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    2022-2023学年北京市朝阳区高二(上)期末数学试卷

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    这是一份2022-2023学年北京市朝阳区高二(上)期末数学试卷,共17页。试卷主要包含了解答题共5小题,共70分等内容,欢迎下载使用。

    1.(5分)已知{an}为等差数列,a5=4,则a4+a6=( )
    A.4B.6C.8D.10
    2.(5分)已知点M(a,2)(a>0)到直线l:x﹣y+3=0的距离为1,则实数a=( )
    A.B.C.D.
    3.(5分)设函数f(x)=x+lnx,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为( )
    A.x﹣y﹣1=0B.2x﹣y﹣1=0C.x﹣y﹣2=0D.2x﹣y﹣2=0
    4.(5分)已知F是抛物线C:y2=4x的焦点,点P(3,y0)在抛物线C上,则|PF|=( )
    A.B.C.3D.4
    5.(5分)已知直线l1:x+ay+1=0,直线l2:(a+2)x+3y﹣1=0,则“a=1”是“l1∥l2”的( )
    A.充分而不必要条件
    B.必要而不充分条件
    C.充分必要条件
    D.既不充分也不必要条件
    6.(5分)如图,在四面体OABC中,G是BC的中点,设,,,则( )
    A.B.C.D.
    7.(5分)已知函数f(x)=x3+ax2+x+1(a∈R)有两个极值点x1,x2(x1<x2),则( )
    A.或B.x1是f(x)的极小值点
    C.x1+x2D.x1x2
    8.(5分)在平面直角坐标系xOy中,设F1,F2是双曲线的两个焦点,点M在C上,且,则△F1F2M的面积为( )
    A.B.2C.D.4
    9.(5分)如图,平面α⊥平面β,α∩β=l,A,B是直线l上的两点,C,D是平面β内的两点,且DA⊥l,CB⊥l,DA=4,AB=6,CB=8,若平面α内的动点P满足∠APD=∠BPC,则四棱锥P﹣ABCD的体积的最大值为( )
    A.24B.C.48D.
    10.(5分)斐波那契数列{Fn}(n∈N*)在很多领域都有广泛应用,它是由如下递推公式给出的:F1=F2=1,当n>2时,Fn=Fn﹣1+Fn﹣2.若F100,则m=( )
    A.98B.99C.100D.101
    二、填空题共6小题,每小题5分,共30分。
    11.(5分)函数f(x)=x•ex的导函数f′(x)= .
    12.(5分)已知平面α的法向量为(1,2,﹣2),直线l的方向向量为(﹣2,m,4),且l⊥α,则实数m= .
    13.(5分)过圆C:(x+1)2+y2=1的圆心且与直线x﹣y=0平行的直线的方程是 .
    14.(5分)设点F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,则椭圆C的离心率为 ;经过原点且斜率不为0的直线l与椭圆C交于P,Q两点,当四边形PF1QF2的面积最大时, .
    15.(5分)已知{an}是首项为负数,公比为q的等比数列,若对任意的正整数n,2a2n﹣1+a2n>0恒成立,则q的值可以是 .(只需写出一个)
    16.(5分)数学家笛卡儿研究了许多优美的曲线,如笛卡儿叶形线D在平面直角坐标系xOy中的方程为x3+y3﹣3axy=0.当a=1时,给出下列四个结论:
    ①曲线D不经过第三象限;
    ②曲线D关于直线y=x轴对称;
    ③对任意k∈R,曲线D与直线y=﹣x+k一定有公共点;
    ④对任意k∈R,曲线D与直线y=k一定有公共点.
    其中所有正确结论的序号是 .
    三、解答题共5小题,共70分。解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。
    17.(13分)设函数x3﹣x2﹣3x+1.
    (Ⅰ)求f(x)的单调区间;
    (Ⅱ)当x∈[0,4]时,求f(x)的最大值与最小值.
    18.(14分)已知{an}是等差数列,其前n项和为Sn(n∈N*),a1=1,a5=9.
    (Ⅰ)求数列{an}的通项公式及Sn;
    (Ⅱ)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,求数列{bn}的前n项和Tn.
    条件①:;
    条件②:bn=2n+an;
    条件③bn.
    注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
    19.(14分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,平面PAB⊥平面ABCD,AD∥BC,∠ABC,PA=PB=3,BC=1,AB=2,AD=3,点O是AB的中点.
    (Ⅰ)求证:PO⊥CD;
    (Ⅱ)求二面角A﹣PO﹣D的余弦值;
    (Ⅲ)在棱PC上是否存在点M,使得BM∥平面POD?若存在,求的值;若不存在,说明理由.
    20.(14分)已知椭圆C:1(a>b>0)的长轴长为4,且点在椭圆C上.
    (Ⅰ)求椭圆C的方程;
    (Ⅱ)过点M(4,0)的直线l与椭圆C交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,且y1y2≠0.问:x轴上是否存在点N,使得直线NA,直线NB与y轴围成的三角形始终是底边在y轴上的等腰三角形?若存在,求点N的坐标;若不存在,说明理由.
    21.(15分)在无穷数列{an}中,a1,a2=1,an+2=|an+1﹣an|,n∈N*.
    (Ⅰ)求与的值;
    (Ⅱ)证明:数列{an}中有无穷多项不为0;
    (Ⅲ)证明:数列{an}中的所有项都不为0.
    2022-2023学年北京市朝阳区高二(上)期末数学试卷
    参考答案与试题解析
    一、选择题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
    1.(5分)已知{an}为等差数列,a5=4,则a4+a6=( )
    A.4B.6C.8D.10
    【分析】利用等差数列的通项公式直接求解.
    【解答】解:∵{an}为等差数列,a5=4,
    ∴a4+a6=2a5=8.
    故选:C.
    【点评】本题考查等差数列的通项公式等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
    2.(5分)已知点M(a,2)(a>0)到直线l:x﹣y+3=0的距离为1,则实数a=( )
    A.B.C.D.
    【分析】由已知结合点到直线的距离公式即可求解.
    【解答】解:由题意得1,
    因为a>0,
    解得a=﹣1或a=﹣1(舍).
    故选:A.
    【点评】本题主要考查了点到直线的距离公式,属于基础题.
    3.(5分)设函数f(x)=x+lnx,则曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为( )
    A.x﹣y﹣1=0B.2x﹣y﹣1=0C.x﹣y﹣2=0D.2x﹣y﹣2=0
    【分析】先对函数f(x)求导,进而利用导数的几何意义求得切线斜率,再由点斜式得解.
    【解答】解:,则f′(1)=2,
    又f(1)=1,
    则由点斜式可得,所求切线方程为y﹣1=2(x﹣1),即2x﹣y﹣1=0.
    故选:B.
    【点评】本题考查导数的几何意义,考查运算求解能力,属于基础题.
    4.(5分)已知F是抛物线C:y2=4x的焦点,点P(3,y0)在抛物线C上,则|PF|=( )
    A.B.C.3D.4
    【分析】根据抛物线的几何性质即可求解.
    【解答】解:∵抛物线C的方程为:y2=4x,
    ∴抛物线的焦点F到准线的距离p=2,
    又P(3,y0)在抛物线C上,
    ∴|PF|4.
    故选:D.
    【点评】本题考查抛物线的几何性质,属基础题.
    5.(5分)已知直线l1:x+ay+1=0,直线l2:(a+2)x+3y﹣1=0,则“a=1”是“l1∥l2”的( )
    A.充分而不必要条件
    B.必要而不充分条件
    C.充分必要条件
    D.既不充分也不必要条件
    【分析】分别判断充分性和必要性是否成立即可.
    【解答】解:a=1时,直线l1:x+y+1=0,直线l2:3x+3y﹣1=0,所以l1∥l2,充分性成立;
    直线l1∥l2时,a(a+2)﹣3=0,解得a=1或a=﹣3,
    因为a=﹣3时,l1与l2重合,所以l1∥l2时a=1,必要性成立;
    所以“a=1”是“l1∥l2”的充分必要条件.
    故选:C.
    【点评】本题考查了充分必要条件的判断问题,也考查了两直线平行的判断问题,是基础题.
    6.(5分)如图,在四面体OABC中,G是BC的中点,设,,,则( )
    A.B.C.D.
    【分析】根据已知条件,结合空间向量的线性运算,即可求解.
    【解答】解:,,
    则.
    故选:B.
    【点评】本题主要考查空间向量的线性运算,属于基础题.
    7.(5分)已知函数f(x)=x3+ax2+x+1(a∈R)有两个极值点x1,x2(x1<x2),则( )
    A.或B.x1是f(x)的极小值点
    C.x1+x2D.x1x2
    【分析】求出函数的导数,结合二次函数的性质对各个选项分别判断即可.
    【解答】解:若函数f(x)=x3+ax2+x+1(a∈R)有两个极值点x1,x2(x1<x2),
    则f′(x)=3x2+2ax+1有2个不同零点,
    则Δ=4a2﹣12>0,解得a或a,故A正确,
    由于3>0,则函数f′(x)的图像开口向上,
    则x1是f(x)的极大值点,故B错误,
    由x1•x2,x1+x2,则CD错误,
    故选:A.
    【点评】本题考查了函数的单调性,极值问题,考查导数的应用,是基础题.
    8.(5分)在平面直角坐标系xOy中,设F1,F2是双曲线的两个焦点,点M在C上,且,则△F1F2M的面积为( )
    A.B.2C.D.4
    【分析】由双曲线的定义知:||MF1|﹣|MF2||=2,结合MF1⊥MF2,利用勾股定理可得,,结合三角形的面积S,从而可求.
    【解答】解:由双曲线的定义知:||MF1|﹣|MF2||=2,
    因为,所以MF1⊥MF2,
    利用勾股定理可得,,即,
    所以MF1•MF2=4,
    三角形的面积S2,
    故选:B.
    【点评】本题主要考查双曲线的性质,属于中档题.
    9.(5分)如图,平面α⊥平面β,α∩β=l,A,B是直线l上的两点,C,D是平面β内的两点,且DA⊥l,CB⊥l,DA=4,AB=6,CB=8,若平面α内的动点P满足∠APD=∠BPC,则四棱锥P﹣ABCD的体积的最大值为( )
    A.24B.C.48D.
    【分析】根据已知可得SABCD=36,则当四棱锥的高h最大,即△PAB的高PE最大即可,根据面面垂直的性质得出线线垂直关系,结合∠APD=∠BPC,可得BP=2AP,设∠APB=θ,AP=m,在△APB中根据余弦定理结合面积公式得到h,由三边关系得到2<m<6,即可得到h<4,代入体积公式能求出四棱锥P﹣ABCD的体积的最大值.
    【解答】解:在平面β内,由DA⊥l,CB⊥l,可得DA∥BC,
    又DA=4,CB=8,∴四边形ADCB为直角梯形,
    SADCB,
    要使四棱锥P﹣ABCD的体积取最大值,只要四棱锥P﹣ABCD的高h取最大值即可,
    ∵平面α⊥平面β,α∩β=l,
    过点P向l作垂线交l于E,根据面面垂直的性质得PE⊥α,则PE=h,
    ∵PE是△PAB的高,且由DA⊥l,CB⊥l,知DA⊥α,CB⊥α,
    ∵AP⊂α,PB⊂β,∴DA⊥AP,BC⊥PB,
    在Rt△PAD中,tan,在Rt△PBC中,tan,
    ∵∠APD=∠BPC,∴,∴,∴BP=2AP,
    设∠APB=θ,AP=m,在△APB中,由余弦定理得csθ,
    ∵sinθ>0,∴sinθ,
    则,
    ∵,
    ∴,
    根据三角形三边关系可得,∴,
    解得2<m<6,4<m2<36,
    ∴当m2=20时,h有最大值为4,
    ∵四棱锥P﹣ABCD的体积为V48,
    ∴四棱锥P﹣ABCD的体积的最大值为48.
    故选:C.
    【点评】本题考查四棱锥结构特征、余弦定理、同角三角函数关系式等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
    10.(5分)斐波那契数列{Fn}(n∈N*)在很多领域都有广泛应用,它是由如下递推公式给出的:F1=F2=1,当n>2时,Fn=Fn﹣1+Fn﹣2.若F100,则m=( )
    A.98B.99C.100D.101
    【分析】利用累加法即可求解.
    【解答】解:由已知得F12=F2•F1,且Fn﹣1=Fn﹣Fn﹣2,
    所以F22=F2•(F3﹣F1)=F2•F3﹣F2•F1,
    F32=F3•(F4﹣F2)=F4•F3﹣F3•F2,

    Fm2=Fm•(Fm+1﹣Fm﹣1)=Fm•Fm+1﹣F3•Fm﹣1,
    累加整理可得F12+F22++Fm2=Fm•Fm+1;
    又因为F100Fm+1.
    即Fm+1是该数列的第100项,所以m=99,所以B选项正确.
    故选:B.
    【点评】本题主要考查递推式求通项公式以及累加法的应用,属于中档题.
    二、填空题共6小题,每小题5分,共30分。
    11.(5分)函数f(x)=x•ex的导函数f′(x)= (1+x)ex .
    【分析】根据函数的导数运算公式即可得到结论.
    【解答】解:函数的导数f′(x)=ex+xex=(1+x)ex,
    故答案为:(1+x)ex
    【点评】本题主要考查导数的计算,要求熟练掌握常见函数的导数公式.
    12.(5分)已知平面α的法向量为(1,2,﹣2),直线l的方向向量为(﹣2,m,4),且l⊥α,则实数m= ﹣4 .
    【分析】根据题意,分析可得∥,由此分析可得答案.
    【解答】解:根据题意,若l⊥α,则∥,
    必有,解可得m=﹣4,
    故答案为:﹣4.
    【点评】本题考查空间向量的应用,涉及线面垂直的判断方法,属于基础题.
    13.(5分)过圆C:(x+1)2+y2=1的圆心且与直线x﹣y=0平行的直线的方程是 x﹣y+1=0 .
    【分析】先求出圆心C的坐标,然后结合直线平行的斜率关系即可求解直线方程.
    【解答】解:因为圆C:(x+1)2+y2=1的圆心为(﹣1,0),
    故过圆心(﹣1,0)且与直线x﹣y=0平行的直线为y=x+1,即x﹣y+1=0.
    故答案为:x﹣y+1=0.
    【点评】本题主要考查了直线的点斜式方程的应用,属于基础题.
    14.(5分)设点F1,F2分别为椭圆的左、右焦点,则椭圆C的离心率为 ;经过原点且斜率不为0的直线l与椭圆C交于P,Q两点,当四边形PF1QF2的面积最大时, 0 .
    【分析】根据已知求出a,b,c的值,即可得到离心率;根据对称性可得,,所以P,Q为短轴顶点写出P,F1,F2的坐标,即可得到结果.
    【解答】解:由椭圆可得,,
    所以c=1,则离心率.
    根据椭圆的对称性可得,P,Q点关于原点对称,
    设P(x0,y0),Q(﹣x0,﹣y0).
    且,
    当|y0|最大时,面积最大,则此时P,Q为短轴顶点,
    不妨设P(0,1),F1(﹣1,0),F2(1,0),
    所以,
    所以.
    故答案为:.
    【点评】本题考查了椭圆的性质,属于基础题.
    15.(5分)已知{an}是首项为负数,公比为q的等比数列,若对任意的正整数n,2a2n﹣1+a2n>0恒成立,则q的值可以是 ﹣3(答案不唯一) .(只需写出一个)
    【分析】根据题意可建立关于q的不等式,解不等式可得q的范围,进而得解.
    【解答】解:依题意,,
    又,
    则2+q<0,即q<﹣2,
    所以q的值可以是﹣3.
    故答案为:﹣3(答案不唯一).
    【点评】本题主要考查等比数列的通项公式以及不等式的性质,考查运算求解能力,属于基础题.
    16.(5分)数学家笛卡儿研究了许多优美的曲线,如笛卡儿叶形线D在平面直角坐标系xOy中的方程为x3+y3﹣3axy=0.当a=1时,给出下列四个结论:
    ①曲线D不经过第三象限;
    ②曲线D关于直线y=x轴对称;
    ③对任意k∈R,曲线D与直线y=﹣x+k一定有公共点;
    ④对任意k∈R,曲线D与直线y=k一定有公共点.
    其中所有正确结论的序号是 ①②④ .
    【分析】当x,y<0时,判断x3+y3﹣3xy=0是否成立;将点( y , x )代入方程,判断与原方程是否相同;联立直线和曲线方程,判断方程组是否有解,再逐一判断结论即可.
    【解答】解:当a=1时,方程为x3+y3﹣3xy=0,
    当x,y<0时,x3+y3﹣3xy<0,故第三象限内的点不可能在曲线上,①正确;
    将点(y,x)代入曲线方程,得x3+y3﹣3xy=0,故曲线关于直线y=x对称,②正确;
    当k=﹣1,联立,其中x3+y3﹣3xy=(x+y)(x2+y2﹣xy)﹣3xy=0,
    将x+y=﹣1代入,得﹣(x+y)2=0,即x+y=0,则方程组无解,
    故曲线D与直线x+y=﹣1无公共点,③错误;
    联立,可得x3+k3﹣3xk=0有解,
    设t(x)=x3+k3﹣3xk,则,
    当k>0时,t(x)在单调递增,
    单调递减,值域为R,所以t(x)=0成立,
    当k=0时,t(0)=0成立;
    当k<0时,t′(x)=3x2﹣3k>0,t(x)单调递增,
    t(﹣k)=﹣k3+k3+3k2>0,t(k)=k3+k3﹣3k2<0,
    所以∃x0∈(k,﹣k),t(x0)=0成立,
    所以曲线D与直线y=k一定有公共点,故④选项正确.
    故答案为:①②④.
    【点评】本题主要考查曲线与方程和命题的真假判断与应用,考查了转化思想,属于中档题.
    三、解答题共5小题,共70分。解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程。
    17.(13分)设函数x3﹣x2﹣3x+1.
    (Ⅰ)求f(x)的单调区间;
    (Ⅱ)当x∈[0,4]时,求f(x)的最大值与最小值.
    【分析】(Ⅰ)求出导数,判断导数的符号解决问题;
    (Ⅱ)求出当x∈[0,4]时f(x)的单调性,即可求出结论.
    【解答】解:(Ⅰ)定义域为R,f′(x)=x2﹣2x﹣3=(x+1)(x﹣3),
    f′(x)>0⇒x<﹣1或x>3,f′(x)<0⇒﹣1<x<3,
    故f(x)的单调递减区间为(﹣1,3),单调递增区间为(﹣∞,﹣1),(3,+∞);
    (Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)在[0,3]上单调递减,在[3,4]上单调递增,
    故f(x)min=f(3)=﹣8,由f(0)=1>f(4),故f(x)max=1.
    【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性、最值,属于中档题.
    18.(14分)已知{an}是等差数列,其前n项和为Sn(n∈N*),a1=1,a5=9.
    (Ⅰ)求数列{an}的通项公式及Sn;
    (Ⅱ)从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,求数列{bn}的前n项和Tn.
    条件①:;
    条件②:bn=2n+an;
    条件③bn.
    注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
    【分析】(Ⅰ)先设等差数列{an}的公差为d,再根据等差数列的定义计算出公差d的值,即可计算出等差数列{an}的通项公式及Sn;
    (Ⅱ)在选择条件①的情况下,先根据第(Ⅰ)题的结果计算出数列{bn}的通项公式并进行转化,即可发现数列{bn}是以2为首项,4为公比的等比数列,再根据等比数列的求和公式即可计算出前n项和Tn;在选择条件②的情况下,先根据第(Ⅰ)题的结果计算出数列{bn}的通项公式,再运用分组求和法及等比数列的求和公式即可计算出前n项和Tn;在选择条件③的情况下,先根据第(Ⅰ)题的结果计算出数列{bn}的通项公式,再运用裂项相消法即可计算出前n项和Tn.
    【解答】解:(Ⅰ)由题意,设等差数列{an}的公差为d,
    则d2,
    ∴an=1+2•(n﹣1)=2n﹣1,n∈N*,
    Sn=n•1•2=n2.
    (Ⅱ)方案一:选择条件①
    由(Ⅰ),可得22n﹣1=2•4n﹣1,
    则数列{bn}是以2为首项,4为公比的等比数列,
    ∴Tn.
    方案二:选择条件②
    由(Ⅰ),可得bn=2n+an=2n+(2n﹣1),
    则Tn=b1+b2+•••+bn
    =(21+a1)+(22+a2)+•••+(2n+an)
    =(21+22+•••+2n)+(a1+a2+•••+an)
    Sn
    =2n+1﹣2+n2
    =2n+1+n2﹣2.
    方案三:选择条件③
    由(Ⅰ),可得bn•(),
    则Tn=b1+b2+•••+bn
    •(1)•()+••••()
    •(1•••)
    •(1)

    【点评】本题主要考查数列求通项公式,以及求前n项和问题.考查了转化与化归思想,等差数列和等比数列求和公式的运用,分组求和法,裂项相消法,以及逻辑推理能力和数学运算能力,属中档题.
    19.(14分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,平面PAB⊥平面ABCD,AD∥BC,∠ABC,PA=PB=3,BC=1,AB=2,AD=3,点O是AB的中点.
    (Ⅰ)求证:PO⊥CD;
    (Ⅱ)求二面角A﹣PO﹣D的余弦值;
    (Ⅲ)在棱PC上是否存在点M,使得BM∥平面POD?若存在,求的值;若不存在,说明理由.
    【分析】(Ⅰ)根据点O为AB的中点,得到PO⊥AB,结合平面PAB⊥平面ABCD,得到PO⊥平面ABCD,由此证明PO⊥CD;
    (Ⅱ)取线段CD的中点E,以O为原点,射线OB,OE,OP分别为x轴,y轴,z轴的正半轴,建立空间直角坐标系O﹣xyz,利用向量法求出二面角A﹣PO﹣D的余弦值;
    (Ⅲ)设侧棱PC上存在点M且λ,使得BM∥平面POD,求出,根据平面的平行向量与其法向量互相垂直,得到•0,解出λ,由此即可得到在侧棱PC上存在点M,当时,满足BM∥平面POD.
    【解答】解:(Ⅰ)证明:∵PA=PB=3,点O为AB的中点,
    ∴PO⊥AB,又平面PAB⊥平面ABCD,交线为AB,PO⊂平面PAB,
    ∴PO⊥平面ABCD,又CD⊂平面ABCD,
    ∴PO⊥CD.
    (Ⅱ)取线段CD的中点E,OE=2,OE∥BC,
    ∵∠ABC=90°,∴AB⊥BC,AB⊥OE,由(1)知,PO⊥平面ABCD.
    以O为原点,射线OB,OE,OP分别为x轴,y轴,z轴的正半轴,建立空间直角坐标系O﹣xyz,
    则O(0,0,0),A(﹣1,0,0),P(0,0,2),D(﹣1,3,0),
    (0,0,2),(﹣1,3,0),
    设平面POD的一个法向量为(x,y,z),
    则,令x=3,得(3,1,0),
    取平面APO的法向量为(0,1,0),
    所以cs,,
    因为二面角A﹣PO﹣D的平面角为锐角,
    所以二面角A﹣PO﹣D的余弦值为.
    (Ⅲ)设侧棱PC上存在点M,使得BM∥平面POD,此时λ,
    因为C(1,1,0),所以(1,1,﹣2),(0,1,0),
    所以λ(﹣λ,﹣λ,2λ),所以(﹣λ,﹣λ+1,2λ),
    因为BM∥平面POD,(3,1,0)为平面POD的一个法向量,
    所以•3λ﹣λ+1=0,解得λ,
    因此侧棱PC上存在点M,当时,满足BM∥平面POD.
    【点评】本题主要考查了面面垂直的性质、线面垂直的判定与性质和利用空间向量研究面面角、线面平行等知识,属于中档题.
    20.(14分)已知椭圆C:1(a>b>0)的长轴长为4,且点在椭圆C上.
    (Ⅰ)求椭圆C的方程;
    (Ⅱ)过点M(4,0)的直线l与椭圆C交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,且y1y2≠0.问:x轴上是否存在点N,使得直线NA,直线NB与y轴围成的三角形始终是底边在y轴上的等腰三角形?若存在,求点N的坐标;若不存在,说明理由.
    【分析】(Ⅰ)由题意可得a的值,再将点P的坐标代入椭圆的方程,可得b的值,进而求出椭圆的方程;
    (Ⅱ)由题意可得直线l的斜率存在且不为0,设直线l的方程,与椭圆的方程联立,求出两根之和及两根之积,设直线AN,BN的方程,令x=0,可得两条直线与y轴的交点的纵坐标,由题意可得所得的纵坐标之和为0,可得N点的坐标.
    【解答】解:(Ⅰ)由题意可得2a=4,即a=2,将P点的坐标代入椭圆的方程可得1,解得b2=1,
    所以椭圆的方程为:y2=1;
    (Ⅱ)由题意可得直线l的斜率存在且不为0,设直线l的方程为x=my+4,设A(x1,y1),B(x2,y2),
    由题意可得A,B的纵坐标同号,
    假设存在N(t,0),t≠0,
    联立,整理可得:(4+m2)y2+8my+12=0,
    可得Δ=64m2﹣4×12×(4+m2)>0,即m2>12,
    且y1+y2,y1y2,
    设直线NA,直线NB与y轴的交点分别为P,Q,
    设直线NA的方程为:y(x﹣t),令x=0,可得yP,
    同理可得直线NB与y轴的交点Q的纵坐标为yQ,
    由题意可得yP+yQ=0,
    即()=0,
    整理可得:ty1(my2+4﹣t)+ty2(my1+4﹣t)=0,因为t≠0,
    即2my1y2+(4﹣t)(y1+y2)=0,
    即0,整理可得:m(t﹣1)=0,t=1时不论m为何值,等式恒成立,
    即N(1,0),
    所以存在N(1,0)满足条件.
    【点评】本题考查求椭圆的方程及直线与椭圆的综合应用,属于中档题.
    21.(15分)在无穷数列{an}中,a1,a2=1,an+2=|an+1﹣an|,n∈N*.
    (Ⅰ)求与的值;
    (Ⅱ)证明:数列{an}中有无穷多项不为0;
    (Ⅲ)证明:数列{an}中的所有项都不为0.
    【分析】(Ⅰ)利用递推公式求a4,a7的值即可;
    (Ⅱ)假设数列{an}中有限个项不为0,然后推出与题意矛盾即可求证;
    (Ⅲ)由(Ⅱ)可得在无穷处能找到一个an≠0,利用递推公式可得数列{an}呈周期变化,,令n﹣3k=1,2,3即可证明.
    【解答】解:(Ⅰ)由可得,


    所以1,1;
    证明:(Ⅱ)假设数列{an}中有限个项不为0,
    则会存在一个数m,当n≥m时,an=0,
    则am=0,am+1=0,
    由am+1=|am﹣am﹣1|可得am﹣1=0;
    由am=|am﹣1﹣am﹣2|可得am﹣2=0…
    由a3=|a2﹣a1|可得a1=0,与题意矛盾,故假设不成立,
    所以数列{an}中有无穷多项不为0;
    证明:(Ⅲ)由(Ⅱ)可得在无穷处能找到一个an≠0,
    因为an=|an﹣1﹣an﹣2|,所以an﹣1≠an﹣2,
    所以由an﹣1=|an﹣2﹣an﹣3|可得an﹣3≠0,
    同理可得an﹣6,an﹣9,an﹣12,⋯,an﹣3k≠0(n﹣3k>0,k∈N),
    当n﹣3k=1即n=1+3k时,因为k∈N,且a1≠0,所以数列{a3k+1}所有项都不为0,
    当n﹣3k=2即n=2+3k时,因为k∈N,且a2≠0,所以数列{a3k+2}所有项都不为0,
    当n﹣3k=3即n=3+3k时,因为k∈N,且a3≠0,所以数列{a3k+3}所有项都不为0,
    综上可得数列{an}中的所有项都不为0.
    【点评】本题考查了数列递推式的应用,属于中档题.
    声明:试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布日期:2023/12/8 10:25:52;用户:18086013149;邮箱:18086013149;学号:27613231
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