璇炬椂浣滀笟璇
绛旀
5.5.1 两角和与差的正弦、余弦和正切公式
第1课时 两角差的余弦公式
第2课时 两角和与差的正弦、余弦、正切公式
新知初探·课前预习
要点一
cos αcos β-sin αsin β C(α+β) α,β为任意角
要点二
sin αcos β+cos αsin β sin αcos β-cos αsin β
要点三
[基础自测]
1.(1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.解析:sin 15°cos 75°+cos 15°sin 105°=sin 15°cos 75°+cos 15°sin 75°=sin(15°+75°)=sin 90°=1.
答案:D
3.解析:tan(α+β)===-.
答案:B
4.解析:因为α,β均为锐角,
所以cos α=,cos β=.
所以cos(α-β)=cos α·cos β+sin α·sin β
=×+×=.
又因为sin α>sin β,所以0<β<α<,
所以0<α-β<,故α-β=.
答案:
题型探究·课堂解透
题型一
解析:(1)∵=tan(12°+33°)=tan 45°=1.
∴tan 12°+tan 33°=1-tan 12°tan 33°
∴tan 12°+tan 33°+tan 12°tan 33°=1.
(2)原式=sin xcos+cos xsin+2sin xcos-2cos xsin-coscos x-sinsin x
=sin x+cos x
=sin x+cos x
=0.
(3)∵sin 47°=sin(30°+17°)=sin 30°cos 17°+cos 30°sin 17°,∴原式==sin 30°=.
(4)原式=(tan 10°-tan 60°)
=
=·
=·
=·
=-=-2.
题型二
例1 解析:因为<β<α<,
所以0<α-β<,π<α+β<.
所以sin(α-β)===,
cos(α+β)=-=-=-.
所以cos 2α=cos[(α+β)+(α-β)]=cos(α+β)cos(α-β)-sin(α+β)sin(α-β)
=×-×=-,
cos 2β=cos[(α+β)-(α-β)]
=cos(α+β)cos(α-β)+sin(α+β)sin(α-β)=×+×=-.
跟踪训练1 解析:∵0<α<,-<β<0,
∴<α+<,<-<,
又∵cos=,cos=,
∴sin=,sin=,
∴cos=cos
=coscos+sinsin
=×+×
=.
答案:C
题型三
例2 解析:因为0<α<,cos α=,所以sin α=.
又因为0<β<,所以0<α+β<π.
因为sin(α+β)=<sin α,所以cos(α+β)=-,
所以sin β=sin[(α+β)-α]
=sin(α+β)cos α-cos(α+β)sin α
=×-×=.
又因为0<β< ,所以β=.
跟踪训练2 解析:tan α=tan[(α-β)+β]=
==.
又因为α∈(0,π),而tan α>0,所以α∈.
tan(2α-β)=tan[α+(α-β)]===1.
因为tan β=-,β∈(0,π),所以β∈,
所以α-β∈(-π,0).
由tan(α-β)=>0,得α-β∈,
所以2α-β∈(-π,0).
又tan(2α-β)=1,
所以2α-β=-.
第3课时 二倍角的正弦、余弦、正切公式
新知初探·课前预习
要点一
2sin αcos α α=β cos2α-sin2α α=β 1-2sin2α 2cos2α-1 cos2α+sin2α=1 α=β
[基础自测]
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√
2.解析:原式=×2sin 15°cos 15°=×sin 30°=.
答案:B
3.解析:1-2sin222.5°=cos 45°=.
答案:B
4.解析:因为α为第三象限角,cos α=-,
所以sin α=-=-,
tan α=,tan 2α===-.
答案:-
题型探究·课堂解透
题型一
解析:(1)原式=cossin=×2sincos=sin=.
(2)原式=cos2-sin2=cos=.
(3)原式==-cos=-.
(4)原式===2.
(5)原式=cos 20°cos 40°cos 80°
=·
=·
=·
=·
=·=·=.
题型二
跟踪训练1 解析:(1)∵sin=,
∴sin=sin
=-cos=-=-.
(2)因为x∈,所以-x∈,
又因为sin=,所以cos=,
所以cos 2x=sin=2sincos
=2××=.
答案:(1)B (2)
题型三
例2 解析:(1)∵θ∈,∴0>cos θ>sin θ,
∴+
=+
=+
=|sin θ+cos θ|+|sin θ-cos θ|
=-(cos θ+sin θ)+cos θ-sin θ
=-2sin θ.
(2)证明:左边=-
=
=(cos 2Acos 2B-sin 2Asin 2B+cos 2Acos 2B+sin 2Asin 2B)
=cos 2Acos 2B=右边,所以等式成立.
答案:(1)C (2)见解析
跟踪训练2 解析:(1)∵α∈,∴cos α>0,∈,
∴cos<0.
故原式=====-cos.
(2)原式=
-
= -
=-.
①当θ∈时,∈,cos≥sin,此时原式=sin+cos-cos+sin=2sin.
②当θ∈时,∈,cos<sin,此时原式=sin+cos-sin+cos=2cos.
5.5.2 简单的三角恒等变换
新知初探·课前预习
要点一
1-2sin2α 2cos2α-1 2α α 1-2sin2 2cos2-1
± ±
要点二
·sin(x+φ)
[基础自测]
1.(1)×
(2)√ 解析:当cos α=1-时上式成立.
(3)× 解析:当a=2kπ(k∈Z)时,上式成立.
(4)√
2.解析:因为α∈(0,π),所以∈.
所以cos= ==.
答案:A
3.解析:选项A中,原式=sin 30°=;选项B中,原式=cos=;选项C中,原式=×=tan 60°=;选项D中,原式=cos 30°=.故选B.
答案:B
4.解析:∵3sin x-cos x
=2=2sin,
因φ∈(-π,π),∴φ=-.
答案:-
题型探究·课堂解透
题型一
1.解析:∵α是第二象限角,且sin<cos,∴为第三象限,∴cos<0,∵tan α=-,∴cos α=-,∴cos=-=-.
答案:A
2.解析:∵tan=± ,∴tan2=,
∴=,解得cos α=.
答案:
3.解析:∵π<α<,sin α=-,∴cos α=-,且<<,∴sin==,cos=-=-.
答案: -
题型二
例1 证明:左边=+
=+
因为π<α<,所以<<,所以sin>0>cos.
所以左边=+
=+=-cos=右边.所以原等式成立.
跟踪训练1 证明:方法一 左边=
===cos αsincos
=sin αcos α=sin 2α=右边.所以原式成立.
方法二 左边==cos2α·=
cos2αtan α=cos αsin α=sin 2α=右边.
所以原式成立.
题型三
例2 解析:(1)∵f(x)=sin xcos x+cos2x+a,
∴f(x)=sin 2x+(1+cos 2x)+a=sin+a+.
∴函数f(x)的最小正周期T==π.
令-+2kπ≤2x+≤+2kπ(k∈Z),
解得-+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),
故函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z).
(2)∵-≤x≤,∴-≤2x+≤,
当2x+=-时,函数f(x)取最小值,即f(x)min=-+a+=a;
当2x+=时,函数f(x)取最大值,即f(x)max=1+a+=a+.
∴a+a+=,解得a=0.
所以实数a的值为0.
跟踪训练2 解析:(1)f(x)=+sin 2x+=2+sin 2x+cos 2x=2sin+2,
所以最小正周期T==π,因为-+2kπ≤2x+≤2kπ+,k∈Z时,f(x)为单调递增函数,
所以f(x)的单调递增区间为,k∈Z.
(2)由(1)知f(x)=2+2sin,由于-≤x≤,所以2x+∈,
所以sin∈,所以f(x)∈[1,4],所以f(x)在区间上的值域为[1,4].
5.6 函数y=Asin(ωx+φ)
新知初探·课前预习
要点一
1.左 右
2.
3.A
要点二
1.R
2.[-A,A]
3.
[基础自测]
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.解析:将函数y=sin x的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的解析式为y=sin.
答案:B
3.解析:对于函数f(x)=sin,
令x+=kπ+,k∈Z,
求得x=kπ+,k∈Z,
可得它的图象的一条对称轴为x=,故选B.
答案:B
4.解析:由图象可得=·=-x0=,解得ω=4.
答案:4
题型探究·课堂解透
题型一
解析:令t=+,列表如下:
x
-
t
0
π
2π
y
0
2
0
-2
0
描点连线并向左右两边分别扩展,得到如图所示的函数图象:
题型二
例1 解析:方法一 y=sin x的图象y=sin的图象y=sin的图象y=-sin的图象y=-2sin的图象y=-2sin+1的图象.
方法二 y=sin x的图象
y=2sin x的图象
关于x轴作对称变换,y=-2sin x的图象
y=-2sin 2x的图象
y=-2sin的图象
y=-2sin+1的图象.
跟踪训练1 解析:(1)∵y=3sin=3sin 2=3sin 2(x+φ),∴2φ=,∴φ=,故需将函数y=3sin 2x的图象向左平移个单位长度.
(2)把函数y=cos x的图象上所有点的横坐标缩短到原来的,所得图象的函数解析式为y=cos 2x,再把纵坐标伸长到原来的2倍,所得图象的函数解析式为y=2cos 2x,最后把图象向左平移个单位长度,所得图象的函数解析式为y=2cos=-2sin 2x.故选B.
答案:(1)C (2)B
题型三
例2 解析:解法一 (单调性法)由图象可知:
A=2,T=-=3π=,则ω=.
∵点(π,0)在递减的那段图象上,
∴+φ∈(k∈Z),
则由sin=0,得+φ=(2k+1)π(k∈Z).
∵-π<φ<π,∴φ=.
∴该函数的解析式为y=2sin.
解法二 (最值点法)由图象可得T=3π,A=2,则ω=,将最高点坐标代入y=2sin,得2sin=2,
∴+φ=2kπ+(k∈Z),∴φ=2kπ+(k∈Z).
又-π<φ<π,∴φ=.
∴该函数的解析式为y=2sin.
解法三 (起始点法)由题图得T=3π,A=2,故ω=,函数y=Asin(ωx+φ)的图象一般由“五点法”作出,而起始点的横坐标x0正是由ωx0+φ=0解得的,故只要找出起始点的横坐标x0,就可以迅速求得角φ.由图象求得ω=,x0=-,φ=-ωx0=-×=.∴该函数的解析式为y=2sin.
解法四 (图象平移法)由图象知,将函数y=2sinx的图象沿x轴向左平移个单位长度,就得到本题的图象,故所求函数的解析式为y=2sin,即y=2sin.
答案:y=2sin
跟踪训练2 解析:(1)由图象得A=1,=-=,所以T=2π,则ω=1.将点代入函数f(x)解析式得sin=1,又-<φ<,所以φ=,因此函数f(x)=sin.
(2)根据函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A,ω,φ是常数,A>0,ω>0)的部分图象,可得A=,=·=-,
∴ω=2.由图象过点,可得2×+φ=kπ(k∈Z),
∴φ=kπ-(k∈Z).∵|φ|<,∴φ=,
∴f(x)=sin,∴f=sin=.
答案:(1)B (2)
题型四
例3 解析:(1)当x∈时,2x-∈.
当x=0时,函数f(x)有最小值,
最小值f(x)min=f(0)=4sin+=-;
当x=时,函数f(x)有最大值,
最大值f(x)max=f=4sin+=4+.
(2)把y=f(x)的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=4sin+的图象,再把得到的图象向左平移个单位长度,得到y=4sin+的图象,
所以g(x)=4sin+.
由2kπ+≤x+≤2kπ+,k∈Z,得2kπ+≤x≤2kπ+,k∈Z.
所以g(x)的单调递减区间是(k∈Z).
跟踪训练3 解析:(1)根据表中已知数据,可得A=5,ω=2,φ=-,数据补全如下表:
ωx+φ
0
π
2π
x
π
Asin(ωx+φ)
0
5
0
-5
0
函数解析式为f(x)=5sin.
(2)由(1)知f(x)=5sin,
则g(x)=5sin.
因为函数y=sin x图象的对称中心为(kπ,0),k∈Z,
令2x+2θ-=kπ,k∈Z,解得x=+-θ,k∈Z.
由于函数y=g(x)的图象关于点成中心对称,
所以令+-θ=,k∈Z,解得θ=-,k∈Z.
由θ>0可知,当k=1时,θ取得最小值.
5.7 三角函数的应用
新知初探·课前预习
要点一
A ωx+φ φ
要点二
建立数学模型
要点三
散点图
[基础自测]
1.(1)√ (2)× (3)×
2.解析:由2kπ-≤≤2kπ+,k∈Z,知函数F(t)的增区间为[4kπ-π,4kπ+π],k∈Z.当k=1时,t∈[3π,5π],而[10,15]⊆[3π,5π],故选C.
答案:C
3.解析:当t=时,s1=-5,s2=-5,所以s1=s2.
答案:C
4.解析:简谐振动y=sin的周期是T==,相位是4x+,频率f==.
答案:,4x+
题型探究·课堂解透
题型一
例1 解析:(1)由题意知,A=300.
T=-=,∴ω==100π.
∵是该函数图象的第一个零点,∴-=-.
∴φ==,符合|φ|<,
∴I=300sin(t≥0).
(2)问题等价于T≤,即≤,
∴ω≥200π.∴正整数ω的最小值为629.
跟踪训练1 解析:∵该简谐运动的函数关系式为f(x)=2sin,∴最小正周期T==8.
又函数的图象过点(0,1),
∴将点(0,1)代入函数解析式,得2sin φ=1,即sin φ=.
又|φ|<,∴φ=.
题型二
跟踪训练2 解析:设y=sin(ωt+φ),由题意可得,sin φ=,∴函数的初相是φ=,排除B、D.又∵函数周期是60秒且秒针按顺时针方向旋转,∴T==60,ω<0,解得|ω|=,∴ω=-,故选C项.
答案:C
题型三
例3 解析:(1)由已知数据,描出曲线如图:
易知函数y=f(t)的周期T=12,振幅A=3,b=10,
∴ω==,∴y=3sint+10.(0≤t≤24)
(2)由题意,该船进出港时,水深应不小于5+6.5=11.5米,
由y≥11.5,得3sint+10≥11.5,∴sint≥.①
∵0≤t≤24,∴0≤t≤4π.②
由①②得≤t≤或≤t≤.化简得1≤t≤5或13≤t≤17.
∴该船最早能在凌晨1时进港,下午17时出港,在港内最多可停留16小时.
跟踪训练3 解析:(1)由表中数据可知,T=12,所以ω=.又t=0时,y=1.5,所以A+b=1.5;t=3时,y=1.0,得b=1.0,所以振幅A为,函数解析式为y=cost+1(0≤t≤24).
(2)因为y>1时,才对冲浪爱好者开放,
所以y=cost+1>1,cost>0,2kπ-<t<2kπ+(k∈Z),即12k-3<t<12k+3(k∈Z).
又0≤t≤24.所以0≤t<3或9<t<15或21<t≤24,所以在规定时间内只有6个小时可供冲浪爱好者进行活动,即9<t<15.
课时作业(一) 集合的概念
1.解析:A中,空集是不含有任何元素的集合,所以A不正确;由是无理数,所以∈Q不正确;根据元素与集合的关系,1∈{(0,1)}不正确;又由0是自然数,所以0∈N,故选C.
答案:C
2.解析:当x=-1时,2-(-1)=3∉A;当x=1时,2-1=1∈A;当x=2时,2-2=0∉A.∴B={-1,2}.
答案:C
3.解析:集合A含有三个元素2,4,6,且当a∈A,有6-a∈A,a=2∈A,6-a=4∈A,
所以a=2,
或者a=4∈A,6-a=2∈A,所以a=4,
综上所述,a=2或4.故选B.
答案:B
4.解析:选项A中应是xy<0;选项B的本意是想用描述法表示,但不符合描述法的规范格式,缺少了竖线和竖线前面的代表元素x;选项C的“{ }”与“全体”意思重复.
答案:D
5.解析:由集合相等的概念得解得a=1.
答案:1
6.解析:由题意知即解得a=-4.
答案:-4
7.解析:若以集合中的三个元素为边可构成一个三角形,则由集合元素的互异性可得,三个元素互不相等,即三边都不相等.故选ABC.
答案:ABC
8.解析:当a>0,b>0时,x=1+1+1=3;
当a>0,b<0时,x=1-1-1=-1;
当a<0,b>0时,x=-1+1-1=-1;
当a<0,b<0时,x=-1-1+1=-1.
故x的所有值组成的集合为{-1,3}.
答案:A
9.解析:当a=0时,-3x+2=0,即x=,A=,符合题意;
当a≠0时,ax2-3x+2=0至多有一个解,所以Δ=9-8a≤0,解得a≥.
综上a的取值范围为:a≥或a=0.
答案:a≥或a=0
10.证明:(1)若a∈A,则∈A,
∵2∈A,∴=-1∈A,
∵-1∈A,∴=∈A,
∵∈A,∴=2∈A,
∴A中另外两个元素为-1,.
(2)若A为单元素集,则a=,即a2-a+1=0,方程无解,
∴a≠,∴集合A不可能是单元素集.
课时作业(二) 集合间的基本关系
1.解析:∵0是一元素,∴0∈{0}≠∅,∅{0}.
答案:A
2.解析:M=={1,2,3},∴M的非空子集为{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3}共7个.
答案:C
3.解析:∵A={-1,0,1},B={a,a2}且B⊆A,∴,
∴a=-1.
答案:A
4.解析:因为A={x|2<x<3},B={x|x<m},A⊆B,
将集合A,B表示在数轴上,如图所示,所以m≥3.
答案:B
5.解析:若A中含有一个奇数,则A可能为{1},{3},{1,2},{3,2};若A中含有两个奇数,则A={1,3}.
答案:5
6.解析:(1)∵A={x2-3x+2=0}={1,2},∴集合A的所有子集为∅,{1},{2},{1,2}.
(2)∵B≠∅,B⊆A.
∴当集合B只有一个元素时,
由Δ=0得a2-8=0,即a=±2,
此时B={-}或B={},不满足B⊆A.
当集合B只有两个元素时,由A=B得:a=3.
综上可知,a的值为3.
7.解析:∵M={x|x=5k-2,k∈Z},
P={x|x=5n+3,n∈Z},
S={x|x=10m+3,m∈Z},
∴M={…,-7,-2,3,8,13,18,…},
P={…,-7,-2,3,8,13,18,…},
S={…,-7,3,13,23,…},
故SP=M.
答案:C
8.解析:选项A中集合P,Q都表示所有偶数组成的集合,所以P=Q;选项B中P是由1,3,5,…,所有正奇数组成的集合,Q是由3,5,7,…所有大于1的正奇数组成的集合,1∉Q,所以P≠Q;选项C中P={0,1},当n为奇数时,x==0,当n为偶数时,x==1,所以Q={0,1},所以P=Q;选项D中,集合P表示直线y=x+1上点的横坐标构成的集合,而集合Q表示直线y=x+1上点的坐标构成的集合,所以P≠Q.综上可知,选AC.
答案:AC
9.解析:当a≠0时,A=,B={-7,8},由A⊆B得-=-7或-=8,即a=或a=-;当a=0时,集合A=∅,符合A⊆B,因此C=.
答案:
10.解析:(1)∵A⊆B,∴解得-3<m<-1,
∴实数m的取值范围是{m|-3<m<-1}.
(2)①当B=∅时,2m-1≥m+7,故m≥8.
②当B≠∅时,m<8,且无解.
综上,实数m的取值范围是{m|m≥8}.
课时作业(三) 并集与交集
1.解析:∵A={x|-1≤x≤2},B={x|0≤x≤4},∴A∩B={x|0≤x≤2}.
答案:A
2.解析:结合数轴(如图)得A∪B={x|x≥-5}.
答案:A
3.解析:由题意得A∪B={1,2,3,4,-1,0},∴(A∪B)∩C={1,2,3,4,-1,0}∩{x∈R|-1≤x<2}={-1,0,1}.故选C.
答案:C
4.解析:由题意,集合M={1,2,3,4,5},M∩N={4,5},可得集合N必含有元素4和5,但不能含有1,2,3,根据选项,可得集合N可能为{4,5,6},{4,5},故选BC.
答案:BC
5.解析:由A∩B=B得B⊆A,∴x2=4或x2=x,∴x=-2,2,0,1.经检验x=1不合题意.
答案:-2,2,0
6.解析:易知3∈B,除此之外,1,2可以在B中,也可不在B中,共有22种可能,故集合B的个数为4.
答案:4
7.解析:∵A∪B=A,∴B⊆A.又B≠∅,∴
∴-2≤a≤1.
答案:C
8.解析:P={y|y=x2+1,x∈R}={y|y≥1}.Q={x|y=x}=R,
∴P∩Q={x|x≥1}.
答案:{x|x≥1}
9.解析:(1)选择条件②a=5(或③a=4).
若选②,则A∩B={x|3≤x≤6}∩{x|5≤x≤8}={x|5≤x≤6}.
若选③,则A∩B={x|3≤x≤6}∩{x|4≤x≤8}={x|4≤x≤6}.
(2)因为A∪B={x|3≤x≤8},A={x|3≤x≤6},B={x|a≤x≤8}.
结合数轴可得3≤a≤6,
故实数a的取值范围为3≤a≤6.
10.解析:由已知得
解得0≤m≤,≤n≤1.
由题意知,当集合M∩N的“长度”最小时,集合M与N的重合部分最少,因此m=0且n=1,或n-=0且m+=1.
当m=0且n=1时,
可得M=,N=.
所以M∩N=
此时集合M∩N的“长度”为-=.
当n-=0且m+=1时,可得M=,N=,所以M∩N=,此时集合M∩N的长度为-=.
综上,M∩N的“长度”的最小值为.
答案:
课时作业(四) 补集及综合应用
1.解析:∁US={2,4,6,7,8},∴(∁US)∩T={6,7}.
答案:D
2.解析:A∪B={1,3,4,5,6},排除A;A∩B={3},排除B;(∁UA)∩(∁UB)=∁U(A∪B)={2,7,8},符合题意.
答案:C
3.解析:B={x|x≥-1},∴A∪B={x|x>-3},∴∁U(A∪B)={x|x≤-3}.
答案:D
4.解析:集合P中1∉Q,故A错误;P∩Q={2,3},故B错误,C正确;∁RQ={x|x<2或x>3},(∁RQ)∩P={1}≠∅,故D正确.
答案:CD
5.解析:∵全集U={1,2,3,4,5,6,7,8,9},
由∁U(A∪B)={1,3},得A∪B={2,4,5,6,7,8,9},
由A∩(∁UB)={2,4}知,{2,4}⊆A,{2,4}⊆∁UB,
∴B={5,6,7,8,9}.
答案:{5,6,7,8,9}
6.解析:因为A∪(∁UA)=R,A∩(∁UA)=∅,
所以a=3,b=4,
所以ab=12.
答案:12
7.解析:A={x|a-1<x<a+1,x∈R},B={x|1<x<5}.又A∩B=∅,所以a+1≤1或a-1≥5即a≤0或a≥6.
答案:CD
8.解析:∵A={x|x2+x+1=0},
∴集合A表示方程x2+x+1=0的解集,假设A∩R=∅,
则方程x2+x+1=0无实数解,
∴Δ=m-4<0,∴m<4,
又m≥0,∴0≤m<4,
∵A∩R≠∅,m≥0,∴m≥4.
答案:m≥4
9.解析:(1)∵M={x|(x+3)2≤0}={-3},N={x|x2+x-6=0}={-3,2}.
∴∁IM={x|x∈R且x≠-3},
∴(∁IM)∩N={2}.
(2)由题意得A=(∁IM)∩N={2},
∵A∪B=A,∴B⊆A,∴B=∅或B={2}.
①当B=∅时,a-1>5-a,得a>3;
②当B={2}时,解得a=3.
综上所述,实数a的取值范围为{a|a≥3}.
10.解析:①若∁U(A∪B)=∅,则A∪B=R.
因此a+2≤-a-1,即a≤-,符合题意.
②若∁U(A∪B)≠∅,则a+2>-a-1,a>-,
又A∪B={x|x≤-a-1或x>a+2}
所以∁U(A∪B)={x|-a-1<x≤a+2}
又∁U(A∪B)⊆C
所以a+2<0或-a-1≥4
解得a<-2或a≤-5,即a<-2,
又a>-,故此时a不存在.
综上,存在这样的实数a,且a的取值范围是.
课时作业(五) 充分条件与必要条件
1.解析:由(2x-1)x=0得x=0或.所以“(2x-1)x=0”是“x=0”的必要不充分条件.
答案:B
2.解析:当时,可以得到;反之,取x=1,y=5,满足,但是不满足,所以是成立的充分不必要条件.
答案:A
3.解析:|x-1|<3⇒-3<x-1<3⇒-2<x<4,∴-2<x<4⇒x<4,反之x<4D⇒/-2<x<4,所以“|x-1|<3”是“x<4”的充分不必要条件.
答案:A
4.解析:令A={x|x>1或x<-3},B={x|x>a},
∵q是p的充分不必要条件,
∴BA,
∴a≥1.
答案:A
5.解析:(1)设A={x|x2-1=0}={-1,1},B={x||x|-1=0}={-1,1},所以A=B,即“x2-1=0”是“|x|-1=0”的充要条件.
(2)设A={x|x<5},B={x|x<3},因为AB,所以“x<5”是“x<3”的必要不充分条件.
答案:(1)充要条件 (2)必要不充分条件
6.解析:①x>2且y>3时,x+y>5成立,反之不一定成立,如x=0,y=6,所以“x>2且y>3”是“x+y>5”的充分不必要条件,故①错误;②方程有解的充要条件是b2-4ac≥0,故②错误;③当x=1或x=-2时,方程x2+x-2=0一定成立,反过来,方程x2+x-2=0成立时,x=1或x=-2,故③正确.
答案:③
7.解析:①由xt2>yt2可知t2>0,所以x>y,故xt2>yt2⇒x>y;
②当t>0时,x>y;当t<0时,x<y,故xt>ytD⇒/x>y;
③由x2>y2,得|x|>|y|,故x2>y2D⇒/x>y;
④由0<<⇒x>y.
故选AD.
答案:AD
8.解析:|x-a|<1⇒a-1<x<a+1,设此命题为p,命题<x<为q;
则p的充分不必要条件是q,即q表示的集合是p表示集合的真子集,则有(等号不同时成立)
解得≤a≤.
答案:≤a≤
9.解析:(1)A=={x|x<-3或x>6},所以∁RA={x|-3≤x≤6},
B={x∈R|2x2-(a+10)x+5a≤0}={x∈R|(2x-a)(x-5)≤0}.
若B⊆∁RA,且5∈∁RA={x|-3≤x≤6},
只需-3≤≤6,所以-6≤a≤12.
(2)由(1)可知B⊆∁RA的充要条件是{a|-6≤a≤12}.
选择①,{a|-7≤a<12}⃘{a|-6≤a≤12}且{a|-6≤a≤12}⃘{a|-7≤a<12},则结论是不充分不必要条件;
选择②,{a|-6≤a≤12}⊆{a|-7<a≤12}且{a|-7<a≤12}⃘{a|-6≤a≤12},则结论是必要不充分条件;
选择③,{a|6<a≤12}⊆{a|-6≤a≤12}且{a|-6≤a≤12}⃘{a|6<a≤12},则结论是充分不必要条件.
10.证明:充分性:
∵a≠0,∴方程ax2+4x-2=0为一元二次方程.
又a>-2,则Δ=b2-4ac=16+8a>0,
∴方程ax2+4x-2=0有两个不相等的实数根,故充分性成立.
必要性:
∵方程ax2+4x-2=0有两个不相等的实数根.
∴a≠0,且Δ=b2-4ac=16+8a>0,
解得a>-2,故必要性成立.
所以“a>-2且a≠0”是“方程ax2+4x-2=0有两个不相等的实数根”的充要条件.
课时作业(六) 全称量词与存在量词
1.解析:A、C、D都是含有存在量词的存在量词命题,B是含有全称量词的全称量词命题.
答案:B
2.解析:綈p:存在一个矩形不是平行四边形.
答案:C
3.解析:对于A,锐角三角形中的内角都是锐角,所以A为假命题;对于B,为存在量词命题,当x=0时,x2=0成立,所以B正确;对于C,因为+(-)=0,所以C为假命题;对于D,对于任何一个负数x,都有<0,所以D错误.
答案:B
4.解析:綈p:∃x∈R,|x|+x<0.
答案:B
5.答案:∀x∈R,x2-x+1≠0
6.解析:存在x0<5,使2x0+a>0,即存在x0<5,使x0>-,所以-<5,所以a>-10.
答案:a>-10
7.解析:命题的否定是全称量词命题,即原命题为存在量词命题,故排除B.再根据命题的否定为真命题,即原命题为假命题.又D为真命题,故选AC.
答案:AC
8.解析:由题意知,命题p:∃x0∈R,x+mx0+2≤0为假,即x2+mx+2>0恒成立,所以Δ=m2-4×2<0,解得-2<m<2,故m的取值范围为:{m|-2<m<2}.
答案:{m|-2<m<2}
9.解析:∵綈p是綈q的必要不充分条件,∴q是p的必要不充分条件,即p⇒q且qD⇒p,∴且等号不能同时成立,解得0≤a≤,故实数a的取值范围是.
答案:
10.解析:(1)若命题p为真命题,即x∈[0,1],
不等式x2-2x-1≥m2-3m恒成立,
令f(x)=x2-2x-1=(x-1)2-2
则f(x)∈[-2,-1],即m2-3m≤-2,
解得1≤m≤2.故m的取值范围是{m|1≤m≤2}.
(2)若命题q为真命题,存在x∈[-1,1],
使得m≤2x-1,令g(x)=2x-1,
则g(x)∈[-3,1],∴m≤1,∴綈q:m>1.
故m的取值范围是{m|m>1}.
章末质量检测(一) 集合与常用逻辑用语
1.解析:M∩N={x|-2<x<2}.
答案:C
2.解析:A={(x,y)|2x-y=0}∩B={(x,y)|3x+y=0}==,∴A∩B的子集有∅和.
答案:C
3.解析:由A=B有a2=2a+3,解得a=-1,a=3.当a=-1时,A={0,1,1}与集合元素的互异性矛盾,舍去.当a=3时,A={0,1,9}=B,满足题意.
答案:C
4.答案:C
5.解析:因为x,y是两个实数,比如x=1,y=,则“x,y中至少有一个数大于1”不能推出“x2+y2>2”,反之“x2+y2>2”成立可推出“x,y中至少有一个数大于1”,所以“x,y中至少有一个数大于1”是“x2+y2>2”成立的必要非充分条件.
答案:B
6.解析:∵A={x|0<x<2},B={x|x<1},∴图中阴影部分所表示的集合为{x|x∈A且x∉B}={x|1≤x<2}.
答案:D
7.解析:由题意知:命题p是假命题,其否定:∀x∈R,x2+(a-1)x+1≥0为真命题,即Δ=(a-1)2-4≤0,解得-1≤a≤3.
答案:B
8.解析:集合A中有5个元素,即5个点,如图中黑点所示,集合B={(x,y)||x|≤2,|y|≤2,x,y∈Z}中有25个元素(即25个点),即下图中正方形ABCD内部及正方形ABCD边上的整点.
所以x1+x2=-3或-2或-1或0或1或2或3,共7个值;
所以y1+y2=-3或-2或-1或0或1或2或3,共7个值,
所以集合AB={(x1+x2,y1+y2)|(x1,y1)∈A,(x2,y2)∈B}中的元素可看作下图中正方形A1B1C1D1内部及正方形A1B1C1D1边上除去四个顶点外的整点,共7×7-4=45(个).故选C.
答案:C
9.解析:当x=0时,x2+1≥1,A是假命题;当x=2时,x+=2+>2,B是真命题;对∀∈R,|x+1|≥0,故C是假命题;当x=-1时,|x+1|>0不成立,故D是假命题,故选ACD.
答案:ACD
10.解析:对于①命题“∃x0∈R,x+1>3x0”的否定是“∀x∈R,x2+1≤3x”,故错误;对于②命题“∀x,y∈R,x2+y2≥0”的否定是“∃x0,y0∈R,x+y<0”,正确;对于③,“a>2”是“a>5”的必要不充分条件,正确;对于④,当x=0时,x2=0,故错误.故选BC.
答案:BC
11.解析:设f(x)=x2+4x+n,则函数的图象是开口向上的抛物线,且对称轴x=-2,要使得一元二次方程x2+4x+n=0有正数根,则满足f(0)<0,即n<0,所以一元二次方程x2+4x+n=0有正数根的充分不必要条件可以为B、C、D.故选BCD.
答案:BCD
12.解析:A中,当a=2,b=-1时,不等式成立,所以A正确;B中,当a=0时,0·x=0<2,不等式不成立,所以B不正确;C中,当a=0,b≠0时,a2+b2≠0成立,此时ab=0,推不出ab≠0,所以C不正确;D中使成立的充分不必要条件是0<x<1,正确.
答案:AD
13.答案:∃x>0,2x+1<0
14.解析:若a+1=1,则a=0,此时A={1,-1,-3}符合题意;
若a-1=1,则a=2,此时a2-3=1,不满足集合中元素的互异性,舍去;
若a2-3=1,则a=-2或a=2(舍去),当a=-2时,A={-1,-3,1},符合题意.
综上a=0或-2.
答案:0或-2
15.解析:由|x|≤2得-2≤x≤2,
∵“|x|≤2”是“x≤a”的充分不必要条件,
∴{x|-2≤x≤2}⊆{x|x≤a},∴a≥2.
即a的最小值是2.
答案:2
16.解析:∵A∪B=A,∴B⊆A,又A={x|x≥2},B={x|x≥m},∴m≥2.
答案:m≥2
17.解析:A∪B={3,4,5,6,7,8},∁UA={1,2,3,9}.
又∁UB={1,2,4,6,9},所以A∩(∁UB)={4,6}.
18.解析:∵全集U={x|x≤4},A={x|-2<x<3},
B={x|-3<x≤3},
∴∁UA={x|x≤-2或3≤x≤4},
A∩B={x|-2<x<3},
∁U(A∩B)={x|x≤-2或3≤x≤4},
(∁UA)∩B={x|-3<x≤-2或x=3}.
19.解析:(1)∵全集为R,A={x|2≤x<4},B={x|3x-7≥8-2x}={x|x≥3},
∴∁RB={x|x<3},∴A∪(∁RB)={x|x<4}.
(2)∵C={x|a-1≤x≤a+3},且A∩C=A,∴A⊆C.
由题意知C≠∅,
∴
解得1≤a≤3.
故实数a的取值范围是{a|1≤a≤3}.
20.解析:(1)x∈P是x∈S的必要条件,且集合S为非空集合.
∴解得0≤m≤3,
所以m的取值范围是{m|0≤m≤3}