专题五 第1讲
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专题五 第1讲1.(教材回归)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( D )A .3πB .4πC .2π+4D .3π+4解析 由题中三视图知该几何体是底面半径为1,高为2的半个圆柱,故其表面积S =2×12×π×12+π×1×2+2×2=3π+4.故选D.2.(2017·山东烟台模拟)一个几何体的三视图如图所示,其中俯视图是一个正三角形及其内切圆,则该几何体的体积为( A )A .163-16π3B.163-16π3C .83-8π3D.83-8π3解析 由三视图可知,几何体为一个棱长为4的正三棱柱去掉了一个内切圆柱.V三棱柱=⎝⎛⎭⎫12×4×4×sin 60°×4=16 3.在俯视图中,设内切圆半径为r ,则内切圆圆心与各顶点连接分三角形为3个全等的小三角形,由三角形面积可得12×4×4×sin 60°=3×⎝⎛⎭⎫12×4×r ,解得r =233.故V 圆柱=πr 2h =π×⎝⎛⎭⎫2332×4=16π3.∴几何体的体积V =V 三棱柱-V 圆柱=163-16π3.故选A.3.一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如图所示,则截去部分体积与剩余部分体积的比值为( D )A.18 B.17 C.16 D.15解析 如图,由已知条件可知,截去部分是以△ABC 为底面且三条侧棱两两垂直的正三棱锥D -ABC .设正方体的棱长为a ,则截去部分的体积为16a 3,剩余部分的体积为a 3-16a 3=56a 3.它们的体积之比为15.故选D.4.(考点聚焦)一个四面体的三视图如图所示,则该四面体的表面积是( B )A .1+ 3B .2+3C .1+2 2D .2 2解析 四面体的直观图如图所示.侧面SAC ⊥底面ABC ,且△SAC 与△ABC 均为腰长是2的等腰直角三角形,SA =SC =AB =BC =2,AC =2.设AC 的中点为O ,连结SO ,BO ,则SO ⊥AC ,∴SO ⊥平面ABC ,∴SO ⊥BO .又OS =OB =1,∴SB =2,故△SAB 与△SBC 均是边长为2的正三角形,故该四面体的表面积为2×12×2×2+2×34×(2)2=2+ 3.5.已知底面边长为1,侧棱长为2的正四棱柱的各顶点均在同一个球面上,则该球的体积为( D )A.32π3 B .4π C .2πD.4π3解析 正四棱柱的外接球的球心为上下底面的中心连线的中点,所以球的半径r =⎝⎛⎭⎫222+⎝⎛⎭⎫222=1,球的体积V =4π3r 3=4π3.故选D.6.一个球与一个正三棱柱的三个侧面和两个底面都相切,已知这个球的体积是32π3,那么这个三棱柱的体积是( D )A .963B .163C .24 3D .48 3解析 如图,设球的半径为R ,由43πR 3=32π3,得R =2. 所以正三棱柱的高h =4. 设其底面边长为a , 则13·32a =2,所以a =43, 所以V =34×(43)2×4=48 3.故选D. 7.(书中淘金)如图,在棱长为6的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E ,F 分别在C 1D 1与C 1B 1上,且C 1E =4,C 1F =3,连接EF ,FB ,BD ,DE ,DF ,则几何体EFC 1DBC 的体积为( A )A .66B .68C .70D .72解析 如图,连接DC 1,那么几何体EFC 1-DBC 被分割成三棱锥D -EFC 1及四棱锥D -CBFC 1,那么几何体EFC 1DBC 的体积为V =13×12×3×4×6+13×12×(3+6)×6×6=12+54=66.故所求几何体EFC 1DBC 的体积为66.8.(2017·湖北八校联考)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画的是某多面体的三视图,则该多面体的外接球的表面积为__41π__.解析 由三视图可知该几何体是如图所示的三棱锥A -BCD ,将该三棱锥放在棱长为4的正方体中,E 是棱的中点,所以三棱锥A -BCD 和三棱柱EFD -ABC 的外接球相同.设外接球的球心为O ,半径为R ,△ABC 的外接圆的圆心是M ,则OM =2.在△ABC 中,AB =AC =25,由余弦定理得cos ∠CAB =AC 2+AB 2-BC 22AC ·AB =20+20-162×25×25=35,所以sin ∠CAB =45,由正弦定理得2CM =BC sin ∠CAB =5,则CM =52.所以R =OC =OM 2+CM 2=412,则外接球的表面积为S =4πR 2=41π.9.一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为 83π m 3.解析 由三视图知该几何体由两个相同的圆锥和一个圆柱组成.其中,圆锥的底面半径和圆柱的底面半径均为1,圆锥的高均为1,圆柱的高为2.因此该几何体的体积为V =2×13π×12×1+π×12×2=83π (m 3).10.(数学文化)我国古代数学家祖暅是著名数学家祖冲之之子,祖暅原理叙述道:“夫叠基成立积,缘幂势既同,则积不容异:”意思是:夹在两个平行平面之间的两个几何体被平行于这两个平行平面的任意平面所截,如果截得的两个截面面积总相等,那么这两个几何体的体积相等,其最著名之处是解决了“牟合方盖”中的体积问题,其核心过程为:如图中正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1,求图中四分之一的圆柱体BB 1C 1-AA 1D 1和四分之一圆柱体AA 1B 1-DD 1C 1公共部分的体积V ,若图中正方体的棱长为2,则V =163.(在高度h 处的截面:用平行于正方体上下底面的平面去截,记截得两圆柱体公共部分所得面积为S 1,截得正方体所得面积为S 2,截得四棱锥C 1-ABCD 所得面积S 3,S 1=R 2-h 2,S 2=R 2,S 3=h 2,S 2-S 1=S 3)解析 由题意可知,用平行于底面的平面截得的面积满足S 2-S 1=S 3,其中S 1表示两个圆柱的公共部分的截面面积,S 2表示截得正方体的截面面积,S 3表示截得锥体的截面面积.由祖暅原理可知:正方体体积减去两个圆柱的公共部分体积等于锥体体积,即23-V =13×22×2,即V =23-13×22×2=163.。
专题五立体几何第一讲空间几何体的三视图、表面积与体积考点一空间几何体的三视图与直观图1.三视图的排列规则俯视图放在正(主)视图的下面,长度与正(主)视图的长度一样,侧(左)视图放在正(主)视图的右面,高度与正(主)视图的高度一样,宽度与俯视图的宽度一样.即“长对正、高平齐、宽相等”.2.原图形面积S与其直观图面积S′之间的关系S′=错误!S。
[对点训练]1.(2018·全国卷Ⅲ)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来.构件的凸出部分叫榫头,凹进部分叫卯眼,图中木构件右边的小长方体是榫头.若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是()[解析]两个木构件咬合成长方体时,小长方体(榫头)完全嵌入带卯眼的木构件,易知俯视图可以为A.故选A。
[答案]A2.(2018·河北衡水中学调研)正方体ABCD-A1B1C1D1中,E 为棱BB1的中点(如图),用过点A,E,C1的平面截去该正方体的上半部分,则剩余几何体的左视图为()[解析]过点A,E,C1的截面为AEC1F,如图,则剩余几何体的左视图为选项C中的图形.故选C。
[答案]C3.(2018·江西南昌二中模拟)一个几何体的三视图如图所示,在该几何体的各个面中,面积最小的面的面积为()A.8 B.4 C.4错误!D.4错误![解析]由三视图可知该几何体的直观图如图所示,由三视图特征可知,P A⊥平面ABC,DB⊥平面ABC,AB⊥AC,P A=AB =AC=4,DB=2,则易得S△P AC=S△ABC=8,S△CPD=12,S梯形ABDP =12,S△BCD=错误!×4错误!×2=4错误!,故选D。
[答案]D4.如图所示,一个水平放置的平面图形的直观图是一个底角为45°,腰和上底长均为1的等腰梯形,则该平面图形的面积为________.[解析]直观图的面积S′=错误!×(1+1+错误!)×错误!=错误!.故原平面图形的面积S=错误!=2+错误!.[答案]2+错误看到三视图,想到常见几何体的三视图,进而还原空间几何体.(2)看到平面图形直观图的面积计算,想到斜二侧画法,想到原图形与直观图的面积比为错误!.由三视图还原到直观图的3步骤(1)根据俯视图确定几何体的底面.(2)根据正(主)视图或侧(左)视图确定几何体的侧棱与侧面的特征,调整实线和虚线所对应的棱、面的位置.(3)确定几何体的直观图形状.考点二空间几何体的表面积与体积1.柱体、锥体、台体的侧面积公式(1)S柱侧=ch(c为底面周长,h为高);(2)S锥侧=错误!ch′(c为底面周长,h′为斜高);(3)S台侧=错误!(c+c′)h′(c′,c分别为上下底面的周长,h′为斜高).2.柱体、锥体、台体的体积公式(1)V柱体=Sh(S为底面面积,h为高);(2)V锥体=错误!Sh(S为底面面积,h为高);(3)V台=错误!(S+错误!+S′)h(不要求记忆).3.球的表面积和体积公式S表=4πR2(R为球的半径),V球=43πR3(R为球的半径).[对点训练]1.(2018·浙江卷)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm3)是()A.2 B.4 C.6 D.8[解析]由三视图可知该几何体是直四棱柱,其中底面是直角梯形,直角梯形上,下底边的长分别为1 cm,2 cm,高为2 cm,直四棱柱的高为2 cm.故直四棱柱的体积V=1+22×2×2=6 cm3.[答案]C2.(2018·哈尔滨师范大学附中、东北师范大学附中联考)某几何体的三视图如图所示,其中正视图是半径为1的半圆,则该几何体的表面积是()A.错误!+2B.错误!+2C.错误!+3 D。
专题五第1课1.新中国成立后,文学艺术创作出现了两个高峰,分别是()A.20世纪50年代和改革开放后B.“文化大革命”和改革开放后C.20世纪50年代和“文化大革命”时期D.全面建设时期和“文化大革命”时期【答案】 A【解析】新中国成立后,20世纪50年代因为“双百”方针提出,改革开放后因为“二为”方针提出,文学艺术创作出现了两个高峰。
2.毛泽东在一次中共中央政治局扩大会议上作总结发言。
他说,“百花齐放,百家争鸣”,我看这应该成为我们的方针。
艺术问题上“百花齐放”,学术问题上“百家争鸣”。
讲学术,这种学术可以,那种学术也可以,不要拿一种学术压倒一切。
你如果是真理,信的人势必就会越多。
这一发言应该是在()A.《延安文艺工作座谈会上的讲话》中提到的B.《中国人民政治协商会议共同纲领》中提到的C.发出“向时代学习,向人民学习”的口号中提到的D.是1956年社会主义基本制度逐步建立时提到的【答案】 D【解析】本题考查学生的分析判断能力。
1956年春,毛泽东在中共中央政治局扩大会议上,正式提出在科学文化工作中实行“百花齐放,百家争鸣”的方针。
3.下列对“双百”方针中“百家争鸣”的正确理解是()A.文学艺术上的不同形式和风格,可以自由发展B.科学上的不同学派,可以自由争论C.政治上不同派别进行争论,自由发展D.类似于战国时期的众多学说的自由讨论【答案】 B【解析】理解“百花齐放”和“百家争鸣”的含义分别是:“文学艺术上的不同形式和风格,可以自由发展”和“科学上的不同学派,可以自由争论”。
4.1956年,毛泽东在政治局扩大会议上作总结发言,正式提出了“百花齐放,百家争鸣”方针。
其目的是()A.调动知识分子的积极性,为社会主义建设服务B.繁荣文学C.继承春秋战国时代“百家争鸣”的优良传统D.繁荣艺术【答案】 A【解析】本题主要考查对“双百”方针目的的掌握情况。
繁荣文学艺术的目的是为社会主义建设服务。
5.下列文艺作品、电影作品、戏剧作品出现于“双百”方针提出后的是()A.①②③④B.①②③C.①③④D.②③④【答案】 A【解析】1956年4月,毛泽东在中共中央政治局扩大会议上,正式提出在科学文化工作中实行“百花齐放,百家争鸣”的方针。
专题五 电磁感应及综合应用第1讲 直流电路和交流电路I 、基础知识回顾一、直流电路1.电功和电热(1) 对纯电阻电路, W =Q =U I t =I 2Rt =t R U 2. (2) 对非纯电阻电路(如电动机和电解槽):W>Q ,电功只能用W =U I t ,电热只能用Q =I 2Rt ,两式不能通用.2.闭合电路欧姆定律表达式:①E =U 外+U 内;②I =r R E +(I 、R 间关系); ③U =E -I r(U 、I 间关系);④U =E rR R +(U 、R 间关系). 3.电源的功率与效率(1) 电源的功率:P =I E(普遍适用);P =rR E +2=I 2(R +r)(只适用于外电路为纯电阻的电路). (2) 电源内阻消耗功率: P 内=I 2r.(3) 电源的输出功率: P 外=I U 外(普遍适用);P 外=I 2R =()22r R R E + (只适用于纯电阻电路). (4) 电源的效率:η=P外P =EI UI =E U =r R R + (5) 电源的输出功率(P 外)与外电阻R 的关系:P 外=()22r R RE +=()r Rr 4R E 22+-由P 外与R 的关系图象如图所示.由图可以看出:当R =r 时,电源的输出功率最大,P m =rE 42,此时电源效率η=50%. 4.含容电路电容器两极板间的电压等于与电容器并联的电阻两端的电压,与电容器串联的电阻两端的电压一定为零(有阻无流,则无电压).二、交变电流1.交变电流的描述(1) 最大值: E m =NBS ω.(2) 有效值:正弦式交流电E=2m E ,非正弦式必须根据电流的热效应。
(3) 瞬时值:e =NBS ωsin ωt.(4) 平均值:E=n t∆∆Φ,常用来计算通过电路的电荷量。
2.理想变压器(1) 功率关系:P 入=P 出(2) 电压关系:2121n n U U = (3) 电流关系: ①只有一个副线圈工作时,有U 1I 1=U 2I 2,.②若有两个以上的副线圈,则有:P 1=P 2+P 3+…,2121n n U U =、3232n n U U =…,n 1I 1=n 2I 2+n 3I 3+…. (4) 决定关系:在匝数比一定的情况下,理想变压器的输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率由输出功率决定.II 、重点热点透析题型一、直流电路的动态分析例1 热敏电阻是传感电路中常用的电子元件,其电阻R 随温度t 变化的图线如图甲所示.如图乙所示电路中,热敏电阻R t 与其它电阻构成的闭合电路中,当R t 所在处温度升高时,两电表读数的变化情况是( )A .A 变大,V 变大B .A 变小,V 变小C .A 变小,V 变大D .A 变大,V 变小【规律总结】当传感器与电路问题结合在一起时,传感器实质是一变化的电阻,电路问题实质是电路的动态分析问题,通过题意分析并建立传感器的某一特性物理量与电学物理量(电压、电流、电阻等)之间的关系,是解决此类问题的关键。
第1讲 直线与圆【自主学习】第1讲 直线与圆(本讲对应同学用书第43~46页)自主学习 回归教材1. (必修2 P83练习4改编)已知一条直线经过点P(1,2),且斜率与直线y =-2x +3 的斜率相等,则该直线的方程为 . 【答案】y =-2x +4【解析】设直线方程为y =-2x +b ,代入点P(1,2),得b =4,所以所求直线的方程为y =-2x +4.2. (必修2 P111练习8改编)若方程x 2+y 2+4mx -2y +4m 2-m =0 表示圆,则实数m 的取值范围为 . 【答案】(-1,+∞)【解析】由方程x 2+y 2+4mx -2y +4m 2-m =0,可得(x +2m )2+(y -1)2=m +1, 所以方程要表示圆,即有m +1>0,所以m >-1.3. (必修2 P114练习2改编)自点A(-1,4)作圆(x -2)2+(y -3)2=1 的切线l ,则切线l 的方程为 .【答案】y =4或3x +4y -13=0【解析】当直线l 垂直于x 轴时,直线l :x =-1与圆相离,不满足条件.当直线l 不垂直于x 轴时,设直线l 的方程为y -4=k (x +1),由于直线与圆相切,所以21+k =1,解得k =0,k =-34,因此,所求的方程为y =4或3x +4y -13=0.4. (必修2 P117习题10改编)圆x 2+y 2=9与圆x 2+y 2-4x +2y -3=0的公共弦的长为 .【答案】125【解析】两圆的圆心分别为(0,0),(2,-1),公共弦的方程为2x -y -3=0,原点到公共弦的距离d =5,所以公共弦长为2239-5⎛⎫ ⎪⎝⎭=125.5. (必修2 P117习题11改编)已知圆C 的方程为x 2+y 2=r 2,若圆C 上存在一点M(x 0,y 0),则经过点M(x 0,y 0)的切线方程为 . 【答案】x 0x +y 0y =r 2【解析】当点M(x 0,y 0)不在坐标轴上时,过点M 的切线的斜率存在且不为0.由于圆的切线垂直于过切点的半径,故所求切线的斜率为-00x y ,从而过点M 的切线方程为y -y 0=-00x y (x -x 0),整理得x 0x +y 0y =20x +20y ,又由于点M(x 0,y 0)在圆上,所以所求的切线方程为x 0x +y 0y =r 2.【要点导学】要点导学 各个击破直线、圆的方程例1 如图,在R t △ABC中,∠A为直角,AB 边所在直线的方程为x -3y -6=0,点T(-1,1)在直线AC 上,斜边中点为M(2,0).(例1)(1) 求BC边所在直线的方程;(2) 若动圆P过点N(-2,0),且与R t△ABC的外接圆相交所得公共弦长为4,求动圆P中半径最小的圆的方程.【分析】第一小问中先依据直线lAB 表示出直线lAC,再利用直线方程设出B,C两点的坐标,利用中点M,求出B,C两点的坐标,从而确定直线BC的方程.其次问先设出点P的坐标,并用其表示圆P的方程,再利用公共弦长为4,求出横纵坐标之间的关系,最终求出半径的最小值,即可得到所求圆的方程.【解答】(1) 由于AB边所在直线的方程为x-3y-6=0,AC与AB垂直,所以直线AC的斜率为-3.故AC边所在直线的方程为y-1=-3(x+1),即3x+y+2=0.设C为(x0,-3x0-2),由于M为BC中点,所以B(4-x0,3x0+2).将点B代入x-3y-6=0,解得x0=-45,所以C42-55⎛⎫⎪⎝⎭,.所以BC边所在直线方程为x+7y-2=0.(2) 由于R t△ABC斜边中点为M(2,0),所以M为R t△ABC外接圆的圆心.又AM=22,从而R t△ABC 外接圆的方程为(x-2)2+y2=8.设P(a,b),由于动圆P过点N,所以该圆的半径r=22(2)++a b,圆P的方程为(x-a)2+(y-b)2=r2.由于圆P与圆M相交,则公共弦所在直线的方程m为(4-2a)x-2by+a2+b2-r2+4=0.由于公共弦长为4,r=22,所以M(2,0)到直线m的距离d=2,即22222|2(4-2)-4|(4-2)(2)++++a ab ra b=2,化简得b2=3a2-4a,所以r=22(2)++a b=244+a.当a=0时,r取最小值为2,此时b=0,圆的方程为x2+y2=4.【点评】对于直线和圆的方程的求解问题,一般都接受待定系数法,即依据所给条件特征恰当的选择方程,将几何性质转化为代数的方程,解方程即可.变式已知以点P为圆心的圆经过点A(-1,0)和B(3,4),线段AB的垂直平分线交圆P于点C 和D,且CD=410.(1) 求直线CD的方程;(2) 求圆P的方程.【解答】(1) 由于直线AB的斜率k=1,AB的中点坐标为(1,2).所以直线CD的方程为y-2=-(x-1),即x+y-3=0.(2) 设圆心P(a,b),则由点P在CD上得a+b-3=0. ①又由于直径CD=410,所以PA=210.所以(a+1)2+b2=40. ②由①②解得-356-2.==⎧⎧⎨⎨==⎩⎩a ab b,,或所以圆心P(-3,6)或P(5,-2),所以圆P的方程为(x+3)2+(y-6)2=40或(x-5)2+(y+2)2=40.直线与圆、圆与圆的位置关系例2 (2021·曲塘中学)已知圆心为C的圆满足下列条件:圆心C位于x轴正半轴上,与直线3x-4y+7=0相切,且被y轴截得的弦长为3C的面积小于13.(1) 求圆C的标准方程.(2) 设过点M(0,3)的直线l与圆C交于不同的两点A,B,以OA,OB为邻边作平行四边形OADB.是否存在这样的直线l,使得直线OD与MC恰好平行?若存在,试求出直线l的方程;若不存在,请说明理由.【分析】(1) 依据圆心C位于x轴正半轴上,可设出圆的标准方程,然后利用直线与圆的位置关系列出方程组求解;(2) 假设存在这样的直线方程,则斜率必需满足相应的条件,依据平行四边形法则,可得出D点坐标与A,B两点坐标间的关系,从而通过OD与MC平行建立起关于斜率k的方程,从而求出斜率k的值.【解答】(1) 设圆C:(x-a)2+y2=r2(a>0),由题意知222|37|343+⎧=⎪+⎨⎪+=⎩ara r,,解得a=1或a=138,又由于S=πr2<13,所以a=1.所以圆C的标准方程为(x-1)2+y2=4.(2) 当斜率不存在时,直线l为x=0,不满足题意.当斜率存在时,设直线l:y=kx+3,A(x1,y1),B(x2,y2),又由于l与圆C相交于不同的两点,联立223(-1)4=+⎧⎨+=⎩y kxx y,,消去y,得(1+k2)x2+(6k-2)x+6=0,所以Δ=(6k-2)2-24(1+k2)=12k2-24k-20>0,解得k<1-263或k>1+263,且x1+x2=-26-21+kk,y1+y2=k(x1+x2)+6=2261++kk,又OD=OA+OB=(x1+x2,y1+y2),MC=(1,-3),假设OD∥MC,则-3(x1+x2)=y1+y2,解得k=34,由于34∉2613⎛⎫-∞-⎪⎪⎝⎭,∪2613⎛⎫++∞⎪⎪⎝⎭,,所以假设不成立,所以不存在这样的直线l.【点评】推断直线与圆的位置关系时,若两方程已知或圆心到直线的距离易表达,则用几何法;若方程中含有参数,或圆心到直线的距离的表达较繁琐,则用代数法.能用几何法,尽量不用代数法.变式(2021·天一中学)已知A(-2,0),B(2,0),C(m,n).(1) 若m=1,n=3,求△ABC的外接圆的方程;(2) 若以线段AB为直径的圆O过点C(异于点A,B),直线x=2交直线AC于点R,线段BR的中点为D,试推断直线CD与圆O的位置关系,并证明你的结论.【分析】第(1)问已知三点在圆上,可设一般式利用待定系数法来求外接圆的方程;第(2)问要推断直线与圆的位置关系,可通过圆心到直线的距离和半径的关系进行推断.【解答】(1) 设所求圆的方程为x2+y2+D x+E y+F=0,由题意可得4-204201330⎧+=⎪++=⎨⎪++++=⎩D FD FD E F,,,解得D=E=0,F=-4,所以△ABC的外接圆方程为x2+y2-4=0,即x2+y2=4.(2) 由题意可知以线段AB为直径的圆的方程为x2+y2=4,设点R的坐标为(2,t),由于A,C,R三点共线,所以AC∥AR.而AC=(m+2,n),AR=(4,t),则4n=t(m+2),所以t=42+nm,所以点R的坐标为422⎛⎫⎪+⎝⎭nm,,点D的坐标为222⎛⎫⎪+⎝⎭nm,,所以直线CD的斜率为k=2-2-2+nnmm=2(2)-2-4+m n nm=2-4mnm.而m2+n2=4,所以m2-4=-n2,所以k=2-mnn=-mn,所以直线CD的方程为y-n=-mn(x-m),化简得mx+ny-4=0,所以圆心O到直线CD的距离d=22+m n=4=2=r,所以直线CD与圆O相切.与圆相关的定点、定值问题例3 在平面直角坐标系x O y中,已知圆C:x2+y2=r2和直线l:x=4(其中r为常数,且0<r<4),M为l上一动点,A1,A2为圆C与x轴的两个交点,直线MA1,MA2与圆C的另一个交点分别为点P,Q.(1) 若r=2,点M的坐标为(4,2),求直线PQ的方程;(2) 求证:直线PQ过定点,并求定点的坐标.【分析】第(1)小问只需要依据M,A1,A2这三点的坐标,求出P,Q两点的坐标即可.第(2)小问先设点M的坐标,再依据M,A1,A2这三点的坐标,求出P,Q两点的坐标得到直线PQ,再证明该直线过定点.【解答】(1) 当r =2,M(4,2)时, 则A 1(-2,0),A 2(2,0). 直线MA 1的方程为x -3y +2=0,联立224-320⎧+=⎨+=⎩x y x y ,,解得P 8655⎛⎫ ⎪⎝⎭,. 直线MA 2的方程为x -y -2=0,联立224--20⎧+=⎨=⎩x y x y ,,解得Q(0,-2). 由两点坐标得直线PQ 的方程为2x -y -2=0.(2) 由题设得A 1(-r ,0),A 2(r ,0).设M(4,t ),则直线MA 1的方程为y =4+tr (x +r ),直线MA 2的方程为y =4-tr (x -r ),联立222()4⎧+=⎪⎨=+⎪+⎩x y r t y x r r ,,解得P 222222(4)-2(4)(4)(4)⎛⎫++ ⎪++++⎝⎭r r rt tr r r t r t ,.联立222(-)4-⎧+=⎪⎨=⎪⎩x y r t y x r r ,,解得Q ()22222224(4)(4)(4)⎡⎤----⎢⎥-+-+⎣⎦tr r rt r r r t r t ,. 于是直线PQ 的斜率k PQ =22816--tt r ,直线PQ 的方程为y -222(4)(4)+++tr r r t =2222228(4)16--(4)⎡⎤+--⎢⎥++⎣⎦t r r rt x t r r t .由对称性可得,定点肯定在x 轴上.令y =0,得x =24r ,是一个与t 无关的常数,故直线PQ 过定点204⎛⎫ ⎪⎝⎭r ,. 【点评】直线过定点问题的处理方法有两种:一是先求出直线的方程,然后再推断定点的位置,最终依据点的位置求出定点坐标,难度在于依据点的坐标表示直线方程时,带了较多的参数,对含字母的等式的化简有较高要求.二是先特殊,即依据特殊的直线,求出定点的坐标,再用三点共线证明两个动点的直线也过该点,其次种方法运算量较小.变式 (2021·苏北四市期末)如图,在平面直角坐标系x O y 中,已知点A(-3,4),B(9,0),C ,D 分别为线段OA ,OB 上的动点,且满足AC=BD.(变式)(1) 若AC=4,求直线CD 的方程;(2) 求证:△OCD的外接圆恒过定点(异于原点O). 【解答】(1) 由于A(-3,4),所以22(-3)4+=5.又由于AC=4,所以OC=1,所以C 34-55⎛⎫⎪⎝⎭,.由BD=4,得D(5,0),所以直线CD 的斜率k =40-535--5⎛⎫ ⎪⎝⎭=-17,所以直线CD 的方程为y =-17(x -5),即x +7y -5=0.(2) 方法一:设C(-3m ,4m )(0<m ≤1),则OC=5m ,所以AC=OA-OC=5-5m . 由于AC=BD ,所以OD=OB-BD=5m +4, 所以点D 的坐标为(5m +4,0).又设△OCD的外接圆的方程为x 2+y 2+D x +E y +F=0,则有2220916-340(54)(54)0=⎧⎪+++=⎨⎪++++=⎩F m m mD mE F m m D F ,,,解得D=-(5m +4),F=0,E=-10m -3,所以△OCD的外接圆的方程为x 2+y 2-(5m +4)x -(10m +3)y =0,整理得x 2+y 2-4x -3y -5m (x +2y )=0,令22-4-3020⎧+=⎨+=⎩x y x y x y ,,所以=⎧⎨=⎩xy,(舍去)或2-1.=⎧⎨=⎩xy,所以△OCD的外接圆恒过定点(2,-1).方法二:设C(-3m,4m)(0<m≤1),则OC=5m,所以AC=OA-OC=5-5m. 由于AC=BD,所以OD=OB-BD=5m+4,所以点D的坐标为(5m+4,0).由于OC的中点为3-22⎛⎫⎪⎝⎭m m,,直线OC的斜率kOC=-43,所以线段OC的垂直平分线方程为y-2m=3342⎛⎫+⎪⎝⎭x m,即y=34x+258m.又由于线段OD的垂直平分线的方程为x=542+m,联立325544821035422+⎧⎧=+=⎪⎪⎪⎪⎨⎨++⎪⎪==⎪⎪⎩⎩my x m xmmyx,,得,,所以△OCD的外接圆的圆心坐标为5410322++⎛⎫⎪⎝⎭m m,,则半径r=225410322++⎛⎫⎛⎫+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭m m,从而△OCD外接圆的标准方程为542+⎛⎫-⎪⎝⎭mx2+2103-2+⎛⎫⎪⎝⎭my=2542+⎛⎫⎪⎝⎭m+21032+⎛⎫⎪⎝⎭m,整理得x2+y2-(5m+4)x-(10m+3)y=0,即x2+y2-4x-3y-5m(x+2y)=0.令22-4-3020⎧+=⎨+=⎩x y x yx y,,所以=⎧⎨=⎩xy,(舍去)或2-1=⎧⎨=⎩xy,,所以△OCD的外接圆恒过定点(2,-1).1. (2021·宿迁一模)已知光线通过点M(-3,4),被直线l:x-y+3=0反射,反射光线通过点N(2,6),则反射光线所在直线的方程是.【答案】y=6x-6【解析】由题意得反射光线经过点M(-3,4)关于直线l的对称点Q(x,y)与点N(2,6),由-4-113-34-3022⎧=⎪=⎧⎪+⎨⎨=+⎩⎪+=⎪⎩yxxyx y,,解得,,所以Q(1,0),所以反射光线所在直线的方程为-0-1yx=6-02-1,即y=6x-6.2. (2021·无锡期末)已知点A(0,2)为圆M:x2+y2-2ax-2ay=0(a>0)外一点,圆M上存在点T使得∠MAT=45°,则实数a的取值范围是.【答案】3,1)【解析】圆M的方程可化为(x-a)2+(y-a)2=2a2,圆心为M(a,a)2a.当A,M,T三点共线时,∠MAT=0°最小,当AT与圆M相切时,∠MAT最大.圆M上存在点T,使得∠MAT=45°,只需要当∠MAT最大时,满足45°≤∠MAT<90°即可22(-0)(-2)+a a22-44+a a AT与圆M相切,所以sin∠MAT=MTMA222-44+aa a.由于45°≤∠MAT<90°,所以2≤sin∠MAT<1,所以22222-44+aa a<131≤a<1.3. (2021·南京三模)在平面直角坐标系x O y中,圆C的方程为(x-1)2+(y-1)2=9,直线l:y=kx+3与圆C相交于A,B两点,M为弦AB上一动点,若以M为圆心、2为半径的圆与圆C总有公共点,则实数k的取值范围为.【答案】3-4∞⎡⎫+⎪⎢⎣⎭,【解析】由题意得MC≥1对于任意的点M恒成立,由图形的对称性可知,只需点M位于AB的中点时存在即可.由点C(1,1)到直线l的距离得d21+k≥1,解得k≥-34.4. 如图,已知圆O :x 2+y 2=1与x 轴交于A ,B 两点,直线l :x =2,C 是圆O 上异于A ,B 的任意一点,直线AC 交l 于点D ,直线CB 交l 于点E ,摸索究以DE 为直径的圆M 是否经过某定点(与点C 的位置无关)?请证明你的结论.(第4题)【解答】由已知得A(-1,0),B(1,0), 由于AB 为圆O 的直径,所以AC⊥CB. 设直线AC 的斜率为k (k ≠0),则直线CB 的斜率为-1k ,于是直线AC 的方程为y =k (x +1),直线CB 的方程为y =-1k (x -1),分别与直线l :x =2联立方程组,解得D(2,3k ),E 12-⎛⎫ ⎪⎝⎭k ,.设圆M 上任意一点P(x ,y ),则DP =(x -2,y -3k ),EP =1-2⎛⎫+ ⎪⎝⎭x y k ,,由DP ·EP =0,得圆M 的方程为(x -2)2+(y -3k )1⎛⎫+ ⎪⎝⎭y k =0, 即x 2-4x +1+y 2+1-3⎛⎫ ⎪⎝⎭k k y =0, 由于取任意不为0的实数k ,上式恒成立,所以2023-4100⎧=⎧=±⎪⎨⎨+==⎪⎩⎩y x x x y ,,解得,, 即无论点C 如何变化,圆M 始终过定点(2+3,0)和(2-3,0).【融会贯穿】完善提高 融会贯穿典例 已知点O(0,0),点M 是圆(x +1)2+y 2=4上任意一点,问:x 轴上是否存在点A ,使得MO MA =12?若存在,求出点A 的坐标;若不存在,请说明理由.【思维引导】【规范解答】假设存在符合题意的点A(x 0,0),设M(x ,y ),则(x +1)2+y 2=4, 所以x 2+y 2=3-2x .由MO MA =12,得MA 2=4MO 2,所以(x -x 0)2+y 2=4(x 2+y 2),………………………………4分即3(x 2+y 2)+2x 0x -2x =0,所以3(3-2x )+2x 0x -20x =0,即(2x 0-6)x -(20x -9)=0……………………………………6分由于点M(x ,y )是圆上任意一点,所以0202-60-90.=⎧⎨=⎩x x ,…………8分所以x 0=3,………………………………………………………………………………9分所以存在点A(3,0),使得MO MA =12.………………………………………………10分变式1 如图,已知点M(x,y)与两定点O(0,0),A(3,0)的距离之比为12,那么点M的坐标应满足什么关系?(变式1)【解答】由题意得,MOMA=12,所以MA2=4MO2,所以(x-3)2+y2=4(x2+y2),即(x+1)2+y2=4.变式2 已知点O(0,0),A(3,0),点M是圆(x+1)2+y2=4上任意一点,问:是否存在这样的常数λ,使得MOMA=λ?若存在,求出常数λ的值;若不存在,请说明理由.【解答】假设存在符合题意的常数λ,设M(x,y),22MOMA=2222(-3)++x yx y=2222-69+++x yx y x,又(x+1)2+y2=4,所以x2+y2=3-2x.所以22MOMA=3-2(3-2)-69+xx x=3-212-8xx=14,所以MOMA=12,即λ=12.所以存在常数λ=12,使得MOMA=12.变式3 已知点M是圆(x+1)2+y2=4上任意一点,问:在x轴上是否存在两个定点P,Q,使得MP MQ=12?若存在,求出两个定点P,Q的坐标;若不存在,请说明理由.【解答】假设存在符合题意的定点P(x1,0),Q(x2,0),设M(x,y),则(x+1)2+y2=4,所以x2+y2=3-2x.由MPMQ=12,得MQ2=4MP2,所以(x-x2)2+y2=4[(x-x1)2+y2],即3(x2+y2)+(2x2-8x1)x+421x-22x=0,所以3(3-2x)+(2x2-8x1)x+421x-22x=0,即(2x2-8x1-6)x+421x-22x+9=0.由于点M(x,y)是圆上任意一点,所以21112212222-8-600-24-903-5.===⎧⎧⎧⎨⎨⎨+===⎩⎩⎩x x x xx x x x,,,解得或,所以存在点P(0,0),Q(3,0)或P(-2,0),Q(-5,0) ,使得MPMQ=12.变式4 已知点O(0,0),点M是圆(x+1)2+y2=4上任意一点,问:在x轴上是否存在不同于点O的定点A,使得MOMA为常数λ?若存在,求出点A的坐标及常数λ的值;若不存在,请说明理由.【解答】假设存在定点A(x0,0),使得MOMA=λ,设M(x,y),则(x+1)2+y2=4,所以x2+y2=3-2x.由MOMA=λ,得MO2=λ2MA2,所以x2+y2=λ2[(x-x0)2+y2],即(λ2-1)(x2+y2)-2λ2x0x+λ22x=0,所以(λ2-1)(3-2x)-2λ2x0x+λ22x=0,即2(λ2-1+λ2x0)x-3(λ2-1)-λ22x=0.由于点M(x,y)是圆上任意一点,所以222222(-1)0-3(-1)-0λλλλ⎧+=⎨=⎩xx,,由于x0≠0,所以31.2λ=⎧⎪⎨=⎪⎩x,所以存在点A(3,0),使得MOMA=12(常数).【点评】在平面上给定相异两点A,B,设点P在同一平面上,且满足PAPB=λ.当λ>0且λ≠1时,点P的轨迹是个圆,称之为阿波罗尼斯圆,简称“阿氏圆”.(λ=1时,点P的轨迹是线段AB的垂直平分线)温馨提示:趁热打铁,事半功倍.请老师布置同学们完成《配套检测与评估》中的练习第27-28页.【课后检测】专题五解析几何第1讲直线与圆一、填空题1. (2022·镇江期末)“a=1”是“直线ax-y+2a=0与直线(2a-1)x+ay+a=0相互垂直”的条件.(填“充分不必要”、“必要不充分”、“充要”或“既不充分也不必要”)2. (2022·淮安、宿迁摸底)已知过点(2,5)的直线l被圆C:x2+y2-2x-4y=0截得的弦长为4,则直线l的方程为.3. (2021·苏州调研)已知圆C:(x-a)2+(y-a)2=1(a>0)与直线y=3x相交于P,Q两点,则当△CPQ的面积最大时,实数a的值为.4. (2021·苏州期末)已知圆M:(x-1)2+(y-1)2=4,直线l:x+y-6=0,A为直线l上一点,若圆M上存在两点B,C,使得∠BAC=60°,则点A的横坐标的取值范围是.5. (2022·安徽模拟)已知圆C1:(x-a)2+(y+2)2=4与圆C2:(x+b)2+(y+2)2=1相外切,则ab的最大值为.6. (2021·盐城三模)已知动直线y=k(x)与曲线yA,B两点,O为坐标原点,则当△AOB的面积取得最大值时,k的值为. 7. (2021·南通、扬州、泰州三调)在平面直角坐标系x O y中,过点P(-5,a)作圆x2+y2-2ax+2y-1=0的两条切线,切点分别为M(x1,y1),N(x2,y2),且2121--y yx x+1212-2++x xy y=0,则实数a的值为.8. 在平面直角坐标系x O y中,已知点P(3,0)在圆C:x2+y2-2mx-4y+m2-28=0内,动直线AB过点P且交圆C于A,B两点,若△ABC的面积的最大值为16,则实数m的取值范围为.二、解答题9. (2022·扬州期中)在平面直角坐标系x O y中,已知圆M:x2+y2-8x+6=0,过点P(0,2)且斜率为k 的直线与圆M相交于不同的两点A,B,线段AB的中点为N.(1) 求斜率k的取值范围;(2) 若ON∥MP,求k的值.10. 在平面直角坐标系中,已知圆C1:x2+y2-2mxmy+3m2=0,圆C2:x2+y2+4m x-3m=0,其中m∈R,m≠0.(1) 当两圆的圆心距最小时,试推断两圆的位置关系.(2) 是否存在定直线与圆C1总相切?若存在,求出全部定直线的方程;若不存在,请说明理由. 11. 在平面直角坐标系x O y中,直线x-y+1=0截以原点O.(1) 求圆O的方程.(2) 若直线l与圆O相切于第一象限,且与坐标轴交于点D,E,当DE长最小时,求直线l的方程.(3) 设M,P是圆O上任意两点,点M关于x轴的对称点为N,若直线MP,NP分别交x轴于点(m,0)和(n,0),问:mn是否为定值?若是,恳求出该定值;若不是,请说明理由.【课后检测答案】专题五解析几何第1讲直线与圆1. 充分不必要【解析】由于两直线相互垂直,所以a·(2a-1)+(-1)·a=0,所以2a2-2a=0,所以a=0或1.2. x-2=0或4x-3y+7=0 【解析】x2+y2-2x-4y=0化成标准式为(x-1)2+(y-2)2=5.由于截得弦长为4小于直径,故该直线必有两条且圆心到直线的距离为d当斜率不存在时,l:x=2,明显符合要求;当斜率存在时,l:y-5=k(x-2),d,解得k=43,故直线l的方程为4x-3y+7=0.3. 【解析】由于△CPQ的面积等于12sin∠PCQ,所以当∠PCQ=90°时,△CPQ的面积最大,此时圆心到直线y=3x的距离为,因此a=.4. [1,5] 【解析】首先,直线l与圆M相离,所以点A在圆M外.设AP,AQ分别与圆M相切于点P,Q,则∠PAQ≥∠BAC=60°,从而∠MAQ≥30°.由于MQ=2,所以MA≤4.设A(x0,6-x0),则MA2=(x0-1)2+(6-x0-1)2≤16,解得1≤x0≤5.5. 94【解析】由两圆外切时圆心距等于半径之和,得|a+b|=3,所以ab≤22+⎛⎫⎪⎝⎭a b=2||4+a b=94.6. -【解析】由于yx2+y2=1(y≥0),而S△AOB=12×12×sin∠AOB≤12,所以(S△AOB)max=12,此时△AOB为等腰直角三角形,从而点O到直线AB的距离为k=±(正值不合题意,舍去).7. 3或-2 【解析】方法一:由2121--y yx x+1212-2++x xy y=0,得2121--y yx x·12122-12++y yx x=-1,所以点(1,0)在直线PC上,其中C是圆心,所以2-2a+2×51++aa=0,可解得a=3或-2.经检验:当a=3或-2时,点P在圆外,符合条件.方法二:221111222222-22-10-22-10⎧++=⎨++=⎩x y ax yx y ax y,,两式相减,得(x1-x2)(x1+x2)+(y1-y2)(y1+y2)-2a(x1-x2)+2(y1-y2)=0,x1+x2+1212--y yx x(y1+y2)-2a+2×1212--y yx x=0,由2121--y yx x+1212-2++x xy y=0得2121--y yx x(y1+y2)=-(x1+x2-2),代入上式得2-2a+2×1212--y yx x=0.又1212--y yx x=51++aa,代入上式,得2-2a+2×51++aa=0,可解得a=3或-2.经检验:当a=3或-2时,点P在圆外,符合条件.,)【解析】圆C的标准方程为(x-m)2+(y-2)2=32,圆心为C(m,2),半径为当△ABC的面积的最大值为16时,∠ACB=90°,此时点C到AB的距离为4,,即16≤(m-3)2+(0-2)2<32,解得m,即m∈(3,9. (1) 方法一:圆的方程可化为(x-4)2+y2=10,直线可设为y=kx+2,即kx-y+2=0.圆心M到直线的距离d,依题意得d,即(4k+2)2<10(k2+1),解得-3<k<1 3,所以斜率k的取值范围是1-33⎛⎫ ⎪⎝⎭,.方法二:由22-8602⎧++=⎨=+⎩x y xy kx,,得(k2+1)x2+4(k-2)x+10=0,依题意Δ=[4(k-2)]2-40(k2+1)>0,解得-3<k<1 3,所以斜率k的取值范围是1-33⎛⎫ ⎪⎝⎭,.(2) 方法一:由于ON∥MP,且直线MP的斜率为-12,故直线ON:y=-12x.由1-22⎧=⎪⎨⎪=+⎩y xy kx,,得N42-2121⎛⎫⎪++⎝⎭k k,.又N是AB中点,所以MN⊥AB,即2214--421++kk=-1k,解得k=-4 3.方法二:设A(x1,y1),B(x2,y2),则N121222++⎛⎫⎪⎝⎭x x y y,.由22-8602⎧++=⎨=+⎩x y xy kx,,得(k2+1)x2+4(k-2)x+10=0,所以x1+x2=-24(-2)1+kk.又ON∥MP,且直线MP的斜率为-12,所以121222++y yx x=-12,即1212++y yx x=-12,即1212()4+++k x xx x=-12,所以224(-2)-414(-2)-1⎡⎤+⎢⎥+⎣⎦+kkkkk=-12,解得k=-43.方法三:点N的坐标同时满足21-21--4⎧⎪=+⎪⎪=⎨⎪⎪=⎪⎩y kxy xyx k,,,解此方程组,消去x,y,得k=-43.10. (1) 由题意知,C1(mm),C22-0⎛⎫⎪⎝⎭m,.圆心距d由于4m2+24m,当且仅当4m2=24m,即m=±1时,取等号.所以当m=±1时,圆心距d的最小值为当m=1时,此时圆C1的半径r1=1,圆C2的半径r2,所以圆心距|r 1-r 2|<d <r 1+r 2,两圆相交;当m =-1时,此时圆C 1的半径r 1=1,圆C 2的半径r 2=1, 所以圆心距d >r 1+r 2,两圆相离.(2) ①当直线的斜率不存在时,所求定直线方程为x =0; ②当直线的斜率存在时,设该定直线的方程为y =kx +b , 由题意得,圆心C 1(m)到直线kx -y +b =0的距离等于|m |,=|m |恒成立,整理得(km +b =0恒成立, 所以k,且b =0,解得k=,所求定直线方程为y=x . 综上,存在直线x =0和y=3x 与动圆C 1总相切.11. (1) 由于点O 到直线x -y +1=0的距离dO故圆O 的方程为x 2+y 2=2.(2) 设直线l 的方程为x a +yb =1(a >0,b >0),即bx +ay -ab =0. 由直线l 与圆O21a +21b =12.DE 2=a 2+b 2=2(a 2+b 2)2211⎛⎫+ ⎪⎝⎭a b ≥8,当且仅当a =b =2时取等号,此时直线l 的方程为x +y -2=0. 所以当DE 长最小时,直线l 的方程为x +y -2=0.(3) 设点M(x 1,y 1),P(x 2,y 2),则N(x 1,-y 1),21x +21y =2,22x +22y =2,直线MP 与x 轴交点为122121-,0-⎛⎫ ⎪⎝⎭x y x y y y ,则m =122121--x y x y y y , 直线NP 与x 轴交点为122121,0⎛⎫+ ⎪+⎝⎭x y x y y y ,则n =122121++x y x y y y , 所以mn =122121--x y x y y y ·122121++x y x y y y=222212212221--x y x y y y=222212212221(2-)-(2-)-y y y y y y =2,故mn 为定值2.。
第1讲函数的图象与性质热点一函数的性质及应用1.单调性:单调性是函数在其定义域上的局部性质.利用定义证明函数的单调性时,规范步骤为取值、作差、判断符号、下结论.复合函数的单调性遵循“同增异减”的原则.2.奇偶性(1)奇函数在关于原点对称的区间上的单调性相同,偶函数在关于原点对称的区间上的单调性相反.(2)在公共定义域内:①两个奇函数的和函数是奇函数,两个奇函数的积函数是偶函数; ②两个偶函数的和函数、积函数都是偶函数; ③一个奇函数、一个偶函数的积函数是奇函数. (3)若f (x )是奇函数且在x =0处有定义,则f (0)=0. (4)若f (x )是偶函数,则f (x )=f (-x )=f (|x |).(5)图象的对称性质:一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点对称;一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y 轴对称. 3.周期性定义:周期性是函数在定义域上的整体性质.若函数在其定义域上满足f (a +x )=f (x )(a ≠0),则其一个周期T =|a |. 常见结论:(1)若f (x +a )=-f (x ),则函数f (x )的最小正周期为2|a |,a ≠0. (2)若f (x +a )=1f (x ),则函数f (x )的最小正周期为2|a |,a ≠0. (3)若f (a +x )=f (b -x ),则函数f (x )的图象关于直线x =a +b2对称.例1 (1)设函数f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫π2-πx +(x +e )2x 2+e 2的最大值为M ,最小值为N ,则(M +N -1)2 019的值为( )A .1B .2C .22 019D .32 019 答案 A解析 由已知x ∈R ,f (x )=cos ⎝⎛⎭⎫π2-πx +(x +e )2x 2+e 2=sin πx +x 2+e 2+2e x x 2+e 2=sin πx +2e x x 2+e 2+1,令g (x )=sin πx +2e xx 2+e2,易知g (x )为奇函数, 由于奇函数在对称区间上的最大值与最小值的和为0,M +N =f (x )max +f (x )min =g (x )max +1+g (x )min +1=2,所以(M +N -1)2 019=1,故选A.(2)已知定义在R 上的函数f (x )满足:函数y =f (x -1)的图象关于点(1,0)对称,且x ≥0时恒有f (x +2)=f (x ),当x ∈[0,1]时,f (x )=e x -1,则f (-2 019)+f (2 018)=________. 答案 1-e解析 因为函数y =f (x -1)的图象关于点(1,0)对称,所以y =f (x )的图象关于原点对称, 又定义域为R ,所以函数y =f (x )是奇函数, 因为当x ≥0时恒有f (x +2)=f (x ), 所以f (-2 019)+f (2 018)=-f (2 019)+f (0) =-f (1)+f (0)=-(e 1-1)+(e 0-1)=1-e.思维升华 可以根据函数的奇偶性和周期性,将所求函数值转化为给出解析式的范围内的函数值.跟踪演练1 (1)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|(x -a )2-1|+a ,x ≥0,|x -a |+2a -1,x <0的最小值为2a -1,则实数a 的取值范围是( ) A .a =1 B .0<a ≤1 C .a <0或a =1 D .a <0或a ≥1答案 C解析 在平面直角坐标系内画出函数f (x )的图象(图略),由图易得当a ≥0时,函数f (x )在[0,+∞)上的最小值为a ,在(-∞,0)上单调递减,当x →0(x <0)时,f (x )→3a -1,要使函数f (x )的最小值为2a -1,则有a =2a -1≤3a -1,解得a =1;当-1≤a <0时,函数f (x )在[0,+∞)上的最小值为a ,在(-∞,0)上的最小值为2a -1,要使函数f (x )的最小值为2a -1,则有2a -1≤a ,解得a ≤1,所以-1≤a <0;当a <-1时,函数f (x )在[0,+∞)上的最小值为a 2+a -1,在(-∞,0)上的最小值为2a -1,要使函数f (x )的最小值为2a -1,则有2a -1≤a 2+a -1,解得a ≤0或a ≥1,所以a <-1.综上所述,实数a 的取值范围为a <0或a =1,故选C. (2)(2018·全国Ⅱ)已知f (x )是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,满足f (1-x )=f (1+x ).若f (1)=2,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (50)等于( ) A .-50 B .0 C .2 D .50 答案 C解析 ∵f (x )是奇函数,∴f (-x )=-f (x ), ∴f (1-x )=-f (x -1).∵f (1-x )=f (1+x ),∴-f (x -1)=f (x +1),∴f (x +2)=-f (x ), ∴f (x +4)=-f (x +2)=-[-f (x )]=f (x ), ∴函数f (x )是周期为4的周期函数. 由f (x )为奇函数且定义域为R 得f (0)=0, 又∵f (1-x )=f (1+x ),∴f (x )的图象关于直线x =1对称, ∴f (2)=f (0)=0,∴f (-2)=0. 又f (1)=2,∴f (-1)=-2,∴f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=f (1)+f (2)+f (-1)+f (0)=2+0-2+0=0, ∴f (1)+f (2)+f (3)+f (4)+…+f (49)+f (50) =0×12+f (49)+f (50)=f (1)+f (2)=2+0=2. 故选C.热点二 函数图象及应用1.作函数图象有两种基本方法:一是描点法;二是图象变换法,其中图象变换有平移变换、伸缩变换、对称变换.2.利用函数图象可以判断函数的单调性、奇偶性,作图时要准确画出图象的特点. 例2 (1)(2018·全国Ⅱ)函数f (x )=e x -e -xx 2的图象大致为( )答案 B解析 ∵y =e x -e -x 是奇函数,y =x 2是偶函数,∴f (x )=e x -e -xx 2是奇函数,图象关于原点对称,排除A 选项.当x =1时,f (1)=e -e -11=e -1e >0,排除D 选项.又e >2,∴1e <12,∴e -1e >32,排除C 选项.故选B.(2)函数f (x )=e x +a e -x 与g (x )=x 2+ax 在同一坐标系内的图象不可能是( )答案 C解析因为g(x)=x2+ax的图象过原点,所以图象中过原点的抛物线是函数g(x)的图象,在选项C中,上面的图象是函数f(x)的图象,下面的是函数g(x)的图象,所以-a2>0,所以a<0,因为f′(x)=e x-a e-x,所以f′(x)>0在R上恒成立,所以函数f(x)在定义域内单调递增,不是选项C中的图象,故选C.思维升华(1)根据函数的解析式判断函数的图象,要从定义域、值域、单调性、奇偶性等方面入手,结合给出的函数图象进行全面分析,有时也可结合特殊的函数值进行辅助推断,这是判断函数图象问题的基本方法.(2)判断复杂函数的图象,常借助导数这一工具,先对原函数进行求导,再利用导数判断函数的单调性、极值或最值,从而对选项进行筛选.要注意函数求导之后,函数解析式发生了变化,故导函数和原函数定义域会有所不同,我们必须在原函数的定义域内研究函数的极值和最值.跟踪演练2(1)函数f(x)=sin x·ln x-1x+1的大致图象为()答案 D解析f(-x)=-sin x·ln -x-1-x+1=-sin x·lnx+1x-1=sin x·lnx-1x+1=f(x),则函数f(x)是偶函数,图象关于y轴对称,排除A,C,f(3)=sin 3·ln 12<0,排除B.(2)函数f(x)=|x|+ax(a∈R)的图象不可能是()答案 C解析 对于A ,当a =0时,f (x )=|x |,且x ≠0,故可能;对于B ,当x >0且a >0时,f (x )=x +a x ≥2a ,当且仅当x =a 时等号成立,当x <0且a >0时,f (x )=-x +a x 在(-∞,0)上为减函数,故可能;对于D ,当x <0且a <0时,f (x )=-x +a x ≥2-x ·ax=2-a ,当且仅当x =--a 时等号成立,当x >0且a <0时,f (x )=x +ax在(0,+∞)上为增函数,故可能,且C 不可能.故选C.热点三 基本初等函数的图象和性质1.指数函数y =a x (a >0,且a ≠1)与对数函数y =log a x (a >0,且a ≠1)的图象和性质,分0<a<1,a >1两种情况,着重关注两函数图象中的公共性质.2.幂函数y =x α的图象和性质,主要掌握α=1,2,3,12,-1五种情况.例3 (1)(2017·全国Ⅰ)设x ,y ,z 为正数,且2x =3y =5z ,则( ) A .2x <3y <5z B .5z <2x <3y C .3y <5z <2x D .3y <2x <5z答案 D解析 令t =2x =3y =5z , ∵x ,y ,z 为正数,∴t >1.则x =log 2t =lg t lg 2,同理,y =lg t lg 3,z =lg t lg 5.∴2x -3y =2lg t lg 2-3lg t lg 3=lg t (2lg 3-3lg 2)lg 2×lg 3=lg t (lg 9-lg 8)lg 2×lg 3>0,∴2x >3y .又∵2x -5z =2lg t lg 2-5lg t lg 5=lg t (2lg 5-5lg 2)lg 2×lg 5=lg t (lg 25-lg 32)lg 2×lg 5<0,∴2x <5z ,∴3y <2x <5z .故选D.(2)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a x ,x <0,(a -3)x +4a ,x ≥0满足对任意x 1≠x 2,都有f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0成立,则a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤0,14 B .(1,2] C .(1,3) D.⎝⎛⎭⎫12,1 答案 A解析 由f (x 1)-f (x 2)x 1-x 2<0,x 1≠x 2,得f (x )是减函数,即⎩⎪⎨⎪⎧0<a <1,a -3<0,4a ≤1,得a ∈⎝⎛⎦⎤0,14,故选A. 思维升华 (1)指数函数、对数函数、幂函数是高考的必考内容之一,重点考查图象、性质及其应用,同时考查分类讨论、等价转化等数学思想方法及运算能力. (2)比较代数式大小问题,往往利用函数图象或者函数的单调性.跟踪演练3 (1)已知a =13log 0.60.3,b =12log 14,c =13log 0.50.4,则实数a ,b ,c 的大小关系为( ) A .c <a <b B .b <a <c C .a <c <b D .c <b <a答案 C解析 由题意得b =12log 14=2,因为0.60.3>0.60.4>0.50.4, 所以13log 0.60.3<13log 0.50.4,13log 0.50.4=0.413log 0.5<0.413log 13=0.4,所以a <c <b .(2)对任意实数a ,b 定义运算“Δ”:a Δb =⎩⎪⎨⎪⎧a ,a -b ≤2,b ,a -b >2,设f (x )=3x +1Δ(1-x ),若函数f (x )与函数g (x )=x 2-6x 在区间(m ,m +1)上均为减函数,则实数m 的取值范围是( ) A .[-1,2] B .(0,3] C .[0,2] D .[1,3]答案 C解析 由题意得f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x +1,x >0,3x +1,x ≤0,∴函数f (x )在(0,+∞)上单调递减,函数g (x )=(x -3)2-9在(-∞,3]上单调递减,若函数f (x )与g (x )在区间(m ,m +1)上均为减函数,则⎩⎪⎨⎪⎧m ≥0,m +1≤3,得0≤m ≤2,故选C.真题体验1.(2018·浙江,5)函数y=2|x|sin 2x的图象可能是()答案 D解析 由y =2|x |sin 2x 知函数的定义域为R , 令f (x )=2|x |sin 2x ,则f (-x )=2|-x |sin(-2x ) =-2|x |sin 2x .∵f (x )=-f (-x ),∴f (x )为奇函数, ∴f (x )的图象关于原点对称,故排除A ,B. 令f (x )=2|x |sin 2x =0,解得x =k π2(k ∈Z ),当k =1时,x =π2,故排除C.故选D.2.(2019·浙江,6)在同一直角坐标系中,函数y =1a x ,y =log a ⎝⎛⎭⎫x +12(a >0,且a ≠1)的图象可能是( )答案 D解析 若0<a <1,则函数y =1a x 是增函数,y =log a ⎝⎛⎭⎫x +12是减函数且其图象过点⎝⎛⎭⎫12,0,结合选项可知,选项D 可能成立;若a >1,则y =1a x 是减函数,而y =log a ⎝⎛⎭⎫x +12是增函数且其图象过点⎝⎛⎭⎫12,0,结合选项可知,没有符合的图象.3.(2017·天津,理,6)已知奇函数f (x )在R 上是增函数,g (x )=xf (x ).若a =g (-log 25.1),b =g (20.8),c =g (3),则a ,b ,c 的大小关系为( )林老师网络编辑整理A.a<b<c B.c<b<aC.b<a<c D.b<c<a答案 C解析依题意a=g(-log25.1)=(-log25.1)·f(-log25.1)=log25.1f(log25.1)=g(log25.1).因为f(x)在R上是增函数,可设0<x1<x2,则f(x1)<f(x2).从而x1f(x1)<x2f(x2),即g(x1)<g(x2).所以g(x)在(0,+∞)上亦为增函数.又log25.1>0,20.8>0,3>0,且log25.1<log28=3,20.8<21<3,而20.8<21=log24<log25.1,所以3>log25.1>20.8>0,所以c>a>b.故选C.押题预测1.函数f(x)=e x·ln |x|的大致图象为()答案 A解析函数f(x)=e x·ln |x|,f(-x)=e-x·ln |-x|,f(x)≠f(-x),-f(x)≠f(-x),则函数f(x)为非奇非偶函数,图象不关于y轴对称,排除C,D,当x→+∞,f(x)→+∞,f′(x)→+∞,排除B.2.在同一直角坐标系中,函数f(x)=2-ax和g(x)=log a(x+2)(a>0且a≠1)的大致图象可能为()答案 A解析由题意知,当a>0时,函数f(x)=2-ax为减函数.若0<a<1,则函数f(x)=2-ax的零点x0=2a∈(2,+∞),且函数g(x)=log a(x+2)在(-2,+∞)上为减函数;若a >1,则函数f (x )=2-ax 的零点x 0=2a ∈(0,2),且函数g (x )=log a (x +2)在(-2,+∞)上为增函数.3.已知函数h (x )(x ≠0)为偶函数,且当x >0时,h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 24,0<x ≤4,4-2x ,x >4,若h (t )>h (2),则实数t 的取值范围为________. 答案 (-2,0)∪(0,2)解析 因为当x >0时,h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 24,0<x ≤4,4-2x ,x >4.所以函数h (x )在(0,+∞)上单调递减, 因为函数h (x )(x ≠0)为偶函数,且h (t )>h (2), 所以h (|t |)>h (2),所以0<|t |<2,所以⎩⎪⎨⎪⎧ t ≠0,|t |<2,即⎩⎪⎨⎪⎧t ≠0,-2<t <2,解得-2<t <0或0<t <2.综上,所求实数t 的取值范围为(-2,0)∪(0,2).A 组 专题通关1.下列函数中,既是奇函数又在区间(0,1)上单调递减的函数是( ) A .y =tan xB .y =x -3C .y =cos xD .y =⎝⎛⎭⎫13|x |答案 B解析 选项A ,y =tan x 在(0,1)上是增函数,故排除;选项B ,y =x -3的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),且满足f (-x )=-f (x ),为奇函数,同时y =x -3是幂函数,在(0,1)上是减函数,所以符合题意,选项B 正确; 选项C ,根据奇偶性定义,可得到y =cos x 是定义域上的偶函数,故排除; 选项D ,根据奇偶性定义,可得到y =⎝⎛⎭⎫13|x |是定义域上的偶函数,故排除. 2.函数f (x )=x ·2cos x 的图象可能是( )答案 B解析 因为f (-x )=(-x )·2cos(-x )=-x ·2cos x =-f (x ),所以函数f (x )是奇函数,其图象关于坐标原点O 对称,故排除A ,C.当x >0时,f (x )>0,故排除D ,故选B.3.若函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x+2+a ,x ≤1,12log (x +1),x >1有最大值,则实数a 的取值范围为( )A .(-5,+∞)B .[-5,+∞)C .(-∞,-5)D .(-∞,-5]答案 B解析 由题意知f (x )=2x +2+a ,x ≤1时单调递增, 故f (x )≤f (1)=4+a ,f (x )=12log (x +1),x >1时单调递减,故f (x )<-1,因为函数存在最大值,所以4+a ≥-1,解得a ≥-5.4.已知f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数,且在(-∞,0]上单调递增,若a =f 15(log 3),b =f (log 35),c =f (0.20.5),则a ,b ,c 的大小关系为( ) A .a <b <c B .c <a <b C .b <a <c D .c <b <a答案 C解析 ∵f (x )是定义在(-∞,+∞)上的偶函数, ∴a =f 15(log 3)=f ()-log 53=f ()log 53,∵12=log 55<log 53<1,1=log 33<log 35, 0<0.20.5=55<12, ∴0.20.5<log 53<log 35, ∵f (x )在(-∞,0]上是增函数, 且f (x )是定义在R 上的偶函数, ∴f (x )在[0,+∞)上为减函数, 则f ()0.20.5>f ()log 53>f ()log 35,即b <a <c ,故选C.5.已知函数f (x )=ln(ax 2+bx +c )的部分图象如图所示,则a -b +c 等于( )A .-1B .1C .-5D .5 答案 D解析 由题图知,直线x =2,x =4是函数f (x )的渐近线,即有x 1=2,x 2=4是方程ax 2+bx +c =0的两根,x 3=1,x 4=5是方程ax 2+bx +c =1的两根,∴由根与系数的关系,得2+4=1+5=-b a ,2×4=ca ,1×5=c -1a,∴⎩⎨⎧a =13,b =-2,c =83,∴a -b +c =5,故选D.6.已知定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x +2)=-f (x ),当0≤x ≤1时,f (x )=x 2,则f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 019)等于( ) A .2 019 B .0 C .1 D .-1 答案 B解析 由f ()x +4=-f ()x +2=f (x )得,f (x )的周期为4, 又f (x )为奇函数,∴f (1)=1,f (2)=-f (0)=0,f (3)=f (-1)=-f (1)=-1,f (4)=f (0)=0, 即f (1)+f (2)+f (3)+f (4)=0,∴f (1)+f (2)+f (3)+…+f (2 019)=505×[]f (1)+f (2)+f (3)+f (4)-f (4)=0. 7.已知log 2x =log 3y =log 5z <0,则2x ,3y ,5z 的大小排序为( )A.2x <3y <5zB.3y <2x <5z C.5z <2x <3y D.5z <3y <2x答案 A解析 x ,y ,z 为正实数,且log 2x =log 3y =log 5z <0, 令log 2x =log 3y =log 5z =k (k <0), ∴x 2=2k -1,y 3=3k -1,z5=5k -1, 可得2x =21-k ,3y =31-k ,5z =51-k ,又1-k >0,∴函数f (x )=x 1-k 在(0,+∞)上单调递增, ∴2x <3y <5z.故选A. 8.已知f (x )=log a (a -x +1)+bx (a >0,且a ≠1)是偶函数,则一定有( ) A .b =12且f (a )>f ⎝⎛⎭⎫1a B .b =-12且f (a )<f ⎝⎛⎭⎫1a C .b =12且f ⎝⎛⎭⎫a +1a >f ⎝⎛⎭⎫1b D .b =-12且f ⎝⎛⎭⎫a +1a <f ⎝⎛⎭⎫1b 答案 A解析 ∵f (x )=log a (a -x +1)+bx (a >0,且a ≠1)是偶函数, ∴f (-x )=f (x ),即log a (a -x +1)+bx =log a (a x +1)-bx , ∴log a (a x +1)-bx =log a (a x +1)+(b -1)x , ∴-b =b -1,b =12,∴a +1a >2=1b,∴f (x )=log a (a -x +1)+12x ,f ′(x )=-a -x ·ln a(a -x +1)ln a +12=a x -12(a x +1),若0<a <1,则a <1a,当x >0时,f ′(x )<0,f (x )在(0,+∞)上是减函数, ∴f (a )>f ⎝⎛⎭⎫1a ,f ⎝⎛⎭⎫a +1a <f ⎝⎛⎭⎫1b , 若a >1,则a >1a,当x >0时,f ′(x )>0,f (x )在(0,+∞)上是增函数, ∴f (a )>f ⎝⎛⎭⎫1a ,f ⎝⎛⎭⎫a +1a >f ⎝⎛⎭⎫1b . 综上,一定有b =12且f (a )>f ⎝⎛⎭⎫1a . 9.已知定义在R 上的函数f (x )满足:①函数f (x )的图象的对称中心为(1,0),且对称轴为x =-1;②当x ∈[-1,1]时,f (x )=⎩⎨⎧1-x ,x ∈(0,1],1-x 2,x ∈[-1,0],则f ⎝⎛⎭⎫72=________. 答案 -32解析 由题意作出f (x )的部分图象如图所示,则f ⎝⎛⎭⎫72=-1-⎝⎛⎭⎫-122=-32.10.(2018·全国Ⅲ)已知函数f (x )=ln(1+x 2-x )+1,f (a )=4,则f (-a )=________. 答案 -2解析 ∵f (x )+f (-x )=ln(1+x 2-x )+1+ln(1+x 2+x )+1=ln(1+x 2-x 2)+2=2,∴f (a )+f (-a )=2,∴f (-a )=-2.11.已知函数f (x )是奇函数,当x <0时,f (x )=-x 2+x .若不等式f (x )-x ≤2log a x (a >0且a ≠1)对任意的x ∈⎝⎛⎦⎤0,22恒成立,则实数a 的取值范围是________. 答案 ⎣⎡⎭⎫14,1解析 由已知得当x >0时,f (x )=x 2+x , 故x 2≤2log a x 对任意的x ∈⎝⎛⎦⎤0,22恒成立, 即当x ∈⎝⎛⎦⎤0,22时, 函数y =x 2的图象不在y =2log a x 图象的上方, 由图(图略)知,0<a <1且2log a 22≥12, 解得14≤a <1.B 组 能力提高12.如果存在正实数a ,使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,我们称函数f (x )为“Θ函数”.给出下列四个函数: ①f (x )=sin x ; ②f (x )=cos x ; ③f (x )=sin x -cos x ;④f (x )=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π8. 其中“Θ函数”的个数为( ) A .1 B .2 C .3 D .4 答案 B解析 对于函数f (x )=sin x ,f (x +k 1π)(k 1∈Z )为奇函数,f ⎝⎛⎭⎫x +π2+k 2π(k 2∈Z )为偶函数,所以不存在正实数a ,使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,所以f (x )=sin x 不是“Θ函数”;对于函数f (x )=cos x ,f (x +k 3π)(k 3∈Z )为偶函数,f ⎝⎛⎭⎫x +π2+k 4π(k 4∈Z )为奇函数,所以不存在正实数a ,使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,所以f (x )=cos x 不是“Θ函数”;对于函数f (x )=sin x -cos x =2sin ⎝⎛⎭⎫x -π4,则存在a =π4使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,所以f (x )=sin x -cos x 是“Θ函数”;对于函数f (x )=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π8=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4,则存在a =3π8使得f (x +a )为奇函数,f (x -a )为偶函数,所以f (x )=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫x +π8是“Θ函数”.综上所述,“Θ函数”的个数为2,故选B.13.设f (x )=e x 1+e x ,[x ]表示不超过x 的最大整数,则函数g (x )=⎣⎡⎦⎤f (x )-12+⎣⎡⎦⎤f (-x )-12的值域是( ) A .{-1,0,1} B .{-1,0} C .{-2,-1,0} D .{0,1}答案 B解析 设h (x )=f (x )-12,则g (x )=[h (x )]+[h (-x )],又因为h (-x )=f (-x )-12=e -x 1+e -x -12=11+e x -12=-e x 1+e x +12=-h (x ),所以函数h (x )=f (x )-12为奇函数,易知h (x )在R 上单调递增,且h (x )∈⎝⎛⎭⎫-12,12.当x <0时,g (x )=-1+0=-1;当x =0时,g (x )=0+0=0;当x >0时,g (x )=0-1=-1.综上所述,函数g (x )=⎣⎡⎦⎤f (x )-12+⎣⎡⎦⎤f (-x )-12的值域为{-1,0},故选B. 14.已知函数y =f (x )的定义域为R ,当x <0时,f (x )>1,且对任意的实数x ,y ∈R ,等式f (x )f ()y =f ()x +y 成立,若数列{a n }满足f ()a n +1f ⎝⎛⎭⎫11+a n =1()n ∈N *,且a 1=f (0),则下列结论成立的是( )A .f ()a 2 016>f ()a 2 018B .f ()a 2 017>f ()a 2 020C .f ()a 2 018>f ()a 2 019D .f ()a 2 016>f ()a 2 019答案 A解析 由f (x )f ()y =f ()x +y ,令x =0,y =-1, 则f (0)f (-1)=f (-1),∵当x <0时,f (x )>1,∴f (-1)>1,∴f (0)=1,∴a 1=1,当x >0时,令y =-x ,则f (x )f ()-x =f (0)=1,即f (x )=1f()-x .又f ()-x >1,∴当x >0时,0<f (x )<1, 令x 2>x 1,则x 2-x 1>0,∴f ()x 1f ()x 2-x 1=f ()x 2, 即f ()x 2f ()x 1=f ()x 2-x 1∈()0,1, ∴f (x )在R 上单调递减,又f ()a n +1f ⎝ ⎛⎭⎪⎫11+a n =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +1+11+a n =1=f (0), ∴a n +1=-11+a n,令n =1,a 2=-12;令n =2,a 3=-2;令n =3,a 4=1,∴数列{a n }是以3为周期的周期数列,∴a 2 016=a 3=-2,a 2 017=a 1=1,a 2 018=a 2=-12,a 2 019=a 3=-2,a 2 020=a 1=1,∵f (x )在R 上单调递减, ∴f ()-2>f ⎝⎛⎭⎫-12>f (1), ∴f ()a 2 016>f ()a 2 018,f ()a 2 017=f ()a 2 020, f ()a 2 018<f ()a 2 019,f ()a 2 016=f ()a 2 019.15.定义:若函数f (x )的定义域为R ,且存在非零常数T ,对任意x ∈R ,f (x +T )=f (x )+T 恒成立,则称f (x )为线周期函数,T 为f (x )的线周期.若φ(x )=sin x +kx 为线周期函数,则k 的值为________. 答案 1解析 若φ(x )=sin x +kx 为线周期函数, 则满足对任意x ∈R ,φ(x +T )=φ(x )+T 恒成立, 即sin(x +T )+k (x +T )=sin x +kx +T , 即sin(x +T )+kT =sin x +T则⎩⎪⎨⎪⎧sin (x +T )=sin x ,kT =T ,所以k =1.16.(2019·绍兴质检)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x -3,x <0,x 2,x ≥0,若a >0,b <0,且f (a )=f (b ),则f (a+b )的取值范围是____________. 答案 [-1,+∞)解析 作图,则a >0,b <-32,且-2b -3=a 2,得b =-a 2-32,则a >0时,t =a +b =a +-a 2-32=-12(a -1)2-1∈(-∞,-1],故f (a +b )=-2t -3∈[-1,+∞).。