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《2020届高考数学(理)大一轮复习:数形结合思想专练》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、数形结合思想专练一、选择题1.若f(x)是偶函数,且在(0,+∞)上是增函数,又f(-3)=0,则x·f(x)<0的解集是( )A.{x
2、-33}B.{x
3、x<-3或04、x<-3或x>3}D.{x5、-36、x<-3或07、和y2=的图象,如图.观察图象可知y1=sinπx和y2=的图象在第一象限有3个交点,根据对称性可知,在第三象限也有3个交点,再加上原点,共7个交点,所以方程sinπx=有7个解.3.若直线y=x+b与曲线y=3-有公共点,则实数b的取值范围是( )A.[-1,1+2]B.[1-2,1+2]C.[1-2,3]D.[1-,3]答案 C解析 曲线方程可化简为(x-2)2+(y-3)2=4(1≤y≤3),即表示圆心为(2,3)、半径为2的半圆,数形结合,当直线y=x+b与此半圆相切,须满足圆心(2,3)到直线y=x+b距离等于2,解得b=1+2或b=1-2.因为是下半圆,则舍去b=1+2;当8、直线过点(0,3)时,解得b=3,故1-2≤b≤3,所以C正确.4.已知a,b是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c满足(a-c)·(b-c)=0,则9、c10、的最大值是( )A.1B.2C.D.答案 C解析 如图,设O=a,O=b,O=c,则C=a-c,C=b-c.由题意知C⊥C,∴O,A,C,B四点共圆.∴当OC为圆的直径时,11、c12、最大,此时,13、O14、=.5.[2017·浙江杭州诊断]若直角坐标平面内两点P,Q满足条件:①P,Q都在函数y=f(x)的图象上;②P,Q关于原点对称,则称(P,Q)是函数y=f(x)的一个“伙伴点组”(点组(P,Q)与(Q,P)看作同一个“伙伴点组”).已知15、函数f(x)=有两个“伙伴点组”,则实数k的取值范围是( )A.(-∞,0)B.(0,1)C.D.(0,+∞)答案 B解析 根据题意可知“伙伴点组”满足两点:都在函数图象上,且关于坐标原点对称.可作出函数y=-ln(-x)(x<0)关于原点对称的函数y=lnx(x>0)的图象,使它与函数y=kx-1(x>0)的图象交点个数为2即可.设切点为(m,lnm),y=lnx的导函数为y′=,可得km-1=lnm,k=,解得m=1,k=1,可得函数y=lnx(x>0)过(0,-1)点的切线斜率为1,结合图象可知k∈(0,1)时有两个交点.故选B.二、填空题6.当x∈(1,2)时,(x-1)216、ogax恒成立,则a的取值范围为________.答案 (1,2]解析 在同一坐标系内作出y=(x-1)2,x∈(1,2)及y=logax的图象,若y=logax过(2,1),则loga2=1,∴a=2.结合图形,若使x∈(1,2)时,(x-1)217、PF18、,问题19、即转化为求抛物线y2=4x上的动点P到直线l1:4x-3y+6=0的距离与它到焦点F(1,0)的距离之和的最小值,结合图形,知该最小值等于焦点F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即为=2.8.[2017·山西四校模拟]设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4≥10,S5≤15,则a4的最大值为________.答案 4解析 由题意可得即又a4=a1+3d,故此题可转化为线性规划问题.画出可行域如图所示.作出直线a1+3d=0,经平移可知当直线a4=a1+3d过可行域内点A(1,1)时,截距最大,此时a4取最大值4.三、解答题9.[2018·山西四校联考]设函数f(x)=20、21、x+122、+23、x-224、.(1)求f(x)的最小值,并求出f(x)取最小值时x的取值范围;(2)若不等式f(x)≤a(x+1)的解集为空集,求实数a的取值范围.解 (1)∵f(x)=25、x+126、+27、x-228、≥29、(x+1)-(x-2)30、=3,当且仅当(x+1)(x-2)≤0,即-1≤x≤2时取等号,∴f(x)min=3,此时x∈[-1,2].(2)f(x)=那么函数f(x)的图象如图所示.由于y=a(x+1)的图象是过定点P(-1,0)、斜
4、x<-3或x>3}D.{x
5、-36、x<-3或07、和y2=的图象,如图.观察图象可知y1=sinπx和y2=的图象在第一象限有3个交点,根据对称性可知,在第三象限也有3个交点,再加上原点,共7个交点,所以方程sinπx=有7个解.3.若直线y=x+b与曲线y=3-有公共点,则实数b的取值范围是( )A.[-1,1+2]B.[1-2,1+2]C.[1-2,3]D.[1-,3]答案 C解析 曲线方程可化简为(x-2)2+(y-3)2=4(1≤y≤3),即表示圆心为(2,3)、半径为2的半圆,数形结合,当直线y=x+b与此半圆相切,须满足圆心(2,3)到直线y=x+b距离等于2,解得b=1+2或b=1-2.因为是下半圆,则舍去b=1+2;当8、直线过点(0,3)时,解得b=3,故1-2≤b≤3,所以C正确.4.已知a,b是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c满足(a-c)·(b-c)=0,则9、c10、的最大值是( )A.1B.2C.D.答案 C解析 如图,设O=a,O=b,O=c,则C=a-c,C=b-c.由题意知C⊥C,∴O,A,C,B四点共圆.∴当OC为圆的直径时,11、c12、最大,此时,13、O14、=.5.[2017·浙江杭州诊断]若直角坐标平面内两点P,Q满足条件:①P,Q都在函数y=f(x)的图象上;②P,Q关于原点对称,则称(P,Q)是函数y=f(x)的一个“伙伴点组”(点组(P,Q)与(Q,P)看作同一个“伙伴点组”).已知15、函数f(x)=有两个“伙伴点组”,则实数k的取值范围是( )A.(-∞,0)B.(0,1)C.D.(0,+∞)答案 B解析 根据题意可知“伙伴点组”满足两点:都在函数图象上,且关于坐标原点对称.可作出函数y=-ln(-x)(x<0)关于原点对称的函数y=lnx(x>0)的图象,使它与函数y=kx-1(x>0)的图象交点个数为2即可.设切点为(m,lnm),y=lnx的导函数为y′=,可得km-1=lnm,k=,解得m=1,k=1,可得函数y=lnx(x>0)过(0,-1)点的切线斜率为1,结合图象可知k∈(0,1)时有两个交点.故选B.二、填空题6.当x∈(1,2)时,(x-1)216、ogax恒成立,则a的取值范围为________.答案 (1,2]解析 在同一坐标系内作出y=(x-1)2,x∈(1,2)及y=logax的图象,若y=logax过(2,1),则loga2=1,∴a=2.结合图形,若使x∈(1,2)时,(x-1)217、PF18、,问题19、即转化为求抛物线y2=4x上的动点P到直线l1:4x-3y+6=0的距离与它到焦点F(1,0)的距离之和的最小值,结合图形,知该最小值等于焦点F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即为=2.8.[2017·山西四校模拟]设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4≥10,S5≤15,则a4的最大值为________.答案 4解析 由题意可得即又a4=a1+3d,故此题可转化为线性规划问题.画出可行域如图所示.作出直线a1+3d=0,经平移可知当直线a4=a1+3d过可行域内点A(1,1)时,截距最大,此时a4取最大值4.三、解答题9.[2018·山西四校联考]设函数f(x)=20、21、x+122、+23、x-224、.(1)求f(x)的最小值,并求出f(x)取最小值时x的取值范围;(2)若不等式f(x)≤a(x+1)的解集为空集,求实数a的取值范围.解 (1)∵f(x)=25、x+126、+27、x-228、≥29、(x+1)-(x-2)30、=3,当且仅当(x+1)(x-2)≤0,即-1≤x≤2时取等号,∴f(x)min=3,此时x∈[-1,2].(2)f(x)=那么函数f(x)的图象如图所示.由于y=a(x+1)的图象是过定点P(-1,0)、斜
6、x<-3或07、和y2=的图象,如图.观察图象可知y1=sinπx和y2=的图象在第一象限有3个交点,根据对称性可知,在第三象限也有3个交点,再加上原点,共7个交点,所以方程sinπx=有7个解.3.若直线y=x+b与曲线y=3-有公共点,则实数b的取值范围是( )A.[-1,1+2]B.[1-2,1+2]C.[1-2,3]D.[1-,3]答案 C解析 曲线方程可化简为(x-2)2+(y-3)2=4(1≤y≤3),即表示圆心为(2,3)、半径为2的半圆,数形结合,当直线y=x+b与此半圆相切,须满足圆心(2,3)到直线y=x+b距离等于2,解得b=1+2或b=1-2.因为是下半圆,则舍去b=1+2;当8、直线过点(0,3)时,解得b=3,故1-2≤b≤3,所以C正确.4.已知a,b是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c满足(a-c)·(b-c)=0,则9、c10、的最大值是( )A.1B.2C.D.答案 C解析 如图,设O=a,O=b,O=c,则C=a-c,C=b-c.由题意知C⊥C,∴O,A,C,B四点共圆.∴当OC为圆的直径时,11、c12、最大,此时,13、O14、=.5.[2017·浙江杭州诊断]若直角坐标平面内两点P,Q满足条件:①P,Q都在函数y=f(x)的图象上;②P,Q关于原点对称,则称(P,Q)是函数y=f(x)的一个“伙伴点组”(点组(P,Q)与(Q,P)看作同一个“伙伴点组”).已知15、函数f(x)=有两个“伙伴点组”,则实数k的取值范围是( )A.(-∞,0)B.(0,1)C.D.(0,+∞)答案 B解析 根据题意可知“伙伴点组”满足两点:都在函数图象上,且关于坐标原点对称.可作出函数y=-ln(-x)(x<0)关于原点对称的函数y=lnx(x>0)的图象,使它与函数y=kx-1(x>0)的图象交点个数为2即可.设切点为(m,lnm),y=lnx的导函数为y′=,可得km-1=lnm,k=,解得m=1,k=1,可得函数y=lnx(x>0)过(0,-1)点的切线斜率为1,结合图象可知k∈(0,1)时有两个交点.故选B.二、填空题6.当x∈(1,2)时,(x-1)216、ogax恒成立,则a的取值范围为________.答案 (1,2]解析 在同一坐标系内作出y=(x-1)2,x∈(1,2)及y=logax的图象,若y=logax过(2,1),则loga2=1,∴a=2.结合图形,若使x∈(1,2)时,(x-1)217、PF18、,问题19、即转化为求抛物线y2=4x上的动点P到直线l1:4x-3y+6=0的距离与它到焦点F(1,0)的距离之和的最小值,结合图形,知该最小值等于焦点F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即为=2.8.[2017·山西四校模拟]设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4≥10,S5≤15,则a4的最大值为________.答案 4解析 由题意可得即又a4=a1+3d,故此题可转化为线性规划问题.画出可行域如图所示.作出直线a1+3d=0,经平移可知当直线a4=a1+3d过可行域内点A(1,1)时,截距最大,此时a4取最大值4.三、解答题9.[2018·山西四校联考]设函数f(x)=20、21、x+122、+23、x-224、.(1)求f(x)的最小值,并求出f(x)取最小值时x的取值范围;(2)若不等式f(x)≤a(x+1)的解集为空集,求实数a的取值范围.解 (1)∵f(x)=25、x+126、+27、x-228、≥29、(x+1)-(x-2)30、=3,当且仅当(x+1)(x-2)≤0,即-1≤x≤2时取等号,∴f(x)min=3,此时x∈[-1,2].(2)f(x)=那么函数f(x)的图象如图所示.由于y=a(x+1)的图象是过定点P(-1,0)、斜
7、和y2=的图象,如图.观察图象可知y1=sinπx和y2=的图象在第一象限有3个交点,根据对称性可知,在第三象限也有3个交点,再加上原点,共7个交点,所以方程sinπx=有7个解.3.若直线y=x+b与曲线y=3-有公共点,则实数b的取值范围是( )A.[-1,1+2]B.[1-2,1+2]C.[1-2,3]D.[1-,3]答案 C解析 曲线方程可化简为(x-2)2+(y-3)2=4(1≤y≤3),即表示圆心为(2,3)、半径为2的半圆,数形结合,当直线y=x+b与此半圆相切,须满足圆心(2,3)到直线y=x+b距离等于2,解得b=1+2或b=1-2.因为是下半圆,则舍去b=1+2;当
8、直线过点(0,3)时,解得b=3,故1-2≤b≤3,所以C正确.4.已知a,b是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量c满足(a-c)·(b-c)=0,则
9、c
10、的最大值是( )A.1B.2C.D.答案 C解析 如图,设O=a,O=b,O=c,则C=a-c,C=b-c.由题意知C⊥C,∴O,A,C,B四点共圆.∴当OC为圆的直径时,
11、c
12、最大,此时,
13、O
14、=.5.[2017·浙江杭州诊断]若直角坐标平面内两点P,Q满足条件:①P,Q都在函数y=f(x)的图象上;②P,Q关于原点对称,则称(P,Q)是函数y=f(x)的一个“伙伴点组”(点组(P,Q)与(Q,P)看作同一个“伙伴点组”).已知
15、函数f(x)=有两个“伙伴点组”,则实数k的取值范围是( )A.(-∞,0)B.(0,1)C.D.(0,+∞)答案 B解析 根据题意可知“伙伴点组”满足两点:都在函数图象上,且关于坐标原点对称.可作出函数y=-ln(-x)(x<0)关于原点对称的函数y=lnx(x>0)的图象,使它与函数y=kx-1(x>0)的图象交点个数为2即可.设切点为(m,lnm),y=lnx的导函数为y′=,可得km-1=lnm,k=,解得m=1,k=1,可得函数y=lnx(x>0)过(0,-1)点的切线斜率为1,结合图象可知k∈(0,1)时有两个交点.故选B.二、填空题6.当x∈(1,2)时,(x-1)216、ogax恒成立,则a的取值范围为________.答案 (1,2]解析 在同一坐标系内作出y=(x-1)2,x∈(1,2)及y=logax的图象,若y=logax过(2,1),则loga2=1,∴a=2.结合图形,若使x∈(1,2)时,(x-1)217、PF18、,问题19、即转化为求抛物线y2=4x上的动点P到直线l1:4x-3y+6=0的距离与它到焦点F(1,0)的距离之和的最小值,结合图形,知该最小值等于焦点F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即为=2.8.[2017·山西四校模拟]设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4≥10,S5≤15,则a4的最大值为________.答案 4解析 由题意可得即又a4=a1+3d,故此题可转化为线性规划问题.画出可行域如图所示.作出直线a1+3d=0,经平移可知当直线a4=a1+3d过可行域内点A(1,1)时,截距最大,此时a4取最大值4.三、解答题9.[2018·山西四校联考]设函数f(x)=20、21、x+122、+23、x-224、.(1)求f(x)的最小值,并求出f(x)取最小值时x的取值范围;(2)若不等式f(x)≤a(x+1)的解集为空集,求实数a的取值范围.解 (1)∵f(x)=25、x+126、+27、x-228、≥29、(x+1)-(x-2)30、=3,当且仅当(x+1)(x-2)≤0,即-1≤x≤2时取等号,∴f(x)min=3,此时x∈[-1,2].(2)f(x)=那么函数f(x)的图象如图所示.由于y=a(x+1)的图象是过定点P(-1,0)、斜
16、ogax恒成立,则a的取值范围为________.答案 (1,2]解析 在同一坐标系内作出y=(x-1)2,x∈(1,2)及y=logax的图象,若y=logax过(2,1),则loga2=1,∴a=2.结合图形,若使x∈(1,2)时,(x-1)217、PF18、,问题19、即转化为求抛物线y2=4x上的动点P到直线l1:4x-3y+6=0的距离与它到焦点F(1,0)的距离之和的最小值,结合图形,知该最小值等于焦点F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即为=2.8.[2017·山西四校模拟]设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4≥10,S5≤15,则a4的最大值为________.答案 4解析 由题意可得即又a4=a1+3d,故此题可转化为线性规划问题.画出可行域如图所示.作出直线a1+3d=0,经平移可知当直线a4=a1+3d过可行域内点A(1,1)时,截距最大,此时a4取最大值4.三、解答题9.[2018·山西四校联考]设函数f(x)=20、21、x+122、+23、x-224、.(1)求f(x)的最小值,并求出f(x)取最小值时x的取值范围;(2)若不等式f(x)≤a(x+1)的解集为空集,求实数a的取值范围.解 (1)∵f(x)=25、x+126、+27、x-228、≥29、(x+1)-(x-2)30、=3,当且仅当(x+1)(x-2)≤0,即-1≤x≤2时取等号,∴f(x)min=3,此时x∈[-1,2].(2)f(x)=那么函数f(x)的图象如图所示.由于y=a(x+1)的图象是过定点P(-1,0)、斜
17、PF
18、,问题
19、即转化为求抛物线y2=4x上的动点P到直线l1:4x-3y+6=0的距离与它到焦点F(1,0)的距离之和的最小值,结合图形,知该最小值等于焦点F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即为=2.8.[2017·山西四校模拟]设等差数列{an}的前n项和为Sn,若S4≥10,S5≤15,则a4的最大值为________.答案 4解析 由题意可得即又a4=a1+3d,故此题可转化为线性规划问题.画出可行域如图所示.作出直线a1+3d=0,经平移可知当直线a4=a1+3d过可行域内点A(1,1)时,截距最大,此时a4取最大值4.三、解答题9.[2018·山西四校联考]设函数f(x)=
20、
21、x+1
22、+
23、x-2
24、.(1)求f(x)的最小值,并求出f(x)取最小值时x的取值范围;(2)若不等式f(x)≤a(x+1)的解集为空集,求实数a的取值范围.解 (1)∵f(x)=
25、x+1
26、+
27、x-2
28、≥
29、(x+1)-(x-2)
30、=3,当且仅当(x+1)(x-2)≤0,即-1≤x≤2时取等号,∴f(x)min=3,此时x∈[-1,2].(2)f(x)=那么函数f(x)的图象如图所示.由于y=a(x+1)的图象是过定点P(-1,0)、斜
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