2018高考数学江苏专版三维二轮专题复习训练：3个附加题专项强化练(一)选修4系列(理科)含解析

3个附加题综合仿真练(四)1．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，AB 是圆O 的直径，C 为圆O 外一点，且AB ＝AC ，BC 交圆O 于点D ，过D 作圆O 的切线交AC 于点E .求证：DE ⊥AC . 解：如图，连结OD .因为AB ＝AC ，所以∠B ＝∠C . 由圆O 知OB ＝OD ， 所以∠B ＝∠BDO .从而∠BDO ＝∠C ，所以OD ∥AC . 又DE 为圆O 的切线，所以DE ⊥OD ， 所以DE ⊥AC .B ．[选修4－2：矩阵与变换] 已知矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 x y2，X ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1 1，且AX ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤12 ，其中x ，y ∈R.(1)求x ，y 的值；(2)若B ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 －10 2，求(AB )－1.解：(1)AX ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 x y 2 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1 1 ＝ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤x －22－y . 因为AX ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤12，所以⎩⎪⎨⎪⎧x －2＝1，2－y ＝2，解得x ＝3，y ＝0. (2)由(1)知A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤230 2 ，又B ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 －102 ， 所以AB ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2302⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 －10 2＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 404 .设(AB )－1＝ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ，则⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 40 4⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤100 1，即⎣⎢⎡⎦⎥⎤2a ＋4c 2b ＋4d 4c 4d ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 001.所以⎩⎪⎨⎪⎧2a ＋4c ＝1，4c ＝0，2b ＋4d ＝0，4d ＝1，解得a ＝12，b ＝－12，c ＝0，d ＝14，即 (AB )－1＝ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12 －12 0 14 .C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝1－22t ，y ＝2＋22t (t 为参数)，以坐标原点O 为极点，x 轴正半轴为极轴的极坐标系中，曲线C 的极坐标方程为ρsin 2θ－4cos θ＝0，已知直线l 与曲线C 相交于A ，B 两点，求线段AB 的长．解：因为曲线C 的极坐标方程为ρsin 2θ－4cos θ＝0，所以ρ2sin 2θ＝4ρcos θ，即曲线C 的直角坐标方程为y 2＝4x .将直线l的参数方程⎩⎨⎧x ＝1－22t ，y ＝2＋22t 代入抛物线方程y 2＝4x ，得⎝⎛⎭⎫2＋22t 2＝4⎝⎛⎭⎫1－22t ， 即t 2＋82t ＝0，解得t 1＝0，t 2＝－8 2. 所以AB ＝|t 1－t 2|＝8 2. D ．[选修4－5：不等式选讲] 设函数f (x )＝|2x ＋1|－|x －2|. (1)求不等式f (x )>2的解集；(2)若∀x ∈R ，f (x )≥t 2－112t 恒成立，求实数t 的取值范围．解：(1)不等式f (x )>2可化为⎩⎪⎨⎪⎧x >2，2x ＋1－x ＋2>2或⎩⎪⎨⎪⎧－12≤x ≤2，2x ＋1＋x －2>2或⎩⎪⎨⎪⎧x <－12，－2x －1＋x －2>2，解得x <－5或x ＞1，所以所求不等式的解集为{x |x <－5或x >1}．(2)由f (x )＝|2x ＋1|－|x －2|＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋3，x >2，3x －1，－12≤x ≤2，－x －3，x <－12，可得f (x )≥－52，若∀x ∈R ，f (x )≥t 2－112t 恒成立，则t 2－112t ≤－52，即2t 2－11t ＋5≤0，解得12≤t ≤5.故实数t 的取值范围为⎣⎡⎦⎤12，5.2.如图，在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中，已知AB ⊥AC ，AB ＝2，AC ＝4，AA 1＝3.D 是线段BC 的中点．(1)求直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角的正弦值； (2)求二面角B 1-A 1D -C 1的余弦值．解：因为在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中，AB ⊥AC ，所以分别以AB ，AC ，AA 1所在的直线为x 轴，y 轴，z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，则A (0,0,0)，B (2,0,0)，C (0,4,0)，A 1(0,0,3)，B 1(2,0，3)，C 1(0,4,3)， 因为D 是BC 的中点，所以D (1，2,0)， (1)因为A 1C 1――→＝(0,4,0)，A 1D ―→＝(1,2，－3)， 设平面A 1C 1D 的法向量n 1＝(x 1，y 1，z 1)， 则⎩⎪⎨⎪⎧n 1·A 1C 1――→＝0，n 1·A 1D ―→＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧4y 1＝0，x 1＋2y 1－3z 1＝0，取⎩⎪⎨⎪⎧x 1＝3，y 1＝0，z 1＝1，所以平面A 1C 1D 的法向量n 1＝(3,0,1)，而DB 1―→＝(1，－2,3)，设直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角为θ，所以sin θ＝|cos 〈n 1，DB 1―→〉|＝|n 1·DB 1―→||n 1|·|DB 1―→|＝|3＋3|10×14＝33535， 所以直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角的正弦值为33535.(2) A 1B 1――→＝(2,0,0)，DB 1―→＝(1，－2,3)， 设平面B 1A 1D 的法向量n 2＝(x 2，y 2，z 2)，则⎩⎪⎨⎪⎧n 2·A 1B 1――→＝0，n 2·DB 1―→＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧2x 2＝0，x 2－2y 2＋3z 2＝0，取⎩⎪⎨⎪⎧x 2＝0，y 2＝3，z 2＝2，所以平面B 1A 1D 的法向量n 2＝(0,3,2)，所以cos 〈n 1，n 2〉＝n 1·n 2|n 1|·|n 2|＝210×13＝13065，故结合图象知二面角B 1-A 1D -C 1的余弦值13065. 3．已知集合X ＝{1,2,3}，Y n ＝{1,2,3，…，n }(n ∈N *)，设S n ＝{(a ，b )|a 整除b 或b 整除a ，a ∈X ，b ∈Y n }，令f (n )表示集合S n 所含元素的个数．(1)写出f (6)的值；(2)当n ≥6时，写出f (n )的表达式，并用数学归纳法证明． 解：(1)Y 6＝{1,2,3,4,5,6}，S 6中的元素(a ，b )满足：若a ＝1，则b ＝1,2,3,4,5,6；若a ＝2，则b ＝1,2,4,6；若a ＝3，则b ＝1,3,6. 所以f (6)＝13. (2)当n ≥6时，f (n )＝⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n 2＋n 3，n ＝6t ，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n －12＋n －13，n ＝6t ＋1，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n 2＋n －23，n ＝6t ＋2，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n －12＋n 3，n ＝6t ＋3，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n 2＋n －13，n ＝6t ＋4，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n －12＋n －23，n ＝6t ＋5(t ∈N *)．下面用数学归纳法证明：①当n ＝6时，f (6)＝6＋2＋62＋63＝13，结论成立．②假设n ＝k (k ≥6)时结论成立，那么n ＝k ＋1时，S k ＋1在S k 的基础上新增加的元素在(1，k ＋1)，(2，k ＋1)，(3，k ＋1)中产生，分以下情形讨论：a ．若k ＋1＝6t ，则k ＝6(t －1)＋5，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋3＝k ＋2＋k －12＋k －23＋3＝(k ＋1)＋2＋k ＋12＋k ＋13，结论成立； b ．若k ＋1＝6t ＋1，则k ＝6t ，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋1＝k ＋2＋k 2＋k3＋1＝(k ＋1)＋2＋(k ＋1)－12＋(k ＋1)－13，结论成立； c ．若k ＋1＝6t ＋2，则k ＝6t ＋1，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋2＝k ＋2＋k －12＋k －13＋2＝(k ＋1)＋2＋k ＋12＋(k ＋1)－23，结论成立； d ．若k ＋1＝6t ＋3，则k ＝6t ＋2，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋2＝k ＋2＋k 2＋k －23＋2＝(k ＋1)＋2＋(k ＋1)－12＋k ＋13，结论成立； e ．若k ＋1＝6t ＋4，则k ＝6t ＋3，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋2＝k ＋2＋k －12＋k3＋2＝(k ＋1)＋2＋k ＋12＋(k ＋1)－13，结论成立； f ．若k ＋1＝6t ＋5，则k ＝6t ＋4，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋1＝k ＋2＋k 2＋k －13＋1＝(k ＋1)＋2＋(k ＋1)－12＋(k ＋1)－23，结论成立． 综上所述，结论对满足n ≥6的自然数n 均成立．。

江苏 新高考新高考中，对三角计算题的考查始终围绕着求角、求值问题，以和、差角公式的运用为主，可见三角式的恒等变换比三角函数的图象与性质更为重要.三角变换的基本解题规律是：寻找联系、消除差异.常有角变换、函数名称变换、次数变换等(简称为：变角、变名、变次).备考中要注意积累各种变换的方法与技巧，不断提高分析与解决问题的能力.三角考题的花样翻新在于条件变化，大致有三类：第一类是给出三角式值(见2014年三角解答题)，第二类是给出在三角形中(见2011年、2015年、2016年三角解答题)，第三类是给出向量(见2013年、2017年三角解答题).而2012年三角解答题则是二、三类的混合.第1课时三角函数(基础课)[常考题型突破]1．两角和与差的正弦、余弦、正切公式 (1)sin(α±β)＝sin αcos β±cos αsin β； (2)cos(α±β)＝cos αcos β∓sin αsin β； (3)tan(α±β)＝tan α±tan β1∓tan αtan β.2．二倍角的正弦、余弦、正切公式 (1)sin 2α＝2sin αcos α；(2)cos 2α＝cos 2α－sin 2α＝2cos 2α－1＝1－2sin 2α； (3)tan 2α＝2tan α1－tan 2α.[题组练透]1．(2017·江苏高考)若tan ⎝⎛⎭⎫α－π4＝16，则tan α＝ ________.解析：tan α＝tan ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫α－π4＋π4＝tan ⎝⎛⎭⎫α－π4＋tan π41－tan ⎝⎛⎭⎫α－π4tan π4＝16＋11－16＝75.答案：752．已知f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π6，若sin α＝35⎝⎛⎭⎫π2＜α＜π，则f ⎝⎛⎭⎫α＋π12＝________. 解析：∵sin α＝35⎝⎛⎭⎫π2＜α＜π， ∴cos α＝－45，∴f ⎝⎛⎭⎫α＋π12＝sin ⎝⎛⎭⎫α＋π12＋π6＝sin ⎝⎛⎭⎫α＋π4＝22(sin α＋cos α)＝22×⎝⎛⎭⎫35－45＝－210. 答案：－2103．(2016·全国卷Ⅰ)已知θ是第四象限角，且sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝35，则tan ⎝⎛⎭⎫θ－π4＝________. 解析：由题意知sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝35，θ是第四象限角， 所以cos ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝ 1－sin 2⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝45. tan ⎝⎛⎭⎫θ－π4＝tan ⎝⎛⎭⎫θ＋π4－π2＝－sin ⎣⎡⎦⎤π2－⎝⎛⎭⎫θ＋π4cos ⎣⎡⎦⎤π2－⎝⎛⎭⎫θ＋π4 ＝－cos ⎝⎛⎭⎫θ＋π4sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π4＝－45×53＝－43.答案：－434．在△ABC 中，sin(C －A )＝1，sin B ＝13，则sin A ＝________.解析：∵sin(C －A )＝1，∴C －A ＝90°，即C ＝90°＋A ，∵sin B ＝13，∴sin B ＝sin(A ＋C )＝sin(90°＋2A )＝cos 2A ＝13，即1－2sin 2A ＝13，∴sin A ＝33.答案：33[方法归纳]函数y ＝A sin(ωx ＋φ)的图象(1)“五点法”作图：设z ＝ωx ＋φ，令z ＝0，π2，π，3π2，2π，求出x 的值与相应的y 的值，描点、连线可得．(2)图象变换：y ＝sin x ――――――――――→向左(φ＞0)或向右(φ＜0)平移|φ|个单位y ＝sin(x ＋φ)――――――――――――→纵坐标变为原来的A (A ＞0)倍横坐标不变y ＝A sin(ωx ＋φ)． [题组练透]1．(2016·全国卷Ⅲ)函数y ＝sin x －3cos x 的图象可由函数y ＝sin x ＋3cos x 的图象至少向右平移________个单位长度得到．解析：因为y ＝sin x ＋3cos x ＝2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π3，y ＝sin x －3cos x ＝2sin ⎝⎛⎭⎫x －π3，所以把y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π3的图象至少向右平移2π3个单位长度可得y ＝2sin ⎝⎛⎭⎫x －π3的图象． 答案：2π32.已知函数f (x )＝A cos(ωx ＋φ)(A ＞0，ω＞0,0＜φ＜π)为奇函数，该函数的部分图象如图所示，△EFG (点G 是图象的最高点)是边长为2的等边三角形，则f (1)＝________.解析：由题意得，A ＝3，T ＝4＝2πω，ω＝π2.又∵f (x )＝A cos(ωx ＋φ)为奇函数，∴φ＝π2＋k π，k ∈Z ，取k ＝0，则φ＝π2，∴f (x )＝－3sin π2x ，∴f (1)＝－ 3.答案：－ 33.(2017·天津高考改编)设函数f (x )＝2sin(ωx ＋φ)，x ∈R ，其中ω＞0，|φ|＜π.若f ⎝⎛⎭⎫5π8＝2，f ⎝⎛⎭⎫11π8＝0，且f (x )的最小正周期大于2π，则ω＝________，φ＝________.解析：∵f ⎝⎛⎭⎫5π8＝2，f ⎝⎛⎭⎫11π8＝0， ∴11π8－5π8＝T4(2m ＋1)，m ∈N ， ∴T ＝3π2m ＋1，m ∈N ， ∵f (x )的最小正周期大于2π，∴T ＝3π， ∴ω＝2π3π＝23，∴f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x 3＋φ. 由2sin ⎝⎛⎭⎫23×5π8＋φ＝2，得φ＝2k π＋π12，k ∈Z. 又|φ|＜π，∴取k ＝0，得φ＝π12. 答案：23 π124．设函数f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫π2x ＋π5，若对任意x ∈R ，都有f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)成立，则|x 1－x 2|的最小值为______．解析：由f (x 1)≤f (x )≤f (x 2)对任意x ∈R 成立，知f (x 1)，f (x 2)分别是函数f (x )的最小值和最大值．又要使|x 1－x 2|最小，∴|x 1－x 2|的最小值为f (x )的半个周期，即为2.答案：2 [方法归纳]1．三角函数的单调区间y ＝sin x 的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤2k π－π2，2k π＋π2(k ∈Z)，单调递减区间是⎣⎡⎦⎤2k π＋π2，2k π＋3π2(k ∈Z)；y ＝cos x 的单调递增区间是[]2k π－π，2k π(k ∈Z)，单调递减区间是[2k π，2k π＋π](k ∈Z)；y ＝tan x 的递增区间是⎝⎛⎭⎫k π－π2，k π＋π2(k ∈Z)． 2．三角函数的奇偶性与对称性y ＝A sin(ωx ＋φ)，当φ＝k π(k ∈Z)时为奇函数；当φ＝k π＋π2(k ∈Z)时为偶函数；对称轴方程可由ωx ＋φ＝k π＋π2(k ∈Z)求得．y ＝A cos(ωx ＋φ)，当φ＝k π＋π2(k ∈Z)时为奇函数；当φ＝k π(k ∈Z)时为偶函数；对称轴方程可由ωx ＋φ＝k π(k ∈Z)求得． y ＝A tan(ωx ＋φ)，当φ＝k π(k ∈Z)时为奇函数．[题组练透]1．已知f (x )＝2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3，则函数f (x )的最小正周期为________，f ⎝⎛⎭⎫π6＝________. 解析：周期T ＝2π2＝π，f ⎝⎛⎭⎫π6＝2sin 2π3＝ 3. 答案：π32．(2017·全国卷Ⅱ)函数f (x )＝sin 2x ＋3cos x －34⎝⎛⎭⎫x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2的最大值是________． 解析：依题意，f (x )＝sin 2x ＋3cos x －34＝－cos 2x ＋3cos x ＋14＝－⎝⎛⎭⎫cos x －322＋1，因为x ∈⎣⎡⎦⎤0，π2，所以cos x ∈[0,1]， 因此当cos x ＝32时，f (x )max ＝1. 答案：13．若函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6(ω＞0)的图象相邻两个对称中心之间的距离为π2，则f (x )在⎝⎛⎭⎫－π2，π2上的单调递增区间为________． 解析：依题意知，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6的图象相邻两个对称中心之间的距离为π2，于是有T ＝2πω＝2×π2＝π，ω＝2，所以f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6.当2k π－π2≤2x －π6≤2k π＋π2，k ∈Z ，即k π－π6≤x ≤k π＋π3，k ∈Z 时，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6单调递增．因此，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6在⎝⎛⎭⎫－π2，π2上的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤－π6，π3. 答案：⎣⎡⎦⎤－π6，π3[方法归纳]1．正弦定理及其变形在△ABC 中，a sin A ＝b sin B ＝csin C ＝2R (R 为△ABC 的外接圆半径)．变形：a ＝2R sin A ，sin A ＝a2R，a ∶b ∶c ＝sin A ∶sin B ∶sin C 等． 2．余弦定理及其变形在△ABC 中，a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A .变形：b 2＋c 2－a 2＝2bc cos A ，cos A ＝b 2＋c 2－a 22bc.3．三角形面积公式S △ABC ＝12ab sin C ＝12bc sin A ＝12ac sin B .[题组练透]1．(2017·盐城期中)在△ABC 中，已知sin A ∶sin B ∶sin C ＝3∶5∶7，则此三角形的最大内角的大小为________．解析：由正弦定理及sin A ∶sin B ∶sin C ＝3∶5∶7知，a ∶b ∶c ＝3∶5∶7，可设a ＝3k ，b ＝5k ，c ＝7k ，且角C 是最大内角，由余弦定理知cos C ＝a 2＋b 2－c 22ab ＝9k 2＋25k 2－49k 22×3k ×5k ＝－12，因为0°<C <180°，所以C ＝120°.答案：120°2．在△ABC 中，B ＝π3，AB ＝2，D 为AB 的中点，△BCD 的面积为334，则AC ＝________.解析：因为S △BCD ＝12BD ·BC sin B ＝12×1×BC ×sin π3＝334，所以BC ＝3.由余弦定理得AC 2＝4＋9－2×2×3×cos π3＝7，所以AC ＝7.答案：73．(2016·全国卷Ⅱ)△ABC 的内角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，若cos A ＝45，cos C＝513，a ＝1，则b ＝________. 解析：在△ABC 中，∵cos A ＝45，cos C ＝513，∴sin A ＝35，sin C ＝1213，∴sin B ＝sin(A ＋C )＝sin A cos C ＋cos A sin C ＝35×513＋45×1213＝6365. 又∵a sin A ＝b sin B ，∴b ＝a sin Bsin A ＝1×636535＝2113.答案：2113[方法归纳][A 组——抓牢中档小题]1．(2017·苏北四市期末)若函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωπx －π6(ω>0)的最小正周期为15，则f ⎝⎛⎭⎫13的值为________．解析：因为f (x )的最小正周期为2πωπ＝15，所以ω＝10，所以f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫10πx －π6，所以f ⎝⎛⎭⎫13＝sin ⎝⎛⎭⎫10π3－π6＝sin 19π6＝－sin π6＝－12. 答案：－122．在平面直角坐标系xOy 中，角θ的终边经过点P (－2，t )，且sin θ＋cos θ＝55，则实数t 的值为________．解析：∵角θ的终边经过点P (－2，t )， ∴sin θ＝t4＋t 2，cos θ＝－24＋t 2， 又∵sin θ＋cos θ＝55， ∴t 4＋t 2＋－24＋t 2＝55，即t －24＋t2＝55， 则t ＞2，平方得t 2－4t ＋44＋t 2＝15，即1－4t 4＋t 2＝15，即4t 4＋t 2＝45， 则t 2－5t ＋4＝0，则t ＝1(舍去)或t ＝4. 答案：43．(2017·南京、盐城一模)将函数y ＝3sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3的图象向右平移φ⎝⎛⎭⎫0<φ<π2个单位后，所得函数为偶函数，则φ＝____________.解析：将函数y ＝3sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π3的图象向右平移φ⎝⎛⎭⎫0<φ<π2个单位后，所得函数为f (x )＝3sin ⎣⎡⎦⎤2(x －φ)＋π3，即f (x )＝3sin ⎣⎡⎦⎤2x ＋⎝⎛⎭⎫π3－2φ.因为f (x )为偶函数，所以π3－2φ＝π2＋k π，k ∈Z ，所以φ＝－π12－k π2，k ∈Z ，因为0＜φ＜π2，所以φ＝5π12. 答案：5π124．设函数y ＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π3(0＜x ＜π)，当且仅当x ＝π12时，y 取得最大值，则正数ω的值为________．解析：由条件得sin ⎝⎛⎭⎫π12ω＋π3＝1，又0＜x ＜π，ω＞0，故π12ω＋π3＝π2，ω＝2. 答案：25．已知△ABC 的内角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，且2b ＝a ＋c ，若sin B ＝45，cos B ＝9ac，则b 的值为________．解析：∵2b ＝a ＋c ，sin B ＝45，cos B ＝9ac ，sin 2B ＋cos 2B ＝1，∴ac ＝15，∴b 2＝a 2＋c 2－2ac cos B ＝a 2＋c 2－18＝(a ＋c )2－48＝4b 2－48，得b ＝4.答案：46．(2017·扬州期末)已知cos ⎝⎛⎭⎫π3＋α＝130<α<π2，则sin(π＋α)＝________. 解析：因为cos ⎝⎛⎭⎫π3＋α＝13⎝⎛⎭⎫0<α<π2， 所以π3<π3＋α<5π6，有sin ⎝⎛⎭⎫π3＋α＝ 1－cos 2⎝⎛⎭⎫π3＋α＝223，所以sin(π＋α)＝sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π3＋α＋2π3 ＝sin ⎝⎛⎭⎫π3＋αcos 2π3＋cos ⎝⎛⎭⎫π3＋αsin 2π3 ＝223×⎝⎛⎭⎫－12＋13×32＝3－226. 答案：3－2267．(2017·北京高考)在平面直角坐标系xOy 中，角α与角β均以Ox 为始边，它们的终边关于y 轴对称．若sin α＝13，则cos(α－β)＝________.解析：因为角α与角β的终边关于y 轴对称， 所以α＋β＝2k π＋π，k ∈Z ，所以cos(α－β)＝cos(2α－2k π－π)＝－cos 2α＝－(1－2sin 2α)＝－⎣⎡⎦⎤1－2×⎝⎛⎭⎫132＝－79. 答案：－798．在△ABC 中，A ＝2π3，a ＝3c ，则b c ＝________.解析：∵在△ABC 中，A ＝2π3， ∴a 2＝b 2＋c 2－2bc cos 2π3，即a 2＝b 2＋c 2＋bc .∵a ＝3c ，∴3c 2＝b 2＋c 2＋bc ，∴b 2＋bc －2c 2＝0， ∴(b ＋2c )(b －c )＝0，∴b －c ＝0，∴b ＝c ，bc ＝1.答案：19．若f (x )＝3sin(x ＋θ)－cos(x ＋θ)⎝⎛⎭⎫－π2≤θ≤π2是定义在R 上的偶函数，则θ＝________.解析：因为f (x )＝3sin(x ＋θ)－cos(x ＋θ)＝2sin ⎝⎛⎭⎫x ＋θ－π6为偶函数，所以θ－π6＝k π＋π2，k ∈Z.即θ＝k π＋2π3.因为－π2≤θ≤π2，所以θ＝－π3.答案：－π310．在△ABC 中，设a ，b ，c 分别为角A ，B ，C 的对边，若a ＝5，A ＝π4，cos B ＝35，则c ＝________.解析：根据题意得，sin B ＝45，所以sin C ＝sin(A ＋B )＝sin ⎝⎛⎭⎫π4＋B ＝22(sin B ＋cos B )＝22×75＝7210，由a sin A ＝c sin C ，得5sinπ4＝c 7210，解得c ＝7. 答案：711．(2017·无锡期末)设f (x )＝sin 2x －3cos x ·cos ⎝⎛⎭⎫x ＋π2，则f (x )在⎣⎡⎦⎤0，π2上的单调递增区间为________．解析：f (x )＝sin 2x ＋3sin x cos x ＝12(1－cos 2x )＋32sin 2x ＝sin ⎝⎛⎭⎫2x －π6＋12，当2k π－π2≤2x －π6≤2k π＋π2，k ∈Z ，即k π－π6≤x ≤k π＋π3，k ∈Z 时，函数f (x )单调递增，令k ＝0，得－π6≤x ≤π3，所以函数f (x )在⎣⎡⎦⎤0，π2上的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤0，π3. 答案：⎣⎡⎦⎤0，π3 12．函数y ＝a sin(ax ＋θ)(a ＞0，θ≠0)图象上的一个最高点和其相邻最低点的距离的最小值为________．解析：易知函数y ＝a sin(ax ＋θ)(a ＞0，θ≠0)的最大值为a ，最小值为－a ，最小正周期T ＝2πa ，所以相邻的最高点与最低点的距离为⎝⎛⎭⎫πa 2＋4a 2≥2×πa×2a ＝2π，当且仅当πa ＝2a ，即a ＝2π2时等号成立．答案：2π13．已知cos ⎝⎛⎭⎫α－π6＋sin α＝435，则sin ⎝⎛⎭⎫α＋7π6的值是________． 解析：由cos ⎝⎛⎭⎫α－π6＋sin α＝435， 可得32cos α＋12sin α＋sin α＝435， 即32sin α＋32cos α＝435，∴3sin ⎝⎛⎭⎫α＋π6＝435，sin ⎝⎛⎭⎫α＋π6＝45， ∴sin ⎝⎛⎭⎫α＋7π6＝－sin ⎝⎛⎭⎫α＋π6＝－45. 答案：－4514．(2017·苏锡常镇一模)已知sin α＝3sin ⎝⎛⎭⎫α＋π6，则tan ⎝⎛⎭⎫α＋π12＝________. 解析：∵sin α＝3sin ⎝⎛⎭⎫α＋π6＝3sin αcos π6＋3cos α·sin π6＝332sin α＋32cos α，∴tan α＝32－33.又tan π12＝tan ⎝⎛⎭⎫π3－π4＝tan π3－tan π41＋tan π3tanπ4＝3－13＋1＝2－3， ∴tan ⎝⎛⎭⎫α＋π12＝tan α＋tanπ121－tan αtanπ12 ＝32－33＋2－31－32－33×()2－3＝23－4.答案：23－4[B 组——力争难度小题]1．如图，已知A ，B 分别是函数f (x )＝3sin ωx (ω＞0)在y 轴右侧图象上的第一个最高点和第一个最低点，且∠AOB ＝π2，则该函数的最小正周期是________．解析：设函数f (x )的最小正周期为T ，由图象可得A ⎝⎛⎭⎫T 4，3，B ⎝⎛⎭⎫3T 4，－3，则OA ―→·OB ―→＝3T 216－3＝0，解得T ＝4. 答案：42．(2017·南京考前模拟)已知函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx ＋π6－cos ωx (ω＞0)．若函数f (x )的图象关于直线x ＝2π对称，且在区间⎣⎡⎦⎤－π4，π4上是单调函数，则ω的取值集合为____________． 解析：f (x )＝32sin ωx ＋12cos ωx －cos ωx ＝32sin ωx －12cos ωx ＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6， 因为f (x )的图象关于直线x ＝2π对称，所以f (2π)＝±1，则2πω－π6＝k π＋π2，k ∈Z ，所以ω＝k 2＋13，k ∈Z.因为函数f (x )在区间⎣⎡⎦⎤－π4，π4上是单调函数， 所以最小正周期T ≥2⎣⎡⎦⎤π4－⎝⎛⎭⎫－π4， 即2πω≥π，解得0＜ω≤2，所以ω＝13或ω＝56或ω＝43或ω＝116.当ω＝13时，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫13x －π6， x ∈⎣⎡⎦⎤－π4，π4时，13x －π6∈⎣⎡⎦⎤－π4，－π12， 此时f (x )在区间⎣⎡⎦⎤－π4，π4上为增函数； 当ω＝56时，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫56x －π6， x ∈⎣⎡⎦⎤－π4，π4时，56x －π6∈⎣⎡⎦⎤－3π8，π24， 此时f (x )在区间⎣⎡⎦⎤－π4，π4上为增函数； 当ω＝43时，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫43x －π6， x ∈⎣⎡⎦⎤－π4，π4时，43x －π6∈⎣⎡⎦⎤－π2，π6， 此时f (x )在区间⎣⎡⎦⎤－π4，π4上为增函数； 当ω＝116时，f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫116x －π6， x ∈⎣⎡⎦⎤－π4，π4时，116x －π6∈⎣⎡⎦⎤－5π8，7π24， 此时f (x )在区间⎣⎡⎦⎤－π4，π4上不是单调函数； 综上，ω∈⎩⎨⎧⎭⎬⎫13，56，43.答案：⎩⎨⎧⎭⎬⎫13，56，433．△ABC 的三个内角为A ，B ，C ，若3cos A ＋sin A 3sin A －cos A＝tan ⎝⎛⎭⎫－7π12，则tan A ＝________.解析：3cos A ＋sin A3sin A －cos A＝2sin ⎝⎛⎭⎫A ＋π32sin ⎝⎛⎭⎫A －π6＝－sin ⎝⎛⎭⎫A ＋π3cos ⎝⎛⎭⎫A ＋π3＝－tan ⎝⎛⎭⎫A ＋π3＝tan ⎝⎛⎭⎫－A －π3＝tan ⎝⎛⎭⎫－7π12， 所以－A －π3＝－7π12，所以A ＝7π12－π3＝π4，所以tan A ＝tan π4＝1.答案：14．已知函数f (x )＝A sin(x ＋θ)－cos x2cos ⎝⎛⎭⎫π6－x 2(其中A 为常数，θ∈(－π，0))，若实数x 1，x 2，x 3满足：①x 1＜x 2＜x 3，②x 3－x 1＜2π，③f (x 1)＝f (x 2)＝f (x 3)，则θ的值为________．解析：函数f (x )＝A (sin x cos θ＋cos x sin θ)－cos x 2·⎝⎛⎭⎫32cos x 2＋12sin x 2＝A (sin x cos θ＋cos xsin θ)－32×1＋cos x 2－14sin x ＝⎝⎛⎭⎫A cos θ－14sin x ＋⎝⎛⎭⎫A sin θ－34cos x －34，故函数f (x )为常数函数或为周期T ＝2π的周期函数．又x 1，x 2，x 3满足条件①②③，故f (x )只能为常数函数，所以⎩⎨⎧A cos θ－14＝0，A sin θ－34＝0，则tan θ＝3，又θ∈(－π，0)，故θ＝－2π3.答案：－2π3第2课时平面向量(基础课)[常考题型突破][必备知识](1)在平面向量的化简或运算中，要根据平面向量基本定理选好基底，变形要有方向，不能盲目转化．(2)在用三角形加法法则时要保证“首尾相接”，和向量是第一个向量的起点指向最后一个向量终点所在的向量；在用三角形减法法则时要保证“同起点”，减向量的方向是指向被减向量．(3)A ，B ，C 三点共线的充要条件是存在实数λ，μ，有OA ―→＝λOB ―→＋μOC ―→，且λ＋μ＝1.(4)C 是线段AB 中点的充要条件是OC ―→＝12(OA ―→＋OB ―→)．G 是△ABC 的重心的充要条件为GA ―→＋GB ―→＋GC ―→＝0.[题组练透]1．(2017·盐城期中)设向量a ＝(2，－6)，b ＝(－1，m )，若a ∥b ，则实数m ＝________. 解析：因为a ∥b ，所以2m －(－1)×(－6)＝0，所以m ＝3. 答案：32．(2017·镇江模拟)已知△ABC 和点M 满足MA ―→＋MB ―→＋MC ―→＝0.若存在实数m 使得AB ―→＋AC ―→＝mAM ―→成立，则m ＝________.解析：由MA ―→＋MB ―→＋MC ―→＝0知，点M 为△ABC 的重心，设点D 为底边BC 的中点，则AM ―→＝23AD ―→＝23×12(AB ―→＋AC ―→)＝13(AB ―→＋AC ―→)，∴AB ―→＋AC ―→＝3AM ―→，故m ＝3.答案：33.(2017·南京考前模拟)在直角梯形ABCD 中，AB ∥CD ，∠DAB ＝90°，AB ＝2CD ，M 为CD 的中点，N 为线段BC 上一点(不包括端点)，若AC ―→＝λAM ―→＋μAN ―→，则1λ＋3μ的最小值为________．解析：以AB 为x 轴，A 为坐标原点建立直角坐标系如图所示，设B (2,0)，C (1，t )，M ⎝⎛⎭⎫12，t ，N (x 0，y 0)， 因为N 在线段BC 上，所以y 0＝t1－2(x 0－2)， 即y 0＝t (2－x 0)， 因为AC ―→＝λAM ―→＋μAN ―→， 所以⎩⎪⎨⎪⎧1＝12λ＋μx 0，t ＝λt ＋μy 0，即t ＝λt ＋μy 0＝λt ＋μt (2－x 0)，因为t ≠0，所以1＝λ＋μ(2－x 0)＝λ＋2μ－μx 0＝λ＋2μ－⎝⎛⎭⎫1－12λ， 所以3λ＋4μ＝4，这里λ，μ均为正数，所以4⎝⎛⎭⎫1λ＋3μ＝(3λ＋4μ)⎝⎛⎭⎫1λ＋3μ＝3＋12＋4μλ＋9λμ≥15＋236＝27, 所以1λ＋3μ≥274当且仅当4μλ＝9λμ，即λ＝49，μ＝23时取等号．所以1λ＋3μ的最小值为274.答案：274[方法归纳][必备知识]1．数量积的定义：a ·b ＝|a ||b |cos θ. 2．三个结论：(1)若a ＝(x ，y )，则|a |＝a ·a ＝x 2＋y 2. (2)若A (x 1，y 1)，B (x 2，y 2)，则 |AB ―→|＝(x 2－x 1)2＋(y 2－y 1)2.(3)若a ＝(x 1，y 1)，b ＝(x 2，y 2)，θ为a 与b 的夹角， 则cos θ＝a ·b|a ||b |＝x 1x 2＋y 1y 2x 21＋y 21·x 22＋y 22. [题组练透]1．(2017·山东高考)已知e 1，e 2是互相垂直的单位向量．若3e 1－e 2与e 1＋λe 2的夹角为60°，则实数λ的值是________．解析：因为(3e 1－e 2)·(e 1＋λe 2)|3e 1－e 2|·|e 1＋λe 2|＝3－λ21＋λ2，故3－λ21＋λ2＝12，解得λ＝33.答案：33 2．(2017·全国卷Ⅰ)已知向量a ，b 的夹角为60°，|a |＝2，|b |＝1，则|a ＋2b |＝________. 解析：易知|a ＋2b |＝|a |2＋4a ·b ＋4|b |2＝4＋4×2×1×12＋4＝2 3.答案：2 33．已知非零向量m ，n 满足4|m |＝3|n |，cos 〈m ，n 〉＝13，若n ⊥(tm ＋n )，则实数t的值为________．解析：∵n ⊥(tm ＋n )，∴n ·(tm ＋n )＝0， 即tm ·n ＋|n |2＝0，∴t |m ||n |cos 〈m ，n 〉＋|n |2＝0. 又4|m |＝3|n |，∴t ×34|n |2×13＋|n |2＝0，解得t ＝－4. 答案：－44．(2017·南京、盐城二模)已知平面向量AC ―→＝(1,2)，BD ―→＝(－2,2)，则AB ―→·CD ―→的最小值为________．解析：设A (a ，b )，B (c ，d )， ∵AC ―→＝(1,2)，BD ―→＝(－2,2)， ∴C (a ＋1，b ＋2)，D (c －2，d ＋2)，则AB ―→＝(c －a ，d －b )，CD ―→＝(c －a －3，d －b )，∴AB ―→·CD ―→＝(c －a )(c －a －3)＋(b －d )2＝(c －a )2－3(c －a )＋(b －d )2＝⎝⎛⎭⎫c －a －322－94＋(b －d )2≥－94.∴AB ―→·CD ―→的最小值为－94.答案：－945．已知边长为6的正三角形ABC ，BD ―→＝12BC ―→，AE ―→＝13AC ―→，AD 与BE 交于点P ，则PB ―→·PD ―→的值为________．解析：由题意可得点D 为BC 的中点，以点D 为坐标原点，BC ，AD所在直线分别为x 轴，y 轴建立如图所示的平面直角坐标系，则D (0,0)，A (0，33)，B (－3,0)，C (3,0)，E (1,23)，直线BE 的方程为y ＝32(x ＋3)与AD (y 轴)的交点为P ⎝⎛⎭⎫0，332，所以PB ―→·PD ―→＝⎝⎛⎭⎫－3，－332·⎝⎛⎭⎫0，－332＝274.答案：274[方法归纳]1．(2017·南京三模)在四边形ABCD 中，BD ＝2，且AC ―→·BD ―→＝0，(AB ―→＋DC ―→)·(BC ―→＋AD ―→)＝5，则四边形ABCD 的面积为________．解析：因为AC ―→·BD ―→＝0，所以AC ―→⊥BD ―→，所以以BD 所在直线为x 轴，AC 所在直线为y 轴，建立直角坐标系，因为BD ＝2，所以可设B (b,0)，D (2＋b,0)，A (0，a )，C (0，c )，所以AB ―→＝(b ，－a )，DC ―→＝(－2－b ，c )，BC ―→＝(－b ，c )，AD ―→＝(2＋b ，－a )，所以AB ―→＋DC ―→＝(－2，c －a )，BC ―→＋AD ―→＝(2，c －a )，因为(AB ―→＋DC ―→)·(BC ―→＋AD ―→)＝5，所以－4＋(c －a )2＝5，即(c －a )2＝9，所以|AC ―→|＝| c －a |＝3，所以四边形ABCD 的面积为12×AC ×BD ＝12×3×2＝3.答案：32．已知圆O 的半径为2，AB 是圆O 的一条直径，C ，D 两点都在圆O 上，且|CD ―→|＝2，则|AC ―→＋BD ―→|＝________.解析：如图，连结OC ，OD ，则AC ―→＝AO ―→＋OC ―→，BD ―→＝BO ―→＋OD ―→， 因为O 是AB 的中点， 所以AO ―→＋BO ―→＝0， 所以AC ―→＋BD ―→＝OC ―→＋OD ―→， 设CD 的中点为M ，连结OM ， 则AC ―→＋BD ―→＝OC ―→＋OD ―→＝2OM ―→， 显然△COD 是边长为2的等边三角形， 所以|OM ―→|＝3，故|AC ―→＋BD ―→|＝|2OM ―→|＝2 3. 答案：2 33.(2017·南通三模)如图，在直角梯形ABCD 中，AB ∥DC ，∠ABC ＝90°，AB ＝3，BC ＝DC ＝2.若E ，F 分别是线段DC 和BC 上的动点，则AC ―→·EF ―→的取值范围是________．解析：法一：因为AC ―→＝AB ―→＋BC ―→，EF ―→＝EC ―→＋CF ―→，所以AC ―→·EF ―→＝(AB ―→＋BC ―→)·(EC ―→＋CF ―→)＝AB ―→·EC ―→＋BC ―→·CF ―→＝3|EC ―→|－2|CF ―→|，因为E ，F 分别是线段DC 和BC 上的动点，且BC ＝DC ＝2，所以|EC ―→|∈[0,2]，|CF ―→|∈[0,2]，所以由不等式的性质知AC ―→·EF ―→的取值范围是[－4，6]．法二：以A 为坐标原点，AB 所在直线为x 轴，建立平面直角坐标系(图略)，则C (3,2)，因为E ，F 分别是线段DC 和BC 上的动点，且BC ＝DC ＝2，所以可设E (x ，2)，F (3，y )，所以AC ―→＝(3,2)，EF ―→＝(3－x ，y －2)，且x ∈[1,3]，y ∈[0,2]，所以AC ―→·EF ―→＝3(3－x )＋2(y －2)＝5－3x ＋2y ∈[－4,6]，即AC ―→·EF ―→的取值范围是[－4,6]．答案：[－4,6] [方法归纳]1．利用平面向量解决几何问题的两种方法2．求解向量数量积最值问题的两种方法[课时达标训练] [A 组——抓牢中档小题]1．(2017·南京学情调研)设向量a ＝(1，－4)，b ＝(－1，x )，c ＝a ＋3b .若a ∥c ，则实数x ＝________.解析：因为a ＝(1，－4)，b ＝(－1，x )，c ＝a ＋3b ＝(－2，－4＋3x )．又a ∥c ，所以－4＋3x －8＝0，解得x ＝4.答案：42．(2017·无锡期末)已知向量a ＝(2,1)，b ＝(1，－1)，若a －b 与ma ＋b 垂直，则m 的值为________．解析：因为a ＝(2,1)，b ＝(1，－1)，所以a －b ＝(1,2)，ma ＋b ＝(2m ＋1，m －1)，因为a －b 与ma ＋b 垂直，所以(a －b )·(ma ＋b )＝0，即2m ＋1＋2(m －1)＝0，解得m ＝14.答案：143．已知a 与b 是两个不共线向量，且向量a ＋λb 与－(b －3a )共线，则λ＝________. 解析：由题意知a ＋λb ＝k [－(b －3a )]，所以⎩⎪⎨⎪⎧λ＝－k ，1＝3k ，解得⎩⎨⎧k ＝13，λ＝－13.答案：－134．已知|a |＝1，|b |＝2，且a ⊥(a －b )，则向量a 与向量b 的夹角为________． 解析：∵a ⊥(a －b )，∴a ·(a －b )＝a 2－a ·b ＝1－2cos 〈a ，b 〉＝0，∴cos 〈a ，b 〉＝22，∴〈a ，b 〉＝π4.答案：π45．若单位向量e 1，e 2的夹角为π3，向量a ＝e 1＋λe 2(λ∈R)，且|a |＝32，则λ＝________.解析：由题意可得e 1·e 2＝12，|a |2＝(e 1＋λe 2)2＝1＋2λ×12＋λ2＝34，化简得λ2＋λ＋14＝0，解得λ＝－12.答案：－126．已知平面向量a ＝(1,2)，b ＝(4,2)，c ＝ma ＋b (m ∈R)，且c 与a 的夹角等于c 与b 的夹角，则m ＝________.解析：由题意得c ·a |c ||a |＝c ·b |c ||b |⇒c ·a |a |＝c ·b |b |⇒5m ＋85＝8m ＋2025⇒m ＝2. 答案：27．(2017·常州模拟)已知点G 是△ABC 的重心，过G 作一条直线与AB ，AC 两边分别交于M ，N 两点，且AM ―→＝x AB ―→，AN ―→＝y AC ―→，则xy x ＋y的值为________．解析：由已知得M ，G ，N 三点共线，即AG ―→＝λAM ―→＋(1－λ)AN ―→＝λx AB ―→＋(1－λ)y AC ―→， ∵点G 是△ABC 的重心，∴AG ―→＝23×12(AB ―→＋AC ―→)＝13(AB ―→＋AC ―→)，∴⎩⎨⎧λx ＝13，(1－λ)y ＝13，即⎩⎨⎧λ＝13x，1－λ＝13y，得13x ＋13y＝1， 即1x ＋1y ＝3，通分变形得，x ＋y xy ＝3，∴xy x ＋y ＝13.答案：138．已知A ，B ，C 三点不共线，且AD ―→＝－13AB ―→＋2AC ―→，则S △ABD S △ACD＝________.解析：如图，取AM ―→＝－13AB ―→，AN ―→＝2AC ―→，以AM ，AN 为邻边作平行四边形AMDN ，此时AD ―→＝－13AB ―→＋2AC ―→.由图可知S △ABD ＝3S △AMD ，S △ACD ＝12S △AND ，而S △AMD ＝S △AND ，所以S △ABDS △ACD＝6. 答案：69．(2017·苏锡常镇一模)在△ABC 中，已知AB ＝1，AC ＝2，∠A ＝60°，若点P 满足AP ―→＝AB ―→＋λAC ―→，且BP ―→·CP ―→＝1，则实数λ的值为________.解析：法一：由题意可得AP ―→－AB ―→＝BP ―→＝λAC ―→.又CP ―→ ＝AP ―→－AC ―→＝AB ―→＋(λ－1)AC ―→，所以BP ―→·CP ―→＝λAB ―→·AC ―→＋λ(λ－1)|AC ―→|2＝1，即λ＋(λ2－λ)×4＝1，所以有4λ2－3λ－1＝0，解得λ＝1或λ＝－14.法二：建立如图所示的平面直角坐标系，所以A (0,0)，B ⎝⎛⎭⎫12，32，C (2，0)，设P (x ，y )．所以AP ―→＝(x ，y )，AB ―→＝⎝⎛⎭⎫12，32，AC ―→＝(2,0)．又因为AP ―→＝AB ―→＋λAC ―→，所以有⎩⎨⎧x ＝2λ＋12，y ＝32，所以BP ―→＝(2λ，0)，CP ―→＝⎝⎛⎭⎫2λ－32，32.由BP ―→·CP ―→＝1可得4λ2－3λ－1＝0，解得λ＝1或λ＝－14.答案：1或－1410．已知向量a ＝(1，3)，b ＝(0，t 2＋1)，则当t ∈[－3，2]时，⎪⎪⎪⎪a －t b|b |的取值范围是________．解析：由题意，b |b |＝(0,1)，根据向量的差的几何意义，⎪⎪⎪⎪a －t b |b |表示同起点的向量t b|b |的终点到a 的终点的距离，当t ＝3时，该距离取得最小值1，当t ＝－3时，该距离取得最大值13，即⎪⎪⎪⎪a －t b|b |的取值范围是[1，13 ]． 答案：[1，13 ]11.(2017·南通二调)如图，在平面四边形ABCD 中，O 为BD 的中点，且OA ＝3，OC ＝5.若AB ―→·AD ―→＝－7，则BC ―→·DC ―→的值是________．解析：法一：由AB ―→·AD ―→＝－7得，(OB ―→－OA ―→)·(OD ―→－OA ―→)＝－7，即(OB ―→－OA ―→)·(OB ―→＋OA ―→)＝7，所以OB ―→2＝7＋OA ―→2＝7＋9＝16，所以|OB ―→|＝|OD ―→|＝4.所以BC ―→·DC ―→＝(OC ―→－OB ―→)·(OC ―→－OD ―→)＝(OC ―→－OB ―→)·(OC ―→＋OB ―→)＝OC ―→2－OB ―→2＝25－16＝9.法二：以O 为原点，OC 为x 轴，建立平面直角坐标系(图略)，则C (5,0)，设B (x 1，y 1)，A (x 2，y 2)，则D (－x 1，－y 1)，x 22＋y 22＝9，由AB ―→·AD ―→＝－7，得(x 1－x 2，y 1－y 2)·(－x 1－x 2，－y 1－y 2)＝－7，得x 21＋y 21＝16，而BC ―→·DC ―→＝(5－x 1，－y 1)·(5＋x 1，y 1)＝25－x 21－y 21＝25－16＝9.答案：912．已知菱形ABCD 的边长为a ，∠DAB ＝60°，EC ―→＝2DE ―→，则AE ―→·DB ―→的值为________．解析：如图所示，∵EC ―→＝2DE ―→，∴DE ―→＝13DC ―→.∵菱形ABCD 的边长为a ， ∠DAB ＝60°， ∴|DA ―→|＝|DC ―→|＝a ，DA ―→·DC ―→＝|DA ―→||DC ―→|cos 120°＝－12a 2，∵DB ―→＝DA ―→＋DC ―→，∴AE ―→·DB ―→＝(AD ―→＋DE ―→)(DA ―→＋DC ―→) ＝⎝⎛⎭⎫AD ―→＋13 DC ―→(DA ―→＋DC ―→)＝－DA ―→2＋13DC ―→2－23DA ―→·DC ―→＝－a 2＋13a 2＋13a 2＝－a 23.答案：－a 2313．在矩形ABCD 中，边AB ，AD 的长分别为2和1，若E ，F 分别是边BC ，CD 上的点，且满足|BE ―→||BC ―→|＝|CF ―→||CD ―→|，则AE ―→·AF ―→的取值范围是________． 解析：法一：取A 为原点，AB 所在直线为x 轴，建立如图所示直角坐标系，则A (0,0)，B (2,0)，C (2，1)．∵|BE ―→||BC ―→|＝|CF ―→||CD ―→|，得2|BE ―→|＝|CF ―→|，设E (2，y )(0≤y ≤1)，则F (2－2y,1)．∴AE ―→·AF ―→＝(2，y )·(2－2y,1)＝2(2－2y )＋y ＝4－3y ∈[1,4]． 法二：∵|BE ―→||BC ―→|＝|CF ―→||CD ―→|，则|CF ―→|＝2|BE ―→|. ∵0≤|BE ―→|≤1，∴AE ―→·AF ―→＝(AB ―→＋BE ―→)·(AD ―→＋DF ―→) ＝AB ―→·DF ―→＋BE ―→·AD ―→＝2|DF ―→|＋|BE ―→| ＝2(2－|CF ―→|)＋|BE ―→|＝4－3|BE ―→|∈[1,4]． 答案：[1,4]14．(2017·全国卷Ⅱ改编)已知△ABC 是边长为2的等边三角形，P 为平面ABC 内一点，则PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)的最小值是________．解析：如图，以等边三角形ABC 的底边BC 所在直线为x 轴，以BC 的垂直平分线为y 轴建立平面直角坐标系，则A (0，3)，B (－1,0)，C (1,0)，设P (x ，y )，则PA ―→＝(－x, 3－y )，PB ―→＝(－1－x ，－y )，PC―→＝(1－x ，－y )，所以PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)＝(－x ，3－y )·(－2x ，－2y )＝2x 2＋2⎝⎛⎭⎫y －322－32，当x ＝0，y ＝32时，PA ―→·(PB ―→＋PC ―→)取得最小值，为－32. 答案：－32[B 组——力争难度小题]1.如图，在梯形ABCD 中，AB ∥CD ，AB ＝4，AD ＝3，CD ＝2，AM ―→＝2MD ―→.若AC ―→·BM ―→＝－3，则AB ―→·AD ―→＝________.解析：由题意可得AC ―→＝AD ―→＋DC ―→＝AD ―→＋12AB ―→，BM ―→＝AM ―→－AB ―→＝23AD ―→－AB ―→，则AC ―→·BM ―→＝⎝⎛⎭⎫AD ―→＋12 AB ―→ ·⎝⎛⎭⎫23 AD ―→－AB ―→＝－3， 则23|AD ―→|2－12|AB ―→|2－23AB ―→·AD ―→＝－3， 即6－8－23AB ―→·AD ―→＝－3，解得AB ―→·AD ―→＝32.答案：322．已知a ，b ，c 是同一平面内的三个向量，其中a ，b 是互相垂直的单位向量，且(a －c )·(3b －c )＝1，则|c |的最大值为________．解析：法一：由题意可得(a －c )·(3b －c )＝－a ·c －3b ·c ＋|c |2＝1，则|c |2－(a ＋3b )·c －1＝0.又|a ＋3b |＝2，设a ＋3b 与c 的夹角为θ，θ∈[0，π]， 则|c |2－2|c |cos θ－1＝0，－2≤2cos θ＝|c |－1|c |≤2，即⎩⎪⎨⎪⎧|c |2－2|c |－1≤0，|c |2＋2|c |－1≥0， 解得2－1≤|c |≤2＋1，则|c |max ＝2＋1.法二：不妨设a ＝(1,0)，b ＝(0,1)，c ＝(x ，y )，则(a －c )·(3b －c )＝(1－x ，－y )·(－x ，3－y )＝1，化简得⎝⎛⎭⎫x －122＋⎝⎛⎭⎫y －322＝2，圆心⎝⎛⎭⎫12，32到坐标原点的距离为1，则|c |max ＝2＋1.答案：2＋13．(2017·苏州考前模拟)已知点A (1，－1)，B (4,0)，C (2，2)．平面区域D 由所有满足AP ―→＝λAB ―→＋μAC ―→(1<λ≤a,1<μ≤b )的点P (x ，y )组成的区域．若区域D 的面积为16，则a ＋b 的最小值为________．解析：如图，延长AB 至点N ，延长AC 至点M ，使得AN ＝aAB ，AM ＝bAC .四边形ABEC 、四边形ANGM 、四边形EHGF 均为平行四边形． 由条件知，点P (x ，y )组成的区域D 为图中的阴影部分，即四边形EHGF (不含边界EH ，EF )．∵AB ―→＝(3,1)，AC ―→＝(1,3)，BC ―→＝(－2,2)． ∴|AB |＝10，|AC |＝10，|BC |＝22，cos ∠CAB ＝10＋10－82×10×10＝35，sin ∠CAB ＝45.∴四边形EHGF 的面积为(a －1)10×(b －1)10×45＝16.∴(a －1)(b －1)＝2，a ＋b ＝a ＋⎝⎛⎭⎫2a －1＋1＝(a －1)＋2a －1＋2.由a >1，b >1知，当且仅当a －1＝2，即a ＝b ＝2＋1时，a ＋b 取得最小值22＋2. 答案：22＋24．(2017·江苏高考)如图，在同一个平面内，向量OA ―→，OB ―→，OC ―→的模分别为1,1，2，OA ―→与OC ―→的夹角为α，且tan α＝7，OB ―→与OC ―→的夹角为45°.若OC ―→＝m OA ―→＋n OB ―→(m ，n ∈R)，则m ＋n ＝________.解析：法一：如图，以O 为坐标原点，OA 所在直线为x 轴建立平面直角坐标系，则A (1，0)，由tan α＝7，α∈⎝⎛⎭⎫0，π2， 得sin α＝752，cos α＝152，设C (x C ，y C )，B (x B ，y B )， 则x C ＝|OC ―→|cos α＝2×152＝15，y C ＝|OC ―→|sin α＝2×752＝75，即C ⎝⎛⎭⎫15，75. 又cos(α＋45°)＝152×12－752×12＝－35，sin(α＋45°)＝752×12＋152×12＝45，则x B ＝|OB ―→|cos(α＋45°)＝－35，y B ＝|OB ―→|sin(α＋45°)＝45，即B ⎝⎛⎭⎫－35，45. 由OC ―→＝m OA ―→＋n OB ―→，可得⎩⎨⎧15＝m －35n ，75＝45n ，解得⎩⎨⎧m ＝54，n ＝74，所以m ＋n ＝54＋74＝3.法二：由tan α＝7，α∈⎝⎛⎭⎫0，π2， 得sin α＝752，cos α＝152，则cos(α＋45°)＝152×12－752×12＝－35，所以OB ―→·OC ―→＝1×2×22＝1，OA ―→·OC ―→＝1×2×152＝15，OA ―→·OB ―→＝1×1×⎝⎛⎭⎫－35＝－35， 由OC ―→＝m OA ―→＋n OB ―→，得OC ―→·OA ―→＝m OA ―→2＋n OB ―→·OA ―→，即15＝m －35n .①同理可得OC ―→·OB ―→＝m OA ―→·OB ―→＋n OB ―→2， 即1＝－35m ＋n .②①＋②得25m ＋25n ＝65，即m ＋n ＝3.答案：3第3课时解三角形(能力课)[常考题型突破][例1] (2016·江苏高考)在△ABC 中，AC ＝6，cos B ＝45，C ＝π4.(1)求AB 的长；(2)求cos ⎝⎛⎭⎫A －π6的值． [解] (1)因为cos B ＝45，0＜B ＜π，所以sin B ＝1－cos 2B ＝1－⎝⎛⎭⎫452＝35.由正弦定理知AC sin B ＝ABsin C，所以AB ＝AC ·sin Csin B＝6×2235＝5 2.(2)在△ABC 中，A ＋B ＋C ＝π， 所以A ＝π－(B ＋C )，于是cos A ＝－cos(B ＋C )＝－cos ⎝⎛⎭⎫B ＋π4 ＝－cos B cos π4＋sin B sin π4.又cos B ＝45，sin B ＝35，故cos A ＝－45×22＋35×22＝－210.因为0＜A ＜π，所以sin A ＝1－cos 2A ＝7210. 因此，cos ⎝⎛⎭⎫A －π6＝cos A cos π6＋sin A sin π6 ＝－210×32＋7210×12＝72－620. [方法归纳][变式训练]1．(2017·南京、盐城一模)在△ABC 中，a ，b ，c 分别为内角A ，B ，C 的对边，且b sin 2C ＝c sin B .(1)求角C ；(2)若sin ⎝⎛⎭⎫B －π3＝35，求sin A 的值． 解：(1)由正弦定理及b sin 2C ＝c sin B ， 得2sin B sin C cos C ＝sin C sin B ， 因为sin B >0，sin C >0，所以cos C ＝12，又C ∈(0，π)，所以C ＝π3.(2)因为C ＝π3，所以B ∈⎝⎛⎭⎫0，2π3， 所以B －π3∈⎝⎛⎭⎫－π3，π3， 又sin ⎝⎛⎭⎫B －π3＝35， 所以cos ⎝⎛⎭⎫B －π3＝ 1－sin 2⎝⎛⎭⎫B －π3＝45. 又A ＋B ＝2π3，即A ＝2π3－B ， 所以sin A ＝sin ⎝⎛⎭⎫2π3－B ＝sin ⎣⎡⎦⎤π3－⎝⎛⎭⎫B －π3＝sin π3cos ⎝⎛⎭⎫B －π3－cos π3sin ⎝⎛⎭⎫B －π3＝32×45－12×35＝43－310. 2．(2017·苏北四市一模)在△ABC 中，已知角A ，B ，C 所对的边分别为a ，b ，c ，且tan B ＝2，tan C ＝3.(1)求角A 的大小； (2)若c ＝3，求b 的长．解：(1)因为tan B ＝2，tan C ＝3，A ＋B ＋C ＝π，所以tan A ＝tan [π－(B ＋C )]＝－tan(B ＋C )＝－tan B ＋tan C 1－tan B tan C ＝－2＋31－2×3＝1.又A ∈(0，π)，所以A ＝π4.(2)因为tan B ＝sin Bcos B＝2，且sin 2B ＋cos 2B ＝1， 又B ∈(0，π)，所以sin B ＝255.同理可得sin C ＝31010.由正弦定理，得b ＝c sin Bsin C ＝3×25531010＝2 2.[例2] ，b ，c ，且△ABC 面积的大小为S ，3AB ―→·AC ―→＝2S .(1)求sin A 的值；(2)若C ＝π4，AB ―→·AC ―→＝16，求b .[解] (1)由3AB ―→·AC ―→＝2S ，得3bc cos A ＝2×12bc sin A ，即sin A ＝3cos A .整理化简得sin 2A ＝9cos 2A ＝9(1－sin 2A )， 所以sin 2A ＝910.又A ∈(0，π)，所以sin A >0，故sin A ＝31010. (2)由sin A ＝3cos A 和sin A ＝31010， 得cos A ＝1010， 又AB ―→·AC ―→＝16，所以bc cos A ＝16， 得bc ＝1610. ① 又C ＝π4，所以sin B ＝sin(A ＋C )＝sin A cos C ＋cos A sin C ＝31010×22＋1010×22＝255. 在△ABC 中，由正弦定理b sin B ＝csin C ，得b 255＝c 22， 即c ＝104b . ② 联立①②得b ＝8.[方法归纳]1．(2017·南通三调)已知△ABC 是锐角三角形，向量m ＝⎝⎛⎭⎫cos ⎝⎛⎭⎫A ＋π3，sin ⎝⎛⎭⎫A ＋π3，n ＝(cos B ，sin B )，且m ⊥n .(1)求A －B 的值；(2)若cos B ＝35，AC ＝8，求BC 的长．解：(1)因为m ⊥n ，所以m ·n ＝cos ⎝⎛⎭⎫A ＋π3cos B ＋sin ⎝⎛⎭⎫A ＋π3sin B ＝cos ⎝⎛⎭⎫A ＋π3－B ＝0， 又A ，B ∈⎝⎛⎭⎫0，π2，所以A ＋π3－B ∈⎝⎛⎭⎫－π6，5π6， 所以A ＋π3－B ＝π2，即A －B ＝π6.(2)因为cos B ＝35，B ∈⎝⎛⎭⎫0，π2，所以sin B ＝45. 所以sin A ＝sin ⎝⎛⎭⎫B ＋π6 ＝sin B cos π6＋cos B sin π6＝45×32＋35×12＝43＋310. 由正弦定理，得BC ＝sin Asin B ×AC ＝43＋31045×8＝43＋3.2．(2017·镇江调研)在△ABC 中，角A ，B ，C 所对应的边分别是a ，b ，c ，向量m ＝(a －c ，b ＋c )，n ＝(b －c ，a )，且m ∥n .(1)求B ；(2)若b ＝13，cos ⎝⎛⎭⎫A ＋π6＝33926，求a .解：(1)因为m ∥n ，所以a (a －c )－(b ＋c )(b －c )＝0，即a 2＋c 2－b 2＝ac ，所以cos B ＝a 2＋c 2－b 22ac ＝ac 2ac ＝12， 又B ∈(0，π)，故B ＝π3. (2)由(1)得A ∈⎝⎛⎭⎫0，2π3，所以A ＋π6∈⎝⎛⎭⎫π6，5π6， 又cos ⎝⎛⎭⎫A ＋π6＝33926，所以sin ⎝⎛⎭⎫A ＋π6＝51326，所以sin A ＝sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫A ＋π6－π6 ＝sin ⎝⎛⎭⎫A ＋π6cos π6－cos ⎝⎛⎭⎫A ＋π6sin π6＝51326×32－33926×12＝3926. 在△ABC 中，由正弦定理a sin A ＝b sin B， 可得a ＝b ·sin A sin B ＝13×392632＝1.[例3] (2017·南通调研)如图，在△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c ，a ＝b (sin C ＋cos C )．(1)求∠ABC ；(2)若∠A ＝π2，D 为△ABC 外一点，DB ＝2，DC ＝1，求四边形ABDC 面积的最大值．[解] (1)在△ABC 中，因为a ＝b (sin C ＋cos C )，所以sin A ＝sin B (sin C ＋cos C )，所以sin(B ＋C )＝sin B (sin C ＋cos C )，所以sin B cos C ＋cos B sin C ＝sin B sin C ＋sin B cos C,所以cos B sin C ＝sin B sin C ，又因为C ∈(0，π)，故sin C ≠0，所以cos B ＝sin B ，即tan B ＝1.又B ∈(0，π)，所以B ＝π4. (2)在△BCD 中，DB ＝2，DC ＝1，BC 2＝12＋22－2×1×2×cos D ＝5－4cos D .又A ＝π2，由(1)可知∠ABC ＝π4， 所以△ABC 为等腰直角三角形，S △ABC ＝12×BC ×12×BC ＝14BC 2＝54－cos D ， 又S △BDC ＝12×BD ×DC ×sin D ＝sin D, 所以S 四边形ABDC ＝54－cos D ＋sin D ＝54＋2sin ⎝⎛⎭⎫D －π4. 所以当D ＝3π4时，四边形ABDC 的面积有最大值，最大值为54＋ 2. [方法归纳](2017·苏北三市模拟)如图，在平面四边形ABCD 中，DA ⊥AB ，DE＝1，EC ＝7，EA ＝2，∠ADC ＝2π3，且∠CBE ，∠BEC ，∠BCE 成等差数列．(1)求sin ∠CED ；(2)求BE 的长．解：设∠CED ＝α.因为∠CBE ，∠BEC ，∠BCE 成等差数列，所以2∠BEC ＝∠CBE ＋∠BCE ，又∠CBE ＋∠BEC ＋∠BCE ＝π，所以∠BEC ＝π3.(1)在△CDE 中，由余弦定理得EC 2＝CD 2＋DE 2－2CD ·DE ·cos ∠EDC ，由题设知7＝CD 2＋1＋CD ，即CD 2＋CD －6＝0，解得CD ＝2(CD ＝－3舍去)．在△CDE 中，由正弦定理得EC sin ∠EDC ＝CD sin α， 于是sin α＝CD ·sin 2π3EC ＝2×327＝217， 即sin ∠CED ＝217. (2)由题设知0<α<π3， 由(1)知cos α＝1－sin 2α＝ 1－2149＝277， 又∠AEB ＝π－∠BEC －α＝2π3－α， 所以cos ∠AEB ＝cos ⎝⎛⎭⎫2π3－α＝cos 2π3cos α＋sin 2π3·sin α＝－12cos α＋32sin α＝－12×277＋32×217＝714. 在Rt △EAB 中，cos ∠AEB ＝EA BE ＝2BE ＝714， 所以BE ＝47.[课时达标训练]1．在锐角△ABC 中，角A ，B ，C 的对边分别为a ，b ，c .(1)设BC ―→·CA ―→＝CA ―→·AB ―→，求证：△ABC 是等腰三角形；(2)设向量s ＝(2sin C ，－3)，t ＝(cos 2C ，cos C )，且s ∥t ，sin A ＝13，求sin ⎝⎛⎭⎫π3－B 的值．解：(1)证明：由BC ―→·CA ―→＝CA ―→·AB ―→，得ab cos C ＝bc cos A .化简且由正弦定理得，sin A cos C ＝sin C cos A ，∴sin(A －C )＝0.∴A ＝C .故△ABC 是等腰三角形．。

3个附加题专项强化练(一) 选修4系列(理科)A 组1．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，已知圆O 的直径AB ＝4，C 为AO 的中点，弦DE 过点C 且满足CE ＝2CD ，求△OCE 的面积．解：设CD ＝x ，则CE ＝2x . 因为CA ＝1，CB ＝3，由相交弦定理，得CA ·CB ＝CD ·CE ， 所以1×3＝2x 2，解得x ＝62. 取DE 的中点H ，连结OH ， 则OH ⊥DE .因为EH ＝32CD ＝364，所以OH 2＝OE 2－EH 2＝22－⎝⎛⎭⎫3642＝58，所以OH ＝104.又因为CE ＝2x ＝6，所以△OCE 的面积S ＝12OH ·CE ＝12×104×6＝154.B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知a ，b 是实数，如果矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 a b －2所对应的变换T 把点(2,3)变成点(3,4)．(1)求a ，b 的值；(2)若矩阵A 的逆矩阵为B ，求B 2.解：(1)由题意，得⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 a b －2⎣⎢⎡⎦⎥⎤23＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤34，即⎩⎪⎨⎪⎧ 6＋3a ＝3，2b －6＝4.解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－1，b ＝5.(2)由(1)，得A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 －15 －2.由矩阵的逆矩阵公式得B ＝⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤－2－11－1－5－1 3－1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 －15 －3.所以B 2＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 －15 －3⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 －15 －3＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－11－54.C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]已知圆O 1和圆O 2的极坐标方程分别为ρ＝2，ρ2－22ρcos ⎝⎛⎭⎫θ－π4＝2. (1)把圆O 1和圆O 2的极坐标方程化为直角坐标方程； (2)求经过两圆交点的直线的极坐标方程．解：(1)由ρ2＝x 2＋y 2，且⎩⎪⎨⎪⎧x ＝ρcos θ，y ＝ρsin θ，得圆O 1的直角坐标方程为x 2＋y 2＝4，由ρ2－22ρcos ⎝⎛⎭⎫θ－π4＝2， 得ρ2－2ρ(cos θ＋sin θ)＝2， x 2＋y 2－2(x ＋y )＝2，故圆O 2的直角坐标方程为x 2＋y 2－2x －2y －2＝0.(2)联立方程⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋y 2－4＝0，x 2＋y 2－2x －2y －2＝0，两式相减，得经过两圆交点的直线方程为x ＋y－1＝0，该直线的极坐标方程为ρcos θ＋ρsin θ－1＝0. D ．[选修4－5：不等式选讲] 解不等式：|x －2|＋x |x ＋2|＞2.解：当x ≤－2时，不等式化为(2－x )＋x (－x －2)＞2，即－x 2－3x >0，解得－3＜x ≤－2；当－2＜x ＜2时，不等式化为(2－x )＋x (x ＋2)＞2， 即x 2＋x >0，解得－2＜x ＜－1或0＜x ＜2；当x ≥2时，不等式化为(x －2)＋x (x ＋2)＞2，即x 2＋3x －4>0，解得x ≥2. 所以原不等式的解集为{x |－3＜x ＜－1或x ＞0}． 2．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，圆O 是△ABC 的外接圆，点D 是劣弧BC 的中点，连结AD并延长，与以C 为切点的切线交于点P ，求证：PC PA ＝BDAC.证明：连结CD ，因为CP 为圆O 的切线， 所以∠PCD ＝∠PAC ，又∠P 是公共角， 所以△PCD ∽△PAC ，所以PC PA ＝CD AC，因为点D 是劣弧BC 的中点， 所以CD ＝BD ，即PC PA ＝BDAC . B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 32 d ，若A ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤84，求矩阵A 的特征值． 解：因为A ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 32 d ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤ a ＋62＋2d ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤84，所以⎩⎪⎨⎪⎧ a ＋6＝8，2＋2d ＝4， 解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，d ＝1.所以A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 32 1. 所以矩阵A 的特征多项式为f (λ)＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪λ－2 －3－2 λ－1＝(λ－2)(λ－1)－6＝λ2－3λ－4，令f (λ)＝0，解得矩阵A 的特征值为λ1＝－1，λ2＝4. C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，已知直线l ：⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝t ＋1y ＝7－2t (t 为参数)与椭圆C ：⎩⎪⎨⎪⎧x ＝a cos θy ＝3sin θ(θ为参数，a ＞0)的一条准线的交点位于y 轴上，求实数a 的值．解：由题意，直线l 的普通方程为2x ＋y ＝9， 椭圆C 的普通方程为y 29＋x 2a 2＝1(0＜a ＜3)，椭圆C 的准线方程为y ＝±99－a 2， 故99－a 2＝9，解得a ＝22(负值舍去)． D ．[选修4－5：不等式选讲]求函数y ＝3sin x ＋22＋2cos 2x 的最大值． 解：y ＝3sin x ＋22＋2cos 2x ＝3sin x ＋4cos 2 x ， 由柯西不等式得y 2＝(3sin x ＋4cos 2x )2≤(32＋42)(sin 2x ＋cos 2x )＝25，当且仅当4sin x ＝3|cos x |，即sin x ＝35，|cos x |＝45时等号成立，所以y max ＝5.所以函数y ＝3sin x ＋22＋2cos 2x 的最大值为5. 3．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，△ABC 的顶点A ，C 在圆O 上，B 在圆外，线段AB 与圆O 交于点M.(1)若BC 是圆O 的切线，且AB ＝8，BC ＝4，求线段AM 的长度； (2)若线段BC 与圆O 交于另一点N ，且AB ＝2AC ，求证：BN ＝2MN . 解：(1)设AM ＝t ，则BM ＝8－t (0<t <8)， 由切割线定理可得BC 2＝BM ·BA .∴16＝8(8－t )，解得t ＝6，即线段AM 的长度为6. (2)证明：由题意，∠A ＝∠MNB ，∠B ＝∠B ， ∴△BMN ∽△BCA ，∴BN BA ＝MNCA， ∵AB ＝2AC ，∴BN ＝2MN . B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知变换T 把平面上的点(3，－4)，(5,0)分别变换成(2，－1)，(－1,2)，试求变换T 对应的矩阵M .解：设M ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ，由题意得，⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b cd ⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 5－4 0＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 2 －1－1 2， ∴⎩⎪⎨⎪⎧3a －4b ＝2，5a ＝－1，3c －4d ＝－1，5c ＝2，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝－15，b ＝－1320，c ＝25，d ＝1120，即M ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－15 －132025 1120.C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在极坐标系中，求直线θ＝π4(ρ∈R)被曲线ρ＝4sin θ所截得的弦长．解：法一：在ρ＝4sin θ中，令θ＝π4，得ρ＝4sin π4＝22，即所求弦长为2 2.法二：以极点O 为坐标原点，极轴为x 轴的正半轴建立平面直角坐标系．直线θ＝π4(ρ∈R)的直角坐标方程为y ＝x ，①曲线ρ＝4sin θ的直角坐标方程为x 2＋y 2－4y ＝0，②由①②得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝0，y ＝0或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2，y ＝2，故直线θ＝π4(ρ∈R)被曲线ρ＝4sin θ所截弦长的端点坐标分别为(0,0)，(2,2)，所以直线θ＝π4(ρ∈R)被曲线ρ＝4sin θ所截得的弦长为22＋22＝2 2.D ．[选修4－5：不等式选讲]已知a ≠b ，求证：a 4＋6a 2b 2＋b 4＞4ab (a 2＋b 2)． 证明：a 4＋6a 2b 2＋b 4－4ab (a 2＋b 2) ＝a 4＋6a 2b 2＋b 4－4a 3b －4b 3a ＝a 4－4a 3b ＋6a 2b 2－4b 3a ＋b 4 ＝(a －b )4，∵a ≠b ，∴a 4＋6a 2b 2＋b 4－4ab (a 2＋b 2)>0， ∴a 4＋6a 2b 2＋b 4>4ab (a 2＋b 2)．4．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，AB 是圆O 的直径，弦CA ，BD 的延长线相交于点E ，EF 垂直BA 的延长线于点F ，连结FD .求证：∠DEA ＝∠DFA .证明：连结AD ，∵AB 是圆O 的直径，∴∠ADB ＝90°， ∴∠ADE ＝90°， 又EF ⊥FB ， ∴∠AFE ＝90°， ∴A ，F ，E ，D 四点共圆， ∴∠DEA ＝∠DFA .B ．[选修4－2：矩阵与变换] 已知矩阵M ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 a 3 b 的一个特征值λ＝－1及对应的特征向量e ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1，求矩阵M 的逆矩阵．解：由题知，⎣⎢⎡⎦⎥⎤1a 3b ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－a 3－b ＝－1·⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1 1，即⎩⎪⎨⎪⎧1－a ＝－1，3－b ＝1，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝2，M ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 23 2.∴det(M )＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪1 23 2＝1×2－2×3＝－4， ∴M－1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－12 1234 －14.C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝1＋t 2y ＝t (t 为参数)，曲线C 的极坐标方程为ρ＝3cos θ，试判断直线l 与曲线C 的位置关系．解：由题意知，直线l 的普通方程为2x －y －2＝0，由ρ2＝x 2＋y 2，且⎩⎪⎨⎪⎧x ＝ρcos θ，y ＝ρsin θ，得曲线C 的直角坐标方程为⎝⎛⎭⎫x －322＋y 2＝94，它表示圆． 由圆心⎝⎛⎭⎫32，0到直线l 的距离d ＝15＝55＜32，得直线l 与曲线C 相交． D ．[选修4－5：不等式选讲]设x ，y ，z 均为正实数，且xyz ＝1，求证：1x 3y ＋1y 3z ＋1z 3x ≥xy ＋yz ＋zx .证明：∵x ，y ，z 均为正实数，且xyz ＝1， ∴1x 3y ＋1y 3z ＋1z 3x ＝z x 2＋x y 2＋y z2， ∴由柯西不等式可得⎝⎛⎭⎫z x 2＋x y 2＋y z 2(xy ＋yz ＋zx )≥⎝⎛⎭⎫xyz x＋xyz y ＋xyz z 2＝⎝⎛⎭⎫xyz x＋xyz y ＋xyz z 2＝(xy ＋yz ＋zx )2. ∴1x 3y ＋1y 3z ＋1z 3x≥xy ＋yz ＋zx . B 组1．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，已知△ABC 内接于⊙O ，连结AO 并延长交⊙O 于点D ，∠ACB ＝∠ADC .求证：AD ·BC ＝2AC ·CD .证明：∵∠ACB ＝∠ADC ，AD 是⊙O 的直径， ∴AD 垂直平分BC ，设垂足为E ，∵∠ACB ＝∠EDC ，∠ACD ＝∠CED ， ∴△ACD ∽△CED ， ∴AD CD ＝AC CE， ∴AD ·12BC ＝AC ·CD ，∴AD ·BC ＝2AC ·CD . B ．[选修4－2：矩阵与变换]在平面直角坐标系xOy 中，设点A (－1,2)在矩阵M ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1 0 01对应的变换作用下得到点A ′，将点B (3,4)绕点A ′逆时针旋转90°得到点B ′，求点B ′的坐标．解：设B ′(x ，y )，依题意，由⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1 0 0 1⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1 2＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤12，得A ′(1,2)．则A ′B ――→＝(2,2)，A ′B ′――→＝(x －1，y －2)．记旋转矩阵N ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 －11 0，则⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 －11 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤22＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤x －1y －2，即⎣⎢⎡⎦⎥⎤－2 2＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤x －1y －2， 得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1，y ＝4. 所以点B ′的坐标为(－1,4)． C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，已知直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－8＋t ，y ＝t2(t 为参数)，曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝2s 2，y ＝22s (s 为参数)．设P 为曲线C 上的动点，求点P 到直线l 的距离的最小值．解：直线l 的普通方程为x －2y ＋8＝0. 因为点P 在曲线C 上，设P (2s 2,22s )， 从而点P 到直线l 的距离 d ＝|2s 2－42s ＋8|12＋(－2)2＝2(s －2)2＋45. 当s ＝2时，d min ＝455. 因此当点P 的坐标为(4,4)时，曲线C 上点P 到直线l 的距离取到最小值455.D ．[选修4－5：不等式选讲]已知a ，b ，c ∈R,4a 2＋b 2＋2c 2＝4，求2a ＋b ＋c 的最大值．解：由柯西不等式，得[(2a )2＋b 2＋(2c )2]·⎣⎡⎦⎤12＋12＋⎝⎛⎭⎫122≥(2a ＋b ＋c )2.因为4a 2＋b 2＋2c 2＝4，所以(2a ＋b ＋c )2≤10. 所以－10≤2a ＋b ＋c ≤10，所以2a ＋b ＋c 的最大值为10，当且仅当a ＝105，b ＝2105，c ＝105时等号成立． 2．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，AB 是圆O 的直径，弦BD ，CA 的延长线相交于点E ，过E 作BA 的延长线的垂线，垂足为F .求证：AB 2＝BE ·BD －AE ·AC .证明：如图，连结AD ，因为AB 为圆O 的直径，所以AD ⊥BD .又EF ⊥AB ，则A ，D ，E ，F 四点共圆， 所以BD ·BE ＝BA ·BF .连结BC ，则∠AFE ＝∠ACB ，∠BAC ＝∠EAF ， 得△ABC ∽△AEF ， 所以AB AE ＝ACAF ，即AB ·AF ＝AE ·AC ，所以BE ·BD －AE ·AC ＝BA ·BF －AB ·AF ＝AB ·(BF －AF )＝AB 2. B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知二阶矩阵M 有特征值λ＝8及对应的一个特征向量e 1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤11，并且矩阵M 对应的变换将点(－1,2)变换成(－2,4)．(1)求矩阵M ；(2)求矩阵M 的另一个特征值．解：(1)设M ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤ab cd ，由题意，M ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤a ＋b c ＋d ＝8⎣⎢⎡⎦⎥⎤11， M ⎣⎢⎡⎦⎥⎤－12＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－a ＋2b －c ＋2d ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－24，∴⎩⎪⎨⎪⎧ a ＋b ＝8，c ＋d ＝8，－a ＋2b ＝－2，－c ＋2d ＝4，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝6，b ＝2，c ＝4，d ＝4，即M ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤6244.(2)令特征多项式f (λ)＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪λ－6 －2－4 λ－4＝(λ－6)·(λ－4)－8＝0， 解得λ1＝8，λ2＝2.矩阵M 的另一个特征值为2. C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在极坐标系中，直线l 的极坐标方程为θ＝π3(ρ∈R)，以极点为原点，极轴为x 轴的正半轴建立平面直角坐标系，曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2sin α，y ＝1－cos 2α(α为参数)．求直线l 与曲线C 的交点P 的直角坐标．解：由题意得，直线l 的直角坐标方程为y ＝3x ，① 曲线C 的普通方程为y ＝12x 2(x ∈[－2,2])，②联立①②解方程组得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝0，y ＝0或⎩⎨⎧x ＝23，y ＝6(舍去)． 故P 点的直角坐标为(0,0)． D ．[选修4－5：不等式选讲]已知a ，b ，c 为正实数，求证：b 2a ＋c 2b ＋a 2c ≥a ＋b ＋c . 证明：法一：(基本不等式)∵a ＋b 2a ≥2b ，b ＋c 2b ≥2c ，c ＋a 2c ≥2a ，∴a ＋b 2a ＋b ＋c 2b ＋c ＋a 2c ≥2a ＋2b ＋2c ， ∴b 2a ＋c 2b ＋a 2c ≥a ＋b ＋c . 法二：(柯西不等式)由柯西不等式得(a ＋b ＋c )⎝⎛⎭⎫b 2a ＋c 2b ＋a 2c ≥(b ＋c ＋a )2，∴b 2a ＋c 2b ＋a 2c ≥a ＋b ＋c . 3．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，已知AB 为圆O 的一条弦，点P 为弧AB 的中点，过点P 任作两条弦PC ，PD 分别交AB 于点E ，F .求证：PE ·PC ＝PF ·PD.证明：连结PA ，PB ，CD ，BC . 因为点P 为弧AB 的中点， 所以∠PAB ＝∠PBA . 又因为∠PAB ＝∠PCB ，所以∠PCB ＝∠PBA . 又∠DCB ＝∠DPB ，所以∠PFE ＝∠PBA ＋∠DPB ＝∠PCB ＋∠DCB ＝∠PCD ， 所以E ，F ，D ，C 四点共圆． 所以PE ·PC ＝PF ·PD . B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知曲线C ：x 2＋2xy ＋2y 2＝1，矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 21 0所对应的变换T 把曲线C 变换成曲线C 1，求曲线C 1的方程．解：设曲线C 上的任意一点P (x ，y )，点P 在矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 21 0所对应的变换T 作用下得到点Q (x ′，y ′)．则⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 21 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤x ′y ′，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＋2y ＝x ′，x ＝y ′，所以⎩⎪⎨⎪⎧x ＝y ′，y ＝x ′－y ′2，代入x 2＋2xy ＋2y 2＝1，得y ′2＋2y ′·x ′－y ′2＋2⎝⎛⎭⎫x ′－y ′22＝1，即x ′2＋y ′2＝2，所以曲线C 1的方程为x 2＋y 2＝2. C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在极坐标系中，已知点A ⎝⎛⎭⎫2，π2，点B 在直线l ：ρcos θ＋ρsin θ＝0(0≤θ<2π)上．当线段AB 最短时，求点B 的极坐标．解：以极点为原点，极轴为x 轴正半轴，建立平面直角坐标系， 则点A ⎝⎛⎭⎫2，π2的直角坐标为(0,2)，直线l 的直角坐标方程为x ＋y ＝0. AB 最短时，点B 为直线x －y ＋2＝0与直线l 的交点，解⎩⎪⎨⎪⎧ x －y ＋2＝0，x ＋y ＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝－1，y ＝1.所以点B 的直角坐标为(－1，1). 所以点B 的极坐标为⎝⎛⎭⎫2，3π4. D ．[选修4－5：不等式选讲]求函数f (x )＝5x ＋8－2x 的最大值．解：易知函数f (x )的定义域为[0,4]，且f (x )≥0.由柯西不等式得[52＋(2)2][(x )2＋(4－x )2]≥(5·x ＋2·4－x )2，即27×4≥(5·x ＋2·4－x )2，所以5x ＋8－2x ≤6 3. 当且仅当2×x ＝54－x ，即x ＝10027时取等号． 所以函数f (x )＝5x ＋8－2x 的最大值为6 3.4．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，AB 是圆O 的直径，C ，D 是圆O 上位于AB 异侧的两点．证明：∠OCB ＝∠D .证明：因为B ，C 是圆O 上的两点，所以OB ＝OC .故∠OCB ＝∠B .又因为C ，D 是圆O 上位于AB 异侧的两点，故∠B ，∠D 为同弧所对的两个圆周角，所以∠B ＝∠D .因此∠OCB ＝∠D .B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 －20 1，设曲线C ：(x －y )2＋y 2＝1在矩阵A 对应的变换下得到曲线C ′，求C ′的方程．解：设P (x 0，y 0)为曲线C 上任意一点，点P 在矩阵A 对应的变换下得到点Q (x ，y )，则⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 －20 1⎣⎢⎡⎦⎥⎤x 0y 0，即⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2x 0－2y 0，y ＝y 0， 解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝x 2＋y ，y 0＝y ，又(x 0－y 0)2＋y 20＝1，∴⎝⎛⎭⎫x 2＋y －y 2＋y 2＝1，即x 24＋y 2＝1， ∴曲线C ′的方程为x 24＋y 2＝1. C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝3＋12t ，y ＝32t (t 为参数)，以原点O为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，⊙C 的极坐标方程为ρ＝23sin θ.设P 为直线l 上一动点，当P 到圆心C 的距离最小时，求点P 的直角坐标．解：由ρ＝23sin θ，得ρ2＝23ρsin θ，从而有x 2＋y 2＝23y ，所以x 2＋(y －3)2＝3.设P ⎝⎛⎭⎫3＋12t ，32t ，又C (0，3)， 则PC ＝⎝⎛⎭⎫3＋12t 2＋⎝⎛⎭⎫32t －32＝t 2＋12， 故当t ＝0时，PC 取得最小值，此时点P 的直角坐标为(3,0)．D ．[选修4－5：不等式选讲]已知a ，b ，c ，d 是正实数，且abcd ＝1，求证：a 5＋b 5＋c 5＋d 5≥a ＋b ＋c ＋d .证明：因为a ，b ，c ，d 是正实数，且abcd ＝1,所以a 5＋b ＋c ＋d ≥44a 5bcd ＝4a .①同理b 5＋c ＋d ＋a ≥4b ，②c 5＋d ＋a ＋b ≥4c ，③d 5＋a ＋b ＋c ≥4d ，④将①②③④式相加并整理，得a 5＋b 5＋c 5＋d 5≥a ＋b ＋c ＋d .当且仅当“a ＝b ＝c ＝d ＝1”时等号成立．。

3个附加题综合仿真练(五)1．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，AB 是半圆的直径，C 是半圆上一点，D 是弧AC 的中点，DE ⊥AB 于E ，AC 与DE 交于点M ，求证：AM ＝DM .证明：连结AD ，因为AB 为直径，所以AD ⊥BD ，又DE ⊥AB ，所以∠ABD ＝∠ADE .因为D 是弧AC 的中点， 所以∠DAC ＝∠ABD ， 所以∠ADE ＝∠DAC . 所以AM ＝DM .B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知向量⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1是矩阵A 的属于特征值－1的一个特征向量．在平面直角坐标系xOy 中，点P (1,1)在矩阵A 对应的变换作用下变为P ′(3,3)，求矩阵A .解：设A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ，因为向量⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1是矩阵A 的属于特征值－1的一个特征向量， 所以⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1＝⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤a －b c －d ＝(－1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－11. 所以⎩⎪⎨⎪⎧a －b ＝－1，c －d ＝1.①因为点P (1,1)在矩阵A 对应的变换作用下变为P ′(3，3)，所以⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11＝⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤a ＋b c ＋d ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤33.所以⎩⎪⎨⎪⎧a ＋b ＝3，c ＋d ＝3.② 由①②解得a ＝1，b ＝2，c ＝2，d ＝1，所以A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 22 1. C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，已知直线⎩⎨⎧x ＝－32＋22n ，y ＝22n (n 为参数)与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝18t 2，y ＝t(t 为参数)相交于A ，B 两点，求线段AB 的长．解：法一：将曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝18t 2，y ＝t(t 为参数)化为普通方程为y 2＝8x .将直线⎩⎨⎧x ＝－32＋22n ，y ＝22n (n 为参数)代入y 2＝8x 得，n 2－82n ＋24＝0，解得n 1＝22，n 2＝6 2. 则|n 1－n 2|＝42， 所以线段AB 的长为4 2.法二：将曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝18t 2，y ＝t(t 为参数)化为普通方程为y 2＝8x,将直线⎩⎨⎧x ＝－32＋22n ，y ＝22n(n 为参数)化为普通方程为x －y ＋32＝0，由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2＝8x ，x －y ＋32＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝12，y ＝2或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝92，y ＝6.所以AB 的长为⎝⎛⎭⎫92－122＋(6－2)2＝4 2.D ．[选修4－5：不等式选讲]已知函数f (x )＝3x ＋6，g (x )＝14－x ，若存在实数x 使f (x )＋g (x )>a 成立，求实数a 的取值范围．解：存在实数x 使f (x )＋g (x )＞a 成立，等价于f (x )＋g (x )的最大值大于a ， 因为f (x )＋g (x )＝3x ＋6＋14－x＝3×x ＋2＋1×14－x ，由柯西不等式得，(3×x ＋2＋1×14－x )2≤(3＋1)(x ＋2＋14－x )＝64，所以f (x )＋g (x )＝3x ＋6＋14－x ≤8，当且仅当x ＝10时取“＝”，故实数a 的取值范围是(－∞，8)．2.如图，在四棱锥O -ABCD 中，底面ABCD 是边长为1的菱形，∠ABC ＝45°，OA ⊥底面ABCD ，OA ＝2，M 为OA 的中点．(1)求异面直线AB 与MD 所成角的大小；(2)求平面OAB 与平面OCD 所成锐二面角的余弦值．解：作AP ⊥CD 于点P ，分别以AB ，AP ，AO 所在直线为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系，则A (0,0,0)，B (1,0,0)，P ⎝⎛⎭⎫0，22，0，D ⎝⎛⎭⎫－22，22，0， O (0,0,2)，M (0,0,1)．(1)设直线AB 与MD 所成角为θ，由AB ―→＝(1,0,0)，BD ―→＝⎝⎛⎭⎫－22，22，－1， 则cos θ＝|cos 〈AB ―→，BD ―→〉|＝222＝12，故AB 与MD 所成角为60°.(2)OP ―→＝⎝⎛⎭⎫0，22，－2，OD ―→＝⎝⎛⎭⎫－22，22，－2，设平面OCD 的法向量n ＝(x ，y ，z )，则⎩⎪⎨⎪⎧n ·OP ―→＝0，n ·OD ―→＝0，即⎩⎨⎧22y －2z ＝0，－22x ＋22y －2z ＝0，取z ＝2，则n ＝(0,4，2).易得平面OAB 的一个法向量为m ＝(0,1,0)，cos 〈n ，m 〉＝432×1＝223，故平面OAB 与平面OCD 所成锐二面角的余弦值为223.3．设a ＞b ＞0，n 是正整数，A n ＝1n ＋1(a n ＋a n －1b ＋a n －2b 2＋…＋a 2b n －2 ＋ab n －1＋b n ) ，B n ＝⎝⎛⎭⎫a ＋b 2n.(1)证明：A 2＞B 2；(2)比较A n 与B n (n ∈N *)的大小，并给出证明．解：(1)证明：A 2－B 2＝13(a 2＋ab ＋b 2)－⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋b 22＝112(a －b )2>0. (2)A n ≥B n ，证明如下： 当n ＝1时，A 1＝B 1；当n ≥3时，A n ＝1n ＋1·a n ＋1－b n ＋1a －b，B n ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫a ＋b 2n ，令a ＋b ＝x ，a －b ＝y ，且x >0，y >0，于是A n ＝1n ＋1·⎝⎛⎭⎪⎫x ＋y 2n ＋1－⎝ ⎛⎭⎪⎫x －y 2n ＋1y＝12n ＋1(n ＋1)y[(x ＋y )n ＋1－(x －y )n ＋1]，B n ＝⎝⎛⎭⎫x 2n ， 因为[(x ＋y )n ＋1－(x －y )n ＋1]＝(2C 1n ＋1x n y ＋2C 3n ＋1·x n －2y 3＋…)≥2C 1n ＋1x ny ， 所以A n ≥12n ＋1(n ＋1)y·2C 1n ＋1x ny ＝x n 2n ＝⎝⎛⎭⎫x 2n ＝B n .。

3个附加题综合仿真练(三)1、本题包括A 、B 、C 、D 四个小题,请任选二个作答 A 、[选修4－1：几何证明选讲]如图,AB 为圆O 的切线,A 为切点,C 为线段AB 的中点,过C 作圆O的割线CED (E 在C ,D 之间)、求证：∠CBE ＝∠BDE 、 证明：因为CA 为圆O 的切线, 所以CA 2＝CE ·CD ,又CA ＝CB , 所以CB 2＝CE ·CD , 即CB CE ＝CD CB , 又∠BCD ＝∠BCD , 所以△BCE ∽△DCB , 所以∠CBE ＝∠BDE 、 B 、[选修4－2：矩阵与变换]设a ,b ∈R 、若直线l ：ax ＋y －7＝0在矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 0－1 b 对应的变换作用下,得到的直线为l ′：9x ＋y －91＝0、求实数a ,b 的值、解：法一：在直线l ：ax ＋y －7＝0上取点M (0,7),N (1,7－a ),由⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 0－1 b ⎣⎢⎡⎦⎥⎤07＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 07b ,⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 0－1b ⎣⎢⎡⎦⎥⎤17－a ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3 b (7－a )－1,可知点M (0,7),N (1,7－a )在矩阵A 对应的变换作用下分别得到点M ′(0,7b ),N ′(3,b (7－a )－1),由题意可知：M ′,N ′在直线9x ＋y －91＝0上,∴⎩⎪⎨⎪⎧ 7b －91＝0，27＋b (7－a )－1－91＝0，解得⎩⎪⎨⎪⎧a ＝2，b ＝13，∴实数a ,b 的值分别为2,13、法二：设直线l 上任意一点P (x ,y ),点P 在矩阵A 对应的变换作用下得到Q (x ′,y ′),则⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 0－1b ⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤x ′y ′,∴⎩⎪⎨⎪⎧x ′＝3x ，y ′＝－x ＋by ， 由Q (x ′,y ′)在直线l ′：9x ＋y －91＝0上, ∴27x ＋(－x ＋by )－91＝0, 即26x ＋by －91＝0, ∵点P 在ax ＋y －7＝0上, ∴26a ＝b 1＝－91－7,解得a ＝2,b ＝13、∴实数a ,b 的值分别为2,13、 C 、[选修4－4：坐标系与参数方程]在极坐标系中,直线l 和圆C 的极坐标方程分别为ρcos ⎝⎛⎭⎫θ＋π6＝a (a ∈R)和ρ＝4sin θ、若直线l 与圆C 有且只有一个公共点,求a 的值、解：由ρcos ⎝⎛⎭⎫θ＋π6＝a ,得32ρcos θ－12ρsin θ＝a , 故化为直角坐标方程为3x －y －2a ＝0, 由圆C 的极坐标方程ρ＝4sin θ,得ρ2＝4ρsin θ, 化为直角坐标方程为x 2＋(y －2)2＝4,若直线l 与圆C 只有一个公共点,则圆心C 到直线l 的距离等于半径,故d ＝|－2－2a |2＝2,解得a ＝1或a ＝－3、 D 、[选修4－5：不等式选讲]已知a ,b ∈R,a >b >e(其中e 是自然对数的底数),求证：b a >a b 、 证明：∵b a >0,a b >0,∴要证b a >a b , 只要证a ln b >b ln a, 只要证ln b b >ln a a ,构造函数f (x )＝ln xx ,x ∈(e,＋∞)、则f ′(x )＝1－ln xx 2,x ∈(e,＋∞),f ′(x )<0在区间(e,＋∞)上恒成立,所以函数f (x )在x ∈(e,＋∞)上是单调递减的, 所以当a >b >e 时,有f (b )>f (a ), 即ln b b >ln aa ,故b a >a b 得证、2、从0,1,2,3,4这五个数中任选三个不同的数组成一个三位数,记X 为所组成三位数的各位数字之和、(1)求X 是奇数的概率；(2)求X 的概率分布及数学期望、 解：(1)记“X 是奇数”为事件A , 能组成的三位数的个数是4×4×3＝48、X 是奇数的个数是C 12C 23A 33－C 12C 12A 22＝28,所以P (A )＝2848＝712、故X 是奇数的概率为712、(2)X 的可能取值为3,4,5,6,7,8,9、当X ＝3时,组成的三位数是由0,1,2三个数字组成, 所以P (X ＝3)＝448＝112；当X ＝4时,组成的三位数是由0,1,3三个数字组成, 所以P (X ＝4)＝448＝112；当X ＝5时,组成的三位数是由0,1,4或0,2,3组成, 所以P (X ＝5)＝848＝16；当X ＝6时,组成的三位数是由0,2,4或1,2,3组成, 所以P (X ＝6)＝1048＝524；当X ＝7时,组成的三位数是由0,3,4或1,2,4组成, 所以P (X ＝7)＝1048＝524；当X ＝8时,组成的三位数是由1,3,4三个数字组成, 所以P (X ＝8)＝648＝18；当X ＝9时,组成的三位数是由2,3,4三个数字组成, 所以P (X ＝9)＝648＝18、所以X 的概率分布为：故E (X )＝3×112＋4×112＋5×16＋6×524＋7×524＋8×18＋9×18＝254、 3、设P (n ,m )＝∑k ＝0n(－1)k C knm m ＋k,Q (n ,m )＝C n n ＋m ,其中m ,n ∈N *、 (1)当m ＝1时,求P (n,1)·Q (n,1)的值；(2)对∀m ∈N *,证明：P (n ,m )·Q (n ,m )恒为定值、 解：(1)当m ＝1时,P (n,1)＝∑k ＝0n(－1)kC k n11＋k ＝1n ＋1∑k ＝0n (－1)k C k ＋1n ＋1＝1n ＋1, 又Q (n,1)＝C 1n ＋1＝n ＋1,显然P (n,1)·Q (n,1)＝1、 (2)证明：P (n ,m )＝∑k ＝0n(－1)k C k nmm ＋k ＝1＋∑k ＝1n －1(－1)k (C k n －1＋C k －1n －1)m m ＋k ＋(－1)n m m ＋n ＝1＋∑k ＝1n －1 (－1)kC k n －1m m ＋k ＋∑k ＝1n (－1)k C k －1n －1m m ＋k＝P (n －1,m )＋∑k ＝1n(－1)k C k －1n －1mm ＋k＝P (n －1,m )－m n ∑k ＝0n (－1)k C k nmm ＋k＝P(n－1,m)－mn P(n,m)即P(n,m)＝nm＋nP(n－1,m),由累乘,易求得P(n,m)＝n！m！(n＋m)！P(0,m)＝1C n n＋m,又Q(n,m)＝C n n＋m,所以P(n,m)·Q(n,m)＝1、。

3个附加题综合仿真练(六)1．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，AB 为半圆O 的直径，直线PC 切半圆O 于点C ，AP ⊥PC ，P为垂足．求证：(1)∠PAC ＝∠CAB ； (2)AC 2＝AP ·AB .证明：(1)因为PC 切半圆O 于点C ，所以∠PCA ＝∠CBA . 因为AB 为半圆O 的直径，所以∠ACB ＝90°. 因为AP ⊥PC ，所以∠APC ＝90°. 因此∠PAC ＝∠CAB .(2)由(1)知，△APC ∽△ACB ，故AP AC ＝AC AB ， 即AC 2＝AP ·AB .B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 11 0，B ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 002.(1)求AB ；(2)若曲线C 1：x 28＋y 22＝1在矩阵AB 对应的变换作用下得到另一曲线C 2，求C 2的方程．解：(1)因为A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 11 0，B ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤100 2，所以AB ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤0110⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 00 2＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 210. (2)设Q (x 0，y 0)为曲线C 1上的任意一点， 它在矩阵AB 对应的变换作用下变为P (x ，y )，则⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 210⎣⎢⎡⎦⎥⎤x 0y 0＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y ，即⎩⎪⎨⎪⎧2y 0＝x ，x 0＝y ，所以⎩⎪⎨⎪⎧x 0＝y ，y 0＝x2. 因为点Q (x 0，y 0)在曲线C 1上，则x 208＋y 202＝1，从而y 28＋x 28＝1，即x 2＋y 2＝8.因此曲线C 1在矩阵AB 对应的变换作用下得到曲线C 2：x 2＋y 2＝8. C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，圆C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x ＝cos α，y ＝sin α－2(α为参数)．以O 为极点，x 轴正半轴为极轴建立极坐标系，直线l 的极坐标方程为θ＝β，若圆C 与直线l 相切，求直线l 的极坐标方程．解：圆的直角坐标方程为x 2＋(y －2)2＝1， 设直线l 对应的直角坐标方程为y ＝kx ， 因为圆C 与直线l 相切， 所以d ＝|2|1＋k 2＝1，得到k ＝±3， 故直线l 的极坐标方程θ＝π3或θ＝2π3.D ．[选修4－5：不等式选讲]已知a ，b ，c ，d 为实数，且a 2＋b 2＝4，c 2＋d 2＝16，证明：ac ＋bd ≤8. 证明：由柯西不等式可得：(ac ＋bd )2≤(a 2＋b 2)(c 2＋d 2)． 因为a 2＋b 2＝4，c 2＋d 2＝16， 所以(ac ＋bd )2≤64， 因此ac ＋bd ≤8.2.已知正六棱锥S -ABCDEF 的底面边长为2，高为1.现从该棱锥的7个顶点中随机选取3个点构成三角形，设随机变量X 表示所得三角形的面积．(1)求概率P (X ＝3)的值；(2)求X 的概率分布，并求其数学期望E (X )． 解：(1)从7个顶点中随机选取3个点构成三角形， 共有C 37＝35种取法．其中X ＝3的三角形如△ABF ， 这类三角形共有6个． 因此P (X ＝3)＝635. (2)由题意，X 的可能取值为3，2，6，23，3 3. 其中X ＝3的三角形如△ABF ，这类三角形共有6个；其中X ＝2的三角形有两类，如△SAD (3个)，△SAB (6个)，共有9个； 其中X ＝6的三角形如△SBD ，这类三角形共有6个； 其中X ＝23的三角形如△CDF ，这类三角形共有12个； 其中X ＝33的三角形如△BDF ，这类三角形共有2个． 因此P (X ＝3)＝635，P (X ＝2)＝935， P (X ＝6)＝635，P (X ＝23)＝1235，P (X ＝33)＝235. 所以随机变量X 的概率分布为：所求数学期望 E (X )＝3×635＋2×935＋6×635＋23×1235＋33×235＝363＋66＋1835. 3．已知数列{a n }满足：a 1＝1，对任意的n ∈N *，都有a n ＋1＝⎝⎛⎭⎫1＋1n 2＋n a n ＋12n .(1)求证：当n ≥2时，a n ≥2；(2)利用“∀x ＞0，ln(1＋x )＜x ”，证明：a n ＜2e 34(其中e 是自然对数的底数)．证明：(1)①由题意，a 2＝⎝⎛⎭⎫1＋12×1＋12＝2，故当n ＝2时，a 2＝2，不等式成立． ②假设当n ＝k (k ≥2，k ∈N *)时不等式成立，即a k ≥2，则当n ＝k ＋1时，a k ＋1＝⎝⎛⎭⎫1＋1k (k ＋1)a k ＋12k ＞2.所以，当n ＝k ＋1时，不等式也成立． 根据①②可知，对所有n ≥2，a n ≥2成立.(2)当n ≥2时，由递推公式及(1)的结论有a n ＋1＝⎝⎛⎭⎫1＋1n 2＋n a n ＋12n ≤⎝⎛⎭⎫1＋1n 2＋n ＋12n ＋1a n (n ≥2)．两边取对数，并利用已知不等式ln(1＋x )＜x ，得 ln a n ＋1≤ln ⎝⎛⎭⎫1＋1n 2＋n ＋12n 1＋ln a n ＜ln a n ＋1n 2＋n ＋12n ＋1，故ln a n ＋1－ln a n ＜1n 2＋n ＋12n ＋1(n ≥2)， 求和可得ln a n －ln a 2＜12×3＋1 3×4＋…＋1(n －1)n ＋123＋124＋…＋12n ＝⎝⎛⎭⎫12－13＋⎝⎛⎭⎫13－14＋…＋⎝⎛⎭⎫1n －1－1n ＋123·1－12n －21－12＝12－1n ＋122－12n <34.由(1)知，a 2＝2，故有ln a n 2＜34，即a n ＜2e 34(n ≥2)，而a 1＝1＜2e 34，所以对任意正整数n ，有a n ＜2e 34.。

3 个附带题 专项加强练 (一)选修 4 系列 (理科 )A 组1． 此题包含 A 、 B 、 C 、 D 四个小题，请任选二个作答A ． [选修 4－ 1：几何证明选讲 ]如图，已知圆 O 的直径 AB ＝ 4， C 为 AO 的中点，弦DE 过点 C 且知足 CE ＝ 2CD ，求△ OCE 的面积．解： 设 CD ＝ x ，则 CE ＝ 2x.由于 CA ＝ 1， CB ＝ 3，由订交弦定理，得CA ·CB ＝ CD ·CE ，26所以 1× 3＝ 2x ，解得 x ＝ 2 . 取 DE 的中点 H ，连接 OH ， 则 OH ⊥DE.由于 EH ＝3CD ＝36，24所以 OH 2＝OE 2－ EH 2＝ 22－3 62＝5，所以 OH ＝ 10484.又由于 CE ＝ 2x ＝ 6，所以△ OCE 的面积 S ＝ 1OH ·CE ＝ 1×10× 6＝15.2244B ． [选修 4－ 2：矩阵与变换 ]已知 a ， b 是实数，假如矩阵A ＝ 3 a所对应的变换 T 把点 (2,3)变为点 (3,4)．b － 2(1) 求 a ， b 的值；(2) 若矩阵 A 的逆矩阵为 B ，求 B 2.3 a 2 3 解： (1)由题意，得－ 2＝，b 346＋3a ＝ 3， a ＝－ 1， 即解得b ＝5.2b － 6＝ 4.3 － 1 (2)由 (1)，得 A ＝.5 － 2－ 2 1－ 1－ 12 － 1 由矩阵的逆矩阵公式得B ＝＝5 .－ 5 3 － 3－ 1－ 12 － 1 2 － 1 － 1 1所以 B 2＝－ 35 － 3＝4.5 － 5 C ． [选修 4－ 4：坐标系与参数方程 ]2π已知圆 O 1 和圆 O 2 的极坐标方程分别为 ρ＝ 2， ρ－ 2 2ρcos θ－ 4 ＝ 2.(1) 把圆 O 1 和圆 O 2 的极坐标方程化为直角坐标方程；(2) 求经过两圆交点的直线的极坐标方程．222x ＝ ρcos θ， 得圆 O 1 的直角坐标方程为2 2 ＝ 4，解： (1)由 ρ＝ x＋ y ，且x ＋yy ＝ ρsin θ，2π由 ρ－ 2 2ρcos θ－ 4 ＝ 2，2得 ρ－ 2ρ(cos θ＋ sin θ)＝ 2，22x ＋ y － 2(x ＋ y)＝ 2，故圆 O 2 的直角坐标方程为 x 2＋ y 2－ 2x － 2y － 2＝ 0.x 2＋ y 2－ 4＝ 0，x ＋ y(2) 联立方程 x 两式相减，得经过两圆交点的直线方程为2＋ y 2－ 2x － 2y － 2＝ 0，－1＝0，该直线的极坐标方程为ρcos θ＋ ρsin θ－ 1＝ 0.D ． [选修 4－ 5：不等式选讲 ]解不等式： |x － 2|＋ x|x ＋ 2|＞ 2.解：当 x ≤ － 2 时，不等式化为 (2－x)＋ x(－ x － 2)＞ 2，即－ x 2－ 3x>0，解得－ 3＜ x ≤ －2；当－ 2＜ x ＜ 2 时，不等式化为 (2－ x)＋ x(x ＋ 2)＞ 2，2即 x ＋ x>0，解得－ 2＜ x ＜－ 1 或 0＜ x ＜ 2；当 x ≥ 2 时，不等式化为 (x － 2)＋ x(x ＋ 2)＞ 2，即 x 2＋ 3x － 4>0，解得 x ≥ 2.所以原不等式的解集为{ x|－ 3＜ x ＜－ 1 或 x ＞ 0}．2． 此题包含 A 、 B 、 C 、 D 四个小题，请任选二个作答A ． [选修 4－ 1：几何证明选讲 ]如图，圆 O 是△ ABC 的外接圆， 点 D 是劣弧 BC 的中点， 连接 AD并延伸，与以 C 为切点的切线交于点P ，求证：PC PA ＝ BDAC .证明 ：连接 CD ，由于 CP 为圆 O 的切线，所以∠ PCD ＝∠ PAC ，又∠ P 是公共角，所以△ PCD ∽△ PAC ，所以PC＝CD，PA AC由于点 D 是劣弧 BC 的中点，所以 CD ＝BD ，即PCPA＝BDAC.B． [选修 4－ 2：矩阵与变换 ]已知矩阵 A＝a3，若 A182d＝，求矩阵 A 的特点值．241＝a31a＋ 68，解：由于 A2d ＝＝4222＋ 2da＋ 6＝ 8，a＝ 2， 2 3所以＋＝，解得＝1.所以A＝2 1.2 2d4d所以矩阵 A 的特点多项式为λ－ 2－ 32 f(λ)＝＝(λ－ 2)(λ－ 1)－ 6＝λ－ 3λ－ 4，－ 2λ－ 1令 f( λ)＝ 0，解得矩阵 A 的特点值为λ＝－11，λ＝24. C． [选修 4－ 4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，已知直线 l：x＝ t＋ 1x＝ acos θ(θy＝7－ 2t(t 为参数 )与椭圆 C：y＝ 3sin θ为参数， a＞ 0)的一条准线的交点位于y 轴上，务实数 a 的值．解：由题意，直线l 的一般方程为2x＋ y＝9，22椭圆 C 的一般方程为y ＋ x29a＝ 1(0＜ a＜ 3)，椭圆 C 的准线方程为y＝±99－a2，9故9－a2＝9，解得a＝22(负值舍去 )．D． [选修 4－ 5：不等式选讲 ]求函数 y＝ 3sin x＋ 22＋2cos 2x的最大值．解： y＝ 3sin x＋ 22＋2cos 2x＝ 3sin x＋ 4cos2x，由柯西不等式得y2＝ (3sin x＋ 4 cos2x)2≤ (32＋ 42)(sin2x＋ cos2x)＝ 25，当且仅当4sin x＝3|cos x|，即3sinx＝5，4|cosx|＝5时等号成立，所以y max＝ 5.所以函数y＝ 3sin x＋ 2 2＋ 2cos 2x的最大值为 5. 3．此题包含 A 、 B、 C、 D 四个小题，请任选二个作答A． [选修 4－ 1：几何证明选讲]如图，△ ABC 的极点 A ， C 在圆 O 上， B 在圆外，线段AB 与圆 O 交于点 M .(1) 若 BC 是圆 O 的切线，且 AB ＝ 8， BC ＝ 4，求线段 AM 的长度；(2) 若线段 BC 与圆 O 交于另一点 N ，且 AB ＝ 2AC ，求证： BN ＝ 2MN .解： (1)设 AM ＝ t ，则 BM ＝ 8－ t(0<t<8) ，由切割线定理可得BC 2＝ BM ·BA.∴ 16＝ 8(8－ t)，解得 t ＝ 6，即线段 AM 的长度为 6.(2) 证明：由题意，∠ A ＝∠ MNB ，∠ B ＝∠ B ，∴△ BMN ∽△ BCA ，∴BN BA ＝MN CA ，∵ AB ＝ 2AC ，∴ BN ＝ 2MN .B ． [选修 4－ 2：矩阵与变换 ]已知变换 T 把平面上的点 (3，－ 4)， (5,0)分别变换成 (2，－ 1)， (－ 1,2)，试求变换 T 对应的矩阵 M .ab ，解：设 M ＝cdab 352 － 1 由题意得，－ 4＝－ 1，cd 0213a － 4b ＝ 2，a ＝－ 5，13， 5a ＝－ 1，b ＝－ 20∴＝－ ， 解得2－3c 4d 1c ＝5 ，5c ＝ 2，d ＝ 2011，－1 －135 20即M ＝.2 11 5 20C ． [选修 4－ 4：坐标系与参数方程 ]π在极坐标系中，求直线θ＝ 4(ρ∈ R) 被曲线 ρ＝ 4sin θ所截得的弦长．ππ解： 法一： 在 ρ＝ 4sin θ中，令 θ＝ 4，得 ρ＝ 4sin4 ＝ 2 2，即所求弦长为2 2.法二： 以极点O 为坐标原点，极轴为x 轴的正半轴成立平面直角坐标系．π直线θ＝4(ρ∈ R)的直角坐标方程为y＝ x，①曲线ρ＝ 4sin θ的直角坐标方程为x2＋ y2－ 4y＝ 0，②x＝ 0，x＝2，由①②得或y＝ 0y＝2，π(0,0)， (2,2)，故直线θ＝(ρ∈R) 被曲线ρ＝ 4sin θ所截弦长的端点坐标分别为4所以直线θ＝π22＋ 22＝ 2 2. 4(ρ∈ R) 被曲线ρ＝ 4sin θ所截得的弦长为D． [选修 4－5：不等式选讲 ]已知 a≠ b，求证： a4＋ 6a2b2＋ b4＞ 4ab(a2＋b2)．证明： a4＋ 6a2b2＋ b4－ 4ab(a2＋ b2)＝a4＋ 6a2b2＋ b4－ 4a3b－ 4b3a432234＝ a－ 4a b＋ 6a b－ 4b a＋b＝ (a－ b)4，∵a≠ b，∴ a4＋ 6a2b2＋ b4－ 4ab(a2＋b2)>0 ，∴ a4＋ 6a2b2＋ b4>4ab(a2＋ b2)．4．此题包含 A 、 B、 C、 D 四个小题，请任选二个作答A． [选修 4－ 1：几何证明选讲]如图， AB 是圆 O 的直径，弦 CA， BD 的延伸线订交于点 E ， EF 垂直BA 的延伸线于点 F ，连接 FD .求证：∠ DEA ＝∠ DFA .证明：连接 AD，∵ AB 是圆 O 的直径，∴∠ ADB＝ 90°，∴∠ ADE ＝ 90°，又 EF ⊥FB，∴∠ AFE ＝ 90°，∴A， F， E， D 四点共圆，∴∠ DEA ＝∠ DFA .B． [选修 4－ 2：矩阵与变换 ]1a1已知矩阵 M ＝3 b的一个特点值λ＝－ 1 及对应的特点向量e＝－1，求矩阵 M 的逆矩阵．1a11－a1－ 1－＝－1，1 a解：由题知，3b－ 1＝3－ b＝－ 1·－1＝1，即3－ b＝ 1，a ＝ 2， 1 2解得M ＝ 3 2.b ＝ 2，1 2∴ det(M )＝＝ 1× 2－ 2× 3＝－ 4，3 2－11－1＝22 .∴M3－144C ． [选修 4－ 4：坐标系与参数方程]x ＝ 1＋ t已知直线 l 的参数方程为2 (t 为参数 )，曲线 C 的极坐标方程为 ρ＝ 3cos θ，试y ＝ t判断直线 l 与曲线 C 的地点关系．解：由题意知，直线l 的一般方程为 2x －y － 2＝ 0，222x ＝ ρcos θ，得曲线 C 的直角坐标方程为－ 3 229，它表示圆．由 ρ＝ x ＋ y ，且2＋ y ＝y ＝ ρsin θ，x4由圆心3， 0 到直线l 的距离 ＝ 1＝ 5＜3，得直线l 与曲线C订交．2d5 5 2D ． [选修 4－ 5：不等式选讲 ]设 x ， y ， z 均为正实数，且 xyz ＝ 1，求证： 13 ＋ 13 ＋ 13 ≥ xy ＋ yz ＋ zx.x y y z z x证明 ：∵ x ， y ， z 均为正实数，且 xyz ＝ 1，∴111zxy3 ＋3 ＋3 ＝222x y y z z x x ＋ y ＋ z ，∴由柯西不等式可得z x y(xy ＋ yz ＋ zx)≥xyzxyzxyz 2＝x 2＋ y 2＋ z 2 x ＋y ＋zxyz ＋ xyz ＋ xyz 2＝ (xy ＋ yz ＋ zx)2.xy z111∴ x 3y ＋ y 3z ＋ z 3 x ≥xy ＋ yz ＋ zx.B 组1． 此题包含 A 、 B 、 C 、 D 四个小题，请任选二个作答A ． [选修 4－ 1：几何证明选讲 ]如图，已知△ ABC 内接于⊙ O ，连接 AO 并延伸交⊙ O 于点 D ，∠ ACB＝∠ ADC .求证： AD ·BC ＝ 2AC ·CD .证明： ∵∠ ACB ＝∠ ADC ， AD 是⊙ O 的直径，∴ AD 垂直均分 BC ，设垂足为 E ，∵∠ ACB ＝∠ EDC ，∠ ACD ＝∠ CED ，∴△ ACD ∽△ CED ，∴AD ＝ AC ，CD CE1∴ AD ·2BC ＝ AC ·CD ， ∴ AD ·BC ＝ 2AC ·CD.B ． [选修 4－ 2：矩阵与变换 ]－ 1 0在平面直角坐标系 xOy 中，设点 A(－ 1,2)在矩阵 M ＝对应的变换作用下获得0 1点 A ′，将点 B(3,4)绕点 A ′逆时针旋转 90°获得点 B ′，求点 B ′的坐标．解：设B ′ (x ， y)，依题意，由－ 1 0 － 110 1 ＝，得 A ′ (1,2)．2 2――→ ――→ 则 A ′ B ＝ (2,2)， A ′ B ′ ＝ (x － 1， y － 2)．记旋转矩阵 N ＝ 0 － 11 ，0 0－12 x － 1 － 2x － 1 ，则＝ ，即2＝10 2y －2y － 2x ＝－ 1，得y ＝ 4.所以点 B ′ 的坐标为 (－ 1,4)．C ． [选修 4－ 4：坐标系与参数方程]x ＝－ 8＋ t ，在平面直角坐标系xOy 中，已知直线 l 的参数方程为t (t 为参数 )，曲线 Cy ＝ 22的参数方程为x ＝ 2s ， (s 为参数 )．设 P 为曲线 C 上的动点，求点P 到直线 l 的距离的最y ＝ 2 2s小值．解： 直线 l 的一般方程为 x － 2y ＋ 8＝ 0.由于点 P 在曲线 C 上，设 P(2s 2,2 2s)， 进而点 P 到直线 l 的距离|2s 2－ 4 2s ＋ 8| 2 s － 2 2＋ 4d ＝＝ 5.12＋ －2 24 5当 s ＝ 2时， d min ＝ 5 .所以当点 P 的坐标为 (4,4)时，曲线 C 上点 P 到直线 l 的距离取到最小值4 55.D． [选修 4－ 5：不等式选讲]已知 a， b， c∈ R,4a2＋ b2＋ 2c2＝ 4，求 2a＋ b＋ c 的最大值．解：由柯西不等式，得[(2a)222c)222122.＋ b ＋ (] ·1＋ 1＋2≥ (2a＋ b＋ c)2222由于 4a ＋ b ＋ 2c ＝ 4，所以 (2a＋ b＋ c) ≤ 10.所以 2a＋ b＋ c 的最大值为 10，当且仅当 a＝10， b＝210， c＝10时等号成立．5552．此题包含 A 、 B、 C、 D 四个小题，请任选二个作答A． [选修 4－ 1：几何证明选讲 ]如图， AB 是圆 O 的直径，弦 BD ，CA 的延伸线订交于点E，过 E作BA 的延伸线的垂线，垂足为 F .2证明：如图，连接AD ，由于 AB 为圆 O 的直径，所以AD⊥ BD.又 EF ⊥ AB，则 A， D， E， F 四点共圆，所以 BD ·BE ＝ BA·BF .连接 BC，则∠ AFE ＝∠ ACB，∠ BAC＝∠ EAF ，得△ABC∽△ AEF ，所以AB＝AC，AE AF即 AB·AF ＝ AE·AC，所以 BE ·BD － AE·AC＝ BA·BF － AB·AF ＝ AB·(BF － AF ) ＝ AB2. B． [选修 4－ 2：矩阵与变换 ]M 有特点值λ＝ 8 及对应的一个特点向量e1＝1已知二阶矩阵，而且矩阵 M 对应的变1换将点 (－ 1,2)变换成 (－ 2,4)．(1) 求矩阵 M ；(2) 求矩阵 M 的另一个特点值．解： (1)设 M ＝ab，cd1a＋ b1，由题意， M＝＝ 81＋1c d－ 1－ a＋ 2b－ 2M＝＝，2－ c＋ 2d4a ＋b ＝ 8，a ＝ 6，c ＋d ＝ 8，b ＝ 2，6 2∴解得即 M ＝.－ a ＋ 2b ＝－ 2，＝ ， 44c 4－ c ＋ 2d ＝ 4，d ＝ 4，λ－ 6 － 2＝ (λ－ 6) ·(λ－ 4)－ 8＝ 0，(2) 令特点多项式 f(λ)＝ － 4λ－ 4解得 λ＝ 8， λ＝ 2.矩阵 M 的另一个特点值为2.12C ． [选修 4－ 4：坐标系与参数方程 ]在极坐标系中，直线l 的极坐标方程为 πx 轴的正θ＝(ρ∈ R) ，以极点为原点，极轴为3半轴成立平面直角坐标系，曲线C 的参数方程为x ＝ 2sin α，(α为参数 )．求直线 l 与曲y ＝ 1－ cos 2α线 C 的交点 P 的直角坐标．解：由题意得，直线 l 的直角坐标方程为 y ＝ 3x ，①曲线 C 的一般方程为y ＝ 1x 2(x ∈ [－ 2,2])，②2x ＝ 0， ＝ 2 ， 联立①②解方程组得或 x 3(舍去 )．y ＝ 0＝6y故 P 点的直角坐标为 (0,0)．D ． [选修 4－ 5：不等式选讲 ]b 2c 2 a 2已知 a ， b ， c 为正实数，求证： a ＋ b ＋ c ≥ a ＋b ＋ c.证明： 法一： (基本不等式 )2 2 2∵ a ＋ b ≥ 2b ， b ＋ c ≥ 2c ， c ＋ a≥ 2a ，abc22＋ c ＋a2∴ a ＋b＋ b ＋c ≥ 2a ＋ 2b ＋ 2c ，ab c2 22∴ b ＋ c ＋ a ≥ a ＋ b ＋c. a b c法二： (柯西不等式 )222bca222≥ (b ＋c ＋ a)2，∴ b＋ c＋ a≥ a ＋ b ＋ c.a b c3． 此题包含 A 、 B 、 C 、 D 四个小题，请任选二个作答A ． [选修 4－ 1：几何证明选讲 ]如图，已知 AB 为圆 O 的一条弦，点P 为弧 AB 的中点，过点 P 任作两条弦 PC ， PD 分别交 AB 于点 E ， F.求证： PE ·PC ＝ PF ·PD .证明： 连接 PA ， PB ， CD ， BC.由于点 P 为弧 AB 的中点，所以∠ PAB ＝∠ PBA.又由于∠ PAB ＝∠ PCB ，所以∠ PCB ＝∠ PBA.又∠ DCB ＝∠ DPB ，所以∠ PFE ＝∠ PBA ＋∠ DPB ＝∠ PCB ＋∠ DCB ＝∠ PCD ，所以 E ， F ，D ， C 四点共圆．所以 PE ·PC ＝ PF ·PD.B ． [选修 4－ 2：矩阵与变换 ]1 2T 把曲线 C 变换成曲线已知曲线 C ： x 2＋ 2xy ＋ 2y 2＝ 1，矩阵 A ＝所对应的变换1C 1，求曲线 C 1 的方程．1 2 解：设曲线 C 上的随意一点P(x ， y)，点 P 在矩阵 A ＝所对应的变换 T 作用下得1 0到点 Q(x ′， y ′ )．1 2 x x ′x ＋2y ＝ x ′ ，x ＝y ′ ，则 1 0 y ＝′，即x ＝ ′ ，所以y ＝ x ′ － y ′ ，yy2222x ′ － y ′x ′ － y ′ 2＝ 22代入 x ＋ 2xy ＋2y ＝ 1，得 y ′ ＋2y ′ ·2＋ 21，即 x ′ ＋ y ′ ＝ 2，2所以曲线 C 1 的方程为 x 2＋ y 2＝ 2.C ． [选修 4－ 4：坐标系与参数方程 ]在极坐标系中，已知点 A ， π，点 B 在直线 l ： ρcos θ＋ρsin θ＝ 0(0≤ θ<2π)上．当线2 2段 AB 最短时，求点B 的极坐标．解： 以极点为原点，极轴为 x 轴正半轴，成立平面直角坐标系，则点 A 2， π的直角坐标为 (0,2) ，直线 l 的直角坐标方程为 x ＋ y ＝ 0.2 AB 最短时，点 B 为直线 x － y ＋ 2＝ 0 与直线 l 的交点，x －y ＋ 2＝ 0， x ＝－ 1，所以点 B 的直角坐标为 (－ 1， 1).解得y ＝ 1.x ＋y ＝ 0，所以点 B 的极坐标为3π2，4 .D ． [选修 4－ 5：不等式选讲 ]求函数 f(x)＝ 5 x ＋8－2x 的最大值．解：易知函数 f( x)的定义域为 [0,4]，且 f(x)≥ 0.由柯西不等式得 [52＋ ( 2)2][( x)2＋ ( 4－ x)2]≥ (5 ·x ＋ 2· 4－ x)2，即 27× 4≥ (5 ·x ＋ 2· 4－ x)2， 所以 5 x ＋ 8－ 2x ≤ 6 3.当且仅当2× x ＝ 5 4－ x ，即 x ＝10027时取等号．所以函数 f(x)＝ 5 x ＋ 8－ 2x 的最大值为 6 3.4． 此题包含 A 、 B 、 C 、 D 四个小题，请任选二个作答A ． [选修 4－ 1：几何证明选讲 ]如图， AB 是圆 O 的直径， C ， D 是圆 O 上位于 AB 异侧的两点．证明：∠ OCB ＝∠ D.证明： 由于 B ， C 是圆 O 上的两点，所以 OB ＝OC .故∠ OCB ＝∠ B.又由于 C ， D 是圆 O 上位于 AB 异侧的两点，故∠ B ，∠ D 为同弧所对的两个圆周角，所以∠ B ＝∠ D.所以∠ OCB ＝∠ D.B ． [选修 4－ 2：矩阵与变换 ]2 －2 ，设曲线 C ：(x － y)2＋ y 2＝ 1 在矩阵 A 对应的变换下获得曲线 C ′，已知矩阵 A ＝10 求 C ′的方程．解： 设 P(x 0， y 0)为曲线 C 上随意一点，点P 在矩阵 A 对应的变换下获得点Q(x ， y)，x 2 － 2 x 0x ＝ 2x 0－ 2y 0，则＝，即，y0 1y 0＝y y 0解得 x 0＝ x＋ y ，2y 0＝ y ，又 (x 0－ y 0)2＋ y 20＝ 1，2∴ x ＋ y － y 2＋ y 2＝ 1，即 x＋ y 2＝ 1，242∴曲线 C ′ 的方程为x4 ＋ y 2＝ 1.C ． [选修 4－ 4：坐标系与参数方程 ]1x ＝ 3＋ 2t ，在平面直角坐标系xOy 中，直线 l 的参数方程为3(t 为参数 )，以原点 Oy ＝ 2t为极点， x 轴的正半轴为极轴成立极坐标系，⊙ C 的极坐标方程为 ρ＝ 2 3sin θ.设 P 为直线l 上一动点，当P 到圆心 C 的距离最小时，求点P 的直角坐标．解：由 ρ＝ 223sin θ，得 ρ＝ 2 3ρsin θ， 进而有 x 2＋ y 2＝ 2 3y ，所以 x 2＋ (y － 3)2＝ 3.设P 3＋ 1 t ， 33)，2 2t ，又 C(0，1232 2则 PC ＝ 3＋ 2t＋ 2 t － 3 ＝t ＋ 12，故当 t ＝ 0 时， PC 获得最小值，此时点 P 的直角坐标为 (3,0)．D ． [选修 4－ 5：不等式选讲 ]已知 a ， b ， c ， d 是正实数，且 abcd ＝ 1，求证： a 5 ＋b 5＋ c 5＋d 5≥ a ＋ b ＋ c ＋ d.证明： 由于 a ， b ， c ， d 是正实数，且 abcd ＝ 1,所以 a 5＋ b ＋ c ＋ d ≥ 4 4a 5bcd ＝ 4a.① 同理b 5＋c ＋d ＋ a ≥ 4b ，②c 5＋d ＋ a ＋ b ≥4c ，③d 5＋ a ＋ b ＋ c ≥4d ，④将①②③④式相加并整理，得 a 5＋ b 5＋ c 5＋ d 5≥ a ＋ b ＋ c ＋ d.当且仅当 “a ＝ b ＝ c ＝ d ＝ 1” 时等号成立．。

3个附加题综合仿真练(五)1．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，AB 是半圆的直径，C 是半圆上一点，D 是弧AC 的中点，DE ⊥AB 于E ，AC 与DE 交于点M ，求证：AM ＝DM .证明：连结AD ，因为AB 为直径，所以AD ⊥BD ， 又DE ⊥AB ，所以∠ABD ＝∠ADE .因为D 是弧AC 的中点， 所以∠DAC ＝∠ABD ， 所以∠ADE ＝∠DAC . 所以AM ＝DM .B ．[选修4－2：矩阵与变换]已知向量⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1是矩阵A 的属于特征值－1的一个特征向量．在平面直角坐标系xOy 中，点P (1,1)在矩阵A 对应的变换作用下变为P ′(3,3)，求矩阵A .解：设A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ，因为向量⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1是矩阵A 的属于特征值－1的一个特征向量， 所以⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b cd ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤a －b c －d ＝(－1)⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－1＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－11. 所以⎩⎪⎨⎪⎧a －b ＝－1，c －d ＝1.①因为点P (1,1)在矩阵A 对应的变换作用下变为P ′(3，3)， 所以⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b cd ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤a ＋b c ＋d ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤33.所以⎩⎪⎨⎪⎧a ＋b ＝3，c ＋d ＝3.② 由①②解得a ＝1，b ＝2，c ＝2，d ＝1，所以A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 22 1.C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，已知直线⎩⎨⎧x ＝－32＋22n ，y ＝22n (n 为参数)与曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝18t 2，y ＝t(t 为参数)相交于A ，B 两点，求线段AB 的长．解：法一：将曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝18t 2，y ＝t(t 为参数)化为普通方程为y 2＝8x .将直线⎩⎨⎧x ＝－32＋22n ，y ＝22n (n 为参数)代入y 2＝8x 得，n 2－82n ＋24＝0，解得n 1＝22，n 2＝6 2. 则|n 1－n 2|＝42， 所以线段AB 的长为4 2.法二：将曲线⎩⎪⎨⎪⎧x ＝18t 2，y ＝t (t 为参数)化为普通方程为y 2＝8x,将直线⎩⎨⎧x ＝－32＋22n ，y ＝22n(n 为参数)化为普通方程为x －y ＋32＝0，由⎩⎪⎨⎪⎧ y 2＝8x ，x －y ＋32＝0，得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝12，y ＝2或⎩⎪⎨⎪⎧x ＝92，y ＝6. 所以AB 的长为⎝⎛⎭⎫92－122＋(6－2)2＝4 2.D ．[选修4－5：不等式选讲]已知函数f (x )＝3x ＋6，g (x )＝14－x ，若存在实数x 使f (x )＋g (x )>a 成立，求实数a 的取值范围．解：存在实数x 使f (x )＋g (x )＞a 成立， 等价于f (x )＋g (x )的最大值大于a ， 因为f (x )＋g (x ) ＝3x ＋6＋14－x＝3×x ＋2＋1×14－x ， 由柯西不等式得，(3×x ＋2＋1×14－x )2≤(3＋1)(x ＋2＋14－x )＝64，所以f (x )＋g (x )＝3x ＋6＋14－x ≤8，当且仅当x ＝10时取“＝”，故实数a 的取值范围是(－∞，8)．2.如图，在四棱锥O -ABCD 中，底面ABCD 是边长为1的菱形，∠ABC ＝45°，OA ⊥底面ABCD ，OA ＝2，M 为OA 的中点．(1)求异面直线AB 与MD 所成角的大小；(2)求平面OAB 与平面OCD 所成锐二面角的余弦值． 解：作AP ⊥CD 于点P ，分别以AB ，AP ，AO 所在直线为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系，则A (0,0,0)，B (1,0,0)，P ⎝⎛⎭⎫0，22，0，D ⎝⎛⎭⎫－22，22，0， O (0,0,2)，M (0,0,1)．(1)设直线AB 与MD 所成角为θ，由AB ―→＝(1,0,0)，BD ―→＝⎝⎛⎭⎫－22，22，－1，则cos θ＝|cos 〈AB ―→，BD ―→〉|＝222＝12，故AB 与MD 所成角为60°.(2)OP ―→＝⎝⎛⎭⎫0，22，－2，OD ―→＝⎝⎛⎭⎫－22，22，－2，设平面OCD 的法向量n ＝(x ，y ，z )， 则⎩⎪⎨⎪⎧n ·OP ―→＝0，n ·OD ―→＝0，即⎩⎨⎧22y －2z ＝0，－22x ＋22y －2z ＝0，取z ＝2，则n ＝(0,4，2).易得平面OAB 的一个法向量为m ＝(0,1,0)，cos 〈n ，m 〉＝432×1＝223，故平面OAB 与平面OCD 所成锐二面角的余弦值为223.3．设a ＞b ＞0，n 是正整数，A n ＝1n ＋1(a n ＋a n －1b ＋a n －2b 2＋…＋a 2b n －2 ＋ab n －1＋b n ) ，B n ＝⎝⎛⎭⎫a ＋b 2n.(1)证明：A 2＞B 2；(2)比较A n 与B n (n ∈N *)的大小，并给出证明．解：(1)证明：A 2－B 2＝13(a 2＋ab ＋b 2)－⎝⎛⎭⎫a ＋b 22＝112(a －b )2>0.(2)A n ≥B n ，证明如下： 当n ＝1时，A 1＝B 1；当n ≥3时，A n ＝1n ＋1·a n ＋1－bn ＋1a －b，B n ＝⎝⎛⎭⎫a ＋b 2n ， 令a ＋b ＝x ，a －b ＝y ，且x >0，y >0，于是A n＝1n＋1·⎝⎛⎭⎫x＋y2n＋1－⎝⎛⎭⎫x－y2n＋1y＝12n＋1(n＋1)y[(x＋y)n＋1－(x－y)n＋1]，B n＝⎝⎛⎭⎫x2n，因为[(x＋y)n＋1－(x－y)n＋1]＝(2C1n＋1x n y＋2C3n＋1·x n－2y3＋…)≥2C1n＋1x n y，所以A n≥12n＋1(n＋1)y·2C1n＋1x n y＝x n2n＝⎝⎛⎭⎫x2n＝Bn.。

3个附加题综合仿真练(四)1．本题包括A 、B 、C 、D 四个小题，请任选二个作答 A ．[选修4－1：几何证明选讲]如图，AB 是圆O 的直径，C 为圆O 外一点，且AB ＝AC ，BC 交圆O 于点D ，过D 作圆O 的切线交AC 于点E .求证：DE ⊥AC . 解：如图，连结OD .因为AB ＝AC ，所以∠B ＝∠C . 由圆O 知OB ＝OD ， 所以∠B ＝∠BDO .从而∠BDO ＝∠C ，所以OD ∥AC . 又DE 为圆O 的切线，所以DE ⊥OD ， 所以DE ⊥AC .B ．[选修4－2：矩阵与变换] 已知矩阵A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 x y2，X ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1 1，且AX ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤12 ，其中x ，y ∈R.(1)求x ，y 的值；(2)若B ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 －10 2，求(AB )－1.解：(1)AX ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 x y 2 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤－1 1 ＝ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤x －22－y . 因为AX ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤12，所以⎩⎪⎨⎪⎧x －2＝1，2－y ＝2，解得x ＝3，y ＝0. (2)由(1)知A ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤230 2 ，又B ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 －102 ， 所以AB ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2302⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 －10 2＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 404 .设(AB )－1＝ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ，则⎣⎢⎡⎦⎥⎤2 40 4⎣⎢⎡⎦⎥⎤a b c d ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤100 1，即⎣⎢⎡⎦⎥⎤2a ＋4c 2b ＋4d 4c 4d ＝⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 001.所以⎩⎪⎨⎪⎧2a ＋4c ＝1，4c ＝0，2b ＋4d ＝0，4d ＝1，解得a ＝12，b ＝－12，c ＝0，d ＝14，即 (AB )－1＝ ⎣⎢⎡⎦⎥⎤12 －12 0 14 .C ．[选修4－4：坐标系与参数方程]在平面直角坐标系xOy 中，直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x ＝1－22t ，y ＝2＋22t (t 为参数)，以坐标原点O 为极点，x 轴正半轴为极轴的极坐标系中，曲线C 的极坐标方程为ρsin 2θ－4cos θ＝0，已知直线l 与曲线C 相交于A ，B 两点，求线段AB 的长．解：因为曲线C 的极坐标方程为ρsin 2θ－4cos θ＝0，所以ρ2sin 2θ＝4ρcos θ，即曲线C 的直角坐标方程为y 2＝4x .将直线l的参数方程⎩⎨⎧x ＝1－22t ，y ＝2＋22t 代入抛物线方程y 2＝4x ，得⎝⎛⎭⎫2＋22t 2＝4⎝⎛⎭⎫1－22t ， 即t 2＋82t ＝0，解得t 1＝0，t 2＝－8 2. 所以AB ＝|t 1－t 2|＝8 2. D ．[选修4－5：不等式选讲] 设函数f (x )＝|2x ＋1|－|x －2|. (1)求不等式f (x )>2的解集；(2)若∀x ∈R ，f (x )≥t 2－112t 恒成立，求实数t 的取值范围．解：(1)不等式f (x )>2可化为⎩⎪⎨⎪⎧x >2，2x ＋1－x ＋2>2或⎩⎪⎨⎪⎧－12≤x ≤2，2x ＋1＋x －2>2或⎩⎪⎨⎪⎧x <－12，－2x －1＋x －2>2，解得x <－5或x ＞1，所以所求不等式的解集为{x |x <－5或x >1}．(2)由f (x )＝|2x ＋1|－|x －2|＝⎩⎪⎨⎪⎧x ＋3，x >2，3x －1，－12≤x ≤2，－x －3，x <－12，可得f (x )≥－52，若∀x ∈R ，f (x )≥t 2－112t 恒成立，则t 2－112t ≤－52，即2t 2－11t ＋5≤0，解得12≤t ≤5.故实数t 的取值范围为⎣⎡⎦⎤12，5.2.如图，在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中，已知AB ⊥AC ，AB ＝2，AC ＝4，AA 1＝3.D 是线段BC 的中点．(1)求直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角的正弦值； (2)求二面角B 1-A 1D -C 1的余弦值．解：因为在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中，AB ⊥AC ，所以分别以AB ，AC ，AA 1所在的直线为x 轴，y 轴，z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，则A (0,0,0)，B (2,0,0)，C (0,4,0)，A 1(0,0,3)，B 1(2,0，3)，C 1(0,4,3)， 因为D 是BC 的中点，所以D (1，2,0)， (1)因为A 1C 1――→＝(0,4,0)，A 1D ―→＝(1,2，－3)， 设平面A 1C 1D 的法向量n 1＝(x 1，y 1，z 1)， 则⎩⎪⎨⎪⎧n 1·A 1C 1――→＝0，n 1·A 1D ―→＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧4y 1＝0，x 1＋2y 1－3z 1＝0，取⎩⎪⎨⎪⎧x 1＝3，y 1＝0，z 1＝1，所以平面A 1C 1D 的法向量n 1＝(3,0,1)，而DB 1―→＝(1，－2,3)，设直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角为θ，所以sin θ＝|cos 〈n 1，DB 1―→〉|＝|n 1·DB 1―→||n 1|·|DB 1―→|＝|3＋3|10×14＝33535， 所以直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角的正弦值为33535.(2) A 1B 1――→＝(2,0,0)，DB 1―→＝(1，－2,3)， 设平面B 1A 1D 的法向量n 2＝(x 2，y 2，z 2)，则⎩⎪⎨⎪⎧n 2·A 1B 1――→＝0，n 2·DB 1―→＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧2x 2＝0，x 2－2y 2＋3z 2＝0，取⎩⎪⎨⎪⎧x 2＝0，y 2＝3，z 2＝2，所以平面B 1A 1D 的法向量n 2＝(0,3,2)，所以cos 〈n 1，n 2〉＝n 1·n 2|n 1|·|n 2|＝210×13＝13065，故结合图象知二面角B 1-A 1D -C 1的余弦值13065. 3．已知集合X ＝{1,2,3}，Y n ＝{1,2,3，…，n }(n ∈N *)，设S n ＝{(a ，b )|a 整除b 或b 整除a ，a ∈X ，b ∈Y n }，令f (n )表示集合S n 所含元素的个数．(1)写出f (6)的值；(2)当n ≥6时，写出f (n )的表达式，并用数学归纳法证明． 解：(1)Y 6＝{1,2,3,4,5,6}，S 6中的元素(a ，b )满足：若a ＝1，则b ＝1,2,3,4,5,6；若a ＝2，则b ＝1,2,4,6；若a ＝3，则b ＝1,3,6. 所以f (6)＝13. (2)当n ≥6时，f (n )＝⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n 2＋n 3，n ＝6t ，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n －12＋n －13，n ＝6t ＋1，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n 2＋n －23，n ＝6t ＋2，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n －12＋n 3，n ＝6t ＋3，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n 2＋n －13，n ＝6t ＋4，n ＋2＋⎝⎛⎭⎫n －12＋n －23，n ＝6t ＋5(t ∈N *)．下面用数学归纳法证明：①当n ＝6时，f (6)＝6＋2＋62＋63＝13，结论成立．②假设n ＝k (k ≥6)时结论成立，那么n ＝k ＋1时，S k ＋1在S k 的基础上新增加的元素在(1，k ＋1)，(2，k ＋1)，(3，k ＋1)中产生，分以下情形讨论：a ．若k ＋1＝6t ，则k ＝6(t －1)＋5，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋3＝k ＋2＋k －12＋k －23＋3＝(k ＋1)＋2＋k ＋12＋k ＋13，结论成立； b ．若k ＋1＝6t ＋1，则k ＝6t ，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋1＝k ＋2＋k 2＋k3＋1＝(k ＋1)＋2＋(k ＋1)－12＋(k ＋1)－13，结论成立； c ．若k ＋1＝6t ＋2，则k ＝6t ＋1，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋2＝k ＋2＋k －12＋k －13＋2＝(k ＋1)＋2＋k ＋12＋(k ＋1)－23，结论成立； d ．若k ＋1＝6t ＋3，则k ＝6t ＋2，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋2＝k ＋2＋k 2＋k －23＋2＝(k ＋1)＋2＋(k ＋1)－12＋k ＋13，结论成立； e ．若k ＋1＝6t ＋4，则k ＝6t ＋3，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋2＝k ＋2＋k －12＋k3＋2＝(k ＋1)＋2＋k ＋12＋(k ＋1)－13，结论成立； f ．若k ＋1＝6t ＋5，则k ＝6t ＋4，此时有 f (k ＋1)＝f (k )＋1＝k ＋2＋k 2＋k －13＋1＝(k ＋1)＋2＋(k ＋1)－12＋(k ＋1)－23，结论成立． 综上所述，结论对满足n ≥6的自然数n 均成立．。

6个解答题专项强化练(一) 三角函数与解三角形1、已知向量m ＝(cos α,－1),n ＝(2,sin α),其中α∈⎝⎛⎭⎫0，π2,且m ⊥n 、 (1)求cos 2α的值；(2)若sin(α－β)＝1010,且β∈⎝⎛⎭⎫0，π2,求角β的值、 解：法一：(1)由m ⊥n 得,2cos α－sin α＝0,即sin α＝2cos α,代入sin 2α＋cos 2α＝1,得cos 2α＝15, 又α∈⎝⎛⎭⎫0，π2, 所以cos α＝55,sin α＝255, 所以cos 2α＝cos 2α－sin 2α＝⎝⎛⎭⎫552－⎝⎛⎭⎫2552＝－35、 (2)由α∈⎝⎛⎭⎫0，π2,β∈⎝⎛⎭⎫0，π2,得α－β∈⎝⎛⎭⎫－π2，π2、 因为sin(α－β)＝1010,所以cos(α－β)＝31010、 所以sin β＝sin[α－(α－β)]＝sin αcos(α－β)－cos αsin(α－β)＝255×31010－55×1010＝22、 因为β∈⎝⎛⎭⎫0，π2,所以β＝π4、 法二：(1)由m ⊥n 得,2cos α－sin α＝0,tan α＝2,故cos 2α＝cos 2α－sin 2α＝cos 2α－sin 2αcos 2α＋sin 2α＝1－tan 2α1＋tan 2α＝1－41＋4＝－35、 (2)由(1)知,2cos α－sin α＝0,且sin 2α＋cos 2α＝1,α∈⎝⎛⎭⎫0，π2, 所以sin α＝255,cos α＝55, 由α∈⎝⎛⎭⎫0，π2,β∈⎝⎛⎭⎫0，π2,得α－β∈⎝⎛⎭⎫－π2，π2、因为sin(α－β)＝1010,所以cos(α－β)＝31010、 所以cos β＝cos[α－(α－β)]＝cos αcos(α－β)＋sin αsin(α－β)＝55×31010＋255×1010＝22、 因为β∈⎝⎛⎭⎫0，π2,所以β＝π4、 2、在△ABC 中,∠A ＝60°,c ＝37a 、 (1)求sin C 的值；(2)若a ＝7,求△ABC 的面积、解：(1)在△ABC 中,因为∠A ＝60°,c ＝37a , 所以由正弦定理得sin C ＝c sin A a ＝37×32＝3314、 (2)因为a ＝7,所以c ＝37×7＝3、 由余弦定理a 2＝b 2＋c 2－2bc cos A ,得72＝b 2＋32－2b ×3×12, 解得b ＝8或b ＝－5(舍去)、所以△ABC 的面积S ＝12bc sin A ＝12×8×3×32＝63、 3、已知函数f (x )＝sin 2x －cos 2x －23sin x cos x (x ∈R)、(1)求f ⎝⎛⎭⎫2π3的值；(2)求f (x )的最小正周期及单调递增区间、解：(1)由题意,f (x )＝－cos 2x －3sin 2x＝－2⎝⎛⎭⎫32sin 2x ＋12cos 2x ＝－2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6, 故f ⎝⎛⎭⎫2π3＝－2sin ⎝⎛⎭⎫4π3＋π6＝－2sin 3π2＝2、 (2)由(1)知f (x )＝－2sin ⎝⎛⎭⎫2x ＋π6、 则f (x )的最小正周期是π、由正弦函数的性质：令π2＋2k π≤2x ＋π6≤3π2＋2k π,k ∈Z, 解得π6＋k π≤x ≤2π3＋k π,k ∈Z, 所以f (x )的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤π6＋k π，2π3＋k π(k ∈Z)、 4、如图,在△ABC 中,D 为边BC 上一点,AD ＝6,BD ＝3,DC ＝2、(1)若AD ⊥BC ,求∠BAC 的大小；(2)若∠ABC ＝π4,求△ADC 的面积、 解：(1)设∠BAD ＝α,∠DAC ＝β、因为AD ⊥BC ,AD ＝6,BD ＝3,DC ＝2,所以tan α＝12,tan β＝13, 所以tan ∠BAC ＝tan(α＋β)＝tan α＋tan β1－tan αtan β ＝12＋131－12×13＝1、 又∠BAC ∈(0,π),所以∠BAC ＝π4、 (2)设∠BAD ＝α、在△ABD 中,∠ABC ＝π4,AD ＝6,BD ＝3、 由正弦定理得AD sin π4＝BD sin α,解得sin α＝24、 因为AD ＞BD ,所以α为锐角,从而cos α＝1－sin 2α＝144、因此sin ∠ADC ＝sin ⎝⎛⎭⎫α＋π4＝sin αcos π4＋cos αsin π4＝22×⎝⎛⎭⎫24＋144＝1＋74、 所以△ADC 的面积S ＝12×AD ×DC ×sin ∠ADC ＝12×6×2×1＋74＝3(1＋7)2、 5、设函数f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6＋sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π2,其中0<ω<3、已知f ⎝⎛⎭⎫π6＝0、 (1)求ω；(2)将函数y ＝f (x )的图象上各点的横坐标伸长为原来的2倍(纵坐标不变),再将得到的图象向左平移π4个单位,得到函数y ＝g (x )的图象,求g (x )在⎣⎡⎦⎤－π4，3π4上的最小值、 解：(1)因为f (x )＝sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π6＋sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π2, 所以f (x )＝32sin ωx －12cos ωx －cos ωx ＝32sin ωx －32cos ωx ＝3⎝⎛⎭⎫12sin ωx －32cos ωx ＝3sin ⎝⎛⎭⎫ωx －π3、 因为f ⎝⎛⎭⎫π6＝0,所以ωπ6－π3＝k π,k ∈Z 、 故ω＝6k ＋2,k ∈Z 、又0<ω<3,所以ω＝2、(2)由(1)得f (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫2x －π3, 所以g (x )＝3sin ⎝⎛⎭⎫x ＋π4－π3＝3sin ⎝⎛⎭⎫x －π12、 因为x ∈⎣⎡⎦⎤－π4，3π4, 所以x －π12∈⎣⎡⎦⎤－π3，2π3, 当x －π12＝－π3,即x ＝－π4时,g (x )取得最小值－32、 6、在△ABC 中,a ,b ,c 分别为角A ,B ,C 的对边、若向量m ＝(a ,cos A ),向量n ＝(cos C ,c ),且m ·n ＝3b cos B 、(1)求cos B 的值；(2)若a ,b ,c 成等比数列,求1tan A ＋1tan C的值、 解：(1)因为m ·n ＝3b cos B ,所以a cos C ＋c cos A ＝3b cos B 、由正弦定理,得sin A cos C ＋sin C cos A ＝3sin B cos B , 所以sin(A ＋C )＝3sin B cos B ,所以sin B ＝3sin B cos B 、因为B 是△ABC 的内角,所以sin B ≠0,所以cos B ＝13、(2)因为a ,b ,c 成等比数列,所以b 2＝ac 、由正弦定理,得sin 2B ＝sin A sin C 、因为cos B ＝13,B 是△ABC 的内角,所以sin B ＝223、所以1tan A ＋1tan C ＝cos A sin A ＋cos Csin C＝cos A sin C ＋sin A cos C sin A sin C ＝sin (A ＋C )sin A sin C＝sin B sin A sin C ＝sinB sin 2B ＝1sin B ＝324、。