黑龙江省大庆市铁人中学2016届高三上学期期末数学试卷(理科)Word版含解析

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2015-2016学年黑龙江省大庆市铁人中学高三(上)期末数学试卷
(理科)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.若集合A={x|0≤x≤2},B={x|x2>1},则A∩B=()
A.{x|0≤x≤1} B.{x|x>0或x<﹣1} C.{x|1<x≤2} D.{x|0<x≤2}
2.若复数为虚数单位)是纯虚数,则实数a的值为()
A.﹣2 B.4 C.﹣6 D.6
3.甲、乙两名运动员各自等可能地从红、白、蓝3种颜色的运动服中选择1种,则他们选择相同颜色运动服的概率为()
A.B.C.D.
4.已知等比数列{a n}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7=()
A.21 B.42 C.63 D.84
5.设函数f(x)=,则满足f(x)≤3的x的取值范围是()A.[0,+∞)B.[﹣1,3]C.[0,3]D.[1,+∞)
6.一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的体积为()
A.B.C.6 D.7
7.过三点A(1,3),B(4,2),C(1,﹣7)的圆交y轴于M,N两点,则|MN|=()
A.2B.8 C.4D.10
8.当m=7,n=3时,执行如图所示的程序框图,输出的S的值为()
A.7 B.42 C.210 D.840
9.在三棱柱ABC﹣A1B1C1中侧棱垂直于底面,∠ACB=90°,∠BAC=30°,BC=1,且三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为3,则三棱柱ABC﹣A1B1C1的外接球的表面积为()
A.16πB. C.πD.32π
10.函数y=的图象与函数y=2sinπx(﹣2≤x≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于()A.2 B.4 C.6 D.8
11.已知集合,N={(x,y)|y=kx+b},若∃k∈R,使得M∩N=∅成立,则实数b的取值范围是()
A.[﹣3,3]B.(﹣∞,﹣3)∪(3,+∞)C.[﹣2,2]D.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)
12.设f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R),e为自然对数的底数.若f′(x)lnx>.则()
A.f(2)<f(e)ln2,2f(e)>f(e2)B.f(2)<f(e)ln2,2f(e)<f(e2)
C.f(2)>f(e)ln2,2f(e)<f(e2)D.f(2)>f(e)ln2,2f(e)>f(e2)
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知向量=(2,﹣3),=(x,6),且∥,则|+|的值为.
14.若x,y满足,且z=y﹣x的最小值为﹣4,则k的值为.
15.已知双曲线的一条渐近线方程为y=2x,则其离心率为.
16.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,a5=5,S5=15,则数列的前100项和
为.
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.已知命题p:关于实数x的方程x2+mx+1=0有两个不等的负根;命题q:关于实数x的方程4x2+4(m﹣2)x+1=0无实根.命题“p或q”真,“p且q”假,求实数m的取值范围.
18.如图,在△ABC中,∠B=,AB=8,点D在边BC上,且CD=2,cos∠ADC=.(1)求sin∠BAD;
(2)求BD,AC的长.
19.已知数列{a n}是首项为a1=,公比q=的等比数列,设b n+2=3log a n(n∈N*),数列{c n}满足c n=a n•b n
(1)求证:{b n}是等差数列;
(2)求数列{c n}的前n项和S n.
20.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD⊥AB,AB∥DC,AD=DC=AP=2,AB=1,点E为棱PC的中点.
(Ⅰ)证明:BE⊥DC;
(Ⅱ)求直线BE与平面PBD所成角的正弦值;
(Ⅲ)若F为棱PC上一点,满足BF⊥AC,求二面角F﹣AB﹣P的余弦值.
21.已知椭圆的焦点为F1(﹣1,0),F2(1,0),且经过点

(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设过F1的直线l与椭圆C交于A、B两点,问在椭圆C上是否存在一点M,使四边形AMBF2为平行四边形,若存在,求出直线l的方程,若不存在,请说明理由.
22.已知函数.
(1)若函数f(x)在区间上存在极值点,求实数a的取值范围;
(2)知果当x≥1时,不等式恒成立,求实数k的取值范围;
(3)求证:,这里n∈N*,(n+1)!=1×2×3×…×(n+1),e为自然对数的底数.
2015-2016学年黑龙江省大庆市铁人中学高三(上)期末
数学试卷(理科)
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.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.若集合A={x|0≤x≤2},B={x|x2>1},则A∩B=()
A.{x|0≤x≤1} B.{x|x>0或x<﹣1} C.{x|1<x≤2} D.{x|0<x≤2}
【考点】交集及其运算.
【专题】集合.
【分析】求出集合B中不等式的解集,找出A与B的公共部分即可确定出交集.
【解答】解:∵x2>1
解得:x>1或x<﹣1,
∴B={x|x>1或x<﹣1},
∵A={x|0≤x≤2},
∴A∩B={x|1<x≤2}.
故选:C
【点评】此题考查了交集及其运算,熟练交集的定义是解本题的关键.
2.若复数为虚数单位)是纯虚数,则实数a的值为()
A.﹣2 B.4 C.﹣6 D.6
【考点】复数的基本概念.
【专题】计算题.
【分析】首先进行复数的除法运算,分子和分母同乘以分母的共轭复数,把复数整理成最简形式,根据复数是一个纯虚数,得到复数的实部等于0,而虚部不为0,得到结果.
【解答】解:若复数为虚数单位)
==,
∵复数是一个纯虚数,
∴a﹣6=0,
∴a=6经验证成立,
故选D.
【点评】本题考查复数的基本概念,考查复数的除法运算,考查复数是一个纯虚数,要求实部为零,而虚部不为0,本题是一个基础题.
3.甲、乙两名运动员各自等可能地从红、白、蓝3种颜色的运动服中选择1种,则他们选择相同颜色运动服的概率为()
A.B.C.D.
【考点】古典概型及其概率计算公式.
【专题】概率与统计.
【分析】所有的选法共有3×3=9种,而他们选择相同颜色运动服的选法共有3种,由此求得他们选择相同颜色运动服的概率.
【解答】解:所有的选法共有3×3=9种,
而他们选择相同颜色运动服的选法共有3×1=3种,
故他们选择相同颜色运动服的概率为P==,
故选:A
【点评】本题考查的知识点是古典概型概率计算公式,其中熟练掌握利用古典概型概率计算公式求概率的步骤,是解答的关键.
4.已知等比数列{a n}满足a1=3,a1+a3+a5=21,则a3+a5+a7=()
A.21 B.42 C.63 D.84
【考点】等比数列的通项公式.
【专题】计算题;等差数列与等比数列.
【分析】由已知,a1=3,a1+a3+a5=21,利用等比数列的通项公式可求q,然后在代入等比数列通项公式即可求.
【解答】解:∵a1=3,a1+a3+a5=21,
∴,
∴q4+q2+1=7,
∴q4+q2﹣6=0,
∴q2=2,
∴a3+a5+a7==3×(2+4+8)=42.
故选:B
【点评】本题主要考查了等比数列通项公式的应用,属于基础试题.
5.设函数f(x)=,则满足f(x)≤3的x的取值范围是()A.[0,+∞)B.[﹣1,3]C.[0,3]D.[1,+∞)
【考点】分段函数的应用.
【专题】计算题;函数的性质及应用;不等式的解法及应用.
【分析】由分段函数可得或,分别应用指数函数、对数函数的单调性,即可解出不等式,注意最后求并集.
【解答】解:∵函数f(x)=,
∴或,
∴或
∴0≤x≤1或x>1,
则x的取值范围是[0,+∞).
故选A.
【点评】本题考查分段函数及应用,考查指数不等式、对数不等式的解法,考查运算能力,属于中档题.
6.一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的体积为()
A .
B .
C .6
D .7
【考点】由三视图求面积、体积.
【专题】空间位置关系与距离.
【分析】判断几何体的形状,结合三视图的数据,求出几何体的体积.
【解答】解:由三视图可知,该多面体是由正方体截去两个正三棱锥所成的几何体,如图, 正方体棱长为2,正三棱锥侧棱互相垂直,侧棱长为1,
故几何体的体积为:V 正方体﹣2V 棱锥侧=.
故选:A .
【点评】本题考查三视图求解几何体的体积,解题的关键是判断几何体的形状.
7.过三点A (1,3),B (4,2),C (1,﹣7)的圆交y 轴于M ,N 两点,则|MN|=( )
A .2
B .8
C .4
D .10
【考点】两点间的距离公式.
【专题】计算题;直线与圆.
【分析】设圆的方程为x 2+y 2+Dx+Ey+F=0,代入点的坐标,求出D ,E ,F ,令x=0,即可得出结论.
【解答】解:设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,则,
∴D=﹣2,E=4,F=﹣20,
∴x2+y2﹣2x+4y﹣20=0,
令x=0,可得y2+4y﹣20=0,
∴y=﹣2±2,
∴|MN|=4.
故选:C.
【点评】本题考查圆的方程,考查学生的计算能力,确定圆的方程是关键.
8.当m=7,n=3时,执行如图所示的程序框图,输出的S的值为()
A.7 B.42 C.210 D.840
【考点】循环结构.
【专题】计算题;算法和程序框图.
【分析】算法的功能是求S=7×6×…×k的值,根据条件确定跳出循环的k值,计算输出S的值.【解答】解:由程序框图知:算法的功能是求S=7×6×…×k的值,
当m=7,n=3时,m﹣n+1=7﹣3+1=5,
∴跳出循环的k值为4,
∴输出S=7×6×5=210.
故选:C.
【点评】本题考查了循环结构的程序框图,根据框图的流程判断算法的功能是解答本题的关键.
9.在三棱柱ABC﹣A1B1C1中侧棱垂直于底面,∠ACB=90°,∠BAC=30°,BC=1,且三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为3,则三棱柱ABC﹣A1B1C1的外接球的表面积为()
A.16πB. C.πD.32π
【考点】球的体积和表面积;球内接多面体.
【专题】计算题;空间位置关系与距离.
【分析】根据棱柱的体积公式求得棱柱的侧棱长,再利用三棱柱的底面是直角三角形可得外接球的球心为上、下底面直角三角形斜边中点连线的中点O,从而求得外接球的半径R,代入球的表面积公式计算.
【解答】解:∵三棱柱ABC﹣A1B1C1中侧棱垂直于底面,设侧棱长为a,
又三棱柱的底面为直角三角形,BC=1,∠BAC=30°,
∴AC=,AB=2,
∴三棱柱的体积V=××a=3,
∴H=2,
△ABC的外接圆半径为AB=1,
三棱柱的外接球的球心为上、下底面直角三角形斜边中点连线的中点O,如图:
∴外接球的半径R=2,
∴外接球的表面积S=4π×22=16π.
故选:A.
【点评】本题考查了求三棱柱的外接球的表面积,利用三棱柱的结构特征求得外接球的半径是关键.
10.函数y=的图象与函数y=2sinπx(﹣2≤x≤4)的图象所有交点的横坐标之和等于()A.2 B.4 C.6 D.8
【考点】奇偶函数图象的对称性;三角函数的周期性及其求法;正弦函数的图象.
【专题】压轴题;数形结合.
【分析】的图象由奇函数的图象向右平移1个单位而得,所以它的图象关于点(1,0)中心对称,再由正弦函数的对称中心公式,可得函数y2=2sinπx的图象的一个对称中心也是点(1,0),故交点个数为偶数,且每一对对称点的横坐标之和为2.由此不难得到正确答案.
【解答】解:函数,y2=2sinπx的图象有公共的对称中心(1,0),作出两个函数的图象如图
当1<x≤4时,y1<0
而函数y2在(1,4)上出现1.5个周期的图象,
在和上是减函数;
在和上是增函数.
∴函数y1在(1,4)上函数值为负数,且与y2的图象有四个交点E、F、G、H
相应地,y1在(﹣2,1)上函数值为正数,且与y2的图象有四个交点A、B、C、D
且:x A+x H=x B+x G═x C+x F=x D+x E=2,故所求的横坐标之和为8
故选D
【点评】发现两个图象公共的对称中心是解决本题的入口,讨论函数y2=2sinπx的单调性找出区间(1,4)上的交点个数是本题的难点所在.
11.已知集合,N={(x,y)|y=kx+b},若∃k∈R,使得M∩N=∅成立,则实数b的取值范围是()
A.[﹣3,3]B.(﹣∞,﹣3)∪(3,+∞)C.[﹣2,2]D.(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)【考点】交集及其运算.
【专题】计算题;集合思想;转化法;集合.
【分析】集合M椭圆+=1上的点组成的集合,集合N={(x,y)|y=kx+b}表示过(0,b)点斜率存在的直线上的点组成的集合,则满足条件的实数b应满足(0,b)点在椭圆外,结合椭圆的性质可得答案.
【解答】解:集合,表示椭圆+=1上的点组成的集合,
集合N={(x,y)|y=kx+b}表示过(0,b)点斜率存在的直线上的点组成的集合,
若∃k∈R,使得M∩N=∅成立,
则(0,b)点在椭圆+=1外,即>1,
解得b<﹣2或b>2,
故b∈(﹣∞,﹣2)∪(2,+∞)
故选:D.
【点评】本题考查的知识点是交集及其运算,椭圆的性质,其中将已知转化为(0,b)点在椭圆外,是解答的关键.
12.设f(x)=ax2+bx+c(a,b,c∈R),e为自然对数的底数.若f′(x)lnx>.则()
A.f(2)<f(e)ln2,2f(e)>f(e2)B.f(2)<f(e)ln2,2f(e)<f(e2)
C.f(2)>f(e)ln2,2f(e)<f(e2)D.f(2)>f(e)ln2,2f(e)>f(e2)
【考点】利用导数研究函数的单调性;导数的运算.
【专题】导数的概念及应用.
【分析】先定义新函数F(x)=,对F(x)求导找出单调区间,再判断F(2),F(e),F(e2)的大小.
【解答】解:由题意得:x∈(0,+∞),
令函数F(x)=,
∴F′(x)=
又f′(x)lnx>,
∴F′(x)>0,
∴函数F(x)在(0,+∞)上是增函数,
∴F(e)>F(2),即:,∴f(2)<f(e)ln2,
F(e)<F(e2),即:,∴2f(2)<f(e2);
故答案为:B.
【点评】本题考察了通过求导的方式求函数的单调区间,在单调区间上判断函数值的大小,本题的关键是引进新函数F(x).
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)
13.已知向量=(2,﹣3),=(x,6),且∥,则|+|的值为.
【考点】向量的模;平行向量与共线向量.
【专题】计算题.
【分析】利用向量的平行,求出x,然后求出两个向量的和,即可求解模.
【解答】解:向量=(2,﹣3),=(x,6),且∥,所以x=﹣4,
所以+=(﹣2,﹣3),|+|=,
故答案为:.
【点评】本题是基础题,考查向量的平行与向量的模的求法,考查计算能力.
14.若x,y满足,且z=y﹣x的最小值为﹣4,则k的值为.
【考点】基本不等式.
【专题】不等式.
【分析】由z=y﹣x便得到y=x+z,该式可表示在y轴上的截距为z且平行于y=x的直线,这样根据已知条件即可画出原不等式表示的平面区域,从而确定出直线kx﹣y+2=0的方程,从而求出k.
【解答】解:z=y﹣x表示在y轴上截距为z且平行于y=x的直线;
z取最小值﹣4时,得到直线y=x﹣4;
画出直线x+y﹣2=0和y=x﹣4如下图:
由题意知,直线z=y﹣x经过原不等式所表示的平面区域的最右端(4,0)点;
从而可知原不等式表示的平面区域如上图阴影部分所示;
∴直线kx﹣y+2=0表示在x轴上的截距为4,在y轴上的截距为2的直线;
∴y=0时,x==4;
∴.
故答案为:.
【点评】考查不等式表示一个平面区域,并根据不等式可找出它表示的平面区域,知道z=y ﹣x可以看成在y轴上截距为z且平行于直线y=x的直线系.
15.已知双曲线的一条渐近线方程为y=2x,则其离心率为.
【考点】双曲线的简单性质.
【专题】计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】由双曲线的一条渐近线方程为y=2x,知b=2a,由此能求出该双曲线的离心率.
【解答】解:∵双曲线的一条渐近线方程为y=2x,
∴=2,即b=2a,
∴c=,
∴e===.
故答案为:.
【点评】本题考查双曲线的离心率的求法,解题时要认真审题,注意等价转化思想的合理运用.
16.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,a5=5,S5=15,则数列的前100项和为

【考点】数列的求和.
【专题】计算题;等差数列与等比数列.
【分析】等差数列{a n}中,由a5=5,S5=15,解得a1=1,d=1,故==,
由此利用裂项求和法能够求了数列的前100项和.
【解答】解:等差数列{a n}中,
∵a5=5,S5=15,
∴,
解得a1=1,d=1,
∴a n=1+(n﹣1)=n,
∴==,
∴数列的前100项和S100=(1﹣)+()+()+…+()
=1﹣=.
故答案为:.
【点评】本题考查数列的前100项和的求法,解题时要认真审题,仔细解答,注意等差数列的通项公式和前n项和公式的求法,注意裂项求和法的合理运用.
三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)17.已知命题p:关于实数x的方程x2+mx+1=0有两个不等的负根;命题q:关于实数x的方程4x2+4(m﹣2)x+1=0无实根.命题“p或q”真,“p且q”假,求实数m的取值范围.
【考点】复合命题的真假.
【专题】简易逻辑.
【分析】根据条件分别求出命题p,q的等价条件,结合复合命题之间的关系进行求解即可.【解答】解:若方程x2+mx+1=0有两不等的负根,
则,
解得m>2
即命题p:m>2,…
若方程4x2+4(m﹣2)x+1=0无实根,
则△=16(m﹣2)2﹣16=16(m2﹣4m+3)<0
解得:1<m<3.即命题q:1<m<3.…
由题意知,命题p、q应一真一假,
即命题p为真,命题q为假或命题p为假,命题q为真.…
∴或,
解得:m≥3或1<m≤2.…
【点评】本题主要考查复合命题真假之间的关系以及应用,根据条件求出命题p,q的等价条件是解决本题的关键.
18.如图,在△ABC中,∠B=,AB=8,点D在边BC上,且CD=2,cos∠ADC=.(1)求sin∠BAD;
(2)求BD,AC的长.
【考点】余弦定理的应用.
【专题】解三角形.
【分析】根据三角形边角之间的关系,结合正弦定理和余弦定理即可得到结论.
【解答】解:(1)在△ABC中,∵cos∠ADC=,
∴sin∠ADC====,
则sin∠BAD=sin(∠ADC﹣∠B)=sin∠ADC•cosB﹣cos∠ADC•sinB=×﹣=.
(2)在△ABD中,由正弦定理得BD==,
在△ABC中,由余弦定理得AC2=AB2+CB2﹣2AB•BCcosB=82+52﹣2×8×=49,
即AC=7.
【点评】本题主要考查解三角形的应用,根据正弦定理和余弦定理是解决本题本题的关键,难度不大.
19.已知数列{a n}是首项为a1=,公比q=的等比数列,设b n+2=3log a n(n∈N*),数列{c n}满足c n=a n•b n
(1)求证:{b n}是等差数列;
(2)求数列{c n}的前n项和S n.
【考点】等差关系的确定;数列的求和.
【专题】等差数列与等比数列.
【分析】(1)由题意知,,
所以数列{b n}是首项b1=1,公差d=3的等差数列.
(2)由题设条件知,
,运用错位相减法可求出数列{c n}的前n项和S n.
【解答】解:(1)由题意知,


∴数列{b n}是首项b1=1,公差d=3的等差数列
(2)由(1)知,



于是
两式相减得
=


【点评】本题考查数列的性质和应用,解题时要认真审题,注意错位相减法的应用,仔细解答.
20.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD⊥AB,AB∥DC,AD=DC=AP=2,AB=1,点E为棱PC的中点.
(Ⅰ)证明:BE⊥DC;
(Ⅱ)求直线BE与平面PBD所成角的正弦值;
(Ⅲ)若F为棱PC上一点,满足BF⊥AC,求二面角F﹣AB﹣P的余弦值.
【考点】与二面角有关的立体几何综合题;直线与平面所成的角.
【专题】空间位置关系与距离;空间角;空间向量及应用;立体几何.
【分析】(I)以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,求出BE,DC的方向向量,
根据•=0,可得BE⊥DC;
(II)求出平面PBD的一个法向量,代入向量夹角公式,可得直线BE与平面PBD所成角的正弦值;
(Ⅲ)根据BF⊥AC,求出向量的坐标,进而求出平面FAB和平面ABP的法向量,代入向量夹角公式,可得二面角F﹣AB﹣P的余弦值.
【解答】证明:(I)∵PA⊥底面ABCD,AD⊥AB,
以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
∵AD=DC=AP=2,AB=1,点E 为棱PC 的中点.
∴B (1,0,0),C (2,2,0),D (0,2,0),P (0,0,2),E (1,1,1)

=(0,1,1),=(2,0,0)
∵•=0, ∴BE ⊥DC ;
(Ⅱ)∵=(﹣1,2,0),=(1,0,﹣2),
设平面PBD 的法向量=(x ,y ,z ),
由,得,
令y=1,则=(2,1,1),
则直线BE 与平面PBD 所成角θ满足:
sin θ===,
故直线BE 与平面PBD 所成角的正弦值为

(Ⅲ)∵=(1,2,0),
=(﹣2,﹣2,2),=(2,2,0),
由F 点在棱PC 上,设
=λ=(﹣2λ,﹣2λ,2λ)(0≤λ≤1),
故=+=(1﹣2λ,2﹣2λ,2λ)(0≤λ≤1),
由BF ⊥AC ,得•=2(1﹣2λ)+2(2﹣2λ)=0,
解得λ=,
即=(﹣,,),
设平面FBA 的法向量为=(a ,b ,c ),
由,得
令c=1,则=(0,﹣3,1),
取平面ABP 的法向量=(0,1,0),
则二面角F ﹣AB ﹣P 的平面角α满足:
cos α===,
故二面角F﹣AB﹣P的余弦值为:
【点评】本题考查的知识点是空间二面角的平面角,建立空间坐标系,将二面角问题转化为向量夹角问题,是解答的关键.
21.已知椭圆的焦点为F1(﹣1,0),F2(1,0),且经过点

(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)设过F1的直线l与椭圆C交于A、B两点,问在椭圆C上是否存在一点M,使四边形AMBF2为平行四边形,若存在,求出直线l的方程,若不存在,请说明理由.
【考点】直线与圆锥曲线的关系;椭圆的标准方程.
【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(Ⅰ)由椭圆的焦点为F1(﹣1,0),F2(1,0),且
经过点.可得,解得即可;
(II)假设存在符合条件的点M(x0,y0),设直线l的方程为x=my﹣1,与椭圆的方程联立得到根与系数关系,利用平行四边形的对角线相互垂直的性质可得点M的坐标,代入椭圆方程若有解即可.
【解答】解:(Ⅰ)∵椭圆的焦点为F1(﹣1,0),F2(1,0),
且经过点.
∴,解得,
∴椭圆C的方程为.
(Ⅱ)假设存在符合条件的点M(x0,y0),
设直线l的方程为x=my﹣1,
由得:(3m2+4)y2﹣6my﹣9=0,
△=36m2+36(3m2+4)>0,
∴,
∴AB的中点为,
∵四边形AMBF2为平行四边形,∴AB与MF2的中点重合,即:
∴,
把点M坐标代入椭圆C的方程得:27m4﹣24m2﹣80=0
解得,
∴存在符合条件的直线l的方程为:.
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题转化为方程联立得到根与系数的关系、平行四边形的性质、中点坐标公式等基础知识与基本技能方法,属于难题.
22.已知函数.
(1)若函数f(x)在区间上存在极值点,求实数a的取值范围;
(2)知果当x≥1时,不等式恒成立,求实数k的取值范围;
(3)求证:,这里n∈N*,(n+1)!=1×2×3×…×(n+1),e为自然对数的底数.
【考点】导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的极值.
【专题】导数的综合应用.
【分析】(1)先求出定义域,再对f(x)进行求导,利用导数研究函数f(x)的极值点问题,先求出极值点;
(2)已知条件当x≥1时,不等式恒成立,将问题转化为k≤,
利用了常数分离法,只要求出的最小值即可,可以令新的函数g(x),然后利用导数研究函数g(x)的最值问题,从而求出k的范围;
(3)利用(2)的恒成立式子,可有ln[k(k+1)]>1﹣,利用此不等式对所要证明的不等式两边进行放缩,从而进行证明;
【解答】解:(1)函数f(x)的定义域为(0,+∞),f′(x)==﹣,
f′(x)>0⇔lnx<0⇔0<x<1,
f′(x)<0⇔lnx>0⇔x>1,
所以f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,函数f(x)在x=1处取得唯一的极值,
由题意,a>0,且a<1<a+,解得<a<1,
所以实数a的取值范围为<a<1;
(2)当x≥1时,f(x)≥⇔≥⇔k≤,
令g(x)=(x≥1),由题意,k≤g(x)在[1,+∞)上恒成立,
g′(x)==,
令h(x)=x﹣lnx(x≥1),则h′(x)=1﹣≥0,当且仅当x=1时取等号,
所以h(x)=x﹣lnx在[1,+∞)上单调递增,h(x)≥h(1)=1>0,
因此g′(x)=>0,g(x)在[1,+∞)上单调递增,g(x)min=g(1)=2,
所以k≤2;
(3)由(2),当x≥1时,f(x)≥,即≥,
从而lnx≥1﹣>1﹣,
令x=k(k+1),k∈N+,则有ln[k(k+1)]>1﹣,
分别令k=1,2,3,…,n(n≥2)则有ln(1×2)>1﹣,ln(2×3)>1﹣,…,
ln[n(n﹣1)]>1﹣,ln[n(n+1)]>1﹣,
将这个不等式左右两端分别相加,则得,
ln[1×22×32×…×n2(n+1)]>n﹣2[++…+]=n﹣2+,
故1×22×32×…×n2(n+1)>,从而,
当n=1时,不等式显然成立;
所以∀n∈N+,;
【点评】此题难度比较大,考查了利用导数研究函数的单调性和最值问题,第三问难度最大,需要对不等式的两边进行放缩,巧妙利用第(2)问的条件得到一个不等式,利用这个不等式进行放缩证明,是我们常用的方法;。

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