湖南省衡阳八中2016-2017学年高二下学期第一次月考数学试卷(文科)Word版含解析
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2016-2017学年湖南省衡阳八中高二(下)第一次月考数学试卷
(文科)
一、本卷共12题,每题5分,共60分,在每题后面所给的四个选项中,只有一个是正确的.
1.已知命题p:对任意x∈R,总有3x≤0;命题q:“x>2”是“x>4”的充分不必要条件,则下列命题为真命题的是()
A.p∧q B.¬p∧¬q C.¬p∧q D.p∧¬q
2.设F1,F2为双曲线=1的两个焦点,点P在双曲线上,且满足
=0,则△F1PF2的面积是()
A.1 B.C.D.2
3.设f(x)=3x2e x,则f′(2)=()
A.12e B.12e2 C.24e D.24e2
4.直线y=kx+1(k∈R)与椭圆恒有两个公共点,则m的取值范围为()
A.(1,+∞)B.[1,+∞)C.(1,5)∪(5,+∞)D.[1,5)∪(5,+∞)
5.已知i为虚数单位,则=()
A.2+i B.﹣2+i C.2﹣i D.﹣2﹣i
6.已知函数f(x)=2x﹣5,g(x)=4x﹣x2,给下列三个命题:
p1:若x∈R,则f(x)f(﹣x)的最大值为16;
p2:不等式f(x)<g(x)的解集为集合{x|﹣1<x<3}的真子集;
p3:当a>0时,若∀x1,x2∈[a,a+2],f(x1)≥g(x2)恒成立,则a≥3,
那么,这三个命题中所有的真命题是()
A.p1,p2,p3B.p2,p3C.p1,p2D.p1
7.如表是某厂1﹣4月份用水量(单位:百吨)的一组数据:
由散点可知,用水量y与月份x之间有较好的线性相关关系,其线性回归方程是
=﹣0.7x+a,则a等于()
A.5.1 B.5.25 C.5.3 D.5.4
8.设双曲线C的中心为点O,若有且只有一对相交于点O,所成的角为60°的直线A1B1和A2B2,使|A1B1|=|A2B2|,其中A1、B1和A2、B2分别是这对直线与双曲线C的交点,则该双曲线的离心率的取值范围是()
A.B.C.D.
9.已知函数y=f(x)的定义在实数集R上的奇函数,且当x∈(﹣∞,0)时,
xf′(x)<f(﹣x)(其中f′(x)是f(x)的导函数),若a=f(),b=(lg3)
f(lg3),c=(log2)f(log2),则()
A.c>a>b B.c>b>a C.a>b>c D.a>c>b
10.函数的图象大致是()
A. B.C.
D.
11.已知定义域为{x|x≠0}的偶函数f(x),其导函数为f′(x),对任意正实数x满足xf′(x)>﹣2f(x),若g(x)=x2f(x),则不等式g(x)<g(1﹣x)的解集是()
A.(,+∞) B.(﹣∞,)C.(﹣∞,0)∪(0,)D.(0,)12.已知面积为S的凸四边形中,四条边长分别记为a1,a2,a3,a4,点P为四
边形内任意一点,且点P到四边的距离分别记为h1,h2,h3,h4,若==
==k,则h1+2h2+3h3+4h4=类比以上性质,体积为y的三棱锥的每个面的面积分别记为S l,S2,S3,S4,此三棱锥内任一点Q到每个面的距离分别为H1,H2,
H3,H4,若====K,则H1+2H2+3H3+4H4=()
A.B.C.D.
二.填空题
13.对于抛物线C,设直线l过C的焦点F,且l与C的对称轴的夹角为.若l 被C所截得的弦长为4,则抛物线C的焦点到顶点的距离为.
14.已知点P是椭圆(a>b>0,xy≠0)上的动点,F1(﹣c,0)、F2
(c,0)为椭圆对左、右焦点,O为坐标原点,若M是∠F1PF2的角平分线上的一点,且F1M⊥MP,则|OM|的取值范围是.
15.下列说法正确的有(只填序号)
①函数y=f(x)的图象与直线x=1的交点个数为0或1;
②设函数f(x)=x2+(2a﹣1)x+4,若当x1<x2,x1+x2=0时,总有f(x1)>f(x2),则;
③时,函数y=lg(x2+x+a)的值域为R;
④与函数y=f(x)﹣2的图象关于点(1,﹣1)对称的图象对应的函数为y=﹣f (2﹣x).
16.对于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),给出定义:设f′(x)是函数y=f(x)的导数,f″是f′(x)的导数,若方程f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.请你根据
这一发现,求:函数对称中心为.
三.解答题(共6题,共70分)
17.(10分)已知a>0,设命题p:函数y=a x在R上单调递增;命题q:不等
式ax2+ax+1>0对∀x∈R恒成立,若p且q为假,p或q为真,求a的取值范围.18.(12分)已知某中学联盟举行了一次“盟校质量调研考试”活动.为了解本次考试学生的某学科成绩情况,从中抽取部分学生的分数(满分为100分,得分取正整数,抽取学生的分数均在[50,100]之内)作为样本(样本容量为n)进行统计.按照[50,60],[60,70],[70,80],[80,90],[90,100]的分组作出频率分布直方图(图1),并作出样本分数的茎叶图(图2)(茎叶图中仅列出了得分在[50,60],[90,100]的数据).
(Ⅰ)求样本容量n和频率分布直方图中的x、y的值;
(Ⅱ)在选取的样本中,从成绩在80分以上(含80分)的学生中随机抽取2名学生参加“省级学科基础知识竞赛”,求所抽取的2名学生中恰有一人得分在[90,100]内的概率.
19.(12分)已知椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,椭圆C与y 轴交于A、B两点,|AB|=2.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知点P是椭圆C上的动点,且直线PA,PB与直线x=4分别交于M、N 两点,是否存在点P,使得以MN为直径的圆经过点(2,0)?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,说明理由.
20.(12分)已知函数f(x)=x2﹣alnx(常数a>0).
(1)当a=3时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1)处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)在区间(1,e a)上零点的个数(e为自然对数的底数).
21.(12分)已知椭圆C1: +=1(a>b>0)的离心率为,P(﹣2,1)
是C1上一点.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设A,B,Q是P分别关于两坐标轴及坐标原点的对称点,平行于AB的直线l交C1于异于P、Q的两点C,D,点C关于原点的对称点为E.证明:直线PD、PE与y轴围成的三角形是等腰三角形.
22.(12分)已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R).
(1)当a=时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;
(2)如果函数g(x),f1(x),f2(x),在公共定义域D上,满足f1(x)<g (x)<f2(x),那么就称g(x)为f1(x),f2(x)的“活动函数”.已知函数
+2ax.若在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,求a的取值范围.
2016-2017学年湖南省衡阳八中高二(下)第一次月考数
学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、本卷共12题,每题5分,共60分,在每题后面所给的四个选项中,只有一个是正确的.
1.已知命题p:对任意x∈R,总有3x≤0;命题q:“x>2”是“x>4”的充分不必要条件,则下列命题为真命题的是()
A.p∧q B.¬p∧¬q C.¬p∧q D.p∧¬q
【考点】复合命题的真假.
【分析】先判断命题p与q的真假,再利用复合命题真假的判定方法即可判断出结论.
【解答】解:对于命题p:对任意x∈R,总有3x>0,因此命题p是假命题;命题q:“x>2”是“x>4”的必要不充分条件,因此命题q是假命题.
因此命题¬p与¬q都是真命题.
则下列命题为真命题的是(¬p)∧(¬q).
故选:B.
【点评】本题考查了复合命题真假的判定方法、指数函数的单调性、不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
2.设F1,F2为双曲线=1的两个焦点,点P在双曲线上,且满足
=0,则△F1PF2的面积是()
A.1 B.C.D.2
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】设|PF1|=x,|PF2|=y,根据根据双曲线性质可知x﹣y的值,再根据∠F1PF2=90°,求得x2+y2的值,进而根据2xy=x2+y2﹣(x﹣y)2求得xy,进而可求得∴△F1PF2的面积.
【解答】解:设|PF1|=x,|PF2|=y,(x>y)
双曲线=1的a=2,b=1,c=,
根据双曲线性质可知x﹣y=2a=4,
∵=0,
∴∠F1PF2=90°,
∴x2+y2=4c2=20,
∴2xy=x2+y2﹣(x﹣y)2=4,
∴xy=2,
∴△F1PF2的面积为xy=1.
故选:A.
【点评】本题主要考查了双曲线的简单性质.要灵活运用双曲线的定义及焦距、实轴、虚轴等之间的关系.
3.设f(x)=3x2e x,则f′(2)=()
A.12e B.12e2 C.24e D.24e2
【考点】导数的运算.
【分析】求函数的导数即可得到结论.
【解答】解:f′(x)=6xe x+3x2e x,
∴f′(2)=12e2+12e2=24e2.
故选:D.
【点评】本题主要考查导数的计算,要求熟练掌握常见函数的导数公式,比较基础.
4.直线y=kx+1(k∈R)与椭圆恒有两个公共点,则m的取值范围为()
A.(1,+∞)B.[1,+∞)C.(1,5)∪(5,+∞)D.[1,5)∪(5,+∞)
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】直线方程与椭圆方程联立化为:(m+5k2)x2+10kx+5﹣5m=0.根据直线与椭圆恒有两个公共点,可得△>0,m>0,m≠5.解出即可得出.
【解答】解:联立,化为:(m+5k2)x2+10kx+5﹣5m=0.
∵直线与椭圆恒有两个公共点,∴△=100k2﹣4(m+5k2)(5﹣5m)>0,m>0,m≠5.
化为:m2﹣(1﹣5k2)m>0,m>0,m≠5.
∴m>1﹣5k2,m>0,m≠5,又k∈R,
∴m>1,且m≠5.
∴m的取值范围为(1,5)∪(5,+∞).
故选:C.
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交与判别式的关系、不等式的解法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
5.已知i为虚数单位,则=()
A.2+i B.﹣2+i C.2﹣i D.﹣2﹣i
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】根据复数的四则运算即可得到结论.
【解答】解:=,
故选:B.
【点评】本题主要考查复数的计算,要求熟练掌握复数的四则运算,比较基础.
6.已知函数f(x)=2x﹣5,g(x)=4x﹣x2,给下列三个命题:
p1:若x∈R,则f(x)f(﹣x)的最大值为16;
p2:不等式f(x)<g(x)的解集为集合{x|﹣1<x<3}的真子集;
p3:当a>0时,若∀x1,x2∈[a,a+2],f(x1)≥g(x2)恒成立,则a≥3,
那么,这三个命题中所有的真命题是()
A.p1,p2,p3B.p2,p3C.p1,p2D.p1
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】给出f(x)f(﹣x)的表达式,结合基本不等式,可判断p1,在同一坐标系中作出函数f(x)=2x﹣5,g(x)=4x﹣x2的图象,数形结合,可判断p2,p3
【解答】解:∵函数f(x)=2x﹣5,g(x)=4x﹣x2,
∴f(x)f(﹣x)=(2x﹣5)(2﹣x﹣5)=26﹣5(2x+2﹣x)≤26﹣10=16,故p1:若x∈R,则f(x)f(﹣x)的最大值为16,为真命题;
在同一坐标系中作出函数f(x)=2x﹣5,g(x)=4x﹣x2的图象如下图所示:
由图可得:p2:不等式f(x)<g(x)的解集为集合{x|﹣1<x<3}的真子集,为真命题;
p3:当a>0时,若∀x1,x2∈[a,a+2],f(x1)≥g(x2)恒成立,则a≥3,为真命题;
故选:A
【点评】本题以命题的真假判断与应用为载体,考查了函数的图象和性质,数形结合思想,基本不等式,难度中档.
7.如表是某厂1﹣4月份用水量(单位:百吨)的一组数据:
由散点可知,用水量y与月份x之间有较好的线性相关关系,其线性回归方程是
=﹣0.7x+a,则a等于()
A.5.1 B.5.25 C.5.3 D.5.4
【考点】线性回归方程.
【分析】首先求出x,y的平均数,根据所给的线性回归方程知道b的值,根据样本中心点满足线性回归方程,把样本中心点代入,得到关于a的一元一次方程,解方程即可.
【解答】解:=(1+2+3+4)=2.5,=(4.5+4+3+2.5)=3.5,
将(2.5,3.5)代入线性回归直线方程是=﹣0.7x+a,可得3.5=﹣1.75+a,
故a=5.25.
故选B,
【点评】本题考查回归分析,考查样本中心点满足回归直线的方程,考查求一组数据的平均数,是一个运算量比较小的题目.
8.设双曲线C的中心为点O,若有且只有一对相交于点O,所成的角为60°的直线A1B1和A2B2,使|A1B1|=|A2B2|,其中A1、B1和A2、B2分别是这对直线与双曲线C的交点,则该双曲线的离心率的取值范围是()
A.B.C.D.
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】不妨令双曲线的方程为,由|A1B1|=|A2B2|及双曲线的对称性知A1,A2,B1,B2关于x轴对称,由满足条件的直线只有一对,得
,由此能求出双曲线的离心率的范围.
【解答】解:不妨令双曲线的方程为,
由|A1B1|=|A2B2|及双曲线的对称性知A1,A2,B1,B2关于x轴对称,如图,
又∵满足条件的直线只有一对,
当直线与x轴夹角为30°时,双曲线的渐近线与x轴夹角大于30°,
双曲线与直线才能有交点A1,A2,B1,B2,
若双曲线的渐近线与x轴夹角等于30°,则无交点,
则不可能存在|A1B1|=|A2B2|,
当直线与x轴夹角为60°时,双曲线渐近线与x轴夹角大于60°,
双曲线与直线有一对交点A1,A2,B1,B2,
若双曲线的渐近线与x轴夹角等于60°,也满足题中有一对直线,
但是如果大于60°,则有两对直线.不符合题意,
∴tan30°,即,
∴,
∵b2=c2﹣a2,∴,∴,
∴,
∴双曲线的离心率的范围是.
故选:A.
【点评】本题考查双曲线的性质及其应用,解题时要注意挖掘隐含条件.
9.已知函数y=f(x)的定义在实数集R上的奇函数,且当x∈(﹣∞,0)时,
xf′(x)<f(﹣x)(其中f′(x)是f(x)的导函数),若a=f(),b=(lg3)
f(lg3),c=(log2)f(log2),则()
A.c>a>b B.c>b>a C.a>b>c D.a>c>b
【考点】抽象函数及其应用;对数值大小的比较;导数的几何意义.
【分析】设F(x)=xf(x),根据题意得F(x)是偶函数且在区间(0,+∞)上
是增函数,由此比较、lg3和2的大小,结合函数的性质,不难得到本题的答案.
【解答】解:设F(x)=xf(x),得F'(x)=x'f(x)+xf'(x)=xf'(x)+f(x),∵当x∈(﹣∞,0)时,xf′(x)<f(﹣x),且f(﹣x)=﹣f(x)
∴当x∈(﹣∞,0)时,xf′(x)+f(x)<0,即F'(x)<0
由此可得F(x)=xf(x)在区间(﹣∞,0)上是减函数,
∵函数y=f(x)是定义在实数集R上的奇函数,
∴F(x)=xf(x)是定义在实数集R上的偶函数,在区间(0,+∞)上F(x)=xf (x)是增函数.
∵0<lg3<lg10=1,∈(1,2)
∴F(2)>F()>F(lg3)
∵=﹣2,从而F()=F(﹣2)=F(2)
∴F()>F()>F(lg3)
即>>(lg3)f(lg3),得c>a>b
故答案为:A
【点评】本题给出抽象函数,比较几个函数值的大小.着重考查了利用导数研究函数的单调性、不等式比较大小和函数单调性与奇偶性关系等知识,属于中档题.
10.函数的图象大致是()
A. B.C.
D.
【考点】函数的图象.
【分析】先求出函数的定义域,再利用函数值,即可判断.
【解答】解:由1﹣x2≠0,解得x≠±1,
∵函数,
当x=2时,f(x)<0,
当x=﹣2时,f(x)>0,
当x=时,f(x)>0,
当x=﹣时,f(x)<0,
故选:B.
【点评】本题考查了函数的图象的识别,掌握函数的定义域,函数的值,属于基础题.
11.已知定义域为{x|x≠0}的偶函数f(x),其导函数为f′(x),对任意正实数x满足xf′(x)>﹣2f(x),若g(x)=x2f(x),则不等式g(x)<g(1﹣x)的解集是()
A.(,+∞) B.(﹣∞,)C.(﹣∞,0)∪(0,)D.(0,)【考点】利用导数研究函数的单调性;导数的几何意义.
【分析】f(x)是定义域为{x|x≠0}的偶函数,可得:f(﹣x)=f(x),对任意正实数x满足xf′(x)>2f(﹣x),可得:xf′(x)+2f(x)>0,由g(x)=x2f (x),可得g′(x)>0.可得函数g(x)在(0,+∞)上单调递增.即可得出.【解答】解:∵f(x)是定义域为{x|x≠0}的偶函数,
∴f(﹣x)=f(x).
对任意正实数x满足xf′(x)>﹣2f(x),
∴xf′(x)+2f(x)>0,
∵g(x)=x2f(x),
∴g′(x)=2xf(x)+x2f′(x)>0.
∴函数g(x)在(0,+∞)上单调递增,
∴g(x)在(﹣∞,0)递减;
由不等式g (x )<g (1﹣x ),
∴或,
解得:0<x <,或x <0
∴不等式g (x )<g (1﹣x )的解集为:{x |0<x <或x <0}. 故选:C .
【点评】本题考查了函数的奇偶性与单调性,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
12.已知面积为S 的凸四边形中,四条边长分别记为a 1,a 2,a 3,a 4,点P 为四
边形内任意一点,且点P 到四边的距离分别记为h 1,h2,h 3,h 4,若=
=
=
=k ,则h 1+2h 2+3h 3+4h 4=
类比以上性质,体积为y 的三棱锥的每个面的面
积分别记为S l ,S 2,S 3,S 4,此三棱锥内任一点Q 到每个面的距离分别为H 1,H 2,
H 3,H 4,若=
=
=
=K ,则H 1+2H 2+3H 3+4H 4=( )
A .
B .
C .
D .
【考点】类比推理.
【分析】由
=
=
=
=k 可得a i =ik ,P 是该四边形内任意一点,将P 与四边
形的四个定点连接,得四个小三角形,四个小三角形面积之和为四边形面积,即采用分割法求面积;同理对三棱值得体积可分割为5个已知底面积和高的小棱锥求体积.
【解答】解:根据三棱锥的体积公式V=Sh ,
得: S 1H 1+S 2H 2+S 3H 3+S 4H 4=V 即S 1H 1+2S 2H 2+3S 3H 3+4S 4H 4=3V ,
∴H 1+2H 2+3H 3+4H 4=,
故选B .
【点评】本题主要考查三棱锥的体积计算和运用类比思想进行推理的能力.解题的关键是理解类比推理的意义,掌握类比推理的方法.平面几何的许多结论,可以通过类比的方法,得到立体几何中相应的结论.当然,类比得到的结论是否正确,则是需要通过证明才能加以肯定的.
二.填空题
13.对于抛物线C,设直线l过C的焦点F,且l与C的对称轴的夹角为.若l
被C所截得的弦长为4,则抛物线C的焦点到顶点的距离为.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】设抛物线方程为y2=2px(p>0),得出直线l的方程,联立方程组得出
根与系数的关系,利用弦长公式列方程解出p.则焦点到顶点的距离为.
【解答】解:不妨设抛物线方程为y2=2px(p>0),则抛物线的焦点F(,0),
则直线l的方程为y=x﹣.
联立方程组,消元得y2﹣2py﹣p2=0.
∴y1+y2=2p,y1y2=﹣p2.
∴直线l被抛物线解得弦长为=4.
∴=4,解得p=1.
∴F(,0).即抛物线C的焦点到顶点的距离为.
故答案为:.
【点评】本题考查了抛物线的性质,弦长公式,属于中档题.
14.已知点P是椭圆(a>b>0,xy≠0)上的动点,F1(﹣c,0)、F2
(c,0)为椭圆对左、右焦点,O为坐标原点,若M是∠F1PF2的角平分线上的一点,且F1M⊥MP,则|OM|的取值范围是(0,c).
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】如图所示.M是∠F1PF2的角平分线上的一点,且F1M⊥MP,可得点M
是底边F1N的中点.又点O是线段F1F2的中点,|OM|=.|PF1|=|PN|,可得∠F2NM>∠F2F1N,可得|F1F2|>|F2N|,即可得出.
【解答】解:如图所示.
∵M是∠F1PF2的角平分线上的一点,且F1M⊥MP,
∴点M是底边F1N的中点,
又点O是线段F1F2的中点,
∴|OM|=,
∵|PF1|=|PN|,
∴∠F2NM>∠F2F1N,
∴|F1F2|>|F2N|,
∴0<|OM|=c.
∴则|OM|的取值范围是(0,c).
故答案为:(0,c).
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、等腰三角形的性质、三角形的中位线定理、三角形的边角关系,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
15.下列说法正确的有①②④(只填序号)
①函数y=f(x)的图象与直线x=1的交点个数为0或1;
②设函数f(x)=x2+(2a﹣1)x+4,若当x1<x2,x1+x2=0时,总有f(x1)>f(x2),则;
③时,函数y=lg(x2+x+a)的值域为R;
④与函数y=f(x)﹣2的图象关于点(1,﹣1)对称的图象对应的函数为y=﹣f (2﹣x).
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】此题考查了函数的定义、对称性、值域等问题、一元二次函数的实根分布问题
【解答】解:①考查了函数的定义,函数必须是一对一或者一对多的,所以用直线x=1截f(x)的交点个数为0或1,故①对
②一元二次函数的实根分布问题,只需要考查对称轴x=,得到,故②对
③函数y=lg(x2+x+a)的值域为R应满足1﹣4a≥0,即,故③错
④不妨设g(x)=f(x)﹣2,则由对称性可知,g(x)与﹣2﹣g(2﹣x)关于点(1,﹣1)对称,即﹣2﹣g(2﹣x)=﹣f(2﹣x).故④对
故答案为:①②④
【点评】此题主要考察了必修一函数方面的函数的定义、对称性、值域等问题、一元二次函数的实根分布问题,希望学生对于函数的理解加深.
16.对于三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),给出定义:设f′(x)是函数y=f(x)的导数,f″是f′(x)的导数,若方程f″(x)=0有实数解x0,则称点(x0,f(x0))为函数y=f(x)的“拐点”.某同学经过探究发现:任何一个三次函数都有“拐点”;任何一个三次函数都有对称中心,且“拐点”就是对称中心.请你根据
这一发现,求:函数对称中心为(,1).
【考点】利用导数研究函数的单调性.
【分析】先求f′(x)得解析式,再求f″(x),由f″(x)=0 求得拐点的横坐标,代入函数解析式求拐点的纵坐标.
【解答】解:依题意,得:f′(x)=x2﹣x+3,∴f″(x)=2x﹣1.
由f″(x)=0,即2x﹣1=0.
∴x=,
又f()=1,
∴函数对称中心为(,1)
故答案为:(,1)
【点评】本题考查一阶导数、二阶导数的求法,函数的拐点的定义以及函数图象关于某点对称的条件.
三.解答题(共6题,共70分)
17.(10分)(2017春•雁峰区校级月考)已知a>0,设命题p:函数y=a x在R 上单调递增;命题q:不等式ax2+ax+1>0对∀x∈R恒成立,若p且q为假,p 或q为真,求a的取值范围.
【考点】复合命题的真假.
【分析】先解命题,再研究命题的关系,函数y=a x在R上单调递增,由指数函数的单调性解决;等式ax2+ax+1>0对∀x∈R恒成立,用函数思想,又因为是对全体实数成立,可用判断式法解决,若p且q为假,p或q为真,两者是一真一假,计算可得答案.
【解答】解:∵y=a x在R上单调递增,
∴a>1;
又a>0,不等式ax2+ax+1>0对∀x∈R恒成立,
∴△<0,即a2﹣4a<0,∴0<a<4,
∴q:0<a<4.
而命题p且q为假,p或q为真,那么p、q中有且只有一个为真,一个为假.
①若p真,q假,则a≥4;
②若p假,q真,则0<a≤1.
所以a的取值范围为(0,1]∪[4,+∞).
【点评】本题通过逻辑关系来考查了函数单调性和不等式恒成立问题,这样考查使题目变得丰富多彩,考查面比较广.
18.(12分)(2016•辽宁三模)已知某中学联盟举行了一次“盟校质量调研考试”活动.为了解本次考试学生的某学科成绩情况,从中抽取部分学生的分数(满分为100分,得分取正整数,抽取学生的分数均在[50,100]之内)作为样本(样
本容量为n)进行统计.按照[50,60],[60,70],[70,80],[80,90],[90,100]的分组作出频率分布直方图(图1),并作出样本分数的茎叶图(图2)(茎叶图中仅列出了得分在[50,60],[90,100]的数据).
(Ⅰ)求样本容量n和频率分布直方图中的x、y的值;
(Ⅱ)在选取的样本中,从成绩在80分以上(含80分)的学生中随机抽取2名学生参加“省级学科基础知识竞赛”,求所抽取的2名学生中恰有一人得分在[90,100]内的概率.
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率;频率分布直方图.
【分析】(Ⅰ)由样本容量和频数频率的关系易得答案;
(Ⅱ)由题意可知,分数在[80,90)内的学生有5人,记这5人分别为a1,a2,a3,a4,a5,分数在[90,100]内的学生有2人,记这2人分别为b1,b2,列举法易得.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可知,样本容量,(2分)
,…(4分)
x=0.100﹣0.004﹣0.010﹣0.016﹣0.040=0.030.(6分)
(Ⅱ)由题意可知,分数在[80,90]内的学生有5人,记这5人分别为a1,a2,a3,a4,a5,分数在[90,100]内的学生有2人,记这2人分别为b1,b2,
抽取2名学生的所有情况有21种,分别为:(a1,a2),(a1,a3),(a1,a4),(a1,a5),(a1,b1),(a1,b2),(a2,a3),(a2,a4),(a2,a5),(a2,b1),(a2,b2),(a3,a4),(a3,a5),(a3,b1),(a3,b2),(a4,a5),(a4,b1),(a4,b2),(a5,b1),(a5,b2),(b1,b2).(8分)
其中2名同学的分数恰有一人在[90,100]内的情况有10种,(10分)
∴所抽取的2名学生中恰有一人得分在[90,100]内的概率.(12分)【点评】本小题主要考查茎叶图、样本均值、样本方差、概率等知识,考查或然与必然的数学思想方法,以及数据处理能力、运算求解能力和应用意识.
19.(12分)(2016•海淀区一模)已知椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,椭圆C与y轴交于A、B两点,|AB|=2.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)已知点P是椭圆C上的动点,且直线PA,PB与直线x=4分别交于M、N 两点,是否存在点P,使得以MN为直径的圆经过点(2,0)?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,说明理由.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(Ⅰ)运用椭圆的离心率公式,以及a,b,c的关系,计算即可得到所求椭圆方程;
(Ⅱ)设P(m,n),可得+n2=1,可得A(0,1),B(0,﹣1),设M(4,s),N(4,t),运用三点共线的条件:斜率相等,求得M,N的坐标,再由直径所对的圆周角为直角,运用垂直的条件:斜率之积为﹣1,计算即可求得m,检验即可判断是否存在.
【解答】解:(Ⅰ)由题意可得e==,2b=2,即b=1,
又a2﹣c2=1,解得a=2,c=,
即有椭圆的方程为+y2=1;
(Ⅱ)设P(m,n),可得+n2=1,
即有n2=1﹣,
由题意可得A(0,1),B(0,﹣1),设M(4,s),N(4,t),
由P,A,M共线可得,k PA=k MA,即为=,
可得s=1+,
由P,B,N共线可得,k PB=k NB,即为=,
可得s=﹣1.
假设存在点P,使得以MN为直径的圆经过点Q(2,0).
可得QM⊥QN,即有•=﹣1,即st=﹣4.
即有[1+][﹣1]=﹣4,
化为﹣4m2=16n2﹣(4﹣m)2=16﹣4m2﹣(4﹣m)2,
解得m=0或8,
由P,A,B不重合,以及|m|<2,可得P不存在.
【点评】本题考查椭圆的方程的求法,注意运用椭圆的离心率公式,考查存在性问题的解法,注意运用三点共线的条件:斜率相等,直径所对的圆周角为直角,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
20.(12分)(2017春•雁峰区校级月考)已知函数f(x)=x2﹣alnx(常数a>0).
(1)当a=3时,求曲线y=f(x)在点(1,f(1)处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)在区间(1,e a)上零点的个数(e为自然对数的底数).【考点】利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(1)先求函数的导函数f'(x),然后求出fˊ(1)即为切线的斜率,根据且点(1,f(1))与斜率可求出切线方程;
(2)设g(a)=e a﹣a(a≥0),然后利用导数研究函数的单调性可证得e a>a (a≥0),求出函数的导函数f′(x),然后利用导数研究函数f(x)在区间(1,e a)上的最小值,最后讨论最小值的符号,从而确定函数f(x)的零点情况.【解答】解:(1)当a=3时,f(x)=x2﹣3lnx,
∴f'(x)=2x﹣(1分)
∴fˊ(1)=﹣1
又∵f(1)=1,
∴曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y﹣1=﹣(x﹣1).
即x+y﹣2=0.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣3分
(2)①下面先证明:e a >a (a ≥0).
设g (a )=e a ﹣a (a ≥0),则g′(a )=e a ﹣1≥e 0﹣1=0(a ≥0),且仅当g′(a )=0⇔a=0,
所以g (a )在[0,+∞)上是增函数,故g (a )≥g (0)=1>0.
所以e a ﹣a >0,即e a >a (a ≥0).﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣5分 ②因为f (x )=x 2﹣a lnx ,
所以f′(x )=2x ﹣=.
因为当0<x <
时,fˊ(x )<0,当x >
时,1,fˊ(x )>0.
又<a <e a <e 2a (a ≥0,a <2a )⇒<e a ,
所以f (x )在(0,]上是减函数,在[,+∞)是增函数.
所以f (x )min =f (
)=
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣9分
(3)下面讨论函数f (x )的零点情况.
①当>0,即0<a <2e 时,函数f (x )在(1,e a )上无零点;
②当
=0,即a=2e 时,
=
,则1<
<e a
而f (1)=1>0,f (
)=0,f (e a )>0,
∴f (x )在(1,e a )上有一个零点;
③当
<0,即a >2e 时,e a >
>>1,
由于f (1)=1>0,f (
)=
<0.
f (e a )=e 2a ﹣a lne a =e 2a ﹣a 2=(e a ﹣a )(e a +a )>0, 所以,函数f (x )在(1,e a )上有两个零点.(13分) 综上所述,f (x )在(1,e a )上有结论: 当0<a <2e 时,函数f (x )有、无零点;
a=2e时,函数f(x)有一个零点;
当a>2e时,函数f(x)有两个零点.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣14分.
【点评】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,以及利用导数研究函数在闭区间上的最值,同时考查了分类讨论的数学思想和计算能力,属于中档题.
21.(12分)(2017•河北二模)已知椭圆C1: +=1(a>b>0)的离心
率为,P(﹣2,1)是C1上一点.
(1)求椭圆C1的方程;
(2)设A,B,Q是P分别关于两坐标轴及坐标原点的对称点,平行于AB的直线l交C1于异于P、Q的两点C,D,点C关于原点的对称点为E.证明:直线PD、PE与y轴围成的三角形是等腰三角形.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)运用椭圆的离心率公式和P满足椭圆方程,解得a,b,进而得到椭圆方程;
(2)设A(﹣2,﹣1),B(2,1),Q(2,﹣1),设直线l的方程为y=x+t,代入椭圆方程,设C(x1,y1),D(x2,y2),E(﹣x1,﹣y1),运用韦达定理,设直线PD,PE的斜率为k1,k2,要证直线PD、PE与y轴围成的三角形是等腰三角形,只需证k1+k2=0,化简整理,代入韦达定理,即可得证.
【解答】解:(1)由题意可得e==,且a2﹣b2=c2,
将P(﹣2,1)代入椭圆方程可得+=1,
解得a=2,b=,c=,
即有椭圆方程为+=1;
(2)证明:A,B,Q是P(﹣2,1)分别关于两坐标轴及坐标原点的对称点,可设A(﹣2,﹣1),B(2,1),Q(2,﹣1),
直线l的斜率为k=,设直线l的方程为y=x+t,(t≠0)
代入椭圆x2+4y2=8,可得x2+2tx+2t2﹣4=0,
设C(x1,y1),D(x2,y2),E(﹣x1,﹣y1),
即有△=4t2﹣4(2t2﹣4)>0,解得﹣2<t<2,(t≠0)
x1+x2=﹣2t,x1x2=2t2﹣4,
设直线PD,PE的斜率为k1,k2,
则k1+k2=+=,
要证直线PD、PE与y轴围成的三角形是等腰三角形,
只需证k1+k2=0,即(2﹣x1)(y2﹣1)﹣(2+x2)(y1+1)=0,
由y1=x1+t,y2=x2+t,
可得(2﹣x1)(y2﹣1)﹣(2+x2)(y1+1)=2(y2﹣y1)﹣(x1y2+x2y1)+x1﹣x2﹣4
=x2﹣x1﹣(x1x2+tx1+tx2)+x1﹣x2﹣4=﹣x1x2﹣t(x1+x2)﹣4
=﹣(2t2﹣4)+2t2﹣4=0,
则直线PD、PE与y轴围成的三角形是等腰三角形.
【点评】本题考查椭圆的方程的求法,注意运用离心率公式和点满足椭圆方程,考查直线和椭圆方程联立,运用韦达定理,以及直线的斜率公式和运用,化简整理的运算能力,属于中档题.
22.(12分)(2015•苏州模拟)已知函数f(x)=ax2+lnx(a∈R).
(1)当a=时,求f(x)在区间[1,e]上的最大值和最小值;
(2)如果函数g(x),f1(x),f2(x),在公共定义域D上,满足f1(x)<g (x)<f2(x),那么就称g(x)为f1(x),f2(x)的“活动函数”.已知函数
+2ax.若在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,求a的取值范围.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
【分析】(1)由题意得,>0,∴f(x)在区
间[1,e]上为增函数,即可求出函数的最值.
(2)由题意得:令<0,对x∈(1,+∞)
恒成立,且h(x)=f1(x)﹣f(x)=<0对x∈(1,+∞)恒
成立,分类讨论当或时两种情况求函数的
最大值,可得到a的范围.又因为h′(x)=﹣x+2a﹣=
<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,可得到a的另一个范围,综合可得a的范围.
【解答】解:(1)当时,,;
对于x∈[1,e],有f'(x)>0,∴f(x)在区间[1,e]上为增函数,
∴,.
(2)在区间(1,+∞)上,函数f(x)是f1(x),f2(x)的“活动函数”,则f1(x)<f(x)<f2(x)
令<0,对x∈(1,+∞)恒成立,
且h(x)=f1(x)﹣f(x)=<0对x∈(1,+∞)恒成立,
∵
1)若,令p′(x)=0,得极值点x1=1,,
当x2>x1=1,即时,在(x2,+∞)上有p′(x)>0,
此时p(x)在区间(x2,+∞)上是增函数,并且在该区间上有p(x)∈(p(x2),+∞),不合题意;
当x2<x1=1,即a≥1时,同理可知,p(x)在区间(1,+∞)上,有p(x)∈(p(1),+∞),也不合题意;
2)若,则有2a﹣1≤0,此时在区间(1,+∞)上恒有p′(x)<0,
从而p(x)在区间(1,+∞)上是减函数;
要使p(x)<0在此区间上恒成立,只须满足,
所以≤a≤.
又因为h′(x)=﹣x+2a﹣=<0,h(x)在(1,+∞)上为减函数,
h(x)<h(1)=+2a≤0,所以a≤
综合可知a的范围是[,].
【点评】本题考查的知识点是利用导数求函数的最值,利用最值解决恒成立问题,二对于新定义题型关键是弄清新概念与旧知识点之间的联系即可,结合着我们已学的知识解决问题,这是高考考查的热点之一.。