山东省青岛市平度市高三数学上学期12月月考试卷 理(含解析)
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2015-2016学年山东省青岛市平度市高三(上)12月月考数学试卷(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,只有一项是符合题目要求的.
1.若集合A={x|lg(1﹣x)<0},集合B={x||x﹣1|<2},则A∩B=()
A.(﹣1,0)B.(0,3) C.(﹣1,1)D.(0,1)
2.已知命题p、q,则“p且q为假”是“p或q为真”的()
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.向量,,且∥,则cos2α=()
A. B.C. D.
4.设m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,下列命题中错误的是()A.若m⊥α,m∥n,n∥β,则α⊥βB.若α⊥β,m⊄α,m⊥β,则m∥α
C.若m⊥β,m⊂α,则α⊥βD.若α⊥β,m⊂α,n⊂β,则m⊥n
5.不等式组所围成的封闭图形的面积为()
A.B.2 C.4 D.
6.设实数数列{a n},{b n}分别为等差数列与等比数列,且a1=b1=4,a4=b4=1,则以下结论正确的是()
A.a1>b2B.a3<b3C.a5>b5D.a6>b6
7.若正实数a,b满足a+b=1,则()
A.有最大值4 B.ab有最小值
C.有最大值D.a2+b2有最小值
8.已知函数f(x)=x2+mx+1,若命题“∃x0>0,f(x0)<0”为真,则m的取值范围是()A.(﹣∞,﹣2] B.[2,+∞)C.(﹣∞,﹣2)D.(2,+∞)
9.设定义在R上的奇函数y=f(x),满足对任意t∈R都有f(t)=f(1﹣t),且
时,f(x)=﹣x2,则f(2015)的值等于()
A. B. C.0 D.
10.设a n=sin,S n=a1+a2+…+a n,在S1,S2,…S100中,正数的个数是()
A.25 B.50 C.75 D.100
二、填空:本大题共5小题,每小题5分,共25分.
11.已知函数f(x)=,则f(f())的值是= .
12.在△ABC中,若=3,b2﹣a2=ac,则cosB的值为.
13.观察下列等式:
12=1
12﹣22=﹣3
12﹣22+32=6
12﹣22+32﹣42=﹣10
…
照此规律,第n个等式可为.
14.一个直棱柱被一个平面截去一部分后所剩几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为.
15.若函数f(x)满足:存在非零常数a,使f(x)=﹣f(2a﹣x),则称f(x)为“准奇函数”,给出下列函数:①f(x)=x2;②f(x)=(x﹣1)3;③f(x)=e x﹣1;④f(x)=cosx.则以上函数中是“准奇函数”的序号是.
三、解答题:本大题共6小题,共75分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
16.已知函数f(x)=2sinωxcosωx+2sin2ωx﹣(ω>0)的最小正周期为π.(Ⅰ)求函数f(x)的单调增区间;
(Ⅱ)将函数f(x)的图象向左平移个单位,再向上平移1个单位,得到函数y=g(x)的图象.若y=g(x)在[0,b)(b>0)上至少含有10个零点,求b的最小值.
17.把边长为a的等边三角形铁皮剪去三个相同的四边形(如图阴影部分)后,用剩余部分做成一个无盖的正三棱柱形容器(不计接缝),设容器的高为x,容积为V(x).
(Ⅰ)写出函数V(x)的解析式,并求出函数的定义域;
(Ⅱ)求当x为多少时,容器的容积最大?并求出最大容积.
18.在如图所示的空间几何体中,平面ACD⊥平面ABC,△ACD与△ACB是边长为2的等边三角形,BE=2,BE和平面ABC所成的角为60°,且点E在平面ABC上的射影落在∠ABC的平分线上.
(Ⅰ)求证:DE∥平面ABC;
(Ⅱ)求二面角E﹣BC﹣A的余弦值.
19.设函数的图象在点(x,f(x))处的切线的斜率为k(x),且函数为偶函数.若函数k(x)满足下列条件:①k(﹣1)=0;②对一切实数x,不等式恒成立.
(Ⅰ)求函数k(x)的表达式;
(Ⅱ)求证:(n∈N*).
20.设等差数列{a n}的前n项和为S n,且(c是常数,n∈N*),a2=6.(Ⅰ)求c的值及数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)设,数列{b n}的前n项和为T n,若2T n>m﹣2对n∈N*恒成立,求最大正整数m的值.
21.(2015•南昌校级二模)已知函数f(x)=lnx﹣mx2,g(x)=+x,m∈R令F(x)=f(x)+g(x).
(Ⅰ)当m=时,求函数f(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)若关于x的不等式F(x)≤mx﹣1恒成立,求整数m的最小值;
(Ⅲ)若m=﹣2,正实数x1,x2满足F(x1)+F(x2)+x1x2=0,证明:x1+x2.
2015-2016学年山东省青岛市平度市高三(上)12月月考数学试卷(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,只有一项是符合题目要求的.
1.若集合A={x|lg(1﹣x)<0},集合B={x||x﹣1|<2},则A∩B=()
A.(﹣1,0)B.(0,3) C.(﹣1,1)D.(0,1)
【考点】交集及其运算.
【专题】计算题;集合思想;定义法;不等式的解法及应用;集合.
【分析】直接解对数不等式化简集合A,解绝对值不等式化简集合B,则A∩B的答案可求.【解答】解:由集合A={x|lg(1﹣x)<0}={x|0<x<1},集合B={x||x﹣1|<2}={x|﹣1<x<3},
则A∩B={x|0<x<1}∩{x|﹣1<x<3}=(0,1).
故选:D.
【点评】本题考查了交集及其运算,考查了对数不等式和绝对值不等式的解法,是基础题.
2.已知命题p、q,则“p且q为假”是“p或q为真”的()
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【考点】复合命题的真假.
【专题】简易逻辑.
【分析】根据复合命题的真假与构成其简单命题真假的关系,得出判断.
【解答】解:“p且q为假”,p、q都可为假,故充分性不成立;
“p或q为真”,p、q都可为真,故必要性不成立;
故选D.
【点评】本题考查充分、必要与充要条件的判断,属于基础题,要掌握判断充要条件的方法.3.向量,,且∥,则cos2α=()
A. B.C. D.
【考点】两角和与差的余弦函数.
【专题】计算题;三角函数的求值.
【分析】根据向量平行的条件建立关于α的等式,利用同角三角函数的基本关系算出
sinα=,再由二倍角的余弦公式加以计算,可得cos2α的值.
【解答】解:∵,,且∥,
∴,
即,化简得sinα=,
∴cos2α=1﹣2sin2α=1﹣=
故选:D
【点评】本题给出向量含有三角函数的坐标式,在向量互相平行的情况下求cos2α的值.着重考查了同角三角函数的基本关系、二倍角的三角函数公式和向量平行的条件等知识,属于基础题.
4.设m、n是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,下列命题中错误的是()A.若m⊥α,m∥n,n∥β,则α⊥βB.若α⊥β,m⊄α,m⊥β,则m∥α
C.若m⊥β,m⊂α,则α⊥βD.若α⊥β,m⊂α,n⊂β,则m⊥n
【考点】空间中直线与平面之间的位置关系.
【分析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系求解.
【解答】解:若m⊥α,m∥n,n∥β,
则由平面与平面垂直的判定定理得α⊥β,故A正确;
若α⊥β,m⊄α,m⊥β,则由直线与平面平行的判定定理得m∥α,故B正确;
若m⊥β,m⊂α,则由平面与平面垂直的判定定理得α⊥β,故C正确;
若α⊥β,m⊂α,n⊂β,则m与n相交、平行或异面,故D错误.
故选:D.
【点评】本题考查命题真假的判断,是基础题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.
5.不等式组所围成的封闭图形的面积为()
A.B.2 C.4 D.
【考点】简单线性规划.
【专题】计算题;转化思想;分割补形法;不等式.
【分析】由题意画出图象,求出交点坐标,然后利用定积分求封闭图形的面积.
【解答】解:由约束条件作出可行域如图,
联立,解得:C(4,2),
∴不等式组所围成的封闭图形的面积为:
S===.
故选:A.
【点评】本题考查基地的线性规划,考查了利用定积分求曲边梯形的面积,体现了数形结合的解题思想方法,是中档题.
6.设实数数列{a n},{b n}分别为等差数列与等比数列,且a1=b1=4,a4=b4=1,则以下结论正确的是()
A.a1>b2B.a3<b3C.a5>b5D.a6>b6
【考点】等比数列的通项公式;等差数列的通项公式.
【专题】方程思想;转化思想;等差数列与等比数列.
【分析】利用等差数列与等比数列的通项公式即可得出.
【解答】解:设等差数列{a n}的公差为d,等比数列{b n}的公比为q,∵a1=b1=4,a4=b4=1,∴4+3d=4q3=1,
解得d=﹣1,q3=.
∴a n=4﹣(n﹣1)=5﹣n,b n=4×q n﹣1=.
由于b2==<=4=a1,
∴A正确,
故选:A.
【点评】本题考查了等差数列与等比数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
7.若正实数a,b满足a+b=1,则()
A.有最大值4 B.ab有最小值
C.有最大值D.a2+b2有最小值
【考点】基本不等式.
【专题】计算题.
【分析】由于==2+≥4,故A不正确.
由基本不等式可得a+b=1≥2,可得ab≤,故B不正确.
由于=1+2≤2,故≤,故 C 正确.
由a2+b2 =(a+b)2﹣2ab≥1﹣=,故D不正确.
【解答】解:∵正实数a,b满足a+b=1,
∴==2+≥2+2=4,故有最小值4,故A不正确.
由基本不等式可得a+b=1≥2,∴ab≤,故ab有最大值,故B不正确.
由于=a+b+2=1+2≤2,∴≤,故有最大值为,故C正确.
∵a2+b2 =(a+b)2﹣2ab=1﹣2ab≥1﹣=,故a2+b2有最小值,故D不正确.
故选:C.
【点评】本题考查基本不等式的应用,注意检验等号成立的条件,式子的变形是解题的关键,属于基础题.
8.已知函数f(x)=x2+mx+1,若命题“∃x0>0,f(x0)<0”为真,则m的取值范围是()A.(﹣∞,﹣2] B.[2,+∞)C.(﹣∞,﹣2)D.(2,+∞)
【考点】特称命题;命题的否定.
【专题】不等式的解法及应用.
【分析】根据“命题“∃x0>0,f(x0)<0”为真”,不等式对应的是二次函数,利用二次的图象与性质加以解决即可.
【解答】解:因为函数f(x)=x2+mx+1的图象过点(0,1),
若命题“∃x0>0,f(x0)<0”为真,
则函数f(x)=x2+mx+1的图象的对称轴必在y轴的右侧,且与x轴有两个交点,
∴△=m2﹣4>0,且﹣>0,
即m<﹣2,
则m的取值范围是:(﹣∞,﹣2).
故选C.
【点评】本题考查特称命题、二次不等式恒成立,解决此类问题要结合二次函数的图象处理.
9.设定义在R上的奇函数y=f(x),满足对任意t∈R都有f(t)=f(1﹣t),且
时,f(x)=﹣x2,则f(2015)的值等于()
A. B. C.0 D.
【考点】函数的值.
【专题】计算题;转化思想;函数的性质及应用.
【分析】根据已知可得函数y=f(x)是周期为2的周期函数,结合时,f(x)=﹣x2,可得答案.
【解答】解:∵函数y=f(x)是定义在R上的奇函数,且f(t)=f(1﹣t),
∴f(x+2)=f[1﹣(x+2)]=f(﹣x﹣1)=﹣f(x+1)=﹣f[1﹣(x+1)]=﹣f(﹣x)=f(x),即函数y=f(x)是周期为2的周期函数,
故f(2015)=f(1)=﹣f(0),
又∵时,f(x)=﹣x2,
∴f(2015)=f(1)=﹣f(0)=0,
故选:C
【点评】本题考查的知识点是函数的奇偶性,函数的对称性,函数的周期性,函数求值,根据已知分析出函数y=f(x)是周期为2的周期函数,是解答的关键.
10.设a n=sin,S n=a1+a2+…+a n,在S1,S2,…S100中,正数的个数是()
A.25 B.50 C.75 D.100
【考点】数列的求和;三角函数的周期性及其求法.
【专题】计算题;压轴题.
【分析】由于f(n)=sin的周期T=50,由正弦函数性质可知,a1,a2,…,a24>0,a26,a27,…,a49<0,f(n)=单调递减,a25=0,a26…a50都为负数,但是|a26|<a1,|a27|<a2,…,|a49|<a24,从而可判断
【解答】解:由于f(n)=sin的周期T=50
由正弦函数性质可知,a1,a2,…,a24>0,a25=0,a26,a27,…,a49<0,a50=0
且sin,sin…但是f(n)=单调递减
a26…a49都为负数,但是|a26|<a1,|a27|<a2,…,|a49|<a24
∴S1,S2,…,S25中都为正,而S26,S27,…,S50都为正
同理S1,S2,…,s75都为正,S1,S2,…,s75,…,s100都为正,
故选D
【点评】本题主要考查了三角函数的周期的应用,数列求和的应用,解题的关键是正弦函数性质的灵活应用.
二、填空:本大题共5小题,每小题5分,共25分.
11.已知函数f(x)=,则f(f())的值是= ﹣2 .
【考点】对数的运算性质;函数的值.
【专题】计算题;函数的性质及应用.
【分析】利于抑制投机求出f()的值,然后求解所求表达式的值.
【解答】解:∵函数,
∴f()=2+=4.
=f(4)==﹣2.
故答案为:﹣2.
【点评】本题考查函数值的求法,指数以及对数的运算法则,解题方法是由里及外逐步求解,考查计算能力.
12.在△ABC中,若=3,b2﹣a2=ac,则cosB的值为.
【考点】正弦定理;余弦定理.
【专题】方程思想;转化思想;解三角形.
【分析】由=3,利用正弦定理可得,代入b2﹣a2=ac,可得b2=.再利用余弦定理即可得出.
【解答】解:在△ABC中,∵ =3,∴,
∴c=3a,
代入b2﹣a2=ac,
解得b2=.
则cosB===.
故答案为:.
【点评】本题考查了正弦定理余弦定理的应用,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
13.观察下列等式:
12=1
12﹣22=﹣3
12﹣22+32=6
12﹣22+32﹣42=﹣10
…
照此规律,第n个等式可为
.
【考点】归纳推理.
【专题】压轴题;规律型.
【分析】等式的左边是正整数的平方和或差,根据这一规律得第n个等式左边为12﹣22+32﹣42+…(﹣1)n﹣1n2.再分n为奇数和偶数讨论,结合分组求和法求和,最后利用字母表示即可.
【解答】解:观察下列等式:
12=1
12﹣22=﹣3
12﹣22+32=6
12﹣22+32﹣42=﹣10
…
分n为奇数和偶数讨论:
第n个等式左边为12﹣22+32﹣42+…(﹣1)n﹣1n2.
当n为偶数时,分组求和(12﹣22)+(32﹣42)+…+[(n﹣1)2﹣n2]=﹣,
当n为奇数时,第n个等式左边=(12﹣22)+(32﹣42)+…+[(n﹣2)2﹣(n﹣1)2]+n2=﹣
+n2=.
综上,第n个等式为.
故答案为:.
【点评】本题考查规律型中的数字变化问题,找等式的规律时,既要分别看左右两边的规律,还要注意看左右两边之间的联系.
14.一个直棱柱被一个平面截去一部分后所剩几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为11 .
【考点】由三视图求面积、体积.
【专题】数形结合;数形结合法;立体几何.
【分析】该几何体为长方体切去一个棱锥得到的,作出直观图,使用作差法求体积.
【解答】解:由三视图可知该几何体为长方体切去一个棱锥A′﹣AMD′得到的,直观图如图所示,
∴V=2×2×3﹣××1×2×3=11.
故答案为11.
【点评】本题考查了常见几何体的三视图和体积计算,对于不规则几何体常采用作差法,分解法等求体积.
15.若函数f(x)满足:存在非零常数a,使f(x)=﹣f(2a﹣x),则称f(x)为“准奇函数”,给出下列函数:①f(x)=x2;②f(x)=(x﹣1)3;③f(x)=e x﹣1;④f(x)=cosx.则以上函数中是“准奇函数”的序号是②④.
【考点】抽象函数及其应用.
【专题】计算题;新定义;数形结合;函数的性质及应用.
【分析】根据准奇函数的定义,先求﹣f(2a﹣x),并判断它能否等于f(x),并根据﹣f (2a﹣x)=f(x)求出a,若a≠0便得到该函数是准奇函数,若a=0便不是.按照这个方法即可判断每个选项的函数是否为准奇函数.
【解答】解:A.﹣f(2a﹣x)=﹣(2a﹣x)2≤0,f(x)=x2≥0,∴f(x)=x2不是准奇函数;
B.由﹣f(2a﹣x)=﹣(2a﹣x﹣1)3=(x﹣2a+1)3=(x﹣1)3得,﹣2a+1=﹣1,
∴a=1,即存在a=1,使f(x)=﹣f(2a﹣x);
∴该函数为准奇函数;
C.﹣f(2a﹣x)=﹣e2a﹣x﹣1<0,而f(x)=e x﹣1>0,∴该函数不是准奇函数;
D.存在非零常数,使﹣f(2×﹣x)=﹣cos(2×﹣x)=cosx=f(x),
∴该函数是准奇函数.
故答案为:②④.
【点评】考查对新概念﹣准奇函数的理解程度,以及根据准奇函数的定义判断一个函数是否为准奇函数的过程.
三、解答题:本大题共6小题,共75分,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
16.已知函数f(x)=2sinωxcosωx+2sin2ωx﹣(ω>0)的最小正周期为π.(Ⅰ)求函数f(x)的单调增区间;
(Ⅱ)将函数f(x)的图象向左平移个单位,再向上平移1个单位,得到函数y=g(x)的图象.若y=g(x)在[0,b)(b>0)上至少含有10个零点,求b的最小值.
【考点】两角和与差的正弦函数;函数的零点与方程根的关系;正弦函数的单调性;函数
y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【专题】计算题;三角函数的图像与性质.
【分析】(I)根据二倍角的三角函数公式与辅助角公式化简得
,利用周期公式算出ω=1,得函数解析式为
.再由正弦函数单调区间的公式,解关于x的不等式即可得到函数f(x)的单调增区间;
(II)根据函数图象平移的公式,得出函数g(x)的解析式为g(x)=2sin2x+1.由此解g (x)=0得sin2x=﹣,利用正弦函数的图象解出或,可见g(x)在每个周期上恰有两个零点,若g(x)在[0,b]上至少含有10个零点,则b
大于或等于g(x)在原点右侧的第10个零点,由此即可算出b的最小值.
【解答】解:(Ⅰ)由题意,可得
f(x)=
=.
∵函数的最小正周期为π,∴=π,解之得ω=1.
由此可得函数的解析式为.
令,解之得
∴函数f(x)的单调增区间是.
(Ⅱ)将函数f(x)的图象向左平移个单位,再向上平移1个单位,可得函数y=f(x+)+1的图象,
∵
∴g(x)=+1=2sin2x+1,可得y=g(x)的解析式为g(x)=2sin2x+1.令g(x)=0,得sin2x=﹣,可得2x=或2x=
解之得或.
∴函数g(x)在每个周期上恰有两个零点,
若y=g(x)在[0,b]上至少含有10个零点,则b不小于第10个零点的横坐标即可,
即b的最小值为.
【点评】本题给出三角函数式满足的条件,求函数的单调区间并依此求解函数g(x)在[0,b]上零点的个数的问题.着重考查了二倍角的三角函数公式、辅助角公式与三角函数的图象与性质等知识,属于中档题.
17.把边长为a的等边三角形铁皮剪去三个相同的四边形(如图阴影部分)后,用剩余部分做成一个无盖的正三棱柱形容器(不计接缝),设容器的高为x,容积为V(x).
(Ⅰ)写出函数V(x)的解析式,并求出函数的定义域;
(Ⅱ)求当x为多少时,容器的容积最大?并求出最大容积.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;函数模型的选择与应用.
【专题】综合题.
【分析】(Ⅰ)根据容器的高为x,求得做成的正三棱柱形容器的底边长,从而可得函数V (x)的解析式,函数的定义域;
(Ⅱ)实际问题归结为求函数V(x)在区间上的最大值点,先求V(x)的极值点,再确定极大值就是最大值即可.
【解答】解:(Ⅰ)因为容器的高为x,则做成的正三棱柱形容器的底边长为
﹣﹣﹣﹣.
则.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
函数的定义域为.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(Ⅱ)实际问题归结为求函数V(x)在区间上的最大值点.
先求V(x)的极值点.
在开区间内,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
令V'(x)=0,即令,解得(舍去).
因为在区间内,x1可能是极值点.
当0<x<x1时,V'(x)>0;当时,V'(x)<0.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
因此x1是极大值点,且在区间内,x1是唯一的极值点,
所以是V(x)的最大值点,并且最大值
即当正三棱柱形容器高为时,容器的容积最大为.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
【点评】本题考查函数模型的构建,考查导数知识的运用,解题的关键是求出体积,利用导数知识求解.单峰函数,极值就是最值.
18.在如图所示的空间几何体中,平面ACD⊥平面ABC,△ACD与△ACB是边长为2的等边三角形,BE=2,BE和平面ABC所成的角为60°,且点E在平面ABC上的射影落在∠ABC的平分线上.
(Ⅰ)求证:DE∥平面ABC;
(Ⅱ)求二面角E﹣BC﹣A的余弦值.
【考点】用空间向量求平面间的夹角;直线与平面平行的判定;与二面角有关的立体几何综合题.
【专题】空间位置关系与距离;空间向量及应用.
【分析】(Ⅰ)取AC中点O,连接BO,DO,由题设条件推导出DO⊥平面ABC,作EF⊥平面ABC,由已知条件推导出∠EBF=60°,由此能证明DE∥平面ABC.
(Ⅱ)法一:作FG⊥BC,垂足为G,连接EG,能推导出∠EGF就是二面角E﹣BC﹣A的平面角,由此能求出二面角E﹣BC﹣A的余弦值.
法二:以OA为x轴,以OB为y轴,以OD为z轴,建立空间直角坐标系O﹣xyz,利用向量法能求出二面角E﹣BC﹣A的余弦值.
【解答】(本小题满分12分)
解:(Ⅰ)由题意知,△ABC,△ACD都是边长为2的等边三角形,
取AC中点O,连接BO,DO,
则BO⊥AC,DO⊥AC,…
又∵平面ACD⊥平面ABC,
∴DO⊥平面ABC,作EF⊥平面ABC,
那么EF∥DO,根据题意,点F落在BO上,
∵BE和平面ABC所成的角为60°,
∴∠EBF=60°,
∵BE=2,∴,…
∴四边形DEFO是平行四边形,
∴DE∥OF,
∵DE不包含于平面ABC,OF⊂平面ABC,
∴DE∥平面ABC.…
(Ⅱ)解法一:作FG⊥BC,垂足为G,连接EG,
∵EF⊥平面ABC,∴EF⊥BC,又EF∩FG=F,
∴BC⊥平面EFG,∴EG⊥BC,
∴∠EGF就是二面角E﹣BC﹣A的平面角.…
Rt△EFG中,,,.
∴.
即二面角E﹣BC﹣A的余弦值为.…
解法二:建立如图所示的空间直角坐标系O﹣xyz,
B(0,,0),C(﹣1,0,0),E(0,,),
∴=(﹣1,﹣,0),=(0,﹣1,),
平面ABC的一个法向量为
设平面BCE的一个法向量为
则,∴,
∴.…
所以,
又由图知,所求二面角的平面角是锐角,
二面角E﹣BC﹣A的余弦值为.…
【点评】本题考查直线与平面平行的证明,考查二面角的余弦值的求法,解题时要注意空间思维能力的培养,注意向量法的合理运用.
19.设函数的图象在点(x,f(x))处的切线的斜率为k(x),且函数为偶函数.若函数k(x)满足下列条件:①k(﹣1)=0;②对一切实数x,不等式恒成立.
(Ⅰ)求函数k(x)的表达式;
(Ⅱ)求证:(n∈N*).
【考点】综合法与分析法(选修);函数奇偶性的性质;函数恒成立问题;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】证明题.
【分析】(Ⅰ)由已知得:k(x)=f'(x),根据g(x)的奇偶性求出b,根据k(﹣1)=0,求出,再由对一切实数x恒成立,解得a、c的值,即得函数k(x)的表达式.
(Ⅱ)根据,即证,把
代入要证不等式的左边化简即可证得不等式成立.
【解答】解:(Ⅰ)由已知得:k(x)=f'(x)=ax2+bx+c.…
由为偶函数,得为偶函数,显然有.…又k(﹣1)=0,所以a﹣b+c=0,即.…
又因为对一切实数x恒成立,
即对一切实数x,不等式恒成立.…
显然,当时,不符合题意.…
当时,应满足,
注意到,解得.… 所以.…
(Ⅱ)证明:因为,所以.…
要证不等式成立,
即证.…
因为,…
所以=.
所以成立.…
【点评】本题主要考查函数的奇偶性的应用,函数的恒成立问题,利用导数研究曲线在某点的切线斜率,以及用裂项法对数列进行
求和,属于难题.
20.设等差数列{a n}的前n项和为S n,且(c是常数,n∈N*),a2=6.(Ⅰ)求c的值及数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)设,数列{b n}的前n项和为T n,若2T n>m﹣2对n∈N*恒成立,求最大正整数m的值.
【考点】数列的求和;数列递推式.
【专题】方程思想;转化思想;综合法;等差数列与等比数列.
【分析】(I)利用递推关系、等差数列的通项公式即可得出;
(II)利用“错位相减法”、等比数列的前n项和公式即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)∵,
当n=1时,,
解得a1=2c,
当n=2时,S2=a2+a2﹣c,
即a1+a2=a2+a2﹣c,
解得a2=3c,∴3c=6,
解得c=2.
则a1=4,数列{a n}的公差d=a2﹣a1=2,
∴a n=a1+(n﹣1)d=2n+2.
(Ⅱ)∵,
∴①
②
①﹣②得,
∴,
∵,
∴数列{T n}单调递增,T1最小,最小值为,
∴,
∴m<3,
故正整数m的最大值为2.
【点评】本题考查了递推关系、“错位相减法”、等差数列与等比数列的通项公式及其前n 项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
21.(2015•南昌校级二模)已知函数f(x)=lnx﹣mx2,g(x)=+x,m∈R令F(x)=f(x)+g(x).
(Ⅰ)当m=时,求函数f(x)的单调递增区间;
(Ⅱ)若关于x的不等式F(x)≤mx﹣1恒成立,求整数m的最小值;
(Ⅲ)若m=﹣2,正实数x1,x2满足F(x1)+F(x2)+x1x2=0,证明:x1+x2.
【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单调性.
【专题】函数的性质及应用;导数的综合应用.
【分析】(1)先求函数的定义域,然后求导,通过导数大于零得到增区间;
(2)不等式恒成立问题转化为函数的最值问题,应先求导数,研究函数的单调性,然后求函数的最值;
(3)联系函数的F(x)的单调性,然后证明即可.注意对函数的构造.
【解答】解:(1).由f′(x)>0得1﹣x2>0又x>0,所以0<x<1.所以f(x)的单增区间为(0,1).(2)令x+1.
所以=.
当m≤0时,因为x>0,所以G′(x)>0所以G(x)在(0,+∞)上是递增函数,
又因为G(1)=﹣.
所以关于x的不等式G(x)≤0不能恒成立.
当m>0时,.
令G′(x)=0得x=,所以当时,G′(x)>0;当时,G′(x)<0.
因此函数G(x)在是增函数,在是减函数.
故函数G(x)的最大值为.
令h(m)=,因为h(1)=,h(2)=.
又因为h(m)在m∈(0,+∞)上是减函数,所以当m≥2时,h(m)<0.
所以整数m的最小值为2.
(3)当m=﹣2时,F(x)=lnx+x2+x,x>0.
由F(x1)+F(x2)+x1x2=0,即lnx1+x12+x1+lnx2+x22+x2+x1x2=0.
化简得.
令t=x1x2,则由φ(t)=t﹣lnt得φ′(t)=.
可知φ(t)在区间(0,1)上单调递减,在区间(1,+∞)上单调递增.所以φ(t)≥φ(1)=1.
所以,即成立.
【点评】本题考查了利用导数研究函数的单调性的基本思路,不等式恒成立问题转化为函数最值问题来解的方法.属于中档题,难度不大.。