2022年高三上學(xué)期第一次月考數(shù)學(xué)試卷(理科) 含解析(I)
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1、2022年高三上學(xué)期第一次月考數(shù)學(xué)試卷(理科) 含解析(I) 一、選擇題: 1.設(shè)全集U=R,集合A={x|x2﹣2x≥0},B={x|y=log2(x2﹣1)},則(?UA)∩B=( ) A.[1,2) B.(1,2) C.(1,2] D.(﹣∞,﹣1)∪[0,2] 2.在復(fù)平面上,復(fù)數(shù)對應(yīng)的點在( ) A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 3.設(shè)函數(shù)(e為自然底數(shù)),則使f(x)<1成立的一個充分不必要條件是( ?。? A.0<x<1 B.0<x<4 C.0<x<3 D.3<x<4 4.下列命題中是假命題的是( ?。? A.?m∈R,使是冪函數(shù)
2、B.?α,β∈R,使cos(α+β)=cosα+cosβ C.?φ∈R,函數(shù)f(x)=sin(x+φ)都不是偶函數(shù) D.?a>0,函數(shù)f(x)=ln2x+lnx﹣a有零點 5.設(shè)變量x,y滿足:,則z=|x﹣3y|的最大值為( ?。? A.3 B.8 C. D. 6.在如圖所示的程序框圖中,若輸出i的值是3,則輸入x的取值范圍是( ?。? A.(4,10] B.(2,+∞) C.(2,4] D.(4,+∞) 7.函數(shù) f(x)=(x2﹣2x)ex的圖象大致是( ) A. B. C. D. 8.已知函數(shù)f(x)=,若?x1,x2∈R,x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立
3、,則實數(shù)a的取值范圍是( ) A.a(chǎn)<2 B.a(chǎn)>2 C.﹣2<a<2 D.a(chǎn)>2或a<﹣2 二、填空題: 9.若(2x+)dx=3+ln2(a>1),則a的值是 ?。? 10.已知函數(shù)f(x)=若f(2﹣a2)>f(a),則實數(shù)a的取值范圍為 ?。? 11.在直角△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=1,D為斜邊AB的中點,則 = . 12.如圖,PB為△ABC外接圓O的切線,BD平分∠PBC,交圓O于D,C,D,P共線.若AB⊥BD,PC⊥PB,PD=1,則圓O的半徑是 ?。? 13.(坐標系與參數(shù)方程選做題)已知曲線C1、C2的極坐標方程分別為,,則曲線C1
4、上的點與曲線C2上的點的最遠距離為 ?。? 14.已知函數(shù)f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四個實數(shù)根,則t的取值范圍 . 三、解答題: 15.已知函數(shù)f(x)=sin(2x+)+sin(2x﹣)+2cos2x﹣1,x∈R. (1)求函數(shù)f(x)的最小正周期; (2)求函數(shù)f(x)在區(qū)間[]上的最大值和最小值. 16.在一場娛樂晚會上,有5位民間歌手(1至5號)登臺演唱,由現(xiàn)場數(shù)百名觀眾投票選出最受歡迎歌手.各位觀眾須彼此獨立地在選票上選3名歌手,其中觀眾甲是1號歌手的歌迷,他必選1號,不選2號,另在3至5號中隨機選2名.觀眾乙和丙對5位歌手
5、的演唱沒有偏愛,因此在1至5號中隨機選3名歌手. (Ⅰ) 求觀眾甲選中3號歌手且觀眾乙未選中3號歌手的概率; (Ⅱ) X表示3號歌手得到觀眾甲、乙、丙的票數(shù)之和,求X的分布列和數(shù)學(xué)期望. 17.如圖,等腰梯形ABCD中,AB∥CD,DE⊥AB于E,CF⊥AB于F,且AE=BF=EF=2,DE=CF=2.將△AED和△BFC分別沿DE,CF折起,使A,B兩點重合,記為點M,得到一個四棱錐M﹣CDEF,點G,N,H分別是MC,MD,EF的中點. (1)求證:GH∥平面DEM; (2)求證:EM⊥CN; (3)求直線GH與平面NFC所成角的大?。? 18.已知首項為,公比不等于1的等
6、比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且S3、S2、S4成等差數(shù)列. (1)求數(shù)列{an}的通項公式; (2)記bn=n|an|,數(shù)列{bn}的前n項和為Tn,求Tn. 19.在平面直角坐標系xOy中,橢圓C: +=1(a>b>0)的離心率為,直線y=x被橢圓C截得的線段長為. ( I)求橢圓C的方程. (Ⅱ)直線l是圓O:x2+y2=r2的任意一條切線,l與橢圓C交于A、B兩點,若以AB為直徑的圓恒過原點,求圓O的方程,并求出|AB|的取值范圍. 20.已知f(x)=xlnx+mx,且曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為1. (1)求實數(shù)m的值; (2)設(shè)g(x)=f
7、(x)﹣x2﹣x+a(a∈R)在其定義域內(nèi)有兩個不同的極值點x1,x2,且x1<x2,已知λ>0,若不等式e1+λ<x1?x2λ恒成立,求λ的范圍. 參考答案與試題解析 一、選擇題: 1.設(shè)全集U=R,集合A={x|x2﹣2x≥0},B={x|y=log2(x2﹣1)},則(?UA)∩B=( ) A.[1,2) B.(1,2) C.(1,2] D.(﹣∞,﹣1)∪[0,2] 【考點】交、并、補集的混合運算. 【分析】求解一元二次不等式化簡A,求函數(shù)的定義域化簡B,然后利用交、并、補集的混合運算得答案. 【解答】解:∵A={x|x2﹣2x≥0}={x|x≤0或x≥
8、2},∴?UA={x|0<x<2}, 由x2﹣1>0,得x<﹣1或x>1. ∴B={x|y=log2(x2﹣1)}={x|x<﹣1或x>1}, 則(?UA)∩B={x|0<x<2}∩={x|x<﹣1或x>1}=(1,2). 故選:B. 2.在復(fù)平面上,復(fù)數(shù)對應(yīng)的點在( ?。? A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限 【考點】復(fù)數(shù)的代數(shù)表示法及其幾何意義. 【分析】求解得到對應(yīng)點的坐標即可判斷選項. 【解答】解:復(fù)數(shù)=+. 復(fù)數(shù)的對應(yīng)點的坐標(,)在第一象限. 故選:A. 3.設(shè)函數(shù)(e為自然底數(shù)),則使f(x)<1成立的一個充分不必要條件是(
9、?。? A.0<x<1 B.0<x<4 C.0<x<3 D.3<x<4 【考點】必要條件、充分條件與充要條件的判斷. 【分析】由f(x)<1,可得x2﹣3x<0,解得x范圍,即可判斷出結(jié)論. 【解答】解:由f(x)<1,可得x2﹣3x<0,解得0<x<3, 可得:0<x<1是使f(x)<1成立的一個充分不必要條件. 故選:A. 4.下列命題中是假命題的是( ) A.?m∈R,使是冪函數(shù) B.?α,β∈R,使cos(α+β)=cosα+cosβ C.?φ∈R,函數(shù)f(x)=sin(x+φ)都不是偶函數(shù) D.?a>0,函數(shù)f(x)=ln2x+lnx﹣a有零點 【考點】
10、命題的真假判斷與應(yīng)用. 【分析】A.根據(jù)冪函數(shù)的定義進行求解即可. B.利用特殊值法進行判斷. C.利用特殊值法進行判斷. D.利用函數(shù)與方程的關(guān)系將函數(shù)進行轉(zhuǎn)化,結(jié)合一元二次函數(shù)的性質(zhì)進行判斷. 【解答】解:A.∵函數(shù)f(x)是冪函數(shù),則m﹣1=1,則m=2, 此時函數(shù)f(x)=x﹣1為冪函數(shù),故A正確, B.當(dāng)α=,β=﹣時,cos(α+β)=cos(﹣)=cos=, 而cosα+cosβ=cos+cos(﹣)=,即此時cos(α+β)=cosα+cosβ成立,故B正確, C.當(dāng)φ=,k∈Z時,f(x)=sin(x+φ)=cosx是偶函數(shù),故C錯誤, D.由f(x)=l
11、n2x+lnx﹣a=0得ln2x+lnx=a, 設(shè)y=ln2x+lnx,則y=(lnx+)2﹣≥﹣, ∴當(dāng)a>0時,ln2x+lnx=a一定有解,即?a>0,函數(shù)f(x)=ln2x+lnx﹣a有零點,故D正確 故選:C 5.設(shè)變量x,y滿足:,則z=|x﹣3y|的最大值為( ?。? A.3 B.8 C. D. 【考點】簡單線性規(guī)劃. 【分析】由題意作出其平面區(qū)域,m=表示了區(qū)域內(nèi)的點到直線x﹣3y=0的距離;而m取得最大值時z也取得最大值;從而求解. 【解答】解:由題意作出其平面區(qū)域, m=表示了區(qū)域內(nèi)的點到直線x﹣3y=0的距離; 而m取得最大值時z也取得最大值;
12、 當(dāng)取點A(﹣2,2)時,m取得最大值; 故z=|x﹣3y|的最大值為|﹣2﹣3×2|=8; 故選B. 6.在如圖所示的程序框圖中,若輸出i的值是3,則輸入x的取值范圍是( ?。? A.(4,10] B.(2,+∞) C.(2,4] D.(4,+∞) 【考點】程序框圖. 【分析】由已知中的程序框圖可知:該程序的功能是利用循環(huán)結(jié)構(gòu)計算并輸出變量i的值,模擬程序的運行過程,分析循環(huán)中各變量值的變化情況,可得答案. 【解答】解:設(shè)輸入x=a, 第一次執(zhí)行循環(huán)體后,x=3a﹣2,i=1,不滿足退出循環(huán)的條件; 第二次執(zhí)行循環(huán)體后,x=9a﹣8,i=2,不滿足退出循環(huán)的條件;
13、 第三次執(zhí)行循環(huán)體后,x=27a﹣26,i=3,滿足退出循環(huán)的條件; 故9a﹣8≤82,且27a﹣26>82, 解得:a∈(4,10], 故選:A 7.函數(shù) f(x)=(x2﹣2x)ex的圖象大致是( ?。? A. B. C. D. 【考點】函數(shù)的圖象. 【分析】用函數(shù)圖象的取值,函數(shù)的零點,以及利用導(dǎo)數(shù)判斷函數(shù)的圖象. 【解答】解:由f(x)=0,解得x2﹣2x=0,即x=0或x=2, ∴函數(shù)f(x)有兩個零點,∴A,C不正確. ∴f'(x)=(x2﹣2)ex, 由f'(x)=(x2﹣2)ex>0,解得x>或x<﹣. 由f'(x)=(x2﹣2)ex<0,解得,﹣
14、<x< 即x=﹣是函數(shù)的一個極大值點, ∴D不成立,排除D. 故選:B 8.已知函數(shù)f(x)=,若?x1,x2∈R,x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立,則實數(shù)a的取值范圍是( ?。? A.a(chǎn)<2 B.a(chǎn)>2 C.﹣2<a<2 D.a(chǎn)>2或a<﹣2 【考點】特稱命題. 【分析】若?x1,x2∈R,x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立,則說明f(x)在R上不單調(diào),分a=0及a≠0兩種情況分布求解即可 【解答】解:若?x1,x2∈R,x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立,則說明f(x)在R上不單調(diào) ①當(dāng)a=0時,f(x)=,其圖象如圖所示,滿足題意
15、 ②當(dāng)a<0時,函數(shù)y=﹣x2+ax的對稱軸x=<0,其圖象如圖所示,滿足題意 ③當(dāng)a>0時,函數(shù)y=﹣x2+ax的對稱軸x=>0,其圖象如圖所示, 要使得f(x)在R上不單調(diào) 則只要二次函數(shù)的對稱軸x= ∴a<2 綜上可得,a<2 故選A 二、填空題: 9.若(2x+)dx=3+ln2(a>1),則a的值是 2?。? 【考點】微積分基本定理. 【分析】根據(jù)題意找出2x+的原函數(shù),然后根據(jù)積分運算法則,兩邊進行計算,求出a值; 【解答】解: =(x2+lnx) =a2+lna﹣(1+ln1)=3+ln2,a>1, ∴a2+lna=4+ln2=22+l
16、n2,解得a=2, 故答案為:2; 10.已知函數(shù)f(x)=若f(2﹣a2)>f(a),則實數(shù)a的取值范圍為?。ī?,1)?。? 【考點】分段函數(shù)的解析式求法及其圖象的作法;二次函數(shù)的性質(zhì). 【分析】先根據(jù)二次函數(shù)的解析式分別研究分段函數(shù)在各自區(qū)間上的單調(diào)性,從而得到函數(shù)f(x)的單調(diào)性,由此性質(zhì)轉(zhuǎn)化求解不等式,解出參數(shù)范圍即可. 【解答】解:函數(shù)f(x),當(dāng)x≥0 時,f(x)=x2+4x,由二次函數(shù)的性質(zhì)知,它在[0,+∞)上是增函數(shù), 當(dāng)x<0時,f(x)=4x﹣x2,由二次函數(shù)的性質(zhì)知,它在(﹣∞,0)上是增函數(shù), 該函數(shù)連續(xù),則函數(shù)f(x) 是定義在R 上的增函數(shù)
17、 ∵f(2﹣a2)>f(a), ∴2﹣a2>a 解得﹣2<a<1 實數(shù)a 的取值范圍是(﹣2,1) 故答案為:(﹣2,1) 11.在直角△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=1,D為斜邊AB的中點,則 = ﹣1?。? 【考點】平面向量數(shù)量積的運算. 【分析】根據(jù)含有30°角的直角三角形的性質(zhì),得到AB與CD的長度,求出兩個向量的夾角是120°,利用向量的數(shù)量積公式寫出表示式,得到結(jié)果. 【解答】解::∵∠C=90°,∠A=30°,BC=1, ∴AB=2. ∵D為斜邊AB的中點, ∴CD=AB=1,∠CDA=180°﹣30°﹣30°=120°. ∴=2×1×c
18、os120°=﹣1, 故答案為:﹣1. 12.如圖,PB為△ABC外接圓O的切線,BD平分∠PBC,交圓O于D,C,D,P共線.若AB⊥BD,PC⊥PB,PD=1,則圓O的半徑是 2?。? 【考點】與圓有關(guān)的比例線段. 【分析】連結(jié)AD,由PB為圓O的切線,得∠PBD=∠BCP=∠BAD,結(jié)合BD為∠PBC的平分線,可得∠PDB=2∠PBD=60°,在Rt△BPD中,由PD=1,得BD=2,由Rt△ABD與Rt△BPD的內(nèi)角關(guān)系得AD的長度,即得圓O的半徑. 【解答】解:如右圖所示,連結(jié)AD,∵PB為圓O的切線,∴∠PBD=∠BCD=∠BAD, ∵BD為∠PBC的平分線,∴
19、∠PBD=∠CBD, ∴∠PDB=∠CBD+∠BCD=∠PBD+∠PBD=2∠PBD, 又∵PC⊥PB,∴∠PBD=∠BCD=∠CBD=∠BAD=30°,∠PDB=60°. 由PD=1,得BD=2PD=2. 在△ABD中,∵AB⊥BD,∴AD是圓O的直徑,且直徑AD=2BD=4, ∴圓O的半徑為2. 故答案為:2. 13.(坐標系與參數(shù)方程選做題)已知曲線C1、C2的極坐標方程分別為,,則曲線C1上的點與曲線C2上的點的最遠距離為 ?。? 【考點】簡單曲線的極坐標方程. 【分析】先將曲線的極坐標方程方程化為普通方程,曲線C1的普通方程為x2+y2=2y,即x2+(y﹣
20、1)2=1.表示以C(0,1)為圓心,半徑為1 的圓.曲線C2的普通方程為x+y+1=0,表示一條直線.利用直線和圓的位置關(guān)系求解. 【解答】解:曲線C1的極坐標方程分別為 即ρ=2sinθ,兩邊同乘以ρ,得ρ2=2ρsinθ, 化為普通方程為x2+y2=2y,即x2+(y﹣1)2=1. 表示以C(0,1)為圓心,半徑為1 的圓. C2的極坐標方程分別為, 即ρsinθ+ρcosθ+1=0, 化為普通方程為x+y+1=0,表示一條直線. 如圖,圓心到直線距離d=|CQ|= 曲線C1上的點與曲線C2上的點的最遠距離為|PQ|=d+r= 故答案為:, 14.已知函數(shù)
21、f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四個實數(shù)根,則t的取值范圍 ?。? 【考點】根的存在性及根的個數(shù)判斷. 【分析】函數(shù)f(x)=|xex|是分段函數(shù),通過求導(dǎo)分析得到函數(shù)f(x)在(0,+∞)上為增函數(shù),在(﹣∞,﹣1)上為增函數(shù),在(﹣1,0)上為減函數(shù),求得函數(shù)f(x)在(﹣∞,0)上,當(dāng)x=﹣1時有一個最大值,所以,要使方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四個實數(shù)根,f(x)的值一個要在內(nèi),一個在內(nèi),然后運用二次函數(shù)的圖象及二次方程根的關(guān)系列式求解t的取值范圍. 【解答】解:f(x)=|xex|= 當(dāng)x≥0時,f′(x)=ex+xex≥0
22、恒成立,所以f(x)在[0,+∞)上為增函數(shù); 當(dāng)x<0時,f′(x)=﹣ex﹣xex=﹣ex(x+1), 由f′(x)=0,得x=﹣1,當(dāng)x∈(﹣∞,﹣1)時,f′(x)=﹣ex(x+1)>0,f(x)為增函數(shù), 當(dāng)x∈(﹣1,0)時,f′(x)=﹣ex(x+1)<0,f(x)為減函數(shù), 所以函數(shù)f(x)=|xex|在(﹣∞,0)上有一個極大值為f(﹣1)=﹣(﹣1)e﹣1=, 要使方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四個實數(shù)根, 令f(x)=m,則方程m2+tm+1=0應(yīng)有兩個不等根,且一個根在內(nèi),一個根在內(nèi), 再令g(m)=m2+tm+1, 因為g(0)=1>0
23、, 則只需g()<0,即,解得:t<﹣. 所以,使得函數(shù)f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四個實數(shù)根的t的取值范圍 是. 故答案為. 三、解答題: 15.已知函數(shù)f(x)=sin(2x+)+sin(2x﹣)+2cos2x﹣1,x∈R. (1)求函數(shù)f(x)的最小正周期; (2)求函數(shù)f(x)在區(qū)間[]上的最大值和最小值. 【考點】三角函數(shù)中的恒等變換應(yīng)用;三角函數(shù)的周期性及其求法;三角函數(shù)的最值. 【分析】(1)利用正弦函數(shù)的兩角和與差的公式與輔助角公式將f(x)=sin(2x+)+sin(2x﹣)+2cos2x﹣1化為f(x)=si
24、n(2x+),即可求得函數(shù)f(x)的最小正周期; (2)可分析得到函數(shù)f(x)在區(qū)間[]上是增函數(shù),在區(qū)間[,]上是減函數(shù),從而可求得f(x)在區(qū)間[]上的最大值和最小值. 【解答】解:(1)∵f(x)=sin2x?cos+cos2x?sin+sin2x?cos﹣cos2x?sin+cos2x =sin2x+cos2x =sin(2x+), ∴函數(shù)f(x)的最小正周期T==π. (2)∵函數(shù)f(x)在區(qū)間[]上是增函數(shù),在區(qū)間[,]上是減函數(shù), 又f(﹣)=﹣1,f()=,f()=1, ∴函數(shù)f(x)在區(qū)間[]上的最大值為,最小值為﹣1. 16.在一場娛樂晚會上,有5位
25、民間歌手(1至5號)登臺演唱,由現(xiàn)場數(shù)百名觀眾投票選出最受歡迎歌手.各位觀眾須彼此獨立地在選票上選3名歌手,其中觀眾甲是1號歌手的歌迷,他必選1號,不選2號,另在3至5號中隨機選2名.觀眾乙和丙對5位歌手的演唱沒有偏愛,因此在1至5號中隨機選3名歌手. (Ⅰ) 求觀眾甲選中3號歌手且觀眾乙未選中3號歌手的概率; (Ⅱ) X表示3號歌手得到觀眾甲、乙、丙的票數(shù)之和,求X的分布列和數(shù)學(xué)期望. 【考點】離散型隨機變量及其分布列;離散型隨機變量的期望與方差. 【分析】(I)設(shè)事件A表示:“觀眾甲選中3號歌手且觀眾乙未選中3號歌手”,觀眾甲選中3號歌手的概率為,觀眾乙未選中3號歌手的概率為1﹣=
26、,利用互斥事件的概率公式,即可求得結(jié)論; (II)由題意,X可取0,1,2,3,求出相應(yīng)的概率,即可得到X的分布列與數(shù)學(xué)期望. 【解答】解:(Ⅰ)設(shè)事件A表示:“觀眾甲選中3號歌手且觀眾乙未選中3號歌手”, 觀眾甲選中3號歌手的概率為,觀眾乙未選中3號歌手的概率為1﹣=, ∴P(A)=, ∴觀眾甲選中3號歌手且觀眾乙未選中3號歌手的概率為; (Ⅱ) X表示3號歌手得到觀眾甲、乙、丙的票數(shù)之和,則X可取0,1,2,3. 觀眾甲選中3號歌手的概率為,觀眾乙選中3號歌手的概率為, 當(dāng)觀眾甲、乙、丙均未選中3號歌手時,這時X=0,P(X=0)=(1﹣)(1﹣)2=, 當(dāng)觀眾甲、乙、丙
27、只有一人選中3號歌手時,這時X=1, P(X=1)=(1﹣)2+(1﹣)(1﹣)+(1﹣)(1﹣)=, 當(dāng)觀眾甲、乙、丙只有二人選中3號歌手時,這時X=2, P(X=2)=?(1﹣)+(1﹣)?+(1﹣)=, 當(dāng)觀眾甲、乙、丙都選中3號歌手時,這時X=3, P(X=3)=?()2=, X的分布列如下: X 0 1 2 3 P ∴數(shù)學(xué)期望EX=0×+1×+2×+3×=. 17.如圖,等腰梯形ABCD中,AB∥CD,DE⊥AB于E,CF⊥AB于F,且AE=BF=EF=2,DE=CF=2.將△AED和△BFC分別沿DE,CF折起,使A,B兩點重合,記
28、為點M,得到一個四棱錐M﹣CDEF,點G,N,H分別是MC,MD,EF的中點. (1)求證:GH∥平面DEM; (2)求證:EM⊥CN; (3)求直線GH與平面NFC所成角的大?。? 【考點】直線與平面所成的角;直線與平面平行的判定. 【分析】(1)連結(jié)NG,EN,則可證四邊形ENGH是平行四邊形,于是GH∥EN,于是GH∥平面DEM; (2)取CD的中點P,連結(jié)PH,則可證明PH⊥平面MEF,以H為原點建立坐標系,求出和的坐標,通過計算=0得出EM⊥CN; (3)求出和平面NFC的法向量,則直線GH與平面NFC所成角的正弦值為|cos<>|,從而得出所求線面角的大?。? 【解
29、答】證明:(1)連結(jié)NG,EN, ∵N,G分別是MD,MC的中點,∴NG∥CD,NG=CD. ∵H是EF的中點,EF∥CD,EF=CD,∴EH∥CD,EH=CD, ∴NG∥EH,NG=EH, ∴四邊形ENGH是平行四邊形, ∴GH∥EN,又GH?平面DEM,EN?平面DEM, ∴GH∥平面DEM. (2)∵ME=EF=MF,∴△MEF是等邊三角形, ∴MH⊥EF, 取CD的中點P,連結(jié)PH,則PH∥DE, ∵DE⊥ME,DE⊥EF,ME∩EF=E, ∴DE⊥平面MEF, ∴PH⊥平面MEF. 以H為原點,以HM,HF,HP為坐標軸建立空間直角坐標系,如圖所示: 則E
30、(0,﹣1,0),M(,0,0),C(0,1,2),N(,﹣,1). ∴=(,1,0),=(﹣,,1). ∴=+1×+0×1=0. ∴. ∴EM⊥NC. (3)F(0,1,0),H(0,0,0),G(,,1), ∴=(,,1),=(0,0,2),=(﹣,,1), 設(shè)平面NFC的法向量為=(x,y,z),則,即. 令y=1得=(,1,0), ∴cos<>==. ∴直線GH與平面NFC所成角的正弦值為, ∴直線GH與平面NFC所成角為. 18.已知首項為,公比不等于1的等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且S3、S2、S4成等差數(shù)列. (1)求數(shù)列{an}的通項公
31、式; (2)記bn=n|an|,數(shù)列{bn}的前n項和為Tn,求Tn. 【考點】數(shù)列的求和;數(shù)列遞推式. 【分析】(1)易知2S2=S3+S4,從而可得2a3+a4=0,從而可得{an}是以為首項,﹣2為公比的等比數(shù)列;從而求得; (2)化簡bn=n|an|=n?2n﹣2,從而利用錯位相減法求其和. 【解答】解:(1)∵S3、S2、S4成等差數(shù)列, ∴2S2=S3+S4, ∴2a3+a4=0, ∴=﹣2,又首項為, 故{an}是以為首項,﹣2為公比的等比數(shù)列, 故an=?(﹣2)n﹣1=﹣(﹣2)n﹣2; (2)bn=n|an|=n?2n﹣2, Tn=1?+2?1+3?
32、2+…+n?2n﹣2, 2Tn=1?1+2?2+3?4+…+n?2n﹣1, 故Tn=﹣﹣1﹣2﹣4﹣…﹣2n﹣2+n?2n﹣1 =n?2n﹣1﹣=(n﹣1)2n﹣1+. 19.在平面直角坐標系xOy中,橢圓C: +=1(a>b>0)的離心率為,直線y=x被橢圓C截得的線段長為. ( I)求橢圓C的方程. (Ⅱ)直線l是圓O:x2+y2=r2的任意一條切線,l與橢圓C交于A、B兩點,若以AB為直徑的圓恒過原點,求圓O的方程,并求出|AB|的取值范圍. 【考點】橢圓的簡單性質(zhì). 【分析】(Ⅰ)由橢圓離心率得到a,b的關(guān)系,化簡橢圓方程,和直線方程聯(lián)立后求出交點的橫坐標,把弦長
33、用交點橫坐標表示,則a的值可求,進一步得到b的值,則橢圓方程可求; (Ⅱ)分類討論當(dāng)斜率不存在時,設(shè)x=﹣r,代入橢圓方程求得A、B點坐標,以AB為直徑的圓恒過原點,⊥,利用向量數(shù)量積的坐標,求得r2,求得丨AB丨; 當(dāng)斜率不存在時,設(shè)出直線方程,將直線方程代入橢圓方程得到關(guān)于x的一元二次方程,利用韋達定理,及向量垂直,求得圓的方程,進而表達出丨AB丨,綜上即可求得丨AB丨的取值范圍. 【解答】解:(Ⅰ)橢圓方程+=1(a>b>0),a2=b2+c2, ∵, ∴a2=2c2, ∴a2=2b2, 設(shè)直線與橢圓交于P,Q兩點.不妨設(shè)P點為直線和橢圓在第一象限的交點, 又∵弦長為,
34、 ∴, ∴, 又a2=2b2, 解得a2=8,b2=4,∴橢圓方程為. (Ⅱ)(i)當(dāng)切線l的斜率不存在時,設(shè)x=r(或x=﹣r),代入橢圓方程得:y=± ∴A(r,),B(r,﹣), ∵以AB為直徑的圓恒過原點, ∴⊥, ∴r2﹣=0, ∴r2=, ∴圓O的方程為x2+y2=, 此時|AB|=2=(同理當(dāng)x=﹣r時,上述結(jié)論仍然成立), (ii)當(dāng)切線l的斜率存在時,設(shè)l方程為:y=kx+m, ∵l與圓O相切 ∴=r,即m2=(1+k2)r2, 將直線方程代入橢圓方程并整理得:(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣8=0,① △=8k2+4﹣m2>0,② 設(shè)
35、A(x1,y1),B(x2,y2),則x1,x2是方程①的兩個解,由韋達定理得: x1+x2=﹣,x1x2=,y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=, ∵以AB為直徑的圓恒過原點, ∴⊥, ∴x1x2+y1y2=0, ∴+=0, ∴3m2﹣8﹣8k2=0,3m2=8(1+k2), 又∵m2=(1+k2)r2, ∴3(1+k2)r2=8(1+k2), ∴r2=, 此時m2=(1+k2),代入②式后成立, ∴圓O的方程為x2+y2=, 此時|AB|=?, =?, =??, =??, =?, =?, =?; (i)若k=
36、0,則|AB|=, (ii)若k≠0,則|AB|=?∈(,2], 綜上,圓O的方程為x2+y2=,|AB|的取值范圍是[,2]. 20.已知f(x)=xlnx+mx,且曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線斜率為1. (1)求實數(shù)m的值; (2)設(shè)g(x)=f(x)﹣x2﹣x+a(a∈R)在其定義域內(nèi)有兩個不同的極值點x1,x2,且x1<x2,已知λ>0,若不等式e1+λ<x1?x2λ恒成立,求λ的范圍. 【考點】利用導(dǎo)數(shù)研究曲線上某點切線方程;利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值. 【分析】(1)求出原函數(shù)的導(dǎo)函數(shù),得到f′(1),由f′(1)=1求得m值; (2)求出g(x)
37、,求其導(dǎo)函數(shù),可得lnx1=ax1,lnx2=ax2,不等式e1+λ<x1?x2λ恒成立,轉(zhuǎn)化為恒成立,進一步轉(zhuǎn)化為恒成立.令,t∈(0,1),則不等式在t∈(0,1)上恒成立.令,求導(dǎo)可得滿足條件的λ的范圍. 【解答】解:(1)f′(x)=1+lnx+m, 由題意知,f′(1)=1,即:m+1=1,解得 m=0; (2)∵e1+λ<x1?x2λ 等價于1+λ<lnx1+λlnx2. g(x)=f(x)﹣x2﹣x+a=xlnx﹣x2﹣x+a, 由題意可知x1,x2 分別是方程g′(x)=0,即:lnx﹣ax=0的兩個根, 即lnx1=ax1,lnx2=ax2. ∴原式等價于1+λ
38、<ax1+λax2=a(x1+λx2), ∵λ>0,0<x1<x2,∴原式等價于. 又由lnx1=ax1,lnx2=ax2. 作差得,,即. ∴原式等價于, ∵0<x1<x2,原式恒成立,即恒成立. 令,t∈(0,1), 則不等式在t∈(0,1)上恒成立. 令,又h′(t)=, 當(dāng)λ2≥1時,可得t∈(0,1)時,h′(t)>0, ∴h(t)在t∈(0,1)上單調(diào)增,又h(1)=0, h(t)<0在t∈(0,1)恒成立,符合題意. 當(dāng)λ2<1時,可得t∈(0,λ2)時,h′(t)>0,t∈(λ2,1)時,h′(t)<0, ∴h(t)在t∈(0,λ2)時單調(diào)增,在t∈(λ2,1)時單調(diào)減,又h(1)=0, ∴h(t)在t∈(0,1)上不能恒小于0,不符合題意,舍去. 綜上所述,若不等式e1+λ<x1?x2λ 恒成立,只須λ2≥1, 又λ>0,∴λ≥1. xx11月7日
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