2020 年新高考数学全真模拟卷 07
一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分.
1.已知集合 2| 1A x N x ,集合 | 1 3B x Z x ,则图中阴影部分表示的集合为( )
A. 1,3 B. 1,3 C. 1,2,3 D. 1,0,2,3
【答案】C
【解析】 2| 1 = 0 1A x N x , , { 1,0,1,2,3}B
阴影部分对应的集合为 BC A ,
则 { 1,2,3}BC A ,
故选:C.
【点睛】本题主要考查集合的基本运算,利用 Venn 图表示集合关系是解决本题的关键.
2.设复数 z 满足 (1 ) 2i z i ,则 z ( )
A. 1
2 B. 2
2
C. 2 D.2
【答案】C
【解析】∵(1+i)z=2i,
∴z= 2i
1 i
=
2 1 2 1
1 1 2
i i i
i i
=1+i.
∴|z|= 1+1= 2 .
故答案:C
【点睛】本题考查复数的运算及复数的模.复数的常见考点有:复数的几何意义,z=a+bi(a,b∈R)与复平面上的
点 Z(a,b)、平面向量 OZ
都可建立一一对应的关系(其中 O 是坐标原点);复平面内,实轴上的点都表示实数;虚轴
上的点除原点外都表示纯虚数.涉及到共轭复数的概念,一般地,当两个复数的实部相等,虚部互为相反数时,这
两个复数叫做互为共轭复数,复数 z 的共轭复数记作 z .3.设 a=30.5,b=log32,c=cos 2
3
,则 a,b,c 的大小关系是( )
A.b>a>c B.a>c>b C.b>c>a D.a>b>c
【答案】D
【解析】 0.5 03 3 1 , 3 3 30 log 1 log 2 log 3 1 , 2 1cos 03 2
, a b c .
故选:D.
【点睛】本题考查指数函数、对数函数的单调性,余弦值在各象限的符号,以及增函数的定义,属于基础题.
4.已知 0, , 3sin 3 5
,则 cos 2 6
( )
A. 24
25 B. 24
25
C. 7
25 D. 7
25
【答案】B
【解析】因为 3sin 3 5
由余弦二倍角公式可得
2
22 3 7cos 2 1 2sin 1 23 3 5 25
而 2cos 2 cos 2 sin 23 6 2 6
所以 2 7sin 2 cos 26 3 25
由同角三角函数关系式可得 2 24cos 2 1 sin 26 6 25
因为 0, 则 4,3 3 3
,而 3sin 03 5
所以 ,3 3
则 ,3 3
所以 22 ,23 3
32 ,3 2 6 2
,即 32 ,6 6 2
又因为 7sin 2 06 25
,所以 32 ,6 2
故 cos 2 06
所以 24cos 2 6 25
故选:B
【点睛】本题考查了同角三角函数关系式及诱导公式的化简应用,三角函数恒等变形及角的范围确定,综合性较强,属
于中档题.
5.函数 sinf x A x (其中 0A ,
2
)的图象如图所示,为了得到 sing x A x 的图象,则
只要将 f x 的图象( )
A.向右平移
6
个单位长度 B.向右平移
3
个单位长度
C.向左平移
6
个单位长度 D.向左平移
3
个单位长度
【答案】B
【解析】根据图像有 2A , 7 2
4 6 3 2
T ,
所以 22 | |T ,则| | =1 .
不妨取 =1 ,
又 2 =03f
有 2sin =03
,
得 2 2 ,3 k k Z ,又
2
.
所以 = 3
,即 sin 3f x x
, sing x x
所以由 sin 3f x x
向右平移
3
个单位长度可得 sing x x 的图像.
故选:B
【点睛】本题考查三角函数的图像性质,根据图像求解析式,三角函数的图像变换,属于中档题.
6.已知点 P 是抛物线 2 2x y 上的一点,在点 P 处的切线恰好过点 10, 2
,则点 P 到抛物线焦点的距离为( )A. 1
2 B.1 C. 3
2 D.2
【答案】B
【解析】抛物线方程为 21
2y x , y' x ,设切点 P 坐标为 0 0( , )x y ,∴切线斜率为 0k x ,又切线过点 1(0, )2
,
∴ 0
0
0
1
2y
xx
,
∴ 2 2
0 0
1 1
2 2x x , 0 1x . 0
1
2y .即 1(1, )2P 或 1( 1, )
2
P ,
抛物线标准方程为 2 2x y , 1p ,∴ P 点到焦点的距离为 1 1 1 12 2 2 2
p .
故选:B.
【点睛】本题考查直线与抛物线相切问题,考查导数的几何意义,考查抛物线的几何性质.利用导数几何意义求出
切点坐标,利用焦半径公式求出焦半径,本题难度一般.
7.已知随机变量ξ的分布列,则下列说法正确的是( )
A.存在 x,y∈(0,1),E(ξ)> 1
2 B.对任意 x,y∈(0,1),E(ξ)≤ 1
4
C.对任意 x,y∈(0,1),D(ξ)≤E(ξ) D.存在 x,y∈(0,1),D(ξ)> 1
4
【答案】C
【解析】依题意可得 2E xy ,
2 2 2 2 2 22 22 2 1 2 1 2 1 2 1 2D x xy y y xy x y x y x y x y x x y yx 因为 1x y
所以 2
12 2 2
x yxy
即 1
2E 故 A , B 错误;
2 2 2 22 1 1 2 1 2 1 2D x x x y yx x x y yx x yx 0 1x Q
1 2 1 1x
20 2 1 1x
D yx 即 1
2D E ,故C 成立;
2
2 11 2 4 4
x yD x yx xy 故 D 错误
故选:C
【点睛】本题考查简单随机变量的分布列中期望和方差的运算,属于难题。
8.已知直线 y kx 与双曲线C :
2 2
2 2 1 0, 0x y a ba b
相交于不同的两点 A ,B ,F 为双曲线C 的左焦点,且
满足 3AF BF , OA b (O 为坐标原点),则双曲线C 的离心率为( )
A. 2 B. 3 C.2 D. 5
【答案】B
【解析】如图所示: 1F 为双曲线右焦点,连接 1AF ,根据对称性知 1BF AF
13 3AF BF AF , 1 2AF AF a , 13 ,AF a AF a
在 AOF 和 1AOF 中,分别利用余弦定理得到:
2 2 29 2 cosa c b bc AOF , 2 2 2
12 cosa c b bc AOF
两式相加得到 2 2 2 2 210 2 2 3 3a c b c a e
故选: B
【点睛】本题考查了双曲线的离心率,根据条件计算出 13 ,AF a AF a 是解题的关键.
二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的
得 5 分,部分选对的得 3 分,有选错的得 0 分。
9.下列说法中正确的是( )A.在频率分布直方图中,中位数左边和右边的直方图的面积相等.
B.若 A、B 为互斥事件,则 A 的对立事件与 B 的对立事件一定互斥.
C.某个班级内有 40 名学生,抽 10 名同学去参加某项活动,则每 4 人中必有 1 人抽中.
D.若回归直线 ˆˆ ˆy bx a 的斜率 ˆ 0b ,则变量 x 与 y 正相关.
【答案】AD
【解析】对于 A 中,在频率分布直方图中,根据中位数的概念,可得中位数左边和右边的直方图的面积相等是正确
的;
对于 B 中,若 A、B 为互斥事件,根据互斥事件和对立事件的概念,可得则 A 的对立事件与 B 的对立事件不一定互
斥,所以不正确;
对于 C 中,某个班级内有 40 名学生,抽 10 名同学去参加某项活动,根据概率的概念,可得每 4 人中不一定必有 1
人抽中,所以是不正确的;
对于 D 中,若回归直线 ˆˆ ˆy bx a 的斜率 ˆ 0b ,根据回归系数的含义,可得变量 x 与 y 正相关是正确的.
故选:AD.
【点睛】本题主要考查了频率分布直方图和回归直线方程的应用,以及互斥事件与对立事件的应用,其中解答熟记
统计知识和互斥事件和对立事件的基本概念,准确判定是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题.
10.已知 ABC 是边长为 2 的等边三角形, D , E 分别是 AC 、 AB 上的两点,且 AE EB , 2AD DC
uuur uuur
, BD
与CE 交于点O ,则下列说法正确的是( )
A. 1AB CE B. 0OE OC
C. 3
2OA OB OC D. ED
在 BC
方向上的投影为 7
6
【答案】BCD
【解析】由题 E 为 AB 中点,则CE AB ,
以 E 为原点,EA,EC 分别为 x 轴,y 轴正方向建立平面直角坐标系,如图所示:所以, 1 2 3(0,0), (1,0), ( 1,0), (0, 3), ( , )3 3E A B C D ,
设 1 2 3(0, ), (0, 3), (1, ), ( , )3 3O y y BO y DO y , BO
∥ DO
,
所以 2 3 1
3 3y y ,解得: 3
2y ,
即 O 是 CE 中点, 0OE OC ,所以选项 B 正确;
32 2OA OB OC OE OC OE ,所以选项 C 正确;
因为CE AB , 0AB CE ,所以选项 A 错误;
1 2 3( , )3 3ED , (1, 3)BC ,
ED
在 BC
方向上的投影为
1 2 73
2 6
BC
BC
ED
,所以选项 D 正确.
故选:BCD
【点睛】此题考查平面向量基本运算,可以选取一组基底表示出所求向量的关系,对于特殊图形可以考虑在适当位
置建立直角坐标系,利于计算.
11.已知三个数1, , 9a 成等比数列,则圆锥曲线
2 2
12
x y
a
的离心率为( )
A. 5 B. 3
3
C. 10
2
D. 3
【答案】BC
【解析】由三个数1, , 9a 成等比数列,得 2 9a ,即 3a ;当 3a ,圆锥曲线为
2 2
13 2
x y ,曲线为椭圆,则
1 3
33
e ;当 3a 时,曲线为
2 2
12 3
y x ,曲线为双曲线, 5 10
22
e ,则离心率为: 3
3
或 10
2
故选:BC
【点睛】本题考查等比数列的性质,离心率的求解,易错点为漏解 a 的取值,属于中档题
12.已知函数 22019 ln 1 2019 1x xf x x x ,下列说法正确的是( )
A.函数 f x 是奇函数
B.关于 x 的不等式 2 1 2 2f x f x 的解集为 1 ,4
C.函数 f x 在 R 上是增函数
D.函数 f x 的图象的对称中心是 0,1
【答案】BCD
【解析】A.函数的定义域为 R , f x f x
2 22019 ln 1 2019 1 2019 ln 1 2019 1x x x xx x x x
2 2ln 1 ln 1 2x x x x
ln1 2 2 ,
函数 f x 不是奇函数,故 A 不正确;
B.由 A 可知, 2 0f x f x
设 1F x f x ,
0F x F x
函数的定义域为 R 并且是奇函数,
22019 ln 1 2019x xF x x x ,在 0, 是增函数+增函数-减函数=增函数,并且 0 0F ,
F x 在 R 上是单调递增函数
2 1 2 2f x f x
变形为 2 1 1 1 2 2 1f x f x f x
即 2 1 2 2 1 2F x F x F x F x
F xQ 在 R 上是单调递增函数
2 1 2x x ,解得: 1
4x
故不等式的解集是 1 ,4
,故 B 正确;
C.由 B 可知 1F x f x 是 R 上单调递增函数,
f x 也是 R 上单调递增函数,故 C 正确;
D. 2f x f x ,
f x 关于 0,1 对称,故 D 正确.
故选:BCD
【点睛】本题考查根据函数解析式判断函数的性质和应用,属于中档题型,本题的关键是判断 2f x f x ,
所有选项的判断都以这个式子作为判断的基础。
三、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.
13.若函数
2 2 , 0
, 0
x x xf x g x x
为奇函数,则 1f g ________.
【答案】 15
【解析】根据题意,当 0x 时, ,f x g x f x 为奇函数, 21 1 1 1 3 (3 2 3) 15f g f f f f f f f ,则
故答案为 15 .
14.甲乙两人独立地对同一目标各射击一次,命中率分别为 0.6 和 0.5,现已知目标被击中,则它是被甲击中的
概率为__________;
【答案】 0.75
【解析】记甲击中目标为事件 A ,乙击中目标为事件 B ,目标被击中为事件C
则 ( ) 1 ( ) ( ) 1 (1 0.6)(1 0.5) 0.8P C P A P B
则目标是被甲击中的概率为 0.6 0.750.8P
故答案为 0.75
考点:条件概率与独立事件.
【方法点睛】条件概率解题技巧与方法首先判断问题的性质,确定所解的问题是不是条件概率问题,如果所要考虑
的事件是在另一件发生的前提下出现的,那么这一事件的概率,必须按条件概率来处理,从不同的解题思路入手,
条件概率的问题,必须从题设情形出发,灵活运用条件概率的有关性质或公式解答条件概率问题.
15.某公司租地建仓库,每月土地占用费 1y 与仓库到车站的距离成反比,而每月库存货物的运费 2y 与到车站的距
离成正比,如果在距离车站10 km 处建仓库,这两项费用 1y 和 2y 分别为 2 万元和 8 万元,要使这两项费用之和最
小,仓库应建立在距离车站______ km 处,最少费用为______万元.
【答案】 5 8
【解析】设仓库与车站距离为 x ,依题意 1
1 2 2,ky y k xx
.由于“在距离车站10 km 处建仓库,这两项费用 1y 和 2y
分别为 2 万元和 8 万元”,所以 1
22 ,8 1010
k k ,解得 1 2
420, 5k k .所以 1 2
20 4, 5y y xx
,所以总费用
20 4 20 42 85 5x xx x
,当且仅当 20 4
5 xx
,即 5x 时,取得最小值.
故答案为:(1) 5 ;(2)8 .
【点睛】本小题主要考查函数模型在实际生活中的运用,考查利用基本不等式求最值,属于基础题.
16.如图,在 Rt ABC 内有一系列的正方形,它们的边长依次为 1 2, , , ,na a a ,若 AB a= , 2BC a ,则所有正方形的面积的和为___________.
【答案】
24
5
a
【解析】根据题意可知 1
2
AB
BC
,可得 1
2
3a a ,
依次计算 2 1
2
3a a , 3 2
2
3a a ,是公比为 2
3
的等比数列,
正方形的面积:依次 2
1
4
9S a , 2
2 1
4
9S a ,
边长依次为 1a , 2a ,, na ,正方形的面积构成是公比为 4
9
的等比数列.
所有正方形的面积的和
2
21
4
49
41 51 9
n
aSS aq
.
故答案为: 24
5 a
【点睛】本题考查了无穷等比数列的和公式的运用.利用边长关系建立等式,找到公比是解题的关键.属于中档题.
四、解答题:本小题共 6 小题,共 70 分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(本题共计 10 分)设 m 为正整数,各项均为正整数的数列{ }na 定义如下: 1 1a , 1
, ,2
, .
n
n
n
n n
a aa
a m a
为偶数
为奇数
(1)若 5m ,写出 8a , 9a , 10a ;
(2)求证:数列{ }na 单调递增的充要条件是 m 为偶数;
(3)若 m 为奇数,是否存在 1n 满足 1na ?请说明理由.
【解析】(1) 8 6a , 9 3a , 10 8a . (1 分)
(2)先证“充分性”.当 m 为偶数时,若 na 为奇数,则 1na 为奇数.
因为 1 1a 为奇数,所以归纳可得,对 *n N , na 均为奇数,则 1n na a m ,
所以 1 0n na a m ,
所以数列 na 单调递增.(3 分)
再证“必要性”.
假设存在 *k N 使得 ka 为偶数,则 1 2
k
k k
aa a ,与数列 na 单调递增矛盾,
因此数列 na 中的所有项都是奇数.
此时 1n na a m ,即 1n nm a a ,所以 m 为偶数. (5 分)
(3)存在 1n 满足 1na ,理由如下:
因为 1 1a , m 为奇数,所以 2 1 2a m m 且 2a 为偶数, 3
1
2
ma m .
假设 ka 为奇数时, ka m ; ka 为偶数时, 2ka m .
当 ka 为奇数时, 1 2k ka a m m ,且 1ka 为偶数;
当 ka 为偶数时, 1 2
k
k
aa m .
所以若 1ka 为奇数,则 1ka m ;若 1ka 为偶数,则 1 2ka m .
因此对 *n N 都有 2na m .
所以正整数数列 na 中的项的不同取值只有有限个,所以其中必有相等的项.
设集合 { , | , }r sA r s a a r s ,设集合 * *{ | , }B r N r s A N .
因为 A ,所以 B .
令 1r 是 B 中的最小元素,下面证 1 1r .设 1 1r 且 1 1 1 1( )r sa a r s .
当 1ra m 时, 1 11 2r ra a , 1 11 2s sa a ,所以 1 11 1r sa a ;
当 1ra m 时, 1 11r ra a m , 1 11s sa a m ,所以 1 11 1r sa a .
所以若 1 1r ,则 1 1r B 且 1 11r r ,与 1r 是 B 中的最小元素矛盾.
所以 1 1r ,且存在 *
11 s N 满足 1 1 1sa a ,即存在 1n 满足 1na .(12 分)
【点睛】本题考查数列的递推关系,考查数列的单调性,考查学生分析问题及解决问题得能力,属于难题.
18.(本题共计 12 分)在 ABC 中,内角 A、B、C 的对边分别记为 a、b、c,且 2 2 5sin sin2 2 4
A B B Ca c b .
(1)求 b
a c
的值;
(2)若 ABC 的面积 2 2S , 1cos 3B ,求 ABC 的周长.
【答案】(1) 2
3
;(2) 4 5 .
【解析】(1)由 2 2 5sin sin2 2 4
A B B Ca c b 及 A B C 得:
2 2 5cos cos2 2 4
C Aa c b
即 1 cos 1 cos 5
2 2 4
C Aa c b
由正弦定理得: 5sin sin cos sin cos sin sin2A A C C A C B
所以 3sin sin sin2A C B ,即 3
2a c b
所以 2
3
b
a c
.(5 分)
(2)由 1cos 3B , 0 B 得: 2 2sin 3B
又 1 sin 2 22S ac B ,所以 6ac (8 分)
又由余弦定理得: 2 22 2 2 2 cos 2 2 cos 16b a c ac B a c ac ac B a c
又由(1)得: 2 29 164b b ,所以 8 5
5b (11 分)
所以 ABC 的周长 5 4 52a b c b .(12 分)
【点睛】本题考查正弦定理、余弦定理、三角形面积公式,考查诱导公式、二倍角公式、同角间的三角函数关系、
两角和的正弦公式等,考查知识点较多,但也较基本.熟练掌握三角函数的公式是解题基础,根据条件选用恰当的
公式是解题关键.
19.(本题共计 12 分)学习雷锋精神前半年内某单位餐厅的固定餐椅经常有损坏,学习雷锋精神时全修好;单位对
学习雷锋精神前后各半年内餐椅的损坏情况作了一个大致统计,具体数据如下:
损坏餐椅数 未损坏餐椅数 总 计
学习雷锋精神前 50 150 200
学习雷锋精神后 30 170 200
总 计 80 320 400
(Ⅰ)求:学习雷锋精神前后餐椅损坏的百分比分别是多少?并初步判断损毁餐椅数量与学习雷锋精神是否有关?
(Ⅱ)请说明是否有 97.5%以上的把握认为损毁餐椅数量与学习雷锋精神有关?
参考公式:
K
2
ܽ݀െ
2
ܽെܽെ
,
ܽ െ
P(K2≥k0) 0.05 0.025 0.010 0.005 0.001
k0 3.841 5.024 6.635 7.879 10.828
【答案】(Ⅰ)
2ͷΨͷ
;(Ⅱ)有
ͷ
以上的把握认为损毁餐椅数量与学习雷锋精神有关.
【解析】(1) 学习雷锋精神前座椅的损坏的百分比是: (2 分)
学习雷锋精神后座椅的损坏的百分比是: (4 分)
因为二者有明显的差异,所以初步判断损毁座椅减少与学习雷锋精神是否有关. ( 6 分)(2)根据题中的数据计算: (10 分)
因为 6.25>5.024 所以有 97.5%的把我认为损毁座椅数减少与学习雷锋精神有关。 (12 分)
考点:独立性检验
20.(本题共计 12 分)如图 1,在 Rt ABC 中, 90 , 3, 6, ,C BC AC D E 分别是 ,AC AB 上的点,且
/ / , 2DE BC DE ,将 ADE 沿 DE 折起到 1A DE 的位置,使 1AC CD ,如图 2.
(1)求证: 1AC 平面 BCDE ;
(2)若 M 是 1A D 的中点,求CM 与平面 1A BE 所成角的大小;
(3)线段 BE 上是否存在点 P ,使平面 1A DP 与平面 1A BE 垂直?说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2) 45 ;(3)不存在,理由见解析.
【解析】(1) CD DE , 1AD DE , 1 ,A D CD 是平面 1ACD 内的两条相交直线,
DE 平面 1ACD ,(2 分)
又 1AC 平面 1ACD ,
1AC DE ,(3 分)
又 1AC CD , ,DE CD 是平面 BCDE 内的两条相交直线,
1AC 平面 BCDE .(4 分)
(2)如图建系C xyz ,
则 ( 2,0,0)D , (0,0,2 3)A , (0,3,0)B , ( 2,2,0)E ,
∴ 1 (0,3, 2 3)A B , 1 ( 2, 1,0)A E ,
设平面 1A BE 的一个法向量为 ( , , )n x y z则 1
1
0
0
A B n
A E n
∴ 3 2 3 0
2 0
y z
x y
∴
3
2
2
z y
yx
(6 分)
∴取 2y ,得 ( 1,2, 3)n ,
又∵ ( 1,0, 3)M ,
∴ ( 1,0, 3)CM
,CM n ,CM 与平面 1A BE 所成角
∴ 1 3 4 2cos 2| | | | 1 4 3 1 3 2 2 2
CM n
CM n
, 2cos cos 2
,(8 分)
∴ CM 与平面 1A BE 所成角的大小 45 .
(3)设线段 BE 上存在点 P ,设 P 点坐标为 2 ,3 ,0t t ,则 0,1t
则 1 2,0, 2 3A D
, 2 2,3 ,0DP t t
设平面 1A DP 法向量为 1 1 1 1, ,n x y z ,
则
1 1
1 1
2 0 2 3 0
2 2 3 0 0
x z
t x t y
,
∴取 1 3x ,得
1
3 2 23, ,13
tn t
.(10 分)
假设平面 1A DP 与平面 1A BE 垂直,
则 1 0n n ,∴ 2 3 2 2 53 3 0, 0,13 3
t tt
,
∴不存在线段 BE 上存在点 P ,使平面 1A DP 与平面 1A BE 垂直(12 分)
【点睛】本题考查线面垂直,考查线面角,考查面面垂直,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.既有传统方
法,又有向量知识的运用,要加以体会,是中档题.21.(本题共计 12 分)已知椭圆 M :
2 2
2 2 1( 0)x y a ba b
的左、右焦点分别为 1F , 2F ,过 2F 且垂直于 x 轴的
焦点弦的弦长为 2 2 ,过 1F 的直线l 交椭圆 M 于G , H 两点,且 2GHF 的周长为8 2 .
(1)求椭圆 M 的方程;
(2)已知直线 1l , 2l 互相垂直,直线 1l 过 1F 且与椭圆 M 交于点 A , B 两点,直线 2l 过 2F 且与椭圆 M 交于C , D
两点.求 1 1
AB CD
的值.
【答案】(1)
2 2
18 4
x y (2) 1 1 3 2
8AB CD
【解析】(1)将 x c 代入
2 2
2 2 1x y
a b
,得
2by a
,所以
22 2 2b
a
.
因为 2GHF 的周长为8 2 ,所以 4 8 2a , 2 2a ,
将 2 2a 代入
22 2 2b
a
,可得 2 4b ,
所以椭圆 M 的方程为
2 2
18 4
x y .(4 分)
(2)(i)当直线 AB 、直线 CD 的斜率存在且不为 0 时,
设直线 AB 的方程为 2y k x ,则直线CD 的方程为 1 2y xk
.
由
2 2
2
18 4
y k x
x y
消去 y 得 2 2 2 22 1 8 8 8 0k x k x k .
由韦达定理得
2
1 2 2
8
2 1
kx x k
,
2
1 2 2
8 8
2 1
kx x k
,(7 分)
所以, 22
1 2 1 21 4AB k x x x x 2
2
4 2 1
2 1
k
k
.
同理可得 2
2
4 2 1
2
k
CD k
.
2
2
1 1 2 1
4 2 1
k
AB CD k
2
2
2 3 2
84 2 1
k
k
.(10 分)
(ii)当直线 AB 的斜率不存在时, 2 2AB , 4 2CD , 1 1 3 2
8AB CD
.
(iii)当直线 AB 的斜率为 0 时, 4 2AB , 2 2CD , 1 1 3 2
8AB CD
.
综上, 1 1 3 2
8AB CD
.(12 分)
点睛:本题综合考查了圆锥曲线的定义、应用,对直线和圆锥曲线的位置问题,常见方法是设出直线方程,联立曲
线方程,得到一元二次方程,利用韦达定理解决相关问题,思路较为清晰,关键是注意计算,综合性强,属于难题。
22.(本题共计 12 分)已知 2( ) e ( )xf x ax a R .
(1)已知 ( )f x 是 ( )f x 导函数,求 ( )f x 的极值;
(2)设 ( ) e ( )xg x x f x ,若 ( )g x 有两个零点,求 a 的取值范围.
【答案】(1) 极小值为 2 (1 ln 2 )a a (2) (0, )
【解析】(1) ( ) e 2 , ( ) e 2x xf x ax f x a (1 分)
①若 0a ,显然 ( ) 0f x 所以 ( )f x 在 R 上递增,所以 ( )f x 没有极值.(2 分)
②若 0a ,则 ( ) 0 ln 2 , ( ) 0 ln 2f x x a f x x a ,(3 分)
所以 ( )f x 在 ( ,ln 2 )a 上是减函数,在 (ln 2 , )a 上是增函数。
所以 ( )f x 在 ln 2x a 处取极小值,极小值为 (ln 2 ) 2 (1 ln 2 )f a a a (4 分)
(2) 2( ) e ( ) ( 1)ex xg x x f x x ax .函数 ( )g x 的定义域为 R,
且 ( ) e 2 e 2x xg x x ax x a .(5 分)
①若 0a ,则 ( ) 0 0; ( ) 0 0g x x g x x .所以 ( )g x 在 ( ,0) 上是减函数,在 (0, ) 上是增函数。
所以 min( ) (0) 1g x g .
令 ( ) ( 1) xh x x e ,则 ( ) exh x x .
显然 ( ) 0 0h x x ,所以 ( ) ( 1)e xh x x 在 ( ,0) 上是减函数.
又函数 2y ax 在 ( ,0) 上是减函数,取实数 1 0
a
,
则
21 1(0) 1 1 0g h a
a a
又 (0) 1 0, (1) 0, ( )g g a g x 在 ( ,0) 上是减函数,在 (0, ) 上是增函数。
由零点存在性定理, ( )g x 在 1 ,0
a
, (0,1) 上各有一个唯一的零点。所以 0a 符合题意。
②若 0a ,则 ( ) ( 1)exg x x ,显然 ( )g x 仅有一个零点 1,所以 0a 不符合题意.
③若 0a ,则 ln( 2 )( ) e ex ag x x .(9 分)
(i)若 ln( 2 ) 0a ,则 1
2a ,此时 ( ) 0g x ,
即 ( )g x 在 R 上递增,至多只有一个零点,
所以 1
2a 不符合题意,
(ii)若 ln( 2 ) 0a ,则 1 02 a ,函数 ( )g x 在 ( ,ln( 2 ))a 上是增函数,
在 (ln( 2 ),0)a 上是减函数,在 (0, ) 上是增函数,
所以 ( )g x 在 ln( 2 )x a 处取得极大值,且极大值 2(ln( 2 )) [ln( 2 ) 1] 1 0g a a a ,
所以 ( )g x 最多有一个零点,所以 1 02 a 不符合题意。(iii)若 ln( 2 ) 0a ,则 1
2a ,函数 ( )g x 在 ( ,0) 和 (ln( 2 ), )a 上递增,在 (0,ln( 2 ))a 上递减,所以 ( )g x
在 0x 处取得极大值,且极大值为 (0) 1 0g ,所以 ( )g x 最多有一个零点,所以 1
2a 不符合题意.
综上所述,a 的取值范围是 (0, ) (12 分)
【点睛】本题主要考查利用导数求函数的极值,考查利用导数求函数的最值和研究函数的零点问题,意在考查学生
对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.