【模板·细则概述】
“答题模板”是指针对解答数学解答题的某一类型,分析解题的一般思路,规划解题的程序和格式,拟定解题的最佳方案,实现答题效率的最优化.
评分细则是阅卷的依据,通过认真研读评分细则,重视解题步骤的书写,规范解题过程,做到会做的题得全分;对于最后的压轴题也可以按步得分,踩点得分,一分也要抢.
模板1 三角函数的图象与性质
典例1 (12分)已知m =(cos ωx ,3cos(ωx +π)),n =(sin ωx ,cos ωx ),其中ω>0,f (x )=m·n ,且f (x )相邻两条对称轴之间的距离为π
2.
(1)若f (α2)=-34,α∈(0,π
2
),求cos α的值;
(2)将函数y =f (x )的图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,纵坐标不变,然后向左平移π
6个
单位长度,得到函数y =g (x )的图象,求函数y =g (x )的单调递增区间.
审题路线图 (1)f (x )=m·n ――→数量积运算辅助角公式得f (x )――→对称性
周期性求出ω cos α
(2)y =f (x )――→图象变换
y =g (x )――→整体思想
g (x )的递增区间
规 范 解 答·评 分 标 准
构 建 答 题 模 板 解 f (x )=m·n =cos ωx sin ωx +3cos(ωx +π)cos ωx =cos ωx sin ωx -3cos ωx cos ωx
=sin 2ωx 2-3(cos 2ωx +1)2=sin(2ωx -π3)-32
.3分
第一步 化简:利用辅助角将f (x )化成y =A sin(ωx +φ)的形式.
第二步 求值:根据三角函
评分细则 1.化简f (x )的过程中,诱导公式和二倍角公式的使用各给1分;如果只有最后结果没有过程,则给1分;最后结果正确,但缺少上面的某一步过程,不扣分;
2.计算cos α时,算对cos(α-π3)给1分;由cos(α-π3)计算sin(α-π
3)时没有考虑范围扣1分;
3.第(2)问直接写出x 的不等式没有过程扣1分;最后结果不用区间表示不给分;区间表示式中不标出k ∈Z 不扣分;没有2k π的不给分.
跟踪演练1 已知函数f (x )=3sin ωx cos ωx +cos 2ωx -12(ω>0),其最小正周期为π
2.
(1)求f (x )的表达式;
(2)将函数f (x )的图象向右平移π
8个单位长度,再将图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍(纵
坐标不变),得到函数y =g (x )的图象,若关于x 的方程g (x )+k =0在区间[0,π
2]上有且只有
一个实数解,求实数k 的取值范围. 解 (1)f (x )=3sin ωx cos ωx +cos 2ωx -1
2
=
32sin 2ωx +cos 2ωx +12-12=sin(2ωx +π
6
),
由题意知f (x )的最小正周期T =π2,T =2π2ω=πω=π
2,
所以ω=2,所以f (x )=sin(4x +π
6
).
(2)将f (x )的图象向右平移π8个单位长度后,得到y =sin(4x -π
3)的图象;再将所得图象上所有
点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),得到y =sin(2x -π
3)的图象,所以g (x )=sin(2x
-π3
), 因为0≤x ≤π2,所以-π3≤2x -π3≤2π
3,
所以g (x )∈[-
3
2
,1]. 又g (x )+k =0在区间[0,π2]上有且只有一个实数解,即函数y =g (x )与y =-k 在区间[0,π
2]
上有且只有一个交点,由正弦函数的图象可知-32≤-k <3
2
或-k =1, 解得-
32 2 或k =-1, 所以实数k 的取值范围是(- 32,3 2 ]∪{-1}. 模板2 解三角形 典例2 (12分)在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .已知a =3,cos A =6 3 ,B =A +π 2. (1)求b 的值; (2)求△ABC 的面积. 审题路线图 (1)利用同角公式、诱导公式→求得sin A 、sin B →利用正弦定理求b (2)方法一余弦定理求边c →S =1 2ac sin B 方法二用和角正弦公式求sin C →S =1 2ab sin C 评分细则 1.第(1)问:没求sin A 而直接求出sin B 的值,不扣分;写出正弦定理,但b 计算错误,得1分. 2.第(2)问:写出余弦定理,但c 计算错误,得1分;求出c 的两个值,但没舍去,扣2分;面积公式正确,但计算错误,只给1分;若求出sin C ,利用S =1 2ab sin C 计算,同样得分. 跟踪演练2 已知a ,b ,c 分别为△ABC 三个内角的对边,且3cos C +sin C =3a b , (1)求B 的大小; (2)若a +c =57,b =7,求AB →·BC → 的值. 解 (1)∵3cos C +sin C = 3a b , 由正弦定理可得:3cos C +sin C = 3sin A sin B , ∴3cos C sin B +sin B sin C =3sin A , 3cos C sin B +sin B sin C =3sin(B +C ) 3cos C sin B +sin B sin C =3sin B cos C +3cos B sin C , sin B sin C =3sin C cos B , ∵sin C ≠0,∴sin B =3cos B , ∴tan B =3, 又0 3. (2)由余弦定理可得: 2ac cos B =a 2+c 2-b 2=(a +c )2-2ac -b 2, 整理得:3ac =(a +c )2-b 2, 即:3ac =175-49.∴ac =42, ∴AB →·BC →=-BA →·BC → =-|BA →||BC →|·cos B =-ac ·cos B =-21. 模板3 数列的通项与求和问题 典例3 (12分)下表是一个由n 2个正数组成的数表,用a ij 表示第i 行第j 个数(i ,j ∈N *),已知数表中第一列各数从上到下依次构成等差数列,每一行各数从左到右依次构成等比数列,且公比都相等.已知a 11=1,a 31+a 61=9,a 35=48. a 11 a 12 a 13 … a 1n a 21 a 22 a 23 … a 2n a 31 a 32 a 33 … a 3n … … … … … a n 1 a n 2 a n 3 … a nn (1)求a n 1和a 4n ; (2)设b n =a 4n (a 4n -2)(a 4n -1)+(-1)n ·a n 1(n ∈N *),求数列{b n }的前n 项和S n . 审题路线图 数表中项的规律―→确定a n 1和a 4n ――→化简b n 分析b n 的特征 ――→ 选定求和方法 分组法及裂项法、公式法求和 评分细则 (1)求出d 给1分,求a n 1时写出公式结果错误给1分;求q 时没写q >0扣1分; (2)b n 写出正确结果给1分,正确进行裂项再给1分; (3)缺少对b n 的变形直接计算S n ,只要结论正确不扣分; (4)当n 为奇数时,求S n 中间过程缺一步不扣分. 跟踪演练3 在等差数列{a n }中,首项a 1=-1,数列{b n }满足b n =(12)n a ,且b 1b 2b 3=1 64. (1)求数列{a n }的通项公式; (2)设c n =(-1)n 6n -5 a n a n +1 ,求数列{c n }的前n 项的和T n . 解 (1)设等差数列{a n }的公差为d . ∵a 1=-1,∴a 1+a 2+a 3=-3+3×2 2d =3d -3. ∵数列{b n }满足b n =(12)n a ,且b 1b 2b 3=1 64, ∴(12)123a a a ++=(12)3d -3=(1 2 )6, ∴3d -3=6,解得d =3.∴a n =-1+3(n -1)=3n -4. (2)∵c n =(-1)n 6n -5a n a n +1=(-1)n (13n -4+1 3n -1 ), ∴当n 为偶数时,数列{c n }的前n 项的和 T n =-(-1+12)+(12+15)-…-(13n -7+13n -4)+(13n -4+13n -1)=1+13n -1=3n 3n -1. 当n 为奇数时,数列{c n }的前n 项的和 T n =T n -1-(13n -4+1 3n -1 ) =3(n -1)3(n -1)-1-(13n -4+13n -1)=3n -23n -1 . ∴T n =????? 3n 3n -1 ,n 为偶数,3n -2 3n -1,n 为奇数. 模板4 空间中的平行与垂直关系 典例4 (12分)如图,四棱锥P —ABCD 的底面为正方形,侧面P AD ⊥底面ABCD ,P A ⊥AD ,E ,F ,H 分别为AB ,PC ,BC 的中点. (1)求证:EF ∥平面P AD ; (2)求证:平面P AH ⊥平面DEF . 审题路线图 (1)条件中各线段的中点――→设法利用 中位线定理取PD 中点M ――→考虑平行关系长度关系 平行四边形AEFM ―→AM ∥EF ――→线面平行 的判定定理EF ∥平面P AD (2)平面P AD ⊥平面ABCD P A ⊥AD ――→面面垂直 的性质P A ⊥平面ABCD ―→P A ⊥DE ―――――→ 正方形ABCD 中E 、H 为AB 、BC 中点 DE ⊥AH ――→线面垂直 的判定定理DE ⊥平面P AH ――→面面垂直的 判定定理平面P AH ⊥平面DEF 评分细则 1.第(1)问证出AE綊FM给2分;通过AM∥EF证线面平行时,缺1个条件扣1分;利用面面平行证明EF∥平面P AD同样给分; 2.第(2)问证明P A⊥底面ABCD时缺少条件扣1分;证明DE⊥AH时只要指明E,H分别为正方形边AB,BC中点得DE⊥AH不扣分;证明DE⊥平面P AH只要写出DE⊥AH,DE⊥P A,缺少条件不扣分. 跟踪演练4(2015·北京)如图,在三棱锥VABC中,平面VAB⊥平面ABC,△VAB为等边三角形,AC⊥BC且AC=BC=2,O,M分别为AB,VA的中点. (1)求证:VB ∥平面MOC ; (2)求证:平面MOC ⊥平面VAB ; (3)求三棱锥VABC 的体积. (1)证明 因为O ,M 分别为AB ,VA 的中点, 所以OM ∥VB , 又因为VB ?平面MOC ,OM ?平面MOC , 所以VB ∥平面MOC . (2)证明 因为AC =BC ,O 为AB 的中点, 所以OC ⊥AB . 又因为平面VAB ⊥平面ABC ,且OC ?平面ABC , 所以OC ⊥平面VAB .又OC ?平面MOC , 所以平面MOC ⊥平面VAB . (3)解 在等腰直角三角形ACB 中,AC =BC =2, 所以AB =2,OC =1, 所以等边三角形VAB 的面积S △VAB = 3. 又因为OC ⊥平面VAB . 所以三棱锥CVAB 的体积等于13·OC ·S △VAB =3 3, 又因为三棱锥VABC 的体积与三棱锥CVAB 的体积相等, 所以三棱锥VABC 的体积为 33 . 模板5 概率与统计的综合问题 典例5 (12分)海关对同时从A ,B ,C 三个不同地区进口的某种商品进行抽样检测,从各地区进口此种商品的数量(单位:件)如下表所示.工作人员用分层抽样的方法从这些商品中 共抽取6件样品进行检测. (1)求这6件样品中来自A,B,C各地区商品的数量; (2)若在这6件样品中随机抽取2件送往甲机构进行进一步检测,求这2件商品来自相同地区的概率. 审题路线图利用分层抽样的特征确定各层的抽样比→求出样品中各层的数量→列举基本事件空间→利用古典概型公式求解 评分细则(1)各层抽样数量每个算对给1分; (2)没有列举基本事件只求对基本事件个数给1分; (3)求对样本事件个数而没有列出的给1分; (4)最后没下结论的扣1分. 跟踪演练5 近日,某市楼市迎来去库存一系列新政,其中房产税收中的契税和营业税双双下调,对住房市场持续增长和去库存产生积极影响.某房地产公司从两种户型中各拿出9套进行促销活动,其中A 户型每套面积为100平方米,均价1.1万元/平方米,B 户型每套面积80平方米,均价1.2万元/平方米.下表是这18套住宅每平方米的销售价格:(单位:万元/平方米): (1)求a ,b 的值; (2)张先生想为自己和父母买两套售价小于100万元的房子,求至少有一套面积为100平方米的概率. 解 (1)a =1.16,b =1.17. (2)A 户型小于100万的有2套,设为A 1,A 2; B 户型小于100万的有4套,设为B 1,B 2,B 3,B 4, 买两套售价小于100万的房子所含基本事件为: {A 1,A 2},{A 1,B 1},{A 1,B 2},{A 1,B 3},{A 1,B 4},{A 2,B 1},{A 2,B 2},{A 2,B 3},{A 2,B 4},{B 1,B 2},{B 1,B 3},{B 1,B 4},{B 2,B 3},{B 2,B 4},{B 3,B 4},共有15个. 令事件A 为“至少有一套面积为100平方米住房”, 则A 中所含基本事件有{A 1,A 2},{A 1,B 1},{A 1,B 2},{A 1,B 3},{A 1,B 4},{A 2,B 1},{A 2,B 2},{A 2,B 3},{A 2,B 4},共9个. ∴P (A )=915=35,即所买两套房中至少有一套面积为100平方米的概率为3 5 . 模板6 直线与圆锥曲线的位置关系 典例6 (12分)(2015·山东)平面直角坐标系xOy 中,已知椭圆C :x 2a 2+y 2 b 2=1(a >b >0)的离心 率为 3 2 ,且点????3,12在椭圆C 上. (1)求椭圆C 的方程; (2)设椭圆E :x 24a 2+y 2 4b 2=1,P 为椭圆C 上任意一点,过点P 的直线y =kx +m 交椭圆E 于A , B 两点,射线PO 交椭圆E 于点Q . (ⅰ)求|OQ ||OP | 的值; (ⅱ)求△ABQ 面积的最大值. 审题路线图 (1)椭圆C 上点满足条件―→求出a 基本量法求得椭圆C 方程 (2)①P 在C 上,Q 在E 上――→P 、Q 共线设坐标代入方程―→求出|OQ ||QP | . ②直线y =kx +m 和椭圆E 方程联立――→通法 研究判别式Δ并判断根与系数的关系 ―→用m ,k 表示S △OAB ―→求S △OAB 最值――――――→利用①得 S △ABQ 和S △OAB 关系 得S △ABQ 最大值 规 范 解 答·评 分 标 准 构 建 答 题 模 板 解 (1)由题意知3a 2+14b 2=1.又a 2-b 2a =32, 解得a 2=4,b 2 =1.所以椭圆C 的方程为x 24+y 2 =1.2分 (2)由(1)知椭圆E 的方程为x 216+y 2 4 =1. (ⅰ)设P (x 0,y 0),|OQ | |OP | =λ,由题意知Q (-λx 0,-λy 0). 因为x 204+y 2 0=1,又(-λx 0)216+(-λy 0)24=1,即λ24 ????x 204+y 20=1, 所以λ=2,即|OQ | |OP | =2.5分 (ⅱ)设A (x 1 ,y 1 ),B (x 2 ,y 2 ). 将y =kx +m 代入椭圆E 的方程,可得(1+4k 2)x 2+8kmx +4m 2-16=0, 由Δ>0,可得m 2<4+16k 2,① 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-161+4k 2. 所以|x 1-x 2|=416k 2+4-m 2 1+4k 2 . 因为直线y =kx +m 与y 轴交点的坐标为(0,m ), 所以△OAB 的面积S =1 2|m ||x 1-x 2|=216k 2+4-m 2|m |1+4k 2 =2(16k 2+4-m 2)m 2 1+4k 2 =2 ????4-m 2 1+4k 2m 21+4k 2 .8分 第一步 求圆锥曲线方程:根据基本量法确定圆锥曲线的方程. 第二步 联立消元:将直线方程和圆锥曲线方程联立得 到方程:Ax 2+Bx +C =0,然后研究判别式,利用根与系 数的关系. 第三步 找关系:从题设中寻求变量的等量或不等关系. 第四步 建函数:对范围最值类问题,要建立关于目标变量的函数关系. 第五步 得范围:通过求解函数值域或解不等式得目标变量的范围或最值,要注意变量条件的制约,检查最值取得的条件. 评分细则 1.第(1)问中,求a 2-c 2=b 2关系式直接得b =1,扣1分; 2.第(2)问中,求|OQ ||OP |时,给出P ,Q 坐标关系给1分;无“Δ>0”和“Δ≥0”者,每处扣1 分;联立方程消元得出关于x 的一元二次方程给1分;根与系数的关系写出后再给1分;求最值时,不指明最值取得的条件扣1分. 跟踪演练6 已知中心在原点O ,焦点在x 轴上,离心率为 32的椭圆过点(2,22 ). (1)求椭圆的方程; (2)设不过原点O 的直线l 与该椭圆交于P ,Q 两点,满足直线OP ,PQ ,OQ 的斜率依次成等比数列,求△OPQ 面积的取值范围. 解 (1)由题意可设椭圆方程为x 2a 2+y 2 b 2=1(a >b >0), 则c a =32(其中c 2=a 2-b 2,c >0),且2a 2+1 2b 2=1, 故a =2,b =1. 所以椭圆的方程为x 24 +y 2 =1. (2)由题意可知,直线l 的斜率存在且不为0. 故可设直线l :y =kx +m (m ≠0), 设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2), 由? ???? y =kx +m ,x 2+4y 2=4, 消去y ,得(1+4k 2)x 2+8kmx +4(m 2-1)=0, 则Δ=64k 2m 2-16(1+4k 2)(m 2-1)=16(4k 2-m 2+1)>0, 且x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4(m 2-1)1+4k 2 , 故y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2, 因为直线OP ,PQ ,OQ 的斜率依次成等比数列, 所以y 1x 1·y 2x 2=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2x 1x 2=k 2 , 即m 2-4k 2 4(m 2-1) =k 2. 又m ≠0,所以k 2=14,即k =±1 2 . 由于直线OP ,OQ 的斜率存在,且Δ>0, 得0 设d 为点O 到直线l 的距离,则d =|2m | 5, |PQ |=(1+k 2)[(x 1+x 2)2-4x 1x 2] =5(2-m 2), 所以S =1 2|PQ |d =m 2(2-m 2) =1(m 2≠1), 故△OPQ 面积的取值范围为(0,1). 模板7 解析几何中的探索性问题 典例7 (12分)已知定点C (-1,0)及椭圆x 2+3y 2=5,过点C 的动直线与椭圆相交于A ,B 两点. (1)若线段AB 中点的横坐标是-1 2 ,求直线AB 的方程; (2)在x 轴上是否存在点M ,使MA →·MB → 为常数?若存在,求出点M 的坐标;若不存在,请说 明理由. 审题路线图 (1)设AB 的方程y =k (x +1)→待定系数法求k →写出方程 (2)设M 存在即为(m ,0)→求MA →·MB →→在MA →·MB → 为常数的条件下求m →下结论 评分细则 (1)不考虑直线AB 斜率不存在的情况扣1分; (2)不验证Δ>0,扣1分; (3)直线AB 方程写成斜截式形式同样给分; (4)没有假设存在点M 不扣分; (5)MA →·MB → 没有化简至最后结果扣1分,没有最后结论扣1分. 跟踪演练7 已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为1 2,以原点为圆心,椭圆的短半轴长 为半径的圆与直线7x -5y +12=0相切. (1)求椭圆C 的方程; (2)设A (-4,0),过点R (3,0)作与x 轴不重合的直线l 交椭圆C 于P ,Q 两点,连接AP ,AQ 分别交直线x =16 3于M ,N 两点,若直线MR ,NR 的斜率分别为k 1,k 2,试问:k 1k 2是否为 定值?若是,求出该定值,若不是,请说明理由. 解 (1)由题意得??? c a =12 ,127+5 =b , a 2 =b 2 +c 2 , ∴???? ? a =4, b =23, c =2, 故椭圆C 的方程为x 216+y 2 12=1. (2)设直线PQ 的方程为x =my +3, P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2), 由? ???? x 2 16+y 2 12=1,x =my +3, ∴(3m 2+4)y 2+18my -21=0. ∴y 1+y 2=-18m 3m 2+4,y 1y 2=-213m 2+4, 由A ,P ,M 三点共线可知y M 163+4=y 1 x 1+4, ∴y M =28y 1 3(x 1+4). 同理可得y N =28y 2 3(x 2+4) , ∴k 1k 2=y M 163-3×y N 163-3 =9y M y N 49=16y 1y 2 (x 1+4)(x 2+4) ∵(x 1+4)(x 2+4)=(my 1+7)(my 2+7) =m 2y 1y 2+7m (y 1+y 2)+49 ∴k 1k 2=16y 1y 2m 2y 1y 2+7m (y 1+y 2)+49 =-12 7 ,为定值. 模板8 函数的单调性、极值与最值问题 典例8 (12分)(2015·课标全国Ⅱ)已知函数f (x )=ln x +a (1-x ). (1)讨论f (x )的单调性; (2)当f (x )有最大值,且最大值大于2a -2时,求a 的取值范围. 审题路线图 求f ′(x )――→讨论f ′(x ) 的符号f (x )单调性―→f (x )最大值―→解f (x )max >2a -2. 评分细则 (1)函数求导正确给1分; (2)分类讨论,每种情况给2分,结论1分; (3)求出最大值给2分; (4)构造函数g (a )=ln a +a -1给2分; (5)通过分类讨论得出a 的范围,给2分. 跟踪演练8 设函数f (x )=x ln x -ax . (1)若函数f (x )在[2,+∞)上为减函数,求实数a 的最小值; (2)若存在x 1,x 2∈[e ,e 2],使f (x 1)≤f ′(x 2)+a 成立,求实数a 的取值范围. 解 (1)由已知得x >0,x ≠1, f ′(x )=ln x -1 ln 2x -a ≤0在[2,+∞)上恒成立, ∴当x ∈[2,+∞)时,f ′(x )max ≤0. 又f ′(x )=ln x -1ln 2x -a =-1ln 2x +1 ln x -a =-(1ln x -12)2+1 4 -a , 故当1ln x =12,即x =e 2时,f ′(x )max =14-a . ∴14-a ≤0,即a ≥14,故a 的最小值为14 . (2)命题“若存在x 1,x 2∈[e ,e 2],使f (x 1)≤f ′(x 2)+a 成立”等价于“当x ∈[e ,e 2]时,有f (x )min ≤f ′(x )max +a ”. 由(1)知,当x ∈[e ,e 2]时,f ′(x )max =1 4-a , ∴f ′(x )max +a =1 4 . 问题等价于“当x ∈[e ,e 2]时,有f (x )min ≤1 4”. ①当a ≥1 4时,由(1)知,f (x )在[e ,e 2]上为减函数, 则 f (x )min =f (e 2)= e 22-a e 2≤14,故a ≥12-14e 2. ②当a <14时,由于f ′(x )=-(1ln x -12)2+14-a 在[e ,e 2]上的值域为[-a ,1 4-a ]. (ⅰ)-a ≥0,即a ≤0时,f ′(x )≥0在[e ,e 2]上恒成立, 故f (x )在[e ,e 2]上为增函数, 于是f (x )min =f (e)=e -a e ≥e>1 4,矛盾.