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高三数学易错立体几何多选题 易错题质量专项训练试卷

高三数学易错立体几何多选题 易错题质量专项训练试卷一、立体几何多选题1.如图,正方体1111ABCD A B C D -的棱长为3,点E ,F 分别在1CC ,1BB 上,12C E EC →→=,12BF FB →→=.动点M 在侧面11ADD A 内(包含边界)运动,且满足直线//BM 平面1D EF ,则( )A .过1D ,E ,F 的平面截正方体所得截面为等腰梯形B .三棱锥1D EFM -的体积为定值C .动点M 10D .过B ,E ,M 的平面截正方体所得截面面积的最小值为10【答案】BCD 【分析】由题做出过1D ,E ,F 的平面截正方体所得截面为梯形1D EFN ,进而计算即可排除A 选项;根据//BM平面1D EF ,由等体积转化法得1111D EFM M D EF B D EF D BEFV V V V ----===即可得B 选项正确;取1AA 靠近1A 点的三等分点H , 1DD 靠近D 点的三等分点I ,易知M 的轨迹为线段HI 10,故C 选项正确;过M 点做BE 的平行线交1AA 于P ,交1DD 于O ,连接,BP OE ,易知过B ,E ,M 的平面截正方体所得截面即为平行四边形BPOE ,进而得当H 位于点I 时,截面面积最小,为四边形ABEI 的面积,且面积为310S AB BE =⋅= 【详解】解:对于A 选项,如图,取BF 中点G ,连接1A G ,由点E ,F 分别在1CC ,1BB 上,12C E EC →→=,12BF FB →→=,故四边形11A D EG 为平行四边形,故11//AGD E ,由于在11A B G △,F 为1B G 中点,当N 为11A B 中点时,有11////NF A G D E ,故过1D ,E ,F 的平面截正方体所得截面为梯形1D EFN ,此时22133532D N ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭,223110EF =+=,故梯形1D EFN 不是等腰梯形,故A 选项错误;对于B 选项,三棱锥1D EFM -的体积等于三棱锥1M D EF -的体积,由于//BM平面1D EF ,故三棱锥1M D EF -的体积等于三棱锥1B D EF -的体积,三棱锥1B D EF -的体积等于三棱锥1D BEF -的体积,而三棱锥1D BEF -的体积为定值,故B 选项正确; 对于C 选项,取1AA 靠近1A 点的三等分点H , 1DD 靠近D 点的三等分点I ,易知1////HB AG NF ,1//BI D F ,由于1,HI BI I NFD F F ==,故平面//BHI 平面1D EF ,故M 的轨迹为线段HI ,其长度为10,故C 选项正确;对于D 选项,过M 点做BE 的平行线交1AA 于P ,交1DD 于O ,连接,BP OE ,则过B ,E ,M 的平面截正方体所得截面即为平行四边形BPOE ,易知当H 位于点I 时,平行四边形BPOE 边BP 最小,且为AB ,此时截面平行四边形BPOE 的面积最小,为四边形ABEI 的面积,且面积为310S AB BE =⋅=,故D 选项正确; 故选:BCD【点睛】本题解题的关键在于根据题意,依次做出过1D ,E ,F 的平面截正方体所得截面为梯形1D EFN ,过B ,E ,M 的平面截正方体所得截面即为平行四边形BPOE ,进而讨论AD选项,通过//BM平面1D EF ,并结合等体积转化法得1111D EFM M D EF B D EF D BEF V V V V ----===知B 选项正确,通过构造面面平行得M 的轨迹为线段HI ,进而讨论C 选项,考查回归转化思想和空间思维能力,是中档题.2.在三棱锥M ABC -中,下列命题正确的是( ) A .若1233AD AB AC =+,则3BC BD =B .若G 为ABC 的重心,则111333MG MA MB MC =++ C .若0MA BC ⋅=,0MC AB ⋅=,则0MB AC ⋅=D .若三棱锥M ABC -的棱长都为2,P ,Q 分别为MA ,BC 中点,则2PQ = 【答案】BC 【分析】作出三棱锥M ABC -直观图,在每个三角形中利用向量的线性运算可得. 【详解】对于A ,由已知12322233AD AB AC AD AC AB AD AC AB AD =+⇒=+⇒-=-,即2CD DB =,则32BD BD DC BC =+=,故A 错误; 对于B ,由G 为ABC 的重心,得0GA GB GC ++=,又MG MA AG =+,MG MB BG =+,MG MC CG =+,3MA MB MC MG ∴++=,即111333MG MA MB MC =++,故B 正确;对于C ,若0MA BC ⋅=,0MC AB ⋅=,则0MC MA BC AB ⋅+⋅=,即()00MA BC AC CB MA BC AC C MC C M B M C ⋅++=⇒⋅++⋅⋅=⋅()00MA BC A MC MC MC MC C BC MA BC AC ⋅⋅⋅⇒⋅+-=⇒-+=⋅()000MC M CA BC AC AC CB AC CB AC C MC ⇒+=⇒+=⇒+=⋅⋅⋅⋅⋅,即0MB AC ⋅=,故C 正确;对于D ,111()()222PQ MQ MP MB MC MA MB MC MA ∴=-=+-=+- ()21122PQ MB MC MA MB MC MA ∴=+-=+-,又()2222222MB MC MA MB MC MA MB MC MB MA MC MA+-=+++⋅-⋅-⋅2221112222222222228222=+++⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯⨯⨯=,1822PQ ∴==,故D 错误. 故选:BC 【点睛】关键点睛:本题考查向量的运算,用已知向量表示某一向量的三个关键点: (1)用已知向量来表示某一向量,一定要结合图形,以图形为指导是解题的关键.(2)要正确理解向量加法、减法与数乘运算的几何意义,如首尾相接的若干向量之和,等于由起始向量的始点指向末尾向量的终点的向量. (3)在立体几何中三角形法则、平行四边形法则仍然成立.3.已知正方体1111ABCD A B C D -棱长为2,如图,M 为1CC 上的动点,AM ⊥平面α.下面说法正确的是()A .直线AB 与平面α所成角的正弦值范围为32⎣⎦B .点M 与点1C 重合时,平面α截正方体所得的截面,其面积越大,周长就越大 C .点M 为1CC 的中点时,若平面α经过点B ,则平面α截正方体所得截面图形是等腰梯形D .已知N 为1DD 中点,当AM MN +的和最小时,M 为1CC 的中点 【答案】AC 【分析】以点D 为坐标原点,DA 、DC 、1DD 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系D xyz -,利用空间向量法可判断A 选项的正误;证明出1AC ⊥平面1A BD ,分别取棱11A D 、11A B 、1BB 、BC 、CD 、1DD 的中点E 、F 、Q 、N 、G 、H ,比较1A BD 和六边形EFQNGH 的周长和面积的大小,可判断B 选项的正误;利用空间向量法找出平面α与棱11A D 、11A B 的交点E 、F ,判断四边形BDEF 的形状可判断C 选项的正误;将矩形11ACC A 与矩形11CC D D 延展为一个平面,利用A 、M 、N 三点共线得知AM MN +最短,利用平行线分线段成比例定理求得MC ,可判断D 选项的正误. 【详解】对于A 选项,以点D 为坐标原点,DA 、DC 、1DD 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系D xyz -,则点()2,0,0A 、()2,2,0B 、设点()()0,2,02M a a ≤≤,AM ⊥平面α,则AM 为平面α的一个法向量,且()2,2,AM a =-,()0,2,0AB =, 2232cos ,288AB AM AB AM AB AMa a ⋅⎡<>===⎢⋅⨯++⎣⎦, 所以,直线AB 与平面α所成角的正弦值范围为3232⎣⎦,A 选项正确;对于B 选项,当M 与1CC 重合时,连接1A D 、BD 、1A B 、AC , 在正方体1111ABCD A B C D -中,1CC ⊥平面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,1BD CC ∴⊥,四边形ABCD 是正方形,则BD AC ⊥,1CC AC C =,BD ∴⊥平面1ACC ,1AC ⊂平面1ACC ,1AC BD ∴⊥,同理可证11AC A D ⊥, 1A D BD D ⋂=,1AC ∴⊥平面1A BD ,易知1A BD 是边长为22(12322234A BD S =⨯=△为22362=.设E 、F 、Q 、N 、G 、H 分别为棱11A D 、11A B 、1BB 、BC 、CD 、1DD 的中点,易知六边形EFQNGH 是边长为2的正六边形,且平面//EFQNGH 平面1A BD , 正六边形EFQNGH 的周长为62,面积为()236233⨯⨯=,则1A BD 的面积小于正六边形EFQNGH 的面积,它们的周长相等,B 选项错误; 对于C 选项,设平面α交棱11A D 于点(),0,2E b ,点()0,2,1M ,()2,2,1AM =-,AM ⊥平面α,DE ⊂平面α,AM DE ∴⊥,即220AM DE b ⋅=-+=,得1b =,()1,0,2E ∴,所以,点E 为棱11A D 的中点,同理可知,点F 为棱11A B 的中点,则()2,1,2F ,()1,1,0EF =,而()2,2,0DB =,12EF DB ∴=,//EF DB ∴且EF DB ≠, 由空间中两点间的距离公式可得2222015DE =++=()()()2222212205BF =-+-+-=,DE BF ∴=,所以,四边形BDEF 为等腰梯形,C 选项正确;对于D 选项,将矩形11ACC A 与矩形11CC D D 延展为一个平面,如下图所示:若AM MN +最短,则A 、M 、N 三点共线,11//CC DD ,2222222MC AC DN AD ∴===+, 11222MC CC =≠,所以,点M 不是棱1CC 的中点,D 选项错误.故选:AC. 【点睛】本题考查线面角正弦值的取值范围,同时也考查了平面截正方体的截面问题以及折线段长的最小值问题,考查空间想象能力与计算能力,属于难题.4.在边长为2的等边三角形ABC 中,点,D E 分别是边,AC AB 上的点,满足//DE BC 且AD ACλ=,(()01λ∈,),将ADE 沿直线DE 折到A DE '△的位置.在翻折过程中,下列结论不成立的是( )A .在边A E '上存在点F ,使得在翻折过程中,满足//BF 平面A CD 'B .存在102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,使得在翻折过程中的某个位置,满足平面A BC '⊥平面BCDEC .若12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,||104A B '= D .在翻折过程中,四棱锥A BCDE '-体积的最大值记为()f λ,()f λ23【答案】ABC 【分析】对于A.在边A E '上点F ,在A D '上取一点N ,使得//FN ED ,在ED 上取一点H ,使得//NH EF ,作//HG BE 交BC 于点G ,即可判断出结论.对于B ,102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上,即可判断出结论.对于C ,12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,可得AM ⊥平面BCDE .可得22A B AM BM '=+,结合余弦定理即可得出.对于D.在翻折过程中,取平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A BCDE '-体积()3133BCDE f S λλλλ=⋅⋅=-,()01λ∈,,利用导数研究函数的单调性即可得出.【详解】对于A.在边A E '上点F ,在A D '上取一点N ,使得//FN ED ,在ED 上取一点H ,使得//NH EF ,作//HG BE 交BC 于点G ,如图所示,则可得FN 平行且等于BG ,即四边形BGNF 为平行四边形, ∴//NG BE ,而GN 始终与平面ACD 相交,因此在边A E '上不存在点F ,使得在翻折过程中,满足//BF 平面A CD ',A 不正确.对于B ,102λ∈⎛⎫ ⎪⎝⎭,,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上,因此不满足平面A BC '⊥平面BCDE ,因此B 不正确. 对于C.12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,如图所示:可得AM ⊥平面BCDE , 则22223111010()1()21cos12022224A B AM BM '=+=++-⨯⨯⨯︒=≠,因此C 不正确;对于D.在翻折过程中,取平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A BCDE '-体积()3133BCDE f S λλλλ=⋅⋅=-,()01λ∈,,()213f λλ'=-,可得33λ=时,函数()f λ取得最大值()31231339f λ⎛⎫=-=⎪⎝⎭,因此D 正确. 综上所述,不成立的为ABC. 故选:ABC. 【点睛】本题考查了利用运动的观点理解空间线面面面位置关系、四棱锥的体积计算公式、余弦定理、利用导数研究函数的单调性极值与最值,考查了推理能力空间想象能力与计算能力,属于难题.5.如图,点O 是正四面体P ABC -底面ABC 的中心,过点O 的直线交AC ,BC 于点M ,N ,S 是棱PC 上的点,平面SMN 与棱PA 的延长线相交于点Q ,与棱PB 的延长线相交于点R ,则( )A .若//MN 平面PAB ,则//AB RQ B .存在点S 与直线MN ,使PC ⊥平面SRQC .存在点S 与直线MN ,使()0PS PQ PR ⋅+= D .111PQPRPS++是常数【答案】ABD 【分析】对于选项A ,根据线面平行的性质定理,进行推理判断即可;对于选项B ,当直线MN 平行于直线AB , 13SC PC =时,通过线面垂直的判定定理,证明此时PC ⊥平面SRQ ,即可证明,存在点S 与直线MN ,使PC ⊥平面SRQ ;对于选项C ,假设存在点S 与直线MN ,使()0PS PQ PR ⋅+=,利用线面垂直的判定定理可证得PC ⊥平面PAB ,此时通过反证法说明矛盾性,即可判断; 对于选项D ,利用S PQR O PSR O PSQ O PQR V V V V ----=++,即可求得111PQPRPS++是常数.【详解】 对于选项A ,若//MN 平面PAB ,平面SMN 与棱PA 的延长线相交于点Q ,与棱PB 的延长线相交于点R ,∴平面SMN 平面PAB =RQ ,又MN ⊂平面SMN ,//MN 平面PAB ,∴//MN RQ ,点O 在面ABC 上,过点O 的直线交AC ,BC 于点M ,N ,∴MN ⊂平面ABC ,又//MN 平面PAB ,平面ABC平面PAB AB =,∴//MN AB , ∴//AB RQ ,故A 正确; 对于选项B ,当直线MN 平行于直线AB ,S 为线段PC 上靠近C 的三等分点,即13SC PC =, 此时PC ⊥平面SRQ ,以下给出证明: 在正四面体P ABC -中,设各棱长为a ,∴ABC ,PBC ,PAC △,PAB △均为正三角形,点O 为ABC 的中心,//MN AB ,∴由正三角形中的性质,易得23CN CM a ==, 在CNS 中,23CN a =,13SC a =,3SCN π∠=,∴由余弦定理得,3SN a ==, ∴222249SC SN a CN +==,则SN PC ⊥, 同理,SM PC ⊥,又SM SN S =,SM ⊂平面SRQ ,SN ⊂平面SRQ ,∴PC ⊥平面SRQ ,∴存在点S 与直线MN ,使PC ⊥平面SRQ ,故B 正确; 对于选项C ,假设存在点S 与直线MN ,使()0PS PQ PR ⋅+=, 设QR 中点为K ,则2PQ PR PK +=,∴PS PK ⊥,即PC PK ⊥,()cos cos 0PC AB PC PB PA PC PB CPB PC PA CPA ⋅=⋅-=⋅∠-⋅∠=,∴PC AB ⊥,又易知AB 与PK 为相交直线,AB 与PK 均在平面PQR 上, ∴PC ⊥平面PQR ,即PC ⊥平面PAB ,与正四面体P ABC -相矛盾,所以假设不成立,故C 错误;对于选项D ,易知点O 到面PBC ,面PAC ,面PAB 的距离相等,记为d ,记PC 与平面PAB 所处角的平面角为α,α为常数,则sin α也为常数,则点S 到PQR 的距离为sin PS α, 又13sin 234PQR S PQ PR PQ PR π=⋅=⋅ ∴()()1133sin sin sin 33412S PQR PQR V PS S PS PQ PR PQ PR PS ααα-=⋅=⋅⋅=⋅⋅,又13sin 234PSR S PS PR PS PR π=⋅=⋅, 13sin 234PSQ S PS PQ PS PQ π=⋅=⋅, 13sin23PQR S PQ PR PQ PR π=⋅=⋅,()S PQR O PSR O PSQ O PQR V V V V PS PR PS PQ PQ PR ----=++=⋅+⋅+⋅,∴()3sin 12PQ PR PS d PS PR PS PQ PQ PR α⋅⋅=⋅+⋅+⋅, ∴111sin d PQ PR PS α++=为常数,故D 正确.故选:ABD.【点睛】本题考查了线面平行的性质定理、线面垂直的判定定理,考查了三棱锥体积的计算,考查了向量的运算,考查了转化能力与探究能力,属于较难题.6.如图,1111ABCD A B C D -为正方体,下列结论中正确的是( )A .11A C ⊥平面11BB D DB .1BD ⊥平面1ACBC .1BD 与底面11BCC B 2D .过点1A 与异面直线AD 与1CB 成60角的直线有2条【答案】ABD【分析】由直线与平面垂直的判定判断A 与B ;求解1BD 与底面11BCC B 所成角的正切值判断C ;利用空间向量法可判断D .【详解】对于A 选项,如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,1BB ⊥平面1111D C B A ,11A C ⊂平面1111D C B A ,则111BB A C ⊥,由于四边形1111D C B A 为正方形,则1111AC B D ⊥, 1111BB B D B =,因此,11A C ⊥平面11BB D D ,故A 正确;对于B 选项,在正方体1111ABCD A B C D -中,1DD ⊥平面ABCD ,AC ⊂平面ABCD ,1AC DD ∴⊥,因为四边形ABCD 为正方形,所以,AC BD ⊥,1D DD BD =,AC ∴⊥平面11BB D D ,1BD ⊂平面11BB D D ,1AC BD ∴⊥,同理可得11BD B C ⊥, 1ACB C C =,1BD ∴⊥平面1ACB ,故B 正确; 对于C 选项,由11C D ⊥平面11BCC B ,得11C BD ∠为1BD 与平面11BCC B 所成角, 且111112tan 2C D C BD BC ∠==,故C 错误; 对于D 选项,以点D 为坐标原点,DA 、DC 、1DD 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立如下图所示的空间直角坐标系,设正方体的棱长为1,则()1,0,0A 、()0,0,0D 、()0,1,0C 、()11,1,1B ,()1,0,0DA =,()11,0,1CB =,设过点1A 且与直线DA 、1CB 所成角的直线的方向向量为()1,,m y z =, 则221cos ,21DA mDA m DA m y z ⋅<>===⋅++, 1122111cos ,221CB m z CB m CB m y z ⋅+<>===⋅⋅++, 整理可得2222341y z y z z ⎧+=⎨=++⎩,消去y 并整理得2210z z +-=,解得12z =-12z =-由已知可得3z ≤,所以,12z =-+22y =±因此,过点1A 与异面直线AD 与1CB 成60角的直线有2条,D 选项正确.故选:ABD.【点睛】方法点睛:证明线面垂直的方法:一是线面垂直的判定定理;二是利用面面垂直的性质定理;三是平行线法(若两条平行线中一条垂直于这个平面,则另一条也垂直于这个平面),解题时,注意线线、线面与面面关系的相互转化;另外,在证明线线垂直时,要注意题中隐含的垂直关系,如等腰三角形的底边上的高、中线和顶角的角平分线三线合一、矩形的内角、直径所对的圆周角、菱形的对角线互相垂直、直角三角形(或给出线段长度,经计算满足勾股定理)、直角梯形等等.7.如图,已知P 为棱长为1的正方体对角线1BD 上的一点,且()()10,1BP BD λλ=,下面结论中正确结论的有( )A .11A D C P ⊥;B .当1A P PD +取最小值时,23λ=;C .若()0,1λ∈,则7,312APC ππ⎛⎫∠∈ ⎪⎝⎭; D .若P 为1BD 的中点,四棱锥11P AA D D -的外接球表面积为94π. 【答案】ABD【分析】以D 为坐标原点建立如图空间直角坐标系,利用向量关系可判断ABC ;根据几何体外接球关系建立方程求出球半径即可判断D.【详解】以D 为坐标原点建立如图空间直角坐标系,则()1,1,0B ,()10,0,1D ,设(),,P x y z ,()()10,1BP BD λλ=,1BP BD λ∴=,即()()1,1,1,1,1x y z λ--=--,则可解得()1,1,P λλλ--,对A ,()()()111,0,1,0,0,0,0,1,1A D C ,()11,0,1A D ∴=--,()11,,1C P λλλ=---,则()()()()11110110A D C P λλλ⋅=-⨯-+⨯-+-⨯-=,则11A D C P ⊥,故A 正确;对B ,1A P PD +=== 则当23λ=时,1A P PD +取最小值,故B 正确; 对C ,()()1,0,0,0,1,0A C ,(),1,PA λλλ∴=--,()1,,PC λλλ=--,则222321cos 1321321PA PC APC PA PC λλλλλλ⋅-∠===--+-+⋅, 01λ<<,则2232123λλ≤-+<,则2111123212λλ-≤-<-+, 即11cos 22APC -≤∠<,则2,33APC ππ⎛⎤∠∈ ⎥⎝⎦,故C 错误; 对于D ,当P 为1BD 中点时,四棱锥11P AA D D -为正四棱锥,设平面11AA D D 的中心为O ,四棱锥11P AA D D -的外接球半径为R ,所以222122R R ⎛⎛⎫-+= ⎪ ⎝⎭⎝⎭,解得34R =, 故四棱锥11P AA D D -的外接球表面积为94π,所以D 正确. 故选:ABD.【点睛】 关键点睛:本题考查空间相关量的计算,解题的关键是建立空间直角坐标系,利用向量建立关系进行计算.8.半正多面体(semiregularsolid )亦称“阿基米德多面体”,是由边数不全相同的正多边形围成的多面体,体现了数学的对称美.二十四等边体就是一种半正多面体,是由正方体切截而成的,它由八个正三角形和六个正方形构成(如图所示),若它的所有棱长都为)A .BF ⊥平面EABB .该二十四等边体的体积为203C .该二十四等边体外接球的表面积为8πD .PN 与平面EBFN 2 【答案】BCD【分析】 A 用反证法判断;B 先补齐八个角成正方体,再计算体积判断;C 先找到球心与半径,再计算表面积判断;D 先找到直线与平面所成角,再求正弦值判断.【详解】解:对于A ,假设A 对,即BF ⊥平面EAB ,于是BF AB ⊥,90ABF ∠=︒,但六边形ABFPQH 为正六边形,120ABF ∠=︒,矛盾,所以A 错;对于B ,补齐八个角构成棱长为2的正方体, 则该二十四等边体的体积为3112028111323-⋅⋅⋅⋅⋅=, 所以B 对;对于C ,取正方形ACPM 对角线交点O ,即为该二十四等边体外接球的球心, 其半径为2R =248R ππ=,所以C 对;对于D ,因为PN 在平面EBFN 内射影为NS ,所以PN 与平面EBFN 所成角即为PNS ∠, 其正弦值为22PS PN =,所以D 对. 故选:BCD .【点睛】本题考查了正方体的性质,考查了直线与平面所成角问题,考查了球的体积与表面积计算问题.。
2023届高考复习数学易错题专题(集合)汇编 (附答案)

2023届高考复习数学易错题专题(集合)汇编1.若22{1,1,1}a a ∈++,则a =( )A .2B .1或-1C .1D .-12.若集合{1,1}A =-,{|1}B x mx ==,且A B A ⋃=,则m 的值为( )A .1或0B .1-或0C .1或1-或0D .1或1-或23.(多选题)已知集合{}22,4,A m=,{}2,B m =,A B A ⋃=,则实数m 的值可能为( ) A .0 B .1 C .2 D .44.已知集合{}25A x x =-≤≤,{}121B x m x m =+≤≤-,若B A ⊆,则实数m 的取值范围为( )A .[]3,3-B .(],2-∞C .(][),33,-∞-+∞D .(],3-∞ 5.下列集合中表示同一集合的是( )A .{(3,2)}M =,{(2,3)}N =B .{2,3}M =,{3,2}N =C .{(,)1}M x y x y =+=∣,{1}N y x y =+=∣ D .{2,3}M =,{(2,3)}N = 6.若集合{}2|1,{|1}A x x B x mx ====且B A ⊆,则实数m 的集合为( ) A .{1,0,1}- B .{1,1}- C .{1,0}- D .{0,1} 7.已知集合A ={x |y =log 2(x 3-1)},B ={y |y =x -2},则A ∩B =( )A .(1,+∞)B .(-1,2]C .[2,+∞)D .∅8.(多选题)已知集合{}23180A x R x x =∈--<,{}22270B x R x ax a =∈++-<,则下列命题中正确的是( )A .若AB =,则3a =-B .若A B ⊆,则3a =-C .若B =∅,则6a ≤-或6a ≥D .若3a =,则{}36A B x x ⋂=-<< 9.用列举法可以将集合{A a a =使方程221=0ax x ++有唯一实数解}表示为( )A .{}1A =B .{}0A =C .{}0,1A =D .{}0A =或{}110.(多选题)已知集合2{|log 0}A x x =≤,集合1{|0}1y B y y +=≥-,集合1{|3}9z D z =≥,则( ) A .A D R ⋃=B .A B =∅C .()R A B ⋃ðD D .R D ð B11.已知{}22,25,12A a a a =-+其3A -∈,则由a 的值构成的集合是( )A .∅B .31,2⎧⎫--⎨⎬⎩⎭ C .{}-1 D .32⎧⎫-⎨⎬⎩⎭12.已知集合A ={x |-1≤x ≤3},集合B ={x |1-m ≤x ≤1+m }.若B ⊆A ,则m 的取值范围是( ) A .(-∞,2]B .[-1,3]C .[-3,1]D .[0,2]13.已知集合{}20,,32A m m m =-+,且2A ∈,则实数m 的值为 ( )A .3B .2C .0或3D .0或2或3 14.含有三个实数的集合既可表示成,,1b a a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,又可表示成{}2,,0a a b +,则20192020+a b 的值是________.15.已知集合{1A x x =<-或}4x >,{}23B x a x a =≤≤+,若B A ⊆,则实数a 的取值范围是________. 16.设集合A ={x ∣2x −3x +2=0},B ={x ∣2x +2(a +1)x +2a −5=0},若U =R ,A ∩(∁ B )=A ,求实数a 的取值范围.17.已知集合A ={x |0<ax +1≤5},集合B ={x |-12<x ≤2}.若B ⊆A ,求实数a 的取值范围. 18.(1)设集合A ={a 2,a +1,-1},B ={2a -1,|a -2|,3a 2+4},A ∩B ={-1},求实数a 的值.(2)设集合{}2,21,4A x x =--,{}5,1,9B x x =--,若{}9A B ⋂=,求实数x 的值. 19.已知集合{}24A x x =<<,()(){}30B x x a x a =--<.(1)若A B =∅ ,求实数a 的取值范围;(2)若{}34A B x x ⋂=<<,求实数a 的取值范围. 20.设集合{}2|320A x x x =-+=,{}22|2(1)50B x x a x a =+++-=.(1)若{2}A B = ,求实数a 的值;(2)若A B A ⋃=,求实数a 的取值范围;答案解析1.若22{1,1,1}a a ∈++,则a =( )A .2B .1或-1C .1D .-1 【参考答案】D【答案解析】当212a +=时,1a =±,当1a =时,2112a a +=+=,不满足互异性,舍去,当1a =-时,集合为{1,2,0},满足;当12a +=时,1a =,不满足互异性,舍去.综上1a =-. 2.若集合{1,1}A =-,{|1}B x mx ==,且A B A ⋃=,则m 的值为( )A .1或0B .1-或0C .1或1-或0D .1或1-或2 【参考答案】C【答案解析】,A B A B A ⋃=⊆ ∴,B ∴=∅;{1}B =-;{1}B =,当B =∅时,0m =;当{1}B =-时,1m =-,当{1}B =时,1m =,故m 的值是0;1;1-。
高三数学易错导数及其应用多选题 易错题测试基础卷试卷

高三数学易错导数及其应用多选题 易错题测试基础卷试卷一、导数及其应用多选题1.在湖边,我们常看到成排的石柱子之间两两连以铁链,这就是悬链线(Catenary ),其形状因与悬在两端的绳子因均匀引力作用下掉下来之形相似而名.选择适当的坐标系后,悬链线的方程是一个双曲余弦函数()cosh 2xx aax e ef x a a a -+⎛⎫=⋅=⋅ ⎪⎝⎭,其中a 为非零常数,在此坐标平面上,过原点的直线与悬链线相切于点()()00,T x f x ,则0x a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦的值可能为( )(注:[]x 表示不大于x 的最大整数)A .2-B .1-C .1D .2【答案】AC 【分析】求出导数,表示出切线,令0x t a=,可得()()110t tt e t e --++=,构造函数()()()11x x h x x e x e -=-++,可得()h x 是偶函数,利用导数求出单调性,结合零点存在性定理可得021x a -<<-或012xa<<,即可求出. 【详解】()2x xaae ef x a -+=⋅,()2x x aae ef x --'∴=,∴切线斜率002x x aae ek --=,()0002x x aae ef x a -+=⋅,则切线方程为()0000022x x x x aaaaee e ey a x x --+--⋅=-,直线过原点,()0000022x x x x aaa ae e e ea x --+-∴-⋅=⋅-令0x t a=,则可得()()110t tt e t e --++=, 令()()()11xxh x x e x e -=-++,则t 是()h x 的零点,()()()()11x x h x x e x e h x --=++-=,()h x ∴是偶函数,()()x x h x x e e -'=-+,当0x >时,()0h x '<,()h x 单调递减,()1120h e -=>,()22230h e e -=-+<,()h x ∴在()1,2存在零点t ,由于偶函数的对称性()h x 在()2,1--也存在零点,且根据单调性可得()h x 仅有这两个零点,021x a ∴-<<-或012xa<<, 02x a ⎡⎤∴=-⎢⎥⎣⎦或1. 故选:AC. 【点睛】本题考查利用导数求切线,利用导数研究函数的零点,解题的关键是将题目转化为令0x t a=,()()110t t t e t e --++=,求()()()11x xh x x e x e -=-++的零点问题.2.已知函数()1ln f x x x x=-+,()()1ln x x x x g --=,则下列结论正确的是( ) A .()g x 存在唯一极值点0x ,且()01,2x ∈ B .()f x 恰有3个零点C .当1k <时,函数()g x 与()h x kx =的图象有两个交点D .若120x x >且()()120f x f x +=,则121=x x 【答案】ACD 【分析】根据导数求得函数()g x '在(0,)+∞上为单调递减函数,结合零点的存在性定,可判定A 正确;利用导数求得函数 ()f x 在(,0)-∞,(0,)+∞单调递减,进而得到函数 ()f x 只有2个零点,可判定B 不正确;由()g x kx =,转化为函数()()1ln x x x ϕ-=和 ()(1)m x k x =-的图象的交点个数,可判定C 正确;由()()120f x f x +=,化简得到 ()121()f x f x =,结合单调性,可判定D 正确. 【详解】由函数()()1ln x x x x g --=,可得 ()1ln ,0g x x x x '=-+>,则()2110g x x x''=--<,所以()g x '在(0,)+∞上为单调递减函数,又由 ()()110,12ln 202g g '=>=-+<,所以函数()g x 在区间(1,2)内只有一个极值点,所以A 正确; 由函数()1ln f x x x x=-+, 当0x >时,()1ln f x x x x=-+,可得 ()221x x f x x -+-'=,因为22131()024x x x -+-=---<,所以 ()0f x '<,函数()f x 在(0,)+∞单调递减;又由()10f =,所以函数在(0,)+∞上只有一个零点, 当0x <时,()1ln()f x x x x =--+,可得 ()221x x f x x -+-'=,因为22131()024x x x -+-=---<,所以 ()0f x '<,函数()f x 在(,0)-∞单调递减; 又由()10f -=,所以函数在(,0)-∞上只有一个零点, 综上可得函数()1ln f x x x x=-+在定义域内只有2个零点,所以B 不正确; 令()g x kx =,即()1ln x x x kx --=,即 ()1ln (1)x x k x -=-, 设()()1ln x x x ϕ-=, ()(1)m x k x =-, 可得()1ln 1x x x ϕ'=+-,则 ()2110x x xϕ''=+>,所以函数()x ϕ'(0,)+∞单调递增, 又由()01ϕ'=,可得当(0,1)x ∈时, ()0x ϕ'<,函数()x ϕ单调递减, 当(1,)x ∈+∞时,()0x ϕ'>,函数 ()x ϕ单调递增, 当1x =时,函数()x ϕ取得最小值,最小值为()10ϕ=, 又由()(1)m x k x =-,因为1k <,则 10k ->,且过原点的直线,结合图象,即可得到函数()()1ln x x x ϕ-=和 ()(1)m x k x =-的图象有两个交点,所以C 正确;由120x x >,若120,0x x >>时,因为 ()()120f x f x +=,可得()()12222222211111ln ln 1f x f x x x f x x x x x ⎛⎫⎛⎫=-=--+=+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()121()f x f x =,因为()f x 在(0,)+∞单调递减,所以 121x x =,即121=x x , 同理可知,若120,0x x <<时,可得121=x x ,所以D 正确. 故选:ACD.【点睛】函数由零点求参数的取值范围的常用方法与策略:1、分类参数法:一般命题情境为给出区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为从()f x 中分离参数,然后利用求导的方法求出由参数构造的新函数的最值,根据题设条件构建关于参数的不等式,再通过解不等式确定参数的取值范围;2、分类讨论法:一般命题情境为没有固定的区间,求满足函数零点个数的参数范围,通常解法为结合函数的单调性,先确定参数分类标准,在每个小范围内研究零点的个数是否符合题意,将满足题意的参数的各个小范围并在一起,即可为所求参数的范围.3.若函数()f x 满足对于任意1x ,2(0,1)x ∈,()()121222f x f x x x f ++⎛⎫≤⎪⎝⎭,则称函数()f x 为“中点凸函数”.则下列函数中为“中点凸函数”的是( )A .2()2f x x x =-B .()tan f x x =C .()sin cos f x x x =-D .()e ln x f x x =-【答案】ABD 【分析】 用计算()()121222f x f x x x f ++⎛⎫-⎪⎝⎭的正负值来解,运算量大,比较复杂.我们可分析“中点凸函数”的几何特征,结合图像作答.由已知“中点凸函数”的定义,可得“中点凸函数”的图象形状可能为:【详解】由“中点凸函数”定义知:定义域内12,x x 对应函数值的平均值大于或等于122x x +处的函数值,∴下凸函数:任意连接函数图象上不同的两点所得直线一定在图象上方或与图象重合. 设()()11,Ax f x ,()()22,B x f x 为曲线()f x 在(0,1)上任意两点A 、B 、C 、D 选项对应的函数图象分别如下图示: ①2()2f x x x =-符合题意 ②()tan f x x =符合题意③()sin cos 24f x x x x π⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭放大局部图像可见,在,14段,并不满足12,x x 对应函数值的平均值大于或等于122x x +处的函数值.不合题意④()e ln x f x x =-'1()e x f x x =-,''21()e 0x f x x+=>根据导函数作出图像如下符合题意. 故选:ABD 【点睛】本题主要考查了函数的新定义及其应用,其中解答中正确理解函数的新定义,以及结合函数的图象求解是解答的关键,学生可利用数形结合求解,需要较强的推理与运算能力.4.若存在常数k 和b ,使得函数()F x 和()G x 对其公共定义域上的任意实数x 都满足:()F x kx b ≥+和()G x kx b ≤+恒成立,则称此直线y kx b =+为()F x 和()G x 的“隔离直线”.已知函数()22x f x =(x ∈R ),()12g x x =(0x <),()ln h x e x =,(e 为自然对数的底数),则( ) A .()()()m x f x g x =-在302x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭内单调递减 B .()f x 和()g x 之间存在“隔离直线”,且b 的最小值为2- C .()f x 和()g x 之间存在“隔离直线”,且k 的取值范围是[]2,1-D .()f x 和()g x 之间存在唯一的“隔离直线”,方程为2e y =-【答案】BD 【分析】对于A :令()()()m x f x g x =-,利用导数可确定()m x 单调性,进而作出判断; 对于B 和C :利用二次函数的性质以及不等式恒成立的知识求出b 、k 的范围,进而作出判断;对于选项D :根据隔离直线过()f x 和()h x 的公共点,可假设隔离直线为2e y kx =-;可得到222x ekx ≥-,再利用恒成立得出k 的值,最后尝试利用导数证明()2eh x ≤-,进而作出判断. 【详解】对于A ,()()()2122x m x f x g x x =-=-, ()322121022x m x x x x +'∴=+=>,当x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0m x '>,()m x ∴单调递增,故A 错误; 对于B ,C ,设()f x ,()g x 的隔离直线为y kx b =+,22x kx b ≥+对任意x ∈R 恒成立,即2220x kx b --≥对任意x ∈R 恒成立, 所以21480k b ∆=+≤,所以0b ≤,又12kx b x ≤+对任意(),0x ∈-∞恒成立,即22210kx bx +-≤对任意(),0x ∈-∞恒成立,因为0b ≤,所以0k ≤且21480b k ∆=+≤,所以22k b ≤-且22b k ≤-,4248k b b ≤≤-,解得20k -≤≤,同理20b -≤≤, 所以b 的最小值为2-,k 的取值范围是[]2,0-, 故B 正确,C 错误;对于D ,函数()f x 和()h x 的图象在x =∴若存在()f x 和()h x 的隔离直线,那么该直线过这个公共点,设隔离直线的斜率为k ,则隔离直线方程为(2e y k x -=,即2e y kx =-,则222x ekx ≥-(x ∈R ),得2220x kx e -+≥对x ∈R 恒成立,则()24420k e ∆=-≤,解得k =,此时隔离直线方程为:2e y =-,下面证明()2e h x ≤-, 令()()ln 22e e G x h x e x =--=--(0x >),则()x G x x'=,当x =()0G x '=;当0x <<()0G x '<;当x >()0G x '>;∴当x =()G x 取到极小值,也是最小值,即()0min G x G==,()()02e G x h x ∴=--≥在()0,∞+上恒成立,即()2eh x ≤-,∴函数()f x 和()h x存在唯一的隔离直线2ey =-,D 正确. 故选:BD . 【点睛】关键点睛:本题考查导数中的新定义问题的求解;解题关键是能够充分理解“隔离直线”的定义,将问题转化为根据不等式恒成立求解参数范围或参数值、或不等式的证明问题,属于难题.5.定义在R 上的函数()f x ,若存在函数()g x ax b =+(a ,b 为常数),使得()()f x g x ≥对一切实数x 都成立,则称()g x 为函数()f x 的一个承托函数,下列命题中正确的是( )A .函数()2g x =-是函数ln ,0()1,0x x f x x >⎧=⎨⎩的一个承托函数 B .函数()1g x x =-是函数()sin f x x x =+的一个承托函数C .若函数()g x ax = 是函数()x f x e =的一个承托函数,则a 的取值范围是[0,]eD .值域是R 的函数()f x 不存在承托函数 【答案】BC 【分析】由承托函数的定义依次判断即可. 【详解】解:对A ,∵当0x >时,()ln (,)f x x =∈-∞+∞, ∴()()2f x g x ≥=-对一切实数x 不一定都成立,故A 错误;对B ,令()()()t x f x g x =-,则()sin (1)sin 10t x x x x x =+--=+≥恒成立, ∴函数()1g x x =-是函数()sin f x x x =+的一个承托函数,故B 正确;对C ,令()x h x e ax =-,则()x h x e a '=-, 若0a =,由题意知,结论成立, 若0a >,令()0h x '=,得ln x a =,∴函数()h x 在(,ln )a -∞上为减函数,在(ln ,)a +∞上为增函数, ∴当ln x a =时,函数()h x 取得极小值,也是最小值,为ln a a a -, ∵()g x ax =是函数()x f x e =的一个承托函数, ∴ln 0a a a -≥, 即ln 1a ≤, ∴0a e <≤,若0a <,当x →-∞时,()h x →-∞,故不成立,综上,当0a e 时,函数()g x ax =是函数()xf x e =的一个承托函数,故C 正确;对D ,不妨令()2,()21f x x g x x ==-,则()()10f x g x -=≥恒成立, 故()21g x x =-是()2f x x =的一个承托函数,故D 错误. 故选:BC . 【点睛】方法点睛:以函数为载体的新定义问题,是高考命题创新型试题的一个热点,常见的命题形式有新概念、新法则、新运算等,这类试题中函数只是基本的依托,考查的是考生创造性解决问题的能力.6.已知函数()f x 的定义域为()0,∞+,其导函数()f x '满足()1f x x'<,且()11f =,则下列结论正确的是( ) A .()2f e > B .10f e ⎛⎫> ⎪⎝⎭C .()1,x e ∀∈,()2f x <D .1,1x e ⎛⎫∀∈ ⎪⎝⎭, ()120x f x f ⎛⎫+> ⎪⎝⎭- 【答案】BCD 【分析】令()()ln F x f x x =-,求导得:'1()()0F x f x x'=-<,可得函数的单调性,再结合(1)1f =,可得(1)1F =,对选项进行一一判断,即可得答案;【详解】令()()ln F x f x x =-,∴'1()()0F x f x x'=-<,()F x ∴在(0,)+∞单调递减, (1)1f =,(1)(1)1F f ∴==,对A ,()(1)()11()2F e F f e f e <⇒-<⇒<,故A 错误; 以B ,111(1)()110eF F f f e e ⎛⎫⎛⎫>⇒+>⇒> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故B 正确; 对C ,(1,)()(1)()ln 1x e F x F f x x ∈∴<⇒-<,()1ln f x x ∴<+,(1.),ln (0,1)x e x ∈∈, 1ln (1,2)x ∴+∈,()2f x ∴<,故C 正确;对D ,111,1,,()x x F x F e x x ⎛⎫⎛⎫∈>> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()1ln ln f x x f x x ⎛⎫⇒->+ ⎪⎝⎭1()2ln f x f x x ⎛⎫⇒-> ⎪⎝⎭,1,1,ln (1,0)x x e ⎛⎫∈∴∈- ⎪⎝⎭,1()2f x f x ⎛⎫∴->- ⎪⎝⎭1()20f x f x ⎛⎫⇒-+> ⎪⎝⎭,故D 正确; 故选:BCD. 【点睛】根据条件构造函数,再利用导数的工具性研究函数的性质,是求解此类抽象函数问题的关键.7.已知函数()e sin xf x a x =+,则下列说法正确的是( )A .当1a =-时,()f x 在0,单调递增B .当1a =-时,()f x 在()()0,0f 处的切线为x 轴C .当1a =时,()f x 在()π,0-存在唯一极小值点0x ,且()010f x -<<D .对任意0a >,()f x 在()π,-+∞一定存在零点 【答案】AC 【分析】结合函数的单调性、极值、最值及零点,分别对四个选项逐个分析,可选出答案. 【详解】对于A ,当1a =-时,()e sin xf x x =-,()e cos xf x x '=-,因为()0,x ∈+∞时,e 1,cos 1xx >≤,即0fx,所以()f x 在0,上单调递增,故A 正确;对于B ,当1a =-时,()e sin xf x x =-,()e cos xf x x '=-,则()00e sin01f =-=,()00e cos00f '=-=,即切点为0,1,切线斜率为0,故切线方程为1y =,故B 错误;对于C ,当1a =时,()e sin x f x x =+,()e cos x f x x '+=,()e sin xf x x '=-',当()π,0x ∈-时,sin 0x <,e 0x >,则()e sin 0xx f x -'=>'恒成立,即()e cos x f x x '+=在()π,0-上单调递增,又ππ22ππe cos e 220f --⎛⎫⎛⎫'-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭+>,3π3π443π3πe cos e 442f --⎛⎫⎛⎫'-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝-⎭+,因为123π3π421e e 2e ---⎛⎫=<⎪⎭< ⎝,所以3π43πe 024f -⎛⎫'-= ⎪-⎭<⎝,所以存在唯一03ππ,42x ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,使得()00f x '=成立,所以()f x 在()0π,x -上单调递减,在()0,0x 上单调递增,即()f x 在()π,0-存在唯一极小值点0x ,由()000e cos 0xf x x +'==,可得()000000πe sin cos sin 4x f x x x x x ⎛⎫=+=-+=- ⎪⎝⎭,因为03ππ,42x ⎛⎫∈-- ⎪⎝⎭,所以0π3ππ,44x ⎛⎫-∈-- ⎪⎝⎭,则()00π4f x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭()1,0∈-,故C 正确;对于选项D ,()e sin xf x a x =+,()π,x ∈-+∞,令()e sin 0xf x a x =+=,得1sin ex xa -=, ()sin ex xg x =,()π,x ∈-+∞,则()πcos sin 4e e x xx x x g x ⎛⎫- ⎪-⎝⎭'==, 令0g x ,得πsin 04x ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,则ππ4x k =+()1,k k ≥-∈Z ,令0g x,得πsin 04x ⎛⎫-> ⎪⎝⎭,则π5π2π,2π44x k k ⎛⎫∈++ ⎪⎝⎭()1,k k ≥-∈Z ,此时函数()g x 单调递减, 令0g x,得πsin 04x ⎛⎫-< ⎪⎝⎭,则5π9π2π,2π44x k k ⎛⎫∈++ ⎪⎝⎭()1,k k ≥-∈Z ,此时函数()g x 单调递增, 所以5π2π4x k =+()1,k k ≥-∈Z 时,()g x 取得极小值,极小值为5π5π2π2π445π5π2π5π4s 42in si πe e 4n k k g k k ++⎛⎫ ⎪⎛⎫⎝⎭== ⎪⎝⎭++()1,k k ≥-∈Z , 在()g x 的极小值中,3π4sin 3π45π5π42π4eg g -⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝+⎭-最小,当3ππ,4x ⎛⎫∈--⎪⎝⎭时,()g x 单调递减,所以函数()g x的最小值为3π3π445πsin 3π144eg --⎛⎫-==- ⎪⎝⎭,当3π411a--<-时,即3π40a -<<时,函数()g x 与1=-y a无交点,即()f x 在()π,-+∞不存在零点,故D 错误.故选:AC. 【点睛】本题考查利用导数研究函数的极值、零点、最值,及切线方程的求法,考查学生的推理能力与计算求解能力,属于难题.8.若方程()2110x m x -+-=和()120x m ex -+-=的根分别为()1212,x x x x <和3x ,()434x x x <,则下列判断正确的是( )A .3201x x <<<B .1310x x -<<C .(),1m ∈-∞- D.1112x ⎛⎫-∈- ⎪ ⎪⎝⎭【答案】ABD 【分析】根据题意将问题转化为,1x ,2x 和3x ,4x 分别是y m =与11y x x =--和12x xy e-=-交点的横坐标,再用导数研究函数11y x x =--和12x xy e-=-的单调性与取值情况,作出函数图象,数形结合即可解决问题. 【详解】解:由题,1x ,2x 和3x ,4x 分别是11m x x =--和12x xm e-=-的两个根, 即y m =与11y x x =--和12x xy e-=-交点的横坐标.对于函数11y xx=--,定义域为{}x x≠,21'10yx=+>,所以函数在(),0-∞和()0,∞+上单调递增,且1x=时,1y=-;对于函数12xxye-=-,11'xxye--=,所以函数在(),1-∞上单调递增,在()1,+∞单调递减,且当,2x y→+∞→-,0x=时,2y=-,1x=时,1y=-;故作出函数11y xx=--,12xxye-=-的图像如图所示,注意到:当()0,1x∈时,11122xxx xx e---<-<-,由图可知,3201x x<<<,()2,1m∈--,从而()11112,1xx--∈--,解得115,1x⎛⎫--∈-⎪⎪⎝⎭,所以选项AD正确,选项C错误,又121310x x x x-=<<.故选:ABD.【点睛】本题考查利用导数研究函数的零点问题,考查化归转化思想与数形结合思想,是中档题.。
2024届高考数学易错题专项(圆锥曲线)练习(附答案)

2024届高考数学易错题专项(圆锥曲线)练习 易错点一:求轨迹方程时忽略变量的取值范围(求动点轨迹方程)易错点二:忽略了给定条件对e范围的限定(离心率的求算)A.3B.2易错点三:易忽略判别式自身参数范围(求最值问题)易错点四:意义不明导致定点问题错误(有关直线与圆锥曲线的定点与定值问题)22x y参考答案易错点一:求轨迹方程时忽略变量的取值范围(求动点轨迹方程)2⎝⎭如图所示,过P作PB⊥准线,垂足为由抛物线定义可知PF=设直线AP为p y k x⎛⎫+=) 由已知可知24y x =,则()1,0F )()(11223,,,x y B x y C x 、、()11y x k=--,【答案详解】 )0QN PN +⋅= ,可得QN QP =4QP MP ==,所以NQ QM +的轨迹是以M ,N 为焦点,长轴长为 故||||DB DA =,则||||||||DC DB -=设()11,A x y ,()22,B x y .由题意,设直线l 的方程为6,x my =+则2164240m ∆=+⨯>,由韦达定理可得所以2412x x m +=+,36x x =,9.已知()2,0A -,()2,0B,对于平面内一动点M ,且2PM AM BM =.求点Р的轨迹C 的方程;【答案】当||2x <,22:2C x y +=;当||2x >,易错点二:忽略了给定条件对e范围的限定(离心率的求算)=,由切线长定理可知,PA PB=与双曲线6.已知直线y kxPA PB不同的一点,直线,线的离心率为()A.3B.2 【答案】D故选:A.9.已知F为双曲线C:2 2 x a的渐近线和右支于点A,B10.已知双曲线22 :xEa-右支交于B,C两点,且则双曲线E的离心率为(又因为0AF BF ⋅=,所以AF BF ⊥所以四边形1AF BF 为矩形, 设||BF t =,则||3CF t =,易错点三:易忽略判别式自身参数范围(求最值问题)故答案为:182.已知ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若则ABC 面积的最大值为 . 【答案】22【详细分析】由余弦定理变形得出6AB AC +=,A 在以椭圆上,因此当A 是椭圆短轴顶点时,A 到BC 的距离最大,由此可求得三角形面积最设椭圆方程为22221x ya b+=,则所以2222b a c=-=,当A是椭圆短轴顶点时,A由椭圆的第二定义知:AO AH=【答案】(]4,7【详细分析】作点N 关于原点的对称点12EF F N =且M 、1F 、E 三点共线,故因为O 为EN 、12F F 的中点,所以,四边形1EF 所以,12//EF F N 且12EF F N =,因为12//MF F N ,故M 、1F 、E 三点共线,则MF 问题)) 当直线l 的斜率不为0时,设直线l :4x ny =+,联立得2242x ny x y =+⎧⎪⎨+⎪⎩3.已知椭圆2222:1(x yCa b+=23.因为椭圆的离心率为32,所以当直线AB 的斜率存在时,设直线将y kx m =+与2214x y +=联立,消去()(所以直线CM 的斜率为00CM y n k x m-=-可得直线CM 交x 轴于点0my nx P ⎛-设()()1122,,,,:AB A x y B x y l x =因为1F 在椭圆内部,则直线22x y ⎧设直线:l y kx m =+交该椭圆220x +将y kx m =+代入221205x y +=)当直线L与x轴平行时,以AB为直径的圆方程为当直线L与y轴重合时,以AB为直径的圆方程为设()00,P x y ,且000,0x y >>; 易知直线PA 的斜率002PA y k x =+,所以1y +0,0.∴直线CD恒过定点()【名师点评】关键点名师点评:本题考查直线与椭圆综合应用中的直线过定点问题的求解,解题关键是能够利用中点坐标公式表示出,A B坐标,利用点在椭圆上可构造方程组整理得到,C D所满足的直线方程,根据直线CD方程可确定定点坐标.。
高三数学多选题专项训练单元 易错题测试基础卷

高三数学多选题专项训练单元 易错题测试基础卷一、数列多选题1.已知数列{}n a :1,1,2,3,5,…其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和,记n S 为数列{}n a 的前n 项和,则下列结论正确的是( ) A .68S a = B .733S =C .135********a a a a a ++++= D .2222123202020202021a a a a a a ++++=答案:BCD 【分析】根据题意写出,,,从而判断A ,B 的正误;写出递推关系,对递推关系进行适当的变形,利用累加法即可判断C ,D 的正误. 【详解】对A ,,,故A 不正确; 对B ,,故B 正确; 对C ,由,,解析:BCD 【分析】根据题意写出8a ,6S ,7S ,从而判断A ,B 的正误;写出递推关系,对递推关系进行适当的变形,利用累加法即可判断C ,D 的正误. 【详解】对A ,821a =,620S =,故A 不正确; 对B ,761333S S =+=,故B 正确;对C ,由12a a =,342a a a =-,564a a a =-,…,202120222020a a a =-,可得135********a a a a a +++⋅⋅⋅+=,故C 正确;对D ,该数列总有21n n n a a a ++=+,2121a a a =,则()222312321a a a a a a a a =-=-, ()233423423a a a a a a a a =-=-,…,()220182018201920172018201920172018a a a a a a a a =-=-, 22019a =2019202020192018a a a a -,220202020202120202019a a a a a =-, 故2222123202*********a a a a a a +++⋅⋅⋅+=,故D 正确.故选:BCD 【点睛】关键点睛:解答本题的关键是对CD 的判断,即要善于利用21n n n a a a ++=+对所给式子进行变形.2.已知数列{}n a 满足0n a >,121n n n a na a n +=+-(N n *∈),数列{}n a 的前n 项和为n S ,则( ) A .11a =B .121a a =C .201920202019S a =D .201920202019S a >答案:BC 【分析】根据递推公式,得到,令,得到,可判断A 错,B 正确;根据求和公式,得到,求出,可得C 正确,D 错. 【详解】 由可知,即,当时,则,即得到,故选项B 正确;无法计算,故A 错; ,所以,则解析:BC 【分析】根据递推公式,得到11n n nn n a a a +-=-,令1n =,得到121a a =,可判断A 错,B 正确;根据求和公式,得到1n n nS a +=,求出201920202019S a =,可得C 正确,D 错. 【详解】由121n n n a n a a n +=+-可知2111n n n n n a n n n a a a a ++--==+,即11n n nn n a a a +-=-, 当1n =时,则121a a =,即得到121a a =,故选项B 正确;1a 无法计算,故A 错; 1221321111102110n n n n n n n n n n S a a a a a a a a a a a a +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+++=-+-++-=-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以1n n S a n +=,则201920202019S a =,故选项C 正确,选项D 错误. 故选:BC. 【点睛】 方法点睛:由递推公式求通项公式的常用方法:(1)累加法,形如()1n n a a f n +=+的数列,求通项时,常用累加法求解;(2)累乘法,形如()1n na f n a +=的数列,求通项时,常用累乘法求解; (3)构造法,形如1n n a pa q +=+(0p ≠且1p ≠,0q ≠,n ∈+N )的数列,求通项时,常需要构造成等比数列求解;(4)已知n a 与n S 的关系求通项时,一般可根据11,2,1n n n S S n a a n --≥⎧=⎨=⎩求解.3.若不等式1(1)(1)2n na n+--<+对于任意正整数n 恒成立,则实数a 的可能取值为( ) A .2- B .1- C .1 D .2答案:ABC 【分析】根据不等式对于任意正整数n 恒成立,即当n 为奇数时有恒成立,当n 为偶数时有恒成立,分别计算,即可得解. 【详解】根据不等式对于任意正整数n 恒成立, 当n 为奇数时有:恒成立, 由递减解析:ABC 【分析】根据不等式1(1)(1)2n na n +--<+对于任意正整数n 恒成立,即当n 为奇数时有12+a n-<恒成立,当n 为偶数时有12a n<-恒成立,分别计算,即可得解. 【详解】根据不等式1(1)(1)2n na n +--<+对于任意正整数n 恒成立, 当n 为奇数时有:12+a n-<恒成立,由12+n 递减,且1223n <+≤,所以2a -≤,即2a ≥-,当n 为偶数时有:12a n<-恒成立, 由12n -第增,且31222n≤-<, 所以32a <, 综上可得:322a -≤<, 故选:ABC . 【点睛】本题考查了不等式的恒成立问题,考查了分类讨论思想,有一定的计算量,属于中当题.4.已知数列{}n a 的前n 项和为()0n n S S ≠,且满足140(2)n n n a S S n -+=≥,114a =,则下列说法错误的是( )A .数列{}n a 的前n 项和为4n S n =B .数列{}n a 的通项公式为14(1)n a n n =+C .数列{}n a 为递增数列D .数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为递增数列答案:ABC 【分析】数列的前项和为,且满足,,可得:,化为:,利用等差数列的通项公式可得,,时,,进而求出. 【详解】数列的前项和为,且满足,, ∴,化为:,∴数列是等差数列,公差为4, ∴,可得解析:ABC 【分析】数列{}n a 的前n 项和为0n n S S ≠(),且满足1402n n n a S S n -+=≥(),114a =,可得:1140n n n n S S S S ---+=,化为:1114n n S S --=,利用等差数列的通项公式可得1nS ,n S ,2n ≥时,()()111144141n n n a S S n n n n -=-=-=---,进而求出n a . 【详解】数列{}n a 的前n 项和为0n n S S ≠(),且满足1402n n n a S S n -+=≥(),114a =, ∴1140n n n n S S S S ---+=,化为:1114n n S S --=, ∴数列1n S ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是等差数列,公差为4,∴()14414n n n S =+-=,可得14n S n=, ∴2n ≥时,()()111144141n n n a S S n n n n -=-=-=---,∴()1(1)41(2)41n n a n n n ⎧=⎪⎪=⎨⎪-≥-⎪⎩,对选项逐一进行分析可得,A ,B ,C 三个选项错误,D 选项正确. 故选:ABC. 【点睛】本题考查数列递推式,解题关键是将已知递推式变形为1114n n S S --=,进而求得其它性质,考查逻辑思维能力和运算能力,属于常考题5.等差数列{}n a 是递增数列,公差为d ,前n 项和为n S ,满足753a a =,下列选项正确的是( ) A .0d <B .10a <C .当5n =时n S 最小D .0n S >时n 的最小值为8答案:BD 【分析】由题意可知,由已知条件可得出,可判断出AB 选项的正误,求出关于的表达式,利用二次函数的基本性质以及二次不等式可判断出CD 选项的正误. 【详解】由于等差数列是递增数列,则,A 选项错误解析:BD 【分析】由题意可知0d >,由已知条件753a a =可得出13a d =-,可判断出AB 选项的正误,求出n S 关于d 的表达式,利用二次函数的基本性质以及二次不等式可判断出CD 选项的正误. 【详解】由于等差数列{}n a 是递增数列,则0d >,A 选项错误;753a a =,则()11634a d a d +=+,可得130a d =-<,B 选项正确;()()()22171117493222224n n n d n n d n n d S na nd n d -⎡⎤--⎛⎫=+=-+==--⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦,当3n =或4时,n S 最小,C 选项错误; 令0n S >,可得270n n ->,解得0n <或7n >.n N *∈,所以,满足0n S >时n 的最小值为8,D 选项正确.故选:BD.6.(多选题)在数列{}n a 中,若221n n a a p --=,(2n ≥,*n N ∈,p 为常数),则称{}n a 为“等方差数列”.下列对“等方差数列”的判断正确的是( )A .若{}n a 是等差数列,则{}2n a 是等方差数列B .(){}1n-是等方差数列C .若{}n a 是等方差数列,则{}kn a (*k N ∈,k 为常数)也是等方差数列D .若{}n a 既是等方差数列,又是等差数列,则该数列为常数列答案:BCD 【分析】根据定义以及举特殊数列来判断各选项中结论的正误. 【详解】对于A 选项,取,则不是常数,则不是等方差数列,A 选项中的结论错误; 对于B 选项,为常数,则是等方差数列,B 选项中的结论正解析:BCD 【分析】根据定义以及举特殊数列来判断各选项中结论的正误. 【详解】对于A 选项,取n a n =,则()()()422444221111n n a a n n n n n n +⎡⎤⎡⎤-=+-=+-⋅++⎣⎦⎣⎦()()221221n n n =+++不是常数,则{}2n a 不是等方差数列,A 选项中的结论错误;对于B 选项,()()22111110n n+⎡⎤⎡⎤---=-=⎣⎦⎣⎦为常数,则(){}1n-是等方差数列,B 选项中的结论正确;对于C 选项,若{}n a 是等方差数列,则存在常数p R ∈,使得221n n a a p +-=,则数列{}2na 为等差数列,所以()221kn k n a a kp +-=,则数列{}kn a (*k N ∈,k 为常数)也是等方差数列,C 选项中的结论正确;对于D 选项,若数列{}n a 为等差数列,设其公差为d ,则存在m R ∈,使得n a dn m =+,则()()()()2221112222n n n n n n a a a a a a d dn m d d n m d d +++-=-+=++=++,由于数列{}n a 也为等方差数列,所以,存在实数p ,使得221n n a a p +-=,则()222d n m d d p ++=对任意的n *∈N 恒成立,则()2202d m d d p ⎧=⎪⎨+=⎪⎩,得0p d ==,此时,数列{}n a 为常数列,D 选项正确.故选BCD. 【点睛】本题考查数列中的新定义,解题时要充分利用题中的定义进行判断,也可以结合特殊数列来判断命题不成立,考查逻辑推理能力,属于中等题.7.设d 为正项等差数列{}n a 的公差,若0d >,32a =,则( ) A .244a a ⋅<B .224154a a +≥C .15111a a +> D .1524a a a a ⋅>⋅答案:ABC 【分析】由已知求得公差的范围:,把各选项中的项全部用表示,并根据判断各选项. 【详解】 由题知,只需, ,A 正确; ,B 正确; ,C 正确; ,所以,D 错误. 【点睛】本题考查等差数列的性解析:ABC 【分析】由已知求得公差d 的范围:01d <<,把各选项中的项全部用d 表示,并根据01d <<判断各选项. 【详解】 由题知,只需1220010a d d d =->⎧⇒<<⎨>⎩,()()2242244a a d d d ⋅=-⋅+=-<,A 正确;()()2222415223644a a d d d d +=-++=-+>≥,B 正确; 21511111122221a a d d d+=+=>-+-,C 正确; ()()()()2152422222230a a a a d d d d d ⋅-⋅=-⋅+--⋅+=-<,所以1524a a a a ⋅<⋅,D 错误. 【点睛】本题考查等差数列的性质,解题方法是由已知确定d 的范围,由通项公式写出各项(用d 表示)后,可判断.8.设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若39S =,47a =,则( )A .2n S n =B .223n S n n =-C .21n a n =-D .35n a n =-【分析】利用等差数列的前项和公式、通项公式列出方程组,求出,,由此能求出与. 【详解】等差数列的前项和为.,, , 解得,, .故选:AC . 【点睛】本题考查等差数列的通项公式求和公解析:AC 【分析】利用等差数列{}n a 的前n 项和公式、通项公式列出方程组,求出11a =,2d =,由此能求出n a 与n S . 【详解】等差数列{}n a 的前n 项和为n S .39S =,47a =,∴31413239237S a d a a d ⨯⎧=+=⎪⎨⎪=+=⎩, 解得11a =,2d =,1(1)221n a n n ∴+-⨯=-=.()21212n n n S n +-==故选:AC . 【点睛】本题考查等差数列的通项公式求和公式的应用,考查等差数列的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.9.下面是关于公差0d >的等差数列{}n a 的四个命题,其中的真命题为( ). A .数列{}n a 是递增数列 B .数列{}n na 是递增数列 C .数列{}na n是递增数列 D .数列{}3n a nd +是递增数列【分析】根据等差数列的性质,对四个选项逐一判断,即可得正确选项. 【详解】, ,所以是递增数列,故①正确, ,当时,数列不是递增数列,故②不正确, ,当时,不是递增数列,故③不正确, ,因解析:AD 【分析】根据等差数列的性质,对四个选项逐一判断,即可得正确选项. 【详解】0d >,10n n a a d +-=> ,所以{}n a 是递增数列,故①正确,()()2111n na n a n d dn a d n =+-=+-⎡⎤⎣⎦,当12d a n d -<时,数列{}n na 不是递增数列,故②不正确, 1n a a d d n n -=+,当10a d -<时,{}n a n 不是递增数列,故③不正确, 134n a nd nd a d +=+-,因为0d >,所以{}3n a nd +是递增数列,故④正确,故选:AD 【点睛】本题主要考查了等差数列的性质,属于基础题.10.在下列四个式子确定数列{}n a 是等差数列的条件是( )A .n a kn b =+(k ,b 为常数,*n N ∈);B .2n n a a d +-=(d 为常数,*n N ∈);C .()*2120n n n a a a n ++-+=∈N ; D .{}n a 的前n 项和21n S n n =++(*n N ∈).答案:AC 【分析】直接利用等差数列的定义性质判断数列是否为等差数列. 【详解】A 选项中(,为常数,),数列的关系式符合一次函数的形式,所以是等差数列,故正确,B 选项中(为常数,),不符合从第二项起解析:AC 【分析】直接利用等差数列的定义性质判断数列是否为等差数列. 【详解】A 选项中n a kn b =+(k ,b 为常数,*n N ∈),数列{}n a 的关系式符合一次函数的形式,所以是等差数列,故正确,B 选项中2n n a a d +-=(d 为常数,*n N ∈),不符合从第二项起,相邻项的差为同一个常数,故错误;C 选项中()*2120n n n a a a n ++-+=∈N ,对于数列{}n a 符合等差中项的形式,所以是等差数列,故正确;D 选项{}n a 的前n 项和21n S n n =++(*n N ∈),不符合2n S An Bn =+,所以{}n a 不为等差数列.故错误. 故选:AC 【点睛】本题主要考查了等差数列的定义的应用,如何去判断数列为等差数列,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题型. 11.已知数列{}n a 是递增的等差数列,5105a a +=,6914a a ⋅=-.12n n n n b a a a ++=⋅⋅,数列{}n b 的前n 项和为n T ,下列结论正确的是( )A .320n a n =-B .325n a n =-+C .当4n =时,n T 取最小值D .当6n =时,n T 取最小值答案:AC 【分析】由已知求出数列的首项与公差,得到通项公式判断与;再求出,由的项分析的最小值. 【详解】解:在递增的等差数列中, 由,得, 又,联立解得,, 则,. .故正确,错误;可得数列的解析:AC 【分析】由已知求出数列{}n a 的首项与公差,得到通项公式判断A 与B ;再求出n T ,由{}n b 的项分析n T 的最小值. 【详解】解:在递增的等差数列{}n a 中, 由5105a a +=,得695a a +=,又6914a a =-,联立解得62a =-,97a =, 则967(2)3963a a d ---===-,16525317a a d =-=--⨯=-. 173(1)320n a n n ∴=-+-=-.故A 正确,B 错误;12(320)(317)(314)n n n n b a a a n n n ++==---可得数列{}n b 的前4项为负,第5项为正,第六项为负,第六项以后均为正. 而5610820b b +=-=>.∴当4n =时,n T 取最小值,故C 正确,D 错误.故选:AC . 【点睛】本题考查等差数列的通项公式,考查数列的求和,考查分析问题与解决问题的能力,属于中档题.12.等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若90a <,100a >,则下列结论正确的是( ) A .109S S >B .170S <C .1819S S >D .190S >答案:ABD 【分析】先根据题意可知前9项的和最小,判断出正确;根据题意可知数列为递减数列,则,又,进而可知,判断出不正确;利用等差中项的性质和求和公式可知,,故正确. 【详解】根据题意可知数列为递增解析:ABD 【分析】先根据题意可知前9项的和最小,判断出A 正确;根据题意可知数列为递减数列,则190a >,又181919S S a =-,进而可知1516S S >,判断出C 不正确;利用等差中项的性质和求和公式可知()01179179172171722a a a S a <+⨯⨯===,()1191019101921919022a a a S a +⨯⨯===>,故BD 正确. 【详解】根据题意可知数列为递增数列,90a <,100a >,∴前9项的和最小,故A 正确;()11791791721717022a a a S a +⨯⨯===<,故B 正确; ()1191019101921919022a a a S a +⨯⨯===>,故D 正确; 190a >, 181919S S a ∴=-, 1819S S ∴<,故C 不正确.故选:ABD . 【点睛】本题考查等差数列的综合应用,考查逻辑思维能力和运算能力,属于常考题.二、等差数列多选题13.题目文件丢失!14.已知数列{}n a 满足0n a >,121n n n a na a n +=+-(N n *∈),数列{}n a 的前n 项和为n S ,则( )A .11a =B .121a a =C .201920202019S a =D .201920202019S a >解析:BC 【分析】根据递推公式,得到11n n nn n a a a +-=-,令1n =,得到121a a =,可判断A 错,B 正确;根据求和公式,得到1n n nS a +=,求出201920202019S a =,可得C 正确,D 错. 【详解】由121n n n a n a a n +=+-可知2111n n n n n a n n n a a a a ++--==+,即11n n nn n a a a +-=-, 当1n =时,则121a a =,即得到121a a =,故选项B 正确;1a 无法计算,故A 错; 1221321111102110n n n n n n n n n n S a a a a a a a a a a a a +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+++=-+-++-=-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以1n n S a n +=,则201920202019S a =,故选项C 正确,选项D 错误. 故选:BC. 【点睛】 方法点睛:由递推公式求通项公式的常用方法:(1)累加法,形如()1n n a a f n +=+的数列,求通项时,常用累加法求解;(2)累乘法,形如()1n na f n a +=的数列,求通项时,常用累乘法求解; (3)构造法,形如1n n a pa q +=+(0p ≠且1p ≠,0q ≠,n ∈+N )的数列,求通项时,常需要构造成等比数列求解;(4)已知n a 与n S 的关系求通项时,一般可根据11,2,1n n n S S n a a n --≥⎧=⎨=⎩求解.15.已知数列{}n a 满足()*111n na n N a +=-∈,且12a =,则( ) A .31a =-B .201912a =C .332S = D . 2 01920192S =解析:ACD 【分析】先计算出数列的前几项,判断AC ,然后再寻找规律判断BD .【详解】由题意211122a =-=,311112a =-=-,A 正确,3132122S =+-=,C 正确;41121a =-=-,∴数列{}n a 是周期数列,周期为3. 2019367331a a a ⨯===-,B 错;20193201967322S =⨯=,D 正确.故选:ACD . 【点睛】本题考查由数列的递推式求数列的项与和,解题关键是求出数列的前几项后归纳出数列的性质:周期性,然后利用周期函数的定义求解.16.若不等式1(1)(1)2n na n+--<+对于任意正整数n 恒成立,则实数a 的可能取值为( ) A .2- B .1- C .1 D .2 解析:ABC 【分析】根据不等式1(1)(1)2n na n +--<+对于任意正整数n 恒成立,即当n 为奇数时有12+a n-<恒成立,当n 为偶数时有12a n<-恒成立,分别计算,即可得解. 【详解】根据不等式1(1)(1)2n na n +--<+对于任意正整数n 恒成立, 当n 为奇数时有:12+a n-<恒成立,由12+n 递减,且1223n<+≤,所以2a -≤,即2a ≥-, 当n 为偶数时有:12a n<-恒成立, 由12n -第增,且31222n ≤-<, 所以32a <, 综上可得:322a -≤<, 故选:ABC . 【点睛】本题考查了不等式的恒成立问题,考查了分类讨论思想,有一定的计算量,属于中当题. 17.设等比数列{}n a 的公比为q ,其前n 项和为n S ,前n 项积为n T ,并且满足条件11a >,667711,01a a a a -><-,则下列结论正确的是( ) A .01q <<B .681a a >C .n S 的最大值为7SD .n T 的最大值为6T解析:AD 【分析】分类讨论67,a a 大于1的情况,得出符合题意的一项. 【详解】①671,1a a >>, 与题设67101a a -<-矛盾. ②671,1,a a ><符合题意. ③671,1,a a <<与题设67101a a -<-矛盾.④ 671,1,a a <>与题设11a >矛盾.得671,1,01a a q ><<<,则n T 的最大值为6T .∴B ,C ,错误.故选:AD. 【点睛】考查等比数列的性质及概念. 补充:等比数列的通项公式:()1*1n n a a qn N -=∈.18.记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.已知450,5S a ==,则( ) A .25n a n =- B .310na nC .228n S n n =- D .24n S n n =-解析:AD 【分析】设等差数列{}n a 的公差为d ,根据已知得1145460a d a d +=⎧⎨+=⎩,进而得13,2a d =-=,故25n a n =-,24n S n n =-.【详解】解:设等差数列{}n a 的公差为d ,因为450,5S a ==所以根据等差数列前n 项和公式和通项公式得:1145460a d a d +=⎧⎨+=⎩,解方程组得:13,2a d =-=,所以()31225n a n n =-+-⨯=-,24n S n n =-.故选:AD.19.等差数列{}n a 的前n 项和记为n S ,若10a >,717S S =,则( ) A .0d < B .120a > C .13n S S ≤ D .当且仅当0nS <时,26n ≥解析:AB 【分析】根据等差数列的性质及717S S =可分析出结果. 【详解】因为等差数列中717S S =, 所以89161712135()0a a a a a a ++++=+=,又10a >,所以12130,0a a ><,所以0d <,12n S S ≤,故AB 正确,C 错误;因为125251325()2502a a S a +==<,故D 错误, 故选:AB 【点睛】关键点睛:本题突破口在于由717S S =得到12130a a +=,结合10a >,进而得到12130,0a a ><,考查学生逻辑推理能力.20.(多选题)在数列{}n a 中,若221n n a a p --=,(2n ≥,*n N ∈,p 为常数),则称{}n a 为“等方差数列”.下列对“等方差数列”的判断正确的是( )A .若{}n a 是等差数列,则{}2n a 是等方差数列B .(){}1n-是等方差数列C .若{}n a 是等方差数列,则{}kn a (*k N ∈,k 为常数)也是等方差数列D .若{}n a 既是等方差数列,又是等差数列,则该数列为常数列 解析:BCD 【分析】根据定义以及举特殊数列来判断各选项中结论的正误. 【详解】对于A 选项,取n a n =,则()()()422444221111n n a a n n n n n n +⎡⎤⎡⎤-=+-=+-⋅++⎣⎦⎣⎦()()221221n n n =+++不是常数,则{}2n a 不是等方差数列,A 选项中的结论错误; 对于B 选项,()()22111110n n +⎡⎤⎡⎤---=-=⎣⎦⎣⎦为常数,则(){}1n-是等方差数列,B 选项中的结论正确;对于C 选项,若{}n a 是等方差数列,则存在常数p R ∈,使得221n n a a p +-=,则数列{}2na 为等差数列,所以()221kn k n a a kp +-=,则数列{}kn a (*k N ∈,k 为常数)也是等方差数列,C 选项中的结论正确;对于D 选项,若数列{}n a 为等差数列,设其公差为d ,则存在m R ∈,使得n a dn m =+,则()()()()2221112222n n n n n n a a a a a a d dn m d d n m d d +++-=-+=++=++,由于数列{}n a 也为等方差数列,所以,存在实数p ,使得221n n a a p +-=,则()222d n m d d p ++=对任意的n *∈N 恒成立,则()2202d m d d p⎧=⎪⎨+=⎪⎩,得0p d ==, 此时,数列{}n a 为常数列,D 选项正确.故选BCD.本题考查数列中的新定义,解题时要充分利用题中的定义进行判断,也可以结合特殊数列来判断命题不成立,考查逻辑推理能力,属于中等题.21.记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和.已知535S =,411a =,则( ) A .45n a n =-B .23n a n =+C .223n S n n =-D .24n S n n =+解析:AC 【分析】由535S =求出37a =,再由411a =可得公差为434d a a =-=,从而可求得其通项公式和前n 项和公式 【详解】由题可知,53535S a ==,即37a =,所以等差数列{}n a 的公差434d a a =-=, 所以()4445n a a n d n =+-=-,()2451232n n n S n n --==-.故选:AC. 【点睛】本题考查等差数列,考查运算求解能力.22.已知等差数列{}n a 的前n 项和为S n (n ∈N *),公差d ≠0,S 6=90,a 7是a 3与a 9的等比中项,则下列选项正确的是( ) A .a 1=22B .d =-2C .当n =10或n =11时,S n 取得最大值D .当S n >0时,n 的最大值为21解析:BC 【分析】分别运用等差数列的通项公式和求和公式,解方程可得首项和公差,可判断A ,B ;由配方法,结合n 为正整数,可判断C ;由S n >0解不等式可判断D . 【详解】由公差60,90d S ≠=,可得161590a d +=,即12530a d +=,①由a 7是a 3与a 9的等比中项,可得2739a a a =,即()()()2111628a d a d a d +=++,化简得110a d =-,②由①②解得120,2a d ==-,故A 错,B 对;由()()22121441201221224n S n n n n n n ⎛⎫=+-⨯-=-=--+ ⎪⎝⎭ *n N ∈,可得10n =或11时,n S 取最大值110,C 对;由S n >0,解得021n <<,可得n 的最大值为20,D 错; 故选:BC本题考查等差数列的通项公式和求和公式的运用,考查方程思想和运算能力,属于基础题.23.无穷数列{}n a 的前n 项和2n S an bn c =++,其中a ,b ,c 为实数,则( )A .{}n a 可能为等差数列B .{}n a 可能为等比数列C .{}n a 中一定存在连续三项构成等差数列D .{}n a 中一定存在连续三项构成等比数列 解析:ABC 【分析】由2n S an bn c =++可求得n a 的表达式,利用定义判定得出答案.【详解】当1n =时,11a S a b c ==++.当2n ≥时,()()221112n n n a S S an bn c a n b n c an a b -=-=++-----=-+. 当1n =时,上式=+a b .所以若{}n a 是等差数列,则0.a b a b c c +=++∴= 所以当0c时,{}n a 是等差数列, 0a cb ==⎧⎨≠⎩时是等比数列;当0c ≠时,{}n a 从第二项开始是等差数列. 故选:A B C 【点睛】本题只要考查等差数列前n 项和n S 与通项公式n a 的关系,利用n S 求通项公式,属于基础题.24.公差为d 的等差数列{}n a ,其前n 项和为n S ,110S >,120S <,下列说法正确的有( ) A .0d < B .70a >C .{}n S 中5S 最大D .49a a <解析:AD 【分析】先根据题意得1110a a +>,1120a a +<,再结合等差数列的性质得60a >,70a <,0d <,{}n S 中6S 最大,49a a <-,即:49a a <.进而得答案.【详解】解:根据等差数列前n 项和公式得:()111111102a a S +=>,()112121202a a S +=< 所以1110a a +>,1120a a +<,由于11162a a a +=,11267a a a a +=+, 所以60a >,760a a <-<, 所以0d <,{}n S 中6S 最大, 由于11267490a a a a a a +=+=+<, 所以49a a <-,即:49a a <. 故AD 正确,BC 错误. 故选:AD. 【点睛】本题考查等差数列的前n 项和公式与等差数列的性质,是中档题.三、等比数列多选题25.题目文件丢失!26.设数列{}n a 的前n 项和为*()n S n N ∈,关于数列{}n a ,下列四个命题中正确的是( )A .若1*()n n a a n N +∈=,则{}n a 既是等差数列又是等比数列B .若2n S An Bn =+(A ,B 为常数,*n N ∈),则{}n a 是等差数列C .若()11nn S =--,则{}n a 是等比数列D .若{}n a 是等差数列,则n S ,2n n S S -,*32()n n S S n N -∈也成等差数列解析:BCD 【分析】利用等差等比数列的定义及性质对选项判断得解. 【详解】选项A: 1*()n n a a n N +∈=,10n n a a +∴-=得{}n a 是等差数列,当0n a =时不是等比数列,故错; 选项B:2n S An Bn =+,12n n a a A -∴-=,得{}n a 是等差数列,故对;选项C: ()11nn S =--,112(1)(2)n n n n S S a n --∴-==⨯-≥,当1n =时也成立,12(1)n n a -∴=⨯-是等比数列,故对;选项D: {}n a 是等差数列,由等差数列性质得n S ,2n n S S -,*32()n n S S n N -∈是等差数列,故对; 故选:BCD 【点睛】熟练运用等差数列的定义、性质、前n 项和公式是解题关键. 27.设()f x 是定义在R 上恒不为零的函数,对任意实数x 、y ,都有()()()f x y f x f y +=,若112a =,()()*n a f n n N =∈,数列{}n a 的前n 项和n S 组成数列{}n S ,则有( ) A .数列{}n S 递增,且1n S < B .数列{}n S 递减,最小值为12C .数列{}n S 递增,最小值为12D .数列{}n S 递减,最大值为1解析:AC 【分析】计算()f n 的值,得出数列{}n a 的通项公式,从而可得数列{}n S 的通项公式,根据其通项公式进行判断即可 【详解】 解:因为112a =,所以1(1)2f =, 所以221(2)(1)4a f f ===, 31(3)(1)(2)8a f f f ===,……所以1()2n n a n N +=∈,所以11(1)122111212n n n S -==-<-, 所以数列{}n S 递增,当1n =时,n S 有最小值1112S a ==, 故选:AC 【点睛】关键点点睛:此题考查函数与数列的综合应用,解题的关键是由已知条件赋值归纳出数列{}n a 的通项公式,进而可得数列{}n S 的通项公式,考查计算能力和转化思想,属于中档题28.计算机病毒危害很大,一直是计算机学家研究的对象.当计算机内某文件被病毒感染后,该病毒文件就不断地感染其他未被感染文件.计算机学家们研究的一个数字为计算机病毒传染指数0,C 即一个病毒文件在一分钟内平均所传染的文件数,某计算机病毒的传染指数02,C =若一台计算机有510个可能被感染的文件,如果该台计算机有一半以上文件被感染,则该计算机将处于瘫疾状态.该计算机现只有一个病毒文件,如果未经防毒和杀毒处理,则下列说法中正确的是( )A .在第3分钟内,该计算机新感染了18个文件B .经过5分钟,该计算机共有243个病毒文件C .10分钟后,该计算机处于瘫痪状态D .该计算机瘫痪前,每分钟内新被感染的文件数成公比为2的等比数列 解析:ABC 【分析】设第1n +分钟之内新感染的文件数为1n a +,前n 分钟内新感染的病毒文件数之和为n S ,则()121n n a S +=+,且12a =,可得123n n a -=⨯,即可判断四个选项的正误.【详解】设第1n +分钟之内新感染的文件数为1n a +,前n 分钟内新感染的病毒文件数之和为n S ,则()121n n a S +=+,且12a =,由()121n n a S +=+可得()121n n a S -=+,两式相减得:12n n n a a a +=-,所以13n n a a +=,所以每分钟内新感染的病毒构成以12a =为首项,3为公比的等比数列,所以123n n a -=⨯,在第3分钟内,该计算机新感染了3132318a -=⨯=个文件,故选项A 正确;经过5分钟,该计算机共有()551234521311324313a a a a a ⨯-+++++=+==-个病毒文件,故选项B 正确;10分钟后,计算机感染病毒的总数为()101051210213111310132a a a ⨯-++++=+=>⨯-,所以计算机处于瘫痪状态,故选项C 正确; 该计算机瘫痪前,每分钟内新被感染的文件数成公比为3的等比数列,故选项D 不正确; 故选:ABC 【点睛】关键点点睛:解决本题的关键是读懂题意,得出第1n +分钟之内新感染的文件数为1n a +与 前n 分钟内新感染的病毒文件数之和为n S 之间的递推关系为()121n n a S +=+,从而求得n a .29.已知数列是{}n a是正项等比数列,且3723a a +=,则5a 的值可能是( ) A .2 B .4C .85D .83解析:ABD 【分析】根据基本不等式的相关知识,结合等比数列中等比中项的性质,求出5a 的范围,即可得到所求. 【详解】解:依题意,数列是{}n a 是正项等比数列,30a ∴>,70a >,50a >,∴2373752323262a a a a a +=, 因为50a >,所以上式可化为52a ,当且仅当3a =,7a = 故选:ABD . 【点睛】本题考查了等比数列的性质,考查了基本不等式,考查分析和解决问题的能力,逻辑思维能力.属于中档题.30.已知等比数列{}n a 中,满足11a =,2q ,n S 是{}n a 的前n 项和,则下列说法正确的是( )A .数列{}2n a 是等比数列B .数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是递增数列C .数列{}2log n a 是等差数列D .数列{}n a 中,10S ,20S ,30S 仍成等比数列 解析:AC 【分析】 由已知得12n na 可得以2122n n a -=,可判断A ;又1111122n n n a --⎛⎫== ⎪⎝⎭,可判断B ;由122log log 21n n a n -==-,可判断C ;求得10S ,20S ,30S ,可判断 D.【详解】等比数列{}n a 中,满足11a =,2q,所以12n n a ,所以2122n n a -=,所以数列{}2n a 是等比数列,故A 正确;又1111122n n n a --⎛⎫== ⎪⎝⎭,所以数列1n a ⎧⎫⎨⎬⎩⎭是递减数列,故B 不正确; 因为122log log 21n n a n -==-,所以{}2log n a 是等差数列,故C 正确;数列{}n a 中,101010111222S -==--,202021S =-,303021S =-,10S ,20S ,30S 不成等比数列,故D 不正确; 故选:AC . 【点睛】本题综合考查等差、等比数列的定义、通项公式、前n 项和公式,以及数列的单调性的判定,属于中档题.31.设等比数列{}n a 的公比为q ,其前n 项和为n S ,前n 项积为n T ,并且满足条件11a >,781a a ⋅>,87101a a -<-,则下列结论正确的是( ) A .01q << B .791a a ⋅> C .n S 的最大值为9S D .n T 的最大值为7T解析:AD 【分析】根据题意71a >,81a <,再利用等比数列的定义以及性质逐一判断即可. 【详解】因为11a >,781a a ⋅>,87101a a -<-, 所以71a >,81a <,所以01q <<,故A 正确.27981a a a =<⋅,故B 错误;因为11a >,01q <<,所以数列{}n a 为递减数列,所以n S 无最大值,故C 错误; 又71a >,81a <,所以n T 的最大值为7T ,故D 正确. 故选:AD 【点睛】本题考查了等比数列的性质、定义,考查了基本知识的掌握情况,属于基础题. 32.记单调递增的等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若2410a a +=,23464a a a =,则( )A .112n n n S S ++-=B .12n naC .21nn S =- D .121n n S -=-解析:BC 【分析】先求得3a ,然后求得q ,进而求得1a ,由此求得1,,n n n n a S S S +-,进而判断出正确选项. 【详解】由23464a a a =得3334a =,则34a =.设等比数列{}n a 的公比为()0q q ≠,由2410a a +=,得4410q q+=,即22520q q -+=,解得2q或12q =.又因为数列{}n a 单调递增,所以2q,所以112810a a +=,解得11a =.所以12n na ,()1122112n n n S ⨯-==--,所以()1121212n n nn n S S ++-=---=.故选:BC 【点睛】 本题考查等比数列的通项公式、等比数列的性质及前n 项和,属于中档题.33.已知数列{}n a 为等差数列,11a =,且2a ,4a ,8a 是一个等比数列中的相邻三项,记()0,1na n nb a q q =≠,则{}n b 的前n 项和可以是( )A .nB .nqC .()121n n n q nq nq q q ++---D .()21121n n n q nq nq q q ++++---解析:BD 【分析】设等差数列{}n a 的公差为d ,根据2a ,4a ,8a 是一个等比数列中的相邻三项求得0d =或1,再分情况求解{}n b 的前n 项和n S 即可. 【详解】设等差数列{}n a 的公差为d ,又11a =,且2a ,4a ,8a 是一个等比数列中的相邻三项∴2428a a a =,即()()()211137a d a d a d +=++,化简得:(1)0d d -=,所以0d =或1,故1n a =或n a n =,所以n b q =或nn b n q =⋅,设{}n b 的前n 项和为n S ,①当n b q =时,n S nq =;②当nn b n q =⋅时,23123n n S q q q n q =⨯+⨯+⨯+⋯⋯+⨯(1), 2341123n n qS q q q n q +=⨯+⨯+⨯+⋯⋯+⨯(2),(1)-(2)得:()()2311111n n n n n q q q S q q q q n q n q q++--=+++-⨯=-⨯-+⋅⋅,所以121122(1)(1)1(1)n n n n n n q q n q q nq nq q S q q q ++++-⨯+--=-=---,故选:BD 【点睛】本题主要考查了等差等比数列的综合运用与数列求和的问题,需要根据题意求得等差数列的公差与首项的关系,再分情况进行求和.属于中等题型.34.已知数列{}n a 是等比数列,则下列结论中正确的是( ) A .数列2{}n a 是等比数列B .若32a =,732a =,则58a =±C .若123a a a <<,则数列{}n a 是递增数列D .若数列{}n a 的前n 和13n n S r -=+,则1r =-解析:AC 【分析】在A 中,数列{}2n a 是等比数列;在B 中,58a =;在C 中,若123a a a <<,则1q >,数列{}n a 是递增数列;在D 中,13r =-. 【详解】由数列{}n a 是等比数列,知: 在A 中,22221n n a a q -=,22221122221nn n n a a q q a a q+-∴==是常数, ∴数列{}2n a 是等比数列,故A 正确;在B 中,若32a =,732a =,则58a =,故B 错误;在C 中,若1230a a a <<<,则1q >,数列{}n a 是递增数列;若1230a a a <<<,则01q <<,数列{}n a 是递增数列,故C 正确;在D 中,若数列{}n a 的前n 和13n n S r -=+,则111a S r ==+,()()221312a S S r r =-=+-+=, ()()332936a S S r r =-=+-+=,1a ,2a ,3a 成等比数列, 2213a a a ∴=,()461r ∴=+,解得13r =-,故D 错误. 故选:AC . 【点睛】本题考查等比数列的综合应用,考查逻辑思维能力和运算能力,属于常考题. 35.已知等差数列{}n a 的首项为1,公差4d =,前n 项和为n S ,则下列结论成立的有( ) A .数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前10项和为100 B .若1,a 3,a m a 成等比数列,则21m = C .若111625ni i i a a=+>∑,则n 的最小值为6 D .若210m n a a a a +=+,则116m n+的最小值为2512解析:AB【分析】由已知可得:43n a n =-,22n S n n =-,=21n S n n -,则数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列通过公式即可求得前10项和;通过等比中项可验证B 选项;因为11111=44341i i a a n n +⎛⎫- ⎪-+⎝⎭,通过裂项求和可求得111ni i i a a =+∑;由等差的性质可知12m n +=利用基本不等式可验证选项D 错误. 【详解】由已知可得:43n a n =-,22n S n n =-,=21n S n n -,则数列n S n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列,则前10项和为()10119=1002+.所以A 正确; 1,a 3,a m a 成等比数列,则231=,m a a a ⋅81m a =,即=4381m a m =-=,解得21m =故B 正确;因为11111=44341i i a a n n +⎛⎫- ⎪-+⎝⎭所以1111111116=1=455494132451ni i i n n n a a n =+⎛⎫-+-++-> ⎪++⎝⎭-∑,解得6n >,故n 的最小值为7,故选项C 错误;等差的性质可知12m n +=,所以()()1161116116125=116172412121212n m m n m n m n m n ⎛⎫⎛⎫+++=+++≥+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当且仅当16=n m m n 时,即48=45n m =时取等号,因为*,m n ∈N ,所以48=45n m =不成立,故选项D 错误.故选:AB. 【点睛】本题考查等差数列的性质,考查裂项求和,等比中项,和基本不等式求最值,难度一般.36.将n 2个数排成n 行n 列的一个数阵,如图:该数阵第一列的n 个数从上到下构成以m 为公差的等差数列,每一行的n 个数从左到右构成以m 为公比的等比数列(其中m >0).已知a 11=2,a 13=a 61+1,记这n 2个数的和为S .下列结论正确的有( )A .m =3B .767173a =⨯。
2024届高考数学易错题专项(排列组合)练习(附答案)

2024届高考数学易错题专项(排列组合)练习易错点一:相邻与不相邻问题处理方法不当致误(相邻问题)1.2023年杭州亚运会期间,甲、乙、丙3名运动员与5名志愿者站成一排拍照留念,若甲与乙相邻、丙不A.12C.1 4易错点二:“捆绑法”中忽略了“内部排列”或“整体列”(不相邻问题) 1.4名男生和3名女生排队(排成一排)照相,下列说法正确的是( ) A .若女生必须站在一起,那么一共有5335A A 种排法B .若女生互不相邻,那么一共有3434A A 种排法C .若甲不站最中间,那么一共有1666C A 种排法D .若甲不站最左边,乙不站最右边,那么一共有7676A 2A 种排法2.某校文艺汇演共6个节目,其中歌唱类节目3个,舞蹈类节目2个,语言类节目1个,则下列说法正确的是( )A .若以歌唱类节目开场,则有360种不同的出场顺序B .若舞蹈类节目相邻,则有120种出场顺序C .若舞蹈类节目不相邻,则有240种不同的出场顺序D .从中挑选2个不同类型的节目参加市艺术节,则有11种不同的选法3.现将8把椅子排成一排,4位同学随机就座,则下列说法中正确的是( )A .4个空位全都相邻的坐法有120种B .4个空位中只有3个相邻的坐法有240种C .4个空位均不相邻的坐法有120种D .4个空位中至多有2个相邻的坐法有900种4.有甲、乙、丙、丁、戊五位同学,下列说法正确的是( ).A .若五位同学排队要求甲、乙必须相邻且丙、丁不能相邻,则不同的排法有12种B .若五位同学排队最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有42种C .若甲、乙、丙三位同学按从左到右的顺序排队,则不同的排法有20种D .若甲、乙、丙、丁四位同学被分配到三个社区参加志愿活动,每个社区至少一位同学,则不同的分配方案有36种5.现将9把椅子排成一排,5位同学随机就座,则下列说法中正确的是( )A .4个空位全都相邻的坐法有720种B .4个空位中只有3个相邻的坐法有1800种C .4个空位均不相邻的坐法有1800种D .4个空位中至多有2个相邻的坐法有9000种6.现有3位歌手和4名粉丝站成一排,要求任意两位歌手都不相邻,则不同的排法种数可以表示为( )A .731424735454A A A A A A -- B .4343A AC .7314222473543254A A A A C A A A -- D .4345A A7.为弘扬我国古代的“六艺文化”,某夏令营主办单位计划利用暑期开设“礼”、“乐”、“射”、“御”、“书”、“数”六门体验课程,每周一门,连续开设六周,则下列说法正确的是( )A .某学生从中选2门课程学习,共有15种选法B .课程“乐”“射”排在不相邻的两周,共有240种排法C .课程“御”“书”“数”排在相邻的三周,共有144种排法D .课程“礼”不排在第一周,也不排在最后一周,共有480种排法8.有甲、乙、丙等6名同学,则说法正确的是( )A .6人站成一排,甲、乙两人不相邻,则不同的排法种数为480B .6人站成一排,甲、乙、丙按从左到右的顺序站位,则不同的站法种数为240C .6名同学平均分成三组到A 、B 、C 工厂参观(每个工厂都有人),则有90种不同的安排方法D .6名同学分成三组参加不同的活动,甲、乙、丙在一起,则不同的分组方法有6种9.有甲、乙、丙、丁、戊五位同学,下列说法正确的是( )A .若五位同学排队要求甲、乙必须相邻且丙、丁不能相邻,则不同的排法有12种B .若五位同学排队最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有42种C .若甲乙丙三位同学按从左到右的顺序排队,则不同的排法有20种D .若甲、乙、丙、丁四位同学被分配到三个社区参加志愿活动,每个社区至少一位同学,则不同的分配方案有72种10.4名男生和3名女生排成一排照相,要求男生和男生互不相邻,女生与女生也互不相邻,则不同的排法种数是( )A .36B .72C .81D .14411.杭州第19届亚运会火炬9月14日在浙江台州传递,火炬传递路线以“和合台州活力城市”为主题,全长8公里.从和合公园出发,途经台州市图书馆、文化馆、体育中心等地标建筑.假设某段线路由甲、乙等6人传递,每人传递一棒,且甲不从乙手中接棒,乙不从甲手中接棒,则不同的传递方案共有( )A .288种B .360种C .480种D .504种12.A ,B ,C ,D ,E 五名学生按任意次序站成一排,其中A 和B 不相邻,则不同的排法种数为( )A .72B .36C .18D .64易错点三:忽视排列数、组合数公式的隐含条件(排列组合综合) 1.()(2)(3)(4)(15)N ,15x x x x x x +----∈> 可表示为( )在车站的个数为( )A .15B .16C .17D .188.不等式2886x x A A -<⨯的解集为( )A .{2,8}B .{2,6}C .{7,12}D .{8}9.若24C P mm n n =,则m = . 10.已知()1111A A A N ,2n n n n n n x n n -+-+++=∈≥,求x 的值. 11.解关于正整数x 的不等式288P 6P x x -<. 12.解关于正整数n 的方程:4321A 140A n n +=.13.已知57A 56C n n =,且()201212nn n x a a x a x a x -=+++⋅⋅⋅+.求12323n a a a na +++⋅⋅⋅+的值. 14.(1)解不等式266A 4A x x -<.(2)若2222345C C C C 55n ++++= ,求正整数n .15.(1)若32213A 2A 6A x x x +=+,则x = .(2)不等式46C C n n >的解集为 .易错点四:实际问题不清楚导致计算重复或者遗漏致误(加法与乘法原理) 1.高考期间,为保证考生能够顺利进入考点,交管部门将5名交警分配到该考点周边三个不同路口疏导交通,每个路口至少1人,至多2人,则不同的分配方染共有()A.81 B.48 C.36 D.245.从4名优秀学生中选拔参加池州一中数学、物理、化学三学科培优研讨会,要求每名学生至多被一学科选中,则每学科至少要选用一名学生的情况有()种A.24 B.36 C.48 D.606.将5个不同的小球放入3个不同的盒子,每个盒子至少1个球,至多2个球,则不同的放法种数有( )A.30种B.90种C.180种D.270种7.哈六中高一学习雷锋志愿小组共有16人,其中一班、二班、三班、四班各4人,现在从中任选3人,要求这三人不能是同一个班级的学生,且在三班至多选1人,不同的选取法的种数为A.484B.472C.252D.2328.下列说法正确的是()A.4名同学选报跑步、跳高、跳远三个项目,每人报一项,共有81种报名方法B.4名同学选报跑步、跳高、跳远三个项目,每项限报一人,且每人至多报一项,共有24种报名方法C.4名同学争夺跑步、跳高、跳远三项冠军,共有64种可能的结果D.从0,2中选一个数字,从1,3,5中选两个数字,组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为12个9.如图,线路从A到B之间有五个连接点,若连接点断开,可能导致线路不通,现发现AB之间线路不通,则下列判断正确的是()A.至多三个断点的有19种B.至多三个断点的有22种C.共有25种D.共有28种10.某班有5名同学报名参加校运会的四个比赛项目,计算在下列情况下各有多少种不同的报名方法. (1)每人恰好参加一项,每项人数不限;(2)每项限报一人,每项都有人报名,且每人至多参加一项;(3)每人限报一项,人人参加了项目,且每个项目均有人参加.11.已知8件不同的产品中有3件次品,现对它们一一进行测试,直至找到所有次品.(1)若在第5次测试时找到最后一件次品,则共有多少种不同的测试方法?(2)若至多测试5次就能找到所有次品,则共有多少种不同的测试方法?12.杭州亚运会启动志愿者招募工作,甲、乙等6人报名参加了A、B、C三个项目的志愿者工作,因工作需要,每个项目仅需1名志愿者,每人至多参加一个项目,若甲不能参加A、B项目,乙不能参加B、C项目,那么共有种不同的选拔志愿者的方案.(用数字作答)13.某校在高二年级开设选修课,其中数学选修课开四个班.选课结束后,有四名同学要求改修数学,但每班至多可再接收2名同学,那么不同的分配方案有(用数字作答)14.某单位有A、B、C、D四个科室,为实现减负增效,每科室抽调2人,去参加再就业培训,培训后这8人中有2人返回原单位,但不回到原科室工作,且每科室至多安排1人,问共有种不同的安排方法?易错点五:均匀分组与不均匀分组混淆致误(相同元素与不同元素分配问题)1.第19届亚运会将于2023年9月23日在杭州开幕,因工作需要,还需招募少量志愿者.甲、乙等4人报名参加了“莲花”、“泳镜”、“玉琮”三个场馆的各一个项目的志愿者工作,每个项目仅需1名志愿者,每人至多参加一个项目.若甲不能参加“莲花”场馆的项目,则不同的选择方案共有()A.6种B.12种C.18种D.24种2.从2个不同的红球、2个不同的黄球、2个不同的蓝球共六个球中任取2个,放入红、黄、蓝色的三个袋子中,每个袋子至多放入一个球,且球色与袋色不同,那么不同的放法有()A.42种B.36种C.72种D.46种3.阳春三月,草长莺飞,三个家庭的3位妈妈和1位爸爸带着3位女宝宝和2位男宝宝共9人踏春.在沿行一条小溪时,为了安全起见,他们排队前进,宝宝不排最前面也不排最后面,为了方便照顾孩子,每两位大人之间至多排2位宝宝,由于男宝宝喜欢打闹,由这位爸爸照看且排在2位男宝宝之间.则不同的排法种数为()A.216 B.288C.432 D.5124.甲、乙、丙3位志愿者安排在周一至周五的5天中参加某项志愿者活动,要求每人参加一天且每天至多安排一人,并要求甲安排在另外两位前面.不同的安排方法共有()A.20种B.30种C.50种D.60种5.杭州亚运会启动志愿者招募工作,甲、乙等6人报名参加了A、B、C三个项目的志愿者工作,因工作需要,每个项目仅需1名志愿者,每人至多参加一个项目,若甲不能参加A、B项目,乙不能参加B、C项目,那么共有()种不同的选拔志愿者的方案.A.36 B.40 C.48 D.526.现有甲、乙、丙3位同学在周一至周五参加某项公益劳动,要求每人参加一天且每天至多安排一人,并要求甲同学安排在另外两位前面,则不同的安排总数为()易错点六:由于重复计数致错(可重复与限制问题)1.2023年6月25日19时,随着最后一场比赛终场哨声响起,历时17天的.2023年凉山州首届“火洛杯”禁毒防艾男子篮球联赛决赛冠军争夺赛在凉山民族体育馆内圆满闭幕,为进一步展现凉山男儿的精神风貌主办方设置一场扣篮表演,分别由西昌市、冕宁县、布拖县、昭觉县4个代表队每队各派1名球员参加扣且在游览过程中必须按先M后N的次序,则不同的游览线路有多少种?9.用0,1,2,3,4,5,6可以组成多少个无重复数字的五位数?其中能被5整除的五位数有多少个?10.某单位安排7位工作人员在10月1日至10月7日值班,每人值班一天,其中甲、乙二人都不安排在10月1日和2日,共有多少种不同的安排方法?参考答案易错点一:相邻与不相邻问题处理方法不当致误(相邻问题)1.2023年杭州亚运会期间,甲、乙、丙3名运动员与5名志愿者站成一排拍照留念,若甲与乙相邻、丙不A .18种B .36种C .72种D .144种【答案】C【详细分析】根据相邻问题捆绑法即可由全排列求解.【答案详解】由题意可得12331233A A A A 72=,故选:C7.甲、乙两个家庭周末到附近景区游玩,其中甲家庭有2个大人和2个小孩,乙家庭有2个大人和3个小孩,他们9人在景区门口站成一排照相,要求每个家庭的成员要站在一起,且同一家庭的大人不能相邻,则所有不同站法的种数为( ) A .144 B .864 C .1728 D .2880【答案】C【详细分析】利用捆绑以及插空法求得正确答案.【答案详解】甲家庭的站法有2223A A 12=种,乙家庭的站法有3234A A 72=种,最后将两个家庭的整体全排列,有22A 2=种站法,则所有不同站法的种数为127221728⨯⨯=. 故选:C8.某驾校6名学员站成一排拍照留念,要求学员A 和B 不相邻,则不同的排法共有( ) A .120种 B .240种 C .360种 D .480种【答案】D【详细分析】正难则反,首先我们可以求出6名学员随机站成一排的全排列数即66A ,然后求学员A 和B 相邻的排列数,两数相减即可.【答案详解】一方面:若要求学员A 和B 相邻,则可以将学员A 和B 捆绑作为一个“元素”,此时一共有5个元素,但注意到学员A 和B 可以互换位置,所以学员A 和B 相邻一共有2525A A 2154321240⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=种排法.另一方面:6名学员随机站成一排的全排列数为66A 654321720=⨯⨯⨯⨯⨯=种排法.结合以上两方面:学员A 和B 不相邻的不同的排法共有625625A A A 720240480-⋅=-=种排法.故选:D.9.某高铁动车检修基地库房内有A E ~共5条并行的停车轨道线,每条轨道线只能停一列车,现有动车01,02、A.12C.1 4【答案】B【详细分析】根据分步乘法原理结合排列数求解即可.【答案详解】先让甲站好中间位置,再让2名女生相邻有两种选法,最后再排剩余的2名男生,根据分步乘法原理得,有22222A A 8⨯⨯=种不同的排法.故选:B12.5名同学排成一排,其中甲、乙、丙三人必须排在一起的不同排法有( )A .70种B .72种C .36种D .12种【答案】C【详细分析】相邻问题用捆绑法即可得解.【答案详解】甲、乙、丙先排好后视为一个整体与其他2个同学进行排列,则共有3333A A 36=种排法.故选:C13.现有2名男生和3名女生,在下列不同条件下进行排列,则( )A .排成前后两排,前排3人后排2人的排法共有120种B .全体排成一排,女生必须站在一起的排法共有36种C .全体排成一排,男生互不相邻的排法共有72种D .全体排成一排,甲不站排头,乙不站排尾的排法共有72种 【答案】ABC【详细分析】根据题意,利用排列数公式,以及捆绑法、插空法,以及分类讨论,结合分类计数原理,逐项判定,即可求解.【答案详解】由题意知,现有2名男生和3名女生,对于A 中,排成前后两排,前排3人后排2人,则有3252A A 120=种排法,所以A 正确;对于B 中,全体排成一排,女生必须站在一起,则有3333A A 36=种排法,所以B 正确;对于C 中,全体排成一排,男生互不相邻,则有3234A A 72=种排法,所以C 正确;对于D 中,全体排成一排,甲不站排头,乙不站排尾可分为两类:(1)当甲站在中间的三个位置中的一个位置时,有13A 3=种排法,此时乙有13A 3=种排法,共有113333A A A 54=种排法;C .如果三名同学选择的社区各不相同,则不同的安排方法共有60种D .如果甲、乙两名同学必须在同一个社区,则不同的安排方法共有20种 【答案】AC【详细分析】对于A ,根据社区A 必须有同学选择,由甲、乙、丙三名同学都有5种选择减去有4种选择求解;对于B ,根据同学甲必须选择社区A ,有乙丙都有5种选择求解;对于C ,根据三名同学选择的社区各不相同求解;对于D ,由甲、乙两名同学必须在同一个社区,捆绑再选择求解;【答案详解】对于A ,如果社区A 必须有同学选择,则不同的安排方法有335461-=(种),故A 正确; 对于B ,如果同学甲必须选择社区A ,则不同的安排方法有2525=(种),故B 错误;对于C ,如果三名同学选择的社区各不相同,则不同的安排方法共有54360⨯⨯=(种),故C 正确; 对于D ,甲、乙两名同学必须在同一个社区,第一步,将甲、乙视作一个整体,第二步,两个整体挑选社区,则不同的安排方法共有2525=(种),故D 错误. 故选:AC.18.在树人中学举行的演讲比赛中,有3名男生,2名女生获得一等奖.现将获得一等奖的学生排成一排合影,则( )A .3名男生排在一起,有6种不同排法B .2名女生排在一起,有48种不同排法C .3名男生均不相邻,有12种不同排法D .女生不站在两端,有108种不同排法 【答案】BC【详细分析】利用捆绑法可判断A 、B ;利用插空法可判断C ;利用分步计数法可判断D. 【答案详解】解:由题意得:对于选项A :3名男生排在一起,先让3个男生全排后再作为一个整体和2个女生做一个全排,共有3333A A 36⋅=种,A 错误;对于选项B :2名女生排在一起,先让2个女生全排后再作为一个整体和3个男生做一个全排,共有2424A A 48⋅=种,B 正确;对于选项C :3名男生均不相邻,先让3个男生全排后,中间留出两个空位让女生进行插空,共有2323A A 12⋅=种,C 正确;对于选项D :女生不站在两端,先从三个男生种选出两个进行全排后放在两端,共有2232C A 6⋅=种,然后将剩下的3人进行全排后放中间,共有223323C A A 36⋅⋅=种,D 错误.故选:BC易错点二:“捆绑法”中忽略了“内部排列”或“整体列”(不相邻问题)1.4名男生和3名女生排队(排成一排)照相,下列说法正确的是( )A .若女生必须站在一起,那么一共有5335A A 种排法B .若女生互不相邻,那么一共有3434A A 种排法C .若甲不站最中间,那么一共有1666C A 种排法D .若甲不站最左边,乙不站最右边,那么一共有7676A 2A -种排法【答案】AC【详细分析】分别利用捆绑法、插空法、优先安排特殊元素法、间接法依次求解.【答案详解】选项A ,利用捆绑法,将3名女生看成一个整体,其排列方式有33A 种,加上4名男生一共有5个个体,则有55A 种排列方式,则由乘法原理可知一共有5335A A 种排法,故A 正确;选项B ,利用插空法,4名男生排成一排形成5个空,其排列方式有44A 种,再将3名女生插入空中,有35A 种排列方式,则由乘法原理可知一共有4345A A 种排法,故B 不正确;选项C ,利用优先安排特殊元素法,甲不站最中间,甲先从除中间之外的6个位置选一个,其选择方式有16C 种,再将剩余的6人全排列,有66A 种排列方式,则由乘法原理可知一共有1666C A 种排法,故C 正确;选项D ,利用间接法,3人站成一排共有77A 种排法,若甲站最左边有66A 种排法,乙站最右边有66A 种排法,甲站最左边且乙站最右边有55A 种排法,所以甲不站最左边,乙不站最右边,那么一共有765765A 2A A -+种排法,故D 不正确; 故选:AC.2.某校文艺汇演共6个节目,其中歌唱类节目3个,舞蹈类节目2个,语言类节目1个,则下列说法正确的是( )A .若以歌唱类节目开场,则有360种不同的出场顺序B .若舞蹈类节目相邻,则有120种出场顺序C .若舞蹈类节目不相邻,则有240种不同的出场顺序D .从中挑选2个不同类型的节目参加市艺术节,则有11种不同的选法 【答案】AD【详细分析】根据全排列、捆绑法、插空法,结合分步与分类计数原理依次详细分析选项,即可判断. 【答案详解】A :从3个歌唱节目选1个作为开场,有13C =3种方法,后面的5个节目全排列,所以符合题意的方法共有553A 360=种,故A 正确;B :将2个舞蹈节目捆绑在一起,有22A 2=种方法,再与其余4个节目全排列,所以符合题意的方法共有552A 240=,故B 错误;C :除了2个舞蹈节目以外的4个节目全排列,有44A 24=种,再由4个节目组成的5个空插入2个舞蹈节目,所以符合题意的方法有2524A 480=种,故C 错误;D :符合题意的情况可能是1个歌唱1个舞蹈、1个歌唱1个语言、1个舞蹈1个语言, 所以不同的选法共111111323121C C C C C C 11++=种,故D 正确. 故选:AD.3.现将8把椅子排成一排,4位同学随机就座,则下列说法中正确的是( ) A .4个空位全都相邻的坐法有120种 B .4个空位中只有3个相邻的坐法有240种 C .4个空位均不相邻的坐法有120种D .4个空位中至多有2个相邻的坐法有900种 【答案】AC【详细分析】对于A ,用捆绑法即可;对于B ,先用捆绑法再用插空法即可;对于C ,用插空法即可;对于D ,用插空法的同时注意分类即可.【答案详解】对于A ,将四个空位当成一个整体,全部的坐法:55A 120=种,故A 对;对于B ,先排4个学生44A ,然后将三个相邻的空位当成一个整体,和另一个空位插入5个学生中有25A 种方法,所以一共有4245480A A =种,故B 错;对于C ,先排4个学生44A ,4个空位是一样的,然后将4个空位插入4个学生形成的5个空位中有45C 种,所以一共有4445A C 120=,故C 对;对于D ,至多有2个相邻即都不相邻或者有两个相邻,由C 可知都不相邻的有120种,空位两个两个相邻的有:4245A C 240=,空位只有两个相邻的有412454A C C 720=,所以一共有1202407201080++=种,故D 错; 故选:AC.4.有甲、乙、丙、丁、戊五位同学,下列说法正确的是( ).A .若五位同学排队要求甲、乙必须相邻且丙、丁不能相邻,则不同的排法有12种B .若五位同学排队最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有42种C .若甲、乙、丙三位同学按从左到右的顺序排队,则不同的排法有20种D .若甲、乙、丙、丁四位同学被分配到三个社区参加志愿活动,每个社区至少一位同学,则不同的分配方案有36种 【答案】BCD【详细分析】根据相关的计数原理逐项详细分析.【答案详解】对于A ,将甲乙捆绑有22A 种方法,若戊在丙丁之间有22A 排法,丙丁戊排好之后用插空法插入甲乙,有14A 种方法;若丙丁相邻,戊在左右两边有2122A A 种排法,但甲乙必须插在丙丁之间,一共有212222A A A 种排法,所以总的排法有221212224222A A A A A A 24+= ,故A 错误;对于B ,若甲在最左端,有44A 24= 种排法,若乙在最左端,先排甲有13A 3= 种排法,再排剩下的3人有33A 6= ,所以总共有243642+⨯= 种排法,正确;对于C ,先将甲乙丙按照从左至右排好,采用插空法,先插丁有14A 种,再插戊有15A 种,总共有1145A A 20=种,正确;对于D ,先分组,将甲乙丙丁分成3组有24C 种分法,再将分好的3组安排在3个社区有33A 种方法,共有2343C A 36= 种方法,正确;故选:BCD.5.现将9把椅子排成一排,5位同学随机就座,则下列说法中正确的是( ) A .4个空位全都相邻的坐法有720种 B .4个空位中只有3个相邻的坐法有1800种 C .4个空位均不相邻的坐法有1800种D .4个空位中至多有2个相邻的坐法有9000种 【答案】AC【详细分析】对于A ,用捆绑法即可;对于B ,先用捆绑法再用插空法即可;对于C ,用插空法即可;对于D ,用插空法的同时注意分类即可.【答案详解】对于A,将四个空位当成一个整体,全部的坐法:66A 720=,故A 对;对于B ,先排5个学生55A ,然后将三个相邻的空位当成一个整体,和另一个空位插入5个学生中有26A 中方法,所以一共有5256A A 3600=种,故B 错;对于C ,先排5个学生55A ,4个空位是一样的,然后将4个空位插入5个学生中有46C 种,所以一共有5456A C 1800=,故C 对;对于D ,至多有2个相邻即都不相邻或者有两个相邻,由C 可知都不相邻的有1800种,空位两个两个相邻的有: 5256A C 1800=,空位只有两个相邻的有521564A C C 7200=,所以一共有18001800720010800++=种,故D 错;故选:AC6.现有3位歌手和4名粉丝站成一排,要求任意两位歌手都不相邻,则不同的排法种数可以表示为( )A .731424735454A A A A A A --B .4343A AC .7314222473543254A A A A C A A A -- D .4345A A【答案】CD【详细分析】第一种排法:先排4名粉丝,然后利用插空法将歌手排好;第二种排法:先计算3位歌手和2位歌手站一起的排法,然后利用总排法去掉前面两种不满足题意的排法即可 【答案详解】第一种排法:分2步进行:①将4名粉丝站成一排,有44A 种排法; ②4人排好后,有5个空位可选,在其中任选3个,安排三名歌手,有35A 种情况. 则有4345A A 种排法,第二种排法:先计算3位歌手站一起,此时3位歌手看做一个整体,有314354A A A 种排法,再计算恰好有2位歌手站一起,此时2位歌手看做一个整体,与另外一个歌手不相邻,有22243254C A A A 种排法, 则歌手不相邻有3142224354773254A A A C A A A A --种排法. 故选:CD7.为弘扬我国古代的“六艺文化”,某夏令营主办单位计划利用暑期开设“礼”、“乐”、“射”、“御”、“书”、“数”六门体验课程,每周一门,连续开设六周,则下列说法正确的是( ) A .某学生从中选2门课程学习,共有15种选法故选:BC.10.4名男生和3名女生排成一排照相,要求男生和男生互不相邻,女生与女生也互不相邻,则不同的排法种数是( )A .36B .72C .81D .144【答案】D【详细分析】先将3名女生全排列,然后利用插空法,将4名男生排到3名女生之间的4个空位上,根据分步乘法计数原理,即可求得答案.【答案详解】由题意先将3名女生全排列,然后利用插空法, 将4名男生排到3名女生之间的4个空位上,故共有3434A A 624144=⨯=种不同的排法,故选:D11.杭州第19届亚运会火炬9月14日在浙江台州传递,火炬传递路线以“和合台州活力城市”为主题,全长8公里.从和合公园出发,途经台州市图书馆、文化馆、体育中心等地标建筑.假设某段线路由甲、乙等6人传递,每人传递一棒,且甲不从乙手中接棒,乙不从甲手中接棒,则不同的传递方案共有( )A .288种B .360种C .480种D .504种【答案】C【详细分析】根据排列数以及插空法的知识求得正确答案. 【答案详解】先安排甲乙以外的4个人,然后插空安排甲乙两人,所以不同的传递方案共有4245A A 480=种.故选:C12.A ,B ,C ,D ,E 五名学生按任意次序站成一排,其中A 和B 不相邻,则不同的排法种数为( )A .72B .36C .18D .64【答案】A【详细分析】先将其余三人全排列,利用插空法求解. 【答案详解】解:先将其余三人全排列,共有33A 种情况, 再将A 和B 插空,共有24A 种情况,所以共有2343A A 12672=⨯=种情况,故选:A.。
高三数学易错立体几何多选题 易错题测试基础卷试题

高三数学易错立体几何多选题 易错题测试基础卷试题一、立体几何多选题1.已知图1中,A 、B 、C 、D 是正方形EFGH 各边的中点,分别沿着AB 、BC 、CD 、DA 把ABF 、BCG 、CDH △、DAE △向上折起,使得每个三角形所在的平面都与平面ABCD 垂直,再顺次连接EFGH ,得到一个如图2所示的多面体,则( )A .AEF 是正三角形B .平面AEF ⊥平面CGHC .直线CG 与平面AEF 2D .当2AB =时,多面体ABCD EFGH -的体积为83【答案】AC 【分析】取CD 、AB 的中点O 、M ,连接OH 、OM ,证明出OH ⊥平面ABCD ,然后以点O 为坐标原点,OM 、OC 、OH 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,求出EF ,可判断A 选项的正误,利用空间向量法可判断BC 选项的正误,利用几何体的体积公式可判断D 选项的正误. 【详解】取CD 、AB 的中点O 、M ,连接OH 、OM , 在图1中,A 、B 、C 、D 是正方形EFGH 各边的中点,则1122CH GH EH DH ===,O 为CD 的中点,OH CD ∴⊥,平面CDH ⊥平面ABCD ,平面CDH 平面ABCD CD =,OH ⊂平面CDH ,OH ∴⊥平面ABCD ,在图1中,设正方形EFGH 的边长为()220a a >,可得四边形ABCD 的边长为2a , 在图1中,ADE 和ABF 均为等腰直角三角形,可得45BAF DAE ∠=∠=, 90BAD ∴∠=,∴四边形ABCD 是边长为2a 的正方形,O 、M 分别为CD 、AB 的中点,则//OC BM 且OC BM =,且90OCB ∠=,所以,四边形OCBM 为矩形,所以,OM CD ⊥,以点O 为坐标原点,OM 、OC 、OH 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,则()2,,0A a a -、()2,,0B a a 、()0,,0C a 、()0,,0D a -、(),,E a a a -、()2,0,F a a 、(),,G a a a 、()0,0,H a .对于A 选项,由空间中两点间的距离公式可得2AE AF EF a ===,所以,AEF 是正三角形,A 选项正确;对于B 选项,设平面AEF 的法向量为()111,,m x y z =,(),0,AE a a =-,()0,,AF a a =,由11110m AE ax az m AF ay az ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=+=⎪⎩,取11z =,则11x =,11y =-,则()1,1,1m =-,设平面CGH 的法向量为()222,,n x y z =,(),0,CG a a =,()0,,CH a a =-, 由222200n CG ax az n CH ay az ⎧⋅=+=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩,取21z =-,可得21x =,21y =-,则()1,1,1n =--,()22111110m n ⋅=+--⨯=≠,所以,平面AEF 与平面CGH 不垂直,B 选项错误;对于C 选项,6cos ,23CG m CG m a CG m⋅<>===⨯⋅, 设直线CG 与平面AEF 所成角为θ,则sin 6θ=,23cos 1sin θθ=-=,所以,sin tan 2cos θθθ==,C 选项正确; 对于D 选项,以ABCD 为底面,以OH 为高将几何体ABCD EFGH -补成长方体1111ABCD A B C D -,则E 、F 、G 、H 分别为11A D 、11A B 、11B C 、11C D 的中点,因为2AB =,即1a =,则1OH =,长方体1111ABCD A B C D -的体积为2214V =⨯=,11211111113326A A EF A EF V S AA -=⋅=⨯⨯⨯=△,因此,多面体ABCD EFGH -的体积为111044463ABCD EFGH A A EF V V V --=-=-⨯=, D 选项错误. 故选:AC. 【点睛】方法点睛:计算线面角,一般有如下几种方法:(1)利用面面垂直的性质定理,得到线面垂直,进而确定线面角的垂足,明确斜线在平面内的射影,即可确定线面角;(2)在构成线面角的直角三角形中,可利用等体积法求解垂线段的长度h ,从而不必作出线面角,则线面角θ满足sin hlθ=(l 为斜线段长),进而可求得线面角; (3)建立空间直角坐标系,利用向量法求解,设a 为直线l 的方向向量,n 为平面的法向量,则线面角θ的正弦值为sin cos ,a n θ=<>.2.已知三棱锥A BCD -的三条侧棱AB ,AC ,AD 两两垂直,其长度分别为a ,b ,c .点A 在底面BCD 内的射影为O ,点A ,B ,C ,D 所对面的面积分别为A S ,B S ,C S ,D S .在下列所给的命题中,正确的有( ) A .2A BCO D S SS ⋅=; B .3333A B C D S S S S <++;C .若三条侧棱与底面所成的角分别为1α,1β,1γ,则222111sin sin sin 1αβγ++=;D .若点M 是面BCD 内一个动点,且AM 与三条侧棱所成的角分别为2α,2β,2γ,则22cos α+2222cos cos 1βγ+=.【答案】ACD 【分析】由Rt O OA '与Rt O AD '相似,得边长关系,进而判断A 正确;当M 与O 重合时,注意线面角与线线角的关系,即可得C 正确;构造长方体,建立直角坐标系,代入夹角公式计算可得D 正确;代入特殊值,可得B 错误. 【详解】由三棱锥A BCD -的三条侧棱AB ,AC ,AD 两两垂直,则将三棱锥A BCD -补成长方体ABFC DGHE -,连接DO 并延长交BC 于O ', 则AO BC ⊥.对A :由Rt O OA '与Rt O AD '相似,则2O A O O O D '''=⨯又12A S BC O D '=⋅,12BCOS BC O O '=⋅, 22221124DS BC O A BC O A ⎛⎫''=⋅=⋅ ⎪⎝⎭所以2A BCOD S SS ⋅=,故A 正确.对B :当1a b c ===时,33318B C D S S S ===,则33338B C D S S S ++=,而332333322288A S ⎛⎫=⨯⨯=> ⎪ ⎪⎝⎭,此时3333A B C D S S S S >++,故B 不正确. 对D :分别以AB ,AC ,AD 为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系. 设(),,M x y z ,则(),,AM x y z =,222AM x y z =++,(),0,0AB a =,()0,,0AC b =,()0,0,AD c =所以222222222cos cos cos AM AB AM AC AM AD AM ABAM ACAM ADαβγ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅⋅⋅++=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎪⋅⋅⋅⎝⎭⎝⎭⎝⎭2222221x y z AMAMAM=++=,所以D 正确.对C :当M 与O 重合时,AO ⊥面BCD ,由D 有222222cos cos cos 1αβγ++=,由各侧棱与底面所成角与侧棱与所AO 成角互为余角,可得C 正确. 故选:ACD.【点睛】关键点睛:本题考查空间线面角、线线角、面积关系的问题,计算角的问题关键是建立空间直角坐标系,写出点的坐标,利用数量积的公式代入计算,解决这道题目还要结合线面角与线线角的关系判断.3.已知球O 为正方体1111ABCD A B C D -的内切球,平面11A C B 截球O 的面积为24π,下列命题中正确的有( )A .异面直线AC 与1BC 所成的角为60°B .1BD ⊥平面11AC B C .球O 的表面积为36πD .三棱锥111B AC B -的体积为288 【答案】AD 【分析】连接11A C ,1A B ,通过平移将AC 与1BC 所成角转化为11A C 与1BC 所成角可判断A ;通过反证法证明B ;由已知平面11A C B 截球O 的面积为24π求出正方体棱长,进而求出内切球的表面积可判断C ;利用等体积法可求得三棱锥111B AC B -的体积可判断D. 【详解】对于A ,连接11A C ,1A B ,由正方体1111ABCD A B C D -,可知11//A C AC ,11AC B ∴∠为异面直线AC 与1BC 所成的角,设正方体边长为a,则1111AC A B BC ==,由等边三角形知1160A C B ∠=,即异面直线AC 与1BC 所成的角为60,故A 正确; 对于B ,假设1BD ⊥平面11A C B ,又1A B ⊂平面11A C B ,则11BD B A ⊥,设正方体边长为a ,则11A D a =,1A B =,1BD =,由勾股定理知111A D B A ⊥,与假设矛盾,假设不成立,故1BD 不垂直于平面11A C B ,故B 错误; 对于C ,设正方体边长为a,则11AC =,内切球半径为2a,设内切球的球心O 在面11A C B 上的投影为O ',由等边三角形性质可知O '为等边11A C B △的重心,则11123233O A AC a ='=⨯=,又12OA a =,∴球心O 到面11A C B 的距离==,又球心与截面圆心的连线垂直于截面,∴6a =,又截面圆的面积224S ππ⎫=⎪⎪⎝⎭=,解得12a =,则内切球半径为6,内切球表面积214644S ππ==⨯,故C 错误;对于D ,由等体积法知111111111111212122812383B A C B B A C B A C B V V S a --==⨯⨯=⨯⨯=,故D 正确; 故选:AD【点睛】关键点点睛:本题考查了正方体和它的内切球的几何结构特征,关键是想象出截面图的形状,从而求出正方体的棱长,进而求出内切球的表面积及三棱锥的体积,考查了空间想象能力,数形结合的思想,属于较难题.4.在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,P 为底面ABCD 内(含边界)一点.( ) A .若13A P P 点有且只有一个 B .若12A P ,则点P 的轨迹是一段圆弧 C .若1//A P 平面11B D C ,则1A P 2D .若12A P 且1//A P 平面11B DC ,则平面11A PC 截正方体外接球所得截面的面积为23π【答案】ABD 【分析】选项A ,B 可利用球的截面小圆的半径来判断;由平面1//A BD 平面11B D C ,知满足1//A P 平面11B D C 的点P 在BD 上,1A P 2P 与B 或D 重合,利用12sin 60A P r =︒,求出6r =,进而求出面积. 【详解】对A 选项,如下图:由13A P =P 在以1A 3的球上,又因为P 在底面ABCD 内(含边界),底面截球可得一个小圆,由1A A ⊥底面ABCD ,知点P 的轨迹是在底面上以A 为圆心的小圆圆弧,半径为22112r A P A A =-=C满足,故A 正确;对B 选项,同理可得点P 在以A 为圆心,半径为22111r A P A A =-=的小圆圆弧上,在底面ABCD 内(含边界)中,可得点P 轨迹为四分之一圆弧BD .故B 正确;对C 选项,移动点P 可得两相交的动直线与平面11B D C 平行,则点P 必在过1A 且与平面11B D C 平行的平面内,由平面1//A BD 平面11B D C ,知满足1//A P 平面11B D C 的点P 在BD上,则1A P 长的最大值为12A B =,则C 不正确; 对选项D ,由以上推理可知,点P 既在以A 为圆心,半径为1的小圆圆弧上,又在线段BD 上,即与B 或D 重合,不妨取点B ,则平面11A PC 截正方体外接球所得截面为11A BC 的外接圆,利用2126622,,sin 60333A B r r S r ππ==∴=∴==︒.故D 正确.故选:ABD 【点睛】(1)平面截球所得截面为圆面,且满足222=R r d +(其中R 为球半径,r 为小圆半径,d 为球心到小圆距离);(2)过定点A 的动直线平行一平面α,则这些动直线都在过A 且与α平行的平面内.5.如图,一个结晶体的形状为平行六面体1111ABCD A B C D -,其中,以顶点A 为端点的三条棱长都等于1,且它们彼此的夹角都是60,下列说法中正确的是( )A .()()2212AA AB ADAC ++=B .1A 在底面ABCD 上的射影是线段BD 的中点C .1AA 与平面ABCD 所成角大于45 D .1BD 与AC 6 【答案】AC 【分析】对A ,分别计算()21++AA AB AD 和2AC ,进行判断;对B ,设BD 中点为O ,连接1A O ,假设1A 在底面ABCD 上的射影是线段BD 的中点,应得10⋅=O AB A ,计算10⋅≠O AB A ,即可判断1A 在底面ABCD 上的射影不是线段BD 的中点;对C ,计算11,,A A AC AC ,根据勾股定理逆定理判断得11⊥A A AC ,1AA 与平面ABCD 所成角为1A AC ∠,再计算1tan ∠A AC ;对D ,计算1,AC BD 以及1BD AC ⋅,再利用向量的夹角公式代入计算夹角的余弦值. 【详解】对A ,由题意,11111cos602⋅=⋅=⋅=⨯⨯=AA AB AA AD AD AB ,所以()2222111112*********++=+++⋅+⋅+⋅=+++⨯⨯=AA AB ADAA AB AD AA AB AB AD AA AD ,AC AB AD =+,所以()222221113=+=+⋅+=++=AC AB ADAB AB AD AD ,所以()()22126++==AA AB AD AC ,故A 正确;对B ,设BD 中点为O ,连接1A O ,1111111222=+=+=++AO A A AO A A AC A A AD AB ,若1A 在底面ABCD 上的射影是线段BD 的中点,则1A O ⊥平面ABCD ,则应10⋅=O AB A ,又因为21111111111110222222224⎛⎫⋅=++⋅=-⋅+⋅+=-+⨯+=≠ ⎪⎝⎭O AB A A AD AB AB AA AB AD AB AB A ,故B 错误;对D ,11,BD AD AA AB AC AB AD =+-=+,所以()()2211=2,=3=+-=+AD A B A AB AC AB AD D ,()()2211111⋅=+-⋅+=⋅++⋅+⋅--⋅=AC AD AA AB AB AD AD AB AD AA AB AA AD ABAB AD BD,1116cos ,23⋅<>===⋅B AC D BD BD AC AC,故D 不正确;对C ,112==AC BD ,在1A AC 中,111,2,3===A A AC AC ,所以22211+=A A AC AC ,所以11⊥A A AC ,所以1AA 与平面ABCD 所成角为1A AC ∠,又1tan 21∠=>A AC ,即145∠>A AC ,故C 正确;故选:AC【点睛】方法点睛:用向量方法解决立体几何问题,需要树立“基底”意识,利用基向量进行线性运算,要理解空间向量概念、性质、运算,注意和平面向量类比;同时对于立体几何中角的计算问题,往往可以利用空间向量法,利用向量的夹角公式求解.6.如图,在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -,中,E 为棱1CC 上的中点,F 为棱1AA 上的点,且满足1:1:2A F FA =,点F ,B ,E ,G ,H 为过三点B ,E ,F 的平面BMN 与正方体1111ABCD A B C D -的棱的交点,则下列说法正确的是( )A .//HF BEB .三棱锥的体积14B BMN V -=C .直线MN 与平面11A B BA 所成的角为45︒D .11:1:3D G GC = 【答案】ABD 【分析】面面平行性质定理可得出A 正确;等体积法求得B 正确;直线MN 与平面11A B BA 所成的角为1B MN ∠,求其正切值不等于1即可得出C 错误;利用面面平行性质定理和中位线求出11,D G GC 长度即可得出D 正确. 【详解】解:对于A.在正方体1111ABCD A B C D -中平面11//ADA D 平面11BCB C , 又平面11ADA D 平面BMN HF =,平面11BCB C ⋂平面BMN BE =,有平面与平面平行的性质定理可得//HF BE ,故正确; 对于B.因为1:1:2A F FA =,所以111332B M A B ==, 又E 为棱1CC 上的中点,所以14B N =,所以1111234432B BMN N B BMV V --⎛⎫==⨯⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭,故正确; 对于C.由题意及图形可判定直线MN 与平面11A B BA 所成的角为1B MN ∠, 结合B 选项可得1114tan 13B N B MN B M ∠==≠,故错误; 对于D.同A 选项证明方法一样可证的11//GC B M ,因为E 为棱1CC 上的中点,1C 为棱1B N 上的中点,所以1113=22GC B M = 所以11G=2D ,所以11:1:3D G GC =,故正确. 故选:ABD 【点睛】求体积的常用方法:(1)直接法:对于规则的几何体,利用相关公式直接计算;(2)等体积法:选择合适的底面来求几何体体积,常用于求三棱锥的体积,即利用三棱锥的任一个面可作为三棱锥的底面进行等体积变换;(3)割补法:首先把不规则的几何体分割成规则的几何体,然后进行体积计算;或者把不规则的几何体补成规则的几何体,不熟悉的几何体补成熟悉的几何体,便于计算.7.在直角梯形ABCD 中,2ABC BCD π∠=∠=,1AB BC ==,2DC =,E 为DC 中点,现将ADE 沿AE 折起,得到一个四棱锥D ABCE -,则下列命题正确的有( )A .在ADE 沿AE 折起的过程中,四棱锥D ABCE -体积的最大值为13B .在ADE 沿AE 折起的过程中,异面直线AD 与BC 所成的角恒为4π C .在ADE 沿AE 折起的过程中,二面角A EC D --的大小为45︒D .在四棱锥D ABCE -中,当D 在EC 上的射影恰好为EC 的中点F 时,DB 与平面ABCE 所成的角的正切为15 【答案】ABD 【分析】对于A ,四棱锥D ABCE -的底面面积是固定值,要使得体积最大,需要平面DAE ⊥平面ABCE ,此时DE CE ⊥,可求得1133D ABCE ABCE V S DE -=⋅=可判断A ;对于B ,在ADE 沿AE 折起的过程中,//AE BC ,所以异面直线AD 与AE 所成的角即为AD 与BC所成角,由翻折前可知4DAE π∠=可判断B ;对于C ,利用线面垂直的判定定理,结合翻折前可知AE ⊥平面DEC ,又AE ⊂平面ABCE ,所以平面DEC ⊥平面ABCE ,即二面角A EC D --的在大小为2π判断C ;对于D ,利用线面垂直的判定定理可知DF ⊥平面ABCE ,所以DBF ∠为直线DB 与平面ABCE 所成的角,在直角DFB △中,15tan 5DF DBF BF ∠==,可判断D 正确;【详解】对于A ,ADE 沿AE 折起得到四棱锥D ABCE -,由四棱锥底面面积是固定值,要使得体积最大,需要四棱锥的高最大,即平面DAE ⊥平面ABCE ,此时DE CE ⊥,由已知得1DE =,则111111333D ABCE ABCE V S DE -=⋅=⨯⨯⨯=,故A 正确; 对于B ,在ADE 沿AE 折起的过程中,//AE BC ,所以异面直线AD 与AE 所成的角即为AD 与BC 所成角,又1AB BC ==,2DC =,E 为DC 中点,可知4DAE π∠=,即异面直线AD 与BC 所成的角恒为4π,故B 正确; 对于C ,由翻折前知,,AE EC AE ED ⊥⊥,且ECED E =,则AE ⊥平面DEC ,又AE ⊂平面ABCE ,所以平面DEC ⊥平面ABCE ,即二面角A EC D --的大小为2π,故C 错误; 对于D ,如图连接,DF BF ,由C 选项知,AE ⊥平面DEC ,又DF ⊂平面DEC ,则AE DF ⊥,又由已知得EC DF ⊥,且EC AE E ⋂=,则DF ⊥平面ABCE ,所以DBF ∠为直线DB 与平面ABCE 所成的角,在直角DFB △中,tan 5DFDBF BF∠=====,所以DB 与平面ABCED 正确; 故选:ABD 【点睛】关键点睛:本题考查立体几何综合问题,求体积,求线线角,线面角,面面角,解题的关键要熟悉几种角的定义,通过平移法找到线线角,通过证垂直找到线面角和面面角,再结合三角形求出角,考查了学生的逻辑推理能力,转化能力与运算求解能力,属于难题.8.在边长为2的等边三角形ABC 中,点,D E 分别是边,AC AB 上的点,满足//DE BC 且AD ACλ=,(()01λ∈,),将ADE 沿直线DE 折到A DE '△的位置.在翻折过程中,下列结论不成立的是( )A .在边A E '上存在点F ,使得在翻折过程中,满足//BF 平面A CD 'B .存在102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,使得在翻折过程中的某个位置,满足平面A BC '⊥平面BCDE C .若12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,||A B '= D .在翻折过程中,四棱锥A BCDE '-体积的最大值记为()f λ,()f λ【答案】ABC 【分析】对于A.在边A E '上点F ,在A D '上取一点N ,使得//FN ED ,在ED 上取一点H ,使得//NH EF ,作//HG BE 交BC 于点G ,即可判断出结论.对于B ,102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上,即可判断出结论. 对于C ,12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,可得AM ⊥平面BCDE .可得22A B AM BM '=+,结合余弦定理即可得出.对于D.在翻折过程中,取平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A BCDE '-体积()3133BCDE f S λλλλ=⋅⋅=-,()01λ∈,,利用导数研究函数的单调性即可得出.【详解】对于A.在边A E '上点F ,在A D '上取一点N ,使得//FN ED ,在ED 上取一点H ,使得//NH EF ,作//HG BE 交BC 于点G ,如图所示,则可得FN 平行且等于BG ,即四边形BGNF 为平行四边形, ∴//NG BE ,而GN 始终与平面ACD 相交,因此在边A E '上不存在点F ,使得在翻折过程中,满足//BF 平面A CD ',A 不正确.对于B ,102λ∈⎛⎫ ⎪⎝⎭,,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上,因此不满足平面A BC '⊥平面BCDE ,因此B 不正确. 对于C.12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,如图所示:可得AM ⊥平面BCDE ,则A B '===≠,因此C 不正确;对于D.在翻折过程中,取平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A BCDE '-体积()313BCDE f S λλλ=⋅=-,()01λ∈,,()213f λλ'=-,可得λ=()f λ取得最大值()113f λ⎫=-=⎪⎝⎭,因此D 正确. 综上所述,不成立的为ABC. 故选:ABC. 【点睛】本题考查了利用运动的观点理解空间线面面面位置关系、四棱锥的体积计算公式、余弦定理、利用导数研究函数的单调性极值与最值,考查了推理能力空间想象能力与计算能力,属于难题.。
高三数学易错数列多选题 易错题专项训练学能测试

高三数学易错数列多选题 易错题专项训练学能测试一、数列多选题1.已知数列{},{}n n a b 均为递增数列,{}n a 的前n 项和为,{}n n S b 的前n 项和为,n T 且满足*112,2()n n n n n a a n b b n N +++=⋅=∈,则下列结论正确的是( )A .101a << B.11b <<C .22n n S T <D .22n n S T ≥【答案】ABC 【分析】利用数列单调性及题干条件,可求出11,a b 范围;求出数列{},{}n n a b 的前2n 项和的表达式,利用数学归纳法即可证明其大小关系,即可得答案. 【详解】因为数列{}n a 为递增数列, 所以123a a a <<,所以11222a a a <+=,即11a <, 又22324a a a <+=,即2122a a =-<, 所以10a >,即101a <<,故A 正确; 因为{}n b 为递增数列, 所以123b b b <<,所以21122b b b <=,即1b <又22234b b b <=,即2122b b =<, 所以11b >,即11b <<,故B 正确;{}n a 的前2n 项和为21234212()()()n n n S a a a a a a -=++++⋅⋅⋅++= 22(121)2[13(21)]22n n n n +-++⋅⋅⋅+-==,因为12n n n b b +⋅=,则1122n n n b b +++⋅=,所以22n n b b +=,则{}n b 的2n 项和为13212422()()n n n b b b b b b T -=++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+=1101101122(222)(222)()(21)n n nb b b b --++⋅⋅⋅++++⋅⋅⋅+=+-1)1)n n>-=-,当n =1时,222,S T =>,所以22T S >,故D 错误; 当2n ≥时假设当n=k时,21)2k k ->21)k k ->, 则当n=k +11121)21)21)2k k k k k ++-=+-=->2221(1)k k k >++=+所以对于任意*n N ∈,都有222(21)2k k ->,即22n n T S >,故C 正确 故选:ABC 【点睛】本题考查数列的单调性的应用,数列前n 项和的求法,解题的关键在于,根据数列的单调性,得到项之间的大小关系,再结合题干条件,即可求出范围,比较前2n 项和大小时,需灵活应用等差等比求和公式及性质,结合基本不等式进行分析,考查分析理解,计算求值的能力,属中档题.2.如图,已知点E 是ABCD 的边AB 的中点,()*n F n ∈N为边BC 上的一列点,连接n AF 交BD 于n G ,点()*n G n ∈N 满足()1223n n n n n G D a G A a G E +=⋅-+⋅,其中数列{}n a 是首项为1的正项数列,n S 是数列{}n a 的前n 项和,则下列结论正确的是( )A .313a =B .数列{}3n a +是等比数列C .43n a n =-D .122n n S n +=--【答案】AB 【分析】化简得到()()12323n n n n n n G D a a G A a G B +=--⋅-+⋅,根据共线得到1230n n a a +--=,即()1323n n a a ++=+,计算123n n a +=-,依次判断每个选项得到答案. 【详解】()()112232n n n n n n G D a G A a G A G B +=⋅-+⋅+, 故()()12323n n n n n n G D a a G A a G B +=--⋅-+⋅,,n n G D G B 共线,故1230n n a a +--=,即()1323n n a a ++=+,11a =,故1342n n a -+=⨯,故123n n a +=-.432313a =-=,A 正确;数列{}3n a +是等比数列,B 正确;123n n a +=-,C 错误;2124323412nn n S n n +-=-=---,故D 错误.故选:AB . 【点睛】本题考查了向量运算,数列的通项公式,数列求和,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力.3.已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,……,其中第一项是02,接下来的两项是012,2,再接下来的三项是0122,2,2,依次类推…,第n 项记为n a ,数列{}n a 的前n 项和为n S ,则( )A .6016a =B .18128S =C .2122k k k a -+=D .2221kk kS k +=-- 【答案】AC 【分析】对于AC 两项,可将数列进行分组,计算出前k 组一共有()12k k +个数,第k 组第k 个数即12k -,可得到选项C由C 得到9552a =,60a 则为第11组第5个数,可得60a 对于BD 项,可先算得22k kS +,即前k 组数之和18S 即为前5组数之和加上第6组前3个数,由21222k k kS k ++=--结论计算即可. 【详解】A.由题可将数列分组第一组:02 第二组:012,2, 第三组:0122,2,2,则前k 组一共有12++…()12k k k ++=个数 第k 组第k 个数即12k -,故2122k k k a -+=,C 对又()10101552+=,故9552a = 又()11111662+=, 60a 则为第11组第5个数第11组有数:0123456789102,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2 故460216a ==,A 对对于D. 每一组的和为0122++ (1)2122121k k k --+==-- 故前k 组之和为1222++…()122122221k k k k k k +-+-=-=---21222k k k S k ++=--故D 错. 对于B.由D 可知,615252S =--()551152+=,()661212+=01261815222252764S S =+++=--+=故B 错 故选:AC 【点睛】数列求和的方法技巧(1)倒序相加:用于等差数列、与二项式系数、对称性相关联的数列的求和. (2)错位相减:用于等差数列与等比数列的积数列的求和. (3)分组求和:用于若干个等差或等比数列的和或差数列的求和.4.已知等差数列{}n a 的前n 项和为S n (n ∈N *),公差d ≠0,S 6=90,a 7是a 3与a 9的等比中项,则下列选项正确的是( ) A .a 1=22B .d =-2C .当n =10或n =11时,S n 取得最大值D .当S n >0时,n 的最大值为20【答案】BCD 【分析】由等差数列的求和公式和通项公式,结合等比数列的中项性质,解方程可得首项和公差,求得等差数列的通项n a 和n S ,由二次函数的最值求法和二次不等式的解法可得所求值,判断命题的真假. 【详解】等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,公差0d ≠,由690S =,可得161590a d +=,即12530a d +=,①由7a 是3a 与9a 的等比中项,可得2739a a a =,即2111(6)(2)(8)a d a d a d +=++,化为1100a d +=,② 由①②解得120a =,2d =-, 则202(1)222n a n n =--=-,21(20222)212n S n n n n =+-=-, 由221441()24n S n =--+,可得10n =或11时,n S 取得最大值110; 由0n S >,可得021n <<,即n 的最大值为20. 故选:BCD【点睛】方法点睛:数列最值常用的方法有:(1)函数(单调性)法;(2)数形结合法;(3)基本不等式法.要结合已知条件灵活选择合适的方法求解.5.已知首项为1的数列{}n a 的前n 项和为n S ,当n 为偶数时,11n n a a --=;当n 为奇数且1n >时,121n n a a --=.若4000m S >,则m 的值可以是( ) A .17 B .18C .19D .20【答案】BCD 【分析】由已知条件得出数列奇数项之间的递推关系,从而得数列21{3}k a -+是等比数列,由此可求得奇数项的表达式(也即得到偶数项的表达式),对2k S 可先求得其奇数项的和,再得偶数项的和,从而得2k S ,计算出与4000接近的和,184043S =,173021S =,从而可得结论. 【详解】依题意,2211k k a a -=+,21221k k a a +=+,*k N ∈,所以2211k k a a -=+,2122121212(1)123k k k k a a a a +--=+=++=+,∴()2121323k k a a +-+=+.又134a +=,故数列{}213k a -+是以4为首项,2为公比的等比数列,所以121423k k a --=⋅-,故S 奇()21321141232(44242)43321k k k k k a a a k k -+-===+⨯++⨯--+++-=---,S 偶21232412()242k k k a a a k k a a a +-=+=+++=+++--,故2k S S =奇+S 偶3285k k +=--,故121828454043S =--=,173021S =,故使得4000m S >的最小整数m 的值为18.故选:BCD . 【点睛】关键点点睛:本题考查数列的和的问题,解题关键是是由已知关系得出数列的奇数项满足的性质,求出奇数项的表达式(也可求出偶数项的表达式),而求和时,先考虑项数为偶数时的和,这样可分类求各:先求奇数项的和,再求偶数项的和,从而得所有项的和,利用这个和的表达式估计和n S 接近4000时的项数n ,从而得出结论.6.设首项为1的数列{}n a 的前n 项和为n S ,已知121n n S S n +=+-,则下列结论正确的是( )A .数列{}n a 为等比数列B .数列{}n S n +为等比数列C .数列{}n a 中10511a =D .数列{}2n S 的前n 项和为2224n n n +---【答案】BCD 【分析】 由已知可得11222n n n n S n S nS n S n++++==++,结合等比数列的定义可判断B ;可得2n n S n =-,结合n a 和n S 的关系可求出{}n a 的通项公式,即可判断A ;由{}n a 的通项公式,可判断C ;由分组求和法结合等比数列和等差数列的前n 项和公式即可判断D. 【详解】因为121n n S S n +=+-,所以11222n n n n S n S nS n S n++++==++.又112S +=,所以数列{}n S n +是首项为2,公比为2的等比数列,故B 正确;所以2n n S n +=,则2nn S n =-.当2n ≥时,1121n n n n a S S --=-=-,但11121a -≠-,故A 错误;由当2n ≥时,121n n a -=-可得91021511a =-=,故C 正确;因为1222n n S n +=-,所以2311222...2221222...22n n S S S n ++++=-⨯+-⨯++-()()()23122412122 (2)212 (22412)2n n n n n n n n n ++--⎡⎤=+++-+++=-+=---⎢⎥-⎣⎦ 所以数列{}2n S 的前n 项和为2224n n n +---,故D 正确. 故选:BCD . 【点睛】关键点点睛:在数列中,根据所给递推关系,得到等差等比数列是重难点,本题由121n n S S n +=+-可有目的性的构造为1122n n S S n n +++=+,进而得到11222n n n n S n S nS n S n++++==++,说明数列{}n S n +是等比数列,这是解决本题的关键所在,考查了推理运算能力,属于中档题,7.斐波那契数列,又称黄金分割数列、兔子数列,是数学家列昂多·斐波那契于1202年提出的数列.斐波那契数列为1,1,2,3,5,8,13,21,……,此数列从第3项开始,每一项都等于前两项之和,记该数列为(){}F n ,则(){}F n 的通项公式为( )A .(1)1()2n n F n -+=B .()()()11,2F n F n F n n +=+-≥且()()11,21F F ==C .()1122n nF n ⎡⎤⎛⎛+-⎥=- ⎥⎝⎭⎝⎭⎦ D .()n n F n ⎡⎤⎥=+⎥⎝⎭⎝⎭⎦【答案】BC 【分析】根据数列的前几项归纳出数列的通项公式,再验证即可; 【详解】解:斐波那契数列为1,1,2,3,5,8,13,21,……,显然()()11,21F F ==,()()()3122F F F =+=,()()()4233F F F =+=,,()()()11,2F n F n F n n +=+-≥,所以()()()11,2F n F n F n n +=+-≥且()()11,21F F ==,即B 满足条件;由()()()11,2F n F n F n n +=+-≥, 所以()()()()11F n n F n n ⎤+-=--⎥⎣⎦所以数列()()1F n n ⎧⎫⎪⎪+⎨⎬⎪⎪⎩⎭是以12为首项,12为公比的等比数列, 所以()()1nF n n +-=⎝⎭11515()n F F n n -+=+, 令1nn n Fb -=⎝⎭,则11n n b ++,所以1n n b b +=-, 所以nb ⎧⎪⎨⎪⎪⎩⎭32-为公比的等比数列,所以1n n b -+, 所以()1115n n n nF n --⎤⎤⎛⎫+⎥⎥=+=- ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦; 即C 满足条件;故选:BC 【点睛】考查等比数列的性质和通项公式,数列递推公式的应用,本题运算量较大,难度较大,要求由较高的逻辑思维能力,属于中档题.8.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,218a =,512a =,则下列选项正确的是( ) A .2d =- B .122a =C .3430a a +=D .当且仅当11n =时,n S 取得最大值【答案】AC 【分析】先根据题意得等差数列{}n a 的公差2d =-,进而计算即可得答案. 【详解】解:设等差数列{}n a 的公差为d ,则52318312a a d d =+=+=,解得2d =-.所以120a =,342530a a a a +=+=,11110201020a a d =+=-⨯=, 所以当且仅当10n =或11时,n S 取得最大值. 故选:AC 【点睛】本题考查等差数列的基本计算,前n 项和n S 的最值问题,是中档题. 等差数列前n 项和n S 的最值得求解常见一下两种情况:(1)当10,0a d ><时,n S 有最大值,可以通过n S 的二次函数性质求解,也可以通过求满足10n a +<且0n a >的n 的取值范围确定;(2)当10,0a d <>时,n S 有最小值,可以通过n S 的二次函数性质求解,也可以通过求满足10n a +>且0n a <的n 的取值范围确定;二、平面向量多选题9.已知集合()(){}=,M x y y f x =,若对于()11,x y M ∀∈,()22,x y M ∃∈,使得12120x x y y +=成立,则称集合M 是“互垂点集”.给出下列四个集合:(){}21,1M x y y x ==+;(){2,M x y y ==;(){}3,xM x y y e ==;(){}4,sin 1M x y y x ==+.其中是“互垂点集”集合的为( )A .1MB .2MC .3MD .4M【答案】BD 【分析】根据题意知,对于集合M 表示的函数图象上的任意点()11,P x y ,在图象上存在另一个点P ',使得OP OP '⊥,结合函数图象即可判断.【详解】由题意知,对于集合M 表示的函数图象上的任意点()11,P x y ,在图象上存在另一个点P ',使得OP OP '⊥.在21y x =+的图象上,当P 点坐标为(0,1)时,不存在对应的点P ', 所以1M 不是“互垂点集”集合;对y =所以在2M 中的任意点()11,P x y ,在2M 中存在另一个P ',使得OP OP '⊥, 所以2M 是“互垂点集”集合;在xy e =的图象上,当P 点坐标为(0,1)时,不存在对应的点P ', 所以3M 不是“互垂点集”集合;对sin 1y x =+的图象,将两坐标轴绕原点进行任意旋转,均与函数图象有交点, 所以所以4M 是“互垂点集”集合, 故选:BD . 【点睛】本题主要考查命题的真假的判断,以及对新定义的理解与应用,意在考查学生的数学建模能力和数学抽象能力,属于较难题.10.设a 、b 是两个非零向量,则下列描述正确的有( ) A .若a b a b +=-,则存在实数λ使得λa bB .若a b ⊥,则a b a b +=-C .若a b a b +=+,则a 在b 方向上的投影向量为aD .若存在实数λ使得λa b ,则a b a b +=-【答案】AB 【分析】根据向量模的三角不等式找出a b a b +=-和a b a b +=+的等价条件,可判断A 、C 、D 选项的正误,利用平面向量加法的平行四边形法则可判断B 选项的正误.综合可得出结论. 【详解】当a b a b +=-时,则a 、b 方向相反且a b ≥,则存在负实数λ,使得λa b ,A选项正确,D 选项错误;若a b a b +=+,则a 、b 方向相同,a 在b 方向上的投影向量为a ,C 选项错误; 若a b ⊥,则以a 、b 为邻边的平行四边形为矩形,且a b +和a b -是这个矩形的两条对角线长,则a b a b +=-,B 选项正确. 故选:AB. 【点睛】本题考查平面向量线性运算相关的命题的判断,涉及平面向量模的三角不等式的应用,考查推理能力,属于中等题.。
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, M 与 N 都是集合 I = [0, 1] 的子集. 定义 b − a 为集合 [a, b] 的“长
3
2
度”, 则集合 M ∩ N 的长度的最小值为
.
36. 对于正整数的一个有限集 A(A ̸= ∅), 将 A 中每个元素 k 都乘以 (−1)k 后再相加, 所得的和称为集合 A 的
“奇偶特征值”. 例如集合 {1, 3, 6} 的“奇偶特征值”为 (−1)1 × 1 + (−1)3 × 3 + (−1)6 × 6 = 2. 已知集合
7. 已知 m > 1, 解关于 x 的不等式: mx + 1 > x + m3. 解:移项得 (m − 1)x > m3 − 1. 依题意得 m − 1 > 0, 所以 x > m3 − 1 = m2 + m + 1. m−1 又由于 m > 1, 所以 m2 + m + 1 > 3, 所以原不等式的解集为 (3, +∞).
第0周
1. 设 m、n 都为正整数, 且 m > n, 集合 A = {1, 2, 3, · · · , m}, B = {1, 2, 3, · · · , n}, 集合 C 满足:x C ⊆ A; y
B ∩C ̸= ∅. 则这样的集合 C 一共有
个.
2. “a, b 是整数”是“关于 x 的方程 x2 + ax + b = 0 有整数解”的
()
A. ab B. ab C. ab D. ab
c + d, 且等号成立时 a, b, c, d 的取值唯一 c + d, 且等号成立时 a, b, c, d 的取值唯一 c + d, 且等号成立时 a, b, c, d 的取值不唯一 c + d, 且等号成立时 a, b, c, d 的取值不唯一
A. a2 + b2 为定值 C. a < 0, b < 0 且 a + b 为定值
B. a > 0, b > 0 且 a + b 为定值 D. a > 0, b < 0 且 a + b 为定值
()
27. 演练一下“凑系数”的技巧:
(1)
函数
f (x) =
2 x
+
1
9 − 2x
,
x
∈
( 0,
1 2
)
a
b
方法完成你的证明.)
25 . (请分别用“分析法”和“综合法”两种 4
24. 已知 a > 0, a2 − 2ab + c2 = 0, bc > a2, 试比较 a, b, c 的大小.
√
25. 设 a > 0, 求证:a + 1 − a
a2
+
1 a2
√ 2 − 2.
26. 使乘积 ab 没有最大值的一个充分条件是
()
A. 若 A ⊆ B, 则 fA(x) fB(x) C. fA∩B(x) = fA(x) fB(x)
B. f X A(x) = 1 − fA(x) D. fA∪B(x) = fA(x) + fB(x)
38. 已知 x, y ∈ R,
(1) 若 −2 < x < y < 3, 则 y − x 的取值范围为
32. 已知集合 A = {1, 2}, B = {2, 3}, P = {x | x A}, Q = {x | x B}, 则 P ∩ Q=
.
33.
【复旦
2009】
设
Q
是有理数集,
集合
X
=
{x
|
x
=
√ a + 2b, a, b
∈
Q, x
̸=
0}.
则下列集合中和集合
X
相等
的集合是 x {2x | x ∈ X},
47. 设 a > b > c > 0, 则 2a2 + 1 + 1 − 10ac + 25c2 的最小值是 ab a(a − b) √
48. 若 a、b、c > 0 且 a(a + b + c) + bc = 4 − 2 3, 则 2a + b + c 的最小值为
. .
49. 已知 a > b > c, 且 a + b + c = 0, 则 c 的取值范围是
20. 已知 a, b 是两个正常数, x > 0, y > 0, 且 a + b = 1, 求 x + y 的最小值.
xy
解:因为 1 = a + b
√ 2 ab , 所以 xy
4ab. 从而就有 x + y
2√xy
√ 2 4ab
=
√ 4 ab.
即
x+
y
的最小值
为
√ 4 ab.
xy
xy
请问, 上Leabharlann 解法是否成立?为什么?a2 b2
21. 设 0 < x < 1, a, b 是常数, 则 +
的最小值为
.
x 1−x
22. 已知 a, b, c ∈ R+, 且 2c > a + b. 求证: (1) c2 > ab;
√
√
(2) c − c2 − ab < a < c + c2 − ab.
( )( )
23. 已知 a > 0, b > 0, 且 a + b = 1, 求证: a + 1 b + 1
.
10.
(a + 1)2 关于 x 的不等式 x−
2
(a − 1)2 与 x2 − 3(a + 1)x + 2(3a + 1) 2
a ∈ R. 求使 A ⊆ B 的 a 的取值范围.
0 的解集依次记为 A, B, 其中
11. 设 a ∈ R, 关于 x 的不等式 x2 − (2a + 1)x + a2 + a − 2 > 0 和 x2 − (a2 + a)x + a3 < 0 的解集分别为 A 和 B.
.
30. 已知不等式 x2 + (t − 4)x + (4 − 2t) > 0 对满足 t ∈ (−1, 1) 的所有 t 都成立, 求 x 的取值范围.
31. 已知函数 f (x) = 2x + a · 2−x, 其中 a 为常数. 若存在 x ∈ [0, 1], 使得 f (2x) > [ f (x)]2 成立, 求实数 a 的取值 范围.
M = {x | 1 x 10, x ∈ N∗}, 则集合 M 的所有非空子集的“奇偶特征值”的总和为
.
37. 定义全集 X 的子集 A
1, X 的特征函数为 fA(x) = 0,
x∈A , 其中 X A 表示 A 在 X 中的补集, 那么对
x ∈ XA
集合 A, B X, x ∈ X, 下列命题中不正确的是
. (请分别用“根的分布”和
5.
已知三个不等式:
ab
>
0;
c −
>
−d;
bc
<
ad.
以其中两个为条件,
余下一个作为结论,
可以组
ab
成
个真命题, 并写出这些真命题.
6. 已知 xy ̸= 0, 比较 (x2 + y2)3 与 (x3 + y3)2 的大小. (这道题的解法有很多, 请至少用两种方法. )
.
|x + 1| a 16. 已知 a > 0, 解关于 x 的不等式组: |x − 2| a . (请使用两种方法来解. )
17. 若 2 |x − 1| + |x − a| 2 对任意实数 x 恒成立, 则实数 a 的取值范围为
.
18. 解下列不等式: (1) (x + 1)2(3x − 1)3(6x + 5) 0; (3) (x + 1)2(3x − 1)3(6x + 5) < 0;
其中 m ∈ R, 则实数 c 的值为
.
−x + 1, x < 0
43. 函数 f (x) = x − 1,
, 则不等式 x + (x + 1) f (x + 1) 1 的解集是 x0
.
44.
已知关于
x
的不等式
ax − 5 x2 − a
<
0
的解集为
M.
若
3
∈
M
且
5
∈/
M,
则实数
a
的取值范围为
.
·3·
(2) (3x − 1)3(6x + 5) 0; (4) (3x − 1)3(6x + 5) < 0.
19. 某厂产量第二年增长率为 a, 第三年增长率为 b(a ̸= b), 这两年的平均增长率为 x, 则
()
A. x a + b 2
B. x > a + b 2
C. x a + b 2
D. x < a + b 2
(1) 若 A ∩ B = ∅, 求 a 的取值范围. (2) 是否存在实数 a, 使 A ∪ B = R?如果存在, 求出 a 的值; 如果不存在, 说明理由.
12. 若关于 x 的不等式 (m − 1)x2 + (m − 1)x + 3 − m < 0 的解集为 ∅, 求实数 m 的取值范围. 13. 已知函数 f (x) = ax2 + bx + c 的图像经过点 (−1, 0), 是否存在实常数 a, b, c, 使不等式 x f (x) x2 + 1