内蒙古鄂尔多斯市高二数学下学期期中试卷 文(含解析)

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2016-2017学年内蒙古鄂尔多斯高二(下)期中数学试卷(文科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.已知向量,,,若()与互相垂直,则k 的值为()
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
2.已知复数满足(1+i)z=i,则z=()
A. +i B.﹣i C. +i D.﹣i
3.设函数y=f(x),x∈R,“y=|f(x)|是偶函数”是“y=f(x)的图象关于原点对称”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
4.设等比数列{a n}的公比q=2,前n项和为S n,则的值为()
A.B.C.D.
5.如表提供了某厂节能降耗改造后在生产A产品过程中记录的产量x(吨)与相应的生产能耗y(吨)的几组对应数据,根据表中提供的数据,求出y关于x的线性回归方程为=0.7x+0.35,则下列结论错误的是()
x 3 4 5 6
y 2.5 t 4 4.5
A.线性回归直线一定过点(4.5,3.5)
B.产品的生产能耗与产量呈正相关
C.t的取值必定是3.15
D.A产品每多生产1吨,则相应的生产能耗约增加0.7吨
6.设 F1、F2是双曲线的两个焦点,点P在双曲线上,且∠F1PF2=90°,则△F1PF2的面积为()
A.B.2 C.D.1
7.要得到函数f(x)=2sinxcosx,x∈R的图象,只需将函数g(x)=2cos2x﹣1,x∈R的图
象()
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
8.函数f(x)=(0<a<1)图象的大致形状是()
A.B.
C.D.
9.如图,平行四边形ABCD中,AB=2,AD=1,∠A=60°,点M在AB边上,且AM=AB,则等于()
A.﹣1 B.1 C.﹣D.
10.已知数列{a n}中,,若利用下面程序框图计算该数列的第2016项,则判断框内的条件是()
A.n≤2014 B.n≤2016 C.n≤2015 D.n≤2017
11.以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A、B两点,交C的准线于D、E两点.已知|AB|=4,|DE|=2,则C的焦点到准线的距离为()
A.2 B.4 C.6 D.8
12.定义在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,f′(x)是f(x)的导函数,当x∈时,0<f(x)<1,当x∈(0,π)且x≠时,(x﹣)f′(x)>0,则函数y=f(x)﹣sinx在上的零点个数为()
A.2 B.4 C.6 D.8
二、填空题(每小题5分,共20分,把正确的答案写在题中横线上.)
13.对满足不等式组的任意实数x,y,则z=x2+y2﹣4x的最小值是.
14.若正数x,y满足x+3y=5xy,则3x+4y的最小值是.
15.数列观察下表,则第行
的各数之和等于2112.
16.对于任意实数x,表示不超过x的最大整数,如=﹣1,=1,已知
为数列{a n}的前项和,则S2017= .
三、解答题(共70分,解答应写出必要的文字、过程和步骤)
17.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知b+c=2acosB.
(Ⅰ)证明:A=2B;
(Ⅱ)若△ABC的面积S=,求角A的大小.
18.4月23人是“世界读书日”,某中学在此期间开展了一系列的读书教育活动,为了解本校学生课外阅读情况,学校随机抽取了100名学生对其课外阅读时间进行调查,下面是根据调查结果绘制的学生日均课外阅读时间(单位:分钟)的频率分布直方图,若将日均课外阅读时间不低于60分钟的学生称为“读书谜”,低于60分钟的学生称为“非读书谜”
(1)求x的值并估计全校3000名学生中读书谜大概有多少?(经频率视为频率)
非读书迷读书迷合计男15
女45
合计
(2)根据已知条件完成下面2×2的列联表,并据此判断是否有99%的把握认为“读书谜”与性别有关?
附:K2=n=a+b+c+d
P(K2≥k0)0.100 0.050 0.025 0.010 0.001
k0 2.706 3.841 5.024 6.635 10.828 19.已知数列{a n}是等比数列,a2=4,a3+2是a2和a4的等差中项.
(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)设b n=2log2a n﹣1,求数列{a n b n}的前n项和T n.
20.已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R)
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)的图象在点(2,f(2))处切线的倾斜角为45°,且对于任意的t∈,函数g(x)=x3+x2(f′(x)+)在区间(t,3)上总不为单调函数,求m的取值范围.21.已知两点F1(﹣1,0)及F2(1,0),点P在以F1、F2为焦点的椭圆C上,且|PF1|、|F1F2|、|PF2|构成等差数列.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,动直线l:y=kx+m与椭圆C有且仅有一个公共点,点M,N是直线l上的两点,且F1M⊥l,F2N⊥l.求四边形F1MNF2面积S的最大值.
请考生在第22、23两题中任选一题作答.
22.在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(φ为参数),以O为极点,x轴的非负半轴为为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求圆C的极坐标方程;
(Ⅱ)直线l的极坐标方程式2ρsin(θ+)=3,射线OM:θ=与圆心C 的交点为O、P,与直线l的交点为Q,求线段PQ的长.
23.已知f(x)=2|x﹣2|+|x+1|
(1)求不等式f(x)<6的解集;
(2)设m,n,p为正实数,且m+n+p=f(2),求证:mn+np+pm≤3.
2016-2017学年内蒙古鄂尔多斯一中高二(下)期中数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.已知向量,,
,若()与互相垂直,则k的值为()
A.﹣3 B.﹣1 C.1 D.3
【考点】9J:平面向量的坐标运算.
【分析】由()与互相垂直,可得()•=0,解出即可得出.【解答】解: =,
∵()与互相垂直,
∴()•=k+3=0,
解得k=﹣3.
故选:A.
2.已知复数满足(1+i)z=i,则z=()
A. +i B.﹣i C. +i D.﹣i 【考点】A5:复数代数形式的乘除运算.
【分析】由(1+i)z=i,则,然后利用复数代数形式的乘除运算化简得答案.
【解答】解:由(1+i)z=i,

==,
故选:C.
3.设函数y=f(x),x∈R,“y=|f(x)|是偶函数”是“y=f(x)的图象关于原点对称”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】2L:必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】“y=f(x)的图象关于原点对称”,x∈R,可得y=|f(x)|是偶函数.反之不成立,例如f(x)=x2.
【解答】解:“y=f(x)的图象关于原点对称”,x∈R,可得y=|f(x)|是偶函数.
反之不成立,例如f(x)=x2,满足y=|f(x)|是偶函数,x∈R.
因此,“y=|f(x)|是偶函数”是“y=f(x)的图象关于原点对称”的必要不充分条件.
故选:B.
4.设等比数列{a n}的公比q=2,前n项和为S n,则的值为()
A.B.C.D.
【考点】89:等比数列的前n项和.
【分析】由题意和等比数列的求和公式可得S3=7a1,S4=15a1,可得比值.
【解答】解:等比数列{a n}的公比q=2,前n项和为S n,
∴S3==7a1,S4==15a1,
∴==
故选:A
5.如表提供了某厂节能降耗改造后在生产A产品过程中记录的产量x(吨)与相应的生产能耗y(吨)的几组对应数据,根据表中提供的数据,求出y关于x的线性回归方程为=0.7x+0.35,则下列结论错误的是()
x 3 4 5 6
y 2.5 t 4 4.5
A.线性回归直线一定过点(4.5,3.5)
B.产品的生产能耗与产量呈正相关
C.t的取值必定是3.15
D.A产品每多生产1吨,则相应的生产能耗约增加0.7吨
【考点】BK:线性回归方程.
【分析】根据回归直线的性质分别进行判断即可.
【解答】解: =(3+4+5+6)==4.5,
则=0.7×4.5+0.35=3.5,即线性回归直线一定过点(4.5,3.5),故A正确,
∵0.7>0,∴产品的生产能耗与产量呈正相关,故B正确,
∵=(2.5+t+4+4.5)=3.5,得t=3,故C错误,
A产品每多生产1吨,则相应的生产能耗约增加0.7吨,故D正确
故选:C
6.设 F1、F2是双曲线的两个焦点,点P在双曲线上,且∠F1PF2=90°,则△F1PF2的面积为()
A.B.2 C.D.1
【考点】KC:双曲线的简单性质.
【分析】根据双曲线的方程,算出焦点F1(﹣,0)、F2(,0).利用勾股定理算出|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=20,由双曲线的定义得||PF1|﹣|PF2||=2a=4,联解得出|PF1|•|PF2|=2,即可得到△F1PF2的面积.
【解答】解:∵双曲线中,a=2,b=1
∴c==,可得F1(﹣,0)、F2(,0)
∵点P在双曲线上,且∠F1PF2=90°,
∴|PF1|2+|PF2|2=|F1F2|2=20
根据双曲线的定义,得||PF1|﹣|PF2||=2a=4
∴两式联解,得|PF1|•|PF2|=2
因此△F1PF2的面积S=|PF1|•|PF2|=1
故选:D
7.要得到函数f(x)=2sinxcosx,x∈R的图象,只需将函数g(x)=2cos2x﹣1,x∈R的图象()
A.向左平移个单位 B.向右平移个单位
C.向左平移个单位 D.向右平移个单位
【考点】HJ:函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【分析】利用诱导公式、二倍角公式,以及y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,得出结论.【解答】解:将函数g(x)=2cos2x﹣1=cos2x,x∈R的图象向右平移个单位,
可得函数y=cos2(x﹣)=sin2x=2sinxcosx,x∈R的图象,
故选:D.
8.函数f(x)=(0<a<1)图象的大致形状是()
A.B.
C.D.
【考点】3O:函数的图象.
【分析】确定函数是奇函数,图象关于原点对称,x>0时,f(x)=log a x(0<a<1)是单调减函数,即可得出结论.
【解答】解:由题意,f(﹣x)=﹣f(x),所以函数是奇函数,图象关于原点对称,排除B、D;
x>0时,f(x)=log a x(0<a<1)是单调减函数,排除A.
故选:C.
9.如图,平行四边形ABCD中,AB=2,AD=1,∠A=60°,点M在AB边上,且AM=AB,则等于()
A.﹣1 B.1 C.﹣D.
【考点】9V:向量在几何中的应用;9R:平面向量数量积的运算.
【分析】由题意可得,,代入=()•()=,整理可求
【解答】解:∵AM=AB,AB=2,AD=1,∠A=60°,

∴=()•()
=
=
=1+×4
=1
故选B
10.已知数列{a n}中,,若利用下面程序框图计算该数列的第2016项,则判断框内的条件是()
A.n≤2014 B.n≤2016 C.n≤2015 D.n≤2017
【考点】EF:程序框图.
【分析】通过观察程序框图,分析为填判断框内判断条件,n的值在执行运算之后还需加1,故判断框内数字应减1,按照题意填入判断框即可.
【解答】解:通过分析,本程序框图为“当型“循环结构,
判断框内为满足循环的条件,
第1次循环,A=,n=1+1=2,
第2次循环,A==,n=2+1=3,

当执行第2016项时,n=2017,由题意,此时,应该不满足条件,退出循环,输出A的值.
所以,判断框内的条件应为:n≤2016.
故选:B.
11.以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A、B两点,交C的准线于D、E两点.已知|AB|=4,|DE|=2,则C的焦点到准线的距离为()
A.2 B.4 C.6 D.8
【考点】KJ:圆与圆锥曲线的综合;K8:抛物线的简单性质.
【分析】画出图形,设出抛物线方程,利用勾股定理以及圆的半径列出方程求解即可.
【解答】解:设抛物线为y2=2px,如图:|AB|=4,|AM|=2,
|DE|=2,|DN|=,|ON|=,
x A==,
|OD|=|OA|,
=+5,
解得:p=4.
C的焦点到准线的距离为:4.
故选:B.
12.定义在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,f′(x)是f(x)的导函数,当x∈时,0<f(x)<1,当x∈(0,π)且x≠时,(x﹣)f′(x)>0,则函数y=f(x)﹣sinx在上的零点个数为()
A.2 B.4 C.6 D.8
【考点】54:根的存在性及根的个数判断.
【分析】由题意x∈(0,π)当x∈(0,π)且x≠时,(x﹣)f′(x)>0,以为分界点进行讨论,确定函数的单调性,利用函数的图形,画出草图进行求解,即可得到结论
【解答】解:∵当x∈时,0<f(x)<1,f(x)为偶函数,
∴当x∈时,0<f(x)<1;
当x∈(0,π)且x≠时,(x﹣)f′(x)>0,
∴x∈时,f(x)为单调减函数;x∈[,π]时,f(x)为单调增函数,
∵x∈时,0<f(x)<1,
在R上的函数f(x)是最小正周期为2π的偶函数,在同一坐标系中作出y=sinx和y=f(x)草图象如下,
由图知y=f(x)﹣sinx在上的零点个数为4个.
故选:B.
二、填空题(每小题5分,共20分,把正确的答案写在题中横线上.)
13.对满足不等式组的任意实数x,y,则z=x2+y2﹣4x的最小值是﹣2 .
【考点】7C:简单线性规划.
【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用z的几何意义进行求解即可.
【解答】解:z=x2+y2﹣4x=(x﹣2)2+y2﹣4
设m=(x﹣2)2+y2,则m的几何意义为区域内的点到点(2,0)的距离的平方,
作出不等式组对应的平面区域如图,则由图象知,
D到直线x﹣y=0的距离最小,此时d==,
则m=d2=2,则z的最小值为z=2﹣4=﹣2,
故答案为:﹣2
14.若正数x,y满足x+3y=5xy,则3x+4y的最小值是 5 .
【考点】7F:基本不等式.
【分析】将方程变形,代入可得3x+4y=(3x+4y)()=×3,然后利用基本不等式即可求解.
【解答】解:∵x+3y=5xy,x>0,y>0

∴3x+4y=(3x+4y)()=×3=5
当且仅当即x=2y=1时取等号
故答案为:5
15.数列观察下表,则第106 行的各数之和等于2112.
【考点】F1:归纳推理.
【分析】由已知,得出第n行的第一个数是n,该行共有2n﹣1个数字,且构成以1为公差的等差数列,根据等差数列前n项和公式,得出关于n的方程求出行数n即可.
【解答】解:此图各行的数字排布规律是:第n行的第一个数是n,该行共有2n﹣1个数字,且构成以1为公差的等差数列.
所以第n行的各数之和为(2n﹣1)•n+=4n2﹣4n+1,
由4n2﹣4n+1=2112,得 4n(n﹣1)=2112﹣12=212×210=(2×106)×(2×105)=4×106×105 n=106,
故答案为:106.
16.对于任意实数x,表示不超过x的最大整数,如=﹣1,=1,已知
为数列{a n}的前项和,则S2017= 677712 .【考点】8E:数列的求和.
【分析】利用n∈N*,a n=[],可得S3n=3+n=n2﹣,由2017=3×672+1,即可求得S2016,由a2017=672,S2017=S2016+a2017,即可求得S2017.
【解答】解:∵n∈N*,a n=[],
∴n=3k,k∈N*时,a3k=k;
n=3k+1,k∈N时,a3k+1=k;
n=3k+2,k∈N时,a3k+2=k.
S3n=3+n=3×=n2﹣,
由2017=3×672+1,
∴S2016=S3×672=×6722﹣=677040,
a2017=672,
S2017=S2016+a2017=677040+672=677712,
故答案为:677712.
三、解答题(共70分,解答应写出必要的文字、过程和步骤)
17.在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知b+c=2acosB.
(Ⅰ)证明:A=2B;
(Ⅱ)若△ABC的面积S=,求角A的大小.
【考点】HR:余弦定理;HP:正弦定理.
【分析】(Ⅰ)利用正弦定理,结合和角的正弦公式,即可证明A=2B
(Ⅱ)若△ABC的面积S=,则bcsinA=,结合正弦定理、二倍角公式,即可求角A的大小.
【解答】(Ⅰ)证明:∵b+c=2acosB,
∴sinB+sinC=2sinAcosB,
∴sinB+sin(A+B)=2sinAcosB
∴sinB+sinAcosB+cosAsinB=2sinAcosB
∴sinB=sinAcosB﹣cosAsinB=sin(A﹣B)
∵A,B是三角形中的角,
∴B=A﹣B,
∴A=2B;
(Ⅱ)解:∵△ABC的面积S=,
∴bcsinA=,
∴2bcsinA=a2,
∴2sinBsinC=sinA=sin2B,
∴sinC=cosB,
∴B+C=90°,或C=B+90°,
∴A=90°或A=45°.
18.4月23人是“世界读书日”,某中学在此期间开展了一系列的读书教育活动,为了解本校学生课外阅读情况,学校随机抽取了100名学生对其课外阅读时间进行调查,下面是根据调查结果绘制的学生日均课外阅读时间(单位:分钟)的频率分布直方图,若将日均课外阅读时间不低于60分钟的学生称为“读书谜”,低于60分钟的学生称为“非读书谜”
(1)求x的值并估计全校3000名学生中读书谜大概有多少?(经频率视为频率)
非读书迷读书迷合计男15
女45
合计
(2)根据已知条件完成下面2×2的列联表,并据此判断是否有99%的把握认为“读书谜”与性别有关?
附:K2=n=a+b+c+d
P(K2≥k0)0.100 0.050 0.025 0.010 0.001
k0 2.706 3.841 5.024 6.635 10.828
【考点】BL:独立性检验.
【分析】(1)利用频率分布直方图,直接求出x,然后求解读书迷人数.
(2)利用频率分布直方图,写出表格数据,利用个数求出K2,判断即可.
【解答】解:(1)由已知可得:(0.01+0.02+0.03+x+0.015)*10=1,可得x=0.025,…
因为( 0.025+0.015)*10=0.4,将频率视为概率,
由此可以估算出全校3000名学生中读书迷大概有1200人;…
(2)完成下面的2×2列联表如下
非读书迷读书迷合计
男40 15 55
女20 25 45
合计60 40 100

≈8.249,…
VB8.249>6.635,
故有99%的把握认为“读书迷”与性别有关.…
19.已知数列{a n}是等比数列,a2=4,a3+2是a2和a4的等差中项.
(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)设b n=2log2a n﹣1,求数列{a n b n}的前n项和T n.
【考点】8H:数列递推式;8M:等差数列与等比数列的综合.
【分析】(Ⅰ)等比数列{a n}中,a2=4,a3+2是a2和a4的等差中项,有等比数列的首项和公比分别表示出已知条件,解方程组即可求得首项和公比,代入等比数列的通项公式即可求得结果;
(Ⅱ)把(1)中求得的结果代入b n=2log2a n﹣1,求出b n,利用错位相减法求出T n.
【解答】解:(Ⅰ)设数列{a n}的公比为q,
因为a2=4,所以a3=4q,.)
因为a3+2是a2和a4的等差中项,所以2(a3+2)=a2+a4.
即2(4q+2)=4+4q2,化简得q2﹣2q=0.
因为公比q≠0,所以q=2.
所以(n∈N*).
(Ⅱ)因为,所以b n=2log2a n﹣1=2n﹣1.
所以.

,①,
,②,
①﹣②得,

=

所以.
20.已知函数f(x)=alnx﹣ax﹣3(a∈R)
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若函数f(x)的图象在点(2,f(2))处切线的倾斜角为45°,且对于任意的t∈,函数g(x)=x3+x2(f′(x)+)在区间(t,3)上总不为单调函数,求m的取值范围.【考点】6B:利用导数研究函数的单调性;6A:函数的单调性与导数的关系.
【分析】(1)先求导数fˊ(x)然后在函数的定义域内解不等式fˊ(x)>0和fˊ(x)<0,fˊ(x)>0的区间为单调增区间,fˊ(x)<0的区间为单调减区间.
(2)对函数求导,求出函数的单调区间,根据函数的单调区间得到若f(x)在上不单调,只要极值点出现在这个区间就可以,得到对于任意的t∈,g′(t)<0恒成立,从而求m的取值范围.
【解答】解:(1),
a>0时,f(x)在(0,1]上单调递增,在上单调递减,在,g′(t)<0恒成立,
综上,.
m的取值范围为:.
21.已知两点F1(﹣1,0)及F2(1,0),点P在以F1、F2为焦点的椭圆C上,且|PF1|、|F1F2|、
|PF2|构成等差数列.
(1)求椭圆C的方程;
(2)如图,动直线l:y=kx+m与椭圆C有且仅有一个公共点,点M,N是直线l上的两点,且F1M⊥l,F2N⊥l.求四边形F1MNF2面积S的最大值.
【考点】KH:直线与圆锥曲线的综合问题;8O:数列与解析几何的综合;K4:椭圆的简单性质.
【分析】(1)依题意,设椭圆C的方程为,c=1.再利用|PF1|、|F1F2|、|PF2|构成等差数列,即可得到a,利用b2=a2﹣c2得到a即可得到椭圆的方程;
(2)将直线l的方程y=kx+m代入椭圆C的方程3x2+4y2=12中,得到关于x的一元二次方程,由直线l与椭圆C仅有一个公共点知,△=0,即可得到m,k的关系式,利用点到直线的距离公式即可得到d1=|F1M|,d2=|F2N|.
法一:当k≠0时,设直线l的倾斜角为θ,则|d1﹣d2|=|MN|×|tanθ|,即可得到四边形F1MNF2面积S的表达式,利用基本不等式的性质即可得出S的最大值;
法二:利用d1及d2表示出及d1d2,进而得到
,再利用二次函数的单调性即可得出其最大值.
【解答】解:(1)依题意,设椭圆C的方程为.
∵|PF1|、|F1F2|、|PF2|构成等差数列,∴2a=|PF1|+|PF2|=2|F1F2|=4,a=2.
又∵c=1,∴b2=3.∴椭圆C的方程为.
(2)将直线l的方程y=kx+m代入椭圆C的方程3x2+4y2=12中,得(4k2+3)x2+8kmx+4m2﹣12=0.由直线l与椭圆C仅有一个公共点知,△=64k2m2﹣4(4k2+3)(4m2﹣12)=0,
化简得:m2=4k2+3.
设,,法一:当k≠0时,设直线l的倾斜角为θ,
则|d1﹣d2|=|MN|×|tanθ|,
∴,
=,
∵m2=4k2+3,∴当k≠0时,,
,.
当k=0时,四边形F1MNF2是矩形,.
所以四边形F1MNF2面积S的最大值为.
法二:∵



=

四边形F1MNF2的面积
=,
=

当且仅当k=0时,,故.
所以四边形F1MNF2的面积S的最大值为.
请考生在第22、23两题中任选一题作答.
22.在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为(φ为参数),以O为极点,x轴的非负半轴为为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求圆C的极坐标方程;
(Ⅱ)直线l的极坐标方程式2ρsin(θ+)=3,射线OM:θ=与圆心C 的交点为O、P,与直线l的交点为Q,求线段PQ的长.
【考点】QH:参数方程化成普通方程;Q4:简单曲线的极坐标方程.
【分析】(I)把cos2φ+sin2φ=1代入圆C的参数方程为(φ为参数),消去参数化为普通方程,把代入可得圆C的极坐标方程.
(II)设P(ρ1,θ1),联立,解得ρ1,θ1;设Q(ρ2,θ2),联立,解得ρ2,θ2,可得|PQ|.
【解答】解:(I)圆C的参数方程为(φ为参数),消去参数化为普通方程:(x﹣1)2+y2=1,
把代入可得圆C的极坐标方程:ρ=2cosθ.
(II)设P(ρ1,θ1),则,解得ρ1=1,θ1=,
设Q(ρ2,θ2),则,解得ρ2=3,θ2=,
∴|PQ|=2.
23.已知f(x)=2|x﹣2|+|x+1|
(1)求不等式f(x)<6的解集;
(2)设m,n,p为正实数,且m+n+p=f(2),求证:mn+np+pm≤3.
【考点】R4:绝对值三角不等式;R5:绝对值不等式的解法.
【分析】(1)利用零点分段法去掉绝对值符号,转化为不等式组,解出x的范围;
(2)由基本不等式,可以解得m2+n2+p2≥mn+mp+np,将条件平方可得(m+n+p)2=m2+n2+p2+2mn+2mp+2np=9,代入m2+n2+p2≥mn+mp+np,即可证得要求证得式子.
【解答】(1)解:①x≥2时,f(x)=2x﹣4+x+1=3x﹣3,由f(x)<6,∴3x﹣3<6,∴x<3,即2≤x<3,
②﹣1<x<2时,f(x)=4﹣2x+x+1=5﹣x,由f(x)<6,∴5﹣x<6,∴x>﹣1,即﹣1<x <2,
③x≤﹣1时,f(x)=4﹣2x﹣1﹣x=3﹣3x,由f(x)<6,∴3﹣3x<6,∴x>﹣1,可知无解,
综上,不等式f(x)<6的解集为(﹣1,3);
(2)证明:∵f(x)=2|x﹣2|+|x+1|,∴f(2)=3,∴m+n+p=f(2)=3,且m,n,p为正实数
∴(m+n+p)2=m2+n2+p2+2mn+2mp+2np=9,
∵m2+n2≥2mn,m2+p2≥2mp,n2+p2≥2np,
∴m2+n2+p2≥mn+mp+np,
∴(m+n+p)2=m2+n2+p2+2mn+2mp+2np=9≥3(mn+mp+np)又m,n,p为正实数,∴可以解得mn+np+pm≤3.
故证毕.。

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