【高考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编40题(20-12)
2026-04-03
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 931 KB |
| 发布时间 | 2026-04-03 |
| 更新时间 | 2026-04-03 |
| 作者 | 河北斗米文化传媒有限公司 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57159541.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
【高考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编40题(20-12)
一.选择题(共10小题)
1.(2026•深圳模拟)若实数x,y,z满足,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A.z>x>y B.z>y>x C.y>x>z D.y>z>x
2.(2026•滨海新区一模)已知函数,则下列说法错误的是( )
A.若ω=1,则f(x)图象的对称中心为
B.若ω=3,则将f(x)的图象上所有的点向左平移个单位长度得到的图象关于y轴对称
C.若,则不存在ω使得f(x)在(0,π]上恰有6个零点
D.若f(x)在区间上单调,则ω的最大值为9
3.(2026•怀仁市校级一模)若关于x的方程有2个不同实根,设,则( )
A. B.
C. D.
4.(2026•甘肃模拟)过抛物线y2=4x的焦点F作相互垂直的两条弦AB和CD,则|AB|+|CD|的最小值是( )
A. B.16 C.8 D.7
5.(2026•市中区校级模拟)在△ABC中,点O满足,且,则与的夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
6.(2026•宁河区校级一模)已知双曲线的左顶点为A,过A的直线l与C的右支交于点B,若线段AB的中点在圆O:x2+y2=a2上,且,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B.y=±x C. D.
7.(2026•浙江模拟)若曲线族(具有某种共同性质的所有曲线的集合)满足条件:存在直线l,使得曲线族中存在无数个点在该直线上,称该曲线族是“完美的”,下列曲线族是“完美的”是( )
A.
B.
C.
D.
8.(2026•海淀区校级模拟)已知正项数列{an}满足,下列说法正确的是( )
A.当0<a1<1时,数列{an}单调递减
B.当a1>1时,数列{an}单调递增
C.当0<a1<1时,存在正整数n0,当n≥n0时,
D.当a1>1时,存在正整数n0,当n≥n0时,
9.(2026•扬州一模)已知双曲线的右焦点为F,过点F且斜率为k(k≠0)的直线l交双曲线于A、B两点,线段AB的中垂线交x轴于点D.若,则双曲线的离心率取值范围是( )
A. B. C. D.
10.(2026•武汉模拟)已知A,B是双曲线的左右顶点,P1,P2,…,Pn是该双曲线上异于顶点的一系列不同点,记∠APnB=θn,若和都是等差数列且公差相等,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
二.多选题(共10小题)
(多选)11.(2026•深圳模拟)将一枚质地均匀的硬币连续投掷n次,定义随机变量Xn为结果中连续出现正面的最大次数.若始终未出现正面,规定Xn=0.例如,投掷结果为“正反正正”时,连续出现正面的次数为1和2,故X4=2.则( )
A.
B.
C.
D.
(多选)12.(2026•怀仁市校级一模)已知,则( )
A.f(x)是偶函数
B.f(x)的图象关于直线对称
C.f(x)的值域为
D.当f(x)=a在有2个不同实根x1,x2时,a(x1+x2)的取值范围是
(多选)13.(2026•甘肃模拟)如图所示,轴截面为正三角形的圆锥,底面圆O1半径为,CD,EF是底面的两条直径,母线PC,PD与该圆锥内切球O分别切于点A,B.则下列说法正确的是( )
A.
B.圆锥与球O的交线的轨迹长为π
C.若,则
D.平面AEF截球O的截面面积的最小值为
(多选)14.(2025•湖北模拟)已知单位圆O的内接正n边形A1A2A3…An的边长、周长和面积分别为an,Ln,Sn,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
(多选)15.(2026•浙江模拟)已知集合A={a1,a2⋯an}(n≥3),其中a1<a2<a3<⋯<an,且,定义A的和集A+A={ai+aj|ai,aj∈A},则( )
A.若{an}是等差数列,则A+A的元素个数为2n﹣1
B.若{an}是等比数列,则A+A的元素个数为
C.若A+A的元素个数为2n﹣1,则{an}是等差数列
D.若A+A的元素个数为,则{an}是等比数列
(多选)16.(2026•扬州一模)已知logab>0(a>0且a≠1),若b<a,且aeb<bea(e为自然对数的底数),则( )
A.lnb<a﹣1
B.(a+1)ln(b+1)>(b+1)ln(a+1)
C.ba﹣1>ab﹣1
D.loga+1a>logb+1b
(多选)17.(2026•武汉模拟)定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足当n﹣1<x≤n时,f(x)=(x﹣n+1)(x﹣n)n,其中n∈N*,则下列说法中正确的有( )
A.f(x)f(x+1)≤0
B.当t>0时,若f(x)在区间(t,2t)内恰有两个零点,则t的取值范围是
C.存在正实数a和x0,使得x>x0时,有f(x)<e﹣ax
D.当2≤t<5时,若f(x)在区间(2t﹣4,t+1)内恰有两个极值点,则t的取值范围是
(多选)18.(2026•密云区模拟)已知a,b,c∈R,则下列结论中正确的是( )
A.若a>b,c<0,则a+c<b+c
B.若a3>b3,则a>b
C.若ac2>bc2,则a>b
D.若,则a<b
(多选)19.(2026•四川模拟)设数列a1,a2,…,an(n≥2)各项均为正整数,其所有项的和为S,该数列为单调不减数列,若对于任意正整数m,m≤S,m为数列中的某一项或若干项的和,则( )
A.a1可能为2
B.当S=15时,n的最小值为4
C.当该数列为递增的等比数列时,其公比为2
D.对任意的k=2,3,…,n,都有a1+a2+⋯+ak﹣1+1≥ak
(多选)20.(2026•新疆模拟)在棱长均相等的正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D是AB的中点,过点A1,D与BC1平行的平面为α,则( )
A.A1D⊥DC
B.平面α截该三棱柱所得截面为直角三角形
C.平面ACC1A1⊥平面α
D.BC1到平面α的距离是棱长的
三.填空题(共10小题)
21.(2026•福建模拟)已知a1,a2,…,a8是8个正整数,记S,其中i1,i2,…,i7∈N*,若S={82,83,84,85,86,87,89},则这8个正整数中的最大数与最小数的和为 .
22.(2026•滨海新区一模)设函数f(x)=|2x2﹣ax+1|+ax2,若函数y=f(x)与直线y=ax有两个不同的公共点,则a的取值范围是 .
23.(2026•怀仁市校级一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=3,,则满足的k的最小值为 .
24.(2026•甘肃模拟)如图,若第1行数字的和记为a1,第2行数字的和记为a2,…,第n行数字的和记为an,则an= ;若数列{an}的前n项和为Sn,则Sn= .
25.(2026•市中区校级模拟)曲线y=ex上两点A、B关于直线y=x对称的点A'、B'在曲线y=kx2﹣x上,则k的取值范围是 .
26.(2026•天津模拟)已知函数f(x)=x2+(a﹣1)2,g(x)=|x+a﹣1|,不等式f(x)﹣g(x)≥3对任意的x∈R恒成立,则实数a的取值范围为 .
27.(2026•浙江模拟)某校数学教师命制一张试卷,试卷要求考查函数、几何、概率统计三个板块内容,其中函数题3道、几何题2道、概率统计题2道,且同板块试题难度互不相同.现要求同一板块的试题不相邻且难度从易到难,则该试卷不同的排版方案有 种(用数字作答).
28.(2026•海淀区校级模拟)已知M={(x,y)|y=t(x﹣1)2+2x+2,0≤t≤1,1≤x≤2}是平面直角坐标系中的点集,点集组成的图形为Q,给出下列四个结论:
①(2,10)∈M;
②设点A∈M,则直线OA的斜率的最大值为4;
③∀A,B∈M,;
④Q的面积小于.
其中所有正确结论的序号是 .
29.(2026•扬州一模)定义:[x]是不大于x的最大整数,{x}是不小于x的最小整数,设函数f(x)={x[x]}在定义域[0,n)(n∈N*)上值域为∁n,记∁n元素个数为an,则 .
30.(2026•武汉模拟)如图,已知ω>0,在函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象中,其图象上的点A,B,C是同一直线上的三点,且该直线与x轴交于点D,若|AD|=|DB|=|BC|=1,则ω= .
四.解答题(共10小题)
31.(2026•福建模拟)已知A1,A2为椭圆C1:的左,右顶点,M为C1上的一点,N为双曲线C2:1上的一点(M,N两点不同于A1,A2两点),设直线A1M,A2M,A1N,A2N的斜率分别为k1,k2,k3,k4,且k1+k2+k3+k4=0.
(1)设O为坐标原点,证明:O,M,N三点共线;
(2)设C1、C2的右焦点分别为F1、F2,M、N均在第一象限,直线NF1与直线MF2相交于点P,8.
(i)证明:MF1∥NF2;
(ii)证明:∠A1PF1=∠A2PF2.
32.(2026•滨海新区一模)已知函数f(x)=alnx.
(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若g(x)=a(x2﹣1)lnx﹣(x﹣1)2(a≠0)有3个零点x1,x2,x3,其中x1<x2<x3.
(ⅰ)求实数a的取值范围;
(ⅱ)求证:(3a﹣1)(x1+x3+2)<2.
33.(2026•怀仁市校级一模)已知函数f(x)=x﹣e﹣x﹣tln(x+1)+1(x≥0).
(1)当t≤2时,讨论f(x)的单调性;
(2)当t<0时,证明:对任意正数m,n,均有f(m+n)<f(m)+f(n);
(3)设a,b,c是任意三角形的三边长,若一定存在以f(a),f(b),f(c)为三边长的三角形,求t的取值范围.
34.(2026•甘肃模拟)已知函数f(x)=(π﹣x)sinx+kcosx(k∈R).
(1)若曲线y=f(x)在处的切线平行于y轴,求k的值;
(2)当k=1时,求函数y=f(x)在(0,2π)内的极大值点和极小值点的个数;
(3)证明:对任意k∈R,曲线y=f(x)上存在四个不同的点共圆.
35.(2026•市中区校级模拟)已知曲线C:(|x|﹣1)2+(|y|﹣1)2=4.
(1)求曲线C围成的平面图形的面积;
(2)若M,N是曲线C上的两个动点,求|MN|的最大值;
(3)是否存在直线y=x+t与曲线C至少有三个不同的公共点?若存在,求t的取值范围;若不存在,请说明理由.
36.(2025•湖南三模)已知函数f(x)=xex,g(x)=lnx+x.
(1)求函数g(x)在(1,g(1))处的切线方程;
(2)若h(x)=f(x)﹣ag(x),
(i)当a=1时,求函数h(x)的最小值;
(ii)若h(x)=0有两个实根x1,x2,且x1≠x2,证明:.
37.(2026•浙江模拟)已知a,b是实数,函数,其中e是自然对数的底数.
(1)当a=1时,讨论f(x)的单调区间;
(2)若对任意的,f(x)均有极小值点x0,且f(x0)<0,求实数a的取值范围;
(3)若方程有两个根x1,x2(x1<x2),当|ax1﹣ax2|取最小值时,求的值.
38.(2026•海淀区校级模拟)已知集合A={α|α=(x1,x2,x3,x4),xi∈N,(i=1,2,3,4)}.对集合A中的任意元素α=(x1,x2,x3,x4),定义T(α)=(|x1﹣x2|,|x2﹣x3|,|x3﹣x4|,|x4﹣x1|),当正整数n≥2时,定义Tn(α)=T(Tn﹣1(α)).(约定T1(α)=T(α)).
(1)若α=(2,0,2,4),β=(2,0,2,6),求T4(α)和T4(β);
(2)若α=(x1,x2,x3,x4)满足xi∈{0,1}(i=1,2,3,4)且T2(α)=(1,1,1,1),求α的所有可能结果;
(3)是否存在正整数n使得对任意α=(x1,x2,x3,x4)∈A(x1≥x2≥x4≥x3)都有Tn(α)=(0,0,0,0)?若存在,求出n的所有取值;若不存在,说明理由.
39.(2026•扬州一模)过双曲线上一点A(﹣1,0)作两渐近线的垂线,垂足为D、E,且.
(1)求双曲线方程;
(2)过点B(m,0)(m>a)的直线与双曲线右支交于P、Q两点,连接AP、AQ,直线x=n(m>n)与AP、AQ分别交于M、N,∠MBN=90°.
(i)若m=2,求n的值;
(ii)求n的最小值.
40.(2026•武汉模拟)有n张编号分别为1到n的卡片,横向随机排列.对于这n张卡片,初始状态下卡片标号从左到右为A1,A2,⋯An,记此时的卡片排列为(A1,A2,…,An)对这n张卡片的排列进行如下三步操作:1.取出最左边的卡片,记其标号为k;2.剩余卡片中,标号小于k的卡片按照原排列中的从左到右顺序依次为L1,L2,…,Lk﹣1(若不存在则为空),标号大于k的卡片按照原排列中的从左到右顺序依次为R1,R2,…,Rn﹣1(若不存在则为空);3.对这n张卡片重新排列,得到新排列:(L1,L2,…,Lk﹣1,k,R1,R2,…,Rn﹣k).每进行完上述三步操作,称为一次“完整操作”.
(1)若初始排列为(3,5,2,4,1),写出连续经过两次完整操作后得到的新排列;
(2)求初始排列经过一次完整操作后恰好能得到(1,2,…,n)的顺序排列的概率;
(3)记初始排列中有B个排列种数能经过连续若干次完整操作后能得到(1,2,…,n)的顺序排列,当n≥2 时,证明:Bn+1≤nBn+Bn﹣1.
【高考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编40题(20-12)
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
B
C
B
A
B
C
D
A
D
二.多选题(共10小题)
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
ABD
AD
ACD
BCD
ABC
ACD
AD
BCD
BCD
ABD
一.选择题(共10小题)
1.(2026•深圳模拟)若实数x,y,z满足,则x,y,z的大小关系不可能是( )
A.z>x>y B.z>y>x C.y>x>z D.y>z>x
【答案】C
【解答】解:由,可得,
与互为反函数,故其交点C在直线t=x上,且交点横坐标小于1,
而与t=x交点的横坐标等于1,
从而,,在同一直角坐标系中的大致图象如图所示:
t与的图像交点为B,t与的图像交点为A,且xB<xA<xC,
当直线y=m位于点A的上方时,此时直线y=m与三个函数的交点横坐标满足x>z>y,
当直线y=m位于点B的上方,A的下方时,此时直线y=m与三个函数的交点横坐标满足z>x>y,
当直线y=m位于C点的上方,B的下方时,此时直线y=m与三个函数的交点横坐标满足z>y>x,
当直线y=m位于C点的下方时,此时直线y=m与三个函数的交点横坐标满足y>z>x.
故选:C.
2.(2026•滨海新区一模)已知函数,则下列说法错误的是( )
A.若ω=1,则f(x)图象的对称中心为
B.若ω=3,则将f(x)的图象上所有的点向左平移个单位长度得到的图象关于y轴对称
C.若,则不存在ω使得f(x)在(0,π]上恰有6个零点
D.若f(x)在区间上单调,则ω的最大值为9
【答案】B
【解答】解:对于A,若ω=1,则f(x)=sin(x+φ),所以,
则,即,k∈Z.
所以,此时.
由得,k∈Z,则f(x)的对称中心为,k∈Z,故A正确.
对于B,若ω=3,则f(x)=sin(3x+φ),所以,
则有,即,k∈Z.
所以,此时.
设f(x)的图象上所有的点向左平移个单位长度得到,
而,所以g(x)不是偶函数,
所以g(x)图象不关于y轴对称,故B错误.
对于C,若,则,所以,
则有,即ω=5﹣8k,k∈Z.
由得,n∈Z又x∈(0,π],则,
解得,而n∈Z,则n∈[1,ω].又ω=5﹣8k,k∈Z,
不存在ω使得n在[1,ω]上恰有6个整数解,故C正确.
对于D,由可知,,n∈Z,
则,解得ω=2n+1,n∈Z.若f(x)在区间上单调,
则有,解得0<ω≤12.
当ω=11时,f(x)=sin(11x+φ),所以,
则有,即,k∈Z.
所以,此时满足.
由得,显然在上不单调.
当ω=9时,f(x)=sin(9x+φ),所以,
则有,即,k∈Z.
所以,此时满足.
由得,显然f(x)在上单调递增,
所以ω的最大值为9,故D正确.
故选:B.
3.(2026•怀仁市校级一模)若关于x的方程有2个不同实根,设,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解答】解:由题意,方程有两个不同实根,
若a=0,方程变为|ex|=0,无解;
若a<0,则,而绝对值不可能小于0,方程无解;所以a>0,
令f(x)=ex﹣a﹣alnx﹣a,求导得f'(x),
因为y=ex﹣a和在(0,+∞)上都是增函数,
所以f'(x)在(0,+∞)上单调递增,
又因为当x趋近于0时,f'(x)<0,当x趋近于+∞时,f'(x)>0,
所以存在x0∈(0,+∞),使得f'(x0)=0,即,
两边取对数,可得x0﹣a=lna﹣lnx0,
此时f(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增,
所以
,
因为方程有两个不同实根,
所以,即,
两边同时除以a,得,
由,可得,
设y=xex,则y′=ex(x+1)>0在(0,+∞)上恒成立,
则函数y=xex在(0,+∞)上单调递增,所以x0=a,
将x0=a代入,得,
对求导,得,
所以在(0,+∞)上单调递增,
由,可得,即,
又因为,所以.
故选:C.
4.(2026•甘肃模拟)过抛物线y2=4x的焦点F作相互垂直的两条弦AB和CD,则|AB|+|CD|的最小值是( )
A. B.16 C.8 D.7
【答案】B
【解答】解:焦点,设AB:y=k(x),那么CD:y=()(x)
A、B坐标满足方程,
C、D坐标满足方程.
AB
=||
所以
CD
=|2p(k2+1)|
则AB+CD=|2p(k2+1)|×||=|2p|≥|8p|=16.
故选:B.
5.(2026•市中区校级模拟)在△ABC中,点O满足,且,则与的夹角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:因为点O满足,所以点O是△ABC的外心,
因为,所以••,即2•①,
又••,所以8•7②,
由①②得,47,所以由①,cosA.
故选:A.
6.(2026•宁河区校级一模)已知双曲线的左顶点为A,过A的直线l与C的右支交于点B,若线段AB的中点在圆O:x2+y2=a2上,且,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B.y=±x C. D.
【答案】B
【解答】解:已知双曲线的左顶点为A,过A的直线l与C的右支交于点B,且线段AB的中点在圆O:x2+y2=a2上,
设线段AB的中点为E,双曲线的右顶点为D,左右焦点为F1,F2,连接DE,DB,
又线段AB的中点E在圆O:x2+y2=a2上,所以DE⊥AB,
所以△ADE≌△BDE,所以|AD|=|BD|=2a,
因为,所以,
在△ODB中,由余弦定理得,
因为∠ODB∈(0,π),所以,
所以,过B作BF⊥x轴于F,则,
所以,
所以,得a2=b2,即a=b,
所以双曲线C的渐近线方程为y=±x.
故选:B.
7.(2026•浙江模拟)若曲线族(具有某种共同性质的所有曲线的集合)满足条件:存在直线l,使得曲线族中存在无数个点在该直线上,称该曲线族是“完美的”,下列曲线族是“完美的”是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解答】解:对选项A:该方程表示圆心为(a,a2),半径为的圆族,
假设存在这样的直线,且该直线斜率存在,设为l:y=kx+b,
那么圆心到直线的距离需小于等于半径,
即,整理得2(ka﹣a2+b)2≤a2(k2+1),
左边最高次为2a4、右边最高次为a2(k2+1),
当a→+∞时,左边远大于右边,不存在无数多个a,使得不等式成立;
若直线斜率不存在,设为l:x=c,
那么,解得,
当a→+∞时,c必须随a无限增大,与c为固定常数不符;
因此不存在这样的直线,使得该曲线族存在无数个点在该直线上,因此选项A错误;
对选项B:该方程表示圆心为(a2,a),半径为的圆族,
假设存在这样的直线,且该直线斜率存在,设为l:y=kx+b,
那么圆心到直线的距离需小于等于半径,
即,整理得2(ka2﹣a+b)2≤a(k2+1),
右边最高次为a(k2+1),左边最高次为2k2a4,
当a→+∞时,左边远大于右边,不存在无数多个a,使得不等式成立;
若直线斜率不存在,设为l:x=c,
那么,解得,
当a→+∞时,c必须随a无限增大,与c为固定常数不符;
因此不存在这样的直线,使得该曲线族存在无数个点在该直线上,因此选项B错误;
对选项C:该方程表示半径为,圆心为的圆族,
取直线y=x,代入该方程,即有,
整理得,
,
根据a∈N*,因此根的判别式,
故直线y=x与该圆族中的每一个圆都有两个不同交点,
故该曲线族中存在无数个点在直线y=x上,故曲线族是“完美的”,因此选项C正确;
对选项D:该方程表示半径为,圆心为的圆族,
假设存在这样的直线,且该直线斜率存在,设为l:y=kx+b,
那么圆心到直线的距离需小于等于半径,
即,整理得,
左边最高次为2a2、右边最高次为a(k2+1),
当a→+∞时,左边远大于右边,不存在无数多个a,使得不等式成立;
若直线斜率不存在,设为l:x=c,
则,解得,
当a→+∞时,c必须随a无限增大,与c为固定常数不符;
故不存在这样的直线,使得该曲线族存在无数个点在该直线上,因此选项D错误.
故选:C.
8.(2026•海淀区校级模拟)已知正项数列{an}满足,下列说法正确的是( )
A.当0<a1<1时,数列{an}单调递减
B.当a1>1时,数列{an}单调递增
C.当0<a1<1时,存在正整数n0,当n≥n0时,
D.当a1>1时,存在正整数n0,当n≥n0时,
【答案】D
【解答】解:设f(x)=2lnx,g(x)=x,易知f(x),g(x)在(0,+∞)内单调递增,
设F(x)=f(x)﹣g(x)=2lnx﹣x,x>0,
则0,
所以F(x)在(0,+∞)内单调递减,且F(1)=0,
当0<x<1时,则F(x)>0,可得0>f(x)>g(x);
当x=1时,则F(x)=0,可得f(x)=g(x)=0;
当x>1时,则F(x)<0,可得0<f(x)<g(x);
可得f(x),g(x)的函数图象,如图所示:
对于选项AC:若0<a1<1,则k1=f(a1)<0,且k1=g(a2),所以a1<a2<1,
若0<a2<1,则k2=f(a2)<0且k2=g(a3),可得a2<a3<1,
依此类推,可得a1<a2<a3<⋯<an<⋯<1,
可知数列{an}单调递增,且an∈[a1,1),
即不存在正整数n0,当n≥n0时,,所以A,C选项错误;
对于选项BD:若a1>1则k1=f(a1)>0,且k1=g(a2),可得1<a2<a1,
若a2>1,则k2=f(a2)>0且k2=g(a3),可得1<a3<a2,
依此类推,可得1<⋯<an<⋯<a3<a2<a1,
可知数列{an}单调递减,且an∈(1,a1],
所以存在正整数n0,当n≥n0时,(只需即可),所以B错误,D选项正确.
故选:D.
9.(2026•扬州一模)已知双曲线的右焦点为F,过点F且斜率为k(k≠0)的直线l交双曲线于A、B两点,线段AB的中垂线交x轴于点D.若,则双曲线的离心率取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解答】解:设双曲线的右焦点为F(c,0),A(x1,y1),B(x2,y2),则直线l:y=k(x﹣c),
联立方程,消去y得:(b2﹣a2k2)x2+2a2k2cx﹣a2(k2c2+b2)=0,
则可得,
则,
设线段AB的中点M(x0,y0),则,
即,
且k≠0,线段AB的中垂线的斜率为,
则线段AB的中垂线所在直线方程为,
令y=0,则,解得,
即,则,
由题意可得:,即,
整理得,则,
注意到双曲线的离心率e>1,
∴双曲线的离心率取值范围是.
故选:A.
10.(2026•武汉模拟)已知A,B是双曲线的左右顶点,P1,P2,…,Pn是该双曲线上异于顶点的一系列不同点,记∠APnB=θn,若和都是等差数列且公差相等,则( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【答案】D
【解答】解:由题意知,A(﹣a,0),B(a,0),c2=a2+b2,
设Pn(xn,yn),且,yn≠0,则,
则,,
则,
,
,
则
,
则.
则,
因为和都是等差数列,
所以为常数,
为常数,
因为其公差相等,
所以,
则8a2b2=c2=a2+b2,
则.
故选:D.
二.多选题(共10小题)
(多选)11.(2026•深圳模拟)将一枚质地均匀的硬币连续投掷n次,定义随机变量Xn为结果中连续出现正面的最大次数.若始终未出现正面,规定Xn=0.例如,投掷结果为“正反正正”时,连续出现正面的次数为1和2,故X4=2.则( )
A.
B.
C.
D.
【答案】ABD
【解答】解:对于A,X2=2对应于连续2次扔出正面,于是,A正确;
对于B,,,,,
则,B正确;
对于C,观察前6次扔出连续的4次正面并不等价于前3次的X3=2以及接下来的X3=2,
严格计算:,,,C错误;
对于D,不妨设Yn表示前n次投掷中出现正面的次数,
于是Xn≤Yn,则Yn﹣Xn≥0,则E(Yn﹣Xn)≥0,于是,D正确.
故选:ABD.
(多选)12.(2026•怀仁市校级一模)已知,则( )
A.f(x)是偶函数
B.f(x)的图象关于直线对称
C.f(x)的值域为
D.当f(x)=a在有2个不同实根x1,x2时,a(x1+x2)的取值范围是
【答案】AD
【解答】解:对于A,由cosx≠0,可得x≠kπ,k∈Z;
所以函数的定义域关于原点对称,
又因为f(﹣x)2cos(﹣x)2cosx=f(x),
所以函数y=f(x)为偶函数,故A正确;
对于B,因为f(3π﹣x) 2cos(3π﹣x)2cosx=﹣f(x),
所以函数关于(,0)对称,不关于x 对称,故B错误;
对于C,2cosx,
当cosx>0时,f(x)=2|sinx|+2cosx,
当x∈[2kπ,2kπ),k∈Z时,f(x)=2sinx+2cosx=2sin(x)∈(2,2];
当x∈[2kπ,2kπ),k∈Z时,f(x)=﹣2sinx+2cosx=2cos(x)∈(2,2];
所以当cosx>0时,f(x)∈(2,2);
当cosx<0时,f(x)=﹣2|sinx|+2cosx,
当x∈(2kπ,2kπ+π],k∈Z时,f(x)=﹣2sinx+2cosx=2cos(x)∈[﹣2,﹣2);
当x∈(2kπ+π,2kπ),k∈Z时,f(x)=2sinx+2cosx=2sin(x)∈[﹣2,﹣2);
所以当cosx<0时,f(x)∈[﹣2,﹣2);
作出函数的图象,如图所示:
所以函数的值域为[﹣2,﹣2])∪(2,2],故C错误;
对于D,当x∈(0,)时,f(x)=2sinx+2cosx=2sin(x)∈(2,2];
所以a∈(2,2),
此时函数的图象关于x对称,
所以x1+x2,
所以a(x1+x2)a∈(π,π),故D正确.
故选:AD.
(多选)13.(2026•甘肃模拟)如图所示,轴截面为正三角形的圆锥,底面圆O1半径为,CD,EF是底面的两条直径,母线PC,PD与该圆锥内切球O分别切于点A,B.则下列说法正确的是( )
A.
B.圆锥与球O的交线的轨迹长为π
C.若,则
D.平面AEF截球O的截面面积的最小值为
【答案】ACD
【解答】解:对于A,画出圆锥的轴截面如图(1)所示.连接PO1则PO1必过球心O,
因为轴截面为正三角形且底面圆半径为,
所以PO1=3,OO1=1,
所以,.,
故,A正确;
对于B,如图(2),易知圆锥与球O的交线的轨迹为⊙O2,
因为AO2⊥PO,所以在Rt△PAO中,
可得PA•OA=PO.AO2求得半径
故轨迹长为,B错误;
对于C,根据三余弦定理可知,
,故C正确;
对于D,当EF绕着O1旋转时,平面AEF恒过定直线AO1若要使得平面AEF截球O的截面面积最小,
只需球心O到平面AEF的距离达到最大,
如图(3)过O作直线AO1的垂线,垂足为H,O到平面AEF的最大距离为OH,
又因为在△OAO1中,OA=OO1=1.,,所以截面半径的最小值为,
所以平面AEF截球O的截面面积的最小值为,故D正确.
故选:ACD.
(多选)14.(2025•湖北模拟)已知单位圆O的内接正n边形A1A2A3…An的边长、周长和面积分别为an,Ln,Sn,则下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【解答】解:对于A,单位圆O的内接正n边形A1A2A3⋯An的中心角为,如图设,过O作OB⊥A1A2于点B,则,
故,故A错误;
对于B,由A的结论,,则,
则,故B正确;
对于C,,
则,故,故C正确;
对于D,由上分析,,则,
故
,故D正确.
故选:BCD.
(多选)15.(2026•浙江模拟)已知集合A={a1,a2⋯an}(n≥3),其中a1<a2<a3<⋯<an,且,定义A的和集A+A={ai+aj|ai,aj∈A},则( )
A.若{an}是等差数列,则A+A的元素个数为2n﹣1
B.若{an}是等比数列,则A+A的元素个数为
C.若A+A的元素个数为2n﹣1,则{an}是等差数列
D.若A+A的元素个数为,则{an}是等比数列
【答案】ABC
【解答】解:对于选项A,设等差数列{an}的公差为d,则d>0,且ai=a1+(i﹣1)d,
所以ai+aj=a1+(i﹣1)d+a1+(j﹣1)d=2a1+(i+j﹣2)d,
又因为i+j﹣2的取值范围为从0到2n﹣2,且能取遍所有整数,共有2n﹣1个不同值,
所以A+A的元素个数为2n﹣1,故A正确;
对于选项B,设等比数列{an}的公比为q,则q>1,且,
若ai+aj=ak+al(i≤j,k≤l),即al,
不妨设i≤k,则将上式两边同时除以得:1+qj﹣i=qk﹣i+ql﹣i,
若i<k,则最大幂指数:j﹣i=l﹣i即j=l,代入得1=qk﹣i矛盾,故i=k.
同理当j=l时,若(i,j)≠(k,l),则ai+aj≠ak+al,
所以,
即A+A的元素个数为,故B正确;
对于选项C,因为a1+a1<a1+a2<a1+a3<…<a1+an<a2+an<a3+an<…<an+an,
所以已有2n﹣1项互不相同,且a1+a2<a2+a2<a2+a3<a2+a4<…<a2+an,
所以a2+ai=a1+ai+1,其中2≤i≤n﹣1,
所以a2﹣a1=a3﹣a2=…=an﹣an﹣1,此时{an}必为等差数列,故C正确;
对于选项D,取A={1,2,5,10}(n=4),则A+A={2,3,4,6,7,10,11,12,15,20},
元素个数为,但该数列不是等比数列,故D不正确.
故选:ABC.
(多选)16.(2026•扬州一模)已知logab>0(a>0且a≠1),若b<a,且aeb<bea(e为自然对数的底数),则( )
A.lnb<a﹣1
B.(a+1)ln(b+1)>(b+1)ln(a+1)
C.ba﹣1>ab﹣1
D.loga+1a>logb+1b
【答案】ACD
【解答】解:根据logab>0,可知或,
又aeb<bea,因a,b同正,两边同除以ab可得,
令,那么导函数,
因此当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)在(1,+∞)上单调递增,
当x∈(0,1)时,f′(x)<0,f(x)在(0,1)上单调递减,
当且a>b,此时与题意不符合;
当且a>b时,,故a>b>1,
令,那么导函数,
当x∈(1,+∞)时,p′(x)<0,p(x)在(1,+∞)上单调递减,
又a>b>1,因此,所以,
所以,因此选项A正确;
令,那么导函数,
所以当x∈(e,+∞)时,g′(x)<0,g(x)在(e,+∞)上单调递减,
当x∈(0,e)时,g′(x)>0,g(x)在(0,e)上单调递增,
因为a+1>b+1>2,所以当2<b+1<a+1<e时,g(a+1)>g(b+1),
即,即(b+1)ln(a+1)>(a+1)ln(b+1),因此选项B错误;
令,则,
记φ(x)=xlnx﹣x+1(x>1),则φ′(x)=lnx+1﹣1=lnx>0,
所以φ(x)>φ(1)=0,则h′(x)>0,所以h(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以h(a)>h(b),即,即(a﹣1)lnb>(b﹣1)lna,
所以lnba﹣1>lnab﹣1,即ba﹣1>ab﹣1,因此选项C正确;
令,x∈(1,+∞),
则,
令m(x)=xlnx,x∈(1,+∞),则m′(x)=1+lnx>1,即m(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以(x+1)ln(x+1)>xlnx,t′(x)>0,t(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以,即loga+1a>logb+1b,因此选项D正确.
故选:ACD.
(多选)17.(2026•武汉模拟)定义在(0,+∞)上的函数f(x)满足当n﹣1<x≤n时,f(x)=(x﹣n+1)(x﹣n)n,其中n∈N*,则下列说法中正确的有( )
A.f(x)f(x+1)≤0
B.当t>0时,若f(x)在区间(t,2t)内恰有两个零点,则t的取值范围是
C.存在正实数a和x0,使得x>x0时,有f(x)<e﹣ax
D.当2≤t<5时,若f(x)在区间(2t﹣4,t+1)内恰有两个极值点,则t的取值范围是
【答案】AD
【解答】解:因为当n﹣1<x≤n时,,
所以f(n)=0,
当n﹣1<x<n时,x﹣n+1>0,n﹣x>0,
所以当n为正偶数,且n﹣1<x<n时,f(x)>0,
当n为正奇数,且n﹣1<x<n时,f(x)<0,
对于A,对于任意x,若,则f(x)=0,f(x+1)=0,
若x∉N*,设n<x<n+1,
若n为偶数,则f(x)>0,f(x+1)<0,此时f(x)f(x+1)<0,
若n为奇数,则f(x)<0,f(x+1)>0,此时f(x)f(x+1)<0,
综上,对于任意x,f(x)f(x+1)≤0,A正确;
对于B,若t=2,则(t,2t)=(2,4),
因为f(x)的零点为正整数,故函数f(x)在区间(2,4)内恰有一个零点,B错误;
对于C,若n﹣1<x<n时,f(x)=(x﹣n+1)(x﹣n)n,
f′(x)=(x﹣n)n+n(x﹣n)n﹣1(x﹣n+1)=(x﹣n)n﹣1[(n+1)x﹣n2],
令f′(x)=0,则,
当n为正偶数时,若,则f′(x)>0,函数f(x)单调递增,
若,则f′(x)<0,函数f(x)单调递减,
函数f(x)在时,取极大值,极大值为,
当n为正奇数时,若,则f'(x)<0函数f(x)单调递减,
若,则f′(x)>0,函数f(x)单调递增,
函数f(x)在时,取极小值,极大值为,
若,f(x)=0<e﹣ax,
当n为奇数,若n﹣1<x<n,则f(x)<0,此时f(x)<e﹣ax,
要满足存在正实数a和x0,使得x>x0时,有f(x)<e﹣ax,
只需满足对于任意的n0≥x0,n0为正偶数时,n0﹣1<x<n0时,有f(x)<e﹣ax,
故需满足,当n0≥x0,n0为正偶数时恒成立,
又函数的衰减速度慢于任何函数y=e﹣ax(a>0),故当x充分大时,,矛盾,C错误;
对于D,由选项C可得函数f(x)的极值点为,
所以函数f(x)的极值点按从小到大排列依次为,,,,,…,
当2≤t<5时,3≤t+1<6,0≤2t﹣4<6,
因为f(x)在区间(2t﹣4,t+1)内恰有两个极值点,
若,则2t﹣4,,2≤t<5,2t﹣4<t+1,满足条件的t不存在,
若,,则,,2≤t<5,2t﹣4<t+1,满足条件的t不存在,
若,则,,2≤t<5,2t﹣4<t+1,则,
若,,则2t﹣4,t+1,2≤t<5,2t﹣4<t+1,则,
若,,则,2≤t<5,2t﹣4<t+1,满足条件的t不存在,
又,故大于等于的极值点都不在区间(2t﹣4,t+1)内,
故的取值范围是.
故选:AD.
(多选)18.(2026•密云区模拟)已知a,b,c∈R,则下列结论中正确的是( )
A.若a>b,c<0,则a+c<b+c
B.若a3>b3,则a>b
C.若ac2>bc2,则a>b
D.若,则a<b
【答案】BCD
【解答】解:对于A,因为a>b,由不等式的性质,不等式两边同时加上一个数,不等式方向不变,a+c>b+c,故A错.
对于B,因为函数y=x3在R上单调递增,a3>b3,所以a>b,故B正确.
对于C,已知ac2>bc2那么c2>0,不等式两边同除以c2,不等式方向不变,所以a>b,故C正确.
对于D,已知,所以a≥0,b≥0,因为函数在[0,+∞)上单调递增,所以a<b,故D正确.
故选:BCD.
(多选)19.(2026•四川模拟)设数列a1,a2,…,an(n≥2)各项均为正整数,其所有项的和为S,该数列为单调不减数列,若对于任意正整数m,m≤S,m为数列中的某一项或若干项的和,则( )
A.a1可能为2
B.当S=15时,n的最小值为4
C.当该数列为递增的等比数列时,其公比为2
D.对任意的k=2,3,…,n,都有a1+a2+⋯+ak﹣1+1≥ak
【答案】BCD
【解答】解:对于A,若a1=2,
根据定义,当m=1时,则有1≤S,
但数列各项均为正整数,且单调不递减,
所以an≥an﹣1≥2,
即后续每一项均不小于2,
所以没有前n项的和为1或某一项为1,与条件矛盾,故A 错误;
对于B,当n=3时,为使能表示的正整数范围最大,数列应取a1=1,a2=2,a3=4,
此时可表示的最大数为1+2+4=7<15,
故n=3无法满足S=15;
当n=4时:数列取1,2,4,8,其和为1+2+4+8=15,
且取1,2,4,8中若干项之和可表示1到15的所有整数(二进制原理),
因此n=4满足条件,故n的最小值为4,故B 正确;
对于C,设数列首项为a1=2,公比为q(q>1且为正整数),数列单调递增,
由条件可知,1必须能被表示,
故a1=1,数列变为1,q,q2,…,qn﹣1,
要表示2,则q=2(若q≥3,无法表示2),
验证公比为2时,1,2,4,8,…,
可通过项的和表示任意正整数,符合条件,故C正确;
对于D,记Sk﹣1=a1+a2+…+ak﹣1,
假设ak>Sk﹣1+1,
由于数列单调单调不减,即ak≥ak﹣1,
则Sk﹣1+1<ak≤ak+1≤…≤an,
此时正整数Sk﹣1+1≤S,
但无法用前k﹣1项的和表示(最大值为Sk﹣1),
也无法包含ak及后续项(均大于Sk﹣1+1),与题设矛盾,
故假设不成立,即a1+a2+…+ak﹣1+1≥ak,选项D正确.
故选:BCD.
(多选)20.(2026•新疆模拟)在棱长均相等的正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D是AB的中点,过点A1,D与BC1平行的平面为α,则( )
A.A1D⊥DC
B.平面α截该三棱柱所得截面为直角三角形
C.平面ACC1A1⊥平面α
D.BC1到平面α的距离是棱长的
【答案】ABD
【解答】解:设正三棱柱的棱长为a,AB=BC=AC=AA1=a,建立如图所示空间直角坐标系:
D(0,0,0),,,,.
平面α过A1、D且平行于BC1,,
设平面α内一点P(x,y,z),,,
设平面α的一个法向量为,
由,则.
,,,则A1D⊥DC,A选项正确;
,三边长为、、,满足勾股定理,即△A1DC为直角三角形,B选项正确;
面ACC1A1⊥面ABC,可得面ACC1A1的一个法向量为,
因为,即平面ACC1A1与平面α不垂直,C选项错误;
BC1∥平面α,所以BC1到平面α的距离等于B到平面α的距离,
距离,是棱长的,D选项正确.
故选:ABD.
三.填空题(共10小题)
21.(2026•福建模拟)已知a1,a2,…,a8是8个正整数,记S,其中i1,i2,…,i7∈N*,若S={82,83,84,85,86,87,89},则这8个正整数中的最大数与最小数的和为 23 .
【答案】23.
【解答】解:由题意可知:从8个数中任取7个数的和共有种不同的值,
但是82,83,84,85,86,87,89只有7个数,
可知必有两种7个数的和相等,设这个和为t(82≤t≤89),
令,那么,任取7个数的和就等于T﹣ai,i=1,2,⋯,8,这8个取值和的集合为S,
S={T﹣a1,T﹣a2,⋯,T﹣a8},
则.
因为T为整数,所以596+t是7的倍数,由596=7×85+1可知,1+t是7的倍数,
再因为82≤t≤89,所以t=83.可知T=97.
因此,a1=2,a2,⋯,a8中最大数为:97﹣82=15,最小数为:97﹣89=8,
因此,它们的和为23.
故答案为:23.
22.(2026•滨海新区一模)设函数f(x)=|2x2﹣ax+1|+ax2,若函数y=f(x)与直线y=ax有两个不同的公共点,则a的取值范围是 (﹣∞,﹣2)∪(﹣2,﹣1)∪(2,+∞) .
【答案】(﹣∞,﹣2)∪(﹣2,﹣1)∪(2,+∞).
【解答】解:由已知f(x)=|2x2﹣ax+1|+ax2=ax,即|2x2﹣ax+1|=ax(1﹣x),
则y=ax(1﹣x)必过点(0,0),(1,0),y=2x2﹣ax+1必过(0,1),
对于y=2x2﹣ax+1,
当Δ=a2﹣8≤0时,,此时2x2﹣ax+1≥0恒成立,
所以f(x)=2x2﹣ax+1+ax2=(2+a)x2﹣ax+1,
令(2+a)x2﹣ax+1=ax,即(2+a)x2﹣2ax+1=0,要有两个不同的公共点,
则,解得或﹣2<a<﹣1或,
当Δ=a2﹣8>0时,或,
当时,y=|2x2﹣ax+1|和y=ax(1﹣x)图象如下:
此时夹在其两零点之间的部分为y=﹣2x2+ax﹣1,
令﹣2x2+ax﹣1=﹣ax2+ax,得(a﹣2)x2=1无解,
则|2x2﹣ax+1|=ax(1﹣x)有两个根⇔2x2﹣ax+1=ax(1﹣x)有两个根,
即(2+a)x2﹣2ax+1=0有两个解,Δ=4a2﹣4(2+a)>0,符合要求;
当时,y=|2x2﹣ax+1|和y=ax(1﹣x)图象如下:
或
令2x2﹣ax+1=0,根据韦达定理可得其两根均为正数,
对于①,则,解得a>3,
对于②,则,解得,
综上所述,a的取值范围是a<﹣2或﹣2<a<﹣1或a>2.
故答案为:(﹣∞,﹣2)∪(﹣2,﹣1)∪(2,+∞).
23.(2026•怀仁市校级一模)已知数列{an}的前n项和为Sn,若a1=3,,则满足的k的最小值为 49 .
【答案】49.
【解答】解:由a1=3,,可得2,
可得数列{}是首项为,公差为2的等差数列,
即有2(n﹣1),
可得an,
则,即为ak+1+ak+2+ak+3,
即,
设f(k),
易得f(k)在k∈N*单调递减,
,可令,解得k47.33,
由f(48),
f(49),
可得满足的k的最小值为49.
故答案为:49.
24.(2026•甘肃模拟)如图,若第1行数字的和记为a1,第2行数字的和记为a2,…,第n行数字的和记为an,则an= 3×2n﹣1﹣2 ;若数列{an}的前n项和为Sn,则Sn= 3×2n﹣2n﹣3 .
【答案】3×2n﹣1﹣2;3×2n﹣2n﹣3.
【解答】解:由题意可知,;
所以.
故答案为:3×2n﹣1﹣2;3×2n﹣2n﹣3.
25.(2026•市中区校级模拟)曲线y=ex上两点A、B关于直线y=x对称的点A'、B'在曲线y=kx2﹣x上,则k的取值范围是 (0,1) .
【答案】(0,1).
【解答】解:由于y=ex与y=lnx关于y=x对称,
当y=ex上两点关于直线y=x对称的点在曲线y=kx2﹣x上时,
有y=lnx与y=kx2﹣x有2个交点,即lnx=kx2﹣x有2个不同的实根,
由于x>0,则,
令,则,
令h′(x)>0,解得0<x<e,令h′(x)<0,解得x>e,
所以h(x)在(0,e)上单调递增,(e,+∞)上单调递减,
所以,
且x→0时,h(x)→﹣∞,当x→+∞时,h(x)→0,
且y=kx﹣1的图象为过定点(0,﹣1)的直线,
作出与y=kx﹣1的图象,如下:
当y=kx﹣1与h(x)相切时,设切点为,此时,
又根据两点间斜率公式得,
所以,故2lnx0+x0﹣1=0,
由于u(x)=2lnx+x﹣1在(0,+∞)上单调递增,且u(1)=0,
故2lnx0+x0﹣1=0有唯一解x0=1,
故切线斜率为,
数形结合得到0<k<1时,有2个不同的实根,
故k的取值范围是(0,1).
故答案为:(0,1).
26.(2026•天津模拟)已知函数f(x)=x2+(a﹣1)2,g(x)=|x+a﹣1|,不等式f(x)﹣g(x)≥3对任意的x∈R恒成立,则实数a的取值范围为 .
【答案】.
【解答】解:令h(x)=f(x)﹣g(x)﹣3,即,
由题意可知h(x)≥0在R上恒成立,
①若,即时,
要满足题意需,
整理得,解得或舍去);
②若,即时,
要满足题意需,
整理得,
解得或,与前提矛盾舍去;
③若,即时,
要满足题意需,
整理得,解得或,舍去);
综上所述.
故答案为:.
27.(2026•浙江模拟)某校数学教师命制一张试卷,试卷要求考查函数、几何、概率统计三个板块内容,其中函数题3道、几何题2道、概率统计题2道,且同板块试题难度互不相同.现要求同一板块的试题不相邻且难度从易到难,则该试卷不同的排版方案有 38 种(用数字作答).
【答案】38.
【解答】解:函数题3道,用A1,A2,A3表示三道函数题且难度从易到难,
几何题2道,用B1,B2表示两道几何题且难度从易到难,
概率统计题2道,用C1,C2表示两道概率统计题且难度从易到难,
先排几何题与概率统计题,则有①B1B2C1C2或C1C2B1B2、②B1C1B2C2或C1B1C2B2、
③C1B1B2C2或B1C1C2B2这三类不同情况,
针对情况①:B1B2之间与C1C2之间必须插入一道函数题,
则剩余的1道函数题有3个位置可选,共有种情况;
针对情况②:再插入三道函数题,共有种情况;
针对情况③:则B1B2之间或C1C2之间必须插入一道函数题,共有种情况;
综上,共有2(3+10+6)=38种不同情况.
故答案为:38.
28.(2026•海淀区校级模拟)已知M={(x,y)|y=t(x﹣1)2+2x+2,0≤t≤1,1≤x≤2}是平面直角坐标系中的点集,点集组成的图形为Q,给出下列四个结论:
①(2,10)∈M;
②设点A∈M,则直线OA的斜率的最大值为4;
③∀A,B∈M,;
④Q的面积小于.
其中所有正确结论的序号是 ②③④ .
【答案】②③④.
【解答】解:M={(x,y)|y=t(x﹣1)2+2x+2,0≤t≤1,1≤x≤2}={(x,y)|2x+2≤y≤x2+3,1≤x≤2},
如图所示,阴影部分即为点集组成的图形Q,
对于①,∵10>22+3=7,∴(2,10)∉M,故①错误;
对于②,∵D(1,4),E(2,7),∴,
由图知,当点A位于点D处时,直线OA的斜率最大,最大值为4,故②正确;
对于③,由图可知,故③正确;
对于④,由图知,Q的面积,故④正确.
故答案为:②③④.
29.(2026•扬州一模)定义:[x]是不大于x的最大整数,{x}是不小于x的最小整数,设函数f(x)={x[x]}在定义域[0,n)(n∈N*)上值域为∁n,记∁n元素个数为an,则 .
【答案】.
【解答】解:由函数f(x)={x[x]}在定义域[0,n)(n∈N*)上的值域为∁n,记∁n中元素的个数为an,
当n=1时,x∈[0,1),可得[x]=0,x[x]=0,{x[x]}=0,即a1=1,
当n=2时,x∈[0,2),可得[x]=0或1,x[x]=0或x,{x[x]}=0或1或2,即a2=3,
当n=3时,x∈[0,3),可得[x]=0或1或2,x[x]=0或x或2x,{x[x]}=0或1或2或4或5或6,即a3=6,
当n=k﹣1(k∈N*,k≥2)时,函数f(x)={x[x]}在定义域[0,k﹣1)(k∈N*,k≥2)上的值域为Ck﹣1,记Ck﹣1中元素的个数为ak﹣1,
当n=k时,函数f(x)={x[x]}在定义域[0,k)(k∈N*)上的值域为∁k,
记∁k中元素的个数为ak,设x∈[k﹣1,k),则[x]=k﹣1,(k﹣1)2≤x[x]=(k﹣1)x<k(k﹣1),
所以(k∈N*,k≥2),
则可得递推关系:an=an﹣1+n(n∈N*,n≥2),
所以(n∈N*,n≥2),
当n=1时,成立,则(n∈N*),则,
所以,
故答案为:.
30.(2026•武汉模拟)如图,已知ω>0,在函数f(x)=sin(ωx+φ)的部分图象中,其图象上的点A,B,C是同一直线上的三点,且该直线与x轴交于点D,若|AD|=|DB|=|BC|=1,则ω= .
【答案】.
【解答】解:因为|AD|=|DB|=|BC|=1,点A,B,C是图象上的同一直线上的三点,
直线与x轴交于点D,A,B两点关于D点对称,C,D两点关于B点对称,
设D(x0,0),A(x0﹣a,b),B(x0+a,﹣b),C(x0+2a,﹣2b),且a2+b2=1,a,b>0,
所以①,则sin(ωx0﹣ωa+φ)+sin(ωx0+ωa+φ)=0,
所以2sin(ωx0+φ)cos(ωa)=0,故sin(ωx0+φ)=0或cos(ωa)=0,
若sin(ωx0+φ)=0,即D(x0,0)是f(x)的一个零点,不符合题意,
所以cos(ωa)=0,则,
而,所以,
结合①有,
所以2cos(ωx0+φ)=﹣sin(ωx0+φ),
而,
所以cos(ωx0+φ)=﹣b<0,sin(ωx0+φ)=2b,
所以,
所以.
故答案为:.
四.解答题(共10小题)
31.(2026•福建模拟)已知A1,A2为椭圆C1:的左,右顶点,M为C1上的一点,N为双曲线C2:1上的一点(M,N两点不同于A1,A2两点),设直线A1M,A2M,A1N,A2N的斜率分别为k1,k2,k3,k4,且k1+k2+k3+k4=0.
(1)设O为坐标原点,证明:O,M,N三点共线;
(2)设C1、C2的右焦点分别为F1、F2,M、N均在第一象限,直线NF1与直线MF2相交于点P,8.
(i)证明:MF1∥NF2;
(ii)证明:∠A1PF1=∠A2PF2.
【答案】证明:(1)设M(x1,y1),N(x2,y2),则,,
因为,可知:,
,,
因为,可知:,
则,,
由k1+k2+k3+k4=0可知:x1y2﹣x2y1=0,
可知:,因此,O,M,N三点共线;
(2)(i)由可得:,
由(1)可知:k1k2+k3k4=0,由k1+k2+k3+k4=0可知:
,且M,N都在第一象限,则k1+k2=﹣2,k3+k4=2,
由(1)知:(*),,,
由(*)式结合,,
可知:,,
则,,
因此可得:,
由此可知:;
(ii)由(i)可知:
,,
则NF1⊥MF2;
直线,直线,
设点P(x0,y0),于是x0,
则,即,
则点P的轨迹是以O为圆心,为半径的圆,
则,,
于是∠A1PF1+∠F1PA2=∠F1PA2+∠A2PF2,则∠A1PF1=∠A2PF2.
【解答】证明:(1)设M(x1,y1),N(x2,y2),则,,
因为,可知:,
,,
因为,可知:,
则,,
由k1+k2+k3+k4=0可知:x1y2﹣x2y1=0,
可知:,因此,O,M,N三点共线;
(2)(i)由可得:,
由(1)可知:k1k2+k3k4=0,由k1+k2+k3+k4=0可知:
,且M,N都在第一象限,则k1+k2=﹣2,k3+k4=2,
由(1)知:(*),,,
由(*)式结合,,
可知:,,
则,,
因此可得:,
由此可知:;
(ii)由(i)可知:
,,
则NF1⊥MF2;
直线,直线,
设点P(x0,y0),于是x0,
则,即,
则点P的轨迹是以O为圆心,为半径的圆,
则,,
于是∠A1PF1+∠F1PA2=∠F1PA2+∠A2PF2,则∠A1PF1=∠A2PF2.
32.(2026•滨海新区一模)已知函数f(x)=alnx.
(1)当a=1时,求函数f(x)的单调区间;
(2)若g(x)=a(x2﹣1)lnx﹣(x﹣1)2(a≠0)有3个零点x1,x2,x3,其中x1<x2<x3.
(ⅰ)求实数a的取值范围;
(ⅱ)求证:(3a﹣1)(x1+x3+2)<2.
【答案】(1)f(x)的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间.
(2)(ⅰ)(0,).
(ⅱ)证明详情见解答.
【解答】解:(1)当a=1时,f(x)=lnx,
f′(x),
则f′(x)>0在(0,+∞)上恒成立,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以f(x)的单调递增区间为(0,+∞),无单调递减区间.
(2)(ⅰ)g(x)=a(x2﹣1)lnx﹣(x﹣1)2=(x2﹣1)(alnx)=(x2﹣1)f(x),
g(1)=0,f(1)=0,
则f(x)除1外还有两个零点,
f′(x),
令h(x)=ax2+(2a﹣2)x+a(x>0),
当a<0时,h(x)<0在(0,+∞)上恒成立,则f′(x)<0,
所以f(x)在(0,+∞)上单调递减,不满足,舍去,
当a>0时,要使得f(x)除1外还有两个零点,则f(x)不单调,
所以h(x)存在两个零点,
所以Δ=(2a﹣2)2﹣4a2>0,解得0<a,
当0<a时,h(x)的两个零点为m,n(m<n),
则m+n2>0,mn=1,
所以0<m<1<n,
当x∈(0,m)时,h(x)>0,f′(x)>0,则f(x)单调递增,
当x∈(m,n)时,h(x)<0,f′(x)<0,则f(x)单调递减,
当x∈(n,+∞)时,h(x)>0,f′(x)>0,则f(x)单调递增,
又f(1)=0,
所以f(m)>0,f(n)<0,
而f(e)=﹣10,且e1,
f(e)=10,且e1,
所以存在x1∈(e,m),x3∈(n,e),使得f(x1)=f(x3)=0,
即g(x)=a(x2﹣1)lnx﹣(x﹣1)2(a≠0)有3个零点x1,x2=1,x3,
综上所述,实数a的取值范围为(0,).
(ⅱ)证明:因为f()=﹣alnxalnxalnxf(x),
若f(x)=0,则f()=0,
所以x1,
当x>1时,先证明不等式lnx恒成立,
设φ(x)=lnx,则φ′(x)0,
所以函数φ(x)在(1,+∞)上单调递增,于是φ(x)>φ(1)=0,
即当x>1时,不等式lnx恒成立,
由f(x3)=0,可得alnx3,
因为x3>1,
所以,即4x3+1>3a(x3+1)2,
两边同除以x3,得x3+43a(x3+2),
所以x1+x3+4>3a(x1+x3+2),
所以(3a﹣1)(x1+x3+2)<2.
33.(2026•怀仁市校级一模)已知函数f(x)=x﹣e﹣x﹣tln(x+1)+1(x≥0).
(1)当t≤2时,讨论f(x)的单调性;
(2)当t<0时,证明:对任意正数m,n,均有f(m+n)<f(m)+f(n);
(3)设a,b,c是任意三角形的三边长,若一定存在以f(a),f(b),f(c)为三边长的三角形,求t的取值范围.
【答案】(1)f(x)在[0,+∞)上单调递增;
(2)证明:令g(x)=f(m+x)﹣f(m)﹣f(x),x>0,
则g(0)=f(m)﹣f(m)﹣f(0)=0,
对g(x)求导得g'(x)=f'(m+x)﹣f'(x),
由(1)知,则f'(m,
所以,
因为t<0,x>0,m>0,所以,又e﹣(m+x)<e﹣x,
所以g'(x)<0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,则g(x)<g(0)=0,
即f(m+x)﹣f(m)﹣f(x)<0,所以f(m+n)<f(m)+f(n);
(3)(﹣∞,2].
【解答】解:(1)已知f(x)=x﹣e﹣x﹣tln(x+1)+1(x≥0),
对其求导得,
因为x≥0,所以e﹣x∈(0,1],x+1≥1,则,
当t≤2时,2=﹣1,且f'(x)在[0,+∞)上单调递增(因为y=1+e﹣x单调递减,单调递增),
f′(0)=1+1﹣t=2﹣t≥0,
由于f′(x)≥0在[0,+∞)上恒成立,所以f(x)在[0,+∞)上单调递增;
(2)证明:令g(x)=f(m+x)﹣f(m)﹣f(x),x>0,
则g(0)=f(m)﹣f(m)﹣f(0)=0,
对g(x)求导得g'(x)=f'(m+x)﹣f'(x),
由(1)知,则f'(m,
所以,
因为t<0,x>0,m>0,所以,又e﹣(m+x)<e﹣x,
所以g'(x)<0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,则g(x)<g(0)=0,
即f(m+x)﹣f(m)﹣f(x)<0,所以f(m+n)<f(m)+f(n);
(3)因为a,b,c是任意三角形的三边长,
所以a+b>c,b+c>a,c+a>b,
由(2)知,当t<0时,f(a+b)<f(a)+f(b),f(b+c)<f(b)+f(c),f(c+a)<f(c)+f(a),
要使一定存在以f(a),f(b),f(c)为三边长的三角形,
则需满足f(a)+f(b)>f(c),f(b)+f(c)>f(a),f(c)+f(a)>f(b),
因为f(x)在[0,+∞)上单调递增,所以f(x)≥f(0)=0,
当t=2时,,
f''(x),
令h(x)=2ex﹣(x+1)2,h'(x)=2ex﹣2(x+1),h''(x)=2ex﹣2≥0,
所以h'(x)在[0,+∞)上单调递增,h'(x)≥h'(0)=0,
则h(x)在[0,+∞)上单调递增,h(x)≥h(0)=1>0,
所以f''(x)>0,f'(x)在[0,+∞)上单调递增,
f'(x)≥f'(0)=0,f(x)在[0,+∞)上单调递增,且f(x)≥f(0)=0,满足条件,
当t>2时,f′(0)=2﹣t<0,
存在x0>0,使得当x∈(0,x)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
此时f(x)<f(0)=0,不满足条件,
所以t的范围是(﹣∞,2].
34.(2026•甘肃模拟)已知函数f(x)=(π﹣x)sinx+kcosx(k∈R).
(1)若曲线y=f(x)在处的切线平行于y轴,求k的值;
(2)当k=1时,求函数y=f(x)在(0,2π)内的极大值点和极小值点的个数;
(3)证明:对任意k∈R,曲线y=f(x)上存在四个不同的点共圆.
【答案】(1)k=﹣1;
(2)极大值点有2个,极小值点有1个;
(3)证明:因为在y=f(x)中,
f(π﹣x)=[π﹣(π﹣x)]sin(π﹣x)+kcos(π﹣x)=xsinx﹣kcosx,
f(π+x)=[π﹣(π+x)]sin(π+x)+kcos(π+x)=xsinx﹣kcosx,
所以f(π﹣x)=f(π+x),即曲线y=f(x)的图象关于x=π对称,
假设y=f(x),x∈(π,+∞)上存在不同两点A,B,其关于x=π的对称点为A',B',
则四边形AA'B′B为等腰梯形,
因为等腰梯形的对角互补,故该四边形为圆内接四边形,
所以曲线y=f(x)上存在四个不同的点,使得这四个点共圆.
【解答】解:(1)由f(x)=(π﹣x)sinx+kcosx(k∈R),得f'(x)=(﹣k﹣1)sinx+(π﹣x)cosx,
当时,,
因为曲线y=f(x)在处的切线平行于x轴,
所以,解得k=﹣1;
(2)由k=1,得f(x)=(π﹣x)sinx+cosx,得f'(x)=(π﹣x)cosx﹣2sinx,
令g(x)=f′(x)=(π﹣x)cosx﹣2sinx,则g'(x)=﹣(π﹣x)sinx﹣3cosx,
①当时,cosx>0,sinx>0,则g'(x)<0,所以f'(x)在上单调递减,
因为f′(0)=π>0,,
则使当0<x<x1时,f'(x)>0,
时,f'(x)<0,
则y=f(x)在(0,x1)单调递增,在单调递减,
所以x1为y=f(x)的极大值点;
②当时,cosx<0,sinx>0,则f'(x)<0,
所以y=f(x)在上单调递减,
当时,cosx<0,sinx<0,则f'(x)>0,
所以y=f(x)在上单调递增,
又f'(π)=0,所以π为y=f(x)的极小值点;
③当时,cosx>0,sinx<0,则g'(x)<0,
所以f'(x)在上单调递减,
因为,f'(2π)=﹣π<0,
所以,
使当时,f'(x)>0,x2<x<2π时,f'(x)<0,
则y=f(x)在单调递增,在(x2,2π)单调递减,
所以x2为y=f(x)的极大值点,
所以曲线y=f(x)在(0,2π)的极大值点有2个,极小值点有1个;
(3)证明:因为在y=f(x)中,
f(π﹣x)=[π﹣(π﹣x)]sin(π﹣x)+kcos(π﹣x)=xsinx﹣kcosx,
f(π+x)=[π﹣(π+x)]sin(π+x)+kcos(π+x)=xsinx﹣kcosx,
所以f(π﹣x)=f(π+x),即曲线y=f(x)的图象关于x=π对称,
假设y=f(x),x∈(π,+∞)上存在不同两点A,B,其关于x=π的对称点为A',B',
则四边形AA'B′B为等腰梯形,
因为等腰梯形的对角互补,故该四边形为圆内接四边形,
所以曲线y=f(x)上存在四个不同的点,使得这四个点共圆.
35.(2026•市中区校级模拟)已知曲线C:(|x|﹣1)2+(|y|﹣1)2=4.
(1)求曲线C围成的平面图形的面积;
(2)若M,N是曲线C上的两个动点,求|MN|的最大值;
(3)是否存在直线y=x+t与曲线C至少有三个不同的公共点?若存在,求t的取值范围;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)当时,研究直线与曲线C在第一象限的公共点,
联立,得2x2+(2t﹣4)x+(t﹣1)2﹣3=0(*),
因为,
所以方程(*)只有一个正根,则直线y=x+t与曲线C在第一象限只有一个公共点,
同理,直线y=x+t与曲线在第三象限也只有一个公共点,
因此,当时,直线y=x+t与曲线C只有两个公共点,
当时,
一方面,直线y=x+t与曲线C在第二象限的部分至多两个公共点,
另一方面,由,得2x2+(2t﹣4)x+(t﹣1)2﹣3=0(*),
因为,,
所以方程(*)无正根,即直线y=x+t与曲线C在第一象限无公共点,
同理,直线y=x+t与曲线C在第三象限无公共点,
所以当时,直线y=x+t与曲线C至多两个公共点,
所以t≥0时,直线y=x+t与曲线C至多两个公共点,
由对称性可知,t<0时,直线y=x+t与曲线C也至多两个公共点,
综上,不存在直线y=x+t与曲线C至少有三个不同的公共点.
【解答】解:\(1)曲线C既关于两坐标轴成轴对称,又关于原点成中心对称,
当x≥0,y≥0时,曲线方程为(x﹣1)2+(y﹣1)2=4,
记圆心为A,与x,y轴分别交于B、C两点,
则,,过点A作AD⊥OB,
则,,
所以,
所以,
所以,
,
所以,同理,
由对称性可知,曲线C围成的平面图形的面积:
;
(2)记曲线C在第一象限的圆心为O1,第二象限的圆心为O2,
第三象限的圆心为O3第四象限的圆心为O4,
情况1:不妨M,N都在第一象限(或坐标轴正半轴),MN<4,
情况2:不妨M在第一象限(或坐标轴正半轴),N在第二象限(或y轴负半轴)时,
MN≤MO1+O1O2+O2N=6(当且仅当M,N,O1,O2四点共线时等号成立),此时MN最大值为6,
情况3:不妨M在第一象限(或坐标轴正半轴),N在第三象限(或坐标轴负半轴)时,
(当且仅当M,N,O1,O2四点共线时等号成立),此时MN最大值为,
综上,根据对称性可知MN最大值为;
(3)当时,研究直线与曲线C在第一象限的公共点,
联立,得2x2+(2t﹣4)x+(t﹣1)2﹣3=0(*),
因为,
所以方程(*)只有一个正根,则直线y=x+t与曲线C在第一象限只有一个公共点,
同理,直线y=x+t与曲线在第三象限也只有一个公共点,
因此,当时,直线y=x+t与曲线C只有两个公共点,
当时,
一方面,直线y=x+t与曲线C在第二象限的部分至多两个公共点,
另一方面,由,得2x2+(2t﹣4)x+(t﹣1)2﹣3=0(*),
因为,,
所以方程(*)无正根,即直线y=x+t与曲线C在第一象限无公共点,
同理,直线y=x+t与曲线C在第三象限无公共点,
所以当时,直线y=x+t与曲线C至多两个公共点,
所以t≥0时,直线y=x+t与曲线C至多两个公共点,
由对称性可知,t<0时,直线y=x+t与曲线C也至多两个公共点,
综上,不存在直线y=x+t与曲线C至少有三个不同的公共点.
36.(2025•湖南三模)已知函数f(x)=xex,g(x)=lnx+x.
(1)求函数g(x)在(1,g(1))处的切线方程;
(2)若h(x)=f(x)﹣ag(x),
(i)当a=1时,求函数h(x)的最小值;
(ii)若h(x)=0有两个实根x1,x2,且x1≠x2,证明:.
【答案】(1)2x﹣y﹣1=0.
(2)(i)1;
(ii)证明见详解.
【解答】解:(1)由于g(x)=lnx+x,因此导函数,
因此,又因为g(1)=1,
因此g(x)在(1,g(1))处的切线方程为:y﹣1=2(x﹣1),所以2x﹣y﹣1=0.
(2)(i)当a=1时,函数h(x)=f(x)﹣g(x)=xex﹣lnx﹣x,定义域为(0,+∞),
导函数,
令函数F(x)=xex﹣1,x∈(0,+∞),
那么导函数F′(x)=(x+1)ex>0,
因此函数F(x)在(0,+∞)上单调递增,
又由于F(0)=﹣1<0,F(1)=e>0,
因此∃x0∈(0,1)使得F(x0)=0,即,①
因此当x∈(x0,+∞)时,F(x)>0,即h′(x)>0,此时h(x)在(x0,+∞)上单调递增;
当x∈(0,x0)时,F(x)<0,即h′(x)<0,此时h(x)在(0,x0)上单调递减,
因此当x=x0时,h(x)有最小值,
根据①可得,所以lnx0+x0=0,
因此h(x)的最小值为.
(ii)证明:根据题意,函数h(x)=xex﹣a(lnx+x),x∈(0,+∞),
根据题意函数h(x)=xex﹣a(lnx+x)=xex﹣aln(xex)=0有两个不相等的实数根,
令t=xex,那么导函数t′=(x+1)ex>0,
因此函数t=xex在(0,+∞)上递增,因此t>0,
令函数G(t)=t﹣alnt(t>0),
因此函数G(t)有两个不相等的正的零点t1,t2,且,
所以,两式分别相加减得,
a(lnt2﹣lnt1)=t2﹣t1,a(lnt2+lnt1)=t2+t1,
因此②
要证,那么只需证,
所以证,即需证lnt1+lnt2>2,
根据②知,,
因此只需证,
设0<t1<t2,令,
那么只需证,所以,
故只需证,
令
则,
所以s(μ)在(1,+∞)上单调递增,
所以s(μ)>s(1)=0,
即当μ>1时,成立.
所以lnt1+lnt2>2,即,故.
37.(2026•浙江模拟)已知a,b是实数,函数,其中e是自然对数的底数.
(1)当a=1时,讨论f(x)的单调区间;
(2)若对任意的,f(x)均有极小值点x0,且f(x0)<0,求实数a的取值范围;
(3)若方程有两个根x1,x2(x1<x2),当|ax1﹣ax2|取最小值时,求的值.
【答案】(1)当b≥0时,f(x)单调递增;当b<0时,f(x)在(﹣∞,ln(﹣b))单调递减,在(ln(﹣b),+∞)单调递增.
(2){a0<a≤1};
(3).
【解答】解:(1)当a=1时,,则f′(x)=ex+b,
当b≥0时,f′(x)>0,故f(x)单调递增;
当b<0时,当x<ln(﹣b)时,f′(x)<0,当x>ln(﹣b)时,f′(x)>0,
故f(x)在(﹣∞,ln(﹣b))单调递减,在(ln(﹣b),+∞)单调递增.
综上,当b≥0时,f(x)单调递增;当b<0时,f(x)在(﹣∞,ln(﹣b))单调递减,在(ln(﹣b),+∞)单调递增.
(2)当时,
当a≤0时,f′(x)=aeax+b<0,故f(x)单调递减,故f(x)不可能有极小值点;
当a>0时,令f′(x)=0,即aeax+b=0,解得,
所以f(x)在单调递减,在单调递增,
因此f(x)均有极小值点,且,
,
令,故对任意的,.
g′(t)=﹣lnt,当x∈(0,1)时,g′(t)>0,当x∈(1,+∞),g′(t)<0,
故g(t)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)单调递减,
,,且x→0时,;x→+∞时,g(t)→﹣∞;g(t)的图像如图,
故恒成立,故0<a≤1.
(3)方程有两个根x1,x2(x1<x2),由(2)可知a>0,
方程有两个根x1,x2等价于有两个根x1,x2(x1<x2),
令,由;当x→﹣∞,F(x)→+∞;
当x→+∞,F(x)→+∞,故可知x1<x<x2,
记s=ax,上式等价于有两个根s1,s2(s1<0<s2),
两式相减可得,记Δs=s2﹣s1>0,
上式可写成,故,
又代入(*)得,
令,
故,令w(s)=(s﹣1)es+1,w′(s)=ses>0,故w(s)>w(0)=0,
故h(s)是单调递增,要求|ax1﹣ax2|最小值,即求Δs的最小值,即求h(s)的最小值,
,令,
当时,p′(s)>0,p(s)单调递增;当时,p′(s)<0,p(s)单调递减;
,
故存在s0∈(﹣1,0)使得p(s0)=0,即,
所以s∈(﹣∞,s0)时,k′(s)<0,k(s)单调递减;s∈(s0,0)时,k′(s)>0,k(s)单调递增;
故k(s)≥k(s0),即s=s0时,k(s)取最小值.
故.
38.(2026•海淀区校级模拟)已知集合A={α|α=(x1,x2,x3,x4),xi∈N,(i=1,2,3,4)}.对集合A中的任意元素α=(x1,x2,x3,x4),定义T(α)=(|x1﹣x2|,|x2﹣x3|,|x3﹣x4|,|x4﹣x1|),当正整数n≥2时,定义Tn(α)=T(Tn﹣1(α)).(约定T1(α)=T(α)).
(1)若α=(2,0,2,4),β=(2,0,2,6),求T4(α)和T4(β);
(2)若α=(x1,x2,x3,x4)满足xi∈{0,1}(i=1,2,3,4)且T2(α)=(1,1,1,1),求α的所有可能结果;
(3)是否存在正整数n使得对任意α=(x1,x2,x3,x4)∈A(x1≥x2≥x4≥x3)都有Tn(α)=(0,0,0,0)?若存在,求出n的所有取值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)T4(α)=(0,0,0,0),T4(β)=(0,0,0,0);
(2)(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(1,1,0,0)、(0,0,1,1);
(3)存在正整数n使Tn(α)=(0,0,0,0)且{n∈N*|n≥6}.
【解答】解:(1)因为α=(2,0,2,4),β=(2,0,2,6),
所以由T(α)的定义可得:T(α)=(2,2,2,2),T(β)=(2,2,4,4),
所以T2(α)=(0,0,0,0),T3(α)=(0,0,0,0),T4(α)=(0,0,0,0),
T2(β)=(0,2,0,2),T3(β)=(2,2,2,2),T4(β)=(0,0,0,0).
(2)因为T2(α)=(1,1,1,1)且xi∈{0,1}(i=1,2,3,4),
所以由T2(α)的定义可得:||x1﹣x2|﹣|x2﹣x3||=1,
同理,当x2=0或1时,||x1﹣x2|﹣|x2﹣x3||=|x1﹣x3|=1;
当x3=0或1时,||x2﹣x3|﹣|x3﹣x4||=|x2﹣x4|=1;
当x4=0或1时,||x3﹣x4|﹣|x4﹣x1||=|x1﹣x3|=1,
所以有,其中x1≠x3,x2≠x4,
当x1=0且x2=0时,α为(0,0,1,1)满足;
当x1=0且x2=1时,α为(0,1,1,0)满足;
当x1=1且x2=0时,α为(1,0,0,1)满足;
当x1=1且x2=1时,α为(1,1,0,0)满足.
故α的所有可能结果(1,0,0,1)、(0,1,1,0)、(1,1,0,0)、(0,0,1,1).
(3)存在正整数n使Tn(α)=(0,0,0,0)且{n∈N*|n≥6},理由如下:
因为α=(x1,x2,x3,x4)∈A,其中x1≥x2≥x4≥x3,
所以由T(α)的定义可得:T(α)=(x1﹣x2,x2﹣x3,x4﹣x3,x1﹣x4),
所以T2(α)=(|x1+x3﹣2x2|,x2﹣x4,|x1+x3﹣2x4|,x2﹣x4),
当a=|x1+x3﹣2x2|且b=|x1+x3﹣2x4|时,T3(α)=(|x2﹣x4﹣a|,|x2﹣x4﹣b|,|x2﹣x4﹣b|,|x2﹣x4﹣a|);
当c=||x2﹣x4﹣a|﹣|x2﹣x4﹣b||时,T4(α)=(c,0,c,0),T5(α)=(c,c,c,c),T6(α)=(0,0,0,0),
所以对任意的α=(x1,x2,x3,x4)∈A(x1≥x2≥x4≥x3)都有T6(α)=(0,0,0,0),
即当n=6时,对任意α=(x1,x2,x3,x4)∈A(x1≥x2≥x4≥x3)都有T6(α)=(0,0,0,0).
又因为当n≥7,n∈N*时,Tn(α)=(0,0,0,0)恒成立,
所以当n≥7,n∈N*时,对任意α=(x1,x2,x3,x4)∈A(x1≥x2≥x4≥x3)都有Tn(α)=(0,0,0,0).
故正整数n使得Tn(α)=(0,0,0,0)成立的所有取值为{n∈N*|n≥6}.
39.(2026•扬州一模)过双曲线上一点A(﹣1,0)作两渐近线的垂线,垂足为D、E,且.
(1)求双曲线方程;
(2)过点B(m,0)(m>a)的直线与双曲线右支交于P、Q两点,连接AP、AQ,直线x=n(m>n)与AP、AQ分别交于M、N,∠MBN=90°.
(i)若m=2,求n的值;
(ii)求n的最小值.
【答案】(1)x2﹣y2=1.
(2)(i);(ii).
【解答】解:(1)双曲线的渐近线方程为bx±ay=0,
由已知得a2=1,
双曲线上一点(x0,y0)到渐近线距离之积,
即,又c2=1+b2⇒b2=1,c2=2,
所以双曲线方程为x2﹣y2=1.
(2)(i)设直线PQ方程x=ty+m,则m≠﹣1,设点P(x1,y1)、Q(x2,y2)(x1>0,x2>0),
联列方程组,可得(t2﹣1)y2+2tmy+m2﹣1=0,
由题意可得t2﹣1≠0且Δ=4m2t2﹣4(t2﹣1)(m2﹣1)>0⇒m2+t2﹣1>0恒成立,
又,,
直线AP的方程为,令x=n,有,
即,同理,
直角三角形MNB中,设直线x=n交x轴于点E,
因为∠EMB+∠EBM=∠EBM+∠EBN=90°,则∠EMB=∠EBN,
所以,,所以,|EB|2=|EM|•|EN|,
则
,
即,
当m=2时,因为m>n,可得;
(ii)由(i)知:,从而,
令,则,
则,
f(p)=﹣p3﹣p2+p+1(0<p<1),则f'(p)=﹣3p2﹣2p+1=﹣(p+1)(3p﹣1),
当时,f'(p)>0;当时,f'(p)<0,
所以f(p)在上递增,在上递减,
故,所以n最小值为.
40.(2026•武汉模拟)有n张编号分别为1到n的卡片,横向随机排列.对于这n张卡片,初始状态下卡片标号从左到右为A1,A2,⋯An,记此时的卡片排列为(A1,A2,…,An)对这n张卡片的排列进行如下三步操作:1.取出最左边的卡片,记其标号为k;2.剩余卡片中,标号小于k的卡片按照原排列中的从左到右顺序依次为L1,L2,…,Lk﹣1(若不存在则为空),标号大于k的卡片按照原排列中的从左到右顺序依次为R1,R2,…,Rn﹣1(若不存在则为空);3.对这n张卡片重新排列,得到新排列:(L1,L2,…,Lk﹣1,k,R1,R2,…,Rn﹣k).每进行完上述三步操作,称为一次“完整操作”.
(1)若初始排列为(3,5,2,4,1),写出连续经过两次完整操作后得到的新排列;
(2)求初始排列经过一次完整操作后恰好能得到(1,2,…,n)的顺序排列的概率;
(3)记初始排列中有B个排列种数能经过连续若干次完整操作后能得到(1,2,…,n)的顺序排列,当n≥2 时,证明:Bn+1≤nBn+Bn﹣1.
【答案】(1)(1,2,3,5,4);
(2);
(3)证明:考虑初始排列(A1,A2,⋯,An)经过连续若干次完整操作后能得到(1,2,…,n)的顺序排列,
对于n+1张卡片的情况,我们可以将其分为两种情况来考虑:
情况一:初始排列中n+1在最左边,
此时,去掉n+1后,剩下的n张卡片的排列经过连续若干次完整操作后能得到(1,2,…,n)的顺序排列,这样的排列种数为Bn种,
情况二:初始排列中n+1不在最左边,
设n+1在第i个位置(2≤i≤n+1),那么前i﹣1个位置的卡片经过连续若干次完整操作后能得到(1,2,…,i﹣1)的顺序排列,
后n﹣i+1个位置的卡片经过连续若干次完整操作后能得到(i,i+1,…,n+1)的顺序排列,
对于前i﹣1个位置的卡片,其排列种数为Bi﹣1种;对于后n﹣i+1个位置的卡片,其排列种数为Bn﹣i+1种,
因为i可以取2到n+1这n个值,所以这种情况下的排列种数为种,
由上述分析可知,,
因为(当且仅当B1=B2=⋯=Bn=1时取等号),
所以,
因此当n≥2时,,得证.
【解答】解:(1)第一次完整操作:
初始排列为(3,5,2,4,1),最左边的卡片标号k=3,
可得标号小于k的卡片L1=2,L2=1,
标号大于k的卡片R1=5,R2=4,
重新排列得到新排列(2,1,3,5,4),
第二次完整操作:
最左边的卡片标号k=2,
可得标号小于k的卡片L1=1,
标号大于k的卡片R1=3,R2=5,R3=4,
重新排列得到新排列(1,2,3,5,4).
连续经过两次完整操作后得到的新排列(1,2,3,5,4).
(2)要使初始排列经过一次完整操作后恰好能得到(1,2,…,n)的顺序排列,必须满足:
L=(1,2,…,k﹣1),即原排列中小于k的k﹣1个元素已经是递增顺序;
R=(k+1,k+2,…,n),即原排列中大于k的n﹣k个元素已经是递增顺序;
首元素为k时,剩余n﹣1个位置由已经各自内部有序的L和R穿插而成,
确定L中元素的位置可确定整个排列,共有种排法,
又因为k可以取遍1,2,…,n中的任意整数,
所以满足条件的初始排列总数为.
又因为n个元素的全排列总数为n!,
所以初始排列经过一次完整操作后恰好能得到(1,2,…,n)的顺序排列的概率.
(3)证明:考虑初始排列(A1,A2,⋯,An)经过连续若干次完整操作后能得到(1,2,…,n)的顺序排列,
对于n+1张卡片的情况,我们可以将其分为两种情况来考虑:
情况一:初始排列中n+1在最左边,
此时,去掉n+1后,剩下的n张卡片的排列经过连续若干次完整操作后能得到(1,2,…,n)的顺序排列,这样的排列种数为Bn种,
情况二:初始排列中n+1不在最左边,
设n+1在第i个位置(2≤i≤n+1),那么前i﹣1个位置的卡片经过连续若干次完整操作后能得到(1,2,…,i﹣1)的顺序排列,
后n﹣i+1个位置的卡片经过连续若干次完整操作后能得到(i,i+1,…,n+1)的顺序排列,
对于前i﹣1个位置的卡片,其排列种数为Bi﹣1种;对于后n﹣i+1个位置的卡片,其排列种数为Bn﹣i+1种,
因为i可以取2到n+1这n个值,所以这种情况下的排列种数为种,
由上述分析可知,,
因为(当且仅当B1=B2=⋯=Bn=1时取等号),
所以,
因此当n≥2时,,得证.
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