内容正文:
方法篇 高考选填题特殊解法的巧用
方法1 特例法
第①步 取特例
第②步 检验与排除
第③步 下结论
直接取特殊自变量、特殊点、特殊图形、特殊位置、特殊函数、特殊数列等
特值排除:代入特值,检验是否符合,排除干扰项;
特值检验:对于定性、定量问题,直接通过特值简化题干,速求结论
根据检验结果,直接选出相应的项,或多次验证排除错误选项
真|题|示|例
1.(2025·全国一卷)已知2+log2x=3+log3y=5+log5z,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A.x>y>z B.x>z>y
C.y>x>z D.y>z>x
【多想少算】 令x=1,则y=,z=,得x>y>z;令x=8,则y=9,z=1,得y>x>z;令x=64,则y=243,z=125,得y>z>x.排除A、C、D.答案:B.
2.(2024·全国甲卷)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,若S9=1,则a3+a7=( )
A.-2 B. C.1 D.
【多想少算】 令等差数列的公差d=0,则S9=1=9a1,可得a1=,则a3+a7=2a1=.答案:D.
3.(2023·新课标Ⅱ卷)若f(x)=(x+a)·ln为偶函数,则a=( )
A.-1 B.0 C. D.1
【多想少算】 因为f(x)的定义域为∪且为偶函数,所以f(-1)=f(1),解得a=0.答案:B.
新|题|自|测
1.(2025·湖北模拟)已知向量a=(1,1),b=(1,-1),若(a+λb)⊥(a+μb),则(D)
A.λ+μ=1 B.λ+μ=-1
C.λμ=1 D.λμ=-1
解析 由结论的确定性,可选取特殊数值μ=1.依题意知a+λb=(1,1)+λ(1,-1)=(1+λ,1-λ),a+μb=a+b=(1,1)+(1,-1)=(2,0).因为(a+λb)⊥(a+μb),所以(a+λb)·(a+b)=(1+λ,1-λ)·(2,0)=2(1+λ)=0,解得λ=-1,此时λ+μ=0,λμ=-1.结合题中的选项可知,应选D.或者,利用常规方法求解.由a+λb=(1+λ,1-λ),a+μb=(1+μ,1-μ),结合(a+λb)⊥(a+μb),可得(a+λb)·(a+μb)=0,即(1+λ)(1+μ)+(1-λ)(1-μ)=0,整理得λμ=-1.应选D.
2.(2025·安庆模拟)已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,过点F2且与渐近线平行的直线交双曲线C于点M,若|MF1|=3|MF2|,则双曲线C的离心率为(B)
A. B. C. D.3
解析 (特值法)根据双曲线的对称性,不妨设一条渐近线的方程为y=x,则直线MF2的倾斜角α的正切值为,则cos α=,设|MF2|=1,|MF1|=3,由双曲线的定义可知|MF1|-|MF2|=2a=2,解得a=1.在△MF1F2中,由余弦定理可知cos α==,故=,解得c=(负值舍去),所以双曲线的离心率e==.
3.(2025·上饶模拟)已知f(x)是定义在R上的偶函数且f(0)=-1,g(x)=f(x-1)是奇函数,则f(2 026)=(C)
A.-1 B.0 C.1 D.2
解析 构造函数f(x)=-cos,则f(x)为定义在R上的偶函数,且f(0)=-1,g(x)=f(x-1)=-sin是奇函数,满足题意,所以f(2 026)=-cos=-cos π=1,故选C.
4.(2025·河北模拟)已知抛物线C:y2=8x的焦点为F,准线为l0,过焦点F且倾斜角为θ的直线l与抛物线交于A,B两点,则+= .
解析 令θ=60°,A在第一象限,则易知|AF|=8,|BF|=,所以+=+=.
方法2 验证法
使用前提
使用技巧
常见问题
各选项可分别作为条件
可以结合特值法、排除法等先否定一些明显错误的选项,再选择直觉认为最有可能的选项进行验证,这样可以快速获得答案
题干信息不全、选项是数值或范围、正面求解或计算烦琐的问题等
真|题|示|例
1.(2025·全国二卷)已知集合A={-4,0,1,2,8},B={x|x3=x},则A∩B=( )
A.{0,1,2} B.{1,2,8}
C.{2,8} D.{0,1}
【多想少算】 因为2不满足x3=x,所以2∉(A∩B),排除A,B,C.答案:D.
2.(2025·全国一卷)若圆x2+(y+2)2=r2(r>0)上到直线y=x+2的距离为1的点有且仅有两个,则r的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,3)
C.(3,+∞) D.(0,+∞)
【多想少算】 圆心(0,-2)到直线y=x+2的距离d=2,当r=1时,圆上有一个点到直线的距离为1,当r=3时,圆上有三个点到直线的距离为1,所以要使圆上有且仅有两个点到直线的距离为1,则1<r<3.答案:B.
3.(2024·新课标Ⅰ卷)已知函数f(x)=在R上单调递增,则a的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[-1,0]
C.[-1,1] D.[0,+∞)
【多想少算】 当a=1时,f(x)=-(x+1)2在(-∞,0)上不单调,可排除C和D选项;当a=-2时,对于函数f(x),当x从0的左侧趋近于0时,f(x)→2,而f(0)=1,所以f(x)在R上不单调,可排除A选项.答案:B.
新|题|自|测
1.(2025·黑龙江模拟)已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N*).若bn=log2,则数列{bn}的通项公式bn=(C)
A.n B.n-1 C.n D.2n
解析 因为b1=log2=log2(1+1)=1,排除A、B、D.
2.(2025·安徽模拟)已知函数f(x)=-1,且f(4x-1)>f(3),则实数x的取值范围是(D)
A.(2,+∞) B.(-∞,2)
C.(1,+∞) D.(-∞,1)
解析 令x=0,得f(0)>f(3),因为f(x)为减函数,排除A、C,又令x=1,得f(3)>f(3),显然不成立,排除B.
3.(2025·衡阳模拟)已知某函数的图象如图所示,则下列函数中,图象最契合的函数是(D)
A.y=sin(ex+e-x) B.y=sin(ex-e-x)
C.y=cos(ex-e-x) D.y=cos(ex+e-x)
解析 由题图可知,当x=0时,y<0,当x=0时,y=sin(ex+e-x)=sin 2>0,故排除A;当x=0时,y=sin(ex-e-x)=sin 0=0,故排除B;当x=0时,y=cos(ex-e-x)=cos 0=1>0,故排除C;当x=0时,y=cos(ex+e-x)=cos 2<0,满足题意.
4.(2025·衡水模拟)(多选题)将函数y=cos的图象上各点的横坐标缩短到原来的(纵坐标不变),然后向左平移个单位长度得到函数f(x)的图象,则(BD)
A.f(x)=sin是函数f(x)的一个解析式
B.直线x=是函数f(x)图象的一条对称轴
C.函数f(x)是周期为π的奇函数
D.函数f(x)的单调递减区间为(k∈Z)
解析 f(x)=cos=cos=-sin.f(x)=-sin≠sin,故A错误;f(0)=-sin =-≠0,所以函数f(x)不是奇函数,故C错误.
方法3 构造法
使用前提
使用技巧
常见问题
所构造的函数、方程、几何图形等要合理,不能超出原题的限制条件
对于不等式、方程、函数问题常采用构造新函数,对于不规则的几何体常构造成规则几何体处理
比较大小、函数导数问题、不规则的几何体问题等
真|题|示|例
1.
(2024·天津高考)一个五面体ABCDEF如图所示,已知AD∥BE∥CF,且两两之间的距离为1,AD=1,BE=2,CF=3,则该五面体的体积为( )
A. B.+
C. D.-
【多想少算】 采用补形法将五面体ABCDEF补成一个棱柱,再利用体积公式求解即可.答案:C.
2.(2022·新课标Ⅰ卷)设a=0.1e0.1,b=,c=-ln 0.9,则( )
A.a<b<c B.c<b<a
C.c<a<b D.a<c<b
【多想少算】 构造函数f(x)=ex-(x+1),利用导数性质求出ex≥x+1,由此可得a<b;构造函数g(x)=xex+ln(1-x),0<x≤0.1,由g(x)的单调性可得出a>c,由此能求出结果.答案:C.
3.(2024·全国甲卷)曲线y=x3-3x与y=-(x-1)2+a在(0,+∞)上有两个不同的交点,则a的取值范围为________.
【多想少算】 令x3-3x=-(x-1)2+a,分离参数a,构造新函数g(x)=x3+x2-5x+1(x>0),结合导数求得g(x)的单调区间,画出g(x)的大致图象,数形结合即可求解.答案:(-2,1).
新|题|自|测
1.(2025·湖北模拟)已知定义在R上的函数f(x)满足f(x)+f′(x)>0,且有f(1)=,则2f(x)>e的解集为(B)
A.(-∞,2) B.(1,+∞)
C.(-∞,1) D.(2,+∞)
解析 设F(x)=f(x)·e,则F′(x)=f′(x)·e+ f(x)·e=e>0,所以函数F(x)在R上单调递增,又f(1)=,所以F(1)=f(1)·e=e.又2f(x)>e等价于f(x)·e>e,即F(x)>F(1),所以x>1,即所求不等式的解集为(1,+∞).
2.(2025·长春模拟)已知三棱锥PABC的四个顶点在球O的球面上,PA=PB=PC,△ABC是边长为2的正三角形,E,F分别是PA,AB的中点,∠CEF=90°,则球O的体积为(D)
A.8π B.4π C.2π D.π
解析 如图所示,构造棱长为的正方体,显然满足题设的一切条件,则球O就是该正方体的外接球,从而体积为π.
3.(2025·泰安模拟)已知函数f(x)=ex+2x,g(x)=4x,且f(m)=g(n),则|n-m|的最小值为 -ln 2 .
解析 由f(m)=g(n),得em+2m=4n,化简整理得4n-4m=em-2m.令h(m)=em-2m(m∈R),则h′(m)=em-2,令em-2=0,解得m=ln 2.当m∈(-∞,ln 2)时,h′(m)<0,即h(m)在(-∞,ln 2)上单调递减;当m∈(ln 2,+∞)时,h′(m)>0,即h(m)在(ln 2,+∞)上单调递增,所以h(m)min=h(ln 2)=2-2ln 2>0,所以|n-m|min=-ln 2.
4.(2025·福建模拟)设数列{an}中,a1=3,an=an-1+3n(n∈N*,n≥2),则an=_(3n-2)3n_.
解析 因为an=an-1+3n(n∈N*,n≥2),所以-=3.又因为a1=3,所以=1.所以数列是以1为首项,3为公差的等差数列.所以=1+3(n-1)=3n-2,则an=(3n-2)3n.
方法4 估算法
对于选择题中的有些题目解答无需过程,不必进行准确的计算,只需对其数值特点和取值界限作出适当的估计,便能作出正确的判断,这就是估算法.估算法往往可以减少运算量,但是加强了思维的层次.
真|题|示|例
1.(2025·全国一卷)已知双曲线C的虚轴长是实轴长的倍,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.2
【多想少算】 由题意得c>b=a,故C的离心率e=>.因为选项A,B,C都小于或等于,所以正确选项为D.答案:D.
2.(2025·全国二卷)在△ABC中,BC=2,AC=1+,AB=,则A=( )
A.45° B.60° C.120° D.135°
【多想少算】 由题意得BC<AB<AC,所以A<C<B.因为A+B+C=180°,所以A<60°,通过选项可以判断A=45°.答案:A.
3.(2023·新课标Ⅰ卷)(多选题)下列物体中,能够被整体放入棱长为1(单位:m)的正方体容器(容器壁厚度忽略不计)内的有( )
A.直径为0.99 m的球体
B.所有棱长均为1.4 m的四面体
C.底面直径为0.01 m,高为1.8 m的圆柱体
D.底面直径为1.2 m,高为0.01 m的圆柱体
【多想少算】 直径为0.99 m的球体可直接放入棱长1 m的正方体容器,所以A正确;连接题目中正方体的对角线,可得棱长为 m的四面体,所以B正确;正方体内最长的线段为体对角线,长为 m,所以C错误;通过作图计算可得D正确.答案:ABD.
新|题|自|测
1.(2025·安庆模拟)设A,B,C,D是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC为等边三角形且其面积为9,则三棱锥DABC体积的最大值为(B)
A.12 B.18 C.24 D.54
解析 等边三角形ABC的面积为9,显然球心不是此三角形的中心,所以三棱锥的体积最大时,三棱锥的高h应满足h∈(4,8),所以×9×4<V三棱锥DABC<×9×8,即12<V三棱锥DABC<24.
2.(2025·江西模拟)已知三棱锥SABC的所有顶点都在球O的表面上,△ABC是边长为1的正三角形,SC为球O的直径,且SC=2,则此三棱锥的体积为(A)
A. B. C. D.
解析 如图,可知V<S△ABC×2R=,排除B,C,D,故选A.
3.(2025·滨州模拟)在直角三角形ABC中,点D是斜边AB的中点,点P为线段CD的中点,则=(D)
A.2 B.4 C.5 D.10
解析 |PA|2+|PB|2≥>=8|PC|2,所以>8,结合选项,选D.
4.(2025·丹东模拟)已知sin θ=,cos θ=,θ∈,则tan=(D)
A. B.
C. D.5
解析 由于受到条件sin2θ+cos2θ=1的约束,m一定为一个确定的值,进而可知tan也是一个确定的值,因为θ∈,所以∈,所以tan>1,所以D正确.
方法5 关联法 逻辑推理 快解多选
①析选项·找关联
②关键项·判正误
③逻辑推理·下结论
通过分析找到选项之间的关联:
逻辑1:矛盾选项只选其一;
逻辑2:关联选项同正同误
从关联选项中最容易的选项入手,用常规法、特值法、极限法等确定选项正误
根据关联关系,推理判断其他选项(或结合多选题的特征判断,已知2个错误项,剩下2个必然正确)
选项D:多选题在判断选项D的正误时较为困难.这时若在选项 ABC中排除两个错误选项,则另一个选项与选项D均为正确项;若能判断选项 ABC为正确选项,则选项D必错误
真|题|示|例
1.(2025·全国二卷)(多选题)记Sn为等比数列{an}的前n项和,q为{an}的公比,q>0.若S3=7,a3=1,则( )
A.q= B.a5=
C.S5=8 D.an+Sn=8
【多想少算】 选AD.
第①步(关联法发现矛盾选项)
因为a5+S5≠8,所以选项BC与选项D明显矛盾
第②步(计算关键选项)
由条件得出a1=4,q=,则a5=,S5=
第③步(逻辑推理下结论)
选项A正确,B,C均不正确,故选AD
2.(2025·全国一卷)(多选题)已知△ABC的面积为,cos 2A+cos 2B+2sin C=2,cos Acos Bsin C=,则( )
A.sin C=sin2A+sin2B B.AB=
C.sin A+sin B= D.AC2+BC2=3
【多想少算】 选ABC.
第①步(关联法发现矛盾选项)
由余弦的二倍角公式化简得sin C=sin2A+sin2B,所以A正确;分类讨论得出A+B=,发现选项B和选项D明显矛盾,必有其中一个选项错误
第②步(计算关键选项)
由C=,则cos Acos B=,可以取A=,B=,得出C正确;由三角形面积公式得出AB=,B正确
第③步(逻辑推理下结论)
A正确,B正确,C正确,所以D必然错误,故选ABC
新|题|自|测
1.(2025·衡水模拟)(多选题)等差数列的前n项和为Sn,a2+a4=10,S7=49,则下列说法正确的有(ACD)
A.a3=5
B.an=3n-3
C.Sn=n2
D.若bn=(-1)nan,则{bn}的前20项和T20=20
解析
第①步(逻辑分析法发现矛盾选项)
观察选项可知,选项A与选项B矛盾,选项B与选项C矛盾
第②步(计算任一选项)
由题意得,C选项完全符合题干条件,C正确,a3=S3-S2=5,T20=20,AD正确
第③步(逻辑推理下结论)
A正确,所以B错误,故选ACD
2.(2025·湖南模拟)(多选题)已知函数f(x)=cos,则(BD)
A.f(x)图象的一个对称中心为
B.f(x)的图象向右平移个单位长度后得到的是奇函数的图象
C.f(x)在区间上单调递增
D.若y=f(x)的图象在区间(0,m)上与直线y=1有且只有6个交点,则m∈
解析
第①步(用代入法排除A)
f=cos=≠0,排除A
第②步(通过计算排除C)
当x∈时,2x+∈,由余弦函数单调性知,f(x)在区间上单调递减,排除C
第③步(逻辑推理下结论)
AC错误,多选题至少有两个正确选项,故选BD
3.
(2025·株洲模拟)(多选题)如图,四边形ABCD为正方形,ED⊥平面ABCD,FB∥ED,AB=ED=2FB.记三棱锥EACD,FABC,FACE的体积分别为V1,V2,V3,则(CD)
A.V3=2V2 B.V3=V1
C.V3=V1+V2 D.2V3=3V1
解析
第①步(逻辑分析法发现矛盾选项)
选项B和选项C明显矛盾.观察图形可得V1=2V2,又选项A与选项B是等价的关联选项,选项C与选项D是等价的关联选项, 答案要么选AB,要么选CD
第②步(计算关键选项)
只需判断V1和V3的关系.用图形观察法得到V3≠V1,排除B
第③步(逻辑推理下结论)
A错误,B错误,故选CD
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