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- 2021-06-23 发布
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2015-2016学年河北省衡水中学高三(上)六调数学试卷(文科)
一、选择题(共12小题,每小题3分,满分36分)
1.已知全集U=R,集合A={x|x2﹣2x﹣3>0},B={x|2<x<4},那么集合CUA∩B=( )
A.{x|﹣1≤x≤4} B.{x|2<x≤3} C.{x|2≤x<3} D.{x|﹣1<x<4}
2.若复数z=1﹣i,i为虚数单位,则=( )
A.﹣i B.i C.﹣1 D.1
3.函数y=2cos2(x﹣)﹣1是( )
A.最小正周期为π的奇函数 B.最小正周期为π的偶函数
C.最小正周期为的奇函数 D.最小正周期为的偶函数
4.下列四个命题中真命题的个数是( )
①“x=1”是“x2﹣3x+2=0”的充分不必要条件
②命题“∀x∈R,sinx≤1”的否定是“∃x∈R,sinx>1”
③命题p:∀x∈[1,+∞),lgx≥0,命题q:∃x∈R,x2+x+1<0,则p∨q为真命题.
A.0 B.1 C.2 D.3
5.已知z=2x+y,其中实数x,y满足,且z的最大值是最小值的4倍,则a的值是( )
A. B. C.4 D.
6.在△ABC中,点D满足,点E是线段AD上的一个动点,若,则t=(λ﹣1)2+μ2的最小值是( )
A. B. C. D.
7.已知双曲线的右焦点为F,过F的直线l交双曲线的渐近线于A,B两点,且与其中一条渐近线垂直,若,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
8.如图,在直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD为正方形,AA1=2AB,则异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
9.设Sn是等比数列{an}的前n项的和,Sm﹣1=45,Sm=93,则Sm+1=189,则m=( )
A.6 B.5 C.4 D.3
10.已知函数f(x)=,若存在x1,x2,当0≤x1<4≤x2≤6时,f(x1)=f(x2),则x1•f(x2)的取值范围是( )
A.[0,1) B.[1,4] C.[1,6] D.[0,1]∪[3,8]
11.已知F1,F2是椭圆C: +=1的左右焦点,点P在椭圆上,且到左焦点F1的距离为6,过F1做∠F1PF2的角平分线的垂线,垂足为M,则OM的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
12.关于曲线C:,给出下列四个命题:
A.曲线C关于原点对称 B.曲线C有且只有两条对称轴
C.曲线C的周长l满足 D.曲线C上的点到原点的距离的最小值为
上述命题中,真命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.某单位共有老、中、青职工430人,其中青年职工160人,中年职工人数是老年职工人数的2倍.为了解职工身体状况,现采用分层抽样方法进行调查,在抽取的样本中有青年职工32人,则该样本中的老年职工人数为 .
14.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线l,过M(1,0)且斜率为的直线与l相交于A,与C的一个交点为B,若,则p= .
15.已知直线x+y+1=0与曲线C:y=x3﹣3px2相交于点A,B,且曲线C在A,B处的切线平行,则实数p的值为 .
16.半径为1的球的内部有4个大小相同的半径为r的小球,则小球半径r可能的最大值为 .
三、解答题(本大题共5小题,共70分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤)
17.等比数列{an}的前n项和为S„,已知S1,S3,S2,成等差数列.
(1)求{an}的公比q;
(2)等差数列{bn}中,b5=9,公差d=4q,求数列{bn}的前n项和Tn的最大值.
18.山东省第二十三届运动会将于2014年9月16日在济宁市开幕,为办好省运会,济宁市计划招募各类志愿者1.2万人.为做好宣传工作,招募小组对济宁市15﹣40岁的人群随机抽取了100人,回答“省运会”的有关知识,根据统计结果制作了如下的统计图及表:
组号
按年龄分组
回答完全正确人数
回答完全正确人数占本组频率
1
[15,20)
5
0.5
2
[20,25)
a
0.9
3
[25,30)
27
x
4
[30,35)
9
0.36
5
[35,40)
3
0.2
(Ⅰ)分别求出表2中的a、x的值;
(Ⅱ)若在第2、3、4组回答完全正确的人中,用分层抽样的方法抽取6人,则各组应分别抽取多少人?
(Ⅲ)在(II)的前提下,招募小组决定在所抽取的6人中,随机抽取2人颁发幸运奖,求获奖的2人均来自第3组的概率.
19.如图,四边形ABCD为矩形,DA⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,BF⊥平面ACE于点F,且点F在CE上.
(Ⅰ)求证:AE⊥BE;
(Ⅱ)求三棱锥D﹣AEC的体积.
20.已知直线2x﹣2y﹣1=0与抛物线C:x2=2py(p>0)相切.
(1)求p的值;
(2)过点M(0,1)作直线l与抛物线C交于A,B两点,抛物线C在A,B两点处的切线分别为l1,l2,直线l1,l2交于点P,求点P的轨迹方程.
21.已知函数f(x)=(x2﹣2x)•lnx+ax2+2
(Ⅰ)当a=﹣1时,求f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)设函数g(x)=f(x)﹣x﹣2;
(i)若函数g(x)有且仅有一个零点时,求a的值;
(ii)在(i)的条件下,若e﹣2<x<e,g(x)≤m,求m的取值范围.
请考生在第22、23、24三题中任选一题做答,如果多做,那么按所做的第一题记分.选修4-1:几何证明选讲
22.已知AB为半圆O的直径,AB=4,C为半圆上一点,过点C作半圆的切线CD,过点A作AD⊥CD于D,交半圆于点E,DE=1.
(Ⅰ)求证:AC平分∠BAD;
(Ⅱ)求BC的长.
选修4-4:坐标系与参数方程
23.在平面直角坐标系xOy中,已知C1:(θ为参数),将C1上的所有点的横坐标、纵坐标分别伸长为原来的和2倍后得到曲线C2以平面直角坐标系xOy的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,已知直线l:ρ(cosθ+sinθ)=4
(1)试写出曲线C1的极坐标方程与曲线C2的参数方程;
(2)在曲线C2上求一点P,使点P到直线l的距离最小,并求此最小值.
选修4-5:不等式选讲
24.已知函数f(x)=|x﹣2|,g(x)=﹣|x+3|+m.
(Ⅰ)若关于x的不等式g(x)≥0的解集为{x|﹣5≤x≤﹣1},求实数m的值;
(Ⅱ)若f(x)>g(x)对于任意的x∈R恒成立,求实数m的取值范围.
2015-2016学年河北省衡水中学高三(上)六调数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题3分,满分36分)
1.已知全集U=R,集合A={x|x2﹣2x﹣3>0},B={x|2<x<4},那么集合CUA∩B=( )
A.{x|﹣1≤x≤4} B.{x|2<x≤3} C.{x|2≤x<3} D.{x|﹣1<x<4}
【考点】交、并、补集的混合运算.
【分析】分析可得,A、B都是不等式的解集,由不等式的解法,容易解得A、B,进而可得CUA,对其求交集可得答案.
【解答】解:由不等式的解法,
容易解得A={x|x>3或x<﹣1},B={x|2<x<4}.
则CUA={x|﹣1≤x≤3},
于是(CUA)∩B={x|2<x≤3},
故选B.
2.若复数z=1﹣i,i为虚数单位,则=( )
A.﹣i B.i C.﹣1 D.1
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】利用复数的运算法则、共轭复数的定义即可得出.
【解答】解: =====i,
故选:B.
3.函数y=2cos2(x﹣)﹣1是( )
A.最小正周期为π的奇函数 B.最小正周期为π的偶函数
C.最小正周期为的奇函数 D.最小正周期为的偶函数
【考点】三角函数的周期性及其求法;函数奇偶性的判断.
【分析】利用二倍角公式化简为一个角的一个三角函数的形式,求出周期,判定奇偶性.
【解答】解:由y=2cos2(x﹣)﹣1=cos(2x﹣)=sin2x,
∴T=π,且y=sin2x奇函数,即函数y=2cos2(x﹣)﹣1是奇函数.
故选A.
4.下列四个命题中真命题的个数是( )
①“x=1”是“x2﹣3x+2=0”的充分不必要条件
②命题“∀x∈R,sinx≤1”的否定是“∃x∈R,sinx>1”
③命题p:∀x∈[1,+∞),lgx≥0,命题q:∃x∈R,x2+x+1<0,则p∨q为真命题.
A.0 B.1 C.2 D.3
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】①利用充分、必要条件的概念验证即可.
②利用全称命题的否定是特称命题,写出结果即可.
③对命题p,q的真假分别进行判断即可.
【解答】解:对于①:当x=1成立时有12﹣3×1+2=0即x2﹣3x+2=0成立,当x2﹣3x+2=0成立时有x=1或x=2不一定有x=1成立.“x=1”是“x2﹣3x+2=0”的充分不必要条件.故①正确.
对于②:命题“∀x∈R,sinx≤1”的否定是“∃x∈R,sinx>1”故②正确.
对于③命题p:∀x∈[1,+∞),lgx≥0,正确,命题q:∃x∈R,x2+x+1<0错误,
因为x2+x+1=(x+)2+>0恒成立,p∨q为真,故③正确.
故选D.
5.已知z=2x+y,其中实数x,y满足,且z的最大值是最小值的4倍,则a的值是( )
A. B. C.4 D.
【考点】简单线性规划.
【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用z的几何意义,结合目标函数z=2x+y的最大值是最小值的4倍,建立方程关系,即可得到结论.
【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:
由z=2x+y得y=﹣2x+z,
平移直线y=﹣2x+z,
由图象可知当直线y=﹣2x+z经过点A时,直线的截距最大,
此时z最大,
由,解得:,
即A(1,1),此时z=2×1+1=3,
当直线y=﹣2x+z经过点B时,直线的截距最小,
此时z最小,
由,解得:,
即B(a,a),此时z=2×a+a=3a,
∵目标函数z=2x+y的最大值是最小值的4倍,
∴3=4×3a,即a=,
故选:B.
6.在△ABC中,点D满足,点E是线段AD上的一个动点,若,则t=(λ﹣1)2+μ2的最小值是( )
A. B. C. D.
【考点】平面向量的基本定理及其意义.
【分析】根据共线向量基本定理可得到存在实数k,,0≤k≤1,然后根据已知条件及向量的加法、减法的几何意义即可得到,从而得到.代入t,进行配方即可求出t的最小值.
【解答】解:如图,
E在线段AD上,所以存在实数k使得;
;
∴==;
∴;
∴=;
∴时,t取最小值.
故选:C.
7.已知双曲线的右焦点为F,过F的直线l交双曲线的渐近线于A,B两点,且与其中一条渐近线垂直,若,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】由题意得右焦点F(c,0),设一渐近线OA的方程为y=x,则另一渐近线OB的方程为y=﹣x,设A(m,),B(n,﹣),由可得方程,解之可得m=,n=,可得B(,),由FB⊥OB可得,斜率之积等于﹣1,进而可得ab的关系式,结合双曲线abc的关系,可得离心率.
【解答】解:由题意得右焦点F(c,0),设一渐近线OA的方程为y=x,则另一渐近线OB的方程为y=﹣x,
设A(m,),B(n,﹣),∵,∴(c﹣m,﹣)=4(n﹣c,﹣),
∴c﹣m=4(n﹣c),﹣=﹣4,解之可得m=,n=,
∴B(,),由FB⊥OB可得,斜率之积等于﹣1,
即•=﹣1,化简可得5b2=3a2,即5(c2﹣a2)=3a2,
解之可得5c2=8a2,即e==
故选D
8.如图,在直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD为正方形,AA1=2AB,则异面直线A1B与AD1所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【考点】异面直线及其所成的角.
【分析】根据长方体相对的平面上的两条对角线平行,得到两条异面直线所成的角,这个角在一个可以求出三边的三角形中,利用余弦定理得到结果.
【解答】解:连接BC1,A1C1,
则BC1∥AD1,
∴∠A1BC1是两条异面直线所成的角,
在直角△A1AB中,由AA1=2AB得到:A1B=AB.
在直角△BCC1中,CC1=AA1,BC=AB,则C1B=AB.
在直角△A1B1C1中A1C1=AB,
则cos∠A1BC1==.
故选:D.
9.设Sn是等比数列{an}的前n项的和,Sm﹣1=45,Sm=93,则Sm+1=189,则m=( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【考点】等比数列的前n项和.
【分析】由题意得===2,再由Sm==93解得a1=3,从而求m.
【解答】解:∵===2,
∴Sm===93,
故a1=3,
故am=3•2m﹣1=48,
解得,m=5,
故选B.
10.已知函数f(x)=,若存在x1,x2,当0≤x1<4≤x2≤6时,f(x1)=f(x2),则x1•f(x2)的取值范围是( )
A.[0,1) B.[1,4] C.[1,6] D.[0,1]∪[3,8]
【考点】分段函数的应用.
【分析】根据已知将x1•f(x2)转化为x1f(x1),再根据函数y=xf(x)的性质求解.
【解答】解:当0≤x1<4≤x2≤6时,因为f(x1)=f(x2),由f(x1)=f(x2)=1或f(x1)=f(x2)=2,得到x1的取值范围是[1,3],
所以x1•f(x2)=x1•f(x1)=x1(1﹣|x1|﹣2)=,即x1f(x2)的范围是[1,4].
故选B.
11.已知F1,F2是椭圆C: +=1的左右焦点,点P在椭圆上,且到左焦点F1的距离为6,过F1做∠F1PF2的角平分线的垂线,垂足为M,则OM的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】延长F1M和PF2交于N,求得椭圆的a=5,运用椭圆的定义和等腰三角形的三线合一,以及三角形的中位线定理,即可得到所求|OM|的值.
【解答】解:延长F1M和PF2交于N,
椭圆C: +=1的a=5,
由椭圆的定义可得|PF1|+|PF2|=2a=10,
由|PF1|=6,可得|PF2|=4,
由等腰三角形的三线合一,可得
|PF1|=|PN|=6,
可得|NF2|=6﹣4=2,
由OM为△F1F2N的中位线,
可得|OM|=|F2N|=×2=1.
故选A.
12.关于曲线C:,给出下列四个命题:
A.曲线C关于原点对称 B.曲线C有且只有两条对称轴
C.曲线C的周长l满足 D.曲线C上的点到原点的距离的最小值为
上述命题中,真命题的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【考点】曲线与方程.
【分析】利用曲线方程的特点结合曲线的图象分别进行判断即可.
【解答】解:把曲线C中的(x,y )同时换成(﹣x,﹣y ),方程不变,∴曲线C关于原点对称,即A正确;
曲线方程为,交换x,y的位置后曲线方程不变,∴曲线C关于直线y=x对称,同理,y=﹣x,x,y轴是曲线的对称轴,即B不正确;
在第一象限内,因为点(,)在曲线上,由图象可知曲线在直线y=﹣x+1的下方,且为凹函数如图:
由以上分析可知曲线C的周长l满足,正确.
曲线C上的点到原点的距离的最小值为(,)到原点的距离,为,即D正确.
真命题有3个,故选:C.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.某单位共有老、中、青职工430人,其中青年职工160人,中年职工人数是老年职工人数的2倍.为了解职工身体状况,现采用分层抽样方法进行调查,在抽取的样本中有青年职工32人,则该样本中的老年职工人数为 18 .
【考点】分层抽样方法.
【分析】由题意确定老年职工的人数,再由青年职工确定抽样比,因为分层抽样,各层抽取比例一样,故可计算出样本中的老年职工人数.
【解答】解:青年职工160人,在抽取的样本中有青年职工32人,故抽取比例为,
老、中年职工共430﹣160=270人,又中年职工人数是老年职工人数的2倍,故老年职工有90人,
所以该样本中的老年职工人数为90×=18
故答案为:18
14.已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线l,过M(1,0)且斜率为的直线与l相交于A,与C的一个交点为B,若,则p= 2 .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】设直线AB的方程与抛物线方程联立消去y得3x2+(﹣6﹣2p)x+3=0,进而根据,可知M为A、B的中点,
可得p的关系式,解方程即可求得p.
【解答】解:设直线AB:,代入y2=2px得3x2+(﹣6﹣2p)x+3=0,
又∵,即M为A、B的中点,
∴xB+(﹣)=2,即xB=2+,
得p2+4P﹣12=0,
解得p=2,p=﹣6(舍去)
故答案为:2
15.已知直线x+y+1=0与曲线C:y=x3﹣3px2相交于点A,B,且曲线C在A,B处的切线平行,则实数p的值为 1 .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】求出原函数的导函数,设出A,B点的坐标,得到函数在A,B点处的导数值,由A,B点处的导数值相等得到==m,把x1,x2看作方程3x2﹣6px﹣m=0的两个根,利用根与系数关系得到x1+x2=2p,进一步得到AB的中点坐标,然后再证明AB的中点在曲线C上,最后由AB中点的纵坐标相等求得实数p的值.
【解答】解:由y=x3﹣3px2,得y′=3x2﹣6px,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则曲线C在A,B处的切线的斜率分别为,
∵曲线C在A,B处的切线平行,
∴=,
令==m,
∴x1,x2是方程3x2﹣6px﹣m=0的两个根,
则x1+x2=2p,
下面证线段AB的中点在曲线C上,
∵=
=,
而=﹣2p3,
∴线段AB的中点在曲线C上,
由x1+x2=2p,知线段的中点为(p,﹣p﹣1),
∴﹣p﹣1=p3﹣3p•p2=﹣2p3,解得p=1.
故答案为:1.
16.半径为1的球的内部有4个大小相同的半径为r的小球,则小球半径r可能的最大值为 ﹣2 .
【考点】球的体积和表面积.
【分析】由题意,四个小球两两相切并且四个小球都与大球相切时,这些小球的半径最大,以四个小球球心为顶点的正四面体棱长为2r,该正四面体的中心(外接球球心)就是大球的球心,求出正四面体的外接球半径,即可求得结论.
【解答】解:由题意,四个小球两两相切并且四个小球都与大球相切时,这些小球的半径最大.
以四个小球球心为顶点的正四面体棱长为2r,该正四面体的中心(外接球球心)就是大球的球心,
该正四面体的高为=r,
设正四面体的外接球半径为x,则x2=(r﹣x)2+(r)2,
∴x=r,
∴1=r+r,
∴r==﹣2.
故答案为:﹣2.
三、解答题(本大题共5小题,共70分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤)
17.等比数列{an}的前n项和为S„,已知S1,S3,S2,成等差数列.
(1)求{an}的公比q;
(2)等差数列{bn}中,b5=9,公差d=4q,求数列{bn}的前n项和Tn的最大值.
【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.
【分析】(1)由S1,S3,S2,成等差数列,可得S1+S2=2S3,化为:2a3=﹣a2,可得q=.
(2)d=4q=﹣2,b5=9,解得b1.利用等差数列的求和公式可得Tn,再利用二次函数的性质即可得出.
【解答】解:(1)∵S1,S3,S2,成等差数列,∴S1+S2=2S3,
∴2a1+a2=2(a1+a2+a3),化为:2a3=﹣a2,
∴q==.
(2)d=4q=﹣2,
∴b1﹣2×4=9,解得b1=17.
∴Tn=17n+=﹣n2+18n=﹣(n﹣9)2+81,
当n=9时,Tn取得最大值81.
18.山东省第二十三届运动会将于2014年9月16日在济宁市开幕,为办好省运会,济宁市计划招募各类志愿者1.2万人.为做好宣传工作,招募小组对济宁市15﹣40岁的人群随机抽取了100人,回答“省运会”的有关知识,根据统计结果制作了如下的统计图及表:
组号
按年龄分组
回答完全正确人数
回答完全正确人数占本组频率
1
[15,20)
5
0.5
2
[20,25)
a
0.9
3
[25,30)
27
x
4
[30,35)
9
0.36
5
[35,40)
3
0.2
(Ⅰ)分别求出表2中的a、x的值;
(Ⅱ)若在第2、3、4组回答完全正确的人中,用分层抽样的方法抽取6人,则各组应分别抽取多少人?
(Ⅲ)在(II)的前提下,招募小组决定在所抽取的6人中,随机抽取2人颁发幸运奖,求获奖的2人均来自第3组的概率.
【考点】古典概型及其概率计算公式;频率分布直方图.
【分析】(Ⅰ)通过频率分布直方图可求出第2,3组人数频率,从而确定其人数,然后即可求出表2中的a、x的值;
(Ⅱ)根据分层抽样的性质直接计算即可;
(Ⅲ)列举抽取2人所有基本事件,找出的基本事件,利用古典概型计算即可.
【解答】解:(Ⅰ)由频率直方图可知,第2,3组总人数分别为:20人,30人.
∴a=0.9×20=18(人).x==0.9.
(Ⅱ)在第2,3,4组回答完全正确的人共有54人,用分层抽样的方法抽取6人,
则各组分别抽取:
第2组: =2人;
第3组: =3人;
第4组: =1人.
∴应在第2,3,4组分别抽取2人,3人,1人.
(Ⅲ)分别记第2组的2人为A1,A2,第3组的3人为B1,B2,B3,第4组的1人为C.
则从6人中随机抽取2人的所有可能的结果为:
(A1,A2),(A1,B1),(A1,B2),(A1,B3),(A1,C),
(A2,B1),(A2,B2),(A2,B3),(A2,C),
(B1,B2),(B1,B3),(B1,C),
(B2,B3),(B2,C),(B3,C)
共15种情况.
获奖2人均来自第3组的有:(B1,B2),(B1,B3)(B2,B3)共3种情况.
故获奖2人均来自第3组的概率为=.
19.如图,四边形ABCD为矩形,DA⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,BF⊥平面ACE于点F,且点F在CE上.
(Ⅰ)求证:AE⊥BE;
(Ⅱ)求三棱锥D﹣AEC的体积.
【考点】空间中直线与直线之间的位置关系;棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的性质.
【分析】(Ⅰ)由题意证明BC⊥平面ABE,得AE⊥BC,再结合条件证明AE⊥平面BCE,再证出AE⊥BE;
(Ⅱ)利用题意得到平面ACD⊥平面ABE,作出交线的垂线,利用换低求三棱锥体积.
【解答】(Ⅰ)证明:由题意知,AD⊥平面ABE,且AD∥BC
∴BC⊥平面ABE,∵AE⊂平面ABE
∴AE⊥BC,
∵BF⊥平面ACE,且AE⊂平面ABE
∴BF⊥AE,又BC∩BF=B,
∴AE⊥平面BCE,
又∵BE⊂平面BCE,
∴AE⊥BE.
(Ⅱ)在△ABE中,过点E作EH⊥AB于点H,
∵AD⊥平面ABE,且AD⊂平面ACD,
∴平面ACD⊥平面ABE,∴EH⊥平面ACD.
由已知及(Ⅰ)得EH=AB=,S△ADC=2.
故VD﹣ABC=VE﹣ADC=×2×=.
20.已知直线2x﹣2y﹣1=0与抛物线C:x2=2py(p>0)相切.
(1)求p的值;
(2)过点M(0,1)作直线l与抛物线C交于A,B两点,抛物线C在A,B两点处的切线分别为l1,l2,直线l1,l2交于点P,求点P的轨迹方程.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】(1)抛物线C:x2=2py的方程可可化为:y=x2,则y′=,根据切线斜率为1,求出切点坐标为(p,p﹣),代入抛物线方程可得p的值;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线l的方程为y=kx+1,联立抛物线方程可得x1+x2=2k,x1•x2=﹣2,求出两条切线的方程,进而求出交点P的坐标,进而可得点P的轨迹方程.
【解答】解:(1)抛物线C:x2=2py的方程可可化为:y=x2,
则y′=,
∵直线2x﹣2y﹣1=0与抛物线C:x2=2py(p>0)相切,直线2x﹣2y﹣1=0的斜率为1,
故切点坐标为(p,p﹣),
代入抛物线C:x2=2py得:p2=2p2﹣p,
解得:p=1;
(2)显然直线l的斜率存在,
故可设直线l的方程为y=kx+1,
由,得x2﹣2kx﹣2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
∴x1+x2=2k,x1•x2=﹣2.
∵抛物线C的方程为y=x2,
求导得y′=x,
∴过抛物线C上A、B两点的切线方程分别是y﹣x12=x1(x﹣x1),y﹣x22=x2(x﹣x2),
即 y=x1x﹣x12,y=x2x﹣x22,
解得两条切线l1、l2的交点P的坐标为(, x1x2),
即P(k,﹣1),
故点P的轨迹方程为直线p=﹣1.
21.已知函数f(x)=(x2﹣2x)•lnx+ax2+2
(Ⅰ)当a=﹣1时,求f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)设函数g(x)=f(x)﹣x﹣2;
(i)若函数g(x)有且仅有一个零点时,求a的值;
(ii)在(i)的条件下,若e﹣2<x<e,g(x)≤m,求m的取值范围.
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值.
【分析】(Ⅰ)当a=﹣1时,求导数,可得切线斜率,求出切点坐标,即可求f(x)在(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)(i)令g(x)=f(x)﹣x﹣2=0,可得a=,令h(x)=,证明h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,可得h(x)max=h(1)=1,即可求a的值;
(ii)若e﹣2<x<e,g(x)≤m,只需证明g(x)max≤m,即可求m的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)当a=﹣1时,f(x)=(x2﹣2x)•lnx﹣x2+2,定义域(0,+∞)
∴f′(x)=(2x﹣2)•lnx+(x﹣2)﹣2x.
∴f′(1)=﹣3,
又f(1)=1,
∴f(x)在(1,f(1))处的切线方程3x+y﹣4=0.
(Ⅱ)(ⅰ)令g(x)=f(x)﹣x﹣2=0
则(x2﹣2x)•lnx+ax2+2=x+2,即a=
令h(x)=,
则h′(x)=
令t(x)=1﹣x﹣2lnx,则t′(x)=
∵x>0,∴t′(x)<0,
∴t(x)在(0,+∞)上是减函数,
又∵t(1)=h′(1)=0,
∴当0<x<1时,h′(x)>0,当x>1时,h′(x)<0,
∴h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
∴h(x)max=h(1)=1,
∴当函数g(x)有且仅有一个零点时a=1,
(ⅱ)当a=1时,g(x)=(x2﹣2x)•lnx+x2﹣x,
若e﹣2<x<e,g(x)≤m,只需证明g(x)max≤m,
∴g′(x)=(x﹣1)(3+2lnx),
令g′(x)=0得x=1或x=
又∵e﹣2<x<e,
∴函数g(x)在(e﹣2, )上单调递增,在(,1)上单调递减,在(1,e)上单调递增
又g()=﹣e﹣3+2,g(e)=2e2﹣3e
∵g()=﹣e﹣3+2<2<2e<2e(e﹣)=g(e),
∴g()<g(e),
∴m≥2e2﹣3e
请考生在第22、23、24三题中任选一题做答,如果多做,那么按所做的第一题记分.选修4-1:几何证明选讲
22.已知AB为半圆O的直径,AB=4,C为半圆上一点,过点C作半圆的切线CD,过点A作AD⊥CD于D,交半圆于点E,DE=1.
(Ⅰ)求证:AC平分∠BAD;
(Ⅱ)求BC的长.
【考点】圆的切线的性质定理的证明;圆內接多边形的性质与判定.
【分析】(Ⅰ)连接OC,因为OA=OC,所以∠OAC=∠OCA,再证明OC∥AD,即可证得AC平分∠BAD.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,从而BC=CE,利用ABCE四点共圆,可得∠B=∠CED,从而有,故可求BC的长.
【解答】(Ⅰ)证明:连接OC,因为OA=OC,所以∠OAC=∠OCA,
因为CD为半圆的切线,所以OC⊥CD,
又因为AD⊥CD,所以OC∥AD,
所以∠OCA=∠CAD,∠OAC=∠CAD,所以AC平分∠BAD.
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)知,∴BC=CE,
连接CE,因为ABCE四点共圆,∠B=∠CED,所以cosB=cos∠CED,
所以,所以BC=2.
选修4-4:坐标系与参数方程
23.在平面直角坐标系xOy中,已知C1:(θ为参数),将C1上的所有点的横坐标、纵坐标分别伸长为原来的和2倍后得到曲线C2以平面直角坐标系xOy的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,取相同的单位长度建立极坐标系,已知直线l:ρ(cosθ+sinθ)=4
(1)试写出曲线C1的极坐标方程与曲线C2的参数方程;
(2)在曲线C2上求一点P,使点P到直线l的距离最小,并求此最小值.
【考点】参数方程化成普通方程.
【分析】(1)把C1消去参数化为普通方程为 x2+y2=1,再化为极坐标方程.根据函数图象的伸缩变换规律可得曲线C2的普通方程,再化为极参数方程.
(2)先求得直线l的直角坐标方程,设点P(cosθ,2sinθ),求得点P到直线的距离为d=,故当sin(θ+)=1时,即θ=2kπ+,k∈z时,点P到直线l的距离的最小值,从而求得P的坐标以及此最小值
【解答】解:(1)把C1:(θ为参数),消去参数化为普通方程为 x2+y2=1,
故曲线C1:的极坐标方程为ρ=1.
再根据函数图象的伸缩变换规律可得曲线C2的普通方程为+=1,即 +=1.
故曲线C2的极参数方程为 (θ为参数).
(2)直线l:ρ(cosθ+sinθ)=4,即 x+y﹣4=0,设点P(cosθ,2sinθ),
则点P到直线的距离为d==,
故当sin(θ+)=1时,d取得最小值,此时,θ=2kπ+,k∈z,点P(1,),
故曲线C2上有一点P(1,)满足到直线l的距离的最小值为﹣.
选修4-5:不等式选讲
24.已知函数f(x)=|x﹣2|,g(x)=﹣|x+3|+m.
(Ⅰ)若关于x的不等式g(x)≥0的解集为{x|﹣5≤x≤﹣1},求实数m的值;
(Ⅱ)若f(x)>g(x)对于任意的x∈R恒成立,求实数m的取值范围.
【考点】函数恒成立问题;绝对值不等式的解法.
【分析】(Ⅰ)利用关于x的不等式g(x)≥0的解集为{x|﹣5≤x≤﹣1},建立方程组,即可求实数m的值;
(Ⅱ)若f(x)>g(x)恒成立,所以|x﹣2|+|x+3|>m恒成立,求出左边的最小值,即可求实数m的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)因为g(x)=﹣|x+3|+m≥0,
所以|x+3|≤m,所以﹣m﹣3≤x≤m﹣3,
由题意,所以m=2; …
(Ⅱ)若f(x)>g(x)恒成立,所以|x﹣2|+|x+3|>m恒成立,
因为|x﹣2|+|x+3|≥|(x﹣2)﹣(x+3)|=5,当且仅当(x﹣2)(x+3)≤0时取等,
所以m<5.….
2016年11月8日