
一、單選題(本大題共8小題)
1.在數(shù)列中,若,,則下列數(shù)不是中的項的是( )
A.B.C.D.3
2.?dāng)?shù)列滿足,且,則( )
A.1B.C.D.100
3.下列函數(shù)中,在上為增函數(shù)的是( )
A.B.C.D.
4.已知函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間是,則( )
A.B.C.D.
5.設(shè)等比數(shù)列的公比為,前項和為,則“”是“為等比數(shù)列”的( )
A.充分不必要條件B.必要不充分條件
C.充要條件D.既不充分也不必要條件
6.已知數(shù)列滿足,,則的最小值為( )
A.B.C.D.
7.已知函數(shù),若存在,使得成立,則實數(shù)m的最小值是( )
A.B.C.D.4
8.設(shè)函數(shù)是奇函數(shù)的導(dǎo)函數(shù), ,當(dāng)時, ,則使得成立的取值范圍是( )
A. B.
C.D.
二、多選題(本大題共3小題)
9.已知{}是等差數(shù)列,其前n項和為,,則下列結(jié)論一定正確的有( )
A.B.最小C.D.
10.已知函數(shù),則下列結(jié)論正確的是( )
A.函數(shù)存在兩個不同的零點
B.函數(shù)既存在極大值又存在極小值
C.當(dāng)時,方程有且只有兩個實根
D.若時,,則t的最小值為2
11.已知數(shù)列滿足,,且,則下列說法正確的是( )
A.,
B.是遞增數(shù)列
C.
D.,,
三、填空題(本大題共3小題)
12.若曲線的一條切線是直線,則實數(shù)b的值為
13.已知函數(shù),其中無理數(shù).若函數(shù)有兩個極值點,則實數(shù)m的取值范圍是 .
14.如圖數(shù)陣中,第一行有兩個數(shù)據(jù)圴為1,將上一行數(shù)據(jù)中每相鄰兩數(shù)的和插入到兩數(shù)中,得到下一行數(shù)據(jù),形成數(shù)陣,則數(shù)陣第11行共有 個數(shù),第行所有數(shù)據(jù)的和 .
四、解答題(本大題共5小題)
15.已知數(shù)列的前項和為,,點()在直線上.
(1)求數(shù)列的通項公式;
(2)若,的前項和為,求.
16.如圖,是三棱錐的高,,,E是的中點.
(1)證明:平面;
(2)若,,,求二面角的正弦值.
17.已知函數(shù),.
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若關(guān)于的不等式恒成立,求整數(shù)的最小值.
18.如圖,對于曲線,存在圓C滿足如下條件:
①圓C與曲線有公共點A,且圓心在曲線凹的一側(cè);
②圓C與曲線在點A處有相同的切線;
③曲線的導(dǎo)函數(shù)在點A處的導(dǎo)數(shù)(即曲線的二階導(dǎo)數(shù))等于圓C在點A處的二階導(dǎo)數(shù)(已知圓在點A處的二階導(dǎo)數(shù)等于);
則稱圓C為曲線在點A處的曲率圓,其半徑稱為曲線在點A處的曲率半徑.
(1)求拋物線在原點處的曲率圓的方程;
(2)若曲線在和處有相同的曲率半徑,求證:
19.已知拋物線:,焦點為,過作軸的垂線,點在軸下方,過點作拋物線的兩條切線,,,分別交軸于,兩點,,分別交于,兩點.
(1)若,與拋物線相切于,兩點,求點的坐標(biāo);
(2)證明:的外接圓過定點;
(3)求面積的最小值.
參考答案
1.【答案】B
【分析】由和,依次求出,即可得出結(jié)果.
【詳解】因為,,
所以,,,,
所以數(shù)列是以4為周期的數(shù)列,故不是中的項.
故選B.
2.【答案】B
【分析】根據(jù)已知條件可知為等比數(shù)列,再根據(jù)等比數(shù)列的通項公式基本量的計算即可求解.
【詳解】依題意,,則,
故是以為公比的等比數(shù)列,
所以,
所以.
故選B.
3.【答案】B
【分析】A中,根據(jù)正弦函數(shù)的單調(diào)性即可判斷;
B中,利用導(dǎo)數(shù)判定在上是增函數(shù);
C中,利用導(dǎo)數(shù)判定在上是減函數(shù),在上是增函數(shù);
D中,利用導(dǎo)數(shù)判定在上是增函數(shù),在上是減函數(shù).
【詳解】對于A,是周期函數(shù),當(dāng),即時,函數(shù)是減函數(shù),所以不滿足題意;
對于B,,,
所以當(dāng)時,,在上是增函數(shù);
對于C,,,
所以當(dāng)時,,是減函數(shù);
時,,是增函數(shù);所以不滿足題意;
對于D,,,
當(dāng)時,,是增函數(shù),
當(dāng)時,,是減函數(shù),所以不滿足題意.
綜上,在上為增函數(shù)的是B.
故選B.
4.【答案】C
【解析】首先求出函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),再根據(jù)函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間為,即可的解集為,即可得到、、的關(guān)系,從而得解;
【詳解】由題可得,則的解集為,即,,可得,所以,
故選C.
【關(guān)鍵點撥】本題考查函數(shù)的單調(diào)性,考查運算求解能力及推理論證能力.
5.【答案】C
【分析】應(yīng)用等比中項的性質(zhì),由為等比數(shù)列,解出值,即可判斷.
【詳解】依題,“為等比數(shù)列”,所以,
得,化簡得,
解得,則“”是“為等比數(shù)列”的充要條件.
故選C.
6.【答案】C
【分析】采用疊加法求出,由可得,結(jié)合對勾函數(shù)性質(zhì)分析在或6取到最小值,代值運算即可求解.
【詳解】因為,所以,,,,式相加可得,
所以,,當(dāng)且僅當(dāng)取到,但,,所以時,當(dāng)時,,,所以的最小值為.
故選C.
7.【答案】D
【分析】分離參數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)求函數(shù)的最值即可.
【詳解】由能成立,
問題轉(zhuǎn)化為,
令,
由;由,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以,則,
故m的最小值為4.
故選D.
8.【答案】D
【分析】
根據(jù)題意構(gòu)造函數(shù),由求導(dǎo)公式和法則求出,結(jié)合條件判斷出的符號,即可得到函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,根據(jù)奇函數(shù)判斷出是偶函數(shù),由求出,結(jié)合函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性,再轉(zhuǎn)化,由單調(diào)性求出不等式成立時的取值范圍.
【詳解】
由題意設(shè),則
因為當(dāng)時,有,所以當(dāng)時,,
所以函數(shù)在上為增函數(shù),
因為函數(shù)是奇函數(shù),
所以,
所以函數(shù)為定義域上的偶函數(shù),
在上遞減,
由得,,
因為不等式,
所以或,
即有或,
所以使得成立的的取值范圍是:,
故選D.
9.【答案】AC
【分析】根據(jù)等差數(shù)列的通項公式和前n項和公式,結(jié)合已知條件得到和的關(guān)系,然后對選項逐一分析即可.
【詳解】根據(jù)題意,數(shù)列是等差數(shù)列,若
即
變形可得
,則故A正確;
不能確定和的符號,不能確定最小,故B錯誤;
由,
由二次函數(shù)圖象的性質(zhì)可知,故C正確;
當(dāng)公差不為0時,, 則 D 錯誤.
故選AC.
10.【答案】ABC
【分析】首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),利用導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性和極值以及函數(shù)的圖象,最后直接判斷選項.
【詳解】對于A,由,得,所以,故A正確;
對于B,,
當(dāng)時,,當(dāng)時,,
所以在,上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
所以是函數(shù)的極小值,是函數(shù)的極大值,故B正確;
對于C,當(dāng)時,,根據(jù)B可知,函數(shù)的最小值是,再根據(jù)單調(diào)性可知,當(dāng)時,方程有且只有兩個實根,所以C正確;
對于D:由圖象可知,t的最大值是2,所以D錯誤.
故選ABC.
【易錯警示】
本題考查了導(dǎo)數(shù)分析函數(shù)的單調(diào)性,極值點,以及函數(shù)的圖象,首先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),令導(dǎo)數(shù)為0,判斷零點兩側(cè)的正負(fù),得到函數(shù)的單調(diào)性,本題易錯的地方是是函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間,但當(dāng)時,,所以圖象是無限接近軸,如果這里判斷錯了,那選項容易判斷錯了.
11.【答案】ACD
【分析】根據(jù)遞推關(guān)系得,進(jìn)而得到與同號判斷A;由即可判斷B;由,再用累加法判斷C;由C分析得,進(jìn)而,應(yīng)用累加、裂項相消判斷D.
【詳解】由已知,數(shù)列滿足,,且,
所以,
所以,
由,有,,故與同號,
因為,則,,…,
以此類推可知,對任意的,,故A正確;
因為,所以,
又,所以,則是遞減數(shù)列,故B錯誤;
因為,所以,,…,,
累加得,故C正確;
因為,又,,所以,
所以,則,
所以當(dāng),時,,
所以當(dāng),時,,
所以,故D正確.
故選ACD.
【關(guān)鍵點撥】對于D,利用遞推關(guān)系得到,結(jié)合放縮、累加、裂項相消證不等式.
12.【答案】
【分析】先設(shè)切點為,對函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)切線斜率,求出切點坐標(biāo),代入切線方程,即可得出結(jié)果.
【詳解】設(shè)切點為,對函數(shù)求導(dǎo),得到,
又曲線的一條切線是直線,
所以切線斜率為,所以,
因此,即切點為,代入切線,可得.
故答案為:.
【方法總結(jié)】本題主要考查由曲線的切線求參數(shù)的問題,熟記導(dǎo)數(shù)的幾何意義即可.
13.【答案】
【分析】根據(jù)題意,求導(dǎo)可得,由函數(shù)有兩個極值點可得導(dǎo)函數(shù)有兩個解,通過與1的大小比較,轉(zhuǎn)化求解的取值范圍.
【詳解】因為,令,,
因為函數(shù)有兩個極值點,所以有兩個不等的正實數(shù)根,
且,
當(dāng)時,,則在上單調(diào)遞增,不符合題意;
當(dāng)時,時,,則單調(diào)遞減,
時,,則單調(diào)遞增,
又,當(dāng)時,,
所以,所以,
綜上所述,實數(shù)m的取值范圍是.
故答案為:.
14.【答案】
【分析】設(shè)第行數(shù)據(jù)有個,根據(jù)數(shù)陣的規(guī)律求得關(guān)于的遞推關(guān)系式,利用構(gòu)造法求得,進(jìn)而求得.根據(jù)數(shù)陣的規(guī)律求得關(guān)于的遞推關(guān)系式,利用構(gòu)造法求得.
【詳解】由數(shù)陣形成規(guī)律,設(shè)第行數(shù)據(jù)有個,
則,
則,
是以1為首項,2為公比的等比數(shù)列.
則,
,
設(shè)第行數(shù)據(jù)的和為,
第行數(shù)據(jù)為,
則第行數(shù)據(jù)為,
,
,
得從第二項起,是以為第二項,以3為公比的等比數(shù)列,
,
,
時,,
.
故答案為:;.
15.【答案】(1);(2).
【分析】(1)由條件可得,然后利用與的關(guān)系求解即可;
(2),然后利用錯位相減法求解即可.
【詳解】(1)∵點()在直線上,
∴,
當(dāng)時,,
兩式相減,并整理得,①
又,且,②
∴由①②可知,對任意都有,
∴數(shù)列是以為首項,為公比的等比數(shù)列,
∴.
(2)由(1)可得,,
∴,③
,④
③-④得
,
∴.
16.【答案】(1)證明見解析;
(2).
【分析】(1)連接并延長交于點,連接、,根據(jù)三角形全等得到,再根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得到,即可得到為的中點從而得到,即可得證;
(2)建立適當(dāng)?shù)目臻g直角坐標(biāo)系,利用空間向量法求出二面角的余弦的絕對值,再根據(jù)同角三角函數(shù)的基本關(guān)系計算可得.
【詳解】(1)證明:連接并延長交于點,連接、,
因為是三棱錐的高,所以平面,平面,
所以、,
又,所以,即,所以,
又,即,所以,,
所以
所以,即,所以為的中點,又為的中點,所以,
又平面,平面,
所以平面.
(2)解:過點作,如圖建立空間直角坐標(biāo)系,
因為,,所以,
又,所以,則,,
所以,所以,,,,
所以,
則,,,
設(shè)平面的法向量為,則,令,則,,所以;
設(shè)平面的法向量為,則,
令,則,,所以;
所以.
設(shè)二面角的大小為,則,
所以,即二面角的正弦值為.
17.【答案】(1)詳解見解析;(2).
【分析】(1)先確定函數(shù)的定義域,求導(dǎo)后得,根據(jù)正負(fù)進(jìn)行討論,可得函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)中可通過分離參數(shù)將問題轉(zhuǎn)化成在區(qū)間內(nèi)恒成立求解,令,結(jié)合函數(shù)零點存在定理可求得的最值.
【詳解】(1)函數(shù)的定義域為.
由題意得,
當(dāng)時,,則在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增;
當(dāng)時,由,得或(舍去),
當(dāng)時,,單調(diào)遞增,
當(dāng)時,,單調(diào)遞減.
所以當(dāng)時,的單調(diào)遞增區(qū)間為,無單調(diào)遞減區(qū)間;
當(dāng)時,的單調(diào)遞增區(qū)間為,單調(diào)遞減區(qū)間為.
(2)由,
得,
因為,所以原命題等價于在區(qū)間內(nèi)恒成立.
令,
則,
令,則在區(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,
又,
所以存在唯一的,使得,
且當(dāng)時,,單調(diào)遞增,
當(dāng)時,,,
所以當(dāng)時,有極大值,也為最大值,且 ,
所以,
又,所以,
所以,
因為,
故整數(shù)的最小值為2.
【方法總結(jié)】本題屬于導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用題.第一問中要合理確定對進(jìn)行分類的標(biāo)準(zhǔn);第二問利用分離參數(shù)的方法解題,但在求函數(shù)的最值時遇到了導(dǎo)函數(shù)零點存在但不可求的問題,此時的解法一般要用到整體代換,即由可得,在解題時將進(jìn)行代換以使問題得以求解.
18.【答案】(1);
(2)證明見解析.
【分析】(1)設(shè)拋物線在原點的曲率圓的方程為,求出導(dǎo)數(shù)、二階導(dǎo)數(shù),結(jié)合所給定義求出即可;
(2)利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義即兩點求直線斜率得到一階導(dǎo)數(shù),再根據(jù)題中二階導(dǎo)數(shù)的公式求得二階導(dǎo)數(shù),然后等價替換成含的式子,即可求得r,則函數(shù)的圖象在處的曲率半徑,即,設(shè),由的單調(diào)性和極值情況,可得,可證,設(shè)函數(shù)(其中),由,可得單調(diào)遞增,則 ,故可得,所以.
【詳解】(1)記,設(shè)拋物線在原點的曲率圓的方程為,其中為曲率半徑.
則,,
故,即,
所以拋物線在原點的曲率圓的方程為.
(2)設(shè)曲線在的曲率半徑為,
則,
由知,,
所以,
所以函數(shù)的圖象在處的曲率半徑,
故.
設(shè),則,
所以當(dāng)時,當(dāng)時,
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
故有,
所以,
要證,即證,
即證,
下面證明,
當(dāng)時,有,
設(shè)函數(shù)(其中),
則,
故單調(diào)遞增, ,
故,所以.
【方法總結(jié)】極值點偏移法證明不等式,先求函數(shù)的導(dǎo)數(shù),找到極值點,分析兩根相等時兩根的范圍,根據(jù)范圍以及函數(shù)值相等構(gòu)造新的函數(shù),研究新函數(shù)的單調(diào)性及最值,判斷新函數(shù)小于或大于零恒成立,即可證明不等式.
19.【答案】(1);
(2)證明見解析;
(3).
【分析】(1)由已知可得,兩點的坐標(biāo),給函數(shù)求導(dǎo)可得切線的斜率,利用點斜式表示切線方程,聯(lián)立方程即可得點坐標(biāo);
(2)設(shè)過的兩條切線分別與拋物線切于,,寫出直線,的方程,聯(lián)立可得點坐標(biāo),設(shè)外接圓方程,求出圓心,整理變形即可得定點坐標(biāo);
(3)由已知設(shè),坐標(biāo),表示和到的距離,然后表示,設(shè),,,可得,利用函數(shù)的單調(diào)性即可求得最小值.
【詳解】(1)因為,與拋物線相切于,兩點,
設(shè)在左側(cè),則,,
由得,所以,
所以的斜率為,的斜率為,
此時方程:,即.
方程:,即,聯(lián)立得;
(2)設(shè)過的兩條切線分別與拋物線切于,,
由(1)知直線的斜率為,所以直線方程為,即,
直線的斜率為,直線方程為,即,
所以且,,
設(shè)外接圓的圓心為,則在的垂直平分線上,而的中點為,所以,
設(shè)外接圓方程為:過,所以,
所以,所以,
所以,
整理得,
所以,
令即,所以的外接圓過定點.
(3):,所以,,
所以,
到的距離為,所以,
設(shè),,,由,
,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立.
所以,
令,,
在上單調(diào)遞減,上單調(diào)遞增,
所以,所以面積的最小值.
【方法總結(jié)】利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義可求得切線的斜率,表示切線方程,聯(lián)立方程可表示點的坐標(biāo);通過設(shè),,,由,,當(dāng)且僅當(dāng)時等號成立,把三角形的面積表示為關(guān)于的函數(shù),利用函數(shù)的單調(diào)性求解最小值.
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