【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(20-19)
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 | 1.33 MB |
| 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/57159549.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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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(20-19)
一.选择题(共10小题)
1.(2026•未央区校级模拟)函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(﹣1)=0,若对任意x1,x2∈(﹣∞,0),且x1≠x2时,都有0成立,则不等式f(x)<0的解集为( )
A.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) B.(﹣1,0)∪(0,1)
C.(﹣∞,﹣1)∪(0,1) D.(﹣1,0)∪(1,+∞)
2.(2026•河池模拟)若关于x的方程ex=aln(x﹣1)+alna﹣a在(1,+∞)上有解,则实数a的取值范围是( )
A.(0,2] B.[2,+∞) C.(0,e2] D.[e2,+∞)
3.(2026•浙江模拟)已知[x]表示不超过x的最大整数(例如[﹣1.2]=﹣2),数列{an}满足a1=1,,则下列说法正确的是( )
A.[a2]=2 B. C.对任意n,an+1an+an+1﹣2an=1恒成立 D.存在n∈N*,an>an+1
4.(2026•中山市一模)已知△ABC中,AB=4,AC=2,且(λ∈R)的最小值为,若P为边AB上任意一点,则的最小值为( )
A.0 B. C. D.
5.(2023•海淀区二模)已知动直线l与圆O:x2+y2=4交于A,B两点,且∠AOB=120°.若l与圆(x﹣2)2+y2=25相交所得的弦长为t,则t的最大值与最小值之差为( )
A. B.1 C. D.2
6.(2021•天津模拟)已知定义在R上的函数f(x),若函数k(x)=f(x)+ax恰有2个零点,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣∞,)∪{0}∪(1,+∞) B.(﹣1,)∪{0}∪(1,+∞)
C.(﹣1,)∪{0}∪(,+∞) D.(﹣∞,﹣1)∪{0}∪(,1)
7.(2026•九江一模)已知实数m,n满足,则m﹣n的值为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.2 D.1
8.(2026•新安县校级模拟)椭圆的右焦点为,在椭圆上存在点P满足线段AP的垂直平分线过点F,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
9.(2026•石家庄一模)已知A(1,0),B(4,0),若圆C:(x﹣a)2+(y﹣a﹣1)2=8上总存在点P满足,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣∞,0] B.[0,6]
C.(0,6) D.(﹣∞,0]∪[6,+∞)
10.(2026•乌当区模拟)将6名同学安排到A,B,C三个公司实习,每名同学只去一个公司实习,至少安排1名同学去A公司实习,至少安排2名同学去B公司实习,至少安排2名同学去C公司实习,则不同的安排方法有( )
A.120种 B.150种 C.210种 D.300种
二.多选题(共10小题)
(多选)11.(2026•未央区校级模拟)如果称离心率为的椭圆为“黄金椭圆”,那么下列命题正确的有( )
A.若是“黄金椭圆”,则
B.若点A在以F1,F2为焦点的“黄金椭圆”上,且c=2,则△AF1F2的周长为
C.若F1是左焦点,C,D分别是右顶点和上顶点,则
D.设焦点在x轴上的“黄金椭圆”左、右顶点分别为A,B,“黄金椭圆”上动点P(异于A,B),设直线PA,PB的斜率分别为k1,k2,则
(多选)12.(2026•河池模拟)如图,平面ABN⊥平面α,M为线段AB的中点,AB=MN=2,AN>BN,直线MN与平面α所成角的大小为30°,P为平面α内的动点,则下列说法正确的是( )
A.球心为N、半径为的球面被平面α截得的圆周长为2π
B.若点P到点M和点N的距离相等,则点P的轨迹是抛物线
C.若点P到直线MN的距离为,则∠APB的最大值为60°
D.满足∠MNP=45°的点P的轨迹是椭圆
(多选)13.(2026•浙江模拟)有30个人,他们的身高各不相同,从矮到高依次记为h1,h2,…,h30.现在让他们排成m行n列的矩形队列(m,n∈N*),把每一列最矮的人选出,并把其中最高的人的身高设为a;把每一行最高的人选出,并把其中最矮的人的身高设为b,则下列说法正确的是( )
A.当m=1时,b=h30 B.当n>1时,a≥hn
C.任何一种列队方式,都有a≤b
D.当m,n>1时,无论如何列队,a与b都不可能相等
(多选)14.(2026•中山市一模)在统计学中,四分位数是指把一组数由小到大排列并分成四等份,处于三个分割点位置的数值为Q1,Q2,Q3,其中Q2是这组数的中位数,Q1和Q3分别可看作这组数被Q2分成的前后两组数的中位数.利用四分位数可以绘制统计学中的箱形图:先找出一组数的最大值,最小值和三个四分位数Q1,Q2,Q3;然后连接Q1和Q3画出“箱子”,中位数Q2在“箱子”中间;再将最大值和最小值与箱子相连接(如图①).某老师绘制了一次数学小测验中甲,乙,丙三个班级学生得分的箱形图(如图②),根据该图判断下列说法正确的是( )
A.三个班级中,甲班分数的方差最小
B.三个班级中,乙班分数的极差最大
C.丙班得分低于80的学生人数多于得分高于80的学生人数
D.若每班有42个学生,则三个班级的第11名中,丙班的分数最高
(多选)15.(2026•九龙坡区校级模拟)在直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,,AA1=1,点B,D在以线段AC为直径的圆O上运动,且B,O,D三点共线,点M,N分别是线段BC,C1D1的中点,则下列说法中正确的是( )
A.平面AB1C1D⊥平面DCC1D1
B.当四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的体积最大时,D1B⊥AB1
C.当AB=1时,过MN的平面截该四棱柱的外接球所得截面面积的最小值为
D.当AB=1时,过点A1,B,N的平面截该四棱柱所得的截面周长为
(多选)16.(2026•江西模拟)在△ABC中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若sin2A+sin2B=1+cos2C,,△ABC的面积为1,则( )
A.bc=2 B. C.cosC=cos(A﹣B) D.
(多选)17.(2026•新安县校级模拟)在正项数列{an}中,已知a1=1,an+1=ln(an+1),则( )
A.an+1<an B.an﹣an+1>anan+1 C.a1+a2+a3+…+an<2 D.4
(多选)18.(2026•石家庄一模)已知三棱柱ABC﹣A1B1C1的所有棱长均为2,AA1⊥BC,记∠A1AB=θ(0<θ<π),则( )
A.当时,AC1⊥B1C
B.时,三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为
C.当时,直线BB1与平面A1B1C1所成角的余弦值为
D.当时,棱锥A﹣ABC的外接球的球面与侧面BB1C1C的交线长为x
(多选)19.(2026•乌当区模拟)已知异面直线l1,l2,l1⊥l2,A∈l1,B∈l2,AB⊥l1,AB⊥l2,P∈l1,Q∈l2,四点A,B,P,Q不共面,O是线段PQ的中点,AB=2,PQ=4,则( )
A.当AP=2时, B.当AP=2时,直线AB,PQ所成角为60°
C.点O到直线AB的距离为 D.三棱锥A﹣BPQ的体积的最大值为3
(多选)20.(2026•未央区校级一模)在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ACB=90°,AC=BC=CC1,E为CC1的中点,F为线段A1B1上的动点,下列结论正确的是( )
A.AB1∥BE B.AC1⊥平面A1BC
C.平面BFC⊥平面ACC1A1 D.存在点F,使得C1F∥平面A1BE
三.填空题(共10小题)
21.(2026•未央区校级模拟)宜春某商场组织抽奖活动,在一个不透明的箱子中装有红、黄、白、黑4个形状、大小相同的小球,规定每人可以有放回地先后两次任意摸取小球(每次至少摸取1个小球),其中红黄白各计1分,黑计3分.若两次摸到的小球记录的得分的总分为7分,且凑齐四种颜色,则获得一等奖,那么获一等奖的概率为 .
22.(2026•河池模拟)已知双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,双曲线C的一条渐近线的斜率为,过点F2的直线l与双曲线C的右支交于P,Q两点.A,B分别为△PF1F2和△QF1F2的内心,若四边形AF1BF2的面积为,则直线l的斜率为 .
23.(2026•浙江模拟)在平面直角坐标系xOy中,圆C:(x﹣1)2+(y﹣a)2=a2(a>0)与x轴交于点F,若圆上恰有一点P满足到直线l:x=﹣1的距离等于|PF|,则圆C的半径是 .
24.(2026•中山市一模)空间中有四个半径为2的小球,每个球都与其它三个球外切.现另有一小球与这四个球均外切,则该小球的半径为 .
25.(2023•东城区模拟)在数列{an}中,对任意的n∈N*都有an>0,且an+1=an,给出下列四个结论:
①对于任意的n≥3,都有an≥2;②对于任意a1>0,数列{an}不可能为常数列;
③若0<a1<2,则数列{an}为递增数列;④若a1>2,则当n≥2时,2<an<a1.
其中所有正确结论的序号为 .
26.(2026•九龙坡区校级模拟)小虹同学要在边长为10的正方形纸片RSNM上剪出一个等腰梯形ABCD的图案,如图所示,腰AB、CD与正方形内的抛物线Γ分别相切于E、F两点,其中Γ的顶点O为RM的中点,若当点E到RM的距离为4.5时,EF=6,则当等腰梯形ABCD的面积取到最小值时,EF= .(结果保留2位小数)
27.(2026•江西模拟)学校食堂每餐推出A、B两种套餐,某同学每天中午都会在食堂提供的两种套餐中选择一种套餐,若他前1天选择了A套餐,则第2天选择A套餐的概率为;若他前1天选择了B套餐,则第2天选择了A套餐的概率为.已知他开学第1天中午选择A套餐的概率为,在该同学第3天选择了A套餐的条件下,他第2天选择A套餐的概率为 .
28.(2026•新安县校级模拟)已知a,b均为正数,,则的最小值为 .
29.(2026•石家庄一模)已知数列{an}满足a1≥1,当n≥2时,,若数列{an}中存在连续5项ak,ak+1,…,ak+4构成等差数列,则k的最小值是 .
30.(2026•乌当区模拟)已知函数若∀x∈R,f(x)>0,则a的取值范围是 .
四.解答题(共10小题)
31.(2026•连云港模拟)已知函数f(x)=(x﹣2)2(x﹣a),a∈R.
(1)若x=2是f(x)的极小值点,求a的取值范围;
(2)若直线y=t(x﹣2)(t>0)与曲线y=f(x)的三个交点分别为A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),C(x3,f(x3)),且x1<x2<x3,x3﹣x1=1.记y=f(x)在A,C两点处切线的斜率分别为k1,k2,若,求a的值;
(3)若当且仅当x≥2,求a的取值范围.
32.(2026•河池模拟)南昌二中一直有个优秀的传统“毕业学习经验分享会”:每届高考结束后,各班推荐优秀学生代表与下一届学生进行学习经验分享.2024届高三年级班号依次为0,1,2,…,27,高三0班推荐2名男生和2名女生,其余各班均推荐1名男生和1名女生参加分享会;第一场分享会的4名学生嘉宾是从高三0班的优秀学生代表中选出的2名和高三1班的2名优秀学生代表共同形成,第二场分享会的4名学生嘉宾是从上一场4名嘉宾中选出的2名和高三2班的2名优秀学生代表共同形成,…,按照这样的方式,依次进行到第二十七场分享会.
(1)求在第一场分享会学生嘉宾中有2名男生的概率;
(2)求在第二场分享会学生嘉宾中有2名男生的概率;
(3)记在第二十七场分享会学生嘉宾中男生人数为X,求X的分布列和期望.
33.(2026•浙江模拟)如图,顶点为P的圆锥的轴截面是等腰直角三角形,A是底面圆周上的点,B是底面圆内的点,O为底面圆圆心,AB⊥OB,垂足为B,OH⊥PB,垂足为H,且PA=2,C是PA的中点.
(1)证明:AB⊥平面POB;
(2)当三棱锥O﹣HPC的体积最大时,求OB的长;
(3)是否存在一个点Q,满足点Q到点C,H,O,A,B的距离均相等?若存在,求出二面角Q﹣CH﹣B的余弦值的取值范围,若不存在,说明理由.
34.(2026•中山市一模)已知椭圆的离心率为,右焦点F关于直线l1:2x﹣y=0的对称点在圆x2+y2=1上,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知T为l2:x=4上的动点,过T作椭圆C的两条切线,切点分别为M,N,
①证明:直线MN过定点,并求定点坐标;
②是否存在点T,使得∠MPF=∠NPF成立?若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
35.(2024•房山区学业考试)已知{an}和{bn}都是无穷数列.若存在正数A,对任意的n∈N*,均有|an﹣bn|≤A,则称数列{an}与{bn}具有关系P(A).
(Ⅰ)分别判断下列题目中的两个数列是否具有关系P(1),直接写出结论;
①an=2n,bn=n+2,n∈N*;
②,.
(Ⅱ)设,bn=an+1+1,n∈N*,试判断数列{an}与{bn}是否具有关系P(A)?如果是,求出A的最小值,如果不是,说明理由;
(Ⅲ)已知{an}是公差为d的等差数列,若存在数列{bn}满足:{bn}与{an}具有关系P(1),且b2﹣b1,b3﹣b2,…,b201﹣b200中至少有100个正数,求d的取值范围.
36.(2026•九龙坡区校级模拟)设{an}单调不减的无界非负数列,定义数列{an*}为an*=|{m∈N*|an<n}|,这里|A|表示集合A中元素的个数,称{an*}为数列{an}的伴随数列.
(1)若数列{an}满足an=n2(n∈N*),求数列{an}的伴随数列{an*}(可以用[x]表示不超过X的最大整数):
(2)对任意的正整数k,n,证明下述关于伴随数列的基本性质:
a)an*=k⇔ak<≤ak+1;
b)若{an*}为整数数列{an}的伴随数列,则{an}也为数列{an*}的伴随数列;
(3)设函数f(x)在[1,+∞)上连续,严格递增且无界,满足f(1)∈(0,1),且对任意正整数π,都有f(n)∉N*,证明:数列[f(n)]与数列[f﹣1(n)]互为伴随数列,这里f﹣1(x)是f(x)的反函数;并利用上述结果,直接写出数列1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,5,5,5,5,5,…的通项公式.
37.(2026•江西模拟)已知函数.
(1)求f(x)在(0,π)上的最大值;
(2)求证:恒成立;
(3)若都有f(x)>ax3cosx恒成立,求a的最大值.
38.(2026•新安县校级模拟)已知双曲线的渐近线方程为,点P1(﹣1,1)在C上.按如下方式构造点Pn(n≥2):过点Pn﹣1作斜率为﹣1的直线与C的下支交于点Qn﹣1,点Qn﹣1关于x轴的对称点为Pn(xn,yn),记an=2yn﹣xn.
(1)求a1,a2,a3;
(2)求数列{an}的通项公式,并说明理由;
(3)记△PnPn+1Pn+2的面积为Sn,证明:Sn+1=Sn.
39.(2026•石家庄一模)已知函数f(x)lnx,其中n∈N*.
(1)当n=2时,求函数f(x)的单调区间;
(2)记函数f(x)的极小值点为xn,若yn满足yn﹣xn=2n,设集合P={t|t=[xn],n∈N*},Q={s|s=[yn],n∈N*},其中[x]表示不大于x的最大整数.
(i)求xn和yn的表达式,并判断1,2,3,4,5,6与集合P,Q的关系(参考数据:1.414)
(ii)定义:若集合A,B满足:A∩B=∅,且A∪B=N*,则称集合A,B是正整数集的一个“互补覆盖”.求证:集合P,Q是正整数集的一个“互补覆盖”.
40.(2026•乌当区模拟)已知函数f(x)在R上可导,且满足①f(0)=0;②f′(x)在区间[0,+∞)上单调递增.
(1)证明:f(x)≥xf′(0)在区间[0,+∞)上恒成立;
(2)记a=f′(0)>0,当x>0时,恒有f(x)<ex﹣1,求证:0<a≤1;
(3)若f′(0)=1,f′(1)=2,f(1)>1+ln2,记g(x)=ln(1+x)+x,证明:存在唯一的x0∈(0,1),使得f(x0)=g(x0).
【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(20-19)
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
D
C
C
D
B
D
D
B
C
二.多选题(共10小题)
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
BCD
AC
ABC
ABD
ABD
AC
AD
BCD
ABC
BCD
一.选择题(共10小题)
1.(2026•未央区校级模拟)函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(﹣1)=0,若对任意x1,x2∈(﹣∞,0),且x1≠x2时,都有0成立,则不等式f(x)<0的解集为( )
A.(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) B.(﹣1,0)∪(0,1)
C.(﹣∞,﹣1)∪(0,1) D.(﹣1,0)∪(1,+∞)
【答案】C
【解答】解:根据题意,设g(x)=xf(x),
若函数f(x)是定义在R上的奇函数,即f(﹣x)=﹣f(x),
则g(﹣x)=(﹣x)f(﹣x)=xf(x)=g(x),则g(x)为R上的偶函数,
若f(﹣1)=0,则g(﹣1)=g(1)=0,
又由对任意x1,x2∈(﹣∞,0),且x1≠x2时,都有0成立,
即0,即函数g(x)在(﹣∞,0)上为减函数,
则在(﹣∞,﹣1)上,g(x)=xf(x)>0,在(﹣1,0)上,g(x)=xf(x)<0,
又由x∈(﹣∞,0),则在(﹣∞,﹣1)上,f(x)<0,在(﹣1,0),f(x)>0,
又由f(x)为奇函数,在区间(0,1),f(x)<0,
综合可得:f(x)<0的解集为(﹣∞,﹣1)∪(0,1);
故选:C.
2.(2026•河池模拟)若关于x的方程ex=aln(x﹣1)+alna﹣a在(1,+∞)上有解,则实数a的取值范围是( )
A.(0,2] B.[2,+∞) C.(0,e2] D.[e2,+∞)
【答案】D
【解答】解:由ex=aln(x﹣1)+alna﹣a,得,
即ex﹣lna﹣lna=ln(x﹣1)﹣1,即ex﹣lna+x﹣lna=eln(x﹣1)+ln(x﹣1).
设f(t)=et+t,则f(x﹣lna)=f(ln(x﹣1)),
因为f′(t)=et+1>0,所以f(t)在R上单调递增,
所以x﹣lna=ln(x﹣1),即lna=x﹣ln(x﹣1).
设g(x)=x﹣ln(x﹣1),则g′(x)=1,
当x∈(1,2)时,g′(x)<0,则g(x)在(1,2)上单调递减,
当x∈(2,+∞)时,g′(x)>0,则g(x)在(2,+∞)上单调递增,
所以g(x)≥g(2)=2,所以lna≥2,解得a≥e2,即a的取值范围是[e2,+∞).
故选:D.
3.(2026•浙江模拟)已知[x]表示不超过x的最大整数(例如[﹣1.2]=﹣2),数列{an}满足a1=1,,则下列说法正确的是( )
A.[a2]=2
B.
C.对任意n,an+1an+an+1﹣2an=1恒成立
D.存在n∈N*,an>an+1
【答案】C
【解答】解:选项A,已知a1=1,根据递推公式,
可得,
所以,故选项A错误;
选项B,由,可得,
假设,则,所以,
那么,
由数学归纳法可知,当n≥3时,,所以,故选项B错误;
选项C,已知,
则an+1an,
因为(当且仅当an=1时取等号),所以,
则,
又因为,
所以,
因为,所以,
则0+2﹣1=1,
当an=1时,,
此时,
所以对任意n,an+1an+an+1﹣2an=1恒成立,故选项C正确;
选项D,由选项C可知an+1an+an+1﹣2an=1,移项可得,
因为an≥1,所以an+1≥2,则,所以,
又因为,
令f(x)=﹣x2+x+1,其对称轴为,在[1,+∞) 上单调递减,
所以f(x)≤f(1)=﹣1+1+1=1>0,
即an+1﹣an>0,所以an+1>an,故选项D错误.
故选:C.
4.(2026•中山市一模)已知△ABC中,AB=4,AC=2,且(λ∈R)的最小值为,若P为边AB上任意一点,则的最小值为( )
A.0 B. C. D.
【答案】C
【解答】解:延长AC至D,使得CD=AC=2,连接BD,点E为△ABD所在平面内的点,连接AE,
即2,
则,
令,则点E在直线BD上,
由|λ(2﹣2λ)|的最小值为,可得||min=2,
当且仅当AE⊥BD时,||取得最小值,则,
又∠ABD是锐角,则,而AD=AB=4,即△ABD为正三角形,
于是,,
令,则,
因此
,当且仅当时取等号,
所以的最小值为.
故选:C.
5.(2023•海淀区二模)已知动直线l与圆O:x2+y2=4交于A,B两点,且∠AOB=120°.若l与圆(x﹣2)2+y2=25相交所得的弦长为t,则t的最大值与最小值之差为( )
A. B.1 C. D.2
【答案】D
【解答】解:由题意可知圆(x﹣2)2+y2=25的圆心(2,0)在圆O:x2+y2=4上,
则当动直线经过圆心,即点A或B与圆心(2,0)重合时,如图1,
此时弦长t取得最大值,且最大值为tmax=2×5=10;
设线段AB的中点为C,
在△AOB中,由OA=OB=2,且∠AOB=120°,则OC=1,
则动直线l在圆x2+y2=1上作切线运动,
所以当动直线l与x轴垂直,且点C的坐标为(﹣1,0)时,如图2,
此时弦长t取得最小值,且最小值为,
所以t的最大值与最小值之差为2.
故选:D.
6.(2021•天津模拟)已知定义在R上的函数f(x),若函数k(x)=f(x)+ax恰有2个零点,则实数a的取值范围为( )
A.(﹣∞,)∪{0}∪(1,+∞)
B.(﹣1,)∪{0}∪(1,+∞)
C.(﹣1,)∪{0}∪(,+∞)
D.(﹣∞,﹣1)∪{0}∪(,1)
【答案】B
【解答】解:作出函数f(x)的图象,如图示:
考虑直线y=x,y=﹣x,yx与曲线f(x)相切,
由直线y=﹣ax与曲线y=f(x)的位置关系可得:
当﹣a∈(﹣∞,﹣1)∪{0}∪(,1)时有两个交点,
即a∈(﹣1,)∪{0}∪(1,+∞)时函数y=k(x)恰有两个零点.
故选:B.
7.(2026•九江一模)已知实数m,n满足,则m﹣n的值为( )
A.﹣2 B.﹣1 C.2 D.1
【答案】D
【解答】解:将整理为,
构造函数(x>0),g(x)=x﹣ex+2.
,
令f′(x)>0,则x>1,令f′(x)<0,则0<x<1,
故f(x)在x∈[1,+∞)上单调递增,在x∈(0,1)上单调递减,
所以f(x)min=f(1)=1,
由g(x)=x﹣ex+2,可知g′(x)=1﹣ex,
令g′(x)>0,则x<0,令g′(x)<0,则x>0,
所以g(x)在x∈(﹣∞,0)上单调递增,在x∈(0,+∞)上单调递减,
所以g(x)max=g(0)=1.
由题意可得f(m)≤g(n),
所以1≤f(m)≤g(n)≤1,
当且仅当f(m)=g(n)=1时,不等式成立.
此时m=1,n=0,
所以m﹣n=1﹣0=1.
故选:D.
8.(2026•新安县校级模拟)椭圆的右焦点为,在椭圆上存在点P满足线段AP的垂直平分线过点F,则椭圆离心率的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:椭圆的右焦点为,
椭圆上存在点P,使得线段AP的垂直平分线过点F,
即F点到P点与A点的距离相等,
又,|PF|∈[a﹣c,a+c],∴,
∴ac﹣c2≤b2=a2﹣c2≤ac+c2,∴,
整理得,
又∵e∈(0,1),∴解不等式得:.
故选:D.
9.(2026•石家庄一模)已知A(1,0),B(4,0),若圆C:(x﹣a)2+(y﹣a﹣1)2=8上总存在点P满足,则实数a的取值范围是( )
A.(﹣∞,0] B.[0,6]
C.(0,6) D.(﹣∞,0]∪[6,+∞)
【答案】B
【解答】解:首先,设点P(x,y)满足,其中A(1,0),B(4,0).
所以(x﹣1)2+y2=2[(x﹣4)2+y2],展开并整理得点P的轨迹方程:x2+y2﹣14x+31=0,
即(x﹣7)2+y2=18,此轨迹为圆心D(7,0)、半径的圆.
题目要求圆C:(x﹣a)2+(y﹣a﹣1)2=8(圆心C(a,a+1)、半径上总存在点P,
所以两圆有公共点.
两圆有公共点的条件为:R﹣r|≤|CD|≤R+r.
|CD|,
所以5,解不等式得0≤a≤6.
综上,实数a的取值范围是[0,6].
故选:B.
10.(2026•乌当区模拟)将6名同学安排到A,B,C三个公司实习,每名同学只去一个公司实习,至少安排1名同学去A公司实习,至少安排2名同学去B公司实习,至少安排2名同学去C公司实习,则不同的安排方法有( )
A.120种 B.150种 C.210种 D.300种
【答案】C
【解答】解:将6名同学安排到A,B,C三个公司实习,至少安排1名同学去A公司实习,至少安排2名同学去B公司实习,至少安排2名同学去C公司实习,
安排1名同学去A公司实习,安排2名去B公司实习,3名去C公司实习,
则有种不同的安排方法;
安排1名同学去A公司实习,安排3名去B公司实习,2名去C公司实习,
则有种不同的安排方法;
安排2名同学去A公司实习,有种不同的安排方法.
故满足条件的不同安排方法有60+60+90=210种.
故选:C.
二.多选题(共10小题)
(多选)11.(2026•未央区校级模拟)如果称离心率为的椭圆为“黄金椭圆”,那么下列命题正确的有( )
A.若是“黄金椭圆”,则
B.若点A在以F1,F2为焦点的“黄金椭圆”上,且c=2,则△AF1F2的周长为
C.若F1是左焦点,C,D分别是右顶点和上顶点,则
D.设焦点在x轴上的“黄金椭圆”左、右顶点分别为A,B,“黄金椭圆”上动点P(异于A,B),设直线PA,PB的斜率分别为k1,k2,则
【答案】BCD
【解答】解:A中没有指明焦点在x轴还是y轴,m应该有两个值,所以A不正确;
B中,由题意c=2,则e,所以a1,则△AF1F2的周长为2a+2c=2(1)+2×2=6+2,所以B正确;
C中,由题意可得|F1C|=a+c,|F1D|a,|DC|,要使椭圆为“黄金椭圆”,则,
所以ca,所以a+ca,
所以|F1C|a,
|DC|a,
因为|F1C|2a2,|F1D|2+|DC|2=a2a2a2,
所以|F1C|2=|F1D|2+|DC|2,所以,所以C正确;
D中,由题意可得A(﹣a,0),B(a,0),设P(x0,y0),
则为k1•k2•,
因为P在椭圆上1,所以y02=b2(1),
所以k1•k2,
因为黄金椭圆”上动点P,所以,所以()2,而c2=a2﹣b2,
所以1,即1,
所以k1k2,可得D正确.
故选:BCD.
(多选)12.(2026•河池模拟)如图,平面ABN⊥平面α,M为线段AB的中点,AB=MN=2,AN>BN,直线MN与平面α所成角的大小为30°,P为平面α内的动点,则下列说法正确的是( )
A.球心为N、半径为的球面被平面α截得的圆周长为2π
B.若点P到点M和点N的距离相等,则点P的轨迹是抛物线
C.若点P到直线MN的距离为,则∠APB的最大值为60°
D.满足∠MNP=45°的点P的轨迹是椭圆
【答案】AC
【解答】解:对于A,由题可得:点N到平面α的距离d=MNsin30°=1,
球心为N、半径的球面被平面α截得的图形为圆,圆的半径,
所以圆的周长为2πr=2π,故A正确;
对于B,由于平面ABN⊥平面α,所以以AB所在直线为y轴,在平面α内过M作x轴⊥AB,平面ABN内作z轴⊥AB,
建立如图1所示的空间直角坐标系,
则M(0,0,0),B(0,1,0),,
设P(x,y,0),则|PM|=|PN|,即化简得,
故P到点M和点N的距离相等,则点P的轨迹是一条直线,故B错误;
对于C,,
所以P到直线MN的距离为,
化简可得,
所以点P的轨迹是平面α内的椭圆上一点,
如图2,当P在短轴的端点时,∠APB最大,
由于,故△ABP是正三角形,因此∠APB=60°,故C正确;
对于D,由,
可得:(0,,﹣1),(x,y,﹣1),
若∠MNP=45°,
则,
化简得且,
故满足∠MNP=45°的点P的轨迹是双曲线的一部分,D错误.
故选:AC.
(多选)13.(2026•浙江模拟)有30个人,他们的身高各不相同,从矮到高依次记为h1,h2,…,h30.现在让他们排成m行n列的矩形队列(m,n∈N*),把每一列最矮的人选出,并把其中最高的人的身高设为a;把每一行最高的人选出,并把其中最矮的人的身高设为b,则下列说法正确的是( )
A.当m=1时,b=h30
B.当n>1时,a≥hn
C.任何一种列队方式,都有a≤b
D.当m,n>1时,无论如何列队,a与b都不可能相等
【答案】ABC
【解答】解:设n列最矮者分别为u1,u2,⋯,un,
m行最高者分别为v1,v2,⋯,vm,
则a=max{u1,u2,⋯,un},b=min{v1,v2,⋯,vm},
选项A,m=1时只有一行,则v1=h30,即b=h30,故A正确;
选项B,若a<hn,则u1,u2,⋯,un∈{h1,h2,⋯,hn﹣1},
而u1,u2,⋯,un互不相同,只有n﹣1个数,矛盾,则a≥hn,故B正确;
选项C,设第t列最矮者为a,则这一列各人的身高都满足大等于a,
故每一行最高者都满足v1≥a,v2≥a,⋯,vm≥a,
于是b=min{v1,v2,⋯,vm}≥a,即a≤b,故C正确;
选项D,当m,n>1时,取列队方式
h1 h2 …hn
hn+1 hn+2 …h2n
…………
h(m﹣1)n+1 h(m﹣1)n+2 …hmn
则各列最矮者为h1,h2,⋯,hn,所以a=hn,
各行最高者为hn,h2n,⋯,hmn,所以b=hn,
故a=b,故D错误.
故选:ABC.
(多选)14.(2026•中山市一模)在统计学中,四分位数是指把一组数由小到大排列并分成四等份,处于三个分割点位置的数值为Q1,Q2,Q3,其中Q2是这组数的中位数,Q1和Q3分别可看作这组数被Q2分成的前后两组数的中位数.利用四分位数可以绘制统计学中的箱形图:先找出一组数的最大值,最小值和三个四分位数Q1,Q2,Q3;然后连接Q1和Q3画出“箱子”,中位数Q2在“箱子”中间;再将最大值和最小值与箱子相连接(如图①).某老师绘制了一次数学小测验中甲,乙,丙三个班级学生得分的箱形图(如图②),根据该图判断下列说法正确的是( )
A.三个班级中,甲班分数的方差最小
B.三个班级中,乙班分数的极差最大
C.丙班得分低于80的学生人数多于得分高于80的学生人数
D.若每班有42个学生,则三个班级的第11名中,丙班的分数最高
【答案】ABD
【解答】解:由图,三个班中甲班得分的极差最小,乙班得分的极差最大,故甲班得分的分布更集中,对应方差最小,
故A正确、B正确;
由于丙班得分的中位数Q2位于80分上方,则该班低于80分的学生人数少于高于80分的学生人数,故C错误;
由题意及四分位数的定义可知,三个班级的第11名(分数从高到低的第11名)的得分大概对应Q3位置的分数,
结合箱形图知丙班的分数最高,故D正确.
故选:ABD.
(多选)15.(2026•九龙坡区校级模拟)在直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,,AA1=1,点B,D在以线段AC为直径的圆O上运动,且B,O,D三点共线,点M,N分别是线段BC,C1D1的中点,则下列说法中正确的是( )
A.平面AB1C1D⊥平面DCC1D1
B.当四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的体积最大时,D1B⊥AB1
C.当AB=1时,过MN的平面截该四棱柱的外接球所得截面面积的最小值为
D.当AB=1时,过点A1,B,N的平面截该四棱柱所得的截面周长为
【答案】ABD
【解答】解:因为在直四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,,AA1=1,
又点B,D在以线段AC为直径的圆O上运动,
且B,O,D三点共线,点M,N分别是线段BC,C1D1的中点,
所以对A:因为DD1⊥AD,AC为直径,所以AD⊥CD,又CD∩DD1=D,
所以AD⊥平面DCC1D1,又AD⊂平面AB1C1D,
所以平面AB1C1D⊥平面DCC1D1,故A正确;
对B:由AD⊥CD,则AD2+CD2=AC2=2,
所以四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的体积为:
2S△ADC•AA1AD×CD1,
当且仅当AD=CD=1时,等号成立,
即四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的体积最大时,AD=CD=1,同理AB=BC=1,
则此时四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1为正方体,
则可以D为原点,建立如图所示空间直角坐标系,
有D(0,0,0)、D1(0,0,1)、B(1,1,0)、A(1,0,0)、B1(1,1,1),
则,,有,
故D1B⊥AB1,故B正确;
对C:当AB=1时,则由B可得此时四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1为正方体,
有、,则,
由正方体性质可得该正方体的外接球球心为,设为R,
则,外接球半径为r.
则点R到直线MN的距离d,
又该截面面积取最小时,点R到该截面的距离为d,
则,故C错误;
对D:取CC1中点P,连接NP、BP、A1N、A1B、CD1,
则NP∥D1C且,又D1C∥A1B,故NP∥A1B,
故N、P、A1、B四点共面,即所求截面为四边形NPBA1,
则截面周长为
,故D正确.
故选:ABD.
(多选)16.(2026•江西模拟)在△ABC中,三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若sin2A+sin2B=1+cos2C,,△ABC的面积为1,则( )
A.bc=2 B.
C.cosC=cos(A﹣B) D.
【答案】AC
【解答】解:由sin2A+sin2B=1+cos2C,可得,
化简得cos2A+cos2B+2cos2C=0,
结合cos2A+cos2B=2cos(A+B)cos(A﹣B),可得2cos(A+B)cos(A﹣B)+2cos2C=0,
即﹣cosCcos(A﹣B)+cos2C=0,即cosC[cosC﹣cos(A﹣B)]=0,
由,可知cosB≠0且cosC≠0,
所以cosC﹣cos(A﹣B)=0,即cosC=cos(A﹣B),故C正确;
根据cosC=cos(A﹣B)=﹣cos(A+B),可得cosAcosB+sinAsinB=sinAsinB﹣cosAcosB,
化简得cosAcosB=0,结合cosB≠0,可得cosA=0,所以,故B错误;
在Rt△ABC中,由,可得bc=2,故A正确;
根据,可得,
所以a2=2bc=4,解得a=2,
由sinBcosC+sinCcosB=sin(B+C)=sinA,结合正弦定理,可得bcosC+ccosB=a=2,故D错误.
故选:AC.
(多选)17.(2026•新安县校级模拟)在正项数列{an}中,已知a1=1,an+1=ln(an+1),则( )
A.an+1<an
B.an﹣an+1>anan+1
C.a1+a2+a3+…+an<2
D.4
【答案】AD
【解答】解:对于A,an+1﹣an=ln(an+1)﹣an,易知当x>0时,ln(x+1)<x,
所以an+1﹣an<0,故A正确;
对于B,假设an﹣an+1>anan+1,则,即,
构造函数f(x)=ln(x+1),
则当x>0时,,
即,所以ln(an+1),故B错误;
对于C,在中,用替换x,得,
所以,,,
所以,而,故C错误;
对于D,由对A的分析知,当n≥2时,0<an<1,构造函数,
则当0<x≤1时,(仅当x=1时取等号),g(x)<g(0)=0,
所以当0<x≤1时,,
所以,整理可得,
所以4(a3﹣a4)+⋯+4(an﹣an+1)=4﹣4an+1<4,故D正确.
故选:AD.
(多选)18.(2026•石家庄一模)已知三棱柱ABC﹣A1B1C1的所有棱长均为2,AA1⊥BC,记∠A1AB=θ(0<θ<π),则( )
A.当时,AC1⊥B1C
B.时,三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为
C.当时,直线BB1与平面A1B1C1所成角的余弦值为
D.当时,棱锥A﹣ABC的外接球的球面与侧面BB1C1C的交线长为x
【答案】BCD
【解答】解:如下图所示:
A,当时,,即A1A⊥AB,又AA1⊥BC,
且AB∩BC=B,AB,BC⊂平面ABC,所以AA1⊥平面ABC,
因为AC⊂平面ABC,所以AA1⊥AC,此时三棱柱ABC﹣A1B1C1为正三棱柱,
由,,
可得
,
所以不成立,即A错误;
B,由A中分析可知当时,三棱柱ABC﹣A1B1C1为正三棱柱,
此时三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为,即B正确;
C,取BC的中点为O,连接AO,A1O,
因为△ABC为正三角形,所以AO⊥BC,
又AA1⊥BC,AA1∩AO=A,AA1,AO⊂平面AA1O,所以BC⊥平面AA1O,
以O为原点,分别以OA,OB所在直线为x,y轴,在平面AA1O内过点O作垂直于平面ABC的直线为z轴建立空间直角坐标系,
如下图所示:
易知,B(0,1,0),C(0,﹣1,0),可设A1(x,0,z),
可得.,,
又,可得,解得,
因为,可得,可知,
所以,显然平面A1B1C1与平面ABC的法向量均为,
设直线BB1与平面A1B1C1所成的角为α,所以,
因此直线BB1与平面A1B1C1所成角的余弦值为,即C正确;
D,易知三棱锥A1﹣ABC的外接球的球心在△ABC外接圆圆心的正上方,
易知△ABC外接圆圆心坐标为,
设外接球的球心为,
所以BO1=O1A1,即,解得,即;
设平面BB1C1C的法向量为,
则,令z1=1,则,所以,
又,外接球半径,
所以球CO1到平面BB1C1C的距离为,
设球心O1在平面BB1C1C的投影为O2,可知,
又,解得或,
当时,,,
此时,又,,
显然不存在实数对(s,t)满足,此时O2不在平面BB1C1C内,
当时,,O2(0,0,0)即为坐标原点O,满足题意;
因此三棱锥A1﹣ABC的外接球的球面与侧面BB1C1C的交线是以O为圆心,半径为r的半圆,
则r,
即三棱锥A1﹣ABC的外接球的球面与侧面BB1C1C的交线长为,即D正确.
故选:BCD.
(多选)19.(2026•乌当区模拟)已知异面直线l1,l2,l1⊥l2,A∈l1,B∈l2,AB⊥l1,AB⊥l2,P∈l1,Q∈l2,四点A,B,P,Q不共面,O是线段PQ的中点,AB=2,PQ=4,则( )
A.当AP=2时,
B.当AP=2时,直线AB,PQ所成角为60°
C.点O到直线AB的距离为
D.三棱锥A﹣BPQ的体积的最大值为3
【答案】ABC
【解答】解:因为异面直线l1,l2,l1⊥l2,A∈l1,B∈l2,AB⊥l1,AB⊥l2,P∈l1,Q∈l2,
又四点A,B,P,Q不共面,O是线段PQ的中点,AB=2,PQ=4,
所以过B点作Bx∥l1,根据题意,以B为坐标原点建立空间直角坐标系,如图所示:
设P(a,0,2),Q(0,b,0),易知,,
若AP=2,则a=±2,由,
此时b2=8,所以;
对于A,易知,故A正确;
对于B,|cos,|,
所以直线AB,PQ所成角为60°,故B正确;
对于C,易知,
则点O到直线AB的距离为:
,故C正确;
对于D,,
当且仅当|a|=|b|时取得等号,故D错误.
故选:ABC.
(多选)20.(2026•未央区校级一模)在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ACB=90°,AC=BC=CC1,E为CC1的中点,F为线段A1B1上的动点,下列结论正确的是( )
A.AB1∥BE
B.AC1⊥平面A1BC
C.平面BFC⊥平面ACC1A1
D.存在点F,使得C1F∥平面A1BE
【答案】BCD
【解答】解:因为在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠ACB=90°,AC=BC=CC1,E为CC1的中点,F为线段A1B1上的动点,
所以作出示意图如下:
对于选项A,因为A∈平面ABE,B1∉平面ABE,所以AB1⊄平面ABE,
又BE⊂平面ABE,但不过A,所以AB1与BE是异面直线,故A错误;
对于选项B,因为CC1⊥底面ABC,所以CC1⊥BC,
又AC⊥BC,且AC∩CC1=C,
所以BC⊥平面ACC1A1,所以BC⊥AC1,
因为AC=BC=CC1,所以侧面ACC1A1是正方形,所以AC1⊥A1C,又BC∩A1C=C,
所以AC1⊥平面A1BC,故B正确;
对于选项C,由选项B下的证明得到,BC⊥平面A1C1CA,又BC⊂平面BFC,
所以平面BFC⊥平面A1C1CA,故C正确;
对于选项D,当F为线段A1B1的中点时,设AB1∩A1B=M,
则MF∥BB1,MFBB1,EC1∥BB1,EC1BB1,
所以MF=EC1,MF∥EC1,
所以四边形MEC1F为平行四边形,
所以C1F∥ME,又C1F⊄平面A1BE,ME⊂平面A1BE,
所以C1F∥平面A1BE,故D正确.
故选:BCD.
三.填空题(共10小题)
21.(2026•未央区校级模拟)宜春某商场组织抽奖活动,在一个不透明的箱子中装有红、黄、白、黑4个形状、大小相同的小球,规定每人可以有放回地先后两次任意摸取小球(每次至少摸取1个小球),其中红黄白各计1分,黑计3分.若两次摸到的小球记录的得分的总分为7分,且凑齐四种颜色,则获得一等奖,那么获一等奖的概率为 .
【答案】.
【解答】解:根据题意,某人先后两次任意摸取小球,每次至少摸取1个小球,最多可以摸4个球,
则每次摸球的情况有种,
所以先后两次有放回的摸取小球共有15×15=225种情况.
两次记下的小球颜色能凑齐4种颜色,且总分为(7分)的情况有:
第一次摸取1个球,第二次摸取4个球,情况共有种;
第一次摸取2个球,第二次摸取3个球,情况共有种;
第一次摸取3个球,第二次摸取2个球,情况共有种;
第一次摸取4个球,第二次摸取1个球,情况共有种.
故要求概率.
故答案为:.
22.(2026•河池模拟)已知双曲线C:(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,双曲线C的一条渐近线的斜率为,过点F2的直线l与双曲线C的右支交于P,Q两点.A,B分别为△PF1F2和△QF1F2的内心,若四边形AF1BF2的面积为,则直线l的斜率为 2或﹣2 .
【答案】2或﹣2.
【解答】解:双曲线C:(a>0,b>0)的焦点在x轴上,双曲线C的焦距为2c,.
因为双曲线C:(a>0,b>0)的一条渐近线的斜率为,所以.
所以,所以c=2a.
设点A在直线PF1,PF2,F1F2上的射影分别为D,E,M,
则|PF1|﹣|PF2|=|DF1|﹣|EF2|=|MF1|﹣|MF2|=2a,
因为|MF1|+|MF2|=2c,所以|MF1|=a+c,
所以点M的横坐标为a,所以点A的横坐标为a.
同理可得点B的横坐标也为a,所以M,A,B三点共线,所以AB⊥F1F2,
所以四边形AF1BF2的面积.
因为四边形AF1BF2的面积为,所以,所以得.
设直线l的倾斜角为α(),则,且.
所以,,
所以,
所以,解得或.
所以或,故直线l的斜率为2或﹣2.
故答案为:2或﹣2.
23.(2026•浙江模拟)在平面直角坐标系xOy中,圆C:(x﹣1)2+(y﹣a)2=a2(a>0)与x轴交于点F,若圆上恰有一点P满足到直线l:x=﹣1的距离等于|PF|,则圆C的半径是 .
【答案】.
【解答】解:将y=0代入圆方程(x﹣1)2+(y﹣a)2=a2,得(x﹣1)2=0,故F(1,0),
设满足条件的点P(x,y),
又P到直线l:x=﹣1的距离等于|PF|,即,
即y2=4x,可得P点轨迹为抛物线,焦点F(1,0),准线x=﹣1,
问题转化为圆C与抛物线y2=4x恰有一个公共点(相切),
联立圆与抛物线方程:圆方程展开:(x﹣1)2+y2﹣2ay=0,
代入y2=4x,得:(x﹣1)2+4x﹣2ay=0,化简为(x+1)2=2ay,
即,
将y代入抛物线方程得:,即(x+1)4=16a2x,
令f(x)=(x+1)4﹣16a2x,求导得f'(x)=4(x+1)3﹣16a2,
令f'(x)=0,得临界点x01,
当f(x)在x≥0的最小值为0时,方程恰有一实根(重根),
代入临界点条件,化简f(x0)=0,
得:,
因x0+1>0,故4﹣3(x0+1)=0,解得,
即(t=x0+1),
由t3=4a2,得,解得,
故(a>0),即圆C的半径为a.
故答案为:.
24.(2026•中山市一模)空间中有四个半径为2的小球,每个球都与其它三个球外切.现另有一小球与这四个球均外切,则该小球的半径为 .
【答案】.
【解答】解:由题意可知:连接四个球的球心,得到一个棱长为4的正四面体,
设正四面体为PABC,设四面体PABC的外接球球心为O,半径为R,
设PO的延长线与底面ABC的交点为D,
则PD为正四面体PABC的高,PD⊥底面ABC,且PO=R,
棱长为4,所以,
所以,
在Rt△AOD中,,OA=R,
所以OA2=AD2+OD2,
即,
解得.
所以与4个球都外切的小球的球心也在O处,
所以小球的半径.
故答案为.
25.(2023•东城区模拟)在数列{an}中,对任意的n∈N*都有an>0,且an+1=an,给出下列四个结论:
①对于任意的n≥3,都有an≥2;
②对于任意a1>0,数列{an}不可能为常数列;
③若0<a1<2,则数列{an}为递增数列;
④若a1>2,则当n≥2时,2<an<a1.
其中所有正确结论的序号为 ③④ .
【答案】③④.
【解答】解:∵,∴,
∵任意的n∈N*都有an>0,∴an+1+1>0,
∴an﹣2与an+1﹣2同号,
当0<a1<2,则n≥3时,都有0<an<2,①错误;
当a1=2时,,所以a2=2,同理得:an=2(n≥3),此时{an}为常数列,②错误;
,
由①选项知:若0<a1<2,则0<an+1<2,
∴an+1﹣an1+1=0,
则数列{an}为递增数列,③正确;
由an﹣2与an+1﹣2同号,当a1>2,则n≥2时,都有an>2,
且此时an+1﹣an1+1=0,
∴数列{an}为递减数列,
综上:若a1>2,则当n≥2时,2<an<a1,④正确.
故答案为:③④.
26.(2026•九龙坡区校级模拟)小虹同学要在边长为10的正方形纸片RSNM上剪出一个等腰梯形ABCD的图案,如图所示,腰AB、CD与正方形内的抛物线Γ分别相切于E、F两点,其中Γ的顶点O为RM的中点,若当点E到RM的距离为4.5时,EF=6,则当等腰梯形ABCD的面积取到最小值时,EF= 6.32 .(结果保留2位小数)
【答案】6.32.
【解答】解:以O为原点,RM为x轴,RM的中垂线为y轴建立如图所示的平面直角坐标系,
设抛物线方程为x2=﹣2py,p>0,
当点E到RM的距离为4.5时,EF=6,
则E(﹣3,﹣4.5),代入抛物线x2=﹣2py,p>0,
解得p=1,则x2=﹣2y,即,
设y=﹣10,则,
设,,
因为,所以y′=﹣x,kCD=﹣x0,
则直线CD的方程为,
令y=0,解得,令y=﹣10,解得,
故SABCD
,
当且仅当时,即时,等号成立,
故当时,SABCD取最小值,
此时.
故答案为:6.32.
27.(2026•江西模拟)学校食堂每餐推出A、B两种套餐,某同学每天中午都会在食堂提供的两种套餐中选择一种套餐,若他前1天选择了A套餐,则第2天选择A套餐的概率为;若他前1天选择了B套餐,则第2天选择了A套餐的概率为.已知他开学第1天中午选择A套餐的概率为,在该同学第3天选择了A套餐的条件下,他第2天选择A套餐的概率为 .
【答案】.
【解答】解:若他前1天选择了A套餐,则第2天选择A套餐的概率为,
若他前1天选择了B套餐,则第2天选择了A套餐的概率为,
已知他开学第1天中午选择A套餐的概率为,
设An为第n天选A套餐,为第n天选B套餐,
则,
∴;
从而,
,
.
故答案为:.
28.(2026•新安县校级模拟)已知a,b均为正数,,则的最小值为 4 .
【答案】4.
【解答】解:由a>0,b>0,,得,且0<a<4,
令t=4﹣a,则a=4﹣t,,0<t<4,
,
记u=4t﹣t2,则,且0<u≤4.
表达式化为,
,当且仅当,即u=4时取等号.
此时4t﹣t2=4,解得t=2,故a=4﹣2=2,.
故答案为:4.
29.(2026•石家庄一模)已知数列{an}满足a1≥1,当n≥2时,,若数列{an}中存在连续5项ak,ak+1,…,ak+4构成等差数列,则k的最小值是 2 .
【答案】2
【解答】解:由题意,k∈N*,当k=1时,数列a1,a2,a3,a4,a5成等差数列,则2a3=a1+a5,
由,得,则与矛盾,
因此k∈N,k≥2,当k=2时,数列a2,a3,a4,a5,a6成等差数列,
且,则2a4=a2+a6,
而,,因此,此时,,公差,
,,符合题意,
所以k的最小值为2.
故答案为:2.
30.(2026•乌当区模拟)已知函数若∀x∈R,f(x)>0,则a的取值范围是 (﹣3,0] .
【答案】(﹣3,0].
【解答】解:当x=0时,f(x)=3>0恒成立,此时a∈R;
当x>0时,由f(x)>0,得3﹣ax>0,所以﹣a≥0,即a≤0;
当x<0时,由f(x)>0,
得﹣x3﹣ax+2>0,
即ax<﹣x3+2,
所以.
设(x<0),
则(x<0),
令g'(x)=0,解得x=﹣1,
所以g(x)在(﹣∞,﹣1)上单调递增,在(﹣1,0)上单调递减,
所以g(x)≤g(﹣1)=﹣3,则a>﹣3.
综上,a的取值范围是(﹣3,0].
故答案为:(﹣3,0].
四.解答题(共10小题)
31.(2026•连云港模拟)已知函数f(x)=(x﹣2)2(x﹣a),a∈R.
(1)若x=2是f(x)的极小值点,求a的取值范围;
(2)若直线y=t(x﹣2)(t>0)与曲线y=f(x)的三个交点分别为A(x1,f(x1)),B(x2,f(x2)),C(x3,f(x3)),且x1<x2<x3,x3﹣x1=1.记y=f(x)在A,C两点处切线的斜率分别为k1,k2,若,求a的值;
(3)若当且仅当x≥2,求a的取值范围.
【答案】(1)(﹣∞,2);
(2);
(3)(1,3].
【解答】解:(1)f′(x)=2(x﹣2)(x﹣a)+(x﹣2)2=(x﹣2)(3x﹣2a﹣2),
令f′(x)=0,得x=2或,
①当,即a>2时,列表得:
x
(﹣∞,2)
2
f′(x)
+
0
﹣
0
+
f(x)
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
所以x=2是f(x)的极大值点,不符合题意.
②当,即a=2时,f′(x)≥0恒成立,无极值点,不符合题意.
③当,即a<2时,列表得:
x
2
(2,+∞)
f′(x)
+
0
﹣
0
+
f(x)
单调递增
极大值
单调递减
极小值
单调递增
所以x=2是f(x)的极小值点,符合题意.
综上可知,a的取值范围是(﹣∞,2).
(2)由t(x﹣2)=(x﹣2)2(x﹣a),得x=2或x2﹣(a+2)x+2a﹣t=0,
设g(x)=x2﹣(a+2)x+2a﹣t,则g(2)=﹣t<0,所以g(x)=0有两不等实根,
所以x2=2,x1+x3=a+2,x1x3=2a﹣t,
又因为x3﹣x1=1,所以,,
则,且,故1<a<3,
且4t=8a﹣(a+1)(a+3)>0,而f′(x)=(x﹣2)(3x﹣2a﹣2),
所以,,
则,解之得或8(舍去).
(3)因为,当且仅当x≥2,所以,则a≤3,
因为f(1)=1﹣a,当a≤1时,f(1)≥0,不符合题意;
当1<a≤3时,
①当x≥2时,,
记,h(x)=3x2﹣14x+16+cos(πx),
若x≥3,h′(x)≥1+cos(πx)≥0,则h(x)单调递增,所以h(x)≥h(3)=0.
若2≤x<3,令m(x)=3x2﹣14x+16+cos(πx),m′(x)=6x﹣14﹣πsin(πx),
令t(x)=6x﹣14﹣πsin(πx),t'(x)=6﹣π2cos(πx),易得t′(x)单调递增,
所以t′(2)≤t′(x)<t′(3),即6﹣π2≤t'(x)<6+π2,
则∃m0∈(2,3)使t'(m0)=0,列表得:
x
[2,m0)
m0
(m0,3)
t′(x)
﹣
0
+
t(x)
单调递减
极小值
单调递增
因为t(2)=﹣2,t(3)=4,所以∃m1∈(2,3),使t(m1)=0,列表得:
x
[2,m1)
m1
(m1,3)
m′(x)
﹣
0
+
m(x)
单调递减
极小值
单调递增
又因为m(2)=1,m(3)=0,∃m2∈(2,3),使m(m2)=0,列表得:
x
[2,m2)
m2
(m2,3)
h′(x)
+
0
﹣
h(x)
单调递增
极大值
单调递减
又h(2)=0,h(3)=0,所以h(x)≥0,则当x≥2时,h(x)≥0.
②当x<2时,
,
设,则u′(x)=3x2﹣10x+8+cos(πx),
当x≤1时,u′(x)=(3x﹣7)(x﹣1)+1+cos(πx)≥0,
故u(x)在(﹣∞,1]上单调递增,故u(x)≤u(1)=0,即,
设v(x)=3x2﹣10x+8+cos(πx),则v′(x)=6x﹣10﹣πsin(πx),
设r(x)=6x﹣10﹣πsin(πx),则r′(x)=6﹣π2cos(πx),
r′(x)在(1,2)上为减函数,故r′(1)=6+π2>0,r′(2)=6﹣π2<0,
故r′(x)在(1,2)上存在一个零点x0,使得r′(x0)=0,
且当x∈(1,x0)时,r′(x)>0,x∈(x0,2)时,r′(x)<0,
故r(x)在(1,x0)上为增函数,在(x0,2)上为减函数,
而r(1)=﹣4<0,r(2)=2>0,故存在w∈(1,2),使得r(w)=0,
且当x∈(1,w)时,r(x)<0,x∈(w,2)时,r(x)>0,
故v(x)在(1,w)上为减函数,在(w,2)为增函数,
而v(1)=0,v(2)=1>0,故存在q∈(1,2),使得v(q)=0,
且当x∈(1,q)时,v(x)<0,x∈(q,2)时,v(x)>0,
故u(x)在(1,q)上为减函数,在(q,2)为增函数,
而u(1)=u(2)=0,故u(x)<0在(1,2)上恒成立.
综上,当x<2时,u(x)<0,即,
综上可得,a的取值范围是(1,3].
32.(2026•河池模拟)南昌二中一直有个优秀的传统“毕业学习经验分享会”:每届高考结束后,各班推荐优秀学生代表与下一届学生进行学习经验分享.2024届高三年级班号依次为0,1,2,…,27,高三0班推荐2名男生和2名女生,其余各班均推荐1名男生和1名女生参加分享会;第一场分享会的4名学生嘉宾是从高三0班的优秀学生代表中选出的2名和高三1班的2名优秀学生代表共同形成,第二场分享会的4名学生嘉宾是从上一场4名嘉宾中选出的2名和高三2班的2名优秀学生代表共同形成,…,按照这样的方式,依次进行到第二十七场分享会.
(1)求在第一场分享会学生嘉宾中有2名男生的概率;
(2)求在第二场分享会学生嘉宾中有2名男生的概率;
(3)记在第二十七场分享会学生嘉宾中男生人数为X,求X的分布列和期望.
【答案】(1);
(2);
(3)分布列为:
X
1
2
3
P
期望为2.
【解答】解:(1)设第i(i∈N+,i≤27)场分享会学生嘉宾中有1名男生为事件Ai,有2名男生为事件Bi,有3名男生为事件∁i,则;
(2)P(B2)=P(A1)•P(B2|A1)+P(B1)•P(B2|B1)+P(C1)•P(B2|C1);
(3)当i≥2时,
P(Ai)=P(Ai﹣1)•P(Ai|Ai﹣1)+P(Bi﹣1)•P(Ai|Bi﹣1)+P(Ci﹣1)•P(Ai|Ci﹣1)
,
P(Bi)=P(Ai﹣1)•P(Bi|Ai﹣1)+P(Bi﹣1)•P(Bi|Bi﹣1)+P(Ci﹣1)•P(Bi|Ci﹣1)
,
P(∁i)=P(Ai﹣1)•P(∁i|Ai﹣1)+P(Bi﹣1)•P(∁i|Bi﹣1)+P(Ci﹣1)•P(∁i|Ci﹣1)
,
由P(Ai﹣1)+P(Bi﹣1)+P(Ci﹣1)=1,
故
,
即有,又,则,
即数列是以为首项,为公比的等比数列,
即,即,
结合对称性可知,每次分享会学生嘉宾中有1名男生的概率与3名男生的概率相同,
故P(Ai)=P(∁i),又P(Ai)+P(Bi)+P(∁i)=1,
故有,
第二十七场分享会学生嘉宾中男生人数X的可能取值为1、2、3,
,
,
,
则其分布列为:
X
1
2
3
P
则.
33.(2026•浙江模拟)如图,顶点为P的圆锥的轴截面是等腰直角三角形,A是底面圆周上的点,B是底面圆内的点,O为底面圆圆心,AB⊥OB,垂足为B,OH⊥PB,垂足为H,且PA=2,C是PA的中点.
(1)证明:AB⊥平面POB;
(2)当三棱锥O﹣HPC的体积最大时,求OB的长;
(3)是否存在一个点Q,满足点Q到点C,H,O,A,B的距离均相等?若存在,求出二面角Q﹣CH﹣B的余弦值的取值范围,若不存在,说明理由.
【答案】(1)证明:由题意得PO⊥平面AOB,故PO⊥AB,又AB⊥OB,OB∩PO=O,
OB,PO⊂平面POB,故AB⊥平面POB;
(2);
(3).
【解答】解:(1)证明:由题意得PO⊥平面AOB,故PO⊥AB,又AB⊥OB,OB∩PO=O,
OB,PO⊂平面POB,故AB⊥平面POB;
(2)由于圆锥的轴截面是等腰直角三角形,,故PO=OA=2,
,
设∠OPB=α,则在Rt△POB中,,
,
因此,
由重要不等式可得上式,
当且仅当时等号成立,此时,
即当三棱锥O﹣HPC的体积最大时,OB的长为;
(3)以O为坐标原点,OA为x轴,OP为z轴建立空间直角坐标系,
A(2,0,0),P(0,0,2),C(1,0,1),
设∠AOB=θ,则B(2cos2θ,2cosθsinθ,0),
设,由,解得,
故点H坐标为(2λcos2θ,2λsinθcosθ,2﹣2λ),
设Q(x,y,z),由OQ=AQ=BQ=CQ=HQ,代入坐标解得Q(1,0,0),
,,
设平面QCH的法向量为,
得,
取x1=2λcosθsinθ,得,
设平面CHB法向量为,
得,
取x2=1,得,
由于二面角Q﹣CH﹣B是锐角,因此二面角Q﹣CH﹣B的余弦值为:
,
将,
代入整理得.
34.(2026•中山市一模)已知椭圆的离心率为,右焦点F关于直线l1:2x﹣y=0的对称点在圆x2+y2=1上,点在椭圆C上.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)已知T为l2:x=4上的动点,过T作椭圆C的两条切线,切点分别为M,N,
①证明:直线MN过定点,并求定点坐标;
②是否存在点T,使得∠MPF=∠NPF成立?若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)①设点M(x1,y1)、N(x2,y2),先证明椭圆C在点M处的切线方程为.
证明如下:
联立可得(*),
因为点M在椭圆C上,则,所以,
所以方程(*)可化为,即,
,
所以椭圆C在点M处的切线方程为,即直线TM的方程为,
同理可知直线TN的方程为,
设点T(4,t),则,
所以点M、N的坐标均满足方程,故直线MN的方程为,
在直线MN的方程中,令y=0可得x=1,故直线MN过定点F(1,0);
②存在,且点.
【解答】解:(1)设点F(c,0)关于直线l的对称点为A,
∵原点O在直线l上,由对称性知|OF|=|OA|,
∵原点O为圆x2+y2=1的圆心,且点A在圆x2+y2=1上,∴|OF|=|OA|=1,即c=1,
又∵椭圆C的离心率为,可得a=2,故,
∴椭圆C的标准方程为.
(2)①设点M(x1,y1)、N(x2,y2),先证明椭圆C在点M处的切线方程为.
证明如下:
联立可得(*),
∵点M在椭圆C上,则,∴,
∴方程(*)可化为,即,
,
∴椭圆C在点M处的切线方程为,即直线TM的方程为,
同理可知直线TN的方程为,
设点T(4,t),则,
∴点M、N的坐标均满足方程,故直线MN的方程为,
在直线MN的方程中,令y=0可得x=1,故直线MN过定点F(1,0);
②将点P的坐标代入椭圆方程得,
又∵n>0,可得,故点,
设直线PM、PN的倾斜角分别为α、β,设直线PF的倾斜角为γ,
∵∠MPF=∠NPF,则α﹣γ=γ﹣β或β﹣γ=γ﹣α,∴α+β=2γ,
且有,
易知直线PM、PN的斜率都存在,设直线PM、PN的斜率分别为k1、k2,
∴,
即,
不妨设直线MN的方程为,
椭圆C的方程为3x2+4y2=12,即,
即,
即,
整理可得(*),
等式两边同时除以,并令,
则方程(*)可化为,
∴k1、k2是关于k的方程的两根,
∴,,
∴,
化简得①,
又∵直线MN过焦点F(1,0),∴,即②,
联立①②可得,
∴直线MN的方程为,
∴直线MN的斜率为,解得,
故存在点,使得∠MPF=∠NPF.
35.(2024•房山区学业考试)已知{an}和{bn}都是无穷数列.若存在正数A,对任意的n∈N*,均有|an﹣bn|≤A,则称数列{an}与{bn}具有关系P(A).
(Ⅰ)分别判断下列题目中的两个数列是否具有关系P(1),直接写出结论;
①an=2n,bn=n+2,n∈N*;
②,.
(Ⅱ)设,bn=an+1+1,n∈N*,试判断数列{an}与{bn}是否具有关系P(A)?如果是,求出A的最小值,如果不是,说明理由;
(Ⅲ)已知{an}是公差为d的等差数列,若存在数列{bn}满足:{bn}与{an}具有关系P(1),且b2﹣b1,b3﹣b2,…,b201﹣b200中至少有100个正数,求d的取值范围.
【答案】(Ⅰ)①否;②是;
(Ⅱ)A的最小值为1;
(Ⅲ)d的取值范围是 (﹣2,+∞).
【解答】解:(Ⅰ)①否;②是.
①因为an=2n,,若数列{an}与{bn}是否具有关系P(1),则对任意的n∈N*,均有|an﹣bn|≤1,即|2n﹣(n+2)|≤1,即|n﹣2|≤1,但n=4时,|n﹣2|=2>1,所以数列{an}与{bn}不具有关系P(1).
②数列{an}与{bn}具有关系P(1),理由如下:因为,,又因为,
所以有,所以,所以数列{an}与{bn}是具有关系P(1).
(Ⅱ)由题意知,所以,
所以数列{an}与{bn}具有关系P(A).
设A的最小值为A0,则|an﹣bn|≤A0,
因为|an﹣bn|<1,所以A0≤1,
若0<A0<1,则当时,,则,这与“对任意的n∈N*,均有|an﹣bn|≤A0”矛盾.
所以A0=1,即A的最小值为1.
(Ⅲ)因为{an}是公差为d的等差数列,
所以an=a1+(n﹣1)d若存在数列{bn}满足:{bn}与{an}具有关系P(1),
则对于∀n∈N*,都有|bn﹣an|≤1.所以﹣1≤bn﹣an≤1,即an﹣1≤bn≤an+1.则bn﹣bn﹣1≤2+an﹣an﹣1,
即bn﹣bn﹣1≤2+d,当d≤﹣2时,∀n∈N*,都有bn﹣bn﹣1≤2+d≤0与b2﹣b1,b3﹣b2,…,b201﹣b200中至少有100个正数矛盾.
当 d=0 时,可取,则,且b2﹣b1,b3﹣b2,…,b201﹣b200均为正数,符合题意.
当d>0时,可取,则,且b2﹣b1,b3﹣b2,…,b201﹣b200均为正数,符合题意.
当﹣2<d<0时,可取,则|bn﹣an|=1,b2n﹣b2n﹣1=a2n﹣a2n﹣1+2=2+d>0,
即b2﹣b1,b3﹣b2,…,b201﹣b200中恰有100个正数.
综上所述,d的取值范围是 (﹣2,+∞).
36.(2026•九龙坡区校级模拟)设{an}单调不减的无界非负数列,定义数列{an*}为an*=|{m∈N*|an<n}|,这里|A|表示集合A中元素的个数,称{an*}为数列{an}的伴随数列.
(1)若数列{an}满足an=n2(n∈N*),求数列{an}的伴随数列{an*}(可以用[x]表示不超过X的最大整数):
(2)对任意的正整数k,n,证明下述关于伴随数列的基本性质:
a)an*=k⇔ak<≤ak+1;
b)若{an*}为整数数列{an}的伴随数列,则{an}也为数列{an*}的伴随数列;
(3)设函数f(x)在[1,+∞)上连续,严格递增且无界,满足f(1)∈(0,1),且对任意正整数π,都有f(n)∉N*,证明:数列[f(n)]与数列[f﹣1(n)]互为伴随数列,这里f﹣1(x)是f(x)的反函数;并利用上述结果,直接写出数列1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,5,5,5,5,5,…的通项公式.
【答案】(1);
(2)证明:a)注意到:,
故,反之有,而,进而且ak+1≥n,
即.
b)根据定义和已知条件,数列{an}和数列均为整数数列,
考虑数列的伴随数列:()*=|{m∈N*|n}|=|{m∈N*|an≥m}|=an,
即数列的伴随数列就是数列{an};
(3)证明:由(2)中b)的证明可知:只需证明数列[f(n)]的伴随数列为数列[f﹣1(n)],
设[f﹣1(n)]=k,由定义有k<f﹣1(n)<k+1,即f(k)<n<f(k+1),
进而有[f(k)]<n≤[f(k+1)],
由(2)中a)的证明可知,这等价于[f(n)]*=k.
即[f(n)]*=[f﹣1(n)],
故数列[f(n)]与数列[f﹣1(n)]互为伴随数列,
记数列1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,5,5,5,5,…为{xn},
易见数列{xn}的伴随数列的通项公式为,
记函数,
则其反函数为:,
由(3)中所证明结论可知数列{xn}的通项公式为.
【解答】解:(1)根据定义,
有:,
即;
(2)证明:a)注意到:,
故,反之有,而,进而且ak+1≥n,
即.
b)根据定义和已知条件,数列{an}和数列均为整数数列,
考虑数列的伴随数列:()*=|{m∈N*|n}|=|{m∈N*|an≥m}|=an,
即数列的伴随数列就是数列{an};
(3)证明:由(2)中b)的证明可知:只需证明数列[f(n)]的伴随数列为数列[f﹣1(n)],
设[f﹣1(n)]=k,由定义有k<f﹣1(n)<k+1,即f(k)<n<f(k+1),
进而有[f(k)]<n≤[f(k+1)],
由(2)中a)的证明可知,这等价于[f(n)]*=k.
即[f(n)]*=[f﹣1(n)],
故数列[f(n)]与数列[f﹣1(n)]互为伴随数列,
记数列1,2,2,3,3,3,4,4,4,4,5,5,5,5,…为{xn},
易见数列{xn}的伴随数列的通项公式为,
记函数,
则其反函数为:,
由(3)中所证明结论可知数列{xn}的通项公式为.
37.(2026•江西模拟)已知函数.
(1)求f(x)在(0,π)上的最大值;
(2)求证:恒成立;
(3)若都有f(x)>ax3cosx恒成立,求a的最大值.
【答案】(1);
(2)证明:∀x∈[0,+∞),sinx≤x,
令q(x)=x﹣sinx,x∈[0,+∞),
则q′(x)=1﹣cosx≥0,
所以函数q(x)在[0,+∞)上单调递增,
故q(x)≥q(0)=0,即sinx≤x在[0,+∞)上恒成立.
又,
由sinx≤x(x≥0)知,,
所以,
即,得证;
(3).
【解答】解:(1)已知函数,
因此f′(x)=cosx﹣cos2x=﹣2cos2x+cosx+1=(1﹣cosx)(1+2cosx),
当时,f′(x)=0,
当时,f′(x)>0,即f(x)在上单调递增,
当时,f′(x)<0,即f(x)在上单调递减,
因此当时,f(x)取最大值;
(2)证明:∀x∈[0,+∞),sinx≤x,
令q(x)=x﹣sinx,x∈[0,+∞),
则q′(x)=1﹣cosx≥0,
因此函数q(x)在[0,+∞)上单调递增,
故q(x)≥q(0)=0,即sinx≤x在[0,+∞)上恒成立.
又,
由sinx≤x(x≥0)知,,
因此,
即,得证;
(3)当时,f(x)>ax3cosx,
即,
令,
则,其中g′(0)=0,
令,
则且h′(0)=0,
令φ(x)=h′(x),
则,其中.
令t=cosx∈(0,1),,
则,
故在t∈(0,1)上单调递减,其中u(1)=3﹣6a.
①若,则,
令,
υ(x)在上单调递增,
υ(x)>υ(0)=3,
因此φ′(x)>3﹣3=0恒成立.
故φ(x)=h′(x)在上单调递增,
且φ(x)=h′(x)>h′(0)=0.
因此h(x)=g′(x)在上也单调递增,且h(x)=g′(x)>g′(0)=0,
因此g(x)>g(0)=0,
故f(x)>ax3cosx恒成立.
②若,则φ′(0)=3﹣6a<0,
且,使得当x∈(0,m)时,φ′(x)<0,
因此函数φ(x)在(0,m)上单调递减,
故x∈(0,m)时,φ(x)=h′(x)<0,
因此函数h(x)在(0,m)上单调递减,
因此x∈(0,m)时,h(x)=g′(x)<0,
因此x∈(0,m)时,g(x)<0,
与恒成立矛盾.
综上所述:a的最大值为.
38.(2026•新安县校级模拟)已知双曲线的渐近线方程为,点P1(﹣1,1)在C上.按如下方式构造点Pn(n≥2):过点Pn﹣1作斜率为﹣1的直线与C的下支交于点Qn﹣1,点Qn﹣1关于x轴的对称点为Pn(xn,yn),记an=2yn﹣xn.
(1)求a1,a2,a3;
(2)求数列{an}的通项公式,并说明理由;
(3)记△PnPn+1Pn+2的面积为Sn,证明:Sn+1=Sn.
【答案】(1)a1=3,a2=1,;
(2),
理由:因为Pn(xn,yn),所以Qn﹣1(xn,﹣yn),因为Pn﹣1(xn﹣1,yn﹣1)(n≥2),
所以,
于是yn+yn﹣1=﹣(xn﹣1﹣xn)=xn﹣xn﹣1,①
由于Pn(xn,yn)∈C,Pn﹣1(xn﹣1,yn﹣1)∈C,
所以.且,
两式作差可得4(yn﹣yn﹣1)(yn+yn﹣1)=(xn﹣xn﹣1)(xn+xn﹣1),②
把①代入②可得4(yn﹣yn﹣1)=xn+xn﹣1,③
由③+①×2得6yn﹣2yn﹣1=3xn﹣xn﹣1,
即,
因为an=2yn﹣xn,所以,
由(1)知a1=3,故数列{an}是首项为3,公比为3的等比数列,
所以;
(3)证明:由(2)知,,
又,所以,,
,
,
所以
,
即Sn为定值,
所以Sn+1=Sn.
【解答】解:(1)由题意知双曲线的焦点在y轴,且双曲线的渐近线方程为,
则,
又点P1(﹣1,1)在C上,则,
联立,解得,则双曲线方程为4y2﹣x2=3,
由题意得Q1(x2,﹣y2),P1Q1的斜率,
则,解得,
同理,由题意得Q2(x3,﹣y3),P2Q2的斜率,
则,解得,
因为an=2yn﹣xn,
所以a1=2y1﹣x1=2×1﹣(﹣1)=3,
a2=2y2﹣x2=2×1﹣1=1,
.
(2)因为Pn(xn,yn),所以Qn﹣1(xn,﹣yn),因为Pn﹣1(xn﹣1,yn﹣1)(n≥2),
所以,
于是yn+yn﹣1=﹣(xn﹣1﹣xn)=xn﹣xn﹣1,①
由于Pn(xn,yn)∈C,Pn﹣1(xn﹣1,yn﹣1)∈C,
所以.且,
两式作差可得4(yn﹣yn﹣1)(yn+yn﹣1)=(xn﹣xn﹣1)(xn+xn﹣1),②
把①代入②可得4(yn﹣yn﹣1)=xn+xn﹣1,③
由③+①×2得6yn﹣2yn﹣1=3xn﹣xn﹣1,
即,
因为an=2yn﹣xn,所以,
由(1)知a1=3,故数列{an}是首项为3,公比为3的等比数列,
所以.
(3)证明:由(2)知,,
又,所以,,
,
,
所以
,
即Sn为定值,
所以Sn+1=Sn.
39.(2026•石家庄一模)已知函数f(x)lnx,其中n∈N*.
(1)当n=2时,求函数f(x)的单调区间;
(2)记函数f(x)的极小值点为xn,若yn满足yn﹣xn=2n,设集合P={t|t=[xn],n∈N*},Q={s|s=[yn],n∈N*},其中[x]表示不大于x的最大整数.
(i)求xn和yn的表达式,并判断1,2,3,4,5,6与集合P,Q的关系(参考数据:1.414)
(ii)定义:若集合A,B满足:A∩B=∅,且A∪B=N*,则称集合A,B是正整数集的一个“互补覆盖”.求证:集合P,Q是正整数集的一个“互补覆盖”.
【答案】(1)函数f(x)的减区间为,增区间为;
(2)(i),,1,2,4,5∈P,3,6∈Q;
证明:先证明:P∩Q=∅.
假设存在正整数m,n满足,
记,2n,其中r1,r2∈(0,1),且r1+r2≠1,
若r1+r2=1,则,即,
显然等式右侧为整数,左侧为无理数,故r1+r2≠1,
故,,
故m+n∈(k,k+1),与假设矛盾,故假设不成立,
因此P∩Q=∅;
再证明:P∪Q=N*,
由(1)知n≤6时成立,设任意一个大于6的正整数为M,一定存在正整数k1,k2满足,
即证明1,2,3,…,M的整数中有k1个在集合P中,有k2个在集合Q中,k1+k2=M,只需证明k1+k2=M即可.
易知,且,
又因为,
即M﹣1<k1+k2<M+1,故k1+k2=M,又P∩Q=∅,于是原结论成立,
综上知,集合P,Q是正整数集的一个“互补覆盖”.
【解答】解:(1)当n=2时,,定义域为(0,+∞),
,
当时,f'(x)<0,故函数f(x)单调递减;
当时,f'(x)>0,故函数f(x)单调递增.
所以函数f(x)的减区间为,增区间为;
(2)(i)当x∈(0,+∞)时,,
令f'(x)=0,解得,
函数f(x)在区间上单调递减,在区间上单调递增,
故,,
,故[x1]=1;,故[x2]=2:
,故[x3]=4;,故[x4]=5;
,故[y1]=3;,故[y2]=6.
故1,2,4,5∈P,3,6∈Q;
(ii)证明:先证明:P∩Q=∅.
假设存在正整数m,n满足,
记,2n,其中r1,r2∈(0,1),且r1+r2≠1,
若r1+r2=1,则,即,
显然等式右侧为整数,左侧为无理数,故r1+r2≠1,
故,,
故m+n∈(k,k+1),与假设矛盾,故假设不成立,
因此P∩Q=∅;
再证明:P∪Q=N*,
由(1)知n≤6时成立,设任意一个大于6的正整数为M,一定存在正整数k1,k2满足,
即证明1,2,3,…,M的整数中有k1个在集合P中,有k2个在集合Q中,k1+k2=M,只需证明k1+k2=M即可.
易知,且,
又因为,
即M﹣1<k1+k2<M+1,故k1+k2=M,又P∩Q=∅,于是原结论成立,
综上知,集合P,Q是正整数集的一个“互补覆盖”.
40.(2026•乌当区模拟)已知函数f(x)在R上可导,且满足①f(0)=0;②f′(x)在区间[0,+∞)上单调递增.
(1)证明:f(x)≥xf′(0)在区间[0,+∞)上恒成立;
(2)记a=f′(0)>0,当x>0时,恒有f(x)<ex﹣1,求证:0<a≤1;
(3)若f′(0)=1,f′(1)=2,f(1)>1+ln2,记g(x)=ln(1+x)+x,证明:存在唯一的x0∈(0,1),使得f(x0)=g(x0).
【答案】(1)令h(x)=f(x)﹣xf′(0),则h′(x)=f′(x)﹣f′(0),
因为f′(x)在区间[0,+∞)上单调递增,
所以f′(x)≥f′(0),即f′(x)﹣f′(0)≥0,所以h′(x)≥0,
所以h(x)在[0,+∞)上单调递增,
因为f(0)=0,所以h(x)≥h(0)=f(0)﹣0×f′(0)=0,
所以f(x)≥xf′(0);
(2)因为a=f′(0)>0,由(1)知,f(x)≥xf′(0)在区间[0,+∞)上恒成立,
所以f(x)≥ax,
因为当x>0时,恒有f(x)<ex﹣1,所以ax<ex﹣1,即ex﹣ax﹣1>0对(0,+∞)恒成立;
令φ(x)=ex﹣ax﹣1,则φ′(x)=ex﹣a,
当a>1,令φ′(x)=0,解得x=lna,
当x>lna时,φ′(x)>0,函数φ(x)在(lna,+∞)上单调递增,
当0<x<lna时,φ′(x)<0,函数φ(x)在(0,lna)上单调递减,
所以φ(lna)=elna﹣alna﹣1=a﹣alna﹣1,
令t(a)=a﹣alna﹣1,则t′(a)=1﹣lna﹣1=﹣lna<0,
所以t(a)在(1,+∞)上单调递减,又因为t(1)=1﹣1×ln1﹣1=0,所以φ(lna)<0,
所以ex﹣ax﹣1>0对(0,+∞)不恒成立;
当0<a≤1时,φ′(x)=ex﹣a>0,所以φ(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以φ(x)>φ(0)=e0﹣a×0﹣1=0,所以ex﹣ax﹣1>0,即f(x)<ex﹣1,
综上所述:0<a≤1;
(3)令F(x)=f(x)﹣g(x),又因为g(x)=ln(1+x)+x,
所以F(x)=f(x)﹣ln(1+x)﹣x,所以,
因为f′(x)在区间[0,+∞)上单调递增,且在区间[0,+∞)上单调递增,
所以在区间[0,+∞)上单调递增,
又因为f′(0)=1,f′(1)=2,所以,
,
所以存在唯一x1∈(0,1),使得F′(x1)=0,
当x1<x<1时,F′(x)>0,所以函数F(x)在区间(x1,1)上单调递增,
当0<x<x1时,F′(x)<0,所以函数F(x)在区间(0,x1)上单调递减,
因为F(0)=f(0)﹣ln(1+0)﹣0=0,且函数F(x)在区间(0,x1)上单调递减,
所以F(x1)=f(x1)﹣ln(1+x1)﹣x1<0,
又因为F(1)=f(1)﹣ln(1+1)﹣1>1+ln2﹣ln2﹣1=0,且函数F(x)在区间(x1,1)上单调递增,
所以由零点存在性定理得:存在唯一x0∈(x1,1),使得F(x0)=0,即f(x0)=g(x0).
所以存在唯一的x0∈(0,1),使得f(x0)=g(x0).
【解答】证明:(1)令h(x)=f(x)﹣xf′(0),则h′(x)=f′(x)﹣f′(0),
因为f′(x)在区间[0,+∞)上单调递增,
所以f′(x)≥f′(0),即f′(x)﹣f′(0)≥0,所以h′(x)≥0,
所以h(x)在[0,+∞)上单调递增,
因为f(0)=0,所以h(x)≥h(0)=f(0)﹣0×f′(0)=0,
所以f(x)≥xf′(0);
(2)因为a=f′(0)>0,由(1)知,f(x)≥xf′(0)在区间[0,+∞)上恒成立,
所以f(x)≥ax,
因为当x>0时,恒有f(x)<ex﹣1,所以ax<ex﹣1,即ex﹣ax﹣1>0对(0,+∞)恒成立;
令φ(x)=ex﹣ax﹣1,则φ′(x)=ex﹣a,
当a>1,令φ′(x)=0,解得x=lna,
当x>lna时,φ′(x)>0,函数φ(x)在(lna,+∞)上单调递增,
当0<x<lna时,φ′(x)<0,函数φ(x)在(0,lna)上单调递减,
所以φ(lna)=elna﹣alna﹣1=a﹣alna﹣1,
令t(a)=a﹣alna﹣1,则t′(a)=1﹣lna﹣1=﹣lna<0,
所以t(a)在(1,+∞)上单调递减,又因为t(1)=1﹣1×ln1﹣1=0,所以φ(lna)<0,
所以ex﹣ax﹣1>0对(0,+∞)不恒成立;
当0<a≤1时,φ′(x)=ex﹣a>0,所以φ(x)在(0,+∞)上单调递增,
所以φ(x)>φ(0)=e0﹣a×0﹣1=0,所以ex﹣ax﹣1>0,即f(x)<ex﹣1,
综上所述:0<a≤1;
(3)令F(x)=f(x)﹣g(x),又因为g(x)=ln(1+x)+x,
所以F(x)=f(x)﹣ln(1+x)﹣x,所以,
因为f′(x)在区间[0,+∞)上单调递增,且在区间[0,+∞)上单调递增,
所以在区间[0,+∞)上单调递增,
又因为f′(0)=1,f′(1)=2,所以,
,
所以存在唯一x1∈(0,1),使得F′(x1)=0,
当x1<x<1时,F′(x)>0,所以函数F(x)在区间(x1,1)上单调递增,
当0<x<x1时,F′(x)<0,所以函数F(x)在区间(0,x1)上单调递减,
因为F(0)=f(0)﹣ln(1+0)﹣0=0,且函数F(x)在区间(0,x1)上单调递减,
所以F(x1)=f(x1)﹣ln(1+x1)﹣x1<0,
又因为F(1)=f(1)﹣ln(1+1)﹣1>1+ln2﹣ln2﹣1=0,且函数F(x)在区间(x1,1)上单调递增,
所以由零点存在性定理得:存在唯一x0∈(x1,1),使得F(x0)=0,即f(x0)=g(x0).
所以存在唯一的x0∈(0,1),使得f(x0)=g(x0).
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