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2025-2026学年山东省泰安市高三(上)期末数学试卷
一、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.(5分)已知复数z满足2(cos60°+isin60°)z=1+i,i为虚数单位,则z在复平面内对应的点位于(
)
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.(5分)“x2﹣2x﹣3<0”的一个充分条件是( )
A.x≥﹣1 B.1≤x≤3 C.0<x<3 D.x<3
3.(5分)已知实数a>b>c且a,b,c≠0,则( )
A.a+b>c B. C.2a>b+c D.
4.(5分)终边落在下图阴影区域(含边界)的角的集合为( )
A.
B.
C.
D.
5.(5分)已知等比数列{a }满足|a |=2|a |,且a +a +a =3,则a +a +a =( )
n n+1 n 1 2 3 4 5 6
A.24 B.﹣24或24 C.﹣24 D.或
6.(5分)已知向量,若与的夹角不超过,则的范围是( )
A. B. C.[1,3] D.
7.(5分)已知点P是椭圆上的一个动点,A(2,2),B(0,﹣2),则|PA|+|PB|的最大值为( )
A.4 B. C. D.8
8.(5分)已知函数f(x)=(ax﹣b)(3lnx﹣b),a,b R,若f(x)≥0恒成立,则的取值范围是(
) ∈
A.(﹣∞,3] B.(0,3) C.(3,+∞) D.(﹣∞,0)
二、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。
第1页(共17页)(多选)9.(6分)若,则下列选项正确的是( )
A.展开式中的二项式系数最大项为第3项和第4项
B.a +a +a +a +a +a =﹣728
1 2 3 4 5 6
C.a
1
+2a
2
+3a
3
+⋯+6a
6
=﹣12
D.当x=5时,(3﹣2x)6除以8的余数为1
(多选)10.(6分)已知函数f(x)=asin x+bcos x(a>0, >0)的最小正周期为 ,且恒成立,
则下列选项正确的是( ) ω ω ω π
A.
B.f(x)的图象关于点对称
C.f(x)在上单调递减
D.若,则
(多选)11.(6分)已知定义在R上的函数f(x)满足f(f(x))=x,且f(x﹣1)为奇函数,则下列
选项正确的是( )
A.f(x)的图象关于直线y=x对称
B.f(0)+f(﹣1)=﹣2
C.f(﹣x)+f(x)=﹣2
D.f(1)+f(2)+⋯+f(40)=﹣860
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.(5 分)已知顶点在坐标原点且开口向上的抛物线 C 过点(1,2),则 C 的准线方程为
.
13.(5分)某芯片研发部门共有8名核心工程师,其中3人精通AI算法,另外5人精通硬件架构,现需
分为两个小组进行技术攻关,每组4人,每组满足以下要求:①至少有1名AI算法工程师,②指定
一名组长,组长由硬件架构工程师担任.则有 种不同的分组方法(用数字作答).
14.(5分)已知在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,且AB⊥AD,AD∥BC,PA=AB=ADBC=
1,动点E在侧面PCD内以点P为圆心,1为半径的圆弧上,动点F在直线PB上,则EF的最小值为
.
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。
15.(13分)已知在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求A;
(2)若△ABC的周长为,面积为,求a.
16.(15分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,AB⊥平面PBC,∠ACB=45°,平面PAC⊥平面ABC,棱AC
第2页(共17页)的中点为O.
(1)求证:PC⊥平面ABC;
(2)若AB=2,C到平面PAB的距离为,求直线OP与平面PAB所成角的正弦值.
17.(15分)已知数列{a }的前n项和为.
n
(1)求数列{a }的通项公式;
n
(2)证明:.
18.(17分)已知函数.
(1)若y=f(x)﹣ex在x=1处的切线方程为y=(2﹣e)x﹣1,求a,b的值;
(2)当a=﹣4时, x (0,6],总存在x [1,4],使得g(x )<f(x )成立,求b的取值范围;
1 2 2 1
(3)当a=﹣4时,∀有三∈个不同零点,求b的∈取值范围.
19.(17分)已知椭圆的左,右焦点分别为 F (﹣c,0),F (c,0),长轴长是焦距的2倍,短轴长
1 2
为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若A(x ,y ),B(x ,y )是椭圆上的两个不同的动点,直线OA,OB的斜率分别为.
1 1 2 2
(i)求坐标原点O到直线AB的距离d的取值范围;
(ii)设AB的中点为D,点E满足,过D作DH ⊥x轴,过E作EH ⊥y轴,直线DH 与直线EH 交于
1 2 1 2
点,以OA′,OB′为邻边作 OA′NB′,求线段MN长度的取值范围.
▱
第3页(共17页)2025-2026学年山东省泰安市高三(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D C C C B A D B
二.多选题(共3小题)
题号 9 10 11
答案 BCD ACD ACD
一、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.(5分)已知复数z满足2(cos60°+isin60°)z=1+i,i为虚数单位,则z在复平面内对应的点位于(
)
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】根据复数的除法运算求出z,再由此求出对应点所在象限.
【解答】解:因为2(cos60°+isin60°)z=1+i,
所以,可得
,
所以z在复平面内对应的点的坐标为(,),位于第四象限.
故选:D.
2.(5分)“x2﹣2x﹣3<0”的一个充分条件是( )
A.x≥﹣1 B.1≤x≤3 C.0<x<3 D.x<3
【分析】先解不等式x2﹣2x﹣3<0得到“x2﹣2x﹣3<0”的充要条件,再根据充分条件的概念进行判
断.
【解答】解:由x2﹣2x﹣3<0 ﹣1<x<3,
所以AD是“x2﹣2x﹣3<0”的⇔必要条件,
B既不是“x2﹣2x﹣3<0”的必要条件,也不是“x2﹣2x﹣3<0”的充分条件,
只有C是“x2﹣2x﹣3<0”的充分条件.
故选:C.
3.(5分)已知实数a>b>c且a,b,c≠0,则( )
第4页(共17页)A.a+b>c B. C.2a>b+c D.
【分析】根据条件,通过取特殊值,即可判断A、B和D的正误,对C,根据条件,利用不等式的性
质,即可求解.
【解答】解:对于A,取a=﹣2,b=﹣3,c=﹣4,但a+b=﹣5<c=﹣4,A错误,
对于B,取a=2,b=﹣3,满足a>b且a,b≠0,但,B错误,
对于C,因为a>b>c,则a>b,a>c,所以2a>b+c,C正确,
对于D,a=2,b=1,c=﹣3,满足a>b>c且a,b,c≠0,但,D错误,
故选:C.
4.(5分)终边落在下图阴影区域(含边界)的角的集合为( )
A.
B.
C.
D.
【分析】先求出终边落在OP边上的角为,结合图象,即可得答案.
【解答】解:因为点P(﹣1,),
所以终边落在OP边上的角的正切值为,对应的弧度为,
因此终边落在下图阴影区域(含边界)的角的集合为.
故选:C.
5.(5分)已知等比数列{a }满足|a |=2|a |,且a +a +a =3,则a +a +a =( )
n n+1 n 1 2 3 4 5 6
A.24 B.﹣24或24 C.﹣24 D.或
【分析】利用|a |=2|a |求出公比q的值,再分类讨论即可求解.
n+1 n
【解答】解:设等比数列{a }的公比为q,
n
∵|a |=2|a |,可得|q|=2,∴q=±2,
n+1 n
当q=﹣2时,;
当q=2时,;
∴a +a +a 的值为24或﹣24.
4 5 6
故选:B.
第5页(共17页)6.(5分)已知向量,若与的夹角不超过,则的范围是( )
A. B. C.[1,3] D.
【分析】由题意确定,再通过求其范围,即可求解.
【解答】解:因为向量,若与的夹角不超过,
所以设,则,且,
因为,所以在单位圆上取,
因为与的夹角不超过,
所以,
所以,
又,所以,
所以,
所以,
故的范围是.
故选:A.
7.(5分)已知点P是椭圆上的一个动点,A(2,2),B(0,﹣2),则|PA|+|PB|的最大值为( )
A.4 B. C. D.8
【分析】注意到B是椭圆的下焦点,则上焦点为F(0,2),故|PA|+|PB|=2a+|PA|﹣|PF|,而|PA|﹣|PF|
的最大值为|AF|,由此求得|PA|+|PB|的最大值.
【解答】解:已知椭圆方程,
则a2=9,b2=5,,
即,
故B为椭圆的下焦点,则椭圆的上焦点为F(0,2),
根据椭圆的定义,有|PA|+|PB|=|PA|+2a﹣|PF|=2a+|PA|﹣|PF|,
根据三角形两边的差小于第三边可知|PA|﹣|PF|≤|AF|,
故|PA|+|PB|的最大值为2a+|AF|.
故选:D.
第6页(共17页)8.(5分)已知函数f(x)=(ax﹣b)(3lnx﹣b),a,b R,若f(x)≥0恒成立,则的取值范围是(
) ∈
A.(﹣∞,3] B.(0,3) C.(3,+∞) D.(﹣∞,0)
【分析】先分析f(x)恒成立的条件,再确定参数符号,化简目标式,利用导数法求值域.
【解答】解:要使(ax﹣b)(3lnx﹣b)≥0对x>0恒成立,两因式需同号且零点重合.
因式零点:;,所以①.
y=3lnx﹣b在(0,+∞)单调递增,要使两因式同号,y=ax﹣b需单调递增,得a>0.
由a>0及可知b>0,令,则b=3t,且t>0,由①得.
则目标式:.
设,求导得,所以h(t)在(0,+∞)上单调递减.
由单调性知:t→0+时,h(t)→3;t→+∞时,h(t)→0.因此 h(t) (0,3).
综上,的取值范围为(0,3). ∈
故选:B.
二、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。
(多选)9.(6分)若,则下列选项正确的是( )
A.展开式中的二项式系数最大项为第3项和第4项
B.a +a +a +a +a +a =﹣728
1 2 3 4 5 6
C.a
1
+2a
2
+3a
3
+⋯+6a
6
=﹣12
D.当x=5时,(3﹣2x)6除以8的余数为1
【分析】对于A直接用二项式系数的性质判断;对于B用赋值法可得;对C可对二项式两边求导,然
后再赋值可得;对于D则将76=(8﹣1)6按二项式展开式进行判断可得.
【解答】解:因为二项式展开式中共有7项,所以第4项的二项式系数最大,A不正确;
令x=0,可得,
令x=1,得,
第7页(共17页)所以,B正确;
对两边求导,
得,
令x=1,得a
1
+2a
2
+3a
3
+⋯+6a
6
=6×1×(﹣2)=﹣12,C正确;
当x=5时,(3﹣2x)6=(3﹣2×5)6=(﹣7)6=76=(8﹣1)6,
而
,即76除以8的余数为1,D正确.
故选:BCD.
(多选)10.(6分)已知函数f(x)=asin x+bcos x(a>0, >0)的最小正周期为 ,且恒成立,
则下列选项正确的是( ) ω ω ω π
A.
B.f(x)的图象关于点对称
C.f(x)在上单调递减
D.若,则
【分析】先利用辅助角公式把f(x)化为标准形式,利用最小正周期公式求出 ,结合恒成立求出a,
b,再根据正弦函数的性质逐一分析判定选项. ω
【解答】解:∵,
∵f(x)最小正周期为T= ,
∴, π
∵,﹣1≤sin( x+ )≤1,
∴,, ω φ
故,
∴,
即,
∴,
∴,
对于A:,故选项A正确;
对于B:∵正弦函数的对称中心满足f(x )=0,
0
,
∴f(x)的图象不关于点对称,故选项B错误;
对于C:∵sin 的单调递减区间为,
∴, θ
第8页(共17页)解得,
当k=0时,f(x)的递减区间为,
∵,
∴f(x)在上单调递减,故选项C正确;
对于D:∵f(x )=﹣f(x ),
1 2
∴,
即①或②,
式①化简得,又∵,
∴x +x ( ,2 ),取k=2,
1 2
则; ∈ π π
式②化简得,与矛盾,舍去,
∴,故选项D正确.
故选:ACD.
(多选)11.(6分)已知定义在R上的函数f(x)满足f(f(x))=x,且f(x﹣1)为奇函数,则下列
选项正确的是( )
A.f(x)的图象关于直线y=x对称
B.f(0)+f(﹣1)=﹣2
C.f(﹣x)+f(x)=﹣2
D.f(1)+f(2)+⋯+f(40)=﹣860
【分析】对于A项,可证明点(x ,y ),(y ,x )同时满足y=f(x)即可;对于B项,可利用f(f
0 0 0 0
(x))=x,且f(x﹣1)为奇函数,赋值求解即可;对于C项,由函数关于点(﹣1,0)对称,再结
合函数关于y=x对称,即可证明;对于D项,应用,可证明f(x+2)﹣f(x)=﹣2,可得f(1),f
(2),f(3),⋯,f(40)依次构成等差数列,进而可判断正误.
【解答】解:定义在R上的函数f(x)满足f(f(x))=x,
对于A项,设点(x ,y )是y=f(x)图象上任意一点,
0 0
则y =f(x ),f(y )=f(f(x ))=x ,
0 0 0 0 0
所以点(y ,x )也是y=f(x)图象上的点,
0 0
所以f(x)的图象关于直线y=x对称,A正确;
对于B项,因为g(x)=f(x﹣1)为R上的奇函数,
所以g(0)=f(0﹣1)=f(﹣1)=0;
又因为f(f(x))=x,所以﹣1=f(f(﹣1))=f(0),
第9页(共17页)于是f(0)+f(﹣1)=﹣1,B错误;
对于C项,因为f(x﹣1)为奇函数,所以﹣f(x﹣1)=f(﹣x﹣1),
即f(x)=﹣f(﹣x﹣2),令f(x)=﹣f(﹣x﹣2)=m,
则f(m)=f(f(x))=x,f(﹣m)=f(f(﹣x﹣2))=﹣x﹣2,
所以f(m)+f(﹣m)=x﹣x﹣2=﹣2,
因为f(x)的值域为R,所以该结论对任意实数都成立,
即f(﹣x)+f(x)=﹣2,故C项正确;
对于D项,由以上推理知,
所以f(x)=﹣f(﹣x﹣2)=﹣(﹣2﹣f(x+2))=2+f(x+2),
所以f(x+2)﹣f(x)=﹣2;
又因为f(﹣1)=0,f(0)=﹣1,
所以f(1)=﹣2,f(2)=﹣3,f(3)=﹣4,f(4)=﹣5,f(5)=﹣6,⋯,f(40)=﹣41依次
构成等差数列,其首项为﹣2,公差为﹣1,
所以f(1)+f(2)+⋯+f(40)=﹣860,故D项正确.
故选:ACD.
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.(5分)已知顶点在坐标原点且开口向上的抛物线C过点(1,2),则C的准线方程为 .
【分析】抛物线开口向上,可设抛物线标准方程为x2=2py,且抛物线过点(1,2),可以求得.所以
准线方程为.
【解答】解:已知顶点在坐标原点且开口向上的抛物线C过点(1,2),
则抛物线开口向上,
所以设抛物线标准方程为x2=2py(p>0),
又抛物线过点(1,2),
则,
所以准线方程为.
故答案为:.
13.(5分)某芯片研发部门共有8名核心工程师,其中3人精通AI算法,另外5人精通硬件架构,现需
分为两个小组进行技术攻关,每组4人,每组满足以下要求:①至少有1名AI算法工程师,②指定
一名组长,组长由硬件架构工程师担任.则有 18 0 种不同的分组方法(用数字作答).
【分析】先根据条件选择4人组成第一组,确定组长,则第二组人员随之确定,只需确定组长即可.
【解答】解:每组满足以下要求:①至少有1名AI算法工程师,②指定一名组长,组长由硬件架构
第10页(共17页)工程师担任.
故先从3个精通AI算法的工程师中选1人,从5个精通硬件架构的工程师中选3人,再从3个精通硬
件架构的工程师中选1人做组长,有种选法,
此时第二组的人员已经确定,由2个精通AI算法的工程师和2个精通硬件架构的工程师组成,选1个
精通硬件架构的工程师做组长,有种选法.
综上,满足条件的分组方法有90×2=180种.
故答案为:180.
14.(5分)已知在四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,且AB⊥AD,AD∥BC,PA=AB=ADBC=
1,动点E在侧面PCD内以点P为圆心,1为半径的圆弧上,动点F在直线PB上,则EF的最小值为
.
【分析】先明确动点进行轨迹分析,再利用余弦定理进行距离转化,利用线面角的性质确定∠EPF的
最小值,最后通过几何关系求出线面角的正弦值,即可得到EF的最小值.
【解答】解:如图,因为四棱锥P﹣ABCD满足PA⊥底面ABCD,
且,
所以以P为球心1为半径的球与△PCD(包括边界)的交线即为△PCD内以P为圆心,1为半径的一
截圆弧,
因为PE=1,所以则当F点固定时,
由余弦定理可知,EF的距离只取决于∠EPF,∠EPF越小,EF距离越小,
过B作面PCD的垂线,垂足为G,易知在△BCD中,,
所以,
因为PA⊥平面ABCD,BC 平面ABCD,则PA⊥BC,
又易知BC⊥AB,AB∩PA=⊂A,AB,PA 平面PAB,
则BC⊥平面PAB,又因为PB 平面PAB⊂,则BC⊥PB,
, ⊂
在△PCD中,,
所以,
由V
P﹣BCD
=V
B﹣PCD
,
得,所以,
且由等面积△PBC可知G在PC上,
延长PG交圆弧为E,过E作PB的垂线,垂足为F,
此时∠EPF为线面角,取到最小值,
第11页(共17页)所以,
取到最小值.
故答案为:.
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。
15.(13分)已知在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且.
(1)求A;
(2)若△ABC的周长为,面积为,求a.
【分析】(1)根据条件,利用正弦定理边转角及正弦的和角公式得,即可求解;
(2)利用三角形的面积公式及余弦定理,再结合条件得,即可求解.
【解答】解:(1)因为,
由正弦定理可得,
又B (0, ),所以sinB≠0,整理可得,
又A∈(0,π),所以;
(2)∈由(1π)知,三角形的面积为,即,
解得bc=4,
又因为a2=b2+c2﹣2bccosA=b2+c2﹣bc=(b+c)2﹣3bc=(b+c)2﹣12,
由△ABC的周长为,
所以,
整理得到,
解得.
16.(15分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,AB⊥平面PBC,∠ACB=45°,平面PAC⊥平面ABC,棱AC
的中点为O.
(1)求证:PC⊥平面ABC;
(2)若AB=2,C到平面PAB的距离为,求直线OP与平面PAB所成角的正弦值.
第12页(共17页)【分析】(1)先利用面面垂直的性质定理证明BO⊥平面PAC,可得BO⊥PC,结合线面垂直的性质
定理知AB⊥PC,再利用线面垂直的判定定理,即可得证;
(2)作CD⊥PB,垂足为D,先证CD⊥平面PAB,从而知CD,解三角形可得PC=2,再取PA的中
点E,连接OE,并证明OE⊥平面ABC,然后以O为原点建系,利用向量法求线面角即可.
【解答】(1)证明:∵AB⊥平面PBC,BC,PC 平面PBC,
∴AB⊥BC,AB⊥PC, ⊂
∵∠ACB=45°,∴AB=BC,
∵O为AC的中点,∴BO⊥AC,
又平面PAC⊥平面ABC,OB 平面ABC,平面ABC∩平面PAC=AC,
∴BO⊥平面PAC, ⊂
∵PC 平面PAC,∴BO⊥PC,
又AB⊂∩BO=B,AB,BO 平面ABC,
∴PC⊥平面ABC. ⊂
(2)解:作CD⊥PB,垂足为D,
∵AB⊥平面PBC,CD 平面PBC,∴AB⊥CD,
又∵PB∩AB=B,PB,⊂AB 平面PAB,∴CD⊥平面PAB,
∵C到平面PAB的距离为,⊂∴CD,
在Rt△BCD中,sin∠DBC,即∠DBC=60°,
在Rt△PBC中,tan∠DBC,即PC=2,
取PA的中点E,连接OE,则OE∥PC,
由(1)知PC⊥平面ABC,
∴OE⊥平面ABC,
以O为坐标原点,OB,OC,OE所在直线分别为x,y,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则,
∴,,
设平面PAB的法向量为,则,即,
第13页(共17页)令,得,∴,
设直线OP与平面PAB所成角为 ,
则sin =|cos,|, α
即直线αOP与平面PAB所成角的正弦值为.
17.(15分)已知数列{a }的前n项和为.
n
(1)求数列{a }的通项公式;
n
(2)证明:.
【分析】(1)由递推公式可得a
n+1
﹣a
n﹣1
=6(n≥2),进而可得数列的奇数项和偶数项分别为公差为
6的等差数列,从而可得数列的通项公式.
(2)根据(1)的结论求得,再利用放缩法和裂项求和法证明不等式.
【解答】解:(1)∵,
∴,
∴a +a =6n﹣1(n≥2).
n n+1
∵当n=1时,S +S =a +a +a =6,且a =S =1,∴a =4.
1 2 1 1 2 1 1 2
∴a +a =5=6×1﹣1,∴.
1 2
∴a n﹣1 +a n =6n﹣7(n≥2),∴a n+1 ﹣a n﹣1 =6(n≥2),
所以{a }中奇数项是以a =2为首项,6为公差的等差数列;
n 1
偶数项是以a 为首项,6为公差的等差数列.
2
所以当n为偶数时,,
当n为奇数时,,
∴.
(2)证明:由(1)知{a }是以1为首项,3为公差的等差数列,
n
∴,∴.
当n=1时,,
当n≥2时,,
第14页(共17页)∴.
∴.
18.(17分)已知函数.
(1)若y=f(x)﹣ex在x=1处的切线方程为y=(2﹣e)x﹣1,求a,b的值;
(2)当a=﹣4时, x (0,6],总存在x [1,4],使得g(x )<f(x )成立,求b的取值范围;
1 2 2 1
(3)当a=﹣4时,∀有三∈个不同零点,求b的∈取值范围.
【分析】(1)先求得y′=x+a﹣ex,得到y′|
x=1
=1+a﹣e,得到方程1+a﹣e=2﹣e,求得a的值,再
将x=1代入切线方程,求得y=1﹣e,得出,求得b的值;
(2)当a=﹣4时,,利用二次函数的性质,求得f(x) =﹣8﹣2b,求得,得出函数的单调性,求
min
得,得出不等式,即可求解;
(3)转化为有三个不相等实根,设,利用导数求得 (x)的单调区间和极值,结合y=b与 (x)有
三个交点,列出不等式,即可求解. φ φ
【解答】解:(1)根据题意可得,
则y′=x+a﹣ex,所以y′|
x=1
=1+a﹣e,
因为y=f(x)﹣ex在x=1处的切线方程为y=(2﹣e)x﹣1,
可得1+a﹣e=2﹣e,解得a=1,
将x=1代入切线方程y=(2﹣e)x﹣1,可得y=1﹣e,
即,解得,所以;
(2)当a=﹣4时,,
因为函数f(x)的图像象开口向上,对称轴为x=4,
所以f(x) =f(4)=﹣8﹣2b,
min
又因为,所以,
当1≤x<3时,g′(x)>0,g(x)单调递增;
当3<x≤4时,g′(x)<0,g(x)单调递减,
因为,可得,
所以,则,解得,
所以b的取值范围为.
(3)当a=﹣4时,可得,
因为h(x)=0有三个不同零点,所以有三个不相等实根,
即y=b与的图象有三个交点,
设,
第15页(共17页)可得,
当0<x<1时, ′(x)>0, (x)单调递增;
当1<x<3时,φ′(x)<0,φ(x)单调递减;
当x>3时, ′φ(x)>0, (φx)单调递增,
又由, φ φ
且x→0时, (x)→﹣∞;x→+∞时, (x)→+∞,
所以, φ φ
所以实数b的取值范围为.
19.(17分)已知椭圆的左,右焦点分别为 F (﹣c,0),F (c,0),长轴长是焦距的2倍,短轴长
1 2
为.
(1)求椭圆的标准方程;
(2)若A(x ,y ),B(x ,y )是椭圆上的两个不同的动点,直线OA,OB的斜率分别为.
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(i)求坐标原点O到直线AB的距离d的取值范围;
(ii)设AB的中点为D,点E满足,过D作DH ⊥x轴,过E作EH ⊥y轴,直线DH 与直线EH 交于
1 2 1 2
点,以OA′,OB′为邻边作 OA′NB′,求线段MN长度的取值范围.
【分析】(1)椭圆长轴是焦距▱的2倍,短轴长为,结合椭圆核心关系式∵a2=b2+c2得到最终方程;
(2)当直线AB的斜率不存在时,设直线AB的方程为x=n,直线与椭圆的方程联立,再根据得到坐
标原点O到直线AB的距离d的取值范围;当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+m联
立,利用韦达定理,再根据得到d的取值范围;
(ii)根据条件由A(x ,y ),B(x ,y )两点的横纵坐标得到,得到,得到点M在以原点为圆心,
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以为半径的圆上,得到M的轨迹,,可得,,从而得到N的坐标,进而得到MN的长度,
【解答】解:(1)因为椭圆长轴是焦距的2倍,短轴长为,
所以,又因为a2=b2+c2,所以,
所以椭圆的标准方程为;
(2)(i)当直线AB的斜率不存在时,设直线AB的方程为x=n,
由得,
所以,所以n2=2,所以,
当直线AB的斜率存在时,设直线AB的方程为y=kx+m,
由,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2﹣12=0,
所以,
因为Δ=64k2m2﹣4(3+4k2)(4m2﹣12)=48(3+4k2﹣m2)>0,
第16页(共17页)所以m2<4k2+3,
所以
,
化简得:2m2=4k2+3,因为x x ≠0,所以且,
1 2
所以(或),
由且k2+1≥1(或由2m2+1≥4且2m2+1≠7),
得,
综上所述,;
(ii)由(i),,
,
所以,
所以点M在以原点为圆心,以为半径的圆上,
由,
所以,
3,
所以N(4,3),|ON|=5,
所以|MN|的取值范围为.
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