2023-2024学年黑龙江省牡丹江第一高级中学高二(上)期末数学试卷(含解析)
展开1.已知等比数列{an}满足a1=1,a3a4=2a2,则a3=( )
A. 1B. 2C. 2D. 2 2
2.已知{an}是公差不为0的等差数列,a5是a4与a8的等比中项,则S6=( )
A. −9B. 0C. 9D. 无法确定
3.已知函数f(x)=(x2+x+1)ex,则f(x)在(0,f(0))处的切线方程为( )
A. x+y+1=0B. x−y+1=0C. 2x+y+1=0D. 2x−y+1=0
4.已知等比数列{an}的前n项和为Sn,且a1+a3=54,a2+a4=52,则S6S3=( )
A. 12B. 98C. 2D. 9
5.记数列{an}的前n项和为Sn,已知a1=10,且{1+an3}是公差为−1的等差数列,则Sn的最大值为( )
A. 12B. 22C. 37D. 55
6.已知函数f(x)=lnx,g(x)=12x+1,若f(x1)=g(x2),则x1−x2的最小值为( )
A. 2−2ln2B. −2ln2−2C. 4−2ln2D. −2ln2−4
7.已知等差数列{an},{bn}的前n项和分别为Sn,Tn,若SnTn=2n3n+1,则a2+a8b3+b5=( )
A. 911B. 711C. 1013D. 914
8.意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:1,1,2,3,5,…,其中从第三项起,每个数等于它前面两个数的和,即an+2=an+1+an(n∈N*),后来人们把这样的一列数组成的数列{an}称为“斐波那契数列”.记a2022=t,则a1+a3+a5+⋯+a2021=( )
A. t2B. t−1C. tD. t+1
二、多选题:本题共4小题,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求。
9.函数f(x)=(x−1)lnx,x∈(1,+∞),下列说法中,正确的是( )
A. f(x)>0B. f(x)在(1,+∞)单调递增
C. f′(x)=lnx+1x−1D. f(x)<(x−1)2
10.已知Sn是数列{an}的前n项和,若a1=1,an≠0(n∈N*),anan+1=3Sn−1(n∈N*),则下列结论正确的是( )
A. a2=2B. 数列{an}为等差数列
C. an+2−an=3D. S20=300
11.等比数列{an}的公比为q,其前n项的积为Tn,并且满足条件a1>1,a99a100−1>0,a99−1a100−1<0.给出下列结论,其中正确的是( )
A. 0
C. T100的值是Tn中最大的D. T99的值是Tn中最大的
12.已知数列{an}满足a1=1,an+1=an2+an,则( )
A. {an}是递减数列B. an≥n
C. a2022≤22021D. 1a1+1+1a2+1+…+1an+1<1
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.若函数f(x)的导函数为f′(x),且满足f(x)=2f′(1)lnx+x,则f(e)= ______.
14.已知数列{an}的前n项和Sn=3n+2,{an}的通项公式为______.
15.已知数列{an}满足a1=1,a2=132,an+2an+1=4an+1an,则a8= ______.
16.已知数列{an}的首项a1=35,且an+1=3an2an+1,1a1+1a2+…+1an<2024,则满足条件的最大整数n= ______.
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.(本小题10分)
已知数列{an}满足:a1=2,a2=4,数列{an−n}为等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)求和:Sn=a1+a2+⋯+an.
18.(本小题12分)
已知数列{an}为等差数列,Sn为{an}的前n项和,a3=5,S8=64.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设数列{1anan+1}的前n项和为Tn,求证:Tn<12.
19.(本小题12分)
设a为实数,函数f(x)=x3−3x2+a,g(x)=xlnx.
(1)求f(x)的极值;
(2)对于∀x1∈[1,3],∀x2∈[1e,e],都有f(x1)≥g(x2),求实数a的取值范围.
20.(本小题12分)
已知等差数列{an}满足:a1=1,d=2,数列{bn}满足b1=3,bn≠2且,4(bn−bn+1)=bn−2(n∈N).
(1)证明:数列{bn−2}是等比数列;
(2)若数列{cn}满足cn=an4n−1(bn−2),求{cn}的前n项和Tn.
21.(本小题12分)
已知等差数列{an}的前n项和为Sn,a1=−5,a2为整数,且Sn≥S3.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设数列{bn}满足bn=(−1)nanan+1,且数列{bn}前n项和为Tn,若Tn≥tn2对n∈N*恒成立,求实数t的取值范围.
22.(本小题12分)
已知椭圆Γ:x2a2+y23=1(a> 3)的离心率为 22,点M(m,n)在Γ上,从原点O向圆M:(x−m)2+(y−n)2=2作两条切线,分别交椭圆于点P,Q.
(1)求椭圆Γ的方程;
(2)若直线OP,OQ的斜率记为k1,k2(k1⋅k2≠0),求k1⋅k2的值;
(3)若m<0,n>0,直线l:mx+2ny=0与Γ在第一象限的交点为N,点R在线段ON上,且|MR|= 6,试问直线MR是否过定点?若是,求出该定点坐标,若不是,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:根据题意,等比数列{an}中,
有a3a4=a2a5=2a2,则a5=2,
而a1=1,故a3为正值,
故a3= a1a5= 2.
故选:C.
根据题意,由等比数列的性质求出a5的值,进而计算可得答案.
本题考查等比数列的性质,涉及等比数列的通项公式,属于基础题.
2.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查等差数列的通项公式与前n项和,考查等比数列的性质,考查运算求解能力.
由已知列式求得a1=−52d,再由等差数列的前n项和公式求解.
【解答】
解:设等差数列{an}的首项为a1,公差为d(d≠0),
由a5是a4与a8的等比中项,得a52=a4a8,
即a52=(a5−d)(a5+3d)=a52+2a5d−3d2,
可得2a5−3d=0,即2(a1+4d)−3d=0,
∴a1=−52d,
∴S6=6(a1+a6)2=6(a1+a1+5d)2=6a1+15d
=6×(−52d)+15d=0.
故选:B.
3.【答案】D
【解析】解:由f(x)=(x2+x+1)ex,得f′(x)=(2x+1)ex+(x2+x+1)ex=(x2+3x+2)ex,
则f′(0)=2,又f(0)=1,
∴f(x)在(0,f(0))处的切线方程为y=2x+1,即2x−y+1=0.
故选:D.
求出原函数的导函数,得到函数在x=0处切线的斜率,再求出f(0),利用直线方程的斜截式得答案.
本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,是基础题.
4.【答案】D
【解析】解:设等比数列{an}的公比为q,由题意可知,q≠1.
∴q=a2+a4a1+a3=5254=2,
则S6S3=a1(1−q6)1−qa1(1−q3)1−q=1−q61−q3=1+q3=1+8=9.
故选:D.
设等比数列{an}的公比为q,由题意可知,q≠1.再由已知求得公比,结合等比数列的前n项和求得S6S3.
本题考查等比数列的性质,考查了等比数列的前n项和,是基础题.
5.【答案】B
【解析】解:由题意a1=10,且{1+an3}是公差为−1的等差数列,
所以{1+an3}的首项为1+a13=113,
则1+an3=113+(n−1)(−1)=143−n,
故an=13−3n,则数列{an}为a1=10,公差为−3的等差数列,且为递减数列,
令an=13−3n≥0,∴n≤133,
即等差数列{an}的前4项为正项,从第5项开始为负,
故Sn的最大值为S4=4×10+4×32×(−3)=22.
故选:B.
根据{1+an3}是公差为−1的等差数列,求出{an}的通项公式,判断其为等差数列,确定该数列为递减数列,确定其正项,即可求得答案.
本题考查等差数列的通项公式及数列与函数的综合问题,考查学生归纳推理与数学运算的能力,属于中档题.
6.【答案】C
【解析】解:设f(x1)=g(x2)=t,则x1=et,x2=2t−2,
所以x1−x2=et−2t+2,
令h(t)=et−2t+2,
则h′(t)=et−2,
令h′(t)<0⇒t令h′(t)>0⇒t>ln2,函数h(t)单调递增,
所以h(t)min=h(ln2)=eln2−2ln2+2=4−2ln2,
即x1−x2的最小值为4−2ln2.
故选:C.
由题意,设f(x1)=g(x2)=t,则x1−x2=et−2t+2=h(t),利用导数讨论函数h(t)的性质求出h(t)min即可.
本题考查导数的综合应用,解题中注意转化思想的应用,属于中档题.
7.【答案】A
【解析】解:根据题意,数列{an}、{bn}都是等差数列,显然两个数列都不是常数列,
由于SnTn=2n3n+1=2n23n2+n,显然两个数列都不是常数列,
由等差数列前n项和公式,所以不妨令Sn=2kn2,Tn=3kn2+kn(k为常数,且k≠0),
所以n≥2时,an=Sn−Sn−1=k(4n−2),bn=Tn−Tn−1=k(6n−2).
∴a5=18k,b4=22k,∴a5b4=911.
a2+a8b3+b5=2a52b4=a5b4=911,
故选:A.
根据题意,利用SnTn=2n3n+1,结合等差数列的前n项和公式,构造出符合题意的一组{an}与{bn}的通项公式,再进行计算即可.
本题考查等差数列的前n项和,涉及等差数列的通项公式,属于基础题.
8.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查数列的新定义问题,属于较易题.
根据已知的递推公式推出从a2022到a4与后两项之间的关系,即可求出a1+a3+a5+⋯+a2021的值.
【解答】
解:因为an+2=an+1+an(n∈N*),
所以a2022=a2021+a2020=a2021+a2019+a2018
=⋯=a2021+a2019+⋯+a3+a2=a2021+a2019+⋯+a3+a1=t.
故选:C.
9.【答案】ABD
【解析】解:f(x)=(x−1)lnx,x∈(1,+∞),
∴f(x)>0.
f′(x)=lnx+x−1x=lnx+1−1x,
由f′(x)在x∈(1,+∞)上单调递增,且f′(1)=0,
∴f′(x)>0,∴函数f(x)在x∈(1,+∞)上单调递增;
令g(x)=f(x)−(x−1)2=(x−1)lnx−(x−1)2=(x−1)(lnx−x+1),
令h(x)=lnx−x+1,x∈(1,+∞),
h′(x)=1x−1<0,
∴函数h(x)在x∈(1,+∞)上单调递减,
∴h(x)∴g(x)=(x−1)(lnx−x+1)<0,
∴f(x)<(x−1)2.
综上可得:只有ABD正确.
故选:ABD.
由f(x)=(x−1)lnx,x∈(1,+∞),利用导数的运算法则可得f′(x),利用单调性即可判断出ABC的正误;令g(x)=f(x)−(x−1)2=(x−1)(lnx−x+1),h(x)=lnx−x+1,x∈(1,+∞),利用导数研究函数h(x)的单调性即可判断出D的正误.
本题考查了利用导数研究函数的单调性与极值、方程与不等式的解法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
10.【答案】ACD
【解析】解:若a1=1,anan+1=3Sn−1(n∈N*),
当n=1时,a1a2=3S1−1=3a1−1,可得a2=2,故A正确;
当n≥2时,由anan+1=3Sn−1,可得an−1an=3Sn−1−1,
两式相减可得anan+1−an−1an=3Sn−1−3Sn−1+1=3an,
由an≠0,即an+1−an−1=3,即有an+2−an=3,故C正确;
由a3−a1=3,可得a3=4,由a3−a2=2,a2−a1=1,即a3−a2≠a2−a1,数列{an}不为等差数列,故B错误;
由数列{an}的奇数项和偶数项均为公差为3的等差数列,
则S20=(a1+a3+...+a19)+(a2+a4+...+a20)=10×1+12×10×9×3+10×2+12×10×9×3=145+155=300,故D正确.
故选:ACD.
由数列递推式可得a2,可判断A;当n≥2时,将n换为n−1,两式相减可得数列{an}的奇数项和偶数项均为公差为3的等差数列,可判断C和B;由等差数列的求和公式,以及数列的分组求和,计算可判断D.
本题考查数列的通项与前n项和的关系,以及等差数列的通项公式、求和公式,考查转化思想和运算能力、推理能力,属于中档题.
11.【答案】ABD
【解析】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,由a99−1a100−1<0,则(a99−1)(a100−1)<0,又a99a100−1>0,则q>0,则a99>1,a100<1,即0对于B,由于a100<1,则有a99a101−1=(a100)2−1<0,即选项B正确;
对于C、D,由a99>1,a100<1,可得:T99的值是Tn中最大的,即选项C错误,选项D正确.
故选:ABD.
根据题意,由a99−1a100−1<0,则(a99−1)(a100−1)<0,又a99a100−1>0,则q>0,则a99>1,a100<1,即0本题考查等比数列的性质,涉及等比数列的通项公式,属于基础题.
12.【答案】BD
【解析】解:依题意,由a1=1>0,an+1=an2+an>0,
可得an+1−an=an2>0,
∴数列{an}是单调递增数列,故选项A错误;
∵a1=1,
∴a2=a12+a1=1+1=2,
a3=a22+a3=4+2=6>3,
∵数列{an}是单调递增数列,
∴an≥n恒成立,故选项B正确;
又∵an+1=an2+an>an2,
∴a3>a22=22,
a4>a32=42,
a5>a42=(42)2=422,
a6>a52=(422)2=423,⋅⋅⋅
∴a2022>422019>22021,故选项C错误;
依题意,由an+1=an2+an两边取倒数,
可得1an+1=1an2+an=1an(an+1)=1an−1an+1,
则1an+1=1an−1an+1,
∴1a1+1+1a2+1+1a3+1+…+1an+1
=1a1−1a2+1a2−1a3+1a3−1a4+⋅⋅⋅+1an−1an+1
=1a1−1an+1
=1−1an+1,
又∵1an+1>0,
∴1a1+1+1a2+1+…+1an+1<1,故选项D正确.
故选:BD.
根据题干已知条件运用作差法可得an+1−an=an2>0,即可发现数列{an}是单调递增数列,从而判断选项A的正确性;再根据题干递推公式及a1=1逐项代入即可推导出an≥n恒成立,判断出选项B的正确性;对于选项C:先根据题干递推公式可得an+1>an2,再逐项代入以及指数的运算即可判断选项C的正确性;对于选项D:先将递推公式进行转化,再运用裂项相消法,最后根据不等式的性质即可证明不等式是否成立,判断选项D的正确性.
本题主要考查数列根据递推公式推导数列某项的取值问题,以及数列求和与不等式的综合问题.考查了整体思想,转化与化归思想,迭代法,放缩法,裂项相消法,指数的运算,不等式的运算,以及逻辑推理能力和数学运算能力,属中档题.
13.【答案】−2+e
【解析】解:由f(x)=2f′(1)lnx+x,得f′(x)=2f′(1)x+1,
令x=1,则f′(1)=2f′(1)1+1,解得f′(1)=−1,
所以f(x)=−2lnx+x,f(e)=−2+e.
故答案为:−2+e.
由求导计算公式求出f′(1),再代入求出f(e)即可.
本题主要考查了函数的求导公式的应用,属于基础题.
14.【答案】an=5,n=12⋅3n−1,n≥2
【解析】解:已知数列{an}的前n项和Sn=3n+2,
当n≥2时,an=Sn−Sn−1=3n+2−(3n−1+2)=2⋅3n−1,
又a1=S1=5,
则an=5,n=12⋅3n−1,n≥2.
故答案为:an=5,n=12⋅3n−1,n≥2.
结合数列递推式求通项公式即可.
本题考查了数列的递推式,属基础题.
15.【答案】128
【解析】解:由题意知,an+2an+1=4an+1an,即an+2an+1=4⋅an+1an,
所以数列{an+1an}是首项为a2a1=132,公比为4的等比数列,
所以an+1an=132×4n−1=2−5×22n−2=22n−7,
当n≥2时,an=anan−1⋅an−1an−2⋅⋯⋅a2a1⋅a1=22n−9⋅22n−11⋅⋯⋅2−5⋅1=2(n−1)(2n−9−5)2=2n2−8n+7,
所以a8=27=128.
故答案为:128.
由题意,根据等比数列的定义可知数列{an+1an}是首项为a2a1=132,公比为4的等比数列,根据等比数列的通项公式可得an+1an=12×4n−3,利用累乘法求得an=2n2−8n+7,令n=8,计算即可求解.
本题主要考查数列递推关系式的应用,考查计算能力,属于基础题.
16.【答案】2023
【解析】解:首项a1=35,且an+1=3an2an+1,
可得1an+1=13an+23,
即有得1an+1−1=13(1an−1),
可得数列{1an−1}是首项为23,公比为13的等比数列,
则1an−1=23⋅(13)n−1=2⋅13n,
即1an=2⋅13n+1,
可得1a1+1a2+...+1an=2(13+19+...+13n)+n=23⋅1−13n1−13+n
=n+1−13n<2024,
即n−13n<2023,
由0<13n<1,可得n的最大值为2023.
故答案为:2023.
对数列的递推式两边取倒数,结合等比数列的定义、通项公式和求和公式,以及不等式的性质,即可得到所求最大值.
本题考查数列的递推式和等比数列的定义、通项公式和求和公式,以及不等式的解法,考查转化思想和运算能力、推理能力,属于中档题.
17.【答案】解:(1)因为a1=2,a2=4,数列{an−n}为等比数列,
所以a1−1=1,a2−2=2,则a2−2a1−1=2,
即{an−n}是以1为首项,2为公比的等比数列,
所以an−n=2n−1,则an=n+2n−1.
(2)Sn=a1+a2+…+an
=1+20+2+21+3+22+⋯+n+2n−1
=(1+2+3+⋯+n)+(20+21+22+⋯+2n−1)
=(1+n)n2+1−2n1−2=12n2+12n+2n−1.
【解析】(1)首先求出a1−1,a2−2,即可求出等比数列{an−n}的通项公式,从而求出{an}的通项公式;
(2)利用分组求和法计算可得.
本题主要考查了等比数列的通项公式的应用,还考查了等差数列与等比数列的求和公式的应用,分组求和方法的应用,属于中档题.
18.【答案】(1)解:由题意,设等差数列{an}的公差为d,
则a3=a1+2d=5S8=8a1+8×72d=64,
化简整理,得a1+2d=52a1+7d=16,
解得a1=1d=2,
∴an=1+2⋅(n−1)=2n−1,n∈N*.
(2)证明:由(1)可得,1anan+1=1(2n−1)(2n+1)
=12⋅(12n−1−12n+1),
则Tn=1a1a2+1a2a3+…+1anan+1
=12⋅(1−13)+12⋅(13−15)+…+12⋅(12n−1−12n+1)
=12⋅(1−13+13−15+…+12n−1−12n+1)
=12⋅(1−12n+1)
∵n∈N*,∴12⋅(1−12n+1)<12,
故Tn<12对任意n∈N*恒成立.
【解析】(1)利用等差数列通项公式和求和公式列方程组求出基本量,然后可得通项;
(2)根据裂项相消法求和,然后可证.
本题主要考查等差数列的基本运算,以及数列求和与不等式的综合问题.考查了方程思想,转化与化归思想,裂项相消法,等差数列的通项公式的运用,不等式的运算,以及逻辑推理能力和数学运算能力,属中档题.
19.【答案】解:(1)∵f(x)=x3−3x2+a,∴f′(x)=3x(x−2),
令f′(x)>0,解得x>2或x<0,
令f′(x)<0,解得0故f(x)在(−∞,0)递增,在(0,2)递减,在(2,+∞)递增,
故f(x)极大值=f(0)=a,f(x)极小值=f(2)=a−4,
(2)若对于∀x1∈[1,3],∀x2∈[1e,e],都有f(x1)≥g(x2),
则只需f(x)min≥g(x)max,
结合(1)f(x)在[1,2)递减,在(2,3]递增,
故f(x)min=f(2)=a−4,
而g′(x)=lnx+1,令g′(x)>0,解得x>1e,
令g′(x)<0,解得0故a−4≥e,解得a≥e+4,
即a的取值范围是[e+4,+∞).
【解析】(1)求出函数的导数,根据函数的单调性求出函数的极值;
(2)问题转化为f(x)min≥g(x)max,根据函数的单调性分别求出f(x)的最小值和g(x)的最大值,得到关于a的不等式,解出即可.
本题考查了函数的单调性,极值,最值问题,考查导数的应用以及转化思想,是中档题.
20.【答案】解:(1)证明:因为bn≠2,且4(bn−bn+1)=bn−2(n∈N),
所以3bn+2=4bn+1,即3(bn−2)=4(bn+1−2),所以bn+1−2bn−2=34,
又因为b1=3,
所以数列{bn−2}是以首项为1,公比为34的等比数列;
(2)解:等差数列{an}满足a1=1,d=2,所以an=2n−1,
由(1)可知,bn−2=(34)n−1,所以cn=an4n−1(bn−2)=(2n−1)(13)n−1,
因为Tn=c1+c2+c3+⋯+cn,
所以Tn=1×(13)0+3×(13)1+5×(13)2+⋯+(2n−1)(13)n−1 ①,
13Tn=1×(13)1+3×(13)2+5×(13)3+⋯+(2n−1)(13)n②,
①−②,得:
23Tn=1+2×[(13)1+(13)2+(13)3+⋯+(13)n−1]−(2n−1)(13)n=1+2×13×(1−13n−1)1−13−(2n−1)×(13)n
=2−2(n+1)×(13)n,
所以Tn=3−n+13n−1.
【解析】(1)依题意,对原式进行化简,根据等比数列的定义证明即可;
(2)依题意,利用等差数列的通项公式,写出数列{an}的通项,再结合(1)中的结论,得出数列{bn}的通项,从而得到数列{cn}的通项,然后利用数列的错位相减法求和,即可求出数列{cn}的前n项和Tn.
本题考查等差数列和等比数列的定义、通项公式和求和公式,以及数列的错位相减法求和,考查转化思想和运算能力、推理能力,属于中档题.
21.【答案】解:(1)设等差数列{an}的公差为d.
由Sn≥S3,可知a3≤0,a4≥0,即a3≤0a4≥0,
即a1+2d≤0a1+3d≥0,
因为a2为整数,所以d=a2−a1=a2+5∈Z,
结合不等式组−5+2d≤0,−5+3d≥0.解得d=2,
所以an=a1+(n−1)d=2n−7.
(2)由(1)可知bn=(−1)nanan+1=(−1)n(2n−7)(2n−5),
当n为偶数时,Tn=4×[2×(2+4+6+…+n)−7×12n]=2n2+4n−14n=2n2−10n
又Tn≥tn2,即t≤2−10n对任意偶数都成立,所以t≤−3.
同理,当n为奇数时,Tn=2(n−1)2−10(n−1)−(2n−7)(2n−5)=−2n2+10n−23,
又Tn≥tn2,即t≤−2+10n−23n2对任意奇数都成立,易知当奇数n=1时.函数y=−2+10n−23n2取最小值−15,
故t≤−15.
综上,t≤−15.
【解析】(1)利用等差数列的性质,进一步求出数列的通项公式;
(2)利用分类讨论思想和恒成立问题的应用求出结果.
本题考查的知识要点:等差数列的性质,数列的通项公式的求法,数列的求和,主要考查学生的理解能力和计算能力,属于中档题.
22.【答案】解:(1)因为椭圆离心率e= 22,所以e2=a2−3a2=12,
解得a2=6,
所以椭圆方程为Γ:x26+y23=1;
(2)因为直线OP:y=k1x和直线OQ:y=k2x都与圆M相切,
所以|k1m−n| k12+1= 2,|k2m−n| k22+1= 2,即k1,k2是|km−n| k2+1= 2的两根,
将|km−n| k2+1= 2两边平方,可得(m2−2)⋅k2−2mnk+n2−2=0,
所以k1⋅k2=n2−2m2−2,
又因为点M(m,n)在Γ上,
所以点m2+2n2=6,即m2=6−2n2,
所以k1⋅k2=n2−2m2−2=n2−26−2n2−2=−12;
(3)设直线MR的方程为x=sy+t,
联立方程x=sy+tx2+2y2=6,消去x得(s2+2)y2+2sty+t2−6=0,
因为点M(m,n)在直线MR上,所以m=sn+t且n>0,
所以n=−2st+ 4s2t2−4(s2+2)(t2−6)2(s2+2)=−st+ −2t2+6s2+12s2+2,
整理得:n(s2+2)+st= −2t2+6s2+12①,
联立方程x=sy+tmx+2ny=0,可得(ms+2n)y=−mt,所以yR=−mtms+2n,
又因为|MR|= 6,
所以|MR|= 1+s2|n+mtms+2n|= 1+s2|mns+mt+2n2ms+2n|= 1+s2|m2+2n2ms+2n|,
因为点M(m,n)在Γ上所以m2+2n2=6,代入上式继续化简得 1+s2|6ms+2n|= 6,
所以 6⋅ 1+s2=|ms+2n|=|(sn+t)s+2n|=|n(s2+2)+ts|,
由①可知, 6⋅ 1+s2= −2t2+6s2+12,
所以解得t2=3,所以t1=− 3(此时点M(m,n)在第三象限,不合题意,舍去),t2= 3,
所以直线MR过定点( 3,0).
【解析】(1)由函数的离心率求得a,得出椭圆Γ的方程;
(2)因为直线OP和直线OQ都与圆M相切,得出k1,k2是方程|km−n| k2+1= 2的两根,根据根与系数关系得出结果;
(3)设直线MR的方程为x=sy+t,与椭圆方程联立消去x,得到关于y的方程,n是方程的根.MR方程与直线l方程联立,求出yR,由|MR|= 6,求出t为定值,得出结果.
本题主要考查了椭圆的标准方程,考查了直线与椭圆的位置关系,同时考查了学生的运算求解能力,属于中档题.
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