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2023高考数学二轮复习专题练四考前冲刺高分考前冲刺一12类二级结论高效解题含解析202303112195

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四、考前冲刺高分考前冲刺一 12类二级结论高效解题高中数学二级结论在解题中有其高明之处,不仅简化思维过程,而且可以提高解题速度和准确度,记住这些常用二级结论,可以帮你理清数学套路,节约做题时间,从而轻松拿高分.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.【例1】设函数f(x)=的最大值为M,最小值为m,则M+m=________.解析 显然函数f(x)的定义域为R,f(x)==1+,设g(x)=,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.答案 2【训练1】已知函数f(x)=ln(-3x)+1,则f(lg2)+f=(  )\nA.-1B.0C.1D.2解析 令g(x)=ln(-3x),x∈R,则g(-x)=ln(+3x),因为g(x)+g(-x)=ln(-3x)+ln(+3x)=ln(1+9x2-9x2)=ln1=0,所以g(x)是定义在R上的奇函数.又lg=-lg2,所以g(lg2)+g=0,所以f(lg2)+f=g(lg2)+1+g+1=2.答案 D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,其中的一个周期T=2a.(2)如果f(x+a)=(a≠0),那么f(x)是周期函数,其中的一个周期T=2a.(3)如果f(x+a)+f(x)=c(a≠0),那么f(x)是周期函数,其中的一个周期T=2a.【例2】(1)已知定义在R上的函数f(x)满足f=-f(x),且f(-2)=f(-1)=-1,f(0)=2,则f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2019)+f(2020)=(  )A.-2B.-1C.0D.1(2)(多选题)(2020·济南模拟)函数f(x)的定义域为R,且f(x+1)与f(x+2)都为奇函数,则(  )A.f(x)为奇函数B.f(x)为周期函数C.f(x+3)为奇函数D.f(x+4)为偶函数解析 (1)因为f=-f(x),所以f(x+3)=-f=f(x),则f(x)的周期T=3.则有f(1)=f(-2)=-1,f(2)=f(-1)=-1,f(3)=f(0)=2,所以f(1)+f(2)+f(3)=0,所以f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2019)+f(2020)=f(1)+f(2)+f(3)+…+f(2017)+f(2018)+f(2019)+f(2020)=673×[f(1)+f(2)+f(3)]+f(2020)=0+f(1)=-1.(2)法一 由f(x+1)与f(x+2)都为奇函数知,函数f(x)的图象关于点(1,0),(2,0)对称,所以\nf(-x)+f(2+x)=0,f(-x)+f(4+x)=0,所以f(2+x)=f(4+x),即f(x)=f(2+x),所以f(x)是以2为周期的周期函数.又f(x+1)与f(x+2)都为奇函数,所以f(x),f(x+3),f(x+4)均为奇函数.故选ABC.法二 由f(x+1)与f(x+2)都为奇函数知,函数f(x)的图象关于点(1,0),(2,0)对称,所以f(x)的周期为2|2-1|=2,所以f(x)与f(x+2),f(x+4)的奇偶性相同,f(x+1)与f(x+3)的奇偶性相同,所以f(x),f(x+3),f(x+4)均为奇函数.故选ABC.答案 (1)B (2)ABC【训练2】奇函数f(x)的定义域为R.若f(x+2)为偶函数,且f(1)=1,则f(8)+f(9)=(  )A.-2B.-1C.0D.1解析 由f(x+2)是偶函数可得f(-x+2)=f(x+2),又由f(x)是奇函数得f(-x+2)=-f(x-2),所以f(x+2)=-f(x-2),f(x+4)=-f(x),f(x+8)=f(x).故f(x)是以8为周期的周期函数,所以f(9)=f(8+1)=f(1)=1.又f(x)是定义在R上的奇函数,所以f(0)=0,所以f(8)=f(0)=0,故f(8)+f(9)=1.答案 D结论3 函数的对称性已知函数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=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)若函数y=f(x)满足f(a+x)+f(a-x)=0,即f(x)=-f(2a-x),则f(x)的图象关于点(a,0)对称.(3)若f(a+x)+f(a-x)=2b恒成立,则y=f(x)的图象关于点(a,b)对称.【例3】(1)函数y=f(x)对任意x∈R都有f(x+2)=f(-x)成立,且函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,f(1)=4,则f(2016)+f(2017)+f(2018)的值为________.(2)(多选题)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)=2-f(2-x),且f(x)是偶函数,下列说法正确的是(  )A.f(x)的图象关于点(1,1)对称B.f(x)是周期为4的函数C.若f(x)满足对任意的x∈[0,1],都有<0,则f(x)在[-3,-2]上单调递增\nD.若f(x)在[1,2]上的解析式为f(x)=lnx+1,则f(x)在[2,3]上的解析式为f(x)=1-ln(x-2)解析 (1)因为函数y=f(x-1)的图象关于点(1,0)对称,所以f(x)是R上的奇函数,又f(x+2)=-f(x),所以f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故f(x)的周期为4.所以f(2017)=f(504×4+1)=f(1)=4,所以f(2016)+f(2018)=-f(2014)+f(2014+4)=-f(2014)+f(2014)=0,所以f(2016)+f(2017)+f(2018)=4.(2)根据题意,f(x)的图象关于点(1,1)对称,A正确;又f(x)的图象关于y轴对称,所以f(x)=f(-x),则2-f(2-x)=f(-x),f(x)=2-f(x+2),从而f(x+2)=2-f(x+4),所以f(x)=f(x+4),B正确;由<0可知f(x)在[0,1]上单调递增,又f(x)的图象关于点(1,1)对称,所以f(x)在[1,2]上单调递增,因为f(x)的周期为4,所以f(x)在[-3,-2]上单调递增,C正确;因为f(x)=f(-x),x∈[-2,-1]时,-x∈[1,2],所以f(x)=f(-x)=ln(-x)+1,x∈[-2,-1],因为f(x)的周期为4,f(x)=f(x-4),x∈[2,3]时,x-4∈[-2,-1],所以f(x)=f(x-4)=ln(4-x)+1,x∈[2,3],D错误.综上,正确的是ABC.答案 (1)4 (2)ABC【训练3】(1)若函数y=f(x)的图象如图所示,则函数y=f(1-x)的图象大致为(  )\n(2)若偶函数y=f(x)的图象关于直线x=2对称,且f(3)=3,则f(-1)=________.解析 (1)作出y=f(x)的图象关于y轴对称的图象,得到y=f(-x)的图象,将y=f(-x)的图象向右平移1个单位,得y=f[-(x-1)]=f(1-x)的图象.因此图象A满足.(2)因为f(x)的图象关于直线x=2对称,所以f(x)=f(4-x),f(-x)=f(4+x),又f(-x)=f(x),所以f(x)=f(x+4),则f(-1)=f(3)=3.答案 (1)A (2)3结论4 两个经典不等式(1)对数形式:x≥1+lnx(x>0),当且仅当x=1时,等号成立.(2)指数形式:ex≥x+1(x∈R),当且仅当x=0时,等号成立.进一步可得到一组不等式链:ex>x+1>x>1+lnx(x>0,且x≠1).【例4】已知函数f(x)=x-1-alnx.(1)若f(x)≥0,求a的值;(2)证明:对于任意正整数n,…<e.(1)解 f(x)的定义域为(0,+∞),①若a≤0,因为f=-+aln2<0,所以不满足题意.②若a>0,由f′(x)=1-=知,当x∈(0,a)时,f′(x)<0;当x∈(a,+∞)时,f′(x)>0;所以f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增,故x=a是f(x)在(0,+∞)的唯一最小值点.因为f(1)=0,所以当且仅当a=1时,f(x)≥0,故a=1.(2)证明 由(1)知当x∈(1,+∞)时,x-1-lnx>0.令x=1+,得ln<.从而ln+ln+…+ln<++…+=1-<1.故…<e.【训练4】(1)已知函数f(x)=,则y=f(x)的图象大致为(  )\n解析 由得{x|x>-1,且x≠0},所以排除选项D.当x>0时,由经典不等式x>1+lnx(x>0),以x+1代替x,得x>ln(x+1)(x>-1,且x≠0),所以ln(x+1)-x<0(x>-1,且x≠0),排除A,C,易知B正确.答案 B(2)已知函数f(x)=ex,x∈R.证明:曲线y=f(x)与曲线y=x2+x+1有唯一公共点.证明 令g(x)=f(x)-=ex-x2-x-1,x∈R,则g′(x)=ex-x-1,由经典不等式ex≥x+1恒成立可知,g′(x)≥0恒成立,所以g(x)在R上为增函数,且g(0)=0.所以函数g(x)有唯一零点,即两曲线有唯一公共点.结论5 三点共线的充要条件设平面上三点O,A,B不共线,则平面上任意一点P与A,B共线的充要条件是存在实数λ与μ,使得=λ+μ,且λ+μ=1.特别地,当P为线段AB的中点时,=+.【例5】在△ABC中,=2,=3,连接BF,CE,且BF与CE交于点M,=x+y,则x-y等于(  )A.-B.C.-D.解析 因为=2,所以=,所以=x+y=x+y.\n由B,M,F三点共线得x+y=1.①因为=3,所以=,所以=x+y=x+y.由C,M,E三点共线得x+y=1.②联立①②解得所以x-y=-=-.答案 C【训练5】在梯形ABCD中,已知AB∥CD,AB=2CD,M,N分别为CD,BC的中点.若=λ+μ,则λ+μ=________.解析 如图,连接MN并延长交AB的延长线于T.由已知易得AB=AT,∴==λ+μ,∴=λ+μ,∵T,M,N三点共线,∴λ+μ=1,∴λ+μ=.答案 结论6 三角形“四心”向量形式的充要条件设O为△ABC所在平面上一点,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则(1)O为△ABC的外心⇔||=||=||=.(2)O为△ABC的重心⇔++=0.(3)O为△ABC的垂心⇔·=·=·.(4)O为△ABC的内心⇔a+b+c=0.\n【例6】P是△ABC所在平面内一点,若·=·=·,则P是△ABC的(  )A.外心B.内心C.重心D.垂心解析 由·=·,可得·(-)=0,即·=0,∴⊥,同理可证⊥,⊥.∴P是△ABC的垂心.答案 D【训练6】O是平面上一定点,A,B,C是平面上不共线的三个点,动点P满足=+λ,λ∈R,则P点的轨迹一定经过△ABC的(  )A.外心B.内心C.重心D.垂心解析 设BC的中点为M,则=,则有=+λ,即=λ.∴P的轨迹一定通过△ABC的重心.答案 C结论7 与等差数列相关的结论已知等差数列{an},公差为d,前n项和为Sn.(1)若Sm,S2m,S3m分别为等差数列{an}的前m项、前2m项、前3m项的和,则Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等差数列.(2)若等差数列{an}的项数为偶数2m,公差为d,所有奇数项之和为S奇,所有偶数项之和为S偶,则所有项之和S2m=m(am+am+1),S偶-S奇=md,=.(3)若等差数列{an}的项数为奇数2m-1,所有奇数项之和为S奇,所有偶数项之和为S偶,则所有项之和S2m-1=(2m-1)am,S奇-S偶=am,=.【例7】(1)设等差数列{an}的前n项和为Sn,若Sm-1=-2,Sm=0,Sm+1=3,则m=(  )A.3B.4C.5D.6(2)等差数列{an}的前n项和为Sn,已知am-1+am+1-a=0,S2m-1=38,则m=________.解析 (1)∵数列{an}为等差数列,且前n项和为Sn,∴数列也为等差数列.\n∴+=,即+=0,解得m=5.经检验,m=5符合题意.(2)由am-1+am+1-a=0得2am-a=0,解得am=0或2.又S2m-1==(2m-1)am=38,显然可得am≠0,所以am=2.代入上式可得2m-1=19,解得m=10.答案 (1)C (2)10【训练7】(1)等差数列{an}的前n项和为Sn,若S10=20,S20=50,则S30=________.(2)一个等差数列的前12项和为354,前12项中偶数项的和与奇数项的和的比为32∶27,则数列的公差d=________.解析 (1)(S20-S10)-S10=(S30-S20)-(S20-S10),S30=3S20-3S10=3×50-3×20=90.(2)设等差数列的前12项中奇数项和为S奇,偶数项的和为S偶,等差数列的公差为d.由已知条件,得解得又S偶-S奇=6d,所以d==5.答案 (1)90 (2)5结论8 与等比数列相关的结论已知等比数列{an},公比为q,前n项和为Sn.(1)数列也为等比数列,其公比为.(2)公比q≠-1或q=-1且n为奇数时,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,…成等比数列(n∈N*).(3)若等比数列的项数为2n(n∈N*),公比为q,奇数项之和为S奇,偶数项之和为S偶,则S偶=qS奇.(4)已知等比数列{an},公比为q,前n项和为Sn.则Sm+n=Sm+qmSn(m,n∈N*).【例8】(1)设等比数列{an}的前n项和为Sn,若=3,则=(  )A.2B.C.D.3解析 由已知=3,得S6=3S3且q≠-1,因为S3,S6-S3,S9-S6也为等比数列,所以(S6-S3)2=S3(S9-S6),则(2S3)2=S3(S9-3S3).化简得S9=7S3,从而==.答案 B\n(2)已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且满足S3=,S6=.①求数列{an}的通项公式;②求log2a1+log2a2+log2a3+…+log2a25的值.解 ①由S3=,S6=,得S6=S3+q3S3=(1+q3)S3,∴q=2.又S3=a1(1+q+q2),得a1=.故通项公式an=×2n-1=2n-2.②由①及题意可得log2an=n-2,所以log2a1+log2a2+log2a3+…+log2a25=-1+0+1+2+…+23==275.【训练8】已知{an}是首项为1的等比数列,Sn是{an}的前n项和,且9S3=S6,则数列的前5项和为(  )A.或5B.或5C.D.解析 设等比数列{an}的公比为q,易知S3≠0.则S6=S3+S3q3=9S3,所以q3=8,q=2.所以数列是首项为1,公比为的等比数列,其前5项和为=.答案 C结论9 多面体的外接球和内切球(1)长方体的体对角线长d与共点的三条棱长a,b,c之间的关系为d2=a2+b2+c2;若长方体外接球的半径为R,则有(2R)2=a2+b2+c2.(2)棱长为a的正四面体内切球半径r=a,外接球半径R=a.【例9】已知一个平放的各棱长为4的三棱锥内有一个小球O(重量忽略不计),现从该三棱锥顶端向内注水,小球慢慢上浮,若注入的水的体积是该三棱锥体积的时,小球与该三棱锥的各侧面均相切(与水面也相切),则小球的表面积等于(  )A.B.C.D.解析 当注入水的体积是该三棱锥体积的时,设水面上方的小三棱锥的棱长为x(各棱长都相等).\n依题意,=,得x=2,易得小三棱锥的高为.设小球半径为r,则S底面·=4×S底面·r(S底面为小三棱锥的底面积),得r=.故小球的表面积S=4πr2=.答案 C【训练9】(1)已知直三棱柱的底面是等腰直角三角形,直角边长是1,且其外接球的表面积是16π,则该三棱柱的侧棱长为(  )A.B.2C.4D.3(2)已知球O的直径PA=2r,B,C是该球面上的两点,且BC=PB=PC=r,三棱锥P-ABC的体积为,则球O的表面积为(  )A.64πB.32πC.16πD.8π解析 (1)由于直三棱柱ABC-A1B1C1的底面ABC为等腰直角三角形.把直三棱柱ABC-A1B1C1补成正四棱柱,则正四棱柱的体对角线是其外接球的直径,因为外接球的表面积是16π,所以外接球半径为2,因为直三棱柱的底面是等腰直角三角形,斜边长,所以该三棱柱的侧棱长为=.(2)如图,取PA的中点O,则O为球心,连接OB,OC,则几何体O-BCP是棱长为r的正四面体,所以VO-BCP=r3,于是VP-ABC=2VO-BCP=r3,令r3=,得r=4.从而S球=4π×42=64π.答案 (1)A (2)A结论10 焦点三角形的面积公式(1)在椭圆+=1(a>b>0)中,F1,F2分别为左、右焦点,P为椭圆上一点,则△PF1F2的面积S△PF1F2=b2·tan,其中θ=∠F1PF2.(2)在双曲线-=1(a>0,b>0)中,F1,F2分别为左、右焦点,P为双曲线上一点,则△PF1F2\n的面积S△PF1F2=,其中θ=∠F1PF2.【例10】如图,F1,F2是椭圆C1:+y2=1与双曲线C2的公共焦点,A,B分别是C1,C2在第二、四象限的公共点.若四边形AF1BF2为矩形,则C2的离心率是(  )A.B.C.D.解析 设双曲线C2的方程为-=1,则有a+b=c=c=4-1=3.又四边形AF1BF2为矩形,所以△AF1F2的面积为btan45°=,即b=b=1.所以a=c-b=3-1=2.故双曲线的离心率e===.答案 D【训练10】已知F1,F2是椭圆C:+=1(a>b>0)的两个焦点,P为椭圆C上一点,且⊥.若△PF1F2的面积为9,则b=________.解析 在焦点三角形PF1F2中,⊥,所以∠F1PF2=90°,故S△PF1F2=b2tan=b2tan45°=9,则b=3.答案 3结论11 圆锥曲线的切线问题(1)过圆C:(x-a)2+(y-b)2=R2上一点P(x0,y0)的切线方程为(x0-a)(x-a)+(y0-b)(y-b)=R2.(2)过椭圆+=1上一点P(x0,y0)的切线方程为+=1.(3)已知点M(x0,y0),抛物线C:y2=2px(p≠0)和直线l:y0y=p(x+x0).①当点M在抛物线C上时,直线l与抛物线C相切,其中M为切点,l为切线.②当点M在抛物线C外时,直线l与抛物线C相交,其中两交点与点M\n的连线分别是抛物线的切线,即直线l为切点弦所在的直线.【例11】已知抛物线C:x2=4y,直线l:x-y-2=0,设P为直线l上的点,过点P作抛物线C的两条切线PA,PB,其中A,B为切点,当点P(x0,y0)为直线l上的定点时,求直线AB的方程.解 联立方程得消去y,整理得x2-4x+8=0,Δ=(-4)2-4×8=-16<0,故直线l与抛物线C相离.由结论知,P在抛物线外,故切点弦AB所在的直线方程为x0x=2(y+y0),即y=x0x-y0.【训练11】(1)过点(3,1)作圆(x-1)2+y2=1的两条切线,切点分别为A,B,则直线AB的方程为(  )A.2x+y-3=0B.2x-y-3=0C.4x-y-3=0D.4x+y-3=0(2)设椭圆C:+=1,点P,则椭圆C在点P处的切线方程为________________.解析 (1)如图,圆心坐标为C(1,0),易知A(1,1).又kAB·kPC=-1,且kPC==,∴kAB=-2.故直线AB的方程为y-1=-2(x-1),即2x+y-3=0.(2)由于点P在椭圆+=1上,故切线方程为+=1,即x+2y-4=0.答案 (1)A (2)x+2y-4=0结论12 过抛物线y2=2px(p>0)焦点的弦设AB是过抛物线y2=2px(p>0)焦点F的弦,若A(xA,yA),B(xB,yB),则(1)xA·xB=.(2)yA·yB=-p2.\n(3)|AB|=xA+xB+p=(α是直线AB的倾斜角).【例12】过抛物线y2=4x的焦点F的直线l与抛物线交于A,B两点,若|AF|=2|BF|,则|AB|等于(  )A.4B.C.5D.6解析 由对称性不妨设点A在x轴的上方,如图设A,B在准线上的射影分别为D,C,作BE⊥AD于E,设|BF|=m,直线l的倾斜角为θ,则|AB|=3m,由抛物线的定义知|AD|=|AF|=2m,|BC|=|BF|=m,所以cosθ==,∴sin2θ=.又y2=4x,知2p=4,故利用弦长公式|AB|==.答案 B【训练12】设F为抛物线C:y2=3x的焦点,过F且倾斜角为30°的直线交C于A,B两点,O为坐标原点,则△OAB的面积为(  )A.B.C.D.解析 法一 由已知得焦点坐标为F,因此直线AB的方程为y=,即4x-4y-3=0.与抛物线方程联立,化简得4y2-12y-9=0,故|yA-yB|==6.因此S△OAB=|OF||yA-yB|=××6=.\n法二 由2p=3,及|AB|=得|AB|===12.原点到直线AB的距离d=|OF|·sin30°=,故S△AOB=|AB|·d=×12×=.答案 D

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发布时间:2022-08-25 22:20:50 页数:15
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文章作者:U-336598

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