2011年江苏十三大市各模考填空题压轴题的解答
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江苏省各地市2011年高考数学最新联考试题分类大汇编 第5部分:三角函数 一、填空题:3.(2011年3月苏、锡、常、镇四市高三数学教学情况调查一)函数2()(sin cos )f x x x =-的最小正周期为 ; 3.π【解析】由题知()12sin cos 1sin 2f x x x x=-=-周期T π=.4. (江苏省苏州市2011年1月高三调研) 函数()()[)()sin 0,0,0,2f x A x A ωϕωϕπ=+>>∈的图象如图所示,则ϕ= ▲ .4. 4π【解析】()2738,T =-=2,384A ππω===,()3sin4f x x πϕ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, ()13sin 04f πϕ⎛⎫-=-+= ⎪⎝⎭,.4πϕ= 8. (江苏省苏州市2011年1月高三调研)已知11tan ,tan 73αβ==,且(),0,αβπ∈, 则2αβ+= ▲ .8. 4π【解析】()11173tan ,.11236173παβαβ++==<+<-⨯1tan .336πββ=<< ()1123tan 21,2,2.1134123ππαβαβαβ++==+<+=-⨯8. (江苏省南京市2011届高三第一次模拟考试)在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,若tan 21tan A c B b +=,则角A 的大小为 . 8.3π【解析】由tan 21tan A b B c +=,得sin()2sin cos sin sin A B C A B B +=,即1cos 2A =,故3A π= 13. (江苏省南京市2011届高三第一次模拟考试)在△ABC 中,已知BC=2,1AB AC ⋅=,则△ABC 面积的最大值是 . 135.(江苏省徐州市2011届高三第一次调研考试)已知α为锐角,cos α=,则tan()4απ+=▲ .5.3-【解析】由cos 5α=,α为锐角,可得sin 5α=,则tan 2α=,所以1tan tan()341tan πααα++==--9.(江苏省徐州市2011届高三第一次调研考试)在△ABC 中,角,,A B C 的对边分别是,,a b c ,若sin A C ,30B =,2b =,则△ABC 的面积是 ▲ .9.sin A C =,得a =,由余弦定理得2242cos a c ac B =+-,解得2c =,故a =1sin 2S ac B ==9. (江苏省苏北四市2011届高三第一次调研)已知π3cos()45θ-=,π(,π)2θ∈,则cos θ=▲ .9.【解析】运用整体思想将π()4θ-看成一个角,则所求角θ可以看作两个角的和π()44πθθ=-+。
2011年江苏数学高考试卷一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)1.(5分)已知集合A={﹣1,1,2,4},B={﹣1,0,2},则A∩B=_________.2.(5分)函数f(x)=log5(2x+1)的单调增区间是_________.3.(5分)设复数z满足i(z+1)=﹣3+2i(i为虚数单位),则z的实部是_________.4.(5分)根据如图所示的伪代码,当输入a,b分别为2,3时,最后输出的m的值为_________.5.(5分)从1,2,3,4这四个数中一次随机取两个数,则其中一个数是另一个的两倍的概率是_________.6.(5分)某老师从星期一到星期五收到信件数分别是10,6,8,5,6,则该组数据的方差s2=_________.7.(5分)已知,则的值为_________.8.(5分)在平面直角坐标系xOy中,过坐标原点的一条直线与函数的图象交于P、Q两点,则线段PQ 长的最小值是_________.9.(5分)函数f(x)=Asin(ωx+ϕ),(A,ω,ϕ是常数,A>0,ω>0)的部分图象如图所示,则f(0)=_________.10.(5分)已知,是夹角为的两个单位向量,=﹣2,=k+,若•=0,则实数k的值为_________.11.(5分)已知实数a≠0,函数,若f(1﹣a)=f(1+a),则a的值为_________.12.(5分)在平面直角坐标系xOy中,已知P是函数f(x)=e x(x>0)的图象上的动点,该图象在点P处的切线l交y轴于点M,过点P作l的垂线交y轴于点N,设线段MN的中点的纵坐标为t,则t的最大值是_________.13.(5分)设1=a1≤a2≤…≤a7,其中a1,a3,a5,a7成公比为q的等比数列,a2,a4,a6成公差为1的等差数列,则q的最小值是_________.14.(5分)设集合,B={(x,y)|2m≤x+y≤2m+1,x,y∈R},若A∩B≠∅,则实数m的取值范围是_________.二、解答题(共9小题,满分120分)15.(14分)在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a,b,c(1)若,求A的值;(2)若,求sinC的值.16.(14分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD,∠BAD=60°,E、F分别是AP、AD的中点求证:(1)直线EF∥平面PCD;(2)平面BEF⊥平面PAD.17.(14分)请你设计一个包装盒,如图所示,ABCD是边长为60cm的正方形硬纸片,切去阴影部分所示的四个全等的等腰直角三角形,再沿虚线折起,使得A,B,C,D四个点重合于图中的点P,正好形成一个正四棱柱形状的包装盒,E、F在AB上,是被切去的等腰直角三角形斜边的两个端点,设AE=FB=x(cm).(1)若广告商要求包装盒侧面积S(cm2)最大,试问x应取何值?(2)若广告商要求包装盒容积V(cm3)最大,试问x应取何值?并求出此时包装盒的高与底面边长的比值.18.(16分)如图,在平面直角坐标系xOy中,M、N分别是椭圆的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P,A两点,其中点P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k(1)若直线PA平分线段MN,求k的值;(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d;(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB.19.(16分)已知a,b是实数,函数f(x)=x3+ax,g(x)=x2+bx,f'(x)和g'(x)是f(x),g(x)的导函数,若f'(x)g'(x)≥0在区间I上恒成立,则称f(x)和g(x)在区间I上单调性一致(1)设a>0,若函数f(x)和g(x)在区间[﹣1,+∞)上单调性一致,求实数b的取值范围;(2)设a<0,且a≠b,若函数f(x)和g(x)在以a,b为端点的开区间上单调性一致,求|a﹣b|的最大值.20.(16分)设M为部分正整数组成的集合,数列{a n}的首项a1=1,前n项和为S n,已知对任意整数k∈M,当整数n>k时,S n+k+S n﹣k=2(S n+S k)都成立(1)设M={1},a2=2,求a5的值;(2)设M={3,4},求数列{a n}的通项公式.21.(10分)A.选修4﹣1:几何证明选讲如图,圆O1与圆O2内切于点A,其半径分别为r1与r2(r1>r2).圆O1的弦AB交圆O2于点C (O1不在AB 上).求证:AB:AC为定值.B.选修4﹣2:矩阵与变换已知矩阵,向量.求向量,使得A2=.C.选修4﹣4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy中,求过椭圆(φ为参数)的右焦点,且与直线(t为参数)平行的直线的普通方程.D.选修4﹣5:不等式选讲(本小题满分10分)解不等式:x+|2x﹣1|<3.22.(10分)如图,在正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2,AB=1,点N是BC的中点,点M在CC1上.设二面角A1﹣DN﹣M的大小为θ(1)当θ=90°时,求AM 的长;(2)当时,求CM 的长.23.(10分)设整数n≥4,P(a,b)是平面直角坐标系xOy 中的点,其中a,b∈{1,2,3,…,n},a>b.(1)记A n为满足a﹣b=3 的点P 的个数,求A n;(2)记B n为满足是整数的点P 的个数,求B n.2011年江苏数学高考试卷参考答案与试题解析一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)1.(5分)已知集合A={﹣1,1,2,4},B={﹣1,0,2},则A∩B={﹣1,2}.考点:交集及其运算.专题:计算题.分析:根据已知中集合A={﹣1,1,2,4},B={﹣1,0,2},根据集合交集运算法则我们易给出A∩B 解答:解:∵集合A={﹣1,1,2,4},B={﹣1,0,2},∴A∩B={﹣1,2}故答案为:{﹣1,2}点评:本题考查的知识点是集合交集及其运算,这是一道简单题,利用交集运算的定义即可得到答案.2.(5分)函数f(x)=log5(2x+1)的单调增区间是(﹣,+∞).考点:对数函数的单调性与特殊点.专题:计算题.分析:要求函数的单调区间,我们要先求出函数的定义域,然后根据复合函数“同增异减”的原则,即可求出函数的单调区间.解答:解:要使函数的解析有有意义则2x+1>0故函数的定义域为(﹣,+∞)由于内函数u=2x+1为增函数,外函数y=log5u也为增函数故函数f(x)=log5(2x+1)在区间(﹣,+∞)单调递增故函数f(x)=log5(2x+1)的单调增区间是(﹣,+∞)故答案为:(﹣,+∞)点评:本题考查的知识点是对数函数的单调性与特殊点,其中本题易忽略定义域,造成答案为R 的错解.3.(5分)设复数z满足i(z+1)=﹣3+2i(i为虚数单位),则z的实部是1.考点:复数代数形式的混合运算.专题:计算题.分析:复数方程两边同乘i,化简后移项可得复数z,然后求出它的实部.解答:解:因为i(z+1)=﹣3+2i,所以i•i(z+1)=﹣3i+2i•i,所以z+1=3i+2,z=1+3i它的实部为:1;故答案为:1点评:本题是基础题,考查复数代数形式的混合运算,考查计算能力,常考题型.4.(5分)根据如图所示的伪代码,当输入a,b分别为2,3时,最后输出的m的值为3.考点:伪代码.专题:图表型.分析:分析程序中各变量、各语句的作用,再根据流程图所示的顺序,可知:该程序的作用是计算分段函数m=的值,代入a=2,b=3,即可得到答案.解答:解:分析程序中各变量、各语句的作用,再根据流程图所示的顺序,可知:该程序的作用是计算分段函数m=的值,∵a=2<b=3,∴m=3故答案为:3点评:算法是新课程中的新增加的内容,也必然是新高考中的一个热点,应高度重视.程序填空也是重要的考试题型,这种题考试的重点有:①分支的条件②循环的条件③变量的赋值④变量的输出.其中前两点考试的概率更大.此种题型的易忽略点是:不能准确理解流程图的含义而导致错误.5.(5分)从1,2,3,4这四个数中一次随机取两个数,则其中一个数是另一个的两倍的概率是.考点:古典概型及其概率计算公式.专题:计算题.分析:根据题意,首先用列举法列举从1,2,3,4这四个数中一次随机取两个数的全部情况,可得其情况数目,进而可得其中一个数是另一个的两倍的情况数目,由古典概型的公式,计算可得答案.解答:解:从1,2,3,4这四个数中一次随机取两个数,有(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4),共6种情况;其中其中一个数是另一个的两倍的有两种,即(1,2),(2,4);则其概率为=;故答案为:.点评:本题考查古典概型的计算,解本题时,用列举法,注意按一定的顺序,做到不重不漏.6.(5分)某老师从星期一到星期五收到信件数分别是10,6,8,5,6,则该组数据的方差s2= 3.2.考点:极差、方差与标准差.专题:计算题.分析:首先根据所给的这组数据求出这组数据的平均数,再利用求方差的公式,代入数据求出这组数据的方差,得到结果.解答:解:∵收到信件数分别是10,6,8,5,6,∴收到信件数的平均数是=7,∴该组数据的方差是,故答案为:3.2点评:本题考查求一组数据的方差,对于一组数据,通常要求的是这组数据的众数,中位数,平均数,方差分别表示一组数据的特征,这样的问题可以出现在选择题或填空题.7.(5分)已知,则的值为.考点:二倍角的正切;两角和与差的正切函数.专题:计算题;方程思想.分析:先利用两角和的正切公式求得tanx的值,从而求得tan2x,即可求得.解答:解:∵,∴=2,解得tanx=;∴tan2x===∴==故答案为点评:本题考查了二倍角的正切与两角和的正切公式,体现了方程思想,是个基础题.8.(5分)在平面直角坐标系xOy中,过坐标原点的一条直线与函数的图象交于P、Q两点,则线段PQ 长的最小值是4.考点:两点间距离公式的应用.专题:计算题.分析:由题意和函数的图象关于原点对称知当过原点的直线的斜率是1时,直线与函数图形的交点之间的距离最短,写出直线的方程,求出直线与函数的交点坐标,利用两点之间的距离公式得到结果.解答:解:由题意知当过原点的直线的斜率是1时,直线与函数图形的交点之间的距离最短,而y=x与y=的两个交点的坐标是(,)(﹣,﹣),∴根据两点之间的距离公式得到|PQ|===4,故答案为:4点评:本题考查反比例函数的图形的特点,考查直线与双曲线之间的交点坐标的求法,考查两点之间的距离公式,是一个综合题目.9.(5分)函数f(x)=Asin(ωx+ϕ),(A,ω,ϕ是常数,A>0,ω>0)的部分图象如图所示,则f(0)=.考点:函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.专题:计算题;数形结合.分析:根据已知的函数图象,我们根据函数图象过(,0),(,﹣)点,我们易结合A>0,w>0求出满足条件的A、ω、φ的值,进而求出满足条件的函数f(x)的解析式,将x=0代入即可得到f(0)的值.解答:解:由的图象可得函数的周期T满足=解得T=π=又∵ω>0,故ω=2又∵函数图象的最低点为(,﹣)点故A=且sin(2×+φ)=﹣即+φ=故φ=∴f(x)=sin(2x+)∴f(0)=sin=故答案为:点评:本题考查的知识点是函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换,其中利用已知函数的图象求出满足条件的A、ω、φ的值,是解答本题的关键.10.(5分)已知,是夹角为的两个单位向量,=﹣2,=k+,若•=0,则实数k的值为.考点:平面向量数量积的运算.专题:计算题.分析:利用向量的数量积公式求出;利用向量的运算律求出,列出方程求出k.解答:解:∵是夹角为的两个单位向量∴∴==∵∴解得故答案为:点评:本题考查向量的数量积公式、考查向量的运算律、考查向量模的平方等于向量的平方.11.(5分)已知实数a≠0,函数,若f(1﹣a)=f(1+a),则a的值为.考点:函数的值;分段函数的应用.专题:计算题.分析:对a分类讨论判断出1﹣a,1+a在分段函数的哪一段,代入求出函数值;解方程求出a.解答:解:当a>0时,1﹣a<1,1+a>1∴2(1﹣a)+a=﹣1﹣a﹣2a解得a=舍去当a<0时,1﹣a>1,1+a<1∴﹣1+a﹣2a=2+2a+a解得a=故答案为点评:本题考查分段函数的函数值的求法:关键是判断出自变量所在的范围.12.(5分)在平面直角坐标系xOy中,已知P是函数f(x)=e x(x>0)的图象上的动点,该图象在点P处的切线l交y轴于点M,过点P作l的垂线交y轴于点N,设线段MN的中点的纵坐标为t,则t的最大值是.考点:利用导数研究曲线上某点切线方程.专题:计算题.分析:先设切点坐标为(m,e m),然后根据导数的几何意义求出函数f(x)在x=m处的导数,从而求出切线的斜率,求出切线方程,从而求出点M的纵坐标,同理可求出点N的纵坐标,将t用m表示出来,最后借助导数的方法求出函数的最大值即可.解答:解:设切点坐标为(m,e m)∴该图象在点P处的切线l的方程为y﹣e m=e m(x﹣m)令x=0,解得y=(1﹣m)e m过点P作l的垂线的切线方程为y﹣e m=﹣e﹣m(x﹣m)令x=0,解得y=e m+me﹣m∴线段MN的中点的纵坐标为t=[(2﹣m)e m+me﹣m]t'=[﹣e m+(2﹣m)e m+e﹣m﹣me﹣m],令t'=0解得:m=1当m∈(0,1)时,t'>0,当m∈(1,+∞)时,t'<0∴当m=1时t取最大值故答案为:点评:本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及利用导数研究函数的最值问题,属于中档题.13.(5分)设1=a1≤a2≤…≤a7,其中a1,a3,a5,a7成公比为q的等比数列,a2,a4,a6成公差为1的等差数列,则q的最小值是.考点:等差数列与等比数列的综合.专题:计算题;压轴题.分析:利用等差数列的通项公式将a6用a2表示,求出a6的最小值进一步求出a7的最小值,利用等比数列的通项求出公比的范围.解答:解:方法1:∵1=a1≤a2≤…≤a7;a2,a4,a6成公差为1的等差数列,∴a6=a2+2≥3,∴a6的最小值为3,∴a7的最小值也为3,此时a1=1且a1,a3,a5,a7成公比为q的等比数列,必有q>0,∴a7=a1q3≥3,∴q3≥3,q≥,方法2:由题意知1=a1≤a2≤…≤a7;中a1,a3,a5,a7成公比为q的等比数列,a2,a4,a6成公差为1的等差数列,得,所以,即q3﹣2≥1,所以q3≥3,解得q≥,故q的最小值是:.故答案为:.点评:解决等差数列、等比数列的综合问题一般利用通项公式、前n项和公式列出方程组,解方程组求解.即基本量法.14.(5分)设集合,B={(x,y)|2m≤x+y≤2m+1,x,y∈R},若A∩B≠∅,则实数m的取值范围是[,2+].考点:直线与圆的位置关系.专题:计算题;压轴题.分析:根据题意可把问题转换为圆与直线有交点,即圆心到直线的距离小于或等于半径,进而联立不等式组求得m的范围.解答:解:依题意可知集合A表示一系列圆内点的集合,集合B表示出一系列直线的集合,要使两集合不为空集,需直线与圆有交点,由可得m≤0或m≥当m≤0时,有||>﹣m且||>﹣m;则有﹣m>﹣m,﹣m>﹣m,又由m≤0,则2>2m+1,可得A∩B=∅,当m≥时,有||≤m或||≤m,解可得:2﹣≤m≤2+,1﹣≤m≤1+,又由m≥,则m的范围是[,2+];综合可得m的范围是[,2+];故答案为[,2+].点评:本题主要考查了直线与圆的位置关系.一般是利用数形结合的方法,通过圆心到直线的距离来判断.二、解答题(共9小题,满分120分)15.(14分)在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a,b,c(1)若,求A的值;(2)若,求sinC的值.考点:正弦定理;两角和与差的正弦函数.专题:计算题.分析:(1)利用两角和的正弦函数化简,求出tanA,然后求出A的值即可.(2)利用余弦定理以及b=3c,求出a与c 的关系式,利用正弦定理求出sinC的值.解答:解:(1)因为,所以sinA=,所以tanA=,所以A=60°(2)由及a2=b2+c2﹣2bccosA得a2=b2﹣c2故△ABC是直角三角形且B=所以sinC=cosA=点评:本题是基础题,考查正弦定理的应用,两角和的正弦函数的应用,余弦定理的应用,考查计算能力,常考题型.16.(14分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD,∠BAD=60°,E、F分别是AP、AD的中点求证:(1)直线EF∥平面PCD;(2)平面BEF⊥平面PAD.考点:平面与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定.专题:证明题.分析:(1)要证直线EF∥平面PCD,只需证明EF∥PD,EF不在平面PCD中,PD⊂平面PCD 即可.(2)连接BD,证明BF⊥AD.说明平面PAD∩平面ABCD=AD,推出BF⊥平面PAD;然后证明平面BEF⊥平面PAD.解答:证明:(1)在△PAD中,因为E,F分别为AP,AD的中点,所以EF∥PD.又因为EF不在平面PCD中,PD⊂平面PCD所以直线EF∥平面PCD.(2)连接BD.因为AB=AD,∠BAD=60°.所以△ABD为正三角形.因为F是AD的中点,所以BF⊥AD.因为平面PAD⊥平面ABCD,BF⊂平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,所以BF⊥平面PAD.又因为BF⊂平面EBF,所以平面BEF⊥平面PAD.点评:本题是中档题,考查直线与平面平行,平面与平面的垂直的证明方法,考查空间想象能力,逻辑推理能力,常考题型.17.(14分)请你设计一个包装盒,如图所示,ABCD是边长为60cm的正方形硬纸片,切去阴影部分所示的四个全等的等腰直角三角形,再沿虚线折起,使得A,B,C,D四个点重合于图中的点P,正好形成一个正四棱柱形状的包装盒,E、F在AB上,是被切去的等腰直角三角形斜边的两个端点,设AE=FB=x(cm).(1)若广告商要求包装盒侧面积S(cm2)最大,试问x应取何值?(2)若广告商要求包装盒容积V(cm3)最大,试问x应取何值?并求出此时包装盒的高与底面边长的比值.考点:函数模型的选择与应用.专题:应用题.分析:(1)可设包装盒的高为h(cm),底面边长为a(cm),写出a,h与x的关系式,并注明x的取值范围.再利用侧面积公式表示出包装盒侧面积S关于x的函数解析式,最后求出何时它取得最大值即可;(2)利用体积公式表示出包装盒容积V关于x的函数解析式,最后利用导数知识求出何时它取得的最大值即可.解答:解:设包装盒的高为h(cm),底面边长为a(cm),则a=x,h=(30﹣x),0<x<30.(1)S=4ah=8x(30﹣x)=﹣8(x﹣15)2+1800,∴当x=15时,S取最大值.(2)V=a2h=2(﹣x3+30x2),V′=6x(20﹣x),由V′=0得x=20,当x∈(0,20)时,V′>0;当x∈(20,30)时,V′<0;∴当x=20时,包装盒容积V(cm3)最大,此时,.即此时包装盒的高与底面边长的比值是.点评:考查函数模型的选择与应用,考查函数、导数等基础知识,考查运算求解能力、空间想象能力、数学建模能力.属于基础题.18.(16分)如图,在平面直角坐标系xOy中,M、N分别是椭圆的顶点,过坐标原点的直线交椭圆于P,A两点,其中点P在第一象限,过P作x轴的垂线,垂足为C,连接AC,并延长交椭圆于点B,设直线PA的斜率为k(1)若直线PA平分线段MN,求k的值;(2)当k=2时,求点P到直线AB的距离d;(3)对任意k>0,求证:PA⊥PB.考点:直线与圆锥曲线的综合问题.专题:计算题;证明题;压轴题;数形结合;分类讨论;转化思想.分析:(1)由题设写出点M,N的坐标,求出线段MN中点坐标,根据线PA过原点和斜率公式,即可求出k的值;(2)写出直线PA的方程,代入椭圆,求出点P,A的坐标,求出直线AB的方程,根据点到直线的距离公式,即可求得点P到直线AB的距离d;(3)要证PA⊥PB,只需证直线PB与直线PA的斜率之积为﹣1,根据题意求出它们的斜率,即证的结果.解答:解:(1)由题设知,a=2,b=,故M(﹣2,0),N(0,﹣),所以线段MN中点坐标为(﹣1,﹣).由于直线PA平分线段MN,故直线PA过线段MN的中点,又直线PA过原点,所以k=.(2)直线PA的方程为y=2x,代入椭圆方程得,解得x=±,因此P(,),A(﹣,﹣)于是C(,0),直线AC的斜率为1,故直线AB的方程为x﹣y﹣=0.因此,d=.(3)设P(x1,y1),B(x2,y2),则x1>0,x2>0,x1≠x2,A(﹣x1,﹣y1),C(x1,0).设直线PB,AB的斜率分别为k1,k2.因为C在直线AB上,所以k2=,从而kk1+1=2k1k2+1=2•===.因此kk1=﹣1,所以PA⊥PB.点评:此题是个难题.考查椭圆的标准方程和简单的几何性质,以及直线斜率的求法,以及直线与椭圆的位置关系,体现了方程的思想和数形结合思想,同时也考查了学生观察、推理以及创造性地分析问题、解决问题的能力.19.(16分)已知a,b是实数,函数f(x)=x3+ax,g(x)=x2+bx,f'(x)和g'(x)是f(x),g(x)的导函数,若f'(x)g'(x)≥0在区间I上恒成立,则称f(x)和g(x)在区间I上单调性一致(1)设a>0,若函数f(x)和g(x)在区间[﹣1,+∞)上单调性一致,求实数b的取值范围;(2)设a<0,且a≠b,若函数f(x)和g(x)在以a,b为端点的开区间上单调性一致,求|a﹣b|的最大值.考点:利用导数研究函数的单调性.专题:计算题.分析:(1)先求出函数f(x)和g(x)的导函数,再利用函数f(x)和g(x)在区间[﹣1,+∞)上单调性一致即f'(x)g'(x)≥0在[﹣1,+∞)上恒成立,以及3x2+a>0,来求实数b的取值范围;(2)先求出f'(x)=0的根以及g'(x)=0的根,再分别求出两个函数的单调区间,综合在一起看何时函数f(x)和g(x)在以a,b为端点的开区间上单调性一致,进而求得|a﹣b|的最大值.解答:解:f'(x)=3x2+a,g'(x)=2x+b.(1)由题得f'(x)g'(x)≥0在[﹣1,+∞)上恒成立.因为a>0,故3x2+a>0,进而2x+b≥0,即b≥﹣2x在[﹣1,+∞)上恒成立,所以b≥2.故实数b的取值范围是[2,+∞)(2)令f'(x)=0,得x=.若b>0,由a<0得0∈(a,b).又因为f'(0)g'(0)=ab<0,所以函数f(x)和g(x)在(a,b)上不是单调性一致的.因此b≤0.现设b≤0,当x∈(﹣∞,0)时,g'(x)<0;当x∈(﹣∝,﹣)时,f'(x)>0.因此,当x∈(﹣∝,﹣)时,f'(x)g'(x)<0.故由题设得a≥﹣且b≥﹣,从而﹣≤a<0,于是﹣<b<0,因此|a﹣b|≤,且当a=﹣,b=0时等号成立,又当a=﹣,b=0时,f'(x)g'(x)=6x(x2﹣),从而当x∈(﹣,0)时f'(x)g'(x)>0.故函数f(x)和g(x)在(﹣,0)上单调性一致,因此|a﹣b|的最大值为.点评:本题主要考查导函数的正负与原函数的单调性之间的关系,即当导函数大于0时原函数单调递增,当导函数小于0时原函数单调递减.20.(16分)设M为部分正整数组成的集合,数列{a n}的首项a1=1,前n项和为S n,已知对任意整数k∈M,当整数n>k时,S n+k+S n﹣k=2(S n+S k)都成立(1)设M={1},a2=2,求a5的值;(2)设M={3,4},求数列{a n}的通项公式.考点:数列递推式;数列与函数的综合.专题:综合题.分析:(1)由集合M的元素只有一个1,得到k=1,所以当n大于1即n大于等于2时,S n+1+S n=2(S n+S1)都成立,变形后,利用S n+1﹣S n=a n+1,及a1=1化简,得到当n大于等于﹣12时,此数列除去首项后为一个等差数列,根据第2项的值和确定出的等差写出等差数列的通项公式,因为5大于2,所以把n=5代入通项公式即可求出第5项的值;(2)当n大于k时,根据题意可得S n+k+S n﹣k=2(S n+S k),记作①,把n换为n+1,得到一个关系式记作②,②﹣①后,移项变形后,又k等于3或4得到当n大于等于8时此数列每隔3项或4项成等差数列,即a n﹣6,a n﹣3,a n,a n+3,a n+6成等差数列,根据等差数列的性质得到一个关系式,记作(*),且a n﹣6,a n﹣2,a n+2,a n+6也成等差数列,又根据等差数列的性质得到另外一个关系式,等量代换得到a n+2﹣a n=a n﹣a n﹣2,得到当n大于等于9时,每隔两项成等差数列,设出等差数列的四项,根据等差数列的性质化简变形,设d=a n﹣a n﹣1,从而得到当n大于等于2小于等于8时,n+6大于等于8,把n+6代入(*)中,得到一个关系式,同时把n+7也代入(*)得到另外一个关系式,两者相减后根据设出的d=a n﹣a n﹣1,经过计算后,得到n大于等于2时,d=a n﹣a n﹣1都成立,从而把k=3和k=4代入到已知的等式中,化简后得到d与前3项的和及d与前4项和的关系式,两关系式相减即可表示出第4项的值,根据d=a n﹣a n﹣1,同理表示出第3项,第2项及第1项,得到此数列为等差数列,由首项等于1即可求出d的值,根据首项和等差写出数列的通项公式即可.解答:解:(1)由M={1},根据题意可知k=1,所以n≥2时,S n+1+S n﹣1=2(S n+S1),即(S n+1﹣S n)﹣(S n﹣S n﹣1)=2S1,又a1=1,则a n+1﹣a n=2a1=2,又a2=2,所以数列{a n}除去首项后,是以2为首项,2为公差的等差数列,故当n≥2时,a n=a2+2(n﹣2)=2n﹣2,所以a5=8;(2)根据题意可知当k∈M={3,4},且n>k时,S n+k+S n﹣k=2(S n+S k)①,且S n+1+k+S n+1﹣k=2(S n+1+S k)②,②﹣①得:(S n+1+k﹣S n+k)+(S n+1﹣k﹣S n﹣k)=2(S n+1﹣S n),即a n+1+k+a n+1﹣k=2a n+1,可化为:a n+1+k﹣a n+1=a n+1﹣a n+1﹣k所以n≥8时,a n﹣6,a n﹣3,a n,a n+3,a n+6成等差数列,且a n﹣6,a n﹣2,a n+2,a n+6也成等差数列,从而当n≥8时,2a n=a n﹣3+a n+3=a n﹣6+a n+6,(*)且a n﹣2+a n+2=a n﹣6+a n+6,所以当n≥8时,2a n=a n﹣2+a n+2,即a n+2﹣a n=a n﹣a n﹣2,于是得到当n≥9时,a n﹣3,a n﹣1,a n+1,a n+3成等差数列,从而a n﹣3+a n+3=a n﹣1+a n+1,由(*)式可知:2a n=a n﹣1+a n+1,即a n+1﹣a n=a n﹣a n﹣1,当n≥9时,设d=a n﹣a n﹣1,则当2≤n≤8时,得到n+6≥8,从而由(*)可知,2a n+6=a n+a n+12,得到2a n+7=a n+1+a n+13,两式相减得:2(a n+7﹣a n+6)=a n+1﹣a n+(a n+13﹣a n+12),则a n+1﹣a n=2d﹣d=d,因此,a n﹣a n﹣1=d对任意n≥2都成立,又由S n+k+S n﹣k﹣2S n=2S k,可化为:(S n+k﹣S n)﹣(S n﹣S n﹣k)=2S k,当k=3时,(S n+3﹣S n)﹣(S n﹣S n﹣3)=9d=2S3;同理当k=4时,得到16d=2S4,两式相减得:2(S4﹣S3)=2a4=16d﹣9d=7d,解得a4=d,因为a4﹣a3=d,解得a3=d,同理a2=d,a1=,则数列{a n}为等差数列,由a1=1可知d=2,所以数列{a n}的通项公式为a n=1+2(n﹣1)=2n﹣1.点评:此题考查学生灵活运用数列的递推式化简求值,掌握确定数列为等差数列的方法,会根据等差数列的首项和等差写出数列的通项公式,是一道中档题.21.(10分)A.选修4﹣1:几何证明选讲如图,圆O1与圆O2内切于点A,其半径分别为r1与r2(r1>r2).圆O1的弦AB交圆O2于点C (O1不在AB 上).求证:AB:AC为定值.B.选修4﹣2:矩阵与变换已知矩阵,向量.求向量,使得A2=.C.选修4﹣4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy中,求过椭圆(φ为参数)的右焦点,且与直线(t为参数)平行的直线的普通方程.D.选修4﹣5:不等式选讲(本小题满分10分)解不等式:x+|2x﹣1|<3.考点:椭圆的参数方程.专题:数形结合;转化思想.分析:A、如图,利用EC∥DB,AB:AC=AD:AE=2r1:2r2,证出结论.B、设向量=,由A2=,利用矩阵的运算法则,用待定系数法可得x 和y 的值,从而求得向量.C、把椭圆的参数方程化为普通方程,求出右焦点的坐标,把直线参数方程化为普通方程,求出斜率,用点斜式求得所求直线的方程.D、原不等式可化为,或,分别解出这两个不等式组的解集,再把解集取并集.解答:解:A、如图:连接AO1并延长,交两圆于D,E,则O2在AD上,根据直径对的圆周角等于90°可得,∠ACE=∠ABD=90°,∴EC∥DB,∴AB:AC=AD:AE=2r1:2r2=r1:r2为定值.B、A2==,设向量=,由A2=可得=,∴,解得x=﹣1,y=2,∴向量=.C、椭圆(φ为参数)的普通方程为+=1,右焦点为(4,0),直线(t为参数)即x﹣2 y+2=0,斜率等于,故所求的直线方程为y﹣0=(x﹣4),即x﹣2 y﹣4=0.D、原不等式可化为,或,解得≤x<,或﹣2<x<,故不等式的解集为{x|﹣2<x<}.点评:本题考查圆与圆的位置关系,参数方程与普通方程的互化,矩阵的运算法则,绝对值不等式的解法.22.(10分)如图,在正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2,AB=1,点N是BC的中点,点M在CC1上.设二面角A1﹣DN﹣M的大小为θ(1)当θ=90°时,求AM 的长;(2)当时,求CM 的长.考点:向量在几何中的应用.专题:综合题;压轴题;转化思想.分析:(1)建立如图所示的空间直角坐标系,D﹣xyz,设CM=t(0≤t≤2),通过,求出平面DMN的法向量为,,求出平面A1DN的法向量为,推出(1)利用θ=90°求出M的坐标,然后求出AM的长.(2)利用cos=以及,求出CM 的长.解答:解:建立如图所示的空间直角坐标系,D﹣xyz,设CM=t(0≤t≤2),则各点的坐标为A(1,0,0),A1(1,0,2),N(,1,0),M(0,1,t);所以=(,1,0).=(1,0,2),=(0,1,t)设平面DMN的法向量为=(x1,y1,z1),则,,即x1+2y1=0,y1+tz1=0,令z1=1,则y1=﹣t,x1=2t所以=(2t,﹣t,1),设平面A1DN的法向量为=(x2,y2,z2),则,,即x2+2z2=0,x2+2y2=0,令z2=1则y2=1,x2=﹣2所以=(﹣2,1,1),(1)因为θ=90°,所以解得t=从而M(0,1,),所以AM=(2)因为,所以,cos==因为=θ或π﹣θ,所以=解得t=0或t=根据图形和(1)的结论,可知t=,从而CM的长为.点评:本题是中档题,考查直线与平面,直线与直线的位置关系,考查转化思想的应用,向量法解答立体几何问题,方便简洁,但是注意向量的夹角,计算数据的准确性.23.(10分)设整数n≥4,P(a,b)是平面直角坐标系xOy 中的点,其中a,b∈{1,2,3,…,n},a>b.(1)记A n为满足a﹣b=3 的点P 的个数,求A n;(2)记B n为满足是整数的点P 的个数,求B n.考点:数列递推式.专题:综合题;压轴题;转化思想.分析:(1)A n为满足a﹣b=3 的点P 的个数,显然P(a,b)的坐标的差值,与A n中元素个数有关,直接写出A n的表达式即可.(2)设k为正整数,记f n(k)为满足题设条件以及a﹣b=3k的点P的个数,讨论f n(k)≥1的情形,推出f n(k)=n﹣3k,根据k的范围,说明n﹣1是3的倍数和余数,然后求出B n.解答:解:(1)点P的坐标中,满足条件:1≤b=a﹣3≤n﹣3,所以A n=n﹣3;(2)设k为正整数,记f n(k)为满足题设条件以及a﹣b=3k的点P的个数,只要讨论f n(k)≥1的情形,由1≤b=a﹣3k≤n﹣3k,知f n(k)=n﹣3k且,设n﹣1=3m+r,其中m∈N+,r∈{0,1,2},则k≤m,所以B n===mn﹣=将m=代入上式,化简得B n=所以B n=点评:本题是难题,考查数列通项公式的求法,数列求和的方法,考查发现问题解决问题的能力,解题中注意整除知识的应用,转化思想的应用.。
江苏13市2011年中考数学试题分类解析汇编专题9:三角形1.选择题1.(苏州3分)如图,在四边形ABCD中,E、F分别是AB、AD的中点。
若EF=2,BC=5,CD=3,则tan C等于A.34B.43C.35D.45【答案】B。
【考点】三角形中位线定理, 勾股定理逆定理, 锐角三角函数定义。
【分析】连接BD,在△ABD中,E、F分别是AB、AD的中点,且EF=2,∴BD=4。
在△BDC中,∵BD=4, BC=5,CD=3,∴222BC BD CD=+。
∴△BDC是直角三角形。
∴4 tan C CD3==。
2. (无锡3分) 如图,四边形ABCD的对角线AC、BD相交于O,且将这个四边形分成①、②、③、④四个三角形.若OA:OC=OB:OD,则下列结论中一定正确的是A.①与②相似 B.①与③相似C.①与④相似 D.②与④相似【答案】B。
【考点】相似三角形的判定。
【分析】根据如果两个三角形的两组对应边的比相等,并且相应的夹角相等, 那么这两个三角形相似的判定定理,直接得出结果:选项A和C,所给的两个三角形无角相等,无对应边的比相等,不相似;选项D,所给的两个三角形只有一组对角相等,无对应边的比相等,不相似;选项B,①与③对顶角相等,OA:OC=OB:OD,两三角形相似。
故选B。
2. (常州、镇江2分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D。
若AC=5,BC=2,则Sin∠ACD的值为A.35B.552C.25D.32【答案】A。
【考点】直角三角形的性质, 锐角三角函数,勾股定理。
4321OABDC【分析】∵在Rt△ABC 中,∠ACB=90°,AC=5,BC=2,∴根据勾股定理,得AB =22AC BC +()22523=+=。
又∵由直角三角形两锐角互余的性质,得∠ACD=90°-∠A=∠B,∴Sin∠ACD =Sin ∠B=AC 5AB 3=。
2011届高考数学仿真押题卷——江苏卷(13)一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.1.集合A ={ x |1<x ≤3,x ∈R },B ={ x |-1≤x ≤2,x ∈R },则A B = . 2.已知||a =3,||b =2.若⋅a b =-3,则a 与b 夹角的大小为 . 3.设x ,y 为实数,且1i x -+12i y -=513i-,则x +y = . 4.椭圆2x +2my =1的焦点在y 轴上,长轴长是短轴长的两倍,则m 的值为 .5.若θ∈42ππ⎛⎫⎪⎝⎭,,sin 2θ=116,则cos θ-sin θ的值是 .6.已知Ω={(x ,y )|x +y <6,x >0,y >0},A ={(x ,y )|x <4,y >0,x -2y >0},若向区域Ω上随机投掷一点P ,则点P 落入区域A 的概率为 .7.已知a ,b 为异面直线,直线c ∥a ,则直线c 与b 的位置关系是 . 8.一个算法的流程图如右图所示 则输出S 的值为 .9.将20个数平均分为两组,第一组的平均数为50,方差为33;第二组的平均数为40,方差为45,则整个数组的标准差是 .10.某同学在借助题设给出的数据求方程lg x =2-x 的近似数(精确到0.1)时,设()f x =lg x +x -2,得出(1)f <0,且(2)f >0,他用“二分法”取到了4个x 的值,计算其函数值的正负,并得出判断:方程的近似解为x ≈1.8,那么他所取的4个值中的第二个值为 .11.设OM =112⎛⎫ ⎪⎝⎭,,ON =(0,1),O 为坐标原点,动点P (x ,y )满足0≤OP OM ⋅≤1,0≤OP ON ⋅≤1,则z =y -x 的最小值是 .12.设周期函数()f x 是定义在R 上的奇函数,若()f x 的最小正周期为3,且满足(1)f >-2,(2)f =m -3m,则m 的取值范围是 . 13.等差数列{}n a 的公差为d ,关于x 的不等式22d x +12d a x ⎛⎫- ⎪⎝⎭+c ≥0的解集为[0,22],则使数列{}n a 的前n 项和n S 最大的正整数n 的值是 .14.方程2x -1=0的解可视为函数y =x 的图象与函数y =1x的图象交点的横坐标.若4x +ax -9=0的各个实根1x ,2x ,…,k x (k ≤4)所对应的点9()i ix x ,(i =1,2,…,k )均在直线y =x 的同侧,则实数a 的取值范围是 .二、填空题:本大题共6小题,共计70分.请在指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15.(本小题满分14分)已知函数()f x =sin()A x ωϕ+,x ∈R (其中A >0,ω>0,0<ϕ<2π)的图象与x 轴的交点中,相邻两个交点之间的距离为2π,且图象上一个最低点为2(2)3M π-,. (1)求()f x 的解析式;(2)当x ∈[]122ππ,时,求()f x 的值域.16.(本小题满分14分)如图,在四棱锥P -ABCD 中,PD ⊥底面ABCD ,底面ABCD 是直角梯形,DC ∥AB ,∠BAD =90︒,且AB =2AD =2DC =2PD =4,E 为P A 的中点.(1)证明:DE ∥平面PBC ;(2)证明:DE ⊥平面P AB .17.(本小题满分14分)有一气球以v (m/s)的速度由地面上升(假设气球在上升过程中的速度大小恒定),10分钟后由观察点P 测得气球在P 的正东方向S 处,仰角为45︒;再过10分钟后,测得气球在P 的东偏北30︒方向T 处,其仰角为60︒(如图,其中Q 、R 分别为气球在S 、T 处时的正投影).求风向和风速(风速用v 表示).18.(本小题满分16分)已知圆C 过点P (1,1),且与圆M :2(2)x ++2(2)y +=2r (r >0)关于直线x +y +2=0对称.(1)求圆C 的方程;(2)设Q 为圆C 上的一个动点,求PQ MQ ⋅的最小值;(3)过点P 作两条相异直线分别与圆C 相交于A ,B ,且直线P A 和直线PB 的倾斜角互补,O 为坐标原点,试判断直线OP 和AB 是否平行?请说明理由.19.(本小题满分16分)设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足n S =2-n a ,n =1,2,3,…. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若数列{}n b 满足1b =1,且1n b +=n b +n a ,求数列{}n b 的通项公式; (3)设n c =n (3-n b ),求数列{}n c 的前n 项和为n T .20.(本小题满分16分)已知集合M 是满足下列性质的函数()f x 的全体:存在非零常数k ,对定义域中的任意x ,等式()f kx =2k+()f x 恒成立. (1)判断一次函数()f x =ax +b (a ≠0)是否属于集合M ;(2)证明函数()f x =2log x 属于集合M ,并找出一个常数k ;(3)已知函数()f x =log a x ( a >1)与y =x 的图象有公共点,证明()f x =log a x ∈M .参考答案1.[-1,3] 2.120︒ 3.4 4.145.6.297.相交或异面 8.45 9.8 10.1.75 11.-1 12.(-∞,1)(0-,3) 13.11 14.(-∞,24)(24-,)+∞15.(1)由最低点为M (23π,-2)得A =2.由x 轴上相邻两个交点之间的距离为2π得2T=2π,即T =π,ω=2T π=2ππ=2.由点M (23π,-2)在图象上得22sin(2)3πϕ⨯+=-2,即4sin()3πϕ+=-1.故43πϕ+=2k π-2π,k ∈Z .所以ϕ=k π-116π.又0<ϕ<2π,所以ϕ=6π,故()f x =2sin(2)6x π+.(2)因为x ∈[]122ππ,,所以(2)6x π+∈7[]36ππ,. 当26x π+=2π,即x =6π时,()f x 取得最大值2;当26x π+=76π,即x =2π时,()f x 取得最小值-1.故()f x 的值域为[-1,2]. 16.(1)设PB 的中点为F ,连结EF 、CF ,EF ∥AB ,DC ∥AB , 所以EF ∥DC ,且EF =DC =12AB . 故四边形CDEF 为平行四边形,可得ED ∥CF . 又ED ⊄平面PBC ,CF ⊂平面PBC , 故DE ∥平面PBC .(2)因为PD ⊥底面ABCD ,AB ⊂平面ABCD ,所以AB ⊥PD . 又因为AB ⊥AD ,PD AD =D ,AD ⊂平面P AD ,PD ⊂平面P AD ,所以AB ⊥平面P AD . ED ⊂平面P AD ,故ED ⊥AB .又PD =AD ,E 为P A 的中点,故ED ⊥P A ; P A AB =A ,P A ⊂平面P AB ,AB ⊂平面P AB ,所以ED ⊥平面P AB .17.10分钟后由观察点P 测得气球在P 的正东方向S 处,仰角为45︒的S 点处,即∠SPQ =4π,所以PQ =QS =600v (m).又10分钟后测得气球在P 的东偏北30︒方向,其仰角为60︒的T 点处,即∠RPQ =6π,∠TPR =3π,RT =2QS =1200v (m),于是PR =tan3RT π=(m).在△PQR 中由余弦定理,得QR(m). 因为2PR=2)=2(600)v+2)=2PQ +2QR .所以∠PQR =2π,即风向为正南风.因为气球从S 点到T 点经历10分钟,即600s ,所以风速为||600QR(m/s).18.(1)设圆心C (a ,b ),则2220222 1.2a b b a --⎧++=⎪⎪⎨+⎪=⎪+⎩,解得00.a b =⎧⎨=⎩,则圆C 的方程为2x +2y =2r ,将点P 的坐标代入,得2r =2,故圆C 的方程为2x +2y =2.(2)设Q (x ,y ),则2x +2y =2,且PQ MQ ⋅=(x -1,y -1)·(x +2,y +2)=2x +2y +x +y -4=x +y -2,所以PQ MQ ⋅的最小值为-4(可由线性规划或三角代换求得).(3)由题意,知直线P A 和直线PB 的斜率存在,且互为相反数,故可设 P A :y -1=k (x -1),PB :y -1=-k (x -1).由221(1)2y k x x y -=-⎧⎨+=⎩,,得22(1)k x ++2k (1-k )x +2(1)k --2=0. 因为点P 的横坐标x =1一定是该方程的解,故可得A x =22211k k k --+,同理B x =22211k k k +-+.所以AB k =B A B Ay y x x --=(1)(1)B A B A k x k x x x -----=2()B A B A k k x x x x -+-=1=OP k . 所以直线OP 和AB 一定平行.19.(1)因为n =1时,1a +1S =1a +1a =2,所以1a =1. 因为n S =2-n a ,即n a +n S =2,所以1n a ++1n S +=2.两式相减:1n a +-n a +1n S +-n S =0,即1n a +-n a +1n a +=0,故有12n a +=n a . 因为n a ≠0,所以1n n a a +=12( n ∈*N ). 所以数列{}n a 是首项1a =1,公比为12的等比数列,n a =112n -⎛⎫⎪⎝⎭( n ∈*N ).(2)因为1n b +=n b +n a ( n =1,2,3,…),所以1n b +-n b =112n -⎛⎫⎪⎝⎭.从而有21b b -=1,32b b -=12,43b b -=212⎛⎫ ⎪⎝⎭,…,1n n b b --=212n -⎛⎫⎪⎝⎭( n =2,3,…).将这n -1个等式相加,得n b -1b =1+12+212⎛⎫ ⎪⎝⎭+…+212n -⎛⎫⎪⎝⎭=1112112n -⎛⎫- ⎪⎝⎭-=2-1122n -⎛⎫⎪⎝⎭.又因为1b =1,所以n b =3-1122n -⎛⎫⎪⎝⎭( n =1,2,3,…).(3)因为n c =n (3-n b )=1122n n -⎛⎫⎪⎝⎭,所以n T =022111111223(1)22222n n n n --⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++-+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦. ①12n T =123111111223(1)22222n n n n -⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++-+⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦. ② ①-②,得12n T =021111122222n -⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦-122n n ⎛⎫⎪⎝⎭.故n T =1124112n⎛⎫- ⎪⎝⎭--142n n ⎛⎫ ⎪⎝⎭=8-82n -142nn ⎛⎫⎪⎝⎭=8-1(84)2n n +( n =1,2,3,…).20.(1)若()f x =ax +b ∈M ,则存在非零常数k ,对任意x ∈D 均有()f kx =akx +b =2k +()f x ,即a (k -1)x =2k恒成立,得100k k -=⎧⎨=⎩,,无解,所以()f x ∉M .(2)2log ()kx =2k +2log x ,则2log k =2k,k =4,k =2时等式恒成立,所以()f x =2log x ∈M .(3)因为y =log a x ( a >1)与y =x 有交点,由图象知,y =log a x 与y =2x必有交点. 设log a k =2k ,则()f kx =log ()a kx =log a k +log a x =2k+()f x ,所以()f x ∈M .。
2011年江苏卷压轴题探究教学及其反思■问题(江苏2011,20)设M为部分正整数组成的集合,数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,已知对任意的整数k∈M,当整数n>k时,Sn+k+Sn-k=2(Sn+Sk)都成立.(1)设M={1},a2=2,求a5的值.(2)设M={3,4},求数列{an}的通项公式.作为压轴题,着重考查数列的通项与前n项和的关系、等差数列的基本性质等基础知识,考查学生分析探究及逻辑思维能力,但标准答案解法较抽象,学生表述困难.解题思路教师都难想到,更何况是学生.由于第1问较简单,从略,本人选取了符合学生认知规律的解法对第2问进行了探究式教学,过程如下,与同仁交流.■探究教师:第2问,M={3,4},k值可能为多少?又能得到怎样的关系式?学生1:k=3或k=4,能得到Sn+3+Sn-3=2(Sn+S3)(n≥4)①Sn+4+Sn-4=2(Sn+S4)(n≥5)②教师:①中,怎样做才能得到各项之间的关系?(学生沉默一会)学生2:根据①再写一个等量关系,将它们作差,但不知行不行.该生接着说,Sn+3+Sn-3=2(Sn+S3)(n≥4)①Sn+4+Sn-2=2(Sn+1+S3)(n≥3)①′①′-①得,Sn+4-Sn+3+Sn-2-Sn-3=2Sn+1-2Sn,即2an+1=an-2+an+4(n≥4)(*).②中,类似可得到2an+1=an-3+an+5(n≥5)(**).(**)-(*)得,an+5-an+4=an-2-an-3=…=a3-a2=d(n≥5),故{an}成等差数列.学生3:{an}不成等差数列,因为它们不是相邻三项之间的关系.教师:对,怎样才能找到相邻三项之间的关系?(提示一下)由(*)知{an}每隔两项成等差数列,即an-6,an-3,an,an+3,an+6(n≥8)成等差数列;由(**)知{an}每隔三项成等差数列,即an-6,an-2,an+2,an+6(n≥8)成等差数列.学生4:由(*)(**)得2an=an+3+an-3=an-6+an+6=an-2+an+2.学生5:{an}每隔一项成等差数列,即an-3,an-1,an+1,an+3,成等差数列,则an-1+an+1=an-3+an+3=2an(n≥8).故{an}成等差数列.学生6:{an}不一定成等差数列,因为n≥8,所以从第9项起成等差数列.教师:设从第9项起公差为d,再探究前8项是否成等差数列,公差是否相同.(沉默一段时间)学生7:(急切地站起来),我将(*)(**)两式分别用几个值代入,得到2a5=a2+a8,2a6=a3+a9,2a7=a4+a10,2a8=a5+a11,2a6=a2+a10,2a7=a3+a11,2a8=a4+a12,2a9=a5+a13.最下面一行两个等式作差得a9-a8=d,同理得a8-a7=a7-a6=a6-a5=d,再将第二组相邻两行两个等式作差,得a5-a4=a4-a3=a3-a2=d,即an+1-an=d(n≥2).(全班学生鼓掌)教师:如何确定第一、二项之间的关系?学生8:由起始关系式①得a5+a6+a7=a2+a3+a4+2S3,所以2S3=9d,即4a2-7d+2=0③.由②得a6+a7+a8+a9=a2+a3+a4+a5+2S4,所以2S4=16d,即3a2-5d+1=0④.由③④解得a2=3,d=2,所以an=2n-1.教师:解题的关键在何处?是如何处理的?学生9:在等量关系式①②中消去常数S3,S4,从一个等量关系式中构造出一个等式(用n+1代n),再将它们作差.■拓展教师:M={3,4},换成M={2,3},{4,5},{4,6},通项公式an仍可以求出吗?(学生沉默一会)学生10:M={2,3},方法和刚才一样,得an+1-an=d(n≥2)且2S3=9d,2S2=4d,则a2=3,d=2,an=2n-1仍成立.学生11:M={4,5},an+1-an=d(n≥2)且2S4=16d,2S5=25d,则a2=3,d=2,an=2n-1仍成立.M={4,6},不能得出an+1-an=d,故不成等差数列.学生12:一般地,M={m,m+1}(m∈N*),得an+1-an=d且2Sm=m2d,2Sm+1=(m+1)2d,从而an=2n-1,其余形式不行.本探究过程自然、合理,合乎学生的思考习惯,对培养学生逻辑思维能力、推理能力大有裨益.■溯源本高考题是在《教学大纲》《考试说明》的要求下,重点考查了等差数列这一C级知识点,假设{an}成等差数列,则Sn=An2+Bn,然后构造了Sn+k+Sn-k=2(Sn+Sk)这个条件,即A(n+k)2+B(n+k)+A(n-k)2+B(n-k)=2(An2+Bn+Ak2+Bk)对n∈N*恒成立,则2Ak2=2k2,2Bk=0(k≠0),所以A=1,B=0.从而Sn=n2,an=2n-1.最后用k=3,k=4两个条件确定这个数列,该数列就成了等差数列.由于函数的表达式与数列通项既有联系又有区别,故反过来推导出等差数列就困难得多.■反思1.注重教师素养提升随着课改的深入,教师不仅要重视教学结果,而且越来越要关注教学过程,教师除了将主要精力放在学生身上,也越来越注重自身发展,努力提升自己的教育教学素养.对于习题讲解,首先教者要“沉”下去,亲自做一做,想一想,找到符合学生认知规律的最优解法,不能“人云亦云”,决不能“拿来主义”,课堂上生搬硬抄标准答案.2.鼓励学生自主探究建构式理论告诉我们,只有把知识的“根”扎在学生自己的经验里,才能实现真正意义上的建构.学生利用自己的经验去感受、理解知识的产生与发展过程,通过课堂教学活动养成自主探究的习惯,学生能讲的让学生讲,学生能做的让学生做,学生的解题方略与“标准答案”有差距,加以肯定,尽可能激发学生的灵感火花,对一些独到的解法应及时鼓励和表扬.3.培养良好心理素质对于这道高考题,考后很多学生非常懊恼,无论如何也不至于只得了这么一点分(省平均分为2.8分).这与时间紧,此题难有关系,但主要的还是应试的心理素质不高,瞬时乱了方寸,针对这种情况,平时做作业、测试中,要求学生做到审题细,演算准,表达清,向他们灌输这样的理念:未弄清题意切勿下笔,要审清问题涉及哪些知识,用什么方法去突破,表达要完整清晰,过程要简洁明了.教师要培养学生的良好心理素质,解决学生题目怕新、运算怕繁的心理问题,使学生的认知水平和思维能力呈螺旋式上升.希望以上资料对你有所帮助,附励志名言3条:1、生气,就是拿别人的过错来惩罚自己。
江苏13市2011年中考数学试题分类解析汇编专题1:实数一、选择题1.(苏州3分)12()2⨯-的结果是A .-4B .-1C .14-D .32【答案】B 。
【考点】有理数乘法。
【分析】利用有理数运算法则,直接得出结果:1212⎛⎫⨯-=- ⎪⎝⎭,故选B 。
2.(苏州3分)已知地球上海洋面积约为316 000 000km 2,316 000 000这个数用科学记数法可表示为A .3.61×106B .3.61×107C .3.61×108D .3.61×109 【答案】C 。
【考点】科学记数法。
【分析】根据科学记数法的定义,科学记数法的表示形式为1010n a a <⨯≤,其中1,n 为整数,表示时关键要正确确定a 的值以及n 的值。
在确定n 的值时,看该数是大于或等于1还是小于1。
当该数大于或等于1时,n 为它的整数位数减1;当该数小于1时,n 为它第一个有效数字前0的个数(含小数点前的1个0)。
∵ 316 000 000=3.61×108 ,故选C 。
3.(苏州3分)若m ·23=26,则m 等于A .2B .4C .6D .8 【答案】D 。
【考点】指数运算法则。
【分析】利用指数运算法则,直接得出结果,6363322228m -=÷===,故选D 。
4. (无锡3分) ︳-3︳的值等于 A .3 8.-3 C .±3 D .3 【答案】A 。
【考点】绝对值。
【分析】根据数轴上某个数与原点的距离叫做这个数的绝对值的定义,在数轴上,点-错误!未找到引用源。
到原点的距离是3,所以-错误!未找到引用源。
的绝对值是3,故选A 。
5.(常州、镇江2分)在下列实数中,无理数是 A .2 B .0 C .5 D .31【答案】C 。
【考点】无理数。
【分析】根据无理数是无限不循环小数的定义, 直接得出结果。
6.(南京2分)9的值等于A .3B .-3C .±3D .3【答案】A 。
江苏13市2011年中考数学试题分类解析汇编专题12:押轴题解答题1.(苏州10分)已知二次函数()()2680y a x x a =-+>的图象与x 轴分别交于点A 、B ,与y 轴交于点C .点D 是抛物线的顶点.(1)如图①,连接AC ,将△OAC 沿直线AC 翻折,若点O 的对应点O'恰好落在该抛物线的对称轴上, 求实数a 的值;(2)如图②,在正方形EFGH 中,点E 、F 的坐标分别是(4,4)、(4,3),边HG 位于边EF 的右侧.小 林同学经过探索后发现了一个正确的命题:“若点P 是边EH 或边HG 上的任意一点,则四条线段PA 、PB 、 PC 、PD 不能与任何一个平行四边形的四条边对应相等(即这四条线段不能构成平行四边形).”若点P 是 边EF 或边FG 上的任意一点,刚才的结论是否也成立?请你积极探索,并写出探索过程;(3)如图②,当点P 在抛物线对称轴上时,设点P 的纵坐标t 是大于3的常数,试问:是否存在一个正数a ,使得四条线段PA 、PB 、PC 、PD 与一个平行四边形的四条边对应相等(即这四条线段能构成平行四 边形)?请说明理由.【答案】解:(1)由()268y a x x =-+, 令0y =,解得,122,4x x == 。
令0x =,解得,8y a =。
∴点A 、B 、C 的坐标分别为(2,0),(4,0),(0,8a )。
∴该抛物线的对称轴为3x =。
如图①,设该抛物线的对称轴与x 轴的交点为点M ,则由OA=2得AM=1。
由题意,得O'A=OA=2,∴O'A=2AM,∴∠O'AM=600。
∴∠OAC=∠CAO'=600。
∴OC=OA =8a =a = (2)若点P 是边EF 或边FG 上的任意一点,结论仍然成立。
①如图②,若点P 是边EF 上的任意一点(不与点E 重合),连接PM ,∵点E (4,4)、F (4,3)与点B (4,0)在一直线上,点C 在y 轴上,∴PB<4,PC≥4,∴PC>PB 。
(第4题图)20011江苏押题试卷江苏省南通中学高级教师、教研组长杨建楠老师命制第Ⅰ卷部分(满分:160分 时间:120分钟)一.填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.1. 设1z i =-(i 是虚数单位),则22z z+=______▲_______.答案:1i - 2.若0x ∆→时(22)(2)1f x f x+∆-→∆,则(2)f '= .答案:因为(22)(2)122f x f x +∆-→∆,所以(2)f '=12.3.若集合0,1,2A π⎧⎫=⎨⎬⎩⎭,{|cos ,}B y y x x A ==∈,则A B = _______.答案:{1,cos1,0}B =,所以A B = {0,1} 4.如图所示的是一个算法的流程图,当输入的x 的值为2009时,输出y 的值为 ▲ . 解析:当x>0时,循环体中将一直x 减去2,退出循环时,1x =-,所以13y =. 5.将一颗骰子先后抛掷2次,观察向上的点数,则点数之和是7的概率 为 ▲ . 解析:抛掷2次,点数有36种基本情况,其中点数之和是7的有(1,6),(2,5),(3,4),(4,3),共6种情形,所以概率为61366=. 6. 若不等式|2|6ax +<的解集为(1,2)-,则实数a 的值为_____________.答案:|2|6a -+=且|22|6a +=,所以a =—4.7.用铁皮制作一个无盖的圆锥形容器,已知该圆锥的高为10cm ,体积为31000πcm 3,则制作该容器需要铁皮面积为 2cm (衔接1.414,π取3.14,结果保留整数).答案:211000ππ1033r ⋅=,所以10r =,所以2π10π10100(1π=444S =⋅+⋅⋅.8.双曲线221x y n-=的两个焦点为12F F 、,P 在双曲线上,且满足12PF PF +=C△12PF F 的面积为 .答案:12||PFPF -=12PF PF +=22121244,2PF PF n PF PF +=+⋅=, 22212121212cos 02PF PF F F F PF PF PF +-∠==⋅,所以12π2F PF ∠=,所以12112S PF PF =⋅=. 9. 2009年北京国庆阅兵式上举行升旗仪式.如图,在坡度为15 的观礼台上,某一列座位与旗杆在同一个垂直于地面的平面上,在该列的第一排和最后一排测得旗杆顶端的仰角分别为60和30,且第一排和最后一排的距离为米,则旗杆的高度为 米.答案:设旗杆高度为x 米,则x =所以151)2x =10.已知数列{}n a 共有6项,若其中三项是1,两项是2,一项是3,则满足上述条件的数列共有 个.答案:列举法(树形图)即可得到结论6011.已知()(1)(2)(3)f x x x x =---,则'()0f x =在区间(1,3)内的解的个数为 . 答案:()(1)(2)(3)f x x x x =---的3个零点为1,2,3,所以,在(1,2),(2,3)之间各有一个极值点,所以'()0f x =在区间(1,3)内的解的个数为2个. 12.若()f n 为()2*1n n N +∈的各数位上的数字之和,如:2141197+=,1+9+7=17,则()1417f =,记()()1f n f n =,()()()21f n f f n =, ,()()()()*1k k f n f f n k N +=∈,则()20108f = .答案:123(8)11,(8)4,(8)8f f f ===,所以3(8)(8)n n f f +=,所以20103(8)(8)8f f ==. 13.如图,△ABC 中,4AB =,AC =8,60BAC ∠= ,延长CB 到D ,使BA BD =,当E 点在线段AB 上移动时,若AE AC AD λμ=+,当λ取最大值时,λμ-的值是 .答案:当λ取最大值时,AE AB =,,A B A C C B A B A D D B =+=+,所以(1AB AC =+ ,旗杆E所以λμ==2λμ-=.14.设函数()f x (0)a <的定义域为D ,值域为A ,若所有点(,)s t (,)s D t A ∈∈构成一个正方形区域,则a 的值为 .答案:定义域的长度为12x x -=可得a =4-.二、解答题:本大题共6小题,共计90分.15.(本小题14分)已知向量()()()cos ,1,,cos a x x b f x x ωωω==,其中ω>0,且,又函数()f x 的图像两相邻对称轴之间的距离为32π (1)求的值ω;(2) 求函数在区间上的最大值与最小值及相应的值.解:(1) //a b,()cos (cos )f x x x x ωωω∴=1cos 22x ω+=1πsin(2)26x ω=++. …………………………………………… 4分由题意,函数()f x 的最小正周期为3π,又ω>0,2π3π=2ω∴13ω∴=. …………6分 (2) 由(1)知12()sin(236f x x π=++, 5,2x π⎡⎤∈π⎢⎥⎣⎦ ,2511,,3666x πππ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦ ∴当25,366x ππ+=即x =π时,()f x 取得最大值1, …………………………… 12分当29,366x ππ+=即2x =π时,()f x 取得最小值1.2- ……………………14分16.(本小题满分14分)如图,空间四边形BEDF 在平面α的射影是一个边长为 2a 、∠A =60°的菱形ABCD ,其中A 、C 分别为E 、F 在平面α的射影,且 AE =3a ,CF =a . (1)求证:EF BD ⊥;(2)求证:平面 EBD ⊥平面FBD . 证明:(1)因为FC ⊥面ABCD ,CB CD = 所以FB FD =,……………………2分 又因为O 为BD 的中点,所以FO BD ⊥, 同理EO BD ⊥,……………………4分又EO FO O = ,所以BD ⊥面EFO ,………………………………………5分 所以EF BD ⊥;…………………………………………………………………6分 (2)因为FC ⊥面ABCD ,EA ⊥面ABCD ,所以//FC EA ,所以,,,E A C F 四点共面, ………………………………………………………8分在菱形ABCD 中,边长为 2a 、∠A =60°,所以AO CO =,则tan tan COF AOE ∠=∠=, 所以,在平面EACF 内,30,60COF AOE ∠=∠= ,则EO FO ⊥, …………………………………………………………………10分 由(1)可知,EO BD ⊥ 又BD FO O = ,所以EO ⊥面BDF ,……………………………………………………………12分 因为EO ⊂面BDE ,所以平面 EBD ⊥平面FBD .……………………………14分 17(本小题15分)已知圆O 的方程为),,过点直线03(,1122A l y x =+且与圆O 相切. (1)求直线1l 的方程;(2)设圆O 与x 轴交与P,Q 两点,M 是圆O 上异于P,Q 的任意一点,过点A 且与x 轴垂直的直线为2l ,直线PM 交直线2l 于点'P ,直线QM 交直线2l 于点'Q .求证:以''Q P 为直径的圆C 总过定点,并求出定点坐标.解:(1)∵直线1l 过点(3,0)A ,且与圆C :221x y +=相切,设直线1l 的方程为(3)y k x =-,即30kx y k --=, 则圆心(0,0)O 到直线1l 的距离为1d ==,解得42±=k , ……………4分∴直线1l 的方程为3)y x =-,即3)y x =-. …………………………7分 (2)对于圆方程122=+y x ,令0y =,得1x =±,即(1,0),(1,0)P Q -.又直线2l 过点A 且与x 轴垂直,∴直线2l 方程为3x =,设(,)M s t ,则直线PM 方程为).1(1++=x s ty 解方程组3,(1)1x ty x s =⎧⎪⎨=+⎪+⎩,得).14,3('+s t P 同理可得,).12,3('-s t Q …………………9分 ∴以P Q ''为直径的圆C '的方程为0)12)(14()3)(3(=--+-+--s ty s t y x x ,又122=+t s ,∴整理得2262(61)0s x y x y t-+-++=, 13分若圆C '经过定点,只需令0y =,从而有2610x x -+=,解得3x =±,∴圆C '总经过定点坐标为(3±.……………………………………………15分18.(本小题满分15分)某生产旅游纪念品的工厂,拟在2010年度将进行系列促销活动.经市场调查和测算,该纪念品的年销售量x 万件与年促销费用t 万元之间满足3-x 与t +1成反比例.若不搞促销活动,纪念品的年销售量只有1万件.已知工厂2010年生产纪念品的固定投资为3万元,每生产1万件纪念品另外需要投资32万元.当工厂把每件纪念品的售价定为:“年平均每件生产成本的150%”与“年平均每件所占促销费一半”之和时,则当年的产量和销量相等.(利润=收入-生产成本-促销费用)(1)求出x 与t 所满足的关系式;(2)请把该工厂2010年的年利润y 万元表示成促销费t 万元的函数; (3)试问:当2010年的促销费投入多少万元时,该工厂的年利润最大? 解:(1) 设比例系数为k )0(≠k .由题知,有13+=-t kx .……………………………2分 又.时,10==x t21013=+=-∴k k,.……………………………………………………………4分 )0(123≥+-=∴t t x t x 的关系是与.…………………………………………5分 (2) 依据题意,可知工厂生产x 万件纪念品的生产成本为)323(x +万元,促销费用为t 万元,则每件纪念品的定价为:(xtx x 2%150323+⋅+)元/件.……………………8分 于是,t x xtx x x y -+-+⋅+⋅=)323()2%150323(,进一步化简,得 )0(2132299≥-+-=t t t y .……………………………………………………………11分因此,工厂2010年的年利润)0(2132299≥-+-=t t t y 万元.(3) 由(2)知,)0(2132299≥-+-=t t t y )713221(4221132250)21132(50时,等号成立,即当=+=+=+⋅+-≤+++-=t t t t t t t …13分所以,当2010年的促销费用投入7万元时,工厂的年利润最大,最大利润为42万元.…………………………………………………………………………………………15分 19.(本题满分16分)已知等差数列{}n a 中,公差0d >,其前n 项和为n S ,且满足2345a a ⋅=,1414a a +=. (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设由n n S b n c =+(0c ≠)构成的新数列为{}n b ,求证:当且仅当12c =-时,数列{}n b 是等差数列;(3)对于(2)中的等差数列{}n b ,设8(7)n n n c a b =+⋅(*n ∈N ),数列{}n c 的前n 项和为n T ,现有数列{}()f n ,()22nn n b f n T a =--(*n ∈N ), 求证:存在整数M ,使()f n M ≤对一切*n ∈N 都成立,并求出M 的最小值. 解:(1)∵等差数列{}n a 中,公差0d >, ∴23232323144545544391414n a a a a a d a n a a a a a ⋅=⋅==⎧⎧⎧⇒⇒⇒=⇒=-⎨⎨⎨=+=+=⎩⎩⎩………………………………4分 (2)()()143212n n n S n n +-==-,nn S b n c =+()21n n n c -=+,………………………………6分由2132b b b =+得12115213c c c =++++,化简得220,0c c c +=≠,∴12c =-………………8分 反之,令12c =-,即得2n b n =,显然数列{}n b 为等差数列,∴ 当且仅当12c =-时,数列{}n b 为等差数列. ………………………………………10分(3) ()()8111711n n n c a b n n n n ===-+⋅++∴11111122311n nT n n n =-+-++-=++ ()245151112451451451n n n b n n f n T a n n n n n n =-=-=+-+=+--+-+-+…………………12分9(1),2f =-而2n ≥时()()()()5151201(1)()0412451414521f n f n n n n n n n n n -+-=+--=-<-+-+--++ ∴(){}f n 在2n ≥时为单调递减数列,此时max ()(2)2f n f ==…………………………14分 ∴存在不小于2的整数,使()2f n ≤对一切*n ∈N 都成立, min 2M =.………………16分 20.(本题满分16分) 已知2()ln ,()3f x x x g x x ax ==-+-.(1)求函数()f x 在[,2](0)t t t +>上的最小值;(2) 对一切(0,)x ∈+∞,2()()f x g x ≥恒成立,求实数a 的取值范围; (3) 证明对一切(0,)x ∈+∞,都有12ln xx e ex>-成立. 解:⑴ '()ln 1f x x =+,当1(0,)x e ∈,'()0f x <,()f x 单调递减,当1(,)x e∈+∞,'()0f x >,()f x 单调递增. …………………………2分① 102t t e<<+<,t 无解; …………………………3分 ② 102t t e <<<+,即10t e <<时,min 11()()f x f e e ==-;…………………………4分 ③12t t e ≤<+,即1t e≥时,()f x 在[,2]t t +上单调递增,min ()()ln f x f t t t ==; …………………………5分所以min110()1ln t e ef x t t t e ⎧-<<⎪⎪=⎨⎪≥⎪⎩, ,. …………………………6分 ⑵ 22ln 3x x x ax ≥-+-,则32l n a x x x≤++,设3()2l n(0)h x x x x x=++>,则2(3)(1)'()x x h x x+-=,(0,1)x ∈,'()0h x <,()h x 单调递增,(1,)x ∈+∞,'()0h x >,()h x 单调递减,所以min ()(1)4h x h ==,因为对一切(0,)x ∈+∞,2()()f x g x ≥恒成立,所以min ()4a h x ≤=; …………………………10分⑶ 问题等价于证明2ln ((0,))xx x x x e e>-∈+∞,由⑴可知()ln ((0,))f x x x x =∈+∞的最小值是1e -,当且仅当1x e =时取到,设2()((0,))x x m x x e e =-∈+∞,则1'()x xm x e-=,易得max 1()(1)m x m e ==-,当且仅当1x =时取到,从而对一切(0,)x ∈+∞,都有12ln x x e ex>-成立.…………………………16分第Ⅱ卷部分(满分:40分 时间:30分钟)一、选做题(从中任选两题作答,每小题10分)21.A (4-1几何证明) 如图所示,已知PA 与⊙O 相切,A 为切点,PBC 为割线,弦CD ∥AP ,AD ,BC 相交于E 点,F 为CE 上一点,且2DE EF EC =⋅. (1)求证:∠P=∠EDF ; (2)求证:CE·EB=EF·EP .证明:(1)∵2DE EF EC =⋅, ∴DE CE EF ED =::. ∴DEF ∽CED .∴∠DEF=∠C ,又∵CD ∥AP ,∴∠C=∠P .∴∠P=∠EDF .………………………4分 (2)∵∠P=∠EDF ,∠DEF=∠PEA ,∴DEF ∽PEA ∆, ∴DE ︰PE=EF ︰EA . ∴EF·EP=DE·EA .又因为弦AD ,BC 相交于点E , ∴DE·EA=CE·EB . ∴CE·EB=EF·EP .………………………10分 B (4-2矩阵变换)二阶矩阵M 对应的变换将点(1,-1)与(-2,1)分别变换成(-1,-1)与(0,-2). (1)求二阶矩阵M ;(2)设直线L 在变换M 作用下得到了直线m :x -y =4,求直线L 的方程.解:(1)设M =a b c d ⎡⎤⎢⎥⎣⎦,则1111a b c d -⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦,且2012a b c d -⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 1,1,a b c d -=-⎧⎨-=-⎩且20,2 2.a b c d -+=⎧⎨-+=-⎩解之得1,2,3,4,a b c d =⎧⎪=⎪⎨=⎪⎪=⎩∴M =1234⎡⎤⎢⎥⎣⎦.………………………5分 (2)∵1223434x x x y y y x y '+⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥'+⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦,且直线m :4x y ''-=, ∴(2)(34)4x y x y +-+=,即20x y ++=为所求直线L 的方程.…………………10分 C (4-4极坐标与参数方程)已知直线的极坐标方程为sin()4πρθ+=,圆M 的参数方程2cos ,22sin ,x y θθ=⎧⎨=-+⎩(其中θ为参数).(1)将直线的极坐标方程化为直角坐标方程;(2)求圆M 上的点到直线的距离的最小值.解:(1)极点为直角坐标原点O,sin()s )4πρθρθθ+=+=∴sin cos 1ρθρθ+=,可化为直角坐标方程:x+y-1=0. ………………………5分(2)将圆的参数方程化为普通方程:22(2)4x y ++=,圆心为C (0,-2), ∴点C到直线的距离为d ==, ∴.……………………………………10分 21 D (4-5不等式选讲) (本小题为选做题...,满分10分) 已知(0,)2x π∈,求函数2sin y x =+的最小值以及取最小值时所对应的x 值解:由(0,)2x π∈知:2sin y x =+21111sin x =+54≥=1=2sin x 即1sin 2x =时取等号, ∴当6x π=时min 54y =。
江苏13市2011年中考数学试题分类解析汇编专题11:圆一、选择题1.(南京2分)如图,在平面直角坐标系中,⊙P 的圆心是(2,a )(a >2),半径为2,函数y x =的图象被⊙P 的弦AB 的长为23,则a 的值是A .23B .222+C .23D .23+ 【答案】B 。
【考点】一次函数的应用,弦径定理, 勾股定理,对顶角的性质,三角形内角和定理。
【分析】连接PA,PB ,过点P 作PE ⊥AB 于E, 作PF ⊥X 轴于F ,交AB 于G ,分别求出PD 、DC ,相加即可:∵在Rt △PAE 中,由弦径定理可得AE =12AB =3,PA =2, ∴由勾股定理可得PE =1。
又由y x =可得,∠OGF =∠GOF =450,FG =OF =2。
又∵PE ⊥AB ,PF ⊥OF ,∴在Rt △EPG 中,∠EPG =∠OGF =450,∴由勾股定理可得PG =2∴a =FG +PG =2+2。
故选B 。
2.(南通3分)如图,⊙O 的弦AB =8,M 是AB 的中点,且OM =3,则⊙O 的半径等于A .8B .4C .10D .5【答案】D 。
【考点】弦径定理,勾股定理。
【分析】根据圆的直径垂直平分弦的弦径定理,知△OAM 是直角三角形,在Rt △OAM 中运用勾股定理有,222222OA OM AM 345OA 5=+=+=⇒=。
故选D 。
3.(扬州3分)已知相交两圆的半径分别为4和7,则它们的圆心距可能是A .2B .3C .6D .11【答案】C 。
【考点】两圆的位置与圆心距的关系。
【分析】根据两圆的位置与圆心距的关系知,相交两圆的圆心距在两圆的半径的差跟和之间,从而所求圆心距在3和11 之间,因此得出结果。
故选C 。
4.(盐城3分)若⊙O 1、⊙O 2的半径分别为4和6,圆心距O 1O 2=8,则⊙O 1与⊙O 2的位置关系是A .内切B .相交C .外切D .外离【答案】B 。
2011年填空题压轴题常见题型复习指导1题1(苏锡常镇四市一模) 设m ∈N,若函数()210f x x m =-+存在整数零点,则m 的取值集合为 ▲ .m 的取值集合为{0,3,14,30}.注 将“m ∈N ”改为“m ∈N *”,即得2011年全国高中数学联赛江苏赛区初赛试卷的填空题的压轴题:已知m是正整数,且方程2100x m -+=有整数解,则m 所有可能的值是 ▲ .题2(淮安市一模) 已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,a 2=2,b 1=2,且对任意的正整数i ,j ,k ,l ,当i +j =k +l 时都有a i +b j =a k +b l ,则201111()2011i i i a b =+∑的值是 ▲ . 2013.变式1 已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,a 2=2,b 1=2,且对任意的正整数i ,j ,k ,l ,当i +j =k +l 时都有a i -b j =a k -b l ,则11()ni i i a b n =+∑的值是 ▲ . 3.变式2 已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,a 2=2,b 1=2,且对任意的正整数i ,j ,k ,l ,当i +j =k +l 时都有a i b j =a k b l ,记c n,则数列{c n }的通项公式是 ▲ . 1232n -⨯.题3(常州市一模) 若对任意的x ∈D ,均有f 1(x )≤f (x )≤f 2(x )成立,则称函数f (x )为函数f 1(x )到函数f 2(x )在区间D 上的“折中函数”.已知函数f (x )=(k -1)x -1,g (x )=0,h (x )=(x +1)ln x ,且f (x )是g (x )到h (x )在区间[1,2e]上的“折中函数”,则实数k 的取值范围为 ▲ . k =2为所求.题4(泰州市一模) 已知O 是锐角△ABC 的外接圆的圆心,且∠A =θ,若cos cos 2sin sin B C AB AC mAO C B+= ,则m = ▲ .(用θ表示)m =sin θ.A BC OE FD 图1图4题5(南京市一模) 若直角坐标平面内两点P ,Q 满足条件:①P ,Q 都在函数f (x )的图象上;②P ,Q 关于原点对称,则称点对(P ,Q )是函数()f x 的一个“友好点对”(点对(P ,Q )与点对(Q ,P )为同一个“友好点对”).已知函数22410()20ex x x x f x x ⎧++<⎪=⎨⎪⎩≥, , , , 则()f x 的“友好点对”有 ▲ 个.2个.题6(镇江市一模) 直线l 与函数sin y x =([0]x ∈π, )的图象相切于点A ,且l ∥OP ,O 为坐标原点,P 为图象的极值点,l 与x 轴交于点B ,过切点A 作x 轴的垂线,垂足为C ,则BA BC ⋅ = ▲ .2224(1)144=ππ=--π.题7(扬州市一模) 若函数f (x )=x 3-ax 2(a >0)在区间20(,)3+∞上是单调递增函数,则使方程f (x )=1000有整数解的实数a 的个数是 ▲ .有4个不同的值.题8(苏州市一模) 在平面直角坐标系xOy 中,点P 是第一象限内曲线31y x =-+上的一个动点,过P 作切线与两个坐标轴交于A ,B 两点,则△AOB 的面积的最小值是 ▲ .值为4题9(盐城市一模) 已知函数2342011()12342011x x x x f x x =+-+-+⋅⋅⋅+,2342011()12342011x x x x g x x =-+-+-⋅⋅⋅-,设()(3)(3)F x f x g x =+⋅-,且函数F (x )的零点均在区间[,](,,)a b a b a b <∈Z 内,则b a -的最小值为 ▲ . 9.题10(南通市一模) 是 ▲ .2.变式1 在等腰三角形ABC 中,AB =AC ,D 在线段AC 上,AD =kAC (k 为常数,且0<k <1),BD =l 为定长,则△ABC 的面积的最大值为 ▲ .2maxmax 21()()2(1)ABC ABD l S S k k ∆∆==-. 变式2 在正三棱锥P -ABC 中,D 为线段BC 的中点,E 在线段PD 上,PE =kPD (k 为常数,且0<k <1),AE =l 为定长,则该棱锥的体积的最大值为 ▲ .3223(1)(2)l k k -+.注 本题的原型题,可能来自于2008年江苏高考数学题:满足条件AB =2,AC 的△ABC 的面积的最大值为 ▲ .2012届填空题压轴题常见题型复习指导2题11(无锡市一模) 已知函数f (x )=|x 2-2|,若f (a )≥f(b ),且0≤a ≤b ,则满足条件的点(a ,b )所围成区域的面积为 ▲ .2π. 题12(高三百校大联考一模) 若函数f (x )=|sin x |(x ≥0)的图象与过原点的直线有且只有三个交点,交点中横坐标的最大值为α,则2(1)sin 2ααα+= ▲ .2.题13(苏北四市二模) 已知函数()|1||2||2011||1||2||2011|f x x x x x x x =+++++++-+-++- ()x ∈R ,且2(32)(1)f a a f a -+=-,则满足条件的所有整数a 的和是 ▲ .6.题14(南京市二模) 已知函数f (x )=2111x ax x +++(a ∈R ),若对于任意的x ∈N *,f (x )≥3恒成立,则a 的取值范围是 ▲ . 83≥-.变式 已知函数f (x )=2111x ax x +++(x ∈N *),且[f (x )]min =3,则实数a 的取值集合是 ▲ . {83-}.题15(盐城市二模) 已知函数f (x )=cos x ,g (x )=sin x ,记S n =2211(1)1(1)2()()222nnnk k k k n f g n n ==-π--π-∑∑,T m =S 1+S 2+…+S m .若T m <11,则m 的最大值为 ▲ . 5.题16(苏锡常镇四市二模) 已知m ,n ∈R ,且m +2n =2,则2122mn m n +⋅+⋅的最小值为▲ . 4.题17(南通市二模) 在平面直角坐标系xOy 中,设A ,B ,C 是圆x 2+y 2=1上相异三点,若存在正实数λ,μ,使得OC OA OB λμ=+,则λ2+(μ-3)2的取值范围是 ▲ .(2,)+∞.x图10λ+图12题18(苏北四市三模) 如图11是一个数表,第1行依次写着从小到大的正整数,然后把每行相邻的两个数的和写在这两数正中间的下方,得到下一行,数表从上到下与从左到右均为无限项,则这个数表中的第13行第10个数为 ▲ . 故第13行第10个数为 111216142922⨯+⨯=.题19(南京市三模) 如图12,已知正方形ABCD 的边长为1,过正方形中心O 的直线MN 分别交正方形的边AB ,CD 于点M ,N ,则当MNBN取最小值时,CN = ▲ .题20(南通市三模) 定义在[1,)+∞上的函数f (x )满足:①f (2x )=cf (x )(c 为正常数);②当2≤x ≤4时,f (x )=1-|x -3|.若函数图象上所有取极大值的点均落在同一条直线上,则c = ▲ .c =2或c =1.变式 定义在[1,)+∞上的函数f (x )满足:①f (2x )=cf (x )(c 为正常数);②当2≤x ≤4时,f (x )=1-|x -3|.若函数图象上所有取极大值的点均落在同一条以原点为顶点的抛物线上,则常数c = ▲ .c =4题22(扬州市三模) 设函数f (x )的定义域为D ,如果存在正实数k ,使对任意x ∈D ,都有x +k ∈D ,且f (x +k )>f (x )恒成立,则称函数f (x )为D 上的“k 型增函数”.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=|x -a |-2a ,若f (x )为R 上的“2011型增函数”,则实数a 的取值范围是 ▲ . a <20116.题23(徐州市三模) 若关于x 的方程x 4+ax 3+ax 2+ax +1=0有实数根,则实数a 的取值范围为 ▲ .2(,][2,)3-∞-+∞ .题24(南通市最后一卷) 函数f (x )=32412x x x x -++的最大值与最小值的乘积是 ▲ .116-.题25(淮安市四模) 已知函数f (x )=|x -1|+|2x -1|+|3x -1|+…+|100x -1|,则当x = ▲ 时,f (x )取得最小值.171.2012届填空题压轴题常见题型复习指导题1(苏锡常镇四市一模) 设m ∈N,若函数()210f x x m =-+存在整数零点,则m 的取值集合为 ▲ . 解 当x ∈Z ,且x ≤10时,Z . 若m =0,则x = -5为函数f (x )的整数零点. 若m ≠0,则令f (x )=0,得m∈N .注意到-5≤x ≤10N ,得x ∈{1,6,9,10},此时m ∈{3,223,14,30}.故m 的取值集合为{0,3,14,30}.注 将“m ∈N ”改为“m ∈N *”,即得2011年全国高中数学联赛江苏赛区初赛试卷的填空题的压轴题:已知m是正整数,且方程2100x m -+=有整数解,则m 所有可能的值是 ▲ .题2(淮安市一模) 已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,a 2=2,b 1=2,且对任意的正整数i ,j ,k ,l ,当i +j =k +l 时都有a i +b j =a k +b l ,则201111()2011i i i a b =+∑的值是 ▲ .解 依题设,有b n +1-b n =a 2-a 1=1,从而数列{b n }是以2为首项,1为公差的等差数列. 同理可得,{a n }是以1为首项,1为公差的等差数列. 所以,数列{a n +b n }是以3为首项,2为公差的等差数列. 所以,201111()2011i i i a b =+∑=120112010(201132)20112⋅⨯+⨯=2013.变式1 已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,a 2=2,b 1=2,且对任意的正整数i ,j ,k ,l ,当i +j =k +l 时都有a i -b j =a k -b l ,则11()ni i i a b n =+∑的值是 ▲ .略解 依题设,有a i -b j =a j -b i ,于是a i +b i =a j +b j ,所以a n +b n =3,11()ni i i a b n =+∑=3.变式2 已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,a 2=2,b 1=2,且对任意的正整数i ,j ,k ,l ,当i +j =k +l 时都有a ib j =a k b l ,记c n{c n }的通项公式是 ▲ . 略解 由a 2b n =a 1b n +1,得1212n n b a b a +==,故b n =2n .同理,a n =12n -,通项公式为1232n -⨯.题3(常州市一模) 若对任意的x ∈D ,均有f 1(x )≤f (x )≤f 2(x )成立,则称函数f (x )为函数f 1(x )到函数f 2(x )在区间D 上的“折中函数”.已知函数f (x )=(k -1)x -1,g (x )=0,h (x )=(x +1)ln x ,且f (x )是g (x )到h (x )在区间[1,2e]上的“折中函数”,则实数k 的取值范围为 ▲ . 解 依题意,有0≤(k -1)x -1≤(x +1)ln x 在x ∈[1,2e]上恒成立.当x ∈[1,2e]时,函数f (x )=(k -1)x -1的图象为一条线段,于是(1)0,(2e)0,f f ≥⎧⎨≥⎩解得k ≥2.另一方面,k -1≤(1)ln 1x x x++在x ∈[1,2e]上恒成立.令m (x )=(1)ln 1x x x ++=ln 1ln x x x x ++,则2ln ()x xm x x -'=.因1≤x ≤2e ,故1(ln )1x x x'-=-≥0,于是函数ln x x -为增函数.所以ln x x -≥1ln1->0,()m x '≥0,m (x )为[1,2e]上的增函数. 所以k -1≤[m (x )]min =m (1)=1,k ≤2.综上,k =2为所求.题4(泰州市一模) 已知O 是锐角△ABC 的外接圆的圆心,且∠A =θ,若cos cos 2sin sin B C AB AC mAO C B+=,则m = ▲ .(用θ表示)解法1 如图1,作OE ∥AC 交AB 于E ,作OF ∥AB 交AC 于F . 由正弦定理,得s i n s i n s i n A EA OA OA O EA E OA==. 又∠AOE =∠OAF =2ADC π-∠=2B π-∠,所以cos sin AO B AE A=,所以cos sin AO B AB AE A AB =⋅. 同理,cos sin AO C ACAF A AC=⋅. 因AE AF AO += ,故cos cos sin sin AO B AB AO C AC AO A AB A AC⋅+⋅=.因2sin sin AB AC AO C B ==,故上式可化为cos cos 2sin sin 2sin sin B CAB AC AO A C A B+= , 即cos cos 2sin sin sin B C AB AC A AO C B+=⋅,所以m =sin θ.解法2 将等式cos cos 2sin sin B C AB AC mAO C B +=两边同乘以2AO ,得222cos cos 4sin sin B C AB AC mAO C B+=,即2222cos cos sin 4sin 4B AB C AC m C AO B AO =⋅+⋅. 由正弦定理,得m =22cos cos sin sin sin sin B C C B C B+=cos B sin C +cos C sin B =sin(B +C )=sin A =sin θ. 解法3 将已知等式cos cos 2sin sin B C AB AC mAO C B+=两边平方,得22222222cos cos cos cos 2cos 4sin sin sin sin B C B C AB AC AB AC A m AO C B C B++⋅=. 由正弦定理,得m 2=22cos cos 2cos cos cos B C B C A ++ =222cos sin (cos cos cos )B A B A C ++ =222cos sin (cos cos cos())B A B A A B +-+ =222cos sin (sin sin )B A B A + =sin 2A =2sin θ.注意到m >0,故m =sin θ.注 1.本题虽难度较大,但得分率却较高.其主要原因是考生利用了特值法,令△ABC 为正三角形,ABC OE F D 图1即得m ,于是猜测m =sin θ. 2.题中三种解法均是处理向量问题最常用的基本方法,解法1用的是平面向量基本定理,从不同侧面表示AO;解法2与解法3,是或将向量等式两边同乘某个向量,或将等式两边同时平方,进而达到去除向量的目的.题5(南京市一模) 若直角坐标平面内两点P ,Q 满足条件:①P ,Q 都在函数f (x )的图象上;②P ,Q 关于原点对称,则称点对(P ,Q )是函数()f x 的一个“友好点对”(点对(P ,Q )与点对(Q ,P )为同一个“友好点对”).已知函数22410()20ex x x x f x x ⎧++<⎪=⎨⎪⎩≥, , , , 则()f x 的“友好点对”有 ▲ 个.解 设x <0,则问题化归为关于x 的方程22(241)0e xx x -+++=,即21e 22xx x =---(0x <)有几个负数解问题.记1=e x y ,221(1)2y x =-++,当1x =-时,11e 2<,所以函数1y 的图象与2y 的图象有两个交点(如图2),且横坐标均为负数,故所求“友好点对”共有2个.题6(镇江市一模) 直线l 与函数sin y x =([0]x ∈π, )的图象相切于点A ,且l∥OP ,O 为坐标原点,P 为图象的极值点,l 与x 轴交于点B ,过切点A 作x 轴的垂线,垂足为C ,则B AB C ⋅=▲ .解 如图3,(1)P π2, 为极值点,2OP k =π.设点A (x 0,sin x 0),则过点A 的切线l 的斜率为02cos x =π.于是,直线l 的方程为002sin ()y x x x -=-π. 令y =0,得00sin 2x x x π-=,从而BC =00sin 2x x x π-=. BA BC ⋅= cos BA BC ABC ⋅⋅=BC 2=20(sin )2x π2224(1144=ππ=--π.题7(扬州市一模) 若函数f (x )=x 3-ax 2(a >0)在区间20(,)3+∞上是单调递增函数,则使方程f (x )=1000有整数解的实数a 的个数是 ▲ .解 令由22()323()03a f x x ax x x '=-=-=,得x =0或23ax =. 于是,f (x )的单调增区间为(,0)-∞和2(,)3a+∞. 所以220033a <≤,即0<a ≤10. 因f (x )的极大值为f (0)=0,故f (x )=1000的整数解只能在2(,)3a+∞上取得. 令x 3-ax 2=1000,则a =21000x x -.图4令g (x )=21000x x -,则32000()1g x x '=+>0,故g (x )在2(,)3a+∞为增函数.因g (10)=0,g (15)=510109+>,故方程f (x )=1000的整数解集为{11,12,13,14}. 从而对应的实数a 亦有4个不同的值.题8(苏州市一模) 在平面直角坐标系xOy 中,点P 是第一象限内曲线31y x =-+上的一个动点,过P 作切线与两个坐标轴交于A ,B 两点,则△AOB 的面积的最小值是 ▲ .解 设P (a ,-a 3+1),0<a <1,则切线方程为y = -3a 2x +2a 3+1.于是,两交点分别为(0,2a 3+1),(32213a a +,0),322(21)()6AOB a S S a a ∆+==.令333(21)(41)()3a a S a a+-'==0,得a ,且可判断此时S 题9(盐城市一模) 已知函数2342011()12342011x x x x f x x =+-+-+⋅⋅⋅+,2342011()12342011x x x x g x x =-+-+-⋅⋅⋅-,设()(3)(3)F x f x g x =+⋅-,且函数F (x )的零点均在区间[,](,,)a b a b a b <∈Z 内,则b a -的最小值为 ▲ .解 23420092()1f x x x x x x x '=-+-+-⋅⋅⋅-+=20111,1,12011, 1.x x xx ⎧+≠-⎪+⎨⎪=-⎩当x ≥0时,()0f x '>;当-1<x <0时,()0f x '>;当x <-1时,()0f x '>,故函数f (x )为R 上的增函数,于是函数f (x )在R 上最多只有一个零点.因f (0)=1>0,f (-1)=111111(11)(()()234520102011-+-++-++⋅⋅⋅+-+<0,故f (0)f (-1)<0,因而f (x )在R上唯一零点在区间(-1,0)上,于是f (x +3)的唯一零点在区间(-4,-3)上.同理可得,函数g (x )为R 上的减函数,于是函数f (x )在R 上最多只有一个零点. 又g (1)=111111(11)()((234520102011-+-+-+⋅⋅⋅+->0,g (2)=242010121212(12)2(2(2()234520102011-+-+-+⋅⋅⋅+-<0,于是g (1)g (2)<0,因而g (x )在R 上唯一零点在区间(1,2)上,于是g (x -3)的唯一零点在区间(4,5)上. 所以,F (x )的两零点落在区间[-4,5]上,b -a的最小值为9.注 不少考生想对复杂的函数表达式进行求和变形化简,结果当然是徒劳而返,得分率非常低.导数法是解决高次函数或复杂函数的强有力的工具.题10(南通市一模) 是 ▲ . 解 (本题解法很多,仅给出平几解法)如图4,△ABC 中,E ,F 分别为底BC 与腰AC 的中点,BF 与AE 交于点G ,则G 为△ABC 的重心,于是BG =CG =23BF =AE =3GE .所以,21333sin 222ABC BGCS S GB GC BGC ∆∆==⋅⋅≤⨯=,当且仅当∠BGC =2π,即BG ⊥GC 时,△ABC 的面积取最大值2.变式1 在等腰三角形ABC 中,AB =AC ,D 在线段AC 上,AD =kAC (k为常数,且0<k <1),BD =l 为定长,则△ABC 的面积的最大值为 ▲ .略解 如图5,以B 为原点,BD为x 轴建立直角坐标系xBy .设A (x ,y ),y >0. 因AD =kAC =kAB ,故AD 2=k 2AB 2,于是(x -l )2+y 2=k 2(x 2+y 2). 所以,22222(1)21k x lx l y k --+-=-=2222222(1)()111l k l k x k k k ---+---≤2222(1)k l k -,于是,max21kly k =-,2max 2()2(1)ABD kl S k ∆=-,2max max 21()()2(1)ABC ABD l S S k k ∆∆==-. 变式2 在正三棱锥P -ABC 中,D 为线段BC 的中点,E 在线段PD 上,PE =kPD (k 为常数,且0<k <1),AE =l 为定长,则该棱锥的体积的最大值为 ▲ .略解 如图6,因PE =kPD ,故EG =kOD . 因AO =2OD ,故2OF AO FG GE k ==,于是22OF GO k =+. 因PG PE k PO PD ==,故1GO k PO=-, 从而OF OF GO PO GO PO =⋅=2(1)2k k-+. 所以,22(1)P ABC F ABC kV V k --+=-.因2AF AO FE GE k ==,故AF =2222AE lk k =++. 于是,F ABC V -≤316FA =3343(2)l k +(当且仅当F A ,FB ,FC 两两垂直时,“≤”中取“=”),所以,22(1)P ABCF ABC kV V k --+=-≤3223(1)(2)l k k -+,于是所求的最大值为3223(1)(2)l k k -+. 注 本题的原型题,可能来自于2008年江苏高考数学题:满足条件AB =2,AC 的△ABC 的面积的最大值为 ▲ .题11(无锡市一模) 已知函数f (x )=|x 2-2|,若f (a )≥f(b ),且0≤a ≤b ,则满足条件的点(a ,b )所围成区域的面积为 ▲ .解 易知f (x )在上为减函数,在)+∞上为增函数,于是a ,b 不可能同在)+∞上. 若0≤a ≤b 2-a 2≥2-b 2恒成立,它围成图7中的区域①; 若0≤a b ,则2-a 2≥b 2-2,即a 2+b 2≤4,它围成图7中的区域②.综上,点(a ,b )所围成的区域恰好是圆a 2+b 2=4的18.故所求区域的面积为2π. 题12(高三百校大联考一模) 若函数f (x )=|sin x |(x ≥0)的图象与过原点的直线有且只有三个交点,交点中横坐标的最大值为α,则2(1)sin 2ααα+= ▲ .解 依题意,画出示意图如图8所示.于是,3(,2)2απ∈π,且A (α,-sin α)为直线y =kx 与函数y = -sin x (3(,2)2x π∈π)图象的切点. 在A 点处的切线斜率为sin cos ααα--=,故α=tan α.所以,2(1)sin 2ααα+=2(1tan )sin 2tan ααα+=sin 2cos sin ααα=2.题13(苏北四市二模) 已知函数()|1||2||2011||1||2||2011|f x x x x x x x =+++++++-+-++- ()x ∈R ,且2(32)(1)f a a f a -+=-,则满足条件的所有整数a 的和是 ▲ . 解 因f (-x )=f (x ),故f (x )为偶函数.记g (x )=|1||2||2011|x x x ++++++ ,h (x )=|1||2||2011|x x x -+-++- . 当x ≥0时,g (x +1)-g (x )=|x +2012|-|x +1|=2011, h (x +1)-h (x )=|x |-|x -2011|=22011,02011,2011,2011.x x x -≤<⎧⎨≥⎩所以,f (x +1)-f (x )=2,02011,4022,2011.x x x ≤<⎧⎨≥⎩所以,f (0)=f (1)<f (2)<f (3)<…. 又当0≤x ≤1时,f (x )=(1)(2)(2011)(1)(2)(2011)x x x x x x +++++++-+-++- =20112012⨯, 故2|32||1|a a a -+=-或21132111a a a ⎧--+⎨--⎩≤≤≤≤,, 且a ∈N *,解得a =1,2,3,所以结果为6.注 本题也可以这样思考:从最简单的先开始.先研究函数1()|1||1|f x x x =++-与函数2()|1||2||1||2|f x x x x x =++++-+-的图象与性质,它们都是“平底锅型”,进而猜测函数()f x 的图象与性质,并最终得以解决问题.题14(南京市二模) 已知函数f (x )=2111x ax x +++(a ∈R ),若对于任意的x ∈N *,f (x )≥3恒成立,则a 的取值范围是 ▲ . 解 因x ∈N *,故由f (x )≥3恒成立,得a ≥8()3x x -++,故a ≥max 8[()3]x x -++.当x取最接近于x =3时,8()3x x -++取最大值83-,于是a ≥83-.变式 已知函数f (x )=2111x ax x +++(x ∈N *),且[f (x )]min =3,则实数a 的取值集合是 ▲ .略解 首先a ≥83-.另一方面,∃x ∈N *,使f (x )≤3能成立,即a ≤8()3x x -++能成立,于是a ≤max 8[()3]x x -++=83-.所以,a 的取值集合是{83-}.题15(盐城市二模) 已知函数f (x )=cos x ,g (x )=sin x ,记 S n =2211(1)1(1)2()()222nnnk k k k n f g n n==-π--π-∑∑,T m =S 1+S 2+…+S m . 若T m <11,则m 的最大值为 ▲ .解21(1)()2nk k f n=-π∑ =(21)(1)cos0[coscos ][cos cos ]cos22222n n n n n n n n nπ-π(-1)π+ππ++++++ =1. 21(1)()2nk k n g n=--π∑ =1(1)sin[sin sin ][sin sin ]sin 022222n n n n n n n n-π(-)π-π-ππ++++++ = -1. 所以,S n =122n+,T m =1212m m +-. 令T m <11,则正整数m 的最大值为5.注 本题的难点在于复杂的S n 的表达式.去掉求和符号∑,展开表达式,化抽象为具体,进而识得庐山真面目. 题16(苏锡常镇四市二模) 已知m ,n ∈R ,且m +2n =2,则2122m n m n +⋅+⋅的最小值 为 ▲ . 解法1 设x =m ,y =2n ,则问题等价于:已知x +y =2,求22x y x y ⋅+⋅的最小值. 令S =22x y x y ⋅+⋅,T =22y x x y ⋅+⋅,则S -T =()(22)x y x y --≥0,即S ≥T .另一方面,S +T =()(22)x y x y ++≥2⨯,故S ≥4,当且仅当x =y =1时取等号. 所以2122m n m n +⋅+⋅的最小值为4.解法2 考虑到对称性,不妨取m ≥1.令g (m )=22(2)2m m m m -⋅+-⋅,m ≥1. 则22()(22)(2(2)2)ln 2m m m m g m m m --'=-+⋅--⋅≥0. 所以函数g (m )(m ≥1)为增函数,故min ()(1)4g m g ==.注 这道题虽然正面求解难度较大,但得分率却相当的高.究其原因大致为:当考生经过变元后,得问题为“已知x +y =2,求22x y x y ⋅+⋅的最小值”,它具有某种对称性,凭直观猜测:让x =y =1,一举得到所求结果.题17(南通市二模) 在平面直角坐标系xOy 中,设A ,B ,C 是圆x 2+y 2=1上相异三点,若存在正实数λ,μ,使得OC OA OB λμ=+,则λ2+(μ-3)2的取值范围是 ▲ .解法1 如图9,作1OA OA λ= ,1OB OB μ=,连B 1C ,A 1C ,则1||OA λ= ,1||OB μ= ,||1OC =.因三点A ,B ,C 互异,且11OC OA OB =+ ,故O ,C ,B 1构成三角形的三1,|| 1.λμλμ+>⎧⎨-<⎩个顶点,且11||||B C OA λ== ,于是由三角形的边与边之间的关系有(☆)如图10的阴影部分表示不等式组(☆)所表示的区域,P (λ,μ)为阴影部分内的动点,定点A (0,3),则λ2+(μ-3)2=AP 2.点A (0,3)到直线μ-λ=1的距离d=,AP >d=,故λ2+(μ-3)2>2,从而λ2+(μ-3)2的取值范围为(2,)+∞.解法2 依题意,B ,O ,C 三点不可能在同一条直线上.所以OC OB ⋅ =||||cos OC OB BOC ⋅=cos BOC ∈(-1,1).又由OC OA OB λμ=+ ,得OA OC OB λμ=- ,于是2212OB OC λμμ=+-⋅ .图10λ+图12记f (μ)=λ2+(μ-3)2=2212(3)OB OC μμμ+-⋅+- =226210OB OC μμμ--⋅+ .于是,f (μ)>2228102(2)2μμμ-+=-+≥2, 且f (μ)<22410μμ-+=22(1)8μ-+,无最大值.故λ2+(μ-3)2的取值范围为(2,)+∞.题18(苏北四市三模) 如图11是一个数表,第1行依次写着从小到大的正整数,然后把每行相邻的两个数的和写在这两数正中间的下方,得到下一行,数表从上到下与从左到右均为无限项,则这个数表中的第13行第10个数为 ▲ .解法1 记第n 行第m 个数为a n ,m .为了得到a 13,10,则第1行必须写满22个数. 观察可得:a 13,1+a 13,10=2(a 12,1+a 12,11)=22(a 11,1+a 11,12)=…=212(a 1,1+a 1,22)=23×212. 所以,a 13,1+a 13,10=23×212. 另一方面,a 13,10=a 13,1+9×212. 联立解得 a 13,10=216.解法2 记第n 行的第1个数为a n .于是,猜测(1)2n a n =+⋅.因第n 行的数从左到右排列成公差为12n -的等差数列,故第13行第10个数为111216142922⨯+⨯=.解法3 记第n 行的第1个数为a n ,数列{a n }的前n 项和为S n ,则12n n n a S +-=. 所以,S n +1-2S n =2n ,111222n n n n S S ++-=.又11122S =,故22n n S n =,S n =12n n -⋅.所以,2(1)2n n a n -=+⋅.下同解法2. 题19(南京市三模) 如图12,已知正方形ABCD 的边长为1,过正方形中心O 的直线MN 分别交正方形的边AB ,CD 于点M ,N ,则当MNBN取最小值时,CN = ▲ . 解法1 设CN =x ∈1[,1]2,则BM =DN =1-x .作MP ⊥DC 交DC 于点P ,则PN =2x -1. 所以,MN 2=1+(2x -1)2=4x 2-4x +2,BN 2=x 2+1,22MN BN=224421x xx -++=24241x x +-+ =2441()12t t --+=44514t t -+-(其中t =12x +),当且仅当54tt=,即t ,x 时,22MN BN 取最小值,所以CN解法2 设∠CBN =θ(θ∈[0,]4π),则BN =1cos θ,DN =1-tan θ,MN1 2 3 4 5 6 7 … 3 5 7 9 11 13 …8 12 16 20 24 … 20 28 36 44 …48 64 80 … … … …图11所以,MNBN=cos其中cos ϕsin ϕ=.当sin(2)1θϕ+=时,MN BN 取最小值,此时tan 2tan()2θϕπ=-=1tan ϕ=2.解22tan 21tan θθ=-,得tan θ为所求(另一解为负,舍去).题20(南通市三模) 定义在[1,)+∞上的函数f (x )满足:①f (2x )=cf (x )(c 为正常数);②当2≤x ≤4时,f (x )=1-|x -3|.若函数图象上所有取极大值的点均落在同一条直线上,则c = ▲ .解 可求得,当12n -≤x ≤2n (n ∈N *)时, f (x ) =22(1|3|)2n n x c ----.记函数f (x ) =22(1|3|)2n n x c ----(12n -≤x ≤2n ,n ∈N *)图象上极大值的点为P n (x n ,y n ).令2302nn x --=,即x n =232n -⋅时,y n =2n c -,故P n (232n -⋅,2n c -). 分别令n =1,2,3,得 P 1(32,1c),P 2(3,1),P 3(6,c ). 由2123P P P P k k =(k 表示直线的斜率)得,c =2或c =1. 当c =2时,所有极大值的点均在直线13y x =上;当c =1时,y n =1对n ∈N *恒成立,此时极大值的点均在直线y =1上.变式 定义在[1,)+∞上的函数f (x )满足:①f (2x )=cf (x )(c 为正常数);②当2≤x ≤4时,f (x )=1-|x -3|.若函数图象上所有取极大值的点均落在同一条以原点为顶点的抛物线上,则常数c = ▲ .略解 以原点为顶点的抛物线方程可设为x 2=py (p ≠0)或y 2=qx (q ≠0). 若P n (232n -⋅,2n c -)在抛物线x 2=py (p ≠0)上,则(232n -⋅)2=2n pc -,即29()4n cp -=对n ∈N *恒成立,从而c =4;若P n (232n -⋅,2n c -)在抛物线y 2=qx (q ≠0)上,则(2n c -)2=232n q -⋅,即23n q -=对n ∈N *恒成立,从而c综上,c =4题22(扬州市三模) 设函数f (x )的定义域为D ,如果存在正实数k ,使对任意x ∈D ,都有x +k ∈D ,且f (x +k )>f (x )恒成立,则称函数f (x )为D 上的“k 型增函数”.已知f (x )是定义在R 上的奇函数,且当x >0时,f (x )=|x -a |-2a ,若f (x )为R 上的“2011型增函数”,则实数a 的取值范围是 ▲ . 解 若a ≤0,则f (x )在x >0时为增函数,故对任意正实数k ,不等式f (x +k )>f (x )恒成立.若a >0,则函数y =f (x +k )的图象可由函数y =f (x )的图象向左平移k个单位而得(如图13).因k =2011,故仅当2011>6a 时,f (x +2011)>f (x ),所以此时0<a <20116.综上,实数a 的取值范围是a <20116.题23(徐州市三模) 若关于x 的方程x 4+ax 3+ax 2+ax +1=0有实数根,则实数a 的取值范围为 ▲ . 解法1 因x ≠0,故将方程两边同除以x 3,并变形得211()()2x a x a x x++++-=0.令g (t )=22t at a ++-,t =1x x+∈(,2][2,)-∞-+∞ . 原方程有实数根,等价于函数g (t )有零点.因g (-1)= -1,故函数g (t )有零点,只须g (-2)≤0或g (2)≤0. 解g (-2)≤0,得a ≥2;解g (2)≤0,得a ≤23-.所以,实数a 的取值范围为2(,][2,)3-∞-+∞ .解法2 易知x =0不是方程的根,故x 3+x 2+x =213(())24x x ++≠0.所以,a =4321x x x x +-++=2111x x x x +-++=212()11x x x x-+++=12t t -+∈2(,][2,)3-∞-+∞ ,其中t =11x x ++∈(,1][3,)-∞-+∞ .解法3 接解法2,a =4321x x x x+-++,于是2432322(1)(2421)()x x x x x a x x x -++++'=++. 因4322421x x x x ++++=x 2(x +1)2+(x +1)2+2x 2>0,故由0a '=可解得x =1或-1. 当x >0时,a <0,且当x =1时,a 取极大值23-,故此时a ≤23-;当x <0时,a >0,且当x = -1时,a 取极小值2,故此时a ≥2. 综上,实数a 的取值范围为2(,][2,)3-∞-+∞ .题24(南通市最后一卷) 函数f (x )=32412x x x x -++的最大值与最小值的乘积是 ▲ .解法1 当x ≠0,±1时,f (x )=2212x xx x-++=21()4x xx x--+=114()x x x x-+-.当1x >x 时,f (x )≤14,且当1x x -=2时,取“=”,故f (x )的最大值为14. 又因为f (x )为奇函数,故f (x )的最小值为14-.所以所求的乘积为116-. 解法2 令422361()(1)x x f x x -+'=+=0,得x 2=21). 函数f (x )的最大值应在x -x 3>0,即0<x <1或x <-1时取得. 所以[f (x )]max =max{f1),f(1)}=14,下同解法1.解法3 令x =tan θ,则g (θ)=f (x )=222tan (1tan )(1tan )θθθ-+=1sin 44θ∈11[,]44-,所求乘积为116-.注 题23与题24有异曲同工之妙,它们都出现了x ,x 2,x 3,x 4,经换元后,分别得到了只关于整体变量1x x +及1x x-的表达式,进而一举解决了问题. 题25(淮安市四模) 已知函数f (x )=|x -1|+|2x -1|+|3x -1|+…+|100x -1|,则当x = ▲ 时,f (x )取得最小值.解 f (x )=123100111111|1|||||||||||||2233100100x x x x x x x -+-+-+-++-++-++- 项项项项, f (x )共表示为5050项的和,其最中间两项均为1||71x -.x =171,同时使第1项|x -1|与第5050项1||100x -的和, 第2项1||2x -与第5049项1||100x -的和,第3项与第5048项的和,…,第2525项与第2526项的和,取得最小值.故所求的x 为171. 注 1.一般地,设a 1≤a 2≤a 3≤…≤a n (n ∈N *),f (x )=|x -a 1|+|x -a 2|+|x -a 3|+…+|x -a n |.若n 为奇数,则当x =12n a +时,f (x )取最小值;若n 为偶数,则x ∈122[,]n n a a +时,f (x )取最小值.2.本题似于2011年北大自主招生题:“求|x -1|+|2x -1|+|3x -1|+…+|2011x -1|的最小值”相关联.。