2022年上海市奉贤区高考数学二模试卷
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这是一份2022年上海市奉贤区高考数学二模试卷,共20页。试卷主要包含了填空题,选择题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2022年上海市奉贤区高考数学二模试卷
一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6题每题4分,第7-12题每题5分)
1.(4分)已知z1=1+i,z2=2+3i(其中i为虚数单位),则z1+= .
2.(4分)已知集合A={1,2,3},B={3,4,5},则A∪B= .
3.(4分)在(x+)n的二项展开式中,第四项是常数项,则该常数项为 .
4.(4分)若关于x,y的方程组有唯一解,则实数a满足的条件是 .
5.(4分)抛物线y2=2px(p>0)上的动点Q到焦点的距离的最小值为1,则p= .
6.(4分)满足线性约束条件的目标函数z=x+y的最大值是 .
7.(5分)若一个圆锥的主视图(如图所示)是边长为3,3,2的三角形,则该圆锥的表面积是 .
8.(5分)已知α∈{﹣2,﹣1,﹣,,1,2,3},若幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上递减,则f(x)的反函数f﹣1(x)= .
9.(5分)已知数列{an}的通项公式为,则= .
10.(5分)已知三角形的三边分别是5,7,8,则该三角形的内切圆的半径是 .
11.(5分)设项数为4的数列{an}满足:ai∈{﹣1,0,1},i∈{1,2,3,4}且对任意1≤k<l≤4,k∈N,l∈N,都有|ak+ak+1+⋯+al|≤1,则这样的数列{an}共有 个.
12.(5分)构造一个二元二次方程组,使得它的解恰好为,,要求f(x,y)=0与g(x,y)=0的每个方程均要出现x,y两个未知数.答: .
二、选择题(本大题满分20分,共4题,每题5分)
13.(5分)在△ABC中,三个内角A,B,C所对应的边分别是a,b,c.已知α:sinA>sinB,β:a>b,则α是β的( ).
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
14.(5分)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,点E,F分别是棱A1C1,BC的中点,则下列结论中不正确的是( )
A.CC1∥平面A1ABB1 B.AF∥平面A1B1C1
C.EF∥平面A1ABB1 D.AE∥平面B1BCC1
15.(5分)已知a,b,c,d成等比数列,则下列三个数列:①a+b,b+c,c+d;②ab,bc,cd;③a﹣b,b﹣c,c﹣d中,必成等比数列的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
16.(5分)已知平面向量,,,满足||=4,,则当与的夹角最大时,|﹣|的值为( )
A.4 B.2 C. D.1
三、解答题(本大题满分76分)
17.(14分)如图,四棱锥P﹣ABCD的底面是矩形,PD⊥底面ABCD,AB=1,,四棱锥P﹣ABCD的体积为,M为BC的中点.
(1)求异面直线AM与PB所成的角;
(2)求直线PM与平面PBD所成的角.
18.(14分)已知数列{an}和{bn},其中,n∈N*,数列{an+bn}的前n项和为Sn.
(1)若an=2n,求Sn;
(2)若{bn}是各项为正的等比数列,Sn=3n,求数列{an}和{bn}的通项公式.
19.(14分)如图,某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD的两个顶点A、B及CD的中点P处.AB=20km,BC=10km.为了处理这三家工厂的污水,现要在该矩形区域内(含边界)且与A、B等距的一点O处,建造一个污水处理厂,并铺设三条排污管道AO,BO,PO.记铺设管道的总长度为ykm.
(1)设∠BAO=θ(弧度),将y表示成θ的函数并求函数的定义域;
(2)假设铺设的污水管道总长度是,请确定污水处理厂的位置.
20.(16分)椭圆x2+4y2=68上有两点A(8,yA)和T(xT,﹣4),yA>0,xT<0.点A关于椭圆中心O的对称点为点B,点P(t,﹣2t)在椭圆内部,t≠0.F1是椭圆的左焦点,F2是椭圆的右焦点.
(1)若点P在直线AT上,求点P坐标;
(2)是否存在一个点P,满足,若满足求出点P坐标,若不存在请说明理由;
(3)设△AOP的面积为S1,△BTP的面积为S2,求的取值范围.
21.(18分)对于函数y=f(x),如果对于定义域D中任意给定的实数x,存在非负实数a,使得f(x)+f(a﹣x)≥f(a)恒成立,称函数y=f(x)具有性质P(a).
(1)判别函数m(x)=x3,x∈(0,2)和n(x)=|x|,x∈R是否具有性质P(2),请说明理由;
(2)函数g(x)=2x﹣2﹣x,x∈R,若函数y=g(x)具有性质P(a),求a满足的条件;
(3)若函数h(x)的定义域为一切实数,h(x)的值域为[2,+∞),存在常数a0且h(x)具有性质P(a0),判别τ(x)=lgh(x)是否具有性质P(a0),请说明理由.
2022年上海市奉贤区高考数学二模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6题每题4分,第7-12题每题5分)
1.(4分)已知z1=1+i,z2=2+3i(其中i为虚数单位),则z1+= 3﹣2i .
【分析】由已知利用复数的基本概念及加法运算求解.
【解答】解:∵z1=1+i,z2=2+3i,
∴z1+=1+i+2﹣3i=3﹣2i.
故答案为:3﹣2i.
【点评】本题考查复数的基本运算,考查复数的概念,是基础题.
2.(4分)已知集合A={1,2,3},B={3,4,5},则A∪B= {1,2,3,4,5} .
【分析】由已知直接利用并集运算得答案.
【解答】解:∵A={1,2,3},B={3,4,5},
∴A∪B={1,2,3}∪{3,4,5}={1,2,3,4,5}.
故答案为:{1,2,3,4,5}.
【点评】本题考查并集及其运算,是基础题.
3.(4分)在(x+)n的二项展开式中,第四项是常数项,则该常数项为 160 .
【分析】先求出二项式的通项,根据第四项是常数项求出n的值,进而求出常数项.
【解答】解:二项式(x+)n的通项为Tr+1==,
∵第四项是常数项,即r=3时为常数项,∴n﹣6=0,
∴n=6,
∴该常数项为=20×8=160,
故答案为:160.
【点评】本题主要考查了二项展开式的通项,属于基础题.
4.(4分)若关于x,y的方程组有唯一解,则实数a满足的条件是 {a|a≠6} .
【分析】由题给方程组有唯一解,可得方程(a﹣6)y+6=0有唯一解,进而得到实数a满足的条件.
【解答】解:由,可得(a﹣6)y+6=0,
由关于x,y程组有唯一解,
可得方程(a﹣6)y+6=0有唯一解,则a≠6.
故答案为:{a|a≠6}.
【点评】本题考查了二元一次方程组解的情况,属于易做题.
5.(4分)抛物线y2=2px(p>0)上的动点Q到焦点的距离的最小值为1,则p= 2 .
【分析】利用抛物线的顶点到焦点的距离最小,即可得出结论.
【解答】解:因为抛物线y2=2px(p>0)上的动点Q到焦点的距离的最小值为1,
所以=1,
所以p=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查抛物线的方程与性质,考查学生的计算能力,比较基础.
6.(4分)满足线性约束条件的目标函数z=x+y的最大值是 2 .
【分析】先根据约束条件画出可行域,再利用几何意义求最值,只需求出直线z=x+y过点B(1,1)时,z最大值即可.
【解答】解:先根据约束条件画出可行域,
当直线z=x+y过点B(1,1)时,z最大值为2.
故答案为:2.
【点评】本题主要考查了简单的线性规划,以及利用几何意义求最值,属于基础题.
7.(5分)若一个圆锥的主视图(如图所示)是边长为3,3,2的三角形,则该圆锥的表面积是 4π .
【分析】根据圆锥的主视图是边长为3,3,2的三角形,得到圆锥的母线长是3,底面直径是2,代入圆锥的侧面积公式,结合底面积,进而得到结果.
【解答】解:圆锥的主视图是边长为3,3,2的三角形圆锥的母线长是3,底面直径是2,所以半径是1,
圆锥的侧面积是πrl=3π,底面积是πr2=π,
故该圆锥的表面积是4π.
故答案为:4π.
【点评】本题考查由三视图求表面积,考查圆锥的三视图,这是比较特殊的一个图形,它的主视图与侧视图相同,本题是一个基础题.
8.(5分)已知α∈{﹣2,﹣1,﹣,,1,2,3},若幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上递减,则f(x)的反函数f﹣1(x)= .
【分析】先利用幂函数的性质求出α的值,再利用反函数的定义求出即可.
【解答】解:∵α∈{﹣2,﹣1,﹣,,1,2,3},
幂函数f(x)=xα为奇函数,且在(0,+∞)上递减,
∴α是奇数,且α<0,
∴α=﹣1,∴f(x)=,
∴f(x)的反函数f﹣1(x)=.
故答案为:.
【点评】本题考查幂函数的性质,反函数的定义,是基础题.
9.(5分)已知数列{an}的通项公式为,则= .
【分析】利用等比数列的求和公式,结合极限,即可得出结论.
【解答】解:==,
故答案为:.
【点评】本题考查等比数列的求和公式,考查极限方法,属于中档题.
10.(5分)已知三角形的三边分别是5,7,8,则该三角形的内切圆的半径是 .
【分析】利用余弦定理求出cosC,根据同角三角函数的基本关系即可求出sinC,根据面积公式及等面积法求出内切圆的半径.
【解答】解:设△ABC中a=5、b=7、c=8,
由余弦定理可得c2=a2+b2﹣2abcosC,即82=52+72﹣2×5×7cosC,
所以,则,
所以,
设△ABC的内切圆的半径为r,则,即,
解得;
故答案为:.
【点评】本题考查余弦定理,考查学生的运算能力,属于中档题.
11.(5分)设项数为4的数列{an}满足:ai∈{﹣1,0,1},i∈{1,2,3,4}且对任意1≤k<l≤4,k∈N,l∈N,都有|ak+ak+1+⋯+al|≤1,则这样的数列{an}共有 31 个.
【分析】根据|a1+a2+a3+a4|≤1列举出所有可能的{an}}数列,再结合|a1+a2|≤1、|a1+a2+a3|≤1、|a2+a3|≤1、|a2+a3+a4|≤1.|a3+a4|≤1同时成立,排除不满足条件的{an},即可得答案.
【解答】解:当 k=1,l=4 时,|a1+a2+a3+a4|≤1,
所以{a1,a2,a3,a4}可能情况如下:
1、{一个1,三个0}:{1,0,0,0},{0,1,0,0}、{0,0,1,0},{0,0,0,1},4个;
2、{两个1,一个﹣1和0}:{1,1,﹣1,0},{1,1,0,﹣1},{1,0,1,﹣1},{1,﹣1,1,0},{1,0,﹣1,1},{1,﹣1,0,1},
{0,﹣1,1,1},{﹣1,0,1,1},{﹣1,1,0,1},{0,1,﹣1,1},{0,1,1,﹣1},{﹣1,1,1,0},12个;
3、{一个﹣1,三个0}:{﹣1,0,0,0}、{0,﹣1,0,0}、{0,0,﹣1,0}、{0,0,0,﹣1},4个;
4、{两个﹣1,一个1和0}:{﹣1,﹣1,1,0}、{﹣1,﹣1,0,1}、{﹣1,0,﹣1,1}、{﹣1,1,﹣1,0}、{﹣1,0,1,﹣1},
{﹣1,1,0,﹣1},{0,1,﹣1,﹣1},{1,0,﹣1,﹣1},{1,﹣1,0,﹣1},{0,﹣1,1,﹣1},{0,﹣1,﹣1,1},{1,﹣1,﹣1,0}12个;
5、{四个0}:{0,0,0,0}1个;
6、{两个﹣1,两个1}:{﹣1,﹣1,1,1}、{﹣1,1,﹣1,1}、{﹣1,1,1,﹣1}、{1,﹣1,﹣1,1}、{1,﹣1,1,﹣1}、{1,1,﹣1,﹣1},6个;
7、{两个0,一个1和﹣1}:{﹣1,1,0,0}、{﹣1,0,1,0}、{﹣1,0,0,1}、{0,﹣1,1,0},{0,﹣1,0,1},{0,0,﹣1,1},
{1,﹣1,0,0},{1,0,﹣1,0}、{1,0,0,﹣1},{0,1,﹣1,0}、{0,1,0,﹣1},{0,0,1,﹣1},12个;
综上,数列{an}共有51个.
当k=1,l=2时,|a1+a2|≤1,
当k=1,l=3时,|a1+a2+a3|≤1,
当k=2,l=3时,|a2+a3|≤1,
当k=2,l=4时,|a2+a3+a4|≤1,
当k=3,l=4时,|a3+a4|≤1,
所以{1,1,﹣1,0}、{1,1,0,﹣1}、{1,0,1,﹣1}、{0,﹣1,1,1}、{﹣1,0,1,1}、{﹣1,1,0,1}、
{0,1,1,﹣1}、{﹣1,1,1,0}、{﹣1,﹣1,1,0},{﹣1,﹣1,0,1},{﹣1,0,﹣1,1},{0,1,﹣1,﹣1}、
{1,0,﹣1,﹣1},{1,﹣1,0,﹣1},{0,﹣1,﹣1,1}、{1,﹣1,﹣1,0}、{﹣1,﹣1,1,1}、{﹣1,1,1,﹣1}、{1,﹣1,﹣1,1}、{1,1,﹣1,﹣1},20个不满足;
综上,满足要求的数列{an}有31个.
故答案为:31.
【点评】本题考查数列的应用,考查学生的运算能力,属于难题.
12.(5分)构造一个二元二次方程组,使得它的解恰好为,,要求f(x,y)=0与g(x,y)=0的每个方程均要出现x,y两个未知数.答: .
【分析】不妨令f(x,y)=0为过(1,2)、(3,﹣4)两点的直线,g(x,y)=0为以(1,2)、(3,﹣4)两点为直径的圆,即可满足题意.
【解答】解:过(1,2)、(3,﹣4)两点的直线为=,整理得3x+y﹣5=0,
又因为(1,2)、(3,﹣4)两点间距离为=2,
(1,2)、(3,﹣4)两点的中点坐标为(2,﹣1),
则以(1,2)、(3,﹣4)两点为直径的圆为(x﹣2)2+(y+1)2=10,
则可令f(x,y)=0为3x+y﹣5=0,g(x,y)=0为(x﹣2)2+(y+1)2=10,
故答案为:.
【点评】本题属于开放型问题,考查了学生的理解、分析问题能力,也考查了转化思想,属于中档题.
二、选择题(本大题满分20分,共4题,每题5分)
13.(5分)在△ABC中,三个内角A,B,C所对应的边分别是a,b,c.已知α:sinA>sinB,β:a>b,则α是β的( ).
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【分析】根据已知条件,结合正弦定理,即可求解.
【解答】解:∵sinA>sinB,
∴由正弦定理可得,,即a>b,
同理可得,当a>b时,sinA>sinB,
故α是β的充要条件.
故选:C.
【点评】本题主要考查正弦定理的应用,属于基础题.
14.(5分)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,点E,F分别是棱A1C1,BC的中点,则下列结论中不正确的是( )
A.CC1∥平面A1ABB1 B.AF∥平面A1B1C1
C.EF∥平面A1ABB1 D.AE∥平面B1BCC1
【分析】利用线面平行的判定定理逐项判断即可.
【解答】解:在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,可得CC1∥AA1,AA1⊂平面A1ABB1,CC1⊄平面A1ABB1,∴CC1∥平面A1ABB1,故A正确;
AF⊂平面ABC,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,可得平面ABC∥平面A1B1C1,所以AF∥平面A1B1C1,故B正确;
取A1B1中点N,又E是A1C1中点,所以NE∥C1B1,且NE=C1B1,
又F是棱BC的中点,所以BF=C1B1,AF∥C1B1∴BF∥NE,BF=NE,
所以四边形BFEN是平行四边形,所以EF∥BN,BN⊂平面A1ABB1,EF⊄平面A1ABB1,∴EF∥平面A1ABB1,故C正确;
因为EC1∥AC,但EC1≠AC,所以AE与CC1相交,从而有AE不平行于平面B1BCC1,故D错误.
故选:D.
【点评】本题考查线面平行的判定定理,属基础题.
15.(5分)已知a,b,c,d成等比数列,则下列三个数列:①a+b,b+c,c+d;②ab,bc,cd;③a﹣b,b﹣c,c﹣d中,必成等比数列的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【分析】根据题意,当已知条件的等比数列公比为﹣1时,①中的三个数不能成等比数列;而公比为1时②中的三个数不能成等比数列;而②中的三个数利用等比数列的定义加以证明,可得必定成等比数列.由此可得本题答案.
【解答】解:对于①,当a,b,c,d成公比等于﹣1的等比数列时,
a+b、b+c、c+d都是0,不能构成等比数列;
对于②,由于===q(公比),
所以=q2,且=q2,
可得=q2,得ab,bc,cd成等比数列;
对于③,当a,b,c,d成公比等于1的等比数列时,
a﹣b、b﹣c、c﹣d都是0,不能构成等比数列
综上所述,只有②中的三项能成等比数列,
故选:B.
【点评】本题给出四个数成等比数列,求由它们生成的数列是否能成等比.着重考查了等比数列的通项与性质、及其应用的知识,属于中档题.
16.(5分)已知平面向量,,,满足||=4,,则当与的夹角最大时,|﹣|的值为( )
A.4 B.2 C. D.1
【分析】以O为原点建立平面坐标系,设,根据向量的数量积的运算公式,分别求得向量m,的终点所表示的轨迹方程,进而根据圆的性质,即可求解.
【解答】解:设的起点均为O,以O为原点建立平面坐标系,如图所示,
不妨设,则,
由可得x2+y2﹣4x+1=0,即(x﹣2)2+y2=3,
∴的终点M在以(2,0)为圆心,以为半径的圆上,
同理的终点N在以(2,0)为圆心,以为半径的圆上.
显然当OM,ON为圆的两条切线时,∠MON最大,即与的夹角最大.
设圆心为A,则,∴,则,
∴∠MOA=60°,
设MN与x轴交于点B,由对称性可知MN⊥x轴,且MN=2MB,
∴,
即当与的夹角最大时,,
故选:C.
【点评】本题考查平面向量的数量积运算,考查学生的运算能力,属于中档题.
三、解答题(本大题满分76分)
17.(14分)如图,四棱锥P﹣ABCD的底面是矩形,PD⊥底面ABCD,AB=1,,四棱锥P﹣ABCD的体积为,M为BC的中点.
(1)求异面直线AM与PB所成的角;
(2)求直线PM与平面PBD所成的角.
【分析】(1)利用四棱锥P﹣ABCD的体积为,可求得PD=2,以D为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求异面直线AM与PB所成的角;
(2)利用(1)建立的坐标系,求得平面PBD的一个法向量与直线PM的方向向量,可求直线PM与平面PBD所成的角.
【解答】解:(1)由四棱锥P﹣ABCD的体积为,得SABCD•PD=,
∴×AD•AB•PD=,∴××1×PD=,∴PD=1,
以D为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系,
则A(,0,0),M(,0,0),P(0,0,1),B(,1,0)
∴=(﹣,0,0),=(,1,﹣1),
∴cos<,>===﹣,
∴异面直线AM与PB所成的角为45°;
(2)由(1)知D(0,0,0),
=(0,0,1),=(,1,0),
设平面PBD的一个法向量为=(x,y,z),
则,令x=1,则y=﹣,z=0,
∴平面PBD的一个法向量为=(1,﹣,0),
又=(,0,﹣1),
设直线PM与平面PBD所成为θ,
∴sinθ===.
∴直线PM与平面PBD所成的角为arcsin.
【点评】本题考查线线角的求法,以及线面角的求法,属中档题.
18.(14分)已知数列{an}和{bn},其中,n∈N*,数列{an+bn}的前n项和为Sn.
(1)若an=2n,求Sn;
(2)若{bn}是各项为正的等比数列,Sn=3n,求数列{an}和{bn}的通项公式.
【分析】(1)先判定数列{an}和{bn}分别为等差和等比数列,进而分别得到其通项公式,从而利用分组求和的方法得到数列{an+bn}的前n项和Sn.
(2)利用数列{an+bn}的前n项和Sn=3n列出方程组,解之即可求得a1、d、b1、q,进而求得数列{an}和{bn}的通项公式.
【解答】解:(1)当n≥2时,an﹣an﹣1=2n﹣2(n﹣1)=2,从而{an}是等差数列,an=2n,
===4,所以{bn}是等比数列,
又b1==22=4,则=4n,
所以Sn==.
(2){bn}是各项为正的等比数列,设其首项为b1,公比为q,
由,可得an=log2bn,则an+1﹣an=log2bn+1﹣log2bn=log2q,(定值)
则数列{an}为等差数列,设其首项为a1,公差为d,
由数列{an+bn}的前n项和Sn=3n,
可得方程组,整理得,
解得:=0,∵b1≠0,q≠0,∴q=1则d=0,
由=3,可得a1=1,则b1=2,
则数列{an}的通项公式为an=1;数列{bn}的通项公式为bn=2.
【点评】本题考查数列的递推公式,明确递推公式与通项公式的异同;会根据数列的递推公式求出数列的通项公式,是难题.
19.(14分)如图,某地有三家工厂,分别位于矩形ABCD的两个顶点A、B及CD的中点P处.AB=20km,BC=10km.为了处理这三家工厂的污水,现要在该矩形区域内(含边界)且与A、B等距的一点O处,建造一个污水处理厂,并铺设三条排污管道AO,BO,PO.记铺设管道的总长度为ykm.
(1)设∠BAO=θ(弧度),将y表示成θ的函数并求函数的定义域;
(2)假设铺设的污水管道总长度是,请确定污水处理厂的位置.
【分析】(1)依据题给条件,先分别求得OA、OB、OP的表达式,进而得到管道总长度y的表达式,再去求其定义域即可解决;
(2)先解方程,求得,再去确定污水处理厂的位置.
【解答】解:(1)矩形ABCD中,AB=20km,BC=10km,
DP=PC,DC⊥PO,∠BAO=∠ABO=θ,
则,
∴,
则;
(2)令,
∴,∴,则,
又,即,则,则,
此时,
所以确定污水处理厂的位置是在线段AB的中垂线上且离AB的距离是.
【点评】本题考查函数的实际应用,考查学生的运算能力,属于中档题.
20.(16分)椭圆x2+4y2=68上有两点A(8,yA)和T(xT,﹣4),yA>0,xT<0.点A关于椭圆中心O的对称点为点B,点P(t,﹣2t)在椭圆内部,t≠0.F1是椭圆的左焦点,F2是椭圆的右焦点.
(1)若点P在直线AT上,求点P坐标;
(2)是否存在一个点P,满足,若满足求出点P坐标,若不存在请说明理由;
(3)设△AOP的面积为S1,△BTP的面积为S2,求的取值范围.
【分析】(1)先求得A、T两点坐标,进而可得直线AT的方程,将点坐标代入该方程,解之即可求得点P坐标;
(2)假设存在符合条件的点P,列方程去求点P坐标,再以点P(t,﹣2t)(t≠0)在椭圆内部去判别是否存在;
(3)先求得的表达式f(t),再去求f(t)的值域,进而求得的取值范围.
【解答】解:(1)由点A(8,yA)和T(xT,﹣4),yA>0,xT<0在椭圆x2+4y2=68上,
可得A(8,1),T(﹣2,﹣4),则直线AT方程为y=x﹣3,
又点P(t,﹣2t)t≠0在直线AT上,
则﹣2t=t﹣3,解之得t=,则P(,﹣);
(2)椭圆x2+4y2=68的两焦点F1(﹣,0),F2((,0);
假设存在一个点P,满足,
则点P一定在双曲线﹣=1(x≤﹣)的左半支上,
由a2+b2=51,可得﹣=1(x≤﹣),
又P(t,﹣2t)(t≠0),则﹣=1,解得t=±2,
又因为点P在椭圆内部,所以t2+4(﹣2t)2<68,得t∈(﹣2,0)∪(0,2),
所以满足条件的点P不存在;
(3)两点A(8,1)、(﹣8,﹣1)和T(﹣2,﹣4)在椭圆x2+4y2=68上,
点P(t,﹣2t)(t≠0)在椭圆内部,t∈(﹣2,0)∪(0,2),
则直线OA的方程为x﹣8y=0,
点P(t,﹣2t)到直线OA的距离d==,
则S△AOP=S1=•|OA|•d=××=|t|,
同理直线BT的方程为x+2y+10=0,
点P(t,﹣2t)到直线BT的距离d′==,
则S△BTP=S2=•|BT|•d'=×3×==,
令f(t)==,t∈(﹣2,0)∪(0,2),
则f(t)==,
由0<t<2,可得,﹣9>6,0<<,即0<<,
由﹣2<t<0,可得<﹣15,﹣9<﹣24,﹣<<0,即0<﹣<,
综上,f(t)的取值范围为(0,),
则的取值范围为(0,).
【点评】本题考查了直线与椭圆、双曲线的综合应用及利用函数思想求值域,综合性较强,计算量也较大,属于难题.
21.(18分)对于函数y=f(x),如果对于定义域D中任意给定的实数x,存在非负实数a,使得f(x)+f(a﹣x)≥f(a)恒成立,称函数y=f(x)具有性质P(a).
(1)判别函数m(x)=x3,x∈(0,2)和n(x)=|x|,x∈R是否具有性质P(2),请说明理由;
(2)函数g(x)=2x﹣2﹣x,x∈R,若函数y=g(x)具有性质P(a),求a满足的条件;
(3)若函数h(x)的定义域为一切实数,h(x)的值域为[2,+∞),存在常数a0且h(x)具有性质P(a0),判别τ(x)=lgh(x)是否具有性质P(a0),请说明理由.
【分析】(1)由性质P(a)的定义,结合作差法判断函数是否具有性质P(2)即可;
(2)根据已知条件有对任意x∈R恒成立,讨论a=0、a>0判断不等式是否恒成立,即可得参数范围;
(3)由h(x)的性质可得h(x)h(a0﹣x)≥h(a0﹣x)+h(x)≥h(a0)>0,再根据对数函数的单调性及性质P(a)定义判断τ(x)=lgh(x)是否具有性质P(a0).
【解答】解:(1)∵m(x)+m(2﹣x)﹣m(2)=x3+(2﹣x)3﹣8=6x2﹣12x,x∈(0,2)
所以6x2﹣12x<0,则m(x)+m(2﹣x)<m(2),故m(x)=x3,x∈(0,2)不具有性质P(2);
∵n(x)+n(2﹣x)=|x|+|2﹣x|≥2,
∴n(x)+n(2﹣x)≥n(2)恒成立,故n(x)=|x|,x∈R具有性质P(2).
(2)由g(x)=2x﹣2﹣x,则g(x)+g(a﹣x)﹣g(a)=2x﹣2﹣x+2a﹣x﹣2﹣(a﹣x)﹣(2a﹣2﹣a)≥0,
对任意x∈R恒成立,
显然a=0时,上式不等式成立;
a>0时2a﹣1>0,则(2x)2﹣2x(2a+1)+2a=(2x﹣1)(2x﹣2a)≥0,对任意x∈R不恒成立,舍去;
综上,a=0.
(3)因为h(x)具有性质P(a0),所以h(x)+h(a0﹣x)≥h(a0),
因为函数的值域为[2,+∞),所以h(x)≥2,h(a0﹣x)≥2,
则,
∴h(x)h(a0﹣x)≥h(a0﹣x)+h(x),
∴h(x)h(a0﹣x)≥h(a0﹣x)+h(x)≥h(a0)>0.
∵τ(x)+τ(a0﹣x)=lgh(x)+lgha0﹣x)
∴lgh(x)+lgh(a0﹣x)=lgh(x)h(a0﹣x)≥lg[h(x)+h(a0﹣x)]≥lgh(a0),
所以τ(x)+τ(a0﹣x)≥τ(a0),即τ(x)=lgh(x)具有性质P(a0).
【点评】本题考查函数的恒成立问题,考查学生的运算能力,属于难题.
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