山东省淄博市2017届高三数学仿真模拟(打靶卷)试题 理本试卷,分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分.共4页,满分150分.考试用时120分钟.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回. 注意事项:1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、区县和科类填写在答题卡和试卷规定的位置上.2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B 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.3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带.不按以上要求作答的答案无效.4.填空题请直接填写答案,解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第Ⅰ卷(共50分)一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.若i iai212-=-,则=a A .5 B .5- C .5i D .5i - 2.已知集合{}2|0=-<A x x x ,{}|=<B x x a ,若AB A =,则实数a 的取值范围是A .(]1-∞,B .()1-∞,C .[)1+∞,D .()1+∞, 3.已知等比数列{}n a 满足14=a ,26414a a a =-,则2a = A .2 B .1 C .12 D .184.直线3y kx =+与圆22(2)(3)4x y -+-=相交于,M N 两点,若MN ≥k 的取值范围是A .3[,0]4-B .[33- C .[ D .2[,0]3- 5.下列四个结论中错误的个数是①若0.40.433,log 0.5,log 0.4===a b c ,则>>a b c②“命题p 和命题q 都是假命题”是“命题∧p q 是假命题”的充分不必要条件③若平面α内存在一条直线a 垂直于平面β内无数条直线,则平面α与平面β垂直 ④已知数据12,,,n x x x 的方差为3,若数据()121,1,1,0,R n ax ax ax a a +++>∈的方差为12,则a 的值为2A .0B .1C .2D .3 6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为 A .8(4)π+ B .8(8)π+ C .16(4)π+ D .16(8)π+7.已知向量AB 与AC 的夹角为120︒,1=AB ,2=AC ,若AP AB AC λ=+,且AP BC ⊥,则实数λ的值为 A .45 B .45- C .25D .25-8.某程序框图如右图所示,运行该程序输出的k 值是 A .4 B .5 C .6 D .79.若直线)2(+=x k y 上存在点(),x y 满足011-≥⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩x y x y y ,则实数k 的取值范围是A .⎥⎦⎤⎢⎣⎡--41,1B .⎥⎦⎤⎢⎣⎡-51,1C .(]⎪⎭⎫⎢⎣⎡∞+-∞-,,511 D .⎥⎦⎤⎢⎣⎡-51,41 10.已知函数()f x 的导函数为()f x ',且满足2()2()=--f x x f x .当(,0)x ∈-∞时,()2'<f x x ;若(2)()44+--≤+f m f m m ,则实数m 的取值范围是A .(]1,-∞- B .(]2,-∞- C .[1,)-+∞ D .[2,)-+∞第Ⅱ卷(共100分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11.在区间[]0,1上随机选取两个数x 和y ,则满足20-<x y 的概率为 .12.观察下列各式:31=1,3321+2=3,33321+2+3=6,333321+2+3+4=10,…,由此推得:33331+2+3+n = .13.6个人站成一排,若甲、乙两人之间恰有2人,则不同的站法种数为 . 14.已知()lg2x f x x =-,若()()0f a f b +=,则41a b+的最小值是 . 15.设双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点是F ,左、右顶点分别是12,A A ,过F 做x 轴的垂线交双曲线于,B C 两点,若12A B A C ⊥,则双曲线的离心率为 . 三、解答题:本大题共6小题,共75分. 16.(本小题满分12分)如图,在ABC ∆中,M 是边BC的中点,cos BAM ∠=tan AMC ∠= (Ⅰ)求角B 的大小; (Ⅱ)若角6BAC π∠=,BC 边上的中线AM,求ABC ∆的面积.17.(本小题满分12分)如图,已知三棱锥O ABC -的三条侧棱OA ,OB ,OC 两两垂直,ABC ∆为等边三角形, M 为ABC ∆内部一点,点P 在OM 的延长线上,且PA PB =.(Ⅰ)证明:OB OA =; (Ⅱ)证明:AB OP ⊥;(Ⅲ)若::AP PO OC =,求二面角B OA P --的余弦值. 18.(本小题满分12分)在标有“甲”的袋中有4个红球和3个白球,这些球除颜色外完全相同. (Ⅰ)若从袋中依次取出3个球,求在第一次取到红球的条件下,后两次均取到白球的概率;(Ⅱ)现从甲袋中取出个2红球,1个白球,装入标有“乙”的空袋.若从甲袋中任取2球,乙袋中任取1球,记取出的红球的个数为X ,求X 的分布列和数学期望EX . 19.(本小题满分12分)OBCPM∙已知数列{}n a 和{}n b 满足1232(N*)n bn a a a a n =∈.若{}n a 是各项为正数的等比数列,且14a =,326b b =+.(Ⅰ)求n a 与n b ; (Ⅱ)设1n nc b =-,记数列{}n c 的前n 项和为n S . ①求n S ;②求正整数k ,使得对任意N*n ∈,均有n k S S ≥. 20.(本小题满分13分)已知抛物线2:4C y x =,点M 与抛物线C 的焦点F 关于原点对称,过点M 且斜率为k 的直线l 与抛物线C 交于不同两点B ,A ,线段AB 的中点为P ,直线PF 与抛物线C 交于两点D ,E . (Ⅰ)判断是否存在实数k 使得四边形AEBD 为平行四边形.若存在,求出k 的值;若不存在,说明理由; (Ⅱ)求22PMPF 的取值范围.21.(本小题满分14分)已知λ∈R ,函数()ln xf x e x x λ=-( 2.71828e =是自然对数的底数).(Ⅰ)若()10f =,证明:曲线()y f x =没有经过点2,03M ⎛⎫⎪⎝⎭的切线; (Ⅱ)若函数()f x 在其定义域上不单调,求λ的取值范围; (Ⅲ)是否存在正整数n ,当11,n n ne λ++⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭时,函数()f x 的图象在x 轴的上方,若存在,求n 的值;若不存在,说明理由.淄博市2016-2017学年度高三三模考试 数学试题参考答案及评分说明 2017.6第Ⅰ卷(选择题 共50分)一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50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.若i iai212-=-,则=a A .5 B .5- C .5i D .5i - 2.已知集合{}2|0=-<A x x x ,{}|=<B x x a ,若AB A =,则实数a 的取值范围是A .(]1-∞,B .()1-∞,C .[)1+∞,D .()1+∞, 3.已知等比数列{}n a 满足14=a ,26414a a a =-,则2a = A .2 B .1 C .12 D .184.直线3y kx =+与圆22(2)(3)4x y -+-=相交于,M N 两点,若MN ≥k 的取值范围是A .3[,0]4-B .[C .[D .2[,0]3- 5.下列四个结论中错误的个数是①若0.40.433,log 0.5,log 0.4===a b c ,则>>a b c②“命题p 和命题q 都是假命题”是“命题∧p q 是假命题”的充分不必要条件 ③若平面α内存在一条直线a 垂直于平面β内的无数条直线,则平面α与平面β垂直 ④已知数据12,,,n x x x 的方差为3,若数据()121,1,1,0,+++>∈n ax ax ax a a R 的方差为12,则a 的值为2A .0B .1C .2D .3 6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为A .8(4)π+B .8(8)π+C .16(4)π+D .16(8)π+7.(文)已知向量()()1,23,2,==-a b ,若()()//3ka b a b +-,则实数k 的值为 A .3 B 33D .3- 7.(理)已知向量AB 与AC 的夹角为120︒1=AB ,2=AC ,若AP AB AC λ=+,且AP BC ⊥,则实数λ的值为A .45B .45-C.25D .25-8.某程序框图如右图所示,运行该程序输出的k 值是A .4B .5C .6D .79.若直线)2(+=x k y 上存在点(),x y 满足011-≥⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩x y x y y ,则实数k 的取值范围是A .⎥⎦⎤⎢⎣⎡--41,1B .⎥⎦⎤⎢⎣⎡-51,1C .(]⎪⎭⎫⎢⎣⎡∞+-∞-,,511 D .⎥⎦⎤⎢⎣⎡-51,4110.(文)已知偶函数()()0≠f x x 的导函数为(),'f x 且满足()1=0,f 当0>x 时,()()2,'<xf x f x 则使得()0>f x 成立的x 的取值范围是( )A .()()101,,-∞-B .()()11,,+-∞-∞ C .()()1001,,-D .()()101,,-+∞ 10.(理)设函数()f x 在R 上存在导函数()f x ',对于任意的实数x ,都有2()2()=--f x x f x ,当(,0)x ∈-∞时,()2'<f x x ,若(2)()44+--≤+f m f m m ,则实数m 的取值范围是A .(]1,-∞- B .(]2,-∞- C .[1,)-+∞ D .[2,)-+∞ 第Ⅱ卷(非选择题 共100分)二. 填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11.在区间[]0,1上随机选取两个数x 和y ,则满足20-<x y 的概率为14. 12.观察下列各式:31=1,3321+2=3,33321+2+3=6,333321+2+3+4=10,…,则 33331+2+3+n =()2214n n + . 13.(文)若命题“0x ∃∈R ,使得2+20x x a +≤” 是假命题,则实数a 的取值范围是()1+∞,. 13.(理)6个人站成一排,若甲、乙两人之间恰有2人,则不同的站法种数为 144 . 14.已知()lg2x f x x =-,若()()0f a f b +=,则41a b+的最小值是 92 .15.设双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点是F ,左、右顶点分别是12,A A ,过F 做x 轴的垂线交双曲线于,B C 两点,若12A B A C ⊥1. 三、解答题:本大题共6个小题,共75分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 16.(文科 本小题满分12分) 已知函数()()22coscos 2x f x a x θ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭为奇函数,且02f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,其中()πθ,,0∈∈R a .(Ⅰ)求θ,a 的值; (Ⅱ)若,2παπ⎛⎫∈⎪⎝⎭,2()cos()cos 202854f αππαα+++=,求cos sin αα-的值.解:(Ⅰ)因为()2()2cos cos 2x f x a x θ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭是奇函数,所以()()222cos cos 2cos cos 22x x a x a x θθ⎛⎫⎛⎫++=-+-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,整理得,cos cos 0x θ=,即cos 0θ= ……………………………………2分又()0,θπ∈,得2πθ= ……………………3分所以()2sin (2cos )2x f x x a =-⋅+ ……………………4分由02f π⎛⎫=⎪⎝⎭,得(1)0a -+=,即 1.a =- ……………………6分 (Ⅱ)由(Ⅰ)知()1sin 22f x x =- ……………………………………7分2()cos()cos 202854f αππαα+++=⇒4sin()cos()cos 2454ππααα+=+ 因为cos 2sin(2)sin[2()]2sin()cos()2444ππππααααα=+=+=++所以28sin()cos ()sin()4544πππααα+=++ 又,2παπ⎛⎫∈⎪⎝⎭,所以sin()04πα+=或25cos ()48πα+= …………………9分①由3sin()044ππαα+=⇒=所以33cos sin cos sin 44ππαα-=-=……………………………10分 ②由25cos ()48πα+=,35444πππα<+<得cos()sin )4πααα+=⇒-=所以cos sin αα-= ……………………………………11分综上,cos sin αα-=或cos sin αα-= …………………12分16.(理科 本小题满分12分)如图,在ABC ∆中,M 是边BC的中点,cos BAM ∠=tan 2AMC ∠=-. (Ⅰ)求角B 的大小; (Ⅱ)若角6BAC π∠=,BC 边上的中线AMABC ∆的面积.解:(Ⅰ)由cos BAM ∠=得sin BAM ∠=,所以tan BAM ∠=……………………………………2分 又AMC BAM B ∠=∠+∠所以tan tan tan tan()1tan tan AMC BAMB AMC BAM AMC BAM∠-∠=∠-∠=+∠∠--== ……………………………………4分 又()0,B π∈ , 所以23B π= …………………6分 (Ⅱ)由(Ⅰ)知23B π=,且6BAC π∠= 所以,6C π=,则AB BC =…7分 设BM x =,则2AB x =在AMB ∆中由余弦定理得2222cos AB BM AB BM B AM +-⋅=,………9分 即2721x =解得x =…………………10分故2124sin 23ABC S x π∆=⨯⨯=. ………………………………12分17.(文科 本小题满分12分)如图,已知三棱锥O ABC -的三条侧棱OA ,OB ,OC 两两垂直,ABC ∆为等边三角形, M 为ABC ∆内部一点,点P 在OM 的延长线上,且PB PA =.(Ⅰ)证明:OB OA =;(Ⅱ)证明:平面⊥PAB 平面POC ; 证明:(Ⅰ)因为OA ,OB ,OC 两两垂直, 所以222AC OC OA =+,222BC OC OB =+ ……………………………………3分又△ABC 为等边三角形,BC AC =所以=+22OC OA 22OC OB + …………………4分 故OB OA = ………………………………5分(Ⅱ)因为OA ,OB ,OC 两两垂直所以OC ⊥平面OAB …………………………6分AB ⊂平面OAB ,所以OC ⊥AB ……………7分取AB 的中点D ,连接OD 、PD …………………9分 因为OB OA =,PB PA =,所以,OD AB PD AB ⊥⊥OD PD D =,所以AB ⊥平面POD所以AB PO ⊥ ……………………………… 11分 又COPO O =,所以AB ⊥平面POC因为AB ⊂平面PAB ,所以平面⊥PAB 平面POC ………………………………12分17.(理科 本小题满分12分)如图,已知三棱锥O ABC -的三条侧棱OA ,OB ,OC两两垂直,ABC ∆为等边三角形, M 为ABC ∆内部一点,点P 在OM 的延长线上,且PA PB =. (Ⅰ)证明:OB OA =;(Ⅱ)证明:AB OP ⊥;POOABCPM∙P(Ⅲ)若::AP PO OC =,求二面角B OA P --的余弦值. 证明:(Ⅰ)因为OA ,OB ,OC 两两垂直,所以222AC OC OA =+,222BC OC OB =+……………1分 又△ABC 为等边三角形,BC AC =所以=+22OC OA 22OC OB + …………………2分 故OB OA = …………………………3分 (Ⅱ)取AB 的中点D ,连接OD 、PD ………4分 因为OB OA =,PB PA =,所以,OD AB PD AB ⊥⊥OD PD D =,所以AB ⊥平面POD所以AB PO ⊥ …………………6分 (Ⅲ)如图建立空间坐标系因为::AP PO OC =,可设1OC =,则AP PO ==由(Ⅰ)同理可得1OA OB OC === …………………7分 因为222PO AP OA =+,所以 OA AP ⊥ …………………8分 所以(0,0,0),(1,0,0),(0,1,0),(0,0,1)O A B C 设(,,)P x y z(0,0,0x y z >>> )所以2220101001266OA AP x x AB OP x y y z x y z OP ⎧⋅=⎧-==⎧⎪⎪⎪⎪⋅=⇒-+=⇒=⎨⎨⎨⎪⎪⎪=++=⎩=⎩⎪⎩所以(1,1,2)P …………………………10分 平面OAB 的法向量为(0,0,1)OC =设平面POA 的法向量为000(,,)n x y z = 则000020000x y z n OP x n OA ⎧++=⋅=⎧⎪⇒⎨⎨=⋅=⎩⎪⎩取01,z = 则02y =- 所以(0,2,1)n =- …………………………11分cos 55OC n OC nθ⋅===⋅ …………………………12分 18.(文科 本小题满分12分)某商场举行有奖促销活动,顾客购买一定金额的商品后即可抽奖一次.抽奖方法是:从装有标号为1,2,3,4的4个红球和标号为1,2的2个白球的箱中,随机摸出2个球,若摸出的两球号码相同,可获一等奖;若两球颜色不同且号码相邻,可获二等奖,其余情况获三等奖.已知某顾客参与抽奖一次.(Ⅰ)求该顾客获一等奖的概率; (Ⅱ)求该顾客获三获奖的概率.解:标号为1,2,3,4的4个红球记为1234,,,A A A A ,标号为1,2的2个白球记为12,B B . 从中随机摸出2个球的所有结果有:{}12,A A ,{}13,A A , {}14,A A ,{}11,A B ,{}12,A B ,{}23,A A ,{}24,A A ,{}21,A B ,{}22,A B ,{}34,A A ,{}31,A B ,{}32,A B ,{}41,A B ,{}42,A B ,{}12,B B ,共15个.这些基本事件的出现是等可能的. ……………………5分(Ⅰ)摸出的两球号码相同的结果有:{}11,A B ,{}22,A B ,共2个. 所以“该顾客获一等奖”的概率215P =.…………………………………8分 (Ⅱ)摸出的两球颜色不同且号码相邻的结果有:{}12,A B ,{}21,A B ,{}32,A B ,共3个.则“该顾客获二等奖”的概率31155P ==. ………………………10分 所以“该顾客获三等奖”的概率21211553P =--=. ………………………12分18.(理科 本小题满分12分)在标有“甲”的袋中有4个红球和3个白球,这些球除颜色外完全相同.(Ⅰ)若从袋中依次取出3个球,求在第一次取到红球的条件下,后两次均取到白球的概率; (Ⅱ)现从甲袋中取出个2红球,1个白球,装入标有“乙”的空袋.若从甲袋中任取2球,乙袋中任取1球,记取出的红球的个数为X ,求X 的分布列和数学期望EX .解:(Ⅰ)记“第一次取到红球”为事件A ,“后两次均取到白球”为事件B ,则()47P A =,()432476535P AB ⨯⨯==⨯⨯.所以,“第一次取到红球的条件下,后两次均取到白球的概率”()()()1|5P AB P B A P A ==………………………………4分(或()113211651|5C C P B A C C ==) ……………………………………4分 (Ⅱ)X 的所有可能取值为0,1,2,3. …………………………………………5分212121431(0)18C C P X C C ==⋅=11121221222121434361(1)+183C C C C C P X C C C C ==⋅⋅==21111212222121434391(2)=182C C C C C P X C C C C ==⋅+⋅=2122214321(3)=189C C P X C C ==⋅=. ………………………………………9分X 的分布列为:……………………………10分111150123183293EX =⨯+⨯+⨯+⨯= …………………………12分 19.(文科 本小题满分12分) 已知数列{}n a 和{}n b 满足1232()n bn a a a a n N *=∈.若{}n a 是各项为正数的等比数列,且12a =,323b b =+(Ⅰ)求n a 与n b ; (Ⅱ)设11n n nc a b =-,求数列{}n c 的前n 项和为n S . 解:(Ⅰ)解:由题意1232()n bn a a a a n N *=∈,323b b =+知323322b b a -==又由12a =,得公比2q =(2q =-,舍去) ………………3分所以数列{}n a 的通项为*2()n n a n N =∈ ……………………………………4分所以(1)21232n n n a a a a +=故数列{}n b 的通项为*(1)()2n n n b n N +=∈ …………………………………6分(Ⅱ)*111112()()21n n n n c n N a b n n =-=--∈+……………………………8分所以21111111121222223111112122211111212n n n nS n n n n ⎛⎫⎛⎫=++--+-++- ⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭=--=-- ⎪++⎝⎭-………………12分19.(理科 本小题满分12分) 已知数列{}n a 和{}n b 满足1232()n bn a a a a n N *=∈.若{}n a 是各项为正数的等比数列,且14a =,326b b =+(Ⅰ)求n a 与n b ; (Ⅱ)设1n nc b =-,记数列{}n c 的前n 项和为n S . ①求n S ;②求正整数k ,使得对任意*∈N n ,均有n k S S ≥.解:(Ⅰ)解:由题意1232()n bn a a a a n N *=∈,326b b =+知323264b b a -==又由14a =,得公比4q =(4q =-,舍去)所以数列{}n a 的通项为2*42()n n n a n N ==∈ ……………………………………3分所以(1)2(1)212322n n n n n a a a a +⨯+==故数列{}n b 的通项为*(1)()n b n n n N =+∈ …………………………………5分(Ⅱ)①由(Ⅰ)知*1111()()21n n n c n N b n n =-=--∈+…………7分所以21111111112222231111111221111212n n n nS n n n n ⎛⎫⎛⎫=++--+-++-⎪ ⎪+⎝⎭⎝⎭⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭=--=- ⎪++⎝⎭-………………9分②因为12340,0,0,0c c c c =>>>;当5n ≥时,1(1)[1](1)2n nn n c n n +=-+而11(1)(1)(2)(1)(2)0222n n n n n n n n n ++++++--=>得5(1)5(51)122n n n +⋅+≤<所以,当5n ≥时,0n c <;综上,对任意*n N ∈恒有4n S S ≥,故4k = ………………………12分20.(文科 本小题满分13分)已知椭圆1422=+y x C :,如图所示点)(),(),(332211y ,xP y ,x B y ,x A 为椭圆上任意三点. (Ⅰ)若0OA OB OP ++=,是否存在实数λ,使得代数式2121y y x x λ+为定值.若存在,求出实数λ和2121y y x x λ+的值;若不存在,说明理由. (Ⅱ)若0=⋅OB OA ,求三角形OAB 面积的最大值;(Ⅲ)满足(Ⅱ),且在三角形OAB 面积取得最大值的前提下,若线段PB ,PA 与椭圆长轴和短轴交于点F ,E (F ,E 不是椭圆的顶点).判断四边形ABFE 的面积是否为定值.若是,求出定值;若不是,说明理由.解析:(Ⅰ)由于⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+=+=+141414232322222121y x y x y x ,且312312()()x x x y y y =-+⎧⎨=-+⎩; 得:2222312312222212121212()()442()1444x x x y y y x x x x y y y y ++=++=+++++=………………………2分所以2142121-=+y y x x ,即242121-=+y y x x ………………………3分 故,存在实数4λ=使得242121-=+y y x x . (Ⅱ)当直线AB 斜率不存在时,可设为m x =;联立方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+=1422y x mx ,得)(412m ,m B ,A -±; 由0=⋅,得04122=--)(m m ,即552±=m ,54=∆OAB S ; ………………………4分当直线AB 斜率存在时,可设为m kx y +=;联立方程组⎪⎩⎪⎨⎧=++=1422y x mkx y ,得044814222=-+++)()(m kmx x k ;14141482221221+-=+-=+k m x x ,k km x x )( ………………………6分 由0=⋅,得02121=+y y x x ,即01481414122222=++-⨯++-⨯+m k km km k m k )()()(,)(14522+=k m ……7分1414142222+-+⋅+=k m k k AB ,21km d h +==; 118169154181691541816117165421222422424≤+++=+++=++++=⨯=∆k k k k k k k k k d AB OAB S等号成立时,1614=k ,即21±=k .所以OAB S ∆的最大值为1. …………………………………………9分 (Ⅲ)OAB S ∆取得最大值时,21±=k ,此时直线AB 与坐标轴的交点恰好分别是椭圆长轴和短轴各一个端点;不妨取)(02,A ,)(10,B ,若线段PB ,PA 与椭圆长轴和短轴交于点F ,E (F ,E 不是椭圆与坐标轴的交点).此时点P 定在第三象限,即0<<330y ,x ; 直线PA 的方程为)(2233--=x x y y ,令0=x ,得)(22033--x y ,E …………10分 同理,得)(0133,y x F --………………………………………………11分 四边形ABEF 的面积为:333323333223333333333333333211212212(22)2(2)(1)444842(22)44882(22)2x y S AF BE y x x y x y x y x y x y x y y x y x y x y y =⨯=+⨯+--+-=--++--+=-+--+=-+=………………………………………………13分20.(理科 本小题满分13分)已知抛物线2:4C y x =,点M 与抛物线C 的焦点F 关于原点对称,过点M 且斜率为k 的直线l 与抛物线C 交于不同两点B ,A ,线段AB 的中点为P ,直线PF 与抛物线C 交于两点D ,E . (Ⅰ)判断是否存在实数k 使得四边形AEBD 为平行四边形.若存在,求出k 的值;若不存在,说明理由; (Ⅱ)求22PMPF 的取值范围.解:(Ⅰ)设直线l 的方程为)(1+=x k y ,设)()()()(44332211y ,x D ,y ,x E ,y ,x B ,y ,x A. 联立方程组⎩⎨⎧=+=xy x k y 412)(,得0422222=+-+k x k x k )(.显然0≠k ,且0>∆,即0442422>--k k )(,得1<k 且0≠k .得222124k k x x -=+,121=x x ………………………………………………4分122221-=+=k x x x P ,k )kk y P 21122=+-=][(. 直线PF 的方程为:)(112--=x k ky , 联立方程组⎪⎩⎪⎨⎧=--=xy x k k y 41122)(,得0141212222222222=-++-+-)())(()(k k x k k x k k , 得21422243+=+k k x x )-(,143=x x ……………………………………6分 若四边形AEBD 为平行四边形,当且仅当222124k k x x -=+43222214x x kk +=+=)-(,即0122=-)(k k ,得10±=,k ,与1<k 且0≠k 矛盾. …………………………8分 故不存在实数k 使得四边形AEBD 为平行四边形 ………………………9分(Ⅱ)222422222222222213131122PF k k k k k k k PMk k ⎛⎫⎛⎫-+ ⎪ ⎪-+⎝⎭⎝⎭===++-++⎛⎫⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭…………………………11分由1<k 且0≠k ,得2112k <+<;当21k +=,22PM PF取得最小值3;当112=+k 时,22PMPF 取1;当212k +=时,22PMPF 取12;所以223,1)PF PM∈ ………………………………………13分21.(文科 本小题满分14分)已知a ∈R ,函数()ln x e af x a x x-=-( 2.71828e =是自然对数的底数).(Ⅰ)函数()f x 是否存在极大值,若存在,求极大值点,若不存在,说明理由;(Ⅱ)设()1ln xe g x x x=+,证明对任意0x >,()1g x >.解:(Ⅰ)由已知得,函数()f x 的定义域为()0,+∞,()()()()2211x x xe x e a af x x e a x x x--⎡⎤'=-=--⎣⎦ ……………………1分 (1)若1a ≤,则x e a >,当()0,1x ∈时,()0f x '<,()f x 为减函数; 当()1,x ∈+∞时,()0f x '>,()f x 为增函数,所以当1x =时,()f x 取得极小值,函数无极大值; ……………………2分(2)若1a e <<,令xe a =,得()ln 0,1x a =∈,所以()f x '和()f x 在()0,+∞上的变化情况如下表所示所以当ln x a =时,函数f x 取得极大值;………………………………4分 (3)当a e =时,()0f x '≥,所以()f x 在()0,+∞上是增函数, 此时不存在极值 …………………………………………5分 (4)当a e >时,令x e a =,得()ln 1,x a =∈+∞, 所以()f x '和()f x 在()0,+∞上的变化情况如下表所示所以当1x =时,函数f x 取得极大值; ……………………………………7分 综上所述,当1a e <<时,函数()f x 的极大值点是ln x a =; 当a e >时,函数()f x 的极大值点是1x =;当1a ≤或a e =时,函数无极大值点. ………………………8分(Ⅱ)要证()11ln x e g x x x =>+,只要证明101ln xe x x ->+成立, 即证()1ln 01ln x e x x x x-+>+成立, ………………………9分 令()1ln h x x x =+,则()1ln h x x '=+, 当10,e x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,()0h x '<,()h x 单调递减; 当1,e x ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭,()0h x '>,()h x 单调递增; 所以()11111ln 10h x h e e e e⎛⎫≥=+=-> ⎪⎝⎭, ………………………………10分 所以只需证明()1ln 0xe x x -+>即可,变形得11ln ln 0x x e e x x x x--<⇒->,由(Ⅰ)知,当1a =时,1()ln x e f x x x -=- ……………………………12分 ()1ln x e f x x x-=-在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增,所以()()110f x f e ≥=->,即()1ln 0xe x x -+>,故对任意0x >,()1g x >. ………………………………………14分 21.(理科 本小题满分14分)已知λ∈R ,函数()ln xf x e x x λ=-( 2.71828e =是自然对数的底数).(Ⅰ)若()10f =,证明:曲线()y f x =没有经过点2,03M ⎛⎫⎪⎝⎭的切线; (Ⅱ)若函数()f x 在其定义域上不单调,求λ的取值范围; (Ⅲ)是否存在正整数n ,当11,n n ne λ++⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭时,函数()f x 的图象在x 轴的上方,若存在求n 的值,若不存在,说明理由.解证:(Ⅰ)因为()10f =,所以0λ=,此时()ln f x x x =-, 证法一:设曲线()y f x =在点()00,()P x f x 处的切线经过点2,03M ⎛⎫⎪⎝⎭则曲线()y f x =在点()00,()P x f x 处的切线()000()()y f x f x x x '-=- 所以()00002ln 1ln 3x x x x ⎛⎫=--- ⎪⎝⎭化简得:()0021ln 03x x -+= ………………………………2分 令()2()1ln 3h x x x =-+,则232()133x h x x x -'=-=, 所以当20,3x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0h x '<,()h x 为减函数, 当2,3x ⎛⎫∈+∞⎪⎝⎭时,()0h x '>,()h x 为增函数, 所以222222()1ln ln 0333333h x h ⎛⎫⎛⎫≥=-+=-> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 所以()0021ln 03x x -+=无解所以曲线()y f x =的切线都不经过点2,03M ⎛⎫⎪⎝⎭………………………………4分 证法二:设曲线()y f x =在点()00,()P x f x 处的切线经过点()(),0 0M s s > 则曲线()y f x =在点()00,()P x f x 处的切线()000()()y f x f x x x '-=- 所以()()0000ln 1ln x x x s x =---化简得:()001ln 0x s x -+= ………………………………2分 令()()1ln h x x s x =-+,则()1s x sh x x x-'=-=, 所以当()0,x s ∈时,()0h x '<,()h x 为减函数, 当(),x s ∈+∞时,()0h x '>,()h x 为增函数, 所以()()()1ln ln h x h s s s s s s ≥=-+=-,要使()h x 存在零点0x ,则须有ln 0s s -≤,所以ln 0s ≥,即1s ≥, 所以曲线()y f x =的切线都不经过点2,03M ⎛⎫⎪⎝⎭………………………………4分 (Ⅱ)函数的定义域为()0,+∞,因为()()1ln xf x e x λ'=-+, 所以()f x 在定义域上不单调,等价于()f x '有变号零点, …………………………………………5分 令()0f x '=,得1ln x x e λ+=,令()1ln xxg x e +=(0x >). 因为()11ln xg x ex x -⎛⎫'=-- ⎪⎝⎭,令()11ln h x x x =--,()2110h x x x '=--<,所以()h x 是()0,+∞上的减函数,又()10h =,故1是()h x 的唯一零点,…………………………………………6分当()0,1x ∈,()0h x >,()0g x '>,()g x 递增; 当()1,x ∈+∞,()0h x <,()0g x '<,()g x 递减; 故当1x =时,()g x 取得极大值且为最大值()11g e=, 所以1e λ<,即λ的取值范围是1,e ⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭………………………………………8分(Ⅲ)证法一:函数()f x 的图象在x 轴的上方,即对任意0x >,()0f x >恒成立.()0f x >⇔ln 0xe x xλ->.令()ln xe F x x xλ=-(0x >),所以()()()221111xxx e F x x e x x x xλλ-'⎡⎤=-=--⎣⎦…………………………9分 (1)当1n =时,22,e λ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭,即22e λ≥ ①当01x <≤时,()0F x '<,()F x 是减函数,所以()()10F x F e λ≥=>; ②当1x >时,()()()211xx x F x e x x λλ⎡⎤-'=-⎢⎥-⎣⎦,令()()1xx G x e x λ=--,则()()2101xG x e x λ'=+>-,所以()G x 是增函数, 所以当2x ≥时, ()()222220e G x G e λλλ-≥=-=≥,即()0F x '≥ 所以()F x 在[)2,+∞上是增函数,所以()()22ln 21ln 202e F x F λ≥=-≥->,当()1,2x ∈时,取()1,2m ∈,且使()21m e m λ>-,即2211e m e λλ<<-,则()()2201mmG m e e e m λ=-<-=-,因为()()20G m G <,故()G x 存在唯一零点()1,2t ∈,即()F x 有唯一的极值点且为最小值点()1,2t ∈……………………10分 所以()()min ln te F x F t t tλ==-⎡⎤⎣⎦,又()()01t t G t e t λ=-=-,即()1t te t λ=-,故()()min1ln ,1,21F x t t t =-∈⎡⎤⎣⎦-,设()1()ln ,1,21r t t t t =-∈-, 因为()211()01r t t t '=--<-,所以()r t 是()1,2上的减函数, 所以()(2)1ln 20r t r >=->,即()min0F x >⎡⎤⎣⎦所以当22,e λ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭时,对任意0x >,()0f x >恒成立………………12分 (2)当2n ≥时,11n n ne λ++≥,因为1312n n ne e ++<,取32eλ=,则()32ln ln xx e e F x x x x e x λ=-=-,()23212ln 2ln 202e F e e=-=-<, 所以()0f x >不恒成立,综上所述,存在正整数1n =满足要求,即当22,e λ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭时,函数()f x 的图象在x 轴的上方 ……………………………14分 证法二:()0f x >恒成立,等价于λ>ln ()xx xP x e=的最大值; 当(]0,1x ∈,ln ()0x x x P x e =≤,所以ln xx xeλ>恒成立………………9分 当()1,x ∈+∞时,ln ()0xx xP x e=>, ()()1ln 11ln 1()1x xxx x x P x e x e ----'==-,设1()ln 1q x x x =--,()211()01q x xx '=--<-, 所以()q x 在()1,+∞上是减函数,因为(2)1ln 20q =->,1(3)ln 302q =-<, 所以()q x 有唯一零点()2,3t ∈ ……………………………10分 当()1,x t ∈时,()0q x >,即()0P x '>,()P x 是增函数, 当(),x t ∈+∞时,()0q x <,即()0P x '<,()P x 是减函数, 所以[]()max ln ()t t t P x P t e ==,且1()ln 01q t t t =-=-,所以1ln 1t t =- 所以[]max1()(1)t ttt t P x e t e-==- ……………………………12分 设()(1)tt M t t e =-,()2,3t ∈所以()221()01t t t M t t e-+-'=<-, 所以()M t 在()2,3上是减函数,所以(3)()(2)M M t M <<, 即3232()2M t e e <<……………………………13分 因为11n n ne λ++≥使()0f x >,所以22e λ≥,只有1n =符合要求,综上所述,存在正整数1n =满足要求,即当22,e λ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭时,函数()f x 的图象在x 轴的上方 ……………………………14分。