2024年浙江省温州市高考数学二模试卷(含详细答案解析)
展开1.已知z∈C,则“z2∈R”是“z∈R”的( )
A. 充分条件但不是必要条件B. 必要条件但不是充分条件
C. 充要条件D. 既不是充分条件也不是必要条件
2.已知集合M={x|y= x+1},N={y|y= x+1},则M∩N=( )
A. ⌀B. RC. MD. N
3.在正三棱台ABC−A1B1C1中,下列结论正确的是( )
A. VABC−A1B1C1=3VA1−BB1C1B. AA1⊥平面AB1C1
C. A1B⊥B1CD. AA1⊥BC
4.已知a=sin0.5,b=30.5,c=lg0.30.5,则a,b,c的大小关系是( )
A. a5.在(3−x)(1−x)5展开式中,x的奇数次幂的项的系数和为( )
A. −64B. 64C. −32D. 32
6.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,公差为d,且{Sn}单调递增.若a5=5,则d∈( )
A. [0,53)B. [0,107)C. (0,53)D. (0,107)
7.若关于x的方程|x2+mx+1|+|x2−mx+1|=2|mx|的整数根有且仅有两个,则实数m的取值范围是( )
A. [2,52)B. (2,52)
C. (−52,−2]∪[2,52)D. (−52,−2)∪(2,52)
8.已知定义在(0,1)上的函数f(x)={1n,x是有理数mn(m,n是互质的正整数)1,x是无理数,则下列结论正确的是( )
A. f(x)的图象关于x=12对称B. f(x)的图象关于(12,12)对称
C. f(x)在(0,1)单调递增D. f(x)有最小值
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。全部选对的得6分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
9.已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,P(−3,4)为其终边上一点,若角β的终边与角2α的终边关于直线y=−x对称,则( )
A. cs(π+α)=35B. β=2kπ+π2+2α(k∈Z)
C. tanβ=724D. 角β的终边在第一象限
10.已知圆C1:x2+y2=6与圆C2:x2+y2+2x−a=0相交于A,B两点.若S△C1AB=2S△C2AB,则实数a的值可以是( )
A. 10B. 2C. 223D. 143
11.已知半径为r球与棱长为1的正四面体的三个侧面同时相切,切点在三个侧面三角形的内部(包括边界),记球心到正四面体的四个顶点的距离之和为d,则( )
A. r有最大值,但无最小值B. r最大时,球心在正四面体外
C. r最大时,d同时取到最大值D. d有最小值,但无最大值
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.平面向量a,b满足a=(2,1),a//b,a⋅b=− 10,则|b|=______.
13.如图,在等腰梯形ABCD中,AB=BC=CD=12AD,点E是AD的中点.现将△ABE沿BE翻折到△A′BE,将△DCE沿CE翻折到△D′CE,使得二面角A′−BE−C等于60∘,D′−CE−B等于90∘,则直线A′B与平面D′CE所成角的余弦值等于______.
14.已知P,F分别是双曲线x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)与抛物线y2=2px(p>0)的公共点和公共焦点,直线PF倾斜角为60∘,则双曲线的离心率为______.
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)
记△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知2csinB= 2b.
(1)求C;
(2)若tanA=tanB+tanC,a=2,求△ABC的面积.
16.(本小题15分)
已知直线y=kx与椭圆C:x24+y2=1交于A,B两点,P是椭圆C上一动点(不同于A,B),记kOP,kPA,kPB分别为直线OP,PA,PB的斜率,且满足k⋅kOP=kPA⋅kPB.
(1)求点P的坐标(用k表示);
(2)求|OP|⋅|AB|的取值范围.
17.(本小题15分)
红旗淀粉厂2024年之前只生产食品淀粉,下表为年投入资金x(万元)与年收益y(万元)的8组数据:
(1)用y=blnx+a模拟生产食品淀粉年收益y与年投入资金x的关系,求出回归方程;
(2)为响应国家“加快调整产业结构”的号召,该企业又自主研发出一种药用淀粉,预计其收益为投入的10%.2024年该企业计划投入200万元用于生产两种淀粉,求年收益的最大值.(精确到0.1万元)
附:①回归直线a =b v+a 中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:b =i=1nviui−nv−u−i=1nvi2−nv−2,a =u−−b ⋅v−
②
③ln2≈0.7,ln5≈1.6
18.(本小题17分)
数列{an},{bn}满足:{bn}是等比数列,b1=2,a2=5,且a1b1+a2b2+…+anbn=2(an−3)bn+8(n∈N*).
(1)求an,bn;
(2)求集合A={x|(x−ai)(x−bi)=0,i≤2n,i∈N*}中所有元素的和;
(3)对数列{cn},若存在互不相等的正整数k,…,kj(j≥2),使得ck1+ck2+…+ckj也是数列{cn}中的项,则称数列{cn}是“和稳定数列”.试分别判断数列{an},{bn}是否是“和稳定数列”.若是,求出所有j的值;若不是,说明理由.
19.(本小题17分)
如图,对于曲线Γ,存在圆C满足如下条件:
①圆C与曲线Γ有公共点A,且圆心在曲线Γ凹的一侧;
②圆C与曲线Γ在点A处有相同的切线;
③曲线Γ的导函数在点A处的导数(即曲线Γ的二阶导数)等于圆C在点A处的二阶导数(已知圆(x−a)2+(y−b)2=r2在点A(x0,y0)处的二阶导数等于r2(b−y0)3),则称圆C为曲线Γ在A点处的曲率圆,其半径r称为曲率半径.
(1)求抛物线y=x2在原点的曲率圆的方程;
(2)求曲线y=1x的曲率半径的最小值;
(3)若曲线y=ex在(x1,ex1)和(x2,ex2)(x1≠x2)处有相同的曲率半径,求证:x1+x2<−ln2.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:已知z∈C,则z=i时,符合z2=−1∈R,但是不满足z∈R;
若z∈R,则一定有z2∈R;
则“z2∈R”是“z∈R”的必要条件但不是充分条件.
故选:B.
根据必要条件但不是充分条件的定义判断.
本题考查必要条件但不充分条件的应用,属于基础题.
2.【答案】D
【解析】解:M={x|y= x+1}={x|x≥−1},
N={y|y= x+1}={y|y≥0},
故M∩N=N.
故选:D.
先求出集合M,N,再结合交集的定义,即可求解.
本题主要考查交集及其运算,属于基础题.
3.【答案】D
【解析】解:对于A,设正三棱台上底面边长为a,下底面边长为b,高为h,
则V三棱台ABC−A1B1C1=13h( 34a2+ 34b2+ 34ab),
V三棱锥A1−BB1C1=V三棱锥B−A1B1C1=13h⋅ 34a2,
因为a对于B,由正三棱台的结构特征知,∠AA1B1为钝角,所以AA1与AB1不垂直,
所以棱AA1与平面AB1C1不垂直,选项B错误;
对于C,A1B⋅B1C=(A1B1+B1B)⋅(B1B+BC)=A1B1⋅B1B+A1B1⋅BC+B1B2+B1B⋅BC≠0,选项C错误;
对于D,取BC中点D,B1C1的中点P,则BC⊥AD,BC⊥PD,且AD∩PD=D,所以BC⊥平面ADPA1,所以AA1⊥BC,选项D正确.
故选:D.
选项A,设正三棱台上底面边长为a,下底面边长为b,a选项B,由正三棱台的结构特征知,棱AA1与平面AB1C1不垂直;
选项C,计算A1B⋅B1C≠0,判断A1B与B1C不垂直;
选项D,取BC中点D,B1C1的中点P,判断BC⊥平面A1PDA,得出AA1⊥BC.
本题考查了正三棱台的结构特征与应用问题,也考查了推理与运算能力,是中档题.
4.【答案】B
【解析】解:设函数f(x)=x−sinx,x∈(0,π2),
则f′(x)=1−csx≥0,
∴f(x)在(0,π2)上单调递增,
∴f(x)>f(0)=0,即x>sinx,
∴0.5>sin0.5,即a<12,
∵12=lg0.3 0.3
∴a
设函数f(x)=x−sinx,x∈(0,π2),求导可知f(x)在(0,π2)上单调递增,可得x>sinx,即a<12,再结合对数函数和指数函数的性质求解即可.
本题主要考查了利用导数研究函数的单调性,考查了指数函数和对数函数的性质,属于中档题.
5.【答案】A
【解析】解:在(3−x)(1−x)5的展开式中,
设f(x)=(3−x)(1−x)5=a0+a1x+a2x2+…+a6x6,
令x=1,则f(1)=a0+a1+a2+a3+a4+a5+a6=2×(1−1)5=0,①
令x=−1,则f(−1)=a0−a1+a2−a3+a4−a5+a6=4×[1−(−1)]5=128;②
①-②得,2(a1+a3+a5)=−128,∴a1+a3+a5=−64.
故选:A.
设出解析式,给展开式中的x分别赋值1,−1,可得两个等式,两式相减,再除以2得到答案.
本题考查了二项式展开式的系数问题,可设出解析式,用赋值法代入特殊值,相加或相减即可,属于中档题.
6.【答案】A
【解析】解:根据题意,若{Sn}单调递增,
则当n≥1时,有an+1=Sn+1−Sn>0,即数列{an}中,当n≥2时,有an>0,
又由a5=5,必有d≥0,
则有a2=a5−3d=5−3d>0,解可得d<53,
故d的取值范围为[0,53).
故选:A.
根据题意,分析可得数列{an}中,当n≥2时,有an>0,由此分析d的取值范围,即可得答案.
本题考查等差数列的性质,涉及等差数列的求和,属于基础题.
7.【答案】C
【解析】解:设A=mx,B=x2+1,
则|A+B|+|B−A|=2|A|,
即2|A|=|A+B|+|B−A|=|A+B|+|A−B|≥|A+B+A−B|=2|A|,
所以A+B和A−B同号,
所以(A+B)(B−A)≤0,
即(x2+1)2−m2x2≤0,
即x4+(2−m2)x2+1≤0,
设t=x2,
则t2+(2−m2)t+1≤0,其两根t1⋅t2=1>0,
结合t的定义知t1,t2均是正根,
设t1
设f(t)=t2+(2−m2)t+1,
因为f(1)=4−m2≤0,
应有x2=x22<[2]2=4,
所以f(4)=25−4m2>0,
综上所述:m∈(−52,−2]∪[2,52).
故选:C.
设A=mx,B=x2+1,则有|A+B|+|B−A|=2|A|,由三角绝对值不等式可得A+B和A−B同号,(A+B)(B−A)≤0,即x4+(2−m2)x2+1≤0,设t=x2,则t2+(2−m2)t+1≤0,结合二次函数的性质求解即可.
本题考查了三角绝对值的应用、二次函数的性质及转化思想,属于中档题.
8.【答案】A
【解析】解:对于A项,当x是有理数时,设x=mn(m
对于B项,f(1− 32)=1,f( 32)=1,故B错误;
对于C项,f(12)=12,f(34)=14,故C错误;
对于D项,设f(x)有最小值1p,p∈Z,
取f(1p+q)即可,其中q使得p+q是质数,
此时f(1p+q)=1p+q<1p与1p是最小值矛盾,故D错误.
故选:A.
由所给函数的解析式结合定义域即可一一判断.
本题考查了分段函数的应用,属于中档题.
9.【答案】ACD
【解析】解:由题意可知,csα=−35,sinα=45,所以sin2α=2sinαcsα=−2425,
cs2α=2cs2α−1=−725,所以θ(−7,−24)是2α终边上一点,
所以θ′(24,7)是β终边上一点,即csβ=2425,sinβ=725,
A项:cs(π+α)=−csα=35,故正确;
C项:tanβ=sinβcsβ=35.故正确;
B项:若B正确,则csβ=cs(2kπ+2α+π2)=cs(2α+π2)=−sin2α=2425,
sinβ=sin(2kπ+π2+2α)=cs2α=−725,故B错误;
D项:易知正确.
故选:ACD.
根据任意角三角函数定义计算三角函数值即可.
本题考查三角函数的求值,属于中档题.
10.【答案】BD
【解析】解:两圆圆C1:x2+y2=6与圆C2:x2+y2+2x−a=0相交于A,B两点,
两圆的公共弦为2x−a+6=0;
所以x=12a−3,
两圆的圆心距为1,
设圆心C1:到直线x=12a−3的距离d1=|12a−3|,圆心C2到直线的距离d2=|12a−2|,
由于S△C1AB=2S△C2AB,故d1=2d2,整理得|12a−3|=2|12a−2|,
解得a=2或143.
当a=2时,直线AB的方程为x=−2,符合条件;
当a=143时,直线AB的方程为x=−23,符合条件.
故a=2或143.
故选:BD.
首先利用圆与圆的位置关系求出公共弦的直线方程,进一步利用点到直线的距离公式求出结果.
本题考查的知识点:圆与圆的位置关系,点到直线的距离公式,主要考查学生的运算能力,属于基础题.
11.【答案】ABD
【解析】解:如图,不妨设球与顶点出发的三个平面相切,易知球心O在AH上(H是△BCD中心),
与三个面的切点O1,O2,O3分别在AG,AE,AF上,
在△AED中,易知EH= 36,HD= 33,AH= 63,则sin∠EAH=13,
则r=AO⋅sin∠EAH=13AO,又AO2=AO⋅cs∠EAH=2 23AO,且AO2≤AE= 32,
则2 23AO≤ 32⇒AO≤3 68,故r=13AO≤ 68,
故r有最大值,且为 68,故A正确;
当rmax= 68时,AO=3 68>AH= 63,此时O在四面体外,故B正确;
又OB=OC=OD= OH2+HD2= OH2+13,
故d=OA+3OD=OA+3 OH2+13,
①当O在线段AH上时,OA+OH=AH= 63,
设OH=x∈[0, 63),此时d= 63−x+3 x2+13,
设f(x)= 63−x+3 x2+13,
则f′(x)=3x− x2+13 x2+13>0,得x> 612,
则f(x)在(0, 612)上单调递减,在( 612, 63]上单调增,
由f(0)=3,f( 63)= 3+ 63<3,
此时f(x)无最大值,f(x)min=f( 612)= 6;
②当O在线段AH外时,OA−OH=AH= 63,
设OH=x∈[0, 624],则d= 63+x+3 x2+13单调递增,
则dmax=3 68+3 228<3,dmin= 63+ 3< 6,故d有最小值无最大值,故C错误,D正确.
故选:ABD.
不妨设球与顶点出发的三个平面相切,易知球心O在AH上(H是△BCD中心),与三个面的切点O1,O2,O3分别在AG,AE,AF上,结合等边三角形的性质可得故r=13AO≤ 68,进而可判断AB,分O在线段AH上和O在线段AH外两种情况讨论,利用导数分析出d的最值,即可判断CD.
本题主要考查了三棱锥的内切球问题,考查了利用导数研究函数的单调性和最值,属于难题.
12.【答案】 2
【解析】解:平面向量a,b满足a=(2,1),a//b,a⋅b=− 10,
设b=(2t,t),
又a=(2,1),
所以a⋅b=4t+t=5t=− 10,
得t=− 105,
所以|b|= 5|t|= 5⋅ 105= 2.
故答案为: 2.
由平面向量数量积的运算,结合平面向量数量积的坐标运算求解.
本题考查了平面向量数量积的运算,重点考查了平面向量数量积的坐标运算,属基础题.
13.【答案】 378
【解析】解:设BE中点为G,连接A′G,C′G,过A′作A′O⊥CG于O,
则∠A′GC为二面角A′−BE−C的平面角,且A′G⊥平面BCE,
设AD=4,则AB=AE=BC=CD=2,则△ABE,△BCE为等边三角形,
则A′G= 3,A′O=A′G⋅sin60∘=32,OG=A′G⋅cs60∘= 32,
以EC中点H为原点,HC为x轴,HB为y轴,HD′为z轴建立空间直角坐标,如图所示:
则B(0, 3,0),A′(14, 34,32),
易知平面D′CE法向量为n=(0,1,0),BA′=(14,−3 34,32),
n⋅BA′=−3 34,|n|=1,|BA′|= 116+2716+94=2,
cs
设直线A′B与平面D′CE所成的角为θ,则θ∈[0,π2],
所以sinθ=|cs
所以csθ= 1−sin2θ= 378.
故答案为: 378.
求出设BE中点为G,连接A′G,CG,过A′作A′O⊥CG于O,则∠A′GC为二面角A′−BE−C的平面角,且A′G⊥平面BCE,由题意可得△ABE,△BCE为等边三角形,建立空间直角坐标系,可得平面D′CE的法向量的坐标,求出BA′的坐标,求出两个向量的夹角的余弦值,进而求出直线BA′与平面D′CE所成的夹角的正弦值,进而求出线面角的余弦值.
本题考查用空间向量的方法求直线与平面所成的角的余弦值的求法,属于中档题.
14.【答案】 7+23或 7+2
【解析】解:已知P,F分别是双曲线x2a2−y2b2=1(a,b>0)与抛物线y2=2px(p>0)的公共点和公共焦点,直线PF倾斜角为60∘,
设直线PF的方程为y= 3(x−p2),
联立y= 3(x−p2)y2=2px,
消y可得12x2−20px+3p2=0,
即x=3p2或x=p6,
则P(32p, 3p)或P(16p,− 33p),
又F(12p,0),
所以c=12p,
即p=2c,
所以P(3c,2 3c)或P(13c,−2 33c),
则9c2a2−12c2b2=1或c29a2−12c29b2=1,
又c2=a2+b2,
则ca= 7+23或ca= 7+2,
即e= 7+23或e= 7+2.
故答案为: 7+23或 7+2.
由双曲线的性质,结合抛物线的性质及直线与抛物线的位置关系求解.
本题考查了双曲线的性质,重点考查了抛物线的性质及直线与抛物线的位置关系,属中档题.
15.【答案】解:(1)因为2csinB= 2b,由正弦定理可得2sinCsinB= 2sinB,
在△ABC中,sinB>0,
可得sinC= 22,而C∈(0,π),
可得C=π4或C=3π4;
(2)因为tanA=tanB+tanC,
由恒等式tanA+tanB+tanC=tanA⋅tanB⋅tanC,得2tanA=tanAtanBtanC,得tanBtanC=2,
所以只可能是tanC=1,tanB=2,此时tanA=3,
所以sinA=3 1010,sinB=2 55,
所以b=sinB⋅asinA=2 55×23 1010=4 55×103 10=4 23,
所以SΔABC=12absinC=12×2×4 23⋅ 22=43.
【解析】(1)由正弦定理可得sinC的值,进而求出角C的大小;
(2)由三角形中恒等式tanA+tanB+tanC=tanA⋅tanB⋅tanC,可得tanC的值,tanB的值,tanA的值,再求出sinB,sinA的值,由正弦定理可得b的值,代入三角形的面积公式可得三角形的面积.
本题考查正弦定理的应用,三角形的恒等式的性质的应用,属于中档题.
16.【答案】解:(1)设A(m,n),B(−m,−n),P(s,t),则m24+n2=s24+t2,
所以kPA⋅kPB=t−ns−m⋅t+ns+m=t2−n2s2−m2=14(m2−s2)s2−m2=−14,
所以kOP=−14k,
联立y=−14kxx24+y2=1,可得P(4k 4k2+1,−1 4k2+1)或P(−4k 4k2+1,1 4k2+1);
(2)由(1)可得|OP|2=16k2+14k2+1,
联立y=kxx24+y2=1,整理可得:(1+4k2)x2=4,
所以|AB|2=4(4k2+44k2+1),
所以OP2⋅AB2=(16k2+2)(16k2+16)(1+4k2)2=4(4+36k216k4+8k2+1)
=4(4+3616k2+1k2+8)≤4(4+362 16k2⋅1k2+8)=4(4+3616)=25,
当且仅当16k2=1k2,即k=±12时取等号.
所以|OP|⋅|AB|≤5,所以|OP|⋅|AB|∈(4,5].
【解析】(1)设A,P的坐标,由题意可得B的坐标,将A,P的坐标代入椭圆的方程,求出直线PA,PB的斜率之积,求出直线OP的方程,与椭圆的方程联立,可得点P的坐标;
(2)由(1)可得|OP|2,联立直线y=kx方程与椭圆的方程,可得|AB|2的表达式,求出|OP|2⋅|AB|2的表达式,再由基本不等式可得|OP||AB|的最大值.
本题考查直线与椭圆的综合应用,基本不等式的性质的应用,属于中档题.
17.【答案】解:(1)b =i=18yilnxi−8⋅i=18yi8⋅i=18lnxi8i=18(lnxi)2−8⋅(i=18lnxi8)2=603−18⋅161⋅29109−18⋅(29)2=5,
a =i=18yi8−5⋅i=18lnxi8=1618−5⋅298=2,
所以回归方程为y=5lnx+2;
(2)设投入x万元生产食品淀粉,(200−x)万元生产药用淀粉,
所以y总=5lnx+2+0.1(200−x)=5lnx−0.1x+22,
设f(x)=5lnx−110x+22,则f′(x)=5x−110,
易得f(x)在(0,50)上单调递增,(50,+∞)上单调递减,
所以f(x)max=f(50)=5ln50−5+22=5ln50+17,
又因为ln50=2ln5+ln2≈3.9,所以年收益最大值约为36.5万元.
【解析】(1)由题意求得a 和b ,即可求解;
(2)设投入x万元生产食品淀粉,(200−x)万元生产药用淀粉,求得y总=5lnx−0.1x+22,设f(x)=5lnx−110x+22,利用导数知识即可求解.
本题考查回归方程和导数的综合应用,属于中档题.
18.【答案】解:(1)因为a1b1+a2b2+⋯+an−1bn−1+anbn=2anbn−6bn+8,①
当n=1时,a1b1=2a1b1−6b1+8=2a1b1−4,所以a1=2,
当n≥2时,a1b1+a2b2+⋯+an−1bn−1=2an−1bn−1−6bn−1+8,②
①-②得:anbn=2anbn−2an−1bn−1−6bn+6bn−1,即anbn−2an−1bn−1−6bn+6bn−1=0,
设数列{bn}公比为q(q≠0),
则q⋅an−2an−1−6q+6=0,
当n=2时,a1b1+a2b2=2a2b2−6b2+8,
又因为a2=5,a1=2,b1=2,
所以b2=4,
所以q=2,bn=2n;
所以an−an−1=3,
所以数列{an}是等差数列,首项为2,公差为3,
所以an=3n−1;
(2)即求数列{an},{bn}中各前2n项所有不同元素的和,
数列{an}中前2n项的和为2n(2+6n−1)2=6n2+n,
数列{bn}中前2n项的和为2(1−22n)1−2=2⋅4n−2,
同时其公共项为2,23,25,…,22k−1,则其和为2(1−4k)1−4=23(4k−1),
其中22k−1为数列{bn}的第2k−1≤2n−1项,
同时数列{an}的第m项,即22k−1=3m−1.
∴集合A中所有元素的和为6n2+n+2⋅4n−2−23(4k−1).
(3)证明:若{an}是“和稳定数列”,
则ak1+ak2+⋯+akj=3(k1+k2+⋯+kj)−j,当j被3整除余1时即可;
若{bn}是“和稳定数列”,
则bk1+bk2+⋯+bkj=bl
即2k1+2k2+⋯+2kj=2l,不妨取k1
故{bn}不是“和稳定数列”.
【解析】(1)利用赋值法,通过求解数列的递推关系式,转化求解即可.
(2)求解前n项和,推出集合A中所有元素的和.
(3)推出ak1+ak2+⋯+akj=3(k1+k2+⋯+kj)−j,当j被3整除余1时即可,2k1+2k2+⋯+2kj=2l,得到2k1+2k2+⋯+2kj≤20+21+⋯+2l−1=1−2l1−2=2l−1<2l,矛盾,推出结果.
本题考查数列的应用,数列求和,考查发现问题解决问题的能力,是中档题.
19.【答案】解:(1)由题意得y′=2x,y′′=2,
设(x−a)2+(y−b)2=r2,则a2+b2=r2,2=r2b3,a=0,
所以b=12,
所以抛物线y=x2在原点的曲率圆的方程为x2+(y−12)2=14.
(2)y=1x,y′=−1x2,y“=2x3,
设点A(m,1m),(x−a)2+(y−b)2=r2,
所以−1m2⋅b−1ma−m=−12m3=r2(b−1m)3(m−a)2+(1m−b)2=r2,
联立解得r=(1+1m4)322m3,
所以r2=(1+1m4)34m6=m6−(x×1)4=[m2(1+1m4)]34,其中m2(1+1m4)=m2+1m2≥2,
所以r2≥234=2,
所以rmin= 2.
(3)证明:由题得y=y′=y′′=ex,
所以R2=(1+e2x)3e2x,
设e2x=t,则R2=t2+3t+3+1t,
所以t12+3t1+3+1t2=t22+3t2+3+1t2,
整理得t1+t2+3−1t1t2=0,
所以1e2(x1+x2)=e2x1+ex2+3>2 e2x1+2x2+3=2ex1+x2+3,
设m=ex1+x2,则1m2>2m+3⇒(2m−1)(m2+2m+1)<0⇒m<12,
所以x1+x2<−ln2,得证.
【解析】(1)由题意得y′=2x,y′′=2,设(x−a)2+(y−b)2=r2,则a2+b2=r2,2=r2b3,解得a,b,即可得出答案.
(2)设点A(m,1m),则−1m2⋅b−1ma−m=−12m3=r2(b−1m)3(m−a)2+(1m−b)2=r2,解得r2,即可得出答案.
(3)由题得y=y′=y′′=ex,则R2=(1+e2x)3e2x,设e2x=t,则R2=t2+3t+3+1t,结合基本不等式,即可得出答案.
本题考查曲率和曲率圆的半径,解题中注意转化思想的应用,属于中档题.x
10
20
30
40
50
60
70
80
y
12.8
16.5
19
20.9
21.5
21.9
23
25.4
i=18yi
i=18lnxi
i=18xi2
i=18(lnxi)2
i=18yilnxi
161
29
20400
109
603
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