石家庄市 2020 届高三年级阶段性训练题
数学(文科)
(时间 120 分钟,满分 150 分)
一、选择题:本大题共 12 个小题,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 ,则集合 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
化简集合 ,按交集的定义,即可求解.
【详解】由题意知 ,故 .
故选:B.
【点睛】本题考查集合间的运算,注意对数函数的定义域,属于基础题.
2.命题 :“ ”的否定形式 为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据全称命题的否定形式,即可得出结论.
【详解】命题 :“ ”的否定形式
, .
故选:A.
【点睛】本题考查命题的否定,要注意量词间的相互转化,属于基础题,
2{ | 1 3}, { | log ( 2)}A x x B x y x= − ≤ ≤ = = − A B =
{ }| 1 2x x− ≤ < { }| 2 3x x< ≤ { }|1 3x x< ≤
{ }| 2x x >
B
{ | 2}B x x= > { | 2 3}A B x x∩ = < ≤
p ( ,0),2 3x xx∀ ∈ −∞ ≥ p¬
0 0
0 ( ,0),2 3x xx∃ ∈ −∞ < 0 0
0 ( ,0),2 3x xx∃ ∈ −∞ ≤
( ,0),2 3x xx∀ ∈ −∞ < ( ,0),2 3x xx∀ ∈ −∞ ≤
p ( ,0),2 3x xx∀ ∈ −∞ ≥
0: ( ,0)p x¬ ∃ ∈ −∞ 0 02 3x x
( ) 2f x ≥ 1( ) ( , 2] [2, )f x x x
= + ∈ −∞ − ∪ +∞
( ) sin [ 1,1]f x x= ∈ − ( ) ( )f x f x− = − ( ) 2 2x xf x −= −
R
ABC , ,A B C , ,a b c,则 的面积为( )
A. B. C. 1 D.
【答案】B
【解析】
【分析】
根据正弦定理边角互化,得到 ,再根据余弦定理求角 ,最后代入三角形面
积公式 求解.
【 详 解 】 根 据 正 弦 定 理 知 化 为 为
,即 ,故 ,故 ,则
.因为 , 的面积 .
故选:B
【点睛】本题考查正余弦定理,三角形面积解三角形,重点考查转化与化归的思想,属于基
础题型.
6.已知实数 x,y 满足不等式 ,则 的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据约束条件画出可行域,目标函数 转化为点 与 连线的斜率,从而求
出其最大值.
【详解】根据约束条件 画出可行域,
图中阴影部分为可行域,
( )(sin sin ) (sin sin ), 1, 2a b A B c C B b c+ − = + = = ABC
1
2
3
2 3
2 2 2a b c bc= + + A
1 sin2S bc A=
( )(sin sin ) (sin sin )a b A B c C B+ − = +
( )( ) ( )a b a b c c b+ − = + 2 2 2a b c bc= + +
2 2 2 1cos 2 2
b c aA bc
+ −= = − 2
3A
π=
3sin 2A = 1, 2b c= = ABC
1 3sin2 2S bc A= =
2 0
2 5 0
1
x y
x y
y
− + ≥
+ − ≤
≥ 3
yz x
= +
3
5
4
5
3
4
3
2
3
yz x
= +
( ),x y ( )3,0−
2 0
2 5 0
1
x y
x y
y
− + ≥
+ − ≤
≥目标函数 ,
表示可行域中点 与 连线的斜率,
由图可知点 与 连线的斜率最大,
故 的最大值为 ,
故选:C.
【点睛】本题考查线性规划求分式型目标函数的最大值,属于中档题.
7.在平面直角坐标系中,角 的终边经过点 ,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根 据 三 角 函 数 的 定 义 求 出 , , 再 利 用 三 角 函 数 变 换
展开求值.
【 详 解 】 由 题 意 知 , 则
.
3
yz x
= +
( , )x y ( 3,0)−
(1,3)P ( 3,0)−
z 3
4
3
πα + ( )1,2P sinα =
2 5 15
10
− 3 5 15
10
− 3 5 15
10
+
2 5 15
10
+
sin 3
πα + cos 3
πα +
sin sin 3 3
π πα α = + −
2 1sin ,cos3 35 5
π πα α + = + =
sin sin sin cos cos sin3 3 3 3 3 3
π π π π π πα α α α = + − = + − + 故选:A
【点睛】本题考查三角函数的定义,三角函数给值求值,重点考查转化与化归的思想,计算
能力,属于基础题型,本题的关键是三角变换 .
8.《易·系辞上》有“河出图,洛出书”之说,河图、洛书是中华文化,阴阳术数之源,其中河图
的排列结构是一、六在后,二、七在前,三、八在左,四、九在右,五、十背中.如图,白
圈为阳数,黑点为阴数,若从阴数和阳数中各取一数分别记为 ,则满足 的概率
为( )
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
首先由题意抽象出阳数和阴数包含哪些数字,并通过列举的方法列举 的基本事件的
个数,并求对立事件的概率.
【详解】因为阳数:1,3,5,7,9,阴数:2,4,6,8,10,所以从阳数和阴数中各取一数
共有: 种情况.
满足 有 ,共 9 种情况,故
满足 的情况有 16 种,故根据古典概型得满足 的概率为 .
故选:C
【点睛】本题考查数学文化,古典概型,属于基础题型,本题的关键读懂题意,并转化为典
型的古典概型.
9.某高校组织若干名学生参加自主招生考试(满分 150 分),学生成绩的频率分布直方图如图
2 1 1 3 2 5 15
2 2 105 5
−= × − × =
sin sin 3 3
π πα α = + −
,a b | | 2a b− ≥
8
25
9
25
16
25
18
25
1− =a b
5 5 25× =
| | 1− =a b (1,2),(3,2),(3,4),(5,4),(5,6),(7,6),(7,8),(9,8),(9,10)
| | 2a b− ≥ | | 2a b− ≥ 16
25所示,分组区间为:
,其中 成等
差数列且 .该高校拟以成绩的中位数作为分数线来确定进人面试阶段学生名单,根据
频率分布直方图进人该校面试的分数线为( )
A. 117 B. 118 C. 119 D. 120
【答案】C
【解析】
【分析】
由频率和为 1,以及已知条件,求得 的值,再根据中位数左边的矩形面积和为 0.5,计
算中位数.
【详解】由于 ,解得 ,
前三个组的频率之和为 ,第四个组的频率为 0.2,故中位数为
(分).
故选:C
【点睛】本题考查频率分布直方图的应用,重点考查中位数,频率,属于基础题型.
10.如图,在矩形 中, ,动点 在以点 为圆心且与 相切的圆上,
则 的最大值是( )
A. B. 5 C. D.
[ ) [ ) [ ) [ ) [ ) [ ) [ ]80,90 , 90,100 , 100,110 , 110,120 , 120,130 , 130,140 , 140,150 , ,a b c
2c a=
, ,a b c
2 0.052, 2 , 2a b c a c b c a+ + = + = = 0.008, 0.012, 0.016a b c= = =
0.04 0.12 0.16 0.32+ + =
0.18110 10 1190.2
+ × =
ABCD 2 2AB BC= = M C BD
AM BD⋅
1− 3 5− + 3 5+【答案】A
【解析】
【分析】
根据已知先求出圆 的半径,由 ,结合向量数量积运算律, 的最
大值转化为求 的最大值,再由向量的数量积公式,即可求出结论.
【详解】由题意知 ,设 到 的距离为 ,
则有 ,
故 ,
其中 ,
设 的夹角为 ,
,
当且仅当 与 同向时,等号成立;
所以 的最大值为 .
故选:A.
【点睛】本题考查向量的线性关系的几何表示、向量数量积及其最值,考查计算求解能力,
属于中档题.
11.函数 相邻两条对称轴间的距离为
的图象与 轴交点坐标为 ,则下列说法不正确的是( )
A. 是 的一条对称轴 B.
C. 在 上单调递增 D.
【答案】C
【解析】
【分析】
首先根据二倍角公式化简函数 ,由周期求 ,以及根据 求
的
C AM AC CM= + AM BD⋅
CM BD⋅
| | | | 5AC BD= = C BD d
1 2 2 5
55
d
×= =
( )AM BD AC CM BD AC BD CM BD⋅ = + ⋅ = ⋅ + ⋅
( ) ( ) 3A AD ADD ABC B AB⋅ = + ⋅ − = −
,CM BD θ
| | | | cos | | | | 2CM BD CM BD CM BDθ⋅ = ⋅ ⋅ ≤ ⋅ =
CM BD
AM BD⋅ 1−
2( ) 4cos ( ) 2( 0,0 )2f x x
πω ϕ ω ϕ= + − > < < , ( )2 f x
π
y ( )0,1
5
6x
π= ( )f x 1ω =
( )f x ( , )3 6
π π−
6
π=ϕ
( ) ( )2cos 2 2f x xω ϕ= + ω ( )0,1 ϕ的值,求得 ,并根据函数性质,依次判断选项.
【详解】由题意知 ,由周期为 ,知 ;
又因为 ,
即 , .
所以 ,
所以 BD 正确
当 时, ,是函数 的对称轴,所以 A 正确;
当 时,
此时当 时,函数单调递增,当 时函数单调递减,
所以 C 不正确.
故选:C
【点睛】本题考查三角恒等变换,根据函数性质求函数的解析式,以及判断三角函数的性质,
属于中档题型,本题的关键是正确求得函数的解析式,并会根据选项判断函数性质.
12.已知函数 对于任意 ,均满足 ,当 时,
,(其中 为自然对数的底数),若存在实数
满足 ,则 的取值
范围为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据条件判断函数关于 对称,并根据函数的解析式画出函数的图象,根据对称性可判断
( ) 2cos 2 3f x x
π = +
2( ) 4cos ( ) 2 2cos(2 2 )f x x xω ϕ ω ϕ= + − = + π 1ω =
(0) 2cos2 1f ϕ= = 0 0 22
πϕ ϕ π< < <
2
4( ) 2ln2 1,g b e
∈ −
( ) 4 ln 2aa b c d b e b b+ + + − = − − 2
1 1be e
< ≤
3( ) ( 0)f x ax ax a= − > 0x = 1x = a =
2
2【解析】
【分析】
求出导函数,则 可得.
【详解】 ,由 ,即 ,解得 .
故答案为 .
【点睛】本题考查导数的几何意义,考查两直线垂直的条件.属于简单题.
14.已知双曲线 : 的焦点关于一条渐近线的对称点在 轴上,则该双
曲线的离心率为____________.
【答案】
【解析】
【分析】
由题意列方程得双曲线是等轴双曲线,进而可得离心率.
【详解】设焦点坐标是 , 其中一条渐近线方程是 ,设焦点关于渐近线
的对称点是 ,
则 ,得: ,解得: ,
所以, ,
所以双曲线的离心率是 .
故答案为: .
【点睛】本题考查双曲线的几何性质,重点考查等轴双曲线的几何性质,属于基础题型.
15.如图,在四棱锥 中,底面 为正方形,
,则 _________;四棱锥 的外接球
的表面积为___________.
'(0) '(1) 1f f = −
( )2( ) 3 1f x a x′ = − (0) (1) 1f f′ ′⋅ = − 22 1a = 2
2a =
2
2
C
2 2
2 2 1( 0, 0)x y a ba b
− = > > y
2
( ),0F c 0c > by xa
=
( )0,n
2 2
n a
c b
n b c
a
= −−
= ×
acn b
bcn a
=
=
a b=
2 2 2 22 2cc a b a a
= + = ⇒ =
2
2
P ABCD− ABCD
2, 60AB AP PAB PAD= = ∠ = ∠ = ° PAC∠ = P ABCD−【答案】 (1). (2).
【解析】
【分析】
由条件可知点 在底面 的射影 是正方形对角线的交点,这样可求得 ,并判
断点 是四棱锥 外接球的球心,根据半径计算外接球的表面积.
【详解】由条件可知 和 是等边三角形,则 ,所以点 在底面
的射影 到点 的距离相等,即 ,因为四边形 是正方形,
所以点 是正方形对角线的交点,所以 .
又因为 , ,所以 是等腰直角三角形,即 ;
所以 ,
所以点 是四棱锥 外接球的球心, ,
所以四棱锥 的外接球的表面积 .
故答案为: ;
【点睛】本题考查四棱锥外接球表面积,重点考查空间想象能力,逻辑推理,计算能力,属
于中档题型,本题的关键是确定球心的位置.
16.已知抛物线 的焦点为 , 为抛物线 上的三
个动点,其中 且 若 为 的重心,记 三边 的
中点到抛物线 的准线的距离分别为 且满足 ,则 ____; 所在
45 8π
P ABCD O PAC∠
O P ABCD−
PAB△ PAD△ PA PB PD= = P
ABCD O , ,A B D OA OB OD= = ABCD
O 2PC =
2PA AB= = 2 2AC = PAC 45PAC∠ =
2OA OB OC OD OP= = = = =
O P ABCD− 2R =
P ABCD− 24 8S Rπ π= =
45 8π
2: 8C y x= F 1 1 1 2 2 2 3 3 3( , ), ( , ), ( , )P x y P x y P x y C
1 2 3x x x< < 2 0,y < F 1 2 3PP P 1 2 3PP P 1 2 1 3 2 3, ,PP PP P P
C 1 2 3, , ,d d d 1 3 22d d d+ = 2y = 1 3PP直线的方程为____.
【答案】 (1). (2).
【解析】
【分析】
根据焦半径公式和中位线定理可知 ,代入
已 知 得 到 , 根 据 重 点 坐 标 公 式 可 知
,公式结合后可得 ,代入抛物线方程求 ,并求得
的中点坐标 ,并代入斜率公式 化简求值,最后代入点斜式方程
求直线.
【详解】由题意知 ,代入 得
, 即 . 由 为 的 重 心 , 则 有
, 即 , 即 , 所 以 , 因 此 有
.故 的中点坐标为 ,所在直线的斜率 ,故
所在直线的方程为 .
故答案为:-4;
【点睛】本题考查抛物线的几何性质,三角形重心的性质,以及直线与抛物线的综合应用,
意在考查转化与化归的思想,计算,变形,化简能力,属于中档题型.
三、解答题:共 70 分.解答应写出必要的文字说明、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
17.2019 年末,武汉出现新型冠状病毒( )肺炎疫情,并快速席卷我国其他地区,
4− 2 2 0x y− − =
1 2 1 3 2 3
1 2 32, 2, 22 2 2
x x x x x xd d d
+ + += + = + = +
1 3 22d d d+ = 2 1 32x x x= +
1 2 3 1 2 32, 03 3
x x x y y y+ + + += = 2 2x = 2y 1 3PP
1 3 1 3,2 2
x x y y+ +
1 3
1 3
y yk x x
−= −
1 2 1 3 2 3
1 2 32, 2, 22 2 2
x x x x x xd d d
+ + += + = + = + 1 3 22d d d+ =
( )1 2 3 1 32 2x x x x x+ + = + 2 1 32x x x= + F 1 2 3PP P
1 2 3 1 2 32, 03 3
x x x y y y+ + + += = 2 22 6x x= − 2 2x = 2 4y = −
1 3 4y y+ = 1 3PP (2,2) 1 3
1 3 1 3
8 2y yk x x y y
−= = =− + 1 3PP
2 2 0x y− − =
2 2 0x y− − =
2019 nCoV−传播速度很快.因这种病毒是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株,目前没有特异治疗
方法,防控难度很大.武汉市出现疫情最早,感染人员最多,防控压力最大,武汉市从 2 月 7
日起举全市之力人户上门排查确诊的新冠肺炎患者、疑似的新冠肺炎患者、无法明确排除新
冠肺炎的发热患者和确诊患者的密切接触者等“四类”人员,强化网格化管理,不落一户、不漏
一人.在排查期间,某社区将本社区的排查工作人员分为 , 两个小组,排查工作期间社
区随机抽取了 100 户已排查户,进行了对排查工作态度是否满意的电话调查,根据调查结果
统计后,得到如下 的列联表.
是否满意
组别
不满意 满意 合计
组 16 34 50
组 5 45 50
合计 21 79 100
(Ⅰ)分别估计社区居民对 组、 组两个排查组的工作态度满意的概率;
(Ⅱ)根据列联表的数据,能否有 99%的把握认为“对社区排查工作态度满意”与“排查工作组
别”有关?
附表:
0.100 0.05 0.025 0.010 0.001
2.706 3.841 5.024 6.635 10.828
附:
【答案】(Ⅰ)0.68;0.9(Ⅱ)有 99%的把握认为“对社区排查工作态度满意”与“排查工作组别”
有关.
【解析】
A B
2 2×
A
B
A B
( )2
0P K k≥
0k
2
2 ( )
( )( )( )( )
n ad bcK a b c d a c b d
−= + + + +【分析】
(Ⅰ)根据 列联表,分别计算两组对社区工作态度满意的频率即可;
(Ⅱ)根据 列联表,利用 公式,直接代入求解,并且和 比较.
【详解】解:(Ⅰ)由样本数据, 组排查对象对社区排查工作态度满意的频率为
,因此社区居民对 组排查工作态度满意的概率估计值为 0.68.
组排查对象对社区排查工作态度满意的频率为 ,因此社区居民对 组排查工作态
度满意的概率估计值为 0.9.
(Ⅱ)假设“对社区排查工作态度满意”与“排查工作组别”无关,根据列联表中的数据,得到
因此有 99%的把握认为“对社区排查工作态度满意”与“排查工作组别”有关.
【点睛】本题考查独立性检验,重点考查读懂题意,熟练掌握 的计算公式,属于基础题型.
18.已知等差数列 的前 项和为 且 .
(Ⅰ)求数列 的通项公式;
(Ⅱ)设 ,求数列 的前 项和.
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ)
【解析】
【分析】
(Ⅰ)设等差数列 的公差为 ,将已知条件转化为 的关系,求解即可求出数列
的通项公式;
(Ⅱ)由(1)结合已知可得 ,用错位相减法求其和.
【详解】(Ⅰ)设数列 的公差为 ,
由 得: ,所以 ,
2 2×
2 2× 2K 6.635
A
34 0.6850
= A
B 45 0.950
= B
2
2 100(16 45 5 34)
50 50 21 79K
× − ×= × × ×
7.294 6.635≈ >
2K
{ }na n ,nS 3 6 69, 21a a S+ = =
{ }na
1( )2
nn
n
a
b
= { }nb n
na n= 1( 1) 2 2n
nT n += − × +
{ }na d 1,a d { }na
2n
nb n= ×
{ }na d
6 21S = ( )1 66 212
a a+ = 1 6 7a a+ =又因为 ,所以 .
于是 ,故 .
(Ⅱ)设 的前项和为 ,因为 ,所以 ,
依题 ,
则
于
即
故: .
【点睛】本题考查等差数列的前 项和与通项公式的基本量的计算,以及用错位相减法求数列
的前 项和,考查计算求解能力,属于基础题.
19.如图 1,在 中, 分别是 边上的中点,将
沿 折起到 的位置,使 如图 2.
(Ⅰ)求证: ;
(Ⅱ)求点 到平面 的距离.
【答案】(Ⅰ)证明见解析;(Ⅱ)
【解析】
【分析】
是
3 6 9a a+ = 1d =
1 1a = na n=
{ }nb nT 1
2
n
n
n
a
b
= 2n
nb n= ×
1 21 2 2 2 2n
nT n= × + × + + ×
2 3 12 1 2 2 2 2n
nT n += × + × + + ×
1 2 11 2 1 2 1 2 2n n
nT n +− = × + × + × − ×
1 12(1 2 ) 2 (1 ) 2 21 2
n
n nn n+ +−= − × = − × −−
1( 1) 2 2n
nT n += − × +
1( 1) 2 2n
nT n += − × +
n
n
Rt ABC 90 , 4, ,C BC AC D E∠ = ° = = ,AC AB
ADE DE 1A DE△ 1 1 ,AC A D=
1DE AC⊥
C 1A BE
4 5
5(Ⅰ)要证明线线垂直,需证明线面垂直,易证明 平面 ;
(Ⅱ)利用等体积转化 ,求点 到平面 的距离.
【详解】证明:(Ⅰ)在图 1 中, , 为 边中点,所以 .
又 所以 .
在图 2 中 , 且 则 平面 .
又因为 平面 所以 .
(Ⅱ)由(Ⅰ)知 平面 且 平面 ,
所以平面 平面
且平面 平面 ,
在正 中,过 作 ,垂足为 ,
所以 平面 .
即为三棱锥 底面上的高,
在 中, .
在 中, , ,所以 .
在梯形 中 .
设点 到平面 的距离为 ,
因为 ,
所以 ,解得 .
即点 到平面 的距离为 .
DE ⊥ 1ACD
1 1C A BE A BCEV V− −= C 1A BE
ABC D E ,AC AB DE BC∥
AC BC⊥ DE AC⊥
1DE A D⊥ DE DC⊥ 1A D DC D= DE ⊥ 1ACD
1AC ⊂ 1ACD 1DE AC⊥
DE ⊥ 1ACD DE ⊂ BCDE
1ACD ⊥ BCDE
1ACD ∩ BCDE DC=
1ACD△ 1A 1AO CD⊥ O
1AO ⊥ BCDE
1AO 1A BCE−
1ACD△ 1 3AO =
1A BE 1 2 2A E BE= = 1 2 5A B =
1
15A BES =
BCDE 1 42BCE BCDS S BC CD= = ⋅ =
C 1A BE h
1 1C A BE A BCEV V− −=三棱锥 三棱锥
1 1
1 1
3 3A BE BCES h S AO⋅ = ⋅
4 5
5h =
C 1A BE 4 5
5【点睛】本题考查线线,线面垂直关系,以及点到平面的距离,重点考查空间想象能力,转
化能力,属于基础题型.
20.已知点 ,椭圆 : 的离心率为 和 分别是椭圆
的左焦点和上顶点,且 的面积为 .
(Ⅰ)求椭圆 的方程;
(Ⅱ)设过点 的直线 与 相交于 , 两点,当 时,求直线 的方程.
【答案】(Ⅰ) ;(Ⅱ) 或
【解析】
【分析】
(Ⅰ)由 的面积为 ,得出 关系,再由离心率结合 关系,求解即可得出椭
圆方程;
(Ⅱ)设 ,由已知可得 ,设直线 方程为 ,
与椭圆方程联立,得到 的关系式,进而得出 的关系式,建立 的方程,求解
即可得出结论.
【详解】(Ⅰ)设 ,由条件知 ,
所以 的面积为 ,①
由 得 ,从而 ,化简得 ,②
①②联立解得 ,
从而 ,所以椭圆 的方程为 ;
( )2,0A C
2 2
2 2 1( 0)x y a ba b
+ = > > 2 ,2
F B C
ABF
3
2
C
A l C P Q 1
3OP OQ⋅ = l
2
2 12
x y+ = 2 2 0x y+ − = 2 2 0x y− − =
ABF
3
2
,b c , ,a b c
( ) ( )1 1 2 2, , ,P x y Q x y 1 2 1 2
1
3x x y y+ = l ( 2)y k x= −
1 2 1 2,x x x x+ 1 2y y k
( ,0)( 0)F c c− > (0, )B b
ABF
1 3(2 )2 2c b+ ⋅ =
2
2
c
a
= 2 22a c= 2 2 22b c c+ = b c=
1b c= =
2a = C
2
2 12
x y+ =(Ⅱ)当 轴时,不合题意,故设 ,
将 代入 得 .
由题 得 ,
设 ,则
因为 ,
所以 ,
从而 ,
整理得 , ,
所以直线 的方程为 或 .
【点睛】本题考查椭圆的标准方程、直线与椭圆的位置关系,要掌握根与系数关系设而不求
方法在相交弦中的应用,考查逻辑推理、数学计算能力,属于中档题.
21.已知函数 ,其中 为自然对数的底数.
(Ⅰ)讨论 单调性;
(Ⅱ)当 时,设函数 存在两个零点 ,求证:
.
【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)证明见解析
【解析】
【分析】
(Ⅰ) ,分 和 两种情况讨论函数的单调性;
(Ⅱ)解法一:由题意可知 ,两式相减可得 ,再利用分
l x⊥ : ( 2)l y k x= −
( 2)y k x= − 2
2 12
x y+ = ( )2 2 2 21 2 8 8 2 0k x k x k+ − + − =
( )24 2 4 0k= − > 2 2
2 2k− < <
( ) ( )1 1 2 2, , ,P x y Q x y
2 2
1 2 1 22 2
8 8 2,1 2 1 2
k kx x x xk k
−+ = =+ +
1
3OP OQ⋅ =
( )( )2
1 2 1 2 1 2 1 22 2x x y y x x k x x+ = + − − ( ) ( )2 2 2
1 2 1 2
11 2 4 3k x x k x x k= + − + + =
( ) 2 2
2 2 2
2 2
8 2 8 11 2 41 2 1 2 3
k kk k kk k
−+ − + =+ +
228 7k = 1 2 2,2 2 2k
= ± ∈ −
l 2 2 0x y+ − = 2 2 0x y− − =
( ) ,xf x e ax a R= + ∈ e
( )f x
3a = − ( ) ( ) ( )g x f x m m R= − ∈ 1 2 1 2, ( )x x x x<
1 2 6x xe e+ >
( ) xf x e a′ = + 0a ≥ 0a <
1
2
1
2
3
3
x
x
e x m
e x m
− =
− =
( )1 2
1 23x xe e x x− = −析法转化为证明要证 ,只需证 ,再通过变形,
构造,证明只需证 即可, ,构造函数
,利用导数证明 .
解法二:由题意可知 ,再换元令 ,即
,两式相减得 ,要证 ,即只需证 ,
即证 ,再通过变形,构造得到 , ,
,利用导数证明 .
【详解】解:(1) ,
当 时, , 在 上单调递增;
当 时,令 得 , 在 上单调递减,在
上单调递增;
(Ⅱ)解法一:由题意知 ,由 得 ,
两式相减得 ,因为 ,故 ,
要证 ,只需证 ,
两边同除以 得 ,
令 ,故只需证 即可.
令 , ,
令 ,
当 时, ,故 在 上单调递减,
1 2 6x xe e+ > ( )( ) ( )1 2 1 2
1 23 6x x x xx x e e e e− + < −
( 2) 2 0uu e u− + + < 1 2 0u x x= − <
( ) ( 2) 2uG u u e u= − + + ( ) 0G u <
1
2
1
2
3
3
x
x
e x m
e x m
− =
− =
1 2
1 2 1 2, ,0x xe t e t t t= = < <
1 1
2 2
3ln
3ln
t t m
t t m
= +
= +
1
1 2
2
3ln 0tt t t
− = < 1 2 6x xe e+ > 1 2 6t t+ >
1
1 2 2
1 2
3ln
6
t
t t t
t t
− >+
1
21
12
2
2 1
ln 0
1
t
tt
tt
t
− − <
+
2( 1)( ) ln 1
uG u u u
−= − +
1
2
(0,1)tu t
= ∈ ( ) 0G u <
( ) xf x e a′ = +
0a ≥ ( ) 0f x′ > ( )f x ( , )−∞ +∞
0a < ( ) 0f x′ = ln( )x a= − ( )f x ( ,ln( ))a−∞ − (ln( ) )a− + ∞
( ) 3xg x e x m= − −
( )
( )1
2
0
0
g x
g x
= =
1
2
1
2
3
3
x
x
e x m
e x m
− =
− =
( )1 2
1 23x xe e x x− = − 1 2x x< ( )1 2
1 23 0x xe e x x− = − <
1 2 6x xe e+ > ( )( ) ( )1 2 1 2
1 23 6x x x xx x e e e e− + < −
23 xe ( )( ) ( )1 2 1 2
1 2 1 2 1x x x xx x e e− −− + < −
1 2 0u x x= − < ( 2) 2 0uu e u− + + <
( ) ( 2) 2uG u u e u= − + + ( ) ( 1) 1uG u u e′ = − +
( ) ( 1) 1, ( )u uh u u e h u ue′= − + =
( ,0)u∈ −∞ ( ) 0h u′ < ( )h u ( ,0)−∞故 ,故 在 上单调递增,故 ,故原命题得证.
【解法二】由题意知 ,由 得 ,
令 ,即 ,两式相减得 ,
要证 ,即只需证 ,即证 ,即 ,即
,
令 ,只需证 即可.
令 , ,
当 时, ,故 在 上单调递增,故 ,因此原不等
式成立.
【点睛】本题考查导数的综合应用 ,重点考查利用导数研究函数的单调性,最值,本题的难
点是根据方程组 转化,变形为可利用的式子,再利用分析法将所证明不等式等
价转化,最后根据换元构造函数,本题属于难题.
(二)选考题:共 10 分,请考生从第 22、23 题中任选一题作答,并用 2B 铅笔将
答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑,按所涂题号进行评分;多涂、多答,
按所涂的首题进行评分;不涂,按本选考题的首题进行评分.
[选修 4--4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系 中,以 为极点, 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线 的
( ) (0) 0h u h> = ( )G u ( ,0)−∞ ( ) (0) 0G u G< =
( ) 3xg x e x m= − −
( )
( )1
2
0
0
g x
g x
= =
1
2
1
2
3
3
x
x
e x m
e x m
− =
− =
1 2
1 2 1 2, ,0x xe t e t t t= = < < 1 1
2 2
3ln
3ln
t t m
t t m
= +
= +
1
1 2
2
3ln 0tt t t
− = <
1 2 6x xe e+ > 1 2 6t t+ >
1
1 2 2
1 2
3ln
6
t
t t t
t t
− >+
( )1 21
2 1 2
2ln 0t tt
t t t
−− > 1 1 4
1 2 1 7a b
+ ≥+ +
5
2
x ( )f x ( )f x(Ⅱ)由(Ⅰ)得 ,将所求的不等式化为 ,利
用基本不等式,即可证明结论.
【详解】(1)
当 时, ;当 时, ;
当 时, .所以 的最小值为 .
(2)由(1)知 ,即 ,
又因为 ,
所以
.
当且仅当 ,即 时,等号成立,
所以 .
【点睛】本题考查分类讨论求绝对值不等式的最值,以及利用基本不等式证明不等式,考查
逻辑推理、数学计算能力,属于中档题.
2 5a b+ = 1 1 1[( 1) (2 1)]7 1 2 1a b a b
+ + + + + +
3 1, 2,
1( ) 2 1 2 3, 2 ,2
13 1, ,2
x x
f x x x x x
x x
− − ≤ −
= − + + = − + − < >
1 1
1 2 1a b
++ +
1 1 1[( 1) (2 1)]7 1 2 1a b a b
= + + + + + +
1 2 1 127 1 2 1
b a
a b
+ + = + + + +
1 2 1 12 27 1 2 1
b a
a b
+ +≥ + ⋅ + +
4
7
=
2a b= 5 5,2 4a b= =
1 1 4
1 2 1 7a b
+ ≥+ +