贵州省遵义市习水一中高三数学下学期期中试卷 理(含解析)-人教版高三全册数学试题

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2015-2016学年某某省某某市习水一中高三(下)期中数学试卷(理
科)
一、选择题(本大题12小题,每小题5分,共60分)
1.已知集合A={x|x2﹣2x﹣3≥0},B={x|log2(x﹣1)<2},则(∁R A)∩B=()A.(1,3)B.(﹣1,3)C.(3,5)D.(﹣1,5)
2.命题“x2+y2=0,则x=y=0”的否定命题为()
A.若x2+y2=0,则x≠0且y≠0 B.若x2+y2=0,则x≠0或y≠0
C.若x2+y2≠0,则x≠0且y≠0 D.若x2+y2≠0,则x≠0或y≠0
3.欧拉公式e ix=cosx+isinx(i为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉发明的,它将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占用非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”,根据欧拉公式可知,e2i表示的复数在复平面中位于()
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
4.函数f(x)=,则f[f()]=()
A.﹣ B.﹣1 C.﹣5 D.
5.等差数列{a n}前n项和为S n,且=+1,则数列{a n}的公差为()
A.1 B.2 C.2015 D.2016
6.若a=ln2,b=,c=sinxdx,则a,b,c的大小关系()
A.a<b<c B.b<a<c C.c<b<a D.b<c<a
7.2012年初,甲、乙两外商在某某各自兴办了一家大型独资企业.2015年初在经济指标对比时发现,这两家企业在2012年和2014年缴纳的地税均相同,其间每年缴纳的地税按各自的规律增长;企业甲年增长数相同,而企业乙年增长率相同.则2015年企业缴纳地税的情况是()
A.甲多 B.乙多 C.甲乙一样多D.不能确定
8.老师带甲乙丙丁四名学生去参加自主招生考试,考试结束后老师向四名学生了解考试情况,
四名学生回答如下:
甲说:“我们四人都没考好”;
乙说:“我们四人中有人考的好”;
丙说:“乙和丁至少有一人没考好”;
丁说:“我没考好”.
结果,四名学生中有两人说对了,则四名学生中()两人说对了.
A.甲丙B.乙丁C.丙丁D.乙丙
9.已知△ABC的外接圆半径为1,圆心为O,且3,则△ABC的面积为()A.B.C.D.
10.已知函数y=sin(πx+φ)﹣2cos(πx+φ)(0<φ<π)的图象关于直线x=1对称,则sin2φ=()
A.B.C.D.
11.已知函数是[1,∞]上的增函数.当实数m取最大值时,若存在点Q,使得过Q的直线与曲线y=g(x)围成两个封闭图形,且这两个封闭图形的面积总相等,则点Q的坐标为()
A.(0,﹣3)B.(0,3)C.(0,﹣2)D.(0,2)
12.已知λ∈R,函数g(x)=x2﹣4x+1+4λ,若关于x的方程f(g (x))=λ有6个解,则λ的取值X围为()
A. B.C.D.
二、填空题(本大题共4个小题,每题5分,满分20分)
13.已知等比数列前n项和为S n,若S2=4,S4=16,则S6=.
14.已知x、y的取值如表所示:
x 0 1 3 4
y 2.2 4.3 4.8 6.7
从散点图分析,y与x线性相关,且=0.95x+a,则a=.
15.在△ABC中,A=30°,2=32,则△ABC的最大角的余弦值为.
16.定义max{a,b}表示实数a,b中的较大的数.已知数列{a n}满足a1=a(a>0),a2=1,
a n+2=(n∈N),若a2015=4a,记数列{a n}的前n项和为S n,则S2015的值为.
三、解答题
17.已知在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且asinB+bcosA=0.
(1)求角A的大小;
(2)若,求△ABC的面积.
18.网上购物逐步走进大学生活,某大学学生宿舍4人积极参加网购,大家约定:每个人通过掷一枚质地均匀的骰子决定自己去哪家购物,掷出点数为5或6的人去淘宝网购物,掷出点数小于5的人去京东商场购物,且参加者必须从淘宝和京东商城选择一家购物.
(Ⅰ)求这4人中恰有1人去淘宝网购物的概率;
(Ⅱ)用ξ、η分别表示这4人中去淘宝网和京东商城购物的人数,记X=ξη,求随机变量X的分布列与数学期望EX.
19.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠ADC=90°,平面PAD ⊥底面ABCD,Q为AD的中点,M是棱PC上的点,PA=PD=2,BC=AD=1,CD=.
(Ⅰ)求证:平面PQB⊥平面PAD;
(Ⅱ)若M为棱PC的中点,求异面直线AP与BM所成角的余弦值;
(Ⅲ)若二面角M﹣BQ﹣C大小为30°,求QM的长.
20.已知椭圆C:的右焦点为F(1,0),且点(﹣1,)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知动直线l过点F,且与椭圆C交于A,B两点,试问x轴上是否存在定点Q,使得恒成立?若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
21.已知函数f(x)=a x+x2﹣xlna(a>0且a≠1)
(1)求函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)求函数f(x)单调区间;
(3)若存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1(e是自然对数的底数),某某数a的取值X围.
选做题[选修4-1:几何证明选讲]
22.如图,⊙O是等腰三角形ABC的外接圆,AB=AC,延长BC到点D,使CD=AC,连接AD交⊙O于点E,连接BE与AC交于点F.
(1)判断BE是否平分∠ABC,并说明理由;
(2)若AE=6,BE=8,求EF的长.
2015-2016学年某某省某某市习水一中高三(下)期中数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题12小题,每小题5分,共60分)
1.已知集合A={x|x2﹣2x﹣3≥0},B={x|log2(x﹣1)<2},则(∁R A)∩B=()A.(1,3)B.(﹣1,3)C.(3,5)D.(﹣1,5)
【考点】交、并、补集的混合运算.
【分析】由已知可得∁R A={x|x2﹣2x﹣3<0},解不等式求出∁R A,和集合B,结合集合交集运算的定义,可得答案.
【解答】解:∵集合A={x|x2﹣2x﹣3≥0},
∴∁R A={x|x2﹣2x﹣3<0}=(﹣1,3),
又∵B={x|log2(x﹣1)<2}={x|0<x﹣1<4}=(1,5),
∴(∁R A)∩B=(1,3),
故选:A
2.命题“x2+y2=0,则x=y=0”的否定命题为()
A.若x2+y2=0,则x≠0且y≠0 B.若x2+y2=0,则x≠0或y≠0
C.若x2+y2≠0,则x≠0且y≠0 D.若x2+y2≠0,则x≠0或y≠0
【考点】命题的否定.
【分析】直接利用四种命题的逆否关系,写出否定命题即可.
【解答】解:命题“x2+y2=0,则x=y=0”的否定命题为:若x2+y2≠0,则x≠0或y≠0.
故选:D.
3.欧拉公式e ix=cosx+isinx(i为虚数单位)是由瑞士著名数学家欧拉发明的,它将指数函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系,它在复变函数论里占用非常重要的地位,被誉为“数学中的天桥”,根据欧拉公式可知,e2i表示的复数在复平面中位于()
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【考点】复数代数形式的乘除运算;复数代数形式的混合运算.
【分析】e2i=cos2+isin2,根据2∈,即可判断出.
【解答】解:e2i=cos2+isin2,
∵2∈,
∴cos2∈(﹣1,0),sin2∈(0,1),
∴e2i表示的复数在复平面中位于第二象限.
故选:B.
4.函数f(x)=,则f[f()]=()
A.﹣ B.﹣1 C.﹣5 D.
【考点】函数的值.
【分析】利用分段函数的性质,先求出f(),再求f[f()]的值.
【解答】解:∵函数f(x)=,
∴f()==,
∴f[f()]=f()=﹣2=.
故选:A.
5.等差数列{a n}前n项和为S n,且=+1,则数列{a n}的公差为()A.1 B.2 C.2015 D.2016
【考点】数列递推式.
【分析】设等差数列{a n}的公差为d.可得==d,即可得出.【解答】解:设等差数列{a n}的公差为d.
∵,
∴=﹣== d
又=+1,
∴等差数列{a n}的公差为2.
故选:B.
6.若a=ln2,b=,c=sinxdx,则a,b,c的大小关系()
A.a<b<c B.b<a<c C.c<b<a D.b<c<a
【考点】定积分;不等关系与不等式.
【分析】利用定积分求解c,判断a,b与c的大小即可.
【解答】解:,,
,所以a>c>b,
故选:D.
7.2012年初,甲、乙两外商在某某各自兴办了一家大型独资企业.2015年初在经济指标对比时发现,这两家企业在2012年和2014年缴纳的地税均相同,其间每年缴纳的地税按各自的规律增长;企业甲年增长数相同,而企业乙年增长率相同.则2015年企业缴纳地税的情况是()
A.甲多 B.乙多 C.甲乙一样多D.不能确定
【考点】函数模型的选择与应用.
【分析】设2012年和2014年缴纳的地税,分别为a,b,甲年增长数相同,为x,企业乙年增长率相同,为y,则a+2x=b,a(1+y)2=b,可得2015年企业缴纳地税,甲b+x,乙b(1+y),作差,即可比较大小.
【解答】解:设2012年和2014年缴纳的地税,分别为a,b,
甲年增长数相同,为x,企业乙年增长率相同,为y,则a+2x=b,a(1+y)2=b,
2015年企业缴纳地税,甲b+x,乙b(1+y),
∴b(1+y)﹣(b+x)=by﹣x=b(﹣1)﹣=>0,
∴2015年企业缴纳地税,乙比甲多,
故选:B.
8.老师带甲乙丙丁四名学生去参加自主招生考试,考试结束后老师向四名学生了解考试情况,
四名学生回答如下:
甲说:“我们四人都没考好”;
乙说:“我们四人中有人考的好”;
丙说:“乙和丁至少有一人没考好”;
丁说:“我没考好”.
结果,四名学生中有两人说对了,则四名学生中()两人说对了.
A.甲丙B.乙丁C.丙丁D.乙丙
【考点】进行简单的合情推理.
【分析】判断甲与乙的关系,通过对立事件判断分析即可.
【解答】解:甲与乙的关系是对立事件,二人说的话矛盾,必有一对一错,如果丁正确,则丙也是对的,所以丁错误,可得丙正确,此时,乙正确.
故答案为:乙、丙.
9.已知△ABC的外接圆半径为1,圆心为O,且3,则△ABC的面积为()A.B.C.D.
【考点】向量的线性运算性质及几何意义.
【分析】由可得到①,②,
③,这三个式子的两边分别平方即可求出cos∠AOB,cos∠BOC,cos∠AOC,
从而可以得出sin∠AOB,sin∠BOC,sin∠AOC,这样根据三角形的面积公式即可分别求出△AOB,△BOC,△AOC的面积,从而得到△ABC的面积.
【解答】解:如图,;
∴由得:
①,②,③;
①两边平方得:;
∴;
∴;
∴OA⊥OB;
同理②③两边分别平方得:,

∴;
∴S△ABC=S△AOB+S△BOC+S△AOC==.
故选:C.
10.已知函数y=sin(πx+φ)﹣2cos(πx+φ)(0<φ<π)的图象关于直线x=1对称,则sin2φ=()
A.B.C.D.
【考点】正弦函数的图象.
【分析】利用辅助角公式结合三角函数的对称性,结合二倍角公式进行求解即可.
【解答】解:y=sin(πx+φ)﹣2cos(πx+φ)=sin(πx+φ﹣α),其中sinα=,cosα=.
∵函数的图象关于直线x=1对称,
∴π+φ﹣α=+kπ,
即φ=α﹣+kπ,
则sin2φ=sin2(α﹣+kπ)=sin(2α﹣π+2kπ)=sin(2α﹣π)=﹣sin2α=﹣
2sinαcosα
=﹣2××=﹣,
故选:A.
11.已知函数是[1,∞]上的增函数.当实数m取最大值时,若存在点Q,使得过Q的直线与曲线y=g(x)围成两个封闭图形,且这两个封闭图形的面积总相等,则点Q的坐标为()
A.(0,﹣3)B.(0,3)C.(0,﹣2)D.(0,2)
【考点】定积分在求面积中的应用.
【分析】求出函数的导数,利用导数研究函数的单调性,求出m的最大值,结合过点Q的直线与曲线y=g(x)围成两个封闭图形,且这两个封闭图形的面积总相等,判断函数的对称性进行求解即可.
【解答】解:由得g′(x)=x2+1﹣.
∵g(x)是[1,+∞)上的增函数,∴g′(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,即x2+1﹣≥0在[1,+∞)上恒成立.
设x2=t,∵x∈[1,+∞),∴t∈[1,+∞),即不等式t+1﹣≥0在[1,+∞)上恒成立.设y=t+1﹣,t∈[1,+∞),
∵y′=1+>0,
∴函数y=t+1﹣在[1,+∞)上单调递增,因此y min=2﹣m.
∵y min≥0,∴2﹣m≥0,即m≤2.又m>0,故0<m≤2.m的最大值为2.
故得g(x)=x3+x﹣2+,x∈(﹣∞,0)∪(0,+∞).
将函数g(x)的图象向上平移2个长度单位,所得图象相应的函数解析式为φ(x)
=x3+2x+,x∈(﹣∞,0)∪(0,+∞).
由于φ(﹣x)=﹣φ(x),
∴φ(x)为奇函数,
故φ(x)的图象关于坐标原点成中心对称.
由此即得函数g(x)的图象关于点Q(0,﹣2)成中心对称.
这表明存在点Q(0,﹣2),使得过点Q的直线若能与函数g(x)的图象围成两个封闭图形,则这两个封闭图形的面积总相等.
故选:C.
12.已知λ∈R,函数g(x)=x2﹣4x+1+4λ,若关于x的方程f(g (x))=λ有6个解,则λ的取值X围为()
A. B.C.D.
【考点】根的存在性及根的个数判断.
【分析】令g(x)=t,画出y=f(t)与y=λ的图象,则方程f(t)=λ的解有3个,由图象可得,0<λ<1.且三个解分别为t1=﹣1﹣λ,t2=﹣1+λ,t3=10λ再由g(x)=t,应用判别式大于0,分别求解,最后求交集即可.
【解答】解:令g(x)=t,则方程f(t)=λ的解有3个,由图象可得,0<λ<1.
且三个解分别为t1=﹣1﹣λ,t2=﹣1+λ,t3=10λ,
则x2﹣4x+1+4λ=﹣1﹣λ,x2﹣4x+1+4λ=﹣1+λ,
x2﹣4x+1+4λ=10λ,均有两个不相等的实根,
则△1>0,且△2>0,且△3>0,
即16﹣4(2+5λ)>0且16﹣4(2+3λ)>0,解得0<λ<,
当0<λ<时,△3=16﹣4(1+4λ﹣10λ)>0即3﹣4λ+10λ>0恒成立,
故λ的取值X围为(0,).
故选D.
二、填空题(本大题共4个小题,每题5分,满分20分)
13.已知等比数列前n项和为S n,若S2=4,S4=16,则S6= 52 .
【考点】等比数列的通项公式.
【分析】由等比数列的性质可得S2,S4﹣S2,S6﹣S4成等比数列,解关于S6的方程可得.【解答】解:∵等比数列前n项和为S n,S2=4,S4=16,
又∵S2,S4﹣S2,S6﹣S4成等比数列,
∴(S4﹣S2)2=S2(S6﹣S4),
∴(16﹣4)2=4(S6﹣16),
解得S6=52
故答案为:52
14.已知x、y的取值如表所示:
x 0 1 3 4
y 2.2 4.3 4.8 6.7
从散点图分析,y与x线性相关,且=0.95x+a,则a= 2.6 .
【考点】线性回归方程.
【分析】根据表中的数据可以分别求出变量x,y的算术平均值,而根据回归方程知道直线的斜率为0.95,然后带入求截距的公式即可求出a.
【解答】解:根据表中数据得:;
又由回归方程知回归方程的斜率为0.95;
∴.
故答案为:2.6.
15.在△ABC中,A=30°,2=32,则△ABC的最大角的余弦值为.
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】A=30°,利用数量积运算性质可得:2=2cos30°=bc,又2=32,可得bc=.利用正弦定理可得:sinBsinC=sin2A=.于是sinB=,化简整理可得:tan2B=,由于,即可得出.【解答】解:∵A=30°,2=2cos30°=bc,2=32,
∴bc=3a2,
∴bc=.
∴sinBsinC=sin2A=.
∴sinB=,
sinB=,
化为+=,
化为tan2B=,
∵,∴2B∈.
∴2B=,或2B=,
∴B=,或B=.
∴A=B=,C=.或A=C=,B=.
∴△ABC的最大角的余弦值==﹣.
故答案为:﹣.
16.定义max{a,b}表示实数a,b中的较大的数.已知数列{a n}满足a1=a(a>0),a2=1,a n+2=(n∈N),若a2015=4a,记数列{a n}的前n项和为S n,则S2015的值为7254 .
【考点】数列递推式.
【分析】当0<a<2时,利用递推公式分别求出数列的前8项,得到数列{a n}是以5为周期的周期数列,a2015=a5=4=4a,解得a=1,求出S2015的值;当a≥2时,利用递推公式分别求出数列的前8项,得到数列{a n}是以5为周期的周期数列,a2015=a5=2a=4a,解得a=0,不合题意.
【解答】解:当0<a<2时,
∵a1=a(a>0),a2=1,
a n+2=(n∈N),
∴a3=•2max{1,2}=>2,
a4=2max{,2}=,
a5=•2max{,2}=4,
a6=•2max{4,2}=a,
a7=•2max{a,2}=1,
a8=•2max{1,2}=,

∴数列{a n}是以5为周期的周期数列,
∵2015=403×5,
∴a2015=a5=4=4a,
解得a=1,
∴S2015=403(a+1+)=403(1+1+4+8+4)=7254;
当a≥2时,
∵a1=a(a>0),a2=1,
a n+2=(n∈N),
∴a3=•2max{1,2}=<2,
a4=2max{,2}=4,
a5=•2max{4,2}=2a≥4,
a6=•2max{2a,2}=a>2,
a7=•2max{a,2}=1,
a8=•2max{1,2}=,

∴数列{a n}是以5为周期的周期数列,
∵2015=403×5,
∴a2015=a5=2a=4a,解得a=0,不合题意.
故答案为:7254.
三、解答题
17.已知在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且asinB+bcosA=0.(1)求角A的大小;
(2)若,求△ABC的面积.
【考点】余弦定理的应用;正弦定理.
【分析】(1)利用正弦定理以及两角和与差的三角函数化简求解即可.
(2)利用余弦定理求出c的值,然后求解三角形的面积.
【解答】解:(1)在△ABC中,由正弦定理得sinAsinB+sinBcosA=0,…
即sinB(sinA+cosA)=0,又角B为三角形内角,sinB≠0,
所以sinA+cosA=0,即,…
又因为A∈(0,π),所以.…
(2)在△ABC中,由余弦定理得:a2=b2+c2﹣2bc•cosA,则…即,解得或,…
又,所以.…
18.网上购物逐步走进大学生活,某大学学生宿舍4人积极参加网购,大家约定:每个人通过掷一枚质地均匀的骰子决定自己去哪家购物,掷出点数为5或6的人去淘宝网购物,掷出点数小于5的人去京东商场购物,且参加者必须从淘宝和京东商城选择一家购物.
(Ⅰ)求这4人中恰有1人去淘宝网购物的概率;
(Ⅱ)用ξ、η分别表示这4人中去淘宝网和京东商城购物的人数,记X=ξη,求随机变量X的分布列与数学期望EX.
【考点】离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列.
【分析】(Ⅰ)依题意,这4个人中,每个人去淘宝网购物的概率为,去京东网购物的概率为,设“这4个人中恰有i个人去淘宝网购物”为事件A i,则
,(i=0,1,2,3,4),由此能求出这4个人中恰有1人去淘宝网购物的概率.
(Ⅱ)由已知得X的所有可能取值为0,3,4,P(X=0)=P(A0)+P(A4),P(X=3)=P(A1)+P(A3),P(X=4)=P(A2),由此能求出X的分布列和EX.
【解答】解:(Ⅰ)依题意,这4个人中,每个人去淘宝网购物的概率为,去京东网购物的概率为,
设“这4个人中恰有i个人去淘宝网购物”为事件A i(i=0,1,2,3,4),
则,(i=0,1,2,3,4),
这4个人中恰有1人去淘宝网购物的概率=.
(Ⅱ)由已知得X的所有可能取值为0,3,4,
P(X=0)=P(A0)+P(A4)==,
P(X=3)=P(A1)+P(A3)=+=,
P(X=4)=P(A2)==,
∴X的分布列为:
X 0 3 4
P
∴EX==.
19.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,∠ADC=90°,平面PAD ⊥底面ABCD,Q为AD的中点,M是棱PC上的点,PA=PD=2,BC=AD=1,CD=.
(Ⅰ)求证:平面PQB⊥平面PAD;
(Ⅱ)若M为棱PC的中点,求异面直线AP与BM所成角的余弦值;
(Ⅲ)若二面角M﹣BQ﹣C大小为30°,求QM的长.
【考点】异面直线及其所成的角;平面与平面垂直的判定.
【分析】(Ⅰ)由题意易证QB⊥AD,由面面垂直的性质可得BQ⊥平面PAD,可得结论;(Ⅱ)易证PQ⊥平面ABCD,以Q为原点建立空间直角坐标系,则可得相关点的坐标,可得向量
和的坐标,可得夹角的余弦值,由反三角函数可得答案;(Ⅲ)可得平面BQC的法向量为,又可求得平面MBQ法向量为,结合题意可得λ的方程,解方程可得λ,可得所求.
【解答】解:(Ⅰ)∵AD∥BC,BC=AD,Q为AD的中点,
∴四边形BCDQ为平行四边形,∴CD∥BQ
又∵∠ADC=90°,∴∠AQB=90° 即QB⊥AD.
又∵平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD,
∴BQ⊥平面PAD.∵BQ⊂平面PQB,
∴平面PQB⊥平面PAD.
(Ⅱ)∵PA=PD,Q为AD的中点,∴PQ⊥AD.
∵平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD,
∴PQ⊥平面ABCD.
如图,以Q为原点建立空间直角坐标系.
则Q(0,0,0),A(1,0,0),,,C(﹣1,,0)∵M是PC中点,∴,

设异面直线AP与BM所成角为θ
则cosθ==,
∴异面直线AP与BM所成角的余弦值为;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知平面BQC的法向量为,
由,且0≤λ≤1,得,又,∴平面MBQ法向量为.
∵二面角M﹣BQ﹣C为30°,∴,
∴.∴|QM|=
20.已知椭圆C:的右焦点为F(1,0),且点(﹣1,)在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知动直线l过点F,且与椭圆C交于A,B两点,试问x轴上是否存在定点Q,使得恒成立?若存在,求出点Q的坐标,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.
【分析】(1)利用椭圆的定义求出a的值,进而可求b的值,即可得到椭圆的标准方程;(2)先利用特殊位置,猜想点Q的坐标,再证明一般性也成立即可.
【解答】解:(1)由题意,c=1
∵点(﹣1,)在椭圆C上,∴根据椭圆的定义可得:2a=,∴a=
∴b2=a2﹣c2=1,
∴椭圆C的标准方程为;
(2)假设x轴上存在点Q(m,0),使得恒成立
当直线l的斜率为0时,A(,0),B(﹣,0),则=﹣,∴,∴m=①
当直线l的斜率不存在时,,,则
•=﹣,

∴m=或m=②
由①②可得m=.
下面证明m=时,恒成立
当直线l的斜率为0时,结论成立;
当直线l的斜率不为0时,设直线l的方程为x=ty+1,A(x1,y1),B(x2,y2)
直线方程代入椭圆方程,整理可得(t2+2)y2+2ty﹣1=0,∴y1+y2=﹣,y1y2=﹣
∴=(x1﹣,y1)•(x2﹣,y2)=(ty1﹣)(ty2﹣)+y1y2=(t2+1)y1y2﹣t(y1+y2)+=+=﹣
综上,x轴上存在点Q(,0),使得恒成立.
21.已知函数f(x)=a x+x2﹣xlna(a>0且a≠1)
(1)求函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)求函数f(x)单调区间;
(3)若存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1(e是自然对数的底数),某某数a的取值X围.
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(1)先求f′(x),再计算f′(0),和f(0),即可得到切线方程;
(2)先求函数的导数f′(x)=a x lna+2x﹣lna=2x+(a x﹣1)lna,并且f′(0)=0,判断零点两侧的正负,得到单调区间;
(3)将存在性问题转化为|f(x1)﹣f(x2)|max≥e﹣1,即f(x)max﹣f(x)min≥e﹣1,
根据上一问的单调性得到最小值f(0),再计算端点值f(﹣1)和f(1)比较大小.因为
,再令令

求其导数,分情况比较大小,计算a的取值X围.
【解答】解:(1)因为函数f(x)=a x+x2﹣xlna(a>0,a≠1),
所以f′(x)=a x lna+2x﹣lna,f′(0)=0,
又因为f(0)=1,所以函数f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为y=1;
(2)由(1),f′(x)=a x lna+2x﹣lna=2x+(a x﹣1)lna.
当a>1时,lna>0,(a x﹣1)lna在R上递增;
当0<a<1时,lna<0,(a x﹣1)lna在R上递增;
故当a>0,a≠1时,总有f′(x)在R上是增函数,
又f′(0)=0,所以不等式f′(x)>0的解集为(0,+∞),
故函数f(x)的单调增区间为(0,+∞),递减区间为(﹣∞,0);
(3)因为存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1成立,
而当x∈[﹣1,1]时,|f(x1)﹣f(x2)|≤f(x)max﹣f(x)min,
所以只要f(x)max﹣f(x)min≥e﹣1即可.
又因为x,f'(x),f(x)的变化情况如下表所示:
x (﹣∞,0)0 (0,+∞)
f′(x)﹣0 +
f(x)减函数极小值增函数
可得f(x)在[﹣1,0]上是减函数,在[0,1]上是增函数,
所以当x∈[﹣1,1]时,f(x)的最小值f(x)min=f(0)=1,
f(x)的最大值f(x)max为f(﹣1)和f(1)中的最大值.
因为,
令,因为,
所以在a∈(0,1)、(1,+∞)上是增函数.
而g(1)=0,故当a>1时,g(a)>0,即f(1)>f(﹣1);
当0<a<1时,g(a)<0,即f(1)<f(﹣1).
所以,当a>1时,f(1)﹣f(0)≥e﹣1,即a﹣lna≥e﹣1,
函数y=a﹣lna在a∈(1,+∞)上是增函数,解得a≥e;
当0<a<1时,f(﹣1)﹣f(0)≥e﹣1,即,
函数在a∈(0,1)上是减函数,解得.
综上可知,所求a的取值X围为.
选做题[选修4-1:几何证明选讲]
22.如图,⊙O是等腰三角形ABC的外接圆,AB=AC,延长BC到点D,使CD=AC,连接AD交⊙O于点E,连接BE与AC交于点F.
(1)判断BE是否平分∠ABC,并说明理由;
(2)若AE=6,BE=8,求EF的长.
【考点】与圆有关的比例线段;弦切角.
【分析】(1)BE平分∠ABC.由已知中边的相等,可得∠CAD=∠D,∠ABC=∠ACB,再利用同弧所对的圆周角相等,可得∠CAD=∠D=∠DBE,即有∠ABE+∠EBD=∠CAD+∠D,利用等量减等量差相等,可得∠EBD=∠D=∠ABE,故得证.
(2)由(1)中的所证条件∠ABE=∠FAE,再加上两个三角形的公共角,可证△BEA∽△AEF,利用比例线段可求EF.
【解答】解:(1)BE平分∠ABC,理由如下:
证明:∵AC=CD,
∴∠CAD=∠ADC,
∴∠ACB=∠CAD+∠ADC=2∠CAD…
又∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=2∠CAD,
∵∠CAD=∠EBC,
∴∠ABC=2∠EBC,
∴BE平分∠ABC;…
(2)连接EC,由(1)BE平分∠ABC,∴E是弧AC的中点,
∴AE=EC=6,
又∠EBC=∠CAD=∠ADC,
∴ED=BD=8…
∵A、B、C、E四点共圆,
∴∠CED=∠ABC=∠ACB=∠AEF
∴△AEF∽△DEC
∴,
∴EF==…。

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