2023-2024学年湖南省长沙市重点中学高三(上)期末数学试卷(含解析)
展开1.已知集合U={1,2,4,6,8},集合M={x|x2−3x+2=0},N={x|x=4a,a∈M},则∁U(M∪N)=( )
A. {6}B. {4,6,8}C. {1,2,4,8}D. {1,2,4,6,8}
2.设复数z满足1+z1−z=−i,则|z|=( )
A. iB. 22C. 1D. 2
3.已知m,n表示两条不同直线,α表示平面,下列说法正确的是
( )
A. 若m//α,n//α,则m//nB. 若m⊥α,n⊂α,则m⊥n
C. 若m⊥α,m⊥n,则n//αD. 若m//α,m⊥n,则n⊥α
4.已知向量a=(lg23,sin4π3),b=(lg38,m),若a⊥b,则m=( )
A. −2 3B. − 3C. 2 3D. 3 2
5.函数f(x)的数据如表,则该函数的解析式可能形如( )
A. f(x)=ka|x|+bB. f(x)=kxex+b
C. f(x)=k|x|+bD. f(x)=k(x−1)2+b
6.甲箱中有2个白球和4个黑球,乙箱中有4个白球和2个黑球.先从甲箱中随机取出一球放入乙箱中,以A1,A2分别表示由甲箱中取出的是白球和黑球;再从乙箱中随机取出一球,以B表示从乙箱中取出的是白球,则下列结论错误的是( )
A. A1,A2互斥B. P(B|A1)=57C. P(A2B)=17D. P(B)=1321
7.已知等差数列{an}(公差不为0)和等差数列{bn}的前n项和分别为Sn、Tn,如果关于x的实系数方程1003x2−S1003x+T1003=0有实数解,那么以下1003个方程x2−aix+bi=0(i=1,2,…1003)中,有实数解的方程至少有个.( )
A. 499B. 500C. 501D. 502
8.已知O为坐标原点,双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,离心率为 62,点P(x1,y1)是C的右支上异于顶点的一点,过F2作∠F1PF2的平分线的垂线,垂足是M,|MO|= 2,若双曲线C上一点T满足F1T⋅F2T=5,则点T到双曲线C的两条渐近线距离之和为( )
A. 2 2B. 2 3C. 2 5D. 2 6
二、多选题:本题共3小题,共18分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.已知一组数据:12,31,24,33,22,35,45,25,16,若去掉12和45,则剩下的数据与原数据相比,下列结论正确的是( )
A. 中位数不变B. 平均数不变C. 方差不变D. 第40百分位数不变
10.已知函数f(x)=sinωx+ 3csωx(ω>0)满足:f(π6)=2,f(2π3)=0,则( )
A. 曲线y=f(x)关于直线x=7π6对称B. 函数y=f(x−π3)是奇函数
C. 函数y=f(x)在(π6,7π6)单调递减D. 函数y=f(x)的值域为[−2,2]
11.如图所示,有一个棱长为4的正四面体P−ABC容器,D是PB的中点,E是CD上的动点,则下列说法正确的是( )
A. 直线AE与PB所成的角为π2
B. △ABE的周长最小值为4+ 34
C. 如果在这个容器中放入1个小球(全部进入),则小球半径的最大值为 63
D. 如果在这个容器中放入4个完全相同的小球(全部进入),则小球半径的最大值为2 6−25
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.在二项式(x−1)(2x+1x)6的展开式中,常数项为______.
13.已知圆锥的母线长为2,则当圆锥的母线与底面所成的角的余弦值为______时,圆锥的体积最大,最大值为______.
14.对于任意两个正实数a,b,定义a⊗b=λ⋅ab,其中常数λ∈( 22,1).若u≥v>0,且u⊗v与v⊗u都是集合{x|x=n2,n∈Z}的元素,则u⊗v=______.
四、解答题:本题共5小题,共77分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
15.(本小题13分)
已知函数f(x)=x3−ax+a.
(1)若x=1是函数f(x)的极值点,求f(x)在(−1,f(−1))处的切线方程.
(2)若a>0,求f(x)在区间[0,2]上最大值.
16.(本小题15分)
如图,在平行六面体ABCD−A1B1C1D1中,AB=AD=AA1=1,∠DAB=90°,cs
(1)证明:B1M//平面A1C1D;
(2)求二面角B−AA1−D的正弦值.
17.(本小题15分)
一个袋子中有10个大小相同的球,其中红球7个,黑球3个.每次从袋中随机摸出1个球,摸出的球不再放回.(1)求第2次摸到红球的概率;
(2)设第1,2,3次都摸到红球的概率为P1;第1次摸到红球的概率为P2;在第1次摸到红球的条件下,第2次摸到红球的概率为P3;在第1,2次都摸到红球的条件下,第3次摸到红球的概率为P4.求P1,P2,P3,P4;
(3)对于事件A,B,C,当P(AB)>0时,写出P(A),P(B|A),P(C|AB),P(ABC)的等量关系式,并加以证明.
18.(本小题17分)
已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为12,且点(1,−32)在椭圆上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)如图,若一条斜率不为0的直线过点(−1,0)与椭圆交于M,N两点,椭圆C的左、右顶点分别为A,B,直线BN的斜率为k1,直线AM的斜率为k2,求证:k12+k22k1⋅k2为定值.
19.(本小题17分)
约数,又称因数.它的定义如下:若整数a除以整数m(m≠0)除得的商正好是整数而没有余数,我们就称a为m的倍数,称m为a的约数.
设正整数a共有k个正约数,即为a1,a2,…,ak−1,ak(a1
(Ⅱ)当k≥4时,若a2−a1,a3−a2,−ak−1构成等比数列,求正整数a;
(Ⅲ)记A=a1a2+a2a3+...+ak−1ak,求证:A
1.【答案】A
【解析】解:由题知M={1,2},N={4,8},
∴∁U(M∪N)={6}.
故选:A.
根据集合的交并补即可求解.
本题主要考查了集合的并集及补集运算,属于基础题.
2.【答案】C
【解析】解:由1+z1−z=−i解得z=1+i−1+i=(1+i)(−1−i)(−1+i)(−1−i)=−i,所以|z|=1.
故选:C.
利用复数的除法解出z,由模长公式计算|z|.
本题主要考查复数的四则运算,属于基础题.
3.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查空间直线与平面的位置关系,属于基础题.
运用线面平行的性质,结合线线的位置关系,判断A,D;运用线面垂直的性质,结合线线垂直,判断B,C.
【解答】解:若m//α,n//α,则m,n相交或平行或异面,故A错误;
若m⊥α,n⊂α,则m⊥n,故B正确;
若m⊥α,m⊥n,则n//α或n⊂α,故C错误;
若m//α,m⊥n,则n//α或n⊂α或n⊥α或n与α相交,故D错误.
故选:B.
4.【答案】C
【解析】解:因为a⊥b,量a=(lg23,sin4π3),b=(lg38,m),
所以a⋅b=0,即lg23×lg38+msin4π3=0,所以lg28− 32m=0,解得m=2 3.
故选:C.
根据已知条件,结合向量垂直的性质,即可求解.
本题主要考查向量垂直的性质,属于基础题.
5.【答案】A
【解析】解:由函数f(x)的数据可知,函数f(−2)=f(2),f(−1)=f(1),
偶函数满足此性质,可排除B,D;
当x>0时,由函数f(x)的数据可知,函数f(x)增长越来越快,可排除C.
故选:A.
由函数f(x)的数据即可得出答案.
本题主要考查了函数性质在函数解析式求解中的应用,属于基础题.
6.【答案】C
【解析】解:甲箱中有2个白球和4个黑球,乙箱中有4个白球和2个黑球,
先从甲箱中随机取出一球放入乙箱中,以A1,A2分别表示由甲箱中取出的是白球和黑球;
再从乙箱中随机取出一球,以B表示从乙箱中取出的是白球,
因为每次只取一球,故A 1,A2是互斥的事件,故A正确;
由题意得P(A1)=13,P(A2)=23,P(B|A1)=57,故B正确;
P(B)=P(A1B)+P(A2B)=13×57+23×47=1321,故D正确;
因为P(A2B)=23×47=821,故C错误.
故选:C.
利用互斥事件定义判断A;利用条件概率判断B;利用相互独立事件概率公式判断C和D.
本题考查互斥事件、条件概率、相互独立事件概率乘法公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
7.【答案】D
【解析】解:根据题意,方程1003x2−S1003x+T1003=0有实数解,
而S1003=(a1+a1003)×10032=1003a502,T1003=(b1+b1003)×10032=1003b502,
则原方程等价于x2−a502x+b502=0,
若其有解,必有Δ=a5022−4b502≥0,
设方程x2−a1x+b1=0与方程x2−a1003x+b1003=0的判别式分别为Δ1和Δ1003,
则有Δ1+Δ1003=(a12−4b1)+(a10032−4b1003)=a12+a10032−4(b1+b1003)
≥12(a1+a1003)2−4(b1+b1003)=12(2a502)2−8b502=2(a5022−4b502)≥0,
其中等号成立的条件是a1=a1003,
所以Δ1<0和Δ1003<0至多一个成立,
同理可证:Δ2<0和Δ1002<0至多一个成立,
…,Δ501<0和Δ503<0至多一个成立,且Δ502≥0,
故在所给的1003个方程x2−aix+bi=0中,有实数解的方程至少有502个.
故选:D.
根据题意,由一元二次方程和等差数列的性质可得a5022−4b502≥0,设方程x2−a1x+b1=0与方程x2−a1003x+b1003=0的判别式分别为Δ1和Δ2023,由不等式的性质可得Δ1<0和Δ1003<0至多一个成立,同理可得Δ2<0和Δ1002<0至多一个成立,…,Δ501<0和Δ503<0至多一个成立,且Δ502≥0,分析可得答案.
本题考查等差数列的性质,涉及一元二次方程的性质,属于中档题.
8.【答案】A
【解析】解:设半焦距为c,延长F2M交PF1于点N,由于PM是∠F1PF2的平分线,F2M⊥PM,
所以△NPF2是等腰三角形,所以|PN|=|PF2|,且M是NF2的中点.
根据双曲线的定义可知|PF1|−|PF2|=2a,即|NF1|=2a,由于O是F1F2的中点,
所以MO是△NF1F2的中位线,所以|MO|=12|NF1|=a= 2,
又双曲线的离心率为 62,所以c= 3,b=1,所以双曲线C的方程为x22−y2=1,
所以F1(− 3,0),F2( 3,0),双曲线C的渐近线方程为x± 2y=0,
设T(u,v),T到两渐近线的距离之和为S,则S=|u+ 2v| 3+|u− 2v| 3,
由F1T⋅F2T=(u− 3)(u+ 3)+v2=u2+v2−3=5,即u2+v2=8,
又T在x22−y2=1上,则u22−v2=1,即u2−2v2=2,解得u2=6,v2=2,
由|u|> 2|v|,故S=2|u| 3=2 2,即距离之和为2 2.
故选:A.
由双曲线的定义,结合双曲线的离心率,得双曲线的方程及渐近线的方程,再设T(u,v),由双曲线的方程求点到两条渐近线的距离之和.
本题主要考查双曲线性质,考查运算求解能力,属于中档题.
9.【答案】AD
【解析】解:将原数据按从小到大的顺序排列为12,16,22,24,25,31,33,35,45,
其中位数为25,平均数是(12+16+22+24+25+31+33+35+45)÷9=27,
方差是19×[(−15)2+(−11)2+(−5)2+(−3)2+(−2)2+42+62+82+182]=8249,
由40%×9=3.6,得原数据的第40百分位数是第4个数24.
将原数据去掉12和45,得16,22,24,25,31,33,35,
其中位数为25,平均数是(16+22+24+25+31+33+35)÷7=1867,
方差是17×[(−747)2+(−327)2+(−187)2+(−117)2+(317)2+(457)2+(597)2]=191649,
由40%×7=2.8,得新数据的第40百分位数是第3个数24,
故中位数和第40百分位数不变,平均数与方差改变,故A,D正确,B,C错误.
故选:AD.
依次分别算出这组数据去掉12和45前后的平均数,方差,第40百分位数和中位数,对比即可得解.
本题考查平均数,方差、百分位数和中位数等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
10.【答案】ABD
【解析】解:f(x)=2sin(ωx+π3),所以函数y=f(x)的值域为[−2,2],故D正确;
因为f(2π3)=0,所以2π3ω+π3=k1π,k1∈Z,所以ω=3k1−12,k1∈Z,
因为f(π6)=2,所以π6ω+π3=π2+2k2π,k2∈Z,所以ω=12k2+1,k2∈Z,
所以3k1−12=12k2+1,即k1=8k2+1,
所以ω∈{1,13,25,37,⋅⋅⋅},
因为f(7π6)=2sin((12k2+1)7π6+π3)=2sin(14k2π+3π2)=−2,
所以曲线y=f(x)关于直线x=7π6对称,故A正确;
因为f(x−π3)=2sin((12k2+1)(x−π3)+π3)=2sin((12k2+1)x−4k2π)=2sin((12k2+1)x),
即f(x−π3)=−f(−x−π3),
所以函数y=f(x−π3)是奇函数,故B正确;
取ω=13,则最小正周期T=2πω=2π13<7π6−π6=π,故C错误.
故选:ABD.
用辅助角公式化简f(x),再利用f(π6)=2,f(2π3)=0,得出ω的取值集合,再结合三角函数性质逐项判断即可.
本题主要考查了正弦函数奇偶性,单调性,值域及对称性的综合应用,属于中档题.
11.【答案】ACD
【解析】解:A选项,连接AD,由于D为PB的中点,
所以PB⊥CD,PB⊥AD,又CD∩AD=D,AD,CD⊂平面ACD,
所以直线PB⊥平面ACD,又AE⊂平面ACD,所以PB⊥AE,故A正确;
B选项,把△ACD沿着CD展开与平面BDC同一个平面内,连接AB交CD于点E,
则AE+BE的最小值即为AB的长,由于AD=CD=2 3,AC=4,
cs∠ADC=CD2+AD2−AC22CD⋅AD=(2 3)2+(2 3)2−422×2 3×2 3=13,
cs∠ADB=cs(π2+∠ADC)=−sin∠ADC=−13,
所以AB2=BD2+AD2−2BD⋅ADcs∠ADB=22+(2 3)2−2×2×2 3(−2 23)=16+16 63,
故AB= 16+16 63=4 1+ 63,
△ABE的周长最小值为4+4 1+ 63,B错误;
C选项,要使小球半径最大,则小球与四个面相切,是正四面体的内切球,
设球心为O,取AC的中点M,连接BM,PM,过点P作PF垂直于BM于点F,
则F为△ABC的中心,点O在PF上,过点O作ON⊥PM于点N,
因为AM=2,AB=4,所以BM= AB2−AM2=2 3,同理PM=2 3,
则MF=13BM=2 33,
故PF= PM2−MF2=4 63,
设OF=ON=R,故OP=PF−OF=4 63−R,
因为△PNO∽△PFM,所以ONFM=OPPM,即R2 33=4 63−R2 3,
解得R= 63,C正确;
D选项,4个小球分两层(1个,3个)放进去,要使小球半径最大,则4个小球外切,且小球与三个平面相切,
设小球半径为r,四个小球球心连线是棱长为2r的正四面体Q−VKG,
由C选项可知,其高为2 63r,
由C选项可知,PF是正四面体P−ABC的高,PF过点Q且与平面VKG交于S,与平面HIJ交于Z,
则QS=2 63r,SF=r,
由C选项可知,正四面体内切球的半径是高的14,如图正四面体P−HJI中,QZ=r,QP=3r,
正四面体Q−VKG高为3r+2 63r+r= 63×4,解得r=2 6−25,D正确.
故选:ACD.
A选项,作出辅助线,由三线合一得到线线垂直,进而得到线面垂直,进而得到线线垂直,求出答案;B选项,把△ACD沿CD展开与平面BDC同一平面内,由余弦定理求出AE+BE的最小值,得到周长的最小值;C选项,求出正四面体的内切球即为小球半径的最大值;D选项,当四个小球相切且与大正四面体相切时,小球半径最大,连接四个小球的球心,构成正四面体,设出半径,结合C选项中结论得到方程,求出小球半径的最大值.
本题主要考查多面体与球内切外接问题,异面直线所成角的求法,考查运算求解能力,属于难题.
12.【答案】−160
【解析】解:由于(x−1)(2x+1x)6=x(2x+1x)6−(2x+1x)6,
因为(2x+1x)6的通项公式为Tk+1=C6k(2x)6−k(1x)k=C6k26−kx6−2k(0≤k≤6, k∈N),
所以在x(2x+1x)6中,当6−2k=−1时,k=72不满足;
在(2x+1x)6中,当6−2k=0时,k=3,则常数项为T4=C6323=160.
故答案为:−160.
首先写出二项式展开式的通项,令x的幂指数等于0可得答案.
本题考查的知识要点:二项式的展开式,组合数,主要考查学生的运算能力,属于基础题.
13.【答案】 63 16 327π
【解析】解:设圆锥的底面半径为r,圆锥的母线与底面所成的角为θ,θ∈(0,π2),易知csθ=r2.
圆锥的体积为V=13πr2⋅ 4−r2=43πcs2θ⋅2sinθ=8π3cs2θ⋅sinθ=8π3(1−sin2θ)sinθ,
令x=sinθ,x∈(0,1),则y=(1−sin2θ)sinθ=−x3+x,y′=−3x2+1,
当y′>0时,x∈(0, 33),当y′<0时,x∈( 33,1),
即函数y=−x3+x在(0, 33)上单调递增,在( 33,1)上单调递减,
即Vmax=8π3( 33−( 33)3)=16 3π27,此时csθ= 1−( 323)= 62.
故答案为: 62;16 3π27.
由线面角的定义得出csθ=r2,从而得出V=8π3(1−sin2θ)sinθ,再由导数求解即可.
本题主要考查直线与平面所成的角,圆锥的体积,考查运算求解能力,属于中档题.
14.【答案】32
【解析】解:由u⊗v与v⊗u都是集合{x|x=n2,n∈Z}的元素,
不妨设λ×uv=12n1,λ×vu=12n2,n1,n2∈Z,
因为u≥v>0,所以0
所以12n2=λ⋅vu∈(0,1),
因为n2∈Z,
所以n2=1,
即12=λvu,
所以λ=u2v∈( 22,1),
所以uv∈( 2,2),u2v2∈(2,4),
则λ⋅uv=u2v2×12=12n1∈(1,2),
因为n1∈Z,
所以n1=3,12n1=32.
故答案为:32.
由已知结合新定义及元素与集合的关系可求.
本题主要考查了元素与集合的关系的应用,考查了推理能力,属于中档题.
15.【答案】解:(1)∵f(x)=x3−ax+a,f′(x)=3x2−a,
又x=1是函数f(x)的极值点,
∴f′(1)=3−a=0⇒a=3,
∴f(x)=x3−3x+3,f′(x)=3x2−3,
∴f(−1)=5,f′(−1)=0,
∴f(x)在(−1,f(−1))处的切线方程为y−5=0.
(2)∵若a>0,f′(x)=3x2−a<0⇒− a3∴f(x)在[0, a3]单调递减,在[ a3,+∞]单调递增,
而f(0)=a,f(2)=8−a,
∴①当a≥8−a,即a≥4时,f(x)max=a,
②当0∴f(x)在区间[0,2]上最大值为g(a)=8−a,0【解析】(1)根据函数的导数在极值点处的函数值为零,求得a的值,继而可求得点的坐标,及切线的斜率,即可求得切线方程;
(2)根据函数的单调性,分类讨论比较f(0)=a和f(2)=8−a的大小,即可求得.
本题考查了导数的几何意义,利用导数研究函数的单调性和最值,属于中档题.
16.【答案】(1)证明:连接B1D1,交A1C1于N,连接DN,
∵平行六面体ABCD−A1B1C1D1中,BB1//DD1,且BB1=DD1,
∴四边形BB1D1D是平行四边形,可得BD//B1D1,且BD=B1D1,
∵平行四边形A1B1C1D1中,N为对角线交点,
∴N为B1D1中点,
∵M是BD中点,
∴DM//B1N,DM=B1N,可得四边形DMB1N是平行四边形,
∴B1M//DN,
∵B1M⊄平面A1C1D,DN⊂平面A1C1D,
∴B1M//平面A1C1D;
(2)解:∵cs
∴∠A1AB=45°,∠A1AD=60°,
∵△AA1D中,AD=AA1=1,
∴△AA1D是边长为1的等边三角形,
取AA1中点F,连接DF,则DF⊥AA1,
在平面ABB1A1中,作FG⊥A1A,交AB于点G,连接DG,可知∠DFG就是二面角B−AA1−D的平面角,
等边△A1AD中,DF= 32AD= 32,AF=12,
△AFG中,∠AFG=90°,∠FAG=∠FGA=45°,可知FG=AF=12,AG= 2AF= 22.
∴Rt△ADG中,DG= AD2+AG2= 62,
∴△DFG中,cs∠DFG=34+14−322× 32×12=− 33,可得sin∠DFG= 1−cs2∠DFG= 63.
∴二面角B−AA1−D的正弦值等于 63.
【解析】(1)连接B1D1,交A1C1于N,连接DN,可证出四边形DMB1N是平行四边形,从而可得B1M//DN,再利用线面平行的判定定理,证出B1M//平面A1C1D;
(2)根据题意,取AA1中点F,连接DF,然后在平面ABB1A1中,作FG⊥A1A,连接DG,可知∠DFG就是二面角B−AA1−D的平面角,然后利用解三角形的知识,算出cs∠DFG,进而可得答案.
本题主要考查平行六面体的结构特征、线面平行的判定定理、二面角的求法等知识,考查了逻辑推理能力、空间想象能力能力,属于中档题.
17.【答案】解:(1)根据题意,记事件“第i次摸到红球”为Ai(i=1,2,3,⋯,10),则第2次摸到红球的事件为A2,
于是由全概率公式,可得P(A2)=P(A1)P(A2|A1)+P(A1−)P(A2|A1−)=710×23+310×79=710.
(2)由已知得P1=P(A1A2A3)=A73A103=724,
P2=P(A1)=710,
P3=P(A2|A1)=P(A1A2)P(A1)=A72A102×107=715×107=23,
P4=P(A3|A1A2)=P(A1A2A3)P(A1A2)=724×157=58.
(3)由(2)可得P1=P2P3P4,即P(A1A2A3)=P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1A2),
可猜想:P(ABC)=P(A)P(B|A)P(C|AB),
证明如下:由条件概率及P(A)>0,P(AB)>0,
得P(B|A)=P(AB)P(A),P(C|AB)=P(ABC)P(AB),
所以P(A)P(B|A)P(C|AB)=P(A)⋅P(AB)P(A)⋅P(ABC)P(AB)=P(ABC).
【解析】(1)根据全概率公式求解即可;
(2)根据相互独立事件乘法公式、条件概率公式及排列数公式求解;
(3)根据(2)猜想P(ABC)=P(A)P(B|A)P(C|AB),由条件概率公式证明即可.
本题考查条件概率的计算,涉及全概率公式,属于基础题.
18.【答案】解:(1)由椭圆C: x2a2+y2b2=1(a>b>0)的离心率为12,且点(1,−32)在椭圆上,
可得ca=12,所以b2a2=1−c2a2=1−(12)2=34,
又点(1,−32)在该椭圆上,所以1a2+94b2=1,所以a2=4,b2=3,
所以椭圆C的标准方程为x24+y23=1.
(2)证明:设M(x1,y1),N(x2,y2),由于该直线斜率不为0,可设LMN:x=my−1,
联立方程x=my−1和x24+y23=1,得(3m2+4)y2−6my−9=0,
Δ>0恒成立,根据韦达定理可知,
y1+y2=6m3m2+4,y1⋅y2=−93m2+4,my1⋅y2=−32(y1+y2),
k1=y2x2−2,k2=y1x1+2,
k2k1=y1(x2−2)(x1+2)y2=y1(my2−3)(my1+1)y2=my1y2−3y1my1y2+y2,
∴k2k1=−32(y1+y2)−3y1−32(y1+y2)+y2=3,∴k12+k22k1 ⋅ k2=k1k2+k2k1=103.
【解析】(1)将点代入椭圆方程,结合离心率公式,即可利用待定系数法求椭圆方程;
(2)联立直线与椭圆方程,利用韦达定理表示k2k1,即可求解k12+k22k1⋅k2的值.
本题考查椭圆方程的求法,考查椭圆中定值的证明,解题时要认真审题,注意函数与方程思想的合理运用,属中档题.
19.【答案】解:(Ⅰ)当k=4时正整数a的4个正约数构成等比数列,
比如1,2,4,8为8的所有正约数,即a=8.
(Ⅱ)由题意可知a1=1,ak=a,ak−1=aa2,ak−2=aa3,
因为k≥4,依题意可知a3−a2a2−a1=ak−ak−1ak−1−ak−2,所以a3−a2a2−a1=a−aa2aa2−aa3,
化简可得(a3−a2)2=(a2−1)2a3,所以a3=(a3−a2a2−a1)2,
因为a3∈N*,所以a3−a2a2−a1∈N*,
因此可知a3是完全平方数.
由于a2是整数a的最小非1因子,a3是a的因子,且a3>a2,所以a3=a22,
所以a2−a1,a3−a2,−ak−1为a2−1,a22−a2,…,a2k−1−a2k−2,
所以a=a2k−1,(k≥4).
(Ⅲ)证明:由题意知a1ak=a,a2ak−1=a,…,aiak+1−i=a,(1≤i≤k),
所以A=a2ak−1ak+a2ak−2ak−1+...+a2a1a2,
因为1a1a2≤a2−a1a1a2=1a1−1a2,…,1ak−1ak≤ak−ak−1ak−1ak=1ak−1−1ak,
所以A=a2ak−1ak+a2ak−2ak−1+...+a2a1a2=a2(1ak−1ak+1ak−2ak−1+...+1a1a2)
≤a2(1a1−1a2+1a2−1a3+...+1ak−1−1ak)=a2(1a1−1ak),
因为a1=1,ak=a,所以1a1−1ak<1,
所以A≤a2(1a1−1ak)
(Ⅱ)由题意可知a1=1,ak=a,ak−1=aa2,ak−2=aa3,结合a2−a1,a3−a2,−ak−1构成等比数列,可推出a3是完全平方数,继而可得a3=a22,由此可知a2−a1,a3−a2,−ak−1为a2−1,a22−a2,…,a2k−1−a2k−2,即可求得a;
(Ⅲ)由题意知a1ak=a,a2ak−1=a,…,aiak+1−i=a,(1≤i≤k),从而可得A=a2ak−1ak+a2ak−2ak−1+...+a2a1a2,采用放缩法以及裂项求和的方法,即可证明结论.
本题考查数列的应用,考查数列的性质,考查放缩法,裂项求和法,属难题.x
−2
−1
0
1
2
3
5
f(x)
2.3
1.1
0.7
1.1
2.3
5.9
49.1
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