福建省高考数学模拟试卷与解析(理科)
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这是一份福建省高考数学模拟试卷与解析(理科),共21页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
福建省高考数学模拟试卷(理科)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知全集为R,集合M={﹣1,1,2,4},N={x|x2﹣2x>3},则M∩(∁RN)=( )
A.{﹣1,1,2} B.{1,2} C.{4} D.{x|﹣1≤x≤2}
2.复数z满足z(1﹣i)=|1+i|,则复数z的共轭复数在复平面内的对应点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.函数f(x)=Asin(x+φ)(A>0)在x=处取得最小值,则( )
A.f(x+)是奇函数 B.f(x+)是偶函数
C.f(x﹣)是奇函数 D.f(x﹣)是偶函数
4.在△ABC中, =5, =4,则AB=( )
A.9 B.3 C.2 D.1
5.已知某工程在很大程度上受当地年降水量的影响,施工期间的年降水量X(单位:mm)对工期延误天数Y的影响及相应的概率P如表所示:
降水量X
X<100
100≤X<200
200≤X<300
X≥300
工期延误天数Y
0
5
15
30
概率P
0.4
0.2
0.1
0.3
在降水量X至少是100的条件下,工期延误不超过15天的概率为( )
A.0.1 B.0.3 C.0.42 D.0.5
6.若x,y满足约束条件且目标函数z=ax﹣y取得最大值的点有无数个,则z的最小值等于( )
A.﹣2 B.﹣ C.﹣ D.
7.执行如图的程序框图,若输入n值为4,则输出的结果为( )
A.8 B.21 C.34 D.55
8.(x+2+)5的展开式中,x2的系数为( )
A.45 B.60 C.90 D.120
9.正项等比数列{an}满足a1=1,a2a6+a3a5=128,则下列结论正确的是( )
A.∀n∈N*,anan+1≤an+2 B.∃n∈N*,an+an+2=2an+1
C.∀n∈N*,Sn<an+1 D.∃n∈N*,an+an+3=an+1+an+2
10.双曲线的左右焦点为F1,F2,P是双曲线上一点,满足|PF2|=|F1F2|,直线PF1与圆x2+y2=a2相切,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
11.一个三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积等于( )
A.2 B. C. D.3
12.设m∈R,函数f(x)=(x﹣m)2+(e2x﹣2m)2,若存在x0使得f(x0)≤成立,则m=( )
A. B. C. D.
二、填空题:本大题4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡相应位置.
13.若函数f(x)=,g(x)=f(x)+ax,x∈[﹣2,2]为偶函数,则实数a= .
14.所有棱长均为2的正四棱锥的外接球的表面积等于 .
15.抛物线C:y2=4x的准线与x轴交于M,过焦点F作倾斜角为60°的直线与C交于A,B两点,则tan∠AMB= .
16.数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1+(﹣1)nSn=2n,则S100= .
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知1+=.
(I)求A;
(Ⅱ)若BC边上的中线AM=2,高线AH=,求△ABC的面积.
18.为了研究某学科成绩是否与学生性别有关,采用分层抽样的方法,从高三年级抽取了30名男生和20名女生的该学科成绩,得到如图所示男生成绩的频率分布直方图和女生成绩的茎叶图,规定80分以上为优分(含80分).
(Ⅰ)(i)请根据图示,将2×2列联表补充完整;
优分
非优分
总计
男生
女生
总计
50
(ii)据此列联表判断,能否在犯错误概率不超过10%的前提下认为“该学科成绩与性别有关”?
(Ⅱ)将频率视作概率,从高三年级该学科成绩中任意抽取3名学生的成绩,求至少2名学生的成绩为优分的概率.
附:
P(K2≥k)
0.100
0.050
0.010
0.001
k
2.706
3.841
6.635
10.828
K2=.
19.如图所示,四棱锥P﹣ABCD的底面是梯形,且AB∥CD,AB⊥平面PAD,E是PB中点,CD=PD=AD=AB.
(Ⅰ)求证:CE⊥平面PAB;
(Ⅱ)若CE=,AB=4,求直线CE与平面PDC所成角的大小.
20.在平面直角坐标系xOy中,已知点A,B的坐标分别为(﹣2,0),(2,0).直线AP,BP相交于点P,且它们的斜率之积是﹣.记点P的轨迹为Г.
(Ⅰ)求Г的方程;
(Ⅱ)已知直线AP,BP分别交直线l:x=4于点M,N,轨迹Г在点P处的切线与线段MN交于点Q,求的值.
21.已知a∈R,函数f(x)=ex﹣1﹣ax的图象与x轴相切.
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当x>1时,f(x)>m(x﹣1)lnx,求实数m的取值范围.
四.请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号.[选修4-1:几何证明选讲]
22.如图所示,△ABC内接于圆O,D是的中点,∠BAC的平分线分别交BC和圆O于点E,F.
(Ⅰ)求证:BF是△ABE外接圆的切线;
(Ⅱ)若AB=3,AC=2,求DB2﹣DA2的值.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数).以O为极点,x轴正半轴为极轴,并取相同的单位长度建立极坐标系.
(Ⅰ)写出C1的极坐标方程;
(Ⅱ)设曲线C2: +y2=1经伸缩变换后得到曲线C3,射线θ=(ρ>0)分别与C1和C3交于A,B两点,求|AB|.
[选修4-5:不等式选讲]
24.已知不等式|x+3|<2x+1的解集为{x|x>m}.
(Ⅰ)求m的值;
(Ⅱ)设关于x的方程|x﹣t|+|x+|=m(t≠0)有解,求实数t的值.
福建省高考数学模拟试卷(理科)试题解析
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知全集为R,集合M={﹣1,1,2,4},N={x|x2﹣2x>3},则M∩(∁RN)=( )
A.{﹣1,1,2} B.{1,2} C.{4} D.{x|﹣1≤x≤2}
【考点】交、并、补集的混合运算.
【分析】求出N中不等式的解集确定出N,根据全集R,求出N的补集,找出M与N补集的交集即可.
【解答】解:由N中不等式变形得:(x﹣3)(x+1)>0,
解得:x<﹣1或x>3,即N=(﹣∞,﹣1)∪(3,+∞),
∵全集为R,∴∁RN=[﹣1,3],
∵M={﹣1,1,2,4},
∴M∩(∁RN)={﹣1,1,2},
故选:A.
2.复数z满足z(1﹣i)=|1+i|,则复数z的共轭复数在复平面内的对应点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【考点】复数的代数表示法及其几何意义.
【分析】利用复数的运算法则、共轭复数的定义、几何意义即可得出.
【解答】解:z(1﹣i)=|1+i|,∴z(1﹣i)(1+i)=(1+i),
∴z=+i,
则复数z的共轭复数+i在复平面内的对应点位于第四象限.
故选:D.
3.函数f(x)=Asin(x+φ)(A>0)在x=处取得最小值,则( )
A.f(x+)是奇函数 B.f(x+)是偶函数
C.f(x﹣)是奇函数 D.f(x﹣)是偶函数
【考点】正弦函数的图象.
【分析】由f()=fmin(x)可知直线x=是f(x)的一条对称轴.故将f(x)图象向左平移个单位后关于y轴对称.
【解答】解:∵f(x)在x=处取得最小值,
∴直线x=是f(x)的一条对称轴.
∴将f(x)的函数图象向左平移个单位后关于y轴对称,
∴f(x+)是偶函数.
故选B.
4.在△ABC中, =5, =4,则AB=( )
A.9 B.3 C.2 D.1
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】由=4,得,与=5作和,然后结合向量加法的运算法则求得得答案.
【解答】解:由=4,得,
即,
又=5,
∴﹣=,
即.
∴AB=3.
故选:B.
5.已知某工程在很大程度上受当地年降水量的影响,施工期间的年降水量X(单位:mm)对工期延误天数Y的影响及相应的概率P如表所示:
降水量X
X<100
100≤X<200
200≤X<300
X≥300
工期延误天数Y
0
5
15
30
概率P
0.4
0.2
0.1
0.3
在降水量X至少是100的条件下,工期延误不超过15天的概率为( )
A.0.1 B.0.3 C.0.42 D.0.5
【考点】古典概型及其概率计算公式.
【分析】分别求出两个事件发生的概率,利用条件概率公式求得答案.
【解答】解:降水量X至少是100的条件下,工期延误不超过15天的概率P,
设:降水量X至少是100为事件A,工期延误不超过15天的事件B,
P(A)=0.6,P(AB)=0.3,
P=P(B丨A)==0.5,
故答案选:D.
6.若x,y满足约束条件且目标函数z=ax﹣y取得最大值的点有无数个,则z的最小值等于( )
A.﹣2 B.﹣ C.﹣ D.
【考点】简单线性规划.
【分析】化简可得y=ax﹣z,再作出平面区域,从而可得a=﹣,化简直线y=﹣x﹣z,从而可知过点(﹣1,1)时有最小值,代入求之即可.
【解答】解:∵z=ax﹣y,
∴y=ax﹣z,
故直线y=ax﹣z的截距为﹣z,
作平面区域如下,
,
故a=﹣,故直线y=﹣x﹣z,
故过点(﹣1,1)时,有最小值z=﹣×(﹣1)﹣1=﹣,
故选C.
7.执行如图的程序框图,若输入n值为4,则输出的结果为( )
A.8 B.21 C.34 D.55
【考点】程序框图.
【分析】执行程序框图,依次写出每次循环得到的s,t,i的值,当n=4时不满足条件i<4,退出循环,输出s+t的值为21,从而得解.
【解答】解:模拟执行程序框图,可得
n=4,s=1,t=1,i=1
满足条件i<4,执行循环体,可得:s=2,t=3,i=2
满足条件i<4,执行循环体,可得:s=4,t=7,i=3
满足条件i<4,执行循环体,可得:s=7,t=14,i=4
不满足条件i<4,退出循环,输出s+t的值为21.
故选:B.
8.(x+2+)5的展开式中,x2的系数为( )
A.45 B.60 C.90 D.120
【考点】二项式定理的应用.
【分析】利用完全平方公式对原式变形可知,问题即求(+)10的展开式中x2的系数,进而计算可得结论.
【解答】解:∵x+2+=(+)2,
∴(x+2+)5=(+)10,
∴Tk+1=•=x5﹣k,
令5﹣k=2,则k=3,故x2的系数为=120,
故选:D.
9.正项等比数列{an}满足a1=1,a2a6+a3a5=128,则下列结论正确的是( )
A.∀n∈N*,anan+1≤an+2 B.∃n∈N*,an+an+2=2an+1
C.∀n∈N*,Sn<an+1 D.∃n∈N*,an+an+3=an+1+an+2
【考点】等比数列的通项公式.
【分析】根据题意先求出q,求出通项公式,再分别判断即可.
【解答】解:设公比为q,正项等比数列{an}满足a1=1,a2a6+a3a5=128,
∴q6+q6=128,
∴q6=64=26,解得q=2,
∴an=2n﹣1,
∴an+1=2n,an+2=2n+1,
若anan+1≤an+2,
∴22n﹣1≤2n+1,
∴2n﹣1≤n+1,
解得n≤2,故A不正确,
若an+an+2=2an+1,
∴2n﹣1+2n+1=2•2n,
则1+4=2×2,
显然不成立,故B不正确,
∵Sn==2n﹣1,
若Sn<an+1,
∴2n﹣1<2n,恒成立,故C正确,
∵an+3=2n+2,
若an+an+3=an+1+an+2,
∴2n﹣1+2n+2=2n+2n+1,
即1+8=2+4,
显然不成立,故D不正确,
故选:C.
10.双曲线的左右焦点为F1,F2,P是双曲线上一点,满足|PF2|=|F1F2|,直线PF1与圆x2+y2=a2相切,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】先设PF1与圆相切于点M,利用|PF2|=|F1F2|,及直线PF1与圆x2+y2=a2相切,可得几何量之间的关系,从而可求双曲线的离心率的值.
【解答】解:设PF1与圆相切于点M,因为|PF2|=|F1F2|,所以△PF1F2为等腰三角形,
所以|F1M|=|PF1|,
又因为在直角△F1MO中,|F1M|2=|F1O|2﹣a2=c2﹣a2,所以|F1M|=b=|PF1|①
又|PF1|=|PF2|+2a=2c+2a ②,
c2=a2+b2 ③
由①②③解得=.
故选D.
11.一个三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积等于( )
A.2 B. C. D.3
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】根据三视图知几何体是三棱锥为棱长为2的正方体一部分,画出几何体的直观图,根据切割补形法和椎体的体积公式求出该三棱锥的体积.
【解答】解根据三视图知几何体是:
三棱锥P﹣ABC为棱长为2的正方体一部分,
直观图如图所示:且B是棱的中点,
由图得,该三棱锥是:
由正方体截去两个相同的四棱锥P﹣ADEC、P﹣CEFB,
两个三棱锥P﹣ABM、C﹣ANB,
由正方体的性质可得,
四棱锥P﹣ADEC的体积是=2,
三棱锥P﹣ABM的体积是=
三棱锥C﹣ANB的体积是=,
所以该三棱锥的体积:V=2×2×2﹣4﹣﹣=2,
故选:A.
12.设m∈R,函数f(x)=(x﹣m)2+(e2x﹣2m)2,若存在x0使得f(x0)≤成立,则m=( )
A. B. C. D.
【考点】特称命题.
【分析】函数f(x)=(x﹣m)2+(e2x﹣2m)2,表示两点P(x,e2x),Q(m,2m)之间的距离的平方.分别令f(x)=e2x,g(x)=2x.利用导数研究切线方程的斜率,再利用点到直线的距离公式即可得出.
【解答】解:函数f(x)=(x﹣m)2+(e2x﹣2m)2,表示两点P(x,e2x),Q(m,2m)之间的距离的平方.
分别令f(x)=e2x,g(x)=2x.
f′(x)=2e2x,令=2,解得x0=0,可得P(0,1).
则点P(0,1)到直线y=2x的距离d=,∴d2=.
因此存在x0=0使得f(x0)≤成立,
联立,解得x=.
故选:B.
二、填空题:本大题4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡相应位置.
13.若函数f(x)=,g(x)=f(x)+ax,x∈[﹣2,2]为偶函数,则实数a= ﹣ .
【考点】分段函数的应用;函数奇偶性的性质.
【分析】依题意,可求得g(x)=,依题意,g(﹣1)=g(1)即可求得实数a的值.
【解答】解:∵f(x)=,
∴g(x)=f(x)+ax=,
∵g(x)=为偶函数,
∴g(﹣1)=g(1),即﹣a﹣1=1+a﹣1=a,
∴2a=﹣1,
∴a=﹣.
故答案为:﹣.
14.所有棱长均为2的正四棱锥的外接球的表面积等于 8π .
【考点】球的体积和表面积.
【分析】作出棱长均为2的正四棱锥O﹣ABCD,如图所示,四边形ABCD为正方形,△OAD,△OAB,△OBC,△OCD都为等边三角形,得到8条边相等,再由OE=DE=AE=BE=CE=r,即为正四棱锥的外接球半径,求出球的表面积即可.
【解答】解:作出棱长均为2的正四棱锥O﹣ABCD,如图所示,
∵四边形ABCD为正方形,△OAD,△OAB,△OBC,△OCD都为等边三角形,
∴AD=DC=CB=AB=OA=OD=OB=OC=2,
∴AE=EC=DE=BE=OE=,
∴正四棱锥的外接球的半径r=,
则正四棱锥的外接球的表面积S=4π•r2=8π,
故答案为:8π
15.抛物线C:y2=4x的准线与x轴交于M,过焦点F作倾斜角为60°的直线与C交于A,B两点,则tan∠AMB= 4 .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】设AB方程y=(x﹣1),与抛物线方程y2=4x联立,求出A,B的坐标,利用夹角公式求出tan∠AMB.
【解答】解:抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),M(﹣1,0),设AB方程y=(x﹣1),
y=(x﹣1),与y2=4x联立可得3x2﹣10x+3=0
可得x=或3,
∴A(,﹣),B(3,2),
∴kAM=﹣,kBM=
∴tan∠AMB==4.
故答案为:4.
16.数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=2,Sn+1+(﹣1)nSn=2n,则S100= 198 .
【考点】数列递推式.
【分析】当n为偶数时,由题意可推出Sn+2+Sn=4n+2,从而可得Sn+4﹣Sn=8,再由a1=2知S2=4,S4=6,再利用累加法求和.
【解答】解:当n为偶数时,Sn+1+Sn=2n,Sn+2﹣Sn+1=2n+2,
故Sn+2+Sn=4n+2,
故Sn+4+Sn+2=4(n+2)+2,
故Sn+4﹣Sn=8,
而由a1=2知,S1=2,
S2﹣S1=2,
故S2=4,
∵S4+S2=4×2+2=10,
∴S4=6,
∴S8﹣S4=8,
S12﹣S8=8,
…,
S100﹣S96=8,
∴S100=24×8+S4=192+6=198.
故答案为:198.
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知1+=.
(I)求A;
(Ⅱ)若BC边上的中线AM=2,高线AH=,求△ABC的面积.
【考点】正弦定理;余弦定理.
【分析】(I)由和三角函数公式和正弦定理可得cosA=,A=;
(Ⅱ)可得MH=,以M为原点,BC的垂直平分线为y轴建系,由向量的数量积可得a的方程,解得a2=4,a=2,代入三角形的面积公式计算可得.
【解答】解:(I)∵在△ABC中1+=,∴1+=,
∴=,∴=,
∴=,∴由正弦定理可得=,
∴cosA=,∵A∈(0,π),∴A=;
(Ⅱ)由题意和勾股定理可得MH==,
以M为原点,BC的垂直平分线为y轴建立如图所示的坐标系,
并设C(a,0),则B(﹣a,0),其中a>0,
则由题意可得A(,),cos<,>=cos=,
又可得=(﹣a﹣,﹣),=(a﹣,﹣),
由数量积可得(﹣a﹣)(a﹣)+3=••,
整理可得a4﹣20a2+64=0,故(a2﹣4)(a2﹣16)=0,解得a2=4或a2=16
经验证当a2=16时矛盾,应舍去,故a2=4,a=2,
故可得△ABC的面积S=•BC•AH=×4×=2.
18.为了研究某学科成绩是否与学生性别有关,采用分层抽样的方法,从高三年级抽取了30名男生和20名女生的该学科成绩,得到如图所示男生成绩的频率分布直方图和女生成绩的茎叶图,规定80分以上为优分(含80分).
(Ⅰ)(i)请根据图示,将2×2列联表补充完整;
优分
非优分
总计
男生
9
21
30
女生
11
9
20
总计
20
30
50
(ii)据此列联表判断,能否在犯错误概率不超过10%的前提下认为“该学科成绩与性别有关”?
(Ⅱ)将频率视作概率,从高三年级该学科成绩中任意抽取3名学生的成绩,求至少2名学生的成绩为优分的概率.
附:
P(K2≥k)
0.100
0.050
0.010
0.001
k
2.706
3.841
6.635
10.828
K2=.
【考点】频率分布直方图;茎叶图;独立性检验.
【分析】(Ⅰ)根据图示,将2×2列联表补充完整,计算观测值k,对照数表得出概率结论;
(Ⅱ)利用频率视作概率,得出X服从二项分布,求出对应的概率值.
【解答】解:(Ⅰ)根据图示,将2×2列联表补充完整如下:
优分
非优分
总计
男生
9
21
30
女生
11
9
20
总计
20
30
50
假设H0:该学科成绩与性别无关,
则K2的观测值k===3.125,
因为3.125>2.706,
所以能在犯错误概率不超过10%的前提下认为该学科成绩与性别有关;
(Ⅱ)由于有较大的把握认为该学科成绩与性别有关,
因此需要将男女生成绩的优分频率f==0.4视作概率;
设从高三年级中任意抽取3名学生的该学科成绩中,优分人数为X,
则X服从二项分布B(3,0.4),
所求概率P=P(X=2)+P(X=3)
=×0.42×0.6+×0.43
=0.352.
19.如图所示,四棱锥P﹣ABCD的底面是梯形,且AB∥CD,AB⊥平面PAD,E是PB中点,CD=PD=AD=AB.
(Ⅰ)求证:CE⊥平面PAB;
(Ⅱ)若CE=,AB=4,求直线CE与平面PDC所成角的大小.
【考点】直线与平面所成的角;直线与平面垂直的判定.
【分析】(I)取AP的中点F,连结DF,EF,由四边形CDFE是平行四边形可转而证明DF⊥平面PAB;
(II)设点O,G分别为AD,BC的中点,连结OG,OP,则可证OA,OG,OP两两垂直,以O为原点建立空间直角坐标系,求出和 平面PDC的法向量,于是直线CE与平面PDC所成角的正弦值等于|cos<>|.
【解答】证明:(Ⅰ)取AP的中点F,连结DF,EF.
∵PD=AD,∴DF⊥AP.
∵AB⊥平面PAD,DF⊂平面PAD,
∴AB⊥DF.
又∵AP⊂平面PAB,AB⊂平面PAB,AP∩AB=A,
∴DF⊥平面PAB.
∵E是PB的中点,F是PA的中点,
∴EF∥AB,EF=AB.
又AB∥CD,CD=AB,
∴EF∥CD,EF=CD,
∴四边形EFDC为平行四边形,
∴CE∥DF,
∴CE⊥平面PAB.
(Ⅱ)解:设点O,G分别为AD,BC的中点,连结OG,则OG∥AB,
∵AB⊥平面PAD,AD⊂平面PAD,
∴AB⊥AD,∴OG⊥AD.
∵BC=,由(Ⅰ)知,DF=,
又AB=4,∴AD=2,
∴AP=2AF=2=2,
∴△APD为正三角形,∴PO⊥AD,
∵AB⊥平面PAD,PO⊂平面PAD,
∴AB⊥PO.
又AD⊂平面ABCD,AB⊂平面ABCD,AD∩AB=A,
∴PO⊥平面ABCD.
以点O为原点,分别以OA,OG,OP为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系O﹣xyz,如图所示.
则P(0,0,),C(﹣1,2,0),D(﹣1,0,0),E(,2,),
∴=(﹣1,0,﹣),=(﹣1,2,﹣),=(﹣,0,﹣),
设平面PDC的法向量为=(x,y,z),
则,∴,
取z=1,则=(﹣,0,1),
∴cos<>===
设EC与平面PDC所成的角为α,
则sinα=cos<>=,
∵α∈[0,],∴α=,
∴EC与平面PDC所成角的大小为.
20.在平面直角坐标系xOy中,已知点A,B的坐标分别为(﹣2,0),(2,0).直线AP,BP相交于点P,且它们的斜率之积是﹣.记点P的轨迹为Г.
(Ⅰ)求Г的方程;
(Ⅱ)已知直线AP,BP分别交直线l:x=4于点M,N,轨迹Г在点P处的切线与线段MN交于点Q,求的值.
【考点】椭圆的简单性质;椭圆的标准方程;直线与圆锥曲线的关系.
【分析】(Ⅰ)设出P点坐标,求得AP、BP所在直线的斜率,由斜率之积是﹣列式整理即可得到Г的方程;
(Ⅱ)设出P点坐标,得到AP、BP的方程,进一步求出M、N的纵坐标,再写出椭圆在P点的切线方程,由判别式等于0得到过P的斜率(用P的坐标表示),再代入切线方程,求得Q点纵坐标,设,转化为坐标的关系即可求得λ,从而得到的值.
【解答】解:(Ⅰ)设点P坐标为(x,y),则
直线AP的斜率(x≠﹣2);
直线BP的斜率(x≠2).
由已知有(x≠±2),
化简得点P的轨迹Г的方程为(x≠±2).
(Ⅱ)设P(x1,y1)(x1≠±2),则.
直线AP的方程为,令x=4,得点M纵坐标为;
直线BP的方程为,令x=4,得点N纵坐标为;
设在点P处的切线方程为y﹣y1=k(x﹣x1),
由,得.
由△=0,得=0,
整理得.
将代入上式并整理得:,解得,
∴切线方程为.
令x=4得,点Q纵坐标为=.
设,则yQ﹣yM=λ(yN﹣yQ),
∴.
∴.
将代入上式,得,
解得λ=1,即=1.
21.已知a∈R,函数f(x)=ex﹣1﹣ax的图象与x轴相切.
(Ⅰ)求f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当x>1时,f(x)>m(x﹣1)lnx,求实数m的取值范围.
【考点】利用导数研究函数的单调性;导数在最大值、最小值问题中的应用.
【分析】(Ⅰ)求出函数的导数,根据函数图象与x轴相切,求出a的值,从而求出函数的单调区间;
(Ⅱ)求出g(x)的导数,通过讨论m的范围,结合函数的单调性以及f(x)>m(x﹣1)lnx,求出m的范围即可.
【解答】解:(Ⅰ)f′(x)=ex﹣1﹣a,设切点为(x0,0),
依题意,,解得
所以f′(x)=ex﹣1﹣1.
当x<1时,f′(x)<0;当x>1时,f′(x)>0.
故f(x)的单调递减区间为(﹣∞,1),单调递增区间为(1,+∞).
(Ⅱ)令g(x)=f(x)﹣m(x﹣1)lnx,x>0.
则g′(x)=ex﹣1﹣m(lnx+)﹣1,
令h(x)=g′(x),则h′(x)=ex﹣1﹣m(+),
(ⅰ)若m≤,
因为当x>1时,ex﹣1>1,m(+)<1,所以h′(x)>0,
所以h(x)即g′(x)在(1,+∞)上单调递增.
又因为g′(1)=0,所以当x>1时,g′(x)>0,
从而g(x)在[1,+∞)上单调递增,
而g(1)=0,所以g(x)>0,即f(x)>m(x﹣1)lnx成立.
(ⅱ)若m>,
可得h′(x)在(0,+∞)上单调递增.
因为h′(1)=1﹣2m<0,h′(1+ln(2m))>0,
所以存在x1∈(1,1+ln(2m)),使得h′(x1)=0,
且当x∈(1,x1)时,h′(x)<0,所以h(x)即g′(x)在(1,x1)上单调递减,
又因为g′(1)=0,所以当x∈(1,x1)时,g′(x)<0,
从而g(x)在(1,x1)上单调递减,
而g(1)=0,所以当x∈(1,x1)时,g(x)<0,即f(x)>m(x﹣1)lnx不成立.
纵上所述,k的取值范围是(﹣∞,].
四.请考生在第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号.[选修4-1:几何证明选讲]
22.如图所示,△ABC内接于圆O,D是的中点,∠BAC的平分线分别交BC和圆O于点E,F.
(Ⅰ)求证:BF是△ABE外接圆的切线;
(Ⅱ)若AB=3,AC=2,求DB2﹣DA2的值.
【考点】圆周角定理;平行截割定理.
【分析】(Ⅰ)设△ABE外接圆的圆心为O′,连结BO′并延长交圆O′于G点,连结GE,则∠BEG=90°,∠BAE=∠BGE,可证∠FBE=∠BAE,进而证明∠FBG=90°,即可得证BF是△ABE外接圆的切线.
(Ⅱ)连接DF,则DF⊥BC,由勾股定理可得BD2﹣DA2=AF2﹣BF2,利用相似三角形的性质可得AB•AC=AE•AF=(AF﹣EF)•AF,由△FBE∽△FAB,从而BF2=FE•FA,得AB﹣AC=AF2﹣BF2,进而可求BD2﹣DA2=AB•AC=6.
【解答】(本题满分为10分).
解:(Ⅰ)设△ABE外接圆的圆心为O′,连结BO′并延长交圆O′于G点,连结GE,
则∠BEG=90°,∠BAE=∠BGE.
因为AF平分∠BAC,
所以,
所以∠FBE=∠BAE,
所以∠FBG=∠FBE+∠EBG=∠BGE+∠EBG=180°﹣∠BEG=90°,
所以O′B⊥BF,
所以BF是△ABE外接圆的切线…
(Ⅱ)连接DF,则DF⊥BC,
所以DF是圆O的直径,
因为BD2+BF2=DF2,DA2+AF2=DF2,
所以BD2﹣DA2=AF2﹣BF2.
因为AF平分∠BAC,
所以△ABF∽△AEC,
所以=,
所以AB•AC=AE•AF=(AF﹣EF)•AF,
因为∠FBE=∠BAE,
所以△FBE∽△FAB,从而BF2=FE•FA,
所以AB﹣AC=AF2﹣BF2,
所以BD2﹣DA2=AB•AC=6…
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数).以O为极点,x轴正半轴为极轴,并取相同的单位长度建立极坐标系.
(Ⅰ)写出C1的极坐标方程;
(Ⅱ)设曲线C2: +y2=1经伸缩变换后得到曲线C3,射线θ=(ρ>0)分别与C1和C3交于A,B两点,求|AB|.
【考点】简单曲线的极坐标方程;平面直角坐标轴中的伸缩变换;参数方程化成普通方程.
【分析】(Ⅰ)根据题意,消去参数,即可解得方程C1的极坐标方程;
(Ⅱ)求得C3的方程,即可由OA,OB的长解得AB的长.
【解答】解:(Ⅰ)将(α为参数).消去参数α,化为普通方程为(x﹣2)2+y2=4,
即C1:x2+y2﹣4x=0,
将代入C1:x2+y2﹣4x=0,得ρ2=4ρcosθ,
所以C1的极坐标方程为ρ=4cosθ.
(Ⅱ)将代入C2得x′2+y′2=1,
所以C3的方程为x2+y2=1.
C3的极坐标方程为ρ=1,所以|OB=1|.
又|OA|=4cos=2,
所以|AB|=|OA|﹣|OB|=1.
[选修4-5:不等式选讲]
24.已知不等式|x+3|<2x+1的解集为{x|x>m}.
(Ⅰ)求m的值;
(Ⅱ)设关于x的方程|x﹣t|+|x+|=m(t≠0)有解,求实数t的值.
【考点】绝对值不等式的解法.
【分析】(Ⅰ)由不等式|x+3|<2x+1,可得或,解出即可得出.
(Ⅱ)由于|x﹣t|+|x+|≥==|t|+,已知关于x的方程|x﹣t|+|x+|=m(t≠0)有解,|t|+≥2,另一方面,|t|+=2,即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)由不等式|x+3|<2x+1,
可得或,
解得x>2.
依题意m=2.
(Ⅱ)∵|x﹣t|+|x+|≥==|t|+,
当且仅当(x﹣t)=0时取等号,
∵关于x的方程|x﹣t|+|x+|=m(t≠0)有解,
|t|+≥2,
另一方面,|t|+=2,
∴|t|+=2,
解得t=±1.
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