1.(5分)已知集合A={x||x|?2},B={t|1?2t?8(t∈Z)},則A∩B=( )
A.[﹣1,3]B.{0,1}C.[0,2]D.{0,1,2}
2.(5分)已知復(fù)數(shù)z滿足|z﹣i|=1,則|z|的取值范圍是( )
A.[0,1]B.[0,1)C.[0,2)D.[0,2]
3.(5分)已知是奇函數(shù),q:a=﹣1,則p是q成立的( )
A.充要條件
B.充分不必要條件
C.必要不充分條件
D.既不充分也不必要條件
4.(5分)若銳角α滿足,則=( )
A.B.C.或D.或
5.(5分)某大學(xué)在校學(xué)生中,理科生多于文科生,女生多于男生,則下述關(guān)于該大學(xué)在校學(xué)生的結(jié)論中,一定成立的是( )
A.理科男生多于文科女生
B.文科女生多于文科男生
C.理科女生多于文科男生
D.理科女生多于理科男生
6.(5分)如圖,某車間生產(chǎn)一種圓臺形零件,其下底面的直徑為4cm,上底面的直徑為8cm,高為4cm,已知點P是上底面圓周上不與直徑AB端點重合的一點,且AP=BP,O為上底面圓的圓心,則OP與平面ABC所成的角的正切值為( )
A.2B.C.D.
7.(5分)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知直線與圓C:x2+y2=1交于A,B兩點,則△AOB的面積的最大值為( )
A.1B.C.D.
8.(5分)設(shè)函數(shù)f(x)=(x2+ax+b)lnx,若f(x)≥0,則a的最小值為( )
A.﹣2B.﹣1C.2D.1
二、選擇題(本大題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯的得0分。)
(多選)9.(6分)已知n>2,且n∈N*,下列關(guān)于二項分布與超幾何分布的說法中,錯誤的有( )
A.若,則
B.若,則
C.若,則P(X=1)=P(X=n﹣1)
D.當(dāng)樣本總數(shù)遠(yuǎn)大于抽取數(shù)目時,可以用二項分布近似估計超幾何分布
(多選)10.(6分)已知函數(shù)f(x)=sinωx+acsωx(x∈R,ω>0)的最大值為2,其部分圖象如圖所示,則( )
A.a(chǎn)>0
B.函數(shù)為偶函數(shù)
C.滿足條件的正實數(shù)ω存在且唯一
D.f(x)是周期函數(shù),且最小正周期為π
(多選)11.(6分)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,準(zhǔn)線交x軸于點D,直線l經(jīng)過F且與C交于A,B兩點,其中點A在第一象限,線段AF的中點M在y軸上的射影為點N.若|MN|=|NF|,則( )
A.l的斜率為
B.△ABD是銳角三角形
C.四邊形MNDF的面積是
D.|BF|?|FA|>|FD|2
三、填空題(本大題共3小題,每小題5分,共15分。)
12.(5分)在△ABC中,AD是邊BC上的高,若,則= .
13.(5分)已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足2f(x)=f(﹣x)+3ex,則曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程為 .
14.(5分)小澄玩一個游戲:一開始她在2個盒子A,B中分別放入3顆糖,然后在游戲的每一輪她投擲一個質(zhì)地均勻的骰子,如果結(jié)果小于3她就將B中的1顆糖放入A中,否則將A中的1顆糖放入B中,直到無法繼續(xù)游戲.那么游戲結(jié)束時B中沒有糖的概率是 .
四、解答題(本大題共5小題,共77分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。)
15.(13分)已知數(shù)列{an}中,a1=1,且an≠0,Sn為數(shù)列{an}的前n項和,.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若,求數(shù)列{cn}的前n項和.
16.(15分)如圖,在以A,B,C,D,E,F(xiàn)為頂點的五面體中,四邊形ABCD與四邊形CDEF均為等腰梯形,AB∥CD,EF∥CD,CD=2AB=2EF=4,.
(1)證明:平面ABCD⊥平面CDEF;
(2)若M為線段CD上一點,且CM=1,求二面角A﹣EM﹣B的余弦值.
17.(15分)已知函數(shù)f(x)=e2x﹣2ax,a∈R.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對于任意的x>0,都有f(x)≥1恒成立,求a的取值范圍.
18.(17分)已知雙曲線的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,E的一條漸近線方程為,過F1且與x軸垂直的直線與E交于P,Q兩點,且△PQF2的周長為16.
(1)求E的方程;
(2)A,B為雙曲線E右支上兩個不同的點,線段AB的中垂線過點C(0,4),求∠ACB的取值范圍.
19.(17分)對于集合A,B,定義運算符“Δ”:AΔB={x|x∈A,x∈B兩式恰有一式成立},|A|表示集合A中元素的個數(shù).
(1)設(shè)A=[﹣1,1],B=[0,2],求AΔB;
(2)對于有限集A,B,C,證明|AΔB|+|BΔC|≥|AΔC|,并求出固定A,C后使該式取等號的B的數(shù)量;(用含A,C的式子表示)
(3)若有限集A,B,C滿足|AΔB|+|BΔC|=|AΔC|,則稱有序三元組(A,B,C)為“聯(lián)合對”,定義I={1,2,?,n},n∈N*,u={(A,B,C)|A,B,C?I}.
①設(shè)m∈I,求滿足|AΔC|=m的“聯(lián)合對”(A,B,C)?u的數(shù)量;(用含m的式子表示)
②根據(jù)(2)及(3)①的結(jié)果,求u中“聯(lián)合對”的數(shù)量.
2024-2025學(xué)年湖南省長沙市長郡中學(xué)大聯(lián)考高三(上)月考數(shù)學(xué)試卷(二)
參考答案與試題解析
一、選擇題(本大題共8小題,每小題5分,共40分。在每小題給出的四個部選項中,只有一項是符合題目要求的。)
1.(5分)已知集合A={x||x|?2},B={t|1?2t?8(t∈Z)},則A∩B=( )
A.[﹣1,3]B.{0,1}C.[0,2]D.{0,1,2}
【分析】解絕對值不等式與指數(shù)不等式可化簡集合A,B,再利用交集的定義求解即可.
【解答】解:B={t|1≤2t≤8(t∈Z)}={0,1,2,3},A={x||x|≤2}={x|﹣2≤x≤2},
所以A∩B={x|﹣2≤x≤2}∩{0,1,2,3}={0,1,2}.
故選:D.
【點評】本題主要考查交集及其運算,屬于基礎(chǔ)題.
2.(5分)已知復(fù)數(shù)z滿足|z﹣i|=1,則|z|的取值范圍是( )
A.[0,1]B.[0,1)C.[0,2)D.[0,2]
【分析】利用|z﹣i|=1表示以(0,1)為圓心,1為半徑的圓,|z|表示圓上的點到原點的距離可得答案.
【解答】解:因為在復(fù)平面內(nèi),
|z﹣i|=1表示到點(0,1)距離為1的所有復(fù)數(shù)對應(yīng)的點,
即|z﹣i|=1表示以(0,1)為圓心,1為半徑的圓,
|z|表示圓上的點到原點的距離,所以最短距離為0,
最長距離為1+1=2,
則|z|的取值范圍是[0,2].
故選:D.
【點評】本題主要考查復(fù)數(shù)的模長,屬于基礎(chǔ)題.
3.(5分)已知是奇函數(shù),q:a=﹣1,則p是q成立的( )
A.充要條件
B.充分不必要條件
C.必要不充分條件
D.既不充分也不必要條件
【分析】當(dāng)p成立,判斷q是否成立,再由q成立時,判斷p是否成立,即可知p是q成立何種條件.
【解答】解:根據(jù)題意,由f(x)是奇函數(shù),且其定義域為(﹣1,1),
則f(0)=0,即ln(2+a)=0,解得a=﹣1,
所以p?q,p是q的充分條件.
當(dāng)a=﹣1時,,﹣1<x<1,
∴,所以f(x)是奇函數(shù),
所以p?q,p是q的必要條件.
綜合可得:p是q的充要條件.
故選:A.
【點評】本題考查函數(shù)奇偶性的性質(zhì)和應(yīng)用,涉及充分必要條件的判斷,屬于基礎(chǔ)題.
4.(5分)若銳角α滿足,則=( )
A.B.C.或D.或
【分析】首先根據(jù)利用輔助角公式得到,再利用角的變換=,結(jié)合誘導(dǎo)公式,以及二倍角公式,即可求解.
【解答】解:已知,
則,
因為,,
則,
則=
=.
故選:B.
【點評】本題考查了輔助角公式,重點考查了誘導(dǎo)公式及二倍角公式,屬中檔題.
5.(5分)某大學(xué)在校學(xué)生中,理科生多于文科生,女生多于男生,則下述關(guān)于該大學(xué)在校學(xué)生的結(jié)論中,一定成立的是( )
A.理科男生多于文科女生
B.文科女生多于文科男生
C.理科女生多于文科男生
D.理科女生多于理科男生
【分析】將問題轉(zhuǎn)化為不等式問題,利用不等式性質(zhì)求解.
【解答】解:根據(jù)已知條件設(shè)理科女生有x1人,理科男生有x2人,
文科女生有y1人,文科男生有y2人,
根據(jù)題 意可知x1+x2>y1+y2,x2+y2<x1+y1,
根據(jù)異向不等式可減的性質(zhì)有(x1+x2)﹣(x2+y2)>(y1+y2)﹣(x1+y1),
∴x1>y2,
∴理科女生多于文科男生,C正確;
其他選項沒有足夠證據(jù)論證.
故選:C.
【點評】本題考查簡單的合情推理、根據(jù)問題的特征將其轉(zhuǎn)化等價的排列問題等基礎(chǔ)知識,考查運算求解能力,是中檔題.
6.(5分)如圖,某車間生產(chǎn)一種圓臺形零件,其下底面的直徑為4cm,上底面的直徑為8cm,高為4cm,已知點P是上底面圓周上不與直徑AB端點重合的一點,且AP=BP,O為上底面圓的圓心,則OP與平面ABC所成的角的正切值為( )
A.2B.C.D.
【分析】作出直線OP與平面ABC所成的角,通過直角三角形來求得直線OP與平面ABC所成的角的正切值.
【解答】解:設(shè)O′為下底面圓的圓心,連接OO′,CO′和CO,
因為AP=BP,所以AB⊥OP,
又因為AB⊥OO′,OP∩OO′=O,OP、OO′?平面OO′P,
所以AB⊥平面OO′P,
因為PC是該圓臺的一條母線,所以O(shè),O′,C,P四點共面,且O′C∥OP,
又AB?平面ABC,所以平面ABC⊥平面POC,
又因為平面ABC∩平面POC=OC,
所以點P在平面ABC的射影在直線OC上,
則OP與平面ABC所成的角,即為∠POC=∠OCO′,
過點C作CD⊥OP于點D,因為OP=4cm,O′C=2cm,
所以.
故選:A.
【點評】本題考查異面直線所成的角的正切值的求法,屬于中檔題.
7.(5分)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,已知直線與圓C:x2+y2=1交于A,B兩點,則△AOB的面積的最大值為( )
A.1B.C.D.
【分析】求得直線過定點以及圓心到直線的距離的取值范圍,得出△AOB的面積的表達(dá)式利用三角函數(shù)單調(diào)性即可得出結(jié)論.
【解答】解:已知線,
令x=0,
即,
即直線l恒過點,
又,
則該點在圓x2+y2=1內(nèi),
圓C:x2+y2=1的圓心為C(0,0),半徑r=1,
作CD⊥l于點D,如圖所示:
易知圓心C到直線l的距離為,
所以,
又,
可得;
因此可得,
所以△AOB的面積為.
故選:D.
【點評】本題考查了圓的性質(zhì),重點考查了直線與圓的位置關(guān)系,屬中檔題.
8.(5分)設(shè)函數(shù)f(x)=(x2+ax+b)lnx,若f(x)≥0,則a的最小值為( )
A.﹣2B.﹣1C.2D.1
【分析】根據(jù)題意,分析出二次方程根的區(qū)間,進(jìn)而求出a的最值.
【解答】解:f(x)=(x2+ax+b)lnx,f(x)≥0,
由對數(shù)函數(shù)性質(zhì),x∈(0,1),lnx<0,x∈(1,+∞),lnx>0,
則x∈(0,1),x2+ax+b<0,x∈(1,+∞),x2+ax+b>0,
x2+ax+b=0的一個根小于等于0,一個根為1,
,a=﹣b﹣1≥﹣1,所以a的最小值為﹣1.
故選:B.
【點評】本題考查對函數(shù)函數(shù)的值域,一元二次方程根的分布,屬于中檔題.
二、選擇題(本大題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯的得0分。)
(多選)9.(6分)已知n>2,且n∈N*,下列關(guān)于二項分布與超幾何分布的說法中,錯誤的有( )
A.若,則
B.若,則
C.若,則P(X=1)=P(X=n﹣1)
D.當(dāng)樣本總數(shù)遠(yuǎn)大于抽取數(shù)目時,可以用二項分布近似估計超幾何分布
【分析】利用二項分布的期望、方差公式及期望、方差的性質(zhì)計算判斷AB;利用二項分布的概率公式計算判斷C;利用二項分布與超幾何分布的關(guān)系判斷D.
【解答】解:對于A,由,得,
所以,故A正確;
對于B,由,得,
所以,故B錯誤;
對于C,由,得,
故P(X=1)≠P(X=n﹣1),故C錯誤;
對于D,當(dāng)樣本總數(shù)遠(yuǎn)大于抽取數(shù)目時,可以用二項分布近似估計超幾何分布,故D正確.
故選:BC.
【點評】本題主要考查了二項分布的期望公式和方差公式,屬于基礎(chǔ)題.
(多選)10.(6分)已知函數(shù)f(x)=sinωx+acsωx(x∈R,ω>0)的最大值為2,其部分圖象如圖所示,則( )
A.a(chǎn)>0
B.函數(shù)為偶函數(shù)
C.滿足條件的正實數(shù)ω存在且唯一
D.f(x)是周期函數(shù),且最小正周期為π
【分析】根據(jù)題意,求得函數(shù),結(jié)合三角函數(shù)的圖象與性質(zhì),逐項判定,即可求解.
【解答】解:由函數(shù),且tanφ=a,
因為函數(shù)f(x)的最大值為2,可得,解得,
又因為f(0)=a>0,所以,所以A正確;
因為,且函數(shù)f(x)在的附近單調(diào)遞減,
所以,所以ω=2+8k,k∈Z,
又因為,可得,所以,解得0<ω<4,所以ω=2,
此時,其最小正周期為T=π,所以C、D正確;
設(shè),
F(﹣x)=2sin[2(﹣x)]=﹣2sin2x=﹣F(x),所以F(x)為奇函數(shù),
即函數(shù)為奇函數(shù),所以B不正確.
故選:ACD.
【點評】本題考查三角函數(shù)的解析式的求法,兩角和與差的三角函數(shù)的應(yīng)用,是中檔題.
(多選)11.(6分)已知拋物線C:y2=2px(p>0)的焦點為F,準(zhǔn)線交x軸于點D,直線l經(jīng)過F且與C交于A,B兩點,其中點A在第一象限,線段AF的中點M在y軸上的射影為點N.若|MN|=|NF|,則( )
A.l的斜率為
B.△ABD是銳角三角形
C.四邊形MNDF的面積是
D.|BF|?|FA|>|FD|2
【分析】根據(jù)題意分析可知△MNF為等邊三角形,即可得直線l的傾斜角和斜率,進(jìn)而判斷A;可知直線l的方程,聯(lián)立方程求點A,B的坐標(biāo),求相應(yīng)長度,結(jié)合長度判斷BD;根據(jù)面積關(guān)系判斷C.
【解答】解:由題意可知:拋物線的焦點為,準(zhǔn)線為,即,
設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),y1>0,y2<0,
則,所以,
因為,
所以|MN|=|MF|,即|MN|=|NF|=|MF|,
可知△MNF為等邊三角形,即∠NMF=60°,
且MN∥x軸,可知直線l的傾斜角為60°,斜率為,故A正確;
則直線,
聯(lián)立方程,解得或,
即,,則,
可得,
在△ABD中,|BD|<|AD|<|AB|,且|BD|2+|AD|2﹣|AB|2<0,
可知∠ADB為最大角,且為銳角,所以△ABD是銳角三角形,故B正確;
四邊形MNDF的面積為,故C錯誤;
因為,所以|BF|?|FA|>|FD|2,故D正確.
故選:ABD.
【點評】本題考查了直線與拋物線的綜合,考查了方程思想及轉(zhuǎn)化思想,屬于中檔題.
三、填空題(本大題共3小題,每小題5分,共15分。)
12.(5分)在△ABC中,AD是邊BC上的高,若,則= .
【分析】設(shè),表達(dá)出,根據(jù)垂直關(guān)系得到方程,求出,進(jìn)而得到答案.
【解答】解:設(shè),
則,
由,得,
解得,所以,
所以.
故答案為:.
【點評】本題考查平面向量數(shù)量積的坐標(biāo)運算,屬于基礎(chǔ)題.
13.(5分)已知定義在R上的函數(shù)f(x)滿足2f(x)=f(﹣x)+3ex,則曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程為 y=x+3 .
【分析】利用方程組法求出函數(shù)解析式,然后利用導(dǎo)數(shù)求切線斜率,由點斜式可得切線方程.
【解答】解:因為2f(x)=f(﹣x)+3ex,所以2f(﹣x)=f(x)+3e﹣x,
聯(lián)立可解得f(x)=e﹣x+2ex,所以f(0)=3,
所以f′(x)=﹣e﹣x+2ex,f′(0)=1.
所以曲線y=f(x)在點(0,f(0))處的切線方程為y﹣3=x,
故所求的切線方程為y=x+3.
故答案為:y=x+3.
【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)的運用:求切線方程,考查轉(zhuǎn)化思想和方程思想、運算能力,屬于中檔題.
14.(5分)小澄玩一個游戲:一開始她在2個盒子A,B中分別放入3顆糖,然后在游戲的每一輪她投擲一個質(zhì)地均勻的骰子,如果結(jié)果小于3她就將B中的1顆糖放入A中,否則將A中的1顆糖放入B中,直到無法繼續(xù)游戲.那么游戲結(jié)束時B中沒有糖的概率是 .
【分析】設(shè)最初在A中有k顆糖,B中有6﹣k顆糖時,游戲結(jié)束時B中沒有糖的概率為ak(k=0,1,?,6),歸納找出遞推關(guān)系,利用方程得出a0,再由遞推關(guān)系求a3.
【解答】解:設(shè)A中有k顆糖,B中有6﹣k顆糖,游戲結(jié)束時B中沒有糖的概率為ak(k=0,1,?,6).
顯然,,
可得ak+1﹣ak=2(ak﹣ak﹣1),則,
所以
=3a0
=a0+2a0
=a0
=(27﹣1)a0,
同理,
所以,解得,
所以.
故答案為:.
【點評】本題主要考查數(shù)列遞推式,考查運算求解能力,屬于中檔題.
四、解答題(本大題共5小題,共77分。解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。)
15.(13分)已知數(shù)列{an}中,a1=1,且an≠0,Sn為數(shù)列{an}的前n項和,.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若,求數(shù)列{cn}的前n項和.
【分析】(1)求出,可求出通項公式,即可求得{an}的通項公式;
(2)求出,再討論n為奇、偶數(shù),利用裂項相消法即可求數(shù)列{cn}的前n項和.
【解答】解:(1),
當(dāng)n≥2時,Sn﹣Sn﹣1=an,
兩式相除可得,
可得是以為首項,1為公差的等差數(shù)列,
則,所以,
an=Sn﹣Sn﹣1=2n﹣1,n≥2,當(dāng)n=1時a1=1也滿足該式,
所以an=2n﹣1.
(2)由(1)結(jié)論可知an=2n﹣1,
所以,
設(shè){cn}的前n項和為Tn,當(dāng)n為偶數(shù)時,

當(dāng)n為奇數(shù)時,Tn=Tn﹣1+cn=﹣﹣=﹣.
所以.
【點評】本題考查數(shù)列的遞推式和等差數(shù)列的通項公式、數(shù)列的裂項相消求和,考查轉(zhuǎn)化思想和運算能力,屬于中檔題.
16.(15分)如圖,在以A,B,C,D,E,F(xiàn)為頂點的五面體中,四邊形ABCD與四邊形CDEF均為等腰梯形,AB∥CD,EF∥CD,CD=2AB=2EF=4,.
(1)證明:平面ABCD⊥平面CDEF;
(2)若M為線段CD上一點,且CM=1,求二面角A﹣EM﹣B的余弦值.
【分析】(1)根據(jù)線面垂直判定定理得出線面垂直,再結(jié)合面面垂直的判定定理得出面面垂直;
(2)應(yīng)用空間向量法計算二面角余弦即可.
【解答】解:(1)證明:在平面CDEF內(nèi),過E作EO垂直于CD交CD于點O,
由CD=2EF=4,得DO=1,且DE=,所以O(shè)E=2,
連接AO,由△ADO?△EDO,可知AO⊥CD且AO=2,
所以在三角形OAE中,AE2=OE2+OA2,從而OE⊥OA,
又OE⊥CD,OA∩CD=O,OA,CD?平面ABCD,所以O(shè)E⊥平面ABCD,
OE?平面CDEF,所以平面ABCD⊥平面CDEF;
(2)由(1)知,平面ABCD⊥平面CDEF,以O(shè)為坐標(biāo)原點,建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系,
則A(0,0,2),E(2,0,0),M(0,2,0),B(0,2,2),
,
設(shè)平面AEM的法向量為,
則,即,取z=1,則,
設(shè)平面BEM的法向量為,
則,即,取y=1,則,
所以|cs<,>|==,
由圖可以看出二面角A﹣EM﹣B為銳角,故二面角A﹣EM﹣B的余弦值為.
【點評】本題考查面面垂直的判定定理以及二面角的求法,屬于中檔題.
17.(15分)已知函數(shù)f(x)=e2x﹣2ax,a∈R.
(1)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對于任意的x>0,都有f(x)≥1恒成立,求a的取值范圍.
【分析】(1)對f(x)=e2x﹣2ax求導(dǎo),可得f′(x)=2e2x﹣2a,再分類討論a的取值,得出導(dǎo)數(shù)的正負(fù)即可得出單調(diào)區(qū)間;
(2)對a進(jìn)行分類討論,根據(jù)導(dǎo)數(shù)的正負(fù)求得f(x)的最小值,判斷是否滿足f(x)≥1,即可求解.
【解答】解:(1)對f(x)=e2x﹣2ax求導(dǎo),可得f′(x)=2e2x﹣2a,
令f′(x)=0,即2e2x﹣2a=0,即e2x=a,
當(dāng)a≤0時,f′(x)>0恒成立,f(x)在R上單調(diào)遞增;
當(dāng)a>0時,,
當(dāng)時,f′(x)<0,f(x)在上單調(diào)遞減;
當(dāng)時,f′(x)>0,f(x)在上單調(diào)遞增;
綜上,當(dāng)a≤0時,f(x)的單調(diào)遞增區(qū)間為R;
當(dāng)a>0時,f(x)的單調(diào)遞減區(qū)間為,單調(diào)遞增區(qū)間為.
(2)因為對于任意的x>0,都有f(x)≥1恒成立,
對f(x)=e2x﹣2ax求導(dǎo),可得f′(x)=2e2x﹣2a,
令f′(x)=0,即2e2x﹣2a=0,即e2x=a,
①當(dāng)a≤0時,f′(x)>0,則f(x)在(0,+∞)單調(diào)遞增,f(x)>f(0)=1,符合題意;
②當(dāng)0<a≤1時,e2x=a,則,
則f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)單調(diào)遞增,f(x)>f(0)=1,符合題意;
③當(dāng)a>1時,e2x=a,則,
當(dāng)時,f′(x)<0,則f(x)在單調(diào)遞減,
當(dāng)時,f′(x)>0,則f(x)在單調(diào)遞增,
所以,
令g(a)=a﹣alna,a>1,則g′(a)=﹣lna<0,
所以g(a)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,所以g(a)<g(1)=1,不合題意;
綜上所述,a∈(﹣∞,1].
【點評】本題主要考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性與最值,考查運算求解能力,屬于中檔題.
18.(17分)已知雙曲線的左、右焦點分別為F1,F(xiàn)2,E的一條漸近線方程為,過F1且與x軸垂直的直線與E交于P,Q兩點,且△PQF2的周長為16.
(1)求E的方程;
(2)A,B為雙曲線E右支上兩個不同的點,線段AB的中垂線過點C(0,4),求∠ACB的取值范圍.
【分析】(1)將x=﹣c代入曲線E得,故得,從而結(jié)合雙曲線定義以及題意得,解出a,b即可得解.
(2)設(shè)AB:y=kx+m,聯(lián)立雙曲線方程求得中點坐標(biāo),再結(jié)合弦長公式求得∠ACM的正切值,進(jìn)而得∠ACM范圍,從而由∠ACB=2∠ACM即可得解.
【解答】解:(1)先將x=﹣c代入雙曲線方程,得,
因此,因此,
因此根據(jù)題意可得,
整理方程組可得,
因此雙曲線E的方程為.
(2)由題意可知直線AB斜率存在且斜率,
令A(yù)B:y=kx+m,B(x2,y2),A(x1,y1),令A(yù)B的中點為M.
根據(jù)消去y并整理得(3﹣k2)x2﹣2kmx﹣m2﹣3=0,3﹣k2≠0,
所以Δ=(2km)2+4(3﹣k2)(m2+3)=12(3+m2﹣k2)>0,所以m2>k2﹣3,
,,,
因此M點為,,.
根據(jù)中垂線知kMC?kAB=﹣1,因此,解得:m=3﹣k2.
因此根據(jù)A,B在雙曲線的右支上可得:

并且,
并且Δ=4(3m2﹣3k2+9)>0,
整理得(3﹣k2)2+(3﹣k2)=(3﹣k2)(4﹣k2)>0,
所以k2<3或k2>4,
又因為k2>3,
所以k2>4,
綜上所述,k2>4,所以k>2,
又因為,
因此
=.
又由于k2>4,因此m=3﹣k2<﹣1,所以,因此,
因此.
因此.
【點評】本題考查直線與雙曲線綜合應(yīng)用,屬于中檔題.
19.(17分)對于集合A,B,定義運算符“Δ”:AΔB={x|x∈A,x∈B兩式恰有一式成立},|A|表示集合A中元素的個數(shù).
(1)設(shè)A=[﹣1,1],B=[0,2],求AΔB;
(2)對于有限集A,B,C,證明|AΔB|+|BΔC|≥|AΔC|,并求出固定A,C后使該式取等號的B的數(shù)量;(用含A,C的式子表示)
(3)若有限集A,B,C滿足|AΔB|+|BΔC|=|AΔC|,則稱有序三元組(A,B,C)為“聯(lián)合對”,定義I={1,2,?,n},n∈N*,u={(A,B,C)|A,B,C?I}.
①設(shè)m∈I,求滿足|AΔC|=m的“聯(lián)合對”(A,B,C)?u的數(shù)量;(用含m的式子表示)
②根據(jù)(2)及(3)①的結(jié)果,求u中“聯(lián)合對”的數(shù)量.
【分析】(1)根據(jù)新定義,對區(qū)間逐一分析即可得解;
(2)利用韋恩圖及新定義,求出不等式等號成立的條件,利用集合的性質(zhì)轉(zhuǎn)化為求子集個數(shù);
(3)①分別求出(A,C),B取法的種數(shù),再由分步乘法計數(shù)原理得解②結(jié)合(2)及(3)①的結(jié)果,利用二項式定理求解.
【解答】解:(1)當(dāng)x?[﹣1,2],x?A,x?B,故x?AΔB;
當(dāng)x∈(1,2],x?A,x∈B,故x∈AΔB;
當(dāng)x∈[0,1],x∈A,x∈B,故x?AΔB;
當(dāng)x∈[﹣1,0),x∈A,x?B,故x∈AΔB;
所以AΔB=[﹣1,0)∪(1,2].
(2)如圖,畫出Venn圖,將A∪B∪C劃分成7個集合S1,?,S7,
根據(jù)題干已知新定義,得|AΔB|=|S1|+|S4|+|S5|+|S6|,|AΔC|=|S1|+|S2|+|S6|+|S7|,|BΔC|=|S2|+|S5|+|S4|+|S7|,
所以|AΔB|+|BΔC|﹣|AΔC|=2|S4|+2|S5|≥0成立,當(dāng)且僅當(dāng)S5=S4=?時取等號,
S5=?等價于B?(A∪C),S4=?等價于(A∩C)?B,所以當(dāng)且僅當(dāng)(A∩C)?B?(A∪C)取等號.
令B=(A∩C)∪D,其中集合D與A∩C無交集,
因為AΔC=(A∪C)(A∩C),所以有??D?(A∪C)(A∩C)=AΔC,
所以D為AΔC的某一子集,有2|AΔC|種,因此使上式取等的B有2|AΔC|個.
(3)①令X=AΔC?u,有|X|=m,所以X有種取法,
對于每一個x,可知X中每一個元素x有兩種情形:x?A,x∈C或x∈A,x?C.
且I中每一個元素x有兩種情形:x?A,x∈C或x∈A,x?C.
所以?x∈I,x共有兩種選擇,所以這樣的(A,C)有2|I|=2n種,
對于每一個(A,C),根據(jù)第二問可知B有2|AΔC|=2m種取法.
所以由乘法原理,這樣的“聯(lián)合對”(A,B,C)有個.
②由①知,u中“聯(lián)合對”的數(shù)量為(二項式定理),
所以u中“聯(lián)合對”(A,B,C)的數(shù)量為6n.
【點評】本題考查集合新定義問題,屬于難題.
聲明:試題解析著作權(quán)屬所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布日期:2024/10/27 23:40:53;用戶:15342633586;郵箱:15342633586;學(xué)號:5784952

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