上海市高考数学模拟试卷与解析
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一、填空(本大题共54分,1-6每题4分,7-12每题5分)
1.关于x,y的二元一次方程的增广矩阵为.若Dx=5,则实数m= .
2.我国古代数学名著《九章算术》有“米谷粒分”题:粮仓开仓收粮,有人送来1524石,验得米内夹谷,抽样取米一把,数得254粒内夹谷28粒,则这批米内夹谷约为 石.
3.已知复数z1=1+i,|z2|=3,z1z2是正实数,则复数z2= .
4.在的二项式展开式中,x3的系数是,则实数a= .
5.在Rt△ABC中,A=90°,AB=1,AC=2,D是斜边BC上一点,且BD=2DC,则•(+)= .
6.已知集合A={x|},集合B={x|(x﹣a)(x﹣b)<0},若“a=﹣3”是“A∩B≠∅”的充分条件,则实数b的取值范围是 .
7.已知M是球O半径OP的中点,过M做垂直于OP的平面,截球面得圆O1,则以圆O1为大圆的球与球O的体积比是 .
8.从集合{,,2,3}中任取一个数记做a,从集合{﹣2,﹣1,1,2}中任取一个数记做b,则函数y=ax+b的图象经过第三象限的概率是 .
9.已知m>0,n>0,若直线(m+1)x+(n+1)y﹣2=0与圆(x﹣1)2+(y﹣1)2=1相切,则m+n的取值范围是 .
10.如图,在地上有同样大小的5块积木,一堆2个,一堆3个,要把积木一块一块的全部放到某个盒子里,每次只能取出其中一堆最上面的一块,则不同的取法有 种(用数字作答).
11.定义Hn=为数列{an}的均值,已知数列{bn}的均值,记数列{bn﹣kn}的前n项和是Sn,若Sn≤S3对于任意的正整数n恒成立,则实数k的取值范围是 .
12.已知函数f(x)=|x﹣a|+m|x+a|(0<m<1,m,a∈R),若对于任意的实数x不等式f(x)≥2恒成立时,实数a的取值范围是{a|a≤﹣5或a≥5},则所有满足条件的m的组成的集合是 .
二、选择题(本大题满分20分,每题5分)
13.已知两点O(0,0),Q(a,b),点P1是线段OQ的中点,点P2是线段QP1的中点,P3是线段P1P2的中点,┅,Pn+2是线段PnPn+1的中点,则点Pn的极限位置应是( )
A.(,) B.() C.() D.()
14.已知函数f(x)=sin(ωx﹣)+(ω>0),且f(a)=﹣,f(β)=,若|α﹣β|的最小值为,则函数的单调递增区间为( )
A.[﹣+2kπ,π+2kπ],k∈Z B.[﹣+3kπ,π+3kπ],k∈Z
C.[π+2kπ, +2kπ],k∈Z D.[π+3kπ, +3kπ],k∈Z
15.已知m、n是两条不同的直线,α、β、γ是三个不同的平面,下列命题中正确的是( )
A.若α⊥β,β⊥γ,则α∥γ
B.若m⊊α,n⊊β,m∥n,则α∥β
C.若m,n是异面直线,m⊊α,m∥β,n⊊β,n∥α,则α∥β
D.平面α内有不共线的三点到平面β的距离相等,则α∥β
16.若点P是△ABC的外心,且++λ=,∠C=120°,则实数λ的值为( )
A. B.﹣ C.﹣1 D.1
三、解答题(本大题满分76分)
17.如图所示为一名曰“堑堵”的几何体,已知AE⊥底面BCFE,DF∥AE,DF=AE=1,CE=,四边形ABCD是正方形.
(1)《九章算术》中将四个面都是直角三角形的四面体称为鳖臑,判断四面体EABC是否为鳖臑,若是,写出其每一个面的直角,并证明;若不是,请说明理由.
(2)求四面体EABC的体积.
18.一栋高楼上安放了一块高约10米的LED广告屏,一测量爱好者在与高楼底部同一水平线上的C处测得广告屏顶端A处的仰角为31.80°.再向大楼前进20米到D处,测得广告屏顶端A处的仰角为37.38°(人的高度忽略不计).
(1)求大楼的高度(从地面到广告屏顶端)(精确到1米);
(2)若大楼的前方是一片公园空地,空地上可以安放一些长椅,为使坐在其中一个长椅上观看广告屏最清晰(长椅的高度忽略不计),长椅需安置在距大楼底部E处多远?已知视角∠AMB(M为观测者的位置,B为广告屏底部)越大,观看得越清晰.
19.已知双曲线C经过点(2,3),它的渐近线方程为y=±x,椭圆C1与双曲线C有相同的焦点,椭圆C1的短轴长与双曲线C的实轴长相等.
(1)求双曲线C和椭圆C1的方程;
(2)经过椭圆C1左焦点F的直线l与椭圆C1交于A、B两点,是否存在定点D,使得无论AB怎样运动,都有∠ADF=∠BDF;若存在,求出D点坐标;若不存在,请说明理由.
20.已知函数F(x)=ex满足F(x)=g(x)+h(x),且g(x),h(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数.
(1)求函数h(x)的反函数;
(2)已知φ(x)=g(x﹣1),若函数φ(x)在[﹣1,3]上满足φ(2a+1>φ(﹣),求实数a的取值范围;
(3)若对于任意x∈(0,2]不等式g(2x)﹣ah(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围.
21.若存在常数k(k∈N*,k≥2)、d、t(d,t∈R),使得无穷数列{an}满足an+1=,则称数列{an}为“段差比数列”,其中常数k、d、t分别叫做段长、段差、段比,设数列{bn}为“段差比数列”.
(1)已知{bn}的首项、段长、段差、段比分别为1、2、d、t,若{bn}是等比数列,求d、t的值;
(2)已知{bn}的首项、段长、段差、段比分别为1、3、3、1,其前3n项和为S3n,若不等式对n∈N*恒成立,求实数λ的取值范围;
(3)是否存在首项为b,段差为d(d≠0)的“段差比数列”{bn},对任意正整数n都有bn+6=bn.若存在,写出所有满足条件的{bn}的段长k和段比t组成的有序数组(k,t);若不存在,说明理由.
上海市高考数学模拟试卷试题解析
一、填空(本大题共54分,1-6每题4分,7-12每题5分)
1.关于x,y的二元一次方程的增广矩阵为.若Dx=5,则实数m= ﹣2 .
【考点】矩阵变换的性质.
【分析】由题意,Dx==5,即可求出m的值.
【解答】解:由题意,Dx==5,∴m=﹣2,
故答案为﹣2.
2.我国古代数学名著《九章算术》有“米谷粒分”题:粮仓开仓收粮,有人送来1524石,验得米内夹谷,抽样取米一把,数得254粒内夹谷28粒,则这批米内夹谷约为 168 石.
【考点】简单随机抽样.
【分析】根据254粒内夹谷28粒,可得比例,即可得出结论.
【解答】解:由题意,这批米内夹谷约为1524×≈168石,
故答案为:168.
3.已知复数z1=1+i,|z2|=3,z1z2是正实数,则复数z2= z2= .
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】设复数z2=a+bi(a,b∈R),求出z1z2,再根据已知条件列出方程组,求解即可得答案.
【解答】解:设复数z2=a+bi(a,b∈R),
z1z2=,
∵|z2|=3,z1z2是正实数,
∴,解得:.
则复数z2=.
故答案为:z2=.
4.在的二项式展开式中,x3的系数是,则实数a= 4 .
【考点】二项式系数的性质.
【分析】利用二项式展开式的通项公式即可得出.
【解答】解:在的二项式展开式中,通项公式Tr+1==,
令﹣9=3,解得r=8.
∴=,解得a=4.
故答案为:4.
5.在Rt△ABC中,A=90°,AB=1,AC=2,D是斜边BC上一点,且BD=2DC,则•(+)= 3 .
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】由题意画出图形,把转化为含有的式子求解.
【解答】解:如图,
∵BD=2DC,
∴=.
∴•(+)===.
故答案为:3.
6.已知集合A={x|},集合B={x|(x﹣a)(x﹣b)<0},若“a=﹣3”是“A∩B≠∅”的充分条件,则实数b的取值范围是 b>﹣1 .
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】分别求出关于A、B的不等式,通过A∩B≠∅”,求出b的范围即可.
【解答】解:A={x|}={x|x>﹣1},
B={x|(x﹣a)(x﹣b)<0}=(﹣3,b)或(b,﹣3),
由“A∩B≠∅”,得b>﹣1,
故答案为:b>﹣1.
7.已知M是球O半径OP的中点,过M做垂直于OP的平面,截球面得圆O1,则以圆O1为大圆的球与球O的体积比是 .
【考点】球的体积和表面积.
【分析】由题意,设出圆M的半径,球的半径,二者与OM构成直角三角形,求出半径关系,然后可求以圆O1为大圆的球与球O的体积比.
【解答】解:由题意,设出圆M的半径r,球的半径R,
由勾股定理得R2=r2+()2,r=R.
∴以圆O1为大圆的球与球O的体积比是.
故答案为:.
8.从集合{,,2,3}中任取一个数记做a,从集合{﹣2,﹣1,1,2}中任取一个数记做b,则函数y=ax+b的图象经过第三象限的概率是 .
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率.
【分析】先求出基本事件(a,b)的个数n=4×4=16,再利用列举法求出函数y=ax+b的图象经过第三象限的情况,由此能求出函数y=ax+b的图象经过第三象限的概率.
【解答】解:从集合{,,2,3}中任取一个数记做a,从集合{﹣2,﹣1,1,2}中任取一个数记做b,
基本事件(a,b)的个数n=4×4=16,
∵函数y=ax+b的图象经过第三象限有:
①当a=3、b=﹣1时,②当a=3、b=﹣2时,③当a=4、b=﹣1时,
④当a=4、b=﹣2时,⑤当a=,b=﹣2 时,⑥当a=,b=﹣2 时,共6种情况,
∴函数y=ax+b的图象经过第三象限的概率是p=.
故答案为:.
9.已知m>0,n>0,若直线(m+1)x+(n+1)y﹣2=0与圆(x﹣1)2+(y﹣1)2=1相切,则m+n的取值范围是 [2+2,+∞) .
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】由圆的标准方程找出圆心坐标和半径r,由直线与圆相切时,圆心到直线的距离等于圆的半径,利用点到直线的距离公式列出关系式,整理后利用基本不等式变形,设m+n=x,得到关于x的不等式,求出不等式的解集得到x的范围,即为m+n的范围.
【解答】解:由圆的方程(x﹣1)2+(y﹣1)2=1,得到圆心坐标为(1,1),半径r=1,
∵直线(m+1)x+(n+1)y﹣2=0与圆相切,
∴圆心到直线的距离d==1,
整理得:m+n+1=mn≤()2,
设m+n=x(x>0),则有x+1≤,即x2﹣4x﹣4≥0,
解得:x≥2+2,
则m+n的取值范围为[2+2,+∞).
故答案为[2+2,+∞).
10.如图,在地上有同样大小的5块积木,一堆2个,一堆3个,要把积木一块一块的全部放到某个盒子里,每次只能取出其中一堆最上面的一块,则不同的取法有 10 种(用数字作答).
【考点】排列、组合的实际应用.
【分析】根据题意,假设左边的积木从上至下依次为1、2、3,右边的积木从上至下依次为4、5,分析可得必须先取1或4,据此分2种情况讨论,分别列举2种情况下的取法数目,由分类计数原理计算可得答案.
【解答】解:根据题意,假设左边的积木从上至下依次为1、2、3,右边的积木从上至下依次为4、5,
分2种情况讨论:
若先取1,有12345、12453、12435、14235、14253、14523,共6种取法;
若先取4,有45123、41523、41253、41235,共4种取法;
则一共有6+4=10中不同的取法;
故答案为:10.
11.定义Hn=为数列{an}的均值,已知数列{bn}的均值,记数列{bn﹣kn}的前n项和是Sn,若Sn≤S3对于任意的正整数n恒成立,则实数k的取值范围是 [,] .
【考点】数列的求和.
【分析】由题意,b1+2b2+…+2n﹣1bn=n•2n+1,b1+2b2+…+2n﹣2bn﹣1=(n﹣1)•2n,从而求出bn=2(n+1),可得数列{bn﹣kn}为等差数列,从而将Sn≤S5对任意的n(n∈N*)恒成立化为b5≥0,b6≤0;从而求解.
【解答】解:由题意,
Hn==2n+1,
则b1+2b2+…+2n﹣1bn=n•2n+1,
b1+2b2+…+2n﹣2bn﹣1=(n﹣1)•2n,
则2n﹣1bn=n•2n+1﹣(n﹣1)•2n
=(n+1)•2n,
则bn=2(n+1),
对b1也成立,
故bn=2(n+1),
则bn﹣kn=(2﹣k)n+2,
则数列{bn﹣kn}为等差数列,
故Sn≤S5对任意的n(n∈N*)恒成立可化为:
b5≥0,b6≤0;
即,
解得,≤k≤,
故答案为:[,].
12.已知函数f(x)=|x﹣a|+m|x+a|(0<m<1,m,a∈R),若对于任意的实数x不等式f(x)≥2恒成立时,实数a的取值范围是{a|a≤﹣5或a≥5},则所有满足条件的m的组成的集合是 {} .
【考点】绝对值三角不等式.
【分析】根据绝对值的性质得到2m|a|≥2,解出a,得到关于m的方程,解出即可.
【解答】解:f(x)=|x﹣a|+m|x+a|=m(|x﹣a|+|x+a|)+(1﹣m)|x﹣a|≥2m|a|+(1﹣m)|x﹣a|≥2m|a|≥2,
解得:a≤﹣或a≥,
∵数a的取值范围是{a|a≤﹣5或a≥5},
故=5,解得:m=,
∴实数m的集合是{}.
故答案为{}.
二、选择题(本大题满分20分,每题5分)
13.已知两点O(0,0),Q(a,b),点P1是线段OQ的中点,点P2是线段QP1的中点,P3是线段P1P2的中点,┅,Pn+2是线段PnPn+1的中点,则点Pn的极限位置应是( )
A.(,) B.() C.() D.()
【考点】中点坐标公式;极限及其运算.
【分析】由中点坐标公式求得部分中点的坐标,再寻求规律,求极限得之.
【解答】解:∵点Pn的位置应是(
∴点Pn的极限位置应是().
故答案选C.
14.已知函数f(x)=sin(ωx﹣)+(ω>0),且f(a)=﹣,f(β)=,若|α﹣β|的最小值为,则函数的单调递增区间为( )
A.[﹣+2kπ,π+2kπ],k∈Z B.[﹣+3kπ,π+3kπ],k∈Z
C.[π+2kπ, +2kπ],k∈Z D.[π+3kπ, +3kπ],k∈Z
【考点】正弦函数的图象.
【分析】根据f(a)=﹣,f(β)=求出α、β的值,再根据|α﹣β|的最小值求出ω的值,
写出f(x)的解析式,从而求出f(x)的单调增区间.
【解答】解:函数f(x)=sin(ωx﹣)+(ω>0),且f(a)=﹣,f(β)=,
∴f(α)=sin(ωα﹣)+=﹣,可得ωα﹣=2k1π﹣,k1∈Z,
解得:α=,k1∈Z;
f(β)=sin(ωβ﹣)+=,可得ωβ﹣=k2π,k2∈Z,
解得:β=,k2∈Z;
∵|α﹣β|的最小值为,
∴|α﹣β|=||=|2k1﹣k2﹣|≥,k1∈Z,k2∈Z,
可解得:ω≤|2k1﹣k2﹣|,k1∈Z,k2∈Z,
取k1=1.k2=2,可得ω=;
∴f(x)=sin(x﹣)+,
由2kπ﹣≤x﹣≤2kπ+,k∈Z,
解得3kπ﹣≤x≤3kπ+π,k∈Z;
∴函数f(x)的单调递增区间为:[3kπ﹣,3kπ+π],k∈Z.
故选:B.
15.已知m、n是两条不同的直线,α、β、γ是三个不同的平面,下列命题中正确的是( )
A.若α⊥β,β⊥γ,则α∥γ
B.若m⊊α,n⊊β,m∥n,则α∥β
C.若m,n是异面直线,m⊊α,m∥β,n⊊β,n∥α,则α∥β
D.平面α内有不共线的三点到平面β的距离相等,则α∥β
【考点】空间中直线与平面之间的位置关系.
【分析】在A中,α与γ相交或平行;在B中,α与β相交或平行;在C中,由面面平行的判定定理得α∥β;在D中,α与β相交或平行.
【解答】解:由m、n是两条不同的直线,α、β、γ是三个不同的平面,知:
在A中,若α⊥β,β⊥γ,则α与γ相交或平行,故A错误;
在B中,若m⊊α,n⊊β,m∥n,则α与β相交或平行,故B错误;
在C中,若m,n是异面直线,m⊊α,m∥β,n⊊β,n∥α,则由面面平行的判定定理得α∥β,故C正确;
在D中,平面α内有不共线的三点到平面β的距离相等,则α与β相交或平行,故D错误.
故选:C.
16.若点P是△ABC的外心,且++λ=,∠C=120°,则实数λ的值为( )
A. B.﹣ C.﹣1 D.1
【考点】向量的线性运算性质及几何意义.
【分析】如图所示,利用点P是△ABC的外心,∠C=120°,可得||=||=||=R,∠APB=120°.由于++λ=,可得+=﹣λ.两边做数量积可得(+)2=λ22,展开相比较即可得出λ.
【解答】解:如图所示,
∵++λ=,
∴+=﹣λ.,
∴(+)2=λ22,展开为2+2+2||||cos∠APB=λ2||2.
∵点P是△ABC的外心,∠C=120°,∴||=||=||=R,∠APB=120°.
∴2R2﹣R2=λ2R2,化为λ2=1.
∵++λ=,∴λ=﹣1.
故选:C.
三、解答题(本大题满分76分)
17.如图所示为一名曰“堑堵”的几何体,已知AE⊥底面BCFE,DF∥AE,DF=AE=1,CE=,四边形ABCD是正方形.
(1)《九章算术》中将四个面都是直角三角形的四面体称为鳖臑,判断四面体EABC是否为鳖臑,若是,写出其每一个面的直角,并证明;若不是,请说明理由.
(2)求四面体EABC的体积.
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面垂直的性质.
【分析】(1)推导出AE⊥EC,AE⊥EB,AE⊥BC,从而BC⊥AB,再上BC⊥面ABE,知BC⊥BE,从而得到四面体EABC是鳖臑.
(2)AE是三棱锥A﹣BCE的高,求出正方形ABCD的边长,由此能求出四面体EABC的体积.
【解答】解:(1)∵AE⊥底面BCFE,EC,EB,BC都在底面BCFE上,
∴AE⊥EC,AE⊥EB,AE⊥BC,
∵四边形ABCD是正方形有,∴BC⊥AB,
∴BC⊥面ABE,又BE⊂面ABE,∴BC⊥BE,
∴四面体EABC是鳖臑.
(2)由(1)得AE是三棱锥A﹣BCE的高,
设正方形ABCD的边长为x,则AB=BC=x,BE==,EC=,
在Rt△BEC中,EC2=BE2+BC2,
即()2=x2+x2﹣1,解得x=2,
∴,
∴四面体EABC的体积=.
18.一栋高楼上安放了一块高约10米的LED广告屏,一测量爱好者在与高楼底部同一水平线上的C处测得广告屏顶端A处的仰角为31.80°.再向大楼前进20米到D处,测得广告屏顶端A处的仰角为37.38°(人的高度忽略不计).
(1)求大楼的高度(从地面到广告屏顶端)(精确到1米);
(2)若大楼的前方是一片公园空地,空地上可以安放一些长椅,为使坐在其中一个长椅上观看广告屏最清晰(长椅的高度忽略不计),长椅需安置在距大楼底部E处多远?已知视角∠AMB(M为观测者的位置,B为广告屏底部)越大,观看得越清晰.
【考点】解三角形的实际应用.
【分析】(1)由正弦定理可得AD=≈101.2,即可求大楼的高度;
(2)tanα=tan(∠AME﹣∠BME)==≤,即可得出结论.
【解答】解:(1)由题意,∠ACD=31.80°,∠ADE=37.78°,
∠CAD=5.98°,CD=20,
由正弦定理可得AD=≈101.2,
∴AE=ADsin∠ADE≈62m;
(2)设∠AMB=α,,EM=x,x>0,
tan∠AME=,tan∠AME=,
tanα=tan(∠AME﹣∠BME)==≤
当且仅当x=≈57m时,tanα取得最大值,此时α也最大.
19.已知双曲线C经过点(2,3),它的渐近线方程为y=±x,椭圆C1与双曲线C有相同的焦点,椭圆C1的短轴长与双曲线C的实轴长相等.
(1)求双曲线C和椭圆C1的方程;
(2)经过椭圆C1左焦点F的直线l与椭圆C1交于A、B两点,是否存在定点D,使得无论AB怎样运动,都有∠ADF=∠BDF;若存在,求出D点坐标;若不存在,请说明理由.
【考点】椭圆的简单性质;双曲线的简单性质.
【分析】(1)双曲线C和椭圆C1的方程为:3x2﹣y2=λ,则λ=3×22﹣32=3.
设椭圆C1的方程;
椭圆C1的短轴长与双曲线C的实轴长相等,椭圆C1与双曲线C有相同的焦点(±2,0)
即即可得b、c、a
(2)直线l垂直x轴时,A、B两点关于x轴对称,要使∠ADF=∠BDF,则点D必在x轴上,
设D(a,0),直线l不垂直x轴时,l的方程设为:y=k(x+2),
设A(x1,y1),B(x2,y2),联立得(1+5k2)x2+20k2x+20k2﹣5=0.
要使∠ADF=∠BDF,即直线AD、BD的斜率互为相反数,即,求得a
【解答】解:(1)双曲线C和椭圆C1的方程为:3x2﹣y2=λ,则λ=3×22﹣32=3.
∴双曲线C的方程为.
设椭圆C1的方程;
椭圆C1的短轴长与双曲线C的实轴长相等,
∴椭圆C1的短轴长为2b=2,椭圆C1与双曲线C有相同的焦点(±2,0),
即c=2,∴a=,椭圆C1的方程为:;
(2)直线l垂直x轴时,A、B两点关于x轴对称,
∵F(﹣2,0),∴要使∠ADF=∠BDF,则点D必在x轴上,
设D(a,0),直线l不垂直x轴时,l的方程设为:y=k(x+2),
设A(x1,y1),B(x2,y2),联立得(1+5k2)x2+20k2x+20k2﹣5=0.
∴.
∵∠ADF=∠BDF,∴直线AD、BD的斜率互为相反数,
即,
k=0时恒成立.
k≠0时,a=;
∴存在定点D(﹣,0),使得无论AB怎样运动,都有∠ADF=∠BDF.
20.已知函数F(x)=ex满足F(x)=g(x)+h(x),且g(x),h(x)分别是定义在R上的偶函数和奇函数.
(1)求函数h(x)的反函数;
(2)已知φ(x)=g(x﹣1),若函数φ(x)在[﹣1,3]上满足φ(2a+1>φ(﹣),求实数a的取值范围;
(3)若对于任意x∈(0,2]不等式g(2x)﹣ah(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围.
【考点】反函数;指数函数的图象与性质.
【分析】(1)由题意可得:ex=g(x)+h(x),e﹣x=g(﹣x)+h(﹣x)=g(x)﹣h(x),联立解得:g(x),h(x).由y=,化为:(ex)2﹣2yex﹣1=0,ex>0,解得ex=y+.可得h﹣1(x).
(2)φ(x)=g(x﹣1),函数φ(x)在[﹣1,3]上满足φ(2a+1>φ(﹣),转化为:函数g(x)在[﹣2,2]上满足:g(2a)>g(﹣﹣1),由于函数g(x)在[0,+∞)上单调递增,且函数g(x)为偶函数,可得|2a|>|﹣﹣1|,﹣2≤2a≤2,﹣2≤﹣﹣1≤2,解得a范围.
(3)不等式g(2x)﹣ah(x)≥0,即﹣≥0,令t=ex﹣e﹣x,由x∈(0,2],可得t∈(0,e2﹣e﹣2],不等式转化为:t2+2﹣at≥0,a≤t+,利用基本不等式的性质即可得出.
【解答】解:(1)由题意可得:ex=g(x)+h(x),e﹣x=g(﹣x)+h(﹣x)=g(x)﹣h(x),
联立解得:g(x)=,h(x)=.
由y=,化为:(ex)2﹣2yex﹣1=0,ex>0,解得ex=y+.
∴h﹣1(x)=ln(x∈R).
(2)φ(x)=g(x﹣1),函数φ(x)在[﹣1,3]上满足φ(2a+1>φ(﹣),
转化为:函数g(x)在[﹣2,2]上满足:g(2a)>g(﹣﹣1),
由于函数g(x)在[0,+∞)上单调递增,且函数g(x)为偶函数,
∴|2a|>|﹣﹣1|,﹣2≤2a≤2,﹣2≤﹣﹣1≤2,解得a∈∪.
(3)不等式g(2x)﹣ah(x)≥0,即﹣≥0,
令t=ex﹣e﹣x,由x∈(0,2],可得t∈(0,e2﹣e﹣2],
不等式转化为:t2+2﹣at≥0,∴a≤t+,∵t+≥2,当且仅当t=时取等号.
∴a≤2.
21.若存在常数k(k∈N*,k≥2)、d、t(d,t∈R),使得无穷数列{an}满足an+1=,则称数列{an}为“段差比数列”,其中常数k、d、t分别叫做段长、段差、段比,设数列{bn}为“段差比数列”.
(1)已知{bn}的首项、段长、段差、段比分别为1、2、d、t,若{bn}是等比数列,求d、t的值;
(2)已知{bn}的首项、段长、段差、段比分别为1、3、3、1,其前3n项和为S3n,若不等式对n∈N*恒成立,求实数λ的取值范围;
(3)是否存在首项为b,段差为d(d≠0)的“段差比数列”{bn},对任意正整数n都有bn+6=bn.若存在,写出所有满足条件的{bn}的段长k和段比t组成的有序数组(k,t);若不存在,说明理由.
【考点】数列的应用.
【分析】(1){bn}的前4项依次为1,1+d,t(1+d),t(1+d)+d,先求出t,再代入验证,可得结论;
(2)由{bn}的首项、段长、段比、段差,⇒b3n+2﹣b3n﹣1=(b3n+1+d)﹣b3n﹣1=(qb3n+d)﹣b3n﹣1=[q(b3n﹣1+d)+d]﹣b3n﹣1=2d=6,⇒{b3n﹣1}是等差数列,又b3n﹣2+b3n﹣1+b3n=(b3n﹣1﹣d)+b3n﹣1+(b3n﹣1+d)=3b3n﹣1,即可求S3n,从而求实数λ的取值范围;
(3)k取2,3,4时存在,有序数组可以是(2,),(3,),(3,﹣1),(6,).
【解答】解:(1){bn}的前4项依次为1,1+d,t(1+d),t(1+d)+d,
由前三项成等比数列得(1+d)2=t(1+d),
∵1+≠0,∴t=1+d,
那么第2,3,4项依次为t,t2,t2+t﹣1,∴t4=t(t2+t﹣1),∴t=±1.
t=1时,d=0,bn=1,满足题意;
t=﹣1时,d=﹣2,bn=(﹣1)n﹣1,满足题意;
(2)∵{bn}的首项、段长、段比、段差分别为1、3、1、3,
∴b3n+2﹣b3n﹣1=(b3n+1+d)﹣b3n﹣1=(qb3n+d)﹣b3n﹣1=[q(b3n﹣1+d)+d]﹣b3n﹣1=2d=6,
∴{b3n﹣1}是以b2=4为首项、6为公差的等差数列,
又∵b3n﹣2+b3n﹣1+b3n=(b3n﹣1﹣d)+b3n﹣1+(b3n﹣1+d)=3b3n﹣1,
∴S3n=(b1+b2+b3)+(b4+b5+b6)+…+(b3n﹣2+b3n﹣1+b3n)=3(b2+b5+…+b3n﹣1)=3[4n+]=9n2+3n,…
∵,∴,
设cn=,则λ≥(cn)max,
又cn+1﹣cn=,
当n=1时,3n2﹣2n﹣2<0,c1<c2;当n≥2时,3n2﹣2n﹣2>0,cn+1<cn,
∴c1<c2>c3>…,∴(cn)max=c2=14,…
∴λ≥14,得λ∈[14,+∞).…
(3)k取2,3,4时存在,有序数组可以是(2,),(3,),(3,﹣1),(6,).
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