2020 届云南省高考数学理科二模试题
一、选择题
1.已知集合 A={x|y=lg(2﹣x)},集合 B={x| ≤2x≤4},则 A∩B=( )
A.{x|x≥﹣2} B.{x|﹣2<x<2} C.{x|﹣2≤x<2} D.{x|x<2}
2.若复数 (α∈R)是纯虚数,则复数 2a+2i 在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.定义运算: ,则函数 f(x)=1⊗2x 的图象是( )
A. B.
C. D.
4.抛物线方程为 y2=4x,一直线与抛物线交于 A、B 两点,其弦 AB 的中点坐标为(1,1)
,则直线的方程为( )
A.2x﹣y﹣1=0 B.2x+y﹣1=0 C.2x﹣y+1=0 D.﹣2x﹣y﹣1=0
5.在明代程大位所著的《算法统宗》中有这样一首歌谣,“放牧人粗心大意,三畜偷偷吃
苗青,苗主扣住牛马羊,要求赔偿五斗粮,三畜户主愿赔偿,牛马羊吃得异样.马吃了
牛的一半,羊吃了马的一半.”请问各畜赔多少?它的大意是放牧人放牧时粗心大意,
牛、马、羊偷吃青苗,青苗主人扣住牛、马、羊向其主人要求赔偿五斗粮食(1 斗=10
升),三畜的主人同意赔偿,但牛、马、羊吃的青苗量各不相同.马吃的青苗是牛的一
半,羊吃的青苗是马的一半.问羊、马、牛的主人应该分别向青苗主人赔偿多少升粮食?
( )
A. , , B. , ,
C. , , D. , ,6.若 p 是¬q 的充分不必要条件,则¬p 是 q 的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
7.阅读程序框图,为使输出的数据为 31,则①处应填的数字为( )
A.4 B.5 C.6 D.7
8.已知 x,y 满足 ,则 的取值范围为( )
A.[ ,4] B.(1,2]
C.(﹣∞,0]∪[2,+∞) D.(﹣∞,1)∪[2,+∞)
9.已知点 A(﹣3,0),B(0,3),若点 P 在曲线 上运动,则△PAB 面积的
最小值为( )
A.6 B. C.3 D.
10.已知双曲线Γ: ﹣ =1(a>0,b>0)的右焦点为 F,过原点的直线 l 与双曲线Γ
的左、右两支分别交于 A,B 两点,延长 BF 交右支于 C 点,若 AF⊥FB,|CF|=3|FB|,
则双曲线Γ的离心率是( )
A. B. C. D.
11.已知 的值域为[m,+∞),当正数 a,b 满足 时,
则 7a+4b 的最小值为( )
A. B.5 C. D.912.已知函数 (x∈R),若关于 x 的方程 f(x)﹣m+1=0 恰好有 3 个不相等
的实数根,则实数 m 的取值范围为( )
A. B. C. D.
二、填空题(共 4 小题)
13.(x2+ )5 的展开式中 x4 的系数为
14.如图,在平行四边形 ABCD 中,AB=2,AD=1.则 的值为 .
15.在直三棱柱 ABC﹣A1B1C1 内有一个与其各面都相切的球 O1,同时在三棱柱 ABC﹣
A1B1C1 外有一个外接球 Q2.若 AB⊥BC,AB=3,BC=4,则球 Q2 的表面积为
16.在数列{an}中,a1=1,an+1=2n﹣an,则数列{an}的通项公式 an= .
三、解答题(共 70 分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.第 17-21 题为必考题,
每道试题考生都必须作答.第 22、23 题为选考题,考生根据要求作答.)
17.已知函数 .
(1)当 x∈[0,π]时,求函数的值域;
(2)△ABC 的角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c 且 ,求 AB 边上的高
h 的最大值.
18.如图,三棱锥 P﹣ABC 中,PA=PB=PC= ,CA=CB= ,AC⊥BC.
(1)证明:面 PAB⊥面 ABC;
(2)求二面角 C﹣PA﹣B 的余弦值.19.2018 年反映社会现实的电影《我不是药神》引起了很大的轰动,治疗特种病的创新药
研发成了当务之急.为此,某药企加大了研发投入,市场上治疗一类慢性病的特效药品 A
的研发费用 x(百万元)和销量 y(万盒)的统计数据如下:
研发费用 x(百万元) 2 3 6 10 13 15 18 21
销量 y(万盒) 1 1 2 2.5 3.5 3.5 4.5 6
(Ⅰ)求 y 与 x 的相关系数 r(精确到 0.01),并判断 y 与 x 的关系是否可用线性回归方
程模型拟合?(规定:|r|≥0.75 时,可用线性回归方程模型拟合);
(Ⅱ)该药企准备生产药品 A 的三类不同的剂型 A1,A2,A3,并对其进行两次检测,当
第一次检测合格后,才能进行第二次检测.第一次检测时,三类剂型 A1,A2,A3 合格的
概率分别为 , , ,第二次检测时,三类剂型 A1,A2,A3 合格的概率分别为 , ,
.两次检测过程相互独立,设经过两次检测后 A1,A2,A3 三类剂型合格的种类数为 X
,求 X 的数学期望.
附:(1)相关系数
(2) , , , .
20.设椭圆 ,({a>b>0})的左右焦点分别为 F1,F2,离心率 ,右准线
为 l,M,N 是 l 上的两个动点,
(Ⅰ)若 ,求 a,b 的值;
(Ⅱ)证明:当|MN|取最小值时, 与 共线.
21.设函数 f(x)=(1+e﹣2)ex+kx﹣1,(其中 x∈(0,+∞)),且函数 f(x)在 x=2处的切线与直线(e2+2)x﹣y=0 平行.
(1)求 k 的值;
(2)若函数 g(x)=﹣xlnx,求证:f(x)>g(x)恒成立.
请考生在第 22、23 两题中任选一题作答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.
注意所做题目的题号必须与所涂题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题.如果多做,则
按所做的第一题计分.[选修 4-4:坐标系与参数方程]
22.已知直线 l 的参数方程: (t 为参数)和圆 C 的极坐标方程:ρ=2sinθ.
(1)将直线 l 的参数方程化为普通方程,圆 C 的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)已知点 M(1,3),直线 l 与圆 C 相交于 A、B 两点,求|MA|+|MB|的值.
[选修 4-5:不等式选讲]
23.已知函数 f(x)=|x+a|+|x﹣b|,(其中 a>0,b>0).
(1)求函数 f(x)的最小值 M.
(2)若 2c>M,求证: .2020 届云南省高考数学理科二模试题答案
一、选择题(共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分,在每小题的四个选项中,只有一项符合
要求.)
1.已知集合 A={x|y=lg(2﹣x)},集合 B={x| ≤2x≤4},则 A∩B=( )
A.{x|x≥﹣2} B.{x|﹣2<x<2} C.{x|﹣2≤x<2} D.{x|x<2}
【分析】求出集合的等价条件,利用交集的定义进行求解即可.
解:∵A={x|x<2},B={x|﹣2≤x≤2},
∴A∩B={x|﹣2≤x<2},
故选:C.
2.若复数 (α∈R)是纯虚数,则复数 2a+2i 在复平面内对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】化简复数 ,根据纯虚数的定义求出 a 的值,写出复数 2a+2i 对应复平面
内点的坐标,即可得出结论.
解:复数 = =(a+1)+(﹣a+1)i,
该复数是纯虚数,∴a+1=0,解得 a=﹣1;
所以复数 2a+2i=﹣2+2i,
它在复平面内对应的点是(﹣2,2),
它在第二象限.
故选:B.
3.定义运算: ,则函数 f(x)=1⊗2x 的图象是( )
A. B.C. D.
【分析】本题需要明了新定义运算 a⊗b 的意义,即取两数中的最小值运算.之后对函数
f(x)=1⊗2x 就可以利用这种运算得到解析式再来求画图解.
解:由已知新运算 a⊗b 的意义就是取得 a,b 中的最小值,因此函数 f(x)=1⊗2x=
,因此选项 A 中的图象符合要求.
故选:A.
4.抛物线方程为 y2=4x,一直线与抛物线交于 A、B 两点,其弦 AB 的中点坐标为(1,1)
,则直线的方程为( )
A.2x﹣y﹣1=0 B.2x+y﹣1=0 C.2x﹣y+1=0 D.﹣2x﹣y﹣1=0
【分析】设 A(x1,y1),B(x2,y2),利用点差法得到 ,所以直线 AB
的斜率为 2,又过点(1,1),再利用点斜式即可得到直线 AB 的方程.
解:设 A(x1,y1),B(x2,y2),∴y1+y2=2,
又 ,两式相减得: ,
∴(y1+y2)(y1﹣y2)=4(x1﹣x2),
∴ ,
∴直线 AB 的斜率为 2,又∴过点(1,1),
∴直线 AB 的方程为:y﹣1=2(x﹣1),即 2x﹣y﹣1=0,
故选:A.
5.在明代程大位所著的《算法统宗》中有这样一首歌谣,“放牧人粗心大意,三畜偷偷吃
苗青,苗主扣住牛马羊,要求赔偿五斗粮,三畜户主愿赔偿,牛马羊吃得异样.马吃了
牛的一半,羊吃了马的一半.”请问各畜赔多少?它的大意是放牧人放牧时粗心大意,
牛、马、羊偷吃青苗,青苗主人扣住牛、马、羊向其主人要求赔偿五斗粮食(1 斗=10
升),三畜的主人同意赔偿,但牛、马、羊吃的青苗量各不相同.马吃的青苗是牛的一半,羊吃的青苗是马的一半.问羊、马、牛的主人应该分别向青苗主人赔偿多少升粮食?(
)
A. , , B. , ,
C. , , D. , ,
【分析】设羊、马、牛吃的青苗分别为 a1,a2,a3,则{an}是公比为 2 的等比数列,由此
利用等比数列的性质能求出羊、马、牛的主人应该分别向青苗主人赔偿多少升粮食.
解:设羊、马、牛吃的青苗分别为 a1,a2,a3,
则{an}是公比为 2 的等比数列,
∴a1+a2+a3=a1+2a1+4a1=7a1=50,
解得 ,
∴羊、马、牛的主人应该分别向青苗主人赔偿 升, 升, 升粮食.
故选:D.
6.若 p 是¬q 的充分不必要条件,则¬p 是 q 的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】通过逆否命题的同真同假,结合充要条件的判断方法判定即可.
解:由 p 是¬q 的充分不必要条件知“若 p 则¬q”为真,“若¬q 则 p”为假,
根据互为逆否命题的等价性知,“若 q 则¬p”为真,“若¬p 则 q”为假,
故选:B.
7.阅读程序框图,为使输出的数据为 31,则①处应填的数字为( )
A.4 B.5 C.6 D.7【分析】分析程序中各变量、各语句的作用,再根据流程图所示的顺序,可知:该程序
的作用是利用循环求 S 的值,我们用表格列出程序运行过程中各变量的值的变化情况,
不难给出答案.
解:程序在运行过程中各变量的值如下表示:
S i 是否继续循环
循环前 1 1/
第一圈 3 2 是
第二圈 7 3 是
第三圈 15 4 是
第四圈 31 5 否
故最后当 i<5 时退出,
故选:B.
8.已知 x,y 满足 ,则 的取值范围为( )
A.[ ,4] B.(1,2]
C.(﹣∞,0]∪[2,+∞) D.(﹣∞,1)∪[2,+∞)
【分析】设 k= ,则 k 的几何意义为点(x,y)到点(2,3)的斜率,利用数形结
合即可得到结论.
解:设 k= ,则 k 的几何意义为点 P(x,y)到点 D(2,3)的斜率,
作出不等式组对应的平面区域如图:
由图可知当过点 D 的直线平行与 OA 时是个临界值,此时 k=KOA=1 不成立,需比 1 小;
当过点 A 时,k= 取正值中的最小值, ⇒A(1,1),此时 k= = =
2;
故 的取值范围为(﹣∞,1)∪[2,+∞);
故选:D.
9.已知点 A(﹣3,0),B(0,3),若点 P 在曲线 上运动,则△PAB 面积的
最小值为( )
A.6 B. C.3 D.
【分析】曲线 表示单位圆 x2+y2=1 的下半部分, ,直线 AB 的方
程为 x﹣y+3=0,设出点 P 的坐标,求出点 P 到直线 AB 的最小距离,即可三角形 PAB
面积的最小值.
解:依题意, ,直线 AB 的方程为 x﹣y+3=0,
曲线 表示单位圆 x2+y2=1 的下半部分,
要使△PAB 面积的最小,则需点 P 到直线 AB 的距离最小,不妨设 P(cosθ,sinθ)(π
≤θ≤2π),
∴点 P 到直线 AB 的距离为 ,
∵π≤θ≤2π,
∴ ,
∴ ,
∴ .
故选:C.10.已知双曲线Γ: ﹣ =1(a>0,b>0)的右焦点为 F,过原点的直线 l 与双曲线Γ
的左、右两支分别交于 A,B 两点,延长 BF 交右支于 C 点,若 AF⊥FB,|CF|=3|FB|,
则双曲线Γ的离心率是( )
A. B. C. D.
【分析】记双曲线的左、右焦点分别为 F'、F,设双曲线的实半轴长为 a,半焦距为 c.
连接 AF'、BF'、CF'.由双曲线的对称性和定义,运用勾股定理,离心率公式可得所求.
解:记双曲线的左、右焦点分别为 F'、F,设双曲线的实半轴长为 a,半焦距为 c.连接
AF'、BF'、CF'.
∵AF⊥FB,结合双曲线的对称性可知四边形 AFBF'是矩形,∴ .
设|FB|=x,则|CF|=3x,|BF'|=2a+x,|CF'|=2a+3x.
在 Rt△CBF'中,|BF'|2+|BC|2=|CF'|2,即(2a+x)2+16x2=(2a+3x)2 可得 x=a,
从而|BF'|=2a+x=3a,|FB|=a,在 Rt△BFF'中,|BF'|2+|FB|2=|FF'|2,即(3a)2+a2=(
2c)2,
∴10a2=4c2,即有 e= = .
故选:D.11.已知 的值域为[m,+∞),当正数 a,b 满足 时,
则 7a+4b 的最小值为( )
A. B.5 C. D.9
【分析】利用 的值域为[m,+∞),求出 m,再变形,利用 1 的代
换,即可求出 7a+4b 的最小值.
解:∵ = 的值域为[m,+∞),
∴m=4,
∴ + =4,
∴7a+4b= [(6a+2b)+(a+2b)]( + )= [5+ + ]≥
= ,
当且仅当 = 时取等号,
∴7a+4b 的最小值为 .
故选:A.
12.已知函数 (x∈R),若关于 x 的方程 f(x)﹣m+1=0 恰好有 3 个不相等
的实数根,则实数 m 的取值范围为( )
A. B. C. D.
【分析】讨论 x 的范围,求函数的导数,研究函数的单调性和极值,利用数形结合进行求解即可.
解:当 x≤0 时, 为减函数,f(x)min=f(0)=0;
当 x>0 时, , ,
则 时,f'(x)<0, 时,f'(x)>0,即 f(x)在 上递增,
在 上递减,
.
其大致图象如图所示,
若关于 x 的方程 f(x)﹣m+1=0 恰好有 3 个不相等的实数根,
则 ,即 ,
故选:A.
二、填空题(共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.把答案填在答题卡中的横线上.)
13.(x2+ )5 的展开式中 x4 的系数为 40
【分析】运用二项展开式的通项可得结果.
解:根据题意得,Tr+1= (x2)5﹣r( )r= 2rx10﹣3r
令 10﹣3r=4,得 r=2
∴(x2+ )5 的展开式中 x4 的系数为 22=40;
故答案为 40.
14.如图,在平行四边形 ABCD 中,AB=2,AD=1.则 的值为 ﹣3 .【分析】根据 ABCD 是平行四边形可得出 ,然后代入 AB=2,AD=
1 即可求出 的值.
解:∵AB=2,AD=1,
∴
=
=
=1﹣4
=﹣3.
故答案为:﹣3.
15.在直三棱柱 ABC﹣A1B1C1 内有一个与其各面都相切的球 O1,同时在三棱柱 ABC﹣
A1B1C1 外有一个外接球 Q2.若 AB⊥BC,AB=3,BC=4,则球 Q2 的表面积为 29π
【分析】三棱柱的内切圆的半径等于底面三角形的内切圆的半径,由题意求出三角形的
内切圆的半径,可知三棱柱的高为内切圆的直径,求出三棱柱的高,然后将三棱柱放在
长方体内,求出长方体的对角线,再根据长方体的对角线等于外接球的直径,进而求出
外接球的表面积.
解:由题意知内切球的半径为 R 与底面三角形的内切圆的半径相等可得,而三角形 ABC
为直角三角形,AB⊥BC,AB=3,BC=4,所以 AC=5,
设三角形内切圆的半径为 r,由面积相等可得: r(3+4+4)= 3•4,所以 r= ,
所以 R= =1,由题意可知三棱柱的高 h 为 2R=2,
将该三棱柱放在长方体中,设三棱柱的外接球的半径为 R'则(2R)2=32+42+22=29,
所以外接球的表面积 S=4πR'2=29π,
故答案为:29π.16.在数列{an}中,a1=1,an+1=2n﹣an,则数列{an}的通项公式 an= .
【分析】由题意可得 an+1﹣an﹣1=2 (n≥2),又 a1=1,数列{an}的奇数项为首项为 1
,公差为 2 的等差数列,对 n 分奇数和偶数两种情况,分别求出 an,从而得到数列{an}
的通项公式 .
解:∵an+1=2n﹣an,
∴an+1+an=2n①,an+an﹣1=2(n﹣1)(n≥2)②,
①﹣②得:an+1﹣an﹣1=2 (n≥2),又∵a1=1,
∴数列{an}的奇数项为首项为 1,公差为 2 的等差数列,
∴当 n 为奇数时,an=n,
当 n 为偶数时,则 n﹣1 为奇数,∴an=2(n﹣1)﹣an﹣1=2(n﹣1)﹣(n﹣1)=n﹣1
,
∴数列{an}的通项公式 ,
故答案为: .
三、解答题(共 70 分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.第 17-21 题为必考题,
每道试题考生都必须作答.第 22、23 题为选考题,考生根据要求作答.)
17.已知函数 .
(1)当 x∈[0,π]时,求函数的值域;
(2)△ABC 的角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c 且 ,求 AB 边上的高
h 的最大值.【分析】(1)由题意利用三角恒等变换化简函数的解析式,再利用正弦函数的定义域和
值域,得出结论.
(2)由题意利用余弦定理、三角形的面积公式、基本不等式求得 ab 的最大值,可得 AB
边上的高 h 的最大值.
解:(1)∵函数 f(x)= sinx+ ﹣ = sinx+ ﹣ =sin(x+ )
,
当 x∈[0,π]时,x+ ∈[ , ],sin(x+ )∈[﹣ ,1].
(2)△ABC 中, =sin(C+ ),∴C= .
由余弦定理可得 c2=3=a2+b2﹣2ab•cosC=a2+b2﹣ab≥ab,当且仅当 a=b 时,取等号,
即 ab 的最大值为 3.
再根据 S△ABC= • •h= ab•sin ,故当 ab 取得最大值 3 时,h 取得最大值为 .
18.如图,三棱锥 P﹣ABC 中,PA=PB=PC= ,CA=CB= ,AC⊥BC.
(1)证明:面 PAB⊥面 ABC;
(2)求二面角 C﹣PA﹣B 的余弦值.
【分析】(1)由已知可得三角形 ABC 为直角三角形,取 AB 中点 O,再由 PA=PB=PC
,可得 PO⊥底面 ABC,从而得到面 PAB⊥面 ABC;
(2)在平面 PAB 内,过 O 作 OE⊥PA,垂足为 E,连接 EC,由平面与平面垂直的性质
证明 OC⊥PA,进一步得到 PA⊥EC,可得∠OEC 为二面角 C﹣PA﹣B 的平面角,然后
求解三角形得答案.
【解答】(1)证明:由 AC⊥BC,得△ABC 是以 AB 为斜边的直角三角形,
取 AB 的中点 O,则 O 为△ABC 的外心,连接 PO,
∵PA=PB=PC,可得△POA≌△POB≌△POC,可得∠POA=∠POB=∠POC=90°,则 PO⊥AB,PO⊥OC,
又 AB∩OC=O,∴PO⊥底面 ABC,
而 PO⊂平面 PAB,则面 PAB⊥面 ABC;
(2)解:在平面 PAB 内,过 O 作 OE⊥PA,垂足为 E,连接 EC,
∵面 PAB⊥面 ABC,面 PAB∩面 ABC=AB,OC⊥AB,∴OC⊥平面 PAB,得 OC⊥PA
,
∵OE∩OC=O,∴PA⊥平面 OEC,则 PA⊥EC.
即∠OEC 为二面角 C﹣PA﹣B 的平面角.
在 Rt△ACB 中,由 CA=CB= ,得 OC=1,
在 Rt△POA 中,由 PA= ,OA=1,PO= ,求得 OE= ,
在等腰三角形 PAC 中,由 PA=PC= ,AC= ,求得 EC= .
由余弦定理可得:cos∠OEC= = .
∴二面角 C﹣PA﹣B 的余弦值为 .
19.2018 年反映社会现实的电影《我不是药神》引起了很大的轰动,治疗特种病的创新药
研发成了当务之急.为此,某药企加大了研发投入,市场上治疗一类慢性病的特效药品 A
的研发费用 x(百万元)和销量 y(万盒)的统计数据如下:
研发费用 x(百万元) 2 3 6 10 13 15 18 21
销量 y(万盒) 1 1 2 2.5 3.5 3.5 4.5 6
(Ⅰ)求 y 与 x 的相关系数 r(精确到 0.01),并判断 y 与 x 的关系是否可用线性回归方
程模型拟合?(规定:|r|≥0.75 时,可用线性回归方程模型拟合);(Ⅱ)该药企准备生产药品 A 的三类不同的剂型 A1,A2,A3,并对其进行两次检测,当
第一次检测合格后,才能进行第二次检测.第一次检测时,三类剂型 A1,A2,A3 合格的
概率分别为 , , ,第二次检测时,三类剂型 A1,A2,A3 合格的概率分别为 , ,
.两次检测过程相互独立,设经过两次检测后 A1,A2,A3 三类剂型合格的种类数为 X
,求 X 的数学期望.
附:(1)相关系数
(2) , , , .
【 分 析 】 ( I ) 由 题 意 分 别 求 出 = 11 , = 3 , 由 公 式
>0.75,从而 y 与 x 的关系可用线性回归模型拟合
.
(II)求出药品 A 的每类剂型经过两次检测后合格的概率,推导出 ,由此
能求出 X 的数学期望.
解:(I)由题意可知 = (2+3+6+10+21+13+15+18)=11,
= (1+1+2+2.5+6+3.5+3.5+4.5)=3,
由公式 ,
∵|r|≈0.98>0.75,∴y 与 x 的关系可用线性回归模型拟合.
(II)药品 A 的每类剂型经过两次检测后合格的概率分别为:
,
,
,
由题意, ,
∴ .20.设椭圆 ,({a>b>0})的左右焦点分别为 F1,F2,离心率 ,右准线
为 l,M,N 是 l 上的两个动点,
(Ⅰ)若 ,求 a,b 的值;
(Ⅱ)证明:当|MN|取最小值时, 与 共线.
【 分 析 】 ( Ⅰ ) 设 , 根 据 题 意 由 得
, 由 , 得 ,
,由此可以求出 a,b 的值.
(Ⅱ)|MN|2=(y1﹣y2)2=y12+y22﹣2y1y2≥﹣2y1y2﹣2y1y2=﹣4y1y2=6a2.当且仅当
或 时,|MN|取最小值 ,由能够推导出 与
共线.
解:由 a2﹣b2=c2 与 ,得 a2=2b2, ,l 的方
程为
设
则
由 得 ①
(Ⅰ)由 ,得 ②
③
由①、②、③三式,消去 y1,y2,并求得 a2=4故
(Ⅱ)证明:|MN|2=(y1﹣y2)2=y12+y22﹣2y1y2≥﹣2y1y2﹣2y1y2=﹣4y1y2=6a2
当且仅当 或 时,|MN|取最小值
此 时 ,
故 与 共线.
21.设函数 f(x)=(1+e﹣2)ex+kx﹣1,(其中 x∈(0,+∞)),且函数 f(x)在 x=2
处的切线与直线(e2+2)x﹣y=0 平行.
(1)求 k 的值;
(2)若函数 g(x)=﹣xlnx,求证:f(x)>g(x)恒成立.
【分析】(1)先求导,再根据导数的几何意义即可求出切线方程;
(2)设 F(x)=f(x)﹣g(x)=(1+e﹣2)ex+x+xlnx﹣1,原问题转化为证明函数 F(
x)>0 恒成立,再根据导数和函数的最值的关系,即可证明.
解:(1)∵f(x)=(1+e﹣2)ex+kx﹣1,x∈(0,+∞),
∴f′(x)=(1+e﹣2)ex+k,x∈(0,+∞),
∵函数 f(x)在 x=2 处的切线与直线(e2+2)x﹣y=0 平行,
∴f′(2)=e2+1+k=e2+2,解得 k=1.
(2)由(1)得 f(x)=(1+e﹣2)ex+x﹣1,
设 F(x)=f(x)﹣g(x)=(1+e﹣2)ex+x+xlnx﹣1,原问题转化为证明函数 F(x)>
0 恒成立,
∴F′(x)=(1+e﹣2)ex+lnx+2,x>0,
令 h(x)=F′(x)=(1+e﹣2)ex+lnx+2,则 h'(x)=(1+e﹣2)ex+ >0 在(0,+∞
)上恒成立,
∴h(x)在(0,+∞)上单调递增.
∵h(e﹣4)=(1+e﹣4) >0;当 x→0 时,h(x)→﹣∞,
∴∃x0∈(0,e﹣4),使得 h(x0)=0 即 ,
∴当 x∈(0,x0)时,h(x)<0,即 F′(x)<0,函数 F(x)单调递减;当 x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,即 F′(x)>0,函数 F(x)单调递增;
∴F(x)min=F(x0)= =x0+x0lnx0﹣lnx0﹣3,
令 t(x0)=x0+x0lnx0﹣lnx0﹣3,x0∈(0,e﹣4),则 ,
∵y=lnx 和 y= 在(0,e﹣4)上均为增函数,
∴t'(x0)在(0,e﹣4)上单调递增,
又 t'(e﹣4)=﹣e4<0,
∴t'(x0)<t'(e﹣4)<0,即 t(x0)在(0,e﹣4)上单调递减,
∴t(x0)>t(e﹣4)=e﹣4+e﹣4lne﹣4﹣lne﹣4﹣3=1﹣ >0,
故 f(x)>g(x)恒成立.
请考生在第 22、23 两题中任选一题作答,并用 2B 铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑.
注意所做题目的题号必须与所涂题号一致,在答题卡选答区域指定位置答题.如果多做,则
按所做的第一题计分.[选修 4-4:坐标系与参数方程]
22.已知直线 l 的参数方程: (t 为参数)和圆 C 的极坐标方程:ρ=2sinθ.
(1)将直线 l 的参数方程化为普通方程,圆 C 的极坐标方程化为直角坐标方程;
(2)已知点 M(1,3),直线 l 与圆 C 相交于 A、B 两点,求|MA|+|MB|的值.
【分析】(1)把直线参数方程中的参数 t 消去,可得直线的普通方程;把 ρ=2sinθ 两边
同乘以 ρ,得 ρ2=2ρsinθ,代入 ρ2=x2+y2,y=ρsinθ,可得圆 C 的直角坐标方程;
(2)化直线方程为参数方程的标准形式,代入圆的方程,化为关于 t 的一元二次方程,
再由此时 t 的几何意义即根与系数的关系求解|MA|+|MB|的值.
解:(1)把直线 l 的参数方程 (t 为参数)消去参数 t,得直线 l 的普通方程为
y=2x+1;
将 ρ=2sinθ 两边同乘以 ρ,得 ρ2=2ρsinθ,将 ρ2=x2+y2,y=ρsinθ 代入,
得 x2+(y﹣1)2=1,
∴圆 C 的直角坐标方程为 x2+(y﹣1)2=1;
(2)经检验点 M(1,3)在直线 l 上,
化直线方程为 ,代入圆 C 的直角坐标方程 x2+(y﹣1)2=1,得 ,即 .
设 t1,t2 是方程 的两根,
则 .
∵t1t2=4>0,∴t1 与 t2 同号,
由 t 的几何意义得|MA|+|MB|= .
[选修 4-5:不等式选讲]
23.已知函数 f(x)=|x+a|+|x﹣b|,(其中 a>0,b>0).
(1)求函数 f(x)的最小值 M.
(2)若 2c>M,求证: .
【分析】(1)利用绝对值不等式的性质即可求得最小值 M;
(2)利用分析法,只需证明 ,两边平方后结合 2c>a+b,a>0 即可得
证.
解:(1)f(x)=|x+a|+|x﹣b|≥|(x+a)﹣(x﹣b)|=|a+b|=a+b,当且仅当(x+a)(
x﹣b)≤0 时取等号,
∴f(x)的最小值 M=a+b;
(2)证明:依题意,2c>a+b>0,
要证 ,即证 ,即证 a2﹣2ac+c2<c2﹣ab,
即证 a2﹣2ac+ab<0,即证 a(a﹣2c+b)<0,
又 2c>a+b,a>0 可知,a(a﹣2c+b)<0 成立,故原不等式成立.