文档内容
柳州高中、南宁三中2024届一轮复习诊断性联考
数学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡
皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题
目要求的.
1.已知集合A=1,3,4 ,集合B=2,3,4,6 ,则如图中的阴影部分表示( )
A. 3,4 B. 1 C. 2,6 D. 1,2,3,4,6
【答案】C
【详解】因为韦恩图中的阴影部分表示的是属于B不属于A的元素组成的集合,又A=1,3,4 ,B=2,3,4,6 ,所
以韦恩图中的阴影部分表示的集合是2,6 .
故选:C.
2.已知命题p:∃x∈R,lgx+x≥3,则¬p为 ( )
A.∀x∈R,lgx+x<3 B.∃x∈R,lgx+x<3 C.∀x∈R,lgx+x≥3 D.∃x∈R,lgx+x≤3
【答案】A
【详解】命题p是存在量词命题,所以¬p是“∀x∈R,lgx+x<3”。故选A.
3.一组数据从小到大的顺序排列如下:9,10,12,15,17,18,22,26经计算,则75%分位数是( )
A.18 B.20 C.21 D.22
【答案】B
18+22
【解析】因为8×75%=6,故75%分位数是第6个和第7个的平均数,则 =20
2
π
4.若cosα+
4
3
= ,则sin2α= ( )
5
7 7 9 9
A. B.- C. D.-
25 25 25 25
【答案】A
π 【详解】cos2α+
4
π =cos2α+
4
π -sin2α+
4
3 =
5
2 4 -
5
2 7 π =- ,所以sin2α=-cos2α+
25 2
7 = .
25
故选:A
5.已知f(x)= cosx 为奇函数,则a= ( )
(x2+3x)(x+a)
A.3 B.-3 C.0 D.-1
【答案】B
【详解】由(x2+3x)(x+a)≠0⇒x≠0且x≠-3且x≠-a.因为该函数为奇函数,所以定义域关于原点对称,因此
-a=3⇒a=-3,即f(x)= cosx = cosx = cosx .因为f(-x)= cos(-x) =- cosx =-f(x),
(x2+3x)(x-3) x(x+3)(x-3) x(x2-9) -x(x2-9) x(x2-9)
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}所以该函数是奇函数,符合题意。
故选B.
6. 抛物线有如下光学性质:平行于抛物线对称轴的光线,经过抛物线上的一点反射后,反射光线经过抛物线的焦点.
过点P2 2,5 且平行于y轴的一条光线射向抛物线C:x2=4y上的A点,经过反射后的反射光线与C相交于点
B,则AB =( )
7 9
A. B.9 C.36 D.
2 2
【答案】D
【详解】解:由题意得点A的坐标为2 2,2 ,C的焦点为F0,1
2
,所以直线AB的方程为y= x+1,与抛物线
4
2
方程x2=4y联立,消去y得x2- 2x-4=0,由韦达定理得x +x = 2,所以y +y = x +x
A B A B 4 A B
5
+2= ,
2
所以由抛物线的定义得AB
9
=y +y +2= .故选:D
A B 2
7. 如果一个数列从第2项起,每一项与它前一项的和除以与它前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做
“和差等比数列”.已知a
n
是“和差等比数列”,a =1,a =3,则满足使不等式a >100的n的最小值是( )
1 2 n
A.8 B.7 C.6 D.5
【答案】C
a +a a +a a
【详解】依题意, n+1 n = 2 1 =2,得 n+1 =3,则数列a
a -a a -a a n
n+1 n 2 1 n
是首项为1,公比为3的等比数列,所以a =1⋅
n
3 n-1=3n-1,检验知,当n≥6时,36-1=243>100成立,所以n的最小值是6. 故选:C.
8.某同学参加学校组织的数学知识竞赛,在5道四选一的单选题中有3道有思路,有2道完全没有思路,有思路的题
1
目每道做对的概率为 ,没有思路的题目只好任意猜一个答案.若从这5道题目中任选2题,则该同学2道题目都
2
做对的概率为( )
1 7 3 5
A. B. C. D.
4 32 16 32
【答案】D
1 1
【详解】若该同学从中选到2道有思路的,则都做对的概率为( )2= ,
2 4
1 1 1
若该同学从中选到 1道有思路的和1道完全没有思路的,则都做对的概率为 × = ,
2 4 8
1 1
若该同学从中选到2道完全没有思路的,则都做对的概率为( )2=
4 16
所以由全概率公式,若从这5道题目中任选2题,则该同学2道题目都做对的概率为
C2 1 C1C1 1 C2 1 3 1 6 1 1 1 3 3 1 25 5
3 × + 3 2 × + 2 × = × + × + × = + + = =
C2 4 C2 8 C2 16 10 4 10 8 10 16 40 40 160 160 32
5 5 5
故选:D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.
全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9. 若复数z满足zi=1-i,则下列命题正确的有( )
A.z的虚部是-1 B. z = 2
C.z2=2 D.z是方程x2+2x+2=0的一个根
【答案】ABD
【详解】zi=1-i⇒z=-1-i,故A,B正确 ; z2=(-1-i)2=2i ,故C错误;而(-1-i)2+2(-1-i)+2=0成立,
故D正确。故选:ABD
10. 在物理学中,把物体受到的力(总是指向平衡位置)正比于它离开平衡位置的距离的运动称为“简谐运动”.在适
当的直角坐标系下,某个简谐运动可以用函数f(x)=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0,|φ|<π)的部分图象如图所示,则
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}下列结论正确的是( )
1 π
A.ω=2,频率为 ,初相为
π 6
π
B.函数f(x)的图象关于直线x=- 对称
6
π 13π
C.函数f(x)在[ , ]上的值域为[0,2]
12 24
2
D.若把f(x)图像上所有点的横坐标缩短为原来的 倍,纵坐标不
3
π π
变,再向左平移 个单位,则所得函数是y=2sin3x+
12 12
【答案】BCD
3 13π π 3π 1 1 2π π π
【详解】由图象可得A=2, T= - = ,∴T=π,频率是 = ,ω= =2,∵f( )=2,∴f( )=
4 12 3 4 T π π 3 3
2π
2sin +φ
3
2π
=2,即sin +φ
3
2π π π
=1,∴ +φ=2kπ+ (k∈Z),∴φ=2kπ- (k∈Z),∵|φ|<π,∴φ=
3 2 6
π
- ,
6
π
∴f(x)=2sin2x-
6
π
,初相是- ,故A错误;
6
π π π
f(- )=2sin- -
6 3 6
=-2,故B正确;
π 13π π 11π
因为x∈[ , ],所以2x- ∈ 0,
12 24 6 12
π
∴f(x)=2sin2x-
6
π 13π
在[ , ]上的值域为[0,2],故C正确;
12 24
2 π
把f(x)的横坐标缩短为原来的 倍,纵坐标不变,得到的函数为y=2sin3x-
3 6
π
,又向左平移 个单位,得到
12
π
的函数为y=2sin 3x+
12
π
-
6
π
=2sin(3x+ ),故D正确;
12
故选:BCD
11.在边长为2的正方体ABCD-A B C D 中,动点M满足AM =xAB+yAD+zAA ,(x,y,z∈R且x≥0,y≥0,z
1 1 1 1 1
≥0),下列说法正确的是( )
1
A.当x= ,z=0,y∈[0,1]时,BM+MD的最小值为 13
4 1
1 10
B.当x=y=1,z= 时,异面直线BM与CD 所成角的余弦值为
2 1 5
2 5 4 2π
C.当x+y+z=1,且AM= 时,则M的轨迹长度为
3 3
6
D.当x+y=1,z=0时,AM与平面ABD 所成角的正弦值的最大值为
1 1 3
【答案】AD
1 1
【详解】对于A,在AB上取点H,使AH= AB,在DC上取点K,使DK= DC,因为AM =
4 4
1
xAB+yAD,x= ,y∈0,1 4 ,所以M点在线段HK上,将平面BHKC 与平面AHKD沿着 1 1
HK展开到同一平面内,如图1所述,连接BD,交于HK于点P,此时B,P,D三点共线,BP+
1 1 1
3 PD取得最小值,由勾股定理得BH= 22+
1 2
2 = 5 ,则AB = 5 + 1 =3,BD= 22+32
2 1 2 2 1
= 13,所以A正确。
1
对于B,因为x=y=1,z= ,所以M为CC 的中点,连接BM,取CD 中点N,连接MN,BN,
2 1 1 1
所以∠BMN为异面直线BM与CD 所成角(或其补角),易得MN= 2,BM= 5,BN=3,所以由余弦定理得:
1
( 5)2+( 2)2-32 10
cos∠BMN= =- ,所以异面直线BM与CD 所成角的余弦
2 5⋅ 2 10 1
10
值为 ,所以B错误。
10
对于C,当x+y+z=1时,可得点M的轨迹在△ABD内(包括边界).易知AC ⊥
1 1
4
平面ABD,设AC 与平面ABD相交于点P.由于V =V = ,则点A
1 1 1 A-A1BD A1-ABD 3
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}4
3 2 3 2 5 2 2
到平面ABD的距离为AP= = .若AM= ,则MP= ,即点M的轨迹是以P
1 1 3 3 3 3
× ×(2 2)2
3 4
2 2 6 2 2
为圆心, 为半径的圆,如图所示,法一:圆心P到△A EP三边距离为 < ,故M的轨迹是以P为圆
3 1 3 3
2 2 4 2π 2 6
心, 为半径的圆的一部分,轨迹长度比小于圆周长 ,故C错误.法二:在△A EP中,AP= ,PE
3 3 1 1 3
2 2 π 8 2 6 3 8 2 2
= ,∠EAP= ,设A E=x>0,由余弦定理得x2+ -2x⋅ ⋅ = ,解得A E= =PE,则
3 1 6 1 3 3 2 9 1 3
π π 2 2 2 2π
∠APE=∠EAP= ,所以M的轨迹长度为 ×6× = ,故C错误.
1 1 6 6 3 3
对于D,因为BD ⎳BD,BD⎳平面ABD ,因为M∈BD,点M到平面ABD 的距离等于点B到平面ABD 的
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 4
距离,设点B到平面ABD 的距离d,则V =V ,V = S ⋅AD = × ×2×2×2= 易
1 1 B-AB1D1 D1-ABB1 D1-ABB1 3 △ABB1 1 1 3 2 3
3
知△AB 1 D 1 是边长为2 2的等边三角形,则S △AB1D1 = 4 ×2 2 2=2 3,
1 1 4 2 3
由V = S ⋅d= ×2 3d= ,解得d= ,因为AM =xAB+yAD,x+y=1,所以M在线段
B-AB1D1 3 △AB1D1 3 3 3
BD上运动,则当点M为线段BD的中点时,AM取最小值 2,设直线AM与平面ABD 所成角为θ,则sinθ=
1 1
2 3 2 3
d 3 3 6
= ≤ = ,D对.
AM AM 2 3
故选:AD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
12.已知向量a=1,m
,b=3,-1
.若2a-b
⎳a+2b ,则实数m的值为 .
1
【答案】-
3
【详解】因为a=1,m
,b=3,-1
,所以2a-b=-1,2m+1
,a+2b=7,m-2
.又2a-b
⎳a+2b ,所以
-m-2 -72m+1
1 1
=0,解得m=- .故答案为:- .
3 3
1 13.已知ax+
x
5 1 2x-
x
(a为常数)的展开式中所有项的系数和为32,则展开式中x2的系数为 (用数
字作答)
【答案】15
【详解】令x=1,则a+1 1 5=32,即a=1,则对x+ x 5 ,有T =Ckx5-k 1 k+1 5 x k =Ckx5-2k,令5-2k=1,即k=2, 5
1
有T =C2⋅x=10x,即有T ×2x=20x2,令5-2k=3,即k=1,有T =C1⋅x3=5x3,即有T ×-
3 5 3 2 5 2 x
=-5x2,故展
开式中x2的系数为15
14.已知数列1,1,2,1,2,4,1,2,4,8,1,2,4,8,16,⋯,其中第一项是20,接下来的两项是20,21,再接下来的三项
是20,21,22,依此类推,若该数列的前n项和为S ,若log (S )∈Z,n∈N*,则称(n,log (S ))为“好数对”,如
n 2 n 2 n
log (S )=log 20=0,log (S )=log 21=1,则(1,0),(2,1)都是“好数对”,当n≥66时,第一次出现的“好数对”是
2 1 2 2 2 2
.
【答案】(95,14)
【详解】若log (S )∈Z,则S 为2的整数幂,将数列排成如下的形式
2 n n
1
1,2
1,2,4
1,2,4,8
1×(1-2k)
第k行为:20,21,⋯,2k-1,第k行和为 =2k-1,
1-2
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}k(k+1)
该数列前1+2+3+⋯+k= 项的和为S =(21-1)+(22-1)+⋯+(2k-1)=2k+1-k-2
2 k(k+1)
2
k(k+1)
令 ≥66,∴k≥11,此时k+2<2k+1,∴k+2是第k+1行的部分项之和,即k+2=1+2+⋯+2t=2t-1
2
(1+13)×13
则k=2t-3≥11,∴t≥4,此时k=24-3=13,所以n的最小值为 +4=95,此时S =214,
2 95
log (S )=14,∴当n≥66时,第一次出现的“好数对”是(95,14)
2 95
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
a-b sinA-sinC
15.(13分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知 = .
c sinA+sinB
(1)求角B的大小;
(2)若b=2,求△ABC周长的最大值.
π
【答案】(1)B= ;(2)6
3
a-b sinA-sinC a-b a-c
【详解】(1)根据 = 及正弦定理,得 = ,2分
c sinA+sinB c a+b
得a2+c2-b2=ac,
a2+c2-b2 ac 1
根据余弦定理,得cosB= = = ,4分
2ac 2ac 2
又B∈0,π
π
,所以B= .6分
3
(2)由余弦定理得b2=a2+c2-2accosB=4,8分
a+c
由基本不等式得(a+c)2=4+3ac≤4+3( )2,10分
2
所以a+c≤4,当且仅当a=c=2时取等。12分
所以△ABC周长的最大值为6.13分
a b c 4
法二:由正弦定理 = = = 8分
sinA sinB sinC 3
4 4 π 4 3 3 3 1
得a+c= (sinA+sinC)= [sinA+sin(A+ )]= ( sinA+ cosA)=4( sinA+ cosA)
3 3 3 3 2 2 2 2
π
=4sin(A+ )≤4,11分
6
π
当且仅当A= 时等号成立.12分
3
故△ABC周长的最大值为6.13分
16.(15分)某校为了丰富学生课余生活,体育节组织定点投篮比赛.为了解学生喜欢篮球是否与性别有关,随机抽取
了男、女同学各100名进行调查,部分数据如表所示:
喜欢篮球 不喜欢篮球 合计
男生 40
女生 30
合计
(1)根据所给数据完成上表,依据小概率值α=0.001的χ2独立性检验,能否据此推断该校学生喜欢篮球与性别有
关?
(2)篮球指导老师从喜欢篮球的学生中抽取了2名男生和1名女生进行投篮示范.已知这两名男生投进的概率均
3 2
为 ,这名女生投进的概率为 ,每人投篮一次,假设各人投篮相互独立,求3人投进总次数X的分布列和数学期
4 3
望.
nad-bc
附:χ2=
2
a+b c+d a+c b+d
α 0.1 0.05 0.01 0.005 0.001
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}x 2.706 3.841 6.635 7.879 10.828
α
13
【答案】(1)见解析;(2)分布列见解析,数学期望为 .
6
【详解】(1)依题意,2×2列联表如下:
喜欢篮球 不喜欢篮球 合计
男生 60 40 100
女生 30 70 100
合计 90 110 200
2分
零假设H :该校学生喜欢篮球与性别无关,
0
200(60×70-30×40)2 200
χ2= = ≈18.182>10.828=x ,6分
100×100×90×110 11 0.001
根据小概率值α=0.001的独立性检验,推断H 不成立,即认为该校学生喜欢篮球与性别有关。7分
0
(2)依题意,X的可能值为0,1,2,3,8分
3
P(X=0)=1-
4
2 2
×1-
3
1
= ,9分
48
3 3 P(X=1)=C1× 1-
2 4 4
2 ×1-
3
3 +1-
4
2 2 1 × = ,10分
3 6
3 3 P(X=2)=C1× 1-
2 4 4
2 3 × +
3 4
2 2 ×1-
3
7 = ,11分
16
3
P(X=3)=
4
2 2 3
× = ,12分
3 8
所以X的分布列为:
X 0 1 2 3
1 1 7 3
P
48 6 16 8
1 1 7 3 13
数学期望E(X)=0× +1× +2× +3× = .15分
48 6 16 8 6
17.(15分)在如图所示的五面体ABCDEF中,ABEF共面,△ADF是正三角形,四边形ABCD为菱形,∠ABC=
2π
,EF∥平面ABCD,AB=2EF=2,点M为BC中点.
3
(1)证明:EM∥平面BDF;
(2)已知EM=2,求平面BDF与平面BEC所成二面角的正弦值.
【详解】(1)连接AC交BD于点O,连接OM,OF,
又EF∥平面ABCD,EF⊂平面ABEF,
平面ABCD∩平面ABEF=AB,故EF∥AB, 3分
O为AC的中点,点M为BC中点,则OM∥AB∥EF,
1
OM= AB=EF,故四边形OMEF为平行四边形,则EM∥OF,5分
2
EM⊄平面BDF,OF⊂平面BDF,故EM∥平面BDF;6分
法二:取CD的中点G,连接GM,GE,
又EF∥平面ABCD,EF⊂平面ABEF,平面ABCD∩平面CDEF=
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}CD,故CD∥EF.3分
又G为CD的中点,则DG⋕EF,故四边形DGEF为平行四边形,则DF∥GE,
GE⊄平面BDF,DF⊂平面BDF,故EG∥平面BDF;
点M为BC中点,则GM∥BD,GM⊄平面BDF,BD⊂平面BDF,故GM∥平面
BDF;
EG∩GM=M,EG,GM⊂平面EMG,故平面EMG∥平面BDF 5分
又EM⊂面EMG,∴EM∥平面BDF 6分
(2)由(1)可知,OF=EM=2,取AD中点N,连接FN,ON,BN,在△ONF中,FN= 3,ON=1,OF=2,则FN2
+ON2=OF2,
所以ON⊥FN,
因为△ADF是正三角形,所以AD⊥FN,又AD∩ON=N,AD,ON⊂平面ABCD,则FN⊥平面ABCD,
BN⊂平面ABCD,故FN⊥BN;
因为△ABD是正三角形,所以BN⊥AD,因为AD∩FN=N,AD,FN⊂平面ADF,所以BN⊥平面ADF,
以N为原点,分别以NA,NB,NF所在直线为x,y,z轴建立如图所示的空间直角坐标系N-xyz,8分
1 3
则A(1,0,0),B(0, 3,0),C(-2, 3,0),E- , , 3
2 2
,F(0,0, 3),D(-1,0,0),
3 3
则CB=(2,0,0),CE= ,- , 3
2 2
,AB=(-1, 3,0),9分
设平面BEC的法向量为m=(x,y,z),
2x=0
m⋅CB=0
则 ,即 3 3 ,令z=1,则y=2,故m=(0,2,1),11分
m⋅CE=0 x- y+ 3z=0
2 2
BD=(-1,- 3,0),DF=(1,0, 3),设平面BDF的法向量为n=(a,b,c),
则 n ⋅B D =0 ,即 -a- 3b=0 ,令a= 3,得平面BDF的法向量n = 3,-1,-1
n⋅DF=0 a+ 3c=0
,13分
m⋅n -2-1 3
故cos‹m,n›= |m ||n | = 5⋅ 5 =- 5 ,由于平面BDF与平面BEC所成二面角为θ∈0,π ,则cosθ
3
= ,所以 5
4
平面BDF与平面BEC所成二面角的正弦值为sinθ= 1-cos2θ= .15分
5
18.(17分)已知函数fx =lnx-ax+a,g(x)=x-1 ex-a-ax+1a∈R .
(1)若fx ≤0,求a的值;
(2)当a∈0,1 时,证明:g(x)≥fx .
【答案】(1)a=1;(2)见详解。
【详解】(1)法一;∵f1 =0,∴fx ≤0=f1 1分
∴0是f(x)的最大值点,故也是f(x)的极大值点,f'(1)=03分
1
又f'(x)= -a,∴f'(1)=1-a=0⇒a=1是fx
x
≤0的必要条件5分
下证充分性:当a=1时fx ≤0恒成立
当a=1时,fx
1 1-x
=lnx-x+1,f'(x)= -1= ,
x x
当x∈0,1 时,f'(x)>0;当x∈1,+∞ 时,f'(x)<0,
所以函数y=lnx-x+1在0,1 上单调递增,在1,+∞ 上单调递减。
所以fx ≤f1 =0
综上可知:a=17分
1 1-ax
法二:由题意知,x∈(0,+∞),f(x)= -a= ,1分
x x
当a≤0时,f(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,∴当x∈(1,+∞)时,f(x)>f(1)=0,不符合题意;3分
1 1 1 1
当01由f(x)>0,得x∈(0, ),则f(x)在(0, )上单调递增,所以f( )>f(1)=0,不符合题
a a a a
意;4分
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}当a=1时,由f(x)>0,得x∈(0,1),则f(x)在(0,1)上单调递增,由f(x)<0,得x∈(1,+∞),则f(x)在(1,+∞)
上单调递减,所以对于任意的x∈(0,+∞),f(x)≤f(1)=0,符合题意;5分
1 1 1 1
当a>1时, <1,由f(x)<0,得x∈( ,+∞),则f(x)在( ,+∞)上单调递减,所以f( )>f(1)=0,不符合题
a a a a
意.6分
综上所述,a=1.7分
法三:由题意得lnx≤a(x-1),x>0.
当x=1时,lnx=a(x-1)恒成立,∴a∈R;1分
lnx
当x>1时,a≥ ,2分
x-1
lnx x-1-xlnx
令F(x)= ,F(x)= ,
x-1 x(x-1)2
令m(x)=x-1-xlnx,∴当x>1时,m(x)=-lnx<0,
m(x)在(1,+∞)上单调递减,m(x)1时,m(x)=-lnx>0,
m(x)在(0,1)上单调递增,m(x)1,所以a≤1;6分
x-1 x
x→1- x→1-
综上所述,a=1. 7分
(2)法一:要证g(x)≥fx 即证gx -f(x)≥0.8分
记hx =gx -f(x)=x-1 ex-a-lnx+1-ax>0 ,所以hx
1
=xex-a- ,9分
x
令φx
1
=xex-a- ,x∈0,+∞
x
,所以φx =1+x
1
ex-a+ >0,所以φx
x2
即hx 在0,+∞ 上单调递增.
10分
又a∈0,1
1
,∴h 2
1 1-a
= e2 -2<0,h1 2
1
=e1-a-1≥0,∴∃x ∈ ,1 0 2 ,使得hx 0
1
=0,即x ex0-a= , 0 x
0
1
所以ex0-a= ,x -a=-2lnx ,11分
x2 0 0
0
所以当x∈0,x 0 ,hx <0,hx 单调递减,当x∈x 0 ,+∞ ,hx >0,hx 单调递增,所以hx min =hx 0 =
x 0 -1
x -1
ex0-a-lnx +1-a= 0 -3lnx -x +1.13分 0 x2 0 0
0
由(1)知lnx≤x-1,故-lnx 0 ≥-x 0 -1 ,15分
所以hx 0 x -1 ≥ 0 x2 -3x 0 -1
0
-x +1= 1-x 0 0 2x 0 -1 2x 0 +1 .16分 x2
0
1
又x ∈ ,1 0 2 ,所以hx 0 ≥0,故原不等式得证。17分
法二:要证g(x)≥fx 即证gx -f(x)≥0. 8分
记hx =gx -f(x)=x-1 ex-a-lnx+1-ax>0 ,所以hx
1
=xex-a- ,9分
x
令φx
1
=xex-a- ,x∈0,+∞
x
,所以φx =1+x
1
ex-a+ >0,所以φx
x2
即hx 在0,+∞ 上单调递增.
10分
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}又a∈0,1
1
,∴h 2
1 1-a
= e2 -2<0,h1 2
1
=e1-a-1≥0,∴∃x ∈ ,1 0 2 ,使得hx 0
1
=0,即x ex0-a= , 0 x
0
1
所以ex0-a= ,x -a=-2lnx ,11分
x2 0 0
0
所以当x∈0,x 0 ,hx <0,hx 单调递减,当x∈x 0 ,+∞ ,hx >0,hx 单调递增,所以hx min =hx 0 =
x 0 -1
x -1
ex0-a-lnx +1-a= 0 -3lnx -x +1.13分 0 x2 0 0
0
x-1 1
记t(x)= -3lnx-x+1(x∈ ,1
x2 2
1 2 3 -(x+2)(x2+x-1)
),∴t'(x)=- + - -1= 15分
x2 x3 x x3
1 5-1 5-1
∴x∈( , )时,x2+x-1<0,∴t'(x)>0,,x∈( ,1)时,x2+x-1>0,t'(x)<0,
2 2 2
1 5-1 5-1
∴t(x)在( , )单调递增,在( ,1)单调递减
2 2 2
1 1
由于t( )=3ln2-1>0,t(1)=0,∴x∈ ,1 2 2 时,t(x)≥0,∴hx min =hx 0 ≥0
故hx ≥0,原不等式得证 17分
法三:主元法
要证g(x)≥fx 即证gx -f(x)≥0. 8分
记hx =gx -f(x)=x-1 ex-a-lnx+1-ax>0 ,
以a为主元,记u(a)=x-1 ex⋅e-a-a-lnx+100,∴Q'(x)在(0,+∞)上递增,又Q'(1)=0
x x2
∴x∈(0,1)时Q'(x)<0,x∈(1,+∞)时Q'(x)>0,∴Q(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增
∴Q(x)≥Q(1)=0,原不等式得证.17分
19.(17分)已知曲线Γ:x2=4y.
t
(1)若点T(t,s)是Γ上的任意一点,直线l:y= x-s,判断直线l与Γ的位置关系并证明.
2
(2)若E是直线y=-1上的动点,直线EA与Γ相切于点A,直线EB与Γ相切于点B.
①试问∠AEB是否为定值?若是,求出该定值;若不是,请说明理由.
|EB| |AB|
②若直线EA,EB与x轴分别交于点C,D证明: =
|EC| |CD|
t
(1)将y= x-s代人x2=4y,得x2-2tx+4s=0.2分
2
∴Δ=4t2-16s=0,3分
∴直线l与Γ相切4分
x2 x2 x x2 x x2
(2)法一①:设A(x, 1),B(x , 2),由(1)知切线AE为y= 1x- 1,BE为y= 2x- 2,5分
1 4 2 4 2 4 2 4
xx
联立得y = 1 2,7分
E 4
xx
又E在直线y=-1上,故 1 2 =-1,8分
4
x x xx
∴k ⋅k = 1 ⋅ 1 = 1 2 =-1, 9分
AE BE 2 2 4
故EA⊥EB,故∠AEB=90°10分
②设Ax 1 ,y 1 ,Bx 2 ,y 2
x2 x2
2 - 1
y -y 4 4 x +x
, 直线AB的斜率为K, 倾斜角为θ,则K=tanθ= 2 1 = = 1 2 11分 x -x x -x 4
2 1 2 1
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}不妨设直线EA的斜率k >0, 倾斜角为θ,直线EB的斜率k <0, 倾斜角为θ ,
1 1 2 2
x x
所以tan∠ECD=tanθ = 1,tanθ = 2 13分
1 2 2 2
tan∠EBA=tanθ-θ 2
-4
x -
x +x x x -x 1 x
1 2 - 2 1 2 1
tanθ-tanθ 4 2 4 4 x
= 2 = = = = 1, 1+tanθ⋅tanθ 2 1+ x 1 + 4 x 2 ⋅ x 2 2 1+ x 1 x 2 8 +x2 2 1+ -4+( - x 4 1 )2 2
8
则tan∠EBA=tan∠ECD, 所以∠EBA=∠ECD,15分
又EA⊥EB, 所以 RtΔEBA∾RtΔECD,
|EB| |AB|
所以 = , 得证.17分
|EC| |CD|
法二①设E(m,-1),设过点E的直线为y+1=k(x-m),与x2=4y联立,得x2-4kx+4km+4=0, 6分
则Δ=16k2-16(km+1)=0即k2-km-1=0, 7分
设直线EA,EB的斜率分别为k,k ,∴k,k 是方程k2-km-1=0的两根
1 2 1 2
则kk =-1,k +k =m,9分
1 2 1 2
故EA⊥EB,故∠AEB=90°.10分
②设Ax 1 ,y 1 ,Bx 2 ,y 2
x2 x2
2 - 1
y -y 4 4 x +x
, 直线AB的斜率为K, 倾斜角为θ,则K=tanθ= 2 1 = = 1 2, 11分 x -x x -x 4
2 1 2 1
由x2-4kx+4km+4=0有唯一解, 可得解为x=2k,可得x =2k, 同理可得x =2k ,
1 1 2 2
x +x 2k +2k m
所以K= 1 2 = 1 2 = ,12分
4 4 2
不妨设直线EA的斜率k >0, 倾斜角为θ,直线EB的斜率k <0, 倾斜角为θ ,
1 1 2 2
所以tan∠ECD=tanθ =k,13分
1 1
tan∠EBA=tanθ-θ 2
m
-k
tanθ-tanθ 2 2 m-2k
= 2 = = 2, 1+tanθtanθ mk 2+mk
2 1+ 2 2
2
所以tan∠EBA-tan∠ECD= m-2k 2 -k = m-2k 2 -k 12+mk 2
2+mk 1
2
2m-2m = =0,
2+mk 2+mk
2 2
则tan∠EBA=tan∠ECD, 所以∠EBA=∠ECD,15分
又EA⊥EB, 所以 RtΔEBA∾RtΔECD,
|EB| |AB|
所以 = , 得证.17分
|EC| |CD|
{#{QQABDYCEggAAAAAAAAhCAw0oCkOQkAEAACoGgFAIMAABCQFABAA=}#}