17. 在同一平面直角坐标系中,若直线 $ y = kx + 1 $ 与 $ y = \frac{1}{2}x + 4 $ 在 $ -4 ≤ x < 2 $ 时有公共点,则 $ k $ 的取值范围是
$k>2$ 或 $k≤-\dfrac{1}{4}$
.
答案:17.$k>2$ 或 $k≤-\dfrac{1}{4}$
解析:
【分析】
两条直线有公共点等价于联立两个函数解析式得到的方程有解,且解的横坐标落在给定区间$-4 ≤ x < 2$内。解题时先联立方程求出交点横坐标关于$k$的表达式,再根据分母的正负性分类讨论,结合横坐标的取值范围解不等式即可,注意解含参数的不等式时,乘负数要改变不等号方向。
【解析】
联立两个一次函数的解析式:
$\begin{cases}y = kx + 1 \\y = \frac{1}{2}x + 4\end{cases}$
令两式相等,得:$kx + 1 = \frac{1}{2}x + 4$
移项整理得:$(k-\frac{1}{2})x=3$
若$k=\frac{1}{2}$,方程左边为0、右边为3,无解,两直线平行无交点,故$k≠\frac{1}{2}$,此时交点横坐标为:
$x=\frac{6}{2k-1}$
根据题意交点横坐标满足$-4 ≤ x < 2$,分两种情况讨论:
1. 当$2k-1>0$即$k>\frac{1}{2}$时:
$x=\frac{6}{2k-1}$为正数,天然满足$x≥-4$,只需解$\frac{6}{2k-1}<2$
两边同乘正数$2k-1$,不等号方向不变:$6<2(2k-1)$
展开得$6<4k-2$,解得$k>2$,符合前提条件。
2. 当$2k-1<0$即$k<\frac{1}{2}$时:
$x=\frac{6}{2k-1}$为负数,天然满足$x<2$,只需解$-4 ≤ \frac{6}{2k-1}$
两边同乘负数$2k-1$,不等号方向改变:$-4(2k-1)≥6$
展开得$-8k+4≥6$,移项得$-8k≥2$,解得$k≤-\frac{1}{4}$,符合前提条件。
综上,$k$的取值范围为$k>2$或$k≤-\frac{1}{4}$。
【答案】
$k>2$ 或 $k≤-\dfrac{1}{4}$
【知识点】
一次函数交点问题,一元一次不等式求解,分类讨论思想
【点评】
本题结合一次函数交点性质考查不等式的求解,易错点是分类讨论时忽略分母正负对不等号方向的影响,以及端点取值的判断,解题时可代入端点验证结果避免出错。
【难度系数】
0.6
18.如图,以点阵中的相邻4个点为顶点的小正方形的面积为1,则五边形ABCEF的面积为
$\dfrac{131}{30}$
。

答案:18.$\dfrac{131}{30}$
解析:
【分析】
本题可采用割补法求解:首先观察到五边形ABCEF位于长方形ABCD内部,仅比长方形少了右上角的直角三角形DEF,因此只需先求出长方形ABCD的面积,再减去直角三角形DEF的面积即可得到五边形的面积。具体思路为:1. 由小正方形面积为1确定边长为1,建立平面直角坐标系,根据格点坐标求出斜线的一次函数解析式;2. 分别求斜线与AD、CD边的交点F、E的坐标,得到直角三角形DEF的两条直角边长度;3. 计算△DEF的面积,用长方形面积减去该三角形面积得到最终结果。
【解析】
已知相邻4个点构成的小正方形面积为1,因此小正方形的边长为1。
设点B为坐标原点$(0,0)$,可得各点坐标:$A(0,2)$,$C(3,0)$,$D(3,2)$,则长方形$ABCD$的面积为:
$S_{ABCD}=3×2=6$
观察斜线的两个端点为格点$(-1,3)$和$(4,0)$,计算斜率$k=\frac{0-3}{4-(-1)}=-\frac{3}{5}$,代入点$(-1,3)$可得斜线的解析式:
$y-3=-\frac{3}{5}(x+1)$
整理得$y=-\frac{3}{5}x+\frac{12}{5}$。
1. 求交点F:F是斜线与AD边的交点,AD边的直线方程为$y=2$,代入解析式得:
$2=-\frac{3}{5}x+\frac{12}{5}$
解得$x=\frac{2}{3}$,即$F(\frac{2}{3},2)$,因此$DF=3-\frac{2}{3}=\frac{7}{3}$。
2. 求交点E:E是斜线与CD边的交点,CD边的直线方程为$x=3$,代入解析式得:
$y=-\frac{3}{5}×3+\frac{12}{5}=\frac{3}{5}$
即$E(3,\frac{3}{5})$,因此$DE=2-\frac{3}{5}=\frac{7}{5}$。
△DEF为直角三角形,直角位于D点,其面积为:
$S_{△ DEF}=\frac{1}{2}× DF× DE=\frac{1}{2}×\frac{7}{3}×\frac{7}{5}=\frac{49}{30}$
因此五边形ABCEF的面积为:
$S=S_{ABCD}-S_{△ DEF}=6-\frac{49}{30}=\frac{131}{30}$
【答案】
$\dfrac{131}{30}$
【知识点】
割补法求面积,一次函数的应用,直角三角形面积计算
【点评】
本题将不规则图形面积转化为规则图形的面积差求解,结合一次函数求交点坐标,既考察了坐标法的实际应用,也考察了不规则图形面积的转化思想,需要学生具备一定的数形结合能力和计算能力。
【难度系数】
0.3
三、解答题(共96分)
19.(8分)解方程:(1)$2x^2 -8=0$; (2)$x^3 +3=2$.
答案:19.(1)$x_1=2,x_2=-2$ (2)$x=-1$
解析:
【分析】
本题考查简单高次方程的求解,解题思路清晰:(1)第一个是不含一次项的一元二次方程,用直接开平方法求解:先移项把常数项移到等号右侧,再将二次项系数化为1,最后根据正数有两个互为相反数的平方根开方即可,注意不要漏解;(2)第二个是简单一元三次方程,先移项合并常数项,再根据立方根的唯一性开立方求解即可。
【解析】
(1) 解方程$2x^2 -8=0$
移项,得:$2x^2=8$
系数化为1,得:$x^2=4$
开平方,得:$x=\pm2$
即方程的解为$x_1=2$,$x_2=-2$
(2) 解方程$x^3 +3=2$
移项,得:$x^3=2-3$
合并同类项,得:$x^3=-1$
开立方,得:$x=-1$
【答案】
(1)$x_1=2,x_2=-2$ (2)$x=-1$
【知识点】
平方根的性质,立方根的性质,直接开平方法解方程
【点评】
本题是基础解方程题型,重点考查平方根、立方根性质的应用,计算量小,解题时需注意一元二次方程开平方后有两个解,避免漏写负根。
【难度系数】
0.9
20.(8分)计算:$(π-3.14)^{0}+\sqrt{(-2)^{2}}-\sqrt[3]{-27}.$
答案:20.解:原式$=1+2-(-3)=3+3=6.$
解析:
【分析】
本题属于实数混合运算题,解题思路如下:第一步先拆分算式中的运算项,明确本题需要分别计算零指数幂、算术平方根、立方根三类运算;第二步逐一回忆对应运算法则:①非零数的零次幂等于1,本题中π>3.14,故底数π-3.14不为0,零次幂结果为1;②算术平方根$\sqrt{a^2}=|a|$,可算出第二项结果为2;③负数的立方根是负数,可得第三项的立方根结果为-3;第三步将三项的结果代入原式,按照有理数加减法则计算最终结果即可。
【解析】
解:根据相关运算法则分别计算每一项:
1. 零指数幂运算:
∵π≈3.14159>3.14,
∴π-3.14≠0,故$(π-3.14)^0=1$;
2. 算术平方根化简:$\sqrt{(-2)^2}=\sqrt{4}=2$;
3. 立方根运算:$\sqrt[3]{-27}=-3$;
将结果代入原式得:
原式$=1+2-(-3)=3+3=6$。
【答案】
6
【知识点】
零指数幂运算;二次根式化简;立方根运算
【点评】
本题是实数运算的常规基础题,核心考查对零指数幂、算术平方根、立方根相关运算法则的掌握程度,解题时注意区分算术平方根和立方根的符号规则,逐项计算后合并即可,整体计算量小。
【难度系数】
0.8