2021年河北省新高考数学压轴题总复习(附答案解析)

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河北省邢台市2021届新高考最新终极猜押数学试题含解析

河北省邢台市2021届新高考最新终极猜押数学试题含解析

河北省邢台市2021届新高考最新终极猜押数学试题一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.设函数()(1x g x e x a =+-(a R ∈,e 为自然对数的底数),定义在R 上的函数()f x 满足2()()f x f x x -+=,且当0x ≤时,'()f x x <.若存在01|()(1)2x x f x f x x ⎧⎫∈+≥-+⎨⎬⎩⎭,且0x 为函数()y g x x =-的一个零点,则实数a 的取值范围为( )A .,2⎛⎫+∞⎪ ⎪⎝⎭B .)+∞C .)+∞D .2⎡⎫+∞⎪⎢⎪⎣⎭【答案】D 【解析】 【分析】先构造函数()()212T x f x x =-,由题意判断出函数()T x 的奇偶性,再对函数()T x 求导,判断其单调性,进而可求出结果. 【详解】构造函数()()212T x f x x =-, 因为()()2f x f x x -+=, 所以()()()()()()()22211022T x T x f x x f x x f x f x x +-=-+---=+--=, 所以()T x 为奇函数,当0x ≤时,()()''0T x f x x =-<,所以()T x 在(],0-∞上单调递减, 所以()T x 在R 上单调递减. 因为存在()()0112x x f x f x x ⎧⎫∈+≥-+⎨⎬⎩⎭, 所以()()000112f x f x x +≥-+, 所以()()()220000011111222T x x T x x x ++≥-+-+,化简得()()001T x T x ≥-, 所以001x x ≤-,即012x ≤令()()12xh x g x x e a x ⎛⎫=-=--≤⎪⎝⎭,因为0x 为函数()y g x x =-的一个零点, 所以()h x 在12x ≤时有一个零点 因为当12x ≤时,()12'0x h x e e =≤=,所以函数()h x 在12x ≤时单调递减,由选项知0a >,102<<,又因为0h ea e⎛=-=> ⎝,所以要使()h x 在12x ≤时有一个零点,只需使102h a ⎛⎫=≤⎪⎝⎭,解得a ≥所以a 的取值范围为,2⎫+∞⎪⎪⎣⎭,故选D. 【点睛】本题主要考查函数与方程的综合问题,难度较大.2.在长方体1111ABCD A B C D -中,11AB AD AA ==,1DD 与平面1ABC 所成角的余弦值为( )A .2B .3C .5D .5【答案】C 【解析】 【分析】在长方体中11//AB C D , 得1DD 与平面1ABC 交于1D ,过D 做1DO AD ⊥于O ,可证DO ⊥平面11ABC D ,可得1DD A ∠为所求解的角,解1Rt ADD ∆,即可求出结论.【详解】在长方体中11//AB C D ,平面1ABC 即为平面11ABC D , 过D 做1DO AD ⊥于O ,AB ⊥平面11AA D D ,DO ⊂平面111,,AA D D AB DO ABAD D ∴⊥=,DO ∴⊥平面11ABC D ,1DD A ∴∠为1DD 与平面1ABC 所成角,在1111,3,2,5Rt ADD DD AA AD AD∆===∴=, 111315cos 55DD DD A AD ∴∠===, ∴直线1DD 与平面1ABC 所成角的余弦值为155.故选:C.【点睛】本题考查直线与平面所成的角,定义法求空间角要体现“做”“证”“算”,三步骤缺一不可,属于基础题. 3. “完全数”是一些特殊的自然数,它所有的真因子(即除了自身以外的约数)的和恰好等于它本身.古希腊数学家毕达哥拉斯公元前六世纪发现了第一、二个“完全数”6和28,进一步研究发现后续三个完全数”分别为496,8128,33550336,现将这五个“完全数”随机分为两组,一组2个,另一组3个,则6和28不在同一组的概率为( ) A .15B .25C .35D .45【答案】C 【解析】 【分析】先求出五个“完全数”随机分为两组,一组2个,另一组3个的基本事件总数为2510C =,再求出6和28恰好在同一组包含的基本事件个数,根据即可求出6和28不在同一组的概率. 【详解】解:根据题意,将五个“完全数”随机分为两组,一组2个,另一组3个,则基本事件总数为2510C =,则6和28恰好在同一组包含的基本事件个数21234C C +=, ∴6和28不在同一组的概率1043105P -==. 故选:C. 【点睛】本题考查古典概型的概率的求法,涉及实际问题中组合数的应用.4. 若x,y 满足约束条件x 0x+y-30z 2x-2y 0x y ≥⎧⎪≥=+⎨⎪≤⎩,则的取值范围是A .[0,6]B .[0,4]C .[6, +∞)D .[4, +∞)【答案】D 【解析】解:x 、y 满足约束条件,表示的可行域如图:目标函数z=x+2y 经过C 点时,函数取得最小值, 由解得C (2,1),目标函数的最小值为:4 目标函数的范围是[4,+∞). 故选D .5.已知非零向量a ,b 满足()2a b a -⊥,()2b a b -⊥,则a 与b 的夹角为( ) A .6πB .4π C .3π D .2π 【答案】 B 【解析】 【分析】由平面向量垂直的数量积关系化简,即可由平面向量数量积定义求得a 与b 的夹角. 【详解】根据平面向量数量积的垂直关系可得()2220a b a a a b -⋅=-⋅=,()2220b a b b a b -⋅=-⋅=,所以222ab a b ==⋅,即a b=,由平面向量数量积定义可得22cos ,a a b a b=⋅,所以2cos ,2a b =,而[],0,a b π∈, 即a 与b 的夹角为4π. 故选:B 【点睛】本题考查了平面向量数量积的运算,平面向量夹角的求法,属于基础题.6.函数()32f x x x x =-+的图象在点()()1,1f 处的切线为l ,则l 在y 轴上的截距为( )A .1-B .1C .2-D .2【答案】A 【解析】 【分析】求出函数在1x =处的导数后可得曲线在()()1,1f 处的切线方程,从而可求切线的纵截距. 【详解】()2321f x x x '=-+,故()12f '=,所以曲线()y f x =在()()1,1f 处的切线方程为:()()21121y x f x =-+=-. 令0x =,则1y =-,故切线的纵截距为1-. 故选:A. 【点睛】本题考查导数的几何意义以及直线的截距,注意直线的纵截距指直线与y 轴交点的纵坐标,因此截距有正有负,本题属于基础题.7.已知椭圆2222:1(0)x y a b a bΓ+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,上顶点为点A ,延长2AF 交椭圆Г于点B ,若1ABF 为等腰三角形,则椭圆Г的离心率e =A .13BC .12D 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】设2||BF t =,则12||BF a t =-,||AB a t =+,因为1||AF a =,所以1||||AB AF >.若11||||AF BF =,则2a a t =-,所以a t =, 所以11||||||2A A a BF B F =+=,不符合题意,所以1||||BF AB =,则2a t a t -=+, 所以2a t =,所以1||||3BF AB t ==,1||2AF t =,设12BAF θ∠=,则sin e θ=,在1ABF 中,易得1cos23θ=,所以2112sin 3θ-=,解得3sin 3θ=(负值舍去),所以椭圆Г的离心率33e =.故选B . 8.已知复数z 满足32i z i ⋅=+(i 是虚数单位),则z =( ) A .23i + B .23i - C . 23i -+ D . 23i --【答案】A 【解析】 【分析】把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案. 【详解】解:由32i z i ⋅=+,得()()2323223i i i z i i i +-+===--,∴23z i =+.故选A . 【点睛】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念,是基础题. 9.函数sin()(0y A x ωϕω=+>,||2ϕπ<,)x R ∈的部分图象如图所示,则函数表达式为( )A .4sin()84y x ππ=-+ B .4sin()84y x ππ=-C .4sin()84y x ππ=--D .4sin()84y x ππ=+ 【答案】A 【解析】 【分析】根据图像的最值求出A ,由周期求出ω,可得4sin()8y x πϕ=+,再代入特殊点求出ϕ,化简即得所求.【详解】 由图像知4A =,6(2)82T =--=,216T πω==,解得8πω=, 因为函数4sin()8y x πϕ=+过点(2,4)-,所以4sin(2)48πϕ⨯+=-, sin(2)18πϕ⨯+=-,即22()82k k Z ππϕ=-π⨯++∈,解得32()4k k Z πϕπ=-+∈,因为||2ϕπ<,所以54πϕ=,54sin()4sin()8484y x x ππππ=+=-+.故选:A 【点睛】本题考查根据图像求正弦型函数的解析式,三角函数诱导公式,属于基础题. 10.若平面向量,,a b c ,满足||2,||4,4,||3a b a b c a b ==⋅=-+=,则||c b -的最大值为( )A .B .C .D .【答案】C 【解析】 【分析】可根据题意把要求的向量重新组合成已知向量的表达,利用向量数量积的性质,化简为三角函数最值. 【详解】 由题意可得:()(2)c b c a b a b -=-++-,2222|2|(2)||4||444164452a b a b a b a b -=-=+⋅-⋅=+⨯-⨯= |2|213a b ∴-=,2222||()[()(2)]|()(2)|c b c b c a b a b c a b a b ∴-=-=-++-=-++- 22|||2|2|||2|cos ,2c a b a b c a b a b c a b a b =-++-+⋅-+⋅-⋅<-++>3522cos ,2c a b a b =++<-++>55cos ,2c a b a b =+<-++>55439+2554395223+=+⨯=,故选:C 【点睛】本题主要考查根据已知向量的模求未知向量的模的方法技巧,把要求的向量重新组合成已知向量的表达是本题的关键点.本题属中档题.11.某网店2019年全年的月收支数据如图所示,则针对2019年这一年的收支情况,下列说法中错误的是( )A .月收入的极差为60B .7月份的利润最大C .这12个月利润的中位数与众数均为30D .这一年的总利润超过400万元 【答案】D 【解析】 【分析】直接根据折线图依次判断每个选项得到答案. 【详解】由图可知月收入的极差为903060-=,故选项A 正确;1至12月份的利润分别为20,30,20,10,30,30,60,40,30,30,50,30,7月份的利润最高,故选项B 正确;易求得总利润为380万元,众数为30,中位数为30,故选项C 正确,选项D 错误. 故选:D . 【点睛】本题考查了折线图,意在考查学生的理解能力和应用能力.12.已知,a R b R ∈∈,则“直线210ax y +-=与直线(1)210a x ay +-+=垂直”是“3a =”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】由两直线垂直求得则0a =或3a =,再根据充要条件的判定方法,即可求解. 【详解】由题意,“直线210ax y +-=与直线(1)210a x ay +-+=垂直” 则(1)2(2)0a a a ++⨯-=,解得0a =或3a =,所以“直线210ax y +-=与直线(1)210a x ay +-+=垂直”是“3a =”的必要不充分条件,故选B. 【点睛】本题主要考查了两直线的位置关系,及必要不充分条件的判定,其中解答中利用两直线的位置关系求得a 的值,同时熟记充要条件的判定方法是解答的关键,着重考查了推理与论证能力,属于基础题. 二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。

压轴25 直线的方程 备战2021年高考数学二轮必刷压轴题精选精炼(解析版)

压轴25 直线的方程 备战2021年高考数学二轮必刷压轴题精选精炼(解析版)

压轴25 直线的方程一、单选题1. 若椭圆x 29+y 24=1的弦AB 被点P (1,1)平分,则AB 所在直线的方程为A. 9x +4y −13=0B. 4x +9y −13=0C. x +2y −3=0D. x +3y −3=0 【答案】B【解析】解:设过点A(1,1)的直线与椭圆相交于两点,E(x 1,y 1),F(x 2,y 2),由中点坐标公式可知:{x 1+x 22=1y 1+y22=1, 则{x 129+y 124=1x 229+y 224=1,两式相减得:(x 1+x 2)(x 1−x 2)9+(y 1+y 2)(y 1−y 2)4=0,∴y 1−y2x 1−x 2=−49,∴直线EF 的斜率k =y 1−y 2x 1−x 2=−49,∴直线EF 的方程为:y −1=−49(x −1),整理得:4x +9y −13=0, 故选B .2. 已知椭圆C:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的左焦点为F(−c,0),上顶点为A ,离心率为√32,直线FA 与抛物线E:y 2=4cx 交于M ,N 两点,则|MA|+|NA|=A. 2√3aB. 5aC. 4√3aD. 10a【答案】D 【解析】解:如图,离心率为√32,即c a =√32,解得a =2b ,c =√3b ,由F(−c,0),A(0,b),则k AF =bc =√33,∴直线FA 的方程y =√33x +b ,又y2=4cx,即y2=4√3bx与y=√33x+b联立消去y得,x2−10√3bx+3b2=0,设M(x1,y1),N(x2,y2),∴x1+x2=10√3b,则|MA|+|NA|=(√33)1+x2)=√310√3b=20b=10a.故选D.3.下列四个命题:①经过定点P0(x0,y0)的直线都可以用方程y−y0=k(x−x0)表示;②经过任意两个不同的点P1(x1,y1),P2(x2,y2)的直线都可以用方程(x2−x1)(x−x1)=(y2−y1)(y−y1)表示;③不经过原点的直线都可以用方程xa +yb=1表示;④经过定点A(0,b)的直线都可以用方程y=kx+b表示.其中正确命题的个数是A. 0B. 1C. 2D. 3【答案】A【解析】解:经过定点P0(x0,y0),且斜率存在的直线都可以用方程y−y0=k(x−x0)表示,①故为假命题;把直线的两点式方程变形,即(x2−x1)(y−y1)=(y2−y1)(x−x1),故②为假命题;不经过原点,且与坐标轴不垂直的直线都可以用方程xa +yb=1表示,故③为假命题;经过定点A(0,b),且斜率存在的直线都可以用方程y=kx+b表示,故④为假命题;故选A.4.已知直线l1:mx−y+m=0与直线l2:x+my−1=0的交点为P,若点Q为直线l3:x−y+3=0上的一个动点,则|PQ|的最小值为A. B. C. D.【答案】B【解析】解:易知直线l1:mx−y+m=0过定点A(−1,0),直线l2:x+my−1=0过定点B(1,0),当m=0时l1⊥l2,当m≠0时,l1与l2斜率乘积为m·(−1m)=−1,所以l1⊥l2,所以点P 在以AB 为直径的圆上,圆的方程为x 2+y 2=1, 圆心(0,0)到直线x −y +3=0的距离为√2=3√22, 所以|PQ|的最小值为圆心到直线x −y +3=0的距离减去半径,即32√2−1, 故选B .5. 如已知点A(−1,0),B(1,0),C(0,1),直线y =kx +b(k >0)将三角形ABC 分割成面积相等的两个部分,则b 的取值范围是A. (1−√22,12) B. (1−√22,12] C. [13,12)D. (0,12]【答案】A【解析】解:由题意可得,三角形ABC 的面积为12⋅AB ⋅OC =1, 由于直线y =kx +b(k >0)与x 轴的交点为M(−b k ,0),由直线y =kx +b(k >0)将△ABC 分割为面积相等的两部分,可得b >0, 故−bk <0,故点M 在射线OA 上.设直线y =kx +b 和BC 的交点为N ,则由{y =kx +b x +y =1可得点N 的坐标为(1−b k+1,k+bk+1).①若点M 和点A 重合,则点N 为线段BC 的中点,故N (12,12), 把A 、N 两点的坐标代入直线y =kx +b ,求得k =b =13.②若点M 在点O 和点A 之间,此时b >13,点N 在点B 和点C 之间, 由题意可得三角形NMB 的面积等于12,即12⋅MB ⋅y N =12,即 12×(1+bk )·k+bk+1=12,可得k =b 21−2b >0,求得b <12 , 故有13<b <12.③若点M 在点A 的左侧,则b <13,由点M 的横坐标−bk <−1,求得b >k . 设直线y =kx +b 和AC 的交点为P ,则由{y =kx +b y =x +1求得点P 的坐标为(1−b k−1,k−b k−1),此时,由题意可得,△CPN 的面积等于12,即12⋅(1−b)⋅|x N −x P |=12, 即12(1−b )·|1−bk+1−1−bk−1|=12,化简可得2(1−b)2=|k 2−1|. 由于此时b >k >0,0<k <1,∴2(1−b)2=|k 2−1|=1−k 2 .两边开方可得√2(1−b )=√1−k 2<1,∴1−b <√2,化简可得b >1−√22,故有1−√22<b <13.再把以上得到的三个b 的范围取并集,可得b 的取值范围应是(1−√22,12) ,故选A .6. 在平面直角坐标系xOy 中,过点P(1,4)向圆C:(x −m)2+y 2=m 2+5(1<m <6)引两条切线,切点分别为A ,B ,则直线AB 过定点A. (−12,1)B. (−1,32)C. (−12,32)D. (−1,12)【答案】B【解析】解:在平面直角坐标系xOy 中,过点P(1,4),向圆C :(x −m)2+y 2=m 2+5(1<m <6)引两条切线,则切线长为√PC 2−r 2=√42+(m −1)2−(m 2+5)=√12−2m ,∴以点P 为圆心,切线长为半径的圆的方程为(x −1)2+(y −4)2=12−2m , ∴直线AB 的方程为[(x −m)2+y 2]−[(x −1)2+(y −4)2]=(m 2+5)−(12−2m), 整理得:(x +4y −5)−m(1+x)=0. 令{x +4y −5=0x +1=0,解得{x =−1,y =32. 所以直线AB 过定点(−1,32). 故答案为(−1,32). 故选B .7. 已知直线2x +y +2+λ(2−y)=0与两坐标轴围成一个三角形,该三角形的面积记为S(λ),当λ∈(0,+∞)时,S(λ)的最小值是A. 12B. 10C. 8D. 4【答案】C【解析】解:如图,由直线2x +y +2+λ(2−y)=0,分别可得与坐标轴的交点(−1−λ,0),(0,2+2λλ−1),λ∈(0,+∞),则S(λ)=12(1+λ)×2+2λλ−1=λ−1+4λ−1+4≥2×2+4=8,当且仅当λ=3时取等号.故选C .8. 已知直线(3+2λ)x +(3λ−2)y +5−λ=0恒过定点P ,则与圆C:(x −2)2+(y +3)2=16有公共的圆心且过点P 的圆的标准方程为A. (x −2)2+(y +3)2=36B. (x −2)2+(y +3)2=25C. (x −2)2+(y +3)2=18D.(x −2)2+(y +3)2=9【答案】B【解析】解:因为(3+2λ)x +(3λ−2)y +5−λ=0,所以λ(2x +3y −1)+3x −2y +5=0, {2x +3y −1=03x −2y +5=0,解得{x =−1y =1,即P(−1,1),C:(x −2)2+(y +3)2=16的圆心为(2,−3), 则所求圆的半径为√(2+1)2+(1+3)2=5, 故所求圆的方程为,故选B .9. 已知点A(−2,0),B(2,0),C(1,1),D(−1,1),直y =kx +m (k >0)将四边形ABCD 分割为面积相等的两部分,则m 的取值范围是A. (0,1)B. (13,12]C. (13,4−√102] D.【答案】D【解析】解:∵点A(−2,0),B(2,0),C(1,1),D(−1,1), 如图,四边形的面积为12×(4+2)×1=3,①若直线在第一象限与CD 相交,设交点为F , 则直线必与OA 交于一点,设为E , 连接BF ,DE ,要使直线平分梯形, 只须CF +BE =DF +AE =3,设BE =t ,则E 点坐标为(2−t,0),F 点坐标为(t −2,1),EF 关于(0,12)对称,此时m=12②若直线与梯形在第一象限的交点在BC上,设交点为F,BC所在直线的方程为x+y=2.此时直线与AB相交,或者与AD相交,(1)若与AB相交,设交点为E点坐标为(t,0),则BE=2−t,∴三角形BEF在BE边上的高为32−t ≤1,F点横坐标为(2−32−t,32−t),其中−2≤t≤−1,经计算,m=3(−t−1t)+4(−2≤t≤−1),当t=−1时,m有最大值12,t=−2时,m有最小值613,(2)若两交点分别在AD和BC上,如图,此时,过A点时,m最大,为617,当斜率k→0时,有最小值(取不到)4−√102,综上,m∈(4−√102,1 2 ]故选D.二、填空题10.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(−4,0),B(0,4),从直线AB上一点P向圆x2+y2=4引两条切线PC,PD,切点分别为C,D.设线段CD的中点为M,则线段AM长的最大值为______.【答案】3√2【解析】解:因为点A(−4,0),B(0,4), 所以直线AB 的方程为x −y +4=0. 设P (x 0,y 0),因为P 是直线AB 上一点,所以y 0=x 0+4.①又因为以AP 为直线的圆的方程为:x (x −x 0)+y (y −y 0)=0, 即x 2+y 2−xx 0−yy 0=0.由{x 2+y 2=4x 2+y 2−xx 0−yy 0=0两式相减得xx 0+yy 0=4,② 即直线CD 的方程为xx 0+yy 0=4.又因为线段CD 的中点为M ,所以直线OM 的方程为:xy 0−yx 0=0.③ 联立①②③消去x 0,y 0得点M 的轨迹方程为(x +12)2+(y −12)2=12.又因为 A(−4,0),所以|AM |max =√(−4+12)2+(12)2+√22=3√2.故答案为3√2.11. 等差数列{a n }的前n 项和为S n ,a 4=72,且2√S n+1=√S n +√S n+2(n ∈N ∗),直线√S n+1x +√S n y =1与两坐标轴围成的三角形的面积为T n ,则T 1+T 2+T 3+...+T 2159的值为__________. 【答案】21592160【解析】解:由2√S n+1=√S n +√S n+2(n ∈N ∗)可得, √S n+2−√S n+1=√S n+1−√S n ,则{√S n }为等差数列, 又 S n =na 1+n(n−1)2d =d 2n 2+(a 1−d2)n ,∵√S n 为等差数列,∴a 1=d2,又a 4=72,a 4=a 1+3d , 则a 4=a 1+3d =d2+3d =72d =72, 故d =1,S n =n 22,√S n =√n 22,√S n ⋅S n+1=√n 22⋅(n+1)22=n⋅(n+1)2,因直线√S n+1x +√S n y =1, 当x =0时,y =S , 当y =0时,x =S ,T n=2S√S =12⋅1n⋅(n+1)2=1n⋅(n+1)=1n−1n+1,T1+T2+T3+⋯+T2159=1−12+12−13+13−14+⋯+12159−12160=1−12160=21592160.12.若动点P在直线a:x−2y−2=0上,动点Q在直线b:x−2y−6=0上,记线段PQ的中点为M(x0,y0),且(x0−2)2+(y0+1)2≤5,则x02+y02的取值范围为________.【答案】[165,16]【解析】解:由题意知,直线a:x−2y−2=0与直线b:x−2y−6=0平行,因为动点P在直线a上,动点Q在直线b上,所以PQ的中点M在与a,b平行,且到a,b的距离相等的直线上,设该直线为l,则直线l的方程为x−2y−4=0.因为线段PQ的中点为M(x0,y0),且(x0−2)2+(y0+1)2≤5,所以点M(x0,y0)在圆(x−2)2+(y+1)2=5的内部或在圆上,设直线l交圆于点A,B,则点M在线段AB上运动.联立直线l与圆的方程,得{x−2y−4=0,(x−2)2+(y+1)2=5,解得A(4,0),B(0,−2).因为x02+y02=|OM|2,x02+y02表示的几何意义为线段上的点到原点的距离的平方,所以原点到直线的距离的平方为最小,所以x02+y02的最小值为(()22=165,当M与A重合时,x02+y02取得最大值,且最大值为42+02=16,即x02+y02的最大值为16,所以x02+y02的取值范围是[165,16].13.已知直线l:恒过定点A,点B,C为圆O:上的两动点,满足,则弦BC长度的最大值为______.【答案】4√5【解析】解:直线l:,即为,可得时,,即直线l恒过定点,取BC的中点M,连接AM,OM,OB,圆O:的半径,设,则,由,可得, 由,可得,设,则,再由cosα⩽1,即,,解得5⩽a 2⩽20,即√5⩽a ⩽2√5,可得a 的最大值为2√5,此时A ,M ,O 三点共线, 则弦长BC 的最大值为4√5, 故答案为:4√5.三、解答题14. 已知椭圆C:x 2a 2+y2b 2=1的右焦点为(1,0),且经过点A(0,1). (1)求椭圆C 的方程;(2)设O 为原点,直线l :y =kx +t(t ≠±1)与椭圆C 交于两个不同点P ,Q ,直线AP 与x 轴交于点M ,直线AQ 与x 轴交于点N ,若OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =1.求证:直线l 经过定点. 【答案】(1)解:设椭圆的焦距为2c , 则{c =11b 2=1a 2=b 2+c 2,解得{a =√2b =1c =1,∴椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(2)证明:设P(x 1,y 1),Q(x 1,x 2), 由{x 22+y 2=1y =kx +t, 消去y 得:(2k 2+1)x 2+4ktx +2t 2−2=0,由韦达定理得: x 1+x 2=−4kt2k 2+1,x 1x 2=2t 2−22k 2+1,……① ∵A(0,1),P(x 1,y 1), ∴直线AP 的方程为:y =y 1−1x 1x +1,∴M(−x 1y 1−1,0),同理:N(−x 2y 2−1,0),∵OM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅ON ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =1, ∴x 1x 2y 1−1y 2−1=1,化简得x 1x 2−y 1y 2+(y 1+y 2)−1=0,∴(1−k 2)x 1x 2+(k −kt )(x 1+x 2)−t 2+2t −1=0, 将①代入并化简有:t 2+2t −3=0, ∴t =−3或t =1(舍),∴直线l 的方程为:y =kx −3,经过定点(0,−3).15. 在平面直角坐标系中,A(−1,0),B(1,0),设△ABC 的内切圆分别与边AC ,BC ,AB 相切于点P ,Q ,R ,已知|CP|=1,记动点C 的轨迹为曲线E . (1)求曲线E 的方程;(2)过G(2,0)的直线与y 轴正半轴交于点S ,与曲线E 交于点H ,HA ⊥x 轴,过S 的另一直线与曲线E 交于M 、N 两点,若S △SMG =6S △SHN ,求直线MN 的方程. 【答案】解:(1)由题意可知,|CA |+|CB |=|CP |+|CQ |+|AP |+|BQ |=2|CP |+|AB |=4>|AB |, ∴曲线E 是以A ,B 为焦点,长轴长为4的椭圆(除去与x 轴的交点), 设曲线E 方程为:x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0,y ≠0),则c =1,2a =4, ∴a =2,b 2=a 2−c 2=3, 即曲线E 的方程为:x 24+y 23=1(y ≠0);(2)∵HA ⊥x 轴,∴H (−1,32),设S(0,y 0),则−y 0−2=−323,∴y 0=1,即S(0,1). ∵a =2c ,∴|SG |=2|SH |,∴S △SMGS △SHN=12|SM ||SG |sin∠MSG 12|SN ||SH |sin∠NSH =2|SM ||SN |=6,∴|SM ||SN |=3,即SM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−3SN⃗⃗⃗⃗⃗ , 设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),则SM ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(x 1,y 1−1),SN⃗⃗⃗⃗⃗ =(x 2,y 2−1),∴x1=−3x2.①当直线MN的斜率不存在时,MN的方程为x=0,此时|SM||SN|=√3+1√3−1=2+√3,不符合条件;②当直线MN的斜率存在时,设直线MN的方程为y=kx+1.联立{y=kx+1x24+y23=1,整理得:(3+4k2)x2+8kx−8=0,∴{x1+x2=−8k3+4k2x1x2=−83+4k2,将x1=−3x2代入得:{−2x2=−8k3+4k2−3x22=−83+4k2,∴3(4k3+4k2)2=83+4k2,解得:k=±√62,故直线MN的方程为y=√62x+1或y=−√62x+1.16.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(−1,0),B(1,2),直线l与AB平行.(1)求直线l的斜率;(2)已知圆C:x2+y2−4x=0与直线l相交于M,N两点,且MN=AB,求直线l的方程;(3)在(2)的圆C上是否存在点P,使得PA2+PB2=12?若存在,求点P的个数;若不存在,说明理由.【答案】解:(1)∵点A(−1,0),B(1,2),直线l与AB平行,∴直线l的斜率k=k AB=2−01−(−1)=1.(2)∵圆C:x2+y2−4x=0,∴圆C的标准方程为:(x−2)2+y2=4,圆心C(2,0),半径为2,由(1)知直线l的斜率k=1,设直线l的方程为x−y−m=0,则圆心C到直线l的距离d=√2=√2,∵MN=AB=√22+22=2√2,而CM2=d2+(MN2)2,∴4=(2+m)22+2,解得m=0或m=−4,故直线l的方程为x−y=0或x−y+4=0.(3)假设圆C上存在点P,设P(x,y),则(x−2)2+y2=4,PA2+PB2=(x+1)2+(y−0)2+(x−1)2+(y−2)2=12,整理,得x2+y2−2y−3=0,即x2+(y−1)2=4,∵|2−2| <√(2−0)2+(0−1)2<2+2,∴圆(x −2)2+y 2=4与圆x 2+(y −1)2=4相交,∴点P 的个数为2.17. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知点P(2,4),圆O :x 2+y 2=4与x 轴的正半轴的交点是Q ,过点P 的直线l 与圆O 交于不同的两点A ,B .(1)若直线l 与y 轴交于D ,且DP ⃗⃗⃗⃗⃗ ·DQ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =16,求直线l 的方程; (2)设直线QA ,QB 的斜率分别是k 1,k 2,求k 1+k 2的值;(3)设AB 的中点为M ,点N(43,0),若MN =√133OM ,求△QAB 的面积. 【答案】解:(1)若直线l 垂直于x 轴,则其方程为x =2,与圆只有一个交点,不合题意. 故l 存在斜率,设直线l 的方程为:y −4=k(x −2),即:kx −y −2k +4=0, 则圆心到直线l 的距离:d =√k 2+1,因为直线l 与圆O 交于不同的两点A ,B ,所以d =√k 2+1<2,解得k >34. 又D(0,−2k +4),Q(2,0),所以DQ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,2k −4),DP ⃗⃗⃗⃗⃗ =(2,2k), 所以DP ⃗⃗⃗⃗⃗ ·DQ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =4+2k(2k −4)=16, 解得k =3或k =−1(舍去),所以直线l 的方程为:y =3x −2;(2)由题意可知,联立{y −4=k(x −2),x 2+y 2=4,, 得(1+k 2)x 2−4k(k −2)x +(2k −4)2−4=0,设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则{x 1+x 2=4k(k−2)1+k 2,x 1·x 2=(2k−4)2−41+k 2,,所以k 1+k 2=y 1x 1−2+y2x 2−2 =k(x 1−2)+4x 1−2+k(x 2−2)+4x 2−2=2k +4x 1−2+4x 2−2 =2k +4(x 1+x 2−4)x 1x 2−2×(x 1+x 2)+4=2k +4×[4k(k −2)1+k 2−4](2k −4)2−41+k 2−2×4k(k −2)1+k 2+4 =2k −4×(8k +4)16 =2k −2k −1=−1.即k 1+k 2的值是−1;(3)设中点M(x 0,y 0),则由(2)知{x 0=x 1+x 22=2k(k−2)1+k 2,y 0=k(x 0−2)+4=−2(k−2)1+k 2,(∗) 又由MN =√133OM ,得(x 0−43)2+y 02=139(x 02+y 02), 化简得:x 02+y 02+6x 0−4=0, 将(∗)代入上式并解得:k =3. 因为圆心到直线l 的距离:d =√k 2+1=10, 所以AB =2√4−d 2=65√10,Q 到直线l 的距离:ℎ=25√10, 所以S △ABQ =12AB ·ℎ=125,即△QAB 的面积为125.。

2021年高考数学高考数学压轴题 立体几何多选题分类精编附答案

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2021年高考数学高考数学压轴题 立体几何多选题分类精编附答案一、立体几何多选题1.已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2,点E ,F 在平面1111D C B A 内,若||5AE =,AC DF ⊥,则( )A .点E 的轨迹是一个圆B .点F 的轨迹是一个圆C .EF 21-D .AE 与平面1A BD 所成角的正弦值的最大值为153015【答案】ACD 【分析】对于A 、B 、C 、D 四个选项,需要对各个选项一一验证. 选项A :由2211||5AE AA A E =+=1||1A E =,分析得E 的轨迹为圆;选项B :由AC DBF ⊥,而点F 在11B D 上,即F 的轨迹为线段11B D ,; 选项C :由E 的轨迹为圆,F 的轨迹为线段11B D ,可分析得min ||EF d r =-; 选项D :建立空间直角坐标系,用向量法求最值. 【详解】 对于A:2211||5AE AA A E =+=221|25A E +=1||1A E =,即点E 为在面1111D C B A 内,以1A 为圆心、半径为1 的圆上;故A 正确;对于B: 正方体1111ABCD A B C D -中,AC ⊥BD ,又AC DF ⊥,且BD ∩DF=D ,所以AC DBF ⊥,所以点F 在11B D 上,即F 的轨迹为线段11B D ,故B 错误;对于C:在平面1111D C B A 内,1A 到直线11B D 的距离为2,d=当点E ,F 落在11A C 上时,min ||21EF =-;故C 正确; 对于D:建立如图示的坐标系,则()()()()10,0,0,2,0,0,0,0,2,0,2,0A B A D因为点E 为在面1111D C B A 内,以1A 为圆心、半径为1 的圆上,可设()cos ,sin ,2E θθ 所以()()()1cos ,sin ,2,2,0,2,2,2,0,AE A B BD θθ==-=-设平面1A BD 的法向量(),,n x y z =,则有1·220·220n BD x y n A B x z ⎧=-+=⎪⎨=-=⎪⎩不妨令x =1,则()1,1,1n =, 设AE 与平面1A BD 所成角为α,则:22|||sin |cos ,|||||5315n AE n AE n AE πθα⎛⎫++ ⎪⎝⎭====⨯⨯当且仅当4πθ=时,sin α2215301515=, 故D 正确故选:CD 【点睛】多项选择题是2020年高考新题型,需要要对选项一一验证.2.如图,直三棱柱11,ABC A B C -,ABC 为等腰直角三角形,AB BC ⊥,且12AC AA ==,E ,F 分别是AC ,11A C 的中点,D ,M 分别是1AA ,1BB 上的两个动点,则( )A .FM 与BD 一定是异面直线B .三棱锥D MEF -的体积为定值14C .直线11B C 与BD 所成角为2π D .若D 为1AA 中点,则四棱锥1D BB FE -55【答案】CD 【分析】A 当特殊情况M 与B 重合有FM 与BD 相交且共面;B 根据线面垂直、面面垂直判定可证面1BEFB ⊥面11ACC A ,可知EMFS、D 到面1BEFB 的距离,可求D EMF V -;C 根据线面垂直的判定及性质即可确定11B C 与BD 所成角;D 由面面垂直、勾股、矩形性质等确定外接球半径,进而求体积,即可判断各项的正误. 【详解】A :当M 与B 重合时,FM 与BD 相交且共面,错误; B :由题意知:BE AC ⊥,AC EF ⊥且BEEF E =,则AC ⊥面1BEFB ,又AC ⊂面11ACC A ,面1BEFB ⋂面11ACC A EF =,所以面1BEFB ⊥面11ACC A ,又1121122EMFSEF BE =⋅⋅=⨯⨯=,D 到面1BEFB 的距离为1h =,所以1133D EMF EMFV h S-=⋅⋅=,错误; C :由AB BC ⊥,1BC B B ⊥,1B BAB B =,所以BC ⊥面11ABB A ,又11//BC B C ,即11B C ⊥面11ABB A ,而BD ⊂面11ABB A ,则11BD B C ⊥,正确;D :由B 中,面1BEFB ⊥面11ACC A ,即面DEF ⊥面1BEFB ,则D 到面1BEFB 的距离为1h =,又D 为1AA 中点,若1,BF EB 交点为O ,G 为EF 中点,连接,,OG GD OD ,则OG GD ⊥,故225OD OG GD =+=,由矩形的性质知:152OB OE OF OB ====,令四棱锥1D BB FE -的外接球半径为R ,则5R =,所以四棱锥1D BB FE -的外接球体积为354356V R π==,正确. 故选:CD. 【点睛】关键点点睛:利用线面、面面关系确定几何体的高,结合棱锥体积公式求体积,根据线面垂直、勾股定理及矩形性质确定外接球半径,结合球体体积公式求体积.3.已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2,点O 为11A D 的中点,若以O 6为半径的球面与正方体1111ABCD A B C D -的棱有四个交点E ,F ,G ,H ,则下列结论正确的是( )A .11//A D 平面EFGHB .1AC ⊥平面EFGHC .11A B 与平面EFGH 所成的角的大小为45°D .平面EFGH 将正方体1111ABCD A B C D -分成两部分的体积的比为1:7 【答案】ACD 【分析】如图,计算可得,,,E F G H 分别为所在棱的中点,利用空间中点线面的位置关系的判断方法可判断A 、B 的正确与否,计算出直线AB 与平面EFGH 所成的角为45︒后可得C 正确,而几何体BHE CGF -为三棱柱,利用公式可求其体积,从而可判断D 正确与否.【详解】如图,连接OA ,则2115OA AA =+=,故棱1111,,,A A A D D D AD 与球面没有交点.同理,棱111111,,A B B C C D 与球面没有交点. 因为棱11A D 与棱BC 之间的距离为26>BC 与球面没有交点.因为正方体的棱长为2,而26<球面与正方体1111ABCD A B C D -的棱有四个交点E ,F ,G ,H , 所以棱11,,,AB CD C C B B 与球面各有一个交点, 如图各记为,,,E F G H .因为OAE △为直角三角形,故22651AE OE OA -=-=,故E 为棱AB 的中点. 同理,,F G H 分别为棱11,,CD C C B B 的中点.由正方形ABCD 、,E F 为所在棱的中点可得//EF BC , 同理//GH BC ,故//EF GH ,故,,,E F G H 共面. 由正方体1111ABCD A B C D -可得11//A D BC ,故11//A D EF因为11A D ⊄平面EFGH ,EF ⊂平面EFGH ,故11//A D 平面EFGH ,故A 正确. 因为在直角三角1BA C 中,122A B =2BC = ,190A BC ∠=︒, 1A C 与BC 不垂直,故1A C 与GH 不垂直,故1A C ⊥平面EFGH 不成立,故B 错误.由正方体1111ABCD A B C D -可得BC ⊥平面11AA B B ,而1A B ⊂平面11AA B B , 所以1BC A B ⊥,所以1EF A B ⊥在正方形11AA B B 中,因为,E H 分别为1,AB BB 的中点,故1EH A B ⊥, 因为EFEH E =,故1A B ⊥平面EFGH ,所以BEH ∠为直线AB 与平面EFGH 所成的角,而45BEH ∠=︒, 故直线AB 与平面EFGH 所成的角为45︒,因为11//AB A B ,故11A B 与平面EFGH 所成的角的大小为45°.故C 正确. 因为,,,E F G H 分别为所在棱的中点,故几何体BHE CGF -为三棱柱,其体积为111212⨯⨯⨯=,而正方体的体积为8, 故平面EFGH 将正方体1111ABCD A B C D -分成两部分的体积的比为1:7,故D 正确. 故选:ACD. 【点睛】本题考查空间中线面位置的判断、空间角的计算和体积的计算,注意根据球的半径确定哪些棱与球面有交点,本题属于中档题.4.在长方体1111ABCD A B C D -中,AB =12AD AA ==,,,P Q R 分别是11,,AB BB AC 上的动点,下列结论正确的是( ) A .对于任意给定的点P ,存在点Q 使得1D P CQ ⊥ B .对于任意给定的点Q ,存在点R 使得1D R CQ ⊥ C .当1AR A C ⊥时,1AR D R ⊥D .当113AC A R =时,1//D R 平面1BDC 【答案】ABD 【分析】如图所示建立空间直角坐标系,计算142D P CQ b ⋅=-,()12222D R CQ b λλ⋅=--,134AR D R ⋅=-,10D R n ⋅=,得到答案.【详解】如图所示,建立空间直角坐标系,设()2,,0P a ,a ⎡∈⎣,()Q b ,[]0,2b ∈,设11A R AC λ=,得到()22,22R λλ--,[]0,1λ∈. ()12,,2P a D -=,()2,0,CQ b =,142D P CQ b ⋅=-,当2b =时,1D P CQ ⊥,A 正确;()122,2D R λλ=--,()12222D R CQ b λλ⋅=--,取22bλ=+时,1D R CQ ⊥,B 正确; 1AR A C ⊥,则()()12,222212440AR AC λλλλλ⋅=--⋅--=-+-+=,14λ=,此时113313022224AR D R ⎛⎫⎛⎫⋅=-⋅-=-≠ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,C 错误;113AC A R =,则4234,,33R ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,14232,,33D R ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,设平面1BDC 的法向量为(),,n x y z =,则10n BD n DC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,解得()3,1,3n =-,故10D R n ⋅=,故1//D R 平面1BDC ,D 正确. 故选:ABD .【点睛】本题考查了空间中的线线垂直,线面平行,意在考查学生的计算能力和空间想象能力,推断能力.5.在边长为2的等边三角形ABC 中,点,D E 分别是边,AC AB 上的点,满足//DE BC 且AD ACλ=,(()01λ∈,),将ADE 沿直线DE 折到A DE '△的位置.在翻折过程中,下列结论不成立的是( )A .在边A E '上存在点F ,使得在翻折过程中,满足//BF 平面A CD 'B .存在102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,使得在翻折过程中的某个位置,满足平面A BC '⊥平面BCDEC .若12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,||10A B '= D .在翻折过程中,四棱锥A BCDE '-体积的最大值记为()f λ,()f λ23【答案】ABC 【分析】对于A.在边A E '上点F ,在A D '上取一点N ,使得//FN ED ,在ED 上取一点H ,使得//NH EF ,作//HG BE 交BC 于点G ,即可判断出结论.对于B ,102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上,即可判断出结论. 对于C ,12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,可得AM ⊥平面BCDE .可得22A B AM BM '=+,结合余弦定理即可得出.对于D.在翻折过程中,取平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A BCDE '-体积()3133BCDE f S λλλλ=⋅⋅=-,()01λ∈,,利用导数研究函数的单调性即可得出.【详解】对于A.在边A E '上点F ,在A D '上取一点N ,使得//FN ED ,在ED 上取一点H ,使得//NH EF ,作//HG BE 交BC 于点G ,如图所示,则可得FN 平行且等于BG ,即四边形BGNF 为平行四边形, ∴//NG BE ,而GN 始终与平面ACD 相交,因此在边A E '上不存在点F ,使得在翻折过程中,满足//BF 平面A CD ',A 不正确.对于B ,102λ∈⎛⎫⎪⎝⎭,,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上,因此不满足平面A BC '⊥平面BCDE ,因此B 不正确. 对于C.12λ=,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,如图所示:可得AM ⊥平面BCDE ,则A B '===≠,因此C 不正确;对于D.在翻折过程中,取平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A BCDE '-体积()313BCDE f S λλλ=⋅=-,()01λ∈,,()213f λλ'=-,可得3λ=时,函数()f λ取得最大值()113f λ⎫=-=⎪⎝⎭,因此D 正确. 综上所述,不成立的为ABC. 故选:ABC. 【点睛】本题考查了利用运动的观点理解空间线面面面位置关系、四棱锥的体积计算公式、余弦定理、利用导数研究函数的单调性极值与最值,考查了推理能力空间想象能力与计算能力,属于难题.6.如果一个棱锥的底面是正方形,且顶点在底面内的射影是底面的中心,那么这样的棱锥叫正四棱锥.若一正四棱锥的体积为18,则该正四棱锥的侧面积最小时,以下结论正确的是( ).A .棱的高与底边长的比为2B .侧棱与底面所成的角为4πC D .侧棱与底面所成的角为3π 【答案】AB 【分析】设四棱锥S ABCD -的高为h ,底面边长为a ,由21183V a h ==得254h a=,然后可得侧a =时侧面积取得最小值,此时3h =,然后求出棱锥的高与底面边长的比和SAO ∠即可选出答案. 【详解】设四棱锥S ABCD -的高为h ,底面边长为a 可得21183V a h ==,即254h a= 所以其侧面积为2222244215410842244a a a h a a a⋅⋅+=+=+令()242108f a a a =+,则()23321084f a a a⨯'=- 令()233210840f a a a⨯'=-=得32a = 当(0,32a ∈时()0f a '<,()f a 单调递减当()32,a ∈+∞时()0f a '>,()f a 单调递增所以当32a =时()f a 取得最小值,即四棱锥的侧面积最小 此时3h =所以棱锥的高与底面边长的比为22,故A 正确,C 错误 侧棱与底面所成的角为SAO ∠,由3h =,32a =可得3AO = 所以4SAO π∠=,故B 正确,D 错误故选:AB 【点睛】本题考查的知识点有空间几何体的体积和表面积、线面角及利用导数求最值,属于综合题.7.如图,在正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中,点P 在线段B 1C 上运动,则( )A .直线BD 1⊥平面A 1C 1DB .三棱锥P ﹣A 1C 1D 的体积为定值C .异面直线AP 与A 1D 所成角的取值范用是[45°,90°]D .直线C 1P 与平面A 1C 1D 6 【答案】ABD【分析】在A 中,推导出A 1C 1⊥BD 1,DC 1⊥BD 1,从而直线BD 1⊥平面A 1C 1D ;在B 中,由B 1C ∥平面 A 1C 1D ,得到P 到平面A 1C 1D 的距离为定值,再由△A 1C 1D 的面积是定值,从而三棱锥P ﹣A 1C 1D 的体积为定值;在C 中,异面直线AP 与A 1D 所成角的取值范用是[60°,90°];在D 中,以D 为原点,DA 为x 轴,DC 为y 轴,DD 1为z 轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线C 1P 与平面A 1C 1D 6. 【详解】解:在A 中,∵A 1C 1⊥B 1D 1,A 1C 1⊥BB 1,B 1D 1∩BB 1=B 1,∴A 1C 1⊥平面BB 1D 1,∴A 1C 1⊥BD 1,同理,DC 1⊥BD 1,∵A 1C 1∩DC 1=C 1,∴直线BD 1⊥平面A 1C 1D ,故A 正确;在B 中,∵A 1D ∥B 1C ,A 1D ⊂平面A 1C 1D ,B 1C ⊄平面A 1C 1D ,∴B 1C ∥平面 A 1C 1D ,∵点P 在线段B 1C 上运动,∴P 到平面A 1C 1D 的距离为定值,又△A 1C 1D 的面积是定值,∴三棱锥P ﹣A 1C 1D 的体积为定值,故B 正确;在C 中,异面直线AP 与A 1D 所成角的取值范用是[60°,90°],故C 错误;在D 中,以D 为原点,DA 为x 轴,DC 为y 轴,DD 1为z 轴,建立空间直角坐标系, 设正方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1中棱长为1,P (a ,1,a ),则D (0,0,0),A 1(1,0,1),C 1(0,1,1),1DA =(1,0,1),1DC =(0,1,1),1C P =(a ,0,a ﹣1),设平面A 1C 1D 的法向量(),,n x y z =,则1100n DA x z n DC y z ⎧⋅=+=⎪⎨⋅=+=⎪⎩,取x =1,得1,1,1n ,∴直线C 1P 与平面A 1C 1D 所成角的正弦值为: 11||||||C P n C P n ⋅⋅=22(1)3a a +-⋅=21132()22a ⋅-+, ∴当a =12时,直线C 1P 与平面A 1C 1D 所成角的正弦值的最大值为63,故D 正确. 故选:ABD .【点睛】求直线与平面所成的角的一般步骤:(1)、①找直线与平面所成的角,即通过找直线在平面上的射影来完成;②计算,要把直线与平面所成的角转化到一个三角形中求解;(2)、用空间向量坐标公式求解.8.如图所示,正方体ABCD A B C D ''''-的棱长为1,E ,F 分别是棱AA ',CC '的中点,过直线EF 的平面分别与棱BB ',DD '交于点M ,N ,以下四个命题中正确的是( )A .0MN EF ⋅=B .ME NE =C .四边形MENF 的面积最小值与最大值之比为2:3D .四棱锥A MENF -与多面体ABCD EMFN -体积之比为1:3【答案】ABD【分析】证明EF ⊥平面BDD B '',进而得EF MN ⊥,即可得A 选项正确;证明四边形MENF 为菱形即可得B 选项正确;由菱形性质得四边形MENF 的面积12S MN EF =⋅,再分别讨论MN 的最大值与最小值即可;根据割补法求解体积即可.【详解】对于A 选项,如图,连接BD ,B D '',MN .由题易得EF BD ⊥,EF BB '⊥,BD BB B '⋂=,所以EF ⊥平面BDD B '',又MN ⊂平面BDD B '',所以EF MN ⊥,因此0MN EF ⋅=,故A 正确.对于B 选项,由正方体性质得:平面''//BCC B 平面''ADD A ,平面''BCC B 平面EMFN MF =,平面''ADD A 平面EMFN EN =, 所以//MF EN ,同理得//ME NF ,又EF MN ⊥,所以四边形MENF 为菱形, 因此ME NE =,故B 正确.对于C 选项,由B 易得四边形MENF 的面积12S MN EF =⋅, 所以当点M ,N 分别为BB ',DD '的中点时,四边形MENF 的面积S 最小,此时MN EF ==,即面积S 的最小值为1; 当点M ,N 分别与点B (或点B '),D (或D )重合时,四边形MENF 的面积S 最大,此时MN =,即面积S 的最大值为2所以四边形MENF 的面积最小值与最大值之比为2C 不正确.对于D 选项,四棱锥A MENF -的体积11113346M AEF N AEF AEF V V V DB S --=+=⋅==△; 因为E ,F 分别是AA ',CC '的中点,所以BM D N '=,DN B M '=,于是被截面MENF 平分的两个多面体是完全相同的,则它们的体积也是相同的,因此多面体ABCD EMFN -的体积21122ABCD A B C D V V ''''-==正方体, 所以四棱锥A MENF -与多面体ABCD EMFN -体积之比为1:3,故D 正确. 故选:ABD .【点睛】本题考查立体几何与向量的综合、截面面积的最值、几何体的体积,考查空间思维能力与运算求解能力,是中档题.本题解题的关键在于证明四边形MENF 为菱形,利用割补法将四棱锥A MENF -的体积转化为三棱锥M AEF - 和N AEF -的体积之和,将多面体ABCD EMFN -的体积转化为正方体的体积的一半求解.9.如图所示,在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,过对角线1BD 的一个平面交棱1AA 于点E ,交棱1CC 于点F ,得四边形1BFD E ,在以下结论中,正确的是( )A .四边形1BFD E 有可能是梯形B .四边形1BFD E 在底面ABCD 内的投影一定是正方形C .四边形1BFDE 有可能垂直于平面11BB D DD .四边形1BFDE 面积的最小值为62【答案】BCD【分析】四边形1BFD E 有两组对边分别平行知是一个平行四边形四边形;1BFD E 在底面ABCD 内的投影是四边形ABCD ;当与两条棱上的交点是中点时,四边形1BFD E 垂直于面11BB D D ;当E ,F 分别是两条棱的中点时,四边形1BFD E 的面积最小为62. 【详解】过1BD 作平面与正方体1111ABCD A B C D -的截面为四边形1BFD E , 如图所示,因为平面11//ABB A 平面11DCC D ,且平面1BFD E平面11ABB A BE =. 平面1BFD E 平面1111,//DCC D D F BE D F =,因此,同理1//D E BF ,故四边形1BFD E 为平行四边形,因此A 错误;对于选项B ,四边形1BFD E 在底面ABCD 内的投影一定是正方形ABCD ,因此B 正确; 对于选项C ,当点E F 、分别为11,AA CC 的中点时,EF ⊥平面11BB D D ,又EF ⊂平面1BFD E ,则平面1BFD E ⊥平面11BB D D ,因此C 正确;对于选项D ,当F 点到线段1BD 的距离最小时,此时平行四边形1BFD E 的面积最小,此时点E F 、分别为11,AA CC 的中点,此时最小值为16232⨯⨯=,因此D 正确. 故选:BCD【点睛】关键点睛:解题的关键是理解想象出要画的平面是怎么样的平面,有哪些特殊的性质,考虑全面即可正确解题.10.半正多面体(semiregularsolid )亦称“阿基米德多面体”,是由边数不全相同的正多边形围成的多面体,体现了数学的对称美.二十四等边体就是一种半正多面体,是由正方体切截而成的,它由八个正三角形和六个正方形构成(如图所示),若它的所有棱长都为2 )A .BF ⊥平面EABB .该二十四等边体的体积为203C .该二十四等边体外接球的表面积为8πD .PN 与平面EBFN 2 【答案】BCD【分析】 A 用反证法判断;B 先补齐八个角成正方体,再计算体积判断;C 先找到球心与半径,再计算表面积判断;D 先找到直线与平面所成角,再求正弦值判断.【详解】解:对于A ,假设A 对,即BF ⊥平面EAB ,于是BF AB ⊥,90ABF ∠=︒,但六边形ABFPQH 为正六边形,120ABF ∠=︒,矛盾,所以A 错;对于B ,补齐八个角构成棱长为2的正方体, 则该二十四等边体的体积为3112028111323-⋅⋅⋅⋅⋅=, 所以B 对;对于C ,取正方形ACPM 对角线交点O ,即为该二十四等边体外接球的球心, 其半径为2R =248R ππ=,所以C 对;对于D ,因为PN 在平面EBFN 内射影为NS ,所以PN 与平面EBFN 所成角即为PNS ∠, 其正弦值为22PS PN =,所以D 对. 故选:BCD .【点睛】本题考查了正方体的性质,考查了直线与平面所成角问题,考查了球的体积与表面积计算问题.。

高考数学压轴题系列训(共六套)(含答案及解析详解)

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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。

专题05 挖掘“隐零点”,破解导数压轴题-2121年高考数学压轴题之函数零点问题(解析版)

专题05 挖掘“隐零点”,破解导数压轴题-2121年高考数学压轴题之函数零点问题(解析版)

【答案】(Ⅰ)0;(Ⅱ)见解析.
【解析】(Ⅰ)解:因为 f (x) ex+m x3 , 所以 f (x) ex+m 3x2 .……………………………………………………………1 分
因为曲线 y f x 在点 0,f 0 处的切线斜率为1, 所以 f 0 em 1,解得 m 0 .…………………………………………………2 分
(Ⅱ)证法一:因为 f (x) ex+m x3 , g x ln x 1 2 ,
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所以 f x g (x) x3 等价于 ex+m ln x 1 2 0 .
当 m 1时, ex+m ln x 1 2 ex1 ln x 1 2 .
要证 ex+m ln x 1 2 0 ,只需证明 ex1 ln(x 1) 2 0 .………………4 分
,解得: ,

,解得:

故 在 递减,在
递增;
2 由 1 知要使 存在最小值,
则且

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递减,



故存在
使得
故在
递增,在




, 递减, ,






2.【广东省汕头市 2019 届高三上学期期末】已知函数

讨论 的单调性;
若 , 是 的两个极值点,证明:

【答案】(1)答案不唯一,具体见解析(2)见解析 【解析】
解问题决定,因此必要时尽可能缩小其范围;
第二步:以零点为分界点,说明导函数 f′(x)的正负,进而得到 f(x)的最值表达式;这里应注意,进行代

2021高考数学押题专练圆锥曲线(解析版)

2021高考数学押题专练圆锥曲线(解析版)

由两圆方程作差即② ①得: 4x py 0 .
所以,切点弦 QR 所在直线的方程为 4x py 0 .
法二(求 Q、R 均满足的同一直线方程切点弦方程):
设 D 1, 0 , Q x1, y1 , R x2, y2 .
由 DQ PQ ,可得 Q 处的切线上任一点 T (x, y) 满足 QT DQ 0 (如图),
则 QR 恒过坐标原点 O 0, 0 .
4x py 0,
由 x 12 y2
消去 x 并整理得 4
16
p2
y2 8 py 48 0 .
设 Q x1,
y1

R x2,
y2
,则
y1
y2
8p 16 p2
.
点N
纵坐标
yN
y1 2
y2
4p 16 p2
.
因为 p 0 ,显然 yN 0 ,
由圆的性质,可得 DN QR ,即 DN ON (如图).
所以点
N
在以
OD
为直径的圆上,圆心为
G
1 2
,
0
,半径
r
1 2
.
因为直线 3x 4 y 6 分别与 x 轴、 y 轴交于点 E 、 F ,
所以
E
2,
0

F
0,
3 2

EF
5
.
2
又圆心
G
1 2
,
0
到直线
3x
4
y
6
0
的距离
d
【模拟专练】
21.(2021·山东高三二模)已知椭圆 C
:
x2 a2
y2 b2
1(a

河北省保定市2021届新高考数学最后模拟卷含解析

河北省保定市2021届新高考数学最后模拟卷含解析

河北省保定市2021届新高考数学最后模拟卷一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.已知向量a r ,b r夹角为30°,(a =r ,2b =r ,则2a b -=r r ( )A .2B .4C .D .【答案】A 【解析】 【分析】根据模长计算公式和数量积运算,即可容易求得结果. 【详解】由于2a b -===r r2=, 故选:A. 【点睛】本题考查向量的数量积运算,模长的求解,属综合基础题.2.过点P 的直线l 与曲线y =交于A B ,两点,若25PA AB =u u u r u u u r,则直线l 的斜率为( )A .2B .2+C .2或2D .21【答案】A 【解析】 【分析】利用切割线定理求得,PA AB ,利用勾股定理求得圆心到弦AB 的距离,从而求得30APO ∠=︒,结合45POx ∠=o ,求得直线l 的倾斜角为15o ,进而求得l 的斜率.【详解】曲线y 为圆2213x y +=的上半部分,圆心为()0,0设PQ 与曲线y =Q , 则()2PQ PA PB PA PA AB =⋅=⋅+2225375PA PO OQ -=== 所以5,2PA AB ==,O 到弦AB 的距离为13123-=,23231sin 2262OP APO ===⨯∠,所以30APO ∠=︒,由于45POx ∠=o ,所以直线l 的倾斜角为453015-=o o o ,斜率为()tan 45tan 30tan15tan 4530231tan 45tan 30-=-==-+⨯o ooooo o.故选:A【点睛】本小题主要考查直线和圆的位置关系,考查数形结合的数学思想方法,属于中档题. 3.若函数2sin(2)y x ϕ=+的图象过点(,1)6π,则它的一条对称轴方程可能是( )A .6x π=B .3x π=C .12x π=D .512x π=【答案】B 【解析】 【分析】把已知点坐标代入求出ϕ,然后验证各选项. 【详解】由题意2sin()13πϕ+=,1sin()32πϕ+=,26k πϕπ=-或22k πϕπ=+,k Z ∈,不妨取6πϕ=-或2ϕπ=,若2ϕπ=,则函数为sin(2)cos 22y x x π=+=,四个选项都不合题意,若6πϕ=-,则函数为2sin(2)6y x π=-,只有3x π=时,sin(2)136ππ⨯-=,即3x π=是对称轴.故选:B . 【点睛】本题考查正弦型复合函数的对称轴,掌握正弦函数的性质是解题关键.4.给出50个数 1,2,4,7,11,L ,其规律是:第1个数是1,第2个数比第1个数大 1,第3个数比第2个数大2,第4个数比第3个数大3,以此类推,要计算这50个数的和.现已给出了该问题算法的程序框图如图,请在图中判断框中的①处和执行框中的②处填上合适的语句,使之能完成该题算法功能()A .i 50≤;p p i =+B .i 50<;p p i =+C .i 50≤;p p 1=+D .i 50<;p p 1=+【答案】A 【解析】 【分析】要计算这50个数的和,这就需要循环50次,这样可以确定判断语句①,根据累加最的变化规律可以确定语句②. 【详解】因为计算这50个数的和,循环变量i 的初值为1,所以步长应该为1,故判断语句①应为1i i =+,第1个数是1,第2个数比第1个数大 1,第3个数比第2个数大2,第4个数比第3个数大3,这样可以确定语句②为p p i =+,故本题选A. 【点睛】本题考查了补充循环结构,正确读懂题意是解本题的关键.5.已知实数,x y 满足约束条件30202x y x y x -+≥⎧⎪+≥⎨⎪≤⎩,则3z x y =+的最小值为( )A .-5B .2C .7D .11【答案】A 【解析】 【分析】根据约束条件画出可行域,再将目标函数化成斜截式,找到截距的最小值. 【详解】由约束条件30202x y x y x -+≥⎧⎪+≥⎨⎪≤⎩,画出可行域ABC V 如图3z x y =+变为3y x z =-+为斜率为-3的一簇平行线,z 为在y 轴的截距, ∴z 最小的时候为过C 点的时候,解3020x y x y -+=⎧⎨+=⎩得21x y =-⎧⎨=⎩所以()2,1C -,此时()33215z x y =+=⨯-+=- 故选A 项【点睛】本题考查线性规划求一次相加的目标函数,属于常规题型,是简单题.6.函数()()()sin 0,0f x x ωϕωϕπ=+><<的图象如图所示,为了得到()cos g x x ω=的图象,可将()f x 的图象( )A .向右平移6π个单位 B .向右平移12π个单位C .向左平移12π个单位D .向左平移6π个单位 【答案】C 【解析】 【分析】根据正弦型函数的图象得到()sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,结合图像变换知识得到答案.【详解】由图象知:7212122T T ππππ=-=⇒=,∴2ω=. 又12x π=时函数值最大,所以2221223k k πππϕπϕπ⨯+=+⇒=+.又()0,ϕπ∈, ∴3πϕ=,从而()sin 23f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭,()cos 2sin 2sin 22123g x x x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫==+=++ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦, 只需将()f x 的图象向左平移12π个单位即可得到()g x 的图象,故选C. 【点睛】已知函数()sin (0,0)y A x B A ωϕω=++>>的图象求解析式 (1)max min max min ,22y y y y A B -+==.(2)由函数的周期T 求2,.T πωω= (3)利用“五点法”中相对应的特殊点求ϕ,一般用最高点或最低点求. 7.执行如图所示的程序框图若输入12n =,则输出的n 的值为( )A .32B .2C .52D .3【答案】C 【解析】 【分析】由程序语言依次计算,直到a b <时输出即可 【详解】 程序的运行过程为当n=2时,51ln 22n >=;时,15ln 22<,此时输出2n =. 故选:C 【点睛】本题考查由程序框图计算输出结果,属于基础题8.已知全集U =R ,函数()ln 1y x =-的定义域为M ,集合{}2|0?N x x x =-<,则下列结论正确的是A .M N N =IB .()U M N =∅I ðC .M N U =UD .()U M N ⊆ð【答案】A 【解析】 【分析】求函数定义域得集合M ,N 后,再判断. 【详解】由题意{|1}M x x =<,{|01}N x x =<<,∴M N N =I . 故选A . 【点睛】本题考查集合的运算,解题关键是确定集合中的元素.确定集合的元素时要注意代表元形式,集合是函数的定义域,还是函数的值域,是不等式的解集还是曲线上的点集,都由代表元决定.9.已知函数f(x)=223,1ln ,1x x x x x ⎧--+≤⎨>⎩,若关于x 的方程f(x)=kx -12恰有4个不相等的实数根,则实数k的取值范围是( )A .12⎛⎝ B .12⎡⎢⎣C .12⎛⎝⎦D .12⎛⎝⎭【答案】D【解析】【分析】由已知可将问题转化为:y=f(x)的图象和直线y=kx-12有4个交点,作出图象,由图可得:点(1,0)必须在直线y=kx-12的下方,即可求得:k>12;再求得直线y=kx-12和y=ln x相切时,k=ee;结合图象即可得解.【详解】若关于x的方程f(x)=kx-12恰有4个不相等的实数根,则y=f(x)的图象和直线y=kx-12有4个交点.作出函数y=f(x)的图象,如图,故点(1,0)在直线y=kx-12的下方.∴k×1-12>0,解得k>12.当直线y=kx-12和y=ln x相切时,设切点横坐标为m,则k=1ln2mm+=1m,∴m e此时,k=1m=ee,f(x)的图象和直线y=kx-12有3个交点,不满足条件,故所求k的取值范围是12e⎛⎝⎭,故选D..【点睛】本题主要考查了函数与方程思想及转化能力,还考查了导数的几何意义及计算能力、观察能力,属于难题.10.《九章算术》中记载,堑堵是底面为直角三角形的直三棱柱,阳马指底面为矩形,一侧棱垂直于底面的四棱锥.如图,在堑堵111ABC A B C-中,AC BC⊥,12AA=,当阳马11B ACC A-体积的最大值为43时,堑堵111ABC A B C-的外接球的体积为()A .4π3B 82C .32π3D 642【答案】B 【解析】 【分析】利用均值不等式可得()11222112113333B ACC A V BC AC AA BC AC BC AC AB -=⋅⋅=⋅≤+=,即可求得AB ,进而求得外接球的半径,即可求解. 【详解】由题意易得BC ⊥平面11ACC A , 所以()11222112113333B ACC A V BC AC AA BC AC BC AC AB -=⋅⋅=⋅≤+=, 当且仅当AC BC =时等号成立, 又阳马11B ACC A -体积的最大值为43, 所以2AB =,所以堑堵111ABC A B C -的外接球的半径221222AA AB R ⎛⎫⎛⎫=+=⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭所以外接球的体积348233V r π==, 故选:B 【点睛】本题以中国传统文化为背景,考查四棱锥的体积、直三棱柱的外接球的体积、基本不等式的应用,体现了数学运算、直观想象等核心素养.11.已知抛物线220y x =的焦点与双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的一个焦点重合,且抛物线的准线被双曲线截得的线段长为92,那么该双曲线的离心率为( )A .54B .53C .52D 【答案】A 【解析】 【分析】由抛物线220y x =的焦点(5,0)得双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的焦点(5,0)±,求出5c =,由抛物线准线方程5x =-被曲线截得的线段长为92,由焦半径公式2292b a =,联立求解.【详解】解:由抛物线220y x =,可得220p =,则10p =,故其准线方程为5x =-, Q 抛物线220y x =的准线过双曲线()222210,0x y a b a b-=>>的左焦点, 5c ∴=.Q 抛物线220y x =的准线被双曲线截得的线段长为92, 2292b a ∴=,又22225c a b +==,4,3a b ∴==,则双曲线的离心率为54c e a ==. 故选:A . 【点睛】本题考查抛物线的性质及利用过双曲线的焦点的弦长求离心率. 弦过焦点时,可结合焦半径公式求解弦长.12.对于函数()f x ,定义满足()00f x x =的实数0x 为()f x 的不动点,设()log a f x x =,其中0a >且1a ≠,若()f x 有且仅有一个不动点,则a 的取值范围是( )A .01a <<或a =B .1a <<C .01a <<或1e a e = D .01a <<【答案】C 【解析】【分析】根据不动点的定义,利用换底公式分离参数可得ln ln xa x =;构造函数()ln x g x x=,并讨论()g x 的单调性与最值,画出函数图象,即可确定a 的取值范围. 【详解】由log a x x =得,ln ln xa x=. 令()ln xg x x =, 则()21ln xg x x-'=, 令()0g x '=,解得x e =,所以当()0,x e ∈时,()0g x '>,则()g x 在()0,e 内单调递增; 当(),x e ∈+∞时,()0g x '<,则()g x 在(),e +∞内单调递减; 所以()g x 在x e =处取得极大值,即最大值为()ln 1e g e e e==, 则()ln xg x x=的图象如下图所示:由()f x 有且仅有一个不动点,可得得ln 0a <或1ln a e=, 解得01a <<或1e a e =. 故选:C 【点睛】本题考查了函数新定义的应用,由导数确定函数的单调性与最值,分离参数法与构造函数方法的应用,属于中档题.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。

2023-2024学年高考数学专项复习——压轴题(附答案)

2023-2024学年高考数学专项复习——压轴题(附答案)

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。

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15.已知函数 .
(Ⅰ)求函数f(x)的单调区间;
(Ⅱ)当 时,设f(x)的极大值点为x1,极小值点为x2,求f(x1)﹣f(x2)的取值范围.
16.已知函数f(x)=x2﹣ax (a,b∈R).
(1)若a>b>0,证明f(a)>f(b);
(2)若对任意x∈(0,+∞),b∈(﹣e,0),都有f(x)>﹣e,求实数a的取值范围.
6.已知点F为抛物线x2=4y的焦点,过F且与x轴平行的直线被椭圆Γ: 1(a>b>0)所截得的线段长为 ,椭圆Γ的离心率e .
(1)求椭圆Γ的标准方程;
(2)过抛物线上一点A(点A在第一象限)作切线l,交椭圆Γ于B,C两点,l与x轴的交点为D,BC的中点为E,BC的垂直平分线交x轴于点K,记△KED,△AOD的面积分别为S1,S2,其中O为坐标原点,若 ,求点A的坐标.
2021年河北省新高考数学压轴题总复习
1.已知抛物线C:y2=2px(0<p<6)的焦点为F,A为C上一动点,点Q(4,0),以线段QA为直径作⊙M.当⊙M过F时,△QAF的面积为3.
(1)求C的方程;
(2)是否存在垂直于x轴的直线l,使得l被⊙M所截得的弦长为定值?若存在,求l的方程;若不存在,说明理由.
(Ⅰ)当a=c=1,b=0时,f(x)在定义域上单调递增,求m的取值范围;
(Ⅱ)当a=c=0,b=1时,f(x)存在两个极值点x1,x2,求证:x1+x2>2.
11.如图,已知抛物线C:y2=2x,过点M(2,0)的直线l交抛物线C于A,B两点,点P是直线x 上的动点,且PO⊥AB交AB于点Q(其中O为坐标原点).
(2)设ai+1=2|ai+t+2|﹣|ai+t﹣2|(i、n∈N*,n≥3,1≤i≤n﹣1,常数t>2),判断有穷数列{an}是否具有性质P(t﹣2),并说明理由;
(3)若有穷数列{yn}:y1、y2、…、yn具有性质P(1),其各项的和为2000,将y1、y2、…yn中的最大值记为A,当A∈N*时,求A+n的最小值.
(1)当a=1时,证明:f(x) ;
(2)判断f(x)在定义域内是否为单调函数,并说明理由.
5.已知椭圆 的左、右焦点分别为F1,F2,点P在C上,但不在x轴上,当点P在C上运动时,△PF1F2的周长为定值6,且当PF1⊥F1F2时, .
(1)求C的方程.
(2)若斜率为k(k≠0)的直线l交C于点M,N,C的左顶点为A,且 成等差数列,证明:直线l过定点.
7.已知无穷数列{an}的首项为a1,其前n项和为Sn,且an+1﹣an=d(n∈N*),其中d为常数且d≠0.
(1)设a1=d=1,求数列{an}的通项公式,并求 的值;
(2)设d=2,S7=﹣7,是否存在正整数k使得数列{n•Sn}中的项 成立?若存在,求出满足条件k的所有值,若不存在,请说明理由;
2.已知函数f(x)=x2﹣2bx﹣lnx.
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)设b≥0,若f(x)在x0处有极值,求证:f(x0) (1+ln2).
3.已知函数f(x)=(x﹣1)(x2+2)ex﹣2x.
(1)求曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;
(2)证明:f(x)>﹣x2﹣4.
4.已知函数f(x) (a>0).
17.椭圆C: 1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2, 2 ,椭圆的上顶点为B,|AB| ,e .
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)若过点A的直线l与椭圆相交于M,N两点, • ,求直线l的方程.
18.已知椭圆Γ: 1(a>b>0)的右焦点坐标为(2,0),且长轴长为短轴长的 倍,直线l交Γ椭圆于不同的两点M和N,
(3)求证:数列{an}中不同的两项之和仍为此数列中的某一项的充要条件为存在整数m且m≥﹣1,使得a1=md.
8.给定数列{Pn},若∀m,n∈N*,且m≠n,Pm+Pn是数列{Pn}的项,则称数列{Pn}为“C数列”.记数列{an}的前n项和为Sn,且∀n∈N,都有Sn .
(1)求证:数列{an}为等差数列;
13.对于项数为m(m≥3,m∈N)的有限数列{an},记该数列前i项a1,a2,…,ai中的最大项为xi(i=1,2,…,m),记xi=max{a1,a2,…,ai},该数列后m﹣i项ai+1,ai+2,…,am中的最小项yi(i=1,2,…,m﹣1),记yi=min{ai+1,ai+2,…,am},di=xi﹣yi(i=1,2,3,…,m﹣1).
(1)对于共有四项的数列:3,4,7,1,求出相应的d1、d2、d3;
(2)设c为常数,且ak+xm﹣k+1=c(k=1,2,3,⋅⋅⋅,m),求证:xk=ak(k=1,2,3,…,m);
(3)设实数λ>0,数列{an}满足a1=1, (n=2,3,…,m),若数列{an}对应的d1满足di+1>di对任意的正整数i=1,2,3,…,m﹣2恒成立,求实数λ的取值范围.
14.若有穷数列{xn}:x1、x2、…、xn满足xi+1≥xi+t,xi>0(这里i、n∈N*,n≥3,1≤i≤n﹣1,常数t>0),则称有穷数列{xn}具有性质P(t).
(1)已知有穷数列{xn}具有性质P(t)(常数t ),且|x2﹣x1|+|x3﹣x2|+…+|xn﹣xn﹣1| ,试求t的值;
(1)若直线AB的倾斜角为 ,求点P到直线AB的距离;
(2)求△ABP面积的最小值及取得最小值时直线l的方程.
12.已知椭圆E: 1(a>b>0)的离心率为e,点(1,e)在椭圆E上,A(a,0),B(0,b),三角形OAB的面积为 .
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)直线l交椭圆E于M,N两点,若直OM的斜率为k1,直线ON的斜率为k2,且k1k2 ,证明三角形OMN的面积是定值,并求此定值.
(2)若数列{an}为“C数列”,a1=3,a2∈N*,且a2>3,求a2所有的可能值;
(3)若S2也是数列{an}的项,求证:数列{an}为“C数列”.
9.已知函数 ,a∈R.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有两个极值点x1,x2(x1<x2),求f(x2)﹣2f(x1)的最大值.
10.已知函数f(x) x4 x3﹣cx2﹣mx+lnx.
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