2020届河北衡水中学新高考押题模拟考试(七)理科数学
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2020届河北衡水中学新高考押题模拟考试(七)
理科数学试题
★祝你考试顺利★
注意事项:
1、考试范围:高考考查范围。
2、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
3、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
4、主观题的作答:用0.5毫米黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非主观题答题区域的答案一律无效。
5、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
6、保持卡面清洁,不折叠,不破损。
7、本科目考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、选择题
1.已知集合{}01M =,,则满足条件M N M ⋃=的集合N 的个数为( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
【答案】D 【解析】 【分析】
由M N M ⋃=得到集合N 为集合M 的子集,根据子集的定义写出其子集,即可得到集合N 的个数. 【详解】M N M ⋃=Q
N M ∴⊆,即集合N 为集合M 的子集
则集合N 可以为:{1}{0},{
1,0}∅,, ,共四个 故选:D
【点睛】本题主要考查了集合间的基本关系,属于基础题. 2.复数
5
2
i -的共轭复数是( )
A. 2i +
B. 2i -
C. 2i -+
D. 2i --
【答案】C 【解析】 【分析】
先化简复数代数形式,再根据共轭复数概念求解. 【详解】因为
522i i =---,所以复数52
i -的共轭复数是2i -+,选C. 【点睛】本题考查复数运算以及共轭复数概念,考查基本求解能力. 3.已知等差数列{}n a 中,n S 为其前n 项的和,45S =,920S =,则7a = A. 3- B. 5-
C. 3
D. 5
【答案】C 【解析】 【分析】
根据等差数列前n 项和的性质得到4S =()232a a +,9S =59a ,5235205
,2592
a a a a d =+==-,联立两式可得到公差,进而得到结果. 【详解】等差数列
{}
n a 中,n S 为其前n 项的和,45S ==()232a a +,
920S ==59a ,5235205,2592a a a a d =
+==-,联立两式得到7
,18
d =75+2 3.a a d == 故答案为C.
【点睛】本题考查了等差数列前n 项和的性质的应用,和基本量的计算,数列通项的求法中有常见的已知n S 和n a 的关系,求n a 表达式,一般是写出1n S -做差得通项,但是这种方法需要检验n=1时通项公式是否适用;数列求和常用法有:错位相减,裂项求和,分组求和等. 4.下列函数中是偶函数,且在区间(0,+∞)上是减函数的是( ) A. 1y x =+ B. 2
y x -=
C. 1
y x x
=
- D. 2x
y =
【答案】B 【解析】
【分析】
根据函数表达式,判断f(x)和f(-x)的关系,得到奇偶性,再依次判断单调性即可得到结果.
【详解】A.()1f x x =+,()()1f x x f x -=-+=,函数是偶函数,在()0,+∞上是增函数,故不正确; B. 2
y x -=,是偶函数,()()
()2
-f x x f x --==,在区间()0,+∞上是减函数,故正确;
C. 1y x x =
-,()()1
f x x f x x
-=-+=-,是奇函数,故不正确; D. 2x
y =,()()2x
f x f x --==,是偶函数,但是在()0,+∞上是增函数,故不正确;
故答案为B.
【点睛】这个题目考查了函数的奇偶性和单调性,函数奇偶性的判断,先要看定义域是否关于原点对称,接着再按照定义域验证()f x 和 ()-f x 的关系,函数的单调性,一般小题直接判断函数在所给区间内是否连续,接着再判断当x 变大时y 的变化趋势,从而得到单调性.
5.函数()
2lg 54y x x =++的零点是1tan x α=和2tan x β=,则()tan αβ+=( ) A.
53
B. 53
-
C.
52
D. 52
-
【答案】C 【解析】 【分析】
利用韦达定理求得tan tan αβ+和tan tan αβ⋅的值,再利用两角和的正切公式求得
()tan tan tan 1tan ?tan αβ
αβαβ
++=
-的值.
【详解】因为函数()
2
lg 54y x x =++的零点是1tan x α=和2tan x β=,
所以tan α和tan β是2541x x ++=的两个实数根,
所以tan tan 5αβ+=-,tan ?
tan 3αβ=,则()tan tan 5
tan 1tan ?tan 2
αβαβαβ++==-,
故选C.
【点睛】本题主要考查了根与系数的关系及两角和的正切展开,着重考查了学生公式的应用,属于基础题.
6.若中心在原点,焦点坐标为(0,±
)的椭圆被直线3x ﹣y ﹣2=0截得的弦的中点的横坐标为1
2
,则椭圆方程为( )
A. 22222575x y +=1
B. 22227525x y +=1
C. 2212575
x y +=
D. 2217525
x y +=
【答案】C 【解析】 【分析】
先根据焦点坐标得出a 2﹣b 2=50,根据直线方程求出AB 中点为(
12,12
-).再设而不求的方法求得AB 的斜率与中点坐标之间的关系式,求出a 2=3b 2,联解两式即可得到该椭圆的标准方程.
【详解】解:设椭圆:22
22y x a b
+=1(a >b >0),则a 2﹣b 2=50①
又设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),弦AB 中点(x 0,y 0) ∵x 012=
,∴代入直线方程得y 032=-21
2
=- 由22
112
2222222
11
y x a b y x a b ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,可得2222121222
y y x x a b --=- ∴AB 的斜率k 212212y y a x x b -=
=--•212212x x a y y b
+=-+•0
0x y =3 ∵
x y =-1,∴a 2=3b 2② 联解①②,可得a 2
=75,b 2
=25,得椭圆的方程为:22
2575
x y +=1
故选:C .
【点睛】本题主要考查了椭圆的标准方程、直线与圆锥曲线的综合问题.直线与圆锥曲线联系在一起的综合题在高考中多以高档题、压轴题出现,主要涉及位置关系的判定,弦长问题、最值问题、对称问题、轨迹问题等.
7.某运动制衣品牌为了成衣尺寸更精准,现选择15名志愿者,对其身高和臂展进行测量(单位:厘米),左图为选取的15名志愿者身高与臂展的折线图,右图为身高与臂展所对应的散点图,并求得其回归方程为
1.160.5ˆ37y
x =-,以下结论中不正确的为( )
A. 15名志愿者身高的极差小于臂展的极差
B. 15名志愿者身高和臂展成正相关关系,
C. 可估计身高为190厘米的人臂展大约为189.65厘米
D. 身高相差10厘米的两人臂展都相差11.6厘米, 【答案】D 【解析】 【分析】
根据散点图和回归方程的表达式,得到两个变量的关系,A 根据散点图可求得两个量的极差,进而得到结果;B ,根据回归方程可判断正相关;C 将190代入回归方程可得到的是估计值,不是准确值,故不正确;D ,根据回归方程x 的系数可得到增量为11.6厘米,但是回归方程上的点并不都是准确的样本点,故不正确.
【详解】A ,身高极差大约为25,臂展极差大于等于30,故正确;
B ,很明显根据散点图像以及回归直线得到,身高矮臂展就会短一些,身高高一些,臂展就长一些,故正确;
C ,身高为190厘米,代入回归方程可得到臂展估计值等于189.65厘米,但是不是准确值,故正确;
D ,身高相差10厘米的两人臂展的估计值相差11.6厘米,但并不是准确值,回归方程上的点并不都是准确的样本点,故说法不正确. 故答案为D.
【点睛】本题考查回归分析,考查线性回归直线过样本中心点,在一组具有相关关系的
变量的数据间,这样的直线可以画出许多条,而其中的一条能最好地反映x 与Y 之间的关系,这条直线过样本中心点.线性回归方程适用于具有相关关系的两个变量,对于具有确定关系的两个变量是不适用的, 线性回归方程得到的预测值是预测变量的估计值,不是准确值. 8.在61
(2)x x
+-的展开式中,含x 5项的系数为( ) A. 6 B. ﹣6
C. 12
D. ﹣12
【答案】D 【解析】 【分析】
直接利用二项式的展开式的应用求出结果. 【详解】解:61(2)x x +
-的展开式中6161()(2)r r r r T C x x
-+=+-, 当r =0时,()6
001612T C x x ⎛⎫=+- ⎪
⎝⎭, 所以61()x x +的展开式为()
61612s
s
s s T C x x -+⎛⎫=+- ⎪⎝
⎭,
当s =1时,系数为11
6(2)12C -=-.
故选:D .
【点睛】本题考查的知识要点:二项式展开式的应用,主要考查配对问题的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题型.
9.已知角ø是曲线f (x )=ln (e x +1)的切线的倾斜角,则ø的取值范围为( ) A. 04π⎡⎤⎢⎥⎣⎦
, B. 42
,ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦
C. 04π⎛
⎫
⎪⎝
⎭
,
D. 02π⎛⎫
⎪⎝
⎭
,
【答案】C 【解析】 【分析】
求出原函数的导函数,得到曲线f (x )的切线的斜率的范围,进一步求得ø的取值范围.
【详解】解:由f(x)=ln(e x+1),得f′(x)
1
1 11
x
x
x
e
e
e
==
++,
∵e x>0,∴
1
1
x
e
+>1,则f′(x)
1
1
1
x
e
=
+
∈(0,1),
即tanø∈(0,1),又直线倾斜角的范围为[0,π),
∴ø的取值范围为(0,
4
π
).
故选:C.
【点睛】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,训练了由直线的斜率求倾斜角,是中档题.10.我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有器中米,不知其数,前人取半,中人三分取一,后人四分取一,余米一头五升(注:一斗为十升).问,米几何?”如图是解决该问题的程序框图,执行该程序框图,若输出的 2.5
S=(单位:升),则输入的k值为,
A. 4.5
B. 6
C. 7.5
D. 10
【答案】D
【解析】
分析:模拟程序运行,依次写出每次循环得到的,n s的值,当4
n=时,不满足条件4
n<,推出循环,输
出s的值为
4
k
,即可求解.
详解:模拟程序运行,可得1,
n S k
==,
满足条件4n <,执行循环体,2,22k k n S k ==-=; 满足条件4n <,执行循环体,
23,233
k k k n S ==-=
; 满足条件4n <,执行循环体,
34,344
k k k n S ==-=
; 此时,不满足条件4n <,推出循环,输出s 的值为
4
k , 根据题意可得
2.54
k
=,解得10k =,故选D. 点睛:识别算法框图和完善算法框图是近年高考的重点和热点.解决这类问题:首先,要明确算法框图中的顺序结构、条件结构和循环结构;第二,要识别运行算法框图,理解框图解决的问题;第三,按照框图的要求一步一步进行循环,直到跳出循环体输出结果,完成解答.近年框图问题考查很活,常把框图的考查与函数和数列等知识考查相结合. 11.函数()2sin()(0)3
f x x π
ωω=+>的图象在[0,1]上恰有两个最大值点,则ω的取值范围为( )
A. [2,4]ππ
B. 9[2,
)2
ππ C. 1325[
,)66
ππ
D. 25[2,
)6
π
π 【答案】C 【解析】 【分析】
由三角函数图象确定ω满足条件,解得结果. 【详解】由题意得591325,3
23266
π
πππππωωω+
≥
+<∴≤<,选C. 【点睛】本题考查三角函数图象与性质,考查基本求解能力.
12.设函数f (x )()2
213x g x ax a x
=+=+-,,若对任意x 1∈[1,2],总存在x 0∈[0,a ],使得g (x 0)=
f (x 1)成立,则a 的取值范围为( ) A. a ≥4 B. 0≤a ≤4
C. a ≥1
D. 0<a ≤1
【答案】A 【解析】 【分析】
求出f (x ),g (x )的值域,根据题意,[3,5]⊆[1﹣3a ,a 2﹣3a +1],a >0,求出a 即可.
【详解】解:若对任意x ∈[1,2],f (x )2
2x x =+,f '(x )=2x ()
322212x x x
--=≥0,f (x )递增, 故f (x )∈[3,5], 在x ∈[0,a ],a >0,
则g (x )=ax +1﹣3a ,在[0,a ]单调递增,g (x )∈[1﹣3a ,a 2﹣3a +1], 根据题意,[3,5]⊆[1﹣3a ,a 2﹣3a +1],a >0,
2
133
315a a a -≤⎧⎨-+≥⎩
,解得a ≥4, 综上,a ≥4, 故选:A .
【点睛】本题考查函数的存在性问题和恒成立问题,考查利用导数处理函数的最值问题,考查分类讨论思想与转化思想,中档题.
二、填空题
13.有一个几何体的三视图及其尺寸(单位cm ),则该几何体的表面积为:_____.
【答案】24πcm 2 【解析】 【分析】
由三视图可知:该几何体是一个圆锥,其母线长是5cm ,底面直径是6cm .据此即可计算出答案. 【详解】解:由三视图可知:该几何体是一个圆锥,其母线长是5cm ,底面直径是6cm . ∴该三棱锥的表面积S =π×321
652
π+
⨯⨯=24πcm 2.
故答案为:24πcm 2.
【
点睛】本题考查由三视图还原几何体,考查锥体的表面积的计算,由三视图正确恢复原几何体是解题的关键.
14.若,x y 满足约束条件0,26,2,x y x y x y -≥⎧⎪
+≤⎨⎪+≥⎩
则3z x y =+的最小值是___________,最大值是___________.
【答案】 (1). 2- (2). 8 【解析】 【分析】 先作可行域,再平移目标函数对应的直线,从而确定最值.
【详解】作可行域,如图中阴影部分所示,则直线3z x y =+过点()2,2A 时z 取最大值max 2328z =+⨯=,过点()4,2B -时z 取最小值()min 4322z =+⨯-=-.
【点睛】线性规划的实质是把代数问题几何化,即用数形结合的思想解题.需要注意的是:一,准确无误地作出可行域;二,画目标函数所对应的直线时,要注意与约束条件中的直线的斜率进行比较,避免出错;三,一般情况下,目标函数的最大或最小值会在可行域的端点或边界处取得.
15.双曲线
=1(b ∈N)的两个焦点F 1、F 2,P 为双曲线上一点,|OP |<5,|PF 1|,|F 1F 2|,|PF 2|成等比数
列,则b 2=_________. 【答案】1 【解析】
解:设F 1(-c ,0)、F 2(c ,0)、P (x ,y ), 则|PF 1|2+|PF 2|2=2(|PO |2+|F 1O |2)<2(52+c 2),
即|PF 1|2+|PF 2|2<50+2c 2, 又∵|PF 1|2+|PF 2|2=(|PF 1|-|PF 2|)2+2|PF 1|·
|PF 2|, 依双曲线定义,有|PF 1|-|PF 2|="4," 依已知条件有|PF 1|·
|PF 2|=|F 1F 2|2=4c 2 ∴16+8c 2<50+2c 2,∴c 2<, 又∵c 2=4+b 2<,∴b 2<53
,∴b 2="1. " 答案:1 16.设()f x 是定义在R 上的偶函数,且当0x ≥时,()21,0122,1
x x x f x x ⎧-+≤<=⎨-≥⎩,若对任意的[],1x m m ∈+,不等式()()1f x f x m -≤+恒成立,则实数m 的最大值是__________. 【答案】13-
【解析】
【分析】
由()f x 为偶函数, ()f x 在0x ≥上连续,且为减函数,可得()()1f x f x m -≤+,等价于1x x m -≥+,即有()()2110x m m -++≤,由一次函数的单调性,解不等式即可得结果.
【详解】因为当0x ≥时,()21,0122,1x x x f x x ⎧-+≤<=⎨-≥⎩
, 所以可得01x ≤<时,()21f x x =-递减,()(]
0,1f x ∈; 当1x ≥时,()f x 递减,且()()(]
10,,0f f x =∈-∞, ()f x 在0x ≥上连续,且为减函数,
对任意的[],1x m m ∈+,不等式()()1f x f x m -≤+恒成立, 等价于()()1f x f x m -≤+,可得1x x m -≥+,
两边平方、移项分解因式可得()()2110x m m -++≤,
由一次函数的单调性,
可得()()2110m m m -++≤,且()()22110m m m +-++≤, 即为113m -≤≤且113m -≤≤-,即有113
m -≤≤-, 则m 的最大值为13-,故答案为13-. 【点睛】化简函数不等式:首先根据函数的性质把不等式转化为(())(())f g x f h x >的形式,然后根据函数
的单调性去掉“f ”,转化为具体的不等式(组),此时要注意()g x 与()h x 的取值应在外层函数的定义域内.
三、解答题
17.在ABC V 中,内角A B C ,,的对边分别为a b c ,,,已知1cos 2
b a C
c =+. (1)求角A ;
(2)若·3AB AC =u u u r u u u u r ,求a 的最小值.
【答案】(1)π3A =
(2 【解析】
【分析】
(Ⅰ)利用正弦定理、诱导公式、两角和差的三角公式求出cosA 的值,可得A 的值.
(Ⅱ)利用余弦定理及基本不等式求得a 的最小值.
【详解】解:(1) ∵ABC V 中,cos 2c b a C -=
, ∴由正弦定理知,1sin sin cos sin 2
B A
C C -=,∵πA B C ++=, ∴()sin sin sin cos cos sin B A C A C A C =+=+, ∴1sin cos cos sin sin cos sin 2
A C A C A C C +-=, ∴1cos sin sin 2
A C C =
, ∴1cos 2A =,∴π3A =. (2) 由 (1)及·3AB AC =u u u r u u u r 得6bc =, 所以222222cos 6266a b c bc A b c bc =+-=+--=…
当且仅当b c =时取等号,所以a
【点睛】本题主要考查正弦定理、余弦定理、诱导公式、两角和差的三角公式的应用,属于中档题. 18.某城市的华为手机专卖店对该市市民使用华为手机的情况进行调查.在使用华为手机的用户中,随机抽取100名,按年龄(单位:岁)进行统计的频率分布直方图如图:
(1)根据频率分布直方图,分别求出样本的平均数(同一组数据用该区间的中点值作代表)和中位数的估计值(均精确到个位);
(2)在抽取的这100名市民中,按年龄进行分层抽样,抽取20人参加华为手机宣传活动,现从这20人中,随机选取2人各赠送一部华为手机,求这2名市民年龄都在[)40,45内的人数为X ,求X 的分布列及数学期望.
【答案】(1)39,39(2)见解析
【解析】
分析:(1)根据组中值与对应区间概率的乘积得平均数,根据中位数对应概率为0.5,列式可得结果,(2)先根据分层抽样得区间人数,再确定随机变量取法,利用组合数求对应区间概率,列表可得分布列,最后根据数学期望公式求期望.
详解:
解:(Ⅰ)平均值的估计值
27.50.0132.50.0437.50.0742.50.0647.50.02538.539x =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=≈()
中位数的估计值:
因为50.0150.040.250.5⨯+⨯=<,
50.0650.020.40.5⨯+⨯=<
所以中位数位于区间[)35,40年龄段中,设中位数为x ,所以()0.250.07350.5x +⨯-=,39x ≈.
(Ⅱ)用分层抽样的方法,抽取的20人,应有6人位于[)40,45年龄段内,14人位于[
)40,45年龄段外. 依题意,X 的可能值为0,1,2
()02
614
2
20
91
190
C C
P X
C
===,()
11
614
2
20
42
1
95
C C
P X
C
===,
()20
614
2
20
3
2
38
C C
P X
C
===
X分布列为
0 1 2
914233
012
19095385
EX=⨯+⨯+⨯=.
点睛:求解离散型随机变量的数学期望的一般步骤为:
第一步是“判断取值”,即判断随机变量的所有可能取值,以及取每个值所表示的意义;
第二步是“探求概率”,即利用排列组合、枚举法、概率公式(常见的有古典概型公式、几何概型公式、互斥事件的概率和公式、独立事件的概率积公式,以及对立事件的概率公式等),求出随机变量取每个值时的概率;
第三步是“写分布列”,即按规范形式写出分布列,并注意用分布列的性质检验所求的分布列或某事件的概率是否正确;
第四步是“求期望值”,一般利用离散型随机变量的数学期望的定义求期望的值,对于有些实际问题中的随机变量,如果能够断定它服从某常见的典型分布(如二项分布(,)
X B n p
:),则此随机变量的期望可直接利用这种典型分布的期望公式(()
E X np
=)求得.因此,应熟记常见的典型分布的期望公式,可加快解题速度.
19.如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=1,AD=3,点F是PB的中点,点E在边BC上移动.
(1)点E 为BC 的中点时,试判断EF 与平面PAC 的位置关系,并说明理由;
(2)求证:无论点E 在BC 边的何处,都有PE AF ⊥;
(3)当BE 为何值时,PA 与平面PDE 所成角的大小为45°.
【答案】(1)EF//面PAC (2)见解析
(3)BE =【解析】
【详解】试题分析:⑴当E 是BC 中点时,因F 是PB 的中点,所以EF 为PCB ∆的中位线,
故EF//PC ,又因PC ⊂面PAC ,EF ⊄面PAC ,所以EF//面PAC
⑵证明:因PA⊥底面ABCD ,所以DA⊥PA ,又DA⊥AB ,所以DA⊥面PAB ,
又DA//CB ,所以CB⊥面PAB ,而AF ⊂面PAB ,所以AF CB ⊥,
又在等腰三角形PAB 中,中线AF⊥PB ,PB I CB=B ,所以AF⊥面PBC.
而PE ⊂面PBC ,所以无论点E 在BC 上何处,都有PE AF ⊥
⑶以A 为原点,分别以AD 、AB 、AP 为x 、y 、z 轴建立坐标系,设BE m =,
则(0,0,1)P
,D ,(,1,0)E m ,设面PDE 的法向量为(,,)n x y z =r ,
由0{0
PE n PD n ⋅=⋅=u u u r r u u u r r
,得0{0mx y z z +-=-=
,取n m =r ,又(0,0,1)AP =u u u r , 则由0cos ,sin 45PA n 〈〉=u u u r r
=
,解得m =.
故当BE =PA 与面PDE 成045角
考点:线面平行垂直的判定及线面角的求解
点评:证明线面平行时常借助于已知的中点转化为线线平行,第三问求线面角采用空间向量的方法思路较简单,只需求出直线的方向向量与平面的法向量,代入公式即可
20.已知平面上两定点M (0,﹣2)、N (0,2),P 为一动点,满足MP u u u r •MN =u u u u r |PN uuu r |•|MN u u u u r |
(I )求动点P 的轨迹C 的方程;
(II )若A 、B 是轨迹C 上的两不同动点,且AN =u u u r λNB uu u r
.分别以A 、B 为切点作轨迹C 的切线,设其交点Q ,
证明NQ AB ⋅u u u r u u u r
为定值.
【答案】(I )x 2=8y
(II )见解析
【解析】
【分析】
(I )先设P (x ,y ),求动点P 的轨迹C 的方程,即寻找x ,y 之间的关系,结合向量的坐标运算即可得到. (II )先设出A ,B 两点的坐标,利用向量关系及向量运算法则,用A ,B 的坐标表示出NQ AB ⋅u u u r u u u r ,最后看
其是不是定值即可.
【详解】(I )设P (x ,y ).
由已知 MP =u u u r (x ,y +2),MN =u u u u r (0,4),PN =u u u r
(﹣x ,2﹣y ), MP u u u r •MN =u u u u r 4y +8.
|PN uuu r |•|MN u u u u r |=
∵MP u u u r •MN =u u u u r |PN uuu r |•|MN u u u u r |
∴4y +8=x 2=8y
即动点P 的轨迹C 为抛物线,其方程为x 2=8y .
(II )由已知N (0,2).
即得(﹣x 1,2﹣y 1)=λ(x 2,y 2﹣2) ()121222x x y y λλ-=⎧⎨-=-⎩
设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由AN =u u u r λNB uu u r
即得(﹣x 1,2﹣y 1)=λ(x 2,y 2﹣2),
∴﹣x 1=λx 2…(1),
2﹣y 1=λ(y 2﹣2) (2)
将(1)式两边平方并把x 12=8y 1,x 22=8y 2代入得y 1=2λy 2
解得 y 1=2λ,y 22
λ=,
且有x 1x 2=﹣λx 22=﹣8λy 2=﹣16.
抛物线方程为 y =21
8x ,求导得y ′14
=x . 所以过抛物线上A 、B 两点的切线方程分别是 y 14=
x 1(x ﹣x 1)+y 1,y 14=x 2(x ﹣x 2)+y 2, 即y 14=x 1x 18-x 12,y 14=x 2x 18
-x 22 解出两条切线的交点Q 的坐标为 (
122x x +,128
x x )=(122x x +,﹣2) 所以 NQ uuu r •AB =uu u r (122x x +,﹣4)•(x 2﹣x 1,y 1﹣y 2) 12=
(x 22﹣x 12)﹣4(18
x 2218-x 12)=0 所以 NQ AB ⋅u u u r u u u r 为定值,其值为0. 【点睛】求曲线的轨迹方程是解析几何的基本问题 求符合某种条件的动点的轨迹方程,其实质就是利用题设中的几何条件,用“坐标化”将其转化为寻求变量间的关系.
21.已知函数f (x )=[x 2﹣(a +4)x +3a +4]e x ,
(1)讨论函数f (x )的单调性;
(2)求证不等式(x 3﹣6x 2+10x )e x >10(lnx +1)成立.
【答案】(1)见解析(2)见解析
【解析】
【分析】
(1)求导,讨论a 与2的大小关系,解导不等式,得出结论;
(2)根据题意,当a =2时,f (x )=(x 2﹣6x +10)e x ,故原不等式可化为f (x )>g (x ),其中g (x )=10(1lnx x
+),求出f (x )和g (x )的值域,比较即可. 【详解】(1)f '(x )=e x (x ﹣a )(x ﹣2),x ∈R ,
当a <2时,当x ∈(﹣∞,a ],(2,+∞)时,f '(x )>0,f (x )递增;当x ∈(a ,2)时,f '(x )<0,f (x )递减;
当a >2时,当x ∈(﹣∞,2],(a ,+∞)时,f '(x )>0,f (x )递增;当x ∈(2,a )时,f '(x )<0,f (x )递减;
当a =2时,f '(x )≥0,f (x )在R 上递增;
(2)当a =2时,f (x )=(x 2﹣6x +10)e x ,
故原不等式可化为f (x )>g (x ),其中g (x )=10(1lnx x
+),
由(1)知,函数f (x )在(0,+∞)单调递增,故当x >0时,f (x )>f (0)=10,
对于g (x )=10(1lnx x +),g '(x )210lnx x
-=⋅, 当x ∈(0,1)时,g '(x )>0,g (x )递增;当x ∈(1,+∞)时,g '(x )<0,g (x )递减; 故g (x )的最大值为g (1)=10,
故f (x )>g (x )成立,
原命题得证.
【点睛】本题考查利用导数研究函数的单调性及证明不等式,考查分类讨论思想与等价转化思想,属于中档题.
22.在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为3cos ,sin ,x y θθ=⎧⎨=⎩
(θ为参数),直线l 的参数方程为 4,1,x a t t y t =+⎧⎨=-⎩
(为参数). (1)若1a =-,求C 与l 的交点坐标;
(2)若C 上的点到l
,求a .
【答案】(1)(3,0),2124(,)2525
-
;(2)8a =或16a =-. 【解析】
试题分析:(1)直线与椭圆的参数方程化为直角坐标方程,联立解交点坐标;(2)利用椭圆参数方程,设点(3cos ,sin )θθ,由点到直线距离公式求参数. 试题解析:(1)曲线C 的普通方程为2
219
x y +=. 当1a =-时,直线l 的普通方程为430x y +-=. 由2243019x y x y +-=⎧⎪⎨+=⎪⎩解得30x y =⎧⎨=⎩或21252425x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩
. 从而C 与l 的交点坐标为()3,0,2124,2525⎛⎫- ⎪⎝
⎭. (2)直线l 的普通方程为440x y a +--=,故C 上的点()3cos ,sin θθ到l 的距离为
d =. 当4a ≥-时,d
=8a =; 当4a <-时,d =16a =-. 综上,8a =或16a =-.
点睛:本题为选修内容,先把直线与椭圆的参数方程化为直角坐标方程,联立方程,可得交点坐标,利用椭圆的参数方程,求椭圆上一点到一条直线的距离的最大值,直接利用点到直线的距离公式,表示出椭圆上的点到直线的距离,利用三角有界性确认最值,进而求得参数a 的值.
23.已知函数2()4f x x ax =-++,()|1||1|g x x x =++-.
(1)当1a =时,求不等式()()f x g x ≥的解集;
(2)若不等式()()f x g x ≥的解集包含[–1,1],求a 的取值范围.
【答案】(1){|1x x -≤≤
;(2)[1,1]-. 【解析】
【详解】试题分析:(1)分1x <-,11x -≤≤,1x >三种情况解不等式()()f x g x ≥;(2)()()f x g x ≥的解集包含[1,1]-,等价于当[1,1]x ∈-时()2f x ≥,所以(1)2f -≥且(1)2f ≥,从而可得11a -≤≤. 试题解析:(1)当1a =时,不等式()()f x g x ≥等价于21140x x x x -+++--≤.① 当1x <-时,①式化为2340x x --≤,无解; 当11x -≤≤时,①式化为220x x --≤,从而11x -≤≤; 当1x >时,①式化为240x x +-≤,从而1x <≤所以()()f x g x ≥的解集为1{|1}2x x --≤≤. (2)当[]1,1x ∈-时,()2g x =.
所以()()f x g x ≥的解集包含[]1,1-,等价于当[]1,1x ∈-时()2f x ≥.
又()f x 在[]1,1-的最小值必为()1f -与()1f 之一,所以()12f -≥且()12f ≥,得11a -≤≤. 所以a 的取值范围为[]1,1-.
点睛:形如||||x a x b c -+-≥(或c ≤)型的不等式主要有两种解法:
(1)分段讨论法:利用绝对值号内式子对应方程的根,将数轴分为(,]a -∞,(,]a b ,(,)b +∞ (此处设a b <)三个部分,将每部分去掉绝对值号并分别列出对应的不等式求解,然后取各个不等式解集的并集.
(2)图像法:作出函数1||||y x a x b =-+-和2y c =的图像,结合图像求解.
21。