【文档说明】浙江省宁波市九校2022-2023学年高二上学期期末联考数学试题(解析版).docx,共(27)页,1.779 MB,由小赞的店铺上传
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宁波市2022学年第一学期期末九校联考高二数学试题第I卷一、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.直线330xy−+=的倾斜角为()A.6B.3C.23D.56【答案】A【解析】【分析】首先求出
直线的斜率,再根据斜率与倾斜角的关系求出直线的倾斜角;【详解】解:直线330xy−+=的斜率33k=,设倾斜角为,则3tan3=,因为0180,所以30=故选:A2.设一组样本数据12,,,nxxx的均值为2,
方差为0.01,则数据1210,10,,10nxxx的均值和方差分别为()A.20;0.01B.20;0.1C.200;1D.20;1【答案】D【解析】【分析】根据题意,结合平均数与方差的计算公式,即可求解.【详解】根据题意,易知新数据的平均数为11101010
220nniiiixxnn=====;方差为()()221110100101001000.011nniiiixxnn==−−===.故选:D.3.设,xyR,向量()()(),2,2,1,,1,1,2,1a
xbyc===−,且,acbc⊥∥,则+=ab()A.10B.43C.32D.33【答案】C【解析】【分析】由向量的关系列等式求解x,y的值,再运用向量的数乘及加法的坐标表示公式,结合向量的模计算得出结果.【详解】向量(,2,2),(1,,1),(1,2,1)axbyc===−,且,
acbc⊥∥,∴420211acxy=−+=−=,解得22xy==−∴(21,22,21)(3,0,3)ab+=+−+=,∴||90932ab+=++=,选项C正确.故选:C.4.对空间中任意一点O和不共线的三点,,ABC,能得到P在平面ABC内的是()A.2AP
OAOBOC→→→→=−−B.OBOABOCP→→→→=++C.234CPOAOBOC→→→→=+−D.2ABAPOC→→→=+【答案】A【解析】【分析】用向量来判定点P在平面内ABC,只需要满足:OPxOAyOBzOC→→→→=++(1xyz++=
)【详解】因为A、B、C三点不共线,则CACB,不共线,若,,,PABC四点共面,则存在唯一的一组实数,xy使得CPxCAyCB=+,即()()OPOCxOAOCyOBOC−=−+−,变形得(1)OPxOAyOBxyOC=++−−,对于A,2APOPOAOAOBOC→→→→→→=−=−−,
整理得3AOOOCPOB→→→→=−−,则3111−−=,所以P在平面ABC内,故选项A正确;对于B,BPOOAOOCBOBP→→→→→→+−+==,可得:0OOOACBPO→→→→=−−+则1101−−+,故P不在平面ABC内,故选项B错误;对于C,234CPOPOCOAOBOC→→→→→
→=−=+−,可得:233OPOAOBOC→→→→=+−,则2331+−,故P不在平面ABC内,故选项C错误;对于D,2ABOBOAOPOAOC→→→→→→=−=−+,可得:12OPOBOAOC→→→→=+−则()1
11112+−,故P不在平面ABC内,故选项D错误;故选:A5.过双曲线2222:1(0,0)yxCabab−=内一点()1,1M且斜率为12的直线交双曲线于,AB两点,弦AB恰好被M平分,则双曲线C的离心率为()A.62B.52C.3D.5
【答案】C【解析】【分析】设1122(,),(,)AxyBxy,则有12122,2xxyy+=+=,121212yyxx−=−,将,AB两点的坐标代入双曲线方程相减,再结合1212,,,xxyy的关系,可得222ba=,从而可得23e=,从而可得答案.【详解】解:由题意可
得12122,2xxyy+=+=,且121212yyxx−=−,又因为22112222222211yxabyxab−=−=,所以121212212211()()()()0yyyyxxxxab+−++−=,即有12122222()()
yyxxab−=−,所以221221222122yyabxxba−===−,所以222ba=,所以22223cbaa=+=,所以2223cea==,所以3e=.故选:C.6.已知函数()fx及其导函数()fx满足()()ln31fxxfx=−
,则()1f=()A.14B.0C.12D.13【答案】A【解析】【分析】根据题意,对原式进行求导,然后令1x=,代入计算,即可得到结果.【详解】因为()()ln31fxxfx=−,则()()131fxfx=−令1x=,则()()1131ff=−,解得()114f
=故选:A7.已知椭圆C和双曲线E具有相同的焦点,离心率分别为12,ee,椭圆的长轴恰好被双曲线的焦点、顶点、中心平分为若干条等长线段,则()A.121ee=B.1243ee=C.123ee=D.1
252ee+=【答案】B【解析】【分析】根据题意确定椭圆顶点坐标、双曲线顶点坐标、焦点用a表示,进而可求解.【详解】不妨设焦点在x轴上,根据题意,若双曲线的实轴长为2a,则椭圆的实轴长为6a,则有椭圆的左右顶点为()3,0,(3,0)aa−,双曲线左右顶点为(),0,(,
0)aa,焦点为()2,0,(2,0)aa−,所以12222,233aaeeaa====,所以1243ee=,故A错误,B正确;213ee=,故C错误;1283ee+=,故D错误,故选:B.8.已知()e0xfxa
xb=++对任意xR恒成立,其中,ab常数且0a,则()A.0abB.1b−C.()lnabaa−−D.lnbaaa−−【答案】C【解析】【分析】首先求得()fx;当0a时,可知()fx
单调递增,分别在10b+和10+b的情况下,说明存在()0fx的区间,可知0a不合题意;当a<0时,根据()fx单调性可求得最小值()()lnfa−,由()()ln0fa−可整理得到结果.【详解】由题意知:()fx定义域为R,(
)exfxa=+;①当0a时,()0fx¢>,()fx\在R上单调递增,且()01fb=+;若10b+,即1b−,则当(),0x−时,()0fx,不合题意;若10+b,即1b−,则()00f,()110efab−=−+,(
)01,0x−,使得()00fx=,则当()0,xx−时,()0fx,不合题意;②当a<0时,若()(),lnxa−−,则()0fx;若()()ln,xa−+,则()0fx¢>;
()fx\在()(),lna−−上单调递减,在()()ln,a−+上单调递增,()()()()lnlnfxfaaaab−=−+−+,若()0fx恒成立,则()ln0aaab−+−+,即()lnabaa−−;综上所述:a<0且()lnabaa−−.故选:C.【点
睛】关键点点睛:本题考查利用导数求解恒成立问题,解题关键是能够将问题转化为()min0fx,从而分别在0a和a<0的情况下讨论()fx的单调性,进而由单调性确定最小值.二、多选题本题共4小题,每小题5分,共20分.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,
部分选对的得2分,有选错的得0分.9.若动点P满足PAkPB=(0k且1k)其中点,AB是不重合的两个定点),则点P的轨迹是一个圆,为该轨迹最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称作阿波罗尼斯圆.已知点()2,0A−,()2,0B,动
点P满足2PAPB=,点P的轨迹为圆C,则()A.圆C的方程为22(6)32xy−+=B.若圆C与线段AB交于点M,则2AMMB=C.圆C上有且仅有两个点到直线3420xy++=的距离为2D.设动点(),Pmn,则2268mnmn+−−的最大值为40232+【答案】ABD【解析
】【分析】设点(),Pxy代入关系式PAkPB=化简可得(),Pxy的轨迹方程为一个圆,可判断AB;利用圆心()60C,且与直线3420xy++=的距离为4,且2442,可判断C;利用()()2222683425+−−=−+−−mnmn
mn,转化为圆心C到点()3,4的距离加上圆C的半径后,再平方再减去25可判断D.【详解】设Pxy(,),由2PAPB=得()()22222222++=−+xyxy,整理得221240xyx+−+=,即()22632xy−+=,故A正确
;M在C上,所以2AMMB=,故B正确;过圆心()60C,且与直线3420xy++=平行的直线方程为34180xy+−=,圆心()60C,到直线3420xy++=的距离为364024425++=
,所以直线与圆相交,因为2442,所以在直线34180xy+−=与直线3420xy++=之间的圆弧上有两个点到直线直线3420xy++=的距离为2,在直线34180xy+−=的另一侧的圆上还有两个点到
直线3420xy++=的距离为2,共有4个点,故C错误;设动点(),Pmn,所以()22632−+=mn,则()()2222683425+−−=−+−−mnmnmn,即求圆C上的点到点()3,4的距离的平方减去25的最大值,转化为圆心C到点()3,4的距离加上圆C的半径后,再平方再减去25即可,
所以()()()2226304422532402−+−+−=+,故D正确.故选:ABD.10.如图,在棱长为2的正方体1111ABCDABCD−中,,EF分别为111,CCAD的中点,如图所示建立空间直角坐标系,则下列说法正确的是()A.32BF=B.1BCE
F⊥C.平面BEF的一个法向量为()2,3,4D.平面BEF与平面1BAF所成角的正切值为73【答案】BC【解析】【分析】根据题意,得到各点的坐标,结合空间向量的坐标运算以及法向量,对选项逐一判断,即可得到结果.【详
解】由题意可得()()()()()()110,0,0,2,2,0,1,0,2,0,2,2,0,2,1,2,0,2DBFCEA对于A,因为()1,2,2BF=−−,则()()2221223BF=−+−+=,故A错误;对于B,因为()()12,0,2,1,2,1BC
EF=−=−,则12020BCEF=−++=,所以1BCEF⊥,故B正确;对于C,因为()1,2,2BF=−−,()1,2,1EF=−,设平面BEF的法向量为(),,nxyz=,则22020nBFxyznEFxyz=−−+==−+=,解得
232zxyx==,令2x=,则3,4yz==所以平面BEF的一个法向量为()2,3,4,故C正确;对于D,因为()()10,2,2,1,2,2BABF=−=−−,设平面1BAF的法向量为(),,mxyz
=则1220220mBAyzmBFxyz=−+==−−+=,解得zy=,0x=令1yz==,则平面1BAF的一个法向量为()0,1,1m=设平面BEF与平面1BAF所成角为,则77coscos,22958mnmnmn====显然平面
BEF与平面1BAF所成角为锐二面角,即7cos58=,则51sin58=,所以sin51tancos7==,故D错误;故选:BC11.已知抛物线()220xaya=,过焦点F的直线l与抛物线交于()()1122,,,AxyBx
y两点,则下列说法正确的是()A.抛物线的准线方程为2ax=−B.122116yya=−C.若2AFBF=,则l的斜率为22D.CD是过焦点且与AB垂直的弦,则112aABCD+=【答案】BCD【解析】【分析】A选项,将抛物线方程写出标准形式,求出准线方程,A错误;B选项
,设出直线l方程为18xmya=+,与抛物线方程联立后,根据韦达定理求出两根之积;C选项,由2AFBF=,得到122yy=−,结合两根之积,求出228ya=,分两种情况,结合两根之和求出m的值,进而求出直
线的斜率;D选项,利用焦点弦长公式求出212amAB+=,从而结合斜率关系求出2212mCDma+=,得到112aABCD+=.【详解】()220xaya=变形为()2102yxaa=,准线方程为18xa=−,A错误;设过焦点1,08Fa的直线l方程为18
xmya=+,与抛物线()2102yxaa=联立得:2212016myyaa−−=,则122mayy=+,122116yya=−,B正确;因为2AFBF=,所以122yy=−,代入122116yya=−中,解得:228ya=,当22
8ya=时,12422ayy=−=−,则82422maaa=+−,解得:24m=−,故直线l的斜率为122m=−,当228ya=−时,12422ayy=−=,则82422aaam−=,解得:24m=,故直线l的斜率为12
2m=,则l的斜率为22,C正确;由焦点弦长公式可得:()()22212121212242211144ayyayyyyaaABxxa=+=+−=++++22212212814aaaaamm=+=++,CD是过焦点且与AB垂直的弦,同理可
得:22211122mmCDmaa−++==,故2221122211aamaABCmDm++==++,D正确.故选:BCD12.已知()2022(0)xfxxx=,若整数,,abc满足2abc,则()()(
),,fafbfc的大小关系可能为()A.()()()fafbfcB.()()()fcfbfaC.()()()fcfafb=D.()()()fcfbfa=【答案】BCD【解析】【分析】对()fx两边同时取对数,令()()2022lnlngxfxxx==
,对()gx求导得出单调性,即可求出()fx的单调性,即可得出答案.【详解】因为()202200xxfxx=,,对()fx两边同时取对数,所以令()()20222022lnlnlnxgxfxxxx===,所以()()222022202212022
lnln1gxxxxxxx=−+=−−,所以()gx在()0e,上单调递增,在()e,+上单调递减,由复合函数“同增异减”的原则,可知,()fx在()0e,上单调递增,在()e,+上单调递减,因为2abc,所以若
eabc,则()()()fcfbfa,若2eabc,则可能()()()fcfbfa=,若2e<abc,则可能()()()fcfafb=.当2eabc,则()()()fafbfc,但因
为,,abc为整数,而在区间()2,e不存在正整数,所以()()()fafbfc不成立.故选:BCD.第II卷三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.甲乙丙三人进行射击练习,已知甲乙丙击中目标的概率分别为0.40
.50.8、、,则三人中至少有两人击中目标的概率为__________.【答案】0.6##35【解析】【分析】根据题意,分别求得三人均未击中目标与只有一人击中目标的概率,然后用1减去其概率之和,即可得到结果.【
详解】根据题意,三人均未击中目标的概率为0.60.50.20.06=;只有一人击中目标的概率为0.40.50.20.60.50.20.60.50.80.34++=所以三人中至少有两人击
中目标的概率为10.060.340.6−−=故答案为:0.614.过点()0,2的直线l与椭圆22:16xCy+=交于,PQ两点,则PQ的最大值是__________.【答案】9510【解析】【分析】根据联立后弦长公式和换元法以及二次函数得最值即可求解.【详解】①当直线斜率
存在时,设直线方程为:2ykx=+联立22162xyykx+==+,得()22626xkx++=,即22(16)24180kxkx+++=,所以1212222418,1616kxxxxkk+=
−=++,所以2212121()4PQkxxxx=++−,222222222222222257618165767243272(21)1411(16)1616(16)(16)kkkkkkkkkkkkk+−−−=+−=+=++++++令
216(1)ktt+=,则原式211120tt=+−,令1(01)mmt=,则原式2120mm=+−,当140m=时取得最大值,此时,819528010PQ==.②当直线斜率不存在时,952210PQb==所以PQ的最大值是9510.故填:9510.15.已知四棱锥PA
BCD−的底面为边长为2的正方形,,2,,PBPCBCPAPDABMN====分别为AB和PC的中点,则平面DMN上任意一点到底面ABCD中心距离的最小值为__________.【答案】38【解析】【分析】由面到点的距离的最小值
转化为点到面的距离的最小值,建立合适的空间直角坐标系,由点到面的距离即可求得平面DMN上任意一点到底面ABCD中心距离的最小值.【详解】四棱锥PABCD−的底面为边长为2的正方形,连接,ACBD且相交于点O,则点O是底面ABCD中心,2PBPCBC===,取BC的中点F,连接P
F,则PFBC⊥,又222PAPDAB===,()()2222222222222222,2222DCCPDPABBPAP+=+==+=+==,PCDCABPB⊥⊥又PCBCP=,ABDCCD⊥面PBC又CD面ABCD,面PBC⊥面A
BCD又PFBC⊥,BC为面PBC与面ABCD的交线,PF平面PBCPF⊥面ABCD又OF面ABCD,CF面ABCD,,PFOFPFCF⊥⊥以F点为原点,以,,FCFOFP分别为x轴,y轴,z轴建立空间直角坐标系,则()0,1,0O,()1,2
,0D,()1,1,0M−,13,0,22N设平面DMN的法向量为(),,mxyz=,设O到平面DMN的距离为d,则()()(),,2,1,0020033,,,1,03230022xyzxymDMxyzxy
zmNM−−=+==−−=−+==令1x=,则731,2,3m=−−,代入距离公式得()()222731121033873123mODdm+−
+−===+−+−,故答案为:38.16.已知不等式221elnln(0)2xkxxxkk−++恒成立,则k的最大值为__________.【答案】2e【解析】【分析】法一:利用同构得到exkx,即2exkx,构造()exgxx=,
0x,利用导函数求出其最小值,得到2ek;法二:先代入1x=求出2ek,再构造函数,证明其必要性即可.【详解】法一:221elnln(0)2xkxxxkk−++变形为()()22elne()lnxxkxkx++,构造2lnyxx=+,定义域()0,+,则
120yxx=+在()0,+上恒成立,所以2lnyxx=+在()0,+单调递增,故exkx,两边平方后变形得到2exkx,构造()exgxx=,0x,则()()2e1xxgxx−=,当
1x时,()0gx,当01x时,()0gx,故()exgxx=在1x=处取得极小值,也是最小值,可知mineexx=,故2ek,k的最大值为2e;法二:221elnln(0)2xkxxxkk−++中令1x=得:21e1ln2kk+
+,解得:2ek,当2ek=时,只要证222eeln1xxxx−++,0x,其中ln1xx+,0x显然成立,为以下是证明过程:构造()ln1hxxx=−−,0x,()11hxx=−,当1x时,()0hx,当01x时,()0hx,故()ln1hxxx=−−在01x
上单调递减,在1x上单调递增,故()()10hxh=,故ln1xx+,0x,只要证222ee0xx−,即222eexx,由于e0,e0xx,故只要eexx,构造()eexkxx=−,0x,则()eexkx=−,当1x时,()0kx,当01x时,()0k
x,故()eexkxx=−在01x上单调递减,在1x上单调递增,故()()10kxk=,故eexx,0x,综上:可得k的最大值为2e.故答案为:2e【点睛】数学问题的转化要注意等价性,也就是充分性与必要性兼备,有时在
探求参数的取值范围时,为了寻找解题突破口,从满足题意得自变量范围内选择一个数,代入求得参数的取值范围,从而得到使得问题成立的一个必要条件,这个范围可能恰好就是所求范围,也可能比所求的范围大,需要验证其充分性,这就
是所谓的必要性探路和充分性证明,对于特殊值的选取策略一般是某个常数,实际上时切线的横坐标,端点值或极值点等.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.17.2022年10月16日至10月22日中国共产党第二十
次全国代表大会在北京顺利召开,会后各地掀起了学习贯彻二十大精神的热潮.某中学在进行二十大精神学习讲座后,从全校学生中随机抽取了200名学生进行笔试(试卷满分100分),并记录下他们的成绩,其中成绩分组区间是:
第一组)45,55,第二组)55,65,第三组)65,75,第四组)75,85,第五组[85,95],并整理得到如下频率分布直方图,已知图中前三个组的频率依次构成等差数列.(1)求这部分学生成绩的中位数、平均数(保留一位小数);(
2)为了更好的了解学生对二十大精神的掌握情况,学校决定在成绩较高的第四、五组中用分层抽样的方法抽取5名学生,进行第二轮面试,最终从这5名学生中随机抽取2人作为校二十大精神的宣传员,求85分(包括85分)以上的同学恰有1人被抽到的概率
.【答案】(1)中位数为69.4,平均数为69.5(2)25【解析】【分析】(1)根据题意,结合平均数,中位数的定义,代入计算,即可得到结果.(2)根据题意,结合古典概型的计算公式,代入计算,即可得到结果.【小问1详解】由题意可知:()0.
0050.02520.0050.0250.005101bba+=++++=,解得0.020.045ab==设中位数为x,则()0.005100.025100.045650.5,69.4xx++−=.故中位数为69.4平均数为500
.00510600.02510700.04510800.02010900.0051069.5++++=【小问2详解】由分层抽样得最终5名学生中第四组有4人、第五组有1人故85分(包括85分)以上的
同学恰有1人被抽到的概率为114125CC412C105P===18.①圆C与直线1:10lxy+−=相切;②圆C被直线2:30lxy+−=截得的弦长为26;在①②这两个条件中任选一个,补充在下面的问题中进行求解.已知圆C经过点(1,0
)A,圆心C在直线:50lxy+−=上,且__________.(1)求圆C的标准方程;(2)已知圆C与圆C关于直线1l对称,过原点O的直线m交圆C于,MN两点,求弦MN中点Q的轨迹方程.【答案】
(1)22(3)(2)8xy−+−=(2)2220xyxy+++=【解析】【分析】(1)若选①,设圆心(),5Cxx−,求出圆心C到1l的距离可得圆的半径,再由22(1)(5)22rCAxx==−+−=可求出圆心坐
标,从而可求出圆的方程;若选②,设圆心(),5Cxx−,求出圆心C到2l的距离,再由弦长,弦心距和半径的关系列方程可求出圆心和半径,从而可求得圆的方程;(2)先利用对称的关系求出圆C的方程,再由Q在以CO为直
径的圆上,从而可求出其轨迹方程.【小问1详解】选①设圆心()22,5,(1)(5)CxxrCAxx−==−+−,圆心C到1l的距离51222dr−===,所以22(1)(5)22rCAxx==−+−=,解得
3x=,所以圆心()3,2C所以圆C:22(3)(2)8xy−+−=选②设圆心(),5Cxx−,圆心C到2l的距离5322d−==,因为圆C被直线2:30lxy+−=截得的弦长为26,所以圆的半径为222626222rd=+=+=,因为圆C经过点(1,0)A,所以22(1)(5
)22CAxx=−+−=,解得3x=,解得()3,2C,圆C:22(3)(2)8xy−+−=【小问2详解】设圆心(3,2)关于1l的对称点为(,)Cxy,则321022213xyyx+++−=−=−,解得12xy=−
=−所以圆22:(1)(2)8Cxy+++=,因为过原点O的直线m交圆C于,MN两点,弦MN中点为Q,所以OQCQ⊥所以Q在以CO为直径的圆上,设(,)Qxy,则Q轨迹方程为(1)(2)0xxyy+++=,即2220xyxy+++=.19
.已知函数()()32Rfxxaxxa=++(1)若函数()fx存在两个极值点,求a的取值范围;(2)若()lnfxxxx+在()0,+恒成立,求a的最小值.【答案】(1)3a−或3a(2)1−【解析】【分析】(1)函数()fx
存在两个极值点,等价于23210xax++=有两个不同的解,利用判别式大于零求解即可;(2)()lnfxxxx+在()0,+恒成立,即2lnlnxxaxxaxx+−,转化为求()lnxgxxx=−的最大值,利用导数即可得答案
.【小问1详解】因为()()32Rfxxaxxa=++,所以()'2321fxxax=++因为函数()fx存在两个极值点,所以23210xax++=有两个不同的解,所以24120a−,解得3a−或3a【小问2详解】()lnfxxxx+在()0,+恒成立,即2lnln
xxaxxaxx+−恒成立,令()lnxgxxx=−,则()maxagx因为()221lnxxgxx−−=,设()()21ln10hxxxh=−−=,2ln,1yxyx=−=−在()0,+上都递减,所以()21lnhxxx=−−在
()0,+上递减,所以,当01x时,()0hx,此时()'0gx,()gx在()0,1上递增,当1x时,()0hx,此时()'0gx,()gx在()1,+上递减,所以()max()11gxg==−,所以1a−,即min1a=−20.已知直角三角形ABC中,90BAC
=,24,,CAABDE==分别是,ACBC边中点,将CDE和BAE分别沿着,DEAE翻折,形成三棱锥,PADEM−是AD中点(1)证明:PM⊥平面ADE;(2)若直线PM上存在一点Q,使得QE与平面PAE所成角的正弦值为14,求QM的值.【答案】(1)证明见解析
(2)36QM=【解析】【分析】(1)先证PMAD⊥,PMDE⊥,再根据线面垂直的判定可证结论成立;(2)取AE的中点N,连MN,以M为原点,MD,MN,MP分别为,,xyz轴,建立空间直角坐标系,根据线面角的正弦值的向量公式可求出结果
.【小问1详解】因为2,PAPDM==为AD中点,所以PMAD⊥;又因,DEADDEPD⊥⊥,AD平面平面PAD,PD平面PAD,ADPDD=I,所以DE⊥平面PAD,又PM平面PAD,所以PMDE⊥,因为AD平面ADE,DE平面ADE,ADDED=,所
以PM⊥平面ADE【小问2详解】取AE的中点N,连MN,则MNMD⊥,由(1)可知,,MDMNMP两两垂直,以M为原点,MD,MN,MP分别为,,xyz轴,建立空间直角坐标系,如图:由2,2,1PDPADE===,得()()(
)()1,0,0,1,0,0,0,0,3,1,1,0ADPE−,()()1,0,3,2,1,0PAAE=−−=,设平面PAE的一个法向量(,,)nxyz=,由3020nPAxznAExy=−−==+=,取3x=,得23y=−,1z=−,
得(3,23,1)n=−−,设()0,0,Qt,则()1,1,QEt=−,为2134||||42QEntQEnt−+==+,解得36t=,故36QM=21.已知双曲线2222:1(0,0)xyC
abab−=过点()2,3,左右顶点分别为12,AA,过左焦点1F且垂直于x轴直线交双曲线于,MN两点,以MN为直径的圆恰好经过右顶点.(1)求双曲线C的标准方程;(2)若P是直线MN上异于,MN的一点,连接12,PAPA分别与双曲线相交于
,QR,当y轴正半轴上的虚轴端点B到直线QR的距离最大时,求直线QR的方程.【答案】(1)22:13yCx−=(2)33612yx=−−【解析】【分析】(1)由题意可得2bcaa=+,又因为双曲线2222:1(0,0)xyCabab−=过点()2,3,解方程即可求出双
曲线C的标准方程;(2)[法一]记121,,PAPAAR的斜率分别为123,,kkk,由题意可得139kk=,设:RQxmyn=+与双曲线的方程联立,表示出13kk,代入化简得22310nn++=,可得直线QR过定点1,02T−,当B到直线QR的距离最大时BTQR⊥,即可求出直线Q
R的方程;[法二]设点()2,,Pt−设()1:1PAytx=−+代入2213yx−=,表示出Q的坐标,同理表示出R的坐标,即可求出直线RQ的方程,可得直线QR过定点1,02T−,当B到直线QR的距离最大时BTQR⊥,即可求出直线QR的方程.【小
问1详解】因为以MN为直径的圆恰好经过右顶点,所以11FMFA=,所以2bcaa=+,的222222,20,20caacacacaee−=+−−=−−=221,2,3beea==,设()22(0),2,33yxmn−=代入得1m=,故22:13yCx−=【小问2详解】[
法一]记121,,PAPAAR的斜率分别为123,,kkk222313,311RRRRRRyyyxkkxx−===−+又()120213,021PPykyk−−−−==−−−故139kk=,设:RQxmyn=+代入()222221,3163303yxmymnyn−=−++−=
222633,3131QRQRmnnyyyymm−−+==−−,()()()()1391111QRQRQRQRyyyykkxxmynmyn===++++++()()()2219919(1)0QRQRmyymn
yyn−−++−+=,代入化简得22310nn++=QR不过()111,0,1,2Ann−−=−,直线QR过定点1,02T−当B到直线QR的距离最大时BTQR⊥,此时123,232mxy=−=−−即33612yx=−−[法二]设点()()()122,,1
,0,1,0PtAA−−()1:1PAytx=−+代入2213yx−=()2222222363230,33QQtttxtxtxytt+−−−−−===−−同理由()2:13tPAyx=−−可得2222718,2727RRttxyt
t+=−=−−2222222186122732739273QRtttttkttttt+−−==−+++−−−−则直线22226123:393tttQRyxttt++=−−−+−即2212699ttyxtt=−−++所以直线QR过定点1,
02T−当B到直线QR的距离最大时BTQR⊥,此时123,232mxy=−=−−即33612yx=−−.22.已知函数()()e0xfxaxx=+(1)讨论函数()yfx=的零点的个数;(2)若函数()yfx=有两个零点12,xx,证明:()()(
)2121221e1e1e1xxxxaa+−−−−+−+【答案】(1)答案见解析(2)证明见解析【解析】【分析】(1)将问题转化为ya=−与()()e0xgxxx=交点个数的讨论;求得()gx后,根据()gx的正负
可确定()gx的单调性和最值,由此可得()gx的图象;分别在ea−、ea−=和ea−的情况下,根据交点个数确定()fx零点个数;(2)设12xx,可知1201xx,设()()()2hxgxgx=−−,求导后可证得()hx在()0,1上单调递减,从而确定()()2gxgx−,代入1
x和()()12gxgx=,结合()gx单调性可证得122xx+,从而将所证不等式转化为()()12241e1e1e1xxaa−−−−+−+;不等式右侧部分恰为方程()()22e1110xax++−+=的两根34,xx之差的绝对值,即
34−xx的形式,则可结合()gx的变形形式,构造()22e1e14xFxxx+=−+−,求导后,结合零点存在定理可求得()Fx的单调性,得到()0Fx,即()2e1114gxxx+−+,令2e1114xax+−+=−,其两根为34,xx,可知1234xxxx−−,结合
韦达定理可得()()34241e1e1e1xxaa−−−−+−+,由此可得结论.小问1详解】令()0fx=,则exax−=,令()()e0xgxxx=,则()fx零点个数即为ya=−与()gx交点个数;()()21exxgxx−=,令()0gx=,解得:1
x=,则当()0,1x时,()0gx;当()1,x+时,()0gx;()gx在()0,1上单调递减,在()1,+上单调递增,()()min1egxg==,由此可得()gx图象如下图所示,当ea−,即ea−时,ya=−与()
gx有两个不同交点;当ea−=,即ae=−时,ya=−与()gx有唯一交点;当ea−,即ea−时,ya=−与()gx无交点;【综上所述:当(),ea−−时,()fx有两个不同零点;当ae=−时,()fx有唯一零
点;当()e,a−+时,()fx无零点.【小问2详解】不妨设12xx,由(1)中ya=−与()ygx=关系可知:1201xx;令()()()2hxgxgx=−−,01x,则()()()222ee12xxhxxxx−=−−
−,令()()2e01xHxxx=,则()()3e20xxHxx−=,()Hx在()0,1上单调递减;()0,1x,2xx−,()222ee02xxxx−−−,则()0hx,()hx在()0,1上单调递减,()()10hxh=,即()
()2gxgx−,又101x,()()112gxgx−,又()()12gxgx=,()()212gxgx−,21x,121x−,()gx在()1,+上单调递增,212xx−,即122xx+;则只需证()()12241e1e1
e1xxaa−−−−+−+即可,令()22e1e14xFxxx+=−+−,则()2e1e12xFxx+=−+,令()()GxFx=,则()2e1e2xGx+=−,令()0Gx=,解得:2e1ln2x+=,当2e10,ln2x+时,()0Gx;
当2e1ln,2x++时,()0Gx;()Fx在2e10,ln2+上单调递减,在2e1ln,2++上单调递增,又()02F=,()22ee1102F−+=,()20F=,2e
12ln2+,()00,1x,使得()00Fx=,当()()00,2,xx+时,()0Fx;当()0,2xx时,()0Fx;()Fx在()()00,,2,x+上单调递增,在
()02x,上单调递减,又()00F=,()20F=,当0x时,()0Fx,即22e1e14xxx+−+,则()2ee1114xgxxxx+=−+,令2e1114xax+−+=−,则()()224e44440xax
++−+=,()()22e1110xax++−+=,则两根为34,xx,且1234xxxx−−,3421e1axx−+=+,3421e1xx=+,()()()23434342441e1e1e1xx
xxxxaa−=+−=−−−+−+,()()()2121221e1e1e1xxxxaa+−−−−+−+.【点睛】关键点点睛:本题考查利用导数求解函数零点个数、证明不等式的问题;本题证明不等式的关键是能够利用极值点偏移求解方法确定122xx+,从
而将所证不等式进行放缩,进一步通过构造函数的方式证得不等式.