资源描述
高三数学试卷〔文科〕
一、选择题〔共10小题,每小题5分,满分50分〕
1.〔5分〕设全集U={x∈R|x>0},函数f〔x〕=的定义域为A,则∁UA为〔 〕
A.〔0,e] B.〔0,e〕 C.〔e,+∞〕 D.[e,+∞〕
2.〔5分〕设复数z满足〔1+i〕z=﹣2i,i为虚数单位,则z=〔 〕
A.﹣1+i B.﹣1﹣i C.1+i D.1﹣i
3.〔5分〕已知A〔1,﹣2〕,B〔4,2〕,则与反方向的单位向量为〔 〕
A.〔﹣,〕 B.〔,﹣〕 C.〔﹣,﹣〕 D.〔,〕
4.〔5分〕若m=0.52,n=20.5,p=log20.5,则〔 〕
A.n>m>p B.n>p>m C.m>n>p D.p>n>m
5.〔5分〕执行如图所示的程序框图,输出n的值为〔 〕
A.19 B.20 C.21 D.22
6.〔5分〕已知p:x≥k,q:〔x﹣1〕〔x+2〕>0,若p是q的充分不必要条件,则实数k的取值范围是〔 〕
A.〔﹣∞,﹣2〕 B.[﹣2,+∞〕 C.〔1,+∞〕 D.[1,+∞〕
7.〔5分〕一个总体中有600个个体,随机编号为001,002,…,600,利用系统抽样方法抽取容量为24的一个样本,总体分组后在第一组随机抽得的编号为006,则在编号为051~125之间抽得的编号为〔 〕
A.056,080,104 B.054,078,102 C.054,079,104 D.056,081,106
8.〔5分〕若直线x=π和x=π是函数y=sin〔ωx+φ〕〔ω>0〕图象的两条相邻对称轴,则φ的一个可能取值为〔 〕
A. B. C. D.
9.〔5分〕如果实数x,y满足约束条件,则z=的最大值为〔 〕
A. B. C.2 D.3
10.〔5分〕函数f〔x〕=的图象与函数g〔x〕=log2〔x+a〕〔a∈R〕的图象恰有一个交点,则实数a的取值范围是〔 〕
A.a>1 B.a≤﹣ C.a≥1或a<﹣ D.a>1或a≤﹣
二、填空题〔共5小题,每小题5分,满分25分〕
11.〔5分〕已知直线l:x+y﹣4=0与坐标轴交于A、B两点,O为坐标原点,则经过O、A、B三点的圆的标准方程为 .
12.〔5分〕某几何体三视图如图所示,则该几何体的体积为 .
13.〔5分〕在[0,a]〔a>0〕上随机抽取一个实数x,若x满足<0的概率为,则实数a的值为 .
14.〔5分〕已知抛物线y2=2px〔p>0〕上的一点M〔1,t〕〔t>0〕到焦点的距离为5,双曲线﹣=1〔a>0〕的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则实数a的值为 .
15.〔5分〕已知f〔x〕,g〔x〕分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f〔x〕+g〔x〕=2x,若存在x0∈[1,2]使得等式af〔x0〕+g〔2x0〕=0成立,则实数a的取值范围是 .
三、解答题〔共6小题,满分75分〕
16.〔12分〕已知向量=〔sinx,﹣1〕,=〔cosx,〕,函数f〔x〕=〔+〕•.
〔1〕求函数f〔x〕的单调递增区间;
〔2〕将函数f〔x〕的图象向左平移个单位得到函数g〔x〕的图象,在△ABC中,角A,B,C所对边分别a,b,c,若a=3,g〔〕=,sinB=cosA,求b的值.
17.〔12分〕某校举行高二理科学生的数学与物理竞赛,并从中抽取72名学生进行成绩分析,所得学生的及格情况统计如表:
物理及格
物理不及格
合计
数学及格
28
8
36
数学不及格
16
20
36
合计
44
28
72
〔1〕根据表中数据,判断是否是99%的把握认为“数学及格与物理及格有关”;
〔2〕从抽取的物理不及格的学生中按数学及格与不及格的比例,随机抽取7人,再从抽取的7人中随机抽取2人进行成绩分析,求至少有一名数学及格的学生概率.
附:x2=.
P(X2≥k)
0.150
0.100
0.050
0.010
k
2.072
2.706
3.841
6.635
18.〔12分〕在四棱锥P﹣ABCD中,PC⊥底面ABCD,M,N分别是PD,PA的中点,AC⊥AD,∠ACD=∠ACB=60°,PC=AC.
〔1〕求证:PA⊥平面CMN;
〔2〕求证:AM∥平面PBC.
19.〔12分〕已知等差数列{an}的首项a1=2,前n项和为Sn,等比数列{bn}的首项b1=1,且a2=b3,S3=6b2,n∈N*.
〔1〕求数列{an}和{bn}的通项公式;
〔2〕数列{cn}满足cn=bn+〔﹣1〕nan,记数列{cn}的前n项和为Tn,求Tn.
20.〔13分〕已知函数f〔x〕=ex﹣1﹣,a∈R.
〔1〕若函数g〔x〕=〔x﹣1〕f〔x〕在〔0,1〕上有且只有一个极值点,求a的范围;
〔2〕当a≤﹣1时,证明:f〔x〕<0对任意x∈〔0,1〕成立.
21.〔14分〕已知椭圆E:+=1〔a>b>0〕的离心率是,点P〔1,〕在椭圆E上.
〔1〕求椭圆E的方程;
〔2〕过点P且斜率为k的直线l交椭圆E于点Q〔xQ,yQ〕〔点Q异于点P〕,若0<xQ<1,求直线l斜率k的取值范围;
〔3〕若以点P为圆心作n个圆Pi〔i=1,2,…,n〕,设圆Pi交x轴于点Ai、Bi,且直线PAi、PBi分别与椭圆E交于Mi、Ni〔Mi、Ni皆异于点P〕,证明:M1N1∥M2N2∥…∥MnNn.
2018年高考数学试卷〔文科〕
参考答案与试题解析
一、选择题〔共10小题,每小题5分,满分50分〕
1.〔5分〕设全集U={x∈R|x>0},函数f〔x〕=的定义域为A,则∁UA为〔 〕
A.〔0,e] B.〔0,e〕 C.〔e,+∞〕 D.[e,+∞〕
【分析】先求出集合A,由此能求出CUA.
【解答】解:∵全集U={x∈R|x>0},
函数f〔x〕=的定义域为A,
∴A={x|x>e},
∴∁UA={x|0<x≤e}=〔0,e].
故选:A.
【点评】本题考查补集的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意补集定义的合理运用.
2.〔5分〕设复数z满足〔1+i〕z=﹣2i,i为虚数单位,则z=〔 〕
A.﹣1+i B.﹣1﹣i C.1+i D.1﹣i
【分析】利用复数的运算法则、共轭复数的定义即可得出.
【解答】解:〔1+i〕z=﹣2i,则z===﹣i﹣1.
故选:B.
【点评】本题考查了复数的运算法则、共轭复数的定义,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
3.〔5分〕已知A〔1,﹣2〕,B〔4,2〕,则与反方向的单位向量为〔 〕
A.〔﹣,〕 B.〔,﹣〕 C.〔﹣,﹣〕 D.〔,〕
【分析】与反方向的单位向量=﹣,即可得出.
【解答】解:=〔3,4〕.
∴与反方向的单位向量=﹣=﹣=.
故选:C.
【点评】本题考查了向量的坐标运算性质、数量积运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
4.〔5分〕若m=0.52,n=20.5,p=log20.5,则〔 〕
A.n>m>p B.n>p>m C.m>n>p D.p>n>m
【分析】利用指数函数对数函数的运算性质即可得出.
【解答】解:m=0.52=,n=20.5=>1,p=log20.5=﹣1,
则n>m>p.
故选:A.
【点评】本题考查了指数函数对数函数的运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
5.〔5分〕执行如图所示的程序框图,输出n的值为〔 〕
A.19 B.20 C.21 D.22
【分析】模拟执行如图所示的程序框图知该程序的功能是
计算S=1+2+3+…+n≥210时n的最小自然数值,求出即可.
【解答】解:模拟执行如图所示的程序框图知,
该程序的功能是计算S=1+2+3+…+n≥210时n的最小自然数值,
由S=≥210,解得n≥20,
∴输出n的值为20.
故选:B.
【点评】本题考查了程序框图的应用问题,是基础题.
6.〔5分〕已知p:x≥k,q:〔x﹣1〕〔x+2〕>0,若p是q的充分不必要条件,则实数k的取值范围是〔 〕
A.〔﹣∞,﹣2〕 B.[﹣2,+∞〕 C.〔1,+∞〕 D.[1,+∞〕
【分析】利用不等式的解法、充分不必要条件的意义即可得出.
【解答】解:q:〔x﹣1〕〔x+2〕>0,解得x>1或x<﹣2.
又p:x≥k,p是q的充分不必要条件,则实数k>1.
故选:C.
【点评】本题考查了不等式的解法、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
7.〔5分〕一个总体中有600个个体,随机编号为001,002,…,600,利用系统抽样方法抽取容量为24的一个样本,总体分组后在第一组随机抽得的编号为006,则在编号为051~125之间抽得的编号为〔 〕
A.056,080,104 B.054,078,102 C.054,079,104 D.056,081,106
【分析】根据系统抽样的方法的要求,先随机抽取第一数,再确定间隔.
【解答】解:依题意可知,在随机抽样中,首次抽到006号,以后每隔=25个号抽到一个人,
则以6为首项,25为公差的等差数列,即所抽取的编号为6,31,56,81,106,
故选:D.
【点评】本题主要考查系统抽样方法的应用,解题时要认真审题,是基础题.
8.〔5分〕若直线x=π和x=π是函数y=sin〔ωx+φ〕〔ω>0〕图象的两条相邻对称轴,则φ的一个可能取值为〔 〕
A. B. C. D.
【分析】根据直线x=π和x=π是函数y=sin〔ωx+φ〕〔ω>0〕图象的两条相邻对称轴,可得周期T,利用x=π时,函数y取得最大值,即可求出φ的取值.
【解答】解:由题意,函数y的周期T==2π.
∴函数y=sin〔x+φ〕.
当x=π时,函数y取得最大值或者最小值,即sin〔+φ〕=±1,
可得:φ=.
∴φ=kπ,k∈Z.
当k=1时,可得φ=.
故选:D.
【点评】本题考查了正弦型三角函数的图象即性质的运用,属于基础题.
9.〔5分〕如果实数x,y满足约束条件,则z=的最大值为〔 〕
A. B. C.2 D.3
【分析】作出不等式组对应的平面区域,z=的几何意义是区域内的点到定点〔﹣1,﹣1〕的斜率,利用数形结合进行求解即可.
【解答】解:作出约束条件所对应的可行域〔如图阴影〕,z=
的几何意义是区域内的点到定点P〔﹣1,﹣1〕的斜率,
由图象知可知PA的斜率最大,
由,得A〔1,3〕,
则z==2,
即z的最大值为2,
故选:C.
【点评】本题考查简单线性规划,涉及直线的斜率公式,准确作图是解决问题的关键,属中档题.
10.〔5分〕函数f〔x〕=的图象与函数g〔x〕=log2〔x+a〕〔a∈R〕的图象恰有一个交点,则实数a的取值范围是〔 〕
A.a>1 B.a≤﹣ C.a≥1或a<﹣ D.a>1或a≤﹣
【分析】作出f〔x〕的图象和g〔x〕的图象,它们恰有一个交点,求出g〔x〕的恒过定点坐标,数形结合可得答案.
【解答】解:函数f〔x〕=与函数g〔x〕的图象它们恰有一个交点,f〔x〕图象过点〔1,1〕和〔1,﹣2〕,
而,g〔x〕的图象恒过定点坐标为〔1﹣a,0〕.
从图象不难看出:到g〔x〕过〔1,1〕和〔1,﹣2〕,它们恰有一个交点,
当g〔x〕过〔1,1〕时,可得a=1,恒过定点坐标为〔0,0〕,往左走图象只有一个交点.
当g〔x〕过〔1,﹣2〕时,可得a=,恒过定点坐标为〔,0〕,往右走图象只有一个交点.
∴a>1或a≤﹣.
故选:D.
【点评】本题考查了分段函数画法和对数函数性质的运用.数形结合的思想.属于中档题.
二、填空题〔共5小题,每小题5分,满分25分〕
11.〔5分〕已知直线l:x+y﹣4=0与坐标轴交于A、B两点,O为坐标原点,则经过O、A、B三点的圆的标准方程为 〔x﹣2〕2+〔y﹣2〕2=8 .
【分析】根据题意,求出直线与坐标轴的交点坐标,分析可得经过O、A、B三点的圆的直径为|AB|,圆心为AB的中点,求出圆的半径与圆心,代入圆的标准方程即可得答案.
【解答】解:根据题意,直线l:x+y﹣4=0与坐标轴交于〔4,0〕、〔0,4〕两点,
即A、B的坐标为〔4,0〕、〔0,4〕,
经过O、A、B三点的圆,即△AOB的外接圆,
而△AOB为等腰直角三角形,则其外接圆的直径为|AB|,圆心为AB的中点,
则有2r=|AB|=4,即r=2,
圆心坐标为〔2,2〕,
其该圆的标准方程为〔x﹣2〕2+〔y﹣2〕2=8,
故答案为:〔x﹣2〕2+〔y﹣2〕2=8.
【点评】本题考查圆的标准方程,注意直角三角形的外接圆的性质.
12.〔5分〕某几何体三视图如图所示,则该几何体的体积为 .
【分析】由三视图可知:该几何体为一个正方体去掉一个倒立的四棱锥.
【解答】解:由三视图可知:该几何体为一个正方体去掉一个倒立的四棱锥.
∴该几何体的体积V==.
故答案为:.
【点评】本题考查了正方体与四棱锥的三视图、体积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
13.〔5分〕在[0,a]〔a>0〕上随机抽取一个实数x,若x满足<0的概率为,则实数a的值为 4 .
【分析】求解分式不等式得到x的范围,再由测度比为测度比得答案.
【解答】解:由<0,得﹣1<x<2.
又x≥0,∴0≤x<2.
∴满足0≤x<2的概率为,得a=4.
故答案为:4.
【点评】本题考查几何概型,考查了分式不等式的解法,是基础的计算题.
14.〔5分〕已知抛物线y2=2px〔p>0〕上的一点M〔1,t〕〔t>0〕到焦点的距离为5,双曲线﹣=1〔a>0〕的左顶点为A,若双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则实数a的值为 2 .
【分析】设M点到抛物线准线的距离为d,由已知可得p值,由双曲线的一条渐近线与直线AM平行,则=,解得实数a的值.
【解答】解:设M点到抛物线准线的距离为d,
则丨MF丨=d=1+=5,则p=8,
所以抛物线方程为y2=16x,M的坐标为〔1,4〕;
又双曲线的左顶点为A〔﹣a,0〕,渐近线为y=±,
直线AM的斜率k==,由=,解得a=3.
∴a的值为3,
故答案为:3.
【点评】本题考查的知识点是抛物线的简单性质,双曲线的简单性质,是抛物线与双曲线的综合应用,属于中档题.
15.〔5分〕已知f〔x〕,g〔x〕分别是定义在R上的偶函数和奇函数,且f〔x〕+g〔x〕=2x,若存在x0∈[1,2]使得等式af〔x0〕+g〔2x0〕=0成立,则实数a的取值范围是 [,] .
【分析】根据函数奇偶性,解出奇函数g〔x〕和偶函数f〔x〕的表达式,将等式af〔x〕+g〔2x〕=0,令t=2x﹣2﹣x,则t>0,通过变形可得a=t+,讨论出右边在x∈[1,2]的最大值,可以得出实数a的取值范围.
【解答】解:解:∵g〔x〕为定义在R上的奇函数,f〔x〕为定义在R上的偶函数,
∴f〔﹣x〕=f〔x〕,g〔﹣x〕=﹣g〔x〕,
又∵由f〔x〕+g〔x〕=2x,结合f〔﹣x〕+g〔﹣x〕=f〔x〕﹣g〔x〕=2﹣x,
∴f〔x〕=〔2x+2﹣x〕,g〔x〕=〔2x﹣2﹣x〕.
等式af〔x〕+g〔2x〕=0,化简为〔2x+2﹣x〕+〔22x﹣2﹣2x〕=0.
∴a=2﹣x﹣2x
∵x∈[1,2],∴≤2x﹣2﹣x≤,
则实数a的取值范围是[﹣,﹣],
故答案为:[﹣,﹣].
【点评】题以指数型函数为载体,考查了函数求表达式以及不等式恒成立等知识点,属于难题.合理地利用函数的基本性质,再结合换元法和基本不等式的技巧,是解决本题的关键.属于中档题
三、解答题〔共6小题,满分75分〕
16.〔12分〕已知向量=〔sinx,﹣1〕,=〔cosx,〕,函数f〔x〕=〔+〕•.
〔1〕求函数f〔x〕的单调递增区间;
〔2〕将函数f〔x〕的图象向左平移个单位得到函数g〔x〕的图象,在△ABC中,角A,B,C所对边分别a,b,c,若a=3,g〔〕=,sinB=cosA,求b的值.
【分析】〔1〕运用向量的加减运算和数量积的坐标表示,以及二倍角公式和正弦公式,由正弦函数的增区间,解不等式即可得到所求;
〔2〕运用图象变换,可得g〔x〕的解析式,由条件可得sinA,cosA,sinB的值,运用正弦定理计算即可得到所求值.
【解答】解:〔1〕向量=〔sinx,﹣1〕,=〔cosx,〕,
函数f〔x〕=〔+〕•=〔sinx+cosx,〕•〔sinx,﹣1〕
=sin2x+sinxcosx﹣=sin2x﹣〔1﹣2sin2x〕=sin2x﹣cos2x=sin〔2x﹣〕,
由2kπ﹣≤2x﹣≤2kπ+,k∈Z,
可得kπ﹣≤x≤kπ+,k∈Z,
即有函数f〔x〕的单调递增区间为[kπ﹣,kπ+],k∈Z;
〔2〕由题意可得g〔x〕=sin〔2〔x+〕﹣〕=sin2x,
g〔〕=sinA=,
即sinA=,cosA=±=±,
在△ABC中,sinB=cosA>0,
可得sinB=,
由正弦定理=,
可得b===3.
【点评】本题考查向量数量积的坐标表示和三角函数的恒等变换,考查正弦函数的图象和性质,以及图象变换,考查解三角形的正弦定理的运用,以及运算能力,属于中档题.
17.〔12分〕某校举行高二理科学生的数学与物理竞赛,并从中抽取72名学生进行成绩分析,所得学生的及格情况统计如表:
物理及格
物理不及格
合计
数学及格
28
8
36
数学不及格
16
20
36
合计
44
28
72
〔1〕根据表中数据,判断是否是99%的把握认为“数学及格与物理及格有关”;
〔2〕从抽取的物理不及格的学生中按数学及格与不及格的比例,随机抽取7人,再从抽取的7人中随机抽取2人进行成绩分析,求至少有一名数学及格的学生概率.
附:x2=.
P(X2≥k)
0.150
0.100
0.050
0.010
k
2.072
2.706
3.841
6.635
【分析】〔1〕根据表中数据,计算观测值X2,对照临界值得出结论;
〔2〕分别计算选取的数学及格与不及格的人数,
用列举法求出基本事件数,计算对应的概率值.
【解答】解:〔1〕根据表中数据,计算X2==≈8.416>6.635,
因此,有99%的把握认为“数学及格与物理及格有关”;
〔2〕选取的数学及格的人数为7×=2人,
选取的数学不及格的人数为7×=5人,设数学及格的学生为A、B,
不及格的学生为c、d、e、f、g,则基本事件为:
AB、Ac、Ad、Ae、Af、Ag、Bc、Bd、Be、Bf、Bg、
cd、ce、cf、cg、de、df、dg、ef、eg、fg共21个,
其中满足条件的是
AB、Ac、Ad、Ae、Af、Ag、Bc、Bd、Be、Bf、Bg共11个,
故所求的概率为P=.
【点评】本题考查了独立性检验和列举法求古典概型的概率问题,是基础题.
18.〔12分〕在四棱锥P﹣ABCD中,PC⊥底面ABCD,M,N分别是PD,PA的中点,AC⊥AD,∠ACD=∠ACB=60°,PC=AC.
〔1〕求证:PA⊥平面CMN;
〔2〕求证:AM∥平面PBC.
【分析】〔1〕推导出MN∥AD,PC⊥AD,AD⊥AC,从而AD⊥平面PAC,进而AD⊥PA,MN⊥PA,再由CN⊥PA,能证明PA⊥平面CMN.
〔2〕取CD的中点为Q,连结MQ、AQ,推导出MQ∥PC,从而MQ∥平面PBC,再求出AQ∥平面,从而平面AMQ∥平面PCB,由此能证明AM∥平面PBC.
【解答】证明:〔1〕∵M,N分别为PD、PA的中点,
∴MN为△PAD的中位线,∴MN∥AD,
∵PC⊥底面ABCD,AD⊂平面ABCD,∴PC⊥AD,
又∵AD⊥AC,PC∩AC=C,∴AD⊥平面PAC,
∴AD⊥PA,∴MN⊥PA,
又∵PC=AC,N为PA的中点,∴CN⊥PA,
∵MN∩CN=N,MN⊂平面CMN,CM⊂平面CMN,
∴PA⊥平面CMN.
解〔2〕取CD的中点为Q,连结MQ、AQ,
∵MQ是△PCD的中位线,∴MQ∥PC,
又∵PC⊂平面PBC,MQ⊄平面PBC,∴MQ∥平面PBC,
∵AD⊥AC,∠ACD=60°,∴∠ADC=30°.
∴∠DAQ=∠ADC=30°,∴∠QAC=∠ACQ=60°,
∴∠ACB=60°,∴AQ∥BC,
∵AQ⊄平面PBC,BC⊂平面PBC,∴AQ∥平面PBC,
∵MQ∩AQ=Q,∴平面AMQ∥平面PCB,
∵AM⊂平面AMQ,∴AM∥平面PBC.
【点评】本题考查线面垂直、线面平行的证明,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系,考查推理论证能力、运算求解能力、空间想象能力,考查化归与转化思想、数形结合思想、函数与方程思想,是中档题.
19.〔12分〕已知等差数列{an}的首项a1=2,前n项和为Sn,等比数列{bn}的首项b1=1,且a2=b3,S3=6b2,n∈N*.
〔1〕求数列{an}和{bn}的通项公式;
〔2〕数列{cn}满足cn=bn+〔﹣1〕nan,记数列{cn}的前n项和为Tn,求Tn.
【分析】〔1〕设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.根据a1=2,b1=1,且a2=b3,S3=6b2,n∈N*.
可得2+d=q2,3×2+=6q,联立解得d,q.即可得出..
〔2〕cn=bn+〔﹣1〕nan=2n﹣1+〔﹣1〕n•2n.可得数列{cn}的前n项和为Tn=1+2+22+…+2n﹣1+[﹣2+4﹣6+8+…+〔﹣1〕n•2n]=2n﹣1+[﹣2+4﹣6+8+…+〔﹣1〕n•2n].对n分类讨论即可得出.
【解答】解:〔1〕设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.
∵a1=2,b1=1,且a2=b3,S3=6b2,n∈N*.
∴2+d=q2,3×2+=6q,
联立解得d=q=2.
∴an=2+2〔n﹣1〕=2n,bn=2n﹣1.
〔2〕cn=bn+〔﹣1〕nan=2n﹣1+〔﹣1〕n•2n.
∴数列{cn}的前n项和为Tn=1+2+22+…+2n﹣1+[﹣2+4﹣6+8+…+〔﹣1〕n•2n]=+[﹣2+4﹣6+8+…+〔﹣1〕n•2n]=2n﹣1+[﹣2+4﹣6+8+…+〔﹣1〕n•2n].
∴n为偶数时,Tn=2n﹣1+[〔﹣2+4〕+〔﹣6+8〕+…+〔﹣2n+2+2n〕].
=2n﹣1+n.
n为奇数时,Tn=2n﹣1+﹣2n.
=2n﹣2﹣n.
∴Tn=.
【点评】本题考查了等差数列与等比数列的通项公式与求和公式、分类讨论方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
20.〔13分〕已知函数f〔x〕=ex﹣1﹣,a∈R.
〔1〕若函数g〔x〕=〔x﹣1〕f〔x〕在〔0,1〕上有且只有一个极值点,求a的范围;
〔2〕当a≤﹣1时,证明:f〔x〕<0对任意x∈〔0,1〕成立.
【分析】〔1〕求出导函数,由题意可知f〔x〕在〔0,1〕上有且只有一个极值点,相当于导函数有一个零点;
〔2〕问题可转换为〔x﹣1〕〔ex﹣1〕﹣ax>0恒成立,构造函数G〔x〕=〔x﹣1〕〔ex﹣1〕﹣ax,通过二次求导,得出结论.
【解答】解:〔1〕g〔x〕=〔x﹣1〕〔ex﹣1〕﹣ax,
g'〔x〕=xex﹣a﹣1,g''〔x〕=ex〔x+1〕>0,
∵f〔x〕在〔0,1〕上有且只有一个极值点,
∴g'〔0〕=﹣a﹣1<0,g'〔1〕=e﹣a﹣1>0,
∴﹣a<a<e﹣1;
〔2〕当a≤﹣1时,f〔x〕<0,
∴〔x﹣1〕〔ex﹣1〕﹣ax>0恒成立,
令G〔x〕=〔x﹣1〕〔ex﹣1〕﹣ax,
G'〔x〕=xex﹣a﹣1,G''〔x〕=ex〔x+1〕>0,
∴G'〔x〕在〔0,1〕单调递增,
∴G'〔x〕≥G'〔0〕=﹣a﹣1≥0,
∴G〔x〕在〔0,1〕单调递增,
∴G〔x〕≥G〔0〕=0,
∴〔x﹣1〕〔ex﹣1〕﹣ax≥0,
∴当a≤﹣1时,f〔x〕<0对任意x∈〔0,1〕成立.
【点评】本题考查了极值点的概念和导函数的应用,难点是对导函数的二次求导.
21.〔14分〕已知椭圆E:+=1〔a>b>0〕的离心率是,点P〔1,〕在椭圆E上.
〔1〕求椭圆E的方程;
〔2〕过点P且斜率为k的直线l交椭圆E于点Q〔xQ,yQ〕〔点Q异于点P〕,若0<xQ<1,求直线l斜率k的取值范围;
〔3〕若以点P为圆心作n个圆Pi〔i=1,2,…,n〕,设圆Pi交x轴于点Ai、Bi,且直线PAi、PBi分别与椭圆E交于Mi、Ni〔Mi、Ni皆异于点P〕,证明:M1N1∥M2N2∥…∥MnNn.
【分析】〔1〕根据椭圆的离心率求得a2=4b2,将P代入椭圆方程,即可求得a和b的值,求得椭圆方程;
〔2〕设直线l的方程,代入椭圆方程,利用韦达定理,求得xQ,由0<xQ<1,即可求得k的取值范围;
〔3〕由题意可知:故直线PAi,PBi的斜率互为相反数,分别设直线方程,代入椭圆方程,即可求得xi,xi′,根据直线的斜率公式,即可求得=,==…=,则M1N1∥M2N2∥…∥MnNn.
【解答】解:〔1〕由椭圆的离心率e===,则a2=4b2,
将P〔1,〕代入椭圆方程:,解得:b2=1,则a2=4,
∴椭圆的标准方程:;
〔2〕设直线l的方程y﹣=k〔x﹣1〕,
则,消去y,整理得:〔1+4k2〕x2+〔4k﹣8k2〕x+〔4k2﹣4k﹣1〕=0,
由x0•1=,由0<x0<1,则0<<1,
解得:﹣<k<,或k>,经验证,满足题意,
直线l斜率k的取值范围〔﹣,〕∪〔,+∞〕;
〔3〕动圆P的半径为PAi,PBi,故PAi=PBi,△PAiBi为等腰三角形,故直线PAi,PBi的斜率互为相反数,设PAi的斜率ki,则直线PBi的斜率为﹣ki,
设直线PAi的方程:y﹣=ki〔x﹣1〕,则直线PBi的方程:y﹣=﹣ki〔x﹣1〕,
,消去y,整理得:〔1+4ki2〕x2+〔4ki﹣8ki2〕x+〔4ki2﹣4ki﹣1〕=0,设Mi〔xi,yi〕,Ni〔xi′,yi′〕,
则xi•1=,则xi=,
将﹣ki代替ki,则xi′=,
则xi+xi′=,xi﹣xi′=﹣,yi﹣yi′=ki〔xi﹣1〕++ki〔xi﹣1〕﹣=ki〔xi+xi′〕﹣2ki,
=ki×﹣2ki,
=,
则==,
故==…=,
∴M1N1∥M2N2∥…∥MnNn.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理,直线的斜率公式,考查计算能力,属于中档题.
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