2019年高考数学考纲解读专题05导数的热点问题热点难点突破文含解析
2019年高考数学考纲解读与热点难点突破专题25分类讨论思想转化与化归思想热点难点突破理含解析20190330289

分类讨论思想、转化与化归思想1.如果a 1,a 2,…,a 8为各项都大于零的等差数列,公差d ≠0,那么( )A.a 1a 8>a 4a 5B.a 1a 8<a 4a 5C.a 1+a 8>a 4+a 5D.a 1a 8=a 4a 5答案 B解析 取特殊数列1,2,3,4,5,6,7,8,显然只有1×8<4×5成立,即a 1a 8<a 4a 5.2.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ 3x -1,x <1,2x ,x ≥1,则满足f (f (a ))=2f (a )的a 的取值范围是( )A.⎣⎢⎡⎦⎥⎤23,1B.[0,1]C.⎣⎢⎡⎭⎪⎫23,+∞ D.[1, +∞) 答案 C解析 由f (f (a ))=2f (a )得f (a )≥1.当a <1时,有3a -1≥1,∴a ≥23,∴23≤a <1; 当a ≥1时,有2a ≥1,∴a ≥0,∴a ≥1.综上,a ≥23,故选C. 3.过双曲线x 2-y 22=1的右焦点F 作直线l 交双曲线于A ,B 两点,若|AB |=4,则这样的直线l 有( ) A.1条 B.2条 C.3条 D.4条答案 C4.已知数列{a n }的前n 项和S n =p n-1(p 是常数),则数列{a n }是( )A.等差数列B.等比数列C.等差数列或等比数列D.以上都不对答案 D解析 ∵S n =p n-1,∴a 1=p -1,a n =S n -S n -1=(p -1)p n -1(n ≥2),当p ≠1且p ≠0时,{a n }是等比数列;当p =1时,{a n }是等差数列;当p =0时,a 1=-1,a n =0(n ≥2),此时{a n }既不是等差数列也不是等比数列.5.如图,在棱长为5的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,EF 是棱AB 上的一条线段,且EF =2,点Q 是A 1D 1的中点,点P 是棱C 1D 1上的动点,则四面体PQEF 的体积()A.是变量且有最大值B.是变量且有最小值C.是变量且有最大值和最小值D.是常数答案 D解析 点Q 到棱AB 的距离为常数,所以△EFQ 的面积为定值.由C 1D 1∥EF ,C 1D 1⊄平面EFQ ,EF ⊂平面EFQ ,可得棱C 1D 1∥平面EFQ ,所以点P 到平面EFQ 的距离是常数,于是可得四面体PQEF 的体积为常数.6. 设点P (x ,y )满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧ x +y -3≤0,x -y +1≥0,x ≥1,y ≥1,则y x -x y 的取值范围是( ) A.⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,+∞ B.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,32 C.⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,1 D.[-1,1] 答案 B 解析 作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x +y -3≤0,x -y +1≥0,x ≥1,y ≥1所表示的可行域,如图阴影部分所示(包括边界),其中A (2,1),B (1,2),令t =y x ,f (t )=t -1t,根据t 的几何意义可知,t 为可行域内的点与坐标原点连线的斜率,连接OA ,OB ,显然OA 的斜率12最小,OB 的斜率2最大,即12≤t ≤2.由于函数f (t )=t -1t 在⎣⎢⎡⎦⎥⎤12,2上单调递增,故-32≤f (t )≤32,即y x -x y 的取值范围是⎣⎢⎡⎦⎥⎤-32,32.7.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ ln x ,x >0,m x,x <0,若f (x )-f (-x )=0有四个不同的实根,则m 的取值范围是( )A.(0,2e)B.(0,e)C.(0,1)D.⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1e 答案 D8.已知函数f (x )=x (e x -e -x )-cos x 的定义域为[-3,3],则不等式f (x 2+1)>f (-2)的解集为( )A.[-2,-1]B.[-2,2]C.[-2,-1)∪(1,2]D.(-2,-1)∪(1,2)答案 C解析 因为f (-x )=-x (e -x -e x )-cos(-x )=x (e x -e -x)-cos x =f (x ),所以函数f (x )为偶函数,令g (x )=x ⎝⎛⎭⎪⎫e x -1e x ,易知g (x )在[0,3]上为增函数,令h (x )=-cos x ,易知h (x )在[0,3]上为增函数,故函数f (x )=x (e x -e -x )-cos x 在[0,3]上为增函数,所以f (x 2+1)>f (-2)可变形为f (x 2+1)>f (2),所以2<x 2+1≤3,解得-2≤x <-1或1<x ≤2,故不等式f (x 2+1)>f (-2)的解集为[-2,-1)∪(1,2].9.已知函数f (x )=a x +b (a >0,a ≠1)的定义域和值域都是[-1,0],则a +b =________.答案 -32解析 当a >1时,函数f (x )=a x +b 在[-1,0]上为增函数,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a -1+b =-1,a 0+b =0,无解.当0<a <1时,函数f (x )=a x +b 在[-1,0]上为减函数,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧ a -1+b =0,a 0+b =-1,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =12,b =-2,所以a +b =-32. 10.设F 1,F 2为椭圆x 29+y 24=1的两个焦点,P 为椭圆上一点.已知P ,F 1,F 2是一个直角三角形的三个顶点,且|PF 1|>|PF 2|,则|PF 1||PF 2|的值为________. 答案 72或2 解析 若∠PF 2F 1=90°,则|PF 1|2=|PF 2|2+|F 1F 2|2,又|PF 1|+|PF 2|=6,|F 1F 2|=25,所以|PF 1|=143,|PF 2|=43,所以|PF 1||PF 2|=72. 若∠F 1PF 2=90°,则|F 1F 2|2=|PF 1|2+|PF 2|2, 所以|PF 1|2+(6-|PF 1|)2=20,且|PF 1|>|PF 2|,所以|PF 1|=4,|PF 2|=2,所以|PF 1||PF 2|=2. 综上知,|PF 1||PF 2|=72或2. 11.已知向量a ,b 满足|a |=1,|b |=2,则|a +b |+|a -b |的最小值是________,最大值是________. 答案 4 2 5解析 设a ,b 的夹角为θ,∵|a |=1,|b |=2,∴|a +b |+|a -b |=a +b 2+a -b 2=5+4cos θ+5-4cos θ.令y =5+4cos θ+5-4cos θ,则y 2=10+225-16cos 2θ.∵θ∈[0,π],∴cos 2θ∈[0,1],∴y 2∈[16,20],∴y ∈[4,25],即|a +b |+|a -b |∈[4,25].∴|a +b |+|a -b |的最小值是4,最大值是2 5. 12.已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的两个焦点分别为F 1,F 2,若椭圆上存在点P 使得∠F 1PF 2=120°,则椭圆C 离心率的取值范围是______________.答案 ⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,1 解析 当点P 在短轴端点时,∠F 1PF 2达到最大值, 即∠F 1BF 2≥120°时,椭圆上存在点P 使得∠F 1PF 2=120°, 当∠F 1BF 2=120°时,e =c a =sin 60°=32,而椭圆越扁,∠F 1BF 2才可能越大, 椭圆越扁,则其离心率越接近1, 所以椭圆C 离心率的取值范围是⎣⎢⎡⎭⎪⎫32,1.。
2019年高考数学考纲解读与热点难点突破专题15算法复数教学案文含解析20190330252

算法、复数
【2019年高考考纲解读】
1.对于复数要掌握复数的概念、纯虚数、复数相等、复数的模、共轭复数等,以及复数的几何意义及四则运算(重点考查复数的乘除).
2.对于程序框图要掌握基本算法语句尤其是含循环结构的程序框图,往往与分段函数的求值、数列求和或求积、统计等有规律的重复计算问题放在一起考查,读题审题要仔细.
【重点、难点剖析】
一、复数的概念与运算
1.复数的乘法
复数的乘法类似于多项式的四则运算,可将含有虚数单位i 的看作一类项,不含i 的看作另一类项,分别合并同类项即可. 【变式探究】执行如图所示的程序框图,运行相应的程序,若输出的结果是4,则常数a 的值为( )
A .4
B .2
C .12
D .-1 【解析】S 和n 依次循环的结果如下:S =11-a ,n =2;S =1-1a ,n =4.所以1-1a
=2,a =-1.故选D . 【答案】D
【变式探究】若某程序框图如图所示,则该程序运行后输出的i 的值为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
【解析】根据程序框图,程序执行中的数据变化如下:n=12,i=1;n=6,i=2;6≠5;n=3,i=3;3≠5;n=10,i=4;10≠5;n=5,i=5;5=5成立,程序结束,输出i=5.故选B.
【答案】B。
2019年高考数学考纲解读与热点难点突破专题12数列的综合问题热点难点突破文含解析

数列的综合问题1.删去正整数数列1,2,3,… 中的所有完全平方数,得到一个新数列,这个数列的第2 018项是( )A .2 062B .2 063C .2 064D .2 065答案 B解析 由题意可得,这些数可以写为12,2,3,22,5,6,7,8,32,…,第个平方数与第+1个平方数之间有2个正整数,而数列12,2,3,22,5,6,7,8,32,…,452共有2 025项,去掉45个平方数后,还剩余2 025-45=1 980(个)数,所以去掉平方数后第2 018项应在2 025后的第38个数,即是原数列的第2 063项,即为2 063.2.已知数列{a n }满足0<a n <1,a 41-8a 21+4=0,且数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a 2n +4a 2n 是以8为公差的等差数列,设{a n }的前n 项和为S n ,则满足S n >10的n 的最小值为( )A .60B .61C .121D .122答案 B解析 由a 41-8a 21+4=0,得a 21+4a 21=8, 所以a 2n +4a 2n=8+8(n -1)=8n , 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +2a n 2=a 2n +4a 2n+4=8n +4, 所以a n +2a n=22n +1, 即a 2n -22n +1a n +2=0,所以a n =22n +1±22n -12=2n +1±2n -1, 因为0<a n <1,所以a n =2n +1-2n -1,S n =2n +1-1,由S n >10得2n +1>11,所以n >60.3.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1-a n ≥2(n ∈N *),S n 为数列{a n }的前n 项和,则( )A .a n ≥2n +1B .S n ≥n 2C .a n ≥2n -1D .S n ≥2n -1答案 B解析 由题意得a 2-a 1≥2,a 3-a 2≥2,a 4-a 3≥2,…,a n -a n -1≥2,∴a 2-a 1+a 3-a 2+a 4-a 3+…+a n -a n -1≥2(n -1),∴a n -a 1≥2(n -1),∴a n ≥2n -1.∴a 1≥1,a 2≥3,a 3≥5,…,a n ≥2n -1,∴a 1+a 2+a 3+…+a n ≥1+3+5+…+2n -1,∴S n ≥n 2(1+2n -1)=n 2. 4.数列{a n }满足a 1=65,a n =a n +1-1a n -1(n ∈N *),若对n ∈N *,都有>1a 1+1a 2+…+1a n成立,则最小的整数是( ) A .3 B .4 C .5 D .6答案C5.已知f (n )表示正整数n 的所有因数中最大的奇数,例如:12的因数有1,2,3,4,6,12,则f (12)=3;21的因数有1,3,7,21,则f (21)=21,那么 i =51100f (i )的值为( )A .2 488B .2 495C .2 498D .2 500答案 D解析 由f (n )的定义知f (n )=f (2n ),且若n 为奇数则f (n )=n , 则∑i =1100f (i )=f (1)+f (2)+…+f (100)=1+3+5+…+99+f (2)+f (4)+…+f (100)=50×()1+992+f (1)+f (2)+…+f (50)=2 500+∑i =150f (i ),∴∑i =51100f (i )=∑i =1100f (i )-∑i =150f (i )=2 500.6.若数列{a n }满足a n +12n +5-a n2n +3=1,且a 1=5,则数列{a n }的前100项中,能被5整除的项数为() A .42 B .40 C .30 D .20答案 B解析 ∵数列{a n }满足a n +12n +5-a n2n +3=1,即a n +12n +13-a n 2n +3=1,且a 12×1+3=1,∴数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +3是以1为首项,1为公差的等差数列,∴a n2n +3=n ,②由①得b n =n -2,从而c n =1n +1n +2+n ·2n -2.记C 1=12×3+13×4+…+1n +1n +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1-1n +2=n 2n +2,记C 2=1·2-1+2·20+…+n ·2n -2,两式相减得C 2=(n -1)·2n -1+12, 从而T n =n 2n +2+(n -1)·2n -1+12=n +1n +2+(n -1)·2n -1, 则不等式4n -1T n <S n +3+n +122可化为4n +1n -1n +2+2n +1<2n +1+n +122, 即n 2+n -90>0,因为n ∈N *且n ≠1,故n >9,从而最小正整数n 的值是10.14.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n -n =2(a n -2)(n ∈N *).(1)证明:数列{a n -1}为等比数列;(2)若b n =a n ·log 2(a n -1),数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n .(1)证明 ∵S n -n =2(a n -2),当n ≥2时,S n -1-(n -1)=2(a n -1-2),两式相减,得a n -1=2a n -2a n -1,∴a n =2a n -1-1,∴a n -1=2(a n -1-1),∴a n -1a n -1-1=2(n ≥2)(常数).又当n =1时,a 1-1=2(a 1-2),得a 1=3,a 1-1=2,∴数列{a n -1}是以2为首项,2为公比的等比数列.(2)解 由(1)知,a n -1=2×2n -1=2n ,∴a n =2n +1,又b n =a n ·log 2(a n -1),∴b n =n (2n +1),∴T n =b 1+b 2+b 3+…+b n=(1×2+2×22+3×23+…+n ×2n )+(1+2+3+…+n ), 设A n =1×2+2×22+3×23+…+(n -1)×2n -1+n ×2n , 则2A n =1×22+2×23+…+(n -1)×2n +n ×2n +1, 两式相减,得=21-2n1-2-n ×2n +1, ∴A n =(n -1)×2n +1+2. 又1+2+3+…+n =n n +12,∴T n =(n -1)×2n +1+2+n n +12(n ∈N *).。
2019年高考数学考纲解读与热点难点突破专题12数列的综合问题热点难点突破文含解析

数列的综合问题1.删去正整数数列1,2,3,… 中的所有完全平方数,得到一个新数列,这个数列的第2 018项是( )A .2 062B .2 063C .2 064D .2 065答案 B解析 由题意可得,这些数可以写为12,2,3,22,5,6,7,8,32,…,第个平方数与第+1个平方数之间有2个正整数,而数列12,2,3,22,5,6,7,8,32,…,452共有2 025项,去掉45个平方数后,还剩余2 025-45=1 980(个)数,所以去掉平方数后第2 018项应在2 025后的第38个数,即是原数列的第2 063项,即为2 063.2.已知数列{a n }满足0<a n <1,a 41-8a 21+4=0,且数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a 2n +4a 2n 是以8为公差的等差数列,设{a n }的前n 项和为S n ,则满足S n >10的n 的最小值为( )A .60B .61C .121D .122答案 B解析 由a 41-8a 21+4=0,得a 21+4a 21=8, 所以a 2n +4a 2n=8+8(n -1)=8n , 所以⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +2a n 2=a 2n +4a 2n+4=8n +4, 所以a n +2a n=22n +1, 即a 2n -22n +1a n +2=0,所以a n =22n +1±22n -12=2n +1±2n -1, 因为0<a n <1,所以a n =2n +1-2n -1,S n =2n +1-1,由S n >10得2n +1>11,所以n >60.3.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1-a n ≥2(n ∈N *),S n 为数列{a n }的前n 项和,则( )A .a n ≥2n +1B .S n ≥n 2C .a n ≥2n -1D .S n ≥2n -1答案 B解析 由题意得a 2-a 1≥2,a 3-a 2≥2,a 4-a 3≥2,…,a n -a n -1≥2,∴a 2-a 1+a 3-a 2+a 4-a 3+…+a n -a n -1≥2(n -1),∴a n -a 1≥2(n -1),∴a n ≥2n -1.∴a 1≥1,a 2≥3,a 3≥5,…,a n ≥2n -1,∴a 1+a 2+a 3+…+a n ≥1+3+5+…+2n -1,∴S n ≥n 2(1+2n -1)=n 2. 4.数列{a n }满足a 1=65,a n =a n +1-1a n -1(n ∈N *),若对n ∈N *,都有>1a 1+1a 2+…+1a n成立,则最小的整数是( ) A .3 B .4 C .5 D .6答案C5.已知f (n )表示正整数n 的所有因数中最大的奇数,例如:12的因数有1,2,3,4,6,12,则f (12)=3;21的因数有1,3,7,21,则f (21)=21,那么 i =51100f (i )的值为( )A .2 488B .2 495C .2 498D .2 500答案 D解析 由f (n )的定义知f (n )=f (2n ),且若n 为奇数则f (n )=n , 则∑i =1100f (i )=f (1)+f (2)+…+f (100)=1+3+5+…+99+f (2)+f (4)+…+f (100)=50×()1+992+f (1)+f (2)+…+f (50)=2 500+∑i =150f (i ),∴∑i =51100f (i )=∑i =1100f (i )-∑i =150f (i )=2 500.6.若数列{a n }满足an +12n +5-a n2n +3=1,且a 1=5,则数列{a n }的前100项中,能被5整除的项数为() A .42 B .40 C .30 D .20答案 B解析 ∵数列{a n }满足a n +12n +5-an2n +3=1,即a n +12n +13-a n 2n +3=1,且a 12×1+3=1,∴数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫a n 2n +3是以1为首项,1为公差的等差数列,∴a n2n +3=n ,②由①得b n =n -2,从而c n =1n +1n +2+n ·2n -2.记C 1=12×3+13×4+…+1n +1n +2=⎝ ⎛⎭⎪⎫12-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n +1-1n +2=n 2n +2,记C 2=1·2-1+2·20+…+n ·2n -2,两式相减得C 2=(n -1)·2n -1+12, 从而T n =n 2n +2+(n -1)·2n -1+12=n +1n +2+(n -1)·2n -1, 则不等式4n -1T n <S n +3+n +122可化为4n +1n -1n +2+2n +1<2n +1+n +122, 即n 2+n -90>0,因为n ∈N *且n ≠1,故n >9,从而最小正整数n 的值是10.14.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足S n -n =2(a n -2)(n ∈N *).(1)证明:数列{a n -1}为等比数列;(2)若b n =a n ·log 2(a n -1),数列{b n }的前n 项和为T n ,求T n .(1)证明 ∵S n -n =2(a n -2),当n ≥2时,S n -1-(n -1)=2(a n -1-2),两式相减,得a n -1=2a n -2a n -1,∴a n =2a n -1-1,∴a n -1=2(a n -1-1),∴a n -1a n -1-1=2(n ≥2)(常数).又当n =1时,a 1-1=2(a 1-2),得a 1=3,a 1-1=2,∴数列{a n -1}是以2为首项,2为公比的等比数列.(2)解 由(1)知,a n -1=2×2n -1=2n ,∴a n =2n +1,又b n =a n ·log 2(a n -1),∴b n =n (2n +1),∴T n =b 1+b 2+b 3+…+b n=(1×2+2×22+3×23+…+n ×2n )+(1+2+3+…+n ), 设A n =1×2+2×22+3×23+…+(n -1)×2n -1+n ×2n , 则2A n =1×22+2×23+…+(n -1)×2n +n ×2n +1, 两式相减,得=21-2n1-2-n ×2n +1, ∴A n =(n -1)×2n +1+2. 又1+2+3+…+n =n n +12,∴T n =(n -1)×2n +1+2+n n +12(n ∈N *).。
2019年高考数学考纲解读与热点难点突破专题25解题规范与评分细则教学案文含解析

解题规范与评分细则解答题是高考试卷中的一类重要题型,通常是高考的把关题和压轴题,具有较好的区分层次和选拔功能.目前的高考解答题已经由单纯的知识综合型转化为知识、方法和能力的综合型解答题.要求考生具有一定的创新意识和创新能力.解答题综合考查运算能力、逻辑思维能力、空间想象能力和分析问题、解决问题的能力.“答题模板”是指针对解答数学解答题的某一类型,分析解题的一般思路,规划解题的程序和格式,拟定解题的最佳方案,实现答题效率的最优化;评分细则是阅卷的依据,通过认真研读评分细则,重视解题步骤的书写,规范解题过程,做到会做的题得全分;对于最后的压轴题也可以按步得分,踩点得分,一分也要抢.题型一三角函数及解三角形例1、[2018·全国卷Ⅰ]在平面四边形ABCD中,∠ADC=90°,∠A=45°,AB=2,BD=5.(1)求cos∠ADB;2.对f(p)求导,令f′(p)=0求极值,得2分.3.利用导数的知识,判断出极值为最值点,求出最大值,得2分.4.由题意判断出Y服从二项分布,求EX,得4分.5.求出总费用,再与EX比较,得结论,得2分.【名师点拨】1.正确阅读理解,弄清题意:与概率统计有关的应用问题经常以实际生活为背景,且常考常新,而解决问题的关键是理解题意,弄清本质,将问题转化为离散型随机变量分布列求解问题,如本题第(2)问就是利用二项分布求出EX.2.注意利用第(1)问的结果:在题设条件下,如果第(1)问的结果第(2)问能用得上,可以直接用,有些题目不用第(1)问的结果甚至无法解决,如本题即是在第(1)问求出p=0.1,第二问直接用.3.注意规范答题:解题时要写准每一小题的解题过程,尤其是解题得分点要准确、规范,需要文字表达的,不要惜墨,但也不能过于啰嗦,恰到位置就好,本题就需要用文字表达,准确说明是解题关键.【变式探究】某险种的基本保费为a(单位:元),继续购买该险种的投保人称为续保人,续保人本年度的保费与其上年度出险次数的关联如下:上年度出险次数01234≥5保费0.85a a 1.25a 1.5a 1.75a 2a设该险种一续保人一年内出险次数与相应概率如下: 一年内出险次数 0 1 2 3 4 ≥5 概率0.300.150.200.200.100.05(Ⅰ)求一续保人本年度的保费高于基本保费的概率; (Ⅱ)若一续保人本年度的保费高于基本保费,求其保费比基本 保费高出60%的概率;(Ⅲ)求续保人本年度的平均保费与基本保费的比值. 【解析】(Ⅰ)设续保人本年度的保费高于基本保费为事件A ,P (A )=0.20+0.20+0.10+0.05=0.55.(Ⅱ)设续保人保费比基本保费高出60%为事件B ,P (B |A )=P AB P A =0.10+0.050.55=311.(Ⅲ)设本年度所交保费为随机变量X .X 0.85a a1.25a 1.5a 1.75a 2a P0.300.150.200.200.100.05平均保费E (X )=0.85a ×0.30+0.15a +1.25a ×0.20+1.5a ×0.20+1.75a ×0.10+2a ×0.05=0.255a +0.15a +0.25a +0.3a +0.175a +0.1a =1.23a , 所以平均保费与基本保费比值为1.23. 【评分细则】1.利用互斥事件概率加法公式求出“高于基本保费的概率”,3分. 2.求出保费比基本保费高出60%的概率,3分. 3.列对随机变量分布列,2分.4.利用数学期望公式求对平均保费,3分. 5.写对平均保费与基本保费的比值,1分. 题型四 立体几何例4、[2018·全国卷Ⅰ]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.【解析】(1)证明:由已知可得BF ⊥PF ,BF ⊥EF ,PF ∩EF =F ,所以BF ⊥平面PEF . 又BF ⊂平面ABFD ,所以平面PEF ⊥平面ABFD . (2)解:如图,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DP =2,DE =1, 所以PE = 3.又PF =1,EF =2,所以PE ⊥PF . 所以PH =32,EH =32. 则H (0,0,0),P ⎝⎛⎭⎪⎫0,0,32,D ⎝ ⎛⎭⎪⎫-1,-32,0,DP →=⎝ ⎛⎭⎪⎫1,32,32,HP →=⎝ ⎛⎭⎪⎫0,0,32.又HP →为平面ABFD 的法向量, 设DP 与平面ABFD 所成角为θ,则sin θ=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪HP →·DP →|HP →||DP →|=343=34.所以DP 与平面ABFD 所成角的正弦值为34. 【命题意图】本题主要考查平面与平面的垂直关系及线面角,考查考生的空间想象能力、推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想,考查的核心素养是逻辑推理、直观想象、数学运算.【解题思路】(1)欲证平面PEF ⊥平面ABFD ,只需证明BF ⊥平面PEF ,只需在平面PEF 内寻找两条相交直线与直线BF 垂直;(2)建立空间直角坐标系,求出平面ABFD 的法向量与直线DP 的方向向量,利用线面所成角的向量公式,即可得DP 与平面ABFD 所成角的正弦值. 【评分细则】1.利用线面垂直的判定定理证明BF ⊥平面PEF,2分. 2.利用面面垂直的判定定理证明结论,2分. 3.由题意建立空间直角坐标系,2分. 4.利用勾股定理,证明PE ⊥PF,2分. 5.HP →为平面ABFD 的法向量,2分. 6.利用向量求出线面角,2分. 【名师点拨】1.写全得分步骤:在立体几何类解答题中,对于证明与计算过程中得分点的步骤,有则给分,无则没分,所以对于得分点步骤一定要写.如第(1)问中的AB ⊥AP ,AB ⊥PD ,AP ∩PD =P ;第(2)问中的建系及各点坐标,两平面法向量的坐标.2.注意利用第(1)问的结果:在题设条件下,立体几何解答题的第(2)问建系,要用到第(1)问中的垂直关系时,可以直接用,有时不用第(1)问的结果无法建系.3.写明得分关键:对于解题过程中的关键点,有则给分,无则没分.所以在解立体几何类解答题时,一定要写清得分关键点,如第(1)问中一定要写出判断AB ⊥平面PAD 的三个条件,写不全则不能得全分,如PF ∩EF =F 一定要有,否则要扣1分.【变式探究】[2017·全国卷Ⅰ]如图,在四棱锥P -ABCD 中,AB ∥CD ,且∠BAP =∠CDP =90°. (1)证明:平面PAB ⊥平面PAD ;(2)若PA =PD =AB =DC ,∠APD =90°,求二面角A -PB -C 的余弦值.【解析】(1)证明:由已知∠BAP =∠CDP =90°,得AB ⊥AP ,CD ⊥PD .由于AB ∥CD ,故AB ⊥PD ,AP ∩PO =P ,从而AB ⊥平面PAD .又AB ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PAD .设n =(x 1,y 1,z 1)是平面PCB 的一个法向量,则 ⎩⎨⎧ n ·PC →=0,n ·CB →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧-22x 1+y 1-22z 1=0,2x 1=0.所以可取n =(0,-1,-2).设m =(x 2,y 2,z 2)是平面PAB 的一个法向量,则 ⎩⎨⎧m ·PA →=0,m ·AB →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧22x 2-22z 2=0,y 2=0.可取m =(1,0,1),则cos 〈n ,m 〉=n ·m |n ||m |=-33. 所以二面角A -PB -C 的余弦值为-33. 【评分细则】1.利用线面垂直的判定定理,3分.2.利用面面垂直的判定定理,1分. 3.建系得各点坐标,2分. 4.求出法向量n,2分. 5.求出法向量m,2分6.利用公式求出二面角的余弦值,2分. 题型五 解析几何例5、[2018·全国卷Ⅰ]设椭圆C :x 22+y 2=1的右焦点为F ,过F 的直线l 与C 交于A ,B 两点,点M 的坐标为(2,0).(1)当l 与x 轴垂直时,求直线AM 的方程; (2)设O 为坐标原点,证明:∠OMA =∠OMB .【解析】(1)解:由已知得F (1,0),l 的方程为x =1. 由已知可得,点A 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫1,22或⎝ ⎛⎭⎪⎫1,-22. 又M (2,0),所以AM 的方程为y =-22x +2或y =22x - 2. (2)证明:当l 与x 轴重合时,∠OMA =∠OMB =0°. 当l 与x 轴垂直时,OM 为AB 的垂直平分线, 所以∠OMA =∠OMB .当l 与x 轴不重合也不垂直时,设l 的方程为y =k (x -1)(k ≠0),A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1<2,x 2<2,直线MA ,MB 的斜率之和为kMA +kMB =y 1x 1-2+y 2x 2-2.由y 1=kx 1-k ,y 2=kx 2-k 得kMA +kMB =2kx 1x 2-3k x 1+x 2+4kx 1-2x 2-2.将y =k (x -1)代入x 22+y 2=1,得 (2k 2+1)x 2-4k 2x +2k 2-2=0, 所以x 1+x 2=4k 22k 2+1,x 1x 2=2k 2-22k 2+1.则2kx 1x 1-3k (x 1+x 2)+4k =4k 3-4k -12k 3+8k 3+4k2k 2+1=0. 从而kMA +kMB =0,故MA ,MB 的倾斜角互补. 所以∠OMA =∠OMB . 综上,∠OMA =∠OMB .【命题意图】本题考查椭圆的标准方程及其简单性质、直线与椭圆的位置关系、证明等角,考查考生的推理论证能力、运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想,考查的核心素养是逻辑推理、直观想象、数学运算.【解题思路】(1)当l 与x 轴垂直时,l 的方程为x =1,将l 的方程与椭圆方程联立可得点A 的坐标,进而可得直线AM 的方程.(2)当l 与x 轴垂直或l 与x 轴重合时,易证.当l 与x 轴不重合也不垂直时,设l :y =k (x -1)(k ≠0),交点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则可以联立l 与C 的方程并消去y ,把x 1+x 2,x 1x 2用k 表示,利用直线的斜率公式,将证明∠OMA =∠OMB 转化为证明k MA +k MB =0即可. 【评分细则】1.先求出A 点坐标,得2分. 2.求出直线AM 的方程,得2分. 3.当l 与x 轴垂直时求证,得2分. 4.先用k 表示k MA +k MB 的值,得2分.5.联立l 与C 的方程,求出x 1+x 2,x 1x 2,再求k MA +k MB =0,得3分. 6.利用倾斜角互补,得证,得1分. 【名师点拨】【方法技巧】破解此类解析几何题的关键:一是“图形”引路,一般需画出大致图形,把已知条件翻译到图形中,利用直线方程的点斜式或两点式,即可快速表示出直线方程;二是“转化”桥梁,即会把要证的两角相等,根据图形的特征,转化为斜率之间的关系,再把直线与椭圆的方程联立,利用根与系数的关系,以及斜率公式即可证得结论.【变式探究】[2017·全国卷Ⅰ]已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0),四点P 1(1,1),P 2(0,1),P 3(-1,32),P 4(1,32)中恰有三点在椭圆C 上. (1)求C 的方程;(2)设直线l 不经过P 2点且与C 相交于A ,B 两点.若直线P 2A 与直线P 2B 的斜率的和为-1,证明:l 过定点.(2)设直线P 2A 与直线P 2B 的斜率分别为k 1,k 2.如果l 与x 轴垂直,设l :x =t ,由题设知t ≠0,且|t |<2,可得A ,B 的坐标分别为t ,4-t 22,t ,-4-t22.则k 1+k 2=4-t 2-22t -4-t 2+22t=-1,得t =2,不符合题设.从而可设l :y =kx +m (m ≠1).将y =kx +m 代入x 24+y 2=1得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0.由题设可知Δ=16(4k 2-m 2+1)>0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则x 1+x 2=-8km 4k 2+1,x 1x 2=4m 2-44k 2+1.而k 1+k 2=y 1-1x 1+y 2-1x 2=kx 1+m -1x 1+kx 2+m -1x 2=2kx 1x 2+m -1x 1+x 2x 1x 2.由题设k 1+k 2=-1,故(2k +1)x 1x 2+(m -1)(x 1+x 2)=0. 即(2k +1)·4m 2-44k 2+1+(m -1)·-8km4k 2+1=0.解得k =-m +12.当且仅当m >-1时,Δ>0, 于是l :y =-m +12x +m ,即y +1=-m +12(x -2),所以l 过定点(2,-1). 【评分细则】1.利用椭圆的性质排除P 1,1分.2.由已知列出关于a 2,b 2的方程,求出椭圆方程,4分.3.当k 不存在时,求t ,判断与题不符,2分.4.将直线x 1方程,代入椭圆,得方程,用韦达定理表示,2分. 5.求出k 与m 的关系式,3分. 6.求出定点,1分. 题型六 导数与应用例6、[2018·全国卷Ⅰ]已知函数f (x )=1x-x +a ln x .(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 2x 1-x 2<a -2.【解析】(1)解:f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=-1x 2-1+a x =-x 2-ax +1x 2.①若a ≤2,则f ′(x )≤0,当且仅当a =2,x =1时,f ′(x )=0, 所以f (x )在(0,+∞)上单调递减. ②若a >2,令f ′(x )=0,得x =a -a 2-42或x =a +a 2-42.当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a -a 2-42∪⎝ ⎛⎭⎪⎫a +a 2-42,+∞时,f ′(x )<0;当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫a -a 2-42,a +a 2-42时,f ′(x )>0.所以f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫0,a -a 2-42,⎝ ⎛⎭⎪⎫a +a 2-42,+∞上单调递减,在⎝ ⎛⎭⎪⎫a -a 2-42,a +a 2-42上单调递增.(2)证明:由(1)知,f (x )存在两个极值点当且仅当a >2. 由于f (x )的两个极值点x 1,x 2满足x 2-ax +1=0, 所以x 1x 2=1,不妨设x 1<x 2,则x 2>1. 由于f x 1-f x 2x 1-x 2=-1x 1x 2-1+a ln x 1-ln x 2x 1-x 2=-2+aln x 1-ln x 2x 1-x 2=-2+a -2ln x 21x 2-x 2,所以f x 1-f x 2x 1-x 2<a -2等价于1x 2-x 2+2ln x 2<0.设函数g (x )=1x-x +2ln x ,由(1)知,g (x )在(0,+∞)上单调递减.又g (1)=0,从而当x ∈(1,+∞)时,g (x )<0. 所以1x 2-x 2+2ln x 2<0,即f x 1-f x 2x 1-x 2<a -2.【命题意图】本题主要考查导数及其应用、函数的单调性、函数的极值点与不等式的证明等,考查考生的推理论证能力、运算求解能力、抽象概括能力等,考查函数与方程思想、化归与转化思想、数形结合思想等,考查的核心素养是逻辑推理、直观想象、数学运算.【解题思路】(1)求f (x )的定义域,对函数f (x )求导,对参数a 进行分类讨论,即可判断f (x )的单调性;(2)结合(1),求出f (x )存在两个极值点x 1,x 2时a 的取值范围,以及x 1,x 2的关系式,并将f x 1-f x 2x 1-x 2进行转化,利用分析法,构造函数,判断所构造函数的单调性,即可证得结果. 【评分细则】1.先求定义域,再求f ′(x ),得2分. 2.讨论当a ≤2时f (x )的单调性,得1分. 3.讨论当a >2时f (x )的单调性,再总结,得3分. 4.先表示f x 1-f x 2x 1-x 2的值,得3分.5.构造函数g (x )=1x-x +2ln x ,再利用(1)中结论,得2分. 6.得结论,得1分. 【名师点拨】【方法技巧】判断可导函数的单调性的关键:首先,确定函数的定义域;其次,求导数f ′(x );最后,对参数进行分类讨论,由f ′(x )>0,得函数f (x )的单调递增区间,由f ′(x )<0,得函数f (x )的单调递减区间.注意:如果一个函数具有相同单调性的区间不止一个,这些单调区间不能用“∪”连接,而只能用“,”或“和”字隔开.有关不等式的证明问题可利用分析法与综合法相结合去解决. 【变式探究】[2017·全国卷Ⅰ]已知函数f (x )=a e 2x+(a -2)e x-x . (1)讨论f (x )的单调性;(2)若f (x )有两个零点,求a 的取值范围.【解析】(1)f (x )的定义域为(-∞,+∞),f ′(x )=2a e 2x+(a -2)e x -1=(a e x -1)(2e x+1). (i)若a ≤0,则f ′(x )<0,所以f (x )在(-∞,+∞)单调递减. (ii)若a >0,则由f ′(x )=0得x =-ln a . 当x ∈(-∞,-ln a )时,f ′(x )<0; 当x ∈(-ln a ,+∞)时,f ′(x )>0.所以f (x )在(-∞,-ln a )单调递减,在(-ln a ,+∞)单调递增.(2)(i)若a ≤0,由(1)知,f (x )至多有一个零点.(ii)若a >0,由(1)知,当x =-ln a 时,f (x )取得最小值,最小值为f (-ln a )=1-1a+ln a . ①当a =1时,由于f (-ln a )=0,故f (x )只有一个零点;②当a ∈(1,+∞)时,由于1-1a+ln a >0, 即f (-ln a )>0,故f (x )没有零点;③当a ∈(0,1)时,1-1a+ln a <0,即f (-ln a )<0. 又f (-2)=a e -4+(a -2)e -2+2>-2e -2+2>0,故f (x )在(-∞,-ln a )有一个零点.设正整数n 0满足n 0>ln 3a-1, 则f (n 0)=e 0n (a e 0n +a -2)-n 0>e 0n -n 0>20n -n 0>0.由于ln 3a-1>-ln a ,因此f (x )在(-ln a ,+∞)有一个零点. 综上,a 的取值范围为(0,1).【评分细则】1.求出定义域、导数,2分.2.讨论a ≤0,1分.3.讨论a >0时,利用f ′(x )>0,f ′(x )<0求单调区间,2分.4.利用(1)得a ≤0时零点个数,1分5.当a =1时,零点个数为1,不符合题意,1分.6.当a >1时,零点个数为0,不符合题意,1分.7.当0<a <1时,零点个数为2,符合题意,4分.。
2019年高考数学考纲解读与热点难点突破专题11数列的求和问题热点难点突破文含解析

数列的求和问题 1.已知数列{a n },{b n }满足a 1=1,且a n ,a n +1是方程x 2-b n x +2n =0的两根,则b 10等于( )A .24B .32C .48D .64 答案 D2.已知数列{a n }的前n 项和为S n =2n +1+m ,且a 1,a 4,a 5-2成等差数列,b n =a n a n -1a n +1-1,数列{b n }的前n 项和为T n ,则满足T n >2 0172 018的最小正整数n 的值为( ) A .11 B .10 C .9 D .8答案 B解析 根据S n =2n +1+m 可以求得a n =⎩⎪⎨⎪⎧ m +4,n =1,2n ,n ≥2,所以有a 1=m +4,a 4=16,a 5=32,根据a 1,a 4,a 5-2成等差数列,可得m +4+32-2=32,从而求得m =-2,所以a 1=2满足a n =2n ,从而求得a n =2n (n ∈N *),所以b n =a n a n -1a n +1-1=2n 2n -12n +1-1 =12n -1-12n +1-1, 所以T n =1-13+13-17+17-115+…+12n -1-12n +1-1=1-12n +1-1, 令1-12n +1-1>2 0172 018,整理得2n +1>2 019, 解得n ≥10.3.设S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a 1=12,n +1a n +1=n a n+2n (n ∈N *),则S 100等于( ) A .2-492100 B .2-49299 C .2-512100 D .2-51299 答案 D解析 由n +1a n +1=n a n +2n ,得n +1a n +1-n a n =2n , 则n a n -n -1a n -1=2n -1,n -1a n -1-n -2a n -2=2n -2,…,2a 2-1a 1=21, 将各式相加得n a n -1a 1=21+22+…+2n -1=2n -2,又a 1=12,所以a n =n ·12n , 因此S 100=1×12+2×122+…+100×12100, 则12S 100=1×122+2×123+…+99×12100+100×12101, 两式相减得12S 100=12+122+123+…+12100-100×12101, 所以S 100=2-⎝ ⎛⎭⎪⎫1299-100·⎝ ⎛⎭⎪⎫12100=2-51299. 押题依据 数列的通项以及求和是高考重点考查的内容,也是《考试大纲》中明确提出的知识点,年年在考,年年有变,变的是试题的外壳,即在题设的条件上有变革,有创新,但在变中有不变性,即解答问题的常用方法有规律可循.答案 1解析 因为a n =n +22n nn +1=2n +1-n 2n n n +1=12n -1n -12n n +1, 所以S n =⎝⎛⎭⎪⎫120×1-121×2+⎝ ⎛⎭⎪⎫121×2-122×3+…+⎣⎢⎡⎦⎥⎤12n -1n -12n n +1 =1-12n n +1, 由于1-12n n +1<1, 所以M 的最小值为1.9.已知数列{a n },a 1=e(e 是自然对数的底数),a n +1=a 3n (n ∈N *).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(2n -1)ln a n ,求数列{b n }的前n 项和T n .解 (1)由a 1=e ,a n +1=a 3n 知,a n >0,所以ln a n +1=3ln a n ,数列{}ln a n 是以1为首项,3为公比的等比数列,所以ln a n =3n -1,a n =e3n -1(n ∈N *).(2)由(1)得b n =(2n -1)ln a n =(2n -1)·3n -1,T n =1×30+3×31+5×32+…+(2n -1)×3n -1,①3T n =1×31+3×32+…+(2n -3)×3n -1+(2n -1)×3n ,② ①-②,得-2T n =1+2(31+32+33+…+3n -1)-(2n -1)×3n =1+2×3-3n 1-3-(2n -1)×3n =-2(n -1)×3n -2. 所以T n =(n -1)×3n +1(n ∈N *).10.在等比数列{a n }中,首项a 1=8,数列{b n }满足b n =log 2a n (n ∈N *),且b 1+b 2+b 3=15.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)记数列{b n }的前n 项和为S n ,又设数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1S n 的前n 项和为T n ,求证:T n <34. (1)解 由b n =log 2a n 和b 1+b 2+b 3=15,得log 2(a 1a 2a 3)=15,∴a 1a 2a 3=215,设等比数列{a n }的公比为q ,∵a 1=8,∴a n =8qn -1, ∴8·8q ·8q 2=215,解得q =4,∴a n =8·4n -1,即a n =22n +1(n ∈N *). (2)证明 由(1)得b n =2n +1,易知{b n }为等差数列,S n =3+5+…+(2n +1)=n 2+2n ,则1S n =1nn +2=12⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2, T n =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1-13+⎝ ⎛⎭⎪⎫12-14+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫1n -1n +2 =12⎝ ⎛⎭⎪⎫32-1n +1-1n +2, ∴T n <34. 11.在公差不为0的等差数列{a n }中,a 22=a 3+a 6,且a 3为a 1与a 11的等比中项.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =(-1)n n⎝ ⎛⎭⎪⎫a n -12⎝ ⎛⎭⎪⎫a n +1-12(n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和T n . 解 (1)设数列{a n }的公差为d ,∵a 22=a 3+a 6,∴(a 1+d )2=a 1+2d +a 1+5d ,①∵a 23=a 1·a 11, 即(a 1+2d )2=a 1·(a 1+10d ),②∵d ≠0,由①②解得a 1=2,d =3.∴数列{a n }的通项公式为a n =3n -1(n ∈N *).(2)由题意知, b n =(-1)n n⎝ ⎛⎭⎪⎫3n -32·⎝ ⎛⎭⎪⎫3n +32=(-1)n ·16·⎝⎛⎭⎪⎪⎫13n -32+13n +32 =(-1)n ·19·⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+12n +1 T n =19⎣⎢⎡ -⎝ ⎛⎭⎪⎫11+13+⎝ ⎛⎭⎪⎫13+15-⎝ ⎛⎭⎪⎫15+17+…⎦⎥⎤+-1n ⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+12n +1 =19⎣⎢⎡⎦⎥⎤-1+-1n 12n +1. 12.数列{a n }的前n 项和S n 满足:S n =n 2,数列{b n }满足:①b 3=14;②b n >0;③2b 2n +1+b n +1b n -b 2n =0. (1)求数列{a n }与{b n }的通项公式;(2)设c n =a n b n ,求数列{c n }的前n 项和T n .押题依据 错位相减法求和是高考的重点和热点,本题先利用a n ,S n 的关系求a n ,也是高考出题的常见形式. 解 (1)当n =1时,a 1=S 1=1,当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1(n ∈N *),又a 1=1满足a n =2n -1,∴a n =2n -1(n ∈N *).∵2b 2n +1+b n +1b n -b 2n =0,且b n >0,∴2b n +1=b n ,∴q =12,b 3=b 1q 2=14, ∴b 1=1,b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1(n ∈N *).(2)由(1)得c n =(2n -1)⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1, T n =1+3×12+5×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -1)⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1, 12T n =1×12+3×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+(2n -3)⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1+(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n , 两式相减,得12T n =1+2×12+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫122+…+2×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =1+2⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1-(2n -1)×⎝ ⎛⎭⎪⎫12n =3-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1⎝ ⎛⎭⎪⎫32+n . ∴T n =6-⎝ ⎛⎭⎪⎫12n -1(2n +3)(n ∈N *). 13.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,满足S n =2a n -1(n ∈N *),数列{b n }满足nb n +1-(n +1)b n =n (n +1)(n ∈N *),且b 1=1,(1)证明数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n n 为等差数列,并求数列{a n }和{b n }的通项公式; (2)若c n =(-1)n -14n +13+2log 2a n 3+2log 2a n +1,求数列{c n }的前2n 项和T 2n ;(3)若d n =a n ·b n ,数列{}d n 的前n 项和为D n ,对任意的n ∈N *,都有D n ≤nS n -a ,求实数a 的取值范围.解 (1)由nb n +1-(n +1)b n =n (n +1)两边同除以n (n +1), 得b n +1n +1-b n n=1, 从而数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n n 为首项b 11=1,公差d =1的等差数列, 所以b n n =n (n ∈N *),数列{b n }的通项公式为b n =n 2.当n =1时,S 1=2a 1-1=a 1,所以a 1=1.当n ≥2时,S n =2a n -1,S n -1=2a n -1-1,两式相减得a n =2a n -1,又a 1=1≠0,所以a n a n -1=2, 从而数列{a n }为首项a 1=1,公比q =2的等比数列,从而数列{a n }的通项公式为a n =2n -1(n ∈N *).(3)由(1)得d n =a n b n =n ·2n -1,D n =1×1+2×2+3×22+…+(n -1)·2n -2+n ·2n -1, 2D n =1×2+2×22+3×23+…+(n -1)·2n -1+n ·2n . 两式相减得-D n =1+2+22+…+2n -1-n ·2n =1-2n 1-2-n ·2n , 所以D n =(n -1)·2n +1,由(1)得S n =2a n -1=2n-1,因为对∀n ∈N *,都有D n ≤nS n -a ,即(n -1)·2n +1≤n ()2n -1-a 恒成立, 所以a ≤2n-n -1恒成立,记e n =2n -n -1,所以a ≤()e n min , 因为e n +1-e n =[]2n +1-n +1-1-()2n -n -1=2n -1>0,从而数列{}e n 为递增数列, 所以当n =1时,e n 取最小值e 1=0,于是a ≤0.。
2019年高考数学(文)热点题型和提分秘籍专题11导数的应用(教学案)含解析
2019年高考数学(文)热点题型和提分秘籍1.利用导数求函数的单调区间及极值(最值)、结合单调性与不等式的成立情况求参数范围是高考命题的热点。
2.常与基本初等函数的图象与性质、解析几何、不等式、方程等交汇命题,主要考查转化与化归思想、分类讨论思想的应用。
3.题型主要以解答题为主,属中高档题。
热点题型一 判断或证明函数的单调性 例1、【2017课标II ,】若2x =-是函数的极值点,则()f x 的极小值为( )A.1-B.32e --C.35e -D.1 【答案】A【变式探究】设a ∈[-2,0],已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 3-a +5x ,x ≤0x 3-a +32x 2+ax ,x >0。
证明f (x )在区间(-1,1)内单调递减,在区间(1,+∞)内单调递增。
【解析】设函数f 1(x )=x 3-(a +5)x (x ≤0),f 2(x )=x 3-a +32x 2+ax (x ≥0)。
①f ′1(x )=3x 2-(a +5),由于a ∈[-2,0], 从而当-1<x ≤0时,f ′1(x )=3x 2-(a +5)<3-a -5≤0, 所以函数f 1(x )在区间(-1,0]内单调递减。
②f ′2(x )=3x 2-(a +3)x +a =(3x -a )(x -1)。
由于a∈[-2,0],所以当0<x<1时,f′2(x)<0;当x>1时,f′2(x)>0,即函数f2(x)在区间[0,1)内单调递减,在区间(1,+∞)内单调递增。
综合①②及f1(0)=f2(0),可知函数f(x)在区间(-1,1)内单调递减,在区间(1,+∞)内单调递增。
(Ⅱ)证明:由,得,.【变式探究】已知函数f(x)=13x3+x2+ax+1(a∈R),求函数f(x)的单调区间。
【提分秘籍】求函数的单调区间的“两个方法”方法一(1)确定函数y=f(x)的定义域;(2)求导数y′=f′(x);(3)解不等式f′(x)>0,解集在定义域内的部分为单调递增区间;(4)解不等式f′(x)<0,解集在定义域内的部分为单调递减区间。
2019年高考数学考纲解读与热点难点突破专题10等差数列与等比数列教学案文含解析20190330232
等差数列与等比数列【2019年高考考纲解读】1.等差、等比数列基本量和性质的考查是高考热点,经常以小题形式出现.2.数列求和及数列与函数、不等式的综合问题是高考考查的重点,考查分析问题、解决问题的综合能力.【重点、难点剖析】一、等差数列、等比数列的运算1.通项公式等差数列:a n =a 1+(n -1)d ;等比数列:a n =a 1·qn -1. 2.求和公式 等差数列:S n =n a 1+a n 2=na 1+n n -2d ;等比数列:S n =a 11-q n 1-q =a 1-a n q 1-q(q ≠1). 3.性质若m +n =p +q ,在等差数列中a m +a n =a p +a q ;在等比数列中a m ·a n =a p ·a q .二 等差数列、等比数列的判定与证明证明数列{a n }是等差数列或等比数列的证明方法(1)证明数列{a n }是等差数列的两种基本方法:①利用定义,证明a n +1-a n (n ∈N *)为一常数;②利用等差中项,即证明2a n =a n -1+a n +1(n ≥2,n ∈N *).(2)证明数列{a n }是等比数列的两种基本方法: ①利用定义,证明a n +1a n(n ∈N *)为一常数; ②利用等比中项,即证明a 2n =a n -1a n +1(n ≥2,n ∈N *).三、等差数列、等比数列的综合问题解决等差数列、等比数列的综合问题,要从两个数列的特征入手,理清它们的关系;数列与不等式、函数、方程的交汇问题,可以结合数列的单调性、最值求解.【高考题型示例】题型一、等差数列、等比数列的运算例1、(2018·北京)设{a n }是等差数列,且a 1=3,a 2+a 5=36,则{a n }的通项公式为______.答案 a n =6n -3(n ∈N *)解析 方法一 设公差为d .∵a 2+a 5=36,∴(a 1+d )+(a 1+4d )=36,∴2a 1+5d =36.∵a 1=3,∴d =6,∴通项公式a n =a 1+(n -1)d =6n -3(n ∈N *).方法二 设公差为d ,∵a 2+a 5=a 1+a 6=36,a 1=3,∴a 6=33,∴d =a 6-a 15=6.∵a 1=3,∴通项公式a n =6n -3(n ∈N *). 【变式探究】(2018·全国Ⅲ)等比数列{a n }中,a 1=1,a 5=4a 3.①求{a n }的通项公式;②记S n 为{a n }的前n 项和,若S m =63,求m .【变式探究】(2017·全国Ⅰ)记S n 为等差数列{a n }的前n 项和.若a 4+a 5=24,S 6=48,则{a n }的公差为________.答案 4解析 设{a n }的公差为d ,由⎩⎪⎨⎪⎧ a 4+a 5=24,S 6=48,得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+3d +a 1+4d =24,6a 1+6×52d =48,解得d =4. 【感悟提升】在进行等差(比)数列项与和的运算时,若条件和结论间的联系不明显,则均可化成关于a 1和d (q )的方程组求解,但要注意消元法及整体计算,以减少计算量.【变式探究】设公比为q (q >0)的等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若S 2=3a 2+2,S 4=3a 4+2,则a 1等于( )A .-2B .-1 C.12 D.23答案 B解析 S 4-S 2=a 3+a 4=3a 4-3a 2,即3a 2+a 3-2a 4=0,即3a 2+a 2q -2a 2q 2=0,即2q 2-q -3=0,解得q =-1(舍)或q =32, 当q =32时,代入S 2=3a 2+2, 得a 1+a 1q =3a 1q +2,解得a 1=-1.【变式探究】设等比数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 3a 11=2a 25,且S 4+S 12=λS 8,则λ=________.答案 83解析 ∵a 3a 11=2a 25,∴a 27=2a 25,∴q 4=2,∵S 4+S 12=λS 8,∴a 11-q 41-q +a 11-q 121-q =λa 11-q 81-q , 1-q 4+1-q 12=λ(1-q 8),将q 4=2代入计算可得λ=83. 题型二 等差数列、等比数列的判定与证明例2、已知数列{a n },{b n },其中a 1=3,b 1=-1,且满足a n =12(3a n -1-b n -1),b n =-12(a n -1-3b n -1),n ∈N *,n ≥2.(1)求证:数列{a n -b n }为等比数列;(2)求数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫2na n a n +1的前n 项和T n . (1)证明 a n -b n =12(3a n -1-b n -1)-⎝ ⎛⎭⎪⎫-12(a n -1-3b n -1)=2(a n -1-b n -1), 又a 1-b 1=3-(-1)=4,所以{a n -b n }是首项为4,公比为2的等比数列.(2)解 由(1)知,a n -b n =2n +1,①又a n +b n =12(3a n -1-b n -1)+⎝ ⎛⎭⎪⎫-12(a n -1-3b n -1)=a n -1+b n -1, 又a 1+b 1=3+(-1)=2,所以{a n +b n }为常数数列,a n +b n =2,②联立①②得,a n =2n+1,2n a n a n +1=2n 2n +n +1+=12n +1-12n +1+1, 所以T n =⎝⎛⎭⎪⎫121+1-122+1+⎝ ⎛⎭⎪⎫122+1-123+1+…+⎝ ⎛⎭⎪⎫12n +1-12n +1+1 =121+1-12n +1+1=13-12n +1+1(n ∈N *). 【感悟提升】(1)判断一个数列是等差(比)数列,也可以利用通项公式及前n 项和公式,但不能作为证明方法.(2)a 2n =a n -1a n +1(n ≥2)是数列{a n }为等比数列的必要不充分条件,判断时还要看各项是否为零.【变式探究】已知{a n }是各项都为正数的数列,其前n 项和为S n ,且S n 为a n 与1a n的等差中项. (1)求证:数列{S 2n }为等差数列;(2)求数列{a n }的通项公式;(3)设b n =-n a n ,求{b n }的前n 项和T n .(2)解 由(1)可得S 2n =1+n -1=n ,∵数列{a n }的各项都为正数,∴S n =n ,∴当n ≥2时,a n =S n -S n -1=n -n -1,又a 1=S 1=1满足上式,∴a n =n -n -1(n ∈N *).(3)解 由(2)得b n =-n a n =-n n -n -1 =(-1)n (n +n -1),当n 为奇数时,T n =-1+(2+1)-(3+2)+…+(n -1+n -2)-(n +n -1)=-n ,当n 为偶数时,T n =-1+(2+1)-(3+2)+…-(n -1+n -2)+(n +n -1)=n ,∴数列{b n }的前n 项和T n =(-1)n n (n ∈N *).题型三 等差数列、等比数列的综合问题例3、已知等差数列{a n }的公差为-1,且a 2+a 7+a 12=-6.(1)求数列{a n }的通项公式a n 与其前n 项和S n ;(2)将数列{a n }的前4项抽去其中一项后,剩下三项按原来顺序恰为等比数列{b n }的前3项,记{b n }的前n 项和为T n ,若存在m ∈N *,使得对任意n ∈N *,总有S n <T m +λ恒成立,求实数λ的取值范围.解 (1)由a 2+a 7+a 12=-6,得a 7=-2,∴a 1=4,∴a n =5-n ,从而S n =n 9-n 2(n ∈N *). (2)由题意知b 1=4,b 2=2,b 3=1,设等比数列{b n }的公比为q ,则q =b 2b 1=12, ∴T m =4⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12m 1-12=8⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-⎝ ⎛⎭⎪⎫12m , ∵⎝ ⎛⎭⎪⎫12m 随m 的增加而减少, ∴{T m }为递增数列,得4≤T m <8.又S n =n 9-n 2=-12(n 2-9n ) =-12⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫n -922-814, 故(S n )max =S 4=S 5=10,若存在m ∈N *,使得对任意n ∈N *,总有S n <T m +λ,则10<8+λ,得λ>2.即实数λ的取值范围为(2,+∞).【感悟提升】(1)等差数列与等比数列交汇的问题,常用“基本量法”求解,但有时灵活地运用性质,可使运算简便.(2)数列的项或前n 项和可以看作关于n 的函数,然后利用函数的性质求解数列问题.(3)数列中的恒成立问题可以通过分离参数,通过求数列的值域求解.【变式探究】已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n -1=3(a n -1),n ∈N *.(1)求数列{a n }的通项公式; (2)设数列{b n }满足a n +1=32n n a b ⋅⎛⎫ ⎪⎝⎭,若b n ≤t 对于任意正整数n 都成立,求实数t 的取值范围.(2)由a n +1=32n n a b ⋅⎛⎫ ⎪⎝⎭,得b n =1a n 312log n a +=⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1323log 2n ⎛⎫ ⎪⎝⎭ =n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1, 所以b n +1-b n =(n +1)·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -n ·⎝ ⎛⎭⎪⎫23n -1 =2n -13n (2-n ), 所以(b n )max =b 2=b 3=43,所以t ≥43. 即t 的取值范围为⎣⎢⎡⎭⎪⎫43,+∞.。
2019年高考数学考纲解读与热点难点突破专题12数列的综合问题热点难点突破文含解析
数列的综合问题 1.删去正整数数列1,2,3,… 中的所有完全平方数,得到一个新数列,这个数列的第2 018项是( ) A.2 062 B.2 063 C.2 064 D.2 065 答案 B 解析 由题意可得,这些数可以写为12,2,3,22,5,6,7,8,32,…,第个平方数与第+1个平方数之间有2个正整数,而数列12,2,3,22,5,6,7,8,32,…,452共有2 025项,去掉45个平方数后,还剩余2 025-45=1 980(个)数,所以去掉平方数后第2 018项应在2 025后的第38个数,即是原数列的第2 063项,即为2 063.
2.已知数列{an}满足0和为Sn,则满足Sn>10的n的最小值为( ) A.60 B.61 C.121 D.122 答案 B
解析 由a41-8a21+4=0,得a21+4a21=8,
所以a2n+4a2n=8+8(n-1)=8n, 所以an+2an2=a2n+4a2n+4=8n+4, 所以an+2an=22n+1, 即a2n-22n+1an+2=0, 所以an=22n+1±22n-12=2n+1±2n-1, 因为0所以an=2n+1-2n-1,Sn=2n+1-1, 由Sn>10得2n+1>11, 所以n>60. 3.已知数列{an}满足a1=1,an+1-an≥2(n∈N*),Sn为数列{an}的前n项和,则( ) A.an≥2n+1 B.Sn≥n2 C.an≥2n-1 D.Sn≥2n-1 答案 B 解析 由题意得a2-a1≥2,a3-a2≥2,a4-a3≥2,…, an-an-1
≥2,
∴a2-a1+a3-a2+a4-a3+…+an-an-1≥2(n-1), ∴an-a1≥2(n-1),∴an≥2n-1. ∴a1≥1,a2≥3,a3≥5,…,an≥2n-1, ∴a1+a2+a3+…+an≥1+3+5+…+2n-1,
∴Sn≥n2(1+2n-1)=n2.
高考数学考纲解读与热点难点突破专题15算法复数教学案文含解析2019
算法、复数【2019年高考考纲解读】1.对于复数要掌握复数的概念、纯虚数、复数相等、复数的模、共轭复数等,以及复数的几何意义及四则运算(重点考查复数的乘除).2.对于程序框图要掌握基本算法语句尤其是含循环结构的程序框图,往往与分段函数的求值、数列求和或求积、统计等有规律的重复计算问题放在一起考查,读题审题要仔细.【重点、难点剖析】一、复数的概念与运算1.复数的乘法复数的乘法类似于多项式的四则运算,可将含有虚数单位i 的看作一类项,不含i 的看作另一类项,分别合并同类项即可. 【变式探究】执行如图所示的程序框图,运行相应的程序,若输出的结果是4,则常数a 的值为( )A .4B .2C .12D .-1 【解析】S 和n 依次循环的结果如下:S =11-a ,n =2;S =1-1a ,n =4.所以1-1a=2,a =-1.故选D . 【答案】D【变式探究】若某程序框图如图所示,则该程序运行后输出的i 的值为( )A.4 B.5C.6 D.7【解析】根据程序框图,程序执行中的数据变化如下:n=12,i=1;n=6,i=2;6≠5;n=3,i=3;3≠5;n=10,i=4;10≠5;n=5,i=5;5=5成立,程序结束,输出i=5.故选B.【答案】B精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。
读沙漠,读出了它坦荡豪放的胸怀;读太阳,读出了它普照万物的无私;读春雨,读出了它润物无声的柔情。
读大海,读出了它气势磅礴的豪情。
读石灰,读出了它粉身碎骨不变色的清白。
2、幸福幸福是“临行密密缝,意恐迟迟归”的牵挂;幸福是“春种一粒粟,秋收千颗子”的收获. 幸福是“采菊东篱下,悠然见南山”的闲适;幸福是“奇闻共欣赏,疑义相与析”的愉悦。
幸福是“随风潜入夜,润物细无声”的奉献;幸福是“夜来风雨声,花落知多少”的恬淡。
幸福是“零落成泥碾作尘,只有香如故”的圣洁。
幸福是“壮志饥餐胡虏肉,笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。
幸福是“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”的胸怀。
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导数的热点问题 1.在某次水下科研考察活动中,需要潜水员潜入水深为60米的水底进行作业,根据以往经验,潜水员下潜的平均速度为v(米/单位时间),每单位时间的用氧量为v103+1(升),在水底作业10个单位时间,每单位时间用氧量为0.9(升),返回水面的平均速度为v2(米/单位时间),每单位时间用氧量为1.5(升),记该潜水员在此次考察活动中的总用氧量为y(升). (1)求y关于v的函数关系式; (2)若c≤v≤15(c>0),求当下潜速度v取什么值时,总用氧量最少.
(2)y′=6v50-240v2=3v3-2 00025v2, 令y′=0,得v=1032, 当0当v>1032时,y′>0,函数单调递增, ∴当0在(1032,15)上单调递增, ∴当v=1032时总用氧量最少, 当c≥1032时,y在[c,15]上单调递增, ∴当v=c时总用氧量最少.
综上,若0则当v=1032时总用氧量最少;若c≥1032, 则当v=c时总用氧量最少.
2.已知函数f(x)=x+ax. (1)判断函数f(x)的单调性; (2)设函数g(x)=ln x+1,证明:当 x∈(0,+∞)且a>0时,f(x)>g(x). (1)解 因为f′(x)=1-ax2=x2-ax2()x≠0, ①若a≤0,则f′(x)>0在定义域内恒成立, ∴f(x)在(-∞,0),(0,+∞)上单调递增; ②若a>0,则由f′(x)>0,解得x<-a或x>a, 由f′(x)<0,解得-a∴函数f(x)在()-∞,-a,()a,+∞上单调递增, 在()-a,0,()0,a上单调递减. (2)证明 令h(x)=f(x)-g(x)=x+ax-ln x-1(x>0), h′(x)=1-ax2-1x=x2-x-ax2(x>0),
设p(x)=x2-x-a, 则由a>0知,方程p(x)=0的判别式Δ=1+4a>0, 设p(x)=0的正根为x0, ∴x20-x0-a=0, ∵p(1)=1-1-a=-a<0,∴x0>1, 又p(0)=-a<0, ∴h(x)在(0,x0)上为减函数,在(x0,+∞)上为增函数, h(x)min=h(x0)=x0+ax0-ln x0-1
=x0+x20-x0x0-ln x0-1=2x0-ln x0-2, 令F(x)=2x-ln x-2()x>1, F′(x)=2-1x=2x-1x>0恒成立,
∴F(x)在(1,+∞)上为增函数, 又∵F(1)=2-0-2=0, ∴F(x)>0,即h(x)min>0, ∴当x∈(0,+∞)且a>0时,f(x)>g(x). 3.已知函数f(x)=ln x,g(x)=x+m(m∈R). (1)若f(x)≤g(x)恒成立,求实数m的取值范围; (2)已知x1,x2是函数F(x)=f(x)-g(x)的两个零点,且x1(1)解 令F(x)=f(x)-g(x)=ln x-x-m(x>0), 则F′(x)=1x-1=1-xx(x>0), 当x>1时,F′(x)<0,当00, 所以F(x)在(1,+∞)上单调递减,在(0,1)上单调递增,F(x)在x=1处取得最大值-1-m,若f(x)≤g(x)恒成立,则-1-m≤0,即m≥-1. (2)证明 由(1)可知,若函数F(x)=f(x)-g(x)有两个零点,则m<-1,0要证x1x2<1,只需证x2<1x1, 由于F(x)在(1,+∞)上单调递减, 从而只需证F(x2)>F1x1, 由F(x1)=F(x2)=0,m=ln x1-x1, 即证ln1x1-1x1-m=ln1x1-1x1+x1-ln x1<0, 令h(x)=-1x+x-2ln x(0则h′(x)=1x2+1-2x=x2-2x+1x2>0, 故h(x)在(0,1)上单调递增,h(x)所以x1x2<1. 4.已知f(x)=(ax-1)ex+x2. (1)当a=1时,讨论函数f(x)的零点个数,并说明理由; (2)若x=0是f(x)的极值点,证明f(x)≥ln(ax-1)+x2+x+1. (1)解 当a=1时,f(x)=(x-1)ex+x2, f′(x)=x()ex+2,
由f′(x)>0得x>0,由f′(x)<0得x<0, ∴f(x)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增, 又∵f(-2)=4-3e2>0,f(0)=-1<0,f(1)=1>0, ∴f(x)有两个零点. (2)证明 ∵f′(x)=ex()ax-1+a+2x, ∵x=0是f(x)的极值点, ∴f′(0)=a-1=0,∴a=1, ∴f(x)=(x-1)ex+x2, 故要证(x-1)ex≥ln(x-1)+x+1,令x-1=t,t>0, 即证tet+1≥ln t+t+2(t>0), 设h(x)=ex·ex-ln x-x-2(x>0), 即证h(x)≥0(x>0), h′(x)=e·ex(x+1)-1x-1
=e(x+1)ex-1ex(x>0), 令u(x)=ex-1ex(x>0),u′(x)=ex+1ex2>0, ∴u(x)在(0,+∞)上单调递增, 又u(1)=e-1e>0,u()e-2=2ee--e<0, 故u(x)=0有唯一的根x0∈(0,1),0ex=1ex0, 当0当x>x0时,u(x)>0,h′(x)>0,
∴h(x)≥h(x0)=ex0·0ex-ln x0-x0-2 =ex0·1ex0+ln 01ex-x0-2=1+x0+1-x0-2=0. 综上得证. 5.已知函数f(x)=1-xax+ln x(其中a>0,e≈2.7). (1)当a=1时,求函数f(x)在(1,f(1))点处的切线方程; (2)若函数f(x)在区间[2,+∞)上为增函数,求实数a的取值范围; (3)求证:对于任意大于1的正整数n,都有ln n>12+13+…+1n. (1)解 ∵f(x)=1-xx+ln x, ∴f′(x)=x-1x2(x>0), ∴f′(1)=0, ∵f(1)=0, ∴f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=0.
(3)证明 当a=1时,f(x)=1-xx+ln x,f′(x)=x-1x2, 当x>1时,f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上是增函数. 则当x>1时,f(x)>f(1)=0, 当n>1时,令x=nn-1>1,
∴f(x)=1-nn-1nn-1+lnnn-1=-1n+lnnn-1>0, ∴lnnn-1>1n,ln21>12,ln32>13,…,lnnn-1>1n, ∴ln21+ln32+…+lnnn-1>12+13+…+1n, 即ln21×32×…×nn-1>12+13+…+1n, ∴ln n>12+13+…+1n, 即对于任意大于1的正整数n, 都有ln n>12+13+…+1n. 6.已知函数f(x)=ex+2ln x,g(x)=x2+ax+b(a,b∈R). (1)若对任意的x∈(0,+∞),不等式f(x)>x2+m+2ln x恒成立,求实数m的取值范围; (2)若对任意的实数a,函数F(x)=f(x)-g(x)+x2-2ln x在(0,+∞)上总有零点,求实数b的取值范围. 解 (1)对任意的x∈(0,+∞),不等式f(x)>x2+m+2ln x恒成立可转化为不等式m∞)上恒成立. 令m(x)=ex-x2,x∈[0,+∞),则m′(x)=ex-2x, 令n(x)=m′(x)=ex-2x,则n′(x)=ex-2, 故当x∈(0,ln 2)时,n′(x)<0,n(x)单调递减; 当x∈(ln 2,+∞)时,n′(x)>0,n(x)单调递增. 从而当x∈[0,+∞)时,n(x)≥n(ln 2)=2-2ln 2>0, 即m′(x)>0,所以m(x)在[0,+∞)上单调递增,m(x)的最小值是m(0)=1, 所以m≤1,即m的取值范围为(-∞,1]. (2)函数F(x)=f(x)-g(x)+x2-2ln x在(0,+∞)上总有零点, 即F(x)=ex-ax-b在(0,+∞)上总有零点. 若a<0,则F(x)=ex-ax-b在(0,+∞)上单调递增, 故F(x)在(0,+∞)上总有零点的必要条件是F(0)<0,即b>1. 以下证明:当b>1时,F(x)=ex-ax-b在(0,+∞)上总有零点. ①若a<0,由于F(0)=1-b<0,
F-ba=eba-a-ba-b=eba>0,
且F(x)在(0,+∞)上连续, 故F(x)在0,-ba上必有零点; ②若a≥0,F(0)=1-b<0, 由(1)知ex>x2+1>x2在x∈(0,+∞)时恒成立, 取x0=a+b>0, 则F(x0)=F(a+b)=ea+b-a(a+b)-b>(a+b)2-a2-ab-b=ab+b(b-1)>0, 由于F(0)=1-b<0,F(a+b)>0, 故F(x)在(0,a+b)上必有零点.