内容正文:
绝密★启用前
2026年济南市历城第二中学三模考试
数学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.考试时间;2026年5月7日13:00-15:00
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.已知集合A={1,2,3,4,5},B={xx2-4x-5<0},则A∩B=()
A.{2,3,4,5}
B.{1,2,3
C.{1,2,3,4}
D.{2,3,4}
2.抛物线y2=x的焦点为F,准线为1,则F到1的距离为()
A日
B.Z
C.1
D.2
3.已知a=log20.2,b=22,c=0.23,则
A.a<b<c
B.a<c<b
C.c<a<b
D.b<c<a
4.双曲线x2-4y2=4的离心率为()
A.
2
B.5
C.5
D.5
5.底面直径和母线长均为2的圆锥的体积为()
A.
3π
B.
C.2π
D.3π
6.设a≠0,若a为函数f(x)=a(x-a)(x-b)的极大值点,则()
A.a<b
B.axb
C.ab<a2
D.ab>a2
7.某棋手与甲、乙、丙三位棋手各比赛一盘,各盘比赛结果相互独立.已知该棋手与甲、
乙、丙比赛获胜的概率分别为P,P2,乃,且P>P2>P1>0.记该棋手连胜两盘的概率为p,
则()
A.p与该棋手和甲、乙、丙的此赛次序无关B.该棋手在第二盘与甲比赛,p最大
C.该棋手在第二盘与乙比赛,p最大D.该棋手在第二盘与丙比赛,p最大
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&已知0<a<B<行则()
A.sina-sin B<a-B
B.a-B<tana-tan B
C.asin B<Bcosa
D.tan B>aB
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。
9.一组样本数据(G,y1GL23,10.其中5>1895-2×102y-970,求得其
经验回归方程为:=0.02x+a,残差为e.对样本数据进行处理:x=n(x,-1895),得
到新的数据(x,y),求得其经验回归方程为:=0.42x+à,其残差为4,e,4,分布如图
所示,且e~N(0,o),i~N(0,o),则()
仑A
分个
w.支o8eegt
图1
图2
A.样本(x,y,)负相关
B.a=49.7
C.o<o2
D.处理后的决定系数变大
10.设复数z满足z2-4=z2,则()
A.z-2-2+2=22
B.z≥V2
C.关于z的方程z=a+ai(aeR)有解D.若复数w满足川-l,则z-w≥V2-1
ll.已知n∈N,记A为集合A中元素的个数,min(A)为集合A中的最小元素.若非空数
集A≤{1,2,,n},,且满足A≤min(A),则称集合A为“n阶完美集”.记an为全部n阶完美
集的个数,下列说法中正确的是()
A.a4=7
B.将n阶完美集A的元素全部加1,得到的新集合,是n+1阶完美集
C.若A为(n+2)阶完美集,4>1且n+2∈A,满足条件的集合A的个数为an1-n
D.若A为(n+2)阶完美集,A>1且n+2:A,满足条件的集合A的个数为a1-n-1
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三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
l2.已知函数f(x)=(a>0,a≠1),若fn2)fln4)=8,则a=
13.已知直线x+y-5=0与圆C:x2+y2-4x+2y-m2=0相交于A,B两点,且AB=4,
则实数m=
l4.如图,已知o>0,在函数f(x)=sin(ox+p)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o=
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)
已知等差数列{an}的公差为2,前n项和为Sn,且S,S2,S成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)令b,=(-1)4n
,求数列{bn}的前n项和Tn
aa
16.(15分)
已知函数f(x)=sin(wx+p)(o>0,0<p<π)
(当@=2,f侣=0,求函数()在x=0处的切线方程:
2若西数f()的最小正周期为3x,且/)=2在xeQ2026:)上恰好有1351个解.求0
的取值范围,
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17.(15分)
如图,在三棱锥P-ABC中,PA=1,PB=2√3,PC=3,AB=3,
BC=√6,AC=√7,点M,N分别是棱PB,PC上的点,且直线PA⊥
平面AMN
(I)求MW的长;
(2)求三棱锥P-ABC的体积:
(3)求直线BC与平面PAB所成角的正弦值,
18.(17分)
已知函数f(x)=alnx-Vx+1(x>0),aeR.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若对任意x∈(0,+o),均有f(x)≤0,求a的值;
(3)假设某篮球运动员每次投篮命中的概率均为0.81,若其10次投篮全部命中的概率为p,
证明:p<e2.
19.(17分)
我们把由半椭圆+y
a
之0与半橘国影+子-≤0合成的甜线称作果,其中
a2=b2+c2,a>0,b>c>0.如图,设点F,F,F是相应椭圆的焦点,A,4和B,
B,是果圆与x,y轴的交点,M是线段AA,的中点
B2
F2
OM
Fo
A2主
F
B
0设P是果圈尚半鞋图若+号=:三0上任意一点,且6=4.c=3.求证,当PW服
得最小值时,P在点A处:
(2)若P是“果圆”上任意一点,求PM取得最小值时点P的横坐标;
(3)连接“果圆上任意两点的线段称为“果圆的弦.试研究:是否存在实数k,使斜率为k的
“果圆平行弦的中点轨迹总是落在某个椭圆上?若存在,求出所有可能的k值;若不存在,
说明理由。
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2026年济南市历城第二中学三模考试
数学答案解析
1.C
【分析】求解确定B,再由交集运算即可求解;
【详解】B={xx2-4x-5<0}={x-1<x<5},
所以A∩B=1,2,3,4},
故选:C
2.B
【分析】由抛物线的定义可得答案
【详解】设抛物线的标准方程为y2=2px(p>0),
1
由题意可得2p=1,得p=
2
所以F
令0
1、1
所以F到1的距离为4(2
3.B
【分析】运用中间量0比较a,c,运用中间量1比较b,c
【详解】a=log20.2<log21=0,b=22>2°=1,0<0.23<0.2°=1,则0<c<1,a<c<b.故选
B.
【点睛】本题考查指数和对数大小的比较,渗透了直观想象和数学运算素养.采取中间变量
法,利用转化与化归思想解题。
4.B
【分析】先将双曲线方程化成标准方程,求出a,b,c,即可求出离心率.
解由4护4得,y,所以G=4=L,c2=a+6百
即a=2,c=5,所以e=-5
a 2
故选:B.
5.A
【分析】由勾股定理先求出圆锥的高,进而利用圆锥体积公式求解即可.
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【详解】由题可知圆锥的底面半径R=1,母线长l=2,高h=√P-R2=√22-1P=√5,
∴圆锥的体积为P=)Rh=5元
3
3
故选:A.
6.D
【分析】
先考虑函数的零点情况,注意零点左右附近函数值是否变号,结合极大值点的性质,对进
行分类讨论,画出f(x)图象,即可得到a,b所满足的关系,由此确定正确选项
【详解】若a=b,则f(x)=a(x-a)为单调函数,无极值点,不符合题意,故a≠b.
∴.f(x)有a和b两个不同零点,且在x=a左右附近是不变号,在x=b左右附近是变号的.
依题意,a为函数f(x)=a(x-a)'(x-b)的极大值点,·在x=a左右附近都是小于零的.
当a<0时,由x>b,f(x)≤0,画出f(x)的图象如下图所示:
b
由图可知b<a,a<0,故ab>a2.
当a>0时,由x>b时,f(x)>0,画出f(x)的图象如下图所示:
由图可知b>a,a>0,故ab>a2.
综上所述,ab>a成立.
故选:D
【点睛】本小题主要考查三次函数的图象与性质,利用数形结合的数学思想方法可以快速解
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答
7.D
【详解】解法一:要求连胜两局,故只能第一局和第二局连胜,或第二局和第三局连胜,则
第二局和谁比赛很重要,第二局的对手实力越强,连胜两局的概率越小,第二局的对手实力
越弱,连胜两局的概率越大,所以根据条件估算得到丙实力最弱,所以D选项正确
解法二:该棋手连胜两盘,则第二盘为必胜盘
记该棋手在第二盘与甲比赛,比赛顺序为乙甲丙及丙甲乙的概率均为,
则此时连胜两盘的概率为P
则=-pA+a-小+-aB+aAd-P】
=p,(P2+P3)-2PP2P3;
记该棋手在第二盘与乙比赛,且连胜两盘的概率为P2,
p.=(I-p)p2Ps+pipz (1-P:)=P2(p+ps)-2pP2Ps
记该棋手在第二盘与丙比赛,且连胜两盘的概率为P丙
则P丙=(1-P)P3P2+PP1-P2)=P3(p1+P2)-2PPP3
则Pm-Pz=p(P2+P)-2PP2P3-[P2(p1+P)-2pP2P3]=(p-P2)P3<0
pz-p=P2(B,+P3)-2pP2P3-[p,(1+p2)-2pP2P]=(P2-P3)p<0
即P甲<Pz,Pz<P丙,
则该棋手在第二盘与丙比赛,p最大选项D判断正确:选项BC判断错误;
P与该棋手与甲、乙、丙的比赛次序有关选项A判断错误
故选:D
8.D
【分析】令f(x)=sinx-x,x∈0,
2
求导分析单调性可得A错误;令g(x)=tanx-x求导
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分析单调性可得B销误:令a=子P=
5
π,由诱导公式和两角和的正弦展开式可得C错误:
12
令m(x)=tanx-x2,求导后放缩得单调性后可得D正确.
【详解】对于A,令f(x)=sinx-x,x∈0
π
则f'(x)=cosx-1<0,
所以f(在0,上单调递减,即f()>f(,
所以sina-a>sinB-阝→sina-sinB>au-阝,故A错误;
对于B◆创=m-,e0则g-
1
-1>0,
cos2x
所以g()在(0上单调递蜡,即amB->ma-a→a->ana-am,放B错误:
对于C,因为0<a<A<经令a-骨B
5
π时,
12
asinB=sin5=si
3123
12
24
9mu-沿}年
因为[2(V6+2)]>25,所以asin B>Bcosa,故C错误:
对于D.令m)=amx-x,x02,则m()-g2=1+m2x-2x,
cos2x
由三角函数线可得当xe0时,m>>0,所以mx之F,
所以m(x)=1+tan2x-2x>X-2x+1=(x-2≥C,
所以m)在0上单调递增,m(>m(o)=0,x0
即tanB>B2>ap,故D正确.
故选:D
9.ABD
【分析】利用回归方程判断A:利用样本中心点计算判断B;利用图象的波动性判断CD.
【详解】对于A,经验回归方程y=0.02x+4中斜率-0.02<0,则样本(x,y,)负相关,A
正确:
对于B,原样本均值:x=2×103,y=9.7,由y=-0.02x+4,得a,=9.7+0.02×2×103=49.7,
B正确:
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对于C,由图1的数据波动较大可得u,比e,更集中,则o?<o,C错误:
对于D,由图1的残差平方和较图2的残差平方和大知,处理后拟合效果更好,决定系数变
大,D正确.
故选:ABD
10.ABD
【分析】设z=x+yi(x,y∈R),根据z2-4=z2可得x2-y2=2,故P(x,y)在双曲线上,
由双曲线的性质可判断ABC的正误,根据三角形不等式可判断D的正误
【详解】设z=x+i(x,yeR),则(x+i-4=(x+月,
整理得x2-y2-4+2i=x2-y2+2xyi,
故(x2-y2-4)}+4x2y2=(x2-y2)+4x2y2即x2-y2=2,
故P(x,y)在双曲线x2-y2=2上,焦点坐标为(2,0),(-2,0),实半轴长为√2,
故2-2-2+2到表示P到两个焦点的距离差的绝对值,
故z-2-z+2=2√2,故A正确:
z即为P到原点的距离,故OP大于等于实半轴长,故z≥√2,故B成立,
对于C,由z=a+ai(aeR)可得x+yi=a+ai,而x,y,aeR,
故x=a,y=a,而x2-y2=2,故矛盾,故C错误;
对于D,因为即为P到原点的距离,由B的分析可得z≥√2,
而2-w≥-w2V2-1,故D正确:
故选:ABD.
11.ABD
【分析】通过对不同阶数完美集的子集情况进行分析来确定集合个数,同时依据完美集的性
质判断相关结论的正确性.
【详解】当非空数集A是L,2,3,4}子集中含1个元素的子集时,|A=1.根据“n阶完美集”的定
义,{1,2,3,4}中大于等于1的数有1、2、3、4共4个,所以此时A可以是{I、2}、3}、
{4.
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当非空数集A是1,2,3,4}子集中含2个元素的子集时,|A=2.L,2,3,4}中大于等于2的数有
2、3、4共3个,所以此时A可以是{2,3}、2,4}、{3,4}
当非空数集A是{1,2,3,4}子集中含3个元素的子集时,|A=3.{1,2,3,4}中大于等于3的数有
3、4共2个,不满足“阶完美集”的定义,所以{1,2,3,4}中3个元素的子集不满足.
同理,{1,2,3,4}中含4个元素的子集也不满足
综上,4阶完美集有、{2}、3}、{4、{2,3}、{2,4}、3,4},所以a4=7,故A正确
若将“n阶完美集”A中元素全部加l,A中元素个数不变,但min(A)加l变大,均不违背“n+1
阶完美集”的定义,所以得到的新集合是一个“n+1阶完美集”,故B正确.
若n=4,满足条件的集合A的个数为7,而a=5+6+1=12,C错误;
对于满足“n+2阶完美集”的所有A,n+2不属于所有A,可视为退化为“n+1阶完美集”的
情况,总个数为a
又因为A>1,所以满足条件的集合A要排除掉“+1阶完美集”中只含有1个元素的情形(排
除n+1个单元素集合),因此满足条件的集合A的个数均为a-(n+I)=a+1-n-1,D正确.
故选:ABD
【点睛】关键点点睛:新定义题型,关键就是读懂题意,将陌生的概念转化为熟悉的知识,
再借助旧知解题即可」
12.e
【分析】根据条件,利用指数和对数的运算求得答案。
【详解】由f(ln2)f(ln4)=8,可得an2.a血4=8,
即ah2+h4=a2m2=8,也即(ah2)'=23,
a>0且a≠1,.ah2=2,
两边取对数得:ln2·lna=ln2,解得a=e.
故答案为:e.
13.±√万
【分析】利用弦长公式和点到直线距离公式列方程求解即可.
【详解】根据题意,圆x2+y2-4x+2y-m2=0,
即(x-2)2+(y+1)2=5+m2,其圆心为(2,-),半径r=√5+m2,
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若AB=4,则圆心到直线I即AB的距离d
AB
=5+m2-4=V1+m2,
2
又由圆心到直线x+y-5=0的距离d=121-51=2V5,
√1+1
则有V1+m2=2√2,解可得:m=±√万
故答案为:±√万,
14.5元
4
【分析】设D(xo,0),A(x-a,b),B(x。+a,-b),C(x+2a,-2b)且a2+b2=1,a,b>0,结
sin(@xo-wa+o)=b
合已知条件sm(o,+au+p)-b,进面得到oa=交、2cos(o+)=-sin(o+)、
sin(@xo+2wa+p)=-2b
cos(ox+p)=-b,即可求解.
【详解】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(x,0),A(x-a,b),B(x+a,-b),C(x+2a,-2b),且a2+b2=1,a,b>0,
sin(ox。-wa+p)=b
所以{sin(ox,+wa+p)=-b①,则sin(ox。-oa+p)+sin(ox,+oa+p)=0,
sin(@xo+2wa+o)=-2b
所以2sin(ox。+p)cos(oa)=0,故sin(wx。+p)=0或cos(wa)=0,
若sin(ox,+p)=0,即D(x,0)是f(x)的一个零点,不符合题意,
所以cos(oa)=0,则oa=+km,k∈Z,而2a<T=2π→0<m<元,
2
0
所以侧-子结合0有2nam+受+ps如a侧,++,所以
2cos(@x+o)=-sin(oxo+p),
而sino-2+p-cos(ox,+p)=b,所以cos(o,+p)=-b<0,sin(ox,+o)=2h,
2
所以sim(o,+j+co3o+到=56=1→bG,ag
5’
第7页共20页
所以0=刀=V5元
2a4
2n
n为偶数
15.(1)an=2n-1;(2)T=
2n+1
2n+2
,n为奇数
2n+1
【分析】(1)根据等差数列的性质得出(2a,+2)=a,(4a,+12),a,=1运用通项公式求解即可.
2)由(D可得b=口20+2十对n分类讨论“裂项相消求和”即可得出。
【详解】(1),等差数列{an}的公差为2,前n项和为Sn,且S1、S2、S4成等比数列.
∴.Sn=natn(n-1)
(2a+2)2=a1(4at12),a=1,.an=2n-1;
②t用a=旷r
d an
当n为偶数时,
6-g+a1
2n
=1-
2n+12n+1
当n为奇数时,了
-传引-2
1
2n+2
=1+
2n+12n+1
2n
,n为偶数
∴.T=
2n+
2n+2
,n为奇数
2n+1
【点睛】本题考查了等差数列等比数列的定义,性质,公式,分类讨论思想,裂项相消求和,
属于中档题.
16.(0y=-V5x+
(20<0≤或T<p≤3
124
4
【分析】(1)根据o=2以及f
)0可得=n2x+
即可求导以及点斜式求
解直线方程,
(2)利用整体法,结合正弦函数的性质即可分类讨论求解.
【详解】(1)当o=2时,则f(x)=sin(2x+p),
根据侣0可特f[}m行小-0,故管9=点eZ,故p=名+红ez
6
6
第8页共20页
由于0<p<π,故p=西,故f)=sim2x+
6
6
(2cm)2c5
6
故函数f()在x=0处的切线方程为y=5(x-0)+,故y=-5x+2
(2)适数的最小正周园为,故w经子所以=m作+
2
13
4052+9
r+p,当xe[0,2026),则1eo,3
令simf=5,则1=+2km或1=3元+26际,k∈Z,
2
4
4
+2元x675<4052r
+p
4
3
当0<p≤时,要使得sinL-2有1351个实数根,则3江+2m×675≥4052+0,解得
2
3
0<osz
0<p≤
12’
3+2mx675<4052m+0
3
当众
<江时,要使得5in1=2有1351个实数根,则9红+2m×675
4052π
+p,解得
4
2
3
下ps3
4
[9+2元x675<4052元+0
3
0<π时,要使得1=2有1351个实数根
元+2元×675≥4052元+0,无解,
2
4
3
3弧<0<元
综上可得0<p≤或<p<江
12
4
4
17.(1)2
a平
3)35
8
【分析】(1)根据线面垂直的性质,结合勾股定理的逆定理、余弦定理、锐角三角函数定义
进行求解即可;
第9页共20页
(2)根据三棱锥的等积性,结合三棱锥的体积公式进行求解即可:
(3)建立空间直角坐标系,利用空间向量夹角公式进行求解即可.
【详解】(I)在△PAC中,由余弦定理,得cos∠APC-P4+PC-ACl+9-7L
2PA.PC
2x1x32,
在aP1B中,由余弦定理,得cos∠APB=P+PB-AB_+12-95
2PA·PB
2x1×2V53
因为PA⊥平面AMN,AM,ANC平面AMN,
所以PA⊥AM,PA⊥AW,
所以在RtaPAM中,cos∠APM=PA
FPM→PM=aPA31】
os ZipA
3
在RIPAN中,cos∠APN三关Pw==/。
cos∠APWi=2
2
在△PBC中,由余弦定理,得cos∠BPC=PB+PC-BC_2+9-655
2PB.PC
2×2v5×3121
所以在△PMN中,由余弦定理,得
MN-MPN-2 PM-PN -65 ZMPN3
12
2
(2)所以在Rt△PAM中,AM=VPM2-PA=√2,
在Rt△PAN中,AN=√PN2-PA?=√3,
在△AMN中,由余弦定理,得cos∠MAN=MA+N4-MW22+3-2.6
2MA·NA
2×V2xV54,
所以sin∠MAN=V1-cos2∠MA
V10
4
4
设点A到平面PBC的距离为h,
由三棱锥的体积公式和性质,
1
p-AN=VA-PMN=3
h.S.PMN
2PM:PW:sim∠MPw
V3×21
得
n--ABC VA-Pac。
3h-S.mePB PC.sin/MPN
23x33,所以
3
c=3w=3x3PA)AM.AN-sin∠MaNw厂2x3X√T0√g
1
1
3
2
2
44
(3)由上可知:MA=MN,取AN的中点O,显然OM⊥AN,
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因为PA⊥平面AMN,OMc平面AMN,
所以PA⊥OM,
因此以OM,OW所在的直线为x轴和y轴,过O与PA平行的直线为z轴建立空间直角坐标系,
如下图所示:
or5.n.o
由上可知:M是棱PB中点,PN=2NC,
设平面PAB的法向量为m=(x,y,z),
PA=(0,0,-1),PB=(5,5,-2),
m.PA=-2=0
z=0
所以
→
mPB=5x+y-2z=05x+3y=0'
所以取该平面的一个法向量为m=(V5,-√5,0),
设直线BC与平面PAB所成角为B,
所以sin0=cos(BC,m=
BC.m
-5-5
3v5
BC
/S×3+1×3+5
44
18。(1)答案见解析:(2)a=2(3)证明见解析.
【分析】(1)求出函数了()的定义域,求得)=2a,正,对实数a的取值进行分类讨
2x
论,分析导数的符号变化,由此可得出函数∫(x)的单调递增区间和递减区间:
(2)由已知可得f(x)x≤0,利用(1)中的结论可得出关于实数a的不等式,由此可求得
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实数a的值:
(3)由(2)可得出lnx≤2(F-1,令x=0.810可证得所证不等式成立.
【详解】(1)函数f()的定义域为0,+o),)=9-,=2a
x 2vx 2x
若a≤0,则f'(x)<0对任意的x>0恒成立,此时函数f(x)在(0,+o)为减函数;
若a>0,由f'(x)>0可得0<x<4a2,由f'(x)<0可得x>4a2.
此时,函数f(x)的单调递增区间为(0,4a2),单调递减区间为(4a2,+oo).
综上所述,当a≤0时,函数f(x)在(0,+∞)为减函数:
当a>0时,函数f(x)的单调递增区间为(0,4a2),单调递减区间为(4a2,+o):
(2)当a≤0时,函数f(x)在(0,+o)上为减函数,且f(1)=0,
则当0<x<1时,f(x)>f()=0,不合乎题意:
当a>0时,函数f(x)的单调递增区间为(0,4a2),单调递减区间为(4a2,+oo),
f(x)ns=f(4a2)=aln(4a22a+1=2alna}2a+1≤0,
令1=2a>0,可得nt-i+1<0,即1nt-1+<0,
令g0=+片,类0,g0=月
当0<1<1时,g(t)<0,此时函数g()单调递减:
当t>1时,g(t)>0,此时函数g()单调递增.
所以,g)。=g()=0,则g≥g()=0,由g()≤0,所以,2a=t=1,解得a=2
(3)由题意可得p=0.81°,
由(2)可知,当a=时,-F+1s0,即nx≤2-)
2
所以,ln0.81°=10ln0.81<20V0.81-)=-2,因此,p<e2.
【点睛】思路点睛:讨论含参函数的单调性,通常注意以下几个方面:
(1)求导后看最高次项系数是否为0,须需分类讨论:
(2)若最高次项系数不为0,通常是二次函数,若二次函数开口方向确定时,再根据判别
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式讨论无根或两根相等的情况;
(3)再根据判别式讨论两根不等时,注意两根大小比较,或与定义域比较
19.(1)证明见解析
(2)答案见解析
(3)存在:k=0
【分析】(1)先求得M,然后设出P点的坐标,再根据两点间的距离公式来求得正确答案.
(2)先求得M,然后设出P点的坐标,再根据两点间的距离公式来求得正确答案
(3)先证明斜率相同的椭圆的弦的中点在定直线上,据此可判断“果圆平行弦的中点轨迹
是否落在某个椭圆上
【详解】1)P是“果圆”的半椭圆若+号-1x≤0上任意一点,所以4-30),
a2=b2+c2=25,a=5,所以A(5,0),所以M(1,0).
设(6cosa,4sina,受sa≤
2
PM=/(3cosa-1)+(4sina)=9cos2a-6cosa+1+16sin2a
=-6cosa+7sin2a+10=-7cos2 a-6cosa+17,
-6
3
二次函数y=-7x2-6x+17的开口向下,对称轴为x=
2×(-7)7
由于cosa∈[-1,0],所以当cosa=-1时,PM取得最小值√-7+6+17=4,
此时P(-3,0),即P在点A处
2》牛桶酒若若=c≥0,对成4a0。
半精@若+号=s0,对位4(e0,则M20小
当P在半5图茶+三=rs0)上时枚Peo96n0.
则p-cos0-
+(bsin0)月
eicos20-c(a-c)cos0+a-c
+b"sin2 0
2
ecos'o-c(a-e)
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+b2,
a>0,b>c>0,a2=b2+c2,
次圆藏=e-r-(ac-+2
+b2的开口向下,
由于cos0∈[-l,0],所以当cos0=-1或cos0=0时取得最小值,
当cw8=-1时.we)-(ec)2j6-2j+e
lpw=("2y+ac@,
当0-0时,pm-,P26e
所以当PM取得最小值时,P在A或B,或B,处,
4M=4=空,设Px,
且B和B,同时位于"果圆"的半椭圆x
的号+若=0x0和半精国后号=(:≤0上
∴只需研究P位于”果圆”的半椭圆+
+京=1(x≥0)上的情形即可
a?
la-osi a-y afa-gi
2c2
4
4c2
当x=ac)sa,即a≤2c时,1PM的最小值在x=a(aC时取到,此时P的横坐标是
2c2
2c2
a(a-c)
2c2
当x-aaca,即a>2e时,
2c2
由于|PMP在x<a时是递减的,PMP的最小值在x=a时取到,此时P的横坐标是a,.
综上所述,若a≤2c,当PM取得最小值时,点P的横坐标是a(a-c:
2c2
若a>2c,当PM取得最小值时,点P的横坐标是a或-c.
(3)我们证明一个结论:
若斜率为k的直线与椭圆mx2+y2=16m>0,n>0,m≠n)交于A,B两点,则中点的轨迹在直
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线上,
证明:设A(x,乃),B(x2,y2),它们的中点为M(x,),
则mx2+y2=1且mx+y=1,
从而m(x-x)+n-)=0,故m(x-)(:+)+n(出-)y+)=0,
故mx。+nyo=0,故中点在直线mx+nky=0上.
y
F2
A
OM
Fo
F
B
对于“果园”的弦的中点,
若斜率k=0,则设直线y=t,
它与“果圆”的交点是
6
弦的中点(x,)满足
y=t
消去1可得弦的中点轨迹方程是,4”+广
(a-c+6=1,
而-0-b=-2h-0+e-2h-06+0-6-小0,
2
即口-):力,所以,若"果图”弦所在直线的斜率为0,则平行弦中点轨迹是梢圆。
若“果圆”弦的斜率k≠0,则可平移过程总存在无数条斜率为k的直线与“果园”的左半椭圆相
交,由前述证明的结论,此时中点在直线上,
故平行弦中点轨迹不能总落在某个椭圆上
综上,斜率k=0时,“果圆”平行弦中点轨迹落在某个椭圆上.
斜率k≠0时,“果圆”平行弦中点轨迹不能总落在某个椭圆上
【点睛】解新定义题型的步骤:(1)理解“新定义”一明确“新定义”的条件、原理、方法、步
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骤和结论.(2)重视“举例”,利用“举例检验是否理解和正确运用“新定义”;归纳“举例提供的解
题方法.归纳举例提供的分类情况.(3)类比新定义中的概念、原理、方法,解决题中需要解
决的问题
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