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- 2021-05-13 发布
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数学思想在解题中的应用(二)
一、选择题(每小题5分,共25分)
1.(2013·咸阳模拟)函数f(x)=x3-3bx+3b在(0,1)内有极小值,则b的取值范围是
( ).
A.(0,2) B.(0,1) C.(0,1] D.[0,2]
2.某单位安排7位员工在10月1日至7日值班,每天1人,每人值班1天,若7位员工中的甲、乙排在相邻两天,丙不排在10月1日,丁不排在10月7日,则不同的安排方案共有
( ).
A.504种 B.960种 C.1 008种 D.1 108种
3.已知双曲线的渐近线方程为y=±x,则双曲线的离心率为
( ).
A. B. C.或 D.或
4.在等比数列{an}中,a1=a,前n项和为Sn,若数列{an+1}成等差数列,则Sn等于
( ).
A.an+1-a B.n(a+1)
C.na D.(a+1)n-1
5.已知函数f(x)=-sin2x+sin x+a,若1≤f(x)≤对一切x∈R都成立,则参数a的取值范围为
( ).
A.3<a<4 B.3<a≤4 C.3≤a≤4 D.3≤a<4
二、填空题(每小题5分,共15分)
6.函数y=ax(a>0,且a≠1)在[1,2]上的最大值比最小值大,则a的值是________.
7.已知等差数列{an}的公差d≠0,且a1、a3、a9 成等比数列,则的值是________.
8.椭圆+=1 (a>b>0)的左、右顶点分别是A,B,左、右焦点分别是F1,F2.若|AF1|,|F1F2|,|F1B|成等比数列,则此椭圆的离心率为________.
三、解答题(本题共3小题,共35分)
9.(11分)已知数列{an}的前n项和Sn=n2+1,数列{bn}是首项为1,公比为b的等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求数列{anbn}的前n项和Tn.
10.(12分)如图,动圆C1:x2+y2=t2,1<t<3,与椭圆C2:+y2=1相交于A、B、C、D四点,点A1、A2分别为C2的左、右顶点.
(1)当t为何值时,矩形ABCD的面积取得最大值?并求出其最大面积;
(2)求直线AA1与直线A2B交点M的轨迹方程.
11.(12分)已知函数f(x)=+,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为x+2y-3=0.
(1)求a,b的值;
(2)如果当x>0,且x≠1时,f(x)>+,求k的取值范围.
参考答案
1.B [转化为f′(x)=3x2-3b在(0,1)内与x轴有两交点,只需f′(0)<0且f′(1)>0.即得0<b<1.]
2.C [①当丙在10月7日值班时共AA=240种;
②当丙不在10月7日值班时,若甲、乙有1人在10月7日值班时,共CCA=192种排法,若甲、乙不在10月7日值班时,共有C(CA+CAA)=576种.
综上知,共240+192+576=1 008种.]
3.D [当双曲线焦点在x轴上时,=,∴==e2-1=,∴e2=,∴e=;
当双曲线焦点在y轴上时,=,
∴==e2-1=,
∴e2=,∴e=.]
4.C [利用常数列判断a,a,a,…,则存在等差数列a+1,a+1,a+1,…或通过下列运算得到:2(aq+1)=(a+1)+(aq2+1),q=1,Sn=na.]
5.C [f(x)=-sin2x+sin x+a=-2+a+.
令t=sin x,t∈[-1,1],
∴f (x)变为g(t)=-2+a+,t∈[-1,1],
g(t)max=a+, g(t)min=a-2,1≤f(x)≤对x∈R恒成立,即g(t)max≤且g(t)min≥1恒成立,即3≤a≤4.]
6.解析 当a>1时,y=ax在[1,2]上递增,故a2-a=,得a=;当0<a<1时,y=ax在[1,2]上单调递减,故a-a2=,得a=.故a=或a=.
答案 或
7.解析 由题意知,只要满足a1、a3、a9成等比数列的条件,{an}取何种等差数列与所求代数式的值是没有关系的.因此,可把抽象数列化归为具体数列.比如,可选取数列an=n(n∈N*),则==.
答案
8.解析 依题意得|F1F2|2=|AF1|·|BF1|,即4c2=(a-c)·(a+c)=a2-c2,整理得5c2=
a2,得e==.
答案
9.解 (1)当n=1时,a1=S1=2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+1-(n-1)2-1=2n-1.
所以an=
(2)当b=1时, anbn=
此时Tn=2+3+5+…+(2n-1)=n2+1;
当b≠1时,anbn=
此时Tn=2+3b+5b2+…+(2n-1)bn-1,①
两端同时乘以b得,bTn=2b+3b2+5b3+…+(2n-1)bn.②
①-②得,
(1-b)Tn=2+b+2b2+2b3+…+2bn-1-(2n-1)bn
=2(1+b+b2+b3+…+bn-1)-(2n-1)bn-b
=-(2n-1)bn-b,
所以Tn=--.
所以Tn=
10.解 (1)设A(x0,y0),则矩形ABCD的面积S=4|x0||y0|.
由+y=1得y=1-,
从而xy=x=-2+.
当x=,y=时,Smax=6.从而t=时,矩形ABCD的面积最大,最大面积为6.
(2)由A(x0,y0),B(x0,-y0),A1(-3,0),A2(3,0)知直线AA1的方程为y=(x+3).①
直线A2B的方程为y=(x-3).②
由①②得y2=-(x2-9).③
又点A(x0,y0)在椭圆C2上,故y=1-.④
将④代入③得-y2=1(x<-3,y<0).
因此点M的轨迹方程为-y2=1(x<-3,y<0).
11.解 (1)f′(x)=-.
由于直线x+2y-3=0的斜率为-,且过点(1,1),故
即解得a=1,b=1.
(2)由(1)知f(x)=+,所以
f(x)-=.
考虑函数h(x)=2ln x+(x>0),则
h′(x)=.
(ⅰ)设k≤0,由h′(x)=知,当x≠1时,h′(x)<0.而h(1)=0,故当x∈(0,1)时,h(x)>0,可得h(x)>0;
当x∈(1,+∞)时,h(x)<0,可得h(x)>0.
从而当x>0,且x≠1时,f(x)->0,
即f(x)>+.
(ⅱ)设0<k<1,由于当x∈时,(k-1)(x2+1)+2x>0,
故h′(x)>0.而h(1)=0,故当x∈时,h(x)>0,可得h(x)<0.与题设矛盾.
(ⅲ)设k≥1.此时h′(x)>0,而h(1)=0,故当x∈(1,+∞)时,h(x)>0,可得h(x)<0.与题设矛盾.综合得k的取值范围为(-∞,0].