2019版二轮复习数学通用版:专题跟踪检测 数 列 Word版含解析
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姓名,年级:时间:课时跟踪检测(十一)“专题三”补短增分(综合练)A组——易错清零练1.(2018·洛阳模拟)已知球O与棱长为4的正四面体的各棱相切,则球O的体积为() A。
错误!π B.错误!πC。
错误!πD.错误!π解析:选A 将正四面体补成正方体,则正四面体的棱为正方体面上的对角线,因为正四面体的棱长为4,所以正方体的棱长为2错误!.因为球O与正四面体的各棱都相切,所以球O为正方体的内切球,即球O的直径为正方体的棱长2错误!,则球O的体积V=错误!πR3=错误!π,故选A.2。
(2018·成都模拟)如图,一个三棱锥的三视图均为直角三角形.若该三棱锥的顶点都在同一个球面上,则该球的表面积为( )A.4πB.16πC.24πD.25π解析:选 C 由三视图知该几何体是一个三条侧棱两两垂直的三棱锥,三条侧棱长分别为2,2,4,将该三棱锥补成一个长方体,可知该三棱锥的外接球直径就是长方体的体对角线,所以外接球直径2R=错误!=2错误!,则R=错误!,故该球的表面积为4πR2=24π,故选C。
3.(2018·陕西模拟)《九章算术》中,将底面是直角三角形的直三棱柱称为“堑堵".已知某“堑堵”的三视图如图所示,俯视图中间的实线平分矩形的面积,则该“堑堵”的侧面积为()A.2 B.4+22C.4+4错误!D.4+6错误!解析:选C 由三视图知,该几何体是直三棱柱ABC.A1B1C1,其中AB=AA1=2,BC=AC=错误!,∠C=90°,其直观图如图所示,侧面为三个矩形,故该“堑堵”的侧面积S=(2+2错误!)×2=4+4错误!,故选C。
4.(2018·湖南长郡中学月考)正方体的8个顶点中,有4个恰是正四面体的顶点,则正方体与正四面体的表面积之比为________.解析:如图,设正方体的棱长为a,则正方体的表面积为S1=6a2.正四面体PABC的边长为错误!=错误!a,则其表面积为S2=4×错误!×2a×2 a×sin60°=2错误!a2。
——教学资料参考参考范本——2019-2020学年度高三理科数学二轮复习跟踪强化训练:21Word版含解析______年______月______日____________________部门一、选择题1.(20xx·贵阳一中适应性考试)已知l为平面α内的一条直线,α,β表示两个不同的平面,则“α⊥β”是“l⊥β”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l为平面α内的一条直线且l⊥β,则α⊥β,反过来则不一定成立,所以“α⊥β”是“l⊥β”的必要不充分条件,故选B.[答案] B2.(20xx·福建泉州模拟)设a,b是互不垂直的两条异面直线,则下列命题成立的是( )A.存在唯一直线l,使得l⊥a,且l⊥bB.存在唯一直线l,使得l∥a,且l⊥bC.存在唯一平面α,使得a⊂α,且b∥αD.存在唯一平面α,使得a⊂α,且b⊥α[解析] 过直线a上一点,作b的平行线c,则直线a,c确定一个平面,易证垂直于该平面的直线同时垂直于直线a和b,由于这样的直线有无数条,故A错误;由空间两直线夹角的定义易证,若l∥a且l⊥b,则b⊥a,故B错;过直线a上一点作b的平行线n,记a,n确定的平面为a,显然b∥α,即存在性成立,假设存在平面α,β,使得a⊂α,a⊂β,且b∥α,b∥β,则α∩β=a,所以b∥a,与题意矛盾,故唯一性成立,故C正确;假设存在平面α,使得a⊂α,且b⊥α,则b⊥a,与题意矛盾,故D错误 .[答案] C3.(20x x·宁波统考)已知m,n为异面直线,m⊥平面α,n⊥平面β.直线l满足l⊥m,l⊥n,l⊄α,l⊄β,则( )A.α∥β且l∥αB.α⊥β且l⊥βC.α与β相交,且交线垂直于lD.α与β相交,且交线平行于l[解析] 因为m⊥α,l⊥m,l⊄α,所以l∥α.同理可得l∥β.又因为m,n为异面直线,所以α与β相交,且l平行于它们的交线.故选D.[答案] D4.已知a,b,l表示空间中三条不同的直线,α,β,γ表示空间中三个不同的平面,则下列四个命题中正确的命题序号为( )①若a⊥α,b⊥β,l⊥γ,a∥b∥l,则α∥β∥γ;②若α⊥γ,β⊥γ,且α∩β=l,则l⊥γ;③若a⊂α,b⊂β,α∩β=a,l⊥a,l⊥b,则l⊥β;④若a,b为异面直线,a⊥α,b⊥β,l⊥a,l⊥b,l⊄α,l⊄β,则α与β相交,且交线平行于l.A.①②④ B.①②③C.②③④ D.①③④[解析] 对于①,a,b,l就相当于平面α,β,γ的法线,因为a∥b∥l,所以α∥β∥γ,所以①正确;显然②是正确的;对于③,若a∥b,由线面垂直的判定定理可知,直线l不一定垂直于β,只有当a与b相交时,l⊥β,所以③不正确;对于④,由a⊥α,l⊥a,且l⊄α,得l∥α.又b⊥β,l⊥b,l⊄β,所以l∥β.由直线a,b为异面直线,且a⊥α,b⊥β,得α与β相交,否则a∥b,与a,b异面矛盾,故α与β相交,且交线平行于l,所以④正确.[答案] A5.(20xx·全国卷Ⅰ)平面α过正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m,n 所成角的正弦值为( )A. B. C. D.1 3[解析] 因为过点A的平面α与平面CB1D1平行,平面ABCD∥平面A1B1C1D1,所以m∥B1D1∥BD,又A1B∥平面CB1D1,所以n∥A1B,则BD与A1B所成的角为所求角,所以m,n所成角的正弦值为,选A.[答案] A6.(20xx·温州十校联考)如图,点E为正方形ABCD边CD上异于点C,D的动点,将△ADE沿AE翻折成△SAE,使得平面SAE⊥平面ABCE,则下列三种说法中正确的个数是( )①存在点E使得直线SA⊥平面SBC;②平面SBC内存在直线与SA平行;③平面ABCE内存在直线与平面SAE平行.A.0 B.1 C.2 D.3[解析] 由题图,得SA⊥SE,若存在点E使得直线SA⊥平面SBC,则SA⊥SB,SA⊥SC,则SC,SB,SE三线共面,则点E与点C重合,与题设矛盾,故①错误;因为SA与平面SBC相交,所以在平面SBC内不存在直线与SA平行,故②错误;显然,在平面ABCE内,存在直线与AE平行,由线面平行的判定定理得平面ABCE内存在直线与平面SAE平行,故③正确.选B.[答案] B二、填空题7.(20xx·定州二模)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,E为AD的中点,点F在CD上,若EF∥平面AB1C,则EF=________.[解析] 根据题意,因为EF∥平面AB1C,EF⊂平面ABCD,平面ABCD∩平面AB1C=AC,所以EF∥AC.又E是AD的中点,所以F是CD 的中点.因为在Rt△DEF中,DE=DF=1,故EF=.[答案] 28.(20xx·云南省11校高三调研)已知m,n是两条不同的直线,α,β为两个不同的平面,有下列四个命题:①若α⊥β,m⊂α,n⊂β,则m⊥n;②若m⊥α,n⊥β,m⊥n,则α⊥β;③若m∥α,n∥β,m∥n,则α∥β;④若m⊥α,n∥β,α∥β,则m⊥n.其中所有正确命题的序号是________.[解析] 对于①,当两个平面互相垂直时,分别位于这两个平面内的两条直线未必垂直,因此①不正确.对于②,依据结论“由空间一点向一个二面角的两个半平面(或半平面所在平面)引垂线,这两条垂线所成的角与这个二面角的平面角相等或互补”可知②正确.对于③,分别与两条平行直线平行的两个平面未必平行,因此③不正确.对于④,由n∥β得,在平面β内必存在直线n1平行于直线n;由m⊥α,α∥β得m⊥β,m⊥n1;又n1∥n,因此有m⊥n,④正确.综上所述,所有正确命题的序号是②④.[答案] ②④9.(20xx·运城一模)在△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,AC=1,M为AB的中点,将△BCM沿CM折起,使点A,B间的距离为,则点M到平面ABC的距离为________.[解析] 在平面图形中,由已知得AB=2,AM=BM=MC=1,BC=,∴△AMC为等边三角形,取CM的中点D,连接AD,则AD⊥CM,设AD 的延长线交BC于E,则AD=,DE=,CE=.根据题意知,折起后的图形如图所示,由BC2=AC2+AB2,知∠BAC=90°,又cos∠ECA=,连接AE,则AE2=CA2+CE2-2CA·CEcos∠ECA=,于是AC2=AE2+CE2,∴∠AEC=90°,∴AE⊥BC.∵AD2=AE2+ED2,∴AE⊥DE,又BC,DE⊂平面BCM,BC∩DE=E,∴AE⊥平面BCM,即AE是三棱锥A-BCM 的高,设点M到平面ABC的距离为h,∵S△BCM=,AE=,所以由VA -BCM=VM-ABC,可得××=×××1×h,∴h=.[答案] 1 2三、解答题10.(20xx·江苏卷)如图,在三棱锥A-BCD中,AB⊥AD,BC⊥BD,平面ABD⊥平面BCD,点E,F(E与A,D不重合)分别在棱AD,BD上,且EF⊥AD.求证:(1)EF∥平面ABC;(2)AD⊥AC.[证明] (1)在平面ABD内,因为AB⊥AD,EF⊥AD,所以EF∥AB.又因为EF⊄平面ABC,AB⊂平面ABC,所以EF∥平面ABC.(2)因为平面ABD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD,BC⊂平面BCD,BC⊥BD,所以BC⊥平面ABD.因为AD⊂平面ABD,所以BC⊥AD.又AB⊥AD,BC∩AB=B,AB⊂平面ABC,BC⊂平面ABC,所以AD⊥平面ABC.又因为AC⊂平面ABC,所以AD⊥AC.11.(20xx·南昌摸底)在三棱柱ABC-A1B1C1中,侧面ABB1A1为矩形,AB=1,AA1=,D为AA1的中点,BD与AB1交于点O,CO⊥侧面ABB1A1.(1)证明:BC⊥AB1;(2)若OC=OA,求直线C1D与平面ABC所成角的正弦值.[解] (1)证明:由题意,tan∠ABD==,tan∠AB1B==,由图可知0<∠ABD,∠AB1B<,所以∠ABD=∠AB1B,所以∠ABD+∠BAB1=∠AB1B+∠BAB1=,所以AB1⊥BD,又CO⊥侧面ABB1A1,∴AB1⊥CO.又BD与CO交于点O,所以AB1⊥平面CBD,又因为BC ⊂平面CBD ,所以BC⊥AB1.(2)如图,以O 为原点,分别以OD ,OB1,OC 所在的直线为x ,y ,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系O -xyz ,则A ,B ,C ,B1,D ,又因为=2,所以C1.所以=,=,DC1→=.设平面ABC 的法向量为n =(x ,y ,z),则根据可得⎝ ⎛ -63x +33y =0,33y +33z =0.令x =1,则y =,z =-, 所以n =(1,,-)是平面ABC 的一个法向量,设直线C1D 与平面ABC 所成角为α,则sin α==.12.(20xx·贵州省××市高三监测)如图所示,该几何体由一个直三棱柱ADE -BCF 和一个正四棱锥P -ABCD 组合而成,AD⊥AF,AE =AD =2.(1)证明:平面PAD⊥平面ABFE ;(2)若正四棱锥P -ABCD 的高为1,求二面角C -AF -P 的余弦值.[解] (1)证明:∵直三棱柱ADE -BCF 中,AB⊥平面ADE ,∴AB ⊥AD ,又AD ⊥AF ,AB ∩AF =A ,∴AD ⊥平面ABFE ,∵AD ⊂平面PAD ,∴平面PAD ⊥平面ABFE.(2)∵AD∥BC,AD⊥平面ABFE ,∴BC⊥平面ABFE ,且AB⊥BF,建立以B 为坐标原点,BA ,BF ,BC 所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴的空间直角坐标系,如图所示.∵正四棱锥P -ABCD 的高为1,AE =AD =2,∴A(2,0,0),E(2,2,0),F(0,2,0),C(0,0,2),P(1,-1,1), ∴=(-2,2,0),=(0,2,-2),=(1,1,-1),设n1=(x1,1,z1)是平面ACF 的一个法向量,则n1⊥,n1⊥,∴即⎩⎪⎨⎪⎧ -2x1+2=0,2-2z1=0,解得x1=1,z1=1,即n1=(1,1,1).设n2=(x2,1,z2)是平面PAF 的一个法向量,则n2⊥,n2⊥,∴即⎩⎪⎨⎪⎧ -2x2+2=0,x2+1-z2=0,解得x2=1,z2=2,即n2=(1,1,2).∴cos 〈n1,n2〉===,又二面角C -AF -P 是锐角,∴二面角C -AF -P 的余弦值是.。
跟踪强化训练(三十三)1.(2018·四川乐山一模)已知函数f (x )=|2x -1|-|x +2|.(1)求不等式f (x )>0的解集;(2)若存在x 0∈R ,使得f (x 0)+2a 2<4a ,求实数a 的取值范围.[解] (1)函数f (x )=|2x -1|-|x +2|=⎩⎪⎨⎪⎧ -x +3,x <-2,-3x -1,-2≤x ≤12,x -3,x >12令f (x )=0,求得x =-13或x =3, 故不等式f (x )>0的解集为⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |x <-13或x >3. (2)若存在x 0∈R ,使得f (x 0)+2a 2<4a ,即f (x 0)<4a -2a 2有解,由(1)可得f (x )的最小值为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=-3×12-1 =-52,故-52<4a -2a 2,求得-12<a <52.所以a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,52. 2.设函数f (x )=|x -a |+x .(1)当a =2时,求函数f (x )的值域;(2)若g (x )=|x +1|,求不等式g (x )-2>x -f (x )恒成立时a 的取值范围.[解] (1)由题意得,当a =2时,f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x -2,x ≥2,2,x <2. ∵f (x )在[2,+∞)上单调递增,且f (2)=2,∴f (x )的值域为[2,+∞).(2)由g (x )=|x +1|,不等式g (x )-2>x -f (x )恒成立, 得|x +1|+|x -a |>2恒成立,即(|x +1|+|x -a |)min >2.而|x +1|+|x -a |≥|(x +1)-(x -a )|=|1+a |,∴|1+a |>2,解得a >1或a <-3,故a 的取值范围为(-∞,-3)∪(1,+∞).3.(2018·江西南昌一模)已知函数f (x )=|2x -a |+|x -1|.(1)若不等式f (x )≤2-|x -1|有解,求实数a 的取值范围;(2)当a <2时,函数f (x )的最小值为3,求实数a 的值.[解] (1)由题意f (x )≤2-|x -1|,即为⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a 2+|x -1|≤1.而由绝对值的几何意义知⎪⎪⎪⎪⎪⎪x -a 2+|x -1|≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪a 2-1, 由不等式f (x )≤2-|x -1|有解,∴⎪⎪⎪⎪⎪⎪a 2-1≤1,即0≤a ≤4. ∴实数a 的取值范围是[0,4].(2)函数f (x )=|2x -a |+|x -1|的零点为a 2和1,当a <2时知a 2<1,∴f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ -3x +a +1,x <a 2x -a +1,a 2≤x ≤13x -a -1,x >1由图可知f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,a 2上单调递减,在⎣⎢⎡⎭⎪⎫a 2,+∞上单调递增, ∴f (x )min =f ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2=-a 2+1=3, 得a =-4<2(合题意),即a =-4.4.(2018·江西赣州一模)设a 、b 为正实数,且1a +1b =2 2.(1)求a 2+b 2的最小值;(2)若(a -b )2≥4(ab )3,求ab 的值.[解] (1)由22=1a +1b ≥21ab 得ab ≥12,当a =b =22时取等号.故a 2+b 2≥2ab ≥1,当a =b =22时取等号. 所以a 2+b 2的最小值是1.(2)由1a +1b =22可得a +b =22ab ,∵(a -b )2=(a +b )2-4ab =8a 2b 2-4ab ≥4(ab )3, ∴(ab )2-2ab +1≤0,即(ab -1)2≤0, ∴ab -1=0,即ab =1.。
2019-2020学年度最新高三理科数学二轮复习跟踪强化训练:5 Word版含解析1.[直接法](2017·济南二模)某班有6位学生与班主任老师毕业前夕留影,要求班主任站在正中间且女生甲、乙不相邻,则排法的种数为()A.96 B.432 C.480 D.528[解析]当甲、乙在班主任两侧时,甲、乙两人有3×3×2种排法,共有3×3×2×24种排法;当甲乙在班主任同侧时,有4×24种排法,因此共有排法3×3×2×24+4×24=528(种).[答案] D2.[直接法](原创题)数学家欧拉在1765年提出定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.这条直线被后人称为三角形的“欧拉线”.在△ABC中,AB=AC=5,点B(-1,3),C(3,-1),且其“欧拉线”与圆x2+(y-2)2=r2相切,则该圆的面积为()A.π B.2π C.4π D.5π[解析]依题意,△ABC的外心、重心、垂心均在边BC的垂直平分线上,BC的中点为M(1,1),直线BC的斜率为-1,因此△ABC 的“欧拉线”方程是y-1=x-1,即x-y=0.圆心(0,2)到直线x-y =0的距离d=r=2=2,则该圆的面积为πr2=2π.2[答案] B3.[特例法]计算tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+αcos2α2cos 2⎝ ⎛⎭⎪⎫π4-α=( )A .-2B .2C .-1D .1[解析] 取α=π12,则原式=tan ⎝ ⎛⎭⎪⎫π4+π12cosπ62cos 2⎝⎛⎭⎪⎫π4-π12=3×322×34=1.故选D.[答案] D4.[特例法]已知O 是锐角△ABC 的外接圆圆心,∠A =60°,cos B sin C ·AB →+cos C sin B·AC →=2m ·AO →,则m 的值为( ) A.32 B. 2 C .1 D.12[解析] 如图,当△ABC 为正三角形时,A =B =C =60°,取D 为BC 的中点,AO →=23AD →,则有13AB →+13AC →=2m·AO →,∴13(AB →+AC →)=2m ×23AD →,∴13·2AD →=43mAD →,∴m =32.故选A. [答案] A5.[排除法](2017·重庆一诊)若过点P (1-a,1+a )和Q (3,2a )的直线的倾斜角为钝角,则实数a 的取值范围是( )A .(-2,1)B .(-1,2)C .(-∞,0)D .(-∞,-2)∪(1,+∞)[解析] 当a =0时,P (1,1),Q (3,0),因为k PQ =0-13-1=-12<0,此时过点P (1,1),Q (3,0)的直线的倾斜角为钝角,排除C ,D ;当a =1时,P (0,2),Q (3,2),因为k PQ =0,不符合题意,排除B ,选A.[答案] A6.[排除法](2017·武汉汉中二检)函数f (x )=sin2x +e ln|x |图象的大致形状是( )[解析] 因为f (x )=sin2x +e ln|x |,所以f (-x )=-sin2x +e ln|x |. 显然f (-x )≠f (x )且f (-x )≠-f (x ),所以函数f (x )为非奇非偶函数,可排除A ,C.由f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-π4=-1+π4<0,可排除D.选B.[答案] B7.[图解法]已知非零向量a ,b ,c 满足a +b +c =0,向量a ,b 的夹角为120°,且|b |=2|a |,则向量a 与c 的夹角为( )A .60°B .90°C .120°D .150°[解析] 如图,因为〈a ,b 〉=120°,|b |=2|a |,a +b +c =0,所以在△OBC 中,BC 与CO 的夹角为90°,即a 与c 的夹角为90°.[答案] B8.[图解法](2017·东北三校联考)函数f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|+2cosπx (-2≤x ≤4)的所有零点之和等于( )A .2B .4C .6D .8[解析] 由f (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|+2cosπx =0,得⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|=-2cosπx , 令g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|(-2≤x ≤4),h (x )=-2cosπx (-2≤x ≤4),又因为g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1,1≤x ≤4,2x -1,-2≤x <1.在同一坐标系中分别作出函数g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|(-2≤x ≤4)和h (x )=-2cosπx (-2≤x ≤4)的图象(如图),由图象可知,函数g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|关于x =1对称,又x =1也是函数h (x )=-2cosπx (-2≤x ≤4)的对称轴,所以函数g (x )=⎝ ⎛⎭⎪⎫12|x -1|(-2≤x ≤4)和h (x )=-2cosπx (-2≤x ≤4)的交点也关于x =1对称,且两函数共有6个交点,所以所有零点之和为6.[答案] C9.[估算法]图中阴影部分的面积S是h的函数(0≤h≤H),则该函数的大致图象是()[解析]由题图知,随着h的增大,阴影部分的面积S逐渐减小,且减小得越来越慢,结合选项可知选B.[答案] B10.[估算法]已知三棱锥S-ABC的所有顶点都在球O的球面上,△ABC是边长为1的正三角形,SC为球O的直径,且SC=2,则此棱锥的体积是()A.36 B.26 C.23 D.22[解析]容易得到△ABC的面积为34,而三棱锥的高一定小于球的直径2,所以V<13×34×2=36,立即排除A、C、D,答案选B.[答案] B11.[概念辨析法](2017·南昌一模)已知α,β均为第一象限角,那么“α>β”是“sin α>sin β”的( )A .充要条件B .充分不必要条件C .必要不充分条件D .既不充分也不必要条件[解析] 若α=2π+π6,β=π6,α>β,但sin α=sin β,若α=π3,β=2π+π6,sin α>sin β,但此时α>β不成立,因而“α>β”是“sin α>sin β”的既不充分也不必要条件.[答案] D12.[概念辨析法](2017·襄阳调研)非空集合A 中的元素个数用(A )表示,定义(A -B )=⎩⎪⎨⎪⎧(A )-(B ),(A )≥(B ),(B )-(A ),(A )<(B ).若A ={-1,0},B ={x ||x 2-2x -3|=a },且(A -B )≤1,则实数a 的所有可能取值为( )A .{a |a ≥4}B .{a |a >4或a =0}C .{a |0≤a ≤4}D .{a |a ≥4或a =0}[解析] 因为A ={-1,0},所以集合A 中有2个元素,即(A )=2.因为B ={x ||x 2-2x -3|=a },所以(B )就是函数f (x )=|x 2-2x -3|的图象与直线y =a 的交点个数,作出函数f (x )的图象如图所示.由图可知,(B)=0或(B)=2或(B)=3或(B)=4.①当(A)≥(B)时,又(A-B)≤1,则(B)≥(A)-1,所以(B)≥1,又(A)≥(B),所以1≤(B)≤2,所以(B)=2,由图可知,a=0或a>4;②当(A)<(B)时,又(A-B)≤1,则(B)≤(A)+1,即(B)≤3,又(A)<(B),所以2<(B)≤3,所以(B)=3,由图可知,a=4.综上所述,a=0或a≥4,故选D.[答案] D。
——教学资料参考参考范本——2019-2020学年度高三理科数学二轮复习跟踪强化训练:8Word版含解析______年______月______日____________________部门一、选择题1.(20xx·河南濮阳检测)函数f(x)=log2(1-2x)+的定义域为( )A.B.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,12C .(-1,0)∪D .(-∞,-1)∪⎝⎛⎭⎪⎫-1,12[解析] 要使函数有意义,需满足解得x<且x≠-1,故函数的定义域为(-∞,-1)∪.[答案] D2.(20xx·山东潍坊质检)下列函数中,既是偶函数,又在(0,1)上单调递增的是( )A .y =|log3x|B .y =x3C .y =e|x|D .y =cos|x|[解析] A 中函数是非奇非偶函数,B 中函数是奇函数,D 中函数在(0,1)上单调递减,均不符合要求,只有C 正确.[答案] C3.(20xx·湖北襄阳三模)已知函数f(x)=则f(2)=( ) A. B .- C .-3 D .3[解析] 由题意,知f(2)=f(1)+1=f(0)+2=cos0+2=3,故选D.[答案] D4.(20xx·太原阶段测评)函数y=x+1的图象关于直线y=x对称的图象大致是( )[解析] 因为y=x+1的图象过点(0,2),且在R上单调递减,所以该函数关于直线y=x对称的图象恒过点(2,0),且在定义域内单调递减,故选A.[答案] A5.(20xx·石家庄高三检测)若函数y=f(2x+1)是偶函数,则函数y=f(x)的图象的对称轴方程是( )A.x=1 B.x=-1C.x=2 D.x=-2[解析] ∵f(2x+1)是偶函数,∴f(2x+1)=f(-2x+1)⇒f(x)=f(2-x),∴f(x)图象的对称轴为直线x=1,故选A.[答案] A6.(20xx·天津卷)已知奇函数f(x)在R上是增函数,g(x)=xf(x).若a=g(-log25.1),b=g(20.8),c=g(3),则a,b,c的大小关系为( )A.a<b<c B.c<b<aC.b<a<c D.b<c<a[解析] 奇函数f(x)在R上是增函数,当x>0时,f(x)>f(0)=0,当x1>x2>0时,f(x1)>f(x2)>0,∴x1f(x1)>x2f(x2),∴g(x)在(0,+∞)上单调递增,且g(x)=xf(x)是偶函数,∴a=g(-log25.1)=g(log25.1),2<log25.1<3,1<20.8<2,由g(x)在(0,+∞)上单调递增,得g(20.8)<g(log25.1)<g(3),∴b<a<c,故选C.[答案] C7.(20xx·山西四校二次联考)“a≤0”是“函数f(x)=|(ax-1)x|在(0,+∞)内单调递增”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] 本题考查充要条件的判定、函数的图象与性质.当a=0时,f(x)=|x|在(0,+∞)上单调递增;当a<0时,由f(x)=|(ax-1)x|=0得x=0或x=<0,结合图象知f(x)在(0,+∞)上单调递增,所以充分性成立,反之必要性也成立.综上所述,“a≤0”是“f(x)=|(ax-1)x|在(0,+∞)上单调递增”的充要条件,故选C.[答案] C8.(20xx·山西太原二模)函数f(x)=的图象大致为( )[解析] 函数f(x)=的定义域为(-∞,1)∪(1,+∞),且图象关于x=1对称,排除B,C.取特殊值,当x=时,f(x)=2ln<0,故选D.[答案] D9.(20xx·福建漳州质检)已知函数f(x)=有最小值,则实数a 的取值范围是( )A.(4,+∞) B.[4,+∞)C.(-∞,4] D.(-∞,4)[解析] 由题意,知当x>0时,f(x)=x+≥2 =4,当且仅当x =2时取等号;当x≤0时,f(x)=2x+a∈(a,1+a],因此要使f(x)有最小值,则必须有a≥4,故选B.[答案] B10.(20xx·浙江杭州一模)已知定义在R上的函数f(x),对任意x∈R,都有f(x+4)=f(x)+f(2)成立,若函数y=f(x+1)的图象关于直线x=-1对称,则f(20xx)的值为( )A.20xx B.-20xx C.0 D.4[解析] 依题意得,函数y=f(x)的图象关于直线x=0对称,因此函数y=f(x)是偶函数,且f(-2+4)=f(-2)+f(2),即f(2)=f(2)+f(2),所以f(2)=0,所以f(x+4)=f(x),即函数y=f(x)是以4为周期的函数,f(20xx)=f(4×504+2)=f(2)=0.[答案] C11.如图,过单位圆O上一点P作圆O的切线MN,点Q为圆O上一动点,当点Q由点P逆时针方向运动时,设∠POQ=x,弓形PRQ的面积为S,则S=f(x)在x∈[0,2π]上的大致图象是( ) [解析] 解法一:S=f(x)=S扇形PRQ+S△POQ=(2π-x)·12+sinx=π-x+sinx,则f′(x)=(cosx-1)≤0,所以函数S=f(x)在[0,2π]上为减函数,当x=0和x=2π时,分别取得最大值与最小值.又当x从0逐渐增大到π时,cosx逐渐减小,切线斜率逐渐减小,曲线越来越陡;当x从π逐渐增大到2π时,cosx逐渐增大,切线斜率逐渐增大,曲线越来越平缓.结合选项可知,B正确.解法二:特值法:x=π时,f(x)=,排除C、D,x=时,f(x)=+>,选B.[答案] B12.(20xx·大连模拟)已知函数f(x)=x2+ex-(x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)的图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是( )A. B .(-∞,)C.D.⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫-e ,1e [解析] 由题意知,设x0∈(-∞,0),使得f(x0)=g(-x0), 即x +ex0-=(-x0)2+ln(-x0+a), ∴ex0-ln(-x0+a)-=0.令y1=ex -,y2=ln(-x +a),要使得函数图象的交点A 在y 轴左侧,如图,则lna<=lne ,∴a<e.[答案] B 二、填空题13.(20xx·石家庄质检)函数y =3x -1)的定义域为________. [解析] 本题考查函数的定义域.由题意得3x -1≥0,,3x -1>0,))解得<x≤,即函数的定义域为.[答案] ⎝ ⎛⎦⎥⎤13,2314.(20xx·安徽蚌埠二模)函数f(x)=是奇函数,则实数a =________.[解析] 解法一:函数的定义域为{x|x≠0},f(x)==x ++a +2. 因函数f(x)是奇函数,则f(-x)=-f(x), 即-x -+a +2=-=-x --(a +2), 则a +2=-(a +2),即a +2=0,则a =-2.解法二:由题意知f(1)=-f(-1),即3(a +1)=a -1,得a =-2,将a =-2代入f(x)的解析式,得f(x)=,经检验,对任意x∈(-∞,0)∪(0,+∞),都满足f(-x)=-f(x),故a =-2.[答案] -215.(20xx·全国卷Ⅲ)设函数f(x)=则满足f(x)+f>1的x 的取值范围是________.[解析] ①当x>时,x ->0, ∴f(x)+f =2x +2x ->2, ∴f(x)+f>1恒成立. ②当0<x ≤时,x -≤0,f(x)+f =2x +x -+1=2x +x +>1恒成立.③当x ≤0时,f(x)=x +1,f =x -+1=x +, ∵f(x)+f>1, ∴x +1+x +>1, 解得x>-,即-<x≤0. 综上,x>-.[答案] ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14,+∞16.(20xx·河南许昌二模)已知函数f(x)=的最大值为M ,最小值为m ,则M +m 等于________.[解析] f(x)==2+,设g(x)=,则g(-x)=-g(x)(x∈R), ∴g(x)为奇函数,∴g(x)max +g(x)min =0. ∵M =f(x)max =2+g(x)max ,m =f(x)min =2+g(x)min ,∴M+m=2+g(x)max+2+g(x)min=4. [答案] 4。
(通用版)2019年高考数学二轮复习 课时跟踪检测(二十三)理一、选择题1.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +6,x ≥0,x +6,x <0,则不等式f (x )>f (1)的解集是( )A .(-3,1)∪(3,+∞)B .(-3,1)∪(2,+∞)C .(-1,1)∪(3,+∞)D .(-∞,-3)∪(1,3)解析:选A 由题意得,f (1)=3,所以f (x )>f (1),即f (x )>3.当x <0时,x +6>3,解得-3<x <0;当 x ≥0时,x 2-4x +6>3,解得x >3或0≤x <1.综上,不等式的解集为(-3,1)∪(3,+∞).2.在R 上定义运算:x ⊗y =x (1-y ).若不等式(x -a )⊗(x -b )>0的解集是(2,3),则a +b =( )A .1B .2C .4D .8解析:选C 由题知(x -a )⊗(x -b )=(x -a )[1-(x -b )]>0,即(x -a )[x -(b +1)]<0,由于该不等式的解集为(2,3),所以方程(x -a )[x -(b +1)]=0的两根之和等于5,即a +b +1=5,故a +b =4.3.已知正数a ,b 的等比中项是2,且m =b +1a ,n =a +1b,则m +n 的最小值是( )A .3B .4C .5D .6解析:选C 由正数a ,b 的等比中项是2,可得ab =4,又m =b +1a ,n =a +1b,所以m+n =a +b +1a +1b =a +b +a +b ab =54(a +b )≥54×2ab =5,当且仅当a =b =2时等号成立,故m +n 的最小值为5.4.(2017·合肥质检)设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≥-1,x +y ≤4,y ≥2,则目标函数z =x +2y 的最大值为( )A .5B .6 C.132D .7解析:选C 作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,由图易知,当直线z =x +2y 经过直线x -y =-1与x +y=4的交点,即⎝ ⎛⎭⎪⎫32,52时,z 取得最大值,z max =32+2×52=132,故选C. 5.(2017·全国卷Ⅲ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y -6≤0,x ≥0,y ≥0,则z =x -y 的取值范围是( )A .[-3,0]B .[-3,2]C .[0,2]D .[0,3]解析:选B 作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示,作出直线l 0:y =x ,平移直线l 0,当直线z =x -y 过点A (2,0)时,z 取得最大值2,当直线z =x -y 过点B (0,3)时,z 取得最小值-3, 所以z =x -y 的取值范围是[-3,2].6.(2017·全国卷Ⅱ)设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧2x +3y -3≤0,2x -3y +3≥0,y +3≥0,则z =2x +y 的最小值是( )A .-15B .-9C .1D .9解析:选A 作出不等式组表示的可行域如图中阴影部分所示.易求得可行域的顶点A (0,1),B (-6,-3),C (6,-3),当直线z =2x +y 过点B (-6,-3)时,z 取得最小值,z min =2×(-6)-3=-15.7.已知a >0,b >0,c >0,且a 2+b 2+c 2=4,则ab +bc +ac 的最大值为( ) A .8 B .4 C .2D .1解析:选B ∵a 2+b 2+c 2=4,∴2ab +2bc +2ac ≤(a 2+b 2)+(b 2+c 2)+(a 2+c 2)=2(a 2+b 2+c 2)=8,∴ab +bc +ac ≤4(当且仅当a =b =c =233时等号成立),∴ab +bc +ac 的最大值为4.8.(2017·惠州调研)已知实数x ,y 满足:⎩⎪⎨⎪⎧x +3y +5≥0,x +y -1≤0,x +a ≥0,若z =x +2y 的最小值为-4,则实数a =( )A .1B .2C .4D .8解析:选B 作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,当直线z =x +2y 经过点C ⎝⎛⎭⎪⎫-a ,a -53时,z 取得最小值-4,所以-a +2·a -53=-4,解得a =2,故选B.9.当x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x +2y ≤2,y -4≤x ,x -7y ≤2时,-2≤kx-y ≤2恒成立,则实数k 的取值范围是( )A .[-1,1]B .[-2,0]C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-15,35D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-15,0解析:选D 作出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,设z =kx -y ,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +2y =2,y -4=x ,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-2,y =2,即B (-2,2),由⎩⎪⎨⎪⎧x +2y =2,x -7y =2,得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =0,即C (2,0),由⎩⎪⎨⎪⎧y -4=x ,x -7y =2,得⎩⎪⎨⎪⎧x =-5,y =-1,即A (-5,-1),要使不等式-2≤kx -y ≤2恒成立,则⎩⎪⎨⎪⎧-2≤-2k -2≤2,-2≤2k ≤2,-2≤-5k +1≤2,即⎩⎪⎨⎪⎧-2≤k ≤0,-1≤k ≤1,-15≤k ≤35,所以-15≤k ≤0,故选D.10.某企业生产甲、乙两种产品均需用A ,B 两种原料,已知生产1吨每种产品所需原料及每天原料的可用限额如表所示,如果生产1吨甲、乙产品可获利润分别为3万元、4万元,则该企业每天可获得的最大利润为( )甲 乙 原料限额 A (吨) 3 2 12 B (吨)128A.12万元C .17万元D .18万元解析:选D 设该企业每天生产甲产品x 吨,乙产品y 吨,每天获得的利润为z 万元, 则有z =3x +4y ,由题意得x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧3x +2y ≤12,x +2y ≤8,x ≥0,y ≥0,作出可行域如图中阴影部分所示,根据线性规划的有关知识,知当直线z =3x +4y 过点B (2,3)时,z 取最大值18,故该企业每天可获得的最大利润为18万元.11.若两个正实数x ,y 满足1x +4y =1,且不等式x +y 4<m 2-3m 有解,则实数m 的取值范围是( )A .(-1,4)B .(-∞,-1)∪(4,+∞)C .(-4,1)D .(-∞,0)∪(3,+∞) 解析:选B 由题可知,1=1x +4y ≥24xy=4xy,即xy ≥4,于是有m 2-3m >x +y4≥xy≥4,故m 2-3m >4,化简得(m +1)(m -4)>0,解得m <-1或m >4,即实数m 的取值范围为(-∞,-1)∪(4,+∞).12.(2017·天津高考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-x +3,x ≤1,x +2x,x >1.设a ∈R ,若关于x 的不等式f (x )≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪x2+a 在R 上恒成立,则a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-4716,2 B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-4716,3916 C .[-23,2]D.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-23,3916 解析:选A 法一:根据题意,作出f (x )的大致图象,如图所示.当x ≤1时,若要f (x )≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪x2+a 恒成立,结合图象,只需x 2-x +3≥-⎝ ⎛⎭⎪⎫x 2+a ,即x 2-x 2+3+a ≥0,故对于方程x 2-x 2+3+a =0,Δ=⎝ ⎛⎭⎪⎫-122-4(3+a )≤0,解得a ≥-4716;当x >1时,若要f (x )≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 2+a 恒成立,结合图象,只需x +2x ≥x 2+a ,即x 2+2x ≥a ,又x 2+2x ≥2,当且仅当x 2=2x,即x =2时等号成立,所以a ≤2. 综上,a 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-4716,2.法二:关于x 的不等式f (x )≥⎪⎪⎪⎪⎪⎪x 2+a 在R 上恒成立等价于-f (x )≤a +x2≤f (x ),即-f (x )-x 2≤a ≤f (x )-x2在R 上恒成立,令g (x )=-f (x )-x2.若x ≤1,则g (x )=-(x 2-x +3)-x2=-x 2+x2-3=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x -142-4716,当x =14时,g (x )max =-4716;若x >1,则g (x )=-⎝ ⎛⎭⎪⎫x +2x -x 2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫3x 2+2x ≤-23,当且仅当3x 2=2x ,且x >1,即x =233时,等号成立,故g (x )max =-2 3. 综上,g (x )max =-4716.令h (x )=f (x )-x2,若x ≤1,则h (x )=x 2-x +3-x 2=x 2-32x +3=⎝ ⎛⎭⎪⎫x -342+3916, 当x =34时,h (x )min =3916;若x >1,则h (x )=x +2x -x 2=x 2+2x≥2,当且仅当x 2=2x,且x >1,即x =2时,等号成立,故h (x )min =2. 综上,h (x )min =2.故a 的取值范围为⎣⎢⎡⎦⎥⎤-4716,2. 二、填空题13.已知关于x 的不等式2x +2x -a≥7在x ∈(a ,+∞)上恒成立,则实数a 的最小值为________.解析:由x >a ,知x -a >0,则2x +2x -a =2(x -a )+2x -a+2a ≥2 2x -a ·2x -a+2a =4+2a ,由题意可知4+2a ≥7,解得a ≥32,即实数a 的最小值为32.答案:3214.若2x +4y=4,则x +2y 的最大值是________. 解析:因为4=2x +4y =2x +22y ≥22x ×22y =22x +2y,所以2x +2y≤4=22,即x +2y ≤2,所以当且仅当2x=22y=2,即x =2y =1时,x +2y 取得最大值2.答案:215.如果实数x ,y 满足条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -2≥0,x -1≤0,y -2≤0,且z =yx +a 的最小值为12,则正数a 的值为________.解析:根据约束条件画出可行域如图中阴影部分所示,经分析可知当x =1,y =1时,z 取最小值12,即11+a =12,所以a =1.答案:116.对于问题:“已知关于x 的不等式ax 2+bx +c >0的解集为(-1,2),解关于x 的不等式ax 2-bx +c >0”,给出如下一种解法:解:由ax 2+bx +c >0的解集为(-1,2),得a (-x )2+b (-x )+c >0的解集为(-2,1),即关于x 的不等式ax 2-bx +c >0的解集为(-2,1).参考上述解法,若关于x 的不等式kx +a +x +b x +c <0的解集为⎝⎛⎭⎪⎫-1,-13∪⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,则关于x 的不等式kx ax +1+bx +1cx +1<0的解集为________.解析:不等式kx ax +1+bx +1cx +1<0,可化为k a +1x +b +1xc +1x<0,故得-1<1x <-13或12<1x<1,解得-3<x <-1或1<x <2,故kx ax +1+bx +1cx +1<0的解集为(-3,-1)∪(1,2). 答案:(-3,-1)∪(1,2)B 组——能力小题保分练1.已知x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≤0,x -3y +5≥0,x ≥0,y ≥0,则z =8-x·⎝ ⎛⎭⎪⎫12y 的最小值为( )A .1 B.324C.116 D.132解析:选D 不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示,而z=8-x·⎝ ⎛⎭⎪⎫12y =2-3x -y ,欲使z 最小,只需使-3x -y 最小即可.由图知当x =1,y =2时,-3x -y 的值最小,且-3×1-2=-5,此时2-3x-y最小,最小值为132.故选D.2.设x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x -y +2≥0,4x -y -4≤0,x ≥0,y ≥0,若目标函数z =ax +by (a >0,b >0)的最大值为6,则1a +2b的最小值为( )A .1B .3C .2D .4解析:选B 依题意画出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分.∵a >0,b >0,∴当直线z =ax +by 经过点(2,4)时,z 取得最大值6, ∴2a +4b =6,即a +2b =3.∵1a +2b =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +2b (a +2b )×13=53+2b 3a +2a3b ≥3,当且仅当a =b =1时等号成立, ∴1a +2b的最小值为3.故选B.3.设不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0,y ≤-nx +3n所表示的平面区域为D n ,记D n 内的整点(横坐标和纵坐标均为整数的点)个数为a n (n ∈N *),若m >1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1对于任意的正整数恒成立,则实数m 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫19,+∞B.⎝ ⎛⎭⎪⎫19,+∞C.⎝⎛⎦⎥⎤-∞,19D.⎝⎛⎭⎪⎫-∞,19解析:选A 不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x >0,y >0,y ≤-nx +3n表示的平面区域为直线x =0,y =0,y =-nx+3n 围成的直角三角形(不含直角边),区域内横坐标为1的整点有2n 个,横坐标为2的整点有n 个,所以a n =3n ,所以1a n a n +1=13n ·3n +3=19⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1,所以1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1=19⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12+12-13+…+1n -1n +1=19⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫19⎝⎛⎭⎪⎫1-1n +1为单调递增数列,故当n 趋近于无穷大时,19⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1n +1趋近于19,所以m ≥19.故选A. 4.在平面直角坐标系中,点P 是由不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,y ≥0,x +y ≥1所确定的平面区域上的动点,Q 是直线2x +y =0上任意一点,O 为坐标原点,则|OP ―→+OQ ―→|的最小值为( )A.255B.55 C.233 D.33解析:选B 作出不等式组对应的可行域,如图中阴影部分所示.设P (x ,y ),Q (a ,-2a ),则OP ―→+OQ ―→=(x +a ,y -2a ),则|OP ―→+OQ ―→|=x +a2+y -2a2,设z =|OP ―→+OQ ―→|,则z 的几何意义为可行域内的动点P 到动点M (-a,2a )的距离,其中M 也在直线2x +y =0上,由图可知,当点P 为(0,1),M 为P 在直线2x +y =0上的垂足时,z 取得最小值d =122+1=15=55.5.设二次函数f (x )=ax 2+bx +c 的导函数为f ′(x ).若∀x ∈R ,不等式f (x )≥f ′(x )恒成立,则b 2a 2+2c 2的最大值为( )A.6+2 B .6-2 C .22+2D .22-2解析:选B 由题意得f ′(x )=2ax +b ,由f (x )≥f ′(x )在R 上恒成立,得ax 2+(b -2a )x +c -b ≥0在R 上恒成立,则a >0且Δ≤0,可得b 2≤4ac -4a 2,则b 2a 2+2c 2≤4ac -4a 2a 2+2c 2=4⎝ ⎛⎭⎪⎫ca -12⎝ ⎛⎭⎪⎫c a 2+1,又4ac -4a 2≥0,∴4·c a -4≥0,∴c a -1≥0,令t =c a -1,则t ≥0.当t >0时,b 2a 2+2c 2≤4t 2t 2+4t +3=42t +3t+4≤426+4=6-2(当且仅当t =62时等号成立),当t =0时,b 2a 2+2c 2=0<6-2,故b 2a 2+2c 2的最大值为6-2,故选B.6.(2017·福州模拟)不等式组⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1≥0,x -2y +2≤0,x +y -4≤0的解集记作D ,实数x ,y 满足如下两个条件:①∀(x ,y )∈D ,y ≥ax ; ②∃(x ,y )∈D ,x -y ≤a . 则实数a 的取值范围为________.解析:由题意知,不等式组所表示的平面区域D 如图中阴影部分(△ABC 及其内部)所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x -2y +2=0,x +y -4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =2,y =2,所以点B 的坐标为(2,2).由⎩⎪⎨⎪⎧2x -y +1=0,x +y -4=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =1,y =3,所以点C 的坐标为(1,3).因为∀(x ,y )∈D ,y ≥ax ,由图可知,a ≤k OB ,所以a ≤1.由∃(x ,y )∈D ,x -y ≤a ,设z =x -y ,则a ≥z min .当目标函数z =x -y 过点C (1,3)时,z =x -y 取得最小值,此时z min =1-3=-2,所以a ≥-2.综上可知,实数a 的取值范围为[-2,1].答案:[-2,1]。
——教学资料参考参考范本——2019-2020学年度高三理科数学二轮复习跟踪强化训练:22Word版含解析______年______月______日____________________部门1.(20xx ·济南质检)如图,在直三棱柱ADE -BCF 中,面ABFE 和面ABCD 都是正方形且互相垂直,M 为AB 的中点,O 为DF 的中点.证明:(1)OM∥平面BCF ; (2)平面MDF⊥平面EFCD.[证明] 证法一:由题意,得AB ,AD ,AE 两两垂直,以A 为原点建立如图所示的空间直角坐标系.设正方形边长为1,则A(0,0,0),B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,1,0),F(1,0,1),M ,O.(1)=,=(-1,0,0), ∴·=0,∴⊥.∵棱柱ADE -BCF 是直三棱柱,∴AB ⊥平面BCF ,∴是平面BCF 的一个法向量, 且OM ⊄平面BCF ,∴OM∥平面BCF.(2)设平面MDF 与平面EFCD 的一个法向量分别为n1=(x1,y1,z1),n2=(x2,y2,z2).∵=(1,-1,1),=,=(1,0,0), 由n1·=n1·=0,得解得⎩⎪⎨⎪⎧y1=12x1,z1=-12x1,令x1=1,则n1=.同理可得n2=(0,1,1).∵n1·n2=0,∴平面MDF ⊥平面EFCD. 证法二:(1)=++BM →=-+12BA →=(+)-+12BA →=--+12BA →=-(+)-+12BA →=--.∴向量与向量,共面,又OM ⊄平面BCF ,∴OM∥平面BCF. (2)由题意知,BF ,BC ,BA 两两垂直, ∵=,=-, ∴·=·=0, OM →·=·(-) =-2+2=0.∴OM ⊥CD ,OM ⊥FC ,又CD ∩FC =C , ∴OM ⊥平面EFCD.又OM ⊂平面MDF ,∴平面MDF⊥平面EFCD.2.(20xx·郑州质检)如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,各棱长均相等,D,E,F分别为棱AB,BC,A1C1的中点.(1)证明:EF∥平面A1CD;(2)若三棱柱ABC-A1B1C1为直棱柱,求直线BC与平面A1CD所成角的正弦值.[解] (1)证明:在三棱柱ABC-A1B1C1中,AC∥A1C1,且AC=A1C1,连接ED,在△ABC中,因为D,E分别为棱AB,BC的中点,所以DE∥AC,DE=AC.又F为A1C1的中点,可得A1F=A1C1,所以A1F∥DE,A1F=DE,因此四边形A1FED为平行四边形,所以EF∥A1D,又EF⊄平面A1CD,A1D⊂平面A1CD,所以EF∥平面A1CD.(2)设A1B1的中点为O,连接OC1,OD,因为三棱柱ABC-A1B1C1为直棱柱,所以OD⊥平面A1B1C1,所以OD⊥OC1,OD⊥OA1.又△A1B1C1为等边三角形,所以OC1⊥A1B1.以O为坐标原点,,,的方向分别为x轴,y轴,z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系O-xyz.设三棱柱的棱长为a,则O(0,0,0),B,C,A1,D(0,a,0).所以=,=,=.设平面A1CD 的法向量为n =(x ,y ,z),由得⎩⎪⎨⎪⎧-a2x +ay =0,32az =0.设x =2,解得n =(2,1,0).设直线BC 与平面A1CD 所成的角为θ,则sin θ===. 所以直线BC 与平面A1CD 所成角的正弦值为.3.(20xx·北京卷)如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为正方形,平面PAD⊥平面ABCD ,点M 在线段PB 上,PD∥平面MAC ,PA =PD =,AB =4.(1)求证:M 为PB 的中点; (2)求二面角B -PD -A 的大小;(3)求直线MC 与平面BDP 所成角的正弦值. [解] (1)证明:设AC ,BD 交点为E ,连接ME.因为PD∥平面MAC ,平面MAC∩平面PDB =ME ,所以PD∥ME. 因为ABCD 是正方形,所以E 为BD 的中点. 所以M 为PB 的中点.(2)取AD 的中点O ,连接OP ,OE. 因为PA =PD ,所以OP⊥AD.又因为平面PAD⊥平面ABCD ,且OP ⊂平面PAD ,所以OP⊥平面ABCD.因为OE ⊂平面ABCD ,所以OP⊥OE. 因为ABCD 是正方形,所以OE⊥AD.如图建立空间直角坐标系O -xyz ,则P(0,0,),D(2,0,0),B(-2,4,0),=(4,-4,0),=(2,0,-).设平面BDP 的法向量为n =(x ,y ,z),则即⎩⎪⎨⎪⎧4x -4y =0,2x -2z =0.令x =1,则y =1,z =. 于是n =(1,1,).平面PAD 的一个法向量为p =(0,1,0). 所以cos 〈n ,p 〉==.由题意知二面角B -PD -A 为锐角,所以它的大小为. (3)由题意知M ,C(2,4,0), MC →=.设直线MC 与平面BDP 所成角为α, 则sin α=|cos 〈n ,〉|==.所以直线MC 与平面BDP 所成角的正弦值为.4.(20xx·沈阳二模)如图,在四边形ABCD 中,AB∥CD,∠BCD=,四边形ACFE 为矩形,且CF⊥平面ABCD ,AD =CD =BC =CF.(1)求证:EF⊥平面BCF ;(2)点M 在线段EF 上运动,当点M 在什么位置时,平面MAB 与平面FCB 所成锐二面角最大,并求此时二面角的余弦值.[解] (1)证明:在梯形ABCD 中,设AD =CD =BC =1,∵AB ∥CD ,∠BCD =,∴AB =2,∴AC2=AB2+BC2-2AB ·BC ·cos =3.∴AB2=AC2+BC2,∴BC ⊥AC. ∵CF ⊥平面ABCD ,AC ⊂平面ABCD , ∴AC ⊥CF ,而CF ∩BC =C , ∴AC ⊥平面BCF.∵四边形ACFE 是矩形,∴EF ∥AC ,∴EF ⊥平面BCF.(2)由(1),以CA ,CB ,CF 所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立如图所示的空间直角坐标系,设AD =CD =BC =CF =1,令FM =λ(0≤λ≤),则C(0,0,0),A(,0,0),B(0,1,0),M(λ,0,1),∴=(-,1,0),=(λ,-1,1), 设平面MAB 的法向量为n1=(x ,y ,z),则即⎩⎪⎨⎪⎧-3x +y =0,λx -y +z =0,令x =1,则n1=(1,,-λ),为平面MAB 的一个法向量. 易知n2=(1,0,0)是平面FCB 的一个法向量, 设平面MAB 与平面FCB 所成锐二面角为θ, 则cos θ==错误! =.∵0≤λ≤,∴当λ=0时,cos θ有最小值,∴点M 与点F 重合时,平面MAB 与平面FCB 所成锐二面角最大,此时二面角的余弦值为.。
专题跟踪检测(二) 基本初等函数、函数与方程一、全练保分考法——保大分1.若m ∈⎝⎛⎭⎫110,1,a =lg m ,b =lg m 2,c =lg 3m ,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A .a <b <c B .c <a <b C .b <a <cD .b <c <a解析:选C ∵m ∈⎝⎛⎭⎫110,1,∴-1<lg m <0,∴lg 3m -lg m =(lg m -1)(lg m +1)lg m >0,∴lg 3m >lg m ,即c >a .又m ∈⎝⎛⎭⎫110,1,∴0<m 2<m <1,∴lg m 2<lg m ,即a >b.∴b <a <c .故选C.2.定义在R 上的函数f (x )=2|x-m |-1为偶函数,记a =f (log 0.53),b =f (log 25),c =f (2m ),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .a <b <cB .a <c <bC .c <a <bD .c <b <a解析:选C ∵函数f (x )为偶函数,∴m =0,∴f (x )=2|x |-1.∴a =f (log 0.53)=f (-log 23)=2log 23-1=2,b =f (log 25)=2log 25-1=4,c =f (0)=20-1=0.∴c <a <b.故选C.3.(2018·长沙一模)函数f (x )=2x +xx +1的图象大致为( )解析:选A ∵f (x )=2x +x x +1=2x -1x +1+1的定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞). ∴f ′(x )=2x ln 2+1(x +1)2>0恒成立, ∴f (x )在(-∞,-1)上单调递增,在(-1,+∞)上单调递增,排除C 、D ; 当x →-∞时,2x →0,xx +1→1,∴f (x )→1,排除B ,选A. 4.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2,0<x <1,1,x ≥1,则不等式log 2x -(log 414x -1)f (log 3x +1)≤5的解集为( )A.⎝⎛⎭⎫13,1 B .[1,4]C.⎝⎛⎦⎤13,4D .[1,+∞)解析:选C 由不等式log 2x -(log 414x -1)f (log 3x +1)≤5,得 ⎩⎪⎨⎪⎧log 3x +1≥1, log 2x -(log 414x -1)≤5 或⎩⎪⎨⎪⎧0<log 3x +1<1, log 2x +2(log 414x -1)≤5,解得1≤x ≤4或13<x <1.故原不等式的解集为⎝⎛⎦⎤13,4.故选C. 5.已知函数f (x )=21+2x +11+4x满足条件f (log a (2+1))=1,其中a >1,则f (log a (2-1))=( )A .1B .2C .3D .4解析:选B ∵f (x )=21+2x +11+4x ,∴f (-x )=21+2-x +11+4-x =2·2x 1+2x +4x 1+4x,∴f (x )+f (-x )=21+2x +11+4x +2·2x 1+2x +4x 1+4x =3.∵log a (2+1)=-log a (2-1),∴f (log a (2+1))+f (log a (2-1))=3,∴f (log a (2-1))=2.故选B.6.(2019届高三·贵阳模拟)20世纪30年代,为了防范地震带来的灾害,里克特(C.F.Richter)制定了一种表明地震能量大小的尺度,就是使用测震仪衡量地震能量的等级,地震能量越大,测震仪记录的地震曲线的振幅就越大,这就是我们常说的里氏震级M ,其计算公式为M =lg A -lg A 0,其中A 是被测地震的最大振幅,A 0是“标准地震”的振幅.已知5级地震给人的震感已经比较明显,则7级地震的最大振幅是5级地震的最大振幅的( )A .10倍B .20倍C .50倍D .100倍解析:选D 根据题意有lg A =lg A 0+lg 10M=lg(A 0·10M),所以A =A 0·10M,则A 0×107A 0×105=100.故选D.7.(2018·菏泽一模)已知log 12a <log 12b ,则下列不等式一定成立的是( )A.⎝⎛⎭⎫14a <⎝⎛⎭⎫13bB.1a >1b C .ln(a -b )>0D .3a -b <1解析:选A ∵log 12a <log 12b ,∴a >b >0,∴⎝⎛⎭⎫14a <⎝⎛⎭⎫13a <⎝⎛⎭⎫13b ,1a <1b ,ln(a -b )与0的大小关系不确定,3a -b >1. 因此只有A 正确.故选A.8.已知实数x ,y 满足a x <a y (0<a <1),则下列关系式恒成立的是( ) A.1x 2+1>1y 2+1 B .ln(x 2+1)>ln(y 2+1) C .sin x >sin yD .x 3>y 3解析:选D ∵实数x ,y 满足a x <a y (0<a <1),∴x >y .对于选项A ,1x 2+1>1y 2+1等价于x 2+1<y 2+1,即x 2<y 2.当x =1,y =-1时,满足x >y ,但x 2<y 2不成立.对于选项B ,ln(x 2+1)>ln(y 2+1)等价于x 2>y 2,当x =1,y =-1时,满足x >y ,但x 2>y 2不成立.对于选项C ,当x =π,y =π2时,满足x >y ,但sin x >sin y 不成立.对于选项D ,当x >y 时,x 3>y 3恒成立.故选D.9.(2018·广元模拟)已知函数f (x )=e x ,g (x )=ln x 2+12,对任意a ∈R ,存在b ∈(0,+∞)使f (a )=g (b ),则b -a 的最小值为( )A .2e -1B .e 2-12C .2-ln 2D .2+ln 2解析:选D 令t =e a,可得a =ln t ,令t =ln b 2+12,可得b =2-12e t ,则b -a =2-12et -ln t ,令h (t )=2e -12t -ln t ,则h ′(t )=2e -12t -1t.显然,h ′(t )是增函数,观察可得当t =12时,h ′(t )=0,故h ′(t )有唯一零点,故当t =12时,h (t )取得最小值,即b -a 取得最小值为2e -1122-ln 12=2+ln 2,故选D.10.已知函数 f (x )是定义在R 上的奇函数,且在区间[0,+∞)上单调递增,若⎪⎪⎪⎪f (ln x )-f ⎝⎛⎭⎫ln 1x 2<f (1),则x 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0,1e B .(0,e) C.⎝⎛⎭⎫1e ,eD .(e ,+∞)解析:选C ∵函数f (x )是定义在R 上的奇函数,∴f (ln x )-f ⎝⎛⎭⎫ln 1x =f (ln x )-f (-ln x )=f (ln x )+f (ln x )=2f (ln x ), ∴⎪⎪⎪⎪f (ln x )-f ⎝⎛⎭⎫ln 1x 2<f (1)等价于|f (ln x )|<f (1),又f (x )在区间[0,+∞)上单调递增, ∴-1<ln x <1,解得1e<x <e.11.记函数f (x )=x 2-mx (m >0)在区间[0,2]上的最小值为g (m ).已知定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函数h (x )为偶函数,且当x >0时,h (x )=g (x ),若h (t )>h (4),则实数t 的取值范围为( )A .(-4,0)B .(0,4)C .(-2,0)∪(0,2)D .(-4,0)∪(0,4)解析:选D 因为f (x )=x 2-mx (m >0),所以f (x )=⎝⎛⎭⎫x -m 22-m 24,因为f (x )在区间[0,2]上的最小值为g (m ),所以当0<m ≤4,即0<m 2≤2时,g (m )=f ⎝⎛⎭⎫m 2=-m 24;当m >4,即m 2>2时,函数f (x )=⎝⎛⎭⎫x -m 22-m24在[0,2]上单调递减,所以g (m )=f (2)=4-2m .综上,g (m )=⎩⎪⎨⎪⎧-m 24,0<m ≤4,4-2m ,m >4.因为当x >0时,h (x )=g (x ),所以当x >0时,h (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-x 24,0<x ≤4,4-2x ,x >4.函数h (x )在(0,+∞)上单调递减.因为定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的函数h (x )为偶函数,且h (t )>h (4),所以h (|t |)>h (4),所以0<|t |<4,所以⎩⎪⎨⎪⎧ t ≠0,|t |<4,即⎩⎪⎨⎪⎧t ≠0,-4<t <4,从而-4<t <0或0<t <4.综上所述,实数t 的取值范围为(-4,0)∪(0,4).12.(2019届高三·昆明调研)若函数f (x )=2x +1-x 2-2x -2,对于任意的x ∈Z 且x ∈(-∞,a ),f (x )≤0恒成立,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,-1]B .(-∞,0]C .(-∞,3]D .(-∞,4]解析:选D 法一:f (x )=2x +1-x 2-2x -2≤0,即2x +1≤x 2+2x +2.设g (x )=2x +1,h (x )=x 2+2x +2,当x ≤-1时,0<g (x )≤1,h (x )=x 2+2x +2≥1,所以当a ≤-1时,满足对任意的x ∈Z 且x ∈(-∞,a ),f (x )≤0恒成立;当-1<x <4时,因为g (0)=h (0)=2,g (1)=4<h (1)=5,g (2)=8<h (2)=10,g (3)=16<h (3)=17,所以-1<a ≤4时,亦满足对任意的x ∈Z 且x ∈(-∞,a ),f (x )≤0恒成立;当x ≥4时,易知f ′(x )=2x +1·ln 2-2x -2,设F (x )=2x +1·ln 2-2x -2,则F ′(x )=2x +1·(ln 2)2-2>0,所以F (x )=2x +1·ln 2-2x -2在[4,+∞)上是增函数,所以f ′(x )≥f ′(4)=32ln 2-10>0,所以函数f (x )=2x +1-x 2-2x -2在[4,+∞)上是增函数,所以f (x )≥f (4)=32-16-8-2=6>0,即a >4时,不满足对任意的x ∈Z 且x ∈(-∞,a ),f (x )≤0恒成立.综上,实数a 的取值范围是(-∞,4],故选D.法二:将问题转化为2x +1≤x 2+2x +2对于任意的x ∈Z 且x ∈(-∞,a )恒成立后,在同一个平面直角坐标系中分别作出函数y =2x +1,y =x 2+2x +2的图象如图所示,根据两函数图象的交点及位置关系,数形结合即可分析出实数a 的取值范围是(-∞,4],故选D.13.函数f (x )=ln(x 2-2x -8)的单调递增区间是________.解析:由x 2-2x -8>0,得x >4或x <-2.因此,函数f (x )=ln(x 2-2x -8)的定义域是(-∞,-2)∪(4,+∞).注意到函数y =x 2-2x -8在(4,+∞)上单调递增,由复合函数的单调性知,f (x )=ln(x 2-2x -8)的单调递增区间是(4,+∞).答案:(4,+∞)14.李华经营了甲、乙两家电动轿车销售连锁店,其月利润(单位:元)分别为L 甲=-5x 2+900x -16 000,L 乙=300x -2 000(其中x 为销售辆数),若某月两连锁店共销售了110辆,则能获得的最大利润为________元.解析:设甲连锁店销售x 辆,则乙连锁店销售(110-x )辆,故利润L =-5x 2+900x -16 000+300(110-x )-2 000=-5x 2+600x +15 000=-5(x -60)2+33 000,∴当x =60时,有最大利润33 000元.答案:33 00015.若函数f (x )与g (x )的图象关于直线y =x 对称,函数f (x )=⎝⎛⎭⎫12-x,则f (2)+g (4)=________.解析:法一:∵函数f (x )与g (x )的图象关于直线y =x 对称,又f (x )=⎝⎛⎭⎫12-x =2x ,∴g (x )=log 2x ,∴f (2)+g (4)=22+log 24=6.法二:∵f (x )=⎝⎛⎭⎫12-x ,∴f (2)=4,即函数f (x )的图象经过点(2,4),∵函数f (x )与g (x )的图象关于直线y =x 对称,∴函数g (x )的图象经过点(4,2),∴f (2)+g (4)=4+2=6.答案:616.(2018·福州模拟)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧0,x ≤0,2x -2-x ,x >0,则满足f (x 2-2)>f (x )的x 的取值范围是________________________.解析:由题意x >0时,f (x )单调递增,故f (x )>f (0)=0,而x ≤0时,x =0, 故若f (x 2-2)>f (x ),则x 2-2>x ,且x 2-2>0, 解得x >2或x <- 2.答案:(-∞,-2)∪(2,+∞)17.如图,在第一象限内,矩形ABCD 的三个顶点A ,B ,C ,分别在函数y =x ,y =x 12,y =⎝⎛⎭⎫32x 的图象上,且矩形的边分别平行于两坐标轴,若点A 的纵坐标是2,则点D 的坐标是________.解析:由2=x 可得点A ⎝⎛⎭⎫12,2,由2=x 12可得点B (4,2),因为⎝⎛⎭⎫324=916,所以点C 的坐标为⎝⎛⎭⎫4,916,所以点D 的坐标为⎝⎛⎭⎫12,916. 答案:⎝⎛⎭⎫12,91618.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 ]上的最大值为2,则nm=________.解析:f (x )=|log 3x |=⎩⎪⎨⎪⎧-log 3x ,0<x <1,og 3x ,x ≥1,所以f (x )在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,由0<m <n 且 f (m )=f (n ),可得⎩⎪⎨⎪⎧0<m <1,n >1,log 3n =-log 3m ,则⎩⎪⎨⎪⎧0<m <1,n >1,mn =1,所以0<m 2<m <1,则f (x )在[m 2,1)上单调递减,在(1,n ]上单调递增,所以f (m 2)>f (m )=f (n ),则f (x )在[m 2,n ]上的最大值为f (m 2)=-log 3m 2=2,解得m =13,则n =3,所以n m =9.答案:919.(2018·西安八校联考)如图所示,已知函数y =log 24x 图象上的两点A ,B 和函数y =log 2x 图象上的点C ,线段AC 平行于y 轴,当△ABC 为正三角形时,点B 的横坐标为________.解析:依题意,当AC ∥y 轴,△ABC 为正三角形时,|AC |=log 24x-log 2x =2,点B 到直线AC 的距离为3,设点B (x 0,2+log 2x 0),则点A (x 0+3,3+log 2x 0).由点A 在函数y =log 24x 的图象上,得log 2[4(x 0+3)]=3+log 2x 0=log 28x 0,则4(x 0+3)=8x 0,x 0=3,即点B 的横坐标是 3.答案: 320.已知函数f (x )=⎪⎪⎪⎪2x -a2x 在[0,1]上单调递增,则a 的取值范围为________. 解析:令2x =t ,t ∈[1,2],则y =⎪⎪⎪⎪t -at 在[1,2]上单调递增.当a =0时,y =|t |=t 在[1,2]上单调递增显然成立;当a >0时,函数y =⎪⎪⎪⎪t -at ,t ∈(0,+∞)的单调递增区间是[a ,+∞),此时a ≤1,即0<a ≤1时成立;当a <0时,函数y =⎪⎪⎪⎪t -a t =t -at ,t ∈(0,+∞)的单调递增区间是[-a ,+∞),此时-a ≤1,即-1≤a <0时成立.综上可得a 的取值范围是[-1,1].答案:[-1,1]二、强化压轴考法——拉开分1.设函数f (x )=log 4x -⎝⎛⎭⎫14x ,g (x )=log 41x -⎝⎛⎭⎫14x 的零点分别为x 1,x 2,则( ) A .x 1x 2=1 B .0<x 1x 2<1 C .1<x 1x 2<2D .x 1x 2≥2解析:选B 由题意可得x 1是函数y =log 4x 的图象和y =⎝⎛⎭⎫14x的图象的交点的横坐标,x 2是y =log 41x 的图象和函数y =⎝⎛⎭⎫14x的图象的交点的横坐标,且x 1,x 2都是正实数,画出函数图象如图所示,可得log 41x 2>log 4x 1,故log 4x 1-log 41x 2<0,∴log 4x 1+log 4x 2<0,∴log 4(x 1x 2)<0,∴0<x 1x 2<1.故选B.2.(2018·唐山模拟)若函数f (x )=1-x 2-x +λ在[-1,1]上有两个不同的零点,则λ的取值范围为( )A .[1,2)B .(-2,2)C .(-2,-1]D .[-1,1]解析:选C 函数f (x )=1-x 2-x +λ在[-1,1]上有两个不同的零点等价于y =1-x 2与y =x -λ的图象在[-1,1]上有两个不同的交点.y =1-x 2,x ∈[-1,1]为圆x 2+y 2=1的上半圆.如图,当直线y =x -λ过点(0,1)时两函数图象有两个交点,此时λ=-1,当直线y =x-λ与圆x 2+y 2=1上半圆相切时,λ=- 2.所以λ的取值范围为(-2,-1].故选C.3.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且x >0时,f (x )=ln x -x +1,则函数g (x )=f (x )-e x (e 为自然对数的底数)的零点个数是( )A .0B .1C .2D .3解析:选C 当x >0时,f (x )=ln x -x +1,f ′(x )=1x -1=1-xx,所以x ∈(0,1)时,f ′(x )>0,此时f (x )单调递增;x ∈(1,+∞)时,f ′(x )<0,此时f (x )单调递减.因此,当x >0时,f (x )max =f (1)=ln 1-1+1=0.根据函数f (x )是定义在R 上的奇函数作出函数y =f (x )与y =e x 的大致图象如图所示,由图象可知函数y =f (x )与y =e x 的图象有两个交点,所以函数g (x )=f (x )-e x (e 为自然对数的底数)有2个零点.4.(2018·凉山模拟)设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧a +1x ,x <0,ln x -2x 2,x >0,若函数f (x )的图象上有四个不同的点A ,B ,C ,D 同时满足:①A ,B ,C ,D ,O (原点)五点共线;②共线的这条直线斜率为-3,则a 的取值范围是( )A .(23,+∞)B .(-∞,-4)C .(-∞,-23)D .(4,+∞)解析:选A 由题意知f (x )的图象与直线y =-3x 有4个交点. 令ln x -2x 2=-3x ,可得ln x =2x 2-3x ,作出y =ln x 与y =2x 2-3x 的图象如图所示. 由图象可知两函数图象在y 轴右侧有两个交点, ∴当x >0时,f (x )的图象与直线y =-3x 有两个交点, ∴当x <0时,f (x )的图象与直线y =-3x 有两个交点. ∴a +1x=-3x 在(-∞,0)上有两解.即3x 2+ax +1=0在(-∞,0)上有两解. ∴⎩⎪⎨⎪⎧Δ=a 2-12>0,-a 6<0,解得a >2 3.故选A.5.(2019届高三·西安八校联考)已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧13x +1,x ≤1,ln x ,x >1,若方程f (x )-ax =0恰有两个不同的实根,则实数a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫0,13 B.⎣⎡⎭⎫13,1eC.⎝⎛⎦⎤1e ,43D .(-∞,0]∪⎣⎡⎭⎫43,+∞ 解析:选B 方程f (x )-ax =0有两个不同的实根,即直线y =ax 与函数f (x )的图象有两个不同的交点.作出函数f (x )的图象如图所示.当x >1时,f (x )=ln x ,得f ′(x )=1x,设直线y =kx 与函数f (x )=ln x (x >1)的图象相切,切点为(x 0,y 0),则y 0x 0=ln x 0x 0=1x 0,解得x 0=e ,则k =1e ,即y =1e x是函数f (x )=ln x (x >1)的图象的切线,当a ≤0时,直线y =ax 与函数f (x )的图象有一个交点,不合题意;当0<a <13时,直线y =ax 与函数y =ln x (x >1)的图象有两个交点,但与y =13x +1(x ≤1)也有一个交点,这样就有三个交点,不合题意;当a ≥1e 时,直线y =ax 与函数f(x )的图象至多有一个交点,不合题意;只有当13≤a <1e 时,直线y =ax 与函数f (x )的图象有两个交点,符合题意.故选B.6.(2018·潍坊模拟)已知函数f (x )=(x 2-3)e x ,若关于x 的方程f 2(x )-mf (x )-12e 2=0的不同的实数根的个数为n ,则n 的所有可能值为( )A .3B .1或3C .3或5D .1或3或5解析:选A 由f (x )=(x 2-3)e x ,得f ′(x )=(x 2+2x -3)e x =(x+3)(x -1)e x ,令f ′(x )>0,得x <-3或x >1,令f ′(x )<0,得-3<x <1,所以f (x )在(-∞,-3)和(1,+∞)上单调递增,在(-3,1)上单调递减,当x →-∞时,f (x )→0,所以f (x )极大值=f (-3)=6e 3,f (x )极小值=f (1)=-2e ,作出f (x )的大致图象如图所示.令t =f (x ),则f 2(x )-mf (x )-12e 2=0可转化为t 2-mt -12e 2=0,Δ=m 2+48e 2>0,且t =m 2时,⎝⎛⎭⎫m 22-m ·m 2-12e 2=-m 24-12e 2<0,所以方程有两个不同的实数根t 1,t 2,所以t 1t 2=-12e 2=6e 3×(-2e),不妨设t 1>0,所以当t 1>6e 3时,-2e<t 2<0,由f (x )的图象可知,此时t 2=f (x )有2个不同的实数根,t 1=f (x )有1个根,所以方程f 2(x )-mf (x )-12e 2=0有3个不同的实数根,当t 1=6e 3时,t 2=-2e ,由f (x )的图象可知,此时t 2=f (x )有1个根,t 1=f (x )有2个不同的实数根,所以方程f 2(x )-mf (x )-12e 2=0有3个不同的实数根,当0<t 1<6e3时,t 2<-2e ,由f (x )的图象可知t 2=f (x )有0个根,t 1=f (x )有3个不同的实数根,所以方程f 2(x )-mf (x )-12e 2=0有3个不同的实数根.综上所述,方程有3个不同的实数根.7.(2018·南宁模拟)设函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且f (x +2)=f (2-x ),当x ∈[-2,0]时,f (x )=⎝⎛⎭⎫22x -1,若在区间(-2,6)内关于x 的方程f (x )-log a(x +2)=0(a >0且a ≠1)有且只有4个不同的根,则实数a 的取值范围是( )A.⎝⎛⎭⎫14,1 B .(1,4) C .(1,8)D .(8,+∞)解析:选D ∵f (x +2)=f (2-x ),∴f (x +4)=f (2+(x +2))=f (2-(x +2))=f (-x )=f (x ),∴函数f (x )是一个周期函数,且T =4.又∵当x ∈[-2,0]时,f (x )=⎝⎛⎭⎫22x -1=(2)-x-1,∴当x ∈[0,2]时,f (x )=f (-x )=(2)x -1,于是x ∈[-2,2]时,f (x )=(2)|x |-1,根据f (x )的周期性作出f (x )的图象如图所示.若在区间(-2,6)内关于x 的方程f (x )-log a (x +2)=0有且只有4个不同的根,则a >1且y =f (x )与y =log a (x +2)(a >1)的图象在区间(-2,6)内有且只有4个不同的交点,∵f (-2)=f (2)=f (6)=1,∴对于函数y =log a (x +2)(a >1),当x =6时,log a 8<1,解得a >8,即实数a 的取值范围是(8,+∞),所以选 D.8.已知在区间(0,2]上的函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧1x -3,x ∈(0,1],2x -1-1,x ∈(1,2],且g (x )=f (x )-mx 在区间(0,2]内有且仅有两个不同的零点,则实数m 的取值范围是( )A.⎝⎛⎦⎤-94,-2∪⎝⎛⎦⎤0,12 B.⎝⎛⎦⎤-114,-2∪⎝⎛⎦⎤0,12C.⎝⎛⎦⎤-94,-2∪⎝⎛⎦⎤0,23D.⎝⎛⎦⎤-114,-2∪⎝⎛⎦⎤0,23 解析:选A 由函数g (x )=f (x )-mx 在(0,2]内有且仅有两个不同的零点,得y =f (x ),y =mx 在(0,2]内的图象有且仅有两个不同的交点.当y =mx 与y=1x -3在(0,1]内相切时,mx 2+3x -1=0,Δ=9+4m =0,m =-94,结合图象可得当-94<m ≤-2或0<m ≤12时,函数g (x )=f (x )-mx 在(0,2]内有且仅有两个不同的零点.。
专题跟踪检测(十四) 圆锥曲线的综合问题1.(2018·武汉调研)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)和定点M (0,1),设过点M 的动直线交抛物线C 于A ,B 两点,抛物线C 在A ,B 处的切线的交点为N .(1)若N 在以AB 为直径的圆上,求p 的值;(2)若△ABN 的面积的最小值为4,求抛物线C 的方程.解:设直线AB :y =kx +1,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),将直线AB 的方程代入抛物线C 的方程得x 2-2pkx -2p =0,则x 1+x 2=2pk ,x 1x 2=-2p .①(1)由x 2=2py得y ′=,则A ,B 处的切线斜率的乘积为=-,x p x 1x 2p 22p∵点N 在以AB 为直径的圆上,∴AN ⊥BN ,∴-=-1,∴p =2.2p(2)易得直线AN :y -y 1=(x -x 1),x 1p 直线BN :y -y 2=(x -x 2),x 2p 联立Error!结合①式,解得Error!即N (pk ,-1).所以|AB |=|x 2-x 1|1+k 2=·1+k 2(x 1+x 2)2-4x 1x 2=·,1+k 24p 2k 2+8p 点N 到直线AB 的距离d =,|pk 2+2|1+k 2则S △ABN =·|AB |·d =≥2,12p (pk 2+2)32p 当k =0时,取等号,∵△ABN 的面积的最小值为4,∴2=4,∴p =2,2p 故抛物线C 的方程为x 2=4y .2.(2019届高三·河北“五个一名校联盟”模拟)在平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :+y 2=1,点P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2)是椭圆C 上两个动点,直线OP ,OQ 的斜率分别为k 1,k 2,x 24若m =,n =,m ·n =0.(x 12,y 1)(x 22,y 2)(1)求证:k 1·k 2=-;14(2)试探求△POQ 的面积S 是否为定值,并说明理由.解:(1)证明:∵k 1,k 2存在,∴x 1x 2≠0,∵m ·n =0,∴+y 1y 2=0,x 1x 24∴k 1·k 2==-.y 1y 2x 1x 214(2)①当直线PQ 的斜率不存在,即x 1=x 2,y 1=-y 2时,由=-,得-y =0,y 1y 2x 1x 214x 21421又由P (x 1,y 1)在椭圆上,得+y =1,x 21421∴|x 1|=,|y 1|=,222∴S △POQ =|x 1|·|y 1-y 2|=1.12②当直线PQ 的斜率存在时,设直线PQ 的方程为y =kx +b (b ≠0).由Error!得(4k 2+1)x 2+8kbx +4b 2-4=0,Δ=64k 2b 2-4(4k 2+1)(4b 2-4)=16(4k 2+1-b 2)>0,∴x 1+x 2=,x 1x 2=.-8kb 4k 2+14b 2-44k 2+1∵+y 1y 2=0,x 1x 24∴+(kx 1+b )(kx 2+b )=0,x 1x 24得2b 2-4k 2=1,满足Δ>0.∴S △POQ =·|PQ |12|b |1+k 2=|b |12(x 1+x 2)2-4x 1x 2=2|b |·=1.4k 2+1-b 24k 2+1∴△POQ 的面积S 为定值.3.(2018·长春质检)如图,在矩形ABCD 中,|AB |=4,|AD |=2,O 为AB的中点,P ,Q 分别是AD 和CD 上的点,且满足①=,②直线AQ |AP ||AD ||DQ ||DC |与BP 的交点在椭圆E :+=1(a >b >0)上.x 2a 2y 2b2(1)求椭圆E 的方程;(2)设R 为椭圆E 的右顶点,M 为椭圆E 第一象限部分上一点,作MN 垂直于y 轴,垂足为N ,求梯形ORMN 面积的最大值.解:(1)设AQ 与BP 的交点为G (x ,y ),P (-2,y 1),Q (x 1,2),由题可知,=.y 12x 1+24∵k AG =k AQ ,k BG =k BP ,∴=,=-,y x +22x 1+2y x -2y 14从而有=-=-,整理得+y 2=1,y 2x 2-4y 12(x 1+2)14x 24即椭圆E 的方程为+y 2=1.x 24(2)由(1)知R (2,0),设M (x 0,y 0),则y 0=,124-x 20从而梯形ORMN 的面积S =(2+x 0)y 0=,1214(4-x 20)(2+x 0)2令t =2+x 0,则2<t <4,S =.144t 3-t 4令u =4t 3-t 4,则u ′=12t 2-4t 3=4t 2(3-t ),当t ∈(2,3)时,u ′>0,u =4t 3-t 4单调递增,当t ∈(3,4)时,u ′<0,u =4t 3-t 4单调递减,所以当t =3时,u 取得最大值,则S 也取得最大值,最大值为.3344.已知抛物线E :y 2=2px (p >0),直线x =my +3与E 交于A ,B 两点,且·=6,OA ―→ OB ―→其中O 为坐标原点.(1)求抛物线E 的方程;(2)已知点C 的坐标为(-3,0),记直线CA ,CB 的斜率分别为k 1,k 2,证明:+-2m 21k 211k 2为定值.解:(1)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),联立Error!消去x ,整理得y 2-2pmy -6p =0,则y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=-6p ,x 1x 2==9,(y 1y 2)24p 2由·=x 1x 2+y 1y 2=9-6p =6,OA ―→ OB ―→解得p =,所以y 2=x .12(2)证明:由题意得k 1==,y 1x 1+3y 1my 1+6k 2==,y 2x 2+3y 2my 2+6所以=m +,=m +,1k 16y 11k 26y2所以+-2m 2=2+2-2m 21k 211k2(m +6y 1)(m +6y 2)=2m 2+12m +36-2m2(1y 1+1y 2)(1y 21+1y 2)=12m ·+36·.y 1+y 2y 1y 2(y 1+y 2)2-2y 1y 2y 21y2由(1)可知:y 1+y 2=2pm =m ,y 1y 2=-6p =-3,所以+-2m 2=12m ·+36·=24,1k 211k 2(-m 3)m 2+69所以+-2m 2为定值.1k 211k25.(2018·惠州调研)已知C 为圆(x +1)2+y 2=8的圆心,P 是圆上的动点,点Q 在圆的半径CP 上,且有点A (1,0)和AP 上的点M ,满足·=0,=2.MQ ―→ AP ―→ AP ―→AM ―→ (1)当点P 在圆上运动时,求点Q 的轨迹方程;(2)若斜率为k 的直线l 与圆x 2+y 2=1相切,与(1)中所求点Q 的轨迹交于不同的两点F ,H ,O 是坐标原点,且≤·≤,求k 的取值范围.34OF ―→ OH ―→ 45解:(1)由题意知MQ 是线段AP 的垂直平分线,所以|CP |=|QC |+|QP |=|QC |+|QA |=2>|CA |=2,2所以点Q 的轨迹是以点C ,A 为焦点,焦距为2,长轴长为2的椭圆,2所以a =,c =1,b ==1,2a 2-c 2故点Q 的轨迹方程是+y 2=1.x 22(2)设直线l :y =kx +t ,F (x 1,y 1),H (x 2,y 2),直线l 与圆x 2+y 2=1相切⇒=1⇒t 2=k 2+1.|t |k 2+1联立Error!⇒(1+2k 2)x 2+4ktx +2t 2-2=0,则Δ=16k 2t 2-4(1+2k 2)(2t 2-2)=8(2k 2-t 2+1)=8k 2>0⇒k ≠0,x 1+x 2=,x 1x 2=,-4kt 1+2k 22t 2-21+2k 2所以·=x 1x 2+y 1y 2OF ―→ OH ―→=(1+k 2)x 1x 2+kt (x 1+x 2)+t 2=+kt +t 2(1+k 2)(2t 2-2)1+2k 2-4kt 1+2k 2=-+k 2+1(1+k 2)2k 21+2k 24k 2(k 2+1)1+2k 2=,1+k 21+2k 2所以≤≤⇒≤k 2≤⇒≤|k |≤,341+k 21+2k 24513123322所以-≤k ≤-或≤k ≤.22333322故k 的取值范围是∪.[-22,-33][33,22]6.如图所示,设椭圆M :+=1(a >b >0)的左顶点为A ,中心为O ,x 2a 2y 2b 2若椭圆M 过点P ,且AP ⊥OP .(-12,12)(1)求椭圆M 的方程;(2)若△APQ 的顶点Q 也在椭圆M 上,试求△APQ 面积的最大值;(3)过点A 作两条斜率分别为k 1,k 2的直线交椭圆M 于D ,E 两点,且k 1k 2=1,求证:直线DE 过定点.解:(1)由AP ⊥OP ,可知k AP ·k OP =-1.又点A 的坐标为(-a,0),所以·=-1,解得a =1.12-12+a 12-12又因为椭圆M 过点P ,所以+=1,解得b 2=,1414b 213所以椭圆M 的方程为x 2+=1.y 213(2)由题意易求直线AP 的方程为=,y -012-0x +1-12+1即x -y +1=0.因为点Q 在椭圆M 上,故可设Q ,(cos θ,33sin θ)又|AP |=,22所以S △APQ =××1222|c os θ-33sin θ+1|2=× cos +1 .14233(θ+π6)当θ+=2k π(k ∈Z),即θ=2k π-(k ∈Z)时,π6π6S △APQ 取得最大值+.3614(3)证明:法一:由题意易得,直线AD 的方程为y =k 1(x +1),代入x 2+3y 2=1,消去y ,得(3k +1)x 2+6k x +3k -1=0.212121设D (x D ,y D ),则(-1)·x D =,3k 21-13k 21+1即x D =,y D =k 1=.1-3k 211+3k 21(1-3k 211+3k 21+1)2k 11+3k 21设E (x E ,y E ),同理可得x E =,y E =.1-3k 21+3k 22k 21+3k 2又k 1k 2=1且k 1≠k 2,可得k 2=且k 1≠±1,1k1所以x E =,y E =,k 21-3k 21+32k 1k 21+3所以k DE ===,y E -y Dx E -x D 2k 1k 21+3-2k 11+3k 21k 21-3k 21+3-1-3k 211+3k 212k 13(k 21+1)故直线DE 的方程为y -=.2k 11+3k 212k 13(k 21+1)(x -1-3k 211+3k 21)令y =0,可得x =-=-2.1-3k 211+3k 213(k 21+1)1+3k 21故直线DE 过定点(-2,0).法二:设D (x D ,y D ),E (x E ,y E ).若直线DE 垂直于y 轴,则x E =-x D ,y E =y D ,此时k 1k 2=·===y D x D +1y E x E +1y 2D 1-x 2D y 2D3y 2D 与题设矛盾,13若DE 不垂直于y 轴,可设直线DE 的方程为x =ty +s ,将其代入x 2+3y 2=1,消去x ,得(t 2+3)y 2+2tsy +s 2-1=0,则y D +y E =,y D y E =.-2ts t 2+3s 2-1t 2+3又k 1k 2=·y D x D +1y Ex E +1=y D y E(ty D +s +1)(ty E +s +1)=1,可得(t 2-1)y D y E +t (s +1)(y D +y E )+(s +1)2=0,所以(t 2-1)·+t (s +1)·+(s +1)2=0,s 2-1t 2+3-2ts t 2+3可得s =-2或s =-1.又DE 不过点A ,即s ≠-1,所以s =-2.所以DE 的方程为x =ty -2.故直线DE 过定点(-2,0).7.(2018·南昌模拟)如图,已知直线l :y =kx +1(k >0)关于直线y =x +1对称的直线为l 1,直线l ,l 1与椭圆E :+y 2=1分别交于点A ,M 和A ,N ,记直线l 1的斜率为k 1.x 24(1)求k ·k 1的值;(2)当k 变化时,试问直线MN 是否恒过定点?若恒过定点,求出该定点坐标;若不恒过定点,请说明理由.解:(1)设直线l 上任意一点P (x ,y )关于直线y =x +1对称的点为P 0(x 0,y 0),直线l 与直线l 1的交点为(0,1),∴l :y =kx +1,l 1:y =k 1x +1,k =,k 1=,y -1x y 0-1x 0由=+1,y +y 02x +x 02得y +y 0=x +x 0+2,①由=-1,得y -y 0=x 0-x ,②y -y 0x -x 0由①②得Error!∴k ·k 1=yy 0-(y +y 0)+1xx 0==1.(x +1)(x 0+1)-(x +x 0+2)+1xx 0(2)由Error!得(4k 2+1)x 2+8kx =0,设M (x M ,y M ),N (x N ,y N ),∴x M =,y M =.-8k 4k 2+11-4k 24k 2+1同理可得x N ==,y N ==.-8k 14k 21+1-8k 4+k 21-4k 214k 21+1k 2-44+k 2k MN ====-,y M -y N x M -x N 1-4k 24k 2+1-k 2-44+k 2-8k 4k 2+1--8k 4+k 28-8k 48k (3k 2-3)k 2+13k 直线MN :y -y M =k MN (x -x M ),即y -=-,1-4k 24k 2+1k 2+13k (x --8k 4k 2+1)即y =-x -+=-x -.k 2+13k 8(k 2+1)3(4k 2+1)1-4k 24k 2+1k 2+13k 53∴当k 变化时,直线MN 过定点.(0,-53)8.(2019届高三·湘东五校联考)已知椭圆C 的中心在原点,离心率等于,它的一个短12轴端点恰好是抛物线x 2=8y 的焦点.3(1)求椭圆C 的方程;(2)如图,已知P (2,3),Q (2,-3)是椭圆上的两点,A ,B是椭圆上位于直线PQ 两侧的动点.①若直线AB 的斜率为,求四边形APBQ 面积的最大值;12②当A ,B 运动时,满足∠APQ =∠BPQ ,试问直线AB 的斜率是否为定值?请说明理由.解:(1)设椭圆C 的方程为+=1(a >b >0),x 2a 2y 2b 2∵抛物线的焦点为(0,2).3∴b =2.3由=,a 2=c 2+b 2,得a =4,c a 12∴椭圆C 的方程为+=1.x 216y 212(2)设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).①设直线AB 的方程为y =x +t ,12代入+=1,x 216y 212得x 2+tx +t 2-12=0,由Δ>0,解得-4<t <4,∴x 1+x 2=-t ,x 1x 2=t 2-12,∴|x 1-x 2|=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=t 2-4(t 2-12)=.48-3t 2∴四边形APBQ 的面积S =×6×|x 1-x 2|=3.1248-3t 2∴当t =0时,S 取得最大值,且S max =12.3②若∠APQ =∠BPQ ,则直线PA ,PB 的斜率之和为0,设直线PA 的斜率为k ,则直线PB 的斜率为-k ,直线PA 的方程为y -3=k (x -2),由Error!消去y ,得(3+4k 2)x 2+8k (3-2k )x +4(3-2k )2-48=0,∴x 1+2=,8k (2k -3)3+4k 2将k 换成-k 可得x 2+2==,-8k (-2k -3)3+4k 28k (2k +3)3+4k 2∴x 1+x 2=,x 1-x 2=,16k 2-123+4k 2-48k 3+4k 2∴k AB ==y 1-y 2x 1-x 2k (x 1-2)+3+k (x 2-2)-3x 1-x 2==,k (x 1+x 2)-4k x 1-x 212∴直线AB 的斜率为定值.12。
专题跟踪检测(八) 数 列一、全练保分考法——保大分1.已知等差数列的前3项依次为a ,a +2,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110,则k 的值为( )A .9B .11C .10D .12解析:选C 由a ,a +2,3a 成等差数列,得公差为2,且2(a +2)=a +3a ,解得a =2,所以S k =2k +k (k -1)2×2=k 2+k =110,解得k =10或k =-11(舍去).2.(2018·云南模拟)已知数列{a n }是等差数列,若a 1-1,a 3-3,a 5-5依次构成公比为q 的等比数列,则q =( )A .-2B .-1C .1D .2解析:选C 依题意,注意到2a 3=a 1+a 5,2a 3-6=a 1+a 5-6,即有2(a 3-3)=(a 1-1)+(a 5-5),即a 1-1,a 3-3,a 5-5成等差数列;又a 1-1,a 3-3,a 5-5依次构成公比为q 的等比数列,因此有a 1-1=a 3-3=a 5-5(若一个数列既是等差数列又是等比数列,则该数列是一个非零的常数列),q =a 3-3a 1-1=1.3.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难.次日脚痛减一半,六朝方得至其关.要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思是“有一个人走378里,第一天健步行走,从第二天起脚痛,每天走的路程是前一天的一半,走了6天后到达目的地.”则第三天走了( )A .60里B .48里C .36里D .24里解析:选B 由题意得每天走的路程构成等比数列{a n },其中q =12,S 6=378,则S 6=a 1⎝⎛⎭⎫1-1261-12=378,解得a 1=192,所以a 3=192×14=48.4.已知递减的等差数列{a n }中,a 3=-1,a 1,a 4,-a 6成等比数列.若S n 为数列{a n }的前n 项和,则S 7的值为( )A .-14B .-9C .-5D .-1解析:选A 设数列{a n }的公差为d ,由题可知d <0,因为a 1,a 4,-a 6成等比数列,所以a 24=a 1×(-a 6),即(a 1+3d )2=a 1×(-a 1-5d ).又a 3=a 1+2d =-1,联立可解得d =-1或d =25(舍去).因为d =-1,所以a 1=1,所以S 7=-14.5.若数列{a n }是正项数列,且a 1+a 2+…+a n =n 2+n ,则a 1+a 22+…+a nn 等于( )A .2n 2+2nB .n 2+2nC .2n 2+nD .2(n 2+2n )解析:选A ∵a 1+a 2+…+a n =n 2+n ,①∴当n =1时,a 1=2,解得a 1=4. 当n ≥2时, a 1+a 2+…+a n -1=(n -1)2+n -1.②①-②,得a n =2n ,∴a n =4n 2. 当n =1时上式也成立.∴a n n =4n ,则a 1+a 22+…+a nn =4(1+2+…+n )=4×n (1+n )2=2n 2+2n . 6.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 8-2S 4=5,则a 9+a 10+a 11+a 12的最小值为( )A .10B .15C .20D .25解析:选C 由题意可得a 9+a 10+a 11+a 12=S 12-S 8,由S 8-2S 4=5可得S 8-S 4=S 4+5,由等比数列的性质可得S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列,则S 4(S 12-S 8)=(S 8-S 4)2,综上可得a 9+a 10+a 11+a 12=S 12-S 8=(S 4+5)2S 4=S 4+25S 4+10≥2S 4·25S 4+10=20, 当且仅当S 4=5时等号成立,综上可得a 9+a 10+a 11+a 12的最小值为20.7.设{a n }是由正数组成的等比数列,S n 为其前n 项和.已知a 2a 4=1,S 3=7,则其公比q 等于________.解析:∵{a n }是由正数组成的等比数列,∴数列{a n }的公比q >0.由a 2a 4=1,得a 23=1,∴a 3=1.∵S 3=7,∴a 1+a 2+a 3=1q 2+1q +1=7,即6q 2-q -1=0,解得q =12或q =-13(舍去).故q =12. 答案:128.在各项均为正数的等比数列{a n }中,a m -1a m +1=2a m (m ≥2),数列{a n }的前n 项积为T n .若T 2m -1=512,则m 的值为________.解析:由等比数列的性质,得a m +1a m -1=a 2m =2a m .又数列{a n }的各项均为正数,所以a m =2.又T 2m -1=(a m )2m -1=22m -1=512,所以2m -1=9,所以m =5.答案:59.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n +a n +1=12n (n ∈N *),则S 2n -1=________.解析:因为a 1=1,a n +a n +1=12n (n ∈N *),所以S 2n -1=a 1+(a 2+a 3)+…+(a 2n -2+a 2n -1)=1+122+124+…+122n -2=1-⎝⎛⎭⎫14n 1-14=43⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫14n . 答案:43⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫14n10.(2018·成都模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2=3,S 4=16,n ∈N *. (1)求数列{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T n . 解:(1)设数列{a n }的公差为d , ∵a 2=3,S 4=16, ∴a 1+d =3,4a 1+6d =16, 解得a 1=1,d =2. ∴a n =2n -1.(2)由题意,b n =1(2n -1)(2n +1)=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1,∴T n =b 1+b 2+…+b n=12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫13-15+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-12n +1 =n2n +1. 11.(2019届高三·南宁二中、柳州高中联考)已知a 1=2,a 2=4,数列{b n }满足:b n +1=2b n +2且a n +1-a n =b n .(1)求证:数列{b n +2}是等比数列; (2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:由题知,b n +1+2b n +2=2b n +2+2b n +2=2,∵b 1=a 2-a 1=4-2=2,∴b 1+2=4,∴数列{b n +2}是以4为首项,2为公比的等比数列. (2)由(1)可得,b n +2=4·2n -1,故b n =2n +1-2. ∵a n +1-a n =b n , ∴a 2-a 1=b 1, a 3-a 2=b 2, a 4-a 3=b 3, …a n -a n -1=b n -1.累加得,a n -a 1=b 1+b 2+b 3+…+b n -1(n ≥2), a n =2+(22-2)+(23-2)+(24-2)+…+(2n -2) =2(1-2n )1-2-2(n -1)=2n +1-2n ,故a n =2n +1-2n (n ≥2). ∵a 1=2符合上式,∴数列{a n }的通项公式为a n =2n +1-2n (n ∈N *).12.已知数列{a n }是等差数列,a 2=6,前n 项和为S n ,{b n }是等比数列,b 2=2,a 1b 3=12,S 3+b 1=19.(1)求{a n },{b n }的通项公式; (2)求数列{b n cos(a n π)}的前n 项和T n . 解:(1)∵数列{a n }是等差数列,a 2=6, ∴S 3+b 1=3a 2+b 1=18+b 1=19,∴b 1=1, ∵b 2=2,数列{b n }是等比数列,∴b n =2n -1. ∴b 3=4,∵a 1b 3=12,∴a 1=3, ∵a 2=6,数列{a n }是等差数列, ∴a n =3n .(2)由(1)得,令C n =b n cos(a n π)=(-1)n 2n -1, ∴C n +1=(-1)n +12n , ∴C n +1C n=-2,又C 1=-1, ∴数列{b n cos(a n π)}是以-1为首项,-2为公比的等比数列, ∴T n =-1×[1-(-2)n ]1+2=-13[1-(-2)n ].二、强化压轴考法——拉开分1.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2,S n +1=4a n +2,则a 12=( ) A .20 480 B .49 152 C .60 152D .89 150解析:选B 由S 2=4a 1+2,得a 1+a 2=4a 1+2,联立a 1=2,解得a 2=8.又a n +2=S n+2-S n +1=4a n +1-4a n ,∴a n +2-2a n +1=2(a n +1-2a n ),∴数列{a n +1-2a n }是以a 2-2a 1=4为首项,以2为公比的等比数列,∴a n +1-2a n =4×2n -1=2n +1,∴a n +1-2a n 2n +1=1,∴a n +12n +1-a n2n =1,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n 2n 是以a 12=1为首项,以1为公差的等差数列,∴a n2n =1+(n -1)=n ,∴a n =n ·2n ,∴a 12=12×212=49 152.2.已知a 1=1,a n =n (a n +1-a n )(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式是( ) A .2n -1B.⎝⎛⎭⎫n +1n n -1C .n 2D .n解析:选D 因为a n =n (a n +1-a n )=na n +1-na n ,所以na n +1=(n +1)a n ,所以a n +1a n=n +1n ,所以a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=n n -1·n -1n -2 (2)1·1=n . 3.(2018·郑州模拟)已知数列{a n }满足a 1=1,|a n +1-a n |=1n (n +2).若a 2n +1>a 2n -1,a 2n +2<a 2n (n ∈N*),则数列{(-1)n a n }的前40项的和为( )A.1920B.325462C.4184D.2041解析:选D 由题意可得a 2n +1-a 2n -1>0,a 2n +2-a 2n <0,则a 2n +1-a 2n -1>a 2n +2-a 2n , 所以a 2n +1-a 2n +2>a 2n -1-a 2n .① 而|a 2n +1-a 2n +2|=1(2n +1)(2n +3),|a 2n -1-a 2n |=1(2n -1)(2n +1),即|a 2n +1-a 2n +2|<|a 2n -1-a 2n |.② 综合①②,得a 2n -1-a 2n <0, 即a 2n -1-a 2n =-1(2n -1)(2n +1).裂项,得a 2n -a 2n -1=12×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1.综上可得,数列{(-1)n a n }的前40项的和为(a 2-a 1)+(a 4-a 3)+…+(a 40-a 39)=12×⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫13-15+…+⎝⎛⎭⎫139-141=2041. 4.(2019届高三·河北“五个一名校联盟”联考)在正整数数列中,由1开始依次按如下规则,将某些数染成红色.先染1;再染两个偶数2,4;再染4后面最邻近的3个连续奇数5,7,9;再染9后面的最邻近的4个连续偶数10,12,14,16;再染此后最邻近的5个连续奇数17,19,21,23,25.按此规则一直染下去,得到一红色子数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,则在这个红色子数列中,由1开始的第2 018个数是( )A .3 971B .3 972C .3 973D .3 974解析:选B 由题意可知,第1组有1个数,第2组有2个数,…,根据等差数列的前n 项和公式,可知前n 组共有n (n +1)2个数.由于2 016=63×(63+1)2<2 018<64×(64+1)2=2080,因此,第2 018个数是第64组的第2个数.由于第1组最后一个数是1,第2组最后一个数是4,第3组最后一个数是9,…,第n 组最后一个数是n 2,因此,第63组最后一个数为632,632=3 969,第64组为偶数组,其第1个数为3 970,第2个数为3 972,故选B.5.(2019届高三·南昌调研)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=3且当n ≥2时,2a n =S n ·S n -1(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:当n ≥2时,由2a n =S n ·S n -1可得2(S n -S n -1)=S n ·S n -1,∴1S n -1-1S n =12,即1S n -1S n -1=-12,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 是首项为13,公差为-12的等差数列,∴1S n =13+⎝⎛⎭⎫-12·(n -1)=5-3n 6,∴S n =65-3n .当n ≥2时,a n =12S n S n -1=12×65-3n ×65-3(n -1)=18(5-3n )(8-3n ),又a 1=3,∴a n=⎩⎨⎧3,n =1,18(5-3n )(8-3n ),n ≥2.答案:⎩⎪⎨⎪⎧3,n =1,18(5-3n )(8-3n ),n ≥2 6.(2018·开封模拟)已知数列{a n }满足[2-(-1)n ]a n +[2+(-1)n ]a n +1=1+(-1)n ×3n (n ∈N *),则a 25-a 1=________.解析:∵[2-(-1)n ]a n +[2+(-1)n ]a n +1=1+(-1)n ×3n ,∴当n =2k (k ∈N *)时,a 2k +3a 2k+1=1+6k ,当n =2k -1(k ∈N *)时,3a 2k -1+a 2k =1-6k +3,∴a 2k +1-a 2k -1=4k -1,∴a 25=(a 25-a 23)+(a 23-a 21)+…+(a 3-a 1)+a 1=(4×12-1)+(4×11-1)+…+(4×1-1)+a 1=4×12×(12+1)2-12+a 1=300+a 1,∴a 25-a 1=300.答案:300三、加练大题考法——少失分1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 7=0,a 3-2a 2=12(n ∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n +162n +2的前n 项和S n .解:(1)设等差数列{a n }的公差为d , 由已知得⎩⎪⎨⎪⎧7a 1+7×62d =0,a 1+2d -2(a 1+d )=12,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-12,d =4,所以a n =4n -16.(2)由(1)知a n =4n -16,所以a n +162n +2=4n -16+162n +2=n2n ,所以S n =12+222+323+…+n 2n ,两边同乘以12,得12S n =122+223+324+…+n -12n +n 2n +1, 两式相减,得12S n =12+122+123+124+…+12n -n 2n +1=12⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12-n2n +1=1-n +22n +1,所以S n =2-n +22n . 2.设数列{a n }的前n 项和为T n =2n -14(n ∈N *).(1)求{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =log 2a n ,数列{b n }的前n 项和为S n ,定义[x ]为不小于x 的最小整数,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎣⎡⎦⎤S n n 2的前n 项和R n .解:(1)因为数列{a n }的前n 项和为T n =2n -14,所以a 1=T 1=21-14=14.当n ≥2时,a n =T n -T n -1=2n -14-2n -1-14=2n -3,当n =1时,a 1=14符合上式.故a n =2n -3.(2)由(1)可知,b n =log 2a n =n -3,则数列{b n }是首项为-2,公差为1的等差数列,其前n 项和S n =n 22-52n ,则S n n 2=12-52n .因为当n ≥1时,S n n 2=12-52n 单调递增,所以S 112=-2,当2≤n ≤5时,-34≤S nn 2≤0,当n ≥6时,112≤S n n 2<12,所以R 1=-2,当2≤n ≤5时,R n =-2+0+0+…+0=-2, 当n ≥6时,R n =-2+(n -5)·1=n -7,所以R n =⎩⎪⎨⎪⎧-2,1≤n ≤5,n -7,n ≥6.3.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),且a 2=3,S 5=25. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)若数列{b n }满足b n =1S n ·S n +1,记数列{b n }的前n 项和为T n ,证明:T n <1.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d.因为a 2=3,S 5=25,所以⎩⎨⎧a 1+d =3,5(2a 1+4d )2=25,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,所以a n =2n -1.(2)证明:由(1)知,a n =2n -1, 所以S n =n (1+2n -1)2=n 2.所以b n =1n 2·(n +1)2=1n (n +1)=1n -1n +1.所以T n =b 1+b 2+b 3+…+b n =⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +1=1-1n +1<1.4.(2017·山东高考)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2. (1)求数列{x n }的通项公式;(2)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P1(x 1,1),P 2(x 2,2),…,P n +1(x n +1,n +1)得到折线P 1P 2…P n +1,求由该折线与直线y =0,x =x 1,x =x n +1所围成的区域的面积T n .解:(1)设数列{x n }的公比为q ,由已知得q >0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 1q =3,x 1q 2-x 1q =2.所以3q 2-5q -2=0.因为q >0,所以q =2,x 1=1, 因此数列{x n }的通项公式为x n =2n -1.(2)过P 1,P 2,…,P n +1向x 轴作垂线,垂足分别为Q 1,Q 2,…,Q n +1. 由(1)得x n +1-x n =2n -2n -1=2n -1, 记梯形P n P n +1Q n +1Q n 的面积为b n ,由题意得b n =(n +n +1)2×2n -1=(2n +1)×2n -2,所以T n =b 1+b 2+…+b n=3×2-1+5×20+7×21+…+(2n -1)×2n -3+(2n +1)×2n -2.① 又2T n =3×20+5×21+7×22+…+(2n -1)×2n -2+(2n +1)×2n -1.② ①-②得-T n =3×2-1+(2+22+…+2n -1)-(2n +1)×2n -1=32+2(1-2n -1)1-2-(2n +1)×2n -1.雨衣专享雨衣专享 所以T n =(2n -1)×2n +12.。
专题跟踪检测(八) 数 列一、全练保分考法——保大分1.已知等差数列的前3项依次为a ,a +2,3a ,前n 项和为S n ,且S k =110,则k 的值为( )A .9B .11C .10D .12解析:选C 由a ,a +2,3a 成等差数列,得公差为2,且2(a +2)=a +3a ,解得a =2,所以S k =2k +错误!×2=k 2+k =110,解得k =10或k =-11(舍去).2.(2018·云南模拟)已知数列{a n }是等差数列,若a 1-1,a 3-3,a 5-5依次构成公比为q 的等比数列,则q =( )A .-2B .-1C .1D .2解析:选C 依题意,注意到2a 3=a 1+a 5,2a 3-6=a 1+a 5-6,即有2(a 3-3)=(a 1-1)+(a 5-5),即a 1-1,a 3-3,a 5-5成等差数列;又a 1-1,a 3-3,a 5-5依次构成公比为q 的等比数列,因此有a 1-1=a 3-3=a 5-5(若一个数列既是等差数列又是等比数列,则该数列是一个非零的常数列),q =a3-3a1-1=1.3.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个问题:“三百七十八里关,初行健步不为难.次日脚痛减一半,六朝方得至其关.要见次日行里数,请公仔细算相还.”其意思是“有一个人走378里,第一天健步行走,从第二天起脚痛,每天走的路程是前一天的一半,走了6天后到达目的地.”则第三天走了( )A .60里B .48里C .36里D .24里解析:选B 由题意得每天走的路程构成等比数列{a n },其中q =12,S 6=378,则S 6=a1⎝⎛⎭⎫1-1261-12=378,解得a 1=192,所以a 3=192×14=48.4.已知递减的等差数列{a n }中,a 3=-1,a 1,a 4,-a 6成等比数列.若S n 为数列{a n }的前n 项和,则S7的值为()A .-14B .-9C .-5D .-1解析:选A 设数列{a n }的公差为d ,由题可知d <0,因为a 1,a 4,-a 6成等比数列,所以a 24=a 1×(-a 6),即(a 1+3d )2=a 1×(-a 1-5d ).又a 3=a 1+2d =-1,联立可解得d =-1或d =25(舍去).因为d =-1,所以a 1=1,所以S 7=-14.5.若数列{a n }是正项数列,且a1+a2+…+an =n 2+n ,则a 1+a22+…+ann等于()A .2n 2+2nB .n 2+2nC .2n 2+nD .2(n 2+2n )解析:选A ∵a1+a2+…+an =n 2+n ,①∴当n =1时,a1=2,解得a 1=4.当n ≥2时,a1+a2+…+an -1=(n -1)2+n -1.②①-②,得an =2n ,∴a n =4n 2.当n =1时上式也成立.∴an n =4n ,则a 1+a22+…+ann=4(1+2+…+n )=4×错误!=2n 2+2n .6.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 8-2S 4=5,则a 9+a 10+a 11+a 12的最小值为( )A .10B .15C .20D .25解析:选C 由题意可得a 9+a 10+a 11+a 12=S 12-S 8,由S 8-2S 4=5可得S 8-S 4=S 4+5,由等比数列的性质可得S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列,则S 4(S 12-S 8)=(S 8-S 4)2,综上可得a 9+a 10+a 11+a 12=S 12-S 8=错误!=S 4+错误!+10≥2错误!+10=20,当且仅当S 4=5时等号成立,综上可得a 9+a 10+a 11+a 12的最小值为20.7.设{a n }是由正数组成的等比数列,S n 为其前n 项和.已知a 2a 4=1,S 3=7,则其公比q 等于________.解析:∵{a n }是由正数组成的等比数列,∴数列{a n }的公比q >0.由a 2a 4=1,得a 23=1,∴a 3=1.∵S 3=7,∴a 1+a 2+a 3=1q2+1q +1=7,即6q 2-q -1=0,解得q =12或q =-13(舍去).故q =12.答案:128.在各项均为正数的等比数列{a n }中,a m -1a m +1=2a m (m ≥2),数列{a n }的前n 项积为T n .若T 2m -1=512,则m 的值为________.解析:由等比数列的性质,得a m +1a m -1=a 2m =2a m .又数列{a n }的各项均为正数,所以a m =2.又T 2m -1=(a m )2m -1=22m -1=512,所以2m -1=9,所以m =5.答案:59.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n +a n +1=12n(n ∈N *),则S 2n -1=________.解析:因为a 1=1,a n +a n +1=12n (n ∈N *),所以S 2n -1=a 1+(a 2+a 3)+…+(a 2n -2+a 2n -1)=1+122+124+…+122n -2=1-⎝⎛⎭⎫14n 1-14=43⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫14n . 答案:43⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫14n 10.(2018·成都模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2=3,S 4=16,n ∈N *.答案:43⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫14n 10.(2018·成都模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2=3,S 4=16,n ∈N *.10.(2018·成都模拟)已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 2=3,S 4=16,n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =1anan +1,求数列{b n }的前n 项和T n .解:(1)设数列{a n }的公差为d ,∵a 2=3,S 4=16,∴a 1+d =3,4a 1+6d =16,解得a 1=1,d =2.∴a n =2n -1.(2)由题意,b n =错误!=错误!错误!,∴T n =b 1+b 2+…+b n=12⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫13-15+…+⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1 =12⎝⎛⎭⎫1-12n +1 =n2n +1. 11.(2019届高三·南宁二中、柳州高中联考)已知a 1=2,a 2=4,数列{b n }满足:b n +1=2b n +2且a n +1-a n =b n .=12⎝⎛⎭⎫1-12n +1=n2n +1.11.(2019届高三·南宁二中、柳州高中联考)已知a 1=2,a 2=4,数列{b n }满足:b n +1=2b n +2且a n +1-a n =b n .(1)求证:数列{b n +2}是等比数列;(2)求数列{a n }的通项公式.解:(1)证明:由题知,bn +1+2bn +2=2bn +2+2bn +2=2,∵b 1=a 2-a 1=4-2=2,∴b 1+2=4,∴数列{b n +2}是以4为首项,2为公比的等比数列. (2)由(1)可得,b n +2=4·2n -1,故b n =2n +1-2.∵a n +1-a n =b n , ∴a 2-a 1=b 1,a 3-a 2=b 2, a 4-a 3=b 3,…a n -a n -1=b n -1.累加得,a n -a 1=b 1+b 2+b 3+…+b n -1(n ≥2), a n =2+(22-2)+(23-2)+(24-2)+…+(2n -2)=错误!-2(n -1)=2n +1-2n ,故a n =2n +1-2n (n ≥2).∵a 1=2符合上式,∴数列{a n }的通项公式为a n =2n +1-2n (n ∈N *).12.已知数列{a n }是等差数列,a 2=6,前n 项和为S n ,{b n }是等比数列,b 2=2,a 1b 3=12,S 3+b 1=19.(1)求{a n },{b n }的通项公式; (2)求数列{b n cos(a n π)}的前n 项和T n .解:(1)∵数列{a n }是等差数列,a 2=6, ∴S 3+b 1=3a 2+b 1=18+b 1=19,∴b 1=1, ∵b 2=2,数列{b n }是等比数列,∴b n =2n -1.∴b 3=4,∵a 1b 3=12,∴a 1=3, ∵a 2=6,数列{a n }是等差数列,∴a n =3n .(2)由(1)得,令C n =b n cos(a n π)=(-1)n 2n -1,∴C n +1=(-1)n +12n ,∴Cn +1Cn=-2,又C 1=-1,∴数列{b n cos(a n π)}是以-1为首项,-2为公比的等比数列,∴T n =错误!=-错误![1-(-2)n ].二、强化压轴考法——拉开分1.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=2,S n +1=4a n +2,则a 12=( )A .20 480B .49 152C .60 152D .89 150解析:选B 由S 2=4a 1+2,得a 1+a 2=4a 1+2,联立a 1=2,解得a 2=8.又a n +2=S n +2-S n +1=4a n +1-4a n ,∴a n +2-2a n +1=2(a n +1-2a n ),∴数列{a n +1-2a n }是以a 2-2a 1=4为首项,以2为公比的等比数列,∴a n +1-2a n =4×2n -1=2n +1,∴an +1-2an 2n +1=1,∴an +12n +1-an 2n=1,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫an 2n 是以a12=1为首项,以1为公差的等差数列,∴an2n=1+(n -1)=n ,∴a n =n ·2n ,∴a 12=12×212=49 152.2.已知a 1=1,a n =n (a n +1-a n )(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式是( )A .2n -1B.⎝⎛⎭⎫n +1n n -1C .n 2D .n解析:选D 因为a n =n (a n +1-a n )=na n +1-na n ,所以na n +1=(n +1)a n ,所以an +1an =n +1n,所以a n=an an -1·an -1an -2·…·a2a1·a 1=n n -1·n -1n -2 (2)1·1=n .3.(2018·郑州模拟)已知数列{a n }满足a 1=1,|a n +1-a n |=错误!.若a 2n +1>a 2n -1,a 2n +2<a 2n (n ∈N *),则数列{(-1)n a n }的前40项的和为( )A.1920B.325462 C.4184D.2041解析:选D 由题意可得a 2n +1-a 2n -1>0,a 2n +2-a 2n <0,则a 2n +1-a 2n -1>a 2n +2-a 2n ,所以a 2n +1-a 2n +2>a 2n -1-a 2n .①而|a 2n +1-a 2n +2|=错误!,|a 2n -1-a 2n |=错误!,即|a 2n +1-a 2n +2|<|a 2n -1-a 2n |.② 综合①②,得a 2n -1-a 2n <0,即a 2n -1-a 2n =-错误!.裂项,得a 2n -a 2n -1=12×⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1.综上可得,数列{(-1)n a n }的前40项的和为(a 2-a 1)+(a 4-a 3)+…+(a 40-a 39)=12×⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫1-13+⎝⎛⎭⎫13-15+…+⎝⎛⎭⎫139-141=2041. 4.(2019届高三·河北“五个一名校联盟”联考)在正整数数列中,由1开始依次按如下规则,将某些数染成红色.先染1;再染两个偶数2,4;再染4后面最邻近的3个连续奇数5,7,9;再染9后面的最邻近的4个连续偶数10,12,14,16;再染此后最邻近的5个连续奇数17,19,21,23,25.按此规则一直染下去,得到一红色子数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,则在这个红色子数列中,由1开始的第2 018个数是( ) A .3 971 B .3 9724.(2019届高三·河北“五个一名校联盟”联考)在正整数数列中,由1开始依次按如下规则,将某些数染成红色.先染1;再染两个偶数2,4;再染4后面最邻近的3个连续奇数5,7,9;再染9后面的最邻近的4个连续偶数10,12,14,16;再染此后最邻近的5个连续奇数17,19,21,23,25.按此规则一直染下去,得到一红色子数列1,2,4,5,7,9,10,12,14,16,17,…,则在这个红色子数列中,由1开始的第2 018个数是( )A .3 971B .3 972C .3 973D .3 974解析:选B 由题意可知,第1组有1个数,第2组有2个数,…,根据等差数列的前n 项和公式,可知前n 组共有错误!个数.由于2 016=错误!<2 018<错误!=2 080,因此,第2 018个数是第64组的第2个数.由于第1组最后一个数是1,第2组最后一个数是4,第3组最后一个数是9,…,第n 组最后一个数是n 2,因此,第63组最后一个数为632,632=3 969,第64组为偶数组,其第1个数为3 970,第2个数为3 972,故选B.5.(2019届高三·南昌调研)设数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=3且当n ≥2时,2a n =S n ·S n -1(n ∈N *),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:当n ≥2时,由2a n =S n ·S n -1可得2(S n -S n -1)=S n ·S n -1,∴1Sn -1-1Sn =12,即1Sn -1Sn -1=-12,∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1Sn 是首项为13,公差为-12的等差数列,∴1Sn =13+⎝⎛⎭⎫-12·(n -1)=5-3n 6,∴S n=65-3n.当n ≥2时,a n =12S n S n -1=12×65-3n×错误!=错误!,又a 1=3,∴a n =错误! 答案:错误!6.(2018·开封模拟)已知数列{a n }满足[2-(-1)n ]a n +[2+(-1)n ]a n +1=1+(-1)n ×3n (n ∈N *),则a 25-a 1=________.解析:∵[2-(-1)n ]a n +[2+(-1)n ]a n +1=1+(-1)n ×3n ,∴当n =2k (k ∈N *)时,a 2k +3a 2k +1=1+6k ,当n =2k -1(k ∈N *)时,3a 2k -1+a 2k =1-6k +3,∴a 2k +1-a 2k -1=4k -1,∴a 25=(a 25-a 23)+(a 23-a 21)+…+(a 3-a 1)+a 1=(4×12-1)+(4×11-1)+…+(4×1-1)+a 1=4×错误!-12+a 1=300+a 1,∴a 25-a 1=300.答案:300三、加练大题考法——少失分1.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n ,S 7=0,a 3-2a 2=12(n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式a n ;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫an +162n +2的前n 项和S n . 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d ,由已知得错误!解得错误!所以a n =4n -16.(2)由(1)知a n =4n -16,所以an +162n +2=4n -16+162n +2=n2n ,所以S n =12+222+323+…+n2n,两边同乘以12,得12S n =122+223+324+…+n -12n +n2n +1,两式相减,得12S n =12+122+123+124+…+12n -n2n +1=12⎝⎛⎭⎫1-12n 1-12-n2n +1=1-n +22n +1,所以S n =2-n +22n .2.设数列{a n }的前n 项和为T n =2n -14(n ∈N *).(1)求{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =log 2a n ,数列{b n }的前n 项和为S n ,定义[x ]为不小于x 的最小整数,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫⎣⎢⎡⎦⎥⎤Sn n2的前n 项和R n. 解:(1)因为数列{a n}的前n 项和为T n=2n -14, 所以a 1=T 1=21-14=14.解:(1)因为数列{a n }的前n 项和为T n =2n -14, 所以a 1=T 1=21-14=14.当n ≥2时,a n =T n -T n -1=2n -14-2n -1-14=2n -3, 当n =1时,a 1=14符合上式.故a n =2n -3.(2)由(1)可知,b n =log 2a n =n -3,则数列{b n }是首项为-2,公差为1的等差数列,其前n 项和S n =n22-52n ,则Sn n2=12-52n.因为当n ≥1时,Sn n2=12-52n单调递增,所以S112=-2,当2≤n ≤5时,-34≤Snn2≤0,当n ≥6时,112≤Sn n2<12,所以R 1=-2,当2≤n ≤5时,R n =-2+0+0+…+0=-2, 当n ≥6时,R n =-2+(n -5)·1=n -7,所以R n =⎩⎪⎨⎪⎧-2,1≤n≤5,n -7,n≥6.3.已知等差数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *),且a 2=3,S 5=25.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若数列{b n }满足b n =1Sn·Sn +1,记数列{b n }的前n 项和为T n ,证明:T n <1.解:(1)设等差数列{a n }的公差为d. 因为a 2=3,S 5=25,所以错误!解得⎩⎪⎨⎪⎧a1=1,d =2,所以a n =2n -1.(2)证明:由(1)知,a n =2n -1,所以S n =错误!=n 2.所以b n =错误!=错误!=错误!-错误!.所以T n =b 1+b 2+b 3+…+b n=⎝⎛⎭⎫1-12+⎝⎛⎭⎫12-13+…+⎝⎛⎭⎫1n -1n +1=1-1n +1<1.4.(2017·山东高考)已知{x n }是各项均为正数的等比数列,且x 1+x 2=3,x 3-x 2=2.(1)求数列{x n }的通项公式;(2)如图,在平面直角坐标系xOy 中,依次连接点P 1(x 1,1),P 2(x 2,2),…,P n +1(x n +1,n +1)得到折线P 1P 2…P n +1,求由该折线与直线y =0,x =x 1,x =x n +1所围成的区域的面积T n .解:(1)设数列{x n }的公比为q ,由已知得q >0.由题意得⎩⎪⎨⎪⎧x1+x1q =3,x1q2-x1q =2.所以3q 2-5q -2=0.因为q >0,所以q =2,x 1=1,因此数列{x n }的通项公式为x n =2n -1.(2)过P 1,P 2,…,P n +1向x 轴作垂线,垂足分别为Q 1,Q 2,…,Q n +1.由(1)得x n +1-x n =2n -2n -1=2n -1, 记梯形P n P n +1Q n +1Q n 的面积为b n ,由题意得b n =错误!×2n -1=(2n +1)×2n -2,所以T n =b 1+b 2+…+b n=3×2-1+5×20+7×21+…+(2n -1)×2n -3+(2n +1)×2n -2.①又2T n =3×20+5×21+7×22+…+(2n -1)×2n -2+(2n +1)×2n -1.②①-②得-T n =3×2-1+(2+22+…+2n -1)-(2n +1)×2n -1=32+错误!-(2n +1)×2n -1.所以T n =错误!.。