内容正文:
福建省部分学校2025届高中毕业班3月质量检测
数学
本试卷共5页,19小题,满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,用0.5mm碳素黑中性笔将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回.
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,只有一个选项是符合题目要求的.
1. 设全集,集合,,则集合( )
A. B. C. D.
2. 在复平面内,复数对应的点位于 ( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
3. 在中,角,,的对边分别为,,,若,,,则的面积为( )
A. B. C. D.
4. 已知双曲线的一条渐近线与直线平行,则的离心率为()
A. 2 B. C. D. 3
5. 已知函数则( )
A. 1 B. 6 C. 8 D. 9
6. 已知圆与圆有且仅有三条公切线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7. 已知一个圆台的上、下底面半径分别为1和4,高为.若该圆台内有一个球,则该球的表面积的最大值为( )
A. B. C. D.
8. 定义P数列:它以数字1开始,序列的第项是对第n项的描述.如第一项是1个1,所以下一项就是11;第二项是2个1,所以下一项是21;第三项是1个2和1个1,所以下一项就是1211,以此类推.用表示该数列第n项的长度,则下列说法错误的是( )
A. P数列的每一项均不含数字4
B. 序列“11131221131211”在P数列中出现了无数次
C. 存在有理数满足:对任意都存在正整数N,使得时恒有
D. 存在正整数N,使得时恒有
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知向量,则下列选项正确的是( )
A B.
C. 已知,若,则 D. 与夹角的余弦值为
10. 已知函数,则下列说法正确的是( )
A. 的最小正周期为
B. 函数的图象关于点对称
C. 函数的图象向右移个单位长度后,图象关于轴对称,则的最小值为
D. 若关于的方程在上有两个实数根,则实数的取值范围为
11. 已知定义域为的函数满足,为的导函数,且,则下列说法正确的是( )
A. 为奇函数
B.
C
D. 对,,
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 试写出曲线与曲线的一条公切线方程________.
13. 从1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取3个不同的数,且这三个数之和为偶数,记满足条件的取法种数为;从0,1,2,3,4,5中任取2个不同的数,且这两个数之和为奇数,记满足条件的取法种数为.若从个取法和个取法各随机选一种,这两种取法的数字完全不同的概率是______.
14. 已知为抛物线的焦点,过点的直线与交于A,B两点,过点作,与的准线交于点,且,,则______.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知为数列前n项和,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列前项和.
16. 已知函数,,其中为的导函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若恒成立,求a的取值范围.
17. 如图,在三棱锥中,平面ABC,为锐角,动点D在的边AC上,,,,三棱锥的体积为.
(1)证明:平面平面PAB
(2)当点P到直线BD的距离为时,求PD与平面ABC所成的角.
18. 继 2023 年电子竞技首次作为正式竞赛项目登上杭州亚运会舞台后,2024 年国际奥委会宣布首届奥林匹克电子竞技运动会将于 2025 年在沙特阿拉伯王国举办.这意味着电子竞技作为虚拟体育正式成为奥运会项目的一部分.为迎接电子竞技行业这一里程碑式的时刻, 甲、乙两俱乐部计划按照现今体育比赛中的赛制举办友谊赛.在体育比赛中有两种常见赛制:一种是局胜制,例如一场比赛有5局, 率先胜3局一方获胜,本场比赛结束; 另一种是局胜制,例如一场比赛有7局,率先胜4局一方获胜, 本场比赛结束.
(1)若采用5局3胜制,甲俱乐部每场比赛获胜的概率为0.8;若采用7局4胜制,甲俱乐部每场比赛获胜的概率为0.9.已知甲、乙俱乐部采用这两种赛制各进行了场比赛,试自行绘制列联表,并根据小概率值的独立性检验,来推断赛制是否对甲队获胜的场数有影响;
(2)设甲俱乐部每局比赛获胜的概率均为,且每局比赛都能决出胜负,没有平同: ①若两俱乐部采用5局3胜制比赛,记事件: “甲俱乐部只要取得3局比赛的胜利比赛结束且甲获胜”,事件: “两俱乐部赛满5局,甲俱乐部至少取得3局比赛胜利且甲获胜”,试证明:;
②若甲、乙两俱乐部创造一种全新的赛制,约定比赛规则为:共进行局,赢得局数大于 局的俱乐部获胜.若甲俱乐部每局比赛获胜的概率,试判断进行几局比赛时,甲俱乐部获胜的概率最大,并说明理由.
0.10
0.05
0.025
0.010
2.706
3.841
5.024
6.635
附:,其中 .
19. 一般地,若两个椭圆焦点都在x轴或y轴上,长轴相等,其中一个椭圆的短半轴长与另一个椭圆的焦距长相等,则称两个椭圆为相关椭圆.已知椭圆,抛物线与有一个相同的焦点F.过点F作互相垂直的两条直线l与,直线l与交于点G、B,直线与交于点C、D.
(1)求该椭圆的相关椭圆方程及抛物线的方程
(2)四边形GCBD的面积是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.
(3)过椭圆左顶点A且斜率为的直线与椭圆交于点M,与轴交于点,设点为MA的中点.若轴上存在点,对于任意的,都有(为原点),若,求的值.
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福建省部分学校2025届高中毕业班3月质量检测
数学
本试卷共5页,19小题,满分150分,考试时间120分钟.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上.
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑.如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,用0.5mm碳素黑中性笔将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回.
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,只有一个选项是符合题目要求的.
1. 设全集,集合,,则集合( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】解绝对值不等式求出集合,再根据补集、交集的定义计算可得.
【详解】由,即,解得,所以,
又,所以,
则.
故选:C
2. 在复平面内,复数对应点位于 ( )
A. 第一象限 B. 第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限
【答案】D
【解析】
【分析】根据复数代数形式的乘法运算化简,再根据复数的几何意义判断即可.
【详解】因为,
则复数在复平面内所对应的点为,位于第四象限.
故选:D
3. 在中,角,,的对边分别为,,,若,,,则的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】由余弦定理得到,由同角三角函数关系得到,由三角形面积公式求出答案.
【详解】因,,,所以,
因为,所以,所以.
故选:A
4. 已知双曲线的一条渐近线与直线平行,则的离心率为()
A. 2 B. C. D. 3
【答案】C
【解析】
【分析】根据双曲线的一条渐近线与直线平行,得到,再结合离心率的定义,即可求解.
【详解】由题意,双曲线渐近线方程为,
因为一条渐近线与直线平行,可得,
则,即双曲线的离心率为.
故选:C.
5. 已知函数则( )
A. 1 B. 6 C. 8 D. 9
【答案】D
【解析】
【分析】根据分段函数的定义域代入求解.
【详解】因为已知函数,
所以,则,
故选:D
6. 已知圆与圆有且仅有三条公切线,则的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据公切线条数可确定两圆外切,由圆与圆位置关系的判断可构造方程得到,令,代入消元,将问题转化为一元二次方程有解的问题,由此可求得的取值范围.
【详解】由圆方程知:圆心,半径;
由圆方程知:圆心,半径;
圆和圆有且仅有三条公切线,两圆外切,
,即,
设,则,,
即,,解得:,
的取值范围为.
故选:D.
7. 已知一个圆台的上、下底面半径分别为1和4,高为.若该圆台内有一个球,则该球的表面积的最大值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,作出圆台轴截面,分析可知,当球与相切时,其表面积最大,再结合条件求得球的半径,得到结果即可.
【详解】如图,作出圆台的轴截面,要使球的表面积最大,则球需要与相切,
设圆的半径为,则,
因为,所以,
作,,因为,所以,
而,由勾股定理得,
则,且,
而,
即得到,解得,
则该球的表面积的最大值为,故B正确.
故选:B
【点睛】关键点点睛:解题关键是判断出表面积最大时的情况,然后利用勾股定理建立方程,得到球的半径,进而得到所要求的表面积即可.
8. 定义P数列:它以数字1开始,序列的第项是对第n项的描述.如第一项是1个1,所以下一项就是11;第二项是2个1,所以下一项是21;第三项是1个2和1个1,所以下一项就是1211,以此类推.用表示该数列第n项的长度,则下列说法错误的是( )
A. P数列的每一项均不含数字4
B. 序列“11131221131211”在P数列中出现了无数次
C. 存在有理数满足:对任意都存在正整数N,使得时恒有
D. 存在正整数N,使得时恒有
【答案】B
【解析】
【分析】利用反证法可说明选项A正确,利用题中的定义进行逆推可知选项B错误,利用数学中外观数列的结论可得选项CD均正确.
【详解】对于选项A,利用反证法说明数列的每一项均不含数字4:
显然,第一项不存在数字4.
如果该数列出现4,那么假设第n项是最小的“包含至少一个不小于4的数字”的项.
现在解读这个项的意思,读到这里一定是说“前一项某处有x个m (m>=4)”或者“前一项某处有至少连续4个y”,
若为前者,可知该数列第项中也包含至少一个大于等于4的数字,矛盾(因为已经假设第n项是满足该条件的最小的项).
若为后者,那么第项此处的语句没有意义,矛盾.
故满足条件项不存在.选项A正确;
对于选项B,若序列“11131221131211”在P数列中出现,现进行逆推:
设数列中的第n项为“11131221131211”,
则数列中的第n-1项为“13211321”,
则数列中的第n-2项为“311311”,
则数列中的第n-3项为“11131”,
很明显数列中的项除去第一项外其余的项中数字均为偶数个,故选项B是错误的,
对于选项C和选项D,其结论为数学中的一个定理:
题中定义的P数列又被称之为外观数列,该数列有以下性质:
每生成下一项,数字大约增大30%,即数列是单调递增的,,选项D正确;
比值为一个常数,,该常数被称之为康威常数,是下面一个71次方程唯一的正实数解:
.
由康威常数的结论可知选项C正确.
故选:B.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知向量,则下列选项正确的是( )
A B.
C. 已知,若,则 D. 与夹角的余弦值为
【答案】BC
【解析】
【分析】由向量垂直的坐标表示可判断A错误,利用模长的坐标公式可得B正确,再由向量平行的坐标表示可判断C正确,利用夹角的坐标公式计算可知D错误.
【详解】对于A,易知,所以不垂直,即A错误;
对于B,,可得,可得B正确;
对于C,由且可得,解得,即C正确;
对于D,设与的夹角为,所以,可得D错误.
故选:BC
10. 已知函数,则下列说法正确的是( )
A. 的最小正周期为
B. 函数的图象关于点对称
C. 函数的图象向右移个单位长度后,图象关于轴对称,则的最小值为
D. 若关于的方程在上有两个实数根,则实数的取值范围为
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据倍角公式和辅助角公式将化成单角单函数即,由正弦型函数的最小正周期判断A选项;利用代入检验的思想判断B选项;根据图象平移得到平移后的函数,再根据偶函数得到,根据的范围求得的值,判断C选项;转化为两个函数图象的交点问题,结合正弦函数图象求得的取值范围,判断D选项.
【详解】对A,,则的最小正周期为,故A正确;
对B,因为,所以函数的图象关于点对称,故B错误;
对C,将函数的图象向右移个单位长度后可得函数的图象,
因为的图象关于轴对称,所以,
即,又,所以的最小值为,故C正确;
对D,由得,,
若,则,
若关于的方程有两个实数根,则与图象有两个交点,
所以,解得,故D正确.
故选:ACD.
11. 已知定义域为的函数满足,为的导函数,且,则下列说法正确的是( )
A. 为奇函数
B.
C.
D. 对,,
【答案】ABC
【解析】
【分析】利用赋值法可判断A;利用赋值法并对函数求导,可判断B;将变形形式,利用柯西方程可求得,代入求值,即可判断C;结合,利用作差法可判断D.
【详解】由题意定义域为的函数满足
令,则,
令,则,即,
故为奇函数,A正确;
由于,故,即,
则为偶函数,由可得,
由,令得,
故,令,则,B正确;
又,
则,
令,则,
由柯西方程知,,故,
则,由于,故,
即,则,C正确;
对
,
故,D错误,
故选:ABC.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 试写出曲线与曲线的一条公切线方程________.
【答案】或(写出一个即可)
【解析】
【分析】设出切点坐标,根据切线斜率相等,建立等式,解出即可.
【详解】设公切线与曲线切于点,
与曲线切于点.
由,得.由,得.
令,即,则,
且,
即,
化为,
所以,解得或.
当时,,,
此时切线的方程为,即.
当时,,,
此时切线的方程为,即.
综上可知,切线的方程为或,写出任意一个即可.
故答案为:或,写出任意一个即可.
13. 从1,2,3,4,5,6,7,8,9中任取3个不同的数,且这三个数之和为偶数,记满足条件的取法种数为;从0,1,2,3,4,5中任取2个不同的数,且这两个数之和为奇数,记满足条件的取法种数为.若从个取法和个取法各随机选一种,这两种取法的数字完全不同的概率是______.
【答案】##0.5
【解析】
【分析】利用按2个奇数和1个偶数或3个偶数分类选取来满足选取的三个数和为偶数,同理按1个奇数和1个偶数分类选取来满足选取的两个数和为奇数,在分析两次选取不能有重复数字时,则可进行分类分步研究即可求解.
【详解】从中任取3个不同的数,要满足三个数之和为偶数,
第一类:取两个奇数和一个偶数,共有;
第二类:取三个偶数,共有;
所以满足三个数之和为偶数的取法种数有种,即;
从中任取2个不同的数,且这两个数之和为奇数,
则取一个奇数和一个偶数,即种,所以;
若从中任取一个奇数和0时,则从中任取3个数之和为偶数,且与前面取的数不重复,则共有;
若从中任取一个奇数和非0偶数时,则从中任取3个数之和为偶数,且与前面取的数不重复,则共有;
所以这两种取法数字完全不同的概率为
故答案为:.
14. 已知为抛物线的焦点,过点的直线与交于A,B两点,过点作,与的准线交于点,且,,则______.
【答案】4
【解析】
【分析】首先得到抛物线的焦点坐标与准线方程,设直线的方程为,,联立直线与抛物线方程,消元、列出韦达定理,过点作轴的垂线,过点作的垂线,垂足为,过点作的垂线,垂足为,即可得到,再由弦长公式计算可得..
【详解】由题意知抛物线的焦点为,准线方程为.
当过点的直线垂直于轴时,易知,,则,不符合题意.
当过点的直线斜率为0时,直线与只有一个交点,不符合题意.
设直线的方程为.
联立,化简得,
设,显然,则.
由,,可知.
所以.
如图,过点作轴的垂线,过点作的垂线,垂足为,过点作的垂线,垂足为.
因为,
所以,所以,则.
又,
所以,整理得,解得,则.
又,即,
所以,则,解得.
故答案为:
【点睛】关键点点睛:本题以学生熟悉的抛物线为载体,求参数的值,将创新思维融于解题之中,具有化腐朽为神奇的效果.抓住是解本题的关键.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 已知为数列的前n项和,且.
(1)求数列的通项公式;
(2)设,求数列的前项和.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)当时,由已知可求得,当时,,两式相减可得,可得结论;
(2)由(1)知,,利用错位相减法可求得.
【小问1详解】
由题知,,当时,,解得,
当时,,则有,即,
所以数列是以2为首项,为公比的等比数列,所以.
【小问2详解】
由(1)知,,
所以,
,
所以
,
所以.
16. 已知函数,,其中为的导函数.
(1)讨论的单调性;
(2)若恒成立,求a的取值范围.
【答案】(1)答案见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据题意可得,分和两种情况,利用导数判断的单调性;
(2)根据题意整理可得,结合的单调性可得,构建,利用导数求其最值,即可得结果.
【小问1详解】
由题意可知:的定义域为,且,
则,可得,
①当时,恒成立,可知在上单调递减;
②当时,令,解得;令,解得;
可知在上单调递减,在上单调递增;
综上所述,当时,在上单调递减;
当时,在上单调递减,在上单调递增.
【小问2详解】
由可得,
整理得,即,
可得,
因为在定义域内单调递增,可得,
即,可得,
令,则.
因为,
令,解得;令,解得;
可知在上单调递增,在上单调递减,则,
可得,所以a的取值范围为.
17. 如图,在三棱锥中,平面ABC,为锐角,动点D在的边AC上,,,,三棱锥的体积为.
(1)证明:平面平面PAB.
(2)当点P到直线BD的距离为时,求PD与平面ABC所成的角.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【解析】
【分析】(1)根据线面垂直的性质结合勾股定理可得,再根据三棱锥的体积公式可得,再根据余弦定理结合勾股定理可得,再根据线面垂直的判定与面面垂直的判定证明即可;
(2)以为正交基底,建立空间直角坐标系,设,根据点到面的距离公式与线面夹角公式求解即可.
【小问1详解】
证明:因为平面ABC,平面ABC,
所以,,,
所以,同理得.
又因为,
所以.
因为为锐角三角形,所以.
由余弦定理,可知,
所以,所以,
又因为,,PA,平面PAB,
所以平面PAB,所以平面平面PAB.
【小问2详解】
如图,以为正交基底,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,,.
设,则.
由,
解得或(负值舍去),所以.
由(1)知PD与平面ABC所成的角为,所以,
所以,即PD与平面ABC所成的角为.
18. 继 2023 年电子竞技首次作为正式竞赛项目登上杭州亚运会舞台后,2024 年国际奥委会宣布首届奥林匹克电子竞技运动会将于 2025 年在沙特阿拉伯王国举办.这意味着电子竞技作为虚拟体育正式成为奥运会项目的一部分.为迎接电子竞技行业这一里程碑式的时刻, 甲、乙两俱乐部计划按照现今体育比赛中的赛制举办友谊赛.在体育比赛中有两种常见赛制:一种是局胜制,例如一场比赛有5局, 率先胜3局一方获胜,本场比赛结束; 另一种是局胜制,例如一场比赛有7局,率先胜4局一方获胜, 本场比赛结束.
(1)若采用5局3胜制,甲俱乐部每场比赛获胜的概率为0.8;若采用7局4胜制,甲俱乐部每场比赛获胜的概率为0.9.已知甲、乙俱乐部采用这两种赛制各进行了场比赛,试自行绘制列联表,并根据小概率值的独立性检验,来推断赛制是否对甲队获胜的场数有影响;
(2)设甲俱乐部每局比赛获胜的概率均为,且每局比赛都能决出胜负,没有平同: ①若两俱乐部采用5局3胜制比赛,记事件: “甲俱乐部只要取得3局比赛的胜利比赛结束且甲获胜”,事件: “两俱乐部赛满5局,甲俱乐部至少取得3局比赛胜利且甲获胜”,试证明:;
②若甲、乙两俱乐部创造一种全新的赛制,约定比赛规则为:共进行局,赢得局数大于 局的俱乐部获胜.若甲俱乐部每局比赛获胜的概率,试判断进行几局比赛时,甲俱乐部获胜的概率最大,并说明理由.
0.10
0.05
0.025
0.010
2.706
3.841
5.024
6.635
附:,其中 .
【答案】(1)列联表见解析,答案见解析;
(2)①证明见解析;②4局.
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,列出列联表,求出的观测值并与比较求解.
(2)①利用互斥事件的概率公式及独立重复试验的概率公式列式化简得证;②利用条件概率及全概率公式求出与的关系,再建立不等式求解.
【小问1详解】
依题意,列联表如下:
5局3胜
7局4胜
合计
甲胜
乙胜
合计
,依据小概率值的独立性检验,
当时,,赛制对甲胜场数有影响;
当时,,赛制对甲胜场数没有影响.
【小问2详解】
①,
,
所以.
②设甲赢得比赛的概率为,设“进行局比赛甲最终获胜”,“第一局甲赢”,“第二局甲赢”,
则有,
而发生及发生意味着前2局比赛甲恰好赢一局,则甲在局比赛最终获胜当且仅当
甲在后续的局比赛中赢的局数要大于,因此,
在发生的条件下,甲已经赢了前2局,
则甲最终获胜当且仅当甲在后续的局比赛中赢的局数要大于或等于,
则;
在发生的条件下,甲输掉前2局,则甲最终获胜当且仅当甲在后续的局
比赛中赢的局数要大于,而这个事件可视为“甲在后续的局比赛中赢的局数大于”
与事件“甲在后续的局比赛中恰好赢局”的差事件,
故,
因此
令,得,则当时,,
所以当,即时,最大
【点睛】关键点点睛:利用概率加法公式及乘法公式求概率,把要求概率的事件分拆成两两互斥事件的和,相互独立事件的积是解题的关键.
19. 一般地,若两个椭圆焦点都在x轴或y轴上,长轴相等,其中一个椭圆的短半轴长与另一个椭圆的焦距长相等,则称两个椭圆为相关椭圆.已知椭圆,抛物线与有一个相同的焦点F.过点F作互相垂直的两条直线l与,直线l与交于点G、B,直线与交于点C、D.
(1)求该椭圆的相关椭圆方程及抛物线的方程
(2)四边形GCBD的面积是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.
(3)过椭圆左顶点A且斜率为的直线与椭圆交于点M,与轴交于点,设点为MA的中点.若轴上存在点,对于任意的,都有(为原点),若,求的值.
【答案】(1)椭圆方程为,抛物线的方程为
(2)四边形GCBD的面积存在最小值,最小值为8;
(3)
【解析】
【分析】(1)设椭圆方程为,,分两种情况,得到椭圆方程为,并根据焦点坐标得到,求出;
(2)先得到直线的斜率不存在时,直线的方程为,此时直线为,求出四边形GCBD的面积为8,再求出当直线的斜率存在,设直线的方程为,
分别与和联立得到两根之和,两根之积,求出弦长,表达出四边形面积,换元得到,结合函数单调性得到,从而求出最小值;
(3)联立直线和得到点M的坐标,并得到点坐标,由得到,并变形得到,结合,得到方程,求出答案.
【小问1详解】
椭圆的焦点在轴上,,
设椭圆方程为,,
若椭圆的短半轴长与的焦距长相等,
即,此时不合要求,
若椭圆的短半轴长与椭圆的焦距长相等,
即,解得,满足要求,
故椭圆方程为;
椭圆的焦点为,故,解得,
故;
【小问2详解】
显然当直线的斜率为0时,直线与抛物线只有1个交点,不合要求,
故直线的斜率不为0,当直线的斜率不存在时,
直线的方程为,此时直线为,
中,令得,故,
此时,,
设四边形GCBD的面积为,,
当直线的斜率存在,设直线的方程为,
与联立得,
设,则,
故,
故,
直线,与椭圆联立得,
恒成立,
设,则,
由弦长公式得
,
设四边形GCBD的面积为,
,
令,则,
由对勾函数性质可知在上单调递增,
故,
故四边形GCBD的面积存在最小值,最小值为8.
【小问3详解】
由题意得,故直线,联立得
,设,则,
故,,
故,,
中,令得,故,
,
又,设,故,解得,
所以,
由得,
即,,
即,
其中,,
故,解得,
故的值为
【点睛】方法点睛:圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:
(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;
(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.
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