
2.答題前請(qǐng)仔細(xì)閱讀答題卡(紙)上的“注意事項(xiàng)”,按照“注意事項(xiàng)”的規(guī)定答題.
3.選擇題答案涂在答題卡上,非選擇題答案寫(xiě)在答題卡的相應(yīng)位置,在試卷和草稿紙上答題無(wú)效.
第Ⅰ卷:選擇題(60分)
一、單選題,本題共8小題,每題5分,共40分,將答案填涂在答題卡上相應(yīng)位置.
1. 已知全集,集合,,則( )
A. B. C. D.
2. 已知a實(shí)數(shù),若(i為虛數(shù)單位),則( )
A. 1B. C. D.
3. 已知銳角滿足,則( )
A. B. C. 2D. 3
4. 已知向量滿足,且,則等于( )
A. B. C. D. 7
5. 已知正三棱柱的高與底面邊長(zhǎng)均為2,則該正三棱柱內(nèi)半徑最大的球與其外接球的表面積之比為( )
A. B. C. D.
6. 如圖,當(dāng)甲船位于A處時(shí)獲悉,在其正東方向相距20海里的B處有一艘漁船遇險(xiǎn)等待營(yíng)救,甲船立即前往營(yíng)救,同時(shí)把消息告知在甲船的南偏西30°,相距10海里C處的乙船,乙船立即朝北偏東θ角的方向沿直線前往B處救援,則sin θ的值為( )
A. B. C. D.
7. 設(shè),,,則( )
A. B. C. D.
8. 拋物線:與雙曲線:有一個(gè)公共焦點(diǎn),過(guò)上一點(diǎn)向作兩條切線,切點(diǎn)分別為、,則( )
A. 49B. 68C. 32D. 52
二、多選題:本小題共4小題,全選對(duì)得5分,部分選對(duì)得2分,多選或錯(cuò)選均不得分,共計(jì)20分,將答案填涂在答題卡的相應(yīng)位置.
9. 已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且(其中a為常數(shù)),則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 數(shù)列一定是等比數(shù)列B. 數(shù)列可能是等差數(shù)列
C. 數(shù)列可能是等比數(shù)列D. 數(shù)列可能是等差數(shù)列
10. 以下四個(gè)命題表述正確是( )
A. 直線恒過(guò)定點(diǎn);
B. 圓上有且僅有3個(gè)點(diǎn)到直線的距離都等于1
C. 曲線與曲線恰有三條公切線,則
D. 若雙曲線的一條漸近線被圓截得的弦長(zhǎng)為,則雙曲線的離心率為.
11. 如圖,棱長(zhǎng)為1正方體中,為線段上的動(dòng)點(diǎn)(不含端點(diǎn)),則下列結(jié)論正確的是( )
A. 直線與所成的角可能是
B. 平面平面
C. 三棱錐的體積為定值
D. 平面截正方體所得的截面可能是等腰梯形
12. 已知函數(shù),其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 函數(shù)的極值點(diǎn)為1
B.
C. 若分別是曲線和上的動(dòng)點(diǎn).則的最小值為
D. 若對(duì)任意的恒成立,則的最小值為
第Ⅱ卷:非選擇題(90分)
三、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)
13. 若直線3x+4y-8=0被圓(x-a)2+y2=4截得的弦長(zhǎng)為,則a=______.
14. 某工廠建造一個(gè)無(wú)蓋的長(zhǎng)方體貯水池,其容積為,深度為.如果池底每的造價(jià)為150元,池壁每的造價(jià)為120元,要使水池總造價(jià)最低,那么水池底部的周長(zhǎng)為_(kāi)_____.
15. 已知點(diǎn)在圓C:()內(nèi),過(guò)點(diǎn)M的直線被圓C截得的弦長(zhǎng)最小值為8,則______.
16. 已知拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為,為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上,平面上一點(diǎn)滿足,則直線斜率的最大值為_(kāi)______.
四、解答題(本大題滿分70分,每題要求寫(xiě)出詳細(xì)的解答過(guò)程,否則扣分)
17. 已知數(shù)列的前n項(xiàng)和.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè),求數(shù)列的前項(xiàng)和.
18. 已知函數(shù).
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;
(2)已知銳角△ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,且,求acsB﹣bcsC的取值范圍.
19. 已知圓C:x2+y2﹣4y+1=0,點(diǎn)M(﹣1,﹣1),從圓C外一點(diǎn)P向該圓引一條切線,記切點(diǎn)T.
(1)若過(guò)點(diǎn)M的直線l與圓交于A,B兩點(diǎn)且|AB|=2,求直線l的方程;
(2)若滿足|PT|=|PM|,求使|PT|取得最小值時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
20. 如圖,四棱錐的底面是等腰梯形,,,,,為棱上的一點(diǎn).
(1)證明:;
(2)若二面角余弦值為,求的值.
21. 已知曲線C上任意一點(diǎn)到點(diǎn)的距離比它到y(tǒng)軸的距離大2,過(guò)點(diǎn)的直線l與曲線C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求曲線C的方程;
(2)若曲線C在A,B處的切線交于點(diǎn)M,求面積的最小值.
22. 已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)在上的值域;
(2)若函數(shù)在上僅有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.數(shù)學(xué)試題
注意事項(xiàng):
1.本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和Ⅱ卷(非選擇題)兩部分,滿分150分,考試時(shí)間120分鐘
2.答題前請(qǐng)仔細(xì)閱讀答題卡(紙)上的“注意事項(xiàng)”,按照“注意事項(xiàng)”的規(guī)定答題.
3.選擇題答案涂在答題卡上,非選擇題答案寫(xiě)在答題卡的相應(yīng)位置,在試卷和草稿紙上答題無(wú)效.
第Ⅰ卷:選擇題(60分)
一、單選題,本題共8小題,每題5分,共40分,將答案填涂在答題卡上相應(yīng)位置.
1. 已知全集,集合,,則( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先分別求出集合,,從而求出,由此能求出.
【詳解】解:全集,集合或,
,
,
.
故選:.
2. 已知a為實(shí)數(shù),若(i為虛數(shù)單位),則( )
A. 1B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
把分子分母同時(shí)乘以,整理為復(fù)數(shù)的一般形式,根據(jù)題中條件計(jì)算即可得出結(jié)論.
【詳解】解:,
.
故選:D
【點(diǎn)睛】本題主要考查復(fù)數(shù)除法的基本運(yùn)算,屬于基礎(chǔ)題.
3. 已知銳角滿足,則( )
A. B. C. 2D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)已知條件,利用二倍角公式轉(zhuǎn)化為關(guān)于的三角函數(shù)的方程,化簡(jiǎn),然后利用同角三角函數(shù)關(guān)系求得的值.
【詳解】∵,∴,
即,
又∵為銳角,∴,
∴,
即,∴.
故選:A
4. 已知向量滿足,且,則等于( )
A. B. C. D. 7
【答案】B
【解析】
【分析】根據(jù)方程組求出,,再分別求它們的模,相加即可.
【詳解】由得:,
又,,
∴,
.
所以.
故選:B
5. 已知正三棱柱的高與底面邊長(zhǎng)均為2,則該正三棱柱內(nèi)半徑最大的球與其外接球的表面積之比為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根據(jù)柱體外接球的特點(diǎn)可知,該正三棱柱的外接球的球心在上下底面中心連線的中點(diǎn)處,再根據(jù)勾股定理即可求出外接球的半徑;由正三棱柱的性質(zhì)可知,當(dāng)球半徑是底面正三角形內(nèi)切圓的半徑時(shí),該內(nèi)切球的半徑最大,由此即可求出該內(nèi)切球的半徑,再根據(jù)球的表面積公式,即可求出結(jié)果.
【詳解】設(shè)正三棱柱,取三棱柱的兩底面中心,,
連結(jié),取的中點(diǎn),連結(jié),則為正三棱柱外接球的半徑.
∵是邊長(zhǎng)為的正三角形,是的中心,
∴.
又∵,
∴.
∴正三棱柱外接球的表面積.
根據(jù)題意可知,當(dāng)球半徑是底面正三角形內(nèi)切圓的半徑時(shí),此時(shí)正三棱柱內(nèi)的球半徑最大,即,
所以正三棱柱內(nèi) 半徑最大的球表面積為,
所以該正三棱柱內(nèi)半徑最大的球與其外接球的表面積之比為.
故選:A.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:
①一般地,柱體的外接球的球心在上下底面中心連線的中點(diǎn)處;
②柱體的內(nèi)切球的半徑為其中截面內(nèi)切圓的半徑.
6. 如圖,當(dāng)甲船位于A處時(shí)獲悉,在其正東方向相距20海里的B處有一艘漁船遇險(xiǎn)等待營(yíng)救,甲船立即前往營(yíng)救,同時(shí)把消息告知在甲船的南偏西30°,相距10海里C處的乙船,乙船立即朝北偏東θ角的方向沿直線前往B處救援,則sin θ的值為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】先根據(jù)題中所給的條件,畫(huà)出對(duì)應(yīng)的圖形,在中,利用余弦定理求得BC,然后根據(jù)正弦定理求得,則可得,進(jìn)而利用,根據(jù)正弦函數(shù)的兩角和公式解決.
【詳解】本題考查正余弦定理的應(yīng)用及兩角和與差的正弦公式.在三角形ABC中,由AC=10,AB=20,∠CAB=120°.由余弦定理可得BC=10.又由正弦定理可得=?=?sin ∠ACB=.故sin θ=sin=×+×=.
【點(diǎn)睛】該題考查的是利用正余弦定理解決海上救援的問(wèn)題,在解題的過(guò)程中,注意正確分析題中的條件,熟練掌握正余弦定理,將所涉及到的量代入對(duì)應(yīng)的式子正確求解即可.
7. 設(shè),,,則( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】首先判斷這三個(gè)數(shù)與1的大小,確定最?。粚?duì)、先開(kāi)方,再利用函數(shù),的單調(diào)性判斷他們的大小.
【詳解】∵,,,∴最小.
設(shè),則,因?yàn)椋?,所以在上為增函?shù).
又,所以,即即,
所以.
綜上可得:.
故選:D
【點(diǎn)睛】(1)先把,開(kāi)方,利用函數(shù)的單調(diào)性比較是難點(diǎn).
(2)也可以先把,取自然對(duì)數(shù):,,然后利用函數(shù)的單調(diào)性來(lái)比較它們的大小.
8. 拋物線:與雙曲線:有一個(gè)公共焦點(diǎn),過(guò)上一點(diǎn)向作兩條切線,切點(diǎn)分別為、,則( )
A. 49B. 68C. 32D. 52
【答案】A
【解析】
【分析】將P坐標(biāo)代入雙曲線方程求得雙曲線的方程,進(jìn)一步求得拋物線的方程中的參數(shù)p,利用導(dǎo)數(shù)幾何意義求得兩切線的方程,利用韋達(dá)定理求得兩根之和,兩根之積,利用拋物線的定義,將A,B到焦點(diǎn)的距離轉(zhuǎn)化為到準(zhǔn)線的距離,表示為A,B的縱坐標(biāo)的關(guān)系式,求得|AF||BF|關(guān)于A,B縱坐標(biāo)的表達(dá)式.
【詳解】由P在雙曲線上,將P點(diǎn)坐標(biāo)代入雙曲線的方程,,
∴雙曲線的方程為,雙曲線的焦點(diǎn)在y軸上,∴,
∴,雙曲線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,拋物線的焦點(diǎn)坐標(biāo)為,
∵拋物線與雙曲線的焦點(diǎn)重合,∴,∴拋物線的準(zhǔn)線為,,
拋物線的方程為,即,
,設(shè),切線PA,PB的斜率分別為,切線方程分別為
將P的坐標(biāo)及,代入,并整理得,,
可得為方程的兩個(gè)實(shí)數(shù)根,由韋達(dá)定理得
,
=,
故選:A.
【點(diǎn)睛】本題考查雙曲線與拋物線的方程和性質(zhì),考查利用導(dǎo)數(shù)研究切線問(wèn)題,關(guān)鍵是設(shè)而不求思想和韋達(dá)定理的靈活運(yùn)用.
二、多選題:本小題共4小題,全選對(duì)得5分,部分選對(duì)得2分,多選或錯(cuò)選均不得分,共計(jì)20分,將答案填涂在答題卡的相應(yīng)位置.
9. 已知數(shù)列的前n項(xiàng)和為,且(其中a為常數(shù)),則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 數(shù)列一定是等比數(shù)列B. 數(shù)列可能是等差數(shù)列
C. 數(shù)列可能是等比數(shù)列D. 數(shù)列可能是等差數(shù)列
【答案】BD
【解析】
【分析】由和的關(guān)系求得,,分類(lèi)討論a是否為0,判斷選項(xiàng)正誤.
【詳解】因?yàn)?,?dāng)時(shí),,得,
將代入,得,,
即,
當(dāng)時(shí),,不是等比數(shù)列,是等差數(shù)列,,也是等差數(shù)列;
當(dāng)時(shí),是以為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,不是等比數(shù)列;
故答案為:BD.
10. 以下四個(gè)命題表述正確的是( )
A. 直線恒過(guò)定點(diǎn);
B. 圓上有且僅有3個(gè)點(diǎn)到直線的距離都等于1
C. 曲線與曲線恰有三條公切線,則
D. 若雙曲線的一條漸近線被圓截得的弦長(zhǎng)為,則雙曲線的離心率為.
【答案】BCD
【解析】
【分析】利用直線系方程求解直線所過(guò)定點(diǎn)判斷A;求出圓心到直線的距離,結(jié)合圓的半徑判斷B;由圓心距等于半徑和列式求得判斷C;求出雙曲線的一條漸近線方程,利用漸近線被圓所截得的弦長(zhǎng)為,結(jié)合弦心距和勾股定理,即可求出雙曲線的離心率,即可判斷選項(xiàng)D是否正確.
【詳解】由,得,聯(lián)立,解得,∴直線恒過(guò)定點(diǎn),故A錯(cuò)誤;
∵圓心到直線的距離等于,
∴直線與圓相交,而圓的半徑為,故到直線距離為的兩條直線,一條與圓相切,一條與圓相交,因此圓上有三個(gè)點(diǎn)到直線的距離等于,故B正確;
兩圓有三條公切線,則兩圓外切,曲線化為標(biāo)準(zhǔn)式,曲線化為標(biāo)準(zhǔn)式,圓心距為,解得,故C正確;
雙曲線的一條漸近線方程為,
圓的圓心到雙曲線的漸近線的距離為:,
又圓的半徑為,所以,解得,所以,即,所以離心率為,故D正確.
故選:BCD.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:與圓有關(guān)的線段長(zhǎng)問(wèn)題,一般不是直接求出線段兩端點(diǎn)坐標(biāo),用兩點(diǎn)間距離公式求解,而是應(yīng)用幾何方法去求解.
方法是:直線與圓相交時(shí),若為弦長(zhǎng),為弦心距,為半徑,則有,即,求弦長(zhǎng)或已知弦長(zhǎng)求其他量的值,一般用此公式.
11. 如圖,棱長(zhǎng)為1的正方體中,為線段上的動(dòng)點(diǎn)(不含端點(diǎn)),則下列結(jié)論正確的是( )
A. 直線與所成的角可能是
B. 平面平面
C. 三棱錐的體積為定值
D. 平面截正方體所得的截面可能是等腰梯形
【答案】BCD
【解析】
【分析】對(duì)于A,以D為原點(diǎn),DA為x軸,DC為y軸,DD1為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,利用向量法求出直線D1P與AC所成的角為;對(duì)于B,由A1D1AA1,A1D1AB,得A1D1平面A1AP,從而平面D1A1P平面A1AP;對(duì)于C,三棱錐D1﹣CDP的體積為定值;對(duì)于D,當(dāng)AP延長(zhǎng)線交BB1的中點(diǎn)時(shí),可以得到等腰梯形的截面.
【詳解】對(duì)于A,以D為原點(diǎn),DA為x軸,DC為y軸,DD1為z軸,建立空間直角坐標(biāo)系,
,設(shè)
當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,
,∴,
,
∴直線D1P與AC所成的角為,
故A錯(cuò)誤;
對(duì)于B,正方體ABCD﹣A1B1C1D1中,A1D1AA1,A1D1AB,
∵AA1AB=A,∴A1D1平面A1AP,
∵A1D1平面D1A1P,∴平面D1A1P平面A1AP,故B正確;
對(duì)于C,,P到平面CDD1的距離BC=1,
∴三棱錐D1﹣CDP體積:
為定值,故C正確;
對(duì)于D,當(dāng)AP延長(zhǎng)線交BB1的中點(diǎn)E時(shí),設(shè)平面與直線B1C1交于點(diǎn)F,
因?yàn)槠矫鍭DD1A1∥平面BCC1B1, 平面∩平面ADD1A1=AD1, 平面∩平面BCC1B1=EF,所以EF∥AD1,∴F為B1C1的中點(diǎn),∴截面AD1FE為等腰梯形的截面,故D正確;
故選:BCD.
12. 已知函數(shù),其中為自然對(duì)數(shù)的底數(shù),則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 函數(shù)極值點(diǎn)為1
B.
C. 若分別是曲線和上的動(dòng)點(diǎn).則的最小值為
D. 若對(duì)任意的恒成立,則的最小值為
【答案】ACD
【解析】
【分析】對(duì)于A,求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,即可求出極值點(diǎn);對(duì)于B,設(shè),求導(dǎo),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出函數(shù)的最值即可求解;對(duì)于C,利用曲線與曲線互為反函數(shù),可先求點(diǎn)到的最小距離,然后再求的最小值;對(duì)于D,利用同構(gòu)把恒成立問(wèn)題轉(zhuǎn)化為,分離參數(shù),構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)求解最值即可.
【詳解】.所以,
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以的極值點(diǎn)為1,故A正確;
設(shè),則,
由單調(diào)性的性質(zhì)知在上單調(diào)遞增.
又,則存在.使得,
即,,所以當(dāng)時(shí).,當(dāng)時(shí)..
所以在上單調(diào)遞減.在上單調(diào)遞增.
所以,又,則,
所以,故B錯(cuò)誤;
因?yàn)楹瘮?shù)與函數(shù)互為反函數(shù),其圖象關(guān)于對(duì)稱(chēng),
設(shè)點(diǎn)到的最小距離為,設(shè)函數(shù)上斜率為的切線為,
,由得,所以切點(diǎn)坐標(biāo),即,所以,
所以的最小值為,故C正確;
若對(duì)任意的恒成立,
則對(duì)任意的恒成立,
令,則.所以在上單調(diào)遞增,則,
即,令,所以,
當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,
所以,所以,即的最小值為,故D正確.
故選:ACD
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:對(duì)于利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的綜合問(wèn)題的求解策略:
1、通常要構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性,求出最值,從而求出參數(shù)的取值范圍;
2、利用可分離變量,構(gòu)造新函數(shù),直接把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)的最值問(wèn)題.
3、根據(jù)恒成立或有解求解參數(shù)的取值時(shí),一般涉及分離參數(shù)法,但壓軸試題中很少碰到分離參數(shù)后構(gòu)造的新函數(shù)能直接求出最值點(diǎn)的情況,進(jìn)行求解,若參變分離不易求解問(wèn)題,就要考慮利用分類(lèi)討論法和放縮法,注意恒成立與存在性問(wèn)題的區(qū)別.
第Ⅱ卷:非選擇題(90分)
三、填空題(本大題共4小題,每小題5分,共20分)
13. 若直線3x+4y-8=0被圓(x-a)2+y2=4截得的弦長(zhǎng)為,則a=______.
【答案】1或
【解析】
【分析】根據(jù)幾何關(guān)系及點(diǎn)到直線的距離公式求解.
【詳解】
過(guò)作,
在Rt△中,∠=90°,,
故,
因?yàn)椋?br>即,解得a=1或.
故答案為:1或.
14. 某工廠建造一個(gè)無(wú)蓋的長(zhǎng)方體貯水池,其容積為,深度為.如果池底每的造價(jià)為150元,池壁每的造價(jià)為120元,要使水池總造價(jià)最低,那么水池底部的周長(zhǎng)為_(kāi)_____.
【答案】160
【解析】
【分析】設(shè)水池底面一邊的長(zhǎng)度為,則另一邊的長(zhǎng)度為,由題意可得水池總造價(jià),然后利用基本不等式求最值,可得水池總造價(jià)最低時(shí)的水池底部的周長(zhǎng).
【詳解】設(shè)水池底面一邊的長(zhǎng)度為,則另一邊的長(zhǎng)度為,
由題意可得水池總造價(jià)
,
則
,,
當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),有最小值297600,
此時(shí)另一邊的長(zhǎng)度為,
因此,當(dāng)水池的底面周長(zhǎng)為時(shí),水池的總造價(jià)最低,最低總造價(jià)是元,
故答案為160.
【點(diǎn)睛】本題考查函數(shù)模型的構(gòu)建,考查利用基本不等式求最值,考查利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題,屬于中檔題.
15. 已知點(diǎn)在圓C:()內(nèi),過(guò)點(diǎn)M的直線被圓C截得的弦長(zhǎng)最小值為8,則______.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)點(diǎn)與圓的位置關(guān)系,可求得r的取值范圍,再利用過(guò)圓內(nèi)一點(diǎn)最短的弦,結(jié)合弦長(zhǎng)公式可得到關(guān)于r的方程,求解即可.
【詳解】由點(diǎn)在圓C:內(nèi),且
所以,又,解得
過(guò)圓內(nèi)一點(diǎn)最短的弦,應(yīng)垂直于該定點(diǎn)與圓心的連線,即圓心到直線的距離為
又,
所以,解得
故答案為:
16. 已知拋物線的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為,為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上,平面上一點(diǎn)滿足,則直線斜率的最大值為_(kāi)______.
【答案】
【解析】
【分析】根據(jù)拋物線方程中的幾何意義,結(jié)合共線向量的坐標(biāo)表示公式、直線斜率的公式、基本不等式進(jìn)行求解即可.
【詳解】因?yàn)閽佄锞€的焦點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離為,
所以,因此該拋物線的方程為,,
設(shè),
因?yàn)椋?br>所以有,
設(shè)直線斜率為,
則,要想直線斜率有最大值,一定有,
,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號(hào),即,舍去,
故答案為:
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)睛:對(duì)直線斜率的表達(dá)式進(jìn)行變形,利用基本不等式是解題的關(guān)鍵.
四、解答題(本大題滿分70分,每題要求寫(xiě)出詳細(xì)的解答過(guò)程,否則扣分)
17. 已知數(shù)列的前n項(xiàng)和.
(1)求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè),求數(shù)列的前項(xiàng)和.
【答案】(1);(2).
【解析】
【分析】(1)利用求得數(shù)列的通項(xiàng)公式.
(2)利用分組求和法求得數(shù)列的前項(xiàng)和.
【詳解】(1)當(dāng)時(shí),;
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),上式也符合.
故數(shù)列的通項(xiàng)公式為.
(2)由(1)知,,記數(shù)列的前項(xiàng)和為,
則.
記,
則,
.
故數(shù)列的前項(xiàng)和.
18. 已知函數(shù).
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間;
(2)已知銳角△ABC的內(nèi)角A,B,C的對(duì)邊分別為a,b,c,且,求acsB﹣bcsC的取值范圍.
【答案】(1),;(2)
【解析】
【分析】(1)先利用降冪公式和輔助角公式化簡(jiǎn)函數(shù)的解析式,再利用整體代換解不等式的方法求函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間即可;
(2)先根據(jù)求得,再利用正弦定理、三角形內(nèi)角和定理及三角恒等變換等知識(shí)將化簡(jiǎn)為,最后結(jié)合角的范圍求解即可.
【詳解】解:(1)由題意
.
令,,
解得,,
故函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為,;
(2)由(1)知,解得,
因?yàn)椋裕?br>由正弦定理可知,
則,,
所以
在銳角中,易知,得,
因此,則.
故的取值范圍為.
【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:本題的關(guān)鍵是利用降冪公式和輔助角公式化簡(jiǎn)函數(shù)的解析式,在第(2)題中關(guān)鍵是利用正弦定理將所求式轉(zhuǎn)化為,結(jié)合題中條件求出的范圍,從而得解.
19. 已知圓C:x2+y2﹣4y+1=0,點(diǎn)M(﹣1,﹣1),從圓C外一點(diǎn)P向該圓引一條切線,記切點(diǎn)為T(mén).
(1)若過(guò)點(diǎn)M的直線l與圓交于A,B兩點(diǎn)且|AB|=2,求直線l的方程;
(2)若滿足|PT|=|PM|,求使|PT|取得最小值時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo).
【答案】(1)x=﹣1或4x﹣3y+1=0;(2)(,)
【解析】
【分析】(1)首先判斷斜率不存在時(shí),符合題意.當(dāng)斜率存在時(shí),設(shè)出直線的方程,利用弦長(zhǎng)列方程,解方程求得直線的斜率,進(jìn)而求得直線方程.
(2)設(shè)出點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)切線長(zhǎng)以及列方程,化簡(jiǎn)后求得的軌跡方程,將最小轉(zhuǎn)化為到直線的距離,求得垂直直線時(shí)直線的方程,和聯(lián)立求得點(diǎn)坐標(biāo).
【詳解】(1)圓C的標(biāo)準(zhǔn)方程為x2+(y﹣2)2=3.
當(dāng)直線l的斜率不存在時(shí),直線l的方程為x=﹣1,
此時(shí)|AB|=2,滿足題意;
當(dāng)直線l的斜率存在時(shí),設(shè)直線l的方程為y+1=k(x+1),即kx﹣y+k﹣1=0.
∵|AB|=2,
∴圓心C到直線l的距離d1.
∴d1.
解得k,
則直線l的方程為4x﹣3y+1=0.
∴所求直線l的方程為x=﹣1或4x﹣3y+1=0;
(2)設(shè)P(x0,y0),|PT|,
∵|PT|=|PM|,∴,
化簡(jiǎn)得2x0+6y0+1=0,
∴點(diǎn)P(x0,y0)在直線2x+6y+1=0.
當(dāng)|PT|取得最小值時(shí),即|PM|取得最小值,
即為點(diǎn)M(﹣1,﹣1)到直線2x+6y+1=0的距離,
此時(shí)直線PM垂直于直線2x+6y+1=0,
∴直線PM的方程為6x﹣2y+4=0,即3x﹣y+2=0.
由 ,解得 ,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(,).
【點(diǎn)睛】本小題主要考查直線和圓的位置關(guān)系,考查與圓有關(guān)的弦長(zhǎng)問(wèn)題,考查最值問(wèn)題的求解策略,考查化歸與轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想方法,屬于中檔題.
20. 如圖,四棱錐底面是等腰梯形,,,,,為棱上的一點(diǎn).
(1)證明:;
(2)若二面角的余弦值為,求的值.
【答案】(1)證明見(jiàn)解析
(2)
【解析】
【分析】(1)利用三角形的關(guān)系及余弦定理求得線與線垂直,再利用線面垂直的性質(zhì)定理即證;
(2)以C為坐標(biāo)原點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè)出,利用空間向量的性質(zhì)表示出二面角的余弦值,求得即可.
【小問(wèn)1詳解】
證明:過(guò)點(diǎn)A作,垂足為N,
在等腰梯形中,因?yàn)?,所以?br>在中,,則,則.
因?yàn)榈酌妫酌?,所以?br>因?yàn)椋云矫妫?br>又平面,以.
【小問(wèn)2詳解】
解:以C為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,令,,則,
則.
設(shè)平面的法向量為,則令,得.
由圖可知,是平面的一個(gè)法向量.
因?yàn)槎娼堑挠嘞抑禐?,所以,解得?br>故當(dāng)二面角的余弦值為時(shí),.
21. 已知曲線C上任意一點(diǎn)到點(diǎn)的距離比它到y(tǒng)軸的距離大2,過(guò)點(diǎn)的直線l與曲線C交于A,B兩點(diǎn).
(1)求曲線C的方程;
(2)若曲線C在A,B處的切線交于點(diǎn)M,求面積的最小值.
【答案】(1)或
(2)16
【解析】
【分析】(1)設(shè)曲線C上任意一點(diǎn)P坐標(biāo)為,根據(jù)題意得到,然后分類(lèi)化簡(jiǎn);
(2)由題意設(shè)l的方程為,與拋物線方程聯(lián)立,利用韋達(dá)定理,弦長(zhǎng)公式求得
,設(shè)切線MA的方程為,與拋物線方程聯(lián)立,利用判別式等于零求得,得到切線MA的方程為,同理寫(xiě)出切線MB的方程,解方程組求得的坐標(biāo),進(jìn)而求得點(diǎn)M到直線l的距離,得到,求得其最小值.
【小問(wèn)1詳解】
設(shè)曲線C上任意一點(diǎn)P的坐標(biāo)為,則有:,
當(dāng)時(shí),有;當(dāng)時(shí),有,
所以曲線的方程為或.
【小問(wèn)2詳解】
由題意設(shè)l的方程為,,,
由,,,,
,
設(shè)切線MA的方程為,
由,,
?切線MA的方程為,化簡(jiǎn)得:,①
同理可得切線MB的方程為,②
(注意:直接寫(xiě)出切線MA的方程扣2分!)
由①②得點(diǎn)M的坐標(biāo)為,
?點(diǎn)M到直線l的距離,
,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號(hào)成立,
故面積的最小值為16.
22. 已知函數(shù).
(1)當(dāng)時(shí),求函數(shù)在上的值域;
(2)若函數(shù)在上僅有兩個(gè)零點(diǎn),求實(shí)數(shù)的取值范圍.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)利用導(dǎo)數(shù)求得的單調(diào)區(qū)間,進(jìn)而求得函數(shù)在上的值域;
(2)由,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù),結(jié)合對(duì)進(jìn)行分類(lèi)討論來(lái)求得的取值范圍.
【小問(wèn)1詳解】
當(dāng)時(shí),,所以,
令,則,
所以,又,
所以在上的值域?yàn)?
【小問(wèn)2詳解】
函數(shù)在上僅有兩個(gè)零點(diǎn),
令,則問(wèn)題等價(jià)于在上僅有兩個(gè)零點(diǎn),
易求,因?yàn)椋?
①當(dāng)時(shí),在上恒成立,所以在上單調(diào)遞增,
所以,所以在上沒(méi)有零點(diǎn),不符合題意;
②當(dāng)時(shí),令,得,
所以在上,在上,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以的最小值為,
因?yàn)樵谏嫌袃蓚€(gè)零點(diǎn),
所以,所以.
因?yàn)椋?br>令,
所以在上,在上,,所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增;
所以,所以,
所以當(dāng)時(shí),在和內(nèi)各有一個(gè)零點(diǎn),即當(dāng)時(shí),在上僅有兩個(gè)零點(diǎn).
綜上,實(shí)數(shù)的取值范圍是.
【點(diǎn)睛】求解函數(shù)單調(diào)區(qū)間的步驟:(1)確定的定義域;(2)計(jì)算導(dǎo)數(shù);(3)求出的根;(4)用的根將的定義域分成若干個(gè)區(qū)間,考查這若干個(gè)區(qū)間內(nèi)的符號(hào),進(jìn)而確定的單調(diào)區(qū)間:,則在對(duì)應(yīng)區(qū)間上是增函數(shù),對(duì)應(yīng)區(qū)間為增區(qū)間;,則在對(duì)應(yīng)區(qū)間上是減函數(shù),對(duì)應(yīng)區(qū)間為減區(qū)間.如果導(dǎo)函數(shù)含有參數(shù),則需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行分類(lèi)討論,分類(lèi)討論要做到不重不漏.
0
單調(diào)遞減
極小值
單調(diào)遞增
這是一份河北省衡水市武邑中學(xué)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期末考試數(shù)學(xué)試卷(PDF版附解析),共15頁(yè)。
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