陕西省安康市高考数学三模试卷 理(含解析)
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2016年陕西省安康市高考数学三模试卷(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|x2﹣1<0},B={x丨0<x<4},则A∪B等于()
A.{x|0<x<l} B.{x|﹣l<x<l} C.{x|﹣1<x<4} D.{x|l<x<4}
2.设复数z=2+i,则复数z(1﹣z)的共轭复数为()
A.﹣1﹣3i B.﹣1+3i C.1+3i D.1﹣3i
3.如图,在平行四边形ABCD中,E为BC的中点,且=x+y,则()
A.x=﹣1,y=﹣B.x=1,y=C.x=﹣1,y=D.x=1,y=﹣
4.若x,2x+1,4x+5是等比数列{a n}的前三项,则a n等于()
A.2n﹣1B.3n﹣1C.2n D.3n
5.已知函数f(x)=sin(ωx﹣)(ω>0)的部分图象如图所示,则函数g(x)=cos
(ωx+)的图象的一条对称轴方程为()
A.x=B.x=C.x=D.x=
6.已知a=dx,则二项式(1﹣)5的展开式中x﹣3的系数为()
A.160 B.80 C.﹣80 D.﹣160
7.设双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线与直线x=﹣1的一个交点的纵坐标为y0,若|y0|<2,则双曲线C的离心率的取值范围是()
A.(1,)B.(1,)C.(,+∞)D.(,+∞)
8.执行如图所示的程序框图,则输出的S等于()
A.B.C.D.
9.设命题p:∃x0∈(0,+∞),e+x0=e,命题q:,若圆C1:x2+y2=a2与圆C2:(x﹣b)2+(y﹣c)2=a2相切,则b2+c2=2a2.那么下列命题为假命题的是()
A.¬q B.¬p C.(¬p)∨(¬q)D.p∧(¬q)
10.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为()
A.72 B.80 C.86 D.92
11.设函数f(x)=3|x﹣1|﹣2x+a,g(x)=2﹣x2,若在区间(0,3)上,f(x)的图象在g (x)的图象的上方,则实数a的取值范围为()
A.(2,+∞)B.[2,+∞)C.(3,+∞)D.[3,+∞)
12.若一个四棱锥底面为正方形,顶点在底面的射影为正方形的中心,且该四棱锥的体积为9,当其外接球表面积最小时,它的高为()
A.3 B.2 C.2 D.3
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.
13.已知实数x,y满足,则z=x+y的最小值为.
14.椭圆mx2+y2=1(m>1)的短轴长为m,则m= .
15.若函数f(x)=在(2,3)上为增函数,则实数a的取值范围是.
16.已知S n为数列{a n}的前n项和,若a n(2+sin)=n(2+cosnπ),且S4n=an2+bn,则
a﹣b= .
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.如图,在四边形ABCB′,△ABC≌△AB′C,AB⊥AB′,cos∠BCB′=,BC=2.
(1)求sin∠BCA;
(2)求BB′及AC′的长.
18.在如图所示的四棱锥P﹣ABCD中,四边形ABCD为正方形,PA⊥CD,BC⊥平面PAB,且E,
M,N分别为PD,CD,AD的中点, =3.
(1)证明:PB∥平面FMN;
(2)若PA=AB,求二面角E﹣AC﹣B的余弦值.
19.在一次全国高中五省大联考中,有90万的学生参加,考后对所有学生成绩统计发现,英语成绩服从正态分布N(μ,σ2),如表用茎叶图列举了20名学生英语的成绩,巧合的是这20个数据的平均数和方差恰比所有90万个数据的平均数和方差都多0.9,且这20个数据的方差为49.9.
(1)求μ,σ;
(2)给出正态分布的数据:P(μ﹣σ<X<μ+σ)=0.6826,P(μ﹣2σ<X<μ+2σ)=0.9544.(i)若从这90万名学生中随机抽取1名,求该生英语成绩在(82.1,103.1)的概率;(ii)若从这90万名学生中随机抽取1万名,记X为这1万名学生中英语成绩在在(82.1,103.1)的人数,求X的数学期望.
20.如图,在平面直角坐标系xoy中,抛物线y2=2px(p>0)的准线l与x轴交于点M,过点M的直线与抛物线交于A,B两点,设A(x1,y1)到准线l的距离d=2λp(λ>0)(1)若y1=d=3,求抛物线的标准方程;
(2)若+λ=,求证:直线AB的斜率的平方为定值.
21.已知函数f(x)=+nlnx(m,n为常数)的图象在x=1处的切线方程为x+y﹣2=0 (1)判断函数f(x)的单调性;
(2)已知p∈(0,1),且f(p)=2,若对任意x∈(p,1),任意t∈[,2],f(x)≥t3﹣t2﹣2at+2与f(x)≤t3﹣t2﹣2at+2中恰有一个恒成立,求实数a的取值范围.
四.请考生从第22、23、24三题中任选一题作答.注意:只能做所选的题目.如果多做,则按所做的第一个题计分,解答时请写清题号.[选修4-1:几何证明选讲]
22.如图,△ABO三边上的点C、D、E都在⊙O上,已知AB∥DE,AC=CB.
(l)求证:直线AB与⊙O相切;
(2)若AD=2,且tan∠ACD=,求AO的长.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.在极坐标中,直线l的方程为ρ(3cosθ﹣4sinθ)=2,曲线C的方程为ρ=m(m>0).(1)求直线l与极轴的交点到极点的距离;
(2)若曲线C上恰好存在两个点到直线l的距离为,求实数m的取值范围.
[选修4-5:不等式选讲]
24.已知不等式|x+2|+|x﹣2丨<10的解集为A.
(1)求集合A;
(2)若∀a,b∈A,x∈R+,不等式a+b>(x﹣4)(﹣9)+m恒成立,求实数m的取值范围.
2016年陕西省安康市高考数学三模试卷(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|x2﹣1<0},B={x丨0<x<4},则A∪B等于()
A.{x|0<x<l} B.{x|﹣l<x<l} C.{x|﹣1<x<4} D.{x|l<x<4}
【考点】并集及其运算.
【分析】根据并集的运算性质计算即可.
【解答】解:∵A={x|x2﹣1<0}={x|﹣1<x<1},B={x丨0<x<4},
∴A∪B={x|﹣1<x<4},
故选:C.
2.设复数z=2+i,则复数z(1﹣z)的共轭复数为()
A.﹣1﹣3i B.﹣1+3i C.1+3i D.1﹣3i
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】把z=2+i代入z(1﹣z),利用复数代数形式的乘除运算化简,然后求得复数z(1﹣z)的共轭复数.
【解答】解:∵z=2+i,∴z(1﹣z)=(2+i)(﹣1﹣i)=﹣1﹣3i,
∴复数z(1﹣z)的共轭复数为﹣1+3i.
故选:B.
3.如图,在平行四边形ABCD中,E为BC的中点,且=x+y,则()
A.x=﹣1,y=﹣B.x=1,y=C.x=﹣1,y=D.x=1,y=﹣
【考点】平面向量的基本定理及其意义.
【分析】利用平面向量的三角形法则用表示出.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴,,
∵E是BC中点,∴=﹣=﹣.
∴==.∴x=1,y=﹣.
故选D:.
4.若x,2x+1,4x+5是等比数列{a n}的前三项,则a n等于()
A.2n﹣1B.3n﹣1C.2n D.3n
【考点】等比数列的通项公式.
【分析】由x,2x+1,4x+5是等比数列{a n}的前三项,可得(2x+1)2=x(4x+5),解得x即可得出.
【解答】解:∵x ,2x+1,4x+5是等比数列{a n }的前三项,
∴(2x+1)2=x (4x+5),解得x=1.
∴公比q=
=3. 则a n =3n ﹣1.
故选:B .
5.已知函数f (x )=
sin (ωx ﹣)(ω>0)的部分图象如图所示,则函数g (x )=cos
(ωx+)的图象的一条对称轴方程为( )
A .x=
B .x=
C .x=
D .x=
【考点】正弦函数的图象.
【分析】由周期求出ω,可得g (x )的解析式,再根据余弦函数的图象的对称性求得g (x )的图象的对称轴方程.
【解答】解:根据函数f (x )=
sin (ωx ﹣)(ω>0)的部分图象,可得=
﹣,∴ω=2,
则函数g (x )=cos (ωx+
)=cos (2x+),令2x+=k π,求得x=﹣,k ∈Z ,
故函数g (x )的图象的对称轴方程为x=
﹣,k ∈Z ,当k=1时,x=, 故选:B .
6.已知a=dx ,则二项式(1﹣)5的展开式中x ﹣3的系数为( )
A .160
B .80
C .﹣80
D .﹣160
【考点】二项式定理的应用.
【分析】求定积分可得a 的值,再根据二项式展开式的通项公式,求得展开式中x ﹣3的系数.
【解答】解:a=
dx=2,则二项式(1﹣)5=(1﹣)5 的展开式的通项公式为 T r+1=
•(﹣2)r •x ﹣r ,
令﹣r=﹣3,求得r=3,可得展开式中x ﹣3的系数为•(﹣2)3=﹣80,
故选:C.
7.设双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线与直线x=﹣1的一个交点的纵坐标为y0,若|y0|<2,则双曲线C的离心率的取值范围是()
A.(1,)B.(1,)C.(,+∞)D.(,+∞)
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】求出直线和渐近线的交点的纵坐标,根据不等式关系求出a,b的范围,进行求解即可.
【解答】解:∵双曲线的渐近线为y=±x,
∴当x=﹣1时,y=±,
∵交点的纵坐标为y0,若|y0|<2,
∴||<2,
则离心率e=====,
∵e>1,
∴1<e<,
故选:B
8.执行如图所示的程序框图,则输出的S等于()
A.B.C.D.
【考点】程序框图.
【分析】根据程序框图的流程,依次写出每次循环得到的S,i的值,当S=时,满足条件
S<1,退出循环,输出S的值为.
【解答】解:模拟执行程序,可得
S=600,i=1
执行循环体,S=600,i=2
不满足条件S<1,执行循环体,S=300,i=3
不满足条件S<1,执行循环体,S=100,i=4
不满足条件S<1,执行循环体,S=25,i=5
不满足条件S<1,执行循环体,S=5,i=6
不满足条件S<1,执行循环体,S=,i=7
满足条件S<1,退出循环,输出S的值为.
故选:C.
9.设命题p:∃x0∈(0,+∞),e+x0=e,命题q:,若圆C1:x2+y2=a2与圆C2:(x﹣b)2+(y﹣c)2=a2相切,则b2+c2=2a2.那么下列命题为假命题的是()
A.¬q B.¬p C.(¬p)∨(¬q)D.p∧(¬q)
【考点】复合命题的真假.
【分析】对于命题p:由于函数y=e x与函数y=e﹣x的图象在第一象限有一个交点,因此∃x0∈(0,+∞),使得e+x0=e,即可判断出真假.对于命题q:由于两圆的圆心距离d=,
两圆的半径均为|a|,可知两圆必然外切,进而判断出真假.
【解答】解:对于命题p:∵函数y=e x与函数y=e﹣x的图象在第一象限有一个交点,∴:
∃x0∈(0,+∞),e+x0=e,是真命题.
对于命题q∵两圆的圆心距离d=,两圆的半径均为|a|,因此两圆必然外切,∴=2|a|,∴b2+c2=4a2.故命题q为假命题.
只有¬q为真命题.
故选:B.
10.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为()
A.72 B.80 C.86 D.92
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】利用三视图复原的几何体,画出图形,利用三视图的数据求解几何体的表面积即可.【解答】解:如图:三视图复原的几何体是五棱柱ABCEF﹣A1B1C1E1F1,
其中底面面积S==14,
底面周长C=1+4+5+1+5=16,高为h=4,
表面积为:2S+Ch=28+64=92.
故选:D.
11.设函数f(x)=3|x﹣1|﹣2x+a,g(x)=2﹣x2,若在区间(0,3)上,f(x)的图象在g (x)的图象的上方,则实数a的取值范围为()
A.(2,+∞)B.[2,+∞)C.(3,+∞)D.[3,+∞)
【考点】函数恒成立问题.
【分析】由题意可得3|x﹣1|﹣2x+a>2﹣x2在0<x<3上恒成立,即有a>2﹣x2+2x﹣3|x﹣1|的最大值,由二次函数和指数函数的最值的求法,可得x=1时,右边取得最大值,即可得到a 的范围.
【解答】解:由题意可得3|x﹣1|﹣2x+a>2﹣x2在0<x<3上恒成立,
即有a>2﹣x2+2x﹣3|x﹣1|的最大值,
由h(x)=2﹣x2+2x﹣3|x﹣1|=3﹣(x﹣1)2﹣3|x﹣1|,
当x=1∈(0,3)时,h(x)取得最大值,且为3﹣0﹣1=2,
即有a>2.
故选A.
12.若一个四棱锥底面为正方形,顶点在底面的射影为正方形的中心,且该四棱锥的体积为9,当其外接球表面积最小时,它的高为()
A.3 B.2 C.2 D.3
【考点】棱锥的结构特征.
【分析】由四棱锥的体积为9可得到底面边长a与高h的关系,作出图形,则球心O在棱锥的高或高的延长线上,分两种情况根据勾股定理列出方程,解出球的半径R的表达式,将问题转化为求R何时取得最小值的问题.
【解答】解:设底面边长AB=a,棱锥的高SM=h,
∵V棱锥S﹣ABCD=•a2•h=9,
∴a2=,
∵正四棱锥内接于球O,
∴O在直线SM上,设球O半径为R,
(1)若O在线段SM上,如图一,则OM=SM﹣SO=h﹣R,
(2)若O在在线段SM的延长线上,如图二,则OM=SO﹣SM=R﹣h,
∵SM⊥平面ABCD,
∴△OMB是直角三角形,
∴OM2+MB2=OB2,
∵OB=R,MB=BD=a,
∴(h﹣R)2+=R2,或(R﹣h)2+=R2
∴2hR=h2+,
即R=+=+=≥3=.
当且仅当=取等号,
即h=3时R取得最小值.
故选:A.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分.
13.已知实数x,y满足,则z=x+y的最小值为 2 .
【考点】简单线性规划.
【分析】画出满足条件的平面区域,求出角点的坐标,结合函数图象求出z的最小值即可.【解答】解:画出满足条件的平面区域,如图示:
,
由,解得B(1,1),
由z=x+y得:y=﹣x+z,
显然直线过B时z最小,
z的最小值是2,
故答案为:2.
14.椭圆mx2+y2=1(m>1)的短轴长为m,则m= 2 .
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】根据题意,将椭圆mx2+y2=1的方程变形为标准方程可得+=1,比较与1的
大小可得该椭圆的焦点在y轴上,且b=,进而依据题意可得m=2,解可得m的值,即可得答案.
【解答】解:根据题意,椭圆mx2+y2=1的方程可以变形为+=1,
又由m>1,则<1,
故该椭圆的焦点在y轴上,则b=,
又由该椭圆的短轴长为m,则有m=2,
解可得m=2;
故答案为:2.
15.若函数f(x)=在(2,3)上为增函数,则实数a的取值范围是[,+∞).【考点】函数单调性的性质.
【分析】若函数f(x)=在(2,3)上为增函数,则f′(x)=≥0在(2,3)上恒成立,进而得到答案.
【解答】解:若函数f(x)=在(2,3)上为增函数,
则f′(x)=≥0在(2,3)上恒成立,
则9a+1≥0,解得:a∈[,+∞),
故答案为:[,+∞).
16.已知S n为数列{a n}的前n项和,若a n(2+sin)=n(2+cosnπ),且S4n=an2+bn,则
a﹣b= 5 .
【考点】数列的求和.
【分析】通过计算得出数列{a n}前8项的值,进而联立S4=a+b、S8﹣S4=3a+b,进而解方程组,计算即得结论.
【解答】解:①当n=4k﹣3时,a n(2+1)=n(2﹣1),a n=;
②当n=4k﹣2时,a n(2+0)=n(2+1),a n=n;
③当n=4k﹣1时,a n(2﹣1)=n(2﹣1),a n=n;
④当n=4k时,a n(2+0)=n(2+1),a n=n;
∵S4n=an2+bn,
∴S4=a+b
=+•2+3+•4
=+12,
S8﹣S4=(4a+2b)﹣(a+b)
=3a+b
=•5+•6+7+•8
=+28,
∴(3a+b)﹣(a+b)=(+28)﹣(+12),解得:a=+8,
b=+12﹣a=(+12)﹣(+8)=﹣+4,
∴a﹣b=(+8)﹣(﹣+4)=5,
故答案为:5.
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.如图,在四边形ABCB′,△ABC≌△AB′C,AB⊥AB′,cos∠BCB′=,BC=2.
(1)求sin∠BCA;
(2)求BB′及AC′的长.
【考点】相似三角形的性质.
【分析】(1)利用△ABC≌△AB′C,可得∠BCA=∠B′CA,利用cos∠BCB′=,即可求sin
∠BCA;
(2)利用余弦定理求出BB′,利用正弦定理求出BB′,即可求出AC′的长.
【解答】解:(1)∵△ABC≌△AB′C,
∴∠BCA=∠B′CA,
∴cos∠BCB′=2cos2∠BCA﹣1,
∵cos∠BCB′=,
∴cos2∠BCA=,
∴sin2∠BCA=,
∴sin∠BCA=;
(2)∵BC=2,
∴BB′2=8+8﹣2×=4,
∴BB′=2
∵,∴AB=,
设BB′与AC交于O,则AO=1,CO==,∴AC=+1.
18.在如图所示的四棱锥P﹣ABCD中,四边形ABCD为正方形,PA⊥CD,BC⊥平面PAB,且E,
M,N分别为PD,CD,AD的中点, =3.
(1)证明:PB∥平面FMN;
(2)若PA=AB,求二面角E﹣AC﹣B的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.
【分析】(1)连结BD,分别交AC、MN于点O,G,连结EO、FG,推导出EO∥PB,FG∥EO,PB∥FG,由此能证明PB∥平面FMN.
(2)以A为坐标原点,AB,AD,AP所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,由此能求出二面角E﹣AC﹣B的余弦值.
【解答】证明:(1)连结BD,分别交AC、MN于点O,G,连结EO、FG,
∵O为BD中点,E为PD中点,∴EO∥PB,
又=3,∴F为ED中点,又CM=MD,AN=DN,∴G为OD的中点,
∴FG∥EO,∴PB∥FG,
∵FG⊂平面FMN,PB⊄平面FMN,
∴PB∥平面FMN.
解:(2)∵BC⊥平面PAB,∴BC⊥PA,又PA⊥CD,BC∩CD=C,
∴PA⊥平面ABCD,
如图,以A为坐标原点,AB,AD,AP所在直线分别为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系,
设PA=AB=2,则A(0,0,0),B(2,0,0),C(2,2,0),E(0,1,1),
则=(2,2,0),=(0,1,1),
平面ABCD的一个向向量=(0,0,1),
设平面AEC的法向量为=(x,y,z),
则,取x=1,得=(1,﹣1,1),
∴cos<>==,
由图知二面角E﹣AC﹣B为钝角,
∴二面角E﹣AC﹣B的余弦值为﹣.
19.在一次全国高中五省大联考中,有90万的学生参加,考后对所有学生成绩统计发现,英语成绩服从正态分布N(μ,σ2),如表用茎叶图列举了20名学生英语的成绩,巧合的是这20个数据的平均数和方差恰比所有90万个数据的平均数和方差都多0.9,且这20个数据的方差为49.9.
(1)求μ,σ;
(2)给出正态分布的数据:P(μ﹣σ<X<μ+σ)=0.6826,P(μ﹣2σ<X<μ+2σ)=0.9544.(i)若从这90万名学生中随机抽取1名,求该生英语成绩在(82.1,103.1)的概率;(ii)若从这90万名学生中随机抽取1万名,记X为这1万名学生中英语成绩在在(82.1,103.1)的人数,求X的数学期望.
【考点】正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义;离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差.
【分析】(1)由茎叶图得这20个数据的平均数,再由这20个数据的方差为49.9,英语成绩服从正态分布N(μ,σ2),结合题意能求出μ和σ.
(2)(i)∵由题知x服从正态分布N(89.1,49),作出相应的正态曲线,能求出该生英语成绩在(82.1,103.1)的概率.
(3)由从这90万名学生中随机抽取1名,该生英语成绩在(82.1,103.1)的概率为0.8185,能求出这1万名学生中英语成绩在在(82.1,103.1)的数学期望.
【解答】解:(1)由茎叶图得这20个数据的平均数:
=(79+80+81+82+87+87+88+88+89+90×4+91+92+93+93+100+101+109)=90,
∵这20个数据的平均数和方差恰比所有90万个数据的平均数和方差都多0.9,且这20个数据的方差为49.9,
英语成绩服从正态分布N(μ,σ2),
∴μ=90﹣0.9=89.1,σ==7.
(2)(i)∵英语成绩服从正态分布N(89.1,49),P(μ﹣σ<X<μ+σ)=0.6826,P(μ﹣2σ<X<μ+2σ)=0.9544,
∴P(82.1<X<96.1)=0.6826,P(75.1<X<103.1)=0.9544,
由题知x服从正态分布N(89.1,49),作出相应的正态曲线,如图,
依题意P(82.1<X<96.1)=0.6826,P(75.1<X<103.1)=0.9544,
即曲边梯形ABCD的面积为0.9544,曲边梯形EFGH的面积为0.6826,
其中A、E、F、B的横坐标分别是75.1、82.1、96.1、103.1,
由曲线关于直线x=89.1对称,可知曲边梯形EBCH的面积为0.9544﹣
=0.8185,
即该生英语成绩在(82.1,103.1)的概率为0.8185.
(3)∵从这90万名学生中随机抽取1名,该生英语成绩在(82.1,103.1)的概率为0.8185.∴从这90万名学生中随机抽取1万名,记X为这1万名学生中英语成绩在在(82.1,103.1)的人数,
X的数学期望E(X)=0.8185×10000=8185.
20.如图,在平面直角坐标系xoy中,抛物线y2=2px(p>0)的准线l与x轴交于点M,过点M的直线与抛物线交于A,B两点,设A(x1,y1)到准线l的距离d=2λp(λ>0)(1)若y1=d=3,求抛物线的标准方程;
(2)若+λ=,求证:直线AB的斜率的平方为定值.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】(1)求得抛物线的焦点和准线方程,由题意可得AF⊥x轴,即有p=3,进而得到抛物线的方程;
(2)设B(x2,y2),AB:y=k(x+),代入抛物线的方程,可得x的方程,运用判别式大
于0和求根公式,运用向量共线的坐标表示,可得2p=x2﹣x1,解方程即可得到所求定值.
【解答】解:(1)抛物线y2=2px的焦点F(,0),准线方程为x=﹣,
则|AF|=y1,可得AF⊥x轴,
则x1=,即有d=+=3,即p=3,
则抛物线的方程为y2=6x;
(2)证明:设B(x2,y2),AB:y=k(x+),代入抛物线的方程,可得
k2x2+p(k2﹣2)x+=0,
由△=p2(k2﹣2)2﹣k4p2>0,即为k2<1,
x1=,x2=,
由d=2λp,可得x1+=2λp,
由+λ=,M(﹣,0),
可得x1+=λ(x2﹣x1),
即有2p=x2﹣x1=,
解得k2=.
故直线AB的斜率的平方为定值.
21.已知函数f(x)=+nlnx(m,n为常数)的图象在x=1处的切线方程为x+y﹣2=0 (1)判断函数f(x)的单调性;
(2)已知p∈(0,1),且f(p)=2,若对任意x∈(p,1),任意t∈[,2],f(x)≥
t3﹣t2﹣2at+2与f(x)≤t3﹣t2﹣2at+2中恰有一个恒成立,求实数a的取值范围.
【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(1)利用导数的意义求得m,进而求出单调区间;
(2)f(x)在[p,1]上的最小值为f(1)=1,最小值f(p)=2,只需2a≥t2﹣t+对t∈
[,2]恒成立或2a≤t2﹣t对t∈[,2]恒成立,利用导数求出函数的单调性,列出不等式,即可求得结论;
【解答】解:(1)由f(x)=+nlnx(m,n为常数)的定义域为(0,+∞),
∴f′(x)=﹣+,
∴f′(1)=﹣+n=﹣1,
把x=1代入x+y﹣2=0得y=1,∴f(1)==1,
∴m=2,n=﹣,
∴f(x)=﹣lnx,f′(x)=﹣﹣,
∵x>0,∴f′(x)<0,
∴f(x)的单调递减区间为(0,+∞),没有递增区间.
(2)由(1)可得,f(x)在[p,1]上单调递减,
∴f(x)在[p,1]上的最小值是f(1)=1,最大值是f(p)=2,
∴只需t3﹣t2﹣2at+2≤1或≥2,
即2a≥t2﹣t+对t∈[,2]恒成立或2a≤t2﹣t对t∈[,2]恒成立,
令g(t)=t2﹣t+,则g′(t)=,
令g′(t)=0,解得:t=1,而2t2+t+1>0恒成立,
∴≤t<1时,g′(t)<0,g(t)递减,1<t≤2时,g′(t)>0,g(t)递增,
∴g(t)的最大值是max{g(),g(2)},
而g()=<g(2)=,
∴g(t)在[,2]的最大值是g(2)=,
又t2﹣t∈[﹣,2],
∴2a≥或2a≤﹣,解得:a≥或a≤﹣,
故a的范围是(﹣∞,﹣]∪[,+∞).
四.请考生从第22、23、24三题中任选一题作答.注意:只能做所选的题目.如果多做,则按所做的第一个题计分,解答时请写清题号.[选修4-1:几何证明选讲]
22.如图,△ABO三边上的点C、D、E都在⊙O上,已知AB∥DE,AC=CB.
(l)求证:直线AB与⊙O相切;
(2)若AD=2,且tan∠ACD=,求AO的长.
【考点】与圆有关的比例线段;圆的切线的判定定理的证明.
【分析】(1)连结OC,OC⊥AB,推导出OA=OB,OC⊥AB,由此能证明直线AB与⊙O相切.
(2)延长DO交⊙O于点F,连结FC,由弦切角定理得△ACD∽△AFC,从而=,由此能求出AO的长.
【解答】证明:(1)∵AB∥DE,∴,又OD=OE,∴OA=OB,
如图,连结OC,∵AC=CB,∴OC⊥AB,
又点C在⊙O上,∴直线AB与⊙O相切.
解:(2)如图,延长DO交⊙O于点F,连结FC,
由(1)知AB是⊙O的切线,∴弦切角∠ACD=∠F,
∴△ACD∽△AFC,∴tan∠ACD=tan∠F=,
又∠DCF=90°,∴=,
∵AD=2,∴AC=6,
又AC2=AD•AF,∴2(2+2r)=62,∴r=8,
∴AO=2+8=10.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.在极坐标中,直线l的方程为ρ(3cosθ﹣4sinθ)=2,曲线C的方程为ρ=m(m>0).(1)求直线l与极轴的交点到极点的距离;
(2)若曲线C上恰好存在两个点到直线l的距离为,求实数m的取值范围.
【考点】简单曲线的极坐标方程.
【分析】(1)令θ=0,得ρ(3cos0﹣4sin0)=2,由此能求出直线l与极轴的交点到极点的距离.
(2)先求出直线l和曲线C的直角坐标方程,由曲线C表示以原点为圆心,以m为半径的
圆,且原点到直线l的距离为,结合题设条件能求出实数m的取值范围.
【解答】解:(1)∵直线l的方程为ρ(3cosθ﹣4sinθ)=2,
∴令θ=0,得ρ(3cos0﹣4sin0)=2,
∴3ρ=2,
∴直线l与极轴的交点到极点的距离ρ=.
(2)直线l的直角坐标方程为3x﹣4y﹣2=0,曲线C的直角坐标方程为x2+y2=m2,
曲线C表示以原点为圆心,以m为半径的圆,且原点到直线l的距离为,
∵曲线C上恰好存在两个点到直线l的距离为,
∴.
∴实数m的取值范围是(,).
[选修4-5:不等式选讲]
24.已知不等式|x+2|+|x﹣2丨<10的解集为A.
(1)求集合A;
(2)若∀a,b∈A,x∈R+,不等式a+b>(x﹣4)(﹣9)+m恒成立,求实数m的取值范
围.
【考点】基本不等式;绝对值不等式的解法.
【分析】(1)化不等式|x+2|+|x﹣2丨<10为3个不等式组,解不等式组可得;
(2)由题意可得﹣10<a+b<10,由基本不等式可得(x﹣4)(﹣9)≤25,由恒成立可得m+25≤﹣10,解不等式可得.
【解答】解:(1)不等式|x+2|+|x﹣2丨<10等价于,
或或,
解得﹣5<x<5,故可得集合A=(﹣5,5);
(2)∵a,b∈A=(﹣5,5),x∈R+,
∴﹣10<a+b<10,
∴(x﹣4)(﹣9)=1﹣﹣9x+36
=37﹣(+9x)≤37﹣2=25,
∵不等式a+b>(x﹣4)(﹣9)+m恒成立,
∴m+25≤﹣10,解得m≤﹣35。