2018-2019年最新高考总复习数学(理)第五次高考模拟试题及答案解析一

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2018年高考数学五模试卷(理科)
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.把答案填在答题卷中的横线上.
1.已知复数z=(1+i)(2﹣i)(i为虚数单位),则= .
2.集合M={x|0<x≤3},N={x∈N|0≤x﹣1≤1},则M∩N= .
3.某算法流程图如图所示,则输出k的值是.
4.用反证法证明命题“若正整数a,b,c满足b2﹣2ac=0,则a,b,c中至少有一个是偶数”时,反设应为.
5.已知i是虚数单位,则|﹣|= .
6.如图茎叶图表示的是甲,乙两人在5次综合测评中的成绩,其中一个数字被污损,则甲的平均成绩超过乙的平均成绩的概率为.
7.某商品在5家商场的售价x(元)和销售量y(件)之间的一组数据如下表所示:
价格x(元)9 9.5 10 10.5 11
销售量y(件)11 a 8 6 5
由散点图可知,销售量y与价格x之间有较好的线性相关关系,且回归直线方程是=﹣3.2x+4a,则a= .
8.关于x,y的不等式组所构成的区域面积为.
9.某高校在某年的自主招生考试成绩中随机抽取50名学生的笔试成绩,绘制成频率分布直方图如图所示,若要从成绩在[85,90),[90,95),[95,100]三组内的学生中,用分层抽样的方法抽取12人参加面试,则成绩在[90,100]内的学生应抽取的人数为.
10.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别是a、b、c,若acosB+bcosA=2,则c= .
11.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A是抛物线上一点,直线OA的斜率为(O为坐标原点),且A到F的距离为3,则p= .
12.已知S
n 是数列{a
n
}的前n项和,向量
= .
13.已知2a=3b=6c,k∈Z,不等式>k恒成立,则整数k的最大值为.
14.设S
n 为等差数列{a
n
}的前n项和,S
8
=4a
3
,a
7
=﹣2,将此等差数列的各项排成如图所示三角形数
阵:若此数阵中第i行从左到右的第j个数是﹣588,则i+j= .
二、解答题:本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.城市公交车的数量若太多则容易造成资的浪费;若太少又难以满足乘客需求.南充市公交公司在某站台的60名候车乘客中随机抽取15人,将他们的候车时间作为样本分成5组,如下表所示(单位:分钟):)
组别候车时间人数
一[0,5) 2
二[5,10) 6
三[10,15)
4
四[15
,20
) 2
五[20,25] 1
(1)估计这60名乘客中候车时间少于10分钟的人数;
(2)若从上表第三、四组的6人中任选2人作进一步的调查,求抽到的两人恰好自不同组的概率.16.设a,b,c均为正实数.
(1)若a+b+c=1,求证:a2+b2+c2≥;
(2)求证:≥.
17.某城市随机抽取一年(365天)内100天的空气质量指数API的监测数据,统计结果如下:API [0,50] (50,
100]
(100,
150]
(150,
200]
(200,
250]
(250,300] >300
空气质量优良轻微污染轻度污染中度污染中度重污染重度污染
天数 4 13 18 30 9 11 15
(1)若某企业每天由空气污染造成的经济损失S(单位:元)与空气质量指数API(记为ω)的关系式为:
S=试估计在本年内随机抽取一天,该天经济损失S大于200元且不超过600元的概率;
(2)若以上表统计的频率作为概率,求该城市某三天中恰有一天空气质量为轻度污染的概率.(假定这三天中空气质量互不影响)
18.如图,直三棱柱ABC﹣A
1
B
1
C
1
中,AC⊥BC,AC=BC=CC
1
=2,M,N分别为AC,B
1
C
1
的中点.
(Ⅰ)求线段MN的长;
(Ⅱ)求证:MN∥平面ABB
1
A
1

(Ⅲ)线段CC
1
上是否存在点Q,使A
1
B⊥平面MNQ?说明理由.
19.已知点P (4,4),圆C :(x ﹣m )2+y 2=5(m <3)与椭圆E :
+=1(a >b >0)有一个公
共点A (3,1),F 1、F 2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF 1与圆C 相切. (Ⅰ)求m 的值与椭圆E 的方程;
(Ⅱ)设Q 为椭圆E 上的一个动点,求

的取值范围.
20.定义函数f k (x )=
为f (x )的k 阶函数.
(1)求f (x )的一阶函数f 1(x )的单调区间; (2)讨论方程f 2(x )=1的解的个数.
参考答案与试题解析
一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.把答案填在答题卷中的横线上.
1.已知复数z=(1+i)(2﹣i)(i为虚数单位),则= 3﹣i .
【考点】复数的代数表示法及其几何意义.
【专题】数系的扩充和复数.
【分析】利用复数的运算法则、共轭复数的定义即可得出.
【解答】解:由z=(1+i)(2﹣i)=3+i,
∴=3﹣i.
故答案为:3﹣i.
【点评】本题考查了复数的运算法则、共轭复数的定义,考查了计算能力,属于基础题.
2.集合M={x|0<x≤3},N={x∈N|0≤x﹣1≤1},则M∩N= {1,2} .
【考点】交集及其运算.
【专题】集合.
【分析】求出N中不等式解集的自然数解确定出N,找出M与N的交集即可.
【解答】解:∵M={x|0<x≤3},N={x∈N|0≤x﹣1≤1}={x∈N|1≤x≤2}={1,2},
∴M∩N={1,2}.
故答案为:{1,2}
【点评】此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.
3.某算法流程图如图所示,则输出k的值是 5 .
【考点】程序框图.
【专题】计算题;算法和程序框图.
【分析】根据题意,模拟程序框图的运行过程,即可得出该程序运行后输出的结果.
【解答】解:模拟程序框图的运行过程,得;
k=1,S=10﹣1=9;
k=2,S=9﹣2=7;
k=3,S=7﹣3=4;
k=4,S=4﹣4=0;
S≤0,输出k=4+1=5.
故答案为:5.
【点评】本题考查了循环结构的程序框图应用问题,解题时应模拟程序的运行过程,是基础题目.
4.用反证法证明命题“若正整数a,b,c满足b2﹣2ac=0,则a,b,c中至少有一个是偶数”时,反设应为假设a,b,c都是奇数.
【考点】反证法与放缩法.
【专题】证明题;推理和证明.
【分析】利用反证法证明的步骤,从问题的结论的反面出发否定即可.
【解答】解:假设a,b,c都是奇数“至少有一个偶数”的否定为“都不是偶数”,即反设应为“假设a,b,c都是奇数”.
故答案为:假设a,b,c都是奇数.
【点评】此题主要考查了反证法,反证法的一般步骤是:①假设命题的结论不成立;②从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾;③由矛盾判定假设不正确,从而肯定原命题的结论正确.
5.已知i是虚数单位,则|﹣|= .
【考点】复数代数形式的乘除运算;复数求模.
【专题】数系的扩充和复数.
【分析】直接由复数代数形式的乘除运算化简﹣,则答案可求.
【解答】解:由﹣=,
则|﹣|=.
故答案为:.
【点评】本题考查了复数代数形式的乘除运算,考查了复数的基本概念,是基础题.
6.如图茎叶图表示的是甲,乙两人在5次综合测评中的成绩,其中一个数字被污损,则甲的平均成
绩超过乙的平均成绩的概率为.
【考点】茎叶图;众数、中位数、平均数.
【专题】概率与统计.
【分析】由已知的茎叶图,求出甲乙两人的平均成绩,然后求出乙的平均成绩不小于甲的平均成绩的概率,得到答案.
【解答】解:由已知中的茎叶图可得
甲的5次综合测评中的成绩分别为88,89,90,91,92,
则甲的平均成绩:(88+89+90+91+92)=90
设污损数字为x
则乙的5次综合测评中的成绩分别为83,83,87,99,90+X
则乙的平均成绩:(83+83+87+99+90+x)=88.4+,
当x=9,甲的平均数<乙的平均数,即乙的平均成绩超过甲的平均成绩的概率为,
当x=8,甲的平均数=乙的平均数,即乙的平均成绩不小于均甲的平均成绩的概率为,
甲的平均成绩超过乙的平均成绩的概率为1﹣=
故答案为:.
【点评】本题考查的知识点是平均数,茎叶图,古典概型概率计算公式,要求会读图,并且掌握茎叶图的特点:个位数从主干向外越来越大.属简单题.
7.某商品在5家商场的售价x(元)和销售量y(件)之间的一组数据如下表所示:
价格x(元)9 9.5 10 10.5 11
销售量y(件)11 a 8 6 5
由散点图可知,销售量y与价格x之间有较好的线性相关关系,且回归直线方程是=﹣3.2x+4a,则a= 10 .
【考点】两个变量的线性相关.
【专题】计算题;概率与统计.
【分析】根据回归直线过样本中心点(,),求出平均数,代入回归直线方程求出a的值即可.【解答】解:根据题意得,
==10,
==+6,
因为回归直线过样本中心点(,),
所以+6=﹣3.2+4a,
解得a=10.
故答案为:10.
【点评】本题考查了平均数的计算问题,也考查了回归直线过样本中心点的应用问题,是基础题目.
8.关于x,y的不等式组所构成的区域面积为9 .
【考点】二元一次不等式(组)与平面区域.
【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,根据图象的形状进行求解即可.
【解答】解:根据约束条件画出可行域,如图所示.
则A(1,1),B(4,1),
C(4,5),D(1,3),
则直角梯形ABCD的面积为×3(2+4)=9.
故答案为:9.
【点评】本题主要考查平面区域面积的计算,作出不等式组对应的平面区域是解决本题的关键.
9.某高校在某年的自主招生考试成绩中随机抽取50名学生的笔试成绩,绘制成频率分布直方图如图所示,若要从成绩在[85,90),[90,95),[95,100]三组内的学生中,用分层抽样的方法抽取12人参加面试,则成绩在[90,100]内的学生应抽取的人数为 6 .
【考点】频率分布直方图.
【专题】概率与统计.
【分析】由频率分布直方图,先求出a=0.040.再求出第3组、第4组和第5组的人数,由此能求出利用分层抽样在30名学生中抽取12名学生,成绩在[90,100]内的学生应抽取的人数.
【解答】解:由频率分布直方图,得:
(0.016+0.064+0.06+a+0.02)×5=1,解得a=0.040.
第3组的人数为0.060×5×50=15,
第4组的人数为0.040×5×50=10,
第5组的人数为0.020×5×50=5,
所以利用分层抽样在30名学生中抽取12名学生,
第4组应抽取×12=4人,第5组应抽取×12=2人.
则成绩在[90,100]内的学生应抽取的人数为6.
故答案为:6.
【点评】本题考查分层抽样方法的应用,是基础题,解题时要认真审题,注意频率分布直方图的合理运用.
10.在△ABC中,角A、B、C所对的边分别是a、b、c,若acosB+bcosA=2,则c= 2 .
【考点】余弦定理.
【专题】计算题;解三角形.
【分析】直接利用余弦定理,代入化简,即可求出c.
【解答】解:由acosB+bcosA=2得a•+b•=2,
所以c=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查余弦定理的运用,考查学生的计算能力,比较基础.
11.已知抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,A是抛物线上一点,直线OA的斜率为(O为坐标原点),且A到F的距离为3,则p= 2 .
【考点】抛物线的简单性质.
【专题】计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】设A(a,b),则有=,即b=a,代入抛物线方程可得p=a,又由A到F的距离为3,
得a+=3,即可解得答案.
【解答】解:设A(a,b),则有=,即b=a,∴( a)2=2pa,可得p=a,
又∵a+=3,∴p=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查的知识点是抛物线的简单性质,其中根据已知A到F的距离为3,得到a+=3是解答的关键.
12.已知S n 是数列{a n }的前n 项和,向量
=

【考点】等差数列的性质;数量积判断两个平面向量的垂直关系. 【专题】计算题.
【分析】由已知中向量
,且
,结合两向量垂直数量积
为0,我们易得到4(a n ﹣1)﹣2S n =0,利用数列的性质我们易判断数列{a n }是一个等比数列,代入数列前n 项和公式,即可得到效果.
【解答】解:∵向量,且
∴4(a n ﹣1)﹣2S n =0 ∴a n =2a n ﹣1
即数列{a n }是以2为公比的等比数列

=
=
故答案为:
【点评】本题考查的知识点是等比数列的性质,数量积判断两个向量的垂直关系,其中利用两向量垂直数量积为0,得到4(a n ﹣1)﹣2S n =0,是解答本题的关键.
13.已知2a =3b =6c ,k ∈Z ,不等式>k 恒成立,则整数k 的最大值为 4 .
【考点】函数恒成立问题. 【专题】函数的性质及应用.
【分析】根据指数幂和对数的运算性质,结合基本不等式即可得到结论. 【解答】解:设2a =3b =6c =t ,(t >0), 则a=log 2t ,b=log 3t ,c=log 6t ,
法1:∴ =====2+,
∵lg2≈0.310,lg3≈0.477,
∴,,
则2+≈2+1.54+0.65=4.19
∵不等式>k恒成立,
∴k≤4,
整数k的最大值为4,
法2: =====2+
>2,
∵不等式>k恒成立,
∴k≤4,
故答案为:4.
【点评】本题主要考查与对数有关的恒成立问题,利用对数的运算法则结合基本不等式的性质是解决本题的关键.
14.设S
n 为等差数列{a
n
}的前n项和,S
8
=4a
3
,a
7
=﹣2,将此等差数列的各项排成如图所示三角形数
阵:若此数阵中第i行从左到右的第j个数是﹣588,则i+j= 29 .
【考点】归纳推理.
【专题】计算题;推理和证明.
【分析】设等差数列{a
n }的公差为d,代入已知可解得a
1
和d,可得通项公式,确定第i行的第一个
数,利用数阵中第i行从左到右的第j个数是﹣588,可得答案.
【解答】解:设等差数列{a
n
}的公差为d,
∵S
8=4a
3
,a
7
=﹣2,
∴8a
1+28d=4(a
1
+2d),a
7
=a
1
+6d=﹣2,
解得a
1
=10,d=﹣2,
∴a
n
=10+(n﹣1)(﹣2)=﹣2n+12,
设第i 行的第一个数为b i ,则b 2﹣b 1=d ,b 3﹣b 2=3d ,…,b n ﹣b n ﹣1=(2n ﹣3)d ,
∴b n ﹣b 1=d+3d+…+(2n ﹣3)d=d=﹣2(n ﹣1)2,
∴b n =﹣2(n ﹣1)2+10,
n=18,b 18=﹣568,﹣588=﹣568+(11﹣1)×(﹣2), ∴i+j=18+11=29, 故答案为:29.
【点评】本题考查等差数列的通项公式和求和公式,考查归纳推理,属基础题.
二、解答题:本大题共6小题,共90分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.城市公交车的数量若太多则容易造成资的浪费;若太少又难以满足乘客需求.南充市公交公司在某站台的60名候车乘客中随机抽取15人,将他们的候车时间作为样本分成5组,如下表所示(单位:分钟):) 组别 候车时间 人数 一 [0,5) 2 二 [5,10) 6 三 [10,15) 4 四 [15,20) 2 五
[20,25]
1
(1)估计这60名乘客中候车时间少于10分钟的人数;
(2)若从上表第三、四组的6人中任选2人作进一步的调查,求抽到的两人恰好自不同组的概率. 【考点】古典概型及其概率计算公式. 【专题】概率与统计.
【分析】(1)候车时间少于10分钟的人数所占的比例为
,用60乘以此比例,即得所求.
(2)从这6人中选2人作进一步的问卷调查,用列举法列出上述所有可能情况共有15种,用列举法求得抽到的两人恰好自不同组的情况共计8种,由此求得抽到的两人恰好自不同组的概率.
【解答】解:(1)候车时间少于10分钟的概率为,
所以候车时间少于10分钟的人数为
人.…6分
(2)将第三组乘客编号为a 1,a 2,a 3,a 4,第四组乘客编号为b 1,b 2.
从6人中任选两人包含一下基本事件:(a
1,a
2
),(a
1
,a
3
),(a
1
,a
4
),(a
1
,b
1
),(a
1
,b
2
),
(a
2,a
3
),(a
2
,a
4
),(a
2
,b
1
),(a
2
,b
2
),(a
3
,a
4
),(a
3
,b
1
),(a
3
,b
2
),(a
4
,b
1
),
(a
4,b
2
),(b
1
,b
2

其中恰好自不同组包含8个基本事件,
所以,所求概率为…12分
【点评】本题考查的知识点是频率分布直方表,古典概型概率公式,是统计与概率的简单综合应用,难度不大,属于基础题.
16.设a,b,c均为正实数.
(1)若a+b+c=1,求证:a2+b2+c2≥;
(2)求证:≥.
【考点】不等式的证明.
【专题】推理和证明.
【分析】(1)利用(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac=1,利用重要不等式,通过放缩证明即可.
(2)利用分析法由≥,得到条件(a﹣b)2+(b﹣c)2+(c﹣a)2≥0,
推出结论.
【解答】证明:(1)∵a+b+c=1,
∴(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac=1,
∵2ab≤a2+b2,2bc≤c2+b2,2ac≤a2+c2,
∴a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac=1≤3(a2+b2+c2),
∴a2+b2+c2≥.
(2)由已知得a+b+c>0,
欲证≥,只需证≥,
只需证3(a2+b2+c2)≥(a+b+c)2,
只需证2a2+2b2+2c2﹣2ab﹣2bc﹣2ac≥0,
即证(a﹣b)2+(b﹣c)2+(c﹣a)2≥0,
上述不等式显然成立,故原不等式成立.
【点评】本题考查不等式的证明,考查分析法以及综合法的应用,考查逻辑推理能力.
17.某城市随机抽取一年(365天)内100天的空气质量指数API 的监测数据,统计结果如下: API
[0,50] (50,
100]
(100,
150]
(150,200]
(200,250]
(250,300] >300
空气质量 优 良 轻微污染 轻度污染
中度污染 中度重污染 重度污染 天数
4
13
18
30
9
11
15
(1)若某企业每天由空气污染造成的经济损失S (单位:元)与空气质量指数API (记为ω)的关系式为:
S=试估计在本年内随机抽取一天,该天经济损失S 大于200元且不超
过600元的概率;
(2)若以上表统计的频率作为概率,求该城市某三天中恰有一天空气质量为轻度污染的概率.(假定这三天中空气质量互不影响)
【考点】相互独立事件的概率乘法公式;古典概型及其概率计算公式. 【专题】概率与统计.
【分析】(1)设“在本年内随机抽取一天,该天经济损失S 大于200元且不超过600元”为事件A ,由已知条件求出频数,由此能求出该天经济损失S 大于200元且不超过600元的概率. (2)记空气质量轻度污染为事件B ,由已知条件求出P (B )=,由此能求出三天中恰有一天空气
质量为轻度污染的概率.
【解答】解:(1)设“在本年内随机抽取一天,该天经济损失S 大于200元且不超过600元”为事件A ,
由200<S ≤600,得150<ω≤250,频数为39,P (A )=.
(2)记空气质量轻度污染为事件B , 由(1)知P (B )=,
则P ()=

记三天中恰有一天空气质量轻度污染为事件C ,
则P(C)=××+××+××=0.441.
故三天中恰有一天空气质量为轻度污染的概率为0.441.
【点评】本题考查概率的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意相互独立事件概率乘法公式的合理运用.
18.如图,直三棱柱ABC﹣A
1
B
1
C
1
中,AC⊥BC,AC=BC=CC
1
=2,M,N分别为AC,B
1
C
1
的中点.
(Ⅰ)求线段MN的长;
(Ⅱ)求证:MN∥平面ABB
1
A
1

(Ⅲ)线段CC
1
上是否存在点Q,使A
1
B⊥平面MNQ?说明理由.
【考点】直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.
【专题】空间位置关系与距离.
【分析】(Ⅰ)连接CN,易证AC⊥平面BCC
1
B
1
.由勾股定理可得CN的值,进而可得MN的长;
(Ⅱ)取AB中点D,连接DM,DB
1
,可得四边形MDB
1
N为平行四边形,可得MN∥DB
1
,由线面平行的
判定定理可得MN∥平面ABB
1
A
1
;(Ⅲ)当Q为CC
1
中点时,有A
1
B⊥平面MNQ.连接BC
1
,易证QN⊥
BC
1
.可得A
1
B⊥QN,A
1
B⊥MQ,由线面垂直的判定可得.
【解答】解:(Ⅰ)连接CN,因为ABC﹣A
1
B
1
C
1
是直三棱柱,
所以CC
1
⊥平面ABC,所以AC⊥CC
1
,…
因为AC⊥BC,所以AC⊥平面BCC
1
B
1
.…
因为MC=1,CN==,
所以MN=…
(Ⅱ)证明:取AB中点D,连接DM,DB
1

在△ABC中,因为M为AC中点,所以DM∥BC,DM=BC.
在矩形B
1
BCC
1
中,因为N为B
1
C
1
中点,所以B
1
N∥BC,B
1
N=BC.
所以DM∥B
1
N,DM=B
1
N.所以四边形MDB
1
N为平行四边形,所以MN∥DB
1
.…
因为MN ⊄平面ABB 1A 1,DB 1⊂平面ABB 1A 1…
所以MN ∥平面ABB 1A 1. …
(Ⅲ)解:线段CC 1上存在点Q ,且Q 为CC 1中点时,有A 1B ⊥平面MNQ . … 证明如下:连接BC 1,
在正方形BB 1C 1C 中易证QN ⊥BC 1.
又A 1C 1⊥平面BB 1C 1C ,所以A 1C 1⊥QN ,从而NQ ⊥平面A 1BC 1.… 所以A 1B ⊥QN . … 同理可得A 1B ⊥MQ ,所以A 1B ⊥平面MNQ .
故线段CC 1上存在点Q ,使得A 1B ⊥平面MNQ . …
【点评】本题考查直线与平面平行于垂直的判定,熟练掌握判定定理是解决问题的关键,属中档题.
19.已知点P (4,4),圆C :(x ﹣m )2+y 2=5(m <3)与椭圆E :
+
=1(a >b >0)有一个公
共点A (3,1),F 1、F 2分别是椭圆的左、右焦点,直线PF 1与圆C 相切. (Ⅰ)求m 的值与椭圆E 的方程;
(Ⅱ)设Q 为椭圆E 上的一个动点,求

的取值范围.
【考点】圆与圆锥曲线的综合. 【专题】计算题;压轴题.
【分析】(1)先利用点A 在圆上求出m ,再利用直线PF 1与圆C 相切求出直线PF 1与的方程以及c ,再利用点A 在椭圆上求出2a ,即可求出椭圆E 的方程;
(2)先把用点Q 的坐标表示出来,再利用Q 为椭圆E 上的一个动点以及基本不等式即可求

的取值范围.
【解答】解:(1)点A 代入圆C 方程,得(3﹣m )2+1=5.
∵m<3,
∴m=1.
设直线PF
1
的斜率为k,
则PF
1
:y=k(x﹣4)+4,即kx﹣y﹣4k+4=0.
∵直线PF
1
与圆C相切,圆C:(x﹣1)2+y2=5,
∴,
解得.
当k=时,直线PF
1
与x轴的交点横坐标为,不合题意,舍去.
当k=时,直线PF
1
与x轴的交点横坐标为﹣4,
∴c=4.
∴F
1(﹣4,0),F
2
(4,0).
故2a=AF
1+AF
2
=,,a2=18,b2=2.
椭圆E的方程为:.
(2),设Q(x,y),
,.
∵,即x2+(3y)2=18,而x2+(3y)2≥2|x|•|3y|,
∴﹣18≤6xy≤18.
则(x+3y)2=x2+(3y)2+6xy=18+6xy的取值范围是[0,36].
∴x+3y的取值范围是[﹣6,6]
∴x+3y﹣6的范围只:[﹣12,0].
即的取值范围是[﹣12,0].
【点评】本题是对圆与椭圆知识的综合考查.当直线与圆相切时,可以利用圆心到直线的距离等于半径求解.,也可以把直线与圆的方程联立让对应方程的判别式为0求解.
20.定义函数f k (x )=
为f (x )的k 阶函数.
(1)求f (x )的一阶函数f 1(x )的单调区间; (2)讨论方程f 2(x )=1的解的个数.
【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. 【专题】导数的综合应用.
【分析】(1)求出函数的导数f 1′(x ),令f 1′(x )=0,讨论当当a=0时,当a >0时,当a <0时,f 1(x )的单增区间,单减区间.
(2)由方程f 2(x )=1,当a=0时,方程无解;当a ≠0时,
=.构造函数g (x )=
(x >0),
求出对数g ′(x ),利用函数的极值点,单调性,讨论出当0<<,即a >2e 时,方程有两个
不同解.当>,即0<a <2e 时,方程有0个解.当=
或<0即a=2e 或a <0时,方程有唯
一解.
【解答】解:(1)f 1(x )=
(x >0),f 1′(x )=
=
(x >0),
令f 1′(x )=0,当a ≠0时,x=e . ∴当a=0时,f 1(x )无单调区间;
当a >0时,f 1(x )的单增区间为(0,e ),单减区间为(e ,+∞); 当a <0时,f 1(x )的单增区间为(e ,+∞),单减区间为(0,e ).
(2)由
=1,当a=0时,方程无解;当a ≠0时,
=.
令g (x )=(x >0),则g ′(x )==.由g ′(x )=0得x=,
从而g (x )在(0,)上单调递增,在(
,+∞)上单调递减.g (x )max =g (
)=.
当x →0时,g (x )→﹣∞,当x →+∞时,g (x )→0.
当0<<,即a >2e 时,方程有两个不同解.
当>,即0<a <2e 时,方程有0个解.
当=
或<0即a=2e 或a <0时,方程有唯一解.
综上,当a >2e 时,方程有两个不同解;当0<a <2e 时,方程有0个解;当a=2e 或a <0时,方程有唯一解.
【点评】本题考查函数的导数的应用,构造法以及函数的极值,函数的零点个数的讨论,考查分类讨论以及转化思想的应用.。

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