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文档介绍
2017-2018学年宁夏银川一中高二上学期第二次月考数学试题(理科)(解析版)
2017-2018学年宁夏银川一中高二(上)第二次月考数学试卷(理科) 一、选择题(每小题5分,共60分) 1.(5分)若抛物线y2=ax的焦点到其准线的距离是2,则a=( ) A.±1 B.±2 C.±4 D.±8 2.(5分)已知△ABC的顶点B,C在椭圆+y2=1上,顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边上,则△ABC的周长是( ) A. B.6 C. D.12 3.(5分)在下列条件: ①离心率为e=2 ②渐近线互相垂直; ③渐近线方程为y=±x ④离心率为e=; ⑤渐近线方程为y=±x中 能作为判定双曲线为等轴双曲线充要条件的是( ) A.①②③ B.②④⑤ C.②③④ D.①③⑤ 4.(5分)在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中,M是棱A1B1的中点,则AM与BD1所成的角的余弦值为( ) A.﹣ B. C. D. 5.(5分)若a>1,则双曲线﹣y2=1的离心率的取值范围是( ) A.(,+∞) B.(,2) C.(1,) D.(1,2) 6.(5分)曲线y=﹣x3+3x2在点(1,2)处的切线方程为( ) A.y=3x﹣1 B.y=﹣3x+5 C.y=3x+5 D.y=2x 7.(5分)设函数f(x)=xex,则( ) A.x=1为f(x)的极大值点 B.x=1为f(x)的极小值点 C.x=﹣1为f(x)的极大值点 D.x=﹣1为f(x)的极小值点 8.(5分)若f(x)=﹣x2+bln(x+2)在(﹣1,+∞)上是减函数,则b的取值范围是( ) A.[﹣1,+∞) B.(﹣1,+∞) C.(﹣∞,﹣1] D.(﹣∞,﹣1) 9.(5分)过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( ) A. B.2 C.2 D.3 10.(5分)曲线y=ex在点(2,e2)处的切线与坐标轴所围成的三角形的面积为( ) A.e2 B.2e2 C.4e2 D. 11.(5分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=BC=2,AA1=1,则BC1与平面BB1D1D所成角的余弦值为( ) A. B. C. D. 12.(5分)如图所示的曲线是函数f(x)=x3+bx2+cx+d的大致图象,则x12+x22等于( ) A. B.x2 C. D. 二、填空题(每小题5分,共20分) 13.(5分)函数f(x)=x3﹣15x2﹣33x+6的单调减区间为 . 14.(5分)若函数f(x)=ax3﹣x2+x﹣5在R上单调递增,则a的范围是 . 15.(5分)正四棱锥S﹣ABCD 的底面边长为,侧棱的长是底面边长的倍,E为侧棱SC上一点,,若,则λ= . 16.(5分)椭圆中,a1,b1,c1成等比数列,椭圆的离心率为e1;双曲线中,a2,b2,c2成等比数列,双曲线的离心率为e2.则e1e2= . 三、解答题(共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.(10分)已知函数f(x)=ax3+x2+bx(其中常数a,b∈R),g(x)=f(x)+f′(x)是奇函数. (Ⅰ)求f(x)的表达式; (Ⅱ)讨论g(x)的单调性,并求g(x)在区间[1,2]上的最大值和最小值. 18.(12分)如图,正三棱柱的所有棱长都为2,D为CC1中点.用空间向量进行以下证明和计算: (1)求证:AB1⊥面A1BD; (2)求二面角A﹣A1D﹣B的正弦值; (3)求点C到面A1BD的距离. 19.(12分)已知函数f(x)=x3﹣3ax﹣1,a≠0 (1)求f(x)的极大值和极小值; (2)若f(x)在x=﹣1处的切线与y轴垂直,直线y=m与y=f(x)的图象有三个不同的交点,求m的取值范围. 20.(12分)已知抛物线y2=2px的焦点在直线x﹣3y﹣1=0上,直线l过点P(4,0),斜率为,直线l和抛物线相交于A,B两点,设线段AB的中点为M. (1)求抛物线的方程和点M的坐标; (2)求线段AB的长|AB|并证明 OA⊥OB. 21.(12分)在四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,AD⊥AB,AB∥DC,AD=DC=AP=2,AB=1,E是棱PC的中点. (1)求直线BE与平面PBD所成角的正弦值; (2)若F为棱PC上一点,满足BF⊥AC,求二面角FABP的正弦值. 22.(12分)已知椭圆Γ:=1(a>b>0)经过点M(,),且离心率为 (1)求椭圆Γ的方程; (2)设点M在轴上的射影为点N,过点N的直线与椭圆Γ相交于A、B两点,且,求直线的方程. 2017-2018学年宁夏银川一中高二(上)第二次月考数学试卷(理科) 参考答案与试题解析 一、选择题(每小题5分,共60分) 1.(5分)若抛物线y2=ax的焦点到其准线的距离是2,则a=( ) A.±1 B.±2 C.±4 D.±8 【分析】利用抛物线的方程,求出p,即可求出结果. 【解答】解:抛物线y2=ax的焦点到其准线的距离是2,可得p=2,则a=±2p=±4. 故选:C. 【点评】本题考查抛物线的简单性质,是基础题,易错题. 2.(5分)已知△ABC的顶点B,C在椭圆+y2=1上,顶点A是椭圆的一个焦点,且椭圆的另外一个焦点在BC边上,则△ABC的周长是( ) A. B.6 C. D.12 【分析】由椭圆的定义:椭圆上一点到两焦点的距离之和等于长轴长2a,可得△ABC的周长. 【解答】解:由椭圆的定义:椭圆上一点到两焦点的距离之和等于长轴长2a, 可得△ABC的周长为4a=, 故选C 【点评】本题主要考查数形结合的思想和椭圆的基本性质,难度中等 3.(5分)在下列条件: ①离心率为e=2 ②渐近线互相垂直; ③渐近线方程为y=±x ④离心率为e=; ⑤渐近线方程为y=±x中 能作为判定双曲线为等轴双曲线充要条件的是( ) A.①②③ B.②④⑤ C.②③④ D.①③⑤ 【分析】设出等轴双曲线的方程,求得渐近线方程和离心率,运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,结合充分必要条件的定义,即可得到结论. 【解答】解:双曲线为等轴双曲线, 即为x2﹣y2=m(m≠0), 则a=b,c=a,e=, 渐近线方程为y=±x, 渐近线互相垂直, 由e=,可得c=a,a=b,即双曲线为等轴双曲线; 渐近线互相垂直,可得•(﹣)=﹣1,可得a=b, 即双曲线为等轴双曲线; 渐近线方程为y=±x,可得a=b,即为等轴双曲线. 则②④⑤成立. 故选B. 【点评】本题考查双曲线的方程和性质,以及充分必要条件的判断,考查判断能力,属于基础题. 4.(5分)在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中,M是棱A1B1的中点,则AM与BD1所成的角的余弦值为( ) A.﹣ B. C. D. 【分析】以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出AM与BD1所成的角的余弦值. 【解答】解:以D为原点,DA为x轴,DC为y轴,DD1为z轴,建立空间直角坐标系, 则A(2,0,0),M(2,1,2),B(2,2,0),D1(0,0,2), =(0,1,2),=(﹣2,﹣2,2), 设AM与BD1所成的角为θ, 则cosθ===. ∴AM与BD1所成的角的余弦值为. 故选:C. 【点评】本题考查异面直线所成角的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是基础题. 5.(5分)若a>1,则双曲线﹣y2=1的离心率的取值范围是( ) A.(,+∞) B.(,2) C.(1,) D.(1,2) 【分析】利用双曲线方程,求出a,c然后求解双曲线的离心率的范围即可. 【解答】解:a>1,则双曲线﹣y2=1的离心率为:==∈(1,). 故选:C. 【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,考查计算能力. 6.(5分)曲线y=﹣x3+3x2在点(1,2)处的切线方程为( ) A.y=3x﹣1 B.y=﹣3x+5 C.y=3x+5 D.y=2x 【分析】根据导数的几何意义求出函数f(x)在x=1处的导数,从而求出切线的斜率,再用点斜式写出切线方程,化成斜截式即可. 【解答】解:∵y=﹣x3+3x2∴y'=﹣3x2+6x, ∴y'|x=1=(﹣3x2+6x)|x=1=3, ∴曲线y=﹣x3+3x2在点(1,2)处的切线方程为y﹣2=3(x﹣1), 即y=3x﹣1, 故选A. 【点评】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点切线方程,属于基础题. 7.(5分)设函数f(x)=xex,则( ) A.x=1为f(x)的极大值点 B.x=1为f(x)的极小值点 C.x=﹣1为f(x)的极大值点 D.x=﹣1为f(x)的极小值点 【分析】由题意,可先求出f′(x)=(x+1)ex,利用导数研究出函数的单调性,即可得出x=﹣1为f(x)的极小值点 【解答】解:由于f(x)=xex,可得f′(x)=(x+1)ex, 令f′(x)=(x+1)ex=0可得x=﹣1 令f′(x)=(x+1)ex>0可得x>﹣1,即函数在(﹣1,+∞)上是增函数 令f′(x)=(x+1)ex<0可得x<﹣1,即函数在(﹣∞,﹣1)上是减函数 所以x=﹣1为f(x)的极小值点 故选D 【点评】本题考查利用导数研究函数的极值,解题的关键是正确求出导数及掌握求极值的步骤,本题是基础题, 8.(5分)若f(x)=﹣x2+bln(x+2)在(﹣1,+∞)上是减函数,则b的取值范围是( ) A.[﹣1,+∞) B.(﹣1,+∞) C.(﹣∞,﹣1] D.(﹣∞,﹣1) 【分析】先对函数进行求导,根据导函数小于0时原函数单调递减即可得到答案. 【解答】解:由题意可知,在x∈(﹣1,+∞)上恒成立, 即b<x(x+2)在x∈(﹣1,+∞)上恒成立, 由于y=x(x+2)在(﹣1,+∞)上是增函数且y(﹣1)=﹣1,所以b≤﹣1, 故选C 【点评】本题主要考查导数的正负和原函数的增减性的问题.即导数大于0时原函数单调递增,当导数小于0时原函数单调递减. 9.(5分)过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( ) A. B.2 C.2 D.3 【分析】利用已知条件求出M的坐标,求出N的坐标,利用点到直线的距离公式求解即可. 【解答】解:抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),且斜率为的直线:y=(x﹣1), 过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l 可知:,解得M(3,2). 可得N(﹣1,2),NF的方程为:y=﹣(x﹣1),即, 则M到直线NF的距离为:=2. 故选:C. 【点评】本题考查直线与抛物线的位置关系的应用,考查计算能力. 10.(5分)曲线y=ex在点(2,e2)处的切线与坐标轴所围成的三角形的面积为( ) A.e2 B.2e2 C.4e2 D. 【分析】 要求切线与坐标轴所围成的三角形的面积,只须求出切线在坐标轴上的截距即可,故先利用导数求出在x=2处的导函数值,再结合导数的几何意义即可求出切线的斜率.最后求出切线的方程,从而问题解决. 【解答】解:依题意得y′=ex, 因此曲线y=ex在点A(2,e2)处的切线的斜率等于e2, 相应的切线方程是y﹣e2=e2(x﹣2), 当x=0时,y=﹣e2,即y=0时,x=1, ∴切线与坐标轴所围成的三角形的面积为:S=×e2×1=. 故选:D. 【点评】本小题主要考查直线的方程、三角形的面积、导数的几何意义、利用导数研究曲线上某点切线方程等基础知识,考查运算求解能力.属于基础题. 11.(5分)如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AB=BC=2,AA1=1,则BC1与平面BB1D1D所成角的余弦值为( ) A. B. C. D. 【分析】连接A1C1交B1D1于点O,连接BO,在长方体中由AB=BC=2,可得CO1⊥B1D1,由长方体的性质可证有OC1⊥BB1,且 由直线与平面垂直的判定定理可得OC1⊥平面BB1D1D,则∠C1BO为则BC1与平面BB1D1D所成角 在Rt△BOC1中,可求 【解答】解:连接A1C1交B1D1于点O,连接BO 由AB=BC=2,可得A1B1C1D1为正方形即CO1⊥B1D1 由长方体的性质可知BB1⊥面A1B1C1D1,从而有OC1⊥BB1,且BB1∩B1D1=B1 ∴OC1⊥平面BB1D1D 则∠C1BO为则BC1与平面BB1D1D所成角 在Rt△BOC1中, ∴ 故选C. 【点评】本题以长方体为基本模型,考查了直线与平面所成角的秋季解,解决本题的关键是熟练根据长方体的性质求出已知面的垂线,进而找出线面角,然后在直角三角形中求解角. 12.(5分)如图所示的曲线是函数f(x)=x3+bx2+cx+d的大致图象,则x12+x22等于( ) A. B.x2 C. D. 【分析】由图象知f(﹣1)=f(0)=f(2)=0,解出 b、c、d的值,由x1和x2是f′ (x)=0的根,使用根与系数的关系得到x1+x2=,x1•x2=﹣,则由x12+x22 =(x1+x2)2﹣2x1•x2 代入可求得结果. 【解答】解:∵f(x)=x3+bx2+cx+d,由图象知,﹣1+b﹣c+d=0,0+0+0+d=0, 8+4b+2c+d=0,∴d=0,b=﹣1,c=﹣2 ∴f′ (x)=3x2+2bx+c=3x2﹣2x﹣2. 由题意有 x1 和 x2 是函数f(x)的极值, 故有 x1 和 x2 是 f′ (x)=0的根,∴x1+x2=,x1•x2=﹣. 则x12+x22 =(x1+x2)2﹣2x1•x2=+=, 故选C. 【点评】本题考查一元二次方程根的分布,根与系数的关系,函数在某点取的极值的条件,以及求函数的导数. 二、填空题(每小题5分,共20分) 13.(5分)函数f(x)=x3﹣15x2﹣33x+6的单调减区间为 (﹣1,11) . 【分析】要求函数的单调减区间可先求出f′(x),并令其小于零得到关于x的不等式求出解集即可. 【解答】解:f′(x)=3x2﹣30x﹣33=3(x2﹣10x﹣11) =3(x+1)(x﹣11)<0, 解得﹣1<x<11,故减区间为(﹣1,11). 故答案为:(﹣1,11) 【点评】此题考查学生利用导数研究函数的单调性的能力. 14.(5分)若函数f(x)=ax3﹣x2+x﹣5在R上单调递增,则a的范围是 . 【分析】由f(x)的解析式求出f(x)的导函数,因为函数在R上单调递增,所以得到导函数大于等于0恒成立,分a大于0,a等于0和a小于0三种情况讨论,利用二次函数的图象与x轴的交点及开口方向即可得到根的判别式的正负,得到关于a的不等式,求出不等式的解集即可得到a的范围. 【解答】解:由函数f(x)=ax3﹣x2+x﹣5,得到f′(x)=3ax2﹣2x+1, 因为函数在R上单调递增,所以f′(x)≥0恒成立,即3ax2﹣2x+1≥0恒成立, 设h(x)=3ax2﹣2x+1, 当a>0时,h(x)为开口向上的抛物线,要使h(x)≥0恒成立即△=4﹣12a≤0,解得a≥; 当a=0时,得到h(x)=﹣2x+1≥0,解得x≤,不合题意; 当a<0时,h(x)为开口向下的抛物线,要使h(x)≥0恒成立不可能. 综上,a的范围为[,+∞). 故答案为:[,+∞) 【点评】此题考查学生会利用导函数的正负判断函数的单调性,掌握不等式恒成立时所满足的条件,考查了分类讨论的数学思想,是一道综合题. 15.(5分)正四棱锥S﹣ABCD 的底面边长为,侧棱的长是底面边长的倍,E为侧棱SC上一点,,若,则λ= 2 . 【分析】由题意可以O点位原点,以OA为x轴,以OB为y轴,以OS为z轴,建立空间坐标系,如图所示,根据向量的数量的运算即可求出答案 【解答】解:连接AC,BD,交于点O,连接SO, 四棱锥S﹣ABCD为正正四棱锥, 则以O点位原点,以OA为x轴,以OB为y轴,以OS为z轴,建立空间坐标系,如图所示, ∵底面边长为,侧棱的长是底面边长的倍, ∴0A=OB=OC=OD=1,OS=, ∴D(0,﹣1,0),C(﹣1,0,0),S(0,0,), 设E点的坐标为(x,0,z), ∴=(x,0,z﹣),=(﹣1﹣x,0,﹣z), ∵=λ, ∴(x,0,z﹣)=λ(﹣1﹣x,0,﹣z), ∴x=λ(﹣1﹣x),z﹣=﹣λz, ∴x=﹣,z= ∵=(x,﹣1,z),=(0,﹣1,﹣), ∴•=1﹣z=0, ∴z=, ∴=, 解得λ=2, 故答案为:2 【点评】本题考查了空间向量的数量积,关键是构造空间坐标系,属于中档题. 16.(5分)椭圆中,a1,b1,c1成等比数列,椭圆的离心率为e1;双曲线中,a2,b2,c2成等比数列,双曲线的离心率为e2.则e1e2= 1 . 【分析】由等比数列中项的性质和椭圆、双曲线的基本量的关系,结合离心率公式,解方程可得离心率,即可得到所求之积. 【解答】解:椭圆中,a1,b1,c1成等比数列, 可得b12=a1c1, 且b12=a12﹣c12, 可得a12﹣c12=a1c1,由e1= 即有1﹣e12=e1, 解得e1=(负的舍去); 双曲线中,a2,b2,c2成等比数列, 可得b22=a2c2, 且b22=c22﹣a22, 可得c22﹣a22=a2c2, 由e1= 即有e22﹣1=e2, 解得e2=(负的舍去), 则e1e2=×=1. 故答案为:1. 【点评】本题考查双曲线和椭圆的方程和性质,主要是离心率公式的运用,考查等比数列中项的性质,考查运算能力,属于中档题. 三、解答题(共70分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.(10分)已知函数f(x)=ax3+x2+bx(其中常数a,b∈R),g(x)=f(x)+f′(x)是奇函数. (Ⅰ)求f(x)的表达式; (Ⅱ)讨论g(x)的单调性,并求g(x)在区间[1,2]上的最大值和最小值. 【分析】(Ⅰ)求出f′(x)=3ax2+2x+b,化简g(x)=f(x)+f′(x),利用函数g(x)是奇函数,g(﹣x)=﹣g(x求出a,b,然后求解函数的解析式. (Ⅱ)由(Ⅰ)知g(x)=﹣x3+2x,利用导函数求出极值点,判断函数的单调性,然后求解函数的最值. 【解答】解:(Ⅰ)由题意得f′(x)=3ax2+2x+b.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(1分) ∴g(x)=f(x)+f′(x) =ax3+(3a+1)x2+(b+2)x+b. ∵函数g(x)是奇函数,∴g(﹣x)=﹣g(x),﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(3分) 即对任意实数x,有a(﹣x)3+(3a+1)(﹣x)2+(b+2)(﹣x)+b=﹣[ax3+(3a+1)x2+(b+2)x+b], ∴3a+1=0,b=0,解得a=﹣,b=0,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(5分) ∴f(x)的表达式为f(x)=﹣x3+x2.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(6分) (Ⅱ)由(Ⅰ)知g(x)=﹣x3+2x, ∴g′(x)=﹣x2+2, 令g′(x)=0,解得x1=﹣,x2=.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分) 当x<﹣或x>时,g′(x)<0,有g(x)在区间(﹣∞,﹣],[,+∞)上是减函数; 当﹣<x<时,g′(x)>0, ∴g(x)在区间[﹣,]上是增函数.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分) 由前面讨论知,g(x)在区间[1,2]上的最大值与最小值只可能在x=1,,2时取得. 而g(1)=,g()=,g(2)=,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(11分) ∴g(x)在区间[1,2]上的最大值为g()=,最小值为g(2)=.﹣﹣﹣﹣(12分) 【点评】本题考查函数的导数的综合应用,函数的极值以及闭区间上的最值的求法,函数的奇偶性的应用,考查转化思想以及计算能力. 18.(12分)如图,正三棱柱的所有棱长都为2,D为CC1中点.用空间向量进行以下证明和计算: (1)求证:AB1⊥面A1BD; (2)求二面角A﹣A1D﹣B的正弦值; (3)求点C到面A1BD的距离. 【分析】(1)取BC中点O为原点,OB为x轴,在平面BB1C1C内过O作BB1的平行线为y轴,OA为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能证明AB1⊥平面AB1D. (2)求出面BA1D的法向量和面AA1D的法向量,利用向量法能求出二面角A﹣A1D﹣B的正弦值. (3)求出面BA1D的法向量,向量=(2,0,0),利用向量法能求出点C到面A1BD的距离. 【解答】(本小题满分12分) 证明:(1)取BC中点O为原点,OB为x轴,在平面BB1C1C内过O作BB1的平行线为y轴,OA为z轴,建立如图所示空间直角坐标系, 则,B(1,0,0),C(﹣1,0,0),A1(0,2,),B1(1,2,0),C1(﹣1,2,0),D(﹣1,1,0), =(1,2,﹣),=(﹣2,1,0),=(1,﹣2,﹣), ∴=0,=0, ∴AB1⊥BD,AB1⊥A1B, 又BD∩A1B=B,∴AB1⊥平面AB1D. 解:(2)∵AB1⊥平面AB1D,∴==(1,2,﹣)是面BA1D的法向量, 设面AA1D的法向量=(x,y,z),=(0,2,0),=(﹣1,1,﹣), 则,取x=﹣3,得=(﹣3,0,) 设二面角A﹣A1D﹣B的平面角为θ, 则cos<>==﹣, ∴sinθ==, ∴二面角A﹣A1D﹣B的正弦值为. (3)==(1,2,﹣)是面BA1D的法向量,向量=(2,0,0), ∴点C到面A1BD的距离为d===. 【点评】本题考查线面垂直的证明,考查二面角的正弦值、点到平面的距离的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力、空间想象能力,考查化归与转化思想、函数与方程思想、数形结合思想,是中档题. 19.(12分)已知函数f(x)=x3﹣3ax﹣1,a≠0 (1)求f(x)的极大值和极小值; (2)若f(x)在x=﹣1处的切线与y轴垂直,直线y=m与y=f(x)的图象有三个不同的交点,求m的取值范围. 【分析】(1)求得f(x)的导数,对a讨论,分a<0,a>0,由导数大于0,可得增区间;导数小于0,可得减区间,进而得到极值; (2)求得切线的斜率,解方程可得a,求得f(x)的导数和单调区间,极值,结合题意即可得到m的范围. 【解答】解:(1)函数f(x)=x3﹣3ax﹣1,a≠0, 可得f′(x)=3x2﹣3a=3(x2﹣a), 当a<0时,对x∈R,有F′(x)>0; 所以当a<0时,f(x)的单调增区间为(﹣∞,+∞),没有极值; 当a>0时,由f′(x)>0解得x<﹣或x>; 由f′(x)<0解得﹣<x<; 所以当a>0时,f(x)的单调增区间为(﹣∞,﹣),(,+∞); f(x)的单调减区间为(﹣,); f(x)极小=f()=﹣2a﹣1,f(x)极大=f(﹣)=2a﹣1; (2)因为f(x)在x=﹣1处的切线与y轴垂直, 所以f′(﹣1)=3﹣3a=0,解得a=1, 所以f(x)=x3﹣3x﹣1,f′(x)=3x2﹣3,由f′(x)=0,解得x=﹣1或x=1,. 由(1)中f(x)的单调性可知,f(x)在x=﹣1处取得极大值f(﹣1)=1, 在x=1处取得极小值f(1)=﹣3. 因为直线y=m与函数y=f(x)的图象有三个不同的交点,又f(﹣3)=﹣19<﹣3,f(3)=17>1, 结合f(x)的单调性可知,m的取值范围是(﹣3,1). 【点评】本题考查导数的运用:求切线的斜率和单调区和极值,考查函数方程的转化思想和分类讨论思想方法,以及运算能力,属于中档题. 20.(12分)已知抛物线y2=2px的焦点在直线x﹣3y﹣1=0上,直线l过点P(4,0),斜率为,直线l和抛物线相交于A,B两点,设线段AB的中点为M. (1)求抛物线的方程和点M的坐标; (2)求线段AB的长|AB|并证明 OA⊥OB. 【分析】(1)结合直线方程的特点可得p的值,再将抛物线和直线联立方程的根据韦达定理,以及中点坐标公式可求M, (2)利用弦长公式求出弦长,根据向量的数量积和向量的垂直即可证明 【解答】解:(1)∵直线x﹣3y﹣1=0过点(1,0), ∴=1,即p=2, ∴抛物线的方程为y2=4x, ∵直线l的方程为y=(x﹣4), ∴4x﹣3y﹣16=0 由消x得y2﹣3y﹣16=0,消y得4x2﹣41x+64=0 设A(x1,y1),B(x2,y2) 则y1+y2=3,y1y2=﹣16,x1+x2=,x1x2=16, 根据中点坐标公式可得M的坐标为(,) (2)|AB|=•=, ∵=(x1,x2),=(x2,y2), ∴•=x1x2+y1y2=16﹣16=0, ∴OA⊥OB. 【点评】本题主要考查了直线与抛物线的相交关系的应用,方程思想及方程的韦达定理的关系的应用是解决本题的关键,还要注意向量的垂直公式及弦长公式的应用. 21.(12分)在四棱锥PABCD中,PA⊥底面ABCD,AD⊥AB,AB∥DC,AD=DC=AP=2,AB=1,E是棱PC的中点. (1)求直线BE与平面PBD所成角的正弦值; (2)若F为棱PC上一点,满足BF⊥AC,求二面角FABP的正弦值. 【分析】(1)以A为坐标原点,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出直线BE与平面PBD所成角的正弦值. (2)求出平面FBA的法向量和平面ABP的法向量,利用向量法能求出二面角F﹣AB﹣P的正弦值. 【解答】解:(1)∵PA⊥底面ABCD,AD⊥AB, 以A为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系, ∵AD=DC=AP=2,AB=1,点E为棱PC的中点. ∴B(1,0,0),C(2,2,0),D(0,2,0),P(0,0,2),E(1,1,1) ∴=(﹣1,2,0),=(1,0,﹣2), 设平面PBD的法向量=(x,y,z), 则,令y=1,则=(2,1,1), 则直线BE与平面PBD所成角θ满足: sinθ===, 故直线BE与平面PBD所成角的正弦值为. (2)∵=(1,2,0),=(﹣2,﹣2,2),=(2,2,0), 由F点在棱PC上,设=λ=(﹣2λ,﹣2λ,2λ),(0≤λ≤1), 故==(1﹣2λ,2﹣2λ,2λ),(0≤λ≤1), 由BF⊥AC,得=2(1﹣2λ)+2(2﹣2λ)=0,解得λ=, ∴, 设平面FBA的法向量为=(a,b,c), 则,令c=1,则=(0,﹣3,1), 取平面ABP的法向量=(0,1,0), 则二面角F﹣AB﹣P的平面角α满足: cosα==, ∴sinα==. ∴二面角F﹣AB﹣P的正弦值为. 【点评】本题考查线面角的正弦值的求法,考查二面角的正弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的关系等基础知识,考查推理论证能力、空间想象能力、运算求解能力,考查数形结合思想、函数与方程思想,是中档题. 22.(12分)已知椭圆Γ:=1(a>b>0)经过点M(,),且离心率为 (1)求椭圆Γ的方程; (2)设点M在轴上的射影为点N,过点N的直线与椭圆Γ相交于A、B两点,且,求直线的方程. 【分析】(1)由椭圆经过点M(,),且离心率为,列出方程组,能求出a=2,b=1,由此能求出椭圆Γ的方程. (2)由已知N的坐标为(,0),当直线斜率为0时,直线x轴,=0不成立.当直线斜率不为0时,设直线的方程为x=my+,代入=1,整理得:(4+m2)y2+2﹣1=0,由此利用韦达定理、向量知识,结合已知条件能求出直线的方程. 【解答】(本小题满分12分) 解:(1)∵椭圆Γ:=1(a>b>0)经过点M(,),且离心率为 ∴,解得a=2,b=1, ∴椭圆Γ的方程为. (2)由已知N的坐标为(,0),当直线斜率为0时,直线x轴,=0不成立. 当直线斜率不为0时,设直线的方程为x=my+, 代入=1,整理得:(4+m2)y2+2﹣1=0, 设A(x1,y1),B(x2,y2),则,①,y1y2=﹣, 由=0,得y2=﹣3y1,③, 由①②③联立,解得m=. ∴直线的方程为x=y+,即=0或=0. 【点评】本题考查椭圆方程、直线方程的求法,考查椭圆性质、直线方程、韦达定理、向量等基础知识,考查推理论证能力、运算求解能力,考查化归与转化思想、函数与方程思想,是中档题. 查看更多