2017-2018学年福建省莆田一中高三(上)第一次月考数学试卷(理科)
一、选择题(60分)
1.已知集合A={1,2,3},B={x|(x+1)(x﹣2)<0,x∈Z},则A∪B=( )
A.{1} B.{1,2} C.{0,1,2,3} D.{﹣1,0,1,2,3}
2.命题“∀n∈N*,f(n)∈N*且f(n)≤n”的否定形式是( )
A.∀n∈N*,f(n)∉N*且f(n)>n B.∀n∈N*,f(n)∉N*或f(n)>n
C.∃n0∈N*,f(n0)∉N*且f(n0)>n0 D.∃n0∈N*,f(n0)∉N*或f(n0)>n0
3.“x<0”是“ln(x+1)<0”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.设α是第二象限角,P(x,4)为其终边上的一点,且cosα=x,则tanα=( )
A. B. C. D.
5.已知f1(x)=sinx+cosx,fn+1(x)是fn(x)的导函数,即f2(x)=f1′(x),
f3(x)=f2′(x),…,fn+1(x)=fn′(x),n∈N*,则f2017(x)=( )
A.sinx+cosx B.sinx﹣cosx C.﹣sinx+cosx D.﹣sinx﹣cosx
6.函数y=的图象可能是( )
A. B. C. D.
7.若函数f(x)=x3﹣3x在(a,6﹣a2)上有最小值,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣,1) B.[﹣,1) C.[﹣2,1) D.(﹣2,1)
8.设函数f(x),g(x)的定义域为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,
设
h(x)=|f(x﹣1)|+g(x﹣1),则下列结论中正确的是( )
A.h(x)关于(1,0)对称 B.h(x)关于(﹣1,0)对称
C.h(x)关于x=1对称 D.h(x)关于x=﹣1对称
9.函数f(x)=(x2+ax﹣1)ex﹣1的一个极值点为x=1,则f(x)的极大值为( )
A.﹣1 B.﹣2e﹣3 C.5e﹣3 D.1
10.设x、y、z均为负数,且2x=3y=5z,则( )
A.2x<3y<5z B.5z<2x<3y C.3y<5z<2x D.3y<2x<5z
11.不等式2x2﹣axy+y2≥0对于任意x∈[1,2]及y∈[1,3]恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.a≤2 B.a≥2 C.a≤ D.a≤
12.曲线f(x)=ax2(a>0)与g(x)=lnx有两条公切线,则a的取值范围为( )
A.(0,) B.(0,) C.(,+∞) D.(,+∞)
二、填空题(20分)
13.= .
14.已知函数是R上的增函数,则a的取值范围是 .
15.已知函数y=f(x﹣1)+x2是定义在R上的奇函数,且f(0)=﹣1,若
g(x)=1﹣f(x+1),则g(﹣3)= .
16.已知是定义在R上的函数,且满足①f(4)=0;②曲线y=f(x+1)关于点(﹣1,0)对称;③当x∈(﹣4,0)时,,若y=f(x)在
x∈[﹣4,4]上有5个零点,则实数m的取值范围为 .
三、解答题(70分)
17.(12分)已知函数f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x.
(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(2)当时,判断f(x)的零点个数.
18.(12分)已知由甲、乙两位男生和丙、丁两位女生组成的四人冲关小组,参加由安徽卫视推出的大型户外竞技类活动《男生女生向前冲》.活动共有四关,若四关都闯过,则闯关成功,否则落水失败.设男生闯过一至四关的概率依次是,,,,女生闯过一至四关的概率依次是,,,.
(Ⅰ)求男生甲闯关失败的概率;
(Ⅱ)设X表示四人冲关小组闯关成功的人数,求随机变量X的分布列和期望.
19.(12分)光泽圣农公司生产一种产品,每年需投入固定成本0.5万元,此外每生产100件这样的产品,还需增加投入0.25万元,经市场调查知这种产品年需求量为500件,产品销售数量为t件时,销售所得的收入为(0.05t﹣)万元.
(1)该公司这种产品的年生产量为x件,生产并销售这种产品所得到的利润关于当年产量x的函数为f(x),求f(x);
(2)当该公司的年产量为多少件时,当年所获得的利润最大?
20.已知直线l的方程为y=x﹣2,又直线l过椭圆C:+=1(a>b>0)的右焦点,且椭圆的离心率为.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点D(0,1)的直线与椭圆C交于点A,B,求△AOB的面积的最大值.
21.(12分)设函数
(1)若函数f(x)的图象在点(e2,f(e2))处的切线方程为3x+4y﹣e2=0,求实数a、b的值;
(2)当b=1时,若存在x1,,使f(x1)≤f′(x2)+a成立,求实数a的最小值.
请考生在第22、23两题中任选一题作答.[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)
22.(10分)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的参数方程为(t为参数).
(1)若a=﹣1,求C与l的交点坐标;
(2)若a=8,求C上的点到l的距离的最大值.
[选修4-5:不等式选讲](10分)
23.已知函数f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|.
(1)求不等式f(x)≥1的解集;
(2)若不等式f(x)≥x2﹣x+m的解集非空,求m的取值范围.
2017-2018学年福建省莆田一中高三(上)第一次月考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(60分)
1.已知集合A={1,2,3},B={x|(x+1)(x﹣2)<0,x∈Z},则A∪B=( )
A.{1} B.{1,2} C.{0,1,2,3} D.{﹣1,0,1,2,3}
【考点】1D:并集及其运算.
【专题】11 :计算题;35 :转化思想;4O:定义法;5J :集合.
【分析】先求出集合A,B,由此利用并集的定义能求出A∪B的值.
【解答】解:∵集合A={1,2,3},
B={x|(x+1)(x﹣2)<0,x∈Z}={0,1},
∴A∪B={0,1,2,3}.
故选:C.
2.命题“∀n∈N*,f(n)∈N*且f(n)≤n”的否定形式是( )
A.∀n∈N*,f(n)∉N*且f(n)>n B.∀n∈N*,f(n)∉N*或f(n)>n
C.∃n0∈N*,f(n0)∉N*且f(n0)>n0 D.∃n0∈N*,f(n0)∉N*或f(n0)>n0
【考点】2J:命题的否定.
【专题】5L :简易逻辑.
【分析】根据全称命题的否定是特称命题即可得到结论.
【解答】解:命题为全称命题,
则命题的否定为:∃n0∈N*,f(n0)∉N*或f(n0)>n0,
故选:D.
3.“x<0”是“ln(x+1)<0”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】29:充要条件.
【专题】11 :计算题;5L :简易逻辑.
【分析】根据不等式的性质,利用充分条件和必要条件的定义进行判断即可得到结论.
【解答】解:∵x<0,∴x+1<1,当x+1>0时,ln(x+1)<0;
∵ln(x+1)<0,∴0<x+1<1,∴﹣1<x<0,∴x<0,
∴“x<0”是ln(x+1)<0的必要不充分条件.
故选:B.
4.设α是第二象限角,P(x,4)为其终边上的一点,且cosα=x,则tanα=( )
A. B. C. D.
【考点】GG:同角三角函数间的基本关系;G9:任意角的三角函数的定义.
【专题】56 :三角函数的求值.
【分析】根据任意角α的余弦的定义和已知条件可得x的值,再由tanα的定义求得结果.
【解答】解:由题意可得x<0,r=|OP|=,故 cosα==.
再由 可得 x=﹣3,∴tanα==﹣,
故选D.
5.已知f1(x)=sinx+cosx,fn+1(x)是fn(x)的导函数,即f2(x)=f1′(x),f3(x)=f2′(x),…,fn+1(x)=fn′(x),n∈N*,则f2017(x)=( )
A.sinx+cosx B.sinx﹣cosx C.﹣sinx+cosx D.﹣sinx﹣cosx
【考点】63:导数的运算.
【专题】11 :计算题;48 :分析法;52 :导数的概念及应用.
【分析】根据题意,依次求出f2(x)、f3(x)、f4(x),观察所求的结果,归纳其中的周期性规律,求解即可.
【解答】解:根据题意,f1(x)=sinx+cosx,
f2(x)=f1′(x)=cosx﹣sinx,
f3(x)=(cosx﹣sinx)′=﹣sinx﹣cosx,
f4(x)=﹣cosx+sinx,f5(x)=sinx+cosx,
以此类推,可得出fn(x)=fn+4(x),
f2017(x)=f1(x)=sinx+cosx,
故选:A.
6.函数y=的图象可能是( )
A. B. C. D.
【考点】3O:函数的图象.
【专题】35 :转化思想;44 :数形结合法;51 :函数的性质及应用.
【分析】根据函数奇偶性以及单调性,逐一判断各个选项是否正确,从而得出结论.
【解答】解:∵函数y=,则该函数为奇函数,故它的图象关于原点对称,故排除A、C.
当x>0时,函数为y=ln|x|,在(0,+∞)上单调递增,故排除D,
故选:B.
7.若函数f(x)=x3﹣3x在(a,6﹣a2)上有最小值,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣,1) B.[﹣,1) C.[﹣2,1) D.(﹣2,1)
【考点】6E:利用导数求闭区间上函数的最值.
【专题】53 :导数的综合应用.
【分析】根据题意求出函数的导数,因为函数 f(x)在区间(a,6﹣a2)上有最小值,所以f′(x)先小于0然后再大于0,所以结合二次函数的性质可得:a<1<5﹣a2,进而求出正确的答案.
【解答】解:由题意可得:函数 f(x)=x3﹣3x,
所以f′(x)=3x2﹣3.
令f′(x)=3x2﹣3=0可得,x=±1;
因为函数 f(x)在区间(a,6﹣a2)上有最小值,其最小值为f(1),
所以函数f(x)在区间(a,6﹣a2)内先减再增,即f′(x)先小于0然后再大于0,
所以结合二次函数的性质可得:a<1<6﹣a2,
且f(a)=a3﹣3a≥f(1)=﹣2,且6﹣a2﹣a>0,
联立解得:﹣2≤a<1.
故选:C.
8.设函数f(x),g(x)的定义域为R,且f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,设h(x)=|f(x﹣1)|+g(x﹣1),则下列结论中正确的是( )
A.h(x)关于(1,0)对称 B.h(x)关于(﹣1,0)对称
C.h(x)关于x=1对称 D.h(x)关于x=﹣1对称
【考点】3N:奇偶性与单调性的综合.
【专题】51 :函数的性质及应用.
【分析】运用奇偶性的定义,可得f(﹣x)=﹣f(x),g(﹣x)=g(x),由h(x)=|f(x﹣1)|+g(x﹣1),得h(x+1)=|f(x)|+g(x),将x换成﹣x,结合对称性结论,即可判断.
【解答】解:由f(x)是奇函数,g(x)是偶函数,
则f(﹣x)=﹣f(x),g(﹣x)=g(x),
由h(x)=|f(x﹣1)|+g(x﹣1),
得h(x+1)=|f(x)|+g(x),
即有h(﹣x+1)=|f(﹣x)|+g(﹣x)
=|f(x)|+g(x)=h(x+1),
即为h(1﹣x)=h(1+x),
则h(x)的图象关于直线x=1对称.
故选C.
9.函数f(x)=(x2+ax﹣1)ex﹣1的一个极值点为x=1,则f(x)的极大值为( )
A.﹣1 B.﹣2e﹣3 C.5e﹣3 D.1
【考点】6D:利用导数研究函数的极值.
【专题】35 :转化思想;4R:转化法;53 :导数的综合应用.
【分析】求出函数的导数,利用极值点,求出a,然后判断函数的单调性,求解函数的极大值即可.
【解答】解:函数f(x)=(x2+ax﹣1)ex﹣1,
可得f′(x)=(2x+a)ex﹣1+(x2+ax﹣1)ex﹣1,
x=1是函数f(x)=(x2+ax﹣1)ex﹣1的极值点,
可得:2+a+a=0.
解得:a=﹣1;
可得f′(x)=(2x﹣1)ex﹣1+(x2﹣x﹣1)ex﹣1=(x2+x﹣2)ex﹣1,
函数的极值点为:x=﹣2,x=1,
当x<﹣2或x>1时,f′(x)>0函数是增函数,x∈(﹣2,1)时,函数是减函数,
x=﹣2时,函数取得极大值:f(﹣2)=5e﹣3
故选:C.
10.设x、y、z均为负数,且2x=3y=5z,则( )
A.2x<3y<5z B.5z<2x<3y C.3y<5z<2x D.3y<2x<5z
【考点】4H:对数的运算性质.
【专题】11 :计算题;35 :转化思想;4H :作差法;51 :函数的性质及应用.
【分析】令2x=3y=5z=t,则0<t<1,x=,y=,z=,利用作差法能求出结果.
【解答】解:∵x、y、z均为负数,且2x=3y=5z,
∴令2x=3y=5z=t,则0<t<1,
x=,y=,z=,
∴2x﹣3y=﹣=>0,∴2x>3y;
同理可得:2x﹣5z<0,∴2x<5z,∴3y<2x<5z.
故选:D.
11.不等式2x2﹣axy+y2≥0对于任意x∈[1,2]及y∈[1,3]恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.a≤2 B.a≥2 C.a≤ D.a≤
【考点】3W:二次函数的性质.
【专题】33 :函数思想;49 :综合法;51 :函数的性质及应用.
【分析】不等式等价变化为a≤=+,则求出函数+的最小值即可.
【解答】解:依题意,不等式2x2﹣axy+y2≤0等价为a≤=+,
设t=,
∵x∈[1,2]及y∈[1,3],
∴≤≤1,即≤≤3,
∴≤t≤3,
则+=t+,
∵t+≥2=2,
当且仅当t=,即t=时取等号,
故选:A.
12.曲线f(x)=ax2(a>0)与g(x)=lnx有两条公切线,则a的取值范围为( )
A.(0,) B.(0,) C.(,+∞) D.(,+∞)
【考点】6H:利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】11 :计算题;33 :函数思想;49 :综合法;52 :导数的概念及应用.
【分析】分别求出导数,设出各自曲线上的切点,得到切线的斜率,再由两点的斜率公式,结合切点满足曲线方程,可得切点坐标的关系式,整理得到关于一个坐标变量的方程,由已知的两条切线得到方程有两个解,借助于函数的极值和最值,即可得到a的范围.
【解答】解:y=ax2的导数y′=2ax,y=lnx的导数为y′=,
设与y=ax2相切的切点为(s,t),与曲线g(x)=lnx相切的切点为(m,n)m>0,则有公共切线斜率为2as==,
又t=as2,n=lnm,
即有2as=,整理得as2﹣ln(2as)﹣1=0
设f(s)=as2﹣ln(2as)﹣1,所以f'(s)=2as﹣=,因为a>0,s>0,
所以由f'(s)>0得到
当s>时,f′(s)>0,f(s)单调递增,
当0<s<时,f′(s)<0,f(s)单调递减.
即有s=处f(s)取得极小值,也为最小值,且为f()=,
由恰好存在两条公切线,即f(s)=0有两解,由f(0)→+∞,s→∞,f(s)→+∞,
所以只要f()<0可得a的范围是a>.
故选D.
二、填空题(20分)
13.= .
【考点】67:定积分.
【专题】11 :计算题;33 :函数思想;4G :演绎法;52 :导数的概念及应用.
【分析】由题意结合定积分的几何意义和定积分的性质即可求得最终结果.
【解答】解:函数f(x)=sin3x 是奇函数,结合奇函数的性质可得:,
函数 表示单位圆的上半部分,则:,
结合定积分的运算法则可得:.
故答案为:.
14.已知函数是R上的增函数,则a的取值范围是 [﹣3,﹣2] .
【考点】3F:函数单调性的性质.
【专题】51 :函数的性质及应用.
【分析】要使函数在R上为增函数,须有f(x)在(﹣∞,1]上递增,在(1,+∞)上递增,且,由此可得不等式组,解出即可.
【解答】解:要使函数在R上为增函数,须有f(x)在(﹣∞,1]
上递增,在(1,+∞)上递增,
且,
所以有,解得﹣3≤a≤﹣2,
故a的取值范围为[﹣3,﹣2].
故答案为:[﹣3,﹣2].
15.已知函数y=f(x﹣1)+x2是定义在R上的奇函数,且f(0)=﹣1,若g(x)=1﹣f(x+1),则g(﹣3)= 2 .
【考点】3L:函数奇偶性的性质.
【专题】51 :函数的性质及应用.
【分析】根据函数y=f(x﹣1)+x2是定义在R上的奇函数,以及g(x)=1﹣f(x+1)的关系建立条件关系即可求解.
【解答】解:设y=F(x)=f(x﹣1)+x2,
∵y=f(x﹣1)+x2是定义在R上的奇函数,
∴F(0)=f(﹣1)+0=0,
∴f(﹣1)=0.
F(1)=f(0)+1=﹣1+1=0,
又F(﹣1)=f(﹣2)+1=﹣F(1)=0,
∴f(﹣2)=﹣1,
∵g(x)=1﹣f(x+1),
∴当x=﹣3时,g(﹣3)=1﹣f(﹣3+1)=1﹣f(﹣2)=1﹣(﹣1)=2.
故答案为:2.
16.已知是定义在R上的函数,且满足①f(4)=0;②曲线y=f(x+1)关于点(﹣1,0)对称;③当x∈(﹣4,0)时,,若y=f(x)在x∈[﹣4,4]上有5个零点,则实数m的取值范围为 [﹣3e﹣4,1)∪{﹣e﹣2} .
【考点】52:函数零点的判定定理.
【专题】35 :转化思想;48 :分析法;51 :函数的性质及应用.
【分析】可判断f(x)在R上是奇函数,从而可化为当x∈(﹣4,0)时,,有1个零点,从而转化为xex+ex﹣m=0在(﹣4,0)上有1个不同的解,再令g(x)=xex+ex﹣m,从而求导确定函数的单调性及取值范围,从而解得.
【解答】[﹣3e﹣4,1)∪{﹣e﹣2}
解:∵曲线y=f(x+1)关于点(﹣1,0)对称;
∴曲线y=f(x)关于点(0,0)对称;∴f(x)在R上是奇函数,
∴f(0)=0,又∵f(4)=0,∴f(﹣4)=0,
而y=f(x)在x∈[﹣4,4]上恰有5个零点,
故x∈(﹣4,0)时,有1个零点,
x∈(﹣4,0)时f(x)=log2(xex+ex﹣m+1),
故xex+ex﹣m=0在(﹣4,0)上有1个不同的解,
令g(x)=xex+ex﹣m,
g′(x)=ex+xex+ex=ex(x+2),
故g(x)在(﹣4,﹣2)上是减函数,在(﹣2,0)上是增函数;
而g(﹣4)=﹣4e﹣4+e﹣4﹣m,g(0)=1﹣m=﹣m,g(﹣2)=﹣2e﹣2+e﹣2﹣m,
而g(﹣4)<g(0),
故﹣2e﹣2+e﹣2﹣m﹣1<0<﹣4e﹣4+e﹣4﹣m﹣1,
故﹣3e﹣4≤m<1或m=﹣e﹣2
故答案为:[﹣3e﹣4,1)∪{﹣e﹣2}
三、解答题(70分)
17.(12分)已知函数f(x)=ae2x+(a﹣2)ex﹣x.
(1)当a=1时,求f(x)的单调区间;
(2)当时,判断f(x)的零点个数.
【考点】6B:利用导数研究函数的单调性;52:函数零点的判定定理.
【专题】33 :函数思想;4R:转化法;53 :导数的综合应用.
【分析】(1)求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间即可;
(2)求出函数的导数,得到函数的单调区间,求出函数的最小值,从而判断函数的零点个数即可.
【解答】解:(1)a=1时,f(x)=e2x﹣ex﹣x,
f′(x)=2e2x﹣ex﹣1=(2ex+1)(ex﹣1),
令f′(x)>0,解得:x>0,令f′(x)<0,解得:x<0,
故f(x)在(﹣∞,0)递减,在(0,+∞)递增;
(2)a=时,f(x)=e2x﹣ex﹣x,
f′(x)=e2x﹣ex﹣1=(2e2x+1)(ex﹣2),
令f′(x)>0,解得:x>ln2,令f′(x)<0,解得:x<ln2,
故f(x)在(﹣∞,ln2)递减,在(ln2,+∞)递增,
故f(x)min=f(ln2)=﹣1﹣ln2<0,
故f(x)有2个零点.
18.(12
分)已知由甲、乙两位男生和丙、丁两位女生组成的四人冲关小组,参加由安徽卫视推出的大型户外竞技类活动《男生女生向前冲》.活动共有四关,若四关都闯过,则闯关成功,否则落水失败.设男生闯过一至四关的概率依次是,,,,女生闯过一至四关的概率依次是,,,.
(Ⅰ)求男生甲闯关失败的概率;
(Ⅱ)设X表示四人冲关小组闯关成功的人数,求随机变量X的分布列和期望.
【考点】CH:离散型随机变量的期望与方差;CG:离散型随机变量及其分布列.
【专题】38 :对应思想;4A :数学模型法;5I :概率与统计.
【分析】(Ⅰ)利用对立事件计算“男生甲闯关失败”的概率;
(Ⅱ)计算“一位女生闯关成功”的概率,得出变量X的所有可能取值,计算对应的概率值,写出X的分布列,计算数学期望值.
【解答】解:(Ⅰ)记“男生甲闯关失败”为事件A,
则“男生甲闯关成功”为事件,
∴P(A)=1﹣P()
=1﹣×××
=1﹣
=;
(Ⅱ)记“一位女生闯关成功”为事件B,
则P(B)=×××=,
随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3,4;
且P(X=0)=×=,
P(X=1)=•••+•••=,
P(X=3)=•••+•••=,
P(X=4)=×=,
P(X=2)=1﹣=;
∴X的分布列为:
X
0
1
2
3
4
P
∴数学期望为E(X)=0×+1×+2×+3×+4×=.
19.(12分)光泽圣农公司生产一种产品,每年需投入固定成本0.5万元,此外每生产100件这样的产品,还需增加投入0.25万元,经市场调查知这种产品年需求量为500件,产品销售数量为t件时,销售所得的收入为(0.05t﹣)万元.
(1)该公司这种产品的年生产量为x件,生产并销售这种产品所得到的利润关于当年产量x的函数为f(x),求f(x);
(2)当该公司的年产量为多少件时,当年所获得的利润最大?
【考点】5D:函数模型的选择与应用.
【专题】12 :应用题.
【分析】(1)根据销售这种产品所得的年利润=销售所得的收入﹣销售成本,建立函数关系即可;
(2)利用配方法,求得二次函数f(x)=﹣+0.0475x﹣0.5在x=475时取得最大值,即获得的利润最大.
【解答】解:(1)由题意可知,公司生产并销售x件产品的销售收入为(0.05x﹣)万元,
投入固定成本0.5万元,另需增加投入万元.
∴f(x)=0.05x﹣﹣(0.5+)=﹣+0.0475x﹣0.5,(0<x≤500);
(2)由f(x)=﹣+0.0475x﹣0.5=.
∴当x=475时,f(x)max=10.78125.
∴当年产量为475(件)时,当年公司所得利润最大,最大为10.78125万元.
20.(12分)已知直线l的方程为y=x﹣2,又直线l过椭圆C:+=1(a>b>0)的
右焦点,且椭圆的离心率为.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过点D(0,1)的直线与椭圆C交于点A,B,求△AOB的面积的最大值.
【考点】KH:直线与圆锥曲线的综合问题;K3:椭圆的标准方程;KG:直线与圆锥曲线的关系.
【专题】5D :圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(Ⅰ)判断椭圆的焦点为直线l与x轴的交点,求出椭圆的焦点为(2,0)结合椭圆的离心率,求出a、b,即可求解椭圆方程.
(Ⅱ)设直线AB方程为y=kx+1,设A(x1,y1),B(x2,y2),联立直线与椭圆分得到方程组,利用韦达定理与距离公式求出三角形的面积表达式,构造函数通过好的导数求解面积的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)∵a>b,∴椭圆的焦点为直线l与x轴的交点,
∵直线l与x轴的交点为(2,0),∴椭圆的焦点为(2,0),∴c=2,…(1分)
又∵,∴,∴b2=a2﹣c2=2…(3分)
∴椭圆方程为.…(4分)
(Ⅱ) 直线AB的斜率显然存在,设直线AB方程为y=kx+1
设A(x1,y1),B(x2,y2),由,得(3k2+1)x2+6kx﹣3=0,
显然△>0,…(6分)点D(0,1),|OD|=1,…(8分)
=
=…(10分)
令,则t∈(0,1],
,g'(x)=0,即k=0时,SAOB的最大值为.…(12分)
21.(12分)设函数
(1)若函数f(x)的图象在点(e2,f(e2))处的切线方程为3x+4y﹣e2=0,求实数a、b的值;
(2)当b=1时,若存在x1,,使f(x1)≤f′(x2)+a成立,求实数a的最小值.
【考点】6E:利用导数求闭区间上函数的最值;6H:利用导数研究曲线上某点切线方程.
【专题】35 :转化思想;4R:转化法;53 :导数的综合应用.
【分析】(1)﹣a(x>0,且x≠1),可得f′(e2)=﹣a=﹣,f(e2)==﹣,联立解得a,b.
(2)当b=1时,f(x)=﹣ax,f′(x)=﹣a,
可得f′(x)+a==﹣(﹣)2+,[f′(x)+a]max=,x∈[e,e2].
存在 x1,x2∈[e,e2],使 f(x1)≤f′(x2)+a成立⇔x∈[e,e2],f(x)min≤f′(x)max+a=,对a分类讨论解出即可.
【解答】解:(1)﹣a(x>0,且x≠1),
∵函数f(x)的图象在点 (e2,f(e2))处的切线方程为 3x+4y﹣e2=0,
∴f′(e2)=﹣a=﹣,f(e2)==﹣,
联立解得a=b=1.
(2)当b=1时,f(x)=﹣ax
,f′(x)=﹣a,
∵x∈[e,e2],∴lnx∈[1,2],∈[,1].
∴f′(x)+a==﹣(﹣)2+,
∴[f′(x)+a]max=,x∈[e,e2].
存在 x1,x2∈[e,e2],使 f(x1)≤f′(x2)+a成立
⇔x∈[e,e2],f(x)min≤f′(x)max+a=,
①当a时,f′(x)≤0,f(x)在x∈[e,e2]上为减函数,
则f(x)min=,解得a≥.
②当a时,由f′(x)=﹣()2+﹣a在[e,e2]上的值域为[﹣a,].
(i)当﹣a≥0即a≤0时,f′(x)≥0在x∈[e,e2]上恒成立,
因此f(x)在x∈[e,e2]上为增函数,
∴f(x)min=f(e)=e﹣ae,不合题意,舍去.
(ii)当﹣a<0时,即0时,由f′(x)的单调性和值域可知:
存在唯一x0∈(e,e2),使得f′(x0)=0,
且满足当x∈[e,x0),f′(x)<0,f(x)为减函数;
当x时,f′(x)>0,f(x)为增函数.
∴f(x)min=f(x0)=,x0∈(e,e2)
∴,与0矛盾.
综上可得:a的最小值为:.
请考生在第22、23两题中任选一题作答.[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)
22.(10分)在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的参数方程为(t为参数).
(1)若a=﹣1,求C与l的交点坐标;
(2)若a=8,求C上的点到l的距离的最大值.
【考点】QH:参数方程化成普通方程.
【专题】11 :计算题;36 :整体思想;4G :演绎法;5S :坐标系和参数方程.
【分析】(1)将参数方程化为直角坐标方程,然后联立直线方程与椭圆方程即可求得交点坐标;
(2)求得距离公式的三角函数表达式,结合三角函数的性质即可求得最终结果.
【解答】解:(1)曲线C的参数方程为化为标准方程是:;
a=﹣1时,直线l的参数方程化为一般方程是:x+4y﹣3=0;
联立方程 可得:
或,
所以椭圆C和直线l的交点为(3,0)和.
(2)若a=8,则l的参数方程化为一般方程是:x+4y﹣12=0,
椭圆C上的任一点P可以表示成P(3cosθ,sinθ),θ∈[0,2π),
所以点P到直线l的距离d为:
,
当sin(θ+φ)=﹣1 时,C上的点到l的距离有最大值.
[选修4-5:不等式选讲](10分)
23.已知函数f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|.
(1)求不等式f(x)≥1的解集;
(2)若不等式f(x)≥x2﹣x+m的解集非空,求m的取值范围.
【考点】R4:绝对值三角不等式;R5:绝对值不等式的解法.
【专题】32 :分类讨论;33 :函数思想;4C :分类法;4R:转化法;51 :函数的性质及应用;5T :不等式.
【分析】(1)由于f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|=,解不等式f(x)≥1可分﹣1≤x≤2与x>2两类讨论即可解得不等式f(x)≥1的解集;
(2)依题意可得m≤[f(x)﹣x2+x]max,设g(x)=f(x)﹣x2+x,分x≤1、﹣1<x<2、x≥2三类讨论,可求得g(x)max=,从而可得m的取值范围.
【解答】解:(1)∵f(x)=|x+1|﹣|x﹣2|=,f(x)≥1,
∴当﹣1≤x≤2时,2x﹣1≥1,解得1≤x≤2;
当x>2时,3≥1恒成立,故x>2;
综上,不等式f(x)≥1的解集为{x|x≥1}.
(2)原式等价于存在x∈R使得f(x)﹣x2+x≥m成立,
即m≤[f(x)﹣x2+x]max,设g(x)=f(x)﹣x2+x.
由(1)知,g(x)=,
当x≤﹣1时,g(x)=﹣x2+x﹣3,其开口向下,对称轴方程为x=>﹣1,
∴g(x)≤g(﹣1)=﹣1﹣1﹣3=﹣5;
当﹣1<x<2时,g(x)=﹣x2+3x﹣1,其开口向下,对称轴方程为x=∈(﹣1,2),
∴g(x)≤g()=﹣+﹣1=;
当x≥2时,g(x)=﹣x2+x+3,其开口向下,对称轴方程为x=<2,
∴g(x)≤g(2)=﹣4+2+3=1;
综上,g(x)max=,
∴m的取值范围为(﹣∞,].