北京市161中高三数学上学期10月月考试卷(含解析)
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北京161中2015届高三上学期10月月考数学试卷
一、选择题共8小题,每小题5分,共40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)已知全集U=R,集合A={x|x+1<0},B={x|x﹣3<0},那么集合(∁U A)∩B=()A.{x|﹣1≤x<3} B.{x|﹣1<x<3} C.{x|x<﹣1} D.{x|x>3}
2.(5分)下列函数中,既是偶函数又在区间(﹣∞,0)上单调递减的是()
A.y=lg|x| B.y=C.y=﹣x2+1 D.y=e﹣x
3.(5分)若0<m<n,则下列结论正确的是()
A.2m>2n B.
C.log2m>log2n D.
4.(5分)若b<a<0,则下列不等式中正确的是()
A.>B.|a|>|b| C.+>2 D.a+b>ab
5.(5分)已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2a n﹣2,则a2等于()
A.﹣2 B.2 C.1 D.4
6.(5分)要得到函数y=sin2x的图象,只要将函数y=sin(2x﹣)的图象()
A.向左平移单位B.向右平移单位
C.向左平移单位D.向右平移单位
7.(5分)若2a=sin2+cos2,则实数a所在区间是()
A.(,1)B.(0,)C.(﹣,0)D.(﹣1,﹣)
8.(5分)已知集合M={(x,y)|y=f(x)},若对于任意(x1,y1)∈M,存在(x2,y2)∈M,使得x1x2+y1y2=0成立,则称集合M是“好集合”.给出下列4个集合:
①
②M={(x,y)|y=e x﹣2}
③M={(x,y)|y=cosx}
④M={(x,y)|y=lnx}
其中所有“好集合”的序号是()
A.①②④B.②③C.③④D.①③④
二、填空题共6小题,每小题5分,共30分
9.(5分)函数f(x)=+log2(5﹣x)的定义域是.
10.(5分)函数f(x)=cos+sin的图象中相邻的两个对称中心之间的距离是.11.(5分)某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的四个侧面面积中,最大的面积值为.
12.(5分)从4名男生和3名女生中选出3人组成一个学习小组,其中至少有1名女生的不同选法共有种(用数字作答)
13.(5分)在△ABC中,∠ABC=,AB=,BC=3,则sin∠BAC=.
14.(5分)按程序框图运算:若x=5,则运算进行次才停止;若运算进行3次才停止,则x 的取值范围是.
三、解答题共6小题,共80分
15.(13分)已知函数(x∈R).
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期及函数f(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)若,,求cos2x0的值.
16.(13分)某地区举办科技创新大赛,有50件科技作品参赛,大赛组委会对这50件作品分别从“创新性”和“实用性”两项进行评分,每项评分均按等级采用5分制,若设“创新性”得分为x,“实用性”得分为y,统计结果如下表:
y
作品数量
x 实用性
1分2分3分 4分
5分
创
新
性1分 1 3 1 0 1
2分 1 0 7 5 1
3分 2 1 0 9 3
4分 1 b 6 0 a
5分0 0 1 1 3 (1)求“创新性为4分且实用性为3分”的概率;
(2)若“实用性”得分的数学期望为,求a、b的值.
17.(14分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,侧面PAB为等边三角形,侧棱.
(Ⅰ)求证:PC⊥AB;
(Ⅱ)求证:平面PAB⊥平面ABC;
(Ⅲ)求二面角B﹣AP﹣C的余弦值.
18.(13分)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=﹣1与x=2处都取得极值.
(Ⅰ)求a,b的值及函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若对x∈[﹣2,3],不等式f(x)+c<c2恒成立,求c的取值范围.
19.(14分)已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率e=,椭圆上任意一点到椭圆的两个
焦点的距离之和为4,设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,点A的坐标为(﹣a,0).(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)若|AB|=,求直线l的倾斜角.
20.(13分)设集合W由满足下列两个条件的数列{a n}构成:
①;②存在实数M,使a n≤M.( n为正整数)
(Ⅰ)在只有5项的有限数列{a n}、{b n}中,其中a1=1,a2=2,a3=3,a4=4,a5=5;b1=1,b2=4,b3=5,b4=4,b5=1,试判断数列{a n}、{b n}是否为集合W中的元素;
(Ⅱ)设{c n}是等差数列,S n是其前n项和,c3=4,S3=18,证明数列{S n}∈W;并写出M的取值范围;
(Ⅲ)设数列{d n}∈W,且对满足条件的常数M,存在正整数k,使d k=M.
求证:d k+1>d k+2>d k+3.
北京161中2015届高三上学期10月月考数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题共8小题,每小题5分,共40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)已知全集U=R,集合A={x|x+1<0},B={x|x﹣3<0},那么集合(∁U A)∩B=()A.{x|﹣1≤x<3} B.{x|﹣1<x<3} C.{x|x<﹣1} D.{x|x>3}
考点:交、并、补集的混合运算.
专题:计算题.
分析:先对两个集合进行化简,再根据集合运算的性质求集合(C U A)∩B
解答:解:A={x|x+1<0}=(﹣∞,﹣1),B={x|x﹣3<0}=(﹣∞,3),
∴C U A=[﹣1,+∞)
∴(C U A)∩B=[﹣1,3)
故选A
点评:本题考点是交并补集的混合运算,根据集合去处的性质求集合,属于集合中的基本题型.
2.(5分)下列函数中,既是偶函数又在区间(﹣∞,0)上单调递减的是()
A.y=lg|x| B.y=C.y=﹣x2+1 D.y=e﹣x
考点:函数奇偶性的判断;函数单调性的判断与证明.
专题:计算题;函数的性质及应用.
分析:逐一考查各个选项中函数的奇偶性、以及在区间(﹣∞,0)上的单调性,从而得出结论.
解答:解:由于y=lg|x|,有f(﹣x)=f(x)是偶函数,且在区间(﹣∞,0)上,f(x)=lgx是单调递减,故A正确;
由于y=是奇函数,故排除B;
由于函数f(x)=﹣x2+1是偶函数,且满足在(﹣∞,0)上是单调递增函数,故C不满足条件;
由于y=e﹣x不满足f(﹣x)=f(x),不是偶函数,故排除D.
故选:A.
点评:本题主要考查函数的单调性和奇偶性的综合应用,属于中档题.
3.(5分)若0<m<n,则下列结论正确的是()
A.2m>2n B.
C.log2m>log2n D.
考点:指数函数的单调性与特殊点.
分析:根据指数函数与对数函数的底数大于1时单调递增,底数大于0小于1时单调递减的性质进行做题.
解答:解:观察A,C两个选项,由于底数2>1,故相关的函数是增函数,由0<m<n,
∴2m<2n,log2m<log2n,
所以A,C不对.
又观察B,D两个选项,两式底数满足,故相关的函数是一个减函数,由0<m<n,∴
>,>n,
所以B不对D对.
故选D.
点评:指数函数与对数函数的单调性是经常被考查的对象,要注意底数大于1时单调递增,底数大于0小于1时单调递减的性质.
4.(5分)若b<a<0,则下列不等式中正确的是()
A.>B.|a|>|b| C.+>2 D.a+b>ab
考点:不等关系与不等式.
专题:常规题型.
分析:利用不等式的基本性质,两个负数取倒数或去绝对值不等式方向应该改变,得到AB 不正确,在根据均值不等式得到C是正确的,对于显然知道a+b<0而ab>0故D也不正确.解答:解:∵b<a<0
∴取倒数后不等式方向应该改变
即<,故A不正确
∵b<a<0
∴两边同时乘以﹣1后不等式方向应该改变
﹣b>﹣a>0
即|a|<|b|,故B不正确
∵b<a<0
根据均值不等式知:+>2
故C正确
∵b<a<0
∴a+b<0,ab>0
∴a+b<ab
故D不正确
故选C
点评:本题考查了不等式的基本性质,属于基础题.
5.(5分)已知数列{a n}的前n项和为S n,且S n=2a n﹣2,则a2等于()
A.﹣2 B.2 C.1 D.4
考点:数列递推式.
专题:点列、递归数列与数学归纳法.
分析:利用S n=2a n﹣2,n分别取1,2,则可求a2的值.
解答:解:n=1时,S1=2a1﹣2,∴a1=2,
n=2时,S2=2a2﹣2,∴a2=a1+2=4.
故选D.
点评:本题考查数列递推式,考查学生的计算能力,属于基础题.
6.(5分)要得到函数y=sin2x的图象,只要将函数y=sin(2x﹣)的图象()
A.向左平移单位B.向右平移单位
C.向左平移单位D.向右平移单位
考点:函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
专题:三角函数的图像与性质.
分析:由条件利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,可得结论.
解答:解:将函数y=sin(2x﹣)的图象向左平移单位,可得函数y=sin[2(x+)﹣]=sin2x的图象,
故选:A.
点评:本题主要考查函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,属于基础题.
7.(5分)若2a=sin2+cos2,则实数a所在区间是()
A.(,1)B.(0,)C.(﹣,0)D.(﹣1,﹣)
考点:两角和与差的正弦函数;函数零点的判定定理.
专题:计算题.
分析:利用两角和的正弦函数化简等式的右侧,确定右侧的范围,然后利用指数函数的性质确定左侧的范围,得到选项即可.
解答:解:∵sin2+cos2=2sin(2+),
又π<2+<π,
∴1<2sin(2+)<,
即1<2a<,
∴0<a<.
故选:B.
点评:本题考查三角函数的化简求值,两角和的正弦函数的应用,指数函数的基本性质,考查计算能力,属于基础题.
8.(5分)已知集合M={(x,y)|y=f(x)},若对于任意(x1,y1)∈M,存在(x2,y2)∈M,使得x1x2+y1y2=0成立,则称集合M是“好集合”.给出下列4个集合:
①
②M={(x,y)|y=e x﹣2}
③M={(x,y)|y=cosx}
④M={(x,y)|y=lnx}
其中所有“好集合”的序号是()
A.①②④B.②③C.③④D.①③④
考点:命题的真假判断与应用;元素与集合关系的判断.
专题:阅读型;新定义.
分析:对于①,利用渐近线互相垂直,判断其正误即可.
对于②,画出图象,说明满足好集合的定义,即可判断正误;
对于③,画出函数图象,说明满足好集合的定义,即可判断正误;
对于④,画出函数图象,取一个特殊点即能说明不满足好集合定义.
解答:解:对于①y=是以x,y轴为渐近线的双曲线,渐近线的夹角为90°,
在同一支上,任意(x1,y1)∈M,不存在(x2,y2)∈M,满足好集合的定义;
对任意(x1,y1)∈M,在另一支上也不存在(x2,y2)∈M,使得x1x2+y1y2=0成立,
所以不满足好集合的定义,不是好集合.
对于②M={(x,y)|y=e x﹣2},如图(2)在曲线上两点构成的直角始存在,例如取M(0,﹣1),N(ln2,0),满足好集合的定义,所以正确.
对于③M={(x,y)|y=cosx},如图(3)对于任意(x1,y1)∈M,存在(x2,y2)∈M,使得x1x2+y1y2=0成立,
例如(0,1)、(,0),∠yox=90°,满足好集合的定义,旋转90°,都能在图象上找到满
足题意的点,
所以集合M是好集合;
对于④M={(x,y)|y=lnx},如图(4)取点(1,0),曲线上不存在另外的点,使得两点与原点的连线互相垂直,所以不是好集合.
故选B.
点评:本题考查了命题真假的判断与应用,考查了元素与集合的关系,考查了数形结合的思想,解答的关键是对新定义的理解,是中档题.
二、填空题共6小题,每小题5分,共30分
9.(5分)函数f(x)=+log2(5﹣x)的定义域是[0,5).
考点:函数的定义域及其求法.
专题:计算题;函数的性质及应用.
分析:根据二次根式的性质,对数函数的性质,得到不等式组,解出即可.
解答:解:由题意得:,
解得:0≤x<5,
则有定义域为[0,5).
故答案为:[0,5).
点评:本题考查了函数的定义域问题,考查了二次根式的性质,对数函数的性质,是一道基础题.
10.(5分)函数f(x)=cos+sin的图象中相邻的两个对称中心之间的距离是.
考点:两角和与差的正弦函数.
专题:三角函数的图像与性质.
分析:化简可得f(x)=sin(+),可得周期T,而所求即为半周期.
解答:解:由三角函数公式化简可得f(x)=cos+sin=(cos+sin)=sin (+),
∴函数f(x)的周期为T==5π,
∴函数图象中相邻的两个对称中心之间的距离为=
故答案为:
点评:本题考查三角函数的图象和性质,涉及公式的化简和周期性,属基础题.
11.(5分)某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的四个侧面面积中,最大的面积值为10.
考点:由三视图求面积、体积.
专题:计算题;空间位置关系与距离.
分析:三视图中长对正,高对齐,宽相等;由三视图想象出直观图,一般需从俯视图构建直观图.
解答:解:由题意,该四棱锥的四个侧面面积中,较大的两个面的面积分别为
S1=×4×=10,
S2=×3×=6,
6<10,
故答案为:10.
点评:三视图中长对正,高对齐,宽相等;由三视图想象出直观图,一般需从俯视图构建直观图,本题考查了学生的空间想象力,识图能力及计算能力.
12.(5分)从4名男生和3名女生中选出3人组成一个学习小组,其中至少有1名女生的不同选法共有31种(用数字作答)
考点:计数原理的应用.
专题:排列组合.
分析:由题意知这3人中至少有1名女生的对立事件是只选男生,即则这3人中至少有1名女生等于从全部方案中减去只选男生的方案数,由排列的方法计算全部方案与只选男生的方案数.
解答:解:从4名男生和3名女生中选出3人,组成一个学习小组,有C73种选法,
其中只选派男生的方案数为C43,
这3人中至少有1名女生与只选男生为对立事件,
则这3人中至少有1名女生等于从全部方案中减去只选男生的方案数,
即合理的选则方案共有C73﹣C43=31种结果,
故答案为:31
点评:本题考查排列组合的运用,本题解题的关键是看出要求的事件的对立事件,遇到求出现至多或至少这种语言时,一般要用间接法来解,正难则反
13.(5分)在△ABC中,∠ABC=,AB=,BC=3,则sin∠BAC=.
考点:正弦定理.
专题:三角函数的求值.
分析:利用余弦定理列出关系式,将各自的值代入求出b的值,再利用正弦定理即可求出sin∠BAC的值.
解答:解:∵在△ABC中,∠ABC=,AB=c=,BC=a=3,
∴由余弦定理得:b2=a2+c2﹣2accos∠ABC=9+2﹣6=5,即b=,
则由正弦定理=得:sin∠BAC==.
故答案为:
点评:此题考查了正弦、余弦定理,熟练掌握定理是解本题的关键.
14.(5分)按程序框图运算:若x=5,则运算进行4次才停止;若运算进行3次才停止,则x 的取值范围是(10,28].
考点:循环结构.
专题:图表型.
分析:本题的考查点是计算循环的次数,及变量初值的设定,在算法中属于难度较高的题型,处理的办法为:模拟程序的运行过程,用表格将程序运行过程中各变量的值进行管理,并分析变量的变化情况,最终得到答案.
解答:解:(1)程序在运行过程中各变量的值如下表示:
x x 是否继续循环
循环前5∥
第一圈 15 13 是
第二圈 39 37 是
第三圈 111 109 是
第四圈 327 325 否
故循环共进行了4次;
(2)由(1)中数据不难发现第n圈循环结束时,经x=(x0﹣1)×3n+1:
x 是否继续循环
循环前x0/
第一圈(x0﹣1)×3+1 是
第二圈(x0﹣1)×32+1 是
第三圈(x0﹣1)×33+1 否
则可得(x0﹣1)×32+1≤244且(x0﹣1)×33+1>244
解得:10<x0≤28
故答案为:4,(10,28]
点评:算法是新课程中的新增加的内容,也必然是新2015届高考中的一个热点,应高度重视.程序填空也是重要的考试题型,这种题考试的重点有:①分支的条件②循环的条件③变量的赋值④变量的输出.其中前两点考试的概率更大.此种题型的易忽略点是:不能准确理解流程图的含义而导致错误.要判断循环的次数,可以根据循环变量的初值、终值及步长代入循环次数公式解答,但公式一般只适用于累加(乘)问题,对于本题的第一步,则应采用模拟法解答.
三、解答题共6小题,共80分
15.(13分)已知函数(x∈R).
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期及函数f(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)若,,求cos2x0的值.
考点:正弦函数的单调性;诱导公式的作用;二倍角的正弦;二倍角的余弦;三角函数的周期性及其求法.
专题:计算题.
分析:(Ⅰ)利用三角函数的恒等变换化简 f(x)的解析式为,由此求得周期,令(k∈Z),求出x的范围,即得函数f(x)的单调递增区间.
(Ⅱ)解法一:由已知得,平方可得,再根据
,利用同角三角函数的基本关系求出cos2x0的值.
解法二:由已知得,根据角的范围,利用同角三角函数的基本关系求出的值,由,再利用
二倍角公式运算求出结果.
解答:解:(Ⅰ) f(x)=2sinx•cosx﹣2sin2x+1 …(1分)
=sin2x+cos2x …(2分)
=.…(3分)
故函数f(x)的最小正周期.…(5分)
令(k∈Z),…(6分)
可得,
即,k∈z,
所以,函数f(x)的单调递增区间为(k∈Z).…(8分)
(Ⅱ)解法一:由已知得,…(9分)
两边平方,可得,
所以,.…(11分)
因为,所以,
所以,.…(13分)
解法二:因为,
所以.…(9分)
又因为,
解得.…(10分)
所以,.…(11分)
所以,
=.…(13分)
点评:本题主要考查三角函数的恒等变换,正弦函数的周期性和单调性,属于中档题.
16.(13分)某地区举办科技创新大赛,有50件科技作品参赛,大赛组委会对这50件作品分别从“创新性”和“实用性”两项进行评分,每项评分均按等级采用5分制,若设“创新性”得分为x,“实用性”得分为y,统计结果如下表:
y
作品数量
x 实用性
1分2分3分 4分
5分
创
新
性1分 1 3 1 0 1
2分 1 0 7 5 1
3分 2 1 0 9 3
4分 1 b 6 0 a
5分0 0 1 1 3 (1)求“创新性为4分且实用性为3分”的概率;
(2)若“实用性”得分的数学期望为,求a、b的值.
考点:离散型随机变量的期望与方差;等可能事件的概率.
专题:计算题.
分析:(1)由题意从表中可以看出,“创新性4分且实用性3分”的作品数量6件,利用古典概型可知创新性4分且实用性3分”的概率值;
(2)由题意及图表可知“实用性”得y1分,2分,3分,4分5分,五个等级,且每个等级分别5件,b+4件,15件,15件,a+8件,利用古典概型求出每一个值对应的事件的概率,利用分布列及期望定义即可求得.
解答:解:(1)从表中可以看出,“创新性4分且实用性3分”的作品数量6件,
∴“创新性4分且实用性3分”的概率.
(2)由表可知“实用性”得y1分,2分,3分,4分5分,五个等级,
且每个等级分别5件,b+4件,15件,15件,a+8件.
∴“实用性”得y的分布列为:
y 1 2 3 4 5
P
又∵“实用性”得分的数学期望,
∴+.
∵作品数量共50件,a+b=3
解a=1,b=2.
点评:此题考查了古典概型随机事件的概率公式,离散型随机变量的定义及其分布列,随机变量的期望,还考查了学生的理解与计算能力.
17.(14分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,AC=BC=2,∠ACB=90°,侧面PAB为等边三角形,侧棱.
(Ⅰ)求证:PC⊥AB;
(Ⅱ)求证:平面PAB⊥平面ABC;
(Ⅲ)求二面角B﹣AP﹣C的余弦值.
考点:二面角的平面角及求法;平面与平面垂直的判定.
专题:计算题;证明题.
分析:(Ⅰ)由题意,证明PC⊥AB可通过证明AB⊥平面PCD,用线面垂直证线线垂直;(II)要证明两个平面垂直,可以证明两个平面所成的二面角是直角,根据三边长满足勾股定理得到直角,得到结论.
(III)方法一:过D作DE⊥PA于E,连接CE,则CE⊥PA.所以∠DEC是二面角B﹣AP﹣C的平面角,在三角形中求角即可;
方法二:(空间向量法)以D为原点建立如图所示的空间直角坐标系,给出各点的坐标,建立方程求出两个平面的法向量,用公式求出二面角的余弦值,
解答:解:(Ⅰ)设AB中点为D,连接PD,CD,(1分)
因为AP=BP,所以PD⊥AB.
又AC=BC,所以CD⊥AB.(2分)
因为PD∩CD=D,所以AB⊥平面PCD.
因为PC⊂平面PCD,所以PC⊥AB.(4分)
(Ⅱ)由已知∠ACB=90°,AC=BC=2,
所以,.
又△PAB为正三角形,且PD⊥AB,所以.(6分)
因为,所以PC2=CD2+PD2.
所以∠CDP=90°.
由(Ⅰ)知∠CDP是二面角P﹣AB﹣C的平面角.
所以平面PAB⊥平面ABC.(8分)
(Ⅲ)方法1:由(Ⅱ)知CD⊥平面PAB.
过D作DE⊥PA于E,连接CE,则CE⊥PA.
所以∠DEC是二面角B﹣AP﹣C的平面角.(10分)
在Rt△CDE中,易求得.
因为,所以.(12分)
所以.
即二面角B﹣AP﹣C的余弦值为.(13分)
方法2:由(Ⅰ)(Ⅱ)知DC,DB,DP两两垂直.(9分)
以D为原点建立如图所示的空间直角坐标系.
易知D(0,0,0),,,.所以
,.(10分)
设平面PAC的法向量为n=(x,y,z),
则即
令x=1,则y=﹣1,.
所以平面PAC的一个法向量为.(11分)
易知平面PAB的一个法向量为.
所以.(12分)
由图可知,二面角B﹣AP﹣C为锐角.
所以二面角B﹣AP﹣C的余弦值为.(13分)
点评:本题考查二面角的求法,面面垂直的判定,线线垂直的判定,考查推理论证的能力及运算求解的能力,解答本题关键是掌握求二面角的方法﹣﹣几何法与向量法,掌握几何法的步骤作角、证角、求解以及向量法的求解步骤建立坐标系,求出两平面的法向量的坐标,用公式求出两平面夹角的余弦值.
18.(13分)已知函数f(x)=x3+ax2+bx+c在x=﹣1与x=2处都取得极值.
(Ⅰ)求a,b的值及函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)若对x∈[﹣2,3],不等式f(x)+c<c2恒成立,求c的取值范围.
考点:利用导数研究函数的极值;利用导数研究函数的单调性;不等式的证明.
专题:计算题.
分析:(1)求出f′(x)并令其=0得到方程,把x=﹣1和x=2代入求出a、b即可;(2)求出函数的最大值为f(﹣1),要使不等式恒成立,既要证f(﹣1)+c<c2,即可求出
c的取值范围.
解答:解:(Ⅰ)f′(x)=3x2+2ax+b,
由题意:即
解得
∴,f′(x)=3x2﹣3x﹣6
令f′(x)<0,解得﹣1<x<2;
令f′(x)>0,解得x<﹣1或x>2,
∴f(x)的减区间为(﹣1,2);增区间为(﹣∞,﹣1),(2,+∞).
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)在(﹣∞,﹣1)上单调递增;
在(﹣1,2)上单调递减;在(2,+∞)上单调递增.
∴x∈[﹣2,3]时,f(x)的最大值即为f(﹣1)与f(3)中的较大者.;
∴当x=﹣1时,f(x)取得最大值.
要使,只需,即:2c2>7+5c
解得:c<﹣1或.
∴c的取值范围为.
点评:考查学生利用导数求函数极值的能力,利用导数研究函数单调性的能力,以及掌握不等式的证明方法.
19.(14分)已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率e=,椭圆上任意一点到椭圆的两个
焦点的距离之和为4,设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,点A的坐标为(﹣a,0).(Ⅰ)求椭圆的标准方程;
(Ⅱ)若|AB|=,求直线l的倾斜角.
考点:椭圆的简单性质.
专题:圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:(1)椭圆+=1(a>b>0)根据a2=b2+c2,=,2a=4,求解.(2)联立方程组消去y并整理,得(1+4k2)x2+16k2x+(16k2﹣4)=0,运用韦达定理,弦长公式求解.
解答:解:(1)∵椭圆+=1(a>b>0)的离心率e=,椭圆上任意一点到椭圆的两
个焦点的距离之和为4,
∴a=2,c=,b=1,
∴椭圆的标准方程:=1,
(2)∵设直线l与椭圆相交于不同的两点A,B,点A的坐标为(﹣a,0).
∴点A的坐标为(﹣2,0),
∴直线l的方程为:y=k(x+2),
(Ⅱ)(i)由(Ⅰ)可知点A的坐标是(﹣2,0).
设点B的坐标为(x1,y1),直线l的斜率为k.
则直线l的方程为y=k(x+2).
于是A、B两点的坐标满足方程组
消去y并整理,得(1+4k2)x2+16k2x+(16k2﹣4)=0.
由﹣2x1=,得x1=.从而y1=.
所以|AB|=
由|AB|=,得=
整理得32k4﹣9k2﹣23=0,即(k2﹣1)(32k2+23)=0,解得k=±1.
所以直线l的倾斜角为或.
点评:本题考查了椭圆和直线的位置关系,联立方程组结合弦长公式求解.
20.(13分)设集合W由满足下列两个条件的数列{a n}构成:
①;②存在实数M,使a n≤M.( n为正整数)
(Ⅰ)在只有5项的有限数列{a n}、{b n}中,其中a1=1,a2=2,a3=3,a4=4,a5=5;b1=1,b2=4,b3=5,b4=4,b5=1,试判断数列{a n}、{b n}是否为集合W中的元素;
(Ⅱ)设{c n}是等差数列,S n是其前n项和,c3=4,S3=18,证明数列{S n}∈W;并写出M的取值范围;
(Ⅲ)设数列{d n}∈W,且对满足条件的常数M,存在正整数k,使d k=M.
求证:d k+1>d k+2>d k+3.
考点:元素与集合关系的判断;等差数列的性质;不等式的证明.
专题:计算题;证明题.
分析:(Ⅰ)要判断数列不为集合中的元素,只需要在数列中找一个元素不是集合中的元素即可.要判断数列为集合中的元素,需要严格证明,对于数列{b n},当nÎ{1,2,3,4,5}时,看数列{b n}是否满足集合W的条件①②即可.
(Ⅱ)是证明题.要证明数列{S n}∈W,首先利用题中的条件:{c n}是等差数列,S n是其前n 项和,c3=4,S3=18确定出数列{S n},然后再证明满足①②即可.
(Ⅲ)也是证明题.要求证d k+1>d k+2>d k+3,数列{d n}∈W所以满足W的两个条件,得到
.整理得d k+2<d k+1+(d k+1﹣d k)=d k+1+(d k+1﹣M),因为d k=M,得到d k+1≤M,即d k+2<d k+1;又因为,得到d k+3<d k+2+(d k+2﹣d k+1)<d k+2,整理可得证.
解答:解:(Ⅰ)对于数列{a n},当n=1时,=a2,
显然不满足集合W的条件①,故{a n}不是集合W中的元素.(2分)
对于数列{b n},当n={1,2,3,4,5}时,
不仅有,,,
而且有b n≤5,显然满足集合W的条件①②,故{b n}是集合W中的元素.(4分)
(Ⅱ)∵{c n}是等差数列,S n是其前n项和,c3=4,S3=18,设其公差为d,
∴c3﹣2d+c3﹣d+c3=18,
∴d=﹣2
∴c n=c3+(n﹣3)d=﹣2n+10,S n=﹣n2+9n(7分)
∵,∴;
∵,∴S n的最大值是S4=S5=20,即S n≤S4=20.
∴{S n}∈W,且M的取值范围是[20,+∞)(9分)
(Ⅲ)证明:∵{d n}∈W,∴,
整理d k+2<d k+1+(d k+1﹣d k)=d k+1+(d k+1﹣M),
∵d k=M,∴d k+1≤M,∴d k+2<d k+1;
又∵,∴d k+3<d k+2+(d k+2﹣d k+1)<d k+2,
∴d k+1>d k+2>d k+3.(14分)
点评:此题考查运用题中定义的函数解决问题的能力,以及数列与集合关系的判断.。