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- 2021-06-10 发布
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2014年山东省高考数学试卷(理科)
一、选择题(共10小题,每小题5分,满分50分)
1.(5分)已知a,b∈R,i是虚数单位,若a﹣i与2+bi互为共轭复数,则(a+bi)2=( )
A.5﹣4i B.5+4i C.3﹣4i D.3+4i
2.(5分)设集合A={x||x﹣1|<2},B={y|y=2x,x∈[0,2]},则A∩B=( )
A.[0,2] B.(1,3) C.[1,3) D.(1,4)
3.(5分)函数f(x)=的定义域为( )
A.(0,) B.(2,+∞) C.(0,)∪(2,+∞) D.(0,]∪[2,+∞)
4.(5分)用反证法证明命题“设a,b为实数,则方程x3+ax+b=0至少有一个实根”时,要做的假设是( )
A.方程x3+ax+b=0没有实根
B.方程x3+ax+b=0至多有一个实根
C.方程x3+ax+b=0至多有两个实根
D.方程x3+ax+b=0恰好有两个实根
5.(5分)已知实数x,y满足ax<ay(0<a<1),则下列关系式恒成立的是( )
A.> B.ln(x2+1)>ln(y2+1)
C.sinx>siny D.x3>y3
6.(5分)直线y=4x与曲线y=x3在第一象限内围成的封闭图形的面积为( )
A.2 B.4 C.2 D.4
7.(5分)为了研究某药品的疗效,选取若干名志愿者进行临床试验.所有志愿者的舒张压数据(单位:kPa)的分组区间为[12,13),[13,14),[14,15),[15,16),[16,17]
,将其按从左到右的顺序分别编号为第一组,第二组,…,第五组.如图是根据试验数据制成的频率分布直方图.已知第一组与第二组共有20人,第三组中没有疗效的有6人,则第三组中有疗效的人数为( )
A.6 B.8 C.12 D.18
8.(5分)已知函数f(x)=丨x﹣2丨+1,g(x)=kx.若方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则实数k的取值范围是( )
A.(0,) B.(,1) C.(1,2) D.(2,+∞)
9.(5分)已知x,y满足约束条件,当目标函数z=ax+by(a>0,b>0)在该约束条件下取到最小值2时,a2+b2的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.2
10.(5分)已知a>b>0,椭圆C1的方程为+=1,双曲线C2的方程为﹣=1,C1与C2的离心率之积为,则C2的渐近线方程为( )
A.x±y=0 B.x±y=0 C.x±2y=0 D.2x±y=0
二、填空题(共5小题,每小题5分,满分25分)
11.(5分)执行如图程序框图,若输入的x的值为1,则输出的n的值为 .
12.(5分)若△ABC中,已知•=tanA,当A=时,△ABC的面积为 .
13.(5分)三棱锥P﹣ABC中,D,E分别为PB,PC的中点,记三棱锥D﹣ABE的体积为V1,P﹣ABC的体积为V2,则= .
14.(5分)若(ax2+)6的展开式中x3项的系数为20,则a2+b2的最小值为 .
15.(5分)已知函数y=f(x)(x∈R),对函数y=g(x)(x∈R),定义g(x)关于f(x)的“对称函数”为函数y=h(x)(x∈R),y=h(x)满足:对任意x∈R,两个点(x,h(x)),(x,g(x))关于点(x,f(x))对称.若h(x)是g(x)=关于f(x)=3x+b的“对称函数”,且h(x)>g(x)恒成立,则实数b的取值范围是 .
三、解答题(共6小题,满分75分)
16.(12分)已知向量=(m,cos2x),=(sin2x,n),函数f(x)=•,且y=f(x)的图象过点(,)和点(,﹣2).
(Ⅰ)求m,n的值;
(Ⅱ)将y=f(x)的图象向左平移φ(0<φ<
π)个单位后得到函数y=g(x)的图象,若y=g(x)图象上的最高点到点(0,3)的距离的最小值为1,求y=g(x)的单调递增区间.
17.(12分)如图,在四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯形,∠DAB=60°,AB=2CD=2,M是线段AB的中点.
(Ⅰ)求证:C1M∥平面A1ADD1;
(Ⅱ)若CD1垂直于平面ABCD且CD1=,求平面C1D1M和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值.
18.(12分)乒乓球台面被网分成甲、乙两部分,如图,甲上有两个不相交的区域A,B,乙被划分为两个不相交的区域C,D,某次测试要求队员接到落点在甲上的来球后向乙回球,规定:回球一次,落点在C上记3分,在D上记1分,其它情况记0分.对落点在A上的来球,小明回球的落点在C上的概率为,在D上的概率为;对落点在B上的来球,小明回球的落点在C上的概率为,在D上的概率为.假设共有两次来球且落在A,B上各一次,小明的两次回球互不影响,求:
(Ⅰ)小明两次回球的落点中恰有一次的落点在乙上的概率;
(Ⅱ)两次回球结束后,小明得分之和ξ的分布列与数学期望.
19.(12分)已知等差数列{an}的公差为2,前n项和为Sn,且S1,S2,S4成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)令bn=(﹣1)n﹣1,求数列{bn}的前n项和Tn.
20.(13分)设函数f(x)=﹣k(+
lnx)(k为常数,e=2.71828…是自然对数的底数).
(Ⅰ)当k≤0时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点,求k的取值范围.
21.(14分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,A为C上异于原点的任意一点,过点A的直线l交C于另一点B,交x轴的正半轴于点D,且有丨FA丨=丨FD丨.当点A的横坐标为3时,△ADF为正三角形.
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)若直线l1∥l,且l1和C有且只有一个公共点E,
(ⅰ)证明直线AE过定点,并求出定点坐标;
(ⅱ)△ABE的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.
2014年山东省高考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题5分,满分50分)
1.(5分)(2014•山东)已知a,b∈R,i是虚数单位,若a﹣i与2+bi互为共轭复数,则(a+bi)2=( )
A.5﹣4i B.5+4i C.3﹣4i D.3+4i
【分析】由条件利用共轭复数的定义求得a、b的值,即可得到(a+bi)2的值.
【解答】解:∵a﹣i与2+bi互为共轭复数,则a=2、b=1,
∴(a+bi)2=(2+i)2=3+4i,
故选:D.
2.(5分)(2014•山东)设集合A={x||x﹣1|<2},B={y|y=2x,x∈[0,2]},则A∩B=( )
A.[0,2] B.(1,3) C.[1,3) D.(1,4)
【分析】求出集合A,B的元素,利用集合的基本运算即可得到结论.
【解答】解:A={x丨丨x﹣1丨<2}={x丨﹣1<x<3},
B={y丨y=2x,x∈[0,2]}={y丨1≤y≤4},
则A∩B={x丨1≤y<3},
故选:C
3.(5分)(2014•山东)函数f(x)=的定义域为( )
A.(0,) B.(2,+∞) C.(0,)∪(2,+∞) D.(0,]∪[2,+∞)
【分析】根据函数出来的条件,建立不等式即可求出函数的定义域.
【解答】解:要使函数有意义,则,
即log2x>1或log2x<﹣1,
解得x>2或0<x<,
即函数的定义域为(0,)∪(2,+∞),
故选:C
4.(5分)(2014•山东)用反证法证明命题“设a,b为实数,则方程x3+ax+b=0至少有一个实根”时,要做的假设是( )
A.方程x3+ax+b=0没有实根
B.方程x3+ax+b=0至多有一个实根
C.方程x3+ax+b=0至多有两个实根
D.方程x3+ax+b=0恰好有两个实根
【分析】直接利用命题的否定写出假设即可.
【解答】解:反证法证明问题时,反设实际是命题的否定,
∴用反证法证明命题“设a,b为实数,则方程x3+ax+b=0至少有一个实根”时,要做的假设是:方程x3+ax+b=0没有实根.
故选:A.
5.(5分)(2014•山东)已知实数x,y满足ax<ay(0<a<1),则下列关系式恒成立的是( )
A.> B.ln(x2+1)>ln(y2+1)
C.sinx>siny D.x3>y3
【分析】本题主要考查不等式的大小比较,利用函数的单调性的性质是解决本题的关键.
【解答】解:∵实数x,y满足ax<ay(0<a<1),∴x>y,
A.若x=1,y=﹣1时,满足x>y,但==,故>不成立.
B.若x=1,y=﹣1时,满足x>y,但ln(x2+1)=ln(y2+1)=ln2,故ln(x2+1)>ln(y2+1)不成立.
C.当x=π,y=0时,满足x>y,此时sinx=sinπ=0,siny=sin0=0,有sinx>siny,但sinx>siny不成立.
D.∵函数y=x3为增函数,故当x>y时,x3>y3,恒成立,
故选:D.
6.(5分)(2014•山东)直线y=4x与曲线y=x3在第一象限内围成的封闭图形的面积为( )
A.2 B.4 C.2 D.4
【分析】先根据题意画出区域,然后依据图形得到积分上限为2,积分下限为0的积分,从而利用定积分表示出曲边梯形的面积,最后用定积分的定义求出所求即可.
【解答】解:先根据题意画出图形,得到积分上限为2,积分下限为0,
曲线y=x3与直线y=4x在第一象限所围成的图形的面积是∫(4x﹣x3)dx,
而∫(4x﹣x3)dx=(2x2﹣x4)|=8﹣4=4,
∴曲边梯形的面积是4,
故选:D.
7.(5分)(2014•山东)为了研究某药品的疗效,选取若干名志愿者进行临床试验.所有志愿者的舒张压数据(单位:kPa)的分组区间为[12,13),[13,14),[14,15),[15,16),[16,17],将其按从左到右的顺序分别编号为第一组,第二组,…,第五组.如图是根据试验数据制成的频率分布直方图.已知第一组与第二组共有20人,第三组中没有疗效的有6人,则第三组中有疗效的人数为( )
A.6 B.8 C.12 D.18
【分析】由频率=以及直方图可得分布在区间第一组与第二组共有20人的频率,即可求出第三组中有疗效的人数得到答案;
【解答】解:由直方图可得分布在区间第一组与第二组共有20人,分布在区间第一组与第二组的频率分别为0.24,0.16,所以第一组有12人,第二组8人,第三组的频率为0.36,所以第三组的人数:18人,
第三组中没有疗效的有6人,
第三组中有疗效的有12人.
故选:C.
8.(5分)(2014•山东)已知函数f(x)=丨x﹣2丨+1,g(x)=kx.若方程f(x)=g(x)有两个不相等的实根,则实数k的取值范围是( )
A.(0,) B.(,1) C.(1,2) D.(2,+∞)
【分析】画出函数f(x)、g(x)的图象,由题意可得函数f(x)的图象(蓝线)和函数g(x)的图象(红线)有两个交点,数形结合求得k的范围.
【解答】解:由题意可得函数f(x)的图象(蓝线)
和函数g(x)的图象(红线)有两个交点,
如图所示:KOA=,
数形结合可得 <k<1,
故选:B.
9.(5分)(2014•山东)已知x,y满足约束条件,当目标函数z=ax+by(a>0,b>0)在该约束条件下取到最小值2时,a2+b2的最小值为( )
A.5 B.4 C. D.2
【分析】由约束条件正常可行域,然后求出使目标函数取得最小值的点的坐标,代入目标函数得到2a+b﹣2=0.a2+b2的几何意义为坐标原点到直线2a+b﹣2=0的距离的平方,然后由点到直线的距离公式得答案.
【解答】解:由约束条件作可行域如图,
联立,解得:A(2,1).
化目标函数为直线方程得:(b>0).
由图可知,当直线过A点时,直线在y轴上的截距最小,z最小.
∴2a+b=2.
即2a+b﹣2=0.
则a2+b2的最小值为.
故选:B.
10.(5分)(2014•山东)已知a>b>0,椭圆C1的方程为+=1,双曲线C2的方程为﹣=1,C1与C2的离心率之积为,则C2的渐近线方程为( )
A.x±y=0 B.x±y=0 C.x±2y=0 D.2x±y=0
【分析】求出椭圆与双曲线的离心率,然后推出ab关系,即可求解双曲线的渐近线方程.
【解答】解:a>b>0,椭圆C1的方程为+=1,C1的离心率为:,
双曲线C2的方程为﹣=1,C2的离心率为:,
∵C1与C2的离心率之积为,
∴,
∴=,=,
C2的渐近线方程为:y=,即x±y=0.
故选:A.
二、填空题(共5小题,每小题5分,满分25分)
11.(5分)(2014•山东)执行如图程序框图,若输入的x的值为1,则输出的n的值为 3 .
【分析】计算循环中不等式的值,当不等式的值大于0时,不满足判断框的条件,退出循环,输出结果即可.
【解答】解:循环前输入的x的值为1,
第1次循环,x2﹣4x+3=0≤0,
满足判断框条件,x=2,n=1,x2﹣4x+3=﹣1≤0,
满足判断框条件,x=3,n=2,x2﹣4x+3=0≤0
满足判断框条件,x=4,n=3,x2﹣4x+3=3>0,不满足判断框条件,
输出n:3.
故答案为:3.
12.(5分)(2014•山东)若△ABC中,已知•=tanA,当A=时,△ABC的面积为 .
【分析】由条件利用两个向量的数量积的定义,求得AB•AC=,再根据△ABC的面积为 AB•AC•sinA,计算求得结果.
【解答】解:△ABC中,∵•=AB•AC•cosA=tanA,
∴当A=时,有 AB•AC•=,解得AB•AC=,
△ABC的面积为 AB•AC•sinA=××=,
故答案为:.
13.(5分)(2014•山东)三棱锥P﹣ABC中,D,E分别为PB,PC的中点,记三棱锥D﹣ABE的体积为V1,P﹣ABC的体积为V2,则= .
【分析】画出图形,通过底面面积的比求解棱锥的体积的比.
【解答】解:如图,三棱锥P﹣ABC中,D,E分别为PB,PC的中点,
三棱锥D﹣ABE的体积为V1,P﹣ABC的体积为V2,
∴A到底面PBC的距离不变,底面BDE底面积是PBC面积的=,
∴==.
故答案为:.
14.(5分)(2014•山东)若(ax2+)6的展开式中x3项的系数为20,则a2+b2的最小值为 2 .
【分析】利用二项式定理的展开式的通项公式,通过x幂指数为3,求出ab关系式,然后利用基本不等式求解表达式的最小值.
【解答】解:(ax2+)6的展开式中x3项的系数为20,
所以Tr+1==,
令12﹣3r=3,∴r=3,,
∴ab=1,
a2+b2≥2ab=2,当且仅当a=b=1时取等号.
a2+b2的最小值为:2.
故答案为:2.
15.(5分)(2014•山东)已知函数y=f(x)(x∈R),对函数y=g(x)(x∈R),定义g(x)关于f(x)的“对称函数”为函数y=h(x)(x∈R),y=h(x)满足:对任意x∈R,两个点(x,h(x)),(x,g(x))关于点(x,f(x))对称.若h(x)是g(x)=关于f(x)=3x+b的“对称函数”,且h(x)>g(x)恒成立,则实数b的取值范围是 (2,+∞) .
【分析】根据对称函数的定义,将不等式恒成立转化为直线和圆的位置关系,即可得到结论.
【解答】解:根据“对称函数”的定义可知,,
即h(x)=6x+2b﹣,
若h(x)>g(x)恒成立,
则等价为6x+2b﹣>,
即3x+b>恒成立,
设y1=3x+b,y2=,
作出两个函数对应的图象如图,
当直线和上半圆相切时,圆心到直线的距离d=,
即|b|=2,
∴b=2或﹣2,(舍去),
即要使h(x)>g(x)恒成立,
则b>2,
即实数b的取值范围是(2,+∞),
故答案为:(2,+∞)
三、解答题(共6小题,满分75分)
16.(12分)(2014•山东)已知向量=(m,cos2x),=(sin2x,n),函数f(x)=•,且y=f(x)的图象过点(,)和点(,﹣2).
(Ⅰ)求m,n的值;
(Ⅱ)将y=f(x)的图象向左平移φ(0<φ<π)个单位后得到函数y=g(x)的图象,若y=g(x)图象上的最高点到点(0,3)的距离的最小值为1,求y=g(x)的单调递增区间.
【分析】(Ⅰ)由题意可得 函数f(x)=msin2x+ncos2x,再由y=f(x)的图象过点(,)和点(,﹣2),解方程组求得m、n的值.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得f(x)=2sin(2x+),根据函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律求得g(x)=2sin(2x+2φ+)的图象,再由函数g(x)的一个最高点在y轴上,求得φ=,可得g(x)=2cos2x.令2kπ﹣π≤2x≤2kπ,k∈Z,求得x的范围,可得g(x)的增区间.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可得 函数f(x)=•=msin2x+ncos2x,
再由y=f(x)的图象过点(,)和点(,﹣2),可得 .
解得 m=,n=1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得f(x)=sin2x+cos2x=2(sin2x+cos2x)=2sin(2x+).
将y=f(x)的图象向左平移φ(0<φ<π)个单位后,
得到函数g(x)=2sin[2(x+φ)+]=2sin(2x+2φ+)的图象,显然函数g(x)最高点的纵坐标为2.
y=g(x)图象上各最高点到点(0,3)的距离的最小值为1,
故函数g(x)的一个最高点在y轴上,
∴2φ+=2kπ+,k∈Z,结合0<φ<π,可得φ=,
故g(x)=2sin(2x+)=2cos2x.
令2kπ﹣π≤2x≤2kπ,k∈Z,求得 kπ﹣≤x≤kπ,
故y=g(x)的单调递增区间是[kπ﹣,kπ],k∈Z.
17.(12分)(2014•山东)如图,在四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯形,∠DAB=60°,AB=2CD=2,M是线段AB的中点.
(Ⅰ)求证:C1M∥平面A1ADD1;
(Ⅱ)若CD1垂直于平面ABCD且CD1=,求平面C1D1M和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值.
【分析】(Ⅰ)连接AD1,易证AMC1D1为平行四边形,利用线面平行的判定定理即可证得C1M∥平面A1ADD1;
(Ⅱ)作CP⊥AB于P,以C为原点,CD为x轴,CP为y轴,CD1为z轴建立空间坐标系,易求C1(﹣1,0,),D1,(0,0,),M(,,0),=(1,1,0),=(,,﹣),设平面C1D1M的法向量=(x1,y1,z1),可求得=(0,2,1),而平面ABCD的法向量=(1,0,0),从而可求得平面C1D1M和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值.
【解答】解:(Ⅰ)连接AD1,∵ABCD﹣A1B1C1D1为四棱柱,∴CDC1D1,
又M为AB的中点,∴AM=1.
∴CD∥AM,CD=AM,
∴AMC1D1,
∴AMC1D1为平行四边形,∴AD1∥MC1,又MC1⊄平面A1ADD1,AD1⊂平面A1ADD1,
∴C1M∥平面A1ADD1;
(Ⅱ)解法一:∵AB∥A1B1,A1B1∥C1D1,
∴面D1C1M与ABC1D1共面,
作CN⊥AB,连接D1N,则∠D1NC即为所求二面角,
在ABCD中,DC=1,AB=2,∠DAB=60°,
∴CN=,
在Rt△D1CN中,CD1=,CN=,
∴D1N=
∴cos∠D1CN===
解法二:作CP⊥AB于P,以C为原点,CD为x轴,CP为y轴,CD1为z轴建立空间坐标系
则C1(﹣1,0,),D1,(0,0,),M(,,0),
∴=(1,0,0),=(,,﹣),
设平面C1D1M的法向量=(x1,y1,z1),
则,∴=(0,2,1).
显然平面ABCD的法向量=(0,0,1),
cos<,>|===,
显然二面角为锐角,
∴平面C1D1M和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值为.
18.(12分)(2014•山东)乒乓球台面被网分成甲、乙两部分,如图,甲上有两个不相交的区域A,B,乙被划分为两个不相交的区域C,D,某次测试要求队员接到落点在甲上的来球后向乙回球,规定:回球一次,落点在C上记3分,在D上记1分,其它情况记0分.对落点在A上的来球,小明回球的落点在C上的概率为,在D上的概率为;对落点在B上的来球,小明回球的落点在C上的概率为,在D上的概率为.假设共有两次来球且落在A,B上各一次,小明的两次回球互不影响,求:
(Ⅰ)小明两次回球的落点中恰有一次的落点在乙上的概率;
(Ⅱ)两次回球结束后,小明得分之和ξ的分布列与数学期望.
【分析】(Ⅰ)分别求出回球前落点在A上和B上时,回球落点在乙上的概率,进而根据分类分布原理,可得小明两次回球的落点中恰有一次的落点在乙上的概率;
(Ⅱ)两次回球结束后,小明得分之和ξ的取值有0,1,2,3,4,6六种情况,求出随机变量ξ的分布列,代入数学期望公式可得其数学期望Eξ.
【解答】解:(Ⅰ)小明回球前落点在A上,回球落点在乙上的概率为+=,
回球前落点在B上,回球落点在乙上的概率为+=,
故小明两次回球的落点中恰有一次的落点在乙上的概率P=×(1﹣)+(1﹣)×=+=.
(Ⅱ)ξ的可能取值为0,1,2,3,4,6
其中P(ξ=0)=(1﹣)×(1﹣)=;
P(ξ=1)=×(1﹣)+(1﹣)×=;
P(ξ=2)=×=;
P(ξ=3)=×(1﹣)+(1﹣)×=;
P(ξ=4)=×+×=;
P(ξ=6)=×=;
故ξ的分布列为:
ξ
0
1
2
3
4
6
P
故ξ的数学期望为E(ξ)=0×+1×+2×+3×+4×+6×=.
19.(12分)(2014•山东)已知等差数列{an}的公差为2,前n项和为Sn,且S1,S2,S4成等比数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)令bn=(﹣1)n﹣1,求数列{bn}的前n项和Tn.
【分析】(Ⅰ)利用等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式即可得出;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得bn=.对n分类讨论“裂项求和”即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)∵等差数列{an}的公差为2,前n项和为Sn,
∴Sn==n2﹣n+na1,
∵S1,S2,S4成等比数列,
∴,
∴,化为,解得a1=1.
∴an=a1+(n﹣1)d=1+2(n﹣1)=2n﹣1.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得bn=(﹣1)n﹣1==.
∴Tn=﹣++…+.
当n为偶数时,Tn=﹣++…+﹣
=1﹣=.
当n为奇数时,Tn=﹣++…﹣+=1+=.
∴Tn=.
20.(13分)(2014•山东)设函数f(x)=﹣k(+lnx)(k为常数,e=2.71828…是自然对数的底数).
(Ⅰ)当k≤0时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点,求k的取值范围.
【分析】(Ⅰ)求出导函数,根据导函数的正负性,求出函数的单调区间;
(Ⅱ)函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点,等价于它的导函数f′(x)在(0,2)内有两个不同的零点.
【解答】解:(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),
∴f′(x)=﹣k(﹣)
=(x>0),
当k≤0时,kx≤0,
∴ex﹣kx>0,
令f′(x)=0,则x=2,
∴当0<x<2时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x>2时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
∴f(x)的单调递减区间为(0,2),单调递增区间为(2,+∞).
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,k≤0时,函数f(x)在(0,2)内单调递减,
故f(x)在(0,2)内不存在极值点;
当k>0时,设函数g(x)=ex﹣kx,x∈(0,+∞).
∵g′(x)=ex﹣k=ex﹣elnk,
当0<k≤1时,
当x∈(0,2)时,g′(x)=ex﹣k>0,y=g(x)单调递增,
故f(x)在(0,2)内不存在两个极值点;
当k>1时,
得x∈(0,lnk)时,g′(x)<0,函数y=g(x)单调递减,
x∈(lnk,+∞)时,g′(x)>0,函数y=g(x)单调递增,
∴函数y=g(x)的最小值为g(lnk)=k(1﹣lnk)
函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点
当且仅当
解得:e
综上所述,
函数f(x)在(0,2)内存在两个极值点时,k的取值范围为(e,)
21.(14分)(2014•山东)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,A为C上异于原点的任意一点,过点A的直线l交C于另一点B,交x轴的正半轴于点D,且有丨FA丨=丨FD丨.当点A的横坐标为3时,△ADF为正三角形.
(Ⅰ)求C的方程;
(Ⅱ)若直线l1∥l,且l1和C有且只有一个公共点E,
(ⅰ)证明直线AE过定点,并求出定点坐标;
(ⅱ)△ABE的面积是否存在最小值?若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据抛物线的焦半径公式,结合等边三角形的性质,求出的p值;
(2)(ⅰ)设出点A的坐标,求出直线AB的方程,利用直线l1∥l,且l1
和C有且只有一个公共点E,求出点E的坐标,写出直线AE的方程,将方程化为点斜式,可求出定点;
(ⅱ) 利用弦长公式求出弦AB的长度,再求点E到直线AB的距离,得到关于面积的函数关系式,再利用基本不等式求最小值.
【解答】解:(1)当点A的横坐标为3时,过点A作AG⊥x轴于G,
A(3,),F(,0),,
∴.
∵△ADF为正三角形,
∴.
又∵,
∴,
∴p=2.
∴C的方程为y2=4x.
当D在焦点F的左侧时,.
又|FD|=2|FG|=2(﹣3)=p﹣6,
∵△ADF为正三角形,
∴3+=p﹣6,解得p=18,
∴C的方程为y2=36x.此时点D在x轴负半轴,不成立,舍.
∴C的方程为y2=4x.
(2)(ⅰ)设A(x1,y1),|FD|=|AF|=x1+1,
∴D(x1+2,0),
∴kAD=﹣.
由直线l1∥l可设直线l1方程为,
联立方程,消去x得①
由l1和C有且只有一个公共点得△=64+32y1m=0,∴y1m=﹣2,
这时方程①的解为,代入得x=m2,∴E(m2,2m).
点A的坐标可化为,直线AE方程为y﹣2m=(x﹣m2),
即,
∴,
∴,
∴,
∴直线AE过定点(1,0);
(ⅱ)直线AB的方程为,即.
联立方程,消去x得,
∴,
∴=,
由(ⅰ)点E的坐标为,点E到直线AB的距离为:
=,
∴△ABE的面积=,
当且仅当y1=±2时等号成立,
∴△ABE的面积最小值为16.
参与本试卷答题和审题的老师有:caoqz;maths;qiss;sxs123;刘长柏;wfy814;豫汝王世崇;沂蒙松;静定禅心;minqi5(排名不分先后)
2017年2月3日
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