内容正文:
滚动测试卷(五)
(本卷满分150分 考试时间120分钟)
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,只有一项是符合题目要求的.
1.设Sn是等差数列{an}的前n项和,且S12-S5=21,则S17=( )
A.17 B.34
C.51 D.68
2.已知圆C:x2+y2-4x-6y+4=0关于直线l:ax+by-1=0(ab>0)对称,则+的最小值是( )
A.2 B.3
C.6 D.4
3.对数螺线广泛应用于科技领域.某种对数螺线可以用ρ=αe表达,其中α为正实数,φ是极角,ρ是极径.若φ每增加个单位,则ρ变为原来的( )
A.e倍 B.e倍
C.e倍 D.eπ倍
4.已知圆柱的底面半径为1,母线长为2,它的两个底面的圆周在同一个球的球面上,则该球的表面积为( )
A.4π B.6π
C.8π D.10π
5.若函数f(x)满足对于x∈R, f=f,f(2+x)=-f(x),则f(x)的解析式可能为( )
A.sin B.cos
C.4sin D.2cos
6.如图,边长为4的等边△ABC,动点P在以BC为直径的半圆上.若 =λ+μ,则 λ+μ的取值范围是( )
A. B.
C. D.
7.已知函数f(x)=mex+eln+(e-1)x的定义域为(0,+∞),若f(x)存在零点,则m的取值范围为( )
A. B.(0,e]
C. D.[e,+∞)
8.已知抛物线C:x2=12y和圆M:x2+y2-4x-4y+4=0,点F是抛物线C的焦点,圆M上的两点A,B满足AO=2AF,BO=2BF,其中O是坐标原点,动点P在圆M上运动,则P到直线AB的最大距离为( )
A.2+ B.
C.4+ D.2
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a=(1,-1),b=(2,k),a⊥b,c=a-tb.若〈a,c〉=〈b,c〉,则( )
A.|a|=|b|
B.b·c=4
C.b在c方向上的投影向量为c
D.与b反向的单位向量是
10.如图,函数f(x)=Asin(ωx+φ)A>0,ω>0,|φ|≤的图象与x轴的其中两个交点为A,B,与y轴交于点C,D为线段BC的中点,OB=OC,OA=2,AD=,则( )
A.f(x)的图象不关于直线x=8对称
B.f(x)的最小正周期为12π
C.f(-x+2)的图象关于原点对称
D.f(x)在[5,7]上单调递减
11.如图,几何体的底面是边长为6的正方形A1B1C1D1,AA1⊥底面A1B1C1D1,AB∥A1B1,AA1=AB=3,==λ,λ∈[0,1],则( )
A.当λ=0时,该几何体的体积为45
B.当λ=时,该几何体为台体
C.当λ=时,在该几何体内放置一个表面积为S的球,则S的最大值为9π
D.当点B1到直线DD1距离最大时,则λ=1
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知函数f(x)=+a是奇函数,则a=________.
13.在△ABC中,已知AB=1,AC=3,点G为△ABC的外心,点O为△ABC的重心,则·=________.
14.设A(x1,y1),B(x2,y2)为平面上两点,定义d(A,B)=|x1-x2|+|y1-y2|,已知点P为抛物线C:x2=2py(p>0)上一动点,点Q(3,0),d(P,Q)的最小值为2,则p=________;若斜率为的直线l过点Q,点M是直线l上一动点,则d(P,M)的最小值为________.
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.(13分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,设向量m=(2sin A,sin A+cos A),n=(cos A,cos A-sin A),f(A)=m·n,A∈.
(1)求函数f(A)的最大值;
(2)若f(A)=0,a=,sin B+sin C=,求△ABC的面积.
16.(15分)已知椭圆E:+=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,椭圆E的离心率为,椭圆E上的点到右焦点的最小距离为1.
(1)求椭圆E的方程;
(2)若过右焦点F2的直线l与椭圆E交于B,C两点,E的右顶点记为A,AB∥CF1,求直线l的方程.
17.(15分)如图,PD⊥平面ABCD,AD⊥CD,AB∥CD,PQ∥CD,AD=CD=DP=2PQ=2AB=2,点E,F,M分别为AP,CD,BQ的中点.
(1)求证:EF∥平面MPC;
(2)若N为线段CQ上的点,且直线DN与平面PQM所成的角为,求QN∶NC的值.
18.(17分)已知在平面直角坐标系xOy中,l1:y=2x,l2:y=-2x,平面内有一动点P,过P作DP∥l2交l1于D,EP∥l1交l2于E,平行四边形ODPE的面积恒为1.
(1)求点P的轨迹方程并说明它是什么图形;
(2)记P的轨迹为曲线C,G,当P在y轴右侧且不在x轴上时,在y轴右侧的C上一点Q满足x轴平分∠PGQ,且PQ不与x轴垂直或PG是C的一条切线,求PQ与l1,l2围成的三角形的面积最小值.
19.(17分)若数列{an}的各项均为正数,对任意n∈N*,有a≥an+2an,则称数列{an}为“对数凹性”数列.
(1)已知数列1,3,2,4和数列1,2,4,3,2,判断它们是否为“对数凹性”数列,并说明理由;
(2)若函数f(x)=b1+b2x+b3x2+b4x3有三个零点,其中bi>0(i=1,2,3,4).证明:数列b1,b2,b3,b4为“对数凹性”数列;
(3)若数列{cn}的各项均为正数,c2>c1,记{cn}的前n项和为Sn,Wn=Sn,对任意三个不相等正整数p,q,r,存在常数t,使得(p-q)Wr+(q-r)Wp+(r-p)Wq=t.证明:数列{Sn}为“对数凹性”数列.
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滚动测试卷(五)
1.C 设公差为d,则S12-S5=7a1+56d=21,
即a1+8d=3,
则S17=17a1+136d=17(a1+8d)=51,故选C.
2.D 因为圆C:(x-2)2+(y-3)2=9关于直线l:ax+by-1=0(ab>0)对称,
所以直线l过圆心(2,3),即2a+3b=1,则+=(2a+3b)=2++.
因为ab>0,且2a+3b=1,所以a>0,b>0,
所以+=2++≥2+2=4,
当且仅当=,即a=,b=时等号成立,则+的最小值是4.故选D.
3.B φ0所对应的极径为ρ0,则ρ0=αe,
则φ1=φ0+所对应的极径为ρ1=αe,
所以==e-=e,
故φ每增加个单位,则ρ变为原来的e倍.故选B.
4.C 由题意可知该球为圆柱的外接球,所以球心为圆柱的中心,设球半径为r,
则r==,故该球的表面积为4πr2=8π.故选C.
5.D 因为f=f,
所以f(x)关于x==对称,
又f(2+x)=-f(x),
则f(4+x)=-f(2+x)=-[-f(x)]=f(x),
所以f(x)是以4为周期的周期函数;
对于A,若f(x)=sin,则最小正周期T==4,
又f=sin=sin=,所以f(x)不关于x=对称,故A错误;
对于B,若f(x)=cos,则最小正周期T==4,
又f=cos=cos=,所以f(x)不关于x=对称,故B错误;
对于C,若f(x)=4sin,则最小正周期T==2,
则f(x+2)=f(x),又f(x)=-f(x)不恒成立,
所以f(2+x)=-f(x)不恒成立,故C错误;
对于D,若f(x)=2cos,
则最小正周期T==4,
又f=2cos=2cos π=-2,满足f(x)关于x=对称,故D正确.故选D.
6.
D 根据题意,以BC所在直线为x轴,BC的垂直平分线为y轴,建立直角坐标系,如图所示.
则A(0,2),B(-2,0),C(2,0),半圆弧的方程为x2+y2=4(y≤0),设P(m,n),
则=(m,n-2),=(-2,-2),=(2,-2),
由=λ+μ,得
解得
由m2+n2=4(n≤0),设m=2cos θ,n=2sin θ,其中π≤θ≤2π,
可得λ+μ=-m-n++m-n+
=-cos θ-sin θ+=-sin+,
由π≤θ≤2π,得≤θ+≤,
则-1≤sin≤,
得≤-sin+≤,
得λ+μ的取值范围为,故选D.
7.C 由题意得m>0,令f(x)=0,则ex+ln m+e(x+ln m)=eln x+eln x.
令g(x)=ex+ex,因为函数y=ex,y=ex在(0,+∞)上均单调递增,则g(x)单调递增,
所以g(x+ln m)=g(ln x),可化为x+ln m=ln x,即ln m=ln x-x.
令h(x)=ln x-x,则h′(x)=,
当x∈(0,1)时,h′(x)>0,h(x)在(0,1)上单调递增;当x∈(1,+∞)时,h′(x)<0,h(x)在(1,+∞)上单调递减,
又h(1)=-1,当x→0时,h(x)→-∞,
所以ln m≤-1,解得0<m≤.故选C.
8.A 抛物线的焦点F(0,3),圆M:(x-2)2+(y-2)2=4,其圆心M(2,2),半径r1=2.
9.ABC ∵a=(1,-1),b=(2,k),c=a-tb,
∴c=(1-2t,-1-tk).
∵a⊥b,∴2-k=0,∴k=2,∴b=(2,2),c=(1-2t,-1-2t).
∵〈a,c〉=〈b,c〉,∴cos〈a,c〉=cos〈b,c〉,
即=.
∴=,即=,解得t=-,则c=(2,0).
对于A,|a|=,|b|=2,∴|a|=|b|,故A正确;
对于B,因为b·c=(2,2)·(2,0)=4,故B正确;
对于C,b在c方向上的投影向量为|b|cos〈c,b〉·=·=×c=c,故C正确;
对于D,与b反向的单位向量是-=,故D错误.故选ABC.
10.ACD 由题可知A(2,0),B,C(0,Asin φ),则D,
有|Asin φ|=2+,sin(2ω+φ)=0.
∵AD=,∴2+=,
把|Asin φ|=代入上式,得2-2×-24=0,解得=6(负值舍去),
∴ω=,∴sin=0,由|φ|≤,
解得φ=-,∴=8,
解得A=,∴f(x)=sin,
对于A,f(8)=sin=0,故A正确;
对于B,f(x)的最小正周期为=12,故B错误;
对于C,f(-x+2)=sin=-sin,f(-x+2)为奇函数,故C正确;
对于D,当5≤x≤7时,≤x-≤,∴f(x)在[5,7]上单调递减,故D正确.故选ACD.
11.
ACD 若λ≠0,即==λ≠0,可知ABCD为矩形.
对于选项A,当λ=0时,即==0,
取A1B1,C1D1的中点E,F,连接BE,EF,BF,如图所示.
因为AA1⊥底面A1B1C1D1,A1B1⊂底面A1B1C1D1,则AA1⊥A1B1,
且A1B1C1D1为正方形,则A1D1⊥A1B1,
又AA1∩A1D1=A1,AA1,A1D1⊂平面AA1D1,可得A1B1⊥平面AA1D1,
因为AB=A1E,AB∥A1E,可知AA1EB为平行四边形,则BE∥AA1,
可知AA1D1BEF为直三棱柱,BE⊥底面A1B1C1D1,
所以该几何体的体积为V=VAA1D1BEF+VBEB1C1F=×3×6×3+×3×3×6=45,故A正确;
对于选项B,当λ=时,即==,可知=≠=,所以该几何体不为台体,故B错误;
对于选项C,当λ=时,即==,则==,所以该几何体为台体,
如图所示,E,O1,G为相应边的中点,则ABCDA1EO1G为正方体,
因为AA1⊥底面A1B1C1D1,且AA1=3,可知所求球的半径R≤AA1=,
且正方体ABCDA1EO1G的内切球的半径即为AA1=,
所以球的最大半径R=,即S的最大值为4πR2=9π,故C正确;
对于选项D,以A1为坐标原点,A1B1,A1D1,A1A所在直线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,
则B1(6,0,0),D1(0,6,0),D(0,6λ,3),可得=(6,-6,0),=(0,6λ-6,3),
则点B1到直线DD1的距离为
d(λ)===,
可知d(λ)在[0,1]上单调递增,所以当点B1到直线DD1距离最大时,λ=1,故D正确;故选ACD.
12.解析 由ex-e-x≠0,得x≠-x,解得x≠0,
所以f(x)的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),
因为f(x)=+a,
所以f(-x)=+a=-+a,
因为函数f(x)是奇函数,
所以f(x)+f(-x)=-+2a=1+2a=0,解得a=-.
答案 -
13.
14.解析 设P,
则d(P,Q)=|m-3|+≥-m+3=(m-p)2+3-≥3-,
由题意得3-=2,即p=2,p=m时取得最小值.
易知l:y=x-,C:x2=4y,联立有x2-6x+18=0,
显然无解,即直线与抛物线无交点,如图所示,
过P作PN∥x轴交l于点N,过M作ME⊥PN,
则d(P,M)=|PE|+|EM|≥|PE|+|EN|=|PN|(M,N重合时取得等号),
答案 2
15.解析 (1)f(A)=m·n
=2sin Acos A+(sin A+cos A)(cos A-sin A)
=sin 2A+(cos2A-sin2A)=sin 2A+cos 2A
=2sin.
因为A∈,所以2A+∈,
所以当2A+=,即A=时,
f(A)有最大值2×=.
(2)因为f(A)=0,所以2sin=0,
所以2A+=kπ,k∈Z,
因为A∈,所以A=,
由正弦定理====2,
所以sin B=,sin C=,
又因为sin B+sin C=,所以+=,得b+c=,由余弦定理有a2=b2+c2-2bccos A,即3=(b+c)2-3bc,所以bc=1,
所以S△ABC=bcsin A=×1×=.
16.解析 (1)设焦距为2c,由椭圆对称性不妨设椭圆上一点P(x0,y0)(0≤x0≤a),
易知F2(c,0),则|PF2|=
==
==a-x0,
显然x0=a时,|PF2|min=a-c,
由题意得解得a=2,c=1,b=,
所以椭圆E的方程为+=1.
(2)设C(x1,y1),B(x2,y2),
因为AB∥CF1,
所以|CF1|∶|AB|=|F1F2|∶|F2A|=2∶1,
所以y1=-2y2,①
设直线l的方程为x=my+1,联立得
整理得(3m2+4)y2+6my-9=0,
由韦达定理得
把①式代入上式得
得y==,
解得m=±,
所以直线l的方程为x+y-1=0或x-y-1=0.
17.(1)证明 连接EM,由AB∥CD,PQ∥CD,
得AB∥PQ,
又AB=PQ,则四边形PABQ为平行四边形,
由点E和M分别为AP和BQ的中点,得EM∥AB且EM=AB,
而AB∥CD,CD=2AB,F为CD的中点,则EM∥CF且EM=CF,
四边形EFCM为平行四边形,则EF∥MC,又EF⊄平面MPC,CM⊂平面MPC,
所以EF∥平面MPC.
(2)解析 由PD⊥平面ABCD,AD⊥CD,得直线DA,DC,DP两两垂直,
以D为原点,DA,DC,DP所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
则D(0,0,0),A(2,0,0),
B(2,1,0),C(0,2,0),P(0,0,2),Q(0,1,2),M(1,1,1),
=(1,1,-1),=(0,1,0),=(1,-1,1),=(0,2,-2),
设n=(x,y,z)为平面PQM的法向量,
则
取z=1,得n=(1,0,1),
设=λ(0≤λ≤1),即=(0,λ,-2λ),
则N(0,λ+1,2-2λ),=(0,λ+1,2-2λ),
由直线DN与平面PQM所成的角为,
得sin=|cos〈,n〉|=,
即=,整理得3λ2-10λ+3=0,而0≤λ≤1,解得λ=,
所以QN∶NC=1∶2.
18.解析 (1)设点P(x0,y0),则直线PD的方程为y-y0=-2(x-x0),
联立解得
即点D,
直线OP的方程为y0x-x0y=0,
(2)由题意知,x轴平分∠PGQ,若P在-x2=1上,则由于G在渐近线y=2x下方,GP无法与双曲线相切且在y轴右侧最多一个交点,故由对称性,PQ与x轴垂直,故舍去,
故P在C:x2-=1上.
设Q(x1,y1),则PG与QG的斜率之和为0,即+=0,
若PQ斜率不存在时,由题意知,PG与C相切,设PG:y=k,
与C:x2-=1联立得(4-k2)x2+k2x-k2-4=0,
由相切,得判别式为0,
即k4+4(4-k2)=0,解得k2=,
此时x0==,所以PQ:x=.
PQ斜率存在时,由+=0,得x1y0+x0y1=(y0+y1),则x1y0-x0y1====(y0-y1),
整理得=,故PQ恒过定点,且其斜率的绝对值大于渐近线的斜率,
19.(1)解析 根据“对数凹性”数列的定义可知在数列1,3,2,4中,22≥3×4不成立,
所以数列1,3,2,4不是“对数凹性”数列;
而数列1,2,4,3,2中均成立,所以数列1,2,4,3,2是“对数凹性”数列.
(2)证明 根据题意及三次函数的性质易知f′(x)=b2+2b3x+3b4x2=0有两个不等实数根,
所以Δ1=4b-4×3b2b4>0⇒b>3b2b4,
又bi>0(i=1,2,3,4),所以b>3b2b4>b2b4,
显然x=0⇒f(0)=b1>0,即x=0不是f(x)的零点,
又f=b1+b2+b32+b43,令t=,则f(t)=b1+b2t+b3t2+b4t3也有三个零点,
即f=有三个零点,
则g(x)=b1x3+b2x2+b3x+b4有三个零点,
所以g′(x)=3b1x2+2b2x+b3有两个零点,
所以同上有Δ2=4b-4×3b1b3>0⇒b>3b1b3>b1b3,
故数列b1,b2,b3,b4为“对数凹性”数列.
(3)证明 将p,q互换得:t=(q-p)Wr+(p-r)Wq+(r-q)Wp=-t,所以t=0,
令p=1,q=2,得-Wr+(2-r)W1+(r-1)W2=0,
所以Wr=(2-r)W1+(r-1)W2=W1+(r-1)(W2-W1),故数列{Wn}是等差数列,
记d=W2-W1=-c1=>0,所以Wn=c1+(n-1)=c1+(n-1)d,
所以Sn=nWn=dn2+(c1-d)n,
又因为cn=所以cn=c1+2d(n-1),
所以cn+1-cn=2d>0,所以{cn}为单调递增的等差数列,
所以cn+1>cn>0,cn+2+cn=2cn+1,Sn=.
所以4(S-SnSn+2)=(n+1)2(c1+cn+1)2-n(n+2)(c1+cn)(c1+cn+2)>(n+1)2(c1+cn+1)2-n(n+2)2=(n+1)2(c1+cn+1)2-n(n+2)2=(n+1)2(c1+cn+1)2-n(n+2)(c1+cn+1)2=[(n+1)2-n(n+2)](c1+cn+1)2=(c1+cn+1)2>0,所以S≥SnSn+2成立,所以数列{Sn}是“对数凹性”数列.
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