江苏省宿迁市2022-2023学年高二上学期期末调研测试数学试题(含答案详解)
展开1. 在等差数列{ SKIPIF 1 < 0 }中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. 18B. 20C. 22D. 24
【答案】B
【解析】
【分析】根据等差数列通项公式相关计算求出公差,进而求出首项.
【详解】设公差为 SKIPIF 1 < 0 ,由题意得: SKIPIF 1 < 0 ,解得: SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
2. 若直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】
【分析】根据两直线垂直与斜率之间的关系即可求解.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 直线 SKIPIF 1 < 0 与直线 SKIPIF 1 < 0 垂直,
当 SKIPIF 1 < 0 时不满足,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D.
3. 若直线 SKIPIF 1 < 0 是曲线 SKIPIF 1 < 0 的一条切线,则实数 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】C
【解析】
【分析】根据导数的几何意义分析运算.
【详解】 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
设直线l与曲线C的切点 SKIPIF 1 < 0 ,则直线l的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,
由于直线 SKIPIF 1 < 0 斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即切点为 SKIPIF 1 < 0 ,
故 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:C.
4. 体育馆等建筑的屋顶一般采用曲面结构.如图所示,某建筑的屋顶采用双曲面结构,该建筑屋顶外形弧线可看作是双曲线上支的部分,其渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,上焦点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,那么该双曲线的标准方程为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】设双曲线的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ,根据题意求出 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 的值,即可得出所求双曲线的标准方程.
【详解】解:设双曲线的标准方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为该双曲线的渐近线方程为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为该双曲线的上焦点坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,因此,该双曲线的方程为 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B.
5. 圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 的公切线条数为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】
【分析】先判断两圆的位置关系,进而确定公切线的条数.
【详解】由圆 SKIPIF 1 < 0 ,可得圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为1,
由圆 SKIPIF 1 < 0 ,可得圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心为 SKIPIF 1 < 0 ,半径为 SKIPIF 1 < 0 ,
∵圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 的圆心距 SKIPIF 1 < 0 ,
∴圆 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 相离,
故有 SKIPIF 1 < 0 条公切线.
故选:D.
6. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 是各项均为正数的等比数列,若 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 是方程 SKIPIF 1 < 0 的两个根,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】B
【解析】
【分析】由韦达定理,可得 SKIPIF 1 < 0 ,后由等比数列性质结合对数运算性质可得答案.
【详解】由韦达定理,可得 SKIPIF 1 < 0 ,由等比数列性质
可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
设 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:B
7. 已知双曲线 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 相切,直线 SKIPIF 1 < 0 与双曲线左右支分别交于 SKIPIF 1 < 0 两点,且 SKIPIF 1 < 0 ,若双曲线 SKIPIF 1 < 0 的离心率为 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的值为( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】A
【解析】
【分析】过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,利用双曲线的定义和性质、离心率的计算公式求解即可.
【详解】过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 交 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 ,
由题意可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 中点,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由双曲线定义可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ①, SKIPIF 1 < 0 ②, SKIPIF 1 < 0 ③,
①②③联立可得 SKIPIF 1 < 0 .
故选:A
8. 已知 SKIPIF 1 < 0 则( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】D
【解析】
【分析】注意到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
后构造函数 SKIPIF 1 < 0 ,可判断b与c大小.
【详解】注意到 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .则 SKIPIF 1 < 0 .
令 SKIPIF 1 < 0 ,其中 SKIPIF 1 < 0 .
则 SKIPIF 1 < 0 ,
得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
则 SKIPIF 1 < 0 ,
又函数 SKIPIF 1 < 0 R上单调递增,则 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .故 SKIPIF 1 < 0 .
故选:D
【点睛】方法点睛:比较代数式大小的常见方法有:(1)利用函数单调性;(2)利用中间量;(3)构造函数.
二、多选题(本大题共4小题,共20.0分.在每小题有多项符合题目要求)
9. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 ,则下列说法正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 中的最大项
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0
【答案】AC
【解析】
【分析】根据题意,先由 SKIPIF 1 < 0 求得 SKIPIF 1 < 0 ,然后根据等差数列求和,以及性质逐一判断,即可得到结果.
【详解】对于A:当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,
经检验,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,A正确;
对于B:令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,故当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 中的最大项,B错误;
对于C: SKIPIF 1 < 0 ,C正确;
对于D: SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,D错误.
故选:AC
10. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 ,下列说法正确的是( )
A. 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 存在单调递增区间
B. 当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 存在两个极值点
C. SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 为减函数的充要条件
D. SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 无极大值
【答案】AC
【解析】
【分析】由题, SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 .
A选项,判断当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上有无解即可;
B选项,判断当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上是否有两根即可;
C选项,由充要条件定义验证即可判断选项正误;
D选项,由A选项分析可判断选项正误.
【详解】由题, SKIPIF 1 < 0 ,
设 SKIPIF 1 < 0 .
A选项,当 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 时,方程 SKIPIF 1 < 0 的判别式 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 两根为 SKIPIF 1 < 0 .
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的解为 SKIPIF 1 < 0 ,则此时 SKIPIF 1 < 0 存在单调递增区间 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 的解为 SKIPIF 1 < 0 ,则此时 SKIPIF 1 < 0 存在单调递增区间 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 的解为 SKIPIF 1 < 0 ,则此时 SKIPIF 1 < 0 存在单调递增区间 SKIPIF 1 < 0 .
综上:当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 存在单调递增区间.故A正确;
B选项,由A选项分析可知,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 存在两个极值点 SKIPIF 1 < 0 ;
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 存在唯一极值点 SKIPIF 1 < 0 ;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 存在唯一极值点1.故B错误.
C选项,当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,得 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 上的减函数;
若 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 上的减函数,则 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上恒成立,
得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
综上, SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 为减函数的充要条件.故C正确.
D选项,由A选项分析可知,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,则此时 SKIPIF 1 < 0 有极大值 SKIPIF 1 < 0 .
故D错误.
故选:AC
11. 平行于抛物线对称轴的光线经抛物线壁的反射,光线汇聚于焦点处,这就是“焦点”名称的来源 SKIPIF 1 < 0 运用抛物线的这一性质,人们设计了一种将水和食物加热的太阳灶 SKIPIF 1 < 0 反过来,从焦点处发出的光线,经过抛物线反射后将变成与抛物线的对称轴平行的光线射出,运用这一性质,人们制造了探照灯 SKIPIF 1 < 0 如图所示,已知抛物线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为坐标原点,一条平行于 SKIPIF 1 < 0 轴的光线 SKIPIF 1 < 0 从点 SKIPIF 1 < 0 射入,经过 SKIPIF 1 < 0 上的点 SKIPIF 1 < 0 反射后,再经过点 SKIPIF 1 < 0 反射后,沿直线 SKIPIF 1 < 0 射出,经过点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 为抛物线焦点, SKIPIF 1 < 0 为抛物线 SKIPIF 1 < 0 上一点,则下列说法正确的是( )
A. SKIPIF 1 < 0 的最小值为 SKIPIF 1 < 0 B. SKIPIF 1 < 0
C. SKIPIF 1 < 0 D. SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0
【答案】BCD
【解析】
【分析】过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直 SKIPIF 1 < 0 的准线,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直 SKIPIF 1 < 0 的准线,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,再根据抛物的焦半径公式逐一分析各个选项即可得出答案.
【详解】解:过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直 SKIPIF 1 < 0 的准线 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 垂直 SKIPIF 1 < 0 的准线 SKIPIF 1 < 0 ,垂足为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,当且仅当 SKIPIF 1 < 0 三点共线时,取等号,故选项A错误;
因为 SKIPIF 1 < 0 平行 SKIPIF 1 < 0 轴, SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以过 SKIPIF 1 < 0 的直线为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故选项B正确;
因为 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 ,或 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
代入 SKIPIF 1 < 0 ,可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,故选项C正确;
因为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 平分 SKIPIF 1 < 0 ,故选项D正确.
故选:BCD.
12. 若圆 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,则( )
A. 圆 SKIPIF 1 < 0 上存在点 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0
B. 圆 SKIPIF 1 < 0 上存在点 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0
C. 直线 SKIPIF 1 < 0 上存在点 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0
D. 直线 SKIPIF 1 < 0 上存在点 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0
【答案】ABD
【解析】
【分析】A选项根据点到直线的距离公式可求解,B选项当 SKIPIF 1 < 0 与圆相切时符合题意,C选项利用对称性可以判断,D选项当 SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 时符合题意.
【详解】对于A,圆心到直线的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,圆 SKIPIF 1 < 0 上存在点 SKIPIF 1 < 0 使得 SKIPIF 1 < 0 ,A正确;
对于B,过 SKIPIF 1 < 0 作圆 SKIPIF 1 < 0 的切线,切点为 SKIPIF 1 < 0 , 则 SKIPIF 1 < 0 ,故当 SKIPIF 1 < 0 与圆相切时, SKIPIF 1 < 0 ,B正确;
对于C,设点 SKIPIF 1 < 0 关于直线 SKIPIF 1 < 0 的对称点为点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,故C错误;
对于D,当 SKIPIF 1 < 0 点坐标为 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 ,故D正确.
故选:ABD.
三、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13. 在数列 SKIPIF 1 < 0 中, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 __________.
【答案】46
【解析】
【分析】利用累加法求解即可.
【详解】由 SKIPIF 1 < 0 ,则有 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
故答案为: SKIPIF 1 < 0
14. 过点 SKIPIF 1 < 0 的直线 SKIPIF 1 < 0 ,被直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 所截得的线段 SKIPIF 1 < 0 的中点恰好在直线 SKIPIF 1 < 0 上,则直线 SKIPIF 1 < 0 的方程为__________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】先求出线段 SKIPIF 1 < 0 的中点,在求出直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率,最后用点斜式即可求出直线 SKIPIF 1 < 0 的方程.
【详解】设 SKIPIF 1 < 0 中点为 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
由 SKIPIF 1 < 0 在直线 SKIPIF 1 < 0 上,
联立可得 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 中点为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
15. 已知椭圆 SKIPIF 1 < 0 的左、右焦点分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 作 SKIPIF 1 < 0 轴的垂线,交椭圆于点 SKIPIF 1 < 0 ,若直线 SKIPIF 1 < 0 的斜率为 SKIPIF 1 < 0 ,则椭圆 SKIPIF 1 < 0 的离心率为__________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0 ## SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】利用椭圆的标准方程和离心率计算公式求解即可.
【详解】由题意可得 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 轴,且 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
则 SKIPIF 1 < 0 ①,
又 SKIPIF 1 < 0 ②,①②联立得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0 (舍去),
故答案为: SKIPIF 1 < 0
16. 若不等式 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,则实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围是__________.
【答案】 SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】当 SKIPIF 1 < 0 时显然成立,当 SKIPIF 1 < 0 时,构造 SKIPIF 1 < 0 ,则原不等式等价于 SKIPIF 1 < 0 ,利用导函数求单调性可得 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,再构造 SKIPIF 1 < 0 求 SKIPIF 1 < 0 最大值即可.
【详解】当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 恒成立;
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立;
当 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时,由 SKIPIF 1 < 0 可得 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
构造 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
由单调性可知 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0 对 SKIPIF 1 < 0 恒成立,
令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,
综上,实数 SKIPIF 1 < 0 的取值范围为 SKIPIF 1 < 0 .
故答案为: SKIPIF 1 < 0 .
【点睛】导函数中常用的两种转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理,本题的关键是利用同构的思路,将不等式变形为 SKIPIF 1 < 0 ,再构造函数,问题就会迎刃而解.
四、解答题(本大题共6小题,共70.0分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17. 已知正项等比数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,且_________.
请在① SKIPIF 1 < 0 ;② SKIPIF 1 < 0 是 SKIPIF 1 < 0 与 SKIPIF 1 < 0 等差中项;③ SKIPIF 1 < 0 ,三个条件中任选一个补充在上述横线上,并求解下面的问题:
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)若 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)根据等比数列基本量的计算即可逐一求解,
(2)根据裂项求和即可求解.
【小问1详解】
选 SKIPIF 1 < 0 当 SKIPIF 1 < 0 时,不符合题,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 ,故 SKIPIF 1 < 0 则 SKIPIF 1 < 0 负值舍去 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
选 SKIPIF 1 < 0 由题知 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 ,有 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 负值舍去,那么 SKIPIF 1 < 0
选 SKIPIF 1 < 0 即 SKIPIF 1 < 0 同 SKIPIF 1 < 0 有 SKIPIF 1 < 0
【小问2详解】
SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
18. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处有极值.
(1)求函数 SKIPIF 1 < 0 的解析式;
(2)求函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的最值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 ;
(2)最小值为 SKIPIF 1 < 0 ,最大值为 SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】(1)因 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处有极值,则 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
后检验 SKIPIF 1 < 0 满足题意即可;
(2)由(1),利用导数可求得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的最值.
【小问1详解】
由题, SKIPIF 1 < 0 .
因 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处有极值,则 SKIPIF 1 < 0 .
又 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
因 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 .
得 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减,
则函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 处有极大值,满足题意,故 SKIPIF 1 < 0 .
【小问2详解】
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,得 SKIPIF 1 < 0 .
故 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上单调递增,在 SKIPIF 1 < 0 上单调递减.
则 SKIPIF 1 < 0 ,
SKIPIF 1 < 0 .
故函数 SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 上的最大值为 SKIPIF 1 < 0 ,最小值 SKIPIF 1 < 0 .
19. 已知圆 SKIPIF 1 < 0 : SKIPIF 1 < 0 ,直线 SKIPIF 1 < 0 过点 SKIPIF 1 < 0 .
(1)若直线 SKIPIF 1 < 0 被圆 SKIPIF 1 < 0 所截得的弦长为 SKIPIF 1 < 0 ,求直线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)若直线 SKIPIF 1 < 0 与圆 SKIPIF 1 < 0 交于另一点 SKIPIF 1 < 0 ,与 SKIPIF 1 < 0 轴交于点 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的中点,求直线 SKIPIF 1 < 0 的方程.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0 .
【解析】
【分析】(1)根据点到直线的距离公式以及圆的弦长公式即可求解,
(2)根据中点坐标公式即可根据点 SKIPIF 1 < 0 在圆上求解 SKIPIF 1 < 0 ,进而可求直线方程.
小问1详解】
当直线斜率不存在时, SKIPIF 1 < 0 与圆相切不符合题意,舍去.
当直线斜率存在时,设直线 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
圆心坐标为 SKIPIF 1 < 0 ,由弦长为 SKIPIF 1 < 0 可知,圆心到直线的距离为 SKIPIF 1 < 0 ,
即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0
则直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 或 SKIPIF 1 < 0
【小问2详解】
设 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 中点,
则 SKIPIF 1 < 0 ,由 SKIPIF 1 < 0 在圆 SKIPIF 1 < 0 上得 SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 .
所以直线 SKIPIF 1 < 0
即直线 SKIPIF 1 < 0 .
20. 已知数列 SKIPIF 1 < 0 的各项均为正数,前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 .
(1)求数列 SKIPIF 1 < 0 的通项公式;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 ,求数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和 SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2) SKIPIF 1 < 0
【解析】
【分析】(1)根据 SKIPIF 1 < 0 的关系可得 SKIPIF 1 < 0 ,进而根据等差数列的性质即可求解,
(2)根据并项求和以及分组求和即可求解.
【小问1详解】
由 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0
两式相减得 SKIPIF 1 < 0 ,整理得 SKIPIF 1 < 0
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,所以数列 SKIPIF 1 < 0 是以 SKIPIF 1 < 0 为公差的等差数列
在 SKIPIF 1 < 0 中令 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
【小问2详解】
SKIPIF 1 < 0
令数列 SKIPIF 1 < 0 的前 SKIPIF 1 < 0 项和为 SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 为偶数时, SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
SKIPIF 1 < 0
当 SKIPIF 1 < 0 为奇数时, SKIPIF 1 < 0 为偶数, SKIPIF 1 < 0
即 SKIPIF 1 < 0
所以 SKIPIF 1 < 0
21. 设抛物线 SKIPIF 1 < 0 的焦点为 SKIPIF 1 < 0 ,点 SKIPIF 1 < 0 ,过 SKIPIF 1 < 0 的直线交抛物线 SKIPIF 1 < 0 于 SKIPIF 1 < 0 两点,当直线 SKIPIF 1 < 0 轴时, SKIPIF 1 < 0 .
(1)求抛物线 SKIPIF 1 < 0 的方程;
(2)设直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 与抛物线 SKIPIF 1 < 0 的另一个交点分别为点 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,记直线 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 的斜率分别为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,求 SKIPIF 1 < 0 的值.
【答案】(1) SKIPIF 1 < 0
(2)2
【解析】
【分析】(1)首先求出 SKIPIF 1 < 0 点坐标,再根据抛物线的定义得到方程,求出 SKIPIF 1 < 0 的值,即可得解;
(2)设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,设 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,即可求出 SKIPIF 1 < 0 ,从而得解.
【小问1详解】
解:当直线 SKIPIF 1 < 0 轴时,令 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
不妨取 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 ;
【小问2详解】
解:设 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,由题可知直线 SKIPIF 1 < 0 斜率存在且不为 SKIPIF 1 < 0 ,
故设 SKIPIF 1 < 0 的方程为 SKIPIF 1 < 0 联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,
则有 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
直线 SKIPIF 1 < 0 方程为 SKIPIF 1 < 0 ,
联立 SKIPIF 1 < 0 得 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,
因为 SKIPIF 1 < 0 ,
又因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 .
22. 已知函数 SKIPIF 1 < 0 .
(1)讨论函数 SKIPIF 1 < 0 的单调性;
(2)若函数 SKIPIF 1 < 0 有两个零点 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ;
(i)求 SKIPIF 1 < 0 的取值范围;
(ii)证明: SKIPIF 1 < 0 .
【答案】(1)答案见解析;
(2)(i) SKIPIF 1 < 0 ;(ii)证明见解析
【解析】
【分析】(1)对 SKIPIF 1 < 0 求导,利用导函数的正负讨论单调性即可;
(2)(i)利用 SKIPIF 1 < 0 单调性及零点存在性定理求解即可;(ii)要证明 SKIPIF 1 < 0 ,只需证明 SKIPIF 1 < 0 ,构造函数 SKIPIF 1 < 0 ,不妨设一元二次方程 SKIPIF 1 < 0 的两根为 SKIPIF 1 < 0 且 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,对称轴为 SKIPIF 1 < 0 ,再利用(1)中结论证明 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 即可.
【小问1详解】
由题意可得 SKIPIF 1 < 0 的定义域为 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 恒成立, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增,
当 SKIPIF 1 < 0 时,令 SKIPIF 1 < 0 解得 SKIPIF 1 < 0 ,所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递减,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 单调递增,
综上,当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增;当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减,在 SKIPIF 1 < 0 单调递增.
【小问2详解】
(i)由(1)可得当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递增,此时 SKIPIF 1 < 0 至多有一个零点,故 SKIPIF 1 < 0 ,
若函数 SKIPIF 1 < 0 有两个零点 SKIPIF 1 < 0 ,则 SKIPIF 1 < 0 ,解得 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
令 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 单调递减,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
所以当 SKIPIF 1 < 0 时, SKIPIF 1 < 0 在 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 上各有一个零点 SKIPIF 1 < 0 .
(ii)要证明 SKIPIF 1 < 0 ,只需证明 SKIPIF 1 < 0 ,
由(i)可知 SKIPIF 1 < 0 ,令 SKIPIF 1 < 0 , SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 为 SKIPIF 1 < 0 的两个零点,
构造函数 SKIPIF 1 < 0 ,因为 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 有两个零点 SKIPIF 1 < 0 ,不妨令 SKIPIF 1 < 0 ,开口向上,对称轴为 SKIPIF 1 < 0 ,且 SKIPIF 1 < 0 ,
由(1)可得 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,
又 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
同理可得 SKIPIF 1 < 0 ,所以 SKIPIF 1 < 0 ,
所以 SKIPIF 1 < 0 ,即 SKIPIF 1 < 0
【点睛】导函数中常用的两种转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题;二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问题处理,本题的关键是将不等式变形为 SKIPIF 1 < 0 ,再构造函数 SKIPIF 1 < 0 ,利用一元二次方程 SKIPIF 1 < 0 的两根之差的绝对值得到 SKIPIF 1 < 0 ,再利用(1)中结论放缩即可求解.
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