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【数学】安徽省定远重点中学2018-2019学年高二上学期第三次月考(文)(解析版) 试卷
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安徽省定远重点中学2018-2019学年
高二上学期第三次月考(文)
本试卷满分150分,考试时间120分钟。请在答题卷上作答。
第I卷 选择题 (共60分)
一、选择题(本大题共12题,每题5分,满分60分,每小题只有一个正确答案)
1.已知命题p:∃x0∈R,+1<2x0,命题q:若mx2-mx-1<0恒成立,则-4
A. “¬p”是假命题 B. “¬q”是真命题
C. “p∧q”为真命题 D. “p∨q”为真命题
2.已知p:≤0,q:4x+2x-m≤0,p是q的充分条件,则实数m的取值范围是( )
A. [6,+∞) B. (-∞,2+]
C. [2,+∞) D. (2+,+∞)
3.已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率是,过椭圆上一点M作直线MA,MB分别交椭圆于A,B两点,且斜率分别为k1,k2,若点A,B关于原点对称,则k1·k2的值为( )
A. B. - C. D. -
4.已知f=,则f′(x)等于( )
A. B. -
C. D. -
5.设双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线与直线x=分别交于A,B两点,F为该双曲线的右焦点.若60°<∠AFB<90°,则该双曲线的离心率的取值范围是( )
A. (1,) B. (,2) C. (1,2) D. (,+∞)
6.函数y=x-2sinx的图象大致是( )
7.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)(m>0)到其焦点的距离为5,双曲线G:-y2=1(a>0)的左顶点为A,若双曲线G的一条渐近线与直线AM平行,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
8.函数y=x2-lnx的单调减区间是( )
A. (0,1) B. (0,1)∪(-∞,-1)
C. (-∞,1) D. (-∞,+∞)
9.设直线x=t与函数f(x)=x2,g(x)=lnx的图象分别交于点M,N,则当|MN|达到最小时t的值为( )
A. 1 B.
C. D.
10.设f(x)=x(ax2+bx+c)(a≠0)在x=1和x=-1处均有极值,则下列点中一定在x轴上的是( )
A. (a,b) B. (a,c)
C. (b,c) D. (a+b,c)
11.已知抛物线y2=x,点A,B在该抛物线上且位于x轴的两侧,·=2(其中O为坐标原点),则△ABO与△AFO的面积之和的最小值是( )
A.2 B.3
C. D.
12.做一个圆柱形锅炉,容积为V,两个底面的材料每单位面积的价格为a元,侧面的材料每单位面积的价格为b元,当造价最低时,锅炉的底面直径与高的比为( )
A. B. C. D.
第II卷(非选择题 90分)
二、填空题(共4小题,每小题5分,共20分)
13.若命题“∀x∈R,ax2-ax-2≤0”是真命题,则实数a的取值范围是________.
14.如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是________.
15.已知F1,F2分别是双曲线x2-=1的左,右焦点,A是双曲线上在第一象限内的点,若|AF2|=2且∠F1AF2=45°.延长AF2交双曲线右支于点B,则△F1AB的面积等于________.
16.已知函数f(x)=(其中e为自然对数的底数,且e≈2.718).
若f(6-a2)>f(a),则实数a的取值范围是________.
三、解答题(共6小题,共70分)
17. (10分)命题p:已知“a-1
命题q:∀x∈(-1,+∞),x+>a恒成立,如果“p∨q”为真,“p∧q”为假,求实数a的取值范围.
18. (12分)设函数f(x)是定义在[-1,0)∪(0,1]上的偶函数,当x∈[-1,0)时,f(x)=x3-ax(a为实数).
(1)当x∈(0,1]时,求f(x)的解析式;
(2)若a>3,试判断f(x)在(0,1]上的单调性,并证明你的结论;
(3)是否存在a,使得x∈(0,1]时,f(x)有最大值1?
19. (12分)设函数f(x)=ax-,曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为7x-4y-12=0.
(1)求f(x)的解析式;
(2)证明:曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0和直线y=x所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.
20. (12分)已知椭圆+=1(a>b>0)上的点P到左,右两焦点F1,F2的距离之和为2,离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过右焦点F2的直线l交椭圆于A,B两点,若y轴上一点M(0,)满足|MA|=|MB|,求直线l的斜率k的值.
21. (12分)已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为,且过点P(4,-).
(1)求双曲线的方程;
(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证:·=0;
(3)求△F1MF2的面积.
22. (12分)已知抛物线C1:y2=4px(p>0),焦点为F2,其准线与x轴交于点F1.椭圆C2:分别以F1、F2为左、右焦点,其离心率e=,且抛物线C1和椭圆C2的一个交点记为M.
(1)当p=1时,求椭圆C2的标准方程;
(2)在(1)的条件下,若直线l经过椭圆C2的右焦点F2,且与抛物线C1相交于A,B两点,若弦长|AB|等于△MF1F2的周长,求直线l的方程.
参考答案
1.D
【解析】对于命题p:+1-2x0=(x0-1)2≥0,
即对任意的x∈R,都有x2+1≥2x,
因此命题p是假命题.
对于命题q,若mx2-mx-1<0恒成立,
则当m=0时,mx2-mx-1<0恒成立;
当m≠0时,由mx2-mx-1<0恒成立,
得
即-4
故命题q是真命题.
因此,“¬p”是真命题,“¬q”是假命题,
“p∧q”是假命题,“p∨q”是真命题,故选D.
2.A
【解析】 由≤0,得0
由4x+2x-m≤0,得4x+2x≤m.
因为4x+2x=(2x)2+2x=2-,
要使p是q的充分条件,
则当0
又当x=1时,4x+2x有最大值6,所以m≥6.故选A.
3.D
【解析】设点M(x,y),A(x1,y1),B(-x1,-y1),则y2=b2-,=b2-,
所以k1·k2=·==-=-1=e2-1=-,
即k1·k2的值为-.
4.D
【解析】令=t,则f(t)==,∴f(x)=,f′(x)=′=-.
5.B
【解析】双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线方程为y=±x,当x=时,y=±,
∴A(,),B(,-).
∵60°<∠AFB<90°,
∴<kFB<1,
∴<<1,
∴<<1,
∴<<1,
∴1<e2-1<3,
∴<e<2.
故选B.
6.C
【解析】因为y′=-2cosx,所以令y′=-2cosx>0,得cosx<,此时原函数是增函数;
令y′=-2cosx<0,得cosx>,此时原函数是减函数,结合余弦函数图象,可得选项C正确.
7.A
【解析】∵M(1,m)到抛物线y2=2px(p>0)的准线x=-的距离等于M到其焦点的距离5,
∴-=-4,∴p=8,
∴抛物线方程为y2=16x,
A(-a,0),∵m>0,∴M(1,4),
∵AM与渐近线y=x平行,∴kAM==,解得a=,
故选A.
8. A
【解析】∵y=x2-lnx的定义域为(0,+∞),∴y′=x-,令y′<0,即x-<0,解得:0
又∵x>0,∴0
9.D
【解析】由题意画出函数图象如图所示,由图可以看出|MN|=y=t2-lnt(t>0).
y′=2t-==.
当0
当t>时,y′>0,可知y在此区间内单调递增.
故当t=时,|MN|有最小值.
10.A
【解析】f′(x)=3ax2+2bx+c,由题意知-1,1是方程3ax2+2bx+c=0的两根,
由根与系数的关系知1-1=-,所以b=0,故选A.
11.B
【解析】 如图,可设A(m2,m),
B(n2,n),其中m>0,n<0,
则=(m2,m),=(n2,n),
·=m2n2+mn=2,
解得mn=1(舍)或mn=-2.
∴lAB:(m2-n2)(y-n)=(m-n)·(x-n2),
即(m+n)(y-n)=x-n2,
令y=0,
解得x=-mn=2,
∴C(2,0),点C为直线AB与x轴的交点.
S△AOB=S△AOC+S△BOC=×2×m+×2×(-n)=m-n,S△AOF=××m=m,则S△AOB+S△AOF=m-n+m=m-n=m+≥2=3,当且仅当m=,即m=时等号成立.故△ABO与△AFO的面积之和的最小值为3.
12.C
【解析】如图,设圆柱的底面半径为R,高为h,则V=πR2h.
设造价为y=2πR2a+2πRhb=2πaR2+2πRb·=2πaR2+,∴y′=4πaR-.
令y′=0,得=.
13.[-8,0]
【解析】当a=0时,不等式显然成立;当a≠0时,由题意知解得-8≤a<0.综上,实数a的取值范围是[-8,0].
14.
【解析】 由可得B,C.
又由F(c,0),得=,
=.
因为∠BFC=90°,所以·=0,
化简可得2a2=3c2,即e2==,
故e=.
15.4
【解析】由题意知a=1,根据双曲线定义|AF1|-|AF2|=2a,
所以|AF1|=4,|BF1|-|BF2|=2,所以|BF1|=2+|BF2|.
由图知|AB|=|AF2|+|BF2|=2+|BF2|,
所以|BA|=|BF1|,△ABF1为等腰三角形,又因为∠F1AF2=45°,所以∠ABF1=90°,则△ABF1为等腰直角三角形,
所以|AB|=|BF1|=2.所以=×2×2=4.
16.(-3,2)
【解析】∵f′(x)=当x≤e时,f′(x)=6-2x=2(3-x)>0,当x>e时,f′(x)=1-=>0,∴f(x)在R上单调递增.又f(6-a2)>f(a),∴6-a2>a,解之得-3 17.解 由不等式x2-6x<0,得0
∵命题p为真,
即“a-1
∴(等号不同时取得),即1≤a≤5.
若命题q为真,∵x>-1,∴x+1>0,
∴x+=(x+1)+-1≥2-1=
3,
∀x∈(-1,+∞),x+>a恒成立⇔3>a,
∵“p∨q”为真,“p∧q”为假,∴p,q一真一假,
当p真q假时,得3≤a≤5,
当p假q真时得a<1,
∴实数a的取值范围是(-∞,1)∪[3,5].
18.(1)f(x)=-x3+ax.
(2)f(x)在(0,1]上单调递增,证明见解析.(3)存在a=,使f(x)在(0,1]上有最大值1
【解析】(1)设x∈(0,1],则-x∈[-1,0).
∵f(x)为偶函数,
∴f(x)=f(-x)=-x3+ax,
即x∈(0,1]时,f(x)=-x3+ax.
(2)f(x)在(0,1]上单调递增,证明如下:
f′(x)=-3x2+a,x∈(0,1],
∴-3x2∈[-3,0).
又a>3,∴a-3x2>0,即f′(x)>0.
∴f(x)在(0,1]上单调递增.
(3)当a>3时,f(x)在(0,1]上单调递增,
∴f(x)max=f(1)=a-1=1.
∴a=2与a>3矛盾.
当0≤a≤3时,令f′(x)=a-3x2=0,
得x=或x=-(舍去).
x∈时,f′(x)>0,
∴f(x)在上单调递增.
x∈时,f′(x)<0,
∴f(x)在上单调递减.
又函数f(x)在x=处连续,
∴f(x)max=f=-3+a=1.
解得a=,
当a<0时,f′(x)=a-3x2<0,
∴f(x)在(0,1]上单调递减,f(x)在(0,1]上无最大值.
综上,存在a=,使f(x)在(0,1]上有最大值1.
19.(1)由7x-4y-12=0得y=x-3.
当x=2时,y=,∴f(2)=,①
又f′(x)=a+,∴f′(2)=,②
由①,②得解之得.
故f(x)=x-.
(2)证明 设P(x0,y0)为曲线上任一点,由y′=1+知
曲线在点P(x0,y0)处的切线方程为
y-y0=(1+)(x-x0),
即y-(x0-)=(1+)(x-x0).
令x=0得y=-,从而得切线与直线x=0的交点坐标为(0,-).
令y=x得y=x=2x0,从而得切线与直线y=x的交点坐标为(2x0,2x0).
所以点P(x0,y0)处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形面积为|-||2x0|=6.
故曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形的面积为定值,此定值为6.
20.解 (1)由题意知,|PF1|+|PF2|=2a=2,
所以a=.
又因为e==,
所以c=×=1,
所以b2=a2-c2=2-1=1,
所以椭圆的标准方程为+y2=1.
(2)已知F2(1,0),直线斜率显然存在,
设直线的方程为y=k(x-1),
A(x1,y1),B(x2,y2),
联立直线与椭圆的方程得
化简得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0,
所以x1+x2=,
y1+y2=k(x1+x2)-2k=.
所以AB的中点坐标为(,).
①当k≠0时,AB的中垂线方程为y-=-(x-),
因为|MA|=|MB|,
所以点M在AB的中垂线上,
将点M的坐标代入直线方程得,
+=,
即2k2-7k+=0,
解得k=或k=;
②当k=0时,AB的中垂线方程为x=0,满足题意.
所以斜率k的取值为0,或.
21.(1)解 因为e=,
所以可设双曲线方程为x2-y2=λ(λ≠0).
因为双曲线过点P(4,-),所以16-10=λ,即λ=6.
所以双曲线方程为x2-y2=6.
(2)证明 由(1)可知,双曲线中a=b=,
所以c=2,所以F1(-2,0),F2(2,0),
所以=,=,
所以·==-.
因为点M(3,m)在双曲线上,
所以9-m2=6,得m2=3.
故·=-1,所以MF1⊥MF2,
所以·=0.
(3)解 △F1MF2的底边|F1F2|=4,底边F1F2上的高h=|m|=,
所以=6.
22.(1)+=1.
(2)①若直线l的斜率不存在,则l:x=1,且A(1,2),B(1,-2),
∴|AB|=4,又∵△MF1F2的周长等于|MF1|+|MF2|+|F1F2|=2a+2c=6≠|AB|.
∴直线l的斜率必存在.
②设直线l的斜率为k,则l:y=k(x-1),由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
∵直线l与抛物线C1有两个交点A,B,
∴Δ=[-(2k2+4)]2-4k4=16k2+16>0,且k≠0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则可得x1+x2=,x1x2=1,
于是|AB|=|x1-x2|
=
=
==,
∵△MF1F2的周长等于|MF1|+|MF2|+|F1F2|=2a+2c=6,
∴由=6,解得k=±.
故所求直线l的方程为y=±(x-1).
高二上学期第三次月考(文)
本试卷满分150分,考试时间120分钟。请在答题卷上作答。
第I卷 选择题 (共60分)
一、选择题(本大题共12题,每题5分,满分60分,每小题只有一个正确答案)
1.已知命题p:∃x0∈R,+1<2x0,命题q:若mx2-mx-1<0恒成立,则-4
C. “p∧q”为真命题 D. “p∨q”为真命题
2.已知p:≤0,q:4x+2x-m≤0,p是q的充分条件,则实数m的取值范围是( )
A. [6,+∞) B. (-∞,2+]
C. [2,+∞) D. (2+,+∞)
3.已知椭圆+=1(a>b>0)的离心率是,过椭圆上一点M作直线MA,MB分别交椭圆于A,B两点,且斜率分别为k1,k2,若点A,B关于原点对称,则k1·k2的值为( )
A. B. - C. D. -
4.已知f=,则f′(x)等于( )
A. B. -
C. D. -
5.设双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线与直线x=分别交于A,B两点,F为该双曲线的右焦点.若60°<∠AFB<90°,则该双曲线的离心率的取值范围是( )
A. (1,) B. (,2) C. (1,2) D. (,+∞)
6.函数y=x-2sinx的图象大致是( )
7.已知抛物线y2=2px(p>0)上一点M(1,m)(m>0)到其焦点的距离为5,双曲线G:-y2=1(a>0)的左顶点为A,若双曲线G的一条渐近线与直线AM平行,则实数a的值为( )
A. B. C. D.
8.函数y=x2-lnx的单调减区间是( )
A. (0,1) B. (0,1)∪(-∞,-1)
C. (-∞,1) D. (-∞,+∞)
9.设直线x=t与函数f(x)=x2,g(x)=lnx的图象分别交于点M,N,则当|MN|达到最小时t的值为( )
A. 1 B.
C. D.
10.设f(x)=x(ax2+bx+c)(a≠0)在x=1和x=-1处均有极值,则下列点中一定在x轴上的是( )
A. (a,b) B. (a,c)
C. (b,c) D. (a+b,c)
11.已知抛物线y2=x,点A,B在该抛物线上且位于x轴的两侧,·=2(其中O为坐标原点),则△ABO与△AFO的面积之和的最小值是( )
A.2 B.3
C. D.
12.做一个圆柱形锅炉,容积为V,两个底面的材料每单位面积的价格为a元,侧面的材料每单位面积的价格为b元,当造价最低时,锅炉的底面直径与高的比为( )
A. B. C. D.
第II卷(非选择题 90分)
二、填空题(共4小题,每小题5分,共20分)
13.若命题“∀x∈R,ax2-ax-2≤0”是真命题,则实数a的取值范围是________.
14.如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是________.
15.已知F1,F2分别是双曲线x2-=1的左,右焦点,A是双曲线上在第一象限内的点,若|AF2|=2且∠F1AF2=45°.延长AF2交双曲线右支于点B,则△F1AB的面积等于________.
16.已知函数f(x)=(其中e为自然对数的底数,且e≈2.718).
若f(6-a2)>f(a),则实数a的取值范围是________.
三、解答题(共6小题,共70分)
17. (10分)命题p:已知“a-1
18. (12分)设函数f(x)是定义在[-1,0)∪(0,1]上的偶函数,当x∈[-1,0)时,f(x)=x3-ax(a为实数).
(1)当x∈(0,1]时,求f(x)的解析式;
(2)若a>3,试判断f(x)在(0,1]上的单调性,并证明你的结论;
(3)是否存在a,使得x∈(0,1]时,f(x)有最大值1?
19. (12分)设函数f(x)=ax-,曲线y=f(x)在点(2,f(2))处的切线方程为7x-4y-12=0.
(1)求f(x)的解析式;
(2)证明:曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0和直线y=x所围成的三角形的面积为定值,并求此定值.
20. (12分)已知椭圆+=1(a>b>0)上的点P到左,右两焦点F1,F2的距离之和为2,离心率为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)过右焦点F2的直线l交椭圆于A,B两点,若y轴上一点M(0,)满足|MA|=|MB|,求直线l的斜率k的值.
21. (12分)已知双曲线的中心在原点,焦点F1,F2在坐标轴上,离心率为,且过点P(4,-).
(1)求双曲线的方程;
(2)若点M(3,m)在双曲线上,求证:·=0;
(3)求△F1MF2的面积.
22. (12分)已知抛物线C1:y2=4px(p>0),焦点为F2,其准线与x轴交于点F1.椭圆C2:分别以F1、F2为左、右焦点,其离心率e=,且抛物线C1和椭圆C2的一个交点记为M.
(1)当p=1时,求椭圆C2的标准方程;
(2)在(1)的条件下,若直线l经过椭圆C2的右焦点F2,且与抛物线C1相交于A,B两点,若弦长|AB|等于△MF1F2的周长,求直线l的方程.
参考答案
1.D
【解析】对于命题p:+1-2x0=(x0-1)2≥0,
即对任意的x∈R,都有x2+1≥2x,
因此命题p是假命题.
对于命题q,若mx2-mx-1<0恒成立,
则当m=0时,mx2-mx-1<0恒成立;
当m≠0时,由mx2-mx-1<0恒成立,
得
即-4
因此,“¬p”是真命题,“¬q”是假命题,
“p∧q”是假命题,“p∨q”是真命题,故选D.
2.A
【解析】 由≤0,得0
因为4x+2x=(2x)2+2x=2-,
要使p是q的充分条件,
则当0
3.D
【解析】设点M(x,y),A(x1,y1),B(-x1,-y1),则y2=b2-,=b2-,
所以k1·k2=·==-=-1=e2-1=-,
即k1·k2的值为-.
4.D
【解析】令=t,则f(t)==,∴f(x)=,f′(x)=′=-.
5.B
【解析】双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线方程为y=±x,当x=时,y=±,
∴A(,),B(,-).
∵60°<∠AFB<90°,
∴<kFB<1,
∴<<1,
∴<<1,
∴<<1,
∴1<e2-1<3,
∴<e<2.
故选B.
6.C
【解析】因为y′=-2cosx,所以令y′=-2cosx>0,得cosx<,此时原函数是增函数;
令y′=-2cosx<0,得cosx>,此时原函数是减函数,结合余弦函数图象,可得选项C正确.
7.A
【解析】∵M(1,m)到抛物线y2=2px(p>0)的准线x=-的距离等于M到其焦点的距离5,
∴-=-4,∴p=8,
∴抛物线方程为y2=16x,
A(-a,0),∵m>0,∴M(1,4),
∵AM与渐近线y=x平行,∴kAM==,解得a=,
故选A.
8. A
【解析】∵y=x2-lnx的定义域为(0,+∞),∴y′=x-,令y′<0,即x-<0,解得:0
【解析】由题意画出函数图象如图所示,由图可以看出|MN|=y=t2-lnt(t>0).
y′=2t-==.
当0
故当t=时,|MN|有最小值.
10.A
【解析】f′(x)=3ax2+2bx+c,由题意知-1,1是方程3ax2+2bx+c=0的两根,
由根与系数的关系知1-1=-,所以b=0,故选A.
11.B
【解析】 如图,可设A(m2,m),
B(n2,n),其中m>0,n<0,
则=(m2,m),=(n2,n),
·=m2n2+mn=2,
解得mn=1(舍)或mn=-2.
∴lAB:(m2-n2)(y-n)=(m-n)·(x-n2),
即(m+n)(y-n)=x-n2,
令y=0,
解得x=-mn=2,
∴C(2,0),点C为直线AB与x轴的交点.
S△AOB=S△AOC+S△BOC=×2×m+×2×(-n)=m-n,S△AOF=××m=m,则S△AOB+S△AOF=m-n+m=m-n=m+≥2=3,当且仅当m=,即m=时等号成立.故△ABO与△AFO的面积之和的最小值为3.
12.C
【解析】如图,设圆柱的底面半径为R,高为h,则V=πR2h.
设造价为y=2πR2a+2πRhb=2πaR2+2πRb·=2πaR2+,∴y′=4πaR-.
令y′=0,得=.
13.[-8,0]
【解析】当a=0时,不等式显然成立;当a≠0时,由题意知解得-8≤a<0.综上,实数a的取值范围是[-8,0].
14.
【解析】 由可得B,C.
又由F(c,0),得=,
=.
因为∠BFC=90°,所以·=0,
化简可得2a2=3c2,即e2==,
故e=.
15.4
【解析】由题意知a=1,根据双曲线定义|AF1|-|AF2|=2a,
所以|AF1|=4,|BF1|-|BF2|=2,所以|BF1|=2+|BF2|.
由图知|AB|=|AF2|+|BF2|=2+|BF2|,
所以|BA|=|BF1|,△ABF1为等腰三角形,又因为∠F1AF2=45°,所以∠ABF1=90°,则△ABF1为等腰直角三角形,
所以|AB|=|BF1|=2.所以=×2×2=4.
16.(-3,2)
【解析】∵f′(x)=当x≤e时,f′(x)=6-2x=2(3-x)>0,当x>e时,f′(x)=1-=>0,∴f(x)在R上单调递增.又f(6-a2)>f(a),∴6-a2>a,解之得-3 17.解 由不等式x2-6x<0,得0
即“a-1
若命题q为真,∵x>-1,∴x+1>0,
∴x+=(x+1)+-1≥2-1=
3,
∀x∈(-1,+∞),x+>a恒成立⇔3>a,
∵“p∨q”为真,“p∧q”为假,∴p,q一真一假,
当p真q假时,得3≤a≤5,
当p假q真时得a<1,
∴实数a的取值范围是(-∞,1)∪[3,5].
18.(1)f(x)=-x3+ax.
(2)f(x)在(0,1]上单调递增,证明见解析.(3)存在a=,使f(x)在(0,1]上有最大值1
【解析】(1)设x∈(0,1],则-x∈[-1,0).
∵f(x)为偶函数,
∴f(x)=f(-x)=-x3+ax,
即x∈(0,1]时,f(x)=-x3+ax.
(2)f(x)在(0,1]上单调递增,证明如下:
f′(x)=-3x2+a,x∈(0,1],
∴-3x2∈[-3,0).
又a>3,∴a-3x2>0,即f′(x)>0.
∴f(x)在(0,1]上单调递增.
(3)当a>3时,f(x)在(0,1]上单调递增,
∴f(x)max=f(1)=a-1=1.
∴a=2与a>3矛盾.
当0≤a≤3时,令f′(x)=a-3x2=0,
得x=或x=-(舍去).
x∈时,f′(x)>0,
∴f(x)在上单调递增.
x∈时,f′(x)<0,
∴f(x)在上单调递减.
又函数f(x)在x=处连续,
∴f(x)max=f=-3+a=1.
解得a=,
当a<0时,f′(x)=a-3x2<0,
∴f(x)在(0,1]上单调递减,f(x)在(0,1]上无最大值.
综上,存在a=,使f(x)在(0,1]上有最大值1.
19.(1)由7x-4y-12=0得y=x-3.
当x=2时,y=,∴f(2)=,①
又f′(x)=a+,∴f′(2)=,②
由①,②得解之得.
故f(x)=x-.
(2)证明 设P(x0,y0)为曲线上任一点,由y′=1+知
曲线在点P(x0,y0)处的切线方程为
y-y0=(1+)(x-x0),
即y-(x0-)=(1+)(x-x0).
令x=0得y=-,从而得切线与直线x=0的交点坐标为(0,-).
令y=x得y=x=2x0,从而得切线与直线y=x的交点坐标为(2x0,2x0).
所以点P(x0,y0)处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形面积为|-||2x0|=6.
故曲线y=f(x)上任一点处的切线与直线x=0,y=x所围成的三角形的面积为定值,此定值为6.
20.解 (1)由题意知,|PF1|+|PF2|=2a=2,
所以a=.
又因为e==,
所以c=×=1,
所以b2=a2-c2=2-1=1,
所以椭圆的标准方程为+y2=1.
(2)已知F2(1,0),直线斜率显然存在,
设直线的方程为y=k(x-1),
A(x1,y1),B(x2,y2),
联立直线与椭圆的方程得
化简得(1+2k2)x2-4k2x+2k2-2=0,
所以x1+x2=,
y1+y2=k(x1+x2)-2k=.
所以AB的中点坐标为(,).
①当k≠0时,AB的中垂线方程为y-=-(x-),
因为|MA|=|MB|,
所以点M在AB的中垂线上,
将点M的坐标代入直线方程得,
+=,
即2k2-7k+=0,
解得k=或k=;
②当k=0时,AB的中垂线方程为x=0,满足题意.
所以斜率k的取值为0,或.
21.(1)解 因为e=,
所以可设双曲线方程为x2-y2=λ(λ≠0).
因为双曲线过点P(4,-),所以16-10=λ,即λ=6.
所以双曲线方程为x2-y2=6.
(2)证明 由(1)可知,双曲线中a=b=,
所以c=2,所以F1(-2,0),F2(2,0),
所以=,=,
所以·==-.
因为点M(3,m)在双曲线上,
所以9-m2=6,得m2=3.
故·=-1,所以MF1⊥MF2,
所以·=0.
(3)解 △F1MF2的底边|F1F2|=4,底边F1F2上的高h=|m|=,
所以=6.
22.(1)+=1.
(2)①若直线l的斜率不存在,则l:x=1,且A(1,2),B(1,-2),
∴|AB|=4,又∵△MF1F2的周长等于|MF1|+|MF2|+|F1F2|=2a+2c=6≠|AB|.
∴直线l的斜率必存在.
②设直线l的斜率为k,则l:y=k(x-1),由得k2x2-(2k2+4)x+k2=0,
∵直线l与抛物线C1有两个交点A,B,
∴Δ=[-(2k2+4)]2-4k4=16k2+16>0,且k≠0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则可得x1+x2=,x1x2=1,
于是|AB|=|x1-x2|
=
=
==,
∵△MF1F2的周长等于|MF1|+|MF2|+|F1F2|=2a+2c=6,
∴由=6,解得k=±.
故所求直线l的方程为y=±(x-1).
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