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- 2021-06-10 发布
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2014年湖北省高考数学试卷(文科)
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.(5分)已知全集U={1,2,3,4,5,6,7},集合A={1,3,5,6},则∁UA=( )
A.{1,3,5,6} B.{2,3,7} C.{2,4,7} D.{2,5,7}
2.(5分)i为虚数单位,()2=( )
A.1 B.﹣1 C.i D.﹣i
3.(5分)命题“∀x∈R,x2≠x”的否定是( )
A.∀x∉R,x2≠x B.∀x∈R,x2=x C.∃x∉R,x2≠x D.∃x∈R,x2=x
4.(5分)若变量x,y满足约束条件,则2x+y的最大值是( )
A.2 B.4 C.7 D.8
5.(5分)随机掷两枚质地均匀的骰子,它们向上的点数之和不超过5的概率记为p1,点数之和大于5的概率记为p2,点数之和为偶数的概率记为p3,则( )
A.p1<p2<p3 B.p2<p1<p3 C.p1<p3<p2 D.p3<p1<p2
6.(5分)根据如下样本数据:
x
3
4
5
6
7
8
y
4.0
2.5
﹣0.5
0.5
﹣2.0
﹣3.0
得到了回归方程=x+,则( )
A.>0,<0 B.>0,>0 C.<0,<0 D.<0,>0
7.(5分)在如图所示的空间直角坐标系O﹣xyz中,一个四面体的顶点坐标分别为(0,0,2),(2,2,0),(1,2,1),(2,2,2),给出的编号为①,②,③,④的四个图,则该四面体的正视图和俯视图分别为( )
A.①和② B.③和① C.④和③ D.④和②
8.(5分)设a,b是关于t的方程t2cosθ+tsinθ=0的两个不等实根,则过A(a,a2),B(b,b2)两点的直线与双曲线﹣=1的公共点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
9.(5分)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2﹣3x,则函数g(x)=f(x)﹣x+3的零点的集合为( )
A.{1,3} B.{﹣3,﹣1,1,3} C.{2﹣,1,3} D.{﹣2﹣,1,3}
10.(5分)《算数书》竹简于上世纪八十年代在湖北省江陵县张家山出土,这是我国现存最早的有系统的数学典籍,其中记载有求“囷盖”的术:置如其周,令相乘也,又以高乘之,三十六成一,该术相当于给出了由圆锥的底面周长L与高h,计算其体积V的近似公式V≈L2h,它实际上是将圆锥体积公式中的圆周率π近似取为3,那么,近似公式V≈L2h相当于将圆锥体积公式中的π近似取为( )
A. B. C. D.
二、填空题:本大题共7小题,每小题5分,共35分.
11.(5分)甲、乙两套设备生产的同类型产品共4800件,采用分层抽样的方法从中抽取一个容量为80的样本进行质量检测,若样本中有50件产品由甲设备生产,则乙设备生产的产品总数为 件.
12.(5分)若向量=(1,﹣3),||=||,•=0,则||= .
13.(5分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知A=,a=1,b=,则B= .
14.(5分)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,若输入n的值为4,则输出S的值为 .
15.(5分)如图所示,函数y=f(x)的图象由两条射线和三条线段组成,若∀x∈R,f(x)>f(x﹣1),则正实数a的取值范围为 .
16.(5分)某项研究表明:在考虑行车安全的情况下,某路段车流量F(单位时间内经过测量点的车辆数,单位:辆/小时)与车流速度v(假设车辆以相同速度v行驶,单位:米/秒)、平均车长l(单位:米)的值有关,其公式为F=.
(Ⅰ)如果不限定车型,l=6.05,则最大车流量为 辆/小时;
(Ⅱ)如果限定车型,l=5,则最大车流量比(Ⅰ)中的最大车流量增加 辆/小时.
17.(5分)已知圆O:x2+y2=1和点A(﹣2,0),若定点B(b,0)(b≠
﹣2)和常数λ满足:对圆O上任意一点M,都有|MB|=λ|MA|,则:
(Ⅰ)b= ;
(Ⅱ)λ= .
三、解答题
18.(12分)某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:f(t)=10﹣cost﹣sint,t∈[0,24).
(Ⅰ)求实验室这一天上午8时的温度;
(Ⅱ)求实验室这一天的最大温差.
19.(12分)已知等差数列{an}满足:a1=2,且a1,a2,a5成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)记Sn为数列{an}的前n项和,是否存在正整数n,使得Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.
20.(13分)如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E、F、P、Q、M、N分别是棱AB、AD、DD1、BB1、A1B1、A1D1的中点,求证:
(Ⅰ)直线BC1∥平面EFPQ;
(Ⅱ)直线AC1⊥平面PQMN.
21.(14分)π为圆周率,e=2.71828…为自然对数的底数.
(Ⅰ)求函数f(x)=的单调区间;
(Ⅱ)求e3,3e,eπ,πe,3π,π3这6个数中的最大数与最小数.
22.(14分)在平面直角坐标系xOy中,点M到点F(1,0)的距离比它到y轴的距离多1,记点M的轨迹为C.
(Ⅰ)求轨迹C的方程;
(Ⅱ)设斜率为k的直线l过定点P(﹣2,1),求直线l与轨迹C恰好有一个公共点、两个公共点、三个公共点时k的相应取值范围.
2014年湖北省高考数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.(5分)已知全集U={1,2,3,4,5,6,7},集合A={1,3,5,6},则∁UA=( )
A.{1,3,5,6} B.{2,3,7} C.{2,4,7} D.{2,5,7}
【分析】根据全集U以及A,求出A的补集即可.
【解答】解:∵全集U={1,2,3,4,5,6,7},集合A={1,3,5,6},
∴∁UA={2,4,7}.
故选:C.
【点评】此题考查了补集及其运算,熟练掌握补集的定义是解本题的关键.
2.(5分)i为虚数单位,()2=( )
A.1 B.﹣1 C.i D.﹣i
【分析】由条件里哦也难怪两个复数代数形式的乘除法法则,虚数单位i的幂运算性质,计算求得结果.
【解答】解:()2===﹣1,
故选:B.
【点评】本题主要考查两个复数代数形式的乘除法,虚数单位i的幂运算性质,属于基础题.
3.(5分)命题“∀x∈R,x2≠x”的否定是( )
A.∀x∉R,x2≠x B.∀x∈R,x2=x C.∃x∉R,x2≠x D.∃x∈R,x2=x
【分析】
根据全称命题的否定是特称命题,利用特称命题写出命题的否定命题.
【解答】解:根据全称命题的否定是特称命题,
∴命题的否定是:∃x0∈R,=x0.
故选:D.
【点评】本题考查了全称命题的否定,要注意命题的否定与命题的否命题是两个完全不同的命题,全称命题的否定是特称命题.
4.(5分)若变量x,y满足约束条件,则2x+y的最大值是( )
A.2 B.4 C.7 D.8
【分析】本题考查的知识点是线性规划,处理的思路为:根据已知的约束条件画出满足约束条件的可行域,再用角点法,求出目标函数的最大值.
【解答】解:满足约束条件的可行域如下图中阴影部分所示:
∵目标函数Z=2x+y,
∴ZO=0,ZA=4,ZB=7,ZC=4,
故2x+y的最大值是7,
故选:C.
【点评】用图解法解决线性规划问题时,分析题目的已知条件,找出约束条件和目标函数是关键,可先将题目中的量分类、列出表格,理清头绪,然后列出不等式组(方程组)寻求约束条件,并就题目所述找出目标函数.然后将可行域各角点的值一一代入,最后比较,即可得到目标函数的最优解.
5.(5分)随机掷两枚质地均匀的骰子,它们向上的点数之和不超过5的概率记为p1,点数之和大于5的概率记为p2,点数之和为偶数的概率记为p3,则( )
A.p1<p2<p3 B.p2<p1<p3 C.p1<p3<p2 D.p3<p1<p2
【分析】首先列表,然后根据表格点数之和不超过5,点数之和大于5,点数之和为偶数情况,再根据概率公式求解即可.
【解答】解:列表得:
(1,6)
(2,6)
(3,6)
(4,6)
(5,6)
(6,6)
(1,5)
(2,5)
(3,5)
(4,5)
(5,5)
(6,5)
(1,4)
(2,4)
(3,4)
(4,4)
(5,4)
(6,4)
(1,3)
(2,3)
(3,3)
(4,3)
(5,3)
(6,3)
(1,2)
(2,2)
(3,2)
(4,2)
(5,2)
(6,2)
(1,1)
(2,1)
(3,1)
(4,1)
(5,1)
(6,1)
∴一共有36种等可能的结果,
∴两个骰子点数之和不超过5的有10种情况,点数之和大于5的有26种情况,点数之和为偶数的有18种情况,
∴向上的点数之和不超过5的概率记为p1=,点数之和大于5的概率记为p2=,点数之和为偶数的概率记为p3=,
∴p1<p3<p2
故选:C.
【点评】本题考查了树状图法与列表法求概率.注意树状图法与列表法可以不重不漏的表示出所有等可能的结果.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
6.(5分)根据如下样本数据:
x
3
4
5
6
7
8
y
4.0
2.5
﹣0.5
0.5
﹣2.0
﹣3.0
得到了回归方程=x+,则( )
A.>0,<0 B.>0,>0 C.<0,<0 D.<0,>0
【分析】利用公式求出b,a,即可得出结论.
【解答】解:样本平均数=5.5,=0.25,
∴=﹣24.5,=17.5,∴b=﹣=﹣1.4,
∴a=0.25﹣(﹣1.4)•5.5=7.95,
故选:A.
【点评】本题考查线性回归方程的求法,考查最小二乘法,属于基础题.
7.(5分)在如图所示的空间直角坐标系O﹣xyz中,一个四面体的顶点坐标分别为(0,0,2),(2,2,0),(1,2,1),(2,2,2),给出的编号为①,②,③,④的四个图,则该四面体的正视图和俯视图分别为( )
A.①和② B.③和① C.④和③ D.④和②
【分析】在坐标系中,标出已知的四个点,根据三视图的画图规则,可得结论.
【解答】解:在坐标系中,标出已知的四个点,根据三视图的画图规则,可得三棱锥的正视图和俯视图分别为④②,
故选:D.
【点评】本题考查三视图的画法,做到心中有图形,考查空间想象能力,是基础题.
8.(5分)设a,b是关于t的方程t2cosθ+tsinθ=0的两个不等实根,则过A(a,a2),B(b,b2)两点的直线与双曲线﹣=1的公共点的个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【分析】求出过A(a,a2),B(b,b2)两点的直线为y=﹣x,结合双曲线的渐近线方程,可得结论.
【解答】解:∵a,b是关于t的方程t2cosθ+tsinθ=0的两个不等实根,
∴a+b=﹣,ab=0,
过A(a,a2),B(b,b2)两点的直线为y﹣a2=(x﹣a),即y=(b+a)x﹣ab,
即y=﹣x,
∵双曲线﹣=1的一条渐近线方程为y=﹣x,
∴过A(a,a2),B(b,b2)两点的直线与双曲线﹣=1的公共点的个数为0.
故选:A.
【点评】
本题考查双曲线的方程与性质,考查直线与双曲线的位置关系,考查学生的计算能力,属于中档题.
9.(5分)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2﹣3x,则函数g(x)=f(x)﹣x+3的零点的集合为( )
A.{1,3} B.{﹣3,﹣1,1,3} C.{2﹣,1,3} D.{﹣2﹣,1,3}
【分析】首先根据f(x)是定义在R上的奇函数,求出函数在R上的解析式,再求出g(x)的解析式,根据函数零点就是方程的解,问题得以解决.
【解答】解:∵f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2﹣3x,
令x<0,则﹣x>0,
∴f(﹣x)=x2+3x=﹣f(x)
∴f(x)=﹣x2﹣3x,
∴
∵g(x)=f(x)﹣x+3
∴g(x)=
令g(x)=0,
当x≥0时,x2﹣4x+3=0,解得x=1,或x=3,
当x<0时,﹣x2﹣4x+3=0,解得x=﹣2﹣,
∴函数g(x)=f(x)﹣x+3的零点的集合为{﹣2﹣,1,3}
故选:D.
【点评】本题考查函数的奇偶性及其应用,考查函数的零点,函数方程思想.
10.(5分)《算数书》竹简于上世纪八十年代在湖北省江陵县张家山出土,这是我国现存最早的有系统的数学典籍,其中记载有求“囷盖”的术:置如其周,令相乘也,又以高乘之,三十六成一,该术相当于给出了由圆锥的底面周长L与高h,计算其体积V的近似公式V≈L2h,它实际上是将圆锥体积公式中的圆周率π近似取为3,那么,近似公式V≈L2h相当于将圆锥体积公式中的π近似取为( )
A. B. C. D.
【分析】根据近似公式V≈L2h,建立方程,即可求得结论.
【解答】解:设圆锥底面圆的半径为r,高为h,则L=2πr,
∴=(2πr)2h,
∴π=.
故选:B.
【点评】本题考查圆锥体积公式,考查学生的阅读理解能力,属于基础题.
二、填空题:本大题共7小题,每小题5分,共35分.
11.(5分)甲、乙两套设备生产的同类型产品共4800件,采用分层抽样的方法从中抽取一个容量为80的样本进行质量检测,若样本中有50件产品由甲设备生产,则乙设备生产的产品总数为 1800 件.
【分析】根据样本容量为80,可得抽取的比例,再求得样本中由乙设备生产的产品数,乙设备生产的产品总数=.
【解答】解:∵样本容量为80,∴抽取的比例为=,
又样本中有50件产品由甲设备生产,∴样本中30件产品由乙设备生产,
∴乙设备生产的产品总数为30×60=1800.
故答案为:1800.
【点评】本题考查了分层抽样方法,熟练掌握分层抽样方法的特征是解题的关键.
12.(5分)若向量=(1,﹣3),||=||,•=0,则||= .
【分析】利用向量模的计算公式、向量垂直与数量积的关系即可得出.
【解答】解:设=(x,y),∵向量=(1,﹣3),||=||,•=0,
∴,解得或.
∴=(3,1),(﹣3,﹣1).
∴==(2,4)或(﹣4,2).
∴=.
故答案为:.
【点评】本题考查了向量模的计算公式、向量垂直与数量积的关系,属于基础题.
13.(5分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知A=,a=1,b=,则B= 或 .
【分析】利用正弦定理列出关系式,将a,sinA,b的值代入求出sinB的值,即可确定出B的度数.
【解答】解:∵在△ABC中,A=,a=1,b=,
∴由正弦定理=得:sinB===,
∵a<b,∴A<B,
∴B=或.
故答案为:或.
【点评】此题考查了正弦定理,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握正弦定理是解本题的关键.
14.(5分)阅读如图所示的程序框图,运行相应的程序,若输入n的值为4,则输出S的值为 40 .
【分析】由图知,每次进入循环体后,S的值被施加的运算是S=S+2k+k,故由此运算规律进行计算,当k=5时不满足条件k≤4,退出循环,输出S的值为40.
【解答】解:由题意,模拟执行程序,可得:
n=4,k=1,S=0
满足条件k≤4,S=0+21+1=3,k=2
满足条件k≤4,S=3+22+2=9,k=3
满足条件k≤4,S=9+23+3=20,k=4
满足条件k≤4,S=20+24+4=40,k=5
不满足条件k≤4,退出循环,输出S的值为40.
故答案为:40.
【点评】本题考查循环结构,已知运算规则与运算次数,求最后运算结果,是算法中一种常见的题型,属于基础题.
15.(5分)如图所示,函数y=f(x)的图象由两条射线和三条线段组成,若∀x∈R,f(x)>f(x﹣1),则正实数a的取值范围为 (0,) .
【分析】由已知中的函数图象可得f(4a)=a,f(﹣4a)=﹣a,若∀x∈R,f(x)>
f(x﹣1),则,解不等式可得正实数a的取值范围.
【解答】解:由已知可得:a>0,
且f(4a)=a,f(﹣4a)=﹣a,
若∀x∈R,f(x)>f(x﹣1),
则,解得a<,
故正实数a的取值范围为:(0,),
故答案为:(0,)
【点评】本题考查的知识点是函数的图象,其中根据已知分析出不等式组,是解答的关键.
16.(5分)某项研究表明:在考虑行车安全的情况下,某路段车流量F(单位时间内经过测量点的车辆数,单位:辆/小时)与车流速度v(假设车辆以相同速度v行驶,单位:米/秒)、平均车长l(单位:米)的值有关,其公式为F=.
(Ⅰ)如果不限定车型,l=6.05,则最大车流量为 1900 辆/小时;
(Ⅱ)如果限定车型,l=5,则最大车流量比(Ⅰ)中的最大车流量增加 100 辆/小时.
【分析】(Ⅰ)把l带入,分子分母同时除以v,利用基本不等式求得F的最大值.
(Ⅱ)把l带入,分子分母同时除以v,利用基本不等式求得F的最大值最后于(Ⅰ)中最大值作差即可.
【解答】解:(Ⅰ)F==,
∵v+≥2=22,当v=11时取最小值,
∴F=≤1900,
故最大车流量为:1900辆/小时;
(Ⅱ)F===,
∵v+≥2=20,
∴F≤2000,
2000﹣1900=100(辆/小时)
故最大车流量比(Ⅰ)中的最大车流量增加100辆/小时.
故答案为:1900,100
【点评】本题主要考查了基本不等式的性质.基本不等式应用时,注意“一正,二定,三相等”必须满足.
17.(5分)已知圆O:x2+y2=1和点A(﹣2,0),若定点B(b,0)(b≠﹣2)和常数λ满足:对圆O上任意一点M,都有|MB|=λ|MA|,则:
(Ⅰ)b= ﹣ ;
(Ⅱ)λ= .
【分析】(Ⅰ)利用|MB|=λ|MA|,可得(x﹣b)2+y2=λ2(x+2)2+λ2y2,由题意,取(1,0)、(﹣1,0)分别代入,即可求得b;
(Ⅱ)取(1,0)、(﹣1,0)分别代入,即可求得λ.
【解答】解:解法一:设点M(cosθ,sinθ),则由|MB|=λ|MA|得(cosθ﹣b)2+sin2θ=λ2[(cosθ+2)2+sin2θ],即
﹣2bcosθ+b2+1=4λ2cosθ+5λ2对任意θ都成立,所以.又由|MB|=λ|MA|得λ>0,且b≠﹣2,解得.
解法二:(Ⅰ)设M(x,y),则
∵|MB|=λ|MA|,
∴(x﹣b)2+y2=λ2(x+2)2+λ2y2,
由题意,取(1,0)、(﹣1,0)分别代入可得(1﹣b)2=λ2(1+2)2,(﹣1﹣b)2=λ2(﹣1+2)2,
∴b=﹣,λ=.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知λ=.
故答案为:﹣,.
【点评】本题考查圆的方程,考查赋值法的运用,考查学生的计算能力,属于基础题.
三、解答题
18.(12分)某实验室一天的温度(单位:℃)随时间t(单位:h)的变化近似满足函数关系:f(t)=10﹣cost﹣sint,t∈[0,24).
(Ⅰ)求实验室这一天上午8时的温度;
(Ⅱ)求实验室这一天的最大温差.
【分析】(Ⅰ)直接根据f(t)的解析式求得f(8)的值.
(Ⅱ)根据f(t)=10﹣2sin(+t),t∈[0,24),求得函数f(t)取得最大值和最小值,从而得到这一天的最大温差.
【解答】解:(Ⅰ)∵f(t)=10﹣cost﹣sint,t∈[0,24).
∴f(8)=10﹣cos﹣sin=10﹣×(﹣)﹣=10,
故实验室这一天上午8时的温度为10℃.
(Ⅱ)∵f(t)=10﹣cost﹣sint=10﹣2sin(+t),t∈[0,24).
∴<+t<,故当+t=,即t=14时,函数f(t)取得最大值为10+2=12,
当+t=,即t=2时,函数f(t)取得最小值为10﹣2=8,
故实验室这一天的最大温差为12﹣8=4℃.
【点评】本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象特征,正弦函数的值域,属于中档题.
19.(12分)已知等差数列{an}满足:a1=2,且a1,a2,a5成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)记Sn为数列{an}的前n项和,是否存在正整数n,使得Sn>60n+800?若存在,求n的最小值;若不存在,说明理由.
【分析】(Ⅰ)设出数列的公差,利用等比中项的性质建立等式求得d,则数列的通项公式可得.
(Ⅱ)利用(Ⅰ)中数列的通项公式,表示出Sn根据Sn>60n+800,解不等式根据不等式的解集来判断.
【解答】解:(Ⅰ)设数列{an}的公差为d,依题意,2,2+d,2+4d成比数列,故有(2+d)2=2(2+4d),
化简得d2﹣4d=0,解得d=0或4,
当d=0时,an=2,
当d=4时,an=2+(n﹣1)•4=4n﹣2.
(Ⅱ)当an=2时,Sn=2n,显然2n<60n+800,
此时不存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,
当an=4n﹣2时,Sn==2n2,
令2n2>60n+800,即n2﹣30n﹣400>0,
解得n>40,或n<﹣10(舍去),
此时存在正整数n,使得Sn>60n+800成立,n的最小值为41,
综上,当an=2时,不存在满足题意的正整数n,
当an=4n﹣2时,存在满足题意的正整数n,最小值为41
【点评】
本题主要考查了等差数列和等比数列的性质.要求学生对等差数列和等比数列的通项公式,求和公式熟练记忆.
20.(13分)如图,在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,E、F、P、Q、M、N分别是棱AB、AD、DD1、BB1、A1B1、A1D1的中点,求证:
(Ⅰ)直线BC1∥平面EFPQ;
(Ⅱ)直线AC1⊥平面PQMN.
【分析】(Ⅰ)要证直线BC1∥平面EFPQ,只需证BC1∥FP,且BC1⊄平面EFPQ即可,由AD1∥BC1,FP∥AD1即可证出;
(Ⅱ)要证直线AC1⊥平面PQMN,只需证出MN⊥AC1,且PN⊥AC1即可.
【解答】证明:(Ⅰ)在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,连接AD1,
∵AD1∥BC1,且F、P分别是AD、DD1的中点,
∴FP∥AD1,∴BC1∥FP,
又FP⊂平面EFPQ,且BC1⊄平面EFPQ,
∴直线BC1∥平面EFPQ;
(Ⅱ)连接AC、BD,B1D1,则AC⊥BD,
∵CC1⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,
∴CC1⊥BD;
又AC∩CC1=C,∴BD⊥平面ACC1,
又AC1⊂平面ACC1,∴BD⊥AC1;
又∵M、N分别是A1B1、A1D1的中点,
∴MN∥B1D1,
又B1D1∥BD,∴MN∥BD,
∴MN⊥AC1;
又PN∥A1D,A1D⊥AD1,C1D1⊥平面ADD1A1,
∴C1D1⊥AD1,
且AD1∩C1D1=D1,
∴A1D⊥平面AC1D1,
∴A1D⊥AC1,
∴PN⊥AC1;
又PN∩MN=N,∴直线AC1⊥平面PQMN.
【点评】本题考查了证明空间中的线面平行与线面垂直的问题,解题时应明确空间中的线面平行、线面垂直的判定方法是什么,也考查了逻辑思维能力与空间想象能力,是基础题.
21.(14分)π为圆周率,e=2.71828…为自然对数的底数.
(Ⅰ)求函数f(x)=的单调区间;
(Ⅱ)求e3,3e,eπ,πe,3π,π3这6个数中的最大数与最小数.
【分析】第(Ⅰ)问中,先根据分式求导法则,再解对数不等式即可;
第(Ⅱ)问中,可先将6个数分组,比较各组内数的大小后,再比较组与组之间的数的大小,而数的大小比较,可以考虑函数y=lnx,y=ex,y=πx的单调性.
【解答】解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(0,+∞).
由f(x)=得.
当f′(x)>0,即0<x<e时,f(x)单调递增;
当f′(x)<0,即x>e时,f(x)单调递减,
所以函数f(x)的单调递增区间为(0,e),单调递减区间为(e,+∞).
(Ⅱ)∵e<3<π,∴eln3<elnπ,πlne<πln3,
从而有ln3e<lnπe,lneπ<ln3π.
于是,根据函数y=lnx,y=ex,y=πx在定义域上单调递增,
可得3e<πe<π3,e3<eπ<3π,
∴这6个数的最大数在π3与3π之中,最小数在3e与e3之中.
由(Ⅰ)知,f(x)=在[e,+∞)上单调递减,
∴即
得∴
综上可知,6个数中的最大数是3π,最小数是3e.
【点评】1、求单调区间时,先写出函数的定义域,为后面取区间时作参考.
2、利用指数函数、对数函数的单调性比较数的大小时,应注意以下几个要点:
(1)寻找同底的指数式或对数式;
(2)分清是递增还是递减;
(3)把自变量的值放到同一个单调区间上.
22.(14分)在平面直角坐标系xOy中,点M到点F(1,0)的距离比它到y轴的距离多1,记点M的轨迹为C.
(Ⅰ)求轨迹C的方程;
(Ⅱ)设斜率为k的直线l过定点P(﹣2,1),求直线l与轨迹C恰好有一个公共点、两个公共点、三个公共点时k的相应取值范围.
【分析】(Ⅰ)设出M点的坐标,直接由题意列等式,整理后即可得到M的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设出直线l的方程为y﹣1=k(x+2),和(Ⅰ)中的轨迹方程联立化为关于y的一元二次方程,求出判别式,再在直线y﹣1=k(x+2)中取y=0得到.然后分判别式小于0、等于0、大于0结合x0<
0求解使直线l与轨迹C恰好有一个公共点、两个公共点、三个公共点时k的相应取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)设M(x,y),依题意得:|MF|=|x|+1,即,
化简得,y2=2|x|+2x.
∴点M的轨迹C的方程为;
(Ⅱ)在点M的轨迹C中,记C1:y2=4x(x≥0),C2:y=0(x<0).
依题意,可设直线l的方程为y﹣1=k(x+2).
由方程组,可得ky2﹣4y+4(2k+1)=0.
①当k=0时,此时y=1,把y=1代入轨迹C的方程,得.
故此时直线l:y=1与轨迹C恰好有一个公共点().
②当k≠0时,方程ky2﹣4y+4(2k+1)=0的判别式为△=﹣16(2k2+k﹣1).
设直线l与x轴的交点为(x0,0),
则由y﹣1=k(x+2),取y=0得.
若,解得k<﹣1或k>.
即当k∈时,直线l与C1没有公共点,与C2有一个公共点,
故此时直线l与轨迹C恰好有一个公共点.
若或,解得k=﹣1或k=或.
即当k=﹣1或k=时,直线l与C1只有一个公共点,与C2有一个公共点.
当时,直线l与C1有两个公共点,与C2无公共点.
故当k=﹣1或k=或时,直线l与轨迹C恰好有两个公共点.
若,解得﹣1<k<﹣或0<k<.
即当﹣1<k<﹣或0<k<时,直线l与C1有两个公共点,与C2有一个公共点.
此时直线l与C恰有三个公共点.
综上,当k∈∪{0}时,直线l与C恰有一个公共点;
当k∪{﹣1,}时,直线l与C恰有两个公共点;
当k∈时,直线l与轨迹C恰有三个公共点.
【点评】本题考查轨迹方程,考查了直线与圆锥曲线的关系,体现了分类讨论的数学思想方法,重点是做到正确分类,是中档题.
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