数列、导数、解析几何大题综合练习(含答案)
高三数学 高考大题专项训练 全套 (15个专项)(典型例题)(含答案)
1、函数与导数(1)2、三角函数与解三角形3、函数与导数(2)4、立体几何5、数列(1)6、应用题7、解析几何8、数列(2)9、矩阵与变换10、坐标系与参数方程11、空间向量与立体几何12、曲线与方程、抛物线13、计数原理与二项式分布14、随机变量及其概率分布15、数学归纳法高考压轴大题突破练(一)函数与导数(1)1.已知函数f (x )=a e x x+x . (1)若函数f (x )的图象在(1,f (1))处的切线经过点(0,-1),求a 的值;(2)是否存在负整数a ,使函数f (x )的极大值为正值?若存在,求出所有负整数a 的值;若不存在,请说明理由.解 (1)∵f ′(x )=a e x (x -1)+x 2x 2, ∴f ′(1)=1,f (1)=a e +1.∴函数f (x )在(1,f (1))处的切线方程为y -(a e +1)=x -1,又直线过点(0,-1),∴-1-(a e +1)=-1,解得a =-1e. (2)若a <0,f ′(x )=a e x (x -1)+x 2x 2, 当x ∈(-∞,0)时,f ′(x )>0恒成立,函数在(-∞,0)上无极值;当x ∈(0,1)时,f ′(x )>0恒成立,函数在(0,1)上无极值.方法一 当x ∈(1,+∞)时,若f (x )在x 0处取得符合条件的极大值f (x 0),则⎩⎪⎨⎪⎧ x 0>1,f (x 0)>0,f ′(x 0)=0,则00000200201,e 0,e (1)0,x x x a x x a x x x ⎛ > +> -+ = ⎝①②③ 由③得0e x a =-x 20x 0-1,代入②得-x 0x 0-1+x 0>0, 结合①可解得x 0>2,再由f (x 0)=0e x a x +x 0>0,得a >-020e x x , 设h (x )=-x 2e x ,则h ′(x )=x (x -2)e x, 当x >2时,h ′(x )>0,即h (x )是增函数,∴a >h (x 0)>h (2)=-4e 2.又a <0,故当极大值为正数时,a ∈⎝⎛⎭⎫-4e 2,0, 从而不存在负整数a 满足条件.方法二 当x ∈(1,+∞)时,令H (x )=a e x (x -1)+x 2,则H ′(x )=(a e x +2)x ,∵x ∈(1,+∞),∴e x ∈(e ,+∞),∵a 为负整数,∴a ≤-1,∴a e x ≤a e ≤-e ,∴a e x +2<0,∴H ′(x )<0,∴H (x )在(1,+∞)上单调递减.又H (1)=1>0,H (2)=a e 2+4≤-e 2+4<0,∴∃x 0∈(1,2),使得H (x 0)=0,且当1<x <x 0时,H (x )>0,即f ′(x )>0;当x >x 0时,H (x )<0,即f ′(x )<0.∴f (x )在x 0处取得极大值f (x 0)=0e x a x +x 0.(*) 又H (x 0)=0e x a (x 0-1)+x 20=0, ∴00e x a x =-x 0x 0-1,代入(*)得f (x 0)=-x 0x 0-1+x 0=x 0(x 0-2)x 0-1<0, ∴不存在负整数a 满足条件.2.已知f (x )=ax 3-3x 2+1(a >0),定义h (x )=max{f (x ),g (x )}=⎩⎪⎨⎪⎧f (x ),f (x )≥g (x ),g (x ),f (x )<g (x ). (1)求函数f (x )的极值;(2)若g (x )=xf ′(x ),且∃x ∈[1,2]使h (x )=f (x ),求实数a 的取值范围.解 (1)∵函数f (x )=ax 3-3x 2+1,∴f ′(x )=3ax 2-6x =3x (ax -2),令f ′(x )=0,得x 1=0或x 2=2a, ∵a >0,∴x 1<x 2,当x 变化时,f ′(x ),f (x )的变化情况如下表:∴f (x )的极大值为f (0)=1,极小值为f ⎝⎛⎭⎫2a =8a 2-12a 2+1=1-4a 2. (2)g (x )=xf ′(x )=3ax 3-6x 2,∵∃x ∈[1,2],使h (x )=f (x ),∴f (x )≥g (x )在[1,2]上有解,即ax 3-3x 2+1≥3ax 3-6x 2在[1,2]上有解,即不等式2a ≤1x 3+3x在[1,2]上有解, 设y =1x 3+3x =3x 2+1x3(x ∈[1,2]), ∵y ′=-3x 2-3x 4<0对x ∈[1,2]恒成立, ∴y =1x 3+3x在[1,2]上单调递减, ∴当x =1时,y =1x 3+3x的最大值为4, ∴2a ≤4,即a ≤2.高考中档大题规范练(一)三角函数与解三角形1.(2017·江苏宿迁中学质检)已知函数f (x )=sin 2x +23sin x cos x +sin ⎝⎛⎭⎫x +π4sin ⎝⎛⎭⎫x -π4,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期和值域;(2)若x =x 0⎝⎛⎭⎫0≤x 0≤π2为f (x )的一个零点,求sin 2x 0的值. 解 (1)易得f (x )=sin 2x +3sin 2x +12(sin 2x -cos 2x ) =1-cos 2x 2+3sin 2x -12cos 2x =3sin 2x -cos 2x +12=2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+12, 所以f (x )的最小正周期为π,值域为⎣⎡⎦⎤-32,52. (2)由f (x 0)=2sin ⎝⎛⎭⎫2x 0-π6+12=0,得 sin ⎝⎛⎭⎫2x 0-π6=-14<0,又由0≤x 0≤π2,得-π6≤2x 0-π6≤5π6, 所以-π6≤2x 0-π6<0,故cos ⎝⎛⎭⎫2x 0-π6=154, 此时sin 2x 0=sin ⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫2x 0-π6+π6 =sin ⎝⎛⎭⎫2x 0-π6cos π6+cos ⎝⎛⎭⎫2x 0-π6sin π6=-14×32+154×12=15-38. 2.(2017·江苏南通四模)已知向量m =⎝⎛⎭⎫sin x 2,1,n =⎝⎛⎭⎫1,3cos x 2,函数f (x )=m ·n . (1)求函数f (x )的最小正周期;(2)若f ⎝⎛⎭⎫α-2π3=23,求f ⎝⎛⎭⎫2α+π3的值. 解 (1)f (x )=m ·n =sin x 2+3cos x 2=2⎝⎛⎭⎫12sin x 2+32cos x 2 =2⎝⎛⎭⎫sin x 2cos π3+cos x 2sin π3 =2sin ⎝⎛⎭⎫x 2+π3,所以函数f (x )的最小正周期为T =2π12=4π. (2)由f ⎝⎛⎭⎫α-2π3=23,得2sin α2=23,即sin α2=13. 所以f ⎝⎛⎭⎫2α+π3=2sin ⎝⎛⎭⎫α+π2=2cos α =2⎝⎛⎭⎫1-2sin 2α2=149. 3.(2017·江苏南师大考前模拟)已知△ABC 为锐角三角形,向量m =⎝⎛⎭⎫cos ⎝⎛⎭⎫A +π3,sin ⎝⎛⎭⎫A +π3,n =(cos B ,sin B ),并且m ⊥n .(1)求A -B ; (2)若cos B =35,AC =8,求BC 的长. 解 (1)因为m ⊥n ,所以m ·n =cos ⎝⎛⎭⎫A +π3cos B +sin ⎝⎛⎭⎫A +π3sin B=cos ⎝⎛⎭⎫A +π3-B =0. 因为0<A ,B <π2,所以-π6<A +π3-B <5π6, 所以A +π3-B =π2,即A -B =π6. (2)因为cos B =35,B ∈⎝⎛⎭⎫0,π2,所以sin B =45, 所以sin A =sin ⎝⎛⎭⎫B +π6=sin B cos π6+cos B sin π6=45×32+35×12=43+310, 由正弦定理可得BC =sin A sin B×AC =43+3. 4.(2017·江苏镇江三模)在△ABC 中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且(a -c )(sin A +sin C )=(b -3c )sin B .(1)求角A ;(2)若f (x )=cos 2(x +A )-sin 2(x -A ),求f (x )的单调递增区间.解 (1)由(a -c )(sin A +sin C )=(b -3c )sin B 及正弦定理,得(a -c )(a +c )=(b -3c )b ,即a 2=b 2+c 2-3bc . 由余弦定理,得cos A =32, 因为0<A <π,所以A =π6. (2)f (x )=cos 2(x +A )-sin 2(x -A )=cos 2⎝⎛⎭⎫x +π6-sin 2⎝⎛⎭⎫x -π6 =1+cos ⎝⎛⎭⎫2x +π32-1-cos ⎝⎛⎭⎫2x -π32=12cos 2x , 令π+2k π≤2x ≤2π+2k π,k ∈Z ,得π2+k π≤x ≤π+k π,k ∈Z . 则f (x )的单调增区间为⎣⎡⎦⎤π2+k π,π+k π,k ∈Z .(二)函数与导数(2)1.设函数f (x )=2(a +1)x (a ∈R ),g (x )=ln x +bx (b ∈R ),直线y =x +1是曲线y =f (x )的一条切线.(1)求a 的值;(2)若函数y =f (x )-g (x )有两个极值点x 1,x 2.①试求b 的取值范围;②证明:g (x 1)+g (x 2)f (x 1)+f (x 2)≤1e 2+12. 解 (1)设直线y =x +1与函数y =f (x )的图象相切于点(x 0,y 0),则y 0=x 0+1,y 0=2(a +1)x 0,a +1x 0=1,解得a =0. (2)记h (x )=f (x )-g (x ),则h (x )=2x -ln x -bx .①函数y =f (x )-g (x )有两个极值点的必要条件是h ′(x )有两个正零点.h ′(x )=1x -1x-b =-bx +x -1x , 令h ′(x )=0,得bx -x +1=0(x >0).令x =t ,则t >0.问题转化为bt 2-t +1=0有两个不等的正实根t 1,t 2,等价于⎩⎪⎨⎪⎧ Δ=1-4b >0,t 1t 2=1b >0,t 1+t 2=1b >0,解得0<b <14. 当0<b <14时,设h ′(x )=0的两正根为x 1,x 2,且x 1<x 2, 则h ′(x )=-bx +x -1x =-b (x -x 1)(x -x 2)x =-b (x -x 1)(x -x 2)x (x +x 1)(x +x 2). 当x ∈(0,x 1)时,h ′(x )<0;当x ∈(x 1,x 2)时,h ′(x )>0;当x ∈(x 2,+∞)时,h ′(x )<0. 所以x 1,x 2是h (x )=f (x )-g (x )的极值点,∴b 的取值范围是⎝⎛⎭⎫0,14. ②由①知x 1x 2=x 1+x 2=1b.可得g (x 1)+g (x 2)=-2ln b +1b -2,f (x 1)+f (x 2)=2b, 所以g (x 1)+g (x 2)f (x 1)+f (x 2)=12-b ln b -b . 记k (b )=12-b ln b -b ⎝⎛⎭⎫0<b <14, 则k ′(b )=-ln b -2,令k ′(b )=0,得b =1e 2∈⎝⎛⎭⎫0,14, 且当b ∈⎝⎛⎭⎫0,1e 2时,k ′(b )>0,k (b )单调递增; 当b ∈⎝⎛⎭⎫1e 2,14时,k ′(b )<0,k (b )单调递减,且当b =1e 2时,k (b )取最大值1e 2+12, 所以g (x 1)+g (x 2)f (x 1)+f (x 2)≤1e 2+12. 2.设函数f (x )=2ax +b x+c ln x . (1)当b =0,c =1时,讨论函数f (x )的单调区间;(2)若函数f (x )在x =1处的切线为y =3x +3a -6且函数f (x )有两个极值点x 1,x 2,x 1<x 2. ①求a 的取值范围;②求f (x 2)的取值范围.解 (1)f (x )=2ax +b x+c ln x ,x >0, f ′(x )=2a -b x 2+c x =2ax 2+cx -b x 2. 当b =0,c =1时,f ′(x )=2ax +1x. 当a ≥0时,由x >0,得f ′(x )=2ax +1x>0恒成立, 所以函数f (x )在(0,+∞)上单调递增.当a <0时,令f ′(x )=2ax +1x >0,解得x <-12a; 令f ′(x )=2ax +1x <0,解得x >-12a, 所以,函数f (x )在⎝⎛⎭⎫0,-12a 上单调递增,在⎝⎛⎭⎫-12a ,+∞上单调递减. 综上所述,①当a ≥0时,函数f (x )在(0,+∞)上单调递增;②当a <0时,函数f (x )在⎝⎛⎭⎫0,-12a上单调递增,在⎝⎛⎭⎫-12a ,+∞上单调递减. (2)①函数f (x )在x =1处的切线为y =3x +3a -6,所以f (1)=2a +b =3a -3,f ′(1)=2a +c -b =3,所以b =a -3,c =-a ,f ′(x )=2a -b x 2+c x =2ax 2-ax +3-a x 2, 函数f (x )有两个极值点x 1,x 2,x 1<x 2,则方程2ax 2-ax +3-a =0有两个大于0的解,⎩⎨⎧ Δ=(-a )2-8a (3-a )>0,a 2a >0,3-a 2a >0,解得83<a <3. 所以a 的取值范围是⎝⎛⎭⎫83,3.②2ax 22-ax 2+3-a =0,x 2=a +9a 2-24a 4a =14⎝⎛⎭⎫1+ 9-24a , 由83<a <3,得x 2∈⎝⎛⎭⎫14,12, 由2ax 22-ax 2+3-a =0,得a =-32x 22-x 2-1. f (x 2)=2ax 2+a -3x 2-a ln x 2 =a ⎝⎛⎭⎫2x 2+1x 2-ln x 2-3x 2=-32x 2+1x 2-ln x 22x 22-x 2-1-3x 2. 设φ(t )=-32t +1t -ln t 2t 2-t -1-3t ,t ∈⎝⎛⎭⎫14,12, φ′(t )=-3⎝⎛⎭⎫2-1t 2-1t (2t 2-t -1)-⎝⎛⎭⎫2t +1t -ln t (4t -1)(2t 2-t -1)2+3t2 =-31t 2(2t 2-t -1)2+3⎝⎛⎭⎫2t +1t -ln t (4t -1)(2t 2-t -1)2+3t 2=3⎝⎛⎭⎫2t +1t -ln t (4t -1)(2t 2-t -1)2. 当t ∈⎝⎛⎭⎫14,12时,2t +1t-ln t >0,4t -1>0,φ′(t )>0,所以φ(t )在⎝⎛⎭⎫14,12上单调递增,φ(t )∈⎝⎛⎭⎫163ln 2,3+3ln 2, 所以f (x 2)的取值范围是⎝⎛⎭⎫163ln 2,3+3ln 2. (二)立体几何1.(2017·江苏扬州调研)如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为梯形,CD ∥AB ,AB =2CD ,AC 交BD 于O ,锐角△P AD 所在平面⊥底面ABCD ,P A ⊥BD ,点Q 在侧棱PC 上,且PQ =2QC .求证:(1)P A ∥平面QBD ;(2)BD ⊥AD .证明 (1)如图,连结OQ ,因为AB∥CD,AB=2CD,所以AO=2OC.又PQ=2QC,所以P A∥OQ.又OQ⊂平面QBD,P A⊄平面QBD,所以P A∥平面QBD.(2)在平面P AD内过P作PH⊥AD于点H,因为侧面P AD⊥底面ABCD,平面P AD∩平面ABCD=AD,PH⊂平面P AD,所以PH⊥平面ABCD.又BD⊂平面ABCD,所以PH⊥BD.又P A⊥BD,P A∩PH=P,所以BD⊥平面P AD.又AD⊂平面P AD,所以BD⊥AD.2.如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,AC与BD交于点O,PC⊥底面ABCD,E为PB上一点,G为PO的中点.(1)若PD∥平面ACE,求证:E为PB的中点;(2)若AB=2PC,求证:CG⊥平面PBD.证明(1)连结OE,由四边形ABCD是正方形知,O为BD的中点,因为PD∥平面ACE,PD⊂平面PBD,平面PBD∩平面ACE=OE,所以PD∥OE.因为O为BD的中点,所以E为PB的中点.(2)在四棱锥P-ABCD中,AB=2PC,因为四边形ABCD是正方形,所以OC=22AB,所以PC=OC.因为G为PO的中点,所以CG⊥PO.又因为PC⊥底面ABCD,BD⊂底面ABCD,所以PC⊥BD.而四边形ABCD是正方形,所以AC⊥BD,因为AC,PC⊂平面P AC,AC∩PC=C,所以BD⊥平面P AC,因为CG⊂平面P AC,所以BD⊥CG.因为PO,BD⊂平面PBD,PO∩BD=O,所以CG⊥平面PBD.3.(2017·江苏怀仁中学模拟)如图,在四棱锥E-ABCD中,△ABD为正三角形,EB=ED,CB=CD.(1)求证:EC⊥BD;(2)若AB⊥BC,M,N分别为线段AE,AB的中点,求证:平面DMN∥平面BCE.证明(1)取BD的中点O,连结EO,CO.∵CD=CB,EB=ED,∴CO⊥BD,EO⊥BD.又CO∩EO=O,CO,EO⊂平面EOC,∴BD⊥平面EOC.又EC⊂平面EOC,∴BD⊥EC.(2)∵N是AB的中点,△ABD为正三角形,∴DN⊥AB,∵BC⊥AB,∴DN∥BC.又BC⊂平面BCE,DN⊄平面BCE,∴DN∥平面BCE.∵M为AE的中点,N为AB的中点,∴MN∥BE,又MN⊄平面BCE,BE⊂平面BCE,∴MN∥平面BCE.∵MN∩DN=N,∴平面DMN∥平面BCE.4.(2017·江苏楚水中学质检)如图,在三棱锥P-ABC中,点E,F分别是棱PC,AC的中点.(1)求证:P A∥平面BEF;(2)若平面P AB⊥平面ABC,PB⊥BC,求证:BC⊥P A.证明(1)在△P AC中,E,F分别是棱PC,AC的中点,所以P A∥EF.又P A⊄平面BEF,EF⊂平面BEF,所以P A∥平面BEF.(2)在平面P AB内过点P作PD⊥AB,垂足为D.因为平面P AB ⊥平面ABC ,平面P AB ∩平面ABC =AB ,PD ⊂平面P AB ,所以PD ⊥平面ABC , 因为BC ⊂平面ABC ,所以PD ⊥BC ,又PB ⊥BC ,PD ∩PB =P ,PD ⊂平面P AB ,PB ⊂平面P AB ,所以BC ⊥平面P AB , 又P A ⊂平面P AB ,所以BC ⊥P A .(三)数 列(1)1.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且S n +a n =4,n ∈N *. (1)求数列{a n }的通项公式;(2)已知c n =2n +3(n ∈N *),记d n =c n +log C a n (C >0且C ≠1),是否存在这样的常数C ,使得数列{d n }是常数列,若存在,求出C 的值;若不存在,请说明理由.(3)若数列{b n },对于任意的正整数n ,均有b 1a n +b 2a n -1+b 3a n -2+…+b n a 1=⎝⎛⎭⎫12n -n +22成立,求证:数列{b n }是等差数列. (1)解 a 1=4-a 1,所以a 1=2,由S n +a n =4,得当n ≥2时,S n -1+a n -1=4, 两式相减,得2a n =a n -1,所以a n a n -1=12,数列{a n }是以2为首项,公比为12的等比数列,所以a n =22-n (n ∈N *). (2)解 由于数列{d n }是常数列, d n =c n +log C a n =2n +3+(2-n )log C 2 =2n +3+2log C 2-n log C 2=(2-log C 2)n +3+2log C 2为常数, 则2-log C 2=0, 解得C =2,此时d n =7.(3)证明 b 1a n +b 2a n -1+b 3a n -2+…+b n a 1 =⎝⎛⎭⎫12n -n +22,①当n =1时,b 1a 1=12-32=-1,其中a 1=2,所以b 1=-12.当n ≥2时,b 1a n -1+b 2a n -2+b 3a n -3+…+b n -1a 1=⎝⎛⎭⎫12n -1-n +12,② ②式两边同时乘以12,得b 1a n +b 2a n -1+b 3a n -2+…+b n -1a 2=⎝⎛⎭⎫12n -n +14,③ 由①-③,得b n a 1=-n -34,所以b n =-n 8-38(n ∈N *,n ≥2),且b n +1-b n =-18,又b 1=-12=-18-38,所以数列{b n }是以-12为首项,公差为-18的等差数列.2.在数列{a n }中,已知a 1=13,a n +1=13a n -23n +1,n ∈N *,设S n 为{a n }的前n 项和.(1)求证:数列{3n a n }是等差数列; (2)求S n ;(3)是否存在正整数p ,q ,r (p <q <r ),使S p ,S q ,S r 成等差数列?若存在,求出p ,q ,r 的值;若不存在,说明理由.(1)证明 因为a n +1=13a n -23n +1,所以3n +1a n +1-3n a n =-2. 又因为a 1=13,所以31·a 1=1,所以{3n a n }是首项为1,公差为-2的等差数列. (2)解 由(1)知3n a n =1+(n -1)·(-2)=3-2n ,所以a n =(3-2n )⎝⎛⎭⎫13n,所以S n =1·⎝⎛⎭⎫131+(-1)·⎝⎛⎭⎫132+(-3)·⎝⎛⎭⎫133+…+(3-2n )·⎝⎛⎭⎫13n , 所以13S n =1·⎝⎛⎭⎫132+(-1)·⎝⎛⎭⎫133+…+(5-2n )·⎝⎛⎭⎫13n +(3-2n )·⎝⎛⎭⎫13n +1, 两式相减,得23S n =13-2⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫132+⎝⎛⎭⎫133+…+⎝⎛⎭⎫13n -(3-2n )·⎝⎛⎭⎫13n +1=13-2⎣⎢⎡⎦⎥⎤19×1-⎝⎛⎭⎫13n -11-13+(2n -3)·⎝⎛⎭⎫13n +1=2n ·⎝⎛⎭⎫13n +1, 所以S n =n 3n .(3)解 假设存在正整数p ,q ,r (p <q <r ),使S p ,S q ,S r 成等差数列,则2S q =S p +S r ,即2q3q =p 3p +r 3r. 当n ≥2时,a n =(3-2n )⎝⎛⎭⎫13n<0,所以数列{S n }单调递减. 又p <q ,所以p ≤q -1且q 至少为2, 所以p 3p ≥q -13q -1,q -13q -1-2q 3q =q -33q .①当q ≥3时,p 3p ≥q -13q -1≥2q 3q ,又r 3r >0,所以p 3p +r 3r >2q3q ,等式不成立. ②当q =2时,p =1,所以49=13+r 3r ,所以r 3r =19,所以r =3({S n }单调递减,解惟一确定). 综上可知,p ,q ,r 的值为1,2,3.(三)应用题1.已知某食品厂需要定期购买食品配料,该厂每天需要食品配料200千克,配料的价格为1.8元/千克,每次购买配料需支付运费236元.每次购买来的配料还需支付保管费用,其标准如下:7天以内(含7天),无论重量多少,均按10元/天支付;超出7天以外的天数,根据实际剩余配料的重量,以每天0.03元/千克支付.(1)当9天购买一次配料时,求该厂用于配料的保管费用P 是多少元?(2)设该厂x 天购买一次配料,求该厂在这x 天中用于配料的总费用y (元)关于x 的函数关系式,并求该厂多少天购买一次配料才能使平均每天支付的费用最少? 解 (1)当9天购买一次时,该厂用于配料的保管费用 P =70+0.03×200×(1+2)=88(元).(2)①当x ≤7时,y =360x +10x +236=370x +236,②当x >7时,y =360x +236+70+6[(x -7)+(x -6)+…+2+1]=3x 2+321x +432,∴y =⎩⎪⎨⎪⎧370x +236,x ≤7,3x 2+321x +432,x >7,∴设该厂x 天购买一次配料平均每天支付的费用为f (x )元.f (x )=⎩⎨⎧370x +236x,x ≤7,3x 2+321x +432x,x >7.当x ≤7时,f (x )=370+236x ,当且仅当x =7时,f (x )有最小值2 8267≈404(元);当x >7时,f (x )=3x 2+321x +432x =3⎝⎛⎭⎫x +144x +321≥393.当且仅当x =12时取等号.∵393<404,∴当x =12时f (x )有最小值393元.2.南半球某地区冰川的体积每年中随时间而变化,现用t 表示时间,以月为单位,年初为起点,根据历年的数据,冰川的体积(亿立方米)关于t 的近似函数的关系式为V (t )=⎩⎪⎨⎪⎧-t 3+11t 2-24t +100,0<t ≤10,4(t -10)(3t -41)+100,10<t ≤12.(1)该冰川的体积小于100亿立方米的时期称为衰退期.以i -1<t <i 表示第i 月份(i =1,2,…,12),问一年内哪几个月是衰退期? (2)求一年内该地区冰川的最大体积.解 (1)当0<t ≤10时,V (t )=-t 3+11t 2-24t +100<100,化简得t 2-11t +24>0,解得t <3或t >8.又0<t ≤10,故0<t <3或8<t ≤10,当10<t ≤12时,V (t )=4(t -10)(3t -41)+100<100, 解得10<t <413,又10<t ≤12,故10<t ≤12.综上得0<t <3或8<t ≤12.所以衰退期为1月,2月,3月,9月,10月,11月,12月共7个月. (2)由(1)知,V (t )的最大值只能在(3,9)内取到.由V ′(t )=(-t 3+11t 2-24t +100)′=-3t 2+22t -24, 令V ′(t )=0,解得t =6或t =43(舍去).当t 变化时,V ′(t )与V (t )的变化情况如下表:由上表,V (t )在t =6时取得最大值V (6)=136(亿立方米). 故该冰川的最大体积为136亿立方米.3.如图,某城市有一条公路从正西方AO 通过市中心O 后转向东偏北α角方向的OB .位于该市的某大学M 与市中心O 的距离OM =313 km ,且∠AOM =β.现要修筑一条铁路L ,L 在OA 上设一站A ,在OB 上设一站B ,铁路在AB 部分为直线段,且经过大学M .其中tan α=2,cos β=313,AO =15 km.(1)求大学M 与站A 的距离AM ; (2)求铁路AB 段的长AB .解 (1)在△AOM 中,AO =15,∠AOM =β且cos β=313,OM =313, 由余弦定理,得AM 2=OA 2+OM 2-2OA ·OM ·cos ∠AOM =152+(313)2-2×15×313×313=13×9+15×15-2×3×15×3=72.∴AM =62,即大学M 与站A 的距离(2)∵cos β=313,且β为锐角,∴sin β=213, 在△AOM 中,由正弦定理,得AM sin β=OMsin ∠MAO ,即62213=313sin ∠MAO ,sin ∠MAO =22, ∴∠MAO =π4,∴∠ABO =α-π4,∵tan α=2,∴sin α=25,cos α=15, ∴sin ∠ABO =sin ⎝⎛⎭⎫α-π4=110, 又∠AOB =π-α,∴sin ∠AOB =sin(π-α)=25. 在△AOB 中,OA =15,由正弦定理,得 AB sin ∠AOB =OA sin ∠ABO,即AB 25=15110,∴AB =302,即铁路AB 段的长为30 2 km.4.(2017·江苏苏州大学指导卷)如图,某地区有一块长方形植物园ABCD ,AB =8(百米),BC =4(百米).植物园西侧有一块荒地,现计划利用该荒地扩大植物园面积,使得新的植物园为HBCEFG ,满足下列要求:E 在CD 的延长线上,H 在BA 的延长线上,DE =0.5(百米),AH =4(百米),N 为AH 的中点,FN ⊥AH ,EF 为曲线段,它上面的任意一点到AD 与AH 的距离的乘积为定值,FG ,GH 均为线段,GH ⊥HA ,GH =0.5(百米).(1)求四边形FGHN 的面积;(2)已知音乐广场M 在AB 上,AM =2(百米),若计划在EFG 的某一处P 开一个植物园大门,在原植物园ABCD 内选一点Q 为中心建一个休息区,使得QM =PM ,且∠QMP =90°,问点P 在何处时,AQ 最小.解 (1)以A 为坐标原点,AB 所在直线为x 轴,AD 所在直线为y 轴,建立平面直角坐标系如图所示.则E ⎝⎛⎭⎫-12,4,因为E 到AD 与AH 距离的乘积为2, 所以曲线EF 上的任意一点都在函数y =-2x 的图象上.由题意,N (-2,0),所以F (-2,1).四边形FGHN 的面积为12×⎝⎛⎭⎫12+1×2=32(平方百米). (2)设P (x ,y ),则MP →=(x -2,y ),MQ →=(y ,-x +2),AQ →=(y +2,-x +2),因为点Q 在原植物园内,所以⎩⎪⎨⎪⎧0≤y +2≤8,0≤2-x ≤4,即-2≤x ≤2.又点P 在曲线EFG 上,x ∈⎣⎡⎦⎤-4,-12, 所以-2≤x ≤-12,则点P 在曲线段EF 上,AQ =(y +2)2+(2-x )2, 因为y =-2x ,所以AQ =⎝⎛⎭⎫-2x +22+(2-x )2= x 2+4x 2-4x -8x+8=⎝⎛⎭⎫x +2x 2-4⎝⎛⎭⎫x +2x +4=⎝⎛⎭⎫x +2x -22=-x +2-x+2≥22+2. 当且仅当-x =-2x,即x =-2时等号成立.此时点P (-2,2),即点P 在距离AD 与AH 均为2百米时,AQ 最小.(四)解析几何1.已知点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)(x 1x 2≠0),O 是坐标原点,P 是线段AB 的中点,若C 是点A 关于原点的对称点,Q 是线段BC 的中点,且OP =OQ ,设圆P 的方程为x 2+y 2-(x 1+x 2)x -(y 1+y 2)y =0.(1)证明:线段AB 是圆P 的直径;(2)若存在正数p 使得2p (x 1+x 2)=y 21+y 22+8p 2+2y 1y 2成立,当圆P 的圆心到直线x -2y =0的距离的最小值为255时,求p 的值.(1)证明 由题意知,点P 的坐标为⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,y 1+y 22,点A (x 1,y 1)关于原点的对称点为C (-x 1,-y 1),那么点Q 的坐标为⎝⎛⎭⎫-x 1+x 22,-y 1+y 22,由OP =OQ ,得OP 2=OQ 2, 即⎝⎛⎭⎫x 1+x 222+⎝⎛⎭⎫y 1+y 222=⎝⎛⎭⎫-x 1+x 222+⎝⎛⎭⎫-y 1+y 222,得(x 1+x 2)2+(y 1+y 2)2=(x 1-x 2)2+(y 1-y 2)2, 从而x 1x 2+y 1y 2=0,由此得OA ⊥OB ,由方程x 2+y 2-(x 1+x 2)x -(y 1+y 2)y =0知,圆P 过原点,且点A ,B 在圆P 上, 故线段AB 是圆P 的直径.(2)解 由2p (x 1+x 2)=y 21+y 22+8p 2+2y 1y 2,得x 1+x 2=12p [(y 1+y 2)2+8p 2],又圆心P ⎝⎛⎭⎫x 1+x 22,y 1+y 22到直线x -2y =0的距离为d =⎪⎪⎪⎪x 1+x 22-(y 1+y 2)5=⎪⎪⎪⎪14p [(y 1+y 2)2+8p 2]-(y 1+y 2)5=[(y 1+y 2)-2p ]2+4p 245p ≥4p 245p,当且仅当y 1+y 2=2p 时,等号成立,所以4p 245p =255,从而得p =2.2.如图,F 是椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的右焦点,O 是坐标原点,OF =5,过点F 作OF 的垂线交椭圆C 于P 0,Q 0两点,△OP 0Q 0的面积为453.(1)求椭圆的标准方程;(2)若过点M (-5,0)的直线l 与上、下半椭圆分别交于点P ,Q ,且PM =2MQ ,求直线l 的方程.解 (1)由题设条件,P 0F =00OP Q S OF∆=4535=43.易知P 0F =b 2a ,所以b 2a =43.又c =OF =5,即a 2-b 2=5,因此a 2-43a -5=0,解得a =3或a =-53,又a >0,所以a =3,从而b =2. 故所求椭圆的标准方程为x 29+y 24=1.(2)设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2),由题意y 1>0,y 2<0, 并可设直线l :x =ty -5, 代入椭圆方程得(ty -5)29+y 24=1,即(4t 2+9)y 2-85ty -16=0. 从而y 1+y 2=85t 4t 2+9,y 1y 2=-164t 2+9.又由PM =2MQ ,得y 1-y 2=PMMQ=2,即y 1=-2y 2.因此y 1+y 2=-y 2,y 1y 2=-2y 22, 故-164t 2+9=-2⎝ ⎛⎭⎪⎫-85t 4t 2+92,可解得t 2=14.注意到y 2=-85t 4t 2+9且y 2<0,知t >0,因此t =12.故满足题意的直线l 的方程为2x -y +25=0.3.如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为32,直线l :y =-12x 与椭圆E 相交于A ,B 两点,AB =210,C ,D 是椭圆E 上异于A ,B 的两点,且直线AC ,BD 相交于点P ,直线AD ,BC 相交于点Q .(1)求椭圆E 的标准方程; (2)求证:直线PQ 的斜率为定值. (1)解 因为e =c a =32,所以c 2=34a 2,即a 2-b 2=34a 2,所以a =2b .所以椭圆方程为x 24b 2+y 2b2=1.由题意不妨设点A 在第二象限,点B 在第四象限,由⎩⎨⎧y =-12x ,x 24b 2+y2b 2=1,得A (-2b ,22b ). 又AB =210,所以OA =10, 则2b 2+12b 2=52b 2=10,得b =2,a =4.所以椭圆E 的标准方程为x 216+y 24=1.(2)证明 由(1)知,椭圆E 的方程为x 216+y 24=1,A (-22,2),B (22,-2).①当直线CA ,CB ,DA ,DB 的斜率都存在,且不为零时,设直线CA ,DA 的斜率分别为k 1,k 2,C (x 0,y 0),显然k 1≠k 2.从而k 1·k CB =y 0-2x 0+22·y 0+2x 0-22=y 20-2x 20-8=4⎝⎛⎭⎫1-x 2016-2x 20-8=2-x 204x 20-8=-14,所以k CB =-14k 1.同理k DB =-14k 2.所以直线AD 的方程为y -2=k 2(x +22),直线BC 的方程为y +2=-14k 1(x -22), 由⎩⎪⎨⎪⎧y +2=-14k 1(x -22),y -2=k 2(x +22), 解得⎩⎪⎨⎪⎧x =22(-4k 1k 2-4k 1+1)4k 1k 2+1,y =2(-4k 1k 2+4k 2+1)4k 1k 2+1,从而点Q 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫22(-4k 1k 2-4k 1+1)4k 1k 2+1,2(-4k 1k 2+4k 2+1)4k 1k 2+1.用k 2代替k 1,k 1代替k 2得点P 的坐标为⎝ ⎛⎭⎪⎫22(-4k 1k 2-4k 2+1)4k 1k 2+1,2(-4k 1k 2+4k 1+1)4k 1k 2+1.所以k PQ =2(-4k 1k 2+4k 2+1)4k 1k 2+1-2(-4k 1k 2+4k 1+1)4k 1k 2+122(-4k 1k 2-4k 1+1)4k 1k 2+1-22(-4k 1k 2-4k 2+1)4k 1k 2+1=42(k 2-k 1)82(k 2-k 1)=12.即直线PQ 的斜率为定值,其定值为12.②当直线CA ,CB ,DA ,DB 中,有直线的斜率不存在时,由题意得,至多有一条直线的斜率不存在,不妨设直线CA 的斜率不存在,从而C (-22,-2). 设DA 的斜率为k ,由①知,k DB =-14k.因为直线CA :x =-22,直线DB :y +2=-14k (x -22),得P ⎝⎛⎭⎫-22,-2+2k . 又直线BC :y =-2,直线AD :y -2=k (x +22), 得Q ⎝⎛⎭⎫-22-22k ,-2, 所以k PQ =12.由①②可知,直线PQ 的斜率为定值,其定值为12.4.(2017·江苏预测卷)平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率是32,右准线的方程为x =433.(1)求椭圆C 的方程;(2)已知点P ⎝⎛⎭⎫12,2,过x 轴上的一个定点M 作直线l 与椭圆C 交于A ,B 两点,若三条直线P A ,PM ,PB 的斜率成等差数列,求点M 的坐标. 解 (1)因为椭圆的离心率为32,右准线的方程为x =433, 所以e =c a =32,a 2c =433,则a =2,c =3,b =1,椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)设M (m,0),当直线l 为y =0时,A (-2,0),B (2,0), P A ,PM ,PB 的斜率分别为 k P A =45,k PM =41-2m,k PB =-43,因为直线P A ,PM ,PB 的斜率成等差数列, 所以81-2m =45-43,m =8.证明如下:当M (8,0)时,直线P A ,PM ,PB 的斜率构成等差数列, 设AB :y =k (x -8),代入椭圆方程x 2+4y 2-4=0, 得x 2+4k 2(x -8)2-4=0,即(1+4k 2)x 2-64k 2x +256k 2-4=0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则 x 1+x 2=64k 21+4k 2,x 1x 2=256k 2-41+4k 2,又k PM =0-28-12=-415, 所以k P A +k PB =y 1-2x 1-12+y 2-2x 2-12=kx 1-8k -2x 1-12+kx 2-8k -2x 2-12=2k +⎝⎛⎭⎫-152k -2⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 1-12+1x 2-12 =2k +⎝⎛⎭⎫-152k -2(x 1+x 2)-1x 1x 2-12(x 1+x 2)+14=2k +⎝⎛⎭⎫-152k -264k 21+4k 2-1256k 2-41+4k 2-12×64k 21+4k 2+14=2k +⎝⎛⎭⎫-152k -260k 2-1154(60k 2-1)=-815=2k PM ,即证. (四)数 列(2)1.已知{a n },{b n },{c n }都是各项不为零的数列,且满足a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =c n S n ,n ∈N *,其中S n 是数列{a n }的前n 项和,{c n }是公差为d (d ≠0)的等差数列. (1)若数列{a n }是常数列,d =2,c 2=3,求数列{b n }的通项公式; (2)若a n =λn (λ是不为零的常数),求证:数列{b n }是等差数列;(3)若a 1=c 1=d =k (k 为常数,k ∈N *),b n =c n +k (n ≥2,n ∈N *),求证:对任意的n ≥2,n ∈N *,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 单调递减.(1)解 因为d =2,c 2=3,所以c n =2n -1. 因为数列{a n }是各项不为零的常数列, 所以a 1=a 2=…=a n ,S n =na 1.则由c n S n =a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n 及c n =2n -1,得 n (2n -1)=b 1+b 2+…+b n ,当n ≥2时,(n -1)(2n -3)=b 1+b 2+…+b n -1, 两式相减得b n =4n -3.当n =1时,b 1=1也满足b n =4n -3. 故b n =4n -3(n ∈N *).(2)证明 因为a 1b 1+a 2b 2+…+a n b n =c n S n , 当n ≥2时,c n -1S n -1=a 1b 1+a 2b 2+…+a n -1b n -1, 两式相减得c n S n -c n -1S n -1=a n b n , 即(S n -1+a n )c n -S n -1c n -1=a n b n , S n -1(c n -c n -1)+a n c n =a n b n , 所以S n -1d +λnc n =λnb n .又S n -1=λ+λ(n -1)2(n -1)=λn (n -1)2,所以λn (n -1)2d +λnc n =λnb n ,即(n -1)2d +c n =b n ,(*) 所以当n ≥3时,(n -2)2d +c n -1=b n -1,两式相减得b n -b n -1=32d (n ≥3),所以数列{b n }从第二项起是公差为32d 的等差数列.又当n =1时,由c 1S 1=a 1b 1,得c 1=b 1. 当n =2时,由(*)得b 2=(2-1)2d +c 2=12d +(c 1+d )=b 1+32d ,得b 2-b 1=32d .故数列{b n }是公差为32d 的等差数列.(3)证明 由(2)得当n ≥2时,S n -1(c n -c n -1)+a n c n =a n b n ,即S n -1d =a n (b n -c n ). 因为b n =c n +k ,所以b n =c n +kd , 即b n -c n =kd , 所以S n -1d =a n ·kd , 即S n -1=ka n ,所以S n =S n -1+a n =(k +1)a n . 当n ≥3时,S n -1=(k +1)a n -1, 两式相减得a n =(k +1)a n -(k +1)a n -1, 即a n =k +1k a n -1,故从第二项起数列{a n }是等比数列, 所以当n ≥2时,a n =a 2⎝⎛⎭⎫k +1k n -2,b n =c n +k =c n +kd =c 1+(n -1)k +k 2=k +(n -1)k +k 2=k (n +k ), 另外由已知条件得(a 1+a 2)c 2=a 1b 1+a 2b 2. 又c 2=2k ,b 1=k ,b 2=k (2+k ), 所以a 2=1,因而a n =⎝⎛⎭⎫k +1k n -2.令d n =b na n ,则d n +1d n =b n +1a n a n +1b n =(n +k +1)k (n +k )(k +1).因为(n +k +1)k -(n +k )(k +1)=-n <0, 所以d n +1d n<1,所以对任意的n ≥2,n ∈N *,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫b n a n 单调递减.2.已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a 2=2,设b n =a n +a n +1,c n =a n ·a n +1(n ∈N *). (1)若数列{b 2n -1}是公比为3的等比数列,求S 2n ; (2)若数列{b n }是公差为3的等差数列,求S n ;(3)是否存在这样的数列{a n },使得{b n }成等差数列和{c n }成等比数列同时成立,若存在,求出{a n }的通项公式;若不存在,请说明理由. 解 (1)b 1=a 1+a 2=1+2=3,S 2n =(a 1+a 2)+(a 3+a 4)+…+(a 2n -1+a 2n )=b 1+b 3+…+b 2n -1=3(1-3n )1-3=3n +1-32.(2)∵b n +1-b n =a n +2-a n =3,∴{a 2k -1},{a 2k }均是公差为3的等差数列,a 2k -1=a 1+(k -1)·3=3k -2,a 2k =a 2+(k -1)·3=3k -1,当n =2k (k ∈N *)时,S n =S 2k =(a 1+a 3+…+a 2k -1)+(a 2+a 4+…+a 2k )=k (1+3k -2)2+k (2+3k -1)2=3k 2=3n 24;当n =2k -1(k ∈N *)时,Sn =S 2k -1=S 2k -a 2k =3k 2-3k +1=3×⎝⎛⎭⎫n +122-3·n +12+1=3n 2+14.综上可知,S n=⎩⎨⎧3n 24,n =2k ,k ∈N *,3n 2+14,n =2k -1,k ∈N *.(3)∵{b n }成等差数列,∴2b 2=b 1+b 3,即2(a 2+a 3)=(a 1+a 2)+(a 3+a 4),a 2+a 3=a 1+a 4,① ∵{c n }成等比数列,∴c 22=c 1c 3. 即(a 2a 3)2=(a 1a 2)·(a 3a 4), ∵c 2=a 2a 3≠0,∴a 2a 3=a 1a 4,②由①②及a 1=1,a 2=2,得a 3=1,a 4=2,设{b n }的公差为d ,则b n +1-b n =(a n +1+a n +2)-(a n +a n +1)=d ,即a n +2-a n =d ,即数列{a n }的奇数项和偶数项都构成公差为d 的等差数列, 又d =a 3-a 1=a 4-a 2=0, ∴数列{a n }=1,2,1,2,1,2,…,即a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =2k -1,k ∈N *,2,n =2k ,k ∈N *.此时c n =2,{c n }是公比为1的等比数列,满足题意.∴存在数列{a n },a n =⎩⎪⎨⎪⎧1,n =2k -1,k ∈N *,2,n =2k ,k ∈N *, 使得{b n }成等差数列和{c n }成等比数列同时成立.高考附加题加分练 1.矩阵与变换1.已知矩阵M =⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 1b 0,点A (1,0)在矩阵M 对应的变换作用下变为A ′(1,2),求矩阵M 的逆矩阵M -1. 解 ∵⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 1b0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤10=⎣⎢⎡⎦⎥⎤12, ∴a =1,b =2.∴M =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 120,∴M -1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 121 -12.2.(2017·江苏徐州一中检测)已知曲线C :y 2=12x ,在矩阵M =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 00 -2对应的变换作用下得到曲线C 1,C 1在矩阵N =⎣⎢⎡⎦⎥⎤0110对应的变换作用下得到曲线C 2,求曲线C 2的方程.解 设A =NM ,则A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 11 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 00 -2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 -21 0, 设P (x ′,y ′)是曲线C 上任一点,在两次变换下,在曲线C 2上对应的点为P (x ,y ), 则⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 -21 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤x ′y ′=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2y ′ x ′, 即⎩⎪⎨⎪⎧x =-2y ′,y =x ′,∴⎩⎪⎨⎪⎧x ′=y ,y ′=-12x .又点P (x ′,y ′)在曲线C :y 2=12x 上,∴⎝⎛⎭⎫-12x 2=12y ,即x 2=2y .3.已知矩阵M =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 22x 的一个特征值为3,求M 的另一个特征值及其对应的一个特征向量. 解 矩阵M 的特征多项式为f (λ)=⎣⎢⎡⎦⎥⎤λ-1 -2-2 λ-x =(λ-1)(λ-x )-4.因为λ1=3是方程f (λ)=0的一根,所以x =1. 由(λ-1)(λ-1)-4=0,得λ2=-1. 设λ2=-1对应的一个特征向量为α=⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y , 则⎩⎪⎨⎪⎧-2x -2y =0,-2x -2y =0,得x =-y . 令x =1,则y =-1,所以矩阵M 的另一个特征值为-1,对应的一个特征向量为α=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1.4.(2017·江苏江阴中学质检)若点A (2,2)在矩阵M =⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos α -sin αsin α cos α对应变换的作用下得到的点为B (-2,2),求矩阵M 的逆矩阵.解 M ⎣⎢⎡⎦⎥⎤22=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2 2,即⎣⎢⎡⎦⎥⎤2cos α-2sin α2sin α+2cos α=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-2 2, 所以⎩⎪⎨⎪⎧cos α-sin α=-1,sin α+cos α=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧cos α=0,sin α=1.所以M =⎣⎢⎡⎦⎥⎤0 -11 0.由M -1M =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 001,得M -1=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-10. 2.坐标系与参数方程1.(2017·江苏兴化中学调研)已知曲线C 1的极坐标方程为ρcos ⎝⎛⎭⎫θ-π3=-1,曲线C 2的极坐标方程为ρ=22cos ⎝⎛⎭⎫θ-π4,判断两曲线的位置关系. 解 将曲线C 1,C 2化为直角坐标方程,得 C 1:x +3y +2=0,C 2:x 2+y 2-2x -2y =0, 即C 2:(x -1)2+(y -1)2=2. 圆心到直线的距离d =|1+3+2|12+(3)2=∴曲线C 1与C 2相离.2.(2017·江苏金坛一中期中)已知在极坐标系下,圆C :ρ=2cos ⎝⎛⎭⎫θ+π2与直线l :ρsin ⎝⎛⎭⎫θ+π4=2,点M 为圆C 上的动点,求点M 到直线l 的距离的最大值. 解 圆C 化为直角坐标方程,得x 2+(y +1)2=1. 直线l 化为直角坐标方程,得x +y =2. 圆心C 到直线l 的距离d =|-1-2|2=322,所以点M 到直线l 的距离的最大值为1+322.3.已知直线l :⎩⎪⎨⎪⎧ x =1+t ,y =-t (t 为参数)与圆C :⎩⎪⎨⎪⎧x =2cos θ,y =m +2sin θ(θ为参数)相交于A ,B 两点,m 为常数. (1)当m =0时,求线段AB 的长;(2)当圆C 上恰有三点到直线的距离为1时,求m 的值. 解 (1)直线l :x +y -1=0,曲线C :x 2+y 2=4, 圆心到直线的距离d =12, 故AB =2r 2-d 2=14.(2)圆C 的直角坐标方程为x 2+(y -m )2=4, 直线l :x +y -1=0,由题意,知圆心到直线的距离d =|m -1|2=1,∴m =1± 2.4.(2017·江苏昆山中学质检)已知极坐标系的极点在直角坐标系的原点,极轴与x 轴的正半轴重合.曲线C 的极坐标方程为ρ2cos 2θ+3ρ2sin 2θ=3,直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =-3t ,y =1+t(t 为参数,t ∈R ).试在曲线C 上求一点M ,使它到直线l 的距离最大. 解 曲线C 的普通方程是x 23+y 2=1,直线l 的普通方程是x +3y -3=0.设点M 的直角坐标是(3cos θ,sin θ),则点M 到直线l 的距离是d =|3cos θ+3sin θ-3|2=3⎪⎪⎪⎪2sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4-12.因为-2≤2sin ⎝⎛⎭⎫θ+π4≤2,所以当sin ⎝⎛⎭⎫ θ+π4=-1,即θ=2k π-3π4(k ∈Z )时,d 取得最大值.此时3cos θ=-62,sin θ=-22. 设点M 的极角为φ,则⎩⎨⎧ρcos φ=-62,ρsin φ=-22,所以⎩⎪⎨⎪⎧ρ=2,φ=7π6. 综上,当点M 的极坐标为⎝⎛⎭⎫2,7π6时,该点到直线l 的距离最大. 3.空间向量与立体几何1.(2017·江苏南通中学月考)如图,已知三棱锥O -ABC 的侧棱OA ,OB ,OC 两两垂直,且OA =1,OB =OC =2,E 是OC 的中点.(1)求异面直线BE 与AC 所成角的余弦值; (2)求二面角A -BE -C 的正弦值.解 (1)以O 为原点,分别以OB ,OC ,OA 为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,则A (0,0,1),B (2,0,0),C (0,2,0),E (0,1,0). EB →=(2,-1,0),AC →=(0,2,-1), ∴cos 〈EB →,AC →〉=-25,即异面直线BE 与AC 所成角的余弦值为25.(2)AB →=(2,0,-1),AE →=(0,1,-1), 设平面ABE 的法向量为n 1=(x ,y ,z ), 则由n 1⊥AB →,n 1⊥AE →,得⎩⎪⎨⎪⎧2x -z =0,y -z =0,取n 1=(1,2,2), 平面BEC 的法向量为n 2=(0,0,1), ∴cos 〈n 1,n 2〉=23,∴二面角A -BE -C 的余弦值cos θ=23,∴sin θ=53, 即二面角A -BE -C 的正弦值为53.2.(2017·江苏宜兴中学质检)三棱柱ABC -A 1B 1C 1在如图所示的空间直角坐标系中,已知AB =2,AC =4,AA 1=3,D 是BC 的中点.(1)求直线DB 1与平面A 1C 1D 所成角的正弦值; (2)求二面角B 1-A 1D -C 1的正弦值.解 (1)由题意知,B (2,0,0),C (0,4,0),D (1,2,0),A 1(0,0,3),B 1(2,0,3),C 1(0,4,3),则A 1D →=(1,2,-3),A 1C 1→=(0,4,0),DB 1→=(1,-2,3). 设平面A 1C 1D 的一个法向量为n =(x ,y ,z ). 由n ·A 1D →=x +2y -3z =0,n ·A 1C 1→=4y =0, 得y =0,x =3z ,令z =1,得x =3,n =(3,0,1).设直线DB 1与平面A 1C 1D 所成的角为θ, 则sin θ=|cos 〈DB 1→,n 〉|=|3+3|10×14=33535.(2)设平面A 1B 1D 的一个法向量为m =(a ,b ,c ),A 1B 1→=(2,0,0). 由m ·A 1D →=a +2b -3c =0,m ·A 1B 1→=2a =0, 得a =0,2b =3c ,令c =2,得b =3,m =(0,3,2). 设二面角B 1-A 1D -C 1的大小为α, |cos α|=|cos 〈m ,n 〉|=|m ·n ||m ||n |=265, sin α=3765=345565.所以二面角B 1-A 1D -C 13.(2017·江苏运河中学质检)PCD ⊥底面ABCD ,PD ⊥CD ,底面ABCD 是直角梯形,AB ∥CD ,∠ADC =π2,AB =AD =PD =1,CD =2.设Q 为侧棱PC 上一点,PQ →=λPC →.试确定λ的值,使得二面角Q -BD -P 为π4.解 因为侧面PCD ⊥底面ABCD , 平面PCD ∩平面ABCD =CD ,PD ⊥CD , 所以PD ⊥平面ABCD ,所以PD ⊥AD , 又∠ADC =π2,故DA ,DC ,DP 两两互相垂直.如图,以D 为坐标原点,DA ,DC ,DP 分别为x 轴,y 轴,z 轴建立直角坐标系,A (1,0,0),B (1,1,0),C (0,2,0),P (0,0,1),则平面PBD 的一个法向量为n =(-1,1,0),PC →=(0,2,-1),PQ →=λPC →,λ∈(0,1), 所以Q (0,2λ,1-λ).设平面QBD 的一个法向量为m =(a ,b ,c ), 由m ·BD →=0,m ·DQ →=0,得⎩⎪⎨⎪⎧a +b =0,2λb +(1-λ)c =0, 所以取b =1,得m =⎝⎛⎭⎫-1,1,2λλ-1,所以cos π4=|m ·n ||m ||n |,即22·2+⎝⎛⎭⎫2λλ-12=22. 注意到λ∈(0,1),解得λ=2-1.4.在三棱锥S -ABC 中,底面是边长为23的正三角形,点S 在底面ABC 上的射影O 是AC 的中点,侧棱SB 和底面成45°角.(1)若D 为棱SB 上一点,当SDDB为何值时,CD ⊥AB ; (2)求二面角S -BC -A 的余弦值的大小.解 以O 点为原点,OB 为x 轴,OC 为y 轴,OS 为z 轴建立空间直角坐标系. 由题意知∠SBO =45°,SO =3.。
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九
16.(本小题满分12分) 在等差数列{}n a 中,218a a -=,且4a 为2a 和3a 的等比中项,求数列{}n a 的首项、公差及前n 项和.
17.(本小题满分12分) 在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且
23
2c o s c o s s i n ()s i n 25A B
B A B B ---=-.
(Ⅰ)求cos A 的值;
(Ⅱ)若a =5b =,求向量BA 在BC 方向上的投影.
20.(本小题满分13分) 已知椭圆C :22
221,(0)x y a b a b
+=>>的两个焦点分别为12(1,0),(1,0)F F -,且椭圆C 经过点41(,)33
P . (Ⅰ)求椭圆C 的离心率;
(Ⅱ)设过点(0,2)A 的直线l 与椭圆C 交于M 、N 两点,点Q 是线段MN 上的点,且222
211||||||AQ AM AN =+,求点Q 的轨迹方程.
21.(本小题满分14分)已知函数22,0()ln ,0
x x a x f x x x ⎧++<=⎨>⎩,其中a 是实数.设11(,())A x f x ,
22(,())B x f x 为该函数图象上的两点,且12x x <.
(Ⅰ)指出函数()f x 的单调区间;
(Ⅱ)若函数()f x 的图象在点,A B 处的切线互相垂直,且20x <,求21x x -的最小值; (Ⅲ)若函数()f x 的图象在点,A B 处的切线重合,求a 的取值范围.。
理科数学数列 函数 解析几何 后三道大题专项训练 及答案 8
湖北省教育考试院 保留版权 数学(理工类) 第1页(共6页)八18.(本小题满分12分)已知等比数列{}n a 满足:23||10a a -=,123125a a a =. (Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式; (Ⅱ)是否存在正整数m ,使得121111ma a a +++≥ ?若存在,求m 的最小值;若不存在,说明理由. 21.(本小题满分13分)如图,已知椭圆1C 与2C 的中心在坐标原点O ,长轴均为MN 且在x 轴上,短轴长分别 为2m ,2()n m n >,过原点且不与x 轴重合的直线l 与1C ,2C 的四个交点按纵坐标从 大到小依次为A ,B ,C ,D .记mnλ=,△BDM 和△ABN 的面积分别为1S 和2S . (Ⅰ)当直线l 与y 轴重合时,若12S S λ=,求λ的值;(Ⅱ)当λ变化时,是否存在与坐标轴不重合的直线l ,使得12S S λ=?并说明理由.第21题图第2页(共6页)22.(本小题满分14分)设n 是正整数,r 为正有理数.(Ⅰ)求函数1()(1)(1)1(1)r f x x r x x +=+-+->-的最小值; (Ⅱ)证明:1111(1)(1)11r r r r rn n n n n r r ++++--+-<<++; (Ⅲ)设x ∈R ,记x ⎡⎤⎢⎥为不小于...x 的最小整数,例如22=⎡⎤⎢⎥,π4=⎡⎤⎢⎥,312⎡⎤-=-⎢⎥⎢⎥.令S S ⎡⎤⎢⎥的值.(参考数据:4380344.7≈,4381350.5≈,43124618.3≈,43126631.7≈)第3页(共6页)18.(Ⅰ)设等比数列{}n a 的公比为q ,则由已知可得331211125,||10,a q a q a q ⎧=⎪⎨-=⎪⎩ 解得15,33,a q ⎧=⎪⎨⎪=⎩ 或15,1.a q =-⎧⎨=-⎩ 故1533n n a -=⋅,或15(1)n n a -=-⋅-.(Ⅱ)若1533n n a -=⋅,则1131()53n n a -=⋅,故1{}n a 是首项为35,公比为13的等比数列,从而131[1()]191953[1()]111031013m mm n na =⋅-==⋅-<<-∑. 若1(5)(1)n n a -=-⋅-,则111(1)5n n a -=--,故1{}n a 是首项为15-,公比为1-的等比数列,从而11,21(),1502().mn n m k k a m k k +=+⎧-=-∈⎪=⎨⎪=∈⎩∑N N , 故111mn n a =<∑.综上,对任何正整数m ,总有111mn na =<∑.故不存在正整数m ,使得121111ma a a +++≥ 成立. 21.依题意可设椭圆1C 和2C 的方程分别为1C :22221x y a m +=,2C :22221x y a n +=. 其中0a m n >>>, 1.mnλ=>(Ⅰ)解法1:如图1,若直线l 与y 轴重合,即直线l 的方程为0x =,则 111||||||22S BD OM a BD =⋅=,211||||||22S AB ON a AB =⋅=,所以12||||S BD S AB =. 在C 1和C 2的方程中分别令0x =,可得A y m =,B y n =,D y m =-, 于是||||1||||1B D A B y y BD m n AB y y m n λλ-++===---. 若12S S λ=,则11λλλ+=-,化简得2210λλ--=. 由1λ>,可解得1λ=. 故当直线l 与y 轴重合时,若12S S λ=,则1λ=. 解法2:如图1,若直线l 与y 轴重合,则||||||BD OB OD m n =+=+,||||||AB OA OB m n =-=-;111||||||22S BD OM a BD =⋅=,211||||||22S AB ON a AB =⋅=.第4页(共6页)所以12||1||1S BD m n S AB m n λλ++===--. 若12S S λ=,则11λλλ+=-,化简得2210λλ--=. 由1λ>,可解得1λ=. 故当直线l 与y 轴重合时,若12S S λ=,则1λ=.(Ⅱ)解法1:如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l ,使得12S S λ=. 根据对称性, 不妨设直线l :(0)y kx k =>,点(,0)M a -,(,0)N a 到直线l 的距离分别为1d ,2d ,则因为1d ==,2d ==12d d =.又111||2S BD d =,221||2S AB d =,所以12||||S BD S AB λ==,即||||BD AB λ=. 由对称性可知||||AB CD =,所以||||||(1)||BC BD AB AB λ=-=-, ||||||(1)||AD BD AB AB λ=+=+,于是||1||1AD BC λλ+=-. ① 将l 的方程分别与C 1,C 2的方程联立,可求得A x,B x =.根据对称性可知C B x x =-,D A x x =-,于是第21题解答图1第21题解答图2第5页(共6页)2||||2A Bx AD BC x === ② 从而由①和②式可得1(1)λλλ+-. ③令1(1)t λλλ+=-,则由m n >,可得1t ≠,于是由③可解得222222(1)(1)n t k a t λ-=-.因为0k ≠,所以20k >. 于是③式关于k 有解,当且仅当22222(1)0(1)n t a t λ->-,等价于2221(1)()0t t λ--<. 由1λ>,可解得11t λ<<,即111(1)λλλλ+<<-,由1λ>,解得1λ>当11λ<≤l ,使得12S S λ=;当1λ>l 使得12S S λ=. 解法2:如图2,若存在与坐标轴不重合的直线l ,使得12S S λ=. 根据对称性, 不妨设直线l :(0)y kx k =>,点(,0)M a -,(,0)N a 到直线l 的距离分别为1d ,2d ,则因为1d ==,2d ==12d d =.又111||2S BD d =,221||2S AB d =,所以12||||S BD S AB λ==.因为||||A B A B x x BD AB x x λ+===-,所以11A Bx x λλ+=-.由点(,)A A A x kx ,(,)B B B x kx 分别在C 1,C 2上,可得222221A A x k x a m +=,222221B B x k x a n +=,两式相减可得22222222()0A B A B x x k x x a m λ--+=, 依题意0A B x x >>,所以22AB x x >. 所以由上式解得22222222()()A B B A m x x k a x x λ-=-.因为20k >,所以由2222222()0()A B B A m x x a x x λ->-,可解得1A Bx x λ<<.从而111λλλ+<<-,解得1λ>当11λ<≤l ,使得12S S λ=;当1λ>l 使得12S S λ=.22.第6页(共6页)(Ⅰ)因为()(1)(1)(1)(1)[(1)1]r r f x r x r r x '=++-+=++-,令()0f x '=,解得0x =.当10x -<<时,()0f x '<,所以()f x 在(1,0)-内是减函数; 当0x >时,()0f x '>,所以()f x 在(0,)+∞内是增函数.故函数()f x 在0x =处取得最小值(0)0f =. (Ⅱ)由(Ⅰ),当(1,)x ∈-+∞时,有()(0)0f x f ≥=,即1(1)1(1)r x r x ++≥++,且等号当且仅当0x =时成立,故当1x >-且0x ≠时,有1(1)1(1)r x r x ++>++. ①在①中,令1x n =(这时1x >-且0x ≠),得111(1)1r r n n+++>+. 上式两边同乘1r n +,得11(1)(1)r r r n n n r +++>++,即 11(1).1r r rn n n r +++-<+ ②当1n >时,在①中令1x n =-(这时1x >-且0x ≠),类似可得11(1).1r r rn n n r ++-->+ ③且当1n =时,③也成立. 综合②,③得1111(1)(1).11r r r r rn n n n n r r ++++--+-<<++ ④(Ⅲ)在④中,令13r =,n 分别取值81,82,83,…,125,得44443333338180(8281)44-<-(),44443333338281(8382)44--(),44443333338382(8483)44-<<-(), ………4444333333125124(126125)44-<-(). 将以上各式相加,并整理得 444433333312580(12681)44S -<<-(). 代入数据计算,可得4433312580210.24-≈(),4433312681210.94-≈().由S ⎡⎤⎢⎥的定义,得211S =⎡⎤⎢⎥.。
导数专题训练(含答案)
导数专题训练及答案专题一导数的几何意义及其应用导数的几何意义是高考重点考查的内容之一,常与解析几何知识交汇命题,主要题型是利用导数的几何意义求曲线上某点处切线的斜率或曲线上某点的坐标或过某点的切线方程,求解这类问题的关键就是抓住切点P(x0,f(x0)),P点的坐标适合曲线方程,P点的坐标也适合切线方程,P点处的切线斜率k=f′(x0).解题方法:(1) 解决此类问题一定要分清“在某点处的切线”,还是“过某点的切线”的问法.(2)解决“过某点的切线”问题,一般是设切点坐标为P(x0,y0),然后求其切线斜率k=f′(x0),写出其切线方程.而“在某点处的切线”就是指“某点”为切点.(3)曲线与直线相切并不一定只有一个公共点,当曲线是二次曲线时,我们知道直线与曲线相切,有且只有一个公共点,这种观点对一般曲线不一定正确.[例1]已知曲线y=13x3+43.(1)求曲线在点P(2,4)处的切线方程;(2)求曲线过点P(2,4)的切线方程;(3)求斜率为4的曲线的切线方程.[变式训练]已知函数f(x)=x3+x-16.(1)求曲线y=f(x)在点(2,-6)处的切线的方程;(2)直线l为曲线y=f(x)的切线,且经过原点,求直线l的方程及切点坐标.专题二导数在研究函数单调性中的应用利用导数的符号判断函数的单调性,进而求出函数的单调区间,是导数几何意义在研究曲线变化规律时的一个重要应用,体现了数形结合思想.这类问题要注意的是f(x)为增函数⇔f′(x)≥0且f′(x)=0的根有有限个,f(x)为减函数⇔f′≤0且f′(x)=0的根有有限个.解题步骤:(1)确定函数的定义域;(2)求导数f′(x);(3)①若求单调区间(或证明单调性),只需在函数f(x)的定义域内解(或证明)不等式f′(x)>0或f′(x)<0.②若已知函数f(x)的单调性,则将原问题转化为不等式f′(x)≥0或f′(x)≤0在单调区间上恒成立问题,再进行求解.[例2]设函数f(x)=x e a-x+bx,曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为y=(e-1)x+4.(1)求a,b的值;(2)求f(x)的单调区间.[变式训练]设函数f(x)=xekx(k≠0).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若函数f(x)在区间(-1,1)内单调递增,求k的取值范围.专题三 导数在求函数极值与最值中的应用利用导数可求出函数的极值或最值,反之,已知函数的极值或最值也能求出参数的值或取值范围.该部分内容也可能与恒成立问题、函数零点问题等结合在一起进行综合考查,是高考的重点内容.解题方法:(1)运用导数求可导函数y =f(x)的极值的步骤:①先求函数的定义域,再求函数y =f(x)的导数f ′(x);②求方程f ′(x)=0的根;③检查f ′(x)在方程根的左右的值的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值,如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值.(2)求闭区间上可导函数的最值时,对函数极值是极大值还是极小值,可不再作判断,只需要直接与端点的函数值比较即可获得.(3)当连续函数的极值点只有一个时,相应的极值点必为函数的最值.[例3] 已知函数f (x )=-x 3+ax 2+bx 在区间(-2,1)内,当x =-1时取极小值,当x =23时取极大值.(1)求函数y =f (x )在x =-2时的对应点的切线方程;(2)求函数y =f (x )在[-2,1]上的最大值与最小值.[变式训练] 设函数f (x )=[ax 2-(4a +1)x +4a +3]e x .(1)若曲线y =f (x )在点(1,f (1))处的切线方程与x 轴平行,求a ;(2)若f (x )在x =2处取得极小值,求a 的取值范围.专题四 导数在证明不等式中的应用在用导数方法证明不等式时,常构造函数,利用单调性和最值方法证明不等式.解题方法:一般地,如果证明f(x)>g(x),x ∈(a ,b),可转化为证明F(x)=f(x)-g(x)>0,若F ′(x)>0,则函数F(x)在(a ,b)上是增函数,若F(a)≥0,则由增函数的定义知,F(x)>F(a)≥0,从而f(x)>g(x)成立,同理可证f(x)<g(x),f(x)>g(x).[例4] 已知函数f (x )=ln x -(x -1)22. (1)求函数f (x )的单调递增区间;(2)证明:当x >1时,f (x )<x -1.[变式训练] 已知函数f (x )=a e x -ln x -1.(1)设x =2是f (x )的极值点,求a ,并求f (x )的单调区间;(2)证明:当a ≥1e 时,f (x )≥0.专题五 定积分及其应用定积分的基本应用主要有两个方面:一个是求坐标平面上曲边梯形的面积,另一个是求变速运动的路程(位移)或变力所做的功.高考中要求较低,一般只考一个小题.解题方法:(1)用微积分基本定理求定积分,关键是找出被积函数的原函数,这就需要利用求导运算与求原函数是互逆运算的关系来求原函数.(2) 利用定积分求平面图形的面积的步骤如下:①画出图形,确定图形范围;②解方程组求出图形交点坐标,确定积分上、下限;③确定被积函数,注意分清函数图形的上、下位置;④计算定积分,求出平面图形面积.(3)利用定积分求加速度或路程(位移),要先根据物理知识得出被积函数,再确定时间段,最后用求定积分方法求出结果.[例5] 已知抛物线y =x 2-2x 及直线x =0,x =a ,y =0围成的平面图形的面积为43,求a 的值.[变式训练] (1)若函数f (x )在R 上可导,f (x )=x 3+x 2f ′(1),则∫20f (x )d x = ____;(2)在平面直角坐标系xOy 中,直线y =a (a >0)与抛物线y =x 2所围成的封闭图形的面积为823,则a =____.专题六 化归与转化思想在导数中的应用化归与转化就是在处理问题时,把待解决的问题或难解决的问题,通过某种转化过程,归结为一类已解决或易解决的问题,最终求得问题的解答.解题方法:与函数相关的问题中,化归与转化思想随处可见,如,函数在某区间上单调可转化为函数的导数在该区间上符号不变,不等式的证明可转化为最值问题等.[例6] 设f (x )=e x1+ax 2,其中a 为正实数. (1)当a =43时,求f (x )的极值点;(2)若f (x )为R 上的单调函数,求a 的取值范围.[变式训练] 如果函数f(x)=2x2-ln x 在定义域内的一个子区间(k -1,k +1)上不是单调函数,则实数k 的取值范围是________.答案例1 解:(1)因为P (2,4)在曲线y =13x 3+43上,且y ′=x 2,所以在点P (2,4)处的切线的斜率k =y ′|x =2=4.所以曲线在点P (2,4)处的切线方程为y -4=4(x -2),即4x -y -4=0.(2)设曲线y -13x 3+43与过点P (2,4)的切线相切于点A ⎝ ⎛⎭⎪⎫x 0,13x 30+43,则切线的斜率k =y ′|x =x 0=x 20,所以切线方程为y -⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 30+43=x 20(x -x 0), 即y =x 20·x -23x 30+43.因为点P (2,4)在切线上,所以4=2x 20-23x 30+43,即x 30-3x 20+4=0,所以x 30+x 20-4x 20+4=0,所以(x 0+1)(x 0-2)2=0,解得x 0=-1或x 0=2,故所求的切线方程为4x -y -4=0或x -y +2=0.(3)设切点为(x 1,y 1),则切线的斜率k =x 21=4,得x 0=±2.所以切点为(2,4),⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-43, 所以切线方程为y -4=4(x -2)和y +43=4(x +2),即4x -y -4=0和12x -3y +20=0.变式训练 解:(1)因为f (2)=23+2-16=-6,所以点(2,-6)在曲线上.因为f ′(x )=(x 3+x -16)′=3x 2+1,所以在点(2,-6)处的切线的斜率为k =f ′(2)=3×22+1=13,所以切线的方程为y =13(x -2)+(-6),即y =13x -32.(2)设切点坐标为(x 0,y 0),则直线l 的斜率为f ′(x 0)=3x 20+1,所以直线l 的方程为y =(3x 20+1)(x -x 0)+x 30+x 0-16.又因为直线l 过点(0,0),所以0=(3x 20+1)(-x 0)+x 30+x 0-16,整理得x 30=-8,所以x 0=-2,y 0=(-2)3+(-2)-16=-26,所以k =3×(-2)2+1=13,所以直线l 的方程为y =13x ,切点坐标为(-2,-26).例2 解:(1)因为f (x )=x e a -x +bx ,所以f ′(x )=(1-x )e a -x +b .依题设,知⎩⎪⎨⎪⎧f (2)=2e +2,f ′(2)=e -1,即⎩⎪⎨⎪⎧2e a -2+2b =2e +2,-e a -2+b =e -1.解得a =2,b =e.(2)由(1)知f (x )=x e 2-x +e x .由f ′(x )=e 2-x (1-x +e x -1)及e 2-x >0知,f ′(x )与1-x +e x -1同号. 令g (x )=1-x +e x -1,则g ′(x )=-1+e x -1.所以,当x ∈(-∞,1)时,g ′(x )<0,g (x )在区间(-∞,1)上单调递减;当x ∈(1,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )在区间(1,+∞)上单调递增. 故g (1)=1是g (x )在区间(-∞,+∞)上的最小值,从而g (x )>0,x ∈(-∞,+∞).综上可知,f ′(x )>0,x ∈(-∞,+∞). 故f (x )的单调递增区间为(-∞,+∞).变式训练 解:(1)f ′(x )=(1+kx )e kx (k ≠0), 令f ′(x )=0得x =-1k (k ≠0).若k >0,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-1k 时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-1k ,+∞时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增; 若k <0,则当x ∈⎝⎛⎭⎪⎫-∞,-1k 时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增,当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫-1k ,+∞时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减. (2)由(1)知,若k >0时,则当且仅当-1k ≤-1,即k ≤1,函数f (x )在(-1,1)上单调递增.若k <0时,则当且仅当-1k ≥1,即k ≥-1时,函数f (x )在(-1,1)上单调递增.综上可知,函数f (x )在(-1,1)上单调递增时,k 的取值范围是[-1,0)∪(0,1].例3 解:(1)f ′(x )=-3x 2+2ax +b .又x =-1,x =23分别对应函数取得极小值、极大值的情况,所以-1,23为方程-3x 2+2ax +b =0的两个根.所以a =-12,b =2,则f (x )=-x 3-12x 2+2x . x =-2时,f (x )=2,即(-2,2)在曲线上. 又切线斜率为k =f ′(x )=-3x 2-x +2, f ′(-2)=-8,所求切线方程为y -2=-8(x +2), 即为8x +y +14=0.(2)x 在变化时,f ′(x )及f (x )的变化情况如下表: ↘↗↘则f (x )在[-2,1]上的最大值为2,最小值为-32.变式训练 解:(1)因为f (x )=[ax 2-(4a +1)x +4a +3]e x , 所以f ′(x )=[2ax -(4a +1)]e x +[ax 2-(4a +1)x +4a +3]e x =[ax 2-(2a +1)x +2]e x .所以f ′(1)=(1-a )e.由题设知f ′(1)=0,即(1-a )e =0,解得a =1. 此时f (1)=3e ≠0. 所以a 的值为1.(2)由(1)得f ′(x )=[ax 2-(2a +1)x +2]e x =(ax -1)(x -2)e x .若a >12,则当x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫1a ,2时,f ′(x )<0;当x ∈(2,+∞)时,f ′(x )>0. 所以f (x )在x =2处取得极小值.若a ≤12,则当x ∈(0,2)时,x -2<0,ax -1≤12x -1<0,所以f ′(x )>0.所以2不是f (x )的极小值点.综上可知,a 的取值范围是⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞.例4 (1)解:f ′(x )=1x -x +1=-x 2+x +1x,x ∈(0,+∞). 由f ′(x )>0得⎩⎪⎨⎪⎧x >0,-x 2+x +1>0,解得0<x <1+52. 故f (x )的单调递增区间是⎝ ⎛⎭⎪⎫0,1+52. (2)证明:令F (x )=f (x )-(x -1),x ∈(0,+∞). 则有F ′(x )=1-x 2x .当x ∈(1,+∞)时,F ′(x )<0, 所以F (x )在[1,+∞)上单调递减,故当x >1时,F (x )<F (1)=0,即当x >1时,f (x )<x -1.变式训练 (1)解:f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=a e x -1x .由题设知,f ′(2)=0,所以a =12e 2. 从而f (x )=12e 2e x -ln x -1,f ′(x )=12e 2e x -1x . 当0<x <2时,f ′(x )<0;当x >2时,f ′(x )>0.所以f (x )在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增. (2)证明:当a ≥1e 时,f (x )≥e xe -ln x -1. 设g (x )=e x e -ln x -1,则g ′(x )=e x e -1x . 当0<x <1时,g ′(x )<0;当x >1时,g ′(x )>0. 所以x =1是g (x )的最小值点. 故当x >0时,g (x )≥g (1)=0. 因此,当a ≥1e 时,f (x )≥0.例5 解:作出y =x 2-2x 的图象如图所示.(1)当a <0时,S =∫0a (x 2-2x )d x =⎝⎛⎭⎪⎫13x 3-x 2|0a =-a 33+a 2=43,所以(a +1)(a -2)2=0, 因为a <0,所以a =-1. (2)当a >0时, ①若0<a ≤2,则S =-∫a 0(x 2-2x )d x = -⎝ ⎛⎭⎪⎫13x 3-x 2|a 0=a 2-a 33=43, 所以a 3-3a 2+4=0, 即(a +1)(a -2)2=0. 因为a >0,所以a =2. ②当a >2时,不合题意. 综上a =-1或a =2.变式训练 解析:(1)因为f (x )=x 3+x 2f ′ 所以f ′(x )=3x 2+2xf ′(x ), 所以f ′(1)=3+2f ′(1), 所以f ′(1)=-3,所以∫20f (x )d x =⎝⎛⎭⎪⎫14x 4+13x 3f ′(1)|20=-4.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =x 2,y =a 可得A (-a ,a ),B (a ,a ),S = (a -x 2)d x=⎝ ⎛⎭⎪⎫ax -13x 3|=2⎝ ⎛⎭⎪⎫a a -13a a =4a 323=823, 解得a =2. 答案:(1)-4 (2)2例6 解:(1)对f (x )求导得f ′(x )=e x·1+ax 2-2ax (1+ax 2)2.①当a =43时,若f ′(x )=0,则4x 2-8x +3=0, 解得x 1=32,x 2=12. 综合①,可知: ↗↘↗所以,x 1=32是极小值点,x 2=12是极大值点. (2)若f (x )为R 上的单调函数,则f ′(x )在R 上不变号,结合①与条件a >0, 知ax 2-2ax +1≥0在R 上恒成立, 因此Δ=4a 2-4a =4a (a -1)≤0, 由此并结合a >0,知0<a ≤1.变式训练 解析:显然函数f (x )的定义域为(0,+∞), y ′=4x -1x =4x 2-1x .由y ′>0,得函数f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫12,+∞; 由y ′<0,得函数f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎪⎫0,12,由于函数在区间(k -1,k +1)上不是单调函数,所以⎩⎨⎧k -1<12<k +1,k -1≥0,解得1≤k <32. 答案:⎣⎢⎡⎭⎪⎫1,32。
高中数学解析几何综合提高测试题(附答案)-精选文档
高中数学解析几何综合提高测试题(附答案)高二数学解析几何综合提高【本讲主要内容】解析几何综合提高直角坐标系(平面及空间),直线和圆的方程,简单的线性归划,直线与圆的位置关系【知识掌握】【知识点精析】1. 两点间距离公式:①数轴上:②平面上:③空间:平面上线段AB的中点坐标公式2. 直线的倾斜角、斜率直线的倾斜角;直线的斜率:直线的斜率是平面直角坐标系中表示直线位置的重要特征数值,在判断两条直线的位置关系和确定它们的夹角等问题中起着关键作用。
3. 直线的方程:①点斜式:②斜截式:③两点式:④截距式:⑤一般式:4. 两条直线的位置关系:若l1:y=k1x+b1,l2:y=k2x +b2则:l1与l2的夹角公式:(为l1与l2的夹角)点P(x0,y0)到直线l:的距离公式:5. 简单的线性归划:在平面直角坐标系中,二元一次不等式表示在直线的某一侧的平面区域。
简单的线性归划讨论在二元一次不等式等线性约束条件下,求线性目标函数ax+by的最值问题,一些实际问题可以借助这种方法解决。
6. 曲线和方程:把曲线看作适合某种条件P的点M的集合P={M|P(M)},建立直角坐标系后,点集P中任一元素M都有一个有序实数对(x,y)和它对应,(x,y)是某个二元方程f(x,y)=0的解,反之以二元方程f(x,y)=0的解为坐标,都有一点M与它对应,且M是点集P中的一个元素。
这种对应关系就是曲线与方程的关系。
7. 圆的方程:标准方程:,其中圆心是(a,b),半径为r一般方程:参数方程:,半径为r,为参数8. 直线与圆的位置关系:相切:d=r 相离:d 相交:dr其中:d为圆心到直线的距离,r为圆的半径【解题方法指导】例1. 如图,圆内有一点,AB为过点且倾斜角为的弦。
(1)当时,求AB的长。
(2)当弦AB被点平分时,写出AB的直线方程。
解:(1)当时,直线AB的斜率为直线AB的方程为:即:①把①代入,得即解此方程得所以,(2)当弦AB被点平分时,,直线O 的斜率为-2,所以直线AB的斜率为,根据点斜式,直线AB的方程为即点评:(1)中求|AB|时,由直线的方程和圆的方程联立消元得一元二次方程。
解析几何和数列综合练习
解析几何和数列综合练习1.在平面直角坐标系xOy 中,点()(),0P a b a b >>为动点,1F 、2F 分别为椭圆22221x y a b+=的左、右焦点.已知11PF F ∆为等腰三角形.(1)求椭圆的离心率e ;(2)设直线2PF 与椭圆相交于A 、B 两点,M 是直线2PF 上的点,满足2AM BM ⋅=-,求点M 的轨迹方程.【答案】(1)12e =;(2)218150x --=. 【解析】试题分析:(1)先利用平面向量的数量积确定12F PF ∠为钝角,从而得到当12PF F ∆时,必有212F F F P =,根据两点间的距离公式列有关a 、b 、c 的方程,求出a 与c 之间的等量关系,从而求出离心率的值;(2)先求出直线2PF 的方程,与椭圆方程联立求出交点A 、B 的坐标,利用2AM BM ⋅=-以及P 、M 、2F 三点共线列方程组消去c ,从而得出点M 的轨迹方程.试题解析:(1)设椭圆22221x y a b+=的焦距为2c ,则c =()1,0F c -,()2,0F c ,()()()21,0,02,0F F c c c =--=- ,()()()2,,0,F P a b c a c b =-=-, ()21220F F F P c a c ∴⋅=-⋅-<,所以12F F P ∠为钝角,由于12PF F ∆为等腰三角形,212F F F P ∴=,2c ∴=,即()2224a c b c -+=,即()()22224a c a c c -+-=,整理得2220c ac a +-=,即()()20c a c a -+=,由于0a c >>,故有122c c a e a =⇒==,即椭圆的离心率为12; (2)易知点P的坐标为()2c ,则直线2PF的斜率为k ==故直线2PF的方程为)y x c =-,由于2a c =,b ==,故椭圆的方程为2222143x y c c+=,即22243x y c +=, 将直线2PF 的方程代入椭圆方程并化简得2580x cx -=,解得85cx =或0x =,于是得到点85c A ⎛⎝⎭,()0,B , (2)设点M 的坐标为(),x y ,由于点M 在直线2PF 上,所以)3y x c c x y =-⇒=-, ()88,,,5555c c AM x y x y ⎛⎫⎛⎫=-=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()()()(),0,,BM x y x y x =-=+=,8255c AM BM x x y ⎛⎫⎛⎫⋅=-⋅+-=- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ,即825x x y x y x y ⎡⎤⎡⎤⎛⎫⎛⎫-⋅+=-⎢⎥⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎣⎦,整理得218150x --=,即点M的轨迹方程为218150x --=. 考点:1.椭圆的方程;2.两点间的距离;3.平面向量的数量积;4.动点的轨迹方程2.如图,F 1,F 2C :22221x y a b +=(a >b >0)的左、右焦点,直线l :x =-12将线段F 1F 2分成两段,其长度之比为1:3.设A ,B 是C 上的两个动点,线段AB的中垂线与C 交于P ,Q 两点,线段AB 的中点M 在直线l 上.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)求22F P F Q ⋅的取值范围.【答案】(Ⅰ)2212x y +=; (Ⅱ)[1-,125232). 【解析】试题分析:(Ⅰ)由题意比例关系先求c ,再由离心率求a ,从而可求椭圆的方程;(Ⅱ)分直线AB 斜率是否存在两种情况讨论:(1)当直线AB 垂直于x 轴时,易求;(2)当直线AB 不垂直于x 轴时,先设直线AB 的斜率,点M 、A 、B 的坐标,把点A 、B 坐标代入椭圆方程求k 、m 之间的关系,再求PQ 直线方程,然后与椭圆方程联立方程组,由韦达定理求22F P F Q ⋅的表达式,最后求其范围.试题解析:(Ⅰ) 设F 2(c ,0),则1212c c -+=13,所以c =1. 因为离心率e2,所以a所以椭圆C 的方程为2212x y +=. 6分(Ⅱ)当直线AB 垂直于x 轴时,直线AB 方程为x =-12,此时P(2-,0)、Q(2,0)221F P F Q ⋅=-.当直线AB 不垂直于x 轴时,设直线AB 的斜率为k ,M(-12,m) (m ≠0),A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由 221122221,21,2x y x y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩ 得(x 1+x 2)+2(y 1+y 2)1212y y x x -⋅-=0,则-1+4mk =0,故k =14m .此时,直线PQ 斜率为m k 41-=,PQ 的直线方程为)21(4+-=-x m m y .即m mx y --=4.联立⎪⎩⎪⎨⎧=+--=12422y x m mx y 消去y ,整理得2222(321)16220m x m x m +++-=. 所以212216321m x x m +=-+,212222321m x x m -=+. 于是=⋅F F 22(x 1-1)(x 2-1)+y 1y 2)4)(4(1)(212121m mx m mx x x x x +++++-=22122121))(14()161(m x x m x x m +++-++=2222222(116)(22)(41)(16)1321321m m m m m m m +---=+++++22191321m m -=+. 令t =1+32m 2,1<t <29,则tF F 3251321922-=⋅. 又1<t <29,所以221251232F P F Q -<⋅< .综上,F F 22⋅的取值范围为[1-,125232). 15分考点:1、椭圆的方程及性质;2、直线与椭圆相交的性质;3、向量的坐标运算.3.P 为椭圆2212516x y +=上任意一点,1F 、2F 为左右焦点.如图所示:(1)若1PF 的中点为M ,求证1152MO PF =-;(2)若1260F PF ︒∠=,求12PF PF 的值. 【答案】(1))证明:在12F PF ∆ 中,MO 为中位线21112152222PF a PF PF MO a PF -∴===-=- (2)643【解析】试题分析:(1)由椭圆定义知12210PF PF a +==,则2110PF PF =-,由条件知点O 、M 分别是1PF 、12F F 的中点,所以MO 为12F PF ∆的中位线,则22PF MO =,从而命题得证;(2)根据椭圆定义,在12F PF ∆中有1210PF PF +=,126F F =,又由条件1260F PF ︒∠=,从这些信息中可得到提示,应从余弦定理入手,考虑到22212121212cos 2PF PF F F F PF PF PF +-∠=⋅,所以需将1210PF PF +=两边平方,得2212121002PF PF PF PF +=-,将其代入余弦定理,得到关于12PF PF 的方程,从而可得解.试题解析:(1)证明:在12F PF ∆ 中,MO 为中位线21112152222PF a PF PF MO a PF -∴===-=- 5分 (2)2212121210,1002PF PF PF PF PF PF +=∴+=- ,126F F =在12PF F ∆中,222121212cos 602PF PF F F PF PF ︒+-=⋅,1212100236PF PF PF PF ∴⋅=-⋅-12643PF PF ∴=12分 考点:1.椭圆定义;2.余弦定理.4.如图,已知椭圆C 的方程为()222210x y a b a b +=>>,双曲线12222=-by a x 的两条渐近线为1l 、2l .过椭圆C 的右焦点F 作直线l ,使1l l ⊥,又l 与2l 交于点P ,设l 与椭圆C 的两个交点由上至下依次为A 、B .(1)若1l 与2l 的夹角为60,且双曲线的焦距为4,求椭圆C 的方程; (2)求||||AP FA 的最大值.【答案】(1)2213x y +=;(21. 【解析】试题分析:(1)先确定双曲线的渐近线方程,根据条件两条渐近线的夹角为60,确定a 与b 的等量关系,再结合c 的值,确定a 与b 的值,最终确定椭圆C 的方程;(2)设点A 的坐标为()00,x y ,并设||||FA AP λ=得到FA AP λ= ,利用向量的坐标运算得到()2201c a x c λλ+=+,()01ab y c λλ=+,再由点A 在椭圆C 上这一条件将点A 的坐标代入椭圆方程,通过化简得到λ与离心率e 之间的关系式2222232e e λ⎛⎫=--++ ⎪-⎝⎭,结合基本不等式得到λ的最大值.试题解析:(1)因为双曲线方程为12222=-by a x ,所以双曲线的渐近线方程为x aby ±=. 因为两渐近线的夹角为60且1<ab,所以30POF ∠= .所以a b tan 303== ,所以b a 3=.因为2c =,所以2222=+b a ,所以a =1b =.所以椭圆C 的方程为2213x y +=; (2)因为1l l ⊥,所以直线l 与的方程为()ay x c b=-,其中c = 因为直线2l 的方程为by x a=, 联立直线l 与2l 的方程解得点2,a ab P c c ⎛⎫⎪⎝⎭.设||||FA AP λ=,则FA AP λ= . 因为点(),0F c ,设点()00,A x y ,则有()20000,,a abx c y x y c c λ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭.解得()2201c a x c λλ+=+,()01ab y c λλ=+.因为点()00,A x y 在椭圆22221x y a b+=上,所以()()()()2222222222111c a ab a c b c λλλλ++=++. 即()()222224221c aa a c λλλ++=+.等式两边同除以4a 得()()222221e e λλλ++=+,()0,1e ∈,所以24222222322e e e e e λ-⎛⎫==--++ ⎪--⎝⎭,)2331≤-=-=所以当22222e e-=-,即e =λ1. 故FA AP1.考点:1.双曲线的渐近线方程;2.椭圆的方程;3.三点共线的转化5.如图,直线AB 经过⊙O 上的点C ,并且OA=OB ,CA=CB ,⊙O 交直线OB 于E 、D ,连结EC 、CD.(Ⅰ)求证:直线AB 是⊙O 的切线;(Ⅱ)若tan ∠CED=21,⊙O 的半径为3,求OA 的长. 【答案】(1)详见解析;(2)5OA =【解析】 试题分析:(1)连接OC ,要证明AB 是圆O 的切线,根据切线的判定定理,只需证明OC AB ⊥,因为,OA OB CA CB ==,所以OC AB ⊥;(2)由已知OA OB =,所以求OB 即可,因为圆O 的半径已知,所以求BD 即可,这时需要 寻求线段BD 长的等量关系,或者考虑全等或者考虑相似,由(1)知AB 是圆O 的切线,有弦切角定理可知,BCD E ∠=∠还有公共角B B ∠=∠,所以可判定BCD ∆∽BEC ∆,从而列出关于线段BD 的比例式,从中计算即可.试题解析:(1)连接OC ,因为,OA OB CA CB ==,所以OC AB ⊥,所以AB 是圆O 的切线;(2)因为AB 是圆O 的切线,所以,BCD E ∠=∠又B B ∠=∠,所以BCD ∆∽BEC ∆,BC CE BE BD CD BC ==,所以2()CE BECD BD=,因为DE 是圆O 的直径,所以EC CD ⊥,在ECD ∆中,1tan 2CED ∠=,所以4BE BD =,64BD BD +=,∴2BD =,5OA =. 考点:1、圆的切线的判定;2、三角形的相似;3、弦切角定理.6.如图,设F(-c,0)是椭圆)0(12222>>=+b a by a x 的左焦点,直线l :x =-c a 2与x轴交于P 点,MN 为椭圆的长轴,已知|MN|=8,且|PM|=2|MF|。
全国卷高考数学导数、解析几何大题专项训练含答案(二)
全国卷高考数学导数、解析几何解答题专项训练(二)一、解答题1.设函数32()2f x x a x b x a =+++,2()32gx x x =-+,其中x R ∈,a 、b 为常数,已知曲线()y f x =与()y g x =在点(2,0)处有相同的切线l 。
(I ) 求a 、b 的值,并写出切线l 的方程;(II )若方程()()f x g x m x +=有三个互不相同的实根0、x 、x ,其中12x x <,且对任意的[]12,x x x ∈,()()(1)fxg x m x +<-恒成立,求实数m 的取值范围。
2.(本小题满分12分) 已知函数22()ln axf x x e=-,(a e R,∈为自然对数的底数). (Ⅰ)求函数()f x 的递增区间;(Ⅱ)当1a =时,过点(0, )P t ()t ∈R 作曲线()y f x =的两条切线,设两切点为111(,())P x f x ,222(,())P x f x 12()≠x x ,求证12x x +为定值,并求出该定值。
3.若函数()x f 满足:在定义域内存在实数0x,使()()()k f x f k x f +=+00(k 为常数),则称“f (x )关于k 可线性分解”.(Ⅰ)函数()22x x f x+=是否关于1可线性分解?请说明理由;(Ⅱ)已知函数()1ln +-=ax x x g ()0>a 关于a 可线性分解,求a 的取值范围;(Ⅲ)证明不等式:()()12e 321-≤⨯⨯⨯⨯n n n Λ()*∈N n . 4.已知x=1是()2ln bf x x x x =-+的一个极值点(1)求b 的值; (2)求函数()f x 的单调增区间;(3)设x x f x g 3)()(-=,试问过点(2,5)可作多少条直线与曲线y=g(x)相切?请说明理由。
5.已知函数2()x f x e x ax =--,如果函数()f x 恰有两个不同的极值点1x ,2x ,且12x x <.(Ⅰ)证明:1ln 2x <;(Ⅱ)求1()f x 的最小值,并指出此时a 的值.6.设函数2()ln 4f x a x x =-,2()(0,0,,)g x bx a b a b R =≠≠∈.(Ⅰ)当32b =时,函数()()()h x f x g x =+在1x =处有极小值,求函数()h x 的单调递增区间;(Ⅱ)若函数()f x 和()g x 有相同的极大值,且函数()()()g x p x f x x =+在区间2[1,]e 上的最大值为8e -,求实数b 的值(其中e 是自然对数的底数) 7.(本小题满分12分)已知函数()ln f x x a x =-,1(), (R).ag x a x +=-∈(Ⅰ)若1a =,求函数()f x 的极值;(Ⅱ)设函数()()()h x f x g x =-,求函数()h x 的单调区间; (Ⅲ)若在[]1,e (e 2.718...=)上存在一点0x ,使得0()f x <0()g x 成立,求a 的取值范围.8.已知函数2()(0)f x ax kbx x =+>与函数()ln ,、、g x ax b x a b k =+为常数,它们的导函数分别为()y f x '=与()y g x '=(1)若()g x 图象上一点(2,(2))p g 处的切线方程为:22ln 220x y -+-=,求、a b 的值;(2)对于任意的实数k,且、a b 均不为0,证明:当0ab >时,()y f x '=与()y g x '=的图象有公共点;(3)在(1)的条件下,设112212(,),(,),()A x yB x y x x <是函数()y g x =的图象上两点,21021()y y g x x x -'=-,证明:102x x x <<9.(本小题满分13分)已知函数21()ln (,0).2f x x ax a R a =-∈≠(I )求函数()f x 的单调区间;(II )已知点1111(1,),(,)(1):()2A a x y x C y f x ->=设B 是曲线图角上的点,曲线C上是否存在点00(,)M x y 满足:①1012x x +=;②曲线C 在点M 处的切线平行于直线AB ?请说明理由。
导数练习题(含答案)
导数概念及其几何意义、导数的运算一、选择题:1 已知32()32f x ax x =++,若(1)4f '-=,则a 的值等于A193B103C163D1332 已知直线1y kx =+与曲线3y x ax b =++切于点(1,3),则b 的值为 A3B-3C 5D -53 函数2y x a a =+2()(x-)的导数为 A222()x a -B223()x a +C223()x a -D 222()x a +4 曲线313y x x =+在点4(1,)3处的切线与坐标轴围成的三角形的面积为 A19B 29C 13D 235 已知二次函数2y ax bx c =++的导数为(),(0)0f x f ''>,对于任意实数x ,有()0f x ≥,则(1)(0)f f '的最小值为 A3B52C 2 D326 已知函数()f x 在1x =处的导数为3,则()f x 的解析式可能为 A 2()(1)3(1)f x x x =-+- B()2(1)f x x =-C2()2(1)f x x =-D ()1f x x =-7 下列求导数运算正确的是 A 211()1x x x'+=+B21(log )ln 2x x '=C3(3)3log x x e '=⋅D 2(cos )2sin x x x x '=-8 曲线32153y x x =-+在1x =处的切线的倾斜角为 A6π B 34π C 4π D 3π9 曲线3231y x x =-+在点(1,1)-处的切线方程为 A34y x =-B32y x =-+C43y x =-+ D 45y x =-10 设函数sin cos y x x x =+的图像上的点(,)x y 处的切线斜率为k ,若()k g x =,则函数()k g x =的图像大致为11 一质点的运动方程为253s t =-,则在一段时间[1,1]t +∆内相应的平均速度为 A36t ∆+B36t -∆+C36t ∆- D 36t -∆-12 曲线()ln(21)f x x =-上的点到直线230x y -+=的最短距离是ABCD 013 过曲线32y x x =+-上的点0P 的切线平行于直线41y x =-,则切点0P 的坐标为 A (0,1)(1,0)-或B(1,4)(1,0)--或C(1,4)(0,2)---或D (2,8)(1,0)或14 点P 在曲线323y x x =-+上移动,设点P 处切线的倾斜角为α,则角α的取值范围是 A[0,]2πB3[0,)[,)24πππ C 3[,)4ππ D 3(,]24ππ二、填空题15 设()y f x =是二次函数,方程()0f x =有两个相等实根,且()22f x x '=+,则()y f x =的表达式是______________16 函数2sin x y x=的导数为_________________________________17 已知函数()y f x =的图像在点(1,(1))M f 处的切线方程是122y x =+,则(1)(1)f f '+=_________ 18 已知直线y kx =与曲线ln y x =有公共点,则k 的最大值为___________________________ 三、解答题19 求下列函数的导数(1)1sin 1cos x y x-=+ (2) 52sin x x y x +=(3) y = (4) tan y x x =⋅ 20 已知曲线21:C y x =与22:(2)C y x =--,直线l 与12,C C 都相切,求直线l 的方程21 设函数()bf x ax x=-,曲线()y f x =在点(2,(2))f 处的切线方程为74120x y --= (1)求()f x 的解析式(2)证明:曲线()y f x =上任一点处的切线与直线0x =和直线y x =所围成的三角形面积为定值,并求此定值。
导数、解析几何大题及答案
20.已知抛物线x2=2py〔p>0〕的焦点为F,直线x=4与x轴的交点为P,与抛物线的交点为Q,且.〔1〕求抛物线的方程;〔2〕如下图,过F的直线l与抛物线相交于A,D两点,与圆x2+〔y﹣1〕2=1相交于B,C两点〔A,B两点相邻〕,过A,D两点分别作我校的切线,两条切线相交于点M,求△ABM与△CDM 的面积之积的最小值.解:〔1〕由题意可知P〔4,0〕,Q〔4,〕,丨QF丨=+,由,则+=×,解得:p=2,∴抛物线x2=4y;〔2〕设l:y=kx+1,A〔x1,y1〕,B〔x2,y2〕,联立,整理得:x2﹣4kx﹣4=0,则x1x2=﹣4,由y=x2,求导y′=,直线MA:y﹣=〔x﹣x1〕,即y=x﹣,同理求得MD:y=x﹣,,解得:,则M〔2k,﹣1〕,∴M到l的距离d==2,∴△ABM与△CDM的面积之积S△ABM•S△CDM=丨AB丨丨CD丨•d2,=〔丨AF丨﹣1〕〔丨DF丨﹣1〕•d2,=y1y2d2=•×d2,=1+k2≥1,当且仅当k=0时取等号,当k=0时,△ABM与△CDM的面积之积的最小值121.已知函数f〔x〕=lnx﹣x.〔1〕证明:对任意的x1,x2∈〔0,+∞〕,都有|f〔x1〕|>;〔2〕设m>n>0,比较与的大小,并说明理由(1)证明:因为f′〔x〕=,故f〔x〕在〔0,1〕上是增加的,在〔1,+∞〕上是减少的,f〔x〕max =f〔1〕=ln1﹣1=﹣1,|f〔x〕|min=1,设G〔x〕=,则G′〔x〕=,故G〔x〕在〔0,e〕上是增加的,在〔e,+∞〕上是减少的,故G〔x〕max=G〔e〕=<1,G〔x〕max <|f〔x〕|min,所以|f〔x1〕|>对任意的x1,x2∈〔0,+∞〕恒成立;(2)解:==•,且=×,∵m>n>0,∴﹣1>0,故只需比较ln与的大小,令t=〔t>1〕,设G〔t〕=lnt﹣=lnt ﹣,则G′〔t〕=﹣=,因为t>1,所以G′〔t〕>0,所以函数G 〔t〕在〔1,+∞〕上是增加的,故G〔t〕>G〔1〕=0,所以G〔t〕>0对任意t>1恒成立,即ln>,从而有>.19.〔13分〕设椭圆=1〔a>b>0〕的左、右焦点分别是F1和F2,离心率e=,点F2到右准线l的距离为.〔Ⅰ〕求a、b的值;〔Ⅱ〕设M、N是右准线l上两动点,满足=0.当|MN|取最小值时,求证:M,N两点关于x轴对称.解:〔1〕因为,F2到l的距离,所以由题设得,解得,.由.〔Ⅱ〕证明:由,a=2得.则l的方程为.故可设.=〔2+,y1〕,=〔2﹣,y2〕,由=0知,3×+y1y2=0,得y1y2=﹣6,所以y1y2≠0,,||=|y1﹣y2|=|y1+|=|y1|+,当且仅当时,上式取等号,此时y1=﹣y2.即M,N两点关于x轴对称.20.〔14分〕已知函数f〔x〕=x3+ax2+bx+c的图象经过原点,且在x=1处取得极大值.〔Ⅰ〕求实数a的取值范围;〔Ⅱ〕假设方程f〔x〕=﹣恰好有两个不同的根,求f〔x〕的解析式;〔Ⅲ〕对于〔2〕中的函数f〔x〕,假设对于任意实数α和β恒有不等式|f〔2sinα〕﹣f〔2sin β〕|≤m成立,求m的最小值.解:〔Ⅰ〕f〔0〕=0⇒c=0,f'〔x〕=3x2+2ax+b,f'〔1〕=0⇒b=﹣2a﹣3,…2分∴f'〔x〕=3x2+2ax﹣〔2a+3〕=〔x﹣1〕〔3x+2a+3〕,由f'〔x〕=0⇒x=1或因为当x=1时取得极大值,所以,所以a的取值范围是:〔﹣∞,﹣3〕;…4分〔Ⅱ〕由下表:x x<1 x=1f'〔x〕+ 0 ﹣0 ﹣f〔x〕递增极大值﹣a﹣2 递减极小值递增…7分画出f〔x〕的简图:依题意得:,解得:a=﹣9,所以函数f〔x〕的解析式是:f〔x〕=x3﹣9x2+15x;…9分〔Ⅲ〕对任意的实数α,β都有﹣2≤2sinα≤2,﹣2≤2sinβ≤2,依题意有:函数f〔x〕在区间上的最大值与最小值的差不大于m,…10分在区间上有:f〔﹣2〕=﹣8﹣36﹣30=﹣74f〔1〕=7,f〔2〕=8﹣36+30=2f〔x〕的最大值是f〔1〕=7,f〔x〕的最小值是f〔﹣2〕=﹣8﹣36﹣30=﹣74,…13分所以m≥81即m的最小值是81.…14分.20.已知抛物线C:y2=2px〔p>0〕的焦点F与椭圆C':=1的一个焦点重合,点A〔x0,2〕在抛物线上,过焦点F的直线l交抛物线于M、N两点.〔1〕求抛物线C的方程以及|AF|的值;〔2〕记抛物线C的准线与x轴交于点B,假设,|BM|2+|BN|2=40,求实数λ的值.解:〔1〕依题意,椭圆中,a2=6,b2=5,故c2=a2﹣b2=1,故,则2p=4,可得抛物线C的方程为y2=4x.将A〔x0,2〕代入y2=4x,解得x0=1,故.〔2〕依题意,F〔1,0〕,设l:x=my+1,设M〔x1,y1〕、N〔x2,y2〕,联立方程,消去x,得y2﹣4my﹣4=0.所以,①且,又,则〔1﹣x1,﹣y1〕=λ〔x2﹣1,y2〕,即y1=﹣λy2,代入①得,消去y2得,易得B〔﹣1,0〕,则,则===〔m2+1〕〔16m2+8〕+4m•4m+8=16m4+40m2+16,当16m4+40m2+16=40,解得,故.21.已知函数f〔x〕=axe x﹣〔a﹣1〕〔x+1〕2〔a∈R,e为自然对数的底数,e=2.7181281…〕.〔1〕当a=﹣1时,求f〔x〕的单调区间;〔2〕假设f〔x〕仅有一个极值点,求a的取值范围.解:〔1〕由题知,f〔x〕=﹣xe x+2〔x+1〕2,f'〔x〕=﹣e x﹣xe x+4〔x+1〕=〔x+1〕〔4﹣e x〕,由f'〔x〕=0得到x=﹣1或x=ln4,而当x<ln4时,〔4﹣e x〕>0,x>ln4时,〔4﹣e x〕<0,列表得:x〔﹣∞,﹣1〕﹣1〔﹣1,ln4〕ln4〔ln4,+∞〕f'〔x〕﹣0+0﹣f〔x〕↘极大值↗极小值↘所以,此时f〔x〕的减区间为〔﹣∞,﹣1〕,〔ln4,+∞〕,增区间为〔﹣1,ln4〕;〔2〕f'〔x〕=ae x+axe x﹣2〔a﹣1〕〔x+1〕=〔x+1〕〔ae x﹣2a+2〕,由f'〔x〕=0得到x=﹣1或ae x﹣2a+2=0〔*〕由于f〔x〕仅有一个极值点,关于x的方程〔*〕必无解,①当a=0时,〔*〕无解,符合题意,②当a≠0时,由〔*〕得e x=,故由≤0得0<a≤1,由于这两种情况都有,当x<﹣1时,f'〔x〕<0,于是f〔x〕为减函数,当x>﹣1时,f'〔x〕>0,于是f〔x〕为增函数,∴仅x=﹣1为f〔x〕的极值点,综上可得a的取值范围是[0,1].。
高考数学解析几何专题练习与答案解析版
高考数学解析几何专题练习解析版82页1.一个顶点的坐标2,0,焦距的一半为3的椭圆的标准方程是()A.19422yxB.14922yxC.113422yxD.141322yx2.已知双曲线的方程为22221(0,0)x y a b ab,过左焦点F 1作斜率为3的直线交双曲线的右支于点P ,且y 轴平分线段F 1P ,则双曲线的离心率是( )A .3B .32C .31D .323.已知过抛物线y 2=2px (p>0)的焦点F 的直线x -my+m=0与抛物线交于A ,B 两点,且△OAB (O 为坐标原点)的面积为22,则m 6+ m 4的值为()A .1B . 2C .3D .44.若直线经过(0,1),(3,4)A B 两点,则直线AB 的倾斜角为A .30oB.45oC.60oD.120o5.已知曲线C 的极坐标方程ρ=22cos ,给定两点P(0,π/2),Q (-2,π),则有 ( )(A)P 在曲线C 上,Q 不在曲线C 上(B)P 、Q 都不在曲线C 上(C)P 不在曲线C 上,Q 在曲线C 上(D)P 、Q 都在曲线C 上6.点M 的直角坐标为)1,3(化为极坐标为()A .)65,2( B.)6,2( C .)611,2( D.)67,2(7.曲线的参数方程为12322tyt x (t 是参数),则曲线是()A 、线段B 、直线C 、圆D 、射线8.点(2,1)到直线3x-4y+2=0的距离是()A .54B .45C .254D .4259.圆06422y x yx的圆心坐标和半径分别为()A.)3,2(、13B.)3,2(、13 C.)3,2(、13 D.)3,2(、1310.椭圆12222by x的焦点为21,F F ,两条准线与x 轴的交点分别为M 、N ,若212F F MN,则该椭圆离心率取得最小值时的椭圆方程为( )A.1222yxB.13222yxC.12222yxD.13222yx11.过双曲线的右焦点F 作实轴所在直线的垂线,交双曲线于A ,B 两点,设双曲线的左顶点M ,若MAB 是直角三角形,则此双曲线的离心率e 的值为()A .32B .2C .2D .312.已知)0(12222baby ax ,N M ,是椭圆上关于原点对称的两点,P 是椭圆上任意一点且直线PN PM ,的斜率分别为21,k k ,021k k ,则21k k 的最小值为1,则椭圆的离心率为( ).(A)22 (B) 42 (C)23 (D)4313.设P 为双曲线11222yx上的一点,F 1、F 2是该双曲线的两个焦点,若2:3:21PF PF ,则△PF 1F 2的面积为()A .36B .12C .123D .2414.如果过点m P,2和4,m Q 的直线的斜率等于1,那么m 的值为( )A .4B .1C .1或3D .1或415.已知动点(,)P x y 在椭圆2212516xy 上,若A 点坐标为(3,0),||1AM ,且0PM AM 则||PM 的最小值是()A .2 B.3 C.2 D.316.直线l 与抛物线交于A,B 两点;线段AB 中点为,则直线l 的方程为A 、B 、、C 、D、17.已知椭圆2222:1(0)x y C a b ab>>的离心率为32,过右焦点F 且斜率为(0)k k >的直线与C 相交于A B 、两点.若3AFFB ,则k()(A )1(B )2(C )3(D )218.圆22(2)4x y与圆22(2)(1)9x y 的位置关系为( )A.内切B.相交C.外切D.相离19.已知点P 在定圆O 的圆内或圆周上,动圆C 过点P 与定圆O 相切,则动圆C 的圆心轨迹可能是()(A)圆或椭圆或双曲线(B)两条射线或圆或抛物线(C)两条射线或圆或椭圆(D)椭圆或双曲线或抛物线20.若直线l :y =kx -3与直线2x +3y -6=0的交点位于第一象限,则直线l 的倾斜角的取值范围是()A .[6,3) B.(6,2) C.(3,2) D.[6,2]21.直线l 与两直线1y 和70x y 分别交于,A B 两点,若线段AB 的中点为(1,1)M ,则直线l 的斜率为()A .23B .32 C .32D .2322.已知点0,0,1,1O A,若F 为双曲线221xy的右焦点,P 是该双曲线上且在第一象限的动点,则OA FP uu r uu r的取值范围为()A .21,1 B.21,2 C.1,2 D .2,23.若b a,满足12b a ,则直线03b yax过定点().A 21,61B .61,21C .61,21.D 21,6124.双曲线1922yx 的实轴长为 ( )A.4 B. 3 C. 2 D. 125.已知F 1、F 2分别是双曲线1by ax 2222(a>0,b>0)的左、右焦点,P 为双曲线上的一点,若9021PF F ,且21PF F 的三边长成等差数列,则双曲线的离心率是()A .2B.3C. 4D. 526.过A(1,1)、B(0,-1)两点的直线方程是()A.B.C. D.y=x 27.抛物线x y 122上与焦点的距离等于6的点横坐标是()A .1B.2C.3D.428.已知圆22:260C xyx y,则圆心P 及半径r 分别为()A 、圆心1,3P ,半径10r ;B 、圆心1,3P ,半径10r ;C 、圆心1,3P ,半径10r;D 、圆心1,3P ,半径10r。
高三数学综合题-解析几何 含参考答案
1.(本小题满分14分)如图4,弧AEC是半径为a的半圆,AC为直径,点E为弧AC的中点,点B和点C为线段AD 的三等分点,平面AEC外一点F满足FC⊥平面BED,FB=a5(1)证明:EB⊥FD(2)求点B到平面FED的距离.(1)证明: 点E为弧AC的中点2(本小题满分12分) 如图3所示,在长方体ABC D-1A 1B 1C 1D 中,AB=AD =1, AA 1=2, M 是棱C 1C 的中点.(Ⅰ)求异面直线1A M和1C 1D 所成的角的正切值;(Ⅱ)证明:平面ABM ⊥平面A 1B 1M.解 Ⅰ)如图,因为1111A B D C //,所以11B MA ∠异面 直线1A M和1C 1D 所成的角,因为1A 1B ⊥平面11B BCC ,所以01190=∠M B A ,而1A 1B =1,2212111=+=MC C B M B ,故211111==∠B A MB B MA tan . 即异面直线1A M和1C 1D 所成的角的正切值为2(Ⅱ)由1A 1B ⊥平面11B BCC ,BM ⊂⊥平面11B BCC ,得1A 1B ⊥ BM ①由(Ⅰ)知,21=M B , 222=+=CM BC BM ,21=B B ,所以21221B B BM M B =+,从而BM ⊥B 1M ② 又1111B M B B A = , 再由① ②得BM ⊥平面A 1B 1M ,而BM ⊂平面ABM ,因此平面ABM ⊥平面A 1B 1M. 3.(本小题满分12分) 在如图所示的几何体中,四边形ABCD 是正方形,BCD A MA 平面⊥,PD ∥MA ,E G F 、、分别为MB 、PC PB 、的中点,且2MA PD AD ==.(Ⅰ)求证:平面PDC EFG 平面⊥;(Ⅱ)求三棱锥的体积之比与四棱锥ABCD P MAB P --.(I )证明:由已知ABCD,PD MA,MA ⊥平面∥ 所以 P D A B C D∈平面 又 B C A B C D ⊂平面,所以 PD DC ⊥因为 四边形ABCD 为正方形, 所以 BC DC ⊥, 又 P D D C =D ⋂, 因此 B C P D C ⊥平面在PBC 中,因为G F 、分别为PB PC 、的中点, 所以 GF PC ∥ 因此 GF PDC ⊥平面 又 GF EFG ⊂平面,所以 EFG PDC ⊥平面平面.(Ⅱ)解:因为PD ABCD ⊥平面,四边形ABCD 为正方形,不妨设MA=1,则 P D =A D =2,所以P-ABCD ABCD 1V =S 3正方形·8PD=3由于DA MAB ⊥面的距离,且PD MA ∥所以DA 即为点P 到平面MAB 的距离,三棱锥322212131V MAB -P =⨯⨯⨯⨯=所以4:1V V ABCD -P MAB -P =:4.(本小题满分12分,(Ⅰ)小问5分,(Ⅱ)小问7分. )如题(20)图,四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为矩形,PA ⊥底面ABCD ,2PA AB ==,点E 是棱PB 的中点.(Ⅰ)证明:AE ⊥平面PBC ;(Ⅱ)若1AD =,求二面角B EC D --的平面角的余弦值.(I )证明:如答(20)图1,由PA ⊥底面ABCD ,得PA ⊥AB ,由PA=AB 知PAB ∆为等腰直角三角形,又点E 是棱PB 的中点,故AE ⊥PB 由题意知BC ⊥AB ,又AB 是PB 在面ABCD 内的射影, 由垂线定理得BC ⊥PB ,从而PC ⊥平面PAB , 因AE ⊥BP ,AE ⊥BC ,所以AE ⊥平面PBC 。
高三数学专项训练:函数与导数,解析几何解答题(二)(理科)
(2)过右焦点 的直线与椭圆交于不同的两点 、 ,则 内切圆的圆面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及此时的直线方程;若不存在,请说明理由.
35.某校同学设计一个如图所示的“蝴蝶形图案(阴影区域)”,其中 、 是过抛物线 焦点 的两条弦,且其焦点 , ,点 为 轴上一点,记 ,其中 为锐角.
(3)求证: .
4.已知函数 .
(Ⅰ)若函数 的值域为 ,若关于 的不等式 的解集为 ,求 的值;
(Ⅱ)当 时, 为常数,且 , ,求 的取值范围.
5.已知函数 ,函数 .
(I)试求f(x)的单调区间。
(II)若f(x)在区间 上是单调递增函数,试求实数a的取值范围:
(III)设数列 是公差为1.首项为l的等差数列,数列 的前n项和为 ,求证:当 时, .
41.(13分) 已知椭圆C的中心在原点,离心率等于 ,它的一个短轴端点点恰好是抛物线 的焦点。
(1)求椭圆C的方程;
(2)已知P(2,3)、Q(2,-3)是椭圆上的两点,A,B是椭圆上位于直线PQ两侧的动点,
①若直线AB的斜率为 ,求四边形APBQ面积的最大值;
②当A、B运动时,满足 = ,试问直线AB的斜率是否为定值,请说明理由。
(2)点Q(x0,y0)(-2<x0<2)是曲线C上的动点,曲线C在点Q处的切线为 ,点P的坐标是(0,-1), 与PA,PB分别交于点D,E,求△QAB与△PDE的面积之比.
27.已知两点 及 ,点 在以 、 为焦点的椭圆 上,且 、 、 构成等差数列.
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)如图,动直线 与椭圆 有且仅有一个公共点,点 是直线 上的两点,且 ,
. 求四边形 面积 的最大值.
数学高二练习题答案
数学高二练习题答案1. 解析几何题答案题目:已知直线l1经过点A(-1,2,3),与直线l2的方向向量为m(2,-1,1),求直线l2的方程。
解析:直线l2的方程可以表示为:x = -1 + 2ty = 2 - tz = 3 + t2. 三角函数题答案题目:已知tan(x) = 2,求cos(x)的值。
解析:利用tan(x) = 2可以求得sin(x) = 2/√5,再利用勾股定理可得cos(x) = -1/√5。
3. 导数题答案题目:已知函数f(x) = x^3 - 4x^2 + 3x + 2,求f'(x)。
解析:通过对f(x)进行求导可得f'(x) = 3x^2 - 8x + 3。
4. 矩阵题答案题目:已知矩阵A = [1, 2; 3, 4],求矩阵A的逆矩阵A^-1。
解析:通过计算可得矩阵A的逆矩阵A^-1 = [-2, 1/2; 3/2, -1/2]。
5. 高等数学题答案题目:已知函数f(x)在区间[0, 2]上连续,且f(0) = 1,f(2) = 3,求函数f(x)在区间[0, 2]上的平均值。
解析:函数f(x)在区间[0, 2]上的平均值可以表示为:Avg(f) = (1/2 - 0)/(2 - 0) * f(0) + (2 - 1/2)/(2 - 0) * f(2) = 3/2。
6. 概率论题答案题目:已知事件A的概率为1/3,事件B的概率为1/4,求事件A与事件B同时发生的概率。
解析:事件A与事件B同时发生的概率可以表示为:P(A∩B) = P(A) * P(B) = (1/3) * (1/4) = 1/12。
7. 函数图像题答案题目:已知函数f(x) = x^2 + 2x + 1,画出函数f(x)的图像。
解析:函数f(x)的图像为一个开口向上的抛物线,顶点坐标为(-1, 0)。
8. 数列题答案题目:已知数列{an}的通项公式为an = 2^n,求数列{an}的前10项和S10。
高考数学压轴题大全
高考数学压轴题大全
高考数学压轴题是考察学生数学综合能力的题目,通常难度较大。
以下是一些高考数学压轴题的示例:
1. 函数与导数问题。
这类问题主要考察函数的单调性、极值、最值等,常常与不等式、方程等结合起来考察。
2. 解析几何问题。
这类问题主要考察直线与圆、圆锥曲线的位置关系,常常涉及到弦长、面积等问题。
3. 数列与不等式问题。
这类问题主要考察数列的求和、通项公式,以及不等式的性质和证明。
4. 立体几何问题。
这类问题主要考察空间几何体的表面积、体积,以及空间向量在解决实际问题中的应用。
5. 概率与统计问题。
这类问题主要考察概率的计算、随机变量的分布,以及统计数据的处理和分析。
这些题目通常需要学生有扎实的数学基础和较强的思维能力,同时还需要学生有一定的解题经验和技巧。
因此,在高考备考期间,学生需要通过大量的练习和模拟考试来提高自己的解题能力和自信心。
2020年高考数学 导数 数列 解三角形 解答题专练(含答案解析)
2020年高考数学导数数列解三角形解答题专练1.已知函数f(x)= x+.(1)判断f(x)在(2,+∞)上的单调性并用定义证明;(2)求f(x)在[1,4]的最大值和最小值,及其对应的x的取值.2.设f(x)=ln x+ax(a∈R且a≠0).(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若a=1,证明:x∈[1,2]时,f(x)-3<成立.3.设函数f(x)=e x-x2-ax-1(e为自然对数的底数),a∈R.(1)证明:当a<2-2ln 2时,f′(x)没有零点;(2)当x>0时,f(x)+x≥0恒成立,求a的取值范围.4.设函数f(x)=x22-kln x ,k >0.(1)求f(x)的单调区间和极值.(2)证明:若f(x)存在零点,则f(x)在区间(1, e ]上仅有一个零点.5.已知{a n }是公差为正数的等差数列,首项a 1=3,前n 项和为S n ,数列{b n }是等比数列,首项b 1=1,且a 2b 2=12,S 3+b 2=20.(1)求{a n },{b n }的通项公式.(2)令c n =nb n (n ∈N *),求{c n }的n 项和T n .6.S n 为数列{a n }的前n 项和,已知a n >0,a n 2+a n =2S n .(1)求数列{a n }的通项公式; (2)若b n =,求数列{b n }的前n 项和T n .7.已知数列{a n }是公差不为零的等差数列,a 10=15,且a 3,a 4,a 7成等比数列.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设b n =a n 2n ,数列{b n }的前n 项和为T n ,求证:-74≤T n <-1(n ∈N *).8.已知数列{a n }满足a 1=1,a n +1=3a n 2a n +3,n ∈N *.(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 为等差数列;(2)设T 2n =1a 1a 2-1a 2a 3+1a 3a 4-1a 4a 5+…+1a 2n -1a 2n -1a 2n a 2n +1,求T 2n .9.已知各项均不为零的数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意的n ∈N *,满足S n =13a 1(a n -1).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)设数列{b n }满足a n b n =log 2a n ,数列{b n }的前n 项和为T n ,求证:T n <89.10.已知锐角△ABC 中,内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且2a -b c =cos Bcos C.(1)求角C 的大小;(2)求函数y=sin A +sin B 的值域. 11.△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a,b,c,设.(1)求A ; (2)若,求sinC.12.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a,b,c,已知.(1)求角B 的大小; (2)若,求△ABC 的周长的取值范围.13.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足.(1)求角A的值;(2)若且b≥a,求的取值范围.14.在锐角中,角的对边分别为,且.(Ⅰ)求角;(Ⅱ)若,求周长的取值范围.答案解析1.2.3.解:(1)证明:∵f′(x)=e x-2x-a,令g(x)=f′(x),∴g′(x)=e x-2.令g′(x)<0,解得x<ln 2;令g′(x)>0,解得x>ln 2,∴f′(x)在(-∞,ln 2)上单调递减,在(ln 2,+∞)上单调递增,∴f′(x)min=f′(ln 2)=2-2ln 2-a.当a<2-2ln 2时,f′(x)min>0,∴f′(x)的图象恒在x轴上方,∴f′(x)没有零点.∴ax ≤e x-x 2+x -1,即a≤e xx -x -1x+1恒成立.令h(x)=e x x -x -1x +1(x >0),则h′(x)=(x -1)(e x -x -1)x2. 当x >0时,e x-x -1>0恒成立,令h′(x)<0,解得0<x <1,令h′(x)>0,解得x >1, ∴h(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增, ∴h(x)min =h(1)=e -1.∴a 的取值范围是(-∞,e -1]. 4.解:(1)由f(x)=x 22-kln x(k >0)得f ′(x)=x -k x =x 2-kx.由f′(x)=0解得x=k.f(x)与f′(x)在区间(0,+∞)上的情况如下:所以,f(x)的单调递减区间是(0,k), 单调递增区间是(k ,+∞);f(x)在x=k 处取得极小值f(k)=k (1-ln k )2.(2)证明:由(1)知,f(x)在区间(0,+∞)上的最小值为f(k)=k (1-ln k )2.因为f(x)存在零点,所以k (1-ln k )2≤0,从而k≥e.当k=e 时,f(x)在区间(1,e)上单调递减,且f(e)=0, 所以x=e 是f(x)在区间(1,e]上的唯一零点. 当k >e 时,f(x)在区间(0,e)上单调递减,且f(1)=12>0,f(e)=e -k2<0,所以f(x)在区间(1, e ]上仅有一个零点.综上可知,若f(x)存在零点,则f(x)在区间(1, e ]上仅有一个零点.5.解:(1)设公差为d ,公比为q ,则a 2b 2=(3+d)q=12①S 3+b 2=3a 2+b 2=3(3+d)+q=20②联立①②可得,(3d+7)(d ﹣3)=0∵{a n }的公差d >0.则d=3,q=2,∴a n =3+(n ﹣1)×3=3n ,b n =2n ﹣1; (2)b n =2n ﹣1,c n =n2n ﹣1,∴T n =c 1+c 2+…+c n =120+221+322+…+n2n ﹣1, 2T n =121+222+…+(n ﹣1)2n ﹣1+n2n ,两式相减可得,﹣T n =120+121+122+…+12n ﹣1﹣n2n, ∴﹣T n =﹣n2n =2n ﹣1﹣n2n ,∴T n =(n ﹣1)2n +1.6.解:7.解:(1)设数列{a n }的公差为d(d≠0),由已知得⎩⎪⎨⎪⎧a 10=15,a 24=a 3a 7,即⎩⎪⎨⎪⎧a 1+9d =15,a 1+3d 2=a 1+2da 1+6d ,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-3,d =2.∴a n =2n-5(n ∈N *).(2)证明:∵b n =a n 2n =2n -52n ,n ∈N *.∴T n =-32+-122+123+…+2n -52n ,①12T n =-322+-123+124+…+2n -72n +2n -52n +1,② ①-②得12T n =-32+2⎝ ⎛⎭⎪⎫122+123+…+12n -2n -52n +1=-12+1-2n 2n +1,∴T n =-1-2n -12n (n ∈N *),∵2n -12n >0(n ∈N *),∴T n <-1.T n +1-T n =⎝ ⎛⎭⎪⎫-1-2n +12n +1-⎝⎛⎭⎪⎫-1-2n -12n =2n -32n +1, ∴T n <T n +1(n≥2).又T 1=-1-12=-32,T 2=-1-4-14=-74.∵T 1>T 2,∴T 2最小,即T n ≥T 2=-74.综上所述,-74≤T n <-1(n ∈N *).(1)证明:由a n +1=3a n 2a n +3,得1a n +1=2a n +33a n =1a n +23,所以1a n +1-1a n =23.又a 1=1,则1a 1=1,所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是首项为1,公差为23的等差数列.(2)设b n =1a 2n -1a 2n -1a 2n a 2n +1=⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2n -1-1a 2n +11a 2n,由(1)得,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n 是公差为23的等差数列,所以1a 2n -1-1a 2n +1=-43,即b n =⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2n -1-1a 2n +11a 2n =-43×1a 2n, 所以b n +1-b n =-43⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 2n +2-1a 2n =-43×43=-169. 又b 1=-43×1a 2=-43×⎝ ⎛⎭⎪⎫1a 1+23=-209,所以数列{b n }是首项为-209,公差为-169的等差数列,所以T 2n =b 1+b 2+…+b n =-209n +n n -12×⎝ ⎛⎭⎪⎫-169=-49(2n 2+3n).9.解:(1)当n=1时,a 1=S 1=13a 1(a 1-1)=13a 21-13a 1,∵a 1≠0,∴a 1=4.∴S n =43(a n -1),∴当n≥2时,S n -1=43(a n -1-1),两式相减得a n =4a n -1(n≥2),∴数列{a n }是首项为4,公比为4的等比数列,∴a n =4n.(2)证明:∵a n b n =log 2a n =2n ,∴b n =2n4n ,∴T n =241+442+643+…+2n 4n ,14T n =242+443+644+…+2n 4n +1,两式相减得34T n =24+242+243+244+…+24n -2n4n +1=2⎝ ⎛⎭⎪⎫14+142+143+144+…+14n -2n 4n +1=2×14⎝ ⎛⎭⎪⎫1-14n 1-14-2n 4n +1=23-23×4n -2n 4n +1 =23-6n +83×4n +1. ∴T n =89-6n +89×4n <89.10.解:(1)由2a -b c =cos B cos C,利用正弦定理可得2sin Acos C -sin Bcos C=sin Ccos B ,可化为2sin Acos C=sin(C +B)=sin A ,∵sin A≠0,∴cos C=12,∵C∈⎝⎛⎭⎪⎫0,π2,∴C=π3.(2)y=sin A +sin B=sin A +sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫π-π3-A =sin A +32cos A +12sin A =3sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π6,∵A +B=2π3,0<A<π2,0<B<π2,∴π6<A<π2, ∴π3<A +π6<2π3, ∴sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫A +π6∈⎝ ⎛⎦⎥⎤32,1,∴y∈⎝ ⎛⎦⎥⎤32,3.11.解:12.解:13.解:14.。
导数大题经典练习及答案
导数大题专题训练1.已知f(x)=xlnx-ax,g(x)=-x2-2,(Ⅰ)对一切x∈(0,+∞),f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;(Ⅱ)当a=-1时,求函数f(x)在[m,m+3](m>0)上的最值;(Ⅲ)证明:对一切x∈(0,+∞),都有lnx+1>成立.2、已知函数.(Ⅰ)若曲线y=f (x)在点P(1,f (1))处的切线与直线y=x+2垂直,求函数y=f (x)的单调区间;(Ⅱ)若对于都有f (x)>2(a―1)成立,试求a的取值范围;(Ⅲ)记g (x)=f (x)+x―b(b∈R).当a=1时,函数g (x)在区间[e―1,e]上有两个零点,求实数b的取值范围.3.设函数f (x)=lnx+(x-a)2,a∈R.(Ⅰ)若a=0,求函数f (x)在[1,e]上的最小值;(Ⅱ)若函数f (x)在上存在单调递增区间,试求实数a的取值范围;(Ⅲ)求函数f (x)的极值点.4、已知函数.(Ⅰ)若曲线在和处的切线互相平行,求的值;(Ⅱ)求的单调区间;(Ⅲ)设,若对任意,均存在,使得,求的取值范围.5、已知函数(Ⅰ)若曲线y=f(x)在点P(1,f(1))处的切线与直线y=x+2垂直,求函数y=f(x)的单调区间;(Ⅱ)若对于任意成立,试求a的取值范围;(Ⅲ)记g(x)=f(x)+x-b(b∈R).当a=1时,函数g(x)在区间上有两个零点,求实数b的取值范围.6、已知函数.(1)若函数在区间(其中)上存在极值,求实数a的取值范围;(2)如果当时,不等式恒成立,求实数k的取值范围.1.解:(Ⅰ)对一切恒成立,即恒成立.也就是在恒成立;令,则,在上,在上,因此,在处取极小值,也是最小值,即,所以.(Ⅱ)当,,由得.①当时,在上,在上因此,在处取得极小值,也是最小值. .由于因此,②当,,因此上单调递增,所以,……9分(Ⅲ)证明:问题等价于证明由(Ⅱ)知时,的最小值是,当且仅当时取得,设,则,易知,当且仅当时取到,但从而可知对一切,都有成立.2、解:(Ⅰ)直线y=x+2的斜率为1.函数f (x)的定义域为(0,+∞),因为,所以,所以a=1.所以. .由解得x>0;由解得0<x<2. 所以f (x)的单调增区间是(2,+∞),单调减区间是(0,2)(Ⅱ),由解得;由解得.所以f (x)在区间上单调递增,在区间上单调递减.所以当时,函数f (x)取得最小值,. 因为对于都有成立,所以即可. 则.由解得.所以a的取值范围是.(Ⅲ)依题得,则.由解得x>1;由解得0<x<1.所以函数在区间(0,1)为减函数,在区间(1,+∞)为增函数.又因为函数在区间[e-1,e]上有两个零点,所以.解得.所以b的取值范围是.3.解:(Ⅰ)f (x)的定义域为(0,+∞). 因为,所以f (x)在[1,e]上是增函数,当x=1时,f (x)取得最小值f (1)=1.所以f (x)在[1,e]上的最小值为1.(Ⅱ)解法一:设g (x)=2x2―2ax+1,依题意,在区间上存在子区间使得不等式g (x)>0成立. 注意到抛物线g (x)=2x2―2ax+1开口向上,所以只要g (2)>0,或即可由g (2)>0,即8―4a+1>0,得,由,即,得,所以,所以实数a的取值范围是.解法二:,依题意得,在区间上存在子区间使不等式2x2―2ax+1>0成立.又因为x>0,所以.设,所以2a小于函数g (x)在区间的最大值.又因为,由解得;由解得.所以函数g (x)在区间上递增,在区间上递减.所以函数g (x)在,或x=2处取得最大值.又,,所以,所以实数a的取值范围是.(Ⅲ)因为,令h (x)=2x2―2ax+1①显然,当a≤0时,在(0,+∞)上h (x)>0恒成立,f (x)>0,此时函数f (x)没有极值点;②当a>0时,(i)当Δ≤0,即时,在(0,+∞)上h (x)≥0恒成立,这时f (x)≥0,此时,函数f (x)没有极值点;(ii)当Δ>0时,即时,易知,当时,h (x)<0,这时f (x)<0;当或时,h (x)>0,这时f (x)>0;所以,当时,是函数f (x)的极大值点;是函数f (x)的极小值点.综上,当时,函数f (x)没有极值点;当时,是函数f (x)的极大值点;是函数f (x)的极小值点.4.解:. (Ⅰ),解得.(Ⅱ).①当时,,,在区间上,;在区间上,故的单调递增区间是,单调递减区间是.②当时,,在区间和上,;在区间上,故的单调递增区间是和,单调递减区间是.③当时,,故的单调递增区间是.④当时,,在区间和上,;在区间上,故的单调递增区间是和,单调递减区间是.(Ⅲ)由已知,在上有.由已知,,由(Ⅱ)可知,①当时,在上单调递增,故,所以,,解得,故.②当时,在上单调递增,在上单调递减,故.由可知,,,所以,,,综上所述,.5、解:(Ⅰ)直线y=x+2的斜率为1,函数f(x)的定义域为因为,所以,所以a=1,所以由解得x>2 ;由解得0<x<2所以f(x)得单调增区间是,单调减区间是(Ⅱ),由解得由解得所以f(x)在区间上单调递增,在区间上单调递减所以当时,函数f(x)取得最小值因为对于任意成立,所以即可则,由解得;所以a得取值范围是(Ⅲ)依题意得,则由解得x>1,由解得0<x<1所以函数g(x)在区间上有两个零点,所以解得所以b得取值范围是6、解:(1)因为,,则,当时,;当时,.∴在上单调递增;在上单调递减,∴函数在处取得极大值.………3分∵函数在区间(其中)上存在极值,∴解得.(2)不等式,即为,记∴,…9分令,则,∵,∴,∴在上递增,∴,从而,故在上也单调递增,∴,∴.。
2023高考数学解析几何复习 题集附答案
2023高考数学解析几何复习题集附答案2023高考数学解析几何复习题集附答案*本文为2023年高考数学解析几何复习题集,共附带答案。
以下按照题目类型分类,分别给出题目和答案。
一、点、线、面的位置关系1. 已知点A(2,3)和B(-1,4),求向量AB的坐标。
解析:向量AB的坐标表示为<XB - XA, YB - YA>,其中XA和YA分别是点A的横纵坐标,XB和YB分别是点B的横纵坐标。
代入数据,得到向量AB的坐标为<-3, 1>。
2. 已知直线L的方程为2x - 3y + 6 = 0,求过点(1,2)且垂直于直线L 的直线方程。
解析:由于垂直于直线L的直线斜率的乘积为-1,所以我们需要知道直线L的斜率,即L的系数比例。
将L的方程转化为斜截式方程y = mx + b的形式,其中m为斜率,b为截距。
将2x - 3y + 6 = 0转化为y = mx + b形式得到 y = (2/3)x - 2。
斜率m 为2/3,垂直于L的直线的斜率为-3/2(斜率的乘积为-1)。
过点(1,2)且斜率为-3/2的直线方程为y - 2 = -3/2(x - 1)。
二、直线与圆的位置关系1. 已知直线L的方程为2x - 3y + 6 = 0,圆C的方程为x^2 + y^2 - 4x + 6y - 12 = 0,判断直线L和圆C的位置关系。
解析:我们可以通过求直线L的斜率与圆C的判别式(D)的符号来判断直线和圆的位置关系。
首先,将L的方程转化为斜截式方程y = mx + b的形式,其中m为斜率,b为截距。
将2x - 3y + 6 = 0转化为y = mx + b形式得到 y = (2/3)x - 2。
斜率m 为2/3。
将圆C的方程中的项进行配方,并移项得到(x - 2)^2 + (y + 3)^2 = 25。
判别式D为 D = (m^2 + 1)r^2 - (2mb + 2a)r + (b^2 + a^2 - r^2)其中,a、b分别为直线L和圆心的横纵坐标,r为圆的半径。
15单元选填题+解答题突破专练之十五《数列、三角函数+解析几何》参考答案
答案.C [设 an=a1qn-1,因为 q2 010>0 所以 A,B 不成立,对于 C,当 a3>0 时,a1>0,因为 1-q 与 1-q2
013 同号,所以 S2 013>0,所以 C 正确,对于 D,取-1,1,-1,1 ,…不满足条件,D 错,故选 C.]
8.(2016·河南郑州一模)正项等比数列{an}中的 a1、a4 031 是函数 f(x)=13x3-4x2+6x-3 的极值点,则 log 6a2 016
f(x)=-cos x·sin x=-12sin 2x,当 x=3π 4 时,f(x)max=12,只有 B 选项的图象符合.故选 B.]
21.(丰台区 2016 届高三一模)
已知椭圆
G:
x2 a2
y2 b2
1(a b 0) 的离心率为
3 ,短半轴长为 1. 2
(Ⅰ)求椭圆 G 的方程;
(Ⅱ)设椭圆 G 的短轴端点分别为 A, B ,点 P 是椭圆 G 上异于点 A, B 的一动点,直线 PA, PB 分别与直线
答案.-43 [由题意,得 cosθ+π4 =45,∴tanθ+π4 =34.
∴tanθ-π4 =tanθ+π4 -π2 =-tanθ1+π4 =-43.]
17.(2016·上海)方程 3sin x=1+cos 2x 在区间[0,2π]上的解为________. 答案.π6 或56π [3sin x=2-2sin2x,即 2sin2x+3sin x-2=0, ∴(2sin x-1)(sin x+2)=0,∴sin x=12,∴x=π6 或5π 6 .]
4, x0
4 ,0 x0
2 x0 x0 2
0
当2
x0
0 时, d
rR
(1 4 ) 1 x0
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1、已知数列{a n }满足a 1=1,a n+1=2a n +1(n∈N *). (1)求数列{a n }的通项公式; (2)若数列{b n }满足112144--b b (1)4-n b =n bn a )1(+(n∈N *),证明{b n }是等差数列;(3)证明2n -31<21a a +32a a +…+1+n n a a <2n (n∈N *).2、设n S 为数列}{n a 的前n 项和,对任意的∈n N *,都有()1n n S m ma =+-m (为常数,且0)m >.(1)求证:数列}{n a 是等比数列;(2)设数列}{n a 的公比()m f q =,数列{}n b 满足()1112,n n b a b f b -== (2n ≥,∈n N *),求数列{}n b 的通项公式;(3)在满足(2)的条件下,求数列12n n b +⎧⎫⎨⎬⎩⎭的前n 项和n T .3、已知函数)0,()(≠+=a b a bax xx f 为常数且满足1)2(=f 且x x f =)(有唯一解。
(1)求)(x f 的表达式 ;(2)记)1)((1>∈=-n N n x f x n n 且,且1x =()f 1,求数列{}n x 的通项公式。
(3)记 1n y +⋅=n n x x ,数列{n y }的前 n 项和为 n S ,求证 34<n S4、已知数列}{n a ,其前n 项和S n 满足λλ(121+=+n n S S 是大于0的常数),且a 1=1,a 3=4. (1)求λ的值;(2)求数列}{n a 的通项公式a n ;(3)设数列}{n na 的前n 项和为T n ,试比较2nT 与S n 的大小.5、已知点(1,31)是函数,0()(>=a a x f x且1≠a )的图象上一点,等比数列}{n a 的前n 项和为c n f -)(,数列}{n b )0(>n b 的首项为c ,且前n 项和n S 满足n S -1-n S =n S +1+n S (2n ≥).(1)求数列}{n a 和}{n b 的通项公式; (2)若数列{}11+n n b b 前n 项和为n T ,问n T >20091000的最小正整数n 是多少? .6、在数列{}n a 中,1112(2)2()n n n n a a a n λλλ+*+==++-∈N ,,其中0λ>.(Ⅰ)求数列{}n a 的通项公式; (Ⅱ)求数列{}n a 的前n 项和n S ;(Ⅲ)证明存在k *∈N ,使得11n k nk a a a a ++≤对任意n *∈N 均成立.7、已知{}n a 是等差数列,其前n 项和为n S .已知24=a ,205=S . (1)求数列{}n a 的通项公式;(2)设n n a a a T +++=...21,求n T ;(3)设)()12(1*∈-=N n a n b n n ,n n b b b R +++=...21,是否存在最大的整数m ,使得对任意*∈N n ,均有32m R n >成立?若存在,求出m 值;若不存在,请说明理由.8、设数列).(3,3,3}{},{*111N n n P P P b b P b n n n n nn n n ∈+===++且满足 (1)求数列}{n b 的通项公式;(2)若存在实数t ,使得数列})21({,1)41(n C n n n C n n t b C ⋅++⋅-=记数列成等差数列的前n 项和为n T ,证明:3(1)nn n T b -<(3)设25,}{,)1(1<+=n n n n n S S n A T n n A 求证项和为的前数列9、已知数列{n a }中,11122n n a n a a +=-、点(、)在直线y=x 上,其中n=1,2,3… (Ⅰ)令11,n n n b a a +=--求证{}n b 是等比数列;(Ⅱ)求数列{}的通项;n a(Ⅲ)设分别为数列、n n T S {}、n a {}n b 的前n 项和,是否存在实数λ,使得数列n n S T n λ+⎧⎫⎨⎬⎩⎭为等差数列?若存在,试求出λ 若不存在,则说明理由10、已知各项均为正数的数列{n a }前n 项和满足1>n S ,且*),2)(1(6N n a a S n n n ∈++=(1)求{n a }的通项公式; (2)设数列{n b }满足1)12(=-nb n a ,并记n T 为{n b }的前n 项和,求证:*2),3(log 13N n a T n n ∈+>+11、已知函数32()3f x x ax x =--.(1)若()f x 在区间[1,)+∞上是增函数,求实数a 的取值范围; (2)若13x =-是()f x 的极值点,求()f x 在[1,]a 上的最大值;(3)在(2)的条件下,是否存在实数b ,使得函数()g x bx =的图象与函数()f x 的图象恰有3个交点?若存在,请求出实数b 的取值范围;若不存在,试说明理由.12、已知函数(),()2ln mf x mxg x x x=-=. (1)当2m =时,求曲线()y f x =在点(1,(1))f 处的切线方程; (2)当m=1时,求方程f(x)=g(x)实数根个数 ;(3)若(1,]x e ∈时,不等式()()2f x g x -<恒成立,求实数m 的取值范围.13、设函数()xe f x x=(1) 求函数()f x 的单调区间;(2) 若0k >,求不等式'()(1)()0f x k x f x +->的解集.14、设f (x )=ln x ,g (x )=f (x )+f ′(x ). (1)求g (x )的单调区间和最小值;(2)讨论g (x )与g ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 的大小关系;(3)求a 的取值范围,使得g (a )-g (x )<1a对任意x >0成立.15、已知ln ()ln ,(0,],()xf x ax x x eg x x=-∈=,其中e 是自然常数,a R ∈. (1)讨论1a =时, ()f x 的单调性、极值; (2)求证:在(1)的条件下,1()()2f xg x >+; (3)是否存在实数a ,使()f x 的最小值是3,若存在,求出a 的值;若不存在,说明理由.16、已知函数2(2)()().xx x x e f x g x e e-==, (Ⅰ) 求函数()f x 的极值;(Ⅱ) 求证:当1x >时,()()f x g x >;(Ⅲ) 如果21x x <,且12()()f x f x =,求证:12()(2)f x f x >-.17、设函数()e xf x =(e 为自然对数的底数),23()12!3!!nn x x x g x x n =+++++L (*n ∈N ). (1)证明:()f x 1()g x ≥;(2)当0x >时,比较()f x 与()n g x 的大小,并说明理由;(3)证明:()123222211e 2341nn g n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++++< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭≤L (*n ∈N ).18、设a >0,讨论函数f (x )=ln x +a (1-a )x 2-2(1-a )x 的单调性.19、设函数2()ln(1)f x x b x =++,其中0b ≠. (Ⅰ)当12b >时,判断函数()f x 在定义域上的单调性; (Ⅱ)求函数()f x 的极值点;(Ⅲ)证明对任意的正整数n ,不等式23111ln 1n n n⎛⎫+>- ⎪⎝⎭都成立.20、已知函数f (x )=ln(1+x )-x 1 (Ⅰ)求f (x )的单调区间;(Ⅱ)记f (x )在区间[]0,n (n ∈N*)上的最小值为b n 令a n =ln(1+n )-b n .(i )如果对一切n,不等式<恒成立,求实数c 的取值范围;(ⅱ)求证:1313211224242 1.n na a a a a a a a a a a a -+++<21、已知定点A (-l ,0),动点B 是圆F :(x-1)2+y 2=8(F 为圆心)上一点,线段AB 的垂直平分线交线段BF 于点P . (I )求动点P 的轨迹方程;(II )是否存在过点E (0,2)的直线l 交动点P 的轨迹于点R 、T ,且满足OR • OT =0(O 为原点),若存在,求直线l 的方程;若不存在,请说明理由.22、设圆C 与两圆2222(4,(4x y x y ++=+=中的一个内切,另一个外切。
(1)求圆C 的圆心轨迹L 的方程;(2)已知点M (,55F ,且P 为L 上动点,求MP FP -的最大值及此时点P 的坐标.23、椭圆C :2222by a x +=1(a >b >0)离心率为36,短轴一个端点到右焦点距离为3.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设直线l 与椭圆C 交于A 、B 两点,坐标原点O 到直线l 的距离为23,求△AOB 面积的最大值24、在直角坐标系xOy 中,动点P 与定点(1,0)F 的距离和它到定直线2x =的距离之比是2,设动点P 的轨迹为1C ,Q 是动圆2222:C x y r +=(12)r <<上一点. (1)求动点P 的轨迹1C 的方程;(2)设曲线1C 上的三点1122(,),(,)2A x yBC x y 与点F 的距离成等差数列,若线段AC 的垂直平分线与x 轴的交点为T ,求直线BT 的斜率k ;(3)若直线PQ 与1C 和动圆2C 均只有一个公共点,求P 、Q 两点的距离PQ 的最大值.25、已知曲线2:C y x =与直线:20l x y -+=交于两点(,)A A A x y 和(,)B B B x y ,且A B x x <.记曲线C 在点A 和点B 之间那一段L 与线段AB 所围成的平面区域(含边界)为D .设点(,)P s t 是L 上的任一点,且点P 与点A 和点B 均不重合.(1)若点Q 是线段AB 的中点,试求线段PQ 的中点M 的轨迹方程; (2)若曲线22251:24025G x ax y y a -+-++=与D 有公共点,试求a 的最小值.26、已知双曲线222x y -=的右焦点为F ,过点F 的动直线与双曲线相交于A 、B 两点,又已知点C 的坐标是(10),. (I )证明CA ·CB 为常数;(II )若动点M 满足CM CA CB CO =++(其中O 为坐标原点),求点M 的轨迹方程.27、已知椭圆2214y x +=的左,右两个顶点分别为A 、B .曲线C 是以A 、B 两点为顶点,的双曲线.设点P 在第一象限且在曲线C 上,直线AP 与椭圆相交于另一点T . (1)求曲线C 的方程;(2)设P 、T 两点的横坐标分别为1x 、2x ,证明:121x x ⋅=;(3)设TAB ∆与POB ∆(其中O 为坐标原点)的面积分别为1S 与2S ,且15PA PB ≤,求2212S S - 的取值范围。