1、11 如图,已知正方形ABCD的边长为2,点E为AB的中点以A为圆心,AE为半径,作弧交AD于点F若P为劣弧上的动点,则的最小值为 12 已知函数若函数f(x)的图象与x轴有且只有两个不同的交点,则实数m的取值范围为 (-5,0)13在平面直角坐标系xOy中,过点P(-5,a)作圆x2+y2-2ax+2y-1=0的两条切线,切点分别为M(x1,y1),N(x2,y2),且,则实数a的值为 【答案】3或-214已知正实数x,y满足,则xy的取值范围为 二、解答题:本大题共6小题,共计90分请在答题卡指定区域内作答解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤15(本小题满分14分) 如图,在三棱柱AB
2、C-A1B1C1中,B1CAB,侧面BCC1B1为菱形 (1)求证:平面ABC1平面BCC1B1; (2)如果点D,E分别为A1C1,BB1的中点,求证:DE平面ABC1解:(1)因三棱柱ABC-A1B1C1的侧面BCC1B1为菱形, 故B1CBC1 2分 又B1CAB,且AB,BC1为平面ABC1内的两条相交直线, 故B1C平面ABC1 5分 因B1C平面BCC1B1, 故平面ABC1平面BCC1B1 7分 (2)如图,取AA1的中点F,连DF,FE 又D为A1C1的中点,故DFAC1,EFAB 因DF平面ABC1,AC1平面ABC1, 故DF面ABC1 10分 同理,EF面ABC1 因DF
3、,EF为平面DEF内的两条相交直线, 故平面DEF面ABC1 12分 因DE平面DEF, 故DE面ABC1 14分16(本小题满分14分)已知函数(其中A,为常数,且A0,0,)的部分图象如图所示(1)求函数f(x)的解析式;(2)若,求的值(1)由图可知,A=2, 2分 T=,故,所以,f(x) = 4分 又,且,故 于是,f(x) = 7分 (2)由,得 9分 所以, 12分 = 14分17(本小题满分14分)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆(ab0)的两焦点分别为F1(,0),F2(,0),且经过点(,) (1)求椭圆的方程及离心率; (2)设点B,C,D是椭圆上不同于椭圆顶点的三点
4、,点B与点D关于原点O对称设直线CD,CB,OB,OC的斜率分别为k1,k2,k3,k4,且k1k2=k3k4 求k1k2的值;求OB2+OC2的值(1)方法一 依题意,c=,a2=b2+3, 2分 由,解得b2=1(b2=,不合,舍去),从而a2=4 故所求椭圆方程为: 离心率e= 5分 方法二 由椭圆的定义知,2a=4, 即a=2 2分 又因c=,故b2=1下略 (2)设B(x1,y1),C(x2,y2),则D(-x1,-y1), 于是k1k2= 8分 方法一 由知,k3k4=k1k2=,故x1x2= 所以,(x1x2)2=(-4y1y2)2,即(x1x2)2=, 所以,=4 11分 又2
5、=,故 所以,OB2+OC2 =5 14分 由知,k3k4=k1k2= 将直线y=k3x方程代入椭圆中,得 9分 同理, 所以,=4 11分 下同方法一18(本小题满分16分) 为丰富市民的文化生活,市政府计划在一块半径为200 m,圆心角为120的扇形地上建造市民广场规划设计如图:内接梯形ABCD区域为运动休闲区,其中A,B分别在半径OP,OQ上,C,D在圆弧上,CDAB;OAB区域为文化展示区,AB长为m;其余空地为绿化区域,且CD长不得超过200 m (1)试确定A,B的位置,使OAB的周长最大? (2)当OAB的周长最大时,设DOC=,试将运动休闲区ABCD的面积S表示为的函数,并求出
6、S的最大值(1)设, 在中, 即, 2分, 4分 所以,当且仅当m=n=50时,取得最大值,此时周长取得最大值 答:当都为50 m时,的周长最大 6分 (2)当AOB的周长最大时,梯形ACBD为等腰梯形 过作OFCD交CD于F,交AB于E, 则分别为AB,CD的中点, 所以,由,得 8分 在中, 又在中,故 10分=, 12分(一直没有交代范围扣2分) 令, 又y=及y=在上均为单调递减函数, 故在上为单调递减函数 因0,故0在上恒成立, 于是,在上为单调递增函数 14分 所以当时,有最大值,此时S有最大值为当时,梯形面积有最大值,且最大值为 m2 16分19(本小题满分16分) 已知数列an
7、,bn中,a1=1,nN*,数列bn的前n项和为Sn (1)若,求Sn; (2)是否存在等比数列an,使对任意nN*恒成立?若存在,求出所有满足条件的数列an的通项公式;若不存在,说明理由; (3)若a1a2an,求证:0Sn2(1)当an=时,bn= 2分 所以,Sn= 4分 (2)满足条件的数列an存在且只有两个,其通项公式为an=1和an= 证明:在中,令n=1,得b3=b1 设an=,则bn= 6分 由b3=b1,得 若q=,则bn=0,满足题设条件此时an=1和an= 8分 若q,则,即q2 =1,矛盾 综上,满足条件的数列an存在,且只有两个,一是an=1,另一是an= 10分 (
8、3)因1=a1a2an,故,01,于是01 所以,0,n=1,2,3, 所以,Sn=b1+b2+bn0 13分 又,= 故,Sn=b1+b2+bn=2 所以,0Sn2 16分20(本小题满分16分) 已知函数(aR) (1)若a=2,求函数在(1,e2)上的零点个数(e为自然对数的底数); (2)若恰有一个零点,求a的取值集合; (3)若有两零点x1,x2(x1x2),求证:2x1+x2-1(1)由题设,=,故在(1,e2)上单调递减 2分 所以在(1,e2)上至多只有一个零点 又0,故函数在(1,e2)上只有一个零点 4分 (2)=,令=0,得x=1 当x1时,0,在上单调递减; 当0x1时
9、,0,在(0,1)上单调递增, 故=f(1)=a-1 6分 当=0,即a=1时,因最大值点唯一,故符合题设; 8分 当0,即a1时,f(x)0恒成立,不合题设; 当0,即a1时,一方面,1,0; 另一方面,1,2a-ea0(易证:exex), 于是,f(x)有两零点,不合题设 综上,a的取值集合为1 10分 (3)证:先证x1+x22 依题设,有a=,于是 记=t,t1,则,故 于是,x1+x2=x1(t+1)=,x1+x2-2= 记函数g(x)=,x1 因0,故g(x)在上单调递增 于是,t1时,g(t)g(1)=0 又lnt0,所以,x1+x22 13分 再证x1+x2-1 因f(x)=0
10、h(x)=ax-1-xlnx=0,故x1,x2也是h(x)的两零点 由=a-1-lnx=0,得x=(记p=) 仿(1)知,p是h(x)的唯一最大值点,故有 作函数h(x)=,则0,故h(x)单调递增 故,当xp时,h(x)h(p)=0;当0xp时,h(x)0 于是,ax1-1=x1lnx1 整理,得0, 即,0 同理,0 故, , 于是, 综上,2x1+x2-1 16分21【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答 若多做,则按作答的前两题评分解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤A(本小题满分10分) 如图,BC为圆O的直径,A为圆O上一点,过点A作圆
11、O的切线交BC的延长线于点P,AHPB于H 求证:PAAH=PCHB证:连AC,AB 因BC为圆O的直径,故ACAB 又AHPB,故AH2=CHHB,即 5分 因PA为圆O的切线,故PAC=B 在RtABC中,B+ACB=90 在RtACH中,CAH+ACB=90 所以,HAC=B 所以,PAC=CAH, 所以,即 所以,即PAHB 10分B(本小题满分10分) 在平面直角坐标系xOy中,已知点A(0,0),B(2,0),C(1,2),矩阵,点A,B,C在矩阵M对应的变换作用下得到的点分别为,求的面积因, 即 6分 故 10分C(本小题满分10分) 在平面直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为
12、(为参数,r为常数,r0)以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为若直线l与曲线C交于A,B两点,且,求r的值由,得, 即直线l的方程为 3分 由得曲线的普通方程为,圆心坐标为, 6分 所以,圆心到直线的距离,由,则 10分D(本小题满分10分) 已知实数a,b,c,d满足abcd,求证:因abcd,故a-b0,b-c0,c-d0 故, 6分 所以, 10分【必做题】第22、23题,每小题10分,共计20分请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出 文字说明、证明过程或演算步骤22(本小题满分10分) 如图,正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中, (1)求与面所成角的正
13、弦值; (2)点在侧棱上,若二面角E-BD-C1的余弦值为,求的值(1)以为原点,DA,DC,DD1分别为轴,轴,轴, 建立如图所示空间直角坐标系D-xyz 设,则D(0,0,0),A(1,0,0), B(1,1,0),C(0,1,0),D1(0,0,2), A1(1,0,2),B1(1,1,2),C1(0,1,2) 2分 (1)设与面所成角的大小为, 设平面的法向量为n=(x,y,z), ,则,即 令,则,所以, 所以与平面所成角的正弦值为 6分 (2)设E(1,0,),02 设平面的法向量为n1=(x1,y1,z1),平面的法向量为n2=(x2,y2,z2), 由,得, 令,则,令z2=1
14、,则x2=2,y2=-2, 所以,得所以 10分23(本小题满分10分) 袋中共有8个球,其中有3个白球,5个黑球,这些球除颜色外完全相同从袋中随机取出一球,如果取出白球,则把它放回袋中;如果取出黑球,则该黑球不再放回,并且另补一个白球放入袋中重复上述过程n次后,袋中白球的个数记为Xn (1)求随机变量X2的概率分布及数学期望E(X2); (2)求随机变量Xn的数学期望E(Xn)关于n的表达式(1)由题意可知X2=3,4,5 当X2=3时,即二次摸球均摸到白球,其概率是P(X2=3)=; 当X2=4时,即二次摸球恰好摸到一白,一黑球,其概率是P(X2=4)=; 当X2=5时,即二次摸球均摸到黑
15、球,其概率是P(X2=5)= 3分 所以随机变量X2的概率分布如下表:X2345P(一个概率得一分 不列表不扣分) 数学期望E(X2)= 5分 (2)设P(Xn=3+k)=pk,k=0,1,2,3,4,5 则p0+p1+p2+p3+p4+p5=1,E(Xn)=3p0+4p1+5p2+6p3+7p4+8p5 P(Xn+1=3)=,P(Xn+1=4)=p0+p1,P(Xn+1=5)=p1+p2,P(Xn+1=6)=p2+p3, P(Xn+1=7)=p3+p4,P(Xn+1=8)=p4+p5, 7分 所以,E(Xn+1)=3p0+4(p0+p1)+5(p1+p2)+6(p2+p3)+7(p3+p4)+8(p4+p5)=p0+p1+p2+p3+p4+p5 =(3p0+4p1+5p2+6p3+7p4+8p5)+ p0+p1+p2+p3+p4+p5 =E(Xn)+1 9分 由此可知,E(Xn+1)-8=(E(Xn)-8) 又E(X1)-8=,所以E(Xn)= 10分 V20480 5000 倀 35215 898F 規25307 62DB 招33791 83FF 菿32089 7D59 絙|30134 75B6 疶29241 7239 爹31643 7B9B 箛29410 72E2 狢30219 760B 瘋
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