数学高考压轴题大全
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【高考数学】22道压轴题导数及其应用(练习及参考答案)1.已知函数xa x x f +=ln )(. (1)若函数)(x f 有零点,求实数a 的取值范围;(2)证明:当e a 2≥时,x e x f ->)(.2.已知函数2()ln f x x a x =-(a R ∈),()F x bx =(b R ∈).(1)讨论()f x 的单调性;(2)设2a =,()()()g x f x F x =+,若12,x x (120x x <<)是()g x 的两个零点,且1202x x x +=,试问曲线()y g x =在点0x 处的切线能否与x 轴平行?请说明理由.3.已知函数32()f x x mx nx =++(,m n R ∈)(1)若()f x 在1x =处取得极大值,求实数m 的取值范围;(2)若'(1)0f =,且过点(0,1)P 有且只有两条直线与曲线()y f x =相切,求实数m 的值.4.已知函数2()x f x x e =,3()2g x x =.(1)求函数()f x 的单调区间;(2)求证:x R ∀∈,()()f x g x ≥5.已知函数f (x )= xx ln ﹣ax +b 在点(e ,f (e ))处的切线方程为y =﹣ax +2e . (Ⅰ)求实数b 的值;(Ⅱ)若存在x ∈[e ,e 2],满足f (x )≤41+e ,求实数a 的取值范围.6.已知函数21()ln 12f x x ax bx =-++的图像在1x =处的切线l 过点11(,)22. (1)若函数()()(1)(0)g x f x a x a =-->,求()g x 的最大值(用a 表示);(2)若4a =-,121212()()32f x f x x x x x ++++=,证明:1212x x +≥.7.已知函数()ln a f x x x x=+,32()3g x x x =--,a R ∈. (1)当1a =-时,求曲线()y f x =在1x =处的切线方程;(2)若对任意的121,[,2]2x x ∈,都有12()()f x g x ≥成立,求实数a 的取值范围.8.设函数2)(--=ax e x f x(1)求)(x f 的单调区间;(2)若k a ,1=为整数,且当0>x 时,1)(1<'+-x f x x k 恒成立,其中)(x f '为)(x f 的导函数,求k 的最大值.9.设函数2()ln(1)f x x b x =++.(1)若对定义域内的任意x ,都有()(1)f x f ≥成立,求实数b 的值;(2)若函数()f x 的定义域上是单调函数,求实数b 的取值范围;(3)若1b =-,证明对任意的正整数n ,33311111()123n k f k n=<++++∑.10.已知函数1()(1)ln x f x a e x a a=-+-(0a >且1a ≠),e 为自然对数的底数. (Ⅰ)当a e =时,求函数()y f x =在区间[]0,2x ∈上的最大值;(Ⅱ)若函数()f x 只有一个零点,求a 的值.11.已知函数1()f x x x=-,()2ln g x a x =. (1)当1a ≥-时,求()()()F x f x g x =-的单调递增区间;(2)设()()()h x f x g x =+,且()h x 有两个极值12,x x ,其中11(0,]3x ∈,求12()()h x h x -的最小值.12.已知函数f (x )=ln x +x 2﹣2ax +1(a 为常数).(1)讨论函数f (x )的单调性;(2)若存在x 0∈(0,1],使得对任意的a ∈(﹣2,0],不等式2me a (a +1)+f (x 0)>a 2+2a +4(其中e 为自然对数的底数)都成立,求实数m 的取值范围.13.已知函数f (x )=a x +x 2﹣x ln a (a >0,a ≠1).(1)求函数f (x )在点(0,f (0))处的切线方程;(2)求函数f (x )单调增区间;(3)若存在x 1,x 2∈[﹣1,1],使得|f (x 1)﹣f (x 2)|≥e ﹣1(e 是自然对数的底数),求实数a 的取值范围.14.已知函数1()ln f x x x=-,()g x ax b =+. (1)若函数()()()h x f x g x =-在()0,+∞上单调递增,求实数a 的取值范围; (2)若直线()g x ax b =+是函数1()ln f x x x=-图像的切线,求a b +的最小值; (3)当0b =时,若()f x 与()g x 的图像有两个交点1122(,),(,)A x y B x y ,求证:2122x x e >15.某工艺品厂要设计一个如图1所示的工艺品,现有某种型号的长方形材料如图2所示,其周长为4m ,这种材料沿其对角线折叠后就出现图1的情况.如图,ABCD (AB >AD )为长方形的材料,沿AC 折叠后AB '交DC 于点P ,设△ADP 的面积为2S ,折叠后重合部分△ACP 的面积为1S .(Ⅰ)设AB x =m ,用x 表示图中DP 的长度,并写出x 的取值范围;(Ⅱ)求面积2S 最大时,应怎样设计材料的长和宽?(Ⅲ)求面积()122S S +最大时,应怎样设计材料的长和宽?16.已知()()2ln x f x e x a =++.(1)当1a =时,求()f x 在()0,1处的切线方程;(2)若存在[)00,x ∈+∞,使得()()20002ln f x x a x <++成立,求实数a 的取值范围.17.已知函数()()()2ln 1f x ax x xa R =--∈恰有两个极值点12,x x ,且12x x <.(1)求实数a 的取值范围; (2)若不等式12ln ln 1x x λλ+>+恒成立,求实数λ的取值范围.18.已知函数f (x )=(ln x ﹣k ﹣1)x (k ∈R )(1)当x >1时,求f (x )的单调区间和极值.(2)若对于任意x ∈[e ,e 2],都有f (x )<4ln x 成立,求k 的取值范围.(3)若x 1≠x 2,且f (x 1)=f (x 2),证明:x 1x 2<e 2k .19.已知函数()21e 2x f x a x x =--(a ∈R ). (Ⅰ)若曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线与y 轴垂直,求a 的值; (Ⅱ)若函数()f x 有两个极值点,求a 的取值范围;(Ⅲ)证明:当1x >时,1e ln x x x x>-.20.已知函数()()321233f x x x x b b R =-++?. (1)当0b =时,求()f x 在[]1,4上的值域;(2)若函数()f x 有三个不同的零点,求b 的取值范围.21.已知函数2ln 21)(2--=x ax x f . (1)当1=a 时,求曲线)(x f 在点))1(,1(f 处的切线方程;(2)讨论函数)(x f 的单调性.22.已知函数1()ln sin f x x x θ=+在[1,]+∞上为增函数,且(0,)θπ∈. (Ⅰ)求函数()f x 在其定义域内的极值;(Ⅱ)若在[1,]e 上至少存在一个0x ,使得0002()e kx f x x ->成立,求实数k 的取值范围.参考答案1.(1)函数x a x x f +=ln )(的定义域为),0(+∞. 由x a x x f +=ln )(,得221)(xa x x a x x f -=-='. ①当0≤a 时,0)(>'x f 恒成立,函数)(x f 在),0(+∞上单调递增, 又+∞→+∞→<=+=)(,,01ln )1(x f x a a f ,所以函数)(x f 在定义域),0(+∞上有1个零点.②当0>a 时,则),0(a x ∈时,),(;0)(+∞∈<'a x x f 时,0)(>'x f . 所以函数)(x f 在),0(a 上单调递减,在),(+∞a 上单调递增. 当1ln )]([min +==a x f a x .当01ln ≤+a ,即e a 10≤<时,又01ln )1(>=+=a a f , 所以函数)(x f 在定义域),0(+∞上有2个零点.综上所述实数a 的取值范围为]1,(e -∞. 另解:函数x a x x f +=ln )(的定义域为),0(+∞. 由xa x x f +=ln )(,得x x a ln -=. 令x x x g ln )(-=,则)1(ln )(+-='x x g . 当)1,0(e x ∈时,0)(>'x g ;当),1(+∞∈e x 时,0)(<'x g . 所以函数)(x g 在)1,0(e 上单调递增,在),1(+∞e 上单调递减. 故e x 1=时,函数)(x g 取得最大值ee e e g 11ln 1)1(=-=. 因+∞→+∞→)(,xf x ,两图像有交点得e a 1≤, 综上所述实数a 的取值范围为]1,(e -∞.(2)要证明当e a 2≥时,x e x f ->)(, 即证明当e a x 2,0≥>时,x e xa x ->+ln ,即x xe a x x ->+ln .令a x x x h +=ln )(,则1ln )(+='x x h . 当e x 10<<时,0)(<'x f ;当ex 1>时,0)(>'x f . 所以函数)(x h 在)1,0(e 上单调递减,在),1(+∞e 上单调递增. 当e x 1=时,a ex h +-=1)]([min . 于是,当e a 2≥时,ea e x h 11)(≥+-≥.① 令x xe x -=)(ϕ,则)1()(x e xe e x x x x -=-='---ϕ.当10<<x 时,0)(>'x f ;当1>x 时,0)(<'x f .所以函数)(x ϕ在)1,0(上单调递增,在),1(+∞上单调递减. 当1=x 时,ex 1)]([min =ϕ. 于是,当0>x 时,ex 1)(≤ϕ.② 显然,不等式①、②中的等号不能同时成立. 故当ea 2≥时,x e x f ->)(. 2.(Ⅰ)0,22)(2>-=-='x xa x x a x x f (1)当0≤a 时,0)(>'x f ,)(x f 在()上+∞,0单调递增,(2)当0>a 时,20)(a x x f =='得 有⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛>,22,0)(0a a x f a ,单调增区间是的单调减区间是时,所以 (Ⅱ) bx x x x g +-=ln 2)(2假设)(x g y =在0x 处的切线能平行于x 轴.∵()0,22)(>+-='x b xx x g 由假设及题意得:0ln 2)(11211=+-=bx x x x g0ln 2)(22222=+-=bx x x x g1202x x x +=022)(000=+-='b x x x g ④ 由-得,()()()0ln ln 221212221=-+---x x b x x x x即0212`12ln2x x x x x b --=由④⑤得,()1121212122222ln 1x x x x x x x x x x --==++ 令12x t x =,12,01x x t <∴<<.则上式可化为122ln +-=t t t , 设函数()()10122ln <<+--=t t t t t h ,则 ()()()()011141222>+-=+-='t t t t t t h , 所以函数()122ln +--=t t t t h 在(0,1)上单调递增. 于是,当01t <<时,有()()01=<h t h ,即22ln 01t t t --<+与⑥矛盾. 所以()y f x =在0x 处的切线不能平行于x 轴.3.(Ⅰ)n mx x x f ++='23)(2()02301=++='n m f 得由.01242>-=∆n m∴()3032-≠>+m m ,得到 ①∵()()()32313223)(2++-=+-+='m x x m mx x x f∴⎪⎭⎫ ⎝⎛+-==='32110)(m x x x f 或,得 由题3,1321-<>⎪⎭⎫⎝⎛+-m m 解得② 由①②得3-<m(Ⅱ)()02301=++='n m f 得由 所以()m mx x x f 2323)(2+-+='因为过点)1,0(且与曲线)(x f y =相切的直线有且仅有两条, 令切点是()00,y x P ,则切线方程为()()000x x x f y y -'=- 由切线过点)1,0(,所以有()()0001x x f y -'=-∴()()[]()0020020302323231x m mx x x m mx x -+-+=++--整理得0122030=++mx x.01220300有两个不同的实根的方程所以,关于=++mx x x ()()需有两个零点,则令x h mx x x h 1223++= ()mx x x h 262+='所以()3000mx x x h m -==='≠或得,且()03,00=⎪⎭⎫⎝⎛-=m h h 或由题,()03,10=⎪⎭⎫⎝⎛-=m h h 所以又因为0133223=+⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-m m m 所以3-=m 解得,即为所求4.(Ⅰ)()x x e e x xe x f xxx22)(22+=+='∴()()()上单调递减;在时,0,2,002-<'<<-x f x f x()()()().,02,,002上单调递增和在时,或+∞-∞->'>-<x f x f x x()()()+∞-∞--,020,2)(,和,,单调递增区间是的单调递减区间是所以x f(Ⅱ)显然0≤x 时有)()(x g x f ≥,只需证0>x 时)()(x g x f ≥,由于02≥xx e x x 20≥>时,只需证()+∞∈-=,0,2)(x x e x h x 令 2)(-='x e x h2ln ,0)(=='x x h 得()()02ln ln 22ln 222ln 22ln )(2ln min >-=-=-==∴e e h x h ()恒成立0)(,,0>+∞∈∴x h x所以当0>x 时,)()(x g x f >. 综上R x ∈∀,()()f x g x ≥5.解:(Ⅰ)f (x )=﹣ax+b ,x ∈(0,1)∪(1,+∞), 求导,f′(x )=﹣a ,则函数f (x )在点(e ,f (e ))处切线方程y ﹣(e ﹣ex+b )=﹣a (x ﹣e ), 即y=﹣ax+e+b ,由函数f (x )在(e ,f (e ))处的切线方程为y=﹣ax+2e ,比较可得b=e , 实数b 的值e ;(Ⅱ)由f (x )≤+e ,即﹣ax+e≤+e ,则a≥﹣在[e ,e 2],上有解,设h (x )=﹣,x ∈[e ,e 2],求导h′(x )=﹣==,令p (x )=lnx ﹣2,()()()()0,,2ln ,0,2ln ,0>'+∞∈<'∈∴x h x x h x ()()()上单调递增上单调递减,在,在+∞∴,2ln 2ln 0x h∴x 在[e ,e 2]时,p′(x )=﹣=<0,则函数p (x )在[e ,e 2]上单调递减,∴p (x )<p (e )=lne ﹣2<0,则h′(x )<0,及h (x )在区间[e ,e 2]单调递减,h (x )≥h (e 2)=﹣=﹣,∴实数a 的取值范围[﹣,+∞].6.(1)由'1()f x ax b x=-+,得'(1)1f a b =-+, l 的方程为1(1)(1)(1)2y a b a b x --++=-+-,又l 过点11(,)22,∴111(1)(1)(1)222a b a b --++=-+-,解得0b =. ∵21()()(1)ln (1)12g x f x a x x ax a x =--=-+-+, ∴2'1()(1)1(1)1()1(0)a x x ax a x a g x ax a a x x x--+-+-+=-+-==>, 当1(0,)x a∈时,'()0g x >,()g x 单调递增; 当1(,)x a∈+∞时,'()0g x <,()g x 单调递减. 故2max 111111()()ln()(1)1ln 22g x g a a a a a a a a==-+-+=-. (2)证明:∵4a =-,∴2212121211221212()()3ln 21ln 213f x f x x x x x x x x x x x x x ++++=++++++++,212121212ln()2()22x x x x x x x x =++++-+=,∴2121212122()ln()x x x x x x x x +++=-令12(0)x x m m =>,()ln m m m ϕ=-,'1()m m mϕ-=,令'()0m ϕ<得01m <<;令'()0m ϕ>得1m >.∴()m ϕ在(0,1)上递减,在(1,)+∞上递增,∴()(1)1m ϕϕ≥=,∴212122()1x x x x +++≥,120x x +>,解得:1212x x +≥.7.(1)当1a =-时,1()ln f x x x x =-,(1)1f =-,'21()ln 1f x x x=++, '(1)2f =,从而曲线()y f x =在1x =处的切线为2(1)1y x =--,即23y x =-.(2)对任意的121,[,2]2x x ∈,都有12()()f x g x ≥成立,从而min max ()()f x g x ≥ 对32()3g x x x =--,'2()32(32)g x x x x x =-=-,从而()y g x =在12[,]23递减,2[,2]3递增,max 1()max{(),(2)}12g x g g ==. 又(1)f a =,则1a ≥. 下面证明当1a ≥时,ln 1a x x x +≥在1[,2]2x ∈恒成立. 1()ln ln a f x x x x x x x =+≥+,即证1ln 1x x x +≥. 令1()ln h x x x x =+,则'21()ln 1h x x x=+-,'(1)0h =. 当1[,1]2x ∈时,'()0h x ≤,当[1,2]x ∈时,'()0h x ≥,从而()y h x =在1[,1]2x ∈递减,[1,2]x ∈递增,min ()(1)1h x h ==,从而1a ≥时,ln 1a x x x +≥在1[,2]2x ∈恒成立.8.(1)函数f (x )=e x -ax -2的定义域是R ,f ′(x )=e x -a ,若a ≤0,则f ′(x )=e x -a ≥0,所以函数f (x )=e x -ax -2在(-∞,+∞)上单调递增 若a >0,则当x ∈(-∞,ln a )时,f ′(x )=e x -a <0; 当x ∈(ln a ,+∞)时,f ′(x )=e x -a >0;所以,f (x )在(-∞,ln a )单调递减,在(ln a ,+∞)上单调递增 (2)由于a=1,1)1)((1)(1'+<--⇔<+-x e x k x f x x k x x e x k e x xx +-+<∴>-∴>11.01,0 令x e x x g x +-+=11)(,min )(x g k <∴,22')1()2(1)1(1)(---=+---=x x x xx e x e e e xe x g 令01)(,2)('>-=--=xxe x h x e x h ,)(x h ∴在),0(+∞单调递增,且)(,0)2(,0)1(x h h h ∴><在),0(+∞上存在唯一零点,设此零点为0x ,则)2,1(0∈x 当),0(00x x ∈时,0)('<x g ,当),(00+∞∈x x 时,0)('>x g000min 11)()(0x e x x g x g x +-+==∴, 由)3,2(1)(,20)(0000'0∈+=∴+=⇒=x x g x ex g x ,又)(0x g k <所以k 的最大值为29.(1)由01>+x ,得1->x .∴()x f 的定义域为()+∞-,1.因为对x ∈()+∞-,1,都有()()1f x f ≥,∴()1f 是函数()x f 的最小值,故有()01='f .,022,12)(/=+∴++=bx b x x f 解得4-=b . 经检验,4-=b 时,)(x f 在)1,1(-上单调减,在),1(+∞上单调增.)1(f 为最小值.(2)∵,12212)(2/+++=++=x bx x x b x x f 又函数()x f 在定义域上是单调函数,∴()0≥'x f 或()0≤'x f 在()+∞-,1上恒成立. 若()0≥'x f ,则012≥++x bx 在()+∞-,1上恒成立, 即x x b 222--≥=21)21(22++-x 恒成立,由此得≥b 21; 若()0≤'x f ,则012≤++x bx 在()+∞-,1上恒成立, 即x x b 222--≤=21)21(22++-x 恒成立. 因21)21(22++-x 在()+∞-,1上没有最小值,∴不存在实数b 使()0≤'x f 恒成立. 综上所述,实数b 的取值范围是⎪⎭⎫⎢⎣⎡+∞,21. (3)当1-=b 时,函数()()1ln 2+-=x x x f .令()()()1ln 233+-+-=-=x x x x x f x h ,则()()1131123232+-+-=+-+-='x x x x x x x h . 当()+∞∈,0x 时,()0<'x h ,所以函数()x h 在()+∞,0上单调递减.又()00=h ,∴当[)+∞∈,0x 时,恒有()()00=<h x h ,即()321ln x x x <+-恒成立.故当()+∞∈,0x 时,有()3x x f <.而*∈N k ,()+∞∈∴,01k .取k x 1=,则有311kk f <⎪⎭⎫ ⎝⎛. ∴33311312111n k f nk +⋅⋅⋅+++<⎪⎭⎫⎝⎛∑=.所以结论成立.10.解:(Ⅰ)当a e =时,1()(1)xf x e e x e=-+-,'()xf x e e =-,令'()0f x =,解得1x =,(0,1)x ∈时,'()0f x <;(1,2)x ∈时,'()0f x >,∴{}max ()max (0),(2)f x f f =,而1(0)1f e e =--,21(2)3f e e e=--, 即2max 1()(2)3f x f e e e==--. (Ⅱ)1()(1)ln xf x a e x a a=-+-,'()ln ln ln ()x xf x a a e a a a e =-=-, 令'()0f x =,得log a x e =,则 ①当1a >时,ln 0a >,所以当log a x e =时,()f x 有最小值min ()(log )ln a f x f e e a a==--, 因为函数()f x 只有一个零点,且当x →-∞和x →+∞时,都有()f x →+∞,则min 1()ln 0f x e a a =--=,即1ln 0e a a+=, 因为当1a >时,ln 0a >,所以此方程无解. ②当01a <<时,ln 0a <,所以当log a x e =时,()f x 有最小值min 1()(log )ln a f x f e e a a==--, 因为函数()f x 只有一个零点,且当x →-∞和x →+∞时,都有()f x →+∞, 所以min 1()ln 0f x e a a =--=,即1ln 0e a a+=(01a <<)(*) 设1()ln (01)g a e a a a =+<<,则2211'()e ae g a a a a -=-=, 令'()0g a =,得1a e=, 当10a e <<时,'()0g a <;当1a e>时,'()0g a >; 所以当1a e =时,min 11()()ln 0g a g e e e e ==+=,所以方程(*)有且只有一解1a e=. 综上,1a e=时函数()f x 只有一个零点.11.(1)由题意得F (x)= x --2a ln x . x 0,=,令m (x )=x 2-2ax+1,①当时F(x)在(0,+单调递增; ②当a 1时,令,得x 1=, x 2=x(0,) ()()+-+∴F (x)的单增区间为(0,),()综上所述,当时F (x)的单增区间为(0,+)当a 1时,F (x)的单增区间为(0,),()(2)h (x )= x -2a ln x , h /(x)=,(x >0),由题意知x 1,x 2是x 2+2ax+1=0的两根,∴x 1x 2=1, x 1+x 2=-2a,x 2=,2a=,-=-=2()令H (x )=2(), H /(x )=2()lnx=当时,H/(x)<0, H(x)在上单调递减,H(x)的最小值为H()=,即-的最小值为.12.解:(I)f(x)=lnx+x2﹣2ax+1,f'(x)=+2x﹣2a=,令g(x)=2x2﹣2ax+1,(i)当a≤0时,因为x>0,所以g(x)>0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;(ii)当0<a时,因为△≤0,所以g(x)>0,函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;(iii)当a>时,x在(,)时,g(x)<0,函数f(x)单调递减;在区间(0,)和(,+∞)时,g(x)>0,函数f(x)单调递增;(II)由(I)知当a∈(﹣2,0],时,函数f(x)在区间(0,1]上单调递增,所以当x∈(0,1]时,函数f(x)的最大值是f(1)=2﹣2a,对任意的a∈(﹣2,0],都存在x0∈(0,1],使得不等式a∈(﹣2,0],2me a(a+1)+f(x0)>a2+2a+4成立,等价于对任意的a∈(﹣2,0],不等式2me a(a+1)﹣a2+﹣4a﹣2>0都成立,记h(a)=2me a(a+1)﹣a2+﹣4a﹣2,由h(0)>0得m>1,且h(﹣2)≥0得m≤e2,h'(a)=2(a+2)(me a﹣1)=0,∴a=﹣2或a=﹣lnm,∵a∈(﹣2,0],∴2(a+2)>0,①当1<m<e2时,﹣lnm∈(﹣2,0),且a∈(﹣2,﹣lnm)时,h'(a)<0,a∈(﹣lnm,0)时,h'(a)>0,所以h(a)最小值为h(﹣lnm)=lnm﹣(2﹣lnm)>0,所以a∈(﹣2,﹣lnm)时,h(a)>0恒成立;②当m=e2时,h'(a)=2(a+2)(e a+2﹣1),因为a∈(﹣2,0],所以h'(a)>0,此时单调递增,且h(﹣2)=0,所以a∈(﹣2,0],时,h(a)>0恒成立;综上,m的取值范围是(1,e2].13.解:(1)∵f(x)=a x+x2﹣xlna,∴f′(x)=a x lna+2x﹣lna,∴f′(0)=0,f(0)=1即函数f(x)图象在点(0,1)处的切线斜率为0,∴图象在点(0,f(0))处的切线方程为y=1;(3分)(2)由于f'(x)=a x lna+2x﹣lna=2x+(a x﹣1)lna>0①当a>1,y=2x单调递增,lna>0,所以y=(a x﹣1)lna单调递增,故y=2x+(a x﹣1)lna单调递增,∴2x+(a x﹣1)lna>2×0+(a0﹣1)lna=0,即f'(x)>f'(0),所以x>0 故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;②当0<a<1,y=2x单调递增,lna<0,所以y=(a x﹣1)lna单调递增,故y=2x+(a x﹣1)lna单调递增,∴2x+(a x﹣1)lna>2×0+(a0﹣1)lna=0,即f'(x)>f'(0),所以x>0 故函数f(x)在(0,+∞)上单调递增;综上,函数f(x)单调增区间(0,+∞);(8分)(3)因为存在x1,x2∈[﹣1,1],使得|f(x1)﹣f(x2)|≥e﹣1,所以当x∈[﹣1,1]时,|(f(x))max﹣(f(x))min|=(f(x))max﹣(f(x))min≥e﹣1,(12分)由(2)知,f(x)在[﹣1,0]上递减,在[0,1]上递增,所以当x∈[﹣1,1]时,(f(x))min=f(0)=1,(f(x))max=max{f(﹣1),f(1)},而f(1)﹣f(﹣1)=(a+1﹣lna)﹣(+1+lna)=a﹣﹣2lna,记g(t)=t﹣﹣2lnt(t>0),因为g′(t)=1+﹣=(﹣1)2≥0所以g(t)=t﹣﹣2lnt在t∈(0,+∞)上单调递增,而g(1)=0,所以当t>1时,g(t)>0;当0<t<1时,g(t)<0,也就是当a>1时,f(1)>f(﹣1);当0<a<1时,f(1)<f(﹣1)(14分)①当a>1时,由f(1)﹣f(0)≥e﹣1⇒a﹣lna≥e﹣1⇒a≥e,②当0<a<1时,由f(﹣1)﹣f(0)≥e﹣1⇒+lna≥e﹣1⇒0<a≤,综上知,所求a的取值范围为a∈(0,]∪[e,+∞).(16分)14.(1)解:h (x )=f (x )﹣g (x )=1ln x ax b x ---,则211()h x a x x'=+-, ∵h (x )=f (x )﹣g (x )在(0,+∞)上单调递增, ∴对∀x >0,都有211()0h x a x x '=+-≥,即对∀x >0,都有211a x x≤+,.…………2分 ∵2110x x+>,∴0a ≤, 故实数a 的取值范围是(],0-∞;.…………3分 (2)解:设切点为0001,ln x x x ⎛⎫-⎪⎝⎭,则切线方程为()002000111ln y x x x x x x ⎛⎫⎛⎫--=+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即00220000011111ln y x x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,亦即02000112ln 1y x x x x x ⎛⎫=++-- ⎪⎝⎭,令010t x =>,由题意得220011a t t x x =+=+,002ln 1ln 21b x t t x =--=--- , 令2()ln 1a b t t t t ϕ+==-+--,则()()2111()21t t t t ttϕ+-'=-+-=,.…………6分当()0,1t ∈时,()()0,t t ϕϕ'<在()0,1上单调递减;当()1,t ∈+∞时,()()0,t t ϕϕ'>在()1,+∞上单调递增,∴()()11a b t ϕϕ+=≥=-, 故a b +的最小值为﹣1;.…………7分 (3)证明:由题意知1111ln x ax x -=,2221ln x ax x -=, 两式相加得()12121212ln x x x x a x x x x +-=+ 两式相减得()21221112lnx x x a x x x x x --=-即212112ln 1x x a x x x x +=-∴()21211212122112ln1ln x x x x x x x x x x x x x x ⎛⎫ ⎪+ ⎪-=++- ⎪⎪⎝⎭,即1212212122112()ln ln x x x x x x x x x x x x ⎛⎫++-= ⎪-⎝⎭,. 9分不妨令120x x <<,记211x t x =>, 令()21()ln (1)1t F t t t t -=->+,则()221()0(1)t F t t t -'=>+,∴()21()ln 1t F t t t -=-+在()1,+∞上单调递增,则()21()ln (1)01t F t t F t -=->=+, ∴()21ln 1t t t ->+,则2211122()ln x x x x x x ->+,∴1212212122112()ln ln 2x x x x x x x x x x x x ⎛⎫++-=> ⎪-⎝⎭,又1212121212122()ln ln ln x x x x x x x x x x +-<==∴2>,即1>,.…………10分 令2()ln G x x x =-,则0x >时,212()0G x x x'=+>,∴()G x 在()0,+∞上单调递增.又1ln 210.8512=+≈<,∴1ln G =>>>,即2122x x e >..…………12分15.(Ⅰ)由题意,AB x =,2-BC x =,2,12x x x >-∴<<Q .…………1分 设=DP y ,则PC x y =-,由△ADP ≌△CB'P ,故PA=PC=x ﹣y ,由PA 2=AD 2+DP 2,得()()2222x y x y -=-+即:121,12y x x ⎛⎫=-<< ⎪⎝⎭..…………3分(Ⅱ)记△ADP 的面积为2S ,则()212=1-233S x x x x ⎛⎫⎛⎫-=-+≤- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.…………5分当且仅当()1,2x =时,2S 取得最大值.,宽为(2m 时,2S 最大.….…………7分 (Ⅲ)()()2121114+2=2123,1222S S x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫-+--=-+<< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭于是令()31222142+220,2x S S x x x x-+⎛⎫'=--==∴= ⎪⎝⎭分∴关于x 的函数12+2S S 在(上递增,在)上递减,∴当x =12+2S S 取得最大值.,宽为(m 时,12+2S S 最大..…………12分16.(1)1a =时,()()2ln 1xf x ex =++,()2121x f x e x '=++ ()01f =,()10231f '=+=,所以()f x 在()0,1处的切线方程为31y x =+ (2)存在[)00,x ∈+∞,()()20002ln f x x a x <++,即:()02200ln 0x ex a x -+-<在[)00,x ∈+∞时有解; 设()()22ln xu x ex a x =-+-,()2122x u x e x x a'=--+ 令()2122xm x ex x a =--+,()()21420x m x e x a '=+->+ 所以()u x '在[)0,+∞上单调递增,所以()()102u x u a''≥=- 1°当12a ≥时,()1020u a'=-≥,∴()u x 在[)0,+∞单调增, 所以()()max 01ln 0u x u a ==-<,所以a e > 2°当12a <时,()1ln ln 2x a x ⎛⎫+<+ ⎪⎝⎭设()11ln 22h x x x ⎛⎫=+-+ ⎪⎝⎭, ()11211122x h x x x -'=-=++ 令()102h x x '>⇒>,()1002h x x '<⇒<< 所以()h x 在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭单调递减,在1,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭单调递增 所以()1102h x h ⎛⎫≥=> ⎪⎝⎭,所以11ln 22x x ⎛⎫+>+ ⎪⎝⎭所以()()222ln ln xx u x e x a x e =-+->-2221122x x x e x x ⎛⎫⎛⎫+->-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭设()()22102xg x ex x x ⎛⎫=--+≥ ⎪⎝⎭,()2221x g x e x '=--,令()2221xx ex ϕ=--,()242420x x e ϕ'=-≥->所以()2221xx ex ϕ=--在[)0,+∞上单调递增,所以()()010g x g ''≥=>所以()g x 在()0,+∞单调递增,∴()()00g x g >>, 所以()()00g x g >>, 所以()()()22ln 0xu x e x a x g x =-+->>所以,当12a <时,()()22ln f x x a x >++恒成立,不合题意 综上,实数a 的取值范围为12a ≥.17.(1)因为()ln 2f x a x x '=-,依题意得12,x x 为方程ln 20a x x -=的两不等正实数根, ∴0a ≠,2ln x a x=,令()ln x g x x =,()21ln xg x x -'=, 当()0,x e ∈时,()0g x '>; 当(),x e ∈+∞时,()0g x '<,所以()g x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减,()10g =, 当x e >时,()0g x >, 所以()20g e a<< ∴()210g e a e<<= 解得2a e >,故实数a 的取值范围是()2,e +∞.(2)由(1)得,11ln 2a x x =,22ln 2a x x =,两式相加得()()1212ln ln 2a x x x x λ+=+,故()12122ln ln x x x x aλλ++=两式相减可得()()1212ln ln 2a x x x x -=-, 故12122ln ln x x a x x -=⋅-所以12ln ln 1x x λλ+>+等价于()1221x x aλλ+>+,所以()()1221x x a λλ+>+ 所以()()121212221ln ln x x x x x x λλ-+>+-,即()()121212ln ln 1x x x x x x λλ+->+-, 所以112212ln 11x x x x x x λλ⎛⎫+ ⎪⎝⎭>+-, 因为120x x <<,令()120,1x t x =∈,所以()ln 11t t t λλ+>+-即()()()ln 110t t t λλ+-+-<,令()()()()ln 11h t t t t λλ=+-+-, 则()0h t <在()0,1上恒成立,()ln h t t tλλ'=+-,令()ln I t t t λλ=+-,()()()2210,1t I t t t t tλλ-'=-=∈ ①当1λ≥时,()0I t '<所以()h t '在()0,1上单调递减,()()10h t h ''>=所以()h t 在()0,1上单调递增,所以()()10h t h <=符合题意②当0λ≤时,()0I t '>所以()h t '在()0,1上单调递增()()10h t h ''<=故()h t 在()0,1上单调递减,所以()()10h t h >=不符合题意; ③当01λ<<时,()01I t t λ'>⇔<< 所以()h t '在(),1λ上单调递增,所以()()10h t h ''<=所以()h t 在(),1λ上单调递减, 故()()10h t h >=不符合题意综上所述,实数λ的取值范围是[)1,+∞.18.解:(1)∵f (x )=(lnx ﹣k ﹣1)x (k ∈R ), ∴x >0,=lnx ﹣k ,①当k≤0时,∵x >1,∴f′(x )=lnx ﹣k >0,函数f (x )的单调增区间是(1,+∞),无单调减区间,无极值; ②当k >0时,令lnx ﹣k=0,解得x=e k ,当1<x <e k时,f′(x )<0;当x >e k,f′(x )>0,∴函数f (x )的单调减区间是(1,e k ),单调减区间是(e k ,+∞),在区间(1,+∞)上的极小值为f (e k )=(k ﹣k ﹣1)e k =﹣e k,无极大值. (2)∵对于任意x ∈[e ,e 2],都有f (x )<4lnx 成立,∴f (x )﹣4lnx <0,即问题转化为(x ﹣4)lnx ﹣(k+1)x <0对于x ∈[e ,e 2]恒成立,即k+1>对于x ∈[e ,e 2]恒成立,令g (x )=,则,令t (x )=4lnx+x ﹣4,x ∈[e ,e 2],则,∴t (x )在区间[e ,e 2]上单调递增,故t (x )min =t (e )=e ﹣4+4=e >0,故g′(x )>0, ∴g (x )在区间[e ,e 2]上单调递增,函数g (x )max =g (e 2)=2﹣,要使k+1>对于x ∈[e ,e 2]恒成立,只要k+1>g (x )max ,∴k+1>2﹣,即实数k 的取值范围是(1﹣,+∞).证明:(3)∵f (x 1)=f (x 2),由(1)知,函数f (x )在区间(0,e k)上单调递减, 在区间(e k,+∞)上单调递增,且f (e k+1)=0,不妨设x 1<x 2,则0<x 1<e k<x 2<e k+1,要证x 1x 2<e 2k,只要证x 2<,即证<,∵f (x )在区间(e k ,+∞)上单调递增,∴f (x 2)<f (),又f (x 1)=f (x 2),即证f (x 1)<,构造函数h (x )=f (x )﹣f ()=(lnx ﹣k ﹣1)x ﹣(ln﹣k ﹣1),即h (x )=xlnx ﹣(k+1)x+e 2k(),x ∈(0,e k)h′(x )=lnx+1﹣(k+1)+e 2k (+)=(lnx ﹣k ),∵x ∈(0,e k ),∴lnx ﹣k <0,x 2<e 2k ,即h′(x )>0,∴函数h (x )在区间(0,e k )上单调递增,故h′(x )<h (e k ), ∵,故h (x )<0,∴f (x 1)<f (),即f (x 2)=f (x 1)<f (),∴x 1x 2<e 2k成立.19.(Ⅰ)由()21e 2xf x a x x =--得()e 1x f x a x '=--.因为曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线与y 轴垂直, 所以()010f a '=-=,解得1a =.(Ⅱ)由(Ⅰ)知()e 1xf x a x '=--,若函数()f x 有两个极值点,则()e 10x f x a x '=--=,即 1e x x a +=有两个不同的根,且1e xx a +-的值在根的左、右两侧符号相反. 令()1e x x h x +=,则()()()2e 1e e e x x x x x x h x -+'==-, 所以当0x >时,()0h x '<,()h x 单调递减;当0x <时,()0h x '>,()h x 单调递增. 又当x →-∞时,()h x →-∞;0x =时,()01h =;0x >时,()0h x >;x →+∞时,()0h x →,所以01a <<.即所求实数a 的取值范围是01a <<. (Ⅲ)证明:令()1e ln xg x x x x=-+(1x >),则()10g =,()2e 1e ln 1x xg x x x x'=+--.令()()h x g x '=,则()e e ln x xh x x x '=+23e e 2x x x x x-++, 因为1x >,所以e ln 0xx >,e 0xx >,()2e 10x x x ->,320x>, 所以()0h x '>,即()()h x g x '=在1x >时单调递增,又()1e 20g '=->,所以1x >时,()0g x '>,即函数()g x 在1x >时单调递增. 所以1x >时,()0g x >,即1x >时,1e ln xx x x>-.20.(1)当0b =时,()321233f x x x x =-+,()()()2'4313f x x x x x =-+=--.当()1,3x Î时,()'0f x <,故函数()f x 在()1,3上单调递减; 当()3,4x Î时,()'0f x >,故函数()f x 在()3,4上单调递增. 由()30f =,()()4143f f ==.∴()f x 在[]1,4上的值域为40,3轾犏犏臌;(2)由(1)可知,()()()2'4313f x x x x x =-+=--, 由()'0f x <得13x <<,由()'0f x >得1x <或3x >. 所以()f x 在()1,3上单调递减,在(),1-?,()3,+?上单调递增;所以()()max 413f x f b ==+,()()min 3f x f b ==,所以当403b +>且0b <,即403b -<<时,()10,1x $?,()21,3x Î,()33,4x Î,使得()()()1230f x f x f x ===,由()f x 的单调性知,当且仅当4,03b 骣琪?琪桫时,()f x 有三个不同零点.21.(1)当1=a 时,函数2ln 21)(2--=x x x f ,xx x f 1)('-=, ∴0)1('=f ,23)1(-=f , ∴曲线)(x f 在点))1(,1(f 处的切线方程为23-=y . (2))0(1)('2>-=x xax x f . 当0≤a 时,0)('<x f ,)(x f 的单调递减区间为),0(+∞; 当0>a 时,)(x f 在),0(a a 递减,在),(+∞aa 递增.22.(Ⅰ)211()0sin f x x x θ'=-+≥∙在[1,)-+∞上恒成立,即2sin 10sin x x θθ∙-≥∙.∵(0,)θπ∈,∴sin 0θ>.故sin 10x θ∙-≥在[1,)-+∞上恒成立 只须sin 110θ∙-≥,即sin 1θ≥,又0sin 1θ<≤只有sin 1θ=,得2πθ=.由22111()0x f x x x x-'=-+==,解得1x =. ∴当01x <<时,()0f x '<;当1x >时,()0f x '>.故()f x 在1x =处取得极小值1,无极大值. (Ⅱ)构造1212()ln ln e e F x kx x kx x x x x+=---=--,则转化为;若在[1,]e 上存在0x ,使得0()0F x >,求实数k 的取值范围.当0k ≤时,[1,]x e ∈,()0F x <在[1,]e 恒成立,所以在[1,]e 上不存在0x ,使得0002()ekx f x x ->成立. ②当0k >时,2121()e F x k x x+'=+-2222121()kx e x kx e e e x x x ++-+++-==. 因为[1,]x e ∈,所以0e x ->,所以()0F x '>在[1,]x e ∈恒成立. 故()F x 在[1,]e 上单调递增,max 1()()3F x F e ke e ==--,只要130ke e-->, 解得231e k e +>. ∴综上,k 的取值范围是231(,)e e++∞.。
2024数学高考试卷压轴题一、设函数f(x) = ax3 + bx2 + cx + d (a ≠ 0),若f(x)在x=1和x=2处取得极值,且在x=3处的函数值为8,则a+b+c的值为多少?A. -1B. 0C. 1D. 2(答案)B。
解析:由题意知f'(1) = f'(2) = 0,且f(3) = 8。
根据导数的定义和极值条件,可以列出方程组求解a, b, c的值,进而求得a+b+c=0。
二、已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且a1 = 1,S3 = 6,则S10的值为多少?A. 25B. 50C. 55D. 110(答案)C。
解析:由等差数列的前n项和公式Sn = n/2 * (2a1 + (n-1)d),以及给定的a1和S3,可以求出公差d,再代入S10的公式计算得到S10 = 55。
三、在三角形ABC中,角A, B, C的对边分别为a, b, c,若a = 3,b = 4,cosC = 1/2,则c的值为多少?A. 3B. 4C. 5D. 6(答案)C。
解析:由余弦定理c2 = a2 + b2 - 2ab*cosC,代入已知的a, b, cosC的值,可以求得c = 5。
四、设随机变量X服从二项分布B(n, p),若E(X) = 6,D(X) = 5,则p的值为多少?A. 1/6B. 1/5C. 1/4D. 1/3(答案)A。
解析:由二项分布的期望和方差公式E(X) = np,D(X) = np(1-p),代入已知的E(X)和D(X)的值,可以解得p = 1/6。
五、已知向量a = (1, 2),向量b = (3, 4),则向量a与向量b的夹角的余弦值为多少?A. √2/2B. √3/2C. 2/3D. 1/2(答案)A。
解析:由向量的夹角余弦公式cosθ = (a·b) / (|a| * |b|),代入已知的向量a和b的坐标,可以计算得到cosθ = √2/2。
2024年高考压轴卷【新高考卷】数学·全解全析一、单选题1.已知集合105x A x x ⎧⎫+=≥⎨⎬-⎩⎭,(){}22log 16B x y x ==-,则()R A B ⋂=ð()A .()1,4-B .[]1,4-C .(]1,5-D .()4,52.宋代是中国瓷器的黄金时代,涌现出了五大名窑:汝窑、官窑、哥窑、钧窑、定窑.其中汝窑被认为是五大名窑之首.如图1,这是汝窑双耳罐,该汝窑双耳罐可近似看成由两个圆台拼接而成,其直观图如图2所示.已知该汝窑双耳罐下底面圆的直径是12厘米,中间圆的直径是20厘米,上底面圆的直径是8厘米,高是14厘米,且上、下两圆台的高之比是3:4,则该汝窑双耳罐的体积是()A .1784π3B .1884π3C .2304π3D .2504π33.如图,左车道有2辆汽车,右车道有3辆汽车等待合流,则合流结束时汽车通过顺序共有()种.A .10B .20C .60D .120【答案】A【分析】合流结束时5辆车需要5个位置,第一步从5个位置选2个位置安排左边的2辆汽车,第二步剩下3个位置安排右边的3辆汽车,从而由分步乘法计数原理可得结果.【详解】设左车辆汽车依次为12,A A ,右车辆汽车依次为123,,B B B ,则通过顺序的种数等价于将12,A A 安排在5个顺序中的某两个位置(保持12,A A 前后顺序不变),123,,B B B 安排在其余3个位置(保持123,,B B B 前后顺序不变),123,,B B B ,所以,合流结束时汽车通过顺序共有2353C C 10=.故选:A.4.已知等比数列{}n a 的各项均为负数,记其前n 项和为n S ,若6467813,8S S a a a -=-=-,则2a =()A .-8B .-16C .-32D .-485.已知圆C :22()1x y m +-=,直线l :()1210m x y m ++++=,则直线l 与圆C 有公共点的必要不充分条件是()A .11m -≤≤B .112m -≤≤C .10m -≤≤D .102m ≤≤6.已知函数2()log f x x =,则对任意实数,a b ,“0a b +≤”是“()()0f a f b +≤”的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件故选:C.7.已知0.50.2a =,cos2b =,lg15c =,则()A .a b c <<B .c a b <<C .b c a <<D .b a c<<8.从椭圆22:1(0)x y C a b a b+=>>外一点()00,P x y 向椭圆引两条切线,切点分别为,A B ,则直线AB 称作点P关于椭圆C 的极线,其方程为00221x x y ya b+=.现有如图所示的两个椭圆12,C C ,离心率分别为12,e e ,2C 内含于1C ,椭圆1C 上的任意一点M 关于2C 的极线为l ,若原点O 到直线l 的距离为1,则2212e e -的最大值为()A .12B .13C .15D .14二、多选题9.已知非零复数1z ,2z 在复平面内对应的点分别为1Z ,2Z ,O 为坐标原点,则下列说法正确的是()A .若1211z z -=-,则12=z z B .若1212z z z z +=-,则120OZ OZ ⋅=C .若1212z z z z +=-,则120z z ⋅=D .若1212z z z z +=+,则存在实数t ,使得21z tz =10.已知四面体ABCD的一个平面展开图如图所示,其中四边形AEFD是边长为B,C分别为AE,FD的中点,BD=)⊥A.BE CDB.BE与平面DCE所成角的余弦值为15C.四面体ABCD的内切球半径为30D.四面体ABCD的外接球表面积为8π【点睛】11.对于数列{}n a (N n a +∈),定义k b 为1a ,2a ,…,k a 中最大值(1,2,,k n =⋅⋅⋅)(N n +∈),把数列{}n b 称为数列{}n a 的“M 值数列”.如数列2,2,3,7,6的“M 值数列”为2,2,3,7,7,则()A .若数列{}n a 是递减数列,则{}n b 为常数列B .若数列{}n a 是递增数列,则有n na b =C .满足{}n b 为2,3,3,5,5的所有数列{}n a 的个数为8D .若()1()2N n n a n -+=-∈,记n S 为{}n b 的前n 项和,则1001002(21)3S =-三、填空题12.已知向量()1,1,4a b == ,且b 在a 上的投影向量的坐标为()2,2--,则a 与b的夹角为.13.已知公比q 大于1的等比数列{}n a 满足135a a +=,22a =.设22log 7n n b a =-,则当5n ≥时,数列{}n b 的前n 项和n S =.14.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为12,F F ,过点2F 且斜率为34-的直线与C 交于,A B两点.若112AF F F ⊥,则C 的离心率为;线段AB 的垂直平分线与x 轴交于点D ,则22BF DF =.5.【点睛】方法点睛:椭圆求离心率或者范围关键是找到关于,a c 的齐次式求得.四、解答题15.如图,在平面四边形ABCD ,已知1BC =,3cos 5BCD ∠=-.(1)若AC 平分BCD ∠,且2AB =,求AC 的长;(2)若45CBD ∠=︒,求CD 的长.16.如图,在三棱柱111ABC A B C -中,ABC △是边长为2的正三角形,侧面11BB C C 是矩形,11AA A B =.(1)求证:三棱锥1A ABC -是正三棱锥;(2)若三棱柱111ABC A B C -的体积为221AC 与平面11AA B B 所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析(2)23【分析】(1)根据线面垂直的判定定理及性质定理,证明1A O ⊥平面ABC 即可;(2)建立空间直角坐标系,利用向量法求线面角正弦即可.【详解】(1)分别取AB ,BC 中点D ,E ,连接CD ,AE 交于点O ,则点O 为正三角形ABC 的中心.因为11AA A B CA CB ==,得1CD AB AD AB ⊥⊥,,又11,,A D CD D A D CD =⊂ 平面1A CD ,所以AB ⊥平面1A CD ,又1A O ⊂平面1A CD ,则1AB A O ⊥;取11B C 中点1E ,连接111A E E E ,,则四边形11AA E E 是平行四边形,因为侧面11BB C C 是矩形,所以1BC EE ⊥,又BC AE ⊥,又11,,EE AE E EE AE =⊂ 平面11AA E E ,所以BC ⊥平面11AA E E ,又1A O ⊂平面11AA E E ,则1BC A O ⊥;又AB BC B ⋂=,,AB BC ⊂平面ABC ,所以1A O ⊥平面ABC ,所以三棱锥1A ABC -是正三棱锥.17.某学校为了解本学期学生参加公益劳动的情况,从学校内随机抽取了500名高中学生进行在线调查,收集了他们参加公益劳动时间(单位:小时)分配情况等数据,并将样本数据分成[0,2],(2,4],(4,6],(6,8],(8,10],(10,12],(12,14],(14,16],(16,18]九组,绘制成如图所示的频率分布直方图.(1)为进一步了解这500名学生参加公益劳动时间的分配情况,从参加公益劳动时间在(12,14],(14,16],(16,18]三组内的学生中,采用分层抽样的方法抽取了10人,现从这10人中随机抽取3人.记参加公益劳动时间在(14,16]内的学生人数为X ,求X 的分布列和期望;(2)以调查结果的频率估计概率,从该学校所有高中学生中随机抽取20名学生,用“20()P k ”表示这20名学生中恰有k 名学生参加公益劳动时间在(10,12](单位:小时)内的概率,其中0,1,2,,20k = .当20()P k 最大时,写出k 的值.18.已知双曲线(22:10,0x y C a b a b-=>>)的左右焦点分别为12,F F ,C 的右顶点到直线2:a l x c =的距离为1,双曲线右支上的点到1F 的最短距离为3(1)求双曲线C 的方程;(2)过2F 的直线与C 交于M 、N 两点,连接1MF 交l 于点Q ,证明:直线QN 过x 轴上一定点.【点睛】方法点睛:求解直线过定点问题常用方法如下:(1)“特殊探路,一般证明(2)“一般推理,特殊求解”:即设出定点坐标,根据题设条件选择参数,建立一个直线系或曲线的方程,再根据参数的任意性得到一个关于定点坐标的方程组,以这个方程组的解为坐标的点即为所求点;(3)求证直线过定点()00,x y ,常利用直线的点斜式方程()00y y k x x -=-或截距式y kx b =+来证明.19.函数()e xf x a x=-图像与x 轴的两交点为()()()1221,0,0A x B x x x >,(1)令()()ln h x f x x x =-+,若()h x 有两个零点,求实数a 的取值范围;(2)证明:121x x <;(3)证明:当5a ≥时,以AB 为直径的圆与直线)1y x =+恒有公共点.(参考数据:0.25 2.5e 1.3e 12.2≈≈,)。
高考数学压轴题系列训练一(含答案及解析详解)1.(12分)已知抛物线、椭圆和双曲线都经过点()1,2M ,它们在x 轴上有共同焦点,椭圆和双曲线的对称轴是坐标轴,抛物线的顶点为坐标原点.(Ⅰ)求这三条曲线的方程;(Ⅱ)已知动直线l 过点()3,0P ,交抛物线于,A B 两点,是否存在垂直于x 轴的直线l '被以AP 为直径的圆截得的弦长为定值?若存在,求出l '的方程;若不存在,说明理由.解:(Ⅰ)设抛物线方程为()220y px p =>,将()1,2M 代入方程得2p =24y x ∴= 抛物线方程为: ………………………………………………(1分)由题意知椭圆、双曲线的焦点为()()211,0,1,0,F F -∴ c=1…………………(2分) 对于椭圆,1222a MF MF =++(222222211321a ab ac ∴=∴=+=+∴=-=+∴= 椭圆方程为:………………………………(4分)对于双曲线,1222a MF MF '=-=2222221321a abc a '∴=-'∴=-'''∴=-=∴= 双曲线方程为:………………………………(6分)(Ⅱ)设AP 的中点为C ,l '的方程为:x a =,以AP 为直径的圆交l '于,D E 两点,DE 中点为H令()11113,,,22x y A x y +⎛⎫∴ ⎪⎝⎭ C ………………………………………………(7分)()1112312322DC AP x CH a x a ∴==+=-=-+()()()2222221112121132344-23246222DH DC CH x y x a a x a aa DH DE DH l x ⎡⎤⎡⎤∴=-=-+--+⎣⎦⎣⎦=-+==-+=∴=='= 当时,为定值; 此时的方程为: …………(12分)2.(14分)已知正项数列{}n a 中,16a =,点(n n A a 在抛物线21y x =+上;数列{}n b 中,点(),n n B n b 在过点()0,1,以方向向量为()1,2的直线上.(Ⅰ)求数列{}{},n n a b 的通项公式;(Ⅱ)若()()()n n a f n b ⎧⎪=⎨⎪⎩, n 为奇数, n 为偶数,问是否存在k N ∈,使()()274f k f k +=成立,若存在,求出k 值;若不存在,说明理由; (Ⅲ)对任意正整数n ,不等式1120111111n n n ab b b +≤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++ ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭成立,求正数a 的取值范围.解:(Ⅰ)将点(n n A a 代入21y x =+中得()11111115:21,21n n n n n n a a a a d a a n n l y x b n ++=+∴-==∴=+-⋅=+=+∴=+ 直线 …………………………………………(4分)(Ⅱ)()()()521n f n n ⎧+⎪=⎨+⎪⎩, n 为奇数, n 为偶数………………………………(5分)()()()()()()27274275421,42735227145,24k k f k f k k k k k k k k k k ++=∴++=+∴=+∴++=+∴==当为偶数时,为奇数, 当为奇数时,为偶数, 舍去综上,存在唯一的符合条件。
历届高考数学压轴题汇总及答案1.2019年高考数学上海卷:已知等差数列$\{a_n\}$的公差$d\in(0,\pi]$,数列$\{b_n\}$满足$b_n=\sin(a_n)$,集合$S=\{x|x=b_n,n\in N^*\}$。
1) 若$a_1=0,d=\frac{\pi}{6}$,求集合$S$的元素个数;2) 若$a_1=\frac{2\pi}{3}$,求集合$S$;3) 若集合$S$有三个元素$b_{n+T}=b_n$,其中$T$是不超过$7$的正整数,求$T$的所有可能值。
2.2019年高考数学浙江卷:已知实数$a\neq0$,函数$f(x)=a\ln x+x+1$,$x>0$。
1) 当$a=-1$时,求函数$f(x)$的单调区间;2) 对任意$x\in[\frac{3}{4},+\infty)$,有$f(x)\leq\frac{1}{2}e^{2a}$,求$a$的取值范围。
3.2019年高考数学江苏卷:设$(1+x)=a+a_1x+a_2x^2+\cdots+a_nx^n$,$n^2,n\in N^*$,已知$a_3=2a_2a_4$。
1) 求$n$的值;2) 设$(1+3x)=a+b\sqrt{3}$,其中$a,b\in N^*$,求$a^2-3b^2$的值。
4.2018年高考数学上海卷:给定无穷数列$\{a_n\}$,若无穷数列$\{b_n\}$满足对任意$n\in N^*$,都有$b_n-a_n\leq1$,则称$\{b_n\}$与$\{a_n\}$“接近”。
1) 设$\{a_n\}$是首项为$1$,公比为$\frac{1}{2}$的等比数列,构造一个与$\{a_n\}$接近的数列$\{b_n\}$,并说明理由;2) 设数列$\{a_n\}$的前四项为:$a_1=1,a_2=2,a_3=4,a_4=8$,$\{b_n\}$是一个与$\{a_n\}$接近的数列,记集合$M=\{x|x=b_i,i=1,2,3,4\}$,求$M$中元素的个数$m$;3) 已知$\{a_n\}$是公差为$d$的等差数列,若存在数列$\{b_n\}$满足:$\{b_n\}$与$\{a_n\}$接近,且在$1$的等比数列,$b_n=a_{n+1}+1$,$n\in N^*$,判断数列$\{b_n\}$是否满足$b_2-b_1,b_3-b_2,\cdots,b_{201}-b_{200}$中至少有$100$个为正数,求$d$的取值范围。
决胜3.已知函数,曲线在处的切线方程为.()2e xf x ax =-()y f x =()()1,1f 1y bx =+(1)求的值:,a b (2)求在上的最值;()f x []0,1(3)证明:当时,.0x >()e 1e ln 0x x x x +--≥4.已知函数,.()()ln 1f x x x a x =-++R a ∈(1)若,求函数的单调区间;1a =()f x (2)若关于的不等式在上恒成立,求的取值范围;x ()2f x a≤[)2,+∞a (3)若实数满足且,证明.b 21a b <-+1b >()212ln f x b <-5.椭圆的离心率是,点是椭圆上一点,过点2222:1(0)x y E a b a b +=>>22()2,1M E 的动直线与椭圆相交于两点.()0,1P l ,A B (1)求椭圆的方程;E (2)求面积的最大值;AOB (3)在平面直角坐标系中,是否存在与点不同的定点,使恒成立?存在,xOy P Q QA PAQB PB=求出点的坐标;若不存在,请说明理由.Q 6.已知函数,.()21ln 2f x a x x⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭()()()2R g x f x ax a =-∈(1)当时,0a =(i )求曲线在点处的切线方程;()y f x =()()22f ,(ii )求的单调区间及在区间上的最值;()f x 1,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦(2)若对,恒成立,求a 的取值范围.()1,x ∀∈+∞()0g x <(1)求抛物线的表达式和的值;,t k (2)如图1,连接AC ,AP ,PC ,若△APC 是以(3)如图2,若点P 在直线BC 上方的抛物线上,过点的最大值.12CQ PQ +(1)【基础训练】请分别直接写出抛物线的焦点坐标和准线l 的方程;22y x =(2)【技能训练】如图2所示,已知抛物线上一点P 到准线l 的距离为6,求点P 的坐218y x =标;(3)【能力提升】如图3所示,已知过抛物线的焦点F 的直线依次交抛物线及准()20y ax a =>线l 于点,若求a 的值;、、A B C 24BC BF AF ==,(4)【拓展升华】古希腊数学家欧多克索斯在深入研究比例理论时,提出了分线段的“中末比”问题:点C 将一条线段分为两段和,使得其中较长一段是全线段与另一AB AC CB AC AB 段的比例中项,即满足:,后人把这个数称为“黄金分割”,把CB 512AC BC AB AC -==512-点C 称为线段的黄金分割点.如图4所示,抛物线的焦点,准线l 与y 轴AB 214y x=(0,1)F 交于点,E 为线段的黄金分割点,点M 为y 轴左侧的抛物线上一点.当(0,1)H -HF 时,求出的面积值.2MH MF=HME 10.已知双曲线的一条渐近线方程的倾斜角为,焦距为4.2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>60︒(1)求双曲线的标准方程;C (2)A 为双曲线的右顶点,为双曲线上异于点A 的两点,且.C ,M N C AM AN ⊥①证明:直线过定点;MN ②若在双曲线的同一支上,求的面积的最小值.,M N AMN(1)试用解析几何的方法证明:(2)如果将圆分别变为椭圆、双曲线或抛物线,你能得到类似的结论吗?13.对于数集(为给定的正整数),其中,如果{}121,,,,n X x x x =-2n ≥120n x x x <<<< 对任意,都存在,使得,则称X 具有性质P .,a b X ∈,c d X ∈0ac bd +=(1)若,且集合具有性质P ,求x 的值;102x <<11,,,12x ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭(2)若X 具有性质P ,求证:;且若成立,则;1X ∈1n x >11x =(3)若X 具有性质P ,且,求数列的通项公式.2023n x =12,,,n x x x 14.已知,是的导函数,其中.()2e xf x ax =-()f x '()f x R a ∈(1)讨论函数的单调性;()f x '(2)设,与x 轴负半轴的交点为点P ,在点P()()()2e 11x g x f x x ax =+-+-()y g x =()y g x =处的切线方程为.()y h x =①求证:对于任意的实数x ,都有;()()g x h x ≥②若关于x 的方程有两个实数根,且,证明:()()0g x t t =>12,x x 12x x <.()2112e 11e t x x --≤+-15.在平面直角坐标系中,一动圆经过点且与直线相切,设该动圆圆心xOy 1,02A ⎛⎫ ⎪⎝⎭12x =-的轨迹为曲线K ,P 是曲线K 上一点.(1)求曲线K 的方程;(2)过点A 且斜率为k 的直线l 与曲线K 交于B 、C 两点,若且直线OP 与直线交//l OP 1x =于Q 点.求的值;||||AB ACOP OQ ⋅⋅(3)若点D 、E 在y 轴上,的内切圆的方程为,求面积的最小值.PDE △()2211x y -+=PDE △16.已知椭圆C :,四点中恰有三()222210x y a b a b +=>>()()1234331,1,0,1,1,,1,22P P P P ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭点在椭圆C 上.(1)求椭圆C 的方程;(2)设直线l 不经过P 2点且与C 相交于A ,B 两点,若直线与直线的斜率的和为,2P A 2P B 1-证明:l 过定点.18.给定正整数k ,m ,其中,如果有限数列同时满足下列两个条件.则称2m k ≤≤{}n a 为数列.记数列的项数的最小值为.{}n a (,)k m -(,)k m -(,)G k m 条件①:的每一项都属于集合;{}n a {}1,2,,k 条件②:从集合中任取m 个不同的数排成一列,得到的数列都是的子列.{}1,2,,k {}n a 注:从中选取第项、第项、…、第项()形成的新数列{}n a 1i 2i 5i 125i i i <<<…称为的一个子列.325,,,i i i a a a ⋯{}n a (1)分别判断下面两个数列,是否为数列.并说明理由!(33)-,数列;1:1,2,3,1,2,3,1,2,3A 数列.2:1,2,3,2,1,3,1A (2)求的值;(),2G k (3)求证.234(,)2k k G k k +-≥答案:1.(1)极大值为,无极小值2e (2)证明见解析【分析】(1)求导,根据导函数的符号结合极值的定义即可得解;(2)构造函数,利用导数求出函数的最小值,再()21()()()2ln 12F x f x g x x x x x x =+=+->证明即可或者转换不等式为,通过构造函数可得证.()min0F x >()112ln 012x x x +->>【详解】(1)的定义域为,,()f x (0,)+∞()2(1ln )f x x '=-+当时,,当时,,10e x <<()0f x '>1e x >()0f x '<所以函数在上单调递增,在上单调递减,()f x 10,e ⎛⎫ ⎪⎝⎭1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭故在处取得极大值,()f x 1e x =12e e f ⎛⎫= ⎪⎝⎭所以的极大值为,无极小值;()f x 2e (2)设,()21()()()2ln 12F x f x g x x x x x x =+=+->解法一:则,()2ln 1F x x x '=--令,,()()2ln 11h x x x x =-->22()1x h x x x -'=-=当时,,单调递减,当时,,单调递增,12x <<()0h x '<()h x 2x >()0h x '>()h x 又,,,(2)1ln 40h =-<(1)0h =(4)32ln 40h =->所以存在,使得,即.0(2,4)x ∈0()0h x =002ln 10x x --=当时,,即,单调递减,01x x <<()0h x <()0F x '<()F x 当时,,即,单调递增,0x x >()0h x >()0F x '>()F x 所以当时,在处取得极小值,即为最小值,1x >()F x 0x x =故,22000000(11()()12ln )222F x F x x x x x x ≥=+-=-+设,因为,2000122()p x x x =-+0(2,4)x ∈由二次函数的性质得函数在上单调递减,2000122()p x x x =-+(2,4)故,0()(4)0p x p >=所以当时,,即.1x >()0F x >()()0f x g x +>解法二:要证,即证,()0F x >()1()12ln 012p x x x x =+->>因为,所以当时,,单调递减,()124()122x p x x x x -'=-=>()1,4x ∈()0p x '<()p x 当时,,单调递增,()4,x ∞∈+()0p x '>()p x 所以,所以,即.()()4212ln 434ln 20p x p ≥=+-=->()0F x >()()0f x g x +>方法点睛:利用导数证明不等式问题,方法如下:(1)直接构造函数法:证明不等式(或)转化为证明()()f xg x >()()f xg x <(或),进而构造辅助函数;()()0f xg x ->()()0f xg x -<()()()h x f x g x =-(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,稍作变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.2.(1)0(2)证明详见解析(3)2a ≤【分析】(1)利用导数求得的最小值.()g x (2)根据(1)的结论得到,利用放缩法以及裂项求和法证得不等式成立.2211ln 1n n ⎛⎫+≤ ⎪⎝⎭(3)由不等式分离参数,利用构造函数法,结合导数求得的取ln (2)10xx x x a x -+--≥a a 值范围.【详解】(1)依题意,,()21ln (,0)2f x x x x t t x =-+∈>R 所以,()()()()ln 1ln 10g x f x x x x x x '==-+=-->,所以在区间上单调递减;()111x g x x x -'=-=()g x ()0,1()()0,g x g x '<在区间上单调递增,()1,+∞()()0,g x g x '>所以当时取得最小值为.1x =()g x ()11ln110g =--=(2)要证明:对任意正整数,都有,(2)n n ≥222211111111e 234n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋅+⋅++< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 即证明,22221111ln 1111ln e234n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋅+⋅++< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦ 即证明,222111ln 1ln 1ln 1123n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++++< ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 由(1)得,即()()()10f xg x g '=≥=ln 10,ln 1x x x x --≥≤-令,所以, *211,2,N x n n n =+≥∈222111ln 111n n n ⎛⎫+≤+-= ⎪⎝⎭所以222222111111ln 1ln 1ln 12323n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++++≤+++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ,()111111111122312231n n n n <+++=-+-++-⨯⨯-- 111n=-<所以对任意正整数,都有.(2)n n ≥222211111111e 234n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋅+⋅++< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ (3)若不等式恒成立,此时,ln (2)10xx x x a x -+--≥0x >则恒成立,ln 21x x x x x a x -+-≤令,()ln 21xx x x x h x x -+-=令,()()()e 10,e 10x x u x x x u x '=--≥=-≥所以在区间上单调递增,()u x[)0,∞+所以,当时等号成立,()0e 010,e 10,e 1x x u x x x ≥--=--≥≥+0x =所以,()ln e ln 21ln 1ln 212x x x x x x x x x x h x x x -+-+-+-=≥=当时等号成立,所以.ln 0,1x x x ==2a ≤利用导数求函数的最值的步骤:求导:对函数进行求导,得到它的导函数.导函数()f x ()f x '表示了原函数在不同点处的斜率或变化率.找出导数为零的点:解方程,找到使得导()0f x '=数为零的点,这些点被称为临界点,可能是函数的极值点(包括最大值和最小值),检查每个临界点以及区间的端点,并确认它们是否对应于函数的最值.3.(1),1a =e 2b =-(2);()max e 1f x =-()min 1f x =(3)证明见解析【分析】(1)利用切点和斜率列方程组,由此求得.,a b (2)利用多次求导的方法求得在区间上的单调性,由此求得在上的最值.()f x []0,1()f x []0,1(3)先证明时,,再结合(2)转化为,从0x >()()e 21f x x ≥-+()21e ln e x x x x x+--≥+而证得不等式成立.【详解】(1),()e 2x f x ax'=-∴,解得:,;()()1e 21e 1f a b f a b ⎧=-=⎪⎨=-=+'⎪⎩1a =e 2b =-(2)由(1)得:,()2e xf x x =-,令,则,()e 2x f x x '=-()e 2x h x x=-()e 2x h x '=-是增函数,令解得.()h x ()0h x '=ln 2x =∴,也即在上单调递减,()h x ()f x '()0,ln2()()0,h x h x '<在上单调递增,()ln2,+∞()()0,h x h x '>∴,∴在递增,()()ln 2ln222ln20h f ==->'()f x []0,1∴;;()()max 1e 1f x f ==-()()min 01f x f ==(3)∵,由(2)得过,()01f =()f x ()1,e 1-且在处的切线方程是,()y f x =1x =()e 21y x =-+故可猜测且时,的图象恒在切线的上方,0x >1x ≠()f x ()e 21y x =-+下面证明时,,设,,0x >()()e 21f x x ≥-+()()()e 21g x f x x =---()0x >∴,∴令,()()e 2e 2x g x x =---'()()()e 2e 2x x x g m x '--==-,()e 2x m x '=-由(2)得:在递减,在递增,()g x '()0,ln2()ln2,+∞∵,,,∴,()03e 0g '=->()10g '=0ln21<<()ln20g '<∴存在,使得,()00,1x ∈()0g x '=∴时,,时,,()()00,1,x x ∈⋃+∞()0g x '>()0,l x x ∈()0g x '<故在递增,在递减,在递增.()g x ()00,x ()0,1x ()1,+∞又,∴当且仅当时取“”,()()010g g ==()0g x ≥1x ==()()2e e 210x g x x x =----≥故,,由(2)得:,故,()e e 21x x xx+--≥0x >e 1x x ≥+()ln 1x x ≥+∴,当且仅当时取“=”,∴,1ln x x -≥1x =()e e 21ln 1x x x x x+--≥≥+即,∴,()21ln 1e e x x x x+--≥+()21e ln e x x x x x+--≥+即成立,当且仅当时“=”成立.()1ln 10e e x x x x +---≥1x =求解切线的有关的问题,关键点就是把握住切点和斜率.利用导数研究函数的单调性,如果一次求导无法求得函数的单调性时,可以考虑利用多次求导来进行求解.利用导数证明不等式恒成立,如果无法一步到位的证明,可以先证明一个中间不等式,然后再证得原不等式成立.4.(1)单调增区间为,单调减区间为;()0,1()1,+∞(2)(],2ln 2-∞(3)证明见解析【分析】(1)求导,再根据导函数的符号即可得解;(2)分离参数可得,构造函数,利用导数求出函数的最小ln 1x x a x ≤-ln (),21x xg x x x =≥-()g x 值即可得解;(3)由,得,则,要证21a b <-+21a b -<-2112()(e )e e 1a a b f x f a b ---≤=+<-+,即证,即证,构造函数()212ln f x b<-222e112ln bb b --+<-22212ln 0eb b b +-<,证明即可.()()()12ln e x h x x x x =>-()1h x <-【详解】(1)当时,,1a =()ln 1,0f x x x x x =-++>,由,得,由,得,()ln f x x '=-()0f x '>01x <<()0f x '<1x >故的单调增区间为,单调减区间为;()f x ()0,1()1,+∞(2),()ln 2,1x xf x a a x ≤∴≤- 令,ln (),21x x g x x x =≥-则,21ln ()(1)x xg x x --'=-令,则,()ln 1t x x x =-+11()1xt x x x -'=-=由,得,由,得,()0t x '>01x <<()0t x '<1x >故在递增,在递减,,()t x ()0,1()1,+∞max ()(1)0t x t ==,所以,()0t x ∴≤ln 1≤-x x 在上单调递增,,()0,()g x g x '≥∴[)2,+∞()min ()2g x g ∴=,(2)2ln 2a g ∴≤=的取值范围;a ∴(],2ln 2-∞(3),221,1b a b a <-+∴-<- 又,在上递增,11()(e )e a a f x f a --≤=+1e a y a -=+ R a ∈所以,2112()(e )e e 1a a b f x f a b ---≤=+<-+下面证明:,222e 112ln b b b --+<-即证,22212ln 0ebb b +-<令,则,21x b =>12ln 0e x x x +-<即,(2ln )e 1xx x -⋅<-令,则,()()()12ln e xh x x x x =>-()22ln 1e xh x x x x '⎛⎫=-+-⋅ ⎪⎝⎭令,则,()2()2ln 11x x x x x ϕ=-+->()()2221122()101x x x x x x ϕ---=--=<>∴函数在上单调递减,()x ϕ()1,+∞,()(1)0x ϕϕ∴<=在递减,()()0,h x h x '∴<(1,)+∞,()()1e 1h x h ∴<=-<-所以.()212ln f x b <-方法点睛:利用导数证明不等式问题,方法如下:(1)直接构造函数法:证明不等式(或)转化为证明()()f xg x >()()f xg x <(或),进而构造辅助函数;()()0f xg x ->()()0f xg x -<()()()h x f x g x =-(2)适当放缩构造法:一是根据已知条件适当放缩;二是利用常见放缩结论;(3)构造“形似”函数,稍作变形再构造,对原不等式同解变形,根据相似结构构造辅助函数.5.(1)22142x y +=(2)2(3)存在,.()0,2Q 【分析】(1)由离心率及过点列方程组求解.()2,1M,a b (2)设直线为与椭圆方程联立,将表达为的函数,由基本不l 1y kx =+1212AOB S x x =⋅- k 等式求最大值即可.(3)先讨论直线水平与竖直情况,求出,设点关于轴的对称点,证得()0,2Q B y B '三点共线得到成立.,,Q A B 'QA PAQB PB=【详解】(1)根据题意,得,解得,椭圆C 的方程为.2222222211c a a b c a b ⎧=⎪⎪⎪=+⎨⎪⎪+=⎪⎩222422a b c ⎧=⎪=⎨⎪=⎩22142x y +=(2)依题意,设,直线的斜率显然存在,()()1122,,,A x y B x y l 故设直线为,联立,消去,得,l 1y kx =+221142y kx x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩y ()2212420k x kx ++-=因为直线恒过椭圆内定点,故恒成立,,l ()0,1P 0∆>12122242,1212k x x x x k k +=-=-++故,()2221212221224212111214414222122AOBk S x x x x x x k k k k ⋅+⎛⎫⎛⎫=⋅=⨯-=⨯-⨯= ⎪ ⎪+⎝-+-⎝++⎭⎭- 令,所以,当且仅当,即时取得214,1t k t =+≥22222211AOB t S t t t=×=×£++1t =0k =等号,综上可知:面积的最大值为.AOB 2(3)当平行于轴时,设直线与椭圆相交于两点,如果存在点满足条件,l x ,C D Q 则有,即,所以点在轴上,可设的坐标为;||||1||||QC PC QD PD ==QC QD =Q y Q ()00,y 当垂直于轴时,设直线与椭圆相交于两点,如果存在点满足条件,l x ,M N Q 则有,即,解得或,||||||||QM PM QN PN =00221212y y --=++01y =02y =所以若存在不同于点的定点满足条件,则点的坐标为;P Q Q ()0,2当不平行于轴且不垂直于轴时,设直线方程为,l x x l 1y kx =+由(2)知,12122242,1212k x x x x k k --+==++又因为点关于轴的对称点的坐标为,B y B '()22,x y -又,,11111211QA y kx k k x x x --===-22222211QB y kx k k x x x '--===-+--.方法点睛:直线与椭圆0Ax By C ++=时,取得最大值2222220a A b B C +-=MON S 6.(1)(i );(322ln 220x y +--=(2)11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦故曲线在点处的切线方程为,()y f x =()()22f ,()()32ln 222y x --+=--即;322ln 220x y +--=(ii ),,()21ln 2f x x x =-+()0,x ∈+∞,()211x f x x x x -'=-+=令,解得,令,解得,()0f x ¢>()0,1x ∈()0f x '<()1,x ∈+∞当时,,1,e e x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦()()max 112f x f ==-又,,221111ln 1e 2e e 2e f ⎛⎫=-+=-- ⎪⎝⎭()2211e e ln e e 122f =-+=-+其中,()222211111e 1e 1e 20e 2e 222ef f ⎛⎫⎛⎫-=----+=--> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭故,()()2min 1e e 12f x f ==-+故的单调递增区间为,单调递减区间为;()f x ()0,1()1,+∞在区间上的最大值为,最小值为;()f x 1,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦12-21e 12-+(2),()21ln 22xg x a x x a ⎭-+⎛=⎪-⎫ ⎝对,恒成立,()1,x ∀∈+∞21ln 202a x x ax ⎛⎫-+-< ⎪⎝⎭变形为对恒成立,ln 122x a xa x<--⎛⎫ ⎪⎝⎭()1,x ∀∈+∞令,则,()(),1,ln x h x x x ∈=+∞()21ln xh x x -'=当时,,单调递增,()1,e x ∈()0h x '>()ln xh x x =当时,,单调递减,()e,+x ∈∞()0h x '<()ln xh x x =其中,,当时,恒成立,()10h =()ln e 1e e e h ==1x >()ln 0x h x x =>故画出的图象如下:()ln x h x x =其中恒过点122y xa a ⎛⎫ ⎪⎝=⎭--(2,1A 又,故在()210111h -'==()ln x h x x =又在上,()2,1A 1y x =-()对于2111644y x x =-+-∴点,即()0,6C -6OC =∵2114,14P m m m ⎛-+- ⎝∴点,3,64N m m ⎛⎫- ⎪⎝⎭∴,22111316624444PN m m m m m⎛⎫=-+---=-+ ⎪⎝⎭∵轴,PN x ⊥∴,//PN OC ∴,PNQ OCB ∠=∠∴,Rt Rt PQN BOC ∴,PN NQ PQ BC OC OB ==∵,8,6,10OB OC BC ===∴,34,55QN PN PQ PN==∵轴,NE y ⊥∴轴,//NE x ∴,CNE CBO ∴,5544CN EN m ==∴,2215111316922444216CQ PQ m m m m ⎛⎫+=-+=--+⎪⎝⎭当时,取得最大值.132m =12CQ PQ+16916关键点点睛:熟练的掌握三角形相似的判断及性质是解决本题的关键.8.(1)详见解析;(2)①具有性质;理由见解析;②P 1346【分析】(1)当时,先求得集合,由题中所给新定义直接判断即可;10n =A (2)当时,先求得集合, 1010n =A ①根据,任取,其中,可得,{}2021|T x x S =-∈02021t x T =-∈0x S ∈0120212020x ≤-≤利用性质的定义加以验证,即可说明集合具有性质;P T P ②设集合有个元素,由(1)可知,任给,,则与中必有个S k x S ∈12020x ≤≤x 2021x -1不超过,从而得到集合与中必有一个集合中至少存在一半元素不超过,然后利1010S T 1010用性质的定义列不等式,由此求得的最大值.P k【详解】(1)当时,,10n ={}1,2,,19,20A = 不具有性质,{}{}|910,11,12,,19,20B x A x =∈>= P 因为对任意不大于的正整数,10m 都可以找到该集合中的两个元素与,使得成立,110b =210b m =+12||b b m -=集合具有性质,{}*|31,N C x A x k k =∈=-∈P 因为可取,对于该集合中任一元素,110m =<,(),都有.112231,31c k c k =-=-*12,N k k ∈121231c c k k -=-≠(2)当时,集合,1010n ={}()*1,2,3,,2019,2020,1010N A m m =≤∈ ①若集合具有性质,那么集合一定具有性质.S P {}2021|T x x S =-∈P 首先因为,任取,其中.{}2021|T x x S =-∈02021t x T =-∈0x S ∈因为,所以.S A ⊆{}01,2,3,,2020x ∈ 从而,即,所以.0120212020x ≤-≤t A ∈T A ⊆由具有性质,可知存在不大于的正整数,S P 1010m 使得对中的任意一对元素,都有.s 12,s s 12s s m -≠对于上述正整数,从集合中任取一对元素,m {}2021|T x x S =-∈112021t x -=,其中,则有.222021t x =-12,x x S ∈1212t t s s m --≠=所以,集合具有性质P ;{}2021|T x x S =-∈②设集合有个元素,由(1)可知,若集合具有性质,S k S P 那么集合一定具有性质.{}2021|T x x S =-∈P 任给,,则与中必有一个不超过.x S ∈12020x ≤≤x 2021x -1010所以集合与中必有一个集合中至少存在一半元素不超过.S T 1010不妨设中有个元素不超过.S 2k t t ⎛⎫≥ ⎪⎝⎭12,,,t b b b 1010由集合具有性质,可知存在正整数.S P 1010m ≤使得对中任意两个元素,都有.S 12,s s 12s s m -≠所以一定有.12,,,t b m b m b m S +++∉ 又,故.100010002000i b m +≤+=121,,,b m b m b m A +++∈ 即集合中至少有个元素不在子集中,A t S 因此,所以,得.20202k k k t +≤+≤20202k k +≤1346k ≤当时,取,{}1,2,,672,673,,1347,,2019,2020S = 673m =则易知对集合中的任意两个元素,都有,即集合具有性质.S 12,y y 12673y y -≠S P 而此时集合S 中有个元素,因此,集合元素个数的最大值为.1346S 1346解新定义题型的步骤:(1)理解“新定义”——明确“新定义”的条件、原理、方法、步骤和结论.(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.9.(1),10,8⎛⎫ ⎪⎝⎭18y =-(2)或()42,4()42,4-(3)14a =(4)或51-35-【分析】(1)根据焦点和准线方程的定义求解即可;(2)先求出点P 的纵坐标为4,然后代入到抛物线解析式中求解即可;(3)如图所示,过点B 作轴于D ,过点A 作轴于E ,证明,推BD y ⊥AE y ⊥FDB FHC ∽出,则,点B 的纵坐标为,从而求出,证明16FD a =112OD OF DF a =-=112a 36BD a =,即可求出点A 的坐标为,再把点A 的坐标代入抛物线解析式AEF BDF ∽123,24a ⎛⎫ ⎪⎝+⎭-中求解即可;(4)如图,当E 为靠近点F 的黄金分割点的时候,过点M 作于N ,则,MN l ⊥MN MF=先证明是等腰直角三角形,得到,设点M 的坐标为,则MNH △NH MN=21,4m m ⎛⎫⎪⎝⎭过点B 作轴于D ,过点BD y ⊥由题意得点F 的坐标为F ⎛ ⎝1FH =当E 为靠近点F 的黄金分割点的时候,过点∵在中,Rt MNH △sin MHN ∠∴,∴是等腰直角三角形,45MHN ︒=MNH △双曲线方程联立,利用韦达定理及题目条件可得,后由题意可得AM AN ⋅= ()()222131t t m -+=-所过定点坐标;②结合①及图形可得都在左支上,则可得,后由图象可得,M N 213m <,后通过令,结合单调性229113m S m +=-223113m λλ⎛⎫+=≤< ⎪⎝⎭()423313f x x x x ⎛⎫=-≤< ⎪⎝⎭可得答案.【详解】(1)设双曲线的焦距为,C 2c 由题意有解得.2223,24,,ba c c ab ⎧=⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩1,3,2a b c ===故双曲线的标准方程为;C 2213y x -=(2)①证明:设直线的方程为,点的坐标分别为,MN my x t =+,M N ()()1122,,,x y x y 由(1)可知点A 的坐标为,()1,0联立方程消去后整理为,2213y x my x t ⎧-=⎪⎨⎪=+⎩x ()222316330m y mty t --+-=可得,2121222633,3131mt t y y y y m m -+==--,()212122262223131m t tx x m y y t t m m +=+-=-=--,()()()()222222222121212122223363313131m t m t m t x x my t my t m y y mt y y t t m m m -+=--=-++=-+=----由,()()11111,,1,AM x y AN x y =-=-有()()()1212121212111AM AN x x y y x x x x y y ⋅=--+=-+++,()()()()22222222222222222132331313131313131t t t t t t m t t t m m m m m m -----++-=--++===------由,可得,有或,AM AN ⊥0AM AN ⋅=1t =-2t =当时,直线的方程为,过点,不合题意,舍去;1t =-MN 1my x =-()1,0当时,直线的方程为,过点,符合题意,2t =MN 2my x =+()2,0-②由①,设所过定点为121224,31x x x x m +==-若在双曲线的同一支上,可知,M N 有12240,31x x x m +=<-关键点睛:求直线所过定点常采取先猜后证或类似于本题处理方式,设出直线方程,通过题一方面:由以上分析可知,设椭圆方程为一方面:同理设双曲线方程为()22221y m x a b +-=,()2222221b x a k x m a b -+=化简并整理得()(2222222112ba k x a mk x a m ---+一方面:同理设抛物线方程为(22x p y =,()212x p k x n =+化简并整理得,由韦达定理可得12220pk x x pn --=2,2x x pk x x pn +=⋅=-(2)构造,故转化为等价于“对任()()()()()13131931x x xx f x k k g x f x +--==+++()()()123g x g x g x +>意,,恒成立”,换元后得到(),分,和1x 2x 3R x ∈()()11k g x q t t -==+3t ≥1k >1k =三种情况,求出实数k 的取值范围.1k <【详解】(1)由条件①知,当时,有,即在R 上单调递增.12x x <()()12f x f x <()f x 再结合条件②,可知存在唯一的,使得,从而有.0R x ∈()013f x =()093x x f x x --=又上式对成立,所以,R x ∀∈()00093x x f x x --=所以,即.0001393x x x --=0009313x x x ++=设,因为,所以单调递增.()93x x x xϕ=++()9ln 93ln 310x x x ϕ'=++>()x ϕ又,所以.()113ϕ=01x =所以;()931x x f x =++(2)构造函数,()()()()()13131931x x xx f x k k g x f x +--==+++由题意“对任意的,,,1x 2x 3R x ∈均存在以,,为三边长的三角形”()()()11113x f x k f x +-()()()22213x f x k f x +-()()()33313x f x k f x +-等价于“对任意,,恒成立”.()()()123g x g x g x +>1x 2x 3R x ∈又,令,()111313x x k g x -=+++1131231333x x x x t ⋅=++≥+=当且仅当时,即时取等号,91x=0x =则(),()()11k g x q t t -==+3t ≥当时,,因为且,1k >()21,3k g x +⎛⎤∈ ⎥⎝⎦()()122423k g x g x +<+≤()3213k g x +<≤所以,解得,223k +≤4k ≤即;14k <≤当时,,满足条件;1k =()()()1231g x g x g x ===当时,,因为且,1k <()2,13k g x +⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭()()122423k g x g x ++<≤()3213k g x +<≤所以,即.2413k +≤112k -≤<综上,实数k 的取值范围是.1,42⎡⎤-⎢⎥⎣⎦复合函数零点个数问题处理思路:①利用换元思想,设出内层函数;②分别作出内层函数与外层函数的图象,分别探讨内外函数的零点个数或范围;③内外层函数相结合确定函数交点个数,即可得到复合函数在不同范围下的零点个数.13.(1)14x =(2)证明过程见解析(3),()112023k n k x --=1k n≤≤【分析】(1)由题意转化为对于,都存在,使得,其中(),m a b =(),n c d =0m n ⋅= ,选取,,通过分析求出;,,,a b c d X ∈()1,,2m a b x ⎛⎫== ⎪⎝⎭ ()(),1,n c d d ==- 14x =(2)取,,推理出中有1个为,则另一个为1,即,()()11,,m a b x x == (),n c d =,c d 1-1X ∈再假设,其中,则,推导出矛盾,得到;1k x =1k n <<101n x x <<<11x =(3)由(2)可得,设,,则有,记11x =()11,m s t =()22,n s t =1212s t t s =-,问题转化为X 具有性质P ,当且仅当集合关于原点对称,得到,,s B s X t X s t t ⎧⎫=∈∈>⎨⎬⎩⎭B ,共个数,由对称性可知也有个数,(){}234,0,,,,n B x x x x -∞=---- ()1n -()0,B +∞ ()1n -结合三角形数阵得到,得到数列为首项为1的等比123212321n n n n n n x x x x x x x x x x -----===== 12,,,n x x x 数列,设出公比为,结合求出公比,求出通项公式.q 2023n x =【详解】(1)对任意,都存在,使得,,a b X ∈,c d X ∈0ac bd +=即对于,都存在,使得,其中,(),m a b =(),n c d =0m n ⋅= ,,,a b c d X ∈因为集合具有性质P ,11,,,12x ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭选取,,()1,,2m a b x ⎛⎫== ⎪⎝⎭ ()(),1,n c d d ==-则有,12x d -+=假设,则有,解得,这与矛盾,d x =102x x -+=0x =102x <<假设,则有,解得,这与矛盾,1d =-12x --=12x =-102x <<假设,则有,解得,这与矛盾,1d =12x -+=12x =102x <<假设,则有,解得,满足,12d =14x -+=14x =102x <<故;14x =(2)取,,()()11,,m a b x x == (),n c d =则,()10c d x +=因为,所以,即异号,120n x x x <<<< 0c d +=,c d 显然中有1个为,则另一个为1,即,,c d 1-1X ∈假设,其中,则,1k x =1k n <<101n x x <<<选取,,则有,()()1,,n m a b x x ==(),n s t =10n sx tx +=则异号,从而之中恰有一个为,,s t ,s t 1-若,则,矛盾,1s =-11n x tx t x =>≥若,则,矛盾,1t =-1n n x sx s x =<≤故假设不成立,所以;11x =(3)若X 具有性质P ,且,20231n x =>由(2)可得,11x =设,,则有,()11,m s t =()22,n s t =1212s t t s =-记,则X 具有性质P ,当且仅当集合关于原点对称,,,s B s X t X s t t ⎧⎫=∈∈>⎨⎬⎩⎭B 注意到是集合中唯一的负数,1-X 故,共个数,(){}234,0,,,,n B x x x x -∞=---- ()1n -由对称性可知也有个数,()0,B +∞ ()1n -由于,已经有个数,123421n n n n n nn n n n x x x x x x x x x x x x ----<<<<<< ()1n -对于以下三角形数阵:123421n n n n n n n n n n x x x x x xx x x x x x ----<<<<<< 1111123421n n n n n n n n x x x x xx x x x x --------<<<<< ……3321x x x x <21x x 注意到,123211111n n n x x x x x x x x x x -->>>>> 所以有,123212321n n n n n n x x x x x x x x x x -----===== 从而数列为首项为1的等比数列,设公比为,12,,,n x x x q 由于,故,解得,2023n x =112023n nx q x -==()112023n q -=故数列的通项公式为,.12,,,n x x x ()112023k n k x --=1k n ≤≤集合新定义问题,命题新颖,且存在知识点交叉,常常会和函数或数列相结合,很好的考虑了知识迁移,综合运用能力,对于此类问题,一定要解读出题干中的信息,正确理解问题的本质,转化为熟悉的问题来进行解决,要将“新”性质有机地应用到“旧”性质上,创造性的解决问题.14.(1)答案见解析(2)①证明见解析;②证明见解析【分析】(1)求出的导数,结合解不等式可得答案;()e 2x f x ax'=-(2)①,利用导数的几何意义求得的表达式,由此构造函数,()y h x =()()()F x g x h x =-利用导数判断其单调性,求其最小值即可证明结论;②设的根为,求得其表达式,()h x t=1x '并利用函数单调性推出,设曲线在点处的切线方程为,设11x x '≤()y g x =()0,0()y t x =的根为,推出,从而,即可证明结论.()t x t=2x '22x x '≥2121x x x x ''-≤-【详解】(1)由题意得,令,则,()e 2x f x ax'=-()e 2x g x ax=-()e 2x g x a'=-当时,,函数在上单调递增;0a ≤()0g x '>()f x 'R 当时,,得,,得,0a >()0g x '>ln 2x a >()0g x '<ln 2x a <所以函数在上单调递减,在上单调递增.()f x '(),ln 2a -∞()ln 2,a +∞(2)①证明:由(1)可知,令,有或,()()()1e 1x g x x =+-()0g x ==1x -0x =故曲线与x 轴负半轴的唯一交点P 为.()y g x =()1,0-曲线在点处的切线方程为,()1,0P -()y h x =则,令,则,()()()11h x g x '=-+()()()F x g x h x =-()()()()11F x g x g x '=--+所以,.()()()()11e 2e x F x g x g x '''=-=+-()10F '-=当时,若,,1x <-(],2x ∈-∞-()0F x '<若,令,则,()2,1x --()1()e 2e x m x x =+-()()e 30xm x x '=+>故在时单调递增,.()F x '()2,1x ∈--()()10F x F ''<-=故,在上单调递减,()0F x '<()F x (),1-∞-当时,由知在时单调递增,1x >-()()e 30x m x x '=+>()F x '()1,x ∈-+∞,在上单调递增,()()10F x F ''>-=()F x ()1,-+∞设曲线在点处的切线方程为()y g x =()0,0令()()()()(1e x T x g x t x x =-=+当时,2x ≤-()()2e x T x x =+-'()()2e xn x x =+-设,∴()()1122,,,B x y C x y 1x 又1211,22AB x AC x =+=+依题意,即,则,0bc <02x >()()220220004482x y c x x b =+---因为,所以,2002y x =0022x b c x -=-所以,()()00000242248122424S b c x x x x x -⋅=-++≥-⋅+=-=-当且仅当,即时上式取等号,00422x x -=-04x =所以面积的最小值为8.PDE △方法点睛:圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.16.(1)2214x y +=(2)证明见解析(3)存在,7,,777⎛⎫⎛⎫-∞- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝+∞⎝⎭⎭ 【分析】(1)根据椭圆的对称性,得到三点在椭圆C 上.把的坐标代入椭圆234,,P P P 23,P P C ,求出,即可求出椭圆C 的方程;22,a b (2)当斜率不存在时,不满足;当斜率存在时,设,与椭圆方程联立,利():1l y kx t t =+≠用判别式、根与系数的关系,结合已知条件得到,能证明直线l 过定点;21t k =--()2,1-(3)利用点差法求出直线PQ 的斜率,从而可得直线PQ 的方程,与抛物线方程联14PQ k t =立,由,及点G 在椭圆内部,可求得的取值范围,设直线TD 的方程为,0∆>2t 1x my =+与抛物线方程联立,由根与系数的关系及,可求得m 的取值范围,进而可求得直线11DA TB k k =的斜率k 的取值范围.2l【详解】(1)根据椭圆的对称性,两点必在椭圆C 上,34331,,1,22P P ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭又的横坐标为1,4P ∴椭圆必不过,()11,1P ∴三点在椭圆C 上.()234330,1,1,,1,22P P P ⎛⎫⎛⎫- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭把代入椭圆C ,()3231,20,1,P P ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭得,解得,222111314b a b ⎧=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩2241a b ⎧=⎨=⎩∴椭圆C 的方程为.2214x y +=(2)证明:①当斜率不存在时,设,,:l x m =()(),,,A A A m y B m y -∵直线与直线的斜率的和为,2P A 2P B 1-∴,221121A A P A P B y y k k m m m ----+=+==-解得m =2,此时l 过椭圆右顶点,不存在两个交点,故不满足.②当斜率存在时,设,,,:l y kx t =+1t ≠()()1122,,,A x y B x y 联立,消去y 整理得,22440y kx tx y =+⎧⎨+-=⎩()222148440k x ktx t +++-=则,,122814kt x x k -+=+21224414t x x k -=+则()()()()222112************111111P A P B x y x y x kx t x kx t y y k k x x x x x x -+-+-++---+=+==,()()()()()()12121222222448218114141144411142t k k kx x t tk t k t k k t t x t x x x +-+=--⋅+-⋅-++===--+-+又,∴,此时,1t ≠21t k =--()()222222644144464161664k t k t k t k ∆=-+-=-+=-故存在k ,使得成立,0∆>∴直线l 的方程为,即21y kx k =--()12y k x +=-∴l 过定点.()2,1-(3)∵点P ,Q 在椭圆上,所以,,2214P P x y +=2214Q Q x y +=两式相减可得,()()()()04PQ P Q P Q P Q y xy x x x y y +-++-=又是线段PQ 的中点,()1,G t -∴,2,2P Q P Q x x x x t+=-=∴直线PQ 的斜率,()144P Q P QP Q P QPQ x x k ty y x y y x +==-=--+∴直线PQ 的方程为,与抛物线方程联立消去x 可得,()114y x t t =++()22164410y ty t -++=由题可知,∴,()2161210t ∆=->2112t >又G 在椭圆内部,可知,∴,故,2114t +<234t <213124t <<设,,由图可知,,221212,,,44y y A y B y ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭223434,,,44y y T y D y ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭2134,y y y y >>∴,()2121216,441y y t y y t +==+当直线TD 的斜率为0时,此时直线TD 与抛物线只有1个交点,不合要求,舍去,设直线TD 的方程为,与抛物线方程联立,消去x 可得,()10x my m =+≠2440y my --=∴,34344,4y y m y y +==-由,可知,即,11//ATB D 11DA TB k k =3142222234214444y y y y y y y y --=--∴,即,1342y y y y +=+1243y y y y -=-∴,()()221212343444y y y y y y y y +-=+-∵,()()()()()222212124161641161210,128y y y y t t t +-=-+=-∈∴,解得,即,()()223434416160,128y y y y m +-=+∈27m <()7,7m ∈-∴直线TD 即的斜率.2l 771,77,k m ⎛⎫⎛⎫=∈-∞- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝+∞⎝⎭⎭ 思路点睛:处理定点问题的思路:(1)确定题目中的核心变量(此处设为),k (2)利用条件找到与过定点的曲线的联系,得到有关与的等式,k (),0F x y =k ,x y (3)所谓定点,是指存在一个特殊的点,使得无论的值如何变化,等式恒成立,()00,x y k 此时要将关于与的等式进行变形,直至找到,k ,x y ()00,x y ①若等式的形式为整式,则考虑将含的式子归为一组,变形为“”的形式,让括号中式k ()k ⋅子等于0,求出定点;②若等式的形式是分式,一方面可考虑让分子等于0,一方面考虑分子和分母为倍数关系,可消去变为常数.k 17.(1)1y =-(2)2ln23-+【分析】(1)由题意,将代入函数的解析式中,对函数进行求导,得到1m =()f x ()f x 和,代入切线方程中即可求解;()1f '()1f (2)得到函数的解析式,对进行求导,利用根的判别式以及韦达定理对()g x ()g x 进行化简,利用换元法,令,,可得,12122()()y x x b x x =--+12x t x =01t <<2(1)ln 1t y t t -=-+根据,求出的范围,构造函数,对进行求导,利用导数得到322m ≥t 2(1)()ln 1t h t tt -=-+()h t 的单调性和最值,进而即可求解.()h t 【详解】(1)已知(为常数),函数定义域为,()ln f x x mx =-m (0,)+∞当时,函数,1m =()ln f x x x =-可得,此时,又,11()1x f x x x -'=-=()=01f '()11=f -所以曲线在点处的切线方程为,即.()y f x =()()1,1f (1)0(1)y x --=⨯-1y =-(2)因为,函数定义域为,22()2()2ln 2g x f x x x mx x =+=-+(0,)+∞可得,222(1)()22x mx g x m x x x -+=-+='此时的两根,即为方程的两根,()0g x '=1x 2x 210x mx -+=因为,所以,由韦达定理得,,322m ≥240m ∆=->12x x m +=121=x x 又,所以1212lnx x b x x =-121212121212ln 22()()()()xx y x x b x x x x x x x x =--=--++-,11211211222212()ln 2ln 1x x x x x x x x x x x x --=-=⨯-++令,,所以,12x t x =01t <<2(1)ln 1t y t t -=-+因为,整理得,2212()x x m +=22212122x x x x m ++=因为,则,121=x x 2221212122x x x x m x x ++=等式两边同时除以,得,12x x 212212=x x m x x ++可得,因为,212t m t ++=322m ≥所以,,152t t +≥()()2252=2210t t x x -+--≥解得 或,则,12t ≤2t ≥102t <≤不妨设,函数定义域为,2(1)()ln 1t h t t t -=-+10,2⎛⎤⎥⎝⎦可得,22(1)()0(1)t h t t t -'=-<+所以函数在定义域上单调递减,()h t 此时,min 12()()ln223h t h ==-+故的最小值为.12122()()y x x b x x =--+2ln23-+利用导数求解在曲线上某点处的切线方程,关键点有两点,第一是切线的斜率,第二是切点。
2024全国数学高考压轴题(数列)一、单选题1.若数列{b n }、{c n }均为严格增数列 且对任意正整数n 都存在正整数m 使得b m ∈[c n ,c n+1] 则称数列{b n }为数列{c n }的“M 数列”.已知数列{a n }的前n 项和为S n 则下列选项中为假命题的是( )A .存在等差数列{a n } 使得{a n }是{S n }的“M 数列”B .存在等比数列{a n } 使得{a n }是{S n }的“M 数列”C .存在等差数列{a n } 使得{S n }是{a n }的“M 数列”D .存在等比数列{a n } 使得{S n }是{a n }的“M 数列”2.已知函数f(x)及其导函数f ′(x)的定义域均为R 记g(x)=f ′(x).若f(x +3)为奇函数 g(32+2x)为偶函数 且g(0)=−3 g(1)=2 则∑g 2023i=1(i)=( ) A .670B .672C .674D .6763.我们知道按照一定顺序排列的数字可以构成数列 那么按照一定顺序排列的函数可以构成函数列.设无穷函数列{f n (x)}(n ∈N +)的通项公式为f n (x)=n 2+2nx+x 2+1(n+x)(n+1)x ∈(0,1) 记E n 为f n (x)的值域 E =U n=1+∞E n 为所有E n 的并集 则E 为( )A .(56,109)B .(1,109)C .(56,54)D .(1,54)4.已知等比数列{x n }的公比q >−12则( )A .若|x 1+x 2+⋅⋅⋅+x 100|<1 则√|x 1|+√|x 2|+⋅⋅⋅+√|x 100|<10B .若|x 1+x 2+⋅⋅⋅+x 100|>1 则√|x 1|+√|x 2|+⋅⋅⋅+√|x 100|>10C .若|x 1+x 2+⋅⋅⋅+x 101|<1 则√|x 1|+√|x 2|+⋅⋅⋅+√|x 101|<10D .若|x 1+x 2+⋅⋅⋅+x 101|>1 则√|x 1|+√|x 2|+⋅⋅⋅+√|x 101|>105.已知数列{a n } {b n }满足a 1=2 b 1=12 {a n+1=b n +1an b n+1=a n +1bn,,,n ,∈,N ∗ 则下列选项错误的是( ) A .a 2b 2=14B .a 50⋅b 50<112C .a 50+b 50=52√a 50⋅b 50D .|a 50−b 50|≤156.已知数列{a n }满足:a 1=2 a n+1=13(√a n +2a n )(n ∈N ∗).记数列{a n }的前n 项和为S n 则( )A .12<S 10<14B .14<S 10<16C .16<S 10<18D .18<S 10<207.已知数列 {a n } 满足: a 1=100,a n+1=a n +1an则( )A .√200+10000<a 101<√200.01+10000B .√200.01+10000<a 101<√200.1+10000C .√200.1+10000<a 101<√201+10000D .√201+10000<a 101<√210+100008.已知数列 {a n } 满足 a 1=a(a >0) √a n+1a n =a n +1 给出下列三个结论:①不存在 a 使得数列 {a n } 单调递减;②对任意的a 不等式 a n+2+a n <2a n+1 对所有的 n ∈N ∗ 恒成立;③当 a =1 时 存在常数 C 使得 a n <2n +C 对所有的 n ∈N ∗ 都成立.其中正确的是( ) A .①②B .②③C .①③D .①②③9.已知F 为抛物线y 2=4x 的焦点 点P n (x n ,y n )(n =1,2,3,⋯)在抛物线上.若|P n+1F|−|P n F|=1 则( ) A .{x n }是等差数列 B .{x n }是等比数列 C .{y n }是等差数列D .{y n }是等比数列10.已知数列 11 21 12 31 22 13 41 32 23 14… 其中每一项的分子和分母均为正整数.第一项是分子与分母之和为2的有理数;接下来两项是分子与分母之和为3的有理数 并且从大到小排列;再接下来的三项是分子与分母之和为4的有理数 并且从大到小排列 依次类推.此数列第n 项记为 a n 则满足 a n =5 且 n ≥20 的n 的最小值为( ) A .47B .48C .57D .5811.已知△A n B n C n (n =1,2,3,⋯)是直角三角形 A n 是直角 内角A n ,B n ,C n 所对的边分别为a n ,b n ,c n 面积为S n .若b 1=4,c 1=3,b n+12=a n+12+c n 23,c n+12=a n+12+b n 23则下列选项错误的是( )A .{S 2n }是递增数列B .{S 2n−1}是递减数列C .数列{b n −c n }存在最大项D .数列{b n −c n }存在最小项12.已知数列{a n }的各项都是正数 a n+12−a n+1=a n (n ∈N ∗).记b n =(−1)n−1a n −1数列{b n }的前n 项和为S n 给出下列四个命题:①若数列{a n }各项单调递增 则首项a 1∈(0,2)②若数列{a n }各项单调递减 则首项a 1∈(2,+∞)③若数列{a n }各项单调递增 当a 1=32时 S 2022>2④若数列{a n }各项单调递增 当a 1=23时S2022<−5则以下说法正确的个数()A.4B.3C.2D.113.已知正项数列{a n}对任意的正整数m、n都有2a m+n≤a2m+a2n则下列结论可能成立的是()A.a nm+a mn=a mn B.na m+ma n=a m+n C.a m+a n+2=a mn D.2a m⋅a n=a m+n14.古希腊哲学家芝诺提出了如下悖论:一个人以恒定的速度径直从A点走向B点要先走完总路程的三分之一再走完剩下路程的三分之一如此下去会产生无限个“剩下的路程” 因此他有无限个“剩下路程的三分之一”要走这个人永远走不到终点.另一方面我们可以从上述第一段“三分之一的路程”开始通过分别计算他在每一个“三分之一距离”上行进的时间并将它们逐个累加不难推理出这个人行进的总时间不会超过一个恒定的实数.记等比数列{a n}的首项a1=13公比为q 前n项和为S n则造成上述悖论的原理是()A.q=16,∃t∈R,∀n∈N ∗,Sn<t B.q=13,∃t∈R,∀n∈N∗,S n<tC.q=12,∃t∈R,∀n∈N ∗,Sn<t D.q=23,∃t∈R,∀n∈N∗,S n<t15.已知sinx,siny,sinz依次组成严格递增的等差数列则下列结论错误的是()A.tanx,tany,tanz依次可组成等差数列B.cosx,cosy,cosz依次可组成等差数列C.cosx,cosz,cosy依次可组成等差数列D.cosz,cosx,cosy依次可组成等差数列16.记U={1,2,⋯,100}.对数列{a n}(n∈N∗)和U的子集T 若T=∅定义S T=0;若T={t1,t2,⋯,t k}定义S T=a t1+a t2+⋯+a tk.则以下结论正确的是()A.若{a n}(n∈N∗)满足a n=2n−1,T={1,2,4,8}则S T=15B.若{a n}(n∈N∗)满足a n=2n−1则对任意正整数k(1≤k≤100),T⊆{1,2,⋯,k},S T< a kC.若{a n}(n∈N∗)满足a n=3n−1则对任意正整数k(1≤k≤100),T⊆{1,2,⋯,k},S T≥a k+1D .若{a n }(n ∈N ∗)满足a n =3n−1 且C ⊆U ,D ⊆U ,S C ≥S D 则S C +S C∩D ≥2S D17.已知数列 {a n }、{b n }、{c n } 满足 a 1=b 1=c 1=1,c n =a n+1−a n ,c n+2=bn+1b n ⋅c n (n ∈N ∗),S n =1b 2+1b 3+⋯+1b n (n ≥2),T n =1a 3−3+1a 4−4+⋯+1a n −n (n ≥3) 则下列有可能成立的是( )A .若 {a n } 为等比数列 则 a 20222>b 2022B .若 {c n } 为递增的等差数列 则 S 2022<T 2022C .若 {a n } 为等比数列 则 a 20222<b 2022D .若 {c n } 为递增的等差数列 则 S 2022>T 202218.已知数列{a n }满足a 1=1 a n =a n−1+4(√a n−1+1√an−1)(n ∈N ∗,n ≥2) S n 为数列{1a n }的前n 项和 则( ) A .73<S 2022<83B .2<S 2022<73C .53<S 2022<2 D .1<S 2022<5319.已知数列{a n }满足a n ⋅a n+1⋅a n+2=−1(n ∈N ∗),a 1=−3 若{a n }的前n 项积的最大值为3 则a 2的取值范围为( ) A .[−1,0)∪(0,1] B .[−1,0)C .(0,1]D .(−∞,−1)∪(1,+∞)20.已知正项数列{a n }的前n 项和为S n (a n +1)2=4S n 记b n =S n ⋅sin nπ2+S n+1⋅sin (n+1)π2若数列{b n }的前n 项和为T n 则T 100=( ) A .-400B .-200C .200D .40021.设S n 是等差数列{a n }的前n 项和 a 2=−7 S 5=2a 1 当|S n |取得最小值时 n =( )A .10B .9C .8D .722.已知数列{a n }中 a 2+a 4+a 6=285 na n =(n −1)a n+1+101(n ∈N ∗) 当数列{a n a n+1a n+2}(n ∈N ∗)的前n 项和取得最大值时 n 的值为( ) A .53B .49C .49或53D .49或5123.定义在R 上的函数序列{f n (x)}满足f n (x)<1nf n ′(x)(f n ′(x)为f n (x)的导函数) 且∀x ∈N ∗ 都有f n (0)=n .若存在x 0>0 使得数列{f n (x 0)}是首项和公比均为q 的等比数列 则下列关系式一定成立的是( ).A .0<q <2√2e x 0B .0<q <√33e x 0C .q >2√2e x 0D .q >√33e x 024.已知数列{a n }的前n 项和为S n 满足a 1=1 a 2=2 a n =a n−1⋅a n+1(n ≥2) 则( )A .a 1:a 2:a 3=a 6:a 7:a 8B .a n :a n+1:a n+2=1:2:2C .S 6 S 12 S 18成等差数列D .S 6n S 12n S 18n 成等比数列25.已知S n 为数列{a n }的前n 项和 且a 1=1 a n+1+a n =3×2n 则S 100=( )A .2100−3B .2100−2C .2101−3D .2101−226.已知 {a n } 为等比数列 {a n } 的前n 项和为 S n 前n 项积为 T n 则下列选项中正确的是( )A .若 S 2022>S 2021 则数列 {a n } 单调递增B .若 T 2022>T 2021 则数列 {a n } 单调递增C .若数列 {S n } 单调递增 则 a 2022≥a 2021D .若数列 {T n } 单调递增 则 a 2022≥a 2021二、多选题27.“冰雹猜想”也称为“角谷猜想” 是指对于任意一个正整数x 如果x 是奇数㩆乘以3再加1 如果x 是偶数就除以2 这样经过若干次操作后的结果必为1 犹如冰雹掉落的过程.参照“冰雹猜想” 提出了如下问题:设k ∈N ∗ 各项均为正整数的数列{a n }满足a 1=1 a n+1={a n2,a n 为偶数,a n +k ,a n 为奇数,则( )A .当k =5时 a 5=4B .当n >5时 a n ≠1C .当k 为奇数时 a n ≤2kD .当k 为偶数时 {a n }是递增数列28.已知数列{a n } a 2=12且满足a n+1a n 2=a n −a n+1 n ∈N ∗ 则( ) A .a 4−a 1=1929B .a n 的最大值为1C .a n+1≥1n+1D .√a 1+√a 2+√a 3+⋅⋅⋅+√a 35>1029.已知数列{a n }的前n 项和为S n a 1=1 且4a n ⋅a n+1=a n −3a n+1(n =1 2 …) 则( )A .3a n+1<a nB .a 5=1243C .ln(1an )<n +1D .1≤S n <171430.如图 已知正方体ABCD −A 1B 1C 1D 1顶点处有一质点Q 点Q 每次会随机地沿一条棱向相邻的某个顶点移动 且向每个顶点移动的概率相同.从一个顶点沿一条棱移动到相邻顶点称为移动一次.若质点Q 的初始位置位于点A 处 记点Q 移动n 次后仍在底面ABCD 上的概率为P n 则下列说法正确的是( )A .P 2=59B .P n+1=23P n +13C .点Q 移动4次后恰好位于点C 1的概率为0D .点Q 移动10次后仍在底面ABCD 上的概率为12(13)10+1231.已知数列{a n } {b n } 有a n+1=a n −b n b n+1=b n −a n n ∈N ∗ 则( )A .若存在m >1 a m =b m 则a 1=b 1B .若a 1≠b 1 则存在大于2的正整数n 使得a n =0C .若a 1=a a 2=b 且a ≠b 则b 2022=−b ×22020D .若a 1=−1 a 2=−3 则关于x 的方程2a 3+(2a 3+1)cosx +2cos2x +cos3x =0的所有实数根可构成一个等差数列32.已知△A n B n C n (n =1,2,3,⋯)是直角三角形 A n 是直角 内角A n 、B n 、C n 所对的边分别为a n 、b n 、c n 面积为S n 若b 1=4 c 1=3 b n+12=a n+12+c n 23 c n+12=a n+12+b n 23则( ) A .{S 2n }是递增数列 B .{S 2n−1}是递减数列 C .{b n −c n }存在最大项D .{b n −c n }存在最小项33.已知S n 是数列{a n }的前n 项和 且S n+1=−S n +n 2 则下列选项中正确的是( ).A .a n +a n+1=2n −1(n ≥2)B .a n+2−a n =2C .若a 1=0 则S 100=4950D .若数列{a n }单调递增 则a 1的取值范围是(−14,13)三、填空题34.已知n ∈N ∗ 将数列{2n −1}与数列{n 2−1}的公共项从小到大排列得到新数列{a n } 则1a 1+1a 2+⋯+1a 10= .35.若函数f(x)的定义域为(0,+∞) 且f(x)+f(y)=f(xy) f(a n )=n +f(n) 则∑f ni=1(a i i )= .36.在数列{a n }中 a 1=1 a n+1=a n +1an(n∈N ∗) 若t ∈Z 则当|a 7−t|取得最小值时 整数t 的值为 .37.已知函数f(x)满足f(x −2)=f(x +2),0≤x <4时 f(x)=√4−(x −2)2 g(x)=f(x)−k n x(n ∈N ∗,k n >0).若函数g(x)的图像与x 轴恰好有2n +1个不同的交点 则k 12+k 22+⋅⋅⋅+k n 2= .38.已知复数z =1+i 对于数列{a n } 定义P n =a 1+2a 2+⋅⋅⋅+2n−1a n n为{a n }的“优值”.若某数列{a n}的“优值”P n =|z|2n 则数列{a n }的通项公式a n = ;若不等式a n 2−a n +4≥(−1)nkn 对于∀n ∈N ∗恒成立 则k 的取值范围是 .39.数列{a n }是公比为q(q ≠1)的等比数列 S n 为其前n 项和. 已知a 1⋅a 3=16 S3q=12 给出下列四个结论: ①q <0 ;②若存在m 使得a 1,a 2,⋅⋅⋅,a m 的乘积最大 则m 的一个可能值是3; ③若存在m 使得a 1,a 2,⋅⋅⋅,a m 的乘积最大 则m 的一个可能值是4; ④若存在m 使得a 1,a 2,⋅⋅⋅,a m 的乘积最小 则m 的值只能是2. 其中所有正确结论的序号是 .40.如图 某荷塘里浮萍的面积y (单位:m 2)与时间t (单位:月)满足关系式:y =a t lna (a 为常数) 记y =f(t)(t ≥0).给出下列四个结论:①设a n=f(n)(n∈N∗)则数列{a n}是等比数列;②存在唯一的实数t0∈(1,2)使得f(2)−f(1)=f′(t0)成立其中f′(t)是f(t)的导函数;③常数a∈(1,2);④记浮萍蔓延到2m23m26m2所经过的时间分别为t1t2t3则t1+t2>t3.其中所有正确结论的序号是.41.在现实世界很多信息的传播演化是相互影响的.选用正实数数列{a n}{b n}分别表示两组信息的传输链上每个节点处的信息强度数列模型:a n+1=2a n+b n,b n+1=a n+2b n(n=1,2⋯)描述了这两组信息在互相影响之下的传播演化过程.若两组信息的初始信息强度满足a1>b1则在该模型中关于两组信息给出如下结论:①∀n∈N∗,a n>b n;②∀n∈N∗,a n+1>a n,b n+1>b n;③∃k∈N∗使得当n>k时总有|a nb n−1|<10−10④∃k∈N∗使得当n>k时总有|a n+1a n−2|<10−10.其中所有正确结论的序号是答案解析部分1.【答案】C2.【答案】D3.【答案】C4.【答案】A5.【答案】D6.【答案】B7.【答案】A8.【答案】A9.【答案】A10.【答案】C11.【答案】B12.【答案】B13.【答案】D14.【答案】D15.【答案】B16.【答案】D17.【答案】B18.【答案】D19.【答案】A20.【答案】C21.【答案】C22.【答案】D23.【答案】D24.【答案】C25.【答案】D26.【答案】D27.【答案】A,C,D28.【答案】B,C,D29.【答案】A,D30.【答案】A,C,D 31.【答案】A,C,D 32.【答案】A,C,D 33.【答案】A,C 34.【答案】102135.【答案】n(n+1)236.【答案】4 37.【答案】n 4(n+1) 38.【答案】n+1;[−163,5] 39.【答案】①②③ 40.【答案】①②④ 41.【答案】①②③。
2024高考数学压轴题题型总结一、函数与导数综合题。
1. 题目。
已知函数f(x)=e^x-ax 1(a∈ R)。
(1)求f(x)的单调区间;(2)若对于任意x≥slant0,f(x)≥slant0恒成立,求a的取值范围。
2. 解析。
(1)首先对函数f(x)=e^x-ax 1求导,可得f^′(x)=e^x-a。
当a≤slant0时,e^x>0,所以f^′(x)=e^x-a>0恒成立,此时f(x)在(-∞,+∞)上单调递增。
当a > 0时,令f^′(x)=0,即e^x-a = 0,解得x=ln a。
当x∈(-∞,ln a)时,f^′(x)<0,f(x)单调递减。
当x∈(ln a,+∞)时,f^′(x)>0,f(x)单调递增。
(2)由(1)可知,当a≤slant1时,因为x≥slant0,f(x)在[0,+∞)上单调递增,所以f(x)_min=f(0)=e^0-a×0 1=0,满足f(x)≥slant0恒成立。
当a > 1时,f(x)在[0,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,那么f(x)_min=f(ln a)=a aln a-1。
令g(a)=a aln a 1(a > 1),对g(a)求导得g^′(a)=-ln a<0(a > 1)。
所以g(a)在(1,+∞)上单调递减,且g(1)=0,所以g(a)<0,即f(ln a)<0,不满足f(x)≥slant0恒成立。
综上,a的取值范围是(-∞,1]。
二、圆锥曲线综合题。
1. 题目。
已知椭圆C:frac{x^2}{a^2}+frac{y^2}{b^2} = 1(a > b > 0)的离心率e=(√(3))/(2),且过点A(2,0)。
(1)求椭圆C的方程;(2)设直线l:y = kx + m与椭圆C交于P、Q两点,且→OP·→OQ=0(O为坐标原点),求证:直线l与圆x^2+y^2=(4)/(5)相切。
2024年新高考一卷数学压轴题一、设函数f(x) = ax3 + bx2 + cx + d,若f(x)在x=1和x=2处取得极值,且f(1) = 1,f(2) = 4,则a的取值范围是:A. (-∞, -1) ∪ (1, +∞)B. (-1, 0) ∪ (0, 1)C. (-∞, -2) ∪ (2, +∞)D. (-2, 0) ∪ (0, 2)(答案)A解析:本题考查函数极值的应用,通过求导得到极值条件,结合给定的函数值,可以解出a 的取值范围。
二、在三角形ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,若a = 2,b = 3,cosC = -1/2,则三角形ABC的面积是:A. 3√3/2B. 3√3C. 3/2D. 3(答案)B解析:本题考查余弦定理和三角形面积公式的应用,通过余弦定理求出c的值,再结合三角形面积公式求出面积。
三、设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a1 = 1,S3 = -3,则S_n / (2n) 的最大值是:A. 1/2B. 1/4C. 1/8D. 1/16(答案)C解析:本题考查等差数列和等比数列的性质,通过等差数列的求和公式求出Sn,再结合等比数列的性质求出S_n / (2n)的最大值。
四、在平面直角坐标系xOy中,直线l: x + y - 1 = 0与圆C: x2 + y2 - 2x - 2y + 1 = 0交于A,B两点,则线段AB的长度是:A. √2B. 2C. √6D. 2√2(答案)A解析:本题考查直线与圆的位置关系,通过求出圆心到直线的距离,再结合圆的半径和勾股定理求出线段AB的长度。
五、设函数f(x) = ex - ax - 1,若f(x) ≥ 0在R上恒成立,则a的取值范围是:A. [0, 1]B. (0, 1]C. [1, +∞)D. (1, +∞)(答案)B解析:本题考查函数单调性和最值的应用,通过求导判断函数的单调性,再结合函数的最值求出a的取值范围。
数学高考压轴题大全已知函数.〔1〕当时,如果函数仅有一个零点,求实数的取值范围;〔2〕当时,试比较与的大小;〔3〕求证:〔〕.2、设函数,其中为常数.〔Ⅰ〕当时,判断函数在定义域上的单调性;〔Ⅱ〕若函数的有极值点,求的取值范围及的极值点;〔Ⅲ〕当且时,求证:.3、在平面直角坐标系中,已知椭圆.如图所示,斜率为且不过原点的直线交椭圆于,两点,线段的中点为,射线交椭圆于点,交直线于点.〔Ⅰ〕求的最小值;〔Ⅱ〕若∙,〔i〕求证:直线过定点;〔ii〕试问点,能否关于轴对称?若能,求出此时的外接圆方程;若不能,请说明理由.二、计算题评卷人得分〔每空?分,共?分〕4、设函数的图象在点处的切线的斜率为,且函数为偶函数.若函数满足下列条件:①;②对一切实数,不等式恒成立.〔Ⅱ〕求证:.5、已知函数:〔1〕讨论函数的单调性;〔2〕若函数的图像在点处的切线的倾斜角为,问:在什么范围取值时,函数在区间上总存在极值?〔3〕求证:.6、已知函数=,.〔Ⅰ〕求函数在区间上的值域;〔Ⅱ〕是否存在实数,对任意给定的,在区间上都存在两个不同的,使得成立.若存在,求出的取值范围;若不存在,请说明理由;〔Ⅲ〕给出如下定义:对于函数图象上任意不同的两点,如果对于函数图象上的点〔其中总能使得成立,则称函数具备性质“”,试判断函数是不是具备性质“”,并说明理由.7、已知函数〔Ⅰ〕若函数是定义域上的单调函数,求实数的最小值;〔Ⅱ〕方程有两个不同的实数解,求实数的取值范围;〔Ⅲ〕在函数的图象上是否存在不同两点,线段的中点的横坐标为,有成立?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.8、已知函数:⑴讨论函数的单调性;⑵若函数的图象在点处的切线的倾斜角为45o,对于任意的,函数在区间上总不是单调函数,求m的取值范围;⑶求证:.9、已知正方形的中心在原点,四个顶点都在函数图象上.〔1〕若正方形的一个顶点为,求,的值,并求出此时函数的单调增区间;〔2〕若正方形唯一确定,试求出的值.10、已知函数,曲线在点处的切线方程为.〔I〕求a,b的值;〔II〕如果当x>0,且时,,求k的取值范围.11、设函数f〔x〕=x2+b ln〔x+1〕,其中b≠0.〔Ⅰ〕当b>时,判断函数f〔x〕在定义域上的单调性;〔Ⅱ〕求函数f〔x〕的极值点;〔Ⅲ〕证明对任意的正整数n,不等式ln〕都成立.12、如图7,椭圆的离心率为,x轴被曲线截得的线段长等于的长半轴长.〔Ⅰ〕求,的方程;〔Ⅱ〕设与y轴的焦点为M,过坐标原点O的直线与相交于点A,B,直线MA,MB分别与相交与D,E.〔i〕证明:MD⊥ME;〔ii〕记△MAB,△MDE的面积分别是,.问:是否存在直线l,使得=?请说明理由.13、已知点是直角坐标平面内的动点,点到直线的距离为,到点的距离为,且.〔1〕求动点P所在曲线C的方程;〔2〕直线过点F且与曲线C交于不同两点A、B〔点A或B不在x轴上〕,分别过A、B点作直线的垂线,对应的垂足分别为,试判断点F与以线段为直径的圆的位置关系〔指在圆内、圆上、圆外等情况〕;〔3〕记,,〔A、B、是〔2〕中的点〕,问是否存在实数,使成立.若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.进一步思考问题:若上述问题中直线、点、曲线C:,则使等式成立的的值仍保持不变.请给出你的判断〔填写“不正确”或“正确”〕〔限于时间,这里不需要举反例,或证明〕.14、如图,在轴上方有一段曲线弧,其端点、在轴上〔但不属于〕,对上任一点及点,,满足:.直线,分别交直线于,两点.〔1〕求曲线弧的方程;〔2〕求的最小值〔用表示〕;〔3〕曲线上是否存点,使为正三角形?若存在,求的取值范围;若不存在,说明理由.15、设、是函数的两个极值点.〔1〕若,求函数的解析式;〔2〕若,求的最大值.〔3〕若,且,,求证:.16、已知函数.〔Ⅰ〕求函数的单调区间;〔Ⅱ〕设,若对任意,,不等式恒成立,求实数的取值范围.17、已知函数〔1〕若曲线处的切线平行,求a的值;〔2〕求的单调区间;〔3〕设是否存在实数a,对均成立;若存在,求a的取值范围;若不存在,请说明理由.18、已知函数图象的对称中心为,且的极小值为.〔1〕求的解析式;〔2〕设,若有三个零点,求实数的取值范围;〔3〕是否存在实数,当时,使函数在定义域[a,b] 上的值域恰为[a,b],若存在,求出k的范围;若不存在,说明理由.19、已知函数.〔1〕若方程在区间内有两个不相等的实根,求实数的取值范围;〔2〕如果函数的图像与x轴交于两点,且,求证:〔其中,是的导函数,正常数满足〕.20、已知函数f〔x〕=ax+x2-xlna〔a>0,a≠1〕.〔1〕当a>1时,求证:函数f〔x〕在〔0,+∞〕上单调递增;〔2〕若函数y=|f〔x〕-t|-1有三个零点,求t的值;〔3〕若存在x1,x2∈[-1,1],使得|f〔x1〕-f〔x2〕|≥e-1,试求a的取值范围.21、已知函数处取得极小值,其图象过点A〔0,1〕,且在点A处切线的斜率为—1.〔Ⅰ〕求的解析式;〔Ⅱ〕设函数上的值域也是,则称区间为函数的“保值区间”.证明:当不存在“保值区间”;22、已知函数〔1〕求证函数上的单调递增;〔2〕函数有三个零点,求t的值;〔3〕对恒成立,求a的取值范围.23、已知函数,其中〔Ⅰ〕若函数上有极值,求的取值范围;〔Ⅱ〕若函数有最大值〔其中为无理数,约为2.71828〕,求的值;〔Ⅲ〕若函数有极大值,求的值.24、已知函数.〔1〕若函数在区间上存在极值,其中,求实数的取值范围;〔2〕如果当时,不等式恒成立,求实数的取值范围;〔3〕求证:25、已知函数,,其中R.〔Ⅰ〕讨论的单调性;〔Ⅱ〕若在其定义域内为增函数,求正实数的取值范围;〔Ⅲ〕设函数,当时,若,,总有成立,求实数的取值范围.26、已知函数.〔1〕求函数的单调区间;〔2〕设m>0,求在[m,2m]上的最大值;〔3〕试证明:对任意N+,不等式<恒成立.27、已知函数〔1〕求函数的单调区间;〔2〕设,求证:;〔3〕设,求证:.28、已知二次函数对都满足且,设函数〔,〕.〔Ⅰ〕求的表达式;〔Ⅱ〕若,使成立,求实数的取值范围;〔Ⅲ〕设,,求证:对于,恒有.29、已知函数不等式求实数的取值范围;〔3〕若函数30、已知函数〔Ⅰ〕若函数是定义域上的单调函数,求实数的最小值;〔Ⅱ〕在函数的图象上是否存在不同两点,线段的中点的横坐标为,直线的斜率为,有成立?若存在,请求出的值;若不存在,请说明理由.31、已知函数的图象在点〔为自然对数的底数〕处的切线斜率为3.⑴求实数的值;⑵若,且对任意恒成立,求的最大值;⑶当时,证明.32、已知函数在点的切线方程为.〔Ⅰ〕求函数的解析式;〔Ⅱ〕设,求证:在上恒成立;〔Ⅲ〕已知,求证:.33、已知〔1〕若,函数在其定义域内是增函数,求的取值范围;〔2〕当时,证明:函数只有一个零点;〔3〕若的图象与轴交于两点,AB中点为,求证:参考答案一、综合题1、解:〔1〕当时,,定义域是,,令,得或.…2分当或时,,当时,,函数在、上单调递增,在上单调递减.……………4分的极大值是,极小值是.当时,;当时,,当仅有一个零点时,的取值范围是或.……………5分〔2〕当时,,定义域为.令,,在上是增函数.…………………………………7分①当时,,即;②当时,,即;③当时,,即.…………………………………9分〔3〕〔法一〕根据〔2〕的结论,当时,,即.令,则有,.……………12分.……………………………………14分〔法二〕当时,.,,即时命题成立.………………………………10分设当时,命题成立,即.时,.根据〔2〕的结论,当时,,即.令,则有,则有,即时命题也成立.……………13分因此,由数学归纳法可知不等式成立.………………………………14分〔法三〕如图,根据定积分的定义,得.……11分,.………………………………12分,又,,..…………………………………14分【说明】本题主要考查函数导数运算法则、利用导数求函数的极值、证明不等式等基础知识,考查分类讨论思想和数形结合思想,考查考生的计算能力及分析问题、解决问题的能力和创新意识.2、解:〔1〕由题意知,的定义域为,当时,,函数在定义域上单调递增.〔2〕①由〔Ⅰ〕得,当时,函数无极值点.②时,有两个相同的解,时,时,函数在上无极值点.③当时,有两个不同解,时,,,此时,随在定义域上的变化情况如下表:减极小值增由此表可知:时,有惟一极小值点,ii〕当时,0<<1此时,,随的变化情况如下表:增极大值减极小值增由此表可知:时,有一个极大值和一个极小值点;综上所述:当且仅当时有极值点;当时,有惟一最小值点;当时,有一个极大值点和一个极小值点〔3〕由〔2〕可知当时,函数,此时有惟一极小值点且令函数3、【解析】〔Ⅰ〕由题意:设直线,由消y得:,设A、B,AB的中点E,则由韦达定理得: =,即,,所以中点E的坐标为E,因为O、E、D三点在同一直线上,所以,即,解得,所以=,当且仅当时取等号,即的最小值为2.〔Ⅱ〕〔i〕证明:由题意知:n>0,因为直线OD的方程为,所以由得交点G的纵坐标为,又因为,,且∙,所以,又由〔Ⅰ〕知: ,所以解得,所以直线的方程为,即有,令得,y=0,与实数k无关,所以直线过定点〔-1,0〕.〔ii〕假设点,关于轴对称,则有的外接圆的圆心在x轴上,又在线段AB的中垂线上,由〔i〕知点G〔,所以点B〔,又因为直线过定点〔-1,0〕,所以直线的斜率为,又因为,所以解得或6,又因为,所以舍去,即,此时k=1,m=1,E,AB的中垂线为2x+2y+1=0,圆心坐标为,G〔,圆半径为,圆的方程为.综上所述, 点,关于轴对称,此时的外接圆的方程为.二、计算题4、〔Ⅰ〕解:由已知得:.……………1分由为偶函数,得为偶函数,显然有. (2)分又,所以,即.…………3分又因为对一切实数恒成立,即对一切实数,不等式恒成立.…………4分显然,当时,不符合题意.…………5分当时,应满足注意到,解得.…………7分所以.……………8分〔Ⅱ〕证明:因为,所以.………9分要证不等式成立,即证.…………10分因为, …………12分所以.所以成立.……………14分5、解:〔1〕〔1分〕,当时,的单调增区间为,减区间为;…………2分当时,的单调增区间为,减区间为;…………3分当时,不是单调函数…………4分〔2〕因为函数的图像在点处的切线的倾斜角为,所以,所以,,……………..…6分,…………………………………….……7分要使函数在区间上总存在极值,所以只需,………………ks5u……..……9分解得………………………………………………………10分⑶令此时,所以,由⑴知在上单调递增,∴当时,即,∴对一切成立,………12分∵,则有,∴…………14分6、解:〔Ⅰ〕在区间上单调递增,在区间上单调递减,且的值域为………………3分〔Ⅱ〕令,则由〔Ⅰ〕可得,原问题等价于:对任意的在上总有两个不同的实根,故在不可能是单调函数…………………5分当时, ,.s 在区间上递减,不合题意当时, ,在区间上单调递增,不合题意当时, ,在区间上单调递减,不合题意当即时, 在区间上单调递减; 在区间上单递增,由上可得,此时必有的最小值小于等于0 而由可得,则综上,满足条件的不存在.………………………..8分〔Ⅲ〕设函数具备性质“”,即在点处的切线斜率等于,不妨设,则,而在点处的切线斜率为,故有………………10分即,令,则上式化为,………………12分令,则由可得在上单调递增,故,即方程无解,所以函数不具备性质“”. ……………………14分7、解〔Ⅰ〕 1分若函数在上递增,则对恒成立,即对恒成立,而当时,若函数在上递减,则对恒成立,即对恒成立,这是不可能的.综上,的最小值为1. 4分〔Ⅱ〕解1、由令得=0的根为1,所以当时,,则单调递增,当时,,则单调递减,所以在处取到最大值,又,,所以要使与有两个不同的交点,则有……………8分〔Ⅲ〕假设存在,不妨设9分若则,即,即.〔*〕 12分令,〔〕,则>0.∴在上增函数,∴,∴〔*〕式不成立,与假设矛盾.∴因此,满足条件的不存在. 15分8、9、⑴因为,所以,因此,所以函数的图象在点处的切线方程为,…………………………2分由得,由,得.…4分⑵因为,所以,由题意知在上有解,因为,设,因为,则只要解得,所以b的取值范围.………………………………………………………………8分⑶不妨设.因为函数在区间上是增函数,所以,函数图象的对称轴为,且,〔ⅰ〕当时,函数在区间上是减函数,所以,所以等价于,即,等价于在区间上是增函数,等价于在区间上恒成立,等价于在区间上恒成立,所以,又,所以;………………………………………………………………………………………10分〔ⅱ〕当时,函数在区间上是减函数,在上为增函数.①当时,等价于,等价于在区间上是增函数,等价于在区间上恒成立,等价于在区间上恒成立,所以,又,所以;……………………………………………………………………………12分②当时,等价于,等价于在区间上是增函数,等价于在区间上恒成立,等价于在区间上恒成立,所以,故.………………………………………………………………14分③当时,由图象的对称性知,只要对于①②同时成立,那么对于③,则存在,使恒成立;或存在,使恒成立.因此,.综上,b的取值范围是.……………………………………………………16分10、解:〔Ⅰ〕由于直线的斜率为,且过点,故即解得,.〔Ⅱ〕由〔Ⅰ〕知,所以.考虑函数,则.〔i〕设,由知,当时,.而,故当时,,可得;当x〔1,+〕时,h〔x〕<0,可得 h〔x〕>0从而当x>0,且x1时,f〔x〕-〔+〕>0,即f〔x〕>+.〔ii〕设0<k<1.由于当x〔1,〕时,〔k-1〕〔x2 +1〕+2x>0,故〔x〕>0,而h〔1〕=0,故当x〔1,〕时,h〔x〕>0,可得h〔x〕<0,与题设矛盾.〔iii〕设k1.此时〔x〕>0,而h〔1〕=0,故当x〔1,+〕时,h〔x〕>0,可得 h〔x〕<0,与题设矛盾.综合得,k的取值范围为〔-,0]解:〔2〕由〔1〕知.故要证:只需证为去分母,故分x>1与0<x<1两种情况讨论:当x>1时,需证即即需证.〔1〕设,则由x>1得,所以在〔1,+〕上为减函数.又因g〔1〕=0所以当x>1时 g〔x〕<0 即〔1〕式成立.同理0<x<1时,需证〔2〕而由0<x<1得,所以在〔0,1〕上为增函数.又因g〔1〕=0所以当0<x<1时 g〔x〕<0 即〔2〕式成立.综上所证,知要证不等式成立.点评:抓住基本思路,去分母化简问题,不可死算.11、〔I〕函数的定义域为.,令,则在上递增,在上递减,.当时,,在上恒成立.即当时,函数在定义域上单调递增.〔II〕分以下几种情形讨论:〔1〕由〔I〕知当时函数无极值点.〔2〕当时,,时,时,时,函数在上无极值点.〔3〕当时,解得两个不同解,.当时,,,此时在上有唯一的极小值点.当时,在都大于0 ,在上小于0 ,此时有一个极大值点和一个极小值点.综上可知,时,在上有唯一的极小值点;时,有一个极大值点和一个极小值点;时,函数在上无极值点.〔III〕当时,令则在上恒正,在上单调递增,当时,恒有.即当时,有,对任意正整数,取得12、13、解〔1〕设动点为,1分依据题意,有,化简得. 3分因此,动点P所在曲线C的方程是:.…………4分〔2〕点F在以MN为直径的圆的外部.理由:由题意可知,当过点F的直线的斜率为0时,不合题意,故可设直线:,如图所示. 5分联立方程组,可化为,则点的坐标满足. 7分又、,可得点、.点与圆的位置关系,可以比较点到圆心的距离与半径的大小来判断,也可以计算点与直径形成的张角是锐角、直角、钝角来加以判断.因,,则=.9分于是,为锐角,即点F在以MN为直径的圆的外部. 10分〔3〕依据〔2〕可算出,,则,. 14分所以,,即存在实数使得结论成立. 15分对进一步思考问题的判断:正确.18分14、解:〔1〕由椭圆的定义,曲线是以,为焦点的半椭圆,. ……………………………………………1分∴的方程为. ……………………………………………3分〔注:不写区间“”扣1分〕〔2〕解法1:由〔1〕知,曲线的方程为,设,则有,即……①………………………………4分又,,从而直线的方程为AP:; BP:……………5分令得,的纵坐标分别为; .∴……②………………………………………7分将①代入②,得 .∴ .当且仅当,即时,取等号.即的最小值是. ……………………………………………9分解法2:设,则由三点共线,得..①同理,由三点共线得:…②…………………5分由①×②得:.由,代入上式,.即 . …………………………………………………………7分,当且仅当,即时,取等号.即的最小值是 . ………………………………………………9分〔3〕设,依题设,直线∥轴,若为正三角形,则必有,…………………………………………………10分从而直线的斜率存在,分别设为、,由〔2〕的解法1知,;,……………………………11分于是有,而,矛盾.………………………13分∴不存在点P,使为正三角形.……………………………………………14分注:如上各题若有其它解法,请评卷老师酌情给分.15、解:〔1〕∵是函数的两个极值点,∴,.∴,,解得.∴.-------------------4分〔2〕∵是函数的两个极值点,∴.∴是方程的两根.∵,∴对一切恒成立.,,∵,∴.∴.由得,∴.∵,∴,∴.令,则.当时,,∴在〔0,4〕内是增函数;当时,,∴在〔4,6〕内是减函数.∴当时,有极大值为96,∴在上的最大值是96,∴的最大值是.---------------------------------------8分〔3〕∵是方程的两根,∴,∵,,∴.∴∵,.-------------------------------12分16、解:〔I〕的定义域是...........1分............... 2分由及得;由及得,故函数的单调递增区间是;单调递减区间是........4分〔II〕若对任意,,不等式恒成立,问题等价于,.........5分由〔I〕可知,在上,是函数极小值点,这个极小值是唯一的极值点,故也是最小值点,所以;...................6分当时,;当时,;当时,;............8分问题等价于或或........11分解得或或即,所以实数的取值范围是.................12分17、18、解:〔1〕…………………………………………4分〔2〕……………………7分〔3〕 ,①当时,在上单调减,…………………9分…………………11分②且,在上不单调时,,,…………………14分综上得:…………………15分19、解:〔1〕∵,, -----1分∴当时,,单调递增;当时,,单调递减.----3分∴当x=1时,有极大值,也是最大值,即为-1,但无最小值.故的单调递增区间为,单调递减区间为;最大值为-1,但无最小值.分方程化为,-----3∴,∴实数m的取值范围为. -----6分〔2〕∵,又有两个实根,∴两式相减,得分∴ -----8=.∵,∴,∵,∴. -----9分要证:,只需证:.只需证:.〔*〕31 / 31。