资源描述
2021年陕西省西安一中高考数学一模试卷(文科)
一、选择题:(每小题5分,共50分)
1.(5分)(2022•齐齐哈尔三模)若复数(x∈R)为纯虚数,则x等于( )
A. 0 B. 1 C. ﹣1 D. 0或1
【考点】: 复数代数形式的乘除运算;复数的基本概念.
【专题】: 计算题.
【分析】: 利用两个复数代数形式的除法法则化简z为(x2﹣x)﹣xi,再由z为纯虚数,可得,由此求得x的值.
【解答】: 解:∵===(x2﹣x)﹣xi,
又z为纯虚数,
则有 ,故x=1,
故选 B.
【点评】: 本题主要考查复数的基本概念,两个复数代数形式的除法,属于基础题.
2.(5分)(2007•广东)已知函数的定义域为M,g(x)=ln(1+x)的定义域为N,则M∩N=( )
A. {x|x>﹣1} B. {x|x<1} C. {x|﹣1<x<1} D. ∅
【考点】: 交集及其运算;函数的定义域及其求法.
【分析】: 依据题目中使函数有意义的x的值求得函数的定义域M和N,再求它们的交集即可.
【解答】: 解:∵函数的定义域是指使函数式有意义的自变量x的取值范围,
∴由1﹣x>0求得函数的定义域M={x|x<1},
和由1+x>0 得,N=[x|x>﹣1},
∴它们的交集M∩N={x|﹣1<x<1}.
故选C.
【点评】: 本题属于以函数的定义为平台,求集合的交集的基础题,也是高考常会考的题型.
3.(5分)(2011•福建模拟)在各项均为正数的等比数列{an}中,a3a5=4,则数列{log2an}的前7项和等于( )
A. 7 B. 8 C. 27 D. 28
【考点】: 等差数列的前n项和;等比数列的性质.
【专题】: 计算题.
【分析】: 依据等比数列的性质,由已知的等式求出a4的值,然后利用对数的运算性质化简数列{log2an}的前7项和,把a4的值代入即可求出数列{log2an}的前7项和.
【解答】: 解:由a3a5=a42=4,又等比数列{an}的各项均为正数,
∴a4=2,
则数列{log2an}的前7项和S7=++…+====7.
故选A
【点评】: 此题考查同学机敏运用等比数列的性质化简求值,把握对数的运算性质,是一道基础题.
4.(5分)在△ABC中,a,b,c是角A,B的对边,若a,b,c成等比数列,A=60°,=( )
A. B. 1 C. D.
【考点】: 正弦定理;等比数列的性质.
【专题】: 计算题.
【分析】: a,b,c成等比数列 可得,b2=ac,由正弦定理可得sin2B=sinAsinC=
【解答】: 解:∵a,b,c成等比数列∴b2=ac
由正弦定理可得sin2B=sinAsinC=
=
故选D
【点评】: 本题主要考查了利用正弦定理进行解三角形,属于基础试题,难度不大.
5.(5分)(2011•湘西州一模)如图为一个几何体的三视图,尺寸如图所示,则该几可体的表面积为( )(不考虑接触点)
A. B. C. D. 32+π
【考点】: 由三视图求面积、体积.
【专题】: 计算题.
【分析】: 由三视图可以看出,此几何体由一个半径为1的球体与一底面连长为2的直三棱柱所组成,故其表面积为球体的表面积加上直三棱柱的表面积.
【解答】: 解:由三视图知,此组合体上部是一个半径为的球体,故其表面积为π
下部为始终三棱柱,其高为3,底面为一边长为2的正三角形,且题 中已给出此三角形的高为
故三棱柱的侧面积为3×(2+2+2)=18,由于不考虑接触点,故只求上底面的面积即可,
上底面的面积为×2×=
故组合体的表面积为
故选C
【点评】: 本题考点是由三视图求几何体的面积、体积,考查对三视图的理解与应用,主要考查对三视图与实物图之间的关系,用三视图中的数据还原出实物图的数据,再依据相关的公式求表面积与体积,本题求的是表面积.三视图的投影规章是主视、俯视 长对正;主视、左视高平齐,左视、俯视 宽相等.
6.(5分)已知图象不间断函数f(x)是区间[a,b]上的单调函数,且在区间(a,b)上存在零点.上图是用二分法求方程f(x)=0近似解的程序框图,推断框内可以填写的内容有如下四个选择:
①f(a)f(m)<0,
②f(a)f(m)>0,
③f(b)f(m)<0,
④f(b)f(m)>0,
其中能够正确求出近似解的是( )
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
【考点】: 程序框图.
【专题】: 函数的性质及应用;算法和程序框图.
【分析】: 由零点的判定定理知,推断框可以填写f(a)f(m)<0或f(m)f(b)>0,由此可得答案.
【解答】: 解:由二分法求方程f(x)=0近似解的流程知:
当满足f(a)f(m)<0时,令b=m;否则令a=m;故①正确,②错误;
当满足f(m)f(b)>0时,令a=m;否则令b=m;故④正确,③错误.
故选:A.
【点评】: 本题考查了程序框图的应用问题,解题时应模拟程序框图的运行过程,以便得出正确的结论,是基础题.
7.(5分)(2010•宁夏)如图,质点P在半径为2的圆周上逆时针运动,其初始位置为P0(,﹣),角速度为1,那么点P到x轴距离d关于时间t的函数图象大致为( )
A. B. C. D.
【考点】: 函数的图象.
【分析】: 本题的求解可以利用排解法,依据某具体时刻点P的位置到到x轴距离来确定答案.
【解答】: 解:通过分析可知当t=0时,点P到x轴距离d为,于是可以排解答案A,D,
再依据当时,可知点P在x轴上此时点P到x轴距离d为0,排解答案B,
故应选C.
【点评】: 本题主要考查了函数的图象,以及排解法的应用和数形结合的思想,属于基础题.
8.(5分)已知函数f(x)= 若f(2﹣x2)>f(x),则实数x的取值范围是( )
A. (﹣∞,﹣1)∪(2,+∞) B. (﹣∞,﹣2)∪(1,+∞) C. (﹣1,2) D. (﹣2,1)
【考点】: 函数单调性的性质.
【专题】: 计算题;函数的性质及应用.
【分析】: 由x=0时分段函数两个表达式对应的函数值相等,可得函数图象是一条连续的曲线.结合对数函数和幂函数f(x)=x3的单调性,可得函数f(x)是定义在R上的增函数,由此将原不等式化简为2﹣x2>x,不难解出实数x的取值范围.
【解答】: 解:∵当x=0时,两个表达式对应的函数值都为零
∴函数的图象是一条连续的曲线
∵当x≤0时,函数f(x)=x3为增函数;当x>0时,f(x)=ln(x+1)也是增函数
∴函数f(x)是定义在R上的增函数
因此,不等式f(2﹣x2)>f(x)等价于2﹣x2>x,
即x2+x﹣2<0,解之得﹣2<x<1,
故选D
【点评】: 本题给出含有对数函数的分段函数,求不等式的解集.着重考查了对数函数、幂函数的单调性和函数的图象与性质等学问,属于基础题.
9.(5分)已知双曲线方程为=1,过其右焦点F的直线(斜率存在)交双曲线于P、Q两点,PQ的垂直平分线交x轴于点M,则的值为( )
A. B. C. D.
【考点】: 双曲线的简洁性质.
【专题】: 计算题.
【分析】: 依题意,不妨设过其右焦点F的直线的斜率为1,利用双曲线的其次定义可求得可求得|PQ|,继而可求得PQ的垂直平分线方程,令x=0可求得点M的横坐标,从而使问题解决.
【解答】: 解:∵双曲线的方程为﹣=1,
∴其右焦点F(5,0),不妨设过其右焦点F的直线的斜率为1,
依题意,直线PQ的方程为:y=x﹣5.
由得:7x2+90x﹣369=0,
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1,x2为方程7x2+90x﹣369=0的两根,
∴x1+x2=﹣,y1+y2=(x1﹣5)+(x2﹣5)=x1+x2﹣10=﹣,
∴线段PQ的中点N(﹣,﹣),
∴PQ的垂直平分线方程为y+=﹣(x+),
令y=0得:x=﹣.又右焦点F(5,0),
∴|MF|=5+=.①
设点P在其准线上的射影为P′,点Q在其准线上的射影为Q′,
∵双曲线的一条渐近线为y=x,其斜率k=,直线PQ的方程为:y=x﹣5,其斜率k′=1,
∵k′<k,
∴直线PQ与双曲线的两个交点一个在左支上,另一个在右支上,不妨设点P在左支,点Q在右支,
则由双曲线的其次定义得:==e==,
∴|PF|=x1﹣×=x1﹣3,
同理可得|QF|=3﹣x2;
∴|PQ|=|QF|﹣|PF|
=3﹣x2﹣(x1﹣3)
=6﹣(x1+x2)
=6﹣×(﹣)
=.②
∴==.
故选B.
【点评】: 本题考查双曲线的其次定义的应用,考查直线与圆锥曲线的相交问题,考查韦达定理的应用与直线方程的求法,综合性强,难度大,属于难题.
10.(5分)(2021•肇庆一模)在实数集R中定义一种运算“⊕”,具有性质:
①对任意a,b∈R,a⊕b=b⊕a;
②对任意a∈R,a⊕0=a;
③对任意a,b,c∈R,(a⊕b)⊕c=c⊕(ab)+(a⊕c)+(b⊕c)﹣2c.
函数f(x)=x⊕(x>0)的最小值为( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
【考点】: 进行简洁的合情推理;函数的值域.
【专题】: 计算题;新定义.
【分析】: 依据题中给出的对应法则,可得f(x)=(x⊕)⊕0=1+x+,利用基本不等式求最值可得x+≥2,当且仅当x=1时等号成立,由此可得函数f(x)的最小值为f(1)=3.
【解答】: 解:依据题意,得
f(x)=x⊕=(x⊕)⊕0=0⊕(x•)+(x⊕0)+(⊕0 )﹣2×0=1+x+
即f(x)=1+x+
∵x>0,可得x+≥2,当且仅当x==1,即x=1时等号成立
∴1+x+≥2+1=3,可得函数f(x)=x⊕(x>0)的最小值为f(1)=3
故选:B
【点评】: 本题给出新定义,求函数f(x)的最小值.着重考查了利用基本不等式求最值、函数的解析式求法和简洁的合情推理等学问,属于中档题.
二、填空题(共4小题,每小题3分,满分12分)
11.(3分)在棱长为2的正方体内随机取一点,取到的点到正方体中心的距离大于1的概率 1﹣ .
【考点】: 几何概型.
【专题】: 计算题.
【分析】: 本题利用几何概型求解.只须求出满足:OQ≥1几何体的体积,再将求得的体积值与整个正方体的体积求比值即得.
【解答】: 解:取到的点到正方体中心的距离小于等于1构成的几何体的体积为:
×13=,
∴点到正方体中心的距离大于1的几何体的体积为:
v=V正方体﹣=8﹣
取到的点到正方体中心的距离大于1的概率:
P==1﹣.
故答案为:1﹣.
【点评】: 本小题主要考查几何概型、球的体积公式、正方体的体积公式等基础学问,考查运算求解力量,考查空间想象力、化归与转化思想.属于基础题.
12.(3分)(2007•山东)设D是不等式组表示的平面区域,则D中的点P(x,y)到直线x+y=10距离的最大值是 4 .
【考点】: 简洁线性规划的应用;点到直线的距离公式.
【专题】: 不等式的解法及应用.
【分析】: 首先依据题意做出可行域,欲求区域D中的点到直线x+y=10的距离最大值,由其几何意义为区域D的点A(1,1)到直线x+y=10的距离为所求,代入计算可得答案.
【解答】: 解:如图可行域为阴影部分,
由其几何意义为区域D的点A(1,1)到直线x+y=10的距离最大,即为所求,
由点到直线的距离公式得:
d==4,
则区域D中的点到直线x+y=10的距离最大值等于 4,
故答案为:4.
【点评】: 本题主要考查了简洁的线性规划,以及利用几何意义求最值,属于基础题.奇妙识别目标函数的几何意义是我们争辩规划问题的基础,纵观目标函数包括线性的与非线性,非线性问题的介入是线性规划问题的拓展与延长,使得规划问题得以深化.
13.(3分)在△ABC中,不等式成立;在凸四边形ABCD中,不等式成立;在凸五边形ABCDE中,不等式成立.依据以上状况,猜想在凸n边形A1A2…An(n≥3)中的成立的不等式是 .
【考点】: 归纳推理.
【专题】: 综合题.
【分析】: 依据已知中△ABC中,不等式成立;在凸四边形ABCD中,不等式成立;在凸五边形ABCDE中,不等式成立.观看分子与多边形边的关系及分母中π的系数与多边形边的关系,即可得到答案.
【解答】: 解:由已知中已知的多边形角的倒数所满足的不等式:
△ABC中,不等式成立;
凸四边形ABCD中,不等式成立;
凸五边形ABCDE中,不等式成立;
…
由此推断凸n边形A1A2…An(n≥3)中的成立的不等式是:
故答案为:
【点评】: 本题考查的学问点是归纳推理,其中依据已知分析分子与多边形边的关系及分母中π的系数与多边形边的关系,是解答本题的关键.
14.(3分)下列说法中,正确的有 ① (把全部正确的序号都填上).
①“∃x∈R,使2x>3”的否定是“∀x∈R,使2x≤3”;
②函数y=sin(2x+)sin(﹣2x)的最小正周期是π;
③命题“函数f(x)在x=x0处有极值,则f′(x)=0”的否命题是真命题;
④函数f(x)=2x﹣x2的零点有2个.
【考点】: 命题的真假推断与应用.
【专题】: 简易规律.
【分析】: 写出原命题的否定,可推断①;利用诱导公式和倍角公式化简函数的解析式,进而求出周期可推断②;写出原命题的否定,可推断③;确定函数f(x)=2x﹣x2的零点个数,可推断④.
【解答】: 解:对于①“∃x∈R,使2x>3“的否定是“∀x∈R,使2x≤3”,满足特称命题的否定是全称命题的形式,所以①正确;
对于②,函数y=sin(2x+)sin(﹣2x)=sin(4x+),函数的最小正周期T==,所以②不正确;
对于③,命题“函数f(x)在x=x0处有极值,则f'(x0)=0”的否命题是:若f'(x0)=0,则函数f(x)在x=x0处有极值,明显不正确.利用y=x3,x=0时,导数为0,但是x=0不是函数的极值点,所以是真命题;所以③不正确;
对于④,由题意可知:要争辩函数f(x)=x2﹣2x的零点个数,只需争辩函数y=2x,y=x2的图象交点个数即可.画出函数y=2x,y=x2的图象,
由图象可得有3个交点.所以④不正确;
故正确的命题只有:①,
故答案为:①
【点评】: 本题考查了命题的真假推断与应用,考查了特称命题的否定,函数的周期性,取最值的条件,函数零点等学问点,难度中档.
三、【不等式选做题】(留意:请在下列三题中任选一题作答,假如多做,则按所做的第一题评分)
15.(13分)若不等式|x+2|+|x﹣3|≥a+对任意的实数x恒成立,则实数a的取值范围是 (﹣∞,1)∪{3} .
【考点】: 确定值不等式的解法.
【专题】: 计算题;不等式的解法及应用.
【分析】: 不等式|x+2|+|x﹣3|≥a+对任意的实数x恒成立,转化为a+小于等于函数y=|x+2|+|x﹣3|的最小值,依据确定值不等式的几何意义可知函数y=|x+2|+|x﹣3|的最小值为5,因此原不等式转化为分式不等式的求解问题.
【解答】: 解:令y=|x+2|+|x﹣3|,
由确定值不等式的几何意义可知
函数y=|x+2|+|x﹣3|的最小值为5,
∵不等式|x+2|+|x﹣3|≥a+对任意的实数x恒成立,
∴原不等式可化为a+≤5,
解得a=3或a<1,
故答案为:(﹣∞,1)∪{3}.
【点评】: 考查确定值不等式的几何意义,把恒成立问题转化为求函数的最值问题,体现了转化的思想方法,属中档题.
四、【几何证明选做题】(共1小题,满分0分)
16.如图所示,在圆的直径AB的延长线上任取一点C,过点C作圆的切线CD,切点为D,∠ACD的平分线交AD于点E,则∠CED 45° .
【考点】: 弦切角.
【专题】: 立体几何.
【分析】: 首先依据圆的切线,连接半径后得到直角三角形,进一步利用三角形的外角等于不相邻的内角的和,及角平分线学问求出结果.
【解答】: 解:连接OD,由于CD是⊙O的切线,
所以:∠DOC+∠DCO=90°,
∠DOC是△AOD的外角,
所以:∠DOC=2∠A;
又CE是∠DCA的角平分线,
所以:∠DCE=∠ACE=∠DCA,
∠CED=∠A+∠ECA=(∠DOC+∠DCO)=45°,
故答案为:45°.
【点评】: 本题考查的学问要点:三角形的外角的应用,切线的应用,属于基础题型.
五、【坐标系与参数方程】(共1小题,满分0分)
17.在极坐标系中,以点(1,0)为圆心,1为半径的圆的极坐标方程是 ρ=2cosθ .
【考点】: 简洁曲线的极坐标方程.
【专题】: 坐标系和参数方程.
【分析】: 以点(1,0)为圆心,1为半径的圆为(x﹣1)2+y2=1,把代入即可得出.
【解答】: 解:以点(1,0)为圆心,1为半径的圆为(x﹣1)2+y2=1,
把代入可得ρ2﹣2ρcosθ=0,即ρ=2cosθ.
故答案为:ρ=2cosθ.
【点评】: 本题考查了直角坐标化为极坐标方程,属于基础题.
三、解答题:
18.(12分)如图,A、B是单位圆O上的点,C、D分别是圆O与x轴的两个交点,△ABO为正三角形.
(1)若点A的坐标为,求cos∠BOC的值;
(2)若∠AOC=x(0<x<),四边形CABD的周长为y,试将y表示成x的函数,并求出y的最大值.
【考点】: 在实际问题中建立三角函数模型;三角函数的最值;平面直角坐标系与曲线方程.
【专题】: 计算题.
【分析】: (1)依据△ABO为正三角形求得∠BOA,利用点A的坐标求得sin∠AOC和cos∠AOC,进而利用两角和公式求得cos∠BOC.
(2)利用余弦定理分别求得AC和BD,进而依据△ABO为正三角形求得AB,CD可知,四边相加得到y的函数解析式,利用两角和公式化简整理后,利用x的范围和正弦函数的性质求得函数的最大值.
【解答】: 解:(1)∵△ABO为正三角形
∴∠BOA=60°
∵点A的坐标为
∴tan∠AOC=,
∴sin∠AOC=,cos∠AOC=
∴cos∠BOC=cos(∠AOC+60°)=cos∠AOCcos60°﹣sin∠AOCsin60°=;
(2)由余弦定理可知AC==2sin,BD==2sin(﹣),
AB=OB=1,CD=2,
∴
=
=
=,0<x<
∴当x=时,ymax=5
【点评】: 本题主要考查了三角函数的最值,数学模型的应用.考查了同学分析问题和解决问题的力量.
19.(12分)已知数列{an}满足:a1=0且=1.
(1)求{an}的通项公式;
(2)令bn=(n∈N+),数列{bn}的前n项和为Sn,证明:Sn<1.
【考点】: 数列递推式.
【专题】: 等差数列与等比数列.
【分析】: (1)依据条件构造等差数列,利用等差数列的通项公式即可求{an}的通项公式;
(2)求出数列{bn}的通项公式,利用裂项法进行求和.
【解答】: 解:(1)∵=1.
∴{}是公差为1的等差数列,
又,
则=1+n﹣1=n,
故an=1﹣.
(2)由(1)得bn===,
则Sn=b1+b2+…+bn=1﹣=1﹣<1.
【点评】: 本题主要考查数列的通项公式以及数列求和,利用构造法以及裂项法是解决本题的关键.
20.(12分)某中学将100名高一新生分成水平相同的甲,乙两个“平行班”,每班50人.陈老师接受A,B两种不同的教学方式分别在甲,乙两个班级进行教改试验.为了解教学效果,期末考试后,陈老师分别从两个班级中各随机抽取20名同学的成果进行统计,作出茎叶图如下,计成果不低于90分者为“成果优秀”.
(1)从乙班样本的20个个体中,从不低于86分的成果中随机抽取2个,求抽出的两个均“成果优秀”的概率;
(2)由以上统计数据填写下面2x2列联表,并推断是否有90%的把握认为“成果优秀”与教学方式有关.
甲班(A方式) 乙班(B方式) 总计
成果优秀
成果不优秀
总计
附:K2=
P((K2≥k) 0.25 0.15 0.10 0.05 0.025
k 1.323 2.072 2.706 3.841 5.024
【考点】: 独立性检验的应用.
【专题】: 计算题;概率与统计.
【分析】: (1)利用列举法确定基本大事的个数,由此能求出抽出的两个均“成果优秀”的概率;
(2)由已知数据能完成2×2列联表,据列联表中的数据,求出K2≈3.137>2.706,所以有90%的把握认为“成果优秀”与教学方式有关.
【解答】: 解:(1)设“抽出的两个均“成果优秀”“为大事A.
从不低于86分的成果中随机抽取2个的基本大事为(86,93),(86,96),(86,97),(86,99)(86,99),(93,96),(93,97),(93,99),(93,99),(96,97),(96,99),(96,99),(97,99),(97,99),(99,99),共15个,(4分)
而大事A包含基本大事:(93,96),(93,97),(93,99),(93,99),(96,97),(96,99),(96,99),(97,99),(97,99),(99,99),共10个. (6分)
所以所求概率为P(A)== (7分)
(2)由已知数据得:
甲班(A方式) 乙班(B方式) 总计
成果优秀 1 5 6
成果不优秀 19 15 34
总计 20 20 40
(9分)
依据2×2列联表中数据,K2=≈3.137>2.706
所以有90%的把握认为“成果优秀”与教学方式有关. (12分)
【点评】: 本题考查古典概型概率的求法,考查2×2列联表的应用,是中档题.
21.(12分)如图,在正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,点D为棱AB的中点,BC=1,AA1=.
(1)求证:BC1∥平面A1DC;
(2)求三棱锥D﹣A1B1C 的体积.
【考点】: 棱柱、棱锥、棱台的体积.
【专题】: 空间位置关系与距离.
【分析】: (1)连接AC1,交A1C于点O,连结OD,由已知得OD∥BC1,由此能证明BC1∥平面A1DC.
(2)由已知得AB⊥CD,从而CD⊥平面ABB1A1,进而CD⊥平面DB1A1,由此能求出三棱锥D﹣A1B1C 的体积.
【解答】: (1)证明:连接AC1,交A1C于点O,连结OD,
∵ACC1A1是平行四边形,∴O为AC1中点,D为AB的中点,
∴OD∥BC1,OD=BC1,BC1⊄平面A1CD,OD⊂平面A1CD,
∴BC1∥平面A1DC.(6分)
(2)解:正△ABC中,∵D为AB的中点,∴AB⊥CD,
又∵平面ABC⊥平面ABB1A1,∴CD⊥平面ABB1A1,
∴CD⊥平面DB1A1,(8分)
∵CD=,=,(9分)
∴====.(12分)
【点评】: 本题考查直线与平面平行的证明,考查三棱锥的体积的求法,解题时要留意空间思维力量的培育.
22.(13分)(2010•沈阳一模)已知圆C1的方程为(x﹣4)2+(y﹣1)2=,椭圆C2的方程为,其离心率为,假如C1与C2相交于A、B两点,且线段AB恰为圆C1的直径.
(Ⅰ)求直线AB的方程和椭圆C2的方程;
(Ⅱ)假如椭圆C2的左右焦点分别是F1、F2,椭圆上是否存在点P,使得,假如存在,恳求点P的坐标,假如不存在,请说明理由.
【考点】: 圆与圆锥曲线的综合;直线的一般式方程;椭圆的标准方程.
【专题】: 计算题.
【分析】: (Ⅰ)先分析得出若直线AB斜率存在,所以可设AB直线方程为y﹣1=k(x﹣4),将直线的方程代入椭圆的方程,消去y得到关于x的一元二次方程,再结合根系数的关系利用中点坐标公式即可求得b值,从而求出所求椭圆方程;
(Ⅱ)先依据F1,F2的中点是原点O,得出与共线,再依据直线AB的方程写出直线PO所在的直线方程,最终与椭圆的方程联立方程组即可解得P点坐标.
【解答】: 解:(Ⅰ)若直线AB斜率不存在,则直线AB的方程为x=4,由椭圆的对称性可知,A,B两点关于x轴对称,A,B的中点为(4,0),又线段AB恰为圆C1的直径,则圆心为(4,0),这与已知圆心为(4,1)冲突,
因此直线AB斜率存在,(1分)
所以可设AB直线方程为y﹣1=k(x﹣4),且设A(x1,y1)、B(x2,y2),
∵,∴
设椭圆方程,(2分)
将AB直线方程为y﹣1=k(x﹣4)代入到椭圆方程得,
即(1+4k2)x2﹣8k(4k﹣1)x+4(4k﹣1)2﹣4b2=0(1),(4分)
,
解得k=﹣1,
故直线AB的方程为y=﹣x+5,(6分)
将k=﹣1代入方程(1)得5x2﹣40x+100﹣4b2=0.x1+x2=8,,△>0,得b2>5.(7分)
|AB|=,得,解得b2=9.
故所求椭圆方程为.(8分)
(Ⅱ)由于F1,F2的中点是原点O,
所以,所以与共线,(10分),
而直线AB的方程为y=﹣x+5,
所以直线PO所在的直线方程为y=﹣x.
∴,或.
所以P点坐标为,.(12分)
【点评】: 本小题主要考查圆与圆锥曲线的综合、直线的一般式方程、椭圆的标准方程等基础学问,考查运算求解力量、转化思想.属于基础题.
23.(14分)设函数f(x)=x3+ax2﹣a2x+m(a>0)
(1)若函数f(x)在x∈[﹣1,1]内没有极值点,求实数a的取值范围;
(2)a=1时函数f(x)有三个互不相同的零点,求实数m的取值范围;
(3)若对任意的a∈[3,6],不等式f(x)≤1在x∈[﹣2,2]上恒成立,求实数m的取值范围.
【考点】: 利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数争辩函数的极值.
【专题】: 导数的综合应用.
【分析】: (1)要使函数f(x)在x∈[﹣1,1]内没有极值点,只需f′(x)=0在[﹣1,1]上没有实根即可,即f′(x)=0的两根x=﹣a或x=不在区间[﹣1,1]上;
(2)a=1时,f(x)=x3+x2﹣x+m,f(x)有三个互不相同的零点,即m=﹣x3﹣x2+x有三个互不相同的实数根,构造函数确定函数的单调性,求函数的极值,从而确定m的取值范围;
(3)求导函数,来确定极值点,利用a的取值范围,求出f(x)在x∈[﹣2,2]上的最大值,再求满足f(x)≤1时m的取值范围.
【解答】: 解:(1)∵f(x)=x3+ax2﹣a2x+m(a>0),∴f′(x)=3x2+2ax﹣a2,
∵f(x)在x∈[﹣1,1]内没有极值点,∴方程f′(x)=3x2+2ax﹣a2=0在[﹣1,1]上没有实数根,
由△=4a2﹣12×(﹣a2)=16a2>0,二次函数对称轴x=﹣<0,
当f′(x)=0时,即(3x﹣a)(x+a)=0,解得x=﹣a或x=,
∴,或<﹣1(a<﹣3不合题意,舍去),解得a>3,
∴a的取值范围是{a|a>3};
(2)当a=1时,f(x)=x3+x2﹣x+m,
∵f(x)有三个互不相同的零点,
∴f(x)=x3+x2﹣x+m=0,即m=﹣x3﹣x2+x有三个互不相同的实数根.
令g(x)=﹣x3﹣x2+x,则g′(x)=﹣(3x﹣1)(x+1)
令g′(x)>0,解得﹣1<x<;令g′(x)<0,解得x<﹣1或x>,
∴g(x)在(﹣∞,﹣1)和( ,+∞)上为减函数,在(﹣1,)上为增函数,
∴g(x)微小=g(﹣1)=﹣1,g(x)极大=g( )=;
∴m的取值范围是(﹣1, );
(3)∵f′(x)=0时,x=﹣a或x=,
且a∈[3,6]时,∈[1,2],﹣a∈(﹣∞,﹣3];
又x∈[﹣2,2],∴f′(x)在[﹣2,)上小于0,f(x)是减函数;
f′(x)在(,2]上大于0,f(x)是增函数;
∴f(x)max=max{f(﹣2),f(2)},
而f(2)﹣f(﹣2)=16﹣4a2<0,
∴f(x)max=f(﹣2)=﹣8+4a+2a2+m,
又∵f(x)≤1在[﹣2,2]上恒成立,
∴f(x)max≤1,即﹣8+4a+2a2+m≤1,
即m≤9﹣4a﹣2a2,在a∈[3,6]上恒成立
∵9﹣4a﹣2a2在a∈[3,6]上是减函数,最小值为﹣87
∴m≤﹣87,
∴m的取值范围是{m|m≤﹣87}.
【点评】: 本题主要考查了利用导数争辩函数的单调性与极值、最值,以及不等式恒成立的问题,属于难题.
展开阅读全文