内蒙古呼伦贝尔市2015届高考数学一模试卷(理科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.设全集U={﹣1,﹣2,﹣3,﹣4,0},集合A={﹣1,﹣2,0},B={﹣3,﹣4,0},则(?U A)∩B=( )
A.{0} B.{﹣3,﹣4} C.{﹣1,﹣2} D.?
2.在复平面内,复数(i是虚数单位)对应的点位于( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
3.“a=﹣2”是“直线l1:ax﹣y+3=0与l2:2x﹣(a+1)y+4=0互相平行”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件
4.已知双曲线kx2﹣y2=1的一条渐近线与直线2x+y+1=0垂直,则双曲线的离心率是( ) A.B.C.D.
5.执行如图所示的程序框图,当输出值为4时,输入x的值为( )
A.﹣2或﹣3 B.2或﹣3 C.±2 D.2
6.一个四棱锥的三视图如图所示,其左视图是等边三角形,该四棱锥的体积等于( )
A.6B.3C.2D.
7.在二项式(x﹣)n的展开式中恰好第5项的二项式系数最大,则展开式中含x2项的系
数是( )
A.35 B.﹣35 C.﹣56 D.56
8.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R(其中A>0,ω>0,﹣<φ<),其部分图
象如图所示,将f(x)的图象纵坐标不变,横坐标变成原来的2倍,再向右平移1个单位得到g(x)的图象,则函数g(x)的解析式为( )
A.g(x)=sin(x+1) B.g(x)=sin(x+1)C.g(x)=sin(x+1)
D.g(x)=sin(x+1)
9.已知向量,,,若,则tan()的值为( )
A.B.C.﹣D.﹣
10.若点P是曲线y=x2﹣lnx上任意一点,则点P到直线y=x﹣2的最小距离为( ) A.B.1 C.D.2
11.四面体ABCD的四个顶点都在球O的表面上,AB⊥平面BCD,△BCD是边长为3的等边三角形.若AB=2,则球O的表面积为( )
A.8πB.12πC.16πD.32π
12.若函数f(x)=x2+e x﹣(x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是( )
A.(﹣) B.() C.()D.()
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.实数x,y满足,则z=x﹣y的最大值是__________.
14.甲、乙两个小组各10名学生的英语口语测试成绩的茎叶图如图所示.现从这20名学生中随机抽取一人,将“抽出的学生为甲小组学生”记为事件A;“抽出的学生英语口语测试成绩不低于85分”记为事件B.则P(A|B)的值是__________.
15.如图所示,在山腰测得山顶仰角∠CAB=45°沿倾斜角为30°的斜坡走1000米至S点,又测得山顶仰角∠DSB=75°,则山顶高BC为__________米.
16.设F1,F2分别是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,过F2的直线交椭圆于P,
Q两点,若∠F1PQ=60°,|PF1|=|PQ|,则椭圆的离心率为__________.
三、解答题(共5小题,满分60分)
17.设S n为数列{a n}的前n项和,且对任意n∈N*都有S n+
(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)设b n=log3a1+log3a2+log3a3+…+log3a n,求数列的前n项和.
18.如图,在三棱锥S﹣ABC中,侧面SAB与侧面SAC均为等边三角形,∠BAC=90°,O 为BC中点.
(Ⅰ)证明:SO⊥平面ABC;
(Ⅱ)求二面角A﹣SC﹣B的余弦值.
19.某教研机构准备举行一次数学新课程研讨会,共邀请了n位一线教师(n>8且n∈N*),其中有6位教师使用人教A版教材,其余使用北师大版教材.
(Ⅰ)从这N位一线教师中随机选出2位,若他们使用不同版本教材的概率不小于,求N
的最大值;
(Ⅱ)当N=12时,设选出的2位教师中使用人教A版教材的人数为ζ,求ξ的分布列和均值.
20.已知抛物线E:y2=2px(p>0)的准线与x轴交于点M,过点M作圆C:(x﹣2)2+y2=1
的两条切线,切点为A,B,|AB|=.
(Ⅰ)求抛物线E的方程;
(Ⅱ)过M点斜率为k的直线l与抛物线E交于H、G两点.是否存在这样的k,使得抛物线E上总存在点Q(x0,y0)满足QH⊥QG,若存在,求k的取值范围;若不存在,说明理由.
21.已知f(x)=lnx﹣ax2﹣bx.
(Ⅰ)若a=﹣1,函数f(x)在其定义域内是增函数,求b的取值范围;
(Ⅱ)设f(x)的零点为x1,x2且x1<x2,x1+x2=2x0,求证:f′(x0)<0.
四、解答题(共3小题,满分30分)
选修4-1:几何证明选讲
22.如图AB为圆O直径,P为圆O外一点,过P点作PC⊥AB,垂足为C,PC交圆O于D点,PA交圆O于E点,BE交PC于F点
(Ⅰ)求证:∠PFE=∠PAB;
(Ⅱ)求证:CD2=CF?CP.
选修4-4:坐标系与参数方程
23.在直角坐标系xOy中,以O为极点,x轴正半轴为极轴建立坐标系,直线l的参数方程为,(t为参数),曲线C1的方程为ρ(ρ﹣4sinθ)=12,定点A(6,0),点P是曲线
C1上的动点,Q为AP的中点.
(1)求点Q的轨迹C2的直角坐标方程;
(2)直线l与直线C2交于A,B两点,若|AB|≥2,求实数a的取值范围.
选修4-5:不等式选讲
24.已知函数f(x)=|x﹣1|,
(1)解关于x的不等式f(x)+x2﹣1>0
(2)若g(x)=﹣|x+3|+m,f(x)<g(x)的解集非空,求实数m的取值范围.
内蒙古呼伦贝尔市2015届高考数学一模试卷(理科)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.设全集U={﹣1,﹣2,﹣3,﹣4,0},集合A={﹣1,﹣2,0},B={﹣3,﹣4,0},则(?U A)∩B=( )
A.{0} B.{﹣3,﹣4} C.{﹣1,﹣2} D.?
考点:交、并、补集的混合运算.
分析:先计算集合C U A,再计算(C U A)∩B.
解答:解:∵A={﹣1,﹣2,0},B={﹣3,﹣4,0},
∴C U A={﹣3,﹣4},
∴(C U A)∩B={﹣3,﹣4}.
故答案选B.
点评:本题主要考查了集合间的交,补混合运算,较为简单.
2.在复平面内,复数(i是虚数单位)对应的点位于( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
考点:复数代数形式的混合运算.
分析:化简复数为a+bi (a、b∈R)的形式,可以确定z对应的点位于的象限.
解答:解:复数=
故选C.
点评:本题考查复数代数形式的运算,复数和复平面内点的对应关系,是基础题.
3.“a=﹣2”是“直线l1:ax﹣y+3=0与l2:2x﹣(a+1)y+4=0互相平行”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件
考点:必要条件、充分条件与充要条件的判断.
专题:简易逻辑.
分析:根据充分必要条件的定义结合两直线平行的性质及判定得出答案.
解答:解:当a=﹣2时,l1:2x+y﹣3=0,l2:2x+y+4=0,两直线平行,是充分条件;
若直线l1:ax﹣y+3=0与l2:2x﹣(a+1)y+4=0互相平行,则a(a+1)=2,解得:a=﹣2,或a=1,不是必要条件,
故选:A.
点评:本题考查了充分必要条件,考查了两直线平行的性质及判定,是一道基础题.4.已知双曲线kx2﹣y2=1的一条渐近线与直线2x+y+1=0垂直,则双曲线的离心率是( ) A.B.C.D.
考点:双曲线的简单性质.
专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:根据题设条件知求出渐近线的斜率,利用a,b,c 的关系,求出双曲线的离心率.解答:解:∵双曲线kx2﹣y2=1的渐近线的一条渐近线与直线2x+y+1=0垂直,
∴渐近线的斜率为,
∴=,
∴=,
∴e=.
故选A
点评:本题考查双曲线的性质和应用,解题时要注意公式的合理运用.
5.执行如图所示的程序框图,当输出值为4时,输入x的值为( )
A.﹣2或﹣3 B.2或﹣3 C.±2 D.2
考点:程序框图.
专题:图表型;算法和程序框图.
分析:模拟执行程序可得程序框图的功能是计算并输出分段函数y=的值,当
y的值为4时,分情况讨论即可解得x的值.
解答:解:模拟执行程序可得程序框图的功能是计算并输出分段函数y=的
值,
故当输出值为4时,有:当x<1时,1﹣x=4,可解得x=﹣3.
当x≥1时,x2=4,可解得x=2,或﹣2(舍去)
综上可得输入x的值为2或﹣3.
故选:B.
点评:本题主要考查了程序框图和算法,考查了分段函数的求解,模拟执行程序得到程序框图的功能是解题的关键,属于基本知识的考查.
6.一个四棱锥的三视图如图所示,其左视图是等边三角形,该四棱锥的体积等于( )
A.6B.3C.2D.
考点:由三视图求面积、体积.
专题:空间位置关系与距离.
分析:由已知中的三视图可知:该几何体是以俯视图为底面的四棱锥,计算出几何体的底面面积和高,代入棱锥体积公式,可得答案.
解答:解:由已知中的三视图可知:该几何体是以俯视图为底面的四棱锥,
其底面面积S=×(1+2)×2=3,
又∵左视图是等边三角形,
∴高h=,
故棱锥的体积V=×=,
故选:D.
点评:本题考查的知识点是由三视图求体积,其中分析出几何体的形状是解答的关键.7.在二项式(x﹣)n的展开式中恰好第5项的二项式系数最大,则展开式中含x2项的系
数是( )
A.35 B.﹣35 C.﹣56 D.56
考点:二项式系数的性质.
专题:二项式定理.
分析:根据二项式展开式中恰好第5项的二项式系数最大,得出n的值,
再利用展开式的通项公式求出展开式中含x2项的系数即可.
解答:解:∵在二项式(x﹣)n的展开式中恰好第5项的二项式系数最大,
∴展开式中第5项是中间项,共有9项,
∴n=8;
展开式的通项公式为
T r+1=?x8﹣r?=(﹣1)r??x8﹣2r,
令8﹣2r=2,得r=3,
∴展开式中含x2项的系数是(﹣1)3?=﹣56.
故选:C.
点评:本题考查了二项式展开式的应用问题,解题时应熟记二项式系数以及通项公式的特点,是基础题目.
8.已知函数f(x)=Asin(ωx+φ),x∈R(其中A>0,ω>0,﹣<φ<),其部分图
象如图所示,将f(x)的图象纵坐标不变,横坐标变成原来的2倍,再向右平移1个单位得到g(x)的图象,则函数g(x)的解析式为( )
A.g(x)=sin(x+1)B.g(x)=sin(x+1)C.g(x)=sin(x+1)
D.g(x)=sin(x+1)
考点:由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式;函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.专题:三角函数的图像与性质.
分析:由函数的图象的顶点坐标求出A,由周期求出ω,由五点法作图求出φ的值,可得函数的解析式,再根据函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,得出结论.
解答:解:由函数的图象可得A=1,T==1﹣(﹣1)=2,∴ω=.
再由五点法作图可得,(﹣1)+φ=0,∴φ=,函数f(x)=sin(x+).
将f(x)的图象纵坐标不变,横坐标变成原来的2倍,可得函数y=sin(x+)的图象;
再向右平移1个单位得到g(x)=sin[(x﹣1)+]=sin(x+)的图象,
故函数g(x)的解析式为g(x)=sin(x+1),
故选:B.
点评:本题主要考查由函数y=Asin(ωx+φ)的部分图象求解析式,函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,属于基础题.
9.已知向量,,,若,则tan()的值为( )
A.B.C.﹣D.﹣
考点:平面向量数量积的运算.
专题:三角函数的求值;平面向量及应用.
分析:先进行数量积的坐标运算,并且用上二倍角的余弦公式,从而可求得sin,
而根据即可求得cos,然后根据两角差的正切公式和切化弦公
式即可求出tan().
解答:解:由已知条件:
sinα?(1﹣2sinα)﹣cos2α=sinα﹣1=;
∴,;
∴;
∴=.
故选D.
点评:考查数量积的坐标运算,二倍角的余弦公式,正弦函数在各象限的符号情况,以及两角差的正切公式,切化弦公式.
10.若点P是曲线y=x2﹣lnx上任意一点,则点P到直线y=x﹣2的最小距离为( ) A.B.1 C.D.2
考点:点到直线的距离公式.
专题:转化思想;导数的综合应用.
分析:由题意知,当曲线上过点P的切线和直线y=x﹣2平行时,点P到直线y=x﹣2的距离最小.求出曲线对应的函数的导数,令导数值等于1,可得切点的坐标,此切点到直线y=x ﹣2的距离即为所求.
解答:解:点P是曲线y=x2﹣lnx上任意一点,
当过点P的切线和直线y=x﹣2平行时,
点P到直线y=x﹣2的距离最小.
直线y=x﹣2的斜率等于1,
令y=x2﹣lnx,得y′=2x﹣=1,解得x=1,或x=﹣(舍去),
故曲线y=x2﹣lnx上和直线y=x﹣2平行的切线经过的切点坐标为(1,1),
点(1,1)到直线y=x﹣2的距离等于,
∴点P到直线y=x﹣2的最小距离为,
故选:C.
点评:本题考查点到直线的距离公式的应用,函数的导数的求法及导数的意义,体现了转化的数学思想方法,是中档题.
11.四面体ABCD的四个顶点都在球O的表面上,AB⊥平面BCD,△BCD是边长为3的等边三角形.若AB=2,则球O的表面积为( )
A.8πB.12πC.16πD.32π
考点:球的体积和表面积.
专题:球.
分析:取CD的中点E,连结AE,BE,作出外接球的球心,求出半径,即可求出表面积.解答:解:取CD的中点E,连结AE,BE,∵在四面体ABCD中,AB⊥平面BCD,
△BCD是边长为3的等边三角形.
∴Rt△ABC≌Rt△ABD,△ACD是等腰三角形,
△BCD的中心为G,作OG∥AB交AB的中垂线HO于O,O为外接球的中心,
BE=,BG=,
R===2.
四面体ABCD外接球的表面积为:4πR2=16π.
故选:C.
点评:本题考查球的内接体知识,考查空间想象能力,确定球的切线与半径是解题的关键.12.若函数f(x)=x2+e x﹣(x<0)与g(x)=x2+ln(x+a)图象上存在关于y轴对称的点,则a的取值范围是( )
A.(﹣) B.() C.()D.()
考点:函数的图象.
专题:函数的性质及应用.
分析:由题意可得e x0﹣﹣ln(﹣x0+a)=0有负根,函数h(x)=e x﹣﹣ln(﹣x+a)为增
函数,由此能求出a的取值范围.
解答:解:由题意可得:
存在x0∈(﹣∞,0),满足x02+e x0﹣=(﹣x0)2+ln(﹣x0+a),
即e x0﹣﹣ln(﹣x0+a)=0有负根,
∵当x趋近于负无穷大时,e x0﹣﹣ln(﹣x0+a)也趋近于负无穷大,
且函数h(x)=e x﹣﹣ln(﹣x+a)为增函数,
∴h(0)=e0﹣﹣lna>0,
∴lna<ln,
∴a<,
∴a的取值范围是(﹣∞,),
故选:A
点评:本题考查的知识点是函数的图象和性质,函数的零点,函数单调性的性质,函数的极限,是函数图象和性质较为综合的应用.
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.实数x,y满足,则z=x﹣y的最大值是3.
考点:简单线性规划.
专题:不等式的解法及应用.
分析:由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,联立方程组求出最优解的坐标,代入目标函数得答案.
解答:解:由约束条件作出可行域如图,
化目标函数z=x﹣y为直线方程斜截式y=x﹣z,
由图可知,当直线y=x﹣z过A(3,0)时,直线在y轴上的截距最小,z最大,最大值为3﹣0=3.
故答案为:3.
点评:本题考查了简单的线性规划,考查了数形结合的解题思想方法,是中档题.
14.甲、乙两个小组各10名学生的英语口语测试成绩的茎叶图如图所示.现从这20名学生中随机抽取一人,将“抽出的学生为甲小组学生”记为事件A;“抽出的学生英语口语测试成
绩不低于85分”记为事件B.则P(A|B)的值是.
考点:条件概率与独立事件.
专题:概率与统计.
分析:由茎叶图,确定P(A)=,P(B)=,P(AB)=,再利用条件概率公式,即
可求得结论.
解答:从这20名学生中随机抽取一人,基本事件总数为20个.
将“抽出的学生为甲小组学生”记为事件A,
则事件A包含的基本事件有10,故P(A)=;
“抽出学生的英语口语测试成绩不低于85分”记为事件B,
则事件B包含的基本事件有9,P(B)=,
故事件AB包含的基本事件有5,故P(AB)=,
故P(A|B)==.
故答案为:.
点评:本题考查读茎叶图,考查概率的计算,考查条件概率,考查学生的计算能力,属于中档题.
15.如图所示,在山腰测得山顶仰角∠CAB=45°沿倾斜角为30°的斜坡走1000米至S点,又测得山顶仰角∠DSB=75°,则山顶高BC为1000米.
考点:正弦定理.
专题:计算题.
分析:作出图形,过点S作SE⊥AC于E,SH⊥AB于H,依题意可求得SE在△BDS中利用正弦定理可求BD的长,从而可得山顶高BC.
解答:解:依题意,过S点作SE⊥AC于E,SH⊥AB于H,
∵∠SAE=30°,AS=1000米,
∴CD=SE=AS?sin30°=500米,
依题意,在Rt△HAS中,∠HAS=45°﹣30°=15°,
∴HS=AS?sin15°,
在Rt△BHS中,∠HBS=30°,
∴BS=2HS=2000sin15°,
在Rt△BSD中,BD=BS?sin75°
=2000sin15°?sin75°
=2000sin15°?cos15°
=1000×sin30°
=500米.
∴BC=BD+CD=1000米.
故答案为:1000.
点评:本题考查正弦定理的应用,考查作图与计算的能力,属于中档题.
16.设F1,F2分别是椭圆(a>b>0)的左、右焦点,过F2的直线交椭圆于P,Q两点,若∠F1PQ=60°,|PF1|=|PQ|,则椭圆的离心率为.
考点:椭圆的简单性质.
专题:圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:通过∠F1PQ=60°,|PF1|=|PQ|,可得直线PQ过右焦点F2且垂直于x轴,从而△F1PQ 为等边三角形,△F1PF2为直角三角形,计算即可?
解答:解:∵过F2的直线交椭圆于P,Q两点,若∠F1PQ=60°,|PF1|=|PQ|,
∴直线PQ过右焦点F2且垂直于x轴,即△F1PQ为等边三角形,△F1PF2为直角三角形,∵F1P+F1Q+PQ=4a,∴F1P+PF2=2a,
又∵F1P=2PF2,F1F2=2c,
∴F1P=,PF2=,
由勾股定理,得,即a2=3c2,
∴e=,
故答案为:?
点评:本题考查椭圆的简单性质,勾股定理,挖掘隐含信息“直线PQ过右焦点F2且垂直于x轴”是解决本题的关键,属于中档题.
三、解答题(共5小题,满分60分)
17.设S n为数列{a n}的前n项和,且对任意n∈N*都有S n+
(Ⅰ)求数列{a n}的通项公式;
(Ⅱ)设b n=log3a1+log3a2+log3a3+…+log3a n,求数列的前n项和.
考点:数列的求和.
专题:等差数列与等比数列.
分析:(I)利用“a1=S1,当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1”及其等比数列的通项公式即可得出;求通项公式、“错位相减法”、等比数列的前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
(II)由于a n=,可得log3a n==﹣n.利用等差数列的前n项和公式
可得=﹣.利用“裂项求和”即可得出.
解答:解:(I)∵S n+,∴当n=1时,=,∴a1=.
当n≥2时,,∴a n+﹣=0,∴.
∴数列{a n}是等比数列,∴a n=.
(II)∵a n=,∴log3a n==﹣n.
∴b n=log3a1+log3a2+log3a3+…+log3a n=﹣(1+2+…+n)=﹣.
∴=﹣.
∴数列的前n项和=﹣2+…+
=
=.
点评:本题考查了利用“a1=S1,当n≥2时,a n=S n﹣S n﹣1”求通项公式、“裂项求和”、等比数列与等差数列的通项公式前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
18.如图,在三棱锥S﹣ABC中,侧面SAB与侧面SAC均为等边三角形,∠BAC=90°,O 为BC中点.
(Ⅰ)证明:SO⊥平面ABC;
(Ⅱ)求二面角A﹣SC﹣B的余弦值.
考点:直线与平面垂直的判定;与二面角有关的立体几何综合题.
专题:计算题;证明题.
分析:(1)欲证SO⊥平面ABC,根据直线与平面垂直的判定定理可知只需证SO与平面ABC内两相交直线垂直,而SO⊥BC,SO⊥AO,又AO∩BO=O,满足定理条件;
(2)以O为坐标原点,射线OB,OA分别为x轴、y轴的正半轴,建立空间直角坐标系O ﹣xyz,求出两半平面的法向量,求出两法向量的夹角即可.
解答:证明:
(Ⅰ)由题设AB=AC=SB=SC=SA,连接OA,△ABC为等腰直角三角形,
所以,且AO⊥BC,
又△SBC为等腰三角形,故SO⊥BC,
且,从而OA2+SO2=SA2.
所以△SOA为直角三角形,SO⊥AO.
又AO∩BO=O.
所以SO⊥平面ABC.
(Ⅱ)解:
以O为坐标原点,射线OB,OA分别为x轴、y轴的正半轴,
建立如图的空间直角坐标系O﹣xyz.
设B(1,0,0),则C(﹣1,0,0),A(0,1,0),S(0,0,1).SC的中点,
.∴
.
故等于二面角A﹣SC﹣B的平面角.
,
所以二面角A﹣SC﹣B的余弦值为.
点评:本小题主要考查直线与平面垂直,以及二面角等基础知识,考查空间想象能力,运算能力和推理论证能力.
19.某教研机构准备举行一次数学新课程研讨会,共邀请了n位一线教师(n>8且n∈N*),其中有6位教师使用人教A版教材,其余使用北师大版教材.
(Ⅰ)从这N位一线教师中随机选出2位,若他们使用不同版本教材的概率不小于,求N
的最大值;
(Ⅱ)当N=12时,设选出的2位教师中使用人教A版教材的人数为ζ,求ξ的分布列和均值.
考点:离散型随机变量及其分布列;古典概型及其概率计算公式.
专题:概率与统计.
分析:(Ⅰ)根据题意得出概率P==,列出不等式则,求解即可.
(Ⅱ)确定随机变量得出ξ的可能取值为0,1,2,再根据题意分别得出概率P(ξ=0)==,P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,列出分布列即可.
解答:解:(Ⅰ)由题可知,所选两人为“使用版本不同”的概率P==,
则,
化简得n2﹣25n+144≤0,解得9≤n≤16,故n的最大值为16;
(Ⅱ)由题意得,ξ的可能取值为0,1,2,
则P(ξ=0)==,P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,
所以ξ的分布列为
ξ0 1 2
P
∴Eξ=0×+1×=1.
点评:本题考查了古典概率分布在实际问题中的应用,关键是确定随机变量以及相应的概率,列出分布列,不等式求解,难度较大,属于中档题.
20.已知抛物线E:y2=2px(p>0)的准线与x轴交于点M,过点M作圆C:(x﹣2)2+y2=1
的两条切线,切点为A,B,|AB|=.
(Ⅰ)求抛物线E的方程;
(Ⅱ)过M点斜率为k的直线l与抛物线E交于H、G两点.是否存在这样的k,使得抛物线E上总存在点Q(x0,y0)满足QH⊥QG,若存在,求k的取值范围;若不存在,说明理由.
考点:抛物线的简单性质.
专题:圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:(Ⅰ)由已知得M(﹣,0),C(2,0),由圆的对称性求出|CR|、|CM|,利用抛物
线的定义求出p,得出抛物线方程;
(Ⅱ)设Q(x0,y0),H(x1,y1),G(x2,y2),直线方程与抛物线方程联立,利用根与系数的关系求两根之和与两根之积,由斜率公式表示出QH与QG的斜率,由QH⊥QG,利用斜率之积是﹣1,得到关于y0的一元二次方程,利用△≥0求出k的范围.
解答:解:(Ⅰ)由已知得M(﹣,0),C(2,0).设AB与x轴交于点R,由圆的对称性可知,
|AR|=.于是|CR|==,所以|CM|===3,
即2+=3,p=2.故抛物线E的方程为y2=4x.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
(Ⅱ)设Q(x0,y0),H(x1,y1),G(x2,y2)
由得ky2﹣4y+4k=0,由得﹣1<k<1且k≠0.
,y1y2=4,,同理
由QH⊥QG得,即:,
∴,,得且k≠0,
由﹣1<k<1且k≠0得k的取值范围为[﹣)∪(0,]﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
点评:本题主要考查了抛物线的定义及直线与抛物线的位置关系,考查了考生的基础知识的综合运用和知识迁移的能力.
21.已知f(x)=lnx﹣ax2﹣bx.
(Ⅰ)若a=﹣1,函数f(x)在其定义域内是增函数,求b的取值范围;
(Ⅱ)设f(x)的零点为x1,x2且x1<x2,x1+x2=2x0,求证:f′(x0)<0.
考点:利用导数研究函数的单调性;导数的运算.
专题:计算题;证明题;整体思想;导数的综合应用;不等式的解法及应用.
分析:(Ⅰ)化简函数f(x)=lnx+x2﹣bx,从而可得f′(x)=+2x﹣b≥0在(0,+∞)上恒成立,即b≤+2x在(0,+∞)上恒成立,再由+2x≥2(当且仅当x=时,等号成立),从而求b的取值范围.
(Ⅱ)由题意得,,即,从而可得ln=(x1﹣x2)[a(x1+x2)+b],再由f′(x)=﹣2ax﹣b及x1+x2=2x0得到f′(x0)=
[﹣ln],令t=,m(t)=﹣lnt(0<t<1),从而求导可证明m(t)
>m(1)=0;再由x1<x2证明f′(x0)<0.
解答:解:(Ⅰ)若a=﹣1,则函数f(x)=lnx+x2﹣bx,
∵函数f(x)在其定义域(0,+∞)上是增函数,
∴f′(x)=+2x﹣b≥0在(0,+∞)上恒成立,
即b≤+2x在(0,+∞)上恒成立,
而+2x≥2(当且仅当x=时,等号成立)
故b≤2,
故b的取值范围为(﹣∞,2].
(Ⅱ)证明:由题意得,,
即,
故ln=(x1﹣x2)[a(x1+x2)+b],
由f′(x)=﹣2ax﹣b及x1+x2=2x0,得
f′(x0)=﹣2ax0﹣b
=﹣[a(x1+x2)+b]
=﹣ln