
1.(5分)雙曲線﹣=1的漸近線方程是( )
A.y=B.y=C.y=D.y=
2.(5分)若平面α的法向量為,直線l的方向向量為,直線l與平面α的夾角為θ( )
A.csθ=B.csθ=
C.sinθ=D.sinθ=
3.(5分)若拋物線C:x2=2py的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(0,1),則拋物線C的方程為( )
A.x2=﹣2yB.x2=2yC.x2=﹣4yD.x2=4y
4.(5分)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,導(dǎo)函數(shù)f′(x),則函數(shù)f(x)( )
A.無(wú)極大值點(diǎn)、有四個(gè)極小值點(diǎn)
B.有三個(gè)極大值點(diǎn)、一個(gè)極小值點(diǎn)
C.有兩個(gè)極大值點(diǎn)、兩個(gè)極小值點(diǎn)
D.有四個(gè)極大值點(diǎn)、無(wú)極小值點(diǎn)
5.(5分)已知點(diǎn)A(1,0),直線l:x﹣y+3=0,則點(diǎn)A到直線l的距離為( )
A.1B.2C.D.
6.(5分)已知A,B,C,D,E是空間中的五個(gè)點(diǎn),其中點(diǎn)A,B,則“存在實(shí)數(shù)x,y,使得+y是“DE∥平面ABC”的( )
A.充分而不必要條件
B.必要而不充分條件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要條件
7.(5分)已知雙曲線(a>0,b>0)與直線y=2x有交點(diǎn),則雙曲線離心率的取值范圍為( )
A.(1,)B.(1,]C.(,+∞)D.[,+∞)
8.(5分)已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),當(dāng)x>0時(shí),(﹣2)=0,則不等式( )
A.(﹣2,0)∪(0,2)B.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)
C.(﹣2,0)∪(2,+∞)D.(﹣∞,﹣2)∪(0,2)
二、選擇題(本大題共4小題,每題5分,共計(jì)20分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分,有選錯(cuò)的不得分,部分選對(duì)的得3分)
(多選)9.(5分)下列導(dǎo)數(shù)運(yùn)算正確的有( )
A.B.(xex)′=(x+1)ex
C.(e2x)′=2e2xD.
(多選)10.(5分)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,其公差d>1,且a7+a9=16,則( )
A.a(chǎn)8=8B.S15=120C.a(chǎn)1<1D.a(chǎn)2>2
(多選)11.(5分)已知曲線C1:函數(shù)f(x)=的圖像,曲線C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=r2,若C1的所有對(duì)稱軸平分C2,且C1與C2有公共點(diǎn),則r的值可以等于( )
A.B.C.D.3
12.(5分)我國(guó)知名品牌小米公司今年啟用了具備“超橢圓”數(shù)學(xué)之美的全新Lg.新Lg將原本方正的邊框換成了圓角邊框(如圖),這種由方到圓的弧度變化,為小米融入了東方哲學(xué)的思想n+|y|n=1,則下列有關(guān)曲線C的說(shuō)法中不正確的是( )
A.對(duì)任意的n∈R,曲線C總關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱
B.當(dāng)n>0時(shí),曲線C上總過(guò)四個(gè)整點(diǎn)(橫、縱坐標(biāo)都為整數(shù)的點(diǎn))
C.當(dāng)0<n<1時(shí),曲線C圍成的圖形面積可以為2
D.當(dāng)n=﹣1時(shí),曲線C上的點(diǎn)到原點(diǎn)最近距離為
三、填空題(本題共4小題,每題5分,共計(jì)20分)
13.(5分)已知{an}是公比為2的等比數(shù)列,則的值為 .
14.(5分)設(shè)點(diǎn)P是曲線y=x3﹣x+2上的任意一點(diǎn),P點(diǎn)處切線傾斜角為α .
15.(5分)已知數(shù)列{an}滿足an=n﹣(1﹣m)n2,若滿足a1<a2<a3<a4<a5<a6且對(duì)任意n∈[9,+∞),都有an>an+1,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是 .
16.(5分)若方程x2e﹣x=ax﹣lnx﹣1存在唯一實(shí)根,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 .
四、解答題:本題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.
17.(10分)已知函數(shù).
(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)求函數(shù)f(x)在區(qū)間[﹣1,2]上的最大值與最小值.
18.(12分)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的準(zhǔn)線與x軸交于點(diǎn)M(﹣1,0).
(1)求拋物線C的方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)M的直線l與拋物線C相切,求直線l的方程.
19.(12分)等差數(shù)列{an}中,a2+a3+a4=15,a5=9.
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)設(shè),求數(shù)列{×bn}的前n項(xiàng)和Sn.
20.(12分)如圖,在梯形ABCD中,AB∥CD,∠ABC=60°,四邊形ACFE為矩形,CF=1.
(1)求證:BC⊥平面ACFE;
(2)若點(diǎn)M在線段EF上移動(dòng),試問(wèn)是否存在點(diǎn)M,使得平面MAB與平面FCB所成的二面角為45°,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在
21.(12分)已知函數(shù)f(x)=ax﹣ex(a∈R).
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)設(shè),求證:當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)(x)恒成立.
22.(12分)已知橢圓C:的左右頂點(diǎn)分別為A1,A2,直線x=m(0<m<2)與C交于M、N兩點(diǎn),直線A1M和直線A2N交于點(diǎn)P.
(1)求P點(diǎn)的軌跡方程;
(2)求的取值范圍.
2022-2023學(xué)年河南省信陽(yáng)高級(jí)中學(xué)高二(上)期末數(shù)學(xué)試卷
參考答案與試題解析
一、選擇題(本大題共8小題,每題5分,共計(jì)40分.在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)是正確的)
1.(5分)雙曲線﹣=1的漸近線方程是( )
A.y=B.y=C.y=D.y=
【分析】漸近線方程﹣=0,整理后就得到雙曲線的漸近線方程.
【解答】解:∵雙曲線﹣=1其漸近線方程是﹣,
整理得y=±x.
故選:B.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查雙曲線的簡(jiǎn)單性質(zhì)的應(yīng)用,令標(biāo)準(zhǔn)方程中的“1”為“0”即可求出漸近線方程.屬于基礎(chǔ)題.
2.(5分)若平面α的法向量為,直線l的方向向量為,直線l與平面α的夾角為θ( )
A.csθ=B.csθ=
C.sinθ=D.sinθ=
【分析】若直線與平面所成的角為θ,直線與該平面的法向量所成的角為β,則sinθ=|csβ|,利用向量的夾角公式即可得出.
【解答】解:若直線與平面所成的角為θ,直線與該平面的法向量所成的角為β.
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】熟練掌握線面角與平面的斜向量與法向量的夾角的關(guān)系是解題懂得關(guān)鍵.
3.(5分)若拋物線C:x2=2py的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(0,1),則拋物線C的方程為( )
A.x2=﹣2yB.x2=2yC.x2=﹣4yD.x2=4y
【分析】根據(jù)拋物線的幾何性質(zhì)即可求解.
【解答】解:∵拋物線C:x2=2py的焦點(diǎn)坐標(biāo)為(2,1),
∴,∴p=2,
∴拋物線C的方程為x2=8y.
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查拋物線的幾何性質(zhì),屬基礎(chǔ)題.
4.(5分)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镽,導(dǎo)函數(shù)f′(x),則函數(shù)f(x)( )
A.無(wú)極大值點(diǎn)、有四個(gè)極小值點(diǎn)
B.有三個(gè)極大值點(diǎn)、一個(gè)極小值點(diǎn)
C.有兩個(gè)極大值點(diǎn)、兩個(gè)極小值點(diǎn)
D.有四個(gè)極大值點(diǎn)、無(wú)極小值點(diǎn)
【分析】設(shè)f′(x)的圖象與x軸的4個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)從左至右依次為x1,x2,x3,x4,根據(jù)導(dǎo)函數(shù)的圖象寫(xiě)出函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,再根據(jù)極值點(diǎn)的定義即可得出答案.
【解答】解:設(shè)f′(x)的圖象與x軸的4個(gè)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)從左至右依次為x1,x3,x3,x4,
當(dāng)x<x2或x2<x<x3或x>x8時(shí),f′(x)>0,
當(dāng)x1<x<x7或x3<x<x4時(shí),f′(x)<6,
所以函數(shù)f(x)在(﹣∞,x1),(x2,x8)和(x4,+∞)上遞增,
在(x1,x7)和(x3,x4)上遞減,
所以函數(shù)f(x)的極小值點(diǎn)為x7,x4,極大值點(diǎn)為x1,x7,
所以函數(shù)f(x)有兩個(gè)極大值點(diǎn)、兩個(gè)極小值點(diǎn).
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值,考查運(yùn)算邏輯推理能力,屬于中檔題.
5.(5分)已知點(diǎn)A(1,0),直線l:x﹣y+3=0,則點(diǎn)A到直線l的距離為( )
A.1B.2C.D.
【分析】由題意利用點(diǎn)到直線的距離公式,求得結(jié)果.
【解答】解:由點(diǎn)到直線的距離公式可得d==5.
故選:D.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查點(diǎn)到直線的距離公式的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.
6.(5分)已知A,B,C,D,E是空間中的五個(gè)點(diǎn),其中點(diǎn)A,B,則“存在實(shí)數(shù)x,y,使得+y是“DE∥平面ABC”的( )
A.充分而不必要條件
B.必要而不充分條件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要條件
【分析】根據(jù)題意,由充分必要條件的定義結(jié)合向量共面定理分析,即可得答案.
【解答】解:根據(jù)題意,若存在實(shí)數(shù)x,y=x,則DE∥平面ABC或DE?平面ABC,
反之,若DE∥平面ABC與、共面,B,C不共線,y,使得+y,
故“存在實(shí)數(shù)x,y,使得+y;
故選:B.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查空間向量基本定理,涉及充分必要條件的定義和判斷,屬于基礎(chǔ)題.
7.(5分)已知雙曲線(a>0,b>0)與直線y=2x有交點(diǎn),則雙曲線離心率的取值范圍為( )
A.(1,)B.(1,]C.(,+∞)D.[,+∞)
【分析】根據(jù)漸近線的斜率的范圍可求離心率的范圍.
【解答】解:∵雙曲線的一條漸近線方程為,由題意得,
∴雙曲線的離心率.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查雙曲線的幾何性質(zhì),不等式思想,屬基礎(chǔ)題.
8.(5分)已知f(x)是定義在R上的偶函數(shù),當(dāng)x>0時(shí),(﹣2)=0,則不等式( )
A.(﹣2,0)∪(0,2)B.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)
C.(﹣2,0)∪(2,+∞)D.(﹣∞,﹣2)∪(0,2)
【分析】f(x)是定義在R上的偶函數(shù),說(shuō)明奇函數(shù),若x>0時(shí),,可得為增函數(shù),若x<0,為增函數(shù),根據(jù)f(﹣2)=f(2)=0,求出不等式的解集;
【解答】解:∵f(x)是定義在R上的偶函數(shù),當(dāng)x>0時(shí),,
∴為增函數(shù),為奇函數(shù),
∴在(﹣∞,
∵f(﹣2)=f(2)=0,
若x>2,=0;
若x<6,=7,,0)上為增函數(shù),
綜上得,不等式,4)∪(2
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查函數(shù)的單調(diào)性與奇偶性的綜合題,解題的關(guān)鍵是找函數(shù)的零點(diǎn)問(wèn)題,此題是一道基礎(chǔ)題;
二、選擇題(本大題共4小題,每題5分,共計(jì)20分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得5分,有選錯(cuò)的不得分,部分選對(duì)的得3分)
(多選)9.(5分)下列導(dǎo)數(shù)運(yùn)算正確的有( )
A.B.(xex)′=(x+1)ex
C.(e2x)′=2e2xD.
【分析】根據(jù)導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則對(duì)應(yīng)各個(gè)選項(xiàng)即可判斷求解.
【解答】解:選項(xiàng)A:因?yàn)椋ǎ?,故A錯(cuò)誤,
選項(xiàng)B:因?yàn)椋▁ex)′=ex+xex=(1+x)ex,故B正確,
選項(xiàng)C:因?yàn)椋╡2x)′=4e2x,故C正確,
選項(xiàng)D:因?yàn)椋╨n2x)′=,故D錯(cuò)誤,
故選:BC.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算法則,考查了學(xué)生的運(yùn)算求解能力,屬于基礎(chǔ)題.
(多選)10.(5分)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,其公差d>1,且a7+a9=16,則( )
A.a(chǎn)8=8B.S15=120C.a(chǎn)1<1D.a(chǎn)2>2
【分析】利用等差數(shù)列基本量代換,對(duì)四個(gè)選項(xiàng)一一驗(yàn)證.
【解答】解:對(duì)于A:因?yàn)閍7+a9=16,所以a8+a9=2a3=16,解得:a8=8.故A正確;
對(duì)于B:.故B正確;
對(duì)于C:因?yàn)閍3=8,所以a1+6d=8,所以a1=3﹣7d.
因?yàn)閐>1,所以a3<1.故C正確;
對(duì)于D:因?yàn)閍8=8,所以a2+6d=8,所以a2=8﹣6d.
因?yàn)閐>1,所以a2<3.故D錯(cuò)誤.
故選:ABC.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了等差數(shù)列的通項(xiàng)公式及求和公式的應(yīng)用,屬于基礎(chǔ)題.
(多選)11.(5分)已知曲線C1:函數(shù)f(x)=的圖像,曲線C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=r2,若C1的所有對(duì)稱軸平分C2,且C1與C2有公共點(diǎn),則r的值可以等于( )
A.B.C.D.3
【分析】先將f(x)整理成可得f(x)的所有對(duì)稱軸都經(jīng)過(guò)(m,n),故可求得m=1,n=2,再計(jì)算f(x)上的點(diǎn)到圓心M(1,2)的最短距離即可求得答案.
【解答】解:因?yàn)?,且f(x)是由,向上平移n個(gè)單位長(zhǎng)度得到,,0),
所以的所有對(duì)稱軸都經(jīng)過(guò)(m,
因?yàn)镃1的所有對(duì)稱軸平分C5,所以C1的所有對(duì)稱軸經(jīng)過(guò)C2的圓心M(3,2),
所以m=1,n=7,
設(shè)函數(shù)f(x)圖象上的動(dòng)點(diǎn),
則,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取等號(hào),
所以f(x)上的點(diǎn)到圓心M(1,4)的最短距離為,
若C1與C8有公共點(diǎn),則,
結(jié)合選項(xiàng)可知r可以為,8.
故選:BD.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查函數(shù)與方程的綜合,考查運(yùn)算求解能力,屬于中檔題.
12.(5分)我國(guó)知名品牌小米公司今年啟用了具備“超橢圓”數(shù)學(xué)之美的全新Lg.新Lg將原本方正的邊框換成了圓角邊框(如圖),這種由方到圓的弧度變化,為小米融入了東方哲學(xué)的思想n+|y|n=1,則下列有關(guān)曲線C的說(shuō)法中不正確的是( )
A.對(duì)任意的n∈R,曲線C總關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱
B.當(dāng)n>0時(shí),曲線C上總過(guò)四個(gè)整點(diǎn)(橫、縱坐標(biāo)都為整數(shù)的點(diǎn))
C.當(dāng)0<n<1時(shí),曲線C圍成的圖形面積可以為2
D.當(dāng)n=﹣1時(shí),曲線C上的點(diǎn)到原點(diǎn)最近距離為
【分析】對(duì)于A選項(xiàng):曲線C上任取一點(diǎn)P,將其關(guān)于(0,0)的對(duì)稱點(diǎn)Q坐標(biāo)代入曲線C方程中,進(jìn)而判斷A選項(xiàng)是否正確;
對(duì)于B選項(xiàng):當(dāng)n>0時(shí),取x=0,y=0,即可判斷B選項(xiàng)是否正確;
對(duì)于C選項(xiàng):當(dāng)0<n<1時(shí),根據(jù)曲線C圍成的圖形,即可判斷C選項(xiàng)是否正確;
對(duì)于D選項(xiàng):當(dāng)n=﹣1時(shí),求出曲線C方程,結(jié)合對(duì)稱性作出圖象,求出曲線C上點(diǎn)到原點(diǎn)距離的最小值即可判斷D選項(xiàng)是否正確.
【解答】解:對(duì)于A選項(xiàng):在曲線C:|x|n+|y|n=1上任取一點(diǎn)P(x0,y4),則P(x0,y0)關(guān)于(6,0)的對(duì)稱點(diǎn)為Q(﹣x0,﹣y4),
將Q(﹣x0,﹣y0)代入曲線C:|x|n+|y|n=2,則=,即Q也在曲線C上,
故曲線C關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱,故A選項(xiàng)正確;
對(duì)于B選項(xiàng):當(dāng)n>3時(shí),取x=0;取y=0,曲線C總過(guò)四個(gè)整點(diǎn)(5,0);
對(duì)于C選項(xiàng):當(dāng)0<n<3時(shí),|x|≤1,從而|x|+|y|≤|x|n+|y|n=1,(當(dāng)x=3,y=0時(shí)取等),
曲線C圍成的圖形在正方形|x|+|y|=1的內(nèi)部,面積小于正方形|x|+|y|=7的面積2;
對(duì)于D選項(xiàng):當(dāng)n=﹣1時(shí),曲線C:,
∴,
∴,
∴|y|>1,結(jié)合對(duì)稱性圖象如下:
設(shè)A(x,y)是曲線C:,則A關(guān)于直線y=x的對(duì)稱的點(diǎn)B(y,所以曲線C關(guān)于直線y=x對(duì)稱.
令曲線C:中y=x得x=2,y=﹣2或x=﹣2,y=﹣2,
所以(8,2)或(﹣2,﹣4)或(2,最近距離為.
故選:C.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查圓錐曲線性質(zhì)的綜合運(yùn)用,考查運(yùn)算求解能力,屬于中檔題.
三、填空題(本題共4小題,每題5分,共計(jì)20分)
13.(5分)已知{an}是公比為2的等比數(shù)列,則的值為 .
【分析】由已知中{an}是公比為2的等比數(shù)列,及等差數(shù)列的性質(zhì)an≠0,我們可以根據(jù)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,將表示為只含首項(xiàng)與公比的形式,化簡(jiǎn)后,即可得到答案.
【解答】解:∵{an}是公比為2的等比數(shù)列,
∴===
故答案為:
【點(diǎn)評(píng)】本題考查的知識(shí)點(diǎn)是等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,其中利用等比數(shù)列的通項(xiàng)公式將表示為只含首項(xiàng)與公比的形式,是解答本題的關(guān)鍵.
14.(5分)設(shè)點(diǎn)P是曲線y=x3﹣x+2上的任意一點(diǎn),P點(diǎn)處切線傾斜角為α .
【分析】求出曲線解析式的導(dǎo)函數(shù),根據(jù)完全平方式大于等于0求出導(dǎo)函數(shù)的最小值,由曲線在P點(diǎn)切線的斜率為導(dǎo)函數(shù)的值,且直線的斜率等于其傾斜角的正切值,從而得到tanα的范圍,由α的范圍,根據(jù)正切函數(shù)的值域得到自變量α的范圍.
【解答】解:∵y′=3x2﹣≥﹣,
又∵8≤α≤π,
∴0≤α<或.
則角α的取值范圍是[0,)∪[.
故答案為:[6,)∪[
【點(diǎn)評(píng)】此題考查了利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點(diǎn)切線的方程,直線傾斜角與斜率的關(guān)系,以及正切函數(shù)的圖象與性質(zhì).要求學(xué)生掌握導(dǎo)函數(shù)在某點(diǎn)的函數(shù)值即為過(guò)這點(diǎn)切線方程的斜率,且直線的斜率為傾斜角的正切值,掌握正切函數(shù)的圖象與性質(zhì).
15.(5分)已知數(shù)列{an}滿足an=n﹣(1﹣m)n2,若滿足a1<a2<a3<a4<a5<a6且對(duì)任意n∈[9,+∞),都有an>an+1,則實(shí)數(shù)m的取值范圍是 .
【分析】由a1<a2<a3<a4<a5<a6解出,由對(duì)任意n∈[9,+∞),都有an>an+1,解出,即可求出實(shí)數(shù)m的取值范圍.
【解答】解:∵,若滿足a2<a2<a3<a6<a5<a6,
∴2﹣(1﹣m)×17<2﹣(1﹣m)×62<3﹣(5﹣m)×32<5﹣(1﹣m)×46<5﹣(1﹣m)×52<6﹣(8﹣m)×62,解得,
又對(duì)任意n∈[9,+∞)n>an+7,
由二次函數(shù)的性質(zhì)得,解得.
∴,解得:.
所以實(shí)數(shù)m的取值范圍為.
故答案為:.
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查數(shù)列遞推式,考查函數(shù)的性質(zhì),考查運(yùn)算求解能力,屬于中檔題.
16.(5分)若方程x2e﹣x=ax﹣lnx﹣1存在唯一實(shí)根,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是 .
【分析】將方程轉(zhuǎn)化為,構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系,畫(huà)出其大致圖像,根據(jù)函數(shù)的圖像即可求得a的取值范圍.
【解答】解:方程x2e﹣x=ax﹣lnx﹣1可轉(zhuǎn)化為存在唯一實(shí)數(shù)根,
令,x>8,,
由,當(dāng)x∈(0,f′(x)>7,
當(dāng)x∈(1,+∞)時(shí),f(x)單調(diào)遞減,
當(dāng)x=1時(shí),f(x)取得極大值,
由g(x)=﹣ef(ln(ex)),所以,1),當(dāng)x∈(1,g(x)單調(diào)遞增,
當(dāng)x=6時(shí),g(x)取得極小值,
如圖所示,而g(x)圖像可由,
顯然,a≤0或,
所以a的取值范圍為.
故答案為:.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系,考查函數(shù)思想,數(shù)形結(jié)合思想,屬于難題.
四、解答題:本題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫(xiě)出文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟.
17.(10分)已知函數(shù).
(1)求f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)求函數(shù)f(x)在區(qū)間[﹣1,2]上的最大值與最小值.
【分析】(1)求得f′(x)=﹣x2+4x=﹣x(x﹣4),由f′(x)<0,可求f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;由f′(x)>0,可求f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間;
(2)利用(1)的結(jié)論可知,函數(shù)f(x)在區(qū)間[﹣1,0]上單調(diào)遞減,在區(qū)間[0,2]上單調(diào)遞增,從而可求得函數(shù)f(x)在區(qū)間[﹣1,2]上的最大值與最小值.
【解答】解:(1)∵,
∴f′(x)=﹣x2+4x=﹣x(x﹣3),
當(dāng)x∈(﹣∞,0)∪(4,f′(x)<2,0),+∞)單調(diào)遞減;
當(dāng)x∈(0,4)時(shí),故f(x)在區(qū)間(0;
即f(x)的單調(diào)增區(qū)間為(0,6),0),+∞);
(2)由(1)知,函數(shù)f(x)在區(qū)間[﹣1,在區(qū)間[2,
又f(﹣1)=+2+1=+3=,
∴函數(shù)f(x)在區(qū)間[﹣1,3]上的最大值為.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與最值,考查運(yùn)算求解能力,屬于中檔題.
18.(12分)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的準(zhǔn)線與x軸交于點(diǎn)M(﹣1,0).
(1)求拋物線C的方程;
(2)若過(guò)點(diǎn)M的直線l與拋物線C相切,求直線l的方程.
【分析】(1)由已知條件得﹣=﹣1,由此能求出拋物線方程.
(2)當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為x=﹣1,不成立;當(dāng)直線l的斜率k存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y=k(x+1),聯(lián)立,得k2x2+(2k2﹣4)x+k2=0,由過(guò)點(diǎn)M的直線l與拋物線C相切,利用根的判別式能求出直線l的方程.
【解答】解:(1)∵拋物線y2=2px(p>6)的準(zhǔn)線與x軸交于點(diǎn)M(﹣1,0),
∴﹣=﹣1,
∴拋物線方程為y2=7x.
(2)過(guò)點(diǎn)M的直線l與拋物線C相切,
當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為x=﹣1,
直線l:x=﹣1和拋物線y8=4x沒(méi)有交點(diǎn),不成立;
當(dāng)直線l的斜率k存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y=k(x+1),
聯(lián)立,得k4x2+(2k8﹣4)x+k2=6,
Δ=(2k2﹣6)2﹣4k6?k2=16﹣16k2.
∵過(guò)點(diǎn)M的直線l與拋物線C相切,
∴Δ=16﹣16k2=0,解得k=±1.
∴直線l的方程為y=x+2或y=﹣x﹣1,
即x﹣y+1=3或x+y+1=0.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查拋物線方程、直線方程的求法,考查直線與拋物線的關(guān)系、根的判別式等基礎(chǔ)知識(shí),考查運(yùn)算求解能力,是中檔題.
19.(12分)等差數(shù)列{an}中,a2+a3+a4=15,a5=9.
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(Ⅱ)設(shè),求數(shù)列{×bn}的前n項(xiàng)和Sn.
【分析】(Ⅰ)先設(shè)出公差為d首項(xiàng)為a1,根據(jù)題意和等差數(shù)列的通項(xiàng)公式列出方程組,再解方程組;
(Ⅱ)把(Ⅰ)求出的an代入bn求出bn,再求出的表達(dá)式,根據(jù)式子的特點(diǎn),利用錯(cuò)位相減法求出此數(shù)列的前n項(xiàng)和.
【解答】解:(Ⅰ)設(shè)數(shù)列{an}的公差為d首項(xiàng)為a1,由題意得,
,即,
解得a1=1,d=7,
∴數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=2n﹣1,
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得=5n,∴=n7n,
∴Sn=1×3+3×32+3×33+…+n×3n,①
3Sn=1×32+2×23+3×74+…+n×3n+3,②
①﹣②得,﹣2Sn=3+22+32+…+3n﹣n×3n+8=﹣n×5n+1
=﹣n×3n+1,
∴Sn=.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查了等差數(shù)列的通項(xiàng)公式,等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式等,考查了錯(cuò)位相減法求數(shù)列的前n項(xiàng)和以及運(yùn)算能力.
20.(12分)如圖,在梯形ABCD中,AB∥CD,∠ABC=60°,四邊形ACFE為矩形,CF=1.
(1)求證:BC⊥平面ACFE;
(2)若點(diǎn)M在線段EF上移動(dòng),試問(wèn)是否存在點(diǎn)M,使得平面MAB與平面FCB所成的二面角為45°,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在
【分析】(1)由AB∥CD且AD=DC,得∠DAC=∠DCA=∠CAB,得根據(jù)等腰梯形的性質(zhì)結(jié)合題中的數(shù)據(jù)算出∠CAB=∠DAB=30°,得△ABC中∠ACB=90°,從而AC⊥BC.最后根據(jù)平面ACEF⊥平面ABCD,結(jié)合面面垂直的性質(zhì)定理即可證出BC⊥平面ACFE;
(2)以C為坐標(biāo)原點(diǎn),AC、BC、CF所在直線分別為x軸、y軸、z軸軸,建立空間直角坐標(biāo)系如圖.結(jié)合題中數(shù)據(jù)得到A、B的坐標(biāo),設(shè)M(a,0,1)從而得出、的坐標(biāo),利用垂直向量數(shù)量積為0的方法算出=(1,,)是平面AMB的一個(gè)法向量,結(jié)合是平面FCB的一個(gè)法向量.利用空間向量的夾角公式算出向量、的余弦之值,由平面MAB與平面FCB所成的二面角為45°,建立關(guān)于a的方程并得到此方程無(wú)實(shí)數(shù)解.由此可得不存在點(diǎn)M,使得平面MAB與平面FCB所成的二面角為45°.
【解答】解:(1)∵在梯形ABCD中,AB∥CD,∴∠DAC=∠DCA=∠CAB,
∵梯形ABCD是等腰梯形,得∠DAB=∠ABC=60°,
∴∠CAB=∠DAB=30°,∠ACB=180°﹣(∠CAB+∠ABC)=90°,(4分)
又∵平面ACEF⊥平面ABCD,平面ACEF∩平面ABCD=AC,
∴BC⊥平面ACFE;(5分)
(2)由(1)知AC、BC,以C為坐標(biāo)原點(diǎn)、BC、y軸,
建立空間直角坐標(biāo)系如圖,
∵Rt△ABC中,BC=1,∴AC=BCtan60°=,
可得A、B的坐標(biāo)分別為A(,0,B(8,1,設(shè)M(a,0,則
,,(7分)
設(shè)=(x,y,則
(3分)
取x=1,得=(1,,)
∵是平面FCB的一個(gè)法向量,
∴若平面MAB與平面FCB所成的二面角為45°,得
cs<,>==
化簡(jiǎn),得7+()2=3,顯然此方程無(wú)實(shí)數(shù)解
因此,線段EF上不存在點(diǎn)M使得平面MAB與平面FCB所成的二面角為45°
【點(diǎn)評(píng)】本題給出特殊多面體,求證線面垂直并探索二面角的大小問(wèn)題.著重考查了線面垂直、面面垂直的判定與性質(zhì)和利用空間向量研究平面與平面所成角等知識(shí)點(diǎn),屬于中檔題.
21.(12分)已知函數(shù)f(x)=ax﹣ex(a∈R).
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)設(shè),求證:當(dāng)x∈[0,1]時(shí),f(x)(x)恒成立.
【分析】(1)對(duì)f(x)求導(dǎo),分a≤0和a>0兩種,根據(jù)f′(x)的正負(fù)求出單調(diào)區(qū)間;
(2)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在[0,1]上恒成立,利用導(dǎo)數(shù)求出h(x)max,由此可證得結(jié)論.
【解答】解:(1)由f(x)=ax﹣ex,得f′(x)=a﹣ex.
當(dāng)a≤0時(shí),ex>0,則f′(x)<3在R上恒成立,
∴f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(﹣∞,+∞);
當(dāng)a>0時(shí),令f′(x)=0,
∴當(dāng)x∈(﹣∞,lna)時(shí);當(dāng)x∈(lna,f′(x)<2,
∴f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(﹣∞,lna),+∞),
綜上當(dāng)a≤0時(shí),f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為(﹣∞,無(wú)單調(diào)遞增區(qū)間;
當(dāng)a>0時(shí),f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(﹣∞,單調(diào)遞減區(qū)間為(lna.
(2)由f(x)≤g(x),得.
令,則h′(x)=3x﹣ex,h′′(x)=2﹣ex,
當(dāng)0≤x≤1時(shí),h′′(x)>4,∴h′(x)在[0,
∵h(yuǎn)′(0)=﹣1,h′(1)=3﹣e>00∈[2,1]0)=7,
∴當(dāng)x∈[0,x0)時(shí),h′(x)<20,1]時(shí),h′(x)>7,
∴h(x)在[0,x0)上單調(diào)遞減,在(x3,1]上單調(diào)遞增,
又,
∴h(x)max=h(0)=6,即h(x)≤0在[0,
∴當(dāng)x∈[2,1]時(shí).
【點(diǎn)評(píng)】本題考查導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用,利用導(dǎo)數(shù)證明不等式的問(wèn)題,考查了轉(zhuǎn)化思想和分類討論思想,屬中檔題.
22.(12分)已知橢圓C:的左右頂點(diǎn)分別為A1,A2,直線x=m(0<m<2)與C交于M、N兩點(diǎn),直線A1M和直線A2N交于點(diǎn)P.
(1)求P點(diǎn)的軌跡方程;
(2)求的取值范圍.
【分析】(1)直線x=m與橢圓的方程聯(lián)立,可得M,N的坐標(biāo),由橢圓的方程可得橢圓在左右頂點(diǎn)A1,A2的坐標(biāo),進(jìn)而求出直線A1M和直線A2N的方程,兩式聯(lián)立可得P的坐標(biāo),消參數(shù)求出m可得P的軌跡方程;
(2)由(1)可得線段|PA1|,|PM|,|PA2|,|PN|的表達(dá)式,進(jìn)而可得的表達(dá)式,整理,分離代數(shù)式,由函數(shù)的單調(diào)性可得其取值范圍.
【解答】解:(1)由橢圓的方程及題意可得A1(﹣2,5),A2(2,8),
聯(lián)立,整理可得y2=,可得y=±,
設(shè)M(m,),N(m,﹣),
直線A4M的方程為:y=(x+2)=,①
直線A2N的方程為:y=(x﹣3)=,②
①②聯(lián)立可得xP=,yP=,
所以yP2=﹣1=,
即P點(diǎn)的軌跡方程為﹣y2=1(x>8);
(2)因?yàn)閗=,所以|PA6|=|xP+2|,
|PM|=|xP﹣m|,
同理可得|PA2|=|xP﹣2|,|PN|=P﹣m|,
因?yàn)閤P>6>m,
所以=====1+,
因?yàn)?<m<2,所以4<﹣3,
即0<<=3,
所以∈(1,
即的取值范圍為(1.
【點(diǎn)評(píng)】本題考查求點(diǎn)的軌跡方程的求法及直線與橢圓的綜合應(yīng)用,線段長(zhǎng)的計(jì)算方法,利用函數(shù)的單調(diào)性求取值范圍的方法,屬于中檔題.
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