宁波市2019学年第二学期高考适应性考试数学试卷一、选择题1.已知全集{}2,1,0,1,2,3U =--,集合{}1,0,1A =-,{}1,1,2B =-,则()() UUA B =( ) A. {}1,1-B. {}2,3-C.1,0,1,2D.{}2,0,2,3-【答案】D 【解析】 【分析】 首先分别求出 UA ,UB ,再求()() UUA B 即可.【详解】 {2,2,3}UA =-,{2,0,3}UB =-,()() {2,0,2,3}UUA B =-.故选:D【点睛】本题主要考查集合的补集和并集的运算,属于简单题.2.已知复数z 是纯虚数,满足()12z i a i -=+(i 为虚数单位),则实数a 的值是( ) A. 1 B. 1-C. 2D. 2-【答案】C 【解析】 【分析】由题意设(z bi b R =∈且)0b ≠,转化条件得2b bi a i +=+,进而可得2b a b =⎧⎨=⎩,即可得解.【详解】设(z bi b R =∈且)0b ≠,则()()112z i bi i b bi a i -=-=+=+,所以2b ab =⎧⎨=⎩,解得2a =. 故选:C.【点睛】本题考查了纯虚数的概念、复数的运算与复数相等的条件,属于基础题.3.已知实数,x y 满足约束条件1435x x y y x ≥⎧⎪+≤⎨⎪≥-⎩,则3z x y =+的最大值是( )A. 6B.152C.172D.253【答案】C 【解析】 【分析】由题意画出可行域,转化目标函数为3y x z =-+,数形结合即可得解. 【详解】由题意画出可行域,如图阴影部分所示:目标函数3z x y =+可转化为3y x z =-+,上下平移直线3y x z =-+, 数形结合可知,当直线3y x z =-+过点A 时,z 取得最大值,由435x y y x +=⎧⎨=-⎩可得点97,44A ⎛⎫⎪⎝⎭,所以max 97173442z =⨯+=. 故选:C.【点睛】本题考查了简单的线性规划,属于基础题.4.已知ABC 中角A 、B 、C 所对的边分别是,,a b c ,则“2222a b c +=”是“ABC 为等边三角形”的( ) A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件【答案】B 【解析】 【分析】举反例分析充分性,再直接推理必要性再判断即可.【详解】当3,4,2a b c ===时,满足ABC 三边关系与2222a b c +=,但ABC 不等边三角形.当ABC 为等边三角形时, 2222a b c +=成立.故“2222a b c +=”是“ABC 为等边三角形”的必要不充分条件. 故选:B【点睛】本题主要考查了充分与必要条件的判定,需要根据题意推导或者举出反例证明充分性与必要性.属于基础题.5.已知随机变量X 的分布列是( )其中26a b a ≤≤,则()E X 的取值范围是( )A. 4,19⎡⎤⎢⎥⎣⎦B. 21,93⎡⎤-⎢⎥⎣⎦C. 15,39⎡⎤⎢⎥⎣⎦D. 14,39⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【答案】B 【解析】 【分析】由题意结合离散型随机变量分布列的性质可得1130026a b a b a b a⎧++=⎪⎪⎪≥⎨⎪≥⎪≤≤⎪⎩,进而可得2192b ≤≤,由离散型随机变量期望公式即可得解.【详解】由题意可得113026a b a b a b a⎧++=⎪⎪⎪≥⎨⎪≥⎪≤≤⎪⎩,解得2192b ≤≤,所以()1222102,33393E X a b b b b ⎡⎤=-+⨯+=-+=-∈-⎢⎥⎣⎦. 故选:B.【点睛】本题考查了离散型随机变量分布列的性质与期望公式的应用,考查了运算求解能力,属于基础题.6.函数21cos 21x x y x +=⋅-的部分图像大致为( )A. B.C. D.【答案】A 【解析】 【分析】令()()21cos 021x x f x y x x +==⋅≠-,由()()f x f x -=-可排除B 、D ;由当0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x >,可排除C ;即可得解.【详解】令()()21cos 021x x f x y x x +==⋅≠-,则()()()1121212cos cos cos 1211212xx x x x xf x x x x f x --+++-=-⋅=⋅=⋅=----, 所以函数()f x 为奇函数,可排除B 、D ;当0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,cos 0x >,21021xx +>-,所以()0f x >,故排除C.故选:A.【点睛】本题考查了函数图象的识别,考查了函数奇偶性与三角函数性质的应用,属于基础题.7.设,a b ∈R ,无穷数列{}n a 满足:1a a =,211n n n a a ba +=-+-,*n ∈N ,则下列说法中不正确的是( )A. 1b =时,对任意实数a ,数列{}n a 单调递减B. 1b =-时,存在实数a ,使得数列{}n a 为常数列C. 4b =-时,存在实数a ,使得{}n a 不是单调数列D. 0b =时,对任意实数a ,都有201820202a >-【答案】D 【解析】 【分析】当1b =时,由2110n n n a a a +-=--<可判断A ;当1b =-时,由21n n n a a a =---可得1n a =-,即1a =-时,数列{}n a 为常数列,可判断B ;当0a =、4b =-时,由213a a a <<可判断C ;若0b =,可得210n na a +<-≤,进而可得()20182018222202021a a a <-=---,即可判断D ;即可得解.【详解】对于A ,当1b =时,211n n n a a a +=-+-,则2110n n n a a a +-=--<即1n n a a +<,所以对于任意实数a ,数列{}n a 单调递减,故A 正确;对于B ,当1b =-时,211n n n a a a +=---,若1n n a a +=,则21n n n a a a =---即1n a =-,当1a =-即11a =-时,数列{}n a 为常数列,故B 正确;对于C ,当0a =、4b =-时,2141n n n a a a +=---,10a =,21a =-, 32a =,213a a a <<,故数列{}n a 不是单调数列,故C 正确;对于D ,当0b =时,211n n a a +=--,所以210n n a a +<-≤, 所以241n n a a +>,241n n a a +-<-,所以()201820182242220202019201821a aaaa <-<-<⋅⋅⋅<-=---,当21a =时,201822018202022a <-<-,故D 错误.故选:D.【点睛】本题考查了数列递推公式的应用,考查了运算求解能力,属于中档题.8.若正实数x 、y 满足x -=x 的取值范围是( ) A. []4,20B. []16,20C. (]2,10D.(2,【答案】C 【解析】 【分析】因为正实数x 、y 满足x -=有意义,可得20x y -≥.利用换元法,令t (0t >),将x -=化简,可得22420x x --=,结合方程的根的特征,即可求得答案.【详解】正实数x 、y 满足x -=有意义,则20x y -≥——①令t 0t >),将t 代入①可得:22t x ≤,结合0t >解得:0t <≤将x - 整理可得:2442x x y x y π-+=-故:22420x x --=——②将t 225420t xt x x -+-=这是一个关于t 的一元二次方程,则方程有两个正根(含相等)()()222121620201205x x x t t x x ⎧∆=--≥⎪⎨=->⎪⎩解得:210x <≤ 故(]2,10x ∈ 故选:C【点睛】本题解题关键是利用还原法,将所给等式转化一元二次方程,利用一元二次方程知识求解变量的范围,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.9.点M 在椭圆()222210x y a b a b+=>>上,以M 为圆心的圆与x 轴相切于椭圆的焦点,与y轴相交于,P Q ,若MPQ 是钝角三角形,则椭圆离心率的取值范围是( )A. ⎛ ⎝⎭B. ⎛ ⎝⎭C. ⎝⎭D. ⎫⎪⎪⎝⎭【答案】A 【解析】 【分析】因为圆M 与x 轴相切于焦点F ,不妨设(,)M c y ,则(因为相切,则圆心与F 的连线必垂直于x 轴),根据题意画出大致图象,根据几何关系求得PN ,NQ ,根据PMQ ∠为钝角,则45PMN QMN ︒∠=∠>,结合已知,即可求得椭圆离心率的取值范围.【详解】圆M 与x 轴相切于焦点F ,∴不妨设(,)M c y ,则(因为相切,则圆心与F 的连线必垂直于x 轴)根据题意画出大致图象:M 在椭圆上,则2b y a=或()2222b y a b c a =-=+∴圆的半径为2b a过M 作MN y ⊥轴与N ,则,PN NQ MN c ==222b PN NQ c a ⎛⎫∴==- ⎪⎝⎭PMQ ∠为钝角,则45PMN QMN ︒∠=∠>即PN NQ MN c =>=∴222b c c a ⎛⎫-> ⎪⎝⎭,即4222b c c a ->得()222222ac c a ->,即2222222a c c e c -+>可得:22140e e-+> 即:42410e e -+> 即:()22230e -->即:223(01)e e -<<< 故:232e <-620e -∴<<620,2e ⎛⎫-∴∈ ⎪ ⎪⎝⎭选故:A.【点睛】本题主要考查了求椭圆离心率范围问题,解题关键是掌握椭圆离心率定义,要注意椭圆的离心率范围是:01e <<,数形结合,考查了分析能力和计算能力,属于中档题. 10.在四面体S ABC -中,点P 在线段SA 上运动(不含端点).设PA 与平面PBC 所成角为1θ,PB 与平面SAC 所成角为2θ,PC 与平面ABC 所成角为3θ,则( )A. 213θθθ<<B. 231θθθ<<C. 312θθθ<<D.321θθθ<<【答案】D 【解析】 【分析】不妨设()1,0,0A ,()0,1,0B ,()0,0,1C ,()1,1,1S ,AP AS λ=,01λ<<,然后算出122sin 443n PA n PAθλλ⋅==⋅++,222sin 333θλλ=-+,322sin 333λθλλ=-+即可.【详解】不妨设()1,0,0A ,()0,1,0B ,()0,0,1C ,()1,1,1S ,AP AS λ=,01λ<< 所以()()0,1,10,,AP AS λλλλ===,所以()1,,P λλ所以()()()0,,,1,1,,1,,1PA PB PC λλλλλλ=--=---=---设平面PBC 的法向量为(),,n x y z =则有00n PB n PC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即()()()()1010x y z x y z λλλλ-+-+-=⎧⎪⎨-+-+-=⎪⎩,即()12y z x y λ=⎧⎪⎨=-⎪⎩所以可取()12,1,1n λ=-所以1sin 4n PA n PAθ⋅==⋅,同理可得2sinθ=,3sin θ=因为()22244333370λλλλλλ++--+=+>>所以123sin sin sin θθθ>>,故123θθθ>>, 故选:D【点睛】对于选择题,特殊化处理是解答本题的关键. 二、填空题 11.()5121ax x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭的展开式中各项系数的和为2,则实数a =______,该展开式中常数项为______.【答案】 (1). 1 (2). 10 【解析】 【分析】 由()5121ax x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭的展开式中各项系数的和为2求出1a =,然后写出()521x -的展开式的通项即可算出答案. 【详解】因为()5121ax x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭的展开式中各项系数的和为2 所以令()5121ax x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭中的1x =可得12a +=,所以1a = 因为()521x -的展开式的通项为()()()5551552112,0,1,2,3,4,5rrrrrr r r T C x C x r ---+=-=-=所以()5121x x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭展开式中常数项为()44511210C ⨯⨯-⨯= 故答案为:1,10【点睛】本题考查的是二项式定理的相关知识,属于基础题.12.一个四面体的三视图如图所示(单位cm ),则该四面体体积(单位cm 3)为______,外接球的表面积(单位cm 2)为______.【答案】 (1). 6 (2). 34π 【解析】 【分析】根据三视图画出原图,由此计算出几何体的体积,并计算出外接球的表面积.【详解】根据三视图可知,该几何体为如图所示四面体1A BCD -,将其放置在长方体1111ABCD A B C D -中,所以几何体的体积为11114336332BCD S AA ∆⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=.四面体1A BCD -的外接球即长方体1111ABCD A B C D -的外接球,外接球的直径为222143334AC =++=22114342AC AC πππ⎛⎫⨯=⨯= ⎪⎝⎭. 故答案为:(1)6;(2)34π.【点睛】本小题主要考查由三视图求几何体的体积,考查几何体外接球表面积的求法,属于基础题.13.已知函数()()sin 0,02f x x πωϕωϕ⎛⎫=+><<⎪⎝⎭的图像关于点,04π⎛⎫⎪⎝⎭对称,关于直线4πx =-对称,最小正周期,2T ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则T =______,()f x 的单调递减区间是______. 【答案】 (1). 23π(2). ()225,312312k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】根据()f x 的对称性和T 的范围,求得,,T ωϕ,根据三角函数单调区间的求法,求得()f x 的单调递减区间.【详解】由于()f x 的最小正周期,2T ππ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,0>ω,所以2,242πππωω⎛⎫∈⇒<< ⎪⎝⎭. 由于()f x 图像关于点,04π⎛⎫⎪⎝⎭对称,关于直线4πx =-对称,所以11224,,42k k k Z k πωϕπππωϕπ⎧+=⎪⎪∈⎨⎪-+=+⎪⎩, 两式相加得()1122,,22k k k k Z πϕπ=++∈,由于02πϕ<<,02ϕπ<<,所以224ππϕϕ=⇒=.则11141,44k k k Z ππωπω=⇒=-∈+,结合24ω<<可得3ω=,所以()sin 34f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭. 所以()f x 的最小正周期为23T π=. 由3232242k x k πππππ+≤+≤+,解得225312312k k x ππππ+≤≤+,所以()f x 的减区间为()225,312312k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦. 故答案为:(1)23π;(2)()225,312312k k k Z ππππ⎡⎤++∈⎢⎥⎣⎦【点睛】本小题主要考查根据三角函数的对称性、周期性求参数,考查三角函数单调区间的求法,考查运算求解能力,属于中档题.14.已知过抛物线()21:20C y px p =>焦点F 的直线与抛物线交于,A B两点,其中(4,A ,双曲线()22222:10,0y x C a b a b-=>>过点,A B ,则p 的值是______,双曲线2C 的渐近线方程是______.【答案】 (1). 4(2). y = 【解析】 【分析】根据A 点坐标求得p ,由此求得抛物线方程,进而求得B 点坐标,将,A B 坐标代入双曲线的方程,由此求得,a b ,进而求得双曲线的渐近线方程.【详解】由于A 在抛物线1C上,所以(2244p p =⋅⇒=.所以抛物线方程为28y x =,其焦点坐标为()2,0,所以直线AB的方程为())02242y x x =-=--.由)228y x y x ⎧=-⎪⎨=⎪⎩,解得114x y =⎧⎪⎨=⎪⎩221x y =⎧⎪⎨=-⎪⎩(1,B -.将,A B 坐标代入双曲线2C 的方程得222232161811a b a b ⎧-=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩,解得25a b ==,所以双曲线的渐近线方程为525a y x x xb =±=±=±.故答案为:(1)4;(2)y = 【点睛】本小题主要考查抛物线方程的求法,考查直线和抛物线的位置关系,考查双曲线的方程的求法,考查双曲线的渐近线方程,属于中档题.15.某会议有来自6个学校的代表参加,每个学校有3名代表.会议要选出来自3个不同学校的3人构成主席团,不同的选取方法数为______.【答案】540 【解析】 【分析】根据分步计数原理以及组合数的计算,求得不同的选取方法数.【详解】第一步:从6个学校中选出3个学校,方法数有3620C =;第二步,从选出的3个学校中各选取1个代表,方法数有33327⨯⨯=; 根据分步计数原理可知,总的方法数有2027540⨯=种. 故答案为:540.【点睛】本小题主要考查分步计数原理,考查组合数的计算,属于基础题.16.函数()123,013log ,132x x f x x x ⎧≤≤⎪=⎨+<≤⎪⎩,()22g x x x =-,若()()y g f x t =-恰有3个零点,则实数t 的取值范围是______.【答案】[]1,10 【解析】 【分析】设()m f x =,则()g m t =.由()f x 图像知,要使得恰有三个零点,则方程()g m t =存在两个实根12,m m ,满足113m ≤<,23m =或者113m ≤<,221m -≤<,结合()g x 的性质,得110t ≤≤.【详解】画出()f x 的图像如下图所示. 设()m f x =,则()g m t =.由()f x 图像知,要使得恰有三个零点,则方程()g m t =存在两个实根12,m m ,满足“113m ≤<,23m =”或者“113m ≤<,221m -≤<”.由于()()2221g x x x x x =-=-,所以()g x 在1,4⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦上递减,在1,4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上递增,两个零点为1210,2x x ==,最小值为1148g ⎛⎫=- ⎪⎝⎭.由于()()()210,11,315g g g -===.所以实数t 的取值范围是110t ≤≤,即[]1,10 故答案为:[]1,10【点睛】本小题主要考查函数零点问题的研究,考查数形结合的数学思想方法,属于中档题. 17.已知矩形ABCD 中,4AB =,3AD =,动点M 、N 分别在射线CB 、CD 上运动,且满足22111CM CN+=.对角线AC 交MN 于点P ,设AP x AB y AD =+,则x y +的最大值是______.【答案】85【解析】 【分析】由条件可知2222CM CN CM CN +=⋅,故MN CM CN =⋅,则点C 到MN 的距离为1,即1CP ≥,故4AP ≤,则8552AP x y +=≤. 【详解】由于22111CM CN+=,所以2222CM CN CM CN +=⋅, 所以222MNCM CN =⋅,所以MN CM CN =⋅,所以点C 到MN 的距离为1,所以1CP ≥,而22345AC =+=,所以4AP ≤,设CAB α∠=,则34sin ,cos 55αα, 所以sin ,cos x AB y AD AP AP αα⋅⋅==,则15x y AP ==. 则21185555AP x y AP AP +=+=≤. 故答案为:85【点睛】本小题主要考查向量在几何计算中的运用,属于中档题. 三、解答题18.已知ABC 中角A 、B 、C 所对的边分别是,,a b c ,且)2cos 3cos cos a A c B b C +. (1)求A 的值;(2)若1a =且sin cos B C +=求ABC 的面积. 【答案】(1)6A π=(2)2ABCS=【解析】 【分析】(1)根据正弦定理边化角,再利用三角恒等变换以及三角函数值求解A 即可. (2)利用6A π=与内角和的关系,将sin cos B C +=C 的表达式,再利用三角恒等变换结合三角形内角的范围求解即可. 【详解】(1)由)2cos cos cos a A c B b C =+,)2sin cos sin cos sin cos A A C B B C =+故()2sin cos A A B C +即2sin cos A A A =,∵sin 0A ≠,∴cos A =而()0,A π∈,∴6A π=.(2)由sin cos B C +=6A π=得sin cos 62C C π⎛⎫++= ⎪⎝⎭,3cos 2C C +=32C π⎛⎫+=⎪⎝⎭,5(0,)6C π∈,∴536C ππ+=,2C π=,3B π=. 故sin sinb a B A=,即sin 21sin 2a Bb A===又2C π=,故1122ABCS=⨯=. 【点睛】本题主要考查了利用正弦定理进行边角互化求解角度的问题,同时也考查了三角恒等变换在解三角形中的运用.属于中档题.19.已知三棱柱111ABC A B C -中,M 、N 分别是1CC 与1A B 的中点,1ABA △为等边三角形,1CA CA =,112A A A M BC ==.(Ⅰ)求证://MN 平面ABC ; (Ⅱ)(i )求证:BC ⊥平面11ABB A ; (ii )求二面角A MN B --的正弦值. 【答案】(Ⅰ)见解析(Ⅱ)(i )见解析(ii 470【解析】 【分析】(Ⅰ)由//MP BC 推出//MP 平面ABC ,由//PN AB 推出//NP 平面ABC ,则平面//PMN 平面ABC ,由MN ⊂平面PMN 即可得证;(Ⅱ)(i )勾股定理证明AB BC ⊥、1A B BC ⊥,即可推出BC ⊥平面1ABA ;(ii )建立空间直角坐标系,求出平面AMN ,平面BMN 的法向量代入121212cos ,n n n n n n ⋅=⋅即可求得两向量夹角的余弦值,再求出正弦值即可.【详解】(Ⅰ)取1BB 中点P ,连接MP ,则//MP BC , 因为BC ⊂平面ABC ,MP ⊄平面ABC ,所以//MP 平面ABC ,因为N 、P 分别11,A B BB 的中点,所以11//PN A B ,又11//A B AB ,所以//PN AB , 因为AB平面ABC ,PN ⊄平面ABC ,故//NP 平面ABC ,因为NP MP P ⋂=,NP ⊂平面PMN ,MP ⊂平面PMN , 于是平面//PMN 平面ABC ,又MN ⊂平面PMN ,所以//MN 平面ABC . (Ⅱ)(i )不妨设1BC =,则112A A A M ==.依题意111CA CA C A ==,故1A M 为等腰11ACC △底边上的中线,则11A M CC ⊥.于是2211115AC AC A M MC ==+=,因为222AB BC AC +=,所以AB BC ⊥,同理22211A B BC A C +=,则1A B BC ⊥,又1AB A B B ⋂=,AB 平面1ABA ,1A B ⊂平面1ABA ,所以BC ⊥平面1ABA .(ii )方法一:因为BC ⊥平面1ABA ,AN ⊂平面1ABA ,所以AN BC ⊥, 因为1ABA △为等边三角形且N 为1A B 的中点,所以1AN BA ⊥, 又1BCBA B =,BC ⊂平面1A BC ,1BA ⊂平面1A BC ,所以AN ⊥平面1A BC ,因为AN ⊂平面AMN ,故平面AMN ⊥平面1A BC . 设1A CAM Q =,则QN 为平面AMN 与平面1A BC 的交线.过B 作BH QN ⊥于点H ,则BH ⊥平面AMN .又过B 作BG MN ⊥于点G ,则MN ⊥平面BGH ,BGH ∠即为二面角A MNB --的平面角.在BMN △中,2BM MN ==,1BN =,则78BG =; 在BQN △中,455BH BN =⋅=. 所以32470sin 35BH BGH BG ∠===,即二面角A MN B --的正弦值是470.方法二:以B 为原点,建立如图所示的空间直角坐标系.则()0,0,0B ,()3,0A -,13,22N ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,()1,0,1M ,13,,122NM ⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭,()2,3,1AM =-,()1,0,1BM =. 设平面AMN 的法向量()1111,,n x y z =,平面BMN 的法向量()2222,,n x y z =.由11111111132230x y zn NMn AMx y z⎧⎧-+=⊥⎪⎪⇒⎨⎨⊥⎪⎩⎪-+=⎩,可取()11,3,1n=;由2222222132n NM x y zn BMx z⎧⎧⊥-+=⎪⎪⇒⎨⎨⊥⎪⎩⎪+=⎩,可取231,,13n⎛⎫=--⎪⎪⎝⎭.于是1212123cos,35753n nn nn n⋅===-⋅⨯,所以二面角A MN B--的正弦值是3247035=.【点睛】本题考查线面平行、线面垂直的判定及证明,二面角的求法,空间向量法求二面角的余弦值,属于中档题.20.已知正项数列{}n a的首项11a=,其前n项和为nS,且na与1na+2nS数列{}nb满足:122...2nnnab b ba++++=.(1)求23,a a,并求数列{}n a通项公式;(2)记nnnbca=,*n∈N,证明:12 (21)1nc c cn⎛+++<+⎝.【答案】(1)22a=,33a=,()*na n n=∈N. (2)见解析【解析】【分析】(1)由题可得12n n nS a a+=,再根据通项与前n项和的关系求得递推公式22n na a+-=,再根据12,a a 的值求解通项即可.(2)根据通项与前n 项和的关系求出{}n b 的通项公式,再代入可得n c =再利用裂项放缩法或者利用数学归纳法证明即可. 【详解】(1)依题意,12n n n S a a +=由1122a a a =,()12232a a a a +=得22a =,33a =.于是有12n n n S a a +=,1122n n n S a a +++=,两式相减可得()1122n n n n a a a a +++=-. 约去正项1n a +可得22n n a a +-=.又11a =,22a =,所以{}n a 是以1为首项,1为公差的等差数列. 故()*n a n n =∈N . (2)依题意()12211 (22222)n n n a n b b b a n n ++++===-++, 当2n ≥时,12111 (21)n b b b n -+++=-+, 两式相减即得()()1111212n b n n n n =-=++++. 另外113126a b a ==亦符合上式,所以()()112n b n n =++()*n∈N .n c ===证一:22n c <==所以12...21...21n c c c ⎡⎤⎛⎛+++<+++=⎢⎥ ⎝⎝⎣⎦. 证二:(1)1n =时命题成立.(2)假设n k =时命题成立,即12...21k c c c ⎛+++< ⎝那么1211...212121k k k c c c c c ++⎛⎛⎛++++-<+- ⎝⎝⎝22=-=0=<即当1n k =+时命题也成立.综合(1)(2)对任意*n N ∈命题均成立.【点睛】本题主要考查了根据数列通项与前n 项和的关系求得递推公式与通项公式的方法,同时也考查了数列不等式的问题,包括裂项放缩以及数学归纳法的应用.属于难题.21.已知椭圆()2222:10x y a b a bΓ+=>>的焦点12F F 的距离为2F 且垂直于x 轴的直线交椭圆Γ于,A B 两点,且1AB =. (Ⅰ)求椭圆Γ的方程;(Ⅱ)若存在实数t ,使得经过相异两点()24,P t t h +和()22,Q t t h ++的直线交椭圆Γ所得弦的中点恰为点Q,求实数h 的取值范围.【答案】(Ⅰ)2214x y +=(Ⅱ)1h ≤<【解析】 【分析】(Ⅰ)根据题意得到2222213b a a b c ⎧=⎪⎨⎪-==⎩,解得答案.(Ⅱ)计算直线l 的方程22ty x h t =+-,联立方程得到()2221h t t -<+,利用点差法得到()11t h t+=-+,故1h ≥,0t <,变换得到()()2120h t h +-<,解得答案. 【详解】(Ⅰ)根据题意:2c =221ba =,即2222213b aa b c ⎧=⎪⎨⎪-==⎩,解得2a =,故1b =,椭圆Γ的方程为2214x y +=.(Ⅱ)过P 、Q 两点的直线l 的斜率为2222t t t t -=-,直线l 的方程22t y x h t =+-,代入2214x y +=可得()222240x tx h t ⎡⎤++--=⎣⎦,整理可得()()()2222214410tx t h t x h t ⎡⎤++-+--=⎢⎥⎣⎦, 依题意()()()2222221616110th t t h t ⎡⎤∆=--+-->⎢⎥⎣⎦,即()2221h t t -<+.① 若设直线l 交椭圆Γ于点()11,x y ,()22,x y ,则依题意有()212222221t h t x x t t --+==++,经整理可得()211t h t +=-+,0t ≠,即()11t h t+=-+.②由题意1t ≠,故由②可知()(]()1,22,h -+∈-∞-+∞,再结合①可知:若0t >,3h <-,则()()()222222223331h t t t t t ->--=+>+>+,不成立;故1h ≥,0t <,将②代入①消去2t ,可得()()()22111h t h t ++<-+, 再次将②代入①,可得()()()2111h h t h t +-<-+,即()()2120h t h +-<.又1h ≥,0t <,故解得1h ≤<【点睛】本题考查了椭圆方程,求参数范围,意在考查学生的计算能力和应用能力,利用点差法是解题的关键.22.已知实数0a ≠,函数()ln ||1f x ax a=-+. (Ⅰ)证明:对任意()0,a ∈+∞,()532f x a ≤-恒成立; (Ⅱ)如果对任意()0,x ∈+∞均有()x af x x a-≤+,求a 的取值范围.【答案】(Ⅰ)证明见解析(Ⅱ)(]0,1 【解析】 【分析】(Ⅰ)求导得到函数()()()23max 4ln 41ln 43ln 1f x f aa a ==-=+-,故只需证5ln 43ln 132a a +-≤-,设()33ln 3ln 42a a a ϕ=-++,求导得到()max 3ln 42a ϕ=-,得到证明.(Ⅱ)对任意()0,x ∈+∞有意义,0a >,令1x =可得111ln 1aa a a-+≤++, 所以01a <≤,再证明对任意(]0,1a ∈,任意()0,x ∈+∞,不等式恒成立,考虑关于a 的函数()()1ln x am a xa a x a-=+--+,根据其单调性得到()11ln 01x n x x x -=+≤+,计算函数单调性得到证明.【详解】(Ⅰ)易知()f x 的定义域为0,,若()0,a ∈+∞,则()()ln 1f x ax =+, ()112f x x a ⎫'==-⎪⎭, 则()f x 在()20,4a单调增,在()24,a +∞单调减,所以()()()23max 4ln 41ln 43ln 1f x f a a a ==-=+-.要证()532f x a ≤-恒成立,只需证5ln 43ln 132a a +-≤-. 令()33ln 3ln 42a a a ϕ=-++,()0,a ∈+∞.()131a aϕ⎛⎫'=- ⎪⎝⎭,函数在0,1上单调递增,在1,上单调递减,故()()max 31ln 42a ϕϕ==-,由于3ln 402-<, ∴()0a ϕ≤,即()532f x a ≤-恒成立.(Ⅱ)()x a f x x a -≤+,即1ln ||x aax x a-+≤++.(*) 1°(*)对任意()0,x ∈+∞有意义, 当x →+∞时,1ln ||ax +→+∞,∴0a >; 2°若(*)对任意()0,x ∈+∞恒成立,则01a <≤特别地,在(*)中令1x =可得111ln 1a a a a-+≤++, 故122ln 01a a a +--≤+. 注意到()122ln 1h a a a a =+--+在()0,a ∈+∞单调增,且()10h =,所以()0h a ≤当且仅当01a <≤.3°下面证明:对任意(]0,1a ∈,任意()0,x ∈+∞,不等式(*)恒成立. 首先,将正实数x 给定,考虑关于a 的函数()()1ln x am a xa x a-=++, 注意到()()122ln xm a xa a x a =+-+在(]0,1a ∈单调增, 故()()111ln 1x m a m x x -≤=++.下面只需说明:()11ln 01x n x x x -=+-≤+对于()0,x ∈+∞恒成立即可. 显然()10n =,故只需说明()n x 在0,1单调增,在()1,x ∈+∞单调减.()()())()222221112121x x n x x x x x ++'=-=++当1x >)()533122222211121x x x x x x ⎛⎫⎛⎫+=+++>+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故()0n x '<;当01x <<时,())5312222222222112121x x x x x x x x x +=+++>++>++=+,故()0n x '>.因此()n x 在0,1单调增,在()1,x ∈+∞单调减. 综上可知,实数a 的取值范围是(]0,1.【点睛】本题考查了不等式恒成立问题,证明不等式,意在考查学生的计算能力和应用能力 ,先算后证是解题的关键.。