资源描述
2022年天津市高考数学试卷〔文科〕
一.选择题:在每题给出的四个选项中,只有一项为哪一项符合题目要求的.
1.〔5.00分〕设集合A={1,2,3,4},B={﹣1,0,2,3},C={x∈R|﹣1≤x<2},那么〔A∪B〕∩C=〔 〕
A.{﹣1,1} B.{0,1} C.{﹣1,0,1} D.{2,3,4}
2.〔5.00分〕设变量x,y满足约束条件,那么目标函数z=3x+5y的最大值为〔 〕
A.6 B.19 C.21 D.45
3.〔5.00分〕设x∈R,那么“x3>8〞是“|x|>2〞的〔 〕
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
4.〔5.00分〕阅读如图的程序框图,运行相应的程序,假设输入N的值为20,那么输出T的值为〔 〕
A.1 B.2 C.3 D.4
5.〔5.00分〕a=log3,b=〔〕,c=log,那么a,b,c的大小关系为〔 〕
A.a>b>c B.b>a>c C.c>b>a D.c>a>b
6.〔5.00分〕将函数y=sin〔2x+〕的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数〔 〕
A.在区间[]上单调递增 B.在区间[﹣,0]上单调递减
C.在区间[]上单调递增 D.在区间[,π]上单调递减
7.〔5.00分〕双曲线=1〔a>0,b>0〕的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,那么双曲线的方程为〔 〕
A.﹣=1 B.﹣=1 C.﹣=1 D.﹣=1
8.〔5.00分〕在如图的平面图形中,OM=1,ON=2,∠MON=120°,=2,=2,那么的值为〔 〕
A.﹣15 B.﹣9 C.﹣6 D.0
二.填空题:本大题共6小题,每题5分,共30分.
9.〔5.00分〕i是虚数单位,复数=.
10.〔5.00分〕函数f〔x〕=exlnx,f′〔x〕为f〔x〕的导函数,那么f′〔1〕的值为.
11.〔5.00分〕如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,那么四棱锥A1﹣BB1D1D的体积为.
12.〔5.00分〕在平面直角坐标系中,经过三点〔0,0〕,〔1,1〕,〔2,0〕的圆的方程为.
13.〔5.00分〕a,b∈R,且a﹣3b+6=0,那么2a+的最小值为.
14.〔5.00分〕a∈R,函数f〔x〕=.假设对任意x∈[﹣3,+∞〕,f〔x〕≤|x|恒成立,那么a的取值范围是.
三.解答题:本大题共6小题,共80分.解容许写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.〔13.00分〕己知某校甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数分别为240,160,160.现采用分层抽样的方法从中抽取7名同学去某敬老院参加献爱心活动.
〔Ⅰ〕应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取多少人
〔Ⅱ〕设抽出的7名同学分别用A,B,C,D,E,F,G表示,现从中随机抽取2名同学承担敬老院的卫生工作.
〔i〕试用所给字母列举出所有可能的抽取结果;
〔ii〕设M为事件“抽取的2名同学来自同一年级〞,求事件M发生的概率.
16.〔13.00分〕在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.bsinA=acos〔B﹣〕.
〔Ⅰ〕求角B的大小;
〔Ⅱ〕设a=2,c=3,求b和sin〔2A﹣B〕的值.
17.〔13.00分〕如图,在四面体ABCD中,△ABC是等边三角形,平面ABC⊥平面ABD,点M为棱AB的中点,AB=2,AD=2,∠BAD=90°.
〔Ⅰ〕求证:AD⊥BC;
〔Ⅱ〕求异面直线BC与MD所成角的余弦值;
〔Ⅲ〕求直线CD与平面ABD所成角的正弦值.
18.〔13.00分〕设{an}是等差数列,其前n项和为Sn〔n∈N*〕;{bn}是等比数列,公比大于0,其前n项和为Tn〔n∈N*〕.b1=1,b3=b2+2,b4=a3+a5,b5=a4+2a6.
〔Ⅰ〕求Sn和Tn;
〔Ⅱ〕假设Sn+〔T1+T2+……+Tn〕=an+4bn,求正整数n的值.
19.〔14.00分〕设椭圆+=1〔a>b>0〕的右顶点为A,上顶点为B.椭圆的离心率为,|AB|=.
〔Ⅰ〕求椭圆的方程;
〔Ⅱ〕设直线l:y=kx〔k<0〕与椭圆交于P,Q两点,1与直线AB交于点M,且点P,M均在第四象限.假设△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,求k的值.
20.〔14.00分〕设函数f〔x〕=〔x﹣t1〕〔x﹣t2〕〔x﹣t3〕,其中t1,t2,t3∈R,且t1,t2,t3是公差为d的等差数列.
〔Ⅰ〕假设t2=0,d=1,求曲线y=f〔x〕在点〔0,f〔0〕〕处的切线方程;
〔Ⅱ〕假设d=3,求f〔x〕的极值;
〔Ⅲ〕假设曲线y=f〔x〕与直线y=﹣〔x﹣t2〕﹣6有三个互异的公共点,求d的取值范围.
2022年天津市高考数学试卷〔文科〕
参考答案与试题解析
一.选择题:在每题给出的四个选项中,只有一项为哪一项符合题目要求的.
1.〔5.00分〕设集合A={1,2,3,4},B={﹣1,0,2,3},C={x∈R|﹣1≤x<2},那么〔A∪B〕∩C=〔 〕
A.{﹣1,1} B.{0,1} C.{﹣1,0,1} D.{2,3,4}
【分析】直接利用交集、并集运算得答案.
【解答】解:∵A={1,2,3,4},B={﹣1,0,2,3},
∴〔A∪B〕={1,2,3,4}∪{﹣1,0,2,3}={﹣1,0,1,2,3,4},
又C={x∈R|﹣1≤x<2},
∴〔A∪B〕∩C={﹣1,0,1}.
应选:C.
【点评】此题考查交集、并集及其运算,是根底的计算题.
2.〔5.00分〕设变量x,y满足约束条件,那么目标函数z=3x+5y的最大值为〔 〕
A.6 B.19 C.21 D.45
【分析】先画出约束条件的可行域,利用目标函数的几何意义,分析后易得目标函数z=3x+5y的最大值.
【解答】解:由变量x,y满足约束条件,
得如下列图的可行域,由解得A〔2,3〕.
当目标函数z=3x+5y经过A时,直线的截距最大,
z取得最大值.
将其代入得z的值为21,
应选:C.
【点评】在解决线性规划的小题时,常用“角点法〞,其步骤为:①由约束条件画出可行域⇒②求出可行域各个角点的坐标⇒③将坐标逐一代入目标函数⇒④验证,求出最优解.也可以利用目标函数的几何意义求解最优解,求解最值.
3.〔5.00分〕设x∈R,那么“x3>8〞是“|x|>2〞的〔 〕
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】由x3>8得到|x|>2,由|x|>2不一定得到x3>8,然后结合查充分条件、必要条件的判定方法得答案.
【解答】解:由x3>8,得x>2,那么|x|>2,
反之,由|x|>2,得x<﹣2或x>2,
那么x3<﹣8或x3>8.
即“x3>8〞是“|x|>2〞的充分不必要条件.
应选:A.
【点评】此题考查充分条件、必要条件及其判定方法,是根底题.
4.〔5.00分〕阅读如图的程序框图,运行相应的程序,假设输入N的值为20,那么输出T的值为〔 〕
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据程序框图进行模拟计算即可.
【解答】解:假设输入N=20,
那么i=2,T=0,==10是整数,满足条件.T=0+1=1,i=2+1=3,i≥5不成立,
循环,=不是整数,不满足条件.,i=3+1=4,i≥5不成立,
循环,==5是整数,满足条件,T=1+1=2,i=4+1=5,i≥5成立,
输出T=2,
应选:B.
【点评】此题主要考查程序框图的识别和判断,根据条件进行模拟计算是解决此题的关键.
5.〔5.00分〕a=log3,b=〔〕,c=log,那么a,b,c的大小关系为〔 〕
A.a>b>c B.b>a>c C.c>b>a D.c>a>b
【分析】把a,c化为同底数,然后利用对数函数的单调性及1的关系进行比较.
【解答】解:∵a=log3,c=log=log35,且5,
∴,
那么b=〔〕<,
∴c>a>b.
应选:D.
【点评】此题考查对数值的大小比较,考查了指数函数与对数式的单调性,是根底题.
6.〔5.00分〕将函数y=sin〔2x+〕的图象向右平移个单位长度,所得图象对应的函数〔 〕
A.在区间[]上单调递增 B.在区间[﹣,0]上单调递减
C.在区间[]上单调递增 D.在区间[,π]上单调递减
【分析】由函数的图象平移求得平移后函数的解析式,结合y=Asin〔ωx+φ〕型函数的单调性得答案.
【解答】解:将函数y=sin〔2x+〕的图象向右平移个单位长度,
所得图象对应的函数解析式为y=sin[2〔x﹣〕+]=sin2x.
当x∈[]时,2x∈[,],函数单调递增;
当x∈[,]时,2x∈[,π],函数单调递减;
当x∈[﹣,0]时,2x∈[﹣,0],函数单调递增;
当x∈[,π]时,2x∈[π,2π],函数先减后增.
应选:A.
【点评】此题考查y=Asin〔ωx+φ〕型函数的图象变换及其性质,是中档题.
7.〔5.00分〕双曲线=1〔a>0,b>0〕的离心率为2,过右焦点且垂直于x轴的直线与双曲线交于A,B两点.设A,B到双曲线的同一条渐近线的距离分别为d1和d2,且d1+d2=6,那么双曲线的方程为〔 〕
A.﹣=1 B.﹣=1 C.﹣=1 D.﹣=1
【分析】画出图形,利用条件,列出方程组转化求解即可.
【解答】解:由题意可得图象如图,CD是双曲线的一条渐近线
y=,即bx﹣ay=0,F〔c,0〕,
AC⊥CD,BD⊥CD,FE⊥CD,ACDB是梯形,
F是AB的中点,EF==3,
EF==b,
所以b=3,双曲线=1〔a>0,b>0〕的离心率为2,可得,
可得:,解得a=.
那么双曲线的方程为:﹣=1.
应选:A.
【点评】此题考查双曲线的简单性质的应用,双曲线方程的求法,考查计算能力.
8.〔5.00分〕在如图的平面图形中,OM=1,ON=2,∠MON=120°,=2,=2,那么的值为〔 〕
A.﹣15 B.﹣9 C.﹣6 D.0
【分析】解法Ⅰ,由题意判断BC∥MN,且BC=3MN,
再利用余弦定理求出MN和∠OMN的余弦值,计算•即可.
解法Ⅱ:用特殊值法,不妨设四边形OMAN是平行四边形,
由题意求得的值.
【解答】解:解法Ⅰ,由题意,=2,=2,
∴==2,∴BC∥MN,且BC=3MN,
又MN2=OM2+ON2﹣2OM•ON•cos120°=1+4﹣2×1×2×〔﹣〕=7,
∴MN=;
∴BC=3,
∴cos∠OMN===,
∴•=||×||cos〔π﹣∠OMN〕=3×1×〔﹣〕=﹣6.
解题Ⅱ:不妨设四边形OMAN是平行四边形,
由OM=1,ON=2,∠MON=120°,=2,=2,
知=﹣=3﹣3=﹣3+3,
∴=〔﹣3+3〕•
=﹣3+3•
=﹣3×12+3×2×1×cos120°
=﹣6.
应选:C.
【点评】此题考查了平面向量的线性运算与数量积运算问题,是中档题.
二.填空题:本大题共6小题,每题5分,共30分.
9.〔5.00分〕i是虚数单位,复数= 4﹣i .
【分析】根据复数的运算法那么计算即可.
【解答】解:====4﹣i,
故答案为:4﹣i
【点评】此题考查了复数的运算法那么,属于根底题.
10.〔5.00分〕函数f〔x〕=exlnx,f′〔x〕为f〔x〕的导函数,那么f′〔1〕的值为 e .
【分析】根据导数的运算法那么求出函数f〔x〕的导函数,再计算f′〔1〕的值.
【解答】解:函数f〔x〕=exlnx,
那么f′〔x〕=exlnx+•ex;
∴f′〔1〕=e•ln1+1•e=e.
故答案为:e.
【点评】此题考查了导数的运算公式与应用问题,是根底题.
11.〔5.00分〕如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,那么四棱锥A1﹣BB1D1D的体积为.
【分析】求出四棱锥的底面面积与高,然后求解四棱锥的体积.
【解答】解:由题意可知四棱锥A1﹣BB1D1D的底面是矩形,边长:1和,
四棱锥的高:A1C1=.
那么四棱锥A1﹣BB1D1D的体积为:=.
故答案为:.
【点评】此题考查几何体的体积的求法,判断几何体的形状是解题的关键.
12.〔5.00分〕在平面直角坐标系中,经过三点〔0,0〕,〔1,1〕,〔2,0〕的圆的方程为 〔x﹣1〕2+y2=1〔或x2+y2﹣2x=0〕 .
【分析】【方法一】根据题意画出图形,结合图形求得圆心与半径,写出圆的方程.
【方法二】设圆的一般方程,把点的坐标代入求得圆的方程.
【解答】解:【方法一】根据题意画出图形如下列图,
结合图形知经过三点〔0,0〕,〔1,1〕,〔2,0〕的圆,
其圆心为〔1,0〕,半径为1,
那么该圆的方程为〔x﹣1〕2+y2=1.
【方法二】设该圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,
那么,
解得D=﹣2,E=F=0;
∴所求圆的方程为x2+y2﹣2x=0.
故答案为:〔x﹣1〕2+y2=1〔或x2+y2﹣2x=0〕.
【点评】此题考查了圆的方程与应用问题,是根底题.
13.〔5.00分〕a,b∈R,且a﹣3b+6=0,那么2a+的最小值为.
【分析】化简所求表达式,利用根本不等式转化求解即可.
【解答】解:a,b∈R,且a﹣3b+6=0,
可得:3b=a+6,
那么2a+==≥2=,
当且仅当2a=.即a=﹣3时取等号.
函数的最小值为:.
故答案为:.
【点评】此题考查函数的最值的求法,根本不等式的应用,也可以利用换元法,求解函数的最值.考查计算能力.
14.〔5.00分〕a∈R,函数f〔x〕=.假设对任意x∈[﹣3,+∞〕,f〔x〕≤|x|恒成立,那么a的取值范围是[].
【分析】根据分段函数的表达式,结合不等式恒成立分别进行求解即可.
【解答】解:当x≤0时,函数f〔x〕=x2+2x+a﹣2的对称轴为x=﹣1,抛物线开口向上,
要使x≤0时,对任意x∈[﹣3,+∞〕,f〔x〕≤|x|恒成立,
那么只需要f〔﹣3〕≤|﹣3|=3,
即9﹣6+a﹣2≤3,得a≤2,
当x>0时,要使f〔x〕≤|x|恒成立,即f〔x〕=﹣x2+2x﹣2a,那么直线y=x的下方或在y=x上,
由﹣x2+2x﹣2a=x,即x2﹣x+2a=0,由判别式△=1﹣8a≤0,
得a≥,
综上≤a≤2,
故答案为:[,2].
【点评】此题主要考查不等式恒成立问题,利用分段函数的不等式分别进行转化求解即可.注意数形结合.
三.解答题:本大题共6小题,共80分.解容许写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.〔13.00分〕己知某校甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数分别为240,160,160.现采用分层抽样的方法从中抽取7名同学去某敬老院参加献爱心活动.
〔Ⅰ〕应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿者中分别抽取多少人
〔Ⅱ〕设抽出的7名同学分别用A,B,C,D,E,F,G表示,现从中随机抽取2名同学承担敬老院的卫生工作.
〔i〕试用所给字母列举出所有可能的抽取结果;
〔ii〕设M为事件“抽取的2名同学来自同一年级〞,求事件M发生的概率.
【分析】〔Ⅰ〕利用分层抽样的性质能求出应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿意者中分别抽取得3人,2人,2人.
〔Ⅱ〕〔i〕从抽取的7名同学中抽取2名同学,利用列举法能求出所有可能结果.
〔ii〕设抽取的7名学生中,来自甲年级的是A,B,C,来自乙年级的是D,E,来自丙年级的是F,G,M为事件“抽取的2名同学来自同一年级〞,利用列举法能求出事件M发生的概率.
【解答】解:〔Ⅰ〕由得甲、乙、丙三个年级的学生志愿者人数之比为3:2:2,
由于采用分层抽样的方法从中抽取7名同学,
∴应从甲、乙、丙三个年级的学生志愿意者中分别抽取得3人,2人,2人.
〔Ⅱ〕〔i〕从抽取的7名同学中抽取2名同学的所有可能结果为:
{A,B},{A,C},{A,D},{A,E},{A,F},{A,G},{B,C},{B,D},
{B,E},{B,F},{B,G},{C,D},{C,E},{C,F},{C,G},{D,E},
{D,F},{D,G},{E,F},{E,G},{F,G},共21个.
〔i〕设抽取的7名学生中,来自甲年级的是A,B,C,
来自乙年级的是D,E,来自丙年级的是F,G,
M为事件“抽取的2名同学来自同一年级〞,
那么事件M包含的根本领件有:
{A,B},{A,C},{B,C},{D,E},{F,G},共5个根本领件,
∴事件M发生的概率P〔M〕=.
【点评】此题考查分层抽样、用列举法计算随机事件所含根本领件数、古典概型及其概率计算公式等根底知识,考查运用概率知识解决简单实际问题的能力.
16.〔13.00分〕在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.bsinA=acos〔B﹣〕.
〔Ⅰ〕求角B的大小;
〔Ⅱ〕设a=2,c=3,求b和sin〔2A﹣B〕的值.
【分析】〔Ⅰ〕由正弦定理得bsinA=asinB,与bsinA=acos〔B﹣〕.由此能求出B.
〔Ⅱ〕由余弦定理得b=,由bsinA=acos〔B﹣〕,得sinA=,cosA=,由此能求出sin〔2A﹣B〕.
【解答】解:〔Ⅰ〕在△ABC中,由正弦定理得,得bsinA=asinB,
又bsinA=acos〔B﹣〕.
∴asinB=acos〔B﹣〕,即sinB=cos〔B﹣〕=cosBcos+sinBsin=cosB+,
∴tanB=,
又B∈〔0,π〕,∴B=.
〔Ⅱ〕在△ABC中,a=2,c=3,B=,
由余弦定理得b==,由bsinA=acos〔B﹣〕,得sinA=,
∵a<c,∴cosA=,
∴sin2A=2sinAcosA=,
cos2A=2cos2A﹣1=,
∴sin〔2A﹣B〕=sin2AcosB﹣cos2AsinB==.
【点评】此题考查角的求法,考查两角差的余弦值的求法,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是中档题.
17.〔13.00分〕如图,在四面体ABCD中,△ABC是等边三角形,平面ABC⊥平面ABD,点M为棱AB的中点,AB=2,AD=2,∠BAD=90°.
〔Ⅰ〕求证:AD⊥BC;
〔Ⅱ〕求异面直线BC与MD所成角的余弦值;
〔Ⅲ〕求直线CD与平面ABD所成角的正弦值.
【分析】〔Ⅰ〕由平面ABC⊥平面ABD,结合面面垂直的性质可得AD⊥平面ABC,那么AD⊥BC;
〔Ⅱ〕取棱AC的中点N,连接MN,ND,又M为棱AB的中点,可得∠DMN〔或其补角〕为异面直线BC与MD所成角,求解三角形可得异面直线BC与MD所成角的余弦;
〔Ⅲ〕连接CM,由△ABC为等边三角形,M为边AB的中点,可得CM⊥AB,且CM=,再由面面垂直的性质可得CM⊥平面ABD,那么∠CDM为直线CD与平面ABD所成角,求解三角形可得直线CD与平面ABD所成角的正弦值.
【解答】〔Ⅰ〕证明:由平面ABC⊥平面ABD,平面ABC∩平面ABD=AB,AD⊥AB,
得AD⊥平面ABC,故AD⊥BC;
〔Ⅱ〕解:取棱AC的中点N,连接MN,ND,
∵M为棱AB的中点,故MN∥BC,
∴∠DMN〔或其补角〕为异面直线BC与MD所成角,
在Rt△DAM中,AM=1,故DM=,
∵AD⊥平面ABC,故AD⊥AC,
在Rt△DAN中,AN=1,故DN=,
在等腰三角形DMN中,MN=1,可得cos∠DMN=.
∴异面直线BC与MD所成角的余弦值为;
〔Ⅲ〕解:连接CM,∵△ABC为等边三角形,M为边AB的中点,
故CM⊥AB,CM=,
又∵平面ABC⊥平面ABD,而CM⊂平面ABC,
故CM⊥平面ABD,那么∠CDM为直线CD与平面ABD所成角.
在Rt△CAD中,CD=,
在Rt△CMD中,sin∠CDM=.
∴直线CD与平面ABD所成角的正弦值为.
【点评】此题考查异面直线所成角、直线与平面所成角、平面与平面垂直等根本知识,考查空间想象能力、运算求解能力与推理论证能力,属中档题.
18.〔13.00分〕设{an}是等差数列,其前n项和为Sn〔n∈N*〕;{bn}是等比数列,公比大于0,其前n项和为Tn〔n∈N*〕.b1=1,b3=b2+2,b4=a3+a5,b5=a4+2a6.
〔Ⅰ〕求Sn和Tn;
〔Ⅱ〕假设Sn+〔T1+T2+……+Tn〕=an+4bn,求正整数n的值.
【分析】〔Ⅰ〕设等比数列{bn}的公比为q,由列式求得q,那么数列{bn}的通项公式与前n项和可求;等差数列{an}的公差为d,再由列关于首项与公差的方程组,求得首项与公差,代入等差数列的通项公式与前n项和公式可得Sn;
〔Ⅱ〕由〔Ⅰ〕求出T1+T2+……+Tn,代入Sn+〔T1+T2+……+Tn〕=an+4bn,化为关于n的一元二次方程求解正整数n的值.
【解答】解:〔Ⅰ〕设等比数列{bn}的公比为q,由b1=1,b3=b2+2,可得q2﹣q﹣2=0.
∵q>0,可得q=2.
故,;
设等差数列{an}的公差为d,由b4=a3+a5,得a1+3d=4,
由b5=a4+2a6,得3a1+13d=16,
∴a1=d=1.
故an=n,;
〔Ⅱ〕由〔Ⅰ〕,可得T1+T2+……+Tn==2n+1﹣n﹣2.
由Sn+〔T1+T2+……+Tn〕=an+4bn,
可得,
整理得:n2﹣3n﹣4=0,解得n=﹣1〔舍〕或n=4.
∴n的值为4.
【点评】此题主要考查等差数列、等比数列的通项公式及前n项和等根底知识,考查数列求和的根本方法及运算能力,是中档题.
19.〔14.00分〕设椭圆+=1〔a>b>0〕的右顶点为A,上顶点为B.椭圆的离心率为,|AB|=.
〔Ⅰ〕求椭圆的方程;
〔Ⅱ〕设直线l:y=kx〔k<0〕与椭圆交于P,Q两点,1与直线AB交于点M,且点P,M均在第四象限.假设△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,求k的值.
【分析】〔1〕设椭圆的焦距为2c,由可得,又a2=b2+c2,解得a=3,b=2,即可.
〔Ⅱ〕设点P〔x1,y1〕,M〔x2,y2〕,〔x2>x1>0〕.那么Q〔﹣x1,﹣y1〕.
由△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,可得x2﹣x1=2[x1﹣〔﹣x1〕],x2=5x1,
联立方程求出由>0.,可得k.
【解答】解:〔1〕设椭圆的焦距为2c,
由可得,又a2=b2+c2,
解得a=3,b=2,
∴椭圆的方程为:,
〔Ⅱ〕设点P〔x1,y1〕,M〔x2,y2〕,〔x2>x1>0〕.那么Q〔﹣x1,﹣y1〕.
∵△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,∴|PM|=2|PQ|,从而x2﹣x1=2[x1﹣〔﹣x1〕],
∴x2=5x1,
易知直线AB的方程为:2x+3y=6.
由,可得>0.
由,可得,
⇒,⇒18k2+25k+8=0,解得k=﹣或k=﹣.
由>0.可得k,故k=﹣,
【点评】此题考查了椭圆的方程、几何性质,考查了直线与椭圆的位置关系,属于中档题.
20.〔14.00分〕设函数f〔x〕=〔x﹣t1〕〔x﹣t2〕〔x﹣t3〕,其中t1,t2,t3∈R,且t1,t2,t3是公差为d的等差数列.
〔Ⅰ〕假设t2=0,d=1,求曲线y=f〔x〕在点〔0,f〔0〕〕处的切线方程;
〔Ⅱ〕假设d=3,求f〔x〕的极值;
〔Ⅲ〕假设曲线y=f〔x〕与直线y=﹣〔x﹣t2〕﹣6有三个互异的公共点,求d的取值范围.
【分析】〔Ⅰ〕求出t2=0,d=1时f〔x〕的导数,利用导数求斜率,再写出切线方程;
〔Ⅱ〕计算d=3时f〔x〕的导数,利用导数判断f〔x〕的单调性,求出f〔x〕的极值;
〔Ⅲ〕曲线y=f〔x〕与直线y=﹣〔x﹣t2〕﹣6有三个互异的公共点,
等价于关于x的方程f〔x〕+〔x﹣t2〕﹣6=0有三个互异的实数根,
利用换元法研究函数的单调性与极值,求出满足条件的d的取值范围.
【解答】解:〔Ⅰ〕函数f〔x〕=〔x﹣t1〕〔x﹣t2〕〔x﹣t3〕,
t2=0,d=1时,f〔x〕=x〔x+1〕〔x﹣1〕=x3﹣x,
∴f′〔x〕=3x2﹣1,
f〔0〕=0,f′〔0〕=﹣1,
∴y=f〔x〕在点〔0,f〔0〕〕处的切线方程为y﹣0=﹣1×〔x﹣0〕,
即x+y=0;
〔Ⅱ〕d=3时,f〔x〕=〔x﹣t2+3〕〔x﹣t2〕〔x﹣t2﹣3〕
=﹣9〔x﹣t2〕
=x3﹣3t2x2+〔3﹣9〕x﹣+9t2;
∴f′〔x〕=3x2﹣6t2x+3﹣9,
令f′〔x〕=0,解得x=t2﹣或x=t2+;
当x变化时,f′〔x〕,f〔x〕的变化情况如下表;
x
〔﹣∞,
t2﹣〕
t2﹣
〔t2﹣,
t2+〕
t2+
〔t2+,
+∞〕
f′〔x〕
+
0
﹣
0
+
f〔x〕
单调增
极大值
单调减
极小值
单调增
∴f〔x〕的极大值为f〔t2﹣〕=﹣9×〔﹣〕=6,
极小值为f〔t2+〕=﹣9×=﹣6;
〔Ⅲ〕曲线y=f〔x〕与直线y=﹣〔x﹣t2〕﹣6有三个互异的公共点,
等价于关于x的方程〔x﹣t2+d〕〔x﹣t2〕〔x﹣t2﹣d〕+〔x﹣t2〕﹣6=0有三个互异的实数根,
令u=x﹣t2,可得u3+〔1﹣d2〕u+6=0;
设函数g〔x〕=x3+〔1﹣d2〕x+6,那么
曲线y=f〔x〕与直线y=﹣〔x﹣t2〕﹣6有3个互异的公共点,
等价于函数y=g〔x〕有三个不同的零点;
又g′〔x〕=3x2+〔1﹣d2〕,
当d2≤1时,g′〔x〕≥0恒成立,此时g〔x〕在R上单调递增,不合题意;
当d2>1时,令g′〔x〕=0,解得x1=﹣,x2=;
∴g〔x〕在〔﹣∞,x1〕上单调递增,在〔x1,x2〕上单调递减,
在〔x2,+∞〕上也单调递增;
∴g〔x〕的极大值为g〔x1〕=g〔﹣〕=+6>0;
极小值为g〔x2〕=g〔〕=﹣+6;
假设g〔x2〕≥0,由g〔x〕的单调性可知,
函数g〔x〕至多有两个零点,不合题意;
假设g〔x2〕<0,即>27,解得|d|>,
此时|d|>x2,g〔|d|〕=|d|+6>0,且﹣2|d|<x1;
g〔﹣2|d|〕=﹣6|d|3﹣2|d|+6<0,
从而由g〔x〕的单调性可知,
函数y=g〔x〕在区间〔﹣2|d|,x1〕,〔x1,x2〕,〔x2,|d|〕内各有一个零点,符合题意;
∴d的取值范围是〔﹣∞,﹣〕∪〔,+∞〕.
【点评】此题主要考查了导数的运算以及导数的几何意义,运用导数研究函数的单调性与极值的应用问题,是综合题.
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