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2019届二轮复习小题分层练10 压轴小题巧解练(2)作业(全国通用)
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小题分层练(十) 压轴小题巧解练(2)
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(2018·东莞高三二模)已知函数f(x)=3x-的图象上的两点(x0,y0),(4+x0,x0+y0)关于原点对称,则函数f(x)( )
A. 在(-∞,0)内单调递增
B. 在(0,+∞)内单调递减
C.在(-∞,0)∪(0,+∞)内单调递减
D. 在(-∞,0)∪(0,+∞)在内单调递增
A [易知函数f(x)=3x-为奇函数,因为其图象上的两点(x0,y0)(4+x0,x0+y0)关于原点对称,所以解得即-6+=1,解得a=14,即f(x)=3x-,则f(x)=3x-在(-∞,0)内单调递增,故选A.]
2.(2018·江西高三质监)函数f(x)的定义域为D,若满足:①f(x)在D内是单调函数;②存在[a,b]⊆D使得f(x)在[a,b]上的值域为,则称函数f(x)为“成功函数”.若函数f(x)=logm(mx+2t)(其中m>0,且m≠1)是“成功函数”,则实数t的取值范围为( )
A.(0,+∞) B.
C. D.
D [无论m>1还是0<m<1,f(x)=logm(mx+2t)都是R上的单调增函数,故应有则问题可转化为求f(x)=,即f(x)=logm(mx+2t)=,即mx+2t=mx在R上有两个不相等的实数根的问题,令λ=mx(λ>0),则mx+2t=mx可化为λ2-λ+2t=0,则故0<t<,选D.]
3.设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x)对任意的x∈R,都有f(x-2)=f(x+2),且当x∈[-2,0]时,f(x)=x-1,若在区间(-2,6]内关于x的方程f(x)-loga(x+2)=0(a>1)恰好有3个不同的实数根,则a的取值范围是( )
A.(1,2) B.(2,+∞)
C.(1,) D.(,2)
D [∵对于任意的x∈R,都有f(x-2)=f(2+x),∴函数f(x)是一个周期函数,且T=4.
又∵当x∈[-2,0]时,f(x)=x-1,且函数f(x)是定义在R上的偶函数,
若在区间(-2,6]内关于x的方程f(x)-loga(x+2)=0恰有3个不同的实数解,
则函数y=f(x)与y=loga(x+2)在区间(-2,6]上有三个不同的交点,如下图所示:
又f(-2)=f(2)=3,
则对于函数y=loga(x+2),由题意可得,当x=2时的函数值小于3,当x=6时的函数值大于3,
即loga4<3,且loga8>3,由此解得<a<2.]
4.已知椭圆C:+=1的左、右顶点分别为A,B,F为椭圆C的右焦点,圆x2+y2=4上有一动点P,P不同于A,B两点,直线PA与椭圆C交于点Q,则的取值范围是( )
A.∪ B.(-∞,0)∪
C.(-∞,-1)∪(0,1) D.(-∞,0)∪(0,1)
D [由题意得A(-2,0),B(2,0),F(1,0),PA⊥PB.
设点Q的坐标为(x0,y0),则kQA·kQF=·=
==.
∴=-==,
又x0∈(-2,2)且x0≠1,
∴<0或0<<1,
故的取值范围为(-∞,0)∪(0,1).选D.]
5.已知椭圆E:+=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴的一个端点为M,直线l:3x-4y=0交椭圆E于A,B两点.若|AF|+|BF|=4,点M到直线l的距离不小于,则椭圆E的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
A [根据椭圆的对称性及椭圆的定义可得A,B两点到椭圆左、右焦点的距离和为4a=2(|AF|+|BF|)=8,所以a=2.又d=≥,所以1≤b<2,所以e===.因为1≤b<2,所以0<e≤.]
(教师备选)
(2018·河南郑州高三二模)如图,已知抛物线C1的顶点在坐标原点,焦点在x轴上,且过点(2,4),圆C:x2+y2-4x+3=0,过圆心C2的直线l与抛物线和圆分别交于P,Q,M,N,则|PN|+4|QM|的最小值为( )
A. 23 B. 42
C. 12 D. 52
A [由题意抛物线过定点(2,4),得抛物线方程y2=8x,焦点为F(2,0).圆的标准方程为(x-2)2+y2=1,所以圆心为(2,0),半径r=1.由于直线过焦点,所以有+==,又|PN|+4|QM|=(PF+1)+(4QF+4)=PF+4QF+5=2(PF+4QF)+5=2+5≥23,当且仅当PF=2QF时等号成立.选A.]
6.抛物线C1:y=x2(p>0)的焦点与双曲线C2:-y2=1的右焦点的连线交C1于第一象限的点M.若C1在点M处的切线平行于C2的一条渐近线,则p=( )
A. B.
C. D.
D [经过第一象限的双曲线C2的渐近线方程为y=x.抛物线C1的焦点为F1,双曲线C2的右焦点为F2(2,0).因为y=x2,所以y′=x,所以抛物线C1在点M处的切线斜率为,即x0=,所以x0=p.因为F1,F2(2,0),M三点共线,所以=,解得p=,故选D.]
(教师备选)
(2018·辽宁大连高三一模)若直线kx-y-k+1=0(k∈R)和曲线E:y=ax3+bx2+(b≠0)的图象交于A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)(x1<x2<x3)三点时,曲线E在A、C点处的切线总是平行的,则过点(b,a)可作曲线E的几条切线.( )
A. 0 B. 1
C. 2 D. 3
C [直线kx-y-k+1=0(k∈R)过定点(1,1),
由题意可知:定点(1,1)是曲线E:y=ax3+bx2+(b≠0)的对称中心,
解得,所以曲线E:y=x3-x2+,(b,a)=.
f′(x)=x2-2x,设切点M(x0,y0),
则M纵坐标y0=x3-x+,又f′(x0)=x-2x0,
∴切线的方程为:y-=(x-2x0)(x-x0),
又直线过定点,∴-=(x-2x0)(-1-x0),得x-3x0-2=0,(x-x0)-2(x0+1)=0,即(x0+1)·(x-x0-2)=0,
解得x0=2或-1,故可做两条切线,选C.]
7.(2018·昆明二模)已知函数f(x)=+k(ln x-x),若x=1是函数f(x)的唯一极值点,则实数k的取值范围是( )
A.(-∞,e] B.(-∞,e)
C.(-e,+∞) D.[-e,+∞)
A [由函数f(x)=+k(ln x-x),可得f′(x)=+k=,∵f(x)有唯一极值点x=1,∴f′(x)=0有唯一根x=1,∴-k=0无根,即y=k与g(x)=无交点,可得g′(x)=,由g′(x)>0得,g(x)在[1,+∞)上递增,由g′(x)<0得,g(x)在(0,1)上递减,∴g(x)min=g(1)=e,∴k≤e,即实数k的取值范围是(-∞,e],故选A.]
8.(2018·广东茂名高三二模)若对任意的x>0,不等式x2-2mln x≥1(m≠0)恒成立,则m的取值范围是( )
A.{1} B.[1,+∞)
C.[2,+∞) D.[e,+∞)
A [由已知可得x2-2mln x-1≥0对任意的x>0恒成立,
设f(x)=x2-2mln x-1,则f′(x)=2x-=,
当m<0时f′(x)>0在(0,+∞)上恒成立,f(x)在(0,+∞)上单调递增,又f(1)=0,∴在(0,1)上f(x)<0,不合题意;
当m>0时,可知f(x)在(0,)单调递减,在(,+∞)单调递增,要使f(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,只要f()≥0,令g(m)=f()=m-mln m-1(m>0),g′(m)=-ln m,可知g(m)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,又g(1)=0,∴g(m)≤0,∴g(m)=0,∴m=1.故选A.]
9.已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,若m,n∈[-1,1],则f(m)+f′(n)的最小值是( )
A.-13 B.-15
C.10 D.15
A [求导得f′(x)=-3x2+2ax,
由函数f(x)在x=2处取得极值知f′(2)=0,
即-3×4+2a×2=0,所以a=3.
由此可得f(x)=-x3+3x2-4,f′(x)=-3x2+6x,易知f(x)在[-1,0)上单调递减,在(0,1]上单调递增,所以当m∈[-1,1]时,f(m)min=f(0)=-4.
又因为f′(x)=-3x2+6x的图象开口向下,且对称轴为x=1,
所以当n∈[-1,1]时,f′(n)min=f′(-1)=-9.
故f(m)+f′(n)的最小值为-13.]
10.(2018·四川德阳高三二诊)如图43,过抛物线y2=4x的焦点F作倾斜角为α的直线l,l与抛物线及其准线从上到下依次交于A、B、C点,令=λ1,=λ2,则当α=时,λ1+λ2的值为( )
图43
A.3 B.4 C.5 D.6
B [设A(x1,y1),B(x2,y2),则由过抛物线y2=4x的焦点的直线的性质可得|AB|=x1+x2+2==,
∴x1+x2=,又x1x2==1,可得x1=3,x2=,
分别过点A,B作准线的垂线,分别交准线于点E,D,则=λ1===3,同理可得=λ2=1,∴λ1+λ2=4,故选B.]
二、填空题
11.(2018·惠州二模)已知函数f(x)对任意的x∈R,都有f=f,函数f(x+1)是奇函数,当-≤x≤时,f(x)=2x,则方程f(x)=-在区间[-3,5]内的所有零点之和为________.
4 [∵函数f(x+1)是奇函数,
∴函数f(x+1)的图象关于点(0,0)对称,
∴把函数f(x+1)的图象向右平移1个单位可得函数f(x)的图象,即函数f(x)的图象关于点(1,0)对称,则f(2-x)=-f(x).
又∵f=f,∴f(1-x)=f(x),从而f(2-x)=-f(1-x),
∴f(x+1)=-f(x),即f(x+2)=-f(x+1)=f(x).
∴函数f(x)的周期为2,且图象关于直线x=对称,画出函数f(x)的图象如图所示:
∴结合图象可得f(x)=-在区间[-3,5]内有8个零点,且所有零点之和为×2×4=4.]
(教师备选)
已知在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,CD⊥AD,AB=2AD=2CD=2,将直角梯形ABCD沿AC折叠成三棱锥DABC,当三棱锥DABC的体积取最大值时,其外接球的体积为________.
[已知直角梯形ABCD,AB⊥AD,CD⊥AD,AB=2AD=2CD=2,沿AC折叠成三棱锥,如图:AB=2,AD=1,CD=1,∴AC=,BC=,∴BC⊥AC,
取AC的中点E,AB的中点O,连接DE,OE,
∵当三棱锥体积最大时,平面DCA⊥平面ACB,
∴OB=OA=OC=OD,∴OB=1,就是外接球的半径为1,
此时三棱锥外接球的体积:×13=.]
12.(2018·沈阳二模)已知椭圆+=1的右焦点为F,P是椭圆上一点,点A(0,3),当△APF的周长最大时,△APF的面积为________.
[椭圆+=1中, a=4,b=,∴c=3,由题意,设F′是左焦点,则△APF周长=|AF|+|AP|+|PF|=|AF|+|AP|+2a-|PF′|=8+6+|PA|-|PF′|≤14+|AF′|(A,P,F′三点共线时,且P在AF′的延长线上,取等号),此时kAP=,∴∠AF′F=,
∴∠FF′P=,设|PF′|=x,则|PF|=8-x,由余弦定理得(8-x)2=x2+36-2×6x·cos,∴x=,所以△APF的面积S=S△AF′F+S△PF′F=×6×=.]
13.(2018·安庆二模)锐角三角形的三个内角分别为A、B、C,sin(A-B)=,sin C=,AB=6,则△ABC的面积为________.
12+6 [∵sin(A-B)=sin Acos B-sin Bcos A=,
sin C=sin(A+B)=sin Acos B+sin Bcos A=,
∴sin Acos B=,sin Bcos A=,
∴sin2A(1-sin2B)=,sin2B(1-sin2A)=,
∴sin2Asin2B=,
sin2Asin2B=,∴sin Asin B=,
S=absin C=·sin C=6(+2).]
(建议用时:40分钟)
一、选择题
1.(2018·东莞高三二模)已知函数f(x)=3x-的图象上的两点(x0,y0),(4+x0,x0+y0)关于原点对称,则函数f(x)( )
A. 在(-∞,0)内单调递增
B. 在(0,+∞)内单调递减
C.在(-∞,0)∪(0,+∞)内单调递减
D. 在(-∞,0)∪(0,+∞)在内单调递增
A [易知函数f(x)=3x-为奇函数,因为其图象上的两点(x0,y0)(4+x0,x0+y0)关于原点对称,所以解得即-6+=1,解得a=14,即f(x)=3x-,则f(x)=3x-在(-∞,0)内单调递增,故选A.]
2.(2018·江西高三质监)函数f(x)的定义域为D,若满足:①f(x)在D内是单调函数;②存在[a,b]⊆D使得f(x)在[a,b]上的值域为,则称函数f(x)为“成功函数”.若函数f(x)=logm(mx+2t)(其中m>0,且m≠1)是“成功函数”,则实数t的取值范围为( )
A.(0,+∞) B.
C. D.
D [无论m>1还是0<m<1,f(x)=logm(mx+2t)都是R上的单调增函数,故应有则问题可转化为求f(x)=,即f(x)=logm(mx+2t)=,即mx+2t=mx在R上有两个不相等的实数根的问题,令λ=mx(λ>0),则mx+2t=mx可化为λ2-λ+2t=0,则故0<t<,选D.]
3.设函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(x)对任意的x∈R,都有f(x-2)=f(x+2),且当x∈[-2,0]时,f(x)=x-1,若在区间(-2,6]内关于x的方程f(x)-loga(x+2)=0(a>1)恰好有3个不同的实数根,则a的取值范围是( )
A.(1,2) B.(2,+∞)
C.(1,) D.(,2)
D [∵对于任意的x∈R,都有f(x-2)=f(2+x),∴函数f(x)是一个周期函数,且T=4.
又∵当x∈[-2,0]时,f(x)=x-1,且函数f(x)是定义在R上的偶函数,
若在区间(-2,6]内关于x的方程f(x)-loga(x+2)=0恰有3个不同的实数解,
则函数y=f(x)与y=loga(x+2)在区间(-2,6]上有三个不同的交点,如下图所示:
又f(-2)=f(2)=3,
则对于函数y=loga(x+2),由题意可得,当x=2时的函数值小于3,当x=6时的函数值大于3,
即loga4<3,且loga8>3,由此解得<a<2.]
4.已知椭圆C:+=1的左、右顶点分别为A,B,F为椭圆C的右焦点,圆x2+y2=4上有一动点P,P不同于A,B两点,直线PA与椭圆C交于点Q,则的取值范围是( )
A.∪ B.(-∞,0)∪
C.(-∞,-1)∪(0,1) D.(-∞,0)∪(0,1)
D [由题意得A(-2,0),B(2,0),F(1,0),PA⊥PB.
设点Q的坐标为(x0,y0),则kQA·kQF=·=
==.
∴=-==,
又x0∈(-2,2)且x0≠1,
∴<0或0<<1,
故的取值范围为(-∞,0)∪(0,1).选D.]
5.已知椭圆E:+=1(a>b>0)的右焦点为F,短轴的一个端点为M,直线l:3x-4y=0交椭圆E于A,B两点.若|AF|+|BF|=4,点M到直线l的距离不小于,则椭圆E的离心率的取值范围是( )
A. B.
C. D.
A [根据椭圆的对称性及椭圆的定义可得A,B两点到椭圆左、右焦点的距离和为4a=2(|AF|+|BF|)=8,所以a=2.又d=≥,所以1≤b<2,所以e===.因为1≤b<2,所以0<e≤.]
(教师备选)
(2018·河南郑州高三二模)如图,已知抛物线C1的顶点在坐标原点,焦点在x轴上,且过点(2,4),圆C:x2+y2-4x+3=0,过圆心C2的直线l与抛物线和圆分别交于P,Q,M,N,则|PN|+4|QM|的最小值为( )
A. 23 B. 42
C. 12 D. 52
A [由题意抛物线过定点(2,4),得抛物线方程y2=8x,焦点为F(2,0).圆的标准方程为(x-2)2+y2=1,所以圆心为(2,0),半径r=1.由于直线过焦点,所以有+==,又|PN|+4|QM|=(PF+1)+(4QF+4)=PF+4QF+5=2(PF+4QF)+5=2+5≥23,当且仅当PF=2QF时等号成立.选A.]
6.抛物线C1:y=x2(p>0)的焦点与双曲线C2:-y2=1的右焦点的连线交C1于第一象限的点M.若C1在点M处的切线平行于C2的一条渐近线,则p=( )
A. B.
C. D.
D [经过第一象限的双曲线C2的渐近线方程为y=x.抛物线C1的焦点为F1,双曲线C2的右焦点为F2(2,0).因为y=x2,所以y′=x,所以抛物线C1在点M处的切线斜率为,即x0=,所以x0=p.因为F1,F2(2,0),M三点共线,所以=,解得p=,故选D.]
(教师备选)
(2018·辽宁大连高三一模)若直线kx-y-k+1=0(k∈R)和曲线E:y=ax3+bx2+(b≠0)的图象交于A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)(x1<x2<x3)三点时,曲线E在A、C点处的切线总是平行的,则过点(b,a)可作曲线E的几条切线.( )
A. 0 B. 1
C. 2 D. 3
C [直线kx-y-k+1=0(k∈R)过定点(1,1),
由题意可知:定点(1,1)是曲线E:y=ax3+bx2+(b≠0)的对称中心,
解得,所以曲线E:y=x3-x2+,(b,a)=.
f′(x)=x2-2x,设切点M(x0,y0),
则M纵坐标y0=x3-x+,又f′(x0)=x-2x0,
∴切线的方程为:y-=(x-2x0)(x-x0),
又直线过定点,∴-=(x-2x0)(-1-x0),得x-3x0-2=0,(x-x0)-2(x0+1)=0,即(x0+1)·(x-x0-2)=0,
解得x0=2或-1,故可做两条切线,选C.]
7.(2018·昆明二模)已知函数f(x)=+k(ln x-x),若x=1是函数f(x)的唯一极值点,则实数k的取值范围是( )
A.(-∞,e] B.(-∞,e)
C.(-e,+∞) D.[-e,+∞)
A [由函数f(x)=+k(ln x-x),可得f′(x)=+k=,∵f(x)有唯一极值点x=1,∴f′(x)=0有唯一根x=1,∴-k=0无根,即y=k与g(x)=无交点,可得g′(x)=,由g′(x)>0得,g(x)在[1,+∞)上递增,由g′(x)<0得,g(x)在(0,1)上递减,∴g(x)min=g(1)=e,∴k≤e,即实数k的取值范围是(-∞,e],故选A.]
8.(2018·广东茂名高三二模)若对任意的x>0,不等式x2-2mln x≥1(m≠0)恒成立,则m的取值范围是( )
A.{1} B.[1,+∞)
C.[2,+∞) D.[e,+∞)
A [由已知可得x2-2mln x-1≥0对任意的x>0恒成立,
设f(x)=x2-2mln x-1,则f′(x)=2x-=,
当m<0时f′(x)>0在(0,+∞)上恒成立,f(x)在(0,+∞)上单调递增,又f(1)=0,∴在(0,1)上f(x)<0,不合题意;
当m>0时,可知f(x)在(0,)单调递减,在(,+∞)单调递增,要使f(x)≥0在(0,+∞)上恒成立,只要f()≥0,令g(m)=f()=m-mln m-1(m>0),g′(m)=-ln m,可知g(m)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,又g(1)=0,∴g(m)≤0,∴g(m)=0,∴m=1.故选A.]
9.已知函数f(x)=-x3+ax2-4在x=2处取得极值,若m,n∈[-1,1],则f(m)+f′(n)的最小值是( )
A.-13 B.-15
C.10 D.15
A [求导得f′(x)=-3x2+2ax,
由函数f(x)在x=2处取得极值知f′(2)=0,
即-3×4+2a×2=0,所以a=3.
由此可得f(x)=-x3+3x2-4,f′(x)=-3x2+6x,易知f(x)在[-1,0)上单调递减,在(0,1]上单调递增,所以当m∈[-1,1]时,f(m)min=f(0)=-4.
又因为f′(x)=-3x2+6x的图象开口向下,且对称轴为x=1,
所以当n∈[-1,1]时,f′(n)min=f′(-1)=-9.
故f(m)+f′(n)的最小值为-13.]
10.(2018·四川德阳高三二诊)如图43,过抛物线y2=4x的焦点F作倾斜角为α的直线l,l与抛物线及其准线从上到下依次交于A、B、C点,令=λ1,=λ2,则当α=时,λ1+λ2的值为( )
图43
A.3 B.4 C.5 D.6
B [设A(x1,y1),B(x2,y2),则由过抛物线y2=4x的焦点的直线的性质可得|AB|=x1+x2+2==,
∴x1+x2=,又x1x2==1,可得x1=3,x2=,
分别过点A,B作准线的垂线,分别交准线于点E,D,则=λ1===3,同理可得=λ2=1,∴λ1+λ2=4,故选B.]
二、填空题
11.(2018·惠州二模)已知函数f(x)对任意的x∈R,都有f=f,函数f(x+1)是奇函数,当-≤x≤时,f(x)=2x,则方程f(x)=-在区间[-3,5]内的所有零点之和为________.
4 [∵函数f(x+1)是奇函数,
∴函数f(x+1)的图象关于点(0,0)对称,
∴把函数f(x+1)的图象向右平移1个单位可得函数f(x)的图象,即函数f(x)的图象关于点(1,0)对称,则f(2-x)=-f(x).
又∵f=f,∴f(1-x)=f(x),从而f(2-x)=-f(1-x),
∴f(x+1)=-f(x),即f(x+2)=-f(x+1)=f(x).
∴函数f(x)的周期为2,且图象关于直线x=对称,画出函数f(x)的图象如图所示:
∴结合图象可得f(x)=-在区间[-3,5]内有8个零点,且所有零点之和为×2×4=4.]
(教师备选)
已知在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,CD⊥AD,AB=2AD=2CD=2,将直角梯形ABCD沿AC折叠成三棱锥DABC,当三棱锥DABC的体积取最大值时,其外接球的体积为________.
[已知直角梯形ABCD,AB⊥AD,CD⊥AD,AB=2AD=2CD=2,沿AC折叠成三棱锥,如图:AB=2,AD=1,CD=1,∴AC=,BC=,∴BC⊥AC,
取AC的中点E,AB的中点O,连接DE,OE,
∵当三棱锥体积最大时,平面DCA⊥平面ACB,
∴OB=OA=OC=OD,∴OB=1,就是外接球的半径为1,
此时三棱锥外接球的体积:×13=.]
12.(2018·沈阳二模)已知椭圆+=1的右焦点为F,P是椭圆上一点,点A(0,3),当△APF的周长最大时,△APF的面积为________.
[椭圆+=1中, a=4,b=,∴c=3,由题意,设F′是左焦点,则△APF周长=|AF|+|AP|+|PF|=|AF|+|AP|+2a-|PF′|=8+6+|PA|-|PF′|≤14+|AF′|(A,P,F′三点共线时,且P在AF′的延长线上,取等号),此时kAP=,∴∠AF′F=,
∴∠FF′P=,设|PF′|=x,则|PF|=8-x,由余弦定理得(8-x)2=x2+36-2×6x·cos,∴x=,所以△APF的面积S=S△AF′F+S△PF′F=×6×=.]
13.(2018·安庆二模)锐角三角形的三个内角分别为A、B、C,sin(A-B)=,sin C=,AB=6,则△ABC的面积为________.
12+6 [∵sin(A-B)=sin Acos B-sin Bcos A=,
sin C=sin(A+B)=sin Acos B+sin Bcos A=,
∴sin Acos B=,sin Bcos A=,
∴sin2A(1-sin2B)=,sin2B(1-sin2A)=,
∴sin2Asin2B=,
sin2Asin2B=,∴sin Asin B=,
S=absin C=·sin C=6(+2).]
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