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专练(二)
技法5 构造法
1.m,n∈(2,e),且-<ln,那么( )
A.m>n B.m<n
C.m>2+ D.m,n的大小关系不确定
答案:A
解析:由不等式可得-<ln m-ln n,
即+ln n<+ln m.
设f(x)=+ln x(x∈(2,e)),
那么f′(x)=-+=.
因为x∈(2,e),所以f′(x)>0,故函数f(x)在(2,e)上单调递增.
因为f(n)<f(m),所以n<m.应选A.
2.f(x)为定义在(0,+∞)上的可导函数,且f(x)>xf′(x)恒成立,那么不等式x2f-f(x)>0的解集为________.
答案:(1,+∞)
解析:设g(x)=,那么g′(x)=,
又因为f(x)>xf′(x),
所以g′(x)=<0在(0,+∞)上恒成立,
所以函数g(x)=为(0,+∞)上的减函数,
又因为x2f-f(x)>0⇔>⇔g>g(x),
那么有<x,解得x>1.
3.设数列{an}的前n项和为Sn.假设S2=4,an+1=2Sn+1,n∈N*,那么a1=________,S5=________.
答案:1 121
解析:∵an+1=2Sn+1,
∴Sn+1-Sn=2Sn+1,
∴Sn+1=3Sn+1,∴Sn+1+=3,
∴数列是公比为3的等比数列,
∴=3.
又S2=4,∴S1=1,∴a1=1,
∴S5+=×34=×34=,
∴S5=121.
4.如图,球O的球面上有四点A,B,C,D,DA⊥平面ABC,AB⊥BC,DA=AB=BC=,那么球O的体积等于________.
答案:π
解析:如图,以DA,AB,BC为棱长构造正方体,
设正方体的外接球球O的半径为R,
那么正方体的体对角线长即为球O的直径,
所以|CD|==2R,
所以R=,
故球O的体积V==π.
技法6 等价转化法
5.设x∈R,假设“1≤x≤3”是“|x-a|<2”的充分不必要条件,那么实数a的取值范围是( )
A.(1,3) B.[1,3)
C.(1,3] D.[1,3]
答案:A
解析:由|x-a|<2,解得a-2<x<a+2.
因为“1≤x≤3”是“|x-a|<2”的充分不必要条件,所以[1,3](a-2,a+2),
所以解得1<a<3,所以实数a的取值范围是(1,3).应选A.
6.[2022·兰州市诊断考试]函数f(x)=x2+ln(|x|+1),假设对于x∈[1,2],f(ax2)<f(3)恒成立,那么实数a的取值范围是( )
A.-<a< B.-3<a<3
C.a< D.a<3
答案:A
解析:易知f(x)=x2+ln(|x|+1)是R上的偶函数,且在[0,+∞)上为增函数,故原问题等价于|ax2|<3对x∈[1,2]恒成立,即|a|<对x∈[1,2]恒成立,所以|a|<,解得-<a<,应选A.
7.[2022·福建厦门3月质检]在正三棱锥S-ABC中,AB=2,SA=2,E,F分别为AC,SB的中点.平面α过点A,α∥平面SBC,α∩平面ABC=l,那么异面直线l和EF所成角的余弦值为________.
答案:
解析:画出图象如下图,因为平面α过点A,α∥平面SBC,α∩平面ABC=l,平面SBC∩平面ABC=BC,所以l∥BC.
取AB的中点D,连接DE,DF,那么DE∥BC,所以l∥DE.
所以异面直线l和EF所成角即为∠DEF或其补角.
取BC的中点O,连接SO,AO,那么SO⊥BC,AO⊥BC,
又SO∩AO=O,所以BC⊥平面SOA,
又SA⊂平面SOA,所以BC⊥SA,
所以DE⊥DF.
在Rt△DEF中,易知DE=,DF=,
所以EF=2,cos∠DEF==.
所以异面直线l和EF所成角的余弦值为.
8.[2022·福建泉州质检]抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,准线为l,过F的直线与C交于A,B两点,交l于D.过A,B分别作x轴的平行线,分别交l于M,N两点.假设=4,△AND的面积等于,那么C的方程为( )
A.y2=x B.y2=2x
C.y2=4x D.y2=8x
答案:D
解析:画出图象如下图,设|BF|=m,l与x轴的交点为F′,由=4,得|AB|=4m,|AF|=3m,根据抛物线定义,得|AM|=3m,|BN|=m,过点B作BG⊥AM,
垂足为G,那么|MG|=m,|AG|=2m,
所以∠BAG=60°.
所以|AD|=6m,F为AD的中点,|BD|=2m,|ND|=m,
所以S△ADN=|AM|·|DN|=·3m·m=,
所以m=,易知|FF′|=m=4,所以p=4.
所以C的方程为y2=8x,应选D.
技法7 待定系数法
9.设y=f(x)是二次函数,方程f(x)=0有两个相等实根,且f′(x)=2x+2,求f(x)的解析式________.
答案:f(x)=x2+2x+1
解析:设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
那么f′(x)=2ax+b=2x+2,
∴a=1,b=2,f(x)=x2+2x+c.
又∵方程f(x)=0有两个相等实根,
∴Δ=4-4c=0,解得c=1.故f(x)=x2+2x+1.
10.衣柜里的樟脑丸,会因为挥发而体积变小,刚放入的新樟脑丸体积为a,经过t天后樟脑丸的体积V(t)与天数t的关系为V(t)=a·e-kt,假设新樟脑丸经过80天后,体积变为a,那么函数V(t)的解析式为________.
答案:V(t)=a· (t≥0)
解析:因为樟脑丸经过80天后,体积变为a,所以a=a·e-80k,所以e-80k=,解得k=-ln ,所以V(t)=a·=a·,所以函数V(t)的解析式为V(t)=a·(t≥0).
11.焦点在x轴上的双曲线的一条渐近线的倾斜角为,且其焦点到渐近线的距离为2,那么该双曲线的标准方程是( )
A.-=1 B.-y2=1
C.-=1 D.-=1
答案:D
解析:由题意可设双曲线的标准方程为-=1(a>0,b>0),
因为双曲线的一条渐近线的倾斜角为,所以双曲线的一条渐近线方程为y=x,
即x-y=0,所以=2,解得c=4,由解得
所以双曲线的标准方程是-=1,应选D.
12.函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|<的局部图象如下图,其中|PQ|=2.那么f(x)的解析式为________.
答案:f(x)=2sin
解析:由题图可知A=2,P(x1,-2),Q(x2,2),所以|PQ|===2.
整理得|x1-x2|=2,所以函数f(x)的最小正周期T=2|x1-x2|=4,即=4,解得ω=.
又函数图象过点(0,-),
所以2sin φ=-,即sin φ=-.
又|φ|<,所以φ=-,所以f(x)=2sin.
技法8 换元法
13.求函数y=(x>-1)的最值( )
A.1 B.2
C.3 D.4
答案:C
解析:设t=x+1,∴x=t-1,∴y===t++1≥2+1=3.
14.函数f(x)=cos2x-2cos2的一个单调递增区间是( )
A. B.
C. D.
答案:A
解析:f(x)=cos2x-2cos2=cos2x-cos x-1,
令t=cos x∈[-1,1],原函数可以看作g(t)=t2-t-1,t∈[-1,1].
由于对称轴为t=,对于g(t)=t2-t-1,
当t∈时,g(t)为减函数,当t∈时,g(t)为增函数,
当x∈时,t=cos x为减函数,且t∈,
∴原函数在上单调递增,应选A.
15.不等式log2(2x-1)·log2(2x+1-2)<2的解集是________.
答案:
解析:设log2(2x-1)=y,那么y(y+1)<2,解得-2<y<1,所以x∈.
16.函数f(x)=假设关于x的方程f2(x)-mf(x)+m2-3=0有5个不相等的实数根,那么实数m的取值范围为( )
A.[-,2) B.(-,2)
C.[,2) D.(,2)
答案:D
解析:画出f(x)的大致图象如下图,令t=f(x)(t≥0),那么关于t的二次方程为t2-mt+m2-3=0,设g(t)=t2-mt+m2-3.
当方程的一个根为t=1时,解得m=2或m=-1,此时方程变为t2-2t+1=0或t2+t-2=0,均不合题意,故舍去.
由图象可知,当函数g(t)=t2-mt+m2-3的一个零点在(0,1)上,另一个零点在(1,+∞)上时,满足题意,所以解得m∈(,2).
综上所述,实数m的取值范围为(,2),应选D.
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