平面向量是新教材改革增加的内容之一,近几年的全国使用新教材的高考试题逐渐加大了对这部分内容的考查力度,本节内容主要是帮助考生运用向量法来分析,解决一些相关问题.
●难点磁场
三角形ABC中,A(5,-1)、B(-1,7)、C(1,2), 求:(1)BC边上的中线AM的长;
(2)∠CAB的平分线AD的长; (3)cosABC的值. ●案例探究
[例1]如图,已知平行六面体ABCD—A1B1C1D1的底面ABCD是菱形,且∠C1CB=∠C1CD=∠BCD.
(1)求证:C1C⊥BD.
(2)当
CD的值为多少时,能使A1C⊥平面C1BD?请给出证明. CC1
[例2]如图,直三棱柱ABC—A1B1C1,底面△ABC中,CA=CB=1,∠BCA=90°,AA1=2,M、N分别是A1B1、A1A的中点.
(1)求BN的长;
(2)求cos ●锦囊妙计 1.解决关于向量问题时,一要善于运用向量的平移、伸缩、合成、分解等变换,正确地进行向量的各种运算,加深对向量的本质的认识.二是向量的坐标运算体现了数与形互相转化和密切结合的思想. 2.向量的数量积常用于有关向量相等,两向量垂直、射影、夹角等问题中.常用向量的直角坐标运算来证明向量的垂直和平行问题;利用向量的夹角公式和距离公式求解空间两条直线的夹角和两点间距离的问题. 3.用空间向量解决立体几何问题一般可按以下过程进行思考: (1)要解决的问题可用什么向量知识来解决?需要用到哪些向量? (2)所需要的向量是否已知?若未知,是否可用已知条件转化成的向量直接表示? (3)所需要的向量若不能直接用已知条件转化成的向量表示,则它们分别最易用哪个未知向量表示?这些未知向量与由已知条件转化的向量有何关系? (4)怎样对已经表示出来的所需向量进行运算,才能得到需要的结论? ●歼灭难点训练 一、选择题 1.设A、B、C、D四点坐标依次是(-1,0),(0,2),(4,3),(3,1),则四边形ABCD为( ) A.正方形 B.矩形 C.菱形 D.平行四边形 2.已知△ABC中,AB=a,AC=b,a²b<0,S△ABC= 15,|a|=3,|b|=5,则a与b的夹角是4( ) A.30° B.-150° C.150° D.30°或150° 二、填空题 3.将二次函数y=x2的图象按向量a平移后得到的图象与一次函数y=2x-5的图象只有一个公共点(3,1),则向量a=_________. 4.等腰△ABC和等腰Rt△ABD有公共的底边AB,它们所在的平面成60°角,若AB=16 cm,AC=17 cm,则CD=_________. 三、解答题 5.如图,在△ABC中,设AB=a,AC =b,AP =c, AD=λa,(0<λ<1),AE =μb(0<μ<1),试用向量a,b表示c. 6.正三棱柱ABC—A1B1C1的底面边长为a,侧棱长为2a. (1)建立适当的坐标系,并写出A、B、A1、C1的坐标; (2)求AC1与侧面ABB1A1所成的角. 7.已知两点M(-1,0),N(1,0),且点P使MPMN,PMPN,NMNP成公差小于零的等差数列. (1)点P的轨迹是什么曲线? (2)若点P坐标为(x0,y0),Q为PM与PN的夹角,求tanθ. 8.已知E、F、G、H分别是空间四边形ABCD的边AB、BC、CD、DA的中点. (1)用向量法证明E、F、G、H四点共面; (2)用向量法证明:BD∥平面EFGH; (3)设M是EG和FH的交点,求证:对空间任一点O,有OM 1(OAOBOCOD). 4 难点4 奇偶性与单调性(一) 函数的单调性、奇偶性是高考的重点内容之一,考查内容灵活多样.本节主要帮助考生深刻理解奇偶性、单调性的定义,掌握判定方法,正确认识单调函数与奇偶函数的图象. ●难点磁场 exa设a>0,f(x)=是R上的偶函数,(1)求a的值;(2)证明: f(x)在(0,+∞)上是增函 aex数. ●案例探究 [例1]已知函数f(x)在(-1,1)上有定义,f(意x、y∈(-1,1)都有f(x)+f(y)=f( 1)=-1,当且仅当0 本难点所涉及的问题及解决方法主要有: (1)判断函数的奇偶性与单调性 若为具体函数,严格按照定义判断,注意变换中的等价性. 若为抽象函数,在依托定义的基础上,用好赋值法,注意赋值的科学性、合理性. 同时,注意判断与证明、讨论三者的区别,针对所列的“磁场”及“训练”认真体会,用好数与形的统一. 复合函数的奇偶性、单调性.问题的解决关键在于:既把握复合过程,又掌握基本函数. (2)加强逆向思维、数形统一.正反结合解决基本应用题目,下一节我们将展开研究奇偶性、单调性的应用. ●歼灭难点训练 一、选择题 1.下列函数中的奇函数是( ) 1a23a1)的单调递减区2x1A.f(x)=(x-1) 1x2xx(x0)C.f(x)=2 xx(x0) lg(1x2)B.f(x)=2 |x2|2D.f(x)= 1sinxcosx 1cosxsinx2.函数f(x)= 1x2x11xx12的图象( ) A.关于x轴对称 B.关于y轴对称 C.关于原点对称 D.关于直线x=1对称 二、填空题 3.函数f(x)在R上为增函数,则y=f(|x+1|)的一个单调递减区间是_________. 4.若函数f(x)=ax3+bx2+cx+d满足f(0)=f(x1)=f(x2)=0 (0 三、解答题 x2 (a>1). x1(1)证明:函数f(x)在(-1,+∞)上为增函数. (2)证明方程f(x)=0没有负数根. 5.已知函数f(x)=ax+ x36.)求证函数f(x)=2在区间(1,+∞)上是减函数. 2(x1) 7.设函数f(x)的定义域关于原点对称且满足:(i)f(x1-x2)= f(x1)f(x2)1; f(x2)f(x1)(ii)存在正常数a使f(a)=1.求证: (1)f(x)是奇函数. (2)f(x)是周期函数,且有一个周期是4a. 8.已知函数f(x)的定义域为R,且对m、n∈R,恒有f(m+n)=f(m)+f(n)-1,且 f(- 11)=0,当x>-时,f(x)>0. 22(1)求证:f(x)是单调递增函数; (2)试举出具有这种性质的一个函数,并加以验证. 难点5 奇偶性与单调性(二) 函数的单调性、奇偶性是高考的重点和热点内容之一,特别是两性质的应用更加突出.本节主要帮助考生学会怎样利用两性质解题,掌握基本方法,形成应用意识. ●难点磁场 已知偶函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,且f(2)=0,解不等式f[log2(x2+5x+4)]≥0. ●案例探究 [例1]已知奇函数f(x)是定义在(-3,3)上的减函数,且满足不等式f(x-3)+f(x2-3)<0,设不等式解集为A,B=A∪{x|1≤x≤5},求函数g(x)=-3x2+3x-4(x∈B)的最大值. [例2]已知奇函数f(x)的定义域为R,且f(x)在[0,+∞)上是增函数,是否存在实数m,使f(cos2θ-3)+f(4m-2mcosθ)>f(0)对所有θ∈[0,的所有实数m的范围,若不存在,说明理由. ]都成立?若存在,求出符合条件2 ●锦囊妙计 本难点所涉及的问题以及解决的方法主要有: (1)运用奇偶性和单调性去解决有关函数的综合性题目.此类题目要求考生必须具有驾驭知识的能力,并具有综合分析问题和解决问题的能力. (2)应用问题.在利用函数的奇偶性和单调性解决实际问题的过程中,往往还要用到等价转化和数形结合的思想方法,把问题中较复杂、抽象的式子转化为基本的简单的式子去解决.特别是:往往利用函数的单调性求实际应用题中的最值问题. ●歼灭难点训练 一、选择题 1.(设f(x)是(-∞,+∞)上的奇函数,f(x+2)=-f(x),当0≤x≤1时,f(x)=x,则f(7.5)等于( ) A.0.5 B.-0.5 C.1.5 D.-1.5 2.已知定义域为(-1,1)的奇函数y=f(x)又是减函数,且f(a-3)+f(9-a2)<0,则a的取值范围是( ) A.(22,3) C.(22,4) B.(3,10) D.(-2,3) 二、填空题 3.若f(x)为奇函数,且在(0,+∞)内是增函数,又f(-3)=0,则xf(x)<0的解集为_________. 4.如果函数f(x)在R上为奇函数,在(-1,0)上是增函数,且f(x+2)=-f(x),试比较 12),f(),f(1)的大小关系_________. 33三、解答题 5.已知f(x)是偶函数而且在(0,+∞)上是减函数,判断f(x)在(-∞,0)上的增减性并加以证明. f( a2x16.已知f(x)= (a∈R)是R上的奇函数, 12x(1)求a的值; - (2)求f(x)的反函数f1(x); (3)对任意给定的k∈R+,解不等式f1(x)>lg - 1x. k 7.定义在(-∞,4]上的减函数f(x)满足f(m-sinx)≤f(12m-都成立,求实数m的取值范围. 7+cos2x)对任意x∈R4ax218.已知函数y=f(x)= (a,b,c∈R,a>0,b>0)是奇函数,当x>0时,f(x)有最小值2,其 bxc5中b∈N且f(1)<. 2(1)试求函数f(x)的解析式; (2)问函数f(x)图象上是否存在关于点(1,0)对称的两点,若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由. ●案例探究 [例1]如图,已知平行六面体ABCD—A1B1C1D1的底面ABCD是菱形,且∠C1CB=∠C1CD=∠BCD. (1)求证:C1C⊥BD. (2)当明. 命题意图:本题主要考查考生应用向量法解决向量垂直,夹角等问题以及对立体几何图形的解读能力. 知识依托:解答本题的闪光点是以向量来论证立体几何中的垂直问题,这就使几何问题代数化,使繁琐的论证变得简单. 错解分析:本题难点是考生理不清题目中的线面位置关系和数量关系的相互转化,再就是要清楚已知条件中提供的角与向量夹角的区别与联系. 技巧与方法:利用a⊥ba²b=0来证明两直线垂直,只要证明两直线对应的向量的数量积为零即可. (1)证明:设CD=a, CB=b,CC1=c,依题意,|a|=|b|,CD、CB、CC1中两两所成夹角为θ,于是BDCDDB=a-b,CC1BD=c(a-b)=c²a-c²b=|c|²|a|cosθ-|c|²|b|cosθ=0,∴C1C⊥BD. (2)解:若使A1C⊥平面C1BD,只须证A1C⊥BD,A1C⊥DC1, 由CA1C1D(CAAA1)(CDCC1) =(a+b+c)²(a-c)=|a|2+a²b-b²c-|c|2=|a|2-|c|2+|b|²|a|cosθ-|b|²|c|²cosθ=0,得 当|a|=|c|时,A1C⊥DC1,同理可证当|a|=|c|时,A1C⊥BD, ∴ CD的值为多少时,能使A1C⊥平面C1BD?请给出证CC1CD=1时,A1C⊥平面C1BD. CC1[例2]如图,直三棱柱ABC—A1B1C1,底面△ABC中,CA=CB=1,∠BCA=90°,AA1=2,M、N分别是A1B1、A1A的中点. (1)求BN的长; (2)求cos (3)求证:A1B⊥C1M. 命题意图:本题主要考查考生运用向量法中的坐标运算的方法来解决立体几何问题.属 ★★★★级题目. 知识依托:解答本题的闪光点是建立恰当的空间直角坐标系O-xyz,进而找到点的坐标和求出向量的坐标. 错解分析:本题的难点是建系后,考生不能正确找到点的坐标. 技巧与方法:可以先找到底面坐标面xOy内的A、B、C点坐标,然后利用向量的模及方向来找出其他的点的坐标. (1)解:如图,以C为原点建立空间直角坐标系O-xyz. 依题意得:B(0,1,0),N(1,0,1) ∴|BN|=(10)2(01)2(10)23. (2)解:依题意得:A1(1,0,2),C(0,0,0),B1(0,1,2). ∴BA1=(1,1,2),CB1=(0,1,2) BA1CB1=1³0+(-1)³1+2³2=3 |BA1|=(10)2(01)2(20)26 |CB1|(00)2(10)2(20)25 cosBA1,CB1BA1CB1|BC1||CB1|36530. 1011(3)证明:依题意得:C1(0,0,2),M(,,2) 2211C1M(,,0),A1B(1,1,2) 2211∴A1BC1M(1)1(2)00,A1BC1M, 22∴A1B⊥C1M. 参考答案 难点磁场 解:(1)点M的坐标为xM= 1172990;yM,M(0,) 2222221. 29|AM|(50)2(1)22(2)|AB|(51)2(17)210,|AC|(51)2(12)25 D点分BC的比为2. ∴xD= 121172211,yD 12312311114|AD|(5)2(1)22. 333(3)∠ABC是BA与BC的夹角,而BA=(6,8),BC=(2,-5). cosABCBABC|BA||BC|62(8)(5)62(8)222(5)25210292629 145歼灭难点训练 一、1.解析:AB =(1,2),DC =(1,2),∴AB=DC,∴AB∥DC,又线段AB与线段DC无公共点,∴AB∥DC且|AB|=|DC|,∴ABCD是平行四边形,又|AB|=5,AC =(5,3),|AC|=34,∴|AB|≠|AC},∴ABCD不是菱形,更不是正方形;又BC=(4,1), ∴1²4+2²1=6≠0,∴AB不垂直于BC,∴ABCD也不是矩形,故选D. 答案:D 1151²3²5sinα得sinα=,则α=30°或α=150°. 242又∵a²b<0,∴α=150°. 答案:C 二、3.(2,0) 4.13 cm 2.解析:∵ 三、5.解:∵BP与BE共线,∴BP=mBE=m(AE-AB)=m(μb-a), ∴AP=AB+BP=a+m(μb-a)=(1-m)a+mμb ① 又CP与CD共线,∴CP=nCD=n(AD-AC)=n(λa-b), ∴AP=AC+CP=b+n(λa-b)=nλa+(1-n)b 由①②,得(1-m)a+μmb=λna+(1-n)b. ② 1manm10即∵a与b不共线,∴ m1nnm10解方程组③得:m= ③ 111代入①式得c=(1-m)a+mμb=[λ(1-μ)a+,n111μ(1-λ)b]. 6.解:(1)以点A为坐标原点O,以AB所在直线为Oy轴,以AA1所在直线为Oz轴,以经过原点且与平面ABB1A1垂直的直线为Ox轴,建立空间直角坐标系. 由已知,得A(0,0,0),B(0,a,0),A1(0,0,2a),C1(- 3aa,,2a). 223a(2)取A1B1的中点M,于是有M(0,,2a),连AM,MC1,有MC1=(-a,0,0), 22且AB=(0,a,0),AA1=(0,02a) 由于MC1²AB=0,MC1²AA1=0,所以MC1⊥面ABB1A1,∴AC1与AM所成的角就是AC1与侧面ABB1A1所成的角. ∵AC1=(3aaa,,2a),AM(0,,2a), 222a29AC1AM02a2a 44而|AC1|3212aa2a23a,|AM|44a232aa 4292a34cosAC1,AM 323aa2所以AC1与AM所成的角,即AC1与侧面ABB1A1所成的角为30°. 7.解:(1)设P(x,y),由M(-1,0),N(1,0)得,PM =-MP=(-1-x,-y),PNNP =(1-x,-y),MN =-NM=(2,0),∴²=2(1+x), ²=x2+y2-1, =2(1-x).于是,是公差小于零的等差数列,等价于 所以,点P的轨迹是以原点为圆心,为半径的右半圆. (2)点P的坐标为(x0,y0) 8.证明:(1)连结BG,则 由共面向量定理的推论知:E、F、G、H四点共面,(其中=) (2)因为. 所以EH∥BD,又EH面EFGH,BD面EFGH 所以BD∥平面EFGH. (3)连OM,OA,OB,OC,OD,OE,OG 由(2)知,同理,所以,EHFG,所以EG、FH交于一点M且被M平分,所以 . ●案例探究 [例1]已知函数f(x)在(-1,1)上有定义,f()=-1,当且仅当0 命题意图:本题主要考查函数的奇偶性、单调性的判定以及运算能力和逻辑推理能力.属★★★★题目. 知识依托:奇偶性及单调性定义及判定、赋值法及转化思想. 错解分析:本题对思维能力要求较高,如果“赋值”不够准确,运算技能不过关,结果很难获得. 技巧与方法:对于(1),获得f(0)的值进而取x=-y是解题关键;对于(2),判定的范围是焦点. 证明:(1)由f(x)+f(y)=f(),令x=y=0,得f(0)=0,令y=-x,得f(x)+f(-x)=f()=f(0)=0.∴f(x)=-f(-x).∴f(x)为奇函数. (2)先证f(x)在(0,1)上单调递减. 令0 ∴0<<1,由题意知f()<0, 即f(x2) [例2]设函数f(x)是定义在R上的偶函数,并在区间(-∞,0)内单调递增,2 f(2a+a+1) 知识依托:逆向认识奇偶性、单调性、指数函数的单调性及函数的值域问题. 错解分析:逆向思维受阻、条件认识不清晰、复合函数判定程序紊乱. 技巧与方法:本题属于知识组合题类,关键在于读题过程中对条件的思考与认识,通过本题会解组合题类,掌握审题的一般技巧与方法. 解:设0