湘教版高中数学必修第一册-专项培优-学案(六份打包)(含答案)

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湘教版高中数学必修第一册-专项培优-学案(六份打包)(含答案)

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专项培优⑥章末复习课
考点一 抽样方法
1.两种抽样方法的适用范围:当总体容量较小,样本容量也较小时,可采用抽签法;当总体容量较大,样本容量较小时,可采用随机数法;当总体中个体差异较显著时,可采用分层抽样.
2.通过对两种抽样方法的考查,提升学生的数据分析素养.
例1 ①某小区有800户家庭,其中高收入家庭200户,中等收入家庭480户,低收入家庭120户,为了了解有关家用轿车购买力的某个指标,要从中抽取一个容量为100的样本;②从10名学生中抽取3人参加座谈会.方法:(1)简单随机抽样;(2)分层抽样.则问题与方法配对正确的是(  )
A.①(1),②(2) B.①(2),②(1)
C.①(1),②(1) D.①(2),②(2)
跟踪训练1 某学校三个兴趣小组的学生人数分布如下表(每名同学只参加一个小组)(单位:人):
篮球组 书画组 乐器组
高一 45 30 a
高二 15 10 20
学校要对这三个小组的活动效果进行抽样调查,按小组分层抽样,从参加这三个兴趣小组的学生中抽取30人,结果篮球组被抽出12人,则a的值为________.
考点二 用频率分布直方图估计总体分布
1.已知频率分布直方图中的部分数据,求其他数据,可利用频率和等于1求解.
2.已知频率分布直方图,求某种范围内的数据,可利用图形及某范围结合求解.
3.通过对频率分布直方图的考查,提升学生的数据分析和逻辑推理素养.
例2 如图,是某学校抽取的学生体重的频率分布直方图,已知图中从左到右的前3个小组的频率之比为1∶2∶3,第2小组的频数为10,则抽取的学生人数为(  )
A.20 B.30
C.40 D.50
跟踪训练2 某电子商务公司对10 000名网络购物者2018年度的消费情况进行统计,发现消费金额(单位:万元)都在区间[0.3,0.9]内,其频率分布直方图如图所示.
(1)直方图中的a=________;
(2)在这些购物者中,消费金额在区间[0.5,0.9]内的购物者的人数为________.
考点三 用样本估计总体的集中趋势与离散程度
1.为了从整体上更好地把握总体的规律,我们还可以通过样本数据的众数、中位数、平均数和标准差等数字特征对总体相应的数字特征作出估计.众数就是样本数据中出现次数最多的那个值;中位数就是把样本数据按照由小到大(或由大到小)的顺序排列,如果数据的个数是奇数,则是处于中间位置的数,如果数据的个数是偶数,则是中间两个的数据的平均数;平均数就是所有样本数据的平均值,用表示;标准差是反映样本数据离散程度大小的最常用的统计量,其计算公式是s=.
2.通过对集中趋势与离散程度的估计的考查,提升学生的数据分析和数学运算素养.
例3 在一次高三年级统一考试中,数学试卷有一道满分10分的选做题,学生可以从A,B两道题目中任选一题作答.某校有900名高三学生参加了本次考试,为了了解该校学生解答该选做题的得分情况,计划从900名考生的选做题成绩中随机抽取一个容量为10的样本,为此将900名考生选做题的成绩按照随机顺序依次编号为001~900.
(1)若采用随机数法抽样,已知用计算机产生的若干0~9范围内的随机数如下,以第3个数5为起点.从左向右依次读取数据,每次读取三位随机数,一行读数用完之后接下一行左端,写出样本编号的中位数;
0 6 5 1 2 9 1 6 9 3 5 8 0 5 7 7 0
9 5 1 5 1 2 6 8 7 8 5 8 5 5 4 8 7
6 6 4 7 5 4 7 3 3 2 0 8 1 1 1 2 4
4 9 5 9 2 6 3 1 6 2 9 5 6 2 4 2 9
4 8 2 6 9 9 6 1 6 5 5 3 5 8 3 7 7
8 8 0 7 0 4 2 1 0 5 0 6 7 4 2 3 2
1 7 5 5 8 5 7 4 9 4 4 4 6 7 1 6 9
4 1 4 6 5 5 2 6 8 7 5 8 7 5 9 3 6
2 2 4 1 2 6 7 8 6 3 0 6 5 5 1 3 0
8 2 7 0 1 5 0 1 5 2 9 3 9 3 9 4 3
(2)若采用分层抽样,按照学生选择A题目或B题目,将成绩分为两层,且样本中A题目的成绩有8个,平均数为7,方差为4;样本中B题目的成绩有2个,平均数为8,方差为1.用样本估计900名考生选做题得分的平均数与方差.
跟踪训练3 
(多选)为了普及环保知识,增强环保意识,某大学随机抽取30名学生参加环保知识测试,得分(十分制)如图所示,假设得分的中位数为me,众数为m0,平均值为,则(  )
A.me=m0 B.m0<
C.me考点四 样本的百分位数
1.四分位数:第25百分位数,第50百分位数,第75百分位数,这三个百分位数把一组由小到大排列后的数据分成四等份,因此称为四分位数.
2.由频率分布直方图求百分位数时,一般采用方程的思想,设出第p百分位数,根据其意义列出方程求解.
3.通过对样本的百分位数的考查,提升学生的数据分析和数学运算素养.
例4 数学兴趣小组调查了12位大学毕业生的起始月薪,具体如表:试确定第85百分位数.
学生编号 起始月薪
1 3 850
2 3 950
3 4 050
4 3 880
5 3 755
6 3 710
7 3 890
8 4 130
9 3 940
10 4 325
11 3 920
12 3 880
跟踪训练4 新华中学高一年级共有1 200人参加了学校组织的诗词背诵比赛,已知所有学生成绩的第70百分位数是75分,则成绩大于或等于75分的学生至少有________人 (  )
A.348 B.360
C.372 D.384
参考答案与解析
考点聚集·分类突破
例1 解析:问题①中的总体是由差异明显的几部分组成的,故可采用分层抽样方法;问题②中总体的个数较少,故可采用简单随机抽样.故选B.
答案:B
跟踪训练1 解析:由题意知,=,解得a=30.
答案:30
例2 解析:根据频率和为1的性质,且小长方形的面积=组距×=频率.
所以前3组的频率之和等于1-(0.012 5+0.037 5)×5=0.75,
∴0.75×=0.25.
设样本容量为n,则=0.25,则n=40.
故选C.
答案:C
跟踪训练2 解析:(1)由0.1×1.5+0.1×2.5+0.1a+0.1×2.0+0.1×0.8+0.1×0.2=1,解得a=3.
(2)消费金额在区间[0.3,0.5)内的频率为0.1×1.5+0.1×2.5=0.4,故在[0.5,0.9]内的频率为1-0.4=0.6.
因此,消费金额在区间[0.5,0.9]内的购物者的人数为0.6×10 000=6 000.
答案:(1)3 (2)6 000
例3 解析:(1)根据题意,读出的编号依次是:512,916(超界),935(超界),805,770,951(超界),512(重复),687,858,554,876,647,547,332.
将有效的编号从小到大排列,得
332,512,547,554,647,687,770,805,858,876,
所以中位数为×(647+687)=667.
(2)记样本中8个A题目的成绩分别为x1,x2,…,x8,2个B题目的成绩分别为y1,y2.
由题意可知
样本平均数为=×(56+16)=7.2;
样本方差为s2= (32-0+0.32+2+0+1.28)=3.56.
所以估计该校900名考生该选做题得分的平均数为7.2,方差为3.56.
跟踪训练3 解析:由题图可知,30名学生的得分情况依次为:2个人得3分,3个人得4分,10个人得5分,6个人得6分,3个人得7分,2个人得8分,2个人得9分,2个人得10分.中位数为第15,16个数(分别为5,6)的平均数,即me=5.5,由于5分出现的次数最多,故m0=5.=≈6,所以m0答案:BD
例4 解析:将数据从小到大排列:3 710,3 755,3 850,3 880,3 880,3 890,3 920,3 940,3 950,4 050,4 130,4 325.计算i=n×p%=12×85%=10.2,显然i不是整数,所以将i=10.2向上取整,大于i的比邻整数11即为第85百分位数的位置,所以第85百分位数是4 130.
跟踪训练4 解析:将1 200人的成绩按照从小到大的顺序排列,75分排在第70百分位数,就是比75分少的人数占了70%,所以成绩大于或等于75分的学生至少占了30%,其人数为1 200×30%=360.故选B.
答案:B
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专项培优②章末复习课
考点一 不等式性质的应用
1.利用不等式的性质可以比较两个数或式的大小,可以证明不等式等.另外,作差法、作商法也是常用的比较大小和证明不等式的一种方法.
2.通过对不等式性质的考查,提升学生的逻辑推理素养.
例1 (1)(多选)下列说法错误的是(  )
A.若a>b,则ac2>bc2
B.若-2<a<3,1<b<2,则-3<a-b<1
C.若a>b>0,m>0,则<
D.若a>b,c>d,则ac>bd
(2)已知2<a<3,-2<b<-1,求ab,的取值范围.
跟踪训练1 (1)设a,b,c,d,x均为实数,且b>a>0,c>d,则下列不等式正确的是(  )
A.d-a<c-b B.
C.bc<ad D.
(2)已知a<b<c,试比较a2b+b2c+c2a与ab2+bc2+ca2的大小.
考点二 一元二次不等式的解法
1.解一元二次不等式需熟悉一元二次方程、二次函数和一元二次不等式三者之间的关系,其中二次函数的图象与x轴交点的横坐标是联系这三个“二次”的枢纽.
(1)确定ax2+bx+c>0(a>0)或ax2+bx+c<0(a>0)在判别式Δ>0时解集的结构是关键.在未确定a的取值情况下,应先分a=0和a≠0两种情况进行讨论.
(2)若给出了一元二次不等式的解集,则可知二次项系数a的符号和方程ax2+bx+c=0的两个根,再由根与系数的关系就可知a,b,c之间的关系.
(3)解含有参数的一元二次不等式,要注意对参数的取值进行讨论:①对二次项系数与0的大小进行讨论;②在转化为标准形式的一元二次不等式后,对判别式与0的大小进行讨论;③当判别式大于0,但两根的大小不确定时,对两根的大小进行讨论.
2.通过对一元二次不等式解法的考查,提升学生逻辑推理、数学运算素养.
例2 (1)若关于x的不等式ax2-3x+2>0(a∈R)的解集为{x|x<1或x>b}(b∈R),求a,b的值;
(2)解关于x的不等式ax2-3x+2>5-ax(a∈R).
跟踪训练2 某同学解关于x的不等式x2-7ax+3a<0(a>0)时,得到x的取值为{x|-2<x<3},若x的取值的端点有一个是错误的,那么正确的x的取值范围应是(  )
A.{x|-2<x<-1} B.
C.{x|1<x<3} D.{x|2<x<3}
考点三 基本不等式
1.基本不等式为,其变式为ab≤等.基本不等式可用来比较代数式的大小、证明不等式、求函数的最值、求字母参数的取值范围、解实际应用题等.
2.通过对基本不等式考查,提升学生的逻辑推理、数学运算素养.
例3 (1)设x>0,则函数y=x+的最小值为(  )
A.0 B.
C.1 D.
(2)设a>0,b>0,2a+b=1,则的最小值为________.
跟踪训练3 已知x>0,y>0,且x+3y=1,则的最小值是________.
参考答案与解析
考点聚集·分类突破
例1 解析:(1)对于A,当c=0时,ac2=bc2,故A中说法错误;对于B,因为1b>0,所以<,又因为m>0,所以<,故C中说法正确;对于D,只有当a>b>0,c>d>0时,才有ac>bd,故D中说法错误.故选ABD.
(2)因为-2所以-6因为-2因为2答案:(1)ABD (2)见解析
跟踪训练1 解析:(1)取a=2,b=4,c=3,d=2,d-a=0,c-b=-1,此时d-a>c-b,A错误;取a=2,b=3,x=-1,则==2,此时<,B错误;取b=3,a=,c=1,d=-3,则ad=-,bc=3,此时ad0,∴=≤0,D正确.故选D.
(2)a2b+b2c+c2a-(ab2+bc2+ca2)
=(a2b-ab2)+(b2c-bc2)+(c2a-ca2)
=ab(a-b)+bc(b-c)+ca(c-a)
=ab(a-b)+bc[(b-a)+(a-c)]+ca(c-a)
=ab(a-b)+bc(b-a)+bc(a-c)+ca(c-a)
=b(a-b)(a-c)+c(a-c)(b-a)
=(a-b)(a-c)(b-c).
∵a∴a-b<0,a-c<0,b-c<0,
∴(a-b)(a-c)(b-c)<0.
∴a2b+b2c+c2a答案:(1)D (2)见解析
例2 解析:(1)由题意可知方程ax2-3x+2=0的两个不相等的实根分别为x1=1,x2=b,于是有解得
(2)原不等式等价于ax2+(a-3)x-3>0,即(x+1)(ax-3)>0,当a=0时,原不等式的解集为{x|x<-1};
当a≠0时,方程(x+1)(ax-3)=0的两根为x1=-1,x2=,当a>0时,原不等式的解集为,
当a<0时,①若>-1,即a<-3,则原不等式的解集为;
②若<-1,即-3③若=-1,即a=-3,则原不等式的解集为 .
综上所述,当a>0时,原不等式的解集为;
当a=0时,原不等式的解集为{x|x<-1};
当-3当a=-3时,原不等式的解集为 ;
当a<-3时,原不等式的解集为.
跟踪训练2 解析:由题意,实数x的取值为{x|-2所以-2和3只有一个可以满足方程x2-7ax+3a=0,另一个不满足,
将x=-2代入式子x2-7ax+3a=0,解得a=-,与条件a>0矛盾,所以x≠-2;
将x=3代入式子x2-7ax+3a=0,解得a=,满足条件a>0;
所以将a=代入不等式x2-7ax+3a<0中,得到不等式为2x2-7x+3<0,
解得故选B.
答案:B
例3 解析:(1)y=x+=x+=-2.
又由x>0,则有y=(x+)+-2≥2-2=0,
当且仅当x=时,等号成立,
即函数y=x+的最小值为0.故选A.
(2)∵a>0,b>0,且2a+b=1,
∴=(2a+b)=4+≥4+2=8,
当且仅当即时等号成立.∴的最小值为8.
答案:(1)A (2)8
跟踪训练3 解析:==(x+3y)=4+≥4+2,
当且仅当即时取“=”号.
答案:4+2
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专项培优①章末复习课
考点一 集合的基本概念
1.与集合中的元素有关问题的求解策略:
(1)确定集合中元素具有的属性,即是数集还是点集.
(2)看元素是否具有相应的限制条件.
(3)根据限制条件确定参数的值或元素的个数时,注意对元素互异性的检验.
2.通过对集合基本概念的理解和应用,提升学生的数学抽象、数学运算素养.
例1 (1)设集合A={x|-2≤x≤2},Z为整数集,则集合A中元素的个数是(  )
A.3  B.4
C.5 D.6
(2)若集合A={x∈R|ax2+ax+1=0}中只有一个元素,a=(  )
A.4 B.2
C.0 D.0或4
跟踪训练1 (1)已知集合A={0,1,2},则集合B={x-y|x∈A,y∈A}中元素的个数是(  )
A.1 B.3
C.5 D.9
(2)若集合A={-3,-2,-1,0,1,2},则集合B={y|y=|x+1|,x∈A},则B=(  )
A.{1,2,3} B.{0,1,2}
C.{0,1,2,3} D.{-1,0,1,2,3}
考点二 集合间的关系
1.集合与集合间的关系是包含(真包含)和相等关系,判断两集合之间的关系,可从元素特征入手,并注意代表元素;应用两集合间的关系时注意对细节的把握,不要忽略掉特殊情况,如已知A B的情况下,不要忽略掉A= 的情况.
2.通过对集合间的关系的应用,提升学生的逻辑推理、直观想象素养.
例2 (1)设全集U=R,集合M={x|x>1},P={x|x<-1或x>1},则下列关系中正确的是(  )
A.M=P B.P?M
C.M?P D.( UM)=
(2)已知集合A={x|1≤x≤3},B={x|a≤x≤a+3},若A B,则实数a的取值范围是________.
跟踪训练2 (1)已知集合A={1,2,3},B={2,3},则(  )
A.A=B B.A=
C.A?B D.B?A
(2)集合A={x|-1≤x≤1},B={x|a-1≤x≤2a-1},若B A,则实数a的取值范围是(  )
A.{a|a≤1} B.{a|a<1}
C.{a|0≤a≤1} D.{a|0<a<1}
考点三 集合的运算
1.集合的运算有交(、并(、补( UA)这三种常见的运算,它是本章核心内容之一,在进行集合的交集、并集、补集运算时,往往由于运算能力差或考虑不全面而极易出错,此时,数轴分析法(或Venn图)是个好帮手,能将复杂问题直观化,是数形结合思想具体应用之一.在具体应用时要注意端点值是否符合题意,以免增解或漏解.
2.通过对集合运算的掌握,提升直观想象、数学运算素养.
例3 (1)设集合A={-1,1,2,3,5},B={2,3,4},C={x∈R|1≤x<3},则(A=(  )
A.{2} B.{2,3}
C.{-1,2,3} D.{1,2,3,4}
(2)设集合A={1,2,4},B={x|x2-4x+m=0},若A={1},则B=(  )
A.{1,-3} B.{1,0}
C.{1,3} D.{1,5}
跟踪训练3 (1)已知集合P={x∈R|1≤x≤3},Q={x∈R|x≤-2或x≥2},则P∪(CRQ)=(  )
A.{x|2≤x≤3} B.{x|-2<x≤3}
C.{x|1≤x<2} D.{x|x≤-2或x≥1}
(2)
设A={x∈N|1≤x≤10},B={x∈R|x2+x-6=0},则如图中阴影部分表示的集合为(  )
A.{2}     B.{3}
C.{-3,2} D.{-2,3}
考点四 充分条件与必要条件
1.充要条件是数学中较为重要的一个概念,在高考中经常有所考查,以数学的其他知识为载体,考查充分条件、必要条件、充要条件的判断或寻求充要条件的成立性.
2.通过对充分条件与必要条件的掌握,提升逻辑推理、数学运算素养.
例4 (1)设集合M={x|0<x≤3},N={x|0<x≤2},那么“a∈M”是“a∈N”的(  )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
(2)已知p:4x-m<0,q:1≤3-x≤4,若p是q的一个必要不充分条件,则实数m的取值范围为(  )
A.{m|m≥8} B.{m|m>8}
C.{m|m>-4} D.{m|m≥-4}
跟踪训练4 (1)若a∈R,则“a=2”是“(a-1)(a-2)=0”的(  )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
(2)若-a<x<-1成立的一个充分不必要条件是-2<x<-1,则a的取值范围是________.
考点五 全称命题与特称命题
1.解题策略:
(1)全称命题的真假判定:要判定一个全称命题为真,必须对限定集合M中每一个x验证p(x)成立,一般用代数推理的方法加以证明.要判定一个全称命题为假,只需举出一个反例即可.
(2)特称命题的真假判定:要判定一个特称命题为真,只要在限定集合M中,能找到一个x=x0,使p(x0)成立即可.否则,这一命题为假.
(3)已知含量词的命题的真假求参数的取值范围,实质上是对命题意义的考查.解决此类问题,一定要辨清参数,合理选取主元,确定解题思路,利用函数、方程、不等式等知识求解参数的取值范围.解题过程中要注意相关条件的限制.
2.通过对全称命题与特称命题的掌握,提升学生的逻辑推理、数学运算素养.
例5 (1)已知命题p: n∈N*,n2>n-1,则命题p的否定 p为(  )
A. n∈N*,n2≤n-1
B. n∈N*,n2<n-1
C. n∈N*,n2≤n-1
D. n∈N*,n2<n-1
(2)命题“ x∈R,使x2+ax-4a<0”为假命题是“-16≤a≤0”的(  )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
跟踪训练5 (1)(多选)下列四个命题中的假命题为(  )
A. x∈N,1<4x<3
B. x∈Z,5x-1=0
C. x∈Q,x2-1=0
D. x∈R,x2+x+2>0
(2)已知命题p: x∈R,m|x|+1≤0,若 p为假命题,则实数m的取值范围是________.
参考答案与解析
考点聚集·分类突破
例1 解析:(1)A中包含的整数元素有-2,-1,0,1,2,共5个,所以A中的元素个数为5.故选C.
(2)由ax2+ax+1=0只有一个实数可解,可得当a=0时,方程无实数解;当a≠0时,由Δ=a2-4a=0,解得a=4或a=0(不合题意,舍去).故选A.
答案:(1)C (2)A
跟踪训练1 解析:(1)逐个列举可得,x=0,y=0,1,2时,x-y=0,-1,-2;当x=1,y=0,1,2时,x-y=1,0,-1;当x=2,y=0,1,2时,x-y=2,1,0.根据集合中元素的互异性可知集合B的元素为-2,-1,0,1,2.共5个.故选C.
(2)集合A={-3,-2,-1,0,1,2},集合B={y|y=|x+1|,x∈A},由y=|x+1|,x∈A,当x=-3,1时,y=2;当x=-2,0时,y=1;当x=-1时,y=0,当x=2时,y=3,故得集合B={0,1,2,3}.故选C.
答案:(1)C (2)C
例2 解析:(1)因为P={x|x<-1或x>1,所以M≠P,A错误;M?P,B错误,C正确;( UM)={x|x<-1},D错误,故选C.
(2)借助数轴建立不等式组求解.因为A B,所以解得0≤a≤1.
答案:(1)C (2)0≤a≤1
跟踪训练2 解析:(1)由真子集的概念知B?A,故选D.
(2)当B= ,即2a-1答案:(1)D (2)A
例3 解析:(1)由条件可得A={1,2},故(A={1,2,3,4}.故选D.
(2)因为A={1},所以1∈B,所以1是关于x的方程x2-4x+m=0的根,所以1-4+m=0,解得m=3,方程为x2-4x+3=0,解得x=1或x=3,所以B={1,3}.故选C.
答案:(1)D (2)C
跟踪训练3 解析:(1)∵Q={x∈R|x≥2或x≤-2}
∴ RQ={x∈R|-2<x<2},则P∪( RQ)={x|-2<x≤3}故选B.
(2)注意到集合A中的元素均为自然数,因此易知A={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},而直接解集合B中的方程可知B={-3,2},因此阴影部分显然表示的是A={2}.故选A.
答案:(1)B (2)A
例4 解析:(1)因为N?M,所以“a∈M”是“a∈N”的必要不充分条件.故选B.
(2)由4x-m<0得x<,由1≤3-x≤4得-1≤x≤2.
∵p是q的一个必要不充分条件,∴>2,即m>8.故选B.
答案:(1)B (2)B
跟踪训练4 解析:(1)若a=2,则(a-1)(a-2)=0,即a=2 (a-1)(a-2)=0.若(a-1)(a-2)=0,则a=2或a=1,故(a-1)(a-2)=0不一定能推出a=2.所以“a=2”是“(a-1)(a-2)=0”的充分不必要条件.故选A.
(2)根据充分条件,必要条件与集合间的包含关系,应有{x|-22.
答案:(1)A (2)a>2
例5 解析:(1) p: n∈N*,n2≤n-1.故选C.
(2)依题意得“ x∈R,x2+ax-4a≥0”是真命题,故Δ=a2+16a≤0,解得-16≤a≤0,故选C.
答案:(1)C (2)C
跟踪训练5 解析:(1)由1<4x<3得0恒成立,因此选项D中命题为真命题.故选ABC.
(2)若 p为假命题,则p为真命题.
当m≥0时,m|x|+1≥1>0,p为假命题;当m<0时,取x=,则m|x|+1=m+1=-2+1=-1<0,p为真命题.因此若 p为假命题,则实数m的取值范围是{m|m<0}.
答案:(1)ABC (2){m|m<0}
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专项培优③
    
考点一 函数的概念与表示
1.定义域、对应关系和值域是函数的三个不可分割的要素,其中定义域和对应关系是最本质的要素,这两个确定了,值域也就确定了.
2.通过对函数的概念与表示的考查,提升学生的逻辑推理、数学运算素养.
例1 (1)函数f(x)=+(2x-1)0的定义域为(  )
A.(-∞,) B.
C. D.
(2)已知a,b为常数,且a≠0,f(x)=ax2+bx,f(2)=0,方程f(x)=x有两个相等的实数根.
①求函数f(x)的解析式;
②当x∈[1,2]时,求f(x)的值域.
跟踪训练1 (1)函数y=的定义域是________.
(2)函数f(x)在R上为奇函数,当x>0时,f(x)=+1,则f(x)的解析式为________.
考点二 分段函数
1.分段函数在定义域的不同部分上有不同的表达式,主要考查与分段函数有关的求值、求参数、单调性、奇偶性等问题.
2.通过对分段函数的考查,提升学生的数学运算素养.
例2 已知函数f(x)=
求f(x)的定义域、值域;
(2)求f(f(1));
(3)解不等式f(x+1)>.
跟踪训练2 设f(x)=若f(a)=f(a+1),则f=(  )
A.2 B.4
C.6 D.8
考点三 函数的图象及应用
1.函数的图象是函数的重要表示方法,它具有明显的直观性,通过函数的图象能够掌握函数重要的性质,如单调性、奇偶性等.反之,掌握好函数的性质,有助于图象正确的画出.
函数图象广泛应用于解题过程中,利用数形结合解题具有直观、明了、易懂的优点,在历届高考试题中,常出现有关函数图象和利用图象解题的试题.
2.通过对函数图象的考查,提升学生的直观想象、逻辑推理素养.
例3 (1)函数f(x)=的图象如图所示,则下列结论成立的是(  )
A.a>0,b>0,c<0
B.a<0,b>0,c>0
C.a<0,b>0,c<0
D.a<0,b<0,c<0
(2)向如图所示的容器甲中注水,下面图象中可以大致刻画容器中水的高度与时间的函数关系的是(  )
跟踪训练3 (1)设abc>0,二次函数f(x)=ax2+bx+c的图象可能是(  )
(2)已知定义在R上的奇函数f(x)在x≥0时的图象如图所示,则f(x)<0的解为________.
考点四 函数的性质及应用
1.函数的单调性与奇偶性是函数最重要的性质,从命题形式看,求单调区间、单调性与奇偶性的判定,利用单调性求最值或参数的取值范围是命题的重点与热点.
2.通过对函数性质的考查,提升学生的逻辑推理、数学运算素养.
例4 已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且f(1)=1,若a,b∈[-1,1],a+b≠0时,有>0成立.
(1)判断f(x)在[-1,1]上的单调性,并证明.
(2)解不等式:f<f.
(3)若f(x)≤m2-2am+1对所有的a∈[-1,1]恒成立,求实数m的取值范围.
跟踪训练4 已知函数f(x)=ax2+2(1-a)x+b(a,b∈R).
(1)若a<0,且函数f(x)在区间(-∞,3]上单调递增,求实数a的取值范围.
(2)令f(x)=xg(x)(x≠0),且f(x)为偶函数,试判断g(x)的单调性,并加以证明.
参考答案与解析
考点聚集·分类突破
例1 解析:(1)由题意知解得x<1且x≠,所以f(x)的定义域是.故选D.
(2)①由f(2)=4a+2b=0,得2a+b=0,(*)
f(x)=x,即ax2+bx=x,
即ax2+(b-1)x=0(a≠0)有两个相等的实数根.
∴b-1=0,∴b=1.
将其代入(*)得a=-,∴f(x)=-x2+x.
②由①知f(x)=-(x-1)2+,
显然f(x)在[1,2]上是减函数.
∴当x=1时,f(x)max=,
当x=2时,f(x)min=0,
故当x∈[1,2]时,函数的值域是.
答案:(1)D (2)见解析
跟踪训练1 解析:(1)要使函数有意义,需7+6x-x2≥0,
即x2-6x-7≤0,解得-1≤x≤7,
故所求函数的定义域是[-1,7].
(2)当x<0时,-x>0,
f(-x)=+1,
∵f(x)在R上为奇函数,
∴f(x)=-f(-x)=--1,
又∵f(0)=0,
∴f(x)的解析式为
f(x)=.
答案:(1)[-1,7] (2)f(x)=
例2 解析:(1)f(x)的定义域为(0,1)=.
易知f(x)在(0,1)上为增函数,
∴0(2)f(1)==.
f(f(1))=f==.
(3)f(x+1)>等价于
①或
②或
③解①得-∴f(x+1)>的解集为=.
跟踪训练2 解析:方法一:当01,f(a)=,
f(a+1)=2(a+1-1)=2a.
∵f(a)=f(a+1),∴=2a,解得a=.
∴f=f(4)=2×(4-1)=6;
当a>1时,f(a)=2(a-1),f(a+1)=2(a+1-1)=2a.
由f(a)=f(a+1),得2(a-1)=2a,无解.
当a=1时,a+1=2,f(1)=0,f(2)=2,不符合题意.
综上,f=6.
方法二:由当x≥1时,f(x)=2(x-1)是增函数,可知若a≥1,则f(a)≠f(a+1),∴0由f(a)=f(a+1),得=2(a+1-1),解得a=,
则f=f(4)=2×(4-1)=6.
答案:C
例3 解析:(1)函数定义域为{x|x≠-c},结合图象知-c>0,∴c<0.
令x=0,得f(0)=.又由图象知f(0)>0,∴b>0.
令f(x)=0,得x=-,结合图象知->0,∴a<0.
(2)由容器甲的形状可知:注入水的高度随着时间的增长越来越高,但增长的速度越来越慢,即图象开始时陡峭,后来趋于平缓,观察图象可知只有B符合,故选B.
答案:(1)C (2)B
跟踪训练3 解析:(1)A项,由图象开口向下知a<0,由对称轴位置知-<0,所以b<0.又因为abc>0,所以c>0.而由题图知f(0)=c<0,A错;B项,由题图知a<0,->0,故b>0.又因为abc>0,所以c<0,而由题图知f(0)=c>0,B错;选项C,D中,开口向上,故a>0,f(0)=c<0.由abc>0知b<0,从而函数的对称轴x=->0,故C错,D正确.故选D.
(2)由于f(x)为R上的奇函数,图象关于原点对称,因此可作出函数在(-∞,0)上的图象如图所示.由图可知f(x)<0的解集为(-∞,-4)
答案:(1)D (2)(-∞,-4)
例4 解析:(1)f(x)在[-1,1]上单调递增.证明如下:
任取x1,x2∈[-1,1],且x1∵f(x)为奇函数,
∴f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=·(x1-x2).
由已知得>0,又x1-x2<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)∴f(x)在[-1,1]上单调递增.
(2)∵f(x)在[-1,1]上单调递增,
∴解得-≤x<-1.
故原不等式的解集为.
(3)∵f(1)=1,f(x)在[-1,1]上单调递增,
∴在[-1,1]上,f(x)≤1.
问题转化为m2-2am+1≥1,
即m2-2am≥0对a∈[-1,1]恒成立.
设g(a)=-2m·a+m2≥0.
①若m=0,则g(a)=0≥0,自然对a∈[-1,1]恒成立.
②若m≠0,则g(a)为a的一次函数,若g(a)≥0,对a∈[-1,1]恒成立,必须g(-1)≥0,且g(1)≥0,
即解得m≤-2或m≥2.
故m的取值范围是{m|m=0或m≤-2或m≥2}.
跟踪训练4 解析:(1)∵a<0,且函数f(x)在(-∞,3]上单调递增,
∴解得-≤a<0,
∴实数a的取值范围是-≤a<0.
(2)当b=0时,g(x)的单调递增区间为(-∞,0)和(0,+∞);当b<0时,g(x)的单调递增区间为(-∞,0)和(0,+∞);当b>0时,g(x)的单调递增区间为(-∞,-)和(,+∞),单调递减区间为(-,0)和(0,).
证明:∵f(x)为偶函数,∴f(-x)=f(x),
即ax2+2(1-a)x+b=ax2-2(1-a)x+b对任意x≠0都成立,
∴a=1,则g(x)=x+(x≠0).
设x1,x2为区间A上的任意两个数,且x1则g(x1)-g(x2)=x1+-x2-=(x1-x2),
①当b=0时,g(x)的单调递增区间为(-∞,0)和(0,+∞).
②当b<0时,A=(-∞,0)或(0,+∞),g(x1)-g(x2)<0,
∴g(x)在区间(-∞,0)和(0,+∞)上单调递增.
③当b>0时,A=(-∞,-)或(,+∞),g(x1)-g(x2)<0,g(x)在区间(-∞,-)和(,+∞)上单调递增;
同理g(x)在区间(-,0)和(0,)上单调递减.
综上可知,当b=0时,g(x)的单调递增区间为(-∞,0)和(0,+∞);当b<0时,g(x)的单调递增区间为(-∞,0)和(0,+∞);当b>0时,g(x)的单调递增区间为(-∞,-)和(,+∞),单调递减区间为(-,0)和(0,).
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专项培优④章末复习课
考点一 指数、对数运算
1.指数、对数的运算主要考查对数与指数的互化,对数、指数的运算性质以及换底公式等,会利用运算性质进行化简、计算、证明.
2.通过对指数与对数的运算,提升学生的数学运算素养.
例1 计算;
+(lg 4+lg 25).
跟踪训练1 求值;
(2)log354-log32+log23·log34.
考点二 指数函数、对数函数的图象及应用
1.指数函数、对数函数的图象及应用有两个方面:一是已知函数解析式作函数图象.即“知式求图\”;二是判断方程的根的个数时,通常不具体解方程,而是转化为判断指数函数、对数函数等图象的交点个数问题.
2.通过对指数函数、对数函数图象的掌握,提升学生的直观想象和逻辑推理素养.
例2 (1)函数f=x ln 的图象大致为(  )
(2)方程a-x=logax(a>0,且a≠1)的实数解的个数为(  )
A.0 B.1
C.2 D.3
跟踪训练2 (多选)已知实数a,b,c满足lg a=10b=,则下列关系式中可能成立的是(  )
A.a>b>c B.a>c>b
C.c>a>b D.c>b>a
考点三 指数函数、对数函数的性质及应用
1.以函数的性质为依托,结合运算考查函数的图象性质.以及利用性质进行大小比较、方程和不等式求解等,在解含对数式的方程或解不等式时.不能忘记对数中真数大于0.以免出现增根或扩大范围.
2.通过对指数函数、对数函数的性质的掌握,提升学生的数学运算和逻辑推理素养.
例3 (多选)已知函数f(x)是定义在R上的奇函数,当x>0时,f(x)=2x+,则下列结论正确的是(  )
A.|f(x)|≥2
B.当x<0时,f(x)=-2x-
C.y轴是函数f(x)图象的一条对称轴
D.函数f(x)是增函数
跟踪训练3 已知a=20.4,b=20.6,c=log2,则a,b,c的大小关系是(  )
A.a<b<c B.a<c<b
C.c<b<a D.c<a<b
考点四 函数零点与方程的根
1.函数的零点主要考查零点个数以及零点所在区间,主要利用了转化思想,把零点问题转化成函数与x轴交点以及两函数交点问题.
2.通过对函数零点与方程的根的掌握,提升学生的直观想象和逻辑推理素养.
例4 (多选)已知函数f(x)=
若方程f(x)=a有三个实数根x1,x2,x3,且x1<x2<x3,则下列结论正确的为(  )
A.x1x2=1
B.a的取值范围为
C.的取值范围为[5,+∞)
D.不等式f(x)>2的解集为
跟踪训练4 已知函数f(x)=恰有两个零点,则λ的取值范围为________.
参考答案与解析
考点聚集·分类突破
例1 解析:(1)原式=4-(24)+-(0.23)-
=4-2+-5
=-.
(2)原式=1+3×+lg 100
=1+3×+2
=5.
跟踪训练1 解析:(1)原式=(25)+23×+1+=2+4+1+=.
(2)原式=log3+log24=3+2=5.
例2 解析:(1)因为f=-x ln =-f,所以f是奇函数,排除C,D.当0故选A.
(2)当a>1时,在同一坐标系中画出y1=logax的图象和y2=a-x的图象如图(1),由图象知两函数图象只有一个交点;同理,当0答案:(1)A (2)B
跟踪训练2 解析:设lg a=10b==t,t>0则a=10t,b=lg t,c=,
在同一坐标系中分别画出函数y=lg x,y=10x,y=的图象,如图
当t=x3时,a>b>c,
当t=x2时,a>c>b,
当t=x1时,c>a>b,
故选ABC.
答案:ABC
例3 解析:A选项:x>0时,2x>1,2x+>2,又∵f(x)为奇函数,所以x<0,f(x)<-2,则|f(x)|>2,故A不正确;
B选项:x<0时,-x>0,f(-x)=2-x+=2x+=-f(x),所以f(x)=-2x-,故B选项正确;
C选项:f(x)为奇函数,且不为常函数,所以f(x)不是偶函数,不关于y轴对称,C选项错误;
D选项:x>0时,f(x)=2x+,令x2>x1>0,f(x2)-f(x1)=2x2+-2x1-=2x2-2x1+=(2x2-2x1)(1-),因为x2>x1>0,所以2x2-2x1>0,1->0,即f(x2)-f(x1)>0,所以x>0时,f(x)为增函数,且由A选项可知,f(x)>2;又∵f(x)为奇函数,所以x<0时,f(x)也单调递增,且f(x)<-2,又∵x=0时,f(x)=0,所以f(x)是增函数,故D正确.
答案:BD
跟踪训练3 解析:∵2>1,∴y=2x单调递增,y=log2x单调递增,故20.6>20.4>20=1,即b>a>1,log2<log21=0,即c<0,所以c<a<b,故选D.
答案:D
例4 解析:画出函数f(x)的图象,如图所示:
f(x)=a有3个不等的实根
f(x)和y=a有3个不同的交点,
∴a∈(0,2],∵x1<x2<x3,logx1=-logx2,logx1+logx2=log(x1·x2)=0,
∴x1·x2=1,=2,x3=5,
故x3∈[5,+∞),故∈[5,∞),
结合图象不等式f(x)>2的解集为∪(4,5),
故选ACD.
答案:ACD
跟踪训练4 解析:令x2-2x-3=0,可得x=-1或x=3,令ln (x-1)=0,可得x=2,∵x-1>0,可得x>1,则λ≥1.作出图象,结合图象可得1≤λ<2 或λ≥3时,f(x)恰有两零点.
答案:[1,2)∪[3,+∞)
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专项培优⑤ 章末复习课
考点一 三角函数式的求值
1.(1)三角函数的定义;
(2)两个基本关系式sin2α+cos2α=1,=tan α;
(3)诱导公式:可概括为k·±α(k∈Z)的各三角函数值的化简公式.
记忆规律:奇变偶不变,符号看象限.
2.通过对以上知识的考查,提升学生的逻辑推理和数学运算素养.
例1 (1)已知sin α-cos α=-,则tan α+的值为(  )
A.-5 B.-6
C.-7 D.-8
(2)tan α=2,则sin2α-3sin αcos α+1=________.
跟踪训练1 (1)(多选)在平面直角坐标系中,若角α的终边与单位圆交于点P(n>0),将角α的终边按逆时针方向旋转后得到角β的终边,记角β的终边与单位圆的交点为Q,则下列结论正确的为(  )
A.tan α= B.sin β=
C.cos β= D.Q
(2)若cos (π+α)=-,<α<2π,则sin (2π-α)=________.
考点二 三角函数的图象
1.函数y=A sin (ωx+φ)的图象
(1)“五点法”作图;
(2)图象的识别;
(3)图象伸缩、平移变换;
(4)由函数图象求三角函数解析式.
2.通过对以上知识的考查,提升学生的直观想象和数学运算素养.
例2 如图是函数y=A sin (ωx+φ)+k的一段图象.
(1)求此函数解析式.
(2)分析一下该函数是如何通过y=sin x变换得来的.
跟踪训练2 (1)我国著名数学家华罗庚先生曾说:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休.”在数学的学习和研究中,常用函数图象来研究函数性质,也常用函数解析式来分析函数图象的特征.如函数y=2|x|sin 2x的图象大致是(  )
(2)已知曲线C1:y=cos x,C2:y=sin ,则下面结论正确的是(  )
A.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
B.把C1上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
C.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向右平移个单位长度,得到曲线C2
D.把C1上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,再把得到的曲线向左平移个单位长度,得到曲线C2
考点三 三角函数的性质
1.三角函数的性质包括定义域、值域、单调性、奇偶性、对称性等,在研究性质时,将ωx+φ看成一个整体,利用整体代换思想解题是常见的技巧.
2.通过对以上知识的考查,提升学生的逻辑推理和数学运算素养.
例3 (1)(多选)设函数f(x)=sin(2x+),则关于函数y=f(x)说法正确的是(  )
A.函数y=f(x)是偶函数
B.函数y=f(x)在()上单调递减
C.函数y=f(x)的最大值为2
D.函数y=f(x)图象关于点()对称
(2)设函数f(x)=sin()的图象关于直线x=π对称,其中ω为常数,且ω∈().
①求函数f(x)的解析式;
②将函数f(x)的图象向右平移个单位长度后,再将得到的图象上各点的横坐标缩短到原来的倍,得到函数y=g(x)的图象,若关于x的方程g(x)+k=0在区间[]上有实数解,求实数k的取值范围.
跟踪训练3 (1)(多选)下列说法中正确的是(  )
A.函数y=sin 是偶函数
B.存在实数α,使 sin α cos α=1
C.直线x=是函数y=sin 图象的一条对称轴
D.若α,β都是第一象限角,且α>β,则sin α>sin β
(2)设函数f(x)=sin(2x-),
①求f(x)的最小正周期和单调递增区间;
②当x∈[]时,求函数f(x)的最大值和最小值.
参考答案与解析
考点聚集·分类突破
例1 解析:(1)由题意可得(sin α-cos α)2=sin2α+cos2α-2sinαcos α=1-2sin αcos α=,故sin αcos α=-,切化弦可得tan α+====-8.故选D.
(2)sin2α-3sinαcos α+1=sin2α-3sinαcos α+(sin2α+cos2α)
=2sin2α-3sinαcos α+cos2α

===.
答案:(1)D (2)
跟踪训练1 解析:(1)由角α的终边与单位圆交于点P(n>0),α是第一象限角,可得cosα=,
∴sin α==,可得tanα==,故A正确;
将角α的终边按逆时针方向旋转后得到角β的终边,可得β=α+,
则可得sin β=sin =cos α=,cos β=cos =-sin α=-,故B正确,C错误;
据三角函数定义可得,角β的终边与单位圆的交点为Q,则点Q的坐标为,故D错误.故选AB.
(2)因为cos (π+α)=-,所以-cos α=-,可得cos α=,
因为<α<2π,所以sin α=-=-=-,
所以sin(2π-α)=-sin α=.
答案:(1)AB (2)
例2 解析:(1)由题图知A==,
k==-1,
T=2×=π,
所以ω==2.所以y=sin (2x+φ)-1.
当x=时,2×+φ=+2kπ,k∈Z,
又|φ|<,所以φ=.
综上,所求函数解析式为y=sin -1.
(2)把y=sin x向左平移个单位,得到y=sin ;然后纵坐标保持不变,横坐标缩短为原来的,得到y=sin ;再使横坐标保持不变,纵坐标变为原来的,得到y=sin ,最后把函数y=sin 的图象向下平移1个单位,得到y=sin -1的图象.
跟踪训练2 解析:(1)f(-x)=2|-x|sin (-2x)=-2|x|sin 2x=-f(x),函数为奇函数,图象关于原点对称,排除A,B,
当<x<π时,f(x)<0,排除C,
故选D.
(2)因为y=sin =cos =cos ,所以曲线C1:y=cos x上各点的横坐标缩短到原来的倍,纵坐标不变,得到曲线y=cos 2x,再把得到的曲线y=cos 2x向左平移个单位长度,得到曲线y=cos 2=cos .故选D.
答案:(1)D (2)D
例3 解析:(1)∵函数f(x)=sin =cos 2x,
∴f(x)=cos 2x,
∵f(-x)=cos (-2x)=cos 2x=f(x),y=f(x)为偶函数,故A正确;
令2kπ≤2x≤π+2kπ(k∈Z),解得kπ≤x≤+kπ(k∈Z),可得函数y=f(x)在单调递减,所以B正确;
由于f(x)的最大值是,故选项C不符合题意.
由2x=kπ+,k∈Z,解得x=,k∈Z,可得当k=0时,其图象关于点对称,故D正确.
解析:(2)①∵图象关于直线x=π对称,∴2πω-=+kπ,k∈Z
∴ω=,又ω∈,
令k=1时,ω=符合要求,
∴函数f(x)=sin .
②将函数f(x)的图象向右平移个单位长度后,得到函数y=sin 的图象,再将得到的图象上各点的横坐标缩短到原来的倍(纵坐标不变),得到函数y=sin 的图象,所以g(x)=sin .
当0≤x≤,即-≤2x-时,g(x)递增,g(x)∈,
所以x∈时,g(x)∈,
因为g(x)+k=0在区间上有实数解,
所以实数k的取值范围是.
答案:(1)ABD (2)见解析
跟踪训练3 解析:(1)对于A:函数y=sin =cos x,故该函数是偶函数,故A正确;
对于B:由于 sin α cos α=1,故sin α和cos α互为倒数,与sin2α+cos2α=1矛盾,故不存在实数α,使sin α cos α=1,故B错误;
对于C:当x=时,f()=sin =-1,故C正确;
对于D:设α=,β=,由于α,β都是第一象限角,但是sin β>sin α,故D错误;故选AC.
(2)①因为f(x)=sin
所以f(x)的最小正周期是T==π,
由-+2kπ≤2x-+2kπ,k∈Z,解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
所以函数的单调递增区间为,k∈Z.
②当x∈时,2x-∈,
此时sin ∈,可得f(x)∈,
综上,f(x)最大值为,最小值为-.
答案:(1)AC (2)见解析
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