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- 2021-06-21 发布
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2016-2017学年天津一中高三(上)第一次月考数学试卷(理科)
一、选择题:
1.设全集U=R,集合A={x|x2﹣2x≥0},B={x|y=log2(x2﹣1)},则(∁UA)∩B=( )
A.[1,2) B.(1,2) C.(1,2] D.(﹣∞,﹣1)∪[0,2]
2.在复平面上,复数对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.设函数(e为自然底数),则使f(x)<1成立的一个充分不必要条件是( )
A.0<x<1 B.0<x<4 C.0<x<3 D.3<x<4
4.下列命题中是假命题的是( )
A.∃m∈R,使是幂函数
B.∃α,β∈R,使cos(α+β)=cosα+cosβ
C.∀φ∈R,函数f(x)=sin(x+φ)都不是偶函数
D.∀a>0,函数f(x)=ln2x+lnx﹣a有零点
5.设变量x,y满足:,则z=|x﹣3y|的最大值为( )
A.3 B.8 C. D.
6.在如图所示的程序框图中,若输出i的值是3,则输入x的取值范围是( )
A.(4,10] B.(2,+∞) C.(2,4] D.(4,+∞)
7.函数 f(x)=(x2﹣2x)ex的图象大致是( )
A. B. C. D.
8.已知函数f(x)=,若∃x1,x2∈R,x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立,则实数a的取值范围是( )
A.a<2 B.a>2 C.﹣2<a<2 D.a>2或a<﹣2
二、填空题:
9.若(2x+)dx=3+ln2(a>1),则a的值是 .
10.已知函数f(x)=若f(2﹣a2)>f(a),则实数a的取值范围为 .
11.在直角△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=1,D为斜边AB的中点,则 = .
12.如图,PB为△ABC外接圆O的切线,BD平分∠PBC,交圆O于D,C,D,P共线.若AB⊥BD,PC⊥PB,PD=1,则圆O的半径是 .
13.(坐标系与参数方程选做题)已知曲线C1、C2的极坐标方程分别为,,则曲线C1上的点与曲线C2上的点的最远距离为 .
14.已知函数f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个实数根,则t的取值范围 .
三、解答题:
15.已知函数f(x)=sin(2x+)+sin(2x﹣)+2cos2x﹣1,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)求函数f(x)在区间[]上的最大值和最小值.
16.在一场娱乐晚会上,有5位民间歌手(1至5号)登台演唱,由现场数百名观众投票选出最受欢迎歌手.各位观众须彼此独立地在选票上选3名歌手,其中观众甲是1号歌手的歌迷,他必选1号,不选2号,另在3至5号中随机选2名.观众乙和丙对5位歌手的演唱没有偏爱,因此在1至5号中随机选3名歌手.
(Ⅰ) 求观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手的概率;
(Ⅱ) X表示3号歌手得到观众甲、乙、丙的票数之和,求X的分布列和数学期望.
17.如图,等腰梯形ABCD中,AB∥CD,DE⊥AB于E,CF⊥AB于F,且AE=BF=EF=2,DE=CF=2.将△AED和△BFC分别沿DE,CF折起,使A,B两点重合,记为点M,得到一个四棱锥M﹣CDEF,点G,N,H分别是MC,MD,EF的中点.
(1)求证:GH∥平面DEM;
(2)求证:EM⊥CN;
(3)求直线GH与平面NFC所成角的大小.
18.已知首项为,公比不等于1的等比数列{an}的前n项和为Sn,且S3、S2、S4成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记bn=n|an|,数列{bn}的前n项和为Tn,求Tn.
19.在平面直角坐标系xOy中,椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,直线y=x被椭圆C截得的线段长为.
( I)求椭圆C的方程.
(Ⅱ)直线l是圆O:x2+y2=r2的任意一条切线,l与椭圆C交于A、B两点,若以AB为直径的圆恒过原点,求圆O的方程,并求出|AB|的取值范围.
20.已知f(x)=xlnx+mx,且曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为1.
(1)求实数m的值;
(2)设g(x)=f(x)﹣x2﹣x+a(a∈R)在其定义域内有两个不同的极值点x1,x2,且x1<x2,已知λ>0,若不等式e1+λ<x1•x2λ恒成立,求λ的范围.
2016-2017学年天津一中高三(上)第一次月考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题:
1.设全集U=R,集合A={x|x2﹣2x≥0},B={x|y=log2(x2﹣1)},则(∁UA)∩B=( )
A.[1,2) B.(1,2) C.(1,2] D.(﹣∞,﹣1)∪[0,2]
【考点】交、并、补集的混合运算.
【分析】求解一元二次不等式化简A,求函数的定义域化简B,然后利用交、并、补集的混合运算得答案.
【解答】解:∵A={x|x2﹣2x≥0}={x|x≤0或x≥2},∴∁UA={x|0<x<2},
由x2﹣1>0,得x<﹣1或x>1.
∴B={x|y=log2(x2﹣1)}={x|x<﹣1或x>1},
则(∁UA)∩B={x|0<x<2}∩={x|x<﹣1或x>1}=(1,2).
故选:B.
2.在复平面上,复数对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【考点】复数的代数表示法及其几何意义.
【分析】求解得到对应点的坐标即可判断选项.
【解答】解:复数=+.
复数的对应点的坐标(,)在第一象限.
故选:A.
3.设函数(e为自然底数),则使f(x)<1成立的一个充分不必要条件是( )
A.0<x<1 B.0<x<4 C.0<x<3 D.3<x<4
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】由f(x)<1,可得x2﹣3x<0,解得x范围,即可判断出结论.
【解答】解:由f(x)<1,可得x2﹣3x<0,解得0<x<3,
可得:0<x<1是使f(x)<1成立的一个充分不必要条件.
故选:A.
4.下列命题中是假命题的是( )
A.∃m∈R,使是幂函数
B.∃α,β∈R,使cos(α+β)=cosα+cosβ
C.∀φ∈R,函数f(x)=sin(x+φ)都不是偶函数
D.∀a>0,函数f(x)=ln2x+lnx﹣a有零点
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】A.根据幂函数的定义进行求解即可.
B.利用特殊值法进行判断.
C.利用特殊值法进行判断.
D.利用函数与方程的关系将函数进行转化,结合一元二次函数的性质进行判断.
【解答】解:A.∵函数f(x)是幂函数,则m﹣1=1,则m=2,
此时函数f(x)=x﹣1为幂函数,故A正确,
B.当α=,β=﹣时,cos(α+β)=cos(﹣)=cos=,
而cosα+cosβ=cos+cos(﹣)=,即此时cos(α+β)=cosα+cosβ成立,故B正确,
C.当φ=,k∈Z时,f(x)=sin(x+φ)=cosx是偶函数,故C错误,
D.由f(x)=ln2x+lnx﹣a=0得ln2x+lnx=a,
设y=ln2x+lnx,则y=(lnx+)2﹣≥﹣,
∴当a>0时,ln2x+lnx=a一定有解,即∀a>0,函数f(x)=ln2x+lnx﹣a有零点,故D正确
故选:C
5.设变量x,y满足:,则z=|x﹣3y|的最大值为( )
A.3 B.8 C. D.
【考点】简单线性规划.
【分析】由题意作出其平面区域,m=表示了区域内的点到直线x﹣3y=0的距离;而m取得最大值时z也取得最大值;从而求解.
【解答】解:由题意作出其平面区域,
m=表示了区域内的点到直线x﹣3y=0的距离;
而m取得最大值时z也取得最大值;
当取点A(﹣2,2)时,m取得最大值;
故z=|x﹣3y|的最大值为|﹣2﹣3×2|=8;
故选B.
6.在如图所示的程序框图中,若输出i的值是3,则输入x的取值范围是( )
A.(4,10] B.(2,+∞) C.(2,4] D.(4,+∞)
【考点】程序框图.
【分析】由已知中的程序框图可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量i的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.
【解答】解:设输入x=a,
第一次执行循环体后,x=3a﹣2,i=1,不满足退出循环的条件;
第二次执行循环体后,x=9a﹣8,i=2,不满足退出循环的条件;
第三次执行循环体后,x=27a﹣26,i=3,满足退出循环的条件;
故9a﹣8≤82,且27a﹣26>82,
解得:a∈(4,10],
故选:A
7.函数 f(x)=(x2﹣2x)ex的图象大致是( )
A. B. C. D.
【考点】函数的图象.
【分析】用函数图象的取值,函数的零点,以及利用导数判断函数的图象.
【解答】解:由f(x)=0,解得x2﹣2x=0,即x=0或x=2,
∴函数f(x)有两个零点,∴A,C不正确.
∴f'(x)=(x2﹣2)ex,
由f'(x)=(x2﹣2)ex>0,解得x>或x<﹣.
由f'(x)=(x2﹣2)ex<0,解得,﹣<x<
即x=﹣是函数的一个极大值点,
∴D不成立,排除D.
故选:B
8.已知函数f(x)=,若∃x1,x2∈R,x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立,则实数a的取值范围是( )
A.a<2 B.a>2 C.﹣2<a<2 D.a>2或a<﹣2
【考点】特称命题.
【分析】若∃x1,x2∈R,x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立,则说明f(x)在R上不单调,分a=0及a≠0两种情况分布求解即可
【解答】解:若∃x1,x2∈R,x1≠x2,使得f(x1)=f(x2)成立,则说明f(x)在R上不单调
①当a=0时,f(x)=,其图象如图所示,满足题意
②当a<0时,函数y=﹣x2+ax的对称轴x=<0,其图象如图所示,满足题意
③当a>0时,函数y=﹣x2+ax的对称轴x=>0,其图象如图所示,
要使得f(x)在R上不单调
则只要二次函数的对称轴x=
∴a<2
综上可得,a<2
故选A
二、填空题:
9.若(2x+)dx=3+ln2(a>1),则a的值是 2 .
【考点】微积分基本定理.
【分析】根据题意找出2x+的原函数,然后根据积分运算法则,两边进行计算,求出a值;
【解答】解: =(x2+lnx) =a2+lna﹣(1+ln1)=3+ln2,a>1,
∴a2+lna=4+ln2=22+ln2,解得a=2,
故答案为:2;
10.已知函数f(x)=若f(2﹣a2)>f(a),则实数a的取值范围为 (﹣2,1) .
【考点】分段函数的解析式求法及其图象的作法;二次函数的性质.
【分析】先根据二次函数的解析式分别研究分段函数在各自区间上的单调性,从而得到函数f(x)的单调性,由此性质转化求解不等式,解出参数范围即可.
【解答】解:函数f(x),当x≥0 时,f(x)=x2+4x,由二次函数的性质知,它在[0,+∞)上是增函数,
当x<0时,f(x)=4x﹣x2,由二次函数的性质知,它在(﹣∞,0)上是增函数,
该函数连续,则函数f(x) 是定义在R 上的增函数
∵f(2﹣a2)>f(a),
∴2﹣a2>a
解得﹣2<a<1
实数a 的取值范围是(﹣2,1)
故答案为:(﹣2,1)
11.在直角△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,BC=1,D为斜边AB的中点,则 = ﹣1 .
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】根据含有30°角的直角三角形的性质,得到AB与CD的长度,求出两个向量的夹角是120°,利用向量的数量积公式写出表示式,得到结果.
【解答】解::∵∠C=90°,∠A=30°,BC=1,
∴AB=2.
∵D为斜边AB的中点,
∴CD=AB=1,∠CDA=180°﹣30°﹣30°=120°.
∴=2×1×cos120°=﹣1,
故答案为:﹣1.
12.如图,PB为△ABC外接圆O的切线,BD平分∠PBC,交圆O于D,C,D,P共线.若AB⊥BD,PC⊥PB,PD=1,则圆O的半径是 2 .
【考点】与圆有关的比例线段.
【分析】连结AD,由PB为圆O的切线,得∠PBD=∠BCP=∠BAD,结合BD为∠PBC的平分线,可得∠PDB=2∠PBD=60°,在Rt△BPD中,由PD=1,得BD=2,由Rt△ABD与Rt△BPD的内角关系得AD的长度,即得圆O的半径.
【解答】解:如右图所示,连结AD,∵PB为圆O的切线,∴∠PBD=∠BCD=∠BAD,
∵BD为∠PBC的平分线,∴∠PBD=∠CBD,
∴∠PDB=∠CBD+∠BCD=∠PBD+∠PBD=2∠PBD,
又∵PC⊥PB,∴∠PBD=∠BCD=∠CBD=∠BAD=30°,∠PDB=60°.
由PD=1,得BD=2PD=2.
在△ABD中,∵AB⊥BD,∴AD是圆O的直径,且直径AD=2BD=4,
∴圆O的半径为2.
故答案为:2.
13.(坐标系与参数方程选做题)已知曲线C1、C2的极坐标方程分别为,,则曲线C1上的点与曲线C2上的点的最远距离为 .
【考点】简单曲线的极坐标方程.
【分析】先将曲线的极坐标方程方程化为普通方程,曲线C1的普通方程为x2+y2=2y,即x2+(y﹣1)2=1.表示以C(0,1)为圆心,半径为1 的圆.曲线C2的普通方程为x+y+1=0,表示一条直线.利用直线和圆的位置关系求解.
【解答】解:曲线C1的极坐标方程分别为
即ρ=2sinθ,两边同乘以ρ,得ρ2=2ρsinθ,
化为普通方程为x2+y2=2y,即x2+(y﹣1)2=1.
表示以C(0,1)为圆心,半径为1 的圆.
C2的极坐标方程分别为,
即ρsinθ+ρcosθ+1=0,
化为普通方程为x+y+1=0,表示一条直线.
如图,圆心到直线距离d=|CQ|=
曲线C1上的点与曲线C2上的点的最远距离为|PQ|=d+r=
故答案为:,
14.已知函数f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个实数根,则t的取值范围 .
【考点】根的存在性及根的个数判断.
【分析】函数f(x)=|xex|是分段函数,通过求导分析得到函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,在(﹣∞,﹣1)上为增函数,在(﹣1,0)上为减函数,求得函数f(x)在(﹣∞,0)上,当x=﹣1时有一个最大值,所以,要使方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个实数根,f(x)的值一个要在内,一个在内,然后运用二次函数的图象及二次方程根的关系列式求解t的取值范围.
【解答】解:f(x)=|xex|=
当x≥0时,f′(x)=ex+xex≥0恒成立,所以f(x)在[0,+∞)上为增函数;
当x<0时,f′(x)=﹣ex﹣xex=﹣ex(x+1),
由f′(x)=0,得x=﹣1,当x∈(﹣∞,﹣1)时,f′(x)=﹣ex(x+1)>0,f(x)为增函数,
当x∈(﹣1,0)时,f′(x)=﹣ex(x+1)<0,f(x)为减函数,
所以函数f(x)=|xex|在(﹣∞,0)上有一个极大值为f(﹣1)=﹣(﹣1)e﹣1=,
要使方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个实数根,
令f(x)=m,则方程m2+tm+1=0应有两个不等根,且一个根在内,一个根在内,
再令g(m)=m2+tm+1,
因为g(0)=1>0,
则只需g()<0,即,解得:t<﹣.
所以,使得函数f(x)=|xex|,方程f2(x)+tf(x)+1=0(t∈R)有四个实数根的t的取值范围
是.
故答案为.
三、解答题:
15.已知函数f(x)=sin(2x+)+sin(2x﹣)+2cos2x﹣1,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)求函数f(x)在区间[]上的最大值和最小值.
【考点】三角函数中的恒等变换应用;三角函数的周期性及其求法;三角函数的最值.
【分析】(1)利用正弦函数的两角和与差的公式与辅助角公式将f(x)=sin(2x+)+sin(2x﹣)+2cos2x﹣1化为f(x)=sin(2x+),即可求得函数f(x)的最小正周期;
(2)可分析得到函数f(x)在区间[]上是增函数,在区间[,]上是减函数,从而可求得f(x)在区间[]上的最大值和最小值.
【解答】解:(1)∵f(x)=sin2x•cos+cos2x•sin+sin2x•cos﹣cos2x•sin+cos2x
=sin2x+cos2x
=sin(2x+),
∴函数f(x)的最小正周期T==π.
(2)∵函数f(x)在区间[]上是增函数,在区间[,]上是减函数,
又f(﹣)=﹣1,f()=,f()=1,
∴函数f(x)在区间[]上的最大值为,最小值为﹣1.
16.在一场娱乐晚会上,有5位民间歌手(1至5号)登台演唱,由现场数百名观众投票选出最受欢迎歌手.各位观众须彼此独立地在选票上选3名歌手,其中观众甲是1号歌手的歌迷,他必选1号,不选2号,另在3至5号中随机选2名.观众乙和丙对5位歌手的演唱没有偏爱,因此在1至5号中随机选3名歌手.
(Ⅰ) 求观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手的概率;
(Ⅱ) X表示3号歌手得到观众甲、乙、丙的票数之和,求X的分布列和数学期望.
【考点】离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差.
【分析】(I)设事件A表示:“观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手”,观众甲选中3号歌手的概率为,观众乙未选中3号歌手的概率为1﹣=,利用互斥事件的概率公式,即可求得结论;
(II)由题意,X可取0,1,2,3,求出相应的概率,即可得到X的分布列与数学期望.
【解答】解:(Ⅰ)设事件A表示:“观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手”,
观众甲选中3号歌手的概率为,观众乙未选中3号歌手的概率为1﹣=,
∴P(A)=,
∴观众甲选中3号歌手且观众乙未选中3号歌手的概率为;
(Ⅱ) X表示3号歌手得到观众甲、乙、丙的票数之和,则X可取0,1,2,3.
观众甲选中3号歌手的概率为,观众乙选中3号歌手的概率为,
当观众甲、乙、丙均未选中3号歌手时,这时X=0,P(X=0)=(1﹣)(1﹣)2=,
当观众甲、乙、丙只有一人选中3号歌手时,这时X=1,
P(X=1)=(1﹣)2+(1﹣)(1﹣)+(1﹣)(1﹣)=,
当观众甲、乙、丙只有二人选中3号歌手时,这时X=2,
P(X=2)=•(1﹣)+(1﹣)•+(1﹣)=,
当观众甲、乙、丙都选中3号歌手时,这时X=3,
P(X=3)=•()2=,
X的分布列如下:
X
0
1
2
3
P
∴数学期望EX=0×+1×+2×+3×=.
17.如图,等腰梯形ABCD中,AB∥CD,DE⊥AB于E,CF⊥AB于F,且AE=BF=EF=2,DE=CF=2.将△AED和△BFC分别沿DE,CF折起,使A,B两点重合,记为点M,得到一个四棱锥M﹣CDEF,点G,N,H分别是MC,MD,EF的中点.
(1)求证:GH∥平面DEM;
(2)求证:EM⊥CN;
(3)求直线GH与平面NFC所成角的大小.
【考点】直线与平面所成的角;直线与平面平行的判定.
【分析】(1)连结NG,EN,则可证四边形ENGH是平行四边形,于是GH∥EN,于是GH∥平面DEM;
(2)取CD的中点P,连结PH,则可证明PH⊥平面MEF,以H为原点建立坐标系,求出和的坐标,通过计算=0得出EM⊥CN;
(3)求出和平面NFC的法向量,则直线GH与平面NFC所成角的正弦值为|cos<>|,从而得出所求线面角的大小.
【解答】证明:(1)连结NG,EN,
∵N,G分别是MD,MC的中点,∴NG∥CD,NG=CD.
∵H是EF的中点,EF∥CD,EF=CD,∴EH∥CD,EH=CD,
∴NG∥EH,NG=EH,
∴四边形ENGH是平行四边形,
∴GH∥EN,又GH⊄平面DEM,EN⊂平面DEM,
∴GH∥平面DEM.
(2)∵ME=EF=MF,∴△MEF是等边三角形,
∴MH⊥EF,
取CD的中点P,连结PH,则PH∥DE,
∵DE⊥ME,DE⊥EF,ME∩EF=E,
∴DE⊥平面MEF,
∴PH⊥平面MEF.
以H为原点,以HM,HF,HP为坐标轴建立空间直角坐标系,如图所示:
则E(0,﹣1,0),M(,0,0),C(0,1,2),N(,﹣,1).
∴=(,1,0),=(﹣,,1).
∴=+1×+0×1=0.
∴.
∴EM⊥NC.
(3)F(0,1,0),H(0,0,0),G(,,1),
∴=(,,1),=(0,0,2),=(﹣,,1),
设平面NFC的法向量为=(x,y,z),则,即.
令y=1得=(,1,0),
∴cos<>==.
∴直线GH与平面NFC所成角的正弦值为,
∴直线GH与平面NFC所成角为.
18.已知首项为,公比不等于1的等比数列{an}的前n项和为Sn,且S3、S2、S4成等差数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)记bn=n|an|,数列{bn}的前n项和为Tn,求Tn.
【考点】数列的求和;数列递推式.
【分析】(1)易知2S2=S3+S4,从而可得2a3+a4=0,从而可得{an}是以为首项,﹣2为公比的等比数列;从而求得;
(2)化简bn=n|an|=n•2n﹣2,从而利用错位相减法求其和.
【解答】解:(1)∵S3、S2、S4成等差数列,
∴2S2=S3+S4,
∴2a3+a4=0,
∴=﹣2,又首项为,
故{an}是以为首项,﹣2为公比的等比数列,
故an=•(﹣2)n﹣1=﹣(﹣2)n﹣2;
(2)bn=n|an|=n•2n﹣2,
Tn=1•+2•1+3•2+…+n•2n﹣2,
2Tn=1•1+2•2+3•4+…+n•2n﹣1,
故Tn=﹣﹣1﹣2﹣4﹣…﹣2n﹣2+n•2n﹣1
=n•2n﹣1﹣=(n﹣1)2n﹣1+.
19.在平面直角坐标系xOy中,椭圆C: +=1(a>b>0)的离心率为,直线y=x被椭圆C截得的线段长为.
( I)求椭圆C的方程.
(Ⅱ)直线l是圆O:x2+y2=r2的任意一条切线,l与椭圆C交于A、B两点,若以AB为直径的圆恒过原点,求圆O的方程,并求出|AB|的取值范围.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(Ⅰ)由椭圆离心率得到a,b的关系,化简椭圆方程,和直线方程联立后求出交点的横坐标,把弦长用交点横坐标表示,则a的值可求,进一步得到b的值,则椭圆方程可求;
(Ⅱ)分类讨论当斜率不存在时,设x=﹣r,代入椭圆方程求得A、B点坐标,以AB为直径的圆恒过原点,⊥,利用向量数量积的坐标,求得r2,求得丨AB丨;
当斜率不存在时,设出直线方程,将直线方程代入椭圆方程得到关于x的一元二次方程,利用韦达定理,及向量垂直,求得圆的方程,进而表达出丨AB丨,综上即可求得丨AB丨的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)椭圆方程+=1(a>b>0),a2=b2+c2,
∵,
∴a2=2c2,
∴a2=2b2,
设直线与椭圆交于P,Q两点.不妨设P点为直线和椭圆在第一象限的交点,
又∵弦长为,
∴,
∴,
又a2=2b2,
解得a2=8,b2=4,∴椭圆方程为.
(Ⅱ)(i)当切线l的斜率不存在时,设x=r(或x=﹣r),代入椭圆方程得:y=±
∴A(r,),B(r,﹣),
∵以AB为直径的圆恒过原点,
∴⊥,
∴r2﹣=0,
∴r2=,
∴圆O的方程为x2+y2=,
此时|AB|=2=(同理当x=﹣r时,上述结论仍然成立),
(ii)当切线l的斜率存在时,设l方程为:y=kx+m,
∵l与圆O相切
∴=r,即m2=(1+k2)r2,
将直线方程代入椭圆方程并整理得:(1+2k2)x2+4kmx+2m2﹣8=0,①
△=8k2+4﹣m2>0,②
设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1,x2是方程①的两个解,由韦达定理得:
x1+x2=﹣,x1x2=,y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2=,
∵以AB为直径的圆恒过原点,
∴⊥,
∴x1x2+y1y2=0,
∴+=0,
∴3m2﹣8﹣8k2=0,3m2=8(1+k2),
又∵m2=(1+k2)r2,
∴3(1+k2)r2=8(1+k2),
∴r2=,
此时m2=(1+k2),代入②式后成立,
∴圆O的方程为x2+y2=,
此时|AB|=•,
=•,
=••,
=••,
=•,
=•,
=•;
(i)若k=0,则|AB|=,
(ii)若k≠0,则|AB|=•∈(,2],
综上,圆O的方程为x2+y2=,|AB|的取值范围是[,2].
20.已知f(x)=xlnx+mx,且曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线斜率为1.
(1)求实数m的值;
(2)设g(x)=f(x)﹣x2﹣x+a(a∈R)在其定义域内有两个不同的极值点x1,x2,且x1<x2,已知λ>0,若不等式e1+λ<x1•x2λ恒成立,求λ的范围.
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程;利用导数研究函数的极值.
【分析】(1)求出原函数的导函数,得到f′(1),由f′(1)=1求得m值;
(2)求出g(x),求其导函数,可得lnx1=ax1,lnx2=ax2,不等式e1+λ<x1•x2λ恒成立,转化为恒成立,进一步转化为恒成立.令,t∈(0,1),则不等式在t∈(0,1)上恒成立.令,求导可得满足条件的λ的范围.
【解答】解:(1)f′(x)=1+lnx+m,
由题意知,f′(1)=1,即:m+1=1,解得 m=0;
(2)∵e1+λ<x1•x2λ 等价于1+λ<lnx1+λlnx2.
g(x)=f(x)﹣x2﹣x+a=xlnx﹣x2﹣x+a,
由题意可知x1,x2 分别是方程g′(x)=0,即:lnx﹣ax=0的两个根,
即lnx1=ax1,lnx2=ax2.
∴原式等价于1+λ<ax1+λax2=a(x1+λx2),
∵λ>0,0<x1<x2,∴原式等价于.
又由lnx1=ax1,lnx2=ax2.
作差得,,即.
∴原式等价于,
∵0<x1<x2,原式恒成立,即恒成立.
令,t∈(0,1),
则不等式在t∈(0,1)上恒成立.
令,又h′(t)=,
当λ2≥1时,可得t∈(0,1)时,h′(t)>0,
∴h(t)在t∈(0,1)上单调增,又h(1)=0,
h(t)<0在t∈(0,1)恒成立,符合题意.
当λ2<1时,可得t∈(0,λ2)时,h′(t)>0,t∈(λ2,1)时,h′(t)<0,
∴h(t)在t∈(0,λ2)时单调增,在t∈(λ2,1)时单调减,又h(1)=0,
∴h(t)在t∈(0,1)上不能恒小于0,不符合题意,舍去.
综上所述,若不等式e1+λ<x1•x2λ 恒成立,只须λ2≥1,
又λ>0,∴λ≥1.
2016年11月7日