2022年高考數(shù)學二模試卷(理科) 含解析(I)
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2022年高考數(shù)學二模試卷(理科) 含解析(I)
2022年高考數(shù)學二模試卷(理科) 含解析(I)
一、選擇題:本大題共8小題,每小題5分,滿分40分.
1.已知復數(shù)z=,則復數(shù)z的虛部是( ?。?
A. B. i C.﹣ D.﹣i
2.設實數(shù)x,y滿足約束條件,則z=x+y的最小值是( ?。?
A. B.1 C.2 D.7
3.執(zhí)行如圖所示的程序框圖,若輸入n=6,則輸出的S=( )
A. B. C. D.
4.下列說法正確的是( ?。?
A.命題“p或q”為真命題,則命題p和命題q均為真命題
B.命題“已知A、B為一個三角形的兩內(nèi)角,若A>B,則sinA>sinB”的逆命題為真命題
C.“若a>b,則2a>2b﹣1”的否命題為“若a<b,則2a<2b﹣1”
D.“a=1”是“直線x﹣ay+1=0與直線x+ay﹣2=0互相垂直”的充要條件.
5.已知雙曲線﹣=1(a>0,b>0)的左頂點與拋物線y2=2px(p>0)的焦點的距離為3,且雙曲線的一條漸近線與拋物線的準線的交點坐標為(﹣1,﹣1),則雙曲線的標準方程為( )
A.﹣=1 B.﹣=1 C.﹣y2=1 D.﹣y2=1
6.函數(shù)f(x)在定義域R內(nèi)可導,若f(x)=f(2﹣x),且當x≠1時,有(x﹣1)?f′(x)<0,設a=f(tanπ),b=f(log32),c=f(0.2﹣3),則( )
A.a(chǎn)<b<c B.c<a<b C.b<c<a D.c<b<a
7.已知AB,DE為圓O的直徑,CD⊥AB于N,N為OB的中點,EB與CD相交于點M,切線EF與DC的延長線交于點F.若圓O的半徑為1,則EF的長為( ?。?
A. B. C. D.
8.已知菱形ABCD的邊長為2,∠BAD=120°,點E、F分別在邊BC、CD上, =λ, =μ.若λ+μ=,則?的最小值( )
A. B. C. D.
二、填空題:本大題共6小題,每小題5分,共30分.把答案填在答題卡中的相應橫線上.
9.某學院的A,B,C三個專業(yè)共有1500名學生,為了調(diào)查這些學生勤工儉學的情況,擬采用分層抽樣的方法抽取一個容量為150的樣本.已知該學院的A專業(yè)有420名學生,B專業(yè)有580名學生,則在該學院的C專業(yè)應抽取________名學生.
10.設區(qū)域Ω={(x,y)|0≤x≤1,0≤y≤1},區(qū)域A={(x,y)|y≤,(x,y)∈Ω},在區(qū)域Ω中隨機取一個點,則該點在A中的概率________.
11.某幾何體的三視圖如圖所示,其俯視圖是由一個半圓與其直徑組成的圖形,則此幾何體的體積是________
12.在△ABC中,內(nèi)角A,B,C所對的邊分別是a,b,c,(a+b+c)(b+c﹣a)=3bc,a=,tanB=,則b的值為________.
13.極坐標系與直角坐標系xOy有相同的長度單位,以原點O為極點,以x軸正半軸為極軸.已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),曲線C的極坐標方程為ρsin2θ=8cosθ.設直線l與曲線C交于A,B兩點,弦長|AB|=________.
14.若函數(shù)y=kx+1的圖象與函數(shù)y=|x+|﹣|x﹣|的圖象恰有五個交點,則實數(shù)k的取值范圍是________.
三、解答題:本大題6小題,共80分.解答應寫出必要的文字說明,證明過程或演算步驟.
15.已知函數(shù)f(x)=2sinxcosx+2cos2x﹣.
(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期;
(2)若f(x0﹣)=,x0∈[,],求cos2x0的值.
16.國家旅游局確定xx以“絲綢之路旅游年”為xx旅游宣傳主題,甘肅武威為配合國家旅游局,在每張門票后印有不同的“絲綢之路徽章”.某人利用五一假期,在該地游覽了文廟,白塔寺,沙漠公園,森林公園,天梯山石窟五處景點,并收集文廟紀念徽章3枚,白塔紀念徽章2枚,其余三處各1枚.,現(xiàn)從中任取4枚.
(Ⅰ)求抽取的4枚中恰有3個景點的概率;
(Ⅱ)抽取的4枚徽章中恰有文廟紀念徽章的個數(shù)為ξ枚,求ξ的分布列和數(shù)學期望.
17.如圖,在四棱錐P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BCA=60°,AP=AC=AD=2,E為CD的中點,M在AB上,且=2.
(I)求證:EM∥平面PAD;
(Ⅱ)求平面PAD與平面PBC所成銳二面角的余弦值;
(Ⅲ) 點F是線段PD上異于兩端點的任意一點,若滿足異面直線EF與AC所成角45°,求AF的長.
18.己知橢圓C1: +=1(a>b>0)和圓C2:x2+y2=r2(r>0),已知圓C2的直徑是橢圓C1焦距長的倍,且圓C2的面積為4π,橢圓C1的離心率為,過橢圓C1的上頂點A作一條斜率為k(k>0)的直線l與橢圓C1的另一個交點是B,與圓C2相交于點E,F(xiàn).
(1)求橢圓C1的方程;
(2)當|AB|?|EF|=3時,求直線l的方程,并求△F2AB的面積(其中F2為橢圓C1的右焦點)
19.已知數(shù)列{an}滿足an+2=,.且n∈N*,a1=1,a2=2.
(1)求{an}的通項公式;
(2)設bn=anan+1,n∈N*,求數(shù)列{bn}的前2n項和S2n;
(3)設cn=a2n﹣1a2n+(﹣1)n,證明: +++…+<.
20.已知直線y=是函數(shù)f(x)=的切線(其中e=2.71828…).
(I)求實數(shù)a的值;
(Ⅱ)若對任意的x∈(0,2),都有f(x)<成立,求實數(shù)m的取值范圍;
(Ⅲ)若函數(shù)g(x)=lnf(x)﹣b的兩個零點為x1,x2,證明:g′(x1)+g′(x2)>.
參考答案與試題解析
一、選擇題:本大題共8小題,每小題5分,滿分40分.
1.已知復數(shù)z=,則復數(shù)z的虛部是( ?。?
A. B. i C.﹣ D.﹣i
【考點】復數(shù)代數(shù)形式的乘除運算.
【分析】利用復數(shù)代數(shù)形式的乘除運算化簡得答案.
【解答】解:∵z==,
∴復數(shù)z的虛部是﹣.
故選:C.
2.設實數(shù)x,y滿足約束條件,則z=x+y的最小值是( ?。?
A. B.1 C.2 D.7
【考點】簡單線性規(guī)劃.
【分析】由題意作平面區(qū)域,由解得A(,),從而求最小值.
【解答】解:由題意作平面區(qū)域如下,
,
由解得,A(,),
故z=x+y的最小值是+=,
故選:A.
3.執(zhí)行如圖所示的程序框圖,若輸入n=6,則輸出的S=( )
A. B. C. D.
【考點】程序框圖.
【分析】由已知中的程序框圖可得,該程序的功能是計算并輸出S的值,依次寫出每次循環(huán)得到的S,i的值,當i=8時,不滿足條件i≤6,退出循環(huán),輸出S的值為.
【解答】解:模擬執(zhí)行程序,可得
n=6,S=0,i=2
滿足條件i≤6,執(zhí)行循環(huán)體,S==,i=4
滿足條件i≤6,執(zhí)行循環(huán)體,S=+=,i=6
滿足條件i≤6,執(zhí)行循環(huán)體,S=+=,i=8
不滿足條件i≤6,退出循環(huán),輸出S的值為.
故選:C.
4.下列說法正確的是( )
A.命題“p或q”為真命題,則命題p和命題q均為真命題
B.命題“已知A、B為一個三角形的兩內(nèi)角,若A>B,則sinA>sinB”的逆命題為真命題
C.“若a>b,則2a>2b﹣1”的否命題為“若a<b,則2a<2b﹣1”
D.“a=1”是“直線x﹣ay+1=0與直線x+ay﹣2=0互相垂直”的充要條件.
【考點】命題的真假判斷與應用.
【分析】A.根據(jù)復合命題的真假關系進行判斷.
B.根據(jù)逆命題的定義進行判斷.
C.根據(jù)否命題的定義進行判斷.
D.根據(jù)直線垂直的定義結(jié)合充分條件和必要條件的定義進行判斷.
【解答】解:A.若“p或q”為真命題,則p,q至少有一個為真命題,故A正確,
B.命題“已知A、B為一個三角形的兩內(nèi)角,若A>B,則sinA>sinB”的逆命題為若sinA>sinB,則A>B,
由正弦定理得sinA>sinB?a>b?A>B,則逆命題為真命題,故B正確,
C.“若a>b,則2a>2b﹣1”的否命題為“若a≤b,則2a≤2b﹣1”,故C錯誤,
D.若直線x﹣ay+1=0與直線x+ay﹣2=0互相垂直,則1×1﹣a2=0,得a=±1,
即“a=1”是“直線x﹣ay+1=0與直線x+ay﹣2=0互相垂直”的充分不必要條件,故D錯誤,
故選:B
5.已知雙曲線﹣=1(a>0,b>0)的左頂點與拋物線y2=2px(p>0)的焦點的距離為3,且雙曲線的一條漸近線與拋物線的準線的交點坐標為(﹣1,﹣1),則雙曲線的標準方程為( )
A.﹣=1 B.﹣=1 C.﹣y2=1 D.﹣y2=1
【考點】雙曲線的簡單性質(zhì).
【分析】設出雙曲線的左頂點和拋物線的焦點,雙曲線的漸近線方程和拋物線的準線方程,求得p=a=b=2,即可得到所求雙曲線的方程.
【解答】解:設雙曲線的左頂點為(﹣a,0),
拋物線y2=2px(p>0)的焦點為(,0),
由題意可得a+=3,
雙曲線的漸近線方程為y=x,
拋物線的準線方程為x=﹣,
由題意可得﹣=﹣1,﹣?=﹣1,
解得p=2,a=2,b=2,
則雙曲線的方程為﹣=1.
故選:B.
6.函數(shù)f(x)在定義域R內(nèi)可導,若f(x)=f(2﹣x),且當x≠1時,有(x﹣1)?f′(x)<0,設a=f(tanπ),b=f(log32),c=f(0.2﹣3),則( ?。?
A.a(chǎn)<b<c B.c<a<b C.b<c<a D.c<b<a
【考點】利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性.
【分析】由函數(shù)f(x)在定義域R內(nèi)可導,f(x)=f(2﹣x),知函數(shù)f(x)的圖象關于x=1對稱.再根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性,比較a=f(tanπ),b=f(log32),c=f(0.2﹣3)的大?。?
【解答】解:∵函數(shù)f(x)在定義域R內(nèi)可導,f(x)=f(2﹣x),
令x=x+1,則f(x+1)=f[2﹣(x+1)]=f(﹣x+1),
∴函數(shù)f(x)的圖象關于x=1對稱;
當x≠1時,有(x﹣1)?f′(x)<0,
∴x>1時,f′(x)<0,x<1時,f′(x)>0,
∴f(x)在(﹣∞,1)遞增,在(1,+∞)遞減,
∵0<<tan=1<0.2﹣3,
∴f(tanπ)>f(log32)>f(0.2﹣3),
∴c<b<a.
故選:D.
7.已知AB,DE為圓O的直徑,CD⊥AB于N,N為OB的中點,EB與CD相交于點M,切線EF與DC的延長線交于點F.若圓O的半徑為1,則EF的長為( )
A. B. C. D.
【考點】與圓有關的比例線段.
【分析】若圓O的半徑為1,利用射影定理求EF的長.
【解答】解:連接EC,
∵DE為圓O的直徑,
∴EC⊥CD,ON∥EC,ON=EC,
∵圓O的半徑為1,N為OB的中點,
∴EC=1,CD=,
Rt△DEF中,EC2=FC?CD,∴FC=
∴EF2=FC?FD=,∴EF=.
故選:A.
8.已知菱形ABCD的邊長為2,∠BAD=120°,點E、F分別在邊BC、CD上, =λ, =μ.若λ+μ=,則?的最小值( ?。?
A. B. C. D.
【考點】平面向量數(shù)量積的運算.
【分析】由題意畫出圖形,把?用表示,最后轉(zhuǎn)化為含有λ,μ的代數(shù)式,再結(jié)合λ+μ=及基本不等式求得?的最小值.
【解答】解:如圖,
∵=λ, =μ,且λ+μ=,
∴?=()?(),
==
=
==.
由題意可得,λ,μ>0,
∵λ+μ=,
∴λμ,則﹣2(1+λμ)≥,
∴(當且僅當時等號成立),
∴?的最小值為.
故選:A.
二、填空題:本大題共6小題,每小題5分,共30分.把答案填在答題卡中的相應橫線上.
9.某學院的A,B,C三個專業(yè)共有1500名學生,為了調(diào)查這些學生勤工儉學的情況,擬采用分層抽樣的方法抽取一個容量為150的樣本.已知該學院的A專業(yè)有420名學生,B專業(yè)有580名學生,則在該學院的C專業(yè)應抽取50名學生.
【考點】分層抽樣方法.
【分析】根據(jù)分層抽樣的定義建立比例關系即可得到結(jié)論.
【解答】解:有分層抽樣的標準在C學院抽取=50,
故答案為:50.
10.設區(qū)域Ω={(x,y)|0≤x≤1,0≤y≤1},區(qū)域A={(x,y)|y≤,(x,y)∈Ω},在區(qū)域Ω中隨機取一個點,則該點在A中的概率.
【考點】幾何概型.
【分析】首先利用定積分求出陰影部分區(qū)域面積,然后利用定積分求幾何概型概率.
【解答】解:如圖,區(qū)域Ω對應的部分是邊長為1的正方形,區(qū)域A對應部分為圖中陰影部分,面積為,
由幾何概型公式得到在區(qū)域Ω中隨機取一個點,則該點在A中的概率為=;
故答案為:.
11.某幾何體的三視圖如圖所示,其俯視圖是由一個半圓與其直徑組成的圖形,則此幾何體的體積是
【考點】由三視圖求面積、體積.
【分析】根據(jù)三視圖可知幾何體是組合體:上面是半個圓錐、下面是半個圓柱,并求出底面圓的半徑以及幾何體的高,由椎體、柱體的體積公式求出此幾何體的體積.
【解答】解:根據(jù)三視圖可知幾何體是組合體:上面是半個圓錐、下面是半個圓柱,
且圓錐的底面圓的半徑r=2、高是2,圓柱的底面圓的半徑r=2、高是1,
所以此幾何體的體積V==,
故答案為:.
12.在△ABC中,內(nèi)角A,B,C所對的邊分別是a,b,c,(a+b+c)(b+c﹣a)=3bc,a=,tanB=,則b的值為.
【考點】余弦定理;正弦定理.
【分析】由已知整理可得:b2+c2﹣a2=bc,利用余弦定理可得cosA=,從而可求A,又由tanB=,B為三角形內(nèi)角,利用同角三角函數(shù)基本關系式可求cosB,sinB的值,由正弦定理即可解得b的值.
【解答】解:∵(a+b+c)(b+c﹣a)=3bc,
∴整理可得:b2+c2﹣a2=bc,
∴由余弦定理可得:cosA===,
∴A=.
又∵tanB=,B為三角形內(nèi)角,
∴cosB==,sinB==,
∴由正弦定理可得: =,解得:b=.
故答案為:.
13.極坐標系與直角坐標系xOy有相同的長度單位,以原點O為極點,以x軸正半軸為極軸.已知直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),曲線C的極坐標方程為ρsin2θ=8cosθ.設直線l與曲線C交于A,B兩點,弦長|AB|=.
【考點】簡單曲線的極坐標方程;參數(shù)方程化成普通方程.
【分析】曲線C的極坐標方程為ρsin2θ=8cosθ,即ρ2sin2θ=8ρcosθ,利用ρ2=x2+y2,x=ρcosθ即可化為直角坐標方程.直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),化為標準方程:,代入曲線C的直角坐標方程可得:3m2﹣16m﹣64=0,利用|AB|=|m1﹣m2|=即可得出.
【解答】解:曲線C的極坐標方程為ρsin2θ=8cosθ,即ρ2sin2θ=8ρcosθ,化為直角坐標方程:y2=8x.
直線l的參數(shù)方程為(t為參數(shù)),化為標準方程:,代入曲線C的直角坐標方程可得:3m2﹣16m﹣64=0,
∴m1+m2=,m1m2=﹣.
∴|AB|=|m1﹣m2|===.
故答案為:.
14.若函數(shù)y=kx+1的圖象與函數(shù)y=|x+|﹣|x﹣|的圖象恰有五個交點,則實數(shù)k的取值范圍是.
【考點】函數(shù)的圖象.
【分析】作出函數(shù)y=kx+1的圖象與函數(shù)y=|x+|﹣|x﹣|的圖象,x>1時,kx+1=,即kx2+x﹣2=0有兩個不等的實數(shù)根,可得k的范圍,利用對稱性,即可求出實數(shù)k的取值范圍.
【解答】解:0<x<1時,y=2x;x>1時,y=,
函數(shù)y=|x+|﹣|x﹣|為偶函數(shù),圖象如圖所示.
∵函數(shù)y=kx+1的圖象與函數(shù)y=|x+|﹣|x﹣|的圖象恰有五個交點,
∴x>1時,kx+1=,即kx2+x﹣2=0有兩個不等的實數(shù)根,
∴△=1+8k>0且k<0,
∴﹣<k<0,
根據(jù)對稱性,可得實數(shù)k的取值范圍是.
故答案為:
三、解答題:本大題6小題,共80分.解答應寫出必要的文字說明,證明過程或演算步驟.
15.已知函數(shù)f(x)=2sinxcosx+2cos2x﹣.
(1)求函數(shù)f(x)的最小正周期;
(2)若f(x0﹣)=,x0∈[,],求cos2x0的值.
【考點】三角函數(shù)中的恒等變換應用;三角函數(shù)的周期性及其求法.
【分析】(1)利用二倍角和兩角和的正弦公式f(x)=2sin(2x+),求得周期為π,
(2)f(x0﹣)=,代入求得sin(2x0+)=,寫出2x0+∈[,],求得,cos(2x0+)=,cos2x0=cos[(2x0+)﹣],利用兩角差的余弦公式求cos2x0的值.
【解答】解:(1)f(x)=2sinxcosx+2cos2x﹣,
=sin2x+cos2x,
=2sin(2x+),
f(x)的最小正周期為π,
(2)f(x0﹣)=,
2sin[2(x0﹣)+]=,
sin(2x0+)=,
x0∈[,],2x0+∈[,],
∴cos(2x0+)=,
cos2x0=cos[(2x0+)﹣],
=cos(2x0+)cos+sin(2x0+)sin,
=,
cos2x0=.
16.國家旅游局確定xx以“絲綢之路旅游年”為xx旅游宣傳主題,甘肅武威為配合國家旅游局,在每張門票后印有不同的“絲綢之路徽章”.某人利用五一假期,在該地游覽了文廟,白塔寺,沙漠公園,森林公園,天梯山石窟五處景點,并收集文廟紀念徽章3枚,白塔紀念徽章2枚,其余三處各1枚.,現(xiàn)從中任取4枚.
(Ⅰ)求抽取的4枚中恰有3個景點的概率;
(Ⅱ)抽取的4枚徽章中恰有文廟紀念徽章的個數(shù)為ξ枚,求ξ的分布列和數(shù)學期望.
【考點】離散型隨機變量的期望與方差;古典概型及其概率計算公式;離散型隨機變量及其分布列.
【分析】(Ⅰ)記“抽取的4枚徽章中恰有3個景點”為事件A,由此利用互斥事件概率加法公式能求出抽取的4枚中恰有3個景點的概率.
(Ⅱ)ξ的可能取值為0,1,2,3,分別求出相應的概率,由此能求出ξ的分布列及數(shù)學期望.
【解答】解:(Ⅰ)記“抽取的4枚徽章中恰有3個景點”為事件A,…
.…
(Ⅱ)ξ的可能取值為0,1,2,3,…
,
,
,
,…
所以ξ的分布列為
ξ
0
1
2
3
P
…
=.…
17.如圖,在四棱錐P﹣ABCD中,PA⊥平面ABCD,AC⊥AD,AB⊥BC,∠BCA=60°,AP=AC=AD=2,E為CD的中點,M在AB上,且=2.
(I)求證:EM∥平面PAD;
(Ⅱ)求平面PAD與平面PBC所成銳二面角的余弦值;
(Ⅲ) 點F是線段PD上異于兩端點的任意一點,若滿足異面直線EF與AC所成角45°,求AF的長.
【考點】二面角的平面角及求法;異面直線及其所成的角;直線與平面平行的判定.
【分析】(Ⅰ)以A為原點,AD為x軸,AC為y軸,AP為z軸,建立如圖的空間直角坐標系,利用向量法能證明EM∥平面PAD.
(Ⅱ)求出平面PBC的法向量和平面PAD的法向量,利用向量法能求出平面PAD與平面PBC所成銳二面角的余弦值.
(Ⅲ)令,,求出,由此利用向量法能求出AF的長.
【解答】證明:(Ⅰ)以A為原點,AD為x軸,AC為y軸,AP為z軸,建立如圖的空間直角坐標系,
A(0,0,0),D(2,0,0),C(0,2,0),E(1,1,0),,P(0,0,2),…
設M(x,y,z),
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,…
∴,平面PAD的法向量…
∴,
∴,
又∵EM?平面PAD,
∴EM∥平面PAD,…
解:(Ⅱ)設平面PBC的法向量,
∵,
,即,令x=﹣1,
∴
∴,…
平面PAD的法向量,
設二面角所成的銳二面角為θ,
∴,
平面PAD與平面PBC所成銳二面角的余弦值為.…
(Ⅲ)令,,
∴F(2λ,0,2﹣2λ)…
,
∴…
∴4λ2﹣6λ+2=0,
∴或λ=1(舍)
∴F(1,0,1),
∴.…
18.己知橢圓C1: +=1(a>b>0)和圓C2:x2+y2=r2(r>0),已知圓C2的直徑是橢圓C1焦距長的倍,且圓C2的面積為4π,橢圓C1的離心率為,過橢圓C1的上頂點A作一條斜率為k(k>0)的直線l與橢圓C1的另一個交點是B,與圓C2相交于點E,F(xiàn).
(1)求橢圓C1的方程;
(2)當|AB|?|EF|=3時,求直線l的方程,并求△F2AB的面積(其中F2為橢圓C1的右焦點)
【考點】橢圓的簡單性質(zhì).
【分析】(1)由圓的面積公式得πr2=4π,得r=2,從而求出c=,由橢圓C1的離心率為,求出a,b,由此能求出橢圓方程.
(2)設直線l:y=kx+1,求出圓心O到直線l的距離和|EF|,聯(lián)立,得(3k2+1)x2+6kx=0,由此利用韋達定理、弦長公式、點到直線距離公式能求出結(jié)果.
【解答】解:(1)∵橢圓C1: +=1(a>b>0)和圓C2:x2+y2=r2(r>0),
圓C2的直徑是橢圓C1焦距長的倍,且圓C2的面積為4π,
∴πr2=4π,r>0,解得r=2,
∴2r=,∴r=,∴c=,
又∵橢圓C1的離心率為,a2+b2=c2,∴a=,b=1,
∴橢圓方程為.
(2)由(1)知圓C2的圓心O(0,0),r=,A(0,1),設直線l:y=kx+1,
圓心O到直線l的距離d=,
|EF|=2=2,
聯(lián)立,得(3k2+1)x2+6kx=0,
設B(x1,y1),則x1=,
∴|AB|===,
∵|AB|?|EF|=3,
∴|AB|?|EF|=?==3,
∴k4+6k2﹣7=0,∴(k2+7)(k2﹣1)=0,
∴k2=1,∵k>0,∴k=1,
∴直線l:y=x+1.|AB|=,
點F2到直線l的距離d1=,
∴==.
19.已知數(shù)列{an}滿足an+2=,.且n∈N*,a1=1,a2=2.
(1)求{an}的通項公式;
(2)設bn=anan+1,n∈N*,求數(shù)列{bn}的前2n項和S2n;
(3)設cn=a2n﹣1a2n+(﹣1)n,證明: +++…+<.
【考點】數(shù)列的求和;數(shù)列遞推式.
【分析】(1)由數(shù)列{an}滿足an+2=,a1=1,a2=2.當n為奇數(shù)時,an+2﹣an=2,此時數(shù)列{a2k﹣1}(k∈N*)成等差數(shù)列.當n為偶數(shù)時,an+2=2an,此時數(shù)列{a2k}(k∈N*)成等比數(shù)列,即可得出.
(2)bn=anan+1,n∈N*,可得:b2k﹣1+b2k=a2k﹣1a2k+a2ka2k+1=4k?2k.利用“錯位相減法”與分組求和即可得出.
(3)cn=a2n﹣1a2n+(﹣1)n=(2n﹣1)?2n+(﹣1)n.可得==<,(n≥5). = =<(n≥4),即可證明.
【解答】(1)解:數(shù)列{an}滿足an+2=,a1=1,a2=2.
∴當n為奇數(shù)時,an+2﹣an=2,此時數(shù)列{a2k﹣1}(k∈N*)成等差數(shù)列,公差為2,首項為1,an=a2k﹣1=1+2(k﹣1)=2k﹣1=n.
當n為偶數(shù)時,an+2=2an,此時數(shù)列{a2k}(k∈N*)成等比數(shù)列,公比為2,首項為2,an=a2k=2k=.
∴an=.
(2)解:∵bn=anan+1,n∈N*,
∴b2k﹣1+b2k=a2k﹣1a2k+a2ka2k+1=(2k+1+2k﹣1)2k=4k?2k.
∴數(shù)列{bn}的前2n項和S2n=(b1+b2)+(b3+b4)+…+(b2k﹣1+b2k)=4(2+2×22+3×23+…+k?2k),
令Ak=2+2×22+3×23+…+k?2k,
2Ak=22+2×23+…+(k﹣1)?2k+k?2k+1,
∴﹣Ak=2+22+…+2k﹣k?2k+1=﹣k?2k+1=(1﹣k)?2k+1﹣2,
∴Ak=(k﹣1)?2k+1+2.
(3)證明:cn=a2n﹣1a2n+(﹣1)n=(2n﹣1)?2n+(﹣1)n.
∴==<,(n≥5).
==<(n≥4).
+++…+<1+++++…<1+++<.
20.已知直線y=是函數(shù)f(x)=的切線(其中e=2.71828…).
(I)求實數(shù)a的值;
(Ⅱ)若對任意的x∈(0,2),都有f(x)<成立,求實數(shù)m的取值范圍;
(Ⅲ)若函數(shù)g(x)=lnf(x)﹣b的兩個零點為x1,x2,證明:g′(x1)+g′(x2)>.
【考點】利用導數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值;利用導數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性.
【分析】(Ⅰ)求出函數(shù)的導數(shù),求出切點坐標,從而求出a的值即可;
(Ⅱ)分離參數(shù),問題轉(zhuǎn)化為對任意x∈(0,2)都成立,令,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性求出h(x)的最大值,從而求出m的范圍即可;
(Ⅲ)求出函數(shù)的導數(shù),得到,令,則x2=tx1,則tx1﹣x1=lnt,問題轉(zhuǎn)化為證明即證令φ(t)=t﹣﹣﹣lnt,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性證明即可.
【解答】解:(Ⅰ)由題意得,設切點()
所以f'(x0)=0,得x0=1.則,∴a=1…
(Ⅱ)由(1)知對任意x∈(0,2)都成立,
∵2x﹣x2>0,即對任意x∈(0,2)都成立,…
令,…,
∴x∈(0,1),h'(x)>0;∴x∈(1,2),h'(x)<0,
∴h(x)在(0,1)上單增,(1,2)上單減,…
∴,∴,…∴…
(Ⅲ)證明:由題意知函數(shù)g(x)=lnx﹣x﹣b,所以,
因為x1,x2是函數(shù)g(x)的兩個零點,
所以,相減得,…
不妨令,則x2=tx1,則tx1﹣x1=lnt,
所以,,…
要證g'(x1)+g'(x2)
只要證
只要證…
即證
令,
令m(t)=t4+t3﹣4t2+t+1,m'(t)=4t3+3t2﹣8t+1,
m''(t)=12t2+6t﹣8>0對t>1恒成立,
∴m'(t)在(1,+∞)上單增,∴m'(t)>m'(1)=0,
∴m(t)在(1,+∞)上單增,∴m(t)>m(1)=0,
即φ'(t)>0∴φ(t)在(1,+∞)上單增,
∴φ(t)>φ(1)=0,即原不等式成立.…
xx9月7日