【步步高】(全国通用)2022版高考数学大二轮总复习增分策略第三篇建模板,看细则,突破高考拿高分【模板特征概述】数学解答题是高考数学试卷中的一类重要题型,通常是高考的把关题和压轴题,具有较好的区分层次和选拔功能.目前的高考解答题已经由单纯的知识综合型转化为知识、方法和能力的综合型解答题.在高考考场上,能否做好解答题,是高考成败的关键,因此,在高考备考中学会怎样解题,是一项重要的内容.本节以著名数学家波利亚的《怎样解题》为理论依据,结合具体的题目类型,来谈一谈解答数学解答题的一般思维过程、解题程序和答题格式,即所谓的“答题模板”.“答题模板”就是首先把高考试题纳入某一类型,把数学解题的思维过程划分为一个个小题,按照一定的解题程序和答题格式分步解答,即化整为零.强调解题程序化,答题格式化,在最短的时间内拟定解决问题的最佳方案,实现答题效率的最优化.模板1 三角函数的性质典例1 (12分)(2022·天津)已知函数f(x)=sin2x-sin2,x∈R.(1)求f(x)的最小正周期;(2)求f(x)在区间上的最大值和最小值.审题路线图 →→→→规范解答·评分标准构建答题模板解 (1)由已知,有f(x)=-2分=-cos2x4分=sin2x-cos2x=sin.6分所以f(x)的最小正周期T==π.7分第一步 化简:利用辅助角公式化f(x)为y=Asin(ωx+φ)+k的形式.第二步 整体代换:设t=ωx+φ,确定t的范围.第三步 求解:利用y=sint的性质求y=Asin(ωx+φ)+k23\n(2)因为f(x)在区间上是减函数,在区间上是增函数,f=-,8分f=-,f=,10分所以f(x)在区间上的最大值为,最小值为-.12分的单调性、最值、对称性等.第四步 反思:查看换元之后字母范围变化,利用数形结合估算结果的合理性,检查步骤的规范性.评分细则 第(1)问得分点:1 无化简过程,直接得到f(x)=sin(2x-),扣5分2 化简结果错误,中间某一步正确,给2分第(2)问得分点:1 只求f(-),f()得出最值,给1分2 若单调性出错,给1分3 单调性正确,计算错误,扣2分4 求出2x-范围,利用数形结合求最值,同样得分.跟踪演练1 (2022·福建)已知函数f(x)=cosx(sinx+cosx)-.(1)若0<α<,且sinα=,求f(α)的值;(2)求函数f(x)的最小正周期及单调递增区间. 模板2 解三角形典例2 (14分)(2022·山东)△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a=3,cosA=,B=A+.23\n(1)求b的值;(2)求△ABC的面积.审题路线图 (1)→→(2)方法一→方法二→规范解答·评分标准构建答题模板解 (1)在△ABC中,由题意知,sinA==,1分又因为B=A+,所以sinB=sin=cosA=.3分由正弦定理,得b===3.5分(2)由余弦定理得:cosA==⇒c2-4c+9=0⇒c1=,c2=3,10分又因为B=A+为钝角,所以b>c,即c=,12分所以S△ABC=acsinB=.14分第一步 找条件:寻找三角形中已知的边和角,确定转化方向.第二步 定工具:根据已知条件和转化方向,选择使用的定理和公式,实施边角之间的转化.第三步 求结果:根据前两步分析,代入求值得出结果.第四步 再反思:转化过程中要注意转化的方向,审视结果的合理性.评分细则 第(1)问得分点1.没求sinA而直接求出sinB的值,不扣分.2.写出正弦定理,但b计算错误,得1分.第(2)问得分点1.写出余弦定理,但c计算错误,得1分.2.求出c的两个值,但没舍去,扣2分.3.面积公式正确,但计算错误,只给1分.4.若求出sinC,利用S=absinC计算,同样得分.23\n跟踪演练2 (2022·浙江)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知A=,b2-a2=c2.(1)求tanC的值;(2)若△ABC的面积为3,求b的值. 模板3 数列的通项、求和典例3 (12分)(2022·浙江)已知数列{an}和{bn}满足a1a2a3…an=()(n∈N*).若{an}为等比数列,且a1=2,b3=6+b2.(1)求an与bn;23\n(2)设cn=-(n∈N*).记数列{cn}的前n项和为Sn.①求Sn;②求正整数k,使得对任意n∈N*,均有Sk≥Sn.审题路线图 →→→→→规范解答·评分标准构建答题模板解 (1)由题意知a1a2a3…an=(),b3-b2=6,知a3=()=8.2分又由a1=2,得公比q=2(q=-2舍去),所以数列{an}的通项为an=2n(n∈N*),4分所以,a1a2a3…an=2=()n(n+1).故数列{bn}的通项为bn=n(n+1)(n∈N*).6分(2)①由(1)知cn=-=-(n∈N*),所以Sn=-(n∈N*).8分②因为c1=0,c2>0,c3>0,c4>0,9分当n≥5时,cn=,而-=>0,得≤<1,所以,当n≥5时,cn<0.11分综上,对任意n∈N*恒有S4≥Sn,故k=4.12分第一步 找关系:根据已知条件确定数列的项之间的关系.第二步 求通项:根据等差或等比数列的通项公式或利用累加、累乘法求数列的通项公式.第三步 定方法:根据数列表达式的结构特征确定求和方法(常用的有公式法、裂项相消法、错位相减法、分组法等).第四步 写步骤.第五步 再反思:检查求和过程中各项的符号有无错误,用特殊项估算结果.评分细则 (1)求出a3=8得2分,给出b2,b3的关系得1分;(2)求出q给1分,但q=-2不舍去不得分;(3)裂项得1分,每个求和写出正确结果得1分;(4)验算前4项给2分;(5)验算法给出最后结果得3分.跟踪演练3 (2022·山东)已知等差数列{an}的公差为2,前n项和为Sn,且S1,S2,S423\n成等比数列.(1)求数列{an}的通项公式;(2)令bn=(-1)n-1,求数列{bn}的前n项和Tn. 模板4 利用向量求空间角典例4 (12分)(2022·山东)如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯形,∠DAB=60°,AB=2CD=2,M是线段AB的中点.(1)求证:C1M∥平面A1ADD1;(2)若CD1垂直于平面ABCD且CD1=,求平面C1D1M和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值.审题路线图 (1)⇒→(2)→→→规范解答·评分标准构建答题模板(1)证明 因为四边形ABCD是等腰梯形,且AB=2CD,所以AB∥DC.又由M是AB的中点,因此CD∥MA且CD=MA.23\n连接AD1,如图(1).在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,因为CD∥C1D1,CD=C1D1,可得C1D1∥MA,C1D1=MA,所以四边形AMC1D1为平行四边形,3分因为C1M∥D1A.又C1M⊄平面A1ADD1,D1A⊂平面A1ADD1,所以C1M∥平面A1ADD1.5分(2)解 如图(2),连接AC,MC.由(1)知CD∥AM且CD=AM,所以四边形AMCD为平行四边形,可得BC=AD=MC,由题意得∠ABC=∠DAB=60°,所以△MBC为正三角形,因此AB=2BC=2,CA=,7分因此CA⊥CB.以C为坐标原点,建立如图(2)所示的空间直角坐标系C-xyz,所以A(,0,0),B(0,1,0),D1(0,0,),8分因此M,所以=,==.设平面C1D1M的一个法向量为n=(x,y,z),第一步 找垂直:找出(或作出)具有公共交点的三条两两垂直的直线.第二步 写坐标:建立空间直角坐标系,写出特征点坐标.第三步 求向量:求直线的方向向量或平面的法向量.第四步 求夹角:计算向量的夹角.第五步 得结论:得到所求两个平面所成的角或直线和平面所成的角.23\n由得可得平面C1D1M的一个法向量n=(1,,1).又=(0,0,)为平面ABCD的一个法向量,9分因此cos〈,n〉==.11分所以平面C1D1M和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值为.12分评分细则 (1)得出C1D1∥AM给1分,得出C1D1=MA给1分;(2)线面平行条件不完整扣1分;(3)建系得1分;(4)写正确向量坐标给2分;(5)求出平面C1D1M的一个法向量给2分.跟踪演练4 (2022·四川)一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图所示,在正方体中,设BC的中点为M,GH的中点为N.(1)请将字母F,G,H标记在正方体相应的顶点处(不需说明理由);(2)证明:直线MN∥平面BDH;(3)求二面角AEGM的余弦值. 23\n 模板5 离散型随机变量的分布列典例5 (12分)甲、乙两人参加某电视台举办的答题闯关游戏,按照规则,甲先从6道备选题中一次性抽取3道题独立作答,然后由乙回答剩余3题,每人答对其中2题就停止答题,即闯关成功.已知在6道备选题中,甲能答对其中的4道题,乙答对每道题的概率都是.(1)求甲、乙至少有一人闯关成功的概率;(2)设甲答对题目的个数为ξ,求ξ的分布列及均值.审题路线图 (1)→→(2)→→→规范解答·评分标准构建答题模板23\n解 (1)设甲、乙闯关成功分别为事件A、B,则P()===,P()=(1-)3+C·(1-)2=+=,4分则甲、乙至少有一人闯关成功的概率是1-P(·)=1-P()·P()=1-×=.6分(2)由题意知ξ的可能取值是1,2.7分P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,则ξ的分布列为ξ12P10分∴E(ξ)=1×+2×=.12分第一步 定元:根据已知条件确定离散型随机变量的取值.第二步 定性:明确每个随机变量取值所对应的事件.第三步 定型:确定事件的概率模型和计算公式.第四步 计算:计算随机变量取每一个值的概率.第五步 列表:列出分布列.第六步 求解:根据均值、方差公式求解其值.评分细则 (1)P(),P()计算正确每个给2分;(2)对甲、乙至少有一人闯关成功事件分解、计算正确的参照给分;(3)P(ξ=1),P(ξ=2)计算正确每个给1分,列表给1分.跟踪演练5 (2022·安徽)已知2件次品和3件正品混放在一起,现需要通过检测将其区分,每次随机检测一件产品,检测后不放回,直到检测出2件次品或者检测出3件正品时检测结束.(1)求第一次检测出的是次品且第二次检测出的是正品的概率;(2)已知每检测一件产品需要费用100元,设X表示直到检测出2件次品或者检测出3件正品时所需要的检测费用(单位:元),求X的分布列和均值(数学期望). 23\n 模板6 直线与圆锥曲线典例6 (12分)(2022·课标全国Ⅰ)已知点A(0,-2),椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,F是椭圆E的右焦点,直线AF的斜率为,O为坐标原点.(1)求E的方程;(2)设过点A的动直线l与E相交于P,Q两点,当△OPQ的面积最大时,求l的方程.审题路线图 →→→→23\n→规范解答·评分标准构建答题模板解 (1)设F(c,0),由条件知,=,得c=.2分又e==,所以a=2,b2=a2-c2=1.故E的方程为+y2=1.5分(2)当l⊥x轴时,不合题意,故设l:y=kx-2,6分P(x1,y1),Q(x2,y2),将y=kx-2代入+y2=1得(1+4k2)x2-16kx+12=0.7分当Δ=16(4k2-3)>0,即k2>时,x1,2=.从而|PQ|=|x1-x2|=.又点O到直线PQ的距离d=,所以△OPQ的面积S△OPQ=d·|PQ|=.9分设=t,则t>0,S△OPQ==.因为t+≥4,当且仅当t=2,即k=±时等号成立,且满足Δ>0,11分所以,当△OPQ的面积最大时l的方程为y=x-2或y=-x-2.12分第一步 提关系:从题设条件中提取不等关系式.第二步 找函数:用一个变量表示目标变量,代入不等关系式.第三步 得范围:通过求解含目标变量的不等式,得所求参数的范围或最值.第四步 再回顾:注意目标变量的范围所受题中其他因素的制约,检查最值取得的条件.评分细则 (1)列出关于c的方程,结果算错给1分;(2)求出a=2,给2分,得E的方程给1分;(3)没有考虑斜率不存在的情况扣1分;(4)求|PQ|时结果正确没有过程扣1分;(5)没有验证Δ>0扣1分.跟踪演练6 (2022·天津)已知椭圆+=1(a>b>0)的左焦点为F(-c,0),离心率为23\n,点M在椭圆上且位于第一象限,直线FM被圆x2+y2=截得的线段的长为c,|FM|=.(1)求直线FM的斜率;(2)求椭圆的方程;(3)设动点P在椭圆上,若直线FP的斜率大于,求直线OP(O为原点)的斜率的取值范围. 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x2+3y2=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-,求直线AB的方程;(2)在x轴上是否存在点M,使·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)→→(2)→→→规范解答·评分标准构建答题模板解 (1)依题意,直线AB的斜率存在,设直线AB的方程为y=k(x+1),将y=k(x+1)代入x2+3y2=5,消去y整理得(3k2+1)x2+6k2x+3k2-5=0.2分第一步 先假定:假设结论成立.23\n设A(x1,y1),B(x2,y2),则由线段AB中点的横坐标是-,得=-=-,解得k=±,适合①.所以直线AB的方程为x-y+1=0或x+y+1=0.4分(2)假设在x轴上存在点M(m,0),使·为常数.(ⅰ)当直线AB与x轴不垂直时,由(1)知x1+x2=-,x1x2=.③所以·=(x1-m)(x2-m)+y1y2=(x1-m)(x2-m)+k2(x1+1)(x2+1)=(k2+1)x1x2+(k2-m)(x1+x2)+k2+m2.7分将③代入,整理得·=+m2=+m2=m2+2m--.9分注意到·是与k无关的常数,从而有6m+14=0,m=-,此时·=.10分(ⅱ)当直线AB与x轴垂直时,此时点A、B的坐标分别为、,当m=-时,也有·=.11分综上,在x轴上存在定点M,使·为常数.12分第二步 再推理:以假设结论成立为条件,进行推理求解.第三步 下结论:若推出合理结果,经验证成立则肯定假设;若推出矛盾则否定假设.第四步 再回顾:查看关键点,易错点(特殊情况、隐含条件等),审视解题规范性.评分细则 (1)不考虑直线AB斜率不存在的情况扣1分;23\n(2)不验证Δ>0扣1分;(3)没有假设存在点M不扣分;(4)·没有化简至最后结果,直接下结论扣1分.跟踪演练7 (2022·湖南)如图,O为坐标原点,双曲线C1:-=1(a1>0,b1>0)和椭圆C2:+=1(a2>b2>0)均过点P(,1),且以C1的两个顶点和C2的两个焦点为顶点的四边形是面积为2的正方形.(1)求C1,C2的方程;(2)是否存在直线l,使得l与C1交于A,B两点,与C2只有一个公共点,且|+|=||?证明你的结论. 模板8 函数与导数典例8 (12分)(2022·课标全国Ⅱ)设函数f(x)=emx+x2-mx.(1)证明:f(x)在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增;(2)若对于任意x1,x2∈[-1,1],都有|f(x1)-f(x2)|≤e-1,求m的取值范围.审题路线图 (1)→→23\n(2)→→→→→规范解答·评分标准构建答题模板解 (1)f′(x)=m(emx-1)+2x.1分若m≥0,则当x∈(-∞,0)时,emx-1≤0,f′(x)<0;当x∈(0,+∞)时,emx-1≥0,f′(x)>0.若m<0,则当x∈(-∞,0)时,emx-1>0,f′(x)<0;当x∈(0,+∞)时,emx-1<0,f′(x)>0.4分所以,f(x)在(-∞,0)单调递减,在(0,+∞)单调递增.6分(2)由(1)知,对任意的m,f(x)在[-1,0]上单调递减,在[0,1]上单调递增,故f(x)在x=0处取得最小值.所以对于任意x1,x2∈[-1,1],|f(x1)-f(x2)|≤e-1的充要条件是8分即①设函数g(t)=et-t-e+1,则g′(t)=et-1.9分当t<0时,g′(t)<0;当t>0时,g′(t)>0.故g(t)在(-∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增.又g(1)=0,g(-1)=e-1+2-e<0,故当t∈[-1,1]时,g(t)≤0.当m∈[-1,1]时,g(m)≤0,g(-m)≤0,即①式成立;10分当m>1时,由g(t)的单调性,g(m)>0,即em-m>e-1;当m<-1时,g(-m)>0,即e-m+m>e-1.11分综上,m的取值范围是[-1,1].12分第一步 求导数:一般先确定函数的定义域,再求f′(x).第二步 定区间:根据f′(x)的符号确定函数的单调区间.第三步 寻条件:一般将恒成立问题转化为函数的最值问题.第四步 写步骤:通过函数单调性探求函数最值,对于最值可能在两点取到的恒成立问题,可转化为不等式组恒成立.第五步 再反思:查看是否注意定义域,区间的写法、最值点的探求是否合理等.评分细则 (1)讨论时漏掉m=0扣1分;(2)确定f′(x)符号时只有结论无中间过程扣1分;(3)写出f(x)在x=0处取得最小值给1分;(4)无最后结论扣1分;(5)其他方法构造函数同样给分.跟踪演练8 设函数f(x)=a2lnx-x2+ax,a>0.23\n(1)求f(x)的单调区间;(2)求所有的实数a,使e-1≤f(x)≤e2对x∈[1,e]恒成立. 23\n学生用书答案精析第三篇 建模板,看细则,突破高考拿高分跟踪演练1 解 (1)因为0<α<,sinα=,所以cosα=.所以f(α)=×(+)-=.(2)因为f(x)=sinxcosx+cos2x-=sin2x+-=sin2x+cos2x=sin(2x+),所以T==π.由2kπ-≤2x+≤2kπ+,k∈Z,得kπ-≤x≤kπ+,k∈Z.所以f(x)的单调递增区间为[kπ-,kπ+],k∈Z.跟踪演练2 解 (1)由b2-a2=c2及正弦定理得sin2B-=sin2C.所以-cos2B=sin2C.又由A=,即B+C=π,得-cos2B=sin2C=2sinCcosC=sin2C,解得tanC=2.(2)由tanC=2,C∈(0,π)得sinC=,cosC=,又因为sinB=sin(A+C)=sin,所以sinB=,由正弦定理得c=b,23\n又因为A=,bcsinA=3,所以bc=6,故b=3.跟踪演练3 解 (1)因为S1=a1,S2=2a1+×2=2a1+2,S4=4a1+×2=4a1+12,由题意得(2a1+2)2=a1(4a1+12),解得a1=1,所以an=2n-1.(2)bn=(-1)n-1=(-1)n-1=(-1)n-1(+).当n为偶数时,Tn=(1+)-(+)+…+(+)-(+)=1-=.当n为奇数时,Tn=(1+)-(+)+…-(+)+(+)=1+=.所以Tn=(或Tn=)跟踪演练4 (1)解 点F,G,H的位置如图所示.(2)证明 连接BD,设O为BD的中点,因为M,N分别是BC,GH的中点,所以OM∥CD,且OM=CD,HN∥CD,且HN=CD,所以OM∥HN,OM=HN,所以四边形MNHO是平行四边形,从而MN∥OH,又MN⊄平面BDH,OH⊂平面BDH,所以MN∥平面BDH.(3)解 方法一 连接AC,过M作MP⊥AC于P,在正方体ABCD-EFGH中,AC∥EG,23\n所以MP⊥EG,过P作PK⊥EG于K,连接KM,所以EG⊥平面PKM,从而KM⊥EG,所以∠PKM是二面角AEGM的平面角,设AD=2,则CM=1,PK=2,在Rt△CMP中,PM=CMsin45°=,在Rt△PKM中,KM==,所以cos∠PKM==,即二面角AEGM的余弦值为.方法二 如图,以D为坐标原点,分别以,,方向为x,y,z轴的正方向,建立空间直角坐标系D-xyz,设AD=2,则M(1,2,0),G(0,2,2),E(2,0,2),O(1,1,0),所以=(2,-2,0),=(-1,0,2),设平面EGM的一个法向量为n1=(x,y,z),由取x=2,得n1=(2,2,1),在正方体ABCD-EFGH中,DO⊥平面AEGC,则可取平面AEG的一个法向量为n2==(1,1,0),所以cosn1,n2===,故二面角AEGM的余弦值为.跟踪演练5 解 (1)记“第一次检测出的是次品且第二次检测出的是正品”为事件A.P(A)==.(2)X的可能取值为200,300,400.P(X=200)==,P(X=300)==,P(X=400)=1-P(X=200)-P(X=300)=1--=.故X的分布列为23\nX200300400PE(X)=200×+300×+400×=350.跟踪演练6 解 (1)由已知有=,又由a2=b2+c2,可得a2=3c2,b2=2c2.设直线FM的斜率为k(k>0),F(-c,0),则直线FM的方程为y=k(x+c).由已知,有2+2=2,解得k=.(2)由(1)得椭圆方程为+=1,直线FM的方程为y=(x+c),两个方程联立,消去y,整理得3x2+2cx-5c2=0,解得x=-c,或x=c.因为点M在第一象限,可得M的坐标为.由|FM|==.解得c=1,所以椭圆的方程为+=1.(3)设点P的坐标为(x,y),直线FP的斜率为t,得t=,即y=t(x+1)(x≠-1),与椭圆方程联立.消去y,整理得2x2+3t2(x+1)2=6,又由已知,得t=>,解得-<x<-1,或-1<x<0.设直线OP的斜率为m,得m=,即y=mx(x≠0),与椭圆方程联立,整理得m2=-.①当x∈时,有y=t(x+1)<0,因此m>0,于是m=,得m∈.②当x∈(-1,0)时,有y=t(x+1)>0.23\n因此m<0,于是m=-,得m∈.综上,直线OP的斜率的取值范围是∪.跟踪演练7 解 (1)设C2的焦距为2c2,由题意知,2c2=2,2a1=2.从而a1=1,c2=1.因为点P(,1)在双曲线x2-=1上,所以()2-=1.故b=3.由椭圆的定义知2a2=+=2.于是a2=,b=a-c=2.故C1,C2的方程分别为x2-=1,+=1.(2)不存在符合题设条件的直线.①若直线l垂直于x轴,因为l与C2只有一个公共点,所以直线l的方程为x=或x=-.当x=时,易知A(,),B(,-),所以|+|=2,||=2.此时,|+|≠||.当x=-时,同理可知,|+|≠||.②若直线l不垂直于x轴,设l的方程为y=kx+m.由得(3-k2)x2-2kmx-m2-3=0.当l与C1相交于A,B两点时,设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实根,23\n从而x1+x2=,x1x2=.于是y1y2=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=.由得(2k2+3)x2+4kmx+2m2-6=0.因为直线l与C2只有一个公共点,所以上述方程的判别式Δ=16k2m2-8(2k2+3)·(m2-3)=0.化简,得2k2=m2-3,因此·=x1x2+y1y2=+=≠0,于是2+2+2·≠2+2-2·,即|+|2≠|-|2,故|+|≠||.综合①②可知,不存在符合题设条件的直线.跟踪演练8 解 (1)因为f(x)=a2lnx-x2+ax,其中x>0,所以f′(x)=-2x+a=-.由于a>0,所以f(x)的增区间为(0,a),减区间为(a,+∞).(2)由题意得f(1)=a-1≥e-1,即a≥e.由(1)知f(x)在[1,e]内单调递增,要使e-1≤f(x)≤e2对x∈[1,e]恒成立.只要解得a=e.23