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新题型 | 多项选择题

💎更新于 2024-03-01 11:30 | 发布于 2020-03-29 12:04
约 12194 字 | 阅读估时 41 分钟

公式定理💯随心记

【向量垂直条件】文字语言:两个非零向量互相垂直的充要条件。符号语言:abab=0x1x2+y1y2=0


前言

典例剖析

【2021 届高三文科数学寒假作业 3】已知正方体 ABCDA1B1C1D1 的棱长为 a, 点 E,F,G 分别为棱 ABAA1C1D1 的中点,下列结论中, 正确结论的序号是___________.

①. 过 E, F, G 三点作正方体的截面,所得截面为正六边形;

解析:延长 EF 分别与 B1A1B1B 的延长线交于 N, Q, 连接 GNA1D1 于点 H,设 HGB1C1 的延长线交于 P,连接 PQCC1I,交 BCM,连 FHHGGIIMMEEF,如图:

则截面六边形 EFHGIM 为正六边形,故①正确;

②. B1D1 // 平面 EFG

解析:因为 B1D1HG 相交,故 B1D1 与平面 EFG 相交,所以②不正确;

③. BD1 平面 ACB1

解析:连接 BD ,则易知 AC 平面 BDD1,故可知 ACBD1,同理可知,AB1BD1

又由于 AC 平面 ACB1AB1 平面 ACB1AB1AC=A

BD1 平面 ACB1

④. 异面直线 EFBD1 所成角的正切值为 22

解析:连接 A1B,则在 RtA1BD1 中,可知直线 A1BBD1 所成角的正切值为 22

又由于 EF//A1B,故异面直线 EFBD1 所成角的正切值为 22,即④正确;

⑤. 四面体 ACB1D1 的体积等于 12a3.

解析:法 1,割补法,VACB1D1=a34×13×[12×a2]×a=13a3

法 2,公式法,VACB1D1=13Sh=13[12×(2a)2×32]×233a=13a3

补充说明:四面体 ACB1D1 为正方体内的正四面体;

【2021 届高三数学跟踪训练 5】下列给定的命题中:

(1). 若 x1 满足 2x+2x=5x2 满足 2x+2log2(x1)=5, 则 x1+x2=4

(2). 函数 y=loga(x+3)1 (a>0a1) 的图象恒过定点 A, 若点 Amx+ny+2=0 上,其中 mn>0,则 1m+1n 的最小值是 3+222

(3). 设 g(x) 是定义在 R 上,以 1 为周期的函数,若 f(x)=2x+g(x)[0,1] 上的值域为 [1,3],则 f(x) 在区间 [03] 上的值域为 [1,7]

(4). 已知曲线 y=2xx2 (0x2) 与直线 y=k(x2)+2 仅有 2 个交点, 则 k(34,1)

(5). 函数 y=log22x4x 图象的对称中心为 (2,1).

其中真命题序号为【】.

解析:对【1】而言,由题意可知 2x1+2x1=5①, 2x2+2log2(x21)=5②,

由①式可得 2x1=52x1,则指数式化为对数式得到 x1=log2(52x1)

2x1=2log2(52x1), 令 2x1=72t 此处的变形技巧性很强,为什么这样设元,原因是既要照顾到 2x1,还要考虑变形后要和②式一模一样,故此处的操作技巧型太强了

代入上式得 72t=2log2[5(72t)]

=2log2(2t2)=2[1+log2(t1)]=2+2log2(t1)

52t=2log2(t1),即 2t+2log2(t1)=5, 与②式比照得到 t=x2

于是 2x1=72x2,即 x1+x2=3.5,故 (1) 不正确;

对【2】而言,函数 y=loga(x+3)1 (a>0a1) 的图象恒过定点 A(2,1)

Amx+ny+2=0 上,其中 mn>0, 所以 2mn+2=0,即 2m+n=2

2m+n=2mn>0 可知,m>0n>0

所以 1m+1n=12(2m+n)(1m+1n)

=32+n2m+mn3+222

当且仅当 n2m=mn 时取到等号,故 1m+1n 的最小值是 3+222;故 (2) 正确;

对【3】而言,由于 g(x) 是定义在 R 上,以 1 为周期的函数,故 g(x)=g(x1)=g(x2)

x[1,2] 由于函数 g(x) 的周期是 1,故每次取区间的宽度为 1 ,这样就能利用 g(x) 的周期性和解析式变形;,则 x1[0,1]

f(x)=2x+g(x)=2(x1)+g(x1)+2=f(x1)+2注意 2(x1)+g(x1)=f(x1) 的逆向思维,和 2x=2(x1)+2 的变形技巧

因为 x[0,1] 时, f(x)[1,3], 所以对于①式有,

f(x1)[1,3]f(x)=f(x1)+2[1,5]

同理,当 x[2,3], 则 x2[0,1]

f(x)=2x+g(x)=2(x2)+g(x2)+4=f(x2)+4注意 2(x2)+g(x2)=f(x2) 的逆向思维,和 2x=2(x2)+4 的变形技巧

因为 x[0,1] 时, f(x)[1,3], 所以对于②式, f(x2)[1,3]

所以 f(x)=f(x2)+4[3,7]

综上所述,对以上三种情况求并集,得到 y=f(x) [0,3] 上的值域为 [1,7]. 故 (3) 正确;

对【4】而言,已知曲线 y=2xx2 (0x2),同解变形为 (x1)2+y2=1(y0)

在同一个坐标系中,做出两个函数的图像,由图像可知,直线和曲线仅有两个交点时, k(34,1],故 (4) 不正确;

详细求解如下,

直线 y=k(x2)+2 经过点 (2,2)(0,0) 时,斜率为 1

当直线和曲线相切时,直线斜率的求法思路之一:令 ABx=θ

tanθ=2,由此求得 tan2θ=2tanθ1tan2θ=43

故直线和曲线相切时的斜率 k=34

由图像可知,直线和曲线仅有两个交点时, k(34,1]

当直线和半圆相切时,直线斜率的求法思路之二:利用导数求解,略;

当直线和半圆相切时,直线斜率的求法思路之三:利用点 (1,0) 到直线的距离 d=r=1 来求解,

(1,0) 到直线 y=k(x2)+2,即直线 kxy2k+2=0 的距离 d=|k×102k+2|k2+1=1

化简为 |k2|=k2+1,解得 k=34,故直线和半圆相切时的斜率为 k=34 .

对【5】而言,验证函数 y=log22x4x 的对称性的思路之一:

在函数 y=log22x4x 的图象上任取一点 (a,b), 则 b=log22a4a

则点 (a,b) 关于点 (2,1) 的对称点的坐标为 (4a,2b)

[注意,此时不能直接将点 (4a,2b) 代入函数 y=log22x4x,原因是我们并不知道点 (4a,2b) 在不在这个函数图像上]

又由于 b=log22a4a, 得到 b=log24a2a

2b=2+log24a2a=log22(4a)a=log22(4a)4(4a)

即点 (4a,2b) 在函数 y=log22x4x 上 ,

由于点 (a,b) 的任意性,可知函数图象的对称中心为 (2,1), 故 (5) 正确.

验证函数 y=log22x4x 的对称性的思路之二:

由于 y=f(x)=log22x4x

f(4x)=log22(4x)4(4x)=log22(4x)x

f(x)+f(4x)=log22x4x+log22(4x)x=log24=2

即函数满足 f(x)+f(4x)=2,故函数 y=f(x) 关于点 (2,1) 对称; 故 (5) 正确.

故真命题的序号为: (2). (3). (5).

【2020 高三文科数学】已知 0<α<β<π2,且 tanαtanβ 是方程 x2kx+2=0 的两不等实根,则下列结论正确的是【

A.tanα+tanβ=k B.tan(α+β)=k C.k>22 D.k+tanα4

分析:由 tanαtanβ 是方程 x2kx+2=0 的两不等实根,

由韦达定理可知,tanα+tanβ=ktanαtanβ=2

故选项 A 错误;选项 B 正确;

tan(α+β)=tanα+tanβ1tanαtanβ=k1=k

又由于 0<α<β<π2,则 tanα>0tanβ>0

tanα+tanβ=k2tanαtanβ=22

当且仅当 tanα=tanβ 时取到等号,故等号取不到;故选项 C 正确;

k+tanα=2tanα+tanβ22tanαtanβ=4

当且仅当 2tanα=tanβ 时取到等号,故等号取不到;故选项 D 正确;

综上所述,故选项 BCD 正确;

【多项选择题】如果向量 abc 都是非零向量,下来判断正确的是【】

A.a//bb//c,则 a//c
B.ab=bc,则 a=c
C.|a+b|=|ab|,则 ac
D.a|a|=b|b|,则 a//b

分析:对于 A,由非零向量平行的传递性,可知正确;若题目中不限制非零向量,那么若 b=0,则满足 a//bb//c,但不一定能推出 a//c,故是错误的。

对于 B,由 ab=bc,两边约去 b,得到 a=c,这是错误的,原因是向量运算不满足消去律;应该这样变形,由题得到 b(ac)=0,当 b=0 时,或者 ac=0 或者 b(ac) 时都满足条件,故不能得到 a=c,故 B 错误;

对于 C,给 |a+b|=|ab| 两边平方,得到 |a+b|2=|ab|2,整理得到,

ab=0,故 ab,故 C 正确;

对于 D,由 a|a|=b|b|,则 a b 是共线向量,则 a//b,故 D 正确;

综上所述,选 ACD

正方体 ABCDA1B1C1D1 的棱长为 1, 动点 PQ 分别在棱 BCCC1 上, 过点 APQ 的平面截该正方体所得的截面记为 S,设 BP=xCQ=y,其中 xy[0,1],下列命题:

①当 x=0 时, S 为矩形,其面积最大为 1

分析:当 x=0 时, S 为矩形,其面积最大时为矩形 ABC1D1,故最大面积为 2,故①错误;

②当 x=y=12 时, S 为等腰梯形;

分析:如上图,由于 x=y=12,容易证明 AP=D1Q,而 PQ//AD1,故截面 S 为等腰梯形;故②正确;

③当 x=12y(12,1) 时,设 S 与棱 C1D1 的交点为 R,则 RD1=21y

分析:设 S 与棱 C1D1 的交点为 R,延长 DD1,使 DD1QR=N

连接 AN A1D1 T,连接 TR,可证 AN//PQ 一个平面和两个平行平面都相交,则所得的交线互相平行;

故可知 PCQAD1N,则 PCAD=CQDN=12

yDN=12,故 DN=2y,则 D1N=2y1

又由于 NRD1QRC1,可得 C1RD1R=C1QD1N

RD1=x,即 1xx=1y2y1,利用合比定理,得到

1x+xx=1y+2y12y1,即 1x=y2y1

可得 x=RD1=21y,故③正确;

④当 y=1 时, 以 B1 为顶点,S 为底面的棱锥的体积为定值 13; 其中正确的命题为_______________.

分析:当 y=1 时, 以 B1 为顶点,S 为底面的棱锥 B1PC1MA 的体积为

VB1PC1MA=2VB1PC1M=2VPB1C1M=2×13×12×1×1×1=13,故④正确;

综上所述,正确的命题为②③④;

正方体 ABCDA1B1C1D1 的棱长为 1P BC 中点,Q 为线段 CC1 上的动点,过点 APQ 的平面截该正方体所得的截面记为 S,则下列命题中正确的是【

A.0<CQ<12 时,S 为四边形
B.CQ=12 时,S 为等腰梯形
C.CQ=34 时,SC1D1 的交点 R 满足 C1R=13
D.14<CQ<1 时,S 为六边形
E.CQ=1 时,S 的面积为 62

分析:由图可知,

选项 A

B 正确;

已知在棱长为 1 的正方体 ABCDA1B1C1D1 中, 点 PQR 分别是表面 A1B1C1D1BCC1B1ABB1A1 的中心, 给出下列四个结论:

(1). PRBQ 是异面直线;

(2). RQ 平面 BCC1B1

(3). 平面 PQR// 平面 D1AC

(4). 过 PQR 的平面截该正方体所得的截面是边长为 2 的等边三角形。以上结论中正确的是____________(写出所有正确结论的序号)

解:如图,在 (1) 中, PRBQ 是异面直线错误; 因为点 PQR 分别是表面 A1B1C1D1BCC1B1ABB1A1 的中心, 所以在 A1BC1 中, P, R 分别是 A1B, A1C1 的中点, 所以 PR//BQ

在 (2) 中,RQ 平面 BCC1B1 错误; 与 (1) 同理可得 RQ//AC, 所以 RQ 与平面 BCC1B1 所成的角是角 ACB45

在 (3) 中,平面 PQR// 平面 D1AC 正确, 因为与 (1) 同理得到 RQ//ACPR//AD1, 所以 (3) 正确;

在 (4) 中,过 PQR 的平面截该正方体所得的截面是边长为 2 的等边三角形,因为正方体的棱长为 1, 所以 AC=2, 又点 PQR 分别是表面 A1B1C1D1BCC1B1ABB1A1 的中心, 所过 PQR 的截面即为面 A1C1B, 故 (4) 正确.

因此答案为: (3)(4).

数学美的表现形式不同于自然美或艺术美那样直观,它蕴藏于特有的抽象概念、公式符号、推理论证、思维方法等之中, 揭示了规律性, 是一种科学的真实美。 在平面直角坐标系中, 曲线 C:x2+y2=2|x|+2|y| 就是一条形状优美的曲线, 对于此曲线, 下列说法正确的有

A. 曲线 C 围成的图形有 4 条对称轴
B. 曲线 C 围成的图形的周长是 43π
C. 曲线 C 上的任意两点间的距离不超过 6
D.T(a,b) 是曲线 C 上任意一点,则 |4a+3b18| 的最小值是 1152

解:首先遇到的难点是要化简 x2+y2=2|x|+2|y|,更多关于绝对值的化简,请参阅含有绝对值符号的问题,则

① 当 x0y0 时,x2+y2=2x+2y,化简得 (x1)2+(y1)2=2,表示圆心为 (1,1),半径 r=2 的半圆;

② 当 x0y<0 时,x2+y2=2x2y,化简得 (x1)2+(y+1)2=2,表示圆心为 (1,1),半径 r=2 的半圆;

③ 当 x<0y0 时,x2+y2=2x+2y,化简得 (x+1)2+(y1)2=2,表示圆心为 (1,1),半径 r=2 的半圆;

④ 当 x<0y<0 时,x2+y2=2x2y,化简得 (x+1)2+(y+1)2=2,表示圆心为 (1,1),半径 r=2 的半圆。

作出曲线 C:x2+y2=2|x|+2|y| 的图像如图所示:

对于选项 A, 易知曲线图像有 4 条对称轴, 则选项 A 正确;

对于选项 B,曲线图形由 4 个半圆组成,故其周长为 2×2π×r=42π, 则选项 B 错误;

对于选项 C,由图可知, 曲线 C 上的任意两点间的最大距离为 4r=425.66 , 则选项 C 正确;

对于选项 D,圆心 (1,1) 到直线 4x+3y18=0 的距离为 d1=|4+318|42+32=115

T(a,b) 到直线 4x+3y18=0 的距离 d2=|4a+3b18|42+32=|4a+3b18|5

若使 d2 最小, 则有 d2=d1r=1152,所以 |4a+3b18|5=1152

|4a+3b18|=1152, 则选项 D 正确。

故选: ACD.

【解后反思】:关于 |4a+3b18| 的最小值的求解思路选择,还可以考虑用三角函数求解,比如 T(a,b) 是曲线 C 上任意一点,则但点 T 在半圆 (x1)2+(y1)2=2 上时,则 a=2cosθ+1b=2sinθ+1θ[π4,3π4],代入计算,其他半圆上的情形用同法处理;当然这个思路明显没有从形上思考快捷。比如本题目的解法中将 |4a+3b18| 看成点 T(a,b) 到直线 4x+3y18=0 的距离的一部分,这个做法要引起注意。

作者:陕西凤翔,微信:wh1979448597,邮箱:wanghai0666@126.com,敬请雅正,欢迎联系。
情怀:一直设想如何利用自己浅陋的教学感悟和粗鄙的电脑知识,将数学学习的手段和要素都整合到云端。

出处:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/12587052.html

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