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    2022-2023学年广东省清远市高二(下)期末数学试卷(含解析)
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    2022-2023学年广东省清远市高二(下)期末数学试卷(含解析)

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    这是一份2022-2023学年广东省清远市高二(下)期末数学试卷(含解析),共18页。试卷主要包含了单选题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    2022-2023学年广东省清远市高二(下)期末数学试卷
    一、单选题(本大题共8小题,共40.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
    1. 已知函数f(x)=ex−2x,则f′(2)=(    )
    A. e2−4 B. e2−2 C. e2+e D. e2+2
    2. 已知随机变量ξ~N(5,σ2),若P(3≤ξ≤7)=0.4,则P(ξ>7)=(    )
    A. 0.6 B. 0.4 C. 0.3 D. 0.2
    3. 为提高学生的身体素质,某校开设了游泳和篮球课程,甲、乙、丙3位同学每人从中任选1门课程参加,则不同的选法共有(    )
    A. 5种 B. 6种 C. 8种 D. 9种
    4. 已知x和y之间的几组数据如下表:
    x
    −2
    −1
    0
    1
    2
    y
    5
    4
    2
    2
    1
    根据表中数据得到y关于x的经验回归方程为y =−x+a ,则预测当x=5时,y=(    )
    A. −0.2 B. −0.8 C. −1.2 D. −2.2
    5. 袋子中有5个大小相同的小球,其中3个白球,2个黑球,每次从袋子中随机摸出1个球,摸出的球不再放回.在第1次摸到白球的条件下,第2次摸到黑球的概率为(    )
    A. 12 B. 14 C. 35 D. 310
    6. 已知函数f(x)=lnx+ax2−3x在(12,3)上单调递增,则a的取值范围为(    )
    A. [49,+∞) B. (0,49] C. [98,+∞) D. (0,98]
    7. 中国救援力量在国际自然灾害中为拯救生命作出了重要贡献,很好地展示了国际形象,增进了国际友谊.现有6支救援队前往A,B,C三个受灾点执行救援任务,若每支救援队只能去其中的一个受灾点,且每个受灾点至少安排1支救援队,其中A受灾点至少需要2支救援队,则不同的安排方法种数是(    )
    A. 180 B. 320 C. 345 D. 360
    8. 已知直线y=kx+b与函数f(x)=12x2+lnx的图象相切,则k−b的最小值为(    )
    A. 92 B. 72 C. 52 D. 32

    二、多选题(本大题共4小题,共20.0分。在每小题有多项符合题目要求)
    9. 已知随机变量X的分布列为
    X
    0
    1
    2
    P
    12
    a
    14
    则(    )
    A. a=14 B. a=12 C. E(X)=34 D. D(X)=1116
    10. 已知f′(x)为函数f(x)的导函数,若函数y=f′(x)−1的图象大致如图所示,则(    )
    A. f(x)有3个极值点
    B. x=−4是f(x)的极大值点
    C. x=0是f(x)的极大值点
    D. f(x)在(0,4)上单调递增
    11. 已知(1−x)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,则(    )
    A. a0=1
    B. a1+a2+a3+…+a9=0
    C. a1+a3+a5+a7+a9=−256
    D. 2a1+22a2+23a3+…+29a9=−2
    12. 已知a=e12−1,b=ln32,c=512,则(    )
    A. a>b B. a>c C. c>b D. b>c
    三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
    13. (1x2−2x)6的展开式中的常数项为______.
    14. 已知随机变量X~B(3,25),则D(X)= ______ .
    15. 如图,在墙角处有一根长3米的直木棒AB紧贴墙面,墙面与底面垂直.在t=0s时,木棒的端点B以0.5m/s的速度垂直墙面向右做匀速运动,端点A向下沿直线运动,则端点A在t=2s这一时刻的瞬时速度为______ m/s.


    16. 某校举行了足球比赛,每个球队都和其他球队进行一场比赛,每场比赛获胜的球队得2分,失败的球队得0分,平局则双方球队各得1分,积分最高的球队获得冠军.已知有一个队得分最多(其他球队得分均低于该球队),但该球队的胜场数比其他球队都要少,则参加比赛的球队数最少为______ .

    四、解答题(本大题共6小题,共70.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
    17. (本小题10.0分)
    为了提高学生体育锻炼的积极性,某中学需要了解性别因素对本校学生体育锻炼的喜好是否有影响,为此对学生是否喜欢体育锻炼的情况进行调查,得到下表:
    体育锻炼
    性别
    合计
    男生
    女生
    喜欢
    280
    p
    280+p
    不喜欢
    q
    120
    120+q
    合计
    280+q
    120+p
    400+p+q
    在本次调查中,男生人数占总人数的47,女生喜欢体育锻炼的人数占女生人数的35.
    (1)求p,q的值;
    (2)依据α=0.001的独立性检验,能否认为学生的性别与喜欢体育锻炼有关?
    附:χ2=n(ad−bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d),n=a+b+c+d.
    α
    0.05
    0.025
    0.010
    0.001

    3.841
    5.024
    6.635
    10.828

    18. (本小题12.0分)
    已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且 3acosC=csin A.
    (1)求C的大小;
    (2)若a>2,且b−c=1,求△ABC周长的最小值.
    19. (本小题12.0分)
    如图,将三棱锥A−BCD的侧棱AB放到平面α内,AC⊥CB,AB⊥BD,AC=CB,AB=BD,平面ABC⊥平面ABD.
    (1)证明:平面ACD⊥平面BCD.
    (2)若AB=2,平面ABD与平面α夹角的正切值为12,求平面ACD与平面α夹角的余弦值.

    20. (本小题12.0分)
    已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn=2n−1,集合A={k|Sm=log2ak,m∈N*,k∈N*}.
    (1)求集合A;
    (2)若bn=an,n∈A,log2an,n∉A,求数列{bn}的前30项和.
    21. (本小题12.0分)
    已知A(−2,0)是椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左顶点,过点D(1,0)的直线l与椭圆C交于P,Q两点(异于点A),当直线l的斜率不存在时,|PQ|=3.
    (1)求椭圆C的方程;
    (2)求△APQ面积的取值范围.
    22. (本小题12.0分)
    已知函数f(x)=ex+m+(m+1)x−xlnx.
    (1)若m=0,求f(x)的图象在x=1处的切线方程;
    (2)若f(x)有两个极值点x1,x2,证明:x1x2<1.
    答案和解析

    1.【答案】B 
    【解析】解:f(x)=ex−2x,
    则f′(x)=ex−2,
    故f′(2)=e2−2.
    故选:B.
    根据已知条件,结合导数的运算,即可求解.
    本题主要考查导数的运算,属于基础题.

    2.【答案】C 
    【解析】解:由随机变量ξ~N(5,σ2)及正态分布的对称性,
    知P(3≤ξ≤7)=2P(5≤ξ≤7)=0.4,
    所以P(5≤ξ≤7)=0.2,
    所以P(ξ>7)=0.5−P(5≤ξ≤7)=0.3.
    故选:C.
    由正态分布的对称性求解即可.
    本题考查百分位数的应用,属于基础题.

    3.【答案】C 
    【解析】解:甲、乙、丙3位同学每人都有2种不同的选法,
    根据分步乘法计数原理可知,不同的选法共有2×2×2=23=8种.
    故选:C.
    根据分步乘法计数原理直接求解.
    本题考查排列组合的应用,属于基础题.

    4.【答案】D 
    【解析】解:x−=−2−1+0+1+25=0,y−=5+4+2+2+15=2.8,
    则样本点的中心的坐标为(0,2.8),
    代入y =−x+a ,可得a =2.8.
    ∴y =−x+2.8,取x=5,可得y =−5+2.8=−2.2.
    故选:D.
    由已知求得样本点的中心的坐标,代入线性回归方程求解a ,再求出x=5时的y 值即可.
    本题考查线性回归方程,考查运算求解能力,是基础题.

    5.【答案】A 
    【解析】解:依题意,在第1次摸到白球的条件下,
    第2次摸到黑球的概率为24=12.
    故选:A.
    根据条件概型的知识求得正确答案.
    本题考查条件概率,考查学生的计算能力,确定基本事件的个数是关键.

    6.【答案】C 
    【解析】解:由函数f(x)=lnx+ax2−3x,
    可得f′(x)=1x+2ax−3,
    若f(x)在区间(12,3)内单调递增,
    则f′(x)≥0在x∈(12,3)恒成立,
    即a≥32x−12x2在x∈(12,3)恒成立,
    令g(x)=32x−12x2,x∈(12,3),
    则g′(x)=32⋅(−1x2)−12⋅(−2x3)=2−3x2x3,
    令g′(x)>0,解得x<23,令g′(x)<0,解得x>23,
    故g(x)在(12,23)递增,在(23,3)递减,
    故g(x)max=g(23)=98,
    故a≥98,
    即实数a的取值范围是[98,+∞).
    故选:C.
    求出函数的导数,将问题转化为a≥32x−12x2在x∈(12,3)恒成立,令g(x)=32x−12x2,x∈(12,3),求出g(x)的最小值,从而可求得a的取值范围.
    本题考查了函数的单调性、最值问题,考查导数的应用以及函数恒成立问题.

    7.【答案】D 
    【解析】解:若A受灾点需要2支救援队,剩余4支救援队分成两组,A,B,C受灾点的人数为2,1,3或2,2,2或2,3,1.
    若人数为2,1,3,则有C62C41C33=60,
    若人数为2,2,2,则有C62C42C22=90,
    若人数为2,3,1,则有C62C43=60,
    若A受灾点需要3支救援队,剩余3支救援队分成两组,A,B,C受灾点的人数为3,1,2或3,2,1.
    若人数为3,1,2,则有C63C31C22=60,
    若人数为3,2,1,则有C63C32=60,
    若A受灾点需要4支救援队,剩余2支救援队分成两组,A,B,C受灾点的人数为3,1,1,
    此时人数为C64C21=30.
    综上共有60+90+60+60+60+30=360.
    故选:D.
    根据A受灾点至少需要2支救援队,分别进行讨论求解即可.
    本题主要考查简单的计数问题,利用组合公式进行分类讨论思想进行求解是解决本题的关键,是中档题.

    8.【答案】B 
    【解析】解:设直线y=kx+b与函数f(x)=12x2+lnx的图象切于(x0,y0),
    由f(x)=12x2+lnx,得f′(x)=x+1x,
    ∴k=x0+1x0,kx0+b=12x02+lnx0,
    则b=12x02+lnx0−x02−1=lnx0−12x02−1,
    可得k−b=x0+1x0+12x02−lnx0+1.
    令g(x)=x+1x+12x2−lnx+1,
    则g′(x)=1−1x2+x−1x=x3+x2−x−1x2=(x+1)2(x−1)x2,
    当x∈(0,1)时,g′(x)<0,当x∈(1,+∞)时,g′(x)>0,
    ∴g(x)在(0,+∞)上的最小值为g(1)=72.
    故选:B.
    设切点坐标,把k与b用切点横坐标表示,再由导数求最值得答案.
    本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,训练了利用导数求最值,是中档题.

    9.【答案】ACD 
    【解析】解:根据题意,由X的分布列,有P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)=12+a+14=1,
    解可得:a=14,A正确,B错误;
    故E(X)=0×12+1×14+2×14=34,C正确;
    D(X)=12×(0−34)2+14×(1−34)2+14×(2−34)2=1116,D正确.
    故选:ACD.
    根据题意,由分布列的性质可得P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)=12+a+14=1,求出a的值,可得A正确,B错误,进而求出E(X)和D(X)的值,分析可得C、D正确,综合可得答案.
    本题考查离散型随机变量的期望和方差,属于分布列的计算,属于基础题.

    10.【答案】ABD 
    【解析】解:将f′(x)−1的图象向上平移1个单位,
    得f′(x)的图像,结合图像:

    x∈(−∞,−4)时,f′(x)>0,f(x)递增,
    x∈(−4,0)时,f′(x)<0,f(x)递减,
    x∈(0,4)时,f′(x)>0,f(x)递增,
    x∈(4,+∞)时,f′(x)<0,f(x)递减;
    故x=−4和x=4是函数f(x)的极大值点,x=0是函数f(x)的极小值点,
    故A正确,B正确,C错误,D正确.
    故选:ABD.
    根据导函数的符号,求出函数f(x)的单调区间,从而判断各个选项.
    本题考查了函数的单调性,极值点问题,考查导数的应用,是基础题.

    11.【答案】ACD 
    【解析】解:∵(1−x)9=a0+a1x+a2x2+…+a9x9,
    ∴令x=0,可得a0=1,故A正确.
    再令x=1,可得1+a1+a2+a3+…+a9=0①,故有a1+a2+a3+…+a9=−1,故B错误.
    再令x=−1,可得1−a1+a2−a3+…+a8−a9=−512②,用①−②,并除以2可得,a1+a3+a5+…+a9=256,故C正确.
    对于所给的等式,令x=2,可得1+2a1+22a2+23a3+…+29a9=−1,
    故有2a1+22a2+23a3+…+29a9=−2,故D正确.
    故选:ACD.
    由题意,通过给变量赋值,逐一判断各个选项是否正确,从而得出结论.
    本题主要考查二项式定理的应用,是给变量赋值的问题,解题关键是根据要求的结果,选择合适的数值代入,属于基础题.

    12.【答案】ABC 
    【解析】解:c=512=12−112=12−(12)2×13,
    a−c=e12−1−[12−(12)2×13]=e12−1−12+(12)2×13,
    令t(x)=ex−1−x+13x2,x>0,
    t′(x)=ex−1+23x单调递增,
    所以t′(x)>t′(0)=0,
    所以t(x)在(0,+∞)上单调递增,
    所以t(x)>t(0)=0,
    所以ex−1−x+13x2>0,
    所以ex−1>x−13x2,
    所以a>c,
    b=ln32=ln(12+1),
    所以b−c=ln(12+1)−[12−(12)2×13]=ln(12+1)−12+(12)2×13,
    令h(x)=ln(x+1)−x+13x2,x>0,
    h′(x)=1x+1−1+23x=3−3(x+1)+2x(x+1)3(x+1)=2x2−x3(x+1),
    令h′(x)=0,得x=0或x=12,
    所以在(0,12)上h′(x)<0,h(x)单调递减,
    在(12,+∞)上h′(x)>0,h(x)单调递增,
    所以h(12) 所以ln(12+1)−12+(12)2×13<0,
    所以b−c<0,即b 所以a>c>b,
    故选:ABC.
    c=512=12−112=12−(12)2×13,则a−c=e12−1−12+(12)2×13,令t(x)=ex−1−x+13x2,x>0,求导分析单调性可得t(x)>t(0)=0,进而可得a,c的大小关系;b=ln32=ln(12+1),则b−c=ln(12+1)−12+(12)2×13,令h(x)=ln(x+1)−x+13x2,x>0,求导分析单调性,可得h(12) 本题考查导数的综合应用,解题中需要理清思路,属于中档题.

    13.【答案】240 
    【解析】解:(1x2−2x)6的展开式的通项公式为Tr+1=C6r(1x2)6−r(−2x)r=(−2)rC6rx3r−12,
    由3r−12=0,可得r=4,
    即有展开式的常数项为16×15=240.
    故答案为:240.
    由二项式的展开式的通项公式,整理,可令x的指数为0,计算可得所求常数项.
    本题考查二项式的展开式的通项公式和运用,考查运算能力,属于基础题.

    14.【答案】1825 
    【解析】解:根据题意,随机变量X~B(3,25),
    则D(X)=3×25×(1−25)=1825.
    故答案为:1825.
    根据题意,由二项分布的方差计算公式计算可得答案.
    本题考查二项分布的性质,涉及随机变量的方差,属于基础题.

    15.【答案】 28 
    【解析】解:根据题意,设端点A运动的路程为S,运动的时间为t,
    木棒的长度为定值3,B点运动了t2m,
    则有(3−S)2+t24=9,
    变形可得S=3− 9−t24,
    求其导数可得:S′=t4 9−t24,
    当t=2时,有S′|t=2= 28,即端点A在t=2s这一时刻的瞬时速度 28m/s.
    故答案为: 28.
    根据题意,设端点A运动的路程为S,由勾股定理可得关于t的方程,变形可得S=3− 9−t24,求出其导数,将t=2代入计算可得答案.
    本题考查导数的定义和计算,注意构造关于t的方程,属于基础题.

    16.【答案】6 
    【解析】解:根据题意,假设得分最多的球队为甲队,设甲队胜n场平m场,则甲队的总得分为2n+m,
    由已知条件可知,其余各队至少胜n+1场,得分不少于2(n+1),
    则有2n+m>2(n+1),则m>2,即甲队至少平3场.
    若乙队与甲队踢成平局,则乙队的得分至少为2(n+1)+1,则2n+m>2(n+1)+1,则有m>3,即甲队至少平4场.
    若参加比赛的球队数为5,则甲队总得分为4分,其他4个球队每个球队至少胜1场比赛,则其他4个球队中必有球队得分不低于4分,不符合题意.
    若参加比赛的球队数为6,且他们的得分如下表:

     甲

    A
    B
    C
    D
    得分
     甲

     1
     1
     1
     1
     2
     6
     乙
     1

     2
     0
     0
     2
     5
     A
     1
     0

     0
     2
     2
     5
     B
     2
     2
     2

     0
     0
     5
     C
     1
     2
     0
     2

     0
     5
     D
     0
     0
     0
     2
     2

    4
    符合题意,故参加比赛的球队数最少为6个.
    故答案为:6.
    根据题意,假设得分最多的球队为甲队,设甲队胜n场平m场,则甲队的总得分为2n+m,由条件分析m、n的关系,可得甲队至少平4场,列举分析参加比赛队伍的数目,即可得答案.
    本题考查合情推理的应用,注意比赛的规则,属于中档题.

    17.【答案】解:(1)由题可知280+q400+p+q=47pp+120=35,解得p=180,q=120.
    (2)零假设为H0学生的性别与喜欢体育锻炼之间无关联,
    根据列联表及(1)中数据,经计算得到χ2=700×(280×120−180×120)2460×240×400×30≈7.609<10.828=x0.001,
    根据小概率值α=0.001的独立性检验,我们推断H0成立,即学生的性别与喜欢体育锻炼之间无关联. 
    【解析】(1)根据题设条件,建立p,q的方程组即可求出结果;
    (2)通过计算出χ2=7.609<10.828即可判断出结果.
    本题主要考查独立性检验,考查运算求解能力,属于基础题.

    18.【答案】解:(1)因为 3acosC=csinA,由正弦定理可得 3sinAcosC=sinCsinA.
    又sinA≠0,所以 3cosC=sinC,即tanC= 3,
    又C∈(0,π),所以C=π3;
    (2)由(1)知cosC=a2+b2−c22ab12,则a2+b2−c2=ab,
    又因为b−c=1,所以c=a2−a+1a−2,则b=a2−1a−2,
    △ABC的周长为a+b+c=a+2a2−aa−2=3a+3+6a−2=3[(a−2)+2a−2]+9,
    因为a>2,所以a−2+2a−2≥2 2,当且仅当a=2+ 2时,等号成立.
    故△ABC周长的最小值为9+6 2. 
    【解析】(1)由正弦定理可得 3tanC= 3,即可求C;
    (2)由余弦定理可得a2+b2−c2=ab,结合b−c=1,可得c=a2−a+1a−2,b=a2−1a−2,则△ABC的周长为a+b+c=a+2a2−aa−2=3a+3+6a−2=3[(a−2)+2a−2]+9,利用均值不等式即可求解.
    本题考查了三角恒等变形、正余弦定理、基本不等式,考查了计算能力,属于中档题.

    19.【答案】解:(1)证明:因为平面ABC⊥平面ABD,平面ABC∩平面ABD=AB,AB⊥BD,BD⊂平面ABD,
    所以BD⊥平面ABC,
    又AC⊂平面ABC,
    所以BD⊥AC,
    因为AC⊥CB,BD∩BC=B,BD⊂平面BCD,BC⊂平面BCD,
    所以AC⊥平面BCD,
    又AC⊂平面ACD,
    所以平面ACD⊥平面BCD.
    (2)记点D在平面α内的投影为E,连接BE,DE,取AB的中点O,建立如图所示的空间直角坐标系.

    因为AB=2,平面ABD与平面α夹角的正切值为12,
    所以DE=2 55,BE=4 55,
    则A(1,0,0),D(−1,4 55,2 55),C(0,− 55,2 55),
    从而AD=(−2,4 56,2 56),AC=(−1,− 55,2 55),
    设平面ACD的法向量为m=(x0,y0,z0),
    则m⋅AD=−2x0+4 55y0+2 55z0=0m⋅AC=−x0− 55y0+2 55z0=0,
    则可取m=(5, 5,3 5),
    易知,平面α的一个法向量为n=(0,0,1),
    则cos=m⋅n|m||n|=3 5 25+5+45= 155,
    即平面ACD与平面α夹角的余弦值为 155. 
    【解析】(1)利用面面垂直可得BD⊥平面ABC,从而得到BD⊥AC,再利用线线垂直可得AC⊥平面BCD,再利用面面垂直得判定得证;
    (2)建立空间直角坐标系,利用向量法即可求出结果.
    本题考查面面垂直的判定定理,考查利用空间向量求解二面角的余弦值,考查空间想象能力,推理论证能力和运算求解能力,考查直观想象和数学运算等核心素养,属于中档题.

    20.【答案】解:(1)由Sn=2n−1可知当n≥2,Sn−1=2n−1−1,二式相减得an=2n−1,
    又a1=S1=2−1=1,符合上式,
    所以an=2n−1,
    所以集合A={k|Sm=log2ak,m∈N*,k∈N*}={k|2m−1=k−1,m∈N*,k∈N*}
    ={k|k=2m,m∈N*};
    (2)结合(1)可知b2=2,b4=24−1=8,b8=28−1=128,b16=215−1=16384,
    当n∉A,bn=log2an=n−1,
    所以数列{bn}的前30项和为2+8+128+16384+0+292×30−[(2−1)+(4−1)+(8−1)+(16−1)]
    =16931. 
    【解析】(1)求出数列{an}的通项公式,而后代入集合A求出k即可;
    (2)将数列{bn}的前30项分类求和而后相加.
    本题主要考查等比数列相关性质,属中档题.

    21.【答案】解:(1)因为(−2,0)是椭圆的左顶点,
    所以a=2,
    当直线l斜率不存在时,直线l的方程为x=1,
    又因为此时|PQ|=3,|yP|=|yQ|=32,
    所以不妨设P(1,32),
    所以代入椭圆的方程可得1222+(32)2b2=1,解得b2=3,
    所以椭圆的方程为x24+y23=1.
    (2)设直线l的方程为x=my+1,P(x1,y1),Q(x2,y2),
    联立x=my+1x24+y23=1,得(3m2+4)y2+6my−9=0,
    Δ=(6m)2−4(3m2+4)×(−9)=144m2+144>0,
    所以y1+y2=−6m3m2+4,y1y2=−93m2+4,
    所以|PQ|= 1+m2 (y1+y2)2−4y1y2= 1+m2 (−6m3m2+4)2−4⋅−93m2+4
    = 1+m2⋅12⋅ 1+m2(3m2+4)2,
    点A(−2,0)到直线l的距离为d=3 1+m2,
    所以S△APQ=12⋅|PQ|d=12⋅1+m2⋅12⋅ 1+m2(3m2+4)2⋅3 1+m2=18⋅ 1+m23m2+4,
    令t= m2+1,t≥1,则m2=t2−1,
    所以S△APQ=18t3(t2−1)+4=18t3t2+1=183t+1t,
    对于y=3t+1t,t≥1,
    由对勾函数的性质可得当t≥1时,y=3t+1t单调递增,
    所以当t=1时,ymin=4,S△APQ最大值为92,
    所以S△APQ的取值范围为(0,92]. 
    【解析】(1)根据题意可得a=2,当直线l斜率不存在时,直线l的方程为x=1,又|PQ|=3,则|yP|=|yQ|=32,不妨设P(1,32),代入椭圆的方程,解得b2,即可得出答案.
    (2)设直线l的方程为x=my+1,P(x1,y1),Q(x2,y2),联立椭圆的方程,结合韦达定理可得y1+y2,y1y2,由弦长公式可得|PQ|,点A(−2,0)到直线l的距离d,再计算S△APQ=12⋅|PQ|d,即可得出答案.
    本题考查椭圆的方程,直线与椭圆的相交问题,解题中需要一定的计算能力,属于中档题.

    22.【答案】解:(1)已知f(x)=ex+m+(m+1)x−xlnx,函数定义域为(0,+∞),
    当m=0时,f(x)=ex+x−xlnx,
    可得f′(x)=ex+1−1nx−1=ex−1nx,
    所以f′(1)=e,
    又f(1)=e+1,
    所以f(x)的图象在x=1处的切线方程为y−(e+1)=e(x−1),
    即ex−y+1=0;
    (2)证明:因为f(x)=ex+m+(m+1)x−xlnx,
    可得f′(x)=ex+m+m+1−lnx−1=ex+m+m−1n x,
    因为f(x)有两个极值点x1,x2,
    所以方程ex+m+m−lnx=0有两个不相等的正实数根x1,x2,
    即方程xex=xem(lnx−m)=xemlnxm=elnxemlnxm有两个不相等的正实数根x1,x2,
    不妨设g(x)=xex,函数定义域为R,
    可得g′(x)=(x+1)ex,
    当x<−1时,g′(x)<0,g(x)单调递减;
    当x>−1时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
    又g(0)=0,
    所以当x<0时,g(x)<0,当x>0时,g(x)>0,
    因为xex=elnxemlnxm有两个不相等的正实数根x1,x2,
    所以x=lnxem,即m=lnx−x有两个不相等的正实数根x1,x2,
    此时m=lnx1−x1=1nx2−x2,
    整理得x1−x2lnx1−lnx2,
    要证x1x2<1,
    需证 x1x2 即证 x1x2 不妨设0 令 x1x2=t,0 可得lnt<0,
    此时需证t 即证2lnt−t+1t,
    不妨设h(t)=2lnt−t+1t,函数定义域为(0,1),
    可得h′(t)=2t−1−1t2=−(t−1)2t2<0,
    所以h(t)在定义域上单调递减,
    此时h(t)>h(1)=0,
    故x1x2<1. 
    【解析】(1)由题意,将m=0代入函数f(x)的解析式中,对函数f(x)进行求导,得到f′(1)和f(1),代入切线方程中即可求解;
    (2)对函数f(x)进行求导,将f(x)有两个极值点x1,x2,转化成方程xex=xem(lnx−m)=xemlnxm=elnxemlnxm有两个不相等的正实数根x1,x2,构造函数g(x)=xex,对函数g(x)进行求导,利用导数得到函数g(x)的单调性和最值,可得m=lnx−x有两个不相等的正实数根x1,x2,整理得x1−x2lnx1−lnx2,要证x1x2<1,需证 x1x2 本题考查利用导数研究函数的单调性和极值,考查了逻辑推理、转化思想和运算能力.

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