【文档说明】重庆市南开中学2022-2023学年高二下学期开学考试数学试题 含解析.docx,共(26)页,1.642 MB,由小赞的店铺上传
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重庆南开中学高2024级高二(下)入学考试数学试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分150分,考试时间120分钟.第Ⅰ卷和第Ⅱ卷都答在答题卷上.第Ⅰ卷(选择题共60分)一、单选题(本题共8小题,每小题5分,
共40分.在每小题给出的选项中,只有一项符合题目要求)1.下列求导运算正确的是()A.()23xx−−=B.()sinsincosxxxxx=+C.()22eexx=D.ππcossin33=−【答案】B【解析】【分析】根据导数的运算法则以及复合函数的求
导法则,求出各项的导数,即可得出答案.【详解】对于A项,()221322xxx−−−−=−=−,故A项错误;对于B项,()()sinsinsinsincosxxxxxxxxx=+=+,故B项正确;对于C项,()()222ee22exxxx==,故C
项错误;对于D项,πcos03=,故D项错误.故选:B.2.已知等差数列na满足2810aa+=,若nS为na的前n项和,则9S=()A.45B.54C.63D.90【答案】A【解析】【分析】由等差数列的性质,求和公式进行计算.【详解
】由等差数列的性质可知:192810aaaa+=+=,所以()()192899991045222aaaaS++====.故选:A3.已知椭圆C:22181xymm+=−−的焦点在y轴上,且焦距为2,则m=()A.3B.4C.5D.7【答案
】C【解析】【分析】根据椭圆的知识列方程求得m.【详解】依题意,椭圆C的焦点在y轴上,焦距22,1cc==,所以181,5mmm−=−+=.故选:C4.已知等比数列na的前n项和nS满足510S=,1040S=,则20S=()A.130B.16
0C.390D.400【答案】D【解析】【分析】根据等比数列片段和性质计算即可求解.【详解】因为等比数列na的前n项和nS满足510S=,1040S=,所以510515102015,,,SSSSSSS−−−依然成等比数
列,则251510105()()SSSSS−=−,即21510(40)(4010)S−=−,解得:15130S=,则520151051510()()()SSSSSSS−=−−,即2010(130)3090S−=,解得:20400S=,故选:D.5.若函数2l
n()xfxx=在定义域内的一个子区间(),1aa+上不是单调函数,则实数a的取值范围是()A.()e1,e−B.()e1,e−C.e1,e−D.e1,e−【答案】B【解析】【分析】先求定义域,再求导,得到函数单调性,从而列出不等式组,求出实数a的取值范围.【详解】
2ln()xfxx=的定义为()0,+,432ln12ln()xxxxfxxx−−==,当120,ex时,()0fx,2ln()xfxx=单调递增,当12e,x+时,()0fx,2ln()xfxx=单调递减,要想2ln()xfxx=在子区间(),1a
a+上不是单调函数,则12120e1eaa+,解得:()e1,ea−,.故选:B6.过点()2,6−作曲线33yxx=−的切线,所得切线斜率为()A-3B.0或3C.-3或24D.0【答案】C【解析】【分析】设切点()
00,xy,根据导数的意义可得,切线斜率2033kx=−.又0062ykx+=−,即可推出320000363yxxx=−−,进而可得出320030xx−=,解方程即可得到0x的值,进而得出斜率.【详解】由已知可得,点()2,
6−不在曲线33yxx=−上,设切点为()00,xy因为233yx=−,根据导数的几何意义可得,切线斜率2033kx=−,又切线过点()2,6−,所以()00006622yykxx−−+==−−,所以20006332yxx+=−−,整理可得32
0000363yxxx=−−.又30003yxx=−,所以有320003003633xxxxx−−−=,即320030xx−=,解得00x=或03x=.当00x=时,3k=−;当03x=时,24k=.所以切线斜率为
-3或24.故选:C.7.已知22cos0.1a=−,0.01b=,()0.12e1.1c=−,则它们的大小关系为().A.bcaB.cbaC.acbD.abc【答案】D【解析】【分析
】构造()222cosfxxx=−−,()22e22xgxxx=−−−.通过对函数()fx以及()gx二次求导,得出函数在)0,+上的单调性,即可得出大小关系.【详解】令()222cosfxxx=−−,则()2sin2fxxx=−.令()2sin2mxx
x=−,则()2cos2mxx=−,.因为,当0x时,有()2cos20mxx=−恒成立,所以()mx在)0,+上单调递减,即()fx在)0,+上单调递减,又()00f=,所以当0x时,有()()00fxf=,所以()fx在)0,+
上单调递减.又()022cos000f=−−=,所以有()()0.100ff=,即222cos0.10.122cos0.10.010−−=−−,所以ab.令()()222e12e22xxgxxxx
x=−−−=−−−,则()2e22xgxx=−−.令()2e22xnxx=−−,则()2e2xnx=−.因为,当0x时,有()2e20xnx=−恒成立,所以()nx在)0,+上单调递增,即()gx在)0,+上单调递增,
又()02e20gx=−=,所以当0x时,有()()00gxg=,所以()gx在)0,+上单调递增.又()002e20g=−=,所以有()()0.100gg=,即()0.0.1122e0.120.1202e1.10.01−−−−
−=,所以bc.所以abc.故选:D.【点睛】方法点睛:构造函数,根据函数的导数得出函数的单调性,进而比较大小关系.8.如图,已知椭圆1C和双曲线2C具有相同的焦点()1,0Fc−,()2,0Fc,A、B、C、D是它们的公共点,且都在圆222x
yc+=上,直线AB与x轴交于点P,直线CP与双曲线2C交于点Q,记直线AC、AQ的斜率分别为1k、2k,若椭圆1C的离心率为155,则12kk的值为()A.2B.52C.3D.4【答案】D【解析】【分析】设椭圆方程为22221xyab+=,双曲线方程为22
221xyst−=,根据椭圆离心率得到2225ba=,故椭圆方程为222252xya+=,联立222xyc+=求出A点坐标,从而由对称性得到,,BCP点坐标,表达出530:56CPyxb=−,将A点代入双曲线方程,结合2222232stabb+=−=得到
222bs=,22tb=,得到双曲线方程222221xybb−=,联立530:56CPyxb=−,得到两根之和,两根之积,表达出7306,5427bQb−,从而求出12,kk,得到乘积.【详解】设椭圆方程为22221xyab+=,双曲线方
程为22221xyst−=,则22222abstc−=+=,由155ca=可得2235ac=,因为222cab=−,所以2225ba=,故椭圆方程为222252xya+=,联立222xyc+=可得:22222223253
236xcbbbb=−=−=,2223by=,则306,63Abb,由对称性可知A、C两点关于原点对称,A、B两点关于x轴对称,则306,63Bbb−,306,63Cbb−−
,所以30,06Pb,故60535303066CPbkbb+==+,直线530:56CPyxb=−,306,63Abb代入22221xyst−=中得,222252163bbst−=①,又22222225322stabbbb+=−=−=②,
②①结合得到2252bs=或222bs=,因为2252ab=,显然sa,故222bs=,所以2222322btbb=−=,故双曲线方程为222221xybb−=,联立530:56CPyxb=−与222221xybb−=得:229307051
56xbxb+−=,设()11,Qxy,则213075669bxb−=−,解得:173054xb=,故15353065627930bybb=−=−,所以7306,5427bQb−
,所以2663273053270654kbbbb−==+,其中16625335303066kbbbb+=+=,故12425255kk==.故选:D【点睛】椭圆和双曲线共焦点时,焦距成为联系两个曲线的桥梁,要根据题目条件列出方程,
寻找到椭圆中长半轴,短半轴,和双曲线中实半轴,虚半轴的关系,再求解离心率或其他相关问题,共焦点的椭圆和双曲线的重要结论:①具有公共焦点的椭圆和双曲线离心率分别为12,ee,P为它们的一个交点,且122FPF=,则2212sincos1ee
+=;②若点()00,Pxy是椭圆()22122:10xyCabab+=与双曲线()2222210,0:xyCmnmn−=的一个公共点,且它们在()00,Pxy处的切线互相垂直,则椭圆1C与双曲线2C有公共焦点.二、多选题(本题共4小
题,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,有选错的得0分,部分选对的得2分)9.已知函数()()1lnfxxx=−,下列说法正确的是()A.()fx在()0,+单调递增B.()fx在1x=处取得极小值C.()0fx在()0,+恒成立D.
()fx在ex=处的切线斜率为1e【答案】BC【解析】【分析】由已知可得()1ln1fxxx=−+.构造()1ln1gxxx=−+,可得出()fx的单调性以及极值情况,即可判断A、B、C项,求出()1e2ef=−,根据导数的几何意义即可判断D项.【详解】由已知,()()1ln
fxxx=−定义域为()0,+,()()()111ln1ln1fxxxxxxx=−+−=−+.令()1ln1gxxx=−+,则()2110gxxx=+在()0,+上恒成立,所以()gx在()0,+
上单调递增,所以()fx在()0,+上单调递增.又因为()10f=,所以当01x时,()()10fxf=,所以()fx在()0,1单调递减;当1x时,()()10fxf=,所以()fx在
()1,+单调递增,故A项错误;所以,()fx在1x=处取得极小值,也是最小值()10f=,所以()0fx在()0,+恒成立,故B、C项正确;因为()11elne12eef+=−=−,根据导数的几何意义有,()fx在ex=处的切线斜率为1e−,故D项错误.
故选:BC.10.已知双曲线22:18yCx−=,点A、B是C的左、右顶点,则()A.双曲线C的离心率为7B.双曲线C的渐近线方程为22yx=C.过()0,1−作与C有且仅有一个公共点的直线l,这样的直线l恰有4条D.过C的右焦点F的直线与C交于P、Q,则可以使得16PQ=的直线恰有3条
【答案】BCD【解析】【分析】求出a、b、c的值,可判断AB选项;根据直线l与双曲线C有且只有一个公共点,求出直线l的方程,可判断C选项;根据16PQ=结合弦长公式求出直线PQ的方程,可判断D选项.【详解】在双
曲线C中,1a=,22b=,223cab=+=.对于A选项,双曲线C的离心率为3cea==,A错;对于B选项,双曲线C的渐近线方程为22byxxa==,B对;对于C选项,①若直线l的斜率不存在,则直线l为y轴,此时,直线l与双曲线C无公共点;②若直线l与双曲
线C的渐近线平行,则直线l的方程为221yx=−或221yx=−−,此时,直线l与双曲线C有且只有一个交点,合乎题意;③若直线l与双曲线C相切,设直线l的方程为1ykx=−,其中22k,联立22188ykxxy=−−=可得()228290kxkx−−+
=,则()22280Δ43680kkk−=−−=,解得3k=.综上所述,过()0,1−作与C有且仅有一个公共点的直线l,这样的直线l恰有4条,C对;对于D选项,若直线PQ与x轴重合,则22PQa==,
不合乎题意,设直线PQ的方程为3xmy=+,设点()11,Pxy、()22,Qxy,联立22388xmyxy=+−=可得()228148640mymy−++=,所以,()()222222810Δ48464811610mmmm−=−−
=+,可得24m,由韦达定理可得1224881myym+=−−,1226481yym=−,所以,()()22212122161141681mPQmyyyym+=++−==−,解得0m=或147m=.综上所述,过C的右焦点F的直线与C交于P、Q,则可以使得16PQ=的直线恰有
3条,D对.故选:BCD.11.若函数()fx的定义域为()0,+,其导函数为()fx,满足1ln()()()ln0xfxfxfxxxx−+恒成立,则下列结论一定正确的是()A.(2)0fB.(e)0fC.()2e(e)2effD.2
1e(e)eff−【答案】AC【解析】【分析】构造函数()()lnxFxfxx=,利用导数研究()Fx的单调性,由此求得正确答案.【详解】构造函数()()()ln0xFxfxxx=,()()()()()()2ln1ln11lnln0x
xxFxfxfxfxfxfxxxxxxx−=+=−+,所以()Fx在()0,+上单调递增,()()ln1110Ffx==,所以()()ln22202Ff=,则()20f,A选项正确,()()()lne1eee0ee
Fff==,所以()e0f,B选项错误,()()()()2222lnelneee,eeeeFFff,所以()()2ee2eff,C选项正确,()()1ln1lne1ee,e1eeeeFFff
,所以()21eeeff−,D选项错误.故选:AC12.已知数列na满足214nnnaaa+=−+,11a=,则下列说法正确的有()A.数列na是递增数列B.134nnnaaa+C.12111
43naaa+++D.21222logloglog22nnaaa+++−【答案】ACD【解析】【分析】作差法得到1nnaa+,即可判断A项;求出na前几项,可得出342444aa=,即可判断B项;由已知推得111111n
nnaaa+−−−,然后相加即可得到121111414331nnaaaa+=−+++−,即可得到C项;求出24a=,可得出当3n时,40na−,进而推得21nnaa+,即221222loglog2loglognnnnaaaa+=,然后即可得到1
2log2nna−.相加根据等比数列的前n项和公式,即可得出D项.【详解】对于A项,由已知可得,()22124130nnnnnaaaaa+−=−+=−+,所以1nnaa+,所以数列na是递增数列,故A正确;对于B项,由已知可
得,221144aaa+=−=,2223416aaa−+==,2333442444aaaa−==+,故B项错误;对于C项,因为数列na是递增数列,所以2n时,有1na.由已知可得22113nnnnnaaaaa+=+−−−,所以21111111nnnnnaaaa
a+−=−−−,所以有111111nnnaaa+−−−.当3n时,有12111naaa+++1341321111111111111nnaaaaaaa++−+−++−−−−−−−121111114111433nnaaaa++−−=−−=+−.又11413a=,12115443aa+=,
所以1211143naaa+++,故C项正确;对于D项,因为11a=,24a=,数列na是递增数列,则当3n时,有24naa=,则有40na−.所以,2214nnnnaaaa+=−+,所以有221222loglog2loglog
nnnnaaaa+=又2122123222212222logloglogloglog222logloglognnnnnnnaaaaaaaa−−−−−==L,所以21222logloglognaaa+++12
2022n−++++()12212212nn−−=−−=.当1n=时,有211log220a=−=,当2n=时,有22212loglog222aa+==−.综上所述,21222logloglog22nnaaa+++−,故D项正确.故选:ACD.【点睛】
方法点睛:放缩法证明数列不等式.C项中,通过已知得到22113nnnnnaaaaa+=+−−−,推出.111111nnnaaa+−−−.进而各式相加得到证明结果.三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共2
0分.把答案填写在答题卡相对应位置上)13.已知函数2()ln(1)fxxxf=+,则()2f=______.【答案】ln24−##4ln2−+【解析】【分析】将(1)f视为常数,在1()2(1)fxxfx=+中令1x=求出(1)f的值,从而求出()fx的解析式,再
求()2f即可.【详解】因为2()ln(1)fxxxf=+,所以1()2(1)fxxfx=+,将1x=代入得(1)12(1)ff=+,所以(1)1f=−,所以2()lnfxxx=−,所以(2)ln2
4f=−,故答案为:ln24−14.已知数列na的前n项和nS满足1122nnSa+=+,且13a=,则na=______.【答案】23,123,2nnnan−==【解析】【分析】先通过nS与na的关系证明当2n时
na是等比数列,再按照等比数列求通项公式,因为13a=不符合此通项公式,故将通项公式写成分段数列的形式.【详解】因为1122nnSa+=+,当1n=时,12122Sa=+,13a=,解得22a=.
当2n时,1122nnSa−=+,与1122nnSa+=+两式相减得111122nnnnSSaa−+−=−,即11122nnnaaa+=−,化简得:13nnaa+=,所以2n时,na是以2为首项,3q=为公比
的等比数列,所以22223nnnaaq−−==,又13a=不符合上式,故23,123,2nnnan−==,故答案为:23,123,2nnnan−==15.过点()2,0P的直线交抛物线()220ypxp=于A,B两点,抛物线在
A,B两点处的切线交于点Q,若PQAB⊥,则p=______.【答案】4【解析】【分析】设1122(,),(,)AxyBxy,设直线AB的方程为:2xmy=+,代入抛物线方程,由韦达定理可得12122,4yypmyyp+==
−,设过点A的切线方程为()()11yykxx−=−,与抛物线方程联立,利用判别式得1pky=,则过点A的切线方程分别为:()11yypxx=+,同理可得过点B的切线斜率为2py,过点B的切线方程为:()
22yypxx=+,可得()2,Qpm−,从而得到PQ和AB的斜率,再根据ABPQ⊥就可得出p的值.【详解】设()()1122,,,AxyBxy,直线:2ABxmy=+,联立222xmyypx=+=,
整理得2240ypmyp−−=,则12122,4yypmyyp+==−.设过点A的切线方程为()()11yykxx−=−,联立()1122yykxxypx−=−=,整理得2211220pypyyykk−+−=,由2211224
0pypykk=−−−=,可得1pky=,则过点A的切线方程分别为:()()111pyyxxy−=−,即()2111yyypxx−=−,即()1112yypxpxx−=−,即()11yypxx=+,同理可得过点B的切线斜率为2p
y,过点B的切线方程为:()22yypxx=+,联立()()1122yypxxyypxx=+=+,解得112222yyxpyyy=+=,1212,22yyyyQp+1212,24yypmyyp+==−,可得()2,Qpm−,4PQkpm−=
,又因为直线AB的斜率为1m,ABQF⊥,114mpm−=−,解得4p=.故答案为:4.16.已知关于x的不等式()422220eexxxxaa−++恰有两个正整数解,则实数a的取值范围是______.【答案】319,ee【解析】【分析】令()2exxtfx
==,利用导数求出函数()fx的单调区间,则不等式变为关于t的不等式()2220tata−++,再分2a=,2a和2a三种情况讨论,结合函数()2exxfx=的单调性即可得出答案.【详解】令()2exxtfx==,则()()2exxxfx−=,当0x或2x
时,()0fx,当02x时,()0fx¢>,所以函数()fx在(),0−和()2,+上递减,在()0,2上递增,()()2400,2eff==,当x→−时,()fx→+,当x→+时,()0
fx→,不等式变为关于t的不等式()2220tata−++,若2a=,则不等式无解,若2a时,则2ta,即22exxa,此时0x,与题意矛盾,若2a时,则2at,即22exxa,因为x为正整数,且当0x时,224eexx,所以22
exx恒成立,则关于x的不等式2exxa恰有两个正整数解,由函数()2exxfx=在()2,+上递减,在()0,2上递增,且()()()()()3419161,31,41eeefffff===,可得()()13faf,即319,eea
.故答案为:319,ee.【点睛】本题考查了利用导数解决不等式问题,考查了分类讨论思想和转化思想,有一定的难度.四、解答题(本大题共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.已知等差数列na
的前n项和为nS,其中:13a=,5227SS−=.(1)求数列na的通项公式;(2)令1nnbS=,求数列nb的前n项和nT.【答案】(1)21nan=+(2)31114212nTnn=−+++【解析】【分析】(1)设等差数
列na的公差为d,由已知可得1139273ada+==,解方程组,再利用等差数列的通项公式计算即可;(2)111122nnbnnS==−+,利用裂项相消法求和即可.【详解】(1)设等差数列na的公差为d,由5234511392
73SSaaaada−=++=+==,得:2d=所以1(1)21naandn=+−=+.(2)由(1)得()()32122nnnSnn++==+,∴111122nnbnnS==−+∴
1111111111111...(1)213243522212nTnnnn=−+−+−++−=+−−+++31114212nn=−+++,∴31114212nTnn=−+++.【点睛】本题考查等差数列的通
项公式以及裂项相消法求数列的和,考查学生的数学运算能力,是一道容易题.18.如图,在四棱锥PABCD−中,底面ABCD为正方形,PAD为等腰直角三角形,平面PAD⊥平面ABCD,Q为AD的中点,32PAPD==.(1)求证:PD⊥平面PAB;(2)点M
在线段PC上,满足13PMPC=,求二面角MBQP−−的余弦值.【答案】(1)证明详见解析(2)53【解析】【分析】(1)通过证明PDAB⊥,结合PDPA⊥来证得PD⊥平面PAB;(2)建立空间直角坐标系,利用向量法求得二面角MBQP−−的余弦值.【小问1详解】在正方形ABCD中,ABAD⊥
,由于平面PAD⊥平面ABCD且交线为AD,AB平面ABCD,所以AB⊥平面PAD,由于PD平面PAD,所以PDAB⊥,由于三角形PAD是等腰直角三角形,且32PAPD==,所以PDPA⊥,由于,,PAABAP
AAB=平面PAB,所以PD⊥平面PAB.【小问2详解】由于32PAPD==,PDPA⊥,Q是AD的中点,所以18186AD=+=,PQAD⊥,132PQAD==由于平面PAD⊥平面ABCD且交线为AD,PQ平面PAD,所以P
Q⊥平面ABCD.以D为原点建立如图所示空间直角坐标系,()()()()3,0,3,3,0,0,6,6,0,0,6,0PQBC,()()13,6,3,1,2,13PCPMPC=−−==−−,则()2,2,2DMDP
PM=+=,即()2,2,2M,所以()()()4,4,2,3,6,0,0,0,3MBBQPQ=−=−−=−,设平面MBQ的法向量为(),,nxyz=,则4420360nMBxyznBQxy=+−==−−=,故
令2x=−,可得()2,1,2n=−−,同理可设平面PBQ的法向量为(),,mabc=,则3630360mPBabcmBQab=+−==−−=,故令2a=−,可得()2,1,0m=−,所以平面PBQ的法向量()2,1,0m=−,设二面角MBQP−−
的平面角为,由图可知为锐角,所以55cos335mnmn===.19.已知函数()e2xfxaxa=++.(1)若0x=为()fx的一个极值点,求实数a的值并此函数的极值;(2)若()fx恰有两个零点,求实数a
的取值范围.【答案】(1)12a=−,极小值为12,无极大值(2)e,2−−【解析】【分析】(1)由()00f=求得a,结合函数的单调性求得()fx的极值.(2)由()0fx=分离常数a,利用构造函数法,结合导数求得a的取值范围.【小问1详
解】()e2xfxa=+,依题意()10120,2faa=+==−,此时()e1xfx=−,所以()fx在区间()()(),0,0,fxfx−递减;在区间()()()0,,0,fxfx+递增.所以()fx的极小值为()
110122f=−=,无极大值.【小问2详解】依题意()e20xfxaxa=++=①有两个解,121e02f−−=,所以12x=−不是①的解,当12x−时,由①得e21xax=−+,构造函数()e1212xgxxx=−−+
,()()()()22e212e21e2121xxxxxgxxx+−−=−=−++,所以区间()()111,,,,0,222gxgx−−−递增;在区间()()1,,0,2gxgx+
递减.当12x−时,()0gx;当12x−时,()0gx,121ee222g=−=−,要使ya=与()ygx=的图象有两个交点,则需e2a−.综上所述,a的取值范围是e,2−−.【点睛】根
据极值点求参数,要注意的是由()00fx=求得参数后,要根据函数的单调区间进行验证,因为导数为零的点,不一定是极值点.利用导数研究函数的零点,可以考虑分离常数法,通过分离常数,然后利用构造函数法,结合导数来求得参数的取值范围.20.已知数列na满足15a=,
213a=,且()*2156nnnanaa++=−N.(1)求证:数列12nnaa+−是等比数列,并求na的通项公式;(2)若12(31)(1)nnnan−−+−对任意的*nN恒成立,求实数的取值范围.【答
案】(1)证明过程见解析,32nnna=+在(2)93,74−【解析】【分析】(1)根据题意结合等比数列定义证明12nnaa+−为等比数列,得到123nnnaa+−=,再证明13nna−为等比数列,进而可求得n
a;(2)在第一问的基础上,分n为奇数和n为偶数两种情况,利用作差法得到331nncn=+的单调性,进而列出不等式,求出实数的取值范围.【小问1详解】∵2156nnnaaa++=−,则211111112562363222
nnnnnnnnnnnnnaaaaaaaaaaaaa++++++++−−−−===−−−,且21230aa−=,故数列12nnaa+−是首项为3,公比为3为等比数列,∴113332nnnnaa+−==−,则11231333nnnnaa++=+,可得11
2122112333333313113333nnnnnnnnnnnnaaaaaa++−+−−===−−−,且21033nna−=,故数列13nna−首项为23,公比为23的等比数列,∴12222133333nnnnnna−−=
==,故32nnna=+.【小问2详解】由(1)可得:12(31)(1)nnnan−−+−,即1(31)(1)3nnn−+−,故1(31)(1)3nnn−+−对任意的*nN恒成立,等价于1331
(1)nnn−−+对任意的*nN恒成立,设331nncn=+,则()()()1191333034313431nnnnnnccnnnn++−−=−=++++当*nN时恒成立,故数列nc是递增数列,当n为奇数时,则nc对任意的*nN恒成立,,可得134c
=,解得34;当n为偶数时,则nc−对任意的*nN恒成立,,可得297c=−,解得97−;综上所述:实数的取值范围93,74−.21.已知椭圆1C:()222210xyabab+=的离心率为32,短轴长
为2,抛物线2C:()220ypxp=经过点(),ba.斜率为k的直线l与椭圆1C交于不在坐标轴上的P、Q两点,过原点O的直线OP、OQ与抛物线2C的另一个公共点分别为A、B,直线AB与x轴交于点(),0Tt.(1)求椭圆1C和抛物线2C的方程;(2)若OAOB⊥,求t的值;(3)是否存在
确定的实数k使得t为定值?若存在,求出满足条件的k值;若不存在,说明理由.【答案】(1)221:14xCy+=;22:4Cyx=(2)4t=(3)存在,12k=【解析】【分析】(1)根据离心率和短轴长得到1b=,2a=,得到椭圆方程
,再代入抛物线方程得到答案.(2)设211,4yAy,222,4yBy,根据向量垂直得到1216yy=−,考虑斜率存在和不存在两种情况,计算得到答案.(3)设直线方程为ykxm=+,联立方程,根据韦达定理得到根与系数的关系,计算,
AB两点坐标,根据3434444xxyyt=−代入数据化简得到22216164mtmk−=−,计算得到答案.【小问1详解】22b=,故1b=,32cea==,2234ca=,222abc=+,故2a=,椭圆方程为2214xy
+=;抛物线过点()1,2,即42p=,2p=,抛物线方程为24yx=,【小问2详解】设211,4yAy,222,4yBy,OAOB⊥,故221212044yyOAOByy=+=,120yy,故1216yy=−,当直线AB斜率不存在时,12
yy=−,此时2116y=,14x=,即4t=;当直线AB斜率存在时,12221212444yykyyyy−==+−,直线AB方程为:2111244yyxyyy=−++,取0y=,解得21211224444yyyyyxy+=−+=−=,即
4t=综上所述:4t=【小问3详解】设()33,Axy,()44,Bxy,直线方程为ykxm=+,2214ykxmxy=++=,整理得到()222418440kxkmxm+++−=,故122841kmxxk+=−+,21224441mxxk−=+,
直线OA方程为33yyxx=,3324yyxxyx==,解得23233344xxyxyy==,故23323344,xxAyy,同理可得24424444,xxByy,根据(2),()()()343
434342234343444444xxyyxxxxtkxmkxmkxxkmxxm=−=−=−+++++22222222222222222224441616161641448448444141mmmkmkmk
mkkmkmmmkkkmmkk−−−+=−=−=−−−−++−−+++当241k=时,即12k=时,221616161mtm−=−=−−,为定值【点睛】关键点睛:本题考查了椭圆和抛物线方程,定值问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中设
而不求,利用韦达定理得到根与系数的关系求解是解题的关键,此方法是考试的重点方法,需要熟练掌握.22.已知函数e()ln()xfxxaxa=−++.(1)讨论函数1()()gxfxxa=−+的单调性;(2)若1a=,且存在整数k使得()fxk恒成立
,求整数k的最大值.(参考数据:23e1.95,34e2.12,ln20.69,ln31.10,ln51.61,ln71.95)【答案】(1)答案见解析(2)0【解析】【分析】(1)求导,
再分0a,1a=,01a和1a四种情况讨论,再根据导数符号即可得出函数的单调区间;(2)存在整数k使得()fxk恒成立,只要求出()minfx即可,利用导数求出函数()fx最小值的范围,即可得出答案.【小问1详解】()1e()()ln(,1)xgxfxxaxaxa
xa−=−=−+−++,()()()()()()()22ee1e111xxxxaxagxxaxaxa+−−−+−=−=+++,若0a,则0,11aa−−,的当1axa−−时,()0gx,当1xa−时,()0gx,所以函数()gx在()
,1aa−−上递减,在()1,a−+上递增,若1a=,则()()()()2e1011xxgxxx−=−+,所以函数()gx在(),a−+上递增,若01a,则10a−,当0ax−或1xa−时,()0gx,当01xa−时,()0gx,所以函数()
gx在()0,1a−上递减,在(),0a−和()1,a−+上递增,若1a,则10a−,当1axa−−或0x时,()0gx,当10ax−时,()0gx,所以函数()gx在()1,0a−上递减,在(),1aa−−和(
)0,+上递增,综上所述,当0a时,函数()gx在(),1aa−−上递减,在()1,a−+上递增,当1a=时,函数()gx在(),a−+上递增,当01a时,函数()gx在()0,1a−上递减,在(),0a−和()1,a−+上递增,当1a时
,函数()gx在()1,0a−上递减,在(),1aa−−和()0,+上递增;【小问2详解】若1a=,()e()ln(1),11xfxxxx=−+−+,()()()()22e1e1e1111xxxxxxfxxxx+−−−=−=+++
,令()()e11xhxxxx=−−−,则()()()1e11xhxxx=+−−,令()()()1e11xmxxx=+−−,则()()()2e01xmxxx=+−,所以函数()mx在()1,−+上递增,即函数()hx在()1,−
+上递增,又()00h=,则当10x−时,()0hx,当0x时,()0hx,所以函数()hx()1,0−上递减,在()0,+上递增,在所以()()min01hxh==−,又()()3413376.3
6710,e0,1e20e44444hhh−=−=−−=−,所以函数()hx存在唯一的零点0x,且03,14x,此时000e1xxx=+,则当01xx−时,()0hx,即(
)0fx,当0xx时,()0hx,即()0fx¢>,所以函数()fx在()01,x−上递减,在()0,x+上递增,所以()()0000m00ine1ln(1)ln(1)1xfxxxfxxx−+=−=+=+,令()()13ln1,,14xxxx=−+,则()21
130,,114xxxx=−−+,所以函数()x在3,14上递减,所以()()314x,又()3474411ln20.31,lnln72ln20.57143433=
−=−=−+−,所以()()()0min0,1fxfx=,又存在整数k使得()fxk恒成立,所以整数k的最大值为0.【点睛】关键点点睛:利用导数研究函数的单调性和最值问题,考查了函数不等式恒成立问题,考查了分类讨论思想,有一定
的难度.