湖北省华中师范大学2017届高三(下)2月月考数学试卷(理科)(解析版)
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2016-2017学年湖北省华中师范大学高三(下)2月月考数学试
卷(理科)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每个小题给出的四个选项中,有且只有一项符合题目要求.
1.已知集合A={x|x2<4,x∈R},B={x|(x+3)(x﹣1)>0},则A∩(∁R B)=()
A.(﹣∞,﹣3)∪(1,2)B.[﹣3,1]C.(1,2) D.(﹣2,1]
2.已知x,y满足,则3x﹣2y的最大值为()
A.﹣4 B.8 C.11 D.13
3.函数的一个单调递增区间是()
A.B.C.D.
4.我国南宋时期的《数学九章》中提出了秦九韶算法来计算多项式的值,在执行下列算法的程序框图时,若输入的n=4,x=2,则输出V的值为()
A.15 B.31 C.63 D.127
5.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,向量
,且则B的值是()
A.B.C.D.
6.偶函数f(x)在(0,+∞)上递增,a=f(log2)b=f()c=f(log32),则下
列关系式中正确的是()
A.<b<c B.a<c<b C.c<a<b D.c<b<a
7.下列命题中真命题的个数是
(1)“”的否定是“∀x∈R,x2﹣2sinx<5”;
(2)“∠AOB为钝角”的充要条件是“”;
(3)函数的图象的对称中心是.()A.0 B.1 C.2 D.3
8.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是()
A.B.C.D.
9.设,直线x=﹣1,x=1,y=0,y=e围成的区域为M,曲线y=f(x)与直线x=1,y=0围成的区域为N,在区域M内任取一点P,则P 点在区域N的概率为()
A.B.C.D.
10.如图,在矩形ABCD中,,将△ACD沿折起,使得D折起的位置为D1,且D1在平面ABC的射影恰好落在AB上,则直线D1C与平面ABC所成角的正弦值为()
A.B.C.D.
11.点M是抛物线x2=2py(p>0)的对称轴与准线的交点,点F为抛物线的焦点,P在抛物线上,在△PFM中,sin∠PFM=λsin∠PMF,则λ的最大值为()
A
.B.1 C.D.
12.设f(x)=(x﹣2)2e x+ae﹣x,g(x)=2a|x﹣2|(e为自然对数的底数),若关于x方程f(x)=g(x)有且仅有6个不等的实数解.则实数a的取值范围是()
A.(,+∞)B.(e,+∞)C.(1,e) D.(1,)
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.若复数z满足(1﹣i)z=1﹣5i,则复数z的虚部为.
14.已知,则
的值为.
15.设,将函数y=f(x)的图象上所有点向右平移个单位
得到函数y=g(x)的图象,若函数g(x)的最大值为g(θ),则为.16.过点P(﹣1,1)作圆C:(x﹣t)2+(y﹣t+2)2=1(t∈R)的切线,切点分
别为A,B,则的最小值为.
三、解答题:本大题共5小题,共70分.解答应写出必要的文字说明或推理、验算过程.
17.设数列{a n}的前n项和为S n,且a n与2S n的等差中项为1.
(1)求数列{a n}的通项;
(2)对任意的n∈N*,不等式恒成立,求实数λ
的取值范围.
18.PM2.5是衡量空气污染程度的一个指标,为了了解某市空气质量情况,从去年每天的PM2.5值的数据中随机抽取40天的数据,其频率分布直方图如图所
示.现将PM2.5的值划分为如下等级
用频率估计概率.
(1)估计该市在下一年的360天中空气质量为一级天气的天数;
(2)在样本中,按照分层抽样的方法抽取8天的PM2.5值的数据,再从这8个数据中随机抽取5个,求一级、二级、三级、四级天气都有的概率;
(3)如果该市对环境进行治理,治理后经统计,每天PM2.5值X近似满足X~N,则治理后的PM2.5值的均值比治理前大约下降了多少?
19.已知四棱锥S﹣ABCD的底面为平行四边形,且SD⊥平面ABCD,AB=2AD=2SD,∠DCB=60°,M,N分别为SB,SC的中点,过MN作平面MNPQ分别与线段CD,AB相交于点P,Q,且.
(1)当时,证明:平面MNPQ∥平面SAD;
(2)是否存在实数λ,使得二面角M﹣PQ﹣B为60°?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
20.已知椭圆的左焦点为F,不垂直于x轴且不过F点的直线l与椭圆C相交于A,B两点.
(1)如果直线FA,FB的斜率之和为0,则动直线l是否一定经过一定点?若过一定点,则求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
(2)如果FA⊥FB,原点到直线l的距离为d,求d的取值范围.
21.已知f(x)=sinx+﹣mx(m≥0).
(1)若f(x)在[0,+∞)上单调递增,求实数m的取值范围;
(2)当a≥1时,∀x∈[0,+∞)不等式sinx﹣cosx≤e ax﹣2是否恒成立?请说明理由.
请考生在第22、23两题中任选一题作答,如果两题都做,则按照所做的第一题给分;作答时,请用2B铅笔将答题卡上相应的题号涂黑.[选修4-4:参数方程与极坐标系]
22.在平面直角坐标系xoy中,曲线C的参数方程为(θ为参数,
).在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,直线l
的方程为.
(1)求直线l的直角坐标方程;
(2)若P为曲线C上一点,Q为l上一点,求|PQ|的最小值.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+1|+|x+m|.
(1)若函数f(x)的最小值为2,求m的值;
(2)当x∈[﹣1,1]时,不等式f(x)≤2x+3恒成立,求m的取值范围.
2016-2017学年湖北省华中师范大学高三(下)2月月考
数学试卷(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.在每个小题给出的四个选项中,有且只有一项符合题目要求.
1.已知集合A={x|x2<4,x∈R},B={x|(x+3)(x﹣1)>0},则A∩(∁R B)=()
A.(﹣∞,﹣3)∪(1,2)B.[﹣3,1]C.(1,2) D.(﹣2,1]
【考点】交、并、补集的混合运算.
【分析】分别求出关于A、B的不等式,求出B的补集,从而求出其和A的交集即可.
【解答】解:∵A={x|x2<4,x∈R}={x|﹣2<x<2},
B={x|(x+3)(x﹣1)>0}={x|x>1或x<﹣3},
则∁R B={x|﹣3≤x≤1},
故A∩(∁R B)={x|﹣2<x≤1},
故选:D.
2.已知x,y满足,则3x﹣2y的最大值为()
A.﹣4 B.8 C.11 D.13
【考点】简单线性规划.
【分析】首先画出可行域,利用目标函数的几何意义求最大值.
【解答】解:由已知得到可行域如图:设z=3x﹣2y,得到y=,
当此直线经过图中A(3,﹣1)时
在y轴的截距最小,z最大,
所以z 的最大值为3×3+2=11;
故选C.
3.函数的一个单调递增区间是()
A.B.C.D.
【考点】正弦函数的图象.
【分析】利用诱导公式化简函数的解析式,再利用余弦函数的单调性,求得f(x)的一个增区间.
【解答】解:对于函数=3cos(﹣2x)=3cos(2x﹣),
令2kπ﹣π≤2x﹣≤2kπ,求得kπ﹣≤x≤kπ+,可得函数的增区间为[kπ
﹣,kπ+],k∈Z,
令k=1,可得选项A正确,
故选:A.
4.我国南宋时期的《数学九章》中提出了秦九韶算法来计算多项式的值,在执行下列算法的程序框图时,若输入的n=4,x=2,则输出V的值为()
A.15 B.31 C.63 D.127
【考点】程序框图.
【分析】根据已知的程序框图可得,该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量v的值,模拟程序的运行过程,可得答案.
【解答】解:∵输入的x=2,n=4,
故v=1,
i=3,v=1×2+1=3
i=2,v=3×2+1=7
i=1,v=7×2+1=15
i=0,v=15×2+1=31
i=﹣1,跳出循环,输出v的值为31,
故选:B.
5.在△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,向量
,且则B的值是()
A.B.C.D.
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】根据余弦定理,可用a,b,c表示cosC,cosA,从而可求出,
这样带入即可求出cosB的值,进而得出B的值.
【解答】解:在△ABC中,由余弦定理,
;
∴=;
又;
∴;
∴;
∴
.
故选B .
6.偶函数f (x )在(0,+∞)上递增,a=f (log 2)b=f ()c=f (log 32),则下列关系式中正确的是( )
A .<b <c
B .a <c <b
C .c <a <b
D .c <b <a 【考点】奇偶性与单调性的综合.
【分析】函数f (x )为R 上的偶函数,可得a=f (log 2)=f (log 23),利用对数函数的单调性及其f (x )的单调性即可得出.
【解答】解:∵函数f (x )为R 上的偶函数,∴a=f (log 2)=f (log 23),
∵0<log 32<log 23<,函数f (x )在(0,+∞)上递增,
∴f (log 32)<f (log 23)<f (), ∴c <a <b . 故选:C .
7.下列命题中真命题的个数是
(1)“
”的否定是“∀x ∈R ,x 2﹣2sinx <5”;
(2)“∠AOB 为钝角”的充要条件是“”;
(3)函数的图象的对称中心是.( )
A .0
B .1
C .2
D .3
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】(1)根据含有量词命题的否定定义判定;
(2)根据向量的夹角与数量积的关系判定;
(3)由y=tanx的对称中心为(,0),k∈Z判定
【解答】解:对于(1),“”的否定是“∀x∈R,x2﹣2sinx <5”,正确;
对于(2),“∠AOB为钝角”的充要条件是“”且不共线,故错;
对于(3),∵y=tanx的对称中心为(,0),k∈Z,∴由2x+=,k∈Z,
得x=﹣,故错
故选:B
8.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是()
A.B.C.D.
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】由三视图可知:该几何体为三棱锥P﹣ABC,过点P作PD⊥底面ABC,垂足D在AC的延长线上,且BD⊥AD.AC=CD=1,BD=2,PD=2.即可得出.【解答】解:由三视图可知:该几何体为三棱锥P﹣ABC,
过点P作PD⊥底面ABC,垂足D在AC的延长线上,
且BD⊥AD.
AC=CD=1,BD=2,PD=2.
∴该几何体的体积V==.
故选:A.
9.设,直线x=﹣1,x=1,y=0,y=e围成的区域为M,曲线y=f(x)与直线x=1,y=0围成的区域为N,在区域M内任取一点P,则P 点在区域N的概率为()
A.B.C.D.
【考点】几何概型.
【分析】根据题意,画出曲线y=f(x)与直线x=1,y=0围成的区域为N(阴影部分),以及直线x=﹣1,x=1,y=0,y=e围成的区域为M,计算阴影面积与正方形面积比即可.
【解答】解:如图,S N=×1×1+e x dx=+e x|=+e﹣1=e﹣,
S M=2e,
∴P点在区域N的概率为==﹣,
故选:A
10.如图,在矩形ABCD中,,将△ACD沿折起,使得D折起的位置为D1,且D1在平面ABC的射影恰好落在AB上,则直线D1C与平面ABC所成角的正弦值为()
A.B.C.D.
【考点】直线与平面所成的角.
【分析】设D1在平面ABC的射影为O,求出D1O=,即可求出直线D1C与平面ABC所成角的正弦值.
【解答】解:设D1在平面ABC的射影为O,
由题意,CB⊥平面D1CB,∴CD⊥D1B,
∵D1C=,BC=1,
∴D1B=,
∴=AB2,
∴D1B⊥D1A,
由等面积可得D1O•=1,∴D1O=,
∴直线D1C与平面ABC所成角的正弦值为=,
故选:B.
11.点M是抛物线x2=2py(p>0)的对称轴与准线的交点,点F为抛物线的焦点,P在抛物线上,在△PFM中,sin∠PFM=λsin∠PMF,则λ的最大值为()
A.B.1 C.D.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】由正弦定理求得丨PM丨=λ丨PF丨,根据抛物线的定义,则=,
sinα=,则λ取得最大值时,sinα最小,此时直线PM与抛物线相切,将直线方程代入抛物线方程,△=0,求得k的值,即可求得λ的最大值.
【解答】解:过P作准线的垂线,垂足为B,则由抛物线的定义可得|PF|=|PB|,由sin∠PFM=λsin∠PMF,
则△PFM中由正弦定理可知:则丨PM丨=λ丨PF丨,
∴|PM|=λ|PB|
∴=,
设PM的倾斜角为α,则sinα=,
当λ取得最大值时,sinα最小,此时直线PM与抛物线相切,
设直线PM的方程为y=kx﹣,则,
即x2﹣2pkx+p2=0,
∴△=4p2k2﹣4p2=0,
∴k=±1,即tanα=±1,
则sinα=,
则λ的最大值为=,
故选:C.
12.设f(x)=(x﹣2)2e x+ae﹣x,g(x)=2a|x﹣2|(e为自然对数的底数),若关于x方程f(x)=g(x)有且仅有6个不等的实数解.则实数a的取值范围是()
A.(,+∞)B.(e,+∞)C.(1,e) D.(1,)
【考点】根的存在性及根的个数判断.
【分析】f(x)=g(x),即(x﹣2)2e x+ae﹣x=2a|x﹣2|,利用二次方程根的分布研究方法,即可得出结论.
【解答】解:f(x)=g(x),即(x﹣2)2e x+ae﹣x=2a|x﹣2|,
①x=2,a=0时,x=2为函数的零点,不合题意;
②x≠2,令t=|x﹣2|e x,则t2+a=2at,
x>2,t=(x﹣2)e x,t′=(x﹣1)e x,在(2,+∞)上单调递增;
x<2,t=(2﹣x)e x,t′=(1﹣x)e x,在(﹣∞,1)上单调递增,(1,2)上单调递减,
∵关于x方程f(x)=g(x)有且仅有6个不等的实数解,
∴t∈(0,e),
令y=t2﹣2at+a,则,∴1<a<.
故选D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.若复数z满足(1﹣i)z=1﹣5i,则复数z的虚部为﹣2.
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】把已知等式变形,然后利用复数代数形式的乘除运算化简复数z得答案.【解答】解:由(1﹣i)z=1﹣5i,
得,
则复数z的虚部为:﹣2.
故答案为:﹣2.
14.已知,则
的值为22017.
【考点】二项式定理的应用.
【分析】分别令x=1、x=﹣1,求得a0+a2+a4+…+a2016和a1+a3+a7+…+a2017的值,
再利用平方差公式求得的值.
【解答】解:已知,
令x=1 可得a0+a1+a2+a3+…+a2016+a2017=①,
x=﹣1可得a0﹣a1+a2﹣a3+…+a2016﹣a2017=②,
则=[(a0+a2+a4+…+a2016)+(a1+a3+a7+…+a2017)]
•[(a0+a2+a4+…+a2016)﹣(a1+a3+a7+…+a2017)]
=•=•=(3﹣1)2017=22017,
故答案为:22017.
15.设,将函数y=f(x)的图象上所有点向右平移个单位
得到函数y=g(x)的图象,若函数g(x)的最大值为g(θ),则为
﹣.
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【分析】利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,辅助角公式化简g(x)的
解析式,再利用正弦函数的最值求得θ的值,可得的值.
【解答】解:把的图象上所有点向右平移个单位得到
函数y=g(x)=3sin﹣2cos
=3sin(﹣)﹣2cos(﹣)
=
[•sin (﹣)﹣cos (﹣)]= sin [(﹣)﹣α]的
图象,
其中,cosα=,sinα=,
故当(﹣
)﹣α=2kπ+
,k ∈Z 时,即x=4kπ+2α+
时,
函数g (x )的最大值为g (θ),故θ=4kπ+2α+,
则
=cos (4kπ+2α+
+
)=cos (2α+)
=﹣sin2α=﹣2sinαcosα=﹣2••=﹣
,
故答案为:﹣.
16.过点P (﹣1,1)作圆C :(x ﹣t )2+(y ﹣t +2)2=1(t ∈R )的切线,切点分
别为A ,B ,则
的最小值为
.
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】根据直线与圆相切的性质可求PA=PB ,及∠APB ,然后代入向量数量积
的定义可求
的最小值.
【解答】解:圆C :(x ﹣t )2+(y ﹣t +2)2=1的圆心坐标为(t ,t ﹣2),半径为1,
∴PC==
≥,PA=PB=
,
cos ∠APC=,∴cos ∠APB=2(
)2﹣1=1﹣
,
∴=(PC 2﹣1)(1﹣)=﹣3+PC 2+
=
,
∴
的最小值为.
故答案为.
三、解答题:本大题共5小题,共70分.解答应写出必要的文字说明或推理、验算过程.
17.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且a n 与2S n 的等差中项为1. (1)求数列{a n }的通项;
(2)对任意的n ∈N *,不等式恒成立,求实数λ
的取值范围.
【考点】数列与不等式的综合;数列的求和.
【分析】(1)通过等差中项的性质可知a n +2S n =2,进而整理可知数列{a n }是首项
为、公比为的等比数列,计算即得结论;
(2)=
×9n ﹣1,根据等比数列的求和公式,再根据题意可得λ≤
(1
﹣
),根据数列的单调性即可求出.
【解答】解:(1)∵a n 是2S n 和1的等差中项, ∴a n +2S n =2, ∴S n =1﹣a n ,
当n=1时,a 1=1﹣a 1,解得a 1=,
当n ≥2时,S n ﹣1=1﹣a n ﹣1,
两式相减得:a n =1﹣a n ﹣1+a n ﹣1,
∴a n =a n ﹣1,
∴数列{a n }是首项为、公比为的等比数列, ∴a n =2×()n ;
(2)由(1)可得=×9n ﹣1,
∴
+
+…+
=
(1+9+92+…+9n ﹣1)=
×
,
∵不等式恒成立,
则有
×
≥,即λ≤
(1﹣
),
令f (n )=(1﹣
),则f (n )在N*上递增,
∴f (n )≥f (1)=3,
∴实数λ的取值范围(﹣∞,3].
18.PM2.5是衡量空气污染程度的一个指标,为了了解某市空气质量情况,从去年每天的PM2.5值的数据中随机抽取40天的数据,其频率分布直方图如图所示.现将PM2.5的值划分为如下等级
用频率估计概率.
(1)估计该市在下一年的360天中空气质量为一级天气的天数;
(2)在样本中,按照分层抽样的方法抽取8天的PM2.5值的数据,再从这8个数据中随机抽取5个,求一级、二级、三级、四级天气都有的概率;
(3)如果该市对环境进行治理,治理后经统计,每天PM2.5值X近似满足X~N,则治理后的PM2.5值的均值比治理前大约下降了多少?
【考点】正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义;频率分布直方图.
【分析】(1)该市在下一年的360天中空气质量为一级天气的概率为0.125+0.125=0.25,即可估计该市在下一年的360天中空气质量为一级天气的天数;
(2)按照分层抽样的方法从一级、二级、三级、四级的PM2.5值的数据的比值为:10:10:15:5=2:2:3:1,确定基本事件的个数,即可得出结论;
(3)求出该市维持现状不变,该市PM2.5值,治理后的PM2.5值的均值即可得出结论.
【解答】解:(1)由题意,该市在下一年的360天中空气质量为一级天气的概率为0.125+0.125=0.25,天数为90天;
(2)按照分层抽样的方法从一级、二级、三级、四级的PM2.5值的数据的比值为:10:10:15:5=2:2:3:1,
从这8个数据中随机抽取5个,共有=56种,一级、二级、三级、四级天气都有,有3种情况,一级天气2个,其余1个;二级天气2个,其余1个;三级天气2个,其余1个;
共有C22C32C21C11+C21C32C21C11+C22C33C21C11=24种,故概率为=;
(3)如果该市维持现状不变,则该市PM2.5值约为E(Y)=25×0.125+75×0.125+125×0.375+175×0.25+225×0.125=131.25,治理后的PM2.5值的均值E(X)=115,
∴治理后的PM2.5值的均值比治理前大约下降了16.25.
19.已知四棱锥S﹣ABCD的底面为平行四边形,且SD⊥平面ABCD,AB=2AD=2SD,∠DCB=60°,M,N分别为SB,SC的中点,过MN作平面MNPQ分别与线段CD,AB相交于点P,Q,且.
(1)当时,证明:平面MNPQ∥平面SAD;
(2)是否存在实数λ,使得二面角M﹣PQ﹣B为60°?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
【考点】二面角的平面角及求法;平面与平面平行的判定.
【分析】(1)推导出MN∥BC,MN∥BC,从而MN∥平面SAD,再求出MQ∥平面SAD,由此能证明平面MNPQ∥平面SAD.
(2)连结BD,交PQ于点R,则BC∥平面MNPQ,从而PQ∥BC∥AD,推导出AD⊥平面SBD,PQ⊥平面SBD,则∠MRB为二面角M﹣PQ﹣B的平面角,从而∠MRB=60°,过M作ME⊥DB于E,则ME∥SD,从而ME⊥平面ABCD,由此能求出结果.
【解答】证明:(1)∵M,N分别是SB,SC的中点,∴MN∥BC,
由底面ABCD为平行四边形,得AD∥BC,∴MN∥BC,
又MN⊄平面SAD,∴MN∥平面SAD,
∵λ=,∴Q为AB的中点,∴MQ∥SA,
又MQ⊄平面SAD,∴MQ∥平面SAD,
∵MN∩MQ=M,∴平面MNPQ∥平面SAD.
解:(2)连结BD,交PQ于点R,
∵MN∥BC,∴BC∥平面MNPQ,
又平面MNPQ∩平面ABCD=PQ,
∴PQ∥BC∥AD,
在▱ABCD中,AB=2AD,∠DCB=60°,∴AD⊥DB,
又SD⊥平面ABCD,∴SD⊥AD,且SD∩DB=D,
∴AD⊥平面SBD,
∴PQ⊥平面SBD,∴∠MRB为二面角M﹣PQ﹣B的平面角,
∴∠MRB=60°,
∵过M作ME⊥DB于E,则ME∥SD,∴ME⊥平面ABCD,
设AD=SD=a,∴M为SB的中点,∴ME=,DE=,
在Rt△MER中,ME=,∠MRB=60°,∴RE=,
∴DR=DE﹣RE=,
∴=,∵PQ∥AD,∴.
20.已知椭圆的左焦点为F,不垂直于x轴且不过F点的直线l与椭圆C相交于A,B两点.
(1)如果直线FA,FB的斜率之和为0,则动直线l是否一定经过一定点?若过
一定点,则求出该定点的坐标;若不过定点,请说明理由.
(2)如果FA⊥FB,原点到直线l的距离为d,求d的取值范围.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为:y=kx+b联立,整理得(2k2+1)x2+4kbx+2(b2﹣1)=0,由k FA+k FB=0,可得b与k的关系,即可;
(2)由(1)得=(x1+1)(x2+1)+(kx1+b)(kx2+b)
由=0及△求出b的范围.又d===
即可求解,
【解答】解:(1)设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为:y=kx+b
联立,整理得(2k2+1)x2+4kbx+2(b2﹣1)=0
,△=8(2k2+1﹣b2)>0…①,
k FA+k FB=.
∴(kx2+b)(x1+1)+(kx1+b)(x2+1)=2kx1x2+(k+b)(x1+x2)+2b=2k×
﹣(k+b)×=0
∴b=2k,直线AB的方程为:y=kx+2k,
则动直线l一定经过一定点(﹣2,0).
(2)由(1)得=(x1+1)(x2+1)+(kx1+b)(kx2+b)
=
=(k2+1)×.
∴代入①得①恒成立.
又d===,
∴d的取值范围(0,).
21.已知f(x)=sinx+﹣mx(m≥0).
(1)若f(x)在[0,+∞)上单调递增,求实数m的取值范围;
(2)当a≥1时,∀x∈[0,+∞)不等式sinx﹣cosx≤e ax﹣2是否恒成立?请说明理由.
【考点】利用导数研究函数的单调性;函数恒成立问题.
【分析】(1)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可;
(2)问题转化为不等式e ax﹣﹣x﹣1≥0对x∈[0,+∞)恒成立,构造函数M
(x)=e x﹣﹣x﹣1,根据函数的单调性判断即可.
【解答】解:(1)由题意得f′(x)=cosx+﹣m,
设g(x)=cosx+﹣m,则g′(x)=﹣sinx+x,
令h(x)=﹣sinx+x,则h′(x)=﹣cosx+1≥0,
故h(x)在[0,+∞)递增,故g′(x)≥g′(0)=0,
故g(x)在[0,+∞)递增,即g(x)≥g(0)=1﹣m,
故要使f(x)在[0,+∞)递增,则1﹣m≥0,即m≤1,
故m的范围是m≤1;
(2)由(1)可得,x∈[0,+∞)时,sinx≤x且cosx+﹣m≥1﹣m,
即cosx≥1﹣,
故sinx﹣cosx≤x﹣(1﹣),
故若∀x∈[0,+∞),不等式x﹣(1﹣)≤e ax﹣2恒成立,
则不等式sinx﹣cosx≤e ax﹣2,∀x∈[0,+∞)恒成立,
要使不等式x﹣(1﹣)≤e ax﹣2,∀x∈[0,+∞)恒成立,
即使不等式e ax﹣﹣x﹣1≥0对x∈[0,+∞)恒成立,
构造函数M(x)=e x﹣﹣x﹣1,
则M′(x)=e x﹣x﹣1,令m(x)=e x﹣x﹣1,
则m′(x)=e x﹣1,当x∈[0,+∞)时,m′(x)≥0,故m(x)在[0,+∞)递增,
故m(x)≥m(0)=0,故M′(x)>0,即M(x)在[0,+∞)递增,
故M(x)≥M(0)=0,故e x﹣﹣x﹣1≥0恒成立,
当a≥1时,e ax≥e x,即∀x∈[0,+∞)不等式e ax﹣﹣x﹣1≥0恒成立,
故a≥1时,∀x∈[0,+∞)不等式sinx﹣cosx≤e ax﹣2恒成立.
请考生在第22、23两题中任选一题作答,如果两题都做,则按照所做的第一题给分;作答时,请用2B铅笔将答题卡上相应的题号涂黑.[选修4-4:参数方程与极坐标系]
22.在平面直角坐标系xoy中,曲线C的参数方程为(θ为参数,
).在以O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,直线l
的方程为.
(1)求直线l的直角坐标方程;
(2)若P为曲线C上一点,Q为l上一点,求|PQ|的最小值.
【考点】参数方程化成普通方程;简单曲线的极坐标方程.
【分析】(1)直线l的方程转化为+=﹣4,由此能求出直线l的直角坐标方程.
(2)点P(8tan2θ,8tanθ)到直线l的距离d==4(tan)
2+3,由此能求出当tanθ=﹣时,|PQ|取得最小值.
【解答】解:(1)∵直线l的方程为.
即+=﹣4,
∴直线l的直角坐标方程为,即x+y+8=0.
(2)∵曲线C的参数方程为(θ为参数,).
P为曲线C上一点,Q为l上一点,
∴点P(8tan2θ,8tanθ)到直线l的距离:
d==4
|(tanθ+)2+|=4(tan)2+3,
∴当tanθ=﹣时,|PQ|取得最小值3.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+1|+|x+m|.
(1)若函数f(x)的最小值为2,求m的值;
(2)当x∈[﹣1,1]时,不等式f(x)≤2x+3恒成立,求m的取值范围.【考点】绝对值三角不等式;绝对值不等式的解法.
【分析】(1)求出f(x)的最小值,得到|m﹣1|=2,解出m的值即可;(2)问题转化为﹣2x﹣2≤m≤2,即可求m的取值范围.
【解答】解:(1)f(x)=|x+1|+|x+m|≥|(x+1)﹣(x+m)|=|m﹣1|,当且仅当(x+1)(x+m)≤0时取等号,
∴f(x)min=|m﹣1|,
由|m﹣1|=2,解得:m=3或m=﹣1;
(2)当x∈[﹣1,1]时,不等式f(x)≤2x+3,即x+1+|x+m|≤2x+3,
∴﹣x﹣2≤x+m≤x+2,
∴﹣2x﹣2≤m≤2,
∵x∈[﹣1,1],
∴0≤m≤2.
2017年5月16日。