资源描述
2018年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ)
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。
1.(2018•新课标Ⅲ)已知集合A={x|x﹣1≥0},B={0,1,2},则A∩B=( )
A.{0} B.{1} C.{1,2} D.{0,1,2}
2.(5分)(2018•新课标Ⅲ)(1+i)(2﹣i)=( )
A.﹣3﹣i B.﹣3+i C.3﹣i D.3+i
3.(2018•新课标Ⅲ)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来.构件的凸出部分叫榫头,凹进部分叫卯眼,
图中木构件右边的小长方体是榫头.若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,则咬合时
带卯眼的木构件的俯视图可以是( )
A. B. C. D.
4.(2018•新课标Ⅲ)若sinα=,则cos2α=( )
A. B. C.﹣ D.﹣
5.(2018•新课标Ⅲ)(x2+)5的展开式中x4的系数为( )
A.10 B.20 C.40 D.80
6.(2018•新课标Ⅲ)直线x+y+2=0分别与x轴,y轴交于A,B两点,点P在圆(x﹣2)2+y2=2上,
则△ABP面积的取值范围是( )
A.[2,6] B.[4,8] C.[,3] D.[2,3]
7.(5分)(2018•新课标Ⅲ)函数y=﹣x4+x2+2的图象大致为( )
A B C D
8.(2018•新课标Ⅲ)某群体中的每位成员使用移动支付的概率都为p,各成员的支付方式相互独立.设X为
该群体的10位成员中使用移动支付的人数,DX=2.4,P(x=4)<P(X=6),则p=( )
A.0.7 B.0.6 C.0.4 D.0.3
9.(2018•新课标Ⅲ)△ABC内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若△ABC的面积为,则C=( )
A. B. C. D.
10.(2018•新课标Ⅲ)设A,B,C,D是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC为等边三角形且面积为9,
则三棱锥D﹣ABC体积的最大值为( )
A.12 B.18 C.24 D.54
11.(2018•新课标Ⅲ)设F1,F2是双曲线C:﹣=1(a>0.b>0)的左,右焦点,O是坐标原点.
过F2作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,若|PF1|=|OP|,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.
12.(2018•新课标Ⅲ)设a=log0.20.3,b=log20.3,则( )
A.a+b<ab<0 B.ab<a+b<0 C.a+b<0<ab D.ab<0<a+b
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.已知向量=(1,2),=(2,﹣2),=(1,λ).若∥(2+),则λ= .
14.曲线y=(ax+1)ex在点(0,1)处的切线的斜率为﹣2,则a= .
15.函数f(x)=cos(3x+)在[0,π]的零点个数为 .
16.已知点M(﹣1,1)和抛物线C:y2=4x,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点.
若∠AMB=90°,则k= .
三、解答题:共70分。
17.(12分)等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn为{an}的前n项和.若Sm=63,求m.
18.(12分)某工厂为提高生产效率,开展技术创新活动,提出了完成某项生产任务的两种新的生产方式.为比较两种生产方式的效率,选取40名工人,将他们随机分成两组,每组20人.第一组工人用第一种生产方式,第二组工人用第二种生产方式.根据工人完成生产任务的工作时间(单位:min)绘制了如下茎叶图:
(1)根据茎叶图判断哪种生产方式的效率更高?并说明理由;
(2)求40名工人完成生产任务所需时间的中位数m,并将完成生产任务所需时间超过m和不超过m的工人
数填入下面的列联表:
超过m
不超过m
第一种生产方式
第二种生产方式
(3)根据(2)中的列联表,能否有99%的把握认为两种生产方式的效率有差异?
附:K2=,
P(K2≥k)
0.050
0.010
0.001
k
3.841
6.635
10.828
19.(12分)如图,边长为2的正方形ABCD所在的平面与半圆弧所在平面垂直,M是上异于C,D的点.
(1)证明:平面AMD⊥平面BMC;
(2)当三棱锥M﹣ABC体积最大时,求面MAB与面MCD所成二面角的正弦值.
20.已知斜率为k的直线l与椭圆C:+=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,m)(m>0).
(1)证明:k<﹣;
(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且++=.证明:||,||,||成等差数列,
并求该数列的公差.
21.已知函数f(x)=(2+x+ax2)ln(1+x)﹣2x.
(1)若a=0,证明:当﹣1<x<0时,f(x)<0;当x>0时,f(x)>0;
(2)若x=0是f(x)的极大值点,求a.
[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)
22.在平面直角坐标系xOy中,⊙O的参数方程为,(θ为参数),过点(0,﹣)且倾斜角为α的
直线l与⊙O交于A,B两点.
(1)求α的取值范围;
(2)求AB中点P的轨迹的参数方程.
[选修4-5:不等式选讲](10分)
23.(2018•新课标Ⅲ)设函数f(x)=|2x+1|+|x﹣1|.
(1)画出y=f(x)的图象;
(2)当x∈[0,+∞)时,f(x)≤ax+b,求a+b的最小值.
2018年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅲ)
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共12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.C;2.D;3.A;4.B;5.C;6.A;7.D;8.B;9.C;10.B;11.C;12.B;
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.;14.﹣3;15.3;16.2;
一、选择题:本题共12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.(5分)(2018•新课标Ⅲ)已知集合A={x|x﹣1≥0},B={0,1,2},则A∩B=( )
A.{0} B.{1} C.{1,2} D.{0,1,2}
【分析】求解不等式化简集合A,再由交集的运算性质得答案.
【解答】解:∵A={x|x﹣1≥0}={x|x≥1},B={0,1,2},
∴A∩B={x|x≥1}∩{0,1,2}={1,2}.
故选:C.
2.(5分)(2018•新课标Ⅲ)(1+i)(2﹣i)=( )
A.﹣3﹣i B.﹣3+i C.3﹣i D.3+i
【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.
【解答】解:(1+i)(2﹣i)=3+i.
故选:D.
3.(5分)(2018•新课标Ⅲ)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来.构件的凸出部分叫榫头,凹进部分叫卯眼,图中木构件右边的小长方体是榫头.若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是( )
A. B. C. D.
【分析】直接利用空间几何体的三视图的画法,判断选项的正误即可.
【解答】解:由题意可知,如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,小的长方体,是榫头,从图形看出,轮廓是长方形,内含一个长方形,并且一条边重合,另外3边是虚线,所以木构件的俯视图是A.
故选:A.
4.(5分)(2018•新课标Ⅲ)若sinα=,则cos2α=( )
A. B. C.﹣ D.﹣
【分析】cos2α=1﹣2sin2α,由此能求出结果.
【解答】解:∵sinα=,
∴cos2α=1﹣2sin2α=1﹣2×=.
故选:B.
5.(5分)(2018•新课标Ⅲ)(x2+)5的展开式中x4的系数为( )
A.10 B.20 C.40 D.80
【分析】由二项式定理得(x2+)5的展开式的通项为:Tr+1=(x2)5﹣r()r=,由10﹣3r=4,解得r=2,由此能求出(x2+)5的展开式中x4的系数.
【解答】解:由二项式定理得(x2+)5的展开式的通项为:
Tr+1=(x2)5﹣r()r=,
由10﹣3r=4,解得r=2,
∴(x2+)5的展开式中x4的系数为=40.
故选:C.
6.(5分)(2018•新课标Ⅲ)直线x+y+2=0分别与x轴,y轴交于A,B两点,点P在圆(x﹣2)2+y2=2上,则△ABP面积的取值范围是( )
A.[2,6] B.[4,8] C.[,3] D.[2,3]
【分析】求出A(﹣2,0),B(0,﹣2),|AB|=2,设P(2+,),点P到直线x+y+2=0的距离:d==∈[],由此能求出△ABP面积的取值范围.
【解答】解:∵直线x+y+2=0分别与x轴,y轴交于A,B两点,
∴令x=0,得y=﹣2,令y=0,得x=﹣2,
∴A(﹣2,0),B(0,﹣2),|AB|==2,
∵点P在圆(x﹣2)2+y2=2上,∴设P(2+,),
∴点P到直线x+y+2=0的距离:
d==,
∵sin()∈[﹣1,1],∴d=∈[],
∴△ABP面积的取值范围是:
[,]=[2,6].
故选:A.
7.(5分)(2018•新课标Ⅲ)函数y=﹣x4+x2+2的图象大致为( )
A. B. C. D.
【分析】根据函数图象的特点,求函数的导数利用函数的单调性进行判断即可.
【解答】解:函数过定点(0,2),排除A,B.
函数的导数f′(x)=﹣4x3+2x=﹣2x(2x2﹣1),
由f′(x)>0得2x(2x2﹣1)<0,
得x<﹣或0<x<,此时函数单调递增,排除C,
故选:D.
8.(5分)(2018•新课标Ⅲ)某群体中的每位成员使用移动支付的概率都为p,各成员的支付方式相互独立.设X为该群体的10位成员中使用移动支付的人数,DX=2.4,P(x=4)<P(X=6),则p=( )
A.0.7 B.0.6 C.0.4 D.0.3
【分析】利用已知条件,转化为二项分布,利用方差转化求解即可.
【解答】解:某群体中的每位成员使用移动支付的概率都为p,看做是独立重复事件,满足X~B(10,p),
P(x=4)<P(X=6),可得,可得1﹣2p<0.即p.
因为DX=2.4,可得10p(1﹣p)=2.4,解得p=0.6或p=0.4(舍去).
故选:B.
9.(5分)(2018•新课标Ⅲ)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.若△ABC的面积为,则C=( )
A. B. C. D.
【分析】推导出S△ABC==,从而sinC==cosC,由此能求出结果.
【解答】解:∵△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.
△ABC的面积为,
∴S△ABC==,
∴sinC==cosC,
∵0<C<π,∴C=.
故选:C.
10.(5分)(2018•新课标Ⅲ)设A,B,C,D是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC为等边三角形且面积为9,则三棱锥D﹣ABC体积的最大值为( )
A.12 B.18 C.24 D.54
【分析】求出,△ABC为等边三角形的边长,画出图形,判断D的位置,然后求解即可.
【解答】解:△ABC为等边三角形且面积为9,可得,解得AB=6,
球心为O,三角形ABC 的外心为O′,显然D在O′O的延长线与球的交点如图:
O′C==,OO′==2,
则三棱锥D﹣ABC高的最大值为:6,
则三棱锥D﹣ABC体积的最大值为:=18.
故选:B.
11.(5分)(2018•新课标Ⅲ)设F1,F2是双曲线C:﹣=1(a>0.b>0)的左,右焦点,O是坐标原点.过F2作C的一条渐近线的垂线,垂足为P,若|PF1|=|OP|,则C的离心率为( )
A. B.2 C. D.
【分析】先根据点到直线的距离求出|PF2|=b,再求出|OP|=a,在三角形F1PF2中,由余弦定理可得|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2﹣2|PF2|•|F1F2|cos∠PF2O,代值化简整理可得a=c,问题得以解决.
【解答】解:双曲线C:﹣=1(a>0.b>0)的一条渐近线方程为y=x,
∴点F2到渐近线的距离d==b,即|PF2|=b,
∴|OP|===a,cos∠PF2O=,
∵|PF1|=|OP|,
∴|PF1|=a,
在三角形F1PF2中,由余弦定理可得|PF1|2=|PF2|2+|F1F2|2﹣2|PF2|•|F1F2|COS∠PF2O,
∴6a2=b2+4c2﹣2×b×2c×=4c2﹣3b2=4c2﹣3(c2﹣a2),
即3a2=c2,
即a=c,
∴e==,
故选:C.
12.(5分)(2018•新课标Ⅲ)设a=log0.20.3,b=log20.3,则( )
A.a+b<ab<0 B.ab<a+b<0 C.a+b<0<ab D.ab<0<a+b
【分析】直接利用对数的运算性质化简即可得答案.
【解答】解:∵a=log0.20.3=,b=log20.3=,
∴=,
,
∵,,
∴ab<a+b<0.
故选:B.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.(5分)(2018•新课标Ⅲ)已知向量=(1,2),=(2,﹣2),=(1,λ).若∥(2+),则λ= .
【分析】利用向量坐标运算法则求出=(4,2),再由向量平行的性质能求出λ的值.
【解答】解:∵向量=(1,2),=(2,﹣2),
∴=(4,2),
∵=(1,λ),∥(2+),
∴,
解得λ=.
故答案为:.
14.(5分)(2018•新课标Ⅲ)曲线y=(ax+1)ex在点(0,1)处的切线的斜率为﹣2,则a= ﹣3 .
【分析】球心函数的导数,利用切线的斜率列出方程求解即可.
【解答】解:曲线y=(ax+1)ex,可得y′=aex+(ax+1)ex,
曲线y=(ax+1)ex在点(0,1)处的切线的斜率为﹣2,
可得:a+1=﹣2,解得a=﹣3.
故答案为:﹣3.
15.(5分)(2018•新课标Ⅲ)函数f(x)=cos(3x+)在[0,π]的零点个数为 3 .
【分析】由题意可得f(x)=cos(3x+)=0,可得3x+=+kπ,k∈Z,即x=+kπ,即可求出.
【解答】解:∵f(x)=cos(3x+)=0,
∴3x+=+kπ,k∈Z,
∴x=+kπ,k∈Z,
当k=0时,x=,
当k=1时,x=π,
当k=2时,x=π,
当k=3时,x=π,
∵x∈[0,π],
∴x=,或x=π,或x=π,
故零点的个数为3,
故答案为:3
16.(5分)(2018•新课标Ⅲ)已知点M(﹣1,1)和抛物线C:y2=4x,过C的焦点且斜率为k的直线与C交于A,B两点.若∠AMB=90°,则k=
2 .
【分析】由已知可求过A,B两点的直线方程为y=k(x﹣1),然后联立直线与抛物线方程组可得,k2x2﹣2(2+k2)x+k2=0,可表示x1+x2,x1x2,y1+y2,y1y2,由∠AMB=90°,向量的数量积为0,代入整理可求k.
【解答】解:∵抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),
∴过A,B两点的直线方程为y=k(x﹣1),
联立可得,k2x2﹣2(2+k2)x+k2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则 x1+x2=,x1x2=1,
∴y1+y2=k(x1+x2﹣2)=,y1y2=k2(x1﹣1)(x2﹣1)=k2[x1x2﹣(x1+x2)+1]=﹣4,
∵M(﹣1,1),
∴=(x1+1,y1﹣1),=(x2+1,y2﹣1),
∵∠AMB=90°=0,∴•=0
∴(x1+1)(x2+1)+(y1﹣1)(y2﹣1)=0,
整理可得,x1x2+(x1+x2)+y1y2﹣(y1+y2)+2=0,
∴1+2+﹣4﹣+2=0,
即k2﹣4k+4=0,
∴k=2.
故答案为:2
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。
17.(12分)(2018•新课标Ⅲ)等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3.
(1)求{an}的通项公式;
(2)记Sn为{an}的前n项和.若Sm=63,求m.
【分析】(1)利用等比数列通项公式列出方程,求出公比q=±2,由此能求出{an}的通项公式.
(2)当a1=1,q=﹣2时,Sn=,由Sm=63,得Sm==63,m∈N,无解;当a1=1,q=2时,Sn=2n﹣1,由此能求出m.
【解答】解:(1)∵等比数列{an}中,a1=1,a5=4a3.
∴1×q4=4×(1×q2),
解得q=±2,
当q=2时,an=2n﹣1,
当q=﹣2时,an=(﹣2)n﹣1,
∴{an}的通项公式为,an=2n﹣1,或an=(﹣2)n﹣1.
(2)记Sn为{an}的前n项和.
当a1=1,q=﹣2时,Sn===,
由Sm=63,得Sm==63,m∈N,无解;
当a1=1,q=2时,Sn===2n﹣1,
由Sm=63,得Sm=2m﹣1=63,m∈N,
解得m=6.
18.(12分)(2018•新课标Ⅲ)某工厂为提高生产效率,开展技术创新活动,提出了完成某项生产任务的两种新的生产方式.为比较两种生产方式的效率,选取40名工人,将他们随机分成两组,每组20人.第一组工人用第一种生产方式,第二组工人用第二种生产方式.根据工人完成生产任务的工作时间(单位:min)绘制了如下茎叶图:
(1)根据茎叶图判断哪种生产方式的效率更高?并说明理由;
(2)求40名工人完成生产任务所需时间的中位数m,并将完成生产任务所需时间超过m和不超过m的工人数填入下面的列联表:
超过m
不超过m
第一种生产方式
第二种生产方式
(3)根据(2)中的列联表,能否有99%的把握认为两种生产方式的效率有差异?
附:K2=,
P(K2≥k)
0.050
0.010
0.001
k
3.841
6.635
10.828
【分析】(1)根据茎叶图中的数据判断第二种生产方式的工作时间较少些,效率更高;
(2)根据茎叶图中的数据计算它们的中位数,再填写列联表;
(3)列联表中的数据计算观测值,对照临界值得出结论.
【解答】解:(1)根据茎叶图中的数据知,
第一种生产方式的工作时间主要集中在70~92之间,
第二种生产方式的工作时间主要集中在65~90之间,
所以第二种生产方式的工作时间较少些,效率更高;
(2)这40名工人完成生产任务所需时间按从小到大的顺序排列后,
排在中间的两个数据是79和81,计算它们的中位数为m==80;
由此填写列联表如下;
超过m
不超过m
总计
第一种生产方式
15
5
20
第二种生产方式
5
15
20
总计
20
20
40
(3)根据(2)中的列联表,计算
K2===10>6.635,
∴能有99%的把握认为两种生产方式的效率有差异.
19.(12分)(2018•新课标Ⅲ)如图,边长为2的正方形ABCD所在的平面与半圆弧所在平面垂直,M是上异于C,D的点.
(1)证明:平面AMD⊥平面BMC;
(2)当三棱锥M﹣ABC体积最大时,求面MAB与面MCD所成二面角的正弦值.
【分析】(1)根据面面垂直的判定定理证明MC⊥平面ADM即可.
(2)根据三棱锥的体积最大,确定M的位置,建立空间直角坐标系,求出点的坐标,利用向量法进行求解即可.
【解答】解:(1)证明:在半圆中,DM⊥MC,
∵正方形ABCD所在的平面与半圆弧所在平面垂直,
∴AD⊥平面BCM,则AD⊥MC,
∵AD∩DM=D,
∴MC⊥平面ADM,
∵MC⊂平面MBC,
∴平面AMD⊥平面BMC.
(2)∵△ABC的面积为定值,
∴要使三棱锥M﹣ABC体积最大,则三棱锥的高最大,
此时M为圆弧的中点,
建立以O为坐标原点,如图所示的空间直角坐标系如图
∵正方形ABCD的边长为2,
∴A(2,﹣1,0),B(2,1,0),M(0,0,1),
则平面MCD的法向量=(1,0,0),
设平面MAB的法向量为=(x,y,z)
则=(0,2,0),=(﹣2,1,1),
由•=2y=0,•=﹣2x+y+z=0,
令x=1,
则y=0,z=2,即=(1,0,2),
则cos<,>===,
则面MAB与面MCD所成二面角的正弦值sinα==.
20.(12分)(2018•新课标Ⅲ)已知斜率为k的直线l与椭圆C:+=1交于A,B两点,线段AB的中点为M(1,m)(m>0).
(1)证明:k<﹣;
(2)设F为C的右焦点,P为C上一点,且++=.证明:||,||,||成等差数列,并求该数列的公差.
【分析】(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),利用点差法得6(x1﹣x2)+8m(y1﹣y2)=0,k==﹣=﹣
又点M(1,m)在椭圆内,即,解得m的取值范围,即可得k<﹣,
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),可得x1+x2=2
由++=,可得x3﹣1=0,由椭圆的焦半径公式得则|FA|=a﹣ex1=2﹣x1,|FB|=2﹣x2,|FP|=2﹣x3=.即可证明|FA|+|FB|=2|FP|,求得A,B坐标再求公差.
【解答】解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),
∵线段AB的中点为M(1,m),
∴x1+x2=2,y1+y2=2m
将A,B代入椭圆C:+=1中,可得
,
两式相减可得,3(x1+x2)(x1﹣x2)+4(y1+y2)(y1﹣y2)=0,
即6(x1﹣x2)+8m(y1﹣y2)=0,
∴k==﹣=﹣
点M(1,m)在椭圆内,即,
解得0<m
∴.
(2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),
可得x1+x2=2,
∵++=,F(1,0),∴x1﹣1+x2﹣1+x3﹣1=0,y1+y2+y3=0,
∴x3=1,
∵m>0,可得P在第一象限,故,m=,k=﹣1
由椭圆的焦半径公式得则|FA|=a﹣ex1=2﹣x1,|FB|=2﹣x2,|FP|=2﹣x3=.
则|FA|+|FB|=4﹣,∴|FA|+|FB|=2|FP|,
联立,可得|x1﹣x2|=
所以该数列的公差d满足2d=|x1﹣x2|=,
∴该数列的公差为±.
21.(12分)(2018•新课标Ⅲ)已知函数f(x)=(2+x+ax2)ln(1+x)﹣2x.
(1)若a=0,证明:当﹣1<x<0时,f(x)<0;当x>0时,f(x)>0;
(2)若x=0是f(x)的极大值点,求a.
【分析】(1)对函数f(x)两次求导数,分别判断f′(x)和f(x)的单调性,结合f(0)=0即可得出结论;
(2)令h(x)为f′(x)的分子,令h″(0)计算a,讨论a的范围,得出f(x)的单调性,从额得出a的值.
【解答】(1)证明:当a=0时,f(x)=(2+x)ln(1+x)﹣2x,(x>﹣1).
,,
可得x∈(﹣1,0)时,f″(x)≤0,x∈(0,+∞)时,f″(x)≥0
∴f′(x)在(﹣1,0)递减,在(0,+∞)递增,
∴f′(x)≥f′(0)=0,
∴f(x)=(2+x)ln(1+x)﹣2x在(﹣1,+∞)上单调递增,又f(0)=0.
∴当﹣1<x<0时,f(x)<0;当x>0时,f(x)>0.
(2)解:由f(x)=(2+x+ax2)ln(1+x)﹣2x,得
f′(x)=(1+2ax)ln(1+x)+﹣2=,
令h(x)=ax2﹣x+(1+2ax)(1+x)ln(x+1),
h′(x)=4ax+(4ax+2a+1)ln(x+1).
当a≥0,x>0时,h′(x)>0,h(x)单调递增,
∴h(x)>h(0)=0,即f′(x)>0,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,故x=0不是f(x)的极大值点,不符合题意.
当a<0时,h″(x)=8a+4aln(x+1)+,
显然h″(x)单调递减,
①令h″(0)=0,解得a=﹣.
∴当﹣1<x<0时,h″(x)>0,当x>0时,h″(x)<0,
∴h′(x)在(﹣1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,
∴h′(x)≤h′(0)=0,
∴h(x)单调递减,又h(0)=0,
∴当﹣1<x<0时,h(x)>0,即f′(x)>0,
当x>0时,h(x)<0,即f′(x)<0,
∴f(x)在(﹣1,0)上单调递增,在(0,+∞)上单调递减,
∴x=0是f(x)的极大值点,符合题意;
②若﹣<a<0,则h″(0)=1+6a>0,h″(e﹣1)=(2a﹣1)(1﹣e)<0,
∴h″(x)=0在(0,+∞)上有唯一一个零点,设为x0,
∴当0<x<x0时,h″(x)>0,h′(x)单调递增,
∴h′(x)>h′(0)=0,即f′(x)>0,
∴f(x)在(0,x0)上单调递增,不符合题意;
③若a<﹣,则h″(0)=1+6a<0,h″(﹣1)=(1﹣2a)e2>0,
∴h″(x)=0在(﹣1,0)上有唯一一个零点,设为x1,
∴当x1<x<0时,h″(x)<0,h′(x)单调递减,
∴h′(x)>h′(0)=0,∴h(x)单调递增,
∴h(x)<h(0)=0,即f′(x)<0,
∴f(x)在(x1,0)上单调递减,不符合题意.
综上,a=﹣.
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)
22.(10分)(2018•新课标Ⅲ)在平面直角坐标系xOy中,⊙O的参数方程为,(θ为参数),过点(0,﹣)且倾斜角为α的直线l与⊙O交于A,B两点.
(1)求α的取值范围;
(2)求AB中点P的轨迹的参数方程.
【分析】(1)⊙O的普通方程为x2+y2=1,圆心为O(0,0),半径r=1,当α=时,直线l的方程为x=0,成立;当α≠时,过点(0,﹣)且倾斜角为α的直线l的方程为y=tanα•x+,从而圆心O(0,0)到直线l的距离d=<1,进而求出或,由此能求出α的取值范围.
(2)设直线l的方程为x=m(y+),联立,得(m2+1)x2+2+2m2﹣1=0,由此利用韦达定理、中点坐标公式能求出AB中点P的轨迹的参数方程.
【解答】解:(1)∵⊙O的参数方程为(θ为参数),
∴⊙O的普通方程为x2+y2=1,圆心为O(0,0),半径r=1,
当α=时,过点(0,﹣)且倾斜角为α的直线l的方程为x=0,成立;
当α≠时,过点(0,﹣)且倾斜角为α的直线l的方程为y=tanα•x+,
∵倾斜角为α的直线l与⊙O交于A,B两点,
∴圆心O(0,0)到直线l的距离d=<1,
∴tan2α>1,∴tanα>1或tanα<﹣1,
∴或,
综上α的取值范围是(,).
(2)由(1)知直线l的斜率不为0,设直线l的方程为x=m(y+),
设A(x1,y1),(B(x2,y2),P(x3,y3),
联立,得(m2+1)x2+2+2m2﹣1=0,
,
=﹣+2,
=,=﹣,
∴AB中点P的轨迹的参数方程为,(m为参数),(﹣1<m<1).
[选修4-5:不等式选讲](10分)
23.(2018•新课标Ⅲ)设函数f(x)=|2x+1|+|x﹣1|.
(1)画出y=f(x)的图象;
(2)当x∈[0,+∞)时,f(x)≤ax+b,求a+b的最小值.
【分析】(1)利用分段函数的性质将函数表示为分段函数形式进行作图即可.
(2)将不等式恒成立转化为图象关系进行求解即可.
【解答】解:(1)当x≤﹣时,f(x)=﹣(2x+1)﹣(x﹣1)=﹣3x,
当﹣<x<1,f(x)=(2x+1)﹣(x﹣1)=x+2,
当x≥1时,f(x)=(2x+1)+(x﹣1)=3x,
则f(x)=对应的图象为:
画出y=f(x)的图象;
(2)当x∈[0,+∞)时,f(x)≤ax+b,
当x=0时,f(0)=2≤0•a+b,∴b≥2,
当x>0时,要使f(x)≤ax+b恒成立,
则函数f(x)的图象都在直线y=ax+b的下方或在直线上,
∵f(x)的图象与y轴的交点的纵坐标为2,
且各部分直线的斜率的最大值为3,
故当且仅当a≥3且b≥2时,不等式f(x)≤ax+b在[0,+∞)上成立,
即a+b的最小值为5.
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