題目列表(包括答案和解析)
已知函數(shù)
的圖象過坐標(biāo)原點(diǎn)O,且在點(diǎn)
處的切線的斜率是
.
(Ⅰ)求實(shí)數(shù)
的值;
(Ⅱ)求
在區(qū)間
上的最大值;
(Ⅲ)對(duì)任意給定的正實(shí)數(shù)
,曲線
上是否存在兩點(diǎn)P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,且此三角形斜邊中點(diǎn)在
軸上?說明理由.
【解析】第一問當(dāng)
時(shí),
,則
。
依題意得:
,即
解得
第二問當(dāng)
時(shí),
,令
得
,結(jié)合導(dǎo)數(shù)和函數(shù)之間的關(guān)系得到單調(diào)性的判定,得到極值和最值
第三問假設(shè)曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q滿足題設(shè)要求,則點(diǎn)P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q.
(Ⅰ)當(dāng)
時(shí),
,則
。
依題意得:
,即
解得![]()
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,![]()
①當(dāng)
時(shí),
,令
得![]()
當(dāng)
變化時(shí),
的變化情況如下表:
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
— |
0 |
+ |
0 |
— |
|
|
|
極小值 |
單調(diào)遞增 |
極大值 |
|
又
,
,
。∴
在
上的最大值為2.
②當(dāng)
時(shí),
.當(dāng)
時(shí),
,
最大值為0;
當(dāng)
時(shí),
在
上單調(diào)遞增。∴
在
最大值為
。
綜上,當(dāng)
時(shí),即
時(shí),
在區(qū)間
上的最大值為2;
當(dāng)
時(shí),即
時(shí),
在區(qū)間
上的最大值為
。
(Ⅲ)假設(shè)曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q滿足題設(shè)要求,則點(diǎn)P、Q只能在
軸兩側(cè)。
不妨設(shè)
,則
,顯然![]()
∵
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,∴![]()
即
(*)若方程(*)有解,存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q;
若方程(*)無解,不存在滿足題設(shè)要求的兩點(diǎn)P、Q.
若
,則
代入(*)式得:![]()
即
,而此方程無解,因此
。此時(shí)
,
代入(*)式得:
即
(**)
令
,則![]()
∴
在
上單調(diào)遞增, ∵
∴
,∴
的取值范圍是
。
∴對(duì)于
,方程(**)總有解,即方程(*)總有解。
因此,對(duì)任意給定的正實(shí)數(shù)
,曲線
上存在兩點(diǎn)P、Q,使得
是以O(shè)為直角頂點(diǎn)的直角三角形,且此三角形斜邊中點(diǎn)在
軸上
說明:1.參考答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)指出了每道題要考查的主要知識(shí)和能力,并給出了一種或幾種解法供參考,如果考生的解法與參考答案不同,可根據(jù)試題主要考查的知識(shí)點(diǎn)和能力比照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)給以相應(yīng)的分?jǐn)?shù).
2.對(duì)解答題中的計(jì)算題,當(dāng)考生的解答在某一步出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí),如果后繼部分的解答未改變?cè)擃}的內(nèi)容和難度,可視影響的程度決定后繼部分的得分,但所給分?jǐn)?shù)不得超過該部分正確解答應(yīng)得分?jǐn)?shù)的一半;如果后繼部分的解答有較嚴(yán)重的錯(cuò)誤,就不再給分.
3.解答右端所注分?jǐn)?shù),表示考生正確做到這一步應(yīng)得的累加分?jǐn)?shù).
4.只給整數(shù)分?jǐn)?shù),選擇題和填空題不給中間分.
一、選擇題:本大題主要考查基本知識(shí)和基本運(yùn)算.共10小題,每小題5分,滿分50分.
題號(hào)
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
C
A
B
A
B
C
C
D
二、填空題:本大題主要考查基本知識(shí)和基本運(yùn)算.本大題共7小題,考生作答6小題,每小題5分,滿分30分.其中14~15題是選做題,考生只能選做一題.
9.
10.
11.
12. 中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image213.gif)
13.
14.
15.2
說明:第14題答案可以有多種形式,如可答
或
Z
等, 均給滿分.
三、解答題:本大題共6小題,滿分80分.解答須寫出文字說明、證明過程和演算步驟.
16.(本小題滿分12分)
解:(1)∵中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image224.gif)
……2分
……4分
.
……6分
∴
.
……8分
(2) 當(dāng)
時(shí),
取得最大值, 其值為2 .
……10分
此時(shí)
,即中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image239.gif)
Z
.
……12分
17.(本小題滿分12分)
解:(1)設(shè)“這箱產(chǎn)品被用戶接收”為事件
,
. ……3分
即這箱產(chǎn)品被用戶接收的概率為
.
……4分
(2)
的可能取值為1,2,3.
……5分
=
,
=
,
=
,
……8分
∴
的概率分布列為:
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image121.gif)
1
2
3
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image104.gif)
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image265.gif)
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image267.gif)
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image269.gif)
……10分
∴
=
.
……12分
18.(本小題滿分14分)
解:(1)∵點(diǎn)A、D分別是
、
的中點(diǎn),
∴
.
……2分
∴∠
=90º.
∴
.
∴
,
∵
,
∴
⊥平面
.
……4分
∵
平面
,
∴
.
……6分
(2)法1:取
的中點(diǎn)
,連結(jié)
、
.
∵
,
∴
.
∵
,
∴
平面
.
∵
平面
,
∴
.
……8分
∵中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image317.gif)
∴
平面
.
∵
平面
,
∴
.
∴∠
是二面角
的平面角.
……10分
在Rt△
中,
,
在Rt△
中,
,
.
……12分
∴ 二面角
的平面角的余弦值是
.
……14分
法2:建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系
.
則
(-1,0,0),
(-2,1,0),
(0,0,1).
∴
=(-1,1,0),
=(1,0,1),
……8分
設(shè)平面
的法向量為
=(x,y,z),則:
, ……10分
令
,得
,
∴
=(1,1,-1).
顯然,
是平面
的一個(gè)法向量,
=(中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image367.gif)
). ……12分
∴cos<
,
>=
.
∴二面角
的平面角的余弦值是
.
……14分
19. (本小題滿分14分)
解:(1)依題意知,
……2分
∵
,
∴
.
……4分
∴所求橢圓
的方程為
.
……6分
(2)∵ 點(diǎn)中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image104.gif)
關(guān)于直線
的對(duì)稱點(diǎn)為
,
∴
……8分
解得:
,
.
……10分
∴
.
……12分
∵
點(diǎn)中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image104.gif)
在橢圓
:
上,
∴
, 則
.
∴
的取值范圍為
.
……14分
20.(本小題滿分14分)
解:(1)數(shù)表中前
行共有
個(gè)數(shù),
即第i行的第一個(gè)數(shù)是
,
……2分
∴
=
.
∵
,
=2010,
∴ i=11. ……4分
令
,
解得
.
……6分
(2)∵中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image186.gif)
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image411.gif)
.
……7分
∴
.
當(dāng)
時(shí),
, 則
;
當(dāng)
時(shí),
, 則
;
當(dāng)
時(shí),
, 則
;
當(dāng)
時(shí), 猜想:
.
……11分
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明猜想正確.
① 當(dāng)
時(shí),
, 即
成立;
② 假設(shè)當(dāng)
時(shí), 猜想成立,
即
,
則
,
∵
,
∴
.
即當(dāng)
時(shí),猜想也正確.
由①、②得當(dāng)
時(shí),
成立.
當(dāng)
時(shí),中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image455.gif)
.
……13分
綜上所述, 當(dāng)
時(shí),
; 當(dāng)
時(shí),中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image455.gif)
. ……14分
另法( 證明當(dāng)
時(shí),
可用下面的方法):
當(dāng)
時(shí),
C
+ C
+ C
+ C中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image468.gif)
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image470.gif)
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image472.gif)
.
21. (本小題滿分14分)
解:(1)當(dāng)
時(shí),
,
∴中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image479.gif)
.
令
=0, 得
.
……2分
當(dāng)
時(shí),
, 則
在
上單調(diào)遞增;
當(dāng)
時(shí),
, 則
在
上單調(diào)遞減;
當(dāng)
時(shí),
,
在
上單調(diào)遞增.
……4分
∴ 當(dāng)
時(shí),
取得極大值為中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image505.gif)
;
當(dāng)
時(shí),
取得極小值為中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image512.gif)
. ……6分
(2) ∵
=
,
∴△=
=
.
① 若a≥1,則△≤0, ……7分
∴
≥0在R上恒成立,
∴ f(x)在R上單調(diào)遞增 .
∵f(0)
,
,
∴當(dāng)a≥1時(shí),函數(shù)f(x)的圖象與x軸有且只有一個(gè)交點(diǎn). ……9分
② 若a<1,則△>0,
∴
= 0有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根,不妨設(shè)為x1,x2,(x1<x2).
∴x1+x2 = 2,x1x2 = a.
當(dāng)
變化時(shí),
的取值情況如下表:
x
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image529.gif)
x1
(x1,x2)
x2
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image531.gif)
中學(xué)下學(xué)期高三第一次模擬%20數(shù)學(xué)理科.files/image479.gif)
+
0
-
0
+
f(x)
ㄊ
極大值
ㄋ
極小值
ㄊ
……11分
∵
,
∴
.
∴
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