2018年四川省广安市、遂宁市、内江市、眉山市高考数学二诊试卷(理科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.已知复数z满足z(1﹣i)2=1+i(i为虚数单位),则z=( )
A. +i B.﹣i C.﹣+i D.﹣﹣i
2.已知集合A={x|(x﹣1)2≤3x﹣3,x∈R},B={y|y=3x+2,x∈R},则A∩B=( )
A.(2,+∞) B.(4,+∞) C.[2,4] D.(2,4]
3.甲、乙两类水果的质量(单位:kg)分别服从正态分布N(μ1,σ12)及N(μ2,σ22),其正态分布的密度曲线如图所示,则下列说法错误的是( )
A.乙类水果的质量服从的正态分布的参数σ2=1.99
B.甲类水果的质量比乙类水果的质量更集中
C.甲类水果的平均质量μ1=0.4kg
D.甲类水果的平均质量比乙类水果的平均质量小
4.已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn+Sm=Sn+m(n,m∈N*)且a1=5,则a8=( )
A.40 B.35 C.12 D.5
5.设a=(),b=(),c=ln,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.b>a>c C.b>c>a D.a>c>b
6.执行如图所示的程序框图,则输出b的值为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
7.若圆C:x2+y2﹣2x+4y=0上存在两点A,B关于直线l:y=kx﹣1对称,则k的值为( )
A.﹣1 B.﹣ C.﹣ D.﹣3
8.某同学在运动场所发现一实心椅子,其三视图如图所示(俯视图是圆的一部分及该圆的两条互相垂直的半径,有关尺寸如图,单位:m),经了解,建造该类椅子的平均成本为240元/m3,那么该椅子的建造成本约为(π≈3.14)( )
A.94.20元 B.240.00元 C.282.60元 D.376.80元
9.当函数f(x)=sinx+cosx﹣t(t∈R)在闭区间[0,2π]上,恰好有三个零点时,这三个零点之和为( )
A. B. C. D.2π
10.有5位同学排成前后两排拍照,若前排站2人,则甲不站后排两端且甲、乙左右相邻的概率为( )
A. B. C. D.
11.某工厂拟生产甲、乙两种实销产品.已知每件甲产品的利润为0.4万元,每件乙产品的利润为0.3万元,两种产品都需要在A,B两种设备上加工,且加工一件甲、乙产品在A,B设备上所需工时(单位:h)分别如表所示.
甲产品所需工时 | 乙产品所需工时 | |
A设备 | 2 | 3 |
B设备 | 4 | 1 |
若A设备每月的工时限额为400h,B设备每月的工时限额为300h,则该厂每月生产甲、乙两种产品可获得的最大利润为( )
A.40万元 B.45万元 C.50万元 D.55万元
12.若函数g(x)满足g(g(x))=n(n∈N)有n+3个解,则称函数g(x)为“复合n+3解”函数.已知函数f(x)=(其中e是自然对数的底数,e=2.71828…,k∈R),且函数f(x)为“复合5解”函数,则k的取值范围是( )
A.(﹣∞,0) B.(﹣e,e) C.(﹣1,1) D.(0,+∞)
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.在Rt△ABC中,D是斜边AB的中点,若BC=6,CD=5,则•= .
14.有下列四个命题:
①垂直于同一条直线的两条直线平行;
②垂直于同一条直线的两个平面平行;
③垂直于同一平面的两个平面平行;
④垂直于同一平面的两条直线平行.
其中正确的命题有 (填写所有正确命题的编号).
15.若等比数列{an}的公比为2,且a3﹣a1=2,则++…+= .
16.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A在C上,若|AF|=,以线段AF为直径的圆经过点B(0,1),则p= .
三、解答题(共5小题,满分60分)
17.在△ABC中,设内角A,B,C所对边分别为a,b,c,且sin(A﹣)﹣cos(A+)=.
(1)求角A的大小;
(2)若a=,sin2B+cos2C=1,求△ABC的面积.
18.某大学有甲、乙两个图书馆,对其借书、还书的等待时间进行调查,得到下表:
甲图书馆
借(还)书等待时间T1(分钟) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
频数 | 1500 | 1000 | 500 | 500 | 1500 |
乙图书馆
借(还)书等待时间T2(分钟) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
频数 | 1000 | 500 | 2000 | 1250 | 250 |
以表中等待时间的学生人数的频率为概率.
(1)分别求在甲、乙两图书馆借书的平均等待时间;
(2)学校规定借书、还书必须在同一图书馆,某学生需要借一本数学参考书,并希望借、还书的等待时间之和不超过4分钟,在哪个图书馆借、还书更能满足他的要求?
19.如图所示,在Rt△ABC中,AC⊥BC,过点C的直线VC垂直于平面ABC,D、E分别为线段VA、VC上异于端点的点.
(1)当DE⊥平面VBC时,判断直线DE与平面ABC的位置关系,并说明理由;
(2)当D、E、F分别为线段VA、VC、AB上的中点,且VC=2BC时,求二面角B﹣DE﹣F的余弦值.
20.已知椭圆+=1(a>b>0)过点P(2,1),且离心率为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设O为坐标原点,在椭圆短轴上有两点M,N满足=,直线PM、PN分别交椭圆于A,B.
(i)求证:直线AB过定点,并求出定点的坐标;
(ii)求△OAB面积的最大值.
21.已知函数f(x)=lnx﹣2ax(其中a∈R).
(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的图象在x=1处的切线方程;
(Ⅱ)若f(x)≤1恒成立,求a的取值范围;
(Ⅲ)设g(x)=f(x)+x2,且函数g(x)有极大值点x0,求证:x0f(x0)+1+ax02>0.
请考生在22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在直角坐标系xOy中,双曲线E的参数方程为(θ为参数),设E的右焦点为F,经过第一象限的渐进线为l.以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求直线l的极坐标方程;
(2)设过F与l垂直的直线与y轴相交于点A,P是l上异于原点O的点,当A,O,F,P四点在同一圆上时,求这个圆的极坐标方程及点P的极坐标.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+a|﹣2a,其中a∈R.
(1)当a=﹣2时,求不等式f(x)≤2x+1的解集;
(2)若x∈R,不等式f(x)≤|x+1|恒成立,求a的取值范围.
2018年四川省广安市、遂宁市、内江市、眉山市高考数学二诊试卷(理科)
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.已知复数z满足z(1﹣i)2=1+i(i为虚数单位),则z=( )
A. +i B.﹣i C.﹣+i D.﹣﹣i
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】把已知等式变形,然后利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.
【解答】解:∵z(1﹣i)2=1+i,
∴,
故选:C.
2.已知集合A={x|(x﹣1)2≤3x﹣3,x∈R},B={y|y=3x+2,x∈R},则A∩B=( )
A.(2,+∞) B.(4,+∞) C.[2,4] D.(2,4]
【考点】交集及其运算.
【分析】解不等式得集合A,求函数值域得集合B,根据交集的定义写出A∩B.
【解答】解:集合A={x|(x﹣1)2≤3x﹣3,x∈R}={x|(x﹣1)(x﹣4)≤0}={x|1≤x≤4}=[1,4];
B={y|y=3x+2,x∈R}={y|y>2}=(2,+∞),
则A∩B=(2,4].
故选:D.
3.甲、乙两类水果的质量(单位:kg)分别服从正态分布N(μ1,σ12)及N(μ2,σ22),其正态分布的密度曲线如图所示,则下列说法错误的是( )
A.乙类水果的质量服从的正态分布的参数σ2=1.99
B.甲类水果的质量比乙类水果的质量更集中
C.甲类水果的平均质量μ1=0.4kg
D.甲类水果的平均质量比乙类水果的平均质量小
【考点】正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义.
【分析】正态曲线关于x=μ对称,且μ越大图象越靠近右边,σ的值越小图象越瘦长,得到正确的结果.
【解答】解:由图象可知,甲类水果的平均质量μ1=0.4kg,乙类水果的平均质量μ2=0.8kg,故B,C,D正确;
乙类水果的质量服从的正态分布的参数σ2=,故A 不正确.
故选:A.
4.已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn+Sm=Sn+m(n,m∈N*)且a1=5,则a8=( )
A.40 B.35 C.12 D.5
【考点】数列递推式.
【分析】数列{an}的前n项和Sn满足Sn+Sm=Sn+m(n,m∈N*)且a1=5,令m=1,可得Sn+1=Sn+S1,可得an+1=5.即可得出.
【解答】解:数列{an}的前n项和Sn满足Sn+Sm=Sn+m(n,m∈N*)且a1=5,
令m=1,则Sn+1=Sn+S1=Sn+5.可得an+1=5.
则a8=5.
故选:D.
5.设a=(),b=(),c=ln,则a,b,c的大小关系是( )
A.a>b>c B.b>a>c C.b>c>a D.a>c>b
【考点】对数值大小的比较.
【分析】利用指数函数与对数函数的单调性即可得出.
【解答】解:b=()=>()=a>1,c=ln<1,
∴b>a>c.
故选:B.
6.执行如图所示的程序框图,则输出b的值为( )
A.2 B.4 C.8 D.16
【考点】程序框图.
【分析】模拟程序框图的运行过程,即可得出程序运行后输出的结果.
【解答】解:第一次循环,a=1≤3,b=2,a=2,
第二次循环,a=2≤3,b=4,a=3,
第三次循环,a=3≤3,b=16,a=4,
第四次循环,a=4>3,输出b=16,
故选:D.
7.若圆C:x2+y2﹣2x+4y=0上存在两点A,B关于直线l:y=kx﹣1对称,则k的值为( )
A.﹣1 B.﹣ C.﹣ D.﹣3
【考点】直线和圆的方程的应用;过两条直线交点的直线系方程.
【分析】求出圆的圆心坐标,代入直线方程求解即可.
【解答】解:圆C:x2+y2﹣2x+4y=0的圆心(1,﹣2),
若圆C:x2+y2﹣2x+4y=0上存在两点A,B关于直线l:y=kx﹣1对称,可知直线经过圆的圆心,
可得﹣2=k﹣1,
解得k=﹣1.
故选:A.
8.某同学在运动场所发现一实心椅子,其三视图如图所示(俯视图是圆的一部分及该圆的两条互相垂直的半径,有关尺寸如图,单位:m),经了解,建造该类椅子的平均成本为240元/m3,那么该椅子的建造成本约为(π≈3.14)( )
A.94.20元 B.240.00元 C.282.60元 D.376.80元
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】由三视图可知:该几何体为圆柱的.
【解答】解:由三视图可知:该几何体为圆柱的.
∴体积V=.
∴该椅子的建造成本约为=×240≈282.60元.
故选:C.
9.当函数f(x)=sinx+cosx﹣t(t∈R)在闭区间[0,2π]上,恰好有三个零点时,这三个零点之和为( )
A. B. C. D.2π
【考点】根的存在性及根的个数判断.
【分析】令f(x)=0得sin(x+)=,根据三角函数的图象与性质求出三个零点即可.
【解答】解:f(x)=2sin(x+)﹣t,
令f(x)=0得sin(x+)=,
做出y=sin(x+)在[0,2π]上的函数图象如图所示:
∵f(x)在[0,2π]上恰好有3个零点,
∴=sin=,
解方程sin(x+)=得x=0或x=2π或x=.
∴三个零点之和为0+2π+=.
故选:B.
10.有5位同学排成前后两排拍照,若前排站2人,则甲不站后排两端且甲、乙左右相邻的概率为( )
A. B. C. D.
【考点】古典概型及其概率计算公式.
【分析】求出基本事件总数和甲乙相邻照相包含的基本事件个数,由此能求出甲乙相邻照相的概率即可.
【解答】解:由题意得:p===,
故选:B.
11.某工厂拟生产甲、乙两种实销产品.已知每件甲产品的利润为0.4万元,每件乙产品的利润为0.3万元,两种产品都需要在A,B两种设备上加工,且加工一件甲、乙产品在A,B设备上所需工时(单位:h)分别如表所示.
甲产品所需工时 | 乙产品所需工时 | |
A设备 | 2 | 3 |
B设备 | 4 | 1 |
若A设备每月的工时限额为400h,B设备每月的工时限额为300h,则该厂每月生产甲、乙两种产品可获得的最大利润为( )
A.40万元 B.45万元 C.50万元 D.55万元
【考点】简单线性规划的应用.
【分析】先设甲、乙两种产品月产量分别为x、y件,写出约束条件、目标函数,欲求生产收入最大值,即求可行域中的最优解,将目标函数看成是一条直线,分析目标函数Z与直线截距的关系,进而求出最优解.
【解答】C解:设甲、乙两种产品月的产量分别为x,y件,
约束条件是
目标函数是z=0.4x+0.3y
由约束条件画出可行域,如图所示的阴影部分
由z=0.4x+0.3y,结合图象可知,z=0.4x+0.3y在A处取得最大值,
由可得A(50,100),
此时z=0.4×50+0.3×100=50万元,
故选:C.
12.若函数g(x)满足g(g(x))=n(n∈N)有n+3个解,则称函数g(x)为“复合n+3解”函数.已知函数f(x)=(其中e是自然对数的底数,e=2.71828…,k∈R),且函数f(x)为“复合5解”函数,则k的取值范围是( )
A.(﹣∞,0) B.(﹣e,e) C.(﹣1,1) D.(0,+∞)
【考点】分段函数的应用.
【分析】由题意可得f(f(x))=2,有5个解,设t=f(x),f(t)=2,当x>0时,利用导数求出函数的最值,得到f(t)=2在[1,+∞)有2个解,当x<0时,根据函数恒过点(0,3),分类讨论,即可求出当k>0时,f(t)=2时有3个解,问题得以解决.
【解答】解:函数f(x)为“复合5解“,
∴f(f(x))=2,有5个解,
设t=f(x),
∴f(t)=2,
∵当x>0时,f(x)=,
∴f(x)=,
当0<x<1时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减,
当x>1时,f′(x)>0,
函数f(x)单调递增,
∴f(x)min=f(1)=1,
∴t≥1,
∴f(t)=2在[1,+∞)有2个解,
当x≤0时,f(x)=kx+3,函数f(x)恒过点(0,3),
当k≤0时,f(x)≥f(0)=3,
∴t≥3
∵f(3)=>2,
∴f(t)=2在[3,+∞)上无解,
当k>0时,f(x)≤f(0)=3,
∴f(t)=2,在(0,3]上有2个解,在(∞,0]上有1个解,
综上所述f(f(x))=2在k>0时,有5个解,
故选:D
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.在Rt△ABC中,D是斜边AB的中点,若BC=6,CD=5,则•= ﹣32 .
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】运用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半,可得AD=BD=5,即AB=10,再由勾股定理可得AC,再由•=﹣•,运用向量数量积的定义,计算即可得到所求值.
【解答】解:在Rt△ABC中,D是斜边AB的中点,若BC=6,CD=5,
可得AD=BD=5,即AB=10,
由勾股定理可得AC==8,
则•=﹣•
=﹣||•||•cosA=﹣5×8×=﹣32.
故答案为:﹣32.
14.有下列四个命题:
①垂直于同一条直线的两条直线平行;
②垂直于同一条直线的两个平面平行;
③垂直于同一平面的两个平面平行;
④垂直于同一平面的两条直线平行.
其中正确的命题有 ②④ (填写所有正确命题的编号).
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】利用正方体中的线面、面面、线线位置关系进行判定.,
【解答】解:如图在正方体ABCD﹣A′B′C′D′中,
对于①,AB⊥BB′,BC⊥BB′,AB、BC不平行,故错;
对于②,两底面垂直于同一条侧棱,两个底面平面平行,故正确;
对于③,相邻两个侧面同垂直底面,这两个平面不平行,故错;
对于④,平行的侧棱垂直底面,侧棱平行,故正确.
故答案为:②④
15.若等比数列{an}的公比为2,且a3﹣a1=2,则++…+= 1﹣ .
【考点】数列的求和.
【分析】等比数列{an}的公比为2,且a3﹣a1=2,可得=2,解得a1.再利用等比数列的通项公式与求和公式即可得出.
【解答】解:∵等比数列{an}的公比为2,且a3﹣a1=2,∴=2,解得a1=.
∴an==.∴=.
则++…+=3×==1﹣.
故答案为:1﹣.
16.设抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,点A在C上,若|AF|=,以线段AF为直径的圆经过点B(0,1),则p= 1或4 .
【考点】圆与圆锥曲线的综合.
【分析】由题意,可得A(,),AB⊥BF,所以(,﹣1)•(,﹣1)=0,即可求出p的值.
【解答】解:由题意,可得A(,),AB⊥BF,
∴(,﹣1)•(,﹣1)=0,
∴﹣+1=0,
∴p(5﹣p)=4,∴p=1或4.
故答案为1或4.
三、解答题(共5小题,满分60分)
17.在△ABC中,设内角A,B,C所对边分别为a,b,c,且sin(A﹣)﹣cos(A+)=.
(1)求角A的大小;
(2)若a=,sin2B+cos2C=1,求△ABC的面积.
【考点】余弦定理;正弦定理.
【分析】(1)利用诱导公式和两角和与差公式化简即可求解角A的大小.
(2)利用二倍角公式化简sin2B+cos2C=1,可得sin2B=2sin2C,利用正余弦定理即可求解b,c的大小.即可求解△ABC的面积.
【解答】解:(1)sin(A﹣)﹣cos(A+)=sin(A﹣)﹣cos(2π﹣A)=sin(A﹣)﹣cos(A+)
=sinA﹣cosA﹣cosA﹣sinA=
即cosA=,
∵0<A<π,
∴A=.
(2)由sin2B+cos2C=1,可得sin2B=2sin2C,
由正弦定理,得b2=2c2,即.a=,
cosA==,
解得:c=1,b=
∴△ABC的面积S=bcsinA=.
18.某大学有甲、乙两个图书馆,对其借书、还书的等待时间进行调查,得到下表:
甲图书馆
借(还)书等待时间T1(分钟) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
频数 | 1500 | 1000 | 500 | 500 | 1500 |
乙图书馆
借(还)书等待时间T2(分钟) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
频数 | 1000 | 500 | 2000 | 1250 | 250 |
以表中等待时间的学生人数的频率为概率.
(1)分别求在甲、乙两图书馆借书的平均等待时间;
(2)学校规定借书、还书必须在同一图书馆,某学生需要借一本数学参考书,并希望借、还书的等待时间之和不超过4分钟,在哪个图书馆借、还书更能满足他的要求?
【考点】离散型随机变量的期望与方差.
【分析】(1)根据已知可得T1,T2的分布列及其数学期望.
(2)设T11,T12分别表示在甲图书馆借、还书所需等待时间,设事件A为“在甲图书馆借、还书的等待时间之和不超过4分钟”.T11+T12≤4的取值分别为:(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1).设T21,T22分别表示在乙图书馆借、还书所需等待时间,设事件B为“在乙图书馆借、还书的等待时间之和不超过4分钟”.T21+T22≤4的取值分别为:(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1).利用相互独立与互斥事件的概率计算公式即可得出.
【解答】解:(1)根据已知可得T1的分布列:
T1(分钟) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
P | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.3 |
T1的数学期望为:E(T1)=1×0.3+2×0.2+3×0.1+4×0.1+5×0.3=2.9.
T2(分钟) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
P | 0.2 | 0.1 | 0.4 | 0.25 | 0.05 |
T2的数学期望为:E(T1)=1×0.2+2×0.1+3×0.4+4×0.25+5×0.05=2.85.因此:该同学甲、乙两图书馆借书的平均等待时间分别为:2.9分钟,2.85分钟.
(2)设T11,T12分别表示在甲图书馆借、还书所需等待时间,设事件A为“在甲图书馆借、还书的等待时间之和不超过4分钟”.T11+T12≤4的取值分别为:(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1).
∴P(A)=0.3×0.3+0.3×0.2+0.3×0.1+0.2×0.3+0.2×0.2+0.1×0.3=0.31.
设T21,T22分别表示在乙图书馆借、还书所需等待时间,设事件B为“在乙图书馆借、还书的等待时间之和不超过4分钟”.T21+T22≤4的取值分别为:(1,1),(1,2),(1,3),(2,1),(2,2),(3,1).
∴P(B)=0.2×0.2+0.2×0.1+0.2×0.4+0.1×0.2+0.1×0.1+0.4×0.2=0.25.
∴P(A)>P(B).∴在甲图书馆借、还书更能满足他的要求.
19.如图所示,在Rt△ABC中,AC⊥BC,过点C的直线VC垂直于平面ABC,D、E分别为线段VA、VC上异于端点的点.
(1)当DE⊥平面VBC时,判断直线DE与平面ABC的位置关系,并说明理由;
(2)当D、E、F分别为线段VA、VC、AB上的中点,且VC=2BC时,求二面角B﹣DE﹣F的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;空间中直线与平面之间的位置关系.
【分析】(1)证明DE∥AC,即可判断直线DE与平面ABC的位置关系;
(2)BE,DF所成角的大小=二面角B﹣DE﹣F的大小,利用余弦定理,即可求解.
【解答】解:(1)DE∥平面ABC.
∵VC⊂平面VBC,DE⊥平面VBC,
∴DE⊥VC,
∵VC⊥平面ABC,∴VC⊥AC,
∵DE⊥VC,VC⊥AC,∴DE∥AC,
∵DE⊄平面ABC,AC⊂平面ABC,
∴DE∥平面ABC;
(2)∵DE⊥平面VBC,∴DE⊥BE,DE⊥VB,
∵D,F分别为VA,AB的中点,
∴DF∥VB,∴DE⊥DF,
∴BE,DF所成角的大小=二面角B﹣DE﹣F的大小.
∵VC=2BC,∴VE=BC,VB=BC,∴BE=BC,
∴cos∠VBE==,
∴二面角B﹣DE﹣F的余弦值为.
20.已知椭圆+=1(a>b>0)过点P(2,1),且离心率为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设O为坐标原点,在椭圆短轴上有两点M,N满足=,直线PM、PN分别交椭圆于A,B.
(i)求证:直线AB过定点,并求出定点的坐标;
(ii)求△OAB面积的最大值.
【考点】直线与椭圆的位置关系;椭圆的标准方程.
【分析】(Ⅰ)由离心率公式,将P代入椭圆方程,即可求得a和b的值,求得椭圆方程;
(Ⅱ)(i)设直线AB的方程为y=kx+t,代入椭圆方程,利用直线的点斜式方程,求得M和N点坐标,由=,利用韦达定理,化简当t=﹣2时,对任意的k都成立,直线AB过定点Q(0,﹣2);
(ii)S△OAB=丨S△OQA﹣S△OQB丨=丨x1﹣x2丨,由韦达定理,弦长公式,利用二次函数的性质,即可求得△OAB面积的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)由椭圆的离心率e===,则a2=4b2,
将P(2,1)代入椭圆,则,解得:b2=2,则a2=8,
∴椭圆的方程为:;
(Ⅱ)(i)当M,N分别是短轴的端点时,显然直线AB为y轴,所以若直线过定点,这个定点一点在y轴上,
当M,N不是短轴的端点时,设直线AB的方程为y=kx+t,设A(x1,y1)、B(x2,y2),
由,(1+4k2)x2+8ktx+4t2﹣8=0,
则△=16(8k2﹣t2+2)>0,
x1+x2=﹣,x1x2=,
又直线PA的方程为y﹣1=(x﹣2),
即y﹣1=(x﹣2),
因此M点坐标为(0,),同理可知:N(0,),
由=,则+=0,
化简整理得:(2﹣4k)x1x2﹣(2﹣4k+2t)(x1+x2)+8t=0,
则(2﹣4k)×﹣(2﹣4k+2t)(﹣)+8t=0,
化简整理得:(2t+4)k+(t2+t﹣2)=0,
当且仅当t=﹣2时,对任意的k都成立,直线AB过定点Q(0,﹣2);
(ii)由(i)可知:S△OAB=丨S△OQA﹣S△OQB丨=丨丨OQ丨•丨x1丨﹣丨OQ丨•丨x2丨丨,
=×2×丨x1﹣x2丨=丨x1﹣x2丨=,
=4,
令4k2+1=u,则S△OAB=4,
=4≤2,
即当=,u=4,即k=±时,等号成立,
∴△OAB面积的最大值2.
21.已知函数f(x)=lnx﹣2ax(其中a∈R).
(Ⅰ)当a=1时,求函数f(x)的图象在x=1处的切线方程;
(Ⅱ)若f(x)≤1恒成立,求a的取值范围;
(Ⅲ)设g(x)=f(x)+x2,且函数g(x)有极大值点x0,求证:x0f(x0)+1+ax02>0.
【考点】利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(Ⅰ)当a=1时,﹣2,由此利用导数的几何意义能求出函数f(x)的图象在x=1处的切线方程.
(Ⅱ)由不等式f(x)≤1,得2a≥恒成立,令φ(x)=(x>0),则φ′(x)=,由此利用导数性质能求出实数a的取值范围.
(Ⅲ)由g(x)=f(x)+x2=,得,分类讨论求出a=,由x0f(x0)+1+ax02=﹣,令h(x)=﹣,x∈(0,1),则,利用构造法推导出h′(x)<0,由此能证明x0f(x0)+1+ax02>0.
【解答】解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)=lnx﹣2x,则﹣2,x>0,
∴f(1)=﹣2,f′(1)=﹣1,
∴函数f(x)的图象在x=1处的切线方程为y﹣(﹣2)=﹣(x﹣1),即x+y+1=0.
(Ⅱ)不等式f(x)≤1,即lnx﹣2ax≤1,∴2ax≥lnx﹣1,
∵x>0,∴2a≥恒成立,
令φ(x)=(x>0),则φ′(x)=,
当0<x<e2时,φ′(x)>0,φ(x)单调递增,当x>e2时,φ′(x)<0,φ(x)单调递减,
∴当x=e2时,φ(x)取得极大值,也为最大值,故φ(x)max=φ(e2)=,
由2a≥,得a≥,∴实数a的取值范围是[,+∞).
(Ⅲ)证明:由g(x)=f(x)+x2=,得,
①当﹣1≤a≤1时,g(x)单调递增无极值点,不符合题意;
②当a>1或a<﹣1时,令g′(x)=0,设x2﹣2ax+1=0的两根为x0和x′,
∵x0为函数g(x)的极大值点,∴0<x0<x′,
由=1,,知a>1,0<x0<1,
又由g′(x0)==0,得a=,
∵=﹣,0<x0<1,
令h(x)=﹣,x∈(0,1),则,
令,x∈(0,1),则,
当时,μ′(x)>0,当时,μ′(x)<0,
∴μ(x)max=μ()=ln<0,∴h′(x)<0,
∴h(x)在(0,1)上单调递减,∴h(x)>h(1)=0,
∴x0f(x0)+1+ax02>0.
请考生在22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在直角坐标系xOy中,双曲线E的参数方程为(θ为参数),设E的右焦点为F,经过第一象限的渐进线为l.以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求直线l的极坐标方程;
(2)设过F与l垂直的直线与y轴相交于点A,P是l上异于原点O的点,当A,O,F,P四点在同一圆上时,求这个圆的极坐标方程及点P的极坐标.
【考点】简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程.
【分析】(1)由双曲线E的参数方程求出双曲线E的普通方程为.从而求出直线l在直角坐标系中的方程,由此能求出l的极坐标方程.
(2)由题意A、O、F、P四点共圆等价于P是点A,O,F确定的圆(记为圆C,C为圆心)与直线l的交点(异于原点O),线段AF为圆C的直径,A是过F与l垂直的直线与y轴的交点,从而C的半径为2,圆心的极坐标为(2,),由此能求出点P的极坐标.
【解答】解:(1)∵双曲线E的参数方程为(θ为参数),
∴,,
∴==1,
∴双曲线E的普通方程为.
∴直线l在直角坐标系中的方程为y=,其过原点,倾斜角为,
∴l的极坐标方程为.
(2)由题意A、O、F、P四点共圆等价于P是点A,O,F确定的圆(记为圆C,C为圆心)与直线l的交点(异于原点O),
∵AO⊥OF,∴线段AF为圆C的直径,
由(Ⅰ)知,|OF|=2,
又A是过F与l垂直的直线与y轴的交点,
∴∠AFO=,|AF|=4,
于是圆C的半径为2,圆心的极坐标为(2,),
∴圆C的极坐标方程为,
此时,点P的极坐标为(4cos(),),即(2,).
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+a|﹣2a,其中a∈R.
(1)当a=﹣2时,求不等式f(x)≤2x+1的解集;
(2)若x∈R,不等式f(x)≤|x+1|恒成立,求a的取值范围.
【考点】绝对值不等式的解法;函数恒成立问题.
【分析】(1)当a=﹣2时,分类讨论,即可求不等式f(x)≤2x+1的解集;
(2)若x∈R,不等式f(x)≤|x+1|恒成立,|a+a|﹣|x+1|≤2a恒成立,求出左边的最大值,即可求a的取值范围.
【解答】解:(1)当a=﹣2时,不等式f(x)≤2x+1为|x﹣2|﹣2x+3≤0.
x≥2时,不等式化为x﹣2﹣2x+3≤0,即x≥1,∴x≥2;
x<2时,不等式化为﹣x+2﹣2x+3≤0,即x≥,∴≤x≤2,
综上所述,不等式的解集为{x|x≥};
(2)x∈R,不等式f(x)≤|x+1|恒成立,即|a+a|﹣|x+1|≤2a恒成立,
∵|a+a|﹣|x+1|≤|a﹣1|,
∴|a﹣1|≤2a,∴.
2018年4月3日
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