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高二数学训练
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.已知函数f(x)=x2+6,当自变量由1变到1.1时,f(x)的平均变化率为()
A.1
B.1.1
C.2
D.2.1
【答案】D
【解析】
【详解1y-1-但-1+6-1=21
△X
1.1-1
0.1
2.已知数列-1,1,-1,1,…,下列不是该数列的通项公式的是()
-1,n为奇数
A.a=
1,n为偶数
B.an=(-1)”
C.a =cosnn
D.d =sin nnt
【答案】D
【解析】
【详解】对于A:当n为奇数时,an=-1;当n为偶数时,an=1,与数列-1,1,-1,1,…的对应项一致,
-1,n为奇数
所以an=
1,n为偶数
是该数列的通项公式;
对于B:当n=1时,a1=-1;n=2时,42=1;n=3时,a3=-1,以此类推,与数列-1,1,-1,1,…的
对应项一致,所以an=(-1)”是该数列的通项公式;
对于C:根据余弦函数性质,an=cos nn=(-l)”,与B相同,所以an=cosm是该数列的通项公式:
对于D:an=sinnπ=0,与数列-l,1,-l,1,…的对应项不符,故an=sinnπ不是该数列的通项公式,
3.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+6n+66,则a。=()
A.17
B.100
C.2022
D.2023
【答案】A
【解析】
【详解】因为S,=n2+6n+66,则S6=36+36+66=138,S=25+30+66=121
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所以a6=S6-S,=138-121=17
4.函数f(x)的图象如图所示,设f(x)的导函数为f'(x),则xf'(x>0的解集为()
A.(-3,+0
B.(3,+o0
C.-1,0)U3,+0)
D.-0,-3)U-1,3
【答案】C
【解析】
【分析】通过f(x)的单调性,判断f'(x的正负,即可求得xf'(x)的正负
【详解】由图象可得,
f(x)在-o,-1上单调递增,所以x<-1时,'x>0,xf'x<0;
f(x)在(-1,3)上单调递减,
所以当-1<x<0时,f'x)(0,f'(x)0:
当0<x<3时,f'x)<0,f'x<0:
f(x在(3,+0)上单调递增,当x>3时,'(x)>0,xf'(x)>0.
综上,xf'(x)>0的解集为-1,0U(3,+0).
A2=n+1
5已知等差数列0b,的前n项和分别为A,B,若名则公三〔》
7
B.
C.
D.
8
17
3
【答案】B
【解析】
【详解】因{an},{bn}均为等差数列,
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11
则6
2a=4+a1=2a+a}
41-11+1-3
b。2b。
b+b
1
26+6,)
B,3×11-18
6已阳0为车标凤点,提袋发广=2p>0的准线与题线C:号若-川a>Q>0的两条备证
线分别交于A,B两点,若△OAB是等边三角形,则双曲线C的离心率为()
A.2
B.3
2V3
D
3
【答案】D
【解析】
【分析】利用等边三角形的几何特征,得到双曲线渐近线的斜率力-an二-√5,
再结合双曲线的离心率
63
公式即可求得
【详解】抛物线的准线方程为x=-
2
因为△OAB为等边三角形,所以∠AOB=卫
b
而双曲线的渐近线方程为y=±二x,
a
所以双曲线C的一条渐近线的倾斜角为元,即2=an”-5
6
a
63
所以离心率e=
a2+b2
,b2
a V
3
B
7.某工厂制作一个底面为正方形的无盖长方体储物箱,容积为48立方米,底面每平方米的造价为15元,
侧面每平方米的造价为10元,当总造价最低时,底面正方形的边长为()
A.1米
B.2米
C.3米
D.4米
【答案】D
【解析】
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【详解】设底面边长为x米,高为力米,则h4,总道价y=15x+10h:4红三15r21920
y'=30x-
192030(x3-64
x2
当0<x<4时,y<0,当x>4时,y>0,y=15x2+1920在(0,4上单调递减,在(4,+切)上单调
递增,
所以当x=4时总造价最低,即此时底面正方形的边长为4米。
8.某班某日共5节课,计划安排上语文、数学、外语、美术、体育这5门课,若体育课必须安排在第4节
或第5节,且语文课、数学课相邻,则不同的安排方案共有()
A.12种
B.28种
C.20种
D.16种
【答案】C
【解析】
【详解】若体育课安排在最后1节,则其余4节课的安排方案有AA?=12种,
若体育课安排在倒数第2节,则语文课、数学课可以安排在第1,2节或第2,3节,
再安排剩余2节课,不同的安排方案有2AA=8种,
故共有12+8=20种不同的安排方案.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题
目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.已知函数f(x)=x3+x2-x+1,下列结论正确的是()
A.fx)有3个零点
B.当x>0时,fx)>0
138
C.f(x)既有极大值又有极小值
D.f(x)的图象关于点
中心对称
3’27
【答案】BCD
【解析】
【分析】根据导函数可以将原函数的大致图像画出来,从图像可以直接判断A,B,C三个选项,用对称中
心的定义可以直接判断D选项
【详解】f'(x=3x2+2x-1=(x+1)(3x-1),
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当xe-,-lu3+]时,f八刘>0,
当x-l写时,f<0
在(一一,-利行口上单消递带,在(-写上单润递减
当x>0时,f(x)>0,f(x)只有1个零点,A错误,B,C均正确.
j*小-号+器
+27
写(兮小号(兮小+*+器
传小传2器
所以f(x)的图象关于点327】
138
中心对称,D正确,
22
27
10.已知随机变量5,(i=1,2)服从二项分布B(n,P,),若0<n<<,则()
A.E(5)<E(5,】
B.E(251+1<E(252+1
C.D(5)>D(5)
D.D(25,+1)>D(252+1
【答案】AB
【解析】
【分析】利用二项分布的期望和方差公式将期望和方差用概率表述出来,然后比较大小即可
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【详解】随机变量,(i=1,2)服从二项分布B(n,p,),则E(5)=p,D(5)=p,(1-p,).
因为0<A<m<),所以E(5)<E(5,D()<D(5,),A选项正确,C选项错误:
因
为
E(25,+1=2E(5)+1,D(25,+1=4D(5)
所
以
E(25,+1)<E(252+1,D25,+1)<D(252+1),B选项正确,D选项错误.
1l.已知数列{an}满足an+1=a+三,且存在实数M,使得an≤M恒成立,则()
A.{an}是递增数列
B.lal≥lan
c.M=1
D.a,的取值范围为
11
22
【答案】BD
【解析】
【分析】对递推式作差得出an1-an=an
≥0,先分析原数列单调性判断选项A;利用递推式讨论
数列口}的单调性,判断选项B;采用特殊值法,判断选项C;利用数列a}的性质,结合数列有界性,
讨论a的取值范围,判断选项D。
2
≥0,当且仅当an=。时取等号,
若an≠
则-4=-a+(,>0,a是递数列
者a宁=矿+日片行以比类在a是学支,不是渴据货支A结长
选项B:当≥1时,a1=a+>0,故al=a+>0,
4
小-la=d-a+好a》
≥0,对任意实数an恒成立,
故a+l≥an恒成立,故B正确.
选项C:由A知a=+子当a4=时,a,=分此M≥分不能是子放C错误
选项D:由B可知,{an}为递增数列或常数列,若数列a}有界,则an}存在极限值,
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设根为L>0,为am=心+两边取极,则L-=+}(L-=0,
架斜L=片则asas分即a2'2
[11
满足必要性:
者a5分利收学的法假s子取=aG+子侣+好分
则数列a}有界,满足充分性;
11
综上,4∈-22
故D正确。
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.在等比数列{an}中,a2=-1,a6=-6,则a4=_
【答案】-√6
【解析】
【详解】因为数列{an}是等比数列,设公比为9,则a6=a294,又a2=-1,a6=-6,
则g=4=6,得到g2=6,所以a4=a,92=-6
a,
13.已知函数f(x=x2e“在(0,+oo)上单调递增,则a的取值范围为
【答案】[0,+o)
【解析】
【分析】求导得f'x=(2+axxe“,再分a=0,a<0,a>0三种情况,利用导数得到单调区间,结合题
意求解
【详解】f'(x)=2+ax)xe“.
当a=0时,f(x)=x2在(0,+o)上单调递增,符合题意.
当a>0时,令f(x)>0,解得x<-2或x>0,
a
所以(引和0+)上调理路,将合这意
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当a<0时,令f川x)<0,解得x>-2或x<0,令fx>0,解符0<x<-2
所以f(x在(-o,0)和
,+00
上单调递减,在0,
上单调递增,不符合题意
0
故a的取值范围为0,+o0).
14.在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,AB⊥AC,AB=AC=2,AP=4,E,F分别为棱PB,PC的
中点,M为三棱锥P-ABC内切球球面上的动点,则点M到平面AEF的距离的最大值为
【答案】1
【解析】
【分析】利用体积法求出三棱锥内切球半径,再建立空间直角坐标系并求出相关点的坐标,利用向量法求
出球心到平面AEF的距离即可
【详解】在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,AB⊥AC,设三棱锥P-ABC内切球的球心为I,
半径为r,
SAn=SPc=)×2×4=4,S4c=)x2x2=2,PB=PC=2V5,BC=25,
1
△PBC中BC边上的高为3V2,则Sc-)×2V2×32=6,
2
三楼P-ABC的体积-SAP-号3+Sn+Sc+5mr,解得r
3
2
以A为坐标原点,直线AB,AC,AP分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
ZA
B
则行5》4@ao.e02.F12.5引亚=L02.F=02,
x+2z=0
设平面AEF的法向量为方=(x,y,z,则
y+2z=0
,取z=-1,得i=2,2,-1,
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3
因此点I到平面AEF的距离d=
列_2=
32
所以点M到平面AEF的距离的最大值为d+r=1.
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.
_1,2a1=0n
15.在数列{a}中,a=4'2n+12n-1
(1)求{an}的通项公式;
(2)求{an}的前n项和S,·
2n-1
【答案】(1)an=
2n+1
32n+3
(2)Sn=
22+1
【解析】
【分析】(1)观察递推式20=,0,,通过变形构造新数列
an
可发现其为等比数列,求出首
2n+12n-1
2n-1
项和公比后,即可得到新数列通项,进而还原出a,的表达式:
(2)通项an=
2n-1
20+1
是等差数列乘等比数列,采用错位相减法:先写出S,的展开式,两边同乘公比,后
与原式相减,对差式中的等比数列部分求和,化简整理即可得到S,·
【小问1详解】
由
2n+12n-1
2n+122n-1
又41
2行子所以数列2-司是以号为首项号为公比价等比敌列,
,解得an=
2n-1
2n-142
2041:
【小问2详解】
S=2
2+2++
1352n-10/
20*1
1
2n-1
2+2②,
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11
1
2n-1
2n+
20+2,
1
2n-132n+3
+2×
2n+2
1-
42*2
所以Sn=
32n+3
22+H
16.如图,圆柱的轴截面ABCD是边长为6的正方形,点E,F均在圆柱的下底面圆周上,EF与CD交于
点G,点H在线段BC上,GH⊥平面AEF,点P在圆柱的上底面圆周上,AP=3√3,DG=2.
P
B
交
D---
G
---------C
E
(1)求CH的长度;
(2)求直线PG与平面AEF所成角的正弦值.
【答案】(1)CH=3
4
(2)
27V10
140
【解析】
【分析】(1)利用线面垂直的性质,由GH⊥平面AEF得GH⊥AG,结合轴截面是正方形的直角条件,
推出△ADG∽△GCH,再通过相似三角形的比例关系直接求解CH;
(2)建立空间直角坐标系,先根据已知条件确定点P,G的坐标,再利用GH⊥平面AEF得到平面的法向
量,最后用向量法计算直线方向向量与平面法向量夹角的余弦值,即为线面角的正弦值.
【小问1详解】
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D---
G
E
连接AG,
因为GH⊥平面AEF,AGC平面AEF,所以GH⊥AG,
在正方形ABCD中,
∠AGD+∠HGC=90°,∠AGD+∠GAD=90°,
所以∠GAD=∠HGC,△ADG∽AGCH,
m62
、ADDJ,D三
CG CH
4,解得C7=、、
【小问2详解】
H
连接PB,过点P作PM⊥AB,垂足为M,
在Rt△PAB中,
2APB=T AP=313:48=63
所以cos∠PAB=AP=V5
AB 2
,∠PAB=
6
在Rt△PAM中,
PM=4P.sin∠PAM=4P-sin∠PAB=3V5x-35,4M=AP.cos∠PAM=3V5x5_9
22
22
以D为坐标原点,DC,DA所在直线分别为y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系,
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339
则P
226
GP=
因为GH⊥平面AEF,所以GH=
4
0,4,
是平面AEF的一个法向量,
GH.GP
×4+6×
所以kos(GH,GP列
2
27V10
140,
所以直线PG与平面AEF所成角的正弦值为
27V10
140
17.已知函数f(x=x2+sinax.
(1)若f(x)≥0,求a的值;
(2)若f(x)>sinx2+1+ax-1,求a的取值范围,
【答案】(1)0
(2)(-2,2).
【解析】
【分析】(1)根据给定条件,按a=0,a>0,a<0分类,结合导数确定单调性求解
(2)由给定不等式构造函数,再利用导数确定单调性,结合一元二次不等式恒成立列式求解
【小问1详解】
当a=0时,f(x)=x2≥0,符合题意;
对于y=axr-sin(ax),则y'=a[l-cos(ax],
当a>0时,y≥0,则y=ax-sin(ax)在R上单调递增,且x=0时y=0,
故,当ax→0时y=ax-sin(ax→0→ax≈sin(ax,
所以,若a→0+时,取-a<x<0,此时f(x≈x2+ax=x(x+a<0,不符合,
同理,当a<0时,若a→0时,取0<x<-a,此时f(x)≈x2+ax=xx+a<0,不符合,
综上,a的值为0.
【小问2详解】
不等式f(x)>sin(x2+1+ax-1等价于x2+1-sin(x2+1>ax-sinax,
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令函数g(x)=x-sinx,则原不等式等价于gx2+1>gax),
而g'x=1-cosx≥0,则函数gx在R上单调递增,
因此x2+1>ax,即x2-ax+1>0恒成立,由a=a2-4<0,解得-2<a<2,
所以a的取值范围为-2,2).
9
8已知随恩C+1a>b>0附离心率为点M4
在椭圆C上.
”5
(1)求C的方程;
(2)已知A,B分别为C的左、右顶点,P是C上的一个动点,且在第一象限.
①证明:直线PA与直线PB的斜率的乘积为定值.
②O为坐标原点,E是C的上顶点,求四边形OBPE面积的最大值.
【答案】(1)
259
20期段P小则芳芳=1-25=百元
259
因为A-5,0),B(5,0),所以直线PA与直线PB的斜率分别为%。,。
x+5'x-5
Yo Yo
9
x+5x-5x6-2525
9
25,
9
所以直线PA与直线PB的斜率的乘积为定值,且定值为一
25
②15v2
2
【解析】
【分析】(1)由离心率和点M在椭圆上建立方程组,求出a,b即可;
(2)①设P(x。,yo),利用椭圆方程化简斜率乘积即可证明
②四边形OBPE可分割为△OBP和△OPE,分别用坐标表示面积,利用基本不等式求最值
【小问1详解】
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台分有c=a,则6=0-c2=016g-2g
由离心率e=C=4,
25“-25
9
又点M
4
1681/25=1
椭圆上,代入得6+空,即92
a
=1,解得42=25,62-
25×25=9,故椭圆C的方程为+广
25
91
【小问2详解】
①略
②
设P,),>0,,>0,则+公=1,25+9x=225.
259
四边形OBPE的面积S-Saom+Saog0+与OEx
5yo
(3x0
=5%+3x≤21
2
2
256+9x6_152,
22
2
2
2
当且仅当5y=3x,即x=
52
2%
32时,等号成立,
所以四边形OBPE面积的最大值为15V2
2
19.已知函数fx=(x2-2xe-+0-0+k.
x2
(1)当a=k=0时,求曲线y=f(x)在点1,f(1)处的切线方程
(2)若fx)在(0,+o)上单调递减,求a的取值范围:
(3)已知k>0,若存在a∈(0,+o),使得f(x)在(0,+o)上恰有3个零点,求k的取值范围.
附:m-10m3+30m2-32m+8=(m-2)2(m2-6m+2).
【答案】(1)y=x-2
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(2)
e
【解析】
【分析】(1)代入α=k=0得到函数解析式,再利用导数求切线方程即可;
(2)法-:求导得fx)=
2-+4-2e-a,令gx到=x(-2+4x-2e-a,接着对
x2
gx)求导,再利用导数分析函数g(x)的单调性,结合f'(x)≤0在(0,+o)上恒成立,即gx)≤0在
(0,+o)上恒成立进行求解:法二:根据题意,利用参变分离得a≥x2(-x2+4x-2e-在(0,+o)上恒成
立,令u(x)=x2(-x2+4x-2)e,然后利用导数求(x)的最大值即可;
8
8
(3)由(2)可知a≥二时不符合题意,0<a<二时,易得gx)=0在(0,+o上有两根,设为m,n,进
而得到函数∫(x)在(0,+0)上的单调性,再结合零点个数求参数范围即可.
【小问1详解】
当a=k=0时,f(x)=x2-2x)ex,f'(x)=-x2+4x-2)ex.
f1)=-1,f'(1=1.所求切线方程为y+1=x-1,即y=x-2.
【小问2详解】
法-:ry=r-r+4x-2]e-a
x2
令函数g(x)=x2(-x2+4x-2e-a,g'(x=x(x-2(x2-6x+2)e-
记x2-6x+2=0的两个根为x1,x2,且x<2<x2.
当x∈(0,xU(2,x2)时,g'(x<0,当x∈(x,2)U(x2,+∞)时,g'(x)>0,
所以gx在0,x),2,x2)上单调递减,在(x,2),x2,+0)上单调递增.
因为f(x)在(0,+0)上单调递减,所以f'(x)≤0在(0,+0)上恒成立,
即g(x)≤0在(0,+o)上恒成立,所以极大值g(2)≤0,又当x→+0时,gx≤0.
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由g2=8-aS0,解符a≥8,此时,-4<0
若x→+0,则x2e->0,-x2+4x-2<0,x2(-x2+4x-2e<0,即gx<0.
8
综上,a的取值范围为
法:f川x=心+4x-2列e-a
x2
因为f(x)在(0,+∞)上单调递减,所以f'(x)≤0在(0,+∞)上恒成立,
即a≥x2-x2+4x-2e在(0,+o)上恒成立.
令函数u(x)=x2(-x2+4x-2e,则u'(x=x(x-2)(x2-6x+2e
记x2-6x+2=0的两个根为x1,x2,且x<2<x2.
当xe(0,x)U(2,x2)时,u'(x)<0,当x∈(x,2U(x2,+oo)时,u'(x)>0,
所以(x)在(0,x),2,x2)上单调递减,在(x,2(x2,+o0)上单调递增。
42)=8,当x→+o时,xe>0,-x2+4x-2<0,即u(x)<0,
e
所以gx)的最大值为(2)=8,所以a≥8,故a的取值范围为
【小问3详解】
8
结合(2)可得,当a≥°时,f(x)在(0,+o)上单调递减,不符合题意,
当0<a<8时,g(2)>0,若x→+,则g)<0,若x→0,则g(0)→-a<0.
e
记gx)=0的两个根为m,n,且x<m<2<x2,则m2-m2+4m-2e-m=a.
当x∈(0,m)U(n,+oo)时,gx<0,当x∈(m,n时,gx)>0,
所以f(x)在(0,m,n,+oo)上单调递减,在(m,n)上单调递增.
若x→0,则(x2-2x)e→0,日-g→+0,f(x)>0.
f网=m2-2mje+mm+4m-2列cm-m+4m-2]e”+无
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mm3-6m2+12m-8e-m
+k
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f八a-(a+5m3-15m+16m-4p=m-2fa2-6m+2刘e
因为x<m<x2,所以m2-6m+2<0,则f'(m)>0,f(m)在x,2)上单调递增.
小T-6+12-8到心+k,同题可对在利2,上单调路路.
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f(2)=k>0,f(n)>f(2)>0.
要使得fx)在(0,+o)上恰有3个零点,则f(m)<0,且当x→+0时,f(x)<0.
f(m<0,即k<k-fm
当→杨时,国→-号+长,即k<号mm+4m-2小e
2
2
记Aml=-fml,Hm-m-m+加-2e”,则k<[mna网,Hml
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h(m)在(,2)上单调递减.H'(m)=)g'(m),可得H(m在(x,2)上单调递增.
a=H=弓所以mn刻m,H(的最大值为宁,所以<号
综上,k的取值范围为
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高二数学训练
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. 已知函数,当自变量由1变到时,的平均变化率为( )
A. 1 B. C. 2 D.
2. 已知数列,下列不是该数列的通项公式的是( )
A. B. C. D.
3. 已知数列的前项和,则( )
A. B. C. D.
4. 函数的图象如图所示,设的导函数为,则的解集为( )
A. B. C. D.
5. 已知等差数列的前项和分别为,若,则( )
A. B. C. D.
6. 已知为坐标原点,抛物线的准线与双曲线的两条渐近线分别交于两点,若是等边三角形,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
7. 某工厂制作一个底面为正方形的无盖长方体储物箱,容积为48立方米,底面每平方米的造价为15元,侧面每平方米的造价为10元,当总造价最低时,底面正方形的边长为( )
A. 1米 B. 2米 C. 3米 D. 4米
8. 某班某日共5节课,计划安排上语文、数学、外语、美术、体育这5门课,若体育课必须安排在第4节或第5节,且语文课、数学课相邻,则不同的安排方案共有( )
A. 种 B. 种 C. 种 D. 种
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 已知函数,下列结论正确的是( )
A. 有3个零点 B. 当时,
C. 既有极大值又有极小值 D. 的图象关于点中心对称
10. 已知随机变量服从二项分布,若,则( )
A. B.
C. D.
11. 已知数列满足,且存在实数,使得恒成立,则( )
A. 是递增数列 B.
C. D. 的取值范围为
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12. 在等比数列中,,则______.
13. 已知函数在上单调递增,则的取值范围为__________.
14. 在三棱锥中,底面,分别为棱的中点,为三棱锥内切球球面上的动点,则点到平面的距离的最大值为__________.
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15. 在数列中,,.
(1)求的通项公式;
(2)求的前项和.
16. 如图,圆柱的轴截面是边长为的正方形,点均在圆柱的下底面圆周上,与交于点,点在线段上,平面,点在圆柱的上底面圆周上,,.
(1)求的长度;
(2)求直线与平面所成角的正弦值.
17. 已知函数.
(1)若,求的值;
(2)若,求的取值范围.
18. 已知椭圆的离心率为,点在椭圆上.
(1)求的方程;
(2)已知分别为的左、右顶点,是上的一个动点,且在第一象限.
①证明:直线与直线的斜率的乘积为定值.
②为坐标原点,是的上顶点,求四边形面积的最大值.
19. 已知函数.
(1)当时,求曲线在点处的切线方程;
(2)若在上单调递减,求的取值范围;
(3)已知,若存在,使得在上恰有3个零点,求的取值范围.
附:.
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