高考数学二轮复习 第一部分 板块(二)系统热门考点——以点带面(十八)妙用判别 玩转方程课件 文
2019高考理科数学通用版3维2轮专题复习教学案:第2部分 板块(2) 系统热门考点——以点带面 Word版含解析-

[速解技法——学一招]函数性质主要指函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性,要深刻理解并加以巧妙地运用.以对称性为例,若函数f (x )满足f (a +x )=f (b -x ),则函数图象关于直线x =a +b2对称;若函数f (x )满足f (a +x )+f (b -x )=c ,则函数图象关于点⎝⎛⎭⎫a +b 2,c 2对称.[例1] 定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -2)=-f (x ),且在[0,1]上是增函数,则有( ) A .f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫32 B .f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫32 C .f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫32<f ⎝⎛⎭⎫-14 D .f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫32<f ⎝⎛⎭⎫14 [解析] 选B 由题设知f (x )=-f (x -2)=f (2-x ),所以函数f (x )的图象关于直线x =1对称.由于奇函数f (x )在[0,1]上是增函数,故f (x )在[-1,0]上也是增函数, 综上,函数f (x )在[-1,1]上是增函数,在[1,3]上是减函数. 又f ⎝⎛⎭⎫32=f ⎝⎛⎭⎫2-32=f ⎝⎛⎭⎫12, 所以f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫12=f ⎝⎛⎭⎫32. [例2] 已知函数f (x )=x 3+sin x 的定义域为[-1,1],若f (log 2m )<f (log 4(m +2))成立,则实数m 的取值范围为________.[解析] 由f (x )=x 3+sin x 的定义域为[-1,1], 易知f (x )在[-1,1]上单调递增, 由f (log 2m )<f (log 4(m +2)),可得⎩⎪⎨⎪⎧-1≤log 2m ≤1,-1≤log 4(m +2)≤1,log 2m <log 4(m +2),m >0,m +2>0,解得⎩⎪⎨⎪⎧12≤m ≤2,-74≤m ≤2,0<m <2,m >0,m >-2,故12≤m <2. 综上可知,实数m 的取值范围为⎣⎡⎭⎫12,2. [答案] ⎣⎡⎭⎫12,2[经典好题——练一手]1.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (2+x )=-f (2-x ),当x <2时,f (x )单调递增,如果x 1+x 2<4,且(x 1-2)·(x 2-2)<0,则f (x 1)+f (x 2)的值为( )A .可正可负B .可能为0C .恒大于0D .恒小于0解析:选D 由f (2+x )=-f (2-x )可知,函数图象关于点(2,0)中心对称.因为x <2时,f (x )单调递增,所以x >2时,f (x )单调递增.因为x 1+x 2<4且(x 1-2)·(x 2-2)<0,设x 1<2<x 2,则x 2<4-x 1,所以f (x 2)<f (4-x 1).又因为f (4-x 1)=-f (x 1),所以f (x 2)<-f (x 1),即f (x 1)+f (x 2)<0.2.已知定义在R 上的函数f (x )=2|x-m |-1(m 为实数)为偶函数,记a =f (log 0.53),b =f (log 25),c =f (2m ),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .a <c <bC .c <a <bD .c <b <a解析:选C 由函数f (x )=2|x-m |-1为偶函数可知,m =0,故f (x )=2|x |-1.当x >0时,f (x )为增函数,log 0.53=-log 23,∴log 25>|-log 0.53|>0.∴b =f (log 25)>a =f (log 0.53)>c =f (2m ).3.已知y =f (x )+x 2是奇函数,且f (1)=1.若g (x )=f (x )+2,则g (-1)=________. 解析:由题意得g (-1)=f (-1)+2.又f (-1)+(-1)2=-[f (1)+12]=-2,所以f (-1)=-3.故f (-1)+2=-3+2=-1,即g (-1)=-1. 答案:-14.函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且满足f (x +2)=f (x ).当x ∈[0,1]时,f (x )=2x .若在区间[-2,3]上方程ax +2a -f (x )=0恰有四个不相等的实数根,则实数a 的取值范围是________.解析:由f (x +2)=f (x ),得函数的周期是2.由ax +2a -f (x )=0, 得f (x )=ax +2A .设y =f (x ),则y =ax +2a ,作出函数y =f (x ),y =ax +2a 的图象,如图.要使方程ax +2a -f (x )=0恰有四个不相等的实数根,则直线y =ax +2a =a (x +2)的斜率满足k AH <a <k AG ,由题意可知,G (1,2),H (3,2),A (-2,0), 所以k AH =25,k AG =23,所以25<a <23.答案:⎝⎛⎭⎫25,23[常用结论——记一番]1.函数的单调性 在公共定义域内:(1)若函数f (x )是增函数,函数g (x )是增函数,则f (x )+g (x )是增函数; (2)若函数f (x )是减函数,函数g (x )是减函数,则f (x )+g (x )是减函数; (3)若函数f (x )是增函数,函数g (x )是减函数,则f (x )-g (x )是增函数; (4)若函数f (x )是减函数,函数g (x )是增函数,则f (x )-g (x )是减函数. [提示] 在利用函数单调性解不等式时,易忽略函数定义域这一限制条件. 2.函数的奇偶性(1)判断函数的奇偶性有时可以用定义的等价形式:f (x )±f (-x )=0,f (x )f (-x )=±1;(2)设f (x ),g (x )的定义域分别是D 1,D 2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.3.有关函数f (x )周期性的常用结论:(1)若f (x +a )=f (x -a ),则函数f (x )的周期为2|a |; (2)若f (x +a )=-f (x ),则函数f (x )的周期为2|a |;(3)若f (x +a )=1f (x ),则函数f (x )的周期为2|a |; (4)若f (x +a )=-1f (x ),则函数f (x )的周期为2|a |. (二)最值函数 大显身手 [速解技法——学一招][例1] 对于任意x ∈R ,函数f (x )表示y =-x +3,y =32x +12,y =x 2-4x +3中的最大者,则f (x )的最小值是( )A .2B .3C .8D .-1[解析] 选A 如图,分别画出函数y =-x +3,y =32x +12,y =x 2-4x +3的图象,得到三个交点A (0,3),B (1,2),C (5,8). 由图象可得函数f (x )的表达式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3,x ≤0,-x +3,0<x ≤1,32x +12,1<x ≤5,x 2-4x +3,x >5,所以f (x )的图象是图中的实线部分,图象的最低点是B (1,2),所以函数f (x )的最小值是2.[例2] 已知函数f (x )=x 2-x +m -12,g (x )=-log 2x ,min{m ,n }表示m ,n 中的最小值,设函数h (x )=min{f (x ),g (x )}(x >0),则当函数h(x )有三个零点时,实数m 的取值范围为( )A .⎝⎛⎭⎫0,34 B .⎝⎛⎦⎤-∞,34 C .⎝⎛⎭⎫12,34D .⎝⎛⎭⎫12,+∞[解析] 选C 在同一直角坐标系中,作出函数y =f (x )和y =g (x )的图象如图所示.当两函数图象交于点A (1,0)时,即有1-1+m -12=0,解得m =12,所以当函数h (x )有三个零点时, 即为点A 和y =f (x )与x 轴的两个交点, 若满足条件,则需⎩⎪⎨⎪⎧f (0)>0,f ⎝⎛⎭⎫12<0,f (1)>0,解得12<m <34.所以实数m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,34.[经典好题——练一手]1.设a ,b 为平面向量,则( ) A .min{|a +b |,|a -b |}≤min{|a |,|b |} B .min{|a +b |,|a -b |}≥min{|a |,|b |} C .max{|a +b |2,|a -b |2}≤|a |2+|b |2 D .max{|a +b |2,|a -b |2}≥|a |2+|b |2解析:选D max{|a +b |2,|a -b |2}≥|a +b |2+|a -b |22=|a |2+|b |2,故选D.2.(2017·兰州模拟)记max{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥bb ,a <b ,已知向量a ,b ,c 满足|a |=1,|b |=2,a ·b =0,c =λa +μb (λ≥0,μ≥0,且λ+μ=1),则当max{c ·a ,c ·b }取最小值时,|c |=( )A .255B .223C .1D .52解析:选A 如图,设OA ―→=a ,OB ―→=b , 则a =(1,0),b =(0,2),∵λ≥0,μ≥0,λ+μ=1,∴0≤λ≤1. 又c =λa +μb ,∴c ·a =(λa +b -λb )·a =λ; c ·b =(λa +b -λb )·b =4-4λ. 由λ=4-4λ,得λ=45.∴max{c ·a ,c ·b }=⎩⎨⎧λ,45≤λ≤1,4-4λ,0≤λ<45.令f (λ)=⎩⎨⎧λ,45≤λ≤1,4-4λ,0≤λ<45.则f (λ)∈⎣⎡⎦⎤45,4.∴f (λ)min =45,此时λ=45,μ=15,∴c =45a +15b =⎝⎛⎭⎫45,25. ∴|c |=⎝⎛⎭⎫452+⎝⎛⎭⎫252=255. 3.设x ,y 为实数,且5x 2+4y 2=10x ,则x 2+y 2的最大值为________. 解析:法一:5x 2+4y 2=10x ⇒4y 2=10x -5x 2≥0⇒0≤x ≤2. 4(x 2+y 2)=10x -x 2=25-(5-x )2≤25-9=16⇒x 2+y 2≤4. 法二:5x 2-4y 2=10x ⇒(x -1)2+45y 2=1,令x -1=sin θ,255y =cos θ,θ∈[0,2π], 则x 2+y 2=(sin θ+1)2+⎝⎛⎭⎫52cos θ2 =94-14(sin θ-4)2+4, ∵-1≤sin θ≤1,∴当sin θ=1时,x 2+y 2取得最大值,即(x 2+y 2)max =4. 答案:4(三)应用导数 开阔思路 [速解技法——学一招]1.函数的单调性与导数的关系 ①f ′(x )>0⇒f (x )为增函数; ②f ′(x )<0⇒f (x )为减函数; ③f ′(x )=0⇒f (x )为常数函数. 2.求函数f (x )极值的方法求函数的极值应先确定函数的定义域,解方程f ′(x )=0,再判断f ′(x )=0的根是否是极值点,可通过列表的形式进行分析,若遇极值点含参数不能比较大小时,则需分类讨论.[例1] 若函数f (x )=2sin x (x ∈[0,π))的图象在切点P 处的切线平行于函数g (x )=2x⎝⎛⎭⎫x 3+1的图象在切点Q 处的切线,则直线PQ 的斜率为( ) A .83B .2C .73D .33[解析] 选A 由题意得f ′(x )=2cos x ,g ′(x )=x 12+x -12.设P (x 1,f (x 1)),Q (x 2,g (x 2)),又f ′(x 1)=g ′(x 2),即2cos x 1=x 122+x -122,故4cos 2x 1=x 2+x -12+2,所以-4+4cos 2x 1=x 2+x -12-2,即-4sin 2x 1=(x 122-x -122)2,所以sin x 1=0,x 1=0,x 122=x -122,x 2=1,故P (0,0),Q ⎝⎛⎭⎫1,83,故k PQ =83.[例2] 已知函数f (x )(x ∈R)满足f (1)=1,且f (x )的导数f ′(x )<12,则不等式f (x 2)<x 22+12的解集为________.[解析] 设F (x )=f (x )-12x ,∴F ′(x )=f ′(x )-12,∵f ′(x )<12,∴F ′(x )=f ′(x )-12<0,即函数F (x )在R 上单调递减.∵f (x 2)<x 22+12,∴f (x 2)-x 22<f (1)-12,∴F (x 2)<F (1),而函数F (x )在R 上单调递减,∴x 2>1,即x ∈(-∞,-1)∪(1,+∞).[答案] (-∞,-1)∪(1,+∞)[例3] 已知函数f (x )=(ax +b )ln x -bx +3在(1,f (1))处的切线方程为y =2. (1)求a ,b 的值; (2)求函数f (x )的极值;(3)若g (x )=f (x )+kx 在(1,3)上是单调函数,求k 的取值范围. [解] (1)因为f (1)=-b +3=2,所以b =1.又f ′(x )=b x +a ln x +a -b =1x +a ln x +a -1,而函数f (x )在(1,f (1))处的切线方程为y =2, 所以f ′(1)=1+a -1=0,所以a =0.(2)由(1)得f (x )=ln x -x +3,f ′(x )=1x -1(x >0). 令f ′(x )=0,得x =1.当0<x <1时,f ′(x )>0;当x >1时,f ′(x )<0, 所以f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 故f (x )的极大值为f (1)=2,无极小值.(3)由g (x )=f (x )+kx ,得g (x )=ln x +(k -1)x +3(x >0),g ′(x )=1x +k -1, 又g (x )在x ∈(1,3)上是单调函数, 若g (x )为增函数,有g ′(x )≥0,即g ′(x )=1x +k -1≥0,即k ≥1-1x 在x ∈(1,3)上恒成立. 又1-1x ∈⎝⎛⎭⎫0,23,所以k ≥23. 若g (x )为减函数,有g ′(x )≤0,即g ′(x )=1x +k -1≤0,即k ≤1-1x 在x ∈(1,3)上恒成立, 又1-1x ∈⎝⎛⎭⎫0,23,所以k ≤0. 综上,k 的取值范围为(-∞,0]∪⎣⎡⎭⎫23,+∞.[经典好题——练一手]1.f (x )=x (2 016+ln x ),若f ′(x 0)=2 017,则x 0=( ) A .e 2 B .1 C .ln 2D .e解析:选B f ′(x )=2 016+ln x +x ·1x =2 017+ln x ,由f ′(x 0)=2 017,得2 017+ln x 0=2 017,所以ln x 0=0,解得x 0=1.2.定义:如果函数f (x )在[m ,n ]上存在x 1,x 2(m <x 1<x 2<n )满足f ′(x 1)=f (n )-f (m )n -m,f ′(x 2)=f (n )-f (m )n -m .则称函数f (x )是[m ,n ]上的“双中值函数”,已知函数f (x )=x 3-x 2+a 是[0,a ]上的“双中值函数”,则实数a 的取值范围是( )A .⎝⎛⎭⎫13,12B .⎝⎛⎭⎫32,3 C .⎝⎛⎭⎫12,1D .⎝⎛⎭⎫13,1解析:选C 因为f (x )=x 3-x 2+a ,所以f ′(x )=3x 2-2x 在区间[0,a ]上存在x 1,x 2(0<x 1<x 2<a ),满足f ′(x 1)=f ′(x 2)=f (a )-f (0)a -0=a 2-a ,所以方程3x 2-2x =a 2-a 在区间(0,a )上有两个不相等的实根.令g (x )=3x 2-2x -a 2+a (0<x <a ), 则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4-12(-a 2+a )>0,g (0)=-a 2+a >0,g (a )=2a 2-a >0,解得12<a <1,所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,1.3.已知函数f (x )=x 33-b 2x 2+ax +1(a >0,b >0),则函数g (x )=a ln x +f ′(x )a 在点(b ,g (b ))处的切线斜率的最小值是________.解析:因为f ′(x )=x 2-bx +a , 所以g (x )=a ln x +x 2-bxa +1. 所以g ′(x )=a x +2x -ba(x >0),因为a >0,b >0,则g ′(b )=a b +2b -b a =a b +ba ≥2,当且仅当a =b =1时取“=”,所以斜率的最小值为2. 答案:24.已知函数f (x )=(x +1)2ln(x +1)-x ,φ(x )=mx 2. (1)当m =12时,求函数g (x )=f (x )-φ(x )的极值;(2)当m =1且x ≥0时,证明:f (x )≥φ(x );(3)若x ≥0,f (x )≥φ(x )恒成立,求实数m 的取值范围. 解:(1)当m =12时,g (x )=f (x )-φ(x )=(x +1)2·ln(x +1)-x -x 22,x >-1,所以g ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(x +1)2·1x +1-1-x =2(x +1)ln(x +1).由⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,g ′(x )=0,解得x =0, 当x 变化时,g ′(x ),g (x )的变化情况如下表:所以函数g (x )的极小值为g (0)=0,无极大值.(2)证明:当m =1时,令p (x )=f (x )-φ(x )=(x +1)2·ln(x +1)-x -x 2(x ≥0), 所以p ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(x +1)2·1x +1-1-2x =2(x +1)ln(x +1)-x .设p ′(x )=G (x ),则G ′(x )=2ln(x +1)+1>0, 所以函数p ′(x )在[0,+∞)上单调递增, 所以p ′(x )≥p ′(0)=0,所以函数p (x )在[0,+∞)上单调递增, 所以p (x )≥p (0)=0. 所以f (x )≥φ(x ).(3)设h (x )=(x +1)2ln(x +1)-x -mx 2(x ≥0), 所以h ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+x -2mx .由(2)知当x ≥0时,(x +1)2ln(x +1)≥x 2+x =x (x +1), 所以(x +1)ln(x +1)≥x ,所以h ′(x )≥3x -2mx . ①当3-2m ≥0,即m ≤32时,h ′(x )≥0,所以h (x )在[0,+∞)上单调递增, 所以h (x )≥h (0)=0,满足题意. ②当3-2m <0,即m >32时,设H (x )=h ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(1-2m )x , 则H ′(x )=2ln(x +1)+3-2m , 令H ′(x )=0,得x 0=e 2m -32-1>0,故h ′(x )在[0,x 0)上单调递减,在[x 0,+∞)上单调递增.当x ∈[0,x 0)时,h ′(x )<h ′(0)=0, 所以h (x )在[0,x 0)上单调递减, 所以h (x )<h (0)=0,不满足题意. 综上,实数m 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,32. [常用结论——记一番]1.函数极值的判别的易错点(1)可导函数极值点的导数为0,但导数为0的点不一定是极值点,如函数f (x )=x 3,f ′(0)=0,但x =0不是极值点.(2)极值点不是一个点,而是一个数x 0,当x =x 0时,函数取得极值.在x 0处有f ′(x 0)=0是函数f (x )在x 0处取得极值的必要不充分条件.2.函数最值的判别方法(1)求函数f (x )在闭区间[a ,b ]上最值的关键是求出f ′(x )=0的根的函数值,再与f (a ),f (b )作比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.(2)求函数f (x )在非闭区间上的最值,只需利用导数法判断函数f (x )的单调性,即可得结论.(四)三角问题 重在三变[速解技法——学一招]“三变”是指变角、变数与变式.(1)变角如2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β.(2)变数特别是“1”的代换,1=sin 2θ+cos 2θ=tan 45°等.(3)变式cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2.tan α±tan β=tan (α±β)(1∓tan αtan β),sin 2α=2sin αcos α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan αtan 2α+1;cos 2α=cos 2α-sin 2α=cos 2α-sin 2αsin 2α+cos 2α=1-tan 2αtan 2α+1.[例1] 对于锐角α,若sin ⎝⎛⎭⎫α-π12=35,则cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=( ) A .2425B .38C .28D .-2425[解析] 选D 由α为锐角,且sin ⎝⎛⎭⎫α-π12=35, 可得cos ⎝⎛⎭⎫α-π12=45, 所以cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=sin ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫2α+π3 =sin ⎝⎛⎭⎫π6-2α=-2sin ⎝⎛⎭⎫α-π12cos ⎝⎛⎭⎫α-π12 =-2×35×45=-2425.[例2] 若sin 2α=55,sin(β-α)=1010,且α∈⎣⎡⎦⎤π4,π,β∈⎣⎡⎦⎤π,3π2,则α+β的值是( )A .7π4B .9π4C .5π4或7π4D .5π4或9π4[解析] 选A 因为α∈⎣⎡⎦⎤π4,π,所以2α∈⎣⎡⎦⎤π2,2π, 又sin 2α=55,故2α∈⎣⎡⎦⎤π2,π,α∈⎣⎡⎦⎤π4,π2, 所以cos 2α=-255. 又β∈⎣⎡⎦⎤π,3π2,故β-α∈⎣⎡⎦⎤π2,5π4, 于是cos(β-α)=-31010,所以cos(α+β)=cos[2α+(β-α)] =cos 2αcos(β-α)-sin 2αsin(β-α) =-255×⎝⎛⎭⎫-31010-55×1010=22,且α+β∈⎣⎡⎦⎤5π4,2π,故α+β=7π4. [经典好题——练一手]1.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴正半轴重合,终边在直线y =2x 上,则sin ⎝⎛⎭⎫2θ+π4的值为( ) A .-7210 B .7210C .-210D .210解析:选D 由题意可得tan θ=2,cos θ=±55,所以tan 2θ=2tan θ1-tan 2θ=-43,cos 2θ=2cos 2θ-1=-35, 所以sin 2θ=cos 2θ·tan 2θ=45,所以sin ⎝⎛⎭⎫2θ+π4=22(sin 2θ+cos 2θ)=22×⎝⎛⎭⎫45-35=210. 2.(2017·沈阳质检)已知f (x )=2sin 2x +2sin x cos x ,则f (x )的最小正周期和一个单调递减区间分别为( )A .2π,⎣⎡⎦⎤3π8,7π8 B .π,⎣⎡⎦⎤3π8,7π8 C .2π,⎣⎡⎦⎤-π8,3π8 D .π,⎣⎡⎦⎤-π8,3π8 解析:选B ∵f (x )=2sin 2x +2sin x cos x =1-cos 2x +sin 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4+1,∴T =2π2=π,由π2+2k π≤2x -π4≤3π2+2k π(k ∈Z),得3π8+k π≤x ≤7π8+k π(k ∈Z),令k =0得f (x )在⎣⎡⎦⎤3π8,7π8上单调递减.3.已知α为锐角,若sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=35,则cos ⎝⎛⎭⎫2α-π6=________. 解析:cos ⎝⎛⎭⎫2α-π6=cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3-π2=sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫α+π6=2sin ⎝⎛⎭⎫α+π6cos ⎝⎛⎭⎫α+π6,因为α为锐角,sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=35<32,所以π6<α+π6<π3,故cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=45,所以cos ⎝⎛⎭⎫2α-π6=2×35×45=2425. 答案:24254.若0<α<π2,0<β<π2,sin ⎝⎛⎭⎫π3-α=35,cos ⎝⎛⎭⎫β2-π3=255,则cos ⎝⎛⎭⎫β2-α的值为________. 解析:由题易知-π6<π3-α<π3,-π3<β2-π3<-π12,所以cos ⎝⎛⎭⎫π3-α=1-⎝⎛⎭⎫352=45,sin ⎝⎛⎭⎫β2-π3=-1-⎝⎛⎭⎫2552=-55,所以cos ⎝⎛⎭⎫β2-α=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π3-α+⎝⎛⎭⎫β2-π3=45×255+35×55=11525. 答案:11525[常用结论——记一番]三角公式中常用的变形:(1)对于含有sin α±cos α,sin αcos α的问题,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,建立sin α±cos α与sin αcos α的关系.(2)对于含有sin α,cos α的齐次式⎝ ⎛如sin α+cos αsin α-cos α,)sin αcos α,利用tan α=sin αcos α转化为含tan α的式子. (3)对于形如cos 2α+sin α与cos 2α+sin αcos α的变形,前者用平方关系sin 2α+cos 2α=1化为二次型函数,而后者用降幂公式化为一个角的三角函数.(4)含tan α+tan β与tan αtan β时考虑tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β.(五)正弦余弦 相得益彰 [速解技法——学一招] 三角函数求值的解题策略(1)寻求角与角关系的特殊性,化非特殊角为特殊角,熟练准确地应用公式; (2)注意切化弦、异角化同角、异名化同名、角的变换等常规技巧的运用;(3)对于条件求值问题,要认真寻找条件和结论的关系,寻找解题的突破口,对于很难入手的问题,可利用分析法.(4)求角的大小,应注意角的范围.[例1] (2017·福州质检)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且c tan C =3(a cos B +b cos A ).(1)求角C ;(2)若c =23,求△ABC 面积的最大值. [解] (1)∵c tan C =3(a cos B +b cos A ), ∴sin C tan C =3(sin A cos B +sin B cos A ), ∴sin C tan C =3sin(A +B )=3sin C , ∵0<C <π,∴sin C ≠0, ∴tan C =3,∴C =60°. (2)∵c =23,C =60°,由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C , 得12=a 2+b 2-ab ≥2ab -ab , ∴ab ≤12,∴S △ABC =12ab sin C ≤33,当且仅当a =b =23时取“=”, 所以△ABC 的面积的最大值为3 3.[例2] 已知向量m =(2sin ωx ,cos 2ωx -sin 2ωx ),n =(3cos ωx,1),其中ω>0,x ∈R.函数f (x )=m ·n 的最小正周期为π.(1)求ω的值;(2)在△ABC 中,若f (B )=-2,BC =3,sin B =3sin A ,求BA ―→·BC ―→的值. [解] (1)f (x )=m ·n =23sin ωx cos ωx +cos 2ωx -sin 2ωx =3sin 2ωx +cos 2ωx =2sin ⎝⎛⎫2ωx +π6. 因为f (x )的最小正周期为π,所以T =2π2|ω|=π. 因为ω>0,所以ω=1.(2)设△ABC 中内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,C . 因为f (B )=-2,所以2sin ⎝⎛⎭⎫2B +π6=-2, 即sin ⎝⎛⎭⎫2B +π6=-1,得B =2π3. 因为BC =3,所以a = 3.因为sin B =3sin A ,所以b =3a ,得b =3. 由正弦定理有3sin A =3sin 2π3,解得sin A =12.因为0<A <π3,所以A =π6.得C =π6,c =a = 3.所以BA ―→·BC ―→=ca cos B =3×3×cos 2π3=-32.[经典好题——练一手]1.已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A cos B =ba=2,则该三角形的形状是( )A .直角三角形B .等腰三角形C .等边三角形D .钝角三角形解析:选A 因为cos A cos B =b a ,由正弦定理得cos A cos B =sin B sin A ,所以sin 2A =sin 2B .由ba =2,可知a ≠b ,所以A ≠B .又A ,B ∈(0,π),所以2A =180°-2B ,即A +B =90°,所以C =90°,于是△ABC 是直角三角形.故选A .2.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a cos C +c cos A =2b sin A ,则A 的值为( )A .5π6B .π6C .2π3D .π6或5π6解析:选D 由a cos C +c cos A =2b sin A 结合正弦定理可得sin A cos C +sin C cos A =2sin B sin A ,即sin(A +C )=2sin B sin A ,故sin B =2sin B sin A .又sin B ≠0,可得sin A =12,故A =π6或5π6.3.非直角△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知c =1,C =π3.若sin C+sin(A -B )=3sin 2B ,则△ABC 的面积为( )A .1534B .154C .2134或36D .3328解析:选D 因为sin C +sin(A -B )=sin(A +B )+sin(A -B )=2sin A cos B =6sin B cos B ,因为△ABC 非直角三角形,所以cos B ≠0, 所以sin A =3sin B ,即a =3b .又c =1,C =π3,由余弦定理得a 2+b 2-ab =1,结合a =3b ,可得b 2=17,所以S △ABC =12ab sin C =32b 2sin π3=3328.4.(2017·陕西质检)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,面积为S ,已知2a cos 2C 2+2c cos 2A 2=52b .(1)求证:2(a +c )=3b ; (2)若cos B =14,S =15,求b .解:(1)证明:由已知得, a (1+cos C )+c (1+cos A )=52b .在△ABC 中,由余弦定理,得a cos C +c cos A =a ·a 2+b 2-c 22ab +c ·b 2+c 2-a 22bc =2b 22b =b .∴a +c =32b ,即2(a +c )=3b .(2)∵cos B =14,∴sin B =154.∵S =12ac sin B =158ac =15,∴ac =8.又b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(a +c )2-2ac (1+cos B ), 2(a +c )=3b ,∴b 2=9b 24-16×⎝⎛⎭⎫1+14,解得b 2=16, ∴b =4.[常用结论——记一番]1.解三角形中常用结论:(1)三角形中正弦、余弦、正切满足的关系式有:a sin A =b sin B =csin C=2R ,c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C ,a >b ⇔A >B ⇔sin A >sin B ⇔cos A <cos B .(2)三角形形状判断(一般用余弦定理): 直角三角形⇔a 2+b 2=c 2;锐角三角形⇔a 2+b 2>c 2(c 为最大边); 钝角三角形⇔a 2+b 2<c 2(c 为最大边). (3)在锐角三角形ABC 中: ①A +B >π2,C +B >π2,A +C >π2;②任意角的正弦值都大于其他角的余弦值.(4)在△ABC 中,A ,B ,C 成等差数列⇔B =60°;在△ABC 中,A ,B ,C 成等差数列,且a ,b ,c 成等比数列⇔三角形为等边三角形.2.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,其面积为S . (1)S =12ah a =12bh b =12ch c (h a ,h b ,h c 分别表示a ,b ,c 边上的高).(2)S =12ab sin C =12bc sin A =12ca sin B .(3)S =12r (a +b +c )(r 为三角形ABC 内切圆的半径).(六)向量小题 三招搞定 [速解技法——学一招]解决与向量有关的小题,一般用三招,即“构图、分解、建系”,就能突破难点,顺利解决问题.[例1] 已知AB ―→·BC ―→=0,|AB ―→|=1,|BC ―→|=2,AD ―→·DC ―→=0,则|BD ―→|的最大值为( ) A .255B .2C . 5D .2 5[解析] 选C 由AB ―→·BC ―→=0可知,AB ―→⊥BC ―→.故以B 为坐标原点,分别以BA ,BC 所在的直线为x 轴,y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,则由题意,可得B (0,0),A (1,0),C (0,2).设D (x ,y ),则AD ―→=(x -1,y ),DC ―→=(-x,2-y ). 由AD ―→·DC ―→=0,可得(x -1)(-x )+y (2-y )=0, 整理得⎝⎛⎭⎫x -122+(y -1)2=54. 所以点D 在以E ⎝⎛⎭⎫12,1为圆心,半径r =52的圆上. 因为|BD ―→|表示B ,D 两点间的距离, 而|EB ―→|=52,所以|BD ―→|的最大值为|EB ―→|+r =52+52= 5.[例2] 已知点C 为线段AB 上一点,P 为直线AB 外一点,PC 是∠APB 的平分线,I 为PC 上一点,满足BI ―→=BA ―→+λAC ―→⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC―→|+AP ―→|AP ―→|(λ>0),|PA ―→|-|PB ―→|=4,|PA ―→-PB ―→|=10,则BI ―→·BA―→| BA ―→|的值为( )A .2B .3C .4D .5[解析] 选B因为|PA ―→-PB ―→|=|BA ―→|=10,PC 是∠APB 的平分线,又BI ―→=BA ―→+λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC―→|+AP ―→|AP ―→|(λ>0),即AI ―→=λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC―→|+AP ―→|AP ―→|, 所以I 在∠BAP 的平分线上, 由此得I 是△ABP 的内心.如图,过I 作IH ⊥AB 于H ,以I 为圆心,IH 为半径作△PAB 的内切圆,分别切PA ,PB 于E ,F ,因为|PA ―→|-|PB ―→|=4,|PA ―→-PB ―→|=10, |BH ―→|=|FB ―→|=12(|PB ―→|+|AB ―→|-|PA ―→|)=12[|AB ―→|-(|PA ―→|-|PB ―→|)]=3. 在Rt △BIH 中,cos ∠IBH =|BH ―→||BI ―→|,所以BI ―→·BA ―→|BA ―→|=|BI ―→|cos ∠IBH =|BH ―→|=3.[经典好题——练一手]1.(2017·宝鸡质检)在等腰直角△ABC 中,∠ABC =90°,|AB |=|BC |=2,M ,N (不与A ,C 重合)为AC 边上的两个动点,且满足|MN ―→|=2,则BM ―→·BN ―→的取值范围为( )A .⎣⎡⎦⎤32,2 B .⎝⎛⎭⎫32,2 C .⎣⎡⎭⎫32,2D .⎣⎡⎭⎫32,+∞ 解析:选C 以等腰直角三角形的直角边BC 为x 轴,BA 为y 轴,建立平面直角坐标系如图所示,则B (0,0),直线AC 的方程为x +y =2.设M (a,2-a ),0<a <1,N (b,2-b ),∵MN =2,∴(a -b )2+(2-a -2+b )2=2, 即(a -b )2=1,解得b =a +1或b =a -1(舍去), 则N (a +1,1-a ),∴BM ―→=(a,2-a ),BN ―→=(a +1,1-a ), ∴BM ―→·BN ―→=a (a +1)+(2-a )(1-a )=2a 2-2a +2=2⎝⎛⎫a -122+32, ∵0<a <1,∴当a =12时,BM ―→·BN ―→取得最小值32,又BM ―→·BN ―→<2,故BM ―→·BN ―→的取值范围为⎣⎡⎭⎫32,2.2.已知向量a ,b 满足a ·(a +2b )=0,|a |=|b |=1,且|c -a -2b |=1,则|c |的最大值为( ) A .2 B .4 C .5+1D .3+1解析:选D 设a =OA ―→,a +2b =OB ―→,c =OC ―→,且设点A 在x 轴上,则点B 在y 轴上,由|c -a -2b |=1,可知|c -(a +2b )|=|OC ―→-OB ―→|=|BC ―→|=1,所以点C 在以B 为圆心,1为半径的圆上,如图所示.法一:因为a ·(a +2b )=0,所以2a ·b =-|a |2.又|a |=|b |=1,所以|a +2b |=|a |2+4|b |2+4a ·b =4|b |2-|a |2=3, 所以|c |max =|OB ―→|+1=|a +2b |+1=3+1. 法二:连接AB ,因为OB ―→=OA ―→+AB ―→=a +2b , 所以AB ―→=2b .因为|a |=|b |=1,所以|AB ―→|=2,|OA ―→|=1, 所以|OB ―→|=|AB ―→|2-|OA ―→|2=3,所以|c |max =|OB ―→|+1=3+1.3.(2017·福州质检)正方形ABCD 中,E 为BC 的中点,向量AE ―→,BD ―→的夹角为θ,则cos θ=________.解析:法一:设正方形的边长为a , 则|AE ―→|=52a ,|BD ―→|=2a ,又AE ―→·BD ―→=⎝⎛⎭⎫AB ―→+12AD ―→·(AD ―→-AB ―→) =12AD ―→2-AB ―→2+12AD ―→·AB ―→=-12a 2,所以cos θ=AE ―→·BD ―→|AE ―→|·|BD ―→|=-12a 25a 2·2a=-1010.法二:设正方形的边长为2,建立如图所示的平面直角坐标系.则A (0,0),B (2,0),D (0,2),E (2,1), ∴AE ―→=(2,1),BD ―→=(-2,2), ∴AE ―→·BD ―→=2×(-2)+1×2=-2, 所以cos θ=AE ―→·BD ―→| AE ―→|·|BD ―→|=-25×22=-1010. 答案:-10104.在Rt △ABC 中,D 是斜边AB 的中点,点P 为线段CD 的中点,则|PA |2+|PB |2|PC |2=________.解析:法一:(坐标法)将直角△ABC 放入直角坐标系中,如图. 设A (a,0),B (0,b ),a >0,b >0, 则D ⎝⎛⎭⎫a 2,b 2,P ⎝⎛⎭⎫a 4,b 4, 所以|PC |2=⎝⎛⎭⎫a 42+⎝⎛⎭⎫b 42=a 216+b 216,|PB |2=⎝⎛⎭⎫a 42+⎝⎛⎭⎫b 4-b 2=a 216+9b 216,|PA |2=⎝⎛⎭⎫a 4-a 2+⎝⎛⎭⎫b 42=9a 216+b 216,所以|PA |2+|PB |2=a 216+9b 216+9a 216+b 216=10⎝⎛⎭⎫a 216+b 216=10|PC |2,所以|PA |2+|PB |2|PC |2=10.法二:(特殊值法)令|AC |=|CB |=1,则|PC |=14|AB |=24,|PA |2=|PB |2=58,易得|PA |2+|PB |2|PC |2=10.答案:10[常用结论——记一番]1.在四边形ABCD 中:(1)AB ―→=DC ―→,则四边形ABCD 为平行四边形;(2)AB ―→=DC ―→且(AB ―→+AD ―→)·(AB ―→-AD ―→)=0,则四边形ABCD 为菱形; (3)AB ―→=DC ―→且|AB ―→+AD ―→|=|AB ―→-AD ―→|,则四边形ABCD 为矩形; (4)若AB ―→=λDC ―→(λ>0,λ≠1),则四边形ABCD 为梯形.2.设O 为△ABC 所在平面上一点,内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,则 (1)O 为△ABC 的外心⇔OA ―→2=OB ―→2=OC ―→2. (2)O 为△ABC 的重心⇔OA ―→+OB ―→+OC ―→=0.(3)O 为△ABC 的垂心⇔OA ―→·OB ―→=OB ―→·OC ―→=OC ―→·OA ―→. (4)O 为△ABC 的内心⇔a OA ―→+b OB ―→+c OC ―→=0. (5)O 为△ABC 的A 的旁心⇔a OA ―→=b OB ―→+c OC ―→.(七)玩转通项 搞定数列 [速解技法——学一招] 几种常见的数列类型及通项的求法(1)递推公式为a n +1=a n +f (n )解法:把原递推公式转化为a n +1-a n =f (n ),利用累加法(逐差相加法)求解. (2)递推公式为a n +1=f (n )a n解法:把原递推公式转化为a n +1a n =f (n ),利用累乘法(逐商相乘法)求解.(3)递推公式为a n +1=pa n +q解法:通过待定系数法,将原问题转化为特殊数列{a n +k }的形式求解. (4)递推公式为a n +1=pa n +f (n )解法:利用待定系数法,构造数列{b n },消去f (n )带来的差异. [例1] 已知数列{a n }满足a 1=23,a n +1=n n +1a n,求a n .[解] 由条件知a n +1a n=nn +1,分别令n =1,2,3,…,(n -1),代入上式得(n -1)个等式累乘,即a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a n a n -1=12×23×34×…×n -1n ⇒a n a 1=1n .又∵a 1=23,∴a n =23n .[例2] 已知数列{a n }的首项a 1=1,a n +1=a n2a n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前10项和.[解] 因为a n +1=a n2a n +1, 所以1a n +1=2a n +1a n =2+1a n ,即1a n +1-1a n=2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公差为2的等差数列,所以1a n =2n -1,所以a n =12n -1,而1a n a n +1=1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1,所以1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a 10a 11=12⎝⎛1-13+13-15+…+⎭⎫119-121=12⎝⎛⎭⎫1-121=1021. [经典好题——练一手]1.已知数列{a n }的首项a 1=2,且a n +1=a n +n +1,则数列{a n }的通项公式a n =( ) A .n (n -1)2B .n (n +1)2 C .n (n +1)2-1D .n (n +1)2+1 解析:选D 因为a n +1=a n +n +1, 所以a n +1-a n =n +1,分别把n =1,2,3,…,n -1代入上式,得到(n -1)个等式, a n -a n -1=(n -1)+1, a n -1-a n -2=(n -2)+1, a n -2-a n -3=(n -3)+1,…a 2-a 1=1+1. 又a 1=2=1+1,故将上述n 个式子相加得a n =[(n -1)+(n -2)+(n -3)+…+2+1]+n +1=[n +(n -1)+(n -2)+…+2+1]+1=n (n +1)2+1. 2.已知数列{a n }满足a 1=1,a n =12a n -1+1(n ≥2),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:由a n =12a n -1+1(n ≥2),得a n -2=12(a n -1-2),而a 1-2=1-2=-1,∴数列{a n -2}是首项为-1,公比为12的等比数列.∴a n -2=-⎝⎛⎭⎫12n -1,∴a n =2-⎝⎛⎭⎫12n -1. 答案:2-⎝⎛⎭⎫12n -13.设{a n }是首项为1的正项数列,且a 2n -a 2n -1-na n -na n -1=0(n ∈N *,n ≥2),则数列的通项公式a n =________.解析:由题设得(a n +a n -1)(a n -a n -1-n )=0, 由a n >0,a n -1>0知a n +a n -1>0,于是a n -a n -1=n ,所以a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+2+3+…+n =n (n +1)2. 答案:n (n +1)24.在数列{a n }中,已知a 1=-1,a n +1=2a n +4·3n -1,求通项公式a n . 解:原递推式可化为a n +1+λ·3n =2(a n +λ·3n -1),比较系数得λ=-4,即a n +1-4·3n =2(a n -4·3n -1),则数列{a n -4·3n -1}是首项为a 1-4·31-1=-5,公比为2的等比数列,故a n -4·3n -1=-5·2n -1,即a n =4·3n -1-5·2n -1.[常用结论——记一番]等差(比)数列的重要结论(1)数列{a n }是等差数列⇔数列{c a n }是等比数列;数列{a n }是等比数列,则数列{log a |a n |}是等差数列.(2){a n },{b n }是等差数列,S n ,T n 分别为它们的前n 项和,若b m ≠0,则a m b m=S 2m -1T 2m -1.(3)首项为正(或为负)递减(或递增)的等差数列前n 项和最大(或最小)问题转化为解不等式⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0⎝ ⎛⎭⎪⎫或⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0,也可化为二次型函数S n =An 2+Bn 来分析,注意n ∈N *. (4)等差(比)数列中,S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(各项均不为0)仍是等差(比)数列.(八)掌握规律 巧妙求和 [速解技法——学一招] 求数列的前n 项和的主要方法(1)公式法:对于等差数列或等比数列可用公式法.(2)裂项相消法:将数列的每一项分解为两项的差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而累加相消.(3)错位相减法:若{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,则对于数列{a n b n }的前n 项和可用错位相减法.(4)倒序相加法:如果一个数列{a n }与首末两端等“距离”的两项的和等于同一个常数,那么求这个数列前n 项和即可用倒序相加法.(5)分组求和法:将原数列分解成可用公式法求和的若干个数列. [例1] 已知等差数列{a n }中,2a 2+a 3+a 5=20,且前10项和S 10=100. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n ·2a n }的前n 项和.[解] (1)设等差数列{a n }的公差为d ,由已知得 ⎩⎪⎨⎪⎧2a 2+a 3+a 5=4a 1+8d =20,10a 1+10×92d =10a 1+45d =100,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2, 所以{a n }的通项公式为a n =1+2(n -1)=2n -1.(2)令b n =2a n ,由(1)可知a n ·b n =(2n -1)×22n -1,设T n 为数列{a n ·b n }的前n 项和,所以T n =1×21+3×23+5×25+…+(2n -3)×22n -3+(2n -1)×22n -1,①4T n =1×23+3×25+5×27+…+(2n -3)×22n -1+(2n -1)×22n +1,②①-②得:-3T n =2+2×(23+25+…+22n -1)-(2n -1)×22n +1,所以T n =2+2×(23+25+…+22n -1)-(2n -1)×22n +1-3=2+2×8(1-4n -1)1-4-(2n -1)×22n +1-3=-6+2×8(1-4n -1)+(6n -3)×22n +19=10+(6n -5)×22n +19.[例2] 已知数列{a n }满足a 1=12,a n +1=a 2n +a n ,b n =11+a n(n ∈N *),S n =b 1+b 2+…+b n ,P n =b 1b 2·…·b n ,求2P n +S n 的值.[解] 因为a 1=12,a n +1=a 2n +a n ,n ∈N *, 所以a n +1>a n >0,a n +1=a n (a n +1),所以b n =11+a n =a 2n a n a n +1=a n +1-a n a n a n +1=1a n -1a n +1.P n =b 1b 2·…·b n =a 1a 2·a 2a 3·…·a n a n +1=12a n +1,S n =b 1+b 2+…+b n =⎝⎛⎭⎫1a 1-1a 2+⎝⎛⎭⎫1a 2-1a 3+…+⎝⎛⎭⎫1a n -1a n +1=2-1a n +1, 故2P n +S n =1a n +1+⎝⎛⎭⎫2-1an +1=2.[经典好题——练一手]1.(2018届高三·湖南十校联考)数列112,314,518,7116,…的前n 项和S n =________.解析:利用分组求和法,可得S n =(1+3+5+…+2n -1)+⎝⎛⎭⎫12+122+…+12n =n 2+1-12n . 答案:n 2+1-12n2.(2017·武汉调研)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=9,a 2为整数,且S n ≤S 5,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前9项和为________.解析:设数列{a n }的公差为d ,由S n ≤S 5,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 5≥0,a 6≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d ≥0,a 1+5d ≤0,得-94≤d ≤-95,又a 2为整数,∴d =-2,a n =a 1+(n -1)×d =11-2n , 故1a n a n +1=1d ⎝⎛⎭⎫1a n -1a n +1, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前n 项和T n =1d ⎝⎛⎭⎫1a 1-1a 2+1a 2-1a 3+…+1a n -1a n +1=1d ⎝⎛⎭⎫1a 1-1a n +1, ∴T 9=-12×⎣⎡⎦⎤19-⎝⎛⎭⎫-19=-19. 答案:-193.(2018届高三·安徽名校阶段性测试)已知单调递增的等比数列{a n }满足a 2+a 3+a 4=28,且a 3+2是a 2,a 4的等差中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =a n +1·log 12a n ,求数列{b n }的前n 项和S n .解:(1)设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q . 依题意,有2(a 3+2)=a 2+a 4, 代入a 2+a 3+a 4=28,得a 3=8.因此a 2+a 4=20,即有⎩⎪⎨⎪⎧a 1q +a 1q 3=20,a 1q 2=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=2或⎩⎪⎨⎪⎧q =12,a 1=32,又数列{a n }单调递增,则⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=2,故a n =2n .(2)∵b n =2n +1·log 122n =-n ·2n +1,∴-S n =1×22+2×23+3×24+…+n ×2n +1,①-2S n =1×23+2×24+3×25+…+(n -1)×2n +1+n ×2n +2.②①-②,得S n =22+23+24+…+2n +1-n ·2n +2=4(1-2n )1-2-n ·2n +2=(1-n )2n +2-4.4.在等差数列{a n }中,a 2+a 7=-23,a 3+a 8=-29. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{a n +b n }是首项为1,公比为q 的等比数列,求{b n }的前n 项和S n . 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d . ∵a 3+a 8-(a 2+a 7)=2d =-6. ∴d =-3,∴a 2+a 7=2a 1+7d =-23,解得a 1=-1, ∴数列{a n }的通项公式为a n =-3n +2.(2)∵数列{a n +b n }是首项为1,公比为q 的等比数列, ∴a n +b n =q n -1,即-3n +2+b n =q n -1,∴b n =3n -2+q n -1.∴S n =[1+4+7+…+(3n -2)]+(1+q +q 2+…+q n -1)=n (3n -1)2+(1+q +q 2+…+q n-1),故当q =1时,S n =n (3n -1)2+n =3n 2+n2;当q ≠1时,S n =n (3n -1)2+1-q n1-q.[常用结论——记一番]常用裂项公式(1)1n (n +1)=1n -1n +1; (2)1n +1+n=n +1-n ;(3)a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1;(4)n (n +1)=13[n (n +1)(n +2)-(n -1)n (n +1)];(5)1n (n +1)(n +2)=12⎡⎦⎤1n (n +1)-1(n +1)(n +2);(6)(2n )2(2n -1)(2n +1)=1+12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1.(九)求得通项 何愁放缩 [速解技法——学一招]错误![例1] 已知数列{a n }满足a 1=8,(n +1)a n +1=(n +3)a n +8n +8, (1)求a n ; (2)求证:1a 1-1+1a 2-1+…+1a n -1<27. [解] (1)(n +1)a n +1=(n +3)a n +8n +8两边同除以(n +1)(n +2)(n +3), 得a n +1(n +3)(n +2)=a n (n +2)(n +1)+8(n +3)(n +2),即a n +1(n +3)(n +2)-a n (n +2)(n +1)=8⎝⎛⎭⎫1n +2-1n +3.利用累加法,可得a n +1(n +3)(n +2)-a 13×2=8⎝⎛⎭⎫13-1n +3,化简求得a n +1=4(n +1)(n +2),所以a n =4n (n +1). (2)证明:法一:14n 2+4n -1<14n 2-1=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1,通过计算,当n ≥4时,17+123+147+…+14n 2+4n -1<17+123+147+12⎣⎢⎡⎝⎛⎭⎫17-19+⎝⎛⎭⎫19-111+…+⎝⎛ 12n -1-⎦⎥⎤⎭⎫12n +1<17+123+147+114<27.法二:14n 2+4n -1<14n 2+4n -3=1(2n -1)(2n +3)=14⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +3.当n ≥3时,17+123+…+14n 2+4n -1<17+123+14⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫15-19+⎝⎛⎭⎫17-111+…+⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +3<17+123+14⎝⎛⎭⎫15+17<17+121+221=27. [例2] 设数列{a n }的前n 项和为S n ,满足2S n =a n +1-2n +1+1(n ∈N *),且a 1,a 2+5,a 3成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求证:对一切正整数n ,有1a 1+1a 2+…+1a n <32.[解] (1)由2S n =a n +1-2n +1+1,得2S n +1=a n +2-2n +2+1,两式相减得a n +2=3a n +1+2n +1,2S 1=a 2-3⇔a 2=2a 1+3,a 3=3a 2+4=6a 1+13, a 1,a 2+5,a 3成等差数列⇔a 1+a 3=2(a 2+5)⇔a 1=1. a n +1=3a n +2n ⇔a n +1+2n +1=3(a n +2n ),。
2018届高考数学二轮复习 第一部分 板块(二)系统热门考点——以点带面(十四)反设直线 巧算方程教案 文

e≥
2 2.
故椭圆的离心率 e 的取值范围为 22,1.
法二:设直线 l:xy==tcs+intαcos α, (其中 t 为参数). 联立直线与椭圆方程可得 coas22α+sibn22αt2+2c·cao2s αt+ac22-1=0, 于是|AB|=|t1-t2|=2a·coas22α+1 sibn22α.
[经典好题——练一手] 1.已知过定点 P(2,0)的直线 l 交抛物线 y2=4x 于 A,B 两点,
则△AOB 面积的最小值为________. 解析:设直线 AB 为 x=ty+2,A(x1,y1),B(x2,y2), 联立xy2==ty4+x,2, 得 y2-4ty-8=0, 则 y1+y2=4t,y1·y2=-8. |y1-y2|= 16t2+32=4 t2+2. 所以 S△AOB=12·OP·|y1-y2|=4 t2+2≥4 2. 故△AOB 面积的最小值为 4 2. 答案:4 2
经过点x0,y0的直线方程的设法主要有: 1x=ty-y0+x0 当经过点x0,y0或直线斜率不存在而不能为 0 时,此类 设法占有一定的优势. 2直线的参数方程xy==yx00++ttscionsθθ, 其中 t 为参数,θ 为直线+by22=1(a>b>0).过右焦点 F(c,0)
所以||APFB||=2bca2b2mm22++11=2abc2m2m+2+a21. b2m2+a2
令 m2+1=t(t≥1),
则||APFB||=b22t2a+ctc2=21acb2t+ct2.
设函数 f(t)=21acb2t+ct2≥ba.
所以bc≥1,得ac22≥12,即
得(b2m2+a2)y2+2mcb2y-b4=0,
则yy11+y2=y2=-- b2mbb222m+4m2c+ ab2.2a2, 进而|y1-y2|=2abb22m2m+2a+2 1. 于是|AB|=|y1-y2| m2+1=2abb2m2m2+2+a21. 易知直线 PF:y=-m(x-c), 得|PF|= m2+1ac2-c=bc2 m2+1.
2021高考数学二轮复习板块1应试技巧必备学案含解析文.doc

巧用5招秒杀选择题、填空题妙招1特值(例)法特值(例)法是根据题设和各选项的具体情况和特点,选取满足条件的特殊的数值、特殊的点、特殊的例子、特殊的图形、特殊的位置、特殊的函数、特殊的方程、特殊的数列等,针对各选项进行代入对照,从而得到正确答案的方法.(1)使用前提:满足当一般性结论成立时,对符合条件的特殊情况也一定成立.(2)使用技巧:找到满足条件的合适的特殊例子,有时甚至需要两个或两个以上的特殊例子才可以确定结论.(3)常见问题:求范围,比较大小,含字母求值或区间,恒成立问题,任意性问题等.真题示例技法应用(2020·全国卷Ⅱ)若α为第四象限角,则()A.cos 2α>0B.cos 2α<0 C.sin 2α>0 D.sin 2α<0 当α=-π4时,cos 2α=0,sin 2α=-1,排除A,B,C.选D(2019·全国卷Ⅰ)已知三棱锥P-ABC的四个顶点在球O的球面上,P A=PB=PC,△ABC是边长为2的正三角形,E,F分别是P A,AB的中点,∠CEF=90°,则球O的体积为()A.86πB.46πC.26πD.6π如图所示,构造边长为2的正方体PBJA-CDHG,显然满足题设的一切条件,则球O就是该正方体的外接球,从而体积为6π.选D妙招2排除法数学选择题的解题本质就是去伪存真,舍弃不符合题目要求的选项,找到符合题意的正确选项.排除法就是通过观察分析或推理运算题目提供的信息或通过特例,对错误的选项逐一剔除,从而获得正确选项的方法.(1)使用前提:四个选项中有且只有一个正确答案,适用于定性型或不易直接求解的选择题.(2)使用技巧:当题目中的条件多于一个时,先根据某些条件在选项中找出明显与之矛盾的,予以否定,再根据另一些条件在缩小选项的范围内找出矛盾,这样逐步筛选.它与特值(例)法、验证法等常结合使用.(3)常见问题:函数图象的判别,不等式,空间线面位置关系等不宜直接求解的问题.真题示例技法应用(2019·全国卷Ⅲ)函数y=2x32x+2-x在[-6,6]的图象大致为()A B C D由函数解析式易知函数为奇函数,故可排除C,再取特殊值x=4,可排除D,取特殊值x=6,可排除A.选B妙招3验证法验证法是把选项代入题干中进行检验,或反过来从题干中找合适的验证条件,代入各选项中进行检验,从而可否定错误选项,得到正确选项的方法.(1)使用前提:选项中存在唯一正确的答案.(2)使用技巧:可以结合特值(例)法、排除法等先否定一些明显错误的选项,再选择直觉认为最有可能的选项进行验证,这样可以快速获取答案.(3)常见问题:题干信息不全,选项是数值或范围,正面求解或计算繁琐的问妙招4构造法妙招5估算法(3)常见问题:求几何体的表面积、体积,三角函数的求值,求离心率,求参数的范围等.真题示例技法应用(2019·全国卷Ⅰ)古希腊时期,人们认为最美人体的头顶至肚脐的长度与肚脐至足底的长度之比是5-12⎝ ⎛⎭⎪⎫5-12≈0.618,称为黄金分割比例,著名的“断臂维纳斯”便是如此.此外,最美人体的头顶至咽喉的长度与咽喉至肚脐的长度之比也是5-12.若某人满足上述两个黄金分割比例,且腿长为105 cm ,头顶至脖子下端的长度为26 cm ,则其身高可能是( ) A.165 cm B .175 cm C.185 cm D .190 cm头顶至脖子下端的长度为26 cm ,可得咽喉至肚脐的长度小于42 cm ,肚脐至足底的长度小于110 cm ,则该人的身高小于178 cm.又由肚脐至足底的长度大于105 cm ,可得头顶至肚脐的长度大于65 cm ,则该人的身高大于170 cm.选B(2018·全国卷Ⅲ)设A ,B ,C ,D 是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC 为等边三角形且其面积为93,则三棱锥D -ABC 体积的最大值为( ) A .123 B .183 C .24 3 D .543等边三角形ABC 的面积为93,显然球心不是此三角形的中心,所以三棱锥的体积最大时,三棱锥的高h 应满足h ∈(4,8),所以13×93×4<V 三棱锥D -ABC <13×93×8,即123<V 三棱锥D -ABC <24 3.选B妙用8个二级结论巧解高考题结论1奇函数的最值性质已知函数f(x)是定义在区间D上的奇函数,则对任意的x∈D,都有f(x)+f(-x)=0.特别地,若奇函数f(x)在D上有最值,则f(x)max+f(x)min=0,且若0∈D,则f(0)=0.1.(2012·全国新课标卷)设函数f(x)=(x+1)2+sin xx2+1的最大值为M,最小值为m,则M+m=________.2[显然函数f(x)的定义域为R,f(x)=(x+1)2+sin xx2+1=1+2x+sin xx2+1,设g(x)=2x+sin xx2+1,则g(-x)=-g(x),∴g(x)为奇函数.由奇函数图象的对称性知g(x)max+g(x)min=0,∴M+m=[g(x)+1]max+[g(x)+1]min=2+g(x)max+g(x)min=2.]结论2函数周期性问题已知定义在R上的函数f(x),若对任意的x∈R,总存在非零常数T,使得f(x +T)=f(x),则称f(x)是周期函数,T为其一个周期,常见的与周期函数有关的结论如下:(1)如果f(x+a)=-f(x)(a≠0),那么f(x)是周期函数,其一个周期T=2a.(2)如果f(x+a)=1f(x)(a≠0),那么f(x)是周期函数,其一个周期T=2a.(3)如果f(x+a)+f(x)=c(a≠0),那么f(x)是周期函数,其一个周期T=2a.(4)如果f(x)=f(x+a)+f(x-a)(a≠0),那么f(x)是周期函数,其一个周期T=6a.2.(2018·全国卷Ⅱ)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f(1)+f(2)+f(3)+…+f(50)=()A.-50B.0C.2D.50C[∵f(x)是定义域为(-∞,+∞)的奇函数,∴f(-x)=-f(x),且f(0)=0.∵f(1-x)=f(1+x),∴f(x)=f(2-x),f(-x)=f(2+x),∴f(2+x)=-f(x),∴f(4+x)=-f(2+x)=f(x),∴f(x)是周期函数,且一个周期为4,∴f(4)=f(0)=0,f(2)=f(1+1)=f(1-1)=f(0)=0,f(3)=f(1+2)=f(1-2)=-f(1)=-2,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+…+f(50)=12×0+f(49)+f(50)=f(1)+f(2)=2,故选C.]结论3函数图象的对称性已知函数f(x)是定义在R上的函数.(1)若f(a+x)=f(b-x)恒成立,则y=f(x)的图象关于直线x=a+b2对称,特别地,若f(a+x)=f(a-x)恒成立,则y=f(x)的图象关于直线x=a对称.(2)若f(a+x)+f(b-x)=c,则y=f(x)的图象关于点中心对称.特别地,若f(a+x)+f(a-x)=2b恒成立,则y=f(x)的图象关于点(a,b)中心对称.3.(2017·全国卷Ⅰ)已知函数f(x)=ln x+ln(2-x),则()A.f(x)在(0,2)单调递增B.f(x)在(0,2)单调递减C.y=f(x)的图象关于直线x=1对称D.y=f(x)的图象关于点(1,0)对称C[f(x)的定义域为(0,2).f(x)=ln x+ln(2-x)=ln[x(2-x)]=ln(-x2+2x).设u=-x2+2x,x∈(0,2),则u=-x2+2x在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减.又y=ln u在其定义域上单调递增,∴f(x)=ln(-x2+2x)在(0,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减.∴选项A,B错误.∵f(x)=ln x+ln(2-x)=f(2-x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,∴选项C正确.∵f(2-x)+f(x)=[ln(2-x)+ln x]+[ln x+ln(2-x)]=2[ln x+ln(2-x)],不恒为0,∴f(x)的图象不关于点(1,0)对称,∴选项D错误.故选C.]结论4等差数列的有关结论4.(2015·全国卷Ⅱ)设S n是等差数列{a n}的前n项和,若a1+a3+a5=3,则S5=()A .5B .7C .9D .11A [法一:利用等差数列的性质进行求解. ∵a 1+a 5=2a 3,∴a 1+a 3+a 5=3a 3=3,∴a 3=1, ∴S 5=5(a 1+a 5)2=5a 3=5,故选A.法二:利用等差数列的通项公式和前n 项和公式进行整体运算. ∵a 1+a 3+a 5=a 1+(a 1+2d )+(a 1+4d )=3a 1+6d =3, ∴a 1+2d =1,∴S 5=5a 1+5×42d =5(a 1+2d )=5,故选A.]结论5 等比数列的有关结论5.(2020·全国卷Ⅰ)设{a n }是等比数列,且a 1+a 2+a 3=1,a 2+a 3+a 4=2,则a 6+a 7+a 8=( )A .12B .24C .30D .32D [法一:设等比数列{a n }的公比为q ,所以a 2+a 3+a 4a 1+a 2+a 3=(a 1+a 2+a 3)q a 1+a 2+a 3=q =2,由a 1+a 2+a 3=a 1(1+q +q 2)=a 1(1+2+22)=1,解得a 1=17,所以a 6+a 7+a 8=a 1(q 5+q 6+q 7)=17×(25+26+27)=17×25×(1+2+22)=32,故选D.法二:令b n =a n +a n +1+a n +2(n ∈N *),则b n +1=a n +1+a n +2+a n +3.设数列{a n }的公比为q ,则b n +1b n =a n +1+a n +2+a n +3a n +a n +1+a n +2=(a n +a n +1+a n +2)qa n +a n +1+a n +2=q ,所以数列{b n }为等比数列,由题意知b 1=1,b 2=2,所以等比数列{b n }的公比q =2,所以b n =2n -1,所以b 6=a 6+a 7+a 8=25=32.故选D.]结论6 多面体的外接球和内切球(1)长方体的对角线长d 与共点的三条棱a ,b ,c 之间的关系为d 2=a 2+b 2+c 2;若长方体外接球的半径为R ,则有(2R )2=a 2+b 2+c 2.(2)棱长为a 的正四面体内切球半径r =,外接球半径R =.6.(2017·全国卷Ⅱ)长方体的长、宽、高分别为3,2,1,其顶点都在球O 的球面上,则球O 的表面积为________.14π [∵长方体的顶点都在球O 的球面上, ∴长方体的体对角线的长度就是其外接球的直径. 设球的半径为R , 则2R =32+22+12=14.∴球O 的表面积为S =4πR 2=4π×⎝⎛⎭⎪⎫1422=14π.] 结论7 过抛物线y 2=2px (p >0)焦点的弦过抛物线y 2=2px (p >0)焦点的弦AB 有: (1)x A ·x B =p 24. (2)y A ·y B =-p 2.(3)|AB |=x A +x B +p =2psin 2α(α是直线AB 的倾斜角).7.(2014·全国新课标卷Ⅱ)设F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C 于A ,B 两点,则|AB |=( )A.303 B .6 C .12 D .73C [∵F 为抛物线C :y 2=3x 的焦点,∴F ⎝ ⎛⎭⎪⎫34,0, ∴AB 的方程为y -0=tan 30°⎝ ⎛⎭⎪⎫x -34,即y =33x -34. 联立⎩⎨⎧ y 2=3x ,y =33x -34,得13x 2-72x +316=0.∴x 1+x 2=--7213=212,即x A +x B =212.由于|AB |=x A +x B +p ,所以|AB |=212+32=12.]结论8 对数、指数形式的经典不等式(1)对数形式:1-1 x +1≤ln (x +1)≤x (x >-1),当且仅当x =0时,等号成立. (2)指数形式:e x ≥x +1(x ∈R ),当且仅当x =0时,等号成立.8.(2012·全国卷Ⅰ)已知函数f (x )=1ln (x +1)-x,则y =f (x )的图象大致为( )A B C DB[由题意得f(x)的定义域为{x|x>-1且x≠0},所以排除选项D.令g(x)=ln(x +1)-x,则由不等式ln(x+1)≤x知,g(x)≤0恒成立,故f(x)=1<0恒成立,g(x)所以排除A,C,故选B.]。
高考数学复习第一部分板块系统热门考点——以点带面七玩转通项搞定数列文省公开课一等奖百校联赛赛课微课获

[经典好题——练一手]
1.已知数列{an}的首项 a1=2,且 an+1=an+n+1,则数列{an}
的通项公式 an=
()
A.nn2-1
B.nn2+1
C.nn2+1-1
D.nn2+1+1
解析:因为 an+1=an+n+1,
所以 an+1-an=n+1, 分别把 n=1,2,3,…,n-1 代入上式,得到(n-1)个等式,
第11页
[常用结论——记一番] 等差(比)数列的重要结论
(1)数列{an}是等差数列⇔数列{can}是等比数列;数列{an}是 等比数列,则数列{loga|an|}是等差数列.
(2){an},{bn}是等差数列,Sn,Tn 分别为它们的前 n 项和,
若 bm≠0,则abmm=TS22mm--11. (3)首项为正(或为负)递减(或递增)的等差数列前 n 项和最大
第3页
[技法领悟] 累加、累乘法起源于等差、等比数列通项公式的求解.使 用过程中要注意赋值后得到(n-1)个式子,若把其相加或相 乘,等式的左边得到的结果是 an-a1 或aan1,添加首项后,等 式的左边累加或累乘的结果才为 an.
第4页
[例 2] 已知数列{an}的首项 a1=1,an+1=2aan+n 1,求数 列ana1n+1的前 10 项和.
(七)玩转通项 搞定数列
[速解技法——学一招] 几种常见的数列类型及通项的求法 (1)递推公式为 an+1=an+f(n) 解法:把原递推公式转化为 an+1-an=f(n),利用累加法(逐 差相加法)求解. (2)递推公式为 an+1=f(n)an 解法:把原递推公式转化为aan+n 1=f(n),利用累乘法(逐商相 乘法)求解.
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高考数学二轮复习第一部分板块二系统热门考点--以点带面六向量小题三招搞定课件文

2.已知向量a,b满足a·(a+2b)=0,|a|=|b|=1,且|c-a-2b|
=1,则|c|的最大值为
()
A.2
B.4
C. 5+1
D. 3+1
解析:设a=
―→ OA
,a+2b=
―→ OB
,c=
―O→C ,且设点A在x轴上,则点B在y轴
―→ 在Rt△BIH中,cos∠IBH=|―BH→|,
| BI | 所以―B→―I ·→―B→A =|―B→I |cos∠IBH=|―B→H |=3.
| BA | [答案] B
[经典好题——练一手]
1.(2017·宝鸡质检)在等腰直角△ABC中,∠ABC=90°,|AB|
=|BC|=2,M,N(不与A,C重合)为AC边上的两个动点,
点,PC 是∠APB 的平分线,I 为 PC 上一点,满足―B→I =―B→A
+λ―A→C
―→ AC ―→
+
―→ AP ―→
(λ>0),|―PA→|-|―P→B |=4,|―PA→-―P→B |
| AC | | AP |
―→ ―→
=10,则
BI ·BA ―→
的值为
| BA |
()
A.2
B.3
C.4
D.2 5
[解析] 由―A→B ·―B→C =0可知,―A→B ⊥―B→C .
故以B为坐标原点,分别以BA,BC所在的直
线为x轴,y轴建立如图所示的平面直角坐标系,
则由题意,可得B(0,0),A(1,0),C(0,2).
设D(x,y),则―A→D =(x-1,y),―D→C =(-x,2-y). 由―A→D ·―D→C =0,可得(x-1)(-x)+y(2-y)=0,
2018年高考理科数学三维二轮专题复习教学案:第二部分 板块二 系统热门考点以点带面 含解析 精品

[速解技法——学一招]函数性质主要指函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性,要深刻理解并加以巧妙地运用.以对称性为例,若函数f (x )满足f (a +x )=f (b -x ),则函数图象关于直线x =a +b2对称;若函数f (x )满足f (a +x )+f (b -x )=c ,则函数图象关于点⎝⎛⎭⎫a +b 2,c 2对称.[例1] 定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -2)=-f (x ),且在[0,1]上是增函数,则有( ) A .f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫32 B .f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫32 C .f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫32<f ⎝⎛⎭⎫-14 D .f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫32<f ⎝⎛⎭⎫14 [解析] 选B 由题设知f (x )=-f (x -2)=f (2-x ),所以函数f (x )的图象关于直线x =1对称.由于奇函数f (x )在[0,1]上是增函数,故f (x )在[-1,0]上也是增函数, 综上,函数f (x )在[-1,1]上是增函数,在[1,3]上是减函数. 又f ⎝⎛⎭⎫32=f ⎝⎛⎭⎫2-32=f ⎝⎛⎭⎫12, 所以f ⎝⎛⎭⎫-14<f ⎝⎛⎭⎫14<f ⎝⎛⎭⎫12=f ⎝⎛⎭⎫32. [例2] 已知函数f (x )=x 3+sin x 的定义域为[-1,1],若f (log 2m )<f (log 4(m +2))成立,则实数m 的取值范围为________.[解析] 由f (x )=x 3+sin x 的定义域为[-1,1], 易知f (x )在[-1,1]上单调递增, 由f (log 2m )<f (log 4(m +2)),可得⎩⎪⎨⎪⎧-1≤log 2m ≤1,-1≤log 4(m +2)≤1,log 2m <log 4(m +2),m >0,m +2>0,解得⎩⎪⎨⎪⎧12≤m ≤2,-74≤m ≤2,0<m <2,m >0,m >-2,故12≤m <2. 综上可知,实数m 的取值范围为⎣⎡⎭⎫12,2. [答案] ⎣⎡⎭⎫12,2[经典好题——练一手]1.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (2+x )=-f (2-x ),当x <2时,f (x )单调递增,如果x 1+x 2<4,且(x 1-2)·(x 2-2)<0,则f (x 1)+f (x 2)的值为( )A .可正可负B .可能为0C .恒大于0D .恒小于0解析:选D 由f (2+x )=-f (2-x )可知,函数图象关于点(2,0)中心对称.因为x <2时,f (x )单调递增,所以x >2时,f (x )单调递增.因为x 1+x 2<4且(x 1-2)·(x 2-2)<0,设x 1<2<x 2,则x 2<4-x 1,所以f (x 2)<f (4-x 1).又因为f (4-x 1)=-f (x 1),所以f (x 2)<-f (x 1),即f (x 1)+f (x 2)<0.2.已知定义在R 上的函数f (x )=2|x-m |-1(m 为实数)为偶函数,记a =f (log 0.53),b =f (log 25),c =f (2m ),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .a <c <bC .c <a <bD .c <b <a解析:选C 由函数f (x )=2|x-m |-1为偶函数可知,m =0,故f (x )=2|x |-1.当x >0时,f (x )为增函数,log 0.53=-log 23,∴log 25>|-log 0.53|>0.∴b =f (log 25)>a =f (log 0.53)>c =f (2m ).3.已知y =f (x )+x 2是奇函数,且f (1)=1.若g (x )=f (x )+2,则g (-1)=________. 解析:由题意得g (-1)=f (-1)+2.又f (-1)+(-1)2=-[f (1)+12]=-2,所以f (-1)=-3.故f (-1)+2=-3+2=-1,即g (-1)=-1. 答案:-14.函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且满足f (x +2)=f (x ).当x ∈[0,1]时,f (x )=2x .若在区间[-2,3]上方程ax +2a -f (x )=0恰有四个不相等的实数根,则实数a 的取值范围是________.解析:由f (x +2)=f (x ),得函数的周期是2.由ax +2a -f (x )=0, 得f (x )=ax +2A .设y =f (x ),则y =ax +2a ,作出函数y =f (x ),y =ax +2a 的图象,如图.要使方程ax +2a -f (x )=0恰有四个不相等的实数根,则直线y =ax +2a =a (x +2)的斜率满足k AH <a <k AG ,由题意可知,G (1,2),H (3,2),A (-2,0), 所以k AH =25,k AG =23,所以25<a <23.答案:⎝⎛⎭⎫25,23[常用结论——记一番]1.函数的单调性 在公共定义域内:(1)若函数f (x )是增函数,函数g (x )是增函数,则f (x )+g (x )是增函数; (2)若函数f (x )是减函数,函数g (x )是减函数,则f (x )+g (x )是减函数; (3)若函数f (x )是增函数,函数g (x )是减函数,则f (x )-g (x )是增函数; (4)若函数f (x )是减函数,函数g (x )是增函数,则f (x )-g (x )是减函数. [提示] 在利用函数单调性解不等式时,易忽略函数定义域这一限制条件. 2.函数的奇偶性(1)判断函数的奇偶性有时可以用定义的等价形式:f (x )±f (-x )=0,f (x )f (-x )=±1;(2)设f (x ),g (x )的定义域分别是D 1,D 2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.3.有关函数f (x )周期性的常用结论:(1)若f (x +a )=f (x -a ),则函数f (x )的周期为2|a |; (2)若f (x +a )=-f (x ),则函数f (x )的周期为2|a |;(3)若f (x +a )=1f (x ),则函数f (x )的周期为2|a |; (4)若f (x +a )=-1f (x ),则函数f (x )的周期为2|a |. (二)最值函数 大显身手 [速解技法——学一招][例1] 对于任意x ∈R ,函数f (x )表示y =-x +3,y =32x +12,y =x 2-4x +3中的最大者,则f (x )的最小值是( )A .2B .3C .8D .-1[解析] 选A 如图,分别画出函数y =-x +3,y =32x +12,y=x 2-4x +3的图象,得到三个交点A (0,3),B (1,2),C (5,8). 由图象可得函数f (x )的表达式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3,x ≤0,-x +3,0<x ≤1,32x +12,1<x ≤5,x 2-4x +3,x >5,所以f (x )的图象是图中的实线部分,图象的最低点是B (1,2),所以函数f (x )的最小值是2.[例2] 已知函数f (x )=x 2-x +m -12,g (x )=-log 2x ,min{m ,n }表示m ,n 中的最小值,设函数h (x )=min{f (x ),g (x )}(x >0),则当函数h(x )有三个零点时,实数m 的取值范围为( )A .⎝⎛⎭⎫0,34 B .⎝⎛⎦⎤-∞,34 C .⎝⎛⎭⎫12,34D .⎝⎛⎭⎫12,+∞ [解析] 选C 在同一直角坐标系中,作出函数y =f (x )和y =g (x )的图象如图所示.当两函数图象交于点A (1,0)时,即有1-1+m -12=0,解得m =12,所以当函数h (x )有三个零点时, 即为点A 和y =f (x )与x 轴的两个交点, 若满足条件,则需⎩⎪⎨⎪⎧f (0)>0,f ⎝⎛⎭⎫12<0,f (1)>0,解得12<m <34.所以实数m 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,34.[经典好题——练一手]1.设a ,b 为平面向量,则( ) A .min{|a +b |,|a -b |}≤min{|a |,|b |} B .min{|a +b |,|a -b |}≥min{|a |,|b |} C .max{|a +b |2,|a -b |2}≤|a |2+|b |2 D .max{|a +b |2,|a -b |2}≥|a |2+|b |2解析:选D max{|a +b |2,|a -b |2}≥|a +b |2+|a -b |22=|a |2+|b |2,故选D.2.(2017·兰州模拟)记max{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥b b ,a <b,已知向量a ,b ,c 满足|a |=1,|b |=2,a ·b =0,c =λa +μb (λ≥0,μ≥0,且λ+μ=1),则当max{c ·a ,c ·b }取最小值时,|c |=( )A .255B .223C .1D .52解析:选A 如图,设OA ―→=a ,OB ―→=b , 则a =(1,0),b =(0,2),∵λ≥0,μ≥0,λ+μ=1,∴0≤λ≤1. 又c =λa +μb ,∴c ·a =(λa +b -λb )·a =λ; c ·b =(λa +b -λb )·b =4-4λ. 由λ=4-4λ,得λ=45.∴max{c ·a ,c ·b }=⎩⎨⎧λ,45≤λ≤1,4-4λ,0≤λ<45.令f (λ)=⎩⎨⎧λ,45≤λ≤1,4-4λ,0≤λ<45.则f (λ)∈⎣⎡⎦⎤45,4.∴f (λ)min =45,此时λ=45,μ=15,∴c =45a +15b =⎝⎛⎭⎫45,25. ∴|c |=⎝⎛⎭⎫452+⎝⎛⎭⎫252=255. 3.设x ,y 为实数,且5x 2+4y 2=10x ,则x 2+y 2的最大值为________. 解析:法一:5x 2+4y 2=10x ⇒4y 2=10x -5x 2≥0⇒0≤x ≤2. 4(x 2+y 2)=10x -x 2=25-(5-x )2≤25-9=16⇒x 2+y 2≤4. 法二:5x 2-4y 2=10x ⇒(x -1)2+45y 2=1,令x -1=sin θ,255y =cos θ,θ∈[0,2π], 则x 2+y 2=(sin θ+1)2+⎝⎛⎭⎫52cos θ2 =94-14(sin θ-4)2+4, ∵-1≤sin θ≤1,∴当sin θ=1时,x 2+y 2取得最大值,即(x 2+y 2)max =4. 答案:4(三)应用导数 开阔思路 [速解技法——学一招]1.函数的单调性与导数的关系 ①f ′(x )>0⇒f (x )为增函数; ②f ′(x )<0⇒f (x )为减函数; ③f ′(x )=0⇒f (x )为常数函数. 2.求函数f (x )极值的方法求函数的极值应先确定函数的定义域,解方程f ′(x )=0,再判断f ′(x )=0的根是否是极值点,可通过列表的形式进行分析,若遇极值点含参数不能比较大小时,则需分类讨论.[例1] 若函数f (x )=2sin x (x ∈[0,π))的图象在切点P 处的切线平行于函数g (x )=2x⎝⎛⎭⎫x 3+1的图象在切点Q 处的切线,则直线PQ 的斜率为( ) A .83B .2C .73D .33[解析] 选A 由题意得f ′(x )=2cos x ,g ′(x )=x 12+x -12.设P (x 1,f (x 1)),Q (x 2,g (x 2)),又f ′(x 1)=g ′(x 2),即2cos x 1=x 122+x -122,故4cos 2x 1=x 2+x -12+2,所以-4+4cos 2x 1=x 2+x -12-2,即-4sin 2x 1=(x 122-x -122)2,所以sin x 1=0,x 1=0,x 122=x -122,x 2=1,故P (0,0),Q ⎝⎛⎭⎫1,83,故k PQ =83.[例2] 已知函数f (x )(x ∈R)满足f (1)=1,且f (x )的导数f ′(x )<12,则不等式f (x 2)<x 22+12的解集为________.[解析] 设F (x )=f (x )-12x ,∴F ′(x )=f ′(x )-12,∵f ′(x )<12,∴F ′(x )=f ′(x )-12<0,即函数F (x )在R 上单调递减.∵f (x 2)<x 22+12,∴f (x 2)-x 22<f (1)-12,∴F (x 2)<F (1),而函数F (x )在R 上单调递减,∴x 2>1,即x ∈(-∞,-1)∪(1,+∞).[答案] (-∞,-1)∪(1,+∞)[例3] 已知函数f (x )=(ax +b )ln x -bx +3在(1,f (1))处的切线方程为y =2. (1)求a ,b 的值; (2)求函数f (x )的极值;(3)若g (x )=f (x )+kx 在(1,3)上是单调函数,求k 的取值范围.[解] (1)因为f (1)=-b +3=2,所以b =1. 又f ′(x )=b x +a ln x +a -b =1x +a ln x +a -1, 而函数f (x )在(1,f (1))处的切线方程为y =2, 所以f ′(1)=1+a -1=0,所以a =0.(2)由(1)得f (x )=ln x -x +3,f ′(x )=1x -1(x >0).令f ′(x )=0,得x =1.当0<x <1时,f ′(x )>0;当x >1时,f ′(x )<0, 所以f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 故f (x )的极大值为f (1)=2,无极小值.(3)由g (x )=f (x )+kx ,得g (x )=ln x +(k -1)x +3(x >0),g ′(x )=1x +k -1, 又g (x )在x ∈(1,3)上是单调函数, 若g (x )为增函数,有g ′(x )≥0,即g ′(x )=1x +k -1≥0,即k ≥1-1x 在x ∈(1,3)上恒成立. 又1-1x ∈⎝⎛⎭⎫0,23,所以k ≥23. 若g (x )为减函数,有g ′(x )≤0,即g ′(x )=1x +k -1≤0,即k ≤1-1x 在x ∈(1,3)上恒成立,又1-1x ∈⎝⎛⎭⎫0,23,所以k ≤0. 综上,k 的取值范围为(-∞,0]∪⎣⎡⎭⎫23,+∞.[经典好题——练一手]1.f (x )=x (2 016+ln x ),若f ′(x 0)=2 017,则x 0=( ) A .e 2 B .1 C .ln 2D .e解析:选B f ′(x )=2 016+ln x +x ·1x =2 017+ln x ,由f ′(x 0)=2 017,得2 017+ln x 0=2 017,所以ln x 0=0,解得x 0=1.2.定义:如果函数f (x )在[m ,n ]上存在x 1,x 2(m <x 1<x 2<n )满足f ′(x 1)=f (n )-f (m )n -m,f ′(x 2)=f (n )-f (m )n -m.则称函数f (x )是[m ,n ]上的“双中值函数”,已知函数f (x )=x 3-x 2+a 是[0,a ]上的“双中值函数”,则实数a 的取值范围是( )A .⎝⎛⎭⎫13,12B .⎝⎛⎭⎫32,3 C .⎝⎛⎭⎫12,1D .⎝⎛⎭⎫13,1解析:选C 因为f (x )=x 3-x 2+a ,所以f ′(x )=3x 2-2x 在区间[0,a ]上存在x 1,x 2(0<x 1<x 2<a ),满足f ′(x 1)=f ′(x 2)=f (a )-f (0)a -0=a 2-a ,所以方程3x 2-2x =a 2-a 在区间(0,a )上有两个不相等的实根.令g (x )=3x 2-2x -a 2+a (0<x <a ), 则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4-12(-a 2+a )>0,g (0)=-a 2+a >0,g (a )=2a 2-a >0,解得12<a <1,所以实数a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,1.3.已知函数f (x )=x 33-b 2x 2+ax +1(a >0,b >0),则函数g (x )=a ln x +f ′(x )a 在点(b ,g (b ))处的切线斜率的最小值是________.解析:因为f ′(x )=x 2-bx +a , 所以g (x )=a ln x +x 2-bxa +1. 所以g ′(x )=a x +2x -ba (x >0),因为a >0,b >0,则g ′(b )=a b +2b -b a =a b +ba ≥2,当且仅当a =b =1时取“=”, 所以斜率的最小值为2. 答案:24.已知函数f (x )=(x +1)2ln(x +1)-x ,φ(x )=mx 2. (1)当m =12时,求函数g (x )=f (x )-φ(x )的极值;(2)当m =1且x ≥0时,证明:f (x )≥φ(x );(3)若x ≥0,f (x )≥φ(x )恒成立,求实数m 的取值范围.解:(1)当m =12时,g (x )=f (x )-φ(x )=(x +1)2·ln(x +1)-x -x 22,x >-1,所以g ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(x +1)2·1x +1-1-x =2(x +1)ln(x +1).由⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,g ′(x )=0,解得x =0, 当x 变化时,g ′(x ),g (x )的变化情况如下表:所以函数g (x )的极小值为g (0)=0,无极大值.(2)证明:当m =1时,令p (x )=f (x )-φ(x )=(x +1)2·ln(x +1)-x -x 2(x ≥0), 所以p ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(x +1)2·1x +1-1-2x =2(x +1)ln(x +1)-x .设p ′(x )=G (x ),则G ′(x )=2ln(x +1)+1>0, 所以函数p ′(x )在[0,+∞)上单调递增, 所以p ′(x )≥p ′(0)=0,所以函数p (x )在[0,+∞)上单调递增, 所以p (x )≥p (0)=0. 所以f (x )≥φ(x ).(3)设h (x )=(x +1)2ln(x +1)-x -mx 2(x ≥0), 所以h ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+x -2mx .由(2)知当x ≥0时,(x +1)2ln(x +1)≥x 2+x =x (x +1), 所以(x +1)ln(x +1)≥x ,所以h ′(x )≥3x -2mx . ①当3-2m ≥0,即m ≤32时,h ′(x )≥0,所以h (x )在[0,+∞)上单调递增, 所以h (x )≥h (0)=0,满足题意. ②当3-2m <0,即m >32时,设H (x )=h ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(1-2m )x , 则H ′(x )=2ln(x +1)+3-2m , 令H ′(x )=0,得x 0=e 2m -32-1>0,故h ′(x )在[0,x 0)上单调递减,在[x 0,+∞)上单调递增. 当x ∈[0,x 0)时,h ′(x )<h ′(0)=0, 所以h (x )在[0,x 0)上单调递减, 所以h (x )<h (0)=0,不满足题意. 综上,实数m 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-∞,32. [常用结论——记一番]1.函数极值的判别的易错点(1)可导函数极值点的导数为0,但导数为0的点不一定是极值点,如函数f (x )=x 3,f ′(0)=0,但x =0不是极值点.(2)极值点不是一个点,而是一个数x 0,当x =x 0时,函数取得极值.在x 0处有f ′(x 0)=0是函数f (x )在x 0处取得极值的必要不充分条件.2.函数最值的判别方法(1)求函数f (x )在闭区间[a ,b ]上最值的关键是求出f ′(x )=0的根的函数值,再与f (a ),f (b )作比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.(2)求函数f (x )在非闭区间上的最值,只需利用导数法判断函数f (x )的单调性,即可得结论.(四)三角问题 重在三变[速解技法——学一招]“三变”是指变角、变数与变式.(1)变角如2α=(α+β)+(α-β),α=(α+β)-β.(2)变数特别是“1”的代换,1=sin 2θ+cos 2θ=tan 45°等.(3)变式cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2.tan α±tan β=tan (α±β)(1∓tan αtan β),sin 2α=2sin αcos α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan αtan 2α+1;cos 2α=cos 2α-sin 2α=cos 2α-sin 2αsin 2α+cos 2α=1-tan 2αtan 2α+1.[例1] 对于锐角α,若sin ⎝⎛⎭⎫α-π12=35,则cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=( ) A .2425B .38C .28D .-2425[解析] 选D 由α为锐角,且sin ⎝⎛⎭⎫α-π12=35, 可得cos ⎝⎛⎭⎫α-π12=45, 所以cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3=sin ⎣⎡⎦⎤π2-⎝⎛⎭⎫2α+π3 =sin ⎝⎛⎭⎫π6-2α=-2sin ⎝⎛⎭⎫α-π12cos ⎝⎛⎭⎫α-π12 =-2×35×45=-2425.[例2] 若sin 2α=55,sin(β-α)=1010,且α∈⎣⎡⎦⎤π4,π,β∈⎣⎡⎦⎤π,3π2,则α+β的值是( )A .7π4B .9π4C .5π4或7π4D .5π4或9π4[解析] 选A 因为α∈⎣⎡⎦⎤π4,π,所以2α∈⎣⎡⎦⎤π2,2π, 又sin 2α=55,故2α∈⎣⎡⎦⎤π2,π,α∈⎣⎡⎦⎤π4,π2, 所以cos 2α=-255. 又β∈⎣⎡⎦⎤π,3π2,故β-α∈⎣⎡⎦⎤π2,5π4, 于是cos(β-α)=-31010,所以cos(α+β)=cos [2α+(β-α)] =cos 2αcos(β-α)-sin 2αsin(β-α) =-255×⎝⎛⎭⎫-31010-55×1010=22,且α+β∈⎣⎡⎦⎤5π4,2π,故α+β=7π4. [经典好题——练一手]1.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴正半轴重合,终边在直线y =2x 上,则sin ⎝⎛⎭⎫2θ+π4的值为( ) A .-7210B .7210C .-210D .210解析:选D 由题意可得tan θ=2,cos θ=±55,所以tan 2θ=2tan θ1-tan 2θ=-43,cos 2θ=2cos 2θ-1=-35, 所以sin 2θ=cos 2θ·tan 2θ=45,所以sin ⎝⎛⎭⎫2θ+π4=22(sin 2θ+cos 2θ)=22×⎝⎛⎭⎫45-35=210. 2.(2017·沈阳质检)已知f (x )=2sin 2x +2sin x cos x ,则f (x )的最小正周期和一个单调递减区间分别为( )A .2π,⎣⎡⎦⎤3π8,7π8 B .π,⎣⎡⎦⎤3π8,7π8 C .2π,⎣⎡⎦⎤-π8,3π8 D .π,⎣⎡⎦⎤-π8,3π8 解析:选B ∵f (x )=2sin 2x +2sin x cos x =1-cos 2x +sin 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π4+1,∴T =2π2=π,由π2+2k π≤2x -π4≤3π2+2k π(k ∈Z),得3π8+k π≤x ≤7π8+k π(k ∈Z),令k =0得f (x )在⎣⎡⎦⎤3π8,7π8上单调递减.3.已知α为锐角,若sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=35,则cos ⎝⎛⎭⎫2α-π6=________. 解析:cos ⎝⎛⎭⎫2α-π6=cos ⎝⎛⎭⎫2α+π3-π2=sin ⎝⎛⎭⎫2α+π3=sin ⎣⎡⎦⎤2⎝⎛⎭⎫α+π6=2sin ⎝⎛⎭⎫α+π6cos ⎝⎛⎭⎫α+π6,因为α为锐角,sin ⎝⎛⎭⎫α+π6=35<32,所以π6<α+π6<π3,故cos ⎝⎛⎭⎫α+π6=45,所以cos ⎝⎛⎭⎫2α-π6=2×35×45=2425. 答案:24254.若0<α<π2,0<β<π2,sin ⎝⎛⎭⎫π3-α=35,cos ⎝⎛⎭⎫β2-π3=255,则cos ⎝⎛⎭⎫β2-α的值为________. 解析:由题易知-π6<π3-α<π3,-π3<β2-π3<-π12,所以cos ⎝⎛⎭⎫π3-α=1-⎝⎛⎭⎫352=45,sin ⎝⎛⎭⎫β2-π3=-1-⎝⎛⎭⎫2552=-55,所以cos ⎝⎛⎭⎫β2-α=cos ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫π3-α+⎝⎛⎭⎫β2-π3=45×255+35×55=11525. 答案:11525[常用结论——记一番]三角公式中常用的变形:(1)对于含有sin α±cos α,sin αcos α的问题,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,建立sin α±cos α与sin αcos α的关系.(2)对于含有sin α,cos α的齐次式⎝ ⎛如sin α+cos αsin α-cos α,)sin αcos α,利用tan α=sin αcos α转化为含tan α的式子. (3)对于形如cos 2α+sin α与cos 2α+sin αcos α的变形,前者用平方关系sin 2α+cos 2α=1化为二次型函数,而后者用降幂公式化为一个角的三角函数.(4)含tan α+tan β与tan αtan β时考虑tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β.(五)正弦余弦 相得益彰 [速解技法——学一招] 三角函数求值的解题策略(1)寻求角与角关系的特殊性,化非特殊角为特殊角,熟练准确地应用公式; (2)注意切化弦、异角化同角、异名化同名、角的变换等常规技巧的运用;(3)对于条件求值问题,要认真寻找条件和结论的关系,寻找解题的突破口,对于很难入手的问题,可利用分析法.(4)求角的大小,应注意角的范围.[例1] (2017·福州质检)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且c tan C =3(a cos B +b cos A ).(1)求角C ;(2)若c =23,求△ABC 面积的最大值. [解] (1)∵c tan C =3(a cos B +b cos A ), ∴sin C tan C =3(sin A cos B +sin B cos A ), ∴sin C tan C =3sin(A +B )=3sin C , ∵0<C <π,∴sin C ≠0, ∴tan C =3,∴C =60°. (2)∵c =23,C =60°,由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C , 得12=a 2+b 2-ab ≥2ab -ab , ∴ab ≤12,∴S △ABC =12ab sin C ≤33,当且仅当a =b =23时取“=”,所以△ABC 的面积的最大值为3 3.[例2] 已知向量m =(2sin ωx ,cos 2ωx -sin 2ωx ),n =(3cos ωx,1),其中ω>0,x ∈R.函数f (x )=m ·n 的最小正周期为π.(1)求ω的值;(2)在△ABC 中,若f (B )=-2,BC =3,sin B =3sin A ,求BA ―→·BC ―→的值. [解] (1)f (x )=m ·n =23sin ωx cos ωx +cos 2ωx -sin 2ωx =3sin 2ωx +cos 2ωx =2sin ⎝⎛⎭⎫2ωx +π6. 因为f (x )的最小正周期为π,所以T =2π2|ω|=π. 因为ω>0,所以ω=1.(2)设△ABC 中内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,C . 因为f (B )=-2,所以2sin ⎝⎛⎭⎫2B +π6=-2, 即sin ⎝⎛⎭⎫2B +π6=-1,得B =2π3. 因为BC =3,所以a = 3.因为sin B =3sin A ,所以b =3a ,得b =3. 由正弦定理有3sin A =3sin 2π3,解得sin A =12.因为0<A <π3,所以A =π6.得C =π6,c =a = 3.所以BA ―→·BC ―→=ca cos B =3×3×cos 2π3=-32.[经典好题——练一手]1.已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A cos B =ba=2,则该三角形的形状是( )A .直角三角形B .等腰三角形C .等边三角形D .钝角三角形解析:选A 因为cos A cos B =b a ,由正弦定理得cos A cos B =sin B sin A ,所以sin 2A =sin 2B .由ba =2,可知a ≠b ,所以A ≠B .又A ,B ∈(0,π),所以2A =180°-2B ,即A +B =90°,所以C =90°,于是△ABC 是直角三角形.故选A .2.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a cos C +c cos A =2b sin A ,则A 的值为( )A .5π6B .π6C .2π3D .π6或5π6解析:选D 由a cos C +c cos A =2b sin A 结合正弦定理可得sin A cos C +sin C cos A =2sin B sin A ,即sin(A +C )=2sin B sin A ,故sin B =2sin B sin A .又sin B ≠0,可得sin A =12,故A =π6或5π6.3.非直角△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知c =1,C =π3.若sin C+sin(A -B )=3sin 2B ,则△ABC 的面积为( )A .1534B .154C .2134或36D .3328解析:选D 因为sin C +sin(A -B )=sin(A +B )+sin(A -B )=2sin A cos B =6sin B cos B ,因为△ABC 非直角三角形,所以cos B ≠0, 所以sin A =3sin B ,即a =3b .又c =1,C =π3,由余弦定理得a 2+b 2-ab =1,结合a =3b ,可得b 2=17,所以S △ABC =12ab sin C =32b 2sin π3=3328.4.(2017·陕西质检)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,面积为S ,已知2a cos 2C 2+2c cos 2A 2=52b .(1)求证:2(a +c )=3b ; (2)若cos B =14,S =15,求b .解:(1)证明:由已知得, a (1+cos C )+c (1+cos A )=52b .在△ABC 中,由余弦定理,得a cos C +c cos A =a ·a 2+b 2-c 22ab +c ·b 2+c 2-a 22bc =2b 22b=b .∴a +c =32b ,即2(a +c )=3b .(2)∵cos B =14,∴sin B =154.∵S =12ac sin B =158ac =15,∴ac =8.又b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(a +c )2-2ac (1+cos B ), 2(a +c )=3b ,∴b 2=9b 24-16×⎝⎛⎭⎫1+14,解得b 2=16, ∴b =4.[常用结论——记一番]1.解三角形中常用结论:(1)三角形中正弦、余弦、正切满足的关系式有:a sin A =b sin B =csin C=2R ,c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C ,a >b ⇔A >B ⇔sin A >sin B ⇔cos A <cos B .(2)三角形形状判断(一般用余弦定理): 直角三角形⇔a 2+b 2=c 2;锐角三角形⇔a 2+b 2>c 2(c 为最大边); 钝角三角形⇔a 2+b 2<c 2(c 为最大边). (3)在锐角三角形ABC 中: ①A +B >π2,C +B >π2,A +C >π2;②任意角的正弦值都大于其他角的余弦值.(4)在△ABC 中,A ,B ,C 成等差数列⇔B =60°;在△ABC 中,A ,B ,C 成等差数列,且a ,b ,c 成等比数列⇔三角形为等边三角形.2.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,其面积为S . (1)S =12ah a =12bh b =12ch c (h a ,h b ,h c 分别表示a ,b ,c 边上的高).(2)S =12ab sin C =12bc sin A =12ca sin B .(3)S =12r (a +b +c )(r 为三角形ABC 内切圆的半径).(六)向量小题 三招搞定 [速解技法——学一招]解决与向量有关的小题,一般用三招,即“构图、分解、建系”,就能突破难点,顺利解决问题.[例1] 已知AB ―→·BC ―→=0,|AB ―→|=1,|BC ―→|=2,AD ―→·DC ―→=0,则|BD ―→|的最大值为( ) A .255B .2C . 5D .2 5[解析] 选C 由AB ―→·BC ―→=0可知,AB ―→⊥BC ―→.故以B 为坐标原点,分别以BA ,BC 所在的直线为x 轴,y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,则由题意,可得B (0,0),A (1,0),C (0,2).设D (x ,y ),则AD ―→=(x -1,y ),DC ―→=(-x,2-y ). 由AD ―→·DC ―→=0,可得(x -1)(-x )+y (2-y )=0, 整理得⎝⎛⎭⎫x -122+(y -1)2=54. 所以点D 在以E ⎝⎛⎭⎫12,1为圆心,半径r =52的圆上. 因为|BD ―→|表示B ,D 两点间的距离, 而|EB ―→|=52,所以|BD ―→|的最大值为|EB ―→|+r =52+52= 5.[例2] 已知点C 为线段AB 上一点,P 为直线AB 外一点,PC 是∠APB 的平分线,I 为PC 上一点,满足BI ―→=BA ―→+λAC ―→⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC―→|+AP ―→|AP ―→|(λ>0),|PA ―→|-|PB ―→|=4,|PA ―→-PB ―→|=10,则BI ―→·BA―→| BA ―→|的值为( )A .2B .3C .4D .5[解析] 选B因为|PA ―→-PB ―→|=|BA ―→|=10,PC 是∠APB 的平分线,又BI ―→=BA ―→+λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC―→|+AP ―→|AP ―→|(λ>0),即AI ―→=λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC―→|+AP ―→|AP ―→|, 所以I 在∠BAP 的平分线上, 由此得I 是△ABP 的内心.如图,过I 作IH ⊥AB 于H ,以I 为圆心,IH 为半径作△PAB 的内切圆,分别切PA ,PB 于E ,F ,因为|PA ―→|-|PB ―→|=4,|PA ―→-PB ―→|=10, |BH ―→|=|FB ―→|=12(|PB ―→|+|AB ―→|-|PA ―→|)=12[|AB ―→|-(|PA ―→|-|PB ―→|)]=3. 在Rt △BIH 中,cos ∠IBH =|BH ―→||BI ―→|,所以BI ―→·BA ―→|BA ―→|=|BI ―→|cos ∠IBH =|BH ―→|=3.[经典好题——练一手]1.(2017·宝鸡质检)在等腰直角△ABC 中,∠ABC =90°,|AB |=|BC |=2,M ,N (不与A ,C 重合)为AC 边上的两个动点,且满足|MN ―→|=2,则BM ―→·BN ―→的取值范围为( )A .⎣⎡⎦⎤32,2 B .⎝⎛⎭⎫32,2 C .⎣⎡⎭⎫32,2D .⎣⎡⎭⎫32,+∞解析:选C 以等腰直角三角形的直角边BC 为x 轴,BA 为y 轴,建立平面直角坐标系如图所示,则B (0,0),直线AC 的方程为x +y =2.设M (a,2-a ),0<a <1,N (b,2-b ),∵MN =2,∴(a -b )2+(2-a -2+b )2=2, 即(a -b )2=1,解得b =a +1或b =a -1(舍去), 则N (a +1,1-a ),∴BM ―→=(a,2-a ),BN ―→=(a +1,1-a ), ∴BM ―→·BN ―→=a (a +1)+(2-a )(1-a )=2a 2-2a +2=2⎝⎛⎫a -122+32, ∵0<a <1,∴当a =12时,BM ―→·BN ―→取得最小值32,又BM ―→·BN ―→<2,故BM ―→·BN ―→的取值范围为⎣⎡⎭⎫32,2.2.已知向量a ,b 满足a ·(a +2b )=0,|a |=|b |=1,且|c -a -2b |=1,则|c |的最大值为( ) A .2 B .4 C .5+1D .3+1解析:选D 设a =OA ―→,a +2b =OB ―→,c =OC ―→,且设点A 在x 轴上,则点B 在y 轴上,由|c -a -2b |=1,可知|c -(a +2b )|=|OC ―→-OB ―→|=|BC ―→|=1,所以点C 在以B 为圆心,1为半径的圆上,如图所示.法一:因为a ·(a +2b )=0,所以2a ·b =-|a |2.又|a |=|b |=1,所以|a +2b |=|a |2+4|b |2+4a ·b =4|b |2-|a |2=3, 所以|c |max =|OB ―→|+1=|a +2b |+1=3+1. 法二:连接AB ,因为OB ―→=OA ―→+AB ―→=a +2b , 所以AB ―→=2b .因为|a |=|b |=1,所以|AB ―→|=2,|OA ―→|=1, 所以|OB ―→|=|AB ―→|2-|OA ―→|2=3,所以|c |max =|OB ―→|+1=3+1.3.(2017·福州质检)正方形ABCD 中,E 为BC 的中点,向量AE ―→,BD ―→的夹角为θ,则cos θ=________.解析:法一:设正方形的边长为a , 则|AE ―→|=52a ,|BD ―→|=2a ,又AE ―→·BD ―→=⎝⎛⎭⎫AB ―→+12AD ―→·(AD ―→-AB ―→) =12AD ―→2-AB ―→2+12AD ―→·AB ―→=-12a 2,所以cos θ=AE ―→·BD ―→|AE ―→|·|BD ―→|=-12a 25a 2·2a=-1010.法二:设正方形的边长为2,建立如图所示的平面直角坐标系.则A (0,0),B (2,0),D (0,2),E (2,1), ∴AE ―→=(2,1),BD ―→=(-2,2), ∴AE ―→·BD ―→=2×(-2)+1×2=-2, 所以cos θ=AE ―→·BD ―→| AE ―→|·|BD ―→|=-25×22=-1010. 答案:-10104.在Rt △ABC 中,D 是斜边AB 的中点,点P 为线段CD 的中点,则|PA |2+|PB |2|PC |2=________.解析:法一:(坐标法)将直角△ABC 放入直角坐标系中,如图. 设A (a,0),B (0,b ),a >0,b >0, 则D ⎝⎛⎭⎫a 2,b 2,P ⎝⎛⎭⎫a 4,b 4, 所以|PC |2=⎝⎛⎭⎫a 42+⎝⎛⎭⎫b 42=a 216+b 216,|PB |2=⎝⎛⎭⎫a 42+⎝⎛⎭⎫b 4-b 2=a 216+9b 216,|PA |2=⎝⎛⎭⎫a 4-a 2+⎝⎛⎭⎫b 42=9a 216+b 216,所以|PA |2+|PB |2=a 216+9b 216+9a 216+b 216=10⎝⎛⎭⎫a 216+b 216=10|PC |2,所以|PA |2+|PB |2|PC |2=10.法二:(特殊值法)令|AC |=|CB |=1,则|PC |=14|AB |=24,|PA |2=|PB |2=58,易得|PA |2+|PB |2|PC |2=10.答案:10[常用结论——记一番]1.在四边形ABCD 中:(1)AB ―→=DC ―→,则四边形ABCD 为平行四边形;(2)AB ―→=DC ―→且(AB ―→+AD ―→)·(AB ―→-AD ―→)=0,则四边形ABCD 为菱形; (3)AB ―→=DC ―→且|AB ―→+AD ―→|=|AB ―→-AD ―→|,则四边形ABCD 为矩形; (4)若AB ―→=λDC ―→(λ>0,λ≠1),则四边形ABCD 为梯形.2.设O 为△ABC 所在平面上一点,内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,则 (1)O 为△ABC 的外心⇔OA ―→2=OB ―→2=OC ―→2. (2)O 为△ABC 的重心⇔OA ―→+OB ―→+OC ―→=0.(3)O 为△ABC 的垂心⇔OA ―→·OB ―→=OB ―→·OC ―→=OC ―→·OA ―→. (4)O 为△ABC 的内心⇔a OA ―→+b OB ―→+c OC ―→=0. (5)O 为△ABC 的A 的旁心⇔a OA ―→=b OB ―→+c OC ―→.(七)玩转通项 搞定数列 [速解技法——学一招] 几种常见的数列类型及通项的求法(1)递推公式为a n +1=a n +f (n )解法:把原递推公式转化为a n +1-a n =f (n ),利用累加法(逐差相加法)求解. (2)递推公式为a n +1=f (n )a n解法:把原递推公式转化为a n +1a n =f (n ),利用累乘法(逐商相乘法)求解.(3)递推公式为a n +1=pa n +q解法:通过待定系数法,将原问题转化为特殊数列{a n +k }的形式求解. (4)递推公式为a n +1=pa n +f (n )解法:利用待定系数法,构造数列{b n },消去f (n )带来的差异. [例1] 已知数列{a n }满足a 1=23,a n +1=n n +1a n,求a n .[解] 由条件知a n +1a n=nn +1,分别令n =1,2,3,…,(n -1),代入上式得(n -1)个等式累乘,即a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a n a n -1=12×23×34×…×n -1n ⇒a n a 1=1n .又∵a 1=23,∴a n =23n .[例2] 已知数列{a n }的首项a 1=1,a n +1=a n2a n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前10项和. [解] 因为a n +1=a n2a n +1, 所以1a n +1=2a n +1a n =2+1a n,即1a n +1-1a n =2, 所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公差为2的等差数列,所以1a n =2n -1,所以a n =12n -1, 而1a n a n +1=1(2n -1)(2n +1)=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1,所以1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a 10a 11=12⎝⎛1-13+13-15+…+⎭⎫119-121=12⎝⎛⎭⎫1-121=1021. [经典好题——练一手]1.已知数列{a n }的首项a 1=2,且a n +1=a n +n +1,则数列{a n }的通项公式a n =( ) A .n (n -1)2B .n (n +1)2 C .n (n +1)2-1D .n (n +1)2+1 解析:选D 因为a n +1=a n +n +1, 所以a n +1-a n =n +1,分别把n =1,2,3,…,n -1代入上式,得到(n -1)个等式, a n -a n -1=(n -1)+1, a n -1-a n -2=(n -2)+1, a n -2-a n -3=(n -3)+1,…a 2-a 1=1+1. 又a 1=2=1+1,故将上述n 个式子相加得a n =[(n -1)+(n -2)+(n -3)+…+2+1]+n +1=[n +(n -1)+(n -2)+…+2+1]+1=n (n +1)2+1.2.已知数列{a n }满足a 1=1,a n =12a n -1+1(n ≥2),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:由a n =12a n -1+1(n ≥2),得a n -2=12(a n -1-2),而a 1-2=1-2=-1,∴数列{a n -2}是首项为-1,公比为12的等比数列.∴a n -2=-⎝⎛⎭⎫12n -1,∴a n =2-⎝⎛⎭⎫12n -1. 答案:2-⎝⎛⎭⎫12n -13.设{a n }是首项为1的正项数列,且a 2n -a 2n -1-na n -na n -1=0(n ∈N *,n ≥2),则数列的通项公式a n =________.解析:由题设得(a n +a n -1)(a n -a n -1-n )=0, 由a n >0,a n -1>0知a n +a n -1>0,于是a n -a n -1=n ,所以a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+2+3+…+n =n (n +1)2. 答案:n (n +1)24.在数列{a n }中,已知a 1=-1,a n +1=2a n +4·3n -1,求通项公式a n . 解:原递推式可化为a n +1+λ·3n =2(a n +λ·3n -1),比较系数得λ=-4,即a n +1-4·3n =2(a n -4·3n -1),则数列{a n -4·3n -1}是首项为a 1-4·31-1=-5,公比为2的等比数列,故a n -4·3n -1=-5·2n -1,即a n =4·3n -1-5·2n -1.[常用结论——记一番]等差(比)数列的重要结论(1)数列{a n }是等差数列⇔数列{c a n }是等比数列;数列{a n }是等比数列,则数列{log a |a n |}是等差数列.(2){a n },{b n }是等差数列,S n ,T n 分别为它们的前n 项和,若b m ≠0,则a m b m=S 2m -1T 2m -1.(3)首项为正(或为负)递减(或递增)的等差数列前n 项和最大(或最小)问题转化为解不等式⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0⎝ ⎛⎭⎪⎫或⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0,也可化为二次型函数S n =An 2+Bn 来分析,注意n ∈N *. (4)等差(比)数列中,S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(各项均不为0)仍是等差(比)数列.(八)掌握规律 巧妙求和 [速解技法——学一招] 求数列的前n 项和的主要方法(1)公式法:对于等差数列或等比数列可用公式法.(2)裂项相消法:将数列的每一项分解为两项的差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而累加相消.(3)错位相减法:若{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,则对于数列{a n b n }的前n 项和可用错位相减法.(4)倒序相加法:如果一个数列{a n }与首末两端等“距离”的两项的和等于同一个常数,那么求这个数列前n 项和即可用倒序相加法.(5)分组求和法:将原数列分解成可用公式法求和的若干个数列. [例1] 已知等差数列{a n }中,2a 2+a 3+a 5=20,且前10项和S 10=100. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n ·2a n }的前n 项和.[解] (1)设等差数列{a n }的公差为d ,由已知得 ⎩⎪⎨⎪⎧2a 2+a 3+a 5=4a 1+8d =20,10a 1+10×92d =10a 1+45d =100,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2, 所以{a n }的通项公式为a n =1+2(n -1)=2n -1.(2)令b n =2a n ,由(1)可知a n ·b n =(2n -1)×22n -1,设T n 为数列{a n ·b n }的前n 项和,所以T n =1×21+3×23+5×25+…+(2n -3)×22n -3+(2n -1)×22n -1,①4T n =1×23+3×25+5×27+…+(2n -3)×22n -1+(2n -1)×22n +1,②①-②得:-3T n =2+2×(23+25+…+22n -1)-(2n -1)×22n +1,所以T n =2+2×(23+25+…+22n -1)-(2n -1)×22n +1-3=2+2×8(1-4n -1)1-4-(2n -1)×22n +1-3=-6+2×8(1-4n -1)+(6n -3)×22n +19=10+(6n -5)×22n +19.[例2] 已知数列{a n }满足a 1=12,a n +1=a 2n +a n ,b n =11+a n(n ∈N *),S n =b 1+b 2+…+b n ,P n =b 1b 2·…·b n ,求2P n +S n 的值.[解] 因为a 1=12,a n +1=a 2n +a n ,n ∈N *, 所以a n +1>a n >0,a n +1=a n (a n +1),所以b n =11+a n =a 2n a n a n +1=a n +1-a n a n a n +1=1a n -1a n +1.P n =b 1b 2·…·b n =a 1a 2·a 2a 3·…·a n a n +1=12a n +1,S n =b 1+b 2+…+b n =⎝⎛⎭⎫1a 1-1a 2+⎝⎛⎭⎫1a 2-1a 3+…+⎝⎛⎭⎫1a n -1a n +1=2-1a n +1, 故2P n +S n =1a n +1+⎝⎛⎭⎫2-1an +1=2.[经典好题——练一手]1.(2018届高三·湖南十校联考)数列112,314,518,7116,…的前n 项和S n =________.解析:利用分组求和法,可得S n =(1+3+5+…+2n -1)+⎝⎛⎭⎫12+122+…+12n =n 2+1-12n . 答案:n 2+1-12n2.(2017·武汉调研)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=9,a 2为整数,且S n ≤S 5,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前9项和为________.解析:设数列{a n }的公差为d ,由S n ≤S 5,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 5≥0,a 6≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d ≥0,a 1+5d ≤0,得-94≤d ≤-95,又a 2为整数,∴d =-2,a n =a 1+(n -1)×d =11-2n , 故1a n a n +1=1d ⎝⎛⎭⎫1a n -1a n +1, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前n 项和T n =1d ⎝⎛⎭⎫1a 1-1a 2+1a 2-1a 3+…+1a n -1a n +1=1d ⎝⎛⎭⎫1a 1-1a n +1, ∴T 9=-12×⎣⎡⎦⎤19-⎝⎛⎭⎫-19=-19. 答案:-193.(2018届高三·安徽名校阶段性测试)已知单调递增的等比数列{a n }满足a 2+a 3+a 4=28,且a 3+2是a 2,a 4的等差中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =a n +1·log 12a n ,求数列{b n }的前n 项和S n .解:(1)设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q . 依题意,有2(a 3+2)=a 2+a 4, 代入a 2+a 3+a 4=28,得a 3=8.因此a 2+a 4=20,即有⎩⎪⎨⎪⎧a 1q +a 1q 3=20,a 1q 2=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=2或⎩⎪⎨⎪⎧q =12,a 1=32,又数列{a n }单调递增,则⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=2,故a n =2n .(2)∵b n =2n +1·log 122n =-n ·2n +1,∴-S n =1×22+2×23+3×24+…+n ×2n +1,①-2S n =1×23+2×24+3×25+…+(n -1)×2n +1+n ×2n +2.②①-②,得S n =22+23+24+…+2n +1-n ·2n +2=4(1-2n )1-2-n ·2n +2=(1-n )2n +2-4.4.在等差数列{a n }中,a 2+a 7=-23,a 3+a 8=-29. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{a n +b n }是首项为1,公比为q 的等比数列,求{b n }的前n 项和S n . 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d . ∵a 3+a 8-(a 2+a 7)=2d =-6. ∴d =-3,∴a 2+a 7=2a 1+7d =-23,解得a 1=-1, ∴数列{a n }的通项公式为a n =-3n +2.(2)∵数列{a n +b n }是首项为1,公比为q 的等比数列, ∴a n +b n =q n -1,即-3n +2+b n =q n -1,∴b n =3n -2+q n -1.∴S n =[1+4+7+…+(3n -2)]+(1+q +q 2+…+q n -1)=n (3n -1)2+(1+q +q 2+…+q n-1),故当q =1时,S n =n (3n -1)2+n =3n 2+n2;当q ≠1时,S n =n (3n -1)2+1-q n1-q.[常用结论——记一番]常用裂项公式(1)1n (n +1)=1n -1n +1; (2)1n +1+n=n +1-n ;(3)a n =(a n -a n -1)+(a n -1-a n -2)+…+(a 2-a 1)+a 1=a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1;(4)n (n +1)=13[n (n +1)(n +2)-(n -1)n (n +1)];(5)1n (n +1)(n +2)=12⎡⎦⎤1n (n +1)-1(n +1)(n +2);(6)(2n )2(2n -1)(2n +1)=1+12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1.(九)求得通项 何愁放缩 [速解技法——学一招]错误![例1] 已知数列{a n }满足a 1=8,(n +1)a n +1=(n +3)a n +8n +8, (1)求a n ; (2)求证:1a 1-1+1a 2-1+…+1a n -1<27. [解] (1)(n +1)a n +1=(n +3)a n +8n +8两边同除以(n +1)(n +2)(n +3), 得a n +1(n +3)(n +2)=a n (n +2)(n +1)+8(n +3)(n +2),即a n +1(n +3)(n +2)-a n(n +2)(n +1)=8⎝⎛⎭⎫1n +2-1n +3.利用累加法,可得a n +1(n +3)(n +2)-a 13×2=8⎝⎛⎭⎫13-1n +3,化简求得a n +1=4(n +1)(n +2),所以a n =4n (n +1). (2)证明:法一:14n 2+4n -1<14n 2-1=12⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +1,通过计算,当n ≥4时,17+123+147+…+14n 2+4n -1<17+123+147+12⎣⎢⎡⎝⎛⎭⎫17-19+⎝⎛⎭⎫19-111+…+⎝⎛ 12n -1-⎦⎥⎤⎭⎫12n +1<17+123+147+114<27.法二:14n 2+4n -1<14n 2+4n -3=1(2n -1)(2n +3)=14⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +3.当n ≥3时,17+123+…+14n 2+4n -1<17+123+14⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫15-19+⎝⎛⎭⎫17-111+…+⎝⎛⎭⎫12n -1-12n +3<17+123+14⎝⎛⎭⎫15+17<17+121+221=27. [例2] 设数列{a n }的前n 项和为S n ,满足2S n =a n +1-2n +1+1(n ∈N *),且a 1,a 2+5,a 3成等差数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)求证:对一切正整数n ,有1a 1+1a 2+…+1a n <32.[解] (1)由2S n =a n +1-2n +1+1,得2S n +1=a n +2-2n +2+1,两式相减得a n +2=3a n +1+2n +1,2S 1=a 2-3⇔a 2=2a 1+3,a 3=3a 2+4=6a 1+13, a 1,a 2+5,a 3成等差数列⇔a 1+a 3=2(a 2+5)⇔a 1=1.。
高考数学二轮复习第一部分板块二系统热门考点__以点带面十绕过通项也可放缩课件文
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时,一般有一个推导过程,如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程,这有助于理解记忆结论,也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
[解] (1)由 a1=1,且 an+1=aann++41, 得 a2=52,a3=173. 证明如下:一方面,an+1-2=aann++41-2=-aann-+21, 所以aan+n-1-22=-an+1 1. 由题可知 an>0,所以aan+n-1-22<0, 即 an+1-2 与 an-2 异号,故 an+2-2 与 an-2 同号, 于是 a2n+1-2 与 a2n-1-2 同号.
将已知代入得(k+2)2=2(6k+2),解得 k=8.
(2)证明:由题意知 a2=2;2( 2-1),命题成立.
当 n≥2 时,由 an+1an=n+1 得 anan-1=n, 所以 an(an+1-an-1)=1,a1n=an+1-an-1.
n
从而有
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题,有的要求回答,有的则是自问自答。一般来说,老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键,若能抓住老师提出的问题深入思考,就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的,若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较,便可以抓住老师的思路。
高考数学二轮复习第一部分板块二系统热门考点__以点带面十七巧拆函数有效分离课件文
因为当 x∈0,1e时,g′(x)>0,当 x∈1e,+∞时, g′(x)<0, 所以函数 g(x)在0,1e上单调递增,在1e,+∞上单调递减, 故 g(x)max=g1e=-1eln 1e=1e. 因为 a=-xln x 有解,且 x>0,a>0,所以 0<a≤1e. 所以实数 a 的取值范围为0,1e.
所以函数 f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增. 所以 f(x)min=f(a)=ln a+1. 又 f(1)=ln 1+a=a>0, 所以当 ln a+1≤0,即 0<a≤1e时,函数 f(x)有零点. 所以实数 a 的取值范围为0,1e. 法二:由题意知,函数 f(x)=ln x+ax的定义域为(0,+∞). 由 f(x)=ln x+ax=0 有解,知 a=-xln x 有解. 令 g(x)=-xln x,则 g′(x)=-(ln x+1).
故当 x>0 时,φ(x)≤1e.
②
显然,不等式①②中的等号不能同时成立.
故当 a≥2e时,f(x)>e-x.
[经典好题——练一手]
1.已知二次函数 f(x)=x2+x+a,若 f(x)在区间[-1,1]上有两个
不同的零点,则 a 的取值范围是________. 解析:法一:设函数的两个零点分别为 x1,x2,不妨设 x1<x2, 因为 x1,x2∈[-1,1]且 x1+x2=-1,所以有 x1∈-1,-12, 又因为 a=x1·x2=x1(-1-x1),所以 a∈0,14. 法二:设 g(x)=x+a,h(x)=-x2,因为 a=g(0),显然 g(x) =x+a 的图象是斜率为 1 且过点(0,a)的直线,要使 g(x)= x+a 与 h(x)=-x2 的图象在[-1,1]上有两个不同的交点,则
2021数学二轮复习学案板块2应试技巧必备含解析
2021新高考数学(山东专用)二轮复习学案:板块2 应试技巧必备含解析应试技巧必备活用4招巧解“中高档”解答题高考数学解答题的答题方式不同于选择题和填空题,解答题既要结果又要过程,考生必须严格按照推理的方式按部就班地进行解答和表述.因此对于基础性的解答题要做到“对而全”,防止被扣“步骤分”;对于中高档题目要学会“踩点得分”,也就是我们常说的“缺步解答、跳步解答、逆向解答和退步解答".妙招1缺步解答——化繁为简,能解多少算多少如果遇到一个很困难的问题,确实啃不动,一个聪明的解题策略是,将它们分解为一系列的步骤,或者是一个个小问题,先解决问题的一部分,能解决多少就解决多少,能演算几步就写几步,尚未成功不等于失败.特别是那些解题层次明显的题目,或者是已经程序化了的方法,每进行一步得分点的演算都可以得分,最后结论虽然未得出,但分数却已过半,这叫“大题巧拿分”.结合示例:本例第(1)问是椭圆离心率的求解问题,难度较小,而第(2)问有一定难度,如果不能拿全分,可采用缺步解答,尽量多得分.首先,解决直线与圆锥曲线的位置关系问题时,若需要设直线方程,应考虑直线的斜率是否存在,因此当直线l的斜率不存在时,求出点Q的坐标为错误!,这是每位考生都应该能做到的.其次,联错误!错误!两个焦点分别为F1(-1,0),F2(1,0),且椭圆C经过点P错误!.(1)求椭圆C的离心率;(2)设过点A(0,2)的直线l与椭圆C交于M,N两点,点Q是线段MN上的点,且错误!=错误!+错误!,求点Q的轨迹方程.[规范解答](1)由椭圆定义知,2a=|PF1|+|PF2|=错误!+错误!=2错误!,所以a=错误!. 2分又由已知,c=1,所以椭圆C的离心率e=错误!=错误!=错误!. 4分(2)由(1)知,椭圆C的方程为错误!+y2=1。
设点Q的坐标为(x,y),①当直线l与x轴垂直时,直线l与椭圆C交于(0,1),(0,-1)两点,此时点Q的坐标为错误!。
18届高考数学二轮复习第一部分板块(二)系统热门考点——以点带面试题文
第一部分 板块(二)系统热门考点——以点带面试题[速解技法——学一招]函数性质主要指函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性,要深刻理解并加以巧妙地运用.以对称性为例,若函数f (x )满足f (a +x )=f (b -x ),则函数图象关于直线x =a +b2对称;若函数f (x )满足f (a +x )+f (b -x )=c ,则函数图象关于点⎝⎛⎭⎪⎫a +b 2,c 2对称.[例1] 定义在R 上的奇函数f (x )满足f (x -2)=-f (x ),且在[0,1]上是增函数,则有( )A .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32B .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32C .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14D .f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14 [解析] 选B 由题设知f (x )=-f (x -2)=f (2-x ),所以函数f (x )的图象关于直线x =1对称.由于奇函数f (x )在[0,1]上是增函数,故f (x )在[-1,0]上也是增函数, 综上,函数f (x )在[-1,1]上是增函数,在[1,3]上是减函数.又f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫2-32=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,所以f ⎝ ⎛⎭⎪⎫-14<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫14<f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=f ⎝ ⎛⎭⎪⎫32. [例2] 已知函数f (x )=x 3+sin x 的定义域为[-1,1],若f (log 2m )<f (log 4(m +2))成立,则实数m 的取值范围为________.[解析] 由f (x )=x 3+sin x 的定义域为[-1,1], 易知f (x )在[-1,1]上单调递增, 由f (log 2m )<f (log 4(m +2)),可得⎩⎪⎨⎪⎧-1≤log 2m ≤1,-1≤log 4m +,log 2m <log4m +,m >0,m +2>0,解得⎩⎪⎨⎪⎧12≤m ≤2,-74≤m ≤2,0<m <2,m >0,m >-2,故12≤m <2. 综上可知,实数m 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,2. [答案] ⎣⎢⎡⎭⎪⎫12,2 [经典好题——练一手]1.已知定义在R 上的函数f (x )满足f (2+x )=-f (2-x ),当x <2时,f (x )单调递增,如果x 1+x 2<4,且(x 1-2)·(x 2-2)<0,则f (x 1)+f (x 2)的值为( )A .可正可负B .可能为0C .恒大于0D .恒小于0解析:选D 由f (2+x )=-f (2-x )可知,函数图象关于点(2,0)中心对称.因为x <2时,f (x )单调递增,所以x >2时,f (x )单调递增.因为x 1+x 2<4且(x 1-2)·(x 2-2)<0,设x 1<2<x 2,则x 2<4-x 1,所以f (x 2)<f (4-x 1).又因为f (4-x 1)=-f (x 1),所以f (x 2)<-f (x 1),即f (x 1)+f (x 2)<0.2.已知定义在R 上的函数f (x )=2|x -m |-1(m 为实数)为偶函数,记a =f (log 0.53),b =f (log 25),c =f (2m ),则a ,b ,c 的大小关系为( )A .a <b <cB .a <c <bC .c <a <bD .c <b <a解析:选C 由函数f (x )=2|x -m |-1为偶函数可知,m =0,故f (x )=2|x |-1.当x >0时,f (x )为增函数,log 0.53=-log 23,∴log 25>|-log 0.53|>0.∴b =f (log 25)>a =f (log 0.53)>c =f (2m ).3.已知y =f (x )+x 2是奇函数,且f (1)=1.若g (x )=f (x )+2,则g (-1)=________. 解析:由题意得g (-1)=f (-1)+2.又f (-1)+(-1)2=-[f (1)+12]=-2,所以f (-1)=-3.故f (-1)+2=-3+2=-1,即g (-1)=-1. 答案:-14.函数f (x )是定义在R 上的偶函数,且满足f (x +2)=f (x ).当x ∈[0,1]时,f (x )=2x .若在区间[-2,3]上方程ax +2a -f (x )=0恰有四个不相等的实数根,则实数a 的取值范围是________.解析:由f (x +2)=f (x ),得函数的周期是2.由ax +2a -f (x )=0, 得f (x )=ax +2A .设y =f (x ),则y =ax +2a ,作出函数y =f (x ),y =ax +2a 的图象,如图.要使方程ax +2a -f (x )=0恰有四个不相等的实数根,则直线y =ax +2a =a (x +2)的斜率满足k AH <a <k AG ,由题意可知,G (1,2),H (3,2),A (-2,0), 所以k AH =25,k AG =23,所以25<a <23.答案:⎝ ⎛⎭⎪⎫25,23[常用结论——记一番]1.函数的单调性 在公共定义域内:(1)若函数f (x )是增函数,函数g (x )是增函数,则f (x )+g (x )是增函数; (2)若函数f (x )是减函数,函数g (x )是减函数,则f (x )+g (x )是减函数; (3)若函数f (x )是增函数,函数g (x )是减函数,则f (x )-g (x )是增函数; (4)若函数f (x )是减函数,函数g (x )是增函数,则f (x )-g (x )是减函数. [提示] 在利用函数单调性解不等式时,易忽略函数定义域这一限制条件. 2.函数的奇偶性(1)判断函数的奇偶性有时可以用定义的等价形式:f (x )±f (-x )=0,f xf -x=±1;(2)设f (x ),g (x )的定义域分别是D 1,D 2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.3.有关函数f (x )周期性的常用结论:(1)若f (x +a )=f (x -a ),则函数f (x )的周期为2|a |; (2)若f (x +a )=-f (x ),则函数f (x )的周期为2|a |; (3)若f (x +a )=1f x,则函数f (x )的周期为2|a |; (4)若f (x +a )=-1f x,则函数f (x )的周期为2|a |.(二)最值函数 大显身手 [速解技法——学一招][例1] 对于任意x ∈R ,函数f (x )表示y =-x +3,y =2x +2,y =x 2-4x +3中的最大者,则f (x )的最小值是( )A .2B .3C .8D .-1[解析] 选A 如图,分别画出函数y =-x +3,y =32x +12,y =x 2-4x +3的图象,得到三个交点A (0,3),B (1,2),C (5,8). 由图象可得函数f (x )的表达式为f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x +3,x ≤0,-x +3,0<x ≤1,32x +12,1<x ≤5,x 2-4x +3,x >5,所以f (x )的图象是图中的实线部分,图象的最低点是B (1,2),所以函数f (x )的最小值是2.[例2] 已知函数f (x )=x 2-x +m -12,g (x )=-log 2x ,min{m ,n }表示m ,n 中的最小值,设函数h (x )=min{f (x ),g (x )}(x >0),则当函数h (x )有三个零点时,实数m 的取值范围为( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫0,34B .⎝⎛⎦⎥⎤-∞,34 C .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,34D .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞[解析] 选C 在同一直角坐标系中,作出函数y =f (x )和y =g (x )的图象如图所示.当两函数图象交于点A (1,0)时,即有1-1+m -12=0,解得m =12,所以当函数h (x )有三个零点时, 即为点A 和y =f (x )与x 轴的两个交点,若满足条件,则需⎩⎪⎨⎪⎧f ,f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<0,f ,解得12<m <34.所以实数m 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,34. [经典好题——练一手]1.设a ,b 为平面向量,则( ) A .min{|a +b |,|a -b |}≤min{|a |,|b |} B .min{|a +b |,|a -b |}≥min{|a |,|b |} C .max{|a +b |2,|a -b |2}≤|a |2+|b |2D .max{|a +b |2,|a -b |2}≥|a |2+|b |2解析:选D max{|a +b |2,|a -b |2}≥|a +b |2+|a -b |22=|a |2+|b |2,故选D.2.(2017·兰州模拟)记max{a ,b }=⎩⎪⎨⎪⎧a ,a ≥bb ,a <b ,已知向量a ,b ,c 满足|a |=1,|b |=2,a ·b =0,c =λa +μb (λ≥0,μ≥0,且λ+μ=1),则当max{c ·a ,c ·b }取最小值时,|c |=( )A .255B .223C .1D .52解析:选A 如图,设OA ―→=a ,OB ―→=b ,则a =(1,0),b =(0,2),∵λ≥0,μ≥0,λ+μ=1,∴0≤λ≤1.又c =λa +μb ,∴c ·a =(λa +b -λb )·a =λ;c ·b =(λa +b -λb )·b =4-4λ.由λ=4-4λ,得λ=45.∴max{c ·a ,c ·b }=⎩⎪⎨⎪⎧λ,45≤λ≤1,4-4λ,0≤λ<45.令f (λ)=⎩⎪⎨⎪⎧λ,45≤λ≤1,4-4λ,0≤λ<45.则f (λ)∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤45,4. ∴f (λ)min =45,此时λ=45,μ=15,∴c =45a +15b =⎝ ⎛⎭⎪⎫45,25.∴|c |=⎝ ⎛⎭⎪⎫452+⎝ ⎛⎭⎪⎫252=255. 3.设x ,y 为实数,且5x 2+4y 2=10x ,则x 2+y 2的最大值为________. 解析:法一:5x 2+4y 2=10x ⇒4y 2=10x -5x 2≥0⇒0≤x ≤2. 4(x 2+y 2)=10x -x 2=25-(5-x )2≤25-9=16⇒x 2+y 2≤4. 法二:5x 2-4y 2=10x ⇒(x -1)2+45y 2=1,令x -1=sin θ,255y =cos θ,θ∈[0,2π],则x 2+y 2=(sin θ+1)2+⎝ ⎛⎭⎪⎫52cos θ2=94-14(sin θ-4)2+4, ∵-1≤sin θ≤1,∴当sin θ=1时,x 2+y 2取得最大值,即(x 2+y 2)max =4. 答案:4(三)应用导数 开阔思路 [速解技法——学一招]1.函数的单调性与导数的关系 ①f ′(x )>0⇒f (x )为增函数; ②f ′(x )<0⇒f (x )为减函数; ③f ′(x )=0⇒f (x )为常数函数. 2.求函数f (x )极值的方法求函数的极值应先确定函数的定义域,解方程f ′(x )=0,再判断f ′(x )=0的根是否是极值点,可通过列表的形式进行分析,若遇极值点含参数不能比较大小时,则需分类讨论.[例1] 若函数f (x )=2sin x (x ∈[0,π))的图象在切点P 处的切线平行于函数g (x )=2x ⎝ ⎛⎭⎪⎫x3+1的图象在切点Q 处的切线,则直线PQ 的斜率为( )A .83 B .2 C .73D .33[解析] 选A 由题意得f ′(x )=2cos x ,g ′(x )=x 12+x -12.设P (x 1,f (x 1)),Q (x 2,g (x 2)),又f ′(x 1)=g ′(x 2),即2cos x 1=x 122+x -122,故4cos 2x 1=x 2+x -12+2, 所以-4+4cos 2x 1=x 2+x -12-2, 即-4sin 2x 1=(x 122-x -122)2,所以sin x 1=0,x 1=0,x 122=x -122,x 2=1,故P (0,0),Q ⎝ ⎛⎭⎪⎫1,83,故k PQ =83.[例2] 已知函数f (x )(x ∈R)满足f (1)=1,且f (x )的导数f ′(x )<12,则不等式f (x 2)<x 22+12的解集为________. [解析] 设F (x )=f (x )-12x ,∴F ′(x )=f ′(x )-12,∵f ′(x )<12,∴F ′(x )=f ′(x )-12<0,即函数F (x )在R 上单调递减.∵f (x 2)<x 22+12,∴f (x 2)-x 22<f (1)-12,∴F (x 2)<F (1),而函数F (x )在R 上单调递减,∴x 2>1,即x ∈(-∞,-1)∪(1,+∞).[答案] (-∞,-1)∪(1,+∞)[例3] 已知函数f (x )=(ax +b )ln x -bx +3在(1,f (1))处的切线方程为y =2. (1)求a ,b 的值; (2)求函数f (x )的极值;(3)若g (x )=f (x )+kx 在(1,3)上是单调函数,求k 的取值范围. [解] (1)因为f (1)=-b +3=2,所以b =1.又f ′(x )=b x+a ln x +a -b =1x+a ln x +a -1,而函数f (x )在(1,f (1))处的切线方程为y =2, 所以f ′(1)=1+a -1=0,所以a =0.(2)由(1)得f (x )=ln x -x +3,f ′(x )=1x-1(x >0).令f ′(x )=0,得x =1.当0<x <1时,f ′(x )>0;当x >1时,f ′(x )<0,所以f (x )在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减, 故f (x )的极大值为f (1)=2,无极小值.(3)由g (x )=f (x )+kx ,得g (x )=ln x +(k -1)x +3(x >0),g ′(x )=1x+k -1,又g (x )在x ∈(1,3)上是单调函数, 若g (x )为增函数,有g ′(x )≥0,即g ′(x )=1x +k -1≥0,即k ≥1-1x在x ∈(1,3)上恒成立.又1-1x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23,所以k ≥23.若g (x )为减函数,有g ′(x )≤0,即g ′(x )=1x +k -1≤0,即k ≤1-1x在x ∈(1,3)上恒成立,又1-1x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,23,所以k ≤0.综上,k 的取值范围为(-∞,0]∪⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞.[经典好题——练一手]1.f (x )=x (2 016+ln x ),若f ′(x 0)=2 017,则x 0=( ) A .e 2B .1C .ln 2D .e解析:选B f ′(x )=2 016+ln x +x ·1x=2 017+ln x ,由f ′(x 0)=2 017,得2 017+ln x 0=2 017,所以ln x 0=0,解得x 0=1.2.定义:如果函数f (x )在[m ,n ]上存在x 1,x 2(m <x 1<x 2<n )满足f ′(x 1)=f n -f mn -m,f ′(x 2)=f n -f mn -m .则称函数f (x )是[m ,n ]上的“双中值函数”,已知函数f (x )=x 3-x 2+a 是[0,a ]上的“双中值函数”,则实数a 的取值范围是( )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫13,12B .⎝ ⎛⎭⎪⎫32,3 C .⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1D .⎝ ⎛⎭⎪⎫13,1 解析:选C 因为f (x )=x 3-x 2+a ,所以f ′(x )=3x 2-2x 在区间[0,a ]上存在x 1,x 2(0<x 1<x 2<a ),满足f ′(x 1)=f ′(x 2)=f a -fa -0=a 2-a ,所以方程3x 2-2x =a 2-a在区间(0,a )上有两个不相等的实根.令g (x )=3x 2-2x -a 2+a (0<x <a ), 则⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4--a 2+a ,g=-a 2+a >0,g a =2a 2-a >0,解得12<a <1,所以实数a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1.3.已知函数f (x )=x 33-b 2x 2+ax +1(a >0,b >0),则函数g (x )=a ln x +fx a在点(b ,g (b ))处的切线斜率的最小值是________.解析:因为f ′(x )=x 2-bx +a ,所以g (x )=a ln x +x 2-bx a +1.所以g ′(x )=a x+2x -ba(x >0),因为a >0,b >0,则g ′(b )=a b+2b -b a=a b +b a≥2,当且仅当a =b =1时取“=”,所以斜率的最小值为2. 答案:24.已知函数f (x )=(x +1)2ln(x +1)-x ,φ(x )=mx 2. (1)当m =12时,求函数g (x )=f (x )-φ(x )的极值;(2)当m =1且x ≥0时,证明:f (x )≥φ(x );(3)若x ≥0,f (x )≥φ(x )恒成立,求实数m 的取值范围. 解:(1)当m =12时,g (x )=f (x )-φ(x )=(x +1)2·ln(x +1)-x -x 22,x >-1,所以g ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(x +1)2·1x +1-1-x =2(x +1)ln(x +1). 由⎩⎪⎨⎪⎧x >-1,g x =0,解得x =0,当x 变化时,g ′(x ),g (x )的变化情况如下表:所以函数g (x )的极小值为g (0)=0,无极大值.(2)证明:当m =1时,令p (x )=f (x )-φ(x )=(x +1)2·ln(x +1)-x -x 2(x ≥0), 所以p ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(x +1)2·1x +1-1-2x =2(x +1)ln(x +1)-x . 设p ′(x )=G (x ),则G ′(x )=2ln(x +1)+1>0, 所以函数p ′(x )在[0,+∞)上单调递增,所以p ′(x )≥p ′(0)=0,所以函数p (x )在[0,+∞)上单调递增, 所以p (x )≥p (0)=0. 所以f (x )≥φ(x ).(3)设h (x )=(x +1)2ln(x +1)-x -mx 2(x ≥0), 所以h ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+x -2mx .由(2)知当x ≥0时,(x +1)2ln(x +1)≥x 2+x =x (x +1), 所以(x +1)ln(x +1)≥x ,所以h ′(x )≥3x -2mx . ①当3-2m ≥0,即m ≤32时,h ′(x )≥0,所以h (x )在[0,+∞)上单调递增, 所以h (x )≥h (0)=0,满足题意. ②当3-2m <0,即m >32时,设H (x )=h ′(x )=2(x +1)ln(x +1)+(1-2m )x , 则H ′(x )=2ln(x +1)+3-2m , 令H ′(x )=0,得x 0=e 2m -32-1>0,故h ′(x )在[0,x 0)上单调递减,在[x 0,+∞)上单调递增. 当x ∈[0,x 0)时,h ′(x )<h ′(0)=0, 所以h (x )在[0,x 0)上单调递减, 所以h (x )<h (0)=0,不满足题意. 综上,实数m 的取值范围为⎝⎛⎦⎥⎤-∞,32. [常用结论——记一番]1.函数极值的判别的易错点(1)可导函数极值点的导数为0,但导数为0的点不一定是极值点,如函数f (x )=x 3,f ′(0)=0,但x =0不是极值点.(2)极值点不是一个点,而是一个数x 0,当x =x 0时,函数取得极值.在x 0处有f ′(x 0)=0是函数f (x )在x 0处取得极值的必要不充分条件.2.函数最值的判别方法(1)求函数f (x )在闭区间[a ,b ]上最值的关键是求出f ′(x )=0的根的函数值,再与f (a ),f (b )作比较,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.(2)求函数f (x )在非闭区间上的最值,只需利用导数法判断函数f (x )的单调性,即可得结论.(四)三角问题 重在三变[速解技法——学一招]“三变”是指变角、变数与变式.变角如2α=α+β+α-β,α=α+β-β.变数特别是“1”的代换,1=sin 2θ+cos 2θ=tan 45°等.变式cos 2α=1+cos 2α2,sin 2α=1-cos 2α2.tan α±tan β=α±β∓tan αtan β,sin 2α=2sin αcos α=2sin αcos αsin 2α+cos 2α=2tan αtan 2α+1;cos 2α=cos 2α-sin 2α=cos 2α-sin 2αsin 2α+cos 2α=1-tan 2αtan 2α+1. [例1] 对于锐角α,若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=35,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3=( ) A .2425B .38C .28D .-2425[解析] 选D 由α为锐角,且sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12=35, 可得cos ⎝⎛⎭⎪⎫α-π12=45,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2-⎝⎛⎭⎪⎫2α+π3=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π6-2α=-2sin ⎝⎛⎭⎪⎫α-π12cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α-π12 =-2×35×45=-2425.[例2] 若sin 2α=55,sin(β-α)=1010,且α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π,β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2,则α+β的值是( )A .7π4B .9π4C .5π4或7π4D .5π4或9π4[解析] 选A 因为α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π,所以2α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,2π,又sin 2α=55,故2α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,π,α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π4,π2,所以cos 2α=-255.又β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π,3π2,故β-α∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤π2,5π4, 于是cos(β-α)=-31010,所以cos(α+β)=cos[2α+(β-α)] =cos 2αcos(β-α)-sin 2αsin(β-α) =-255×⎝ ⎛⎭⎪⎫-31010-55×1010=22, 且α+β∈⎣⎢⎡⎦⎥⎤5π4,2π,故α+β=7π4.[经典好题——练一手]1.已知角θ的顶点与原点重合,始边与x 轴正半轴重合,终边在直线y =2x 上,则sin ⎝⎛⎭⎪⎫2θ+π4的值为( )A .-7210B .7210C .-210D .210 解析:选D 由题意可得tan θ=2,cos θ=±55, 所以tan 2θ=2tan θ1-tan 2θ=-43,cos 2θ=2cos 2θ-1=-35, 所以sin 2θ=cos 2θ·tan 2θ=45,所以sin ⎝⎛⎭⎪⎫2θ+π4=22(sin 2θ+cos 2θ)=22×⎝ ⎛⎭⎪⎫45-35=210. 2.(2017·沈阳质检)已知f (x )=2sin 2x +2sin x cos x ,则f (x )的最小正周期和一个单调递减区间分别为( )A .2π,⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8,7π8 B .π,⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8,7π8C .2π,⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π8,3π8D .π,⎣⎢⎡⎦⎥⎤-π8,3π8解析:选B ∵f (x )=2sin 2x +2sin x cos x =1-cos 2x +sin 2x =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x -π4+1,∴T =2π2=π,由π2+2k π≤2x -π4≤3π2+2k π(k ∈Z),得3π8+k π≤x ≤7π8+k π(k ∈Z),令k =0得f (x )在⎣⎢⎡⎦⎥⎤3π8,7π8上单调递减.3.已知α为锐角,若sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=35,则cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α-π6=________.解析:cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α-π6=cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3-π2=sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2α+π3=sin ⎣⎢⎡⎦⎥⎤2⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6,因为α为锐角,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=35<32,所以π6<α+π6<π3,故cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫α+π6=45,所以cos ⎝⎛⎭⎪⎫2α-π6=2×35×45=2425. 答案:24254.若0<α<π2,0<β<π2,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=35,cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β2-π3=255,则cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β2-α的值为________.解析:由题易知-π6<π3-α<π3,-π3<β2-π3<-π12,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α=1-⎝ ⎛⎭⎪⎫352=45,sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫β2-π3=-1-⎝⎛⎭⎪⎫2552=-55,所以cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫β2-α=cos ⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫π3-α+⎝ ⎛⎭⎪⎫β2-π3=45×255+35×55=11525. 答案:11525[常用结论——记一番]三角公式中常用的变形:(1)对于含有sin α±cos α,sin αcos α的问题,利用(sin α±cos α)2=1±2sin αcos α,建立sin α±cos α与sin αcos α的关系.(2)对于含有sin α,cos α的齐次式⎝ ⎛如sin α+cos αsin α-cos α,)sin αcos α,利用tan α=sin αcos α转化为含tan α的式子.(3)对于形如cos 2α+sin α与cos 2α+sin αcos α的变形,前者用平方关系sin 2α+cos 2α=1化为二次型函数,而后者用降幂公式化为一个角的三角函数.(4)含tan α+tan β与tan αtan β时考虑tan(α+β)=tan α+tan β1-tan αtan β.(五)正弦余弦 相得益彰 [速解技法——学一招] 三角函数求值的解题策略(1)寻求角与角关系的特殊性,化非特殊角为特殊角,熟练准确地应用公式; (2)注意切化弦、异角化同角、异名化同名、角的变换等常规技巧的运用;(3)对于条件求值问题,要认真寻找条件和结论的关系,寻找解题的突破口,对于很难入手的问题,可利用分析法.(4)求角的大小,应注意角的范围.[例1] (2017·福州质检)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且c tan C =3(a cos B +b cos A ).(1)求角C ;(2)若c =23,求△ABC 面积的最大值. [解] (1)∵c tan C =3(a cos B +b cos A ), ∴sin C tan C =3(sin A cos B +sin B cos A ), ∴sin C tan C =3sin(A +B )=3sin C , ∵0<C <π,∴sin C ≠0, ∴tan C =3,∴C =60°. (2)∵c =23,C =60°,由余弦定理c 2=a 2+b 2-2ab cos C , 得12=a 2+b 2-ab ≥2ab -ab , ∴ab ≤12,∴S △ABC =12ab sin C ≤33,当且仅当a =b =23时取“=”, 所以△ABC 的面积的最大值为3 3.[例2] 已知向量m =(2sin ωx ,cos 2ωx -sin 2ωx ),n =(3cos ωx,1),其中ω>0,x ∈R.函数f (x )=m ·n 的最小正周期为π.(1)求ω的值;(2)在△ABC 中,若f (B )=-2,BC =3,sin B =3sin A ,求BA ―→·BC ―→的值. [解] (1)f (x )=m ·n =23sin ωx cos ωx +cos 2ωx -sin 2ωx =3sin 2ωx +cos 2ωx =2sin ⎝⎛⎭⎪⎫2ωx +π6.因为f (x )的最小正周期为π,所以T =2π2|ω|=π.因为ω>0,所以ω=1.(2)设△ABC 中内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,C . 因为f (B )=-2,所以2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2B +π6=-2, 即sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2B +π6=-1,得B =2π3.因为BC =3,所以a = 3.因为sin B =3sin A ,所以b =3a ,得b =3. 由正弦定理有3sin A=3sin2π3,解得sin A =12. 因为0<A <π3,所以A =π6.得C =π6,c =a = 3.所以BA ―→·BC ―→=ca cos B =3×3×cos 2π3=-32.[经典好题——练一手]1.已知△ABC 的三个内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若cos A cos B =ba =2,则该三角形的形状是( )A .直角三角形B .等腰三角形C .等边三角形D .钝角三角形解析:选A 因为cos A cos B =b a ,由正弦定理得cos A cos B =sin B sin A ,所以sin 2A =sin 2B .由ba =2,可知a ≠b ,所以A ≠B .又A ,B ∈(0,π),所以2A =180°-2B ,即A +B =90°,所以C =90°,于是△ABC 是直角三角形.故选A .2.在△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,若a cos C +c cos A =2b sin A ,则A 的值为( )A .5π6B .π6C .2π3D .π6或5π6解析:选D 由a cos C +c cos A =2b sin A 结合正弦定理可得sin A cos C +sin C cos A =2sin B sin A ,即sin(A +C )=2sin B sin A ,故sin B =2sin B sin A .又sin B ≠0,可得sin A =12,故A =π6或5π6.3.非直角△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别是a ,b ,c ,已知c =1,C =π3.若sin C+sin(A -B )=3sin 2B ,则△ABC 的面积为( )A .1534B .154C .2134或36D .3328解析:选D 因为sin C +sin(A -B )=sin(A +B )+sin(A -B )=2sin A cos B =6sin B cosB ,因为△ABC 非直角三角形,所以cos B ≠0, 所以sin A =3sin B ,即a =3b .又c =1,C =π3,由余弦定理得a 2+b 2-ab =1,结合a =3b ,可得b 2=17,所以S △ABC =12ab sin C =32b 2sin π3=3328.4.(2017·陕西质检)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,面积为S ,已知2a cos 2C 2+2c cos 2A 2=52b .(1)求证:2(a +c )=3b ; (2)若cos B =14,S =15,求b .解:(1)证明:由已知得,a (1+cos C )+c (1+cos A )=52b .在△ABC 中,由余弦定理,得a cos C +c cos A =a ·a 2+b 2-c 22ab +c ·b 2+c 2-a 22bc =2b 22b=b .∴a +c =32b ,即2(a +c )=3b .(2)∵cos B =14,∴sin B =154.∵S =12ac sin B =158ac =15,∴ac =8.又b 2=a 2+c 2-2ac cos B =(a +c )2-2ac (1+cos B ),2(a +c )=3b ,∴b 2=9b 24-16×⎝ ⎛⎭⎪⎫1+14,解得b 2=16,∴b =4.[常用结论——记一番]1.解三角形中常用结论:(1)三角形中正弦、余弦、正切满足的关系式有:a sin A =b sin B =csin C=2R ,c 2=a 2+b 2-2ab cos C ,tan A +tan B +tan C =tan A tan B tan C ,a >b ⇔A >B ⇔sin A >sin B ⇔cos A <cos B .(2)三角形形状判断(一般用余弦定理): 直角三角形⇔a 2+b 2=c 2;锐角三角形⇔a 2+b 2>c 2(c 为最大边); 钝角三角形⇔a 2+b 2<c 2(c 为最大边). (3)在锐角三角形ABC 中: ①A +B >π2,C +B >π2,A +C >π2;②任意角的正弦值都大于其他角的余弦值.(4)在△ABC 中,A ,B ,C 成等差数列⇔B =60°;在△ABC 中,A ,B ,C 成等差数列,且a ,b ,c 成等比数列⇔三角形为等边三角形.2.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,其面积为S . (1)S =12ah a =12bh b =12ch c (h a ,h b ,h c 分别表示a ,b ,c 边上的高).(2)S =12ab sin C =12bc sin A =12ca sin B .(3)S =12r (a +b +c )(r 为三角形ABC 内切圆的半径).(六)向量小题 三招搞定 [速解技法——学一招]解决与向量有关的小题,一般用三招,即“构图、分解、建系”,就能突破难点,顺利解决问题.[例1] 已知AB ―→·BC ―→=0,|AB ―→|=1,|BC ―→|=2,AD ―→·DC ―→=0,则|BD ―→|的最大值为( )A .255B .2C . 5D .2 5[解析] 选C 由AB ―→·BC ―→=0可知,AB ―→⊥BC ―→.故以B 为坐标原点,分别以BA ,BC 所在的直线为x 轴,y 轴建立如图所示的平面直角坐标系,则由题意,可得B (0,0),A (1,0),C (0,2).设D (x ,y ),则AD ―→=(x -1,y ),DC ―→=(-x,2-y ). 由AD ―→·DC ―→=0,可得(x -1)(-x )+y (2-y )=0, 整理得⎝ ⎛⎭⎪⎫x -122+(y -1)2=54.所以点D 在以E ⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1为圆心,半径r =52的圆上.因为|BD ―→|表示B ,D 两点间的距离, 而|EB ―→|=52,所以|BD ―→|的最大值为|EB ―→|+r =52+52= 5.[例2] 已知点C 为线段AB 上一点,P 为直线AB 外一点,PC 是∠APB 的平分线,I 为PC 上一点,满足BI ―→=BA ―→+λAC ―→⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC ―→|+AP ―→|AP ―→|(λ>0),|PA ―→|-|PB ―→|=4,|PA ―→-PB ―→|=10,则BI ―→·BA―→| BA ―→|的值为( )A .2B .3C .4D .5[解析] 选B因为|PA ―→-PB ―→|=|BA ―→|=10,PC 是∠APB 的平分线,又BI ―→=BA ―→+λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC ―→|+AP ―→|AP ―→|(λ>0), 即AI ―→=λ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫AC ―→|AC ―→|+AP ―→|AP ―→|, 所以I 在∠BAP 的平分线上, 由此得I 是△ABP 的内心.如图,过I 作IH ⊥AB 于H ,以I 为圆心,IH 为半径作△PAB 的内切圆,分别切PA ,PB 于E ,F ,因为|PA ―→|-|PB ―→|=4,|PA ―→-PB ―→|=10, |BH ―→|=|FB ―→|=12(|PB ―→|+|AB ―→|-|PA ―→|)=12[|AB ―→|-(|PA ―→|-|PB ―→|)]=3. 在Rt △BIH 中,cos ∠IBH =|BH ―→||BI ―→|,所以BI ―→·BA ―→|BA ―→|=|BI ―→|cos ∠IBH =|BH ―→|=3.[经典好题——练一手]1.(2017·宝鸡质检)在等腰直角△ABC 中,∠ABC =90°,|AB |=|BC |=2,M ,N (不与A ,C 重合)为AC 边上的两个动点,且满足|MN ―→|=2,则BM ―→·BN ―→的取值范围为( )A .⎣⎢⎡⎦⎥⎤32,2B .⎝ ⎛⎭⎪⎫32,2C .⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,2 D .⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ 解析:选C 以等腰直角三角形的直角边BC 为x 轴,BA 为y 轴,建立平面直角坐标系如图所示,则B (0,0),直线AC 的方程为x +y =2.设M (a,2-a ),0<a <1,N (b,2-b ),∵MN =2,∴(a -b )2+(2-a -2+b )2=2, 即(a -b )2=1,解得b =a +1或b =a -1(舍去),则N (a +1,1-a ),∴BM ―→=(a,2-a ),BN ―→=(a +1,1-a ), ∴BM ―→·BN ―→=a (a +1)+(2-a )(1-a )=2a 2-2a +2=2⎝ ⎛⎭⎪⎫a -122+32,∵0<a <1,∴当a =12时,BM ―→·BN ―→取得最小值32,又BM ―→·BN ―→<2,故BM ―→·BN ―→的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,2.2.已知向量a ,b 满足a ·(a +2b )=0,|a |=|b |=1,且|c -a -2b |=1,则|c |的最大值为( )A .2B .4C .5+1D .3+1解析:选D 设a =OA ―→,a +2b =OB ―→,c =OC ―→,且设点A 在x 轴上,则点B 在y 轴上,由|c -a -2b |=1,可知|c -(a +2b )|=|OC ―→-OB ―→|=|BC ―→|=1,所以点C 在以B 为圆心,1为半径的圆上,如图所示.法一:因为a ·(a +2b )=0,所以2a ·b =-|a |2.又|a |=|b |=1,所以|a +2b |=|a |2+4|b |2+4a ·b =4|b |2-|a |2=3, 所以|c |max =|OB ―→|+1=|a +2b |+1=3+1. 法二:连接AB ,因为OB ―→=OA ―→+AB ―→=a +2b , 所以AB ―→=2b .因为|a |=|b |=1,所以|AB ―→|=2,|OA ―→|=1, 所以|OB ―→|=|AB ―→|2-|OA ―→|2=3,所以|c |max =|OB ―→|+1=3+1.3.(2017·福州质检)正方形ABCD 中,E 为BC 的中点,向量AE ―→,BD ―→的夹角为θ,则cos θ=________.解析:法一:设正方形的边长为a , 则|AE ―→|=52a ,|BD ―→|=2a ,又AE ―→·BD ―→=⎝ ⎛⎭⎪⎫AB ―→+12AD ―→·(AD ―→-AB ―→)=12AD ―→2-AB ―→2+12AD ―→·AB ―→=-12a 2, 所以cos θ=AE ―→·BD ―→|AE ―→|·|BD ―→|=-12a 25a 2·2a=-1010.法二:设正方形的边长为2,建立如图所示的平面直角坐标系.则A (0,0),B (2,0),D (0,2),E (2,1), ∴AE ―→=(2,1),BD ―→=(-2,2), ∴AE ―→·BD ―→=2×(-2)+1×2=-2,所以cos θ=AE ―→·BD ―→| AE ―→|·|BD ―→|=-25×22=-1010.答案:-10104.在Rt △ABC 中,D 是斜边AB 的中点,点P 为线段CD 的中点,则|PA |2+|PB |2|PC |2=________. 解析:法一:(坐标法)将直角△ABC 放入直角坐标系中,如图. 设A (a,0),B (0,b ),a >0,b >0,则D ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 2,b 2,P ⎝ ⎛⎭⎪⎫a 4,b4, 所以|PC |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a 42+⎝ ⎛⎭⎪⎫b 42=a 216+b216,|PB |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a 42+⎝ ⎛⎭⎪⎫b 4-b 2=a 216+9b216,|PA |2=⎝ ⎛⎭⎪⎫a 4-a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫b 42=9a 216+b216,所以|PA |2+|PB |2=a 216+9b 216+9a 216+b 216=10⎝ ⎛⎭⎪⎫a 216+b 216=10|PC |2,所以|PA |2+|PB |2|PC |2=10. 法二:(特殊值法)令|AC |=|CB |=1,则|PC |=14|AB |=24,|PA |2=|PB |2=58,易得|PA |2+|PB |2|PC |2=10. 答案:10[常用结论——记一番]1.在四边形ABCD 中:(1)AB ―→=DC ―→,则四边形ABCD 为平行四边形;(2)AB ―→=DC ―→且(AB ―→+AD ―→)·(AB ―→-AD ―→)=0,则四边形ABCD 为菱形; (3)AB ―→=DC ―→且|AB ―→+AD ―→|=|AB ―→-AD ―→|,则四边形ABCD 为矩形; (4)若AB ―→=λDC ―→(λ>0,λ≠1),则四边形ABCD 为梯形.2.设O 为△ABC 所在平面上一点,内角A ,B ,C 所对的边长分别为a ,b ,c ,则 (1)O 为△ABC 的外心⇔OA ―→2=OB ―→2=OC ―→2. (2)O 为△ABC 的重心⇔OA ―→+OB ―→+OC ―→=0.(3)O 为△ABC 的垂心⇔OA ―→·OB ―→=OB ―→·OC ―→=OC ―→·OA ―→. (4)O 为△ABC 的内心⇔a OA ―→+b OB ―→+c OC ―→=0. (5)O 为△ABC 的A 的旁心⇔a OA ―→=b OB ―→+c OC ―→.(七)玩转通项 搞定数列 [速解技法——学一招] 几种常见的数列类型及通项的求法(1)递推公式为a n +1=a n +f (n )解法:把原递推公式转化为a n +1-a n =f (n ),利用累加法(逐差相加法)求解. (2)递推公式为a n +1=f (n )a n 解法:把原递推公式转化为a n +1a n=f (n ),利用累乘法(逐商相乘法)求解. (3)递推公式为a n +1=pa n +q解法:通过待定系数法,将原问题转化为特殊数列{a n +k }的形式求解. (4)递推公式为a n +1=pa n +f (n )解法:利用待定系数法,构造数列{b n },消去f (n )带来的差异. [例1] 已知数列{a n }满足a 1=23,a n +1=nn +1a n ,求a n .[解] 由条件知a n +1a n =nn +1,分别令n =1,2,3,…,(n -1),代入上式得(n -1)个等式累乘,即a 2a 1·a 3a 2·a 4a 3·…·a n a n -1=12×23×34×…×n -1n ⇒a n a 1=1n. 又∵a 1=23,∴a n =23n .[例2] 已知数列{a n }的首项a 1=1,a n +1=a n2a n +1,求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前10项和. [解] 因为a n +1=a n2a n +1,所以1a n +1=2a n +1a n =2+1a n ,即1a n +1-1a n=2,所以⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公差为2的等差数列,所以1a n =2n -1,所以a n =12n -1,而1a n a n +1=1n -n +=12⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-12n +1,所以1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a 10a 11=12⎝ ⎛1-13+13-15+…+⎭⎪⎫119-121=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1-121=1021. [经典好题——练一手]1.已知数列{a n }的首项a 1=2,且a n +1=a n +n +1,则数列{a n }的通项公式a n =( ) A .n n -2 B .n n +2 C .n n +2-1D .n n +2+1解析:选D 因为a n +1=a n +n +1, 所以a n +1-a n =n +1,分别把n =1,2,3,…,n -1代入上式,得到(n -1)个等式,a n -a n -1=(n -1)+1, a n -1-a n -2=(n -2)+1, a n -2-a n -3=(n -3)+1,…a 2-a 1=1+1.又a 1=2=1+1,故将上述n 个式子相加得a n =[(n -1)+(n -2)+(n -3)+…+2+1]+n +1=[n +(n -1)+(n -2)+…+2+1]+1=n n +2+1.2.已知数列{a n }满足a 1=1,a n =12a n -1+1(n ≥2),则数列{a n }的通项公式a n =________.解析:由a n =12a n -1+1(n ≥2),得a n -2=12(a n -1-2),而a 1-2=1-2=-1,∴数列{a n -2}是首项为-1,公比为12的等比数列.∴a n -2=-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1,∴a n =2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1.答案:2-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -13.设{a n }是首项为1的正项数列,且a 2n -a 2n -1-na n -na n -1=0(n ∈N *,n ≥2),则数列的通项公式a n =________.解析:由题设得(a n +a n -1)(a n -a n -1-n )=0, 由a n >0,a n -1>0知a n +a n -1>0,于是a n -a n -1=n ,所以a n =a 1+(a 2-a 1)+(a 3-a 2)+…+(a n -a n -1)=1+2+3+…+n =n n +2.答案:n n +24.在数列{a n }中,已知a 1=-1,a n +1=2a n +4·3n -1,求通项公式a n .解:原递推式可化为a n +1+λ·3n=2(a n +λ·3n -1),比较系数得λ=-4,即a n +1-4·3n=2(a n -4·3n -1),则数列{a n -4·3n -1}是首项为a 1-4·31-1=-5,公比为2的等比数列,故a n -4·3n -1=-5·2n -1,即a n =4·3n -1-5·2n -1.[常用结论——记一番]等差(比)数列的重要结论(1)数列{a n }是等差数列⇔数列{c a n }是等比数列;数列{a n }是等比数列,则数列{log a |a n |}是等差数列.(2){a n },{b n }是等差数列,S n ,T n 分别为它们的前n 项和,若b m ≠0,则a m b m =S 2m -1T 2m -1.(3)首项为正(或为负)递减(或递增)的等差数列前n 项和最大(或最小)问题转化为解不等式⎩⎪⎨⎪⎧a n ≥0,a n +1≤0⎝ ⎛⎭⎪⎫或⎩⎪⎨⎪⎧a n ≤0,a n +1≥0,也可化为二次型函数S n =An 2+Bn 来分析,注意n ∈N *. (4)等差(比)数列中,S m ,S 2m -S m ,S 3m -S 2m ,…(各项均不为0)仍是等差(比)数列.(八)掌握规律 巧妙求和 [速解技法——学一招] 求数列的前n 项和的主要方法(1)公式法:对于等差数列或等比数列可用公式法.(2)裂项相消法:将数列的每一项分解为两项的差,在求和时中间的一些项可以相互抵消,从而累加相消.(3)错位相减法:若{a n }为等差数列,{b n }为等比数列,则对于数列{a n b n }的前n 项和可用错位相减法.(4)倒序相加法:如果一个数列{a n }与首末两端等“距离”的两项的和等于同一个常数,那么求这个数列前n 项和即可用倒序相加法.(5)分组求和法:将原数列分解成可用公式法求和的若干个数列. [例1] 已知等差数列{a n }中,2a 2+a 3+a 5=20,且前10项和S 10=100. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)求数列{a n ·2a n }的前n 项和.[解] (1)设等差数列{a n }的公差为d ,由已知得 ⎩⎪⎨⎪⎧2a 2+a 3+a 5=4a 1+8d =20,10a 1+10×92d =10a 1+45d =100,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2,所以{a n }的通项公式为a n =1+2(n -1)=2n -1. (2)令b n =2a n ,由(1)可知a n ·b n =(2n -1)×22n -1,设T n 为数列{a n ·b n }的前n 项和,所以T n =1×21+3×23+5×25+…+(2n -3)×22n -3+(2n -1)×22n -1,①4T n =1×23+3×25+5×27+…+(2n -3)×22n -1+(2n -1)×22n +1,②①-②得:-3T n =2+2×(23+25+…+22n -1)-(2n -1)×22n +1,所以T n =2+3+25+…+22n -1-n -2n +1-3=2+2×-4n -11-4-n -2n +1-3=-6+-4n -1+n -2n +19=10+n -2n +19.[例2] 已知数列{a n }满足a 1=12,a n +1=a 2n +a n ,b n =11+a n(n ∈N *),S n =b 1+b 2+…+b n ,P n =b 1b 2·…·b n ,求2P n +S n 的值.[解] 因为a 1=12,a n +1=a 2n +a n ,n ∈N *,所以a n +1>a n >0,a n +1=a n (a n +1),所以b n =11+a n =a 2n a n a n +1=a n +1-a n a n a n +1=1a n -1a n +1.P n =b 1b 2·…·b n =a 1a 2·a 2a 3·…·a n a n +1=12a n +1,S n =b 1+b 2+…+b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1-1a 2+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2-1a 3+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1a n +1=2-1a n +1,故2P n +S n =1a n +1+⎝⎛⎭⎪⎫2-1a n +1=2.[经典好题——练一手]1.(2018届高三·湖南十校联考)数列112,314,518,7116,…的前n 项和S n =________.解析:利用分组求和法,可得S n =(1+3+5+…+2n -1)+⎝ ⎛⎭⎪⎫12+122+…+12n =n 2+1-12n .答案:n 2+1-12n2.(2017·武汉调研)设等差数列{a n }的前n 项和为S n ,已知a 1=9,a 2为整数,且S n ≤S 5,则数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前9项和为________.解析:设数列{a n }的公差为d ,由S n ≤S 5,得⎩⎪⎨⎪⎧a 5≥0,a 6≤0,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+4d ≥0,a 1+5d ≤0,得-94≤d ≤-95,又a 2为整数,∴d =-2,a n =a 1+(n -1)×d =11-2n , 故1a n a n +1=1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a n -1a n +1, ∴数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n a n +1的前n 项和 T n =1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1-1a 2+1a 2-1a 3+…+1a n -1a n +1=1d ⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1-1a n +1, ∴T 9=-12×⎣⎢⎡⎦⎥⎤19-⎝ ⎛⎭⎪⎫-19=-19.答案:-193.(2018届高三·安徽名校阶段性测试)已知单调递增的等比数列{a n }满足a 2+a 3+a 4=28,且a 3+2是a 2,a 4的等差中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)若b n =a n +1·log 12a n ,求数列{b n }的前n 项和S n .解:(1)设等比数列{a n }的首项为a 1,公比为q .依题意,有2(a 3+2)=a 2+a 4, 代入a 2+a 3+a 4=28,得a 3=8.因此a 2+a 4=20,即有⎩⎪⎨⎪⎧a 1q +a 1q 3=20,a 1q 2=8,解得⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=2或⎩⎪⎨⎪⎧q =12,a 1=32,又数列{a n }单调递增,则⎩⎪⎨⎪⎧q =2,a 1=2,故a n =2n.(2)∵b n =2n +1·log 122n =-n ·2n +1,∴-S n =1×22+2×23+3×24+…+n ×2n +1,①-2S n =1×23+2×24+3×25+…+(n -1)×2n +1+n ×2n +2.② ①-②,得S n =22+23+24+…+2n +1-n ·2n +2=-2n1-2-n ·2n +2=(1-n )2n +2-4.4.在等差数列{a n }中,a 2+a 7=-23,a 3+a 8=-29. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{a n +b n }是首项为1,公比为q 的等比数列,求{b n }的前n 项和S n . 解:(1)设等差数列{a n }的公差为d . ∵a 3+a 8-(a 2+a 7)=2d =-6. ∴d =-3,∴a 2+a 7=2a 1+7d =-23,解得a 1=-1, ∴数列{a n }的通项公式为a n =-3n +2.(2)∵数列{a n +b n }是首项为1,公比为q 的等比数列, ∴a n +b n =qn -1,即-3n +2+b n =qn -1,∴b n =3n -2+q n -1.∴S n =[1+4+7+…+(3n -2)]+(1+q +q 2+…+q n -1)=n n -2+(1+q +q 2+…+qn -1),故当q =1时,S n =n n -2+n =3n 2+n 2;当q ≠1时,S n =n n -2+1-q n1-q. [常用结论——记一番]常用裂项公式。
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[常用结论——记一番] 定理 1:三角方程解的判别定理 asin x+bcos x+c=0(a,b 不同时为零)的判别式:Δ=a2+ b2-c2, (1)当 Δ>0 时,方程有两个不同的实数根; (2)当 Δ=0 时,方程有一个实数根; (3)当 Δ<0 时,方程无实数根.
8
定理 2:一元三次方程根的判别定理 研究三次方程 x3+ax2+bx+c=0(a,b,c∈R), 令 x=y-a3,代入三次方程可得 y3+3b-3 a2y+2a3-92a7b+27c=0, 令 p=3b-3 a2,q=2a3-92a7b+27c,则方程化为 y3+py+q=0, 故任意一个一元三次方程均可化为 x3+px+q=0(p,q∈R),
[答案] D
3
[例 2] 设 x,y 为实数,若 4x2+y2+xy=1,求 2x+y 的 最大值为________.
[解析] 设 2x+y=t,则 y=t-2x, 代入 4x2+y2+xy=1 中,有 6x2-3tx+t2-1=0, 将它看成一个关于 x 的二次方程,
则
Δ=(3t)2-24(t2-1)≥0,解得-2
5
2.已知实数 a,b,c 满足 a+b+c=0,a2+b2+c2=1,则 a
的最大值是________. 解析:因为 a+b+c=0,所以 c=-(a+b),所以 a2+b2+
[-(a+b)]2=1,所以 2b2+2ab+2a2-1=0,将此式看成关
于 b 的二次方程,由 Δ=-12a2+8≥0,解得- 36≤a≤ 36,
(十八)妙用判别 玩转方程
[速解技法——学一招] 判别式法是一种技巧层次的解题方法,是把题设中的条件 转化为一个方程,或者能通过条件构造出合适的函数,最终运 用判别式来求解的思想方法. 实系数二次方程根的判别式在解题中具有极其重要的地 位,其主要用途有以下几个方面:一是不用解方程直接根据判 别式的值判断方程的实数根的情况;二是根据方程有无实数根 的情况确定方程中某一待定系数的取值范围;三是结合反表示 法求分式函数的值域;四是结合函数的零点相关知识进行多角 度考察.以上类型题目都是以方程和函数为载体直接呈现.
1
[例 1] 已知△ABC,设 P0 是边 AB 上的一个定点,满足
P0B
=
1 4
AB
,
且
Hale Waihona Puke 对于边AB
上任一点
P
,
恒
有
―→ PB
―→ ·PC
≥―P0→B ·―P0→C ,则
()
A.∠ABC=90°
B.∠BAC=90°
C.AB=AC
D.AC=BC
2
[解析] 由题意,设|―A→B |=4,则|―P0→B |=1,过点 C 作 AB 的 垂线,垂足为 H.在 AB 上任取一点 P,设 HP0=a,则由数量积 的几何意义可得,―P→B ·―P→C =―PH→·―P→B =[|―P→B |-(a+1)]|―P→B |, ―P0→B ·―P0→C =-|―P0→H|·|―P0→B |=-a,于是―P→B ·―P→C ≥―P0→B ·―P0→C 恒成 立,相当于[|―P→B |-(a+1)]·|―P→B |≥-a 恒成立,整理得|―P→B |2- (a+1)|―P→B |+a≥0 恒成立,只需 Δ=(a+1)2-4a=(a-1)2≤0 即 可,于是 a=1,因此我们得到 HB=2,即 H 是 AB 的中点,故 △ABC 是等腰三角形,所以 AC=BC.故选 D.
其判别式记为 D=q22+p33, (1)当 D>0 时,方程有一个实数根和一对共轭虚数根; (2)当 D=0 时,方程有三个实数根,且其中两个相等; (3)当 D<0 时,方程有三个不相等的实数根.
9
故实数
a
的最大值为
6 3.
答案:
6 3
6
3.已知实数 x,y 满足 x2+xy+y2=1,求 S=xx22++42xyy2的最小
值与最大值. 解:令 y=kx,则 x2+xy+y2=1,变形得(1+k+k2)x2=1, 即 x2=1+k1+k2. 因为 x2>0,可得 k∈R. S=xx22++42xyy2=11++24kk2,可整理成关于 k 的方程, 得 2Sk2-4k+S-1=0. 当 S=0 时,易得 k=-14; 当 S≠0 时,应有 Δ=16-8S(S-1)≥0,解得-1≤S≤2,且 S≠0. 综上所述,S=xx22++42xyy2的最小值为-1,最大值为 2.
510≤t≤2
10 5.
故
2x+y
的最大值为2
10 5.
[答案]
2 10 5
4
[经典好题——练一手]
1.设 a,b 为实数,那么代数式 a2+ab+b2-a-2b 的最小值为
() A.-2 B.-1 C.0 D.1
解析:设 t=a2+ab+b2-a-2b,变形得关于 a 的一元二 次方程,a2+(b-1)a+(b2-2b-t)=0. 因为 a,b,t 为实数,因此有 Δ=(b-1)2-4(b2-2b-t)≥0, 即 4t≥3b2-6b-1=3(b-1)2-4, ∴4t≥-4,t≥-1. 故当 a=0,b=1 时,t 有最小值,即代数式 a2+ab+b2-a -2b 有最小值-1. 答案:B