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階段性測試題十二(綜合素質(zhì)能力測試)
本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分.滿分150分.考試時間120分鐘.
第Ⅰ卷(選擇題 共60分)
一、選擇題(本大題共12個小題,每小題5分,共60分,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的.)
1.(2015湖南長沙長郡中學(xué)月考)全集U={1,2,3,4,5,6},M={2,3,4},N={4,5},則綂U(M∪N)等于( )
A.{1,3,5} B.{1,5}
C.{1,6} D.{2,4,6}
[答案] C
[解析] ∵M∪N={2,3,4,5},
∴綂U(M∪N)={1,6},故選C.
2.(2015廣州執(zhí)信中學(xué)期中)下列說法正確的是( )
A.命題“若x2=1,則x=1”的否命題為“若x2=1,則x≠1”
B.命題“?x≥0,x2+x-1<0”的否定是“?x0<0,x+x0-1<0”
C.命題“若x=y(tǒng),則sinx=siny”的逆否命題為假命題
D.若“p∨q”為真命題,則p,q中至少有一個為真命題
[答案] D
[解析] “若x2=1,則x=1”的否命題為“若x2≠1,則x≠1”,故A錯;否命題既否定條件,又否定結(jié)論;而命題的否定只否定命題的結(jié)論.“?x≥0,x2+x-1<0”的否定是“?x0≥0,使x+x0-1≥0”,故B錯;命題“若A,則B”的逆否命題是“若綈B,則綈A”,因此“若x=y(tǒng),則sinx=siny”的逆否命題為“若sinx≠siny,則x≠y”,這是一個真命題;“p∨q”為真命題時,p與q中至少有一個為真命題,故選D.
3.(文)(2014康杰中學(xué)、臨汾一中、忻州一中、長治二中四校聯(lián)考)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an=an-1+2n(n≥2),則a7=( )
A.53 B.54
C.55 D.109
[答案] C
[解析] ∵a1=1,an=an-1+2n,∴a7=(a7-a6)+(a6-a5)+(a5-a4)+…+(a2-a1)+a1=27+26+…+22+1=55.
(理)(2015山西大學(xué)附中月考)數(shù)列{an}滿足a1=1,且對于任意的n∈N*都有an+1=a1+an+n,則++…+等于( )
A. B.
C. D.
[答案] B
[解析] 由條件得,an+1-an=1+n,
∴a2-a1=1+1=2,a3-a2=1+2=3,a4-a3=1+3=4,…,an-an-1=1+(n-1)=n,
∴an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)=1+2+3+…+n=,
∴==2(-),
∴++…+=2(1-)+2(-)+…+2(-)=2(1-)=,故選B.
4.(文)(2014湖南長沙實驗中學(xué)、沙城一中聯(lián)考)如圖,直三棱柱的側(cè)棱長和底面邊長均為2,正視圖和俯視圖如圖所示,則其側(cè)視圖的面積為( )
A.2 B.
C.4 D.2
[答案] A
[解析] 由正視圖和俯視圖可知,其側(cè)視圖矩形的長和寬分別為和2,∴其面積為S=2.
(理)(2015四川巴中市診斷)某幾何體的正視圖和側(cè)視圖均如圖所示,則該幾何體的俯視圖不可能是( )
[答案] D
[解析] 當(dāng)幾何體上、下兩部分都是圓柱時,俯視圖為A;當(dāng)上部為正四棱柱,下部為圓柱時,俯視圖為B;當(dāng)幾何體的上部為直三棱柱,其底面為直角三角形,下部為正四棱柱時,俯視圖為C;無論何種情形,俯視圖不可能為D.
5.(文)(2015長春市十一高中階段考試)設(shè)a=(1,2),b=(2,k),若(2a+b)⊥a,則實數(shù)k的值為( )
A.-2 B.-4
C.-6 D.-8
[答案] C
[解析] 2a+b=2(1,2)+(2,k)=(4,4+k).
∵(2a+b)⊥a,∴(2a+b)a=(4,4+k)(1,2)=4+2(4+k)=0,∴k=-6.
(理)(2015河南八校第一次聯(lián)考)在△ABC中,內(nèi)角A,B,C的對邊分別為a,b,c,sin=,a=b=3,點P是邊AB上的一個三等分點,則+=( )
A.0 B.6
C.9 D.12
[答案] B
[解析] ∵sin=,∴cosC=1-2sin2=1-2()2=-,
∴c2=a2+b2-2abcosC=9+9-29(-)=24,
∴c=2,
設(shè)AB的中點為M,則CM===.
∴+=(+)
=(+)2=2||2=6.
6.(2014綿陽市南山中學(xué)檢測)在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,如果向該矩形內(nèi)隨機投一點P,那么使得△ABP與△ADP的面積都不小于1的概率為( )
A. B.
C. D.
[答案] A
[解析] 在矩形內(nèi)取一點Q,由點Q分別向AD、AB作垂線,垂足依次為E、F,由S△ABQ=S△ADQ=1知,QF=1,QE=,
設(shè)直線EQ、FQ分別交BC、CD于M、N,則當(dāng)點P落在矩形QMCN內(nèi)時,滿足要求,
∴所求概率P===.
7.(文)(2015江西贛州博雅文化學(xué)校月考)運行如圖的程序框圖,則輸出s的結(jié)果是( )
A. B.
C. D.
[答案] B
[解析] 程序運行過程為:開始→s=0,n=2,n<10成立→s=0+=,n=2+2=4,n<10成立→s=+,n=4+2=6,n<10成立→s=++,n=6+2=8,n<10成立→s=+++,n=8+2=10,n<10不成立,輸出s的值后結(jié)束,∴s=+++=.
(理)(2014河南淇縣一中模擬)下圖是一個算法框圖,則輸出的k的值是( )
A.3 B.4
C.5 D.6
[答案] C
[解析] 解法1:k=1時,k2-5k+4=0,不滿足條件;k=2時,k2-5k+4=-2不滿足條件;k=3時,k2-5k+4=-2不滿足條件;k=4時,k2-5k+4=0不滿足條件;k=5時,k2-5k+4=0>0滿足條件,此時輸出k的值為5.
解法2:由k2-5k+4>0得k<1或k>4,∵初值k=1,由“k=k+1”知步長為1,∴k∈N,∴滿足k2-5k+4>0的最小k值為5,故當(dāng)k=5時,滿足程序條件,輸出k的值.
8.(2015開封市二十二校聯(lián)考)拋物線y2=4x的焦點為F,點P(x,y)為該拋物線上的動點,又點A(-1,0),則的取值范圍是( )
A.[,1] B.[,1]
C.[,] D.[1,2]
[答案] A
[解析] 過P作拋物線準(zhǔn)線的垂線,垂足為B,則|PF|=|PB|,
∵拋物線y2=4x的焦點為F(1,0),點A(-1,0),
∴=sin∠BAP,
設(shè)過A的拋物線的切線方程為y=k(x+1),代入拋物線方程可得k2x2+(2k2-4)x+k2=0,
∴Δ=(2k2-4)2-4k4=0,
∴k=1,
sin∠BAP∈[,1].
9.(2015江西省南昌二中月考)在△ABC中,∠BAC=120,AB=2,AC=1,D是邊BC上一點(包括端點),則的取值范圍是( )
A.[1,2] B.[0,1]
C.[0,2] D.[-5,2]
[答案] D
[解析] ∵D是邊BC上的一點(包括端點),∴可設(shè)=λ+(1-λ)(0≤λ≤1).
∵∠BAC=120,AB=2,AC=1,∴=21cos120=-1.
∴=[λ+(1-λ)](-)
=(2λ-1)-λ2+(1-λ)2
=-(2λ-1)-4λ+1-λ=-7λ+2,
∵0≤λ≤1,
∴(-7λ+2)∈[-5,2],
∴的取值范圍是[-5,2].故選D.
10.(文)(2015湖北四校聯(lián)考)以下四圖,都是同一坐標(biāo)系中三次函數(shù)及其導(dǎo)函數(shù)的圖象,其中一定不正確的序號是( )
A.③④ B.①②
C.②③ D.②④
[答案] A
[解析]?、僭撊魏瘮?shù)的導(dǎo)函數(shù)的圖象為開口向下的拋物線,該拋物線在x軸下方的區(qū)間對應(yīng)原函數(shù)的遞減區(qū)間,該拋物線在x軸上方的區(qū)間對應(yīng)原函數(shù)的遞增區(qū)間,符合要求,正確;②同理分析可知②正確;③從其導(dǎo)函數(shù)圖象來看,原函數(shù)在(-∞,0)上單調(diào)遞增,在(0,a)上單調(diào)遞減(a為圖中虛線處的橫坐標(biāo)),圖與題意不符,故③錯誤;④同理分析可知④錯誤;故選A.
(理)(2015山東萊蕪期中)在下面四個圖中,有一個是函數(shù)f(x)=x3+ax2+(a2-1)x+1(a∈R,a≠0)的導(dǎo)函數(shù)f ′(x)的圖象,則f(-1)等于( )
A. B.-
C. D.-或
[答案] B
[解析] f ′(x)=x2+2ax+a2-1,其圖象開口向上,故圖形不是(2),(3);由于a≠0,故圖形不是(1),∴f ′(x)的圖象為(4),∴f ′(0)=0,∴a=1或-1,由圖知a≠1,∴a=-1,∴f(x)=x3-x2+1,∴f(-1)=-,故選B.
11.(2015福建清流一中期中)下列命題中,真命題是( )
A.函數(shù)f(x)=tan(-2x)的單調(diào)遞增區(qū)間為(-+,+),k∈Z
B.命題“?x∈R,x2-2x>3”的否定是“?x∈R,x2-2x<3”
C.已知z1,z2∈C,若z1,z2為共軛復(fù)數(shù),則z1+z2為實數(shù)
D.x=是函數(shù)f(x)=sin(x-)的圖象的一條對稱軸
[答案] C
[解析] f(x)=tan(-2x)=-tan(2x-)在其每一個單調(diào)區(qū)間內(nèi)都是減函數(shù),故A為假命題;全稱命題的否定為存在性命題,“>”的否定為“≤”,故B為假命題;設(shè)z1=a+bi(a,b∈R),則z2=a-bi,∴z1+z2=2a∈R,故C為真命題;f(x)=sin(x-)的圖象的對稱軸方程為x-=kπ+,即x=kπ+(k∈Z),∴D為假命題.
12.(2015湖北教學(xué)合作聯(lián)考)已知由不等式組確定的平面區(qū)域Ω的面積為7,定點M的坐標(biāo)為(1,-2),若N∈Ω,O為坐標(biāo)原點,則的最小值是( )
A.-8 B.-7
C.-6 D.-4
[答案] B
[解析] 依題意,畫出不等式組所表示的平面區(qū)域(如圖所示)
可知其圍成的區(qū)域是等腰直角三角形,面積為8,由直線y=kx+2恒過點B(0,2),且原點的坐標(biāo)恒滿足y-kx≤2,
當(dāng)k=0時,y≤2,此時平面區(qū)域Ω的面積為6,由于6<7,由此可得k<0.
由可得D(,),依題意應(yīng)有2||=1,因此k=-1(k=3舍去),
故有D(-1,3),設(shè)N(x,y),故由z==x-2y,可化為y=x-z,∵<1,∴當(dāng)直線y=x-z過點D時,截距-z最大,即z取得最小值-7,故選B.
第Ⅱ卷(非選擇題 共90分)
二、填空題(本大題共4個小題,每小題4分,共16分,把正確答案填在題中橫線上.)
13.(2014撫順二中期中)已知α∈(,π),sinα=,則tan(α-)=________.
[答案] -7
[解析] ∵α∈(,π),sinα=,∴cosα=-,
∴tanα=-,∴tan(α-)===-7.
14.(2015江西南昌二中月考)若{an}是正項遞增等比數(shù)列,Tn表示其前n項之積,且T10=T20,則當(dāng)Tn取最小值時,n的值為________.
[答案] 15
[解析] 根據(jù)T10=T20得,a11a12a13…a20=1,
∵a11a20=a12a19=…=a15a16=1,a15
1,所以T15最小,所以n的值為15.
15.(文)(2014吉林市摸底)邊長是2的正△ABC內(nèi)接于體積是4π的球O,則球面上的點到平面ABC的最大距離為________.
[答案]
[解析] 因為球O的體積為4π,即r3=4π,所以r=,設(shè)正△ABC的中心為D,連接OD,AD,OA,則OD⊥平面ABC,且OA=,AD=,
所以O(shè)D==,
所以球面上的點到平面ABC的最大距離為+r=.
(理)(2015豫南九校聯(lián)考)若(x+a)6的展開式中x3的系數(shù)為160,則xadx的值為________.
[答案]
[解析] 由條件知Ca3=160,∴a=2,∴xadx=x2dx=x3|=.
16.(文)給出下列命題
(1)對于命題p:?x∈R,使得x2+x+1<0,則綈p:?x∈R,均有x2+x+1>0;
(2)m=3是直線(m+3)x+my-2=0與直線mx-6y+5=0互相垂直的充要條件;
(3)已知回歸直線的斜率的估計值為1.23,樣本點的中心為(4,5),則回歸直線方程為=1.23x+0.08;
(4) 若函數(shù)f(x)是定義在R上的奇函數(shù),且f(x+4)=f(x),則f(2016)=0.
其中真命題的序號是________.(把所有真命題的序號都填上)
[答案] (3)(4)
[解析] (1)“<”的否定應(yīng)為“≥”,∴(1)錯誤;(2)兩直線互相垂直時,m(m+3)-6m=0,∴m=0或m=3,因此m=3是此二直線垂直的充分不必要條件,故(2)錯誤;由回歸直線過樣本點的中心知(3)為真命題;(4)∵f(x+4)=f(x),∴f(x)是周期為4的周期函數(shù),∵f(x)為奇函數(shù),∴f(-x)=-f(x),∴f(2016)=f(4504)=f(0)=0,∴(4)為真命題.
(理)(2015長春外國語學(xué)校期中)已知隨機變量ξ服從正態(tài)分布N(1,4),若P(ξ>4)=a,則P(-2≤ξ≤4)=________.
[答案] 1-2a
[解析] ∵ξ~N(1,4),∴μ=1,
若P(ξ>4)=a,則P(-2≤ξ≤4)=1-2a.
三、解答題(本大題共6個小題,共74分,解答應(yīng)寫出文字說明,證明過程或演算步驟.)
17.(本小題滿分12分)(2014西安市長安中學(xué)期中)已知平面向量a=(cosφ,sinφ),b=(cosx,sinx),c=(sinφ,-cosφ),其中0<φ<π,且函數(shù)f(x)=(ab)cosx+(bc)sinx的圖象過點(,1).
(1)求φ的值;
(2)將函數(shù)y=f(x)圖象上各點的橫坐標(biāo)變?yōu)樵瓉淼牡?倍,縱坐標(biāo)不變,得到函數(shù)y=g(x)的圖象,求函數(shù)y=g(x)在[0,]上的最大值和最小值.
[解析] (1)∵ab=cosφcosx+sinφsinx=cos(φ-x),
bc=cosxsinφ-sinxcosφ=sin(φ-x),
∴f(x)=(ab)cosx+(bc)sinx
=cos(φ-x)cosx+sin(φ-x)sinx
=cos(φ-x-x)=cos(2x-φ),
即f(x)=cos(2x-φ),
∴f()=cos(-φ)=1,
而0<φ<π,∴φ=.
(2)由(1)得,f(x)=cos(2x-),
于是g(x)=cos[2(x)-],
即g(x)=cos(x-).
當(dāng)x∈[0,]時,-≤x-≤,
所以≤cos(x-)≤1,
即當(dāng)x=0時,g(x)取得最小值,
當(dāng)x=時,g(x)取得最大值1.
18.(本小題滿分12分)(文)(2014韶關(guān)市曲江一中月考)等差數(shù)列{an}中,a3=3,前7項和S7=28.
(1)求數(shù)列{an}的公差d;
(2)等比數(shù)列{bn}中,b1=a2,b2=a4,求數(shù)列{bn}的前n項和Tn(n∈N*).
[解析] (1)S7==7a4=28,
∴a4=4,
又∵a3=3,∴d=a4-a3=1.
(2)由(1)知數(shù)列{an}是以1為首項,1為公差的等差數(shù)列,
∴an=1+(n-1)=n,
∴b1=2,b2=4,
∴數(shù)列{bn}的公比q==2,
∴Tn===2n+1-2.
(理)(2014開灤二中期中)已知數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+cn,(c是不為0的常數(shù),n∈N*),且a1,a2,a3成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)若bn=,求數(shù)列{bn}的前n項和Tn.
[解析] (1)由已知a2=2+c,a3=2+3c,
則(2+c)2=2(2+3c),∴c=2,∴an+1=an+2n,
n≥2時,an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=2+21+22+…+2(n-1)=n2-n+2,
n=1時,a1=2也適合上式,因此an=n2-n+2.
(2)bn==,則Tn=b1+b2+…+bn=+++…++,
Tn=+++…++,用錯位相減法可求得Tn=1-.
19.(本小題滿分12分)(文)(2014泗陽縣模擬)直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=BB1=1,AB1=.
(1)求證:平面AB1C⊥平面B1CB;
(2)求三棱錐A1-AB1C的體積.
[解析] (1)直三棱柱ABC-A1B1C1中,BB1⊥底面ABC,∴BB1⊥AB,BB1⊥AC,
又由于AC=BC=BB1=1,AB1=,∴AB=,
則由AC2+BC2=AB2可知,AC⊥BC,
∴AC⊥平面B1CB,
∴平面AB1C⊥平面B1CB.
(2)∵BC⊥AC,BC⊥CC1,∴BC⊥平面ACC1A1,
∴B到平面ACC1A1的距離d=1,
∵BB1∥平面ACC1A1,∴B1到平面A1AC的距離為1,
∴三棱錐A1-AB1C的體積VA1-AB1C=VB1-A1AC=(11)1=.
(理)(2014天津河北區(qū)三模)如圖,四邊形ABCD是正方形,PD⊥平面ABCD,EA∥PD,AD=PD=2EA=2,F(xiàn),G,H分別為PB,EB,PC的中點.
(1)求證:FH∥平面PED;
(2)求平面FGH與平面PBC所成銳二面角的大?。?
(3)在線段PC上是否存在一點M,使直線FM與直線PA所成的角為60?若存在,求出線段PM的長;若不存在,請說明理由.
[解析] (1)證明:因為F,H分別為PB,PC的中點,
所以FH∥BC,
又BC∥AD,
所以FH∥AD.
又FH?平面PED,AD?平面PED,
所以FH∥平面PED.
(2)因為EA⊥平面ABCD,EA∥PD,
所以PD⊥平面ABCD,
所以PD⊥AD,PD⊥CD.
又因為四邊形ABCD是正方形,
所以AD⊥CD.
如圖,建立空間直角坐標(biāo)系,因為AD=PD=2EA=2,
所以D(0,0,0),P(0,0,2),A(2,0,0),C(0,2,0),B(2,2,0),E(2,0,1).
因為F,G,H分別為PB、EB,PC的中點,
所以F(1,1,1),G(2,1,),H(0,1,1).
所以=(-1,0,),=(-2,0,).
設(shè)n1=(x1,y1,z1)為平面FGH的一個法向量,
則即,
再令y1=1,得n1=(0,1,0),=(2,2,-2),=(0,2,-2),
設(shè)n2=(x2,y2,z2)為平面PBC的一個法向量,
則,即,
令z2=1,得n2=(0,1,1).
所以|cos〈n1,n2〉|==.
所以平面FGH與平面PBC所成銳二面角的大小為.
(3)假設(shè)在線段PC上存在一點M,使直線FM與直線PA所成角為60,依題意可設(shè)=λ,其中0≤λ≤1.
由=(0,2,-2),則=(0,2λ,-2λ).
又因為=+,=(-1,-1,1),
所以=(-1,2λ-1,1-2λ).
因為直線FM與直線PA所成角為60,=(2,0,-2),
所以|cos〈,〉|=,
即=,解得λ=.
所以=(0,,-),||=.
所以在線段PC上存在一點M,使直線FM與直線PA所成角為60,此時PM=.
20.(本小題滿分12分)(文)(2015山西大同市調(diào)研)某網(wǎng)絡(luò)營銷部門隨機抽查了某市200名網(wǎng)友在2013年11月11日的網(wǎng)購金額,所得數(shù)據(jù)如下表:
網(wǎng)購金額(單位:千元)
人數(shù)
頻率
(0,1]
16
0.08
(1,2]
24
0.12
(2,3]
x
p
(3,4]
y
q
(4,5]
16
0.08
(5,6]
14
0.07
合計
200
1.00
已知網(wǎng)購金額不超過3千元與超過3千元的人數(shù)比恰為32.
(1)試確定x,y,p,q的值,并補全頻率分布直方圖(如圖).
(2)該營銷部門為了了解該市網(wǎng)友的購物體驗,從這200網(wǎng)友中,用分層抽樣的方法從網(wǎng)購金額在(1,2]和(4,5]的兩個群體中確定5人進行問卷調(diào)查,若需從這5人中隨機選取2人繼續(xù)訪談,則此2人來自不同群體的概率是多少?
[解析] (1)根據(jù)題意有:
解得
∴p=0.4,q=0.25.
補全頻率分布直方圖如圖,
(2)根據(jù)題意,網(wǎng)購金額在(1,2]內(nèi)的人數(shù)為5=3(人),記為a,b,c.
網(wǎng)購金額在(4,5]內(nèi)的人數(shù)為5=2(人),記為A,B.
則從這5人中隨機選取2人的選法為:(a,b),(a,c),(a,A),(a,B),(b,c),(b,A),(b,B),(c,A),(c,B),(A,B)共10種.
記2人來自不同群體的事件為M,則M中含有(a,A),(a,B),(b,A),(b,B),(c,A),(c,B)共6種.
∴P(M)==.
(理)(2015赤峰市統(tǒng)考)某超市為了響應(yīng)環(huán)保要求,鼓勵顧客自帶購物袋到超市購物,采取了如下措施:對不使用超市塑料購物袋的顧客,超市給予0.96折優(yōu)惠;對需要超市塑料購物袋的顧客,既要付購買費,也不享受折扣優(yōu)惠.假設(shè)該超市在某個時段內(nèi)購物的人數(shù)為36人,其中有12位顧客自己帶了購物袋,現(xiàn)從這36人中隨機抽取2人.
(1)求這2人都享受折扣優(yōu)惠或都不享受折扣優(yōu)惠的概率;
(2)設(shè)這2人中享受折扣優(yōu)惠的人數(shù)為ξ,求ξ的分布列和數(shù)學(xué)期望.
[解析] (1)設(shè)“兩人都享受折扣優(yōu)惠”為事件A,“兩人都不享受折扣優(yōu)惠”為事件B,
則P(A)==,P(B)==.
因為事件A,B互斥,
所以P(A+B)=P(A)+P(B)=+=.
故這2人都享受折扣優(yōu)惠或都不享受折扣優(yōu)惠的概率是.
(2)據(jù)題意,ξ的可能取值為0,1,2.
其中P(ξ=0)=P(B)=,P(ξ=1)==,P(ξ=2)=P(A)=.
所以ξ的分布列是:
ξ
0
1
2
P
所以E(ξ)=0+1+2==.
21.(本小題滿分12分)(文)(2014屯溪一中期中)設(shè)f(x)=x3+ax2+bx+1的導(dǎo)數(shù)f ′(x)滿足f ′(1)=2a,f ′(2)=-b,其中常數(shù)a、b∈R.
(1)求曲線y=f(x)在點(1,f(1))處的切線方程;
(2)設(shè)g(x)=f ′(x)e-x,求函數(shù)g(x)的極值.
[解析] ∵f(x)=x3+ax2+bx+1,
∴f ′(x)=3x2+2ax+b,
∵f ′(1)=2a,∴3+2a+b=2a,
∵f ′(2)=-b,∴12+4a+b=-b,
∴a=-,b=-3,
∴f(x)=x3-x2-3x+1,f ′(x)=3x2-3x-3,
∴f(1)=-,f ′(1)=-3,
∴切線方程為y-(-)=-3(x-1),
即6x+2y-1=0.
(2)∵g(x)=(3x2-3x-3)e-x,∴g′(x)=(6x-3)e-x+(3x2-3x-3)(-e-x),
∴g′(x)=-3x(x-3)e-x,
∴當(dāng)00,當(dāng)x>3時,g′(x)<0,當(dāng)x<0時,g′(x)<0,
∴g(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減,在(0,3)上單調(diào)遞增,在(3,+∞)上單調(diào)遞減,
所以g(x)極?。絞(0)=-3,g(x)極大=g(3)=15e-3.
(理)(2015福建清流一中期中)設(shè)函數(shù)f(x)=ln(1+x),g(x)=xf ′(x),x≥0,其中f ′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù).
(1)令g1(x)=g(x),gn+1(x)=g(gn(x)),n∈N+,猜想gn(x)的表達式;
(2)若f(x)≥ag(x)恒成立,求實數(shù)a的取值范圍;
(3)設(shè)n∈N+,比較g(1)+g(2)+…+g(n)與n-f(n)的大小,并加以證明.
[解析] 由題設(shè)得,g(x)=(x≥0).
(1)由已知,g1(x)=,
g2(x)=g(g1(x))==,
g3(x)=,…,猜想gn(x)=.
(2)已知f(x)≥ag(x)恒成立,即ln(1+x)≥恒成立.
設(shè)φ(x)=ln(1+x)-(x≥0),
則φ′(x)=-=,
當(dāng)a≤1時,φ′(x)≥0(僅當(dāng)x=0,a=1時等號成立),
∴φ(x)在[0,+∞)上單調(diào)遞增,又φ(0)=0,
∴φ(x)≥0在[0,+∞)上恒成立,
∴a≤1時,ln(1+x)≥恒成立(僅當(dāng)x=0時等號成立).
當(dāng)a>1時,對x∈(0,a-1]有φ′(x)<0,
∴φ(x)在(0,a-1]上單調(diào)遞減,
∴φ(a-1)<φ(0)=0.
即a>1時,存在x>0,使φ(x)<0,
故知ln(1+x)≥不恒成立.
綜上可知,a的取值范圍是(-∞,1].
(3)由題設(shè)知g(1)+g(2)+…+g(n)=++…+,
比較結(jié)果為g(1)+g(2)+…+g(n)>n-ln(n+1).
證明如下:
方法一:上述不等式等價于++…+,x>0.
令x=,n∈N+,則,x>0.
令x=,n∈N+,則ln>.
故有l(wèi)n2-ln1>,
ln3-ln2>,
……
ln(n+1)-lnn>,
上述各式相加可得ln(n+1)>++…+,
結(jié)論得證.
方法三:如圖,dx是由曲線y=,x=n及x軸所圍成的曲邊梯形的面積,而++…+是圖中所示各矩形的面積和,
∴++…+>dx=(1-)dx=n-ln(n+1),
結(jié)論得證.
22.(本小題滿分14分)(文)(2015長春市十一高中段測)已知橢圓:+=1(a>b>0)上任意一點到兩焦點F1,F(xiàn)2距離之和為2,離心率為,動點P在直線x=3上,過F2作直線PF2的垂線l,設(shè)l交橢圓于Q點.
(1)求橢圓E的標(biāo)準(zhǔn)方程;
(2)證明:直線PQ與直線OQ的斜率之積是定值.
[解析] (1)由條件得:解得:a=,c=1,b=,
所以橢圓E的方程為:+=1.
(2)設(shè)P(3,y0),Q(x1,y1),
∵PF2⊥F2Q,∴=0,
∴2(x1-1)+y0y1=0,
又∵y=2(1-),
∴kPQkOQ=====-.
(理)(2014江西白鷺洲中學(xué)期中)已知橢圓+=1(a>b>0)的焦距為2,離心率為.
(1)求橢圓方程;
(2)設(shè)過橢圓頂點B(0,b),斜率為k的直線交橢圓于另一點D,交x軸于點E,且|BD|,|BE|,|DE|成等比數(shù)列,求k2的值.
[解析] (1)由已知2c=2,=.
解得a=2,c=,
∴b2=a2-c2=1,
∴橢圓的方程為+y2=1.
(2)由(1)得過B點的直線方程為y=kx+1,
由消去y得(4k2+1)x2+8kx=0,
∴xD=-,yD=,
依題意k≠0,k≠.
∵|BD|,|BE|,|DE|成等比數(shù)列,∴|BE|2=|BD||DE|,
∴===,
∵b=1,∴y-yD-1=0,解得yD=,
∴=,解得k2=,
∴當(dāng)|BD|,|BE|,|DE|成等比數(shù)列時,k2=.
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