《(通用版)2019版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第三部分 考前臨門一腳講義 理(重點(diǎn)生含解析).doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(通用版)2019版高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第三部分 考前臨門一腳講義 理(重點(diǎn)生含解析).doc(81頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
第三部分 考前臨門一腳
(一)巧用性質(zhì) 妙解函數(shù)
[速解技法——學(xué)一招]
函數(shù)性質(zhì)主要指函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性、周期性、對(duì)稱性,要深刻理解并加以巧妙地運(yùn)用.
以對(duì)稱性為例,若函數(shù)f (x)滿足f (a+x)=f (b-x),則函數(shù)圖象關(guān)于直線x=對(duì)稱;若函數(shù)f (x)滿足f (a+x)+f (b-x)=c,則函數(shù)圖象關(guān)于點(diǎn)對(duì)稱.
定義在R上的奇函數(shù)f (x)滿足f (x-2)=-f (x),且在[0,1]上是增函數(shù),則有( )
A.f
2時(shí),f (x)單調(diào)遞增.因?yàn)閤1+x2<4且(x1-2)(x2-2)<0,設(shè)x1<20且a≠1,函數(shù)f (x)=+4loga,其中-≤x≤,則函數(shù)f (x)的最大值與最小值之和為________.
解析:依題意知,f (x)=4++4loga,令g(x)=+4loga,其定義域?yàn)?,可知g(-x)=+4loga=-g(x),∴函數(shù)g(x)的圖象關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱,從而可知函數(shù)f (x)的圖象關(guān)于點(diǎn)(0,4)對(duì)稱,故函數(shù)f (x)的最大值與最小值之和為8.
答案:8
[常用結(jié)論——記一番]
1.函數(shù)的單調(diào)性
在公共定義域內(nèi):
(1)若函數(shù)f (x)是增函數(shù),函數(shù)g(x)是增函數(shù),則f (x)+g(x)是增函數(shù);
(2)若函數(shù)f (x)是減函數(shù),函數(shù)g(x)是減函數(shù),則f (x)+g(x)是減函數(shù);
(3)若函數(shù)f (x)是增函數(shù),函數(shù)g(x)是減函數(shù),則f (x)-g(x)是增函數(shù);
(4)若函數(shù)f (x)是減函數(shù),函數(shù)g(x)是增函數(shù),則f (x)-g(x)是減函數(shù).
[提示] 在利用函數(shù)單調(diào)性解不等式時(shí),易忽略函數(shù)定義域這一限制條件.
2.函數(shù)的奇偶性
(1)判斷函數(shù)的奇偶性有時(shí)可以用定義的等價(jià)形式:f (x)f (-x)=0,=1;
(2)設(shè)f (x),g(x)的定義域分別是D1,D2,那么在它們的公共定義域上:奇+奇=奇,奇奇=偶,偶+偶=偶,偶偶=偶,奇偶=奇.
3.有關(guān)函數(shù)f (x)周期性的常用結(jié)論
(1)若f (x+a)=f (x-a),則函數(shù)f (x)的周期為2|a|;
(2)若f (x+a)=-f (x),則函數(shù)f (x)的周期為2|a|;
(3)若f (x+a)=,則函數(shù)f (x)的周期為2|a|;
(4)若f (x+a)=-,則函數(shù)f (x)的周期為2|a|.
(二)最值函數(shù) 大顯身手
[速解技法——學(xué)一招]
對(duì)于任意x∈R,函數(shù)f (x)表示y=-x+3,y=x+,y=x2-4x+3中的最大者,則f (x)的最小值是( )
A.2 B.3
C.8 D.-1
[解析] 如圖,分別畫出函數(shù)y=-x+3,y=x+,y=x2-4x+3的圖象,
得到三個(gè)交點(diǎn)A(0,3),B(1,2),C(5,8).
由圖象可得函數(shù)f (x)的表達(dá)式為
f (x)=
所以f (x)的圖象是圖中的實(shí)線部分,圖象的最低點(diǎn)是B(1,2),所以函數(shù)f (x)的最小值是2.
[答案] A
已知函數(shù)f (x)=x2-x+m-,g(x)=-log2x,min{m,n}表示m,n中的最小值,設(shè)函數(shù)h(x)=min{f (x),g(x)}(x>0),則當(dāng)函數(shù)h(x)有三個(gè)零點(diǎn)時(shí),實(shí)數(shù)m的取值范圍為( )
A. B.
C. D.
[解析] 在同一直角坐標(biāo)系中,作出函數(shù)y=f (x)和y=g(x)的圖象如圖所示.
當(dāng)兩函數(shù)圖象交于點(diǎn)A(1,0)時(shí),即有1-1+m-=0,解得m=,所以當(dāng)函數(shù)h(x)有三個(gè)零點(diǎn)時(shí),
即為點(diǎn)A和y=f (x)與x軸的兩個(gè)交點(diǎn),
若滿足條件,則需
解得0?f (x)為增函數(shù);
②f ′(x)<0?f (x)為減函數(shù);
③f ′(x)=0?f (x)為常數(shù)函數(shù).
2.求函數(shù)f (x)極值的方法
求函數(shù)的極值應(yīng)先確定函數(shù)的定義域,解方程f ′(x)=0,再判斷f ′(x)=0的根是否是極值點(diǎn),可通過(guò)列表的形式進(jìn)行分析,若遇極值點(diǎn)含參數(shù)不能比較大小時(shí),則需分類討論.
若函數(shù)f (x)=2sin x(x∈[0,π))的圖象在切點(diǎn)P處的切線平行于函數(shù)g(x)=2的圖象在切點(diǎn)Q處的切線,則直線PQ的斜率為( )
A. B.2
C. D.
[解析] 由題意得f ′(x)=2cos x,g′(x)=x+x-.設(shè)P(x1,f (x1)),Q(x2,g(x2)),
又f ′(x1)=g′(x2),即2cos x1=x2+x-2,
故4cos2x1=x2+x+2,
所以-4+4cos2x1=x2+x-2,
即-4sin2x1=(x2-x-2)2,
所以sin x1=0,x1=0,x2=x-2,x2=1,
故P(0,0),Q,故kPQ=.
[答案] A
求曲線的切線方程時(shí),要注意是在點(diǎn)P處的切線還是過(guò)點(diǎn)P的切線,前者點(diǎn)P為切點(diǎn),后者點(diǎn)P不一定為切點(diǎn).
[技法領(lǐng)悟]
已知函數(shù)f (x)(x∈R)滿足f (1)=1,且f (x)的導(dǎo)數(shù)f ′(x)<,則不等式f (x2)<+的解集為______________________.
[解析] 設(shè)F(x)=f (x)-x,∴F′(x)=f ′(x)-,∵f ′(x)<,∴F′(x)=f ′(x)-<0,即函數(shù)F(x)在R上單調(diào)遞減.∵f (x2)<+,∴f (x2)-1,即x∈(-∞,-1)∪(1,+∞).
[答案] (-∞,-1)∪(1,+∞)
已知函數(shù)f (x)=(ax+b)ln x-bx+3在(1,f (1))處的切線方程為y=2.
(1)求a,b的值;
(2)求函數(shù)f (x)的極值;
(3)若g(x)=f (x)+kx在(1,3)上是單調(diào)函數(shù),求k的取值范圍.
[解] (1)因?yàn)閒 (1)=-b+3=2,所以b=1.
又f ′(x)=+aln x+a-b=+aln x+a-1,
而函數(shù)f (x)在(1,f (1))處的切線方程為y=2,
所以f ′(1)=1+a-1=0,所以a=0.
(2)由(1)得f (x)=ln x-x+3,f ′(x)=-1(x>0).
令f ′(x)=0,得x=1.
當(dāng)00;當(dāng)x>1時(shí),f ′(x)<0,
所以f (x)在(0,1)上單調(diào)遞增,在(1,+∞)上單調(diào)遞減,
故f (x)的極大值為f (1)=2,無(wú)極小值.
(3)由g(x)=f (x)+kx,
得g(x)=ln x+(k-1)x+3(x>0),g′(x)=+k-1,
又g(x)在x∈(1,3)上是單調(diào)函數(shù),
若g(x)為增函數(shù),有g(shù)′(x)≥0,
即g′(x)=+k-1≥0,即k≥1-在x∈(1,3)上恒成立.
又1-∈,所以k≥.
若g(x)為減函數(shù),有g(shù)′(x)≤0,
即g′(x)=+k-1≤0,即k≤1-在x∈(1,3)上恒成立,
又1-∈,所以k≤0.
綜上,k的取值范圍為(-∞,0]∪.
[技法領(lǐng)悟]
破解此類問(wèn)題需注意兩點(diǎn):
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮函數(shù)的定義域;
(2)求得函數(shù)在多個(gè)區(qū)間單調(diào)性相同時(shí),區(qū)間之間用“,”分割,或用“和”相連,不能用“∪”相連.
[經(jīng)典好題——練一手]
1.已知直線2x-y+1=0與曲線y=aex+x相切(其中e為自然對(duì)數(shù)的底數(shù)),則實(shí)數(shù)a的值是( )
A. B.1
C.2 D.e
解析:選B 由題意知y′=aex+1=2,則a>0,x=-ln a,代入曲線方程得y=1-ln a,所以切線方程為y-(1-ln a)=2(x+ln a),即y=2x+ln a+1=2x+1?a=1.
2.若函數(shù)f (x)=ax-x2-ln x存在極值,且這些極值的和不小于4+ln 2,則a的取值范圍為( )
A.[2,+∞) B.[2,+∞)
C.[2,+∞) D.[4,+∞)
解析:選C f ′(x)=a-2x-=-(x>0),因?yàn)閒 (x)存在極值,所以f ′(x)=0在(0,+∞)上有根,即2x2-ax+1=0在(0,+∞)上有根,所以Δ=a2-8≥0,顯然當(dāng)Δ=0時(shí),f (x)無(wú)極值,不合題意,所以Δ=a2-8>0,即a>2或a<-2.記方程2x2-ax+1=0的兩根為x1,x2,由根與系數(shù)的關(guān)系得x1x2=,x1+x2=,易知a>0,則f (x1),f (x2)為f (x)的極值,所以f (x1)+f (x2)=(ax1-x-ln x1)+(ax2-x-ln x2)=a(x1+x2)-(x+x)-(ln x1+ln x2)=-+ln 2≥4+ln 2,所以a≥2.綜上,a的取值范圍為[2,+∞).
3.π是圓周率,e是自然對(duì)數(shù)的底數(shù),在3e,e3,eπ,π3,3π,πe六個(gè)數(shù)中,最小的數(shù)與最大的數(shù)分別是( )
A.3e,3π B.3e,eπ
C.e3,π3 D.πe,3π
解析:選A ∵e<3<π,∴eln 30,即0e時(shí),函數(shù)f (x)單調(diào)遞減.故函數(shù)f (x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(0,e),單調(diào)遞減區(qū)間為(e,+∞).由e<3<π及函數(shù)f (x)=的單調(diào)性,得f (π)π3,∴在3e,e3,eπ,π3,3π,πe六個(gè)數(shù)中的最大的數(shù)是3π,同理得最小的數(shù)為3e.
4.已知函數(shù)f (x)=1-ln x+a2x2-ax(a∈R).
(1)討論函數(shù)f (x)的單調(diào)性;
(2)若a=0且x∈(0,1),求證:+x2-<1.
解:(1)函數(shù)f (x)的定義域?yàn)?0,+∞),
f ′(x)=-+2a2x-a=
=.
①若a=0,則f ′(x)<0,f (x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
②若a>0,則當(dāng)x=時(shí),f ′(x)=0,
當(dāng)0時(shí),f ′(x)>0,
故f (x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
③若a<0,則當(dāng)x=-時(shí),f ′(x)=0,
當(dāng)0-時(shí),f ′(x)>0.
故f (x)在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
(2)證明:若a=0且x∈(0,1),
則f (x)=1-ln x,x∈(0,1).
欲證+x2-<1,
只需證+x2-<1,
即證x(1-ln x)<(1+x-x3)ex.
設(shè)函數(shù)g(x)=x(1-ln x),則g′(x)=-ln x.
當(dāng)x∈(0,1)時(shí),g′(x)>0,故函數(shù)g(x)在(0,1)上單調(diào)遞增,所以g(x)p(0)=2,
當(dāng)x∈(x0,1)時(shí),p(x0)p(1)<0,
故存在x1∈(0,1),使得h′(x1)=0,
即當(dāng)x∈(0,x1)時(shí),h′(x)>0,
當(dāng)x∈(x1,1)時(shí),h′(x)<0,
從而函數(shù)h(x)在(0,x1)上單調(diào)遞增,在(x1,1)上單調(diào)遞減.
因?yàn)閔(0)=1,h(1)=e,
所以當(dāng)x∈(0,1)時(shí),h(x)>h(0)=1,
所以x(1-ln x)<(1+x-x3)ex,x∈(0,1),
即+x2-<1,x∈(0,1).
[常用結(jié)論——記一番]
1.函數(shù)的極值點(diǎn)
(1)可導(dǎo)函數(shù)極值點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)為0,但導(dǎo)數(shù)為0的點(diǎn)不一定是極值點(diǎn),如函數(shù)f (x)=x3,f ′(0)=0,但x=0不是極值點(diǎn).
(2)極值點(diǎn)不是一個(gè)點(diǎn),而是一個(gè)數(shù)x0,當(dāng)x=x0時(shí),函數(shù)取得極值.在x0處有f ′(x0)=0是函數(shù)f (x)在x0處取得極值的必要不充分條件.
2.函數(shù)最值的判別方法
(1)求函數(shù)f (x)在閉區(qū)間[a,b]上最值的關(guān)鍵是求出f ′(x)=0的根的函數(shù)值,再與f (a),f (b)作比較,其中最大的一個(gè)是最大值,最小的一個(gè)是最小值.
(2)求函數(shù)f (x)在非閉區(qū)間上的最值,只需利用導(dǎo)數(shù)法判斷函數(shù)f (x)的單調(diào)性,即可得結(jié)論.
(四)三角問(wèn)題 重在三變
[速解技法——學(xué)一招]
對(duì)于銳角α,若sin=,則cos=( )
A. B.
C. D.-
[解析] 由α為銳角,且sin=,
可得cos=,
所以cos=sin
=sin=-2sincos
=-2=-.
[答案] D
若sin 2α=,sin(β-α)=,且α∈,β∈,則α+β的值是
( )
A. B.
C.或 D.或
[解析] 因?yàn)棣痢?,所?α∈,
又sin 2α=,故2α∈,α∈,
所以cos 2α=-.
又β∈,故β-α∈,
于是cos(β-α)=-,
所以cos(α+β)=cos[2α+(β-α)]
=cos 2αcos(β-α)-sin 2αsin(β-α)
=--=,
且α+β∈,故α+β=.
[答案] A
[經(jīng)典好題——練一手]
1.若cos=,則cos的值為( )
A. B.-
C. D.-
解析:選A ∵cos=,
∴cos=2cos2-1=22-1=-,
∴cos=cos
=-cos=.
2.sin 40(tan 10-)=( )
A.- B.-1
C. D.-
解析:選B sin 40(tan 10-)====-=-=-1.
3.設(shè)α,β∈[0,π],且滿足sin αcos β-cos αsin β=1,則sin(2α-β)+sin(α-2β)的取值范圍為( )
A.[-,1] B.[-1,]
C.[-1,1] D.[1,]
解析:選C ∵sin αcos β-cos αsin β=1,
∴sin(α-β)=1,
∵α,β∈[0,π],∴α-β=.
由?≤α≤π,
∴sin(2α-β)+sin(α-2β)=sin+sin(α-2α+π)=cos α+sin α=sin.
∵≤α≤π,
∴≤α+≤,
∴-1≤sin≤1,
即所求的取值范圍是[-1,1].
4.已知函數(shù)f (x)=Acos(A>0,ω>0)的圖象相鄰兩條對(duì)稱軸的距離為,且f (0)=1.
(1)求函數(shù)f (x)的解析式;
(2)設(shè)α,β∈,f =-,f =,求tan(2α-2β)的值.
解:(1)∵函數(shù)f (x)=Acos(A>0,ω>0)的圖象相鄰兩條對(duì)稱軸的距離為,∴==,∴ω=2,
又f (0)=1,∴A=1,∴A=2,
∴f (x)=2cos.
(2)∵α∈,f =2cos=2cos(2α-π)=-2cos 2α=-,
∴cos 2α=,sin 2α==,
則tan 2α==.
∵β∈,
f =2cos=2cos 2β=,
∴cos 2β=,sin 2β==,
則tan 2β==.
∴tan(2α-2β)===.
[常用結(jié)論——記一番]
三角公式中常用的變形
(1)對(duì)于含有sin αcos α,sin αcos α的問(wèn)題,利用(sin αcos α)2=12sin αcos α,建立sin αcos α與sin αcos α的關(guān)系.
(2)對(duì)于含有sin α,cos α的齊次式,利用tan α=轉(zhuǎn)化為含tan α的式子.
(3)對(duì)于形如cos2α+sin α與cos2α+sin αcos α的變形,前者用平方關(guān)系sin2α+cos2α=1化為二次型函數(shù),而后者用降冪公式化為一個(gè)角的三角函數(shù).
(4)含tan α+tan β與tan αtan β時(shí)考慮tan(α+β)=.
(五)正弦余弦 相得益彰
[速解技法——學(xué)一招]
邊角互化的技巧:若要把“邊”化為“角”, 常利用“a=2Rsin A,b=2Rsin B,c=2Rsin C”,,若要把“角”化為“邊”,常利用
(R為△ABC外接圓的半徑)等.
在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別是a,b,c,且+=.
(1)證明:sin Asin B=sin C;
(2)若b2+c2-a2=bc,求tan B.
[解] (1)證明:根據(jù)正弦定理,
可設(shè)===k(k>0).
則a=ksin A,b=ksin B,c=ksin C.
代入+=中,有
+=,變形可得
sin Asin B=sin Acos B+cos Asin B=sin(A+B).
在△ABC中,由A+B+C=π,
有sin(A+B)=sin(π-C)=sin C,
所以sin Asin B=sin C.
(2)由已知,b2+c2-a2=bc,
根據(jù)余弦定理,有cos A==.
所以sin A==.
由(1),sin Asin B=sin Acos B+cos Asin B,
所以sin B=cos B+sin B,
故tan B==4.
如圖,在△ABC中,∠B=,AB=8,點(diǎn)D在邊BC上,且CD=2,cos∠ADC=.
(1)求sin∠BAD;
(2)求BD,AC的長(zhǎng).
[解] (1)在△ADC中,∵cos∠ADC=,
∴sin∠ADC== =,
則sin∠BAD=sin(∠ADC-∠B)
=sin∠ADCcos∠B-cos∠ADCsin∠B
=-=.
(2)在△ABD中,
sin∠ADB=sin(π-∠ADC)=sin∠ADC=.
由正弦定理得BD===3,
在△ABC中,BC=BD+DC=5,
由余弦定理得AC2=AB2+BC2-2ABBCcos∠B
=82+52-285=49,
即AC=7.
[經(jīng)典好題——練一手]
1.已知△ABC的三個(gè)內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,若==,則該三角形的形狀是( )
A.直角三角形 B.等腰三角形
C.等邊三角形 D.鈍角三角形
解析:選A 因?yàn)椋?,由正弦定理得=,所以sin 2A=sin 2B.由=,可知a≠b,所以A≠B.又A,B∈(0,π),所以2A=π-2B,即A+B=,所以C=,于是△ABC是直角三角形.
2.在△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,若acos C+ccos A=2bsin A,則A的值為( )
A. B.
C. D.或
解析:選D 由acos C+ccos A=2bsin A,結(jié)合正弦定理可得sin Acos C+sin Ccos A=2sin Bsin A,即sin(A+C)=2sin Bsin A,故sin B=2sin Bsin A.又sin B≠0,可得sin A=,故A=或.
3.非直角△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別是a,b,c,已知c=1,C=.若sin C+sin(A-B)=3sin 2B,則△ABC的面積為( )
A. B.
C.或 D.
解析:選D 因?yàn)閟in C+sin(A-B)=sin(A+B)+sin(A-B)=2sin Acos B=6sin Bcos B,
因?yàn)椤鰽BC非直角三角形,所以cos B≠0,所以sin A=3sin B,即a=3b.
又c=1,C=,由余弦定理得a2+b2-ab=1,結(jié)合a=3b,可得b2=,所以S=absin C=b2sin=.故選D.
4.在△ABC中,角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,面積為S,已知2acos2+2ccos2=b.
(1)求證:2(a+c)=3b;
(2)若cos B=,S=,求b.
解:(1)證明:由已知得,
a(1+cos C)+c(1+cos A)=b.
整理得a+c+acos C+ccos A=b.
在△ABC中,由余弦定理,得
acos C+ccos A=a+c
==b.
∴a+c=b,即2(a+c)=3b.
(2)∵cos B=,∴sin B=.
∵S=acsin B=ac=,∴ac=8.
又b2=a2+c2-2accos B=(a+c)2-2ac(1+cos B),
2(a+c)=3b,
∴b2=-16,解得b2=16,
∴b=4.
[常用結(jié)論——記一番]
1.解三角形中常用結(jié)論:
(1)三角形中正弦、余弦、正切滿足的關(guān)系式有:===2R,c2=a2+b2-2abcos C,tan A+tan B+tan C=tan Atan Btan C,a>b?A>B?sin A>sin B?cos Ac2(c為最大邊);
鈍角三角形?a2+b2,C+B>,A+C>;
②任意角的正弦值都大于其他角的余弦值.
(4)在△ABC中,A,B,C成等差數(shù)列?B=60;
在△ABC中,A,B,C成等差數(shù)列,且a,b,c成等比數(shù)列?三角形為等邊三角形.
2.設(shè)△ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,其面積為S.
(1)S=aha=bhb=chc(ha,hb,hc分別表示a,b,c邊上的高).
(2)S=absin C=bcsin A=casin B.
(3)S=r(a+b+c)(r為三角形ABC內(nèi)切圓的半徑).
(六)向量小題 三招搞定
[速解技法——學(xué)一招]
如圖, 在直角梯形ABCD中,= , =2,且=r+s,則2r+3s=( )
A.1 B.2
C.3 D.4
[解析] 法一:根據(jù)圖形,由題意可得
=+=+
=+( ++)
=+(+)
=++
=+.
因?yàn)椋絩+s,所以r=,s=,
則2r+3s=1+2=3.
法二:因?yàn)椋?,所以-=2(-),
整理得=+=+(+)=+,則r=,s=,2r+3s=3.
法三:如圖,延長(zhǎng)AD,BC交于點(diǎn)P,
則由=得DC∥AB,且AB=4DC,
又=2,所以E為PB的中點(diǎn),且=.
于是,=(+)=
=+.
則r=,s=,2r+3s=3.
法四:如圖,建立平面直角坐標(biāo)系xAy,依題意可設(shè)點(diǎn)B(4m,0),D(3m,3h),E(4m,2h),其中m>0,h>0.
由=r+s,
得(4m,2h)=r(4m,0)+s(3m,3h),
所以解得
所以2r+3s=1+2=3.
[答案] C
[技法領(lǐng)悟]
解決平面向量問(wèn)題的常用方法
(1)求解有關(guān)平面向量的問(wèn)題時(shí),若能靈活利用平面向量加、減法運(yùn)算及其幾何意義進(jìn)行分析,則有利于問(wèn)題的順利獲解.這種解題思路,我們不妨稱之為按“圖”處理.
(2)建系法:處理有關(guān)平面圖形的向量問(wèn)題時(shí),若能靈活建立平面直角坐標(biāo)系,則可借助向量的坐標(biāo)運(yùn)算巧解題,這也體現(xiàn)了向量的代數(shù)化手段的重要性.
(3)基底法:求解有關(guān)平面向量的問(wèn)題時(shí),若能靈活地選取基底,則有利于問(wèn)題的快速獲解.理論依據(jù):適當(dāng)選取一組基底e1,e2,利用平面向量基本定理及相關(guān)向量知識(shí),可將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為關(guān)于e1,e2的代數(shù)運(yùn)算問(wèn)題.
[經(jīng)典好題——練一手]
1.已知=0,||=1,||=2, =0,則||的最大值為( )
A. B.2
C. D.2
解析:選C 由=0可知,⊥.
故以B為坐標(biāo)原點(diǎn),分別以BA,BC所在的直線為x軸,y軸建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,則由題意,可得B(0,0),A(1,0),C(0,2).
設(shè)D(x,y),則=(x-1,y),
=(-x,2-y).
由=0,可得(x-1)(-x)+y(2-y)=0,
整理得2+(y-1)2=.
所以點(diǎn)D在以E為圓心,半徑r=的圓上.
因?yàn)閨|表示B,D兩點(diǎn)間的距離,
而||=,
所以||的最大值為| |+r=+=.
2.已知向量a,b滿足a(a+2b)=0,|a|=|b|=1,且|c-a-2b|=1,則|c|的最大值為( )
A.2 B.4
C.+1 D.+1
解析:選D 設(shè)a=,a+2b=,c=,且設(shè)點(diǎn)A在x軸上,則點(diǎn)B在y軸上,由|c-a-2b|=1,可知|c-(a+2b)|=|-|=||=1,所以點(diǎn)C在以B為圓心,1為半徑的圓上,如圖所示.
法一:因?yàn)閍(a+2b)=0,所以2ab=-|a|2.
又|a|=|b|=1,所以|a+2b|===,
所以|c|max=||+1=|a+2b|+1=+1.
法二:連接AB,因?yàn)椋剑絘+2b,
所以=2b.
因?yàn)閨a|=|b|=1,所以||=2,||=1,
所以||==,
所以|c|max=||+1=+1.
3.在Rt△ABC中,CA=4,CB=3,M,N是斜邊AB上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),且MN=2,則的取值范圍為( )
A. B.[4,6]
C. D.
解析:選C 設(shè)MN的中點(diǎn)為E,則有+=2,
所以=[(+)2-(-)2]=||2-| |2=||2-1.
易知||的最小值等于點(diǎn)C到斜邊AB的距離,即,所以的最小值為2-1=.
當(dāng)點(diǎn)M(或點(diǎn)N)與點(diǎn)A重合時(shí),||最大,
此時(shí)||2=12+42-214=,
所以的最大值為-1=.
綜上,的取值范圍是.
4.如圖,在梯形ABCD中,AB∥CD,CD=2,∠BAD=,若=2,則=__________.
解析:法一:因?yàn)椋?,
所以-=,
所以=.
因?yàn)锳B∥CD,CD=2,∠BAD=,
所以2||=||||cos,
化簡(jiǎn)得||=2.
故=(+)
=||2+
=(2)2+22cos=12.
法二:如圖,建立平面直角坐標(biāo)系xAy.
依題意,可設(shè)點(diǎn)D(m,m),C(m+2,m),B(n,0),其中m>0,n>0,
則由=2,
得(n,0)(m+2,m)=2(n,0)(m,m),
所以n(m+2)=2nm,化簡(jiǎn)得m=2.
故=(m,m)(m+2,m)=2m2+2m=12.
答案:12
[常用結(jié)論——記一番]
1.在四邊形ABCD中:
(1)=,則四邊形ABCD為平行四邊形;
(2)=且(+)(-)=0,則四邊形ABCD為菱形;
(3)=且|+|=|-|,則四邊形ABCD為矩形;
(4)若=λ (λ>0,λ≠1),則四邊形ABCD為梯形.
2.設(shè)O為△ABC所在平面上一點(diǎn),內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊長(zhǎng)分別為a,b,c,則
(1)O為△ABC的外心?2=2=2.
(2)O為△ABC的重心?++=0.
(3)O為△ABC的垂心?==.
(4)O為△ABC的內(nèi)心?a+b+c=0.
(5)O為△ABC的A的旁心?a=b+c.
(七)玩轉(zhuǎn)通項(xiàng) 搞定數(shù)列
[速解技法——學(xué)一招]
幾種常見的數(shù)列類型及通項(xiàng)的求法
遞推公式
解法
an+1=an+f (n)
轉(zhuǎn)化為an+1-an=f (n),利用累加法(逐差相加法)求解
an+1=f (n)an
轉(zhuǎn)化為=f (n),利用累乘法(逐商相乘法)求解
an+1=pan+q
轉(zhuǎn)化為特殊數(shù)列{an+k}的形式求解
an+1=pan+f (n)
利用待定系數(shù)法,構(gòu)造數(shù)列{bn},消去f (n)帶來(lái)的差異
已知數(shù)列{an}滿足a1=,an+1=an,求an(n∈N*).
[解] 由條件知=,分別令n=1,2,3,…,(n-1),代入上式得(n-1)個(gè)等式累乘,
即…=…?=.
又∵a1=,∴an=.
[技法領(lǐng)悟]
累加、累乘法起源于等差、等比數(shù)列通項(xiàng)公式的求解.使用過(guò)程中要注意賦值后得到(n-1)個(gè)式子,若把其相加或相乘,等式的左邊得到的結(jié)果是an-a1或,添加首項(xiàng)后,等式的左邊累加或累乘的結(jié)果才為an.
已知數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1=1,an+1=(n∈N*),求數(shù)列的前10項(xiàng)和.
[解] 因?yàn)閍n+1=,
所以==2+,即-=2,
所以是首項(xiàng)為1,公差為2的等差數(shù)列,
所以=2n-1,所以an=,
而==,
所以++…+===.
[經(jīng)典好題——練一手]
1.在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+lg,則an=( )
A.2+lg n B.2+(n-1)lg n
C.2+nlg n D.1+n+lg n
解析:選A 由an+1=an+lg?an+1-an=lg,那么an=a1+(a2-a1)+…+(an-an-1)=2+lg 2+lg +lg +…+lg =2+lg2…=2+lg n.
2.已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an=an-1+1(n≥2,n∈N*),則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=________.
解析:由an=an-1+1(n≥2,n∈N*),
得an-2=(an-1-2),而a1-2=1-2=-1,
∴數(shù)列{an-2}是首項(xiàng)為-1,公比為的等比數(shù)列.
∴an-2=-n-1,∴an=2-n-1.
答案:2-n-1
3.設(shè)數(shù)列{an}是首項(xiàng)為1的正項(xiàng)數(shù)列,且a-a-nan-nan-1=0(n≥2,n∈N*),則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=________.
解析:由題設(shè)得(an+an-1)(an-an-1-n)=0,
由an>0,an-1>0知an+an-1>0,于是an-an-1=n,
所以an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+2+3+…+n=.
答案:
4.在數(shù)列{an}中,已知a1=-1,an+1=2an+43n-1(n∈N*),求通項(xiàng)公式an.
解:原遞推式可化為an+1+λ3n=2(an+λ3n-1),即an+1+3λ3n-1=2an+2λ3n-1,比較系數(shù)得λ=-4,
即an+1-43n=2(an-43n-1),
則數(shù)列{an-43n-1}是首項(xiàng)為a1-431-1=-5,公比為2的等比數(shù)列,故an-43n-1=
-52n-1,
即an=43n-1-52n-1.
[常用結(jié)論——記一番]
等差(比)數(shù)列的重要結(jié)論
(1)數(shù)列{an}是等差數(shù)列?數(shù)列{c}是等比數(shù)列;數(shù)列{an}是等比數(shù)列,則數(shù)列{loga|an|}是等差數(shù)列.
(2){an},{bn}是等差數(shù)列,Sn,Tn分別為它們的前n項(xiàng)和,若bm≠0,則=.
(3)首項(xiàng)為正(或?yàn)樨?fù))遞減(或遞增)的等差數(shù)列前n項(xiàng)和最大(或最小)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為解不等式,也可化為二次型函數(shù)Sn=An2+Bn來(lái)分析,注意n∈N*.
(4)等差(比)數(shù)列中,Sm,S2m-Sm,S3m-S2m,…(各項(xiàng)均不為0)仍是等差(比)數(shù)列.
(八)掌握規(guī)律 巧妙求和
[速解技法——學(xué)一招]
求數(shù)列的前n項(xiàng)和的主要方法
(1)公式法:對(duì)于等差數(shù)列或等比數(shù)列可用公式法.
(2)裂項(xiàng)相消法:將數(shù)列的每一項(xiàng)分解為兩項(xiàng)的差,在求和時(shí)中間的一些項(xiàng)可以相互抵消,從而累加相消.
(3)錯(cuò)位相減法:若{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列,則對(duì)于數(shù)列{anbn}的前n項(xiàng)和可用錯(cuò)位相減法.
(4)倒序相加法:如果一個(gè)數(shù)列{an}中與首、末兩端等“距離”的兩項(xiàng)的和等于同一個(gè)常數(shù),那么求這個(gè)數(shù)列前n項(xiàng)和即可用倒序相加法.
(5)分組求和法:將原數(shù)列分解成可用公式法求和的若干個(gè)數(shù)列.
已知各項(xiàng)均為正數(shù)的等差數(shù)列{an}滿足:a4=2a2,且a1,4,a4成等比數(shù)列,設(shè){an}的前n項(xiàng)和為Sn.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求數(shù)列的前n項(xiàng)和為Tn.
[解] (1)根據(jù)題意,設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,
∵a4=2a2,且a1,4,
a4成等比數(shù)列,a1>0,
∴
解得a1=2,d=2,
∴數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n.
(2)由(1)知a1=d=2,
則Sn=2n+2=n2+n,
設(shè)bn=,則bn==.
∴Tn=++…++,
Tn=++…++,
兩式相減得,
Tn=+++…+-,
∴Tn=2+++…+-
=2+-=3-.
[技法領(lǐng)悟]
利用錯(cuò)位相減法求和的3個(gè)注意點(diǎn)
(1)判斷模型,即判斷數(shù)列{an},{bn}中一個(gè)為等差數(shù)列,一個(gè)為等比數(shù)列;
(2)錯(cuò)開位置,一般先乘以公比,再把前n項(xiàng)和退后一個(gè)位置來(lái)書寫,這樣避免兩式相減時(shí)看錯(cuò)列;
(3)相減,相減時(shí)定要注意式中最后一項(xiàng)的符號(hào),考生常在此處出錯(cuò),一定要細(xì)心.
已知數(shù)列{an}滿足a1=,an+1=a+an,bn=(n∈N*),Sn=b1+b2+…+bn,Pn=b1b2…bn,求2Pn+Sn的值.
[解] 因?yàn)閍1=,an+1=a+an,n∈N*,
所以an+1>an>0,an+1=an(an+1),
所以bn=====-.
Pn=b1b2…bn=…=,
Sn=b1+b2+…+bn=++…+=2-,
故2Pn+Sn=+=2.
[技法領(lǐng)悟]
利用裂項(xiàng)相消法求和的2個(gè)注意點(diǎn)
(1)抵消后并不一定只剩下第一項(xiàng)和最后一項(xiàng),也有可能前面剩兩項(xiàng),后面也剩兩項(xiàng);
(2)將通項(xiàng)裂項(xiàng)后,有時(shí)需要調(diào)整前面的系數(shù),使裂開的兩項(xiàng)之差和系數(shù)之積與原通項(xiàng)相等.如:若{an}是等差數(shù)列,則=,=.
[經(jīng)典好題——練一手]
1.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,Sm-1=13,Sm=0,Sm+1=-15,其中m∈N*且m≥2.則數(shù)列的前n項(xiàng)和的最大值為( )
A. B.
C. D.
解析:選D 因?yàn)镾m-1=13,Sm=0,Sm+1=-15,
所以am=Sm-Sm-1=0-13=-13,
am+1=Sm+1-Sm=-15-0=-15,
因?yàn)閿?shù)列{an}為等差數(shù)列,
所以公差d=am+1-am=-15-(-13)=-2,
所以
解得a1=13.
所以an=13-2(n-1)=15-2n,
當(dāng)an≥0時(shí),n≤7.5,當(dāng)an+1≤0時(shí),n≥6.5,又n∈N*,
所以數(shù)列的前6項(xiàng)為正數(shù),又因?yàn)椋剑剑?
所以數(shù)列的前n項(xiàng)和的最大值為-+-+-+…+1-==.
2.?dāng)?shù)列1,3,5,7,…的前n項(xiàng)和Sn=________.
解析:利用分組求和法,可得Sn=(1+3+5+…+2n-1)+=n2+1-.
答案:n2+1-
3.已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,Sn=2an-1(n∈N*),數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,且b1=a1,b4=a3.
(1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項(xiàng)公式;
(2)若cn=-,求數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和Tn.
解:(1)∵Sn=2an-1,∴Sn+1=2an+1-1,
兩式相減,得Sn+1-Sn=2an+1-2an,
∴an+1=2an.
又當(dāng)n=1時(shí),S1=a1=2a1-1,∴a1=1.
∴數(shù)列{an}是以1為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,
∴an=2n-1,∴b1=a1=1,b4=a3=4.
∵數(shù)列{bn}為等差數(shù)列,∴bn=n.
(2)∵an=2n-1,bn=n,
∴cn=-=2n-1-
=2n-1-,
∴Tn=-
=4--.
4.在公差不為0的等差數(shù)列{an}中,a1,a4,a8成等比數(shù)列.
(1)若數(shù)列{an}的前10項(xiàng)和為45,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)若bn=,且數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和為Tn,若Tn=-,求數(shù)列{an}的公差.
解:設(shè)數(shù)列{an}的公差為d(d≠0),
由a1,a4,a8成等比數(shù)列,可得a=a1a8,
即(a1+3d)2=a1(a1+7d),得a1=9d.
(1)由數(shù)列{an}的前10項(xiàng)和為45,得10a1+45d=45,
即90d+45d=45,所以d=,a1=3.
故數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=3+(n-1)=.
(2)因?yàn)閎n==,
所以數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn=[-+-+…+-=-,
即Tn=-]=
==-,
因此=1,解得d=-1或1.
故數(shù)列{an}的公差為-1或1.
[常用結(jié)論——記一番]
常用裂項(xiàng)公式
(1)=-;
(2)=-;
(3)an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=…a1;
(4)n(n+1)=[n(n+1)(n+2)-(n-1)n(n+1)];
(5)=;
(6)=1+.
(九)求得通項(xiàng) 何愁放縮
[速解技法——學(xué)一招]
已知數(shù)列{an}滿足a1=8,(n+1)an+1=(n+3)an+8n+8(n∈N*).
(1)求an;
(2)求證:++…+<.
[解] (1)由已知(n+1)an+1=(n+3)an+8n+8,
兩邊同除以(n+1)(n+2)(n+3),
得=+,
即-=8.
利用累加法,可得-=8,
化簡(jiǎn)求得an+1=4(n+1)(n+2),所以an=4n(n+1).
(2)證明:法一:<=,
通過(guò)計(jì)算,當(dāng)n≥4時(shí),+++…+<+++<+++<.
法二:<==.
當(dāng)n≥3時(shí),++…+<++<++<++=.
設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,滿足2Sn=an+1-2n+1+1(n∈N*),且a1,a2+5,a3成等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求證:對(duì)一切正整數(shù)n,有++…+<.
[解] (1)由2Sn=an+1-2n+1+1,
得2Sn+1=an+2-2n+2+1,
兩式相減得an+2=3an+1+2n+1,
2S1=a2-3?a2=2a1+3,a3=3a2+4=6a1+13,
由a1,a2+5,a3成等差數(shù)列?a1+a3=2(a2+5)?a1=1.
an+1=3an+2n?an+1+2n+1=3(an+2n),
∴數(shù)列{an+2n}為首項(xiàng)是a1+2=3,公比是3的等比數(shù)列.
則an+2n=3n,∴an=3n-2n.
(2)證明:法一:當(dāng)n=1時(shí),=1<,
當(dāng)n≥2時(shí),n≥2>2?3n>22n?an>2n?<.
∴++…+<1+++…+=1+-<.
由上式得:對(duì)一切正整數(shù)n,有++…+<.
法二:an=3n-2n=(3-2)(3n-1+3n-22+3n-322+…+2n-1)≥3n-1,
∴≤,
∴++…+≤1+++…+=<.
[經(jīng)典好題——練一手]
已知數(shù)列{an}滿足a1=2且an+1=(n∈N*).
(1)求證:數(shù)列為等比數(shù)列,并求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求證:+++…+0,所以<0,
即an+1-2與an-2異號(hào),
故an+2-2與an-2同號(hào),
于是a2n+1-2與a2n-1-2同號(hào).
又a1-2=-1<0,所以a2n+1<2.
另一方面,
a2n+1-a2n-1=-a2n-1=-a2n-1
=-a2n-1=.
由a2n-1<2知a2n+1-a2n-1>0,即a2n+1>a2n-1.
綜上所述,a2n-1n-1.
故Sn=b1+b2+…+bn
≤1++2+…+n-1=<,
Sn=b1+b2+…+bn>=,
綜上所述,0,n∈N*.
當(dāng)n=1時(shí),=1>2(-1),命題成立.
當(dāng)n≥2時(shí),由an+1an=n+1得anan-1=n,
所以an(an+1-an-1)=1,=an+1-an-1.
從而有=+(ak+1-ak-1)=an+1+an-2≥2-2=2(-1).
[常用結(jié)論——記一番]
經(jīng)常用到的幾種放縮
(1)<
=;
(2)=
=
=<2.
(十一)線性規(guī)劃 布線行針
[速解技法——學(xué)一招]
解不含實(shí)際背景的線性規(guī)劃問(wèn)題的一般步驟
(1)畫出可行域;
(2)根據(jù)線性目標(biāo)函數(shù)的幾何意義確定其取得最優(yōu)解的點(diǎn);
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