云南省西双版纳景洪四中2015届高考数学模拟试卷(理科)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的)
1.若集合A={﹣1,1},B={0,2},则集合{z|z=x+y,x∈A,y∈B}中的元素的个数为( ) A.5 B.4 C.3 D.2
2.若复数z=1+i(i为虚数单位) 是z的共轭复数,则z2
+2
的虚部为( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.﹣2
3.设向量=(1,cosθ)与=(﹣1,2cosθ)垂直,则cos2θ等于 ( ) A.
B.
C.0
D.﹣1
4.在锐角△ABC中,角A,B所对的边长分别为a,b.若2asinB=b,则角A等于( A.
B.
C.
D.
5.从1,2,3,4中任取2个不同的数,则取出的2个数之差的绝对值为2的概率是( A.
B.
C.
D.
6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A.
B.
C.200
D.240
7.如图所示,程序框图(算法流程图)的输出结果是( )
) )
A.
8.已知曲线y=x+ax+1在点(﹣1,a+2)处切线的斜率为8,a=( ) A.9 B.6 C.﹣9 D.﹣6
4
2
B. C. D.
9.x、y满足约束条件,若z=y﹣ax取得最大值的最优解不唯一,则实数a
的值为( ) A.或﹣1
10.直线l过抛物线C:x=4y的焦点且与y轴垂直,则l与C所围成的图形的面积等于( ) A.
11.已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2AB,则CD与平面BDC1所成角的正弦值等于( ) A.
12.当x∈[﹣2,1]时,不等式ax﹣x+4x+3≥0恒成立,则实数a的取值范围是( ) A.[﹣5,﹣3]
B.[﹣6,﹣]
C.[﹣6,﹣2]
D.[﹣4,﹣3]
3
2
2
B.2或 C.2或1 D.2或﹣1
B.2 C. D.
B. C. D.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 13.若
的展开式中x的系数为7,则实数a=__________.
4
14.设sin2α=﹣sinα,α∈(,π),则tan2α的值是__________.
15.若函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[3,+∞),则a=__________.
16.设m,n∈R,若直线l:mx+ny﹣1=0与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,且l与圆x+y=4相交所得弦的长为2,O为坐标原点,则△AOB面积的最小值为__________.
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.数列{an}满足a1=1,nan+1=(n+1)an+n(n+1),n∈N. (Ⅰ)证明:数列{(Ⅱ)设bn=3•
n
2
2
}是等差数列;
,求数列{bn}的前n项和Sn.
18.一家面包房根据以往某种面包的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图,如图所示.将日销售量落入各组的频率视为概率,并假设每天的销售量相互独立. (Ⅰ)求在未来连续3天里,有连续2天的日销售量都不低于100个且另1天的日销售量低于50个的概率;
(Ⅱ)用X表示在未来3天里日销售量不低于100个的天数,求随机变量X的分布列,期望E(X)及方差D(X).
19.如图,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,∠DPC=30°,AF⊥PC于点F,FE∥CD交PD于点E.
(1)证明:CF⊥平面ADF;
(2)求二面角C﹣AF﹣E的余弦值.
20.已知椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点为F(﹣2,0),离心率为.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设O为坐标原点,T为直线x=﹣3上一点,过F作TF的垂线交椭圆于P、Q,当四边形OPTQ是平行四边形时,求四边形OPTQ的面积.
21.已知函数f(x)=e(ax+b)﹣x﹣4x,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处切线方程为y=4x+4.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)讨论f(x)的单调性,并求f(x)的极大值.
【选做题】(共1小题,满分10分) 22.如图,P是⊙O外一点,PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C,PC=2PA,D为PC的中点,AD的延长线交⊙O于点E,证明: (Ⅰ)BE=EC;
2
(Ⅱ)AD•DE=2PB.
x
2
【选做题】((共1小题,满分0分) 23.选修4﹣4:坐标系与参数方程
在平面直角坐标系中,以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l上两点M,N的极坐标分别为(2,0),(
),圆C的参数方程
(θ为参数).
(Ⅰ)设P为线段MN的中点,求直线OP的平面直角坐标方程; (Ⅱ)判断直线l与圆C的位置关系.
【选做题】((共1小题,满分0分)
24.已知定义域在R上的函数f(x)=|x+1|+|x﹣2|的最小值为a. (1)求a的值;
222
(2)若p,q,r为正实数,且p+q+r=a,求证:p+q+r≥3.
云南省西双版纳景洪四中2015届高考数学模拟试卷(理科)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的)
1.若集合A={﹣1,1},B={0,2},则集合{z|z=x+y,x∈A,y∈B}中的元素的个数为( ) A.5 B.4 C.3 D.2
考点:元素与集合关系的判断. 专题:集合.
分析:根据题意,计算元素的和,根据集合中元素的互异性,即可得到结论.
解答: 解:由题意,∵集合A={﹣1,1},B={0,2},﹣1+0=﹣1,1+0=1,﹣1+2=1,1+2=3 ∴{z|z=x+y,x∈A,y∈B}={﹣1,1,3}
∴集合{z|z=x+y,x∈A,y∈B}中的元素的个数为3 故选C.
点评:本题考查集合的概念,考查集合中元素的性质,属于基础题.
2.若复数z=1+i(i为虚数单位) 是z的共轭复数,则z+的虚部为( ) A.0 B.﹣1 C.1 D.﹣2
考点:复数代数形式的混合运算;复数的基本概念. 专题:计算题.
22
分析:由z+=(1+i)+(1﹣i)=2i﹣2i=0,由此得出结论.
22 2222
解答: 解:由题意可得 z+=(1+i)+(1﹣i)=2i﹣2i=0,故z+的虚部为0, 故选A. 点评:本题主要考查复数的基本概念,两个复数代数形式的乘法,虚数单位i的幂运算性质,属于基础题.
3.设向量=(1,cosθ)与=(﹣1,2cosθ)垂直,则cos2θ等于 ( ) A.
B.
C.0
D.﹣1
22 22
考点:二倍角的余弦;数量积判断两个平面向量的垂直关系. 专题:计算题.
分析:由两向量的坐标,以及两向量垂直,根据平面向量的数量积运算法则得到其数量积为
22
0,得出2cosθ﹣1的值,然后将所求的式子利用二倍角的余弦函数公式化简后,将2cosθ﹣1的值代入即可求出值.
解答: 解:∵=(1,cosθ),=(﹣1,2cosθ),且两向量垂直,
∴•=0,即﹣1+2cosθ=0,
则cos2θ=2cosθ﹣1=0. 故选C
点评:此题考查了平面向量的数量积运算法则,以及二倍角的余弦函数公式,熟练掌握公式及法则是解本题的关键.
4.在锐角△ABC中,角A,B所对的边长分别为a,b.若2asinB= A.
B.
C.
D.
b,则角A等于( )
2
2
考点:正弦定理.
专题:计算题;解三角形.
分析:利用正弦定理可求得sinA,结合题意可求得角A. 解答: 解:∵在△ABC中,2asinB=b,
∴由正弦定理∴sinA=∴A=
.
==2R得:2sinAsinB=sinB,
,又△ABC为锐角三角形,
故选D.
点评:本题考查正弦定理,将“边”化所对“角”的正弦是关键,属于基础题.
5.从1,2,3,4中任取2个不同的数,则取出的2个数之差的绝对值为2的概率是( ) A.
B.
C.
D.
考点:列举法计算基本事件数及事件发生的概率. 专题:概率与统计.
分析:本题是一个等可能事件的概率,试验发生包含的事件是从4个不同的数中随机的抽2
2
个,共有C4种结果,满足条件的事件是取出的数之差的绝对值等于2的有两种,得到概率. 解答: 解:由题意知本题是一个等可能事件的概率,
2
试验发生包含的事件是从4个不同的数中随机的抽2个,共有C4=6种结果, 满足条件的事件是取出的数之差的绝对值等于2,有2种结果,分别是(1,3),(2,4),
∴要求的概率是 =.
故选B. 点评:本题考查等可能事件的概率,是一个基础题,本题解题的关键是事件数是一个组合数,若都按照排列数来理解也可以做出正确的结果.
6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )
A.
B.
C.200
D.240
考点:由三视图求面积、体积. 专题:空间位置关系与距离.
分析:如图所示,该几何体是棱长分别为4,8,10的长方体砍去两个小三棱柱得到一个四棱柱,据此即可计算出体积.
解答: 解:如图所示,该几何体是棱长分别为4,8,10的长方体砍去两个小三棱柱得到一个四棱柱,
由图知V=故选C.
=200.
点评:由三视图正确恢复原几何体是解题的关键.
7.如图所示,程序框图(算法流程图)的输出结果是( )
A.
考点:程序框图.
B. C. D.
专题:图表型.
分析:分析程序中各变量、各语句的作用,分析可知:该程序的作用是计算并输出S=++的值,并输出.
解答: 解:分析程序中各变量、各语句的作用, 再根据流程图所示的顺序,可知: 该程序的作用是计算并输出S=++的值 ∵S=++=
.
故选D.
点评:根据流程图(或伪代码)写程序的运行结果,是算法这一模块最重要的题型,其处理方法是::①分析流程图(或伪代码),从流程图(或伪代码)中即要分析出计算的类型,又要分析出参与计算的数据(如果参与运算的数据比较多,也可使用表格对数据进行分析管理)⇒②建立数学模型,根据第一步分析的结果,选择恰当的数学模型③解模.
8.已知曲线y=x+ax+1在点(﹣1,a+2)处切线的斜率为8,a=( ) A.9 B.6 C.﹣9 D.﹣6
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程. 专题:导数的综合应用.
分析:先求导函数,再利用导数的几何意义,建立方程,即可求得a的值.
42
解答: 解:∵y=x+ax+1,
3
∴y′=4x+2ax,
42
∵曲线y=x+ax+1在点(﹣1,a+2)处切线的斜率为8, ∴﹣4﹣2a=8 ∴a=﹣6 故选:D.
点评:本题考查导数的几何意义,考查学生的计算能力,属于基础题.
42
9.x、y满足约束条件,若z=y﹣ax取得最大值的最优解不唯一,则实数a
的值为( ) A.或﹣1
B.2或
C.2或1
D.2或﹣1
考点:简单线性规划.
专题:不等式的解法及应用.
分析:作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,得到直线y=ax+z斜率的变化,从而求出a的取值.
解答: 解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分ABC). 由z=y﹣ax得y=ax+z,即直线的截距最大,z也最大.
若a=0,此时y=z,此时,目标函数只在A处取得最大值,不满足条件,
若a>0,目标函数y=ax+z的斜率k=a>0,要使z=y﹣ax取得最大值的最优解不唯一, 则直线y=ax+z与直线2x﹣y+2=0平行,此时a=2,
若a<0,目标函数y=ax+z的斜率k=a<0,要使z=y﹣ax取得最大值的最优解不唯一, 则直线y=ax+z与直线x+y﹣2=0,平行,此时a=﹣1, 综上a=﹣1或a=2, 故选:D
点评:本题主要考查线性规划的应用,利用目标函数的几何意义,结合数形结合的数学思想是解决此类问题的基本方法.注意要对a进行分类讨论,同时需要弄清楚最优解的定义.
10.直线l过抛物线C:x=4y的焦点且与y轴垂直,则l与C所围成的图形的面积等于( ) A.
B.2
C.
D.
2
考点:定积分.
专题:圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:先确定直线的方程,再求出积分区间,确定被积函数,由此利用定积分可求直线l与抛物线围成的封闭图形面积.
2
解答: 解:抛物线x=4y的焦点坐标为(0,1),
2
∵直线l过抛物线C:x=4y的焦点且与y轴垂直, ∴直线l的方程为y=1,
由 ,可得交点的横坐标分别为﹣2,2.
∴直线l与抛物线围成的封闭图形面积为 故选:C.
=( x﹣)|=.
点评:本题考查封闭图形的面积,考查直线方程,解题的关键是确定直线的方程,求出积分区间,确定被积函数.
11.已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=2AB,则CD与平面BDC1所成角的正弦值等于( ) A.
B.
C.
D.
考点:用空间向量求直线与平面的夹角;直线与平面所成的角. 专题:综合题;压轴题;空间角;空间向量及应用.
分析:设AB=1,则AA1=2,分别以
的方向为x轴、y轴、z轴的正
方向建立空间直角坐标系,设=(x,y,z)为平面BDC1的一个法向量,CD与平面BDC1所成角为θ, 则sinθ=|
|,在空间坐标系下求出向量坐标,代入计算即可.
解答: 解:设AB=1,则AA1=2,分别以轴的正方向建立空间直角坐标系, 如下图所示:
的方向为x轴、y轴、z
则D(0,0,2),C1(1,0,0),B(1,1,2),C(1,0,2), =(1,1,0),
=(1,0,﹣2),
=(1,0,0),
设=(x,y,z)为平面BDC1的一个法向量,则﹣2,1),
设CD与平面BDC1所成角为θ,则sinθ=|
|=,
,即,取=(2,
故选A.
点评:本题考查直线与平面所成的角,考查空间向量的运算及应用,准确理解线面角与直线方向向量、平面法向量夹角关系是解决问题的关键.
12.当x∈[﹣2,1]时,不等式ax﹣x+4x+3≥0恒成立,则实数a的取值范围是( ) A.[﹣5,﹣3]
B.[﹣6,﹣]
C.[﹣6,﹣2]
D.[﹣4,﹣3]
3
2
考点:函数恒成立问题;其他不等式的解法.
专题:综合题;导数的综合应用;不等式的解法及应用.
分析:分x=0,0<x≤1,﹣2≤x<0三种情况进行讨论,分离出参数a后转化为函数求最值即可,利用导数即可求得函数最值,注意最后要对a取交集.
32
解答: 解:当x=0时,不等式ax﹣x+4x+3≥0对任意a∈R恒成立;
当0<x≤1时,ax﹣x+4x+3≥0可化为a≥
32
,
令f(x)=,则f′(x)==﹣(*),
当0<x≤1时,f′(x)>0,f(x)在(0,1]上单调递增,
f(x)max=f(1)=﹣6,∴a≥﹣6; 当﹣2≤x<0时,ax﹣x+4x+3≥0可化为a≤
3
2
,
由(*)式可知,当﹣2≤x<﹣1时,f′(x)<0,f(x)单调递减,当﹣1<x<0时,f′(x)>0,f(x)单调递增,
f(x)min=f(﹣1)=﹣2,∴a≤﹣2;
综上所述,实数a的取值范围是﹣6≤a≤﹣2,即实数a的取值范围是[﹣6,﹣2]. 故选:C.
点评:本题考查利用导数研究函数的最值,考查转化思想、分类与整合思想,按照自变量讨论,最后要对参数范围取交集;若按照参数讨论则取并集.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分) 13.若
的展开式中x的系数为7,则实数a=.
4
考点:二项式系数的性质. 专题:计算题.
分析:利用二项式定理的通项公式即可得出. 解答: 解:由通项公式Tr+1=
=
,
∵的展开式中x的系数为7,∴
4
,解得.
故答案为.
点评:熟练掌握二项式定理的通项公式是解题的关键.
14.设sin2α=﹣sinα,α∈(
,π),则tan2α的值是
.
考点:二倍角的正弦;同角三角函数间的基本关系;二倍角的正切. 专题:压轴题;三角函数的求值.
分析:已知等式左边利用二倍角的正弦函数公式化简,根据sinα不为0求出cosα的值,由α的范围,利用同角三角函数间的基本关系求出sinα的值,进而求出tanα的值,所求式子利用二倍角的正切函数公式化简后,将tanα的值代入计算即可求出值.
解答: 解:∵sin2α=2sinαcosα=﹣sinα,α∈(∴cosα=﹣,sinα=∴tanα=﹣则tan2α=
,
=
=
.
=
,
,π),
故答案为:
点评:此题考查了二倍角的正弦、正切函数公式,以及同角三角函数间的基本关系,熟练掌握公式是解本题的关键.
15.若函数f(x)=|2x+a|的单调递增区间是[3,+∞),则a=﹣6.
考点:带绝对值的函数;函数单调性的性质. 专题:计算题.
分析:根据函数f(x)=|2x+a|关于直线即可求得a的值.
解答: 解:∵函数f(x)=|2x+a|关于直线∴∴a=﹣6
对称,单调递增区间是[3,+∞),可建立方程,
对称,单调递增区间是[3,+∞),
故答案为:﹣6
点评:本题考查绝对值函数,考查函数的单调性,解题的关键是确定函数的对称轴,属于基础题.
16.设m,n∈R,若直线l:mx+ny﹣1=0与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,且l与圆22
x+y=4相交所得弦的长为2,O为坐标原点,则△AOB面积的最小值为3.
考点:直线与圆相交的性质;直线的一般式方程. 专题:直线与圆.
分析:由圆的方程找出圆心坐标和半径r,由直线l被圆截得的弦长与半径,根据垂径定理及勾股定理求出圆心到直线l的距离,然后再利用点到直线的距离公式表示出圆心到直线l
的距离,两者相等列出关系式,整理后求出m+n的值,再由直线l与x轴交于A点,与y轴交于B点,由直线l的解析式分别令x=0及y=0,得出A的横坐标及B的纵坐标,确定出A和B的坐标,得出OA及OB的长,根据三角形AOB为直角三角形,表示出三角形
22
AOB的面积,利用基本不等式变形后,将m+n的值代入,即可求出三角形AOB面积的最小值.
22
解答: 解:由圆x+y=4的方程,得到圆心坐标为(0,0),半径r=2,
22
∵直线l与圆x+y=4相交所得弦CD=2, ∴圆心到直线l的距离d=
=
,
22
∴圆心到直线l:mx+ny﹣1=0的距离d==,
整理得:m+n=,
令直线l解析式中y=0,解得:x=, ∴A(,0),即OA=令x=0,解得:y=, ∴B(0,),即OB=
2
2
22
,
,
∵m+n≥2|mn|,当且仅当|m|=|n|时取等号, ∴|mn|≤
,
又△AOB为直角三角形, ∴S△ABC=OA•OB=
≥
=3,当且仅当|m|=|n|=时取等号,
2
2
则△AOB面积的最小值为3. 故答案为:3.
点评:此题考查了直线与圆相交的性质,涉及的知识有:点到直线的距离公式,垂径定理,勾股定理,直线的一般式方程,以及基本不等式的运用,当直线与圆相交时,常常根据垂径
定理由垂直得中点,进而由弦长的一半,圆的半径及弦心距构造直角三角形,利用勾股定理来解决问题.
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.数列{an}满足a1=1,nan+1=(n+1)an+n(n+1),n∈N. (Ⅰ)证明:数列{(Ⅱ)设bn=3•
n
}是等差数列;
,求数列{bn}的前n项和Sn.
考点:数列的求和;等比关系的确定.
分析:(Ⅰ)将nan+1=(n+1)an+n(n+1)的两边同除以n(n+1)得数列的定义得证. (Ⅱ)由(Ⅰ)求出bn=3•
n
,由等差
=n•3,利用错位相减求出数列{bn}的前n项和Sn.
n
解答: 证明(Ⅰ)∵nan+1=(n+1)an+n(n+1), ∴∴∴数列{
, ,
}是以1为首项,以1为公差的等差数列;
,
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,∴bn=3•∴
n
, =n•3,
•3
n﹣1
n
+n•3①
n+1
n
•3+n•3
①﹣②得
3﹣n•3
n
n+1
n
②
=
=∴
点评:本题考查利用等差数列的定义证明数列是等差数列;考查数列求和的方法:错位相减法.求和的关键是求出通项选方法.
18.一家面包房根据以往某种面包的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图,如图所示.将日销售量落入各组的频率视为概率,并假设每天的销售量相互独立. (Ⅰ)求在未来连续3天里,有连续2天的日销售量都不低于100个且另1天的日销售量低于50个的概率;
(Ⅱ)用X表示在未来3天里日销售量不低于100个的天数,求随机变量X的分布列,期望E(X)及方差D(X).
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. 专题:概率与统计. 分析:(Ⅰ)由频率分布直方图求出事件A1,A2的概率,利用相互独立事件的概率公式求出事件“在未来连续3天里,有连续2天的日销售量都不低于100个且另1天的日销售量低于50个”的概率;
(Ⅱ)写出X可取得值,利用相互独立事件的概率公式求出X取每一个值的概率;列出分布列.根据服从二项分布的随机变量的期望与方差公式求出期望E(X)及方差D(X). 解答: 解:(Ⅰ)设A1表示事件“日销售量不低于100个”,A2表示事件“日销售量低于50个”
B表示事件“在未来连续3天里,有连续2天的日销售量都不低于100个且另1天的日销售量低于50个”,
因此P(A1)=(0.006+0.004+0.002)×50=0.6, P(A2)=0.003×50=0.15,
P(B)=0.6×0.6×0.15×2=0.108,
(Ⅱ)X可能取的值为0,1,2,3,相应的概率为:
, ,
,
随机变量X的分布列为 X 0 1 2 P 0.064 0.288 0.432 因为X~B(3,0.6),
所以期望E(X)=3×0.6=1.8,
3 0.216
方差D(X)=3×0.6×(1﹣0.6)=0.72.
点评:在n次独立重复试验中,事件A发生的次数服从二项分布、服从二项分布的随机变量的期望与方差公式,考查分布列的求法. 19.如图,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,∠DPC=30°,AF⊥PC于点F,FE∥CD交PD于点E.
(1)证明:CF⊥平面ADF;
(2)求二面角C﹣AF﹣E的余弦值.
考点:二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的判定. 专题:计算题;证明题;向量法;空间位置关系与距离. 分析:(1)结合已知由直线和平面垂直的判定定理可证PC⊥平面ADF,即得所求; (2)由已知数据求出必要的线段的长度,建立空间直角坐标系,由向量法计算即可. 解答: (1)证明:∵PD⊥平面ABCD, ∴PD⊥AD,
又CD⊥AD,PD∩CD=D, ∴AD⊥平面PCD,
∴AD⊥PC,又AF⊥PC, ∴PC⊥平面ADF, 即CF⊥平面ADF;
(2)设AB=1,在直角△PDC中,CD=1,∠DPC=30° 则PC=2,PD=,由(1)知,CF⊥DF,
则DF=即有CF=则
=
,AF==,
=,又EF∥CD,
=,则有DE=
,
同理可得EF=CD=,
如图所示,以D为原点,建立空间直角坐标系, 则A(0,0,1),E(
,0,0),F(
,,0),P(
,
,0,0),C(0,1,0), ,
设=(x,y,z)为平面AEF的法向量,则
则有,令x=4可得z=,则=(4,0,),
设平面ACF的一个法向量为=(k,l,r),则,,
则有,令l=4,可得r=4,k=,则=(,4,4),
设二面角C﹣AF﹣E的平面角为θ,则θ为钝角, 则cosθ=﹣|cos<,>|=﹣|
|=﹣
.
点评:本题考查空间直线与平面垂直的性质和判定,考查用空间向量法求二面角的余弦值,建立空间直角坐标系并准确求出相关点的坐标是解决问题的关键,属中档题.
20.已知椭圆C:
+
=1(a>b>0)的左焦点为F(﹣2,0),离心率为
.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设O为坐标原点,T为直线x=﹣3上一点,过F作TF的垂线交椭圆于P、Q,当四边形OPTQ是平行四边形时,求四边形OPTQ的面积.
考点:直线与圆锥曲线的综合问题. 专题:圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:(Ⅰ)由题意可得,解出即可;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得F(﹣2,0),设T(﹣3,m),可得直线TF的斜率kTF=﹣m,由于TF⊥PQ,可得直线PQ的方程为x=my﹣2.设P(x1,y1),Q(x2,y2).直线方程与椭圆方程可得根
与系数的关系.由于四边形OPTQ是平行四边形,可得OPTQ的面积S=
.
,即可解得m.此时四边形
解答: 解:(Ⅰ)由题意可得,
解得c=2,a=,b=.
;
∴椭圆C的标准方程为
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得F(﹣2,0), 设T(﹣3,m),则直线TF的斜率
∵TF⊥PQ,可得直线PQ的方程为x=my﹣2. 设P(x1,y1),Q(x2,y2). 联立
,化为(m+3)y﹣4my﹣2=0,
2
2
,
△>0,∴y1+y2=,y1y2=
.
∴x1+x2=m(y1+y2)﹣4=
.
∵四边形OPTQ是平行四边形, ∴
,∴(x1,y1)=(﹣3﹣x2,m﹣y2),
∴,解得m=±1.
此时四边形OPTQ的面积S=
═
=
.
点评:本题2015届中考查了椭圆与圆的标准方程及其性质、直线与椭圆及圆相交可得根与系数的关系及弦长问题、向量相等问题、平行四边形的面积计算公式等基础知识与基本技能方法,考查了推理能力和计算能力,考查了数形结合和转化能力,属于难题.
21.已知函数f(x)=e(ax+b)﹣x﹣4x,曲线y=f(x)在点(0,f(0))处切线方程为y=4x+4.
(Ⅰ)求a,b的值;
(Ⅱ)讨论f(x)的单调性,并求f(x)的极大值.
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单调性;利用导数研究函数的极值.
专题:压轴题;导数的综合应用. 分析:(Ⅰ)求导函数,利用导数的几何意义及曲线y=f(x)在点(0,f(0))处切线方程为y=4x+4,建立方程,即可求得a,b的值;
(Ⅱ)利用导数的正负,可得f(x)的单调性,从而可求f(x)的极大值.
x2
解答: 解:(Ⅰ)∵f(x)=e(ax+b)﹣x﹣4x,
x
∴f′(x)=e(ax+a+b)﹣2x﹣4, ∵曲线y=f(x)在点(0,f(0))处切线方程为y=4x+4 ∴f(0)=4,f′(0)=4 ∴b=4,a+b=8 ∴a=4,b=4;
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,f(x)=4e(x+1)﹣x﹣4x,f′(x)=4e(x+2)﹣2x﹣4=4(x+2)(e﹣),
令f′(x)=0,得x=﹣ln2或x=﹣2
∴x∈(﹣∞,﹣2)或(﹣ln2,+∞)时,f′(x)>0;x∈(﹣2,﹣ln2)时,f′(x)<0 ∴f(x)的单调增区间是(﹣∞,﹣2),(﹣ln2,+∞),单调减区间是(﹣2,﹣ln2) 当x=﹣2时,函数f(x)取得极大值,极大值为f(﹣2)=4(1﹣e).
点评:本题考查导数的几何意义,考查函数的单调性与极值,考查学生的计算能力,确定函数的解析式是关键.
【选做题】(共1小题,满分10分) 22.如图,P是⊙O外一点,PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C,PC=2PA,D为PC的中点,AD的延长线交⊙O于点E,证明: (Ⅰ)BE=EC;
2
(Ⅱ)AD•DE=2PB.
﹣2
x2
x2xx
考点:与圆有关的比例线段;相似三角形的判定. 专题:选作题;立体几何.
分析:(Ⅰ)连接OE,OA,证明OE⊥BC,可得E是
的中点,从而BE=EC;
(Ⅱ)利用切割线定理证明PD=2PB,PB=BD,结合相交弦定理可得AD•DE=2PB. 解答: 证明:(Ⅰ)连接OE,OA,则∠OAE=∠OEA,∠OAP=90°, ∵PC=2PA,D为PC的中点, ∴PA=PD,
∴∠PAD=∠PDA, ∵∠PDA=∠CDE,
∴∠OEA+∠CDE=∠OAE+∠PAD=90°, ∴OE⊥BC, ∴E是
的中点,
2
∴BE=EC;
(Ⅱ)∵PA是切线,A为切点,割线PBC与⊙O相交于点B,C, ∴PA=PB•PC, ∵PC=2PA, ∴PA=2PB, ∴PD=2PB, ∴PB=BD,
∴BD•DC=PB•2PB, ∵AD•DE=BD•DC,
2
∴AD•DE=2PB.
2
点评:本题考查与圆有关的比例线段,考查切割线定理、相交弦定理,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
【选做题】((共1小题,满分0分) 23.选修4﹣4:坐标系与参数方程
在平面直角坐标系中,以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.已知直线l上两点M,N的极坐标分别为(2,0),(
),圆C的参数方程
(θ为参数).
(Ⅰ)设P为线段MN的中点,求直线OP的平面直角坐标方程; (Ⅱ)判断直线l与圆C的位置关系.
考点:圆的参数方程;直线与圆的位置关系;简单曲线的极坐标方程. 专题:计算题;压轴题. 分析:(Ⅰ)设P为线段MN的中点,求直线OP的平面直角坐标方程;
(Ⅱ)求出圆的圆心与半径,判断圆心与直线的距离与半径的关系,即可判断直线l与圆C的位置关系.
解答: 解:(Ⅰ)M,N的极坐标分别为(2,0),(所以M、N的直角坐标分别为:M(2,0),N(0,直线OP的平面直角坐标方程y=
;
2
),
),P为线段MN的中点(1,
),
(Ⅱ)圆C的参数方程(y+)=4,
圆的圆心坐标为(2,﹣
2
(θ为参数).它的直角坐标方程为:(x﹣2)+
),半径为2,
),
)y﹣6π=0.
直线l上两点M,N的极坐标分别为(2,0),(方程为y=
(x﹣2),即3πx+(12﹣4
圆心到直线的距离为:
=
<2,
所以,直线l与圆C相交.
点评:本题考查圆的参数方程,极坐标方程与直角坐标方程的转化,直线与圆的位置关系,考查计算能力.
【选做题】((共1小题,满分0分)
24.已知定义域在R上的函数f(x)=|x+1|+|x﹣2|的最小值为a. (1)求a的值;
222
(2)若p,q,r为正实数,且p+q+r=a,求证:p+q+r≥3.
考点:二维形式的柯西不等式;绝对值不等式的解法. 专题:计算题;证明题;不等式的解法及应用. 分析:(1)由绝对值不等式|a|+|b|≥|a﹣b|,当且仅当ab≤0,取等号;
2222222
(2)由柯西不等式:(a+b+c)(d+e+f)≥(ad+be+cf),即可证得. 解答: (1)解:∵|x+1|+|x﹣2|≥|(x+1)﹣(x﹣2)|=3, 当且仅当﹣1≤x≤2时,等号成立, ∴f(x)的最小值为3,即a=3;
(2)证明:由(1)知,p+q+r=3,又p,q,r为正实数,
2222222
∴由柯西不等式得,(p+q+r)(1+1+1)≥(p×1+q×1+r×1)
22
=(p+q+r)=3=9,
222
即p+q+r≥3.
点评:本题主要考查绝对值不等式、柯西不等式等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.
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