2020年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試數(shù)學(xué)試題 理(天津卷含解析)(1)
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1、2020年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試數(shù)學(xué)試題 理(天津卷) 本試卷分為第I卷(選擇題)和第II卷(非選擇題)兩部分,共150分,考試用時(shí)120分鐘。第I卷1至2頁,第II卷3至5頁。 答卷前,考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考號(hào)填寫在答題卡上,并在規(guī)定位置粘貼考試條形碼。答卷時(shí),考生務(wù)必將答案涂寫在答題卡上,答在試卷上的無效。考試結(jié)束后,將本試卷和答題卡一并交回。 祝各位考生考試順利! 第I卷 注意事項(xiàng): 1.每小題選出答案后,用鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng),用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。 2.本卷共8小題,每小題5分,共40分。 參考公式:
2、 如果事件A,B互斥,那么 . 如果事件A,B相互獨(dú)立,那么 . 棱柱的體積公式,其中表示棱柱的底面面積,表示棱柱的高. 棱錐的體積公式,其中表示棱錐的底面面積,表示棱錐的高. 一. 選擇題:在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的. 1. 設(shè)全集為R,集合,,則 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】分析:由題意首先求得,然后進(jìn)行交集運(yùn)算即可求得最終結(jié)果. 詳解:由題意可得:, 結(jié)合交集的定義可得:. 本題選擇B選項(xiàng). 點(diǎn)睛:本題主要考查交集的運(yùn)算法則,補(bǔ)集的運(yùn)算法則等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力. 2. 設(shè)變
3、量x,y滿足約束條件 則目標(biāo)函數(shù)的最大值為 A. 6 B. 19 C. 21 D. 45 【答案】C 【解析】分析:首先畫出可行域,然后結(jié)合目標(biāo)目標(biāo)函數(shù)的幾何意義確定函數(shù)取得最大值的點(diǎn),最后求解最大值即可. 詳解:繪制不等式組表示的平面區(qū)域如圖所示, 結(jié)合目標(biāo)函數(shù)的幾何意義可知目標(biāo)函數(shù)在點(diǎn)A處取得最大值, 聯(lián)立直線方程:,可得點(diǎn)A的坐標(biāo)為:, 據(jù)此可知目標(biāo)函數(shù)的最大值為:. 本題選擇C選項(xiàng). 點(diǎn)睛:求線性目標(biāo)函數(shù)z=ax+by(ab≠0)的最值,當(dāng)b>0時(shí),直線過可行域且在y軸上截距最大時(shí),z值最大,在y軸截距最小時(shí),z值最??;當(dāng)b<0時(shí),直線過可行域
4、且在y軸上截距最大時(shí),z值最小,在y軸上截距最小時(shí),z值最大. 3. 閱讀右邊的程序框圖,運(yùn)行相應(yīng)的程序,若輸入N的值為20,則輸出T的值為 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】分析:由題意結(jié)合流程圖運(yùn)行程序即可求得輸出的數(shù)值. 詳解:結(jié)合流程圖運(yùn)行程序如下: 首先初始化數(shù)據(jù):, ,結(jié)果為整數(shù),執(zhí)行,,此時(shí)不滿足; ,結(jié)果不為整數(shù),執(zhí)行,此時(shí)不滿足; ,結(jié)果為整數(shù),執(zhí)行,,此時(shí)滿足; 跳出循環(huán),輸出. 本題選擇B選項(xiàng). 點(diǎn)睛:識(shí)別、運(yùn)行程序框圖和完善程序框圖的思路: (1)要明確程序框圖的順序結(jié)構(gòu)、條件結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu).
5、 (2)要識(shí)別、運(yùn)行程序框圖,理解框圖所解決的實(shí)際問題. (3)按照題目的要求完成解答并驗(yàn)證. 4. 設(shè),則“”是“”的 A. 充分而不必要條件 B. 必要而不重復(fù)條件 C. 充要條件 D. 既不充分也不必要條件 【答案】A 【解析】分析:首先求解絕對(duì)值不等式,然后求解三次不等式即可確定兩者之間的關(guān)系. 詳解:絕對(duì)值不等式 , 由 . 據(jù)此可知是的充分而不必要條件. 本題選擇A選項(xiàng). 點(diǎn)睛:本題主要考查絕對(duì)值不等式的解法,充分不必要條件的判斷等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力. 5. 已知,,,則a,b,c的大小關(guān)系為 A. B.
6、 C. D. 【答案】D 【解析】分析:由題意結(jié)合對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)整理計(jì)算即可求得最終結(jié)果. 詳解:由題意結(jié)合對(duì)數(shù)函數(shù)的性質(zhì)可知: ,,, 據(jù)此可得:. 本題選擇D選項(xiàng). 點(diǎn)睛:對(duì)于指數(shù)冪的大小的比較,我們通常都是運(yùn)用指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性,但很多時(shí)候,因冪的底數(shù)或指數(shù)不相同,不能直接利用函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行比較.這就必須掌握一些特殊方法.在進(jìn)行指數(shù)冪的大小比較時(shí),若底數(shù)不同,則首先考慮將其轉(zhuǎn)化成同底數(shù),然后再根據(jù)指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性進(jìn)行判斷.對(duì)于不同底而同指數(shù)的指數(shù)冪的大小的比較,利用圖象法求解,既快捷,又準(zhǔn)確. 6. 將函數(shù)的圖象向右平移個(gè)單位長度,所得圖象對(duì)應(yīng)的函數(shù) A. 在
7、區(qū)間上單調(diào)遞增 B. 在區(qū)間上單調(diào)遞減 C. 在區(qū)間上單調(diào)遞增 D. 在區(qū)間上單調(diào)遞減 【答案】A 【解析】分析:由題意首先求得平移之后的函數(shù)解析式,然后確定函數(shù)的單調(diào)區(qū)間即可. 詳解:由函數(shù)圖象平移變換的性質(zhì)可知: 將的圖象向右平移個(gè)單位長度之后的解析式為: . 則函數(shù)的單調(diào)遞增區(qū)間滿足:, 即, 令可得一個(gè)單調(diào)遞增區(qū)間為:. 函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間滿足:, 即, 令可得一個(gè)單調(diào)遞減區(qū)間為:. 本題選擇A選項(xiàng). 點(diǎn)睛:本題主要考查三角函數(shù)的平移變換,三角函數(shù)的單調(diào)區(qū)間的判斷等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力. 7. 已知雙曲線的離心率為2,過右
8、焦點(diǎn)且垂直于x軸的直線與雙曲線交于A,B兩點(diǎn). 設(shè)A,B到雙曲線同一條漸近線的距離分別為和,且,則雙曲線的方程為 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】分析:由題意首先求得A,B的坐標(biāo),然后利用點(diǎn)到直線距離公式求得b的值,之后求解a的值即可確定雙曲線方程. 詳解:設(shè)雙曲線的右焦點(diǎn)坐標(biāo)為(c>0),則, 由可得:, 不妨設(shè):, 雙曲線的一條漸近線方程為:, 據(jù)此可得:,, 則,則, 雙曲線的離心率:, 據(jù)此可得:,則雙曲線的方程為. 本題選擇C選項(xiàng). 點(diǎn)睛:求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程的基本方法是待定系數(shù)法.具體過程是先定形,再定量,即先確定雙曲線
9、標(biāo)準(zhǔn)方程的形式,然后再根據(jù)a,b,c,e及漸近線之間的關(guān)系,求出a,b的值.如果已知雙曲線的漸近線方程,求雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程,可利用有公共漸近線的雙曲線方程為,再由條件求出λ的值即可. 8. 如圖,在平面四邊形ABCD中,,,,. 若點(diǎn)E為邊CD上的動(dòng)點(diǎn),則的最小值為 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】分析:由題意建立平面直角坐標(biāo)系,然后結(jié)合點(diǎn)的坐標(biāo)得到數(shù)量積的坐標(biāo)表示,最后結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)整理計(jì)算即可求得最終結(jié)果. 詳解:建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,則,,,, 點(diǎn)在上,則,設(shè),則: ,即, 據(jù)此可得:,且: ,, 由數(shù)量
10、積的坐標(biāo)運(yùn)算法則可得: , 整理可得:, 結(jié)合二次函數(shù)的性質(zhì)可知,當(dāng)時(shí),取得最小值. 本題選擇A選項(xiàng). 點(diǎn)睛:求兩個(gè)向量的數(shù)量積有三種方法:利用定義;利用向量的坐標(biāo)運(yùn)算;利用數(shù)量積的幾何意義.具體應(yīng)用時(shí)可根據(jù)已知條件的特征來選擇,同時(shí)要注意數(shù)量積運(yùn)算律的應(yīng)用. 第Ⅱ卷 注意事項(xiàng): 1. 用黑色墨水的鋼筆或簽字筆將答案寫在答題卡上。 2. 本卷共12小題,共110分。 二. 填空題:本大題共6小題,每小題5分,共30分。 9. i是虛數(shù)單位,復(fù)數(shù)___________. 【答案】4–i 【解析】分析:由題意結(jié)合復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則整理計(jì)算即可求得最終結(jié)果. 詳
11、解:由復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則得:. 點(diǎn)睛:本題主要考查復(fù)數(shù)的運(yùn)算法則及其應(yīng)用,意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力. 10. 在的展開式中,的系數(shù)為____________. 【答案】 【解析】分析:由題意結(jié)合二項(xiàng)式定理展開式的通項(xiàng)公式得到r的值,然后求解的系數(shù)即可. 詳解:結(jié)合二項(xiàng)式定理的通項(xiàng)公式有:, 令可得:,則的系數(shù)為:. 點(diǎn)睛:(1)二項(xiàng)式定理的核心是通項(xiàng)公式,求解此類問題可以分兩步完成:第一步根據(jù)所給出的條件(特定項(xiàng))和通項(xiàng)公式,建立方程來確定指數(shù)(求解時(shí)要注意二項(xiàng)式系數(shù)中n和r的隱含條件,即n,r均為非負(fù)整數(shù),且n≥r,如常數(shù)項(xiàng)指數(shù)為零、有理項(xiàng)指數(shù)為整數(shù)等);第二步是根據(jù)所
12、求的指數(shù),再求所求解的項(xiàng). (2)求兩個(gè)多項(xiàng)式的積的特定項(xiàng),可先化簡或利用分類加法計(jì)數(shù)原理討論求解. 11. 已知正方體的棱長為1,除面外,該正方體其余各面的中心分別為點(diǎn)E,F(xiàn),G,H,M(如圖),則四棱錐的體積為__________. 【答案】 【解析】分析:由題意首先求解底面積,然后結(jié)合四棱錐的高即可求得四棱錐的體積. 詳解:由題意可得,底面四邊形為邊長為的正方形,其面積, 頂點(diǎn)到底面四邊形的距離為, 由四棱錐的體積公式可得:. 點(diǎn)睛:本題主要考查四棱錐的體積計(jì)算,空間想象能力等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力. 12. 已知圓的圓心為C,直線(為參數(shù))與
13、該圓相交于A,B兩點(diǎn),則的面積為___________. 【答案】 【解析】分析:由題意首先求得圓心到直線的距離,然后結(jié)合弦長公式求得弦長,最后求解三角形的面積即可. 詳解:由題意可得圓的標(biāo)準(zhǔn)方程為:, 直線的直角坐標(biāo)方程為:,即, 則圓心到直線的距離:, 由弦長公式可得:, 則. 點(diǎn)睛:處理直線與圓的位置關(guān)系時(shí),若兩方程已知或圓心到直線的距離易表達(dá),則用幾何法;若方程中含有參數(shù),或圓心到直線的距離的表達(dá)較繁瑣,則用代數(shù)法. 13. 已知,且,則的最小值為_____________. 【答案】 【解析】分析:由題意首先求得a-3b的值,然后結(jié)合均值不等式的結(jié)論整理計(jì)算即可
14、求得最終結(jié)果,注意等號(hào)成立的條件. 詳解:由可知, 且:,因?yàn)閷?duì)于任意x,恒成立, 結(jié)合均值不等式的結(jié)論可得:. 當(dāng)且僅當(dāng),即時(shí)等號(hào)成立. 綜上可得的最小值為. 點(diǎn)睛:在應(yīng)用基本不等式求最值時(shí),要把握不等式成立的三個(gè)條件,就是“一正——各項(xiàng)均為正;二定——積或和為定值;三相等——等號(hào)能否取得”,若忽略了某個(gè)條件,就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤. 14. 已知,函數(shù)若關(guān)于的方程恰有2個(gè)互異的實(shí)數(shù)解,則的取值范圍是______________. 【答案】 【解析】分析:由題意分類討論和兩種情況,然后繪制函數(shù)圖像,數(shù)形結(jié)合即可求得最終結(jié)果. 詳解:分類討論:當(dāng)時(shí),方程即, 整理可得:, 很明顯
15、不是方程的實(shí)數(shù)解,則, 當(dāng)時(shí),方程即, 整理可得:, 很明顯不是方程的實(shí)數(shù)解,則, 令, 其中, 原問題等價(jià)于函數(shù)與函數(shù)有兩個(gè)不同的交點(diǎn),求的取值范圍. 結(jié)合對(duì)勾函數(shù)和函數(shù)圖象平移的規(guī)律繪制函數(shù)的圖象, 同時(shí)繪制函數(shù)的圖象如圖所示,考查臨界條件, 結(jié)合觀察可得,實(shí)數(shù)的取值范圍是. 點(diǎn)睛:本題的核心在考查函數(shù)的零點(diǎn)問題,函數(shù)零點(diǎn)的求解與判斷方法包括: (1)直接求零點(diǎn):令f(x)=0,如果能求出解,則有幾個(gè)解就有幾個(gè)零點(diǎn). (2)零點(diǎn)存在性定理:利用定理不僅要函數(shù)在區(qū)間[a,b]上是連續(xù)不斷的曲線,且f(a)·f(b)<0,還必須結(jié)合函數(shù)的圖象與性質(zhì)(如單調(diào)性、奇偶性)才
16、能確定函數(shù)有多少個(gè)零點(diǎn). (3)利用圖象交點(diǎn)的個(gè)數(shù):將函數(shù)變形為兩個(gè)函數(shù)的差,畫兩個(gè)函數(shù)的圖象,看其交點(diǎn)的橫坐標(biāo)有幾個(gè)不同的值,就有幾個(gè)不同的零點(diǎn). 三.解答題:本大題共6小題,共80分. 解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟. 15. 在中,內(nèi)角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c.已知. (I)求角B的大小; (II)設(shè)a=2,c=3,求b和的值. 【答案】(Ⅰ);(Ⅱ),. 【解析】分析:(Ⅰ)由題意結(jié)合正弦定理邊化角結(jié)合同角三角函數(shù)基本關(guān)系可得,則B=. (Ⅱ)在△ABC中,由余弦定理可得b=.結(jié)合二倍角公式和兩角差的正弦公式可得 詳解:(Ⅰ)在△ABC中,由正
17、弦定理,可得,
又由,得,
即,可得.
又因?yàn)?,可得B=.
(Ⅱ)在△ABC中,由余弦定理及a=2,c=3,B=,
有,故b=.
由,可得.因?yàn)閍 18、抽取多少人?
(II)若抽出的7人中有4人睡眠不足,3人睡眠充足,現(xiàn)從這7人中隨機(jī)抽取3人做進(jìn)一步的身體檢查.
(i)用X表示抽取的3人中睡眠不足的員工人數(shù),求隨機(jī)變量X的分布列與數(shù)學(xué)期望;
(ii)設(shè)A為事件“抽取的3人中,既有睡眠充足的員工,也有睡眠不足的員工”,求事件A發(fā)生的概率.
【答案】(Ⅰ)從甲、乙、丙三個(gè)部門的員工中分別抽取3人,2人,2人.(Ⅱ)(i)答案見解析;(ii).
【解析】分析:(Ⅰ)由分層抽樣的概念可知應(yīng)從甲、乙、丙三個(gè)部門的員工中分別抽取3人,2人,2人.
(Ⅱ)(i)隨機(jī)變量X的所有可能取值為0,1,2,3.且分布列為超幾何分布,即P(X=k)=(k 19、=0,1,2,3).據(jù)此求解分布列即可,計(jì)算相應(yīng)的數(shù)學(xué)期望為.
(ii)由題意結(jié)合題意和互斥事件概率公式可得事件A發(fā)生的概率為.
詳解:(Ⅰ)由已知,甲、乙、丙三個(gè)部門的員工人數(shù)之比為3∶2∶2,
由于采用分層抽樣的方法從中抽取7人,
因此應(yīng)從甲、乙、丙三個(gè)部門的員工中分別抽取3人,2人,2人.
(Ⅱ)(i)隨機(jī)變量X的所有可能取值為0,1,2,3.
P(X=k)=(k=0,1,2,3).
所以,隨機(jī)變量X的分布列為
X
0
1
2
3
P
隨機(jī)變量X的數(shù)學(xué)期望.
(ii)設(shè)事件B為“抽取的3人中,睡眠充足的員工有1人,睡眠不足的員工有2人” 20、;
事件C為“抽取的3人中,睡眠充足的員工有2人,睡眠不足的員工有1人”,
則A=B∪C,且B與C互斥,
由(i)知,P(B)=P(X=2),P(C)=P(X=1),
故P(A)=P(B∪C)=P(X=2)+P(X=1)=.
所以,事件A發(fā)生的概率為.
點(diǎn)睛:本題主要在考查超幾何分布和分層抽樣.超幾何分布描述的是不放回抽樣問題,隨機(jī)變量為抽到的某類個(gè)體的個(gè)數(shù).超幾何分布的特征是:①考查對(duì)象分兩類;②已知各類對(duì)象的個(gè)數(shù);③從中抽取若干個(gè)個(gè)體,考查某類個(gè)體個(gè)數(shù)X的概率分布,超幾何分布主要用于抽檢產(chǎn)品、摸不同類別的小球等概率模型,其實(shí)質(zhì)是古典概型.進(jìn)行分層抽樣的相關(guān)計(jì)算時(shí),常利用以下關(guān)系 21、式巧解:(1) ;(2)總體中某兩層的個(gè)體數(shù)之比=樣本中這兩層抽取的個(gè)體數(shù)之比.
17. 如圖,且AD=2BC,,且EG=AD,且CD=2FG,,DA=DC=DG=2.
(I)若M為CF的中點(diǎn),N為EG的中點(diǎn),求證:;
(II)求二面角的正弦值;
(III)若點(diǎn)P在線段DG上,且直線BP與平面ADGE所成的角為60°,求線段DP的長.
【答案】(Ⅰ)證明見解析;(Ⅱ);(Ⅲ).
【解析】分析:依題意,可以建立以D為原點(diǎn),分別以,,的方向?yàn)閤軸,y軸,z軸的正方向的空間直角坐標(biāo)系.
(Ⅰ)由題意可得:平面CDE的一個(gè)法向量n0=(1,0,–1).又=(1,,1),故,M 22、N∥平面CDE.
(Ⅱ)依題意可得平面BCE的一個(gè)法向量n=(0,1,1).平面BCF的一個(gè)法向量為m=(0,2,1).據(jù)此計(jì)算可得二面角E–BC–F的正弦值為.
(Ⅲ)設(shè)線段DP的長為h(h∈[0,2]),則點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,0,h),結(jié)合空間向量的結(jié)論計(jì)算可得線段的長為.
詳解:依題意,可以建立以D為原點(diǎn),
分別以,,的方向?yàn)閤軸,y軸,z軸的正方向的空間直角坐標(biāo)系(如圖),
可得D(0,0,0),A(2,0,0),B(1,2,0),C(0,2,0),
E(2,0,2),F(xiàn)(0,1,2),G(0,0,2),M(0,,1),N(1,0,2).
(Ⅰ)依題意=(0,2,0) 23、,=(2,0,2).
設(shè)n0=(x,y,z)為平面CDE的法向量,
則 即
不妨令z=–1,可得n0=(1,0,–1).
又=(1,,1),可得,
又因?yàn)橹本€MN平面CDE,所以MN∥平面CDE.
(Ⅱ)依題意,可得=(–1,0,0),,=(0,–1,2).
設(shè)n=(x,y,z)為平面BCE的法向量,
則 即
不妨令z=1,可得n=(0,1,1).
設(shè)m=(x,y,z)為平面BCF的法向量,
則 即
不妨令z=1,可得m=(0,2,1).
因此有cos 24、[0,2]),則點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,0,h),
可得.
易知,=(0,2,0)為平面ADGE的一個(gè)法向量,
故,
由題意,可得=sin60°=,解得h=∈[0,2].
所以線段的長為.
點(diǎn)睛:本題主要考查空間向量的應(yīng)用,線面平行的證明,二面角問題等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力.
18. 設(shè)是等比數(shù)列,公比大于0,其前n項(xiàng)和為,是等差數(shù)列.已知,,,.
(I)求和的通項(xiàng)公式;
(II)設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為,
(i)求;
(ii)證明.
【答案】(Ⅰ),;(Ⅱ)(i).(ii)證明見解析.
【解析】分析:(I)由題意得到關(guān)于q的方程,解方程可得,則.結(jié)合等差數(shù)列 25、通項(xiàng)公式可得
(II)(i)由(I),有,則.
(ii)因?yàn)椋秧?xiàng)求和可得.
詳解:(I)設(shè)等比數(shù)列的公比為q.由
可得.因?yàn)?,可得,?
設(shè)等差數(shù)列的公差為d,由,可得
由,可得
從而 故
所以數(shù)列的通項(xiàng)公式為,
數(shù)列的通項(xiàng)公式為
(II)(i)由(I),有,
故.
(ii)因?yàn)椋?
所以.
點(diǎn)睛:本題主要考查數(shù)列通項(xiàng)公式的求解,數(shù)列求和的方法,數(shù)列中的指數(shù)裂項(xiàng)方法等知識(shí),意在考查學(xué)生的轉(zhuǎn)化能力和計(jì)算求解能力.
19. 設(shè)橢圓(a>b>0)的左焦點(diǎn)為F,上頂點(diǎn)為B. 已知橢圓的離心率為,點(diǎn)A的坐標(biāo)為,且.
(I)求橢圓的方程;
(II)設(shè)直線l:與 26、橢圓在第一象限的交點(diǎn)為P,且l與直線AB交于點(diǎn)Q. 若(O為原點(diǎn)) ,求k的值.
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)或
【解析】分析:(Ⅰ)由題意結(jié)合橢圓的性質(zhì)可得a=3,b=2.則橢圓的方程為.
(Ⅱ)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x1,y1),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(x2,y2).由題意可得5y1=9y2.由方程組可得.由方程組可得.據(jù)此得到關(guān)于k的方程,解方程可得k的值為或
詳解:(Ⅰ)設(shè)橢圓的焦距為2c,由已知知,
又由a2=b2+c2,可得2a=3b.由已知可得,,,
由,可得ab=6,從而a=3,b=2.
所以,橢圓的方程為.
(Ⅱ)設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x1,y1),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(x2,y2).
由已知 27、有y1>y2>0,故.
又因?yàn)?,而∠OAB=,故.
由,可得5y1=9y2.
由方程組消去x,可得.
易知直線AB的方程為x+y–2=0,
由方程組消去x,可得.
由5y1=9y2,可得5(k+1)=,
兩邊平方,整理得,
解得,或.
所以,k的值為或
點(diǎn)睛:解決直線與橢圓的綜合問題時(shí),要注意:
(1)注意觀察應(yīng)用題設(shè)中的每一個(gè)條件,明確確定直線、橢圓的條件;
(2)強(qiáng)化有關(guān)直線與橢圓聯(lián)立得出一元二次方程后的運(yùn)算能力,重視根與系數(shù)之間的關(guān)系、弦長、斜率、三角形的面積等問題.
20. 已知函數(shù),,其中a>1.
(I)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間;
(II)若曲線在點(diǎn)處的切 28、線與曲線在點(diǎn) 處的切線平行,證明;
(III)證明當(dāng)時(shí),存在直線l,使l是曲線的切線,也是曲線的切線.
【答案】(Ⅰ)單調(diào)遞減區(qū)間,單調(diào)遞增區(qū)間為;(Ⅱ)證明見解析;(Ⅲ)證明見解析.
【解析】分析:(I)由題意可得.令,解得x=0.據(jù)此可得函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間,單調(diào)遞增區(qū)間為.
(II)曲線在點(diǎn)處的切線斜率為.曲線在點(diǎn)處的切線斜率為.原問題等價(jià)于.兩邊取對(duì)數(shù)可得.
(III)由題意可得兩條切線方程分別為l1:.l2:.則原問題等價(jià)于當(dāng)時(shí),存在,,使得l1和l2重合.轉(zhuǎn)化為當(dāng)時(shí),關(guān)于x1的方程存在實(shí)數(shù)解,構(gòu)造函數(shù),令,結(jié)合函數(shù)的性質(zhì)可知存在唯一的x0,且x0>0,使得,據(jù)此可證得存在實(shí) 29、數(shù)t,使得,則題中的結(jié)論成立.
詳解:(I)由已知,,有.
令,解得x=0.
由a>1,可知當(dāng)x變化時(shí),,的變化情況如下表:
x
0
0
+
極小值
所以函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間,單調(diào)遞增區(qū)間為.
(II)由,可得曲線在點(diǎn)處的切線斜率為.
由,可得曲線在點(diǎn)處的切線斜率為.
因?yàn)檫@兩條切線平行,故有,即.
兩邊取以a為底的對(duì)數(shù),得,所以.
(III)曲線在點(diǎn)處的切線l1:.
曲線在點(diǎn)處的切線l2:.
要證明當(dāng)時(shí),存在直線l,使l是曲線的切線,也是曲線的切線,
只需證明當(dāng)時(shí),存在,,使得l1和l2重合.
即只需證明當(dāng)時(shí),方程組有解,
30、
由①得,代入②,得. ③
因此,只需證明當(dāng)時(shí),關(guān)于x1的方程③存在實(shí)數(shù)解.
設(shè)函數(shù),
即要證明當(dāng)時(shí),函數(shù)存在零點(diǎn).
,可知時(shí),;
時(shí),單調(diào)遞減,
又,,
故存在唯一的x0,且x0>0,使得,即.
由此可得在上單調(diào)遞增,在上單調(diào)遞減.
在處取得極大值.
因?yàn)椋剩?
所以.
下面證明存在實(shí)數(shù)t,使得.
由(I)可得,
當(dāng)時(shí),
有
,
所以存在實(shí)數(shù)t,使得
因此,當(dāng)時(shí),存在,使得.
所以,當(dāng)時(shí),存在直線l,使l是曲線的切線,也是曲線的切線.
點(diǎn)睛:導(dǎo)數(shù)是研究函數(shù)的單調(diào)性、極值(最值)最有效的工具,而函數(shù)是高中數(shù)學(xué)中重要的知識(shí)點(diǎn),所以在歷屆高考中,對(duì)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用的考查都非常突出 ,本專題在高考中的命題方向及命題角度 從高考來看,對(duì)導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用的考查主要從以下幾個(gè)角度進(jìn)行: (1)考查導(dǎo)數(shù)的幾何意義,往往與解析幾何、微積分相聯(lián)系. (2)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,判斷單調(diào)性;已知單調(diào)性,求參數(shù). (3)利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的最值(極值),解決生活中的優(yōu)化問題. (4)考查數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用.
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