山西省大同市2022-2023学年高二上学期期末数学试题(含答案详解)
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这是一份山西省大同市2022-2023学年高二上学期期末数学试题(含答案详解),共21页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题:本题共8小题,每小题5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. 已知向量 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的方向向量,若 SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】由 SKIPIF 1 < 0 ,则两直线的方向向量共线列式计算即可.
【详解】由题意可得: SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
2. 等差数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则该数列 SKIPIF 1 < 0 的公差为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. 2C. SKIPIF 1 < 0 D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】运用等差数列的性质 SKIPIF 1 < 0 计算即可.
【详解】设等差数列 SKIPIF 1 < 0 公差为 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0
则②-①可得: SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
3. 如果椭圆 SKIPIF 1 < 0 上一点 SKIPIF 1 < 0 到此椭圆一个焦点 SKIPIF 1 < 0 的距离为2, SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 是坐标原点,则 SKIPIF 1 < 0 的长为( )
A. 6B. 10C. 8D. 12
【答案】C
【解析】
【分析】由椭圆定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,再利用中位线的性质即可求解.
【详解】如图,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆方程可得: SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
由椭圆定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点,则由中位线可得: SKIPIF 1 < 0 .
故答案为:C.
4. 曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线如图所示,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】
【分析】求出切线方程,利用导数的几何意义求出 SKIPIF 1 < 0 的值,利用切线方程求出 SKIPIF 1 < 0 的值,进而可求得 SKIPIF 1 < 0 的值.
【详解】设曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以,曲线 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,所以, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因此, SKIPIF 1 < 0 .
故选:C.
5. 等比数列 SKIPIF 1 < 0 中,已知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. 3D. 6
【答案】B
【解析】
【分析】利用等比数列的通项公式,可求项数 SKIPIF 1 < 0 ,利用前 SKIPIF 1 < 0 项和公式求解即可得答案.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 等比数列中, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
6. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 的图象如图所示,其中 SKIPIF 1 < 0 是函数 SKIPIF 1 < 0 的导函数,则函数 SKIPIF 1 < 0 的大致图象可以是
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】分析:讨论x<﹣1,﹣1<x<0,0<x<1,x>1时, SKIPIF 1 < 0 的正负,从而得函数 SKIPIF 1 < 0 的单调性,即可得解.
详解:由函数 SKIPIF 1 < 0 的图象得到:
当x<﹣1时,f′(x)<0,f(x)是减函数;
当﹣1<x<0时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)是增函数;
当x>1时,f′(x)<0,f(x)是减函数.
由此得到函数y=f(x)的大致图象可以是A.
故选A.
点睛:本题利用导函数的图象还原函数的图象,即根据导数的正负判断函数的单调性,属于基础题.
7. 在数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. 6440B. 6702C. 6720D. 6740
【答案】D
【解析】
【分析】根据 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,及递推关系式 SKIPIF 1 < 0 ,列举归纳可得 SKIPIF 1 < 0 是以6为周期的周期数列, SKIPIF 1 < 0 是以3为周期的周期数列,从而利用周期性可得 SKIPIF 1 < 0 的值.
【详解】∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
依次得, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,……,
故 SKIPIF 1 < 0 是以6为周期的周期数列, SKIPIF 1 < 0 是以3为周期的周期数列,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
8. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 ( SKIPIF 1 < 0 为自然对数的底数),若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意得 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,求导求最值即可.
【详解】若 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立等价于 SKIPIF 1 < 0
在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,故 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. (多选)关于双曲线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线 SKIPIF 1 < 0 的说法正确的是( )
A. 有相同的焦点B. 有相同的焦距
C. 有相同的离心率D. 有相同的渐近线
【答案】BD
【解析】
【分析】将两个双曲线方程化标准方程,再逐一判断.
【详解】两方程均化为标准方程为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,
这里均有 SKIPIF 1 < 0 ,所以有相同的焦距,
而焦点一个在 SKIPIF 1 < 0 轴上,另一个在 SKIPIF 1 < 0 轴上,所以A错误,B正确;
又两方程的渐近线均为 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确;
SKIPIF 1 < 0 的离心率 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的离心率 SKIPIF 1 < 0 ,故C错误;
故选:BD.
10. 直四棱柱 SKIPIF 1 < 0 中,底面 SKIPIF 1 < 0 是边长为1的正方形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是棱 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点,过直线 SKIPIF 1 < 0 的平面分别与棱 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 交于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,下列表述正确的是( )
A. 平面 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0
B. 四边形 SKIPIF 1 < 0 面积最大为 SKIPIF 1 < 0
C. 当 SKIPIF 1 < 0 时,线段 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0
D. 四棱锥 SKIPIF 1 < 0 的体积恒为常数 SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【解析】
【分析】运用面面垂直的判定定理可判断A项,当点 SKIPIF 1 < 0 和点B重合时,四边形 SKIPIF 1 < 0 面积最大,计算其面积即可判断B项,假设 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,可证得 SKIPIF 1 < 0 可判断C项,运用等体积法 SKIPIF 1 < 0 计算可判断D项.
【详解】对于A项,如图所示,
连接AC,因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以四边形 SKIPIF 1 < 0 为平行四边形,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以平面 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,即平面 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,所以A项正确;
对于B项,在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的运动过程中,当点 SKIPIF 1 < 0 和点B或点 SKIPIF 1 < 0 重合时,四边形 SKIPIF 1 < 0 面积最大,
此时 SKIPIF 1 < 0 是对角线长分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的菱形,所以面积为 SKIPIF 1 < 0 ,所以B项正确;
对于C项, 假设 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
在平面 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即:O为 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的中点,
分别取 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 中点P、Q,连接 SKIPIF 1 < 0 ,则线段 SKIPIF 1 < 0 经过点 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,如图所示,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
在 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,即: SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,故C项错误;
对于D项,因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以M到面 SKIPIF 1 < 0 的距离等于B到面 SKIPIF 1 < 0 的距离,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 面AEFC,
所以 SKIPIF 1 < 0 面AEFC,即: SKIPIF 1 < 0 面AEF,
所以B到面 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,又因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .故D项正确.
故选:ABD.
11. 经过抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 的直线交抛物线于 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则下列说法中正确的是( )
A. 当 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直时, SKIPIF 1 < 0 最小B. SKIPIF 1 < 0
C. 以弦 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆与直线 SKIPIF 1 < 0 相离D. SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【解析】
【分析】先设直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,联立抛物线,可得D.
用抛物线焦点弦公式表示 SKIPIF 1 < 0 ,可得A.
利用抛物线定义,可表示 SKIPIF 1 < 0 ,可证B.
利用抛物线定义,结合图像位置关系可判断C.
【详解】
如图,设直线 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
故D正确,
SKIPIF 1 < 0 ,
将 SKIPIF 1 < 0 代入得 SKIPIF 1 < 0 ,
故当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得最小值 SKIPIF 1 < 0 ,此时直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 轴垂直,故A正确,
SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 ,故B正确,
设 SKIPIF 1 < 0 的中点为 SKIPIF 1 < 0 ,则以弦 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0
分别过 SKIPIF 1 < 0 作抛物线的垂线,垂足分别为 SKIPIF 1 < 0 ,
由抛物线的定义知 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
故以弦 SKIPIF 1 < 0 为直径的圆与直线 SKIPIF 1 < 0 相切,C错误,
故选:ABD
12. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则( )
A. 函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上无极值点
B. 函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上存在唯一极值点
C. 若对任意 SKIPIF 1 < 0 ,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数a的最大值为 SKIPIF 1 < 0
D. 若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0
【答案】AD
【解析】
【分析】A选项,二次求导,得到 SKIPIF 1 < 0 的单调性,得到答案;B选项,二次求导,得到 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,从而判断出 SKIPIF 1 < 0 无极值点;C选项,根据A选项得到的 SKIPIF 1 < 0 的单调性得到不等式,参变分离后,构造函数,求出其最大值得到答案;D选项,结合AB选项求出的函数单调性及同构,构造函数,进行求解.
【详解】对于A: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,故 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上无极值点,故A正确;
对于B: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,故 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,则函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上无极值点,故B错误;
对于C:由A得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 恒成立,故 SKIPIF 1 < 0 恒成立.设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,故 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故C错误;
对于D:若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .由A,B可知函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,故 SKIPIF 1 < 0 ,此时 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确.
故选:AD.
【点睛】构造函数,研究其单调性,极值,最值,从而证明出结论,或者求出参数的取值范围,经常考察,也是难点之一,要能结合函数特征,合理构造函数进行求解.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 记 SKIPIF 1 < 0 为数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 _____________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】首先根据题中所给的 SKIPIF 1 < 0 ,类比着写出 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减,整理得到 SKIPIF 1 < 0 ,从而确定出数列 SKIPIF 1 < 0 为等比数列,再令 SKIPIF 1 < 0 ,结合 SKIPIF 1 < 0 的关系,求得 SKIPIF 1 < 0 ,之后应用等比数列的求和公式求得 SKIPIF 1 < 0 的值.
【详解】根据 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
两式相减得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以数列 SKIPIF 1 < 0 是以-1为首项,以2为公比的等比数列,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故答案是 SKIPIF 1 < 0 .
点睛:该题考查的是有关数列的求和问题,在求解的过程中,需要先利用题中的条件,类比着往后写一个式子,之后两式相减,得到相邻两项之间的关系,从而确定出该数列是等比数列,之后令 SKIPIF 1 < 0 ,求得数列的首项,最后应用等比数列的求和公式求解即可,只要明确对既有项又有和的式子的变形方向即可得结果.
14. 若函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极小值,则a=__________.
【答案】2
【解析】
【分析】对函数求导,根据极值点得到 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,讨论 SKIPIF 1 < 0 的不同取值,利用导数的方法判定函数单调性,验证极值点,即可得解.
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极小值,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 单调递增;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 单调递减;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 单调递增;所以函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处取得极小值,符合题意;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 单调递增;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 单调递减;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 单调递增;所以函数在 SKIPIF 1 < 0 处取得极大值,不符合题意;
综上: SKIPIF 1 < 0 .
故答案为:2.
【点睛】思路点睛:
已知函数极值点求参数时,一般需要先对函数求导,根据极值点求出参数,再验证所求参数是否符合题意即可.
15. 三棱柱 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别是 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上的点,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的长为________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】由题意画出图形,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,将 SKIPIF 1 < 0 用 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 表示出来,求 SKIPIF 1 < 0 的模长即可求解.
【详解】
如图设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【点睛】本题解题的关键是将 SKIPIF 1 < 0 用从点 SKIPIF 1 < 0 出发的一组基底 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 表示出来计算其模长即可.
16. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,若在区间 SKIPIF 1 < 0 内,曲线 SKIPIF 1 < 0 轴有三个不同的交点,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是_______
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,又 SKIPIF 1 < 0 ,所以函数 SKIPIF 1 < 0 的图象如图所示,当 SKIPIF 1 < 0 时,显然不合乎题意;当 SKIPIF 1 < 0 时,如图所示,当 SKIPIF 1 < 0 时,存在一个零点,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为减函数;若 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为增函数;此时 SKIPIF 1 < 0 必须在 SKIPIF 1 < 0 上有两个零点, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17. 已知直线 SKIPIF 1 < 0
(1)求与 SKIPIF 1 < 0 垂直,且与两坐标轴围成的三角形面积为 SKIPIF 1 < 0 直线方程;
(2)已知圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,且与直线 SKIPIF 1 < 0 相切求圆的方程.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)根据两直线垂直设出所求直线,分别令 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,求得在坐标轴上的截距,利用三角形的面积公式即可求解;
(2)根据圆与直线相切的条件及点到直线的距离公式即可求解.
【小问1详解】
因为所求的直线与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直,
所以设所求的直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
因为所求的直线与两坐标轴围成的三角形面积为 SKIPIF 1 < 0 .
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
所以所求的直线方程为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
设圆的半径为 SKIPIF 1 < 0 ,因为圆与直线 SKIPIF 1 < 0 相切,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以所求的圆的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
18. 设等差数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 成等差数列, SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) an=2n-1 (2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【详解】分析:设等差数列 SKIPIF 1 < 0 的首项为 SKIPIF 1 < 0 ,公差为 SKIPIF 1 < 0 , 由 SKIPIF 1 < 0 成等差数列,可知 SKIPIF 1 < 0 , 由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 , 由此解得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即可得到数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
令 SKIPIF 1 < 0 ,利用错位相减法可求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
详解:
设等差数列 SKIPIF 1 < 0 的首项为 SKIPIF 1 < 0 ,公差为 SKIPIF 1 < 0 , 由 SKIPIF 1 < 0 成等差数列,可知 SKIPIF 1 < 0 , 由 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0
因此: SKIPIF 1 < 0
(2)令 SKIPIF 1 < 0 .则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ①
SKIPIF 1 < 0 ②
①—②,得
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
点睛:本题考查等差数列的公差及首项的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意等差数列的性质、错位相减法的合理运用.
19. 如图,已知四棱锥 SKIPIF 1 < 0 的底面为直角梯形, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求证:平面 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求二面角 SKIPIF 1 < 0 的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)取 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,证得 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,得到 SKIPIF 1 < 0 ,又由 SKIPIF 1 < 0 ,证得 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,从而可得平面 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 .
(2)由(1),建立空间直角坐标系,分别求得平面 SKIPIF 1 < 0 和平面 SKIPIF 1 < 0 的一个法向量,利用向量的夹角公式,即可求解.
【小问1详解】
证明:如图所示,取 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的中点 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,分别连接 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则四边形 SKIPIF 1 < 0 为正方形,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,所以平面 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
解:由(1)知 SKIPIF 1 < 0 两两垂直,建立如图所示的空间直角坐标系 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设平面 SKIPIF 1 < 0 的一个法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
取 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又设平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
取 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
由图形得二面角 SKIPIF 1 < 0 为锐角,所以二面角 SKIPIF 1 < 0 的余弦值为 SKIPIF 1 < 0 .
20. 设正项数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【详解】分析:第一问首先将 SKIPIF 1 < 0 代入题中所给的式子,结合 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的关系,求得 SKIPIF 1 < 0 ,再类比着写出一个式子 SKIPIF 1 < 0 ,两式相减求得 SKIPIF 1 < 0 ,结合数列的项的符号,得到 SKIPIF 1 < 0 ,从而得到数列 SKIPIF 1 < 0 是等差数列,应用等差数列的通项公式写出结果;第二问利用裂项相消法对数列求和,结合式子写出其范围.
详解:(1)① SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
② SKIPIF 1 < 0 时,由已知,得 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
两式作差,得 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 是正项数列,所以 SKIPIF 1 < 0 .
∴数列 SKIPIF 1 < 0 是以1为首项,2为公差的等差数列.
∴ SKIPIF 1 < 0 .
(2)∵ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 .
又因为数列 SKIPIF 1 < 0 是递增数列,当 SKIPIF 1 < 0 时 SKIPIF 1 < 0 最小, SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
点睛:该题考查的是有关数列的通项公式的求解以及裂项相消法求和,在解题的过程中,需要对题中所给的式子,类比着往前写或者往后写一个,两式相减,结合题中的条件,得到相邻两项的差为同一个常数,从而得到该数列是等差数列,之后借助于等差数列的通项公式求得结果,对于第二问应用裂项相消法求和之后,结合式子的特征以及n的范围,求得其值域.
21. 已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的一个焦点与抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 重合,且椭圆短轴的两个端点与 SKIPIF 1 < 0 构成正三角形.
(1)求椭圆的方程;
(2)若过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与椭圆交于不同两点 SKIPIF 1 < 0 ,试问在 SKIPIF 1 < 0 轴上是否存在定点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 恒为定值? 若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 的坐标及定值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2)答案见解析.
【解析】
【分析】(1)由题意首先求得点F的坐标,然后结合正三角形的性质和椭圆的性质求得a,b的值即可确定椭圆方程;
(2)假设存在满足题意的点,当直线斜率存在的时候,设出直线方程,与椭圆方程联立,结合韦达定理求得 SKIPIF 1 < 0 的表达式,然后整理变形确定m的值,当直线斜率不存在的时候直接验证 SKIPIF 1 < 0 的值即可确定点E是否存在.
【详解】(1)由题意知抛物线的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为椭圆短轴的两个端点与F构成正三角形,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
可求得a=2.
故椭圆的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
(2)假设存在满足条件的点 SKIPIF 1 < 0 ,
当直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在时,设其斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
要使 SKIPIF 1 < 0 为定值,令 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
此时 SKIPIF 1 < 0 .
当直线的斜率不存在时,不妨取 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
综上所述,存在点 SKIPIF 1 < 0 ,使 SKIPIF 1 < 0 为定值 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】(1)解答直线与椭圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.
(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特殊情形.
22. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)讨论 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)证明:若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增; SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)先求定义域,再求导,分 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 求解函数的单调性;
(2)由 SKIPIF 1 < 0 得到 SKIPIF 1 < 0 ,即证 SKIPIF 1 < 0 ,构造函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求导后得到 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,从而证明出 SKIPIF 1 < 0 成立.
【小问1详解】
由题意知: SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
当 SKIPIF 1 < 0 时,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增
综上, SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增;
SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增.
【小问2详解】
证明:∵ SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,∴要证 SKIPIF 1 < 0 ,只需证 SKIPIF 1 < 0 ,
即证 SKIPIF 1 < 0 ①
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,
∵ SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,不等式①成立,即 SKIPIF 1 < 0 成立.
【点睛】对于双元问题,要转化为单元问题,构造函数,结合函数单调性和极值等进行求解.
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