题目列表(包括答案和解析)

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   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。

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函数单调区间的合并主要依据是函数单调递增,在单调递增,又知函数在处连续,因此单调递增。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,即时,上为增函数,又∵处连续,且相邻区间的单调性又相同,∴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设上的偶函数。

(I)求的值;(II)证明上是增函数。(2001年天津卷)

解:(I)依题意,对一切,即

对一切成立,由此得到,又∵,∴

(II)证明:由,得

时,有,此时。∴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

,  ∴当且仅当时,

综上,(I)当时,所给不等式的解集为:

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,此时单调递增;

(ii)当时,对,恒有,即,此时单调递增,在单调递增,

又知函数处连续,因此单调递增;

(iii)当时,令,即

解得,因此,函数单调递增,在单调递增,令,即

解得

因此,函数上单调递减。

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。

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3.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。当函数在某个区间内恒有,则为常数,函数不具有单调性。∴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。

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2.时,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,为增函数的充分必要条件。

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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.为增函数的关系。

由前知,能推出为增函数,但反之不一定。如函数上单调递增,但,∴为增函数的充分不必要条件。

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(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.

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(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          .

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(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

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(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)CA∪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-γX=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=-28035a3=-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

   =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.

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(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

  

   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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