则OH=2-x,OA=4-x.
连接OB,由OH⊥BD,得OB2=(2-x)2+22.
又由
(1)知PO⊥平面BFED,
则PO⊥OB.
所以PB==
=.
当x=时,PBmin=,此时PO==OH,
所以V四棱锥P-BDEF=×S梯形BDEF×PO
=×(×42-×22)×=3.
跟踪演练3 如图,在△ABC中,AB=3,AC=5,若O为△ABC的外心,则·的值为________.
四审结构定方案
数学问题中的条件和结论,很多都是以数式的结构形式进行搭配和呈现的.在这些问题的数式结构中,往往都隐含着某种特殊关系,认真审视数式的结构特征,对数式结构进行深入分析,加工转化,可以寻找到突破问题的方案.
例4 (2015·四川)设数列{an}(n=1,2,3,…)的前n项和Sn满足Sn=2an-a1,且a1,a2+1,a3成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记数列的前n项和为Tn,求使得|Tn-1|<成立的n的最小值.
审题路线图
解
(1)由已知Sn=2an-a1,
有an=Sn-Sn-1=2an-2an-1(n≥2),
即an=2an-1(n≥2),
从而a2=2a1,a3=2a2=4a1,
又因为a1,a2+1,a3成等差数列,
即a1+a3=2(a2+1),
所以a1+4a1=2(2a1+1),解得a1=2,
所以,数列{an}是首项为2,公比为2的等比数列,
故an=2n.
(2)由
(1)得=,
所以Tn=++…+==1-.
由|Tn-1|<,得<,
即2n>1000,
因为29=512<1000<1024=210,所以n≥10,
于是,使|Tn-1|<成立的n的最小值为10.
跟踪演练4
(1)(2015·临川一中月考)已知数列{an}满足a1=6,an+1-an=2n,记cn=,且存在正整数M,使得对一切n∈N*,cn≥M恒成立,则M的最大值为________.
(2)(2014·课标全国Ⅰ)已知a,b,c分别为△ABC三个内角A,B,C的对边,a=2,且(2+b)·(sinA-sinB)=(c-b)·sinC,则△ABC面积的最大值为________.
五审图表找规律
题目中的图表、数据包含着问题的基本信息,往往也暗示着解决问题的目标和方向.在审题时,要认真观察分析图表、数据的特征和规律,常常可以找到解决问题的思路和方法.
例5 下表中的数阵为“森德拉姆素数筛”,其特点是每行每列都成等差数列,记第i行第j列的数为ai,j(i,j∈N*),则
(1)a9,9=________;
(2)表中的数82共出现________次.
2
3
4
5
6
7
¡
3
5
7
9
11
13
¡
4
7
10
13
16
19
¡
5
9
13
17
21
25
¡
6
11
16
21
26
31
¡
7
13
19
25
31
37
¡
¡
¡
¡
¡
¡
¡
¡
审题路线图
【详细分析】
(1)a9,9表示第9行第9列,第1行的公差为1,第2行的公差为2,……,第9行的公差为9,第9行的首项b1=10,则b9=10+8×9=82;
(2)第1行数组成的数列a1,j(j=1,2,…)是以2为首项,公差为1的等差数列,所以a1,j=2+(j-1)·1=j+1;第i行数组成的数列ai,j(j=1,2,…)是以i+1为首项,公差为i的等差数列,所以ai,j=(i+1)+(j-1)i=ij+1,由题意得ai,j=ij+1=82,即ij=81,且i,j∈N*,所以81=81×1=27×3=9×9=1×81=3×27,故表格中82共出现5次.
答案
(1)82
(2)5
跟踪演练5 为调查企业工人的身体情况,社保局从某企业800名男职工中随机抽取50名测量其身高,据测量,被测职工的身高全部在155cm到195cm之间.将测量结果按如下方式分成8组:
第一组[155,160),第二组[160,165),……,第八组[190,195],频率分布直方图的部分图象如图所示,频数统计表的一部分如下表,已知第一组与第八组的人数相同,第七组与第六组的人数差恰好为第八组与第七组的人数差,则x=________,y=________.
分组
频数
¡
¡
[180,185)
x
[185,190)
y
¡
¡
六审细节更完善
审题不仅要从宏观上、整体上去分析、去把握,还要更加注意审视一些细节上的问题.例如括号内的标注、数据的范围、图象的特点等.因为标注、范围大多是对数学概念、公式、定理中所涉及的一些量或解析式的限制条件.审视细节能适时地利用相关量的约束条件,调整解决问题的方向.所以说重视审视细节,更能体现审题的深刻性.
例6 各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn,Sn=a+an(n∈N*).
(1)求an;
(2)令bn=
cn=b
(n∈N*),求{cn}的前n项和Tn.
审题路线图
(1)Sn=a+an
↓(注意n∈N*,an>0)
a1=2
↓(下面的变形是有条件的,条件是n≥2)
an=Sn-Sn-1=a+an-a-an-1
↓(进行代数式变形)
(an+an-1)(an-an-1-2)=0
↓(an+an-1>0)
an-an-1=2
↓(利用等差数列的定义)
an=2+(n-1)×2=2n
↓(注意bn与an的关系,n是分奇偶的)
(2)b1=a1=2;b2=a1=2;b3=a3=6;
b4=b2=2
↓(注意cn与bn的关系)
c1=b6=b3=6
c2=b8=b4=2
↓(注意下面变化的条件是n≥3)
=2n-1+2.
↓
Tn=c1+c2+c3+…+cn
=6+2+(22+2)+(23+2)+…+(2n-1+2)
=2n+2n
↓(当n=1,n=2时,对Tn的表达式的验证)
Tn=
解
(1)a1=S1=a+a1⇒a-a1=0,
因为a1>0,故a1=2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1
=a+an-a-an-1,
所以(a-a)-(an+an-1)=0,
即(an+an-1)(an-an-1-2)=0.
因为an>0,所以an-an-1=2,
即{an}为等差数列,
所以an=2n(n∈N*).
(2)c1=b6=b3=a3=6,c2=b8=b4=b2=b1=a1=2,
n≥3时,
,
此时,Tn=8+(22+2)+(23+2)+…+(2n-1+2)
=2n+2n;
当n=1时,2+2=4≠6,不符合上式,
当n=2时,T2=22+2×2=8=c1+c2,符合上式.
所以Tn=
跟踪演练6 (2015·惠州市调研)设数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=1,=an+1-n2-n-,n∈N*.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)证明:
对一切正整数n,有++…+<.
审题突破练
A组 专题通关
1.已知点A(-3,0),B(0,3),若点P在圆x2+y2-2x=0上运动,则△PAB面积的最小值为( )
A.6B.6
C.6+D.6-
2.如图所示,用K,A1,A2三类不同的元件连接成一个系统,当K正常工作且A1,A2至少有一个正常工作时,系统正常工作,已知K,A1,A2正常工作的概率依次是0.9,0.8,0.8,则系统正常工作概率为( )
A.0.960B.0.864
C.0.70D.0.576
3.一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的体积为( )
A.B.
C.6D.7
4.(2015·重庆)执行如图所示的程序框图,若输出k的值为8,则判断框内可填入的条件是( )
A.s≤?
B.s≤?
C.s≤?
D.s≤?
5.(2015·佛山市高三上学期期中试题)已知a>0,函数f(x)=若f(t-)>-,则实数t的取值范围为________.
6.(2015·福建)若锐角△ABC的面积为10,且AB=5,AC=8,则BC等于________.
7.已知在△ABC中,sinA+cosA=.
(1)求sin(-A)cos(+A);
(2)求tanA值.
8.数列{an},{bn}的通项公式分别为an=ln(1+),bn=-(n∈N*),证明:
an>bn.
B组 能力提高
9.已知a∈R,函数f(x)=x3+(a-2)x2+b,g(x)=2alnx.
(1)若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)在它们的交点(1,c)处的切线互相垂直,求a,b的值;
(2)设F(x)=f′(x)-g(x),若对任意的x1,x2∈(0,+∞),且x1≠x2,都有F(x2)-F(x1)>a(x2-x1),求a的取值范围.
10.已知椭圆C:
+=1(a>b>0)的焦距为2,且过点(1,),右焦点为F2.设A,B是C上的两个动点,线段AB的中点M的横坐标为-,线段AB的中垂线交椭圆C于P,Q两点.
(1)求椭圆C的方程;
(2)求·的取值范围.
学生用书答案精析
第一篇 活用审题路线图,教你审题不再难
跟踪演练1 解
(1)因为函数y=sinx的单调递增区间为[-+2kπ,+2kπ],k∈Z,
由-+2kπ≤3x+≤+2kπ,k∈Z,
得-+≤x≤+,k∈Z.
所以函数f(x)的单调递增区间为[-+,+],k∈Z.
(2)由已知,有sin(α+)=cos(α+)(cos2α-sin2α),
所以sinαcos+cosαsin
=(cosαcos-sinαsin)(cos2α-sin2α),
即sinα+cosα=(cosα-sinα)2(sinα+cosα).
当sinα+cosα=0时,由α是第二象限角,知α=+2kπ,k∈Z.
此时,cosα-sinα=-.
当sinα+cosα≠0时,有(cosα-sinα)2=.
由α是第二象限角,知cosα-sinα<0,
此时cosα-sinα=-.
综上所述,cosα-sinα=-或-.
跟踪演练2
(1)解 由于函数f(x)的定义域为(0,+∞),
当a=-1时,f′(x)=x-=,
令f′(x)=0得x=1或x=-1(舍去),
当x∈(0,1)时,函数f(x)单调递减,
当x∈(1,+∞)时,函数f(x)单调递增,
所以f(x)在x=1处取得极小值为.
(2)解 当a=1时,易知函数f(x)在[1,e]上为增函数,
所以f(x)min=f
(1)=,f(x)max=f(e)=e2+1.
(3)证明 设F(x)=f(x)-g(x)=x2+lnx-x3,则F′(x)=x+-2x2=,
当x>1时,F′(x)<0,
故f(x)在区间[1,+∞)上是减函数,
又F
(1)=-<0,
所以在区间[1,+∞)上,F(x)<0恒成立.
即f(x)因此,当a=1时,在区间[1,+∞)上,函数f(x)的图象在函数g(x)的图象的下方.
跟踪演练3 8
【详细分析】方法一 取边BC的中点D,由于O为△ABC的外心,所以⊥,所以·=0,=+=(+)+,所以·=[(+)+]·=(+)·(-)
=(||2-||2)=8.
方法二 取AB的中点E,AC的中点F,连接OE,OF,则OE⊥AB,OF⊥AC.
易知向量在上的投影为
||,在上的投影为||,
所以·=·(-)=·-·
=||·||-||·||=5×-3×=8.
跟踪演练4
(1)4
(2)
【详细分析】
(1)∵an+1-an=2n,
∴an-an-1=2n-2,……,a2-a1=2,
∴an-a1=2[(n-1)+(n-2)+…+1]
=n(n-1),
∴an=n(n-1)+6,
∴cn==n+-1≥5-1=4,
∵对一切n∈N*,cn≥M恒成立,
∴M的最大值为4.
(2)∵===2R,a=2,又(2+b)·(sinA-sinB)=(c-b)sinC可化为(a+b)(a-b)=(c-b)·c,
∴a2-b2=c2-bc,∴b2+c2-a2=bc.
∴===cosA,∴A=60°.
∴△ABC中,4=a2=b2+c2-2bc·cos60°=b2+c2-bc≥2bc-bc=bc(“=”当且仅当b=c时取得),
∴S△ABC=·bc·sinA≤×4×
=.
跟踪演练5 4 3
【详细分析】由频率分布直方图可知前五组的频率之和是(0.008+0.016+0.04+0.04+0.06)×5=0.82,第八组的频率是0.008×5=0.04,
所以第六、七组的频率之和为1-0.82-0.04=0.14.
故第八组的人数为50×0.04=2,
第六、七组的人数之和为50×0.14=7.
由题意,可得解得
跟踪演练6
(1)解 依题意,2S1=a2--1-,
又S1=a1=1,所以a2=4,
当n≥2时,2Sn=nan+1-n3-n2-n,
2Sn-1=(n-1)an-(n-1)3-(n-1)2-(n-1),
两式相减得
2an=(nan+1-n3-n2-n)-[(n-1)·an-(n-1)3-(n-1)2-(n-1)].
整理得(n+1)an=nan+1-n(n+1),
即-=1,
又-=1,
故数列{}是首项为1,公差为1的等差数列,
所以=1+1×(n-1)=n,
所以an=n2.
(2)证明 当n=1时,=1<;
当n=2时,+=1+=<;
当n≥3时,=<=-,
此时++…+=1++++…+<1++(-)+(-)+…+(-)=1++-=-<.
综上,对一切正整数n,有++…+<.
审题突破练
1.D [由圆的方程x2+y2-2x=0,得(x-1)2+y2=1,
所以圆的圆心G(1,0),且圆的半径r=1,
由A(-3,0),B(0,3),得kAB==1,
所以AB的方程为y=x+3,
即x-y+3=0,
所以点G(1,0)到AB的距离d==2>1,
所以AB与给定的圆相离,
圆上到AB的距离的最小值t=d-r=2-1,
又|AB|==3,
所以△PAB面积的最小值为×3×
(2-1)=6-.]
2.B [由题意可知K,A1,A2三类元件正常工作相互独立.A1,A2至少有一个正常工作的概率为P=1-(1-0.8)2=0.96.所以系统正常工作的概率为PKP=0.9×0.96=0.864.]
3.A [由题意知,该多面体是由正方体挖去两个小三棱锥后所成的几何体,如图所示,
所以该几何体的体积为V=2×2×2-2××(×1×1)×1=]
4.C [由s=0,k=0满足条件,则k=2,s=,满足条件;k=4,s=+=,满足条件;k=6,s=+=,满足条件;k=8,s=+=,不满足条件,输出k=8,所以应填s≤?
.]
5.(0,+∞)
【详细分析】①当-1≤t-<0时,
f(t-)=sin[(t-)]>-,
∴-+2kπ<(t-)<+2kπ(k∈Z).
∴-+4k<t-<+4k(k∈Z).
∵-1≤t-<0,
∴-<t-<0,
∴0<t<.
②当t-≥0时,f(t-)=a(t-)2+a(t-)+1>-(a>0)恒成立,
∴t≥.
综上可知:
实数t的取值范围为(0,+∞).
6.7
【详细分析】S=AB·AC·sinA,∴sinA=,在锐角三角形中A=,由余弦定理得
BC==7.
7.解 方法一
(1)∵sinA+cosA=,
∴1+2sinA·cosA=,
∴sin2A=-,
sin(-A)cos(+A)=-cosA·
(-sinA)=sinAcosA=sin2A=-.
(2)∵sinA+cosA=,
∴(sinA-cosA)2=(sinA+cosA)2-4sinAcosA
=+=,
又0<A<π且sinA+cosA=,
∴<A<π,
∴sinA>0,cosA<0,
∴sinA-cosA=,
∴sinA=,cosA=-,
∴tanA==-.
方法二
(1)同方法一.
(2)sin2A=
==-,
∴12tan2A+25tanA+12=0
∴tanA=-或tanA=-
又0<A<π,sinA+cosA=,
∴<A<,∴tanA<-1,
故tanA=-.
8.证明 欲证原不等式成立,
需证明ln(1+)-+>0.
构造函数F(x)=ln(1+x)-x+x2(0<x≤1)
所以F′(x)=-1+2x=.
当0<x≤1时,F′(x)>0,
所以函数F(x)在(0,1]上单调递增.
所以函数F(x)>F(0)=0,即F(x)>0.
所以∀x∈(0,1],ln(1+x)-x+x2>0,
即ln(1+x)>x-x2.
令x=(n∈N*),
则有ln(1+)>-,即an>bn.
9.解
(1)f′(x)=x2+(a-2)x,
f′
(1)=a-.
g′(x)=,g′
(1)=2a.
依题意有f′
(1)g′
(1)=-1,
且f
(1)=g
(1),可得
解得a=1,b=,或a=,b=.
(2)F(x)=x2+(a-2)x-2alnx.
不妨设x1<x2,F(x2)-F(x1)>a(x2-x1),
等价于F(x2)-ax2>F(x1)-ax1.
设G(x)=F(x)-ax,
则对任意的x1,x2∈(0,+∞),
且x1≠x2,都有>a,
等价于G(x)=F(x)