2021届江苏省苏州中学高三(10月份)调研数学试题(解析版)
2021 届江苏省苏州中学高三(10 月份)调研数学试题 一、单选题 1. . 已知集合 22 0 A x x x , B x y x ,则 A B ()A. . 1 2 x x B. . 0 2 x x C. . 1 x x D. . 0 x x 【答案】C 【分析】根据一元二次不等式的解法以及定义域的求法化简集合,再进行并集运算.【详解】∵集合 22 0 A x x x ,∴集合 | 1 2 A x x ∵集合 B x y x ,∴集合 0 B x x ∴ 1 A B x x 故选:C.【点睛】本题主要考查了集合的并集运算,涉及了一元二次不等式的解法,定义域的求解,属于基础题.2. . 已知34 5sin ,0,2 ,则 cos (())A. .210 B. .3 210 C. .22 D. .7 210 【答案】A 【分析】利用角的变换 cos cos4 4 化简,求值.【详解】 0,2 ,,4 4 4 24cos 1 sin4 4 5 ,cos cos cos cos sin sin4 4 4 4 4 4 4 2 3 2 25 2 5 2 10 .故选:A 【点睛】本题考查三角函数给值求在值,意在考查转化与变形,计算能力,属于基础题型.3. . 若 0 b a ,则下列不等式:
① a b ; ② a b ab ; ③22aa bb 中,正确的不等式的有())A .0 个 B .1 个 C .2 个 D .3 个 个 【答案】C 【分析】根据不等式的性质以及2()0 a b 即可判断正误.【详解】由 0 b a 知:
| | | | b a ,0 a b ab ,而2()0 a b ,则有2 22 a b ab ,即22aa bb ,即②③都正确.故选:C 【点睛】本题考查了不等式的性质,属于基础题.4 .函数2()(0, 0)f x ax bx a b 在点(1,(1))f 处的切线斜率为 2,则8a bab的最小值是()A .10 B .9 C .8 D. . 3 2 【答案】B 【解析】对函数求导可得, " 2.f x ax b 根据导数的几何意义, " 1 2 2 f a b ,即b1.2a 8a bab=8 1b a =(8 1b a)·b(2a)=8a b2 b a +5≥28a b2 b a +5=4+5=9,当且仅当2 28a b2a bb a 即13 43ab 时,取等号.所以8a bab的最小值是 9.故选 B.点睛:本题主要考查导数的几何意义,求分式的最值结合了重要不等式,“1”的巧用,注意取等条件 5 .Logistic 模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建
数 立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数 I(t)(t 的单位:天)的 的 Logistic 模型 :0.23(53)()= 1etIKt 中,其中 K 为最大确诊病例数.当 I(*t)=0.95K 时,标志着已初步遏制疫情,则*t约为()(ln19≈3)A .60 B .63 C .66 D .69 【答案】C 【分析】将 tt 代入函数 0.23 531tKI te 结合 0.95 I t K 求得 t 即可得解.【详解】 0.23 531tKI te ,所以 0.23 530.951tKI t Ke ,则 0.23 5319te ,所以, 0.23 53 ln19 3 t ,解得353 660.23t .故选:C.【点睛】本题考查对数的运算,考查指数与对数的互化,考查计算能力,属于中等题.6. . 已知函数ln , 0(), 0e xx x xf xxx 则函数 1 y f x 的图象大致是())A. . B. . C. . D. . 【答案】B 【分析】本题可用特殊值排除法解决问题,代入特殊值 0 x 、1 x 故排除 CD;当 0 x 时,利用导数判断单调性,排除 A,当 0 1 x 时, 1 0 y f x ,当 1 x时, 1 0 y f x ,即可得出最后答案.【详解】解:①当 0 x 时, 1 0 1 1 ln1 0 y f f ; ②当 1 x 时, 1 1 0 0 ln0 0 y f f ;故排除 CD;③ 当 0 x 时, 1 1 x , 所以 1 l 1 1 n y f x x x """1 ln 1 1 ln 1 x x y x x " 1ln 1 1 11x x xx ln 1 1 0 x 所以 1 y f x 在 0 x 时单调递减,故排除 A.④当 0 1 x 时, 0 1 1 x , 1 l 1 1 n y f x x x ()0 1 1 x <-< , ln 1 0 x , 1 n 1 0 1 l x x y f x ,故 B 符合, ⑤当 1 x 时, 1 0 x 11e1xxxy f , 11 0, 0 exx--< > , 110e1xy f xx ,故 B 符合.故选:B 【点睛】本题考查函数图象,分段讨论图象的单调性、值域,利用排除法即可解得.7. . 若定义在 R 上的奇函数 f x 满足对任意的 xR,都有 2 f x f x 成立,且 1 8 f ,则 2019 f, 2020 f, 2021 f 的大小关系是())A. . 2019 20202021 f f f B. . 2019 2020 2021 f f f C. . 2020 20192021 f f f D. . 2020 2021 2019 f f f 【答案】A
【分析】由 2 f x f x ,可推出 4 f x f x ,从而可知函数 f x 是周期函数,周期为 4,进而可得出 2019 1 f f , 2020 0 f f , 2021 1 f f ,然后根据 f x 是 R 上的奇函数,求出三个函数值,即可得出答案.【详解】因为 2 f x f x ,所以 4 2 f x f x f x ,即 f x 是周期函数,周期为 4,又函数 f x 是 R 上的奇函数,所以 0 0 f, 1 1 8 f f ,则 2019 3 1 8 f f f , 2020 0 0 f f , 2021 1 8 f f ,所以 2019 2020 2021 f f f .故选:A.【点睛】本题考查函数的奇偶性、周期性的应用,考查学生的推理能力与计算求解能力,属于中档题.8. .距 地面上有两座相距 120 m 的塔,在矮塔塔底望高塔塔顶的仰角为 α,在高塔塔底望矮塔塔顶的仰角为2点,且在两塔底连线的中点 O 处望两塔塔顶的仰角互为余角,则两塔的高度分别为())A .50 m,100 m B .40 m,90 m C .40 m,50 m D .30 m,40 m 【答案】B 【分析】在直角三角形中分别表示 、2的正切值,由二倍角公式把二者联系起来,再分别表示 、2 的正切值,根据互余二者联系起来,然后再解两个不等式组成的方程组可得解.【详解】 设高塔高 H m,矮塔高 h m,在 O点望高塔塔顶的仰角为 β.则 tan tan120 2 120H h ,根据三角函数的倍角公式有 221201201120hHh ① 因为在两塔底连线的中点 O望两塔塔顶的仰角互为余角,所以在 O点望矮塔顶的仰角为2 ,由 tan60H ,tan2 60h ,得6060Hh.② 联立①②解得 H=90,h=40.即两座塔的高度分别为 40 m,90 m.故选:B.【点睛】本题主要考查解三角形的实际应用,二倍角的正切公式、诱导公式.二、多选题 9. .为 等腰直角三角形直角边长为 1,现将该三角形绕其某一边旋转一周,则所形成的几何体的表面积可以为())A. .2 B. . 1 2 C. . 2 2 D. . 2 2 【答案】AB 【分析】分 2 种情况,一种是绕直角边,一种是绕斜边,分别求形成几何体的表面积.【详解】如果是绕直角边旋转,形成圆锥,圆锥底面半径为 1,高为 1,母线就是直角三角形的斜边2,所以所形成的几何体的表面积是 2 21 2 1 2 1 S rl r .如果绕斜边旋转,形成的是上下两个圆锥,圆锥的半径是直角三角形斜边的高22,两个圆锥的母线都是直角三角形的直角边,母线长是 1,所以写成的几何体的表面积22 2 1 22S rl .综上可知形成几何体的表面积是 2 1 或2 .故选:AB 【点睛】本题考查旋转体的表面积,意在考查空间想象能力和计算能力,属于基础题型.10. .于 关于 x 的不等式 12 1 0 ax x a 有 的解集中恰有 3 个整数,则 a 的值可以为
()A. .12 B .1 C. .- -1 D .2 【答案】AC 【分析】由题意先判断出 0 a,写出不等式的解集,由不等式 1 2 1 0 ax x a 的解集中恰有 3 个整数,则这 3 个整数中一定有 0 和 1,所以分这 3 个数为 101 ,,或0,1,2,分别计算求解即可.【详解】不等式 1 2 1 0 ax x a 的解集中恰有 3 个整数 当 0 a 时,不等式化为 1 0 x ,则解集中有无数个整数.当 0 a 时,不等式 1 2 1 0 ax x a 的解集中有无数个整数.所以 0 a,10a,1 2 1 a ,所以11 2aa 所以不等式的解集为:1| 1 2 x x aa ,由不等式 1 2 1 0 ax x a 的解集中恰有 3 个整数,则这 3 个整数中一定有 0 和1.则这 3 个整数为:
101 ,,或 0,1,2,若这 3 个整数为:
101 ,,则1 2 212 1aa ,解得:12a 若这 3 个整数为:
0,1,2,则2 1 2 311aa ,解得:
1 a 所以实数 a 的取值集合是1, 12 .故选:AC.【点睛】本题考查一元二次不等式的解法与应用问题,考查分类讨论思想的应用,属于中档题.11. . 声音是由物体振动产生的声波, , 其中包含着正弦函数.纯音的数学模型是函数
sin y A t , , 我们听到的声音是由纯音合成的, , 称之为复合音.若一个复合音的数学模型是函数 1sin sin22f x x x , , 则下列结论正确的是())A. . 2 是 f x 的一个周期 B. . f x 在 []0,2π 上有 3 个零点 C. . f x 的最大值为3 34 D. . f x 在 0,2 上是增函数 【答案】ABC 【分析】①分别计算 sin y x 和1sin22y x 的周期,再求其最小公倍数即可得到 f x的周期.②令()0 f x = 即可求得零点.③对 f x 求导,令 "0 f x ,判断单调性即可求得极值.④对 f x 求导,令 "0 f x ,即可求出单调递增区间.【详解】解:因为:
1sin sin22f x x x ① sin y x 的周期是 2 , 1sin22y x 的周期是22 , 所以 1sin sin22f x x x 的周期是 2 ,故 A正确.②当 1sin sin2 02f x x x , 0,2 x 时, sin sin cos 0 x x x sin(1 cos)0 x x sin 0 x 或 1 cos 0 x 解得 0 x 或32x 或 2 x , 所以 f x 在 []0,2π 上有 3 个零点,故 B 正确.③ 1sin sin22f x x x sin sin cos f x x x x "2 2cos cos sin f x x x x 22cos cos 1 x x 令 "0 f x ,求得1cos2x 或 cos 1 x ,因为 f x 在11,2骣琪-琪桫 单调递增,在1,12 单调递减, 所以1cos2x 时取得最大值,则3sin2x max3 1 3 3 32 2 2 4f x ,故 C 正确.④由③得 "22cos cos 1 f x x x , 要求增区间则 "0 f x , 即 cos 1 x(不成立),或1cos 12x , 所以 0 2 23k x k 所以 f x 在 0,2 上是增函数是错误的,故 D错误.故选:ABC 【点睛】本意考查正弦、余弦函数的周期性、零点、单调性、极值,利用导数法求单调性和极值会使计算简便.12. .域 对于具有相同定义域 D 的函数 f x 和 g x,若存在函数 h x kx b ((k,b数 为常数),对任给的正数 m,存在相应的0x D ,使得当 xD 且0 x x 时,总有 00f x h x mh x g x m ,则称直线 : l y kx b 为曲线 y f x 与 y g x 的“ 分渐近线”.给出定义域均为 | 1 D x x 的四组函数,其中曲线 y f x 与 y g x 存在“ 分渐近线” 的是())A. . 2f x x , g x x B. . 10 2xf x , 2 3 xg xx C. . 21 xf xx, ln 1lnx xg xx D. . 221xf xx, 2 1xg x x e 【答案】BD 【分析】根据分渐近线的定义,对四组函数逐一分析,由此确定存在“分渐近线”的函数.【详解】解:
f x 和 g x 存在分渐近线的充要条件是 x 时, 0,()()f x g x f x g x . 对于①, 2f x x , g x x ,当 1 x 时,令 2F x f x g x x x ,由于1()2 02F x xx ,所以 h x 为增函数,不符合 x 时, 0 f x g x ,所以不存在分渐近线; 对于②, 10 2 2xf x , 2 32,(1)xg x xx ()()f x g x ,2 3 1 3()()10 210xxxf x g xx x ,因为当 1 x 且 x 时, 0 f x g x ,所以存在分渐近线; 对于③,21()xf xx,ln 1()lnx xg xx,21 1 1 1 1 1 1()()ln ln lnx x nxf x g x x xx x x x x x 当 1 x 且 x 时,1x与1ln x均单调递减,但1x的递减速度比1ln x快,所以当 x 时, f x g x 会越来越小,不会趋近于 0,所以不存在分渐近线; 对于④,22()1xf xx, 2 1xg x x e ,当 x 时,22()()220+12 22+1xxxf x g x x ex x e ,且()()0 f x g x ,因此存在分渐近线. 故存在分渐近线的是 BD. 故选:BD. 【点睛】本小题主要考查新定义概念的理解和运用,考查函数的单调性,属于难题.三、填空题 13. . 若二次函数 22 4 1 f x x ax a 有一个零点小于1 于,一个零点大于 3,则实数 a 的取值范围是____________.【答案】4,5 【分析】由二次函数 22 4 1 f x x ax a 的图象开口向下,且在区间 , 1 , 3, 内各有一个零点,可得 1 03 0ff ,求解即可.【详解】因为二次函数 22 4 1 f x x ax a 的图象开口向下,且在区间 , 1 , 3, 内各有一个零点,所以 1 1 2 4 1 03 9 6 4 1 0f a af a a ,解得45a .所以实数 a 的取值范围是4,5 .故答案为:4,5 .【点睛】本题考查二次函数的零点分布,考查学生的计算求解能力,属于基础题.14. .集 在整数集 Z 中,被 5 除所得余数为 k 的所有整数组成一个“ 类”,记为[k],即[k]= ={5n +k| n ∈Z},k =0,1,2,3,4.给出如下四个结论:
① ①2 014 ∈[4] ; ② ②- -3 ∈[3] ; ③Z =[0] ∪[1] ∪[2] ∪[3] ∪[4]; ; ④数 整数 a,b 属于同一“ 类” 的充要条件是“a -b ∈[0]” .其中,正确的结论是________. . 【答案】①③④ 【分析】对各个选项分别进行分析,利用类的定义直接求解. 【详解】在①中,∵2014÷5=402…4,∴2014∈[4],故①正确; 在②中,∵﹣3=5×(﹣1)+2,∴﹣3∉[3],故②错误; 在③中,∵整数集中的数被 5除的数可以且只可以分成五类,∴Z=[0]∪[1]∪[2]∪[3]∪[4],故③正确; 在④中,∵2015÷5=403,2010÷5=402,∴2015 与 2010属于同一个“类”[0],故④正确. 故答案为①③④. 【点睛】本题为同余的性质的考查,具有一定的创新,关键是对题中“类”的题解,属
基础题. 15. .知 已知 sinθ +cosθ= =713,θ∈ ∈(0,π),则 tanθ =________.【答案】125 【分析】已知等式两边平方,利用同角三角函数间的基本关系化简,求出 2sin cos 的值小于 0,得到 sin 0 ,cos 0 ,再利用完全平方公式及同角三角函数间的基本关系求出 sin 与 cos 的值,即可求出 tan 的值. 【详解】解:将已知等式7sin cos13 ①两边平方得:2 2 249(sin cos)sin 2sin cos cos 1 2sin cos169 ,1202sin cos 0169 ,0 ,sin 0 ,cos 0 ,即 sin cos 0 ,2289(sin cos)1 2sin cos169 ,17sin cos13 ②,联立①②,解得:12sin13 ,5cos13 ,则12tan5 . 故答案为:125 . 【点睛】本题考查了同角三角函数间的基本关系,以及完全平方公式的应用,熟练掌握基本关系是解本题的关键,属于中档题. 四、解答题 16. . 已知 A、B、C 是平面上任意三点,且 BC a , CA b,AB c .则 则c bya b c 的最 小值是______.【答案】2 -12 【详解】依题意,得 b c a …,于是 1c b c b cya b c a b c 12c b c b ca b c
1 11 22 2 2 2c a b c c a ba b c a b c 厖 17. . 已知集合 22| log 4 15 9 , A x y x x x R, | 1, B x x m x R ‖(1 1)求集合 A ;(2 2)若 p :
x A ,q :
x B ,且 p 是 q 的充分不必要条件,求实数 m 的取值范围..【答案】(1)3| 34A x x (2) 1, 4,4 【分析】(1)在函数有意义的条件下,解一元二次不等式、绝对值不等式即可.(2)从集合的角度理解充分不必要条件,再由集合的包含关系求解即可. 【详解】解:(1)∵ 22| log 4 15 9 , A x y x x x R ∴24 15 9 0 x x ,则(3)(4 3)0 x x ∴334x ,∴3| 34A x x .(2)∵ | 1, B x x m x R ‖ ∴由 | | 1 x m 可得:
1 x m 或 1 x m ∴ 1 x m 或 1 x m ≤ ∴ | 1 B x x m 或 1 x m ∵ p :
x A ,q :
x B ,且 p 是 q 的充分不必要条件 ∴ 1 3 m 或314m ∴ 4 m≥ 或14m ∴实数 m 的取值范围是 1, 4,4 .【点睛】本题考查不等式的解法以及充分条件与必要条件,属于基础题. 18 .已知函数()sin()(0, 0,0)2f x A x A 的部分图象如图所示,其中点(1,2)P 为函数图象的一个最高点,(4,0)Q 为函数图象与 x 轴的一个交点,O 为坐标原点.
(Ⅰ)求函数()f x 的解析式;(Ⅱ)将函数()y f x 的图象向右平移 2 个单位得到()y g x 的图象,求函数()()()h x f x g x 图象的对称中心. 【答案】(Ⅰ)()2sin()6 3f x x ;(Ⅱ)1(3 ,1)()2k k Z . 【解析】试题分析:(Ⅰ)要确定()sin()f x A x 的解析式,利用最高点确定 A,由 P、Q 两点确定周期,从而可确定 ,再结合五点法(或正弦函数的性质)可确定 ;(Ⅱ)由平移变换得出()g x 的表达式,从而求出()()f x g x,展开后用二倍角公式和两角差的正弦公式化函数为一个三角函数,同样结合正弦函数的性质可得对称中心. 试题解析:(Ⅰ)由题意得振幅 2 A,周期 4(4 1)12 T ,又212,则6 将点(1,2)P 代入()2sin()6f x x ,得 sin()16x ,∵ 02 ,∴3 ,故()2sin()6 3f x x .(Ⅱ)由题意可得()2sin(2)2sin6 3 6g x x x . ∴2()()()4sin()sin 2sin 2 3sin cos6 3 6 6 6 6h x f x g x x x x x x 1 cos 3sin 1 2sin()3 3 3 6x x x . 由3 6x k 得13()2x k k Z ∴()y h x 图像的对称中心为1(3 ,1)()2k k Z 【解析】函数()sin()f x A x 的解析式与性质. 19. . 如图,在三棱柱1 1 1ABC ABC 中,ABC 和 △1AAC 为 均是边长为 2 的等边三角形,点 O 为 AC 中点,平面1 1AAC C 平面 ABC .
((1)证明:1AO 平面 ABC ;((2)求直线 AB 与平面1 1ABC 所成角的正弦值. 【答案】(1)理由见解析;(2)64. 【分析】(1)证明1AO AC ,通过平面1 1AAC C 平面 ABC,推出1AO 平面 ABC .(2)如图,以 O 为原点,OB,OC,1OA 为 x,y,z 轴,建立空间直角坐标系.求出相关点的坐标,求出平面1 1ABC 的法向量为(, ,)n x y z ,设直线 AB 与平面1 1ABC 所成角为 ,利用空间向量的数量积求解即可. 【详解】(1)证明:1 1AA AC ,且 O 为 AC 的中点,1AO AC ,又平面1 1AAC C 平面 ABC,且交线为 AC,又1AO 平面1 1AAC C,1AO 平面 ABC ;(2)解:如图,以 O 为原点,OB,OC,1OA 为 x,y,z 轴,建立空间直角坐标系.
由已知可得(0 O,0,0)(0 A,1 ,1 10),(3,0,0),(0,0, 3)(0,2, 3)B A C,1(3,0, 3)AB ,1 1(3,1,0),(0,2,0)AB AC 平面1 1ABC 的法向量为(, ,)n x y z ,则有2 03 3 0yx z ,所以 n 的一组解为(1,0,1)n ,设直线 AB 与平面1 1ABC 所成角为 ,则 sin cos , AB n 又· 3 6cos ,4 2 2AB nAB nAB n ,所以直线 AB 与平面1 1ABC 所成角的正弦值:64. 【点睛】关键点睛:解题的关键在平面与平面垂直的判断定理的应用,以及利用法向量求解直线与平面所成角,主要考查学生空间想象能力以及计算能力,难度属于中档题 20. . 已知函数2()(1)f x x x x a .((1)若 1 a,解方程()1 f x ;((2)若函数()f x 在 R 上单调递增,求实数 a 的取值范围;((3)若 1 a 且不等式()2 3 f x x 对一切实数 xR 恒成立,求 a 的取值范围 【答案】(1);(2);(3)
【详解】(1)当 1 a 时,故有 22 1, 1(){ 1,1x xf xx ,当 1 x 时,由()1 f x ,有22 1 1 x ,解得 1 x 或 1 x 当 1 x 时,()1 f x 恒成立 ∴ 方程的解集为 或(2)22(1),(){(1),x a x a x af xa x a x a ,若 在 上单调递增,则有 1{ 41 0aaa ,解得,13a ∴ 当13a 时,在 上单调递增(3)设()()(2 3)g x f x x 则22(3)3,(){(1)3,x a x a x ag xa x a x a 不等式()2 3 f x x 对一切实数 xR 恒成立,等价于不等式()0 g x 对一切实数xR 恒成立. 1 a, 当(,)x a 时,()g x 单调递减,其值域为2(2 3,)a a ,由于2 22 3(1)2 2 a a a ,所以()0 g x 成立. 当 [ ,)x a 时,由 1 a,知34aa,()g x 在34ax 处取最小值,令,得 3 5 a ,又 1 a,所以 3 1 a 综上,[ 3,1 a ). 21. . 在平面直角坐标系 xOy 中,已知椭圆2 22 21(0)x ya ba b 的左、右顶点分别为A、B 为,焦距为 2,直线 l 与椭圆交于, C D 两点(均异于椭圆的左、右顶点).当直线 l
过椭圆的右焦点 F 且垂直于 x 轴时,四边形 ACBD 为 的面积为 6.((1)求椭圆的标准方程;((2)设直线 , AC BD 的斜率分别为1 2, k k.① 若2 13 k k ,求证:直线 l 过定点; ② 若直线 l 过椭圆的右焦点 F,试判断12kk是否为定值,并说明理由.【答案】(1)2 214 3x y ;(2)①证明见解析;②1231 kk 【分析】(1)由题意焦距为 2,设点0(1,)C y,代入椭圆2 22 21(0)x ya ba b ,解得20bya ,从而四边形 ACBD 的面积226 2 2 2ABCbS a ba ,由此能求出椭圆的标准方程.(2)①由题意1:(2)AC y k x ,联立直线与椭圆的方程2 214 3x y ,得2 2 211(3 4)16 12 0 k x k ,推导出21218 6(3 4kCk,12112)3 4kk ,22228 6(34kDk,22212)3 4kk,由此猜想:直线 l 过定点(1,0)P,从而能证明 P,C,D 三点共线,直线 l 过定点(1,0)P . ②由题意设1(C x,1)y,2(D x,2)y,直线 : 1 l x my ,代入椭圆标准方程:2 214 3x y ,得2 2(3 4)6 9 0 m y my ,推导出1 2263 4my ym ,1 2293 4y ym ,由此推导出11 1 1 2 1 2 1 2 122 2 1 2 1 1 2 222(2)(1)1(2)(3)3 32yk x y x y my my y yyk y x y my my y yx (定值). 【详解】(1)由题意焦距为 2,可设点0(1,)C y,代入椭圆2 22 21(0)x ya ba b ,得202 211ya b ,解得20bya , 四边形 ACBD 的面积226 2 2 2ABCbS a ba ,23 b ,24 a , 椭圆的标准方程为2 214 3x y .(2)①由题意1:(2)AC y k x ,联立直线与椭圆的方程2 214 3x y ,得2 2 211(3 4)16 12 0 k x k ,2112116 1223 4kxk ,解得211216 83 4kxk,从而11 1 12112(1)3 4ky k xk ,21218 6(3 4kCk ,12112)3 4kk ,同理可得22228 6(34kDk,22212)3 4kk,猜想:直线 l 过定点(1,0)P,下证之:
2 13 k k ,1 22 21 22 21 22 21 212 123 4 3 48 6 8 61 13 4 3 4PC PDk kk kk kk kk k 1 2 1 1 1 12 2 2 2 2 21 2 1 1 1 14 12 4 36 4 401 4 4 9 1 4 36 9 1 4 1 4k k k k k kk k k k k k ,P ,C,D 三点共线, 直线 l 过定点(1,0)P . ②12kk为定值,理由如下:
由题意设1(C x,1)y,2(D x,2)y,直线 : 1 l x my ,代入椭圆标准方程:2 214 3x y ,得2 2(3 4)6 9 0 m y my ,2 21,226 36 36(3 4)2(3 4)m m mym ,1 2263 4my ym ,1 2293 4y ym ,11 1 1 2 1 2 1 2 122 2 1 2 1 1 2 222(2)(1)(2)(3)32yk x y x y my my y yyk y x y my my y yx 2 22 2 22 22 29 6 3()3 4 3 4 3 49 93 33 4 3 4m m my ym m mm my ym m
2222313 49333 4mymmym (定值). 【点睛】本题考查椭圆标准方程的求法,考查直线过定点的证明,考查两直线的斜率的比值是否为定值的判断与求法,考查椭圆、直线方程、韦达定理等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想,属于中档题. 22. . 设函数 2ln 1 f x x a x x ,其中 a R ..(Ⅰ)讨论函数 f x 极值点的个数,并说明理由;(Ⅱ)若 0, 0 x f x 成立,求 a 的取值范围..【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)a 的取值范围是 0,1.【解析】试题分析:(Ⅰ)先求 21 2 121 1ax ax af x ax ax x ,令 22 1 g x ax ax a 通过对 a 的取值的讨论,结合二次函数的知识,由导数的符号得到函数 f x 的单调区间;(Ⅱ)根据(1)的结果 0 0 f 这一特殊性,通过对参数的讨论确定 a 的取值范围.试题解析:函数 2ln 1 f x x a x x 的定义域为 1, 21 2 121 1ax ax af x ax ax x 令 22 1 g x ax ax a , 1, x (1)当 0 a 时, 1 0 g x , 0 f x 在 1, 上恒成立 所以,函数 f x 在 1, 上单调递增无极值;(2)当 0 a 时, 28 1 9 8 a a a a a ①当809a 时,0 , 0 g x 所以, 0 f x ,函数 f x 在 1, 上单调递增无极值; ②当89a 时,0 设方程22 1 0 ax ax a 的两根为1 2 1 2,(), x x x x
因为1 212x x 所以,1 21 1,4 4x x 由 1 1 0 g 可得:111 ,4x 所以,当 11, x x 时, 0, 0 g x f x ,函数 f x 单调递增; 当 1 2, x x x 时, 0, 0 g x f x ,函数 f x 单调递减; 当 2 ,x x 时, 0, 0 g x f x ,函数 f x 单调递增; 因此函数 f x 有两个极值点.(3)当 0 a 时,0 由 1 1 0 g 可得:11, x 当 21, x x 时, 0, 0 g x f x ,函数 f x 单调递增; 当 2 ,x x 时, 0, 0 g x f x ,函数 f x 单调递减; 因此函数 f x 有一个极值点. 综上:
当 0 a 时,函数 f x 在 1, 上有唯一极值点; 当809a 时,函数 f x 在 1, 上无极值点; 当89a 时,函数 f x 在 1, 上有两个极值点;(Ⅱ)由(Ⅰ)知,(1)当809a 时,函数 f x 在 0, 上单调递增,因为 0 0 f 所以, 0, x 时, 0 f x ,符合题意;(2)当819a 时,由 0 0 g ,得20 x 所以,函数 f x 在 0, 上单调递增,又 0 0 f,所以, 0, x 时, 0 f x ,符合题意;(3)当 1 a 时,由 0 0 g ,可得20 x
所以 20, x x 时,函数 f x 单调递减; 又 0 0 f 所以,当 20, x x 时, 0 f x 不符合题意;(4)当 0 a 时,设 ln 1 h x x x 因为 0, x 时, 11 01 1xh xx x 所以 h x 在 0, 上单调递增,因此当 0, x 时, 0 0 h x h 即:
ln 1 x x 可得:
2 21 f x x a x x ax a x 当11 xa 时, 21 0 ax a x 此时, 0, f x 不合题意.综上所述,a 的取值范围是 []0,1 【解析】1、导数在研究函数性质中的应用;2、分类讨论的思想.
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