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文檔簡介
第第頁四川省成都市石室名校2022-2023學(xué)年高三下學(xué)期二診復(fù)習(xí)(文科)數(shù)學(xué)試題三(含解析)高2023屆二診復(fù)習(xí)卷(三)
數(shù)學(xué)試題(文科)
一、單選題
1.已知集合,則()
A.B.C.D.
2.若復(fù)數(shù)z滿足,則的實(shí)部為()
A.B.C.1D.2
3.已知函數(shù)的圖像在點(diǎn)處的切線方程是,則()
A.B.2C.D.3
4.命題:“”為假命題,則的取值范圍是()
A.B.C.D.
5.已知向量,,則“”是“與共線”的().
A.充分不必要條件B.必要不充分條件C.充要條件D.既不充分也不必要條件
6.我國古代數(shù)學(xué)家僧一行應(yīng)用“九服晷影算法”在《大衍歷》中建立了晷影長1與太陽天頂距的對應(yīng)數(shù)表,這是世界數(shù)學(xué)史上較早的一張正切函數(shù)表,根據(jù)三角學(xué)知識可知,晷影長度l等于表高h(yuǎn)與太陽天頂距正切值的乘積,即.對同一“表高”兩次測量,第一次和第二次太陽天頂距分別為,且,若第二次的“晷影長”與“表高”相等,則第一次的“晷影長”是“表高”的()
A.1倍B.2倍C.3倍D.4倍
7.在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn),點(diǎn),點(diǎn)滿足,又點(diǎn)在曲線上,則()
A.B.C.D.
8.若,,,,則a,b,c,d中最大的是()
A.a(chǎn)B.bC.cD.d
9.十八世紀(jì)早期,英國數(shù)學(xué)家泰勒發(fā)現(xiàn)了公式,(其中,,n!=1×2×3×…×n,0!=1),現(xiàn)用上述公式求的值,下列選項(xiàng)中與該值最接近的是()
A.B.C.D.
10.如圖,邊長為2的正方形ABCD中,點(diǎn)E,F(xiàn)分別是邊AB,BC的中點(diǎn),將△AED,△EBF,△FCD分別沿DE,EF,F(xiàn)D折起,使A,B,C三點(diǎn)重合于點(diǎn)A′,若四面體A′EFD的四個(gè)頂點(diǎn)在同一個(gè)球面上,則該球的半徑為()
A.B.C.D.
11.若雙曲線的一條漸近線被圓所截得的弦長為,則的離心率為()
A.B.C.D.
12.已知是函數(shù)的一個(gè)零點(diǎn),則下列選項(xiàng)不正確的為()
A.在區(qū)間單調(diào)遞減B.在區(qū)間只有一個(gè)極值點(diǎn)
C.直線是曲線的對稱軸D.直線是曲線的切線
二、填空題
13.已知在中,角所對邊分別為,滿足,且,則的取值范圍為______.
14.已知邊長為2的菱形中,點(diǎn)為上一動點(diǎn),點(diǎn)滿足,則的最小值為______.
15.如圖,多面體ABCDEF中,面ABCD為正方形,DE⊥平面ABCD,CF∥DE,且AB=DE=2,CF=1,G為棱BC的中點(diǎn),H為棱DE上的動點(diǎn),有下列結(jié)論:
①當(dāng)H為DE的中點(diǎn)時(shí),GH∥平面ABE;②存在點(diǎn)H,使得GH⊥AE;
③三棱錐BGHF的體積為定值;④三棱錐EBCF的外接球的表面積為.
其中正確的結(jié)論序號為________.(填寫所有正確結(jié)論的序號)
16.在數(shù)列中給定,且函數(shù)的導(dǎo)函數(shù)
有唯一的零點(diǎn),函數(shù)且.則______.
三、解答題
17.已知等差數(shù)列的前三項(xiàng)的和為-9,前三項(xiàng)的積為-15.
(1)求等差數(shù)列的通項(xiàng)公式;(2)若為遞增數(shù)列,求數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn.
18.某食品研究員正在對一種過期食品中菌落數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì),為檢測該種過期食品的腐敗程度,研究員現(xiàn)對若干份過期不同天數(shù)的該種食品樣本進(jìn)行檢測,并且對樣本的菌落數(shù)目逐一統(tǒng)計(jì),得到如下數(shù)據(jù):
過期天數(shù)(單位:天)12345
菌落數(shù)目(單位:千個(gè))
(1)請用線性回歸模型擬合與的關(guān)系;
(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,該種食品在未添加防腐劑的條件下(其余條件相同),短期內(nèi)(7天內(nèi))菌落數(shù)目(單位:千個(gè))與過期天數(shù)(單位:天)應(yīng)滿足關(guān)系:.
(i)判斷該樣本是否添加防腐劑;(ii)簡要分析過期7天內(nèi)防腐劑發(fā)揮的效果.
附:.
19.如圖,在四棱錐中,底面是等腰梯形,,平面平面,且是正三角形,分別是的中點(diǎn).
(1)證明:平面;
(2)若,求三棱錐的體積.
20.如圖所示,已知橢圓與直線.點(diǎn)在直線上,由點(diǎn)引橢圓的兩條切線、,、為切點(diǎn),是坐標(biāo)原點(diǎn).
(1)若點(diǎn)為直線與軸的交點(diǎn),求的面積;
(2)若,為垂足,求證:存在定點(diǎn),使得為定值.
21.已知函數(shù).
(1)討論極值點(diǎn)的個(gè)數(shù);
(2)若有兩個(gè)極值點(diǎn),且,證明:.
22.在直角坐標(biāo)系中,曲線C的參數(shù)方程為(,t為參數(shù)).
(1)求曲線C的直角坐標(biāo)方程;
(2)已知直線與x軸的交點(diǎn)為F,且曲線C與直線l交于A、B兩點(diǎn),求的值.
23.已知.
(1)求的解集;
(2)已知在上恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
試卷第1頁,共3頁
參考答案:
1.D
【分析】由題意可得,,,再根據(jù)交集的定義求解即可.
【詳解】解:因?yàn)椋?/p>
,
所以,
所以.
故選:D.
2.C
【分析】設(shè)復(fù)數(shù),則,故根據(jù)可求得,
結(jié)合復(fù)數(shù)的乘方運(yùn)算,可求得答案.
【詳解】設(shè)復(fù)數(shù),則,
則由可得且,
解得,
故,其實(shí)部為.
故選:C.
3.D
【分析】利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義求出和,即可求得.
【詳解】函數(shù)的圖像在點(diǎn)處的切線的斜率就是在該點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù),即就是切線的斜率,所以.
又,
所以.
故選:D
4.A
【分析】存在命題為假命題,則其否定是全稱命題且為真命題,寫出命題的否定,由不等式的性質(zhì)可得結(jié)論.
【詳解】命題為假命題,即命題為真命題.
首先,時(shí),恒成立,符合題意;
其次時(shí),則且,即,
綜上可知,-4<
故選:A
5.A
【分析】根據(jù)給定條件,求出與共線的充要條件,再利用充分條件、必要條件的定義判斷作答.
【詳解】向量,,則,解得或,
所以“”是“與共線”的充分不必要條件.
故選:A
6.B
【分析】根據(jù)給定條件,可得,再利用和角的正切公式計(jì)算作答.
【詳解】依題意,,則,
所以第一次的“晷影長”是“表高”的2倍.
故選:B
7.B
【分析】先判斷出點(diǎn)兩個(gè)圓的公共點(diǎn),求出,進(jìn)而求出.
【詳解】設(shè).
因?yàn)辄c(diǎn),點(diǎn),且,
所以,整理化簡得:.
而點(diǎn)在曲線上,方程平方后,整理為一個(gè)圓,所以曲線為圓在x軸上方部分.
則兩個(gè)圓的公共弦為兩圓的方程相減,整理得:.
所以滿足,解得:.即.
所以.
故選:B
8.C
【分析】先將,,,變換為:,,,,得到,構(gòu)造函數(shù),,,結(jié)合導(dǎo)數(shù)和作差法得到,,從而得出,,,中最大值.
【詳解】因?yàn)椋?/p>
,
,,所以;
,
設(shè),,
則,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞增,則,即,
所以,即;
,
設(shè),,
則,當(dāng)時(shí),,
所以在上單調(diào)遞增,則,即,
所以,即;
綜上:,,即,,,中最大的是.
故選:C.
9.B
【分析】求出后代入得cos1=sin可得答案,即與最接近.
【詳解】
所以cos1=
=sin=sin,由于
與最接近,
故選:B
【分析】把棱錐擴(kuò)展為正四棱柱,求出正四棱柱的外接球的半徑就是三棱錐的外接球的半徑.
【詳解】易知四面體的三條側(cè)棱兩兩垂直,且,把四面體補(bǔ)成從頂點(diǎn)A′出發(fā)的三條棱長分別為1,1,2的一個(gè)長方體,則長方體的外接球即為四面體的外接球,球的半徑為
故選:B.
【點(diǎn)睛】本題考查幾何體的折疊問題,幾何體的外接球的半徑的求法,考查空間想象能力.
11.D
【解析】由雙曲線的方程可得一條漸近線方程,根據(jù)圓的方程得圓心和半徑,運(yùn)用點(diǎn)到直線的距離公式和弦長公式,可得a,b的關(guān)系,即可求解.
【詳解】不妨設(shè)雙曲線的一條漸近線為,
圓的圓心為,半徑,
則圓心到漸近線的距離為
所以弦長,
化簡得:,
即,
解得
所以.
故選:D
【點(diǎn)睛】本題主要考查了雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,雙曲線的簡單幾何性質(zhì),圓的標(biāo)準(zhǔn)方程,考查方程思想和運(yùn)算能力,屬于中檔題型.
12.ABD
【分析】先利用函數(shù)的零點(diǎn)解出,再根據(jù)整體代換思想結(jié)合正弦函數(shù)的圖象和性質(zhì)判斷ABC,利用導(dǎo)數(shù)的幾何意義判斷D.
【詳解】由題意得,所以,,即,,
又,所以時(shí),,故,
選項(xiàng)A:當(dāng)時(shí),,由正弦函數(shù)圖象可得在上單調(diào)遞減,正確;
選項(xiàng)B:當(dāng)時(shí),,由正弦函數(shù)圖象可得只有1個(gè)極值點(diǎn),由,解得,即為函數(shù)的唯一極值點(diǎn),正確;
選項(xiàng)C,當(dāng)時(shí),,,故直線不是對稱軸,錯(cuò)誤;
選項(xiàng)D,由得,
所以或,,解得或,,
所以函數(shù)在點(diǎn)處的切線斜率為,
切線方程為即,正確;
故選:ABD
13.
【分析】根據(jù)已知利用正弦定理邊化角結(jié)合兩角和的正弦公式可得,從而可表示出的表達(dá)式,利用輔助角公式化簡結(jié)合三角函數(shù)的性質(zhì),即可求得答案.
【詳解】由題意在中,滿足,即,
即,而,
故,又,
則,同理,
故
,
又,故,
則,
故答案為:
14.
【分析】由,根據(jù)向量的線性運(yùn)算以及數(shù)量積的運(yùn)算律,可求得∠DAB=;以菱形對角線交點(diǎn)為原點(diǎn),對角線所在直線為坐標(biāo)軸建立平面直角坐標(biāo)系,利用坐標(biāo)表示出,得到關(guān)于t的二次函數(shù),求得二次函數(shù)最小值即為所求.
【詳解】由題意知:,
設(shè),所以
故
由于,所以,
以AC與BD交點(diǎn)為原點(diǎn),AC為x軸,BD為y軸建立如圖所示的直角坐標(biāo)系,
所以A(﹣,0),C(,0),D(0,1),B(0,﹣1),E(),
設(shè)F(0,t),
則=(,t),=,
所以
當(dāng)t=時(shí),取最小值,
故答案為:
15.①③④
【分析】根據(jù)線面平行的判定定理,以及線線垂直的判定,結(jié)合棱錐體積的計(jì)算公式,以及棱錐外接球半徑的求解,對每一項(xiàng)進(jìn)行逐一求解和分析即可.
【詳解】對①:當(dāng)H為DE的中點(diǎn)時(shí),取中點(diǎn)為,連接,如下所示:
因?yàn)榉謩e為的中點(diǎn),故可得//,,
根據(jù)已知條件可知://,故//,
故四邊形為平行四邊形,則//,又面面,
故//面,故①正確;
對②:因?yàn)槊婷?,故?/p>
又四邊形為矩形,故,則兩兩垂直,
以為坐標(biāo)原點(diǎn),建立空間直角坐標(biāo)系如下所示:
則,設(shè),,
若GH⊥AE,則,
即,解得,不滿足題意,故②錯(cuò)誤;
對③:,因?yàn)榫鶠槎c(diǎn),故為定值,
又//面面,故//面,
又點(diǎn)在上運(yùn)動,故點(diǎn)到面的距離是定值,
故三棱錐的體積為定值,則③正確;
對④:取△的外心為,過作平面的垂線,
則三棱錐的外接球的球心一定在上
因?yàn)槊妫婷?,則,又,
面,故面,又面,
則//,故在同一個(gè)平面,
則過作,連接如圖所示.
在△中,容易知,
則由余弦定理可得,故,
則由正弦定理可得;
設(shè)三棱錐的外接球半徑為,則,
在△中,,,
又,
故由勾股定理可知:,即,
解得:,則該棱錐外接球的表面積,故④正確.
故答案為:①③④.
【點(diǎn)睛】本題考查線面平行的證明,線線垂直的判定,以及三棱錐體積的計(jì)算和外接球半徑的求解,屬綜合困難題.
16.##0.25
【分析】利用導(dǎo)數(shù)的定義和對稱性可得,利用輔助角公式對化簡,構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)判斷新函數(shù)的單調(diào)性并結(jié)合夾逼原理即可求解.
【詳解】因?yàn)橛形ㄒ坏牧泓c(diǎn),為偶函數(shù),
所以,即,,
所以數(shù)列為公差為的等差數(shù)列,
又因?yàn)?/p>
,
令,則為奇函數(shù),
因?yàn)椋栽谏蠁握{(diào)遞增,
由題意得,
因?yàn)閿?shù)列是公差不為0的等差數(shù)列,其中,則,假設(shè),
,
因?yàn)?/p>
所以,
假設(shè),同理可得,
綜上,,
故答案為:
17.(1)an=-2n+1或an=2n-7;(2)Sn=.
【解析】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為,由等差數(shù)列前三項(xiàng)的和為,前三項(xiàng)的積為,利用等差數(shù)列的通項(xiàng)公式列出方程組,求公差和首項(xiàng),由此能求出等差數(shù)列的通項(xiàng)公式.
(2)由(1)得an=2n-7,知|an|=,分類討論,結(jié)合等差數(shù)列的求和公式能求出數(shù)列的前項(xiàng)和為.
【詳解】(1)設(shè)公差為d,則依題意得a2=-3,則a1=-3-d,a3=-3+d,
所以(-3-d)(-3)(-3+d)=-15,得d2=4,d=±2,
所以an=-2n+1或an=2n-7.
(2)由題意得an=2n-7,所以|an|=,
①n≤3時(shí),Sn=-(a1+a2+…+an)==6n-n2;
②n≥4時(shí),Sn=-a1-a2-a3+a4+…+an=-2(a1+a2+a3)+(a1+a2+…+an)=18-6n+n2.
綜上,數(shù)列{|an|}的前n項(xiàng)和Sn=.
【點(diǎn)睛】本題考查等差數(shù)列的通項(xiàng)公式和前項(xiàng)和公式的求法,解題時(shí)要認(rèn)真審題,注意分類討論思想的合理運(yùn)用.易錯(cuò)點(diǎn)是求等差數(shù)列通項(xiàng)公式時(shí)容易丟解.
18.(1)
(2)(i)該樣本添加了防腐劑;(ii)抑制食品產(chǎn)生菌落,且效果越來越好.
【分析】(1)根據(jù)線性回歸方程的求法根據(jù)已知即可得出答案;
(2)(i)根據(jù)回歸方程過樣本中心列式即可判斷;
(ii)根據(jù)所給關(guān)系得出未添加防腐劑的條件下的各天的菌落數(shù)目,與已知添加防腐劑的條件下的各天的菌落數(shù)目對比,即可總結(jié)得出答案.
【詳解】(1)由題意可得:
,,
且,,
所以,
則,
所以回歸直線方程為
(2)(i),則樣本不滿足未添加防腐劑的條件,即該樣本添加了防腐劑;
(ii)根據(jù)該種食品在未添加防腐劑的條件下應(yīng)滿足關(guān)系:,
可得,,,,,
即
過期天數(shù)(單位:天)12345
添加防腐劑菌落數(shù)目(單位:千個(gè))
未添加防腐劑菌落數(shù)目(單位:千個(gè))
則過期7天內(nèi)防腐劑讓其菌落數(shù)目小于未添加防腐劑,且差距越來越大,
即過期7天內(nèi)防腐劑發(fā)揮的效果為抑制食品產(chǎn)生菌落,且效果越來越好.
19.(1)證明見解析
(2)2
【分析】(1)取的中點(diǎn),連接,易證平面,平面,再利用面面平行的判定定理證明;
(2)取的中點(diǎn),連接,根據(jù)是正三角形,得到,再由平面平面,得到平面,在Rt中,由,求得,方法一:由,求得點(diǎn)到的距離,由平面,得到點(diǎn)到平面的距離,再由體積公式求解;方法二:連接,由,得到點(diǎn)到的距離,再根據(jù)為的中點(diǎn)得到三棱錐的高為三棱錐高的,然后由體積公式求解.
【詳解】(1)證明:如圖所示:
取的中點(diǎn),連接.
因?yàn)榈酌媸堑妊菪?,?/p>
又分別是的中點(diǎn),所以.
又因?yàn)槠矫嫫矫?,所以平?
因?yàn)槭堑闹悬c(diǎn),所以.
又因?yàn)槠矫嫫矫?,所以平?
因?yàn)槠矫嫫矫妫?/p>
所以平面平面.
因?yàn)槠矫?,所以平?
(2)如圖所示:
取的中點(diǎn),連接.
由已知得且,所以四邊形是平行四邊形,
所以,且.
因?yàn)槭钦切危裕?/p>
因?yàn)槠矫嫫矫?,平面平面?/p>
所以平面,又平面,所以.
設(shè),則.
在Rt中,由,即,解得,
即.
方法一:由題意可得,點(diǎn)到的距離,
,
即點(diǎn)到平面的距離為.
又平面,所以點(diǎn)到平面的距離為.
所以.
方法二:連接,由題意得,,所以點(diǎn)到的距離為.
因?yàn)闉榈闹悬c(diǎn),所以三棱錐的高為三棱錐高的,
所以.
所以.
20.(1);
(2)證明見解析.
【分析】(1)可得點(diǎn),設(shè)切線方程為,將切線方程與橢圓方程聯(lián)立,由判別式為零可求得的值,可知,求出兩切點(diǎn)的坐標(biāo),可得出、,利用三角形的面積公式可求得結(jié)果;
(2)設(shè)、,可得出切線、的方程,設(shè)點(diǎn),求出直線的方程,可得出直線過定點(diǎn),由結(jié)合直角三角形的幾何性質(zhì)可得出結(jié)論.
【詳解】(1)解:由題意知,過點(diǎn)與橢圓相切的直線斜率存在,設(shè)切線方程為,
聯(lián)立,可得,(*)
由,
可得,即切線方程為,所以,,
將代入方程(*)可得,可得,此時(shí),
不妨設(shè)點(diǎn),同理可得點(diǎn),,
因此,.
(2)證明:先證明出橢圓在其上一點(diǎn)處的切線方程為,
因?yàn)辄c(diǎn)在橢圓上,則,
聯(lián)立,消去可得,
整理得,即,解得,
因此,橢圓在其上一點(diǎn)處的切線方程為.
設(shè)、,則切線的方程為,切線的方程為.
設(shè),則,
所以,點(diǎn)、的坐標(biāo)滿足方程,
所以,直線的方程為,
因?yàn)辄c(diǎn)在直線上,則,則,
所以,直線的方程可表示為,即,
由,可得,故直線過定點(diǎn),
因?yàn)?,所以,點(diǎn)在以為直徑的圓上,
當(dāng)點(diǎn)為線段的中點(diǎn)時(shí),,此時(shí)點(diǎn)的坐標(biāo)為.
故存在點(diǎn),使得為定值.
【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:求解直線過定點(diǎn)問題常用方法如下:
(1)“特殊探路,一般證明”:即先通過特殊情況確定定點(diǎn),再轉(zhuǎn)化為有方向、有目的的一般性證明;
(2)“一般推理,特殊求解”:即設(shè)出定點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)題設(shè)條件選擇參數(shù),建立一個(gè)直線系或曲線的方程,再根據(jù)參數(shù)的任意性得到一個(gè)關(guān)于定點(diǎn)坐標(biāo)的方程組,以這個(gè)方程組的解為坐標(biāo)的點(diǎn)即為所求點(diǎn);
(3)求證直線過定點(diǎn),常利用直線的點(diǎn)斜式方程或截距式來證明.
21.(1)見解析
(2)見解析
【分析】(1)分類討論導(dǎo)函數(shù)的實(shí)數(shù)根即可求解極值點(diǎn),
(2)構(gòu)造函數(shù)和,通過判斷函數(shù)的單調(diào)性,求解最值,當(dāng)導(dǎo)數(shù)正負(fù)不好確定的時(shí)候,需要構(gòu)造新的函數(shù),不斷的通過求導(dǎo)判斷單調(diào)性.
【詳解】(1),則,
顯然不是的零點(diǎn),
令,則,
在單調(diào)遞減,在(0,1)單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.
當(dāng)時(shí),,當(dāng)時(shí),,且
時(shí),只有一個(gè)實(shí)數(shù)根,所以此時(shí)有1個(gè)極值點(diǎn),
時(shí),沒有實(shí)數(shù)根,故有0個(gè)極值點(diǎn),
當(dāng)時(shí),,有一個(gè)實(shí)數(shù)根,但不是極值點(diǎn),故此時(shí)沒有極值點(diǎn),
時(shí),有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,故有2個(gè)極值點(diǎn).
(2)由(1)知,,且在(0,1)單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
先證:,即證:,即證:.
即證:.
令,
即證:,
令則
令,則,則在單調(diào)遞減
,
,即在單調(diào)遞減,
,證畢.
再證:,
,且
.
在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
.
即證:,
又,
即證:.
令,
.
令,
,
令
,
令
令,
,
在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.
,
,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.
,
在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增.
,
在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減.
,
,
,
在單調(diào)遞增,
,
所以原命題得證.
【點(diǎn)睛】本題考查了導(dǎo)數(shù)的綜合運(yùn)用,利用導(dǎo)數(shù)求單調(diào)性時(shí),如果求導(dǎo)后的正負(fù)不容易辨別,往往可以將導(dǎo)函數(shù)的一部分抽離出來,構(gòu)造新的函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)研究其單調(diào)性,進(jìn)而可判斷原函數(shù)的單調(diào)性.在證明不等式時(shí),常采用兩種思路:求直接求最值和等價(jià)轉(zhuǎn)化.無論是那種方式,都要敢于構(gòu)造函數(shù),構(gòu)造有效的函數(shù)往往是解題的關(guān)鍵.
22.(1)
(2)24
【分析】(1)根據(jù)曲線C的參數(shù)方程為(,t為參數(shù)),由兩邊平方求解;
(2)易知直線的參數(shù)方程為,代入,利用參數(shù)的幾何意義求解.
【詳解】(1)解:因?yàn)榍€C的參數(shù)方程為(,t為參數(shù)),
所以由兩邊平方得:,
而,當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí),等號成立,
所以曲線C的直角坐標(biāo)方程;
(2)易知直線與x軸的交點(diǎn)為,
直線的參數(shù)方程為,
代入得,
設(shè)A,B兩點(diǎn)對應(yīng)的參數(shù)分別為,
則,
所以.
23.(1);
(2).
【分析】(1)把函數(shù)化成分段函數(shù),再分段解不等式作答.
(2)根據(jù)給定條件,分離參數(shù)并構(gòu)造函數(shù),求出函數(shù)最大值作答.
【詳解】(1)依題意,,不等式化為:
或或,解得或或,即有,
所以的解集為.
(2)依題意,,,
,,于是,
當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)取等號,則,
所以實(shí)數(shù)a的取值范圍是.
24.設(shè)a,b為實(shí)數(shù),且,函數(shù)
(1)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(2)若對任意,函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn),求a的取值范圍;
(3)當(dāng)時(shí),證明:對任意,函數(shù)有兩個(gè)不同的零點(diǎn),滿足.
(注:是自然對數(shù)的底數(shù))
25.已知有三個(gè)不同零點(diǎn),,,且
(1)求實(shí)數(shù)a的范圍;
(2)求證:
26.已知函數(shù).
(1)若,求的取值范圍;
(2)記的零點(diǎn)為(),的極值點(diǎn)為,證明:.
27.已知函數(shù)(且)的圖象與x軸交于P,Q兩點(diǎn),且點(diǎn)P在點(diǎn)Q的左側(cè).
(1)求點(diǎn)P處的切線方程,并證明:時(shí),.
(2)若關(guān)于x的方程(t為實(shí)數(shù))有兩個(gè)正實(shí)根,證明:.
28.已知.其中,為自然對數(shù)的底數(shù).
(1)設(shè)曲線在點(diǎn)處的切線為l,若l與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形的面積為,求實(shí)數(shù)a的值.
(2)若,當(dāng)時(shí),恒成立時(shí),求a的最大值.
29.已知函數(shù).
(1)求函數(shù)在上的最值;
(2)若,當(dāng)時(shí),判斷函數(shù)的零點(diǎn)個(gè)數(shù).
30.已知拋物線的焦點(diǎn)為,且與圓上點(diǎn)的距離的最小值為.
(1)求;
(2)若點(diǎn)在上,是的兩條切線,是切點(diǎn),求面積的最大值.
24.(1)時(shí),在上單調(diào)遞增;時(shí),函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為;
(2);
(3)證明見解析.
【分析】(1)首先求得導(dǎo)函數(shù)的解析式,然后分類討論即可確定函數(shù)的單調(diào)性;
(2)將原問題進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,然后構(gòu)造新函數(shù),利用導(dǎo)函數(shù)研究函數(shù)的性質(zhì)并進(jìn)行放縮即可確定實(shí)數(shù)a的取值范圍;
(3)方法一:結(jié)合(2)的結(jié)論將原問題進(jìn)行等價(jià)變形,然后利用分析法即可證得題中的結(jié)論成立.
【詳解】(1),
①若,則,所以在上單調(diào)遞增;
②若,
當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,
當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增.
綜上可得,時(shí),在上單調(diào)遞增;
時(shí),函數(shù)的單調(diào)減區(qū)間為,單調(diào)增區(qū)間為.
(2)有2個(gè)不同零點(diǎn)有2個(gè)不同解有2個(gè)不同的解,
令,則,
記,
記,
又,所以時(shí),時(shí),,
則在單調(diào)遞減,單調(diào)遞增,,
.
即實(shí)數(shù)的取值范圍是.
(3)[方法一]【最優(yōu)解】:
有2個(gè)不同零點(diǎn),則,故函數(shù)的零點(diǎn)一定為正數(shù).
由(2)可知有2個(gè)不同零點(diǎn),記較大者為,較小者為,
,
注意到函數(shù)在區(qū)間上單調(diào)遞減,在區(qū)間上單調(diào)遞增,
故,又由知,
,
要證,只需,
且關(guān)于的函數(shù)在上單調(diào)遞增,
所以只需證,
只需證,
只需證,
,只需證在時(shí)為正,
由于,故函數(shù)單調(diào)遞增,
又,故在時(shí)為正,
從而題中的不等式得證.
[方法二]:分析+放縮法
有2個(gè)不同零點(diǎn),不妨設(shè),由得(其中).
且.
要證,只需證,即證,只需證.
又,所以,即.
所以只需證.而,所以,
又,所以只需證.
所以,原命題得證.
[方法三]:
若且,則滿足且,由(Ⅱ)知有兩個(gè)零點(diǎn)且.
又,故進(jìn)一步有.
由可得且,從而..
因?yàn)椋?/p>
所以,
故只需證.
又因?yàn)樵趨^(qū)間內(nèi)單調(diào)遞增,故只需證,即,注意時(shí)有,故不等式成立.
【整體點(diǎn)評】本題第二、三問均涉及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)零點(diǎn)問題,其中第三問難度更大,涉及到三種不同的處理方法,
方法一:直接分析零點(diǎn),將要證明的不等式消元,代換為關(guān)于的函數(shù),再利用零點(diǎn)反代法,換為關(guān)于的不等式,移項(xiàng)作差構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)分析范圍.
方法二:通過分析放縮,找到使得結(jié)論成立的充分條件,方法比較冒險(xiǎn)!
方法三:利用兩次零點(diǎn)反代法,將不等式化簡,再利用函數(shù)的單調(diào)性,轉(zhuǎn)化為與0比較大小,代入函數(shù)放縮得到結(jié)論.
25.(1)
(2)答案見解析
【分析】(1)先利用參變量分離法,可得,然后構(gòu)造函數(shù),判斷單調(diào)性,然后作出函數(shù)的大致圖像,確定a的范圍即可;
(2)由(1)知,,可設(shè),則,然后利用導(dǎo)數(shù)確定的圖像,由根的分布情況及,運(yùn)算可得結(jié)果.
【詳解】(1)解:令,得,∴
設(shè),
設(shè),,
易知在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
∴,∴,
則由,得或,
令,解得;令,解得
在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
有極小值,有極大值,
又,
當(dāng)時(shí),,,
當(dāng)時(shí),,∴,
的圖像如下:
由圖可知,要使有3個(gè)不同零點(diǎn),即有3個(gè)不同零點(diǎn),
實(shí)數(shù)a的取值范圍為
(2)由(1)知,,
令,則,
,故當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增;
當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減.
且時(shí),;;
時(shí),;
所以的圖像如下:
由,得,即,
由根的分布知:有兩根,,且,
由圖①②知,,,
又,∴,∴,
∴,
又,∴,故
【點(diǎn)睛】本題考查利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的零點(diǎn),利用導(dǎo)數(shù)證明不等式,考查邏輯思維能力和運(yùn)算求解能力,屬于難題.
導(dǎo)函數(shù)中常用的兩種常用的轉(zhuǎn)化方法:一是利用導(dǎo)數(shù)研究含參函數(shù)的單調(diào)性,常化為不等式恒成立問題.注意分類討論與數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用;二是函數(shù)的零點(diǎn)、不等式證明常轉(zhuǎn)化為函數(shù)的單調(diào)性、極(最)值問題處理.
26.(1)
(2)證明見解析
【分析】(1)構(gòu)造函數(shù),然后分類討論,即可得到的取值范圍
(2)和分別求導(dǎo),求出的極值點(diǎn)的關(guān)系式,單調(diào)區(qū)間,零點(diǎn)所在區(qū)間,即可證明.
【詳解】(1)記,
①當(dāng)時(shí),取,不符條件;
②當(dāng)時(shí),,
令,
∴在單調(diào)遞減,在單調(diào)遞增,
所以,即,
則的取值范圍為;
(2)∵,
令,
則,
且,
令,
∴在單調(diào)遞增,在單調(diào)遞減,
且,
∴,
取,則,
∴,
取,
則,
記,
在中,,
∴在單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
∴,
即
∵
∴
從而.
【點(diǎn)睛】本題考查構(gòu)造函數(shù),求導(dǎo),考查單調(diào)區(qū)間的求法,具有很強(qiáng)的綜合性.
27.(1),證明見解析
(2)證明見解析
【分析】(1)確定的零點(diǎn),得點(diǎn)坐標(biāo),由導(dǎo)數(shù)幾何意義可得,在時(shí)作差,證明即可;
(2)是正根,因此只要考慮時(shí)情形,不妨設(shè),仿照(1)求出在另一個(gè)零點(diǎn)處的切線方程,并證明時(shí),,設(shè)的解為,的解為,利用的單調(diào)性可得,,這樣有,然后證明,并利用導(dǎo)數(shù)研究的單調(diào)性與極值(需要二次求導(dǎo))確定,最后利用不等式的性質(zhì)可得結(jié)論成立.
【詳解】(1)令,得.
所以或.
即或.
因?yàn)辄c(diǎn)P在點(diǎn)Q的左側(cè),所以,.
因?yàn)椋?/p>
所以,得點(diǎn)P處的切線方程為,即.
當(dāng)時(shí),,
因?yàn)?,且,所以,所以,即?/p>
所以,
所以.
(2)不妨設(shè),且只考慮的情形.
因?yàn)?,所以?/p>
所以點(diǎn)Q處的切線方程為,記,
令,,
設(shè),則.
所以單調(diào)遞增.
又因?yàn)椋?/p>
所以,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
所以在時(shí)有極小值,也是最小值,
即,所以當(dāng)時(shí),.
設(shè)方程的根為,則.
易知單調(diào)遞增,由,所以.
對于(1)中,設(shè)方程的根為,則.
易知單調(diào)遞減,由(1)知,所以.
所以.
因?yàn)?,易知時(shí),,故;當(dāng)時(shí),,所以,
所以,
所以.
記,,則恒成立.
所以單調(diào)遞增,因?yàn)椋?/p>
所以存在使得.
所以,當(dāng)時(shí).;當(dāng)時(shí),.
所以在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增.
因?yàn)?,,由函?shù)圖象知當(dāng)方程(t為實(shí)數(shù))有兩個(gè)正實(shí)根時(shí),,
所以.
所以,
即.
【點(diǎn)睛】本題考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,考查用導(dǎo)數(shù)證明不等式,解題難點(diǎn)是轉(zhuǎn)化問題,利用導(dǎo)數(shù)幾何意義求出函數(shù)在零點(diǎn)處的切線方程,和,并利用導(dǎo)數(shù)證明,,設(shè),同時(shí)設(shè)與和的交點(diǎn)橫坐標(biāo)分別是,,這里,可心由函數(shù)式求出來,且得出,于是差,回過頭來利用導(dǎo)數(shù)證明,然后由不等式的性質(zhì)證明結(jié)論.這個(gè)解題過程思路比較明確,但是計(jì)算量、思維量都很大.對學(xué)生的邏輯思維能力,轉(zhuǎn)化與化歸能力、運(yùn)算求解能力要求較高,屬于困難題.
28.(1)或
(2)3
【分析】(1)根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義求得曲線在點(diǎn)處的切線方程,再求得l與兩坐標(biāo)軸的截距,進(jìn)而利用l與兩坐標(biāo)軸所圍成的三角形的面積為求解即可
(2)參變分離得到,再求導(dǎo)分析的單調(diào)性,求出極值點(diǎn)的表達(dá)式,進(jìn)而得到的最小值范圍,進(jìn)而求得a的最大值
(1)
由題,,故,故的方程為,即,由題意可得,令有,故,解得或
(2)
當(dāng)時(shí)成立,當(dāng)時(shí),恒成立即,設(shè),則,令,則,設(shè),當(dāng)時(shí),,故;當(dāng)時(shí),,故,綜上有,故,故為增函數(shù).又,因?yàn)椋?,所以,故存在唯一零點(diǎn)使得,故當(dāng)時(shí),單調(diào)遞減,當(dāng)時(shí),單調(diào)遞增,故,又,即,
故,設(shè),則,故為增函數(shù),又,所以,,故,故要且為正整數(shù)則a的最大值為3
【點(diǎn)睛】本題主要考查了導(dǎo)數(shù)的幾何意義,同時(shí)也考查了利用導(dǎo)數(shù)解決恒成立問題,遇到帶參數(shù)時(shí)可以考慮參變分離,設(shè)極值點(diǎn)分析最值的范圍,屬于難題
29.(1)最小值為,最大值為
(2)時(shí),函數(shù)在R上只有1個(gè)零點(diǎn).,理由見解析
【分析】(1)求導(dǎo),得到函數(shù)單調(diào)性,從而得到極值和最值情況;
(2)先求定義域,再求導(dǎo),,令,分,與三種情況,進(jìn)行討論,得到的單調(diào)性及極值,最值情況,得到答案.
【詳解】(1),,
,令得:,
令得:,
故在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,
故在處取得極小值,也是最小值,,
又,,其中,
故;
(2),定義域?yàn)镽,
,
令,
當(dāng)時(shí),則,
,故在R上單調(diào)遞增,
又,
故當(dāng)時(shí),,恒成立,
當(dāng)時(shí),,
當(dāng)時(shí),,恒成立,
綜上:在R上單調(diào)遞增,
因?yàn)?,?/p>
由零點(diǎn)存在性定理可知:在R上只有1個(gè)零點(diǎn),
當(dāng)時(shí),在R上單調(diào)遞增,
其中,,
令,,
則在上恒成立,
所以在上單調(diào)遞增,
故,所以,
所以存在唯一,使得,即,
當(dāng)時(shí),,故,
當(dāng)時(shí),,故,
當(dāng)時(shí),,故,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
因?yàn)椋?/p>
所以當(dāng)時(shí),在R上只有1個(gè)零點(diǎn),
當(dāng)時(shí),在R上單調(diào)遞增,
因?yàn)椋?/p>
所以存在唯一,使得,即,
當(dāng)時(shí),,故,
當(dāng)時(shí),,故,
當(dāng)時(shí),,故,
所以在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減,在上單調(diào)遞增,
因?yàn)椋?/p>
所以當(dāng)時(shí),恰有1個(gè)零點(diǎn),
當(dāng)時(shí),,
,令,解得:,
所以,
令,,
則,
所以在上單調(diào)遞增,
所以,
所以,
故當(dāng)時(shí),無零點(diǎn),
當(dāng)時(shí),在R上只有1個(gè)零點(diǎn),
綜上:時(shí),函數(shù)在R上只有1個(gè)零點(diǎn).
【點(diǎn)睛】導(dǎo)函數(shù)處理零點(diǎn)個(gè)數(shù)問題,由于涉及多類問題特征(包括單
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