内容正文:
大同中学2024秋季开学高三数学摸底考
2024.09
一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6题每题4分,第7-12题每题5分)
1. 不等式的解集为__________.
2. 为虚数单位,若复数,则__________.
3. 的二项展开式中的常数项为______.
4. 双曲线的离心率为2,则___________
5. 设,若抛物线的焦点为坐标原点,则__________.
6. 下表中是某公司一年中每月的广告投入费用与销售额的情况,设广告投入费用为x(单位:万元),销售额为y(单位:万元),则y关于x的回归方程为__________.(回归系数精确到0.01)
广告费用(万元)
30
26
21
17
11
18
13
16
17
23
25
29
销售额(万元)
843
725
621
587
485
608
523
554
600
703
728
792
7. 设,若,则________.
8. 在中,点分别是线段的中点,点在直线上,若的面积为2,则的最小值是_____________.
9. 将由曲线、、所围成的封闭区域绕y轴旋转一周后得到的旋转体记为,则该旋转体的体积为__________.
10. 某医药研究所将在7天时间内检测3种不同抗生素类药品、3种不同抗过敏类药品、1种降压类药品.若每天只能检测1种药品,且降压类药不在第1天或第7天检测,3种不同抗生素类药品中恰有2种在相邻两天被检测,则不同的检验时间安排方案的个数为______.
11. 如图,半椭圆与半椭圆组成的曲线称为“果圆”,其中,,.“果圆”与x轴的交点分别为、,若在“果圆”y轴右侧部分上存在点P使得,则的取值范围为__________.
12. 已知三角形的面积为,,,则______.
二、选择题(本题共4题,满分18分,其中第13-14题每题4分,第15-16题每题5分).
13. 事件A与B独立,、分别是A、B的对立事件,则下列命题中成立的是( )
A. B.
C. D.
14. 已知等差数列中,,且公差,则其前n项和取得最大值时n的值为( )
A. 8 B. 9 C. 10 D. 11
15. 经过点可以作与曲线相切的不同直线共有( )
A. 0条 B. 1条 C. 2条 D. 3条
16. 如图所示,四面体的体积为,点为棱的中点,点分别为线段的三等分点,点为线段的中点,过点的平面与棱分别交于,设四面体的体积为,则的最小值为( )
A. B. C. D.
三、解答题(本大题共有5题,满分78分).
17. 已知函数其中,,
(1)若求的值;
(2)在(1)的条件下,若函数的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于,求函数的解析式;并求最小正实数,使得函数的图象向左平移个单位所对应的函数是偶函数.
18. 如图,在直角梯形ABCD中,,,,E为AB的中点,沿DE将折起,使得点A到点P位置,且,M为PB的中点,N是线段BC上的动点.
(1)求证:平面平面PBC;
(2)当三棱锥与四棱锥的体积之比为时,求直线EN与平面PBC所成角的正弦值.
19. 某网站规定:一个邮箱在一天内出现3次密码尝试错误,该邮箱将被锁定24小时.小王发现自己忘记了邮箱密码,但是可以确定该邮箱的正确密码是他常用的6个密码之一,小王决定从中不重复地随机选择1个进行尝试.若密码正确,则结束尝试;否则继续尝试,直至该邮箱被锁定.
(1)求当天小王的该邮箱被锁定的概率;
(2)设当天小王尝试该邮箱的密码次数为,求的分布列及,的值.
20. 已知双曲线的左、右顶点分别为点A、B,M为双曲线上的动点,点.
(1)求点M到的两条渐近线的距离之积;
(2)求经过点Q的双曲线的切线方程;
(3)设点P在第一象限,且在渐近线的上方,直线PA,PB分别与y轴交于点C,D.过点P作的两条切线,分别与y轴交于点E,F(E在F的上方),证明:.
21. 设,已知函数的解析为.
(1)当时,求函数的最小值;
(2)证明当时函数至多有两个零点;
(3)如果函数有3个不同的零点,分别设为、、,求实数a的取值范围;如果,进一步证明存在唯一的实数a,使得、、成等差数列.
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大同中学2024秋季开学高三数学摸底考
2024.09
一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6题每题4分,第7-12题每题5分)
1.不等式x-2>1的解集为,
【答案1(5,+oU(-0,-V)U(1,l)
【解析】
【分析1根据r-2>1,化为2-2>1或2-2<-1求解
【详解1因为r-21,所以2-2>1或-2<-1,
所以x>5或x<-5或1<x<1,
所以x∈(W5,+∞U(-0,-V3)U(-1,)
故答案为:(N5,+oU(-0,-V⑤)U(←1,)
4i
2.i为嘘数单位,若复数2=一i,则1m2=
【答案】2
【解析】
【分析】根据复数的除法运算法则可得z=-2+2i,即可得出结果
4i
40+)-40+_4i+4.-2+2i
【详解】由2=可得20-0+1-产
2
所以lmz=2.
故答案为:2
的二项展开式中的常数项为
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【答案】160
【解析】
【分析】由二项式定理得展开式的通项公式,代入”=3可求出结果
2)
【详解】因为
的展开式通项为H=C%V”
展开式中常数项,必有3-P=0,即r=3,
所以展开式中常数项为7=2Cg=8×20=160
故答案为:160
2+2
=1
4.双曲线
m的离心率为2,则m=
【答案】-3
【解析】
【分析】由离心率定义和双曲线关系式可直接求解。
〔详解】双曲线化为标准方程得少
二m工,离心率为a元车+=m2。故m=3
故答案为:-3
y=
2+a
5.设a∈R,若抛物线4
的焦点为坐标原点,则a=
【答案】-1
【解析】
【分析】根据抛物线方程求得焦点坐标,再由图象平移规则可得ā=-1.
y=Iy
【详解】易知抛物线’4
的焦点坐标为(0,),
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y=-x
y=Ixta
将抛物线
4
在纵轴方向平移α个单位可得到抛物线4
焦点坐标由(0,变为(0,0)
可得a=-l:
故答案为:-1
6.下表中是某公司一年中每月的广告投入费用与销售额的情况,设广告投入费用为x(单位:万元),销
售额为y(单位:万元),则y关于x的回归方程为
(回归系数精确到0.01)
广告费用(万
30
26
21
17
11
18
13
16
17
23
25
29
元)
84
72
62
58
48
60
52
55
60
70
72
79
销售额(万元)
3
5
5
P
0
3
8
2
y=17.68x+284.98
【答案】
【解析】
12
【分析】分别求出
再特入我件日归方程求解即丽
i=1
【详解】
x12×30+26++29)=246-123
126,
12×(843+725++792)=
7769
12,
=30x843+26×725+.+29x792=
2x2=302+26++29=5460
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5x-12西
6
166639-12×123×7769
612≈17.68
所
∑x2-122
5460-12×
23
6
所以i=立-6=7769
17.68×
123
=284.98
12
所以=17.68x+284.98
y=17.68x+284.98
故答案为:
7.
i设x∈R,若(3+°=a,+a(++a,++a,(++a(1+'+a(1+°,则
a41-a2+a%3-a4+a5=
【答案】31
【解析】
【分析】令t=1+x,即可得到(2+)小°=,+a1+a,f+a,+a+a,再利用赋值法计算可得,
【详解】令1=l+x,则((2+°=,+a1+a,+a,+a,+a,
令1=0,可得4=2=32
令t=-1,可得4-4+4-4+a,-a=(2-1)°-1
所以4-4+4-a4+a=31
故答案为:31
8.在△ABC中,点E,F分别是线段AB,AC的中点,点P在直线EF上,若△ABC的面积为2,则
PB.PC+BC
的最小值是
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【答案】2V5
【解析】
【分析】如图,取BC中点为M做PN⊥BC,
将阳.E+C化为N+子C,行我P网,,P网后关系,台案
【详解】如图,取BC中点为M,做PV⊥BC,
P吸.心-m+c--m门,x陌+C-2Pw
PC--C.P-PM-i
程PB-Pc+Bc2-PM2+BC
4
注意室5m=2d2p网=Bd-PN=2.
d=员N又可闲p≥p例
3
=2W3
则
网房网nay
故答案为:
2V3
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N M
9将由曲线十1、y=】、x=0所围成的封闭区域绕y轴旋转一用后得到的旋转体记为2,
则该旋转体2的体积为
【答案】2π
【解析】
【分析】作出曲线冈+y川=1的图象,分析旋转体2的结构特征,结合体积公式计算即可。
【详解】当x≥0且y≥0时,xx+yy=x2+y2=1,图象为4个单位圆:
当x≥0且y<0时,+y=?-少=1,图象为焦点在x销上的双曲线在第四象限的部分,
其中双曲线过第四象限的渐近线方程为y=-x,曲线方程为x=1+y(y<0):
当x<0且y20时,+=-?+少=,图象为焦点在y轴上的双曲线在第二象限的部分:
当x<0且y<0时,xx+y川=-x2-y2=1
不能成立
曲线树+=1的图象如图所示,
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曲线冈+=1、y=小、x=0所国成的封闭区域绕y轴旋转一周,
2
旋转体2的上半部分为半径为1的半球,上半部分体积
=
旋转体2的下半部分,新近线少=-x、y=、x=0,
所围成的封闭区域绕y轴旋转一周,得到的旋转体
是底面半径为1高为1的圆锥,
%∈-l,0],直线y=,与y=-x和x=1+y(y<0)分别交于点A(o,必)和B(V1+乃)
线段AB绕y轴旋转一周得到的圆环,内外圆半径分别为以和V1+,
vi+
-=π
则圆环的面积为
所以第四象限双曲线渐近线与双由线之间的部分,与”一和产销所国成的封闭区线绕y轴旋转一眉。
由祖暅原理,旋转体的体积与一个底面半径为1高为1的圆柱体积相等,
14
V3=π+5π=
所以旋转体Ω的下半部分体积为
33,
所以%=2x
故答案为:2π
10.某医药研究所将在7天时间内检测3种不同抗生素类药品、3种不同抗过敏类药品、1种降压类药品若
每天只能检测1种药品,且降压类药不在第1天或第7天检测,3种不同抗生素类药品中恰有2种在相邻两
天被检测,则不同的检验时间安排方案的个数为一
【答案】2016
【解析】
【分析】根据题意,先计算3种不同抗生素类药品中恰有2种相邻两天被检测的种数,再求得1种降压类
药品安排在第1天或第7天的检测种数,结合间接法,进而得到答案。
【详解】根据题意,先计算3种不同抗生素类药品中恰有2种相邻两天被检测的种数,
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可分三步分析:先将3种不同抗过敏类药品和1种降压类药品进行全排列,
有A好=24
情况,其排好后有5个空位可选,
再从3种不同抗生素类药品任选2种,安排在相邻的2天检测,
CA号=6种,
最后和另外1种抗生素类药品,安排在4个空位中,有A=20
种排法,
此时,共有24×6×20=2880种不同的排法,
2CA3A3A4=864
其中1种降压类药品安排在第1天或第7天的检测,有
综上可得,共有2880-864=2016种不同的排法,
故答案为:2016.
x2y2
y2,x2
1.如图,半椭圆京+京=1(x≥0)与半椭圆厅+。=1(x<0)组成的曲线称为果圆,其中
口=B+c2,a>0,b>c>0“果圆”与x轴的交点分别为A、4,若在“果圆"y轴右侧部分上存在点P
使得
LAPA,=2,则a的取值范周为
B2
A
0
A x
【答案)21<
1
2
【解析】
【分析】利用椭圆上点的坐标从而得到向量坐标,己知夹角的情况下,可以利用向量坐标表示数量积得到
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相应等量关系,再有点的变化范围得到相应不等式,从得出取值范围。
【详解】设P(acos8,bsin).cos0∈(0,1)
AP=(acos0+c,bsine)AP=(acos0-a,bsine)
AP%=.
.AP.AP=(acos0+c)(acos0-a)+b2sin20=0
a2 cos20+accos0-a2 cos0-ac+b2-b2 cos20=0
c2cos20+(ca-a2)cos0+b2-ac=0
(c2cos0+ac-b2)(cos0-1)=0
cos0-b-ac_a2-ac-c
c2
c2或cos0=1(舍去),
C=1
cos0=
令a,则
2 t,
cos0∈(0,1)
:0<1-1-2<2
s1<-1
1
解得2
2,
V5-1
故答案为:2
2
34+11=23
12.已知三角形ABC的面积为2024,AC=110,tanA'tanB,则AB=
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【答案】
46#184v2
【解析】
34+11=23
【分析】由己知tan A tanB-25,可得1 IsinC=23sinB(sinA-cosA),由余弦定理可得
23b(sin A-cos A)
再白及一号cn4=2024,可利m4-至.是面料ms4.即可
4
11
2
求得AB
34.11
-=23
34c0s4+11c0sB=23
十
【详解】因为tan A tan B,所以sin A sin B
34cos Asin B+11sin Acos B=23sin Asin B.
11cos Asin B+11sin Acos B=23sin Asin B-23cos Asin B.
Isin(+B)=23sin B(sin 4-cos)
又4+B+C=元,所以11sinC=23sinB(sinA-cosA)
23b(sin 4-cos A)
由正弦定理得1lc=23b(sinA-cos4),则c=
11
因为三角形ABC的面积为2024,b=AC=110,
-bcsin A=2024
123bsin 4(sin A-cos 4)=12650(sin2A-sin Acos 4)2024
则26.
11
sin A-sin Aoos -sin-sin Acos tan-tan
sin24+cos24
tan2A+125,
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4
tan =
解得
tanA=-I
3,
7
当amAs4
3时,则
1-号osA=
所以c
23b(sin A-cos 4)
23x11043
55
.=46.
11
11
出tanA三-7时,则s0A、v2
10,c0sA=-7V2
10,
所以c=23b(sinA-cosA)
23×110
V2,7W2
1010
=184v2,
11
11
即1B=46,或4B=184V2
故答案为:
46或1842
二、选择题(本题共4题,满分18分,其中第13-14题每题4分,第15-16题每题5分)·
13.事件A与B独立,A、B
分别是A、B的对立事件,则下列命题中成立的是()
A.P(AUB)=P(A)P(B)
B.P(AUB)=P(A)+P(B)
C.P(AB)=P(A)P(B)
D.P(AUB)=P(4)+1-P(B)
【答案】C
【解析】
【分析】利用独立事件的乘法公式和概率的性质逐项判断即可
【详解)事件A与B独立,A、B分别是4B的对立事件,
P(AUB)=P(A)+P(B)-P(A)P(B)
故
故AB错误;
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P(4B)=P(0P(B),故C正确
P(AUB)=P(A)+P(B)-P(A)P(B)=P(A)+1-P(B)-P(A)[1-P(B)]=1-P(B)+P(A)P(B).D
错误。
故选:C
14已知等差数fa,}中,a,-口,且公差d<0,则其前n项和取得最大值时n的值为《)
A.8
B.9
C.10
D.11
【答案】C
【解析】
【分析】利用等差数列的性质求解即可.
【详解】
a=as,且公差d<0,故4,>0>as,4,+a=0,
所以4o+41=a,+4,=0则a0>0,41<0,
故等差数列a,}中,前10项为正数,后面都为负数。
故前n项和取得最大值时n的值为l0.
故选:C
15经过点P,-2》可以作与曲
2x3-3x-y=0
相切的不同直线共有()
A.0条
B.1条
C.2条
D.3条
【答案】D
【解析】
【分析】设切点为(云2-3),
则切线的斜率为6x-3,又切线过点P(山,-2),可得
4x6-6+1=0,设8(6)=4x-6G+1
由导数的单调性和零点的存在性可得8()与x轴有3个
交点,则有3条切线
【详解】设切点为,2-3x)y=6x2-3
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则切线的斜率为
x6-3
又切线过点
P(1,-2)
所以28-3x+2=(66-3(x-1)
则4-6xG+1=0,设8()=4-6G+1,
则8'(x)=12-12,令8(6)=0.
解得6=0或=1】
当∈(o,0)和(,+0)时8'(x)>0,函数8()单调递增,
当∈(0,)时8()<0,函数8(6)单调递减。
又8(1)=4-6+1=-9<0.g(0)=1>0
g(1)=4-6+1=-1<08(2)=4×8-6×4+1=9>0
所以存在x∈(-0,0),8()=0:∈(0,18()=0,¥∈(,+0),g()=0
所以8,)=4-6G+l与*轴有3个交点,
P(1,-2)
则经过
有3条切线。
故选:D.
16如图所示,四面体1公CD的休积为',点M为楼BC的中点,点
E,
F分别为线段DM的三等分点,
点N为线段4F的中点,过点N的平面“与棱
AB,AC,AD
分别交于
0,P,2
,设四面
A0P9的体积
V'
为V',则V的最小值为()
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1
1
1
A.4
B.8
C.16
D.27
【答案】C
【解析】
A0
=x
AB
AP
【分析】利用向量线性运算可得
,令
AC
=y可得
AN=14D+14B+
AQ
=Z
12
12
AD
1
4N=,。A0+oAP+
AQ
12y
3z
,利用四点共面和基本不等式可求得z的最小值,结合棱锥体积公式
可求得结果
【详解】连接AM,
D
M
AN-F+DF)DMD-D
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0++0++4C
3
62
12
12
AO
=x
AB=A0
AB
AP
令
c=y,则
AC=AP
y
AQ
=Z
AN-140+1P+40
AD
AD=40
12x12y
32
1+L+1=1≥3
1
:N,0,P,Q四点共面,“12x12y32
432z(当且仅当x=y=42时取等号),
1
.z
16:
AP
…d=yd
设点C到平面BAD的距离为d,则点P到平面BAD的距离为AC
女Saw-方4BA0n∠BD.成e号40A0n∠Bn
1
y_3So0以40.4g.y
3S.m'd AB-AD
“y=z2
“16,即V的最小值为1
3
V
16
故选:C
【点睛】关键点点睛:本题考查三棱锥体积相关问题的求解,解题关键是能够结合空间向量的知识,利用
四点共面得到z的最小值,进而代入体积公式求解。
三、解答题(本大题共有5题,满分78分)·
1R已知西黄f倒=sax+p共中o>0.水号。
(1者os7c0sp-6imn3z
sin=0,
4
4
求P的值:
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(2)在(1)的条件下,若函数f(x)的图象的相邻两条对称轴之间的距离等于3,求函数()的解析式:
并求最小正实数m,使得函数
(x)
的图象向左平移m个单位所对应的函数是偶函数
π
π
【答案】(1)
2;(2)m=
0<
12
【解析】
cos cosp-sin3
π
【详解】(1)由4
sin=0 coscos-sinsin=0
4
得
4
4
又
4
(2)由(1)得,f(w=sin(or+
4,依题意,23,又0’故
数@=3fe)=sin6x+孕
+年=红+ke2)m
,π
3m
g(x)是偶函数当且仅当
kπ+π(k∈Z)
2
即
312
m=T
从而,最小正实数”12。
18.如图,在直角梯形ABCD中,ABIIDC,∠ABC=90°,AB=2DC=2BC,E为AB的中点,沿
DE将△ADE折起,使得点A到点P位置,且PE⊥EB,M为PB的中点,N是线段BC上的动点
D
D
B
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(1)求证:平面EMN⊥平面PBC;
VM-EBN1
(2)当三棱锥M-EBN与四棱锥P-EBCD的体积之比为',BCD6时,求直线BV与平面PBC所成
角的正弦值.
【答案】(1)
依题意可知,四边形EBCD是正方形,AE⊥DE,(折叠后PE⊥DE)
PE⊥ER,DEOEB=-E,DE,EBC平面EBCD,所PE⊥平面EBCD
由
由于BCC平面EBCD,所以PE⊥BC,
由
BC⊥EB,PEOEB=E,PE,BBC平面PBE,所以BCL平面PBE.
由于EMC平面PBE,所以BC⊥EM,
PE=BEB,M是PB的中点,所以EM1PB
由于
有
BCoPB=-B,BC,PBC平面PBC,所以EM⊥平面PBC,
由于EMc平面EMN,所以平面EMN⊥平面PBC:
3V26
(2)26
【解析】
【分析】(I)先利用线面垂直的判定定理证得EM⊥平面PBC,从而证得平面EMN⊥平面PBC:
(2)先利用定义判断出直线EN与平面PBC所成角,然后解直角三角形来求得正确答案
【小问1详解】
略
【小问2详解】
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设AB=2DC=2BC=4,由(1)得EM⊥平面PBC,
所以∠MNE是直线EN与平面PBC所成角,
2
依题意V,-BCD
2=BN=}
1
SBD·PE
228
6,则
BN=
4
所以EN=
2+
213
3EM=21
√232
3W26
所以直线BN与平面PBC所成角的正弦值为2V32V3
26
3
D
M
D
B
19.某网站规定:一个邮箱在一天内出现3次密码尝试错误,该邮箱将被锁定24小时.小王发现自己忘记了
邮箱密码,但是可以确定该邮箱的正确密码是他常用的6个密码之一,小王决定从中不重复地随机选择1
个进行尝试若密码正确,则结束尝试;否则继续尝试,直至该邮箱被锁定
(1)求当天小王的该邮箱被锁定的概率:
(2)设当天小王尝试该邮箱的密码次数为X,求X的分布列及E[X冈,D[X]的值
【答案】(1)2
(2)X的分布列为:
2
3
1
1
P
6
6
2-3
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x-.p品
【分析】(1)“当天小王的该邮箱被锁定”即3次尝试均错误,进而求解:
(2)由题X可能取到1,2,3,分别求得概率,列出分布列,根据期望和方差的公式求解即可
【小问1详解】
设“当天小王的该邮箱被锁定”为事件A,
w(o
【小问2详解】
由题意,X可能取到1,2,3,
Px=)-6Px-2刘-名写8,Px=君1-号
5.4
13,
所以X的分布列为:
X
1
2
3
1
2
6
6
3
以-+2g号--引哈2-引公0引号日
6
6
20.已知双曲线
T:x2-y2=
的左、右顶点分别为点4、B,M为双曲线「上的动点,点Q(0,2)
(1)求点M到「的两条渐近线的距离之积:
(2)求经过点9的双曲线「的切线方程:
(3)设点P在第一象限,且在渐近线的上方,直线PA,PB分别与y轴交于点C,D过点P作「的两条切
线,分别与y轴交于点E,F(E在F的上方),证明:
ICEHDF
【答案】(1)2
(2)y=±V5.x+2
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(3)
设P),¥-h<0.A(-L0).B1,0)
前以袋P4的程为车+,级P阳的方程为点红-)
C0,2)D0,-2)
所以x2+1,
x2-1',
设过P且与双曲线相切的直线方程为'=(-无)+力,
[y=k(x-x2)+2
联立x2-y2=1
所以0-)m+2k2-2,)x+2c52-k2-巧-1=0
所以△=(4x-4k2-8xk+45+4=0
所以(传-k2-2xk+巧+1=0
ki k2
设直线PE,PF的斜率分别为,
所以+名=
2x2y2
x号-1,所以PE的方程为y=k(x-)+2,
所以B0,片),同理PF的方程为'=k-)+片,
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所以F0,⅓k5),所以k+%=片-夕-2头
x2+1x2-1x号-1,yg+yF
=2y2-(k+k)x2=2y2-
2x5丛=-2
x3-1x2-1,
所以e+n=g+ye
所以'g-必e=n一ye
所以ys-eHyo-yl
CEDF
所以
【解析】
【分析】(1)设出点M的坐标,写出关系式,求出两个渐近线方程,求出点M到「的两条渐近线的距离
之积:
y=k+2
0
k
(2)设经过点的切线方程为
,联立直线与双曲线方程,根据判别式为求出,求出切线方
程:
(3)设P(,乃),再由4B坐标得到直线PA,PB的方程,维而可行C,D坐标,设过P且与双曲线相切
的直线为)=x-)+片,联立双曲线与直线方程,由△=0及韦达定理可得
,F
坐标,继而可得
%+%=+,即a-%=n一e,即e-e日n一e,即可求证
【小问1详解】
设点M,),所以-=1,
x±y=0
两个渐近线方程为
-川x+_x2-1
所以点M到T的两条渐近线的距离之积为
√2√2
2
2;
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【小问2详解】
由题意得切线方程斜率存在,
y=c+2
设经过点的切线方程为
x2-y2=1
联立y=x+2,所以1-k2x2-4x-5=0
因为直线与双曲线相切,所以△=一-4k2+20=0
所以k=士V5,所以切线方程为y=士5x+2
【小问3详解】
略
【点睛】关键点点睛:本题考查双曲线的性质及直线与双曲线的相切关系,解题关键是直线与双曲线的相
切关系本题中设过P且与双曲线相切的直线为'=k(x-)+少,联立双曲线与直线方程,由△=0及韦
达定理可得:+水=
2x2y2
,-2=-2%
.则⅓+%=2%-6+压=2%店,又
yc+yD=-
2y2
x号-1,得yc+yo=ye+yr,即yE-ye=yp-yr,即yE-ycHyp-yr,即可求证
e
21.设2,已知函数y=f(w)的解析为f()=(x-2)e*-a(x2-2x)+2
,a<
(1)当a=
0时,求函数y=四
的最小值:
时函数f
(2)证明当a∈(∞,
至多有两个零点:
(3)如果函数y=f(四有3个不同的零点,分别设为、、,求实数a的取值范围:如果
·名<0,进一步证明存在唯一的实数口,使得、、成等差数列
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【答案】(1)2-e
(2)
f()=(x-2)e"-a(x2-2x)+2,f(x)=(x-I)e"-2a(x-1)=(x-1)(c"-2a),
a≤0时,c-2a>0恒成立,
当x<1时,)<0,函数y=田在(0,1)上单调递减,
当x>1时,f)>0,函数y=f在(,+o)上单调递增,
,a∈(-o,0
故当
时函数)】
至多有两个零点:
sG-2.
证明如下:
因为0)=0,f2)=2,结合(2)中结论得。∈(,2),
。1
①当a02)时,若存在符合题意的实数a,则由于X5<0,
因此,名<0<书书=0
因此,方,,成等差数列可得出=一
[(x-2)(e-a)+2=0
考虑1(-x-2)er+a四)+2=0即e+e-2,+2
=0,
x+2'x-2
这等价于(e+e(r-4)+8=0
令(x=(e+e*(x-4)+8
所以8'()=2x(e+e)+(e-e(r-4).
令p(=2x(e+e)+(e-e)(r-4
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则p'(x)=(x2-2e+e)+4x(e-e)
令p()=(x-2(e+e)+4x(e-e)
则p()=6x(e+e)+(e-e(xr2+2)
当1<x<2时,p()>0,则()单调递增,即函数p(单调递增,
南P(小p刊=c尽0.则P年.茄高货g单造。
因为30-日e<0,g2)=0+号>0
0,所以8()在(山,2)上存在唯一零点,记为,
当1<x<时,8)<0,即函数8()在凸七)上单调递减。
当。<x<2时,g)>0,即函数8()在,2)上单调递增。
80-(e+日k-3+8<0,g)=8>0.
因此8(田)在(,6)上无零点,在,2)上存在唯一的零点
使得x、x2、x3成等差数列
2
时f)=-2e-G-25+2=0,得a-562
@2e-2
时,ln2a>0,则x=0<x2<x3,不合题意,
2
医上所述,存在唯一的实数“、伍2便5、小5成等若家列
【解析】
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【分析】(1)当a=0时,利用导数求函数单调性,由单调性得函数最小值点,可求函数的最小值:
∈(-∞,0]
(2)当
时,利用导数求函数单调性,由单调性判断函数零点个数;
(3)结合函数单调性求函数y=f()有3个不同的零点的条件,得实数α的取值范围:、、成等
差数列时,通过构造函数,求结论成立所需条件
【小问1详解】
当a=0时,f闭=(x-2e+2.则f')=(x-le
当x<1时,f()<0,函数y=f在(-0,1)上单调递减,
当x>1时,f(y>0,函数y=f在山,+o)上单调递增,
所以函数'=f田的最小值为0=2-e
【小问2详解】
略
【小问3详解】
fw=x-2e*-a(r-2x+2,则f'=x-1e-2a(x-)=(x-l(e-2a,
a∈(-o,0]
由(2)可知,
时不合题意,
0<a<
2时,ln2a<1,
f)>0解得x<h2a段>1.f)<0.解得h2a<x<1
,解得
函数y=f(y在(-,1h2a和(,+o)上单调递增,在(血2a,上单调递减。
fI)=2+a-e<0
由函数y=f(x)有3个不同的零点,则fn2a)>0
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又fm2四=-a(m2a-2)2+2=c2(m2a-2)2+2
令1=h2a∈(-o,l),记fm2a=h0)
0-6:2+2,10-心2
2
2
当∈(0,1)时,h0>0,函数h单调递增,
当1∈(-o,0)时,h0<0,函数h(单调递减,
a=-
所以h()≥g(0)=0,即fm2a)≥0,当且仅当“=2时取等号,
fI)=2+a-e<0
故不等式组f2a>0
解失为(0}行-2.
因为f(2)=2>0,
)o
故ya(0ge-2
时函数y=f(x)有3个不同的零点,
证明:略
【点睛】方法点睛:
1.导函数中常用的两种常用的转化方法:一是利用导数研究含参函数的单调性,常化为不等式恒成立问题,
注意分类讨论与数形结合思想的应用:二是函数的零点、不等式证明常转化为函数的单调性、极(最)值问
题处理.
2.利用导数解决含参函数的单调性问题时,一般将其转化为不等式恒成立问题,解题过程中要注意分类讨
论和数形结合思想的应用.
3.证明不等式,构造一个适当的函数,利用它的单调性进行解题,是一种常用技巧.许多问题,如果运用
这种思想去解决,往往能获得简洁明快的思路,有着非凡的功效
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