四川省绵阳市南山中学实验学校2016届高三下学期4月月考数学试卷(理科)(补习班) 含解析
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2015—2016学年四川省绵阳市南山中学实验学校高三(下)4月月考数学试卷(理科)(补习班)
一.选择题:每小题5分,共50分.
1.已知集合M={x|x2+x﹣2<0},N={x|log2x<1},则M∩N=()
A.(﹣2,1) B.(﹣1,2)C.(0,1) D.(1,2)
2.若复数z=(其中a∈R,i是虚数单位)的实部与虚部相等,则a=()
A.3 B.6 C.9 D.12
3.下列说法中正确的是()
A.“f(0)=0"是“函数f(x)是奇函数”的充要条件
B.“若,则”的否命题是“若,则
C.若,则¬p:∀x∈R,x2﹣x﹣1<0
D.若p∧q为假命题,则p,q均为假命题
4.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,)的部分图象如图所示,下列说法正确的是()
A.f(x)的图象关于直线对称
B.f(x)的图象关于点对称
C.若方程f(x)=m在上有两个不相等的实数根,则实数m的取值范围是
D.将函数的图象向左平移个单位得到函数f(x)的图象
5.我国古代数学名著《九章算术》中的更相减损法的思路与图相似.执行该程序框图,若输入的a,b分别为14,18,则输出的a=()
A.2 B.4 C.6 D.8
6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()
A. +B.1+C.D.1
7.已知二次函数f(x)=x2+mx+n(m、n∈R)的两个零点分别在(0,1)与(1,2)内,则(m+1)2+(n﹣2)2的取值范围是()
A.B.C.[2,5]D.(2,5)
8.过双曲线的一个焦点F2作垂直于实轴的弦PQ,F1是另一焦点,若∠,则双
曲线的离心率e等于()
A.B.C.D.
9.一袋中有红、黄、蓝三种颜色的小球各一个,每次从中取出一个,记下颜色后放回,当三种颜色的球全部取出时停止取球,则恰好取5次球时停止取球的概率为()
A.B.C.D.
10.已知函数f(x)=alnx﹣x2+bx存在极小值,且对于b的所有可能取值f(x)的极小值恒大于0,则a的最小值为()
A.﹣e3B.﹣e2C.﹣e D.﹣
二。
填空题:每小题5分,共25分.
11.二项式的展开式中常数项为.
12.已知函数,其导函数记为f′(x),则f+f′的值为.
13.若直线l:y=kx+1被圆C:x2+y2﹣2x﹣3=0截得的弦最短,则直线l的方程是.14.设正实数x,y,z满足x2﹣xy+4y2﹣z=0.则当取得最小值时,x+4y﹣z的最大值为.
15.在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,DC∥AB,AD=DC=1,AB=2,E、F分别为AB、BC 的中点.点P在以A为圆心,AD为半径的圆弧上变动(如图所示),若=λ+μ,其中λ,μ∈R.则2λ﹣μ的取值范围是.
三.解答题:16,17,18,19每小题12分,20题13分,21题14分,共75分.
16.设函数f(x)=sin2x﹣cos2(x+).
(1)若x∈(0,π),求f(x)的单调递增区间;
(2)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f()=0,b=1,求△ABC面积的最大值.
17.已知数列{a n}是等差数列,a2=6,a5=12;数列{b n}的前n项和是S n,且S n+b n=1.(1)求数列{a n}和{b n}通项公式;
(2)记c n=,数列{c n}的前n项和为T n,若T n<对一切n∈N*都
成立,求最小正整数m.
18.自2016年1月1日起,我国全面二孩政策正式实施,这次人口与生育政策的历史性调整,使得“要不要再生一个”“生二孩能休多久产假"等成为千千万万个家庭在生育决策上避不开
的话题.为了解针对产假的不同安排方案形成的生育意愿,某调查机构随机抽取了200户有生育二胎能力的适龄家庭进行问卷调查,得到如下数据:
产假安排(单位:周) 14 15 16 17 18
有生育意愿家庭数 4 8 16 20 26
(1)若用表中数据所得的频率代替概率,面对产假为14周与16周,估计某家庭有生育意愿的概率分别为多少?
(2)假设从5种不同安排方案中,随机抽取2种不同安排分别作为备选方案,然后由单位根据单位情况自主选择.
①求两种安排方案休假周数和不低于32周的概率;
②如果用ξ表示两种方案休假周数和.求随机变量ξ的分布及期望.
19.如图,多面体ABCDEF中,四边形ABCD是边长为2的正方形,四边形EFBD为等腰梯形,EF∥BD,EF=BD,平面EFBD⊥平面ABCD.
(Ⅰ)证明:DE∥平面ACF;
(Ⅱ)若梯形EFBD的面积为3,求二面角A﹣BF﹣D的余弦值.
20.已知F1,F2是椭圆C1: +=1(a>b>0)的上、下焦点,F1是抛物线C2:x2=4y
的焦点,点M是C1与C2在第二象限的交点,且|MF1|=
(1)求椭圆C1的方程;
(2)与圆x2+(y+1)2=1相切的直线l:y=k(x+t),kt≠0交椭圆C于A,B两点,若椭圆C 上一点P满足+=λ,求实数λ的取值范围.
21.设函数f(x)=x2﹣(a﹣2)x﹣alnx.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数有两个零点,求满足条件的最小正整数a的值;
(3)若方程f(x)=c有两个不相等的实数根x1,x2,求证:.
2015-2016学年四川省绵阳市南山中学实验学校高三
(下)4月月考数学试卷(理科)(补习班)
参考答案与试题解析
一.选择题:每小题5分,共50分.
1.已知集合M={x|x2+x﹣2<0},N={x|log2x<1},则M∩N=()
A.(﹣2,1)B.(﹣1,2)C.(0,1)D.(1,2)
【考点】交集及其运算.
【分析】利用交集的性质和不等式的性质求解.
【解答】解:集合M={x|x2+x﹣2<0}=(﹣2,1),N={x|log2x<1}=(0,2),
则M∩N=(0,1),
故选:C.
2.若复数z=(其中a∈R,i是虚数单位)的实部与虚部相等,则a=()
A.3 B.6 C.9 D.12
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】化简复数为a+bi的形式,利用复数的实部与虚部相等,求解a即可.
【解答】解:复数z===.
由条件复数z=(其中a∈R,i是虚数单位)的实部与虚部相等,得,18﹣a=3a+6,
解得a=3.
故选:A.
3.下列说法中正确的是()
A.“f(0)=0”是“函数f(x)是奇函数”的充要条件
B.“若,则”的否命题是“若,则
C.若,则¬p:∀x∈R,x2﹣x﹣1<0
D.若p∧q为假命题,则p,q均为假命题
【考点】命题的真假判断与应用;四种命题.
【分析】A.根据充分条件和必要条件的定义进行判断
B.根据否命题的定义进行判断
C.根据含有量词的命题的否定进行判断
D.根据复合命题之间的关系进行判断
【解答】解:A.若f(x)=x2,满足f(0)=0,但函数f(x)不是奇函数,若f(x)=,满足
函数f(x)是奇函数,但f(0)不存在,即“f(0)=0”是“函数f(x)是奇函数”的既不充分也不必要条件,故A错误,
B.“若,则”的否命题是“若,则,正确,故B正确,
C.命题的否定¬p:∀x∈R,x2﹣x﹣1≤0,故C错误,
D.若p∧q为假命题,则p,q至少有一个为假命题,故D错误,
故选:B
4.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,)的部分图象如图所示,下列说法正确的是()
A.f(x)的图象关于直线对称
B.f(x)的图象关于点对称
C.若方程f(x)=m在上有两个不相等的实数根,则实数m的取值范围是
D.将函数的图象向左平移个单位得到函数f(x)的图象
【考点】正弦函数的图象.
【分析】由函数的图象的顶点坐标求出A,由周期求出ω,由五点法作图求出φ的值,可得f(x)的解析式,结合图象,可得结论.
【解答】解:由函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,)的部分图象可得A=2, ==﹣,求得ω=2,
再根据五点法作图可得2×+φ=π,∴φ=,∴f(x)=2sin(2x+),
在上,2x+∈[﹣,],
当实数m的取值范围是时,函数f(x)的图象和直线y=m有2个交点,
故选:C.
5.我国古代数学名著《九章算术》中的更相减损法的思路与图相似.执行该程序框图,若输入的a,b分别为14,18,则输出的a=()
A.2 B.4 C.6 D.8
【考点】程序框图.
【分析】由循环结构的特点,先判断,再执行,分别计算出当前的a,b的值,即可得到结论.
【解答】解:由a=14,b=18,a<b,
则b变为18﹣14=4,
由a>b,则a变为14﹣4=10,
由a>b,则a变为10﹣4=6,
由a>b,则a变为6﹣4=2,
由a<b,则b变为4﹣2=2,
由a=b=2,
则输出的a=2.
故选:A.
6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()
A. +B.1+C.D.1
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】根据已知可得该几何体是一个四分之一圆锥,与三棱柱的组合体,分别求出它们的体积,相加可得答案.
【解答】解:根据已知可得该几何体是一个四分之一圆锥,与三棱柱的组合体,
四分之一圆锥的底面半径为1,高为1,故体积为:=,
三棱柱的底面是两直角边分别为1和2的直角三角形,高为1,故体积为:×1×2×1=1,
故组合体的体积V=1+,
故选:B
7.已知二次函数f(x)=x2+mx+n(m、n∈R)的两个零点分别在(0,1)与(1,2)内,则(m+1)2+(n﹣2)2的取值范围是()
A.B.C.[2,5]D.(2,5)
【考点】简单线性规划;二次函数的性质.
【分析】由条件可得,,化简得到关于m,n的不等式组,在平面直角坐标系中,
作出不等式组表示的区域,
再由(m+1)2+(n﹣2)2表示的几何意义是点(﹣1,2)到区域内的点的距离的平方,由图象观察,即可得到取值范围.
【解答】解:由于二次函数f(x)=x2+mx+n(m、n∈R)的两个零点
分别在(0,1)与(1,2)内,
则即有,
在平面直角坐标系中,作出不等式组表示的区域,
而(m+1)2+(n﹣2)2表示的几何意义是点(﹣1,2)
到区域内的点的距离的平方,
求得点(﹣1,2)到直线m+n+1=0的距离为
=,
点(﹣1,2)到点(﹣2,0)的距离为,
故(m+1)2+(n﹣2)2的取值范围是(2,5).
故选D.
8.过双曲线的一个焦点F2作垂直于实轴的弦PQ,F1是另一焦点,若∠,则双曲线的离心率e等于()
A.B.C.D.
【考点】双曲线的简单性质;双曲线的应用.
【分析】根据由题设条件可知,|F1F2|=2c,由此可以求出双曲线的离心率e.【解答】解:由题意可知,|F1F2|=2c,
∵∠,
∴,
∴4a2c2=b4=(c2﹣a2)2=c4﹣2a2c2+a4,
整理得e4﹣6e2+1=0,
解得或(舍去)
故选C.
9.一袋中有红、黄、蓝三种颜色的小球各一个,每次从中取出一个,记下颜色后放回,当三种颜色的球全部取出时停止取球,则恰好取5次球时停止取球的概率为()
A.B.C.D.
【考点】互斥事件与对立事件;等可能事件的概率.
【分析】恰好取5次球时停止取球,分两种情况3,1,1及2,2,1,这两种情况是互斥的,利用等可能事件的概率计算每一种情况的概率,再根据互斥事件的概率得到结果.
【解答】解:分两种情况3,1,1及2,2,1
这两种情况是互斥的,下面计算每一种情况的概率,
当取球的个数是3,1,1时,
试验发生包含的事件是35,
满足条件的事件数是C31C43C21
∴这种结果发生的概率是=
同理求得第二种结果的概率是
根据互斥事件的概率公式得到P=
故选B
10.已知函数f(x)=alnx﹣x2+bx存在极小值,且对于b的所有可能取值f(x)的极小值恒大
于0,则a的最小值为()
A.﹣e3B.﹣e2C.﹣e D.﹣
【考点】利用导数研究函数的极值.
【分析】求函数的导数,根据函数存在极小值等价为f′(x)=﹣x+b=0有解,转化为一元二
次方程,根据一元二次方程根与判别式△之间的关系进行转化求解即可.
【解答】解:函数的定义域为(0,+∞),
则函数的导数f′(x)=﹣x+b,
若函数f(x)=alnx﹣x2+bx存在极小值,
则f′(x)=﹣x+b=0有解,
即﹣x2+bx+a=0有两个不等的正根,
则,得b>2,(a<0),
由f′(x)=0得x1=,x2=,
分析易得f(x)的极小值点为x1,
∵b>2,(a<0),
∴x1==∈(0,),
=f(x1)=alnx1﹣x12+bx1=alnx1﹣x12+x12﹣a=alnx1+x12﹣a,
则f(x)
极小值
设g(x)=alnx+x2﹣a,x∈(0,),
f(x)的极小值恒大于0等价为g(x)恒大于0,
∵g′(x)=+x=<0,
∴g(x)在(0,)上单调递减,
故g(x)>g()=aln﹣a≥0,
得ln≤,即﹣a≤e3,则a≥﹣e3,
故a的最小值为是﹣e3,
故选:A
二。
填空题:每小题5分,共25分.
11.二项式的展开式中常数项为.
【考点】二项式定理.
【分析】利用二项展开式的通项公式求出第r+1项,令x的指数为0得常数项.
【解答】解:展开式的通项是
=
令解得r=6
故展开式的常数项为=7
故答案为7
12.已知函数,其导函数记为f′(x),则f+f′的值为.
【考点】导数的运算;简单复合函数的导数.
【分析】利用导数的公式和导数的运算法,探究一下之间的关系,即可得到结论.
【解答】解:函数,则f(﹣x)=﹣sinx;
f′(x)=+cosx,
cosx,
∵f′(x)﹣f′(﹣x)=0,f(x)+f(﹣x)=2.
∴f+f′=2.
故答案为:2.
13.若直线l:y=kx+1被圆C:x2+y2﹣2x﹣3=0截得的弦最短,则直线l的方程是.【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】直线过定点(0,1),截得的弦最短,圆心和弦垂直,求得斜率可解得直线方程.
【解答】解:直线l是直线系,它过定点(0,1),要使直线l:y=kx+1被圆C:x2+y2﹣2x﹣3=0截得的弦最短,
必须圆心(1,0)和定点(0,1)的连线与弦所在直线垂直;
连线的斜率﹣1,弦所在直线斜率是1.
则直线l的方程是:y﹣1=x,
故答案为:x﹣y+1=0.
14.设正实数x,y,z满足x2﹣xy+4y2﹣z=0.则当取得最小值时,x+4y﹣z的最大值为.【考点】基本不等式在最值问题中的应用;简单线性规划.
【分析】将z=x2﹣xy+4y2代入,利用基本不等式化简即可得到当取得最小值时的条
件,用x,z表示y后利用配方法求得x+2y﹣z的最大值.
【解答】解:∵x2﹣xy+4y2﹣z=0,
∴z=x2﹣xy+4y2,又x,y,z为正实数,
∴=+﹣1≥2﹣1=3(当且仅当x=2y时取“=”),
当且仅当=,即x=2y(y>0)时取等号,
此时x+4y﹣z=2y+4y﹣(x2﹣xy+4y2)=6y﹣6y2
=﹣6(y﹣)2+≤.
∴x+4y﹣z的最大值为.
故答案为:
15.在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,DC∥AB,AD=DC=1,AB=2,E、F分别为AB、BC 的中点.点P在以A为圆心,AD为半径的圆弧上变动(如图所示),若=λ+μ,其中λ,μ∈R.则2λ﹣μ的取值范围是.
【考点】向量在几何中的应用.
【分析】建立如图所示的坐标系,则A(0,0),E(1,0),D(0,1),F(1。
5,0.5),P(cosα,sinα)(0°≤α≤90°),λ,μ用参数进行表示,利用辅助角公式化简,即可得出结论.
【解答】解:建立如图所示的坐标系,则A(0,0),E(1,0),D(0,1),F(1.5,0.5),P(cosα,sinα)(0°≤α≤90°),
∵=λ+μ,
∴(cosα,sinα)=λ(﹣1,1)+μ(1。
5,0.5),
∴cosα=﹣λ+1.5μ,sinα=λ+0。
5μ,
∴λ=(3sinα﹣cosα),μ=(cosα+sinα),
∴2λ﹣μ=sinα﹣cosα=sin(α﹣45°)
∵0°≤α≤90°,
∴﹣45°≤α﹣45°≤45°,
∴﹣≤sin(α﹣45°)≤,
∴﹣1≤sin(α﹣45°)≤1
∴2λ﹣μ的取值范围是[﹣1,1].
故答案为:[﹣1,1].
三.解答题:16,17,18,19每小题12分,20题13分,21题14分,共75分.
16.设函数f(x)=sin2x﹣cos2(x+).
(1)若x∈(0,π),求f(x)的单调递增区间;
(2)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若f()=0,b=1,求△ABC面
积的最大值.
【考点】三角函数中的恒等变换应用;正弦函数的图象;余弦定理.
【分析】(1)由三角恒等变换化简f(x),由此得到递增区间.
(2)由等式得到,利用余弦定理及三角形面积公式即可.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可知,
==,
由,
可解得:.
又因为x∈(0,π),
所以f(x)的单调递增区间是和.
(Ⅱ)由,可得,
由题意知B为锐角,所以,
由余弦定理b2=a2+c2﹣2accosB,
可得:,即,且当a=c时等号成立,
因此,
所以△ABC面积的最大值为.
17.已知数列{a n}是等差数列,a2=6,a5=12;数列{b n}的前n项和是S n,且S n+b n=1.(1)求数列{a n}和{b n}通项公式;
(2)记c n=,数列{c n}的前n项和为T n,若T n<对一切n∈N*都成
立,求最小正整数m.
【考点】数列的求和;等差数列的性质.
【分析】(1)设{}的公差为d,由已知条件利用等差数列的通项公式列出方程组求出首项和公差,由此能求出数列{a n}的通项公式;由已知条件推导出{}是以为首项,为公比的等比数列,由此能求出数列{b n}的通项公式.
(2)由c n==,利用裂项求和法能求出最小正整数m.
【解答】解:(1)设{}的公差为d,
则,,
∵a2=6,a5=12,
∴,解得a1=4,d=2,
∴a n=4+2(n﹣1)=2n+2.
∵数列{b n}的前n项和是S n,且S n+b n=1,
∴当n=1时,b1=S1,
由,得,
当n≥2时,∵,,
∴S n﹣S n
﹣1=(b n
﹣1
﹣b n),即,
∴,
∴{}是以为首项,为公比的等比数列, ∴=.
(2)∵=2•()n,
∴c n=c n====,
∴T n=(1﹣)+()+()+…+()
=1﹣<1,
由已知得,
∴m≥2014,
∴最小正整数m=2014.….
18.自2016年1月1日起,我国全面二孩政策正式实施,这次人口与生育政策的历史性调整,使得“要不要再生一个”“生二孩能休多久产假”等成为千千万万个家庭在生育决策上避不开的话题.为了解针对产假的不同安排方案形成的生育意愿,某调查机构随机抽取了200户有生育二胎能力的适龄家庭进行问卷调查,得到如下数据:
产假安排(单位:周)14 15 16 17 18
有生育意愿家庭数 4 8 16 20 26
(1)若用表中数据所得的频率代替概率,面对产假为14周与16周,估计某家庭有生育意愿的概率分别为多少?
(2)假设从5种不同安排方案中,随机抽取2种不同安排分别作为备选方案,然后由单位根据单位情况自主选择.
①求两种安排方案休假周数和不低于32周的概率;
②如果用ξ表示两种方案休假周数和.求随机变量ξ的分布及期望.
【考点】离散型随机变量的期望与方差;列举法计算基本事件数及事件发生的概率;离散型随机变量及其分布列.
【分析】(1)由表中信息可知,利用等可能事件概率计算公式能求出当产假为14周时某家庭有生育意愿的概率和当产假为16周时某家庭有生育意愿的概率.
(2)①设“两种安排方案休假周数和不低于32周”为事件A,由已知从5种不同安排方案中,随机地抽取2种方案选法共有10种,由此利用列举法能求出其和不低于32周的概率.②由题知随机变量ξ的可能取值为29,30,31,32,33,34,35.分别求出相应的概率,由此能求出ξ的分布列和E(ξ).
【解答】解:(1)由表中信息可知,当产假为14周时某家庭有生育意愿的概率为
;
当产假为16周时某家庭有生育意愿的概率为…
(2)①设“两种安排方案休假周数和不低于32周"为事件A,
由已知从5种不同安排方案中,随机地抽取2种方案选法共有(种),
其和不低于32周的选法有14、18、15、17、15、18、16、17、16、18、17、18,共6种,由古典概型概率计算公式得…
②由题知随机变量ξ的可能取值为29,30,31,32,33,34,35.
,,
,
因而ξ的分布列为
ξ29 30 31 32 33 34 35
P 0.1 0.1 0。
2 0.2 0。
2 0。
1 0。
1
所以E(ξ)=29×0.1+30×0。
1+31×0.2+32×0。
2+33×0.2+34×0.1+35×0.1=32,…
19.如图,多面体ABCDEF中,四边形ABCD是边长为2的正方形,四边形EFBD为等腰梯形,EF∥BD,EF=BD,平面EFBD⊥平面ABCD.
(Ⅰ)证明:DE∥平面ACF;
(Ⅱ)若梯形EFBD的面积为3,求二面角A﹣BF﹣D的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定;用空间向量求平面间的夹角.【分析】(Ⅰ)根据线面平行的判定定理即可证明DE∥平面ACF;
(Ⅱ)若梯形EFBD的面积为3,根据二面角平面角的定义作出二面角的平面角,结合三角形的边角关系即可求二面角A﹣BF﹣D的余弦值.
【解答】解:(Ⅰ)设AC,BD的交点为O,则O为BD的中点,连接OF,
由EF∥BD,EF=BD,得EF∥OD.EF=OD,
所以四边形EFOD为平行四边形,故ED∥OF,…
又EF⊄平面ACF,OF⊂平面ACF,
所以DE∥平面ACF.…
(Ⅱ)方法一:因为平面EFBD⊥平面ABCD,交线为BD,AO⊥BD,
所以AO⊥平面EFBD,作OM⊥BF于M,连AM,
∵AO⊥平面BDEF,∴AO⊥BF,又OM∩AO=O,
∴BF⊥平面AOM,∴BF⊥AM,
故∠AMO为二面角A﹣BF﹣D的平面角.…
取EF中点P,连接OP,因为四边形EFBD为等腰梯形,故OP⊥BD,
因为=•OP=3,
所以OP=.由PF=,得BF=OF==,
因为,
所以OM==,故AM==,…
所以cos=,
故二面角A﹣BF﹣D的余弦值为.…
20.已知F1,F2是椭圆C1: +=1(a>b>0)的上、下焦点,F1是抛物线C2:x2=4y
的焦点,点M是C1与C2在第二象限的交点,且|MF1|=
(1)求椭圆C1的方程;
(2)与圆x2+(y+1)2=1相切的直线l:y=k(x+t),kt≠0交椭圆C于A,B两点,若椭圆C上一点P满足+=λ,求实数λ的取值范围.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.
【分析】(1)由C2:x2=4y,知F1(0,1),c=1,设M(x0,y0),x0<0,由已知条件推导出,,由此能求出椭圆C1的方程.
(2)由直线l:y=k(x+t),t≠0与圆x2+(y+1)2=1相切,求出k=,且t2≠1,联立y=k(x+t)与,得(4+3k2)x2+6k2tx+3k2t2﹣12=0,由此利用韦达定理结合已知条
件能求出λ的取值范围.
【解答】解:(1)由C2:x2=4y,知F1(0,1),c=1,设M(x0,y0),x0<0,
∵M在抛物线C2上,∴=4y0,①
又|MF1|=,∴,②
由①②得,,
∵点M在椭圆上,
∴2a=|MF1|+|MF2|==4,
∴a=2,b2=4﹣1=3,
∴椭圆C1的方程为.
(2)由直线l:y=k(x+t),t≠0与圆x2+(y+1)2=1相切,
∴,∵k≠0,∴k=,且t2≠1,③
联立y=k(x+t)与,
消去y得(4+3k2)x2+6k2tx+3k2t2﹣12=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),则,
,
∵,
∴P(,),
又点P在椭圆C1上,∴,
∴,④
由kt≠0,
把③代入④,得,又t≠0,t2≠1,
∴,且,
∴0<λ2<4,且,
∴λ的取值范围是(﹣2,﹣)∪(,0)∪(0,)∪().
21.设函数f(x)=x2﹣(a﹣2)x﹣alnx.
(1)求函数f(x)的单调区间;
(2)若函数有两个零点,求满足条件的最小正整数a的值;
(3)若方程f(x)=c有两个不相等的实数根x1,x2,求证:.
【考点】利用导数研究函数的单调性;根的存在性及根的个数判断;不等式的证明.
【分析】(1)对a分类讨论,利用导数与函数单调性的关系即可得出;
(2)由(1)可得,若函数f(x)有两个零点,则a>0,且f(x)的最小值,即
.可化为h(a)=.利用单调性判断其零点所处的
最小区间即可得出;
(3))由x1,x2是方程f(x)=c得两个不等实数根,由(1)可知:a>0.不妨设0<x1<x2.则
,.
两式相减得+alnx2=0,化为
a=.由,当时,f′(x)<0,当时,f′(x)>0.故只要证明即可,即证明,令换元,
再利用导数即可证明.
【解答】解:(1)x∈(0,+∞).
==.
当a≤0时,f′(x)>0,函数f(x)在(0,+∞0上单调递增,即f(x)的单调递增区间为(0,+∞).
当a>0时,由f′(x)>0得;由f′(x)<0,解得.
所以函数f(x)的单调递增区间为,单调递减区间为.
(2)由(1)可得,若函数f(x)有两个零点,则a>0,且f(x)的最小值,即
.
∵a>0,∴.
令h(a)=a+﹣4,可知h(a)在(0,+∞)上为增函数,且h(2)=﹣2,h(3)
==,
所以存在零点h(a0)=0,a0∈(2,3),
当a>a0时,h(a)>0;当0<a<a0时,h(a)<0.
所以满足条件的最小正整数a=3.
又当a=3时,f(3)=3(2﹣ln3)>0,f(1)=0,∴a=3时,f(x)由两个零点.
综上所述,满足条件的最小正整数a的值为3.
(3)∵x1,x2是方程f(x)=c得两个不等实数根,由(1)可知:a>0.
不妨设0<x1<x2.则,.两式相减得+alnx2=0,
化为a=.
∵,当时,f′(x)<0,当时,f′(x)>0.
故只要证明即可,
即证明x1+x2>,即证明,
设,令g(t)=lnt﹣,则=.
∵1>t>0,∴g′(t)>0
.∴g(t)在(0,1)上是增函数,又在t=1处连续且g(1)=0,
∴当t∈(0,1)时,g(t)<0总成立.故命题得证.
2016年10月11日。