得⎩⎪⎨⎪⎧ -2<k <2,k <-2或k >-23,∴-23<k <2. 答案:C 6.设△ABC 的一个顶点是A (3,-1),∠B ,∠C 的平分线方程分别为x =0,y =x ,则直线BC 的方程是( )A .y =2x +5B .y =2x +3C .y =3x +5D .y =-12x +52解析:点A (3,-1)关于直线x =0,y =x 的对称点为A ′(-3,-1),A ″(-1,3)且都在直线BC 上,故得直线BC 的方程为y =2x +5.答案:A二、填空题(共3小题,每小题5分,满分15分)7.过两直线x +3y -10=0和y =3x 的交点,并且与原点距离为1的直线方程为________________.解析:设所求直线为(x +3y -10)+λ(3x -y )=0,整理,得(1+3λ)x +(3-λ)y -10=0.由点线距离公式,得λ=±3.∴所求直线为x =1和4x -3y +5=0.答案:x =1或4x -3y +5=08.已知直线l 与两直线l 1:2x -y +3=0和l 2:2x -y -1=0的距离相等,则l 的方程为______________.解析:显然l 1∥l 2,可设l 的方程为2x -y +m =0, 由题意知|3-m |5=|m +1|5,解得m =1, 从而直线l 方程为2x -y +1=0.答案:2x -y +1=09.(2011·临沂模拟)已知A (3,1)、B (-1,2),若∠ACB 的平分线在y =x +1上, 则AC 所在直线方程是____________.解析:设点A 关于直线y =x +1对称的点A ′(x 0,y 0),则⎩⎪⎨⎪⎧ y 0-1x 0-3=-1,y 0+12=x 0+32+1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x 0=0,y 0=4,即A ′(0,4).∴直线A ′B 的方程为2x -y +4=0.由⎩⎪⎨⎪⎧ 2x -y +4=0,y =x +1,得⎩⎪⎨⎪⎧ x =-3,y =-2,得C (-3,-2).∴直线AC 的方程为x -2y -1=0.答案:x -2y -1=0三、解答题(共3小题,满分35分)10.求过直线l 1:x -2y +3=0与直线l 2:2x +3y -8=0的交点,且到点P (0,4)的距离为2的直线方程.解:由⎩⎪⎨⎪⎧ x -2y +3=0,2x +3y -8=0, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =1,y =2,∴l 1,l 2交点为(1,2).设所求直线方程为y -2=k (x -1),即kx -y +2-k =0,∵P (0,4)到直线距离为2,∴2=|-2-k |1+k2,解得:k =0或k =43. ∴直线方程为y =2或4x -3y +2=0.11.已知直线l :3x -y +3=0,求:(1)点P (4,5)关于l 的对称点;(2)直线x -y -2=0关于直线l 对称的直线方程.解:设P (x ,y )关于直线l :3x -y +3=0的对称点为P ′(x ′,y ′).∵k PP ′·k 1=-1,即y ′-y x ′-x×3=-1. ① 又PP ′的中点在直线3x -y +3=0上,∴3×x ′+x 2-y ′+y2+3=0. ②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧ x ′=-4x +3y -95, ③y ′=3x +4y +35. ④(1)把x =4,y =5代入③及④得x ′=-2,y ′=7,∴P (4,5)关于直线l 的对称点P ′的坐标为(-2,7).(2)用③④分别代换x -y -2=0中的x ,y ,得关于l 的对称直线方程为-4x +3y -95-3x +4y +35-2=0,化简得7x +y +22=0. 12.已知点P (2,-1),求:(1)过点P 且与原点的距离为2的直线方程.(2)过点P 且与原点的距离最大的直线方程,并求出最大值.(3)是否存在过点P 且与原点的距离为6的直线?若存在,求出该直线的方程;若不存在,请说明理由.解:(1)若所求直线斜率k 不存在,则所求直线l :x =2.∵原点到l 的距离为2,∴直线x =2即为所求.若l 斜率存在,则设l :y +1=k (x -2),即kx -y -2k -1=0.由已知得|2k +1|k 2+1=2,∴k =34.∴直线l :y +1=34(x -2), 即3x -4y -10=0.∴所求直线方程为x -2=0或3x -4y -10=0.(2)由题设条件知,所求直线与直线OP 垂直时,过点P 的直线与原点距离最大,且最大值|OP |=5,此时k OP =-12,∴k l =2.∴l 的方程为y +1=2(x -2),即2x -y -5=0.(3)由于原点到过点(2,-1)的直线的最大距离为5,而6>5,所以这样的直线不存在.。
【优化方案】2021-2021学年高中数学 第8章知能演练轻松闯关 湘教版选修2-31.篮球运动员在竞赛中每次罚球命中得1分,罚不中得0分,已知他命中的概率为,那么罚球一次得分ξ的期望是( )A .B .C .1D .0解析:选B.因为P (ξ=1)=,P (ξ=0)=,因此E (ξ)=1×+0×=.2.(2021·奉节检测)有10件产品,其中3件是次品,从中任取2件,若ξ表示取到次品的个数,则E (ξ)等于( )D .1解析:选A.ξ~H (10,3,2),E (ξ)=3×210=35.3.(2021·渝北调研)随机抛掷一枚骰子,那么所得骰子点数X 的期望为( ) A . B .1 C .D .2解析:选C.抛掷骰子所得点数X 的散布列为X 1 2 3 4 5 6 p161616161616E (X )=1×16+2×16+3×16+4×16+5×16+6×16=(1+2+3+4+5+6)×16=.4.某各类子每粒发芽的概率都为,现播种了1000粒,关于没有发芽的种子,每粒需再补种1粒,补种的种子数记为X ,则X 的数学期望为________.解析:∵种子发芽率为,不发芽率为,每粒种子发芽与否彼此独立,没有发芽的种子数即为补种的种子数, 则X ~B (1000,,∴E (X )=1000×=100. 答案:100 一、选择题1.假设X 的散布列为X 0 1p15a,则E (X )=( )解析:选A.由题意知15+a =1,则a =45,故E (X )=0×15+a =45.2.篮球运动员在竞赛中每次罚球命中得1分,罚不中得0分.已知某运动员罚球的命中率是,那么他罚球6次的总得分的均值是( ) A . B .6 C .D .解析:选C.得分X ~B (6,,E (X )=6×=.3.已知ξ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫n ,12,η~B (n ,13),且E (ξ)=15,则E (η)等于( )A .5B .10C .15D .20解析:选(ξ)=12n =15,∴n =30,∴η~B ⎝⎛⎭⎪⎫30,13,∴E (η)=30×13=10.4.(2021·涪陵调研)李教师搭车到学校,途中有3个交通岗,假设在各交通岗碰到红灯的事件是彼此独立的,且概率都是,那么他上班途中遇见红灯次数的数学期望是( ) A . B . C .D .解析:选B.途中碰到红灯次数X 服从二项散布X ~B (3,,∴E (X )=3×=.5.某人进行一项实验,假设实验成功,那么停止实验,假设实验失败,再从头实验一次,假设实验3次均失败,那么舍弃实验,假设这人每次实验成功的概率为23,那么这人实验次数ξ的期望是( )解析:选B.实验次数ξ的可能取值为1,2,3. P (ξ=1)=23,P (ξ=2)=13×23=29,P (ξ=3)=13×13×⎝ ⎛⎭⎪⎫23+13=19.因此ξ的散布列为ξ 1 2 3 p232919因此E (ξ)=1×23+2×29+3×19=139.6.假设X 、Y 是离散型随机变量,且Y =aX +b ,其中a ,b 为常数,那么有E (Y )=aE (X )+b .利用那个公式计算E (E (ξ)-ξ)=( )A.0 B.1C.2 D.不确信解析:选A.∵E(ξ)是常数,∴E(E(ξ)-ξ)=E(ξ)+E(-ξ)=E(ξ)-E(ξ)=0.二、填空题7.(2020·高考上海卷)马教师从讲义上抄写一个随机变量ξ的概率散布列如下表:X123P(ξ=x)?!?请小王同窗计算ξ的数学期望,尽管“!”处无法看清,且两个“?”处笔迹模糊,但能判定这两个“?”处的数值相同.据此,小王给出了正确答案E(ξ)=________.解析:由散布列的性质可知2×?+!=1,E(ξ)=?+2×!+3×?=4×?+2×!=2(2×?+!)=2.答案:28.(2021·奉节质检)随机变量X的散布列为X135p则E(X)=________.解析:由数学期望的概念得E(X)=1×+3×+5×=.答案:9.设离散型随机变量ξ可能的取值为1,2,3,4,P(ξ=k)=ak+b(k=1,2,3,4),又ξ的数学期望E(ξ)=3,则a+b=________.解析:∵E(ξ)=1×(a+b)+2×(2a+b)+3×(3a+b)+4×(4a+b)=3,即30a+10b=3,①又a+b+2a+b+3a+b+4a+b=1,即10a+4b=1,②由①②解得a=110,b=0,∴a+b=.10答案:10三、解答题10.某寻呼台共有客户3000人,假设寻呼台预备了100份小礼物,邀请客户在指按时刻来领取,假设任一客户去领奖的概率为4%.问:寻呼台可否向每一位顾客都发出领奖邀请?假设能使每一名领奖人都取得礼物,寻呼台至少应预备多少份礼物?解:设来领奖的人数ξ=k(k=0,1,2,…,3000),因此P(ξ=k)=C k3000·(1-3000-k,可见ξ~B(3000,,所以E(ξ)=3000×=120(人)>100(人).因此不能向每一名顾客都发出领奖邀请,寻呼台至少应预备120份礼物,才能使每一名领奖人都取得礼物.11.某游戏射击场规定:①每次游戏射击5发子弹;②5发全数命中奖励40元;命中4发不奖励,也没必要付款;命中3发或3发以下,应付款2元.现有一游客,其命中率为.(1)求该游客在一次游戏中5发全数命中的概率;(2)求该游客在一次游戏中取得奖金的均值.解:(1)设5发子弹命中ξ(ξ=0,1,2,3,4,5)发,那么由题意知,P(ξ=5)=C55=1 32 .(2)ξ的散布列为ξ012345p 13253210321032532132设游客在一次游戏中取得奖金为X元,故X的散布列为X -2 0 40 p2632532 132故该游客在一次游戏中取得奖金的均值为 E (X )=(-2)×2632+0×532+40×132=-(元).12.(创新题)设S 是不等式x 2-x -6≤0的解集,整数m ,n ∈S .(1)记“使得m +n =0成立的有序数组(m ,n )”为事件A ,试列举A 包括的大体事件; (2)设ξ=m 2,求ξ的散布列及其数学期望E (ξ). 解:(1)(x -3)(x +2)≤0⇒-2≤x ≤3, 则m ,n ∈{-2,-1,0,1,2,3},m +n =0有⎩⎪⎨⎪⎧m =1n =-1或⎩⎪⎨⎪⎧m =-1n =1或⎩⎪⎨⎪⎧m =2n =-2或⎩⎪⎨⎪⎧m =-2n =2或⎩⎪⎨⎪⎧m =0n =0, 因此A 包括的大体事件为:(1,-1),(-1,1),(2,-2),(-2,2),(0,0). (2)m 的可能取值为-2,-1,0,1,2,3, 则m 2的可能取值为0,1,4,9,P (m 2=0)=P (m 2=9)=16, P (m 2=1)=P (m 2=4)=26=13,因此ξ的散布列为ξ 0 1 4 9因此其数学期望为E (ξ)=13+43+32=53+32=196.。
第一章 集合与常用逻辑用语第1节 集 合 学生用书 课时冲关一[基础训练组]1.(2018·全国Ⅱ卷)已知集合A ={1,3,5,7},B ={2,3,4,5},则A ∩B =( ) A .{3} B .{5} C .{3,5}D .{1,2,3,4,5,7}解析:C [A ={1,3,5,7},B ={2,3,4,5},∴A ∩B ={3,5},故选C.]2.(2019·石嘴山市一模)集合P ={x |0≤x <3},M ={x ||x |≤3},则P ∩M =( ) A .{1,2} B .{0,1,2} C .{x |0≤x <3}D .{x |0≤x ≤3}解析:C [集合P ={x |0≤x <3},M ={x ||x |≤3}={x |-3≤x ≤3},则P ∩M ={x |0≤x <3}.]3.(2019·张家口市模拟)如图,I 为全集,M 、P 、S 是I 的三个子集,则阴影部分所表示的集合是( )A .(M ∩P )∩SB .(M ∩P )∪SC .(M ∩P )∩∁I SD .(M ∩P )∪∁I S解析:C [图中的阴影部分是M ∩P 的子集,不属于集合S ,属于集合S 的补集的子集,即是∁I S 的子集,则阴影部分所表示的集合是(M ∩P )∩∁I S .故选C.]4.(2019·漳州市模拟)满足{2018}⊆A {2018,2019,2020}的集合A 的个数为( ) A .1 B .2 C .3D .4解析:C [满足{2018}⊆A {2018,2019,2020}的集合A 可得:A ={2018},{2018,2019},{2018,2020}. 因此满足的集合A 的个数为3.]5.已知集合P ={x |x 2≤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:C [因为P ∪M =P ,所以M ⊆P ,即a ∈P , 得a 2≤1,解得-1≤a ≤1,所以a 的取值范围是[-1,1].]6.已知集合A ={y |y =x 2-1},B ={x |y =lg(x -2x 2)},则∁R (A ∩B )=( ) A.⎣⎡⎭⎫0,12 B .(-∞,0)∪⎣⎡⎭⎫12,+∞ C.⎝⎛⎭⎫0,12 D .(-∞,0]∪⎣⎡⎭⎫12,+∞解析:D [A ={y |y =x 2-1}=[0,+∞),B ={x |y =lg(x -2x 2)}=⎝⎛⎭⎫0,12, 所以A ∩B =⎝⎛⎭⎫0,12,所以∁R (A ∩B )=(-∞,0]∪⎣⎡⎭⎫12,+∞.] 7.(2019·合肥市模拟)已知A =[1,+∞),B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ∈R |12a ≤x ≤2a -1,若A ∩B ≠∅,则实数a 的取值范围是( )A .[1,+∞) B.⎣⎡⎦⎤12,1 C.⎣⎡⎭⎫23,+∞ D .(1,+∞)解析:A [因为A ∩B ≠∅,所以⎩⎪⎨⎪⎧2a -1≥1,2a -1≥12a ,解得a ≥1,故选A.] 8.(2019·石家庄市模拟)函数y =x -2与y =ln(1-x )的定义域分别为M ,N ,则M ∪N =( ) A .(1,2]B .[1,2]C .(-∞,1]∪[2,+∞)D .(-∞,1)∪[2,+∞)解析:D [使x -2有意义的实数x 应满足x -2≥0,∴x ≥2,∴M =[2,+∞),y =ln(1-x )中x 应满足1-x >0,∴x <1,∴N =(-∞,1),所以M ∪N =(-∞,1)∪[2,+∞),故选D.]9.已知集合A ={(x ,y )|x ,y ∈R ,x 2+y 2=1},B ={(x ,y )|x ,y ∈R ,y =4x 2-1},则A ∩B 的元素个数是________.解析:集合A 是以原点为圆心,半径等于1的圆周上的点的集合,集合B 是抛物线y =4x 2-1上的点的集合,观察图像可知,抛物线与圆有3个交点,因此A ∩B 中含有3个元素.答案:310.已知集合A ={x |4≤2x ≤16},B =[a ,b ],若A ⊆B ,则实数a -b 的取值范围是________. 解析:集合A ={x |4≤2x ≤16}={x |22≤2x ≤24}={x |2≤x ≤4}=[2,4],因为A ⊆B ,所以a ≤2,b ≥4,所以a -b ≤2-4=-2,即实数a -b 的取值范围是(-∞,-2].答案:(-∞,-2]11.对于集合M 、N ,定义M -N ={x |x ∈M ,且x ∉N },M ⊕N =(M -N )∪(N -M ).设A ={y |y =3x ,x ∈R },B ={y |y =-(x -1)2+2,x ∈R },则A ⊕B =________.解析:由题意得A ={y |y =3x ,x ∈R }={y |y >0},B ={y |y =-(x -1)2+2,x ∈R }={y |y ≤2},故A -B ={y |y >2},B -A ={y |y ≤0},所以A ⊕B ={y |y ≤0,或y >2}.答案:(-∞,0]∪(2,+∞)12.(2019·淮南市一模)若A ={x |ax 2-ax +1≤0,x ∈R }=∅,则a 的取值范围是________.解析:∵A ={x |ax 2-ax +1≤0,x ∈R }=∅,∴a =0或⎩⎪⎨⎪⎧a >0Δ=(-a )2-4a <0,解得0≤a <4.∴a 的取值范围是[0,4). 答案:[0,4).[能力提升组]13.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:B [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}.]14.设P ,Q 为两个非空实数集合,定义集合P *Q ={z |z =a ÷b ,a ∈P ,b ∈Q },若P ={-1,0,1},Q ={-2,2},则集合P *Q 中元素的个数是( )A .2B .3C .4D .5解析:B [当a =0时,无论b 取何值,z =a ÷b =0; 当a =-1,b =-2时,z =(-1)÷(-2)=12;当a =-1,b =2时,z =(-1)÷2=-12;当a =1,b =-2时,z =1÷(-2)=-12;当a =1,b =2时,z =1÷2=12.故P *Q =⎩⎨⎧⎭⎬⎫0,12,-12,该集合中共有3个元素.]15.若集合A ={x |(a -1)x 2+3x -2=0,x ∈R }有且仅有两个子集,则实数a 的值为________. 解析:由题意知,方程(a -1)x 2+3x -2=0,x ∈R ,有一个根,∴当a =1时满足题意,当a ≠1时,Δ=0,即9+8(a -1)=0,解得a =-18.答案:1或-1816.(2019·西城区一模)某班共有学生40名,在乒乓球、篮球、排球三项运动中每人至少会其中的一项,有些人会其中的两项,没有人三项均会.若该班18人不会打乒乓球,24人不会打篮球,16人不会打排球,则该班会其中两项运动的学生人数是________.解析:设同时会打乒乓球和篮球的学生有x 人, 同时会打乒乓球和排球的学生有y 人, 同时会打排球和篮球的学生有z 人,∵该班18人不会打乒乓球,24人不会打篮球,16人不会打排球, ∴该班会打乒乓球或篮球的学生有24人, 会打乒乓球或排球的学生有16人, 会打篮球或打排球有22人, ∴x +y +z =24+16+22-40=22. ∴该班会其中两项运动的学生人数是22. 答案:22第2节 命题、充分条件与必要条件学生用书 课时冲关二[基础训练组]1.命题“若a 2+b 2=0,a ,b ∈R ,则a =b =0”的逆否命题是( ) A .若a ≠b ≠0,a ,b ∈R ,则a 2+b 2=0 B .若a =b ≠0,a ,b ∈R ,则a 2+b 2≠0 C .若a ≠0且b ≠0,a ,b ∈R ,则a 2+b 2≠0 D .若a ≠0或b ≠0,a ,b ∈R ,则a 2+b 2≠0解析:D [写逆否命题只要交换命题的条件与结论,并分别否定条件与结论即可.]2.(2019·晋城市一模)设a ∈R ,则“a >3”是“函数y =log a (x -1)在定义域上为增函数”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:A [因为函数y =log a (x -1)在定义域(1,+∞)上为增函数,所以a >1, 因此“a >3”是“函数y =log a (x -1)在定义域上为增函数”的充分不必要条件.]3.(2019·天津市模拟)“m =1”是“圆C 1:x 2+y 2+3x +4y +m =0与圆C 2“x 2+y 2=4的相交弦长为23”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:A [由题意知圆C 1与圆C 2的公共弦所在的直线是3x +4y +m +4=0,故(0,0)到3x +4y +m +4=0的距离d =|m +4|5=4-3=1,即|m +4|=5,解得m =1或m =-9.故m =1是m =1或m =-9的充分不必要条件,故选A.]4.(2019·大庆市模拟)已知条件p :|x -4|≤6,条件q :x ≤1+m ,若p 是q 的充分不必要条件,则m 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(-∞,9]C .[1,9]D .[9,+∞)解析:D [由|x -4|≤6,解得-2≤x ≤10,即p :-2≤x ≤10;又q :x ≤1+m ,若p 是q 的充分不必要条件,则1+m ≥10,解得m ≥9.故选D.]5.(2019·洛阳市一模)若x >m 是x 2-3x +2<0的必要不充分条件,则实数m 的取值范围是( ) A .[1,+∞) B .(-∞,2] C .(-∞,1]D .[2,+∞)解析:C [由x 2-3x +2<0得1<x <2,若x >m 是x 2-3x +2<0的必要不充分条件, 则m ≤1,即实数m 的取值范围是(-∞,1].]6.(2019·南昌市模拟)a 2+b 2=1是a sin θ+b cos θ≤1恒成立的( ) 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:A [因为a sin θ+b cos θ=a 2+b 2sin (θ+φ)≤a 2+b 2,所以由a 2+b 2=1可推得a sin θ+b cos θ≤1恒成立.反之,取a =2,b =0,θ=30°,满足a sin θ+b cos θ≤1,但不满足a 2+b 2=1,即由a sin θ+b cos θ≤1推不出a 2+b 2=1,故a 2+b 2=1是a sin θ+b cos θ≤1恒成立的充分不必要条件.故选A.]7.(2019·新余市模拟)“m >1”是“函数f (x )=3x +m -33在区间[1,+∞)无零点”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:A [因为函数f (x )=3x+m-33在区间[1,+∞)上单调递增且无零点,所以f (1)=31+m -33>0,即m +1>32,解得m >12,故“m >1”是“函数f (x )=3x+m -33在区间[1,+∞)无零点的充分不必要条件,故选A.]8.(2019·焦作市质检)设等比数列{a n }的公比为q ,前n 项和为S n .给出命题s :若|q |=2,则S 6=7S 2,则在命题s 的逆命题、否命题、逆否命题中,错误命题的个数是( )A .3B .2C .1D .0解析:B [若|q |=2,则q 2=2,S 6=a 1(1-q 6)1-q =a 1(1-q 2)(1+q 2+q 4)1-q =7·a 1(1-q 2)1-q =7S 2,所以原命题为真,从而逆否命题为真;而当S 6=7S 2时,显然q ≠1,这时a 1(1-q 6)1-q =7·a 1(1-q 2)1-q ,解得q =-1或|q |=2,因此,逆命题为假,否命题为假,故错误命题的个数为2.]9.(2019·西宁市模拟)《左传·僖公十四年》有记载:“皮之不存,毛将焉附?”这句话的意思是说皮都没有了,毛往哪里依附呢?比喻事物失去了借以生存的基础,就不能存在.皮之不存,毛将焉附?则“有毛”是“有皮”的_______条件(将正确的序号填入空格处).①充分条件 ②必要条件 ③充要条件 ④既不充分也不必要条件解析:由题意知“无皮”⇒“无毛”,所以“有毛”⇒“有皮”即“有毛”是“有皮”的充分条件. 答案:①10.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,则“a ≤b ”是“sin A ≤sin B ”的__________条件.解析:由正弦定理,得a sin A =bsin B ,故a ≤b ⇔sin A ≤sinB.答案:充要11.(2019·曲靖市一模)若“x >a ”是“x 2-5x +6≥0”成立的充分不必要条件,则实数a 的取值范围是_________.解析:由x 2-5x +6≥0得x ≥3或x ≤2,若“x >a ”是“x 2-5x +6≥0”成立的充分不必要条件,则a ≥3,即实数a 的取值范围是[3,+∞). 答案:[3,+∞)12.(2019·日照模拟)已知条件p :2x 2-3x +1≤0,条件q :x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0.若非p 是非q 的必要不充分条件,则实数a 的取值范围是________.解析:由2x 2-3x +1≤0,得12≤x ≤1,∴命题p 为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |12≤x ≤1.由x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0,得a ≤x ≤a +1, ∴命题q 为{x |a ≤x ≤a +1}. 非p 对应的集合A =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >1或x <12,非q 对应的集合B ={x |x >a +1或x <a }. ∵非p 是非q 的必要不充分条件, ∴a +1≥1且a ≤12,∴0≤a ≤12,即实数a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤0,12. 答案:⎣⎡⎦⎤0,12 [能力提升组]13.(2019·合肥市模拟)祖暅原理:“幂势既同,则积不容异”.它是中国古代一个涉及几何体体积的问题,意思是两个同高的几何体,如果在等高处的截面积恒相等,那么体积相等.设A ,B 为两个同高的几何体,p :A ,B 的体积不相等,q :A ,B 在等高处的截面积不恒相等,根据祖暅原理可知,p 是q 的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件解析:A [设命题a :“若p ,则q ”,可知命题a 是祖暅原理的逆否命题,则a 是真命题.故p 是q 的充分条件.设命题b :“若q ,则p ”,若A 比B 在某些等高处的截面积小一些,在另一些等高处的截面积大一些,且大的总量与小的总量相抵,则它们的体积还是一样的.所以命题b 是假命题,即p 不是q 的必要条件.综上所述,p 是q 的充分不必要条件.故选A.]14.(2019·保定市模拟)已知条件p :4x -1≤-1,条件q :x 2+x <a 2-a ,且非q 的一个充分不必要条件是非p ,则a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤-2,-12 B.⎣⎡⎦⎤12,2C .[-1,2]D.⎝⎛⎦⎤2,12∪[2,+∞) 解析:C [由4x -1≤-1,移项得4x -1+1≤0,通分得x +3x -1≤0,解得-3≤x <1;由x 2+x <a 2-a ,得x 2+x -a 2+a <0.由非q 的一个充分不必要条件是非p ,可知非p 是非q 的充分不必要条件,即p 是q 的必要不充分条件,即条件q 对应的x 取值集合是条件p 对应的x 取值集合的真子集.设f (x )=x 2+x -a 2+a ,如图,则⎩⎪⎨⎪⎧f (-3)=-a 2+a +6≥0,f (1)=-a 2+a +2≥0, ∴⎩⎪⎨⎪⎧-2<a <3-1≤a ≤2∴-1≤a ≤2,故选C.]15.给出下列命题:①“数列{a n }为等比数列”是“数列{a n a n +1}为等比数列”的充分不必要条件; ②“a =2”是“函数f (x )=|x -a |在区间[2,+∞)上为增函数”的充要条件;③“m =3”是“直线(m +3)x +my -2=0与直线mx -6y +5=0互相垂直”的充要条件;④设a ,b ,c 分别是△ABC 三个内角A ,B ,C 所对的边,若a =1,b =3,则“A =30°”是“B =60°”的必要不充分条件.其中真命题的序号是________.解析:对于①,当数列{a n }为等比数列时,易知数列{a n a n +1}是等比数列,但当数列{a n a n +1}为等比数列时,数列{a n }未必是等比数列,如数列1,3,2,6,4,12,8显然不是等比数列,而相应的数列3,6,12,24,48,96是等比数列,因此①正确;对于②,当a ≤2时,函数f (x )=|x -a |在区间[2,+∞)上是增函数,因此②不正确;对于③,当m =3时,相应的两条直线互相垂直,反之,这两条直线垂直时,不一定有m =3,也可能m =0.因此③不正确;对于④,由题意得b a =sin B sin A =3,若B =60°,则sin A =12,注意到b >a ,故A =30°,反之,当A =30°时,有sinB =32,由于b >a ,所以B =60°或B =120°,因此④正确.综上所述,真命题的序号是①④. 答案:①④16.设命题p :2x -1x -1<0,命题q ∶x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0,若p 是q 的充分不必要条件,则实数a 的取值范围是________.解析:2x -1x -1<0⇒(2x -1)(x -1)<0⇒12<x <1,x 2-(2a +1)x +a (a +1)≤0⇒a ≤x ≤a +1. 由题意,得⎝⎛⎭⎫12,1⊆[a ,a +1]. 故⎩⎪⎨⎪⎧a ≤12,a +1≥1, 解得0≤a ≤12.答案:⎣⎡⎦⎤0,12第3节 量词与逻辑联结词 学生用书 课时冲关三[基础训练组]1.(2019·安阳市模拟)已知命题p :存在x 0∈(-∞,0),2x 0<3x 0,则非p 为( ) A .存在x 0∈[0,+∞),2x 0<3x 0 B .存在x 0∈(-∞,0),2x 0≥3x 0 C .任意x 0∈[0,+∞),2x <3x D .任意x ∈(-∞,0),2x ≥3x解析:D [由特称命题的否定为全称命题,可得 命题p :存在x 0∈(-∞,0),2x 0<3x 0, 则非p 为:任意x ∈(-∞,0),2x ≥3x ,故选D.]2.(2019·济南市一模)若命题“p 或q ”与命题“非p ”都是真命题,则( ) A .命题p 与命题q 都是真命题 B .命题p 与命题q 都是假命题 C .命题p 是真命题,命题q 是假命题 D .命题p 是假命题,命题q 是真命题解析:D [命题“p 或q ”与命题“非p ”都是真命题, 则p 是假命题,q 是真命题,故选D.]3.(2019·濮阳市一模)已知m ,n 是两条不同的直线,α,β是两个不重合的平面.命题p :若α∩β=m ,m ⊥n ,则n ⊥α;命题q :若m ∥α,m ⊂β,α∩β=n ,则m ∥n .那么下列命题中的真命题是( )A .p 且qB .p 或非qC .非p 且qD .非p 且非q解析:C [直线垂直于平面内的一条直线,不能确定该直线与平面垂直,命题p 是假命题;命题q 满足直线与平面平行的性质定理,命题q 是真命题;所以非p 是真命题,可得非p 且q 是真命题.故选C.]4.已知命题p :若a =0.30.3,b =1.20.3,c =log 1.20.3,则a <c <b ;命题q :“x 2-x -6>0”是“x >4”的必要不充分条件,则下列命题正确的是( )A .p 且qB .p 且(非q )C .(非p )且qD .(非p )且(非q )解析:C [因为0<a =0.30.3<0.30=1,b =1.20.3>1.20=1,c =log 1.20.3<log 1.21=0,所以c <a <b ,故命题p 为假命题,非p 为真命题;由x 2-x -6>0可得x <-2或x >3,故“x 2-x -6>0”是“x >4”的必要不充分条件,q 为真命题,故(非p )且q 为真命题,选C.]5.(2019·沈阳市模拟)命题p :“任意x ∈N +,⎝⎛⎭⎫12x ≤12”的否定为( ) A .任意x ∈N +,⎝⎛⎭⎫12x >12 B .任意x ∉N +,⎝⎛⎭⎫12x >12C .存在x 0∉N +,⎝⎛⎭⎫12x 0>12 D .存在x 0∈N +,⎝⎛⎭⎫12x 0>12解析:D [命题p 的否定是把“任意”改成“存在”,再把“⎝⎛⎭⎫12x ≤12”改为“⎝⎛⎭⎫12x 0>12”即可,故选D.] 6.短道速滑队组织6名队员(含赛前系列赛积分最靠前的甲乙丙三名队员在内)进行冬奥会选拔赛,记“甲得第一名”为p ,“乙得第二名”为q ,“丙得第三名”为r ,若p 或q 是真命题,p 且q 是假命题,(非q )且r 是真命题,则选拔赛的结果为( )A .甲得第一名、乙得第二名、丙得第三名B .甲得第二名、乙得第一名、丙得第三名C .甲得第一名、乙得第三名、丙得第二名D .甲得第一名、乙没得第二名、丙得第三名解析:D [(非q )且r 是真命题意味着非q 为真,q 为假(乙没得第二名)且r 为真(丙得第三名);p 或q 是真命题,由于q 为假,只能p 为真(甲得第一名),这与p 且q 是假命题相吻合;由于还有其他三名队员参赛,只能肯定其他队员得第二名,乙没得第二名,故选D.]7.(2019·玉溪市模拟)有四个关于三角函数的命题: p 1:存在x ∈R ,sin x +cos x =2; p 2:存在x ∈R ,sin 2x =sin x ; p 3:任意x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2, 1+cos 2x2=cos x ; p 4:任意x ∈(0,π),sin x >cos x . 其中真命题是( ) A .p 1,p 4 B .p 2,p 3 C .p 3,p 4D .p 2,p 4解析:B [因为sin x +cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4,所以sin x +cos x 的最大值为2, 可得不存在x ∈R ,使sin x +cos x =2成立,得命题p 1是假命题; 因为存在x =k π(k ∈Z ),使sin 2x =sin x 成立,故命题p 2是真命题; 因为1+cos 2x2=cos 2x ,所以1+cos 2x 2=|cos x |,结合x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2得cos x ≥0 由此可得1+cos 2x2=cos x ,得命题p 3是真命题; 因为当x =π4时,sin x =cos x =22,不满足sin x >cos x ,所以任意x ∈(0,π),使sin x >cos x 不成立,故命题p 4是假命题.故选B.] 8.(2019·瓦房店市一模)下列说法错误的是( )A .命题“若x 2-4x +3=0,则x =3”的逆否命题是“若x ≠3,则x 2-4x +3≠0”B .“x >1”是“|x |>0”的充分不必要条件C .命题p :“存在x ∈R ,使得x 2+x +1<0”,则非p :“任意x ∈R ,x 2+x +1≥0”D .若p 且q 为假命题,则p 、q 均为假命题解析:D [命题“若x 2-4x +3=0,则x =3”的逆否命题是“若x ≠3,则x 2-4x +3≠0”,故A 正确; 由x >1,可得|x |>1>0,反之,由|x |>0,不一定有x >1,如x =-1, ∴“x >1”是“|x |>0”的充分不必要条件,故B 正确;命题p :“存在x ∈R ,使得x 2+x +1<0”,则非p :“任意x ∈R ,x 2+x +1≥0”,故C 正确; 若p 且q 为假命题,则p 、q 中至少有一个为假命题,故D 错误.] 9.(2019·银川市模拟)命题“存在x 0∈R,2x 0>3”的否定是________.解析:因为特称命题的否定是全称命题,所以,命题“存在x 0∈R,2x 0>3”的否定是:“任意x ∈R,2x ≤3”. 答案:任意x ∈R,2x ≤310.若命题“任意x ∈R ,kx 2-kx -1<0”是真命题,则k 的取值范围是________.解析:命题“任意x ∈R ,kx 2-kx -1<0”是真命题,当k =0时,则有-1<0;当k ≠0时,则有k <0且Δ=(-k )2-4×k ×(-1)=k 2+4k <0,解得-4<k <0,综上所述,实数k 的取值范围是(-4,0].答案:(-4,0]11.(2019·西宁市一模)命题“存在x ∈R ,x 2-(m -1)x +1<0”为假命题,则实数m 的取值范围为________.解析:命题“存在x ∈R ,x 2-(m -1)x +1<0”为假命题, 可得任意x ∈R ,x 2-(m -1)x +1≥0恒成立, 即有Δ=(m -1)2-4≤0,解得-1≤m ≤3, 则实数m 的取值范围为[-1,3]. 答案:[-1,3]12.若命题p :关于x 的不等式ax +b >0的解集是⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x >-b a ,命题q :关于x 的不等式(x -a )(x -b )<0的解集是{x |a <x <b },则在命题“p 且q ”、“p 或q ”、“非p ”、“ 非q ”中,是真命题的有________.解析:依题意可知命题p 和q 都是假命题,所以“p 且q ”为假、“p 或q ”为假、“非p ”为真、“非q ”为真.答案:非p ,非q[能力提升组]13.已知命题p 1:存在x 0∈R ,使得x 20+x 0+1<0成立;p 2:对任意x ∈[1,2],x 2-1≥0.以下命题为真命题的是( )A .(非p 1)且(非p 2)B .p 1或(非p 2)C .(非p 1)且p 2D .p 1且p 2解析:C [∵方程x 20+x 0+1=0的判别式Δ=12-4=-3<0,∴x 20+x 0+1<0无解,故命题p 1为假命题,非p 1为真命题;由x 2-1≥0,得x ≥1或x ≤-1.∴对任意x ∈[1,2],x 2-1≥0,故命题p 2为真命题, 非p 2为假命题.∵非p 1为真命题,p 2为真命题, ∴(非p 1)且p 2为真命题,选C.]14.已知命题p :任意x ∈R,2x +12x >2,命题q :存在x 0∈⎣⎡⎦⎤0,π2,使sin x 0+cos x 0=12,则下列命题中为真命题的是( )A .非p 且非qB .非p 且qC .p 且非qD .p 且q解析:A [命题p :任意x ∈R,2x +12x >2,当x =0时,命题不成立.所以命题p 是假命题,则非p 是真命题;命题q :任意x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,使sin x +cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4∈[1,2],所以存在x 0∈⎣⎡⎦⎤0,π2,使sin x 0+cos x 0=12,不正确,则非q 是真命题.所以非p 且非q .故选A.]15.若“任意x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4,m ≤tan x +1”为真命题,则实数m 的最大值为________. 解析:由“任意x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4,m ≤tan x +1”为真命题,可得-1≤tan x ≤1,∴0≤tan x +1≤2,∴实数m 的最大值为0.答案:016.(2019·洛阳市一模)已知p :任意x ∈⎣⎡⎦⎤14,12,2x <m (x 2+1),q :函数f (x )=4x +2x +1+m -1存在零点,若“p 且q ”为真命题,则实数m 的取值范围是________.解析:已知p :任意x ∈⎣⎡⎦⎤14,12,2x <m (x 2+1),故m >2x x 2+1.令g (x )=2xx 2+1,则g (x )在⎣⎡⎦⎤14,12递增,所以g (x )≤g ⎝⎛⎭⎫12=45,故p 为真时:m >45;q :函数f (x )=4x +2x +1+m -1=(2x +1)2+m -2,令f (x )=0,得2x =2-m -1.若f (x )存在零点,则2x =2-m -1>0, 解得m <1, 故q 为真时,m <1.若“p 且q ”为真命题,则实数m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫45,1. 答案:⎝⎛⎭⎫45,1第二章 函数、导数及其应用 第1节 函数的概念及其表示 学生用书 课时冲关四[基础训练组]1.若函数y =f (x )的定义域为M ={x |-2≤x ≤2},值域为N ={y |0≤y ≤2},则函数y =f (x )的图像可能是( )解析:B [可以根据函数的概念进行排除,使用筛选法得到答案.]2.(2016·全国Ⅱ卷)下列函数中,其定义域和值域分别与函数y =10lg x 的定义域和值域相同的是( ) A .y =x B .y =lg x C .y =2xD .y =1x解析:D [函数y =10lg x 的定义域和值域均为(0,+∞);函数y =x 的定义域和值域均为R ,不满足要求;函数y =lg x 的定义域为(0,+∞),值域为R ,不满足要求;函数y =2x 的定义域为R ,值域为(0,+∞),不满足要求;函数y =1x的定义域和值域均为(0,+∞),满足要求.故选D.] 3.已知f ⎝⎛⎭⎫1+x x =x 2+1x 2+1x ,则f (x )=( ) A .(x +1)2(x ≠1) B .(x -1)2(x ≠1) C .x 2-x +1(x ≠1)D .x 2+x +1(x ≠1)解析:C [f ⎝⎛⎭⎫1+x x =x 2+1x 2+1x =(x +1)2x 2-x +1x +1,令x +1x =t ,得f (t )=t 2-t +1(t ≠1),即f (x )=x 2-x +1(x ≠1).故选C.]4.(2015·全国Ⅰ卷)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -1-2,x ≤1-log 2(x +1),x >1,且f (a )=-3,则f (6-a )=( )A .-74B .-54C .-34D .-14解析:A [当a ≤1时,2a -1-2=-3,无解; 当a >1时,-log 2(a +1)=-3,得a =7, 所以f (6-a )=f (-1)=2-2-2=-74,故选A.]5.(2019·孝义市模拟)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≤1x +4x-3,x >1,( )A .[1,+∞)B .[0,+∞)C .(1,+∞)D .[0,1)∪(1,+∞)解析:B [由f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2,x ≤1x +4x -3,x >1,知当x ≤1时,x 2≥0; 当x >1时,x +4x-3≥2x ·4x -3=4-3=1,当且仅当x =4x,即x =2时取“=”. 取并集得f (x )的值域是[0,+∞).]6.图中的图像所表示的函数的解析式f (x )=________.解析:由图像知每段为线段.设f (x )=ax +b ,把(0,0),⎝⎛⎭⎫1,32和⎝⎛⎭⎫1,32,(2,0)分别代入求解,得⎩⎪⎨⎪⎧a =32,b =0,⎩⎪⎨⎪⎧a =-32,b =3.答案:f (x )=⎩⎨⎧32x ,0≤x ≤13-32x ,1<x ≤27.若函数y =f (x )的值域是[1,3],则函数F (x )=1-2f (x +3)的值域是________. 解析:∵1≤f (x )≤3,∴-6≤-2f (x +3)≤-2, ∴-5≤1-2f (x +3)≤-1,即F (x )的值域为[-5,-1]. 答案: [-5,-1]8.(2019·东莞市模拟)已知函数f (x )=ax -b (a >0),f (f (x ))=4x -3,则f (2)=__________. 解析:∵f (x )=ax -b ,∴f (f (x ))=f (ax -b )=a (ax -b )-b =a 2x -ab -b =4x -3.∴⎩⎪⎨⎪⎧a 2=4ab +b =3,且a >0,∴a =2,b =1. ∴f (x )=2x -1,∴f (2)=2×2-1=3. 答案:39.二次函数f (x )满足f (x +1)-f (x )=2x ,且f (0)=1. (1)求f (x )的解析式; (2)解不等式f (x )>2x +5.解:(1)设二次函数f (x )=ax 2+bx +c (a ≠0).∵f (0)=1,∴c =1.把f (x )的表达式代入f (x +1)-f (x )=2x ,有 a (x +1)2+b (x +1)+1-(ax 2+bx +1)=2x . ∴2ax +a +b =2x . ∴a =1,b =-1. ∴f (x )=x 2-x +1.(2)由x 2-x +1>2x +5,即x 2-3x -4>0, 解得x >4或x <-1.故原不等式解集为{x |x >4,或x <-1}. 10.已知函数f (x )=x ·|x |-2x . (1)求函数f (x )=0时x 的值;(2)画出y =f (x )的图像,并结合图像写出f (x )=m 有三个不同实根时,实数m 的取值范围.解:(1)由f (x )=0可解得x =0,x =±2,所以函数f (x )=0时,x 的值为-2,0,2. (2)f (x )=x |x |-2x ,即f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2x ,x ≥0,-x 2-2x ,x <0.图像如图,由图像可得实数m ∈(-1,1).[能力提升组]11.(2019·遂宁市模拟)设函数f (x )=x -1,则f ⎝⎛⎭⎫x 2+f ⎝⎛⎭⎫4x 的定义域为( ) A.⎣⎡⎦⎤12,4 B .[2,4] C .[1,+∞)D.⎣⎡⎦⎤14,2解析:B [∵函数f (x )=x -1的定义域为[1,+∞),∴⎩⎨⎧x 2≥14x ≥1,解得2≤x ≤4.∴f ⎝⎛⎭⎫x 2+f ⎝⎛⎭⎫4x 的定义域为:[2,4].]12.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x +2,-1≤x ≤0,x 2-2x ,0<x ≤1,若f (2m -1)<12,则m 的取值范围是( )A .m >12B .m <12C .0≤m <12D.12<m ≤1 解析:D [由题得⎩⎪⎨⎪⎧-1≤2m -1≤0,12m +1<12, 或⎩⎪⎨⎪⎧0<2m -1≤1,(2m -1)2-2(2m -1)<12, 解得12<m ≤1,故选D.]13.若函数f (x )=x 2+2ax -a 的定义域为R ,则a 的取值范围为________. 解析:由题意知x 2+2ax -a ≥0恒成立.∴x 2+2ax -a ≥0恒成立, ∴Δ=4a 2+4a ≤0,∴-1≤a ≤0. 答案:[-1,0]14.行驶中的汽车在刹车时由于惯性作用,要继续往前滑行一段距离才能停下,这段距离叫做刹车距离.在某种路面上,某种型号汽车的刹车距离y (米)与汽车的车速x (千米/时)满足下列关系:y =x 2200+mx +n (m ,n 是常数).如图是根据多次实验数据绘制的刹车距离y (米)与汽车的车速x (千米/时)的关系图.(1)求出y 关于x 的函数表达式;(2)如果要求刹车距离不超过25.2米,求行驶的最大速度. 解:(1)由题意及函数图像,得⎩⎨⎧402200+40m +n =8.4,602200+60m +n =18.6,解得m =1100,n =0,所以y=x2200+x100(x≥0).(2)令x2200+x100≤25.2,得-72≤x≤70.∵x≥0,∴0≤x≤70.故行驶的最大速度是70千米/时.第2节 函数的单调性与最值 学生用书 课时冲关五[基础训练组]2.已知函数f (x )=2ax 2+4(a -3)x +5在区间(-∞,3)上是减函数,则a 的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫0,34 B.⎣⎡⎭⎫0,34 C.⎝⎛⎦⎤0,34 D.⎣⎡⎦⎤0,34 解析:D [当a =0时,f (x )=-12x +5,在(-∞,3)上是减函数; 当a ≠0时,由⎩⎪⎨⎪⎧a >0-4(a -3)4a ≥3,得0<a ≤34.综上,a 的取值范围是0≤a ≤34.]3.(2019·聊城市模拟)函数y =ln (x 2-4x +3)的单调减区间为( ) A .(2,+∞) B .(3,+∞) C .(-∞,2)D .(-∞,1)解析:D [令t =x 2-4x +3>0,求得x <1,或x >3, 故函数的定义域为{x |x <1,或x >3},且y =ln t .由二次函数的性质得,t 在区间(-∞,1)上为减函数,在区间(3,+∞)为增函数,又y =ln t 在t ∈(0,+∞)上为增函数,根据复合函数单调性的判断方法,知函数y =ln (x 2-4x +3)的单调减区间为(-∞,1).]4.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧(3a -1)x +4a ,x <1,log a x ,x ≥1是(-∞,+∞)上的减函数,那么a 的取值范围是( ) A .(0,1) B.⎝⎛⎭⎫0,13 C.⎣⎡⎭⎫17,13D.⎣⎡⎭⎫17,1解析:C [由题意知⎩⎪⎨⎪⎧3a -1<0,0<a <1,(3a -1)×1+4a ≥log a 1,即⎩⎪⎨⎪⎧a <13,0<a <1,a ≥17,所以17≤a <13.故选C.]5.已知函数f (x )=x 2-2ax +a 在区间(-∞,1)上有最小值,则函数g (x )=f (x )x 在区间(1,+∞)上一定( )A .有最小值B .有最大值C .是减函数D .是增函数解析:D [由题意知a <1,∴g (x )=f (x )x =x +ax -2a ,当a <0时,显然g (x )在区间(1,+∞)上单调递增,当a >0时,g (x )在[a ,+∞)上是增函数,故在(1,+∞)上为增函数,∴g (x )在(1,+∞)上一定是增函数.]6.(2019·日照市模拟)已知奇函数f (x )为R 上的减函数,若f (3a 2)+f (2a -1)≥0,则实数a 的取值范围是 ________.解析:∵奇函数f (x )为R 上的减函数, ∴不等式f (3a 2)+f (2a -1)≥0, 等价为f (3a 2)≥-f (2a -1)=f (1-2a ),即3a 2≤1-2a ,即3a 2+2a -1≤0,得(a +1)(3a -1)≤0,得-1≤a ≤13,即实数a 的取值范围是⎣⎡⎦⎤-1,13. 答案:⎣⎡⎦⎤-1,13 7.设函数f (x )=ax +1x +2a 在区间(-2,+∞)上是增函数,那么a 的取值范围是________.解析:f (x )=ax +2a 2-2a 2+1x +2a =a -2a 2-1x +2a ,定义域为(-∞,-2a )∪(-2a ,+∞), ∵函数f (x )在区间(-2,+∞)上是增函数,∴⎩⎪⎨⎪⎧2a 2-1>0-2a ≤-2即⎩⎪⎨⎪⎧2a 2-1>0a ≥1,解得a ≥1. 答案:[1,+∞)8.(2019·沈阳市一模)已知函数f (x )=|log 3x |,实数m ,n 满足0<m <n ,且f (m )=f (n ),若f (x )在[m 2,n ]的最大值为2,则nm=________.解析:∵f (x )=|log 3x |,正实数m ,n 满足m <n ,且f (m )=f (n ),∴-log 3m =log 3n ,∴mn =1. ∵f (x )在区间[m 2,n ]上的最大值为2,函数f (x )在[m 2,1)上是减函数,在(1,n ]上是增函数, ∴-log 3m 2=2,或log 3n =2.若-log 3m 2=2是最大值,得m =13,则n =3,此时log 3n =1,满足题意条件.此时n m =3÷13=9.同理:若log 3n =2是最大值,得n =9,则m =19,此时-log 3m 2=4,不满足题意条件. 综合可得 m =13,n =3,nm =9.答案:99.已知f (x )=xx -a(x ≠a ),(1)若a =-2,试证f (x )在(-∞,-2)内单调递增;(2) 且f (x )在(1,+∞)内单调递减,求a 的取值范围. 解:(1)证明:任取x 1<x 2<-2, 则f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1+2-x 2x 2+2=2(x 1-x 2)(x 1+2)(x 2+2).∵(x 1+2)(x 2+2)>0,x 1-x 2<0, ∴f (x 1)<f (x 2).∴f (x )在(-∞,-2)内单调递增. (2)任设1<x 1<x 2,则 f (x 1)-f (x 2)=x 1x 1-a -x 2x 2-a=a (x 2-x 1)(x 1-a )(x 2-a ).∵a >0,x 2-x 1>0,∴要使f (x 1)-f (x 2)>0,只需(x 1-a )(x 2-a )>0恒成立,∴a ≤1. 综上所述知a 的取值范围是(0,1].10.(2019·西安市模拟)已知定义在R 上的函数f (x )满足: ①f (x +y )=f (x )+f (y )+1,②当x >0时,f (x )>-1.(1)求f (0)的值,并证明f (x )在R 上是单调增函数. (2)若f (1)=1,解关于x 的不等式f (x 2+2x )+f (1-x )>4. 解:(1)令x =y =0得f (0)=-1. 在R 上任取x 1>x 2, 则x 1-x 2>0,f (x 1-x 2)>-1.又f (x 1)=f ((x 1-x 2)+x 2)=f (x 1-x 2)+f (x 2)+1>f (x 2), 所以,函数f (x )在R 上是单调增函数. (2)由f (1)=1,得f (2)=3,f (3)=5.由f (x 2+2x )+f (1-x )>4得f (x 2+x +1)>f (3),又函数f (x )在R 上是增函数,故x 2+x +1>3,解得x <-2或x >1, 故原不等式的解集为{x |x <-2,或x >1}.[能力提升组]11.(2019·天津市一模)已知函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上对于任意两个不相等的实数x 1,x 2恒有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立,若实数a 满足f (log 6a )≥f (-1),则a 的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤16,6B.⎣⎡⎭⎫16,+∞ C .(0,6]D .(-∞,6]解析:A [根据题意,函数f (x )在区间[0,+∞)上有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立,则函数f (x )在区间[0,+∞)上是减函数,又函数f (x )为偶函数,则f (log 6a )≥f (-1)等价于f (|log 6a |)≥f (1), 即|log 6a |≤1,解得-1≤log 6a ≤1,所以16≤a ≤6.]12.设函数y =f (x )在(-∞,+∞)内有定义.对于给定的正数k ,定义函数f k (x )=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),f (x )≤k ,k ,f (x )>k ,取函数f (x )=2-|x |.当k =12时,函数f k (x )的单调递增区间为( )A .(-∞,0)B .(0,+∞)C .(-∞,-1)D .(1,+∞)解析:C [由f (x )>12,得-1<x <1.由f (x )≤12,得x ≤-1或x ≥1.所以f 12(x )=⎩⎪⎨⎪⎧2-x ,x ≥1,12,-1<x <1,2x,x ≤-1.故f 12(x )的单调递增区间为(-∞,-1).]13.对于任意实数a ,b ,定义min{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≤b ,b ,a >b .设函数f (x )=-x +3,g (x )=log 2x ,则函数h (x )=min{f (x ),g (x )}的最大值是________.解析:依题意,h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧log 2x ,0<x ≤2,-x +3,x >2.当0<x ≤2时,h (x )=log 2x 是增函数,当x >2时,h (x )=3-x 是减函数,∴h (x )在x =2时,取得最大值h (2)=1.答案:114.已知f (x )是定义在[-1,1]上的奇函数,且f (1)=1,若a ,b ∈[-1,1],a +b ≠0时,有f (a )+f (b )a +b >0成立.(1)判断f (x )在[-1,1]上的单调性,并证明它; (2)解不等式:f ⎝⎛⎭⎫x +12<f ⎝⎛⎭⎫1x -1;(3)若f (x )≤m 2-2am +1对所有的a ∈[-1,1]恒成立,求实数m 的取值范围. 解:(1)任取x 1,x 2∈[-1,1],且x 1<x 2, 则-x 2∈[-1,1],∵f (x )为奇函数, ∴f (x 1)-f (x 2)=f (x 1)+f (-x 2) =f (x 1)+f (-x 2)x 1+(-x 2)·(x 1-x 2),由已知得f (x 1)+f (-x 2)x 1+(-x 2)>0,x 1-x 2<0,∴f (x 1)-f (x 2)<0,即f (x 1)<f (x 2). ∴f (x )在[-1,1]上单调递增. (2)∵f (x )在[-1,1]上单调递增,∴⎩⎪⎨⎪⎧x +12<1x -1,-1≤x +12≤1,-1≤1x -1≤1.∴-32≤x <-1.所以,不等式的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |-32≤x <-1.(3)∵f (1)=1,f (x )在[-1,1]上单调递增. ∴在[-1,1]上,f (x )≤1. 问题转化为m 2-2am +1≥1,即m 2-2am ≥0,对a ∈[-1,1]恒成立. 设g (a )=-2m ·a +m 2≥0.①若m =0,则g (a )=0≥0,对a ∈[-1,1]恒成立.②若m≠0,则g(a)为a的一次函数,若g(a)≥0,对a∈[-1,1]恒成立,必须有g(-1)≥0且g(1)≥0,∴m≤-2或m≥2.∴m的取值范围是m=0或m≥2或m≤-2.第3节 函数的奇偶性与周期性学生用书 课时冲关六[基础训练组]1.(2019·呼和浩特市一模)下列函数中,既是偶函数又在(-∞,0)上单调递减的函数是( ) A .y =-x 3 B .y =2|x | C .y =x -2D .y =log 3(-x )解析:B [选项A ,函数是奇函数,不满足条件;选项B ,函数是偶函数,当x <0时,y =2|x |=2-x =⎝⎛⎭⎫12x是减函数,满足条件;选项C ,函数是偶函数,当x <0时,y =x -2=1x2是增函数,不满足条件;选项D ,函数的定义域为(-∞,0),不关于原点对称,为非奇非偶函数,不满足条件.故选B.]2.(2019·赣州市一模)已知偶函数f (x )在[0,+∞)单调递减,f (2)=0,若f (x -1)>0,则x 的取值范围是( ) A .(3,+∞)B .(-∞,-3)C .(-∞,-1)∪(3,+∞)D .(-1,3)解析:D [由偶函数f (x )在[0,+∞)单调递减, f (2)=0, 得f (x )=f (|x |),因为f (x -1)>0,则f (|x -1|)>f (2),即|x -1|<2,解得-1<x <3,即x 的取值范围是(-1,3).故选D.]3.(2019·保定市一模)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1,x >0-1,x <0,设g (x )=f (x )x2,则g (x )是( )A .奇函数,在(-∞,0)上递增,在(0,+∞)上递增B .奇函数,在(-∞,0)上递减,在(0,+∞)上递减C .偶函数,在(-∞,0)上递增,在(0,+∞)上递增D .偶函数,在(-∞,0)上递减,在(0,+∞)上递减 解析:B [根据题意,g (x )=f (x )x2=⎩⎨⎧1x 2,x >0,-1x 2,x <0,其定义域关于原点对称.设x >0,则-x <0,g (-x )=-1(-x )2=-1x 2=-g (x );设x <0,则-x >0,g (-x )=1(-x )2=1x 2=-g (x ),故g (x )为奇函数.又g (x )=1x2=x -2在区间(0,+∞)上递减,则g (x )在(-∞,0)上也递减.故选B.]4.已知f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫21-x +a 是奇函数,则使f (x )<0的x 的取值范围是( )A .(-1,0)B .(0,1)C .(-∞,0)D .(-∞,0)∪(1,+∞)解析:A [∵f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫21-x +a 是奇函数,∴f (-x )+f (x )=lg ⎝⎛⎭⎫21+x +a +lg ⎝⎛⎭⎫21-x +a =0,解得a =-1,即f (x )=lg 1+x 1-x ,由f (x )=lg 1+x 1-x <0,得0<1+x1-x<1,解得-1<x <0,故选A.] 5.(2019·安庆市模拟)定义在R 上的奇函数f (x )满足:f (x +1)=f (x -1),且当-1<x <0时,f (x )=2x -1,则f (log 220)等于( )A.14 B .-14C .-15D.15解析:D [∵f (x +1)=f (x -1),∴函数f (x )是周期为2的周期函数, 又∵log 232>log 220>log 216,∴4<log 220<5, ∴f (log 220)=f (log 220-4)=f ⎝⎛⎭⎫log 254 =-f ⎝⎛⎭⎫-log 254. 又∵x ∈(-1,0)时,f (x )=2x -1,∴f ⎝⎛⎭⎫-log 254 =-15,f (log 220)=15.故选D.]6.已知f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,且f (x )-g (x )=⎝⎛⎭⎫12x,则f (1),g (0),g (-1)之间的大小关系是________.解析:在f (x )-g (x )=⎝⎛⎭⎫12x 中,用-x 替换x ,得f (-x )-g (-x )=2x ,由于f (x ),g (x )分别是定义在R 上的奇函数和偶函数,所以f (-x )=-f (x ),g (-x )=g (x ),因此得-f (x )-g (x )=2x.于是解得f (x )=2-x -2x2,g (x )=-2-x +2x 2,于是f (1)=-34,g (0)=-1,g (-1)=-54,故f (1)>g (0)>g (-1).答案:f (1)>g (0)>g (-1)7.(2019·惠州市模拟)已知函数f (x )=2x -2-x,则不等式f (2x +1)+f (1)≥0的解集是________. 解析:根据题意,有f (-x )=2-x -2x =-(2x -2-x )=-f (x ),则函数f (x )为奇函数,又函数f (x )在R 上为增函数,f (2x +1)+f (1)≥0等价于f (2x +1)≥-f (1), 即f (2x +1)≥f (-1),所以2x +1≥-1,解得x ≥-1,即不等式的解集为[-1,+∞). 答案:[-1,+∞)8.(2019·泰安市模拟)定义在R 上的函数f (x )满足f (x +y )=f (x )+f (y ),f (x +2)=-f (x )且f (x )在[-1,0]上是增函数,给出下列几个命题:①f (x )是周期函数;②f (x )的图像关于x =1对称;③f (x )在[1,2]上是减函数;④f (2)=f (0),其中正确命题的序号是________(请把正确命题的序号全部写出来).解析:f (x +y )=f (x )+f (y )对任意x ,y ∈R 恒成立.令x =y =0, 所以f (0)=0.令x +y =0,所以y =-x ,所以f (0)=f (x )+f (-x ). 所以f (-x )=-f (x ),所以f (x )为奇函数.因为f (x )在x ∈[-1,0]上为增函数,又f (x )为奇函数,所以f (x )在[0,1]上为增函数.由f (x +2)=-f (x )⇒f (x +4)=-f (x +2)⇒f (x +4)=f (x ),所以周期T =4,即f (x )为周期函数. f (x +2)=-f (x )⇒f (-x +2)=-f (-x ).又因为f (x )为奇函数,所以f (2-x )=f (x ),所以函数关于x =1对称. 由f (x )在[0,1]上为增函数,又关于x =1对称,所以f (x )在[1,2]上为减函数. 由f (x +2)=-f (x ),令x =0得f (2)=-f (0)=f (0). 答案: ①②③④9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 2+2x ,x >0,0,x =0,x 2+mx ,x <0是奇函数.(1)求实数m 的值;(2)若函数f (x )在区间[-1,a -2]上单调递增,求实数a 的取值范围. 解:(1)设x <0,则-x >0,所以f (-x )=-(-x )2+2(-x )=-x 2-2x . 又f (x )为奇函数,所以f (-x )=-f (x ), 于是x <0时,f (x )=x 2+2x =x 2+mx , 所以m =2.(2)由(1)知f (x )在[-1,1]上是增函数, 要使f (x )在[-1,a -2]上单调递增.结合f (x )的图像知⎩⎪⎨⎪⎧a -2>-1,a -2≤1,所以1<a ≤3,故实数a 的取值范围是(1,3].10.已知函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且它的图像关于直线x =1对称. (1)求证:f (x )是周期为4的周期函数;(2)若f (x )=x (0<x ≤1),求x ∈[-5,-4]时,函数f (x )的解析式. 解:(1)证明:由函数f (x )的图像关于直线x =1对称, 有f (x +1)=f (1-x ),即有f (-x )=f (x +2). 又函数f (x )是定义在R 上的奇函数, 故有f (-x )=-f (x ).故f (x +2)=-f (x ). 即f (x )是周期为4的周期函数.(2)由函数f (x )是定义在R 上的奇函数,有f (0)=0. x ∈[-1,0)时,-x ∈(0,1],f (x )=-f (-x )=-x . 故x ∈[-1,0]时,f (x )=-x . x ∈[-5,-4]时,x +4∈[-1,0], f (x )=f (x +4)=--x -4.从而,x ∈[-5,-4]时,函数f (x )=--x -4.[能力提升组]11.函数f (x )满足f (x )·f (x +2)=13,若f (1)=2,则f (99)等于( ) A .13 B .2 C.213D.132解析:D [∵f (x )·f (x +2)=13,∴f (x +2)=13f (x ),则f (x +4)=13f (x +2)=1313f (x )=f (x ), 故函数f (x )的周期为4, ∴f (99)=f (3)=13f (1)=132.] 12.(2019·佛山市一模)已知f (x )=2x +a2x 为奇函数,g (x )=bx -log 2(4x +1)为偶函数,则f (ab )=( )A.174B.52 C .-154D .-32解析:D [根据题意,f (x )=2x +a2x 为奇函数,则有f (-x )+f (x )=0,即(2-x +a 2-x )+⎝⎛⎭⎫2x +a 2x =0,解得a =-1. 因为g (x )=bx -log 2(4x +1)为偶函数,则g (x )=g (-x ), 即bx -log 2(4x +1)=b (-x )-log 2(4-x +1),解得b =1,则ab =-1,f (ab )=f (-1)=2-1-12-1=-32.]13.若函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且在区间[0,+∞)上是单调增函数.如果实数t 满足f (ln t )+f ⎝⎛⎭⎫ln 1t <2f (1)时,那么t 的取值范围是________.解析:因为函数f (x )是偶函数, 所以f ⎝⎛⎭⎫ln 1t =f (-ln t )=f (ln t )=f (|ln t |). 则有f (ln t )+f ⎝⎛⎭⎫ln 1t <2f (1),即2f (ln t )<2f (1), 等价于f (|ln t |)<f (1),因为函数f (x )在区间[0,+∞)上是单调增函数,所以|ln t |<1,解得1e <t <e.答案:⎝⎛⎭⎫1e ,e14.设f (x )是(-∞,+∞)上的奇函数,f (x +2)=-f (x ),当0≤x ≤1时,f (x )=x . (1)求f (π)的值;(2)当-4≤x ≤4时,求f (x )的图像与x 轴所围成图形的面积; (3)写出(-∞,+∞)内函数f (x )的单调区间. 解:(1)由f (x +2)=-f (x ),得f (x +4)=f [(x +2)+2]=-f (x +2)=f (x ), ∴f (x )是以4为周期的周期函数. ∴f (π)=f (-1×4+π)=f (π-4) =-f (4-π)=-(4-π)=π-4. (2)由f (x )是奇函数与f (x +2)=-f (x ), 得f [(x -1)+2]=-f (x -1)=f [-(x -1)], 即f (1+x )=f (1-x ).从而可知函数y =f (x )的图像关于直线x =1对称.又当0≤x ≤1时,f (x )=x ,且f (x )的图像关于原点成中心对称,则f (x )的图像如图所示.设当-4≤x ≤4时,f (x )的图像与x 轴围成的图形面积为S ,则S =4S △OAB =4×⎝⎛⎭⎫12×2×1=4. (3)函数f (x )的单调递增区间为[4k -1,4k +1](k ∈Z ), 单调递减区间为[4k +1,4k +3](k ∈Z ).。
【优化方案】2021-2021学年高中数学 第8章知能演练轻松闯关 湘教版选修2-3 1.下列正确的选项是( )A .P (A |B )=P (B |A )B .P (A ∩B |A )=P (B )=P (B |A )D .P (A |B )=n (AB )n (B )答案:D2.已知P (B |A )=12,P (AB )=38,则P (A )=( ) 解析:选C.由P (AB )=P (A )P (B |A )可得P (A )=34. 3.(2021·大足质检)把一枚硬币任意掷两次,假设设事件A ={第一次显现正面},事件B ={第二次显现正面},则P (B |A )=( )解析:选B.事件A 发生有2种结果:(正正)、(正反),事件B 发生时有(正正)一种结果,∴P (B |A )=12. 4.(2021·渝北检测)某人一周晚上值班2次,在已知他周日必然值班的条件下,那么他在周六晚上值班的概率为________.解析:设事件A 为“周日值班”,事件B 为“周六值班”,则P (A )=C 16C 27,P (AB )=1C 27,故P (B |A )=P (AB )P (A )=16.答案:16 一、选择题 1.(2020·高考辽宁卷)从1,2,3,4,5中任取2个不同的数,事件A =“取到的2个数之和为偶数”,事件B =“取到的2个数均为偶数”,则P (B |A )=( )解析:选(A )=C 23+C 22C 25=25,P (AB )=C 22C 25=110, P (B |A )=P (AB )P (A )=14. 2.袋中有大小相同的3个红球,5个白球,从中不放回地依次摸取2球,在已知第一次掏出白球的前提下,第二次取得红球的概率是( )解析:选D.设事件A 为“第一次取白球”,事件B 为“第二次取红球”,则P (A )=C 15C 178×7=58,P (AB )=C 15C 138×7=1556,故P (B |A )=P (AB )P (A )=37. 3.抛掷一枚均匀的骰子所得的样本空间为Ω={1,2,3,4,5,6},令事件A ={2,3,5},B ={1,2,4,5,6},则P (A |B )等于( )解析:选A.∵A ∩B ={2,5},∴n (AB )=2.又∵n (B )=5,故P (A |B )=n (AB )n (B )=25. 4.(2021·南川质检)盒中有10只灯泡,其中有3只是坏的,现从中任取4只,那么“最多有2只是好的”的概率是( )解析:选B.设掏出的4只灯泡中坏的灯泡个数为X ,则X ~H (4,3,10).“恰有1只是坏的”的概率为P (X =1)=C 13C 37C 410=12,“4只满是好的(坏的个数为0)”的概率为P (X =0)=C 03C 47C 410=16,那么“最多有2只是好的(即至少有2只是坏的)”的概率为P (X ≥2)=1-P (X =0)-P (X =1)=1-16-12=13. 5.抛掷两枚骰子,那么在已知它们点数不同的情形下,至少有一枚显现6点的概率是( )解析:选A.设“至少有一枚显现6点”为事件A ,“两枚骰子的点数不同”为事件B . 则n (B )=6×5=30,n (AB )=10,因此P (A |B )=n (AB )n (B )=13. 6.某地一农业科技实验站,对一批新水稻种子进行实验,已知这批水稻种子的发芽率为,出芽后的幼苗成活率为,在这批水稻种子中,随机地抽取一粒,那么这粒水稻种子能成长为幼苗的概率为( )A .B .C .D .解析:选D.设“这粒水稻种子发芽”为事件A ,“这粒水稻种子发芽又成长为幼苗”为事件B |A ,“这粒水稻种子能成长为幼苗”为事件AB ,且P (A )=,P (B |A )=,由条件概率计算公式P (AB )=P (B |A )·P (A )=×=.即这粒种子能成长为幼苗的概率为.二、填空题7.抛掷一枚骰子,观看显现的点数,假设已知显现的点数不超过3,那么显现的点数是奇数的概率为________.解析:设事件A 表示“点数不超过3”,事件B 表示“点数为奇数”,则n (A )=3,n (AB )=2,因此P (B |A )=n (AB )n (A )=23. 答案:238.袋中有7只白球,3只红球,白球中有4只木球,3只塑料球,红球中有2只木球,1只塑料球,现从袋中任取1球,假设每一个球被取到的可能性相同,假设已知取到的球是白球,那么它是木球的概率是________.解析:设A 表示“取到的球是白球”; B 表示“取到的球是木球”.那么n (A )=7,n (AB )=4,因此P (B |A )=n (AB )n (A )=47. 答案:47位同窗参加百米短跑初赛,赛场共有6条跑道,已知甲同窗排在第一跑道,那么乙同窗排在第二跑道的概率是________.解析:甲同窗排在第一跑道后,还剩5个跑道,那么乙排在第二跑道的概率为15. 答案:15三、解答题10.某班有学生40人,其中共青团员15人,全班分成四个小组,第一小组有学生10人,其中共青团员4人.此刻要在班内任选一名共青团员当团员代表,求那个代表恰好在第一小组的概率.解:设在班内任选一名学生,该学生是共青团员为事件A,在班内任选一名学生,该学生恰好在第一小组为事件B ,那么所求概率为P (B |A ).∴P (B |A )=P (AB )P (A )=4401540=415. 因此所求概率为415. 11. (2021·奉节调研)在某次考试中,从20道题中随机抽取6道题,假设考生至少能答对其中的4道即可通过;假设至少能答对其中5道就取得优秀.已知某考生能答对其中10道题,而且明白他在这次考试中已经通过,求他取得优秀成绩的概率.解:设事件A 为“该考生6道题全答对”,事件B 为“该考生答对了其中5道题,另一道答错”,事件C 为“该考生答对了其中4道题,另2道答错”,事件D 为“该考生在这次考试中通过”,事件E 为“该考生在这次考试中取得优秀”,则A 、B 、C 两两互斥,且D =A ∪B ∪C ,E =A ∪B .由古典概型的概率公式及互斥事件的加法公式可知 P (D )=P (A ∪B ∪C )=P (A )+P (B )+P (C )=C 610C 620+C 510C 110C 620+C 410C 210C 620=12180C 620. ∵P (AD )=P (A ∩D )=P (A ),P (BD )=P (B ∩D )=P (B ).∴P (E |D )=P (A ∪B |D )=P (A |D )+P (B |D )=P(A)P(D)+P(B)P(D)=C610 C62012180 C620+C510C110C620 12180C620=1358.因此他取得优秀成绩的概率是13 58 .12.(创新题)一个盒子中有6只好晶体管,4只坏晶体管,任取两次,每次取一只,每一次取后不放回,假设已知第一只是好的,求第二只也是好的的概率.解:令A i ={第i 只是好的,i =1,2}.法一:n (A 1)=C 16C 19,n (A 1A 2)=C 16C 15,故P (A 2|A 1)=n (A 1A 2)n (A 1)=C 16C 15C 16C 19=59. 法二:因事件A 1已发生(已知),故咱们只研究事件A 2发生即可,在A 1发生的条件下,盒中仅剩9只晶体管,其中5只好的,因此P (A 2|A 1)=C 15C 19=59.。
2021年高考数学 第八章 第8课时 曲线与方程知能演练轻松闯关 新人教A 版1.方程(x -y )2+(xy -1)2=0表示的曲线是( )A .一条直线和一条双曲线B .两条双曲线C .两个点D .以上答案都不对解析:选C .(x -y )2+(xy -1)2=0⇔⎩⎨⎧x -y =0,xy -1=0.故⎩⎨⎧x =1,y =1,或⎩⎨⎧x =-1,y =-1.2.若点P (x ,y )到点F (0,2)的距离比它到直线y +4=0的距离小2,则点P (x ,y )的轨迹方程为( )A .y 2=8xB .y 2=-8xC .x 2=8yD .x 2=-8y解析:选C .点P (x ,y )到点F (0,2)的距离比它到直线y +4=0的距离小2,说明点P (x ,y )到点F (0,2)和到直线y +2=0的距离相等,所以P 点的轨迹为抛物线,设抛物线方程为x 2=2py (p >0),其中p =4,故所求的轨迹方程为x 2=8y .3.(xx·河南焦作模拟)设点A 为圆(x -1)2+y 2=1上的动点,P A 是圆的切线,且|P A|=1,则P 点的轨迹方程为( )A .y 2=2xB .(x -1)2+y 2=4C .y 2=-2xD .(x -1)2+y 2=2解析:选D .如图,设P (x ,y ),圆心为M (1,0).连接M A ,则M A ⊥P A ,且|M A|=1.又∵|P A|=1,∴|PM |=|M A|2+|P A|2=2,即|PM |2=2,∴(x -1)2+y 2=2.4.平面直角坐标系中,已知两点A(3,1),B(-1,3),若点C 满足O C →=λ1O A →+λ2O B →(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 解析:选A .设C(x ,y ), 则O C →=(x ,y ),O A →=(3,1),O B →=(-1,3).∵O C →=λ1O A →+λ2O B →,∴⎩⎪⎨⎪⎧x =3λ1-λ2y =λ1+3λ2,又λ1+λ2=1,∴x +2y -5=0,表示一条直线.5.设动点P 在直线x -1=0上,O 为坐标原点,以OP 为直角边,点O 为直角顶点作等腰直角三角形OP Q ,则动点Q 的轨迹是( )A .椭圆B .两条平行直线C .抛物线D .双曲线 解析:选B .设Q(x ,y ),P (1,a ),a ∈R ,则有OP →·O Q →=0,且|OP →|=|O Q →|,∴⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2=1+a 2,x +ay =0, 消去a ,得x 2+y 2=1+x 2y 2=x 2+y 2y2.∵x 2+y 2≠0,∴y =±1.即动点Q 的轨迹为两条平行直线y =±1.6.(xx·广东阳江质检)已知点A(-2,0),B(3,0),动点P (x ,y ),满足P A →·P B →=x 2-6,则动点P 的轨迹是________.解析:∵动点P (x ,y )满足P A →·P B →=x 2-6,∴(-2-x ,-y )·(3-x ,-y )=x 2-6,∴动点P 的轨迹方程是y 2=x ,轨迹为抛物线.答案:抛物线7.已知定点A(1,0)和定直线l :x =-1,在l 上有两动点E ,F 且满足A E →⊥A F →,另有动点P ,满足EP →∥O A →,FO →∥OP →(O 为坐标原点),则动点P 的轨迹方程为________.解析:设P (x ,y ),E (-1,y 1),F (-1,y 2)(y 1,y 2均不为零).由EP →∥O A →⇒y 1=y ,即E (-1,y ).由FO →∥OP →⇒y 2=-y x.由A E →⊥A F →⇒y 2=4x (x ≠0).答案:y 2=4x (x ≠0)8.点P 是圆C :(x +2)2+y 2=4上的动点,定点F (2,0),线段PF 的垂直平分线与直线C P 的交点为Q ,则点Q 的轨迹方程是______________.解析:依题意有|Q P |=|Q F |,则||QC|-|Q F ||=|C P |=2,又|C F |=4>2,故点Q 的轨迹是以C 、F 为焦点的双曲线,a =1,c =2,得b 2=3,所求轨迹方程为x 2-y 23=1.答案:x 2-y 23=19.已知点A(-1,0),B(2,4),△ABC 的面积为10,求动点C 的轨迹方程.解:∵AB =32+42=5,∴AB 边上高h =205=4.故C 的轨迹是与直线AB 距离等于4的两条平行线.∵k AB =43,AB 的方程为4x -3y +4=0,可设轨迹方程为4x -3y +c =0. 由|c -4|5=4,得c =24或c =-16,故动点C 的轨迹方程为4x -3y -16=0或4x -3y +24=0.10.过双曲线x 2-y 2=1上一点M 作直线x +y =2的垂线,垂足为N ,求线段M N 的中点P 的轨迹方程.解:设动点P 的坐标为(x ,y ),点M 的坐标为(x 0,y 0), 则N(2x -x 0,2y -y 0).由N 在直线x +y =2上,得2x -x 0+2y -y 0=2.①由PM 垂直于直线x +y =2,得y -y 0x -x 0=1,即x -y -x 0+y 0=0.②由①②得x 0=32x +12y -1,y 0=12x +32y -1,代入双曲线方程得⎝ ⎛⎭⎪⎫32x +12y -12-⎝ ⎛⎭⎪⎫12x +32y -12=1, 整理得2x 2-2y 2-2x +2y -1=0,即点P 的轨迹方程为2x 2-2y 2-2x +2y -1=0.[能力提升]1.已知两条直线l 1:2x -3y +2=0和l 2:3x -2y +3=0,有一动圆(圆心和半径都动)与l 1、l 2都相交,且l 1、l 2被圆截得的弦长分别是定值26和24,则圆心的轨迹方程是( )A .(x +1)2-y 2=65B .(x -1)2-y 2=65C .(x +1)2+y 2=65D .(x -1)2+y 2=65解析:选A .设动圆的圆心为M (x ,y ),半径为r ,点M 到直线l 1,l 2的距离分别为d 1和d 2.由弦心距、半径、半弦长间的关系得,⎩⎨⎧2r 2-d 21=26,2r 2-d 22=24,即⎩⎪⎨⎪⎧r 2-d 21=169,r 2-d 22=144, 消去r 得动点M 满足的几何关系为d 22-d 21=25,即(3x -2y +3)213-(2x -3y +2)213=25.化简得(x +1)2-y 2=65.此即为所求的动圆圆心M 的轨迹方程.2.已知定点F 1(-2,0),F 2(2,0),N 是圆O :x 2+y 2=1上任意一点,点F 1关于点N 的对称点为M ,线段F 1M 的中垂线与直线F 2M 相交于点P ,则点P 的轨迹是( )A .椭圆B .双曲线C .抛物线D .圆解析:选B .设N(a ,b ),M (x ,y ),则a =x -22,b =y2,代入圆O 的方程得点M 的轨迹方程是(x -2)2+y 2=22,此时|PF 1|-|PF 2|=|PF 1|-(|PF 1|±2)=±2,即||PF 1|-|PF 2||=2,故所求的轨迹是双曲线.3.直线x a +y2-a=1与x ,y 轴交点的中点的轨迹方程为______________.解析:设直线x a +y2-a=1与x ,y 的轴交点为A(a ,0),B(0,2-a ),AB 中点为M (x ,y ),则x =a 2,y =1-a2,消去a ,得x +y =1.∵a ≠0,a ≠2,∴x ≠0,x ≠1.答案:x +y =1(x ≠0,x ≠1)4.(xx·四川成都质检)P 是椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)上的任意一点,F 1,F 2是它的两个焦点,O 为坐标原点,有一动点Q 满足O Q →=PF 1→+PF 2→,则动点Q 的轨迹方程是______________.解析:由O Q →=PF 1→+PF 2→, 又PF 1→+PF 2→=PM →=2PO →=-2OP →, 设Q(x ,y ),则OP →=-12O Q →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2,-y 2,即P 点坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 2,-y2.又P 在椭圆上,则有⎝ ⎛⎭⎪⎫-x 22a2+⎝ ⎛⎭⎪⎫-y 22b2=1, 即x 24a 2+y 24b2=1. 答案:x 24a 2+y 24b2=15.(xx·高考辽宁卷) 如图,抛物线C 1:x 2=4y ,C 2:x 2=-2py (p >0).点M (x 0,y 0)在抛物线C 2上,过M 作C 1的切线,切点为A ,B(M 为原点O 时,A ,B 重合于O ).当x 0=1-2时,切线M A 的斜率为-12.(1)求p 的值;(2)当M 在C 2上运动时,求线段AB 中点N 的轨迹方程(A ,B 重合于O 时,中点为O ). 解:(1)因为抛物线C 1:x 2=4y 上任意一点(x ,y )的切线斜率为y ′=x2,且切线M A 的斜率为-12,所以A 点坐标为(-1,14),故切线M A 的方程为y =-12(x +1)+14.因为点M (1-2,y 0)在切线M A 及抛物线C 2上,于是 y 0=-12(2-2)+14=-3-224,①y 0=-(1-2)22p =-3-222p.②由①②得p =2.(2)设N(x ,y ),A(x 1,x 214),B(x 2,x 224),x 1≠x 2,由N 为线段AB 中点知x =x 1+x 22,③y =x 21+x 228.④切线M A ,M B 的方程为y =x 12(x -x 1)+x 214,⑤y =x 22(x -x 2)+x 224.⑥由⑤⑥得M A ,M B 的交点M (x 0,y 0)的坐标为x 0=x 1+x 22,y 0=x 1x 24.因为点M (x 0,y 0)在C 2上,即x 20=-4y 0,所以x 1x 2=-x 21+x 226.⑦由③④⑦得x 2=43y ,x ≠0.当x 1=x 2时,A ,B 重合于原点O ,AB 中点N 为O ,坐标满足x 2=43y .因此AB 中点N 的轨迹方程为x 2=43y .6.(选做题)(xx·湖北恩施质检)在直角坐标平面上,O 为原点,M 为动点,|OM →|=5,O N →=255OM →.过点M 作MM 1⊥y 轴于点M 1,过N 作NN 1⊥x 轴于点N 1,OT →=M 1M →+N 1N →.记点T 的轨迹为曲线C ,点A(5,0)、B(1,0),过点A 作直线l 交曲线C 于两个不同的点P 、Q(点Q 在A 与P 之间).(1)求曲线C 的方程;(2)是否存在直线l ,使得|B P |=|BQ|,并说明理由.解:(1)设点T 的坐标为(x ,y ),点M 的坐标为(x ′,y ′),则M 1的坐标为(0,y ′),O N →=255OM →=255(x ′,y ′),于是点N 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫255x ′,255y ′,N 1的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫255x ′,0, 所以M 1M →=(x ′,0),N 1N →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,255y ′.由OT →=M 1M →+N 1N →,有(x ,y )=(x ′,0)+⎝ ⎛⎭⎪⎫0,255y ′,所以⎩⎪⎨⎪⎧x =x ′,y =255y ′.由此得x ′=x ,y ′=52y . 由|OM →|=5,得x ′2+y ′2=5,所以x 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫52y 2=5,得x 25+y 24=1,即所求的方程表示的曲线C 是椭圆.(2)点A(5,0)在曲线C 即椭圆的外部,当直线l 的斜率不存在时,直线l 与椭圆C 无交点,所以直线l 的斜率存在,并设为k ,直线l 的方程为y =k (x -5).由方程组⎩⎪⎨⎪⎧x 25+y 24=1,y =k (x -5),得(5k 2+4)x 2-50k 2x +125k 2-20=0.依题意知Δ=20(16-80k 2)>0, 得-55<k <55.当-55<k <55时,设交点P (x 1,y 1),Q(x 2,y 2),P Q 的中点为R(x 0,y 0),则x 1+x 2=50k 25k 2+4,x 0=x 1+x 22=25k25k 2+4.∴y 0=k (x 0-5)=k ⎝ ⎛⎭⎪⎫25k 25k 2+4-5=-20k5k 2+4.又|B P |=|BQ|⇔BR ⊥l ⇔k ·k BR =-1,k ·k BR =k ·20k 5k 2+41-25k 25k 2+4=20k 24-20k 2=-1⇔20k 2=20k 2-4,而20k 2=20k 2-4不成立,所以不存在直线l ,使得|B P |=|BQ|.27520 6B80 殀]34833 8811 蠑32601 7F59 罙524033 5DE1 巡33047 8117 脗37428 9234 鈴23948 5D8C 嶌#29837 748D 璍 29475 7323 猣。
(时间60分钟,满分80分)一、选择题(共6个小题,每小题5分,满分30分)1.若直线a与b是异面直线,b与c也是异面直线,则直线a与c( )A.平行B.异面C.相交D.都有可能解析:可借助于正方体模型加以说明,a与c可能相交、平行或异面,故选D.答案:D2.(2020·宁波模拟)已知直线l、m,平面α、β,则下列命题中假命题是( ) A.若α∥β,l⊂α,则l∥βB.若α∥β,l⊥α,则l⊥βC.若l∥α,m⊂α,则l∥mD.若α⊥β,α∩β=l,m⊂α,m⊥l,则m⊥β解析:对于选项C,直线l与m可能构成异面直线,故选C.答案:C3.(2020·湖北高考)用a,b,c表示三条不同的直线,γ表示平面,给出下列命题:①若a∥b,b∥c,则a∥c;②若a⊥b,b⊥c,则a⊥c;③若a∥γ,b∥γ,则a∥b;④若a⊥γ,b⊥γ,则a∥b.其中真命题的序号是( )A.①②B.②③C.①④D.③④解析:由平行公理4知①正确;由直线与平面垂直的性质定理可知④正确;结合正方体模型知②、③错误,故选C.答案:C4.(2020·龙岩模拟)设α、β是两个不同的平面,l、m是两条不重合的直线,下列命题中正确的是( )A.若l∥α,α∩β=m,则l∥mB.若l∥m,m⊂α,则l∥αC.若l∥α,m∥β,且α∥β,则l∥mD.若l⊥α,m⊥β且α⊥β,则l⊥m解析:若m⊥β,α⊥β,则m⊂α或m∥α,又l⊥α.所以l⊥m,D正确.答案:D5.正四棱锥S-ABCD的侧棱长为2,底面边长为3,E为SA的中点,则异面直线BE和SC所成的角为( )A.30° B.45°C.60° D.90°解析:设AC中点为O,则OE∥SC,连接BO,则∠BEO(或其补角)即为异面直线BE和SC 所成的角,EO=12SC=22,BO=12BD=62,△SAB中,cos A=12ABSA=322=64=AB2+AE2-BE22AB·AE,∴BE= 2.△BEO中,cos∠BEO=12,∴∠BEO=60°.答案:C6.(2020·汕头模拟)平面α外有两条直线m和n,如果m和n在平面α内的射影分别是直线m1和直线n1,给出下列四个命题:①m1⊥n1⇒m⊥n;②m⊥n⇒m1⊥n1;③m1与n1相交⇒m 与n相交或重合;④m1与n1平行⇒m与n平行或重合.其中不正确的命题个数是( ) A.1 B.2C.3 D.4解析:如图,在正方体中,AD1,AB1,B1C在底面上的射影分别是A1D1,A1B1,B1C1.由A1D1⊥A1B1,而AD1不垂直AB1,故①不正确;又因为AD1⊥B1C,而A1D1∥B1C1,故②也不正确;若m1与n1相交,则m与n还可以异面,③不正确;若m1与n1平行,m与n可以异面,④不正确.答案:D二、填空题(共3小题,每小题5分,满分15分)7.对于空间三条直线,有下列四个条件:①三条直线两两相交且不共点;②三条直线两两平行;③三条直线共点;④有两条直线平行,第三条直线和这两条直线都相交.其中,使三条直线共面的充分条件有________.解析:①中两直线相交确定平面,则第三条直线在这个平面内.②中可能有直线和平面平行.③中直线最多可确定3个平面.④同①.答案:①④8.(2020·临沂模拟)如图,正方体ABCD-A1B1C1D1中,M、N分别为棱C1D1、C1C的中点,有以下四个结论:①直线AM与CC1是相交直线;②直线AM与BN是平行直线;③直线BN与MB1是异面直线;④直线AM与DD1是异面直线.其中正确的结论为________(注:把你认为正确的结论的序号都填上).解析:由已知:①错.因为AM与CC1为异面直线;②错,因为若AM∥BN,则取DD1中点G,连结AG,由AG∥BN可得:AM∥AG,这与AM与AG相交矛盾.③、④正确.答案:③④9.在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,AC⊥BC,PA=AC=BC,则直线PC与AB所成角的大小是 ________.解析:分别取PA,AC,CB的中点F,D,E,连接FD,DE,EF,AE,则∠FDE是直线PC与AB所成角或其补角.设PA=AC=BC=2a,在△FDE中,易求得FD=2a,DE=2a,FE=6a,根据余弦定理,得cos∠FDE=2a2+2a2-6a22×2a×2a =-12,所以∠FDE=120°.所以PC与AB所成角的大小是60°.答案:60°三、解答题10.如图所示,已知E、F分别是正方体ABCD-A1B1C1D1的棱AA1和棱CC1的中点.试判断四边形EBFD1的形状.解:如图取BB1的中点M,连接A1M、MF.∵M、F分别是BB1、CC1的中点,∴MF綊B1C1.在正方体ABCD-A1B1C1D1中,有A1D1綊B1C1,∴MF綊A1D1,∴四边形A1MFD1是平行四边形,∴A1M綊D1F.又E、M分别是AA1、BB1的中点,∴A1E綊BM,∴四边形A1EBM为平行四边形,∴EB綊A1M.故EB綊D1F.∴四边形EBFD 1是平行四边形.又Rt △EAB ≌Rt △FCB ,∴BE =BF ,故四边形EBFD 1为菱形.11.如图,已知:E 、F 、G 、H 分别是正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱AB 、BC 、CC 1、C 1D 1的中点,证明:FE 、HG 、DC 三线共点.证明:连结C 1B ,由题意知HC 1綊EB ,∴四边形HC 1BE 是平行四边形,∴HE ∥C 1B .又C 1G =GC =CF =BF ,故GF 綊12C 1B , ∴GF ∥HE ,且GF ≠HE ,∴HG 与EF 相交.设交点为K ,则K ∈HG ,HG ⊂面D 1C 1CD , ∴K ∈面D 1C 1CD .∵K ∈EF ,EF ⊂面ABCD ,∴K ∈面ABCD .∵面D 1C 1CD ∩面ABCD =DC ,∴K ∈DC ,∴FE 、HG 、DC 三线共点.12.如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为2,E 为AB 的中点.(1)求证:AC ⊥平面BDD 1.(2)求异面直线BD 1与CE 所成角的余弦值;(3)求点B 到平面A 1EC 的距离.解:(1)证明:由已知有D 1D ⊥平面ABCD ,得AC ⊥D 1D ,又由ABCD 是正方形,得AC ⊥BD ,∵D 1D 与BD 相交于D ,∴AC ⊥平面BDD 1.(2)延长DC 至G ,使CG =EB ,连结BG 、D 1G ,∵CG 綊EB ,∴四边形EBGC 是平行四边形.∴BG ∥EC .∴∠D 1BG 就是异面直线BD 1与CE 所成的角. 在△D 1BG 中,D 1B =23,BG =5,D 1G=22+32=13. ∴cos ∠D 1BG =D 1B 2+BG 2-D 1G 22D 1B ·BG =12+5-132×23×5=1515, 故异面直线BD 1与CE 所成角的余弦值是1515. (3)∵△A 1AE ≌△CBE , ∴A 1E =CE = 5. 又∵A 1C =23, ∴点E 到A 1C 的距离 d =5-3= 2.∴S 1A EC V =12A 1C ·d =6,S 1A EB V =12EB ·A 1A =1. 又由V B -1A EC =V C -1A EB , 设点B 到平面A 1EC 的距离为h , 则13S 1A ECV ·h =13S 1A EBV ·CB , ∴6·h =2,h =63. ∴点B 到平面A 1EC 的距离为63.。
(时间60分钟,满分80分)
一、选择题(共6个小题,每小题5分,满分30分)
1.已知抛物线的顶点在原点,焦点在y 轴上,抛物线上的点P (m ,-2)到焦点的距离为4,则m 的值为( )
A .4
B .-2
C .4或-4
D .12或-2
解析:设标准方程为x 2=-2py (p >0),
由定义知P 到准线距离为4,
故p 2
+2=4,∴p =4, ∴方程为x 2=-8y ,代入P 点坐标得m =±4.
答案:C
2.(2020·陕西高考)已知抛物线y 2=2px (p >0)的准线与圆(x -3)2+y 2=16相切,则p 的值为( )
A.12
B .1
C .2
D .4 解析:由已知,可知抛物线的准线x =-p 2
与圆(x -3)2+y 2=16相切.圆心为(3,0),半径为4,圆心到直线的距离d =3+p 2
=4,解得p =2. 答案:C
3.已知抛物线C 与双曲线x 2-y 2=1有相同的焦点,且顶点在原点,则抛物线C 的方程是( )
A .y 2=±22x
B .y 2=±2x
C .y 2=±4x
D .y 2=±42x 解析:因为双曲线的焦点为(-2,0),(2,0)
设抛物线方程为y 2=±2px (p >0),则p 2= 2. ∴p =22,所以抛物线方程为y 2=±42x .
答案:D
4.(2020·辽宁高考)设抛物线y 2=8x 的焦点为F ,准线为l ,P 为抛物线上一点,PA ⊥l ,A 为垂足.如果直线AF 的斜率为-3,那么|PF |=( )
A .4 3
B .8
C .8 3
D .16
解析:由抛物线的定义得,|PF |=|PA |,又由直线AF 的斜率为-3,
可知∠PAF =60°.
△PAF 是等边三角形,∴|PF |=|AF |=
4cos60°
=8. 答案:B 5.若双曲线x 23-16y 2
p 2=1的左焦点在抛物线y 2=2px 的准线上,则p 的值为( ) A .2 B .3
C .4 D. 2
解析:双曲线的左焦点(-3+p 2
16,0),
抛物线的准线x =-p
2, ∴-3+p 2
16=-p 2⇒p 2
=16,由题意知p >0,
∴p =4.
答案:C
6.已知过抛物线y 2=6x 焦点的弦长为12,则此弦所在直线的倾斜角是( )
A.π
6或5π
6 B.π4或3π4
C.π
3或2π
3 D.π2
解析:抛物线焦点是(3
2,0),
设直线方程为y =k (x -3
2),
代入抛物线方程,得k 2x 2-(3k 2+6)x +94k 2
=0,
设弦两端点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),
则x 1+x 2=3k 2
+6
k 2,
∴|AB |=x 1+x 2+p =3k 2
+6
k 2+3=12,解得k =±1,
∴直线的倾斜角为π4或3π
4.
答案:B
二、填空题(共3小题,每小题5分,满分15分)
7.抛物线2x 2+y =0的焦点坐标是________.
解析:依题意得x 2=-12y ,因此其焦点坐标是(0,-18
). 答案:(0,-18
) 8.(2020·南京模拟)已知点A (-2,1),y 2=-4x 的焦点是F ,P 是y 2=-4x 上的点,为使|PA |+|PF |取得最小值,P 点的坐标是________.
解析:过P 作PK ⊥l (l 为抛物线的准线)于K ,
则|PF |=|PK |,
∴|PA |+|PF |=|PA |+|PK |,
∴当P 点的纵坐标与A 点的纵坐标相同时,|PA |+|PK |最小.此时P 点的纵坐标为1,把y =1代入y 2=-4x 得x =-14
.
即当P 点的坐标为(-14
,1)时,|PA |+|PF |最小. 答案:(-14
,1) 9.(2020·湖南高考)过抛物线x 2=2py (p >0)的焦点作斜率为1的直线与该抛物线交于A ,B 两点,A ,B 在x 轴上的正射影分别为D ,C .若梯形ABCD 的面积为122,则p =________.
解析:依题意,抛物线的焦点F 的坐标为(0,p 2
), 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),
直线AB 的方程为y -p 2
=x , 代入抛物线方程得,y 2-3py +p 24
=0, 故y 1+y 2=3p ,|AB |=|AF |+|BF |=y 1+y 2+p =4p ,
直角梯形有一个内角为45°,
故|CD |=
22|AB |=22×4p =22p ,梯形面积为12(|BC |+|AD |)×|CD |=12×3p ×22p =32p 2=122,p =2.
答案:2
三、解答题(共3小题,满分35分)
10.已知点A (0,-2),B (0,4),动点P (x ,y )满足PA u u u r ·PB u u u r =y 2-8.
(1)求动点P 的轨迹方程;
(2)设(1)中所求轨迹方程与直线y =x +2交于C ,D 两点,求证:OC ⊥OD (O 为原点). 解:(1)由题意可得
PA u u u r ·PB u u u r =(-x ,-2-y )·(-x,4-y )=y 2-8,
化简得x 2=2y .
(2)证明:将y =x +2代入x 2=2y 中,
得x 2=2(x +2).
整理得x 2-2x -4=0,
可知Δ=4+16=20>0,x 1+x 2=2,x 1x 2=-4.
∵y 1=x 1+2,y 2=x 2+2,
∴y 1·y 2=(x 1+2)(x 2+2)=x 1x 2+2(x 1+x 2)+4=4.
∴k OC ·k OD =y 1x 1·y 2x 2=
y 1y 2x 1x 2=-1, ∴OC ⊥OD .
11.(2020·福建高考)已知抛物线C :y 2=2px (p >0)过点A (1,-2).
(1)求抛物线C 的方程,并求其准线方程;
(2)是否存在平行于OA (O 为坐标原点)的直线l ,使得直线l 与抛物线C 有公共点,且直线OA 与l 的距离等于55
?若存在,求直线l 的方程;若不存在,说明理由. 解:(1)将(1,-2)代入y 2=2px ,得(-2)2=2p ·1,所以p =2.
故所求抛物线C 的方程为y 2=4x ,其准线方程为x =-1.
(2)假设存在符合题意的直线l ,其方程为y =-2x +t ,
由⎩⎪⎨⎪
⎧ y =-2x +t y 2=4x 得y 2
+2y -2t =0. 因为直线l 与抛物线C 有公共点,所以Δ=4+8t ≥0,解得t ≥-12
. 由直线OA 与l 的距离d =55可得|t |5=15
,解得t =±1. 因为-1∉[-12,+∞),1∈[-12
,+∞), 所以符合题意的直线l 存在,其方程为2x +y -1=0.
12.已知椭圆C 1:y 2a 2+x 2
b
2=1(a >b >0)的右顶点为A (1,0),过C 1的焦点且垂直长轴的弦长为1.
(1)求椭圆C 1的方程;
(2)设点P 在抛物线C 2:y =x 2
+h (h ∈R)上,C 2在点P 处的切线与C 1
交于点M ,N .当线段AP 的中点与MN 的中点的横坐标相等时,求h 的最小值.
解:(1)由题意,得⎩⎪⎨⎪⎧ b =1,
2·b 2a =1. 从而⎩⎪⎨⎪⎧ a =2,b =1.因此,所求的椭圆方程为y 2
4+x 2
=1.
(2)如图,设M (x 1,y 1),N (x 2,y 2),P (t ,t 2
+h ),则抛物线C 2在点
P 处的切线斜率为y ′|x =t =2t ,直线MN 的方程为:y =2tx -t 2+h .
将上式代入椭圆C 1的方程中,得4x 2+(2tx -t 2+h )2
-4=0.
即4(1+t 2)x 2-4t (t 2-h )x +(t 2-h )2-4=0.①
因为直线MN 与椭圆C 1有两个不同的交点,
所以①式中的Δ1=16[-t 4+2(h +2)t 2-h 2
+4]>0.②
设线段MN 的中点的横坐标是x 3,
则x 3=x 1+x 22=t t 2-h
21+t 2.
设线段PA 的中点的横坐标是x 4,则x 4=t +1
2.
由题意,得x 3=x 4,
即t 2+(1+h )t +1=0.③
由③式中的Δ2=(1+h )2
-4≥0,得h ≥1或h ≤-3.
当h ≤-3时,h +2<0,4-h 2<0,则不等式②不成立,所以h ≥1.
当h =1时,代入方程③得t =-1,
将h =1,t =-1代入不等式②,检验成立.
所以,h 的最小值为1.。