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1
高途高中数学高考研究院
高途高中数学
内部资料!禁止外传!
2024 高考数学
点睛密卷
上海卷
高中数学终极冲刺必备资料
以基为本 一单在手 数学无忧
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12
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绝密★启用前
2024 年高考数学点睛密卷(上海卷)
数 学
本试卷共6页,22小题,满分150分。考试用时120分钟。
注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
用 2B 铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。将条形码横贴在答题卡
右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答
案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在
试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目
指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;
不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
一、填空题(本大题共有12题,满分54分,第1~6题每题4分,第7~12题每题5分),
考生应在答题纸的相应位置填写结果.
1.已知集合
2
A = { x || x | 1 } ,B={−1,1,3,5},则 A B = .
【解答】 A={x||x| 1}={x|−1 x 1},B={−1,1,3,5},
A B = { x | − 1 x 1 } { − 1 ,1,3,5}={−1, 1 } .
故答案为: { − 1 , 1 } .
2.若抛物线 x 2 = m y 的焦点到它的准线距离为1,则实数m= .
【解答】 x 2 = m y = 2
m
2
y ,
p =
m
2
,
又抛物线的焦点到它的准线距离为1,
m
p= =1,则
2
m = 2 .
故答案为:2.3
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3.若
3
1 2 a = 3 b = m
1 1
,且 − =2,则
a b
m = .
【解答】 1 2 a = 3 b = m , a = lo g
1 2
m , b = lo g
3
m ,
1
a
−
1
b
=
lo g
1
1 2
m
−
lo
1
g
3
m
= lo g
m
1 2 − lo g
m
3 = lo g
m
4 = 2 ,
m 2 = 4 ,
又 m 0 ,
m = 2 .
故答案为:2.
4.在(2x+5)5的二项展开式中, x 3 的系数为 .
【解答】 ( 2 x + 5 ) 5 的二项展开式的通项公式为 T
r + 1
= C r5 5 5 − r ( 2 x ) r ,
令 r = 3 a
4
= C 35 5 5 − 3 2 3 = 2 0 0 0 .
故答案为:2000.
5.若复数 z 满足 i z = 3 − 4 i ,则 | z |= .
【解答】 i z = 3 − 4 i ,
z =
3 −
i
4 i
=
( 3 −
i
4
2
i ) i
= − 4 − 3 i ,
z = − 4 + 3 i ,
| z |= ( − 4 ) 2 + 3 2 = 5 .
故答案为:5.
6.已知数列 { a
n
} 是等比数列,且 a
2
a 25 = 4 .设 b
n
= lo g
2
a
n
,数列 { b
n
} 的前 n 项和为 S
n
,则
S = .
7
【解答】因为 { a
n
} 为等比数列,a a2 =a a a =a a a =a3 =4,
2 5 2 5 5 3 4 5 4
1 2
所以a =43 =23 ,
4
由b =log a 可知,{b }为等差数列,
n 2 n n
所以 S
7
=
b
1
+
2
b
7 7 =
2 b
2
4 7 = 7 b
4
= 7 lo g
2
a
4
= 7
2
3
=
1 4
3
.
14
故答案为: .
34
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7.已知一个半径为4的扇形圆心角为
4
( 0 2 ) ,面积为 2 ,若tan(+)=3,则
ta n = .
【解答】已知扇形半径为r =4,圆心角为,
1 1 1
扇形面积S = lr = r2 = 42 =2,
2 2 2
4
=
,
ta n ( )
1
ta n
ta n
ta n
ta n
1
1
ta
ta
n
n
3
+ =
−
+
=
+
−
= ,
1
解得:tan= .
2
故答案为:
1
2
.
8.在平面直角坐标系 x O y 中,已知点P(−1,1)和抛物线 C : y 2 = 4 x ,过 C 的焦点F 且斜率为
k(k 0)的直线与 C 交于 A , B 两点.记线段 A B 的中点为 M ,若线段 M P 的中点在 C 上,
则 k 的值为 ;|AF||BF|的值为 .
【解答】根据题意设 A B 直线方程为 y = k ( x − 1 ) ,
联立 y 2 = 4 x ,可得 k 2 x 2 − ( 2 k 2 + 4 ) x + k 2 = 0 ,
设 A ( x
1
, y
1
) , B ( x
2
, y
2
) ,
x
1
+ x
2
= 2 +
4
k 2
, x
1
x
2
= 1 ,
x
M
= 1 +
2
k 2
,
2
y = ,
M k
2 2
即M1+ , ,又
k2 k
P ( − 1 ,1 ) ,
MP的中点坐标为
1
k 2
,
1
k
+
1
2
,将其代入 y 2 = 4 x 中,
可得:
3
k 2
−
1
k
−
1
4
= 0 , k 0 ,
解得k =−6(舍 ) 或k =2;
x +x =3,xx =1,
1 2 1 2
|AF||BF|=(1+x)(1+x )
1 2
= 1 + x
1
+ x
2
+ x
1
x
2
=1+3+1=5.5
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故答案为:2;5.
9.已知
5
a = ( 6 , − 8 ) ,b与a垂直, | b |= 5 ,且b与 c = (1 , 0 ) 的夹角是钝角,则b在c方向上的
投影向量为 .
【解答】设 b = ( x , y ) ,则由题可得:
6
x
x
2
−
+
8
y
y
2
=
=
0
2 5
,解得
x
y
=
=
4
3
或
x
y
=
=
−
−
4
3
,
b 与 c = (1 , 0 )
bc x
的夹角是钝角,cos b,c = = 0,
|b||c| 5
x 0 ,
b = ( − 4 , − 3 ) ,
bc c
b在c方向上的投影为 =(−4,0).
|c| |c|
故答案为:(−4,0).
10.记函数 y = 4 s in
2 x +
3
在
t , t +
6
上的最大值为 M
t
,最小值为m ,则当
t
t R 时,
M
t
− m
t
的最小值为 .
【解答】 y = 4 s in
2 x +
3
的最小正周期 T =
2
2
= ,
由于 t +
6
− t =
6
,为最小正周期的
1
6
,
要想 M
t
− m
t
取得最小值,则 y = 4 s in
2 x +
3
在
t , t +
6
上不单调,
由对称性可知,当
t , t +
6
关于 y = 4 s in
2 x +
3
的某条对称轴对称时,
M
t
− m
t
取得最小值,其对称轴为
t + t
2
+
6
= t +
1 2
,
所以当x=t+ 时,
12
y = 4 s in
2 x +
3
取得最值 4 ,
不妨令M =4,则
t
4 s in
2 t +
6
+
3
= 4 ,解得t =k,kZ,
故 m
t
= 4 s in
2 t +
3
= 4 s in
2 k +
3
= 2 3 ,
故M −m 的最小值为
t t
4 − 2 3 .
故答案为:4−2 3.
11.如图,一个正方体雕塑放置在水平基座上,其中一个顶点恰好在基座上,与之相邻的三
个顶点与水平基座的距离分别是2,3,4,则正方体的8个顶点中与水平基座距离的最大值
为 .6
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【解答】如图,
不妨设
6
B , D , A
1
到水平基座的距离分别是2,3,4,
可得 A D
1
7
的中点到水平基座的距离为 ,
2
D
1
到水平基座的距离为7;
同理求得 C 到水平基座的距离为 5; B
1
到水平基座的距离为 6; C
1
到水平基座的距离为 9.
即正方体的8个顶点中与水平基座距离的最大值为9.
故答案为:9.
12.已知曲线 C : y =
| x 2
x
−
2 +
x
1
|
,
+
x
1 ,
x
0
0
,点 P , Q 是曲线C上任意两个不同点,若 P O Q ,
则称 P , Q 两点心有灵犀,若 P , Q 始终心有灵犀,则的最小值 的正切值
0
ta n
0
= .
|x2 −x|+1,x 0
【解答】曲线C:y= ,其图象如图,
x2 +1,x0
当x 0时,y=x2 −x+1,设OP与该曲线相切,且切线方程为y=kx,设其倾斜角为,
17
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联立
7
y
y
=
=
k
x
x
2 − x + 1
,可得 x 2 − ( k + 1 ) x + 1 = 0 ,
由=(k+1)2 −4=0,解得 k = − 3 或 k = 1 (舍去);
当 x 0 时, y = x 2 + 1 ,即 y 2 − x 2 = 1 ( x 0 , y 1 ) ,
则y= x是该曲线的渐近线,并设其倾斜角为
2
,
点 P , Q 是曲线C上任意两个不同点,若POQ ,
则的最小值
0
的正切值 ta n
0
ta n (
1 2
)
1
3
( 3
1
) 1
2 = − =
+
−
−
−
= .
故答案为:2.
二、选择题(本题共有4题,满分20分,每题5分),每题有且只有一个正确选项,考生应在答
题纸的相应位置,将代表正确选项的小方格涂黑.
13.已知 a + b 0 ,且 b 0 ,则( )
A.
a
b
− 1 B.ab−b2 C.
1
a
−
1
b
D. a 2 b 2
【解答】由a+b0,且b0知 a − b 0 ,则
a
b
− 1 ,故A错误;
ab−b2,故 B 错误;
由 −
1
a b
0 得 a
−
1
a b
( − b )
−
1
a b
,即
1
a
−
1
b
,故 C 错误;
a 2 ( − b ) 2 ,即 a 2 b 2 ,故 D 正确.
故选: D .
14.实验测得六组成对数据(x,y)的值为(4,90),(5,84),(6,83),(7,80),(8,75),(9,68),
由此可得 y 与 x 之间的回归方程为 ˆy = − 4 x + ˆb ,则可预测当 x = 1 0 时, ˆy 的值为 ( )
A.67 B.66 C.65 D.64
【解答】由表中数据可得, x =
1
6
( 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 ) = 6 .5 ,
1
y = (90+84+83+80+75+68)=80,
6
线性回归方程为yˆ =−4x+b ˆ,则80=−46.5+b ˆ,解得 ˆb = 1 0 6 ,
故yˆ =−4x+106,当x=10时,yˆ =−410+106=66.8
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故选:B.
15.将函数y=−x3 +x,
8
x 0 ,1 的图象绕点(1,0)顺时针旋转角 0
2
得到曲线 C ,
若曲线 C 仍是一个函数的图形,则的最大值为( )
A. a r c ta n
1
2
B.
6
C.
4
D. a r c ta n 2
【解答】函数 f ( x ) = y = − x 3 + x ,
f ( x ) = − 3 x 2 + 1 ,令 f ( x ) = 0 ,解得 x =
3
3
,
3
当x0, 时,
3
f ( x ) 0 ,函数在
0 ,
3
3
上递增,
3
当x ,1时,
3
f ( x ) 0
3
,函数在 ,1上递减,
3
f ( 1 ) = − 2 .
可得在 x = 1 处切线的倾斜角为−arctan2,
因此,要使旋转后的图象仍为一个函数的图象,旋转后的切线倾斜角最多为 9 0 ,
也就是说,最大旋转角为 − a r c ta n 2 −
2
=
2
− a r c ta n 2 = a r c ta n
1
2
,
1
即的最大值为arctan .
2
故选:A.
16.在平面直角坐标系 x O y 中,对于定点 P ( a , b ) ,记点集 { ( x , y ) || x − a | 1 , | y − b | 1 } 中距
离原点O最近的点为点Q ,此最近距离为 f(P).当点P在曲线x2 + y2 −8x−4y+16=0上
P
运动时,关于下列结论:
①点Q 的轨迹是一个圆;
P
② f(P)的取值范围是 10−2, 10+2.
正确的判断是( )9
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A.①成立,②成立 B.①成立,②不成立
C.①不成立,②成立 D.①不成立,②不成立
【解答】点集
9
{ ( x , y ) | x − a | 1 , | y − b | 1 } 表示一个以 P ( a , b ) 为中心,边长为2的正方形及
其内部的点构成的区域,
曲线 x 2 + y 2 − 8 x − 4 y + 1 6 = 0 是一个以 M ( 4 , 2 ) 为圆心,2为半径的圆,
当 P 在圆 M 上运动时,正方形随之运动,其中离原点 O 最近的点 Q
P
分为两种情况:
(1)当正方形位于x轴上方时, Q
P
为正方形左下角顶点,
取N(3,1),易知PQ∥MN且PQ=MN,
| Q N |= | P M |= 2 ,所以此时 Q
P
的轨迹是以 ( 3 ,1 ) 为圆心,2为半径的圆的一段圆弧;
(2)当正方形与 x 轴有公共点时,Q 为正方形与轴的交点(离原点近的一个),
P
此时 Q
P
的轨迹是一个线段;
故点 Q
P
的轨迹是一段圆弧加一个线段,①错误;10
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如上图,当点
10
O , Q , N 三点共线且 Q 在中间时, f ( P ) 取最小值为 1 0 − 2 ,
当点 O , Q , N 三点共线且 N 在中间时, f ( P ) 取最大值为 1 0 + 2 ,故②正确.
故选:C.
三、解答题(本大题共有 5 题,满分 76 分).解答下列各题必须在答题纸的相应位置写出必
要的步骤.
17.(本题满分 14 分)如图, D 为圆锥的顶点, O 是圆锥底面的圆心, A E 为底面直径,
A E = A D . △ A B C 是底面的内接正三角形, P 为DO上一点, P O =
6
6
D O .
(1)证明: P A ⊥ 平面 P B C ;
(2)求二面角 B − P C − E 的大小.
【解答】(1)证明:不妨设圆 O 的半径为 1 , OA=OB=OC =1 , A E = A D = 2 ,
A B = B C = A C = 3 , D O = D A 2 − O A 2 = 3
6 2
,PO= DO= ,
6 2
P A = P B = P C = P O 2 + A O 2 =
2
6
,
在△PAC中,PA2 +PC2 = AC2,故PA⊥PC,
同理可得 P A ⊥ P B ,又 P B P C = P ,
故PA⊥平面PBC ;
(2)建立如图所示的空间直角坐标系,11
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3 1 3 1 2
则有B , ,0,C− , ,0,P0,0, ,
2 2 2 2 2
11
E ( 0 ,1 , 0 ) ,
故 B C = ( − 3 , 0 , 0 ) , C E =
2
3
,
1
2
, 0
, C P =
2
3
, −
1
2
,
2
2
,
设平面 P C E 的法向量为n=(x,y,z),
则由
n
n
C
C
E
P
=
=
0
0
3 1
x+ y=0 2 2
,得 ,取x=1,则
3 1 2
x− y+ z=0
2 2 2
y = − 3 , z = − 6 ,
所以平面PCE 的一个法向量为 n =
(
1 , − 3 , − 6
)
,
由(1)可知 P A ⊥ 平面 P B C ,不妨取平面 P B C
2
的法向量为AP=0,1, ,
2
|APn| 2 5
故cos= = ,
|AP||n| 5
又二面角 B − P C − E 的平面角为锐角,则二面角 B − P C − E 的大小为 a r c c o s
2
5
5
.
18. (本题满分14分)如图,四棱锥P−ABCD中,PA⊥平面 A B C D ,四边形 A B C D 是直角梯
形,其中 D A ⊥ A B ,AD∥BC. P A = 2 A D = B C = 2 , A B = 2 2 .
(1)求异面直线PC与AD所成角的大小;
(2)若平面ABCD内有一经过点C的曲线 E ,该曲线上的任一动点 Q 都满足 P Q 与AD所成角
的大小恰等于PC与AD所成角.试判断曲线E的形状并说明理由;
(3)在平面 A B C D 内,设点 Q 是(2)题中的曲线E在直角梯形 A B C D 内部(包括边界)的、一段曲
线CG上的动点,其中G 为曲线E和DC的交点.以B为圆心,BQ为半径的圆分别与梯形12
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的边AB,
12
B C 交于M , N 两点.当 Q 点在曲线段GC 上运动时,求四面体 P − B M N 体积的
取值范围.
【解答】(1)如图以 A 为原点,以AB,AD,AP所在直线分别 x 轴, y 轴,z轴,建立如图
所示的空间直角坐标系,
于是有 P ( 0 , 0 , 2 ) , C
(
2 2 , 2 , 0
)
,则有 P C =
(
2 2 , 2 , − 2
)
,又 A D = ( 0 ,1 , 0 ) ,
则异面直线 P C 与 A D 所成角满足 c o s
|
|
P
P
C
C
|
A
|
D
A D
|
|
2
4
1
2
=
= = ,
所以,异面直线PC与 A D
所成角的大小为 ;
3
(2)曲线E是平面ABCD内的双曲线,理由如下:
设点 Q ( x , y , 0 ) ,则P(0,0,2), D ( 0 ,1 , 0 ) ,A(0,0,0),
则 P Q = ( x , y , − 2 ) , A D = ( 0 ,1 , 0 ) ,
1
所以PQAD=|PQ||AD|cos y= x2 + y2 +4,
3 2
化简整理得到 3 y 2 − x 2 = 4 ,即曲线 E 是平面ABCD内的双曲线;
(3)在如图所示的xOy的坐标系中,13
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因为
13
D ( 0 ,1 )
( )
,C 2 2,2 ,B(2 2,0),
设 G ( x
1
, y
1
) ,则有 D C = ( 2 2 ,1 ) ,故DC的方程为 2 x − 4 y + 4 = 0 ,
代入双曲线 E : 3 y 2 − x 2 = 4 的方程可得3y2 −8(y−1)2 =4,
即5y2 −16y+12=0,其中 y
1
= 2 , y
2
=
6
5
,所以双曲线E:3y2 −x2 =4过 C
(
2 2 , 2
)
因为直线 D C 与双曲线E交于点 C ,进而可得 x
2
=
2
5
2
,即 G
2
5
2
,
6
5
,
故双曲线 E 在直角梯形 A B C D 内部(包括边界)的区域满足 x
2
5
2
, 2 2
, y
6
5
, 2
,
又设 Q ( x , y ) 为双曲线CG上的动点, x
2
5
2
, 2 2
,
所以 | B Q |=
(
x − 2 2
) 2
+ y 2 =
4
3
x 2 − 4 2 x +
2 8
3
=
4
3
x −
3
2
2
2
+
1 0
3
,
因为
3
2
2
2
5
2
, 2 2
,
所以当 x =
3
2
2
时, | B Q |m
in
=
3
3
0
,当 x =
2
5
2 2 41
时,|BQ| = ,
max 5
而要使圆 B 与AB, B C 都有交点,则|BQ| 2,
故满足题意的圆的半径取值范围是 | B Q |
3
3
0
, 2
,
1
因为PA⊥平面DMN ,所以P−DMN体积为V = PAS ,
P−BMN 3 △BMN
故问题可以转化为研究 △ B M N 的面积,又因为MBN 为直角,
所以△BMN必为等腰直角三角形,14
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30
由前述,设|BQ|=r ,2,则
3
14
| B M |= | B N |= r ,
故其面积 S
△ B M N
=
1
2
r 2 ,所以 S
△ B M N
5
3
, 2
,
于是, V
P − B M N
=
1
3
P A S
△ B M N
=
2
3
S
△ B M N
1 0
9
,
4
3
.
19.(本题满分14分)为了减轻同学们的学习压力,班上决定进行一次减压游戏.班主任把8
个小球(只是颜色有不同)放入一个袋子里,其中白色球与黄色球各3个,红色球与绿色球各
1个.现甲、乙两位同学进行摸球得分比赛,摸到白球每个记1分,黄球每个记2分,红球
每个记 3 分,绿球每个记 4 分,规定摸球人得分不低于 8 分为获胜,否则为负.并规定如
下:
①一个人摸球,另一人不摸球;
②摸出的球不放回;
③摸球的人先从袋子中摸出1球,若摸出的是绿色球,则再从袋子里摸出2个球,若摸出的
不是绿色球,则再从袋子里摸出3个球,摸球人的得分为两次摸出的球的记分之和;
(1)若由甲摸球,如果甲先摸出了绿色球,求该局甲获胜的概率;
(2)若由乙摸球,如果乙先摸出了红色球,求该局乙得分 X 的分布列和数学期望E(X).
【解答】(1)记“甲第一次摸出了绿色球,甲获胜”为事件 A ,
C1C1 +C2 9 3
则P(A)= 1 6 3 = = ;
C2 21 7
7
(2)如果乙第一次摸出红球,则可以再从袋子里摸出3个小球,
则 6 = ,7,8,9,10,11,
C3 1
又P(=6)= 3 = ,
C3 35
7
P ( 7 )
C 23C C
37
13 9
3 5
= = = ,
P ( 8 )
C 13C C
37
23 9
3 5
= = =
C2C1+C3 4
,P(=9)= 3 1 3 = ,
C3 35
7
C1C1C1 9
P(=10)= 3 1 3 = ,
C3 35
7
P ( 1 1 )
C 23C C
37
11 3
3 5
= = = ,
所以的分布列为:15
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15
P 6 7 8 9 10 11
1
35
9
3 5
9
3 5
4
3 5
9
3 5
3
3 5
1 9 9 4 9 3 60
所以的数学期望E()=6 +7 +8 +9 +10 +11 = .
35 35 35 35 35 35 7
20.已知椭圆 C :
x
a
2
2
+
y
b
2
2
= 1 ( a b 0 ) 过点 P
1 ,
2
2
,记椭圆的左顶点为M ,右焦点为 F .
(1)若椭圆 C 的离心率 e
0 ,
1
2
,求 b 的范围;
(2)已知a= 2b,过点 F 作直线与椭圆分别交于 E ,G 两点(异于左右顶点)连接 M E ,MG,
试判定 E M 与EG是否可能垂直,请说明理由;
(3)已知a= 2b,设直线 l 的方程为 y = k ( x − 2 ) ,它与C相交于 A , B .若直线AF 与C的
另一个交点为 D .证明: | B F |= | D F | .
2
【解答】(1) P1, 在椭圆上,
2
1
a 2
+
2
1
b 2
= 1 ( a b 0 )
b2 1 a2 −c2 1 3
,可得b2 = + = + = −e2,
a2 2 a2 2 2
e
0 ,
1
2
, b 2 =
3
2
− e 2
5
4
,
3
2
,
b
2
5
,
2
6
;
(2)垂直,理由如下:
a = 2 b 且椭圆过 P
1 ,
2
2
,
a = 2 , b = 1
x2
,因此椭圆方程为 + y2 =1,
2
由题意得 M ( − 2 , 0 ) ,F(1,0),假设 E M ⊥ E G ,
又有E, F , G 三点共线,则ME⊥EF ,
设E(x,y),
则ME =(x+ 2,y),FE=(x−1,y),16
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由ME⊥FE,得MEFE=0,即
16
( x + 2 ) ( x − 1 ) + y 2 = 0 ,①
又点 E 在椭圆上,则
x
2
2
+ y 2 = 1 ,②
①②联立消去 y 2 ,得
x
2
2
+ ( 2 − 1 ) x + 1 − 2 = 0 ,
则 x
1
= − 2 (为左顶点不符合题意舍), x
2
= 2 − 2
(
− 2 , 2
)
,
所以 E M 与 E G 可能垂直.
(3)证明:设 A ( x
1
, y
1
) , B ( x
2
, y
2
) , D ( x
3
, y
3
) ,
由(2)知椭圆方程为
x
2
2
+ y 2 = 1 ,与直线 l 的方程y=k(x−2)联立消去y,
并整理得 (1 + 2 k 2 ) x 2 − 8 k 2 x + 8 k 2 − 2 = 0 ,
可得 x
1
+ x
2
=
1
8
+
k
2
2
k 2
,
又点 A 在直线y=k(x−2)上,
y
1
= k ( x
1
− 2 ) ,
k =
x
1
y
1−
2
,
x
1
+ x
2
=
1
8
+
k
2
2
k 2
=
1
8
+
2
x
1
y
1−
2
y
1
x −
1
2
2
2
=
3
4
−
2 y
12
x
1
,
又直线 A D 的方程为 y =
x
y
1−
1
1
( x − 1 )
x2
与椭圆方程为 + y2 =1联立消去y,
2
结合 x 21 + 2 y 21 = 2 ,整理得 ( 3 − 2 x
1
) x 2 − 4 y 21 x + 2 y 21 − 2 ( x
1
− 1 ) 2 = 0 ,
4y2
所以x +x = 1 ,于是可得x +x =x +x ,即x =x ,
1 3 3−2x 1 2 1 3 2 3
1
从而B,D两点关于x轴对称,因此|BF|=|DF|.17
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21.(本题满分 18 分)已知数列
17
{ a
n
} 是由正实数组成的无穷数列,满足 a
1
= 3 , a
2
= 7 ,
a
n
= | a
n + 1
− a
n + 2
| ,nN*.
(1)写出数列 { a
n
} 前4项的所有可能取法;
(2)判断:是否存在正整数k,满足 a
k
= 1 ,并说明理由;
(3) c
n
为数列 { a
n
} 的前 n 项中不同取值的个数,求 c
1 0 0
的最小值.
【解答】(1) a
n
= | a
n + 1
− a
n + 2
| ,
− a
n
= a
n + 1
− a
n + 2
或a =a −a ,
n n+1 n+2
则a =a +a 或
n+2 n+1 n
a
n + 2
= a
n + 1
− a
n
,
a
1
= 3 , a
2
= 7 ,
a
3
= a
2
+ a
1
= 7 + 3 = 1 0 ,或 a
3
= a
2
− a
1
= 7 − 3 = 4 ,
①当 a
3
= 1 0 时, a
4
= a
3
+ a
2
= 1 0 + 7 = 1 7 ,或 a
4
= a
3
− a
2
= 1 0 − 7 = 3 ,
②当 a
3
= 4 时, a
4
= a
3
+ a
2
= 4 + 7 = 1 1 ,或 a
4
= a
3
− a
2
= 4 − 7 = − 3 ,
数列 { a
n
} 是由正实数组成的无穷数列,
a
4
= − 3 不符合题意,故舍去,
数列{a }前 4 项的所有可能取法有:a =3,a =7,a =10,a =17或a =3,a =7,
n 1 2 3 4 1 2
a =10,a =3或a =3,a =7,a =4,
3 4 1 2 3
a
4
= 1 1 ;
(2)不存在,理由如下:
a =|a −a |,
n n+1 n+218
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18
a
n + 2
= a
n + 1
+ a
n
或 a
n + 2
= a
n + 1
− a
n
,
当a =a +a 时,
n+2 n+1 n
数列 { a
n
} 是由正实数组成的无穷数列,
a
n + 3
= a
n + 2
+ a
n + 1
a
n + 2
= a
n + 1
+ a
n
a
n
,即 a
n + 3
a
n
,或 a
n + 3
= a
n + 2
− a
n + 1
= a
n
,
a
n + 3
a
n
,
当 a
n + 2
= a
n + 1
− a
n
时,
数列{a }是由正实数组成的无穷数列,
n
a
n + 2
= a
n + 1
− a
n
0 ,即 a
n + 1
a
n
,
a
n + 3
= a
n + 2
+ a
n + 1
a
n + 2
= a
n + 1
+ a
n
a
n
,或 a
n + 3
= a
n + 2
− a
n + 1
= − a
n
0 (不合题意,舍去),
综上所述, a
n + 3
a
n
,
a
3 k − 2
a
1
= 3 , a
3 k − 1
a
2
= 7 , a
3 k
a
3
= 4 ,
不存在正整数k,满足 a
k
= 1 ;
(3) a =|a −a |,
n n+1 n+2
a +a ①
a = n+1 n ,
n+2 a −a ②
n+1 n
对于任意的a ,
n
a
n + 1
,均可以使用①递推,只有满足 a
n + 1
a
n
时,才可以使用②递推;
若a =a −a ,显然有a a ,下一次只能用①递推,即a =a +a ,即②不能
n+2 n+1 n n+2 n+1 n+3 n+2 n+1
连续使用,
记 b
k
= m a x { a
2 k − 1
, a
2 k
} ( k N 且k 1),b =max{a ,a },
k+1 2k+1 2k+2
若a =a +a ,则b b ;
2k+1 2k 2k−1 k+1 k
若a =a −a ,则a =a +a a a ,则b b ,
2k+1 2k 2k−1 2k+2 2k 2k+1 2k 2k−1 k+1 k
b
k + 1
b
k
( k N 且 k 1 ) ,
a ,a ,,a 中至少有a ,a ,b ,b ,,b 共51项,即c 51,
1 2 100 1 2 2 3 50 10019
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则举例如下:
19
a
n
=
a
a
n
n
−
−
1
1
+
−
a
a
n
n
−
−
2
2
(( n
n
为
为
奇
偶
数
数
))
,
数列{a }中3,7,10,3,13,10,23,13,36,23,
n
,此时c =51,
100
c
1 0 0
的最小值为51.