内容正文:
大题仿真卷02(A组+B组+C组)
(模式:6道解答题 满分:85分 限时:75分钟)
1.在中,,.
(1)求;
(2)若,求的面积.
2.某公司为了解,两个地区用户对其产品的满意程度,从地区随机抽取400名用户,从地区随机抽取100名用户,请用户对公司产品评分.该公司将收集的评分数据按照,,,分组,统计如下:
地区
地区
40
30
120
20
160
40
80
10
合计
400
100
用频率估计概率.
(1)对地区所抽取的400名用户按评分区间,,,进行分层随机抽样,从中抽取10名用户参加座谈活动.求参加座谈的用户中,对公司产品的评分不低于60分的人数;
(2)从,两个地区各随机抽取1名用户,设X为这两人中评分不低于80分的人数,求至少有1名用户评分不低于80分的概率以及X的数学期望;
(3)若地区用户对该公司产品的评分的平均值为,地区用户对该公司产品的评分的平均值为,两个地区的所有用户对该公司产品的评分的平均值为,试比较和的大小.(结论不要求证明)
3.已知函数()在处取得极小值.
(1)求a的值,并求函数的单调区间;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
4.已知抛物线的焦点为椭圆的右焦点,且的右顶点为.
(1)求的方程;
(2)设过点且倾斜角为的直线与交于两点,求.
5.如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,与相交于点,平面平面,点在棱上,.
(1)求证:;
(2)再从条件①,条件②这两个条件中选择一个作为已知,求平面与平面夹角的大小.
条件①:平面;
条件②:.
6.若数列满足,则称是“紧密数列”.已知数列的前项和为,且.
(1)试判断是否为“紧密数列”,并说明理由.
(2)若数列是“紧密数列”,已知(为常数),且,求的前项和.
1.已知函数,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,求:
(1)的单调递增区间;
(2)在区间的取值范围.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
2.某项射击比赛的规则如下:比赛可进行多轮,每轮进行两次分别计分,每次分数均为不超过10的正整数,选手甲参加十轮比赛,分数如下表:
轮次
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
第一次分数
7
6
8
9
8
5
9
7
10
9
第二次分数
8
7
9
10
8
9
8
7
9
9
若选手在某轮中,两次分数的平均值不低于7分,且二者之差的绝对值不超过1分,则称其在该轮“稳定发挥”.
(1)若从以上十轮比赛中任选两轮,求这两轮均“稳定发挥”的概率;
(2)假设甲再参加三轮比赛每轮得分情况相互独立,用频率估计概率.记X为甲在这三轮比赛中“稳定发挥”的轮数,求X的分布列和数学期望;
(3)假设选手乙参加10轮射击比赛,恰有8轮“稳定发挥”.从这10轮比赛中任选2轮,记Y为乙在这两轮比赛中“稳定发挥”的轮数,直接写出与的大小关系(结论不要求证明).
3.如图,在四棱锥中,底面为矩形,,,、分别为棱,的中点.
(1)求证:平面;
(2)若平面平面,;
(i)求平面与平面夹角的余弦值;
(ii)在棱上是否存在点,使平面,若存在,求出的值,若不存在请说明理由.
4.已知抛物线的焦点到直线的距离为,直线与交于两点.
(1)求的准线方程;
(2)若直线的方程为,求;
(3)过两点分别作的切线,且相交于点,若点的纵坐标为,证明:直线过定点.
5.已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程
(2)设函数.
(i)求的单调区间;
(ii)判断的零点个数,并说明理由;
(3)若存在条互相平行的直线与曲线相切,写出的最大值(只需写出结论)
6.已知是项正整数数列,令,其中.若对任意的中均无相同的项,则称数列为“和差单值”数列.
(1)判断8,4,2,1,2,4,8是否为“和差单值”数列.
(2)已知,其中为两两不同的正整数,问:是否为“和差单值”数列?请说明理由.
(3)证明:若的最大值不超过,则一定不是“和差单值数列”.
1.已知函数,其中.再从条件①、条件②、条件③中选择一个作为已知,使存在,并完成下列两个问题.
(1)求的值,并写出函数的单调递减区间;
(2)当时,若曲线与直线恰有一个公共点,求的取值范围.
条件①:;
条件②:是的一个零点;
条件③:.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
2.体育测试成绩分为四个等级:优、良、及格、不及格.某校为了解学生的体质健康情况,在高一、高二年级分别抽取名学生进行测试,测试的结果如下:
等级
年级
优
良
及格
不及格
高一
高二
(1)从全体高一学生中随机抽取人,估计该学生的测试成绩为“优”或“良”的概率;
(2)从样本中高一年级和高二年级中各随机抽取人,以表示这两个人中测试成绩为“优”的人数,求的分布列和数学期望;
(3)已知高一学生升入高二后,进行体育抽测的学生不变.现从这名抽测的学生中随机抽查人,发现他们的测试成绩都为“优”.结合表格数据,能否认为学生升入高二后体育成绩为“优”的人数有变化?说明理由.
3.如图,四棱锥中,平面,,,,,,,M是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成角的余弦值;
(3)在线段BD上是否存在点Q,使得点D到平面的距离为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
4.已知函数
(1)求函数的单调区间;
(2)证明:当有最大值时,存在,使得;
(3)当时,过点分别存在几条直线与曲线相切?(只需写出结论)
5.已知双曲线C:的离心率为,且C的一个焦点到其一条渐近线的距离为1.
(1)求C的方程.
(2)设点A为C的左顶点,若过点的直线与C的右支交于P,Q两点.
(i)证明:直线和直线的斜率乘积为定值.
(ii)若直线,与圆O:分别交于M,N两点,记四边形的面积为,的面积为,求的取值范围.
6.如果无穷数列满足:,,使得,则称数列是“数列”.
(1)下列无穷数列中,是“数列”的为 .(直接写出序号)
①满足,,;
②满足,,;
③满足,,;
(2)证明:若无穷等差数列是“数列”,则且公差;
(3)是否存在公比为整数且各项均为正数的无穷等比数列,使得和都是“数列”(其中的前项和记为)?若存在,求出所有符合题意的;若不存在,说明理由.
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大题仿真卷02(A组+B组+C组)
(模式:6道解答题 满分:85分 限时:75分钟)
1.在中,,.
(1)求;
(2)若,求的面积.
【答案】(1);
(2).
【分析】(1)由正弦定理边角互化结合题意可得答案;
(2)由,可得,结合(1)与可得,然后由余弦定理可得,最后由三角形面积公式可得答案.
【详解】(1)由正弦定理边角互化,,
因在三角形中,,则,结合,
可得;
(2)因,,则.
由(1),则,则.
由余弦定理:,
则,从而.
2.某公司为了解,两个地区用户对其产品的满意程度,从地区随机抽取400名用户,从地区随机抽取100名用户,请用户对公司产品评分.该公司将收集的评分数据按照,,,分组,统计如下:
地区
地区
40
30
120
20
160
40
80
10
合计
400
100
用频率估计概率.
(1)对地区所抽取的400名用户按评分区间,,,进行分层随机抽样,从中抽取10名用户参加座谈活动.求参加座谈的用户中,对公司产品的评分不低于60分的人数;
(2)从,两个地区各随机抽取1名用户,设X为这两人中评分不低于80分的人数,求至少有1名用户评分不低于80分的概率以及X的数学期望;
(3)若地区用户对该公司产品的评分的平均值为,地区用户对该公司产品的评分的平均值为,两个地区的所有用户对该公司产品的评分的平均值为,试比较和的大小.(结论不要求证明)
【答案】(1)
(2),
(3)
【分析】(1)根据比例相等得到,求出;
(2)先求出从A、B两地区各随机抽取1名用户,评分不低于80分的概率和低于80分的概率,求出至少有1名用户评分不低于80分概率,并求出X的取值和对应的概率,得到期望值;
(3)计算出,,,故,所以.
【详解】(1)设从A地区抽取的用户中抽取的10名参加座谈的用户中,
对公司产品的评分不低于60分的用户有m名,则,所以.
(2)从A、B两地区各随机抽取1名用户,评分不低于80分的概率分别为和,
评分低于80分的概率分别为和.
故至少有1名用户评分不低于80分的概率为.
随机变量X的取值为0,1,2
故,,
,
所以;
(3),理由如下:
,
,
,
其中,所以.
3.已知函数()在处取得极小值.
(1)求a的值,并求函数的单调区间;
(2)求在区间上的最大值和最小值.
【答案】(1),单调递增区间为,单调递减区间为
(2)最大值为,最小值为1.
【分析】(1)求导,根据得到,由求出单调递增区间,由求出单调递减区间;
(2)在(1)求出单调性的基础上,得到最值.
【详解】(1),
由题意得,解得,
,定义域为R,
,
令得或,令得,
故单调递增区间为,单调递减区间为,
此时函数在处取得极小值,满足题意;
(2)由(1)知,故在上单调递增,在上单调递减,
故在处取得极大值,也是最大值,,
又,其中,
故在区间上的最小值为1,
综上,在区间上的最大值为,最小值为1.
4.已知抛物线的焦点为椭圆的右焦点,且的右顶点为.
(1)求的方程;
(2)设过点且倾斜角为的直线与交于两点,求.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由抛物线的焦点坐标即可得到,从而得到其标准方程;
(2)联立直线与抛物线方程,结合弦长公式代入计算,即可得到结果.
【详解】(1)因为,所以的右焦点坐标为,
所以,即,
所以的方程为.
(2)依题意可得直线的方程为.
由得.
设,则,
则.
5.如图,在四棱锥中,底面为平行四边形,与相交于点,平面平面,点在棱上,.
(1)求证:;
(2)再从条件①,条件②这两个条件中选择一个作为已知,求平面与平面夹角的大小.
条件①:平面;
条件②:.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【分析】(1)先证明,再由平面平面证明平面,即得线线垂直;
(2)选条件①,先根据线面平行的性质定理,推出为的中点,建系后,求出相关点和向量的坐标,由空间向量的夹角公式计算即得;选条件②,由条件先证,再证为的中点,接着证平面,取的中点,连接,证明平面,求出,再证明是平面与平面夹角或补角,求解即得.
【详解】(1)因为在中,,,
所以,即.
因平面平面,平面平面,平面,
所以平面.又因平面,所以.
(2)
选条件①:平面.
如图,因为平面,平面,
平面平面,所以.
因为为平行四边形,为的中点,所以为的中点.
所以.因为,所以.
.由(1)已得平面,因平面,故,
又,即两两垂直.
如图建立空间直角坐标系,则,
,因此.
设平面的法向量为,则,即.
令,则,所以.
易知平面的一个法向量,
,所以平面与平面夹角为.
选条件②:.
如图,由(1)得,则,
又,由,可得,因,则为的中点,
则,即,可得,
因平面平面,平面平面,平面,故平面.
取的中点,连接,则,故平面,因平面,则,
又,,且,
又平面,故平面,
因平面,则,即是平面与平面夹角或补角,
在中,,则,故平面与平面的夹角为.
6.若数列满足,则称是“紧密数列”.已知数列的前项和为,且.
(1)试判断是否为“紧密数列”,并说明理由.
(2)若数列是“紧密数列”,已知(为常数),且,求的前项和.
【答案】(1)是“紧密数列”,理由见解析
(2)
【分析】(1)由得到通项公式,根据“紧密数列”定义可得到结果;
(2)根据第一问结果,可得到数列的通项公式,根据它是“紧密数列”以及,可得到,进而得到,然后根据等比数列求和公式可得结果.
【详解】(1)是“紧密数列”.理由如下:
因为,
当时,,
所以 ,
当时,,满足上述关系式,
所以,则,
又,所以是紧密数列.
(2)由(1)知,,
所以是以为首项,为公比的等比数列.
因为数列是“紧密数列”,所以,
又因为,即,整理得,
解得(舍去)或,则,,
因此,
故数列的前项和为.
1.已知函数,再从条件①、条件②、条件③这三个条件中选择一个作为已知,求:
(1)的单调递增区间;
(2)在区间的取值范围.
条件①:;
条件②:;
条件③:.
【答案】(1)答案见解析
(2)答案见解析
【分析】(1)利用三角恒等变换化简的表达式,结合正弦函数或余弦函数的单调性,即可求得答案;
(2)根据的解析式,以及,利用正余弦函数的单调性,即可求得函数值域.
【详解】(1)选①:
,
则其单调递增区间为;
选②:,
令,解得,
故单调递增区间为;
选③:
,
令,解得,
故单调递增区间为.
(2)选①:,当时,,
故的值域为;
选②:,当时,,
则,
故的值域为;
选③:,
当时,,在上单调递增,
由于
,
,
则,
故的值域为.
2.某项射击比赛的规则如下:比赛可进行多轮,每轮进行两次分别计分,每次分数均为不超过10的正整数,选手甲参加十轮比赛,分数如下表:
轮次
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
第一次分数
7
6
8
9
8
5
9
7
10
9
第二次分数
8
7
9
10
8
9
8
7
9
9
若选手在某轮中,两次分数的平均值不低于7分,且二者之差的绝对值不超过1分,则称其在该轮“稳定发挥”.
(1)若从以上十轮比赛中任选两轮,求这两轮均“稳定发挥”的概率;
(2)假设甲再参加三轮比赛每轮得分情况相互独立,用频率估计概率.记X为甲在这三轮比赛中“稳定发挥”的轮数,求X的分布列和数学期望;
(3)假设选手乙参加10轮射击比赛,恰有8轮“稳定发挥”.从这10轮比赛中任选2轮,记Y为乙在这两轮比赛中“稳定发挥”的轮数,直接写出与的大小关系(结论不要求证明).
【答案】(1)
(2)分布列见解析,
(3)
【分析】(1)先确定“稳定发挥”的轮次,利用古典概型概率公式求解;
(2)问题转化为求二项分布的分布列和期望求解;
(3)先求超几何分布的期望,再与比较大小.
【详解】(1)10轮比赛中,除第二、六两轮不是“稳定发挥”,“稳定发挥”的有8轮.
所以从以上十轮比赛中任选两轮,这两轮均“稳定发挥”的概率为:
.
(2)用频率估计概率,每轮能“稳定发挥”的概率为,
因为甲再参加三轮比赛每轮得分情况相互独立,所以“稳定发挥”的轮数,
即,,
,.
所以的分布列为:
0
1
2
3
且.
(3)的值可以为:0,1,2
且,,.
所以.
所以.
3.如图,在四棱锥中,底面为矩形,,,、分别为棱,的中点.
(1)求证:平面;
(2)若平面平面,;
(i)求平面与平面夹角的余弦值;
(ii)在棱上是否存在点,使平面,若存在,求出的值,若不存在请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;
(2)(i);(ii)不存在,理由见解析.
【分析】(1)取中点,利用线面平行的判定推理得证.
(2)(i)根据给定条件,建立空间直角坐标系,求出平面与平面的法向量,利用面面角的向量法求解;(ii)假定存在,利用空间位置关系的向量证明推理判断.
【详解】(1)在四棱锥中,取中点,连接,
由为棱中点,得,
又是长方形边的中点,则,
因此,则四边形是平行四边形,
所以,又平面,平面,
所以平面.
(2)(i)由平面平面,平面平面,
又,平面,
所以平面,又,则直线两两垂直,
以为原点,直线分别为轴建立空间直角坐标系,
又,
则,
,
设平面的一个法向量为,
则,令,得,
易得平面的一个法向量,
所以平面与平面夹角的余弦值为.
(ii)假设在棱上存在点,使平面,
而,,
令,则,
由平面,得,因此,无解,
所以在棱上不存在点,使平面.
4.已知抛物线的焦点到直线的距离为,直线与交于两点.
(1)求的准线方程;
(2)若直线的方程为,求;
(3)过两点分别作的切线,且相交于点,若点的纵坐标为,证明:直线过定点.
【答案】(1)
(2)
(3)证明见解析
【分析】(1)利用点到直线的距离公式,结合抛物线焦点坐标列方程求解,即可得准线方程.
(2)联立直线与抛物线方程,利用韦达定理,结合弦长公式即可计算弦长.
(3)先设直线方程,与抛物线方程联立,利用韦达定理得到根与系数的关系,再利用导数得出切线的方程,
联立切线的方程得到交点的坐标,最后结合点纵坐标条件推导直线过定点,即可得证.
【详解】(1)根据题意作图如下:
由题意知.因为点到直线的距离为,所以,
解得或,又因为,所以,
所以抛物线的准线方程为.
(2)根据题意作图如下:
将代入,得,
则,
所以.
(3)证明:根据题意作图如下:
由已知,直线与抛物线有两个交点,则其斜率一定存在.
设.
由,得,
所以.
由,得,则,
所以过点的切线方程为,即,
同理过点的切线方程为,
由,得,即,
又点的纵坐标为,所以,又,
所以,
解得,所以直线过定点.
5.已知函数
(1)求曲线在点处的切线方程
(2)设函数.
(i)求的单调区间;
(ii)判断的零点个数,并说明理由;
(3)若存在条互相平行的直线与曲线相切,写出的最大值(只需写出结论)
【答案】(1)
(2)(i)答案见解析;(ii)2个零点,理由见解析
(3)
【分析】(1)只需求得,即可;
(2)(i)直接求导,根据导数的符号判断即可;(ii)根据零点存在定理判断即可;
(3)由(1)可得在上都是减函数,作出函数图象和切线,结合图象即可得解.
【详解】(1)因为,
所以,
所以,又,
所以曲线在点处的切线方程为.
(2)(i),定义域为,
则,
所以函数只有单调减区间为,无单调增区间;
(ii)又,
所以在区间上存在唯一的零点.
因为,
所以在区间上存在唯一的零点,
因此恰有2个零点;
(3).
由(1)可得在上都是减函数,作出函数图象,如图,
现作出切线,可得最多有4条平行直线与函数图象相切.
6.已知是项正整数数列,令,其中.若对任意的中均无相同的项,则称数列为“和差单值”数列.
(1)判断8,4,2,1,2,4,8是否为“和差单值”数列.
(2)已知,其中为两两不同的正整数,问:是否为“和差单值”数列?请说明理由.
(3)证明:若的最大值不超过,则一定不是“和差单值数列”.
【答案】(1)是“和差单值”数列
(2)是“和差单值”数列,理由见解析
(3)证明见解析
【分析】(1)根据“和差单值”数列的定义和反证法证明即可;
(2)根据“和差单值”数列的定义和反证法证明即可;
(3)根据已知条件列出不等式,进而根据“和差单值”数列的定义判断即可.
【详解】(1)对于:8,4,2,1,2,4,8,
若不是“和差单值”数列,
则存在以及,使得,
则.
1为该数列中唯一奇数.
若,则,为奇数,矛盾
若,
则只能是或或或,
这里的,枚举可得均不成立,
故是“和差单值”数列.
(2)由(1)可得,若不是“和差单值”数列,则存在以及,
使得,即,
设中最小值为,则,
只能是,
由于为偶数,而,
故为奇数,不可能为0,故矛盾,假设不成立,
是“和差单值”数列.
(3)数列共有项,且恒成立,
取,
由,可知,
又,则至多有个不同的值,
故中必有两个值相等,故一定不是“和差单值”数列.
1.已知函数,其中.再从条件①、条件②、条件③中选择一个作为已知,使存在,并完成下列两个问题.
(1)求的值,并写出函数的单调递减区间;
(2)当时,若曲线与直线恰有一个公共点,求的取值范围.
条件①:;
条件②:是的一个零点;
条件③:.
注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.
【答案】(1)答案见解析,
(2)
【分析】(1)根据选择的条件代入计算,结合角的范围即可利用特殊角的三角函数值求解,再由整体代入法求单调区间即可;
(2)由和差角公式以及辅助角公式化简,由整体法即可代入求解.
【详解】(1)选条件①:无意义,所以选条件①时不存在,故不能选①,
选条件②.
由题设,所以.
因为, 所以,所以.
所以.
选条件③,由题设.
整理得.
因为, 所以,所以.
所以.
所以
由,
解得,
即函数的单调递减区间为
(2)由(1) ,
因为, 所以.
于是,当且仅当,即时,取得最大值;
当且仅当,即时,取得最小值.
又,即时,.
时,故,
故 在上单调递增,同理在上单调递减,
所以曲线与直线恰有一个公共点时,则或
的取值范围是.
2.体育测试成绩分为四个等级:优、良、及格、不及格.某校为了解学生的体质健康情况,在高一、高二年级分别抽取名学生进行测试,测试的结果如下:
等级
年级
优
良
及格
不及格
高一
高二
(1)从全体高一学生中随机抽取人,估计该学生的测试成绩为“优”或“良”的概率;
(2)从样本中高一年级和高二年级中各随机抽取人,以表示这两个人中测试成绩为“优”的人数,求的分布列和数学期望;
(3)已知高一学生升入高二后,进行体育抽测的学生不变.现从这名抽测的学生中随机抽查人,发现他们的测试成绩都为“优”.结合表格数据,能否认为学生升入高二后体育成绩为“优”的人数有变化?说明理由.
【答案】(1);
(2)分布列见解析,;
(3)答案见解析
【分析】(1)测试成绩为“优”或“良”的有人,故得到答案为;
(2)的所有可能取值为,设出事件,根据互斥事件和独立事件的概率公式得到相应的概率,得到分布列,计算出数学期望;
(3)计算出升入高二后,抽测学生不变,现抽查人,成绩都为优的概率,可以认为有变化,也可以无法确定有没有变化,理由充分即可.
【详解】(1)由题意知,样本中高一学生为人,测试成绩为“优”或“良”的有人.
记“从高一学生中任意抽取人,测试成绩为‘优’或‘良’”为事件,
则.
(2)的所有可能取值为.
记“从样本中高一年级学生中任意抽取人,测试成绩为‘优’”为事件,
记“从样本中高二年级学生中任意抽取人,测试成绩为‘优’”为事件,
由题意知,相互独立.
,,
则;
,
.
所以的分布列为
.
(3)记 “从样本高一学生升入高二后,抽测学生不变,现抽查人,成绩都为‘优’”为事件,
则.
答案示例1:可以认为有变化,理由如下:
比较小,概率比较小的事件一般不容易发生,一旦发生,就有理由认为升入高二后成绩为“优”的人数有变化.
答案示例2:无法确定有没有变化,理由如下:
事件为随机事件,比较小,一般不容易发生,但还是有可能发生的,所以无法确定有没有变化.
3.如图,四棱锥中,平面,,,,,,,M是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求平面与平面所成角的余弦值;
(3)在线段BD上是否存在点Q,使得点D到平面的距离为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;
(2);
(3)存在,.
【分析】(1)取的中点E,连接,根据已知证明,再由线面平行的判定证明结论;
(2)构建合适的空间直角坐标系,求出相关点坐标并求出相关平面的法向量,应用向量法求面面角的余弦值;
(3)根据,设且,由点到平面距离的向量求法列出方程,求参数即可得.
【详解】(1)取的中点E,连接,因为M是的中点,所以且,
又因为且,所以且,
所以四边形是平行四边形,所以,
又因为平面,平面,所以平面;
(2)由题意平面且,则两两垂直,建立如图空间直角坐标系,
又因为,是的中点,
所以,显然平面的一个法向量为,
设平面PCD的一个法向量为,,
所以,令,则,
所以,
所以平面PAB与平面PCD所成二面角的余弦值为;
(3)设且,,
则,,,
设平面PAQ的法向量为,则,
令,所以,又点D到平面的距离为,
又,所以,
所以,则,解得,
所以存在点Q,使得点D到平面的距离为,此时.
4.已知函数
(1)求函数的单调区间;
(2)证明:当有最大值时,存在,使得;
(3)当时,过点分别存在几条直线与曲线相切?(只需写出结论)
【答案】(1)答案见解析
(2)证明见解析
(3)答案见解析
【分析】(1)求出函数导数,根据的大小关系分类讨论即可得解;
(2)求出函数的最大值,可转化为时证明即可,
换元后,构造函数利用导数求最小值即可得证;
(3)设出切点为,利用导数的几何意义建立方程,转化为求关于的方程根的个数问题,构造函数,利用导数及零点存在定理判断即可得解.
【详解】(1),
①当,即时,,
所以在和上单调递增;
②当,即时,由可得或,
由可得,
所以在和上单调递增,在上单调递减;
③当,即时,由可得或,
由可得,
所以在和上单调递增,在上单调递减;
综上,时,的单调增区间为和,无单调递减区间;
时,的单调增区间为和,单调递减区间为;
时,的单调增区间为和,单调递减区间为.
(2)由(1)知,若有最大值时,当且仅当,且,
此时取,下面证明即可,
令,则,
则只需证明,即,
设,则,
当时,,当时,,
所以在上单调递减,在上单调递增,
所以,即,可得,
所以成立,
故当有最大值时,存在,使得得证.
(3)当时,,,
设过点与曲线相切的切线的切点为,
则由可得,,
化简整理可得关于的方程:,
当过点,即时,方程为,
由知,有两个不等实根,验证不是方程的根,
所以有2个切点,故有2条切线;
当过点,即时,方程为,
设,,
由,有2个不等实根可知,函数在和上单调递增,在上单调递减,故至多有3个零点,
又,
由零点存在定理可知,至少有3个零点,故有3个零点,
即方程有3个不等实根,且都不为,
所以有3个切点,故有3条切线;
当过点,即时,方程为,
设,则,
所以或时,,时,,
所以在和上单调递增,在上单调递减,
所以的极大值,所以至多有1个零点,
又,由零点存在定理可知,在上至少有1个零点,
所以有1个零点,即方程只有1个根且不为,
所以有1个切点,故有1条切线.
综上,当时,过点分别存在2,3,1条直线与曲线相切.
5.已知双曲线C:的离心率为,且C的一个焦点到其一条渐近线的距离为1.
(1)求C的方程.
(2)设点A为C的左顶点,若过点的直线与C的右支交于P,Q两点.
(i)证明:直线和直线的斜率乘积为定值.
(ii)若直线,与圆O:分别交于M,N两点,记四边形的面积为,的面积为,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)(i)证明见解析(ii)
【分析】(1)根据焦点到准线的距离可求,再结合双曲线的离心率可求,可得双曲线的方程.
(2)(i)设直线的方程为,,.把直线方程与双曲线方程联立,利用韦达定理,表示,化简即可.
(ii)设:,:,与双曲线方程联立,可表示出点的纵坐标,与圆联立,可表示点的纵坐标,根据(i)的结论,可探索的关系,表示出,结合换元法可求的取值范围.
【详解】(1)由题可知是双曲线C的一条渐近线方程,右焦点为,
∴右焦点到渐近线的距离,
又∵,∴,可得.
由离心率,解得,
∴双曲线C的方程为.
(2)(i)如图所示,由(1)知,,
设直线的方程:,,,
由,得,
∵直线与双曲线C的右支交于两点,
∴,解得,
,,
(ii)设:,:,且,,
由,得,∴,同理可得,
由得,∴,同理可得,
∴
∵,即,∴.
,
又∵,∴.
令,由,,得,
∴,
令,,
∵在区间上为增函数,∴的取值范围为,
又∵,
∴的取值范围为.
6.如果无穷数列满足:,,使得,则称数列是“数列”.
(1)下列无穷数列中,是“数列”的为 .(直接写出序号)
①满足,,;
②满足,,;
③满足,,;
(2)证明:若无穷等差数列是“数列”,则且公差;
(3)是否存在公比为整数且各项均为正数的无穷等比数列,使得和都是“数列”(其中的前项和记为)?若存在,求出所有符合题意的;若不存在,说明理由.
【答案】(1)①②;
(2)证明见解析;
(3).
【分析】(1)根据“数列”的定义,利用通项公式证明①②符合,结合单调性举反例证明③不符合;
(2)分与讨论,根据“数列”的定义,可取特殊情况证明一定有且公差.
(3)时可得符合题意;时,结合等比数列求和公式以及数列单调性举反例说明不存在即可.
【详解】(1)①数列是首项为1,公差为2的等差数列,则,
,
令,则,故①是“数列”;
②数列是首项为1,公比为2的等比数列,则,
,令,则,故②是“数列”;
③由,
当时,,显然不存在,故③不是“数列”.
(2)证明:若,则,所以或,且公差,
下设,则,
、,,,
作差得,
因为,所以.
、,,,
作差得,
因为,所以,
因此,.
综上,且公差.
(3)由题意,,
当时,则,解得或0(舍),则,,
,,,,符合题意;
当时,若,,则,
时,,
由于,则,
由于单调递增,则不存在,不符合题意;
若时,若且,,则,即,
而,时,则,
整理得能成立,
时,不满足前提,
时,显然不成立,
所以不可能成立,
综上,当且仅当符合题意.
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