高中数学多选题专题复习
专练(一) 不等式多选题 1.下列说法正确的有( )
A.若a >b ,则ac 2
>bc 2
B.若a c 2>b c
2,则a >b C.若a >b ,则2a >2b D.若a >b ,则a 2>b 2
解析 对于A ,若c =0,则ac 2
=bc 2
,故A 不正确.
对于B ,若a c 2>b c
2,则c ≠0,则c 2
>0,则a c
2·c 2
>b c
2·c 2
,化简得a >b ,故B 正确. 对于C ,若a >b ,则根据指数函数y =2x 在R 上单调递增,得2a >2b
,故C 正确. 对于D ,取a =-1,b =-2,则a 2
=1
=4,故D 不正确. 故选BC. 答案 BC
2.给出下面四个推断,其中正确的是( ) A.若a ,b ∈(0,+∞),则b a +a b
≥2
B.若x ,y ∈(0,+∞),则lg x +lg y ≥2lg x ·lg y
C.若a ∈R ,a ≠0,则4
a
+a ≥4
D.若x ,y ∈R ,xy <0,则x y +y x
≤-2
解析 对于A ,因为a ,b ∈(0,+∞),所以b a +a b ≥2
b a ×a b =2,当且仅当b a =a
b
,即a =b 时取等号,故A 正确.对于B ,当x ,y ∈(0,1)时,lg x ,lg y ∈(-∞,0),lg x +lg y ≥2lg x ·lg y 显然不成立,故B 错误;对于C ,当a <0时,4
a
+a ≥4显然不成立,故C 错误;
对于D ,xy <0,则-y x >0,-x y >0,则x y +y x =-????
??? ????-x y +? ????-y x ≤-2
? ????-x y ×? ??
??-y x =-2,
当且仅当-x y =-y
x
,即x =-y 时取等号,故D 正确.故选AD.
答案 AD
3.若a >0,b >0,a +b =2,则下列不等式中正确的有( ) A.ab ≤1 B.a +b ≤ 2 C.a 2
+b 2
≥2
D.1a +1b
≥2
解析 由题意得a >0,b >0,a +b =2.对于A ,由基本不等式可得ab ≤?
??
??a +b 22
=1,当且仅当
a =
b =1时,等号成立,故A 正确;对于B ,当a =b =1时,a +b =2>2,故B 错误;对
于C ,因为a 2
+b 2
≥2ab ,当且仅当a =b =1时取等号,所以2(a 2
+b 2
)≥a 2
+b 2
+2ab =(a +b )
2
=4,即a 2+b 2
≥2,故C 正确;对于D ,1a +1b
≥2ab
≥2,当且仅当a =b =1时,等号同时成
立,故D 正确. 答案 ACD
4.若a >1,b >1,且ab -(a +b )=1,则( ) A.a +b 有最小值2+2 2 B.a +b 有最大值2+2 2 C.ab 有最大值1+ 2 D.ab 有最小值3+2 2
解析 由ab -(a +b )=1,得ab =1+(a +b )≤?
??
??a +b 22
(当且仅当a =b 时取等号),即(a +b )2
-4(a +b )-4≥0,且a +b >2,解得a +b ≥2+22,∴a +b 有最小值2+2,故A 正确; 由ab -(a +b )=1得,ab -1=a +b ≥2ab (当且仅当a =b 时取等号),即ab -2ab -1≥0,且ab >1,解得ab ≥3+22,∴ab 有最小值3+22,故D 正确.故选AD. 答案 AD
专练(二) 平面向量多选题
1.已知向量a ,b 是同一平面α内的两个向量,则下列结论正确的是( ) A.若存在实数λ,使得b =λa ,则a 与b 共线 B.若a 与b 共线,则存在实数λ,使得b =λa
C.若a 与b 不共线,则对平面α内的任意向量c ,均存在实数λ,μ,使得c =λa +μb
D.若对平面α内的任意向量c ,均存在实数λ,μ,使得c =λa +μb ,则a 与b 不共线 解析 根据平面向量共线的知识可知A 正确.
对于B ,若a 与b 共线,可能a =0,当b 为非零向量时,不存在实数λ,使得b =λa ,所以B 错误.
根据平面向量基本定理可知C 、D 正确.故选ACD. 答案 ACD
2.设向量a =(k ,2),b =(1,-1),则下列叙述错误的是( ) A.若k <-2,则a 与b 的夹角为钝角 B.|a |的最小值为2
C.与b 共线的单位向量只有一个为?
????2
2
,-22
D.若|a |=2|b |,则k =22或-2 2
解析 对于A ,若a 与b 的夹角为钝角,则a ·b <0且a 与b 不共线,则k -2<0且k ≠-2,解得k <2且k ≠-2,A 正确;
对于B ,|a |=k 2
+4≥4=2,当且仅当k =0时等号成立,B 正确;
对于C ,|b |=2,与b 共线的单位向量为±b |b |,即与b 共线的单位向量为? ????2
2
,-22或
? ?
???-22
,22,C 错误;
对于D ,∵|a |=2|b |=22,∴k 2
+4=22,解得k =±2,D 错误.故选CD. 答案 CD
3.已知△ABC 是边长为2的等边三角形,D ,E 分别是AC ,AB 上的两点,且AE →=EB →,AD →=2DC →
,
BD 与CE 交于点O ,则下列说法正确的是( )
A.AB →·CE →
=-1 B.OE →+OC →=0 C.|OA →+OB →+OC →
|=32
D.ED →在BC →
方向上的投影为76
解析 因为AE →=EB →,△ABC 是等边三角形,所以CE ⊥AB ,所以AB →·CE →
=0,A 错误.以E 为坐标原点,EA →,EC →
的方向分别为x 轴,y 轴正方向建立平面直角坐标系,如图所示,
所以E (0,0),A (1,0),B (-1,0),C (0,3),D ? ??
??
13,233,
设O (0,y ),y ∈(0,3),则BO →=(1,y ),DO →=? ????-13,y -233,又BO →∥DO →
,所以y -233=
-13y ,解得y =32,即O 是CE 的中点,OE →+OC →
=0,所以B 正确. |OA →+OB →+OC →|=|2OE →+OC →|=|OE →
|=32
,所以C 正确.
ED →=? ????13,233,BC →=(1,3),ED →在BC →
方向上的投影为ED →·BC →|BC →|=1
3+22=76,所以D 正确.故选
BCD. 答案 BCD
4.P 为△ABC 所在平面内一点,下列结论正确的是( ) A.若PA →+PB →+PC →
=0,则P 为△ABC 的重心
B.若PA →·PB →=PB →·PC →=PA →·PC →
,则P 为△ABC 的内心
C.若AP →=λ? ?????AB →|AB →
|+AC →|AC →|,则点P 的轨迹一定通过△ABC 的垂心 D.若|PA →|=|PB →|=|PC →
|,则P 为△ABC 的外心
解析 对于A ,若PA →+PB →+PC →=0,则PA →+PB →=-PC →,以PA →,PB →
为邻边作平行四边形PADB ,M 为PD 的中点,则PA →+PB →=PD →,所以PD →=-PC →,又PD →=2PM →,所以|PC →|=2|PM →
|,所以P 为△ABC 的重心,故A 正确;对于B ,由PA →·PB →=PB →·PC →,则PA →·PB →-PB →·PC →=0,即PB →·(PA →-PC →)=0,即PB →·CA →=0,所以BP ⊥CA ,同理由PA →·PB →=PA →·PC →
,可得PA ⊥BC ,所以P 为△ABC 的垂心,故B 错误;对于C ,在边AB ,AC 上分别取点E ,F ,使AE →=AB →|AB →|,AF →=AC →|AC →|,则|AE →|=|AF
→
|=1,以AE ,AF 为邻边作平行四边形AEGF ,则四边形AEGF 为菱形,连接AG ,则AG 为∠BAC 的角平分线,由AP →
=λ? ?????AB →|AB →
|+AC →|AC →|,所以点P 在角平分线AG 上,所以点P 的轨迹一定通过
△ABC 的内心,故C 错误;对于D ,若|PA →|=|PB →|=|PC →
|,则点P 到△ABC 的顶点的距离相等,所以P 为△ABC 的外心,故D 正确.故选AD. 答案 AD
专练(三) 三角函数、解三角形多选题
1.已知函数f (x )=2|cos x |sin x +sin 2x ,下列结论正确的是( ) A.函数f (x )的图象关于直线x =π
4
对称
B.函数f (x )在区间????
??-π4,π4上单调递增 C.函数f (x )的最小正周期是π D.函数f (x )的值域为[-2,2]
解析 对于A ,函数f (x )=2|cos x |sin x +sin 2x ,因为f ? ????-π4=-2,f ? ??
??3π4=0,所以f ? ????-π4≠f ? ??
??
3π4,所以函数f (x )的图象不关于直线x =π
4对称,故A 错误;对于B ,当x ∈??????-π4,π4时,2x ∈??????-π2,π2,cos x >0,所以f (x )=2cos x sin x +sin 2x =2sin 2x ,
所以函数f (x )在区间??????-π4,π4上单调递增,故B 正确;对于C ,因为f ? ????π3=3,f ? ??
??4π3=
f ? ?
???π+π3=0,所以f ? ????π3≠f ? ??
??
4π3,所以函数f (x )的最小正周期不是π,故C 错误;对于D ,
当cos x ≥0时,f (x )=2cos x sin x +sin 2x =2sin 2x ,其最大值为2,最小值为-2,当cos x <0时,f (x )=-2cos x sin x +sin 2x =0,所以函数f (x )的值域为[-2,2],故D 正确.故选BD. 答案 BD
2.已知α,β,γ∈?
????0,π2,sin α+sin γ=sin β,cos β+cos γ=cos α,则下列
说法正确的是( ) A.cos(β-α)=1
2
B.cos(β-α)=-1
2
C.β-α=π
3
D.β-α=-π
3
解析 由已知,得sin γ=sin β-sin α,cos γ=cos α-cos β.
两式分别平方相加,得(sin β-sin α)2
+(cos α-cos β)2
=1,∴-2cos(β-α)=-1,∴cos(β-α)=1
2,
∴A 正确,B 错误.
∵α,β,γ∈?
????0,π2,∴sin γ=sin β-sin α>0,∴β>α,
∴β-α=π
3
,∴C 正确,D 错误.故选AC.
答案 AC
3.已知函数f (x )=3cos ? ????ωx -π2-cos ωx (0<ω<3)的图象过点P ? ????π3,0,若要得到一个偶函数的图象,则需将函数f (x )的图象( ) A.向左平移2π
3个单位长度
B.向右平移2π
3个单位长度
C.向左平移4π
3个单位长度
D.向右平移4π
3
个单位长度
解析 f (x )=3sin ωx -cos ωx =2sin ? ????ωx -π6,又P ? ????π3,0在函数f (x )的图象上,∴π3ω-π6
=k π(k ∈Z ),ω=3k +12
,又0<ω<3,∴ω=12
,f (x )=2sin ? ??
??x 2-π6.当将f (x )图象
向右平移2π
3
个单位时,
得y =2sin ? ????x 2-π3-π6的图象,即y =2sin ? ??
??x 2-π2=-2cos x 2为偶函数,同理当f (x )向左平移
4π3个单位时,得y =2cos x
2
为偶函数. 答案 BC
4.已知等边三角形ABC 的边长为3,点D 在BC 边上,且BD >CD ,AD =7.下列结论中正确的是( )
A.BD
CD
=2 B.
S △ABD
S △ACD
=2
C.
cos ∠BAD
cos ∠CAD
=2
D.
sin ∠BAD
sin ∠CAD
=2
解析 如图所示,∵点D 在BC 边上,且BD >CD ,∴BD >12BC =32,由余弦定理得AD 2=AB 2+BD
2
-2AB ·BD ·cos π3,整理得BD 2
-3BD +2=0,又BD >32,解得BD =2,∴CD =1,∴BD CD
=2,
故A 正确;∵
S △ABD S △ACD
=BD CD =2,故B 正确;由余弦定理得cos ∠BAD =AB 2+AD 2-BD 22AB ·AD =277
,同
理可得cos ∠CAD=57
14
,则
cos ∠BAD
cos ∠CAD
=
27
7
×
14
57
=
4
5
≠2,故C错误;由正弦定理得
BD
sin ∠BAD
=
AD
sin
π
3
=
CD
sin ∠CAD
,∴
sin ∠BAD
sin ∠CAD
=
BD
CD
=2,故D正确.故选ABD.
答案ABD
专练(四) 数列多选题
1.已知S n是等差数列{a n}的前n项和,且S6>S7>S5,则下列说法正确的是( )
A.d<0
B.S11>0
C.S12<0
D.数列{S n}中的最大项为S11
解析由S6>S7,得S7-S6=a7<0.由S7>S5,得S7-S5=a6+a7>0.由S6>S5,得S6-S5=a6>0.对
于A,因为a6>0,a7<0,所以d<0,故A正确;对于B,因为S11=11a6>0,故B正确;对于C,因为S12=
12(a1+a12)
2
=6(a6+a7)>0,故C错误;对于D,因为a6>0,a7<0,所以数列{S n}中的最大项为S6,故D错误.故选AB.
答案AB
2.在等比数列{a n}中,公比q为整数,S n是数列{a n}的前n项和.若a1·a4=32,a2+a3=12,
则下列说法正确的是( )
A.q=2
B.数列{S n+2}是等比数列
C.S8=510
D.数列{lg a n}是公差为2的等差数列
解析因为{a n}为等比数列,且a1·a4=32,所以a2·a3=32.又a2+a3=12,
所以
??
?
??
a2=4,
a3=8,
q=2
或
??
?
??a2=8,
a3=4,
q=
1
2
.
又公比q为整数,所以
??
?
??
a2=4,
a3=8,
q=2,
即a n=2n,S n=
2×(1-2n)
1-2
=2n+1
-2.对于A ,由上可得q =2,故A 正确;对于B ,因为S n +2=2n +1
,所以S n +1+2S n +2=2n +2
2n +1
=2,
则数列{S n +2}是等比数列,故B 正确;对于C ,S 8=29
-2=510,故C 正确;对于D ,lg a n +
1
-lg a n =lg 2,即数列{lg a n }是公差为lg 2的等差数列,故D 错误.故选ABC.
答案 ABC
3.已知数列{a n }满足a 1=2,(2n -1)a n +1=(2n +1)a n (n ∈N *
),则( ) A.a n =3n -1 B.a n =4n -2 C.S n =n 2
D.S n =2n 2
解析 由题意得
a n +1a n =2n +12n -1,所以a n =a 1·a 2a 1·a 3a 2·…·a n a n -1=2·31·53·…·2n -1
2n -3
=4n -2,则数列{a n }为等差数列,即S n =n (a 1+a n )2
=
n (2+4n -2)
2
=2n 2
,故选BD.
答案 BD
4.已知数列{a n }的前n 项和为S n (n ∈N *
),且S n =2(a n -a )(其中a 为常数),则下列说法正确的是( )
A.数列{a n }一定是等比数列
B.数列{a n }可能是等差数列
C.数列{S n }可能是等比数列
D.数列{S n }可能是等差数列
解析 由题意知,S n =2(a n -a ),S n -1=2(a n -1-a ),n ∈N *
,n ≥2,两式相减得a n =2a n -2a n -1,所以a n =2a n -1,n ≥2.
若a =0,令n =1,则a 1=2(a 1-0),a 1=0,则a n =0,此时是等差数列,不是等比数列,若
a ≠0,令n =1,则a 1=2(a 1-a ),a 1=2a ,则a n =2a n -1,n ≥2,此时不是等差数列,所以数
列{a n }不一定是等比数列,可能是等差数列,故A 错误,B 正确;又S n =2(a n -a )=2(S n -S n
-1
-a ),n ≥2,n ∈N *
,得S n =2S n -1+2a ,若a =0,令n =1,则a 1=2(a 1-0),a 1=0,则a n
=0,S n =0,此时{S n }是一个所有项均为0的常数列,所以{S n }不可能为等比数列,所以C 错误,D 正确.故选BD. 答案 BD
专练(五) 立体几何多选题
1.已知α,β是两个不重合的平面,m ,n 是两条不重合的直线,则下列命题正确的是( ) A.若m ∥n ,m ⊥α,则n ⊥α B.若m ∥α,α∩β=n ,则m ∥n
C.若m ⊥α,m ⊥β,则α∥β
D.若m ⊥α,m ∥n ,n ∥β,则α∥β
解析 由m ∥n ,m ⊥α,可得n ⊥α,A 正确;若m ∥α,α∩β=n ,则m 与n 的位置关系不确定,B 不正确;由m ⊥α,m ⊥β,得α∥β,C 正确;由m ⊥α,m ∥n ,n ∥β,得α⊥β,D 不正确.故选AC. 答案 AC
2.如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,则下列四个命题正确的是( )
A.直线BC 与平面ABC 1D 1所成的角等于π
4
B.点C 到平面ABC 1D 1的距离为
22
C.异面直线D 1C 和BC 1所成的角为π
4
D.三棱柱AA 1D 1-BB 1C 1的外接球的半径为
32
解析 对于A ,直线BC 与平面ABC 1D 1所成的角为∠CBC 1=π
4
,A 正确.对于B ,连接B 1C .因为
B 1
C ⊥平面ABC 1
D 1,所以点C 到平面ABC 1D 1的距离为B 1C 的一半,即为
2
2
,B 正确.对于C ,因为BC 1∥AD 1,所以异面直线D 1C 和B 1C 所成的角为∠AD 1C .连接AC ,则△AD 1C 为等边三角形,则异面直线D 1C 和BC 1所成的角为π
3,C 错误.对于D ,因为A 1A ,A 1B 1,A 1D 1两两垂直,所以三
棱柱AA 1D 1-BB 1C 1的外接球也是正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的外接球,所以外接球的半径r =12
+12
+12
2=3
2,D 正确.故选ABD. 答案 ABD
3.如果一个棱锥的底面是正方形,且顶点在底面内的射影是底面的中心,那么这样的棱锥叫正四棱锥.若一正四棱锥的体积为18,则当该正四棱锥的侧面积最小时,以下结论正确的是( )
A.棱锥的高与底面边长的比为
2
2
B.侧棱与底面所成的角为π
4
C.棱锥的高与底面边长的比为 2
D.侧棱与底面所成的角为π
3
解析 如图,O 为正四棱锥S -ABCD 的底面中心,连接SO ,则SO 是正四棱锥S -ABCD 的高.设点E 为BC 的中点,连接OE ,SE .设该正四棱锥的高为h ,底面边长为a ,则V S -ABCD =13a 2
h =
18,即h =54
a 2,所以该正四棱锥的侧面积为4S △SBC =4×12BC ×SE =4×1
2a ×
h 2
+a 2
4
=
2a
54
2
a 4
+a 2
4
=a 4
+
108
2
a 2
.
令f (a )=a 4+1082
a 2(a >0),则f ′(a )=4a 3
-2×1082
a
3
. 令f ′(a )=0,得a =3 2.
当a ∈(0,32)时,f ′(a )<0,f (a )单调递减, 当a ∈(32,+∞)时,f ′(a )>0,f (a )单调递增,
所以当a =32时,f (a )取得最小值,即该正四棱锥的侧面积最小,此时h =3.所以棱锥的高与底面边长的比为
2
2
,A 正确,C 错误. 连接AO ,则侧棱与底面所成的角为∠SAO ,由a =32,得AO =3,而h =3,所以∠SAO =π
4,
B 正确,D 错误.故选AB. 答案 AB
4.如图(1),点M ,N 分别为菱形ABCD 的边BC ,CD 的中点,将此菱形沿对角线AC 折起,使点
D 不在平面ABC 内,如图(2),则在翻折过程中,下列结论正确的有( )
A.MN ∥BD
B.MN ∥平面ABD
C.异面直线AC 与MN 所成的角为定值
D.在二面角D -AC -B 逐渐变小的过程中,三棱锥D -ABC 的外接球的半径先变小后变大 解析 因为点M ,N 分别为菱形ABCD 的边BC ,CD 的中点,所以MN 为△BCD 的中位线,所以
MN ∥BD ,A 正确.又因为MN ?平面ABD ,BD ?平面ABD ,所以MN ∥平面ABD ,B 正确.对于C ,如
图,取AC 的中点O ,连接DO ,BO ,则AC ⊥DO ,AC ⊥BO .因为BO ∩DO =O ,BO ,DO ?平面BOD ,所以AC ⊥平面BOD ,所以AC ⊥BD .因为MN ∥BD ,所以AC ⊥MN ,即异面直线AC 与MN 所成的角为定值π
2,C 正确.对于D ,借助极限状态,当平面DAC 与平面ABC 重合时,三棱锥D -ABC
的外接球的球心是△ABC 的外接圆的圆心,球的半径是△ABC 的外接圆的半径,当二面角D -
AC -B 逐渐变大时,球心离开平面ABC ,但是球心在平面ABC 的投影仍然是△ABC 的外接圆的
圆心,所以二面角D -AC -B 不为0时,外接球的半径一定大于△ABC 的外接圆的半径,故二面角D -AC -B 逐渐变小的过程中,三棱锥D -ABC 的外接球的半径不可能先变小后变大,D 错误.
答案 ABC
专练(六) 概率与统计多选题
1.原油价格的走势在一定程度上反映了全球的经济形势,下面是2008年至2019年国际原油价格高低的对比图.
下列说法正确的是( ) A.2008年原油价格波动幅度最大
B.2008年至2019年,原油价格平均值不断变小
C.2013年原油价格平均值一定大于2008年原油价格平均值
D.2008年至2019年,原油价格波动幅度均不小于20美元/桶
解析 由折线统计图,知2008年原油价格最低小于40美元/桶,最高大于140美元/桶,这样价格波动超过100美元/桶,而其他年份都没有这么大,所以2008年原油价格波动幅度最大,A 正确;2008年至2019年,原油价格平均值有起伏,B 不正确;2008年原油价格最低小于40美元/桶,最高大于140美元/桶,这样2008年原油价格平均值在90美元/桶左右,而2013年原油价格最低大于100美元/桶,最高大于110美元/桶,接近120美元/桶,因此2013年原油价格平均值在110美元/桶左右,所以2013年原油价格平均值一定大于2008年原油价格平均值,C 正确;2013年、2016年原油价格波动幅度均小于20美元/桶,D 不正确.故选AC. 答案 AC
2.某国产杀毒软件的比赛规则为每个软件进行四轮考核,每轮考核中能够准确对病毒进行查杀的进入下一轮考核,否则被淘汰.已知某个软件在四轮考核中能够准确杀毒的概率依次是56,
35,34,1
3
,且各轮考核能否通过互不影响,则( ) A.该软件通过考核的概率为1
8
B.该软件在第三轮考核被淘汰的概率为1
8
C.该软件至少能够通过两轮考核的概率为2
3
D.该软件至多进入第三轮考核的概率为5
8
解析 设事件A i (i =1,2,3,4)表示“该软件能通过第i 轮考核”,则P (A 1)=56,P (A 2)=3
5
,
P (A 3)=3
4,P (A 4)=13.该软件通过考核的概率为P (A 1A 2A 3A 4)=P (A 1)·P (A 2)P (A 3)P (A 4)=56×35×
34
×13=18,A 正确;该软件在第三轮考核被淘汰的概率为P (A 1A 2A -3)=P (A 1)P (A 2)P (A -
3)=56×35×14=18,B 正确;该软件至少能够通过两轮考核的概率为1-P (A -1)-P (A 1A -2)=1-16-56×25=12
,C 不正确;该软件至多进入第三轮考核的概率为P (A -
1+A 1A -
2+A 1A 2A -
3)=P (A -
1)+P (A 1A -
2)+P (A 1A 2A -
3)=16+56×25+56×35×14=5
8,D 正确.故选ABD. 答案 ABD
3.已知随机变量X 的分布列如表所示,则当a 变化时,下列说法正确的是( )
A.E (X )随着a 的增大而增大
B.E (X )随着a 的增大而减小
C.D (X )随着a 的增大而减小
D.D (X )随着a 的增大而增大
解析 由题意知,E (X )=0×13+1×? ????12-a +2a +3×16=1+a ,显然E (X )随着a 的增大而增大.D (X )=(1+a -0)2×13+(1+a -1)2×? ????12-a +(1+a -2)2×a +(1+a -3)2×16=-a 2
+a
+1=-? ????a -122
+5