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1、
技法強化訓練(三) 分類討論思想
(對應學生用書第161頁)
題組1 由概念、法則、公式引起的分類討論
1.已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=Pn-1(P是常數(shù)),則數(shù)列{an}是( )
【導學號:68334017】
A.等差數(shù)列 B.等比數(shù)列
C.等差數(shù)列或等比數(shù)列 D.以上都不對
D [∵Sn=Pn-1,
∴a1=P-1,an=Sn-Sn-1=(P-1)Pn-1(n≥2).
當P≠1且P≠0時,{an}是等比數(shù)列;
當P=1時,{an}是等差數(shù)列;
當P=0時,a1=-1,an=0(n≥2),此時{an}既不是等差數(shù)列也不是等比數(shù)列.]
2、
2.已知函數(shù)f(x)=若存在x1,x2∈R,且x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立,則實數(shù)a的取值范圍是( ) 【導學號:68334018】
A.(-∞,2) B.(-∞,4)
C.[2,4] D.(2,+∞)
B [當-<1,即a<2時,顯然滿足條件;
當a≥2時,由-1+a>2a-5得2≤a<4,
綜上可知a<4.]
3.已知函數(shù)f(x)的定義域為(-∞,+∞),f′(x)為f(x)的導函數(shù),函數(shù)y=f′(x)的圖象如圖1所示,且f(-2)=1,f(3)=1,則不等式f(x2-6)>1的解集為( )
圖1
A.(-3,-2)∪(2,3)
B
3、.(-,)
C.(2,3)
D.(-∞,-)∪(,+∞)
A [由導函數(shù)圖象知,當x<0時,f′(x)>0,
即f(x)在(-∞,0)上為增函數(shù),
當x>0時,f′(x)<0,即f(x)在(0,+∞)上為減函數(shù),
又不等式f(x2-6)>1等價于f(x2-6)>f(-2)或f(x2-6)>f(3),故-2<x2-6≤0或0≤x2-6<3,解得x∈(-3,-2)∪(2,3).]
4.已知實數(shù)m是2,8的等比中項,則曲線x2-=1的離心率為( )
A. B.
C. D.或
D [由題意可知,m2=2×8=16,∴m=±4.
(1)當m=4
4、時,曲線為雙曲線x2-=1.
此時離心率e=.
(2)當m=-4時,曲線為橢圓x2+=1.
此時離心率e=.]
5.設等比數(shù)列{an}的公比為q,前n項和Sn>0(n=1,2,3,…),則q的取值范圍是________. 【導學號:68334019】
(-1,0)∪(0,+∞) [因為{an}是等比數(shù)列,Sn>0,可得a1=S1>0,q≠0.
當q=1時,Sn=na1>0;
當q≠1時,Sn=>0,
即>0(n∈N*),則有?、?
或?、?
由①得-11.
故q的取值范圍是(-1,0)∪(0,+∞).]
6.若x>0且x≠1,則函數(shù)
5、y=lg x+logx10的值域為________.
(-∞,-2]∪[2,+∞) [當x>1時,y=lg x+≥2=2,當且僅當lg x=1,即x=10時等號成立;當0<x<1時,y=lg x+=-≤-2=-2,當且僅當lg x=,即x=時等號成立.∴y∈(-∞,-2]∪[2,+∞).]
題組2 由參數(shù)變化引起的分類討論
7.已知集合A={x|1≤x<5},C={x|-a<x≤a+3}.若C∩A=C,則a的取值范圍為( )
A. B.
C.(-∞,-1] D.
C [因為C∩A=C,所以C?A.
①當C=?時,滿足C?A,此時-a≥a+3,得a≤-;
②當C≠?
6、時,要使C?A,則
解得-<a≤-1.由①②得a≤-1.]
8.已知不等式組,所表示的平面區(qū)域為D,若直線y=kx-3與平面區(qū)域D有公共點,則k的取值范圍為( ) 【導學號:68334020】
A.[-3,3]
B.∪
C.(-∞,-3]∪[3,+∞)
D.
C [滿足不等式組的平面區(qū)域如圖中陰影部分所示.∵y=kx-3過定點(0,-3),∴當y=kx-3過點C(1,0)時,k=3;當y=kx-3過點B(-1,0)時,k=-3.
∴k≤-3或k≥3時,直線y=kx-3與平面區(qū)域D有公共點,故選C.]
9.已知函數(shù)f(x)=(a+1)ln x+ax2+1,試
7、討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性.
[解] 由題意知f(x)的定義域為(0,+∞), 1分
f′(x)=+2ax=. 2分
①當a≥0時,f′(x)>0,故f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增. 4分
②當a≤-1時,f′(x)<0,故f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減. 6分
③當-10;
當x∈時,f′(x)<0.
故f(x)在上單調(diào)遞增,
在上單調(diào)遞減. 10分
綜上,當a≥0時,f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;
當a≤-1時,f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞減;
當-1
8、時,f(x)在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減. 15分
題組3 根據(jù)圖形位置或形狀分類討論
10.已知中心在坐標原點,焦點在坐標軸上的雙曲線的漸近線方程為y=±x,則雙曲線的離心率為( )
A. B.
C.或 D.或
C [若雙曲線的焦點在x軸上,則=,e===;若雙曲線的焦點在y軸上,則=,e===,故選C.]
11.正三棱柱的側(cè)面展開圖是邊長分別為6和4的矩形,則它的體積為________.
【導學號:68334021】
4或 [若側(cè)面矩形的長為6,寬為4,則
V=S底×h=×2×2×sin 60°×4=4.
若側(cè)面矩形的長為4,寬為
9、6,則
V=S底×h=×××sin 60°×6=.]
12.已知中心在原點O,左焦點為F1(-1,0)的橢圓C的左頂點為A,上頂點為B,F(xiàn)1到直線AB的距離為|OB|.
圖2
(1)求橢圓C的方程;
(2)若橢圓C1的方程為:+=1(m>n>0),橢圓C2的方程為:+=λ(λ>0,且λ≠1),則稱橢圓C2是橢圓C1的λ倍相似橢圓.如圖2,已知C2是橢圓C的3倍相似橢圓,若橢圓C的任意一條切線l交橢圓C2于兩點M,N,試求弦長|MN|的取值范圍. 【導學號:68334022】
[解] (1)設橢圓C的方程為+=1(a>b>0),
∴直線AB的方程為+=1,
∴F1
10、(-1,0)到直線AB的距離d==b, 2分
a2+b2=7(a-1)2,又b2=a2-1,
解得a=2,b=, 3分
故橢圓C的方程為+=1. 4分
(2)橢圓C的3倍相似橢圓C2的方程為+=1, 5分
①若切線l垂直于x軸,則其方程為x=±2,
易求得|MN|=2. 6分
②若切線l不垂直于x軸,可設其方程y=kx+b,
將y=kx+b代入橢圓C的方程,
得(3+4k2)x2+8kbx+4b2-12=0, 7分
∴Δ=(8kb)2-4(3+4k2)(4b2-12)=48(4k2-3-b2)=0,即b2=4k2+3,(*)
8分
記M,N兩點的坐標分別為(x1,y1),(x2,y2).
將y=kx+b代入橢圓C2的方程,得(3+4k2)x2+8kbx+4b2-36=0, 9分
此時x1+x2=-,x1x2=,|x1-x2|=, 10分
∴|MN|=×
=4=2.
∵3+4k2≥3,∴1<1+≤,
即2<2≤4.
綜合①②得:弦長|MN|的取值范圍為[2,4]. 15分