事实信息模拟题、诊断优化题、热点创新题。
压轴题。1.(函数值域及求法—函数的值域解决实际应用问题).
设计一幅宣传画,要求画面面积为4840 cm2,画面的宽与高的比为λ(λ1),画面的上、下各留8 cm的空白,左右各留5 cm空白,怎样确定画面的高与宽尺寸,才能使宣传画所用纸张面积最小?如果要求λ∈[那么λ为何值时,能使宣传画所用纸张面积最小?
命题意图:本题主要考查建立函数关系式和求函数最小值问题,同时考查运用所学知识解决实际问题的能力,属★★★级题目。
知识依托:主要依据函数概念、奇偶性和最小值等基础知识。
错解分析:证明s(λ)在区间[]上的单调性容易出错,其次不易把应用问题转化为函数的最值问题来解决。
技巧与方法:本题属于应用问题,关键是建立数学模型,并把问题转化为函数的最值问题来解决。
解:设画面高为x cm,宽为λx cm,则λx2=4840,设纸张面积为s cm2,则s=(x+16)(λx+10)=λx2+(16λ+10)x+160,将x=代入上式得:s=5000+44 (8+),当8=,即λ=<1)时s取得最小值。
此时高:x==88 cm,宽:λx=×88=55 cm.
如果λ∈[可设≤λ1<λ2≤,则由s的表达式得:
又≥,故8->0,s(λ1)-s(λ2)<0,∴s(λ)在区间[]内单调递增。
从而对于λ∈[当λ=时,s(λ)取得最小值。
答:画面高为88 cm,宽为55 cm时,所用纸张面积最小。如果要求λ∈[当λ=时,所用纸张面积最小。
4.(圆锥曲线综合题—解析几何的知识建立函数关系式)[例2]如图,已知椭圆=1(2≤m≤5),过其左焦点且斜率为1的直线与椭圆及其准线的交点从左到右的顺序为a、b、c、d,设f(m)=|ab|-|cd||
1)求f(m)的解析式;
2)求f(m)的最值。
命题意图:本题主要考查利用解析几何的知识建立函数关系式,并求其最值,体现了圆锥曲线与代数间的科间综合。属★★★级题目。
知识依托:直线与圆锥曲线的交点,韦达定理,根的判别式,利用单调性求函数的最值。
错解分析:在第(1)问中,要注意验证当2≤m≤5时,直线与椭圆恒有交点。
技巧与方法:第(1)问中,若注意到xa,xd为一对相反数,则可迅速将||ab|-|cd||化简。第(2)问,利用函数的单调性求最值是常用方法。
解:(1)设椭圆的半长轴、半短轴及半焦距依次为a、b、c,则a2=m,b2=m-1,c2=a2-b2=1
椭圆的焦点为f1(-1,0),f2(1,0).
故直线的方程为y=x+1,又椭圆的准线方程为x=±,即x=±m.
a(-m,-m+1),d(m,m+1)
考虑方程组,消去y得:(m-1)x2+m(x+1)2=m(m-1)
整理得:(2m-1)x2+2mx+2m-m2=0
=4m2-4(2m-1)(2m-m2)=8m(m-1)2
2≤m≤5,∴δ0恒成立,xb+xc=.
又∵a、b、c、d都在直线y=x+1上。
|ab|=|xb-xa|==xb-xa)·,cd|=(xd-xc)
||ab|-|cd||=xb-xa+xd-xc|=|xb+xc)-(xa+xd)|
又∵xa=-m,xd=m,∴xa+xd=0
||ab|-|cd||=xb+xc|·=2≤m≤5)
故f(m)=,m∈[2,5].
2)由f(m)=,可知f(m)=
又2-≤2-≤2-
f(m)∈[
故f(m)的最大值为,此时m=2;f(m)的最小值为,此时m=5.
3.(直线与圆锥曲线)如图,已知某椭圆的焦点是f1(-4,0)、f2(4,0),过点f2并垂直于x轴的直线与椭圆的一个交点为b,且|f1b|+|f2b|=10,椭圆上不同的两点a(x1,y1),c(x2,y2)满足条件:|f2a|、|f2b|、|f2c|成等差数列。
1)求该弦椭圆的方程;
2)求弦ac中点的横坐标;
3)设弦ac的垂直平分线的方程为y=kx+m,求m的取值范围。
命题意图:本题考查直线、椭圆、等差数列等基本知识,一、二问较简单,第三问巧妙地借助中垂线来求参数的范围,设计新颖,综合性,灵活性强,属★★★级题目。
知识依托:椭圆的定义、等差数列的定义,处理直线与圆锥曲线的方法。
错解分析:第三问在表达出“k=y0”时,忽略了“k=0”时的情况,理不清题目中变量间的关系。
技巧与方法:第一问利用椭圆的第一定义写方程;第二问利用椭圆的第二定义(即焦半径公式)求解,第三问利用m表示出弦ac的中点p的纵坐标y0,利用y0的范围求m的范围。
解:(1)由椭圆定义及条件知,2a=|f1b|+|f2b|=10,得a=5,又c=4,所以b==3.
故椭圆方程为=1.
2)由点b(4,yb)在椭圆上,得|f2b|=|yb|=.因为椭圆右准线方程为x=,离心率为,根据椭圆定义,有|f2a|=(x1),|f2c|=(x2),由|f2a|、|f2b|、|f2c|成等差数列,得。
-x1)+(x2)=2×,由此得出:x1+x2=8.
设弦ac的中点为p(x0,y0),则x0==4.
3)解法一:由a(x1,y1),c(x2,y2)在椭圆上。
得。-②得9(x12-x22)+25(y12-y22)=0,即9×=0(x1≠x2)
将 k≠0)代入上式,得9×4+25y0(-)0 (k≠0)
即k=y0(当k=0时也成立).
由点p(4,y0)在弦ac的垂直平分线上,得y0=4k+m,所以。
m=y0-4k=y0-y0=-y0.
由点p(4,y0)**段bb′(b′与b关于x轴对称)的内部,得-<y0<,所以-<m<.
解法二:因为弦ac的中点为p(4,y0),所以直线ac的方程为。
y-y0=-(x-4)(k≠0
将③代入椭圆方程=1,得。
9k2+25)x2-50(ky0+4)x+25(ky0+4)2-25×9k2=0
所以x1+x2==8,解得k=y0.(当k=0时也成立)
4(用向量解决几何问题)如下图,已知平行六面体abcd—a1b1c1d1中,底面abcd是边长为a的正方形,侧棱aa1长为b,且aa1与ab、ad的夹角都是120°.
求:(1)ac1的长;
2)直线bd1与ac所成的角的余弦值。
命题意图:本题主要考查利用向量法来解决立体几何问题,属★★★级题目。
知识依托:向量的加、减及向量的数量积。
错解分析:注意<>=120°
而不是60°,<90°.
技巧与方法:数量积公式及向量、模公式的巧用、变形用。
bd1与ac所成角的余弦值为。
5.(轨迹方程的求法)设点a和b为抛物线 y2=4px(p>0)上原点以外的两个动点,已知oa⊥ob,om⊥ab,求点m的轨迹方程,并说明它表示什么曲线。
命题意图:本题主要考查“参数法”求曲线的轨迹方程,属★★★级题目。
知识依托:直线与抛物线的位置关系。
错解分析:当设a、b两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2)时,注意对“x1=x2”的讨论。
技巧与方法:将动点的坐标x、y用其他相关的量表示出来,
然后再消掉这些量,从而就建立了关于x、y的关系。
解法一:设a(x1,y1),b(x2,y2),m(x,y)依题意,有。
-②得(y1-y2)(y1+y2)=4p(x1-x2)
若x1≠x2,则有 ⑥
×②,得y12·y22=16p2x1x2
代入上式有y1y2=-16p2
代入④,得 ⑧
代入⑤,得。
所以。即4px-y12=y(y1+y2)-y12-y1y2
、⑧代入上式,得x2+y2-4px=0(x≠0)
当x1=x2时,ab⊥x轴,易得m(4p,0)仍满足方程。
故点m的轨迹方程为x2+y2-4px=0(x≠0)它表示以(2p,0)为圆心,以2p为半径的圆,去掉坐标原点。
解法二:设m(x,y),直线ab的方程为y=kx+b
由om⊥ab,得k=-
由y2=4px及y=kx+b,消去y,得k2x2+(2kb-4p)x+b2=0
所以x1x2=,消x,得ky2-4py+4pb=0
所以y1y2=,由oa⊥ob,得y1y2=-x1x2
所以=-,b=-4kp
故y=kx+b=k(x-4p),用k=-代入,得x2+y2-4px=0(x≠0)
故动点m的轨迹方程为x2+y2-4px=0(x≠0),它表示以(2p,0)为圆心,以2p为半径的圆,去掉坐标原点。
6.(函数图像综合题)如图,点a、b、c都在函数y=的图象上,它们的横坐标分别是a、a+1、a+2.又a、b、c在x轴上的射影分别是a′、b′、c′,记△ab′c的面积为f(a),△a′bc′的面积为g(a).
1)求函数f(a)和g(a)的表达式;
2)比较f(a)与g(a)的大小,并证明你的结论。
命题意图:本题考查函数的解析式、函数图象、识图能力、图形的组合等。属★★★级题目。
知识依托:充分借助图象信息,利用面积问题的拆拼以及等价变形找到问题的突破口。
错解分析:图形面积不会拆拼。
技巧与方法:数形结合、等价转化。
解:(1)连结aa′、bb′、cc′,则f(a)=s△ab′c=s梯形aa′c′c-s△aa′b′-s△cc′b
(a′a+c′c)=(g(a)=s△a′bc′=a′c′·b′b=b′b=.
f(a)7.(指数函数、对数函数问题)在xoy平面上有一点列p1(a1,b1),p2(a2,b2),…pn(an,bn)…,对每个自然数n点pn位于函数y=2000()x(0(1)求点pn的纵坐标bn的表达式;
2)若对于每个自然数n,以bn,bn+1,bn+2为边长能构成一个三角形,求a的取值范围;
3)设cn=lg(bn)(n∈n*),若a取(2)中确定的范围内的最小整数,问数列前多少项的和最大?试说明理由。
命题意图:本题把平面点列,指数函数,对数、最值等知识点揉合在一起,构成一个思维难度较大的综合题目,本题主要考查考生对综合知识分析和运用的能力。属★★★级。
题目。知识依托:指数函数、对数函数及数列、最值等知识。
错解分析:考生对综合知识不易驾驭,思维难度较大,找不到解题的突破口。
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