2015年江苏省盐城市、南京市高考数学二模试卷
一、填空题
1.函数f(x)=sinxcosx的最小正周期是.
2.已知复数z=(2﹣i)(1+3i),其中i是虚数单位,则复数z在复平面上对应的点位于第象限.
3.如图是一个算法流程图,如果输入x的值是,则输出S的值是.
4.某工厂为了了解一批产品的净重(单位:克)情况,从中随机抽测了100件产品的净重,所得数据均在区间[96,106]中,其频率分布直方图如图所示,则在抽测的100件产品中,净重在区间[100,104]上的产品件数是.
5.袋中有大小、质地相同的红、黑球各一个,现有放回地随机摸取3次,每次摸取一个球若摸出红球,得2分,摸出黑球,得1分,则3次摸球所得总分至少是4分的概率
是.
6.如图,在平面四边形ABCD中,AC,BD相交于点O,E为线段AO的中点,若
(λ,μ∈R),则λ+μ= .
7.已知平面α,β,直线m,n,给出下列命题:
①若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥β,②若α∥β,m∥α,n∥β,则m||n,③若m⊥α,n⊥β,m⊥n,则α⊥β,④若α⊥β,m⊥α,n⊥β,则m⊥n.
其中是真命题的是.(填写所有真命题的序号).
8.如图,在△ABC中,D是BC上的一点.已知∠B=60°,AD=2,AC=,DC=,则
AB= .
9.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,定点A(2,0),若射线FA与抛物线C相交于点M,与抛物线C的准线相交于点N,则FM:MN= .
10.记等差数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=2,且数列{}也为等差数列,则
a13= .
11.已知知函数f(x)=,x∈R,则不等式f(x2﹣2x)<f(3x﹣4)的解集是.
12.在平面直角坐标系xOy中已知圆C:x2+(y﹣1)2=5,A为圆C与x轴负半轴的交点,过点A作圆C的弦AB,记线段AB的中点为M.若OA=OM,则直线AB的斜率为.
13.已知α,β均为锐角,且cos(α+β)=,则tanα的最大值是
14.已知函数f(x)=,当x∈[0,100]时,关于x的方程f(x)=x﹣的所有解的和为.
二、解答题
15.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a,b,c.已知cosC=.
(1)若?=,求△ABC的面积;
(2)设向量=(2sin,),=(cosB,cos),且∥,求 sin(B﹣A)的值.
16.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AD=CD=AB,AB∥DC,AD⊥CD,PC⊥平面ABCD.
(1)求证:BC⊥平面PAC;
(2)若M为线段PA的中点,且过C,D,M三点的平面与PB交于点N,求PN:PB的值.
17.如图为某仓库一侧墙面的示意图,其下部是矩形ABCD,上部是圆AB,该圆弧所在的圆心为O,为了调节仓库内的湿度和温度,现要在墙面上开一个矩形的通风窗EFGH(其中E,F在圆弧AB上,G,H在弦AB上).过O作OP⊥AB,交AB 于M,交EF于N,交圆弧AB于P,已知OP=10,MP=6.5(单位:m),记通风窗EFGH的面积为S(单位:m2)
(1)按下列要求建立函数关系式:
(i)设∠POF=θ(rad),将S表示成θ的函数;
(ii)设MN=x(m),将S表示成x的函数;
(2)试问通风窗的高度MN为多少时?通风窗EFGH的面积S最大?
18.如图,在平面直角坐标系xoy中,椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,直线l:y=x与椭圆E相交于A,B两点,AB=2,C,D是椭圆E上异于A,B两点,且直线AC,
BD相交于点M,直线AD,BC相交于点N.
(1)求a,b的值;
(2)求证:直线MN的斜率为定值.
19.已知函数f(x)=1+lnx﹣,其中k为常数.
(1)若k=0,求曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
(2)若k=5,求证:f(x)有且仅有两个零点;
(3)若k为整数,且当x>2时,f(x)>0恒成立,求k的最大值.
20.给定一个数列{a n},在这个数列里,任取m(m≥3,m∈N*)项,并且不改变它们在数列{a n}中的先后次序,得到的数列{a n}的一个m阶子数列.
已知数列{a n}的通项公式为a n=(n∈N*,a为常数),等差数列a2,a3,a6是数列{a n}的
一个3子阶数列.
(1)求a的值;
(2)等差数列b1,b2,…,b m是{a n}的一个m(m≥3,m∈N*)阶子数列,且b1=(k为常
数,k∈N*,k≥2),求证:m≤k+1
(3)等比数列c1,c2,…,c m是{a n}的一个m(m≥3,m∈N*)阶子数列,求证:c1+c1+…+c m ≤2﹣.
三、选修4-1;几何证明选讲
21.如图,过点A的圆与BC切于点D,且与AB、AC分别交于点E、F.已知AD为∠BAC的平分线,求证:EF∥BC.
四、选修4-2:矩阵与变换
22.已知矩阵A=,A的逆矩阵A﹣1=
(1)求a,b的值;
(2)求A的特征值.
五、选修4-4:坐标系与参数方程
23.在平面直角坐标系xoy中,已知曲线C:(s为参数),直线l:(t
为参数).设曲线C与直线l交于A,B两点,求线段AB的长度.
六、选修4-5:不行等式选讲
24.已知x,y,z都是正数且xyz=1,求证:(1+x)(1+y)(1+z)≥8.
25.甲乙两支排球队进行比赛,先胜3局者获得比赛的胜利,比赛随即结束.除第五局甲队获胜的概率是,其余每局比赛甲队获胜的概率都是.设各局比赛结果相互独立.
(1)分别求甲队3:0,3:1,3:2胜利的概率;
(2)若比赛结果3:0或3:1,则胜利方得3分,对方得0分;若比赛结果为3:2,则胜利方得2分,对方得1分,求乙队得分X的分布列及数学期望.
26.已知m,n∈N*,定义f n(m)=
(1)记 a m=f6(m),求a1+a2+…+a12的值;
(2)记 b m=(﹣1)m mf n(m),求b1+b2+…+b2n所有可能值的集合.
2015年江苏省盐城市、南京市高考数学二模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题
1.函数f(x)=sinxcosx的最小正周期是π.
考点:二倍角的正弦;三角函数的周期性及其求法.
专题:计算题;三角函数的图像与性质.
分析:根据二倍角的正弦公式,化简可得f(x)=sin2x,再由三角函数的周期公式即可
算出函数f(x)的最小正周期.
解答:解:∵sin2x=2sinxcosx
∴f(x)=sinxcosx=sin2x,
因此,函数f(x)的最小正周期T==π
故答案为:π
点评:本题给出三角函数式,求函数的周期,着重考查了二倍角的三角函数公式、三角函数的图象与性质和三角函数周期的求法等知识,属于基础题.
2.已知复数z=(2﹣i)(1+3i),其中i是虚数单位,则复数z在复平面上对应的点位于第一象限.
考点:复数代数形式的乘除运算.
专题:数系的扩充和复数.
分析:利用复数的运算法则、几何意义即可得出.
解答:解:复数z=(2﹣i)(1+3i)=5+5i,
复数z在复平面上对应的点(5,5)位于第一象限.
故答案为:一.
点评:本题考查了复数的运算法则、几何意义,属于基础题.
3.如图是一个算法流程图,如果输入x的值是,则输出S的值是﹣2 .
考点:程序框图.
专题:算法和程序框图.
分析:由已知中的程序算法可知:该程序的功能是利用条件结构计算并输出变量S的值,模拟程序的运行过程,可得答案.
解答:解:由已知中的程序算法可知:该程序的功能是利用条件结构计算并输出
S=的值,
当x=时,
S==﹣2,
故答案为:﹣2
点评:本题考查的知识点是程序框图,其中分析出程序的功能是解答的关键.
4.某工厂为了了解一批产品的净重(单位:克)情况,从中随机抽测了100件产品的净重,所得数据均在区间[96,106]中,其频率分布直方图如图所示,则在抽测的100件产品中,净重在区间[100,104]上的产品件数是55 .
考点:频率分布直方图.
专题:概率与统计.
分析:根据频率分布直方图,利用频率、频数与样本容量的关系,求出对应的频数即可.解答:解:根据频率分布直方图,得;
净重在区间[100,104]上的产品频率是
(0.150+0.125)×2=0.55,
∴对应的产品件数是
100×0.55=55.
故答案为:55.
点评:本题考查了频率分布直方图的应用问题,也考查了频率=的应用问题,是基础题目.
5.袋中有大小、质地相同的红、黑球各一个,现有放回地随机摸取3次,每次摸取一个球
若摸出红球,得2分,摸出黑球,得1分,则3次摸球所得总分至少是4分的概率是.
考点:古典概型及其概率计算公式.
专题:概率与统计.
分析:一共有8种不同的结果,“3次摸球所得总分为低于4分”为事件A,事件A包含的基本事件为:(黑、黑、黑),由此利用对立事件概率计算公式能求出3次摸球所得总分至少是4分的概率.
解答:解:一共有8种不同的结果,列举如下:
(红、红、红、)、(红、红、黑)、(红、黑、红)、(红、黑、黑)、(黑、红、红)、(黑、红、黑)、(黑、黑、红)、(黑、黑、黑)
“3次摸球所得总分为低于4分”为事件A
事件A包含的基本事件为:(黑、黑、黑),
∴3次摸球所得总分至少是4分的概率:
p=1﹣p(A)=1﹣=.
故答案为:.
点评:本题考查概率的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意对数事件概率计算公式的合理运用.
6.如图,在平面四边形ABCD中,AC,BD相交于点O,E为线段AO的中点,若
(λ,μ∈R),则λ+μ= .
考点:平面向量的基本定理及其意义.
专题:平面向量及应用.
分析:,,可得.由E为线段AO的中点,可得,再利用平面向量基本定理即可得出.
解答:解:∵,,
∴,
∵E为线段AO的中点,
∴,
∴,2μ=,
解得μ=,
∴λ+μ=.
故答案为:.
点评:本题考查了平面向量基本定理、向量共线定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
7.已知平面α,β,直线m,n,给出下列命题:
①若m∥α,n∥β,m⊥n,则α⊥β,②若α∥β,m∥α,n∥β,则m||n,③若m⊥α,n⊥β,m⊥n,则α⊥β,④若α⊥β,m⊥α,n⊥β,则m⊥n.
其中是真命题的是③④.(填写所有真命题的序号).
考点:空间中直线与平面之间的位置关系.
专题:空间位置关系与距离.
分析:利用线面平行、面面平行、面面垂直的性质定理和判定定理对四个命题分别分析解答.
解答:解:对于①,若m∥α,n∥β,m⊥n,则α与β可能平行,故①错误;
对于②,若α∥β,m∥α,n∥β,则m与n的位置关系有:平行、相交或者异面,故②错误;
对于③,若m⊥α,n⊥β,m⊥n,利用线面垂直的性质定理和面面垂直的判定定理可以判断α⊥β,故③正确;
对于④,若α⊥β,m⊥α,n⊥β,利用面面垂直、线面垂直的性质定理可以得到m⊥n;故④正确;
故答案为:③④
点评:本题考查了线面平行、面面平行、面面垂直的性质定理和判定定理的运用;关键是熟练掌握定理.
8.如图,在△ABC中,D是BC上的一点.已知∠B=60°,AD=2,AC=,DC=,则AB=
.
考点:解三角形的实际应用.
专题:综合题;解三角形.
分析:利用余弦定理求出∠ADB=45°,再利用正弦定理,即可求出AB.
解答:解:由题意,cos∠ADC==﹣,
∴∠ADC=135°,
∴∠ADB=45°,
∵∠B=60°,AD=2,
∴,
∴AB=,
故答案为:.
点评:本题考查正弦定理、余弦定理的运用,考查学生的计算能力,比较基础.
9.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线C:x2=4y的焦点为F,定点A(2,0),若射线FA与抛物线C相交于点M,与抛物线C的准线相交于点N,则FM:MN= 1:3 .
考点:抛物线的简单性质.
专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:求出抛物线C的焦点F的坐标,从而得到AF的斜率k=﹣,过M作MP⊥l于P,
根据抛物线物定义得FM=PM.Rt△MPN中,根据tan∠MNP=,从而得到PN=2PM,进而
算出MN=3PM,由此即可得到FM:MN的值.
解答:解:∵抛物线C:x2=4y的焦点为F(0,1),点A坐标为(2,0),
∴抛物线的准线方程为l:y=﹣1,直线AF的斜率为k==﹣,
过M作MP⊥l于P,根据抛物线物定义得FM=PM,
∵Rt△MPN中,tan∠MNP=﹣k=,
∴=,可得PN=2PM,
得MN=3PM
因此可得FM:MN=PM:MN=1:3.
故答案为:1:3.
点评:本题给出抛物线方程和射线FA,求线段的比值.着重考查了直线的斜率、抛物线的定义、标准方程和简单几何性质等知识,属于中档题.
10.(5分)记等差数列{a n}的前n项和为S n,已知a1=2,且数列{}也为等差数列,则a13= 50 .
考点:等差数列的前n项和.
专题:等差数列与等比数列.
分析:由题意可得,,的值,由数列{}也为等差数列可得
2=+,解方程可得d值,由等差数列的通项公式可得.
解答:解:设等差数列{a n}的公差为d,
∵a 1=2,∴=,
∴=,=,
∵数列{}也为等差数列,
∴2=+,
解得d=4,
∴a13=2+12×4=50,
故答案为:50.
点评:本题考查等差数列的求和公式,属基础题.
11.已知知函数f(x)=,x∈R,则不等式f(x2﹣2x)<f(3x﹣4)的解集是(1,2).
考点:其他不等式的解法.
专题:函数的性质及应用;不等式的解法及应用.
分析:讨论x的符号,去绝对值,作出函数的图象,由图象可得原不等式即为
或,
分别解出它们,再求并集即可.
解答:解:当x≥0时,f(x)==1,
当x<0时,f(x)==﹣1﹣,
作出f(x)的图象,可得f(x)在(﹣∞,0)上递增,
不等式f(x2﹣2x)<f(3x﹣4)即为
或,
即有或,
解得≤x<2或1<x<,
即有1<x<2.
则解集为(1,2).
故答案为:(1,2).
点评:本题考查函数的单调性的运用:解不等式,主要考查二次不等式的解法,属于中档题和易错题.
12.在平面直角坐标系xOy中已知圆C:x2+(y﹣1)2=5,A为圆C与x轴负半轴的交点,过点A作圆C的弦AB,记线段AB的中点为M.若OA=OM,则直线AB的斜率为 2 .
考点:直线与圆的位置关系.
专题:综合题;直线与圆.
分析:因为圆的半径为,所以A(﹣2,0),连接CM,显然CM⊥AB,求出圆的直径,在三角形OCM中,利用正弦定理求出sin∠OCM,利用∠OCM与∠OAM互补,即可得出结论.解答:解:因为圆的半径为,所以A(﹣2,0),连接CM,显然CM⊥AB,
因此,四点C,M,A,O共圆,且AC就是该圆的直径,2R=AC=,
在三角形OCM中,利用正弦定理得2R=,
根据题意,OA=OM=2,
所以,=,
所以sin∠OCM=,tan∠OCM=﹣2(∠OCM为钝角),
而∠OCM与∠OAM互补,
所以tan∠OAM=2,即直线AB的斜率为2.
故答案为:2.
点评:本题考查直线与圆的位置关系,考查正弦定理,考查学生的计算能力,属于中档题.
13.已知α,β均为锐角,且cos(α+β)=,则tanα的最大值是.
考点:两角和与差的正弦函数.
专题:函数的性质及应用;三角函数的求值.
分析:直接对三角函数关系式中的角进行恒等变换,再利用弦化切建立一元二次不等式,最后求出结果.
解答:解:知α,β均为锐角,且cos(α+β)=,
则cos(α+β)sinβ=sinα=sin[(α+β)﹣β],
化简为:cos(α+β)sinβ=sin(α+β)cosβ﹣cos(α+β)sinβ,
转化为:tan(α+β)=2tanβ,
即,
则:2tanαtan2β﹣tanβ+tanα=0,
所以:△≥0,
即:1﹣8tan2α≥0,
解得:.
由于:α为锐角,
所以:,
则tanα的最大值为.
故答案为:
点评:本题考查的知识要点:三角函数关系式中角的恒等变换,弦化切在做题中得应用,一元二次不等式有解得情况讨论.
14.已知函数f(x)=,当x∈[0,100]时,关于x的方程f(x)=x﹣的所有解的和为10000 .
考点:根的存在性及根的个数判断.
专题:函数的性质及应用.
分析:根据函数的解析式分别求出各段上方程的根的和,找出规律作和即可.
解答:解:x∈[0,1)时,f(x)=(x﹣1)2+2(x﹣1)+1=x2,
令f(x)=x﹣,得:x2﹣x+=0,∴x1+x2=1;
x∈[1,2)时,f(x)=(x﹣1)2+1,
令f(x)=x﹣,得:x3+x4=3,
x∈[3,4)时,f(x)=(x﹣2)2+2,
令f(x)=x﹣,得:x5+x6=5,
…,
x∈[n,n+1)时,f(x)=(x﹣n)2+n,
令f(x)=x﹣,得:x2n+1+x2n+2=2n+1,
x∈[99,100]时,f(x)=(x﹣99)2+99,
令f(x)=x﹣,得:x199+x200=199,
∴1+3+5+…+199=10000,
故答案为:10000.
点评:本题考查了分段函数问题,考查了分类讨论以及二次函数的性质,是一道基础题.二、解答题
15.在△ABC中,角A、B、C的对边分别为a,b,c.已知cosC=.
(1)若?=,求△ABC的面积;
(2)设向量=(2sin,),=(cosB,cos),且∥,求 sin(B﹣A)的值.
考点:两角和与差的正弦函数;平面向量共线(平行)的坐标表示;平面向量数量积的运算.
专题:三角函数的求值;平面向量及应用.
分析:(1)利用?=,求出ab的值,然后求解△ABC的面积.
(2)通过∥,求出tanB的值,推出B,转化sin(B﹣A)=sin(﹣A)=sin(C﹣),利用两角和与差的三角函数求解即可.
解答:解:(1)由?=,得abcosC=.
又因为cosC=,所以ab==.…(2分)
又C为△ABC的内角,所以sinC=.…(4分)
所以△ABC的面积S=absinC=3.…(6分)
(2)因为∥,所以2sin cos=cosB,即sinB=cosB.…(8分)
因为cosB≠0,所以tanB=.
因为B为三角形的内角,所以B=.…(10分)
所以A+C=,所以A=﹣C.
所以sin(B﹣A)=sin(﹣A)=sin(C﹣)
=sinC﹣cosC=×﹣×
=.…(14分)
点评:本题考查两角和与差的三角函数,向量共线的充要条件的应用,考查三角形的解法.16.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AD=CD=AB,AB∥DC,AD⊥CD,PC⊥平面ABCD.
(1)求证:BC⊥平面PAC;
(2)若M为线段PA的中点,且过C,D,M三点的平面与PB交于点N,求PN:PB的值.
考点:直线与平面垂直的判定;余弦定理.
专题:综合题;空间位置关系与距离.
分析:(1)连结AC,证明BC⊥AC,BC⊥PC,利用线面垂直的判定定理,可得BC⊥平面PAC;(2)证明AB∥MN,利用M为线段PA的中点,可得N为线段PB的中点,即可得出结论.
解答:(1)证明:连结AC.不妨设AD=1.
因为AD=CD=AB,所以CD=1,AB=2.
因为∠ADC=90°,所以AC=,∠CAB=45°.
在△ABC中,由余弦定理得BC=,所以AC2+BC2=AB2.
所以BC⊥AC.…(3分)
因为PC⊥平面ABCD,BC?平面ABCD,所以BC⊥PC.…(5分)
因为PC?平面PAC,AC?平面PAC,PC∩AC=C,
所以BC⊥平面PAC.…(7分)
(2)解:如图,因为AB∥DC,CD?平面CDMN,AB?平面CDMN,
所以AB∥平面CDMN.…(9分)
因为AB?平面PAB,
平面PAB∩平面CDMN=MN,
所以AB∥MN.…(12分)
在△PAB中,因为M为线段PA的中点,
所以N为线段PB的中点,
即PN:PB的值为.…(14分)
点评:本题考查线面平行、垂直的判定,考查学生分析解决问题的能力,正确运用线面平行、垂直的判定定理是关键.
17.如图为某仓库一侧墙面的示意图,其下部是矩形ABCD,上部是圆AB,该圆弧所在的圆心为O,为了调节仓库内的湿度和温度,现要在墙面上开一个矩形的通风窗EFGH(其中E,F在圆弧AB上,G,H在弦AB上).过O作OP⊥AB,交AB 于M,交EF于N,交圆弧AB于P,已知OP=10,MP=6.5(单位:m),记通风窗EFGH的面积为S(单位:m2)
(1)按下列要求建立函数关系式:
(i)设∠POF=θ(rad),将S表示成θ的函数;
(ii)设MN=x(m),将S表示成x的函数;
(2)试问通风窗的高度MN为多少时?通风窗EFGH的面积S最大?
考点:函数模型的选择与应用.
专题:计算题;应用题;函数的性质及应用;导数的综合应用.
分析:(1)由题意知,OF=OP=10,MP=6.5,OM=3.5.
(i)在Rt△ONF中与矩形EFGH中表示出边长,从而由S=EF×FG写出面积公式S=10sinθ(20cosθ﹣7),注意角θ的取值范围;
(ii)在Rt△ONF中与矩形EFGH中利用勾股定理等表示出边长,从而写出S=EF×
FG=x,注意x的取值范围;
(2)方法一:选择(i)中的函数模型,利用导数确定函数的单调性,从而示函数的最大值及最大值点,再代入求NM的长度即可;
方法二:选择(ii)中的函数模型,利用导数确定函数的单调性,从而示函数的最大值及最大值点即可.
解答:解:(1)由题意知,OF=OP=10,MP=6.5,故OM=3.5.
(i)在Rt△ONF中,NF=OFsinθ=10sinθ,ON=OFcosθ=10cosθ.
在矩形EFGH中,EF=2MF=20sinθ,FG=ON﹣OM=10cosθ﹣3.5,
故S=EF×FG=20sinθ(10cosθ﹣3.5)=10sinθ(20cosθ﹣7).
即所求函数关系是S=10sinθ(20cosθ﹣7),0<θ<θ0,其中cosθ0=.
(ii)因为MN=x,OM=3.5,所以ON=x+3.5.
在Rt△ONF中,NF===.
在矩形EFGH中,EF=2NF=,FG=MN=x,
故S=EF×FG=x.
即所求函数关系是S=x,(0<x<6.5).
(2)方法一:选择(i)中的函数模型:
令f(θ)=sinθ(20cosθ﹣7),
则f′(θ)=cosθ(20cosθ﹣7)+sinθ(﹣20sinθ)=40cos2θ﹣7cosθ﹣20.
由f′(θ)=40cos2θ﹣7cosθ﹣20=0,解得cosθ=,或cosθ=﹣.
因为0<θ<θ0,所以cosθ>cosθ0,所以cosθ=.
设cosα=,且α为锐角,
则当θ∈(0,α)时,f′(θ)>0,f(θ)是增函数;当θ∈(α,θ0)时,f′(θ)<0,f(θ)是减函数,
所以当θ=α,即cosθ=时,f(θ)取到最大值,此时S有最大值.
即MN=10cosθ﹣3.5=4.5m时,通风窗的面积最大.
方法二:选择(ii)中的函数模型:
因为S=,
令f(x)=x2(351﹣28x﹣4x2),
则f′(x)=﹣2x(2x﹣9)(4x+39),
因为当0<x<时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
当<x<时,f′(x)<0,f(x)单调递减,
所以当x=时,f(x)取到最大值,此时S有最大值.
即MN=x=4.5m时,通风窗的面积最大.
点评:本题考查了导数在实际问题中的应用及三角函数的应用,属于中档题.
18.如图,在平面直角坐标系xoy中,椭圆E:+=1(a>b>0)的离心率为,直线l:y=x与椭圆E相交于A,B两点,AB=2,C,D是椭圆E上异于A,B两点,且直线AC,
BD相交于点M,直线AD,BC相交于点N.
(1)求a,b的值;
(2)求证:直线MN的斜率为定值.
考点:椭圆的简单性质.
专题:综合题;圆锥曲线的定义、性质与方程;圆锥曲线中的最值与范围问题.
分析:(1)根据椭圆的几何性质,利用离心率e以及AB的长,求出a、b的值;
(2)方法一:结合椭圆E的方程,求出A、B的坐标,讨论:
①CA,CB,DA,DB斜率都存在时,利用斜率的关系,写出直线方程,与椭圆方程联立,求出M、N的坐标,计算k MN的值;
②CA,CB,DA,DB中,有直线的斜率不存在时,求出M、N的坐标,计算k MN的值;从而得出正确的结论.
方法二:利用椭圆E的方程,求出A、B的坐标,讨论:
①CA,CB,DA,DB斜率都存在时,设出直线的斜率,由直线与椭圆联立,求出M、N点的坐标,计算k MN的值;
②CA,CB,DA,DB中,有直线的斜率不存在时,求出M、N点的坐标,计算k MN的值,即可得出正确的结论.
解答:解:(1)因为e==,所以c2=a2,即a2﹣b2=a2,所以a2=2b2;…(2分)
故椭圆方程为+=1;
由题意,不妨设点A在第一象限,点B在第三象限,
由解得A(b,b);
又AB=2,所以OA=,即b2+b2=5,解得b2=3;
故a=,b=;…(5分)
(2)方法一:由(1)知,椭圆E的方程为+=1,从而A(2,1),B(﹣2,﹣1);
①当CA,CB,DA,DB斜率都存在时,设直线CA,DA的斜率分别为k1,k2,C(x0,y0),
显然k1≠k2;
从而k1?k CB=?====﹣,
所以k CB=﹣;…(8分)
同理k DB=﹣,
于是直线AD的方程为y﹣1=k2(x﹣2),直线BC的方程为y+1=﹣(x+2);
由解得;
从而点N的坐标为(,);
用k2代k1,k1代k2得点M的坐标为(,);…(11分)
所以k MN===﹣1;
即直线MN的斜率为定值﹣1;…(14分)
②当CA,CB,DA,DB中,有直线的斜率不存在时,
根据题设要求,至多有一条直线斜率不存在,
故不妨设直线CA的斜率不存在,从而C(2,﹣1);
仍然设DA的斜率为k2,由①知k DB=﹣;
此时CA:x=2,DB:y+1=﹣(x+2),它们交点M(2,﹣1﹣);
BC:y=﹣1,AD:y﹣1=k2(x﹣2),它们交点N(2﹣,﹣1),
从而k MN=﹣1也成立;
由①②可知,直线MN的斜率为定值﹣1;…(16分)
方法二:由(1)知,椭圆E的方程为+=1,从而A(2,1),B(﹣2,﹣1);
①当CA,CB,DA,DB斜率都存在时,设直线CA,DA的斜率分别为k1,k2;
显然k1≠k2;
直线AC的方程y﹣1=k1(x﹣2),即y=k1x+(1﹣2k1);
由得(1+2k12)x2+4k1(1﹣2k1)x+2(4k12﹣4k1﹣2)=0;
设点C的坐标为(x1,y1),则2?x1=,从而x1=;所以C(,);
又B(﹣2,﹣1),