2020 年河南省濮阳市高考数学二模试卷(文科)
一、选择题(共 12 小题).
1.已知集合 A={x|2x2﹣13x>0},B={y|y>2},则(∁RA)∩B=( )
A.(2, ) B.(0,2) C.[0,2] D.(2, ]
2.在复平面内,复数 z 所对应的向量 如图所示,则 =( )
A. B. C. D.
3.“王莽方斗”铸造于王莽始建国元年(公元 9 年),有短柄,上下边缘刻有篆书铭文,
外壁漆画黍、麦、豆、禾和麻纹,如图 1 所示.因其少见,故为研究西汉量器的重要物
证.图 2 是“王莽方斗”模型的三视图,则该模型的容积为( )
A.213 B.162 C.178 D.193
4.若双曲线 C1 与双曲线 C2: 有共同的渐近线,且 C1 过点(2,3),则双曲线
C1 的方程为( )
A. B.
C. D.
5.记等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,且 a3=5, =4,则 a10=( )A.9 B.11 C.19 D.21
6.2020 年 2 月,受新冠肺炎的影响,医卫市场上出现了“一罩难求”的现象.在政府部门
的牵头下,甲工厂率先转业生产口罩.为了了解甲工厂生产口罩的质量,某调查人员随
机抽取了甲工厂生产的 6 个口罩,将它们的质量(单位:g)统计如图所示.记这 6 个口
罩质量的平均数为 m,则在其中任取 2 个口罩,质量都超过 m 的概率为( )
A. B. C. D.
7.已知定义域为 R 的函数 f(x)的图象关于原点对称,且 x>0 时,f(x+2)=4f(x).
当 x∈(0,2]时,f(x)= ,则 f(﹣8)+f(4)=( )
A.﹣60 B.﹣8 C.12 D.68
8.2020 年 2 月,全国掀起了“停课不停学”的热潮,各地教师通过网络直播、微课推送等
多种方式来指导学生线上学习.为了调查学生对网络课程的热爱程度,研究人员随机调
查了相同数量的男、女学生,发现有 80%的男生喜欢网络课程,有 40%的女生不喜欢网
络课程,且有 99%的把握但没有 99.9%的把握认为是否喜欢网络课程与性别有关,则被
调查的男、女学生总数量可能为( )
附: ,其中 n=a+b+c+d.
P(K2≥k) 0.1 0.05 0.01 0.001
k 2.706 3.841 6.635 10.828
A.130 B.190 C.240 D.250
9.已知函数 f(x)=sinωx(ω>0)满足对任意 x∈R,f(x)=f(x+π),则函数 f(x)
在[0,2π]上的零点个数不可能为( )
A.5 B.9 C.21 D.23
10.已知三棱锥 S﹣ABC 的底面是等边三角形,且 SA=SB=SC= ,则当三棱锥 S﹣ABC
的体积最大时,其外接球的表面积为( )
A.9π B.12π C.18π D.27π
11.若函数 f(x)=sin2x﹣4x﹣msinx 在[0,2π]上单调递减,则实数 m 的取值范围为( )
A.(﹣2,2) B.[﹣2,2] C.(﹣1,1) D.[﹣1,1]12.已知△ABC 中,点 M 在线段 AB 上,∠ACB=2∠BCM=60°,且 ﹣λ = .
若| |=6,则 • =( )
A.27 B.18 C.27 D.18
二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.
13.已知角 α 的顶点在坐标原点,始边与 x 轴的非负半轴重合,若点 P(2,﹣5)在角 α
的终边上,则 tan2α= .
14.运行如图所示的程序框图,则输出的 S 的值为 .
15.已知抛物线 C:x2=2py(p>0)的焦点 F 到准线的距离为 4,过点 F 和 R(m,0)的
直线 l 与抛物线 C 交于 P,Q 两点,若 = ,则|PQ|= .
16.在△ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c,已知 bcos2C+ccosBcosC= a,
则 C= ;若 B= ,a=4,点 P 是 BC 的中点,点 M,N 分别在线段 AB,AC
上,∠BPM= ,∠CPN= ,则△PMN 的面积为 .
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,
每个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.(一)必考题:共 60分.
17.已知某种农产品的日销量 y 与上市天数 x 之间满足的关系如图所示.
(Ⅰ)根据散点图判断 y=a+bx 与 y=c+dlnx 哪一个更适合作为日销量 y 与上市天数 x
的回归方程类型;(给出判断即可,不必说明理由)
(Ⅱ)根据(Ⅰ)中的结果,求日销量 y 与上市天数 x 的回归方程.
参考公式:回归直线方程 中的斜率和截距的最小二乘估计公式分别为 =
, .
参考数据:
55 155.5 15.1 82.5 4.84 94.9 24.2
其中 ti=lnxi.
18.如图所示多面体的底面 ABCD 是菱形,∠ABC=120°,PA⊥平面 ABCD,QC⊥平面
ABCD.
(Ⅰ)求证:BQ∥平面 PAD;
(Ⅱ)若 CQ= CB= PA=1,求三棱锥 Q﹣ADP 的体积.
19.记数列{an}的前 n 项和为 Sn,已知 2an+1+n=4Sn+2p,a3=7a1=7.
(Ⅰ)求 p,S4 的值;(Ⅱ)若 bn=an+1﹣an,求证:数列{bn}是等比数列.
20.已知椭圆 C: + =1 的右顶点为 A,左焦点为 F1,过点 A 的直线 l1 与椭圆 C 的另
一个交点为 B,BF1⊥x 轴,点 S(0,y0)(y0>0)在直线 11 上.
(Ⅰ)求△ABF1 的面积;
(Ⅱ)若过点 S 的直线 l2 与椭圆 C 交于 P,Q 两点,且△SPA 的面积是△SBQ 的面积的
6 倍,求直线 l2 的方程.
21.已知函数 f(x)=ax2﹣2ax﹣lnx+a(a∈R)的单调递减区间为 .
(Ⅰ)求 a 的值;
(Ⅱ)证明:当 x>1 时,f(x)>1﹣x;
(Ⅲ)若存在 m>1,使得当 x∈(1,m)时,恒有 f(x)<k(x﹣1),求实数 k 的取
值范围.
(二)选考题:共 10 分.请考生在第 22,23 题中任选一题作答,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.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 (γ 为参数),曲线 C2
的参数方程为 (s 为参数).以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐
标系,已知点 A 的极坐标为(1,π),直线 l:θ=α(ρ∈R)与 C2 交于点 B,其中
.
(Ⅰ)求曲线 C1 的极坐标方程以及曲线 C2 的普通方程;
(Ⅱ)过点 A 的直线 m 与 C 交于 M,N 两点,若 l∥m,且 ,求 α 的值.
[选修 4-5:不等式选讲]
23.已知正数 m,n,p 满足 m2+n2+p2=4.
(Ⅰ)比较 lnm+lnn+lnp 与|x﹣2|+|x﹣1|的大小关系,并说明理由;
(Ⅱ)若 m+n=2mn,求 p 的最大值.参考答案
一、选择题:本题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分.在每小题给出的四个选项中,只有一
项是符合题目要求的.
1.已知集合 A={x|2x2﹣13x>0},B={y|y>2},则(∁RA)∩B=( )
A.(2, ) B.(0,2) C.[0,2] D.(2, ]
【分析】根据已知求出集合 A 及其补集,再求交集.
解:依題意, ,则∁RA={x|0≤x≤ },
所以 ,
故选:D.
2.在复平面内,复数 z 所对应的向量 如图所示,则 =( )
A. B. C. D.
【分析】由已知求得 z,代入 ,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.
解:由图可知,z=3+2i,
则 ,
故选:A.
3.“王莽方斗”铸造于王莽始建国元年(公元 9 年),有短柄,上下边缘刻有篆书铭文,
外壁漆画黍、麦、豆、禾和麻纹,如图 1 所示.因其少见,故为研究西汉量器的重要物
证.图 2 是“王莽方斗”模型的三视图,则该模型的容积为( )A.213 B.162 C.178 D.193
【分析】首先把三视图转换为直观图,进一步求出几何体的体积.
解:根据几何体的三视图转换为直观图:该模型的内侧的形状为长方体的容器,
如图所示:
所求体积为:V=4.5×6×6=162.
故选:B.
4.若双曲线 C1 与双曲线 C2: 有共同的渐近线,且 C1 过点(2,3),则双曲线
C1 的方程为( )
A. B.
C. D.
【分析】利用双曲线是渐近线方程,设出双曲线方程,代入点的坐标求解即可.
解:设双曲线 C1 的方程为 ,将(2,3)代入,可得 ,
故双曲线 C1 的方程为 .
故选:D.5.记等差数列{an}的前 n 项和为 Sn,且 a3=5, =4,则 a10=( )
A.9 B.11 C.19 D.21
【分析】由已知结合等差数列的通项公式及求和公式即可求解.
解:由{an}为等差数列,设公差为 d,由 a3=5, ,
得 ,
解得
所以 an=1+2(n﹣1)=2n﹣1,故 a10=19.
故选:C.
6.2020 年 2 月,受新冠肺炎的影响,医卫市场上出现了“一罩难求”的现象.在政府部门
的牵头下,甲工厂率先转业生产口罩.为了了解甲工厂生产口罩的质量,某调查人员随
机抽取了甲工厂生产的 6 个口罩,将它们的质量(单位:g)统计如图所示.记这 6 个口
罩质量的平均数为 m,则在其中任取 2 个口罩,质量都超过 m 的概率为( )
A. B. C. D.
【分析】由题意可先求出 m,然后根据题意求解随机抽取 2 的所有情况及满足条件的情
况个数,根据等可能事件的概率公式可求.
解:依题意, ,
可知 6 个口罩中有 3 个质量超过 m,记为 A,B,C,另外 3 个记为 d,e,f.随机抽取 2
个,
所有的情况有 AB,AC,Ad,Ae,Af,BC,Bd,Be,Bf,Cd,Ce,Cf,de,df,ef,
共 15 种,
其中满足条件的有 AB,AC,BC,共 3 种,
故所求概率 .
故选:C.7.已知定义域为 R 的函数 f(x)的图象关于原点对称,且 x>0 时,f(x+2)=4f(x).
当 x∈(0,2]时,f(x)= ,则 f(﹣8)+f(4)=( )
A.﹣60 B.﹣8 C.12 D.68
【分析】推导出 f(4)=4f(2)=4log33=4,f(﹣8)=﹣f(8)=﹣4f(6)=﹣16f(
4),由此能求出 f(﹣8)+f(4)的值.
解:依题意,f(4)=4f(2)=4log33=4,
f(﹣8)=﹣f(8)=﹣4f(6)=﹣16f(4)=﹣16×4=﹣64,
故 f(﹣8)+f(4)=﹣64+4=﹣60.
故选:A.
8.2020 年 2 月,全国掀起了“停课不停学”的热潮,各地教师通过网络直播、微课推送等
多种方式来指导学生线上学习.为了调查学生对网络课程的热爱程度,研究人员随机调
查了相同数量的男、女学生,发现有 80%的男生喜欢网络课程,有 40%的女生不喜欢网
络课程,且有 99%的把握但没有 99.9%的把握认为是否喜欢网络课程与性别有关,则被
调查的男、女学生总数量可能为( )
附: ,其中 n=a+b+c+d.
P(K2≥k) 0.1 0.05 0.01 0.001
k 2.706 3.841 6.635 10.828
A.130 B.190 C.240 D.250
【分析】设男、女生的人数各为 5x,建立 2×2 列联表,由表格中的数据求出 K2 的观测
值,结合临界值表得关于 x 的不等式组,求解 10x 的范围得答案.
解:依题意,设男、女生的人数各为 5x,建立 2×2 列联表如下所示:
喜欢网络课程 不喜欢网络课程 总计
男生 4x x 5x
女生 3x 2x 5x
总计 7x 3x 10x
故 ,由题可知 ,
∴139.335<10x<227.388.只有 B 符合题意.故选:B.
9.已知函数 f(x)=sinωx(ω>0)满足对任意 x∈R,f(x)=f(x+π),则函数 f(x)
在[0,2π]上的零点个数不可能为( )
A.5 B.9 C.21 D.23
【分析】计算 f(x)在[0,2π]上的周期个数,根据周期个数得出零点个数.
解:f(x)的最小正周期为 T= ,
∵对任意 x∈R,f(x)=f(x+π),
∴π= •k,k∈N×,
故 f(x)在[0,2π]上有偶数 2k 个周期,
∴f(x)在[0,2π]上的零点个数为 4k+1 个,
故选:D.
10.已知三棱锥 S﹣ABC 的底面是等边三角形,且 SA=SB=SC= ,则当三棱锥 S﹣ABC
的体积最大时,其外接球的表面积为( )
A.9π B.12π C.18π D.27π
【 分 析 】 设 ∠ ASC = θ , SB 与 平 面 SAC 所 成 角 为 φ , 则
,当 时,Vs﹣ABC 最大,此
时 SA,SB,SC 两两垂直,三棱柱 S﹣ABC 的外接球半径 R,满足
,由此能求出其外接球的表面积.
解:设∠ASC=θ,SB 与平面 SAC 所成角为 φ,
则 ,
当 时,Vs﹣ABC 最大,此时 SA,SB,SC 两两垂直,
三棱柱 S﹣ABC 的外接球半径 R,
满足 ,
则其外接球的表面积为 S=4πR2=18π.
故选:C.
11.若函数 f(x)=sin2x﹣4x﹣msinx 在[0,2π]上单调递减,则实数 m 的取值范围为( )
A.(﹣2,2) B.[﹣2,2] C.(﹣1,1) D.[﹣1,1]【分析】求出函数的导数,再设 t=cosx∈[﹣1,1],得到 g(t)=4t2﹣mt﹣6,问题转化
为 g(t)≤0 在[﹣1,1]上恒成立,结合二次函数的性质判断即可.
解:依题意,f(x)=2sinxcosx﹣4x﹣msinx,
所以 f′(x)=2(2cos2x﹣1)﹣4﹣mcosx=4cos2x﹣mcosx﹣6≤0 对∀x∈[0,2π]恒成立
.
设 t=cosx∈[﹣1,1],g(t)=4t2﹣mt﹣6,
则 g(t)≤0 在[﹣1,1]上恒成立,
由二次函数的性质得
解得﹣2≤m≤2,
故选:B.
12.已知△ABC 中,点 M 在线段 AB 上,∠ACB=2∠BCM=60°,且 ﹣λ = .
若| |=6,则 • =( )
A.27 B.18 C.27 D.18
【分析】作出菱形 CPMQ,计算 λ 和 CP,用 表示 ,再计算数量积.
解:以 CM 为对角线作平行四边形 CPMQ,
∵CM 平分∠ACB,∴四边形 XPMQ 是菱形,
又 CM=6,∠BCM=30°,
∴CP=CQ=2 ,
∴ =2 2 ×cos60°=6,
∵ ﹣λ = ,即 = +λ ,且 A,M,B 三点共线,
∴λ= ,
又 = ,
∴ = , =3 ,
∴ =( )•(3 ﹣ )=3 ﹣ + =3×12﹣ ×12+
×6=27.
故选:C.二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分.
13.已知角 α 的顶点在坐标原点,始边与 x 轴的非负半轴重合,若点 P(2,﹣5)在角 α
的终边上,则 tan2α= .
【分析】直接利用任意角的三角函数可求 tanα 的值,进而根据二倍角的正切函数公式即
可求解.
解:依题意,角 α 的顶点在坐标原点,始边与 x 轴的非负半轴重合,若点 P(2,﹣5)
在角 α 的终边上,
可得 ,
则 .
故答案为: .
14.运行如图所示的程序框图,则输出的 S 的值为 1011 .【分析】由已知中的程序语句可知:该程序的功能是利用循环结构分别计算 T 和 N 的值
并输出变量 S=N﹣T 的值,模拟程序的运行过程,结合数列中分组求和的方法进行运算
即可得解.
解:由题可知,T=0+2+4+6+……+2018+2020,N=1+3+5+7+……+2019+2021,
所以 S=N﹣T=(1﹣0)+(3﹣2)+……+(2019﹣2018)+(2021﹣2020)=1×1011=
1011.
故答案为:1011.
15.已知抛物线 C:x2=2py(p>0)的焦点 F 到准线的距离为 4,过点 F 和 R(m,0)的
直线 l 与抛物线 C 交于 P,Q 两点,若 = ,则|PQ|= 9 .
【分析】求出抛物线的焦点坐标,利用向量关系,求解 P 的坐标,得到直线的斜率,然
后求解 Q 坐标,即可得到两点间的距离.
解:依题意,抛物线 C:x2=8y,因为 ,F(0,2).
故点 P 的纵坐标为 1,代入抛物线方程,可得点 P 的横坐标为 .
不妨设 ,则 ,故直线 l 方程为 将其代入 x2=8y,
得 ,可得 ,
故|PQ|= =9.
故答案为:9.
16.在△ABC 中,角 A,B,C 所对的边分别为 a,b,c,已知 bcos2C+ccosBcosC= a,
则 C= ;若 B= ,a=4,点 P 是 BC 的中点,点 M,N 分别在线段 AB,AC
上,∠BPM= ,∠CPN= ,则△PMN 的面积为 .
【分析】先结合正弦定理以及两角和的正弦公式即可求出 C,先根据内角和求得∠BPM
以及 PM,进而求得△PMN 的面积.
解 : 由 及 正 弦 定 理 , 得
所以 ,
所以 ,所以 ,
在△BPM 中,因为 , ,所以 ,可得 ,
在 △ CPM 中 , , 由 可 得 . 又
,
故
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,每个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.(一)必考题:共 60
分.
17.已知某种农产品的日销量 y 与上市天数 x 之间满足的关系如图所示.
(Ⅰ)根据散点图判断 y=a+bx 与 y=c+dlnx 哪一个更适合作为日销量 y 与上市天数 x
的回归方程类型;(给出判断即可,不必说明理由)
(Ⅱ)根据(Ⅰ)中的结果,求日销量 y 与上市天数 x 的回归方程.
参考公式:回归直线方程 中的斜率和截距的最小二乘估计公式分别为 =
, .
参考数据:
55 155.5 15.1 82.5 4.84 94.9 24.2
其中 ti=lnxi.
【分析】(Ⅰ)由图可知,y=c+dlnx 更适合;
(Ⅱ)令 t=lnx,则 ,利用已知数据及公式求得 c 与 d 的值,可得 y 关于 t 的线
性回归方程,进一步求得 y 关于 x 的回归方程.
解:(Ⅰ)由图可知,y=c+dlnx 更适合;
(Ⅱ)令 t=lnx,则 .
,, ,
∴ .
故 y 关于 t 的回归方程为 ,
即日销量 y 与上市天数 x 的回归方程为 .
18.如图所示多面体的底面 ABCD 是菱形,∠ABC=120°,PA⊥平面 ABCD,QC⊥平面
ABCD.
(Ⅰ)求证:BQ∥平面 PAD;
(Ⅱ)若 CQ= CB= PA=1,求三棱锥 Q﹣ADP 的体积.
【分析】(Ⅰ)由已知可得 PA∥QC,由直线与平面平行的判定可得 QC∥平面 ADP.
再由四边形 ABCD 为菱形,得 BC∥AD,可得 BC∥平面 ADP.由平面与平面平行的判
定得到平面 BCQ∥平面 ADP,可得 BQ∥平面 PAD;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知 BQ∥平面 PAD,则点 Q 到平面 ADP 的距离等于点 B 到平面 ADP
的距离.证明 BE⊥平面 ADP 并求得 BE,则点 Q 到平面 ADP 的距离即为 BE 的长.再
求出三角形 PAD 的面积,代入棱锥体积公式求解.
【解答】(Ⅰ)证明:∵PA⊥平面 ABCD,QC⊥平面 ABCD,∴PA∥QC.
又 PA⊂平面 ADP,QC⊄平面 ADP,∴QC∥平面 ADP.
又四边形 ABCD 为菱形,∴BC∥AD.
又 AD⊂平面 ADP,BC⊄平面 ADP,
∴BC∥平面 ADP.
又 BC∩QC=C,BC⊂平面 BCQ,CQ⊂平面 BCQ,
∴平面 BCQ∥平面 ADP.
∵BQ⊂平面 BCQ,∴BQ∥平面 PAD;
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)可知 BQ∥平面 PAD,∴点 Q 到平面 ADP 的距离等于点 B 到平面 ADP 的距离.
如图取 AD 中点 E,连接 BE,BD.
∵四边形 ABCD 是边长为 2 的菱形,∠BAD=60°,
∴△ABD 是边长为 2 的等边三角形,
∴BE⊥AD,且 .
又 PA∩AD=A,PA⊂平面 ADP,AD⊂平面 ADP,
∴BE⊥平面 ADP,则点 Q 到平面 ADP 的距离即为 BE 的长.
∵ ,
∴ .
即三棱锥 Q﹣ADP 的体积为 .
19.记数列{an}的前 n 项和为 Sn,已知 2an+1+n=4Sn+2p,a3=7a1=7.
(Ⅰ)求 p,S4 的值;
(Ⅱ)若 bn=an+1﹣an,求证:数列{bn}是等比数列.
【分析】(I)通过 a3=7a1=7,求出 a3,a1.然后利用 2an+1+n=4Sn+2p,求出 a2,得
到 a3,求出 p,然后求解得 S4 的值.
(II)由(Ⅰ)利用 ,结合 .两式作差,
推出 是首项为 ,公比为 3 的等比数列,求出通项公式,然后求解说明数列{bn}
是首项为 ,公比为 3 的等比数列.
解:(I)由 a3=7a1=7 知,a3=7,a1=1.
当 n=1 时,由 2an+1+n=4Sn+2p,得 ,
当 n=2 时,由 2an+1+n=4Sn+2p,得 a3=4+3p=7,
所以 p=1,
当 n=3 时,由 2an+1+n=4Sn+2p,得 2a4+3=4S3+2,解得 .
所以 S4=1+ +7+ =31.
(II)证明:由(I)可得 ,
则 .
两式作差得 ,
即 (n∈N*).
又易知 ,所以 ,
所以 对 n∈N*恒成立,
由上式变形可得 .
而 ,
所以 是首项为 ,公比为 3 的等比数列,
所以 ,
所以 ,
又 ,
所以数列{bn}是首项为 ,公比为 3 的等比数列.
20.已知椭圆 C: + =1 的右顶点为 A,左焦点为 F1,过点 A 的直线 l1 与椭圆 C 的另
一个交点为 B,BF1⊥x 轴,点 S(0,y0)(y0>0)在直线 11 上.
(Ⅰ)求△ABF1 的面积;
(Ⅱ)若过点 S 的直线 l2 与椭圆 C 交于 P,Q 两点,且△SPA 的面积是△SBQ 的面积的
6 倍,求直线 l2 的方程.
【分析】(I)求出 F1(﹣1,0),求出点 B 的横坐标为﹣1,将 x=﹣1 代入
,求出 B,然后求解△ABF1 的面积.(Π)求出 S 的坐标,推出|SA|=2|SB|,推出 ,得到 ,设 P(x1,y1),
Q(x2,y2),通过①当直线 PQ 斜率不存在时,直线 PQ 的方程为 x=0,验证.②当
直线 PQ 斜率存在时,直线 PQ 的方程为 y=kx+1,
联立 ,利用韦达定理,转化求解直线的斜率,得到直线方程.
解:(I)依题意,F1(﹣1,0),因为 BF1⊥x 轴,
所以点 B 的横坐标为﹣1,
将 x=﹣1 代入 ,得 ,
由题可知直线 l1 的斜率为负,所以 ,
所以△ABF1 的面积 .
(Π)由(I)可知 ,由 ,得 y0=1,则 S(0,1),
易知|SA|=2|SB|,所以 ,
所以 ,
所以 ,
设 P(x1,y1),Q(x2,y2),则 ,
所以 x1=﹣3x2
①当直线 PQ 斜率不存在时,直线 PQ 的方程为 x=0,
此时 ,不合题意,舍去,
②当直线 PQ 斜率存在时,直线 PQ 的方程为 y=kx+1,
联立 得(3+4k2)x2+8kx﹣8=0,
所以 ,将 x1=﹣3x2,代入 ,
所以 ,所以 ,所以 ,
所以直线 l2 的方程为: 或 .
21.已知函数 f(x)=ax2﹣2ax﹣lnx+a(a∈R)的单调递减区间为 .
(Ⅰ)求 a 的值;
(Ⅱ)证明:当 x>1 时,f(x)>1﹣x;
(Ⅲ)若存在 m>1,使得当 x∈(1,m)时,恒有 f(x)<k(x﹣1),求实数 k 的取
值范围.
【分析】(Ⅰ)求出函数的导数,得到关于 a 的方程,解出 a 的值即可;
(Ⅱ)设 F(x)=f(x)+x﹣1,求出函数的导数,根据函数的单调性证明即可;
(Ⅲ)令 G(x)=f(x)﹣k(x﹣1),通过 k 的范围,得到函数的单调区间,确定 k
的范围即可.
解:(I)f(x)的定义域为(0,+∞).
.…………………………………………(1 分)
由题意知 为方程 f′(x)=0 的一个根.
所以 ,解得 a=2.………………………………
经检验,当 a=2 时,f(x)的单调递减区间为 ,符合题意.………………
…
(II)证明:设 F(x)=f(x)+x﹣1=2x2﹣3x﹣lnx+1,
则 .………………………………………………
当 x>1 时,F′(x)>0,所以 F(x)在(1,+∞)上单调递增.………………………
………
所以当 x>1 时,F′(x)>F(1)=0,即 f(x)>1﹣x.………………………………
……
(III)当 k=﹣1 时,由(II)知不存在符合条件的 m.……………………………………
……
当 k<﹣1 时,对于 x>1,f(x)>1﹣x>k(x﹣1),故不存在符合条件的 m.…………当 k>﹣1 时,令 G(x)=f(x)﹣k(x﹣1)=2x2﹣(4+k)x﹣lnx+2+k,
则 .………………………………………
令 G′(x)=0,得 , .
因为当 x∈(1,x2)时,G′(x)<0,所以 G(x)在(1,x2)上单调递减,
G(x)<G(1)=0,即 f(x)<k(x﹣1),此时取 m=x2 即可.………………………
………………………
综上所述,k 的取值范围是(﹣1,+∞).…………………………………………
(二)选考题:共 10 分.请考生在第 22,23 题中任选一题作答,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.在平面直角坐标系 xOy 中,曲线 C1 的参数方程为 (γ 为参数),曲线 C2
的参数方程为 (s 为参数).以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐
标系,已知点 A 的极坐标为(1,π),直线 l:θ=α(ρ∈R)与 C2 交于点 B,其中
.
(Ⅰ)求曲线 C1 的极坐标方程以及曲线 C2 的普通方程;
(Ⅱ)过点 A 的直线 m 与 C 交于 M,N 两点,若 l∥m,且 ,求 α 的值.
【分析】(Ⅰ)消去曲线 C1 的参数方程中的参数,可得 x2+y2﹣2y=0.由 ρsinθ=y,ρ2
=x2+y2,得曲线 C1 的极坐标方程.由曲线 C2 的参数方程 (s 为参数),相
加消去参数可得曲线 C2 的普通方程;
(Ⅱ)由 A 的极坐标求得直角坐标.设 l: (p 为参数), ,
则直线 m: (t 为参数),把直线 m 的参数方程代入 C1 的普通方程,得
关于 t 的一元二次方程.把直线 l 的参数方程代入 C2 的方程 x+y﹣1=0(x≠﹣1),得(
sinα+cosα)p=1(tanα≠﹣2).设 M,N,B 对应的参数分别为 tM,tN,pB,则 tM+tN=
2(sinα+cosα), .再由 列式求得 sin2α=1,则 α 的值可求.
解:(Ⅰ)依题意,得曲线 C1 的普通方程为 x2+(y﹣1)2=1,即 x2+y2﹣2y=0.
由 ρsinθ=y,ρ2=x2+y2,得曲线 C1 的极坐标方程为 ρ2﹣2ρsinθ=0,
即曲线 C1 的极坐标方程为 ρ=2sinθ.
由曲线 C2 的参数方程 (s 为参数),得 ,
又 ,
故曲线 C2 的普通方程为 x+y﹣1=0(x≠﹣1);
(Ⅱ)∵A 的极坐标为(1,π),故 A 的直角坐标为(﹣1,0).
设 l: (p 为参数), ,则直线 m: (t 为参
数),
把直线 m 的参数方程代入 C1 的方程 x2+(y﹣1)2=1,得 t2﹣2(sinα+cosα)t+1=0.
把直线 l 的参数方程代入 C2 的方程 x+y﹣1=0(x≠﹣1),得(sinα+cosα)p=1(tanα
≠﹣2).
设 M,N,B 对应的参数分别为 tM,tN,pB,则 tM+tN=2(sinα+cosα),
.
由 ,且 tM,tN,pB>0,得 ,即 sin2α=
1.
又 ,故 .
[选修 4-5:不等式选讲]
23.已知正数 m,n,p 满足 m2+n2+p2=4.
(Ⅰ)比较 lnm+lnn+lnp 与|x﹣2|+|x﹣1|的大小关系,并说明理由;
(Ⅱ)若 m+n=2mn,求 p 的最大值.
【分析】(Ⅰ)根据条件,利用基本不等式,可知 ,
由绝对值三角不等式,可知|x﹣2|+|x﹣1|≥1,进一步得到 lnm+lnn+lnp<|x﹣2|+|x﹣1|;
(Ⅱ)由 m+n=2mn,可知 ,然后由 m2+n2= ,利
用基本不等式求出 m2+n2 的最小值,再求出 p 的最大值.【解答】解(I)∵lnm+lnn+lnp=lnmnp,
,
∴ ,当且仅当 时等号成立,
∴ .
∵|x﹣2|+|x﹣1|≥|x﹣2|+|x﹣1|≥|x﹣2+1﹣x|=1,
∴lnm+lnn+lnp<|x﹣2|+|x﹣1|.
(Π)∵m+n=2mn,∴ ,即 ,
∴ ,
当且仅当 m=n=1 时等号成立,
∵m2+n2=4﹣p2,∴4﹣p2≥2,∴ ,
∴p 的最大值是 .