【文档说明】湖南省常德市第一中学2023-2024学年高三上学期第二次月考数学试题 含解析.docx,共(25)页,1.504 MB,由小赞的店铺上传
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常德市第一中学2024届高三第二次月水平检测数学(时量:120分钟满分:150分命题人、审题人:高三数学组)一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分.每小题只有一个答案符合题意)1.若集合{3},21,ZAxxBxxnn===+∣∣,则AB=()A.(
)1,1−B.()3,3−C.1,1−D.3,1,1,3−−【答案】C【解析】【分析】解绝对值不等式得A,根据交集的定义计算即可.【详解】解3x得33x−,即()3,3A=−,B为奇数集,故1,1AB=−.故选:C2.
()()102221910loglog24−−+的值等于()A.-2B.0C.8D.10【答案】A【解析】【分析】应用指数运算和对数运算计算求解即可.【详解】()()()102221910loglog23
12224−−+=−+−=−.故选:A.3.函数()fx的图象如下图所示,则()fx的解析式可能为()A.()25ee2xxx−−+B.25sin1xx+C.()25ee2xxx−++D.25cos1xx+【答案】D【解析】【分析】由图知函数为偶函
数,应用排除,先判断B中函数的奇偶性,再判断A、C中函数在(0,)+上的函数符号排除选项,即得答案.【详解】由图知:函数图象关于y轴对称,其为偶函数,且(2)(2)0ff−=,由225sin()5sin()11xxxx−=−−++且定义域为R,即B中函
数为奇函数,排除;当0x时25(ee)02xxx−−+、25(ee)02xxx−++,即A、C中(0,)+上函数值为正,排除;故选:D4.《掷铁饼者》取材于希腊的现实生活中的体育竞技活动,刻画的是一名强健的男子在掷铁饼过程中具有表现力的瞬间(如图).现在把掷铁饼者张
开的双臂近似看成一张拉满弦的“弓”,掷铁饼者的手臂长约为4m,肩宽约为8m,“弓”所在圆的半径约为5m4,则掷铁饼者双手之间的距离约为(参考数据:21.414,31.732)()A.1.012mB.1.768mC.2.
043mD.2.945m【答案】B【解析】【分析】由题意分析得到这段弓形所在的弧长,结合弧长公式求出其所对的圆心角,双手之间的距离,求得其弦长,即可求解.【详解】如图所示,由题意知“弓”所在的弧ACB的长54488l=++=,其所对圆心角58524==,则两手之
间的距离()522sin1.768m44ABAD==.故选:B.5.“94a”是“方程230()xxax++=R有正实数根”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【答案】B【解析】【分析】根据零点的几何意义,将方程有
正根问题等价转化为函数求零点问题,结合二次函数的性质,可得答案.【详解】由方程230xxa++=有正实数根,则等价于函数()23fxxxa=++有正零点,由二次函数()fx的对称轴为302x=−,则函数()fx只能存在一正一负的两个零点,则
()Δ94000af=−,解得()90,,0,4a−−,故选:B.6.设正实数,,xyz满足22340xxyyz−+−=,则当zxy取得最小值时,2xyz+−的最大值为()A.0B.98C.2D.94【答案】C【解析】【分析】化
简zxy43xyyx=+−,然后由基本不等式得最值,及2xy=,这样2xyz+−可化为y的二次函数,易得最大值.【详解】2234443231,zxxyyxyxyxyxyyxyx−+==+−−=当且仅当2xy=时成立,因此22224642,zyyyy=−+=所以222422(1)22.xy
zyyy+−=−=−−+1y=时等号成立.故选:C.【点睛】关键点点睛:本题考查基本不等式的应用,考查运算求解能力、推理论证能力和转化思想、函数和方程思想.基本不等式的使用价值在于简化最值确定过程,而能否使用基本不等式的关键是2abab+中的a
b是否为定值,本题通过223443zxxyyxyxyxyyx−+==+−得以实现.7.已知函数()fx是奇函数()()fxxR的导函数,且满足0x时,()()1ln0xfxfxx+,则不等式()()9850xfx−的解
集为()A.()985,+B.()985,985−C.()985,0−D.()0,985【答案】D【解析】【分析】根据已知条件构造函数()()lngxxfx=,求导后可判断当0x时,函数()gx单调递减,再由()10g=,可得当0x时,()0fx,再由()fx为奇函数,得0x
时,()0fx,从而可求得不等式的解集.【详解】令函数()()lngxxfx=,则()()()1ln0gxfxxfxx=+,即当0x时,函数()gx单调递减,因为()10g=,所以当01x时,()0gx,当1x时,()0gx.因为当01x时,ln0
x,当1x时,ln0x,所以当()()0,11,x+时,()0fx.又()()1ln110ff+,()10f,所以当0x时,()0fx;又()fx为奇函数,所以当0x时,()0fx,所以不等式()()9850xfx
−可化09850xx−或09850xx−,解得0985x,所以不等式的解集为()0,985,故选:D.【点睛】关键点点睛:此题考查导数的应用,考查利用导数解决函数单调性问题,解题的关键是根据题意构造函数,然后求导后可判断函数的单调性,从而利用函数的单
调性解不等式,考查数学转化思想,属于较难题.8.已知直线ykxb=+与曲线e2xy=+和曲线()2lneyx=均相切,则实数k的解的个数为()A.0B.1C.2D.无数【答案】C【解析】【分析】由题意可求得直线ykxb=+与曲线e2xy=+和曲线
()2lneyx=分别切于点()ln,2Akk+,()11,ln20Bkkk+,则n1lnlkkkkk+−=,化简后得lnln10kkkk−−−=,然后将问题转化为方程lnln10kkkk−−−=解的个数,构造函数
()()lnln10gkkkkkk=−−−,利用导数和零点存在性定理可求得其零点的个数,从而可得答案.【详解】根据题意可知,直线ykxb=+与曲线e2xy=+和曲线()2lneyx=都相切,所以对于曲线e2xy=+,则exyk==,所以lnxk=,所以切
点()ln,2Akk+,对于曲线()2lneyx=,则()10ykxx==,所以1xk=,切点()11,ln20Bkkk+,易知A,B不重合,因为公切线过,AB两点,所以1lnln11lnlnABABkyykkkkxxkkkk−−+===−−
−,进而可得lnln10kkkk−−−=,为令()()lnln10gkkkkkk=−−−,则()()1ln0gkkkk=−,令1()()ln(0)kgkkkk==−,则211()0(0)kkkk=+所以()gk在(0,)+
单调递增,因为()()1110,e10egg=−=−,所以存在0k使得001ln0kk−=,即001lnkk=,所以当00kk时,()0gk,当0kk时,()0gk,所以()gk在()00,k上单调递减,在()0,k+上单调递增,()01,e
k,故()()00000minlnln1gkgkkkkk==−−−.又因为001lnkk=,所以()000min00011110gkkkkkkk=−−−=−−,当2ke=时,()222222eelnelnee1e30g=−−−=−,因为()()()2001,e,
e0kgkg,所以在()20,ek内存在1k,使得()10gk=,当21ek=时,()222222111113lnln110eeeeeegkg==−−−=−+,因为()01,ek,()0210egkg,
所以在021,ek内存在2k,使得()20gk=,综上所述,存在两条斜率分别为1k,2k的直线与曲线e2xy=+和曲线()2lneyx=都相切,故选:C.【点睛】关键点点睛:此题考查导数的综合应用,考查导数几何意义,考查利用导数解决函
数零点问题,解题的关键是求出两切点的坐标后,将问题转化为方程lnln10kkkk−−−=解的个数问题,然后构造函数,利用导数和零点存在性定理解决,考查数学转化思想和计算能力,属于难题.二、多项选择题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,多选错选不得分,少选得两分)9.设0ab.
且2ab+=,则()A.12bB.12aC.021ab−D.()0ln1ba−【答案】AC【解析】【分析】根据不等式的性质可判断AB,根据指数函数的性质可判断C,利用特值可判断D.【详解】因为0ab.且2ab+=,所以02bb−,即12b,故A正确
;由02aa−,可得01a,故B错误;由题可知0ab−,所以021ab−,故C正确;取110112e2eab=−=+,可得1eba−=,所以()ln10ba−=−,故D错误故选:AC.10.下列说法正确的
有()A.tan2cos3sin40B.ABC中,sincos22ABC+=C.若sinsinAB=,则2π,ZBAkk=+D.π1sin1sin,0,2tan21sin1sina+
−−−=−+【答案】ABD【解析】【分析】对A,根据角所在象限即可判断三角函数符号;对B,三角函数诱导公式即可判断;对C,举反例即可;对D,根据同角三角函数的关系即可判断.【详解】对A,因为π3π23π422
,所以tan20,cos30,sin40,tan2cos3sin40,故A正确;对B,在ABC中,ππsinsinsincos22222ABCCC+−==−=,故
B正确;.对C,举例π2π,33AB==,满足sinsinAB=,但不满足2π,ZBAkk=+,故C错误;对D,因为π,02−,所以左边2222(1sin)(1sin)1sin1sin+−=−−−1sin1sinsinsin222tan|cos||cos||cos|cos
+−==−===右边,故D正确.故选:ABD.11.已知函数,1()1ln,1xxfxxxx=−,()gxkxk=−,则()A.()fx在R上为增函数B.当14k=时,方程()()fxgx=有且只有3个不同实根C.(
)fx的值域为()1,−+D.若()()1()()0xfxgx−−,则)1,k+【答案】BCD【解析】【分析】根据函数解析式作出函数图象,判断函数单调性及值域;根据导数求方程()()fxgx=的根的个数;数形结合求得()()1()()
0xfxgx−−成立时,参数范围;【详解】根据函数解析式作出函数图象,由图象易知,()fx在R上不是增函数,故A错误;当1x时,1()fxx=,则(1)1f=,()gx过定点(1,0),当14k=时,()gx与()fx在1x上相交,共2个交点;当1x时,21
()(1)fxx=−,过点(1,0)作()fx的切线,设切点为00(,)xy,则0001xyx=−,00200111(1)xxxx−=−−,解得01x=−,1(1)4f−=,故当14k=时,()gx与()fx在=1x−处相切,有1个交点;故当14k=时
,()gx与()fx共有3个交点,故B正确;由图易知()(1,)fx−+,故C正确;当1x时,()()1()()0xfxgx−−等价于()()fxgx,由函数图象,及上述分析知,1k;当1x时,()()1()()0xfxgx−−等价于()()fxg
x,由函数图象,及上述分析知,14k;故若()()1()()0xfxgx−−,1k,故D正确;故选:BCD12.已知定义在R上的函数()fx满足对任意的x,yR,()()()fxyfxfy+=,且当0x时,()1fx,则()A.
(0)1f=B.对任意的xR,()0fxC.()fx是减函数D.若122f=,且不等式lnln4xyxxayfx−−恒成立,则a的最小值是21e【答案】ABD【解析】【分析】A.取0xy==,易得(0)1f=;B.取2xxy==,可得2()0222xxxfxff
=+=,然后验证()0fx=的情况;C.由当0x时,()1fx,且(0)1f=可得,当0x时,()(0)fxf,与()fx为减函数矛盾,从而可判断C错误;D.先证明()fx的单调性,然后由122f=可得(1)4f=,结合函数的
单调性可得lnln1xyxxayx−−,再化简、换元,通过构造函数、求导得新函数的单调性和最值,即可得解.【详解】取0xy==,则2(0)[(0)]ff=,解得(0)0f=或(0)1f=,若(0)0f=,则对任意的0x,()(0)()(0)0fxfxfxf=+==,与条件不符,故(0)
1f=,A正确;对任意的xR,2()0222xxxfxff=+=,若存在0xR,使得()00fx=,则()()()()0000(0)0ffxxfxfx=+−=−=,与(0)1f=矛盾,所以对任意的xR,()0fx,B
正确;当0x时,()1fx,且(0)1f=,所以当0x时,()(0)fxf,与()fx为减函数矛盾,C错误;假设12xx,则()()()()()()()1212221222fxfxfxxxfxfxxfxfx−=−+
−=−−()()1221fxxfx=−−因为120xx−,所以()121fxx−,则()()120fxfx−,即()()12fxfx,所以函数()fx在R上单调递增,由题意得21(1)42ff==
,所以lnln(1)xyxxayffx−−,结合()fx在R上单调递增可知lnln1xyxxayx−−,则lnxxxayyy−−,令xty=,则0t,lnattt−+,令()lnFxxxx=+,()ln2Fxx=+,易得()Fx在
210,e上单调递减,在21,e+上单调递增,从而()221()eeFxF−=−,所以21ea−−,则21ea,D正确.故选:ABD.【点睛】本题中用到特殊值,特殊函数来解决问题,特别是选项D中21(1)42ff
==,将不等式转化为lnln1xyxxayx−−,再结合换元法,求导等办法来求解,综合能力要求较高.三、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分)13.若tan2=,则sincossincos−+的值为____________.【答案】13【解
析】【分析】将sincossincos−+分子分母同除以cos,即可求得答案.【详解】由题意tan2=,则cos0,则sincostan1211sincostan1213−−−===+++,故答案为:1314.已知函
数()2()lg45fxxx=−−在(,)a+上单调递增,则a的取值范围是______.【答案】5a【解析】【分析】根据复合命题单调性可知,(),a+是函数()2()lg45fxxx=−−单调递增区间的子集,列式求实数a的取值范围.【详解】由2450x
x−−,得1x−或5x,即函数()fx的定义域为(,1)(5,)−−+,令245txx=−−,则lgyt=,因为函数lgyt=为定义域上的单调增函数,245txx=−−在(5,)+上递增,函数()2()lg45fxxx=−
−单调增区间(5,)+,因为函数()2()lg45fxxx=−−在(,)a+上单调递增,所以(,)(5,)a++,所以5a,故答案为:5a15.设函数()fx,()fx的定义域均为R,且函数()21fx−,()2fx−均
为偶函数.若当1,2x时,()31fxax=+,则()2022f的值为________.【答案】7−【解析】为【分析】对函数求导,根据函数的奇偶性,对称性,周期性分析即可求解.【详解】因为函数()
fx,()fx的定义域均为R,且函数()21fx−为偶函数,则()()2121fxfx−−=−,求导得()()2121fxfx−−−=−,即()()11fxfx−=−−−,所以函数()yfx=的图像关于()1,0−对称.因为函数()2fx−为偶函数,所以()
()22fxfx−=−−,所以函数()yfx=的图像关于2x=−对称,由函数()yfx=的图像关于()1,0−对称,且关于直线2x=−对称.所以函数()yfx=的周期为()4124T=−−−=,.由()()()()()111110fxf
xfff−=−−−−=−−−=,()()()()()()1113130fxfxffff−=−−−=−−+−=,()()()()22130fxfxff−=−−−=−=,所以()10f=,即
10a+=,即1a=−,所以当1,2x时,()31fxx=−+于是()()()3250202221754281fff===−+=−++=−.故答案为:7−16.已知函数()ln20()axxafx=−,若不等式222e()ecos((
))axxxfxfx+对0x恒成立,则实数a的取值范围为__________.【答案】(0,2e]【解析】【分析】将不等式等价转化,构造函数()e2costgttt=−−,并探讨其性质,再利用导数分类讨论
()tfx=的值域即可求解作答.【详解】ln2()22()cos[()]e2()cos[()]0e2()cos[()]0eaaxxfxxxfxfxfxfxfxfx−−−−−−,令()tfx=,则()e2costgttt=−−,()e2sintgtt=−+,设()e2sintht
t=−+,则()ecosthtt=+,当0t时,e1,sin1tt,且等号不同时成立,则()0gt恒成立,当0t时,e1,cos1tt−,则()0ht恒成立,则()gt在(0,)+上
单调递增,又因为(0)1,(1)e2sin10gg=−=−+,因此存在0(0,1)t,使得()00gt=,当00tt时,()0gt,当0tt时,()0gt,所以函数()gt在()0,t−
上单调递减,在(0t,)+上单调递增,又(0)0g=,作出函数()gt的图像如下:函数()ln2(0)fxaxxa=−定义域为(0,)+,求导得2()2aaxfxxx−=−=,①当a<0时,()0fx,函数()fx的单调递减区间为(0,)+,当01x时,lnyax=的取
值集合为(0,)+,而2yx=−取值集合为(2,0)−,因此函数()fx在(0,1)上的值域包含(0,)+,当1x时,lnyax=的取值集合为(,0]−,而2yx=−取值集合为(,2)−−,因此
函数()fx在[1,)+上无最小值,从而函数()fx的值域为R,即()Rtfx=,()00gt,不合题意,②当0a时,由()0fx得2ax,由()0fx得02ax,函数()fx在(0,)2a上单调递增,在(,)2a+上单调递减,max()(
)ln22aafxfaa==−,当01x时,lnyax=的取值集合为(,0]−,而2yx=−取值集合为(2,0]−,因此函数()fx在(0,1]上的值域包含(,0]−,此时函数()fx的值域为(,ln]2aaa−−,即()(,ln
]2atfxaa=−−,当ln02aaa−时,即当02ea时,()0gt恒成立,符合题意,当ln02aaa−时,即当2ea时,10minln,2ataat=−,结合图象可知,()10gt,不合题意,所以实
数a的取值范围为(0,2e].故答案为:(0,2e]【点睛】关键点睛:函数不等式恒成立求参数范围问题,结合已知,利用换元法构造新函数,用导数探讨函数的性质,借助数形结合的思想推理求解.四、解答题(本大题共6个小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.已知π0
,4,πtan2cos24+=.(1)求的大小;(2)设函数()()sin2fxx=+,0,πx,求()fx的单调区间及值域.【答案】(1)π12=(2)答案见详解【解析】【分
析】(1)根据切化弦公式与二倍角公式化简进行求值;(2)根据正弦型函数的单调区间公式求解函数()fx的单调区间,由0,πx,求整体角的取值范围得到()fx的值域.【小问1详解】由πtan2cos24+=得()22πsin42cossinπcos4
+=−+,则()()()()2sincos22cossincossin2cossin2+=−+−,因为π0,4,所以cossin0,所以()21cossin2−=,解得2cossi
n2−=,即π1cos42+=,又πππ,442+,所以ππ43+=,则π12=.【小问2详解】函数()πsin6fxx=+,0,πx,令2π2ππ6−+x,解得32π3π−x,所以函数()
fx在区间π0,3上单调递增;令2ππ3π62+x,解得π343πx,所以函数()fx在区间π,π3上单调递减;因为0,πx,ππ7π,666x+,当ππ62x+=时,
即π3x=,()fx取最大值1;当π7π66x+=时,即πx=,()fx取最小值12−.所以()fx值域为1,12−.18.nS为数列{na}的前n项和.已知na>0,22nnaa+=43nS+.(Ⅰ)求{na}的通项公式;(Ⅱ)设11nnnbaa+=,求数列{n
b}的前n项和.【答案】(Ⅰ)21n+(Ⅱ)11646n−+【解析】【分析】(I)根据数列的递推关系,利用作差法即可求{an}的通项公式:(Ⅱ)求出bn11nnaa+=,利用裂项法即可求数列{bn}的前n项和.【详解】解:(
I)由an2+2an=4Sn+3,可知an+12+2an+1=4Sn+1+3两式相减得an+12﹣an2+2(an+1﹣an)=4an+1,即2(an+1+an)=an+12﹣an2=(an+1+an)(
an+1﹣an),∵an>0,∴an+1﹣an=2,∵a12+2a1=4a1+3,∴a1=﹣1(舍)或a1=3,则{an}是首项为3,公差d=2的等差数列,∴{an}的通项公式an=3+2(n﹣1)=2n+1:(Ⅱ)∵an=2n+1,∴bn()
()111121232nnaann+===++(112123nn−++),∴数列{bn}的前n项和Tn12=(11111135572123nn−+−++−++)12=(11323n−+)11646n=−+.【点睛】本题主要考查数列的通项公式以及数
列求和的计算,利用裂项法是解决本题的关键.19.已知函数2()eaxfxx=,其中0a,e为自然对数的底数.(1)讨论函数()fx的单调性;(2)求函数()fx在区间[0,1]上的最大值.【答案】(1)当0a=时,(
)fx在(0,)+上单调递增,在(,0)−上单调递减;当a<0时,()fx在(,0)−和2,a−+上单调递减;在20,a−上单调递增;(2)当0a=时,最大值是(1)1f=;当20a−时,最大值是(1)e
af=;当2a−时,()fx在区间[0,1]上的最大值是2224()efaa−=.【解析】【分析】(1)先确定函数的定义域然后求导数()fx,讨论a,在函数的定义域内解不等式()0fx和()0fx即可.(2)欲求函数()fx在区间[0,1]上的最大值,先求()fx在区间[0,
1]上的单调性,讨论a的值,分别求出最大值.【小问1详解】2()eaxfxx=,函数定义域为R,()()2eaxfxxax+=.(i)当0a=时,令()0fx=,得0x=.若()0fx,则0x,从而()fx在(0,)+上单调递增;若()
0fx,则0x,从而()fx在(,0)−上单调递减.(ii)当a<0时,令()0fx=,得()20xax+=,解得0x=或2xa=−,有20a−.若()0fx,则0x或2xa−,从而()fx在(,0)−和2,a−+上单调递减;若()0fx,则20xa
−,从而()fx在20,a−上单调递增;【小问2详解】由(1)中求得单调性可知,(i)当0a=时,()fx在区间[0,1]上单调递增,最大值是(1)1f=.(ii)当20a−时,()fx在区间[0,1]上单调递增,最大值是(1)eaf=.(iii)当2a−时,()fx在区间
20,a−上单调递增,在区间2,1a−单调递减,最大值是2224()efaa−=.20.菱形ABCD中,∠ABC=120°,EA⊥平面ABCD,EA∥FD,EA=AD=2FD=2.(1)证明:直线FC//平面EAB;(2)线段EC上是否存在点M使得直
线EB与平面BDM所成角的正弦值为28?若存在,求EMMC,若不存在,说明理由.【答案】(1)证明见解析;(2)存在,13EMMC=.【解析】【分析】(1)取AE的中点H,连接HF,HB,先证四边形BCFH
为平行四边形,从而知FC∥HB,再由线面平行的判定定理,得证;(2)取AB的中点N,连接DN,先证FD,DC,DN两两垂直,再以D为坐标原点建立空间直角坐标系,设EM=λEC,λ∈[0,1],用含λ的式子表示
出点M的坐标,求得平面BDM的法向量n,由2cos8,BEn=,解之即可.【小问1详解】取AE的中点H,连接HF,HB,因为EA∥FD,EA=2FD=2,所以四边形ADFH为平行四边形,所以HF∥AD,HF=AD,又菱形ABCD,所以AD∥BC,AD=BC,所以HF∥BC,HF
=BC,即四边形BCFH为平行四边形,所以FC∥HB,因为FC平面EAB,HB⊂平面EAB,所以FC∥平面EAB.【小问2详解】取AB的中点N,连接DN,因为菱形ABCD中,∠ABC=120°,所以△ABD是等边三角形,所以DN⊥AB,所以DN⊥DC,因为
EA⊥平面ABCD,EA∥FD,所以FD⊥平面ABCD,所以FD⊥DC,FD⊥DN,故以D为坐标原点,DN,DC,DF所在直线分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系,则B(3,1,0),C(0,2,0),
D(0,0,0),E(3,﹣1,2),所以EC=(3−,3,﹣2),BE=(0,﹣2,2),DB=(3,1,0),设EM=λEC,λ∈[0,1],则M(3(1﹣λ),3λ﹣1,2(1﹣λ)),设平面BDM的法向量为n=(x,y,z),则00nDBnDM==,即()()()30313
1210xyxyz+=−+−+−=,令x=﹣1,则y3=,z=,所以n=(﹣1,3,3231−−),因为直线EB与平面BDM所成角的正弦值为28,所以,cosBEn=BEnBEn|=|2323232132
3224()1−−+−−+−|28=,化简得,2322070+−=,,解得λ14=或78−(舍负),即14EMEC=,所以13EMMC=.21.在平面直角坐标系xOy中,双曲线()2222:10,0yxCabab−=
的离心率为2,实轴长为4.(1)求C的方程;(2)如图,点A为双曲线的下顶点,直线l过点()0,Pt且垂直于y轴(P位于原点与上顶点之间),过P的直线交C于G,H两点,直线AG,AH分别与l交于M,N两点,若O,A
,N,M四点共圆,求点P的坐标.【答案】(1)22144−=yx(2)()0,1【解析】【分析】(1)根据双曲线的离心率结合实轴长,可求得a,b,即得答案;(2)根据O,A,N,M四点共圆结合几何性质可
推出1ANOMkk=,设()11,Gxy,()22,Hxy,(,)MMMxy,从而可以用点的坐标表示出t,再设直线:GHykxt=+,联立双曲线与直线方程,利用根与系数的关系式,代入t的表达式中化简,可得答案.【小问1详解】因为实轴长为4,即24a=,2a=,又2ca=,所以22c=,2224
bca=−=,故C的方程为22144−=yx.【小问2详解】由O,A,N,M四点共圆可知,ANMAOM+=,又MOPAOM+=,即ANMMOP=,故1tantantanANMMOPOMP==,即1ANOMkk−=−,所以1ANOMk
k=,设()11,Gxy,()22,Hxy,(,)MMMxy,由题意可知()0,2A−,则直线112:2yAGyxx+=−,直线222:2yAHyxx+=−,因为M在直线l上,所以Myt=,代入直线AG方程,可知()1122Mtxxy+=+,故M坐标为()112,2txty
++,所以()()1122OMtyktx+=+,又222ANAHykkx+==,由1ANOMkk=,则()()12122212tyytxx++=+,整理可得()()1212222yyttxx+++=,当直线GH斜率不存在时,显然不符合题意
,故设直线:GHykxt=+,代入双曲线方程:22144−=yx中,可得()2221240kxktxt−++−=,所以12221ktxxk−+=−,212241txxk−=−,又()()()()12122222yykxtkx
t++=++++()()()()()()22222212122222422222111ttktkxxktxxtkkttkkk−+−−=+++++=++++=−−−,所以()()()()()()22212221
222222221204421tyytttktttxxttk−+++−+−++−====+−−−−,故2tt=−,即1t=,所以点P坐标为()0,1.【点睛】本题考查了双曲线方程的求解,以及直线和双曲线的位置关系的问题,解答时要注意明确点线的位置关系,能设
相关点的坐标,从而表示出参数的表达式,再结合联立直线和双曲线方程,利用根与系数的关系式化简,难点在于较为繁杂的计算,要十分细心.22.已知函数1()ln()exfxkxk=+R.(1)若函数()yfx=为增函数,求k的取值范围;(2)已知120xx.(i)证明:21211xx
xeeeex−−;(ii)若1212xxxxkee==,证明:()()121fxfx−.【答案】(1)1,e+(2)(i)证明见解析;(ii)证明见解析【解析】【分析】(1)分析可得原题意等价于exxk对0x恒成立,构建()(0)
exxxx=,利用导数求最值结合恒成立问题运算求解;(2)(i)取1ek=,根据题意分析可得2121eeelnexxxx−−,构建()ln1gxxx=−−,结合导数证明2211ln1xxxx−−即可;(ii)根据题意分析可得1201xx
,()1111lne1xxxfx+=,()2222lne1xxxfx+=,构建ln1())e(0xxxgxx+=,结合导数证明()()12101efxfx,即可得结果.【小问1详解】∵1()ln()exfxkxk=+R,则1()(0)exkfxxx
=−,若()fx是增函数,则1()0exkfxx=−,且0x,可得exxk,故原题意等价于exxk对0x恒成立,构建()(0)exxxx=,则()1()0exxxx−=,令()0x,解得01x;令()0x,解得1x;则()x在(
0,1)上递增,在(1,)+递减,故()1()1ex=,∴k的取值范围为1,e+.【小问2详解】(i)由(1)可知:当1ek=时,ln1()eexxfx=+单调递增,∵120xx,则()()21fxfx,即21211111ln
lneeeexxxx++,整理得211212eelnlneelnxxxxxx=−−−,构建()ln1gxxx=−−,则()()1110xgxxxx−=−=,令()0gx,解得01x;令()0gx,解得1x;则()gx在(0,1)
上递减,在(1,)+递增,故()()ln110gxxxg=−−=,即ln1xx−−,当且仅当1x=时等号成立,令211xxx=,可得2211ln1xxxx−−,故21211xxxeeeex−−;(ii)∵1212xxxxkee==,则1212
110eexxkkxx−=−=,可知1()0exkfxx=−=有两个不同实数根12,xx,由(1)知1201xx,可得()1111111111ln111lnleeenexxxxxxxfxkxx+=+=+=,同理可得()2222lne1xxxfx+=,构建ln1())e(0
xxxgxx+=,则()e(1)ln()0xxxgxx−=,当01x时,(1)ln0xx−;当1x时,(1)ln0xx−;当1x=时,(1)ln0xx−=;且e0x,故()0gx对()0,x+恒成立,故()gx在(0,)+上单调递减,
∵1201xx,则()()21()1gxggx,即()()21e1fxfx,且11ln0,e0xx,则11ln10xx+,故2222ln1)0e(xxxgx+=,可得()210efx;又∵101x,由(i)可
得11ln1xx−−,即11ln1xx−,则()11111ln1111exxxxx+−+,且1e0x,则111ln11exxx+,可得()111efx;综上所述:()()12101efxfx可得()21
e0fx−−,则()()1201fxfx−.故()()()()12121fxfxfxfx−=−.【点睛】方法定睛:利用导数证明不等式基本步骤(1)作差或变形.(2)构造新的函数h(x).(3)利用导数研究h(x)的单调性或最值.
(4)根据单调性及最值,得到所证不等式.的获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com