说的恒等变形.消去法、换元法、数形结合法等等,都体现了等价转化思想,我们经常在函数、方程、不等式之间进行等价转化.
1.设x,y∈R且3x+2y=6x,则x+y的取值范围是________. 解析:法一:由6x-3x=2y≥0,得0≤x≤2. 3212222
由y=3x-x,得x+y=-x+3x
22192
=-(x-3)+∈[0,4].
22
2
2
2
2
2
2
x-1=cos α,??y222
法二:由3x+2y=6x,得(x-1)+=1,设?63y=sin α,?2?2
2
则x+y=1+2cos α+cosα222
33121252
+sinα=1++2cos α-cosα=-cosα+2cos α+∈[0,4]. 22222
答案:[0,4]
131
2.已知a>b>1,且logab+3logba=,则a+2的最小值为________.
2b-11
解析:令t=logab t13313 则logab+3logba=可化为t+=. 2t2 112 解得t=或t=6(舍去),即logab=,则b=a,即b=a, 22所以a+ 111 =a+=(a-1)++1≥2 b-1a-1a-1 2 a-1×+1=3,当且仅当a-1=, a-1a-1 11 即a=2时取等号. 答案:3 3.若不等式x+px>4x+p-3对一切0≤p≤4均成立,则实数x的取值范围是________. 解析:∵x+px>4x+p-3,∴(x-1)p+x-4x+3>0,令g(p)=(x-1)p+x-4x+3,则要使它对 ??g0≤p≤4均有g(p)>0,只要有? ??g2 2 2 2 0>0, 4>0, 解得x>3或x<-1. 答案:(-∞,-1)∪(3,+∞) π 4.若函数y=cos x在区间[0,m]上至少取得2个最大值点,则正整数m的最小值为________. 3解析:因为x∈[0,m],所以 π?π?π x∈?0,m?,因为函数y=cosx在区间[0,m]上至少取得2个最大 3?33? π 值点,所以m≥2π,即m≥6,所以正整数m的最小值为6 3 答案:6 5.在平面直角坐标系xOy中,已知圆x+y=4上有且仅有四个点到直线12x-5y+c=0的距离为1,则实数c的取值范围是________. |c| 解析:原命题等价于圆心(0,0)到直线12x-5y+c=0的距离小于1,即<1,故c的取值范围是(- 1313,13). 答案:(-13,13) 2 2 mx2+8x+n6.已知函数f(x)=log3的定义域为R,值域为[0,2],则m=________,n=________. x2+1mx2+8x+n22 解析:由u=,得(u-m)x-8x+(u-n)=0.∵x∈R,u-m≠0,∴Δ=(-8)-4(u-m)(u2 x+1 -n)≥0.即u-(m+n)u+(mn-16)≤0.由1≤u≤9知,关于u的一元二次方程u-(m+n)u+(mn-16)=0的两根为1,9,由韦达定理,得m+n=1+9,mn-16=1×9,解得m=n=5. 答案:5 5 7.设三棱柱ABC-A1B1C1的体积为V,P,Q分别是侧棱AA1,CC1上的点,且PA=QC1,则四棱锥B-APQC的体积为________. 1 解析:特殊化法,取直棱柱,且P,Q为侧棱的中点,连结AQ,则VB-APQC=2VB-AQC=2VQ-ABC=2×S△ABC·QC31111=2×S△ABC×C1C=S△ABC×C1C=V. 3233 1答案:V 3 2 2 x-y-2≤0,?? 8.设实数x,y满足?x+2y-5≥0, ??y-2≤0, 则u=-的取值范围是________. yxxy?1?解析:由可行域得区域内的点与原点连线的斜率范围是?,2?,故?3???t∈?,2?, 3? ? u=t-,根据函数u=t-在?,2?上单调递增,得u∈?-,?. tt?3??32? 1 1 1 令t=,则 yx?1 ? ?83? ?83?答案:?-,? ?32? uuuruuurx2y2 9.设A1,A2为椭圆2+2=1(a>b>0)的左、右顶点,若在椭圆上存在异于A1,A2的点P,使得PO·PA2 ab=0,其中O为坐标原点,则椭圆的离心率e的取值范围是________. ?a?22a解析:由题设知∠OPA2=90°,设P(x,y)(x>0),以OA2为直径的圆方程为?x-?+y=,与椭圆方 4?2? 程联立得ex-ax+b=0.由题设知,要求此方程在(0,a)上有实根,∵x=a为其一根,则另一根为2-a, 22 2 2 aea?2?21 且2-a 答案:? ?2? ,1? ?2? 2 10.已知集合A={x|x+a≤(a+1)x,a∈R},存在a∈R,使得集合A中所有整数元素的和为28,则实数a的取值范围是________. 解析:到不等式x+a≤x(a+1),即(x-a)(x-1)≤0,因此该不等式的解集中必有1与a.要使集合 2 A中所有整数元素的和为28,必有a>1.注意到以1为首项、1为公差的等差数列的前7项和为 28,因此由集合A中所有整数元素的和为28得7≤a<8,即实数a的取值范围是[7,8). 答案:[7,8) 7 1+7 =2 11.我们知道,在三角形ABC中,若三边a,b,c满足c=a+b,则三角形ABC是直角三角形,现在请你研究:若c=a+b(n≥3的自然数),问三角形ABC为哪种三角形?为什么? 解:三角形ABC是锐角三角形.∵c=a+b, ∴c>a,c>b即c是三角形ABC的最大边, ∴要证角C是锐角,只要证cos C>0即可. nnnnnn222 a2+b2-c2222 而cos C=,即证a+b>c, 2ab构造函数f(x)=??+??. cc∵c>a,c>b,∴1>>0,1>>0. ∴f(x)在(0,+∞)上是减函数. ∵n>2,∴f(n) cccccc∴??+??>1,即a+b>c. 故当n>2时,三角形是锐角三角形. 72??12.若定义在(-∞,4]上的减函数f(x),使得不等式f(m-sin x)≤f?1+2m-+cosx?对于一切 4??实数x均成立,求m的取值范围. ?a?x?b?x???? acbc?a?n?b?n?a?2?b?2???????? 2 ?a?n?b?n???? ?a?2?b?2?c??c? 22 ?m-sin x≤4, ?2?1+2m-74 +cosx≤4,解:依题意 ?1+2m-7 +cos2 x≤m-sin ?4 x, 1+2m≥0 对任意x∈R恒成立. ?m-sin 由不等式的性质可知,第二个不等式可省略,故?x≤4, ?m-1+2m≥-??sin x-1?2 1?2?- ?? ?21+2m≥0 成立. 因为(m-sin x)max=m+1,??? sin x-12??2?min=0, ?m+1≤4, 所以??1+2m-m≤1 , ?2 ?1+2m≥0, 解此不等式组,得m=-12或3 2 ≤m≤3, 即m的取值范围为???m???m=-13 ?2,或2≤m≤3? ? . x∈R恒 ,对
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