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- 2017届高考数学二轮复习第3部分不等式选讲考点整合选修4_5文201611010141.doc--点击预览
- 2017届高考数学二轮复习第3部分几何证明选讲考点整合选修4_1文201611010142.doc--点击预览
- 2017届高考数学二轮复习第3部分坐标系与参数方程考点整合选修4_4文201611010143.doc--点击预览
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资源描述
1选修 4-5 不等式选讲考点整合1.含有绝对值的不等式的解法(1)|f(x)|> a(a>0)⇔ f(x)> a或 f(x)<- a;(2)|f(x)|< a(a>0)⇔- a< f(x)< a;(3)|x- a|+| x- b|≥ c(c>0)和| x- a|+| x- b|≤ c(c>0)型不等式的解法法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想;法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;2.绝对值三角不等式|a|-| b|≤| a±b|≤| a|+| b|.此性质可用来解不等式或证明不等式.3.基本不等式定理 1:设 a, b∈R,则 a2+ b2≥2 ab.当且仅当 a= b时,等号成立.定理 2:如果 a, b为正数,则 ≥ ,当且仅当 a= b时,等号成立.a+ b2 ab定理 3:如果 a, b, c为正数,则 ≥ ,当且仅当 a= b= c时,等号成立.a+ b+ c3 3abc定理 4:(一般形式的算术—几何平均不等式)如果 a1、 a2、…、 an为 n个正数,则≥ ,当且仅当 a1= a2=…= an时,等号成立.a1+ a2+ …+ ann na1a2…an4.柯西不等式(1)设 a, b, c, d为实数,则( a2+ b2)(c2+ d2)≥( ac+ bd)2,当且仅当 ad= bc时等号成立.(2)若 ai, bi(i∈N *)为实数,则( a )( b )≥( aibi)2,当且仅当∑n i= 12i ∑n i= 12i ∑n i= 1bi=0( i=1,2,…, n)或存在一个数 k,使得 ai= kbi(i=1,2,…, n)时,等号成立.(3)柯西不等式的向量形式:设 α , β 为平面上的两个向量,则| a|·|β |≥| α·β |,当且仅当这两个向量同向或反向时等号成立.类型一 绝对值不等式[例 1] (2016·高考全国乙卷)已知函数 f(x)=| x+1|-|2 x-3|.2(1)画出 y= f(x)的图象;(2)求不等式| f(x)|>1 的解集.解:(1) f(x)=| x+1|-|2 x-3|=Error!故 y= f(x)的图象如图所示.(2)由 f(x)的函数表达式及图象可知,当 f(x)=1 时,可得 x=1 或 x=3;当 f(x)=-1 时,可得 x= 或 x=5.13故 f(x)1的解集为{ x|11的解集为Error!.[解后反思] 根据绝对值的意义,分段讨论去绝对值号1.(2016·高考全国丙卷)已知函数 f(x)=|2 x- a|+ a.(1)当 a=2 时,求不等式 f(x)≤6 的解集;(2)设函数 g(x)=|2 x-1|,当 x∈R 时, f(x)+ g(x)≥3,求 a的取值范围.解:(1)当 a=2 时, f(x)=|2 x-2|+2.解不等式|2 x-2|+2≤6 得-1≤ x≤3.因此 f(x)≤6 的解集为{ x|-1≤ x≤3}.(2)当 x∈R 时, f(x)+ g(x)=|2 x- a|+ a+|1-2 x|≥|2x- a+1-2 x|+ a=|1- a|+ a,当 x= 时等号成立,所以当 x∈R 时, f(x)+ g(x)≥3 等价于|1- a|+ a≥3.①12当 a≤1 时,①等价于 1- a+ a≥3,无解.当 a>1 时,①等价于 a-1+ a≥3,解得 a≥2.所以 a的取值范围是[2,+∞).类型二 不等式证明3[例 2] (2016·高考全国甲卷)已知函数 f(x)= + , M为不等式 f(x)<2 的解|x-12| |x+ 12|集.(1)求 M;(2)证明:当 a, b∈ M时,| a+ b|<|1+ ab|.解:(1) f(x)=Error!当 x≤- 时,由 f(x)<2 得-2 x<2,解得 x>-1;12当- < x< 时, f(x)<2;12 12当 x≥ 时,由 f(x)<2 得 2x<2,解得 x<1.12所以 f(x)<2 的解集 M={ x|-1< x<1}.(2)证明:由(1)知,当 a, b∈ M时,-1< a<1,-1< b<1,从而( a+ b)2-(1+ ab)2= a2+ b2- a2b2-1=( a2-1)(1- b2)<0.因此| a+ b|<|1+ ab|.[解后反思] 不等式的证明可以用综合法、作差法、分析法等.2.设 a, b, c, d均为正数,且 a+ b= c+ d,证明:(1)若 abcd,则 + + ;a b c d(2) + + 是| a- b||c- d|的充要条件.a b c d证明:(1)因为( + )2= a+ b+2 ,( + )2= c+ d+2 ,a b ab c d cd由题设 a+ b= c+ d, ab> cd,得( + )2>( + )2.a b c d因此 + > + .a b c d(2)①若| a- b|<| c- d|,则( a- b)2<( c- d)2,即( a+ b)2-4 ab<( c+ d)2-4 cd.因为 a+ b= c+ d,所以 ab> cd.由(1)得 + > + .a b c d②若 + > + ,则( + )2>( + )2,a b c d a b c d即 a+ b+2 > c+ d+2 .ab cd因为 a+ b= c+ d,所以 ab> cd.于是( a- b)2=( a+ b)2-4 ab<( c+ d)2-4 cd=( c- d)2.因此| a- b|<| c- d|.综上, + > + 是| a- b|<| c- d|的充要条件.a b c d4限时规范训练十 选修 4-1、4-4、4-5(建议用时 45分钟)解答题(解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)1.如图, P是⊙ O外一点, PA是切线, A为切点,割线 PBC与⊙ O相交于点B, C, PC=2 PA, D为 PC的中点, AD的延长线交⊙ O于点 E.证明:(1)BE= EC;(2)AD·DE=2 PB2.证明:(1)连接 AB, AC,由题设知 PA= PD,故∠ PAD=∠ PDA,因为∠ PDA=∠ DAC+∠ DCA,∠ PAD=∠ BAD+∠ PAB,∠ DCA=∠ PAB,所以∠ DAC=∠ BAD,从而 = ,因此 BE= EC.(2)由切割线定理得 PA2= PB·PC.因为 PA= PD= DC,所以 DC=2 PB, BD= PB.由相交弦定理得 AD·DE= BD·DC,所以 AD·DE=2 PB2.2.(2015·高考全国卷Ⅱ)如图, O为等腰三角形 ABC内一点,⊙ O与△ ABC的底边 BC交于M, N两点,与底边上的高 AD交于点 G,且与 AB, AC分别相切于 E, F两点.5(1)证明: EF∥ BC;(2)若 AG等于⊙ O的半径,且 AE= MN=2 ,求四边形 EBCF的面积.3解:(1)证明:由于△ ABC是等腰三角形, AD⊥ BC,所以 AD是∠ CAB的平分线.又因为⊙ O分别与 AB, AC相切于点 E, F,所以 AE= AF,故 AD⊥ EF.从而 EF∥ BC.(2)由(1)知, AE= AF, AD⊥ EF,故 AD是 EF的垂直平分线.又 EF为⊙ O的弦,所以 O在 AD上.连接 OE, OM,则 OE⊥ AE.由 AG等于⊙ O的半径得 AO=2 OE,所以∠ OAE=30°.因此△ ABC和△ AEF都是等边三角形.因为 AE=2 ,所以 AO=4, OE=2.3因为 OM= OE=2, DM= MN= ,所以 OD=1.12 3于是 AD=5, AB= .1033所以四边形 EBCF的面积为 × 2× - ×(2 )2× = .12 (1033 ) 32 12 3 32 16333.(2015·高考全国卷Ⅰ)在直角坐标系 xOy中,直线 C1: x=-2,圆 C2:( x-1) 2+( y-2)2=1,以坐标原点为极点, x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求 C1, C2的极坐标方程;(2)若直线 C3的极坐标方程为 θ = (ρ ∈R),设 C2与 C3的交点为 M, N,求△ C2MN的面π4积.解:(1)因为 x= ρ cos θ , y= ρ sin θ ,所以 C1的极坐标方程为 ρ cos θ =-2, C2的极坐标方程为 ρ 2-2 ρ cos θ -4 ρ sin θ +4=0.(2)将 θ = 代入 ρ 2-2 ρ cos θ -4 ρ sin θ +4=0,得 ρ 2-3 ρ +4=0,解得 ρ 1=2π4 2, ρ 2= .故 ρ 1- ρ 2= ,即| MN|= .由于 C2的半径为 1,所以△ C2MN的面积为 .2 2 2 2124.已知直线 l的参数方程为Error!( t为参数),圆 C的参数方程为Error!( θ 为参数).6(1)求直线 l和圆 C的普通方程;(2)若直线 l与圆 C有公共点,求实数 a的取值范围.解:(1)直线 l的普通方程为 2x- y-2 a=0,圆 C的普通方程为 x2+ y2=16.(2)因为直线 l与圆 C有公共点,故圆 C的圆心到直线 l的距离 d= ≤4,|- 2a|5解得-2 ≤ a≤2 .5 55.设函数 f(x)= +| x- a|(a>0).|x+1a|(1)证明: f(x)≥2;(2)若 f(3)<5,求 a的取值范围.解:(1)证明:由 a>0,得 f(x)= +| x- a|≥ = + a≥2,所以 f(x)|x+1a| |x+ 1a- x- a | 1a≥2.(2)f(3)= +|3- a|.|3+1a|当 a>3 时, f(3)= a+ ,1a由 f(3)<5 得 3< a< .5+ 212当 0< a≤3 时, f(3)=6- a+ ,1a由 f(3)<5 得 < a≤3.1+ 52综上, a的取值范围是 .(1+ 52 , 5+ 212 )6.若 a>0, b>0,且 + = .1a 1b ab(1)求 a3+ b3的最小值;(2)是否存在 a, b,使得 2a+3 b=6?并说明理由.解:(1)由 = + ≥ ,得 ab≥2,且当 a= b= 时等号成立.ab1a 1b 2ab 2故 a3+ b3≥2 ≥4 ,且当 a= b= 时等号成立.a3b3 2 2所以 a3+ b3的最小值为 4 .2(2)不存在 a, b,使得 2a+3 b=6.理由如下:由①知,2 a+3 b≥2 ≥4 .6ab 37由于 4 >6,从而不存在 a, b,使得 2a+3 b=6.31选修 4-1 几何证明选讲考点整合1.(1)相似三角形的判定定理判定定理 1:对于任意两个三角形,如果一个三角形的两个角与另一个三角形的两个角对应相等,那么这两个三角形相似.判定定理 2:对于任意两个三角形,如果一个三角形的两边和另一个三角形的两边对应成比例,并且夹角相等,那么这两个三角形相似.判定定理 3:对于任意两个三角形,如果一个三角形的三条边和另一个三角形的三条边对应成比例,那么这两个三角形相似.(2)相似三角形的性质①相似三角形对应高的比、对应中线的比和对应角平分线的比都等于相似比;②相似三角形周长的比等于相似比;③相似三角形面积的比等于相似比的平方.(3)直角三角形的射影定理:直角三角形中,每一条直角边是这条直角边在斜边上的射影与斜边的比例中项;斜边上的高是两直角边在斜边上射影的比例中项.2.(1)圆周角定理:圆上一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半.(2)圆心角定理:圆心角的度数等于它所对弧的度数.3.(1)圆内接四边形的性质定理:①圆的内接四边形的对角互补;②圆内接四边形的外角等于它的内角的对角.(2)圆内接四边形判定定理:如果一个四边形的对角互补,那么这个四边形的四个顶点共圆.4.(1)圆的切线的性质定理:圆的切线垂直于经过切点的半径.(2)圆的切线的判定定理:经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.(3)弦切角定理:弦切角等于它所夹的弧所对的圆周角.(4)相交弦定理:圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等.(5)切割线定理:从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项.类型一 三角形相似及应用[例 1] (2016·高考全国甲卷)如图,在正方形 ABCD 中, E, G 分别在边 DA, DC 上(不与端点重合),且 DE= DG,过 D 点作 DF⊥ CE,垂足为 F.2(1)证明: B, C, G, F 四点共圆;(2)若 AB=1, E 为 DA 的中点,求四边形 BCGF 的面积.解:(1)证明:因为 DF⊥ CE,所以△ DEF∽△ CDF,则有∠ GDF=∠ DEF=∠ FCB,= = ,DFCF DECD DGCB所以△ DGF∽△ CBF,由此可得∠ DGF=∠ CBF,因此∠ CGF+∠ CBF=180°,所以 B, C, G, F 四点共圆.(2)由 B, C, G, F 四点共圆, CG⊥ CB 知 FG⊥ FB.如图,连接 GB.由 G 为 Rt△ DFC 斜边 CD 的中点,知 GF= GC,故 Rt△ BCG≌Rt△ BFG,因此,四边形 BCGF 的面积 S 是△ GCB 面积 S△ GCB的 2 倍,即 S=2 S△ GCB=2× × ×1= .12 12 12[解后反思] 本题在证明四点共圆之后,不要试图在已知图形中画出圆,而要通过想象圆的位置,利用圆的性质进行解题,否则可能会由于图形过于复杂而影响解题思路.1.如图所示, PA 为圆 O 的切线, A 为切点, PO 交圆 O 于 B, C 两点,PA=10, PB=5,∠ BAC 的平分线与 BC 和圆 O 分别交于 D 和 E 两点.(1)求证: = ;ABAC PAPC(2)求 AD·AE 的值.解:(1)证明:∵ PA 为圆 O 的切线,∴∠ PAB=∠ ACP,又∵∠ P 为公共角,3∴△ PAB∽△ PCA,∴ = .ABAC PAPC(2)∵ PA 为圆 O 的切线, PC 是过点 O 的割线,∴ PA2= PB·PC,即 102=5 PC,∴ PC=20,∴ BC=15.又∵∠ CAB=90°,∴ AC2+ AB2= BC2=225.又由(1)知 = = ,∴ AC=6 , AB=3 ,ABAC PAPC 12 5 5如图,连接 EC,则∠ AEC=∠ ABC,又∵∠ CAE=∠ EAB,∴△ ACE∽△ ADB,∴ = ,∴ AD·AE= AB·AC=3 ×6 =90.AEAB ACAD 5 5类型二 圆的有关性质[例 2] (2016·高考全国乙卷)如图,△ OAB 是等腰三角形,∠ AOB=120°.以 O 为圆心,OA 为半径作圆.12(1)证明:直线 AB 与⊙ O 相切;(2)点 C, D 在⊙ O 上,且 A, B, C, D 四点共圆,证明: AB∥ CD.证明:(1)如图,设 E 是 AB 的中点,连接 OE.因为 OA= OB,∠ AOB=120°,所以 OE⊥ AB,∠ AOE=60°.在 Rt△ AOE 中, OE= AO,即 O 到直线 AB 的距离等于⊙ O 的半径,所以直线 AB 与⊙ O 相124切.(2)连接 OD,因为 OA=2 OD,所以 O 不是 A, B, C, D 四点所在圆的圆心.设 O′是A, B, C, D 四点所在圆的圆心,作直线 OO′.由已知得 O 在线段 AB 的垂直平分线上,又 O′在线段 AB 的垂直平分线上,所以 OO′⊥ AB.同理可证 OO′⊥ CD所以 AB∥ CD.[解后反思] 解此类题的关键:一是熟记直线与圆相关的性质,解题才有路;二是注意数形结合思想的转化.2.(2016·高考全国丙卷)如图,⊙ O 中 的中点为 P,弦 PC, PD 分别交 AB 于 E, F 两点.(1)若∠ PFB=2∠ PCD,求∠ PCD 的大小;(2)若 EC 的垂直平分线与 FD 的垂直平分线交于点 G,证明 OG⊥ CD.解:如图,连接 PB, BC,则∠ BFD=∠ PBA+∠ BPD,∠ PCD=∠ PCB+∠ BCD.因为 ,所以∠ PBA=∠ PCB.又∠ BPD=∠ BCD,所以∠ BFD=∠ PCD.又∠ PFB+∠ BFD=180°,∠ PFB=2∠ PCD,所以 3∠ PCD=180°,因此∠ PCD=60°.(2)证明:因为∠ PCD=∠ BFD,所以∠ EFD+∠ PCD=180°,由此知 C, D, F, E 四点共圆,其圆心既在 CE 的垂直平分线上,又在 DF 的垂直平分线上,故 G 就是过 C, D, F, E 四点的圆的圆心,所以 G 在 CD 的垂直平分线上.又 O 也在 CD 的垂直平分线上,因此 OG⊥ CD.1选修 4-4 坐标系与参数方程考点整合1.直角坐标与极坐标的互化把直角坐标系的原点作为极点, x轴正半轴作为极轴,且在两坐标系中取相同的长度单位.设 M是平面内的任意一点,它的直角坐标、极坐标分别为( x, y)和( ρ , θ ),则Error! Error!2.直线的极坐标方程若直线过点 M(ρ 0, θ 0),且极轴到此直线的角为 α ,则它的方程为: ρ sin(θ - α )= ρ 0sin(θ 0- α ).几个特殊位置的直线的极坐标方程:(1)直线过极点: θ = α ;(2)直线过点 M(a,0)(a>0)且垂直于极轴: ρ cos θ = a;(3)直线过 M 且平行于极轴: ρ sin θ = b.(b,π2)3.圆的极坐标方程若圆心为 M(ρ 0, θ 0),半径为 r的圆方程为:ρ 2-2 ρ 0ρ cos(θ - θ 0)+ ρ - r2=0.20几个特殊位置的圆的极坐标方程(1)当圆心位于极点,半径为 r: ρ = r;(2)当圆心位于 M(r,0),半径为 r: ρ =2 rcos θ ;(3)当圆心位于 M ,半径为 r: ρ =2 rsin θ .(r,π2)4.直线的参数方程经过点 P0(x0, y0),倾斜角为 α 的直线的参数方程为Error!( t为参数).设 P是直线上的任一点,则 t表示有向线段 的数量.P0P→ 5.圆的参数方程圆心在点 M(x0, y0),半径为 r的圆的参数方程为Error!( θ 为参数,0≤ θ <2π).6.圆锥曲线的参数方程(1)椭圆 + =1( a> b>0)的参数方程为Error!( θ 为参数).x2a2 y2b22(2)双曲线 - =1( a>0, b>0)的参数方程为Error!( θ 为参数).x2a2 y2b2(3)抛物线 y2=2 px(p>0)的参数方程为Error!( t为参数).类型一 曲线的极坐标方程[例 1] (2016·高考全国甲卷)在直角坐标系 xOy中,圆 C的方程为( x+6) 2+ y2=25.(1)以坐标原点为极点, x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求 C的极坐标方程;(2)直线 l的参数方程是Error!( t为参数), l与 C交于 A, B两点,| AB|= ,求 l的斜10率.解:(1)由 x= ρ cos θ , y= ρ sin θ 可得圆 C的极坐标方程为 ρ 2+12 ρ cos θ +11=0.(2)由直线 l的参数方程Error!( t为参数),消去参数得 y= x·tan α .设直线 l的斜率为 k,则直线 l的方程为 kx- y=0.由圆 C的方程( x+6) 2+ y2=25 知,圆心坐标为(-6,0),半径为 5.又| AB|= ,由垂径定理及点到直线的距离公式得 = ,即 = ,10|- 6k|1+ k2 25- (102)2 36k21+ k2 904整理得 k2= ,解得 k=± ,53 153即 l的斜率为± .153[解后反思] 由圆的直角坐标方程化为极坐标方程,其方法就是把 x= ρ cos θ , y= ρ sin θ 代入圆的方程,根据三角函数公式整理.1.(2016·高考全国乙卷)在直角坐标系 xOy中,曲线 C1的参数方程为Error!( t为参数,a0).在以坐标原点为极点, x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C2: ρ =4cos θ .(1)说明 C1是哪一种曲线,并将 C1的方程化为极坐标方程;(2)直线 C3的极坐标方程为 θ = α 0,其中 α 0满足 tan α 0=2,若曲线 C1与 C2的公共点都在 C3上,求 a.解:(1)消去参数 t得到 C1的普通方程为 x2+( y-1) 2= a2,则 C1是以(0,1)为圆心, a为半径的圆.将 x= ρ cos θ , y= ρ sin θ 代入 C1的普通方程中,得到 C1的极坐标方程为ρ 2-2 ρ sin θ +1- a2=0.(2)曲线 C1, C2的公共点的极坐标满足方程组Error!若 ρ ≠0,由方程组得 16cos2θ -8sin θ cos θ +1- a2=0,由已知 tan θ =2,可得 16cos2θ -8sin θ cos θ =0,从而 1- a2=0,解得 a=-1(舍去)或 a=1.3当 a=1 时,极点也为 C1, C2的公共点,且在 C3上.∴ a=1.类型二 参数方程[例 2] (2016·高考全国丙卷)在直角坐标系 xOy中,曲线 C1的参数方程为Error!( α 为参数).以坐标原点为极点,以 x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线 C2的极坐标方程为 ρ sin =2 .(θ +π4) 2(1)写出 C1的普通方程和 C2的直角坐标方程;(2)设点 P在 C1上,点 Q在 C2上,求| PQ|的最小值及此时 P的直角坐标.解:(1) C1的普通方程为 + y2=1. C2的直角坐标方程为 x+ y-4=0.x23(2)由题意,可设点 P的直角坐标为( cos α ,sin α ).因为 C2是直线,所以| PQ|的最3小值即为 P到 C2的距离 d(α )的最小值,d(α )= = ,当且仅当 α =2 kπ+ (k∈Z)时,|3cos α + sin α - 4|2 2|sin(α + π3)- 2| π6d(α )取得最小值,最小值为 ,此时 P的直角坐标为 .2 (32, 12)[解后反思] 由参数方程化为普通方程就是“消去参数” ,可根据三角公式消参,也可利用代入法消参.2.在直角坐标系 xOy中,曲线 C1:Error!( t为参数, t≠0),其中 0≤ α <π.在以 O为极点, x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线 C2: ρ =2sin θ , C3: ρ =2 cos θ .3(1)求 C2与 C3交点的直角坐标;(2)若 C1与 C2相交于点 A, C1与 C3相交于点 B,求| AB|的最大值.解:(1)曲线 C2的直角坐标方程为 x2+ y2-2 y=0,曲线 C3的直角坐标方程为x2+ y2-2 x=0.3联立Error! 解得Error! 或Error!所以 C2与 C3交点的直角坐标为(0,0)和 .(32, 32)(2)曲线 C1的极坐标方程为 θ = α (ρ ∈R, ρ ≠0),其中 0≤ α <π.因此 A的极坐标为(2sin α , α ), B的极坐标为(2 cos α , α ).3所以| AB|=|2sin α -2 cos α |3=4 .|sin(α -π3)|当 α = 时,| AB|取得最大值,最大值为 4.5π64
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