2020年浙江省绍兴市高考数学一模试卷
展开1. 已知集合A={x|x>1},B={x|x≥1},则(∁RA)∩B=( )
A.⌀B.{1}C.RD.(1, +∞)
2. 双曲线x23−y2=1的焦点到渐近线的距离是( )
A.1B.2C.3D.2
3. 底面是正方形且侧棱长都相等的四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的体积是( )
A.43B.8C.433D.83
4. 若实数x,y满足不等式组y≥0x−2y≤22x−y≥2 ,则x−3y( )
A.有最大值−2,最小值−83B.有最大值83,最小值2
C.有最大值2,无最小值D.有最小值−2,无最大值
5. 在△ABC中,已知A=π4,则“sinA>sinB”是“△ABC是钝角三角形”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
6. 已知a>0,且a≠1,若lga2>1,则y=x−a|x|的图象可能是( )
A.B.C.D.
7. 已知x1,x2,x3∈R,x1
C.D( X )
8. 如图,三棱锥V−ABC的底面ABC是正三角形,侧棱长均相等,P是棱VA上的动点(不含端点),记直线PB与直线AC所成角为α,二面角V−AC−B的平面角为β,则α+β不可能是( )
A.3π4B.2π3C.π2D.π3
9. 如图,一系列椭圆∁n:x2n+1+y2n=1(n∈N*),射线y=x(x≥0)与椭圆∁n交于点Pn,设an=|PnPn+1|,则数列{an}是( )
A.递增数列B.递减数列
C.先递减后递增数列D.先递增后递减数列
10. 设a∈R,若x∈[1, e]时恒有(e−1)x⋅ln(x+ax)≤x2−x+a(其中e=2.71828……为自然对数的底数),则恒有零点的是( )
A.y=x2+ax+1B.y=ax2+3x+1
C.y=ex+a−1D.y=ex−a+1
二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分)
函数f(x)=−3sin(πx+2)的最小正周期为________,值域为________.
已知i为虚数单位,复数z满足z+i1+i=1−2i,则z=________,|z|=________.
已知 (1+x)6−(2+x)6=a0+a1x+a2x2+……+a5x5+a6x6,则a6=________,|a0|+|a1|+|a2|+……+|a5|+|a6|=________.
已知函数f(x)=2x,x<0lg2(x−a),x≥0 ,若f(−1)=f (1),则实数a=________;若y=f(x)存在最小值,则实数a的取值范围为________.
某地区有3个不同值班地点,每个值班地点需配一名医务人员和两名警察,现将3名医务人员(1男2女)和6名警察(4男2女)分配到这3个地点去值班,要求每个值班地点至少有一名女性,则共有________种不同分配方案.(用具体数字作答)
已知平面向量a→,b→,c→,d→,满足|a→|=|b→|=|c→|=1,a→⋅b→=0,|c→−d→|=|b→⋅c→|,则a→⋅d→的取值范围为________.
已知a,b∈R,设函数f(x)=2|sinx+a|+|cs2x+sinx+b|的最大值为G(a, b),则G(a, b)的最小值为________.
三、解答题(本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算过程)
在△ABC中,已知内角A,B,C的对边分别是a,b,c,且b=1,acsA=3sinB.
(Ⅰ)求角A;
(Ⅱ)若a=2,求△ABC的面积.
如图,四棱锥A−BCDE中,底面BCDE是正方形,∠ABC=90∘,AC=2,BC=1,AE=7.
(1)求证:BC⊥AE;
(2)求直线AD与平面BCDE所成角的正弦值.
已知数列{an}是等比数列,a1=2,且a2,a3+2,a4成等差数列.数列{bn}满足:b1+b22+b33+⋯⋯+bnn=n2+n2(n∈N*).
(Ⅰ)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求证:b1−1a1+b2−12⋅a2+b3−13⋅a3+⋯⋯+bn−1n⋅an<32.
如图,已知点O(0, 0),E(2, 0),抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F为线段OE中点.
(Ⅰ)求抛物线C的方程;
(Ⅱ)过点E的直线交抛物线C于A,B两点,AB→=4AM→,过点A作抛物线C的切线l,N为切线l上的点,且MN⊥y轴,求△ABN面积的最小值.
已知函数f(x)=(x+1)ex−ax2(x>0).
(Ⅰ)若函数f(x)在 (0, +∞)上单调递增,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若函数f(x)有两个不同的零点x1,x2,
(ⅰ)求实数a的取值范围;
(ⅱ)求证:1x1+1x2−1t0+1>1.(其中t0为f(x)的极小值点)
参考答案与试题解析
2020年浙江省绍兴市高考数学一模试卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.
【答案】
B
【考点】
交、并、补集的混合运算
【解析】
进行交集和补集的运算即可.
【解答】
∵ A={x|x>1},B={x|x≥1},
∴ ∁RA={x|x≤1},(∁RA)∩B={1}.
2.
【答案】
A
【考点】
双曲线的离心率
双曲线的定义
【解析】
根据双曲线的方程求出啊、焦点坐标和渐近线,利用点到直线的距离公式进行求解即可.
【解答】
解:双曲线x23−y2=1的渐近线为y=±33x,
a2=3,b2=1,c2=a2+b2=3+1=4,即c=2,
设一个焦点F(2, 0),渐近线方程为33x+y=0,
则焦点F到其渐近线的距离d=|33×2|1+(33)2=233233=1.
故选A.
3.
【答案】
C
【考点】
由三视图求体积
【解析】
根据三视图知该四棱锥的底面是边长为2的正方形,且各侧面的斜高是2;求出四棱锥的底面积和高,计算它的体积.
【解答】
根据三视图知该四棱锥的底面是边长为2的正方形,且各侧面的斜高是2;
画出图形,如图所示;
所以该四棱锥的底面积为S=22=4,高为h=22−12=3;
所以该四棱锥的体积是V=13Sh=13×4×3=433.
4.
【答案】
C
【考点】
简单线性规划
【解析】
画出不等式组表示的平面区域,设z=x−3y,则直线x−3y−z=0是一组平行线,找出最优解,求出z有最大值,且z无最小值.
【解答】
画出不等式组y≥0x−2y≤22x−y≥2 表示的平面区域,如图阴影所示;
设z=x−3y,则直线x−3y−z=0是一组平行线;
当直线过点A时,z有最大值,由y=0x−2y=2 ,得A(2, 0);
所以z的最大值为x−3y=2−0=2,且z无最小值.
5.
【答案】
A
【考点】
三角函数值的符号
充分条件、必要条件、充要条件
【解析】
A=π4,则“sinA>sinB”,利用正弦定理可得:a>b,A>B,B<π4,C为钝角.反之不成立.可能B是钝角.
【解答】
A=π4,则“sinA>sinB”,由正弦定理可得:a>b⇔B<π4,C为钝角,⇒“△ABC是钝角三角形”,反之不成立.可能B是钝角.
∴ A=π4,则“sinA>sinB”是“△ABC是钝角三角形”的充分不必要条件.
6.
【答案】
D
【考点】
函数的图象与图象的变换
【解析】
先根据对数不等式求出a的范围,然后利用特殊值验证找出图象.
【解答】
∵ lga2>1,
∴ a>(1)
结合图象f(1)=1−a<0,故排除B,C.
又∵ f(−1)=−1−a<0,故排除A.
D选项满足.
故选:D.
7.
【答案】
B
【考点】
离散型随机变量的期望与方差
【解析】
计算可得E(X)=E(Y),进而得到D(X)>D(Y),同理D(Y)>D(Z),
【解答】
解:E(X)=13(x1+x2+x3),
E(Y)=13(x1+x22+x2+x32+x3+x12)=13(x1+x2+x3)=E(X),
x1+x22,x2+x32,x3+x12距E(Y),x1,x2,x3较近,
所以D(X)>D(Y),
同理D(Y)>D(Z),
故D( X )>D(Y )>D(Z ).
故选B.
8.
【答案】
D
【考点】
二面角的平面角及求法
余弦定理
异面直线及其所成的角
【解析】
由题意,三棱锥V−ABC为正三棱锥,过P作PE // AC,则∠BPE为直线PB与直线AC所成角为α,二面角P−AC−B的平面角为β,即V−AC−B的平面角为β,然后利用运动思想分析两角的范围,可得α+β∈(π3, π),则α+β不可能是π3,答案可求.
【解答】
解:如图,在平面VAC内,过点P作PQ//AC交VC于Q,连接BQ.
所以直线PB与PQ所成的角为α,不妨设AB=AC=2,∠VAB=θ,
则π6<θ<π2,
VA=1csθ,PB=4+AP2−4APcsθ.
再令VPVA=PQAC=t0
在等腰△BPQ中得:
csα=|PQ2+PB2−BQ22PQ⋅PB|=PQ2PB=t4+AP2−4APcsθ
=csθ1t2+4cs2θ−21t+1≤12sinθ.
又π6<θ<π2,所以csα<12,
所以α>π3,α+β>π3.
故选D.
9.
【答案】
B
【考点】
数列的函数特性
【解析】
取射线y=x的参数方程x=22ty=22t (t>0),利用参数t的几何意义表示出an,然后作差法判断其单调性.
【解答】
设y=x的参数方程x=22ty=22t (t>0),代入x2n+1+y2n=1(n∈N*)整理得
t=2n(n+1)2n+1,∴ tn+1=2(n+1)(n+2)2n+3,
∴ an=tn+1−tn=2(n+1)(n+2)2n+3−2n(n+1)2n+1
要判断上式增大还是减小,只需研究2(n+1)(n+2)2n+3−2n(n+1)2n+1的值增大或减小即可.
将上式通分得2(n+1)[(n+2)(2n+1)−n(2n+3)](2n+3)(2n+1)=4n2+8n+44n2+8n+3
=1+14n2+8n+3,显然随着n的增大,an的逐渐减小.
故该数列是递减数列.
10.
【答案】
D
【考点】
不等式恒成立的问题
【解析】
原式变形可得(e−1)ln(x+ax)≤x+ax−1,构造t=x+ax>0,可得(e−1)lnt≤t−1,再构造g(t)=lnt−t−1e−1(t>0),利用导数可知,满足g(t)≤0的t∈(0, 1]∪[e, +∞),结合x∈[1, e],可知a≥e24,由此再逐项判断即可得出结论.
【解答】
当t∈[e, +∞)时,x+ax≥e,则a≥e24,
对A,取a∈[e24,2)时,y>0恒成立,不合题意(1)对B、C,取a→+∞时,y>0恒成立,不合题意(2)对D,事实上,a∈[e24,+∞),必有a−1>0,因此y=ex−a+1必有零点.
故选:D.
二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分)
【答案】
2,[−3, 3]
【考点】
正弦函数的定义域和值域
三角函数的周期性及其求法
【解析】
利用周期计算公式和y=sinx的值域直接计算即可.
【解答】
由题意最小正周期T=2ππ=2.
因为sin(πx+2)∈[−1, 1],所以−3sin(πx+2)∈[−3, 3],
故值域为[−3, 3].
【答案】
3−2i,13
【考点】
复数的运算
复数的模
【解析】
利用复数的加减法、乘法公式、复数模的计算公式直接计算即可.
【解答】
∵ z+i1+i=1−2i,
∴ z+i=(1−2i)(1+i)=3−i.
∴ z=3−2i.
|z|=32+(−2)2=13.
【答案】
0,665
【考点】
二项式定理及相关概念
【解析】
根据其特点可知a6为x6的系数,把第二问所求去掉绝对值符号发现各项为负,令x=1即可求解.
【解答】
因为(1+x)6−(2+x)6=a0+a1x+a2x2+……+a5x5+a6x6,
令x=1可得:a0+a1+a2+……+a5+a6=26−36=−6(65)
所以:a6=∁66−∁66=0;
∵ a0=∁60−26⋅∁60=−63;
a1=∁61−25∁61=−186;
a2x2+=∁62−24∁62=−225;
……
a5=∁65−2⋅∁65=−6;
a6=∁66−20⋅∁66=0;
故|a0|+|a1|+|a2|+……+|a5|+|a6|=−a0−a1−a2−……−a5−a6=6(65)
【答案】
1−2,[−1, 0)
【考点】
分段函数的应用
函数的最值及其几何意义
【解析】
(1)根据题意列出关于a的方程即可;
(2)在每一段上求出其函数值域,然后小中取小,能取到即可.
【解答】
又x≥0时,f(x)=lg2(x−a)递增,故f(x)≥f(0)=lg2(−a),
要使函数f(x)存在最小值,只需−a>0lg2(−a)≤0 ,
解得:−1≤a<0.
故答案为:1−2,[−1, 0).
【答案】
324
【考点】
排列、组合及简单计数问题
【解析】
根据题意,分2步进行分析:①,将9人分成3组,每组一名医务人员和两名警察,要求每一组至少有1名女性,②,将分好的三组全排列,对应三个值班地点,由分步计数原理计算可得答案.
【解答】
根据题意,分2步进行分析:
①,将9人分成3组,每组一名医务人员和两名警察,要求每一组至少有1名女性,
将9人分成3组,有A33×C62C42C22A33种情况,其中存在某组没有女性即全部为男性的情况有C42C42种,
则有A33×C62C42C22A33−C42C42=90−36=54种分组方法,
②,将分好的三组全排列,对应三个值班地点,有A33=6种情况,
则有54×6=324种不同的分配方案;
【答案】
[−2,2]
【考点】
平面向量数量积的性质及其运算
【解析】
根据已知条件,假设各向量的坐标表示,通过转换成三角函数的范围来求解.
【解答】
解;由题,设a→=(1,0),b→=(0,1),c→=(csθ,sinθ),d→=(x,y).
∵ |c→−d→|=|b→⋅c→|,∴ (x−csθ)2+(y−sinθ)2=sin2θ.①.
∵a→⋅d→=x.
根据①中圆的几何意义,a→⋅d→的取值范围即:csθ+sinθ=2sin(θ+π4),
∴ a→⋅d→的取值范围为[−2,2].
【答案】
4916
【考点】
三角函数中的恒等变换应用
【解析】
换元t=sinx∈[−1, 1],可知G(a, b)=max{|−2t2+3t+2a+b+1|, |2t2+t+2a−b−1|},分G(a, b)=|−2t2+3t+2a+b+1|及G(a, b)=|2t2+t+2a−b−1|讨论,利用绝对值的几何意义两点控制可求得对应的最小值,进而求得G(a, b)的最小值.
【解答】
设t=sinx∈[−1, 1],则f(x)=2|sinx+a|+|1−2sin2x+sinx+b|=|2t+2a|+|−2t2+t+b+1|=max{|−2t2+3t+2a+b+1|, |2t2+t+2a−b−1|},
∴ G(a, b)=max{|−2t2+3t+2a+b+1|, |2t2+t+2a−b−1|},
当G(a, b)=|−2t2+3t+2a+b+1|时,令g(t)=−2t2+3t+2a+b+1,t∈[−1, 1],则此时g(t)max=g(−34),g(t)min=g(−1),
故G(a,b)=|g(t)|≥|g(−1)|+|g(34)|2=|2a+b−4|+|2a+b+178|2≥|−4−178|2=4916,由a,b∈R可知,等号能成立;
当G(a, b)=|2t2+t+2a−b−1|时,令h(t)=2t2+t+2a−b−1,t∈[−1, 1],则此时h(t)min=h(−14),h(t)max=h(1),
故G(a,b)=|h(t)|≥|h(−14)|+|h(1)|2=|2a−b−98|+|2a−b+2|2≥|−98−2|2=2516,由a,b∈R可知,等号能成立;
综上,G(a, b)的最小值为4916.
三、解答题(本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算过程)
【答案】
(1)∵ acsA=3sinB⇒asinB=3csA,
∵ asinA=bsinB⇒asinB=bsinA;
∵ b=1;
所以:3csA=sinA⇒tanA=3⇒A=π3.(三角形内角)
(2)因为a2=b2+c−22bccsA⇒c2−c−3=0⇒c=1+132;(负值舍);
∴ S△ABC=12bcsinA=3+398.
【考点】
正弦定理
解三角形
【解析】
(Ⅰ)由已知结合正弦定理求得A的正切值,即可求得结论;
(Ⅱ)由余弦定理求得边c,进而求得其面积.
【解答】
(1)∵ acsA=3sinB⇒asinB=3csA,
∵ asinA=bsinB⇒asinB=bsinA;
∵ b=1;
所以:3csA=sinA⇒tanA=3⇒A=π3.(三角形内角)
(2)因为a2=b2+c−22bccsA⇒c2−c−3=0⇒c=1+132;(负值舍);
∴ S△ABC=12bcsinA=3+398.
【答案】
(1)证明:∵ BC⊥AB,BC⊥BE,AB∩BE=B,
∴ BC⊥平面ABE,又AE⊂平面ABE,
∴ BC⊥AE.
(2)解:过点B作平面ABC的垂线Bz,
则BA,BC,Bz两两相互垂直,建立空间直角坐标系,如图所示,
可得:A(3, 0, 0),C(0, 1, 0),设E(x, y, z),z>0,
则BE→⋅BC→=0,|BE→|=1,|AE→|=7.
可得:y=0,x2+z2=1,(x−3)2+z2=7,
解得:x=−32,y=0,z=12,
则E(−32, 0, 12).
由BE→=CD→=(−32, 0, 12),得D(−32, 1, 12),
∴ AD→=(−332, 1, 12).
设平面BCDE的法向量为:n→=(a, b, c),
则n→⋅BE→=n→⋅BC→=0,可得:−32a+12c=b=0,
可得:n→=(1, 0, 3).
∴ sin
∴ 直线AD与平面BCDE所成角的正弦值为68.
【考点】
用空间向量求直线与平面的夹角
两条直线垂直的判定
【解析】
此题暂无解析
【解答】
(1)证明:∵ BC⊥AB,BC⊥BE,AB∩BE=B,
∴ BC⊥平面ABE,又AE⊂平面ABE,
∴ BC⊥AE.
(2)解:过点B作平面ABC的垂线Bz,
则BA,BC,Bz两两相互垂直,建立空间直角坐标系,如图所示,
可得:A(3, 0, 0),C(0, 1, 0),设E(x, y, z),z>0,
则BE→⋅BC→=0,|BE→|=1,|AE→|=7.
可得:y=0,x2+z2=1,(x−3)2+z2=7,
解得:x=−32,y=0,z=12,
则E(−32, 0, 12).
由BE→=CD→=(−32, 0, 12),得D(−32, 1, 12),
∴ AD→=(−332, 1, 12).
设平面BCDE的法向量为:n→=(a, b, c),
则n→⋅BE→=n→⋅BC→=0,可得:−32a+12c=b=0,
可得:n→=(1, 0, 3).
∴ sin
∴ 直线AD与平面BCDE所成角的正弦值为68.
【答案】
(1)设等比数列{an}的公比为q,则a2=2q,a3=2q2,a4=2q3,
由a2,a3+2,a4成等差数列,得2(a3+2)=a2+a4,
即2(2q2+2)=2q+2q3,即(q−1)(q2+1)=0,解得q=2,所以an=2n.
当n=1时,b1=1,当n≥2时,b1+b22+b33+⋯+bnn=n2+n2,
b1+b22+b33+⋯+bnn−1=(n−1)2+(n−1)2,作差得bnn=n,
所以,bn=nn(n≥2),当n=1时,b1=1×1=1也成立,所以bn=nn,
综上,an=2n,bn=nn.
(2)因为当n≥2时,bn−1nan=nn−1n×2n
设Tn=222+323+⋯+n2n,则12Tn=223+324+⋯+n2n+1,两式相减得,
12Tn=222+(123+⋯+12n)−n2n+1=12+123(1−12n−1)1−12−n2n+1=12+14(1−12n−2)−n2n+1=34−n+22n+1,
所以Tn=32−n+22n+1,所以Tn<32.
所以b1−1a1+b2−12⋅a2+b3−13⋅a3+⋯⋯+bn−1n⋅an<32.
【考点】
数列递推式
等差数列的性质
【解析】
(Ⅰ)由递推公式可以求出通项公式an=2n,bn=nn.
(Ⅱ)采用缩放的方法证明当n=1和n≥2时成立,采用缩放的方法证明.
【解答】
(1)设等比数列{an}的公比为q,则a2=2q,a3=2q2,a4=2q3,
由a2,a3+2,a4成等差数列,得2(a3+2)=a2+a4,
即2(2q2+2)=2q+2q3,即(q−1)(q2+1)=0,解得q=2,所以an=2n.
当n=1时,b1=1,当n≥2时,b1+b22+b33+⋯+bnn=n2+n2,
b1+b22+b33+⋯+bnn−1=(n−1)2+(n−1)2,作差得bnn=n,
所以,bn=nn(n≥2),当n=1时,b1=1×1=1也成立,所以bn=nn,
综上,an=2n,bn=nn.
(2)因为当n≥2时,bn−1nan=nn−1n×2n
设Tn=222+323+⋯+n2n,则12Tn=223+324+⋯+n2n+1,两式相减得,
12Tn=222+(123+⋯+12n)−n2n+1=12+123(1−12n−1)1−12−n2n+1=12+14(1−12n−2)−n2n+1=34−n+22n+1,
所以Tn=32−n+22n+1,所以Tn<32.
所以b1−1a1+b2−12⋅a2+b3−13⋅a3+⋯⋯+bn−1n⋅an<32.
【答案】
(1)由已知得焦点F的坐标为(1, 0),
∴ p=2,
∴ 抛物线C的方程为:y2=4x;
(2)设直线AB的方程为:x=my+2,设A(x1, y1),B(x2, y2),M(x0, y0),
联立方程x=my+2y2=4x ,消去x得:y2−4my−8=0,
∴ △=16m2+32>0,y1+y2=4m,y1y2=−8,
设直线l方程为:y−y1=k(x−x1),
联立方程y−y1=k(x−x1)y2=4x ,消去x得:y2−4ky+4ky1−4x1=0,
由相切得:△=16k2−4(4ky1−4x1)=0,∴ 1k2−1ky1+x1=0,
又x1=y124,∴ 1k2−1ky1+y124=0,
∴ (1k−y12)2=0,
∴ k=2y1,
∴ 直线l的方程为:2x−y1y+2x1=0,
由AB→=4AM→,得x0=3x1+x24,y0=3y1+y24,
将y0=3y1+y24 代入直线l方程,解得xN=y12+y1y28=y12−88,
所以S△ABN=12|x0−xN|×|y1−y2|
=12|3x1+x24−y12−88|×|y1−y2|
=|y12+y22+1632|×|y1−y2|
=|y1−y2|332
=|y1+8y1|332,
又|y1+8y1|≥42,
所以S△ABN≥42,当且仅当y1=±22时,取到等号,
所以△ABN面积的最小值为42.
【考点】
直线与抛物线的位置关系
【解析】
(Ⅰ)由已知得焦点F(1, 0),所以p=2,从而求出抛物线C的方程;
(Ⅱ)设A(x1, y1),B(x2, y2),M(x0, y0),设直线l方程为:y−y1=k(x−x1),与抛物线方程联立,利用△=0求得k=2y1,所以直线l的方程为:2x−y1y+2x1=0,由AB→=4AM→,求得点M的坐标,进而求出点N的坐标,所以S△ABN=12|x0−xN|×|y1−y2|设直线AB的方程为:x=my+2,与抛物线方程联立,设直线l方程为:y−y1=k(x−x1),利用韦达定理代入S△ABN,利用基本不等式即可求出△ABN面积的最小值.
【解答】
(1)由已知得焦点F的坐标为(1, 0),
∴ p=2,
∴ 抛物线C的方程为:y2=4x;
(2)设直线AB的方程为:x=my+2,设A(x1, y1),B(x2, y2),M(x0, y0),
联立方程x=my+2y2=4x ,消去x得:y2−4my−8=0,
∴ △=16m2+32>0,y1+y2=4m,y1y2=−8,
设直线l方程为:y−y1=k(x−x1),
联立方程y−y1=k(x−x1)y2=4x ,消去x得:y2−4ky+4ky1−4x1=0,
由相切得:△=16k2−4(4ky1−4x1)=0,∴ 1k2−1ky1+x1=0,
又x1=y124,∴ 1k2−1ky1+y124=0,
∴ (1k−y12)2=0,
∴ k=2y1,
∴ 直线l的方程为:2x−y1y+2x1=0,
由AB→=4AM→,得x0=3x1+x24,y0=3y1+y24,
将y0=3y1+y24 代入直线l方程,解得xN=y12+y1y28=y12−88,
所以S△ABN=12|x0−xN|×|y1−y2|
=12|3x1+x24−y12−88|×|y1−y2|
=|y12+y22+1632|×|y1−y2|
=|y1−y2|332
=|y1+8y1|332,
又|y1+8y1|≥42,
所以S△ABN≥42,当且仅当y1=±22时,取到等号,
所以△ABN面积的最小值为42.
【答案】
(1)由f(x)=(x+1)ex−ax2,得f′(x)=x(x+2xex−2a),
设g(x)=x+2x⋅ex,(x>0);则g′(x)=x2+2x−2x2⋅ex;
由g′(x)≥0,解得x≥3−1,
所以g(x)在(0, 3−1)上单调递减,在(3−1, +∞)上单调递增,
所以函数f(x)在(0, +∞)上单调递增,
f′(x)≥0,所以2a≤g(3−1)=(2+3)⋅e3−1;
所以,实数a的取值范围是:(−∞, (2+3)⋅e3−12].
(2)(i)因为函数f(x)有两个不同的零点,f(x)不单调,所以a>(2+3)⋅e3−12.
因此f′(x)=0有两个根,设为t1,t0,且0
又f(t1)>f(0)=1,f(x)=(x+1)ex−ax2=a(ex−x2)+(x+1−a)⋅ex,当x充分大时,f(x)取值为正,因此要使得f(x)有两个不同的零点,则必须有f(t0)<0,即(t0+1)et0−a⋅t02<0;
又因为f′(t0)=(t0+2)et0−2at0=0;
所以:(t0+2)et0−t02⋅(t0+2)et0<0,解得t0>2,所以a>12g(2)=1+22⋅e2;
因此当函数f(x)有两个不同的零点时,实数a的取值范围是(1+22⋅e2, +∞).
(ⅱ)先证明不等式,若x1,x2∈(0, +∞),x1≠x2,则x1x2
只需证g(t)<0且h(t)>0;
因为g′(t)=−(t−1)22tt<0,h′(t)=(t−1)2t(t+1)2>0,
所以g(t)在(1, +∞)上单调递减,h(t)在(1, +∞)上单调递增,
所以g(t)
再证原命题1x1+1x2−1t0+1>(1)
由f(x1)=0f(x2)=0 得(x1+1)ex1−ax12=0(x2+1)ex2−ax22=0 ;
所以(x1+1)ex1x12=(x2+1)ex2x22,两边取对数得:2(lnx2−lnx1)−[ln(x2+1)−ln(x1+1)]=x2−x1;
即2(lnx2−lnx1)x2−x1−ln(x2+1)−ln(x1+1)(x2+1)−(x1+1)=(1)
因为2(lnx2−lnx1)x2−x1−ln(x2+1)−ln(x1+1)(x2+1)−(x1+1)<2x1x2−2(x1+1)+(x2+1),
所以1+2x1+x2+2<2x1x2<1x1+1x2,
因此,要证1x1+1x2−1t0+1>(1)
只需证x1+x2<2t0;
因为f(x)在(t0, +∞)上单调递增,0
r″(x)=et0−x[(x+t0+3)e2x+(x−t0−3)].
由y=(x+t0+3)e2x+(x−t0−3)在(−t0, 0)上单调递增,
得y<(t0+3)e0+(0−t0−3)=0,
所以r″(x)<0;即r′(x)在(−t0, 0)上单调递减,
所以:r′(x)>r′(0)=2f′(t0)=0;
即r(x)在(−t0, 0)上单调递增,所以r(x)
利用导数研究函数的单调性
函数的零点与方程根的关系
【解析】
(Ⅰ)先求其导函数,转化为f′(x)≥0,即求g(x)=x+2x⋅ex−2a的最小值即可;
(Ⅱ)(ⅰ)结合第一问的结论得f(x)不单调,故a>(2+3)⋅e3−12;设f′(x)=0有两个根,设为t1,t0,且0
(1)由f(x)=(x+1)ex−ax2,得f′(x)=x(x+2xex−2a),
设g(x)=x+2x⋅ex,(x>0);则g′(x)=x2+2x−2x2⋅ex;
由g′(x)≥0,解得x≥3−1,
所以g(x)在(0, 3−1)上单调递减,在(3−1, +∞)上单调递增,
所以函数f(x)在(0, +∞)上单调递增,
f′(x)≥0,所以2a≤g(3−1)=(2+3)⋅e3−1;
所以,实数a的取值范围是:(−∞, (2+3)⋅e3−12].
(2)(i)因为函数f(x)有两个不同的零点,f(x)不单调,所以a>(2+3)⋅e3−12.
因此f′(x)=0有两个根,设为t1,t0,且0
又f(t1)>f(0)=1,f(x)=(x+1)ex−ax2=a(ex−x2)+(x+1−a)⋅ex,当x充分大时,f(x)取值为正,因此要使得f(x)有两个不同的零点,则必须有f(t0)<0,即(t0+1)et0−a⋅t02<0;
又因为f′(t0)=(t0+2)et0−2at0=0;
所以:(t0+2)et0−t02⋅(t0+2)et0<0,解得t0>2,所以a>12g(2)=1+22⋅e2;
因此当函数f(x)有两个不同的零点时,实数a的取值范围是(1+22⋅e2, +∞).
(ⅱ)先证明不等式,若x1,x2∈(0, +∞),x1≠x2,则x1x2
只需证g(t)<0且h(t)>0;
因为g′(t)=−(t−1)22tt<0,h′(t)=(t−1)2t(t+1)2>0,
所以g(t)在(1, +∞)上单调递减,h(t)在(1, +∞)上单调递增,
所以g(t)
再证原命题1x1+1x2−1t0+1>(1)
由f(x1)=0f(x2)=0 得(x1+1)ex1−ax12=0(x2+1)ex2−ax22=0 ;
所以(x1+1)ex1x12=(x2+1)ex2x22,两边取对数得:2(lnx2−lnx1)−[ln(x2+1)−ln(x1+1)]=x2−x1;
即2(lnx2−lnx1)x2−x1−ln(x2+1)−ln(x1+1)(x2+1)−(x1+1)=(1)
因为2(lnx2−lnx1)x2−x1−ln(x2+1)−ln(x1+1)(x2+1)−(x1+1)<2x1x2−2(x1+1)+(x2+1),
所以1+2x1+x2+2<2x1x2<1x1+1x2,
因此,要证1x1+1x2−1t0+1>(1)
只需证x1+x2<2t0;
因为f(x)在(t0, +∞)上单调递增,0
r″(x)=et0−x[(x+t0+3)e2x+(x−t0−3)].
由y=(x+t0+3)e2x+(x−t0−3)在(−t0, 0)上单调递增,
得y<(t0+3)e0+(0−t0−3)=0,
所以r″(x)<0;即r′(x)在(−t0, 0)上单调递减,
所以:r′(x)>r′(0)=2f′(t0)=0;
即r(x)在(−t0, 0)上单调递增,所以r(x)
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