新高考Ⅱ卷專用黃金卷02備戰(zhàn)2025年高考數(shù)學(xué)模擬卷含答案及解析_第1頁
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文檔簡介

試卷第=page22頁,共=sectionpages2222頁【贏在高考·黃金8卷】備戰(zhàn)2025年高考數(shù)學(xué)模擬卷(新高考Ⅱ卷專用)黃金卷02(考試時(shí)間:120分鐘試卷滿分:150分)第I卷(選擇題)一、單項(xiàng)選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合要求的。1.若全集,集合,則(

)A. B.C. D.2.已知復(fù)數(shù)滿足(為虛數(shù)單位),則的虛部為(

)A. B. C. D.3.已知向量不共線,,其中,若三點(diǎn)共線,則的最小值為(

)A.5 B.4 C.3 D.24.設(shè)數(shù)列an的通項(xiàng)公式為,其前n項(xiàng)和為,則使的最小n是(

)A.5 B.6 C.7 D.85.在中,角為銳角,的面積為,且,則周長的最小值為(

)A. B. C. D.6.已知:,,,那么三者的關(guān)系是(

)A. B. C. D.7.如圖,雙曲線的左右焦點(diǎn)分別為、,過的直線與該雙曲線的兩支分別交于、兩點(diǎn)(在線段上),⊙與⊙分別為與的內(nèi)切圓,其半徑分別為、,則的取值范圍是(

)A. B.C. D.8.已知函數(shù),若,則的最小值為(

)A. B. C. D.二、選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯的得0分.9.隨機(jī)事件,滿足,,,則下列說法正確的是(

)A. B.C. D.10.已知函數(shù)及其導(dǎo)函數(shù)的定義域均為,若是偶函數(shù),且,令,則下列說法正確的是(

)A.函數(shù)是奇函數(shù) B.C.函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對稱 D.11.如圖:在棱長為1的正方體中,分別為棱上的點(diǎn)(不與端點(diǎn)重合),點(diǎn)為正方形內(nèi)一點(diǎn)(不在其邊上),且共面,,,.則下列說法正確的是(

)A.若,則直線與平面的夾角的正切值為B.若,,,則C.若,有最小值,則的取值范圍是:D.若,則三棱錐外接球表面積的最小值為第II卷(非選擇題)三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分。12.已知隨機(jī)變量,若,則實(shí)數(shù)a的值為.13.在正項(xiàng)等比數(shù)列中,,記,其中表示不超過的最大整數(shù),則.14.已知拋物線的準(zhǔn)線與軸交于點(diǎn),過焦點(diǎn)的直線與交于,兩點(diǎn),且,,的中點(diǎn)為,過作的垂線交軸于點(diǎn),點(diǎn)在的準(zhǔn)線上的射影為點(diǎn),現(xiàn)有下列四個(gè)結(jié)論:①,②若時(shí),③④過的直線與拋物線交于,,則.其中正確結(jié)論的序號為.四、解答題:本題共5小題,共77分,解答應(yīng)寫出必要的文字說明、證明過程及驗(yàn)算步驟。15.(13分)已知函數(shù)f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))(ω>0)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6),π))上單調(diào)遞減.(1)求ω的最大值;(2)若f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)(eq\f(3π,2),0)中心對稱,且f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(9π,20),m))上的值域?yàn)閇-2,4],求m的取值范圍.16.(15分)已知數(shù)列{an}滿足a1=3,an+1=2an-n+1.(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)若數(shù)列{bn}滿足bn=eq\f(an-n,(2n+1)(2n+1+1)),求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.17.(15分)已知四邊形ABCD為平行四邊形,E為CD的中點(diǎn),AB=4,△ADE為等邊三角形,將三角形ADE沿AE折起,使點(diǎn)D到達(dá)點(diǎn)P的位置,且平面APE⊥平面ABCE.(1)求證:AP⊥BE;(2)試判斷在線段PB上是否存在點(diǎn)F,使得平面AEF與平面APE的夾角為45°?若存在,試確定點(diǎn)F的位置;若不存在,請說明理由.18.(17分)已知橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的長軸長為2eq\r(2),離心率為eq\f(\r(2),2).(Ⅰ)求橢圓C的方程;(Ⅱ)過點(diǎn)(2,0)的直線l交橢圓C于A,B兩點(diǎn),M為橢圓C上一點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且滿足eq\o(OA,\s\up6(→))+eq\o(OB,\s\up6(→))=meq\o(OM,\s\up6(→)),其中m∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(4\r(5),5),\f(4\r(3),3))),求|AB|的取值范圍;(Ⅲ)如圖,直線GH為橢圓C與拋物線C1:y2=2px(p>0)的公切線,其中點(diǎn)G,H分別在C,C1上,線段OH交C于點(diǎn)N,求△NGH的面積的最小值.19.(17分)已知函數(shù)f(x)=eq\f(m,x)+lneq\f(x,a)(m∈R,a>0).(Ⅰ)若f(x)的最小值為2,求eq\f(m,a)的值.(Ⅱ)若m=1,a>e,實(shí)數(shù)x0為函數(shù)f(x)大于1的零點(diǎn),求證:(ⅰ)eq\f(1,2x0)+x0<a-1;(ⅱ)x0+eq\f(1,x0)>2lna-ln(lna).

【贏在高考·黃金8卷】備戰(zhàn)2025年高考數(shù)學(xué)模擬卷(新高考Ⅱ卷專用)黃金卷02·參考答案(考試時(shí)間:120分鐘試卷滿分:150分)第I卷(選擇題)一、單項(xiàng)選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合要求的。12345678ACBCACCB二、選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯的得0分.91011CDBCDABD第II卷(非選擇題)三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分。12.213.14.③④四、解答題:本題共5小題,共77分,解答應(yīng)寫出必要的文字說明、證明過程及驗(yàn)算步驟。15.(13分)【詳解】(1)∵函數(shù)f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))(ω>0)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6),π))上單調(diào)遞減,∴π-eq\f(π,6)=eq\f(5π,6)≤eq\f(T,2)=eq\f(π,ω),解得0<ω≤eq\f(6,5)①.(2分)由x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6),π)),ω>0,得ωx+eq\f(π,3)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6)ω+\f(π,3),πω+\f(π,3))),(3分)∴由正弦函數(shù)的單調(diào)性,可知eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)ω+\f(π,3)≥\f(π,2)+2kπ,,πω+\f(π,3)≤\f(3π,2)+2kπ,))k∈Z,解得1+12k≤ω≤eq\f(7,6)+2k,k∈Z.令k=0,得1≤ω≤eq\f(7,6),滿足①;令k=1,得13≤ω≤eq\f(19,6),不滿足①,(5分)∴ω的取值范圍為1≤ω≤eq\f(7,6),即最大值為eq\f(7,6).(6分)(2)∵f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))的圖像關(guān)于點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),0))中心對稱,∴eq\f(3π,2)ω+eq\f(π,3)=kπ(k∈Z),(7分)即ω=eq\f(2k,3)-eq\f(2,9)(k∈Z).(8分)又由(1)得1≤ω≤eq\f(7,6),∴ω=eq\f(10,9),∴f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,9)x+\f(π,3))).(9分)當(dāng)x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(9π,20),m))時(shí),eq\f(10,9)x+eq\f(π,3)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,6),\f(10,9)m+\f(π,3))).(10分)由f(x)∈[-2,4],得sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,9)x+\f(π,3)))∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),1)),∴eq\f(π,2)≤eq\f(10,9)m+eq\f(π,3)≤eq\f(7π,6),解得eq\f(3π,20)≤m≤eq\f(3π,4),即m的取值范圍是eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(3π,20),\f(3π,4))).(13分)16.(15分)【詳解】(Ⅰ)因?yàn)閍n+1=2an-n+1,所以an+1-(n+1)=2(an-n),由此可得數(shù)列{an-n}是以a1-1=2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,(4分)因此,an-n=2×2n-1=2n,所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n+n.(7分)(Ⅱ)由(Ⅰ)得bn=eq\f(an-n,(2n+1)(2n+1+1))=eq\f(2n,(2n+1)(2n+1+1))=eq\f(1,2n+1)-eq\f(1,2n+1+1),(12分)故Tn=b1+b2+…+bn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,21+1)-\f(1,22+1)))+(eq\f(1,22+1)-eq\f(1,23+1))+…+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2n+1)-\f(1,2n+1+1)))=eq\f(1,3)-eq\f(1,2n+1+1).(15分)17.(15分)【詳解】(1)證明:因?yàn)樗倪呅蜛BCD為平行四邊形,且△ADE為等邊三角形,所以∠BCE=120°.又因?yàn)镋為CD的中點(diǎn),所以CE=ED=DA=CB,所以△BCE為等腰三角形,所以∠CEB=30°,所以∠AEB=180°-∠AED-∠BEC=90°,所以BE⊥AE.(4分)又因?yàn)槠矫鍭PE⊥平面ABCE,平面APE∩平面ABCE=AE,BE?平面ABCE,所以BE⊥平面APE.又因?yàn)锳P?平面APE,所以BE⊥AP.(6分)(2)存在點(diǎn)F,且當(dāng)點(diǎn)F為線段PB上靠近點(diǎn)P的三等分點(diǎn)時(shí),平面AEF與平面APE的夾角為45°.(7分)證明如下:取AE的中點(diǎn)O,連接PO,因?yàn)椤鰽PE為等邊三角形,所以PO⊥AE.又因?yàn)槠矫鍭PE⊥平面ABCE,平面APE∩平面ABCE=AE,PO?平面APE,所以PO⊥平面ABCE.易得PO=eq\r(3),BE=2eq\r(3).取AB的中點(diǎn)G,連接OG,則OG∥BE.(8分)由(1)得BE⊥AE,所以O(shè)G⊥AE,所以O(shè)A,OG,OP兩兩垂直.以點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),OA,OG,OP所在直線分別為x軸、y軸、z軸,建立空間直角坐標(biāo)系O-xyz,如圖所示,則A(1,0,0),B(-1,2eq\r(3),0),P(0,0,eq\r(3)),E(-1,0,0),所以eq\o(EA,\s\up6(→))=(2,0,0),eq\o(EB,\s\up6(→))=(0,2eq\r(3),0),eq\o(PB,\s\up6(→))=(-1,2eq\r(3),-eq\r(3)),eq\o(EP,\s\up6(→))=(1,0,eq\r(3)).(10分)假設(shè)存在點(diǎn)F,使得平面AEF與平面APE的夾角為45°.設(shè)eq\o(PF,\s\up6(→))=λeq\o(PB,\s\up6(→))=(-λ,2eq\r(3)λ,-eq\r(3)λ),λ∈(0,1],則eq\o(EF,\s\up6(→))=eq\o(EP,\s\up6(→))+eq\o(PF,\s\up6(→))=(1-λ,2eq\r(3)λ,eq\r(3)-eq\r(3)λ).設(shè)平面AEF的法向量為m=(x,y,z),則eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(m·\o(EF,\s\up6(→))=(1-λ)x+2\r(3)λy+(\r(3)-\r(3)λ)z=0,,m·\o(EA,\s\up6(→))=2x=0.)))令z=2λ,則可得平面AEF的一個(gè)法向量為m=(0,λ-1,2λ).(12分)由(1)可知eq\o(EB,\s\up6(→))為平面APE的一個(gè)法向量,所以cos45°=|cos〈m,eq\o(EB,\s\up6(→))〉|=eq\f(|m·\o(EB,\s\up6(→))|,|m|·|\o(EB,\s\up6(→))|)=eq\f(2\r(3)|λ-1|,2\r(3)·\r(5λ2-2λ+1))=eq\f(\r(2),2),所以2(5λ2-2λ+1)=4(λ-1)2,解得λ=eq\f(1,3)或λ=-1(舍去),所以存在點(diǎn)F,且當(dāng)點(diǎn)F為線段PB上靠近點(diǎn)P的三等分點(diǎn)時(shí),平面AEF與平面APE的夾角為45°.(15分)18.(17分)【詳解】(Ⅰ)由題意可得2a=2eq\r(2),即a=eq\r(2).(1分)因?yàn)闄E圓C的離心率為eq\f(\r(2),2),所以e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(2),2),所以c=1,所以b2=a2-c2=1,(3分)所以橢圓C的方程為eq\f(x2,2)+y2=1.(4分)(Ⅱ)顯然直線l的斜率存在,設(shè)過點(diǎn)(2,0)的直線l的方程為y=k(x-2),聯(lián)立方程eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(x2,2)+y2=1,,y=k(x-2),))消去y整理得(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0,則Δ=64k4-4(1+2k2)·(8k2-2)=8(1-2k2)>0,即k2<eq\f(1,2).(5分)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=eq\f(8k2,1+2k2),x1x2=eq\f(8k2-2,1+2k2),所以y1+y2=k(x1+x2-4)=keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8k2,1+2k2)-4))=-eq\f(4k,1+2k2).由,得(x1+x2,y1+y2)=m(xM,yM),所以xM=eq\f(1,m)·eq\f(8k2,1+2k2),yM=eq\f(1,m)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4k,1+2k2))).(6分)將(xM,yM)代入橢圓方程可得eq\f(1,2)·eq\f(1,m2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8k2,1+2k2)))2+eq\f(1,m2)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4k,1+2k2)))2=1,解得m2=eq\f(16k2,1+2k2).因?yàn)閙∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(4\r(5),5),\f(4\r(3),3))),所以eq\f(16,5)≤eq\f(16k2,1+2k2)≤eq\f(16,3),解得eq\f(1,3)≤k2≤1,結(jié)合Δ>0,所以eq\f(1,3)≤k2<eq\f(1,2).(8分)由弦長公式可得,|AB|=eq\r(1+k2)|x1-x2|=eq\r(1+k2)·eq\r((x1+x2)2-4x1x2)=eq\r(1+k2)·eq\f(\r(Δ),1+2k2)=2eq\r(2)·eq\r(\f(-2k4-k2+1,4k4+4k2+1))=2eq\r(2)·eq\r(\f(-2k4-2k2-\f(1,2)+k2+\f(3,2),4k4+4k2+1))=2eq\r(2)·eq\r(-\f(1,2)+\f(k2+\f(1,2)+1,(1+2k2)2))=2eq\r(2)·eq\r(-\f(1,2)+\f(1,2)·\f(1,1+2k2)+\f(1,(1+2k2)2))=2eq\r(2)·eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,1+2k2)+\f(1,4)))2-\f(9,16)).(10分)因?yàn)閑q\f(1,3)≤k2<eq\f(1,2),所以eq\f(5,3)≤1+2k2<2,所以eq\f(1,2)<eq\f(1,1+2k2)≤eq\f(3,5).因?yàn)楹瘮?shù)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,4)))2-eq\f(9,16)在eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(3,5)))上單調(diào)遞增,所以2eq\r(2)·eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,1+2k2)+\f(1,4)))2-\f(9,16))∈eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(4\r(2),5))),即|AB|∈eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(4\r(2),5))).(12分)(Ⅲ)設(shè)G(x3,y3),H(x4,y4),由題易知x3≠x4,設(shè)直線GH的方程為y=nx+b′,不妨取n>0,b′>0.聯(lián)立eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=nx+b′,,\f(x2,2)+y2=1,))整理得(2n2+1)x2+4nb′x+2b′2-2=0①,則Δ1=(4nb′)2-4(2n2+1)(2b′2-2)=0,所以b′2=2n2+1.將其代入①式,得b′2x2+4nb′x+4n2=0,解得x=eq\f(-2n,b′),所以x3=eq\f(-2n,b′).聯(lián)立eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=nx+b′,,y2=2px,整理得))n2x2+2(nb′-p)x+b′2=0②,則Δ2=4(nb′-p)2-4n2b′2=0,所以p=2nb′.將其代入②式,解方程得x=eq\f(b′,n),所以x4=eq\f(b′,n),所以eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(GH))=eq\r(n2+1)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(x3-x4))=eq\r(n2+1)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(-2n,b′)-\f(b′,n)))=eq\r(n2+1)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(2n,b′)+\f(b′,n))).(13分)由x4=eq\f(b′,n)可得y4=2b′,所以kOH=2n,所以直線OH:y=2nx.聯(lián)立eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=2nx,,\f(x2,2)+y2=1,))整理得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4n2+\f(1,2)))x2=1,所以xN=eq\f(1,\r(4n2+\f(1,2))),yN=eq\f(2n,\r(4n2+\f(1,2))),所以點(diǎn)N到GH的距離為d=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(n,\r(4n2+\f(1,2)))+b′-\f(2n,\r(4n2+\f(1,2))))),\r(n2+1))=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(b′-\f(n,\r(4n2+\f(1,2))))),\r(n2+1)),(14分)所以S△NGH=eq\f(1,2)|GH|·d=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(2n,b′)+\f(b′,n)))eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(b′-\f(n,\r(4n2+\f(1,2)))))=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(4n2+1,n\r(2n2+1))))eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\r(2n2+1)-\f(n,\r(4n2+\f(1,2)))))=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(4n+\f(1,n)-\f(4n2+1,\r(2n2+1)·\r(4n2+\f(1,2)))))=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(4n+\f(1,n)-\f(\f(4n2+1,n),\r(2n+\f(1,n))·\r(4n+\f(1,2n)))))=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(4n+\f(1,n)-\f(4n+\f(1,n),\r(8n2+\f(1,2n2)+5))))=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(4n+\f(1,n)-\f(4n+\f(1,n),\r(\f(1,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(16n2+\f(1,n2)))+5))))=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(4n+\f(1,n)-\f(4n+\f(1,n),\r(\f(1,2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4n+\f(1,n)))\s\up12(2)+1)))).(15分)令t=4n+eq\f(1,n)(t≥4),則S△NGH=eq\f(1,2)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(t-\f(t,\r(\f(1,2)t2+1))))=eq\f(t,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,\r(\f(1,2)t2+1))))≥eq\f(4,2)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,\r(\f(1,2)×16+1))))=2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1-\f(1,3)))=eq\f(4,3),當(dāng)且僅當(dāng)4n=eq\f(1,n),即n=eq\f(1,2)時(shí)取等號.由橢圓和拋物線的對稱性,可知當(dāng)n<0,b′<0,S△NGH的最小值也是eq\f(4,3).綜上,S△NGH的最小值為eq\f(4,3).(17分)19.(17分)【詳解】(Ⅰ)∵eq\f(x,a)>0,a>0,∴x>0.對函數(shù)f(x)求導(dǎo),得f′(x)=eq\f(x-m,x2).(1分)當(dāng)m≤0時(shí),f′(x)>0恒成立,f(x)單調(diào)遞增,此時(shí)f(x)沒有最小值.(2分)當(dāng)m>0時(shí),在(0,m)上f′(x)<0,f(x)單調(diào)遞減;在(m,+∞)上f′(x)>0,f(x)單調(diào)遞增,∴f(x)min=f(m)=1+lneq\f(m,a)=2,解得eq\f(m,a)=e.(4分)(Ⅱ)證明:(ⅰ)當(dāng)m=1時(shí),f(x)=eq\f(1,x)+lneq\f(x,a).由(Ⅰ)可知,f(x)在(0,1)上單調(diào)遞減,在(1,+∞)上單調(diào)遞增,∴f(x)min=f(1)=1-lna<0.(5分)又∵f(a)=eq\f(1,a)>0,∴存在x0∈(1,a),使得f(x0)=eq\f(1,x0)+lneq\f(x0,a)=0,即lna=eq\f(1,x0)+lnx0=ln(x0·),即a=x0·.∴要證eq\f(1,2x0)+x0<a-1,只需證eq\f(1,2x0)+x0+1<x0·(x0>1).(7分)令t=eq\f(1,x0),t∈(0,1),則只需證eq\f(1,2)t+eq\f(1,t)+1<eq\f(1,t)·et,即證et>eq\f(1,2)t2+t+1(0<t<1).(8分)令g(t)=et-eq\f(1,2)t2-t-1(0<t<1),則g′(t)=et-t-1,令φ(t)=et-t-1,則φ′(t)=et-1.∵φ′(t)>0,∴φ(t)在(0,1)上單調(diào)遞增,∴φ(t)>φ(0)=0,∴g(t)在(0,1)上單調(diào)遞增,∴g(t)>g(0)=e0-0-0-1=0,∴當(dāng)0<t<1時(shí),et>eq\f(1,2)t2+t+1成立,∴eq\f(1,2x0)+x0<a-1.(10分)(ⅱ)∵a>e,∴l(xiāng)na>1,∴2lna-ln(lna)<2lna.由(ⅰ)可知lna=eq\f(1,x0)+lnx0,∴要證x0+eq\f(1,x0)>2lna-ln(lna),只需證x0+eq\f(1,x0)>2lna,即證x0+eq\f(1,x0)>2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(lnx0+\f(1,x0))),即證2lnx0+eq\f(1,x0)-x0<0(x0>1).(13分)令h(x)=2lnx+eq\f(1,x)-x(x>1),則h′(x)=-eq\f((x-1)2,x2)<0,∴h(x)在(1,+∞)上單調(diào)遞減,∴h(x)<h(1)=2ln1+1-1=0,∴2lnx0+eq\f(1,x0)-x0<0,即x0+eq\f(1,x0)>2lna-ln(lna).(17分)【贏在高考·黃金8卷】備戰(zhàn)2025年高考數(shù)學(xué)模擬卷(新高考Ⅱ卷專用)黃金卷02(考試時(shí)間:120分鐘試卷滿分:150分)第I卷(選擇題)一、單項(xiàng)選擇題:本題共8小題,每小題5分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合要求的。1.若全集,集合,則(

)A. B.C. D.【答案】A【分析】根據(jù)補(bǔ)集的定義可得,再由并集的定義求解即可.【詳解】解:因?yàn)?,,所以,所?故選:A.2.已知復(fù)數(shù)滿足(為虛數(shù)單位),則的虛部為(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】由復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算法則和虛部的定義得到結(jié)果.【詳解】由,,所以的虛部為.故選:C.3.已知向量不共線,,其中,若三點(diǎn)共線,則的最小值為(

)A.5 B.4 C.3 D.2【答案】B【分析】根據(jù)向量共線定理和基本不等式即可求解.【詳解】因?yàn)槿c(diǎn)共線,所以存在實(shí)數(shù)k,使,即,又向量不共線,所以,由,所以,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí),取“=”號,故選:B4.設(shè)數(shù)列an的通項(xiàng)公式為,其前n項(xiàng)和為,則使的最小n是(

)A.5 B.6 C.7 D.8【答案】C【分析】先利用二項(xiàng)式定理化簡數(shù)列的通項(xiàng)公式,利用等比求和公式可得答案.【詳解】,,結(jié)合指數(shù)函數(shù)單調(diào)性該數(shù)列為單調(diào)遞增數(shù)列,且所以使的最小n是7.故選:C.5.在中,角為銳角,的面積為,且,則周長的最小值為(

)A. B. C. D.【答案】A【分析】利用三角恒等變換、正弦定理等知識判斷出三角形是直角三角形,利用基本不等式求得周長的最小值.【詳解】依題意,,由得,即,,由于是銳角,所以,與一正一負(fù),或,若,即,由于,所以,所以,,此不等式組無解,所以不成立.同理可得不成立.所以,所以,所以,.所以,所以三角形的周長,當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)等號成立,所以三角形的周長的最小值為.故選:A【點(diǎn)睛】本題涉及幾何中的面積和周長問題,結(jié)合了三角函數(shù)和基本不等式,考查了學(xué)生的綜合解題能力.解題過程中,利用基本不等式求周長的最小值,這是本題的關(guān)鍵點(diǎn)之一.基本不等式的應(yīng)用不僅要找到正確的表達(dá)式,還需要驗(yàn)證等號成立的條件,以確保最小值能夠?qū)嶋H取到.6.已知:,,,那么三者的關(guān)系是(

)A. B. C. D.【答案】C【分析】先比較和,注意到,,從而通過比較的大小可,再比較和,注意到,而又有,從而只需要證明即可.【詳解】因?yàn)椋?,所以,得,令,則,所以在上遞減,因?yàn)楫?dāng)時(shí),,所以,所以,所以,所以,因?yàn)?,所以,所以,所以,所以,故選:C【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查對數(shù)式和指數(shù)式比較大小,考查對數(shù)的運(yùn)算,考查導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)可求其單調(diào)性,從而可得其取值范圍,考查計(jì)算能力和轉(zhuǎn)化思想,屬于較難題.7.如圖,雙曲線的左右焦點(diǎn)分別為、,過的直線與該雙曲線的兩支分別交于、兩點(diǎn)(在線段上),⊙與⊙分別為與的內(nèi)切圓,其半徑分別為、,則的取值范圍是:(

).A. B.C. D.【答案】C【分析】設(shè),進(jìn)而可得.可求得,進(jìn)而求得的范圍即可.【詳解】設(shè),,,.在△與△中:,即:,,當(dāng)雙曲線的斜率為正的漸近線時(shí),取最大,此時(shí),,當(dāng)與軸重合時(shí),取最小,此時(shí),經(jīng)上述分析得:,.故選:C.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:此題考查雙曲線的幾何性質(zhì),考查雙曲線的焦點(diǎn)三角形問題,考查焦點(diǎn)三角形內(nèi)切圓,解題的關(guān)鍵是根據(jù)雙曲線的性和圓的切線的性質(zhì)得到的范圍,數(shù)形結(jié)合的思的應(yīng)用.8.已知函數(shù),若,則的最小值為(

)A. B. C. D.【答案】B【分析】結(jié)合題意構(gòu)造函數(shù),得到,表示出,再借助導(dǎo)數(shù)求出的最小值即可.【詳解】∵,,∴,令,∴在上單調(diào)遞增,∴,即,∴,令,則,當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞減;當(dāng)時(shí),,單調(diào)遞增;∴當(dāng)時(shí),函數(shù)取得最小值,即,∴,故選:B.二、選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分.在每小題給出的選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對的得6分,部分選對的得部分分,有選錯的得0分.9.隨機(jī)事件,滿足,,,則下列說法正確的是(

)A. B.C. D.【答案】CD【分析】根據(jù)題意由相互獨(dú)立事件的概率性質(zhì)分析可判斷,;由概率加法公式可分析;計(jì)算,驗(yàn)證是否正確即可判斷.【詳解】由已知,,因?yàn)?,所以,所以,所以,故錯誤;因?yàn)椋叔e誤;,故正確;,又,,,所以,故正確.故選:.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:解決本題的關(guān)鍵是概率的性質(zhì)和應(yīng)用,以及條件概率的計(jì)算.10.已知函數(shù)及其導(dǎo)函數(shù)的定義域均為,若是偶函數(shù),且,令,則下列說法正確的是(

)A.函數(shù)是奇函數(shù) B.C.函數(shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對稱 D.【答案】BCD【分析】對A,根據(jù)函數(shù)的奇偶定義可判定A;對B,利用抽象函數(shù)的奇偶性,復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)可判定B;對C,利用抽象函數(shù)的對稱性可判定C;對D,利用利用抽象函數(shù)的遞推公式可求得關(guān)系式,再求和可判定D.【詳解】對A,因?yàn)?,所以,所以函?shù)是偶函數(shù),故A錯誤;對B,因?yàn)闉榕己瘮?shù),所以,即,所以,即,令,得,所以,故B正確;對C,因?yàn)?,所以,即,又,所以,所以,所以,即,所以函?shù)的圖象關(guān)于點(diǎn)對稱,故C正確;對D,因?yàn)椋?,得,所以,又,所以,,…,所以,故D正確.故選:BCD.11.如圖:在棱長為1的正方體中,分別為棱上的點(diǎn)(不與端點(diǎn)重合),點(diǎn)為正方形內(nèi)一點(diǎn)(不在其邊上),且共面,,,.則下列說法正確的是:(

).A.若,則直線與平面的夾角的正切值為B.若,,,則C.若,有最小值,則的取值范圍是:D.若,則三棱錐外接球表面積的最小值為【答案】ABD【分析】根據(jù)線面角得出知與平面的夾角為計(jì)算正切判斷A,先建立直角坐標(biāo)系,設(shè)直線得出由三點(diǎn)共線的性質(zhì)交點(diǎn)為進(jìn)而求出判斷B;在給定時(shí)過定點(diǎn),臨界時(shí)及臨界時(shí),則判斷C;應(yīng)用截面再由相似三角形的性質(zhì)時(shí)等面積法得出選項(xiàng)D.【詳解】對于A:若,為中點(diǎn),過作,連,可知為中點(diǎn),且與平面的夾角為,則,所以直線與平面的夾角的正切值為,故A正確;對于B:由條件:,,如圖:延長交的延長線于,過作,,則,如圖建立平面直角坐標(biāo)系:則,,故,若,則①,由三點(diǎn)共線的性質(zhì):的點(diǎn)在直線上,的點(diǎn)在直線上,所以交點(diǎn)為:,這就是點(diǎn),故將該點(diǎn)代入①式得,故B正確.

對于C:在給定時(shí)過定點(diǎn),臨界時(shí),斜率再減?。ㄔ龃螅?,則易知存在且使,即最小值存在,而減小時(shí)不存在點(diǎn),設(shè)臨界時(shí),則:,故,,代入直線得:,所以,C錯誤.

對于D:若,故在線段上(不與端點(diǎn)重合),對于,,作圖可知:與的交點(diǎn)橫坐標(biāo)落在12,1內(nèi),設(shè)平面為的外心,如平面圖:由相似三角形的性質(zhì)可知:為中點(diǎn)時(shí),,隨點(diǎn)由點(diǎn)向上移動,其中垂線斜率增大且小于,由相似三角形的性質(zhì):中點(diǎn)一定在上方,故中垂線與交點(diǎn)(即外接球球心)在射線上,外接球半徑最小,即最小,此時(shí),用等面積法可算,此時(shí):.故選:ABD.【點(diǎn)睛】關(guān)鍵點(diǎn)點(diǎn)睛:先建立直角坐標(biāo)系,設(shè)直線由三點(diǎn)共線的性質(zhì)交點(diǎn)為進(jìn)而求出.第II卷(非選擇題)三、填空題:本題共3小題,每小題5分,共15分。12.已知隨機(jī)變量,若,則實(shí)數(shù)a的值為.【答案】2【分析】根據(jù)正態(tài)分布的對稱性求解.【詳解】由題意得,,解得.故答案為:213.在正項(xiàng)等比數(shù)列中,,記,其中表示不超過的最大整數(shù),則.【答案】【分析】設(shè)等比數(shù)列an的公比為,由計(jì)算出,然后根據(jù),計(jì)算即可.【詳解】設(shè)等比數(shù)列an的公比為.由題意知,,整理得,解得或(負(fù)值舍去),故.所以.當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.故.故答案為:.14.已知拋物線的準(zhǔn)線與軸交于點(diǎn),過焦點(diǎn)的直線與交于,兩點(diǎn),且,,的中點(diǎn)為,過作的垂線交軸于點(diǎn),點(diǎn)在的準(zhǔn)線上的射影為點(diǎn),現(xiàn)有下列四個(gè)結(jié)論:①,②若時(shí),③④過的直線與拋物線交于,,則.其中正確結(jié)論的序號為.【答案】③④【分析】由點(diǎn)斜式寫出直線方程后直曲聯(lián)立,得到韋達(dá)定理可判斷①錯誤;由拋物線的定義結(jié)合韋達(dá)定理解方程可判斷②錯誤;過點(diǎn)作軸,由三角函數(shù)的定義和誘導(dǎo)公式結(jié)合圖像可得③正確;當(dāng)斜率不存在時(shí),代入拋物線解出兩點(diǎn)坐標(biāo),利用向量垂直的充要條件可得;當(dāng)斜率存在時(shí),直曲聯(lián)立后利用韋達(dá)定理表示出后可得.【詳解】對①:由題意可知F1,0,直線的斜率存在且不為零,設(shè)直線方程為y=kx?1聯(lián)立,可得,,所以,,,故①錯誤;對②:則由拋物線的定義可知,,因?yàn)?,即,由韋達(dá)定理可知,解得或(舍),則,所以,故②錯誤;對③:過點(diǎn)作軸,垂足為,因?yàn)?,所以,所以,故③正確;對④:當(dāng)軸時(shí),所以,所以,;當(dāng)斜率存在且不為零時(shí),設(shè)斜率為,,則直線方程為,聯(lián)立,消去可得,,,,,代入韋達(dá)定理并化簡可得,所以,綜上,過的直線與拋物線交于,,則,故④正確;故答案為:③④.【點(diǎn)睛】方法點(diǎn)睛:(1)求兩根之積時(shí)可直曲聯(lián)立,用韋達(dá)定理得到橫坐標(biāo)之積,再代入直線方程可得縱坐標(biāo)之積;(2)求拋物線的焦點(diǎn)弦長時(shí)可利用拋物線的定義快速求解;(3)證明兩直線垂直時(shí),可用向量垂直的充分必要條件證明.四、解答題:本題共5小題,共77分,解答應(yīng)寫出必要的文字說明、證明過程及驗(yàn)算步驟。15.(13分)已知函數(shù)f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))(ω>0)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6),π))上單調(diào)遞減.(1)求ω的最大值;(2)若f(x)的圖像關(guān)于點(diǎn)(eq\f(3π,2),0)中心對稱,且f(x)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(9π,20),m))上的值域?yàn)閇-2,4],求m的取值范圍.【詳解】(1)∵函數(shù)f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))(ω>0)在eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6),π))上單調(diào)遞減,∴π-eq\f(π,6)=eq\f(5π,6)≤eq\f(T,2)=eq\f(π,ω),解得0<ω≤eq\f(6,5)①.……………(2分)由x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6),π)),ω>0,得ωx+eq\f(π,3)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(π,6)ω+\f(π,3),πω+\f(π,3))),……………(3分)∴由正弦函數(shù)的單調(diào)性,可知eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(π,6)ω+\f(π,3)≥\f(π,2)+2kπ,,πω+\f(π,3)≤\f(3π,2)+2kπ,))k∈Z,解得1+12k≤ω≤eq\f(7,6)+2k,k∈Z.令k=0,得1≤ω≤eq\f(7,6),滿足①;令k=1,得13≤ω≤eq\f(19,6),不滿足①,……………(5分)∴ω的取值范圍為1≤ω≤eq\f(7,6),即最大值為eq\f(7,6).……………(6分)(2)∵f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(ωx+\f(π,3)))的圖像關(guān)于點(diǎn)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2),0))中心對稱,∴eq\f(3π,2)ω+eq\f(π,3)=kπ(k∈Z),……………(7分)即ω=eq\f(2k,3)-eq\f(2,9)(k∈Z).……………(8分)又由(1)得1≤ω≤eq\f(7,6),∴ω=eq\f(10,9),∴f(x)=4sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,9)x+\f(π,3))).……………(9分)當(dāng)x∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(9π,20),m))時(shí),eq\f(10,9)x+eq\f(π,3)∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(π,6),\f(10,9)m+\f(π,3))).……………(10分)由f(x)∈[-2,4],得sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,9)x+\f(π,3)))∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(-\f(1,2),1)),∴eq\f(π,2)≤eq\f(10,9)m+eq\f(π,3)≤eq\f(7π,6),解得eq\f(3π,20)≤m≤eq\f(3π,4),即m的取值范圍是eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(3π,20),\f(3π,4))).(13分)16.(15分)已知數(shù)列{an}滿足a1=3,an+1=2an-n+1.(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;(Ⅱ)若數(shù)列{bn}滿足bn=eq\f(an-n,(2n+1)(2n+1+1)),求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Tn.【詳解】(Ⅰ)因?yàn)閍n+1=2an-n+1,所以an+1-(n+1)=2(an-n),由此可得數(shù)列{an-n}是以a1-1=2為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列,……………(4分)因此,an-n=2×2n-1=2n,所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n+n.……………(7分)(Ⅱ)由(Ⅰ)得bn=eq\f(an-n,(2n+1)(2n+1+1))=eq\f(2n,(2n+1)(2n+1+1))=eq\f(1,2n+1)-eq\f(1,2n+1+1),……………(12分)故Tn=b1+b2+…+bn=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,21+1)-\f(1,22+1)))+(eq\f(1,22+1)-eq\f(1,23+1))+…+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2n+1)-\f(1,2n+1+1)))=eq\f(1,3)-eq\f(1,2n+1+1).(15分)17.(15分)已知四邊形ABCD為平行四邊形,E為CD的中點(diǎn),AB=4,△ADE為等邊三角形,將三角形ADE沿AE折起,使點(diǎn)D到達(dá)點(diǎn)P的位置,且平面APE⊥平面ABCE.(1)求證:AP⊥BE;(2)試判斷在線段PB上是否存在點(diǎn)F,使得平面AEF與平面APE的夾角為45°?若存在,試確定點(diǎn)F的位置;若不存在,請說明理由.【詳解】(1)證明:因?yàn)樗倪呅蜛BCD為平行四邊形,且△ADE為等邊三角形,所以∠BCE=120°.又因?yàn)镋為CD的中點(diǎn),所以CE=ED=DA=CB,所以△BCE為等腰三角形,所以∠CEB=30°,所以∠AEB=180°-∠AED-∠BEC=90°,所以BE⊥AE.(4分)又因?yàn)槠矫鍭PE⊥平面ABCE,平面APE∩平面ABCE=AE,BE?平面ABCE,所以BE⊥平面APE.又因?yàn)锳P?平面APE,所以BE⊥AP.(6分)(2)存在點(diǎn)F,且當(dāng)點(diǎn)F為線段PB上靠近點(diǎn)P的三等分點(diǎn)時(shí),平面AEF與平面APE的夾角為45°.(7分)證明如下:取AE的中點(diǎn)O,連接PO,因?yàn)椤鰽PE為等邊三角形,所以PO⊥AE.又因?yàn)槠矫鍭PE⊥平面ABCE,平面APE∩平面ABCE=AE,PO?平面APE,所以PO⊥平面ABCE.易得PO=eq\r(3),BE=2eq\r(3).取AB的中點(diǎn)G,連接OG,則OG∥BE.(8分)由(1)得BE⊥AE,所以O(shè)G⊥AE,所以O(shè)A,OG,OP兩兩垂直.以點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),OA,OG,OP所在直線分別為x軸、y軸、z軸,建立空間直角坐標(biāo)系O-xyz,如圖所示,則A(1,0,0),B(-1,2eq\r(3),0),P(0,0,eq\r(3)),E(-1,0,0),所以eq\o(EA,\s\up6(→))=(2,0,0),eq\o(EB,\s\up6(→))=(0,2eq\r(3),0),eq\o(PB,\s\up6(→))=(-1,2eq\r(3),-eq\r(3)),eq\o(EP,\s\up6(→))=(1,0,eq\r(3)).(10分)假設(shè)存在點(diǎn)F,使得平面AEF與平面APE的夾角為45°.設(shè)eq\o(PF,\s\up6(→))=λeq\o(PB,\s\up6(→))=(-λ,2eq\r(3)λ,-eq\r(3)λ),λ∈(0,1],則eq\o(EF,\s\up6(→))=eq\o(EP,\s\up6(→))+eq\o(PF,\s\up6(→))=(1-λ,2eq\r(3)λ,eq\r(3)-eq\r(3)λ).設(shè)平面AEF的法向量為m=(x,y,z),則eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al\co1(m·\o(EF,\s\up6(→))=(1-λ)x+2\r(3)λy+(\r(3)-\r(3)λ)z=0,,m·\o(EA,\s\up6(→))=2x=0.)))令z=2λ,則可得平面AEF的一個(gè)法向量為m=(0,λ-1,2λ).(12分)由(1)可知eq\o(EB,\s\up6(→))為平面APE的一個(gè)法向量,所以cos45°=|cos〈m,eq\o(EB,\s\up6(→))〉|=eq\f(|m·\o(EB,\s\up6(→))|,|m|·|\o(EB,\s\up6(→))|)=eq\f(2\r(3)|λ-1|,2\r(3)·\r(5λ2-2λ+1))=eq\f(\r(2),2),所以2(5λ2-2λ+1)=4(λ-1)2,解得λ=eq\f(1,3)或λ=-1(舍去),所以存在點(diǎn)F,且當(dāng)點(diǎn)F為線段PB上靠近點(diǎn)P的三等分點(diǎn)時(shí),平面AEF與平面APE的夾角為45°.(15分)18.(17分)已知橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的長軸長為2eq\r(2),離心率為eq\f(\r(2),2).(Ⅰ)求橢圓C的方程;(Ⅱ)過點(diǎn)(2,0)的直線l交橢圓C于A,B兩點(diǎn),M為橢圓C上一點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),且滿足eq\o(OA,\s\up6(→))+eq\o(OB,\s\up6(→))=meq\o(OM,\s\up6(→)),其中m∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(4\r(5),5),\f(4\r(3),3))),求|AB|的取值范圍;(Ⅲ)如圖,直線GH為橢圓C與拋物線C1:y2=2px(p>0)的公切線,其中點(diǎn)G,H分別在C,C1上,線段OH交C于點(diǎn)N,求△NGH的面積的最小值.【詳解】(Ⅰ)由題意可得2a=2eq\r(2),即a=eq\r(2).(1分)因?yàn)闄E圓C的離心率為eq\f(\r(2),2),所以e=eq\f(c,a)=eq\f(\r(2),2),所以c=1,所以b2=a2-c2=1,(2分)所以橢圓C的方程為eq\f(x2,2)+y2=1.(3分)(Ⅱ)顯然直線l的斜率存在,設(shè)過點(diǎn)(2,0)的直線l的方程為y=k(x-2),聯(lián)立方程eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\f(x2,2)+y2=1,,y=k(x-2),))消去y整理得(1+2k2)x2-8k2x+8k2-2=0,則Δ=64k4-4(1+2k2)·(8k2-2)=8(1-2k2)>0,即k2<eq\f(1,2).(4分)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),則x1+x2=eq\f(8k2,1+2k2),x1x2=eq\f(8k2-2,1+2k2),所以y1+y2=k(x1+x2-4)=keq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8k2,1+2k2)-4))=-eq\f(4k,1+2k2).由,得(x1+x2,y1+y2)=m(xM,yM),所以xM=eq\f(1,m)·eq\f(8k2,1+2k2),yM=eq\f(1,m)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4k,1+2k2))).(5分)將(xM,yM)代入橢圓方程可得eq\f(1,2)·eq\f(1,m2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(8k2,1+2k2)))2+eq\f(1,m2)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(4k,1+2k2)))2=1,解得m2=eq\f(16k2,1+2k2).因?yàn)閙∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(4\r(5),5),\f(4\r(3),3))),所以eq\f(16,5)≤eq\f(16k2,1+2k2)≤eq\f(16,3),解得eq\f(1,3)≤k2≤1,結(jié)合Δ>0,所以eq\f(1,3)≤k2<eq\f(1,2).(7分)由弦長公式可得,|AB|=eq\r(1+k2)|x1-x2|=eq\r(1+k2)·eq\r((x1+x2)2-4x1x2)=eq\r(1+k2)·eq\f(\r(Δ),1+2k2)=2eq\r(2)·eq\r(\f(-2k4-k2+1,4k4+4k2+1))=2eq\r(2)·eq\r(\f(-2k4-2k2-\f(1,2)+k2+\f(3,2),4k4+4k2+1))=2eq\r(2)·eq\r(-\f(1,2)+\f(k2+\f(1,2)+1,(1+2k2)2))=2eq\r(2)·eq\r(-\f(1,2)+\f(1,2)·\f(1,1+2k2)+\f(1,(1+2k2)2))=2eq\r(2)·eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,1+2k2)+\f(1,4)))2-\f(9,16)).(8分)因?yàn)閑q\f(1,3)≤k2<eq\f(1,2),所以eq\f(5,3)≤1+2k2<2,所以eq\f(1,2)<eq\f(1,1+2k2)≤eq\f(3,5).因?yàn)楹瘮?shù)y=eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x+\f(1,4)))2-eq\f(9,16)在eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(1,2),\f(3,5)))上單調(diào)遞增,所以2eq\r(2)·eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,1+2k2)+\f(1,4)))2-\f(9,16))∈eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(4\r(2),5))),即|AB|∈eq\b\lc\(\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(4\r(2),5))).(10分)(Ⅲ)設(shè)G(x3,y3),H(x4,y4),由題易知x3≠x4,設(shè)直線GH的方程為y=nx+b′,不妨取n>0,b′>0.聯(lián)立eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=nx+b′,,\f(x2,2)+y2=1,))整理得(2n2+1)x2+4nb′x+2b′2-2=0①,則Δ1=(4nb′)2-4(2n2+1)(2b′2-2)=0,所以b′2=2n2+1.將其代入①式,得b′2x2+4nb′x+4n2=0,解得x=eq\f(-2n,b′),所以x3=eq\f(-2n,b′).聯(lián)立eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=nx+b′,,y2=2px,整理得))n2x2+2(nb′-p)x+b′2=0②,則Δ2=4(nb′-p)2-4n2b′2=0,所以p=2nb′.將其代入②式,解方程得x=eq\f(b′,n),所以x4=eq\f(b′,n),所以eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(GH))=eq\r(n2+1)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(x3-x4))=eq\r(n2+1)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(-2n,b′)-\f(b′,n)))=eq\r(n2+1)eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(2n,b′)+\f(b′,n))).(13分)由x4=eq\f(b′,n)可得y4=2b′,所以kOH=2n,所以直線OH:y=2nx.聯(lián)立eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=2nx,,\f(x2,2)+y2=1,))整理得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(4n2+\f(1,2)))x2=1,所以xN=eq\f(1,\r(4n2+\f(1,2))),yN=eq\f(2n,\r(4n2+\f(1,2))),所以點(diǎn)N到GH的距離為d=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(n,\r(4n2+\f(1,2)))+b′-\f(2n,\r(4n2+\f(1,2))))),\r(n2+1))=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(b′-\f(n,\r(4n2+\f(1,2))))),\r(n2+1)),(14分)所以S△NGH=eq\f(1,2)|GH|·d=eq\f(1,2)eq\b\lc

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