资源描述
<p>2017年广东省深圳市高考数学一模试卷(理科)
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.若集合A={2,4,6,8},B={x|x2﹣9x+18≤0},则A∩B=( )
A.{2,4} B.{4,6} C.{6,8} D.{2,8}
2.若复数(a∈R)为纯虚数,其中i为虚数单位,则a=( )
A.2 B.3 C.﹣2 D.﹣3
3.袋中装有大小相同的四个球,四个球上分别标有数字“2”,“3”,“4”,“6”,现从中随机选取三个球,则所选的三个球上的数字能构成等差数列的概率是( )
A. B. C. D.
4.等比数列{an}的前n项和为Sn=a•3n﹣1+b,则=( )
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
5.直线l:kx+y+4=0(k∈R)是圆C:x2+y2+4x﹣4y+6=0的一条对称轴,过点A(0,k)作斜率为1的直线m,则直线m被圆C所截得的弦长为( )
A. B. C. D.2
6.祖冲之之子祖暅是我国南北朝时代伟大的科学家,他在实践的基础上提出了体积计算的原理:“幂势既同,则积不容异”.意思是,如果两个等高的几何体在同高处截得的截面面积恒等,那么这两个几何体的体积相等.此即祖暅原理.利用这个原理求球的体积时,需要构造一个满足条件的几何体,已知该几何体三视图如图所示,用一个与该几何体的下底面平行相距为h(0<h<2)的平面截该几何体,则截面面积为( )
A.4π B.πh2 C.π(2﹣h)2 D.π(4﹣h)2
7.函数f(x)=•cosx的图象大致是( )
8.已知a>b>0,c<0,下列不等关系中正确的是( )
A.ac>bc B.ac>bc
C.loga(a﹣c)>logb(b﹣c) D.>
9.执行如图所示的程序框图,若输入p=2017,则输出i的值为( )
A.335 B.336 C.337 D.338
10.已知F是双曲线E:﹣=1(a>0,b>0)的右焦点,过点F作E的一条渐近线的垂线,垂足为P,线段PF与E相交于点Q,记点Q到E的两条渐近线的距离之积为d2,若|FP|=2d,则该双曲线的离心率是( )
A. B.2 C.3 D.4
11.已知棱长为2的正方体ABCD﹣A1B1C1D1,球O与该正方体的各个面相切,则平面ACB1截此球所得的截面的面积为( )
A. B. C. D.
12.已知函数f(x)=,x≠0,e为自然对数的底数,关于x的方程+﹣λ=0有四个相异实根,则实数λ的取值范围是( )
A.(0,) B.(2,+∞) C.(e+,+∞) D.(+,+∞)
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,满分20分,将答案填在答题纸上
13.已知向量=(1,2),=(x,3),若⊥,则|+|= .
14.(﹣)5的二项展开式中,含x的一次项的系数为 (用数字作答).
15.若实数x,y满足不等式组,目标函数z=kx﹣y的最大值为12,最小值为0,则实数k= .
16.已知数列{an}满足nan+2﹣(n+2)an=λ(n2+2n),其中a1=1,a2=2,若an<an+1对∀n∈N*恒成立,则实数λ的取值范围是 .
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(12分) △ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知2a=csinA﹣acosC.
(1)求C;
(2)若c=,求△ABC的面积S的最大值.
18.(12分) 如图,四边形ABCD为菱形,四边形ACEF为平行四边形,设BD与AC相交于点G,AB=BD=2,AE=,∠EAD=∠EAB.
(1)证明:平面ACEF⊥平面ABCD;
(2)若AE与平面ABCD所成角为60°,求二面角B﹣EF﹣D的余弦值.
19.某市为了鼓励市民节约用电,实行“阶梯式”电价,将该市每户居民的月用电量划分为三档,月用电量不超过200度的部分按0.5元/度收费,超过200度但不超过400度的部分按0.8元/度收费,超过400度的部分按1.0元/度收费.
(1)求某户居民用电费用y(单位:元)关于月用电量x(单位:度)的函数解析式;
(2)为了了解居民的用电情况,通过抽样,获得了今年1月份100户居民每户的用电量,统计分析后得到如图所示的频率分布直方图,若这100户居民中,今年1月份用电费用不超过260元的点80%,求a,b的值;
(3)在满足(2)的条件下,若以这100户居民用电量的频率代替该月全市居民用户用电量的概率,且同组中的数据用该组区间的中点值代替,记Y为该居民用户1月份的用电费用,求Y的分布列和数学期望.
20.(12分) 已成椭圆C: +=1(a>b>0)的左右顶点分别为A1、A2,上下顶点分别为B2/B1,左右焦点分别为F1、F2,其中长轴长为4,且圆O:x2+y2=为菱形A1B1A2B2的内切圆.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点N(n,0)为x轴正半轴上一点,过点N作椭圆C的切线l,记右焦点F2在l上的射影为H,若△F1HN的面积不小于n2,求n的取值范围.
21.(12分) 已知函数f(x)=xlnx,e为自然对数的底数.
(1)求曲线y=f(x)在x=e﹣2处的切线方程;
(2)关于x的不等式f(x)≥λ(x﹣1)在(0,+∞)上恒成立,求实数λ的值;
(3)关于x的方程f(x)=a有两个实根x1,x2,求证:|x1﹣x2|<2a+1+e﹣2.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在直角坐标系中xOy中,已知曲线E经过点P(1,),其参数方程为(α为参数),以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线E的极坐标方程;
(2)若直线l交E于点A、B,且OA⊥OB,求证: +为定值,并求出这个定值.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知f(x)=|x+a|,g(x)=|x+3|﹣x,记关于x的不等式f(x)<g(x)的解集为M.
(1)若a﹣3∈M,求实数a的取值范围;
(2)若[﹣1,1]⊆M,求实数a的取值范围.
2017年广东省深圳市高考数学一模试卷(理科)
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.若集合A={2,4,6,8},B={x|x2﹣9x+18≤0},则A∩B=( )
A.{2,4} B.{4,6} C.{6,8} D.{2,8}
【考点】交集及其运算.
【分析】求出B中不等式的解集确定出B,找出A与B的交集即可.
【解答】解:∵A={2,4,6,8},B={x|x2﹣9x+18≤0}={x|(x﹣3)(x﹣6)≤0}={x|3≤x≤6},
∴A∩B={4,6},
故选:B.
2.若复数(a∈R)为纯虚数,其中i为虚数单位,则a=( )
A.2 B.3 C.﹣2 D.﹣3
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】直接由复数代数形式的乘除运算化简复数,根据已知条件列出方程组,求解即可得答案.
【解答】解: ==,
∵复数(a∈R)为纯虚数,
∴,解得:a=﹣2.
故选:C.
3.袋中装有大小相同的四个球,四个球上分别标有数字“2”,“3”,“4”,“6”,现从中随机选取三个球,则所选的三个球上的数字能构成等差数列的概率是( )
A. B. C. D.
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率.
【分析】现从中随机选取三个球,基本事件总数n==4,所选的三个球上的数字能构成等差数列包含的基本事件的个数,由此能求出所选的三个球上的数字能构成等差数列的概率.
【解答】解:袋中装有大小相同的四个球,四个球上分别标有数字“2”,“3”,“4”,“6”,
现从中随机选取三个球,
基本事件总数n==4,
所选的三个球上的数字能构成等差数列包含的基本事件有:
(2,3,4),(2,4,6),共有2个,
∴所选的三个球上的数字能构成等差数列的概率是p==.
故选:B.
4.等比数列{an}的前n项和为Sn=a•3n﹣1+b,则=( )
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
【考点】等比数列的通项公式.
【分析】由等比数列{an}的前n项和求出前3项,由此能求出利用等比数列{an}中,,能求出.
【解答】解:∵等比数列{an}的前n项和为Sn=a•3n﹣1+b,
∴a1=S1=a+b,
a2=S2﹣S1=3a+b﹣a﹣b=2a,
a3=S3﹣S2=9a+b﹣3a﹣b=6a,
∵等比数列{an}中,,
∴(2a)2=(a+b)×6a,
解得=﹣3.
故选:A.
5.直线l:kx+y+4=0(k∈R)是圆C:x2+y2+4x﹣4y+6=0的一条对称轴,过点A(0,k)作斜率为1的直线m,则直线m被圆C所截得的弦长为( )
A. B. C. D.2
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】求出圆的标准方程可得圆心和半径,由直线l:kx+y+4=0经过圆C的圆心(﹣2,2),求得k的值,可得点A的坐标,求出圆心到直线的距离,即可得出结论.
【解答】解:∵圆C:x2+y2+4x﹣4y+6=0,即(x+2)2+(y﹣2)2 =2,
表示以C(﹣2,2)为圆心、半径等于的圆.
由题意可得,直线l:kx+y+4=0经过圆C的圆心(﹣2,2),
故有﹣2k+2+4=0,∴k=3,点A(0,3).
直线m:y=x+3,圆心到直线的距离d==,
∴直线m被圆C所截得的弦长为2=.
故选:C.
6.祖冲之之子祖暅是我国南北朝时代伟大的科学家,他在实践的基础上提出了体积计算的原理:“幂势既同,则积不容异”.意思是,如果两个等高的几何体在同高处截得的截面面积恒等,那么这两个几何体的体积相等.此即祖暅原理.利用这个原理求球的体积时,需要构造一个满足条件的几何体,已知该几何体三视图如图所示,用一个与该几何体的下底面平行相距为h(0<h<2)的平面截该几何体,则截面面积为( )
A.4π B.πh2 C.π(2﹣h)2 D.π(4﹣h)2
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】由题意,首先得到几何体为一个圆柱挖去一个圆锥,得到截面为圆,明确其半径求面积.
【解答】解:由已知得到几何体为一个圆柱挖去一个圆锥,底面半径为2高为2,设截面的圆半径为r,则,得到r=h,所以截面圆的面积为πh2;
故选B.
7.函数f(x)=•cosx的图象大致是( )
A. B. C. D.
【考点】函数的图象.
【分析】先判断函数的奇偶性,再判断函数值,问题得以解决.
【解答】解:f(﹣x)=•cos(﹣x)=•cosx=﹣f(x),
∴f(x)为奇函数,
∴函数f(x)的图象关于原点对称,
当x∈(0,)时,cosx>0,>0,
∴f(x)>0在(0,)上恒成立,
故选:C
8.已知a>b>0,c<0,下列不等关系中正确的是( )
A.ac>bc B.ac>bc
C.loga(a﹣c)>logb(b﹣c) D.>
【考点】不等式的基本性质.
【分析】根据不等式的性质求出a(b﹣c)>b(a﹣c)以及a﹣c>b﹣c>0,从而求出答案.
【解答】解:∵a>b>0,c<0,﹣c>0,
∴a﹣c>b﹣c>0,ac<bc,
故a(b﹣c)>b(a﹣c),
故>,
故选:D.
9.执行如图所示的程序框图,若输入p=2017,则输出i的值为( )
A.335 B.336 C.337 D.338
【考点】程序框图.
【分析】根据题意,模拟程序框图的运行过程,即可得出输出i的值.
【解答】解:模拟程序的运行,可得程序框图的功能是统计1到2017这些数中能同时被2和3整除的数的个数i,
由于:2017=336×6+1,
故程序框图输出的i的值为336.
故选:B.
10.已知F是双曲线E:﹣=1(a>0,b>0)的右焦点,过点F作E的一条渐近线的垂线,垂足为P,线段PF与E相交于点Q,记点Q到E的两条渐近线的距离之积为d2,若|FP|=2d,则该双曲线的离心率是( )
A. B.2 C.3 D.4
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】E上任意一点Q(x,y)到两条渐近线的距离之积为d1d2===d2,F(c,0)到渐近线bx﹣ay=0的距离为=b=2d,求出可求双曲线的离心率.
【解答】解:E上任意一点Q(x,y)到两条渐近线的距离之积为d1d2===d2,
F(c,0)到渐近线bx﹣ay=0的距离为=b=2d,
∴,
∴e==2,
故选B.
11.已知棱长为2的正方体ABCD﹣A1B1C1D1,球O与该正方体的各个面相切,则平面ACB1截此球所得的截面的面积为( )
A. B. C. D.
【考点】球的体积和表面积.
【分析】求出平面ACB1截此球所得的截面的圆的半径,即可求出平面ACB1截此球所得的截面的面积.
【解答】解:由题意,球心与B的距离为=,B到平面ACB1的距离为=,球的半径为1,球心到平面ACB1的距离为﹣=,∴平面ACB1截此球所得的截面的圆的半径为=,
∴平面ACB1截此球所得的截面的面积为=,
故选A.
12.已知函数f(x)=,x≠0,e为自然对数的底数,关于x的方程+﹣λ=0有四个相异实根,则实数λ的取值范围是( )
A.(0,) B.(2,+∞) C.(e+,+∞) D.(+,+∞)
【考点】根的存在性及根的个数判断.
【分析】求导数,确定函数的单调性,可得x=2时,函数取得极大值,关于x的方程+﹣λ=0有四个相异实根,则t+﹣λ=0的一根在(0,),另一根在(,+∞)之间,即可得出结论.
【解答】解:由题意,f′(x)=,
∴x<0或x>2时,f′(x)<0,函数单调递减,0<x<2时,f′(x)>0,函数单调递增,
∴x=2时,函数取得极大值,
关于x的方程+﹣λ=0有四个相异实根,则t+﹣λ=0的一根在(0,),另一根在(,+∞)之间,
∴,∴λ>e+,
故选:C.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,满分20分,将答案填在答题纸上
13.已知向量=(1,2),=(x,3),若⊥,则|+|= 5 .
【考点】平面向量的坐标运算.
【分析】⊥,可得=0,解得x.再利用向量模的计算公式即可得出.
【解答】解:∵⊥,∴=x+6=0,解得x=﹣6.
∴=(﹣5,5).
∴|+|==5.
故答案为:5.
14.(﹣)5的二项展开式中,含x的一次项的系数为 ﹣5 (用数字作答).
【考点】二项式系数的性质.
【分析】写出二项展开式的通项,由x的指数等于1求得r值,则答案可求.
【解答】解:(﹣)5的二项展开式中,通项公式为:
Tr+1=••=(﹣1)r••,
令=1,得r=1;
∴二项式(﹣)5的展开式中含x的一次项系数为:
﹣1•=﹣5.
故答案为:﹣5.
15.若实数x,y满足不等式组,目标函数z=kx﹣y的最大值为12,最小值为0,则实数k= 3 .
【考点】简单线性规划.
【分析】先画出可行域,得到角点坐标.利用k与0的大小,分类讨论,结合目标函数的最值求解即可.
【解答】解:实数x,y满足不等式组的可行域如图:得:A(1,3),B(1,﹣2),C(4,0).
①当k=0时,目标函数z=kx﹣y的最大值为12,最小值为0,不满足题意.
②当k>0时,目标函数z=kx﹣y的最大值为12,最小值为0,当直线z=kx﹣y过C(4,0)时,Z取得最大值12.
当直线z=kx﹣y过A(3,1)时,Z取得最小值0.
可得k=3,满足题意.
③当k<0时,目标函数z=kx﹣y的最大值为12,最小值为0,当直线z=kx﹣y过C(4,0)时,Z取得最大值12.可得k=﹣3,
当直线z=kx﹣y过,B(1,﹣2)时,Z取得最小值0.可得k=﹣2,
无解.
综上k=3
故答案为:3.
16.已知数列{an}满足nan+2﹣(n+2)an=λ(n2+2n),其中a1=1,a2=2,若an<an+1对∀n∈N*恒成立,则实数λ的取值范围是 [0,+∞) .
【考点】数列递推式.
【分析】把已知递推式变形,可得数列{}的奇数项与偶数项均是以λ为公差的等差数列,分类求其通项公式,代入an<an+1,分离参数λ求解.
【解答】解:由nan+2﹣(n+2)an=λ(n2+2n)=λn(n+2),
得,
∴数列{}的奇数项与偶数项均是以λ为公差的等差数列,
∵a1=1,a2=2,
∴当n为奇数时,,
∴;
当n为偶数时,,
∴.
当n为奇数时,由an<an+1,得<,
即λ(n﹣1)>﹣2.
若n=1,λ∈R,若n>1则λ>,∴λ≥0;
当n为偶数时,由an<an+1,得<,
即3nλ>﹣2,∴λ>,即λ≥0.
综上,λ的取值范围为[0,+∞).
故答案为:[0,+∞).
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c,已知2a=csinA﹣acosC.
(1)求C;
(2)若c=,求△ABC的面积S的最大值.
【考点】正弦定理;余弦定理.
【分析】(1)由正弦定理,三角函数恒等变换的应用化简已知等式可得sin(C﹣)=1,结合C的范围,可得C的值.
(2)由余弦定理,基本不等式可求ab≤1,进而利用三角形面积公式可求△ABC面积的最大值.
【解答】(本题满分为12分)
解:(1)∵2a=csinA﹣acosC,
∴由正弦定理可得:2sinA=sinCsinA﹣sinAcosC,…2分
∵sinA≠0,
∴可得:2=sinC﹣cosC,解得:sin(C﹣)=1,
∵C∈(0,π),可得:C﹣∈(﹣,),
∴C﹣=,可得:C=.…6分
(2)∵由(1)可得:cosC=﹣,
∴由余弦定理,基本不等式可得:3=b2+a2+ab≥3ab,即:ab≤1,(当且仅当b=a时取等号)…8分
∴S△ABC=absinC=ab≤,可得△ABC面积的最大值为.…12分
18.如图,四边形ABCD为菱形,四边形ACEF为平行四边形,设BD与AC相交于点G,AB=BD=2,AE=,∠EAD=∠EAB.
(1)证明:平面ACEF⊥平面ABCD;
(2)若AE与平面ABCD所成角为60°,求二面角B﹣EF﹣D的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;平面与平面垂直的判定.
【分析】(1)连接EG,由四边形ABCD为菱形,可得AD=AB,BD⊥AC,DG=GB,可证△EAD≌△EAB,进一步证明BD⊥平面ACEF,则平面ACEF⊥平面ABCD;
(2)法一、过G作EF的垂线,垂足为M,连接MB,MG,MD,可得∠EAC为AE与面ABCD所成的角,得到EF⊥平面BDM,可得∠DMB为二面角B﹣EF﹣D的平面角,
在△DMB中,由余弦定理求得∠BMD的余弦值,进一步得到二面角B﹣EF﹣D的余弦值;
法二、在平面ABCD内,过G作AC的垂线,交EF于M点,由(1)可知,平面ACEF⊥平面ABCD,得MG⊥平面ABCD,则直线GM、GA、GB两两互相垂直,分别以GA、GB、GM为x、y、z轴建立空间直角坐标系G﹣xyz,分别求出平面BEF与平面DEF的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值可得二面角B﹣EF﹣D的余弦值.
【解答】(1)证明:连接EG,
∵四边形ABCD为菱形,∴AD=AB,BD⊥AC,DG=GB,
在△EAD和△EAB中,
AD=AB,AE=AE,∠EAD=∠EAB,
∴△EAD≌△EAB,
∴ED=EB,则BD⊥EG,
又AC∩EG=G,∴BD⊥平面ACEF,
∵BD⊂平面ABCD,
∴平面ACEF⊥平面ABCD;
(2)解法一:过G作EF的垂线,垂足为M,连接MB,MG,MD,
易得∠EAC为AE与面ABCD所成的角,
∴∠EAC=60°,
∵EF⊥GM,EF⊥BD,
∴EF⊥平面BDM,
∴∠DMB为二面角B﹣EF﹣D的平面角,
可求得MG=,DM=BM=,
在△DMB中,由余弦定理可得:cos∠BMD=,
∴二面角B﹣EF﹣D的余弦值为;
解法二:如图,在平面ABCD内,过G作AC的垂线,交EF于M点,
由(1)可知,平面ACEF⊥平面ABCD,
∵MG⊥平面ABCD,
∴直线GM、GA、GB两两互相垂直,
分别以GA、GB、GM为x、y、z轴建立空间直角坐标系G﹣xyz,
可得∠EAC为AE与平面ABCD所成的角,∴∠EAC=60°,
则D(0,﹣1,0),B(0,1,0),E(),F(),
,,
设平面BEF的一个法向量为,则
,
取z=2,可得平面BEF的一个法向量为,
同理可求得平面DEF的一个法向量为,
∴cos<>==,
∴二面角B﹣EF﹣D的余弦值为.
19.某市为了鼓励市民节约用电,实行“阶梯式”电价,将该市每户居民的月用电量划分为三档,月用电量不超过200度的部分按0.5元/度收费,超过200度但不超过400度的部分按0.8元/度收费,超过400度的部分按1.0元/度收费.
(1)求某户居民用电费用y(单位:元)关于月用电量x(单位:度)的函数解析式;
(2)为了了解居民的用电情况,通过抽样,获得了今年1月份100户居民每户的用电量,统计分析后得到如图所示的频率分布直方图,若这100户居民中,今年1月份用电费用不超过260元的点80%,求a,b的值;
(3)在满足(2)的条件下,若以这100户居民用电量的频率代替该月全市居民用户用电量的概率,且同组中的数据用该组区间的中点值代替,记Y为该居民用户1月份的用电费用,求Y的分布列和数学期望.
【考点】离散型随机变量的期望与方差;频率分布直方图;离散型随机变量及其分布列.
【分析】(1)利用分段函数的性质即可得出.
(2)利用(1),结合频率分布直方图的性质即可得出.
(3)由题意可知X可取50,150,250,350,450,550.结合频率分布直方图的性质即可得出.
【解答】解:(1)当0≤x≤200时,y=0.5x;
当200<x≤400时,y=0.5×200+0.8×(x﹣200)=0.8x﹣60,
当x>400时,y=0.5×200+0.8×200+1.0×(x﹣400)=x﹣140,
所以y与x之间的函数解析式为:y=.
(2)由(1)可知:当y=260时,x=400,则P(x≤400)=0.80,
结合频率分布直方图可知:0.1+2×100b+0.3=0.8,100a+0.05=0.2,
∴a=0.0015,b=0.0020.
(3)由题意可知X可取50,150,250,350,450,550.
当x=50时,y=0.5×50=25,∴P(y=25)=0.1,
当x=150时,y=0.5×150=75,∴P(y=75)=0.2,
当x=250时,y=0.5×200+0.8×50=140,∴P(y=140)=0.3,
当x=350时,y=0.5×200+0.8×150=220,∴P(y=220)=0.2,
当x=450时,y=0.5×200+0.8×200+1.0×50=310,∴P(y=310)=0.15,
当x=550时,y=0.5×200×0.8×200+1.0×150=410,∴P(y=410)=0.05.
故Y的概率分布列为:
Y
25
75
140
220
310
410
P
0.1
0.2
0.3
0.2
0.15
0.05
所以随机变量Y的数学期望
EY=25×0.1+75×0.2+140×0.3+220×0.2+310×0.15+410×0.05=170.5.
20.已成椭圆C: +=1(a>b>0)的左右顶点分别为A1、A2,上下顶点分别为B2/B1,左右焦点分别为F1、F2,其中长轴长为4,且圆O:x2+y2=为菱形A1B1A2B2的内切圆.
(1)求椭圆C的方程;
(2)点N(n,0)为x轴正半轴上一点,过点N作椭圆C的切线l,记右焦点F2在l上的射影为H,若△F1HN的面积不小于n2,求n的取值范围.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)由题意求得a,直线A2B2的方程为,利用点到直线的距离公式,即可求得b的值,求得椭圆C的方程;
(2)设直线方程,代入椭圆方程,由△=0,求得m和n的关系,利用三角形的面积公式,求得m的取值范围,代入即可求得n的取值范围.
【解答】解:(1)由题意知2a=4,所以a=2,
所以A1(﹣2,0),A2(2,0),B1(0,﹣b),B2(0,b),则
直线A2B2的方程为,即bx+2y﹣2b=0,
所以=,解得b2=3,
故椭圆C的方程为;
(2)由题意,可设直线l的方程为x=my+n,m≠0,
联立,消去x得(3m2+4)y2+6mny+3(n2﹣4)=0,(*)
由直线l与椭圆C相切,得△=(6mn)2﹣4×3×(3m2+4)(n2﹣4)=0,
化简得3m2﹣n2+4=0,
设点H(mt+n,t),由(1)知F1(﹣1,0),F2(1,0),则•=﹣1,
解得:t=﹣,
所以△F1HN的面积=(n+1)丨﹣丨=,
代入3m2﹣n2+4=0,消去n化简得=丨m丨,
所以丨m丨≥n2=(3m2+4),解得≤丨m丨≤2,即≤m2≤4,
从而≤≤4,又n>0,
所以≤n≤4,
故n的取值范围为[,4].
21.已知函数f(x)=xlnx,e为自然对数的底数.
(1)求曲线y=f(x)在x=e﹣2处的切线方程;
(2)关于x的不等式f(x)≥λ(x﹣1)在(0,+∞)上恒成立,求实数λ的值;
(3)关于x的方程f(x)=a有两个实根x1,x2,求证:|x1﹣x2|<2a+1+e﹣2.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(1)求出函数的导数,计算f′(e﹣2)和f(e﹣2)的值,求出切线方程即可;
(2)求出函数g(x)的导数,得到函数的单调区间,求出函数的极小值,从而求出λ的值即可;
(3)记h(x)=f(x)﹣(﹣x﹣e﹣2)=xlnx+x+e﹣2,求出h(x)的最小值,得到a=﹣1=f(x2)≥x2﹣1,得到|x1﹣x2|=x2﹣x1≤﹣,从而证出结论.
【解答】解(1)对函数f(x)求导得f′(x)=lnx+1,
∴f′(e﹣2)=lne﹣2+1=﹣1,
又f(e﹣2)=e﹣2lne﹣2=﹣2e﹣2,
∴曲线y=f(x)在x=e﹣2处的切线方程为y﹣(﹣2e﹣2)=﹣(x﹣e﹣2),
即y=﹣x﹣e﹣2;
(2)记g(x)=f(x)﹣λ(x﹣1)=xlnx﹣λ(x﹣1),其中x>0,
由题意知g(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,
下面求函数g(x)的最小值,
对g(x)求导得g′(x)=lnx+1﹣λ,
令g′(x)=0,得x=eλ﹣1,
当x变化时,g′(x),g(x)变化情况列表如下:
x
(0,eλ﹣1)
eλ﹣1
(eλ﹣1,+∞)
g′(x)
﹣
0
+
g(x)
递减
极小值
递增
∴g(x)min=g(x)极小值=g(eλ﹣1)=(λ﹣1)eλ﹣1﹣λ(eλ﹣1﹣1)=λ﹣eλ﹣1,
∴λ﹣eλ﹣1≥0,
记G(λ)=λ﹣eλ﹣1,则G′(λ)=1﹣eλ﹣1,
令G′(λ)=0,得λ=1,
当λ变化时,G′(λ),G(λ)变化情况列表如下:
λ
(0,1)
1
(1,+∞)
G′(λ)
+
0
﹣
G(λ)
递增
极大值
递减
∴G(λ)max=G(λ)极大值=G(1)=0,
故λ﹣eλ﹣1≤0当且仅当λ=1时取等号,
又λ﹣eλ﹣1≥0,从而得到λ=1;
(3)先证f(x)≥﹣x﹣e﹣2,
记h(x)=f(x)﹣(﹣x﹣e﹣2)=xlnx+x+e﹣2,则h′(x)=lnx+2,
令h′(x)=0,得x=e﹣2,
当x变化时,h′(x),h(x)变化情况列表如下:
x
(0,e﹣2)
e﹣2
(e﹣2,+∞)
h′(x)
﹣
0
+
h(x)
递减
极小值
递增
∴h(x)min=h(x)极小值=h(e﹣2)=e﹣2lne﹣2+e﹣2+e﹣2=0,
h(x)≥0恒成立,即f(x)≥﹣x﹣e﹣2,
记直线y=﹣x﹣e﹣2,y=x﹣1分别与y=a交于(,a),(,a),
不妨设x1<x2,则a=﹣﹣e﹣2=f(x1)≥﹣x1﹣e﹣2,
从而<x1,当且仅当a=﹣2e﹣2时取等号,
由(2)知,f(x)≥x﹣1,则a=﹣1=f(x2)≥x2﹣1,
从而x2≤,当且仅当a=0时取等号,
故|x1﹣x2|=x2﹣x1≤﹣=(a+1)﹣(﹣a﹣e﹣2)=2a+1+e﹣2,
因等号成立的条件不能同时满足,故|x1﹣x2|<2a+1+e﹣2.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在直角坐标系中xOy中,已知曲线E经过点P(1,),其参数方程为(α为参数),以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线E的极坐标方程;
(2)若直线l交E于点A、B,且OA⊥OB,求证: +为定值,并求出这个定值.
【考点】参数方程化成普通方程.
【分析】(1)将点P(1,),代入曲线E的方程,求出a2=3,可得曲线E的普通方程,即可求曲线E的极坐标方程;
(2)利用点的极坐标,代入极坐标方程,化简,即可证明结论.
【解答】解:(1)将点P(1,),代入曲线E的方程:,
解得a2=3,
所以曲线E的普通方程为=1,
极坐标方程为=1;
(2)不妨设点A,B的极坐标分别为A(ρ1,θ),B(ρ2,),
则代入曲线E的极坐标方程,可得+==,
即+为定值.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知f(x)=|x+a|,g(x)=|x+3|﹣x,记关于x的不等式f(x)<g(x)的解集为M.
(1)若a﹣3∈M,求实数a的取值范围;
(2)若[﹣1,1]⊆M,求实数a的取值范围.
【考点】绝对值不等式的解法.
【分析】(1)将x=a﹣3代入不等式,解关于a的不等式即可;(2)得到|x+a|<3恒成立,即﹣3﹣x<a<3﹣x,当x∈[﹣1,1]时恒成立,求出a的范围即可.
【解答】解:(1)依题意有:|2a﹣3|<|a|﹣(a﹣3),
若a≥,则2a﹣3<3,∴≤a<3,
若0≤a<,则3﹣2a<3,∴0<a<,
若a≤0,则3﹣2a<﹣a﹣(a﹣3),无解,
综上所述,a的取值范围为(0,3);
(2)由题意可知,当x∈[﹣1,1]时,f(x)<g(x)恒成立,
∴|x+a|<3恒成立,
即﹣3﹣x<a<3﹣x,当x∈[﹣1,1]时恒成立,
∴﹣2<a<2.
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