四川省成都七中2016届高三下学期入学数学试卷(理科) 含解析
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2015—2016学年四川省成都七中高三(下)入学数学试卷(理科)
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的.
1.若集合A={x|x2﹣4x﹣5=0},B={x|x2=1},则
A∩B=()
A.﹣1 B.{﹣1} C.{5,﹣1}D.{1,﹣1}
2.设复数z满足(1﹣i)z=2i,则z=()
A.﹣1+i B.﹣1﹣i C.1+i D.1﹣i
3.一个四面体的顶点在空间直角坐标系O﹣xyz中的坐标分别是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),画该四面体三视图中的正视图时,以zOx平面为投影面,则得到正视图可以为( )
A.B.C.D.
4.已知等差数列=()A.B. C. D.
5.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,﹣<φ<)的部分图象如图所示,则此函数的解析式可为()
A.y=2sin(2x﹣)B.y=2sin(2x﹣)
C.y=2sin(4x﹣)D.y=2sin(4x+)
6.阅读如图所示的程序框图,若输入的k=10,则该算法的功能是( )
A.计算数列{2n﹣1}的前10项和B.计算数列{2n﹣1}的前9项和
C.计算数列{2n﹣1}的前10项和D.计算数列{2n﹣1}的前9项和
7.设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数f(x)在x=﹣2处取得极小值,则函数y=xf′(x)的图象可能是()
A.B.
C. D.
8.2名厨师和3位服务员共5人站成一排合影,若厨师甲不站两端,3位服务员中有且只有两位服务员相邻,则不同排法的种数是()
A.60 B.48 C.42 D.36
9.设F1,F2是双曲线的两个焦点,P在双曲线上,若,(c为半焦距),则双曲线的离心率为()
A.B. C.2 D.
10.将函数f(x)=lgx的图象向左平移1个单位,再将位于x轴下方的图象沿x轴翻折得到函数g(x)的图象,若实数m,n(m<n)满足g(m)=g(﹣),g(10m+6n+21)=4lg2,则m﹣n的值是()
A.﹣ B. C.﹣D.
二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11.展开式中只有第六项的二项式系数最大,则展开式中的常数项等于.
12.某校有高级教师26人,中级教师104人,其他教师若干人.为了了解该校教师的工资收入情况,若按分层抽样从该校的所有教师中抽取56人进行调查,已知从其他教师中共抽取了16人,则该校共有教师人.
13.已知a>0,x,y满足约束条件若z=2x+y
的最小值为1,则a= .
14.设正实数x,y,z满足x2﹣3xy+4y2﹣z=0,则当取得最大值时,的最大值为.
15.如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,P为BC 的中点,Q为线段CC1上的动点,过点A,P,Q的平面截该正方体所得的截面记为S.则下列命题正确的是(写出所有正确命题的编号).
①当0<CQ<时,S为四边形;
②当CQ=时,S不为等腰梯形;
③当CQ=时,S与C1D1的交点R满足C1R=;
④当<CQ<1时,S为六边形;
⑤当CQ=1时,S的面积为.
三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
16.在△ABC中,角A,B,C对应的边分别是a,b,c,已知cos2A﹣3cos(B+C)=1.
(Ⅰ)求角A的大小;
(Ⅱ)若△ABC的面积S=5,b=5,求sinBsinC的值.17.已知数列{a n}满足:a1=1,2a n+1=2a n+1,n∈N+.数列{b n}的前n项和为S n,S n=9﹣,n∈N+.
(Ⅰ)求数列{a n},{b n}的通项公式;
(Ⅱ)设c n=a n•b n,n∈N+.求数列{c n}的前n项和T n.18.如图1,在等腰直角三角形ABC中,∠A=90°,BC=6,D,E分别是AC,AB上的点,,O为BC 的中点.将△ADE沿DE折起,得到如图2所示的四棱椎A′﹣BCDE,其中A′O=.
(1)证明:A′O⊥平面BCDE;
(2)求二面角A′﹣CD﹣B的平面角的余弦值.
19.甲乙两班进行消防安全知识竞赛,每班出3人组成甲乙两支代表队,首轮比赛每人一道必答题,答对则为本队得1分,答错不答都得0分,已知甲队3人每人答对的概率分别为,,,乙队每人答对的概率都是.设每人回答正确与否相互之间没有影响,用ξ表示甲队总得分.
(Ⅰ)求随机变量ξ的分布列及其数学期望E(ξ);(Ⅱ)求在甲队和乙队得分之和为4的条件下,甲队比乙队得分高的概率.
20.在平面直角坐标系中,长度为3的线段AB的端点A、B分别在x,y轴上滑动,点M在线段AB上,且|AM|=2|MB|,
(1)若点M的轨迹为曲线C,求其方程;
(2)过点P(0,1)的直线l与曲线C交于不同两点E、F,N是曲线上不同于E、F的动点,求△NEF面积的最大值.
21.已知函数g(x)=2aln(x+1)+x2﹣2x
(1)当a>0时,讨论函数g(x)的单调性;
(2)当a=0时,在函数g(x)图象上取不同两点A、B,设线段AB的中点为P(x0,y0),试探究函数g(x)在Q (x0,g(x0))点处的切线与直线AB的位置关系?
(3)试判断当a≠0时g(x)图象是否存在不同的两点A、B具有(2)问中所得出的结论.
2015-2016学年四川省成都七中高三(下)入学数学试
卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的.
1.若集合A={x|x2﹣4x﹣5=0},B={x|x2=1},则A∩B=()
A.﹣1 B.{﹣1} C.{5,﹣1} D.{1,﹣1}
【考点】交集及其运算.
【分析】分别求出集合A和B中一元二次方程的解,确定出两集合,找出两集合的公共元素,即可求出两集合的交集.
【解答】解:由集合A中的方程x2﹣4x﹣5=0,
变形得:(x﹣5)(x+1)=0,
解得:x=5或x=﹣1,
∴集合A={﹣1,5},
由集合B中的方程x2=1,
解得:x=1或x=﹣1,
∴集合B={﹣1,1},
则A∩B={﹣1}.
故选B
2.设复数z满足(1﹣i)z=2i,则z=()
A.﹣1+i B.﹣1﹣i C.1+i D.1﹣i
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】根据所给的等式两边同时除以1﹣i,得到z的表示式,进行复数的除法运算,分子和分母同乘以分母的共轭复数,整理成最简形式,得到结果.
【解答】解:∵复数z满足z(1﹣i)=2i,
∴z==﹣1+i
故选A.
3.一个四面体的顶点在空间直角坐标系O﹣xyz中的坐标分别是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),画该四面体三视图中的正视图时,以zOx平面为投影面,则得到正视图可以为()
A.B.C.D.
【考点】简单空间图形的三视图.
【分析】由题意画出几何体的直观图,然后判断以zOx 平面为投影面,则得到正视图即可.
【解答】解:因为一个四面体的顶点在空间直角坐标系O﹣xyz中的坐标分别是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),几何体的直观图如图,是正方体的顶点为顶点的一个正四面体,所以以zOx平面为投影面,
则得到正视图为:
故选A.
4.已知等差数列=()A.B. C. D.
【考点】等差数列的性质.
【分析】根据等差数列的性质S4,S8﹣S4,S12﹣S8,S16﹣S12也成等差数列,结合,我们易根据等差数列的性质得到S8=3S4,S16=10S4,代入即可得到答案.
【解答】解:根据等差数列的性质,
若数列{a n}为等差数列,则S4,S8﹣S4,S12﹣S8,S16﹣S12也成等差数列;
又∵,则数列是以S4为首项,以S4为公差的等差数列
则S8=3S4,S16=10S4,
∴=
故选D
5.函数y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,﹣<φ<)的部分图象如图所示,则此函数的解析式可为()
A.y=2sin(2x﹣) B.y=2sin(2x﹣)C.y=2sin (4x﹣) D.y=2sin(4x+)
【考点】由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式.【分析】由图知,A=2,T=,从而可求ω,再由ω+φ=2kπ+(k∈Z),结合﹣<φ<可求得φ,从而可得此函数的解析式.
【解答】解:由图知A=2,T=﹣(﹣)=,
∴T=π,故ω==2,
又ω+φ=2kπ+(k∈Z),即×2+φ=2kπ+(k∈Z),∴φ=2kπ﹣(k∈Z),
又﹣<φ<,
∴φ=﹣,
∴y=2sin(2x﹣).
故选B.
6.阅读如图所示的程序框图,若输入的k=10,则该算法的功能是()
A.计算数列{2n﹣1}的前10项和 B.计算数列{2n﹣1}的前9项和
C.计算数列{2n﹣1}的前10项和D.计算数列{2n﹣1}的前9项和
【考点】程序框图.
【分析】从赋值框给出的两个变量的值开始,逐渐分析写出程序运行的每一步,便可得到程序框图表示的算法的功能.
【解答】解:框图首先给累加变量S和循环变量i赋值,S=0,i=1;
判断i>10不成立,执行S=1+2×0=1,i=1+1=2;
判断i>10不成立,执行S=1+2×1=1+2,i=2+1=3;判断i>10不成立,执行S=1+2×(1+2)=1+2+22,
i=3+1=4;
…
判断i>10不成立,执行S=1+2+22+...+29,i=10+1=11;判断i>10成立,输出S=1+2+22+ (29)
算法结束.
故则该算法的功能是计算数列{2n﹣1}的前10项和.故选A.
7.设函数f(x)在R上可导,其导函数为f′(x),且函数f(x)在x=﹣2处取得极小值,则函数y=xf′(x)的图象可能是()
A.B.
C. D.
【考点】利用导数研究函数的单调性.
【分析】利用函数极小值的意义,可知函数f(x)在x=﹣2左侧附近为减函数,在x=﹣2右侧附近为增函数,从而可判断当x<0时,函数y=xf′(x)的函数值的正负,从而做出正确选择.
【解答】解:∵函数f(x)在x=﹣2处取得极小值,
∴f′(﹣2)=0,
且函数f(x)在x=﹣2左侧附近为减函数,在x=﹣2右侧附近为增函数,
即当x<﹣2时,f′(x)<0,当x>﹣2时,f′(x)>0,从而当x<﹣2时,y=xf′(x)>0,当﹣2<x<0时,y=xf′(x)<0,
对照选项可知只有C符合题意.
故选:C.
8.2名厨师和3位服务员共5人站成一排合影,若厨师甲不站两端,3位服务员中有且只有两位服务员相邻,则不同排法的种数是()
A.60 B.48 C.42 D.36
【考点】排列、组合及简单计数问题.
【分析】利用加法原理及其乘法原理,对甲的位置分类讨论即可得出.
【解答】解:甲站在第二个位置,则有=12种;甲站在第三个位置,则=24种;
甲站在第四个位置,则=12种;
根据加法原理,不同的排法种数是48种.
故选:B.
9.设F1,F2是双曲线的两个焦点,P 在双曲线上,若,(c为半焦距),则双曲线的离心率为( )
A.B. C.2 D.
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】由,可得△PF1F2是直角三角形,由勾股定理得(2c)2=|PF1|2+|PF2|2=|PF1﹣PF2|2﹣2|
PF1||PF2|=4a2﹣4ac,即可求出双曲线的离心率.【解答】解:由题意得,△PF1F2是直角三角形,
由勾股定理得(2c)2=|PF1|2+|PF2|2=|PF1﹣PF2|2﹣2|PF1||PF2|=4a2﹣4ac,
∴c2﹣ac﹣a2=0,
∴e2﹣e﹣1=0,
∵e>1,
∴e=.
故选:D.
10.将函数f(x)=lgx的图象向左平移1个单位,再将位于x轴下方的图象沿x轴翻折得到函数g(x)的图象,若实数m,n(m<n)满足g(m)=g(﹣),g(10m+6n+21)=4lg2,则m﹣n的值是()
A.﹣ B. C.﹣D.
【考点】函数的图象与图象变化.
【分析】根据函数图象的平移变换法则及对折变换法则,可得变换后g(x)=|lg(x+1)|,进而根据m<n满足g(m)=g(﹣),g(10m+6n+21)=4lg2,构造方程组,解方程可得答案.
【解答】解:将函数f(x)=lgx的图象向左平移1个单位,可得函数f(x)=lg(x+1)的图象;
再将位于x轴下方的图象沿x轴翻折得到函数g(x)=|lg(x+1)|的图象,
由g(m)=g(﹣),可得(m+1)•(1﹣)=1或m+1=1﹣,
若(m+1)•(1﹣)=1时,m=n+1,这与m<n矛盾,故m+1=1﹣,即m=﹣,
由g(10m+6n+21)=4lg2,可得|lg
(10m+6n+21+1)|=lg16,
故10m+6n+22=16或10m+6n+22=,
即﹣10×+6n+22=16…①或﹣10×
+6n+22=…②,
解①得n=﹣1,m=0这与m<n矛盾,
或n=﹣,m=﹣,此时m﹣n=﹣,
解②得方程无解,
综上所述,m﹣n=﹣,
故选C
二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11.展开式中只有第六项的二项式系数最大,则展开式中的常数项等于180 .
【考点】二项式定理.
【分析】如果n是奇数,那么是中间两项的二次项系数最大,如果n是偶数,那么是最中间那项的二次项系数
最大,由此可确定n的值,进而利用展开式,即可求得常数项.
【解答】解:如果n是奇数,那么是中间两项的二次项系数最大,如果n是偶数,那么是最中间项的二次项系数最大.
∵展开式中只有第六项的二项式系数最大,
∴n=10
∴展开式的通项为
=
令=0,可得r=2
∴展开式中的常数项等于=180
故答案为:180
12.某校有高级教师26人,中级教师104人,其他教师若干人.为了了解该校教师的工资收入情况,若按分层抽样从该校的所有教师中抽取56人进行调查,已知从其他教师中共抽取了16人,则该校共有教师182 人.
【考点】分层抽样方法.
【分析】由题意可先计算抽样比,再由抽样比求总人数.
【解答】解:设该校其他教师有x人,则,∴,故全校教师共有26+104+52=182人.
故答案为:182
13.已知a>0,x,y满足约束条件若z=2x+y
的最小值为1,则a= .
【考点】简单线性规划.
【分析】先根据约束条件画出可行域,设z=2x+y,再利用z的几何意义求最值,只需求出直线z=2x+y过可行域内的点B时,从而得到a值即可
【解答】解:先根据约束条件画出可行域,
设z=2x+y,
将最大值转化为y轴上的截距,
当直线z=2x+y经过点B时,z最小,
由得:,代入直线y=a(x﹣3)得,a=;
故答案为:
14.设正实数x,y,z满足x2﹣3xy+4y2﹣z=0,则当取得最大值时,的最大值为 3 .
【考点】基本不等式在最值问题中的应用.
【分析】将z=x2﹣3xy+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 后利用配方法求得的最大值.
【解答】解:∵x2﹣3xy+4y2﹣z=0,
∴z=x2﹣3xy+4y2,又x,y,z为正实数,
∴==≥=1(当且仅当x=2y 时取“=”),
即x=2y(y>0),取得最大值1.
z=x2﹣3xy+4y2=2y2,
∴=﹣++2=﹣(﹣1)2+3
∴y=1时,的最大值为3.
故答案为:3.
15.如图,正方体ABCD﹣A1B1C1D1的棱长为1,P为BC 的中点,Q为线段CC1上的动点,过点A,P,Q的平面截该正方体所得的截面记为S.则下列命题正确的是①③⑤(写出所有正确命题的编号).
①当0<CQ<时,S为四边形;
②当CQ=时,S不为等腰梯形;
③当CQ=时,S与C1D1的交点R满足C1R=;
④当<CQ<1时,S为六边形;
⑤当CQ=1时,S的面积为.
【考点】平行投影及平行投影作图法.
【分析】由题意作出满足条件的图形,由线面位置关系找出截面可判断选项的正误.
【解答】解:如图
当CQ=时,即Q为CC1中点,此时可得PQ∥AD1,AP=QD1==,
故可得截面APQD1为等腰梯形,故②不正确;
由上图当点Q向C移动时,满足0<CQ<,只需在DD1上取点M满足AM∥PQ,
即可得截面为四边形APQM,故①正确;
③当CQ=时,如图,
延长DD1至N,使D1N=,连接AN交A1D1于S,连接NQ交C1D1于R,连接SR,
可证AN∥PQ,由△NRD1∽△QRC1,可得
C1R:D1R=C1Q:D1N=1:2,故可得C1R=,故正确;
④由③可知当<CQ<1时,只需点Q上移即可,此时的截面形状仍然上图所示的APQRS,显然为五边形,故错误;
⑤当CQ=1时,Q与C1重合,取A1D1的中点F,连接AF,可证PC1∥AF,且PC1=AF,
可知截面为APC1F为菱形,故其面积为
AC1•PF=,故正确.
故答案为:①③⑤
三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
16.在△ABC中,角A,B,C对应的边分别是a,b,c,已知cos2A﹣3cos(B+C)=1.
(Ⅰ)求角A的大小;
(Ⅱ)若△ABC的面积S=5,b=5,求sinBsinC的值.【考点】余弦定理;正弦定理.
【分析】(I)利用倍角公式和诱导公式即可得出;(II)由三角形的面积公式即可得到bc=20.又b=5,解得c=4.由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA=25+16﹣20=21,即可得出a.又由正弦定理得即可得到
即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)由cos2A﹣3cos(B+C)=1,得
2cos2A+3cosA﹣2=0,
即(2cosA﹣1)(cosA+2)=0,解得(舍去).因为0<A<π,所以.
(Ⅱ)由S===,得到bc=20.又b=5,解得c=4.
由余弦定理得a2=b2+c2﹣2bccosA=25+16﹣20=21,故.
又由正弦定理得.
17.已知数列{a n}满足:a1=1,2a n+1=2a n+1,n∈N+.数列{b n}的前n项和为S n,S n=9﹣,n∈N+.(Ⅰ)求数列{a n},{b n}的通项公式;
(Ⅱ)设c n=a n•b n,n∈N+.求数列{c n}的前n项和T n.【考点】数列的求和;数列递推式.
【分析】(Ⅰ)根据数列的递推关系即可求数列{a n},{b n}的通项公式;
(Ⅱ)求出数列{c n}的通项公式,利用错位相减法即可求出数列{c n}的前n项和T n.
【解答】解:(Ⅰ)由2a n+1=2a n+1得a n+1﹣a n=,
又a1=1,所以数列{a n}是以1为首项,为公差的等差数列,
于是a n=a1+(n﹣1)d=,
当n=1时,b1=S1=9﹣=9﹣3=6,
当n≥2时,S n﹣1=,
则b n=S n﹣S n﹣1=9﹣﹣[]=,
又n=1时,=6=b1,
所以b n=.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知a n=,b n=,
所以c n=a n•b n=(n+1),
所以T n=2×()﹣1+3×()0+4×()1+...+(n+1)×()n﹣2 (1)
等式两边同乘以得
T n=2×()0+3×()1+4×()2+...+(n+1)×()n﹣1 (2)
(1)﹣(2)得
T n=2×()﹣1+()0+()1+…+×()n﹣2﹣(n+1)×()n﹣1=6+﹣(n+1)×()n﹣1,
所以T n=﹣()n﹣2.
18.如图1,在等腰直角三角形ABC中,∠A=90°,BC=6,D,E分别是AC,AB上的点,,O为BC 的中点.将△ADE沿DE折起,得到如图2所示的四棱椎A′﹣BCDE,其中A′O=.
(1)证明:A′O⊥平面BCDE;
(2)求二面角A′﹣CD﹣B的平面角的余弦值.
【考点】用空间向量求平面间的夹角;直线与平面垂直的判定;二面角的平面角及求法.
【分析】(1)连接OD,OE.在等腰直角三角形ABC 中,∠B=∠C=45°,,AD=AE=,CO=BO=3.分别在△COD与△OBE中,利用余弦定理可得OD,OE.利用勾股定理的逆定理可证明∠A′OD=∠
A′OE=90°,再利用线面垂直的判定定理即可证明;(2)方法一:过点O作OF⊥CD的延长线于F,连接A′F.利用(1)可知:A′O⊥平面BCDE,根据三垂线定理得A′F⊥CD,所以∠A′FO为二面角A′﹣CD﹣B的平面角.在直角△OCF中,求出OF即可;方法二:取DE中点H,则OH⊥OB.以O为坐标原点,OH、OB、OA′分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系.利用两个平面的法向量的夹角即可得到二面角.
【解答】(1)证明:连接OD,OE.
因为在等腰直角三角形ABC中,∠B=∠C=45°,,CO=BO=3.
在△COD中,,同理得.因为,.
所以A′O2+OD2=A′D2,A′O2+OE2=A′E2.
所以∠A′OD=∠A′OE=90°
所以A′O⊥OD,A′O⊥OE,OD∩OE=O.
所以A′O⊥平面BCDE.
(2)方法一:
过点O作OF⊥CD的延长线于F,连接A′F
因为A′O⊥平面BCDE.
根据三垂线定理,有A′F⊥CD.
所以∠A′FO为二面角A′﹣CD﹣B的平面角.
在Rt△COF中,.
在Rt△A′OF中,=.
所以.
所以二面角A′﹣CD﹣B的平面角的余弦值为.方法二:
取DE中点H,则OH⊥OB.
以O为坐标原点,OH、OB、OA′分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系.
则O(0,0,0),A′(0,0,),C(0,﹣3,0),D(1,﹣2,0)=(0,0,)是平面BCDE的一个法向量.
设平面A′CD的法向量为n=(x,y,z),.
所以,令x=1,则y=﹣1,.
所以是平面A′CD的一个法向量
设二面角A′﹣CD﹣B的平面角为θ,且
所以
所以二面角A′﹣CD﹣B的平面角的余弦值为
19.甲乙两班进行消防安全知识竞赛,每班出3人组成甲乙两支代表队,首轮比赛每人一道必答题,答对则为本队得1分,答错不答都得0分,已知甲队3人每人答对的概率分别为,,,乙队每人答对的概率都是.设每人回答正确与否相互之间没有影响,用ξ表示甲队总得分.
(Ⅰ)求随机变量ξ的分布列及其数学期望E(ξ);(Ⅱ)求在甲队和乙队得分之和为4的条件下,甲队比乙队得分高的概率.
【考点】条件概率与独立事件;离散型随机变量的期望与方差.
【分析】(Ⅰ)由题设知ξ的可能取值为0,1,2,3,分别求出P(ξ=0),P(ξ=1),P(ξ=2),P(ξ=3),由此能求出随机变量ξ的分布列和数学期望E(ξ).
(Ⅱ)设“甲队和乙队得分之和为4”为事件A,“甲队比乙队得分高”为事件B,分别求出P(A),P(AB),再由P(B/A)=,能求出结果.
【解答】解:(Ⅰ)由题设知ξ的可能取值为0,1,2,3,
P(ξ=0)=(1﹣)(1﹣)(1﹣)=,
P(ξ=1)=(1﹣)(1﹣)+(1﹣)××(1﹣)+(1﹣)(1﹣)×=,
P(ξ=2)=++=,P(ξ=3)==,
∴随机变量ξ的分布列为:
ξ01 2 3
P
数学期望E(ξ)=0×+1×+2×+3×=.
(Ⅱ)设“甲队和乙队得分之和为4”为事件A,“甲队比乙队得分高”为事件B,
则P(A)
=++=,P(AB)==,
P(B|A)===.
20.在平面直角坐标系中,长度为3的线段AB的端点A、B分别在x,y轴上滑动,点M在线段AB上,且|AM|=2|MB|,
(1)若点M的轨迹为曲线C,求其方程;
(2)过点P(0,1)的直线l与曲线C交于不同两点E、F,N是曲线上不同于E、F的动点,求△NEF面积的最大值.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题.
【分析】(1)设A,B,M的坐标,根据|AM|=2|MB|,确定坐标之间的关系,利用长度为3的线段AB的端点A、B分别在x,y轴上滑动,求出轨迹方程,即可求出曲线C的方程;
(2)分类讨论,直线的斜率存在时,设l:y=kx+1代入椭圆方程,利用弦长公式,求出|EF|,再求出l,l′的距离,
表示出△NEF面积,利用导数法,即可得到△NEF面积的最大值.
【解答】解:(1)设A(x0,0),B(0,y0),M(x,y)
∵|AM|=2|MB|,
∴,
∴x0=3x,y0=y,
∵长度为3的线段AB的端点A、B分别在x,y轴上滑动,
∴x02+y02=9
∴=1,
∴曲线C的方程是=1 …..
(2)当直线的斜率不存在时,即l:x=0,此时(S△)max=2 …。
.
NEF
当直线的斜率存在时,设l:y=kx+1,E(x1,y1),F(x2,y2),
y=kx+1代入椭圆方程,可得(4+k2)+2kx﹣3=0,
有x1+x2=﹣,x1x2=﹣,
∴|EF|=…。
由题知过N的直线l′∥l,且l′与椭圆切于N点时,S△NEF最大,
故设l′:y=kx+b(b≤﹣2)
联立l′与椭圆方程得(4+k2)+2kbx+b2﹣3=0,此时△=0,可得k2=b2﹣4
l,l′的距离d=,
∴S△NEF=••=(b≤﹣2),…。
.
∴(S△NEF)2=4(1+)(b≤﹣2)
设y=(S△NEF)2,t=(﹣≤t<0),
有y=4(1+t)(1﹣t)3,
∴y′=﹣8(1﹣t)2(2t+1)<0,
∴函数y在(﹣,0),上单调递减,
∴当t=﹣时,函数y取得最大值,即b=﹣2时,(S )max=>2
△NEF
综上所述,(S△NEF)max=…..
21.已知函数g(x)=2aln(x+1)+x2﹣2x
(1)当a>0时,讨论函数g(x)的单调性;
(2)当a=0时,在函数g(x)图象上取不同两点A、B,设线段AB的中点为P(x0,y0),试探究函数g(x)在Q(x0,g(x0))点处的切线与直线AB的位置关系?
(3)试判断当a≠0时g(x)图象是否存在不同的两点A、B具有(2)问中所得出的结论.
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的单调性.
【分析】(1)求导数,分类讨论,利用导数的正负,可得函数g(x)的单调性;
(2)证明函数Q点处的切线斜率与直线AB斜率相等即可;
(3)若g(x)满足(2)中结论,有g′(x0)=,设=t,则*式整理得lnt=,问题转化成该方程在(0,1)上是否有解,从而得解.
【解答】解:(1)由题知g′(x)=,
当a﹣1≥0即a≥1时,g′(x)≥0,函数g(x)在定义域(﹣1,+∞)上单调递增;
当0<a<1,g′(x)=0,解得x=±,函数g(x)在(﹣1,﹣)和(,+∞)上单调递增;在(﹣,)上单调递减;…。
(2)g(x)=x2﹣2x,g′(x)=2x﹣2,g′(x0)=2x0﹣2,∴k AB==2x0﹣2,
∴函数Q点处的切线与直线AB平行;….
(3)设A(x1,g(x1)),B(x2,g(x2)),(﹣1<x1<x2),若g(x)满足(2)中结论,有g′(x0)=,
即ln=*….
设=t,则*式整理得lnt=,问题转化成该方程在(0,1)上是否有解;…
设函数h(t)=lnt﹣,则h′(t)=>0,
∴函数h(t)在(0,1)单调递增,即h(t)<h(1)=0,
即方程lnt=在(0,1)上无解,
即函数g(x)不满足(2)中结
论;…。
.
2016年10月19日。