2019年高考理数全国卷3 -答案
2019年普通高等学校招生全国统一考试·全国Ⅲ卷理科数学答案解析一、选择题 1．【答案】A【解析】集合||11B x x =-剟，则|1,0,1|A B =-，故选A ．【考点】集合的交运算，解一元二次不等式【考查能力】运算求解 2．【答案】D 【解析】 2 i 2i(1-i)2+2i1i 1+i (1+i)(1-i)2z ====+，故选D ． 【考点】复数的四则运算 【考查能力】运算求解 3．【答案】C【解析】根据题意阅读过《红楼梦》《西游记》的人数用书思图表示如下：所以该校阅读过《西游记》的学生人数与该校学生总数比值的估计值为700.7100=，故选B ． 【考点】韦恩图的应用与概率问题 【考查能力】阅读理解 4．【答案】B【解析】展开式中含3x 的项可以由“1与3x ”和“32x 与x ”的乘积组成，则3x 的系数314424812C C +=+=，故选B ．【考点】二项展开式通项公式的应用 5．【答案】C【解析】设等比数列{}n a 的公比为q ，由53134a a a =+，得4234q q =+，得24q =，因为数列{}n a 的各项均为正数，所以2q =，又()231112341(12=48)15a a q q a a a a q +++=+++++=+，所以11a =，所以2314a a q ==．故选C ．【考点】等比数列通项公式的应用 【考查能力】运算求解 6．【答案】D【解析】因为e l n 1x y a x '=++，所以11x ya e '==+，所以曲线在点()1ae ，出的切线方程为( 1)(1)y a c a e x -=+-，即(1) 1y ae x =+-，所以121ae b +=⎧⎨=-⎩，解得11a eb -⎧=⎨=-⎩．故选D ． 【考点】导数的几何意义 7．【答案】B【解析】因为32()22x x x f x -=+，所以32()()22x xx f x f x ---==-+，且[6,6]x ∈-，所以函数3222x x x y -=+为奇函数，排除C ；当0x ＞时；3202()2xxf x x -+=＞恒成立，排除D ；4426412812816(4)7.971222571616f -⨯⨯===≈++，排除A ．故选B ． 【考点】函数图像与性质的应用 8．【答案】B【解析】取CD 的中点O ，连接ON ，EO ，因为ECD △为正三角形，所以EO CD ⊥，又平面ECD ⊥平面ABCD ，平面ECD平面ABCD CD =，所以EO ⊥平面ABCD ．设正方形ABCD 的边长为2，则EO =，1ON =，所以2224EN EO ON =+=．得2EN =．过M 作CD 的重线，垂足为P ，连接BP ，则2MP =，32CP =，所以22222232722BM MP BP ⎛⎫⎛⎫=+=++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭．得BM =，所以B M E N≠．连接BD ，BE ，因为四边形ABCD 为正方形，所以N 为BD 的中点，即EN ,MB 均在平面BDE 内，所以直线BM ，EN 是相交直线，故选B ． 【考点】空间线线位置关系 【考查能力】空间想象 9．【答案】C【解析】执行程序框图1x =,0s =，011s =+=,12x =，不满足1100x ε=＜， 所以1111222s =+=-，14x =，不满足1100x ε=＜所以211112242s =++=-，18x =，不满足1100x ε=＜ 所以31111122482s =+++=-，116x =，不满足1100x ε=＜ 所以41111112248162s =++++=-，132x =，不满足1100x ε=＜ 所以51111111224816322s =+++++=-，164x =，不满足1100x ε=＜ 所以61111112248642s =++++⋯+=-，1128x =，满足1100x ε=＜ 输出6122s =-，故选C ． 【考点】程序框图【考查能力】逻辑推理、运算求解 10．【答案】A【解析】不妨设点P 在第一象限，根据题意可知26c =，所以||OF =又tan 2b POF a ∠==，所以等腰三角形POF 的高3222h =⨯=，所以1224PFO S ∆==．故选A ．【考点】双曲线的标准方程与几何性质，三角形的面积 11．【答案】C【解析】根据函数()f x 为偶函数可知()()3331l o g l o g 4l o g 44f f f ⎛⎫=-=⎪⎝⎭，因为2303230222log 4--<<<<，且函数()f x 在(0,)+∞单调递减，所以332122log 234f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫->-> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭．【考点】函数的单调性、奇偶性 【考查能力】化归与转化，数形结合 12．【答案】D【解析】如图，根据题意知2πA B x x ＜…，根据图象可知函数()f x 在()02π，有且仅有3个极大值点，所以①正确；但可能会有3个极小值点，所以②错误；根据2πA B x x ＜…，有24π29π2π55ωω＜…，得1229510ω＜…，所以④正确；当π0,10x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，ππππ55105x ωω++＜＜，因为1229510ω＜…，所以ππ49ππ1051002ω+＜＜，所以函数()f x 在π0,10⎛⎫⎪⎝⎭单调递增，所以③正确．【考点】三角函数的图像与性质 【考查能力】数形结合 13．【答案】23【解析】设(1,0)a =，(0,1)b =，则(2,c =，所以2cos ,3a c ==．【考点】平面向量的数量积． 【考查能力】运算求解 14．【答案】4【解析】等差数列{}n a 的公差为d ，由213a a =，即113a d a +=，得12d a =，所以111105*********1010210022454542555222a d a a S S a d a a ⨯⨯++⨯====⨯⨯++⨯． 【考点】等比数列的通项公式和前n 项和公式 【考查能力】运算求解 15．【答案】【解析】不妨令1F ,2F 分别为椭圆C的左、右焦点，根据题意可知4c ==．因为12MF F △为等腰三角形，所以易知128FM c ==，所以2284F M a =-=，设(, )M x y ， 则22222113620(4)640x y F M x y x y ⎧+=⎪⎪⎪=++=⎨⎪⎪⎪⎩＞＞，得3x y =⎧⎪⎨=⎪⎩M的坐标为．【考点】椭圆的标准方程及定义16．【答案】118．8【解析】由题得长方体1111-ABCD A B C D ，的体积为2664144cm ⨯⨯=（）．四边形EFGH 为平行四边形，如图所示，连接CE ，HF ，易知四边形EFCH 的面积为矩形11BCC B ，面积的一半，即216412c m 2⨯⨯=（），所以2131212cm 3O EFGH V -=⨯⨯=四棱锥（），所以该模型的体积为()314412132cm -=，所以制作该模型所需原料的质量为1320.9118.8g ⨯=（）．【考点】空间几何体体积计算 【考查能力】空间想象，运算求解17．【答案】解：（1）由已知得0.700.200.15a =++， 故0.35a =，10.050.150.700.10b =---=．（2）甲离子残留百分比的平均值的估计值为20.1530.2040.3050.2060.1070.05 4.05⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=．乙离子残留百分比的平均值的估计值为30.0540.1050.1560.3570.2080.15 6.00⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=．【解析】（1）根据()P C 的估计值为0.70及频率之和为1可求得a ，b 的值； （2）根据各组区间的中点值及频率即可计算平均值． 【考点】频率分布直方图 【考查能力】识图能力，阅读理解18．【答案】（1）解：由题意设正弦定理得sin sinsin sin 2A CA B A += 因为sin 0A ≠，所以sinsin 2A CB += 由180A BC ︒++=，可得sincos 22A C B +=，故cos 2sin cos 222B B B=． 因为cos02B ≠，故1sin 22B =，因此60B ︒=．（2）由题设及（1）知ABC △的面积ABC S =△． 由正弦定理得()sin 120csin 1sin sin 2C A a C C ︒-===+．由于ABC △为锐角三角形，故090A ︒︒＜＜，090C ︒︒＜＜． 由（1）知120A C +=︒,所以3090C ︒︒＜＜，故122a ＜＜，从而82ABC S △． 因此，ABC △面积的取值范围是⎝⎭． 【考点】正弦定理、余弦定理、三角形的面积公式 【考查能力】化归与转化，运算求解19．【答案】解：（1）由已知得AD BE ∥，CG BE ∥，所以AD CG ∥，故AD ，CG 确定一个平面，从而A ，C ，G ，D 四点共面由已知得AB BE ⊥，AB BC ⊥，故AB ⊥平面BCGE ．又因为AB ⊂平面ABC ，所以平面ABC ⊥平面BCGE ．（2）作EH BC ⊥，垂足为H ．因为EHC 平面BCGE ，平面BCGE ⊥平面ABC ，所以EH ⊥平面ABC ．由已知，菱形BCGE 的边长为2，60EBC ∠=︒，可求得1BH =，EH =以H 为坐标原点，HC 的方向为x 轴的正方向，建立如图所示的空间直角坐标系H xyz -，则(1,1,0)A -，(1,0,0)C，G，CG =，(2,1,0)AC =-．设平面ACGD 的法向量为,,n x y z =（），则00CG n AC n ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，即020x x y ⎧=⎪⎨-=⎪⎩；所以可取(3,6,n =．【解析】（1）根据AD/CG 可证明四点共面，通过证明AB 上平面BCGE 即可证明面面垂直；（2）过E 作BC 的垂线，以垂足为原点，BC 所在直线为x 轴建立空间直角坐标系，利用向量法求解二面角． 【考点】四点共面，面面垂直的证明，二面角的求解 【考查能力】推理论证，空间想象20．【答案】解：（1）2()622(3)f x x ax x x a '=-=- 令()0f x '=，得0x =或3ax =． 若0a ＞，则当(,0),3a x ⎛⎫∈-∞+∞ ⎪⎝⎭时，()'0f x ＞；当,03a x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，()0f x '＜，故()f x 在(,0)-∞，,3a ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭单调递增，在0,3a ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减；若0a =，()f x 在(,)-∞+∞单调递减；若a 0＜，则当,(0,)3a x ⎛⎫∈-∞⋃+∞ ⎪⎝⎭时，()0f x '＞；当,03a x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时，()0f x '＜．故()f x 在,3a ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭，(0,)+∞单调递增，在,03a ⎛⎫⎪⎝⎭单调递减．（2）满足题设条件的a ，b 存在。
函数的图象与性质
A．f(x)＝lnx|x|B．f(x)＝exxC．f(x)＝x12－1D．f(x)＝x－x1 2．现有四个函数：①y＝xsinx，②y＝xcosx，③y＝x|cosx|，④y＝x·2x的图象(部分)如下，但顺序被打乱，则
按照从左到右将图象对应的函数序号安排正确的一组是( D )
A．④①②③ C．③④②①
15．(2018·全国卷Ⅲ，7)下列函数中，其图象与函数 y＝lnx的图象关于直线 x＝1对称的是( )
A．y＝ln(1－x)
B．y＝ln(2－x)
C．y＝ln(1＋x)
D．y＝ln(2＋x)
16．(2018·全国卷Ⅱ，11)已知 f(x)是定义域为(－∞，＋∞)的奇函数，满足 f(1－x)＝f(1＋x)．若 f(1)＝2，则
1
(2)T是不为零的最小正数. 5．指数函数与对数函数的图象和性质
指数函数
对数函数
图象
单调性
函数值 性质
！！！！ 0<a<1时，在(0，＋∞)
0<a<1时，在 R上单调递减；
上单调递减；
a>1时，在 R上单调递增 a>1时，在(0，＋∞，
0<a<1，
当 x>0时，0<y<1；
2 C． 2， 2
D．14，4
7．设函数 f(x)＝ln(1＋|x|)－ 1 ，则使得 f(x)>f(2x－1)成立的 x的取值范围是( ) 1＋x2
( ) A． 13，1
( ) B． －∞，13∪(1，＋∞)
( ) C． －13，13
( ) ( ) D． －∞，－13∪ 13，＋∞
8．(2018·长春一模)若关于 x的不等式 4ax－1<3x－4(a>0，且 a≠1)对于任意的 x>2恒成立，则 a的取值范围为( )
专题13 导数的概念及其意义、导数的运算(原卷版)
基础知识：
导数的几何意义：函数y＝f(x)在x＝x0处的导数f′(x0)就是曲线y＝f(x)在点P(x0，f(x0))处的切线的斜率k0，即k0＝f′(x0)，切线方程为y－f(x0)＝f′(x0)·(x－x0)．
基本题型：
1、（过某点处切线的方程）若经过点P(2,8)作曲线y＝x3的切线，则切线方程为( )
基本题型：
1．设 ， ， ，…， ， ，则 （）
A． B．
C． D．
2．已知函数 ，其导函数记为 ，则 （）
A．2B． C．3D．
3．求下列函数的导数．
（1） ；（2） ；（3） ；
（4） ；（5） ；（6） ．
基本方法：
复合函数的求导：先确定复合关系，由外向内逐层求导，必要时可换元。
类型四、解析式中含有导数值的函数
3．（多选）设函数 ，则下列说法正确的是（）
A． B．
C． 在 处的切线方程为 D．
基本方法：
1．求函数导数的总原则：先化简解析式，再求导．
2．常见形式及具体求导的几种方法
连乘形式：先展开化为多项式形式，再求导
三角形式：先利用三角函数公式转化为和或差的形式，再求导
分式形式：先化为整式函数或较为简单的分式函数，再求导
①直线 在点 处“切过”曲线 ：
②直线 在点 处“切过”曲线 ：
③直线 在点 处“切过”曲线 ：
④直线 在点 处“切过”曲线 ：
⑤直线 在点 处“切过”曲线 ： ．
5．(2020年高考数学课标Ⅰ卷理科)函数 的图像在点 处的切线方程为( )
A． B． C． D．
6．(2020年高考数学课标Ⅲ卷理科)若直线l与曲线y= 和x2+y2= 都相切，则l的方程为( )
专题12 利用导数解决函数的单调性-学会解题之高三数学万能解题模板【2022版】(原卷版)
专题12 导数与函数的单调性问题【高考地位】在近几年的高考中，导数在研究函数的单调性中的应用是必考内容，它以不但避开了初等函数变形的难点，定义法证明的繁杂，而且使解法程序化，优化解题策略、简化运算，具有较强的工具性的作用. 导数在研究函数的单调性中的应用主要有两方面的应用：一是分析函数的单调性；二是已知函数在某区间上的单调性求参数的取值范围.在高考中的各种题型中均有出现，其试题难度考查相对较大.类型一 求无参函数的单调区间万能模板 内 容使用场景 知函数()f x 的解析式判断函数的单调性 解题模板第一步 计算函数()f x 的定义域； 第二步 求出函数()f x 的导函数'()f x ；第三步 若'()0f x >，则()f x 为增函数；若'()0f x <，则()f x 为减函数.例1 【河北省衡水市枣强中学2020届高三下学期3月调研】已知函数()ln xx af x e+=. （1）当1a =时，判断()f x 的单调性；【变式演练1】函数，的单调递增区间为__________．【来源】福建省三明第一中学2021届高三5月校模拟考数学试题【变式演练2】已知函数，则不等式的解集为___________.【来源】全国卷地区“超级全能生”2021届高三5月联考数学（文）试题（丙卷）【变式演练3】【黑龙江省哈尔滨六中2020届高三高考数学（文科）二模】已知函数()2sin f x x x =-+，若3(3)a f =，(2)b f =--，2(log 7)c f =，则,,a b c 的大小关系为（ ） A ．a b c <<B ．b c a <<C ．c a b <<D ．a c b <<【变式演练4】【湖南省湘潭市2020届高三下学期第四次模拟考试】定义在R 上的连续函数()f x ，导函数为()f x '．若对任意不等于1-的实数x ，均有()()()10x f x f x '+->⎡⎤⎣⎦成立，且()()211x f x f x e -+=--，则下列命题中一定成立的是（ ）A ．()()10f f ->B ．()()21ef f -<-C ．()()220e f f -<D ．()()220e f f ->类型二 判定含参数的函数的单调性万能模板 内 容使用场景 函数()f x 的解析式中含有参数解题模板第一步 计算函数()f x 的定义域并求出函数()f x 的导函数'()f x ；第二步 讨论参数的取值范围，何时使得导函数'()f x 按照给定的区间大于0或小于0； 第三步 根据导函数的符号变换判断其单调区间.例2 【黑龙江省大庆市第四中学2020届高三下学期第四次检测】已知函数()()2ln 21f x x x ax a R =+-+∈.（1）讨论()f x 的单调性；【变式演练5】（主导函数是一次型函数）【福建省三明市2020届高三（6月份）高考数学（文科）模拟】已知函数()=1,f x nx ax a R -∈.（1）讨论函数f x （）的单调性；()2sin sin 2f x x x =⋅0,2x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦()()2ln 1x xf x x e e -=+++()()2210f x f x --+≤【变式演练6】（主导函数为类一次型）【山东省威海荣成市2020届高三上学期期中考试】已知函数()x f x e ax -=+.（I ）讨论()f x 的单调性；【变式演练7】（主导函数为二次型）【2020届山西省高三高考考前适应性测试（二）】已知函数()2ln af x x a x x=--，0a ≥. （1）讨论()f x 的单调性；【变式演练8】（主导函数是类二次型）【山西省太原五中2020届高三高考数学（理科）二模】已知函数2()(1)x f x k x e x =--，其中k ∈R.（1）当k 2≤时，求函数()f x 的单调区间；【变式演练9】已知函数，若在区间上单调递增，则的取值范围是（ ）A ．B ．C ．D ．【来源】江西省南昌市新建区第一中学2020-2021学年高三上学期期末考试数学（文）试题类型三 由函数单调性求参数取值范围万能模板 内 容使用场景 由函数单调性求参数取值范围解题模板第一步 计算函数()f x 的定义域并求出函数()f x 的导函数'()f x ； 第二步 根据题意转化为相应的恒成立问题； 第三步 得出结论.例3．【江苏省南通市2019-2020学年高三下学期期末】若()()21ln 242f x x b x =-++在()2,-+∞上是减函数，则实数b 的范围是（ ） A ．(],1-∞-B ．(],0-∞C ．(]1,0-D ．[)1,-+∞【变式演练11】（转化为任意型恒成立）【四川省绵阳市2020高三高考数学（文科）三诊】函数2()(2)x f x e x ax b =-++在(1,1)-上单调递增，则2816a b ++的最小值为（ ）A ．4B ．16C ．20D ．18()22ln f x x x =-()f x ()2,1m m +m 1,14⎡⎫⎪⎢⎣⎭1,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭1,12⎡⎫⎪⎢⎣⎭[)0,1【变式演练12】（转化为变号零点）【山西省运城市2019-2020学年高三期末】已知函数2()ln 1f x x a x =-+在(1,2)内不是单调函数，则实数a 的取值范围是（ ） A ．[)2,8B ．[]2,8C ．(][),28,-∞+∞ D ．()2,8【变式演练13】（直接给给定单调区间）【辽宁省六校协作体2019-2020学年高三下学期期中考试】已知函数()32113f x x mx nx =+++的单调递减区间是()3,1-，则m n +的值为（ ） A ．-4B ．-2C ．2D ．4【变式演练14】（转化为存在型恒成立）【四川省仁寿第一中学北校区2019-2020学年高三月考】若f （x ）321132x x =-++2ax 在（1，+∞）上存在单调递增区间，则a 的取值范围是( )A ．（﹣∞，0]B ．（﹣∞，0）C ．[0，+∞）D ．（0，+∞）【高考再现】1．（2021·全国高考真题（理））设2ln1.01a =，ln1.02b =， 1.041c =-．则（ ） A ．a b c <<B ．b c a <<C ．b a c <<D ．c a b <<2．（2021·全国高考真题（理））已知且，函数．（1）当时，求的单调区间；（2）若曲线与直线有且仅有两个交点，求a 的取值范围． 3．已知函数. （1）讨论的单调性；（2）设，为两个不相等的正数，且，证明：. 【来源】2021年全国新高考Ⅰ卷数学试题 4.【2017山东文，10】若函数()e xf x (e=2.71828,是自然对数的底数)在()f x 的定义域上单调递增,则称函数()f x 具有M 性质,下列函数中具有M 性质的是A . ()2xf x -= B. ()2f x x = C. ()3xf x -= D. ()cos f x x =5.【2017江苏，11】已知函数31()2e ex x f x x x =-+-, 其中e 是自然对数的底数. 若2(1)(2)0f a f a -+≤,0a >1a ≠()(0)a x x f x x a=>2a =()f x ()y f x =1y =()()1ln f x x x =-()f x a b ln ln b a a b a b -=-112e a b<+<则实数a 的取值范围是 ▲ .6．【2020年高考全国Ⅰ卷文数20】已知函数()()e 2xf x a x =-+．（1）当1a =时，讨论()f x 的单调性； （2）若()f x 有两个零点，求a 的取值范围．7．【2020年高考全国Ⅰ卷理数21】已知函数()2e xf x ax x =+-．（1）当1a =时，讨论()f x 的单调性； （2）当0x ≥时，()3112f x x ≥+，求a 的取值范围． 8．【2020年高考全国Ⅱ卷文数21】已知函数()2ln 1f x x =+． （1）若()2f x x c ≤+，求c 的取值范围； （2）设0a >，讨论函数()()()f x f a g x x a-=-的单调性．9.（2018年新课标I 卷文）已知函数f (x )=ae x −lnx −1∈ （1）设x =2是f (x )的极值点．求a ，并求f (x )的单调区间； （2）证明：当a ≥1e 时，f (x )≥0∈10.【2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标I 卷）】已知函数f(x)=1x −x +alnx ∈ （1）讨论f(x)的单调性；（2）若f(x)存在两个极值点x 1,x 2，证明：f (x 1)−f (x 2)x 1−x 2<a −2．【反馈练习】1．【2020届广东省梅州市高三总复习质检（5月）】已知0x >，a x =，22xb x =-，()ln 1c x =+，则（ ）A ．c b a <<B ．b a c <<C ．c a b <<D ．b c a <<2.【2020届山东省威海市高三下学期质量检测】若函数()()()1cos 23sin cos 212f x x a x x a x =+++-在0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减，则实数a 的取值范围为( )A ．11,5⎡⎤-⎢⎥⎣⎦B ．1,15⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C ．[)1,1,5⎛⎤-∞-⋃+∞ ⎥⎝⎦D ．(]1,1,5⎡⎫-∞-⋃+∞⎪⎢⎣⎭3.【河南省十所名校2019—2020学年高三毕业班阶段性测试】若函数()sin24sin f x x x m x =--在[0,2π]上单调递减，则实数m 的取值范围为（ ） A ．(2,2)-B ．[2,2]-C ．(1,1)-D ．[1,1]-4.【黑龙江哈尔滨市第九中学2019-2020学年高三阶段验收】函数()3f x x ax =+，若对任意两个不等的实数()1212,x x x x >，都有()()121233f x f x x x ->-恒成立，则实数a 的取值范围是（ ） A ．()2,-+∞B ．[)3,+∞C ．(],2-∞-D ．(),3-∞5.【湖北省武汉市新高考五校联合体2019-2020学年高三期中检测】若函数3211()232f x x x ax =-++ 在2,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上存在单调增区间，则实数a 的取值范围是_______. 6.【四川省宜宾市2020届高三调研】若对(]0,1t ∀∈，函数2()(4)2ln g x x a x a x =-++在(,2)t 内总不是单调函数，则实数a 的取值范围是______7.【河南省南阳市第一中学校2019-2020学年高三月考】若函数()22ln f x x x =-在定义域内的一个子区间()1,1k k -+上不是单调函数，则实数k 的取值范围______.8．若函数在区间是增函数，则的取值范围是_________．【来源】陕西省宝鸡市眉县2021届高三下学期高考模拟文科数学试题 9．已知函数，若对任意两个不同的，，都有成立，则实数的取值范围是________________【来源】江西省景德镇市2021届高三上学期期末数学（理）试题10．【黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2020-2021学年高三上学期开学考试】（1）求函数()sin cos (02)f x x x x x π=+<<的单调递增区间；()cos 2sin f x x a x =+,62ππ⎛⎫⎪⎝⎭a ()()1ln 1xf x x x+=>1x 2x ()()1212ln ln f x f x k x x -≤-k（2）已知函数2()ln 43f x a x x x =-++在1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增，求实数a 的范围.11.【黑龙江省哈尔滨三中2020届高三高考数学（文科）三模】函数()()21ln 1x f x x x -=-+. （1）求证：函数()f x 在()0,∞+上单调递增； （2）若m ，n 为两个不等的正数，求证ln ln 2m n m n m n->-+. 12．【湖北省黄冈中学2020届高三下学期适应性考试】已知函数()()ln 1ln f x ax x a x =-+，()f x 的导数为()f x '.（1）当1a >-时，讨论()f x '的单调性； （2）设0a >，方程()3f x x e =-有两个不同的零点()1212,x x x x <，求证121x e x e+>+. 13.【湖南省永州市宁远、道县、东安、江华、蓝山、新田2020届高三下学期六月联考】已知函数()()()ln 12f x a x x a =+-∈R ．（1）讨论()f x 的单调性；（2）当0x ≥时，()1xf x e ≥-，求实数a 的取值范围．14．【2020届山西省高三高考考前适应性测试（二）】已知函数()xf x ae ex =-，()()ln 1xg x x b x e =--，其中,a b ∈R .（1）讨论()f x 在区间()0,∞+上的单调性； （2）当1a =时，()()0f x g x ≤，求b 的值.15．【河南省2020届高三（6月份）高考数学（文科）质检】已知函数2()22ln ()f x x ax x a R =-+∈.（1）讨论函数()f x 的单调性；（2）若()f x 存在两个极值点()1221,x x x x >，求证：()()()2121(2)f x f x a x x -<--. 16.【山东省2020年普通高等学校招生统一考试数学必刷卷】已知实数0a >，函数()22ln f x a x a x x=++，()0,10x ∈．（1）讨论函数()f x 的单调性；（2）若1x =是函数()f x 的极值点，曲线()y f x =在点()()11,P x f x ，()()22,Q x f x ()12xx <处的切线分别为12,l l ，且12,l l 在y 轴上的截距分别为12,b b ．若12//l l ，求12b b -的取值范围．17.【福建省2020届高三（6月份）高考数学（理科）模拟】已知函数()()()2ln 222f x x a x x =++++，0a >.（1）讨论函数()f x 的单调性； （2）求证：函数()f x 有唯一的零点.18．【山东省潍坊市五县2020届高三高考热身训练考前押题】已知函数()f x 满足222(1)()2(0)2x f f x x f x e -'=+-，21()(1)24x g x f x a x a ⎛⎫=-+-+ ⎪⎝⎭，x ∈R ． （1）求函数()f x 的解析式； （2）求函数()g x 的单调区间；（3）当2a ≥且1≥x 时，求证：1ln ln x e x e a x x--<+-．19．【陕西省商洛市商丹高新学校2020届高三下学期考前适应性训练】已知函数3()ln ()f x x a x a R =-∈.∈1）讨论函数()f x 的单调性∈∈2）若函数()y f x =在区间(1,]e 上存在两个不同零点∈求实数a 的取值范围.20．【2020年普通高等学校招生全国统一考试伯乐马模拟考试】已知函数()()22xxf x ax a e e =-++.（1）讨论函数()f x 的单调性； （2）若函数()()()2212x x g x f x ax x a e e =-++-存在3个零点，求实数a 的取值范围. 21．【金科大联考2020届高三5月质量检测】已知函数()()()()()22224ln 2144f x x ax x a x a a x a =--+++∈R ．（∈）讨论函数()f x 的单调性；（∈）若0a ≤，证明：函数()f x 在区间)1,a e -⎡+∞⎣有且仅有一个零点．22．已知函数.（1）若，求函数的单调区间； （2）求证：对任意的，只有一个零点.【来源】全国Ⅱ卷2021届高三高考数学（理）仿真模拟试题 23．已知函数. （1）当时，判断的单调性；（2）若有两个极值点，求实数的取值范围.【来源】安徽省合肥六中2021届高三6月份高考数学（文）模拟试题 24．已知函数. （1）求的单调性；（2）设函数，讨论的零点个数. 【来源】重庆市高考康德卷2021届高三模拟调研卷数学试题（三） 25．已知函数， （1）讨论的单调性；（2）若，，，用表示，的最小值，记函数，，讨论函数的零点个数．【来源】山东省泰安肥城市2021届高三高考适应性训练数学试题（二） 26．已知（） （1）讨论的单调性；（2）当时，若在上恒成立，证明：的最小值为. 【来源】贵州省瓮安中学高三2021届6月关门考试数学（理）试题27．已知函数.（1）讨论的单调性；()321()13f x x a x x =--+2a ＝-()f x a ∈R ()f x ()21ln 2f x x ax x ax =-+1a =()f x ()f x a ()()cos sin ,0,2f x x x x x π=-∈()f x ()()(01)g x f x ax a =-<<()g x ()ln()xf x x a x a=+-+a R ∈()f x 4a =()1cos (2sin )2g x x x mx x =++0m >}{min ,m n m n }{()min ()()h x f x g x =，[],x ππ∈-()h x ()ln f x x ax =+a R ∈()f x 1a =()()1f x k x b ≤++()0,∞+221k b k +--1e -+2()2ln ,()f x x ax x a R =+++∈()f x（2）若恒成立，求的最大值.【来源】广东省佛山市五校联盟2021届高三5月数学模拟考试试题 28．已知函数． （1）若，证明：在单调递增； （2）若恒成立，求实数的取值范围．【来源】黑龙江省哈尔滨市第三中学2021届高三五模数学（理）试题 29．已知函数． （1）若在上为增函数，求实数a 的取值范围；（2）设，若存在两条相互垂直的切线，求函数在区间上的最小值．【来源】四川省达州市2021 届高三二模数学（文）试题 30．已知函数. （1）如果函数在上单调递减，求的取值范围； （2）当时，讨论函数零点的个数.【来源】内蒙古赤峰市2021届高三模拟考试数学（文）试题 31．已知函数． （1）若在R 上是减函数，求m 的取值范围；（2）如果有一个极小值点和一个极大值点，求证 有三个零点． 【来源】安徽省淮南市2021届高三下学期一模理科数学试题32．已知函数．（1）若函数在上为增函数，求实数的取值范围； （2）当时，证明：函数有且仅有3个零点． 【来源】重庆市第二十九中学校2021届高三下学期开学测试数学试题()xf x e ≤a ()ln x f x xe ax a x =--0a ≤()f x ()0,∞+()0f x ≥a 21()cos 2f x x ax x =++()f x [0,)+∞21()()2g x f x x =-()g x sin ()1()x g x F x x -+=,2ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦1()ln(1)1f x a x x =-+-()()22g x f x x =-+(1,)+∞a 0a >()y f x =21()e 1()2x f x x mx m =+-+∈R ()f x ()f x 1x 2x ()f x ()e sin 1xf x ax x =-+-()f x ()0,∞+a 12a ≤<()()()2g x x f x =-11/ 11。
第二章 第5讲 对数与对数函数-2025年高考数学备考
第二章函数第5讲对数与对数函数课标要求命题点五年考情命题分析预测1.理解对数的概念和运算性质，知道用换底公式能将一般对数转化成自然对数或常用对数.2.了解对数函数的概念.能用描点法或借助计算工具画出具体对数函数的图象，探索并了解对数函数的单调性与特殊点.3.知道对数函数y ＝log a x 与指数函数y ＝a x 互为反函数（a ＞0，且a ≠1）.对数的运算2022浙江T7；2022天津T6；2021天津T7；2020全国卷ⅠT8该讲命题热点为对数运算、对数函数的图象与性质的判断及应用，常与指数函数综合考查，且难度有上升趋势.在2025年备考过程中要熟练掌握对数的运算性质和换底公式；学会构造新函数，结合单调性比较大小；注意对函数图象的应用，注意区分对数函数图象和指数函数图象.对数函数的图象及应用2019浙江T6对数函数的性质及应用2021新高考卷ⅡT7；2021全国卷乙T12；2020全国卷ⅠT12；2020全国卷ⅡT11；2020全国卷ⅢT12；2019全国卷ⅠT3学生用书P0341.对数与对数运算（1）对数的概念一般地，如果a x ＝N （a ＞0，且a ≠1），那么数x 叫做以a 为底N 的对数，记作①x ＝log a N，其中a 叫做对数的②底数，N 叫做③真数.以10为底的对数叫做常用对数，记作④lg N；以e 为底的对数叫做自然对数，记作⑤ln N .（2）对数的性质、运算性质及换底公式性质log a 1＝⑥0，log a a ＝⑦1，l ＝⑧N （N ＞0），其中a ＞0，且a ≠1.运算性质如果a ＞0，且a ≠1，M ＞0，N ＞0，那么：（1）log a （M ·N ）＝⑨log a M ＋log a N；（2）log a＝⑩log a M －log a N ；（3）log aMn ＝⑪n log a M，log a a n ＝⑫n（n ∈R ）.换底公式log a b ＝⑬log log（a ＞0，且a ≠1；c ＞0，且c ≠1；b ＞0）.推论：（1）log a b ·log b a ＝⑭1；（2）lo b n ＝log a b ；（3）log a b ·log b c ·log c d ＝log a d .2.对数函数的图象和性质函数y ＝log a x （a ＞1）y ＝log a x （0＜a ＜1）图象性质定义域：⑮（0，＋∞）.值域：⑯R.图象过定点⑰（1，0），即恒有log a 1＝0.当x ＞1时，y ＞0；当0＜x ＜1时，y ＜0.当x ＞1时，y ＜0；当0＜x ＜1时，y ＞0.在（0，＋∞）上单调递⑱增.在（0，＋∞）上单调递⑲减.规律总结1.对数函数y ＝log a x （a ＞0，且a ≠1）的图象过定点（1，0），且过点（a ，1），（1，－1），函数图象只在第一、四象限.2.如图，作直线y ＝1，则该直线与四个函数图象交点的横坐标为相应的底数，故0＜c ＜d ＜1＜a ＜b .由此我们可得到以下规律：在第一象限内从左到右对数函数的底数逐渐增大.注意当对数函数的底数a 的大小不确定时，需分a ＞1和0＜a ＜1两种情况进行讨论.3.反函数指数函数y ＝a x （a ＞0，且a ≠1）与对数函数y ＝log a x （a ＞0，且a ≠1）互为反函数，它们的图象关于直线⑳y ＝x对称（如图所示）.反函数的定义域、值域分别是原函数的值域、定义域，互为反函数的两个函数具有相同的单调性、奇偶性.1.[全国卷Ⅰ]设a log34＝2，则4－a＝（B）A.116B.19C.18D.16解析解法一因为a log34＝2，所以log34a＝2，则有4a＝32＝9，所以4－a＝14＝19，故选B.解法二因为a log34＝2，所以a＝2log34＝log39log34＝log49，所以4a＝9，所以4－a＝14＝19，故选B.2.[多选]以下说法正确的是（CD）A.若MN＞0，则log a（MN）＝log a M＋log a NB.对数函数y＝log a x（a＞0且a≠1）在（0，＋∞）上是增函数C.函数y＝ln1+1－与y＝ln（1＋x）－ln（1－x）的定义域相同D.对数函数y＝log a x（a＞0且a≠1）的图象过定点（1，0）且过点（a，1）,（1，－1），函数图象只在第一、四象限3.lg25＋lg2·lg50＋（lg2）2＝2.4.若log a34＜1（a＞0，且a≠1），则实数a的取值范围是（0，34）∪（1，＋∞）.5.设log a2＝m，log a3＝n，则a2m＋n的值为12.6.[2023北京高考]已知函数f（x）＝4x＋log2x，则f（12）＝1.解析因为f（x）＝4x＋log2x，所以f（12）＝412log212＝2＋log22－1＝2－1＝1.学生用书P035命题点1对数的运算例1（1）[2022天津高考]化简（2log43＋log83）（log32＋log92）的值为（B）A.1B.2C.4D.6解析（2log43＋log83）（log32＋log92）＝（2lo g223＋log233）×（log32＋log322）＝（log23＋13log23）（log32＋12log32）＝43×log23×32×log32＝2，故选B.（2）[2022浙江高考]已知2a＝5，log83＝b，则4a－3b＝（C）A.25B.5C.259D.53解析由2a＝5得a＝log25.又b＝log83＝log23log28＝13log23，所以a－3b＝log25－log23＝log253＝log453log42＝2log453＝log4259，所以4a－3b＝4log4259＝25 9，故选C.方法技巧对数运算的一般思路（1）转化：①利用a b＝N⇔b＝log a N（a＞0且a≠1）对题目条件进行转化；②利用换底公式化为同底数的对数运算.（2）利用恒等式：log a1＝0，log a a＝1，log a a N＝N，log＝M.（3）拆分：将真数化为积、商或底数的指数幂形式，正用对数的运算性质化简.（4）合并：将对数式化为同底数对数的和、差、倍数的运算，然后逆用对数的运算性质，转化为同底数对数的真数的积、商、幂的运算.训练1（1）[2024江苏省如皋市教学质量调研]我们知道，任何一个正实数N可以表示成N＝a×10n（1≤a＜10，n∈Z），此时lg N＝n＋lg a（0≤lg a＜1）.当n＞0时，N是n＋1位数，则41000是（C）位数.（lg2≈0.3010）A.601B.602C.603D.604解析由lg41000＝lg22000＝2000lg2≈2000×0.3010＝602＝602＋lg1，得n＝602，所以41000是603位数.故选C.（2）[2024山东泰安第二中学模拟]（2＋1027）－23＋2log32－log349－5log259＝－716.解析原式＝[（43）3]－23＋log34－log349－5log53＝（43）－2＋log39－3＝916＋2－3＝－716.命题点2对数函数的图象及应用例2（1）[浙江高考]在同一直角坐标系中，函数y＝1，y＝log a（x＋12）（a＞0，且a≠1）的图象可能是（D）A BC D解析若0＜a ＜1，则函数y ＝1是增函数，y ＝log a （x ＋12）是减函数且其图象过点（12，0），结合选项可知，选项D 可能成立；若a ＞1，则y ＝1是减函数，而y ＝log a （x ＋12）是增函数且其图象过点（12，0），结合选项可知，没有符合的图象.故选D.（2）已知当0＜x ≤14时，有＜log a x ，则实数a 的取值范围为（116，1）.解析若＜log a x 在x ∈（0，14]时成立，则0＜a ＜1，且y ＝的图象在y ＝log a x 图象的下方，作出y ＝，y ＝log a x 的图象如图所示.＜log a 14，所以0<<1，12＞14，解得116＜a ＜1.故实数a 的取值范围是（116，1）.方法技巧与对数函数有关的图象问题的求解策略1.对于图象的识别，一般通过观察图象的变化趋势、利用已知函数的性质、函数图象上的特殊点（与坐标轴的交点、最高点、最低点等）排除不符合要求的选项.2.对于对数型函数的图象，一般从最基本的对数函数的图象入手，通过平移、伸缩、对称变换而得到.训练2（1）[多选/2024辽宁省部分学校模拟]已知a x ＝b －x （a ＞0且a ≠1，b ＞0且b ≠1），则函数y ＝log a （－x ）与y ＝b x 的图象可能是（AB）解析因为a x ＝b －x ，即a x ＝（1）x ，所以a ＝1，当a ＞1时，0＜b ＜1，函数y ＝b x 在R 上单调递减，且过点（0，1），因为y ＝log a x 与y ＝log a （－x ）的图象关于y 轴对称，故y ＝log a （－x ）在（－∞，0）上单调递减且过点（－1，0），故A 符合题意.当0＜a ＜1时，b ＞1，函数y ＝b x 在R 上单调递增，且过点（0，1），y ＝log a （－x ）在（－∞，0）上单调递增且过点（－1，0），故B 符合题意.故选AB.（2）[2024安徽省皖江名校联考]已知函数f （x ）＝｜log 3｜｜｜,≠0，0，=0，设a ，b ，c ，d是四个互不相同的实数，且满足f （a ）＝f （b ）＝f （c ）＝f （d ），则｜a ｜＋｜b ｜＋｜c ｜＋｜d ｜的取值范围是（4，＋∞）.解析作出函数f（x）的图象，如图所示，易知f（x）图象关于y轴对称.设f（a）＝f（b）＝f（c）＝f（d）＝m（m＞0），且a＞b＞c＞d，作直线y＝m，则由图象得0＜b＜1＜a，则由题意知，log3a＝－log3b，且a＝－d，b＝－c，所以ab＝1，即b＝1，则｜a｜＋｜b｜＋｜c｜＋｜d｜＝2（a＋b）＝2（a＋1）＞4，所以｜a｜＋｜b｜＋｜c｜＋｜d｜的取值范围是（4，＋∞）.命题点3对数函数的性质及应用角度1比较大小例3（1）[2021新高考卷Ⅱ]若a＝log52，b＝log83，c＝12，则（C）A.c＜b＜aB.b＜a＜cC.a＜c＜bD.a＜b＜c解析a＝log52＝log54＜log55＝12＝c，b＝log83＝log89＞log88＝12＝c，所以a＜c＜b.故选C.（2）[2024天津市蓟州区第一中学模拟]已知函数f（x）在R上是增函数，若a＝f（log215），b＝f（log24.1），c＝f（20.5），则a，b，c的大小关系为（A）A.a＜c＜bB.b＜a＜cC.c＜b＜aD.c＜a＜b解析log215＝－log25＜－log24＝－2，log24.1＞log24＝2，20.5＝2∈（1，2），故log215＜20.5＜log24.1.由于f（x）在R上是增函数，故f（log215）＜f（20.5）＜f（log24.1），所以a＜c＜b.故选A.方法技巧比较对数值大小的常用方法1.底数相同时，比较真数的大小；真数相同时，利用换底公式转化为底数相同的形式，再比较大小，也可以借助对数函数的图象比较大小.2.当底数和真数都不相同时，常借助0，1或题干中出现的有理数等中间量比较大小，也可以通过作差或者作商比较大小.角度2解对数方程或不等式例4（1）[2024湘豫名校联考]已知函数f（x）＝log2｜x｜＋x2，则不等式f（ln x）＋f（－ln x）＜2的解集为（D）A.（1e，1）B.（1e，e）C.（1，e）D.（1e，1）∪（1，e）解析由题可知函数f（x）的定义域为（－∞，0）∪（0，＋∞），∴ln x≠0.∵f（－x）＝log2｜－x｜＋（－x）2＝log2｜x｜＋x2＝f（x），∴f（x）是偶函数，∴由f（ln x）＋f（－ln x）＜2可得2f（ln x）＜2，即f（ln x）＜1.当x＞0时，f（x）＝log2x＋x2.∵y＝log2x和y＝x2在（0，＋∞）上都是单调递增的，∴f（x）在（0，＋∞）上单调递增，又f（1）＝1，∴｜ln x｜＜1且ln x≠0，∴1e＜x＜e且x≠1，所以原不等式的解集为（1e，1）∪（1，e）.故选D.（2）[2024江苏省淮安市五校联考]已知x＝4log6－9log6，y＝9log4＋6log4，则的值为（B）2 B.2C.5＋1D.5－1解析令log6x＝m，log4y＝n，则x＝6m，y＝4n.由x＝4log6－9log6，y＝9log4＋6log4可得6m＝4m－9m，4n＝9n＋6n，进而可得（32）m＝1－（32）2m，故（32）m＋（32）2m＝1，同理得（32）2n＋（32）n＝1，所以（32）m与（32）n均为方程t2＋t－1＝0的实数根，由t2＋t－1＝0，解得t t因为（32）m＞0，（32）n＞0，所以（32）m＝（32）n由于函数y＝（32）x为增函数，所以m＝n，＝64＝（32）m＝－1+52，故选B.方法技巧1.（1）log a f（x）＝b⇔f（x）＝a b（a＞0，且a≠1）.（2）log a f（x）＝log a g（x）⇔f（x）＝g（x）（f（x）＞0，g（x）＞0）.2.解简单对数不等式，先统一底数，化为形如log a f（x）＞log a g（x）的不等式，再借助y ＝log a x的单调性求解.角度3对数函数性质的应用例5（1）[全国卷Ⅱ]设函数f（x）＝ln｜2x＋1｜－ln｜2x－1｜，则f（x）（D）A.是偶函数，且在（12，＋∞）单调递增B.是奇函数，且在（－12，12）单调递减C.是偶函数，且在（－∞，－12）单调递增D.是奇函数，且在（－∞，－12）单调递减解析由2+1≠0，2－1≠0，得函数f（x）的定义域为（－∞，－12）∪（－12，12）∪（12，＋∞），其关于原点对称，因为f（－x）＝ln｜2（－x）＋1｜－ln｜2（－x）－1｜＝ln｜2x－1｜－ln｜2x＋1｜＝－f（x），所以函数f（x）为奇函数，排除A，C.当x∈（－12，12）时，f（x）＝ln（2x＋1）－ln（1－2x），易知函数f（x）单调递增，排除B.当x∈（－∞，－12）时，f（x）＝ln（－2x－1）－ln（1－2x）＝ln2r12－1＝ln（1＋22－1），易知函数f（x）单调递减，故选D.（2）[全国卷Ⅰ]若2a＋log2a＝4b＋2log4b，则（B）A.a＞2bB.a＜2bC.a＞b2D.a＜b2解析令f（x）＝2x＋log2x，因为y＝2x在（0，＋∞）上单调递增，y＝log2x在（0，＋∞）上单调递增，所以f（x）＝2x＋log2x在（0，＋∞）上单调递增.又2a＋log2a＝4b＋2log4b＝22b＋log2b＜22b＋log2（2b），所以f（a）＜f（2b），所以a＜2b.故选B.方法技巧对数型复合函数的单调性问题的求解策略（1）对于y＝log a f（x）型的复合函数的单调性，有以下结论：函数y＝log a f（x）的单调性与函数u＝f（x）（f（x）＞0）的单调性在a＞1时相同，在0＜a＜1时相反.（2）研究y＝f（log a x）型的复合函数的单调性，一般用换元法，即令t＝log a x，则只需研究t＝log a x及y＝f（t）的单调性即可.注意研究对数型复合函数的单调性，一定要坚持“定义域优先”原则，否则所得范围易出错.训练3（1）[2024河南名校联考]“a≤2”是“函数f（x）＝ln（x2－ax＋12）在区间（2，＋∞）上单调递增”的（A）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解析二次函数y＝x2－ax＋12图象的对称轴为x＝2，若函数f（x）＝ln（x2－ax＋12）在区间（2，＋∞≤2，2＋12≥0，即a≤94，故“a≤2”是“函数f（x）＝ln（x2－ax＋12）在区间（2，＋∞）上单调递增”的充分不必要条件.故选A.（2）[2024河南商丘高三名校联考]已知a＝log64，b＝log53，c＝log76，则（B）A.a＜b＜c B.b＜a＜cC.b＜c＜aD.c＜a＜b解析由题意得a，b，c∈（0，1），∵log64·log67＜（log64+log672）2＝（log6282）2＜1，∴log64＜1log67＝log76，即a＜c.∵a＝log64＝log64256＞log64216＝34，b＝log53＝log5481＜log54125＝34，∴a＞b.综上所述，可得b＜a＜c.故选B.（3）[2024湖北名校联考改编]已知奇函数f（x）＝lg1+B1+（k≠1），则不等式－1＜f（x）＜lg12的解集为（13，911）.解析因为f（x）为奇函数，所以f（－x）＋f（x）＝lg1－B1－＋lg1+B1+＝lg1－221－2＝0，所以k2＝1.因为k≠1，所以k＝－1，则由－1＜f（x）＜lg12，得lg110＜lg1－1+＜lg12，所以110＜1－1+＜12，解得13＜x＜911.学生用书P038指数、对数、幂值比较大小的策略策略1直接法例6（1）[2023南京六校联考]若a ＝0.40.5，b ＝0.50.4，c ＝log 324，则a ，b ，c 的大小关系是（D）A.a ＜b ＜cB.b ＜c ＜aC.c ＜b ＜aD.c ＜a ＜b解析因为0.40.5＜0.50.5＜0.50.4，所以a ＜b .因为c ＝log 324＝lo 2522＝25log 22＝0.4＜0.40.5＝a ，所以c ＜a ＜b ，故选D.（2）[2022全国卷甲]已知9m ＝10，a ＝10m －11，b ＝8m －9，则（A）A.a ＞0＞bB.a ＞b ＞0C.b ＞a ＞0D.b ＞0＞a解析因为9m ＝10，所以m ＝log 910，所以a ＝10m －11＝10log 910－11＝10log 910－10log 1011，因为log 910－log 1011＝lg10lg9－lg11lg10＝（lg10）2－lg 9·lg 11lg9·lg10＞（lg10）2－（lg9+lg112）2lg9·lg10＝1－（lg992）2lg9＞0，所以a ＞0.b ＝8l 910－9＝8l 910－8l 89，因为log 910－log 89＝lg10lg9－lg9lg8＝lg10·lg8－（lg9）2lg9·lg8＜（lg10+lg82）2－（lg 9）2lg9·lg8＝（lg802）2－（lg812）2lg9·lg8＜0，所以b ＜0.综上，a ＞0＞b .故选A.策略2图象法例7[2024山西大学附中模拟]若e a ＝－ln a ，e －b ＝ln b ，e －c ＝－ln c ，则（B ）A.a ＜b ＜cB.a ＜c ＜bC.b ＜c ＜aD.b ＜a ＜c解析在同一直角坐标系中作出y ＝e x ，y ＝e －x ，y ＝ln x ，y ＝－ln x 的图象，如图所示，由图象可知a ＜c ＜b .故选B.策略3构造函数法例8[全国卷Ⅰ]设x ，y ，z 为正数，且2x ＝3y ＝5z ，则（D）A.2x ＜3y ＜5zB.5z ＜2x ＜3yC.3y ＜5z ＜2xD.3y ＜2x ＜5z解析令2x ＝3y ＝5z ＝k ，由x ，y ，z 为正数，知k ＞1.解法一（作差法）易知x ＝lglg2，y ＝lglg3，z ＝lglg5.因为k ＞1，所以lg k ＞0，所以2x －3y ＝2lg lg2－3lg lg3＝lgH （2lg3－3lg2）lg2×lg3＝lgHlg 98lg2×lg3＞0，故2x ＞3y ，2x －5z ＝2lg lg2－5lg lg5＝lgH （2lg5－5lg2）lg2×lg5＝lgHlg 2532lg2×lg5＜0，故2x ＜5z .所以3y ＜2x ＜5z .解法二（作商法）易知x ＝lg lg2，y ＝lglg3，z ＝lg lg5.由23＝23×lg3lg2＝lg9lg8＞1，得2x ＞3y ，由52＝52×lg2lg5＝lg 25lg 52＞1，得5z ＞2x .所以3y ＜2x ＜5z .解法三（函数法）易知x ＝ln ln2，y ＝ln ln3，z ＝lnln5.设函数f （t ）＝En ln（t ＞0，t ≠1），则f （2）＝2ln ln2＝2x ，f （3）＝3ln ln3＝3y ，f （5）＝5ln ln5＝5z .f '（t ）＝ln ·ln －1·En （ln ）2＝（ln －1）ln （ln ）2，易得当t ∈（e ，＋∞）时，f '（t ）＞0，函数f （t ）单调递增.因为e ＜3＜4＜5，所以f （3）＜f （4）＜f （5）.又f （2）＝2ln ln2＝2×2ln 2ln2＝4ln ln4＝f （4），所以f （3）＜f （2）＜f （5），即3y ＜2x ＜5z .方法技巧指数、对数、幂值比较大小的策略1.直接利用函数的性质，题目中出现的常数，特殊值（如0，1）等比较大小.2.当待比较大小的代数式无法单独分离出来时，通常会考虑代数式的几何意义，通过图象，利用交点坐标比较大小.3.式子结构比较麻烦，或呈现一定规律时，通常会构造新函数，利用新函数的单调性比较大小.4.作差、作商也是比较大小常用的方法.训练4（1）[2024山东省枣庄市第三中学模拟]设x ＝e 0.03，y ＝1.032，z ＝ln （e 0.6＋e 0.4），则x ，y ，z 的大小关系为（A）A.z ＞y ＞x B.y ＞x ＞z C.x ＞z ＞yD.z ＞x ＞y解析易得ln x＝0.03，ln y＝2ln1.03＝2ln（1＋0.03），令f（x）＝x－2ln（1＋x）（0＜x ＜110），则f'（x）＝1－2r1＝－1r1＜0，∴f（x）在（0，110）上递减，∴f（x）＜0－2ln（1＋0）＝0，则x＜2ln（1＋x），∴0.03＜2ln（1＋0.03），故y＞x.y＝1.032＝1.0609，z＝ln（e0.6＋e0.4）＞ln20.6+0.4＝ln2＋ln＝ln2＋12，易得ln2＞35，∴z＞1.1，∴y＜z.故z ＞y＞x，故选A.（2）[多选/2023黑龙江西北八校联考]已知实数x，y，z满足z·ln x＝z·e y＝1，则下列关系式可能成立的是（ABC）A.x＞y＞zB.x＞z＞yC.z＞x＞yD.z＞y＞x解析由题知实数x，y，z满足ln x＝e y＝1，在同一直角坐标系中分别作出函数m＝ln n，m＝e n，m＝1的大致图象，如图所示，再分别作出与n轴平行且与三个函数图象均相交的直线，依次记为m＝m1，m＝m2，m＝m3，如图所示.由直线m＝m1与三个函数图象的交点情况可得z＞x＞y，由直线m＝m2与三个函数图象的交点情况可得x＞z＞y，由直线m＝m3与三个函数图象的交点情况可得x＞y＞z.故选ABC.（3）[多选/2024广东省汕头市金禧中学模拟]若0＜c＜b＜1＜a，则下列不等式正确的是（ABC）A.log2024a＞log2024bB.log c a＞log b aC.（c－b）a c＞（c－b）a bD.（a－c）a c＞（a－c）a b解析对选项A：因为a＞1＞b＞0，且f（x）＝log2024x为增函数，所以f（a）＞f（b），即log2024a＞log2024b，故A正确.对选项B：因为a＞1＞b＞c＞0，所以log a c＜log a b＜0，所以1l＞1l，即log c a＞log b a，故B正确.对选项C，D：由题意易知a c＜a b且c－b＜0，a－c＞0，所以（c－b）a c＞（c－b）a b，（a－c）a c＜（a－c）a b，所以C正确，D错误.故选ABC.1.[命题点1/2024江苏省南通市教学质量调研]若3x＝4y＝6z＝k，且2＋1－1＝12，则实数k 的值为36.解析∵3x＝4y＝6z＝k，∴x＝log3k，y＝log4k，z＝log6k，则2＋1－1＝2log3＋1log4－1log6＝2log k3＋log k4－log k6＝log k9＋log k4－log k6＝log k（9×46）＝log k6＝12，∴12＝6，即k＝36.2.[命题点2/2024辽宁省大连市滨城高中联考]函数y＝log a x＋a x－1＋2（a＞0且a≠1）的图象恒过定点（k，b），若m＋n＝b－k且m＞0，n＞0，则9＋1的最小值为（B）A.9 B.8 C.92 D.52解析因为函数y＝log a x＋a x－1＋2（a＞0且a≠1）的图象恒过定点（1，3），所以m＋n ＝3－1＝2，所以2（9＋1）＝（m＋n）（9＋1）＝10＋9＋≥10＋29＝16，所以9＋1≥8，当且仅当n＝12，m＝32时等号成立，故选B.3.[命题点2]已知函数f（x）＝ln x，则函数y＝f（11－）的图象大致为（D）解析f（11－）＝ln11－＝－ln（1－x），其定义域为（－∞，1），且为增函数，故选D.4.[命题点3角度1]已知函数f（x）＝2｜x｜，a＝f（log0.53），b＝f（log45），c＝f（cosπ3），则（B）A.a＞c＞bB.a＞b＞cC.b＞a＞cD.c＞a＞b解析a＝f（log0.53）＝f（－log23），b＝f（log45）＝f（log25），c＝f（cosπ3）＝f（12），易知函数f（x）＝2｜x｜为偶函数，∴a＝f（log23）.又当x＞0时，函数f（x）＝2｜x｜＝2x单调递增，且log23＞log25＞12，∴f（log23）＞f（log25）＞f（12），∴a＞b＞c.故选B.5.[命题点3角度2，3/多选/2024湖南名校联考]已知函数f（x）＝lg（x2－x＋414），则（ACD）A.f（x）的最小值为1B.∃x∈R，满足f（1）＋f（x）＝2C.f（log92）＞f（23）D.f（90.1－12）＞f（30.18－12）解析由题知f（x）＝lg[（x－12）2＋10]，则f（x）在（－∞，12）上单调递减，在（12，＋∞）上单调递增，所以f（x）的最小值为f（12）＝lg10＝1，A正确.因为f（x）≥1，f（1）＞1，所以f（1）＋f（x）＞2，B错误.易知f（x）图象关于x＝12对称，因为0＜log92＝lg2lg9＜lg2lg8＝13，所以｜log92－12｜＞16，又｜23－12｜＝16，所以f（log92）＞f（23），C正确.因为90.1＝30.2＞30.18＞1，所以90.1－12＞30.18－12＞12，所以f（90.1－12）＞f（30.18－12），D正确.故选ACD.6.[思维帮角度1，3]已知实数a，b满足a＝log23＋log86，6a＋8a＝10b，则下列判断正确的是（C）A.a＞2＞bB.b＞2＞aC.a＞b＞2D.b＞a＞2解析先比较a与2的大小：a＝log23＋log86＝log23＋lo236＝log23＋13log26＝log23＋13（log22＋log23）＝1+4log233＝1+log2813，又2＝log2643，且log281＞log264，所以1+log2813－log2643＞0，即a＞2.再比较b与2的大小：因为a＞2，所以6a＋8a＞62＋82＝102，又6a＋8a＝10b，所以b＞2.最后比较a与b的大小：令f（x）＝6x＋8x－10x，x＞2，t＝x－2，t＞0，则x＝t＋2，令g（t）＝6t＋2＋8t＋2－10t＋2，t ＞0，则g（t）＝36×6t＋64×8t－100×10t＜36×8t＋64×8t－100×10t＝100×8t－100×10t ＜0，即当x＞2时，6x＋8x＜10x，所以6a＋8a＝10b＜10a，所以b＜a.综上，a＞b＞2.故选C.7.[思维帮角度2]若e－1·x3＝－ln x2·x3＝－1，则下列不等关系一定不成立的是（D）A.x1＜x3＜x2B.x3＜x1＜x2C.x3＜x2＜x1D.x1＜x2＜x3解析由e－1·x3＝－ln x2·x3＝－1，得e－1＝－ln x2＝－13.由e－1＞0，得0＜x2＜1，x3＜0.作出函数y＝e－x，y＝－ln x（0＜x＜1），y＝－1（x＜0）的大致图象，如图，由图可知x1＜x3＜x2，x3＜x1＜x2，x3＜x2＜x1均能够成立，只有D选项中的式子不可能成立.故选D.8.[思维帮角度3]已知a＜5且a e5＝5e a，b＜4且b e4＝4e b，c＜3且c e3＝3e c，则（D）A.c＜b＜aB.b＜c＜aC.a＜c＜bD.a＜b＜c解析解法一易知a，b，c均大于零.a e5＝5e a⇒e55＝e，b e4＝4e b⇒e44＝e，c e3＝3e c⇒e33＝e，所以设函数f（x）＝e，则有f（5）＝f（a），f（4）＝f（b），f（3）＝f（c），且f'（x）＝e（－1）2，则易得f（x）在（0，1）上单调递减，在（1，＋∞）上单调递增，作出f（x）在（0，＋∞）上的大致图象，如图，因为a＜5，b＜4，c＜3，所以a＜b＜c.解法二由题知，a＜5，b＜4，c＜3，因为a e5＝5e a，所以两边同时取对数可得ln a＋5＝ln5＋a，即ln－ln5－5＝1，同理可得ln－ln4－4＝ln－ln3－3＝1，即点A（a，ln a）与点D（5，ln5）连线的斜率k1＝1，点B（b，ln b）与点E（4，ln4）连线的斜率k2＝1，点C（c，ln c）与点F（3，ln3）连线的斜率k3＝1.因为点A，B，C，D，E，F均在函数y＝ln x的图象上，且AD∥BE∥CF，所以作出对应的示意图如图所示，由图可得a＜b＜c.故选D.学生用书·练习帮P2681.[2023宁夏六盘山高级中学模拟]若f（x）满足对定义域内任意的x1，x2，都有f（x1）＋f（x2）＝f（x1·x2），则称f（x）为“好函数”，则下列函数是“好函数”的是（D）A.f（x）＝2xB.f（x）＝（12）xC.f（x）＝x2D.f（x）＝log3x解析因为log3x1＋log3x2＝log3x1x2，满足f（x1）＋f（x2）＝f（x1·x2），所以f（x）＝log3x是“好函数”，故选D.2.[2024四川成都模拟]已知a＝log0.70.3，b＝log0.30.7，c＝0.5，则a，b，c的大小关系为（D）A.a＜c＜bB.c＜b＜aC.a＜b＜cD.b＜c＜a解析依题意，a＝log0.70.3＞log0.70.72＝2，b＝log0.30.7＝1log0.70.3＜12，而c＝0.5，所以b＜c ＜a.故选D.3.已知函数f（x）＝x＋1－2，x∈（2，8），当x＝m时，f（x）取得最小值n.则在平面直角坐标系中，函数g（x）＝lo g1｜x＋n｜的图象是（A）解析∵函数f（x）＝x－2＋1－2＋2≥（－2）·1－2＋2＝4，x∈（2，8），当且仅当x －2＝1－2，即x＝3时取等号，∴m＝3，n＝4.则函数g（x）＝log13｜x＋4｜在（－4，＋∞）上单调递减，在（－∞，－4）上单调递增，观察选项可知，选项A符合.故选A. 4.[2024河北石家庄市第十五中学模拟]已知函数f（x）＝lg（x2－ax＋12）在[－1，3]上单调递减，则实数a的取值范围是（B）A.[6，＋∞）B.[6，7）C.（－∞，－2]D.（－13，－2]解析由题意得，函数y＝x2－ax＋12在[－1，3]上单调递减，且在[－1，3]上x2－ax＋12＞0≥3，－3+12>0，解得6≤a＜7，故a的取值范围是[6，7）.故选B.5.[2024陕西咸阳模拟]已知a＝2－0.01，b＝log510，c＝log612，则a，b，c的大小关系为（A）A.b＞c＞aB.b＞a＞cC.c＞b＞aD.c＞a＞b解析a＝2－0.01∈（2－1，20）＝（12，1），b＝1＋log52＞1，c＝1＋log62＞1，且log52＞log62，故b＞c＞a.故选A.6.[2023河南部分学校联考]设a＝log23，b＝log4x，c＝log865，若a，b，c中b既不是最小的也不是最大的，则x的取值范围是（A）A.（9，6523）B.（3，6513）C.[9，6523]D.[3，6513]解析∵a＝log23＝log827＜log865＝c，∴a＜b＜c，∴log23＜log4x＜log865，∴log23＜log212＜log26513，∴3<12＜6513，得9＜x＜6523，即x的取值范围是（9，6523），故选A.7.[2023山东模拟]已知函数f（x）是定义在R上的偶函数，当x≤0时，f（x）单调递减，（2x－5））＞f（log38）的解集为（C）则不等式f（lo g13A.{x｜52＜x＜4116}B.{x｜x＞132}C.{x｜52＜x＜4116或x＞132}D.{x｜x＜52或4116＜x＜132}解析因为函数f（x）是定义在R上的偶函数，且在（－∞，0]上单调递减，所以可将f （lo 13（2x －5））＞f （log 38）化为｜lo 13（2x －5）｜＞｜log 38｜，即log 3（2x －5）＞log 38或log 3（2x －5）＜－log 38＝log 318，即2x －5＞8或0＜2x －5＜18，解得x ＞132或52＜x ＜4116.故选C.8.[多选/2024甘肃省部分学校质量检测]若（a ，b ）（a ＞0，a ≠1）为函数y ＝log 2x 图象上的一点，则下列选项正确的是（ABC）A.（b ，a ）为函数y ＝2x 图象上的点B.（1，b ）为函数y ＝log 12x 图象上的点C.（－b ，a ）为函数y ＝（12）x 图象上的点D.（a ，2b ）为函数y ＝log 4x 图象上的点解析∵（a ，b ）（a ＞0，a ≠1）为函数y ＝log 2x 图象上的一点，∴log 2a ＝b ，∴2b ＝a ，则（b ，a ）为函数y ＝2x 图象上的点，故A 正确；∵log 2a ＝b ，∴log 121＝－1－1log 2a ＝b ，则（1，b ）为函数y ＝log 12x 图象上的点，故B 正确；∵2b ＝a ，∴（12）－b ＝2b ＝a ，则（－b ，a ）为函数y ＝（12）x 图象上的点，故C 正确；∵log 2a ＝b ，∴log 4a ＝12log 2a ＝12b ，故D 错误.故选ABC.9.[2023天津市汇文中学模拟]计算：（827）－23＋10lg3＋lo log 54·log 25＝3.解析（827）－23＋10lg 3＋lo log 54·log 25＝[（23）3]－23＋3＋log 3−2312－2lg2lg5·lg5lg2＝（23）－2＋3＋12－2log 33－2＝94＋3－14－2＝3.10.[2024江苏省联考]已知函数f （x ）＝2－log 2，≥1，4，<1，则f （f （12））＝1.解析由函数f （x ）＝2－log 2，≥1，4，<1，得f （f （12））＝f （2）＝1.11.[2024北京市中关村中学模拟]声音的等级f （x ）（单位：dB ）与声音强度x （单位：W /m 2）满足f （x ）＝10×lg1×10－12.喷气式飞机起飞时，声音的等级约为140dB.一般说话时，声音的等级约为60dB ，那么喷气式飞机起飞时声音强度约为一般说话时声音强度的108倍.解析由f （x ）＝10×lg1×10－12，即y ＝10×lg1×10－12可知，声音强度x ＝1010×10－12＝10－12+10，设喷气式飞机起飞时声音强度与一般说话时声音强度分别为x 1，x 2，故强度之比12＝10－12+1401010－12+6010＝108.12.[2024贵州贵阳名校联考]已知函数f （x ）＝log 2｜x －a ｜＋1，且f （6＋x ）＝f （2－x ），则f （2）＝2.解析由f （6＋x ）＝f （2－x ）可知，函数f （x ）的图象关于直线x ＝4对称，而函数f （x ）＝log 2｜x －a ｜＋1的图象关于直线x ＝a 对称，所以a ＝4，所以f （x ）＝log 2｜x －4｜＋1，所以f （2）＝log 2｜2－4｜＋1＝2.13.[2023乌鲁木齐质监（一）]已知函数f （x ）＝ln 2－3+，a ＝log 23，b ＝log 34，c ＝log 58，则（A）A.f （a ）＜f （c ）＜f （b ）B.f （a ）＜f （b ）＜f （c ）C.f （c ）＜f （a ）＜f （b ）D.f （c ）＜f （b ）＜f （a ）解析f （x ）＝ln2－3+＝ln （－1＋53+），由2－3+＞0，得f （x ）的定义域为{x ｜－3＜x ＜2}，由复合函数的单调性可得，f （x ）在（－3，2）上单调递减.由＝log 34log 58＝lg4lg3lg8lg5＝2lg2lg53lg2lg3＝lg25lg27＜1，c ＞1得b ＜c .又9＞8，即32＞23，所以3＞232，log 23＞32，同理8＜532，log 58＜32，所以c ＜a ，于是b ＜c ＜a ，再结合f （x ）的单调性可得f （a ）＜f （c ）＜f （b ），故选A.14.[2024陕西模拟]已知函数f （x ）＝（12），≥1，（+<1，则下列结论正确的是（B ）A.f （f （0））＝12B.f （f （1C.f （f （log 23D.f （x ）的值域为（0，1]解析对于选项A ，f （0）＝f （1）＝12，f （f （0））＝f （12）＝f （3）＝（12）32＝（18）12＝A 错误；对于选项B ，f （1）＝12，f （f （1））＝f （12）B 正确；对于选项C ，因为log 23＞1，所以f （log 23）＝（12）log 23＝2log 213＝13，f （f （log 23））＝f （13）＝f（43）＝（12）43C错误；对于选项D，当x≥1时，f（x）＝（12）x∈（0，12]，当0≤x＜1时，1≤x＋1＜2，f（x）＝f（x＋1）＝（12）x＋1∈（14，12]，又当x＜0时，f（x）＝f（x＋1），所以当x＜0时，f（x）∈（14，12]，综上，函数f（x）的值域为（0，12]，故D 错误.故选B.15.[2024南昌市模拟]已知函数y＝e x和y＝ln x的图象与直线y＝2－x交点的横坐标分别为a，b，则（D）A.a＞bB.a＋b＜2C.ab＞1D.a2＋b2＞2解析易知y＝e x与y＝ln x互为反函数，对应的图象关于直线y＝x对称，如图，直线y＝x与y＝2－x垂直，所以两函数的图象与直线y＝2－x的交点A，B关于直线y＝x对称.设直线y＝x与y＝2－x的交点为C，则C（1，1），∴a＋b＝2且a≠b.＞＋2＝1，即a2＋b2＞2.故选D.16.[2024河南省六市部分学校联考]已知正数a，b，c∈（1，＋∞），且满足2－1－1＝2＋log2a，3－2－1＝3＋log3b，4－3－1＝4＋log4c，则下列不等式成立的是（B）A.c＜b＜aB.a＜b＜cC.a＜c＜bD.c＜a＜b解析由2－1－1＝2＋log2a，可得1－1＝log2a，由3－2－1＝3＋log3b，可得1－1＝log3b，由4－3－1＝4＋log4c，可得1－1＝log4c，易知y＝1－1（x＞1）和y＝log m x（m＝2，3，4）的图象相交，在同一平面直角坐标系中画出y＝log2x，y＝log3x，y＝log4x与y＝1－1（x＞1）的图象如图.根据图象可知a＜b＜c.故选B.17.[2024合肥开学考试]定义在（0，＋∞）上的函数f（x）满足：对∀x1，x2∈（0，＋∞），且x 1≠x 2都有（1）－（2）1－2＞1，则不等式f （2log 2x ）－f （x ）＞log 2x 2－x 的解集为（B）A.（1，2）B.（2，4）C.（4，8）D.（8，16）解析根据题意：设x 1＞x 2，则（1）－（2）1－2＞1⇒f （x 1）－f （x 2）＞x 1－x 2⇒f （x 1）－x 1＞f （x 2）－x 2，可得函数h （x ）＝f （x ）－x 在（0，＋∞）上单调递增.则f （2log 2x ）－f （x ）＞log 2x 2－x ⇒f （log 2x 2）－log 2x 2＞f （x ）－x ⇒log 2x 2＞x ⇒log 2x 2＞log 22x ⇒x 2＞2x ，在同一坐标系中画出y ＝x 2与y ＝2x 的图象，如图.又x ＞0，得2＜x ＜4，则不等式的解集为（2，4），故选B.18.[多选/2023重庆二调]若a ，b ，c 都是正数，且2a ＝3b ＝6c ，则（BCD ）A.1＋1＝2B.1＋1＝1C.a ＋b ＞4cD.ab ＞4c 2解析令2a ＝3b ＝6c ＝m ，则a ＝log 2m ，b ＝log 3m ，c ＝log 6m ，∴1＝log m 2，1＝log m 3，1＝log m 6，∴1＋1＝log m 2＋log m 3＝log m 6＝1，A 选项错误，B 选项正确；a ＋b ＝（a ＋b ）（1＋1）c ＝c （2＋＋）＞c （2＋＝4c ，（∵a ≠b ，∴等号无法取到）C 选项正确；1＝1＋1＝＋B＞4B，∴ab ＞4c 2，D 选项正确.故选BCD.19.[多选/2024云南省昆明市第一中学双基检测]设偶函数f （x ）＝log a ｜x －b ｜在（－∞，0）上单调递增，则下列结论中正确的是（BC）A.f （a ＋2）＞f （b ＋2）B.f （a ＋2）＜f （b ＋2）C.f （a ＋1）＞f （b －2）D.f （a ＋1）＜f （b －2）解析因为函数f （x ）为偶函数，所以b ＝0.又偶函数f （x ）＝log a ｜x ｜在（－∞，0）上单调递增，则0＜a ＜1，所以1＜a ＋1＜2，2＜a ＋2＜3，且由函数f （x ）为偶函数知f （x ）在（0，＋∞）上单调递减.对于选项A 和B ，因为a ＋2＞2＝b ＋2，所以f （a ＋2）＜f （b ＋2），故A 错误，B 正确；对于选项C 和D ，因为1＜a ＋1＜2，b －2＝－2，所以f （a ＋1）＞f （2）＝f （－2）＝f （b －2），故C 正确，D 错误.故选BC.20.[多选/2024黑龙江哈尔滨模拟]已知函数f （x ）＝lo g 13（ax 2－3ax ＋2），则下列说法正确的是（AC）A.若f （x ）的值域为R ，则a ∈[89，＋∞）B.若f （x ）的定义域为R ，则a ∈（0，89）C.若f （x ）的最大值为0，则a ＝49D.若f （x ）的最小值为1，则a ＝2027解析选项A ：f （x ）的值域为R ，说明函数y ＝ax 2－3ax ＋2能取到所有大于0的数，当a＝0时，ax 2－3ax ＋2＝2，不满足；当a ≠0时，>0，Δ=92－8≥0，解得a ≥89，选项A 正确.选项B ：当f （x ）的定义域为R 时，函数y ＝ax 2－3ax ＋2＞0恒成立，当a ＝0时，ax 2－3ax ＋2＝2恒成立；当a ≠0时，>0，Δ=92－8<0，解得0＜a ＜89，综上，a ∈[0，89），选项B 错误.选项C ：若f （x ）的最大值为0，即y ＝ax 2－3ax ＋2的最小值为1=1，解得a ＝49，选项C 正确.选项D ：若f （x ）的最小值为1，即y ＝ax 2－3ax ＋2的最大值为13，则有13，无解，选项D 错误.故选AC.21.[多选/2024聊城模拟]对于两个均不等于1的正数m 和n ，定义：m*n ＝min {log m n ，log n m }，则下列结论正确的是（BC ）A.若a ＞1，且3*a ＝2*4，则a ＝9B.若a ≥b ≥c ＞1，且q q＝c*a ，则b ＝cC.若0＜a ＜b ＜c ＜1，则a*b －a*c ＝a*（）D.若0＜a ＜b ＜c ＜1，x ＞y ＞z ＞0，则（a x *b y ）·（b y *c z ）＝2（a x *c z ）解析选项A ：当1＜a ＜3时，log 3a ＝log 42，即log 3a ＝12，即a ＝312＝3；当a ＞3时，log a 3＝log 42，即log a 3＝12，即a ＝9.综上，当a ＞1时，a ＝3或a ＝9，则A 错误.选项B ：由q q＝c*a 及a ≥b ≥c ＞1，得log a b ＝log b c ·log a c ，即lg lg＝lg lg ·lglg，即lg 2b ＝lg 2c ，即lg b ＝lg c 或lg b ＝－lg c ，即b ＝c 或bc ＝1.由b ≥c ＞1，得bc ＞1，从而可得b ＝c ，则B 正确.选项C ：若0＜a ＜b ＜c ＜1，则a*b －a*c ＝log a b －log a c ＝log a，而由1＞＞b ＞a ＞0，得a*（）＝log a，所以a*b －a*c ＝a*（）成立，则C 正确.选项D ：由指数函数f （t ）＝a t （0＜a ＜1）是减函数，且x ＞y ，可得a x ＜a y .由幂函数h （x ）＝x y （y ＞0）在（0，＋∞）上单调递增，且a ＜b ，可得a y ＜b y ，于是0＜a x ＜b y ＜1，所以a x *b y ＝log b y ＝log a b ，同理b y *c z ＝log b c ，a x *c z ＝log a c ，所以（*）·（*）*＝log bloglog ＝log b logloglog＝1，则D 错误.故选BC.。
函数方程与零点
函数与方程及函数的应用高考考点考点解读函数的零点1.利用零点存在性定理或数形结合法确定函数的零点个数或其存在范围，以及应用零点求参数的值(范围)．2．常以高次式、分式、指数式、对数式、三角式结构的函数为载体考查．函数与方程的综合应用1.确定高次式、分式、指数式、对数式、三角式及绝对值式结构方程解的个数或由其个数求参数的值(范围)．2．常与函数的图象与性质的应用交汇命题．函数的实际应用1.常涉及物价、投入、产出、路径、工程、环保等国计民生的实际问题，常以面积、体积、利润等最优化问题出现．2．常与函数的最值、不等式、导数的应用综合命题.Z知识整合h i s h i z h e n g h e1．几种常见的函数模型(1)一次函数模型：y＝a x＋b(a≠0)．(2)二次函数模型：y＝a x2＋b x＋c(a≠0)．(3)指数函数模型：y＝a·b x＋c(b>0且b≠1)．(4)对数函数模型：y＝b l o g a x＋c(a>0且a≠1)．(5)分段函数模型：f(x)＝g(x)，x∈A1，h(x)，x∈A2，{(A1∩A2＝∅)．2．函数的零点(1)函数的零点及函数的零点与方程根的关系对于函数f(x)，把使f(x)＝0的实数x叫做函数f(x)的零点，函数F(x)＝f(x)－g(x)的零点就是方程f(x)＝g(x)的根，即函数y＝f(x)的图象与函数y＝g(x)的图象交点的横坐标.(2)零点存在性定理如果函数y＝f(x)在区间[a，b]上的图象是连续不断的一条曲线，并且有f(a)·f(b)<0，那么函数y＝f(x)在区间(a，b)内有零点，即存在c∈(a，b)，使得f(c)＝0，这个c也就是方程f(x)＝0的一个根．3．思想与方法(1)数学方法：图象法、分离参数法、最值的求法．(2)数学思想：数形结合、转化与化归、函数与方程．1．【2019年高考全国Ⅲ卷理数】已知曲线在点（1，a e）处的切线方程为y=2x+b，则A ．B．a=e，b=1C ．D ．，2．【2019年高考天津理数】已知，设函数若关于的不等式在上恒成立，则的取值范围为A ．B ．C ．D ．3．（2019浙江）已知，函数．若函数恰有3个零点，则A．a<–1，b<0B．a<–1，b>0C．a>–1，b<0D．a>–1，b>04．【2019年高考江苏】在平面直角坐标系中，P 是曲线上的一个动点，则点P 到直线的距离的最小值是▲.5．【2019年高考江苏】在平面直角坐标系中，点A在曲线y=l n x上，且该曲线在点A处的切线经过点（-e，-1)(e为自然对数的底数），则点A的坐标是▲.6．(2018·全国卷Ⅰ，9)已知函数f(x)＝e x，x≤0，l n x，x>0，{g(x)＝f(x)＋x＋a.若g(x)存在2个零点，则a的取值范围是()A．[－1,0)B．[0，＋∞)C．[－1，＋∞)D．[1，＋∞)7．(2017·全国卷Ⅲ，11)已知函数f(x)＝x2－2x＋a(e x－1＋e－x＋1)有唯一零点，则a＝()A．－12B．13C．12D．18(理)(2018·天津卷，14)已知a>0，函数f(x)＝x2＋2a x＋a，x≤0，－x2＋2a x－2a，x>0.{若关于x的方程f(x)＝a x恰有2个互异的实数解，则a的取值范围是9．(2018·浙江卷，15)已知λ∈R，函数f(x)＝x－4，x≥λ，x2－4x＋3，x<λ.{当λ＝2时，不等式f(x)<0的解集是.若函数f(x)恰有2个零点，则λ的取值范围是命题方向1函数的零点例1(1)(2018·安庆二模)已知实数a>1,0<b<1，则函数f(x)＝a x＋x－b的零点所在的区间是() A．(－2，－1)B．(－1,0)C．(0,1)D．(1,2)(2)(2018·大连一模)设函数f(x)的定义域为R，f(－x)＝f(x)，f(x)＝f(2－x)，当x∈[0,1]时，f(x)＝x3，则函数g(x)＝|c o sπx|－f(x)在区间[－12，32]上零点的个数为()A．3B．4C．5D．6(3)已知在(0,2]上的函数f(x)＝1x－3，x∈(0，1]，2x－1－1，x∈(1，2]，{且g(x)＝f(x)－mx在区间(0,2]内有且仅有两个不同的零点，则实数m的取值范围是()A．(－94，－2]∪(0，12]B．(－114，－2]∪(0，12]C．(－94，－2]∪(0，23]D．(－114，－2]∪(0，23]命题方向2函数与方程的综合应用例2(1)(2018·烟台二模)已知[x]表示不超过x的最大整数，当x∈R时，称y＝[x]为取整函数，例如[1.6]＝1，[－3.3]＝－4，若f(x)＝[x]，g(x)的图象关于y轴对称，且当x≤0时，g(x)＝－x2－2x，则方程f(f(x))＝g(x)解的个数为() A．1B．2C．3D．4(2)(2018·中山一模)已知函数f(x)＝|l o g3x|，0<x≤3，13x2－103x＋8，x>3，{若方程f(x)＝m(m∈R)有四个不同的实根x1，x2，x3，x4，且满足x1<x2<x3<x4，则(x3－3)(x4－3)x1x2的取值范围是()A．(0,4]B．(0,3)C．(3,4]D．(1,3)例2G跟踪训练e n z o n g x u n l i a n已知函数f(x)＝x2＋(4a－3)x＋3a，x<0，l o g a(x＋1)＋1，x≥0，{(a>0且a≠1)在R上单调递减，且关于x 的方程|f(x)|＝2－x恰有两个不相等的实数解，则a的取值范围是()A ．，23(]B ．23，34[]C ．13，23[]∪34{}D ．13，23[)∪34{}命题方向3函数的实际应用例3经市场调查，某超市的一种小商品在过去的近20天的销售量(件)与价格(元)均为时间t (天)的函数，且销售量近似满足g (t )＝80－2t (件)，价格近似满足f (t )＝20－12|t －10|(元)．(1)试写出该种商品的日销售额y 与时间t (0≤t ≤20)的函数表达式；(2)求该种商品的日销售额y 的最大值与最小值．1(理)在用二分法求方程x 3－2x －1＝0的一个近似解时，现在已经将一根锁定在区间(1,2)内，则下一步可断定该根所在的区间为()A ．(1.4,2)B ．(1.1,4)C ．(1，32)D ．(32，2)2．已知函数y ＝f (x )的周期为2，当x ∈[－1,1]时，f (x )＝x 2，那么函数y ＝f (x )的图象与函数y ＝|l g x |的图象的交点共有()A ．10个B ．9个C ．8个D ．1个3．汽车的“燃油效率”是指汽车每消耗1升汽油行驶的里程．下图描述了甲、乙、丙三辆汽车在不同速度下的燃油效率情况．下列叙述中正确的是()A ．消耗1升汽油，乙车最多可行驶5千米B ．以相同速度行驶相同路程，三辆车中，甲车消耗汽油最多C ．甲车以80千米/小时的速度行驶1小时，消耗10升汽油D ．某城市机动车最高限速80千米/小时，相同条件下，在该市用丙车比用乙车更省油4．已知函数f (x )＝2－|x |，x ≤2，(x －2)2，x >2，{函数g (x )＝3－f (2－x )，则函数y ＝f (x )－g (x )的零点的个数为()A ．2B ．3C ．4D ．55．已知函数f (x )＝e x＋x ，g (x )＝l n x ＋x ，h (x )＝l n x －1的零点依次为a ，b ，c ，则()A．a<b<c B．c<b<aC．c<a<b D．b<a<c6．(2018·湖北武昌1月调研)已知函数f(x)＝2a x－a＋3，若∃x0∈(－1,1)，f(x0)＝0，则实数a的取值范围是() A．(－∞，－3)∪(1，＋∞)B．(－∞，－3)C．(－3,1)D．(1，＋∞)7．若函数f(x)＝x＋3x ，x≤013x3－4x ＋a，x>0{在其定义域上只有一个零点，则实数a的取值范围是()A．a >163B．a≥163C ．a<163D．a ≤1638．定义域为R的偶函数f (x)满足对∀x∈R ，有f (x＋2)＝f(x)－f (1)，且当x ∈[2,3]时，f(x)＝－2x2＋12x－18，若函数y＝f(x)－l o g a(|x|＋1)在(0，＋∞)上至多有三个零点，则a的取值范围是答案真题1【答案】D【解析】∵∴切线的斜率，，将代入，得.故选D．真题2【答案】C【解析】当时，恒成立；当时，恒成立，令，则，当，即时取等号，∴，则.当时，，即恒成立，令，则，当时，，函数单调递增，当时，，函数单调递减，则时，取得最小值，∴，综上可知，的取值范围是.故选C.真题3【答案】C【解析】当x＜0时，y＝f（x）﹣a x﹣b＝x﹣a x﹣b＝（1﹣a）x﹣b＝0，得x，则y＝f （x）﹣a x﹣b最多有一个零点；当x≥0时，y＝f（x）﹣a x﹣b x3（a+1）x2+a x﹣a x﹣b x3（a+1）x2﹣b，，当a+1≤0，即a≤﹣1时，y′≥0，y＝f（x）﹣a x﹣b在[0，+∞）上单调递增，则y＝f（x）﹣a x﹣b最多有一个零点，不合题意；当a+1＞0，即a>﹣1时，令y′＞0得x∈(a+1，+∞），此时函数单调递增，令y′＜0得x∈[0，a+1），此时函数单调递减，则函数最多有2个零点.根据题意，函数y＝f（x）﹣a x﹣b恰有3个零点⇔函数y＝f（x）﹣a x﹣b在（﹣∞，0）上有一个零点，在[0，+∞）上有2个零点，如图：∴0且，解得b＜0，1﹣a＞0，b（a+1）3，则a>–1，b<0.故选C．真题4【答案】4【解析】由，得，设斜率为的直线与曲线切于，由得（舍去），∴曲线上，点到直线的距离最小，最小值为.故答案为．真题5【答案】【解析】设出切点坐标，得到切线方程，然后求解方程得到横坐标的值，可得切点坐标.设点，则.又，当时，，则曲线在点A处的切线为，即，将点代入，得，即，考察函数，当时，，当时，，且，当时，单调递增，注意到，故存在唯一的实数根，此时，故点的坐标为.真题6[解析]令h(x)＝－x－a，则g(x)＝f(x)－h(x)．在同一坐标系中画出y＝f(x)，y＝h(x)图象的示意图，如图所示．若g(x)存在2个零点，则y＝f(x)的图象与y＝h(x)的图象有2个交点，平移y＝h(x)的图象，可知当直线y＝－x－a过点(0,1)时，有2个交点，此时1＝－0－a，a＝－1.当y＝－x－a在y＝－x＋1上方，即a<－1时，仅有1个交点，不符合题意．当y＝－x－a在y＝－x＋1下方，即a>－1时，有2个交点，符合题意．综上，a的取值范围为[－1，＋∞)．故选C．真题7[解析]方法一：f(x)＝x2－2x＋a(e x－1＋e－x＋1)＝(x－1)2＋a[e x－1＋e－(x－1)]－1，令t＝x－1，则g(t)＝f(t＋1)＝t2＋a(e t＋e－t)－1.∵g(－t)＝(－t)2＋a(e－t＋e t)－1＝g(t)，∴函数g(t)为偶函数．∵f(x)有唯一零点，∴g(t)也有唯一零点．又g(t)为偶函数，由偶函数的性质知g(0)＝0，∴2a－1＝0，解得a＝12.故选C．方法二：f(x)＝0⇔a(e x－1＋e－x＋1)＝－x2＋2x.e x－1＋e－x＋1≥2e x－1·e－x＋1＝2，当且仅当x＝1时取“＝”．－x2＋2x＝－(x－1)2＋1≤1，当且仅当x＝1时取“＝”．若a>0，则a(e x－1＋e－x＋1)≥2a，要使f(x)有唯一零点，则必有2a＝1，即a＝12.若a≤0，则f(x)的零点不唯一．故选C．真题8[解析]作出函数f(x)的示意图，如图．l1是过原点且与抛物线y＝－x2＋2a x－2a相切的直线，l2是过原点且与抛物线y＝x2＋2a x＋a相切的直线．由图可知，当直线y＝a x在l1，l2之间(不含直线l1，l2)变动时，符合题意．由y＝a x，y＝－x2＋2a x－2a，{消去y，整理得x2－a x＋2a＝0.由Δ＝0，得a＝8(a＝0舍去)．由y＝a x，y＝x2＋2a x＋a，{消去y，整理得x2＋a x＋a＝0.由Δ＝0，得a＝4(a＝0舍去)．综上，得4<a<8.真题9[解析](1)当λ＝2时，f(x)＝x－4，x≥2，x2－4x＋3，x<2，{其图象如图(1)．由图知f (x )<0的解集为(1,4)．(2)f (x )＝x －4，x ≥λx 2－4x ＋3，x <λ{恰有2个零点有两种情况：①二次函数有两个零点，一次函数无零点；②二次函数与一次函数各有一个零点．在同一平面直角坐标系中画出y ＝x －4与y ＝x 2－4x ＋3的图象，如图(2)，平移直线x ＝λ，可得λ∈(1,3]∪(4，＋∞)．例1（1）[解析]因为a >1,0<b <1，f (x )＝a x ＋x －b ，所以f (－1)＝1a－1－b <0，f (0)＝1－b >0，所以f (－1)·f (0)<0，则由零点存在性定理可知f (x )在区间(－1,0)上存在零点．例1（2）[解析]由f (－x )＝f (x )，得f (x )的图象关于y 轴对称．由f (x )＝f (2－x )，得f (x )的图象关于直线x ＝1对称．当x ∈[0,1]时，f (x )＝x 3，所以f (x )在[－1,2]上的图象如图．令g (x )＝|c o s πx |－f (x )＝0，得|c o s πx |＝f (x )，两函数y ＝f (x )与y ＝|c o s πx |的图象在[－12，32]上的交点有5个．例1（3）[解析]由函数g (x )＝f (x )－mx 在(0,2]内有且仅有两个不同的零点，得y ＝f (x )，y ＝mx 在(0,2]内的图象有且仅有两个不同的交点．当y ＝m x 与y ＝1x －3在x ∈(0,1]相切时，mx 2＋3x －1＝0，Δ＝9＋4m ＝0，m ＝－94，结合图象可得当－94<m ≤－2或0<m ≤12时，函数g (x )＝f (x )－mx 在(0,2]内有且仅有两个不同的零点．例2（1）[解析]根据已知条件可知，当x >0时，－x <0，又函数g (x )的图象关于y 轴对称，故g (x )为偶函数，所以g (x )＝g (－x )＝－(－x ＋1)2＋1＝－(x －1)2＋1.由f (x )＝[x ]，得f (f (x ))＝[x ]．在同一平面直角坐标系中画出y ＝f (f (x ))与y ＝g (x )的图象如图所示，由图象知，两个图象有4个交点，交点的纵坐标分别为1,0，－3，－4，当x ≥0时，方程f (f (x ))＝g (x )的解是0和1；当x <0时，g (x )＝－(x ＋1)2＋1＝－3得x ＝－3，由g (x )＝－(x ＋1)2＋1＝－4得x ＝－1－5.综上，f (f (x ))＝g (x )的解的个数为4.例2（2）[解析]如图，作出函数f (x )的图象，显然，A (3,1)，又当0<x ≤3时，f (x )≥0，因为方程f (x )＝m 有四个不同的实根，所以0<m <1.由f (x 1)＝f (x 2)可得，|l o g 3x 1|＝|l o g 3x 2|，又因为0<x 1<1<x 2，所以l o g 3x 1＋l o g 3x 2＝0，解得x 1x 2＝1.因为函数y ＝13x 2－103x ＋8的图象的对称轴为x ＝5，故由f (x 3)＝f (x 4)可得x 3＋x 4＝10.故(x 3－3)(x 4－3)x 1x 2＝(x 3－3)(x 4－3)＝(x 3－3)(7－x 3)＝－x 23＋10x 3－21＝－(x 3－5)2＋4.记g (t )＝－(t －5)2＋4，由0<m <1，即0<13x 2－103x ＋8<1，解得3<x <4或6<x <7.又x 3<x 4，所以3<x 3<4，又g (t )＝－(t －5)2＋4在(3,4)上单调递增，所以当3<t <4时，g (3)<g (t )<g (4)，即g (t )∈(0,3)．例2G 跟踪训练e n z o n g x u n l i a n [解析]由y ＝l o g a(x ＋1)＋1在[0，＋∞)上递减，则0<a <1，又由f (x )在R 上单调递减，则：02＋(4a －3)·0＋3a ≥f (0)＝1，3－4a2≥0，{解得13≤a ≤34.结合f (x )的图象可知，在[0，＋∞)上，f (x )||＝2－x 有且仅有一个解，故在(－∞，0)上，f (x )||＝2－x 同样有且仅有一个解，当3a >2，即a >23时，联立x 2＋(4a －3)x ＋3a ||＝2－x ，则Δ＝(4a －2)2－4(3a －2)＝0，解得：a ＝34或1(舍)，当1≤3a ≤2时，由图象可知，符合条件．综上：a ∈13，23[]∪34{}.例3[解析](1)y ＝g (t )·f (t )＝(80－2t )·(20－12|t －10|)＝(40－t )(40－|t －10|)(30＋t )(40－t )，0≤t <10，(40－t )(50－t )，10≤t ≤20.{(2)当0≤t <10时，y 的取值范围是[1200,1225]，当t ＝5时，y 取得最大值为1225；当10≤t ≤20时，y 的取值范围是[600,1200]，在t ＝20时，y 取得最小值为600.答：总之，第5天日销售额y 取得最大值为1225元；第20天日销售额y 取得最小值为600元．强化练1[解析]令f (x )＝x 3－2x －1，则f (1)＝－2<0，f (2)＝3>0，f (32)＝－58<0，∴选D ．强化练2[解析]在同一平面直角坐标系中分别作出y ＝f (x )和y ＝|l g x |的图象，如图．又l g 10＝1，由图象知选A ．强化练3[解析]对于A 选项，从图中可以看出当乙车的行驶速度大于40k m/h 时的燃油效率大于5k m/L ，故乙车消耗1升汽油的行驶路程可大于5千米，所以A 错误．对于B 选项，由图可知甲车消耗汽油最少．对于C 选项，甲车以80k m/h 的速度行驶时的燃油效率为10k m/L ，故行驶1小时的路程为80千米，消耗8L 汽油，所以C 错误．对于D 选项，当最高限速为80k m/h 且速度相同时丙车的燃油效率大于乙车的燃油效率，故用丙车比用乙车更省油，所以D 正确．强化练4[解析]当x <0时，f (2－x )＝x 2，此时函数f (x )－g (x )＝－1－|x |＋x 2的小于零的零点为x ＝－1＋52；当0≤x ≤2时，f (2－x )＝2－|2－x |＝x ，函数f (x )－g (x )＝2－|x |＋x －3＝－1无零点；当x >2时，f (2－x )＝2－|2－x |＝4－x ，函数f (x )－g (x )＝(x －2)2＋4－x －3＝x 2－5x ＋5大于2的零点有一个．因此函数y ＝f (x )－g (x )共有零点2个．强化练5[解析]由f (a )＝e a ＋a ＝0，得a ＝－e a <0；b 是函数y ＝l n x 和y ＝－x 图象交点的横坐标，画图(图略)可知0<b <1；由h (c )＝l n c －1＝0知c ＝e ，所以a <b <c .强化练6[解析]函数f (x )＝2a x －a ＋3，由∃x 0∈(－1,1)，f (x 0)＝0，可得(－3a ＋3)(a ＋3)<0，解得a ∈(－∞，－3)∪(1，＋∞)．强化练7[解析]当x ≤0时，函数y ＝－x 与函数y ＝3x 的图象有一个交点，所以函数y ＝f (x )有一个零点；而函数f (x )在其定义域上只有一个零点，所以当x >0时，f (x )没有零点．当x >0时，f ′(x )＝x 2－4，令f ′(x )＝0得x ＝2，所以f (x )在(0,2)上递减，在(2，＋∞)上递增，因此f (x )在x ＝2处取得极小值f (2)＝a －163>0，解得a >163.故选A ．强化练8[解析]对于偶函数f (x )，f (x ＋2)＝f (x )－f (1)，令x ＝－1，则f (1)＝f (－1)－f (1)，因为f (－1)＝f (1)，所以f (－1)＝f (1)＝0，所以f (x )＝f (x ＋2)，故f (x )的图象如图所示，则问题等价于f (x )的图象与函数y ＝l og a(|x |＋1)的图象在(0，＋∞)上至多有三个交点，显然a >1符合题意；若0<a <1，则由图可知，只需点(4，－2)在函数y ＝l o g a (|x |＋1)图象的上方，所以l o g a 5<－2＝l o g a 1a 2⇒5>1a2⇒55<a <1.综上，实数a 的取值范围是(55，1)∪(1，＋∞)．。
数学集合的概念运算
课前案1．集合与元素(1)集合元素的三个特征：、、．(2)元素与集合的关系是或关系，用符号或表示．(3)集合的表示法：、、．(4)常见数集的记法集合自然数集正整数集整数集有理数集实数集符号2.集合间的基本关系表示关系文字语言符号语言记法基本关系子集集合A的所有元素都是集合B的元素x∈A⇒x∈BA B或B A 真子集集合A是集合B的子集，且集合B中至少有一个元素不属于AA⊆B，且存在x0∈B，x0∉AA B或B A 相等集合A，B的元素完全相同A⊆B，B⊆AA＝B 空集不含任何元素的集合．空集是任何集合A的子集任意x，x∉∅，∅⊆A ∅3.集合的基本运算集合的并集集合的交集集合的补集图形语言符号语言A∪B＝A∩B＝∁U A＝(1)并集的性质：A∪∅＝A；A∪A＝A；A∪B＝B∪A；A∪B＝A⇔B⊆A.(2)交集的性质：A∩∅＝∅；A∩A＝A；A∩B＝B∩A；A∩B＝A⇔A⊆B.(3)补集的性质：A∪(∁U A)＝U；A∩(∁U A)＝∅．(4)∁U(∁U A)＝A；∁U(A∪B)＝(∁U A)∩(∁U B)；∁U(A∩B)＝(∁U A)∪(∁U B)．课中案一、目标导引[疑误辨析]判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1){x |y ＝x 2＋1}＝{y |y ＝x 2＋1}＝{(x ，y )|y ＝x 2＋1}．( ) (2)若{x 2，1}＝{0，1}，则x ＝0，1.( ) (3){x |x ≤1}＝{t |t ≤1}．( )(4)对于任意两个集合A ，B ，(A ∩B )⊆(A ∪B )恒成立． ( ) (5)若A ∩B ＝A ∩C ，则B ＝C .( ) [教材衍化]1．(必修1P12A 组T3改编)若集合P ＝{x ∈N |x ≤ 2 021}，a ＝22，则( ) A ．a ∈P B ．{a }∈P C ．{a }⊆P D ．a ∉P2．(必修1P11例9改编)已知U ＝{α|0°<α<180°}，A ＝{x |x 是锐角}，B ＝{x |x 是钝角}，则∁U (A ∪B )＝________．3．(必修1P44A 组T5改编)已知集合A ＝{(x ，y )|x 2＋y 2＝1}，B ＝{(x ，y )|y ＝x }，则A ∩B 中元素的个数为________．[易错纠偏](1)忽视集合中元素的互异性致误； (2)忽视空集的情况致误； (3)忽视区间端点值致误． 1．已知集合A ＝{1，3，m }，B ＝{1，m }，若B ⊆A ，则m ＝________．2．已知集合A ＝{x |x 2－4x ＋3＜0}，B ＝{x |2＜x ＜4}，则A ∩B ＝________，A ∪B ＝________，(∁R A )∪B ＝________．3．已知集合M ＝{x |x －2＝0}，N ＝{x |ax －1＝0}，若M ∩N ＝N ，则实数a 的值是________． 二典型例题集合的含义(1)已知集合A ＝{0，1，2}，则集合B ＝{(x ，y )|x ≥y ，x ∈A ，y ∈A }中元素的个数是( ) A ．1 B ．3 C ．6 D ．9(2)若集合A ＝{x ∈R |ax 2－3x ＋2＝0}中只有一个元素，则a ＝( ) A ．92 B ．98 C ．0 D ．0或98(3)设a ，b ∈R ，集合{1，a ＋b ，a }＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫0，b a ，b ，则b －a ＝________．与集合中的元素有关问题的求解步骤1．(2020·温州八校联考)已知集合M＝{1，m＋2，m2＋4}，且5∈M，则m的值为() A．1或－1 B．1或3 C．－1或3 D．1，－1或32．已知集合A＝{x|x∈Z，且32－x∈Z}，则集合A中的元素个数为________．集合的基本关系(1)已知集合A＝{x|x2－3x＋2＝0，x∈R}，B＝{x|0<x<5，x∈N}，则满足条件A⊆C⊆B的集合C 的个数( ) A．1 B．2 C．3 D．4(2)已知集合A＝{x|－2≤x≤5}，B＝{x|m＋1≤x≤2m－1}，若B⊆A，则实数m的取值范围为________．1．(变条件)在本例(2)中，若A⊆B，如何求解？2．(变条件)若将本例(2)中的集合A改为A＝{x|x<－2或x>5}，如何求解？1．设P＝{y|y＝－x2＋1，x∈R}，Q＝{y|y＝2x，x∈R}，则()A．P⊆Q B．Q⊆P C．∁R P⊆Q D．Q⊆∁R P2．(2020·绍兴调研)设A＝{1，4，2x}，B＝{1，x2}，若B⊆A，则x＝________．3．已知集合A＝{x|x2－3x＋2＝0，x∈R}，B＝{x|0<x<5，x∈N}，则满足条件A⊆C⊆B的集合C的个数为________．集合的基本运算(高频考点)集合的基本运算是历年高考的热点，每年必考，常和不等式的解集、函数的定义域、值域等相结合命题，主要以选择题的形式出现．试题多为低档题．主要命题角度有：(1)求集合间的交、并、补运算；(2)已知集合的运算结果求参数．角度一求集合间的交、并、补运算2019·高考全国卷Ⅰ)已知集合U＝{1，2，3，4，5，6，7}，A＝{2，3，4，5}，B＝{2，3，6，7}，则B∩∁U A=()A．{1，6} B．{1，7} C．{6，7} D．{1，6，7}(2)(2020·浙江高考模拟)设全集U＝R，集合A＝{x|x2－x－2<0}，B＝{x|1<x<3}，则A∪B＝________，∁U(A ∩B)＝________．角度二已知集合的运算结果求参数(1)设集合A＝{x|－1≤x<2}，B＝{x|x<a}，若A∩B≠∅，则a的取值范围是()A．－1<a≤2 B．a>2 C．a≥－1 D．a>－1(2)设集合A＝{1，2，4}，B＝{x|x2－4x＋m＝0}．若A∩B＝{1}，则B＝()A．{1，－3} B．{1，0 }C．{1，3} D．{1，5}(1)集合运算的常用方法①若集合中的元素是离散的，常用Venn图求解．②若集合中的元素是连续的实数，则用数轴表示，此时要注意端点的情况．(2)利用集合的运算求参数的值或取值范围的方法①与不等式有关的集合，一般利用数轴解决，要注意端点值能否取到．②若集合能一一列举，则一般先用观察法得到不同集合中元素之间的关系，再列方程(组)求解．[提醒]在求出参数后，注意结果的验证(满足互异性)．1．已知集合P＝{x∈R|1≤x≤3}，Q＝{x∈R|x2≥4}，则P∪(∁R Q)＝()A．[2，3] B．(－2，3] C．[1，2) D．(－∞，－2]∪[1，＋∞)2．设全集S＝{1，2，3，4}，且A＝{x∈S|x2－5x＋m＝0}，若∁S A＝{2，3}，则m＝________．核心素养系列 数学抽象——集合的新定义问题定义集合的商集运算为A B ＝{x |x ＝m n ，m ∈A ，n ∈B }．已知集合A ＝{2，4，6}，B ＝{x |x ＝k2－1，k∈A }，则集合BA ∪B 中的元素个数为( )A ．6B ．7C ．8D ．9解决集合新定义问题的方法(1)紧扣新定义．首先分析新定义的特点，把新定义所叙述的问题的本质弄清楚，并能够应用到具体的解题过程之中，这是破解新定义型集合问题难点的关键所在．(2)用好集合的性质．集合的性质(概念、元素的性质、运算性质等)是破解新定义型集合问题的基础，也是突破口，在解题时要善于从试题中发现可以使用集合性质的一些因素，在关键之处用好集合的性质．设数集M ＝{x |m ≤x ≤m ＋34}，N ＝{x |n －13≤x ≤n }，且M ，N 都是集合U ＝{x |0≤x ≤1}的子集，定义b －a 为集合{x |a ≤x ≤b }的“长度”，则集合M ∩N 的长度的最小值为________．课后案 [A 组]1．已知集合A ＝{1，2，3，4}，B ＝{2，4，6，8}，则A ∩B 中元素的个数为( ) A ．1 B ．2 C ．3 D ．42．(2020·温州十五校联合体联考)已知集合A ＝{}x |e x ≤1，B ＝{}x |ln x ≤0，则A ∪B ＝( ) A ．(－∞，1] B ．(0，1] C ．[1，e] D ．(0，e]3．已知全集U ＝A ∪B ＝{x ∈Z |0≤x ≤6}，A ∩(∁U B )＝{1，3，5}，则B ＝( ) A ．{2，4，6} B ．{1，3，5} C ．{0，2，4，6} D ．{x ∈Z |0≤x ≤6} 4．设集合A ＝{1，2，6}，B ＝{2，4}，C ＝{x ∈R |－1≤x ≤5}，则(A ∪B )∩C ＝( ) A ．{2} B ．{1，2，4} C ．{1，2，4，6} D ．{x ∈R |－1≤x ≤5} 5．已知全集为R ，集合A ＝{x |x 2－5x －6<0}，B ＝{x |2x <1}，则图中阴影部分表示的集合是( )A ．{x |2<x <3}B ．{x |－1<x ≤0}C ．{x |0≤x <6}D ．{x |x <－1}6．已知集合A ＝{x |x 2－3x <0}，B ＝{1，a }，且A ∩B 有4个子集，则实数a 的取值范围是( ) A ．(0，3) B ．(0，1)∪(1，3) C ．(0，1) D ．(－∞，1)∪(3，＋∞) 7．设U ＝{x ∈N *|x ＜9}，A ＝{1，2，3}，B ＝{3，4，5，6}，则(∁U A )∩B ＝( ) A ．{1，2，3} B ．{4，5，6} C ．{6，7，8} D ．{4，5，6，7，8}8．设集合A ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫5，b a ，a －b ，B ＝{b ，a ＋b ，－1}，若A ∩B ＝{2，－1}，则A ∪B ＝( )A ．{－1，2，3，5}B ．{－1，2，3}C ．{5，－1，2}D ．{2，3，5}9．已知集合P ＝{n |n ＝2k －1，k ∈N *，k ≤50}，Q ＝{2，3，5}，则集合T ＝{xy |x ∈P ，y ∈Q }中元素的个数为( ) A ．147 B ．140 C ．130 D ．11710．已知全集U ＝R ，集合A ＝{x |x 2－3x ＋2>0}，B ＝{x |x －a ≤0}，若∁U B ⊆A ，则实数a 的取值范围是( )A ．(－∞，1)B ．(－∞，2]C ．[1，＋∞)D ．[2，＋∞)11．集合A ＝{0，2，a }，B ＝{1，a 2}，若A ∪B ＝{0，1，2，4，16}，则a 的值为________． 12．已知全集U ＝R ，集合A ＝{x |－1≤x ≤3}，集合B ＝{x |log 2(x －2)<1}，则A ∪B ＝________；A ∩(∁U B )＝________．13．设集合A ＝{n |n ＝3k －1，k ∈Z }，B ＝{x ||x －1|>3}，则B ＝________，A ∩(∁R B )＝________． 14．设全集为R ，集合M ＝{x ∈R |x 2－4x ＋3>0}，集合N ＝{x ∈R |2x >4}，则M ∩N ＝________；∁R (M ∩N )＝________．15．已知集合M ＝{x |x 2－4x <0}，N ＝{x |m ＜x ＜5}，若M ∩N ＝{x |3<x <n }，则m ＝________，n ＝________． 16．设全集U ＝{x ∈N *|x ≤9}，∁U (A ∪B )＝{1，3}，A ∩(∁U B )＝{2，4}，则B ＝________． 17．已知集合A ＝{x |1≤x <5}，C ＝{x |－a <x ≤a ＋3}，若C ∩A ＝C ，则a 的取值范围是________．[B 组]1．已知全集U 为R ，集合A ＝{x |x 2<16}，B ＝{x |y ＝log 3(x －4)}，则下列关系正确的是( ) A ．A ∪B ＝R B ．A ∪(∁U B )＝R C ．(∁U A )∪B ＝R D ．A ∩(∁U B )＝A .2．集合A ＝{x |y ＝ln(1－x )}，B ＝{x |x 2－2x －3≤0}，全集U ＝A ∪B ，则∁U (A ∩B )＝( )A ．{x |x ＜－1或x ≥1}B ．{x |1≤x ≤3或x ＜－1}C ．{x |x ≤－1或x ＞1}D ．{x |1＜x ≤3或x ≤－1} 3．(2020·浙江新高考联盟联考)已知集合A ＝{1，2，m }，B ＝{1，m }，若B ⊆A ，则m ＝________，∁A B ＝________．4．函数g (x )＝⎩⎪⎨⎪⎧x ，x ∈P ，－x ，x ∈M ，其中P ，M 为实数集R 的两个非空子集，规定f (P )＝{y |y ＝g (x )，x ∈P }，f (M )＝{y |y ＝g (x )，x ∈M }．给出下列四个命题：①若P ∩M ＝∅，则f (P )∩f (M )＝∅； ②若P ∩M ≠∅，则f (P )∩f (M )≠∅； ③若P ∪M ＝R ，则f (P )∪f (M )＝R ； ④若P ∪M ≠R ，则f (P )∪f (M )≠R . 其中命题不正确的有________．5．设[x ]表示不大于x 的最大整数，集合A ＝{x |x 2－2[x ]＝3}，B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |18<2x <8，求A ∩B .6．已知集合A ＝{x |1<x <3}，集合B ＝{x |2m <x <1－m }． (1)当m ＝－1时，求A ∪B ； (2)若A ⊆B ，求实数m 的取值范围； (3)若A ∩B ＝∅，求实数m 的取值范围．课后案答题纸1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011. 12. A ∪B ＝________；A ∩(∁U B )＝________．13、 B ＝________，A ∩(∁R B )＝_14. M ∩N ＝________；∁R (M ∩N )＝________． 15. m ＝________，n ＝________．16. B ＝________． 17.B 组1 23. m ＝________，∁A B ＝________．4.5．设[x ]表示不大于x 的最大整数，集合A ＝{x |x 2－2[x ]＝3}，B ＝⎩⎨⎧⎭⎬⎫x |18<2x <8，求A ∩B .6．已知集合A ＝{x |1<x <3}，集合B ＝{x |2m <x <1－m }． (1)当m ＝－1时，求A ∪B ； (2)若A ⊆B ，求实数m 的取值范围； (3)若A ∩B ＝∅，求实数m 的取值范围．。
(最新整理)2019年高考新课标(全国卷3)理数真题(word版,含解析)
游记》且阅读过《红楼梦》的学生共有 60 位，则该校阅读过《西游记》的学生人数与该校学
生总数比值的估计值为
A．Байду номын сангаас.5
B．0.6
C．0。7
D．0.8
4．(1+2x2 ）(1+x）4 的展开式中 x3 的系数为
A．12
B．16
C．20
D．24
5．已知各项均为正数的等比数列{an｝的前 4 项为和为 15，且 a5=3a3+4a1，则 a3=
鼠体内离子的百分比.根据试验数据分别得到如下直方图：记 C 为事件:“乙离子残留在体内的
百分比不低于 5。5”，根据直方图得到 P(C）的估计值为 0.70．(1）求乙离子残留百分比直方
图中 a,b 的值;(2）分别估计甲、乙离子残留百分比的平均值（同一组中的数据用该组区间的
C． 2 2
D． 3 2
11．设 f x 是定义域为 R 的偶函数,且在 0, 单调递减，则
A．
f
（log3
1 4
）＞
f
（
2
3 2
）＞
f
(
2
2 3
）
B．
f
（log3 1 4
）＞
f
（
2
2 3
）＞
f
（
2
3 2
空间三大角(向量法)
空间三大角一、线线角1．（2021年全国高考乙卷数学（文）试题）在正方体1111ABCD A B C D -中，P 为11B D 的中点，则直线PB 与1AD 所成的角为（ ）A ．π2B ．π3C ．π4D ．π62.（2018年全国普通高等学校招生统一考试理数（全国卷II ））在长方体1111ABCD A B C D -中，1AB BC ==，13AA =，则异面直线1AD 与1DB 所成角的余弦值为（ ）A ．15B ．56C ．55D ．223.（2015年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标Ⅰ））如图，四边形ABCD 为菱形，ⅠABC =120°，E ，F 是平面ABCD 同一侧的两点，BE Ⅰ平面ABCD ，DF Ⅰ平面ABCD ，BE =2DF ，AE ⅠEC ． （1）证明：平面AEC Ⅰ平面AFC ；（2）求直线AE 与直线CF 所成角的余弦值．二、线面角1.（2018年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标I 卷））如图，四边形ABCD 为正方形，,E F 分别为,AD BC 的中点，以DF 为折痕把DFC △折起，使点C 到达点P 的位置，且PF BF ⊥. （1）证明：平面PEF ⊥平面ABFD ；（2）求DP 与平面ABFD 所成角的正弦值.2. （2018年全国普通高等学校招生统一考试理数（全国卷II ））如图，在三棱锥P ABC -中，22AB BC ==，4PA PB PC AC ====，O 为AC 的中点．（1）证明：PO ⊥平面ABC ；（2）若点M 在棱BC 上，且二面角M PA C --为30，求PC 与平面PAM 所成角的正弦值．3.（2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标3卷））如图，四棱锥P−ABCD 中，PAⅠ底面ABCD ，ADⅠBC ，AB=AD=AC=3，PA=BC=4，M 为线段AD 上一点，AM=2MD ，N 为PC 的中点. （Ⅰ）证明MNⅠ平面PAB;（Ⅰ）求直线AN 与平面PMN 所成角的正弦值.三、二面角1（2021年全国高考乙卷数学（理）试题）如图，四棱锥P ABCD -的底面是矩形，PD ⊥底面ABCD ，1PD DC ==，M 为BC 的中点，且PB AM ⊥．（1）求BC ；（2）求二面角A PM B --的正弦值．2.（2020年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标Ⅰ））如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，点,E F 分别在棱11,DD BB 上，且12DE ED =，12BF FB =．（1）证明：点1C 在平面AEF 内；（2）若2AB =，1AD =，13AA =，求二面角1A EF A --的正弦值．3.（2019年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标Ⅰ））如图，直四棱柱ABCD–A1B1C1D1的底面是菱形，AA1=4，AB=2，ⅠBAD=60°，E，M，N分别是BC，BB1，A1D的中点．（1）证明：MNⅠ平面C1DE；（2）求二面角A-MA1-N的正弦值．4.（2019年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标Ⅰ））如图，长方体ABCD–A1B1C1D1的底面ABCD是正方形，点E在棱AA1上，BEⅠEC1.（1）证明：BEⅠ平面EB1C1；（2）若AE=A1E，求二面角B–EC–C1的正弦值.5. （2018年全国卷Ⅰ理数高考试题）如图，边长为2的正方形ABCD 所在的平面与半圆弧CD 所在平面垂直，M 是CD 上异于C ，D 的点．（1）证明：平面AMD ⊥平面BMC ；（2）当三棱锥M ABC -体积最大时，求面MAB 与面MCD 所成二面角的正弦值．6.（2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标1卷））如图，在四棱锥P−ABCD 中，AB//CD ，且90BAP CDP ∠=∠=.（1）证明：平面P AB Ⅰ平面P AD ；（2）若P A =PD =AB =DC ，90APD ∠=，求二面角A −PB −C 的余弦值.7.（2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标3））（2017新课标全国Ⅰ理科）如图，四面体ABCD 中，ⅠABC 是正三角形，ⅠACD 是直角三角形，ⅠABD =ⅠCBD ，AB =BD ．（1）证明：平面ACD Ⅰ平面ABC ；（2）过AC 的平面交BD 于点E ，若平面AEC 把四面体ABCD 分成体积相等的两部分，求二面角D –AE –C 的余弦值.8.（2016年全国普通高等学校招生统一考试）试题）如图，在以A ，B ，C ，D ，E ，F 为顶点的五面体中，四边形ABEF 为正方形，2AF FD =，90AFD ∠=︒，且二面角D AF E --与二面角C BE F --都是60︒.（1）证明：平面ABEF ⊥平面EFDC ；（2）求二面角E BC A --的余弦值.9.（2016年全国普通高等学校招生统一考试数学）如图，菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点,5,6O AB AC ==，点,E F 分别在,AD CD 上，5,4AE CF EF ==交BD 于点H ，将DEF ∆沿EF 折到D EF '∆位置，10OD '=.（1）证明：D H '⊥平面ABCD ；（2）求二面角B D A C '--的正弦值.答 案一、线线角1【答案】D如图，连接11,,BC PC PB ，因为1AD Ⅰ1BC ，所以1PBC ∠或其补角为直线PB 与1AD 所成的角， 因为1BB ⊥平面1111D C B A ，所以11BB PC ⊥，又111PC B D ⊥，1111BB B D B ⋂=，所以1PC ⊥平面1PBB ，所以1PC PB ⊥，设正方体棱长为2，则1111122,22BC PC D B === 1111sin 2PC PBC BC ∠==，所以16PBC π∠=. 2.【答案】C 【详解】：以D 为坐标原点，DA,DC,DD 1为x,y,z 轴建立空间直角坐标系，则11(0,0,0),(1,0,0),(1,13),3)D A B D ,所以11(1,0,3),(1,13)AD DB =-=, 因为11111115cos ,25AD DB AD DB AD DB ⋅-===⨯，所以异面直线1AD 与1DB 5 3.【解析】：（Ⅰ）连接BD ，设BD∩AC=G ，连接EG ，FG ，EF ，在菱形ABCD 中，不妨设GB=1易证EGⅠAC ，通过计算可证EGⅠFG ，根据线面垂直判定定理可知EGⅠ平面AFC ，由面面垂直判定定理知平面AFCⅠ平面AEC ；（Ⅰ）以G 为坐标原点，分别以,GB GC 的方向为x 轴，y 轴正方向，||GB 为单位长度，建立空间直角坐标系G -xyz ，利用向量法可求出异面直线AE 与CF 所成角的余弦值.试题解析：（Ⅰ）连接BD ，设BD∩AC=G ，连接EG ，FG ，EF ，在菱形ABCD 中，不妨设GB=1，由ⅠABC=120°，可得3由BEⅠ平面ABCD ，AB=BC 可知，AE=EC ，又ⅠAEⅠEC ，3，EGⅠAC ，在RtⅠEBG 中，可得2，故DF=22.在RtⅠFDG 中，可得6 在直角梯形BDFE 中，由BD=2，2，2可得32，Ⅰ222EG FG EF +=，ⅠEGⅠFG ， ⅠAC∩FG=G ，ⅠEGⅠ平面AFC ，ⅠEG ⊂面AEC ，Ⅰ平面AFCⅠ平面AEC.（Ⅰ）如图，以G 为坐标原点，分别以,GB GC 的方向为x 轴，y 轴正方向，||GB 为单位长度，建立空间直角坐标系G -xyz ，由（Ⅰ）可得A （030），E （1,0, 2，F （－1,02，C （030），ⅠAE =（1，3，2），CF =（-1，-3，22）.…10分 故3cos ,3AE CFAE CF AE CF ⋅==-. 所以直线AE 与CF 所成的角的余弦值为33. 二、线面角1.【分析】（1）由已知可得，BF PF ⊥，BF EF ⊥，又PFEF F =，所以BF ⊥平面PEF . 又BF ⊂平面ABFD ，所以平面PEF ⊥平面ABFD ；（2）作PH EF ⊥，垂足为H .由（1）得，PH ⊥平面ABFD .以H 为坐标原点，HF 的方向为y 轴正方向，BF 为单位长，建立如图所示的空间直角坐标系H xyz -. 由（1）可得，DE PE ⊥.又2DP =，1DE =，所以3PE =.又1PF =，2EF =，故PE PF ⊥.可得33,22PH EH ==.则()33330,0,0,0,0,,1,,0,1,,,2222H P D DP ⎛⎫⎛⎫⎛⎫--= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭30,0,2HP ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭为平面ABFD 的法向量. 设DP 与平面ABFD 所成角为θ，则334sin 43HP DP HP DPθ⋅===⋅. 所以DP 与平面ABFD 所成角的正弦值为34. 2.【分析】（1）因为4AP CP AC ===，O 为AC 的中点，所以OP AC ⊥，且23OP =． 连结OB ．因为22AB BC AC ==，所以ABC 为等腰直角三角形，且1,22OB AC OB AC ⊥== 由222OP OB PB +=知PO OB ⊥．由,OP OB OP AC ⊥⊥知PO ⊥平面ABC ．（2）如图，以O 为坐标原点，OB 的方向为x 轴正方向，建立空间直角坐标系O xyz -由已知得(0,0,0),(2,0,0),(0,2,0),(0,2,0),(0,0,23),(0,2,23)O B A C P AP -= 取平面PAC 的法向量(2,0,0)OB =．设(,2,0)(02)M a a a -<≤，则(,4,0)AM a a =-． 设平面PAM 的法向量为(,,)n x y z =．由0,0AP n AM n ⋅=⋅=得2230(4)0y z ax a y ⎧+=⎪⎨+-=⎪⎩， 可取2(3(4),3,)n a a a =--所以22223(4)cos 23(4)3a OB n a a a -〈⋅〉=-++ ．由已知得3cos 2OB n 〈⋅〉= ． 所以22223|4|3223(4)3a a a a -=-++ ．解得4a =-(舍去)，43a = ．所以83434,,333n ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭ ． 又(0,2,23)PC =- ，所以3cos ,4PC n 〈〉=． 所以PC 与平面PAM 所成角的正弦值为34． 3.【详解】（Ⅰ）由已知得. 取的中点T ，连接，由为中点知，. 又，故=TN AM ∥，四边形AMNT 为平行四边形，于是MN AT ∥. 因为平面，平面，所以平面. （Ⅰ）取的中点，连结.由得，从而，且 . 以A 为坐标原点， AE 的方向为轴正方向，建立如图所示的空间直角坐标系.由题意知， ，，，， (0,2,4)PM =-， 5(,1,2)2PN =-，5(,1,2)2AN =.设(,,)x y z =n 为平面 PMN 的一个法向量，则0,{0,n PM n PN ⋅=⋅=即 240,520,2y z x y z -=+-= 可取(0,2,1)n =.于是85cos ,25n AN n AN n AN⋅〈〉==. 三、二面角1【分析】（1）PD ⊥平面ABCD ，四边形ABCD 为矩形，不妨以点D 为坐标原点，DA 、DC 、DP所在直线分别为x 、y 、z 轴建立如上图所示的空间直角坐标系D xyz -， 设2BC a =，则()0,0,0D 、()0,0,1P 、()2,1,0B a 、(),1,0M a 、()2,0,0A a ， 则()2,1,1PB a =-，(),1,0AM a =-，PB AM ⊥，则2210PB AM a ⋅=-+=，解得22a =，故22BC a ==； （2）设平面PAM 的法向量为()111,,m x y z =，则22AM ⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭，()2,0,1AP =-， 由111120220m AM x y m AP x z ⎧⋅=-+=⎪⎨⎪⋅=-+=⎩，取12x =，可得()2,1,2m =，设平面PBM 的法向量为()222,,n x y z =，2,0,02BM ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭，()2,1,1BP =--，由222220220n BM x n BP x y z ⎧⋅=-=⎪⎨⎪⋅=--+=⎩，取21y =，可得()0,1,1n =，3314cos ,1472m n m n m n⋅<>===⨯⋅，所以，270sin ,1cos ,14m n m n <>=-<>=，因此，二面角A PM B --的正弦值为7014. 2.【分析】（1）在棱1CC 上取点G ，使得112C G CG =，连接DG 、FG 、1C E 、1C F ， 在长方体1111ABCD A B C D -中，//AD BC 且AD BC =，11//BB CC 且11BB CC =，112C G CG =，12BF FB =，112233CG CC BB BF ∴===且CG BF =，所以，四边形BCGF 为平行四边形，则//AF DG 且AF DG =， 同理可证四边形1DEC G 为平行四边形，1//C E DG ∴且1C E DG =，1//C E AF ∴且1C E AF =，则四边形1AEC F 为平行四边形，因此，点1C 在平面AEF 内；（2）以点1C 为坐标原点，11C D 、11C B 、1C C 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1C xyz -，则()2,1,3A 、()12,1,0A 、()2,0,2E 、()0,1,1F ， ()0,1,1AE =--，()2,0,2AF =--，()10,1,2A E =-，()12,0,1A F =-，设平面AEF 的法向量为()111,,m x y z =，由0m AE m AF ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，得11110220y z x z --=⎧⎨--=⎩取11z =-，得111x y ==，则()1,1,1m =-，设平面1A EF 的法向量为()222,,n x y z =，由1100n A E n A F ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩，得22222020y z x z -+=⎧⎨-+=⎩，取22z =，得21x =，24y =，则()1,4,2n =，37cos ,7321m n m n m n⋅<>===⨯⋅， 设二面角1A EF A --的平面角为θ，则7cos 7θ=，242sin 1cos 7θθ∴=-=. 因此，二面角1A EF A --的正弦值为427. 3【分析】（1）连接ME ，1B CM ，E 分别为1BB ，BC 中点 ME ∴为1B BC ∆的中位线 1//ME B C ∴且112ME B C =又N 为1A D 中点，且11//A D B C 1//ND B C ∴且112ND B C =//ME ND ∴ ∴四边形MNDE 为平行四边形//MN DE ∴，又MN ⊄平面1C DE ，DE ⊂平面1C DE //MN ∴平面1C DE（2）设AC BD O ⋂=，11111A C B D O ⋂= 由直四棱柱性质可知：1OO ⊥平面ABCD 四边形ABCD 为菱形 AC BD ∴⊥则以O 为原点，可建立如下图所示的空间直角坐标系： 则：()3,0,0A，()0,1,2M ，()13,0,4A ，D （0，-1,0）31,,222N ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭取AB 中点F ，连接DF ，则31,,022F ⎛⎫⎪⎪⎝⎭四边形ABCD 为菱形且60BAD ∠= BAD ∴∆为等边三角形 DF AB ∴⊥ 又1AA ⊥平面ABCD ，DF ⊂平面ABCD 1DF AA ∴⊥DF ∴⊥平面11ABB A ，即DF ⊥平面1AMADF ∴为平面1AMA 的一个法向量，且33,,022DF ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭设平面1MA N 的法向量(),,n x y z =，又()13,1,2MA =-，33,,022MN ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭132033022n MA x y z n MN x y ⎧⋅=-+=⎪∴⎨⋅=-=⎪⎩，令3x =，则1y =，1z =- ()3,1,1n ∴=-315cos ,515DF n DF n DF n⋅∴===⋅ 10sin ,5DF n ∴=∴二面角1A MA N --的正弦值为：1054.【分析】证明（1）因为1111ABCD A B C D -是长方体，所以11B C ⊥侧面11A B BA ，而BE ⊂平面11A B BA ，所以11BE B C ⊥又1BE EC ⊥，1111B C EC C ⋂=，111,B C EC ⊂平面11EB C ，因此BE ⊥平面11EB C ； （2）以点B 坐标原点，以1,,BC BA BB 分别为,,x y z 轴，建立如下图所示的空间直角坐标系，1(0,0,0),(,0,0),(,0,),(0,,)2b B C a C a b E a ，因为1BE EC ⊥，所以2210(0,,)(,,)002224b b b BE EC a a a a b a ⋅=⇒⋅-=⇒-+=⇒=，所以(0,,)E a a ，1(,,),(0,0,2),(0,,)EC a a a CC a BE a a =--==， 设111(,,)m x y z =是平面BEC 的法向量，所以111110,0,(0,1,1)0.0.ay az m BE m ax ay az m EC +=⎧⎧⋅=⇒⇒=-⎨⎨--=⋅=⎩⎩， 设222(,,)n x y z =是平面1ECC 的法向量，所以2122220,0,(1,1,0)0.0.az n CC n ax ay az n EC =⎧⎧⋅=⇒⇒=⎨⎨--=⋅=⎩⎩， 二面角1B EC C --的余弦值的绝对值为11222m n m n ⋅==⨯⋅，所以二面角1B EC C --的正弦值为2131()22-=. 5.【分析】解：（1）由题设知,平面CMD Ⅰ平面ABCD ,交线为CD .因为BC ⅠCD ,BC ⊂平面ABCD ,所以BC Ⅰ平面CMD ,故BC ⅠDM .因为M 为CD 上异于C ，D 的点,且DC 为直径，所以 DM ⅠCM . 又 BC CM =C ,所以DM Ⅰ平面BMC . 而DM ⊂平面AMD ,故平面AMD Ⅰ平面BMC .（2）以D 为坐标原点,DA 的方向为x 轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系D −xyz . 当三棱锥M −ABC 体积最大时，M 为CD 的中点.由题设得()()()()()0,0,0,2,0,0,2,2,0,0,2,0,0,1,1D A B C M ，()()()2,1,1,0,2,0,2,0,0AM AB DA =-==设(),,n x y z =是平面MAB 的法向量,则0,0.n AM n AB ⎧⋅=⎨⋅=⎩即20,20.x y z y -++=⎧⎨=⎩ 可取()1,0,2n =.DA 是平面MCD 的法向量, 因此5cos ,5n DA n DA n DA⋅==，25sin ,5n DA =，所以面MAB 与面MCD 所成二面角的正弦值是255. 6.【详解】（1）由已知90BAP CDP ∠=∠=︒，得AB ⅠAP ，CD ⅠPD ．由于AB//CD ，故AB ⅠPD ，从而AB Ⅰ平面P AD ．又AB ⊂平面P AB ，所以平面P AB Ⅰ平面P AD ． （2）在平面PAD 内作PF AD ⊥，垂足为F ，由（1）可知，AB ⊥平面PAD ，故AB PF ⊥，可得PF ⊥平面ABCD .以F 为坐标原点，FA 的方向为x 轴正方向，AB 为单位长，建立如图所示的空间直角坐标系F xyz -. 由（1）及已知可得2,0,02A ⎛⎫ ⎪⎪⎝⎭，20,0,2P ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭，2,1,02B ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭，2,1,02C ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭. 所以22,1,22PC ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭，()2,0,0CB =，22,0,22PA ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭，()0,1,0AB =.设(),,n x y z =是平面PCB 的法向量，则0,0,n PC n CB ⎧⋅=⎨⋅=⎩即220,2220,x y z x ⎧-+-=⎪⎨⎪=⎩可取()0,1,2n =--. 设(),,m x y z =是平面PAB 的法向量，则0,0,m PA m AB ⎧⋅=⎨⋅=⎩即220,220.x z y ⎧-=⎪⎨⎪=⎩可取()1,0,1m =. 则3cos ,3n m n m n m ⋅==-， 所以二面角A PB C --的余弦值为33-. 7.【解析】：（1）由题设可得，ABD CBD ≌△△，从而AD DC =. 又ACD △是直角三角形，所以=90ADC ∠︒. 取AC 的中点O ，连接DO ,BO ,则DO ⅠAC ,DO =AO . 又由于ABC 是正三角形，故BO AC ⊥. 所以DOB ∠为二面角D AC B --的平面角. 在Rt AOB 中，222BO AO AB +=.又AB BD =，所以222222BO DO BO AO AB BD +=+==，故90DOB ∠=. 所以平面ACD Ⅰ平面ABC .（2）由题设及（1）知，,,OA OB OD 两两垂直，以O 为坐标原点，OA 的方向为x 轴正方向，OA 为单位长，建立如图所示的空间直角坐标系O xyz -.则()()()()1,0,0,0,3,0,1,0,0,0,0,1A B C D -.由题设知，四面体ABCE 的体积为四面体ABCD 的体积的12，从而E 到平面ABC 的距离为D 到平面ABC 的距离的12，即E 为DB 的中点，得310,,22E ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭. 故()()311,0,1,2,0,0,1,,22AD AC AE ⎛⎫=-=-=- ⎪ ⎪⎝⎭.设(),,n x y z =是平面DAE 的法向量，则00n AD n AE ⎧⋅=⎨⋅=⎩，，即0,310.22x z x y z -+=⎧⎪⎨-++=⎪⎩可取31,,13⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭n . 设m 是平面AEC 的法向量，则00m AC m AE ⎧⋅=⎨⋅=⎩，，同理可取()0,1,3=-m .则7cos ,7⋅==n m n m n m . 所以二面角D -AE -C 的余弦值为77.8.【分析】（Ⅰ）因为四边形ABEF 为正方形，所以AF FE ⊥， 又AF DF ⊥，DF FE F ⋂=，所以AF ⊥平面EFDC ． 又AF ⊂平面ABEF ，故平面ABEF ⊥平面EFDC ． （Ⅰ）过D 作DG EF ⊥，垂足为G ， 因为平面ABEF ⊥平面EFDC ，平面ABEF平面EFDCEF ，DG ⊂平面EFDC ，故DG ⊥平面ABEF ．以G 为坐标原点，GF 的方向为x 轴正方向，GD 的方向为z 轴正向， 建立如图所示的空间直角坐标系G xyz -．由（Ⅰ）知DFE ∠为二面角D AF E --的平面角，故60DFE ∠=︒， 设()20DF a a =>，则3DG a =，FG a =，所以(),4,0A a a ，()3,4,0B a a -，()3,0,0E a -，()0,0,3D a ． 由已知，//AB EF ，而AB ⊄平面EFDC ，EF ⊂平面EFDC ， 所以//AB 平面EFDC ，又平面ABCD 平面EFDC DC =，AB ⊂平面ABCD ，故//AB CD ，所以//CD EF ．由//BE AF ，可得BE ⊥平面EFDC ，同理CEF ∠为二面角C BE F --的平面角， 所以60CEF ∠=︒，从而可得()2,0,3C a a -．所以(),0,3EC a a =，()0,4,0EB a =，()3,4,3AC a a a =--，()4,0,0AB a =-． 设(),,n x y z =是平面BCE 的法向量，则00n EC n EB ⎧⋅=⎨⋅=⎩，即3040ax az ay ⎧+=⎪⎨=⎪⎩，取3x =，则0,3y z ==-，可取()3,0,3n =-．设m 是平面ABCD 的法向量，则00m AC m AB ⎧⋅=⎨⋅=⎩，同理可取()0,3,4m =，则43219cos ,192319n m n m n m⋅〈〉==-=-⨯．因为二面角E BC A --的平面角为钝角，故二面角E BC A --的余弦值为21919-．9.【详解】：(1)由已知得AC BD ⊥，AD CD =,又由AE CF =得AE CFAD CD=，故AC ⅠEF ，因此 EF HD ⊥，从而EF ⅠD H '.由56AB AC ==，得224DO BO AB AO ==-=.由AC ⅠEF 得14OH AE DO AD ==.所以1OH =,3D H DH '==. 于是222223110D H OH D O +=+='=',故D H OH '⊥.又D H EF '⊥,而OH EF H =,所以D H'⊥平面ABCD .如图，以H 为坐标原点，HF 的方向为x 轴的正方向，建立空间直角坐标系H xyz -，则()0,0,0H ，()3,1,0A --，()0,6,0B -，()3,1,0C -，()0,0,3D '，()3,4,0AB =-，()6,0,0AC =，()3,1,3AD '=.设()111,,m x y z =是平面ABD '的法向量， 则0{m AB m AD '⋅=⋅=，即11111340{330x y x y z -=++=，可取()4,3,5m =-.设()222,,n x y z =是平面ACD '的法向量， 则0{n AC n AD '⋅=⋅=，即222260{330x x y z =++=，可取()0,3,1n =-于是1475cos ,255010m n m n m n ⋅-===-⨯， 设二面角的大小为θ，295sin 25θ=.因此二面角B D A C '--的正弦值是29525.。
专题24 导数(理科)解答题20题-备战高考数学冲刺横向强化精练精讲(原卷版)
导数（理科）解答题20题1．（2020年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标Ⅰ））已知函数2()e x f x ax x =+-. （1）当a =1时，讨论f （x ）的单调性；（2）当x ≥0时，f （x ）≥12x 3+1，求a 的取值范围.2．（2021年全国高考乙卷数学（理）试题）设函数()()ln f x a x =-，已知0x =是函数()y xf x =的极值点． （1）求a ； （2）设函数()()()x f x g x xf x +=．证明:()1g x <．3．（2021·河北衡水中学模拟预测）已知函数()ln a f x x x=-． （1）若0a >，证明：()f x 在定义域内是增函数；（2）若()f x 在[1,e]上的最小值为32，求a 的值．4．（2021年全国高考甲卷数学（理）试题）已知0a >且1a ≠，函数()(0)ax x f x x a=>．（1）当2a =时，求()f x 的单调区间； （2）若曲线()y f x =与直线1y =有且仅有两个交点，求a 的取值范围．5．（2021年全国新高考Ⅰ卷数学试题）已知函数()()1ln f x x x =-. （1）讨论()f x 的单调性；（2）设a ，b 为两个不相等的正数，且ln ln b a a b a b -=-，证明：112e a b<+<. 6．（2020年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标Ⅲ））设函数3()f x x bx c =++，曲线()y f x =在点(12，f (12))处的切线与y 轴垂直． （1）求b ．（2）若()f x 有一个绝对值不大于1的零点，证明：()f x 所有零点的绝对值都不大于1． 7．（2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标1卷精编版））已知函数2()(2)(1)x f x x e a x =-+-有两个零点.（Ⅰ）求a 的取值范围；（Ⅱ）设x 1，x 2是()f x 的两个零点，证明：122x x +<.8．（2020年新高考全国卷Ⅰ数学高考试题（山东））已知函数1()e ln ln x f x a x a -=-+． （1）当a e =时，求曲线y =f （x ）在点（1，f （1））处的切线与两坐标轴围成的三角形的面积；（2）若f （x ）≥1，求a 的取值范围．9．（2019年全国统一高考数学试卷（理科）（新课标Ⅱ））已知函数()11ln x f x x x -=-+.（1）讨论f (x )的单调性，并证明f (x )有且仅有两个零点；（2）设x 0是f (x )的一个零点，证明曲线y =ln x 在点A (x 0，ln x 0)处的切线也是曲线e x y =的切线.10．（2021·广西玉林·模拟预测（理））已知函数321()23f x x ax =-+，a ∈R ．（1）求()f x 的单调区间；（2）令1a =，记函数()f x 图象上的极大值和极小值对应的点分别为M ，N ，试判断线段MN 与曲线()f x 是否存在异于M ，N 的公共点，若存在，请确定公共点坐标；若不存在，请说明理由．11．（2018年全国卷Ⅲ理数高考试题）已知函数()()()22ln 12f x x ax x x =+++-．（1）若0a =，证明：当10x -<<时，()0f x <；当0x >时，()0f x >； （2）若0x =是()f x 的极大值点，求a ．12．（17年全国3卷）已知函数()1ln f x x a x =--． （1）若()0f x ≥，求a 的值；（2）设m 为整数，且对于任意正整数n ，2111(1)(1)(1)222nm +++<，求m 的最小值． 13．（2017年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标2卷精编版））已知函数()2ln ,f x ax ax x x =--且()0f x ≥.（1）求a ；（2）证明：()f x 存在唯一的极大值点0x ，且()2202e f x --<<.14．（2016年全国普通高等学校招生统一考试理科数学（新课标3卷精编版））设函数()cos 2(1)(cos 1)f x x x αα=+-+，其中α＞0，记 ()f x 的最大值为A ．（Ⅰ）求()'f x ；（Ⅱ）求A ；（Ⅲ）证明()2f x A '≤.15．（2021·河南·模拟预测（理））已知函数()()1e xf x x x =-+.（1）判断()f x 的单调性.（2）证明：()()322e e e 2e f x x x x ≥-++-.16．（2021·云南红河·模拟预测（理））已知函数()1log 2ln a f x x x x a ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭（a 为常数，0a >且1a ≠）.（1）求函数()f x 的单调区间；（2）当a e =时，若()()2132g x f x mx x =-+有两个极值点1x ，2x ，证明：12ln ln 0x x +>.17．（2022·全国·模拟预测）已知函数2()ln 22(1)(0)f x x ax a x a =+++≠. （1）讨论函数()f x 的极值；（2）当0a <时，证明：[()2]1a f x +≥-恒成立.18．（2021·河北衡水中学模拟预测）已知函数()(1)ln f x a x b x =-+的图象在(1,(1))f 处的切线为1y x =-.（1）若函数1()()1x g x f x x +=--，求函数()g x 的单调区间； （2）设函数()e x h x =图象上存在一点()()00,M x h x 处的切线为直线l ，若直线l 也是曲线()y f x =((1,))x ∈+∞的切线，证明：实数0x 存在，且唯一.19．（2021·四川成都·一模（理））已知函数()sin 2,f x x ax a R =-∈. （1）a ≥12时，求函数f （x ）在区间[0，π]上的最值；（2）若关于x 的不等式f （x ）≤ax cos x 在区间（0，+∞）上恒成立，求a 的取值范围. 20．（2021·四川·内江市教育科学研究所一模（理））已知a ，b ∈R ，函数()322f x ax bx x =+-+．（1）若函数()f x 在点()1,1处的切线与x 轴平行，求a ，b 的值；（2）3b a =，过点()0,0可以作曲线()y f x =的三条切线，求实数a 的取值范围．。
高考数学真题专题(理数)离散型随机变量的分布列、期望与方差
专题十一 概率与统计第三十五讲离散型随机变量的分布列、期望与方差2019年1.（2019天津理16）设甲、乙两位同学上学期间，每天7：30之前到校的概率均为23.假定甲、乙两位同学到校情况互不影响，且任一同学每天到校情况相互独立.（Ⅰ）用X 表示甲同学上学期间的三天中7：30之前到校的天数，求随机变量X 的分布列和数学期望；（Ⅱ）设M 为事件“上学期间的三天中，甲同学在7：30之前到校的天数比乙同学在7：30之前到校的天数恰好多2”，求事件M 发生的概率.2．（2019全国I 理21）为了治疗某种疾病，研制了甲、乙两种新药，希望知道哪种新药更有效，为此进行动物试验．试验方案如下：每一轮选取两只白鼠对药效进行对比试验．对于两只白鼠，随机选一只施以甲药，另一只施以乙药．一轮的治疗结果得出后，再安排下一轮试验．当其中一种药治愈的白鼠比另一种药治愈的白鼠多4只时，就停止试验，并认为治愈只数多的药更有效．为了方便描述问题，约定：对于每轮试验，若施以甲药的白鼠治愈且施以乙药的白鼠未治愈则甲药得1分，乙药得1-分；若施以乙药的白鼠治愈且施以甲药的白鼠未治愈则乙药得1分，甲药得1-分；若都治愈或都未治愈则两种药均得0分．甲、乙两种药的治愈率分别记为α和β，一轮试验中甲药的得分记为X ．（1）求X 的分布列；（2）若甲药、乙药在试验开始时都赋予4分，(0,1,,8)i p i =表示“甲药的累计得分为i 时，最终认为甲药比乙药更有效”的概率，则00p =，81p =，11i i i i p ap bp cp -+=++(1,2,,7)i =，其中(1)a P X ==-，(0)b P X ==，(1)c P X ==．假设0.5α=，0.8β=．(i)证明：1{}i i p p +-(0,1,2,,7)i =为等比数列；(ii)求4p ，并根据4p 的值解释这种试验方案的合理性．3.（2019北京理17）改革开放以来，人们的支付方式发生了巨大转变。