
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2020-2021学年江西省瑞金市高二(下)4月月考数学(文)试卷北师大版
展开这是一份2020-2021学年江西省瑞金市高二(下)4月月考数学(文)试卷北师大版,共12页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1. 已知复数z=i−21+i,则z¯在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
2. 已知a,b∈R,且a>|b|,则下列不等式中不恒成立的是( )
A.a>bB.a+b>0C.1a>1bD.a2>b2
3. 设集合A={x||x−a|<1},B={x|1
4. 下列命题中,正确的是( )
A.∃x0∈R, sinx0+csx0=32
B.已知a,b为实数,则a+b=0的充要条件是ab=−1
C.∀x≥0且x∈R,2x>x2
D.已知a,b为实数,则a>2,b>2是ab>4的充分条件
5. 抛掷两颗骰子,第一颗骰子向上的点数为x,第二颗骰子向上的点数为y,则“|x−y|>1”的概率为( )
A.59B.49C.16D.712
6. 一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A.163B.323C.16D.32
7. 执行如图的程序框图,如果输入的N的值是6,那么输出的p的值是( )
A.15B.105C.120D.720
8. 若直线ax−by+2=0(a>0, b>0)被圆x2+y2+2x−4y+1=0截得的弦长为4,则1a+1b的最小值为( )
A.14B.2C.32+22D.32+2
9. 空间四边形ABCD中,AD=BC=2,E,F分别是AB,CD的中点,EF=3,则异面直线AD,BC所成的角为( )
A.30∘B.60∘C.90∘D.120∘
10. 将正整数排成如图所示的数阵,其中第i行有2i−1个数,如果2021是表中第m行的第n个数,则( )
A.m+n=1009B.m+n=1010C.m+n<1009D.m+n>1010
11. 已知f(x)为定义在(0,+∞)上的可导函数,且f(x)>xf′(x)恒成立,则不等式x2f(1x)−f(x)>0的解集为( )
A.(1,+∞)B.(0,1)C.(1,2)D.(2,+∞)
12. 已知双曲线x23−y2b2=1(b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,其一条渐近线方程为y=2x,点P在该双曲线上,且PF1→⋅PF2→=8,则S△PF1F2=( )
A.4B.46C.8D.221
二、填空题
抛物线y=2x2的焦点到准线的距离为________.
函数fx=x+4x+3lnx的单调递减区间是________.
在平面直角坐标系xOy中,点A在曲线y=lnx上,且该曲线在点A处的切线经过点(−e,−1)(e为自然对数的底数),则点A的坐标是________.
三棱锥P−ABC中,PA⊥平面ABC, ∠BAC=2π3,AP=3,BC=6,则该三棱锥外接球的表面积为________.
三、解答题
己知函数fx=|x−2|+|x+2|.
(1)求不等式fx≤2x+4的解集;
(2)若fx的最小值为m,且实数a,b,c,满足ab+c=m,求2a2+b2+c2的最小值.
为激活国内消费市场,挽回疫情造成的损失,国家出台一系列的促进国内消费的优惠政策,某机构从某一电商的线上交易大数据中来跟踪调查消费者的购买力,界定3至8月份购买商品在5000元以上人群属“购买力强人群”,购买商品在5000元以下人群属“购买力弱人群”.现从电商平台消费人群中随机选出200人,发现这200人中属购买力强的人数占80%,并将这200人按年龄分组,记第1组[15, 25),第2组[25, 35),第3组[35, 45),第4组[45, 55),第5组[55, 65),得到的频率分布直方图,如图.
(1)求出频率分布直方图中的a值和这200人的平均年龄;
(2)从第1,2组中用分层抽样的方法抽取5人,并再从这5人中随机抽取2人进行电话回访,求这两人恰好属于不同组别的概率;
(3)把年龄在第1,2,3组的居民称为青少年组,年龄在第4,5组的居民称为中老年组,若选出的200人中“购买力弱人群”的中老年人有20人,问是否有99%的把握认为是否属“购买力强人群”与年龄有关?
附:
K2=n(ad−bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d),n=a+b+c+d.
如图所示,在四棱锥P−ABCD中,底面ABCD为直角梯形, AB//CD,∠BAD=90∘ ,△PAD为等边三角形,平面PAD⊥平面ABCD, AB=AD=2CD=2,M是PB的中点.
(1)证明:AC⊥PB;
(2)求四面体P−AMC的体积.
甲乙两地相距100km,货车从甲地匀速行驶到乙地,速度不得超过80km/ℎ,已知货车每小时的运输成本(单位:元)由可变成本和固定成本组成,可变成本是速度平方的19,固定成本为a元.
(1)将全程运输成本y(元)表示为速度vkm/ℎ的函数,并指出这个函数的定义域;
(2)若a=400,为了使全程运输成本最小,货车应以多大的速度行驶?
已知椭圆C:x2a2 + y2b2 = 1(a> b> 0)的左焦点为F1,短轴的两个端点分别为A,B,且满足:|F1A→ +F1B→|=|F1A→ −F1B→|,且椭圆经过点(3,22).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)设过点M(23,0)的动直线l(与x轴不重合)与椭圆C相交于P,Q两点,在x轴上是否存在一定点T,无论直线l如何转动,点T始终在以PQ为直径的圆上?若有,求点T的坐标,若无,说明理由.
已知函数f(x)=ax−(2a+1)lnx−2x,g(x)=−2alnx−2x,其中a∈R.
(1)当a>0时,求f(x)的单调区间;
(2)若存在x∈[1e, e2],使得不等式f(x)≥g(x)成立,求a的取值范围.
参考答案与试题解析
2020-2021学年江西省瑞金市高二(下)4月月考数学(文)试卷
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
复数的代数表示法及其几何意义
复数代数形式的乘除运算
共轭复数
【解析】
先化简复数,再利用复数的共轭复数的概念,以及复数的几何意义进行求解即可.
【解答】
解:复数z=i−21+i=i−21−i1+i1−i=−12+32i,
∴ z¯=−12−32i,
则z¯在复平面上对应的点−12,−32位于第三象限 .
故选C.
2.
【答案】
C
【考点】
不等式的基本性质
【解析】
由不等式的基本性质逐一判断即可.
【解答】
解:对于A,因为a>|b|,所以a>b恒成立;
对于B,因为a>|b|,所以a>0,
当b>0,则a+b>0;当b≤0,则a>−b,即a+b>0,
综上,a+b>0恒成立;
对于C,当b>0,则a>|b|,即a>b>0,则1a<1b,故C不恒成立;
对于D,因为a>|b|,所以a2>b2恒成立.
故选C.
3.
【答案】
B
【考点】
集合关系中的参数取值问题
【解析】
由绝对值的几何意义表示出集合A,再结合数轴分析A可能的情况,进而求解即可.
【解答】
解:由|x−a|<1得−1
由图可知,a+1≤1或a−1≥5,
解得a≤0或a≥6,
则实数a的取值范围是{a|a≤0或a≥6}.
故选B.
4.
【答案】
D
【考点】
命题的真假判断与应用
必要条件、充分条件与充要条件的判断
全称命题与特称命题
【解析】
分别根据命题成立的条件进行判断即可.
【解答】
解:A,∵ sinx+csx=2sinx+π4∈[−2,2] ,故A错误;
B,当a=b=0时,满足a+b=0,但此时ab=−1不成立,即充分性不成立,故B错误;
C,当x=2时,2x=x2,即2x>x2不成立,故C错误;
D,当a>2,b>2时,ab>4成立,即a>2,b>2是ab>4的充分条件,故D正确.
故选D.
5.
【答案】
A
【考点】
列举法计算基本事件数及事件发生的概率
【解析】
列出|x−y|的值的分布表,从分布表中知,|x−y|的所有值共有36个,其中“|x−y|>1的有20个,由此能求出|x−y|>1的概率.
【解答】
解:抛掷两颗骰子,第一颗骰子向上的点数为x,
第二颗骰子向上的点数为y,
则|x−y|的值的分布表如下:
从分布表中知,|x−y|的所有值共有36个,
其中“|x−y|>1的有20个,
∴ |x−y|>1的概率为:p=2036=59.
故选A.
6.
【答案】
A
【考点】
由三视图求体积
【解析】
几何体为四棱锥,且四棱锥的一条侧棱与底面垂直,由三视图判断四棱锥的高为4,底面是对角线长为4的正方形,求出正方形的边长,把数据代入棱锥的体积公式计算.
【解答】
解:由三视图知,该几何体为四棱锥,且四棱锥的底面是对角线长为4的正方形,
四棱锥高为2,
∴ 该几何体底面正方形的边长为22,
∴ 该几何体的体积V=13×(22)2×2=163.
故选A.
7.
【答案】
B
【考点】
程序框图
循环结构的应用
【解析】
由已知中的程序框图可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量P的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.
【解答】
解:第一次运行p=1×1=1,此时k=1<6;
第二次运行k=1+2=3,p=1×3=3;
第三次运行k=3+2=5,p=3×5=15;
第四次运行k=5+2=7,p=15×7=105;
不满足条件k<6,程序运行终止,输出p值为105.
故选B.
8.
【答案】
D
【考点】
直线与圆相交的性质
基本不等式及其应用
【解析】
圆即 (x+1)2+(y−2)2=4,表示以M(−1, 2)为圆心,以2为半径的圆,由题意可得 圆心在直线ax−by+2=0上,得到a+2b=2,故 1a+1b=12+ba+a2b+1,利用基本不等式求得式子的最小值.
【解答】
解:圆x2+y2+2x−4y+1=0 ,即(x+1)2+(y−2)2=4,
表示以(−1, 2)为圆心,以2为半径的圆,
由题意,得圆心在直线ax−by+2=0(a>0, b>0)上,
则−a−2b+2=0,
即 a+2b=2,
∴ 1a+1b=a+2b2(1a+1b)=12+ba+a2b+1
≥32+212=32+2,
当且仅当ba=a2b时,等号成立,
∴ 1a+1b的最小值为32+2.
故选D.
9.
【答案】
B
【考点】
异面直线及其所成的角
余弦定理
【解析】
取AC中点G,连接EG、FG,可知∠EGF或其补角即为异面直线AD,BC所成的角,在△EFG中,由余弦定理可得cs∠EGF,结合角的范围可得答案.
【解答】
解:取AC中点G,连接EG,FG,如图所示,
由三角形中位线定理知,EG=//12BC,FG=//12AD,
∴ ∠EGF或其补角即为异面直线AD,BC所成的角,
在△EFG中,cs∠EGF=EG2+FG2−EF22×EG×FG
=12+12−(3)22×1×1=−12,
∴ ∠EGF=120∘,
由异面直线所成角的范围可知应取其补角60∘.
故选B.
10.
【答案】
A
【考点】
归纳推理
等比数列的前n项和
【解析】
求和Sn=1+2+22+⋯⋯2n−1,估计出2021的行数,然后可得位置.
【解答】
解:1+2+⋯+2t−1=2t−1,
210−1<2021<211−1,
因此2021在第11行,即m=11.
又2021−210−1=998,即n=998,
所以m+n=1009.
故选A.
11.
【答案】
A
【考点】
利用导数研究不等式恒成立问题
【解析】
由已知当x>0时,总有f(x)>xf′(x)成立,可以判断f(x)x是减函数,进而去构造函数,然后把所求不等式变形,利用函数的单调性进行求解.
【解答】
解:设g(x)=f(x)x,则g′(x)=xf′(x)−f(x)x2,
∵ f(x)>xf′(x),
∴ xf′(x)−f(x)<0,
∴ g′(x)<0,
∴ g(x)在(0,+∞)上为减函数.
∵ x2f(1x)−f(x)>0,x>0,
∴ f(1x)1x>f(x)x,
∴ g(1x)>g(x),
∵ g(x)在(0,+∞)上为减函数,
∴ 1x
故选A.
12.
【答案】
D
【考点】
余弦定理
双曲线的定义
双曲线的渐近线
三角形的面积公式
【解析】
先求出b,c,设|PF1|=m,|PF2|=n,PF1,PF2的夹角为α,则mncsα=8,利用余弦定理,计算mn=20,可得csα,求出sinα,利用S△PF1F2=12mnsinα,即可得出结论.
【解答】
解:∵ 双曲线x23−y2b2=1(b>0)的一条渐近线方程为y=2x,
∴ b3=2,
∴ b=6,
∴ c=3.
设|PF1|=m,|PF2|=n,PF1,PF2的夹角为α,
则mn⋅csα=8,
由余弦定理,得36=m2+n2−2mncsα,
∴ m2+n2=52,
∵ |m−n|=23,
∴ mn=20,
∴ csα=25,
∴ sinα=215,
∴ S△PF1 F2=12mn⋅sinα=12×20×215=221.
故选D.
二、填空题
【答案】
14
【考点】
抛物线的性质
【解析】
本题考查抛物线的标准方程、几何性质.
【解答】
解:抛物线C的标准方程为x2=12y,所以它的焦点到准线的距离为14.
故答案为:14.
【答案】
(0, 1)
【考点】
利用导数研究函数的单调性
【解析】
求出导函数fx,令 f′x<0,即可求解.
【解答】
解:函数fx=x+4x+3lnx的定义域为0,+∞,
f′x=1−4x2+3x=x2+3x−4x2=x+4x−1x2,
令f′x<0,解得0
故答案为:0,1.
【答案】
(e,1)
【考点】
利用导数研究曲线上某点切线方程
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:设A(m,n),切线方程为y=kx+b.
y′=1x,
yx=m′=1m,∴ k=1m,
又切线过点(−e,−1),
∴ n=lnm,n=1m⋅m+b,−1=−e1m+b
解得m=e,n=1,b=0,即A(e,1).
故答案为:(e,1).
【答案】
57π
【考点】
球的表面积和体积
棱锥的结构特征
球内接多面体
【解析】
将三棱锥P−ABC中放在圆柱O1O2中,由正弦定理得△ABC的外接圆O1的直径2r,再结合勾股定理求得外接球的直径,从而求得表面积.
【解答】
解:作出△ABC的外接圆O1,由于PA⊥平面ABC,
可将三棱锥P−ABC放在圆柱O1O2中,如图所示,
因为∠BAC=2π3,BC=6,
由正弦定理得△ABC的外接圆O1的直径为
2r=BCsin∠BAC=43 ,
又AP=3,
∴ 在三棱锥P−ABC的外接球中
2R2=|PA|2+2r2=9+48=57,
∴ 外接球的表面积为S=4πR2=57π.
故答案为:57π.
三、解答题
【答案】
解:(1)∵ fx=|x−2|+|x+2|≤2x+4,
∴ x<−2,2−x−x−2≤2x+4或−2≤x≤2,2−x+x+2≤2x+4
或x>2,x−2+x+2≤2x+4,
解得x无解或0≤x≤2或x>2,
综上,不等式fx≤2x+4的解集为[0,+∞).
(2)由绝对值不等式的性质可知,
|x−2|+|x+2|≥|(x−2)−(x+2)|=4,
∴ 当−2≤x≤2时,fx取最小值4,
即m=4,
∴ ab+ac=4.
∴ 2a2+b2+c2=a2+b2+a2+c2≥2ab+2ac=8,
当且仅当a=b=c=±2时,等号成立,
∴ 2a2+b2+c2的最小值为8.
【考点】
绝对值不等式的解法与证明
基本不等式在最值问题中的应用
【解析】
无
无
【解答】
解:(1)∵ fx=|x−2|+|x+2|≤2x+4,
∴ x<−2,2−x−x−2≤2x+4或−2≤x≤2,2−x+x+2≤2x+4
或x>2,x−2+x+2≤2x+4,
解得x无解或0≤x≤2或x>2,
综上,不等式fx≤2x+4的解集为[0,+∞).
(2)由绝对值不等式的性质可知,
|x−2|+|x+2|≥|(x−2)−(x+2)|=4,
∴ 当−2≤x≤2时,fx取最小值4,
即m=4,
∴ ab+ac=4.
∴ 2a2+b2+c2=a2+b2+a2+c2≥2ab+2ac=8,
当且仅当a=b=c=±2时,等号成立,
∴ 2a2+b2+c2的最小值为8.
【答案】
解:(1)由频率分布直方图可知,
10×(0.01+0.015+a+0.03+0.01)=1,
解得a=0.035,
200人平均年龄为20×10×0.01+30×10×0.015
+40×10×0.035+50×10×0.03+60×10×0.01
=41.5(岁).
(2)由题意,得利用分层抽样的方法从第一组抽取2人,从第二组抽取3人,
记从第一组抽取的2人为A,B,从第二组抽取的3人为a,b,c,
则从这5人中随机抽取2人的基本事件有(A,B),(A,a),(A,b),(A,c),
(B,a),(B,b),(B,c),(a,b),(a,c),(b,c)共10种,
其中两人恰好属于不同组别的基本事件有6种,
故所求事件的概率P=610=35.
(3)由题意可得2×2列联表为:
因为K2=200×(100×20−60×20)2160×40×120×80≈2.083<2.706,
所以没有99%的把握认为是否属“购买力强人群”与年龄有关.
【考点】
频率分布直方图
众数、中位数、平均数
分层抽样方法
列举法计算基本事件数及事件发生的概率
独立性检验
【解析】
(1)根据频率和为1,列方程求出a的值,再计算数据的平均值;
(2)根据题意,利用分层抽样的方法从第一组抽取2人,从第二组抽取3人,由古典概型的计算公式计算可得答案;
(3)根据题意可得列联表,由独立性检验方法分析可得答案.
【解答】
解:(1)由频率分布直方图可知,
10×(0.01+0.015+a+0.03+0.01)=1,
解得a=0.035,
200人平均年龄为20×10×0.01+30×10×0.015
+40×10×0.035+50×10×0.03+60×10×0.01
=41.5(岁).
(2)由题意,得利用分层抽样的方法从第一组抽取2人,从第二组抽取3人,
记从第一组抽取的2人为A,B,从第二组抽取的3人为a,b,c,
则从这5人中随机抽取2人的基本事件有(A,B),(A,a),(A,b),(A,c),
(B,a),(B,b),(B,c),(a,b),(a,c),(b,c)共10种,
其中两人恰好属于不同组别的基本事件有6种,
故所求事件的概率P=610=35.
(3)由题意可得2×2列联表为:
因为K2=200×(100×20−60×20)2160×40×120×80≈2.083<2.706,
所以没有99%的把握认为是否属“购买力强人群”与年龄有关.
【答案】
(1)证明:取AD的中点O,连接PO,BO,AC与BO交于点N,
∵PA=PD,∴ PO⊥AD,
又平面PAD⊥平面ABCD,
且平面PAD∩平面ABCD=AD,PO⊂平面PAD,
∴PO⊥平面ABCD.
又∵AC⊂平面ABCD,∴ PO⊥AC,
在Rt△ADC和Rt△BAO中,
由AD=AB,∠ADC=∠BAO,DC=AO,
得Rt△ADC≅Rt△BAO,
∴ ∠ACD=∠BOA,
∴ ∠CAD+∠BOA=∠CAD+∠ACD=90∘,
∴ ∠ANO=90∘,
∴ AC⊥BO,
又PO∩BO=O,
∴ AC⊥平面POB.
∵ PB⊂平面POB,
∴ AC⊥PB.
(2)解:设M到平面ABCD的距离为ℎ,
由(1)知,PO⊥平面ABCD,且PO=3,
∵ M是PB的中点,
∴ 点M到平面ABCD的距离ℎ=12PO=32,
∴ VC−PAM=VC−AMB=VM−ABC
=13×12×2×2×32=33,
∴ 四面体P−AMC的体积是33.
【考点】
直线与平面垂直的判定
平面与平面垂直的性质
点、线、面间的距离计算
柱体、锥体、台体的体积计算
【解析】
(1)证明:取AD的中点O,连接PO,BO,设AC∩BO=N,
∵PA=PD,∴ PO⊥AD
又平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD,PO⊂平面PAD.
∴PO平面ABCD,又∵AC⊂面ABCD,∴ PO⊥AC.
在Rt△ADC≅Rt△BAO中,由AD=AB,∠ADC=∠BOA,DC=AO,
得Rt△ADC≅Rt△BAO,∴ ∠ACD=∠BOA.∴ ∠CAD+∠BOA=∠CAD+∠ACD=90∘,
∴ ∠AMO=90∘,故AC⊥BO,又PO∩BO=0,∴ AC⊥平面POB.
而PB⊂平面POB,∴ AC⊥PB.
(2)解:设M到平面ABCD的距离为ℎ,
由(1)知.PO⊥平面ABCD,且PO=3.
∵ M是PB的中点,∴ 点M到平面ABCD的距离ℎ=12PO=32.
∴ VC−PAM=VC−AMB=VM−ABC=13×12×2×2×32=33.
【解答】
(1)证明:取AD的中点O,连接PO,BO,AC与BO交于点N,
∵PA=PD,∴ PO⊥AD,
又平面PAD⊥平面ABCD,
且平面PAD∩平面ABCD=AD,PO⊂平面PAD,
∴PO⊥平面ABCD.
又∵AC⊂平面ABCD,∴ PO⊥AC,
在Rt△ADC和Rt△BAO中,
由AD=AB,∠ADC=∠BAO,DC=AO,
得Rt△ADC≅Rt△BAO,
∴ ∠ACD=∠BOA,
∴ ∠CAD+∠BOA=∠CAD+∠ACD=90∘,
∴ ∠ANO=90∘,
∴ AC⊥BO,
又PO∩BO=O,
∴ AC⊥平面POB.
∵ PB⊂平面POB,
∴ AC⊥PB.
(2)解:设M到平面ABCD的距离为ℎ,
由(1)知,PO⊥平面ABCD,且PO=3,
∵ M是PB的中点,
∴ 点M到平面ABCD的距离ℎ=12PO=32,
∴ VC−PAM=VC−AMB=VM−ABC
=13×12×2×2×32=33,
∴ 四面体P−AMC的体积是33.
【答案】
解:(1)依题意可知,v∈0,80,可变成本为19v2,所需时间为100v小时,
所以y=v29+a100v,
即y=100v9+av,且定义域为v∈0,80.
(2)由题意,得y=100v9+400v,
因为v9+400v≥2v9⋅400v=403(当且仅当v9=400v,即v=60时取等号),
所以y=100v9+400v≥40003(当且仅当v=60时取等号),
所以为了使全程运输成本最小,货车应以60km/ℎ的速度行驶.
【考点】
函数的定义域及其求法
函数解析式的求解及常用方法
基本不等式在最值问题中的应用
【解析】
(Ⅰ)求出汽车从甲地匀速行驶到乙地所用时间,根据货车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成,可得全程运输成本,及函数的定义域;
(Ⅱ)利用基本不等式y=10019v+400v≥40003即可得结论.
【解答】
解:(1)依题意可知,v∈0,80,可变成本为19v2,所需时间为100v小时,
所以y=v29+a100v,
即y=100v9+av,且定义域为v∈0,80.
(2)由题意,得y=100v9+400v,
因为v9+400v≥2v9⋅400v=403(当且仅当v9=400v,即v=60时取等号),
所以y=100v9+400v≥40003(当且仅当v=60时取等号),
所以为了使全程运输成本最小,货车应以60km/ℎ的速度行驶.
【答案】
解:(1)由|F1A→ +F1B→|=|F1A→ −F1B→|,可知2b=2c,
又椭圆经过点(3,22),
∴ 3a2+12b2=1,
解得b2=2,
∴ a2=4,
∴ 椭圆方程为x24+y22=1.
(2)假设存在定点T满足题意,设P(x1,y1),Q(x2,y2),T(t,0),
则PT→=(t−x1,−y1),QT→=(t−x2,−y2),
①当直线l斜率不存在时,则直线l的方程为x=23,
联立方程x24+y22=1,x=23,
解得x1=23,y1=43或x2=23,y2=−43,
故点P(23,43),Q(23,−43),
则PT→=(t−23,−43),QT→=(t−23,43),
由于点T始终在以PQ为直径的圆上,
则PT→⋅QT→=(t−23)2−169=0,
解得t=2或t=−23,
故点T(2,0)或T(−23,0).
②当直线l斜率k存在时,设直线l的方程为y=k(x−23),
代入椭圆方程x24+y22=1中消去y,
得(1+2k2)x2−83k2x+89k2−4=0,
则x1+x2=83k21+2k2,x1⋅x2=89k2−41+2k2,
∴ y1y2=k2x1⋅x2−23k2(x1+x2)+49k2=−32k29(1+2k2),
由于点T始终在PQ为直径的圆上,
∴ PT→⋅QT→=(t−x1)(t−x2)+y1⋅y2
=t2−(x1+x2)⋅t+x1⋅x2+y1⋅y2=0,
即t2−8k23(1+2k2)t+8k2−369(1+2k2)−32k29(1+2k2)=0,
∴ 9(1+2k2)⋅t2−24k2t−24k2−36=0,
∴ (18t2−24t−24)k2+9t2−36=0,
∴ 18t2−24t−24=0,9t2−36=0,
解得t=2,故点T为(2,0).
综上所述,当t=2时满足条件,存在定点T(2,0)满足题意.
【考点】
椭圆的标准方程
向量加减混合运算及其几何意义
圆锥曲线中的定点与定值问题
【解析】
(Ⅰ)由题意得2b=2c,即b=c,根据椭圆C经过点(3, 22),求出几何量,即可求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ),设l的方程为y=k(x − 23),代入椭圆方程,利用韦达定理,利用PT → ⋅QT → = 0,即可得出结论.
(Ⅱ),设l的方程为y=k(x − 23),代入椭圆方程,利用韦达定理,利用PT → ⋅QT → = 0,即可得出结论.
【解答】
解:(1)由|F1A→ +F1B→|=|F1A→ −F1B→|,可知2b=2c,
又椭圆经过点(3,22),
∴ 3a2+12b2=1,
解得b2=2,
∴ a2=4,
∴ 椭圆方程为x24+y22=1.
(2)假设存在定点T满足题意,设P(x1,y1),Q(x2,y2),T(t,0),
则PT→=(t−x1,−y1),QT→=(t−x2,−y2),
①当直线l斜率不存在时,则直线l的方程为x=23,
联立方程x24+y22=1,x=23,
解得x1=23,y1=43或x2=23,y2=−43,
故点P(23,43),Q(23,−43),
则PT→=(t−23,−43),QT→=(t−23,43),
由于点T始终在以PQ为直径的圆上,
则PT→⋅QT→=(t−23)2−169=0,
解得t=2或t=−23,
故点T(2,0)或T(−23,0).
②当直线l斜率k存在时,设直线l的方程为y=k(x−23),
代入椭圆方程x24+y22=1中消去y,
得(1+2k2)x2−83k2x+89k2−4=0,
则x1+x2=83k21+2k2,x1⋅x2=89k2−41+2k2,
∴ y1y2=k2x1⋅x2−23k2(x1+x2)+49k2=−32k29(1+2k2),
由于点T始终在PQ为直径的圆上,
∴ PT→⋅QT→=(t−x1)(t−x2)+y1⋅y2
=t2−(x1+x2)⋅t+x1⋅x2+y1⋅y2=0,
即t2−8k23(1+2k2)t+8k2−369(1+2k2)−32k29(1+2k2)=0,
∴ 9(1+2k2)⋅t2−24k2t−24k2−36=0,
∴ (18t2−24t−24)k2+9t2−36=0,
∴ 18t2−24t−24=0,9t2−36=0,
解得t=2,故点T为(2,0).
综上所述,当t=2时满足条件,存在定点T(2,0)满足题意.
【答案】
解:(1)f′(x)=a−2a+1x+2x2=a(x−2)(x−1a)x2,
当a>0时,令f′(x)=0,解得x=2或x=1a,
当a=12时,f′(x)≥0恒成立,函数f(x)在(0, +∞)上为增函数;
当a>12时,当x∈(0, 1a),(2, +∞)时,f′(x)>0,函数f(x)为增函数;
当x∈(1a, 2)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;
当00,函数f(x)为增函数;
当x∈(2, 1a)时,f′(x)<0,f(x)为减函数.
综上,当a=12时,函数f(x)在(0, +∞)上单调递增;
当a>12时,函数f(x)在 (0, 1a),(2, +∞)上单调递增,在(1a, 2)上单调递减;
当0(2)f(x)≥g(x)等价于ax−(2a+1)lnx−2x≥−2alnx−2x,即ax−lnx≥0,
分离参数a得,a≥lnxx.
令ℎ(x)=lnxx,
若存在x∈[1e, e2],使不等式f(x)≥g(x)成立,
即a≥ℎ(x)min.
ℎ′(x)=1−lnxx2,
当x∈(0, e)时,ℎ′(x)>0,ℎ(x)为增函数;
当x∈(e, +∞)时,ℎ′(x)<0,ℎ(x)为减函数.
而ℎ(1e)=−e,ℎ(e2)=2e2.
∴ ℎ(x)在[1e, e2]上的最小值为−e,
∴ a≥−e.
【考点】
利用导数研究函数的最值
利用导数研究不等式恒成立问题
利用导数研究函数的单调性
【解析】
(1)求出原函数的导函数f′(x)=a−2a+1x+2x2=a(x−2)(x−1a)x2,然后分a=12,a>12,0(2)把f(x)≥g(x)转化为ax−lnx≥0,分离参数a得a≥lnxx,构造函数ℎ(x)=lnxx,求函数ℎ(x)在[1e, e2]上的最小值得a的取值范围.
【解答】
解:(1)f′(x)=a−2a+1x+2x2=a(x−2)(x−1a)x2,
当a>0时,令f′(x)=0,解得x=2或x=1a,
当a=12时,f′(x)≥0恒成立,函数f(x)在(0, +∞)上为增函数;
当a>12时,当x∈(0, 1a),(2, +∞)时,f′(x)>0,函数f(x)为增函数;
当x∈(1a, 2)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;
当00,函数f(x)为增函数;
当x∈(2, 1a)时,f′(x)<0,f(x)为减函数.
综上,当a=12时,函数f(x)在(0, +∞)上单调递增;
当a>12时,函数f(x)在 (0, 1a),(2, +∞)上单调递增,在(1a, 2)上单调递减;
当0(2)f(x)≥g(x)等价于ax−(2a+1)lnx−2x≥−2alnx−2x,即ax−lnx≥0,
分离参数a得,a≥lnxx.
令ℎ(x)=lnxx,
若存在x∈[1e, e2],使不等式f(x)≥g(x)成立,
即a≥ℎ(x)min.
ℎ′(x)=1−lnxx2,
当x∈(0, e)时,ℎ′(x)>0,ℎ(x)为增函数;
当x∈(e, +∞)时,ℎ′(x)<0,ℎ(x)为减函数.
而ℎ(1e)=−e,ℎ(e2)=2e2.
∴ ℎ(x)在[1e, e2]上的最小值为−e,
∴ a≥−e.1
2
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1
0
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购买力强人群
购买力弱人群
合计
青少年
100
20
120
中老年
60
20
80
合计
160
40
200
购买力强人群
购买力弱人群
合计
青少年
100
20
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中老年
60
20
80
合计
160
40
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