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第二局部板块〔二〕系统热门考点——以点带面板块(二)系统热门考点——以点带面(一)巧用性质妙解函数[速解技法——学一招]函数性质主要指函数的单调性、奇偶性、周期性、对称性,要深刻理解并加以巧妙地运用.以对称性为例,假设函数f(x)满足f(a+x)=f(b-x),那么函数图象关于直线x=eq\f(a+b,2)对称;假设函数f(x)满足f(a+x)+f(b-x)=c,那么函数图象关于点eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+b,2),\f(c,2)))对称.[例1]定义在R上的奇函数f(x)满足f(x-2)=-f(x),且在[0,1]上是增函数,那么有()A.feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))B.feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))C.feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4)))D.feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))[解析]选B由题设知f(x)=-f(x-2)=f(2-x),所以函数f(x)的图象关于直线x=1对称.由于奇函数f(x)在[0,1]上是增函数,故f(x)在[-1,0]上也是增函数,综上,函数f(x)在[-1,1]上是增函数,在[1,3]上是减函数.又feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2-\f(3,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2))),所以feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(1,4)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,4)))<feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))=feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2))).[例2]函数f(x)=x3+sinx的定义域为[-1,1],假设f(log2m)<f(log4(m+2))成立,那么实数m[解析]由f(x)=x3+sinx的定义域为[-1,1],易知f(x)在[-1,1]上单调递增,由f(log2m)<f(log4(m可得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(-1≤log2m≤1,,-1≤log4m+2≤1,,log2m<log4m+2,,m>0,,m+2>0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)≤m≤2,,-\f(7,4)≤m≤2,,0<m<2,,m>0,,m>-2,))故eq\f(1,2)≤m<2.综上可知,实数m的取值范围为eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2)).[答案]eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),2))[经典好题——练一手]1.定义在R上的函数f(x)满足f(2+x)=-f(2-x),当x<2时,f(x)单调递增,如果x1+x2<4,且(x1-2)·(x2-2)<0,那么f(x1)+f(x2)的值为()A.可正可负 B.可能为0C.恒大于0 D.恒小于0解析:选D由f(2+x)=-f(2-x)可知,函数图象关于点(2,0)中心对称.因为x<2时,f(x)单调递增,所以x>2时,f(x)单调递增.因为x1+x2<4且(x1-2)·(x2-2)<0,设x1<2<x2,那么x2<4-x1,所以f(x2)<f(4-x1).又因为f(4-x1)=-f(x1),所以f(x2)<-f(x1),即f(x1)+f(x2)<0.2.定义在R上的函数f(x)=2|x-m|-1(m为实数)为偶函数,记a=f(log0.53),b=f(log25),c=f(2m),那么a,b,cA.a<b<c B.a<c<bC.c<a<b D.c<b<a解析:选C由函数f(x)=2|x-m|-1为偶函数可知,m=0,故f(x)=2|x|-1.当x>0时,f(x)为增函数,log0.53=-log23,∴log25>|-log0.53|>0.∴b=f(log25)>a=f(log0.53)>c=f(2m3.y=f(x)+x2是奇函数,且f(1)=1.假设g(x)=f(x)+2,那么g(-1)=________.解析:由题意得g(-1)=f(-1)+2.又f(-1)+(-1)2=-[f(1)+12]=-2,所以f(-1)=-3.故f(-1)+2=-3+2=-1,即g(-1)=-1.答案:-14.函数f(x)是定义在R上的偶函数,且满足f(x+2)=f(x).当x∈[0,1]时,f(x)=2x.假设在区间[-2,3]上方程ax+2a-f(x)=0恰有四个不相等的实数根,那么实数a解析:由f(x+2)=f(x),得函数的周期是2.由ax+2a-f(x得f(x)=ax+2A.设y=f(x),那么y=ax+2a,作出函数y=f(x),y=ax+2要使方程ax+2a-f(x)=0恰有四个不相等的实数根,那么直线y=ax+2a=a(x+2)的斜率满足kAH<a<k由题意可知,G(1,2),H(3,2),A(-2,0),所以kAH=eq\f(2,5),kAG=eq\f(2,3),所以eq\f(2,5)<a<eq\f(2,3).答案:eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5),\f(2,3)))[常用结论——记一番]1.函数的单调性在公共定义域内:(1)假设函数f(x)是增函数,函数g(x)是增函数,那么f(x)+g(x)是增函数;(2)假设函数f(x)是减函数,函数g(x)是减函数,那么f(x)+g(x)是减函数;(3)假设函数f(x)是增函数,函数g(x)是减函数,那么f(x)-g(x)是增函数;(4)假设函数f(x)是减函数,函数g(x)是增函数,那么f(x)-g(x)是减函数.[提示]在利用函数单调性解不等式时,易忽略函数定义域这一限制条件.2.函数的奇偶性(1)判断函数的奇偶性有时可以用定义的等价形式:f(x)±f(-x)=0,eq\f(fx,f-x)=±1;(2)设f(x),g(x)的定义域分别是D1,D2,那么在它们的公共定义域上:奇+奇=奇,奇×奇=偶,偶+偶=偶,偶×偶=偶,奇×偶=奇.3.有关函数f(x)周期性的常用结论:(1)假设f(x+a)=f(x-a),那么函数f(x)的周期为2|a|;(2)假设f(x+a)=-f(x),那么函数f(x)的周期为2|a|;(3)假设f(x+a)=eq\f(1,fx),那么函数f(x)的周期为2|a|;(4)假设f(x+a)=-eq\f(1,fx),那么函数f(x)的周期为2|a|.(二)最值函数大显身手[速解技法——学一招]最值函数的定义:设a,b为实数,那么min{a,b}=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a,a≤b,,b,b<a;))max{a,b}=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a,a≥b,,b,b>a.))解有些求最值问题时,巧妙借助以下性质,可如虎添翼.(1)min{a,b}≤eq\f(a+b,2)≤max{a,b};(2)eq\o(min,\s\do4(a>0,b>0)){a,b}≤eq\r(ab)≤eq\o(max,\s\do4(a>0,b>0)){a,b}.[例1]对于任意x∈R,函数f(x)表示y=-x+3,y=eq\f(3,2)x+eq\f(1,2),y=x2-4x+3中的最大者,那么f(x)的最小值是()A.2 B.3C.8 D.-1[解析]选A如图,分别画出函数y=-x+3,y=eq\f(3,2)x+eq\f(1,2),y=x2-4x+3的图象,得到三个交点A(0,3),B(1,2),C(5,8).由图象可得函数f(x)的表达式为f(x)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x2-4x+3,x≤0,,-x+3,0<x≤1,,\f(3,2)x+\f(1,2),1<x≤5,,x2-4x+3,x>5,))所以f(x)的图象是图中的实线局部,图象的最低点是B(1,2),所以函数f(x)的最小值是2.[例2]函数f(x)=x2-x+m-eq\f(1,2),g(x)=-log2x,min{m,n}表示m,n中的最小值,设函数h(x)=min{f(x),g(x)}(x>0),那么当函数h(x)有三个零点时,实数m的取值范围为()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(3,4))) B.eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,\f(3,4)))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(3,4))) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),+∞))[解析]选C在同一直角坐标系中,作出函数y=f(x)和y=g(x)的图象如下图.当两函数图象交于点A(1,0)时,即有1-1+m-eq\f(1,2)=0,解得m=eq\f(1,2),所以当函数h(x)有三个零点时,即为点A和y=f(x)与x轴的两个交点,假设满足条件,那么需eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(f0>0,,f\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))<0,,f1>0,))解得eq\f(1,2)<m<eq\f(3,4).所以实数m的取值范围是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(3,4))).[经典好题——练一手]1.设a,b为平面向量,那么()A.min{|a+b|,|a-b|}≤min{|a|,|b|}B.min{|a+b|,|a-b|}≥min{|a|,|b|}C.max{|a+b|2,|a-b|2}≤|a|2+|b|2D.max{|a+b|2,|a-b|2}≥|a|2+|b|2解析:选Dmax{|a+b|2,|a-b|2}≥eq\f(|a+b|2+|a-b|2,2)=|a|2+|b|2,应选D.2.(2023·兰州模拟)记max{a,b}=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a,a≥b,b,a<b)),向量a,b,c满足|a|=1,|b|=2,a·b=0,c=λa+μb(λ≥0,μ≥0,且λ+μ=1),那么当max{c·a,c·b}取最小值时,|c|=()A.eq\f(2\r(5),5) B.eq\f(2\r(2),3)C.1 D.eq\f(\r(5),2)解析:选A如图,设eq\o(OA,\s\up7(→))=a,eq\o(OB,\s\up7(→))=b,那么a=(1,0),b=(0,2),∵λ≥0,μ≥0,λ+μ=1,∴0≤λ≤1.又c=λa+μb,∴c·a=(λa+b-λb)·a=λ;c·b=(λa+b-λb)·b=4-4λ.由λ=4-4λ,得λ=eq\f(4,5).∴max{c·a,c·b}=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(λ,\f(4,5)≤λ≤1,,4-4λ,0≤λ<\f(4,5).))令f(λ)=eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(λ,\f(4,5)≤λ≤1,,4-4λ,0≤λ<\f(4,5).))那么f(λ)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(4,5),4)).∴f(λ)min=eq\f(4,5),此时λ=eq\f(4,5),μ=eq\f(1,5),∴c=eq\f(4,5)a+eq\f(1,5)b=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,5),\f(2,5))).∴|c|=eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,5)))2+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,5)))2)=eq\f(2\r(5),5).3.设x,y为实数,且5x2+4y2=10x,那么x2+y2的最大值为________.解析:法一:5x2+4y2=10x⇒4y2=10x-5x2≥0⇒0≤x≤2.4(x2+y2)=10x-x2=25-(5-x)2≤25-9=16⇒x2+y2≤4.法二:5x2-4y2=10x⇒(x-1)2+eq\f(4,5)y2=1,令x-1=sinθ,eq\f(2\r(5),5)y=cosθ,θ∈[0,2π],那么x2+y2=(sinθ+1)2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(5),2)cosθ))2=eq\f(9,4)-eq\f(1,4)(sinθ-4)2+4,∵-1≤sinθ≤1,∴当sinθ=1时,x2+y2取得最大值,即(x2+y2)max=4.答案:4(三)应用导数开阔思路[速解技法——学一招]1.函数的单调性与导数的关系①f′(x)>0⇒f(x)为增函数;②f′(x)<0⇒f(x)为减函数;③f′(x)=0⇒f(x)为常数函数.2.求函数f(x)极值的方法求函数的极值应先确定函数的定义域,解方程f′(x)=0,再判断f′(x)=0的根是否是极值点,可通过列表的形式进行分析,假设遇极值点含参数不能比拟大小时,那么需分类讨论.[例1]假设函数f(x)=2sinx(x∈[0,π))的图象在切点P处的切线平行于函数g(x)=2eq\r(x)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x,3)+1))的图象在切点Q处的切线,那么直线PQ的斜率为()A.eq\f(8,3) B.2C.eq\f(7,3) D.eq\f(\r(3),3)[解析]选A由题意得f′(x)=2cosx,g′(x)=xeq\f(1,2)+x-eq\f(1,2).设P(x1,f(x1)),Q(x2,g(x2)),又f′(x1)=g′(x2),即2cosx1=xeq\f(1,2)2+x-eq\f(1,2)2,故4cos2x1=x2+xeq\o\al(-1,2)+2,所以-4+4cos2x1=x2+xeq\o\al(-1,2)-2,即-4sin2x1=(xeq\f(1,2)2-x-eq\f(1,2)2)2,所以sinx1=0,x1=0,xeq\f(1,2)2=x-eq\f(1,2)2,x2=1,故P(0,0),Qeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(8,3))),故kPQ=eq\f(8,3).[技法领悟]求曲线的切线方程时,要注意是在点P处的切线还是过点P的切线,前者点P为切点,后者点P不一定为切点.[例2]函数f(x)(x∈R)满足f(1)=1,且f(x)的导数f′(x)<eq\f(1,2),那么不等式f(x2)<eq\f(x2,2)+eq\f(1,2)的解集为________.[解析]设F(x)=f(x)-eq\f(1,2)x,∴F′(x)=f′(x)-eq\f(1,2),∵f′(x)<eq\f(1,2),∴F′(x)=f′(x)-eq\f(1,2)<0,即函数F(x)在R上单调递减.∵f(x2)<eq\f(x2,2)+eq\f(1,2),∴f(x2)-eq\f(x2,2)<f(1)-eq\f(1,2),∴F(x2)<F(1),而函数F(x)在R上单调递减,∴x2>1,即x∈(-∞,-1)∪(1,+∞).[答案](-∞,-1)∪(1,+∞)[例3]函数f(x)=(ax+b)lnx-bx+3在(1,f(1))处的切线方程为y=2.(1)求a,b的值;(2)求函数f(x)的极值;(3)假设g(x)=f(x)+kx在(1,3)上是单调函数,求k的取值范围.[解](1)因为f(1)=-b+3=2,所以b=1.又f′(x)=eq\f(b,x)+alnx+a-b=eq\f(1,x)+alnx+a-1,而函数f(x)在(1,f(1))处的切线方程为y=2,所以f′(1)=1+a-1=0,所以a=0.(2)由(1)得f(x)=lnx-x+3,f′(x)=eq\f(1,x)-1(x>0).令f′(x)=0,得x=1.当0<x<1时,f′(x)>0;当x>1时,f′(x)<0,所以f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,故f(x)的极大值为f(1)=2,无极小值.(3)由g(x)=f(x)+kx,得g(x)=lnx+(k-1)x+3(x>0),g′(x)=eq\f(1,x)+k-1,又g(x)在x∈(1,3)上是单调函数,假设g(x)为增函数,有g′(x)≥0,即g′(x)=eq\f(1,x)+k-1≥0,即k≥1-eq\f(1,x)在x∈(1,3)上恒成立.又1-eq\f(1,x)∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(2,3))),所以k≥eq\f(2,3).假设g(x)为减函数,有g′(x)≤0,即g′(x)=eq\f(1,x)+k-1≤0,即k≤1-eq\f(1,x)在x∈(1,3)上恒成立,又1-eq\f(1,x)∈eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(2,3))),所以k≤0.综上,k的取值范围为(-∞,0]∪eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,3),+∞)).[技法领悟]破解此类问题需注意两点:(1)求函数的单调区间时应优先考虑函数的定义域;(2)求得函数在多个区间单调性相同时,区间之间用“,〞分割,或用“和〞相连,一般不用“∪〞.[经典好题——练一手]1.f(x)=x(2016+lnx),假设f′(x0)=2017,那么x0=()A.e2 B.1C.ln2 D.e解析:选Bf′(x)=2016+lnx+x·eq\f(1,x)=2017+lnx,由f′(x0)=2017,得2017+lnx0=2017,所以lnx0=0,解得x0=1.2.定义:如果函数f(x)在[m,n]上存在x1,x2(m<x1<x2<n)满足f′(x1)=eq\f(fn-fm,n-m),f′(x2)=eq\f(fn-fm,n-m).那么称函数f(x)是[m,n]上的“双中值函数〞,函数f(x)=x3-x2+a是[0,a]上的“双中值函数〞,那么实数a的取值范围是()A.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),\f(1,2))) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),3))C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1)) D.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),1))解析:选C因为f(x)=x3-x2+a,所以f′(x)=3x2-2x在区间[0,a]上存在x1,x2(0<x1<x2<a),满足f′(x1)=f′(x2)=eq\f(fa-f0,a-0)=a2-a,所以方程3x2-2x=a2-a在区间(0,a)上有两个不相等的实根.令g(x)=3x2-2x-a2+a(0<x<a),那么eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Δ=4-12-a2+a>0,,g0=-a2+a>0,,ga=2a2-a>0,))解得eq\f(1,2)<a<1,所以实数a的取值范围是eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1)).3.函数f(x)=eq\f(x3,3)-eq\f(b,2)x2+ax+1(a>0,b>0),那么函数g(x)=alnx+eq\f(f′x,a)在点(b,g(b))处的切线斜率的最小值是________.解析:因为f′(x)=x2-bx+a,所以g(x)=alnx+eq\f(x2-bx,a)+1.所以g′(x)=eq\f(a,x)+eq\f(2x-b,a)(x>0),因为a>0,b>0,那么g′(b)=eq\f(a,b)+eq\f(2b-b,a)=eq\f(a,b)+eq\f(b,a)≥2,当且仅当a=b=1时取“=〞,所以斜率的最小值为2.答案:24.函数f(x)=(x+1)2ln(x+1)-x,φ(x)=mx2.(1)当m=eq\f(1,2)时,求函数g(x)=f(x)-φ(x)的极值;(2)当m=1且x≥0时,证明:f(x)≥φ(x);(3)假设x≥0,f(x)≥φ(x)恒成立,求实数m的取值范围.解:(1)当m=eq\f(1,2)时,g(x)=f(x)-φ(x)=(x+1)2·ln(x+1)-x-eq\f(x2,2),x>-1,所以g′(x)=2(x+1)ln(x+1)+(x+1)2·eq\f(1,x+1)-1-x=2(x+1)ln(x+1).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x>-1,,g′x=0,))解得x=0,当x变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表:x(-1,0)0(0,+∞)g′(x)-0+g(x)极小值所以函数g(x)的极小值为g(0)=0,无极大值.(2)证明:当m=1时,令p(x)=f(x)-φ(x)=(x+1)2·ln(x+1)-x-x2(x≥0),所以p′(x)=2(x+1)ln(x+1)+(x+1)2·eq\f(1,x+1)-1-2x=2(x+1)ln(x+1)-x.设p′(x)=G(x),那么G′(x)=2ln(x+1)+1>0,所以函数p′(x)在[0,+∞)上单调递增,所以p′(x)≥p′(0)=0,所以函数p(x)在[0,+∞)上单调递增,所以p(x)≥p(0)=0.所以f(x)≥φ(x).(3)设h(x)=(x+1)2ln(x+1)-x-mx2(x≥0),所以h′(x)=2(x+1)ln(x+1)+x-2mx.由(2)知当x≥0时,(x+1)2ln(x+1)≥x2+x=x(x+1),所以(x+1)ln(x+1)≥x,所以h′(x)≥3x-2mx.①当3-2m≥0,即m≤eq\f(3,2)时,h′(x)≥0,所以h(x)在[0,+∞)上单调递增,所以h(x)≥h(0)=0,满足题意.②当3-2m<0,即m>eq\f(3,2)时,设H(x)=h′(x)=2(x+1)ln(x+1)+(1-2m)x那么H′(x)=2ln(x+1)+3-2m令H′(x)=0,得x0=eeq\f(2m-3,2)-1>0,故h′(x)在[0,x0)上单调递减,在[x0,+∞)上单调递增.当x∈[0,x0)时,h′(x)<h′(0)=0,所以h(x)在[0,x0)上单调递减,所以h(x)<h(0)=0,不满足题意.综上,实数m的取值范围为eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(-∞,\f(3,2))).[常用结论——记一番]1.函数极值的判别的易错点(1)可导函数极值点的导数为0,但导数为0的点不一定是极值点,如函数f(x)=x3,f′(0)=0,但x=0不是极值点.(2)极值点不是一个点,而是一个数x0,当x=x0时,函数取得极值.在x0处有f′(x0)=0是函数f(x)在x0处取得极值的必要不充分条件.2.函数最值的判别方法(1)求函数f(x)在闭区间[a,b]上最值的关键是求出f′(x)=0的根的函数值,再与f(a),f(b)作比拟,其中最大的一个是最大值,最小的一个是最小值.(2)求函数f(x)在非闭区间上的最值,只需利用导数法判断函数f(x)的单调性,即可得结论.(四)三角问题重在三变[速解技法——学一招]eq\a\vs4\al(“三变〞是指变角、变数与变式.,1变角,如2α=α+β+α-β,α=α+β-β.,2变数,特别是“1〞的代换,1=sin2θ+cos2θ=tan45°等.,3变式,cos2α=\f(1+cos2α,2),sin2α=\f(1-cos2α,2).,tanα±tanβ=tanα±β1∓tanαtanβ,,sin2α=2sinαcosα=\f(2sinαcosα,sin2α+cos2α)=\f(2tanα,tan2α+1);,cos2α=cos2α-sin2α=\f(cos2α-sin2α,sin2α+cos2α)=\f(1-tan2α,tan2α+1).)[例1]对于锐角α,假设sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,12)))=eq\f(3,5),那么coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,3)))=()A.eq\f(24,25) B.eq\f(3,8)C.eq\f(\r(2),8) D.-eq\f(24,25)[解析]选D由α为锐角,且sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,12)))=eq\f(3,5),可得coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,12)))=eq\f(4,5),所以coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,3)))=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,3)))))=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)-2α))=-2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,12)))coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α-\f(π,12)))=-2×eq\f(3,5)×eq\f(4,5)=-eq\f(24,25).[例2]假设sin2α=eq\f(\r(5),5),sin(β-α)=eq\f(\r(10),10),且α∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),π)),β∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(π,\f(3π,2))),那么α+β的值是()A.eq\f(7π,4) B.eq\f(9π,4)C.eq\f(5π,4)或eq\f(7π,4) D.eq\f(5π,4)或eq\f(9π,4)[解析]选A因为α∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),π)),所以2α∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),2π)),又sin2α=eq\f(\r(5),5),故2α∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),π)),α∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,4),\f(π,2))),所以cos2α=-eq\f(2\r(5),5).又β∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(π,\f(3π,2))),故β-α∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,2),\f(5π,4))),于是cos(β-α)=-eq\f(3\r(10),10),所以cos(α+β)=cos[2α+(β-α)]=cos2αcos(β-α)-sin2αsin(β-α)=-eq\f(2\r(5),5)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(3\r(10),10)))-eq\f(\r(5),5)×eq\f(\r(10),10)=eq\f(\r(2),2),且α+β∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(5π,4),2π)),故α+β=eq\f(7π,4).[经典好题——练一手]1.角θ的顶点与原点重合,始边与x轴正半轴重合,终边在直线y=2x上,那么sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2θ+\f(π,4)))的值为()A.-eq\f(7\r(2),10) B.eq\f(7\r(2),10)C.-eq\f(\r(2),10) D.eq\f(\r(2),10)解析:选D由题意可得tanθ=2,cosθ=±eq\f(\r(5),5),所以tan2θ=eq\f(2tanθ,1-tan2θ)=-eq\f(4,3),cos2θ=2cos2θ-1=-eq\f(3,5),所以sin2θ=cos2θ·tan2θ=eq\f(4,5),所以sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2θ+\f(π,4)))=eq\f(\r(2),2)(sin2θ+cos2θ)=eq\f(\r(2),2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,5)-\f(3,5)))=eq\f(\r(2),10).2.(2023·沈阳质检)f(x)=2sin2x+2sinxcosx,那么f(x)的最小正周期和一个单调递减区间分别为()A.2π,eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(3π,8),\f(7π,8))) B.π,eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(3π,8),\f(7π,8)))C.2π,eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,8),\f(3π,8))) D.π,eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,8),\f(3π,8)))解析:选B∵f(x)=2sin2x+2sinxcosx=1-cos2x+sin2x=eq\r(2)sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2x-\f(π,4)))+1,∴T=eq\f(2π,2)=π,由eq\f(π,2)+2kπ≤2x-eq\f(π,4)≤eq\f(3π,2)+2kπ(k∈Z),得eq\f(3π,8)+kπ≤x≤eq\f(7π,8)+kπ(k∈Z),令k=0得f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(3π,8),\f(7π,8)))上单调递减.3.α为锐角,假设sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,6)))=eq\f(3,5),那么coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α-\f(π,6)))=________.解析:coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α-\f(π,6)))=coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,3)-\f(π,2)))=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,3)))=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,6)))))=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,6)))coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,6))),因为α为锐角,sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,6)))=eq\f(3,5)<eq\f(\r(3),2),所以eq\f(π,6)<α+eq\f(π,6)<eq\f(π,3),故coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,6)))=eq\f(4,5),所以coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α-\f(π,6)))=2×eq\f(3,5)×eq\f(4,5)=eq\f(24,25).答案:eq\f(24,25)4.假设0<α<eq\f(π,2),0<β<eq\f(π,2),sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-α))=eq\f(3,5),coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(β,2)-\f(π,3)))=eq\f(2\r(5),5),那么coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(β,2)-α))的值为________.解析:由题易知-eq\f(π,6)<eq\f(π,3)-α<eq\f(π,3),-eq\f(π,3)<eq\f(β,2)-eq\f(π,3)<-eq\f(π,12),所以coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-α))=eq\r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,5)))2)=eq\f(4,5),sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(β,2)-\f(π,3)))=-eq\r(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2\r(5),5)))2)=-eq\f(\r(5),5),所以coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(β,2)-α))=coseq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,3)-α))+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(β,2)-\f(π,3)))))=eq\f(4,5)×eq\f(2\r(5),5)+eq\f(3,5)×eq\f(\r(5),5)=eq\f(11\r(5),25).答案:eq\f(11\r(5),25)[常用结论——记一番]三角公式中常用的变形:(1)对于含有sinα±cosα,sinαcosα的问题,利用(sinα±cosα)2=1±2sinαcosα,建立sinα±cosα与sinαcosα的关系.(2)对于含有sinα,cosα的齐次式eq\b\lc\(\rc\(\a\vs4\al\co1(如\f(sinα+cosα,sinα-cosα),))eq\b\lc\\rc\)(\a\vs4\al\co1(,sinαcosα,)),利用tanα=eq\f(sinα,cosα)转化为含tanα的式子.(3)对于形如cos2α+sinα与cos2α+sinαcosα的变形,前者用平方关系sin2α+cos2α=1化为二次型函数,而后者用降幂公式化为一个角的三角函数.(4)含tanα+tanβ与tanαtanβ时考虑tan(α+β)=eq\f(tanα+tanβ,1-tanαtanβ).(五)正弦余弦相得益彰[速解技法——学一招]三角函数求值的解题策略(1)寻求角与角关系的特殊性,化非特殊角为特殊角,熟练准确地应用公式;(2)注意切化弦、异角化同角、异名化同名、角的变换等常规技巧的运用;(3)对于条件求值问题,要认真寻找条件和结论的关系,寻找解题的突破口,对于很难入手的问题,可利用分析法.(4)求角的大小,应注意角的范围.[例1](2023·福州质检)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且ctanC=eq\r(3)(acosB+bcosA).(1)求角C;(2)假设c=2eq\r(3),求△ABC面积的最大值.[解](1)∵ctanC=eq\r(3)(acosB+bcosA),∴sinCtanC=eq\r(3)(sinAcosB+sinBcosA),∴sinCtanC=eq\r(3)sin(A+B)=eq\r(3)sinC,∵0<C<π,∴sinC≠0,∴tanC=eq\r(3),∴C=60°.(2)∵c=2eq\r(3),C=60°,由余弦定理c2=a2+b2-2abcosC,得12=a2+b2-ab≥2ab-ab,∴ab≤12,∴S△ABC=eq\f(1,2)absinC≤3eq\r(3),当且仅当a=b=2eq\r(3)时取“=〞,所以△ABC的面积的最大值为3eq\r(3).[例2]向量m=(2sinωx,cos2ωx-sin2ωx),n=(eq\r(3)cosωx,1),其中ω>0,x∈R.函数f(x)=m·n的最小正周期为π.(1)求ω的值;(2)在△ABC中,假设f(B)=-2,BC=eq\r(3),sinB=eq\r(3)sinA,求eq\o(BA,\s\up7(→))·eq\o(BC,\s\up7(→))的值.[解](1)f(x)=m·n=2eq\r(3)sinωxcosωx+cos2ωx-sin2ωx=eq\r(3)sin2ωx+cos2ωx=2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2ωx+\f(π,6))).因为f(x)的最小正周期为π,所以T=eq\f(2π,2|ω|)=π.因为ω>0,所以ω=1.(2)设△ABC中内角A,B,C所对的边分别是a,b,C.因为f(B)=-2,所以2sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2B+\f(π,6)))=-2,即sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2B+\f(π,6)))=-1,得B=eq\f(2π,3).因为BC=eq\r(3),所以a=eq\r(3).因为sinB=eq\r(3)sinA,所以b=eq\r(3)a,得b=3.由正弦定理有eq\f(\r(3),sinA)=eq\f(3,sin\f(2π,3)),解得sinA=eq\f(1,2).因为0<A<eq\f(π,3),所以A=eq\f(π,6).得C=eq\f(π,6),c=a=eq\r(3).所以eq\o(BA,\s\up7(→))·eq\o(BC,\s\up7(→))=cacosB=eq\r(3)×eq\r(3)×coseq\f(2π,3)=-eq\f(3,2).[经典好题——练一手]1.△ABC的三个内角A,B,C的对边分别为a,b,c,假设eq\f(cosA,cosB)=eq\f(b,a)=eq\r(2),那么该三角形的形状是()A.直角三角形 B.等腰三角形C.等边三角形 D.钝角三角形解析:选A因为eq\f(cosA,cosB)=eq\f(b,a),由正弦定理得eq\f(cosA,cosB)=eq\f(sinB,sinA),所以sin2A=sin2B.由eq\f(b,a)=eq\r(2),可知a≠b,所以A≠B.又A,B∈(0,π),所以2A=180°-2B,即A+B=90°,所以C=90°,于是△ABC是直角三角形.应选A.2.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,假设acosC+ccosA=2bsinA,那么A的值为()A.eq\f(5π,6) B.eq\f(π,6)C.eq\f(2π,3) D.eq\f(π,6)或eq\f(5π,6)解析:选D由acosC+ccosA=2bsinA结合正弦定理可得sinAcosC+sinCcosA=2sinBsinA,即sin(A+C)=2sinBsinA,故sinB=2sinBsinA.又sinB≠0,可得sinA=eq\f(1,2),故A=eq\f(π,6)或eq\f(5π,6).3.非直角△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,c=1,C=eq\f(π,3).假设sinC+sin(A-B)=3sin2B,那么△ABC的面积为()A.eq\f(15\r(3),4) B.eq\f(15,4)C.eq\f(21\r(3),4)或eq\f(\r(3),6) D.eq\f(3\r(3),28)解析:选D因为sinC+sin(A-B)=sin(A+B)+sin(A-B)=2sinAcosB=6sinBcosB,因为△ABC非直角三角形,所以cosB≠0,所以sinA=3sinB,即a=3b.又c=1,C=eq\f(π,3),由余弦定理得a2+b2-ab=1,结合a=3b,可得b2=eq\f(1,7),所以S△ABC=eq\f(1,2)absinC=eq\f(3,2)b2sineq\f(π,3)=eq\f(3\r(3),28).4.(2023·陕西质检)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,面积为S,2acos2eq\f(C,2)+2ccos2eq\f(A,2)=eq\f(5,2)b.(1)求证:2(a+c)=3b;(2)假设cosB=eq\f(1,4),S=eq\r(15),求b.解:(1)证明:由得,a(1+cosC)+c(1+cosA)=eq\f(5,2)b.在△ABC中,由余弦定理,得acosC+ccosA=a·eq\f(a2+b2-c2,2ab)+c·eq\f(b2+c2-a2,2bc)=eq\f(2b2,2b)=b.∴a+c=eq\f(3,2)b,即2(a+c)=3b.(2)∵cosB=eq\f(1,4),∴sinB=eq\f(\r(15),4).∵S=eq\f(1,2)acsinB=eq\f(\r(15),8)ac=eq\r(15),∴ac=8.又b2=a2+c2-2accosB=(a+c)2-2ac(1+cosB2(a+c)=3b,∴b2=eq\f(9b2,4)-16×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1+\f(1,4))),解得b2=16,∴b=4.[常用结论——记一番]1.解三角形中常用结论:(1)三角形中正弦、余弦、正切满足的关系式有:eq\f(a,sinA)=eq\f(b,sinB)=eq\f(c,sinC)=2R,c2=a2+b2-2abcosC,tanA+tanB+tanC=tanAtanBtanC,a>b⇔A>B⇔sinA>sinB⇔cosA<cosB.(2)三角形形状判断(一般用余弦定理):直角三角形⇔a2+b2=c2;锐角三角形⇔a2+b2>c2(c为最大边);钝角三角形⇔a2+b2<c2(c为最大边).(3)在锐角三角形ABC中:①A+B>eq\f(π,2),C+B>eq\f(π,2),A+C>eq\f(π,2);②任意角的正弦值都大于其他角的余弦值.(4)在△ABC中,A,B,C成等差数列⇔B=60°;在△ABC中,A,B,C成等差数列,且a,b,c成等比数列⇔三角形为等边三角形.2.设△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,其面积为S.(1)S=eq\f(1,2)aha=eq\f(1,2)bhb=eq\f(1,2)chc(ha,hb,hc分别表示a,b,c边上的高).(2)S=eq\f(1,2)absinC=eq\f(1,2)bcsinA=eq\f(1,2)casinB.(3)S=eq\f(1,2)r(a+b+c)(r为三角形ABC内切圆的半径).
(六)向量小题三招搞定[速解技法——学一招]解决与向量有关的小题,一般用三招,即“构图、分解、建系〞,就能突破难点,顺利解决问题.[例1]eq\o(AB,\s\up7(→))·eq\o(BC,\s\up7(→))=0,|eq\o(AB,\s\up7(→))|=1,|eq\o(BC,\s\up7(→))|=2,eq\o(AD,\s\up7(→))·eq\o(DC,\s\up7(→))=0,那么|eq\o(BD,\s\up7(→))|的最大值为()A.eq\f(2\r(5),5) B.2C.eq\r(5) D.2eq\r(5)[解析]选C由eq\o(AB,\s\up7(→))·eq\o(BC,\s\up7(→))=0可知,eq\o(AB,\s\up7(→))⊥eq\o(BC,\s\up7(→)).故以B为坐标原点,分别以BA,BC所在的直线为x轴,y轴建立如下图的平面直角坐标系,那么由题意,可得B(0,0),A(1,0),C(0,2).设D(x,y),那么eq\o(AD,\s\up7(→))=(x-1,y),eq\o(DC,\s\up7(→))=(-x,2-y).由eq\o(AD,\s\up7(→))·eq\o(DC,\s\up7(→))=0,可得(x-1)(-x)+y(2-y)=0,整理得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,2)))2+(y-1)2=eq\f(5,4).所以点D在以Eeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2),1))为圆心,半径r=eq\f(\r(5),2)的圆上.因为|eq\o(BD,\s\up7(→))|表示B,D两点间的距离,而|eq\o(EB,\s\up7(→))|=eq\f(\r(5),2),所以|eq\o(BD,\s\up7(→))|的最大值为|eq\o(EB,\s\up7(→))|+r=eq\f(\r(5),2)+eq\f(\r(5),2)=eq\r(5).[例2]点C为线段AB上一点,P为直线AB外一点,PC是∠APB的平分线,I为PC上一点,满足eq\o(BI,\s\up7(→))=eq\o(BA,\s\up7(→))+λeq\o(AC,\s\up7(→))eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(eq\o(AC,\s\up7(→)),|eq\o(AC,\s\up7(→))|)+\f(eq\o(AP,\s\up7(→)),|eq\o(AP,\s\up7(→))|)))(λ>0),|eq\o(PA,\s\up7(→))|-|eq\o(PB,\s\up7(→))|=4,|eq\o(PA,\s\up7(→))-eq\o(PB,\s\up7(→))|=10,那么eq\f(eq\o(BI,\s\up7(→))·eq\o(BA,\s\up7(→)),|eq\o(BA,\s\up7(→))|)的值为()A.2 B.3C.4 D.5[解析]选B因为|eq\o(PA,\s\up7(→))-eq\o(PB,\s\up7(→))|=|eq\o(BA,\s\up7(→))|=10,PC是∠APB的平分线,又eq\o(BI,\s\up7(→))=eq\o(BA,\s\up7(→))+λeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(eq\o(AC,\s\up7(→)),|eq\o(AC,\s\up7(→))|)+\f(eq\o(AP,\s\up7(→)),|eq\o(AP,\s\up7(→))|)))(λ>0),即AI→=λeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(eq\o(AC,\s\up7(→)),|eq\o(AC,\s\up7(→))|)+\f(eq\o(AP,\s\up7(→)),|eq\o(AP,\s\up7(→))|))),所以I在∠BAP的平分线上,由此得I是△ABP的内心.如图,过I作IH⊥AB于H,以I为圆心,IH为半径作△PAB的内切圆,分别切PA,PB于E,F,因为|eq\o(PA,\s\up7(→))|-|eq\o(PB,\s\up7(→))|=4,|eq\o(PA,\s\up7(→))-eq\o(PB,\s\up7(→))|=10,|eq\o(BH,\s\up7(→))|=|eq\o(FB,\s\up7(→))|=eq\f(1,2)(|eq\o(PB,\s\up7(→))|+|eq\o(AB,\s\up7(→))|-|eq\o(PA,\s\up7(→))|)=eq\f(1,2)[|eq\o(AB,\s\up7(→))|-(|eq\o(PA,\s\up7(→))|-|eq\o(PB,\s\up7(→))|)]=3.在Rt△BIH中,cos∠IBH=eq\f(|eq\o(BH,\s\up7(→))|,|eq\o(BI,\s\up7(→))|),所以eq\f(eq\o(BI,\s\up7(→))·eq\o(BA,\s\up7(→)),|eq\o(BA,\s\up7(→))|)=|eq\o(BI,\s\up7(→))|cos∠IBH=|eq\o(BH,\s\up7(→))|=3.[经典好题——练一手]1.(2023·宝鸡质检)在等腰直角△ABC中,∠ABC=90°,|AB|=|BC|=2,M,N(不与A,C重合)为AC边上的两个动点,且满足|eq\o(MN,\s\up7(→))|=eq\r(2),那么eq\o(BM,\s\up7(→))·eq\o(BN,\s\up7(→))的取值范围为()A.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(3,2),2)) B.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),2))C.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),2)) D.eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),+∞))解析:选C以等腰直角三角形的直角边BC为x轴,BA为y轴,建立平面直角坐标系如下图,那么B(0,0),直线AC的方程为x+y=2.设M(a,2-a),0<a<1,N(b,2-b),∵MN=eq\r(2),∴(a-b)2+(2-a-2+b)2=2,即(a-b)2=1,解得b=a+1或b=a-1(舍去),那么N(a+1,1-a),∴eq\o(BM,\s\up7(→))=(a,2-a),eq\o(BN,\s\up7(→))=(a+1,1-a),∴eq\o(BM,\s\up7(→))·eq\o(BN,\s\up7(→))=a(a+1)+(2-a)(1-a)=2a2-2a+2=2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(a-\f(1,2)))2+eq\f(3,2),∵0<a<1,∴当a=eq\f(1,2)时,eq\o(BM,\s\up7(→))·eq\o(BN,\s\up7(→))取得最小值eq\f(3,2),又eq\o(BM,\s\up7(→))·eq\o(BN,\s\up7(→))<2,故eq\o(BM,\s\up7(→))·eq\o(BN,\s\up7(→))的取值范围为eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),2)).2.向量a,b满足a·(a+2b)=0,|a|=|b|=1,且|c-a-2b|=1,那么|c|的最大值为()A.2 B.4C.eq\r(5)+1 D.eq\r(3)+1解析:选D设a=eq\o(OA,\s\up7(→)),a+2b=eq\o(OB,\s\up7(→)),c=eq\o(OC,\s\up7(→)),且设点A在x轴上,那么点B在y轴上,由|c-a-2b|=1,可知|c-(a+2b)|=|eq\o(OC,\s\up7(→))-eq\o(OB,\s\up7(→))|=|eq\o(BC,\s\up7(→))|=1,所以点C在以B为圆心,1为半径的圆上,如下图.法一:因为a·(a+2b)=0,所以2a·b=-|a|2又|a|=|b|=1,所以|a+2b|=eq\r(|a|2+4|b|2+4a·b)=eq\r(4|b|2-|a|2)=eq\r(3),所以|c|max=|eq\o(OB,\s\up7(→))|+1=|a+2b|+1=eq\r(3)+1.法二:连接AB,因为eq\o(OB,\s\up7(→))=eq\o(OA,\s\up7(→))+eq\o(AB,\s\up7(→))=a+2b,所以eq\o(AB,\s\up7(→))=2b.因为|a|=|b|=1,所以|eq\o(AB,\s\up7(→))|=2,|eq\o(OA,\s\up7(→))|=1,所以|eq\o(OB,\s\up7(→))|=eq\r(|eq\o(AB,\s\up7(→))|2-|eq\o(OA,\s\up7(→))|2)=eq\r(3),所以|c|max=|eq\o(OB,\s\up7(→))|+1=eq\r(3)+1.3.(2023·福州质检)正方形ABCD中,E为BC的中点,向量eq\o(AE,\s\up7(→)),eq\o(BD,\s\up7(→))的夹角为θ,那么cosθ=________.解析:法一:设正方形的边长为a,那么|eq\o(AE,\s\up7(→))|=eq\f(\r(5),2)a,|eq\o(BD,\s\up7(→))|=eq\r(2)a,又eq\o(AE,\s\up7(→))·eq\o(BD,\s\up7(→))=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\o(AB,\s\up7(→))+\f(1,2)eq\o(AD,\s\up7(→))))·(eq\o(AD,\s\up7(→))-eq\o(AB,\s\up7(→)))=eq\f(1,2)eq\o(AD,\s\up7(→))2-eq\o(AB,\s\up7(→))2+eq\f(1,2)eq\o(AD,\s\up7(→))·eq\o(AB,\s\up7(→))=-eq\f(1,2)a2,所以cosθ=eq\f(eq\o(AE,\s\up7(→))·eq\o(BD,\s\up7(→)),|eq\o(AE,\s\up7(→))|·|eq\o(BD,\s\up7(→))|)=eq\f(-\f(1,2)a2,\f(\r(5)a,2)·\r(2)a)=-eq\f(\r(10),10).法二:设正方形的边长为2,建立如下图的平面直角坐标系.那么A(0,0),B(2,0),D(0,2),E(2,1),∴eq\o(AE,\s\up7(→))=(2,1),eq\o(BD,\s\up7(→))=(-2,2),∴eq\o(AE,\s\up7(→))·eq\o(BD,\s\up7(→))=2×(-2)+1×2=-2,所以cosθ=eq\f(eq\o(AE,\s\up7(→))·eq\o(BD,\s\up7(→)),|eq\o(AE,\s\up7(→))|·|eq\o(BD,\s\up7(→))|)=eq\f(-2,\r(5)×2\r(2))=-eq\f(\r(10),10).答案:-eq\f(\r(10),10)4.在Rt△ABC中,D是斜边AB的中点,点P为线段CD的中点,那么eq\f(|PA|2+|PB|2,|PC|2)=________.解析:法一:(坐标法)将直角△ABC放入直角坐标系中,如图.设A(a,0),B(0,b),a>0,b>0,那么Deq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,2),\f(b,2))),Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,4),\f(b,4))),所以|PC|2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,4)))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,4)))2=eq\f(a2,16)+eq\f(b2,16),|PB|2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,4)))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,4)-b))2=eq\f(a2,16)+eq\f(9b2,16),|PA|2=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a,4)-a))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(b,4)))2=eq\f(9a2,16)+eq\f(b2,16),所以|PA|2+|PB|2=eq\f(a2,16)+eq\f(9b2,16)+eq\f(9a2,16)+eq\f(b2,16)=10eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a2,16)+\f(b2,16)))=10|PC|2,所以eq\f(|PA|2+|PB|2,|PC|2)=10.法二:(特殊值法)令|AC|=|CB|=1,那么|PC|=eq\f(1,4)|AB|=eq\f(\r(2),4),|PA|2=|PB|2=eq\f(5,8),易得eq\f(|PA|2+|PB|2,|PC|2)=10.答案:10[常用结论——记一番]1.在四边形ABCD中:(1)eq\o(AB,\s\up7(→))=eq\o(DC,\s\up7(→)),那么四边形ABCD为平行四边形;(2)eq\o(AB,\s\up7(→))=eq\o(DC,\s\up7(→))且(eq\o(AB,\s\up7(→))+eq\o(AD,\s\up7(→)))·(eq\o(AB,\s\up7(→))-eq\o(AD,\s\up7(→)))=0,那么四边形ABCD为菱形;(3)eq\o(AB,\s\up7(→))=eq\o(DC,\s\up7(→))且|eq\o(AB,\s\up7(→))+eq\o(AD,\s\up7(→))|=|eq\o(AB,\s\up7(→))-eq\o(AD,\s\up7(→))|,那么四边形ABCD为矩形;(4)假设eq\o(AB,\s\up7(→))=λeq\o(DC,\s\up7(→))(λ>0,λ≠1),那么四边形ABCD为梯形.2.设O为△ABC所在平面上一点,内角A,B,C所对的边长分别为a,b,c,那么(1)O为△ABC的外心⇔eq\o(OA,\s\up7(→))2=eq\o(OB,\s\up7(→))2=eq\o(OC,\s\up7(→))2.(2)O为△ABC的重心⇔eq\o(OA,\s\up7(→))+eq\o(OB,\s\up7(→))+eq\o(OC,\s\up7(→))=0.(3)O为△ABC的垂心⇔eq\o(OA,\s\up7(→))·eq\o(OB,\s\up7(→))=eq\o(OB,\s\up7(→))·eq\o(OC,\s\up7(→))=eq\o(OC,\s\up7(→))·eq\o(OA,\s\up7(→)).(4)O为△ABC的内心⇔aeq\o(OA,\s\up7(→))+beq\o(OB,\s\up7(→))+ceq\o(OC,\s\up7(→))=0.(5)O为△ABC的A的旁心⇔aeq\o(OA,\s\up7(→))=beq\o(OB,\s\up7(→))+ceq\o(OC,\s\up7(→)).(七)玩转通项搞定数列[速解技法——学一招]几种常见的数列类型及通项的求法(1)递推公式为an+1=an+f(n)解法:把原递推公式转化为an+1-an=f(n),利用累加法(逐差相加法)求解.(2)递推公式为an+1=f(n)an解法:把原递推公式转化为eq\f(an+1,an)=f(n),利用累乘法(逐商相乘法)求解.(3)递推公式为an+1=pan+q解法:通过待定系数法,将原问题转化为特殊数列{an+k}的形式求解.(4)递推公式为an+1=pan+f(n)解法:利用待定系数法,构造数列{bn},消去f(n)带来的差异.[例1]数列{an}满足a1=eq\f(2,3),an+1=eq\f(n,n+1)an,求an.[解]由条件知eq\f(an+1,an)=eq\f(n,n+1),分别令n=1,2,3,…,(n-1),代入上式得(n-1)个等式累乘,即eq\f(a2,a1)·eq\f(a3,a2)·eq\f(a4,a3)·…·eq\f(an,an-1)=eq\f(1,2)×eq\f(2,3)×eq\f(3,4)×…×eq\f(n-1,n)⇒eq\f(an,a1)=eq\f(1,n).又∵a1=eq\f(2,3),∴an=eq\f(2,3n).[技法领悟]累加、累乘法起源于等差、等比数列通项公式的求解.使用过程中要注意赋值后得到(n-1)个式子,假设把其相加或相乘,等式的左边得到的结果是an-a1或eq\f(an,a1),添加首项后,等式的左边累加或累乘的结果才为an.[例2]数列{an}的首项a1=1,an+1=eq\f(an,2an+1),求数列eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,anan+1)))的前10项和.[解]因为an+1=eq\f(an,2an+1),所以eq\f(1,an+1)=eq\f(2an+1,an)=2+eq\f(1,an),即eq\f(1,an+1)-eq\f(1,an)=2,所以eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(\f(1,an)))是首项为1,公差为2的等差数列,所以eq\f(1,an)=2n-1,所以an=eq\f(1,2n-1),而eq\f(1,anan+1)=eq\f(1,2n-12n+1)=eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2n-1)-\f(1,2n+1))),所以eq\f(1,a1a2)+eq\f(1,a2a3)+…+eq\f(1,a10a11)=eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,3)+\f(1,3)-\f(1,5)+…+))eq\b\lc\\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,19)-\f(1,21)))=eq\f(1,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,21)))=eq\f(10,21).[经典好题——练一手]1.数列{an}的首项a1=2,且an+1=an+n+1,那么数列{an}的通项公式an=()A.eq\f(nn-1,2) B.eq\f(nn+1,2)C.eq\f(nn+1,2)-1 D.eq\f(nn+1,2)+1解析:选D因为an+1=an+n+1,所以an+1-an=n+1,分别把n=1,2,3,…,n-1代入上式,得到(n-1)个等式,an-an-1=(n-1)+1,an-1-an-2=(n-2)+1,an-2-an-3=(n-3)+1,…a2-a1=1+1.又a1=2=1+1,故将上述n个式子相加得an=[(n-1)+(n-
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