天津一中2024届高三年级第五次月考试卷数 学本试卷总分150分,考试用时120分钟.注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上.2.回答选择题时,选出每小题答案后,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,再选涂其他答案标号.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效.3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回. 一.选择题(本大题共9小题,每小题5分,共45分)1. 已知集合{}1,2,3,4,5U =,{}1,2A =,{}1,0,2,3B =-,则()UB A ⋃=ð( )A. {}3B. {}0,2,3,4,5C. {}1,0,2,3,4,5-D. {}2,3,4,52. 已知n 为正整数,则“22n n ≥”是“3n =”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3. 已知4log 2a =,e12b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,12πc =,则( )A. a b c >>B. b a c >>C. c b a >>D. c a b >>4. 已知函数()f x 的部分图象如下图所示,则()f x 的解析式可能是( )A ()2e ln e 1x xx f x ⋅=-B. ()21sin x f x x +=C. ()22e ex xx f x -+=- D. ()e 1cos e 1x x f x x +=⋅-.5. 已知各项均为正数的数列{}n a 前n 项和为n S ,11a =,211lg lg lg2n n n a a -++=,*n ∈N ,则9S =( ) A. 511B. 61C. 41D. 96. 在一段时间内,分5次测得某种商品价格x (万元)和需求量()t y 之间的一组数据,绘制散点图如图所示,利用最小二乘法求得相应的经验回归方程为ˆ28.111.5yx =-,根据上述信息,如下判断正确的是( )价格x 1.4 1.6 1.822.2 需求量y12 10 7m3A. 商品的价格和需求量存在正相关关系B. y 与x 不具有线性相关关系C. 6m =D. 价格定为1.9万元,预测需求量大约为6.25t7. 已知AB ,CD 分别是圆台上、下底面圆直径,且AB CD ⊥,若圆台上底面圆直径为2,下底面圆直径为8,母线长为5,则三棱锥A BCD -的体积为( ) A283B.323C. 14D. 188. 已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左右焦点记为1F ,2F 且124F F =,直线l 过2F 且与该双曲线的一条渐近线平行,记l 与双曲线的交点为P ,若所得12PF F △的内切圆半径恰为3b,则此双曲线的方程为( )A. 2213y x -=B. 2213x y -=C. 22122x y -=D. 22331210x y -=9. 已知函数()()sin cos ,0f x x a x x ωωω=+∈>R 的最大值为2,其部分图象如图所示,则下列判断错误的是( )的的.A. a ω⋅=B. 函数π6f x ⎛⎫-⎪⎝⎭为奇函数 C. 若函数()f x 在区间(]0,m 上至少有4个零点,则11π6m ≥ D. ()f x 在区间ππ,36⎛⎫-⎪⎝⎭上单调递增 二.填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)10. 已知i 为虚数单位,化简1i1i-+的结果为______.11. 在6x ⎛+ ⎝的展开式中,3x 项的系数为______.12. 已知抛物线()220y px p =>,经过抛物线上一点()1,2的切线截圆()()22:40C x a y a -+=>的弦长为a 的值为______.13. 市场上某种产品由甲、乙、丙三个厂商供应且甲、乙、丙三家产品市场占比为2:3:5由长期的经验可知,三家产品的正品率分别为0.9,0.9,0.8,将三家产品按照市场比例混合在一起.从中任取一件,则此产品为正品的概率______;若在市场上随机购买两件产品,则这两件产品中恰有一个是正品的概率为______.14. 在ABC 中,2AB =,4AC =,60BAC ∠=︒,AB a =,AC b = ,若13AMAC = ,13BH BM = ,则AH = ______(用a ,b表示);若P 是AC 上一动点,过P 分别做PF BC ⊥交BC 于F ,PE AB ⊥交AB 于E ,则()PE PF PA +⋅的最小值是______.15. 若方程0x x a k -+=在区间[]0,2上有解,其中44a -+≤<,则实数k 的取值范围为______.(结果用a 表示)三.解答题(本大题共5小题,共75分)16. 在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知2cos 3cos23A A -=. (1)求cos A 的值;(2)若△ABC 为锐角三角形,3b =,2c =, (ⅰ)求a 值;(ⅱ)求()sin 2A C -的值.17. 如图,已知多面体111ABC A B C -,1A A ,1B B ,1C C 均垂直于平面ABC ,120ABC ∠=︒,14A A =,11C C =,12AB BC B B ===.(1)求证:1AB ⊥平面111A B C ;(2)求直线1AC 与平面1ABB 所成角的正弦值; (3)求点A 到平面111A B C 的距离.18. 已知椭圆()222210x y a b a b+=>>左右焦点为1F ,2F ,A 是上顶点,B是右顶点,2AB AF =.(1)求椭圆的离心率;(2)当13BF =+时,直线l 与椭圆相切于第二象限的点D ,与y 轴正半轴相交于点M ,直线AB 与直线l 相交于点H ,H '为H 在x 轴上投影,若3DHB HH S MO'=V (DHB S 表示DHB △的面积,O 为坐标原点),求直线l 的方程.19. 已知数列{}n a 是等差数列,2516a a +=,534a a -=,数列{}n b 的前n 项和为n S ,且22=-n n S b ,(1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;的(2)若集合1|nn i i *M n b a λ=⎧⎫=∈<⎨⎬⎩⎭∑N 中恰有四个元素,求实数λ的取值范围;(3)设数列{}n c 满足1,,n n n b n b b n +⎧=⎨⎩为奇数为偶数,{}n c 的前n 项和为n T ,证明:12111118846nn k k T =-⨯<<∑. 20. 已知0m >,函数()1emx f x x -=-,()()ln 1x g x f x x m+=-+. (1)若函数()f x 的最小值是0,求实数m 的值;(2)已知曲线()y f x =在点()()1,1f 处切线的纵截距为正数. (ⅰ)证明:函数()g x 恰有两个零点; (ⅱ)证明:()11mmg x m m->-.参考答案一.选择题(本大题共9小题,每小题5分,共45分)1. 已知集合{}1,2,3,4,5U =,{}1,2A =,{}1,0,2,3B =-,则()UB A ⋃=ð( )A. {}3B. {}0,2,3,4,5C. {}1,0,2,3,4,5-D. {}2,3,4,5【答案】C 【解析】【分析】先求U A ð,再根据并集运算求解.【详解】由题意可得:{}3,4,5U A =ð,所以()U B A ⋃=ð{}1,0,2,3,4,5-. 故选:C.2. 已知n 为正整数,则“22n n ≥”是“3n =”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【答案】B 【解析】【分析】根据题意结合充分、必要条件分析判断.【详解】若“22n n ≥”,不能推出3n =,例如2n =,即充分性不成立; 若“3n =”,则29,28n n ==,可得22n n ≥,即必要性成立;综上所述:“22n n ≥”是“3n =”的必要不充分条件. 故选:B.3. 已知4log 2a =,e12b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,12πc =,则( )A. a b c >>B. b a c >>C. c b a >>D. c a b >>【答案】D 【解析】【分析】利用换底公式计算a ,利用指数函数单调性判断b ,c 即可得答案.【详解】因为242log 21log 2log 42a ===,e 2111224b ⎛⎫⎛⎫=<= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,102ππ1c =>=, 所以c a b >>. 故选:D4. 已知函数()f x 的部分图象如下图所示,则()f x 的解析式可能是( )A. ()2e ln e 1x xx f x ⋅=-B. ()21sin x f x x +=C. ()22e ex xx f x -+=- D. ()e 1cos e 1x x f x x +=⋅-【答案】A 【解析】【分析】利用排除法,根据题意结合函数定义域以及函数值的符号分析判断. 【详解】由题意可知:()f x 的定义域为{}|0x x ≠,故B 错误; 当0x >,()f x 先正后负,则有:对于C :因为2e 1e ,20x x x -<<+>,则e e 0x x --<,可知()220e e x xx f x -+=<-,故C 错误;对于D :因为e 1x>,则e 10e 1x x +>-,但cos x 的符号周期性变化,故D 错误;故选:A.5. 已知各项均为正数的数列{}n a 前n 项和为n S ,11a =,211lg lg lg2n n n a a -++=,*n ∈N ,则9S =( ) A. 511 B. 61 C. 41 D. 9【答案】A 【解析】【分析】由对数运算可知2112n n n a a -+=,分析可知数列{}n a 的奇项、偶项均构成公比为4的等比数列,利用分组求和以及等比数列求和公式运算求解. 【详解】因为2111lg lg lg lg 2n n n n n a a a a -+++==,可得2112n n n a a -+=,则21122n n n a a +++=,可得24n na a +=, 可知数列{}n a 的奇项、偶项均构成公比为4的等比数列, 且数列{}n a 的各项均为正数,11a =,且122a a =,可得22a =,所以()()()459135792468214145111414S a a a a a a a a a --=++++++++=+=--.故选:A.6. 在一段时间内,分5次测得某种商品的价格x (万元)和需求量()t y 之间的一组数据,绘制散点图如图所示,利用最小二乘法求得相应的经验回归方程为ˆ28.111.5yx =-,根据上述信息,如下判断正确的是()价格x 1.4 1.6 1.822.2 需求量y12 10 7m3A. 商品的价格和需求量存在正相关关系B. y 与x 不具有线性相关关系C. 6m =D. 价格定为1.9万元,预测需求量大约为6.25t【答案】D 【解析】【分析】由散点图判断A ,根据回归直线方程判断B ,求出x ,y ,根据回归直线方程必过样本中心点求出m ,令 1.9x =求出 y ,即可判断D.【详解】由散点图可知,商品的价格和需求量存在负相关关系,故A 错误;由经验回归方程ˆ28.111.5yx =-,可知y 与x 具有线性相关关系,故A 错误; 又 1.4 1.6 1.82 2.2 1.85x ++++==,1210733255m my +++++==,又经验回归直线方程ˆ28.111.5yx =-必过样本中心点(),x y , 则3228.111.5 1.85m+=-⨯,解得5m =,故C 错误; 当 1.9x =时, 28.111.5 1.9 6.25y =-⨯=,所以价格定为1.9万元,预测需求量大约为6.25t ,故D 正确. 故选:D .7. 已知AB ,CD 分别是圆台上、下底面圆的直径,且AB CD ⊥,若圆台上底面圆直径为2,下底面圆直径为8,母线长为5,则三棱锥A BCD -的体积为( ) A.283B.323C. 14D. 18【答案】B 【解析】【分析】由题意可得:圆台的高124O O =,可证CD ⊥平面2O AB ,结合锥体的体积公式运算求解. 【详解】设圆台上、下底面圆的圆心分别为12,O O ,为如图所示:可知圆台的高124O O ==,因为12,O O CD AB CD ⊥⊥,且121O O AB O =I ,12,O O AB ⊂平面2O AB , 可知CD ⊥平面2O AB ,所以三棱锥A BCD -的体积为1132824323A BCD V -=⨯⨯⨯⨯=. 故选:B.8. 已知双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左右焦点记为1F ,2F 且124F F =,直线l 过2F 且与该双曲线的一条渐近线平行,记l 与双曲线的交点为P ,若所得12PF F △的内切圆半径恰为3b,则此双曲线的方程为( )A. 2213y x -=B. 2213x y -=C. 22122x y -=D. 22331210x y -=【答案】A 【解析】【分析】根据给定条件探求出12PF F △的内切圆圆心坐标,借助点到直线距离公式计算可得2c a =,结合124F F =求,,a b c ,即可得方程.【详解】设双曲线22221x y a b-=半焦距为c ,则12(,0),(,0)F c F c -,由对称性不妨令与l 平行的渐近线为by x a=, 直线l 方程为:()by x c a=-,即0bx ay bc --=, 设12PF F △的内切圆O '与12PF F △三边相切的切点分别为0(,0)A x ,B,C , 如图所示,的则1212||||||||(||||)PF PF PC CF PB BF -=+-+()()1200022AF AF x c c x x a =-=+--==, 即0x a =,而AO x '⊥轴,圆O '半径为3b ,则(,)3b O a '-, 点O '到直线l3b =,整理得|43|a c c -=, 且c a >,解得2c a =,又因为1224F F c ==,可得2221,2,3a c b c a ===-=,所以双曲线的方程为2213y x -=.故选:A.9. 已知函数()()sin cos ,0f x x a x x ωωω=+∈>R 的最大值为2,其部分图象如图所示,则下列判断错误的是( )A. a ω⋅=B. 函数π6f x ⎛⎫-⎪⎝⎭为奇函数 C. 若函数()f x 在区间(]0,m 上至少有4个零点,则11π6m ≥ D. ()f x 在区间ππ,36⎛⎫-⎪⎝⎭上单调递增【答案】D 【解析】【分析】利用辅助角公式化简函数解析式,再根据函数的最大值及()00f >求出a ,由π14f ⎛⎫=⎪⎝⎭求出ω的取值,再根据周期确定ω的值,即可得到函数解析式,即可判断A ,根据图象变换结合奇偶性判断B ;根据题意以π23x +为整体,结合正弦函数性质分析判断CD.【详解】因为()()sin cos f x x a x x ωωωϕ=+=+(其中sin ϕ=cos ϕ=,2=,且0a >,解得a =则()πsin 2sin 3f x x x x ωωω⎛⎫==+⎪⎝⎭, 又因为πππ2sin 1443f ω⎛⎫⎛⎫=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即ππ1sin 432ω⎛⎫+= ⎪⎝⎭, 结合图象可知ππ5π2π,436k k ω+=+∈Z ,解得28,k k ω=+∈Z , 且π,024T ω>>,则2ππ2ω>,解得04ω<<,所以0,2k ω==,可知a ω=,故A 正确; 所以()π2sin 23f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭, 对于选项B :πππ2sin 22sin 2663f x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=-+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦为奇函数,故B 正确; 对于选项C :因为(]0,x m ∈,则πππ2,2333x m ⎛⎤+∈+ ⎥⎝⎦, 由题意可得:π24π3m +≥,解得11π6m ≥,故C 正确; 对于选项D :因为ππ,36x ⎛⎫∈-⎪⎝⎭,则ππ2π2,333x ⎛⎫+∈- ⎪⎝⎭,且sin y x =在π2π,33⎛⎫- ⎪⎝⎭内不单调,所以()f x 在区间ππ,36⎛⎫- ⎪⎝⎭上不单调,故D 错误; 故选:D.【点睛】方法点睛:函数()sin y A x ωϕ=+的解析式的确定: (1)A 由最值确定; (2)ω由周期确定;(3)ϕ由图象上的特殊点确定.提醒:根据“五点法”中的零点求ϕ时,一般先根据图象的升降分清零点的类型.二.填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)10. 已知i 为虚数单位,化简1i1i-+的结果为______. 【答案】i - 【解析】【分析】根据题意结合复数的除法运算求解即可.【详解】由题意可得:()()()21i 1ii 1i 1i 1i --==-++-. 故答案为:i -.11. 在6x ⎛+ ⎝的展开式中,3x 项的系数为______.【答案】15 【解析】【分析】根据二项式定理可得通项为36216C rr Tx-+=,令3632r -=,运算求解即可.【详解】因为6x ⎛+ ⎝的展开式通项为3662166C C ,0,1,2,,6rr r r r r T x x r --+===⋅⋅⋅, 令3632r -=,解得2r =, 所以3x 项的系数为2615C =. 故答案为:15.12. 已知抛物线()220y px p =>,经过抛物线上一点()1,2的切线截圆()()22:40C x a y a -+=>的弦长为a 的值为______. 【答案】1 【解析】【分析】由题意可得:24y x =,设切线方程()21x m y =-+,结合相切可得1m =,根据垂径定理结合弦长关系列式求解即可.【详解】因为抛物线()220y px p =>过点()1,2,则24p =,可得24y x =,显然切线斜率不为0,设切线方程为()2112x m y my m =-+=+-,联立方程2124x my m y x=+-⎧⎨=⎩,消去x 得()244210y my m -+-=,则()21616210m m ∆=--=,解得1m =,可得切线方程为1x y =-,即10x y -+=,又因为圆()()22:40C x a y a -+=>的圆心(),0C a ,半径2r =,则圆心(),0C a 到直线10x y -+=的距离d =,由题意可得:2222+=,解得1a =.故答案为:1.13. 市场上某种产品由甲、乙、丙三个厂商供应且甲、乙、丙三家产品市场占比为2:3:5由长期的经验可知,三家产品的正品率分别为0.9,0.9,0.8,将三家产品按照市场比例混合在一起.从中任取一件,则此产品为正品的概率______;若在市场上随机购买两件产品,则这两件产品中恰有一个是正品的概率为______. 【答案】 ①. 0.85##1720 ②. 0.255##51200【解析】【分析】设相应事件,结合全概率公式求此产品为正品概率;并结合独立重复性事件的概率公式求恰有一个是正品的概率.【详解】记任取一件,此产品由甲、乙、丙三个厂商供应分别为事件123,,A A A ,此产品为正品为事件B , 由题意可知:()()()()()()1231230.2,0.3,0.5,|0.9,|0.9,|0.8P A P A P A P B A P B A P B A ======, 可得()()()()()()()112233|||0.85P B P B A P A P B A P A P B A P A =++=, 所以此产品为正品的概率为0.85;的这两件产品中恰有一个是正品的概率为()20.8510.850.255⨯⨯-=. 故答案为:0.85;0.255. 14. 在ABC 中,2AB =,4AC =,60BAC ∠=︒,AB a =,AC b = ,若13AMAC = ,13BH BM = ,则AH = ______(用a ,b表示);若P 是AC 上一动点,过P 分别做PF BC ⊥交BC 于F ,PE AB ⊥交AB 于E ,则()PE PF PA +⋅的最小值是______.【答案】 ①. 2139a b + ②. 14-##0.25-【解析】【分析】根据平面向量线性运算法则计算出AH,利用余弦定理求出BC ,即可得到AB BC ⊥,设D 为AB 的中点,则()21PE PF PA PD =+⋅- ,再求出min PD ,即可得解.【详解】依题意()1133AH AB BH AB BM AB AM AB =+=+=+-2133AB AM =+21121213333939AB AC AB AC a b =+⨯=+=+ ;因为2AB =,4AC =,60BAC ∠=︒,由余弦定理BC ===, 所以222AB BC AC +=,所以AB BC ⊥,则四边形PEBF 为矩形,则PE PF PB +=,设D 为AB 的中点,则()()()PB PD P D E PF P P B DA A PA D +⋅⋅⋅==++()()2221PD DB D PD PD D DB P B =⋅+-=-=- ,当PD AC ⊥时PD取得最小值,且最小值为sin AD BAC ∠=,所以221114PD -≥-=- , 即()PE PF PA +⋅ 的最小值是14-.故答案为:2139a b + ;14-15. 若方程0x x a k -+=在区间[]0,2上有解,其中44a -+≤<,则实数k 的取值范围为______.(结果用a 表示)【答案】2,04a ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】【分析】把方程0x x a k -+=在区间[]0,2上有解,转化为函数()22,,x ax x af x x ax x a⎧-≥=⎨-+<⎩的图象与直线y k =-在区间[]0,2上有交点,根据函数单调性,分类讨论分别求出最值求解即可.【详解】因为方程0x x a k -+=,即x x a k -=-在区间[]0,2上有解,设函数()22,,x ax x af x x x a x ax x a⎧-≥=-=⎨-+<⎩,则函数()f x 的图象与直线y k =-在区间[]0,2上有交点.因为44a -+≤<,所以0222a<-+≤<, 所以函数()f x 在0,2a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增,在,2a a ⎛⎤ ⎥⎝⎦上单调递减,在(),a ∞+上单调递增. 当24a ≤<时,在区间[]0,2上,()2max24a af x f ⎛⎫== ⎪⎝⎭,()()min 00f x f ==,则204a k ≤-≤,解得204a k -≤≤.当42a -+≤<时,因为()()00f f a ==,224a af ⎛⎫= ⎪⎝⎭,()242f a =-.令2424a a =-,解得4a =-±,又42a -+≤<,所以2424a a ≥-,则204a k ≤-≤,解得204a k -≤≤,综上,实数k 的取值范围为2,04a ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 故答案为:2,04a ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 【点睛】关键点点睛:本题解答的关键是将问题转化为函数()22,,x ax x af x x ax x a ⎧-≥=⎨-+<⎩的图象与直线y k =-在区间[]0,2上有交点,分类讨论得到()f x 的最值,即可求出k 的取值范围.三.解答题(本大题共5小题,共75分)16. 在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c ,已知2cos 3cos23A A -=. (1)求cos A 的值;(2)若△ABC 为锐角三角形,3b =,2c =,(ⅰ)求a 的值;(ⅱ)求()sin 2A C -的值. 【答案】(1)1cos 3A =或cos 0A =(2)(ⅰ)3;【解析】【分析】(1)根据题意,利用二倍角余弦公式化简求解; (2)(ⅰ)由题意可知:1cos 3A =,利用余弦定理分析求解;(ⅱ)由1cos 3A =结合倍角公式求sin2,cos 2A A ,利用正弦定理可得sin C =,结合两角和差公式运算求解.【小问1详解】由题可得()22cos 32cos 13A A --=,即23cos cos 0A A -=, 解得1cos 3A =或cos 0A =. 【小问2详解】因为△ABC 为锐角三角形,则1cos 3A =, 由余弦定理可得22212cos 9423293a b c bc A =+-=+-⨯⨯⨯=,即3a =;因为1cos 3A =,且π0,2A ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则sin A ==,可得227sin22sin cos 2cos sin 9A A A A A A ===-=-由正弦定理可得sin sin a c A C =,则sin sin c A C a ==,且π0,2C ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则7cos 9C ==,所以()sin 2sin 2cos cos 2sin A C A C A C -=-=. 17. 如图,已知多面体111ABC A B C -,1A A ,1B B ,1C C 均垂直于平面ABC ,120ABC ∠=︒,14A A =,11C C =,12AB BC B B ===.(1)求证:1AB ⊥平面111A B C ;(2)求直线1AC 与平面1ABB 所成角的正弦值; (3)求点A 到平面111A B C 的距离. 【答案】(1)证明见解析(2(3) 【解析】【分析】(1)首先取AC 的中点O ,11A C 的中点D ,连接OD ,OB ,以O 为原点,,,OB OC OD 分别为,,x y x 轴建系,再利用向量法证明即可;(2)求出平面1ABB 的法向量,利用空间向量法求出线面角的正弦值; (3)利用空间向量法求出点到平面的距离. 【小问1详解】取AC 的中点O ,11A C 的中点D ,连接OD ,OB . 因为120ABC ∠=︒,2AB BC ==,所以AC ==,BO AC ⊥,又因为1A A ,1B B ,1C C 均垂直于平面ABC ,11////DO AA CC , 所以DO ⊥平面ABC ,以O 为原点,,,OB OC OD 分别为,,x y x 轴建立空间直角坐标系,如图所示:则()0,A ,()1,0,0B ,()11,0,2B,()10,4A,()1C ,()12AB =,()112A B =-,()110,3A C =-.设平面111A B C 的法向量(),,n x y z = ,则1111=0=0n A B n A C ⎧⋅⎪⎨⋅⎪⎩ ,即2030x z z ⎧+-=⎪⎨-=⎪⎩,令y =,得()2n = , 所以1//n AB ,又1AB ⊄平面111A B C ,所以1AB ⊥平面111A B C ; 【小问2详解】因为()1=AC,()1=2AB ,()1=0,0,2BB,设平面1ABB 的法向量(),,m a b c = ,则11=0=0m AB m BB ⎧⋅⎪⎨⋅⎪⎩ ,即2020a c c ⎧+=⎪⎨=⎪⎩,令1b =,得()m = ,设直线1AC 与平面1ABB 所成角为θ,则11sin AC m AC m θ⋅===⋅ , 所以直线1AC 与平面1ABB. 【小问3详解】因为平面111A B C的法向量为()2n =,()10,0,4AA = ,所以点A 到平面111A B C的距离1n AA d n ⋅===.18. 已知椭圆()222210x y a b a b+=>>左右焦点为1F ,2F ,A 是上顶点,B是右顶点,2AB AF =.(1)求椭圆的离心率;(2)当13BF =+时,直线l 与椭圆相切于第二象限的点D ,与y 轴正半轴相交于点M ,直线AB 与直线l 相交于点H ,H '为H 在x 轴上投影,若3DHB HH S MO'=V (DHB S 表示DHB △的面积,O 为坐标原点),求直线l 的方程. 【答案】(1(2)250x y -+= 【解析】【分析】(1)根据题意可得相应坐标,结合长度关系可得249b a =,即可得离心率;(2)设()0000,,0,0D x y x y ,分析可知直线l 的方程为00194x x y y+=,求相应点的坐标,结合面积关系列式求解即可. 【小问1详解】由题意可知:()1,0F c -,()2,0F c ,()0,A b ,(),0B a ,则2ABAF ==,整理得249b a =,所以椭圆的离心率c e a ===. 【小问2详解】 由(1)可知:c =,则13BF a c a =+=+=,解得3,2a c b ===, 可知椭圆方程为22194x y +=,直线:132x y AB +=,设()0000,,0,0D x y x y ,则2200194x y +=,对于直线00194x x y y+=,可知点()00,D x y 在该直线上, 联立方程0022194194x x y yx y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得00x x y y =⎧⎨=⎩, 可知直线00194x x y y +=与椭圆切于点()00,D x y ,即直线l 的方程为00194x x y y+=, 令0x =,解得04y y =,即040,M y ⎛⎫⎪⎝⎭, 令0y =,解得09x x =,即090,E x ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 联立方程00132194x yx x y y ⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,解得()()000000363234323y x x y x y x y ⎧-=⎪-⎪⎨-⎪=⎪-⎩,即()()()00000000036343363,,,0232323y x y H H x y x y x y ⎛⎫⎛⎫---⎪⎪---⎝⎝'⎭⎭, 可得()()0000000012333323423x y x HH x y MO x y y -'--==-, 且()()0000000000043431121121123332232223DHB BEH BEDx x S S S y y x x y x x x y ⎛⎫--⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-⋅--⋅=-- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,由3DHB HH S MO '=可得()()0000000004333112322323x y x y x x y x y ⎛⎫--⎛⎫--= ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭,整理得20000344120y x y x -+-=,则()()20003441y x y -=+,又因为220194x y +=,即()()222020414161y y y -+=+, 整理得()()()2202204441y y y -=-+, 且002y <<,则()2200441y y -=-,整理得200580y y -=,解得085y =或00y =(舍去), 代入2200194x y +=,解得095x =-或095x =(舍去), 所以直线l 的方程为2155x y -+=,即250x y -+=. 【点睛】方法点睛:有关圆锥曲线弦长、面积问题的求解方法(1)涉及弦长的问题中,应熟练地利用根与系数的关系、设而不求计算弦长;涉及垂直关系时也往往利用根与系数的关系、设而不求法简化运算;涉及过焦点的弦的问题,可考虑用圆锥曲线的定义求解; (2)面积问题常采用12S =⨯ 底⨯高,其中底往往是弦长,而高用点到直线距离求解即可,选择底很重要,选择容易坐标化的弦长为底.有时根据所研究三角形的位置,灵活选择其面积表达形式,若求多边形的面积问题,常转化为三角形的面积后进行求解;(3)在求解有关直线与圆锥曲线的问题时,应注意数形结合、分类与整合、转化与化归及函数与方程思想的应用.19. 已知数列{}n a 是等差数列,2516a a +=,534a a -=,数列{}n b 的前n 项和为n S ,且22=-n n S b ,(1)求数列{}n a 和{}n b 通项公式;(2)若集合1|nn i i *M n b a λ=⎧⎫=∈<⎨⎬⎩⎭∑N 中恰有四个元素,求实数λ的取值范围;(3)设数列{}n c 满足1,,n n n b n b b n +⎧=⎨⎩为奇数为偶数,{}n c 的前n 项和为n T ,证明:12111118846nn k k T =-⨯<<∑. 【答案】(1)21n a n =+;2nn b =的(2)353,322⎡⎫⎪⎢⎣⎭(3)证明见详解 【解析】【分析】(1)根据题意列式求得132a d =⎧⎨=⎩,即可得数列{}n a 的通项公式;根据n S 与nb 之间的关系分析可知{}n b 为等比数列,即可得数列{}n b 的通项公式;(2)由(1)可知:212ni i a n n ==+∑,设222n nn nc +=,原题意等价于关于n 的不等式n c λ<恰有4个不同的解,结合数列{}n c 的单调性分析求解; (3)根据等比数列求和可得()28413kk T =-,分析可知23118424k k kT <≤⨯⨯,结合等比数列求和公式分析证明. 【小问1详解】设等差数列{}n a 的公差为d ,由题意可得:53251242516a a d a a a d -==⎧⎨+=+=⎩,解得132a d =⎧⎨=⎩,所以()32121n a n n =+-=+; 又因为22=-n n S b ,若1n =,可得1122b b =-,解得12b =; 若2n ≥,可得1122--=-n n S b ,两式相减得122n n n b b b -=-,即12n n b b -=;可知数列{}n b 是以首项12b =,公比2q =的等比数列,所以1222n nn b -=⨯=.【小问2详解】 由(1)可知:()2132122ni i n n a n n =++==+∑,若1nn i i b a λ=<∑,即222nn n λ<+,可得222nn nλ+<, 设222n nn nc +=,原题意等价于关于n 的不等式n c λ<恰有4个不同的解, 令()()()()2211112131120222n nn n n n n n n n n c c ++++++-++-=-=≤, 当且仅当1n =时,等号成立, 可得1234c c c c =>>>⋅⋅⋅,且45335,232c c ==,则353322λ≤<, 所以实数λ的取值范围为353,322⎡⎫⎪⎢⎣⎭.【小问3详解】由题意可知:12,2,n n n n b n +⎧=⎨⎩为奇数为偶数,则2221212222k k k k k c c +-+=+=,则()()3521212212814822241143k k kkk k Tc c c c +--=++⋅⋅⋅++=++⋅⋅⋅+==--,因为*k ∈N ,则0248k≤⨯-,即()064841kk<⨯≤-,可得()213124841k k k T =≤⨯-,则1121111111184112464614n nnknk k k T ==⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭≤==-<⎪⨯⎝⎭-∑∑; 又因*k ∈N ,则0414kk<-<,可得()213384841k k k T =>⨯-,则1123111311132418488414n nnknk k k T ==⎛⎫- ⎪⎝⎭>==-⨯⨯-∑∑;综上所述:12111118846nn k kT =-⨯<<∑. 20. 已知0m >,函数()1emx f x x -=-,()()ln 1x g x f x x m+=-+. 为(1)若函数()f x 的最小值是0,求实数m 的值;(2)已知曲线()y f x =在点()()1,1f 处切线的纵截距为正数. (ⅰ)证明:函数()g x 恰有两个零点; (ⅱ)证明:()11mmg x m m ->-.【答案】(1)1m =(2)(ⅰ)证明见详解;(ⅱ)证明见详解 【解析】【分析】(1)求得,利用导数分析可知()f x 的最小值为1ln m f m -⎛⎫⎪⎝⎭,结合题意列式求解; (2)根据(1)结合导数的几何意义可得01m <<.(ⅰ)求得,结合导数判断原函数单调性结合零点存在性定理分析证明;(ⅱ)由(i )可得要证()11mmg x m m->-,即证()111mmg xmm->-,先证明()12ln m g x m>,再构造函数()()12ln 0H x x x x x =-+>,利用导数判断出函数的单调性,从而可得出结论.【小问1详解】因为()1emx f x x -=-,则()1e 1mx f x m -'=-,且0m >, 令()0f x ¢>,解得1ln m x m ->;令()0f x '<,解得1ln mx m-<; 可知()f x 在1ln ,m m -⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭内单调递减,在1ln ,m m -⎛⎫+∞⎪⎝⎭内单调递增, 则()f x 的最小值为1ln ln 0m mf m m -⎛⎫== ⎪⎝⎭,解得1m =. 【小问2详解】由(1)可知:()1emx f x x -=-,()1e 1mx f x m -'=-, 可得()11e1m f -=-,()11e 1m f m -'=-,即切点坐标为()11,e1m --,斜率1e 1m k m -=-,则切线方程为()()()11e1e 11m m y m x ----=--,令0x =,可得()11e m y m -=-,由题意可得:()110em m ->-,且0m >,解得01m <<;(i )因为()()()1ln 1ln 1e 01mx x x g xf x x m m m-++=-+=-<<, 可知()g x 的定义域为()0,∞+,()2111e 1e mx mx m x g x m mx mx---=-=', 设()()21e10mx h x m x x -=->,则()()211e 0mx h x m mx -=+>'在()0,∞+内恒成立,可知函数()h x 在()0,∞+上递增, 由(1)可知:当1m =时,()1e0x f x x -=-≥,即1e x x -≥,当且仅当1x =时,等号成立,则3211333322222211e 1111m m h m m m m m m m -⎛⎫ ⎪+----- ⎪⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+-≥+⋅+-⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,可得3332222110h m m m m m ---⎛⎫+>⋅⋅⋅-= ⎪⎝⎭,又因()01h =-,由零点的存在性定理可得,存在3210,1x m -⎛⎫∈+ ⎪⎝⎭,使得()10h x =,即1111e mx mx m -=,(*)当()10,x x ∈时,()0h x <,即()0g x '<,()g x 为减函数,当()1,x x ∈+∞时,()0h x '>,即()0g x '>,()g x 为增函数, 又因为01m <<,()111e m g m-=-, 设()()11e01x G x x x -=-<<,则()()121e 001x G x x x-'=+><<, 所以函数()G x 在()0,1上递增, 所以()()10G x G <=,即()111e 0m g m-=-<,因为()1e0x x x -≥>,所以1ln x x -≥1-≥2ln x ≥,则()g x mx mx ≥>-所以44440g m m m ⎛⎫>⋅= ⎪⎝⎭,且241m>,当01m <<时,1111e1mx mx m-=>, 所以由()x ϕ的单调性可知11mx >,且111x m>>, 所以当()11,x x ∈时,()0g x '<,()g x 为减函数,当()1,x x ∈+∞时,()0g x '>,()g x 为增函数, 所以由零点的存在性定理可知,()g x 在区间441,m ⎛⎫⎪⎝⎭上存在唯一的零点, 11ee1ln 11e e e 0e m mg m--+⎛⎫=-=> ⎪⎝⎭,且11e <, 所以由零点的存在性定理可知,()g x 在区间1,1e ⎛⎫⎪⎝⎭上存在唯一的零点, 所以函数()g x 恰有两个零点, (ii )因为1111emx mx m-=,即112ln ln 10m x mx ++-=, 则11ln 12ln 2x m mx +=--+,所以()1111121ln 112ln 2emx x m g x x m m x m m-+=-=++-, 有基本不等式可得()112112ln 22ln 22ln m m mg x x m x m m m m m=++-≥-=, 当且仅当1211x m x =,即11x m=时,取等号,由1111emx mx m-=,由11x m =可得1m =,这与01m <<矛盾,所以11x m ≠,所以()()12ln mg x g x m≥>, 要证()11mmg x m m ->-,即证()111mmg xmm->-,设()()12ln 0H x x x x x=-+>,则()22211110H x x x x ⎛⎫=--=--≤ ⎪⎝⎭'所以函数()H x 在()0,∞+上递减, 所以当01x <<时,()()10H x H >=, 因为01m <<,所以101m m <<,所以1112ln 2ln m m mm m m m m-=>-,又()()12ln m g x g x m≥>,所以()11m m g x m m ->-.【点睛】方法点睛:利用导数证明不等式的基本步骤 (1)作差或变形; (2)构造新的函数()h x ;(3)利用导数研究()h x 的单调性或最值; (4)根据单调性及最值,得到所证不等式.特别地:当作差或变形构造的新函数不能利用导数求解时,一般转化为分别求左、右两端两个函数的最值问题.。