2020-2021学年陕西省西安市长安一中高三(上)第一次质检
数学(文科)试题
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(5分)已知z1=sinθ﹣i,z2=﹣cosθi,若z1﹣z2是纯虚数,则tanθ=( )
A. B. C. D.
2.(5分)若集合A={1,3,x},B={1,x2},A∪B={1,3,x},则满足条件的实数x的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.(5分)已知平面向量满足||=3,||=2,,的夹角为60°,若,则实数m的值为( )
A.1 B. C.2 D.3
4.(5分)平行于直线2x+y+1=0且与圆x2+y2=5相切的直线的方程是( )
A.2x+y+5=0或2x+y﹣5=0 B.2x+y+=0或2x+y﹣=0
C.2x﹣y+5=0或2x﹣y﹣5=0 D.2x﹣y+=0或2x﹣y﹣=0
5.(5分)重庆市2013年各月的平均气温(℃)数据的茎叶图如,则这组数据的中位数是( )
A.19 B.20 C.21.5 D.23
6.(5分)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A. B. C. D.
7.(5分)如果函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点(,0)中心对称,那么|φ|的最小值为( )
A. B. C. D.
8.(5分)如果执行如图的程序框图,输入x=﹣2,h=0.5,那么输出的各个数的和等于( )
A.3 B.3.5 C.4 D.4.5
9.(5分)已知sin2α=,则cos2(α+)=( )
A. B. C. D.
10.(5分)随机地向半圆0<y<(a为正常数)内掷一点,点落在圆内任何区域的概率与区域的面积成正比,则原点与该点的连线与x轴的夹角小于的概率为( )
A. B. C. D.
11.(5分)设F1,F2是双曲线的两个焦点,P是C上一点,若|PF1|+|PF2|=6a,且△PF1F2的最小内角为30°,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
12.(5分)已知f(x)=x2+3x+1,g(x)=+x,若h(x)=f(x)﹣g(x)恰有两个零点,则实数a的取值为( )
A.1 B. C.1或 D.
二、填空题:(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)
13.(5分)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2+2x,若f(2﹣a2)>f(a),则实数a的取值范围是 .
14.(5分)已知△ABC中,角A,B,C所对的边的长分别为a,b,c,若asinA+bsinB<csinC,则△ABC的形状是 .
15.(5分)若函数f(x)=2sin(x+)(2<x<10)的图象与x轴交于点A,过点A的直线l与f(x)的图象交于B、C两点,O为坐标原点,则(+)•= .
16.(5分)设m,n∈R,若直线(m+1)x+(n+1)y﹣2=0与圆(x﹣1)2+(y﹣1)2=1相切,则m+n的取值范围是 .
三、解答题:(本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)
17.(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a2+c2=b2﹣ac.
(1)求B的大小;
(2)设∠BAC的平分线AD交BC于D,AD=2,BD=1,求cosC的值.
18.(12分)在中学生综合素质评价某个维度的测评中,分“优秀、合格、尚待改进”三个等级进行学生互评.某校高一年级有男生500人,女生400人,为了了解性别对该维度测评结果的影响,采用分层抽样方法从高一年级抽取了45名学生的测评结果,并作出频数统计表如下:
表1:男生 表2:女生
等级 | 优秀 | 合格 | 尚待改进 | 等级 | 优秀 | 合格 | 尚待改进 | |
频数 | 15 | x | 5 | 频数 | 15 | 3 | y | |
(1)从表二的非优秀学生中随机选取2人交谈,求所选2人中恰有1人测评等级为合格的概率;
(2)由表中统计数据填写下边2×2列联表,并判断是否有90%的把握认为“测评结果优秀与性别有关”.
男生 | 女生 | 总计 | |
优秀 | |||
非优秀 | |||
总计 | |||
参考数据与公式:
K2=,其中n=a+b+c+d.
临界值表:
P(K2>k0) | 0.05 | 0.05 | 0.01 |
k0 | 2.706 | 3.841 | 6.635 |
19.(12分)如图1,四边形ABCD为矩形,PD⊥平面ABCD,AB=1,BC=PC=2作如图2折叠;折痕EF∥DC,其中点E,F分别在线段PD,PC上,沿EF折叠后点P叠在线段AD上的点记为M,并且MF⊥CF.
(1)证明:CF⊥平面MDF;
(2)求三棱锥M﹣CDE的体积.
20.(12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),离心率是,原点与C直线x=1的交点围成的三角形面积是.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线l过点(,0)与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),D是椭圆C的右顶点,求∠ADB是定值.
21.(12分)已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2.
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
[选修4-4;坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(α为参数),在以原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,直线l的极坐标方程为.
(Ⅰ)求C的普通方程和l的倾斜角;
(Ⅱ)设点P(0,2),l和C交于A,B两点,求|PA|+|PB|.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知实数m,n满足:关于x的不等式|x2+mx+n|≤|3x2﹣6x﹣9|的解集为R
(1)求m,n的值;
(2)若a,b,c∈R+,且a+b+c=m﹣n,求证:++.
2020-2021学年陕西省西安市长安一中高三(上)第一次质检
数学(文科)试题参考答案
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(5分)已知z1=sinθ﹣i,z2=﹣cosθi,若z1﹣z2是纯虚数,则tanθ=( )
A. B. C. D.
【分析】z1﹣z2=﹣i是纯虚数,可得sinθ﹣=0,﹣cosθ≠0,再利用同角三角函数基本关系式即可得出.
【解答】解:z1﹣z2=﹣i是纯虚数,
∴sinθ﹣=0,﹣cosθ≠0,
∴sinθ=,cosθ=,
则tanθ==﹣.
故选:B.
【点评】本题考查了纯虚数的定义、三角函数求值,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
2.(5分)若集合A={1,3,x},B={1,x2},A∪B={1,3,x},则满足条件的实数x的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】由A∪B={1,3,x}得到集合B是集合A的真子集,所以得到x2,等于3或x,分别求出x的值,经检验即可得到满足题意x的个数.
【解答】解:因为A∪B={1,3,x},A={1,3,x},B={1,x2},
所以x2=3或x2=x,解得x=±或x=0,x=1(舍去),
即满足条件的有3个.
故选C.
【点评】此题考查学生掌握并集的定义,以及理解集合元素的互异性,是一道基础题.
3.(5分)已知平面向量满足||=3,||=2,,的夹角为60°,若,则实数m的值为( )
A.1 B. C.2 D.3
【分析】由两个向量的数量积的定义求出,再由 可得=0可求m
【解答】解:∵||=3,||=2,,的夹角为60°
∴=||||cos60°=3×2cos60=3
又∵
∴==9﹣3m=0
∴m=3
故选D
【点评】本题考查两个向量的数量积的定义,数量积公式的应用,两个向量垂直的性质.
4.(5分)平行于直线2x+y+1=0且与圆x2+y2=5相切的直线的方程是( )
A.2x+y+5=0或2x+y﹣5=0 B.2x+y+=0或2x+y﹣=0
C.2x﹣y+5=0或2x﹣y﹣5=0 D.2x﹣y+=0或2x﹣y﹣=0
【分析】设出所求直线方程,利用圆心到直线的距离等于半径,求出直线方程中的变量,即可求出直线方程.
【解答】解:设所求直线方程为2x+y+b=0,则,
所以=,所以b=±5,
所以所求直线方程为:2x+y+5=0或2x+y﹣5=0
故选:A.
【点评】本题考查两条直线平行的判定,圆的切线方程,考查计算能力,是基础题.
5.(5分)重庆市2013年各月的平均气温(℃)数据的茎叶图如,则这组数据的中位数是( )
A.19 B.20 C.21.5 D.23
【分析】根据中位数的定义进行求解即可.
【解答】解:样本数据有12个,位于中间的两个数为20,20,
则中位数为,
故选:B
【点评】本题主要考查茎叶图的应用,根据中位数的定义是解决本题的关键.比较基础.
6.(5分)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A. B. C. D.
【分析】判断三视图对应的几何体的形状,利用三视图的数据,求解几何体的体积即可.
【解答】解:由三视图可知,几何体是组合体,左侧是三棱锥,底面是等腰三角形,腰长为,高为1,一个侧面与底面垂直,并且垂直底面三角形的斜边,右侧是半圆柱,底面半径为1,高为2,
所求几何体的体积为:=.
故选:A.
【点评】本题考查三视图与直观图的关系,组合体的体积的求法,判断几何体的形状是解题的关键.
7.(5分)如果函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点(,0)中心对称,那么|φ|的最小值为( )
A. B. C. D.
【分析】先根据函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点中心对称,令x=代入函数使其等于0,求出φ的值,进而可得|φ|的最小值.
【解答】解:∵函数y=3cos(2x+φ)的图象关于点中心对称.
∴∴由此易得.
故选A
【点评】本题主要考查余弦函数的对称性.属基础题.
8.(5分)如果执行如图的程序框图,输入x=﹣2,h=0.5,那么输出的各个数的和等于( )
A.3 B.3.5 C.4 D.4.5
【分析】按照程序框图的流程,判断出x的值是否满足判断框中的条件,求出所有输出的y值,再将各值加起来.
【解答】解:第一次输出y=0;第二次输出y=0;第三次输出0;第四次输出y=0;
第经过第五次循环输出y=0;第六次输出y=0.5;第七次输出y=1;第八次输出y=1;第九次输出y=1
各次输出的和为0+0+0+0+0+0.5+1+1+1=3.5
故选B
【点评】本题考查解决程序框图的循环结构,常用的方法是求出前几次循环的结果找规律.
9.(5分)已知sin2α=,则cos2(α+)=( )
A. B. C. D.
【分析】所求式子利用二倍角的余弦函数公式化简,再利用诱导公式变形,将已知等式代入计算即可求出值.
【解答】解:∵sin2α=,
∴cos2(α+)=[1+cos(2α+)]=(1﹣sin2α)=×(1﹣)=.
故选A
【点评】此题考查了二倍角的余弦函数公式,以及诱导公式的作用,熟练掌握公式是解本题的关键.
10.(5分)随机地向半圆0<y<(a为正常数)内掷一点,点落在圆内任何区域的概率与区域的面积成正比,则原点与该点的连线与x轴的夹角小于的概率为( )
A. B. C. D.
【分析】因为点落在圆内任何区域的概率与区域的面积成正比,
【解答】解:半圆0<y<(a为正常数)内掷一点,原点与该点的连线与x轴的夹角小于的区域如图:
点落在圆内任何区域的概率与区域的面积成正比,则;
故选A.
【点评】本题考查了几何概型的概率求法,首先正确画出满足条件的区域,利用面积比求概率是关键.
11.(5分)设F1,F2是双曲线的两个焦点,P是C上一点,若|PF1|+|PF2|=6a,且△PF1F2的最小内角为30°,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【分析】利用双曲线的定义和已知即可得出|PF1|,|PF2|,进而确定最小内角,再利用余弦定理和离心率计算公式即可得出.
【解答】解:不妨设|PF1|>|PF2|,则|PF1|﹣|PF2|=2a,又|PF1|+|PF2|=6a,解得|PF1|=4a,|PF2|=2a.
则∠PF1F2是△PF1F2的最小内角为30°,∴﹣,
∴(2a)2=(4a)2+(2c)2﹣,
化为=0,解得.
故选C.
【点评】熟练掌握双曲线的定义、离心率计算公式、余弦定理是解题的关键.
12.(5分)已知f(x)=x2+3x+1,g(x)=+x,若h(x)=f(x)﹣g(x)恰有两个零点,则实数a的取值为( )
A.1 B. C.1或 D.
【分析】问题转化为a=x3+x2﹣x(x≠1)的交点问题,令h(x)=x3+x2﹣x,(x≠1),画出函数h(x)的图象,结合图象求出a的值即可.
【解答】解:联立y=f(x)和y=g(x)得 x2+3x+1=+x,
整理可得 a=x3+x2﹣x,且 x≠1.
令函数h(x)=x3+x2﹣x,可得函数h(x) 的极值点在﹣1和处,
画出h(x)的草图,如图示:
当x=﹣1时,h(x)=1; 当x=时,h(x)=﹣,
故当a=1时,y=a和y=h(x)1个交点,
因为(1,1)不在h(x)上,不满足条件.
故当a=﹣时,结合图象可得y=a和y=h(x)恰有2个交点.
综上,只有当a=﹣时,才能满足y=a和y=h(x)恰有2个j交点,
故选:B.
【点评】本题考查了函数的交点问题,考查数形结合思想以及转化思想,是一道中档题.
二、填空题:(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)
13.(5分)已知f(x)是定义在R上的奇函数,当x≥0时,f(x)=x2+2x,若f(2﹣a2)>f(a),则实数a的取值范围是 (﹣2,1) .
【分析】题意可先判断出f(x)=x2+2x=(x+1)2﹣1在(0,+∞)上单调递增,根据奇函数的对称区间上的单调性可知,f(x)在(﹣∞,0)上单调递增,从而可比较2﹣a2与a的大小,解不等式可求a的范围.
【解答】解:∵f(x)=x2+2x=(x+1)2﹣1在(0,+∞)上单调递增,
又∵f(x)是定义在R上的奇函数,
根据奇函数的对称区间上的单调性可知,f(x)在(﹣∞,0)上单调递增,
∴f(x)在R上单调递增.
∵f(2﹣a2)>f(a),
∴2﹣a2>a,
解不等式可得,﹣2<a<1,
故答案为:(﹣2,1).
【点评】本题主要考查了奇函数在对称区间上的单调性相同(偶函数对称区间上的单调性相反)的性质的应用,
一元二次不等式的求解,属于基础试题.
14.(5分)已知△ABC中,角A,B,C所对的边的长分别为a,b,c,若asinA+bsinB<csinC,则△ABC的形状是 钝角三角形 .
【分析】利用正弦定理化简已知不等式可得a2+b2<c2,进而利用余弦定理可求cosC<0,结合C的范围即可判断得解.
【解答】解:△ABC中,由正弦定理可得>0,
∴sinA=,sinB=,sinC=.
∵asinA+bsinB<csinC,
∴+<,即a2+b2<c2.
∴cosC=<0.
∵0<C<π,
∴<C<π.
∴角C为钝角.
∴△ABC的形状是钝角三角形.
故答案为:钝角三角形.
【点评】本题主要考查了正弦定理,余弦定理,余弦函数的图象和性质在解三角形中的应用,熟练掌握正弦定理和余弦定理是解题的关键,属于基础题.
15.(5分)若函数f(x)=2sin(x+)(2<x<10)的图象与x轴交于点A,过点A的直线l与f(x)的图象交于B、C两点,O为坐标原点,则(+)•= 32 .
【分析】根据“f(x)=2sin(x+)(2<x<10)的图象与x轴交于点A”求出A点坐标,设B(x1,y1),C(x2,y2),由正弦函数的对称性可知B,C 两点关于A对称即x1+x2=8,y1+y2=0,代入向量的数量积的坐标表示即可求解
【解答】解:由f(x)=2sin(x+)=0,可得x+=kπ,
∴x=6k﹣2,k∈Z
∵2<x<10
∴x=4即A(4,0)
设B(x1,y1),C(x2,y2)
∵过点A的直线l与函数的图象交于B、C两点
∴B,C 两点关于A对称即x1+x2=8,y1+y2=0
∴(+)•=(x1+x2,y1+y2)•(4,0)=4(x1+x2)=32
故答案为:32.
【点评】本题主要考查了向量的数量积的坐标表示,解题的关键正弦函数对称性质的应用.
16.(5分)设m,n∈R,若直线(m+1)x+(n+1)y﹣2=0与圆(x﹣1)2+(y﹣1)2=1相切,则m+n的取值范围是 (﹣∞,2﹣2]∪[2+2,+∞) .
【分析】由圆的标准方程找出圆心坐标和半径r,由直线与圆相切时,圆心到直线的距离等于圆的半径,利用点到直线的距离公式列出关系式,整理后利用基本不等式变形,设m+n=x,得到关于x的不等式,求出不等式的解集得到x的范围,即为m+n的范围.
【解答】解:由圆的方程(x﹣1)2+(y﹣1)2=1,得到圆心坐标为(1,1),半径r=1,
∵直线(m+1)x+(n+1)y﹣2=0与圆相切,
∴圆心到直线的距离d==1,
整理得:m+n+1=mn≤()2,
设m+n=x,则有x+1≤,即x2﹣4x﹣4≥0,
∵x2﹣4x﹣4=0的解为:x1=2+2,x2=2﹣2,
∴不等式变形得:(x﹣2﹣2)(x﹣2+2)≥0,
解得:x≥2+2或x≤2﹣2,
则m+n的取值范围为(﹣∞,2﹣2]∪[2+2,+∞).
故答案为:(﹣∞,2﹣2]∪[2+2,+∞).
【点评】此题考查了直线与圆的位置关系,涉及的知识有:点到直线的距离公式,基本不等式,以及一元二次不等式的解法,利用了转化及换元的思想,当直线与圆相切时,圆心到直线的距离等于圆的半径,熟练掌握此性质是解本题的关键.
三、解答题:(本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)
17.(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a2+c2=b2﹣ac.
(1)求B的大小;
(2)设∠BAC的平分线AD交BC于D,AD=2,BD=1,求cosC的值.
【分析】(1)利用余弦定理可得:cosB=﹣,B∈(0,π),可得B.
(2)在△ABD中,由正弦定理可得:=,解得sin∠BAD.cos∠BAC=cos2∠BAD=1﹣2sin2∠BAD.可得sin∠BAC=.可得cosC=cos(60°﹣∠BAC).
【解答】解:(1)在△ABC中,∵a2+c2=b2﹣ac,即a2+c2﹣b2=﹣ac.
∴cosB==﹣=﹣,B∈(0,π),可得B=.
(2)在△ABD中,由正弦定理可得:=,
解得sin∠BAD==.
cos∠BAC=cos2∠BAD=1﹣2sin2∠BAD=1﹣×2×=.
∴sin∠BAC===.
∴cosC=cos(60°﹣∠BAC)=+=.
【点评】本题考查了正弦定理余弦定理、和差公式、同角三角函数基本关系式、角平分线的性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
18.(12分)在中学生综合素质评价某个维度的测评中,分“优秀、合格、尚待改进”三个等级进行学生互评.某校高一年级有男生500人,女生400人,为了了解性别对该维度测评结果的影响,采用分层抽样方法从高一年级抽取了45名学生的测评结果,并作出频数统计表如下:
表1:男生 表2:女生
等级 | 优秀 | 合格 | 尚待改进 | 等级 | 优秀 | 合格 | 尚待改进 | |
频数 | 15 | x | 5 | 频数 | 15 | 3 | y | |
(1)从表二的非优秀学生中随机选取2人交谈,求所选2人中恰有1人测评等级为合格的概率;
(2)由表中统计数据填写下边2×2列联表,并判断是否有90%的把握认为“测评结果优秀与性别有关”.
男生 | 女生 | 总计 | |
优秀 | |||
非优秀 | |||
总计 | |||
参考数据与公式:
K2=,其中n=a+b+c+d.
临界值表:
P(K2>k0) | 0.05 | 0.05 | 0.01 |
k0 | 2.706 | 3.841 | 6.635 |
【分析】(1)由题意可得非优秀学生共5人,记测评等级为合格的3人为a,b,c,尚待改进的2人为A,B,则从这5人中任选2人的所有可能结果为10个,设事件C表示“从表二的非优秀学生5人中随机选取2人,恰有1人测评等级为合格”,则C的结果为6个,根据概率公式即可求解.(2)由2×2列联表直接求解即可.
【解答】解:(1)设从高一年级男生中抽出m人,则=,m=25,
∴x=25﹣20=5,y=20﹣18=2,
表2中非优秀学生共5人,记测评等级为合格的3人为a,b,c,尚待改进的2人为A,B,
则从这5人中任选2人的所有可能结果为:(a,b)(a,c)(b,c)(A,B)(a,A),(a,B),(b,A)(,b,B),(c,A)(c,B),共10种.
设事件C表示“从表二的非优秀学生5人中随机选取2人,恰有1人测评等级为合格”,
则C的结果为:(a,A),(a,B),(b,A)(,b,B),(c,A)(c,B),共6种.
∴P(C)==,故所求概率为.
男生 | 女生 | 总计 | |
优秀 | 15 | 15 | 30 |
非优秀 | 10 | 5 | 15 |
总计 | 25 | 20 | 45 |
(2)
∵1﹣0.9=0.1,p(k2>2.706)=0.10,
而K2====1.125<2.706,
所以没有90%的把握认为“测评结果优秀与性别有关”.
思路点拨(1)由题意可得非优秀学生共5人,记测评等级为合格的3人为a,b,c,尚待改进的2人为A,B,则从这5人中任选2人的所有可能结果为10个,设事件C表示“从表二的非优秀学生5人中随机选取2人,恰有1人测评等级为合格”,则C的结果为6个,根据概率公式即可求解.(2)由2×2列联表直接求解即可.
【点评】本考查了独立检验思想在实际问题中的应用,属于中档题.
19.(12分)如图1,四边形ABCD为矩形,PD⊥平面ABCD,AB=1,BC=PC=2作如图2折叠;折痕EF∥DC,其中点E,F分别在线段PD,PC上,沿EF折叠后点P叠在线段AD上的点记为M,并且MF⊥CF.
(1)证明:CF⊥平面MDF;
(2)求三棱锥M﹣CDE的体积.
【分析】(1)要证CF⊥平面MDF,只需证CF⊥MD,且CF⊥MF即可;由PD⊥平面ABCD,得出平面PCD⊥平面ABCD,即证MD⊥平面PCD,得CF⊥MD;
(2)求出△CDE的面积S△CDE,对应三棱锥的高MD,计算它的体积VM﹣CDE.
【解答】解:(1)证明:∵PD⊥平面ABCD,PD⊂平面PCD,
∴平面PCD⊥平面ABCD;
又平面PCD∩平面ABCD=CD,MD⊂平面ABCD,MD⊥CD,
∴MD⊥平面PCD,CF⊂平面PCD,∴CF⊥MD;
又CF⊥MF,MD、MF⊂平面MDF,MD∩MF=M,
∴CF⊥平面MDF;
(2)∵CF⊥平面MDF,∴CF⊥DF,
又∵Rt△PCD中,DC=1,PC=2,
∴∠P=30°,∠PCD=60°,
∴∠CDF=30°,CF=CD=;
∵EF∥DC,∴=,即=,
∴DE=,∴PE=,
∴S△CDE=CD•DE=;
MD===,
∴VM﹣CDE=S△CDE•MD=××=.
【点评】本题考查了空间中的垂直关系的应用问题,解题时应结合图形,明确线线垂直、线面垂直以及面面垂直的相互转化关系是什么,几何体的体积计算公式是什么,是中档题.
20.(12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),离心率是,原点与C直线x=1的交点围成的三角形面积是.
(1)求椭圆方程;
(2)若直线l过点(,0)与椭圆C相交于A,B两点(A,B不是左右顶点),D是椭圆C的右顶点,求∠ADB是定值.
【分析】(1)由椭圆的离心率公式e===,点P(1,y)(y>0),根据三角形的面积公式即可求得y值,代入椭圆方程,即可求得a和b的值,求得椭圆方程;
(2)当l斜率不存在时,,;当l斜率存在时,设直线方程,代入椭圆方程,利用韦达定理y1+y2及y1•y2,求得=(x1﹣2,y1),=(x2﹣2,y2),•=x1•x2﹣2(x1+x2)+y1•y2+4=0,,∠ADB是定值..
【解答】解:(1)由题意可知:e===,整理得:a2=b2,
由直线x=1与椭圆相交,交点P(1,y)(y>0),
由题意可知:•1•2y=,解得:y=,
将P(1,)代入椭圆方程,,解得b2=3,a2=4,
∴椭圆的方程为:,.
(2)当l斜率不存在时,,
∴,
∴;
当l斜率存在时,设直线,由得(196+147m2)y2+84my﹣576=0,
∵l与C有两个交点A(x1,y1),B(x2,y2),
∴△>0,且,
∴,
∵=(x1﹣2,y1),=(x2﹣2,y2),
•=x1•x2﹣2(x1+x2)+y1•y2+4,
=+,
==0,
∴,
综上.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理及向量数量积的坐标表示,考查计算能力,属于中档题.
21.(12分)已知函数f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2.
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若f(x)有两个零点,求a的取值范围.
【分析】(Ⅰ)求出f(x)的导数,讨论当a≥0时,a<﹣时,a=﹣时,﹣<a<0,由导数大于0,可得增区间;由导数小于0,可得减区间;
(Ⅱ)由(Ⅰ)的单调区间,对a讨论,结合单调性和函数值的变化特点,即可得到所求范围.
【解答】解:(Ⅰ)由f(x)=(x﹣2)ex+a(x﹣1)2,
可得f′(x)=(x﹣1)ex+2a(x﹣1)=(x﹣1)(ex+2a),
①当a≥0时,由f′(x)>0,可得x>1;由f′(x)<0,可得x<1,
即有f(x)在(﹣∞,1)递减;在(1,+∞)递增;
②当a<0时,若a=﹣,则f′(x)≥0恒成立,即有f(x)在R上递增;
若a<﹣时,由f′(x)>0,可得x<1或x>ln(﹣2a);
由f′(x)<0,可得1<x<ln(﹣2a).
即有f(x)在(﹣∞,1),(ln(﹣2a),+∞)递增;
在(1,ln(﹣2a))递减;
若﹣<a<0,由f′(x)>0,可得x<ln(﹣2a)或x>1;
由f′(x)<0,可得ln(﹣2a)<x<1.
即有f(x)在(﹣∞,ln(﹣2a)),(1,+∞)递增;
在(ln(﹣2a),1)递减;
(Ⅱ)
①由(Ⅰ)可得当a>0时,f(x)在(﹣∞,1)递减;在(1,+∞)递增,
且f(1)=﹣e<0,x→+∞,f(x)→+∞;x→﹣∞,f(x)→+∞.f(x)有两个零点;
②当a=0时,f(x)=(x﹣2)ex,所以f(x)只有一个零点x=2;
③当a<0时,
若a<﹣时,f(x)在(1,ln(﹣2a))递减,在(﹣∞,1),(ln(﹣2a),+∞)递增,
又当x≤1时,f(x)<0,所以f(x)不存在两个零点;
当a≥﹣时,f(x)在(1,+∞)单调递增,又x≤1时,f(x)<0,所以f(x)不存在两个零点.
综上可得,f(x)有两个零点时,a的取值范围为(0,+∞).
【点评】本题考查导数的运用:求单调区间,考查函数零点的判断,注意运用分类讨论的思想方法和函数方程的转化思想,考查化简整理的运算能力,属于难题.
[选修4-4;坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(α为参数),在以原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,直线l的极坐标方程为.
(Ⅰ)求C的普通方程和l的倾斜角;
(Ⅱ)设点P(0,2),l和C交于A,B两点,求|PA|+|PB|.
【分析】解法一:(Ⅰ)由参数方程消去参数α,得椭圆的普通方程,由极坐标方程,通过两角和与差的三角函数转化求解出普通方程即可求出直线l的倾斜角.
(Ⅱ)设出直线l的参数方程,代入椭圆方程并化简,设A,B两点对应的参数分别为t1,t2,利用参数的几何意义求解即可.
解法二:(Ⅰ)同解法一.(Ⅱ)利用直线l的普通方程与椭圆的方程联立,设A(x1,y1),B(x2,y2),利用韦达定理以及弦长公式求解即可.
【解答】解法一:(Ⅰ)由消去参数α,得,
即C的普通方程为.(2分)
由,得ρsinθ﹣ρcosθ=2,…(*)(3分)
将代入(*),化简得y=x+2,(4分)
所以直线l的倾斜角为. (5分)
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,点P(0,2)在直线l上,可设直线l的参数方程为(t为参数),
即(t为参数),(7分)
代入并化简,得.(8分)
.
设A,B两点对应的参数分别为t1,t2,
则,所以t1<0,t2<0,(9分)
所以.(10分)
解法二:(Ⅰ)同解法一.(5分)
(Ⅱ)直线l的普通方程为y=x+2.
由消去y得10x2+36x+27=0,(7分)
于是△=362﹣4×10×27=216>0.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,,所以x1<0,x2<0,
(8分)
故.(10分)
【点评】本小题考查直线的极坐标方程和参数方程、椭圆的参数方程等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想、化归与转化思想等
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知实数m,n满足:关于x的不等式|x2+mx+n|≤|3x2﹣6x﹣9|的解集为R
(1)求m,n的值;
(2)若a,b,c∈R+,且a+b+c=m﹣n,求证:++.
【分析】(1)若不等式|x2+mx+n|≤|3x2﹣6x﹣9|的解集为R,故3x2﹣6x﹣9=0时,x2+mx+n=0,进而由韦达定理得到答案;
(2)运用重要不等式a+b≥2,结合累加法和三个数的完全平方公式,即可得证.
【解答】(1)解:∵不等式|x2+mx+n|≤|3x2﹣6x﹣9|的解集为R,
令3x2﹣6x﹣9=0,得x=﹣1,或x=3,
故x=﹣1,或x=3时,x2+mx+n=0,
则x=﹣1和x=3为方程x2+mx+n=0的两根,
故﹣1+3=2=﹣m,﹣1×3=﹣3=n,
解得:m=﹣2,n=﹣3,
当m=﹣2,n=﹣3时,不等式|x2+mx+n|≤|3x2﹣6x﹣9|即为
|x2﹣2x﹣3|≤3|x2﹣2x﹣3|,即有|x2﹣2x﹣3|≥0,则解集为R,
故m=﹣2,n=﹣3;
(2)证明:若a,b,c∈R+,且a+b+c=m﹣n=1,
由a+b≥2,b+c≥2,c+a≥2.
累加得,2a+2b+2c≥2+2+2,
两边同时加a+b+c,可得
3(a+b+c)≥a+b+c+2+2+2,
即有3(a+b+c)≥(++)2,
即++≤=.(当且仅当a=b=c时取得等号)
则++≤成立.
【点评】本题考查不等式的解法和运用,主要考查不等式的恒成立转化为求函数的最值,同时考查二次方程的韦达定理的运用,运用均值不等式和累加法是证明不等式的关键.
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/256f6db289d63186bceb19e8b8f67c1cfbd6ee70.html
文档为doc格式