高考理科数学复习学案 填空题“瓶颈”突破练

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填空题“瓶颈”突破练1.(2019·北京卷)若x ,y满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≤2,y ≥-1,4x -3y +1≥0,则y -x 的最小值为________,最大值为________.解析:x ,y 满足的平面区域如图阴影部分所示.设z =y -x , 则y =x +z .把z 看作常数,则目标函数是可平行移动的直线,z 的几何意义是直线y =x +z 的纵截距,通过图象可知,当直线y =x +z 经过点A (2,3)时,z 取得最大值,此时z max =3-2=1.当经过点B (2,-1)时,z 取得最小值, 此时z min =-1-2=-3. 答案:-3 12.若函数f (x )是R 上的奇函数,且f ⎝⎛⎭⎪⎫x +52+f (x )=0,又f (1)=1,f (2)=2,则f (3)+f (4)+f (5)=________.解析:因为f (x )是R 上的奇函数,所以f (0)=0.又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫x +52+f (x )=0, 所以f (x +5)+f ⎝⎛⎭⎪⎫x +52=0,则f (x +5)=f (x ),因此f(x)是周期为5的周期函数.由f(1)=1,f(2)=2,知f(-1)=-1,f(-2)=-2.故f(3)+f(4)+f(5)=f(-2)+f(-1)+f(0)=-3.答案:-33.在Rt△ACB中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且∠ACB =90°,a=4,b=3,D为边AB的中点,则sin ∠ADC的值为________.解析:因为∠ACB=90°,a=4,b=3,所以c=5,且sin A=45.又因为D为边AB的中点,所以CD=52.在△ADC中,由正弦定理得CDsin A=ACsin ∠ADC,所以sin ∠ADC=ACCD· sin A=352×45=2425.答案:24254.(2019·天津高考)在四边形ABCD中,AD∥BC,AB=23,AD=5,∠A=30°,点E在线段CB的延长线上,且AE=BE,则BD→·AE→=________.解析:如图所示,点E在线段CB的延长线上,所以EB∥AD.因为∠DAB=30°,所以∠ABE=30°.因为AE=BE,所以∠EAB=30°.又因为AB=23,所以BE=2.因为AD=5,所以EB→=25AD→.所以AE →=AB →+BE →=AB →-25AD →.又因为BD →=AD →-AB →,所以BD →·AE →=(AD →-AB →)⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AB →-25AD →=AD →·AB →-25AD →2-AB →2+25AD →·AB→=75|AD →|·|AB →|·cos 30°-25×52-(23)2=75×5×23×32-10-12=21-22=-1.答案:-15.过直线l :x +y +1=0上一点P 作圆C :x 2+y 2-4x -2y +4=0的两条切线,切点分别为A ,B ,若四边形PACB 的面积为3,则点P 的横坐标为________.解析:圆C 的方程式为(x -2)2+(y -1)2=1. 所以圆心C (2,1),圆的半径r =1. 又四边形PACB 的面积为3, 所以|PA |·1=3,则|PA |=3.设点P (a ,-a -1),在Rt △PAC 中,由勾股定理得 |PC |2=|PA |2+r 2=10,即(a -2)2+(-a -2)2=10,则a =±1. 答案:±16.已知四棱锥P-ABCD 的底面边长都是2,PA =PC =23,PB =PD ,且∠DAB =60°,点M 是PC 的中点,则异面直线MB 与AP 所成的角为________.解析:如图,连接AC 与BD 相交于点N ,则MN ∥PA ,则MB ,AP 所成的角为∠NMB 或∠NMB 的补角.由题意知NB =1,MN =3, BN ⊥MN , 则tan ∠NMB =NBMN =33,则∠NMB =30°. 答案:30°7.直线l 是抛物线x 2=2y 在点(-2,2)处的切线,点P 是圆x 2-4x +y 2=0上的动点,则点P 到直线l 的距离的最小值等于________.解析:由x 2=2y ,得y ′=⎝ ⎛⎭⎪⎫x 22′=x . 所以直线l 的斜率k =y ′|x =-2=-2. 因此直线l 的方程为y -2=-2(x +2), 即2x +y +2=0.所以圆心(2,0)到l 的距离d =|2×2+2|22+12=655, 故点P 到l 的距离的最小值为655-2.答案:655-28.已知数列{a n }为正项的递增等比数列,a 1+a 5=82,a 2·a 4=81,记数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2a n 的前n 项和为T n ,则使不等式2019⎪⎪⎪⎪⎪⎪13T n -1>1成立的正整数n 的最大值为________.解析:因为数列{a n }是正项的递增等比数列, 又a 1+a 5=82,a 2·a 4=a 1·a 5=81. 因此得a 1=1,a 5=81.所以公比q =3,a n =3n -1,则2a n =23n -1.所以T n =2+23+232+…+23n -1=3⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13n , 所以2019⎪⎪⎪⎪⎪⎪13T n -1>1化为20193n >1.所以3n <2019,所以n 的最大值为6. 答案:69.已知动点P 在椭圆x 249+y 240=1上,若点A 的坐标为(3,0),点M 满足|AM →|=1,且PM →·AM →=0,则|PM →|的最小值是________.解析:由PM →·AM →=0,知PM ⊥AM .又A (3,0),且|AM →|=1,所以点M 的轨迹方程为(x -3)2+y 2=1,则PM 是该圆的切线,故|PM →|=|PA |2-|AM |2=|PA |2-1.当|PA |最短时,则|PM →|最小.由椭圆的几何性质,易知|PA |min =a -c =4. 故|PM →|的最小值是42-1=15. 答案:1510.在平面直角坐标系xOy 中,已知任意角θ以x 轴正半轴为始边,终边经过点P (x 0,y 0),设|OP |=r (r >0),定义f (θ)=y 0-x 0r,给出四个下列结论: ①方程f (θ)=2无解;②该函数图象的一个对称中心是⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4,0; ③该函数的图象关于y 轴对称;④该函数在区间是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上为增函数.其中不正确...的结论的序号是________. 解析:依题意,f (θ)=y 0-x 0r =sin θ-cos θ=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ-π4. 因为f (θ)≤2,所以f (θ)=2无解,①正确.显然f ⎝ ⎛⎭⎪⎫3π4=2≠0,且f (θ)不是偶函数,则②,③不正确.当θ∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4时,-π2≤θ-π4≤0,所以f (θ)在⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π4,π4上是增函数,④正确.综上知,不正确的结论是②③.答案:②③11.已知函数f (x )的定义域为R ,且f ′(x )>1-f (x ), f (0)=2,则不等式f (x )>1+e -x 的解集为________. 解析:令g (x )=e x [f (x )-1],x ∈R , 又f ′(x )>1-f (x ),则g ′(x )=e x [f (x )+f ′(x )-1]>0, 所以函数g (x )在R 上单调递增.又g (0)=e 0f (0)-e 0=1,所以不等式f (x )>1+e -x ⇔e x f (x )-e x >1⇔g (x )>g (0)⇔x >0,故不等式f (x )>1+e -x 解集为(0,+∞). 答案:(0,+∞)12.已知点P ,A ,B ,C ,D 是球O 表面上的点,PA ⊥平面ABCD ,四边形ABCD 是边长为23的正方形.若PA =26,则△OAB 的面积为________.解析:如图,由题意可知△PAC ,△PBC ,△PDC 均为直角三角形,取PC 的中点O ,则O 到P ,A ,B ,C ,D 的距离相等,所以点O 为过P ,A ,B ,C ,D 的球的球心.由已知可得OA =OB =23, 所以△AOB 是正三角形, 所以S =12×23×23×32=3 3.答案:3 313.已知抛物线C :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,以抛物线C 上的点M (x 0,22)⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0>p 2为圆心的圆与线段MF 相交于点A ,且被直线x =p2截得的弦长为3|MA |.若|MA ||AF |=2,则|AF |=________. 解析:由题意,|MF |=x 0+p2.因为点M 到直线x =p 2的距离为x 0-p 2,且直线x =p2被圆M 所截得的弦长为3|MA |,所以|MA |=2⎝⎛⎭⎪⎫x 0-p 2,又|MA ||AF |=2,所以|MF |=32|MA |,得x 0=p . 因此2p 2=8,解得p =2.所以|AF |=1. 答案:114.如图,在直角梯形ABDE 中,已知∠ABD =∠EDB =90°,C 是BD 上一点,AB =3-3,∠ACB =15°,∠ECD =60°,∠EAC =45°,则线段DE 的长度为________.解析:在Rt△ABC中,因为AB=AC·sin ∠ACB,所以3-3=AC·sin 15°.又sin 15°=6-24,所以可得AC=2 6.又易知∠AEC=30°,在△ACE中,由正弦定理ECsin 45°=26sin 30°,得EC=4 3.于是在Rt△CDE中,由∠ECD=60°,可得DE=EC·sin 60°=43×3 2=6.答案:615.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为32的正方形,AA1=3,E是线段A1B1上一点,若二面角A-BD-E的正切值为3,则三棱锥A-A1D1E外接球的表面积为________.解析:过点E作EF∥AA1交AB于点F,过点F作FG⊥BD于点G,连接EG,则∠EGF为二面角A-BD-E的平面角.因为tan ∠EGF=3,所以EFFG=3.因为EF=AA1=3,所以FG=1,则BF=2=B1E,所以A 1E =22,则三棱锥A-A 1D 1E 外接球的直径为8+9+18=35, 因此三棱锥A-A 1D 1E 外接球的表面积S =35π. 答案:35π16.设f n (x )=1+x +x 2+x 3+…+x n (x >0),其中n ∈N ,n ≥2,则G n (x )=f n (x )-2在区间⎝⎛⎭⎪⎫12n ,1内的零点个数是________.解析:f ′n (x )=1+2x +3x 2+…+nx n -1.当x >0时,f ′n (x )>0,f n (x )在(0,+∞)上是增函数.因此G n ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f n ⎝ ⎛⎭⎪⎫12-2=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +11-12-2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n<0,G n (1)=f n (1)-2=n-1>0(n ≥2),则G n ⎝ ⎛⎭⎪⎫12·G n (1)<0,故G n (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ,1内有唯一零点. 答案:1。