


2020-2021学年湖南省娄底市高三(下)5月月考数学试卷人教A版(2019)(Word含解析)
展开1. 设 z=−1+2i2+i ,则z的虚部是( )
A.1B.iC.−1D.−i
2. 已知集合A=x|x−a≤0,B=1,2,3,若A∩B≠⌀,则a的取值范围为( )
A.(−∞,1]B.[1,+∞)C.(−∞,3]D.[3,+∞)
3. 有12名同学合影,站成前排4人后排8人,现摄影师要从后排8人中抽2人调整到前排,若其他人的相对顺序不变,则不同调整方法的种数是( )
A.C82A32B.C82A66C.C82A62D.C82A52
4. 我们打印用的A4纸的长与宽的比约为2,之所以是这个比值,是因为把纸张对折,得到的新纸的长与宽之比仍约为2,纸张的形状不变.已知圆柱的母线长小于底面圆的直径长(如图所示),它的轴截面ABCD为一张A4纸,若点E为上底面圆上弧AB的中点,则异面直线DE与AB所成的角约为( )
A.π6B.π4C.π3D.π2
5. 历史上,最伟大的数学家一直都热衷于寻找质数的“分布规律”,法国数学家马林•梅森就是研究质数的数学家中成就很高的一位,正因为他的卓越贡献,现在人们将形如“ 2p−1 (p是质数)”的质数称为梅森数,迄今为止共发现了51个梅森数,前4个梅森数分别是 22−1=3,23−1=7,25−1=31,27−1=127 ,3,7是1位数,31是2位数,127是3位数. 已知第10个梅森数为 289−1,则第10个梅森数的位数为(参考数据: lg2≈0.301)( )
A.25B.29C.27D.28
6. 已知F1,F2分别是双曲线3x2−y2=3a2a>0的左、右焦点,P是抛物线y2=8ax与双曲线的一个交点.若|PF1|+|PF2|=12,则抛物线的准线方程为( )
A.x=−2B.x=−1C.x=−3D.x=−32
7. 在△ABC中,角A为π3,角A的平分线AD交BC于点D,已知AD=23,且λAB→=AD→−13AC→λ∈R,则AB→⋅AD→=( )
A.1B.32C.9 D.332
8. 定义在R上的函数f(x)的图象是连续不断的曲线,且f(x)=f(−x)e2x,当x>0时,f′(x)>f(x)恒成立,则下列判断一定正确的是( )
A.e5f(2)
下列说法正确的是( )
A.∃a∈R,使得函数fx=ax2+a2+1x+1的图象关于y轴对称
B.∀a∈R,函数fx=ax2+a2+1x+1在区间−1,1上一定是单调函数
C.存在两个不同幂函数图象的交点有三个
D.函数y=sinx与y=x的图象的交点有3个
设a=lg23,b=lg34,c=lg45,则下列判断正确的是( )
A.a>b>cB.a
如图,正方体ABCD−A1B1C1D1 的棱长为1,E,F分别是棱AA1,CC1 的中点,过EF的平面与棱BB1,DD1分别交于点G,H.设BG=x,x∈0,1.以下结论正确的是( )
A.四边形EGFH一定是菱形
B.AC//平面FGFH
C.四边形FGFH面积的取值范围是1,3
D.四棱锥A−EGFH的体积为定值
记函数fx=sin2nx−csnx在区间0,π内的零点个数为ann∈N∗,则下列是数列an中的项的是( )
A.16B.17C.18D.19
三、填空题
若3−ax1+x4展开式中x的系数为11,则展开式中各项系数之和为________.(用数字作答)
已知函数fx=23sinxcsx−2cs2x+1x∈R.若fx0=65,x0∈π3,π2,则cs2x0=________.
已知点A−3,0,B−1,−2.若圆x−22+y2=r2r>0上恰有两点M,N,使得△MAB和△NAB的面积均为2,则r 的取值范围是________.
已知集合{1,2,3,⋯,n}(n∈N∗,n≥3),若该集合具有下列性质的子集:每个子集至少含有2个元素,且每个子集中任意两个元素之差的绝对值大于1,则称这些子集为T子集,记T子集的个数为an,则a12=________.
四、解答题
如图,△ABC是等边三角形,D是BC边上的动点(含端点),记∠BAD=α,∠ADC=β.
(1)求2csα−csβ的最大值;
(2)若BD=1,csβ=17,求△ABD的面积.
如图,△ABC中,AB=BC=4,∠ABC=90∘,E,F分别为AB,AC边的中点,以EF为折痕把△AEF折起,使点A到达点P的位置,且PB=BE.
(1)证明:BC⊥平面PBE;
(2)求平面PBE与平面PCF所成锐二面角的余弦值.
已知数列an中,a1=1,an+an+1=2n+1n∈N∗.
(1)求an的通项公式;
(2)数列bn满足bn=1anan+1,Sn为数列bn的前n项和,是否存在正整数m,k1
按照乒乓球单打七局四胜制比赛规则,在每一局的每一回合比赛中,赢球者得1分,输球者不得分,且每一回合必有输赢;每人连发2个球后交换发球,一局比赛累计先得11分者获胜(如果比分打到10:10后,多得2分者获胜).已知甲、乙两人比赛,如果是甲发球,甲在该回合得1分的概率为23,不得分的概率为13;如果是乙发球,甲在该回合得1分的概率为25,不得分的概率为35.
(1)若某局中甲先发球,求这局比赛中比分出现2:2的概率;
(2)若某局中甲先发球,若甲在本局以比分11:8取胜,求甲在自己发球的那些回合中最有可能的得分之和.
已知函数fx=2lnx+mx2−2m+1x,m∈R.
(1)当x>1时,fx
(2)若m=2,令gx=fx−4x−8,正实数x1,x2满足gx1+gx2+2x1x2=0,求x1+x2的最小值.
如图,O为坐标原点,椭圆C1:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左右焦点分别为F1,F2,离心率为e1;双曲线C2:x2a2−y2b2=1的左右焦点分别为F3,F4,离心率为e2,已知e1e2=32,且|F2F4|=3−1.
(1)求C1,C2的方程;
(2)过F1点作C1的不垂直于y轴的弦AB,M为AB的中点,当直线OM与C2交于P,Q两点时,求四边形APBQ面积的最小值.
参考答案与试题解析
2020-2021学年湖南省娄底市高三(下)5月月考数学试卷
一、选择题
1.
【答案】
A
【考点】
复数的基本概念
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:∵ z=−1+2i2+i=i(2+i)2+i=i,
∴ 复数z的虚部为1.
故选A.
2.
【答案】
B
【考点】
交集及其运算
集合的包含关系判断及应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:集合A=x|x≤a,集合B=1,2,3,
若A∩B≠⌀,则1,2,3这三个元素至少有一个在集合A中,
若2或3在集合A中,则1一定在集合A中,
因此只要保证1∈A即可,所以a≥1.
故选B.
3.
【答案】
C
【考点】
排列、组合及简单计数问题
分步乘法计数原理
【解析】
分三步完成:①先从后排8人中选2人共C82 种选法.②把这2人插入前排4人中,且保证前排人的顺序不变,则先从4人中的5个空挡插入一人,有5种插法.
③余下的一人则要插入前排5人的空挡,有6种插法,再根据分步计数原理求得结果.
【解答】
解:从后排8人中选2人共C82种选法.
这2人插入前排4人中,且保证前排人的顺序不变,
则先从4人中的5个空挡插入一人,有5种插法;
余下的一人则要插入前排5人的空挡,有6种插法,即为A62,
故不同调整方法的总数是C82A62.
故选C.
4.
【答案】
C
【考点】
异面直线及其所成的角
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:∵AB//CD,
∴ ∠EDC(或补角)为异面直线DE与AB所成的角.
设CD的中点为O,过E作EF⊥底面⊙O,连接OE,OF,
∵E是AB的中点,
∴ F是CD的中点,
∴ CD⊥OF.
又EF⊥平面⊙O,
∴ EF⊥CD.
∵EF∩OF=F,
∴CD⊥平面OEF,
∴OD⊥OE.
设AD=1,则CD=2,
故OF=22,EF=1,
∴OE=12+222=62,
∴tan∠EDO=OEOD=6222=3,∠EDO=π3.
故选C.
5.
【答案】
C
【考点】
对数及其运算
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:由题意得,lg289−1≈89lg2≈26.789.
故选C.
6.
【答案】
A
【考点】
双曲线的特性
双曲线的标准方程
抛物线的性质
双曲线的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:将双曲线方程化为标准方程得x2a2−y23a2=1a>0,
则F2为抛物线的焦点,抛物线的准线方程为x=−2a,
联立x2a2−y23a2=1,y2=8ax, ’
解得x=3a(−a3舍去),
即点P的横坐标为3a.
由|PF1|+|PF2|=12,|PF1|−|PF2|=2a,
解得|PF2|=6−a,
∴ |PF2|=3a+2a=6−a,
解得a=1,
∴ 抛物线的准线方程为x=−2.
故选A.
7.
【答案】
C
【考点】
向量的共线定理
向量的线性运算性质及几何意义
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:由λAB→=AD→−13AC→,得AD→=λAB→+13AC→,
∵ B,C,D三点共线,
∴ λ+13=1,即λ=23,
∴ AD→=23AB→+13AC→,
以A为原点,以AB为x轴建立平面直角坐标系如图所示,
则D3,3,设Bm,0,Cn,3n,
由AD→=23AB→+13AC→,
得3=23m+13n,3=33n, 解得m=3,n=3,
故B3,0,∴ AB→⋅AD→=9.
故选C.
8.
【答案】
B
【考点】
函数的单调性与导数的关系
奇偶性与单调性的综合
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:构造函数g(x)=f(x)ex.
因为f(x)=f(−x)e2x,所以f(−x)=f(x)e2x,
则g(−x)=f(−x)e−x=f(x)e2xe−x=f(x)ex=g(x),
所以g(x)为偶函数,
当x>0时,g′(x)=f′(x)−f(x)ex>0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以有g(3)>g(2),则g(−3)>g(2),
即f(−3)e−3>f(2)e2,即e5f(−3)>f(2).
故选B.
二、多选题
【答案】
B,C
【考点】
命题的真假判断与应用
二次函数的性质
函数单调性的判断与证明
函数的图象与图象变化
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:当a=0时,fx=x+1不是偶函数,在−1,1上单调;
当a≠0时,对称轴为x=−a2+12a
=−12a+1a∈−∞,−1∪1,+∞ ,
fx不是偶函数,在−1,1上单调,故A错误,B正确;
y=x与y=x3有3个交点,故C正确;
因为函数y=sinx在0,0处的切线是直线y=x,
所以函数y=sinx与y=x的图象的交点有且只有一个,故D错误.
故选BC.
【答案】
A,C
【考点】
对数的运算性质
对数值大小的比较
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:由a=lg23=lg3lg2,b=lg34=lg4lg3,c=lg45=lg5lg4,
得ab=2,abc=lg25,ab=(lg3)2lg2⋅lg4>(lg3)2(lg2+lg42)2
=4lg32lg82>4lg32lg92=1,
∴ a>b,同理b>c,
∴ a>b>c,故A正确,B错误;
a+1b=lg23+lg43=lg233>lg25,故C正确;
ab=2,且a≠b,故a+b>22,故D错误.
故选AC.
【答案】
A,B,D
【考点】
点、线、面间的距离计算
棱柱的结构特征
点到直线的距离公式
柱体、锥体、台体的体积计算
直线与平面平行的性质
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:A,由面面平行的性质定理,得EG//FH,EH//GF,
可得四边形EGFH为平行四边形,
又直角梯形CBGF和直角梯形ABGE全等,
可得EG=FG,
即有四边形EGFH为菱形,故A正确;
B,由四边形AEFC为平行四边形,
可得AC//EF,AC⊄平面EFGH,EF⊂平面EGFH,
可得AC//平面EGFH,故B正确;
C,由菱形EGFH可得EF⊥GH,
四边形EGFH的对角线EF是固定的,
四边形EGFH的面积S=12×2⋅HG,HG∈2,3,
所以四边形EGFH的面积S∈1,62,故C错误;
D,因为四棱锥A−EGFH的体积为:
V=VG−AEF+VH−AEF=13×DB×S△AEF为常数,故D正确.
故选ABD.
【答案】
A,D
【考点】
函数的零点
函数的零点与方程根的关系
函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:令fx=0,得2sinnxcsnx=csnx,
∴ csnx=0或sinnx=12.
又nx∈0,nπ,
若csnx=0,则nx=π2+kπ,k=0,1,2,⋯,n−1,
共n个解;
若sinnx=12,则nx=π6+2kπ,0≤k≤n2−112
或nx=5π6+2kπ,0≤k≤n2−512,
当n为奇数时,an=n+n−12+1+n−12+1=2n+1;
当n为偶数时,an=n+n2+n2=2n.
故当n=8时,a8=16;当n=9时,a9=19.
故选AD.
三、填空题
【答案】
32
【考点】
二项式系数的性质
二项式定理的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:由题意,得x的系数为3C41+aC40=12+a=11,则a=−1,
所以原式为3−x1+x4,
令x=1,则展开式中各项系数之和为3−1×1+14=32.
故答案为:32.
【答案】
−43+310
【考点】
同角三角函数基本关系的运用
诱导公式
两角和与差的余弦公式
两角和与差的正弦公式
二倍角的正弦公式
二倍角的余弦公式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:∵ fx=32sinxcsx−2cs2x−1
=3sin2x−cs2x=2sin2x−π6,
由题意,得2sin2x0−π6=65,
∴ sin2x0−π6=35,
又x0∈π3,π2,
∴ 2x0−π6∈π2,5π6,
∴ cs2x0−π6=−45,
∴ cs2x0=cs2x0−π6+π6
=cs2x0−π6csπ6−sin2x0−π6sinπ6
=−45×32−35×12=−43+310.
故答案为:−43+310.
【答案】
322,722
【考点】
点到直线的距离公式
点与圆的位置关系
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:由题意可得|AB|=−1+32+−2−02=22,
根据△MAB和△NAB的面积均为2,可得两点M,N到直线AB的距离为2;
由于AB的方程为y−0−2−0=x+3−1+3,即x+y+3=0;
若圆上只有一个点到直线AB的距离为2,
则有圆心2,0到直线AB的距离为|2+0+3|2=r+2,
解得r=322;
若圆上有3个点到直线AB的距离为2,
则有圆心2,0到直线AB的距离为|2+0+3|2=r−2,
解得r=722;
综上,r的取值范围是322,722.
故答案为:322,722.
【答案】
364
【考点】
子集与真子集的个数问题
子集与交集、并集运算的转换
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:集合{1,2,3,⋯,k,k+1,k+2}的T子集可分为两类:
第一类子集中不含有k+2,这类子集有ak+1个;
第二类子集中含有k+2,则这类子集为{1,2,3,⋯,k}的T子集与k+2的并
或为{1,2,3,⋯,k}的单元素子集与k+2的并,共有ak+k个.
所以ak+2=ak+1+ak+k.
因为a3=1,a4=3,
所以a5=7,a6=14,a7=26,a8=46,a9=79,
a10=133,a11=221,a12=364.
故答案为:364.
四、解答题
【答案】
解:(1)由△ABC是等边三角形,得β=α+π3,
又0≤α≤π3,
故2cs α−cs β=2cs α−cs(α+π3)
=3sin(α+π3),
故当α=π6,即D为BC中点时,原式取最大值3;
(2)由csβ=17,得sinβ=437,
故sinα=sin(β−π3)
=sinβcsπ3−csβsinπ3=3314,
由正弦定理ABsin∠ADB=BDsin∠BAD,
故AB=sinβsinα⋅BD=83,
故S△ABD=12AB⋅BD⋅sinB
=12×83×1×32=233.
【考点】
两角和与差的正弦公式
三角形的面积公式
三角函数的最值
正弦定理
【解析】
(1)求出β=α+π3,根据三角函数的运算性质求出其最大值即可;
(2)根据正弦定理求出AB的值,从而求出三角形的面积即可.
【解答】
解:(1)由△ABC是等边三角形,得β=α+π3,
又0≤α≤π3,
故2cs α−cs β=2cs α−cs(α+π3)
=3sin(α+π3),
故当α=π6,即D为BC中点时,原式取最大值3;
(2)由csβ=17,得sinβ=437,
故sinα=sin(β−π3)
=sinβcsπ3−csβsinπ3=3314,
由正弦定理ABsin∠ADB=BDsin∠BAD,
故AB=sinβsinα⋅BD=83,
故S△ABD=12AB⋅BD⋅sinB
=12×83×1×32=233.
【答案】
(1)证明:∵ E,F分别为AB,AC边的中点,
∴ EF//BC,
∵ ∠ABC=90∘,
∴ EF⊥BE,EF⊥PE,
又∵ BE∩PE=E,
∴ EF⊥平面PBE,
∴ BC⊥平面PBE.
(2)解:取BE的中点O,连接PO,如图,
由(1)知BC⊥平面PBE,BC⊂平面BCFE,
所以平面PBE⊥平面BCFE,
因为PB=BE=PE,所以PO⊥BE,
又因为PO⊂平面PBE,平面PBE∩平面BCFE=BE,
所以PO⊥平面BCFE.
分别以OB,OP所在直线为x,z轴,
过O且平行BC的直线为y轴建立空间直角坐标系,
则P(0,0,3),C(1,4,0), F(−1,2,0).
PC→=(1,4,−3), PF→=(−1,2,−3)
设平面PCF的法向量为m→=(x,y,z),
则PC→⋅m→=0PF→⋅m→=0即x+4y−3z=0,−x+2y−3z=0,
则m→=(−1,1,3),
易知n→=(0,1,0)为平面PBE的一个法向量,
cs
所以平面PBE与平面PCF所成锐二面角的余弦值为55.
【考点】
用空间向量求平面间的夹角
直线与平面垂直的判定
【解析】
此题暂无解析
【解答】
(1)证明:∵ E,F分别为AB,AC边的中点,
∴ EF//BC,
∵ ∠ABC=90∘,
∴ EF⊥BE,EF⊥PE,
又∵ BE∩PE=E,
∴ EF⊥平面PBE,
∴ BC⊥平面PBE.
(2)解:取BE的中点O,连接PO,如图,
由(1)知BC⊥平面PBE,BC⊂平面BCFE,
所以平面PBE⊥平面BCFE,
因为PB=BE=PE,所以PO⊥BE,
又因为PO⊂平面PBE,平面PBE∩平面BCFE=BE,
所以PO⊥平面BCFE.
分别以OB,OP所在直线为x,z轴,
过O且平行BC的直线为y轴建立空间直角坐标系,
则P(0,0,3),C(1,4,0), F(−1,2,0).
PC→=(1,4,−3), PF→=(−1,2,−3)
设平面PCF的法向量为m→=(x,y,z),
则PC→⋅m→=0PF→⋅m→=0即x+4y−3z=0,−x+2y−3z=0,
则m→=(−1,1,3),
易知n→=(0,1,0)为平面PBE的一个法向量,
cs
所以平面PBE与平面PCF所成锐二面角的余弦值为55.
【答案】
解:(1)将n=1代入an+an+1=2n+1,得a2=3−1=2.
∵ an+an+1=2n+1,
∴ an+1+an+2=2n+3 ,
∴ an+2−an=2,
∴ 数列{an}的奇数项、偶数项都是以2为公差的等差数列,
当n=2k时,an=a2+2k−1=2k=n,
当n=2k−1时,an=a1+2k−1=2k−1=n,
∴ an=n,n∈N∗.
(2)由(1)可知,an=n,n∈N∗,
∴ bn=1nn+1=1n−1n+1,
∴ Sn=b1+b2+⋯+bn=(1−12)+(12−13)+(1n−1n+1)
=1−1n+1=nn+1,
若Sk=4Sm2,
则kk+1=4m4m+12,
即1+1k=m+124m2,
解得1k=−3m2+2m+14m2.
∵ 1
∴ 0<−3m2+2m+14m2<1m<1.
∴ 3m2−2m−1<0,3m2+2m+1>0,m>1,
解得13
故不存在m,k,使得Sk=4Sm2.
【考点】
等差数列的通项公式
数列递推式
由递推关系式求通项公式
数列的求和
【解析】
(1)答案未提供解析.
(2)答案未提供解析.
【解答】
解:(1)将n=1代入an+an+1=2n+1,得a2=3−1=2.
∵ an+an+1=2n+1,
∴ an+1+an+2=2n+3 ,
∴ an+2−an=2,
∴ 数列{an}的奇数项、偶数项都是以2为公差的等差数列,
当n=2k时,an=a2+2k−1=2k=n,
当n=2k−1时,an=a1+2k−1=2k−1=n,
∴ an=n,n∈N∗.
(2)由(1)可知,an=n,n∈N∗,
∴ bn=1nn+1=1n−1n+1,
∴ Sn=b1+b2+⋯+bn=(1−12)+(12−13)+(1n−1n+1)
=1−1n+1=nn+1,
若Sk=4Sm2,
则kk+1=4m4m+12,
即1+1k=m+124m2,
解得1k=−3m2+2m+14m2.
∵ 1
∴ 0<−3m2+2m+14m2<1m<1.
∴ 3m2−2m−1<0,3m2+2m+1>0,m>1,
解得13
故不存在m,k,使得Sk=4Sm2.
【答案】
解:(1)比分出现2:2,则甲发前面两球,乙发后面两球,
设甲在前面两球的得分为X,
则P(X=0)=13×13×25×25=4225,
P(X=1)=C21×23×13×C21×35×25=48225,
P(X=2)=23×23×35×35=36225,
于是比分出现2:2的概率为P=PX=0+PX=1+PX=2
=88225.
(2)依题意,甲共发球10个,乙发球9个,且第19个回合是乙发球甲获胜,
设甲在自己发球的10个回合中一共得Y分,
则2≤Y≤10,且P(Y=k)=C10k×23k×1310−k×C810−k
×2510−k×35k−2×25,
故对2≤k≤9,令 P(Y=k+1)P(Y=k)
=C10k+1×23k+1×139−k×C89−k×259−k×35k−1×25C10k×−23k×1310−k×C810−k×2510−k×35k−2×25
=10−kk+1×23×3×10−kk−1×52×35=3(10−k)2k2−1>1,得k≤6,
故PY=2
故甲在自己发球的10个回合得7分的可能性最大.
【考点】
互斥事件的概率加法公式
相互独立事件的概率乘法公式
概率的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:(1)比分出现2:2,则甲发前面两球,乙发后面两球,
设甲在前面两球的得分为X,
则P(X=0)=13×13×25×25=4225,
P(X=1)=C21×23×13×C21×35×25=48225,
P(X=2)=23×23×35×35=36225,
于是比分出现2:2的概率为P=PX=0+PX=1+PX=2
=88225.
(2)依题意,甲共发球10个,乙发球9个,且第19个回合是乙发球甲获胜,
设甲在自己发球的10个回合中一共得Y分,
则2≤Y≤10,且P(Y=k)=C10k×23k×1310−k×C810−k
×2510−k×35k−2×25,
故对2≤k≤9,令 P(Y=k+1)P(Y=k)
=C10k+1×23k+1×139−k×C89−k×259−k×35k−1×25C10k×−23k×1310−k×C810−k×2510−k×35k−2×25
=10−kk+1×23×3×10−kk−1×52×35=3(10−k)2k2−1>1,得k≤6,
故PY=2
故甲在自己发球的10个回合得7分的可能性最大.
【答案】
解:(1)令ℎ(x)=f(x)−lnx=mx2−(2m+1)x+lnx,
由题意x∈(1,+∞)时,ℎ(x)<0恒成立,
ℎ′(x)=2mx−(2m+1)+1x=(x−1)(2mx−1)x,
若0
所以ℎ(x)在12m,+∞内是增函数,
且ℎ(x)∈ℎ12m,+∞,所以不符合题意.
若m≥12,则当x∈(1,+∞)时,ℎ′(x)>0恒成立,
所以ℎ(x)在(1,+∞)内为增函数,
且ℎ(x)∈(ℎ(1),+∞),所以不符合题意.
若m≤0,则当x∈(1,+∞)时,恒有ℎ′(x)<0,
故ℎ(x)在区间(1,+∞)内是减函数,
所以ℎ(x)<0,对任意x∈(1,+∞)都成立的充要条件是ℎ(1)≤0,
即m−(2m+1)≤0,
解得m≥−1,故−1≤m≤0,
综上,m的取值范围是[−1,0].
(2)当实数m=2时,
g(x)=f(x)−4x−8=2lnx+2x2−9x−8(x>0),
因为g(x1)+g(x2)+2x1x2=0,
所以2lnx1+2x12−9x1−8+2lnx2+2x22−9x2−8+2x1x2=0,
所以2(x1+x2)2−9(x1+x2)−16=2x1x2−2ln(x1x2) ,
令t=x1x2,ℎ(t)=2t−2lnt(t>0),
由ℎ′(t)=2(t−1)t,得当t∈(0,1)时,ℎ′(t)<0,即ℎ(t)单调递减;
当t∈(1,+∞)时,ℎ′(t)>0,即ℎ(t)单调递增,
所以ℎ(t)min=ℎ(1)=2,
于是2(x1+x2)2−9(x1+x2)−16≥2,
即[2(x1+x2)+3](x1+x2−6)≥0,
因为x1,x2>0,所以x1+x2≥6,
当x1=3−22,x2=3+22时,x1+x2取最小值6.
【考点】
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究不等式恒成立问题
利用导数研究函数的最值
导数在最大值、最小值问题中的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:(1)令ℎ(x)=f(x)−lnx=mx2−(2m+1)x+lnx,由题意x∈(1,+∞)时,ℎ(x)<0恒成立,ℎ′(x)=2mx−(2m+1)+1x=(x−1)(2mx−1)x,
若0
所以ℎ(x)在12m,+∞内是增函数,且ℎ(x)∈ℎ12m,+∞,所以不符合题意.
若m≥12,则当x∈(1,+∞)时,ℎ′(x)>0恒成立,
所以ℎ(x)在(1,+∞)内为增函数,且ℎ(x)∈(ℎ(1),+∞),所以不符合题意.
若m≤0,则当x∈(1,+∞)时,恒有ℎ′(x)<0.故ℎ(x)在区间(1,+∞)内是减函数,
所以ℎ(x)<0,对任意x∈(1,+∞)都成立的充要条件是ℎ(1)≤0,即m−(2m+1)≤0,
解得m≥−1,故−1≤m≤0,综上,m的取值范围是[−1,0].
(2)当实数m=2时,
g(x)=f(x)−4x−8=2lnx+2x2−9x−8(x>0),
因为g(x1)+g(x2)+2x1x2=0,
所以2lnx1+2x12−9x1−8+2lnx2+2x22−9x2−8+2x1x2=0,
所以2(x1+x2)2−9(x1+x2)−16=2x1x2−2ln(x1x2) ,
令t=x1x2,ℎ(t)=2t−2lnt(t>0),
由ℎ′(t)=2(t−1)t,得当t∈(0,1)时,ℎ′(t)<0,即ℎ(t)单调递减;
当t∈(1,+∞)时,ℎ′(t)>0,即ℎ(t)单调递增,
所以ℎ(t)min=ℎ(1)=2,
于是2(x1+x2)2−9(x1+x2)−16≥2,
即[2(x1+x2)+3](x1+x2−6)≥0,
因为x1,x2>0,所以x1+x2≥6,
当x1=3−22,x2=3+22时,x1+x2取最小值6.
【答案】
解:(1)由题意可知,e1=1−b2a2,e2=1+b2a2,且|F1F2|=2a2−b2,
∵ e1e2=32,且|F2F4|=3−1,
∴ 1−b2a2⋅1+b2a2=32,且a2+b2−a2−b2=3−1,
解得:a=2,b=1,
∴ 椭圆C1的方程为x22+y2=1,双曲线C2的方程为x22−y2=1.
(2)由(1)可得F1(−1, 0),
∵ 直线AB不垂直于y轴,
∴ 设AB的方程为x=ny−1,
联立x=ny−1,x22+y2=1, 得(n2+2)y2−2ny−1=0,
设A(x1, y1),B(x2, y2),M(x0, y0),
则y1+y2=2nn2+2,y0=nn2+2,y1y2=−1n2+2,
则|AB|=1+n2(y1+y2)2−4y1y2
=1+n2(2nn2+2)2+4n2+2=22(n2+1)n2+2,
∵ M在直线AB上,
∴ x0=n2n2+2−1=−2n2+2,
直线PQ的方程为y=y0x0x=−n2x,
联立y=−n2x,x22−y2=1, 得x2−2×(−n2x)2−2=0,
解得x2=42−n2,代入y=−n2x 得y2=n22−n2,
由2−n2>0,得−2
则P,Q到AB的距离分别为:
d1=|n⋅n22−n2+42−n2−1|n2+1,
d2=|−n⋅n22−n2−42−n2−1|n2+1,
∵ P,Q在直线A,B的两端,
∴ d1+d2=|2n⋅n22−n2+242−n2|n2+1,
则四边形APBQ的面积S=12|AB|(d1+d2)=22⋅32−n2−1,
∴ 当n2=0,即n=0时,四边形APBQ面积取得最小值2.
【考点】
直线与双曲线结合的最值问题
双曲线的离心率
椭圆的离心率
直线与椭圆结合的最值问题
【解析】
(Ⅰ)由斜率公式写出e1,e2,把双曲线的焦点用含有a,b的代数式表示,结合已知条件列关于a,b的方程组求解a,b的值,则圆锥曲线方程可求;
(Ⅱ)设出AB所在直线方程,和椭圆方程联立后得到关于y的一元二次方程,由根与系数的关系得到AB中点M的坐标,并由椭圆的焦点弦公式求出AB的长度,写出PQ的方程,和双曲线联立后解出P,Q的坐标,由点到直线的距离公式分别求出P,Q到AB的距离,然后代入代入三角形面积公式得四边形APBQ的面积,再由关于n的函数的单调性求得最值.
【解答】
解:(1)由题意可知,e1=1−b2a2,e2=1+b2a2,且|F1F2|=2a2−b2,
∵ e1e2=32,且|F2F4|=3−1,
∴ 1−b2a2⋅1+b2a2=32,且a2+b2−a2−b2=3−1,
解得:a=2,b=1,
∴ 椭圆C1的方程为x22+y2=1,双曲线C2的方程为x22−y2=1.
(2)由(1)可得F1(−1, 0),
∵ 直线AB不垂直于y轴,
∴ 设AB的方程为x=ny−1,
联立x=ny−1,x22+y2=1, 得(n2+2)y2−2ny−1=0,
设A(x1, y1),B(x2, y2),M(x0, y0),
则y1+y2=2nn2+2,y0=nn2+2,y1y2=−1n2+2,
则|AB|=1+n2(y1+y2)2−4y1y2
=1+n2(2nn2+2)2+4n2+2=22(n2+1)n2+2,
∵ M在直线AB上,
∴ x0=n2n2+2−1=−2n2+2,
直线PQ的方程为y=y0x0x=−n2x,
联立y=−n2x,x22−y2=1, 得x2−2×(−n2x)2−2=0,
解得x2=42−n2,代入y=−n2x 得y2=n22−n2,
由2−n2>0,得−2
则P,Q到AB的距离分别为:
d1=|n⋅n22−n2+42−n2−1|n2+1,
d2=|−n⋅n22−n2−42−n2−1|n2+1,
∵ P,Q在直线A,B的两端,
∴ d1+d2=|2n⋅n22−n2+242−n2|n2+1,
则四边形APBQ的面积S=12|AB|(d1+d2)=22⋅32−n2−1,
∴ 当n2=0,即n=0时,四边形APBQ面积取得最小值2.
2020-2021学年广东省高三(上)12月月考数学试卷人教A版(2019)(Word含解析): 这是一份2020-2021学年广东省高三(上)12月月考数学试卷人教A版(2019)(Word含解析),共15页。试卷主要包含了选择题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2020-2021年湖南省长沙市高三(下)2月月考数学试卷人教A版(2019)(Word含解析): 这是一份2020-2021年湖南省长沙市高三(下)2月月考数学试卷人教A版(2019)(Word含解析),共15页。试卷主要包含了选择题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2020-2021学年广东省广州市高三(下)5月月考数学试卷人教A版(2019)(Word含解析): 这是一份2020-2021学年广东省广州市高三(下)5月月考数学试卷人教A版(2019)(Word含解析),共15页。试卷主要包含了选择题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。