一、单选题1.已知是虚数单位,复数的虚部为( ) i 51i +A .-1 B .0 C .1 D .i 【答案】C【分析】根据复数的运算法则直接计算得到答案.【详解】由,虚部为1,故选项C 正确. 54111i 1i 1i 1i ++=+=+=+故选:C.2.( )()1023d x x +=⎰A .2 B .3 C .4 D .5【答案】C【分析】应用微积分基本定理求定积分即可.【详解】.()()112023d 34x x x x+=+=⎰故选:C3.如果函数在区间上的平均变化率为,则 ()f x ax b =+[1,2]3=a A . B . C . D .3-232-【答案】C【详解】根据平均变化率的定义,可知 ()()2321a b a b y a x +-+===-A A 故选C 4.函数的导数为( ) ()sin cos f x x x =+A . B . C .D .0cos sin x x +cos sin x x -sin x -【答案】C【分析】利用基本初等函数及函数和的导数公式可求函数的导数. ()f x 【详解】∵ ,, (sin )cos x x '=(cos )sin x x '=-∴ , ()cos sin f x x x '=-故选:C. 5.函数的单调递减区间为( ) 21ln 2y x x =-A .(-1,1) B .(0,1) C .[1,+∞) D .[0,+∞]【答案】B【分析】利用导数求函数单调区间.【详解】函数的定义域为, 21ln 2y x x =-()0+∞,, 211x y x x x-'=-=令,解得,令,解得, 210x x->1x >210x x -<01x <<则的单调递减区间为,单调递增区间为,21ln 2y x x =-()0,1()1,+∞故选:.B 6.已知f (x )=x 3+(a -1)x 2+x +1没有极值,则实数a 的取值范围是( )13A .[0,1]B .(-∞,0]∪[1,+∞)C .[0,2]D .(-∞,0]∪[2,+∞) 【答案】C【分析】求导得,再解不等式即得解. 2211()()f x x a x '=+-+22140[()]≤a --【详解】由得, 321113()()f x x a x x =+-++2211()()f x x a x '=+-+根据题意得,解得. 22140[()]≤a --02a ≤≤故选:C7.直线l 经过椭圆的一个顶点和一个焦点,若椭圆中心到l 的距离为其短轴长的,则该椭圆14的离心率为 ( ) A .B . 1312C . D .2334【答案】B【详解】试题分析:不妨设直线,即椭圆中心到:1x yl c b +=0bx cy bc +-=⇒l 24b =,故选B. 12c e a ⇒==【解析】1、直线与椭圆;2、椭圆的几何性质.【方法点晴】本题考查直线与椭圆、椭圆的几何性质,涉及方程思想、数形结合思想和转化化归思想,考查逻辑思维能力、等价转化能力、运算求解能力,综合性较强,属于较难题型. 不妨设直线,即椭圆中心到,利用方程思想和:1x yl c b +=0bx cy bc +-=⇒l 2142b c e a =⇒==是本题的关键节点.24b=8.已知椭圆的中心在原点,离心率,且它的一个焦点与抛物线的焦点重合,则此椭12e =24y x =-圆方程为A .B .C .D .22143x y +=22186x y +=2212x y +=2214x y +=【答案】A【详解】试题分析:抛物线的焦点坐标为,所以椭圆的一个焦点坐标为,所24y x =-以,又,所以,所以椭圆的标准方程为,故选22143x y +=A .【解析】1.椭圆的标准方程与几何性质;2.抛物线的标准方程与几何性质.9.伦教奥运会自行车赛车馆有一个明显的双曲线屋顶,该赛车馆是数学与建筑完美结合造就的艺的双曲线C :上支的2221(0)y x a a -=>一部分,点F 是C 的下焦点,若点P 为C 上支上的动点,则与P 到C 的一条渐近线的距离之PF 和的最小值为( )A .7B .6C .5D .4【答案】C【分析】根据离心率求出双曲线方程,可得出焦点坐标及渐近线方程,再利用双曲线的定义转化为求,数形结合即可得出最小值.4||PF PQ PF PQ +=++'【详解】依题意,双曲线,2221y x a-=则,解得,21514a +=2a =所以双曲线方程为,2214y x -=则双曲线得下焦点为,上焦点,渐近线方程为,如图, (0,F (F '12x y =±根据图形的对称性,不妨取渐近线为,即, 1:2l x y =2y x =又点P 为双曲线上支上的动点,则, 24PF a PF PF '+=+'=过点P 作,垂足为Q ,过点作,垂足为M , PQ l ⊥F 'F M l '⊥则,444415PF PQ PF PQ F M +=++≥+'+'==所以与P 到C 的一条渐近线的距离之和的最小值为. PF 5故选:C .10.函数的极值点为( )()232ln 5f x x x =-+A .8B .C .1D 6ln 3+【答案】D【分析】求出定义域为,然后求导数,从而根据二次函数的图象即可判断导数()f x ()0,∞+()f x '符号,进而可得出的极值点.()f x 【详解】依题意可得函数定义域为,()f x ()0,∞+则, ()()223126x f x x x x-'=-=令,解得()0f x '=x =x =则当时,,此时单调递减;x ⎛∈ ⎝()0f x '<()f x当时,,此时单调递增,x ⎫∈+∞⎪⎪⎭()0f x ¢>()f x所以是的极值点,且为极小值点. x =()f x 故选:D .11.已知函数,下列说法正确的是( ) ln ()xf x x=A .在处的切线方程为B .的单调递减区间为 ()f x 1x =1y x =+()f x (e,)+∞C .的极小值为D .方程有两个不同的解()f x 1e()1f x =-【答案】B【分析】求出函数的定义域及导数,再逐项求解判断作答. ()f x 【详解】函数的定义域为,求导得,ln ()xf x x=(0,)+∞21ln ()x f x x -'=对于A ,,而,因此图象在处的切线方程为,A 错误; (1)1f '=(1)0f =()f x 1x =1y x =-对于B ,当时,,单调递增,当时,,单调递减,(0,e)x ∈()0f x '>()f x (e,)x ∈+∞()0f x '<()f x B 正确;对于C ,由选项B 知,当时,取得极大值,C 错误;e x =()f x 1e对于D ,因为函数在上单调递增,且,()f x (0,e)e 1,(1)1)e0(f f =-<-=即方程在上有唯一解,而当时,恒有成立,即该方程在上无()1f x =-(0,1)1x >()0f x >(1,)+∞解,所以方程只有一个解,D 错误. ()1f x =-故选:B12.过点作曲线切线有且只有两条,则b 的取值范围为( ) ()0,b e x y =A . B . ()0,1(),1-∞C . D .(],1-∞(]0,1【答案】A【分析】设切点,进而求得切线方程,进而得到,构造函数()00,P x y ()00e 1xb x =-()()1exg x x =-分析的单调性与取值范围即可判断有且仅有两根时b 的取值范围.()()1e xg x x =-()00e 1x b x =-【详解】设切点为, ()00,P x y 由,则,e x y =e x y '=所以过的切线方程为,即,()00,P x y ()000e e x x y x x -=-()000e 1e xx y x x =+-故有且仅有两根,()00e 1xb x =-设,则,()()1e xg x x =-()e xx g x '=-当时,,此时单调递增; 0x <()0g x '>()g x 当,,此时单调递减,0x >()0g x '<()g x 又当时,,,,0x <()0g x >()001e g ==()10g =所以的图象如下:()g x故有且仅有两根,则b 的取值范围为.()00e 1xb x =-()0,1故选:A .【点睛】关键点点睛:本题考查利用过曲线外一点作曲线切线的条数求参数的取值范围,解题的关键在于写出切线方程,将点的坐标代入切线方程,将切线与切点建立一一对应的关系,转化函数的零点个数,利用导数与数形结合思想求解.二、填空题13.抛物线的准线方程为______. 24y x =【答案】 116y =-【详解】试题分析:抛物线的标准方程是,所以准线方程是【解析】抛物线方程14.已知函数,则函数在处的切线方程是____________.()e xf x -=()f x 1x =【答案】e 20x y +-=【分析】求导,利用导数值求解斜率,再利用点斜式求解即可.【详解】由,则,()e x f x -=()e xf x -'=-所以,,()11ef =()e 11f '=-所以函数在处的切线方程为,即()f x 1x =()1e1e 1y x -=--e 20x y +-=故答案为:.e 20x y +-=15.求过点且与圆相切的直线方程为______. 3(4,)P -()()22139x y -+-=【答案】x =4或3x +4y =0【分析】先考虑直线的斜率是否存在,然后结合点到直线的距离公式即可求解.【详解】当直线的斜率存在时,可设直线方程为y +3=k (x -4),即kx -y -4k -3=0,,解得k =,此时直线方程为3x +4y =0,34-当直线的斜率不存在时,直线方程为x =4此时圆心 到直线x =4的距离为3,所以直线与圆相切,符合题意. (1,3)故答案为:x =4或3x +4y =0.16.已知双曲线,直线过双曲线的右焦点且斜率为,直线与双()2222:10,0x y C a b a b-=>>l C a b -l 曲线的两条渐近线分别交于、两点(点在轴下方),且,则的离心率C M N N x 2ON OM =C 为____________.【分析】作出图形,可求得,利用角平分线的性质可求得,结合勾股定理可求得FM b =FN ,进一步可求得,利用勾股定理可得出的值,结合双曲线的离心率公式可求得双曲线OM ON 22b a 的离心率的值.C 【详解】如下图所示:因为直线的斜率为,由图可知,直线的斜率为,l ab -OM b a因为,所以,,1a bb a-⋅=-OM l ⊥易知直线的方程为,即, OM b y x a =0bx ay -=b =因为直线、关于轴对称,则, OM ON x MOF NOF ∠=∠由角平分线的性质可得,所以,, 12MOFNOF MFOM S S NF ON ===△△22FN FM b ==,所以,,a =22ON OM a ==由勾股定理可得,即,整理可得,222OMMN ON +=()()22232a b a +=2213b a =所以,双曲线的离心率为C c e a =====三、解答题17.已知直线与圆. 20x y m -+=225x y +=(1)若直线和圆无公共点,求m 的取值范围;(2)若直线和圆交于两点,且两个交点处的圆的半径互相垂直,求m 的值. 【答案】(1) (,5)(5,)-∞-⋃+∞(2) m =【分析】(1)由直线与圆的位置关系,圆心到直线的距离与半径的关系可解出范围;(2)直线与圆相交,两交点与圆心构成等腰直角三角形,得出边长与圆心到直线距离的关系,列出等式出结果.【详解】(1)由已知,得圆心坐标为,半径,圆心到直线的距离(0,0)O r =20x y m -+=d ==∵直线与圆无公共点,或, d r ∴>5m >5m <-故m 的取值范围为(,5)(5,)-∞-⋃+∞(2)若直线和圆交于两点,两点,如图所示,A B两条半径、互相垂直,几何关系可知为等腰直角三角形,设到直线的距离为,OA OB AOB A O dd ∴==m =18.求下列函数的极值:(1);()3126f x x x =-++(2). ()2221xf x x =-+【答案】(1)极小值为,极大值为;(2)极小值为,极大值为. 10-223-1-【分析】(1)求出函数导数,再求出导函数零点,列表即可求解;(2)根据导数的求导法则求出函数导数,可得导函数零点,列出变化时,,的变化x ()f x '()f x 情况即可.【详解】(1).令,解得,.()()()2312322f x x x x '=-+=-+-()0f x '=12x =-22x =当变化时,,的变化情况如下表: x ()f x '()f xx(),2-∞-2-()2,2- 2()2,∞+()f x '-0+0-()f x 单调递减 10-单调递增 22 单调递减由上表看出,当时,取得极小值,为;当时,取得极大值,为2x =-()f x ()210f -=-2x =()f x .()222f =(2).令,解得,.()()()()()()22222221421111x x x x f x xx+-+-'==++()0f x '=11x =-21x =当变化时,,的变化情况如下表: x ()f x '()f xx(),1-∞-1-()1,1- 1()1,+∞()f x '-0+0-()f x 单调递减 3-单调递增 1-单调递减由上表看出,当时,取得极小值,为;当时,取得极大值,为=1x -()f x ()13f -=-1x =()f x .()11f =-19.如图,在正四棱柱中,底面边长为2,高为4.1111ABCD A B C D -(1)求证:;1BD AC ⊥(2)求直线与平面所成角的正弦值. 1BD 1ACD 【答案】(1)证明见解析【分析】(1)建立空间直角坐标系,证明向量数量积等于零来证明;1AC BD ⊥(2)计算平面的法向量,根据与法向量的夹角与与平面所成角互余求解. 1ACD 1CC 1CC 1ACD 【详解】(1)以为坐标原点,所在直线分别为轴,轴,轴建立如图所示的空D 1,,DA DC DD x y z间直角坐标系,则,,()()2,0,0,0,2,0A C ()()10,0,4,2,2,0D B ,()()12,2,0,2,2,4AC BD =-=-- ,即.114400,AC BD AC BD ⋅=-+=∴⊥ 1AC BD⊥(2)由(1)得,()()12,2,0,2,0,4AC AD =-=- 设平面的一个法向量为,1ACD (),,n x y z =r 则取 则 1220240n AC x y n AD x z ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩ ,2,x =()2,2,1n =()12,2,4BD =-- 设直线与平面所成角为 ,则: 1BD 1ACDθsin =cos ,n θ 所以直线与平面1BD 1ACD 20.已知椭圆倍,且右焦点为. 2222:1(0)x y C a b a b+=>>()1,0F (1)求椭圆C 的标准方程;(2)设直线与椭圆C 交于不同的两点,,点,若直线的斜率与直线:l y kx m =+M N (2,0)Q MQ NQ 的斜率互为相反数,求证:直线过定点.l【答案】(1) 2212x y +=(2)证明见解析【分析】(1)根据长短轴关系得,再利用及关系即可得到椭圆方程;a =1c =,,abc (2)设,,联立直线与椭圆方程得, 得到韦达()11,M x y ()22,N x y ()222214220k x kmx m +++-=定理式,根据,化简得,将韦达定理式代入化简即可0MQ NQ k k +=()()12122240kx x m k x x m +-+-=得到,则可得到定点坐标.m k =-【详解】(1)由椭圆.Ca =所以.)222b c =+又,所以,解得.所以()1,0F )221b =+1b =a =所以椭圆的标准方程为. C 2212x y +=(2)联立,得, 2212y kx m x y=+⎧⎪⎨+=⎪⎩()222214220k x kmx m +++-=设,,可得,, ()11,M x y ()22,N x y 122421km x x k -+=+21222221m x x k -=+由题知,即, 0MQ NQ k k +=()()()()121212121212122240222222kx x m k x x m y y kx m kx m x x x x x x +-+-+++=+==------即,()()12122240kx x m k x x m +-+-=即, ()22222422402121m km k m k m k k --⋅+-⋅-=++化简得,解得, 244021k m k --=+m k =-∴直线的方程为,故直线恒过定点.l ()1y k x =-l ()1,0【点睛】关键点睛:设,,联立直线与椭圆方程得()11,M x y ()22,N x y ,则得到韦达定理式,根据,则,展()222214220k x kmx m +++-=0MQ NQ k k +=1212022y y x x +=--开化简得,再将韦达定理式代入,则可得到定点坐标. ()()12122240kx x m k x x m +-+-=m k =-21.已知函数在处有极值.2()ln f x ax b x =+1x =12(1)求a ,b 的值;(2)判断函数的单调性并求出单调区间.()y f x =【答案】(1)(2)单调减区间是,单调增区间是. 112a b ==-,()01,()1+∞,【分析】(1)根据函数解析式先求得导函数,根据极值及极值点即可得关于a ,b 的方程组,即可求得a ,b 的值.(2)将a ,b 的代入解析式并求得定义域,求得极值点,根据极值点左右两侧导函数的符号即可判断函数的单调性.【详解】(1)函数,2()ln f x ax b x =+. ()2b f x ax x'=+ 又在处有极值,()f x 1x =12∴,即, 1(1)2(1)0f f ⎧=⎪⎨⎪=⎩'120a ab ⎧=⎪⎨⎪+=⎩解得. 112a b ==-,(2)由(1)可知,其定义域是, 21()ln 2f x x x =-()0+∞,且. 1(1)(1)()x x f x x x x+-'=-=令,解得,(舍),()0f x '=1x ==1x -由,得;()0f x '<01x <<由,得.()0f x '>1x >所以函数的单调减区间是,单调增区间是. ()y f x =()01,()1+∞,【点睛】本题考查了利用导函数的极值点与极值求参数,利用导函数判断函数的单调性,属于基础题.22.已知函数.()e ax f x x =-(1)讨论函数的单调性; ()f x (2)证明:. ()1ln 1+-≥x ax f x 【答案】(1)见解析;(2)见解析.【分析】(1)求导,分、与讨论求解单调性即可;0a =0a >a<0(2)可转化为,令,即证明.设()1ln 1+-≥x ax f x ()1ln e 10eax ax x x -+≥e ax t x =()1ln 100t t t -+≥>,利用导数求的最小值即可证明. ()()1ln 10g t t t t=-+>()g t 【详解】(1),()()e e e 1ax ax ax f x ax ax '=--=-+①当时,,在上单调递减;0a =()f x x =-R ②当时,令,得, 0a >()0f x '=1x a=-当时,;当时,. 1x a <-()0f x ¢>1x a>-()0f x '<③当时,令,得, a<0()0f x '=1x a=-当时,;当时,. 1x a <-()0f x '<1x a>-()0f x ¢>综上所述,当时,在上单调递减;0a =()f x R 当时,在上单调递增,在上单调递减; 0a >()f x 1,a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭1,a ∞⎛⎫-+ ⎪⎝⎭当时,在上单调递减,在上单调递增. a<0()f x 1,a ⎛⎫-∞- ⎪⎝⎭1,a ∞⎛⎫-+ ⎪⎝⎭(2),即为,即, ()1ln 1+-≥x ax f x 1ln 1e ax x ax x +-≥-()1ln e 10e ax axx x -+≥令,可得,即证明. e ax t x =0t >()1ln 100t t t-+≥>设,则, ()()1ln 10g t t t t =-+>()22111t g t t t t-'=-=当时,,函数单调递减;()0,1t ∈()0g t '<()g t 当时,,函数单调递增.()1,t ∈+∞()0g t '>()g t 所以,即. ()()1ln1110g t g ≥=-+=()1ln 100t t t-+≥>所以. ()1ln 1+-≥x ax f x 【点睛】结论点睛:导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行: (1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系. (2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数. (3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题.(4)考查数形结合思想的应用.。