![2022-2023学年湖北省襄阳市老河口高级中学高二(下)期中数学试卷(含解析)01](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/3/15598271/0-1712722852344/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2022-2023学年湖北省襄阳市老河口高级中学高二(下)期中数学试卷(含解析)02](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/3/15598271/0-1712722852377/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![2022-2023学年湖北省襄阳市老河口高级中学高二(下)期中数学试卷(含解析)03](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/3/15598271/0-1712722852408/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
2022-2023学年湖北省襄阳市老河口高级中学高二(下)期中数学试卷(含解析)
展开1.记向量a,b为非零向量,若a//c,则“b//c”是“a//b”成立的条件.( )
A. 充要B. 充分不必要C. 必要不充分D. 既不充分也不必要
2.若两条直线l1:2x+ay−1=0与l2:ax+(2a−1)y+3=0相互垂直,则a=( )
A. −12B. 0C. −12或0D. −2或0
3.已知数列{an}是各项均为正数的等比数列,若a2,a2022是方程x2−3x+2=0的两个根,则lg2a1+lg2a2+lg2a3+⋯+lg2a2023的值为( )
A. 20233B. 20232C. 2023D. 1022
4.函数f(x)的定义域为R,它的导函数y=f′(x)的部分图象如图所示,则下面结论正确的是.( )
A. 函数f(x)在(1,2)上为减函数
B. 函数f(x)在(3,5)上为增函数
C. 函数f(x)在(1,3)上有极大值
D. x=3是函数f(x)在区间[1,5]上的极小值点
5.已知函数f(x)=2f′(1)lnx−x,则f(x)的极大值为( )
A. 2B. 2ln2−2C. eD. 2−e
6.鱼缸里有8条热带鱼和2条冷水鱼,为避免热带鱼咬死冷水鱼,现在把鱼缸出孔打开,让鱼随机游出,每次只能游出1条,直至2条冷水鱼全部游出就关闭出孔,若恰好第3条鱼游出后就关闭了出孔,则不同游出方案的种数为( )
A. 32B. 36C. 40D. 48
7.如图,在四棱锥P−ABCD中,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD为菱形,∠ABC=60°且PA=AB,E为AP的中点,则异面直线PC与DE所成的角的余弦值为( )
A. 25
B. 55
C. 155
D. 105
8.已知双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的右焦点为F,左顶点为A,以F为圆心,|FA|为半径的圆交C的右支于M,N两点,且线段AM的垂直平分线经过点N,则C的离心率为( )
A. 2B. 5C. 3D. 43
二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.下列求导错误的是( )
A. (e3x)′=3exB. (x22x+1)′=x
C. (2sinx−3)′=2csxD. (xcsx)′=csx−xsinx
10.在递增的等比数列{an}中,Sn是数列{an}的前n项和,若a1a4=32,a2+a3=12,则下列说法正确的是( )
A. q=1B. 数列{Sn+2}是等比数列
C. S8=510D. 数列{lgan}是公差为2的等差数列
11.已知抛物线C:x2=2py的焦点坐标为F,过点F的直线与抛物线相交于A,B两点,点( 2,12)在抛物线上.则( )
A. p=1
B. 当AB⊥y轴时,|AB|=4
C. 1|AF|+1|BF|为定值1
D. 若AF=2FB,则直线AB的斜率为± 24
12.设函数f(x)=xex−k,g(x)=ex−x,下列命题正确的是( )
A. 若函数f(x)有两个零点,则0
C. 若∀x1,x2,0
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
13.曲线f(x)=lnx+3−2x在点(1,f(1))处的切线方程为 .
14.已知空间向量a,b,c满足a+b+c=0,|a|=3,|b|=1,|c|=4,则a⋅b+b⋅c+c⋅a的值为______.
15.如图,已知四棱锥P−ABCD,底面ABCD为正方形,PA⊥平面ABCD.
给出下列命题:
①PB⊥AC;
②平面PAB与平面PCD的交线与AB平行;
③平面PBD⊥平面PAC;
④△PCD为锐角三角形.
其中正确命题的序号是______.(写出所有正确命题的序号)
四、解答题:本题共5小题,共58分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
16.(本小题10分)
如图,在四边形ABCD中,∠ABC=π3,AB:BC=1:3,AC= 7.
(1)求sin∠ACB的值;
(2)若∠BCD=3π4,CD=1,求△ACD的面积.
17.(本小题12分)
已知数列{an}满足a1=13,an+1+1an+1=1.
(1)设bn=1an,证明:{bn}是等差数列;
(2)设数列{ann}的前n项和为Sn,求Sn.
18.(本小题12分)
如图,在三棱柱ABC−A1B1C1中,BC1⊥平面ABC,AB⊥BC,AB=BC=2,BB1=4.
(1)求证:AB⊥平面BB1C1C,并求BC1的长度;
(2)若M为CC1的中点,求二面角A−B1M−B的余弦值.
19.(本小题12分)
已知A,B分别是椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右顶点,若椭圆C的短轴长等于焦距,且该椭圆经过点(− 2,1).
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)过椭圆C的右焦点F作一条直线交椭圆C于M,N(异于A,B两点)两点,连接AM,AN并延长,分别交直线l:x=2 2于不同的两点P,Q.证明:直线MQ与直线NP相交于点B.
20.(本小题12分)
已知函数f(x)=axex+b(其中e是自然对数的底数,a,b∈R)在点(1,f(1))处的切线方程是2ex−y−e=0.
(1)求函数f(x)的单调区间.
(2)设函数g(x)=[f(x)]2x−mx−lnx,若g(x)≥1在x∈(0,+∞)上恒成立,求实数m的取值范围.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:当c=0时,若a//c,“b//c”,但a,b不一定共线,
当a//c,a//b,且a≠0时,则“b//c”,
故“b//c”是“a//b”成立的必要不充分条件.
故选:C.
利用充分条件和必要条件的定义求解.
本题主要考查向量共线的性质,属于基础题.
2.【答案】C
【解析】解:两条直线l1:2x+ay−1=0与l2:ax+(2a−1)y+3=0相互垂直,
则2a+a(2a−1)=0,即2a2+a=0,解得a=0或−12.
故选:C.
根据已知条件,结合两直线垂直的性质,即可求解.
本题主要考查两直线垂直的性质,属于基础题.
3.【答案】B
【解析】解:由题知 a2⋅a2022=a10122=2,
故a1012= 2,
则lg2a1+lg2a2+lg2a3+⋯+lg2a2023=lg2a1⋅a2⋅a3⋅⋅⋅⋅⋅a2023=lg2(a1012)2023=20232.
故选:B.
由已知结合等比数列的性质及对数运算性质即可求解.
本题考查等比数列的性质,对数运算,属于基础题.
4.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了导函数图象的应用,解题的关键是掌握导函数的正负与函数单调性的关系,掌握函数极值的定义,考查了逻辑推理能力与识图能力,属于基础题.
利用f′(x)的图象,由导数的正负确定函数的单调性,由极值的定义判断函数f(x)的极值点即可.
【解答】
解:由y=f′(x)的图象可知,当1
又f′(2)=f′(4)=0,所以当x=2时,f(x)取得极大值.
故选:C.
5.【答案】B
【解析】【分析】本题考查了函数的单调性、极值问题,考查导数的应用,是一道中档题.
求出函数的导数,求出f′(1)的值,求出函数的单调区间,求出函数的极大值即可.
【解答】
解:f(x)的定义域是(0,+∞),
f′(x)=2xf′(1))−1,
∴f′(1)=2f′(1)−1,解得:f′(1)=1,
故f(x)=2lnx−x,f′(x)=2x−1,
令f′(x)>0,解得:x<2,
令f′(x)<0,解得:x>2,
故f(x)在(0,2)递增,在(2,+∞)递减,
故f(x)极大值=f(2)=2ln2−2,
故选:B.
6.【答案】A
【解析】解:若恰好第3条鱼游出后就关闭了出孔,
则说明前2次只出来一条冷水鱼,第三次出来第二条冷水鱼,
则共有C21C21C81=2×2×8=32,
故选:A.
恰好第3条鱼游出后就关闭了出孔,则说明前2次只出来一条冷水鱼,第三次出来第二条冷水鱼,然后进行计算即可.
本题主要考查简单的计算问题,根据条件说明前2次只出来一条冷水鱼,第三次出来第二条冷水鱼是解决本题的关键,是中档题.
7.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查异面直线所成角的计算,属于中档题.
根据题意,连接AC、BD,AC与BD交与点F,连接EF,分析可得异面直线PC与DE所成的角为直线EF与ED所成的角,结合线面垂直的性质可得△EFD为直角三角形,设PA=AB=t,求出EF、DE的值,由余弦的计算公式计算可得答案.
【解答】
解:
根据题意,连接AC、BD,AC与BD交与点F,连接EF,
由于四边形ABCD为菱形,则AC与BD互相垂直平分,
可得F为AC中点,DF⊥AC,
又E为AP中点,
则有EF//PC,且EF=12PC,
则异面直线PC与DE所成的角为直线EF与DE所成的角,
因为PA⊥平面ABCD,DF,AC⊂平面ABCD,
则PA⊥DF,PA⊥AC,
又由DF⊥AC,且AC∩PA=A,AC,PA⊂平面PAC
则DF⊥平面PAC,又EF⊂平面PAC,
则有DF⊥EF,△EFD为直角三角形,
设PA=AB=t,
四边形ABCD为菱形,∠ABC=60°,则AC=t,PC= AP2+AC2= 2t,
EF=12PC= 22t,DF= 32t,则DE= DF2+EF2= 52t,
故cs∠DEF=EFED= 2t2 5t2= 105,即异面直线PC与DE所成的角的余弦值为 105.
故选D.
8.【答案】D
【解析】解:如图所示,设左焦点为F1,圆与x轴的另一个交点为B,
根据对称性,可得AM=AN.
又线段AM的垂直平分线经过点N,∴AN=NM,
∴△AMN是正三角形.
∠MAF=30°,∠MBF=60°,
∴MF=AF=MB=a+c,
∴MF1=2a+MB=3a+c,
在△MFF1中,由余弦定理可得MF12=MF2+FF12−2MF⋅FF1cs120°;
∴3c2−ac−4a2=0,
∴3e2−e−4=0,
e=43.(负值舍去)
故选:D.
设左焦点为F1,圆与x轴的另一个交点为B,可得AM=AN.△AMN是正三角形.即MF=AF=a+c,MF1=3a+c,在△MFF1中,由余弦定理可得MF12=MF2+FF12−2MF⋅FF1cs120°,即可求解.
本题考查双曲线的定义、方程和性质应用问题,也考查了直径所对的圆周角为直角,以及正三角形的性质应用问题,是中档题.
9.【答案】AB
【解析】【分析】
本题主要考查导数的基本运算,属于基础题.
根据导数的公式即可得到结论.
【解答】
解:∵(e3x)′=3e3x,∴A错误,
∵(x22x+1)′=2x(2x+1)−2x2(2x+1)2=2x2+2x(2x+1)2,∴B错误,
∵(2sinx−3)′=2csx,∴C正确,
∵(xcsx)′=csx−xsinx,∴D正确,
故选:AB.
10.【答案】BC
【解析】解:由题意,根据等比中项的性质,可得
a2a3=a1a4=32>0,a2+a3=12>0,
故a2>0,a3>0.
根据根与系数的关系,可知
a2,a3是一元二次方程x2−12x+32=0的两个根.
解得a2=4,a3=8,或a2=8,a3=4.
∵等比数列{an}是递增数列,∴q>1.
∴a2=4,a3=8满足题意.
∴q=2,a1=a2q=2.故选项A不正确.
an=a1⋅qn−1=2n.
∵Sn=2(1−2n)1−2=2n+1−2.
∴Sn+2=2n+1=4⋅2n−1.
∴数列{Sn+2}是以4为首项,2为公比的等比数列.故选项B正确.
S8=28+1−2=512−2=510.故选项C正确.
∵lgan=lg2n=nlg2.
∴数列{lgan}是公差为lg2的等差数列.故选项D不正确.
故选:BC.
本题先根据题干条件判断并计算得到q和a1的值,则即可得到等比数列{an}的通项公式和前n项和公式,则对选项进行逐个判断即可得到正确选项.
本题主要考查等比数列的基础知识,不等式与等比数列的综合,以及排除法的应用,本题属中档题.
11.【答案】BCD
【解析】解:对于A,将点( 2,12)代入抛物线方程,可得p=2,故A错误,
对于B,∵AB⊥y轴,
∴令y=1,则x=2或−2,
∴|AB|=2+2=4,故B正确,
对于C,设点A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),直线AB的方程为y=kx+1,
联立方程x2=4yy=kx+1,化简整理可得,x2−4kx−4=0,
由韦达定理可得,x1+x2=4k,x1x2=−4,y1+y2=k(x1+x2)+2=4k2+2,y1y2=x12x2216=1,
由抛物线的定义可得,|AF|=y1+1,|BF|=y2+1,
故1|AF|+1|BF|=1y1+1+1y2+1=y1+y2+2y1y2+y1+y2+1=y1+y2+1y1+y2+1=1,故C正确,
对于D,∵AF=2FB,
∴(−x1,1−y1)=2(x2,y2−1),即2x2=−x1,
∴x1+x2=4kx1x2=−42x2=−x1,解得k=± 24,故D正确.
故选:BCD.
对于A,将点( 2,12)代入抛物线方程,即可求解,对于B,由AB⊥y轴,令y=1,则x=2或−2,即可求解,对于C,设点A,B的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),直线AB的方程为y=kx+1,联立方程x2=4yy=kx+1,化简整理可得,x2−4kx−4=0,再结合韦达定理,以及抛物线的定义,即可求解,对于D,结合向量的坐标表示,以及韦达定理,即可求解.
本题主要考查直线与抛物线的综合应用,需要学生较强的综合能力,属于中档题.
12.【答案】AC
【解析】解:因为函数f(x)=xex−k,所以f′(x)=1−xex,令f′(x)=0,得x=1,所以x<1时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
x>1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;所以x=1时f(x)取得极大值,也是最大值,为f(1)=1e−k;
若函数f(x)有两个零点,则1e−k>0,解得k<1e,
又因为x>0时,xex>0,所以k的取值范围是(0,1e),选项A正确;
若f(x)≤0恒成立,则1e−k≤0,解得k≥1e,所以k的取值范围是[1e,+∞),选项B错误;
若∀x1,x2,0
设s(x)=ex−ax−1,x∈(0,+∞),则s′(x)=ex−a,
x>0时,ex>1,所以a≤1时,s′(x)>0恒成立,s(x)单调递增;
又因为s(0)=0,所以s(x)≥0恒成立;
a>1时,x∈(0,lna),s′(x)<0,s(x)单调递减;x∈(lna,+∞)时,s′(x)>0,s(x)单调递增;
又因为s(0)=0,所以∃x0∈(0,lna),s(x0)<0,所以此时s(x)≥0不恒成立;所以a≤1,选项C正确;
因为g(x)=ex−x,g′(x)=ex−1,所以x∈(1e,e)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,
设t(x)=1x+lnx,则t′(x)=x−1x2,x∈(1e,1)时,t′(x)<0,t(x)单调递减;x∈(1,e)时,t′(x)>0,t(x)单调递增;
所以h(x)取得极小值,也是最小值为t(1)=1,t(1e)=e−1,t(e)=1e+1,g(1e)=e1e−1e,g(e)=ee−e,g(1e)
所以g(x)与t(x)必有交点,所以对∀x∈(1e,e),g(x)−1x−lnx>0不恒成立,选项D错误.
故选:AC.
求函数f(x)的导数,利用导数判断函数的单调性,求出f(x)的极值,也是最值,根据函数f(x)有两个零点求出k的取值范围,判断选项A、B是否正确;
∀x1,x2,0
本题考查了利用导数研究函数的单调性和求极值、最值的应用问题,也考查了推理与判断能力,是难题.
13.【答案】x+y−2=0
【解析】【分析】
本题考查导数的几何意义、切线方程的求法,属于基础题.
求出导数,然后求出切点处的导数值,再利用点斜式求出切线方程.
【解答】
解:由题意可得f′(x)=1x−2,故f′(1)=−1,结合f(1)=1,
故切线方程为y−1=−(x−1),即x+y−2=0.
故答案为:x+y−2=0.
14.【答案】−13
【解析】解:∵a+b+c=0,∴(a+b+c)2=02,
即a2+b2+c2+2a⋅b+2b⋅c+2a⋅c=0,
∵|a|=3,|b|=1,|c|=4,
∴32+12+42+2(a⋅b+b⋅c+a⋅c)=0,
解得a⋅b+b⋅c+c⋅a=−13.
故答案为:−13.
根据a+b+c=0,两边平方化简即可.
本题考查向量的数量积的应用,向量的表示以及计算,属基础题.
15.【答案】②③
【解析】解:如图,
①、若PB⊥AC,∵AC⊥BD,则AC⊥平面PBD,∴AC⊥PO,
又PA⊥平面ABCD,则AC⊥PA,在平面PAC内过P有两条直线与AC垂直,与在同一平面内过一点有且只有一条直线与已知直线垂直矛盾.①错误;
②、∵CD//AB,则CD//平面PAB,∴平面PAB与平面PCD的交线与AB平行.②正确;
③、∵PA⊥平面ABCD,∴平面PAC⊥平面ABCD,
又BD⊥AC,∴BD⊥平面PAC,则平面PBD⊥平面PAC.③正确;
④、∵PD2=PA2+AD2,PC2=PA2+AC2,AC2=AD2+CD2,AD=CD,
∴PD2+CD2=PC2,
∴④△PCD为直角三角形,④错误,
故答案为:②③
AC∩BD=O,由题意证明AC⊥PO,由已知可得AC⊥PA,与在同一平面内过一点有且只有一条直线与已知直线垂直矛盾说明①错误;
由线面平行的判定和性质说明②正确;
由线面垂直的判定和性质说明③正确;
由勾股定理即可判断,说明④错误.
本题考查命题的真假判断与应用,考查了空间中直线和平面的位置关系,是中档题.
16.【答案】解:(1)设AB=x,则BC=3x,
∵∠B=π3,AC= 7,
∴在△ABC中,
由余弦定理得7=x2+(3x)2−2⋅x⋅3x⋅csπ3,
解得x=1,
再由正弦定理ABsin∠ACB=ACsinB,
得sin∠ACB=AB⋅sinBAC= 32 7= 2114.
(2)由(1)知cs∠ACB=5 714,又∠BCD=3π4,
∴sin∠ACD=sin(3π4−∠ACB)= 22(5 714+ 2114),
∴S△ACD=12⋅AC⋅CD⋅sin∠ACD=12× 7×1× 22(5 714+ 2114)=5 2+ 68.
【解析】(1)△ABC内根据余弦定理,求边长AB和BC,再根据正弦定理求sin∠ACB;
(2)根据面积公式需求sin∠ACD,而sin∠ACD=sin(34π−∠ACB),最后再根据三角形的面积公式S=12×AC×CD×sin∠ACD,求解即可.
本题主要考查了余弦定理,正弦定理,两角差的正弦函数公式,三角形面积公式以及特殊角的三角函数值在解三角形中的综合应用,属于中档题.
17.【答案】(1)证明:依题意,由an+1+1an+1=1,可得an+1=1−1an+1,
则bn+1=1an+1=11−1an+1=1anan+1=1an+1,
∴bn+1−bn=1an+1−1an=1an+1−1an=1,
∴数列{bn}是以1为公差的等差数列.
(2)解:由(1),可知b1=1a1=3,
故bn=3+(n−1)×1=n+2,
∴1an=n+2,即an=1n+2,
∴ann=1n(n+2)=12(1n−1n+2),
∴Sn=a11+a22+⋅⋅⋅+ann
=12(1−13)+12(12−14)+12(13−15)+⋅⋅⋅+12(1n−1−1n+1)+12(1n−1n+2)
=12(1−13+12−14+13−15+⋅⋅⋅+1n−1−1n+1+1n−1n+2)
=12(1+12−1n+1−1n+2)
=12(32−1n+1−1n+2)
=34−2n+32(n+1)(n+2).
【解析】(1)先根据递推关系式计算出则bn+1的表达式,然后根据等差数列的定义法计算出bn+1−bn的结果,即可证明结论成立;
(2)先根据第(1)题的结果计算出等差数列{bn}的通项公式,进一步计算出数列{an}的通项公式,再计算出数列{ann}的通项公式,然后运用裂项相消法计算出前n项和Sn.
本题主要考查等差数列的判别,数列求通项公式,以及数列求和问题.考查了整体思想,转化与化归思想,定义法,裂项相消法,以及逻辑推理能力和数学运算能力,属中档题.
18.【答案】解:(1)证明:∵BC1⊥平面ABC,AB,BC⊂平面ABC,
∴BC1⊥AB,BC1⊥BC,
∵AB⊥BC,BC∩BC1=B,BC,BC1⊂平面BB1C1C,
∴AB⊥平面BB1C1C.
又∵AB=BC=2,BB1=4,∴BC1=2 3.
(2)如图所示,分别以BC,AB,BC1所在的直线为x轴,y轴和z轴,建立空间直角坐标系,
则B(0,0,0),A(0,2,0),C(2,0,0),B1(−2,0,2 3),C1(0,0,2 3),
易知M(1,0, 3),∴AM=(1,−2, 3),AB1=(−2,−2,2 3),
设平面AB1M的一个法向量为n=(x,y,z),
则n⋅AM=x−2y+ 3z=0n⋅AB1=−2x−2y+2 3z=0,令x=−1,得z=− 3,y=−2,∴n=(−1,−2,− 3).
BA=(0,2,0)为平面BMB1的一个法向量,
则cs
由题意知:二面角A−B1M−B的余弦值为 22.
【解析】(1)由BC1⊥平面ABC,得BC1⊥AB,BC1⊥BC,再由AB⊥BC,能证明AB⊥平面BB1C1C,由AB=BC=2,BB1=4,能求出BC1的长度.
(2)分别以BC,AB,BC1所在的直线为x轴,y轴和z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角A−B1M−B的余弦值.
本题考查线面垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
19.【答案】解:(1)由题意可得2b=2c(− 2)2a2+1b2=1a2=b2+c2,解得a=2,b=c= 2.
故所求椭圆C的标准方程为x24+y22=1.
(2)证明:由题意可设直线MN的方程为x=my+ 2,M(x1,y1),N(x2,y2),
联立x=my+ 2x24+y22=1,消元得(m2+2)y2+2 2my−2=0.
因为焦点( 2,0)在椭圆内部,则直线MN与椭圆必有两交点,
所以y1+y2=−2 2mm2+2,y1y2=−2m2+2①,
而A(−2,0),B(2,0),
直线AM的方程为y=y1x1+2(x+2),
与直线l:x=2 2联立,可得点P的纵坐标yP=y1x1+2(2 2+2),其横坐标为2 2,
直线AN的方程为y=y2x2+2(x+2)与直线l:x=2 2联立,
可得点Q的纵坐标yQ=y2x2+2(2 2+2),其横坐标为2 2,
则kMB=y1x1−2=y1my1+ 2−2,kBQ=yQ2 2−2=2+ 22− 2⋅y2my2+ 2+2,
故kMB−kBQ=y1my1+ 2−2−2+ 22− 2⋅y2my2+ 2+2=2(y1+y2)−2 2my1y2(my1+ 2−2)(my2+ 2−2)(2− 2)②,
把①代入②,可得kMB−kBQ=2(−2 2mm2+2)−2 2m(−2m2+2)(my1+ 2−2)(my2+ 2−2)(2− 2)=0,
所以直线MQ与x轴相交于右顶点B.
同理可得直线NP与x轴相交于右顶点B.
故直线MQ与直线NP相交于点B.
【解析】(1)直接由题得到关于a,b,c的方程组,解出即可;
(2)设直线MN的方程为x=my+ 2,M(x1,y1),N(x2,y2),联立直线与椭圆得到韦达定理式,写出直线AM,AN的方程,得到点P,Q的纵坐标,计算证明kMB−kBQ=0.
本题考查椭圆的标准方程及其性质,考查直线与椭圆的综合运用,解题的关键在于设出直线MN的方程为x=my+ 2,将其与椭圆方程联立得到韦达定理式,然后得到直线AM,AN的方程,得到yp和yQ,计算kMB−kBQ的表达式,最后将韦达定理式直接代入即可,考查运算求解能力,属于中档题.
20.【答案】解:(1)对函数f(x)=axex+b求导,得f′(x)=a(1+x)ex,
由条件可知f(1)=ae+b=e,f′(1)=a(1+1)e=2e,解得a=1,b=0,
∴f(x)=xex,f′(x)=(x+1)ex,令f′(x)=0,得x=−1,
当x∈(−∞,−1)时,f′(x)<0,函数f(x)单调递减;
当x∈(−1,+∞)时,f′(x)>0,函数f(x)单调递增.
故函数f(x)的单调递减区间为(−∞,−1),单调递增区间为(−1,+∞);
(2)由(1)知g(x)=xe2x−mx−lnx.要使g(x)≥1在x∈(0,+∞)上恒成立,
等价于m≤e2x−lnx+1x在x∈(0,+∞)上恒成立.令h(x)=e2x−lnx+1x(x>0),则只需m≤[h(x)]min即可.即h′(x)=2x2e2x+lnxx2,
令H(x)=2x2e2x+lnx(x>0),则H′(x)=4(x2+x)e2x+1x>0,
∴H(x)在(0,+∞)上单调递增,又H(14)= e8−2ln2<0,H(1)=2e2>0,
∴H(x)有唯一的零点x0,且14
即2x0+ln(2x0)=ln(−lnx0)−lnx0.
构造函数s(x)=x+lnx(x>0),则s′(x)=1+1x>0,
∴函数s(x)在(0,+∞)上单调递增,
又s(2x0)=s(−lnx0),∴2x0=−lnx0,即e2x0=1x0.
∴h(x)min=h(x0)=e2x0−lnx0+1x0=1x0−−2x0+1x0=2.
于是实数m的取值范围是(−∞,2].
【解析】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查利用导数求最值,考查数学转化思想方法,考查逻辑思维能力与推理论证能力,属于难题.
(1)求出原函数的导函数,结合题意可得关于a,b的方程组,解得a=1,b=0,代入导函数解析式,求得导函数的零点,可得原函数的单调区间;
(2)由(1)知g(x)=xe2x−mx−lnx,把g(x)≥1在x∈(0,+∞)上恒成立转化为m≤e2x−lnx+1x在x∈(0,+∞)上恒成立.利用导数求h(x)=e2x−lnx+1x(x>0)的最小值,从而得到实数m的取值范围.
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