内蒙古包头市2018-2019学年高考数学一模试卷(理科)(解析版)
最新试卷十年寒窗苦,踏上高考路,心态放平和,信心要十足,面对考试卷,下笔如有神,短信送祝福,愿你能高中,马到功自成,金榜定题名。温馨提示:多少汗水曾洒下,多少期待曾播种,终是在高考交卷的一刹尘埃落地,多少记忆梦中惦记,多少青春付与流水,人生,总有一次这样的成败,才算长大。高考保持心平气和,不要紧张,像对待平时考试一样去做题,做完检查一下题目,不要直接交卷,检查下有没有错的地方,然后耐心等待考试结束。
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.已知集合A={﹣2,﹣1,0,1,2,3},B={x|x2﹣2x﹣3<0},则A∩B=( )
A.{﹣1,0} B.{0,1,2} C.{﹣1,0,1} D.{﹣2,﹣1,0}
2.设复数z满足=i,则z的虚部为( )
A.﹣2 B.0 C.﹣1 D.1
3.为了解某地区中小学生的视力情况,拟从该地区的中小学生中抽取部分学生进行调查,事先已经了解到该地区小学、初中、高中三个学段学生的视力情况有较大差异,而男女生视力情况差异不大.在下面的抽样方法中,最合理的抽样方法是( )
A.简单的随机抽样 B.按性别分层抽样
C.按学段分层抽样 D.系统抽样
4.等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S4=a2+a3+9a1,a5=32,则a1=( )
A.﹣ B. C.2 D.﹣2
5.设函数f(x)=,若f(a)>1,则a的取值范围是( )
A. B. D.
6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A. B.32 C. D.
7.已知圆心为C的圆经过点A(1,1)和B(2,﹣2),且圆心C在直线l:x﹣y+1=0上,则点C与坐标原点的距离为( )
A. B.5 C.13 D.25
8.执行如图所示的程序框图,若输入的x,y,k分别为1,2,3,则输出的N=( )
A. B. C. D.
9.已知M是球O的直径CD上的一点,CM=MD,CD⊥平面α,M为垂足,α截球O所得截面的面积为π,则球O的表面积为( )
A.3π B.9π C. D.
10.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,点P在双曲线的右支上,且|PF1|=4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为( )
A. B. C. D.
11.如图,已知AB是圆O的直径,AB=2,点C在直径AB的延长线上,BC=1,点P是圆O上半圆上的动点,以PC为边作等边三角形PCD,且点D与圆心分别在PC的两侧,记∠POB=x,将△OPC和△PCD的面积之和表示成x的函数f(x),则y=f(x)取最大值时x的值为( )
A. B. C. D.π
12.定义在R上的奇函数f(x)满足f(x﹣4)=﹣f(x)且在[0,2]上为增函数,若方程f(x)=m(m>0)在区间[﹣8,8]上有四个不同的根x1,x2,x3,x4,则x1+x2+x3+x4的值为( )
A.8 B.﹣8 C.0 D.﹣4
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.设,是夹角为60°的两个单位向量,若=+λ与=2﹣3垂直,则λ= .
14.若,则目标函数z=x+2y的取值范围是 .
15.已知(1+ax)(1+x)5的展开式中x3的系数为5,则a= .
16.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=4Sn﹣1,则a10= .
三、解答题(共5小题,满分60分)
17.已知a,b,c分别为△ABC的三个内角A,B,C的对边,a=2且(2+b)(sinA﹣sinB)=(c﹣b)sinC
(1)求角A的大小;
(2)求△ABC的面积的最大值.
18.随机观测生产某种们零件的某工厂20名工人的日加工零件数(单位:件),获得数据如下:30,42,41,36,44,48,37,25,45,43,31,49,34,33,43,38,32,46,39,36.根据上述数据得到样本的频率分布表如下:
分组 | 频数 | 频率 |
[25,30] | 2 | 0.10 |
(30,35] | 4 | 0.20 |
(35,40] | 5 | 0.25 |
(40,45] | m | fm |
(45,50] | n | fn |
(1)确定样本频率分布表中m,n,fm和fn的值;
(2)根据上述频率分布表,画出样本频率分布直方图;
(3)根据样本频率分布直方图,求在该厂任取3人,至少有1人的日加工零件数落在区间(30,35]的概率.
19.如图,在底面是直角梯形的四棱锥S﹣ABCD中,∠ABC=∠DAB=90°,SA⊥平面ABCD,SA=AB=BC=2,AD=1,M为SB的中点,过点M、A、D的截面MADN交SC于点N.
(1)在图中作出截面MADN,判断其形状并说明理由;
(2)求直线CD与平面MADN所成角的正弦值.
20.在平面直角坐标系xOy中,椭圆C: =1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1、F2,过F2的直线x+y﹣=0交C于A、B两点,线段AB的中点为(,).
(1)求C的方程;
(2)在C上是否存在点P,使S△PAB=S?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
21.已知函数f(x)=alnx+x2(a为实常数).
(1)若a=﹣2,求证:函数f(x)在(1,+∞)上是增函数;
(2)求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值;
(3)若存在x∈[1,e],使得f(x)≤(a+2)x成立,求实数a的取值范围.
请考生在22、23、24三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-1:几何证明选讲]
22.如图,直线AB经过圆O上的点C,并且OA=OB,CA=CB,圆O交直线OB于点E、D,连接EC,CD.若tan∠CED=,⊙O的半径为3.
(1)证明:BC2=BDBE
(2)求OA的长.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.(2018包头一模)已知曲线C:ρ=2cosθ,直线l:(t是参数).
(1)写出曲线C的参数方程,直线l的普通方程;
(2)过曲线C上任一点P作与l夹角为45°的直线,交l于点A,求|PA|的最大值与最小值.
[选修4-5:不等式选讲]
24.=|x﹣1|﹣2|x+a|,a>0
(1)若a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若f(x)的图象与x轴围成的三角形面积小于6,求a的取值范围.
2018-2019学年内蒙古包头市高考数学一模试卷(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.已知集合A={﹣2,﹣1,0,1,2,3},B={x|x2﹣2x﹣3<0},则A∩B=( )
A.{﹣1,0} B.{0,1,2} C.{﹣1,0,1} D.{﹣2,﹣1,0}
【分析】求出B中不等式的解集确定出B,找出A与B的交集即可.
【解答】解:由B中不等式变形得:(x﹣3)(x+1)<0,
解得:﹣1<x<3,即B=(﹣1,3),
∵A={﹣2,﹣1,0,1,2,3},
∴A∩B={0,1,2},
故选:B.
【点评】此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.
2.设复数z满足=i,则z的虚部为( )
A.﹣2 B.0 C.﹣1 D.1
【分析】设z=a+bi,a,b∈R,根据复数的运算法则,得到,解得即可.
【解答】解:设z=a+bi,a,b∈R,
∵=i,
∴1﹣z=i+zi,
∴1﹣a﹣bi=i+ai﹣b,
∴,
∴a=0,b=﹣1,
故选:C.
【点评】本题考查了复数的运算和复数的概念,属于基础题.
3.为了解某地区中小学生的视力情况,拟从该地区的中小学生中抽取部分学生进行调查,事先已经了解到该地区小学、初中、高中三个学段学生的视力情况有较大差异,而男女生视力情况差异不大.在下面的抽样方法中,最合理的抽样方法是( )
A.简单的随机抽样 B.按性别分层抽样
C.按学段分层抽样 D.系统抽样
【分析】若总体由差异明显的几部分组成时,经常采用分层抽样的方法进行抽样.
【解答】解:我们常用的抽样方法有:简单随机抽样、分层抽样和系统抽样,
而事先已经了解到该地区小学、初中、高中三个学段学生的视力情况有较大差异,而男女生视力情况差异不大.
了解某地区中小学生的视力情况,按学段分层抽样,这种方式具有代表性,比较合理.
故选:C.
【点评】本小题考查抽样方法,主要考查抽样方法,属基本题.
4.等比数列{an}的前n项和为Sn,已知S4=a2+a3+9a1,a5=32,则a1=( )
A.﹣ B. C.2 D.﹣2
【分析】利用等比数列的通项公式即可得出.
【解答】解:设等比数列{an}的公比为q,∵S4=a2+a3+9a1,a5=32,
∴a4=8a1即, =32,
则a1=2=q.
故选:C.
【点评】本题考查了等比数列的通项公式及其前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
5.设函数f(x)=,若f(a)>1,则a的取值范围是( )
A. B. D.
【分析】根据分段函数的表达式,分别对a进行分类讨论即可得到结论.
【解答】解:若a>1,由f(a)>1得l0g2a>1,即a>2,此时a>2,
若a≤1,则由f(a)>11得2﹣a>1,则﹣a>0,即a<0,此时a<0
综上a>2或a<0,
即a的取值范围是,
故选:D
【点评】本题主要考查不等式的求解,根据分段函数的表达式,对x进行分类讨论是解决本题的关键.
6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A. B.32 C. D.
【分析】由三视图可知:该几何体是一个四棱锥,后底面与下面的侧面垂直.
【解答】解:由三视图可知:该几何体是一个四棱锥,后底面与下面的侧面垂直.
∴该几何体的体积V=42×4=.
故选:D.
【点评】本题考查了三视图的有关计算、四棱锥的体积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
7.已知圆心为C的圆经过点A(1,1)和B(2,﹣2),且圆心C在直线l:x﹣y+1=0上,则点C与坐标原点的距离为( )
A. B.5 C.13 D.25
【分析】设圆心为C(a,b),由圆心为C的圆经过点A(1,1)和B(2,﹣2),且圆心C在直线l:x﹣y+1=0上,列出方程组,求出C点坐标,由此能求出点C与坐标原点的距离.
【解答】解:设圆心为C(a,b),
则,
解得a=﹣3,b=﹣2,
∴点C与坐标原点的距离为d==.
故选:A.
【点评】本题考查点C与坐标原点的距离的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意圆的性质和两点间距离公式的合理运用.
8.执行如图所示的程序框图,若输入的x,y,k分别为1,2,3,则输出的N=( )
A. B. C. D.
【分析】模拟执行程序,依次写出每次循环得到的N,x,y,n的值,当n=4时不满足条件3≥n,退出循环,输出N的值为.
【解答】解:模拟执行程序,可得
x=1,y=2,k=3,n=1
满足条件3≥n,N=,x=2,y=,n=2
满足条件3≥n,N=,x=,y=,n=3
满足条件3≥n,N=,x=,y=,n=4
不满足条件3≥n,退出循环,输出N的值为.
故答案为:B.
【点评】本题主要考查了循环结构的程序框图,在写程序的运行结果时,我们常使用模拟循环的办法,但程序的循环体中变量比较多时,要用表格法对数据进行管理,属于基础题.
9.已知M是球O的直径CD上的一点,CM=MD,CD⊥平面α,M为垂足,α截球O所得截面的面积为π,则球O的表面积为( )
A.3π B.9π C. D.
【分析】设球的半径为R,根据题意知由与球心距离为R的平面截球所得的截面圆的面积是π,我们易求出截面圆的半径为1,根据球心距、截面圆半径、球半径构成直角三角形,满足勾股定理,我们易求出该球的半径,进而求出球的表面积.
【解答】解:设球的半径为R,∵CM=MD,∴平面α与球心的距离为R,
∵α截球O所得截面的面积为π,
∴d=R时,r=1,
故由R2=r2+d2得R2=12+(R)2,∴R2=
∴球的表面积S=4πR2=π.
故选:C.
【点评】本题考查的知识点是球的表面积公式,若球的截面圆半径为r,球心距为d,球半径为R,则球心距、截面圆半径、球半径构成直角三角形,满足勾股定理.
10.已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1、F2,点P在双曲线的右支上,且|PF1|=4|PF2|,则此双曲线的离心率e的最大值为( )
A. B. C. D.
【分析】由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=3|PF2|=2a,再根据点P在双曲线的右支上,|PF2|≥c﹣a,从而求得此双曲线的离心率e的最大值.
【解答】解:∵P在双曲线的右支上,
∴由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=2a,
∵|PF1|=4|PF2|,
∴4|PF2|﹣|PF2|=2a,即|PF2|=a,
根据点P在双曲线的右支上,可得|PF2|=a≥c﹣a,∴ a≥c,即e≤,
此双曲线的离心率e的最大值为,
故选:C
【点评】本题考查双曲线的定义和标准方程,以及双曲线的简单性质的应用,利用双曲线的定义转化为|PF2|≥c﹣a是解决本题的关键.
11.如图,已知AB是圆O的直径,AB=2,点C在直径AB的延长线上,BC=1,点P是圆O上半圆上的动点,以PC为边作等边三角形PCD,且点D与圆心分别在PC的两侧,记∠POB=x,将△OPC和△PCD的面积之和表示成x的函数f(x),则y=f(x)取最大值时x的值为( )
A. B. C. D.π
【分析】由三角形面积公式可得S△OPC=sinx,由余弦定理可得PC2=12+22﹣212cosx=5﹣4cosx,从而求得S△PCD=(5﹣4cosx),再利用三角恒等变换求最大值时的x的值.
【解答】解:S△OPC=OPOCsinx=sinx,
PC2=12+22﹣212cosx=5﹣4cosx,
S△PCD=PC2sin=(5﹣4cosx),
故f(x)=sinx+(5﹣4cosx),
f(x)=sinx﹣cosx+
=2sin(x﹣)+,
故当x﹣=,即x=时,有最大值;
故选A.
【点评】本题考查了三角形面积公式的应用及解三角形的应用,同时考查了三角恒等变换的应用,属于中档题.
12.定义在R上的奇函数f(x)满足f(x﹣4)=﹣f(x)且在[0,2]上为增函数,若方程f(x)=m(m>0)在区间[﹣8,8]上有四个不同的根x1,x2,x3,x4,则x1+x2+x3+x4的值为( )
A.8 B.﹣8 C.0 D.﹣4
【分析】由条件“f(x﹣4)=﹣f(x)”得f(x+8)=f(x),说明此函数是周期函数,又是奇函数,且在[0,2]上为增函数,
由这些画出示意图,由图可解决问题.
【解答】解:此函数是周期函数,又是奇函数,且在[0,2]上为增函数,
综合条件得函数的示意图,由图看出,
四个交点中两个交点的横坐标之和为2×(﹣6),
另两个交点的横坐标之和为2×2,
所以x1+x2+x3+x4=﹣8.
故选B.
【点评】数形结合是数学解题中常用的思想方法,能够变抽象思维为形象思维,有助于把握数学问题的本质;另外,由于使用了数形结合的方法,很多问题便迎刃而解,且解法简捷.
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.设,是夹角为60°的两个单位向量,若=+λ与=2﹣3垂直,则λ= .
【分析】根据条件便可以得到,,而根据与垂直,从而有,进行数量积的运算即可得出关于λ的方程,解方程便可得出λ的值.
【解答】解:根据题意,;
∵;
∴=;
解得.
故答案为:.
【点评】考查单位向量的概念,向量的数量积的运算及计算公式,以及向量垂直的充要条件.
14.若,则目标函数z=x+2y的取值范围是 [2,6] .
【分析】先根据约束条件画出可行域,再利用几何意义求最值,z=x+2y表示直线在y轴上的截距的一半,只需求出可行域直线在y轴上的截距最大值与最小值即可.
【解答】解:不等式组表示的平面区域如图所示
因为直线z=x+2y过可行域内B(2,2)的时候z最大,最大值为6;
过点C(2,0)的时候z最小,最小值为2.
所以线性目标函数z=x+2y的取值范围是[2,6].
故答案为:[2,6].
【点评】本题主要考查了用平面区域二元一次不等式组,以及简单的转化思想和数形结合的思想,属中档题.借助于平面区域特性,用几何方法处理代数问题,体现了数形结合思想、化归思想.线性规划中的最优解,通常是利用平移直线法确定.
15.已知(1+ax)(1+x)5的展开式中x3的系数为5,则a= ﹣ .
【分析】根据(1+x)5展开式的各项特征,得出(1+ax)(1+x)5的展开式中x3的系数是a+,由此列出方程求a的值.
【解答】解:(1+x)5=1+x+x2+x3+…,
∴(1+ax)(1+x)5的展开式中x3的系数为
a+=5,
即10a+10=5,
解得a=﹣.
故答案为:﹣.
【点评】本题考查了利用二项式展开式的通项公式求特定项的系数问题,是基础题目.
16.已知数列{an}的前n项和为Sn,a1=1,an≠0,anan+1=4Sn﹣1,则a10= 19 .
【分析】利用递推关系可得:an+1﹣an﹣1=4,再利用等差数列的通项公式即可得出.
【解答】解:∵anan+1=4Sn﹣1,
∴a2=3,当n≥2时,an﹣1an=4Sn﹣1﹣1,
化为anan+1﹣an﹣1an=4an,又an≠0,
∴an+1﹣an﹣1=4,
∴数列{a2k}(k∈N*)为等差数列,公差为4,
∴a10=3+4×(5﹣1)=19,
故答案为:19.
【点评】本题考查了递推关系、等差数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
三、解答题(共5小题,满分60分)
17.已知a,b,c分别为△ABC的三个内角A,B,C的对边,a=2且(2+b)(sinA﹣sinB)=(c﹣b)sinC
(1)求角A的大小;
(2)求△ABC的面积的最大值.
【分析】(1)由条件利用正弦定理可得b2+c2﹣bc=4.再由余弦定理可得A=.
(2)利用基本不等式可得bc≤4,当且仅当b=c=2时,取等号,此时,△ABC为等边三角形,从而求得面积的最大值.
【解答】解:(1)△ABC中,∵a=2,且(2+b)(sinA﹣sinB)=(c﹣b)sinC,
∴利用正弦定理可得(2+b)(a﹣b)=(c﹣b)c,即 b2+c2﹣bc=4,即b2+c2﹣4=bc,
∴cosA===,
∴A=.
(2)再由b2+c2﹣bc=4,利用基本不等式可得 4≥2bc﹣bc=bc,
∴bc≤4,当且仅当b=c=2时,取等号,
此时,△ABC为等边三角形,它的面积为bcsinA=×2×2×=,
故△ABC的面积的最大值为:.
【点评】本题主要考查了正弦定理,余弦定理,三角形面积公式,基本不等式在解三角形中的应用,考查了转化思想,属于中档题.
18.随机观测生产某种们零件的某工厂20名工人的日加工零件数(单位:件),获得数据如下:30,42,41,36,44,48,37,25,45,43,31,49,34,33,43,38,32,46,39,36.根据上述数据得到样本的频率分布表如下:
分组 | 频数 | 频率 |
[25,30] | 2 | 0.10 |
(30,35] | 4 | 0.20 |
(35,40] | 5 | 0.25 |
(40,45] | m | fm |
(45,50] | n | fn |
(1)确定样本频率分布表中m,n,fm和fn的值;
(2)根据上述频率分布表,画出样本频率分布直方图;
(3)根据样本频率分布直方图,求在该厂任取3人,至少有1人的日加工零件数落在区间(30,35]的概率.
【分析】(1)利用频数定义能求出m,n,利用频率计算公式能求出fm,fn.
(2)由频率分布直方图,能画出频率分布列图.
(3)根据题意ξ~B(3,0.2),由此能求出至少有1人的日加工零件数落在区间(30,35]的概率.
【解答】解:(1)∵20名工人的日加工零件数(单位:件),获得数据如下:
30,42,41,36,44,48,37,25,45,43,31,49,34,33,43,38,32,46,39,36.
∴(40,50]区间内的频数m=6,(45,50]区间内的频数n=3,
∴fm==0.3,fn==0.15.
(2)由频率分布直方图,画出频率分布列如下图:
(3)根据样本频率分布直方图,每人的日加工零件数落在区间(30,35]的频率为0.2,
设所取的3人中,日加工零件数落在区间(30,35]的人数为ξ,则ξ~B(3,0.2),
P(ξ≥1)=1﹣P(ξ=0)=1﹣(1﹣0.2)3=0.488.
∴至少有1人的日加工零件数落在区间(30,35]的概率为0.488.
【点评】本题考查频率分布直方图、频率分布表的性质及应用,考查概率的求法,解题时要认真审题,注意二项分布的性质的合理运用.
19.如图,在底面是直角梯形的四棱锥S﹣ABCD中,∠ABC=∠DAB=90°,SA⊥平面ABCD,SA=AB=BC=2,AD=1,M为SB的中点,过点M、A、D的截面MADN交SC于点N.
(1)在图中作出截面MADN,判断其形状并说明理由;
(2)求直线CD与平面MADN所成角的正弦值.
【分析】(1)取SC中点N,连结MN,DN,AM,则作出截面MADN,截面MADN是平行四边形.
(2)以A为原点,AD为x轴,AB为y轴,AS为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线CD与平面MADN所成角的正弦值.
【解答】解:(1)∵M为SB的中点,过点M、A、D的截面MADN交SC于点N,
∴N是SC中点,即取SC中点N,连结MN,DN,AM,则作出截面MADN.
理由如下:
∵M是SB中点,N是SC中点,∴MN∥BC,且MN=BC,
∵底面是直角梯形的四棱锥S﹣ABCD中,∠ABC=∠DAB=90°,
SA⊥平面ABCD,SA=AB=BC=2,AD=1,
∴AD∥BC,且AD=,
∴MNAD,∴M、A、D、N四点共线,
∴截面MADN是平行四边形.
(2)以A为原点,AD为x轴,AB为y轴,AS为z轴,建立空间直角坐标系,
C(2,2,0),D(1,0,0),B(0,2,0),S(0,0,2),M(0,1,1),A(0,0,0),
=(﹣1,﹣2,0),=(0,1,1),=(1,0,0),
设平面MADN的法向量=(x,y,z),
则,取y=1,得=(0,1,﹣1),
设直线CD与平面MADN所成角为θ,
则sinθ===.
∴直线CD与平面MADN所成角的正弦值为.
【点评】本题考查截面图形的作法,考查线面角的正弦值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.
20.在平面直角坐标系xOy中,椭圆C: =1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1、F2,过F2的直线x+y﹣=0交C于A、B两点,线段AB的中点为(,).
(1)求C的方程;
(2)在C上是否存在点P,使S△PAB=S?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由已知直线方程求得c值,再由“点差法”结合已知得到a2=2b2,结合隐含条件求得a2,b2的值,则椭圆方程可求;
(2)求出过F1与直线x+y﹣=0平行的直线方程,与椭圆方程联立求得使S△PAB=S的点P的坐标,在验证直线x+y﹣=0的右上侧椭圆上不存在满足条件的P得答案.
【解答】解:(1)由直线x+y﹣=0过F2,取y=0,得x=,即c=.
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,,
两式作差可得:,
化为,则,
联立,解得a2=6,b2=3.
∴椭圆C的方程为:;
(2)如图,由(1)可得,F1(),过F1且与直线x+y﹣=0平行的直线方程为y=﹣1×(x+),
即y=﹣x﹣,
联立,解得或.
∴椭圆上的两点P(0,﹣)、()满足S△PAB=S;
再设与直线x+y﹣=0平行的直线方程为x+y=m,
联立,可得3x2﹣4mx+2m2﹣6=0,
由△=16m2﹣12(2m2﹣6)=72﹣8m2=0,解得m=±3,
当m=3时,直线x+y=3与直线x+y﹣=0的距离为,
而直线x+y+与直线x+y﹣=0的距离为,,
∴直线x+y﹣=0的右上侧,椭圆上不存在点P,满足S△PAB=S.
综上,椭圆上的两点P(0,﹣)、()满足S△PAB=S.
【点评】本题考查了椭圆的简单性质,训练了“点差法”在解中点弦问题中的应用,考查了两平行线间距离公式的应用,是中档题.
21.已知函数f(x)=alnx+x2(a为实常数).
(1)若a=﹣2,求证:函数f(x)在(1,+∞)上是增函数;
(2)求函数f(x)在[1,e]上的最小值及相应的x值;
(3)若存在x∈[1,e],使得f(x)≤(a+2)x成立,求实数a的取值范围.
【分析】(1)当a=﹣2时故函数 在(1,+∞)上是增函数.
(2),当x∈[1,e],2x2+a∈[a+2,a+2e2].若a≥﹣2,f'(x)在[1,e]上非负,故函数f(x)在[1,e]上是增函数.
若﹣2e2<a<﹣2,当时f'(x)=0,当时,f'(x)<0,此时f(x)是减函数; 当时,f'(x)>0,此时f(x)是增函数.
所以此时有最值.若a≤﹣2e2,f'(x)在[1,e]上非正,所以[f(x)]min=f(e)=a+e2.
(3)由题意可化简得(x∈[1,e]),令(x∈[1,e]),利用导数判断其单调性求出最小值为g(1)=﹣1.
【解答】解:(1)当a=﹣2时,f(x)=x2﹣2lnx,当x∈(1,+∞),,
(2),当x∈[1,e],2x2+a∈[a+2,a+2e2].
若a≥﹣2,f'(x)在[1,e]上非负(仅当a=﹣2,x=1时,f'(x)=0),故函数f(x)在[1,e]上是增函数,此时[f(x)]min=f(1)=1.
若﹣2e2<a<﹣2,当时,f'(x)=0;
当时,f'(x)<0,此时f(x)是减函数;
当时,f'(x)>0,此时f(x)是增函数.
故[f(x)]min==.
若a≤﹣2e2,f'(x)在[1,e]上非正(仅当a=﹣2e2,x=e时,f'(x)=0),
故函数f(x)在[1,e]上是减函数,此时[f(x)]min=f(e)=a+e2.
综上可知,当a≥﹣2时,f(x)的最小值为1,相应的x值为1;当﹣2e2<a<﹣2时,f(x)
的最小值为,相应的x值为;当a≤﹣2e2时,f(x)的最小值为a+e2,
相应的x值为e.
(3)不等式f(x)≤(a+2)x,可化为a(x﹣lnx)≥x2﹣2x.
∵x∈[1,e],∴lnx≤1≤x且等号不能同时取,所以lnx<x,即x﹣lnx>0,
因而(x∈[1,e])
令(x∈[1,e]),又,
当x∈[1,e]时,x﹣1≥0,lnx≤1,x+2﹣2lnx>0,
从而g'(x)≥0(仅当x=1时取等号),所以g(x)在[1,e]上为增函数,
故g(x)的最小值为g(1)=﹣1,所以a的取值范围是[﹣1,+∞).
【点评】本题主要考查利用导数研究函数的性质及研究单调性与函数的最值,还考查求参数的范围,解决此类问题的关键是分离参数后转化为恒成立问题,即求新函数的最值问题,是近年高考考查的热点.
请考生在22、23、24三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-1:几何证明选讲]
22.如图,直线AB经过圆O上的点C,并且OA=OB,CA=CB,圆O交直线OB于点E、D,连接EC,CD.若tan∠CED=,⊙O的半径为3.
(1)证明:BC2=BDBE
(2)求OA的长.
【分析】(1)由等腰三角形的三线合一,连接OC,可得∠ACO=90°,由圆的切割线定理即可得到;
(2)先由三角形相似的判定定理可知△BCD∽△BEC,得BD与BC的比例关系,再由切割线定理列出方程,求出OA的长.
【解答】解:(1)证明:如图,连接OC,
由OA=OB,CA=CB,
即有OC⊥AB.
则AB是⊙O的切线,
又BE是圆O的割线,
由切割线定理可得,
BC2=BDBE;
(2)由DE为直径,可得∠ECD=90°,
由tan∠CED=,
可得=.
由∠B=∠B,∠BCD=∠BEC,
可得△BCD∽△BEC,
则==,
设BD=x,BC=2x.又BC2=BDBE,
∴(2x)2=x(x+6),
解得x1=0,x2=2,
∵BD=x>0,∴BD=2,
∴OA=OB=BD+OD=3+2=5.
【点评】本题考查圆的切线的判定、相似三角形的判定和性质,以及弦切角定理、切割线定理的综合运用,考查学生推理和计算能力,属于中档题.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.(2018包头一模)已知曲线C:ρ=2cosθ,直线l:(t是参数).
(1)写出曲线C的参数方程,直线l的普通方程;
(2)过曲线C上任一点P作与l夹角为45°的直线,交l于点A,求|PA|的最大值与最小值.
【分析】(1)曲线C:ρ=2cosθ,化为普通方程,然后转化为参数方程,消去参数可得直线l的普通方程.
(2)(2)曲线C上任意一点P(1+cosθ,sinθ)到l的距离为d.则|PA|=,其中φ为锐角,且tan α=.利用正弦函数的单调性即可得出最值.
【解答】解:曲线C:ρ=2cosθ,可得ρ2=2ρcosθ,所以x2+y2=2x,
即:(x﹣1)2+y2=1,
曲线C的参数方程,,θ为参数.
直线l:(t是参数).
消去参数t,可得:3x+4y﹣12=0.
(2)曲线C上任意一点P(1+cosθ,sinθ)到l的距离为d=|3cosθ+4sinθ﹣9|.
则|PA|==|sin(θ+φ)﹣|,其中φ为锐角,且tan φ=.
当sin(θ+φ)=﹣1时,|PA|取得最大值,最大值为.
当sin(θ+φ)=1时,|PA|取得最小值,最小值为.
【点评】本题考查了参数方程化为普通方程、点到直线的距离公式、三角函数的单调性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
[选修4-5:不等式选讲]
24.=|x﹣1|﹣2|x+a|,a>0
(1)若a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若f(x)的图象与x轴围成的三角形面积小于6,求a的取值范围.
【分析】(1)通过讨论x的范围,求出各个区间上的x解集,取并集即可;(2)分别求出三角形顶点的坐标,表示出三角形的面积,得到关于a的不等式,解出即可.
【解答】解:(1)当a=1时,f(x)>1,化为:|x﹣1|﹣2|x+1|﹣1>0,①,
当x≤﹣1时,①式化为:x+2>0,解得:﹣2<x≤﹣1,
当﹣1<x<1时,①式化为:﹣x﹣4>0,无解,
∴f(x)>1的解集是{x|﹣2<x<﹣};
(2)由题设可得:f(x)=,
∴函数f(x)的图象与x轴围成的三角形的三个顶点分别为:
A(﹣2a﹣1,0),B(﹣a,a+1),C(,0),
∴S△ABC=××(1+a)=(1+a)2,
由题设可得:(1+a)2<6,解得:0<a<2,
故a是范围是(0,2).
【点评】本题考查了绝对值不等式问题,考查分类讨论思想,是一道中档题.
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