一、单项选择题(每小题5分).
1.已知集合M={x|﹣4<x<2},N={x|x2﹣x﹣6<0},则M∪N=( ) A.{x|﹣4<x<3}
B.{x|﹣4<x<﹣2}
C.{x|﹣2<x<2}
D.{x|2<x<3}
2.复数z∈C,在复平面内z对应的点Z,满足1≤|z﹣A.π
B.2π
C.3π
|≤2, 则点Z所在区域的面积( )
D.4π
3.《九章算术》是世界上最古老的数学著作之一,书中有如下问题:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重十斤,斩末一尺,重四斤,问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金杖,长5尺,一头粗,一头细,在粗的一端截下1尺,重10斤;在细的一端截下1尺,重4斤,问依次每一尺各重多少斤?”假设金杖由粗到细是均匀变化的,则截去粗端2尺后,金杖剩余部分的重量为( ) A.15.5斤
B.16.5斤
与
C.17.5斤
的夹角是钝角”是“
B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
D.18.5斤
”的( )
4.B、C三点不共线,设A、则“A.充分不必要条件 C.充分必要条件
5.设x=log0.40.5,y=log1.50.5,则( ) A.xy<x+y<0
B.x+y<xy<0
C.x+y<0<xy
D.xy<0<x+y
6.已知函数y=f(x)的图象如图所示,则此函数可能是( )
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
7.若数列{Fn}满足F1=1,F2=1,Fn=Fn﹣1+Fn﹣2(n≥3),则{Fn}称为斐波那契数列,它是由中世纪意大利数学家斐波那契最先发现.它有很多美妙的特征,如当n≥2时,前n项之和等于第n+2项减去第2项;随着n的增大,相邻两项之比越来越接近0.618.若第30项是832040,请估计这个数列的前30项之和最接近( )(备注:0.6182≈0.38,1.6182≈2.61) A.31万
B.51万
C.217万
D.317万
,
8.平面直角坐标系xOy中,若点的横、纵坐标均为整数,则称该点为整点.已知点A(﹣0),B(A.10
,0),若整点P满足
B.11
•
+|
|•|
|≤4,则点P的个数为( )
D.15
C.14
二、多项选择题: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,只有多项符合题目要求,全部选对得5分,部分选对得2分,有选错得0分. 9.已知函数A.f(x)在区间B.f(x)的图象关于点C.f(x)最小正周期为π D.f(x)的值域为[0,4]
10.某学校组织知识竞赛,每班组成四人小组参加比赛,比赛采用抢答形式,答对,则得5分,否则得0分.高三(10)班由甲、乙、丙、丁四人组队参赛.最后统计结果为:甲、乙、丙、丁四人得分恰好由高到低排列,且均不相同;甲答对题个数的2倍小于丁答对题个数的3倍,则( ) A.甲至少答对了11道题 B.乙至少答对了9道题 C.丁至少答对了8道题
D.高三(10)班至少获得了170分
11.在平面直角坐标系xOy中,凸四边形ABCD的4个顶点均在抛物线E:y2=2x上,则
上递增
,则( ) 对称
( )
A.四边形ABCD不可能为平行四边形 B.存在四边形ABCD,满足∠A=∠C
C.若AB过抛物线E的焦点F,则直线OA,OB斜率之积恒为─2 D.若△OAC为正三角形,则该三角形的面积为12
12.平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1(底面为平行四边形的四棱柱)中,AB=AD=AA1=2,∠A1AB=∠DAB=∠A1AD=60°,则( ) A.线段AC1的长度为2
B.异面直线BD1、B1C夹角的余弦值为 C.对角面BB1D1D的面积为4
D.四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的体积为4
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.以坐标轴为对称轴的等轴双曲线C经过点A(﹣3,1),则C的标准方程为 . 14.
展开式中,x8y2的系数为 .
15.“莱洛三角形”是机械学家莱洛研究发现的一种曲边三角形,转子发动机的设计就是利用了莱洛三角形.转子引擎只需转一周,各转子便有一次进气、压缩、点火与排气过程,相当于往复式引擎运转两周,因此具有小排气量就能成就高动力输出的优点.另外,由于转子引擎的轴向运转特性,它不需要精密的曲轴平衡就可以达到非常高的运转转速.“莱洛三角形”是分别以正三角形的顶点为圆心,以其边长为半径作圆弧,由这三段圆弧组成的曲边三角形(如图所示).设“莱洛三角形”曲边上两点之间的最大距离为2,则该“莱洛三角形”的面积为 .
16.已知函数f(x)=(2x2﹣4x+3)(ex﹣1﹣e1﹣x)﹣2x+1在[0,2]上的最大值为M,最小
值为m,则M+m= .
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答时应写出说明、证明过程或演算步骤. 17.如图,在平面四边形ABCD中,BC=1,∠ABC=90°,∠BCD=60°,∠BAD=75°. (1)若∠CBD=30°,求三角形ABD的面积; (2)若AD=
,求∠CBD的大小.
18.已知数列{an}为等比数列,且各项均为正数,a1=2,a2+a3是a3与a4的等差中项.记正项数列{bn}前n项之积为Tn,b1=1,Tn2=an(n﹣1)(n≥2). (1)求数列{an}与{bn}的通项公式; (2)证明:
.
19.如图,多面体PQABCD中,四边形ABCD是菱形,PA⊥平面ABCD,AB=PA=2,∠ABC=60°,QC=QD=2
,PQ=a(a>0).
(1)设点F为棱CD的中点,求证:对任意的正数a,四边形PQFA为平面四边形; (2)当a=
时,求直线PQ与平面PBC所成角的正弦值.
20.某贫困地区截至2016年底,按照农村家庭人均年纯收入8000元的小康标准,该地区仅剩部分家庭尚未实现小康.现从这些尚未实现小康的家庭中随机抽取50户,得到这50户2016年的家庭人均年纯收入的频率分布直方图.
(1)将家庭人均年纯收入不足5000元的家庭称为“特困户”,若从这50户中再取出10户调查致贫原因,求这10户中含有“特困户”的户数X的数学期望;
(2)假设2017年底该地区有1000户居民,其中900户为小康户,100户为“特困户”,
若每经过一年的脱贫工作后,“特困户”中有90%变为小康户,但小康户仍有t%(0<t<10)变为“特困户”,假设该地区居民户数保持不变,记经过n年脱贫工作后该地区小康户数为an.
(ⅰ)求a1并写出an+1与an的关系式;
(ⅱ)要使经2年脱贫工作后该地区小康户数至少有950户,求最大的正整数t的值.
21.已知圆E:(x+1)2+y2=8,点F(m,0)(m>0),P是圆E上一点,线段PF的垂直平分线l与直线EP相交于点Q.
(1)若m=2,点P在圆E上运动时,点Q的轨迹是什么?说明理由;
(2)若m=1,点P在圆E上运动时,点Q的轨迹记为曲线C.过E点作两条互相垂直的直线l1、l2,l1与曲线C交于两点A、B,l2与曲线C交于两点C、D,M为线段AB的中点,N为线段CD的中点.试问,直线MN是否过定点?若过定点,并求出该定点的坐标,若不过定点,请说明理由. 22.已知函数f(x)=ex,g(x)=sinx.
(1)设函数h(x)=f(x)﹣(x﹣1)•g(x),当x∈[﹣π,0]时,求函数h(x)零点的个数;
(2)求证:g(x)•g'(x)+1<x•f(x)﹣lnx.
参考答案
一、单项选择题: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M={x|﹣4<x<2},N={x|x2﹣x﹣6<0},则M∪N=( ) A.{x|﹣4<x<3}
B.{x|﹣4<x<﹣2}
C.{x|﹣2<x<2}
D.{x|2<x<3}
解:∵集合M={x|﹣4<x<2}, N={x|x2﹣x﹣6<0}={x|﹣2<x<3}, ∴M∪N={x|﹣4<x<3}. 故选:A.
2.复数z∈C,在复平面内z对应的点Z,满足1≤|z﹣A.π 解:|z﹣
=
B.2π =
=﹣i,
C.3π
|≤2, 则点Z所在区域的面积( )
D.4π
|=1,2分别表示以(,﹣)为圆心,1,2为半径的圆,
|≤2,点Z所在区域的面积=π×22﹣π×12=3π,
因此有1≤|z﹣故选:C.
3.《九章算术》是世界上最古老的数学著作之一,书中有如下问题:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重十斤,斩末一尺,重四斤,问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金杖,长5尺,一头粗,一头细,在粗的一端截下1尺,重10斤;在细的一端截下1尺,重4斤,问依次每一尺各重多少斤?”假设金杖由粗到细是均匀变化的,则截去粗端2尺后,金杖剩余部分的重量为( ) A.15.5斤
B.16.5斤
C.17.5斤
D.18.5斤
解:设金杖从细至粗每尺的重量为an,则{an}是首项为a1=4,a5=10的等差数列, 则公差d=
=,
∴截去粗端2尺后,金杖剩余部分的重量为: S3=3×4+故选:B.
=16.5(斤).
4.B、C三点不共线,设A、则“A.充分不必要条件 C.充分必要条件 解:设则“
⇔cosθ<0,且θ≠π⇔∴“
与与
的夹角是θ,|
与的夹角是钝角”是“
B.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
”的( )
|=c,=b, =a,已知A、B、C三点不共线.
”⇔c2+b2+2bccosθ<a2,由余弦定理可得:c2+b2﹣2bccosθ=a2,与
的夹角是钝角.
”的充要条件.
的夹角是钝角”是“
故选:C.
5.设x=log0.40.5,y=log1.50.5,则( ) A.xy<x+y<0
B.x+y<xy<0
C.x+y<0<xy
D.xy<0<x+y
解:∵x=log0.40.5>log0.41,∴x>0, ∵y=log1.50.5<log1.51,∴y<0,∴xy<0, ∵+=log0.50.4+log0.51.5=log0.50.6,
∵log0.51<log0.50.6<log0.505,∴0<log0.50.6<1, 即0<+=故选:A.
6.已知函数y=f(x)的图象如图所示,则此函数可能是( )
<1,∴0>x+y>xy,
A.f(x)=
B.f(x)=
C.f(x)=
D.f(x)=
﹣
解:对于A,当x∈(0,1)时,ex﹣ex<0,x2+|x|﹣2<0,所以f(x)>0,不符合题意;对于C,当x→+∞时,f(x)→0,函数图象无限接近x轴,不符合题意;
对于D,当x∈(0,1)时,x3﹣x<0,e|x|﹣1﹣e1﹣|x|<0,所以f(x)>0,不符合题意, 故选:B.
7.若数列{Fn}满足F1=1,F2=1,Fn=Fn﹣1+Fn﹣2(n≥3),则{Fn}称为斐波那契数列,它是由中世纪意大利数学家斐波那契最先发现.它有很多美妙的特征,如当n≥2时,前n项之和等于第n+2项减去第2项;随着n的增大,相邻两项之比越来越接近0.618.若第30项是832040,请估计这个数列的前30项之和最接近( )(备注:0.6182≈0.38,1.6182≈2.61) A.31万
B.51万
C.217万
D.317万
解:根据题意得,F30=832040,
假设{F30}的前n项和为Sn,则S28=F30﹣F2=832039, 又因为随着n的增大,相邻两项之比越来越接近0.618, 所以F29=832040×0.618≈514200, 故S30=S28+F29+F30≈2178279, 故选:C.
8.平面直角坐标系xOy中,若点的横、纵坐标均为整数,则称该点为整点.已知点A(﹣0),B(A.10
,0),若整点P满足
B.11
•
+|
|•|
|≤4,则点P的个数为( )
D.15
,
C.14
解:设P(x,y),x,y∈Z, 因为点A(﹣所以所以
=(﹣•
+|
,0),B(﹣x,﹣y),|•|
|=(﹣
,0), =(﹣x)(
﹣x,﹣y), +y2+﹣x)
•
=x2+y2﹣6+整理得
≤4,
≤10﹣x2﹣y2,
所以(x2+y2)2+12(y2﹣x2)+36≤(10﹣x2﹣y2)2, 所以x2+4y2≤8,且x2+y2≤10,(x2+y2+6)2﹣24x2≥0,
所以有(0,0),(0,1),(0,﹣1),(1,1),(1,﹣1),(﹣1,1),(﹣1,﹣1),(2,1),(2,﹣1),(﹣2,1),(﹣2,﹣1),(1,0),(﹣1,0),(2,0),(﹣2,0), 共15个. 故选:D.
二、多项选择题: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,只有多项符合题目要求,全部选对得5分,部分选对得2分,有选错得0分. 9.已知函数A.f(x)在区间B.f(x)的图象关于点C.f(x)最小正周期为π D.f(x)的值域为[0,4] 解:∵函数
=
=4•
=2
上递增
,则( ) 对称
﹣2cos(2x+∵x∈[0,令x=﹣
), ],∴2x+
∈[
,π],函数f(x)单调递增,故A正确;
,求得f(x)=0,为最小值,故B错误;
=π,故C正确;
f(x)最小正周期为
显然,f(x)的值域为[0,4],故D正确, 故选:ACD.
10.某学校组织知识竞赛,每班组成四人小组参加比赛,比赛采用抢答形式,答对,则得5分,否则得0分.高三(10)班由甲、乙、丙、丁四人组队参赛.最后统计结果为:甲、乙、丙、丁四人得分恰好由高到低排列,且均不相同;甲答对题个数的2倍小于丁答对题个数的3倍,则( ) A.甲至少答对了11道题 B.乙至少答对了9道题 C.丁至少答对了8道题
D.高三(10)班至少获得了170分
解:设甲、乙、丙、丁四个人解题正确的个数分别为a,b,c,d, 则a,b,c,d都是正整数,
则题意得:,
当a,b,c,d取最小值时,a=11,b=10,c=9,d=8, ∴这四人测试总得分数最少:(11+10+9+8)×5=190. 故选:AC.
11.在平面直角坐标系xOy中,凸四边形ABCD的4个顶点均在抛物线E:y2=2x上,则( )
A.四边形ABCD不可能为平行四边形 B.存在四边形ABCD,满足∠A=∠C
C.若AB过抛物线E的焦点F,则直线OA,OB斜率之积恒为─2 D.若△OAC为正三角形,则该三角形的面积为12
解:对于A:构成平行四边形的条件是一组对边平行且相等,而水平直线与y2=2x至多只有一个交点,
因此四边形ABCD不可能为平行四边形,故A正确; 对于B:如图所示,
连接B,D,则当确;
对于C:设A(
==a,则0<a<1,则△DAB∽△BCD,则∠A=∠C,故B正
,y1),B(,y2),
则kOA•kOB==,即=,解得y1y2=﹣1,
所以kOA•kOB=﹣4,故C错误;
对于D:设若△OAC为正三角形,如图所示,
由抛物线的对称性可知,∠AOx=30°,kOA=,则直线OA:y=x,
则,解得xA=6,yA=2,
|OA|===4,
,故D正确.
S△OAC=|OA|•|OC|•sin60°=12故选:ABD.
12.平行六面体ABCD﹣A1B1C1D1(底面为平行四边形的四棱柱)中,AB=AD=AA1=2,∠A1AB=∠DAB=∠A1AD=60°,则( ) A.线段AC1的长度为2
B.异面直线BD1、B1C夹角的余弦值为 C.对角面BB1D1D的面积为4
,则
,
D.四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的体积为4解:设
=
,,
对于A,因为
==
,
=
,所以AC1的长度为|
=
=2
,所以A对;
|==
对于B,因为=()•()==0,所以异面
直线BD1、B1C夹角的余弦值为0,所以B错;
对于C,因为AB=AD=2,∠DAB=60°,所以△ABD为正三角形,于是BD=2, 因为
=•(
)=
=0,所以DD1⊥BD,所以对角面BB1D1D为
矩形,其面积为2•2=4≠4,所以C错,
对于D,设AC交BD于O,连接OA1,取AA1中点M,连接OM,
=2
故选:AD.
=4
,所以D对.
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.以坐标轴为对称轴的等轴双曲线C经过点A(﹣3,1),则C的标准方程为
.
解:设以原点为中心,坐标轴为对称轴的等轴双曲线C:x2﹣y2=k,k≠0,k∈R, 经过点A(﹣3,1),
所以k=8,所以C的标准方程为:
.
故答案为:.
14.展开式中,x8y2的系数为 15 .
解:=(•x5+•x3y2+•xy4+•+•+•)•(
•x5+•x4y+•x3y2+•
+
•x2y3+•
•xy4+•y5),
故x8y2的系数为故答案为:15.
=10+5=15,
15.“莱洛三角形”是机械学家莱洛研究发现的一种曲边三角形,转子发动机的设计就是利用了莱洛三角形.转子引擎只需转一周,各转子便有一次进气、压缩、点火与排气过程,相当于往复式引擎运转两周,因此具有小排气量就能成就高动力输出的优点.另外,由于转子引擎的轴向运转特性,它不需要精密的曲轴平衡就可以达到非常高的运转转速.“莱洛三角形”是分别以正三角形的顶点为圆心,以其边长为半径作圆弧,由这三段圆弧组成的曲边三角形(如图所示).设“莱洛三角形”曲边上两点之间的最大距离为2,则该“莱洛三角形”的面积为 2
.
解:由题意可知等边三角形的边长为2,即AB=BC=AC=2,
所以扇形ABC的面积等于以点A为圆心,AB为半径的圆的面积的, ∴扇形ABC的面积S=又S△ABC=
=
,
.
=
,
∴莱洛三角形”的面积为3S﹣2S△ABC=2故答案为:2
.
16.已知函数f(x)=(2x2﹣4x+3)(ex﹣1﹣e1﹣x)﹣2x+1在[0,2]上的最大值为M,最小
值为m,则M+m= ﹣2 .
﹣﹣﹣﹣
解:法一:∵f(x)=(2x2﹣4x+3)(ex1﹣e1x)﹣2x+1=[2(x﹣1)2+1](ex1﹣e1x)
﹣2x+1,
∴f(2﹣x)=[2((1﹣x)2+1](e1﹣x﹣ex﹣1)+2x﹣3, ∴f(x)+f(2﹣x)=﹣2,f(x)关于点(1,﹣1)对称, 根据函数f(x)关于(a,b)对称,得f(x)+f(2a﹣x)=2b, 得M+n=﹣1×2=﹣2, 故答案为:﹣2.
四、解答题:本题共6小题,共70分.解答时应写出说明、证明过程或演算步骤. 17.如图,在平面四边形ABCD中,BC=1,∠ABC=90°,∠BCD=60°,∠BAD=75°. (1)若∠CBD=30°,求三角形ABD的面积; (2)若AD=
,求∠CBD的大小.
解:(1)因为BC=1,∠ABC=90°,∠BCD=60°,∠BAD=75°,∠CBD=30°, 可得∠BDC=90°,∠ABD=60°,∠BDA=45°, 在△BCD中,由正弦定理
=
,可得
=,可得BD=
,
在△ABD中,由正弦定理=,可得=,可得AB=
=,
所以S△ABD=AB•BD•sin∠ABD=(2)因为AD=
××=.
,BC=1,∠BCD=60°,
在△ABD,△BCD中,由正弦定理可知:=,= ,
又∠ABC=90°,所以sin∠ABD=cos∠CBD, 从而有BD•cos∠CBD=,BD•sin∠BDC=两式相除可得sin∠BDC=
cos∠CBD,
,
由sin∠BDC=sin(180°﹣60°﹣∠CBD)=sin(60°+∠CBD)=sin60°cos∠CBD+cos60°sin∠CBD=因此有tan∠CBD=
cos∠CBD+sin∠CBD,
,由0<∠CBD<180°,可得∠CBD=60°.
18.已知数列{an}为等比数列,且各项均为正数,a1=2,a2+a3是a3与a4的等差中项.记正项数列{bn}前n项之积为Tn,b1=1,Tn2=an(n﹣1)(n≥2). (1)求数列{an}与{bn}的通项公式; (2)证明:
解:(1)设等比数列{an}的公比为q,q>0, 由a1=2,a2+a3是a3与a4的等差中项,
可得2(a2+a3)=a3+a4,即2(2q+2q2)=2q2+2q3, 解得q=2,则an=2n;
正项数列{bn}前n项之积为Tn,b1=1,Tn2=an(n﹣1)=2n(n﹣1),① 当n≥2时,Tn﹣12=2(n﹣1)(n﹣2),②
(﹣)
①②相除可得bn2=22n1,
.
解得bn=2n﹣1,对n=1也成立, 所以bn=2n﹣1,n∈N*; (2)证明:
=
=
﹣
,
所以++…+
==1﹣
﹣+,
﹣+…+﹣
由于{1﹣可得1﹣
}是n∈N*的递增数列, ≥1﹣
=.
所以原不等式成立.
19.如图,多面体PQABCD中,四边形ABCD是菱形,PA⊥平面ABCD,AB=PA=2,∠ABC=60°,QC=QD=2
,PQ=a(a>0).
(1)设点F为棱CD的中点,求证:对任意的正数a,四边形PQFA为平面四边形; (2)当a=
时,求直线PQ与平面PBC所成角的正弦值.
【解答】(1)证明:设Q在平面ABCD内的射影为E,因为QC=QD,所以EC=ED,故点E在CD的垂直平分线上, 因为ABCD是菱形,且∠ABC=60°, 故直线AE与CD的交点即为CD的中点F, 因为PA⊥平面ABCD,QE⊥平面ABCD, 所以PA∥QE,故PA,QE共面, 所以PQFA为平面四边形;
(2)解:分别以AB,AF,AP所在直线为x轴,y轴,z轴,建立空间直角坐标系如图所示,
则A(0,0,0),B(2,0,0),C(1,当PQ=a=
时,由PF=
,0),,
,
又F为等腰三角形QCD的底边CD的中点,故QF⊥CD, 所以
,
故PF2+QF2=PQ2,又QC=,
设Q(x,y,z),则有,
解得
设平面PBC的法向量为因为
,
,
=
,
则有,即,
令b=1,则又
,故,
,
所以,
故直线PQ与平面PBC所成角的正弦值为.
20.某贫困地区截至2016年底,按照农村家庭人均年纯收入8000元的小康标准,该地区仅
剩部分家庭尚未实现小康.现从这些尚未实现小康的家庭中随机抽取50户,得到这50户2016年的家庭人均年纯收入的频率分布直方图.
(1)将家庭人均年纯收入不足5000元的家庭称为“特困户”,若从这50户中再取出10户调查致贫原因,求这10户中含有“特困户”的户数X的数学期望;
(2)假设2017年底该地区有1000户居民,其中900户为小康户,100户为“特困户”,若每经过一年的脱贫工作后,“特困户”中有90%变为小康户,但小康户仍有t%(0<t<10)变为“特困户”,假设该地区居民户数保持不变,记经过n年脱贫工作后该地区小康户数为an.
(ⅰ)求a1并写出an+1与an的关系式;
(ⅱ)要使经2年脱贫工作后该地区小康户数至少有950户,求最大的正整数t的值.
解:(1)由频率分布直方图得家庭人均收入在[2000,3000)元、[3000,4000)元、[4000,5000)元、[5000,6000)元、[6000,7000)元、[7000,8000)元的家庭数依次为: 0.04×50=2户;0.10×50=5户;0.32×50=16户;0.30×50=15户;0.18×50=9户;0.06×50=3户.共计50户,
其中家庭人均年收入不足5000元的特困户有:2+5+16=23户, 若从这50户中再取出10户调查致贫原因,
这10户中含有“特困户”的户数X~H(10,23,50)的超几何分布, ∵当X~H(n,M,N)时,E(X)=n×, ∴E(X)=10×
=4.6户.
(2)(i)∵每经过一年的脱贫工和后,“特困户”中有90%变为小康户, 但小康户仍有t%(0<t<10)变为“特困户”, ∴a1=(1﹣
)•900+
=990﹣9t,
an+1=(1﹣即(ii)
)an+(1000﹣an),
(0<t<10). =
,
由a2≥950,可得(990﹣9t)(10﹣t)≥5000, 记函数f(t)=(990﹣9t)(10﹣t),其中0<t<10,
∵函数f(t)=(990﹣9t)(10﹣t)是开口向上的二次函数,且其对称轴为t=60, 则函数f(t)=(990﹣9t)(10﹣t)在(0,10)上单调递减, ∵f(4)=5724,f(5)=4725,∴最大的正整数t=4.
21.已知圆E:(x+1)2+y2=8,点F(m,0)(m>0),P是圆E上一点,线段PF的垂直平分线l与直线EP相交于点Q.
(1)若m=2,点P在圆E上运动时,点Q的轨迹是什么?说明理由;
(2)若m=1,点P在圆E上运动时,点Q的轨迹记为曲线C.过E点作两条互相垂直的直线l1、l2,l1与曲线C交于两点A、B,l2与曲线C交于两点C、D,M为线段AB的中点,N为线段CD的中点.试问,直线MN是否过定点?若过定点,并求出该定点的坐标,若不过定点,请说明理由.
解:(1)m=2时,点F在圆E外,|EF|>2由Q是线段PF外,故||QP|﹣|QE||=2∴||QF|﹣|QE||=2又由|EF|>2
,
,
,
,即||QE|﹣|QF||<|EF|,
由双曲线定义知点Q的轨迹是以E,F为焦点的双曲线. (2)当m=1时,E(﹣1,0),(1,0), 同(1)得|QE|+|QF|=2
>|EF|,
∴Q点的轨迹C是以E,F为左、右焦点的椭圆, ∴c=1,又a2﹣b2=c2,|QE|+|QF|=2∴曲线C的方程为
=1,
=2a,∴a2=2,b2=1,
设l1:x=ty﹣1,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0), ①当t=0时,直线MN与x轴重合,
②当t≠0时,由=1,消去x得(t2+2)y2﹣2ty﹣1=0,
∵点E在椭圆内,∴△>0恒成立,且y1+y2=,
∴=,
y0)x=ty﹣1上,∵M(x0,在直线l1:∴∵l1,l2互相垂直,∴设l1:x=﹣
,
,即M(, ),
同理得N(﹣),
(i)若﹣,则t2≠1,
此时,==,
直线MN方程:y﹣化简,得y=
=
,
,
此时,MN恒过点(﹣,0).
(ii)若=,则有t2=1,此时M(﹣,),N(﹣,﹣),或M
(﹣,﹣),N(﹣,), 此时直线MN过点(﹣,0), 综上,直线MN恒过定点(﹣,0). 22.已知函数f(x)=ex,g(x)=sinx.
(1)设函数h(x)=f(x)﹣(x﹣1)•g(x),当x∈[﹣π,0]时,求函数h(x)零点的个数;
(2)求证:g(x)•g'(x)+1<x•f(x)﹣lnx.
解:(1)由题意得:h(x)=ex﹣(x﹣1)sinx,
∴h′(x)=ex﹣sinx﹣(x﹣1)cosx,h″(x)=ex﹣2cosx+(x﹣1)sinx, ①当x∈[﹣
,0]时,ex>0,sinx≤0,(x﹣1)cosx≤0,故h′(x)>0,
,0]上单调递增;
]时,ex>0,cosx≤0,(x﹣1)sinx≥0,
]上单调递增, )=
+1>0,
∴h(x)在[﹣②当x∈[﹣π,﹣
∴h″(x)>0,∴h′(x)在[﹣π,﹣又h′(﹣π)=eπ﹣π﹣1<0,h′(﹣且h′(x)的图像在[﹣π.﹣∴存在x0∈(﹣π,﹣
﹣
]内连续不断,
),使得h′(x0)=0,
]时,h′(x)>0,
且当x∈[﹣π,x0)时,h′(x)<0,当x∈(x0,﹣∴h(x)在[﹣π,x0)内单调递减,在(x0,﹣
]内单调递增,
综合①②可知:h(x)在[﹣π,x0)内单调递减,在(x0,0)内单调递增, 又h(﹣π)=e﹣π>0,h(x0)<h(﹣且h(x)的图像在[﹣π,0]内连续不断,
∴存在x1∈(﹣π,x0),存在x2∈(x0,0),使得h(x1)=h(x2)=0, ∴函数h(x)在[﹣π,0]内的零点个数是2; (2)证明:要证g(x)•g'(x)+1<x•f(x)﹣lnx, 即证:sinx•cosx+1﹣x•ex+lnx<0(*),
设F(x)=sin2x﹣2x,则F′(x)=2cos2x﹣2=2(cos2x﹣1)≤0, ∴F(x)在(0,+∞)单调递减,∴F(x)<F(0)=0,∴sin2x<2x, 故要证(*)成立,只需证明x+1﹣x•ex+lnx≤0,
设G(x)=x+1﹣x•ex+lnx,则G′(x)=1﹣(x+1)•ex+=
(1﹣xex),
)=
﹣
﹣1<0,h(0)=1>0,
又设k(x)=1﹣xex,∴k′(x)=﹣(x+1)ex<0,∴k(x)在(0,+∞)上单调递减,又k(0)=1>0,k(1)=1﹣e<0,
∴存在t∈(0,1),使得k(t)=0,即tet=1,lnt+t=0, 当x∈(0,t)时,G′(x)>0,G(x)单调递增,
当x∈(t,+∞)时,G′(x)<0,G(x)单调递减, 故G(x)≤G(t)=t+1﹣tet+lnt=0, 故原命题成立.
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