广东省韶关市南雄中学高二数学期末试卷 文(含解析)
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2015-2016学年广东省韶关市南雄中学高二(上)期末数学试卷(文
科)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.)
1.在等差数列{a n}中,已知a4+a8=16,则该数列前11项和S11=()
A.58 B.88 C.143 D.176
2.已知x>1,则y=x的最小值为()
A.1 B.2 C.2 D.3
3.若方程C:x2+=1(a是常数)则下列结论正确的是()
A.∀a∈R+,方程C表示椭圆B.∀a∈R﹣,方程C表示双曲线
C.∃a∈R﹣,方程C表示椭圆D.∃a∈R,方程C表示抛物线
4.函数y=x2cosx在x=1处的导数是()
A.0 B.2cos1﹣sin1 C.cos1﹣sin1 D.1
5.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知A=45°,a=6,b=,则B
的大小为()
A.30° B.60° C.30°或150°D.60°或120°
6.已知数列{a n}满足log3a n+1=log3a n+1(n∈N*),且a2+a4+a6=9,则(a5+a7+a9)的值是()A.﹣5 B. C.5 D.
7.有下列四个命题:
①“若xy=1,则x,y互为倒数”的逆命题;
②“面积相等的三角形全等”的否命题;
③“若m≤1,则x2﹣2x+m=0有实数解”的逆否命题;
④“若A∩B=B,则A⊂B”的逆否命题.
其中为真命题的是()
A.①② B.②③ C.④D.①②③
8.若变量x,y满足约束条件且z=3x+y的最小值为﹣8,则k=()
A.3 B.﹣3 C.2 D.﹣2
9.不等式ax2﹣(a+2)x+2≥0(a<0)的解集为()
A.B.C.D.
10.某几何体的三视图如图所示,则它的体积等于()
A.8 B.6 C.4 D.
11.若曲线C上的点到椭圆+=1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C 的标准方程为()
A.﹣=1 B.﹣=1
C.﹣=1 D.﹣=1
12.定义为n个正数p1,p2,…p n的“均倒数”.若已知数列{a n}的前n项的“均倒数”为,又,则=()
A.B.C.D.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把答案填在答题卡题号相应的横线上.)
13.一支田径队有男女运动员98人,其中男运动员有56人.按男女比例用分层抽样的方法,从全体运动员中抽出一个容量为28的样本,那么应抽取女运动员人数是.
14.若曲线y=xα+1(α∈R)在点(1,2)处的切线经过坐标原点,则α=.
15.如图,一艘船上午9:30在A处测得灯塔S在它的北偏东30°处,之后它继续沿正北方向匀速航行,上午10:00到达B处,此时又测得灯塔S在它的北偏东75°处,且与它相距
8n mile.此船的航速是n mile/h.
16.已知数列{a n}的前n项和为S n,满足a n+S n=1(n∈N*),则通项a n= .
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答要有文字说明或推理过程)
17.在锐角△ABC中,a、b、c分别为内角A、B、C所对的边长,且满足.
(1)求∠B的大小;
(2)若b=,△ABC的面积S△ABC=,求a+c的值.
18.数数列{a n}是首项为1的等差数列,且公差不为零.a1,a2,a6成等比.
(1)求数列{a n}的公差及通项公式a n;
(2)若数列{b n}满足b1=a1,b2=a2,且b1+b2+…+b k=85,求正整数k的值.
19.已知函数f(x)=x3+(1﹣a)x2﹣a(a+2)x+b(a,b∈R).
(1)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率为﹣3,求a,b的值;
(2)若曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,求a的取值范围.
20.如图,已知平行四边形ABCD中,BC=2,BD⊥CD,四边形ADEF为正方形,平面ADEF⊥平面ABCD,G,H分别是DF,BE的中点,记CD=x,V(x)表示四棱锥F﹣ABCD的体积.
(1)求V(x)的表达式;
(2)求V(x)的最大值.
21.已知数列{a n}的前n项和S n满足a n+1=2S n+6,且a1=6.
(1)求a2的值;
(2)求数列{a n}的通项公式;
(3)设,证明:b1+b2+…+b n<1.
22.已知椭圆C: =1(a>b>0)上的点到两焦点的距离和为,短轴长为,直线l 与椭圆C交于M,N两点.
(Ⅰ)求椭圆C方程;
(Ⅱ)若直线MN与圆O:x2+y2=相切,证明:∠MON为定值;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求|OM||ON|的取值范围.
2015-2016学年广东省韶关市南雄中学高二(上)期末数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.)
1.在等差数列{a n}中,已知a4+a8=16,则该数列前11项和S11=()
A.58 B.88 C.143 D.176
【考点】等差数列的性质;等差数列的前n项和.
【专题】计算题.
【分析】根据等差数列的定义和性质得 a1+a11=a4+a8=16,再由S11=运算求得结果.
【解答】解:∵在等差数列{a n}中,已知a4+a8=16,
∴a1+a11=a4+a8=16,
∴S11==88,
故选B.
【点评】本题主要考查等差数列的定义和性质,等差数列的前n项和公式的应用,属于中档题.
2.已知x>1,则y=x的最小值为()
A.1 B.2 C.2 D.3
【考点】基本不等式.
【专题】计算题;不等式的解法及应用.
【分析】由于x>1所以x﹣1>0,将函数解析式上减去1再加上1,凑成两部分的乘积为定值,利用基本不等式求出函数的最小值.
【解答】解:∵x>1,
∴=.
当且仅当,即x=2时取等号
故答案为 D
【点评】本题考查利用基本不等式求函数的最值需要满足的条件是:一正、二定、三相等.
3.若方程C:x2+=1(a是常数)则下列结论正确的是()
A.∀a∈R+,方程C表示椭圆B.∀a∈R﹣,方程C表示双曲线
C.∃a∈R﹣,方程C表示椭圆D.∃a∈R,方程C表示抛物线
【考点】双曲线的简单性质;全称命题;特称命题.
【专题】计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】根据三种圆锥曲线标准方程的特征,对A、B、C、D各项依次逐个加以判断,即可得到只有B项符合题意.
【解答】解:∵当a=1时,方程C:即x2+y2=1,表示单位圆
∴∃a∈R+,使方程C不表示椭圆.故A项不正确;
∵当a<0时,方程C:表示焦点在x轴上的双曲线
∴∀a∈R﹣,方程C表示双曲线,得B项正确;∀a∈R﹣,方程C不表示椭圆,得C项不正确∵不论a取何值,方程C:中没有一次项
∴∀a∈R,方程C不能表示抛物线,故D项不正确
综上所述,可得B为正确答案
故选:B
【点评】本题给出含有字母的二次曲线方程,求它能表示的曲线类型,着重考查了椭圆、双曲线、抛物线的标准方程的特点的知识,属于基础题.
4.函数y=x2cosx在x=1处的导数是()
A.0 B.2cos1﹣sin1 C.cos1﹣sin1 D.1
【考点】导数的运算.
【专题】计算题;转化思想;导数的概念及应用.
【分析】利用求导法则求出函数的导函数,将x=1代入计算即可求出值.
【解答】解:∵y′=(x2cosx)′=(x2)′cosx+x2(cosx)′=2xcosx﹣x2sinx,
∴y′|x=1=2cos1﹣sin1.
故选:B.
【点评】此题考查了导数的运算,熟练掌握求导法则是解本题的关键.
5.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知A=45°,a=6,b=,则B
的大小为()
A.30° B.60° C.30°或150°D.60°或120°
【考点】正弦定理.
【专题】解三角形.
【分析】由正弦定理求得sinB=,再由大边对大角求得B的值.
【解答】解:在△ABC中,由正弦定理可得,即,解得sinB=.∵b<a,∴B<A=45°,∴B=30°,
故选A.
【点评】本题主要考查正弦定理的应用,大边对大角,已知三角函数值求角的大小,属于中档题.
6.已知数列{a n}满足log3a n+1=log3a n+1(n∈N*),且a2+a4+a6=9,则(a5+a7+a9)的值是()A.﹣5 B. C.5 D.
【考点】等比数列的性质.
【专题】计算题;压轴题;方程思想.
【分析】先由“log3a n+1=log3a n+1”探讨数列,得到数列是以3为公比的等比数列,再由
a2+a4+a6=a2(1+q2+q4),a5+a7+a9=a5(1+q2+q4)得到a5+a7+a9=q3(a2+a4+a6)求解.
【解答】解:∵log3a n+1=log3a n+1
∴a n+1=3a n
∴数列{a n}是以3为公比的等比数列,
∴a2+a4+a6=a2(1+q2+q4)=9
∴a5+a7+a9=a5(1+q2+q4)=a2q3(1+q2+q4)=9×33=35
故选A
【点评】本题主要考查等比数列的定义,通项及其性质,在等比数列中用“首项与公比”法是常用方法,往往考查到方程思想.
7.有下列四个命题:
①“若xy=1,则x,y互为倒数”的逆命题;
②“面积相等的三角形全等”的否命题;
③“若m≤1,则x2﹣2x+m=0有实数解”的逆否命题;
④“若A∩B=B,则A⊂B”的逆否命题.
其中为真命题的是()
A.①② B.②③ C.④D.①②③
【考点】四种命题.
【专题】简易逻辑.
【分析】根据四种命题之间的关系进行判断即可.
【解答】解:①“若xy=1,则x,y互为倒数”的逆命题是:①“若x,y互为倒数,则xy=1”是真命题,故①正确;
②“面积相等的三角形全等”的否命题是:“面积不相等的三角形不全等”是真命题,故②正确;
③若x2﹣2x+m=0有实数解,则△=4﹣4m≥0,解得:m≤1,
∴若m≤1⇔则x2﹣2x+m=0有实数解”是真命题,
故“若m≤1,则x2﹣2x+m=0有实数解”的逆否命题是:“若x2﹣2x+m=0没有有实数解,则m >1”是真命题,
故③正确;
④若A∩B=B,则A⊇B,故原命题错误,
∴若A∩B=B,则A⊂B”的逆否命题是错误,
故④错误;
故选:D.
【点评】本题考查了四种命题之间的关系,考查基础知识的积累,是一道基础题.
8.若变量x,y满足约束条件且z=3x+y的最小值为﹣8,则k=()
A.3 B.﹣3 C.2 D.﹣2
【考点】简单线性规划.
【专题】不等式的解法及应用.
【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数z=3x+y的最小值为﹣8,建立条件关系即可求出k的值.
【解答】解:目标函数z=3x+y的最小值为﹣8,
∴y=﹣3x+z,要使目标函数z=3x+y的最小值为﹣1,
则平面区域位于直线y=﹣3x+z的右上方,即3x+y=﹣8,
作出不等式组对应的平面区域如图:
则目标函数经过点A时,目标函数z=3x+y的最小值为﹣8,
由,解得,
即A(﹣2,2),同时A也在直线x+k=0时,
即﹣2+k=0,
解得k=2,
故选:C
【点评】本题主要考查线性规划的应用,根据目标函数z=3x+y的最小值为﹣8,确定平面区域的位置,利用数形结合是解决本题的关键.
9.不等式ax2﹣(a+2)x+2≥0(a<0)的解集为()
A.B.C.D.
【考点】一元二次不等式的解法.
【专题】不等式的解法及应用.
【分析】根据a<0,把不等式化为(x﹣)(x﹣1)≤0,求出解集即可.
【解答】解:不等式ax2﹣(a+2)x+2≥0可化为
(ax﹣2)(x﹣1)≥0,
∵a<0,
∴原不等式可化为
(x﹣)(x﹣1)≤0,
解得≤x≤1,
∴原不等式的解集为.
故选:A.
【点评】吧考查了一元二次不等式的解法与应用问题,是基础题目.
10.某几何体的三视图如图所示,则它的体积等于()
A.8 B.6 C.4 D.
【考点】构成空间几何体的基本元素.
【专题】空间位置关系与距离.
【分析】根据三视图得出几何体是一个三棱柱,求出它的底面积与高,即得体积.
【解答】解:根据该几何体的三视图知,该几何体是一个平放的三棱柱;
它的底面三角形的面积为S底面=×2×2=2,
棱柱高为h=2;
∴棱柱的体积为S棱柱=S底面•h=2×2=4;
故选:C.
【点评】本题考查了根据三视图求几何体的体积的问题,解题的关键是由三视图得出几何体是什么几何体,从而作答.
11.若曲线C上的点到椭圆+=1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,则曲线C 的标准方程为()
A.﹣=1 B.﹣=1
C.﹣=1 D.﹣=1
【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】求出椭圆的焦点坐标,由双曲线的定义可得所求轨迹为焦点在x轴上的双曲线,求得a'=4,b'=3,可得双曲线方程.
【解答】解:椭圆+=1的a=13,b=12,c==5,
两个焦点为(﹣5,0),(5,0),
由曲线C上的点到椭圆+=1的两个焦点的距离的差的绝对值等于8,
由双曲线的定义可得所求轨迹为双曲线,
且双曲线的c'=5,a'=4,b'==3,
即有双曲线的方程为﹣=1.
故选:D.
【点评】本题考查椭圆和双曲线的方程、性质,主要考查双曲线的定义和方程的求法,属于基础题.
12.定义为n个正数p1,p2,…p n的“均倒数”.若已知数列{a n}的前n项的“均倒数”为,又,则=()
A.B.C.D.
【考点】类比推理.
【专题】新定义;点列、递归数列与数学归纳法.
【分析】由已知得a1+a2+…+a n=n(2n+1)=S n,求出S n后,利用当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1,即可求得通项a n,最后利用裂项法,即可求和.
【解答】解:由已知得,
∴a1+a2+…+a n=n(2n+1)=S n
当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1=4n﹣1,验证知当n=1时也成立,
∴a n=4n﹣1,
∴,
∴
∴=+()+…+()=1﹣=.
故选C.
【点评】本题考查数列的通项与求和,考查裂项法的运用,确定数列的通项是关键.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.请把答案填在答题卡题号相应的横线上.)
13.一支田径队有男女运动员98人,其中男运动员有56人.按男女比例用分层抽样的方法,从全体运动员中抽出一个容量为28的样本,那么应抽取女运动员人数是12 .
【考点】分层抽样方法.
【专题】计算题.
【分析】根据田径队的男女运动员数目和用分层抽样要抽取的数目,得到每个个体被抽到的概率,利用每个个体被抽到的概率乘以女运动员的数目,得到结果.
【解答】解:∵田径队有男女运动员98人,其中男运动员有56人,
∴这支田径队有女运动员98﹣56=42人,
用分层抽样的方法从该队的全体运动员中抽取一个容量为28的样本,
∴每个个体被抽到的概率是=
∵田径队有女运动员42人,
∴女运动员要抽取42×=12人,
故答案为:12
【点评】本题主要考查了分层抽样,在抽样过程中每个个体被抽到的概率相等,这是解决这种问题的依据,属于基础题.
14.若曲线y=xα+1(α∈R)在点(1,2)处的切线经过坐标原点,则α= 2 .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】导数的综合应用.
【分析】求出函数的导函数,求出x=1时的导数值,写出曲线y=xα+1(α∈R)在点(1,2)处的切线方程,把原点坐标代入即可解得α的值.
【解答】解:由y=xα+1,得y′=αxα﹣1.
所以y′|x=1=α,则曲线y=xα+1(α∈R)在点(1,2)处的切线方程为:
y﹣2=α(x﹣1),即y=αx﹣α+2.
把(0,0)代入切线方程得,α=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查了利用导数研究曲线上某点处的导数,考查了直线方程点斜式,是基础题.
15.如图,一艘船上午9:30在A处测得灯塔S在它的北偏东30°处,之后它继续沿正北方向匀速航行,上午10:00到达B处,此时又测得灯塔S在它的北偏东75°处,且与它相距
8n mile.此船的航速是32 n mile/h.
【考点】解三角形的实际应用.
【专题】计算题.
【分析】由题意及图形在△ABS中,已知∠BAS=30°,∠ASB=45°,又已知三角形ABS中边BS=8,先求出边AB的长,再利用物理知识解出.
【解答】解:因为在△ABS中,已知∠BAS=30°,∠ASB=45°,且边BS=8,利用正弦定理可得:⇔⇒AB=16,
又因为从A到S匀速航行时间为半个小时,所以速度应为:(mile/h).
故答案为:32.
【点评】此题考查了学生的物理知识速度=,还考查了正弦定理求解三角形及三角形外角等与不相邻的两内角和.
16.已知数列{a n}的前n项和为S n,满足a n+S n=1(n∈N*),则通项a n= .
【考点】数列递推式.
【专题】计算题;等差数列与等比数列.
【分析】根据数列递推式,再写一式,两式相减,可得数列{a n}是以为首项,为公比的等比数列,从而可求数列的通项.
【解答】解:∵a n+S n=1,∴n≥2时,a n﹣1+S n﹣1=1
两式相减可得:2a n=a n﹣1,∴(n≥2)
∵n=1时,a1+S1=1,∴a1=
∴数列{a n}是以为首项,为公比的等比数列
∴a n=
故答案为:
【点评】本题考查数列的通项,考查学生的计算能力,确定数列{a n}是以为首项,为公比的等比数列是关键.
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答要有文字说明或推理过程)
17.在锐角△ABC中,a、b、c分别为内角A、B、C所对的边长,且满足.
(1)求∠B的大小;
(2)若b=,△ABC的面积S△ABC=,求a+c的值.
【考点】正弦定理;余弦定理.
【专题】解三角形.
【分析】(1)由正弦定理列出关系式,结合已知等式求出sinB的值,即可确定出B的度数;(2)由三角形面积公式列出关系式,把已知面积与sinB的值代入求出ac的值,再利用余弦定理列出关系式,即可确定出a+c的值.
【解答】解:(1)由正弦定理: =,得==,
∴sinB=,
又由B为锐角,得B=;
(2)∵S△ABC=acsinB=,sinB=,
∴ac=3,
根据余弦定理:b2=a2+c2﹣2accosB=7+3=10,
∴(a+c)2=a2+c2+2ac=16,
则a+c=4.
【点评】此题考查了正弦、余弦定理,三角形面积公式,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握定理是解本题的关键.
18.数数列{a n}是首项为1的等差数列,且公差不为零.a1,a2,a6成等比.
(1)求数列{a n}的公差及通项公式a n;
(2)若数列{b n}满足b1=a1,b2=a2,且b1+b2+…+b k=85,求正整数k的值.
【考点】等差数列的性质;等比数列的性质.
【专题】等差数列与等比数列.
【分析】(1)设出等差数列的公差,由a1,a2,a6成等比求得公差,则等差数列的通项公式可求;
(2)求出b1,利用b1+b2+…+b k=85得到含有k的表达式,由此求得k的值.
【解答】解:(1)设数列{a n}的公差为d,
∵a1,a2,a6成等比数列,∴,
∴(1+d)2=1×(1+5d),则d2=3d,
∵d≠0,∴d=3,
∴a n=1+(n﹣1)×3=3n﹣2;
(2)b1=a1=3×1﹣2=1,公比q=,
故,
令,即4k=256,解得:k=4.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式,考查了等比数列的性质,考查了等比数列的前n 项和,是基础题.
19.已知函数f(x)=x3+(1﹣a)x2﹣a(a+2)x+b(a,b∈R).
(1)若函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率为﹣3,求a,b的值;
(2)若曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,求a的取值范围.
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】导数的综合应用.
【分析】求出原函数的导函数.
(1)由函数f(x)的图象过原点,且在原点处的切线斜率为﹣3得到方程组
,解方程组求得a,b的值;
(2)把曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线转化为函数f(x)有两个极值点,进一步转化为关于x的方程f′(x)=3x2+2(1﹣a)x﹣a(a+2)=0有两个不相等的实数根,然后尤其判别式大于0求得a的范围.
【解答】解:由f(x)=x3+(1﹣a)x2﹣a(a+2)x+b(a,b∈R),得
f′(x)=3x2+2(1﹣a)x﹣a(a+2).
(1)由题意得,
解得:b=0,a=﹣3或1;
(2)∵曲线y=f(x)存在两条垂直于y轴的切线,
∴关于x的方程f′(x)=3x2+2(1﹣a)x﹣a(a+2)=0有两个不相等的实数根,
∴△=4(1﹣a)2+12a(a+2)>0,即4a2+4a+1>0,
∴a≠﹣.
∴a的取值范围是(﹣∞,﹣)∪(﹣,+∞).
【点评】本题考查了利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,着重考查了数学转化思想方法,是中档题.
20.如图,已知平行四边形ABCD中,BC=2,BD⊥CD,四边形ADEF为正方形,平面ADEF⊥平面ABCD,G,H分别是DF,BE的中点,记CD=x,V(x)表示四棱锥F﹣ABCD的体积.
(1)求V(x)的表达式;
(2)求V(x)的最大值.
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;函数解析式的求解及常用方法;函数的最值及其几何意义.
【专题】转化思想;数形结合法;空间位置关系与距离.
【分析】(1)由于FA⊥AD,平面ADEF⊥平面ABCD,可得FA⊥平面ABCD.由于BC=2,BD⊥CD,CD=x,可得DB=(0<x<2).∴S平行四边形ABCD=2S△BCD.即可得出V(x)
=.
(2)由基本不等式的性质即可得出.
【解答】解:(1)∵四边形ADEF为正方形,∴FA⊥AD,
又∵平面ADEF⊥平面ABCD,平面ADEF∩平面ABCD=AD,
∴FA⊥平面ABCD.
∵BC=2,BD⊥CD,CD=x,
∴DB=(0<x<2).
∴S平行四边形ABCD=2S△BCD=2×=.
∴V(x)===.(0<x<2).
(2)由基本不等式的性质可得:V(x)=,当且仅当,即x=时取等号.
∴V(x)的最大值是.
【点评】本题考查了线面面面垂直的判定与性质定理、四棱锥的体积计算公式、基本不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
21.已知数列{a n}的前n项和S n满足a n+1=2S n+6,且a1=6.
(1)求a2的值;
(2)求数列{a n}的通项公式;
(3)设,证明:b1+b2+…+b n<1.
【考点】数列的求和;数列递推式.
【专题】等差数列与等比数列;不等式的解法及应用.
【分析】(1)令n=1,由a1=S1,即可得到所求;
(2)将n换成n﹣1,两式相减,再结合等比数列的定义和通项公式,计算即可得到所求;(3)求出S n,可得b n,再由裂项相消求和,计算即可得证.
【解答】解:(1)当n=1时,a2=2S1+6=2a1+6=18,∴a2=18;
(2)由a n+1=2S n+6①,得a n=2S n﹣1+6(n≥2)②
①﹣②:得a n+1﹣a n=2S n﹣2S n﹣1,
即a n+1=3a n(n≥2),
又a1=6,a2=18,所以a2=3a1,
∴数列{a n}是以6为首项,公比为3的等比数列,
∴;
(3)证明:由(2)得:,
故,
∴
=.
【点评】本题考查数列的通项和求和,主要考查等比数列的通项和数列的求和方法:裂项求和,考查运算能力,属于中档题.
22.已知椭圆C: =1(a>b>0)上的点到两焦点的距离和为,短轴长为,直线l
与椭圆C交于M,N两点.
(Ⅰ)求椭圆C方程;
(Ⅱ)若直线MN与圆O:x2+y2=相切,证明:∠MON为定值;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,求|OM||ON|的取值范围.
【考点】椭圆的简单性质.
【专题】综合题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(1)利用椭圆的定义进行求解;
(2)利用圆心到直线的距离,求出直线的斜率与截距的关系,再利用平面向量的数量积求证角为定值;
(3)利用三角换元进行求解.
【解答】解:(Ⅰ)由椭圆C: =1(a>b>0)上的点到两焦点的距离和为,得2a=,即a=;
由短轴长为,得2b=,即b=
所以椭圆C方程:9x2+16y2=1
(Ⅱ)当直线MN⊥x轴时,因为直线MN与圆O:x2+y2=相切,
所以直线MN方程:x=或x=﹣,
当直线方程为x=,得两点分别为(,)和(,﹣),故•=0,
所以∠MON=;同理可证当x=﹣,∠MON=;
当直线MN与x轴不垂直时,设直线MN:y=kx+b,直线MN与圆O:x2+y2=的交点M(x1,y1),N(x2,y2),
由直线MN与圆O相切得d==,即25b2=k2+1,①
联立y=kx+b与椭圆方程,得(9+16k2)x2+32kbx+16b2﹣1=0,
∴△>0,x1+x2=﹣,x1x2=,
•=x1x2+y1y2=x1x2+(kx1+b)(kx2+b)=,②
由①②,得•=0,即∠MON=,
综上,∠MON=为定值.
(Ⅲ)不妨设∠XOM=θ,则∠XON=θ±,
由三角函数定义可知:M(|OM|cosθ,|OM|sinθ),N(±|ON|sinθ,±|ON|cosθ)
因为点M、N都在9x2+16y2=1上,
所以=9cos2θ+16sin2θ, =9sin2θ+16cos2θ
•=(9cos2θ+16sin2θ)(9sin2θ+16cos2θ)
=9×16+(9﹣16)2sin2θcos2θ
=9×16+(9﹣16)2sin22θ,
又sin22θ∈,故•∈,
∴|OM||ON|的取值范围是.
【点评】本题考查椭圆方程的求法,考查角为定值的证明,考查线段的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意函数与方程思想的合理运用.。