【文档说明】重庆市实验中学校2023届高三上学期期中数学试题 含解析.docx,共(26)页,1.794 MB,由小赞的店铺上传
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2022—2023学年上期高2020级高三数学试题(考试时间:150分钟试卷满分:120分)一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40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12Axx=−,集合10Bxmx=+
,若ABA=,则m的取值范围是()A.1,03−B.1,13−C.[0,1]D.1,0(0,1]3−【答案】B【解析】【分析】将集合A化简,根据条件可得BA,然后分0m=,0
m,0m讨论,化简集合B,列出不等式求解,即可得到结果.【详解】因为1212xx−−或12x−−,解得3x或1x−即31Axxx=−或,因为ABA=,所以BA当0m=时,B=,满
足要求.当0m时,则110mxxm+−,由BA,可得111mm−−,即01m当0m时,则110mxxm+−,由BA,可得1133mm−−,即103m−综上所述,1,13m−故选:B.2.若将有限集合A的元素个数记为(
)cardA,对于集合2{(3)30,Z}Mxxaxax=−++,2540,ZNxxxx=−+,下列说法正确的是()A.若1a=,则()+()=4cardMNcardMNB.若()1cardMN=,则4a或2aC.若()4cardMN=,则05aD.存在实数a,使得()
()()cardMNcardMcardN=+【答案】C【解析】【分析】首先解一元二次不等式求出集合N,再对a分类讨论求出集合M,最后根据所给对于及集合的运算一一分析即可.【详解】解:由2540xx−+,即()()410xx−−,解得14x,所以2540,Z14
,Z1,2,3,4NxxxxNxxx=−+===,对于A:当1a=时2430xx−+,即()()310xx−−,解得13x,所以2{(3)30,Z}{13,Z}2MxxaxaxMxxx=−++===,所以1,2,3,4MN=U,2MN=,所以
()()5cardMNcardMN+=,故A错误;由2(3)30xaxa−++,即()()30xxa−−,当3a时解得3xa,当3a=时解得x,当3a时解得3ax,即当3a时Z|3,Mxxxa=,当3a=时M=,当3a时Z|3,Mxxax
=,对于B:若()1cardMN=,若3a则Z|3,Mxxax=,则2M=,此时12a,若3a则Z|3,Mxxxa=,则4M=,此时4a,综上可得4a或12a,故B错误;对于C:若()4cardMN=,当3a=时显然满
足,当3a时则35aa,解得35a,当3a时则30aa,解得03a,综上可得05a,故C正确;对于D:因为()4cardN=,()()4cardMNcardN=,若()()()cardMNcardMcardN=+,则()4cardMN=,此
时()0cardM=,即M=,则MN=,与()4cardMN=矛盾,故D错误;故选:C3.已知函数()2sin4fxx=++是偶函数,则tan的值为()A.1−B.1C.1或-1D.22【答案】
B【解析】【分析】由函数为偶函数得到πππ42k+=+,求出的值,代入后用诱导公式即可得到结果.【详解】由函数()π2sin4fxx=++得,πππ42k+=+,ππ4k=+,其中Zk,πtan=tantan1ππ44k+
==.故选:B.4.在ABC中,角,,ABC的对边分别为,,abc.若2a=,coscos2cos0aBbAcC++=,ABC的面积为22,则CA在CB方向上的投影向量为()A.2CBB.2CB−C.22CB−D.22CB【答案
】B【解析】【分析】利用边角互化求出C,三角形面积公式求出b,最后根据投影向量公式计算即可.【详解】coscos2cos0aBbAcC++=,由正弦定理得:sincossincos2sincos0ABBACC++=,即sin()2sincos
0ABCC++=,,,ABC是三角形内角,则πABC+=−,于是sin2sincos0CCC+=,又()0,,sin0CC得,2cos2C=−,故3π4C=,112sin222222SabCb===,∴4b=,则CA在CB方向上的投影向量
为:222222CAbCACBCBCBCBCBaCBCB−−===−.故选:B5.嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造卫星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{bn}:1111ba=+,2
12111baa=++,31231111baaa=+++……依次类推,其中()N1,2,kak+=,则()A.15bbB.42bbC.62bbD.47bb【答案】D【解析】【分析】由不等式的性质
结合()N1,2,kak+=得出大小关系.【详解】由题意可得2413411111aaaba=++++,124535111111aaabaa=+++++,12345661111111aaaaaba=++
++++,5712346711111111aaaabaaa=+++++++因为112345111111aaaaaa++++,所以1115234511111111baaaaaba=++=++++,故A错误;因为22341
111aaaa++,所以112234111111aaaaaa++++,即2432112411111111baaaabaa=+=+++++,故B错误;因为223456111111aaaaaa++++,所以21122346561111111111baaaaaabaa=+++++++=+
,故C错误;因为4456711111aaaaa+++,所以33445671111111aaaaaaa+++++,223344567111111111aaaaaaaaa+++++++,11223344567111
11111111aaaaaaaaaaa+++++++++,即11223344546771111111111111aaaaaaaaababa=+=++++++++++,故D正确;故选:D6.从某中学甲、乙两班
各随机抽取10名同学,测量他们身高(单位:cm),所得数据用茎叶图表示如下,由此可估计甲、乙两班同学的身高情况,则下列结论正确的是()A.甲乙两班同学身高的极差不相等B.甲班同学身高的平均值较大C.甲班同学身高的中位数较大D.甲班同学身高在1
75cm以上的人数较多【答案】A的【解析】【分析】利用茎叶图的概念结合数据分析即可确定答案.【详解】对于A,甲班同学身高的极差为182﹣157=25,乙班同学身高的极差为182﹣159=23,∴甲乙两班同学
身高的极差不相等,故A正确;对于B,甲班数据靠上的相对少,乙班数据靠上的相对多,∴估计甲班同学身高的平均值较小,故B错误;对于C,甲班同学身高的中位数为1661702+=168,乙班同学身高的中位数为1711722+=171.
5,∴甲班同学身高的中位数较小,故C错误;对于D,甲班同学身高在175cm以上的有3人,乙班同学身高在175cm以上的有4人,∴甲班同学身高在175cm以上的人数较少,故D错误.故选:A.7.已知椭圆2222:1(0)x
yCabab+=的一个焦点为F,椭圆C上存在点P,使得PFOP⊥,则椭圆C的离心率取值范围是()A.30,2B.3,12C.10,2D.1,12【答案】B【解析】【分析】不
妨设(),0Fc−,设(),Pxy,表示出PF,OP,依题意可得0PFOP=有解,根据数量积的坐标表示得到方程()2222220abxacxab−++=在(),0c−上有解,根据0得到关于e的不等式,解得即
可.【详解】解:依题意不妨设F为椭圆的左焦点,则(),0Fc−,设(),Pxy,则().PFcxy=−−−,(),OPxy=uuur,22221xyab+=,则22222bxyba=−,若存在点P使得PFOP⊥,则存在点P使得220PFOPxcxy=−−−
=,即222220bxxcxba−−−−=在(),0c−上有解,即()2222220abxacxab−++=在(),0c−上有解,令()()222222fxabxacxab=−++,显然()2200fab=,()()()22222222220fcabcacabacb−=−
−+=−,所以()()422222222Δ4002acababaccab=−−−−−,即4222240acabc−且222ac,由()22240aac−−,即2430e−,解得32e或32e−,由222ac,即212
e,解得22e或22e−,又01e,所以312e,即3,12e.故选:B8.已知函数()22111elnln122exfxxxkxx=−−−−+,对于任意的1x、()20,x+,当12xx时,总有()()12122fxfxxx−−成立,则k的
取值范围是()A.1,e−−B.1,2e−−C.21,e−−D.1,3e−−【答案】A【解析】【分析】设12xx,可知函数()()2gxfxx=−为()0,+上的增函数,即对任意的0x,2ln1
1e2exxkx+−−+,利用导数求出函数()2ln11e2exxhxx+=−−+在()0,+上的最小值,即可得出实数k的取值范围.【详解】不妨设12xx,由()()12122fxfxxx−−可得出()()121222fxfxxx−
−,即()()112222fxxfxx−−,令()()221112elnln2122exgxfxxxxkxx=−=−−−−++,其中0x,则()()12gxgx,所以,函数()gx在()0,+上为
增函数,则()2ln11e20exxgxkx+=−−−+,则2ln11e2exxkx+−−+,令()2ln11e2exxhxx+=−−+,其中0x,()22222ln2eln2exxxxxhxx
x+=+=,令()222elnxpxxx=+,其中0x,所以,()()2141e0xpxxxx=++,所以,函数()px在()0,+上单调递增,因22e122e110eep−=−−,()212e0p=,
所以,存在01,1xe,使得()0220002eln0xpxxx=+=,则02000001112elnlnxxxxxx=−=,令()extxx=,其中0x,则()()1e0xtxx=+,故函数()tx在()0,+上为增函数,因为01,1xe,011ex
,所以,010ln1x,由02000112elnxxxx=可得()0012lntxtx=,所以,002lnxx=−,可得0201exx=,且当00xx时,()0hx,此时函数()hx单调递减,当
0xx时,()0hx,此时函数()hx单调递增,所以,()()()02000min00112ln1111e22eeexxxhxhxxx−−+==−−+=−+=−,所以,1ek−.故选:A.【点睛】思路点睛:本题
关键点在处理函数()2ln11e2exxhxx+=−−+的极值点时,根据零点存在定理得出其极值点0x满足02000112elnxxxx=,通过利用指对同构结合函数()extxx=的单调性转化为为
002lnxx=−,0201exx=,利用整体代换法可求得k的取值范围.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,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.已知复数13i22z=+,则()A.20zz+=B.1zz=C.210zz++=D.310z+=【答案】ABD【解析】【分析】根据复数代数形式的乘法运算法则计算可得.【详解】解:因为13i22z=+,所以13i22z=−
,所以222213113313i2iii22222222z=+=++=−+,所以2232131331iii1222222zzz==−++=−=−,故310z+=,故D正确;所以2131
3ii02222zz−++−=+=,故A正确;22131313iii1222222zz==−+−=,故B正确;213131i
i113i2222zz++=−++++=+,故C错误;故选:ABD10.在ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c.下面四个结论正确的是()A.若AB,则sinsinABB.2a=,30A=,则ABC的外接圆半径
是4C.若cossinabAB=,则45A=oD.若30A=,4a=,3b=,则ABC有两解【答案】AC【解析】【分析】由正弦定理可判断ABC;余弦定理可判断D.【详解】对于A,若AB,则ab,由正弦定理得2sin2sinRARB,即sinsinAB,故
正确;对于B,2a=,30A=,由正弦定理2sinaRA=可得222sin2sin30===aRA,则ABC的外接圆半径是2,故错误;对于C,若cossinabAB=,由正弦定理得cossinaaAA=,cossinAA=,因为0180A,所以45A=o,故正确;对于D,
若30A=,4a=,3b=,则由余弦定理可得222cos2bcaAbc+−=,即29163cos3062+−==cc,23370−−=cc,解得33552=c,因335502−,所以23370−−=cc有一解,即ABC有一解,故错误.故选:AC.11.已知数列na中,11a=
,若()*112,Nnnnnaannna−−=+,则下列结论中正确的是()A.3611a=B.11112nnaa+−C.()ln11nan+D.21112nnaa−【答案】ABC【解析】【分析】根据递推公式,求得1na,再对每个选项进行逐一分
析,即可选择.【详解】因为11nnnnaana−−=+,故可得1111nnaan−−=,112211111111111111,212nnnnnnaaaaaaaann−−−=−+−++−+=+
+++−,对A:当3n=时,3111111236a=++=,故可得3611a=,故A正确;为对B:因为1111nnaan−−=,则11111nnaan+−=+对1n=也成立,又当1n,*Nn时,1112n+,则
11112nnaa+−,故B正确;对C:令()()ln1,(0)fxxxx=+−,则()fx01xx−=+,故()fx()0,+单调递减,则()()00fxf=,则当0x时,()ln1xx+,11ln1xx+;则当1n,*Nn时,11ln1nn
+,即()1ln1lnnnn+−;则()()()()ln1[ln1ln]lnln1ln2ln1nnnnn+=+−+−−++−1111nn+++−,即()1ln1nna+,又0na,()ln11nan+,故C正确;对D:2111111112222
nnnaannnn−=+++=++,故D错误.故选:ABC.【点睛】关键点点睛:本题考查数列综合知识,涉及逐差法的应用,以及导数的应用,解决问题的关键是熟练使用逐差法,以及能够结合导数证明不等式,属综合难题.12.已知正四棱柱1111ABCDABCD−中,12312AA
AB==,点M是线段1BB的中点,点N是线段1DD上靠近D的三等分点,若正四棱柱1111ABCDABCD−被过点1A,M,N的平面所截,则所得截面多边形的周长不能为()A.1082+B.1072+C.982+D.972+【答案】ACD【解析】【分析】先证明截面四边形1AMQN为平
行四边形,再求出截面的边长相加即得解.【详解】作出图形如图所示.在的延长1CC至Q,使得1CQ=,连接MQ,NQ,记MQ与BC交于点R,NQ与CD交于点P,取1CC的中点H,连结1DH,MH,所以4HQ=,即1//DNHQ,且1DNHQ=,所以四边形1DNQH是平行四边形
,得1//DHNQ,且1DHNQ=又因为1111////MHBCAD,且114MHAD==,所以四边形11AMHD是平行四边形,得11//AMDH,11AMDH=,所以1//AMNQ,且1AMNQ=,所以四边形1AMQN是平行四边形,则截面为
五边形为1AMRPN,则142AN=,15AM=,因为MBRQCR,所以31MBBRCQRC==,所以3BR=,1RC=,同理:83DP=,43CP=,223332MR=+=,22810233NP=+=,2245133PR
=+=,故所得截面的周长为115105324233AMMRPRPNAN++++=++++=1072+.故选:ACD三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.8名世界网球顶级选手在上海大师赛上分成两组,每组各4人,分别进行单循环赛,每
组决出前两名,再由每组的第一名与另一组的第二名进行淘汰赛,获胜者角逐冠、亚军,败者角逐第三、四名,则该大师赛共有_________场比赛.【答案】16【解析】【分析】按照比赛赛程分类计算.【详解】按比赛赛程分类,第一类单循环赛场次242C12=,第二类淘汰赛场次2,第三类决赛场次2,总场
次为122216++=.故答案为:16.14.有一批产品,其中有2件正品和3件次品,从中任取3件,至少有2件次品的概率为_______.【答案】710##0.7【解析】【分析】结合古典概型公式和组合公式,分两种情况讨论即可求解.【详解】总的取法数有3510C=种,当取两件次品时
,取法有21326CC=种;当取三件次品时,只有1种取法,故从中任取3件,至少有2件次品的概率为710P=故答案为:71015.记nS为数列na的前n项和,nb为数列nS的前n项积,已知22nnSb+=,则8a=___________.【答案】190【解析】【分析】由题意可得122
1nnbb−=+,从而得到2{}nb是等差数列,进一步得22nbn=+,再求出12nnSn+=+,利用1nnnaSS−=−求得na=1(1)(2)nn++即可求出答案.【详解】解:因为12nnbSSS=,所以111bSa==,1121nnbSSS−
−=()2n,所以1nnnbSb−=()2n,又因为22nnSb+=,当1n=时,得123a=,所以11123bSa===,当2n时,122nnnbbb−+=,即1221nnbb−=+,所以2nb
是等差数列,首项为123b=,公差1d=,所以23(1)12nnnb=+−=+,所以22nbn=+,满足123b=,故22nbn=+,即1222nSSSn=+,所以12121nSSnS−=+()2n,两式相除得12nnSn+=+,当1n=时
也成立,所以11nnSn−=+()2n,所以121(1))1(21nnnnnaSnSnnn−+=−=−+=+++,所以81191090a==.故答案为:190.16.已知()fx为函数()322518fxxmxxm=−++(Rm)的导函数,且()yfx=有两个不同
的零点1x,2x,设()()()12gmfxfx=+,则()gm的极值为_________.【答案】3【解析】【分析】根据()fx有两个不同的零点,得到1223mxx+=,1213xx=,0,利用韦达定理和()()()12gmfxfx
=+得到()324522793mgmmm=−++,然后求导,根据单调性求极值即可.【详解】由题意可知,()23210fxxmx=−+=有两个不同的零点1x,2x,所以可得1223mxx+=,1213xx=,03m或3m−()()3322
212121259gmxxmxxxxm=+−++++()()()2221212121212125329xxxxxxmxxxxxxm=++−−+−+++2222442251399339mmmmmm=−−−++332824225273933
9mmmmmm=−−+++324522793mmm=−++()()22410222539939gmmmmm=−++−=−−,()(),33,m−−+,令()0gm,解得33m,令()0gm,解得3m−或3m,所以()gm在(),3−−上单调递减,()3,3上单
调递增,()3,+上单调递减;∴()()34523gmg==−++=极大值.四、解答题:本题共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.已知数列na的首项13a=,()*1212,Nnnaann−=+,()2log1nnba=+.(1)
证明:1na+为等比数列;(2)证明:1223111112nnbbbbbb++++.【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【解析】【分析】(1)由题知()1121nnaa−+=+,再根据等比数列的定义证明即可;(2)结合(1)得112nna++=,1nbn=+,进而根据裂项求和方法
求解即可证明.【小问1详解】解:∵()*1212,Nnnaann−=+,∴()1121nnaa−+=+∴1121nnaa−+=+(2n且*nN)又∵114a+=∴1na+是以4为首项,以2为公比的等比数列.【小问2详解】解:由(1)得111422
nnna−++==,()122log1log21nnnban+=+==+∴()()111111212nnbbnnnn+==−++++∴()()12231111111233412nnbbbbbbnn++++=+++++1111111123341222nnn=−+−++
−=−+++∵102n+,∴111222n−+,∴1223111112nnbbbbbb++++.18.已知函数()()2ππsin2cos2312sin36fxxxx=+−++−.(1)求()fx的单调递
增区间;(2)记,,abc分别为ABC内角,,ABC的对边,且32Af=,BC的中线3AD=,求ABC面积的最大值.【答案】(1)()5πππ,π,Z1212kkk−++(2)33【解析】【分析】(1)化简()fx可得()π2sin23fxx=+
,进一步可求得()fx的单调递增区间;(2)由题意先求出角A,利用已知条件结合向量知识,可得2236bcbc++=,根据基本不等式可求得bc的最大值,进而得到ABC面积的最大值.【小问1详解】()()2ππsin2cos2312sin36fxxxx=+−++
−1331sin2cos2cos2sin23cos22222xxxxx=+−++13πsin23cos22sin2cos22sin2223xxxxx=+=+=+由()πππ2π22
π,Z232kxkk−+++,解得()5ππππ,Z1212kxkk−++,()fx的单调递增区间为()5πππ,π,Z1212kkk−++;【小问2详解】因为32Af=,可得π3sin32A+=
,因为()0,πA,所以π2π33A+=即π3A=,由1122ADABAC=+及3AD=可得,()222222211111119cos4424424ADABACABACcbcbAbcbc==++
=++=++,所以2236bcbc++=所以22362bcbcbcbc=+++即12bc,当且仅当23bc==时取到等号,所以13sin3324ABCSbcAbc==△,故ABC面积的最大值为33.19.设甲、乙两射手独立地射击同一目标,甲的命中率为23,乙的命中率为
13,求:(1)在甲、乙各一次的射击中,目标被击中的概率;(2)在甲、乙各两次的射击中,甲比乙多击中目标的概率.【答案】(1)79(2)1627【解析】【分析】(1)利用对立事件及相互独立事件的概率公式计算可得;(2)依题意分甲击中1次
、乙击中0次或甲击中2次、乙击中0次或甲击中2次、乙击中1次3种情况讨论,利用相互独立事件及互斥事件的概率公式计算可得.【小问1详解】解:甲、乙各一次的射击中目标被击中的对立事件为甲、乙均没有射击中目标,所以目标被击中的概率217111339P=−−−=
.【小问2详解】解:依题意可得甲击中1次,乙击中0次或甲击中2次,乙击中0次或甲击中2次,乙击中1次,当甲击中1次,乙击中0次时概率211222116C1133381P=−−=,当甲击中2次,乙击中0次时概率222211613381
P=−=,当甲击中2次,乙击中1次时概率213221116C133381P=−=,所以在甲、乙各两次的射击中,甲比乙多击中目标的概率123161638127PPPP=++==.20.如图,在四棱锥OABCD−中,O
A⊥底面ABCD,底面四边形ABCD为菱形且3ABC=,2OAAB==,M为OA的中点,N为BC的中点.(1)证明:直线//MN平面OCD;(2)求异面直线AB与MD所成角的余弦值;(3)求点B到平面OCD的距离.【答案】(1)证明见解析(2)55(3)2
217【解析】【分析】(1)(2)(3)作APCD⊥于点P,建立如图所示空间直角坐标系,利用空间向量法计算可得;【小问1详解】证明:作APCD⊥于点P,分别以AB,AP,AO所在直线为x,y,z轴,建立如图空间直角坐标系.则()0
,0,0A,()2,0,0B,()0,3,0P,()1,3,0D−,()1,3,0C,()0,0,2O,()0,0,1M,33,,022N,33(,,1)22MN=−,(0,3,2)OP=−,(1,3,
2)OD=−−,设平面OCD的法向量为(,,)nxyz=,则0nOP=,0nOD=,即320320yzxyz−=−+−=,取3y=,解得3(0,3,)2n=;所以3330310222MNn=+−=,MN平面OCD,//MN平面OCD;
【小问2详解】解:设AB与MD所成的角为,(2,0,0)AB=,(1,3,1)MD=−−,25cos525ABMDABMD===,AB与MD所成角的余弦值为55;【小问3详解】解:设点B到平面
OCD的距离为d,则d为向量OB在向量3(0,3,)2n=上的投影的绝对值,由(2,0,2)OB=−,得32217212OBndn===,所以点B到平面OCD的距离为2217.21.已知圆22:16Oxy
+=,直线280xy−−=与圆O交于A,B两点.(1)求||AB;(2)设过点(2,4)P−的直线交圆O于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点S满足2MSMT=.证明:直线SN过定点.【答案】(1)855(2)证明见解析,定点为(0,4)−【解析】【分析】(1
)先求圆心到直线的距离,再根据勾股定理即可求得弦长;(2)分直线MN的斜率不存在和存在两种情况讨论,结合根与系数的关系,表示出直线SN的方程,从而确定定点.【小问1详解】易知圆心(0,0)O,半径4r=,圆心(0,0)
O到直线280xy−−=的距离85d=,所以弦长22||2ABrd=−=855.【小问2详解】当直线MN的斜率k不存在,即MN⊥x轴时,直线MN的方程为2x=,代入圆方程得:23y=−或23,设(2,23)M−,(2,23)N,则直线MT方程为2
3y=−,代入直线280xy−−=得:843x=−,故(843,23)T−−,因为2MSMT=,所以T是,MS的中点,得(1483,23)S−−,所以232314832SNk−−==−−23+,所以直线S
N的方程为:23(23)(2)yx−=+−,即(23)4yx=+−,直线过点(0,4)−.当直线MN的斜率k存在时,如图所示:设直线MN方程为:()42ykx+=−,即24ykxk=−−,设1122(,)
,(,)MxyNxy,联立222416ykxkxy=−−+=得:2222(1)(48)4160kxkkxkk+−+++=,2222(48)4(1)(416)0kkkkk=+−++,解得0k或43k,由韦达定理得:22121222484
1611kkkkxxxxkk+++==++①,②,所以1212()48yykxxk+=+−−=2481kk+−+③,12yy=224(443)1kkk+−+④,且1221xyxy+=2321kk−+⑤,将1yy=
代入直线280xy−−=得:182xy=+,所以11(82,)Tyy+,T是,MS的中点,得111(164,)Syxy+−,所以12112164SNyykyxx−=+−−,所以直线SN的方程为:1222112()164yyyyxxyxx−−=−+−−,将点(0,4)−的坐标
代入并整理,化简得:12121212214()16()4640xxyyyyxyxy+−+−++−=,将①③④⑤代入上式得:2221632641286464483264640kkkkkkk+++−−+−−−=
,显然成立.综上可得:直线SN过定点(0,4)−.【点睛】(1)解答直线与圆的题目时,时常把两个曲线的方程联立,消去x(或y)建立一元二次方程,然后借助根与系数的关系,并结合题设条件建立有关参变量的等量关系.(2)涉及到直线方程的设法时,务必考虑全面,不要忽略直线斜率为0或不存在等特
殊情形.22.已知函数1()ln=+fxaxx,其中Ra.(1)若函数()fx的最小值为2a,求a的值;(2)若存在120xx,且122xx+=,使得()()12fxfx=,求a的取值范围.【答案】(1)1(2)()1,+【解析】【分析】(1
)根据题意,分0a和0a两种情况讨论求解即可;(2)由题知212121ln022xxxaxxx+−=,进而令21xtx=,1t,1()ln22ttatt=+−,将问题转化为函数()t在区间()1,+上有零点,再讨论1a时,函数(
)t在区间()1,+无零点,进而进一步转化为,当1a时则()0t=有两不等正实根1t和2t,且函数()t在减区间()2,t+上存在零点问题,再根据导数研究函数的零点即可.【小问1详解】解:函数定义域为0xx,2211()aaxfxxxx−=−=.若0a,则()0f
x,函数()fx为减函数,无最小值.若0a,由()0fx=得1xa=.所以,x,()fx,()fx的变化情况如下表:x10,a1a1,a+()fx-0+()fx极小值1fa所以,()fx的最小值即极小值为11lnfaa
aa=+.所以,21lnaaaa+=,即ln1aa+=.设()lngaaa=+,则()110gaa=+,所以,()ga为()0,+上的增函数,又因为()11g=.所以,1a=.【小问2详解】解:由()()12fxf
x=,得121211lnlnaxaxxx+=+,即212111ln0xaxxx+−=,将122xx+=代入,有:21212121ln022xxxxxaxxx+++−=,得212121ln022xxxaxxx+−=.令21xtx=,1t,1()ln22ttatt
=+−,所以,将问题转化为函数()t在区间()1,+上有零点.所以,2221121()222atattttt−+−=−−=.其中()11a=−.因为函数221ytat=−+−的对称轴方程为ta=.所以,当1a,则()0t
恒成立,得()t在区间()1,+为减函数,又()10=,所以()0t,函数()t在区间()1,+无零点.当1a,则()0t=有两不等正实根1t和2t,设12tt,有121tt=,且1201tt.所以,t,()t,()t的变化如表:t(
)21,t2t()2,t+()t+0-()t极大值()2t又()10=,得()2(1)0t=.下面证明函数()t在减区间()2,t+上存在零点.考虑到1()ln22ttatt=+−中
含参数a,取2(1)ata=e.则()222222211ln22222aaaaaaaa=+−=+−eeeeee,当1a时,22111222aee,则()2221222aaa+−ee.令2
21()222amaa=+−e,则()24amaa=−e,令()24ahaa=−e,当1a时,有22()42420aha=−−ee,所以,函数()ha在1a时为减函数,由()2140m=−e,知()0ma恒成立.所以,()221e222am
aa=+−为()1,+上的减函数.所以()2222155()(1)2022222amam−=+−=−=eeee.又()20t,于是()()220ate,所以,函数()t在减区间()2,t+上存在零点.综上,实数a的取值范围是()1,+.【点睛】关键点
点睛:本题第二问解题的关键在于根据题意,利用换元方法,将问题转化为证明函数1()ln22ttatt=+−在区间()1,+上有零点,进而先排除当1a函数()t在区间()1,+无零点,进一步将问题转化为函数()t在减
区间()2,t+上存在零点.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com