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- 2021-07-01 发布
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2015年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(5分)设复数z满足=i,则|z|=( )
A.1 B. C. D.2
2.(5分)sin20°cos10°﹣cos160°sin10°=( )
A. B. C. D.
3.(5分)设命题p:∃n∈N,n2>2n,则¬p为( )
A.∀n∈N,n2>2n B.∃n∈N,n2≤2n C.∀n∈N,n2≤2n D.∃n∈N,n2=2n
4.(5分)投篮测试中,每人投3次,至少投中2次才能通过测试.己知某同学每次投篮投中的概率为0.6,且各次投篮是否投中相互独立,则该同学通过测试的概率为( )
A.0.648 B.0.432 C.0.36 D.0.312
5.(5分)已知M(x0,y0)是双曲线C:=1上的一点,F1,F2是C的两个焦点,若<0,则y0的取值范围是( )
A. B. C. D.
6.(5分)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:”今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺.问:积及为米几何?“其意思为:”在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的体积和堆放的米各为多少?“已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米约有( )
A.14斛 B.22斛 C.36斛 D.66斛
7.(5分)设D为△ABC所在平面内一点,,则( )
A. B.
C. D.
8.(5分)函数f(x)=cos(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(x)的单调递减区间为( )
A.(kπ﹣,kπ+,),k∈z B.(2kπ﹣,2kπ+),k∈z
C.(k﹣,k+),k∈z D.(,2k+),k∈z
9.(5分)执行如图所示的程序框图,如果输入的t=0.01,则输出的n=( )
A.5 B.6 C.7 D.8
10.(5分)(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为( )
A.10 B.20 C.30 D.60
11.(5分)圆柱被一个平面截去一部分后与半球(半径为r)组成一个几何体,该几何体三视图中的正视图和俯视图如图所示.若该几何体的表面积为16+20π,则r=( )
A.1 B.2 C.4 D.8
12.(5分)设函数f(x)=ex(2x﹣1)﹣ax+a,其中a<1,若存在唯一的整数x0使得f(x0)<0,则a的取值范围是( )
A.[) B.[) C.[) D.[)
二、填空题(本大题共有4小题,每小题5分)
13.(5分)若函数f(x)=xln(x+)为偶函数.则a= .
14.(5分)一个圆经过椭圆
=1的三个顶点.且圆心在x轴的正半轴上.则该圆标准方程为 .
15.(5分)若x,y满足约束条件.则的最大值为 .
16.(5分)在平面四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=75°.BC=2,则AB的取值范围是 .
三、解答题:
17.(12分)Sn为数列{an}的前n项和,己知an>0,an2+2an=4Sn+3
(I)求{an}的通项公式:
(Ⅱ)设bn=,求数列{bn}的前n项和.
18.(12分)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=120°,E,F是平面ABCD同一侧的两点,BE丄平面ABCD,DF丄平面 ABCD,BE=2DF,AE丄EC.
(Ⅰ)证明:平面AEC丄平面AFC
(Ⅱ)求直线AE与直线CF所成角的余弦值.
19.(12分)某公司为确定下一年度投入某种产品的宣传费,需了解年宣传费x(单位:千元)对年销售量y(单位:t)和年利润z(单位:千元)的影响,对近8年的年宣传费xi和年销售量yi(i=1,2,…,8)数据作了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.
(xi﹣)2
(wi﹣)2
(xi﹣)(yi﹣)
(wi﹣)(yi﹣)
46.6
563
6.8
289.8
1.6
1469
108.8
表中wi=1,=
(Ⅰ)根据散点图判断,y=a+bx与y=c+d哪一个适宜作为年销售量y关于年宣传费x的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由)
(Ⅱ)根据(Ⅰ)的判断结果及表中数据,建立y关于x的回归方程;
(Ⅲ)已知这种产品的年利润z与x、y的关系为z=0.2y﹣x.根据(Ⅱ)的结果回答下列问题:
(i)年宣传费x=49时,年销售量及年利润的预报值是多少?
(ii)年宣传费x为何值时,年利润的预报值最大?
附:对于一组数据(u1 v1),(u2 v2)…..(un vn),其回归线v=α+βu的斜率和截距的最小二乘估计分别为:=,=﹣.
20.(12分)在直角坐标系xOy中,曲线C:y=与直线l:y=kx+a(a>0)交于M,N两点.
(Ⅰ)当k=0时,分別求C在点M和N处的切线方程.
(Ⅱ)y轴上是否存在点P,使得当k变动时,总有∠OPM=∠OPN?(说明理由)
21.(12分)已知函数f(x)=x3+ax+,g(x)=﹣lnx
(i)当 a为何值时,x轴为曲线y=f(x)的切线;
(ii)用min {m,n }表示m,n中的最小值,设函数h(x)=min { f(x),g(x)}(x>0),讨论h(x)零点的个数.
选修4一1:几何证明选讲
22.(10分)如图,AB是⊙O的直径,AC是⊙O的切线,BC交⊙O于点E.
(Ⅰ)若D为AC的中点,证明:DE是⊙O的切线;
(Ⅱ)若OA=CE,求∠ACB的大小.
选修4一4:坐标系与参数方程
23.(10分)在直角坐标系xOy中,直线C1:x=﹣2,圆C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求C1,C2的极坐标方程;
(Ⅱ)若直线C3的极坐标方程为θ=(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN的面积.
选修4一5:不等式选讲
24.(10分)已知函数f(x)=|x+1|﹣2|x﹣a|,a>0.
(Ⅰ)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(Ⅱ)若f(x)的图象与x轴围成的三角形面积大于6,求a的取值范围.
2015年全国统一高考数学试卷(理科)(新课标Ⅰ)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(5分)(2015•新课标Ⅰ)设复数z满足=i,则|z|=( )
A.1 B. C. D.2
【分析】先化简复数,再求模即可.
【解答】解:∵复数z满足=i,
∴1+z=i﹣zi,
∴z(1+i)=i﹣1,
∴z==i,
∴|z|=1,
故选:A.
2.(5分)(2015•新课标Ⅰ)sin20°cos10°﹣cos160°sin10°=( )
A. B. C. D.
【分析】直接利用诱导公式以及两角和的正弦函数,化简求解即可.
【解答】解:sin20°cos10°﹣cos160°sin10°
=sin20°cos10°+cos20°sin10°
=sin30°
=.
故选:D.
3.(5分)(2015•新课标Ⅰ)设命题p:∃n∈N,n2>2n,则¬p为( )
A.∀n∈N,n2>2n B.∃n∈N,n2≤2n C.∀n∈N,n2≤2n D.∃n∈N,n2=2n
【分析】根据特称命题的否定是全称命题即可得到结论.
【解答】解:命题的否定是:∀n∈N,n2≤2n,
故选:C.
4.(5分)(2015•新课标Ⅰ)投篮测试中,每人投3次,至少投中2次才能通过测试.己知某同学每次投篮投中的概率为0.6,且各次投篮是否投中相互独立,则该同学通过测试的概率为( )
A.0.648 B.0.432 C.0.36 D.0.312
【分析】判断该同学投篮投中是独立重复试验,然后求解概率即可.
【解答】解:由题意可知:同学3次测试满足X∽B(3,0.6),
该同学通过测试的概率为=0.648.
故选:A.
5.(5分)(2015•新课标Ⅰ)已知M(x0,y0)是双曲线C:=1上的一点,F1,F2是C的两个焦点,若<0,则y0的取值范围是( )
A. B. C. D.
【分析】利用向量的数量积公式,结合双曲线方程,即可确定y0的取值范围.
【解答】解:由题意,=(﹣x0,﹣y0)•(﹣﹣x0,﹣y0)=x02﹣3+y02=3y02﹣1<0,
所以﹣<y0<.
故选:A.
6.(5分)(2015•新课标Ⅰ)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:”今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺.问:积及为米几何?“其意思为:”在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的体积和堆放的米各为多少?“已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米约有( )
A.14斛 B.22斛 C.36斛 D.66斛
【分析】根据圆锥的体积公式计算出对应的体积即可.
【解答】解:设圆锥的底面半径为r,则r=8,
解得r=,
故米堆的体积为××π×()2×5≈,
∵1斛米的体积约为1.62立方,
∴÷1.62≈22,
故选:B.
7.(5分)(2015•新课标Ⅰ)设D为△ABC所在平面内一点,,则( )
A. B.
C. D.
【分析】将向量利用向量的三角形法则首先表示为,然后结合已知表示为的形式.
【解答】解:由已知得到如图
由===;
故选:A.
8.(5分)(2015•新课标Ⅰ)函数f(x)=cos(ωx+φ)的部分图象如图所示,则f(x)的单调递减区间为( )
A.(kπ﹣,kπ+,),k∈z B.(2kπ﹣,2kπ+),k∈z
C.(k﹣,k+),k∈z D.(,2k+),k∈z
【分析】由周期求出ω,由五点法作图求出φ,可得f(x)的解析式,再根据余弦函数的单调性,求得f(x)的减区间.
【解答】解:由函数f(x)=cos(ωx+ϕ)的部分图象,可得函数的周期为=2(﹣)=2,∴ω=π,f(x)=cos(πx+ϕ).
再根据函数的图象以及五点法作图,可得+ϕ=,k∈z,即ϕ=,f(x)=cos(πx+).
由2kπ≤πx+≤2kπ+π,求得 2k﹣≤x≤2k+,故f(x)的单调递减区间为(,2k+),k∈z,
故选:D.
9.(5分)(2015•新课标Ⅰ)执行如图所示的程序框图,如果输入的t=0.01,则输出的n=( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【分析】由已知中的程序框图可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量n的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.
【解答】解:第一次执行循环体后,S=,m=,n=1,不满足退出循环的条件;
再次执行循环体后,S=,m=,n=2,不满足退出循环的条件;
再次执行循环体后,S=,m=,n=3,不满足退出循环的条件;
再次执行循环体后,S=,m=,n=4,不满足退出循环的条件;
再次执行循环体后,S=,m=,n=5,不满足退出循环的条件;
再次执行循环体后,S=,m=,n=6,不满足退出循环的条件;
再次执行循环体后,S=,m=,n=7,满足退出循环的条件;
故输出的n值为7,
故选:C
10.(5分)(2015•新课标Ⅰ)(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为( )
A.10 B.20 C.30 D.60
【分析】利用展开式的通项,即可得出结论.
【解答】解:(x2+x+y)5的展开式的通项为Tr+1=,
令r=2,则(x2+x)3的通项为=,
令6﹣k=5,则k=1,
∴(x2+x+y)5的展开式中,x5y2的系数为=30.
故选:C.
11.(5分)(2015•新课标Ⅰ)圆柱被一个平面截去一部分后与半球(半径为r)组成一个几何体,该几何体三视图中的正视图和俯视图如图所示.若该几何体的表面积为16+20π,则r=( )
A.1 B.2 C.4 D.8
【分析】通过三视图可知该几何体是一个半球拼接半个圆柱,计算即可.
【解答】解:由几何体三视图中的正视图和俯视图可知,
截圆柱的平面过圆柱的轴线,
该几何体是一个半球拼接半个圆柱,
∴其表面积为:×4πr2+×πr22r×2πr+2r×2r+×πr2=5πr2+4r2,
又∵该几何体的表面积为16+20π,
∴5πr2+4r2=16+20π,解得r=2,
故选:B.
12.(5分)(2015•新课标Ⅰ)设函数f(x)=ex(2x﹣1)﹣ax+a,其中a<1,若存在唯一的整数x0使得f(x0)<0,则a的取值范围是( )
A.[) B.[) C.[) D.[)
【分析】设g(x)=ex(2x﹣1),y=ax﹣a,问题转化为存在唯一的整数x0使得g(x0)在直线y=ax﹣a的下方,求导数可得函数的极值,数形结合可得﹣a>g(0)=﹣1且g(﹣1)=﹣3e﹣1≥﹣a﹣a,解关于a的不等式组可得.
【解答】解:设g(x)=ex(2x﹣1),y=ax﹣a,
由题意知存在唯一的整数x0使得g(x0)在直线y=ax﹣a的下方,
∵g′(x)=ex(2x﹣1)+2ex=ex(2x+1),
∴当x<﹣时,g′(x)<0,当x>﹣时,g′(x)>0,
∴当x=﹣时,g(x)取最小值﹣2,
当x=0时,g(0)=﹣1,当x=1时,g(1)=e>0,
直线y=ax﹣a恒过定点(1,0)且斜率为a,
故﹣a>g(0)=﹣1且g(﹣1)=﹣3e﹣1≥﹣a﹣a,解得≤a<1
故选:D
二、填空题(本大题共有4小题,每小题5分)
13.(5分)(2015•新课标Ⅰ)若函数f(x)=xln(x+)为偶函数.则a= 1 .
【分析】由题意可得,f(﹣x)=f(x),代入根据对数的运算性质即可求解
【解答】解:∵f(x)=xln(x+)为偶函数,
∴f(﹣x)=f(x),
∴(﹣x)ln(﹣x+)=xln(x+),
∴﹣ln(﹣x+)=ln(x+),
∴ln(﹣x+)+ln(x+)=0,
∴,
∴lna=0,
∴a=1.
故答案为:1.
14.(5分)(2015•新课标Ⅰ)一个圆经过椭圆=1的三个顶点.且圆心在x轴的正半轴上.则该圆标准方程为 (x﹣)2+y2= .
【分析】利用椭圆的方程求出顶点坐标,然后求出圆心坐标,求出半径即可得到圆的方程.
【解答】解:一个圆经过椭圆=1的三个顶点.且圆心在x轴的正半轴上.
可知椭圆的右顶点坐标(4,0),上下顶点坐标(0,±2),
设圆的圆心(a,0),则,解得a=,
圆的半径为:,
所求圆的方程为:(x﹣)2+y2=.
故答案为:(x﹣)2+y2=.
15.(5分)(2015•新课标Ⅰ)若x,y满足约束条件.则的最大值为 3 .
【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,利用数形结合确定的最大值.
【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分ABC).
设k=,则k的几何意义为区域内的点到原点的斜率,
由图象知OA的斜率最大,
由,解得,即A(1,3),
则kOA==3,
即的最大值为3.
故答案为:3.
16.(5分)(2015•新课标Ⅰ)在平面四边形ABCD中,∠A=∠B=∠C=75°.BC=2,则AB的取值范围是 (﹣,+) .
【分析】如图所示,延长BA,CD交于点E,设AD=x,AE=x,DE=x,CD=m,求出x+m=+,即可求出AB的取值范围.
【解答】解:方法一:
如图所示,延长BA,CD交于点E,则
在△ADE中,∠DAE=105°,∠ADE=45°,∠E=30°,
∴设AD=x,AE=x,DE=x,CD=m,
∵BC=2,
∴(x+m)sin15°=1,
∴x+m=+,
∴0<x<4,
而AB=x+m﹣x=+﹣x,
∴AB的取值范围是(﹣,+).
故答案为:(﹣,+).
方法二:
如下图,作出底边BC=2的等腰三角形EBC,B=C=75°,
倾斜角为150°的直线在平面内移动,分别交EB、EC于A、D,则四边形ABCD即为满足题意的四边形;
当直线移动时,运用极限思想,
①直线接近点C时,AB趋近最小,为﹣;
②直线接近点E时,AB趋近最大值,为+;
故答案为:(﹣,+).
三、解答题:
17.(12分)(2015•新课标Ⅰ)Sn为数列{an}的前n项和,己知an>0,an2+2an=4Sn+3
(I)求{an}的通项公式:
(Ⅱ)设bn=,求数列{bn}的前n项和.
【分析】(I)根据数列的递推关系,利用作差法即可求{an}的通项公式:
(Ⅱ)求出bn=,利用裂项法即可求数列{bn}的前n项和.
【解答】解:(I)由an2+2an=4Sn+3,可知an+12+2an+1=4Sn+1+3
两式相减得an+12﹣an2+2(an+1﹣an)=4an+1,
即2(an+1+an)=an+12﹣an2=(an+1+an)(an+1﹣an),
∵an>0,∴an+1﹣an=2,
∵a12+2a1=4a1+3,
∴a1=﹣1(舍)或a1=3,
则{an}是首项为3,公差d=2的等差数列,
∴{an}的通项公式an=3+2(n﹣1)=2n+1:
(Ⅱ)∵an=2n+1,
∴bn===(﹣),
∴数列{bn}的前n项和Tn=(﹣+…+﹣)=(﹣)=.
18.(12分)(2015•新课标Ⅰ)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=120°,E,F是平面ABCD同一侧的两点,BE丄平面ABCD,DF丄平面 ABCD,BE=2DF,AE丄EC.
(Ⅰ)证明:平面AEC丄平面AFC
(Ⅱ)求直线AE与直线CF所成角的余弦值.
【分析】(Ⅰ)连接BD,设BD∩AC=G,连接EG、EF、FG,运用线面垂直的判定定理得到EG⊥平面AFC,再由面面垂直的判定定理,即可得到;
(Ⅱ)以G为坐标原点,分别以GB,GC为x轴,y轴,|GB|为单位长度,建立空间直角坐标系G﹣xyz,求得A,E,F,C的坐标,运用向量的数量积的定义,计算即可得到所求角的余弦值.
【解答】解:(Ⅰ)连接BD,
设BD∩AC=G,
连接EG、EF、FG,
在菱形ABCD中,
不妨设BG=1,
由∠ABC=120°,
可得AG=GC=,
BE⊥平面ABCD,AB=BC=2,
可知AE=EC,又AE⊥EC,
所以EG=,且EG⊥AC,
在直角△EBG中,可得BE=,故DF=,
在直角三角形FDG中,可得FG=,
在直角梯形BDFE中,由BD=2,BE=,FD=,可得EF=,
从而EG2+FG2=EF2,则EG⊥FG,
AC∩FG=G,可得EG⊥平面AFC,
由EG⊂平面AEC,所以平面AEC⊥平面AFC;
(Ⅱ)如图,以G为坐标原点,分别以GB,GC为x轴,y轴,|GB|为单位长度,
建立空间直角坐标系G﹣xyz,由(Ⅰ)可得A(0,﹣,0),E(1,0,),
F(﹣1,0,),C(0,,0),
即有=(1,,),=(﹣1,﹣,),
故cos<,>===﹣.
则有直线AE与直线CF所成角的余弦值为.
19.(12分)(2015•新课标Ⅰ)某公司为确定下一年度投入某种产品的宣传费,需了解年宣传费x(单位:千元)对年销售量y(单位:t)和年利润z(单位:千元)的影响,对近8年的年宣传费xi和年销售量yi
(i=1,2,…,8)数据作了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.
(xi﹣)2
(wi﹣)2
(xi﹣)(yi﹣)
(wi﹣)(yi﹣)
46.6
563
6.8
289.8
1.6
1469
108.8
表中wi=1,=
(Ⅰ)根据散点图判断,y=a+bx与y=c+d哪一个适宜作为年销售量y关于年宣传费x的回归方程类型?(给出判断即可,不必说明理由)
(Ⅱ)根据(Ⅰ)的判断结果及表中数据,建立y关于x的回归方程;
(Ⅲ)已知这种产品的年利润z与x、y的关系为z=0.2y﹣x.根据(Ⅱ)的结果回答下列问题:
(i)年宣传费x=49时,年销售量及年利润的预报值是多少?
(ii)年宣传费x为何值时,年利润的预报值最大?
附:对于一组数据(u1 v1),(u2 v2)…..(un vn),其回归线v=α+βu的斜率和截距的最小二乘估计分别为:=,=﹣.
【分析】(Ⅰ)根据散点图,即可判断出,
(Ⅱ)先建立中间量w=,建立y关于w的线性回归方程,根据公式求出w,问题得以解决;
(Ⅲ)(i)年宣传费x=49时,代入到回归方程,计算即可,
(ii)求出预报值得方程,根据函数的性质,即可求出.
【解答】解:(Ⅰ)由散点图可以判断,y=c+d适宜作为年销售量y关于年宣传费x的回归方程类型;
(Ⅱ)令w=,先建立y关于w的线性回归方程,由于==68,
=﹣=563﹣68×6.8=100.6,
所以y关于w的线性回归方程为=100.6+68w,
因此y关于x的回归方程为=100.6+68,
(Ⅲ)(i)由(Ⅱ)知,当x=49时,年销售量y的预报值=100.6+68=576.6,
年利润z的预报值=576.6×0.2﹣49=66.32,
(ii)根据(Ⅱ)的结果可知,年利润z的预报值=0.2(100.6+68)﹣x=﹣x+13.6+20.12,
当==6.8时,即当x=46.24时,年利润的预报值最大.
20.(12分)(2015•新课标Ⅰ)在直角坐标系xOy中,曲线C:y=与直线l:y=kx+a(a>0)交于M,N两点.
(Ⅰ)当k=0时,分別求C在点M和N处的切线方程.
(Ⅱ)y轴上是否存在点P,使得当k变动时,总有∠OPM=∠OPN?(说明理由)
【分析】(I)联立,可得交点M,N的坐标,由曲线C:y=,利用导数的运算法则可得:y′=,利用导数的几何意义、点斜式即可得出切线方程.
(II)存在符合条件的点(0,﹣a),设P(0,b)满足∠OPM=∠OPN.M(x1,y1),N(x2,y2),直线PM,PN的斜率分别为:k1,k2.直线方程与抛物线方程联立化为x2﹣4kx﹣4a=0,利用根与系数的关系、斜率计算公式可得k1+k2=.k1+k2=0⇔直线PM,PN的倾斜角互补⇔∠OPM=∠
OPN.即可证明.
【解答】解:(I)联立,不妨取M,N,
由曲线C:y=可得:y′=,
∴曲线C在M点处的切线斜率为=,其切线方程为:y﹣a=,化为.
同理可得曲线C在点N处的切线方程为:.
(II)存在符合条件的点(0,﹣a),下面给出证明:
设P(0,b)满足∠OPM=∠OPN.M(x1,y1),N(x2,y2),直线PM,PN的斜率分别为:k1,k2.
联立,化为x2﹣4kx﹣4a=0,
∴x1+x2=4k,x1x2=﹣4a.
∴k1+k2=+==.
当b=﹣a时,k1+k2=0,直线PM,PN的倾斜角互补,
∴∠OPM=∠OPN.
∴点P(0,﹣a)符合条件.
21.(12分)(2015•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=x3+ax+,g(x)=﹣lnx
(i)当 a为何值时,x轴为曲线y=f(x)的切线;
(ii)用min {m,n }表示m,n中的最小值,设函数h(x)=min { f(x),g(x)}(x>0),讨论h(x)零点的个数.
【分析】(i)f′(x)=3x2+a.设曲线y=f(x)与x轴相切于点P(x0,0),则f(x0)=0,f′(x0)=0解出即可.
(ii)对x分类讨论:当x∈(1,+∞)时,g(x)=﹣lnx<0,可得函数h(x)=min { f(x),g(x)}≤g(x)<0,即可得出零点的个数.
当x=1时,对a分类讨论:a≥﹣,a<﹣,即可得出零点的个数;
当x∈(0,1)时,g(x)=﹣lnx>0,因此只考虑f(x)在(0,1)内的零点个数即可.对a分类讨论:①当a≤﹣3或a≥0时,②当﹣3<a<0时,利用导数研究其单调性极值即可得出.
【解答】解:(i)f′(x)=3x2+a.
设曲线y=f(x)与x轴相切于点P(x0,0),则f(x0)=0,f′(x0)=0,
∴,解得,a=.
因此当a=﹣时,x轴为曲线y=f(x)的切线;
(ii)当x∈(1,+∞)时,g(x)=﹣lnx<0,
∴函数h(x)=min { f(x),g(x)}≤g(x)<0,
故h(x)在x∈(1,+∞)时无零点.
当x=1时,若a≥﹣,则f(1)=a+≥0,
∴h(x)=min { f(1),g(1)}=g(1)=0,故x=1是函数h(x)的一个零点;
若a<﹣,则f(1)=a+<0,∴h(x)=min { f(1),g(1)}=f(1)<0,故x=1不是函数h(x)的零点;
当x∈(0,1)时,g(x)=﹣lnx>0,因此只考虑f(x)在(0,1)内的零点个数即可.
①当a≤﹣3或a≥0时,f′(x)=3x2+a在(0,1)内无零点,因此f(x)在区间(0,1)内单调,
而f(0)=,f(1)=a+,∴当a≤﹣3时,函数f(x)在区间(0,1)内有一个零点,
当a≥0时,函数f(x)在区间(0,1)内没有零点.
②当﹣3<a<0时,函数f(x)在内单调递减,在内单调递增,故当x=时,f(x)取得最小值=.
若>0,即,则f(x)在(0,1)内无零点.
若=0,即a=﹣,则f(x)在(0,1)内有唯一零点.
若<0,即,由f(0)=,f(1)=a+,
∴当时,f(x)在(0,1)内有两个零点.当﹣3<a时,f(x)在(0,1)内有一个零点.
综上可得:当或a<时,h(x)有一个零点;
当a=或时,h(x)有两个零点;
当时,函数h(x)有三个零点.
选修4一1:几何证明选讲
22.(10分)(2015•新课标Ⅰ)如图,AB是⊙O的直径,AC是⊙O的切线,BC交⊙O于点E.
(Ⅰ)若D为AC的中点,证明:DE是⊙O的切线;
(Ⅱ)若OA=CE,求∠ACB的大小.
【分析】(Ⅰ)连接AE和OE,由三角形和圆的知识易得∠OED=90°,可得DE是⊙O的切线;
(Ⅱ)设CE=1,AE=x,由射影定理可得关于x的方程x2=,解方程可得x值,可得所求角度.
【解答】解:(Ⅰ)连接AE,由已知得AE⊥BC,AC⊥AB,
在RT△ABC中,由已知可得DE=DC,∴∠DEC=∠DCE,
连接OE,则∠OBE=∠OEB,
又∠ACB+∠ABC=90°,∴∠DEC+∠OEB=90°,
∴∠OED=90°,∴DE是⊙O的切线;
(Ⅱ)设CE=1,AE=x,
由已知得AB=2,BE=,
由射影定理可得AE2=CE•BE,
∴x2=,即x4+x2﹣12=0,
解方程可得x=
∴∠ACB=60°
选修4一4:坐标系与参数方程
23.(10分)(2015•新课标Ⅰ)在直角坐标系xOy中,直线C1:x=﹣2,圆C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1,以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求C1,C2的极坐标方程;
(Ⅱ)若直线C3的极坐标方程为θ=(ρ∈R),设C2与C3的交点为M,N,求△C2MN的面积.
【分析】(Ⅰ)由条件根据x=ρcosθ,y=ρsinθ求得C1,C2的极坐标方程.
(Ⅱ)把直线C3的极坐标方程代入ρ2﹣3ρ+4=0,求得ρ1和ρ2的值,结合圆的半径可得C2M⊥C2N,从而求得△C2MN的面积•C2M•C2N的值.
【解答】解:(Ⅰ)由于x=ρcosθ,y=ρsinθ,∴C1:x=﹣2 的
极坐标方程为 ρcosθ=﹣2,
故C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1的极坐标方程为:
(ρcosθ﹣1)2+(ρsinθ﹣2)2=1,
化简可得ρ2﹣(2ρcosθ+4ρsinθ)+4=0.
(Ⅱ)把直线C3的极坐标方程θ=(ρ∈R)代入
圆C2:(x﹣1)2+(y﹣2)2=1,
可得ρ2﹣(2ρcosθ+4ρsinθ)+4=0,
求得ρ1=2,ρ2=,
∴|MN|=|ρ1﹣ρ2|=,由于圆C2的半径为1,∴C2M⊥C2N,
△C2MN的面积为•C2M•C2N=•1•1=.
选修4一5:不等式选讲
24.(10分)(2015•新课标Ⅰ)已知函数f(x)=|x+1|﹣2|x﹣a|,a>0.
(Ⅰ)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(Ⅱ)若f(x)的图象与x轴围成的三角形面积大于6,求a的取值范围.
【分析】
(Ⅰ)当a=1时,把原不等式去掉绝对值,转化为与之等价的三个不等式组,分别求得每个不等式组的解集,再取并集,即得所求.(Ⅱ)化简函数f(x)的解析式,求得它的图象与x轴围成的三角形的三个顶点的坐标,从而求得f(x)的图象与x轴围成的三角形面积;再根据f(x)的图象与x轴围成的三角形面积大于6,从而求得a的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)当a=1时,不等式f(x)>1,即|x+1|﹣2|x﹣1|>1,
即①,或②,
或③.
解①求得x∈∅,解②求得<x<1,解③求得1≤x<2.
综上可得,原不等式的解集为(,2).
(Ⅱ)函数f(x)=|x+1|﹣2|x﹣a|=,
由此求得f(x)的图象与x轴的交点A (,0),
B(2a+1,0),
故f(x)的图象与x轴围成的三角形的第三个顶点C(a,a+1),
由△ABC的面积大于6,
可得[2a+1﹣]•(a+1)>6,求得a>2.
故要求的a的范围为(2,+∞).
参与本试卷答题和审题的老师有:刘长柏;qiss;maths;changq;caoqz;豫汝王世崇;cst;lincy;吕静;双曲线;whgcn;沂蒙松(排名不分先后)
2017年2月3日
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