2022-2023学年广东省茂名市高二(下)期末数学试卷(含详细答案解析)
展开1.已知集合A={x∈N|−1
A. 5B. 2C. 2D. 5
3.已知AD是△ABC的中线,AB=a,AD=b,则AC=( )
A. 12(b+a)B. 2b+aC. 12(b−a)D. 2b−a
4.现有上底面半径为2,下底面半径为4,母线长为2 10的圆台,则其体积为( )
A. 40πB. 56πC. 40 10π3D. 56 10π3
5.甲、乙、丙、丁4名志愿者参加创文巩卫志愿者活动,现有A、B、C三个社区可供选择,每名志愿者只能选择其中一个社区,每个社区至少一名志愿者,则甲不在A社区的概率为( )
A. 13B. 12C. 23D. 34
6.已知sin(α−β)csα−cs(α−β)sinα=14,则sin(3π2+2β)=( )
A. 78B. 1516C. ± 1516D. −78
7.已知a=lg34,b=lg49,c=32,则( )
A. a
A. 3 22bB. 2bC. 3bD. 2b
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。全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。
9.某地区国庆七天每天的最高气温分别是22,21,20,20,22,23,24(单位 ∘C),则( )
A. 该组数据的极差为4B. 该组数据的众数为20
C. 该组数据的中位数为20D. 该组数据的第80百分位数为23
10.已知f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x−3)=f(x+1),当x∈[0,2]时,f(x)=x2+1,则下列各选项正确的是( )
A. 当x∈[−2,0)时,f(x)=x2+1B. y=f(x)的周期为4
C. f(2023)=3D. y=f(x)的图象关于(2,0)对称
11.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,准线为l,A为抛物线上任意一点,点P为A在l上的射影,线段PF交y轴于点E,Q为线段AF的中点,则( )
A. AE⊥PFB. 直线AE与抛物线C相切
C. 点Q的轨迹方程为y2=2x−1D. ∠QEF可以是直角
12.已知f(x)=xex,x≤0xex,x>0,则( )
A. f(x)的极小值为−1e
B. 存在实数a,使[f(x)]2+af(x)−1=0有4个不相等的实根
C. 若f(x)−ax>0在(0,+∞)上恰有2个整数解,则1e3≤a<1e2
D. 当x∈(0,+∞)时,函数h(x)=e2xf(x)−x−lnx的最小值为1
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=2an−4,则an=______.
14.圆心在直线y=x+3上,且过点A(2,4),B(1,−3)的圆的标准方程为______.
15.(2+ax)(1−x)6的展开式中含x4的项的系数为150,则a=______.
16.如图,在三棱锥V−ABC中,△VAB和△ABC都是边长为2的正三角形,二面角V−AB−C为θ,当60∘≤θ≤120∘时,三棱锥V−ABC的外接球表面积S的范围为______.
四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.(本小题10分)
在△ABC中,角A、B、C所对的边分别为a、b、c,其面积为S,AD为边BC上的中线.
(1)证明:AD=12 2(b2+c2)−a2;
(2)当S=2 3,B=π3时,求AD的最小值.
18.(本小题12分)
已知等差数列{an}的公差不为0,其前n项和为Sn,S5=25,且a1,a2,a5成等比数列.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=4nan2⋅an+12,记数列{bn}的前n项和为Tn,若Tn≤m2+12m对任意n∈N*恒成立,求m的取值范围.
19.(本小题12分)
2023年6月6日是第28个全国“爱眼日”,某市为了了解该市高二同学们的视力情视力情况进行了调查,从中随机抽取了200名学生的体检表,得到如表所示的统计数据.
(1)估计全市高二学生视力的平均数和中位数(每组数据以区间的中点值为代表,结果精确到0.1);
(2)视频率为概率,从全市视力不低于4.8的学生中随机抽取3名学生,设这3名学生的视力不低于5.0的人数为X,求X的分布列和数学期望.
20.(本小题12分)
如图,在平面四边形ABCD中,AB//DC,△ABD为边长为2的正三角形,DC=3,点O为AB的中点,沿DO将△AOD折起得到四棱锥P−OBCD,且PC= 13.
(1)证明:BD⊥PC;
(2)点E为线段PC上的动点(不含端点),当平面POD与平面EBD的夹角为30∘时,求|PE||PC|的值.
21.(本小题12分)
已知双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的离心率为 52,C的右焦点F到其渐近线的距离为1.
(1)求该双曲线C的方程;
(2)过点S(4,0)的动直线l(存在斜率)与双曲线C的右支交于A、B两点,x轴上是否存在一个异于点S的定点T,使得|SA|⋅|TB|=|SB|⋅|TA|成立.若存在,请写出点T的坐标,若不存在请说明理由.
22.(本小题12分)
已知函数f(x)=aex−ln(x+2)+lna−2.
(1)当a=1时,求f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)若f(x)有两个零点x1,x2,求实数a的取值范围,并证明:x1+x2+2>0.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:由集合A={x∈N|−1
故选:C.
根据题意求得结合A={0,1,2,3},结合阴影部分表示的集合为A∩(∁RB),即可求解.
本题主要考查了利用Venn图表达集合的关系和运算,属于基础题.
2.【答案】A
【解析】解:由题意知,z=21+i=2×(1−i)(1+i)×(1−i)=2×(1−i)2=1−i,
所以z−i=1−2i,
所以|z−i|=|1−2i|= 12+(−2)2= 5.
故选:A.
利用复数的除法法则和复数的减法法则,结合复数的模公式即可求解.
本题主要考查复数的四则运算,属于基础题.
3.【答案】D
【解析】解:因为AD是△ABC的中线,AB=a,AD=b,
则AC=AB+BC=AB+2BD=AB+2(AD−AB)=2AD−AB=2b−a.
故选:D.
利用向量的线性运算求解.
本题主要考查了向量的线性运算,属于基础题.
4.【答案】B
【解析】解:由R=4,r=2,l=2 10,
则圆台的高h= l2−(R−r)2=6,
根据圆台体积公式得V=π3(R2+r2+Rr)h=π3×(42+22+4×2)×6=56π.
故选:B.
由R=4,r=2,l=2 10求得圆台的高h= l2−(R−r)2=6,再根据圆台体积公式即可求解.
本题考查圆台的体积计算,考查运算求解能力,属于基础题.
5.【答案】C
【解析】解:4名志愿者分配到3个社区的方法共有C42A33=36种,
其中甲在A社区的方法有两种情况,
若A社区分配2名志愿者,则从乙丙丁三人中选择1人连同甲一起去A社区,则有C31A22=6种情况,
若A社区只有甲这1名志愿者,则从乙丙丁中选择2人去BC两个社区其中之一,则共有C32C21=6种情况,
故甲不在A社区一共有36−6−6=24种,
故甲不在A社区的概率为2436=23.
故选:C.
根据分配分组问题,结合排列组合以及分步分类即可求解个数.
本题主要考查了排列组合知识,考查了古典概型的概率公式,属于中档题.
6.【答案】D
【解析】解:因为sin(α−β)csα−cs(α−β)sinα=14,
所以sin[(α−β)−α]=sin(−β)=14,
所以sinβ=−14,
所以sin(3π2+2β)=−cs2β=−(1−2sin2β)=−78.
故选:D.
利用两角差的正弦公式及诱导公式求出sinβ,再由诱导公式及二倍角公式计算可得.
本题主要考查了和差角公式及诱导公式,二倍角公式的应用,属于基础题.
7.【答案】A
【解析】解:∵a=lg34
∴b>c,
∴a
将32分别变形为以3为底的对数及以4为底的对数,利用对数函数的单调性求解.
本题主要考查对数值大小的比较,属于基础题.
8.【答案】A
【解析】解:由椭圆C的离心率e= 63,可得a= 3b,所以椭圆的方程为x23b2+y2b2=1,
设M(x0,y0),则x023b2+y02b2=1,可得x02=3b2−3y02,
又由点B(0,−b),
可得|MB|2=x02+(y0+b)2=3b2−3y02+(y0+b)2=−2(y0−b2)2+9b22,
因为−b≤y0≤b,所以|MB|^2,所以|MB|max=3 2b2.
故选:A.
设M(x0,y0),得到x023b2+y02b2=1,求得|MB|2=−2(y0−b2)2+9b22,结合二次函数的性质,即可求解.
本题主要考查椭圆的性质,属于中档题.
9.【答案】AD
【解析】解:该组数据的极差为:24−20=4,故A正确;
将该组数据从小到大的排列为:20,20,21,22,22,23,24,
所以该组数据的众数为20,22,故B 错误;
该组数据的中位数为22,故C错误;
由7×80%=5.6,
所以该组数据的第80百分位数为从小到大的排列的第6个数据为23,故D正确.
故选:AD.
利用极差、众数、中位数和第p百分位数的定义即可求解.
本题主要考查了极差、众数、中位数和第p百分位数的定义,属于基础题.
10.【答案】AB
【解析】解:f(x)是定义在R上的偶函数,设x∈[−2,0),则−x∈(0,2],
∴f(x)=f(−x)=x2+1,故A正确;
由f(x−3)=f(x+1)得f(x+4)=f(x),∴f(x)的周期为4,故B正确;
∵f(2023)=f(3)=f(−1)=f(1)=2,故C错误;
∵f(3)≠−f(1),故D错误.
故选:AB.
利用f(x)是定义在R上的偶函数可判断A;利用f(x−3)=f(x+1)得f(x)的周期可判断BC;利用特殊值可判断D.
本题主要考查抽象函数及其应用,考查运算求解能力,属于中档题.
11.【答案】ABC
【解析】解:设准线与x轴交于点M,由抛物线知原点O为FM的中点,l//y轴,
所以E为线段PF的中点,由抛物线的定义知|AP|=|AF|,所以AE⊥PF,故A正确;
由题意知,E为线段PF的中点,从而设A(x1,y1),x1≠0,则E(0,y12),
直线AE的方程:y=y12x1(x+x1),
与抛物线方程y2=4x联立可得:y=y12x1(y24+x1),
由y12=4x1代入左式整理得:y2−2y1y+y12=0,所以Δ=4y12−4y12=0,
所以直线AE与抛物线相切,故B正确;
设点Q(x,y),则点A(2x−1,2y),
而A是抛物线C上任意一点,于是得(2y)2=4(2x−1),即y2=2x−1,
所以点Q的轨迹方程为y2=2x−1,故C正确;
因点Q的轨迹方程为y2=2x−1,则设Q(t2+12,t),
令E(0,m),有EF=(1,−m),EQ=(t2+12,t−m),
EF⋅EQ=m2−tm+t2+12=(m−12t)2+14t2+12>0,
于是得∠QEF为锐角,故D错误.
故选:ABC.
分别应用抛物线定义,直线与抛物线位置关系的判定,求轨迹方程的方法,向量法判断垂直进行求解.
本题主要考查抛物线的性质,考查转化能力,属于中档题.
12.【答案】ACD
【解析】解:当x≤0时,f′(x)=xex+ex=ex(x+1),
∴当x<−1时,f′(x)<0,∴f(x)在(−∞,−1)上单调递减;
当−1
∴f(x)的极小值为f(−1)=−1e;
同理可得,当x>0时,f(x)在(0,1)上单调递增;f(x)在(1,+∞)上单调递减,
∴f(x)的极大值为f(1)=1e,∴y=f(x)的图像大致如图所示:
由图可知A正确;
令t=f(x),则t2+at−1=0有两个实根t1,t2,且t1∈(−1e,0),t2∈(0,1e),
则令g(t)=t2+at−1,∴g(0)=−1<0,∴g(−1e)>0g(1e)>0,
∴a<1e−ea>e−1e,所以无解,故B错误;
由f(2)>2af(3)≤3a,得1e3≤a<1e2,故C正确;
h(x)=xex−x−lnx,
则h′(x)=ex+xex−1−1x=(x+1)(ex−1x),由x>0,知x+1>0,
设t(x)=ex−1x,则t(x)在(0,+∞)上单调递增,又t(12)= e−2<0,t(1)=e−1>0,
所以存在x0∈(12,1),使得h′(x0)=0,即ex0=1x0,
所以当x∈(0,x0)时,h′(x)<0,h(x)单调递减;
当x∈(x0,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,
所以h(x)min=h(x0)=x0ex0−x0−lnx0=x0⋅1x0−x0+x0=1,故D正确.
故选:ACD.
根据题意,利用导数研究函数f(x)的性质,即可画出其函数图像,即可判断A,换元令t=f(x),由二次函数根的分布列出不等式,即可判断B,列出不等式求解,即可判断C,求导得到函数h(x)的极值,即可判断D.
本题考查导数的综合应用,利用导数研究函数的单调性与极值,化归转化思想,数形结合思想,属难题.
13.【答案】2n+1
【解析】解:因为Sn=2an−4,
所以当n≥2时,Sn−1=2an−1−4,两式相减得Sn−Sn−1=2an−4−(2an−1−4),整理得an=2an−1,
即n≥2时,an=2an−1,
又当n=1时,S1=a1=2a1−4,解得a1=4,
所以数列{an}是以4为首项,2为公比的等比数列,
所以an=4×2n−1=2n+1.
故答案为:2n+1.
根据Sn,an的关系即可得数列{an}是以4为首项,2为公比的等比数列,由等比数列的通项即可求解.
本题主要考查数列的递推式,考查转化能力,属于中档题.
14.【答案】(x+2)2+(y−1)2=25
【解析】解:直线AB的斜率为−3−41−2=7,线段AB的中点为(32,12),
线段AB的垂直平分线的方程为:y−12=−17(x−32),即y=−17x+57,
联立y=−17x+57y=x+3,解得x=−2y=1,即圆心坐标为(−2,1),
半径r= (−2−2)2+(1−4)2=5,
所以所求圆的标准方程为:(x+2)2+(y−1)2=25.
故答案为:(x+2)2+(y−1)2=25.
通过求圆心和半径来求得圆的标准方程.
本题主要考查了圆的性质及定义在圆的方程求解中的应用,属于基础题.
15.【答案】−6
【解析】解:(1−x)6展开式的通项为:Tr+1=C6r(−x)r=(−1)rC6rxr,
∴(2+ax)(1−x)6展开式中x4的系数为2(−1)4C64+a(−1)3C63=30−20a=150,∴a=−6.
故答案为:−6.
求出(1−x)6的展开式通项,然后利用含x4项的系数为150列方程求解.
本题考查二项式定理,属于基础题.
16.【答案】[52π9,28π3]
【解析】解:根据题意,取AB的中点O,连接VO,CO,
因为△VAB和△ABC都是边长为2的正三角形,
所以VO⊥AB,CO⊥AB,
所以∠VOC为二面角V−AB−C的平面角,所以θ=∠VOC,
设△VAB,△ABC的外心分别为F,E,
在平面VOC内过点F作VO的垂线,过点E作OC的垂线,交于点G,
则G为V−ABC外接球的球心,
因为△ABC是边长为2的正三角形,E为△ABC的外心,
所以CE=2 3,OE=1 3,
又由GE=OEtanθ2,则R2=CE2+GE2=43+13tan2θ2(30∘≤θ2≤60∘),R2∈[139,73],
故球的表面积S=4πR2∈[52π9,28π3].
故答案为:[52π9,28π3].
根据题意,取AB的中点O,连接VO,CO,则∠VOC为二面角V−AB−C的平面角,设△VAB,△ABC的外心分别为F,E,在平面VOC内过点F作VO的垂线,过点E作OC的垂线,交于点G,则G为V−ABC外接球的球心,从而表示出外接球半径,进而可求出球的表面积的范围.
本题考查球的表面积计算,注意球与三棱锥的位置关系,属于中档题.
17.【答案】解:(1)证明:因为AD为边BC上的中线,
所以在△ABC中,∠ADB+∠ADC=π,
所以cs∠ADB+cs∠ADC=0,
在△ADB和△ADC中,由余弦定理可得AD2+BD2−AB22AD⋅BD+AD2+CD2−AC22AD⋅CD=0,
又因为BD=CD,
所以AD2=12(b2+c2−12a2),
所以AD=12 2(b2+c2)−a2,得证;
(2)因为S=2 3,B=π3,
所以S=12acsinB= 34ac=2 3,
所以ac=8,
在△ABC中,由余弦定理b2=a2+c2−2accsB,可得b2=a2+c2−ac,
又由(1)可得AD=12 2(b2+c2)−a2=12 a2+4c2−2ac,
所以AD=12 a2+4c2−2ac≥12 4ac−2ac=12 2ac=2,当且仅当a=2c时等号成立,
所以AD的最小值为2.
【解析】(1)由题意可得∠ADB+∠ADC=π,在△ADB和△ADC中,由余弦定理可得AD2+BD2−AB22AD⋅BD+AD2+CD2−AC22AD⋅CD=0,结合BD=CD,即可证明;
(2)利用三角形的面积公式可求ac=8,在△ABC中,由余弦定理可得b2=a2+c2−ac,由(1)结论利用基本不等式即可求解AD的最小值.
本题考查了余弦定理,三角形的面积公式以及基本不等式在解三角形中的综合应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题.
18.【答案】解:(1)设等差数列{an}的公差为d,且d≠0,
由题意得:a22=a1a5S5=25,即(a1+d)2=a1(a1+4d)5a1+5×42d=25,
解得a1=1d=2,
所以an=1+2(n−1)=2n−1;
(2)因为bn=4nan2⋅an+12=4n(2n−1)2⋅(2n+1)2=12[1(2n−1)2−1(2n+1)2],
所以Tn=b1+b2+b3+…+bn
=12[1−132+132−152+152−172+⋯+1(2n−1)2−1(2n+1)2]
=12[1−1(2n+1)2],
所以Tn<12,
因为Tn≤m2+12m对任意n∈N*恒成立,
所以m2+12m≥12,解得m≤−1或m≥12,
所以m的取值范围为(−∞,−1]∪[12,+∞).
【解析】(1)设数列{an}的公差为d,且d≠0,然后由题意列方程组,求出a1,d,从而可求出通项公式;
(2)由(1)得bn=4n(2n−1)2⋅(2n+1)2,然后利用裂项相消法可求出Tn=12[1−1(2n+1)2],则Tn<12,所以m2+12m≥12,从而可求出m的取值范围.
本题考查等差数列基本量的运算和裂项相消法求数列的前项和,属于中档题.
19.【答案】解:(1)由表中数据,估计全市高二学生视力的平均数为:
x−=1200×(4.1×20+4.3×30+4.5×70+4.7×35+4.9×30+5.1×15)=4.57≈4.6,
由表中数据,视力小于4.4的频率为50200=0.25,视力小于4.6的频率为120200=0.6,
所以中位数在4.4至4.6之间,设中位数为x,
则x−4.44.6−4.4×70200=0.5−0.25,解得x≈4.5;
(2)由题意,全市视力不低于4.8的学生共有45人,从这些学生中随机抽取1名学生,
这名学生取自区间[4.8,5.0)的概率为3045=23,取自区间[5.0,5.2)的概率为1545=13,
则从全市视力不低于4.8的学生中随机抽取3名学生,这3名学生的视力不低于5.0的人数X服从二项分布,即X∼B(3,13),
故P(X=0)=(1−13)3=827,P(X=1)=C31×13×(1−13)2=1227=49,
P(X=2)=C32×(13)2×(1−13)=627=29,P(X=3)=(13)3=127,
故X的分布列为:
E(X)=3×13=1.
【解析】(1)由平均数,中位数的定义,取每组数据的中间值作代表直接计算即可;
(2)根据表中数据,在视力不低于4.8的范围内任取一名学生,这么学生来自于区间[4.8,5.0)和区间[5.0,5.2)的概率,再根据二项分布求出X=0,1,2,3时的概率即得分布列和数学期望.
本题考查离散型随机变量的应用,属于中档题.
20.【答案】解:(1)因为△ABD为边长为2的正三角形,点O为AB中点,
连接OC交BD于点G,
,
因为AB//DC,DC=3,
所以OC= OD2+DC2=2 3,
因为PC= 13,
所以PC2=PO2+OC2,
所以PO⊥OC,
又因为PO⊥OD,OD,OC⊂平面OBCD,OD∩OC=O,
所以PO⊥平面OBCD,
因为BD⊂平面OBCD,
所以PO⊥BD,
在底面OBCD中,△DGC∽△BGO,
所以DCOB=DGGB=GCOG,进而BG=12,OG= 32,
所以OB2=OG2+GB2,
所以BD⊥OC,
因为PO,OC⊂平面POC,PO∩OC=O,
所以BD⊥平面POC,
因为PC⊂平面POC,
所以BD⊥PC.
(2)由(1)可知,OB、OD、OP两两垂直,
所以以O为原点,OB,OD,OP所在直线分别为x、y、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系O−xyz,
所以P(0,0,1),B(1,0,0),C(3, 3,0),D(0, 3,0),
根据题意可得OB=(1,0,0)为平面POD的一个法向量,
设PE=λPC,
所以E(3λ, 3λ,1−λ)(0<λ<1),
所以BE=(3λ−1, 3λ,1−λ),DE=(3λ, 3λ− 3,1−λ),
设平面BDE的一个法向量为n=(x,y,z),
则n⋅BE=(3λ−1)x+ 3λy+(1−λ)z=0n⋅DE=3λx+( 3λ− 3)y+(1−λ)z=0,
取x=3,则y= 3,z=3−12λ1−λ,
所以n=(3, 3,3−12λ1−λ),
因为平面POD与平面EBD的夹角为30∘,
所以cs30∘=|cs⟨OB,n⟩|=|OB⋅n|OB||n||,
所以3 12+(3−12λ1−λ)2= 32,解得:λ=14∈(0,1),
所以当平面POD与平面EBD的夹角为30∘时,|PE||PC|=λ=14.
【解析】(1)根据三角形的边角关系可得线线垂直,进而根据线线垂直即可得线面垂直,即可求证.
(2)建立空间直角坐标系,利用法向量的夹角,即可求解.
本题考查直线与平面的位置关系,二面角,解题关键是空间向量法的应用,属于中档题.
21.【答案】解:(1)由已知可得bc a2+b2=1e=ca= 52a2+b2=c2,解得a=2,b=1,
∴双曲线C的方程为x24−y2=1;
(2)假设存在定点T满足已知条件,故设T(m,0),
∵|SA|⋅|TB|=|SB|⋅|TA|,∴|SA||TA|=|SB||TB|,
在△ATS和△BTS中,由正弦定理得:
|SA|sin∠ATS=|TA|sin∠AST,|SB|sin∠BTS=|TB|sin∠BST,
∴|SA||TA|=sin∠ATSsin∠AST,|SB||TB|=sin∠BTSsin∠BST,
∵∠AST=π−∠BST,∴sin∠AST=sin∠BST,
又∵|SA||TA|=|SB||TB|,∴sin∠ATS=sin∠BTS,可得∠ATS=∠BTS,
∴直线AT与直线BT的倾斜角互补,得kAT+kBT=0,
当直线l的斜率为0时,显然不符合题意;
当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为x=ny+4,n≠0,A(x1,y1),B(x2,y2),
联立x=ny+4x24−y2=1,得(n2−4)y2+8ny+12=0,
∴y1+y2=−8nn2−4,y1y2=12n2−4,
又∵直线l与双曲线C的右支交于A,B两点,
∴x1x2>0x1+x2>0Δ>0n2−4≠0,即n2y1y2+4n(y1+y2)+16>0n(y1+y2)+8>016(n2+12)>0n2≠4,
代入根与系数的关系可得:−4(n2+16)n2−4>0−32n2−4>016(n2+12)>0n2≠4,解得0
又x1=ny1+4,x2=ny2+4,
∴y1ny1+4−m+y2ny2+4−m=0,即2ny1y2+(4−m)(y1+y2)=0,
∴2n⋅12n2−4+(4−m)(−8nn2−4)=0,
即8n(m−1)=0,解得m=1,
∴存在定点T(1,0),使得|SA|⋅|TB|=|SB|⋅|TA|成立.
【解析】(1)根据条件列出关于a,b,c的方程组,求出a与b的值,则双曲线方程可求;
(2)假设存在定点T满足已知条件,故设T(m,0),结合正弦定理得∠ATS=∠BTS,则kAT+kBT=0,当直线的斜率为0时,显然不符合题意;当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为x=ny+4,n≠0,与双曲线联立,由直线l与双曲线C的右支交于A,B两点,求得n2范围,然后结合韦达定理及kAT+kBT=0求解即可.
本题考查双曲线方程的求法,考查直线与双曲线位置关系的应用,考查运算求解能力,属难题.
22.【答案】解:(1)当a=1时,f(x)=ex−ln(x+2)−2,
∴f′(x)=ex−1x+2,
∴f′(0)=12,又f(0)=−1−ln2,
∴y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为:y=12x−1−ln2.
(2)证明:f(x)=ex+lna+x+lna−(x+2)−ln(x+2),
令g(t)=et+t,则y=g(t)在R上单调递增,
由f(x)=0,得g(x+lna)=g(ln(x+2)),
∴x+lna=ln(x+2)有两个实根x1,x2,
lna=ln(x+2)−x,
令h(x)=ln(x+2)−x,
∴h′(x)=−x+1x+2,
当x∈(−2,−1)时,h′(x)>0;x∈(−1,+∞)时,h′(x)<0,
∴h(x)在(−2,−1)上单调递增,在(−1,+∞)上单调递减,
∴h(x)max=h(−1)=1,
则h(x)在区间(−2,−1)上的取值范围是(−∞,1),
h(x)在区间(−1,+∞)上的取值范围是(−∞,1),
∴lna<1,
∴a∈(0,e),
由前面分析可知h(x1)=h(x2),
∴ln(x1+2)−x1=ln(x2+2)−x2,
∴lnx1+2x2+2=(x1+2)−(x2+2),
不妨设x1>x2>−2,令t=x1+2x2+2,则t>1,
∴x1+2=tlntt−1,x2+2=lntt−1,
x1+x2+2=(t+1)lntt−1−2,
令φ(t)=lnt−2(t−1)t+1(t>1),
则φ′(t)=(t−1)2t(t+1)2>0,
∴φ(t)在(1,+∞)单调递增,
∴φ(t)>φ(1)=0,
∴lnt>2(t−1)t+1,
∴(t+1)lntt−1−2>0,
∴x1+x2+2>0.
【解析】(1)先求出f(0)=−1−ln2,再根据导数的几何意义求出切线的斜率,进而可得切线方程;
(2)f(x)有两个零点x1,x2,转化为x+lna=ln(x+2),即lna=ln(x+2)−x有两个实根x1,x2,构造函数,利用导数研究函数的单调性及最值,进而得到a的取值范围;先得到lnx1+2x2+2=(x1+2)−(x2+2),设x1>x2,令t=x1+2x2+2,则t>1,构造新函数,利用导数研究新函数的单调性,进而可得结果.
本题考查导数的几何意义,考查利用导数研究函数的单调性及最值,考查函数的零点以及不等式的证明,考查逻辑推理能力及运算求解能力,属于中档题.视力范围
[4.0,4.2)
[4.2,4.4)
[4.4,4.6)
[4.6,4.8)
[4.8,5.0)
[5.0,5.2)
学生人数
20
30
70
35
30
15
X
0
1
2
3
P
827
49
29
127
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