山西省阳泉市2022-2023学年高二上学期期末数学试题(含答案详解)
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这是一份山西省阳泉市2022-2023学年高二上学期期末数学试题(含答案详解),共18页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
第Ⅰ卷(32分)
一、单项选择题:(本大题8小题,每小题3分,共24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. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 满足 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. 5B. 7C. 10D. 15
【答案】B
【解析】
【分析】由递推关系求解即可.
【详解】解:因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
2. 如图,在三棱柱 SKIPIF 1 < 0 中,E,F分别是BC, SKIPIF 1 < 0 的中点, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ( )
A. SKIPIF 1 < 0
B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0
D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】
【分析】根据空间向量线性运算的几何意义进行求解即可.
【详解】 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
故选:D.
3. 函数 SKIPIF 1 < 0 的单调递增区间为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】
【分析】先对函数求导,然后令导函数大于0解出不等式,并结合函数的定义域,即可得到本题答案.
【详解】因 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ,
又函数的定义域为 SKIPIF 1 < 0 ,所以函数的单调递增区间为 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:C
4. 若两条直线 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 平行,则 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 间的距离是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】根据平行关系求解 SKIPIF 1 < 0 ,进而根据平行线间距离公式即可求解.
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 平行,可得 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时,两直线不重合,故 SKIPIF 1 < 0 ,进而 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 间的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
故选:B
5. 圆 SKIPIF 1 < 0 内有一点 SKIPIF 1 < 0 ,AB为过点 SKIPIF 1 < 0 且倾斜角为 SKIPIF 1 < 0 的弦,则AB的长为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】
【分析】先求得直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,然后利用弦长公式求得 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】直线AB的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,又直线AB过点 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线AB的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径 SKIPIF 1 < 0 ,
圆心 SKIPIF 1 < 0 到直线AB: SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A.
6. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 的导函数 SKIPIF 1 < 0 图象如下图所示,则原函数 SKIPIF 1 < 0 的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据函数的单调性与导数的关系以及导数的变化可得结果.
【详解】由图可知,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上为增函数,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递增,故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的增长速度越来越快,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 单调递减,故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的增长速度越来越慢.
B选项中的图象满足题意.
故选:B.
7. 1202年意大利数学家斐波那契出版了他的《算盘全书》,在书中收录了一个有关兔子繁殖的问题.他从兔子繁殖规律中发现了“斐波那契数列”,具体数列为:1,1,2,3,5,8,13,…,即从该数列的第三项开始,每个数字都等于前两个相邻数字之和.已知数列 SKIPIF 1 < 0 为斐波那契数列,其前n项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且满足 SKIPIF 1 < 0 ,则当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. 1B. 2C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】
【分析】利用递推公式,得到 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
【详解】 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
故选:A
8. 过抛物线 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 的焦点 SKIPIF 1 < 0 作两条互相垂直的弦 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 为抛物线上的一动点, SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的最小值是( )
A. 2B. 3C. 4D. 5
【答案】B
【解析】
【分析】显然直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且不为0,设直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,与抛物线方程联立结合韦达定理可得: SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 到准线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,由抛物线的性质可知: SKIPIF 1 < 0 ,而当 SKIPIF 1 < 0 垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴时, SKIPIF 1 < 0 的值最小,最小值为 SKIPIF 1 < 0 .
【详解】解:显然直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率存在且不为0,设直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立方程 SKIPIF 1 < 0 ,消去 SKIPIF 1 < 0 得: SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
由抛物线的性质可知: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为: SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 抛物线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,准线方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
设点 SKIPIF 1 < 0 到准线 SKIPIF 1 < 0 的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,由抛物线的性质可知: SKIPIF 1 < 0 ,
而当 SKIPIF 1 < 0 垂直于 SKIPIF 1 < 0 轴时, SKIPIF 1 < 0 的值最小,最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,如图所示:
SKIPIF 1 < 0 的最小值为3,
故选:B.
二、多项选择题:(本大题2小题,每小题4分,共8分.在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全部选对得4分,有选错的得0分,部分选对得2分)
9. 如图,在长方体 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,以直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 分别为 SKIPIF 1 < 0 轴、 SKIPIF 1 < 0 轴、 SKIPIF 1 < 0 轴,建立空间直角坐标系,则( )
A. 点 SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,5, SKIPIF 1 < 0
B. 点 SKIPIF 1 < 0 关于点 SKIPIF 1 < 0 对称的点为 SKIPIF 1 < 0 ,8, SKIPIF 1 < 0
C. 点 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称的点为 SKIPIF 1 < 0 ,5, SKIPIF 1 < 0
D. 点 SKIPIF 1 < 0 关于平面 SKIPIF 1 < 0 对称的点为 SKIPIF 1 < 0 ,5, SKIPIF 1 < 0
【答案】ACD
【解析】
【分析】对A,根据图示分析即可;
对B,设点 SKIPIF 1 < 0 关于点 SKIPIF 1 < 0 对称的点为 SKIPIF 1 < 0 ,再根据 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点列式求解即可;
对C,根据四边形 SKIPIF 1 < 0 为正方形判断即可;
对D,根据 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 求解即可
【详解】对A,由图可得, SKIPIF 1 < 0 的坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,5, SKIPIF 1 < 0 ,故A正确;
对B,由图, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设点 SKIPIF 1 < 0 关于点 SKIPIF 1 < 0 对称的点为 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故B错误;
对C,在长方体中 SKIPIF 1 < 0 ,
所以四边形 SKIPIF 1 < 0 为正方形, SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 垂直且平分,
即点 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 对称的点为 SKIPIF 1 < 0 ,选项C正确;
对D,因为 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,故点 SKIPIF 1 < 0 关于平面 SKIPIF 1 < 0 对称的点为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,选项D正确;
故选:ACD.
10. 若存在实常数 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ,使得函数 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 对其定义域上的任意实数 SKIPIF 1 < 0 都满足 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则称直线 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的“隔离直线”,已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,下列命题正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 有“隔离直线”
B. SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 之间存在“隔离直线”,且 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 之间存在“隔离直线”,且 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是 SKIPIF 1 < 0
D. SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 之间存在唯一的“隔离直线” SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【解析】
【分析】对于A,取直线 SKIPIF 1 < 0 ,讨论 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的符号判断A;对于B,C,令隔
离直线为 SKIPIF 1 < 0 ,利用二次不等式恒成立计算判断B,C;对于D,函数 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 有
公共点 SKIPIF 1 < 0 ,求出 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线,再证明此切线与 SKIPIF 1 < 0 图象关系作答.
【详解】对于A,取直线 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 成立,
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 递减,在 SKIPIF 1 < 0 上递增,
SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 成立,直线 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 的“隔离直线”,A正确;
对于B,C,令 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的“隔离直线”为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时,不等式成立,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的对称轴 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
显然 SKIPIF 1 < 0 满足此不等式,有 SKIPIF 1 < 0 ,而 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,同理, SKIPIF 1 < 0 ,B正确,C不正确;
对于D,因 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 的图象有公共点 SKIPIF 1 < 0 ,若 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 有隔离直线,则该直线必过点 SKIPIF 1 < 0 ,
设过点 SKIPIF 1 < 0 的直线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即这条直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,求导得: SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上递减,在 SKIPIF 1 < 0 上递增,
SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 之间存在唯一的“隔离直线” SKIPIF 1 < 0 ,D正确.
故选:ABD
【点睛】思路点睛:涉及函数不等式恒成立问题,可以探讨函数的最值,借助函数最值转化解决问题.
第Ⅱ卷(68分)
三、填空题:(本大题共四小题,每小题4分,共16分)
11. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 图象在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程是 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】由导数的几何意义可得 SKIPIF 1 < 0 的值,将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入切线方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,即可得解.
【详解】由导数的几何意义可得 SKIPIF 1 < 0 ,将点 SKIPIF 1 < 0 的坐标代入切线方程可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因此, SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
12. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和公式为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的通项公式为______.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】由题意,根据数列的通项 SKIPIF 1 < 0 与前n项和 SKIPIF 1 < 0 之间的关系,即可求得数列的通项公式.
【详解】由题意,可知当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 .
又因为 SKIPIF 1 < 0 不满足 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
13. 设椭圆C: SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为F1,F2,P是C上的点,PF2⊥F1F2, SKIPIF 1 < 0 ,则C的离心率为________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】
设 SKIPIF 1 < 0 ,根据直角三角形中 SKIPIF 1 < 0 角所对的边等于斜边的一半以及勾股定理,得出 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 ,根据椭圆的定义以及离心率公式求解即可.
【详解】在 SKIPIF 1 < 0 中,设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【点睛】本题主要考查了椭圆的定义以及离心率的求法,属于基础题.
14. 当 SKIPIF 1 < 0 时,函数 SKIPIF 1 < 0 有两个极值点,则实数m的取值范围___________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】函数有两个极值点转化为方程 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的实数根,等价于 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的交点,构造函数 SKIPIF 1 < 0 ,即可求出结果.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 有两个极值点,
所以 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的实数根,
即 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的实数根,
等价于 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 有两个不同的交点,
设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 单调递减,
当 SKIPIF 1 < 0 单调递增,
所以 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 ; SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 要有两个不同的交点,只需 SKIPIF 1 < 0
故答案为: SKIPIF 1 < 0
【点睛】方法点睛:含参方程有根的问题转化为函数图像的交点问题,数形结合,是常用的方法.本题考查了运算求解能力和数形结合思想,属于一般题目.
四、解答题:(本大题共5小题,共52分.解答应写出必要的文字说明或推理、演算过程)
15. 已知圆C经过 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,且圆心C在直线 SKIPIF 1 < 0 上.
(1)求经过点A,并且在两坐标轴上截距相等的直线方程;
(2)求过点B的圆C的切线方程.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)分别讨论直线过原点和不过原点两种情况,设出直线方程,代入点 SKIPIF 1 < 0 坐标,求解即可.(2)设圆心坐标 SKIPIF 1 < 0 ,借助于 SKIPIF 1 < 0 ,解出C点坐标,利用直线 SKIPIF 1 < 0 和切线垂直求切线的斜率,进而写出切线方程.
【小问1详解】
经过点A,在两坐标轴上的截距相等的直线,当直线过原点时,
设直线的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,代入点 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
即直线的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
当直线不过原点时,设直线的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
将点 SKIPIF 1 < 0 代入解得 SKIPIF 1 < 0 ,即直线的方程为 SKIPIF 1 < 0
∴所求直线的方程为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 ;
【小问2详解】
因圆心C在直线 SKIPIF 1 < 0 上,则设圆心 SKIPIF 1 < 0 ,
又圆C经过 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 两点,于是得圆C的半径 SKIPIF 1 < 0 ,
即有 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,圆心 SKIPIF 1 < 0 ,∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,∴切线l的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
16. 已知等比数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 与2的等差中项,等差数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在一次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象上.
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的通项 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前n项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)结合已知条件,利用 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 之间的关系求 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;将 SKIPIF 1 < 0 代入 SKIPIF 1 < 0 中可得到公差,然后利用等差数列的通项公式即可求解;(2)利用错位相减法即可求解.
【小问1详解】
因为 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 与2的等差中项,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
从而 SKIPIF 1 < 0 ,
则等比数列 SKIPIF 1 < 0 的公比 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ;
因为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在一次函数 SKIPIF 1 < 0 的图象上,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即等差数列 SKIPIF 1 < 0 的公差为2,
从而 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
由 SKIPIF 1 < 0 ,
得: SKIPIF 1 < 0 ...①
SKIPIF 1 < 0 ...②
①-②得, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
从而 SKIPIF 1 < 0 .
17. 如图,在四棱锥 SKIPIF 1 < 0 中,PC⊥底面ABCD,ABCD是直角梯形,AD⊥DC,AB SKIPIF 1 < 0 DC,AB=2AD=2CD=2,点E是PB的中点.
(1)证明:平面EAC⊥平面PBC;
(2)若直线PB与平面PAC所成角的正弦值为 SKIPIF 1 < 0 ,求二面角P-AC-E的余弦值.
【答案】(1)证明见解析
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)根据线面垂直的性质及勾股定理的逆定理可证出线面垂直,再由面面垂直的判定定理求证即可;
(2)建立空间直角坐标系,利用向量法求解即可.
【小问1详解】
∵ SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 是直角梯形,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
∴平面 SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0
【小问2详解】
∵ SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 .
由(1)知 SKIPIF 1 < 0 .
∵ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 平面 SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 即为直线 SKIPIF 1 < 0 与平面 SKIPIF 1 < 0 所成角.
∴ SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
取 SKIPIF 1 < 0 的中点G,连接 SKIPIF 1 < 0 ,以点C为坐标原点,分别以 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 为x轴、y轴、z轴正方向,建立如图所示的空间直角坐标系,
则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
∴ SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 为平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量,则 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0
设 SKIPIF 1 < 0 为平面 SKIPIF 1 < 0 的法向量,
则 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
∴ SKIPIF 1 < 0 .
由图知所求二面角为锐角,所以二面角 SKIPIF 1 < 0 的余弦值为 SKIPIF 1 < 0 .
18. 已知 SKIPIF 1 < 0 是椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左焦点,上顶点B的坐标是 SKIPIF 1 < 0 ,离心率为 SKIPIF 1 < 0 .
(1)求椭圆的标准方程;
(2)O为坐标原点,直线l过点 SKIPIF 1 < 0 且与椭圆相交于P,Q两点,过点 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 ,与直线 SKIPIF 1 < 0 相交于点E,连接OE,与线段PQ相交于点M,求证:点M为线段PQ的中点.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)根据已知条件求得 SKIPIF 1 < 0 ,从而求得椭圆的标准方程.
(2)设出直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,求得直线 SKIPIF 1 < 0 的方程、直线 SKIPIF 1 < 0 的方程,求得 SKIPIF 1 < 0 点坐标,联立直线 SKIPIF 1 < 0 的方程与椭圆方程,化简写出根与系数关系,求得 SKIPIF 1 < 0 中点坐标,进而判断出 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 的中点.
【小问1详解】
因椭圆 SKIPIF 1 < 0 的上顶点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,令椭圆半焦距为c,
由离心率 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
∴椭圆的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
由(1)知, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,显然直线l不垂直于y轴,设直线 SKIPIF 1 < 0 ,
显然,直线l不垂直于y轴,因直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程可设为, SKIPIF 1 < 0
由 SKIPIF 1 < 0 得点 SKIPIF 1 < 0 ,直线OE的方程为: SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 解得: SKIPIF 1 < 0 ,因此点 SKIPIF 1 < 0 ,
由 SKIPIF 1 < 0 消去x并整理得: SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
即线段PQ中点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,∴点M为线段PQ的中点.
19. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 的导函数 SKIPIF 1 < 0 存在两个不相等的零点,求实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
(3)当 SKIPIF 1 < 0 时,是否存在整数 SKIPIF 1 < 0 ,使得关于 SKIPIF 1 < 0 的不等式 SKIPIF 1 < 0 恒成立?若存在,求出 SKIPIF 1 < 0 的最大值;若不存在,说明理由.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;(2) SKIPIF 1 < 0 ;(3)存在,最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】
(1)求出函数 SKIPIF 1 < 0 的导数 SKIPIF 1 < 0 ,由题意得出 SKIPIF 1 < 0 从而可求出实数 SKIPIF 1 < 0 的值;
(2)令 SKIPIF 1 < 0 ,可得知函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有两个零点,分 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 两种情况讨论,利用导数分析函数 SKIPIF 1 < 0 在区间 SKIPIF 1 < 0 上的单调性和极值,由题意转化为函数 SKIPIF 1 < 0 极值相关的不等式,解出即可得出实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
(3)将 SKIPIF 1 < 0 代入函数 SKIPIF 1 < 0 的解析式得出 SKIPIF 1 < 0 ,对该函数求导得出 SKIPIF 1 < 0 ,构造函数 SKIPIF 1 < 0 ,利用单调性结合零点存在定理找出函数 SKIPIF 1 < 0 的极小值点 SKIPIF 1 < 0 ,并满足 SKIPIF 1 < 0 ,结合此关系式计算得出 SKIPIF 1 < 0 ,从而可得出整数 SKIPIF 1 < 0 的最大值.
【详解】(1) SKIPIF 1 < 0 ,
因为曲线 SKIPIF 1 < 0 在点 SKIPIF 1 < 0 处的切线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ;
(2)因为 SKIPIF 1 < 0 存在两个不相等的零点.
所以 SKIPIF 1 < 0 存在两个不相等的零点,则 SKIPIF 1 < 0 .
①当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 单调递增,至多有一个零点
②当 SKIPIF 1 < 0 时,因为当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 存在两个零点,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上存在一个零点.
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
因 SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上存在一个零点.
综上可知,实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 ;
(3)当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .所以 SKIPIF 1 < 0 单调递增,
且 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以存在 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 单调递减;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 单调递增,
所以 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 取得极小值,也是最小值,
此时 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 为整数,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 的最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】本题考查利用切线方程求参数、利用导数研究函数的零点,同时也考考查了利用导数研究不等式恒成立问题,涉及隐零点法的应用,考查分析问题和解决问题的能力,属于难题.
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