内容正文:
第一章 集合、常用逻辑用语、不等式
高考研究在线1 预备知识在高考中的五大创新命题点
由八省联考开幕的新高考打破了本单元命题的“送分”模式,如:2021年新高考Ⅱ卷第20题第(2)问将三点共线问题与充要条件交汇在一起,2022年北京高考第9题将集合与立体几何动点轨迹问题交汇在一起,2022年新高考Ⅱ卷第17题第(2)问将集合与数列交汇在一起,2023年新高考Ⅰ卷第7题将充要条件与数列交汇在一起,2024年全国甲卷第9题、北京高考第5题将充分必要条件与平面向量交汇在一起……可见,高考命题在考查基础知识点的同时,也加强了知识模块间的相互渗透.因此,在备考复习中,我们既要熟练掌握数学的本质(概念、性质、运算、思想方法等),也要重视知识间的内在联系,同时提升自己分析问题和解决问题的能力,全方位、多角度备战新高考.
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命题点一 集合运算的创新考法
[典例1] (1)已知M,N均为R的子集,若N∪(∁RM)=N,则( )
A.M⊆N B.N⊆M
C.M⊆∁RN D.∁RN⊆M
(2)某中学的学生积极参加体育锻炼,其中有96%的学生喜欢足球或游泳,60%的学生喜欢足球,82%的学生喜欢游泳,则该中学既喜欢足球又喜欢游泳的学生数占该校学生总数的比例是( )
A.62% B.56%
C.46% D.42%
√
√
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(1)D (2)C [(1)由题意知,∁RM⊆N,其Venn图如图所示,
所以只有∁RN⊆M正确.故选D.
(2)设既喜欢足球又喜欢游泳的学生比例数为x.
由Venn图可知,82%-x+60%=96%,
解得x=46%.故选C.]
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两道考题与我们日常训练的题目的风格有点不同,尤其是第(1)题过于抽象,如果不深入思考很难找到解题的切入点; 第(2)题情境化较浓,若对容斥原理(人教A版必修第一册P15阅读与思考)不熟,也难以解答.实际上两道试题均考查Venn图的应用,考查直观想象素养.
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√
命题点二 集合与其他知识的交汇问题
[典例2] (2022·北京高考)已知正三棱锥P-ABC的六条棱长均为6,S是△ABC及其内部的点构成的集合.设集合T={Q∈S|PQ≤5},则T表示的区域的面积为( )
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该题源自人教A版必修第二册P163T5,虽然是空间动态问题,但整体难度不大,解答的关键是发现集合T={Q∈S|PQ≤5}的本质,同时抓住正三棱锥P-ABC的顶点P到平面ABC距离(PO)的不变性,借助直角三角形的三边关系求出圆O的半径.
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√
命题点三 基于数学知识的逻辑推理问题
[典例3] 关于x的方程x2+ax+b=0,有下列四个命题:
甲:x=1是该方程的根;
乙:x=3是该方程的根;
丙:该方程两根之和为2;
丁:该方程两根异号.
如果只有一个假命题,则该命题是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
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A [因为1×3>0,1+3≠2,又四个命题三真一假,故甲、乙必有一个是假命题,由甲为假命题易知,符合题意,由乙为假命题推出矛盾.故选A.]
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此题是基于数学知识背景下的逻辑推理问题,实际考查中,也可能基于数学文化、生活生产等,体现对逻辑推理素养及批判性思维能力的考查.
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√
命题点四 不等式与基本不等式问题
[典例4] (多选)已知a>0,b>0,且a+b=1,则( )
√
√
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√
命题点五 充要条件的探求与证明问题
A.甲是乙的充分条件但不是必要条件
B.甲是乙的必要条件但不是充分条件
C.甲是乙的充要条件
D.甲既不是乙的充分条件也不是乙的必要条件
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第(2)题借助直线与椭圆的位置关系,考查学生对充分性、必要性的认知和推理论证能力.教材中存在大量的充要条件的习题证明,如人教A版必修第一册P22练习T3、P23练习T5、P85练习 T3等,仔细体会教材习题的设计意图,有效备考,实现教考无缝衔接.
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A. B.π
C.2π D.3π
B [如图,过点P作PO⊥平面ABC,O为垂足,则由题意知,CO=2,PC=6,所以PO=2,当CO上存在一点Q使得PQ=5,此时QO=1,则动点Q在以QO为半径,O为圆心的圆上及圆内,所以T表示的区域的面积为π.故选B.
A.a2+b2≥
B.2a-b>
C.log2a+log2b≥-2
D.+≤
ABD [对于选项A,因为a2+b2≥2ab,所以2(a2+b2)≥a2+b2+2ab=(a+b)2=1,所以a2+b2≥,A正确;对于选项B,易知0<a<1,0<b<1,所以-1<a-b<1,所以2a-b>2-1=,B正确;对于选项C,令a=,b=,则log2+log2=-2+log2<-2,C错误;对于选项D,因为=,所以[]2-(+)2=a+b-2=(-)2≥0,所以+≤,D正确.故选ABD.]
本题融不等式的性质、基本不等式、对数函数、指数函数等知识于一体,较为综合,解答此题的关键是熟知知识间的联系,如教材中重要不等式与基本不等式的关系:若a>0,b>0,则≤≤.
[典例5] (1)(2023·新高考Ⅰ卷)设Sn为数列{an}的前n项和,设甲:{an}为等差数列;乙:为等差数列.则( )
(2)(2021·新高考Ⅱ卷)已知椭圆C的方程为+=1(a>b>0),右焦点为F(,0),且离心率为.
①求椭圆C的方程;
②设M,N是椭圆C上的两点,直线MN与曲线x2+y2=b2(x>0)相切,证明:M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.
(1)C [若{an}为等差数列,设其公差为d,则an=a1+(n-1)d,所以Sn=na1+d,所以=a1+(n-1)·,所以-=a1+(n+1-1)·-=为常数,所以为等差数列,即甲⇒乙;若为等差数列,设其公差为t,则=+(n-1)·t=a1+(n-1)t,所以Sn=na1+n(n-1)t,所以当n≥2时,an=Sn-Sn-1=na1+n(n-1)t-[(n-1)a1+(n-1)(n-2)t]=a1+2(n-1)t,当n=1时,S1=a1也满足上式,所以an=a1+2(n-1)t(n∈N*),所以an+1-an=a1+2(n+1-1)t-[a1+2(n-1)t]=2t为常数,所以{an}为等差数列,即乙⇒甲,所以甲是乙的充要条件,故选C.]
(2)解:①由题意知
解得所以椭圆C的方程为+y2=1.
②证明:证必要性,如图,当M,N,F三点共线时,设直线MN的方程为x=my+,
圆心O(0,0)到MN的距离d==1⇒m2=1,
联立⇒(m2+3)y2+2my-1=0⇒4y2+2my-1=0,Δ=8m2+16,所以y1+y2=-,y1y2=-,|MN|=·=×=,必要性成立.
证充分性,当|MN|=时,设直线MN的方程为x=ty+n,
此时圆心O(0,0)到MN的距离d==1,n2-t2=1,联立⇒(t2+3)y2+2tny+n2-3=0,
Δ=4t2n2-4(t2+3)(n2-3)=12(t2-n2+3)=24,y1+y2=-,y1y2=,且|MN|=·=⇒t2=1,
所以n2=2.因为直线MN与曲线x2+y2=b2(x>0)相切,所以n>0,n=,所以直线MN的方程为x=ty+,恒过点F(,0),
所以M,N,F三点共线,充分性得证.
所以M,N,F三点共线的充要条件是|MN|=.
$$