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文档介绍
数学卷·2018届河北省唐山一中高二下学期3月月考数学试卷(理科)(解析版)
2016-2017学年河北省唐山一中高二(下)3月月考数学试卷(理科) 一、选择题(本大题共12小题,共60分) 1.已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈[,3],∃x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是( ) A.a≤1 B.a≥1 C.a≤0 D.a≥0 2.有下面四个判断,其中正确的个数是( ) ①命题:“设a、b∈R,若a+b≠6,则a≠3或b≠3”是一个真命题 ②若“p或q”为真命题,则p、q均为真命题 ③命题“∀a、b∈R,a2+b2≥2(a﹣b﹣1)”的否定是:“∃a、b∈R,a2+b2≤2(a﹣b﹣1)” A.0 B.1 C.2 D.3 3.“m”是“函数f(x)=2的值不小于4”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 4.若复数z=(a∈R,i是虚数单位),且z是纯虚数,则|a+2i|等于( ) A. B.2 C.2 D.40 5.某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的体积是( ) A.36 B.24 C.12 D.6 6.一个半径为的球的内接正四棱柱的高为4,则该正四棱柱的表面积为( ) A.24 B.32 C.36 D.40 7.四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AB⊥AD,BC∥AD,且AB=BC=2,AD=3,PA⊥平面ABCD且PA=2,则PB与平面PCD所成角的正弦值为( ) A. B. C. D. 8.过椭圆+=1(a>b>0)的左焦点F作斜率为1的直线交椭圆于A,B两点.若向量+与向量=(3,﹣1)共线,则该椭圆的离心率为( ) A. B. C. D. 9.已知双曲线的一条渐近线与函数y=1+lnx+ln2的图象相切,则双曲线C的离心率是( ) A.2 B. C. D. 10.观察下列一组数据 a1=1, a2=3+5, a3=7+9+11, a4=13+15+17+19, … 则a10从左到右第一个数是( ) A.91 B.89 C.55 D.45 11.已知定义域为R的奇函数y=f(x)的导函数为y=f′(x),当x≠0时,>0,若a=f(1),b=﹣2f(﹣2),c=(ln)f(ln),则a,b,c的大小关系正确的是( ) A.a<c<b B.b<c<a C.a<b<c D.c<a<b 12.已知f(x)=x2(1nx﹣a)+a,则下列结论中错误的是( ) A.∃a>0,∀x>0,f(x)≥0 B.∃a>0,∃x>0,f(x)≤0 C.∀a>0,∀x>0,f(x)≥0 D.∀a>0,∃x>0,f(x)≤0 二、填空题(本大题共4小题,共20分) 13.已知f1(x)=(x2+2x+1)ex,f2(x)=[f1(x)]′,f3(x)=[f2(x)]′,…,fn+1(x)=[fn(x)]′,n∈N*.设fn(x)=(anx2+bnx+cn)ex,则b2015= . 14.(+xcosx)dx= . 15.若函数y=cosx(0≤x≤π)的图象和直线y=2、直线x=π、y轴围成一个封闭的平面图形,则这个封闭图形的面积是 . 16.函数f(x)=ex(x﹣aex) 恰有两个极值点x1,x2(x1<x2),则a的取值范围是 . 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程和演算步骤 17.(10分)已知m∈R,命题p:对任意x∈[0,1],不等式2x﹣2≥m2﹣3m 恒成立;命题q:存在x∈[﹣1,1],使得m≤ax 成立. (1)若p为真命题,求m 的取值范围; (2)当a=1 时,若p且q为假,p或q为真,求m的取值范围. 18.(12分)已知函数f(x)=e3ax(a∈R)的图象C在点P(1,f(1))处切线的斜率为e,记奇函数g(x)=kx+b(k,b∈R,k≠0)的图象为l. (1)求实数a,b的值; (2)当x∈(﹣2,2)时,图象C恒在l的上方,求实数k的取值范围. 19.(12分)已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,短轴一个端点到右焦点的距离为. (Ⅰ)求椭圆C的方程; (Ⅱ)设直线l与椭圆C交于A、B两点,坐标原点O到直线l的距离为,求△AOB面积的最大值. 20.(12分)如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,底面△ ABC是边长为2的等边三角形,过A1C作平面A1CD平行于BC1,交AB于D点. (1)求证:CD⊥AB; (2)若四边形BCC1B1是正方形,且,求二面角D﹣A1C﹣B1的余弦值. 21.(12分)已知函数f(x)=ln(1+ax)﹣(a>0) (1)当a= 时,求f(x) 的极值; (2)若a∈(,1)时f(x) 存在两个极值点x1,x2,试比较f(x1)+f(x2) 与f(0)的大小. 22.(12分)已知函数f(x)=ln(1+mx)+﹣mx,其中0<m≤1. (1)当m=1时,求证:﹣1<x≤0时,f(x)≤; (2)试讨论函数y=f(x)的零点个数. 2016-2017学年河北省唐山一中高二(下)3月月考数学试卷(理科) 参考答案与试题解析 一、选择题(本大题共12小题,共60分) 1.已知函数f(x)=x+,g(x)=2x+a,若∀x1∈[,3],∃x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),则实数a的取值范围是( ) A.a≤1 B.a≥1 C.a≤0 D.a≥0 【考点】全称命题. 【分析】由∀x1∈[,3],都∃x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2),可得f(x)在x1∈[,3]的最小值不小于g(x)在x2∈[2,3]的最小值,构造关于a的不等式,可得结论. 【解答】解:当x1∈[,3]时,由f(x)=x+得,f′(x)=, 令f′(x)>0,解得:x>2,令f′(x)<0,解得:x<2, ∴f(x)在[,2]单调递减,在(2,3]递增, ∴f(2)=4是函数的最小值, 当x2∈[2,3]时,g(x)=2x+a为增函数, ∴g(2)=a+4是函数的最小值, 又∵∀x1∈[,3],都∃x2∈[2,3],使得f(x1)≥g(x2), 可得f(x)在x1∈[,3]的最小值不小于g(x)在x2∈[2,3]的最小值, 即4≥a+4,解得:a≤0, 故选:C. 【点评】本题考查的知识是指数函数以及对勾函数函数的图象和性质,考察导数的应用,函数的单调性问题,本题是一道中档题. 2.有下面四个判断,其中正确的个数是( ) ①命题:“设a、b∈R,若a+b≠6,则a≠3或b≠3”是一个真命题 ②若“p或q”为真命题,则p、q均为真命题 ③命题“∀a、b∈R,a2+b2≥2(a﹣b﹣1)”的否定是:“∃a、b∈R,a2+b2≤2(a﹣b﹣1)” A.0 B.1 C.2 D.3 【考点】命题的真假判断与应用;特称命题;命题的否定. 【分析】写出①的逆否命题,判断逆否命题的真假,即可判断①的正误. 通过复合命题的真假判断②的正误; 利用全称命题的否定,写出其特称命题判断即可. 【解答】解:①命题:“设a、b∈R,若a+b≠6,则a≠3或b≠3”的逆否命题为:“若a=3且b=3,则a+b=6”是一个真命题, 所以①是真命题; ②若“p或q”为真命题,一真即真,所以p、q均为真命题说法不正确; ③命题“∀a、b∈R,a2+b2≥2(a﹣b﹣1)”的否定是:“∃a、b∈R,a2+b2≤2(a﹣b﹣1)”不满足全称命题的否定是特称命题,所以不正确; 正确命题的个数是1个. 故选B. 【点评】本题考查命题的否定,四种命题的逆否关系,复合命题真假的判断,基本知识的应用. 3.“m”是“函数f(x)=2的值不小于4”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 【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断. 【分析】求出m的范围,根据不等式的性质求出f(x)的最小值,得到关于m的不等式求出m的范围即可. 【解答】解:m=(4x﹣x3)=﹣3, f(x)≥2=2, 若f(x)的值不小于4, 则2≥4,解得:m≤﹣2, 故选:A. 【点评】本题考查了定积分的计算,考查不等式的性质以及充分必要条件,是一道中档题. 4.若复数z=(a∈R,i是虚数单位),且z是纯虚数,则|a+2i|等于( ) A. B.2 C.2 D.40 【考点】复数的基本概念;复数代数形式的乘除运算;复数求模. 【分析】复数分子、分母同乘分母的共轭复数,化简为a+bi(a,b∈R)的形式,令实部等于0,虚部≠0,求出a,然后直接求|a+2i|. 【解答】解:复数z== 它是纯虚数,所以a﹣6=0,即:a=6 |a+2i|= 故选C. 【点评】本题考查复数的基本概念,复数代数形式的乘除运算,复数求模,考查计算能力,是基础题. 5.某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的体积是( ) A.36 B.24 C.12 D.6 【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;由三视图求面积、体积. 【分析】由已知中的三视图可得:该几何体是一个以侧视图为底面的四棱锥,代入棱锥体积公式,可得答案. 【解答】解:由已知中的三视图可得:该几何体是一个以侧视图为底面的四棱锥, 其中底面边长为3的正方形, 棱锥的高为4, ∴四棱锥的体积. 故选C. 【点评】本题考查的知识点是棱柱的体积和表面积,棱锥的体积和表面积,简单几何体的三视图,难度基础. 6.一个半径为的球的内接正四棱柱的高为4,则该正四棱柱的表面积为( ) A.24 B.32 C.36 D.40 【考点】棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积. 【分析】求出正四棱柱的底面边长,即可求出该正四棱柱的表面积. 【解答】解:设正四棱柱的底面边长为a,则2a2+16=24,∴a=2, ∴该正四棱柱的表面积为2×22+4×2×4=40, 故选:D. 【点评】本题考查该正四棱柱的表面积,考查学生的计算能力,比较基础. 7.四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为直角梯形,AB⊥AD,BC∥AD,且AB=BC=2,AD=3,PA⊥ 平面ABCD且PA=2,则PB与平面PCD所成角的正弦值为( ) A. B. C. D. 【考点】直线与平面所成的角. 【分析】以A为坐标原点建立空间直角坐标系,求出,平面PCD的法向量,即可求PB与平面PCD所成角的正弦值; 【解答】解:依题意,以A为坐标原点,分别以AB,AD,AP 为x,y,z轴建立空间直角坐标系O﹣xyz,AB=BC=2,AD=3,PA=2,则P(0,0,2), B(2,0,0),C(2,2,0),D(0,3,0), 从而=(2,0,﹣2),=(2,2,﹣2),=(0,3,﹣2), 设平面PCD的法向量为=(a,b,c),即, 不妨取c=3,则b=2,a=1, 所以平面PCD的一个法向量为=(1,2,3),(4分) 所以PB与平面PCD所成角的正弦值 sinθ=|cos<,>|=||=||=, 故选:B. 【点评】本题考查了空间向量的应用,线面角的计算,属于中档题. 8.过椭圆+=1(a>b>0)的左焦点F作斜率为1的直线交椭圆于A,B两点.若向量+与向量=(3,﹣1)共线,则该椭圆的离心率为( ) A. B. C. D. 【考点】椭圆的简单性质. 【分析】设A(x1,y1),B(x2,y2).F(﹣c,0).直线l的方程为:y=x+c,与椭圆方程联立化为:(a2+b2)x2+2ca2x+a2c2﹣a2b2=0,根据向量+与向量=(3,﹣1)共线,及其根与系数的关系即可得出. 【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2).F(﹣c,0). 直线l的方程为:y=x+c,联立,化为:(a2+b2)x2+2ca2x+a2c2﹣a2b2=0, ∴x1+x2=,y1+y2=x1+x2+2c=, ∴向量+=(,), ∵向量+与向量=(3,﹣1)共线, ∴﹣﹣3×=0, ∴a2=3b2, ∴==. 故选:B. 【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、向量共线定理、一元二次方程的根与系数的关系,考查了推理能力与计算能力,属于中档题. 9.已知双曲线的一条渐近线与函数y=1+lnx+ln2的图象相切,则双曲线C的离心率是( ) A.2 B. C. D. 【考点】双曲线的简单性质. 【分析】设切点(m,n),则n=m,n=1+lnm+ln2,求导数,利用渐近线与函数y=1+lnx+ln2的图象相切,求出=,即可求出双曲线Γ的离心率. 【解答】解:设切点(m,n),则n=m,n=1+lnm+ln2, ∵y=1+lnx+ln2, ∴y′=, ∴, ∴n=1,m=, ∴=, ∴e==. 故选:D. 【点评】本题考查双曲线Γ的离心率,考查导数知识的运用,考查学生分析解决问题的能力,考查学生的计算能力,属于中档题. 10.观察下列一组数据 a1=1, a2=3+5, a3=7+9+11, a4=13+15+17+19, … 则a10从左到右第一个数是( ) A.91 B.89 C.55 D.45 【考点】归纳推理. 【分析】观察数列{an} 中,各组和式的第一个数:1,3,7,13,…找出其规律,从而得出a10的第一个加数为91. 【解答】解:观察数列{an} 中,a1=1,a2=3+5,a3=7+9+11,a4=13+15+17+19,…, 各组和式的第一个数为:1,3,7,13,… 即1,1+2,1+2+2×2,1+2+2×2+2×3,…, 其第n项为:1+2+2×2+2×3+…+2×(n﹣1). ∴第10项为:1+2+2×2+2×3+…+2×9=1+2×=91. 从而a10的第一个加数为91. 故选A. 【点评】本小题主要考查归纳推理、等差数列求和公式的应用等基础知识,考查运算求解能力,考查分析问题和解决问题的能力.属于中档题. 11.已知定义域为R的奇函数y=f(x)的导函数为y=f′(x),当x≠0时,>0,若a=f(1),b=﹣2f(﹣2),c=(ln)f(ln),则a,b,c的大小关系正确的是( ) A.a<c<b B.b<c<a C.a<b<c D.c<a<b 【考点】函数的单调性与导数的关系;导数的几何意义. 【分析】根据a,b,c的表示形式构造函数g(x)=xf(x),根据条件可说明x>0时,g′(x)>0,这便得到g(x)在(0,+∞)上单调递增.而由f(x)为奇函数便可得到b=2f(2),c=(ln2)f(ln2),而容易判断ln2<1< 2,从而得到g(ln2)<g(1)<g(2),这样便可得出a,b,c的大小关系. 【解答】解:设g(x)=xf(x),; ∵x≠0时,; ∴x>0时,g′(x)>0; ∴g(x)在(0,+∞)上单调递增; ∵f(x)为奇函数; ∴b=﹣2f(﹣2)=2f(2),; 又a=f(1)=1f(1); ∵ln2<1<2,g(x)在(0,+∞)上单调递增; ∴g(ln2)<g(1)<g(2); 即(ln2)f(ln2)<1f(1)<2f(2); ∴c<a<b. 故选:D. 【点评】考查构造函数解决问题的方法,会求积的导数,根据导数符号判断函数单调性的方法,以及奇函数的定义,增函数的定义. 12.已知f(x)=x2(1nx﹣a)+a,则下列结论中错误的是( ) A.∃a>0,∀x>0,f(x)≥0 B.∃a>0,∃x>0,f(x)≤0 C.∀a>0,∀x>0,f(x)≥0 D.∀a>0,∃x>0,f(x)≤0 【考点】全称命题. 【分析】先利用导数求出函数f(x)的最小值,再转化为函数f(x)≥0恒成立,构造函数设g(a)=e2a﹣1+a,再利用导数求出a的值,问题的得以解决 【解答】解:∵f(x)=x2(1nx﹣a)+a,x>0, ∴f′(x)=x(21nx﹣2a+1), 令f′(x)=0,解得x=, 当x∈(0,)时,f′(x)<0,f(x)单调递减, 当x∈(,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增, 当x=,函数有最小值,最小值为f()=e2a﹣1+a ∴f(x)≥f()=e2a﹣1+a, 若f(x)≥0恒成立, 只要e2a﹣1+a≥0, 设g(a)=e2a﹣1+a, ∴g′(a)=1﹣e2a﹣1, 令g′(a)=0,解得a= 当a∈(,+∞)时,g′(a)<0,g(a)单调递减, 当x∈(0,)时,g′(a)>0,g(a)单调递增 ∴g(a)<g()=0, ∴e2a﹣1+a≤0,当且仅当a=时取等号,存在唯一的实数a=,使得对任意x∈(0,+∞),f(x)≥0,故A,B,D正确, 当a≠时,f(x)<0,故C错误 故选:C 【点评】本题考查了利用导数函数恒成立的问题,关键构造函数g(a),属于中档题 二、填空题(本大题共4小题,共20分) 13.已知f1(x)=(x2+2x+1)ex,f2(x)=[f1(x)]′,f3(x)=[f2(x)]′,…,fn+1(x)=[fn(x)]′,n∈N*.设fn(x)=(anx2+bnx+cn)ex,则b2015= 4030 . 【考点】导数的运算. 【分析】根据题意,依次求出f1(x)、f2(x)、f3(x)、f4(x)的值,分析可得bn=2n,代入计算可得答案. 【解答】解:根据题意,f1(x)=(x2+2x+1)ex, f2(x)=[f1(x)]′=(x2+4x+3)ex, f3(x)=[f2(x)]′=(x2+6x+7)ex, f4(x)=[f3(x)]′=(x2+8x+13)ex, … 分析可得fn(x)=(x2+2nx+n2﹣n+1)ex, 则bn=2n; b2015=2×2015=4030; 故答案为:4030. 【点评】本题考查了导数的运算法则和归纳推理的问题,关键在于正确求导. 14.(+xcosx)dx= . 【考点】定积分. 【分析】由定积分的性质和几何意义分别求得(xcosx)dx=0, dx=,由定积分的运算(+xcosx)dx=dx+(xcosx)dx=. 【解答】解:(+xcosx)dx=dx+(xcosx)dx, 由y=xcosx为奇函数,由定积分的性质可知:奇函数的对称区间上的定积分为0,即(xcosx)dx=0, dx的几何意义可知:表示以(0,0)为圆心,以1为半径的圆的一半, 则dx=, 故(+xcosx)dx=dx+(xcosx)dx=, 故答案为: 【点评】本题考查定积分的性质和几何意义,考查定积分的运算,考查计算能力,属于中档题. 15.若函数y=cosx(0≤x≤π)的图象和直线y=2、直线x=π、y轴围成一个封闭的平面图形,则这个封闭图形的面积是 2π . 【考点】定积分. 【分析】画出函数y=cosx,(0≤x≤π)的图象和直线y=2、直线x=π、y轴围成一个封闭的平面图形如图,容易求出封闭图形的面积. 【解答】解:画出函数y=cosx,(0≤x≤π)的图象和直线y=2、 直线x=π、y轴围成一个封闭的平面图形如图: 显然图中封闭图形的面积,就是矩形面积=2π. 故答案为:2π 【点评】本题是基础题,考查余弦函数的图象,几何图形的面积的求法,利用图象的对称性解答,简化解题过程,可以利用积分求解;考查发现问题解决问题的能力. 16.函数f(x)=ex(x﹣aex) 恰有两个极值点x1,x2(x1<x2),则a的取值范围是 (0,) . 【考点】利用导数研究函数的极值. 【分析】根据题意,对函数f(x)求导数,得出导数f′(x)=0有两不等实根,转化为两函数有两个交点的问题,结合图象即可得出a的取值范围. 【解答】解:∵函数f(x)=ex(x﹣aex),求导,f′(x)=(x+1﹣2a•ex)ex, 由于函数f(x)的两个极值点为x1,x2, 即x1,x2是方程f′(x)=0的两不等实根, 即方程x+1﹣2aex=0,且a≠0, =ex; 设y1=(a≠0),y2=ex, 在同一坐标系内画出这两个函数的图象, 如图所示: 要使这两个函数有2个不同的交点,应满足, 解得:0<a<, ∴a的取值范围是(0,), 故答案为:(0,). 【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性与极值的应用,也考查了转化思想与数形结合的应用问题,是综合性题目,属于中档题. 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程和演算步骤 17.(10分)(2017春•路南区校级月考)已知m∈R,命题p:对任意x∈[0,1],不等式2x﹣2≥m2﹣3m 恒成立;命题q:存在x∈[﹣1,1],使得m≤ax 成立. (1)若p为真命题,求m 的取值范围; (2)当a=1 时,若p且q为假,p或q为真,求m的取值范围. 【考点】复合命题的真假. 【分析】(1)对任意x∈[0,1],不等式2x﹣2≥m2﹣3m 恒成立,可得﹣2≥m2﹣3m,解得m范围. (2)a=1时,存在x∈[﹣1,1],使得m≤ax 成立.可得m≤1.由p且q为假,p或q为真,可得p与q必然一真一假,即可得出. 【解答】解:(1)对任意x∈[0,1],不等式2x﹣2≥m2﹣3m 恒成立,∴﹣2≥m2﹣3m,解得1≤m≤2. (2)a=1时,存在x∈[﹣1,1],使得m≤ax 成立.∴m≤1. ∵p且q为假,p或q为真, ∴p与q必然一真一假, ∴或, 解得1<m≤2或m<1. ∴m的取值范围是(﹣∞,1)∪(1,2]. 【点评】本题考查了不等式的性质与解法、恒成立问题的等价转化方法、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题. 18.(12分)(2017春•路南区校级月考)已知函数f(x)=e3ax(a∈R)的图象C在点P(1,f(1))处切线的斜率为e,记奇函数g(x)=kx+b(k,b∈R,k≠0)的图象为l. (1)求实数a,b的值; (2)当x∈(﹣2,2)时,图象C恒在l的上方,求实数k的取值范围. 【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数求闭区间上函数的最值. 【分析】(1)求出函数的导数,根据函数的奇偶性求出b的值即可; (2)根据∀x∈(﹣2,2),ex>kx恒成立,得到关于k的不等式,记h(x)=,x∈(﹣2,0)∪(0,2),根据函数的单调性求出k的范围即可. 【解答】解:(1)∵f'(x)=3ae3ax,∴f′(1)=3ae3a=e,∴a=, ∵g(x)=kx+b(k,b∈R,k≠0)为奇函数,∴b=0. (2)由(1)知f(x)=ex,g(x)=kx. ∵当x∈(﹣2,2)时,图象C恒在l的上方,∴∀x∈(﹣2,2),ex>kx恒成立, 当x=0时,e0=1>0×k显然可以, 记h(x)=,x∈(﹣2,0)∪(0,2),则h′(x)=,由h'(x)>0⇒x∈(1,2), ∴h(x)在(﹣2,0)上单调减,在(0,1]上单调减,在[1,2)上单调增, ∵,x=﹣2, =﹣, ∴k∈[﹣,e), ∵k≠0,∴所求实数k的取值范围是[﹣,0)∪(0,e). 【点评】本题考查了函数的单调性、最值、奇偶性问题,考查导数的应用以及转化思想、换元思想,是一道综合题. 19.(12分)(2007•陕西)已知椭圆C:(a>b>0)的离心率为,短轴一个端点到右焦点的距离为. (Ⅰ)求椭圆C的方程; (Ⅱ)设直线l与椭圆C交于A、B两点,坐标原点O到直线l的距离为,求△AOB面积的最大值. 【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程. 【分析】(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,依题意求出a,b的值,从而得到所求椭圆的方程. (Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2).(1)当AB⊥x轴时,.(2)当AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为y=kx+m. 由已知,得.把y=kx+m代入椭圆方程,整理得(3k2+1)x2+6kmx+3m2﹣3=0,然后由根与系数的关系进行求解. 【解答】解:(Ⅰ)设椭圆的半焦距为c,依题意∴b=1,∴所求椭圆方程为. (Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2). (1)当AB⊥x轴时,. (2)当AB与x轴不垂直时,设直线AB的方程为y=kx+m. 由已知,得. 把y=kx+m代入椭圆方程,整理得(3k2+1)x2+6kmx+3m2﹣3=0, ∴,. ∴|AB|2=(1+k2)(x2﹣x1)2 = = = = =. 当且仅当,即时等号成立.当k=0时,, 综上所述|AB|max=2.∴当|AB|最大时,△AOB面积取最大值 . 【点评】本题考查圆锥曲线的性质和应用,解题时要注意公式的灵活运用,认真审题,仔细解答. 20.(12分)(2017•枣阳市校级一模)如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,底面△ABC是边长为2的等边三角形,过A1C作平面A1CD平行于BC1,交AB于D点. (1)求证:CD⊥AB; (2)若四边形BCC1B1是正方形,且,求二面角D﹣A1C﹣B1的余弦值. 【考点】二面角的平面角及求法;空间中直线与直线之间的位置关系. 【分析】(1)连结AC1,设AC1与A1C相交于点E,连接DE,推导出DE∥BC1,从而D为AB的中点,再由△ABC是等边三角形,能证明CD⊥AB. (2)推出A1A⊥AD,A1A⊥BC,从而A1A⊥平面ABC,设BC的中点为O,以O为原点,OB所在的直线为x轴,OO1所在的直线为y轴,OA所在的直线为z轴,建立空间直角坐标系O﹣xyz.利用向量法能求出二面角D﹣A1C﹣B1的余弦值. 【解答】(本小题满分12分) 证明:(1)连结AC1,设AC1与A1C相交于点E, 连接DE,则E为AC1中点, ∵BC1∥平面A1CD,DE=平面A1CD∩平面ABC1, ∴DE∥BC1,∴D为AB的中点, 又∵△ABC是等边三角形,∴CD⊥AB. 解:(2)∵,∴A1A⊥AD, 又B1B⊥BC,B1B∥A1A,∴A1A⊥BC, 又AD∩BC=B,∴A1A⊥平面ABC, 设BC的中点为O,B1C1的中点为O1, 以O为原点,OB所在的直线为x轴,OO1所在的直线为y轴,OA所在的直线为z轴,建立空间直角坐标系O﹣xyz. 则, 即, 设平面DA1C的法向量为, 由,得,令x1=1,得, 设平面A1CB1的法向量为, 由,得,令x2=1,得, ∴, 故二面角D﹣A1C﹣B1的余弦值是. 【点评】本题考查线线垂直的证明,考查二面角的余弦值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用. 21.(12分)(2017春•路南区校级月考)已知函数f(x)=ln(1+ax)﹣(a>0) (1)当a= 时,求f(x) 的极值; (2)若a∈(,1)时f(x) 存在两个极值点x1,x2,试比较f(x1)+f(x2) 与f(0)的大小. 【考点】利用导数研究函数的极值. 【分析】(1)求出函数的定义域,求出导数,求得单调区间,即可得到极值; (2)求出导数,求得极值点,再求极值之和,构造当0<t<1时,g(t)=2lnt+﹣2,运用导数,判断单调性,即可得到结论. 【解答】解:(1)f(x)=ln(1+x)﹣,定义域,解得x>﹣2, f′(x)=,即有(﹣2,2)递减,(2,+∞)递增, 故f(x)的极小值为f(2)=ln2﹣1,没有极大值. (2)f(x)=ln(1+ax)﹣(a>0),x>﹣, f′(x)=, 由于<a<1,则a(1﹣a)∈(0,),﹣<﹣, ax2﹣4(1﹣a)=0,解得x=±, f(x1)+f(x2)=ln[1+2]+ln[1﹣2]﹣﹣, 即f(x1)+f(x2)=ln[(1﹣2a)2]+﹣2, 设t=2a﹣1,当<a<1,0<t<1,则设f(x1)+f(x2)=g(t)=lnt2+﹣2, 当0<t<1时,g(t)=2lnt+﹣2, g′(t)=﹣=<0, g(t)在0<t<1上递减,g(t)>g(1)=0, 即f(x1)+f(x2)>f(0)=0恒成立, 综上述f(x1)+f(x2)>f(0). 【点评】本题考查导数的运用:求单调区间和极值,同时考查构造函数,运用导数判断单调性,运用单调性比较大小,运用已知不等式和累加法证明不等式的方法,属于中档题. 22.(12分)(2016•陕西模拟)已知函数f(x)=ln(1+mx)+﹣mx,其中0<m≤1. (1)当m=1时,求证:﹣1<x≤0时,f(x)≤; (2)试讨论函数y=f(x)的零点个数. 【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值. 【分析】(1)将m=1代入函数表达式,通过讨论函数的单调性证明结论即可; (2)求出f(x)的导数,通过讨论m的范围确定函数的零点即可. 【解答】证明:(1)m=1时,令g(x)=f(x)﹣,(﹣1<x≤0),则g′(x)=, 当﹣1<x≤0时,﹣x3≥0,1+x>0,∴g′(x)≥0,g(x)递增, ∴g(x)≤g(0)=0,故f(x)≤①; 解:(2)f′(x)=,②, 令f′(x)=0,解得:x1=0或x2=m﹣, (i)m=1时,x1=x2=0,由②得f′(x)=③, ∴x>﹣1时,1+x>0,x2≥0,∴f′(x)≥0,f(x)递增, ∴﹣1<x<0时,f(x)<f(0)=0,x>0时,f(x)>f(0)=0, 故函数y=f(x)在x>﹣1上有且只有1个零点x=0; (ii)0<m<1时,m﹣<0,且﹣<m﹣, 由②得:x∈(﹣,m﹣]时,1+mx>0,mx<0,x﹣(m﹣)≤0, 此时,f′(x)≥0,同理得:x∈(m﹣,0]时,f′(x)≤0,x≥0时,f′(x)≥0, ∴f(x)在(﹣,m﹣],(0,+∞)递增,在(m﹣,0]递减, 故m﹣<x<0时,f(x)>f(0)=0,x>0时,f(x)>f(0)=0, ∴f(x)在(m﹣,+∞)有且只有1个零点x=0, 又f(m﹣)=lnm2﹣(m2﹣), 构造函数ω(t)=lnt﹣(t﹣),0<t<1, 则ω′(t)=④,易知:∀t∈(0,1),ω′(t)≤0, ∴y=ω(t)在(0,1)递减,∴ω(t)>ϖ(1)=0, 由0<m<1得:0<m2<1,∴f(m﹣)﹣ln(m2)﹣(m2﹣)>0⑤, 构造函数k(x)=lnx﹣x+1(x>0),则k′(x)=, 0<x<≤1时,k′(x)≥0,x>1时,k′(x)<0, ∴k(x)在(0,1]递增,在(1,+∞)递减, ∴k(x)≤k(1)=0,∴ln≤﹣1<+1, 则<m2,<m﹣, ∴﹣<x<时,m(1+mx)<﹣﹣1⑥, 而﹣mx<x2﹣mx<+1⑦, 由⑥⑦得f(x)=ln(1+mx)+﹣mx<﹣﹣1++1=0⑧, 又函数f(x)在(﹣,m﹣]递增,m﹣>, 由⑤⑧和函数零点定理得:∃x0∈(﹣,),使得f(x0)=0, 综上0<x<<1时,函数f(x)有2个零点,m=1时,f(x)有1个零点. 【点评】本题考查了函数的单调性、最值问题,考查不等式的证明以及函数的零点问题,是一道综合题.查看更多