最新-2018年高考数学一轮复习 4-4课时作业 精品
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力的测量 教学目标: 1、知道力的单位是牛顿 2、会正确使用弹簧称,培养学生的实验操作能力。
重点:力的单位,力的测量 难点:会用弹簧称测力 教具:演示弹簧称,钩码 教学过程: (一)、引入新课: 一.复习:1什么是力?力产生的效果有哪些?2在弹簧下挂一物体,物体对弹簧有拉力,施力物体和受力物体各是什么?说明这个力产生什么效果。
二.引入:同学们看图,回答这两个图说明了什么? 说明了力有大有小,我们这就要对力的大小进行测量。
(二)、新课教学: 一.力的单位 1.力的单位是:牛顿(简称:牛)用符号:N表示。
2.多大的力是1N?你拿起2个鸡蛋的力大约是1N,拿起一块砖用的力大约是20N,运动员举起杠铃时需要用1000至3000N。
二.力的测量 1.测量工具:测量力的工具叫测力计,常用的测力计是弹簧称。
2.弹簧称的原理 演示并讲解:我们知道,弹簧受到拉力就要伸长,拉力越大,弹簧伸长得越长。
弹簧称就是根据这个原理制成的。
3.观察弹簧称 (1)弹簧称上的刻度值是用什么作单位的? (学生观察并回答:弹簧称上刻度数值是用牛顿作单位的。
) (2)弹簧称上最大刻度是多少? (学生回答:最大刻度是5N) 说明:弹簧称上的这个最大刻度就是量程,弹簧称受到的拉力不能它的量程,否则弹簧称会损坏。
(3)弹簧称的最小刻度值是多少? (学生回答:0.2N) 说明:不同弹簧称的的最小刻度不一定相同,应据刻度值和格去算 (4)零刻度的调整 4.学生实验 (1)用手拉弹簧称的钩,大家自感受1N和5N的力有多大。
(2)每人一个钩码,用弹簧称拉着它在空中静止不动,测量向下拉力 (3)使钩码匀速上升,拉力多大 (4)用一根头发拴在弹簧称钩上,测量将头发拉断时的拉力多大。
三.总结 1.力测量工具,常用的工具, 2.使用弹簧称时应注意什么。
四.练习 1、有一个物体,在地球上用天平称得是1Kg,把它挂在弹簧测力计上称应是 N。
课时分层作业四函数及其表示一、选择题(每小题5分,共35分)1.下列所给图象是函数图象的个数为( )A.1B.2C.3D.4【解析】选B.①中当x>0时,每一个x的值对应两个不同的y值,因此不是函数图象,②中当x=x0时,y的值有两个,因此不是函数图象,③④中每一个x的值对应唯一的y值,因此是函数图象.2.(2018·滨州模拟)函数y=的定义域为( )A.(1,+∞)B.[1,+∞)C.(1,2)∪(2,+∞)D.(1,2)∪[3,+∞)【解析】选C.由ln(x-1)≠0,得x-1>0且x-1≠1.由此解得x>1且x≠2,即函数y=的定义域是(1,2)∪(2,+∞).3.给出下列命题:①函数是其定义域到值域的映射;②f(x)=+是一个函数;③函数y=2x(x∈N)的图象是一条直线;④f(x)=lgx2与g(x)=2lgx是同一函数.其中正确的有( )A.1个B.2个C.3个D.4个【解析】选A.由函数的定义知①正确.因为满足f(x)=+的x不存在,所以②不正确.又因为y=2x(x∈N)的图象是位于直线y=2x上的一群孤立的点,所以③不正确.又因为f(x)与g(x)的定义域不同,所以④也不正确.4.(2018·某某模拟)已知函数f(x)=若f(a)+f(1)=0,则实数a的值等于( )A.-3B.-1C.1D.3【解析】选A.当a>0时,由f(a)+f(1)=0得2a+2=0,可见不存在实数a满足条件,当a<0时,由f(a)+f(1)=0得a+1+2=0,解得a=-3,满足条件.【一题多解】本题还可以采用如下解法:方法一:选A.由指数函数的性质可知:2x>0,又因为f(1)=2,所以a<0,所以f(a)=a+1,即a+1+2=0,解得:a=-3. 方法二:选A.验证法,把a=-3代入f(a)=a+1=-2,又因为f(1)=2,所以f(a)+f(1)=0,满足条件,从而选A.【变式备选】已知函数f(x)=且f(0)=2,f(-1)=3,则f(f(-3))= ( )A.-2B.2C.3D.-3【解析】选B.f(0)=a0+b=1+b=2,解得b=1;f(-1)=a-1+b=a-1+1=3,解得a=.故f(-3)=+1=9,f(f(-3))=f(9)=log39=2.【方法技巧】求函数值的四种常考类型及解法(1)f(g(x))型:遵循先内后外的原则.(2)分段函数型:根据自变量值所在区间对应求值,不确定时要分类讨论.(3)已知函数性质型:对具有奇偶性、周期性、对称性的函数求值,要用好其函数性质,将待求值调节到已知区间上求解.(4)抽象函数型:对于抽象函数求函数值,要用好抽象的函数关系,适当赋值,从而求得待求函数值.5.已知函数f(x)满足f(x)+2f(3-x)=x2,则f(x)的解析式为 ( )A.f(x)=x2-12x+18B.f(x)=x2-4x+6C.f(x)=6x+9D.f(x)=2x+3【解析】选B.由f(x)+2f(3-x)=x2可得f(3-x)+2f(x)=(3-x)2,由以上两式解得f(x)=x2-4x+6.6.现向一个半径为R的球形容器内匀速注入某种液体,下面图形中能表示在注入过程中容器的液面高度h随时间t变化的函数关系的是( )【解析】选C.从球的形状可知,水的高度开始时增加的速度越来越慢,当超过半球时,增加的速度又越来越快.7.已知[x]表示不超过实数x的最大整数(x∈R),如:[-1.3]=-2,[0.8]=0,[3.4]=3.定义{x}=x-[x],则++…+= ( )A.2017B.C.1008D.2016【解析】选B.=,=,…,=,=0,所以原式=++…+=.【题目溯源】本考题源于教材人教A版必修1P25习题B组T3,“函数f(x)=[x]的函数值表示不超过x的最大整数,例如,[-3.5]=-4,[2.1]=2.当x∈(-2.5,3]时,写出函数f(x)的解析式,并作出函数的图象”的变式.【变式备选】设[x]表示不大于x的最大整数,则对任意实数x,有( )A.[-x]=-[x]B.=[x]C.[2x]=2[x]D.[x]+=[2x]【解析】选D.选项A,取x=1.5,则[-x]=[-1.5]=-2,-[x]=-[1.5]=-1,显然[-x]≠-[x].选项B,取x=1.5,则=[2]=2≠[1.5]=1.选项C,取x=1.5,则[2x]=[3]=3,2[x]=2[1.5]=2,显然[2x]≠2[x].二、填空题(每小题5分,共15分)8.(2018·某某模拟)函数y=ln+的定义域为______________.【解析】由⇒⇒0<x≤1.所以该函数的定义域为(0,1].答案:(0,1]9.已知函数f(x)=则f(f(-3))=________,f(x)的最小值是________.【解析】f(f(-3))=f(1)=0,当x≥1时,f(x)≥2-3,当且仅当x=时,等号成立;当x<1时,f(x)≥0,当且仅当x=0时,等号成立,所以f(x)的最小值为2-3.答案:0 2-310.已知函数f(x)的定义域是[-1,1],则f(log2x)的定义域为______________.【解析】因为函数f(x)的定义域是[-1,1],所以-1≤log2x≤1,所以≤x≤2.故f(log2x)的定义域为.答案:1.(5分)下列函数中,不满足f(2x)=2f(x)的是( )A.f(x)=|x|B.f(x)=x-|x|C.f(x)=x+1D.f(x)=-x【解析】选C.对于选项A,f(2x)=|2x|=2|x|=2f(x);对于选项B,f(x)=x-|x|=当x≥0时,f(2x)=0=2f(x),当x<0时,f(2x)=4x=2·2x=2f(x),恒有f(2x)=2f(x);对于选项D,f(2x)=-2x=2(-x)=2f(x);对于选项C,f(2x)=2x+1=2f(x)-1.2.(5分)(2018·某某模拟)若一系列函数的解析式相同,值域相同,但定义域不同,则称这些函数为“同族函数”,则函数解析式为y=x2+1,值域为{1,3}的同族函数有( )A.1个B.2个C.3个D.4个【解析】选C.由x2+1=1得x=0,由x2+1=3得x=±,所以函数的定义域可以是{0,},{0,-},{0,,-},故值域为{1,3}的同族函数共有3个.3.(5分)若函数f(x)=(a>0且a≠1)的值域是[4,+∞),则实数a的取值X围是__________. 导学号12560407【解析】当x≤2,故-x+6≥4,要使得函数f(x)的值域为[4,+∞),只需f1(x)=3+log a x(x>2)的值域包含于[4,+∞),故a>1,所以f1(x)>3+log a2,所以3+log a2≥4,解得1<a≤2,所以实数a的取值X围是(1,2].答案:(1,2]4.(12分)已知f(x)=x2-1,g(x)=(1)求f(g(2))与g(f(2)).(2)求f(g(x))与g(f(x))的表达式.【解析】(1)g(2)=1,f(g(2))=f(1)=0;f(2)=3,g(f(2))=g(3)=2.(2)当x>0时,f(g(x))=f(x-1)=(x-1)2-1=x2-2x;当x<0时,f(g(x))=f(2-x)=(2-x)2-1=x2-4x+3.所以f(g(x))=同理可得g(f(x))=5.(13分)某市居民自来水收费标准如下:每户每月用水不超过4吨时,每吨为1.80元,当用水超过4吨时,超过部分每吨为3.00元.某月甲、乙两户共交水费y元,已知甲、乙两用户该月用水量分别为5x、3x(吨).(1)求y关于x的函数.(2)若甲、乙两用户该月共交水费26.40元,分别求出甲、乙两户该月的用水量和水费.【解析】(1)当甲的用水量不超过4吨时,即5x≤4,乙的用水量也不超过4吨,y=(5x+3x)×1.8=14.4x;当甲的用水量超过4吨,乙的用水量不超过4吨,即3x≤4且5x>4时,y=4×1.8+3(5x-4)+3x×1.8=20.4x-4.8;当乙的用水量超过4吨时,即3x>4,y=24x-9.6,所以y=.(2)由于y=f(x)在各段区间上均为单调递增,当x∈时,y≤f<26.4;当x∈时,y≤f<26.4;当x∈时,令24x-9.6=26.4,解得x=1.5.所以甲户用水量为5x=7.5吨,付费S1=4×1.80+3.5×3.00=17.70(元); 乙户用水量为3x=4.5吨,付费S2=4×1.80+0.5×3.00=8.70(元).。
课时作业(四) [第4讲 函数及其表示][时间:35分钟 分值:80分]基础热身1.下列各组函数中表示相同函数的是( ) A .y =5x 5与y =x 2B .y =lne x 与y =e ln xC .y =x -x +x -1与y =x +3D .y =x 0与y =1x2.[2018·江西卷] 若f (x )=1log 12x +,则f (x )的定义域为( )A.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0B.⎝ ⎛⎦⎥⎤-12,0C.⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,+∞ D .(0,+∞) 3.下列函数中值域为(0,+∞)的是( )A .y =512-xB .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫131-xC .y =⎝ ⎛⎭⎪⎫12x -1 D .y =1-2x 4.[2018·辽宁北镇高中月考] 设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|x -1|-x,11+x 2x ,则f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12等于( )A.12B.413 C .-95 D.2541 能力提升5.函数f (x )=33x +5ax 2+4ax +3的定义域为R ,则实数a 的取值范围是( )A .(-∞,+∞) B.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34 C.⎝ ⎛⎭⎪⎫34,+∞ D.⎣⎢⎡⎭⎪⎫0,34 6.已知f (x )=x 21+x 2,那么f (1)+f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+f (4)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=( ) A .3 B.72 C .4 D.927.[2018·辽宁卷] 设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧21-x, x ≤1,1-log 2x , x >1,则满足f (x )≤2的x 的取值范围是( )A .[-1,2]B .[0,2]C .[1,+∞) D.[0,+∞)8.[2018·郑州一中模拟] 定义在实数集上的函数f (x ),如果存在函数g (x )=Ax +B (A ,B 为常数),使得f (x )≥g (x )对于一切实数x 都成立,那么称g (x )为函数f (x )的一个承托函数.给出如下命题:①对给定的函数f (x ),其承托函数可能不存在,也可能有无数个; ②定义域和值域都是R 的函数f (x )不存在承托函数;③g (x )=2x 为函数f (x )=e x的一个承托函数;④g (x )=12x 为函数f (x )=x 2的一个承托函数.其中,正确命题的个数是( ) A .0 B .1 C .2 D .39.已知函数f (x +3)的定义域是[-4,5],则f (2x -3)的定义域是________.10.已知函数f (x )=x 2,g (x )为一次函数,且一次项系数大于零,若f [g (x )]=4x 2-20x +25,则函数g (x )=________.11.[2018·荆州中学质检] 设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-log 3x +x ,3x -6-x ,满足f (n )=-89,则f (n +4)=________.12.(13分)已知f (x )=2+log 3x ,x ∈[1,9],求函数y =[f (x )]2+f (x 2)的值域.难点突破13.(12分)解答下列问题:(1)若f (x +1)=2x 2+1,求f (x );(2)若2f (x )-f (-x )=x +1,求f (x ); (3)若函数f (x )=xax +b,f (2)=1,且方程f (x )=x 有唯一解,求f (x ).课时作业(四)【基础热身】1.D [解析] 对于A ,两函数的对应法则不同; 对于B ,两函数的定义域不同; 对于C ,两函数的定义域不同;对于D ,两函数的定义域都为{x |x ∈R ,x ≠0},对应法则都可化为y =1(x ≠0).2.A 【解析】 根据题意得log 12(2x +1)>0,即0<2x +1<1,解得x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,0.故选A.3.B [解析] 对于A :y >0且y ≠1;对于B :y >0; 对于C :y ≥0; 对于D :0≤y ≤1.4.B [解析] f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=⎪⎪⎪⎪⎪⎪12-1-2=-32, ∴f ⎣⎢⎡⎦⎥⎤f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-32=11+⎝ ⎛⎭⎪⎫-322=413.故选B.【能力提升】 5.D [解析] ax 2+4ax +3≠0恒成立,则①a =0时适合;②a ≠0时,须Δ<0,即Δ=(4a )2-4 ×a ×3<0,解得0<a <34,故0≤a <34.6.B [解析] 由f (x )=x 21+x 2可得f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =11+x 2,所以f (x )+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x =1,又∵f (1)=12, f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=1, f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13=1,f (4)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=1, ∴f (1)+f (2)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12+f (3)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫13+f (4)+f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14=72.7.D 【解析】 当x ≤1时,f (x )≤2化为21-x≤2,解得0≤x ≤1;当x >1时,f (x )=1-log 2x <1<2恒成立,故x 的取值范围是[0,+∞),故选D. 8.C [解析] ①正确,②错误;③正确;④错误. 9.⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,112 [解析] ∵-4≤x ≤5,∴-1≤x +3≤8,∴f (x )的定义域为[-1,8].又由-1≤2x -3≤8得1≤x ≤112,∴f (2x -3)的定义域为⎣⎢⎡⎦⎥⎤1,112.10.2x -5 [解析] 由g (x )为一次函数,设g (x )=ax +b (a >0).因为f [g (x )]=4x 2-20x +25,所以(ax +b )2=4x 2-20x +25,即a 2x 2+2abx +b 2=4x 2-20x +25,解得a =2,b =-5, 故g (x )=2x -5.11.-2 [解析] 由于x >6时函数的值域为(-∞,-log 37),-89不在(-∞,-log 37)内,所以n ≤6,由3n -6-1=-89,解得n =4,所以f (n +4)=f (8)=-2.12.[解答] ∵f (x )=2+log 3x ,∴y =[f (x )]2+f (x 2)=(2+log 3x )2+(2+log 3x 2)=log 23x +6log 3x +6=(log 3x +3)2-3, ∵函数f (x )的定义域为[1,9],∴要使函数y =[f (x )]2+f (x 2)有意义,必须⎩⎪⎨⎪⎧1≤x 2≤9,1≤x ≤9, ∴1≤x ≤3,∴0≤log 3x ≤1. 令u =log 3x ,则0≤u ≤1,又函数y =(u +3)2-3,在[-3,+∞]上是增函数,∴当u =1时,函数y =(u +3)2-3有最大值13. 当u =0时,函数有最小值6, ∴函数值域为[6,13]. 【难点突破】13.[解答] (1)令t =x +1,则x =t -1,所以f (t )=2(t -1)2+1=2t 2-4t +3.所以f (x )=2x 2-4x +3.(2)因为2f (x )-f (-x )=x +1, 用-x 去替换等式中的x , 得2f (-x )-f (x )=-x +1,即有⎩⎪⎨⎪⎧2f x -f -x =x +1,2f -x -f x =-x +1,解方程组消去f (-x ),得f (x )=x3+1.(3)由f (2)=1得22a +b =1,即2a +b =2.由f (x )=x 得x ax +b =x ,变形得x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1ax +b -1=0,解此方程得:x =0或x =1-b a .又因为方程有唯一解,所以1-ba=0,解得b =1,代入2a +b =2得a =12,所以所求解析式为f (x )=2x x +2.。
课时分层训练(六十七) 坐标系1.在极坐标系中,求点⎝ ⎛⎭⎪⎫2,π6到直线ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π6=1的距离.点⎝⎛⎭⎪⎫2,π6化为直角坐标为(3,1),3分直线ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π6=1化为ρ⎝ ⎛⎭⎪⎫32sin θ-12cos θ=1,得32y -12x =1, 即直线的方程为x -3y +2=0,6分故点(3,1)到直线x -3y +2=0的距离d =|3-3×1+2|12+ -32=1.10分 2.在极坐标系下,已知圆O :ρ=cos θ+sin θ和直线l :ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4=22. 【导学号:31222438】(1)求圆O 和直线l 的直角坐标方程;(2)当θ∈(0,π)时,求直线l 与圆O 公共点的一个极坐标. (1)圆O :ρ=cos θ+sin θ,即ρ2=ρcos θ+ρsin θ,2分 圆O 的直角坐标方程为x 2+y 2=x +y , 即x 2+y 2-x -y =0,4分直线l :ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4=22,即ρsin θ-ρcos θ=1,则直线l 的直角坐标方程为y -x =1,即x -y +1=0.6分(2)由⎩⎪⎨⎪⎧x 2+y 2-x -y =0,x -y +1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =1,8分故直线l 与圆O 公共点的一个极坐标为⎝⎛⎭⎪⎫1,π2.10分3.(2017·邯郸调研)在极坐标系中,已知直线l 的极坐标方程为ρsin ⎝⎛⎭⎪⎫θ+π4=1,圆C 的圆心的极坐标是C ⎝⎛⎭⎪⎫1,π4,圆的半径为1. 【导学号:31222439】(1)求圆C 的极坐标方程; (2)求直线l 被圆C 所截得的弦长.(1)设O 为极点,OD 为圆C 的直径,A (ρ,θ)为圆C 上的一个动点,则∠AOD =π4-θ或∠AOD =θ-π4,2分OA =OD cos ⎝⎛⎭⎪⎫π4-θ或OA =OD cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4, ∴圆C 的极坐标方程为ρ=2cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π4.4分(2)由ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=1,得22ρ(sin θ+cos θ)=1,6分∴直线l 的直角坐标方程为x +y -2=0, 又圆心C 的直角坐标为⎝⎛⎭⎪⎫22,22,满足直线l 的方程, ∴直线l 过圆C 的圆心,8分故直线被圆所截得的弦长为直径2.10分4.(2017·南京调研)在极坐标系中,已知圆C 的圆心C ⎝⎛⎭⎪⎫3,π3,半径r =3.(1)求圆C 的极坐标方程;(2)若点Q 在圆C 上运动,点P 在OQ 的延长线上,且OQ →=2QP →,求动点P 的轨迹方程. (1)设M (ρ,θ)是圆C 上任意一点. 在△OCM 中,∠COM =⎪⎪⎪⎪⎪⎪θ-π3,由余弦定理得 |CM |2=|OM |2+|OC |2-2|OM |·|OC |cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3,化简得ρ=6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3.4分(2)设点Q (ρ1,θ1),P (ρ,θ), 由OQ →=2QP →,得OQ →=23OP →,∴ρ1=23ρ,θ1=θ,8分代入圆C 的方程,得23ρ=6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π3, 即ρ=9cos ⎝⎛⎭⎪⎫θ-π3.10分5.(2015·全国卷Ⅱ)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1:⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数,t ≠0),其中0≤α<π.在以O 为极点,x 轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C 2:ρ=2sin θ,C 3:ρ=23cos θ.(1)求C 2与C 3交点的直角坐标;(2)若C 1与C 2相交于点A ,C 1与C 3相交于点B ,求|AB |的最大值.(1)曲线C 2的直角坐标方程为x 2+y 2-2y =0,曲线C 3的直角坐标方程为x 2+y 2-23x =0,2分联立⎩⎨⎧x 2+y 2-2y =0,x 2+y 2-23x =0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =0或⎩⎪⎨⎪⎧x =32,y =32.所以C 2与C 3交点的直角坐标为(0,0)和⎝⎛⎭⎪⎫32,32.4分 (2)曲线C 1的极坐标方程为θ=α(ρ∈R ,ρ≠0),其中0≤α<π. 因此A 的极坐标为(2sin α,α),B 的极坐标为(23cos α,α).8分 所以|AB |=|2sin α-23cos α|=4⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π3. 当α=5π6时,|AB |取得最大值,最大值为4.10分6.从极点O 作直线与另一直线l :ρcos θ=4相交于点M ,在OM 上取一点P ,使OM ·OP =12.(1)求点P 的轨迹方程;(2)设R 为l 上的任意一点,求|RP |的最小值.(1)设动点P 的极坐标为(ρ,θ),M 的极坐标为(ρ0,θ),则ρρ0=12.2分 ∵ρ0cos θ=4,∴ρ=3cos θ,即为所求的轨迹方程.4分 (2)将ρ=3cos θ化为直角坐标方程, 得x 2+y 2=3x ,即⎝ ⎛⎭⎪⎫x -322+y 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫322.8分 知点P 的轨迹是以⎝ ⎛⎭⎪⎫32,0为圆心,半径为32的圆.直线l 的直角坐标方程是x =4. 结合图形易得|RP |的最小值为1.10分。
天天练40 选修4系列一、选择题1.不等式|x -5|+|x +3|≥10的解集是( ) A .[-5,7] B .[-4,6]C .(-∞,-5]∪[7,+∞)D .(-∞,-4]∪[6,+∞)2.若直线⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+t ,y =a -t (t 为参数)被圆⎩⎪⎨⎪⎧x =2+2cos α,y =2+2sin α(α为参数)所截得的弦长为22,则a 的值为( )A .1或5B .-1或5C .1或-5D .-1或-5 二、填空题 3.(2016·北京卷,11)在极坐标系中,直线ρcos θ-3ρsin θ-1=0与圆ρ=2cos θ 交于A ,B 两点,则|AB |=________.4.若关于x 的不等式|x -1|+|x +2a |≤1在R 上的解集为∅,则a 的取值范围为________.三、解答题 5.(2016·江苏卷,21)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+12t ,y =32t(t 为参数),椭圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =cos θ,y =2sin θ(θ为参数).设直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,求线段AB 的长.6.(2016·课标全国Ⅲ,23)在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =3cos α,y =sin α(α为参数).以坐标原点为极点,以x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4=2 2.(1)写出C 1的普通方程和C 2的直角坐标方程; (2)设点P 在C 1上,点Q 在C 2上,求|PQ |的最小值及此时P 的直角坐标.7.(2016·课标全国Ⅱ,23)在直角坐标系xOy 中,圆C 的方程为(x +6)2+y 2=25.(1)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,求C 的极坐标方程;(2)直线l 的参数方程是⎩⎪⎨⎪⎧x =t cos α,y =t sin α(t 为参数),l 与C 交于A ,B 两点,|AB |=10,求l 的斜率.8.(2017·江西赣州一模,24)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.9.(2016·课标全国Ⅲ,24)已知函数f (x )=|2x -a |+a . (1)当a =2时,求不等式f (x )≤6的解集;(2)设函数g (x )=|2x -1|.当x ∈R 时,f (x )+g (x )≥3,求a 的取值范围.10.(2016·课标全国Ⅱ,24)已知函数f (x )=x -12+x +12,M 为不等式f (x )<2的解集.(1)求M ;(2)证明:当a,b∈M时,|a+b|<|1+ab|.1.D 原不等式等价于⎩⎪⎨⎪⎧ x ≤-3,5-x -x -3≥10或⎩⎪⎨⎪⎧-3<x <5,5-x +x +3≥10或⎩⎪⎨⎪⎧x ≥5,x -5+x +3≥10,从而原不等式的解集为{x |x ≥6或x ≤-4}. 2.A 直线的方程为x +y -(a +1)=0,圆的方程为(x -2)2+(y -2)2=4,即r =2,半弦长为2,∴圆心(2,2)到直线的距离为d =|2+2-a -1|2=2,即|3-a |=2,则a =5或a =1. 3.2解析:直线与圆的直角坐标方程分别为x -3y -1=0和x 2+y 2=2x ,则该圆的圆心坐标为(1,0),半径r =1,圆心(1,0)到直线的距离d =|1-3×0-1|1+3=0,所以AB 为该圆的直径,所以|AB |=2.4.(-∞,-1)∪(0,+∞)解析:根据绝对值的意义可得|x -1|+|x +2a |的最小值为|1+2a |,结合所给的条件可得|1+2a |>1,由此求得实数a 的取值范围为(-∞,-1)∪(0,+∞).5.解:椭圆C 的普通方程为x 2+y 24=1.将直线l 的参数方程⎩⎨⎧x =1+12t ,y =32t代入x 2+y24=1,得⎝⎛⎭⎪⎫1+12t 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫32t 24=1,即7t 2+16t =0, 解得t 1=0,t 2=-167.所以AB =|t 1-t 2|=167.6.解:(1)C 1的普通方程为x 23+y 2=1,C 2的直角坐标方程为x +y -4=0.(2)由题意,可设点P 的直角坐标为(3cos α,sin α).因为C 2是直线,所以|PQ |的最小值即为P 到C 2的距离d (α)的最小值,d (α)=|3cos α+sin α-4|2=2⎪⎪⎪⎪⎪⎪sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π3-2,当且仅当α=2k π+π6(k ∈Z )时,d (α)取得最小值,最小值为2,此时P 的直角坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫32,12.7.解:(1)由x =ρcos θ,y =ρsin θ可得圆C 的极坐标方程为ρ2+12ρcos θ+11=0.(2)在(1)中建立的极坐标系中,直线l 的极坐标方程为θ=α(ρ∈R ). 设A ,B 所对应的极径分别为ρ1,ρ2,将l 的极坐标方程代入C 的极坐标方程得ρ2+12ρcos α+11=0,于是ρ1+ρ2=-12cos α,ρ1ρ2=11. |AB |=|ρ1-ρ2|=(ρ1+ρ2)2-4ρ1ρ2=144cos 2α-44.由|AB |=10得cos 2α=38,tan α=±153.所以l 的斜率为153或-153.8.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(a -b )2≥4(ab )3得⎝ ⎛⎭⎪⎫1a -1b 2≥4ab .即⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +1b 2-4ab ≥4ab ,从而ab +1ab ≤2. 又ab +1ab ≥2,所以ab +1ab =2, 又a ,b 为正实数,所以ab =1. 9.解:(1)当a =2时,f (x )=|2x -2|+2.解不等式|2x -2|+2≤6得-1≤x ≤3. 因此f (x )≤6的解集为{x |-1≤x ≤3}.(2)当x ∈R 时,f (x )+g (x )=|2x -a |+a +|1-2x |≥|2x -a +1-2x |+a =|1-a |+a ,所以当x ∈R 时,f (x )+g (x )≥3等价于|1-a |+a ≥3.① 当a ≤1时,①等价于1-a +a ≥3,无解. 当a >1时,①等价于a -1+a ≥3,解得a ≥2. 所以a 的取值范围是[2,+∞).10.解:(1)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧-2x ,x ≤-12,1,-12<x <12,2x ,x ≥12.当x ≤-12时,由f (x )<2得-2x <2,解得x >-1;当-12<x <12时,f (x )<2;当x ≥12时,由f (x )<2得2x <2,解得x <1. 所以f (x )<2的解集M ={x |-1<x <1}.(2)证明:由(1)知,当a ,b ∈M 时,-1<a <1,-1<b <1,从而(a +b )2-(1+ab )2=a 2+b 2-a 2b 2-1=(a 2-1)(1-b 2)<0.因此|a +b |<|1+ab |.2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳县四中高二(下)第一次模拟数学试卷一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,满分40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合M={0,1,2},N={x},若M∪N={0,1,2,3},则x的值为()A.3 B.2 C.1 D.02.如图是一个几何体的三视图,则该几何体为()A.球B.圆柱C.圆台D.圆锥3.在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A.B.C.D.4.某程序框图如图所示,若输入x的值为1,则输出y的值是()A.2 B.3 C.4 D.55.已知向量=(1,2),=(x,4),若∥,则实数x的值为()A.8 B.2 C.﹣2 D.﹣86.某学校高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.为了了解教师的教学情况,该校采用分层抽样的方法从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别为()A.15,5,25 B.15,15,15 C.10,5,30 D.15,10,207.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,直线BD与A1C1的位置关系是()A.平行B.相交C.异面但不垂直D.异面且垂直8.不等式(x+1)(x﹣2)≤0的解集为()A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|﹣1<x<2}C.{x|x≥2或x≤﹣1}D.{x|x>2或x <﹣1}9.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10 C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=1010.如图,在高速公路建设中需要确定隧道的长度,工程技术人员已测得隧道两端的两点A、B到点C的距离AC=BC=1km,且∠ACB=120°,则A、B两点间的距离为()A.km B.km C.1.5km D.2km二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,满分20分.11.计算:log21+log24=.12.已知1,x,9成等比数列,则实数x=.13.已知点(x,y)在如图所示的平面区域(阴影部分)内运动,则z=x+y的最大值是.14.已知a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,则a的值为•15.如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,E、F分别是AB、CD的中点,现在沿EF 把这个矩形折成一个直二面角A﹣EF﹣C(如图2),则在图2中直线AF与平面EBCF所成的角的大小为.三、解答题:本大题共5小题,满分40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.已知,<θ<π.(1)求tanθ;(2)求的值.17.某公司为了了解本公司职员的早餐费用情况,抽样调査了100位职员的早餐日平均费用(单位:元),得到如图所示的频率分布直方图,图中标注a的数字模糊不清.(1)试根据频率分布直方图求a的值,并估计该公司职员早餐日平均费用的众数;(2)已知该公司有1000名职员,试估计该公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元?18.已知等比数列{a n}的公比q=2,且a2,a3+1,a4成等差数列.(1)求a1及a n;(2)设b n=a n+n,求数列{b n}的前5项和S5.19.已知二次函数f(x)=x2+ax+b满足f(0)=6,f(1)=5(1)求函数f(x)解析式(2)求函数f(x)在x∈[﹣2,2]的最大值和最小值.20.已知圆C:x2+y2+2x﹣3=0.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE 的面积最大.2016-2017学年湖南省衡阳市衡阳县四中高二(下)第一次模拟数学试卷参考答案与试题解析一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,满分40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合M={0,1,2},N={x},若M∪N={0,1,2,3},则x的值为()A.3 B.2 C.1 D.0【考点】并集及其运算.【分析】根据M及M与N的并集,求出x的值,确定出N即可.【解答】解:∵集合M={0,1,2},N={x},且M∪N={0,1,2,3},∴x=3,故选:A.2.如图是一个几何体的三视图,则该几何体为()A.球B.圆柱C.圆台D.圆锥【考点】由三视图求面积、体积.【分析】由三视图可知该几何体为圆锥.【解答】解:根据三视图可知,该几何体为圆锥.故选D.3.在区间[0,5]内任取一个实数,则此数大于3的概率为()A.B.C.D.【考点】几何概型.【分析】由题意,要使此数大于3,只要在区间(3,5]上取即可,利用区间长度的比求.【解答】解:要使此数大于3,只要在区间(3,5]上取即可,由几何概型的个数得到此数大于3的概率为为;故选B.4.某程序框图如图所示,若输入x的值为1,则输出y的值是()A.2 B.3 C.4 D.5【考点】程序框图.【分析】根据题意,模拟程序框图的运行过程,即可得出正确的答案.【解答】解:模拟程序框图的运行过程,如下;输入x=1,y=1﹣1+3=3,输出y的值为3.故选:B.5.已知向量=(1,2),=(x,4),若∥,则实数x的值为()A.8 B.2 C.﹣2 D.﹣8【考点】平面向量共线(平行)的坐标表示.【分析】根据向量平行的坐标公式建立方程进行求解即可.【解答】解:∵∥,∴4﹣2x=0,得x=2,故选:B6.某学校高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.为了了解教师的教学情况,该校采用分层抽样的方法从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别为()A.15,5,25 B.15,15,15 C.10,5,30 D.15,10,20【考点】分层抽样方法.【分析】根据分层抽样的定义,建立比例关系即可等到结论.【解答】解:∵高一、高二、高三年级的学生人数分别为600,400,800.∴从这三个年级中抽取45名学生进行座谈,则高一、高二、高三年级抽取的人数分别,高二:,高三:45﹣15﹣10=20.故选:D7.如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,直线BD与A1C1的位置关系是()A.平行B.相交C.异面但不垂直D.异面且垂直【考点】空间中直线与直线之间的位置关系.【分析】连接AC,则AC∥A1C1,AC⊥BD,即可得出结论.【解答】解:∵正方体的对面平行,∴直线BD与A1C1异面,连接AC,则AC∥A1C1,AC⊥BD,∴直线BD与A1C1垂直,∴直线BD与A1C1异面且垂直,故选:D.8.不等式(x+1)(x﹣2)≤0的解集为()A.{x|﹣1≤x≤2}B.{x|﹣1<x<2}C.{x|x≥2或x≤﹣1}D.{x|x>2或x <﹣1}【考点】一元二次不等式的解法.【分析】根据一元二次不等式对应方程的实数根,即可写出不等式的解集.【解答】解:不等式(x+1)(x﹣2)≤0对应方程的两个实数根为﹣1和2,所以该不等式的解集为{x|﹣1≤x≤2}.故选:A.9.已知两点P(4,0),Q(0,2),则以线段PQ为直径的圆的方程是()A.(x+2)2+(y+1)2=5 B.(x﹣2)2+(y﹣1)2=10 C.(x﹣2)2+(y﹣1)2=5 D.(x+2)2+(y+1)2=10【考点】圆的标准方程.【分析】求出圆心坐标和半径,因为圆的直径为线段PQ,所以圆心为P,Q的中点,应用中点坐标公式求出,半径为线段PQ长度的一半,求出线段PQ的长度,除2即可得到半径,再代入圆的标准方程即可.【解答】解:∵圆的直径为线段PQ,∴圆心坐标为(2,1)半径r===∴圆的方程为(x﹣2)2+(y﹣1)2=5.故选:C.10.如图,在高速公路建设中需要确定隧道的长度,工程技术人员已测得隧道两端的两点A、B到点C的距离AC=BC=1km,且∠ACB=120°,则A、B两点间的距离为()A.km B.km C.1.5km D.2km【考点】解三角形的实际应用.【分析】直接利用与余弦定理求出AB的数值.【解答】解:根据余弦定理AB2=a2+b2﹣2abcosC,∴AB===(km).故选:A.二、填空题:本大题共5小题,每小题4分,满分20分.11.计算:log21+log24=2.【考点】对数的运算性质.【分析】直接利用对数的运算法则化简求解即可.【解答】解:log21+log24=0+log222=2.故答案为:2.12.已知1,x,9成等比数列,则实数x=±3.【考点】等比数列.【分析】由等比数列的性质得x2=9,由此能求出实数x.【解答】解:∵1,x,9成等比数列,∴x2=9,解得x=±3.故答案为:±3.13.已知点(x,y)在如图所示的平面区域(阴影部分)内运动,则z=x+y的最大值是5.【考点】简单线性规划.【分析】利用目标函数的几何意义求最大值即可.【解答】解:由已知,目标函数变形为y=﹣x+z,当此直线经过图中点(3,2)时,在y轴的截距最大,使得z最大,所以z的最大值为3+2=5;故答案为:5.14.已知a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,则a的值为4•【考点】函数的零点.【分析】根据函数零点的定义,得f(a)=0,从而求出a的值.【解答】解:a是函数f(x)=2﹣log2x的零点,∴f(a)=2﹣log2a=0,∴log2a=2,解得a=4.故答案为:4.15.如图1,在矩形ABCD中,AB=2BC,E、F分别是AB、CD的中点,现在沿EF 把这个矩形折成一个直二面角A﹣EF﹣C(如图2),则在图2中直线AF与平面EBCF所成的角的大小为45°.【考点】直线与平面所成的角.【分析】由题意,AE⊥平面EFBC,∠AFE是直线AF与平面EBCF所成的角,即可得出结论.【解答】解:由题意,AE⊥平面EFBC,∴∠AFE是直线AF与平面EBCF所成的角,∵AE=EF,∴∠AFE=45°.故答案为45°.三、解答题:本大题共5小题,满分40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.16.已知,<θ<π.(1)求tanθ;(2)求的值.【考点】三角函数的化简求值.【分析】(1)由,<θ<π结合同角平方关系可求cosθ,利用同角基本关系可求(2)结合(1)可知tanθ的值,故考虑把所求的式子化为含“切”的形式,从而在所求的式子的分子、分母同时除以cos2θ,然后把已知tanθ的值代入可求.【解答】解:(1)∵sin2θ+cos2θ=1,∴cos2θ=.又<θ<π,∴cosθ=∴.(2)=.17.某公司为了了解本公司职员的早餐费用情况,抽样调査了100位职员的早餐日平均费用(单位:元),得到如图所示的频率分布直方图,图中标注a的数字模糊不清.(1)试根据频率分布直方图求a的值,并估计该公司职员早餐日平均费用的众数;(2)已知该公司有1000名职员,试估计该公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元?【考点】频率分布直方图.【分析】(1)由频率分布直方图中各小长方形的面积之和等于1,求出a的值,频率分布直方图中最高的小长方体的底面边长的中点即是众数;(2)求出本公司职员平均费用不少于8元的频率就能求出公司有多少职员早餐日平均费用不少于8元.【解答】解:(1)据题意得:(0.05+0.10+a+0.10+0.05+0.05)×2=1,解得a=0.15,众数为:;(2)该公司职员早餐日平均费用不少于8元的有:×2=200,18.已知等比数列{a n}的公比q=2,且a2,a3+1,a4成等差数列.(1)求a1及a n;(2)设b n=a n+n,求数列{b n}的前5项和S5.【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.【分析】(1)运用等比数列的通项公式和等差数列的中项的性质,解方程可得首项,进而得到所求通项公式;(2)求得b n=2n﹣1+n,再由数列的求和方法:分组求和,结合等差数列和等比数列的求和公式,计算即可得到所求和.【解答】解:(1)由已知得a2=2a1,a3+1=4a1+1,a4=8a1,又a2,a3+1,a4成等差数列,可得:2(a3+1)=a2+a4,所以2(4a1+1)=2a1+8a1,解得a1=1,故a n=a1q n﹣1=2n﹣1;(2)因为b n=2n﹣1+n,所以S5=b1+b2+b3+b4+b5=(1+2+...+16)+(1+2+ (5)=+=31+15=46.19.已知二次函数f(x)=x2+ax+b满足f(0)=6,f(1)=5(1)求函数f(x)解析式(2)求函数f(x)在x∈[﹣2,2]的最大值和最小值.【考点】二次函数的性质;二次函数在闭区间上的最值.【分析】(1)利用已知条件列出方程组求解即可.(2)利用二次函数的对称轴以及开口方向,通过二次函数的性质求解函数的最值即可.【解答】解:(1)∵;(2)∵f(x)=x2﹣2x+6=(x﹣1)2+5,x∈[﹣2,2],开口向上,对称轴为:x=1,∴x=1时,f(x)的最小值为5,x=﹣2时,f(x)的最大值为14.20.已知圆C:x2+y2+2x﹣3=0.(1)求圆的圆心C的坐标和半径长;(2)直线l经过坐标原点且不与y轴重合,l与圆C相交于A(x1,y1)、B(x2,y2)两点,求证:为定值;(3)斜率为1的直线m与圆C相交于D、E两点,求直线m的方程,使△CDE 的面积最大.【考点】直线与圆的位置关系.【分析】(1)把圆C的方程化为标准方程,写出圆心和半径;(2)设出直线l的方程,与圆C的方程组成方程组,消去y得关于x的一元二次方程,由根与系数的关系求出的值;(3)解法一:设出直线m的方程,由圆心C到直线m的距离,写出△CDE的面积,利用基本不等式求出最大值,从而求出对应直线方程;解法二:利用几何法得出CD⊥CE时△CDE的面积最大,再利用点到直线的距离求出对应直线m的方程.【解答】解:(1)圆C:x2+y2+2x﹣3=0,配方得(x+1)2+y2=4,则圆心C的坐标为(﹣1,0),圆的半径长为2;(2)设直线l的方程为y=kx,联立方程组,消去y得(1+k2)x2+2x﹣3=0,则有:;所以为定值;(3)解法一:设直线m的方程为y=kx+b,则圆心C到直线m的距离,所以,≤,当且仅当,即时,△CDE的面积最大,从而,解之得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.解法二:由(1)知|CD|=|CE|=R=2,所以≤2,当且仅当CD⊥CE时,△CDE的面积最大,此时;设直线m的方程为y=x+b,则圆心C到直线m的距离,由,得,由,得b=3或b=﹣1,故所求直线方程为x﹣y+3=0或x﹣y﹣1=0.2017年5月5日。
课时作业(十八)一、选择题1.设f (n )=1+12+13+…+13n -1(n ∈N *),那么f (n +1)-f (n )等于( )A.13n +2B.13n +13n +1C.13n +1+13n +2D.13n +13n +1+13n +2答案 D2.已知1+2×3+3×32+4×33+…+n ×3n -1=3n (na -b )+c 对一切n ∈N *都成立,则a 、b 、c 的值为( )A .a =12,b =c =14B .a =b =c =14C .a =0,b =c =14D .不存在这样的a 、b 、c答案 A解析 ∵等式对一切n ∈N *均成立, ∴n =1,2,3时等式成立,即⎩⎪⎨⎪⎧1=a -b +c ,1+2×3=32a -b +c ,1+2×3+3×32=33a -b +c ,整理得⎩⎪⎨⎪⎧3a -3b +c =1,18a -9b +c =7,81a -27b +c =34,解得a =12,b =c =14.3.在数列{a n }中,a 1=13,且S n =n (2n -1)a n ,通过求a 2,a 3,a 4,猜想a n 的表达式为( )A.1n -n + B.12nn +C.1n -n +D.1n +n +答案 C解析 由a 1=13,S n =n (2n -1)a n ,得S 2=2(2×2-1)a n ,即a 1+a 2=6a 2, ∴a 2=115=13×5,S 3=3(2×3-1)a 3,即13+115+a 3=15a 3. ∴a 3=135=15×7,a 4=17×9.故选C.二、填空题4.n 为正奇数时,求证:x n +y n被x +y 整除,当第二步假设n =2k -1命题为真时,进而需证n =________,命题为真.答案 2k +1 三、解答题5.用数学归纳法证明:当n 是不小于5的自然数时,总有2n >n 2成立. 解析 ①当n =5时,25>52,结论成立;②假设当n =k (k ∈N *,k ≥5)时,结论成立,即2k >k 2. 那么当n =k +1时,左边=2k +1=2·2k >2·k 2=(k +1)2+(k 2-2k -1)=(k +1)2+(k -1-2)(k -1+2)>(k +1)2=右边.也就是说,当n =k +1时,结论也成立.∴由①②可知,不等式2n >n 2对满足n ∈N *,n ≥5时的n 恒成立.6.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意的自然数n 都有:(S n -1)2=a n S n . (1)求S 1,S 2,S 3;(2)猜想S n 的表达式并证明. 解析 (1)由(S 1-1)2=S 21得:S 1=12;由(S 2-1)2=(S 2-S 1)S 2得:S 2=23;由(S 3-1)2=(S 3-S 2)S 3得:S 3=34.(2)猜想:S n =nn +1.证明:①当n =1时,显然成立; ②假设当n =k (k ≥1且k ∈N *)时,S k =kk +1成立.则当n =k +1时,由(S k +1-1)2=a k +1S k +1得:S k +1=12-S k =12-kk +1=k +1k +2, 从而n =k +1时,猜想也成立. 综合①②得结论成立.7.在数列{a n },{b n }中,a 1=2,b 1=4,且a n ,b n ,a n +1成等差数列,b n ,a n +1,b n +1成等比数列(n ∈N *).(1)求a 2,a 3,a 4及b 2,b 3,b 4,由此猜测{a n },{b n }的通项公式,并证明你的结论; (2)证明:1a 1+b 1+1a 2+b 2+…+1a n +b n <512. 解析 (1)由条件得 2b n =a n +a n +1,a 2n +1=b n b n +1.由此可得a 2=6,b 2=9,a 3=12,b 3=16,a 4=20,b 4=25. 猜测a n =n (n +1),b n =(n +1)2. 用数学归纳法证明:①当n =1时,由上可得结论成立. ②假设当n =k 时,结论成立,即a k =k (k +1),b k =(k +1)2.那么当n =k +1时, a k +1=2b k -a k =2(k +1)2-k (k +1)=(k +1)(k +2), b k +1=a 2k +1b k=(k +2)2.所以当n =k +1时,结论也成立.由①②,可知a n =n (n +1),b n =(n +1)2对一切正整数都成立. (2)1a 1+b 1=16<512. n ≥2时,由(1)知a n +b n =(n +1)(2n +1)>2(n +1)·n .故1a 1+b 1+1a 2+b 2+…+1a n +b n<16+12(12×3+13×4+…+1nn +)=16+12(12-13+13-14+…+1n -1n +1) =16+12(12-1n +1)<16+14=512. 8.已知数列{a n }的各项都是正数,且满足:a 0=1,a n +1=12a n ·(4-a n ),(n ∈N).证明:a n <a n +1<2,(n ∈N).证明 解法一 用数学归纳法证明: (1)当n =0时,a 0=1,a 1=12a 0(4-a 0)=32,所以a 0<a 1<2,命题正确.(2)假设n =k 时命题成立,即a k -1<a k <2. 则当n =k +1时,a k -a k +1=12a k -1(4-a k -1)-12a k (4-a k ) =2(a k -1-a k )-12(a k -1-a k )(a k -1+a k )=12(a k -1-a k )(4-a k -1-a k ). 而a k -1-a k <0,4-a k -1-a k >0,所以a k -a k +1<0. 又a k +1=12a k (4-a k )=12[4-(a k -2)2]<2.所以n =k +1时命题成立.由(1)(2)可知,对一切n ∈N 时有a n <a n +1<2. 解法二 用数学归纳法证明:(1)当n =0时,a 0=1,a 1=12a 0(4-a 0)=32,所以0<a 0<a 1<2;(2)假设n =k 时有a k -1<a k <2成立,令f (x )=12x (4-x ),f (x )在[0,2]上单调递增,所以由假设有:f (a k -1)<f (a k )<f (2), 即12a k -1(4-a k -1)<12a k (4-a k )<12×2×(4-2), 也即当n =k +1时,a k <a k +1<2成立. 所以对一切n ∈N ,有a k <a k +1<2.9.(09·安徽)首项为正数的数列{a n }满足a n +1=14(a 2n +3),n ∈N *.(Ⅰ)证明:若a 1为奇数,则对一切n ≥2,a n 都是奇数; (Ⅱ)若对一切n ∈N *都有a n +1>a n ,求a 1的取值范围.解析 (Ⅰ)已知a 1是奇数,假设a k =2m -1是奇数,其中m 为正整数, 则由递推关系得a k +1=a 2k +34=m (m -1)+1是奇数.根据数学归纳法可知,对任何n ∈N *,a n 是奇数.(Ⅱ)解法一 由a n +1-a n =14(a n -1)(a n -3)知,当且仅当a n <1或a n >3时,a n +1>a n .另一方面,若0<a k <1,则0<a k +1<1+34=1;若a k >3,则a k +1>32+34=3.根据数学归纳法可知∀n ∈N *,0<a 1<1⇔0<a n <1;∀n ∈N *,a 1>3⇔a n >3. 综上所述,对一切n ∈N *都有a n +1>a n 的充要条件是0<a 1<1或a 1>3.解法二 由a 2=a 21+34>a 1,得a 21-4a 1+3>0,于是0<a 1<1或a 1>3. a n +1-a n =a 2n +34-a 2n -1+34=a n +a n -1a n -a n -14,因为a 1>0,a n +1=a 2n +34,所以所有的a n 均大于0,因此a n +1-a n 与a n -a n -1同号.根据数学归纳法可知,∀n ∈N *,a n +1-a n 与a 2-a 1同号. 因此,对于一切n ∈N *都有a n +1>a n 的充要条件是0<a 1<1或a 1>3.10.(2011·济南统考)已知等差数列{a n }的公差d 大于0,且a 2,a 5是方程x 2-12x +27=0,的两根,数列{b n }的前n 项和为T n ,且T n =1-12b n .(1)求数列{a n }、{b n }的通项公式;(2)设数列{a n }的前n 项的和为S n ,试比较1b n与S n +1的大小,并说明理由.思路分析 (1)求得a 2、a 5的值即可得a n 的表达式,再利用T n -T n -1=b n 求出{b n }的通项公式;(2)首先求出S n +1与1b n的表达式,先进行猜想,再进行证明.解析 (1)由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 2+a 5=12,a 2a 5=27.又∵{a n }的公差大于0,∴a 5>a 2. ∴a 2=3,a 5=9. ∴d =a 5-a 23=9-33=2,a 1=1.∵T n =1-12b n ,b 1=23,当n ≥2时,T n -1=1-12b n -1,∴b n =T n -T n -1=1-12b n -(1-12b n -1),化简,得b n =13b n -1,∴{b n }是首项为23,公比为13的等比数列,即b n =23·(13)n -1=23n .∴a n =2n -1,b n =23n .(2)∵S n =1+n -2n =n 2,∴S n +1=(n +1)2,1b n =3n2,以下比较1b n与S n +1的大小:当n =1时,1b 1=32,S 2=4,∴1b 1<S 2.当n =2时,1b 2=92,S 3=9,∴1b 2<S 3.当n =3时,1b 3=272,S 4=16,则1b 3<S 4.当n =4时,1b 4=812,S 5=25,得1b 4>S 5.猜想:n ≥4时,1b n>S n +1.下面用数学归纳法证明: ①当n =4时,已证.②假设当n =k (k ∈N *,k ≥4)时,1b k>S k +1,即3k2>(k +1)2, 那么,n =k +1时, 1b k +1=3k +12=3·3k2>3(k +1)2=3k 2+6k +3=(k 2+4k +4)+2k 2+2k -1>[(k +1)+1]2=S (k +1)+1, ∴n =k +1时,1b n>S n +1也成立.由①②可知n ∈N *,n ≥4时,1b n>S n +1成立.综上所述,当n =1,2,3时,1b n<S n +1,当n ≥4时,1b n>S n +1.。
.在平面直角坐标系中,曲线的参数方程为(\\(=+θ,=θ))(θ为参数),以坐标原点为极点,轴正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为ρ=.()将曲线的参数方程化为极坐标方程;()求直线与曲线的交点的极坐标(ρ≥≤θ<π).解()将曲线:(\\(=+θ,=θ))(θ为参数)消去参数θ后,化为普通方程为(-)+=,即为+-=.将(\\(=ρθ,=ρθ))代入+-=,得ρ=ρθ,化简得ρ=θ.()直线的极坐标方程化为ρθ-ρθ=,则它的直角坐标方程为--=,又曲线的普通方程为+-=.联立解得(\\(=,=-()))或(\\(=,=(),))则交点的极坐标为,..在平面直角坐标系中,已知圆的参数方程为(\\(=+α,=+α))(α为参数).以坐标原点为极点,轴的非负半轴为极轴,并取相同的长度单位建立极坐标系,直线的极坐标方程为ρ=(∈).()求直线的直角坐标方程与圆的普通方程;()若圆上到直线的距离为的点有个,求的值.解()由(\\(=+α,=+α))(α为参数),得(-)+(-)=,而ρ=⇔ρθ+ρθ=,即+=.所以直线的直角坐标方程为+=,圆的普通方程为(-)+(-)=.()由于圆的半径为,根据题意,若圆上到直线的距离为的点有个,则圆心()到直线的距离为,可得=,解得=+或=-..以直角坐标系的原点为极点,轴的正半轴为极轴,且两个坐标系取相等的长度单位.已知直线的参数方程为(\\(=+α,=+α))(为参数,<α<π),曲线的极坐标方程为ρθ=θ.()求曲线的直角坐标方程;()设点的直角坐标为(),直线与曲线相交于,两点,并且·=,求α的值.解()将方程ρθ=θ两边同乘以ρ,得ρθ=ρθ,由=ρθ,=ρθ,得=.经检验,极点的直角坐标()也满足此式.所以曲线的直角坐标方程为=.()将(\\(=+α,=+α))代入=,得α·+(α-α)-=,因为()在直线上,所以==,所以α=,α=或α=,即α=或α=-..在直角坐标系中,圆的参数方程(\\(=+φ,=φ))(φ为参数).以为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系.()求圆的极坐标方程;()直线的极坐标方程是ρ(θ+θ)=,射线:θ=与圆的交点为,,与直线的交点为,求线段的长.解()圆的普通方程是(-)+=,又=ρθ,=ρθ,所以圆的极坐标方程是ρ=θ.()解法一:设(ρ,θ)为点的极坐标,则有(\\(ρ=θ,,θ=(π),))解得(\\(ρ=,,θ=(π).))设(ρ,θ)为点的极坐标,则有错误!解得错误!由于θ=θ,所以=ρ-ρ=,所以线段的长为.解法二:直线的直角坐标方程为+-=,①射线的方程为=(≥),②⊙的普通方程为(-)+=,③联立①②解得,联立②③解得,∴==..已知直线:(\\(=+(),=(())))(为参数),曲线:(\\(=θ,=θ))(θ为参数).()设与相交于,两点,求;()若把曲线上各点的横坐标压缩为原来的,纵坐标压缩为原来的,得到曲线,设点是曲线上的一个动点,求它到直线的距离的最小值.解()的普通方程为=(-),的普通方程为+=.联立方程(\\(=()-,+=,))解得与的交点为(),,则=.()的参数方程为(\\(=()θ,=(())θ))(θ为参数),故点的坐标是,从而点到直线的距离是=。
2018届高考(文科)数学一轮复习课时作业4函数及其表示一、选择题1.下列四组函数中,表示同一函数的是( ) A .y =x -1与y =x -2B .y =x -1与y =x -1x -1C .y =4lg x 与y =2lg x 2D .y =lg x -2与y =lg x100解析:∵y =x -1与y =x -2=|x -1|的对应法则不同,故不是同一函数;y =x -1(x ≥1)与y =x -1x -1(x >1)的定义域不同,∴它们不是同一函数;又y =4lg x (x >0)与y =2lg x 2(x ≠0)的定义域不同,因此它们也不是同一函数,而y =lg x -2(x >0)与y =lg x100=lg x-2(x >0)有相同的定义域、值域与对应法则,故它们是同一函数.答案:D2. “龟兔赛跑”讲述了这样的故事:领先的兔子看着慢慢爬行的乌龟,骄傲起来,睡了一觉,当它醒来时,发现乌龟快到达终点了,于是急忙追赶,但为时已晚,乌龟还是先到达了终点……,用s 1、s 2分别表示乌龟和兔子所行的路程,t 为时间,则下图与故事情节相吻合的是( )解析:根据故事的描述,B 图与事实较吻合. 答案:B3.(2018年江西高考文3)若121()log (21)f x x =+,则()f x 的定义域为( )A.1(,0)2-B.1(,)2-+∞ C.1(,0)(0,)2-⋃+∞ D.1(,2)2-解析: ()()121log 210,210,211,,00,2x x x x ⎛⎫+≠∴+>+≠∴∈-⋃+∞ ⎪⎝⎭答案:C4.已知 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln 1x,x >01x ,x <0,则 f (x )>-1的解集为( )A .(-∞,-1)∪(0,e)B .(-∞,-1)∪(0,1)C .(-1,0)∪(1,+∞)D .(-1,0)∪(0,1)解析:当x >0时,ln 1x>-1,∴0<x <e.当x <0时,1x>-1,∴x <-1.综上,x ∈(-∞,-1)∪(0,e). 答案:A5.(2018年大连一中高三第一次考试)已知 f (x )是定义在R 上的函数, f (1)=10,且对于任意x ∈R 都有 f (x +20)≥ f (x )+20, f (x +1)≤ f (x )+1,若g (x )= f (x )+1-x ,则g (10)=( )A .20B .10C .1D .0解析:g (x )= f (x )+1-x 知 f (x )=g (x )+x -1,从而有g (x +20)+(x +20)-1≥g (x )+x -1+20⇒g (x +20)≥g (x ).g (x +1)+(x +1)-1≤g (x )+x -1+1⇒g (x +1)≤g (x ).则有g (x )≤g (x +20)≤g (x +19)≤g (x +18)≤…≤g (x +1),得g (x )=g (x +1),即g (x )是周期为1的函数,g (1)= f (1)+1-1=10,g (10)=10,故选B.答案:BA .(0,1]B .(0,1)C .(-∞,1]D .(-∞,0]解析:依题意0<4x-2x +1+1≤1,即0<(2x-1)2≤1,∴-1≤2x-1≤1且2x-1≠0.即0≤2x≤2且2x ≠1.∴x ≤1且x ≠0,可排除C 、D ,对于B 当x ∈(0,1)时, f (x )∈(0,+∞),故选A.答案:A二、填空题7.已知(x ,y )的映射f 作用下的象是(x +y ,xy ). (1)(-2,3)在f 作用下的象为________.(2)若在f 作用下的象是(2,-3),则它的原象为________. 解析:(1)-2+3=1,-2×3=-6 因此(-2,3)在f 作用下的象为(1,-6).(2)∵⎩⎪⎨⎪⎧x +y =2,xy =-3.解这个方程组得⎩⎪⎨⎪⎧x 1=3,y 1=-1,或⎩⎪⎨⎪⎧x 2=-1,y 2=3.∴(2,-3)在f 作用下的原象是(3,-1)和(-1,3). 答案:(1)(1,-6) (2)(3,-1)或(-1,3)8.(2018年江苏高考)已知函数 f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2+1,x ≥01,x <0,则满足不等式f (1-x 2)>f (2x )的x 的取值范围是________.解析:当x <-1时有1>1,∴无解.当-1≤x <0时,有(1-x 2)2+1>1,∴x ≠±1, ∴-1<x <0.当0≤x ≤1时,有(1-x 2)2+1>(2x )2+1, ∴0≤x <2-1.当x >1时有1>(2x )2+1, ∴无解.综上:-1<x <2-1. 故填:(-1,2-1). 答案:(-1,2-1)9.(2018年浙江省金华十校模拟)若 f (x )满足 f (x +y )= f (x )+f (y ),则可写出满足条件的一个函数解析式 f (x )=2x .类比可以得到:若定义在R 上的函数g (x ),满足(1)g (x 1+x 2)=g (x 1)·g (x 2);(2)g (1)=3;(3)∀x 1<x 2,g (x 1)<g (x 2),则可以写出满足以上性质的一个函数解析式为________.解析:∵g (x )=3x满足(1)3x 1+x 2=3x 1·3x 2,(2)31=3,(3)∀x 1<x 2,3x 1<3x 2,∴g (x )=3x满足以上三个条件.答案:g (x )=3x三、解答题10.求下列关于x 的函数的定义域和值域: (1)y =1-x -x ; (2)y =log 2(-x 2+2x ); (3)解:(1)要使函数有意义,则⎩⎪⎨⎪⎧1-x ≥0,x ≥0∴0≤x ≤1,函数的定义域为[0,1].∵函数y =1-x -x 为减函数, ∴函数的值域为[-1,1].(2)要使函数有意义,则-x 2+2x >0,∴0<x <2. ∴函数的定义域为(0,2).又∵当x ∈(0,2)时,-x 2+2x ∈(0,1], ∴log 2(-x 2+2x )∈(-∞,0]. 即函数的值域为(-∞,0]. (3)函数定义域为{0,1,2,3,4,5}, 函数值域为{2,3,4,5,6,7}.11.已知函数 f (x )=2x -1,g (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2x ,-1x,求f [g (x )]和g [f (x )]的解析式.解:当x ≥0时,g (x )=x 2, f [g (x )]=2x 2-1, 当x <0时,g (x )=-1, f [g (x )]=-2-1=-3,∴f [g (x )]=⎩⎪⎨⎪⎧ 2x 2-1 ,-3x ,x∵当2x -1≥0,即x ≥12时,g [f (x )]=(2x -1)2,当2x -1<0,即x <12时,g [f (x )]=-1,∴g [f (x )]=⎩⎪⎨⎪⎧2x -12,-1,x ≥12,x <12.12.已知二次函数 f (x )=ax 2+bx (a 、b 是常数,且a ≠0)满足条件: f (2)=0,且方程 f (x )=x 有两个相等实根.(1)求 f (x )的解析式;(2)是否存在实数m 、n (m <n ),使 f (x )的定义域和值域分别为[m ,n ]和[2m,2n ]?如存在,求出m 、n 的值;如不存在,说明理由.解:(1)方程 f (x )=x ,即ax 2+bx =x , 亦即ax 2+(b -1)x =0,由方程有两个相等实根,得Δ=(b -1)2-4a ×0=0, ∴b =1.①由f (2)=0,得4a +2b =0② 由①、②得,a =-12,b =1,故 f (x )=-12x 2+x .(2)假设存在实数m 、n 满足条件,由(1)知, f (x )=-12x 2+x =-12(x -1)2+12≤12,则2n ≤12,即n ≤14.∵ f (x )=-12(x -1)2+12的对称轴为x =1,∴当n ≤14时, f (x )在[m ,n ]上为增函数.于是有⎩⎪⎨⎪⎧f m =2m ,f n =2n ,即⎩⎪⎨⎪⎧-12m 2+m =2m ,-12n 2+n =2n ,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =-2或m =0,n =-2或n =0.又m <n ≤14,∴⎩⎪⎨⎪⎧m =-2,n =0..故存在实数m =-2,n =0,使 f (x )的定义域为[m ,n ],值域为[2m,2n ].。
题组层级快练 4.3.2三角恒等变换的应用一、单项选择题1.设sin αcos β=1,则cos(α+β)的值为()A .0B .1C .±1D .-12.若θ∈π4,π2,sin2θ=378,则sin θ等于()A.35B.45C.74D.343.计算:1-cos 210°cos80°1-cos20°等于()A.22B.12C.32D .-224.若=14,则cos ()A .-78B .-14 C.14 D.785.设αtan α=1+sin βcos β,则()A .3α-β=π2B .2α-β=π2C .3α+β=π2D .2α+β=π26.(2020·河北邯郸一中模拟)计算tan (π4+α)·cos2α2cos 2(π4-α)的值为()A .-2B .2C .-1D .17.若cos2αsin (α+π4)=12,则sin2α的值为()A .-78 B.78C .-47 D.478.(2021·福建省百校临考冲刺)若α∈(0,π),且3sin α+2cos α=2,则tan α2=()A.32B.34C.233D.433二、多项选择题9.已知α为三角形内角,且满足cos2α=sin α,则α的值可以是()A .30°B .135°C .60°D .150°三、填空题10·cos15°+sin15°cos15°-sin15°=________.11.(2018·课标全国Ⅱ,理)已知sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,则sin(α+β)=________.12.已知sin α=cos2α,α∈(π2,π),则tan α=________.13.在△ABC 中,tanA +tanB +3=3tanA ·tanB ,且sinA ·cosA =34,则此三角形为________.14.化简:1-tan 2(π4-α)1+tan 2(π4-α)=________.15.化简:sin (3α-π)sin α+cos (3α-π)cos α=________.16.(2021·山东淄博一模)已知tan(π4+θ)=3,则sin2θ-2cos 2θ=________.17.已知cos(α+β)cos(α-β)=13,则cos 2α-sin 2β=________.18.(2019·江苏)已知tan α=-23,则sin(2α+π4)的值是________.19.已知0<α<π2<β<π,=13,sin(α+β)=45.(1)求sin2β的值;(2)求cos4.3.2三角恒等变换的应用参考答案1.答案A 解析∵sin αcos β=1,α|=1,β|=1,α=0,β=0.∴cos(α+β)=cos αcos β-sin αsin β=0.2.答案D解析因为θ∈π4,π2,所以2θ∈π2,π,cos2θ≤0,所以cos2θ=-1-sin 22θ=-18.又因为cos2θ=1-2sin 2θ=-18,所以sin 2θ=916,sin θ=34.故选D.3.答案A 4.答案A 5.答案B 解析由sin αcos α=1+sin βcos β,得sin αcos β-cos αsin β=cos α,即sin(α-β)=cos α,即sin(α-β)=又因为α所以-π2<α-β<π2,所以α-β=π2-α,即2α-β=π2,故选B.6.答案D解析tan (π4α)·cos2α2cos 2(π4-α)=sin (π4+α)·cos2α2sin 2(π4+α)cos (π4+α)=cos2α2sin (π4+α)cos (π4+α)=cos2αsin2(π4+α)=cos2αsin (π2+2α)=cos2αcos2α=1,故选D.7.答案B解析cos2αsin (α+π4)=cos 2α-sin 2αsin αcos π4+cos αsin π4=2(cos α-sin α)=12,即cos α-sin α=24,等式两边分别平方得cos 2α-2sin αcos α+sin 2α=1-sin2α=18,解得sin2α=78.8.答案A 解析方法一:由已知得cos α=1-32sin α,代入sin 2α+cos 2α=1,得sin 2-32sin=1,整理得74sin 2α-3sin α=0,解得sin α=0或sin α=437.因为α∈(0,π),所以sin α=437,故cos α=1-32×437=17.所以tan α2=sin α1+cos α=4371+17=32.故选A.方法二:因为sin α=2sin α2cos α2,cos α=1-2sin 2α2,所以3sin α+2cos α=2可以化为23sin α2cos α2+-2sin2,化简可得23sin α2cos α2=4sin 2α2.①因为α∈(0,π),所以α2∈sin α2≠0.所以①式可化为3cos α2=2sin α2,即tan α2=32.故选A.9.答案AD 10.答案-43解析原式=3sin10°-cos10°cos10°sin10°·1+tan15°1-tan15°=2sin (10°-30°)12sin20°·tan45°+tan15°1-tan45°·tan15°=-4·tan(45°+15°)=-4 3.11.答案-12解析∵sin α+cos β=1,cos α+sin β=0,∴sin 2α+cos 2β+2sin αcos β=1,①cos 2α+sin 2β+2cos αsin β=0,②①②两式相加可得sin 2α+cos 2α+sin 2β+cos 2β+2(sin αcos β+cos αsin β)=1,∴sin(α+β)=-12.12.答案-33解析∵sin α=cos2α=1-2sin 2α,∴2sin 2α+sin α-1=0,∴(2sin α-1)(sin α+1)=0,∵α∈(π2,π),∴2sin α-1=0,∴sin α=12,cos α=-32,∴tan α=-33.13.答案等边三角形解析∵tanA +tanB +3=3tanAtanB ,∴tan(A +B)=-3,得A +B =120°.又由sinAcosA =34,得sin2A =32.∴A =60°(A =30°舍去),∴△ABC 为等边三角形.14.答案sin2α15.答案-4cos2α解析原式=-sin3αsin α+-cos3αcos α=-sin3αcos α+cos3αsin αsin αcos α=-sin4αsin αcos α=-4sin αcos α·cos2αsin αcos α=-4cos2α.16.答案-45解析方法一:sin2θ-2cos 2θ=sin2θ-cos2θ-1,sin2θ=-cos 2(θ+π4)=-1-tan 2(θ+π4)1+tan 2(θ+π4)=45,cos2θ=sin 2(θ+π4)=2tan (θ+π41+tan 2(θ+π4)=35,∴原式=45-35-1=-45.方法二:tan(π4+θ)=3,1+tan θ1-tan θ=3,解得tan θ=12,sin2θ-2cos 2θ=2sin θcos θ-2cos 2θsin 2θ+cos 2θ=2tan θ-2tan 2θ+1=-45.17.答案13解析∵(cos αcos β-sin αsin β)(cos αcos β+sin αsin β)=13,∴cos 2αcos 2β-sin 2αsin 2β=13.∴cos 2α(1-sin 2β)-(1-cos 2α)sin 2β=13.∴cos 2α-sin 2β=13.18.答案210解析方法一:tan αtan α+11-tan α=tan α(1-tan α)tan α+1=-23,解得tan α=2或tan α=-13,当tan α=2时,sin2α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan αtan 2α+1=45,cos2α=cos 2α-sin 2αsin 2α+cos 2α=1-tan 2αtan 2α+1=-35,此时sin2α+cos2α=15,同理当tan α=-13时,sin2α=-35,cos2α=45,此时sin2α+cos2α=15,所以=22(sin2α+cos2α)=210.方法二:tan αcos α=-23,则sin αcos(α+π4)=-23cos α又22=sin[(α+π4)-α]=α-α=53sin α,则α=3210,则α=α+α=13sin α=13×3210=210.19.答案(1)-79(2)82-315解析(1)方法一:因为cos π4cos β+sin π4sin β=22cos β+22sin β=13,所以cos β+sin β=23,所以1+sin2β=29,所以sin2β=-79.方法二:sin2β==2cos 1=-79.(2)因为0<α<π2<β<π,所以π4<β-π4<34π,π2<α+β<3π2.所以,cos(α+β)<0,因为=13,sin(α+β)=45,所以=223,cos(α+β)=-35.所以cos (α+β=cos(α+sin (α+β)=-35×13+45×223=82-315.。
题组层级快练4.4三角函数的图像和性质一、单项选择题1.函数y =3sin2x +cos2x 的最小正周期为()A.π2B.2π3C .πD .2π2.函数y =tan(π4-x)的定义域是()A .{xx ≠π4}B .{xx ≠-π4}C .{xx ≠k π+π4,k ∈Z }D .{xx ≠k π+3π4,k ∈Z }3.下列函数中,既是奇函数,又是周期函数的是()A .y =sin|x|B .y =cos2xC .y =D .y =x 34.(2018·课标全国Ⅲ)函数f(x)=tanx1+tan 2x 的最小正周期为()A.π4B.π2C .πD .2π5.(2021·南昌大学附中)设f(x)=sin(ωx +φ),其中ω>0,则f(x)是偶函数的充要条件是()A .f(0)=1B .f(0)=0C .f ′(0)=1D .f ′(0)=06.函数f(x)=sin 在区间0,π2上的最小值为()A .-1B .-22C.22D .07.已知f(x)=sin 2x +sinxcosx ,则f(x)的最小正周期和一个单调递增区间分别为()A .π,[0,π]B .2π,[-π4,3π4]C .π,[-π8,3π8]D .2π,[-π4,π4]8.(2021·安徽皖江名校高三联考)已知函数f(x)=3sin(2x +φ)+cos(2x +φ)为偶函数,且在0,π4上是增函数,则φ的一个可能值为()A.π3B.2π3C.4π3D.5π39.(2020·辽宁大连一模)若方程2sin(2x +π6)=m 在区间[0,π2]上有两个不相等实根,则m 的取值范围是()A .(1,3)B .[0,2]C .[1,2)D .[1,3]二、多项选择题10.(2017·课标全国Ⅲ,改编)设函数f(x)=cos(x +π3),则下列结论正确的是()A .f(x)的一个周期为-2πB .y =f(x)的图象关于直线x =8π3对称C .f(x +π)的一个零点为x =π6D .f(x)在(π2,π)上单调递减11.已知函数f(x)=sinx +cosx ,g(x)=22sinx ·cosx ,则下列结论中正确的是()A -π4,B .两函数的图象均关于直线x =-π4成轴对称C -π4,D .两函数的最大值相同三、填空题与解答题12.函数y =cos ________.13.(2020·保定市一模)设函数f(x)=2sinxsin(x +π3+φ)是奇函数,其中φ∈(0,π),则φ=________.14.已知函数f(x)=sinx +acosx 的图象的一条对称轴是x =5π3,则函数g(x)=asinx +cosx 的初相是________.15.已知函数f(x)=(1+cos2x)sin 2x(x ∈R ),则f(x)的最小正周期为________;当x ∈0,π4时,f(x)的最小值为________.16.已知函数f(x)=3cos 2ωx +sin ωxcos ωx -32(ω>0)的最小正周期为π.(1)求函数f(x)的单调递减区间;(2)若f(x)>22,求x 的取值集合.17.(2017·北京)已知函数f(x)=3cos(2x -π3)-2sinxcosx.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求证:当x ∈[-π4,π4]时,f(x)≥-12.18.(2021·衡水中学调研)已知函数y =sin ωx 在[-π3,π3]上是增函数,则ω的取值范围是()A .[-32,0)B .[-3,0)C .(0,32]D .(0,3]19.(2018·北京,理)设函数f(x)=cos(ωx -π6)(ω>0).若f(x)≤f(π4)对任意的实数x 都成立,则ω的最小值为________.4.4三角函数的图像和性质参考答案1.答案C 2.答案D解析y =tan(π4-x)=-tan(x -π4),由x -π4≠π2+k π,k ∈Z ,得x ≠k π+3π4,k ∈Z .故选D.3.答案C 4.答案C解析f(x)=tanx 1+tan 2x =sinx cosx 1+sin 2x cos 2x=sinxcosx cos 2x +sin 2x=sinxcosx =12sin2x ,所以f(x)的最小正周期T =2π2=π.故选C.5.答案D解析若f(x)=sin(ωx +φ)是偶函数,则有φ=k π+π2,k ∈Z .∴f(x)=±cos ωx.而f ′(x)=∓ωsin ωx ,∴f ′(0)=0,故选D.6.答案B 7.答案C解析由f(x)=12(1-cos2x)+12sin2x =2sin (2x -π4)+12,得该函数的最小正周期是π.当2k π-π2≤2x-π4≤2k π+π2,k ∈Z ,即k π-π8≤x ≤k π+3π8,k ∈Z 时,函数f(x)是增函数,即函数f(x)的单调递增区间是[k π-π8,k π+3π8],其中k ∈Z .由k =0得函数f(x)的一个单调递增区间是[-π8,3π8],结合各选项知,选C.8.答案C解析根据题意,f(x)=3sin(2x +φ)+cos(2x +φ)=+φ若f(x)为偶函数,则有φ+π6=k π+π2,即φ=k π+π3,k ∈Z ,所以可以排除B 、D ,对于A ,当φ=π3时,f(x)=2cos2x ,在0,π4上是减函数,不符合题意,对于C ,当φ=4π3时,f(x)=2cos2x ,在0,π4上是增函数,符合题意.故选C.9.答案C解析因为x ∈[0,π2],所以2x +π6∈[π6,7π6].当2x +π6∈[π6,π2]时,函数f(x)=2sin(2x +π6)单调递增,此时,m ∈[1,2];当2x +π6∈(π2,7π6]时,函数f(x)=2sin(2x +π6)单调递减,此时,m ∈[-1,2),因此要有两个不相等实根,即m 与函数f(x)=2sin 在π6,7π6上有两个交点,结合图象可知,m 的取值范围是[1,2).故选C.10.答案ABC解析由三角函数的周期公式可得T =2π1=2π,所以周期是-2π也正确,所以A 正确;由于三角函数在对称轴上取得最值,所以把对称轴x =8π3代入函数,得f(x)=cos(8π3+π3)=cos3π=-1,所以B 正确;f(x +π)=cos(x +π+π3)=-cos(x +π3)=0,解得其中一个解是x =π6,所以C 正确;函数f(x)在区间(π2,π)有增有减,D 不正确.11.答案CD解析f(x)=sinx +cosx =2sing(x)=2sin2x ,因为=2sin -π4+=2sin0=0,所以f(x)-π4,因为=2sin 2=2sin =-2≠0,所以g(x)-π4,A 错误.由于f(x)-π4,g(x)关于x =-π4成轴对称,故B 错误.若-π4<x<π4,则0<x +π4<π2,此时函数f(x)为增函数,若-π4<x<π4,则-π2<2x<π2,此时函数g(x)为增函数,-π4,C 正确.两函数的最大值相同,都为2,故D 正确.12.答案k π+π8,k π+5π8(k ∈Z )13.答案π6解析因为f(x)=2sinxsin +π3+y =sinx 也是奇函数,所以函数y =sin +π3+函数,所以π3+φ=k π+π2(k ∈Z ),则φ=k π+π6(k ∈Z ),又φ∈(0,π),所以φ=π6.14.答案2π3解析f ′(x)=cosx -asinx ,∵x =5π3为函数f(x)=sinx +acosx 的一条对称轴,∴f ′(5π3)=cos 5π3-asin 5π3=0,解得a =-33.∴g(x)=-33sinx +cosx =233(-12sinx +32cosx)=233sin(x +2π3).15.答案π216.答案(1)π12+k π,7π12+k π,k ∈Z|-π24+k π<x<5π24+k π,k ∈解析(1)f(x)=3cos 2ωx +sin ωxcos ωx -32=32(1+cos2ωx)+12sin2ωx -32=32cos2ωx +12sin2ωx =因为最小正周期为2π2ω=π,所以ω=1,所以f(x)=由π2+2k π≤2x +π3≤3π2+2k π,k ∈Z ,得π12+k π≤x ≤7π12+k π,k ∈Z ,所以函数f(x)的单调递减区间为[π12+k π,7π12+k π],k ∈Z .(2)f(x)>22,即>22,由正弦函数的性质得π4+2k π<2x +π3<3π4+2k π,k ∈Z ,解得-π24+kπ<x<5π24+k π,k ∈Z ,则x -π24+k π<x<5π24+k π,k ∈17.答案(1)π(2)证明见解析解析(1)f(x)=32cos2x +32sin2x -sin2x =12sin2x +32cos2x =sin(2x +π3).所以f(x)的最小正周期T =2π2=π.(2)证明:因为-π4≤x ≤π4,所以-π6≤2x +π3≤5π6.所以sin(2x +π3)≥sin(-π6)=-12.所以当x ∈[-π4,π4]时,f(x)≥-12.18.答案C解析方法一:由于y =sinx 在[-π2,π2]上是增函数,为保证y =sin ωx 在[-π3,π3]上是增函数,所以ω>0且π3·ω≤π2,则0<ω≤32.故选C.方法二(特值法):取ω=-1,则y =sin(-x)=-sinx ,不合题意,故A 、B 不对.取ω=2,则y =sin2x ,不合题意,故D 不对,所以选C.19.答案23解析由于对任意的实数都有f(x)≤f(π4)成立,故当x =π4时,函数f(x)有最大值,故f(π4)=1,即πω4-π6=2k π(k ∈Z ),∴ω=8k +23(k ∈Z ),又ω>0,∴ωmin =23.。
1。
函数f (x )=错误!.(1)若a =5,求函数f (x )的定义域A ;(2)设a ,b ∈(-1,1),证明:错误!〈错误!.解 (1)由|x +1|+|x +2|-5≥0,得2x +8≤0,x ≤-2或-4≥0,-2〈x 〈-1或2x ≥2,x ≥-1, 解得A ={x |x ≤-4或x ≥1}.(2)证明:∵错误!〈错误!⇔2|a +b |<|4+ab |.而4(a +b )2-(4+ab )2=4(a 2+2ab +b 2)-(16+8ab +a 2b 2)=4a 2+4b 2-a 2b 2-16=a 2(4-b 2)+4(b 2-4)=(b 2-4)(4-a 2),∵a ,b ∈(-1,1),∴(b 2-4)(4-a 2)〈0,∴4(a +b )2〈(4+ab )2,∴|a +b |2<错误!. 2。
已知定义在R 上的函数f (x )=|x -m |+|x |,m ∈N *,存在实数x 使f (x )<2成立.(1)求实数m 的值;(2)若α,β〉1,f (α)+f (β)=2,求证:4α+错误!≥错误!。
解 (1)因为|x -m |+|x |≥|(x -m )-x |=|m |.要使不等式|x-m|+|x|〈2有解,则|m|〈2,解得-2<m〈2.因为m∈N*,所以m=1.(2)证明:因为α,β〉1,所以f(α)+f(β)=2α-1+2β-1=2,即α+β=2。
所以错误!+错误!=错误!错误!(α+β)=错误!错误!5+错误!+错误!错误!≥错误!错误!=错误!。
(当且仅当错误!=错误!,即α=错误!,β=错误!时,等号成立)又因为α,β〉1,所以错误!+错误!〉错误!恒成立.故错误!+错误!≥错误!.3.已知a>0,b〉0,记A=错误!+错误!,B=a+b.(1)求错误!A-B的最大值;(2)若ab=4,是否存在a,b,使得A+B=6?并说明理由.解(1)2A-B=2a-a+错误!-b=-错误!2-错误!2+1≤1,等号在a=b=错误!时取得,即错误!A-B的最大值为1.(2)A+B=a+b+a+错误!≥2错误!+2错误!,因为ab=4,所以A+B≥4+2错误!>6,所以不存在这样的a,b,使得A+B=6。
课时作业(七)一、选择题1.函数y =x 2-1(x ≤0)的反函数是( ) A .y =x +1(x ≥-1) B .y =-x +1(x ≥-1) C .y =x +1(x ≥0) D .y =-x +1(x ≥0)答案 B解析 ∵x ≤0,∴x =-y +1,且y ≥-1,∴f -1(x )=-x +1(x ≥-1),故选B. 2.(18·北京卷)“函数f (x )(x ∈R )存在反函数”是“函数f (x )在R 上为增函数”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件 答案 B解析 存在反函数的条件是一一对应,f (x )是R 上的增函数,则必是一一对应,而一一对应的函数未必是增函数,如f (x )=1x.故选B.3.(2018·全国卷Ⅱ,文)函数y =1+ln(x -1)(x >1)的反函数是( ) A .y =e x +1-1(x >0) B .y =e x -1+1(x >0) C .y =ex +1-1(x ∈R )D .y =ex -1+1(x ∈R )答案 D解析 由y =1+ln (x -1)(x >1),得e y -1=x -1,即x =ey -1+1,故所求反函数为y =ex -1+1(x ∈R ).4.点(p ,q )在函数y =f (x )的图象上,则下列各点中必在其反函数图象上的是( ) A .(p ,f -1(p )) B .(f -1(q ),q ) C .(f -1(p ),p ) D .(q ,f -1(q ))答案 D5.(18·上海春季高考)函数y =1+1-x 2(-1≤x ≤0)的反函数的图象是( )答案 C解析由-1≤x≤0得y=1+1-x2∈[1,2],因此函数y=1+1-x2(-1≤x≤0)的反函数的定义域是[1,2],值域是[-1,0],结合所给选项可知选C.(注:也可先求出该函数的反函数,然后结合选项确定答案.)6.(2018·江西卷,文)若函数y=ax1+x的图象关于直线y=x对称,则a为( ) A.1 B.-1C.±1 D.任意实数答案 B解析若函数y=f(x)=ax1+x的图象关于直线y=x对称,则f(x)=f-1(x),易求得f-1(x)=xa-x,故a=-1.7.函数y=e x-e-x2的反函数( )A.是奇函数,它在(0,+∞)上是减函数B.是偶函数,它在(0,+∞)上是减函数C.是奇函数,它在(0,+∞)上是增函数D.是偶函数,它在(0,+∞)上是增函数答案 C解析函数与其反函数有相同的单调性和奇偶性,因此只须考查函数y=e x-e-x2的奇偶性与单调性,易知此函数是奇函数,且在(0,+∞)上是增函数,∴应选C.8.已知方程f(x)=3-x仅有一解x1,方程f-1(x)=3-x仅有一解x2,则x1+x2的值为( )A.2 B.3C.4 D.5答案 B解析 f (x )与y =3-x 的交点为(x 1,3-x 1).则f -1(x )与y =3-x 的交点为(3-x 1,x 1). 而由条件知f -1(x )与y =3-x 交点为(x 2,3-x 2),因此x 2=3-x 1,故x 1+x 2=3. 二、填空题9.(18·全国卷Ⅰ改编)已知函数f (x )的反函数为g (x )=1+2lg x (x >0),求f (1)+g (1)=________.答案 2解析 令1+2lg x =1,得x =1,∴f (1)=1. 又g (1)=1+2lg1=1,∴f (1)+g (1)=2.10.设函数y =4+log 2(x -1)(x ≥3),则其反函数的定义域为________. 答案 [5,+∞)解析 ∵x ≥3,∴x -1≥2,∴log 2(x -1)≥1,∴y =4+log 2(x -1)≥5.11.(18·上海)若函数f (x )的反函数为f -1(x )=x 2(x >0),则f (4)=________. 答案 2解析 设x 2=4,由x >0得x =2,由f (x )与f -1(x )的关系知f (4)=2. 三、解答题12.给定实数a ≠0且a ≠1,设函数y =x -1ax -1(x ∈R 且x ≠1a),求证: (1)这个函数的图象自身关于直线y =x 对称;(2)经过这个函数图象上任意两个不同点的直线都不平行于x 轴.思路点拨 (1)只要证明函数f (x )=f -1(x )即可;对于(2)设x 1≠x 2,只要证明y 1≠y 2就说明经过任意两点的直线都不平行于x 轴.解析 (1)由y =x -1ax -1,得(ax -1)y =x -1, 解得x =y -1ay -1,y ≠1a. 所以函数y =x -1ax -1(x ≠1a )的反函数为y =x -1ax -1(x ≠1a). 故函数的图象关于直线y =x 对称.(2)设P 1(x 1,y 1)、P 2(x 2,y 2)是函数图象上任意两个不同点,则x 1≠x 2,于是y 1-y 2=x 1-1ax 1-1-x 2-1ax 2-1x 2-x 1-a ax 1-ax 2-.因为x1≠x2,a≠1,(ax1-1)(ax2-1)≠0,所以y1≠y2.因此经过图象上任意两点所在直线不平行于x轴.13.(2018·上海春季高考)已知函数f(x)=log a(8-2x)(a>0,且a≠1).(1)若函数f(x)=反函数是其本身,求a的值;(2)当a>1时,求函数y=f(x)+f(-x)的最大值.解析(1)函数f(x)的反函数f-1(x)=log2(8-a x),由题意可得log a(8-2x)=log2(8-a x),∴a=2.(2)由题意可知8-2x>0,解得x<3则y=f(x)+f(-x)的定义域为(-3,3).f(x)+f(-x)=log a(8-2x)+log a(8-2-x)=log a[65-8(2x+2-x)]∵2x+2-x≥2,当x=0时,等号成立.∴0<65-8(2x+2-x)≤49.当a>1时,函数y=f(x)+f(-x)在x=0处取得最大值log a49.。
课时作业(十八)
一、选择题
1.设f (n )=1+12+13+…+13n -1(n ∈N *
),那么f (n +1)-f (n )等于( )
A.1
3n +2
B.13n +13n +1
C.
13n +1+1
3n +2
D.
13n +13n +1+13n +2
答案 D
2.已知1+2×3+3×32
+4×33
+…+n ×3
n -1
=3n (na -b )+c 对一切n ∈N *
都成立,则a 、
b 、
c 的值为( )
A .a =12,b =c =1
4
B .a =b =c =1
4
C .a =0,b =c =1
4
D .不存在这样的a 、b 、c
答案 A
解析 ∵等式对一切n ∈N *
均成立, ∴n =1,2,3时等式成立,
即⎩⎪⎨⎪⎧
1=3a -b +c ,1+2×3=32
2a -b +c ,1+2×3+3×32=333a -b +c ,
整理得⎩⎪⎨⎪
⎧
3a -3b +c =1,18a -9b +c =7,
81a -27b +c =34,
解得a =12,b =c =1
4
.
3.在数列{a n }中,a 1=1
3,且S n =n (2n -1)a n ,通过求a 2,a 3,a 4,猜想a n 的表达式为( )
A.1
n -1
n +1
B.1
2n
2n +1
C.
1
2n -1
2n +1
D.
1
2n +1
2n +2
答案 C
解析 由a 1=1
3,S n =n (2n -1)a n ,
得S 2=2(2×2-1)a n ,即a 1+a 2=6a 2, ∴a 2=115=1
3×5
,S 3=3(2×3-1)a 3,
即13+1
15
+a 3=15a 3. ∴a 3=135=15×7,a 4=1
7×9.故选C.
二、填空题
4.n 为正奇数时,求证:x n +y n
被x +y 整除,当第二步假设n =2k -1命题为真时,进而需证n =________,命题为真.
答案 2k +1 三、解答题
5.用数学归纳法证明:当n 是不小于5的自然数时,总有2n >n 2
成立. 解析 ①当n =5时,25
>52
,结论成立;
②假设当n =k (k ∈N *
,k ≥5)时,结论成立,即2k >k 2
. 那么当n =k +1时,左边=2
k +1
=2·2k >2·k 2=(k +1)2+(k 2-2k -1)=(k +1)2
+(k -1
-2)(k -1+2)>(k +1)2=右边.
也就是说,当n =k +1时,结论也成立.
∴由①②可知,不等式2n >n 2对满足n ∈N *
,n ≥5时的n 恒成立.
6.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意的自然数n 都有:(S n -1)2
=a n S n . (1)求S 1,S 2,S 3;
(2)猜想S n 的表达式并证明. 解析 (1)由(S 1-1)2=S 2
1得:S 1=12;
由(S 2-1)2
=(S 2-S 1)S 2得:S 2=23;
由(S 3-1)2
=(S 3-S 2)S 3得:S 3=34.
(2)猜想:S n =
n
n +1
.
证明:①当n =1时,显然成立; ②假设当n =k (k ≥1且k ∈N *
)时,S k =
k
k +1
成立.
则当n =k +1时,由(S k +1-1)2
=a k +1S k +1得:S k +1=12-S k =
12-
k
k +1
=
k +1
k +2
, 从而n =k +1时,猜想也成立. 综合①②得结论成立.
7.在数列{a n },{b n }中,a 1=2,b 1=4,且a n ,b n ,a n +1成等差数列,b n ,a n +1,b n +1成等比
数列(n ∈N *
).
(1)求a 2,a 3,a 4及b 2,b 3,b 4,由此猜测{a n },{b n }的通项公式,并证明你的结论; (2)证明:
1a 1+b 1+1a 2+b 2+…+1a n +b n <5
12
. 解析 (1)由条件得 2b n =a n +a n +1,a 2
n +1=b n b n +1.
由此可得a 2=6,b 2=9,a 3=12,b 3=16,a 4=20,b 4=25. 猜测a n =n (n +1),b n =(n +1)2
. 用数学归纳法证明:
①当n =1时,由上可得结论成立. ②假设当n =k 时,结论成立,即
a k =k (k +1),
b k =(k +1)2.那么当n =k +1时, a k +1=2b k -a k =2(k +1)2-k (k +1)=(k +1)(k +2), b k +1=a 2k +1
b k
=(k +2)2.所以当n =k +1时,结论也成立.
由①②,可知a n =n (n +1),b n =(n +1)2
对一切正整数都成立. (2)
1a 1+b 1=16<5
12
. n ≥2时,由(1)知
a n +
b n =(n +1)(2n +1)>2(n +1)·n .
故
1a 1+b 1+1a 2+b 2+…+1
a n +
b n
<16+12(12×3+13×4+…+1
n
n +1
) =16+12(12-13+13-14+…+1n -1n +1) =16+12(12-1n +1)<16+14=512
. 8.已知数列{a n }的各项都是正数,且满足:a 0=1,a n +1=1
2a n ·(4-a n ),(n ∈N).
证明:a n <a n +1<2,(n ∈N).
证明 解法一 用数学归纳法证明: (1)当n =0时,a 0=1,a 1=12a 0(4-a 0)=3
2,
所以a 0<a 1<2,命题正确.
(2)假设n =k 时命题成立,即a k -1<a k <2. 则当n =k +1时,a k -a k +1
=12a k -1(4-a k -1)-1
2a k (4-a k ) =2(a k -1-a k )-1
2(a k -1-a k )(a k -1+a k )
=1
2
(a k -1-a k )(4-a k -1-a k ). 而a k -1-a k <0,4-a k -1-a k >0,所以a k -a k +1<0. 又a k +1=12a k (4-a k )=12[4-(a k -2)2
]<2.
所以n =k +1时命题成立.
由(1)(2)可知,对一切n ∈N 时有a n <a n +1<2. 解法二 用数学归纳法证明:
(1)当n =0时,a 0=1,a 1=12a 0(4-a 0)=3
2,
所以0<a 0<a 1<2;
(2)假设n =k 时有a k -1<a k <2成立,
令f (x )=1
2x (4-x ),f (x )在[0,2]上单调递增,
所以由假设有:f (a k -1)<f (a k )<f (2), 即12a k -1(4-a k -1)<12a k (4-a k )<1
2×2×(4-2), 也即当n =k +1时,a k <a k +1<2成立. 所以对一切n ∈N ,有a k <a k +1<2.
9.(18·安徽)首项为正数的数列{a n }满足a n +1=14(a 2n +3),n ∈N *.
(Ⅰ)证明:若a 1为奇数,则对一切n ≥2,a n 都是奇数; (Ⅱ)若对一切n ∈N *
都有a n +1>a n ,求a 1的取值范围.
解析 (Ⅰ)已知a 1是奇数,假设a k =2m -1是奇数,其中m 为正整数, 则由递推关系得a k +1=
a 2k +3
4
=m (m -1)+1是奇数.
根据数学归纳法可知,对任何n ∈N *
,a n 是奇数.
(Ⅱ)解法一 由a n +1-a n =1
4(a n -1)(a n -3)知,当且仅当a n <1或a n >3时,a n +1>a n .
另一方面,若0<a k <1,则0<a k +1<1+34=1;若a k >3,则a k +1>32
+3
4=3.
根据数学归纳法可知∀n ∈N *,
0<a 1<1⇔0<a n <1;∀n ∈N *
,a 1>3⇔a n >3. 综上所述,对一切n ∈N *
都有a n +1>a n 的充要条件是0<a 1<1或a 1>3.。