题目列表(包括答案和解析)
线线、线面、面面关系贯穿于立体几何始终,距离问题便是依托于这三种关系及其转化的一种重要问题。
例1. (’89全国高考)如图,已知圆柱的底面半径是3,高为4,A、B两点分别在两底面的圆周上,并且
,求直线AB与轴
之间的距离。
![]()
分析:如图1,过A作AC垂直于底面,垂足为C,连结BC,则
平面ABC
显然两直线
与AB的距离,即可转化为直线
与平面ABC的距离,进而转化为O到平面ABC的距离,易得,所求距离
。
说明:两条异面直线的距离,线面距离,点面距离。面面距离,既相互联系,又可相互转化。距离转化策略,正是解决此类问题的上策。
函数单调区间的合并主要依据是函数
在
单调递增,在
单调递增,又知函数在
处连续,因此
在
单调递增。同理减区间的合并也是如此,即相邻区间的单调性相同,且在公共点处函数连续,则二区间就可以合并为一个区间。
[例]用导数求函数
(
)的单调区间。
解:(用第一种关系及单调区间的合并)
,当
,即
或
时,
∴
在
,
上为增函数,又∵
在
处连续,且相邻区间的单调性又相同,∴
在
上为增函数。
旧教材很少提到函数单调区间的合并,原因在于教师很难讲,学生很难把握,但是新教材引进函数的连续性和导数之后就很容易说明,也很容易理解了。
综之,用导数证明划分函数的单调性是导数最常用、也是最基本的应用,其它重要性如极值、最值等都必须用到单调性。它比用单调性的定义证明要简单许多,划分也容易理解得多。讨论可导函数得单调性可按如下步骤进行:
(1)
确定
的定义域;(2)求
,令
,解方程求分界点;
(3)用分届点将定义域分成若干个开区间;
(4)判断
在每个开区间内的符号,即可确定
的单调性。
以下是前几年高考用导数证明、求单调性的题目,举例说明如下:
例1设
,
是
上的偶函数。
(I)求
的值;(II)证明
在
上是增函数。(2001年天津卷)
解:(I)依题意,对一切
有
,即
,
∴
对一切
成立,由此得到
,
,又∵
,∴
。
(II)证明:由
,得![]()
,
当
时,有
,此时
。∴
在
上是增函数。
例2设函数
,其中
。(2000年全国、天津卷)
(I)解不等式
;(II)证明:当
时,函数
在区间
上是单调函数。
解1:(I)分类讨论解无理不等式(略)。 (II)作差比较(略)。
解2:
(i)当
时,有
,此时
,函数
在区间
上是单调递减函数。但
,因此,当且仅当
时,
。
(ii)当
时,解不等式
,得
,
在区间
上是单调递减函数。解方程
,得
或
,
∵
, ∴当且仅当
时,
,
综上,(I)当
时,所给不等式的解集为:
;
当
时,所给不等式的解集为:
。
(II)当且仅当
时,函数
在区间
上时单调函数。
例3设
,求函数![]()
的单调区间。(2003年高考(理)19题)
解:
(
) 当
,
时,
![]()
![]()
,![]()
![]()
,
(i)当
时,对所有
,恒有
,即
,此时
在
单调递增;
(ii)当
时,对
,恒有
,即
,此时
在
单调递增,在
单调递增,
又知函数
在
处连续,因此
在
单调递增;
(iii)当
时,令
,即
,
解得
或
,因此,函数
在
单调递增,在
单调递增,令
,即
,
解得
,
因此,函数
在
上单调递减。
本题用传统作差比较法无法求函数的单调区间,只有用导数才行。
3.
与
为增函数的关系。
由前分析,
为增函数,一定可以推出
,但反之不一定,因为
,即为
或
。当函数在某个区间内恒有
,则
为常数,函数不具有单调性。∴
是
为增函数的必要不充分条件。
函数的单调性是函数一条重要性质,也是高中阶段研究的重点,我们一定要把握好以上三个关系,用导数判断好函数的单调性。因此新教材为解决单调区间的端点问题,都一律用开区间作为单调区间,避免讨论以上问题,也简化了问题。但在实际应用中还会遇到端点的讨论问题,特别是研究以下问题时。
2.
时,
与
为增函数的关系。
若将
的根作为分界点,因为规定
,即抠去了分界点,此时
为增函数,就一定有
。∴当
时,
是
为增函数的充分必要条件。
我们在应用导数判断函数的单调性时一定要搞清以下三个关系,才能准确无误地判断函数的单调性。以下以增函数为例作简单的分析,前提条件都是函数
在某个区间内可导。
1.
与
为增函数的关系。
由前知,
能推出
为增函数,但反之不一定。如函数
在
上单调递增,但
,∴
是
为增函数的充分不必要条件。
(三)解答题
20.在10个数-9,-7,-5,-1,0,2,4,6,8中任取两个数构成虚数a+bi (a≠b),
求(1) 这样不同的虚数有多少个?
(2)有多少个辐角主值θ∈(
,π)的 不同虚数?
(3)有多少个模大于5的不同虚数.
21.将数字0,1,2,3,5组成没有重复数字的五位偶数,按从小到大次序排列,那么第25个数是什么?
22.证明9·32n-8n-9能被64整除(n∈N).
23.设(2-
x)100=a0+a1x+a2x2+……+a100x100, 求(a0+a2+a4+……+a100)2-(a1+a3+a5+……+a99)2的值.
24.若(
)n展开式的二项式 系数中第二、第三、第四项的系数成一个等差数列,且展开式第六项是21,求x.
(二)填空题
16.n是正奇数,则7n+7n-1C1n+7n-2C2n+7Cn-1n除以9的余 数是 .
17.今天是星期日,从今天起21991天后的第一天是星期 .
18.满足C7x<C5x的所有自然数x的和等于 .
19.1.0096精确到0.001的近似值是 .
(一)选择题
1.有多少个整数n能使(n+i)4成为整数( )
A.0 B.1 C.2 D.3
(2)已知(ax+1)2n和(x+a)2n+1的展开式中含xn项的系数相同(a≠0为实数,n ∈N),则a的取值范围是( )
A.a=1 B.a>1 C.a< 1 D.a≥1
3.在
n的展开式中,所有奇数项二项式系数之和等于1024,则中间项
的二项式系数是(
)
A.330 B.462 C.682 D.792
4.在(
)8的展开式中的常数项是 ( )
A.7 B.-7 C.28 D.-28
5.n∈N,A=(
+2)2n+1,B为A的小数部分,则AB的值应是( )
A.72n+1 B.22n+1 C.32n+1 D.52n+1
6.某小组有8名学生,从中选出2名男生,1名女生,分别参加数、理、化单科竞赛,每人参 加一种,共有90种不同的参赛方案,则男女生的人数应是( )
A.男生6名,女生2名 B.男生5名,女生3名
C.男生3名,女生5名 D.男生2名,女生5名
7.从0,1,2,3,4中每次取出3个不同的数字组成三位数,则这些三位数的个位数字之和等 于( )
A.80 B.90 C.110 D .120
8.从集合{1,2,3,……10}中,选出由5个数组成的子集,使得这5个数中的任何两个数 的和不等于11,则这样的子集共有( )
A.10个 B.16个 C.20个 D.32个
9.设有编号为1,2,3,4,5的五个球和编号为1,2,3,4,5的五个盒子,现将这5个球投 放在这5个盒内,要求每个盒内投放一个球,并且恰有两个球的编号与盒子的编号相同,则 这样的投放方法的总数为( )
A.20 B.30 C.60 D. 120
10.用0,1,2,3,4,5,6这7个数字排成一个数字不重复且个位数最大,十位数次之,百 位数最小的三位数的个数是( )
A.10 B.20 C.30 D. 40
11.要排一张5个独唱节目和3个合唱节目的演出节目表,如果合唱节目不排头,并且任何两 个合唱节目不相邻,则不同排法的种类是( )
A.P88 B.P55·P33 C.P55·P35 D.P55·P38
12.3人坐在一排8个座位上,若每人左右两边都有空座位,则坐法种数是( )
A.12 B.6 C.24 D. 120
13.设A,B分别为(1+x)n展开式中的奇数项之和及偶数项之和,那么A2-B2的值为( )
A.(1+x)2n B.(1+x)n
C.-(1-x2)n D.不是以上结果
14.(2x+
)2n的展开式中,x2的系数是224,则
的系数是( )
A.14 B.28 C.56 D.112
15.在(
)n的展开中,倒数第三项的系数的绝对值是45,则展形式中a2项的系数是( )
A.120 B.-120 C.210 D.-210
(五)综合例题赏析
例8 若(2x+
)4=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4,则(a0+a2+a4)2-(a1+a3)2的值为( )
A.1 B.-1 C.0 D.2
解:A.
例9 2名医生和4名护士被分配到2所学校为学生体检,每校分配1名医生和2 名护士,不同的分配方法共有( )
A.6种 B.12种 C.18种 D.24种
解 分医生的方法有P22=2种,分护士方法有C24=6种,所以共有6×2=12种不同 的分配方法。
应选B.
例10 从4台甲型和5台乙型电视机中任意取出3台,其 中至少要有甲型与乙型电视机各1台,则不同取法共有( ).
A.140种 B.84种 C.70种 D.35种
解:取出的3台电视机中,甲型电视机分为恰有一台和恰有二台两种情形.
∵C24·C15+C25·C14=5×6+10×4=70.
∴应选C.
例11 某小组共有10名学生,其中女生3名,现选举2 名代表,至少有1名女生当选的不同选法有( )
A.27种 B.48种 C.21种 D.24种
解:分恰有1名女生和恰有2名女生代表两类:
∵C13·C17+C23=3×7+3=24,
∴应选D.
例12 由数学0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的 六位数,其中个位数字小于十位数字的共有( ).
A.210个 B.300个
C.464个 D.600个
解:先考虑可组成无限制条件的六位数有多少个?应有P15·P55=600个.
由对称性,个位数小于十位数的六位数和个位数大于十位数的六位数各占一半.
∴有
×600=300个符合题设的六位数.
应选B.
例13 以一个正方体的顶点为顶点的 四面体共有( ).
A.70个 B.64个
C.58个 D.52个
解:如图,正方体有8个顶点,任取4个的组合数为C48=70个.
![]()
其中共面四点分3类:构成侧面的有6组;构成垂直底面的对角面的有2组;形如(ADB1C1 )的有4组.
∴能形成四面体的有70-6-2-4=58(组)
应选C.
例14 如果把两条异面直线看成“一对”,那么六棱 锥的棱所在的12条直线中,异面直线共有( ).
A.12对 B.24对
C.36对 D.48对
解:设正六棱锥为O-ABCDEF.
任取一侧棱OA(C16)则OA与BC、CD、DE、EF均形成异面直线对.
∴共有C16×4=24对异面直线.
应选B.
例15 正六边形的中心和顶点共7个点,以其中三个点 为顶点的三角形共 个(以数字作答).
解:7点中任取3个则有C37=35组.
其中三点共线的有3组(正六边形有3条直径).
∴三角形个数为35-3=32个.
例16 设含有10个元素的集合的全部子集数为S,其中由3个元素组成的子集 数为T,则
的值为
。
解 10个元素的集合的全部子集数有:
S=C010+C110+C210+C310+C410+C510+C610+C710+C810+C910+C1010=210=1024
其中,含3个元素的子集数有T=C310=120
故
=![]()
例17 在50件产品 n 中有4件是次品,从中任意抽了5件 ,至少有3件是次品的抽法共 种(用数字作答).
解:“至少3件次品”即“有3件次品”或“有4件次品”.
∴C34·C246+C44·C146=4186(种)
例18 有甲、乙、丙三项任务,甲需2人承担,乙、 丙各需1人承担,从10人中选派4人承担这三项任务,不同的选法共有( ).
A.1260种 B.2025种
C.2520种 D.5040种
解:先从10人中选2个承担任务甲(C210)
再从剩余8人中选1人承担任务乙(C18)
又从剩余7人中选1人承担任务乙(C17)
∴有C210·C18·C17=2520(种).
应选C.
例19 集合{1,2,3}子集总共有( ).
A.7个 B.8个 C.6个 D.5个
解 三个元素的集合的子集中,不含任何元素的子集有一个,由一个元素组成的子集数
C13,由二个元素组成的子集数C23。
由3个元素组成的子集数C33。由加法原理可得集合子集的总个数是
C13+C23+C33+1=3+3+1+1=8
故此题应选B.
例20 假设在200件产品中有3件是次品,现在从中任意抽取5件,其中至少有两件次品的抽法有( ).
A.C23C3197种 B.C23C3197 +C33C2197
C.C5200-C5197 D.C5200-C 13C4197
解:5件中恰有二件为次品的抽法为C23C3197,
5件中恰三件为次品的抽法为C33C2197,
∴至少有两件次品的抽法为C23C3197+C33C2197.
应选B.
例21 两排座位,第一排有3个座位,第二排有5个座位,若8名学生入座(每人一个座位),则不同座法的总数是( ).
A.C58C38 B.P12C58C38
C.P58P38 D.P88
解:对于8个人的任意一个排列均可“按先前排从左到右再后排从左到右”的次序入座.
∴应有P88种不同的入座法.
应选D.
例22 7人并排站成一行,如果甲、乙必须不相邻,那么不同排法的总数是 ( ).
A.1440 B.3600 C.4320 D.4800
解:7人的全排列数为P77.
若甲乙必须相邻则不同的排列数为P22P66.
∴甲乙必须不相邻的排列数为P77-P22P66=5P66=3600.
应选B.
例23 用1,2,3,4,四个数字组成没有重复的四位奇数的个数是 个(用具体数字作答).
解:末位数(C12),前三位数(P33).
∴有C12P33=12个四位奇数.
例24 用1,2,3,4,四个数字组成的比1234大的数共有 个(用具体 数字作答).
解:若无限制,则可组成4!=24个四位数,其中1234不合题设.
∴有24-1=23个符合题设的数.
例25 用0,1,2,3,4这五个数字组成没有重复数字的四位数,那么在这些 四位数中,是偶数的总共有( ).
A.120个 B.96个 C.60 个 D.36个
解:末位为0,则有P34=24个偶数.
末位不是0的偶数有P12P13P23=36个.
∴共有24+36=60个数符合题设.
应选C.
例26 已知集合A和集合B各含有12个元素,A∩B含4个元素,试求同时满足下面两个条件的集合C的个数:
(1)C
A∪B,且C中含有3个元素;
(2)C∩A≠
(
表示空集).
解:∵A∪B含有12+12-4=20个元素;
B含12个元素,
∴
∩B含20-12=8个元素,
若C中恰含A中1个元素,则有C112·C28个,
若C中恰含A中2个元素,则有C212·C28·C28个,
若C中恰含A中3个元素,则有C312个,
∴符合题设的集合C的个数为
C112C28+C212C18+C312=1084个.
例27 四面体的顶点和各棱中点共10个点,在其中取4 个不共面的点,不同的取法共有( )
A.150种 B.147种 C.144种 D.141种
解:从10点中任取4点的组合数为C410=210.
其中有4·C46=60组点,每组中的四点恰为一个侧面上的点.
其中任取同一棱上3点它们和相对棱的中点共面,即有6组这种情况应排除.
其中还有底面两棱中点和对面两棱中点共面,即有3组这种情况应排除.
∴符合题设的取法有150-6-3=141种.
应选D.
例28 已知(
)9的展开式中x3的系数为
,常数a的值为
.
解:Tk+1=Ck9(
)9-k(
)k
=Ck9·a9-k2
·xk-9+
令k-9+
=3,得k=8,
∴x3的系数为C89·a·2-4=
.
即
a=
,得a=4.
例29 (
)6的展开式中的常数项为( )
A.-160 B.-40 C.40 D.160
解:Tk+1=Ck6(
)6-k(-
)k
=Ck6·(-2)k·x![]()
令
=0,得k=3
∴常数项为C36·(-2)3=-160
应选A.
例30 若(
)n展开式 中前三项系数成等差数列,求出展开式里的有理项。
解 由于展开式前三项系数成等差数列
所以 2C1n(
)=C0n+C2n(
)2,n=1+![]()
解方程得n=9或n=1(舍去)
又展开式的通项为
Tγ+1=Cγ8(x
)8-γ![]()
X
=Cγ8(
)γx![]()
因0≤4-
≤8,且4-
是整数。
所以γ是4的倍数。
取γ=0或γ=4
故(
)8展开式中第一项和第五项为有理 项,其有理项为
T1=C08x4=x4
T5=C48(
)4(x4-3)=
×![]()
例31 (x+2)10(x2-1)的展开式中x10 的系数是 (用数字作答)。
解 因(x+2)10展开式中x10的系数是1,x8的系数为C21022=180 ,所以(x+2)10(x2-1)的展开式中,x10的系数为180-1=179
例32 9192除以100的余数 .
解:9192=(100-9)92≡992(mod 100).
992=(10-1)92=1092-…+C9092·100-C919210+1
≡ -C9192·10+1(mod 100)
-C9192·10+1=-920+1=-919≡-19(mod 100),
-19≡81 (mod 100).
∴9192除以100的余数是81.
例33 由(
)100的展开所得的x的多项式中,系数为有理数的共有( )
A.50项 B.17项 C.16项 D.15项
解:Tk+1=Ck10(
x)10-k(
)k
=Ck10·(
)10-k(
)k(x)10-k(k=0,1,2,…,100)
由
∈N,
∈N,k∈{0,1,2,…,100},得
k=0,6,12,18,…,96,共17项.
∴应选B.
例34 在(3-x)7的展开式中,x5的系数是 (用数字作答).
解:Tk+1=Ck7·37-k·(-x)k=Ck7·(-1)k·xk,
∴T6=C57·37-5·(-1)5x5=-189x5.
即x5的系数是-189.
例35 在(1-x3)(1+x)10的展开式中,x5的系数是( ).
A.-297 B.-252 C.297 D.207
解:(1-x3)(1+x)10
=(1-x3)(…+C550x5+…+C210x2+…)
∴x5的系数为+C550-C210=207.
应选D.
例36 求(2x3-
)15的展开式的常数项.
解:Tk+1=Ck5·(2x3)5-k·(-
)k=(-1)k ·Ck5·25-k·x15-3k-2k
令15-5k=0,得k=3
∴常数项为T4=(-1)3·C35·25-3=-40.
例37 在(x-
)8的展开式中,x4的系数与
的系数之差是
.
解:Tk+1=Ck8·(-x)8-k·(-
)k=Ck8·(-1)k·x8-k-k.
令8-2k=-4,得k=6,
得k=2,
∴T7=C68·(-1)6
=28·
.![]()
∴x4与
的系数之差是28-28=0.
例38 已知(x+a)7的展开式中,x4的系数是-280,则a= .
解:T4=C37·x4a3=C37a3x4.
由已知C37a3=-280
35a3=-280,得a=-2.
例39 在(1-x2)20的展开式中,如果第4r项和第r+2项的二项式系数 相等,
(1)求r的值;
(2)写出展开式中的第4r项和第r+2项.
解:(1)第4r项和第r+2项的二项式系数分别是
和![]()
=![]()
4r-1=r+1或4r-1+r+1=20,
得r=4和r=
(舍去)
∴r=4
(2)T4r=T16=C1520·(-x2)15=-15504x30,
Tr+2=T6=C520(-x2)5=-15504x10
例40 在(1+x+x2)(1-x)10的展开式中,x5的系数是 (用具体数字作答).
解:(1+x+x2)(1-x)10
=(1+x+x2)(1-1x+45x2-120x3+210x4-252x5+…)
=…+(-120+210-252)x5+….
∴x5的系数是-120+210-252=-162.
例41 已知(1-2x)7=a0+a1x+a2x2+…+a7x7;那么a1+a2+ …+a7= .
解:令x=1,代入已知式,得-1=a0+a1+…+a7,
将x=0代入已知式,得1=a0
∴a1+a2+…+a7=-1-a0=-2.
例42 如果n是正偶数,则C0n+C2n+C4n+…+Cn-2n+Cnn=( ).
A.2n B.2n-1 C.2n-2 D.(n-1)2n-1 E.(n-1)2n-2
解:∵C0n+C2n+…+Cn-2n+Cnn=C1n+C3n+…+Cn-1n ,
又(C0n+C2n+…+Cn-2n+Cnn)+(C1n+C3n+…+Cn-1n)= 2n,
∴2(C0n+C2n+…+Cn-2n+Cnn)=2n,
C0n+C2n+…+Cn-2n+Cnn=2n-1.
应选B.
![]()
[同步达纲练习]
(四)二项式定理、二项展开式的性质
说明 二项式定理揭示了二项式的正整数次幂的展开法则,在数学中它是常用的基础知识 ,从1985年至1998年历届高考均有这方面的题目出现,主要考查二项展开式中通项公式等, 题型主要为选择题或填空题.
例6 在(x-
)10的展开式中,x6的系数是( )
A.-27C610 B.27C410 C.-9C610 D.9C410
解 设(x-
)10的展开式中第γ+1项含x6,
因Tγ+1=Cγ10x10-γ(-
)γ,10-γ=6,γ=4
于是展开式中第5项含x6,第5项系数是C410(-
)4=9C410
故此题应选D.
例7 (x-1)-(x-1)2+(x-1)3-(x-1)4+(x-1)5的展开式中的x2的 系数等于
解:此题可视为首项为x-1,公比为-(x-1)的等比数列的前5项的和,则其和为
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在(x-1)6中含x3的项是C36x3(-1)3=-20x3,因此展开式中x2的系数是-2 0.
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