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- 2021-06-15 发布
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数学试卷(文)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分.在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的.
1.设p:实数x,y满足x>1且y>1,q:实数x,y满足x+y>2,则p是q的( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】
【详解】“若且则”是真命题,其逆命题是假命题,故是的充分不必要条件,故选A.
2.命题“,”的否定是
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【分析】
根据全称命题的否定即可.
【详解】根据全称命题的否定是特称命题,
命题的否定是:,.
故选.
【点睛】本题考查全称命题和特称命题的否定,属于基础题.
3.下列四组函数中导数相等的是( )
A. f(x)=1与f(x)=x
B. f(x)=sin x与f(x)=-cos x
C. f(x)=1-cos x与f(x)=-sin x
D. f(x)=1-2x2与f(x)=-2x2+3
【答案】D
【解析】
由求导公式及运算法易知,D中f′(x)=(1-2x2)′=-4x,与f′(x)=(-2x2+3)′=-4x相等.故选D.
4.已知抛物线的焦点与椭圆的一个焦点重合,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
∵ 抛物线的焦点为
∴
∴
故选C
5.设在处可导,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据导数的定义,可直接计算出结果.
【详解】因为在处可导,
所以,由导数的定义可得:.
故选:A
【点睛】本题主要考查导数概念的应用,熟记导数概念即可,属于基础题型.
6.已知双曲线的方程为,则下列关于双曲线说法正确的是( )
A. 虚轴长为4 B. 焦距为
C. 离心率为 D. 渐近线方程为
【答案】D
【解析】
【分析】
根据题意,由双曲线标准方程依次分析选项,综合即可得答案.
【详解】根据题意,依次分析选项:
对于A,双曲线的方程为,其中b=3,虚轴长为6,则A错误;
对于B,双曲线的方程为,其中a=2,b=3,则,则焦距为,则B错误;
对于C,双曲线的方程为,其中a=2,b=3,则,则离心率为
,则C错误;
对于D,双曲线的方程为,其中a=2,b=3,则渐近线方程为,则D正确.
故选D.
【点睛】本题考查双曲线虚轴长、焦距、离心率以及渐近线方程等概念,考查基本分析求解能力,属基础题.
7.P是椭圆上一动点,F1和F2是左右焦点,由F2向的外角平分线作垂线,垂足为Q,则Q点的轨迹为( )
A. 直线 B. 圆 C. 双曲线 D. 抛物线
【答案】B
【解析】
分析】
如图所示,设F2Q交F1P于点M,由已知可得:PQ⊥F2M,∠F2PQ=∠MPQ.可得MP=F2
P,点Q为线段F2M的中点.连接OQ,利用三角形中位线定理、椭圆与圆的定义即可得出.
【详解】如图所示,设F2Q交F1P于点M,由已知可得:PQ⊥F2M,∠F2PQ=∠MPQ.
∴MP=F2P,点Q为线段F2M的中点.
连接OQ,则OQ为△F1F2M的中位线,∴.
∵MF1=F1P+F2P=2a.
∴OQ=a.
∴Q点的轨迹是以点O为圆心,a为半径的圆.
故选B.
【点睛】本题考查了线段垂直平分线的性质定理、三角形中位线定理、椭圆与圆的定义,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
8.一个物体的运动方程为,其中s的单位是米, t 的单位是秒,那么物体在3秒末的瞬时速度是 ( )
A. 8米/秒 B. 7米秒 C. 6米/秒 D. 5米/秒
【答案】D
【解析】
试题分析::∵,
∴s'(t)=-1+2t,
∴根据导数的物理意义可知物体在3秒末的瞬时速度为为s'(3),
即s'(3)=-1+2×3=6-1=5(米/秒),
考点:导数的物理意义
9.已知函数,的导函数的图象如图,那么,的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据导函数的图像,首先确定两个函数在点处的切线斜率相同,再由导函数的变化趋势,确定原函数增的快慢,进而可确定结果.
【详解】从导函数的图像可知:这个两个函数在点处的导函数值相等,即切线斜率相同,可排除B选项;再由导函数的图像可得,函数的图像增的快,函数的图像增的慢,故排除AC选项;
故选:D
【点睛】本题主要考查由导函数的图像确定原函数图像,熟记导函数与原函数之间关系即可,属于常考题型.
10.双曲线和椭圆的离心率互为倒数,那么以为边长的三角形是( )
A. 锐角三角形 B. 钝角三角形 C. 直角三角形 D.
等腰三角形
【答案】C
【解析】
试题分析:∵双曲线(a>0,b>0)和椭圆(m>b>0)的离心率互为倒数,
∴
∴
∴,三角形一定是直角三角形
考点:双曲线的简单性质;椭圆的简单性质
11.已知函数,若对于区间上的任意,都有,则实数的最小值是( )
A. 20 B. 18
C. 3 D. 0
【答案】A
【解析】
【分析】
对于区间[﹣3,2]上的任意x1,x2都有|f(x1)﹣f(x2)|≤t,等价于对于区间[﹣3,2]上
的任意x,都有f(x)max﹣f(x)min≤t,利用导数确定函数的单调性,求最值,即可得出
结论.
【详解】对于区间[﹣3,2]上的任意x1,x2都有|f(x1)﹣f(x2)|≤t,
等价于对于区间[﹣3,2]上的任意x,都有f(x)max﹣f(x)min≤t,
∵f(x)=x3﹣3x﹣1,∴f′(x)=3x2﹣3=3(x﹣1)(x+1),
∵x∈[﹣3,2],
∴函数在[﹣3,﹣1]、[1,2]上单调递增,在[﹣1,1]上单调递减,
∴f(x)max=f(2)=f(﹣1)=1,f(x)min=f(﹣3)=﹣19,
∴f(x)max﹣f(x)min=20,
∴t≥20,
∴实数t的最小值是20,
故答案为A
【点睛】本题考查导数知识的运用,考查恒成立问题,正确求导,确定函数的最值是关键.
12.已知直线和直线,抛物线上一动点到直线和直线的距离之和的最小值是( )
A. 2 B. 3 C. D.
【答案】A
【解析】
直线l2:x=-1为抛物线y2=4x的准线.由抛物线的定义知,P到l2的距离等于P到抛物线的焦点F(1,0)的距离,故本题转化为在抛物线y2=4x上找一个点P,使得P到点F(1,0)和直线l2的距离之和最小,最小值为F(1,0)到直线l1:4x-3y+6=0的距离,即dmin==2.
二、填空题:共4小题,每小题5分,共20分,将答案填在答题卡相应的位置上.
13.双曲线的顶点到渐近线的距离是__________.
【答案】
【解析】
【分析】
先求得双曲线的标准方程,由此求得其顶点和渐近线的方程,再用点到直线的距离公式求得距离.
【详解】双曲线的标准方程为,故双曲线顶点为,渐近线方程为.点到直线的距离为.故填.
【点睛】本小题主要考查抛物线的标准方程,考查抛物线的几何性质,包括顶点坐标以及渐近线方程,考查点到直线的距离公式.属于基础题.
14.函数f(x)=2x2-ln x的单调递增区间是________.
【答案】
【解析】
函数f(x)的定义域为(0,+∞),
令f′(x)=4x->0,得x>.递增区间为
15.曲线在点处的切线方程为_______________
【答案】
【解析】
【分析】
先对函数求导,得到,求出切线斜率,再由直线的点斜式方程,即可得出结果.
【详解】因为,
,
因此,即曲线在点处切线斜率为,
因此,曲线在点处的切线方程为,
所以,即为所求切线方程.
故答案为:
【点睛】本题主要考查求曲线在某点的切线方程,熟记导数的几何意义即可,属于常考题型.
16.定义在上的可导函数满足,且,则的解集为__________
【答案】
【解析】
【分析】
先令,对其求导,得到,根据题意,得到在上单调递减;再由得,将不等式化为,根据单调性,即可得出结果.
【详解】令,则,
因为定义在上的可导函数满足,
所以在上恒成立,
所以函数在上单调递减;
又,所以,
因此,由得,
所以,又定义域为,所以;
即的解集为.
故答案为:
【点睛】本题主要考查导数的方法解不等式,利用导数的方法研究函数单调性,进而可根据单调性求解,属于常考题型.
三、解答题:本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.已知函数在和处取得极值.
(1)确定函数解析式;
(2)求函数在上的值域.
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
(1)先对函数求导,得到,再由题意,得到为方程的两个根,结合根与系数关系,列出方程组求解,即可得出结果;
(2)对函数求导,解对应的不等式,判断出函数的单调性;求出函数极值,结合给定区间,求出区间端点值,比较大小,即可得出函数的最值,从而可确定值域.
【详解】(1)因为,所以.
因为在和处取得极值,
所以为方程的两个根,所以;
解得,所以;
(2)因为,由,得或;
由得;
因此在上,当变化时,,的变化情况如下:
x
-3
(-3,-2)
-2
(-2,)
(,1)
1
+
0
-
0
+
5
单调递增
极大值10
单调递减
极小值
单调递增
1
所以函数;;
即函数在上的值域为.
【点睛】本题主要考查由函数极值求参数,以及求函数值域,熟记导数的方法研究函数单调性,极值,最值等即可,属于常考题型.
18.已知直线L: y=x+m与抛物线y2=8x交于A、B两点(异于原点),
(1)若直线L过抛物线焦点,求线段 |AB|的长度;
(2)若OA⊥OB ,求m的值;
【答案】(1)m =-2,|AB|=16;(2)m=-8.
【解析】
【分析】
(1)把直线方程与抛物线方程联立消去y,根据韦达定理表示出x1+x2和x1x2,利用弦长公式可求;
(2)由于OA⊥OB,从而有x1x2+y1y2=0,利用韦达定理可得方程,从而求出m的值.
【详解】(1)设A(x1,y1)、B(x2,y2),抛物线y2=8x的焦点坐标为(2,0)
直线L: y=x+m过点(2,0),得m=−2,
直线L:y=x−2与抛物线y2=8x联立可得x2−12x+4=0,
∴x1+x2=12, x1x2=4,
∴.
(2)联立,得
.
∵OA⊥OB,∴
.
m=0或m=−8,
经检验m=−8.
【点睛】本题主要考查了直线与抛物线的位置关系,主要是利用舍而不求的思路,表示弦长或垂直关系,属于基础题.
19.已知命题:函数在定义域上单调递增;命题:在区间上恒成立.
(1)如果命题为真命题,求实数的值或取值范围;
(2)命题“”为真命题,“”为假命题,求实数的取值范围.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
(1)先由命题为真命题,得在上恒成立,根据一元二次不等式恒成立,即可求出结果;
(2)先由在区间上恒成立,得到,即命题;再由题意,得到一真一假,分别讨论真假,假真两种情况,即可得出结果.
【详解】(1)若命题为真命题,则函数在定义域上单调递增,
即在上恒成立,
∴,即;
(2)若在区间上恒成立,则在区间上恒成立,
因此,只需;即命题;
由命题“”为真命题,“”为假命题,可知一真一假,
若真假,则,无解;
若假真,则,即或;
综上所述,,实数的取值范围是.
【点睛】本题主要考查由命题的真假求参数,以及由复合命题的真假求参数,熟记命题真假的判断方法即可,属于常考题型.
20.设直线l:y=2x﹣1与双曲线(,)相交于A、B两个不
同的点,且(O为原点).
(1)判断是否为定值,并说明理由;
(2)当双曲线离心率时,求双曲线实轴长的取值范围.
【答案】(1)见解析;(2)
【解析】
【分析】
(1)为定值5.将直线y=2x﹣1与双曲线的方程联立,运用韦达定理和向量数量积的坐标表示,化简整理即可得到定值;
(2)运用双曲线的离心率公式和(1)的结论,解不等式即可得到所求实轴的范围.
【详解】(1)为定值5.
理由如下:y=2x﹣1与双曲线联立,
可得(b2﹣4a2)x2+4a2x﹣a2﹣a2b2=0,(b≠2a),
即有△=16a4+4(b2﹣4a2)(a2+a2b2)>0,
化为1+b2﹣4a2>0,设A(x1,y1),B(x2,y2),
则x1+x2=,x1x2=,由(O为原点),可得
x1x2+y1y2=0,即有x1x2+(2x1﹣1)(2x2﹣1)=5x1x2﹣2(x1+x2)+1=0,
即5•﹣2•+1=0,
化为5a2b2+a2﹣b2=0,即有=5,为定值.
(2)由双曲线离心率时,
即为<<,即有2a2<c2<3a2,
由c2=a2+b2,可得a2<b2<2a2,即<<,
由=5,可得<﹣5<,化简可得a<,
则双曲线实轴长的取值范围为(0,).
【点睛】本题考查双曲线的方程和运用,考查直线和双曲线方程联立,运用韦达定理,以及向量数量积的坐标表示,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
21.已知椭圆的左、右焦点分别为,以为直径的圆与直线相切.
(1)求椭圆的离心率;
(2)如图,过作直线与椭圆分别交于两点,若的周长为,求的最大值.
【答案】(1);(2).
【解析】
试题分析:
(1)有直线和圆相切得到关于的关系式,整理可得,从而可得.(2)根据三角形的周长可得,故,可得椭圆的方程.分直线
斜率存在和不存在两种情况分别求得的值,可得最大值是.
试题解析:
(1)由题意,
即
∴,
.
(2)因为三角形的周长为,
所以
∴,
∴椭圆方程为,且焦点,
①若直线斜率不存在,则可得轴,方程为
解方程组可得或.
∴,
∴ ,
故.
②若直线斜率存在,设直线的方程为,
由消去整理得
,
设,
则
∴
∵,
∴可得,
综上可得.
所以最大值是.
点睛:圆锥曲线中求最值或范围问题的方法
若题目条件和结论能体现一种明确的函数关系,则可先建立目标函数,再求这个函数的最值.常从以下几个方面考虑:
①利用判别式来构造不等关系,从而确定参数的取值范围;
②利用已知参数的范围,求新参数的范围,解这类问题的关键是在两个参数之间建立等量关系;
③利用隐含或已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;
④利用基本不等式求出参数的取值范围;
⑤利用函数的值域的求法,确定参数的取值范围.
22.设函数,.
(1)当时,在上恒成立,求实数的取值范围;
(2)当时,若函数在上恰有两个不同的零点,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2)(]
【解析】
试题分析:(1)由 ,由 在( 上恒成立,得到 ,即 在(1,+∞)上恒成立,构造函数,求出函数的最小值,即可得到实数 的取值范围;
(2)当 时,易得函数 的解析式,由方程的根与对应函数零点的关系,易转化为 在上恰有两个相异实根,利用导数分析函数的单调性,然后根据零点存在定理,构造关于 的不等式组,解不等式组即可得到答案.
试题解析:(1)当时,由得,
∵,∴,∴有在上恒成立,
令,由得,
当,∴在上为减函数,在上为增函数,
∴,∴实数的取值范围为;
(2)当时,函数,
在上恰有两个不同的零点,即在上恰有两个不同的零点,
令,则,
当,;当,,
∴在上单减,在上单增,,
又,如图所示,所以实数的取值范围为(]
【点睛】本题以函数为载体,考查知识点是利用导数研究函数的极值,函数的零点,具有一定的难度,解题时要注意挖掘题设中的隐含条件.其中(1)的关键是构造函数,将问题转化为函数恒成立问题,(2)的关键是利用导数分析函数的单调性后,进而构造关于 的不等式组.