文档内容
2026 年汕头市普通高考第一次模拟考试
数学
注意事项:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和
答题卡上,将条形码横贴在答题卡“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,再选涂其它答案,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,然后再写上新的答案;不准使用铅笔和涂改液.不
按以上要求作答的答案无效.
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.
第Ⅰ卷 选择题
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.
M x 4x2 4x150 N 2,1,0,1,2,3 ð M N
1. 已知 , ,则 R ( )
A.
1,0,1,2
B.
2,1,0,1,2
C.
1,0,1
D.
1,0,1,2,3
【答案】A
【解析】
【分析】解二次不等式得M 的补集区间,再与给定集合N 取交集即得结果.
3 5
【详解】解不等式4x2 4x150,得x 或x ,
2 2
3 5 3 5
即集合M , 2 2 , ,则ð R M 2 , 2 ,
则
ð
M
N 1,0,1,2
.
R
1i
2. 在复平面内,复数 对应的点位于( )
1i
A. 实轴 B. 虚轴 C. 第二象限 D. 第四象限
【答案】B
【解析】
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学科网(北京)股份有限公司1i 1i 2 2i
【详解】 i,
1i 1i 1i 2
在复平面内对应的点为 0,1 ,
1i
即复数 对应的点位于虚轴.
1i
3. 圆锥的表面积为π,且它的侧面展开图是一个半圆,则这个圆锥的底面半径为( )
2 3 1
A. B. C. D.1
2 3 2
【答案】B
【解析】
【分析】设底面半径为r,母线长为l,根据侧面展开图是一个半圆,可得l 2r,代入表面积公式,结合
条件,即可得答案.
【详解】设底面半径为r,母线长为l,
由侧面展开图是一个半圆,得lπ2πr,解得l 2r,
1
则侧面展开图的面积S 2πrl πrl 2πr2,
2
3
所以圆锥的表面积S πr2 2πr2 3πr2 π,解得r .
3
4. 溶液酸碱度用pH值表示,其计算公式为pH lg H ,其中 H 表示溶液中氢离子的浓度,单位是
摩尔/升,且pH越大,酸度越弱,碱性越大.下列命题中,真命题是( )
A.
已知纯净水的pH7,则纯净水中
H
107摩尔/升
B.
已知胃酸中
H
2.5102摩尔/升,则胃酸的pH2
C.
溶液中
H
107摩尔/升时,溶液的酸性随氢离子浓度的增大而变强
D.
溶液中
H
107摩尔/升时,溶液的碱性越大,氢离子浓度越大
【答案】C
【解析】
【详解】对于A,令7lg
H
,则
H
107摩尔/升,故A错误;
对于B,胃酸的pH lg 2.5102 2lg2.52lg12,故B错误;
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学科网(北京)股份有限公司对于C,当
H
107摩尔/升时,
根据pH lg
H
可得当
H
越大时,pH越小,故酸性越大,故C正确;
对于D,当
H
107摩尔/升时,
根据pH lgH可得若溶液的碱性越大,则pH越大,故H越小,
故D错误.
5. 双曲线的渐近线方程是 y 2x,则双曲线的离心率为( )
5 5 5
A. B. 2 5 C. 或 5 D. 或2 5
2 2 4
【答案】C
【解析】
b2
【分析】分别讨论双曲线焦点在x轴和y轴的情况,由e 1 可求得结果.
a2
【详解】因为双曲线的渐近线方程是 y 2x,
当双曲线方程为
x2
y2
1 a 0,b0 时,则
b
2,则离心率e 1
b2
5;
a2 b2 a a2
y2 x2 a b2 5
当双曲线方程为 1 a0,b0 时,则 2,则离心率e 1 ;
a2 b2 b a2 2
5
综上所述:双曲线的离心率为 或 5 .
2
sinsincos2
6. 已知tan2,则 的值是( )
cos
1 2 5 4
A. B. C. D.
5 5 5 5
【答案】D
【解析】
【分析】利用三角恒等变换将原式化简为只含tan的形式,再代入已知条件计算.
sinsincos2 sin(1cos2) sin2cos2
【详解】 2sincos,
cos cos cos
第3页/共21页
学科网(北京)股份有限公司sin
2
2sincos cos 2tan 22 4
2sincos
sin2cos2 sin2 1tan2 122 5
1
cos2
7. 一个质点在随机外力的作用下,从数轴的原点出发,每隔1s等可能地沿数轴的正方向或负方向移动一个
单位,共移动7次,则质点最可能移动到的位置的坐标为( )
A.7或5 B.5或3 C.3或3 D.1或1
【答案】D
【解析】
【分析】将“质点移动位置”转化为“正、负方向移动次数”的组合问题,通过分析组合数的最大值确定概率最
高的位置.
【详解】设质点向正方向移动的次数为k(k 0,1,2,,7),则向负方向移动的次数为7k ,
质点最终的位置坐标由正、负方向移动的总距离决定:xk1(7k)(1)2k7,
1
1
每次移动向正、负方向的概率均为 ,因此“7次移动中恰好有k次向正方向”的概率服从二项分布B7, ,
2 2
k 7k 7
1 1 1
概率公式为:P(k)Ck
1
Ck
,
7 2 2 7 2
7
1
其中Ck为组合数,
为常数,因此,概率P(k)的大小由组合数Ck 决定,“最可能的位置”对应Ck最大
7 7 7
2
时的x,
7!
k 0时C0 1
7 0!7!
7!
k 1时 C1 7
7 1!6!
7!
k 2时 C2 21
7 2!5!
7!
k 3时 C3 35
7 3!4!
7!
k 4时C4 35
7 4!3!
7!
k 5时C5 21
7 5!2!
7!
k 6时C6 7
7 6!1!
7!
k 7时C7 1
7 7!0!
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学科网(北京)股份有限公司综上,组合数Ck在k 3和k 4时取得最大值35,
7
当k 3时,代入x2k7得:x2371,
当k 4时,代入x2k7得:x2471,
质点最可能移动到的位置坐标为1或1.
π
8. 设a,b,c 0, ,且acosa,bsin cosb ,ccos sinc ,则它们的大小关系为( )
2
A. bac B. ca b C. cba D. a bc
【答案】A
【解析】
【分析】本题可通过构造函数,利用函数的单调性比较大小,关键在于分析 y xcosx 以及
π
y cos sinx x在x 0, 上的单调性.
2
【详解】首先比较a,b的大小,
π π
令 f x xcosx,x 0, ,求导得 f x 1sinx0在x 0, 上恒成立,
2 2
π
所以 f x 在x 0, 上单调递增.因为acosa,所以 f a 0.
2
π π π
又因为sinx x在x 0, 上恒成立,且b 0, ,所以cosb 0,1 0, ,
2 2 2
所以bsin cosb cosb,所以bcosb0即 f b 0 f a .
π
由于 f x 在x 0, 上单调递增,则b a.
2
其次比较a,c的大小,
π
令h x cos sinx x,x 0, ,求导得h x sin sinx cosx1,
2
π π
因为x 0, ,所以sinx 0,1 0, ,所以sin sinx 0且cosx 0,
2 2
π
所以h x sin sinx cosx10,所以h x 在x 0, 上单调递减.
2
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学科网(北京)股份有限公司所以h
c
0
π
又因为sinx x在x 0, 上恒成立,所以sinaa,
2
π
又因为 y cosx在x 0, 上单调递减,所以cos sina cosa a ,
2
即h a cos sina a0h c ,由单调性可知ac.
综合b a以及ac,所以bac
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. 某同学上学有时坐公交车,有时骑自行车,他各记录了50次坐公交车和骑自行车所花的时间,经数据分
析得到:坐公交车平均用时30min,样本方差为36;骑自行车平均用时34min,样本方差为4.假设坐公交车
用时X和骑自行车用时Y都服从正态分布.则( )
A. P X 30 0.5
B. P Y 40 P Y 30
C. 若某天只有34min可用,该同学为了尽可能不迟到,应选择坐公交车
D. 若某天只有38min可用,该同学为了尽可能不迟到,应选择骑自行车
【答案】ACD
【解析】
【分析】根据正态分布的性质和相关公式逐项计算即可.
【详解】对于A,因为坐公交车平均用时30min,样本方差为36,坐公交车用时X 都服从正态分布,
所以X ~ N 30,62 ,所以P X 30 0.5,A正确;
对于B,因为骑自行车平均用时34min,样本方差为4,骑自行车用时Y 都服从正态分布,
所以Y ~ N 34,22 ,其分布关于均值34对称.由于40346而34304,40和30并不关于34对称,
故P Y 40 P Y 30 ,B错误;
对于C,计算34分钟内不迟到的概率为P X 34 0.5,P Y 34 0.5,
因为P X 34 P Y 34 ,所以坐公交车不迟到的概率更高,C正确;
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学科网(北京)股份有限公司 4
对于D,计算38分钟内不迟到的概率为P X 38 P X 308 PX 30 6,
3
P Y 38 P Y 344 P Y 3422 ,
因为P Y 38 P X 38 ,所以骑自行车不迟到的概率更高,D正确;
10. 正方形ABCD、ABEF的边长为1,且它们所在的平面互相垂直.点M 、N 分别在正方形对角线AC 和
BF 上移动,且CM BN a 0a 2 .则( )
A. 直线AC 与BF 所成的角为45
B. MN //平面DAF
2 2
C. 当a 时,MN 的长最小,且最小值为
2 2
2
D. 当MN 的长最小时,点F 到平面AMN 的距离为
2
【答案】BC
【解析】
【分析】由题意可建立适当空间直角坐标系,则可表示出各点坐标;对A:表示出向量AC,
BF
后,利用
向量夹角的余弦公式计算即可得;对B:求出平面DAF 的法向量及向量MN后,计算即可得;对C:借助
向量与模长的关系计算即可得;对D:结合C中所得,可得到向量MN,再计算出平面AMN 的法向量后,
利用点到平面距离公式计算即可得.
【详解】以B为原点,建立如图所示空间直角坐标系,
则B 0,0,0 、A 1,0,0 、E 0,1,0 、F 1,1,0 、C 0,0,1 、D 1,0,1 ,
对A:AC 1,0,1 ,BF 1,1,0 ,
ACBF 1 1
则 cos AC,BF ,
AC BF 2 2 2
故直线AC与BF 所成的角为60,故A错误;
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学科网(北京)股份有限公司 2a 2a
对B:由CM BN a 0a 2 ,则M ,0,1 ,
2 2
2a 2a 2a 2a
N , ,0,则MN 0, , 1,
2 2 2 2
DA 0,0,1 ,DF 0,1,1 ,
设平面DAF
的法向量为m
x,y,z
,
mDA z 0
则有 ,可取x1,则z y0,
mDF yz 0
2a 2a
则m 1,0,0 ,有mMN 01 0 100,
2 2
故MN m,又MN 平面DAF ,故MN //平面DAF ,故B正确;
2a 2a
对C:MN 0, , 1,
2 2
2 2 2
2a 2a 2 1
则 MN 02 1 a2 2a1 a ,
2 2 2 2
2 2
故当且仅当a 时, MN 取最小,且最小值为 ,故C正确;
2 2
2 1 1
对D:由C知,当MN 的长最小时,a ,此时MN 0, , ,
2 2 2
1 1 1 1
M ,0, ,则MA ,0, ,
2 2 2 2
设平面AMN 的法向量为n
x,y,z
,
1 1
nMN y z 0
2 2
则有 ,可取x1,则z y1,
n M A 1 x 1 z 0
2 2
则n 1,1,1 ,又AF 0,1,0 ,
AFn 010 3
则点F 到平面AMN 的距离d
,故D错误.
n 12 12 12 3
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学科网(北京)股份有限公司11. 如图所示,一个玻璃杯的内壁是由曲线段C绕它的对称轴旋转所得的曲面.现把一个小球放进杯内,欲
使小球能接触杯底.下列结论正确的是( )
A. 若曲线段C的方程为x2 y2 4 2 y0 ,则小球半径可以是2.01
x2 y2
B. 若曲线段C的方程为 1 2 y0 ,则小球半径可以是0.99
3 4
C. 若曲线段C的方程为x2 2y 0 y2 ,则小球半径至多是1
D. 若曲线段C的方程为 y2 x2 1 1 y2 ,则小球半径至多是1
【答案】BCD
【解析】
【分析】由题意确定小球球心在对称轴y轴上,通过小球接触杯底时,需满足曲线C上所有点到球心的距
离不小于小球半径R,逐项判断即可.
【详解】设小球半径为R,由题意小球球心在对称轴y轴上,
对于A,曲线C:x2 y2 4(2 y 0) ,杯底为(0,2),
则球心坐标为(0,2R),
对任意(x,y)在C上,到球心距离的平方:
d2 x2 y2R 2 84RR2 4y2yR,
要满足d2 R2,即84RR24y2yR R2,
即84R4y2yR0,
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学科网(北京)股份有限公司即 42y 2R 0,
因为42y0,得2R0R2,又2.012,A错误;
x2 y2
对于B,曲线C: 1(2 y 0),杯底(0,2),球心(0,2R),
3 4
对任意(x,y)在C上,到球心距离的平方:
d2 x2 (y2R)2 ,
y2 y2
代入x2 3(1 ),得:d2 3(1 )(y2R)2,
4 4
要满足d2 R2,即d2 R2 0,
整理得 f(y)
y2
2(2R)y74R0,在
y2,0
恒成立,
4
二次函数开口向上,对称轴 y4 R2 ,
当R1时,对称轴 y4 R2 2,区间[2,0]上最小值为 f 2 0,
满足条件, 0.991,符合要求,B正确;
对于C,曲线C:x2 2y(0 y 2),杯底(0,0),球心(0,R),
对任意(x,y)在C上,到球心距离的平方:
d2 x2 yR 2,
代入x2 2y ,得d2 2y yR 2
要满足d2 R2,即d2 R2 0
整理得 y2 2(1R)y 0,因 y0,
等价于 y2(1R)0对所有 y[0,2]成立, 最小值在y0处,
得2(1R)0 R1,即半径至多为1,C正确;
对于D,曲线C:y2 x2 1(1 y 2),杯底(0,1),球心 0,1R ,
对任意(x,y)在C上,到球心距离的平方:
d2 x2 y1R 2,
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学科网(北京)股份有限公司代入x2 y2 1,得d2 y2 1 y1R 2,
要满足d2 R2,即d2 R2 0
整理得(y1)(yR)0,因 y 1,等价于 yR0对所有 y[1,2]成立,
最小值在 y 1处,得1R0 R1,即半径至多为1,D正确.
第Ⅱ卷 非选择题
三、填空题:本题共 3小题,每小题 5分,共 15分.
12. AB 为圆O的一条弦,且 AB 2,则ABAO的值为_______.
【答案】2
【解析】
【分析】根据向量的数量积的几何意义直接可得.
【详解】取弦AB的中点M ,连接OM ,根据圆的垂径定理,可得OM AB,如图.
因为 AB 2,所以 AM 1.
根据向量数量积的几何意义:
AB·AO AO·AB AM ·AB 12 2
13. 已知函数 f x 满足 f x xex f 1 ,则曲线 y f x 在点 1, f 1 处的切线方程是_______.
【答案】x e1 y 0
【解析】
【分析】求导后代入x1可得 f 1 ,即可得 f x ,从而可得 f 1 ,再利用导数的几何意义计算即可得.
【详解】
f
x
1ex
f
1
,则
f
1
1e1
f
1
1
f
1
e,
1 ex e 1
即 f 1 ,故 f x x ,则 f 1 1 ,
e1 e1 e1 e1
1 1
故曲线 y f x 在点 1, f 1 处的切线方程是y x1 ,
e1 e1
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学科网(北京)股份有限公司化简得x e1 y 0.
14. ABC 中,AB AC ,延长AB到点D,使AD BC,连接CD.若A100,则BCD的大小
为_______.
π
【答案】10##
18
【解析】
4cos402 4cos40
【分析】BCD 040 ,利用等腰三角形的性质和正弦定理可得 ,
sin sin 40
2π π 2π π
结合三角变换公式可得2sin sin sin,构建新函数 f x 2sin xsin sinx,
9 18 9 18
2π π
其中0 x ,根据该函数单调性可求 .
9 18
【详解】
不妨设AB2,因为A100,故ABC 40,所以BC 4cos40,
故BD
4cos402,设BCD 040
,则BDC 40,
4cos402 4cos40
在△BCD中,由正弦定理有 ,
sin sin 40
sin
40
cos40
所以
sin cos40cos60
cos40 cos40 1
,
cos 5010cos 5010 2sin50sin10 2sin10
2π π
所以2sin 40 sin10sin即2sin sin sin,
9 18
2π π 2π
设 f x 2sin xsin sinx,其中0 x ,
9 18 9
2π 2π π π
因为0 x ,sin 0,
9 9 2 18
2π π 2π
故 y 2sin xsin 在0, 上为减函数,
9 18 9
第12页/共21页
学科网(北京)股份有限公司 2π 2π
而 y sinx在0, 上为减函数,故 f x 在0, 上为减函数,
9 9
π 2π π π π
而 f 2sin sin sin 0,
18 9 18 18 18
2π π π π
故2sin sin sin有唯一解 ,故
9 18 18 18
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. 如图,在长方体ABCDABC D 中,点E、F分别在BB ,DD 上,且AE AB,AF AD.
1 1 1 1 1 1 1 1
(1)求证:AC 平面AEF ;
1
(2)当AB 4,AD3,AA 5时,求平面AEF 与平面DBBD的夹角的余弦值.
1 1 1
【答案】(1)证明见解析
12 2
(2)
25
【解析】
【分析】(1)以线面垂直判定定理去证明即可解决;
(2)建立空间直角坐标系,以向量法去求平面AEF 与平面DBBD的夹角的余弦值即可解决.
1 1
【小问1详解】
因为BC 平面ABB A ,AE 平面ABB A ,所以AE BC.
1 1 1 1
又AE AB,AB BC B,所以AE 平面ABC
1 1 1
因为AC 平面ABC,所以AE AC
1 1 1
同理:因为CD平面ADD A,AF 平面ADD A,所以AF CD.
1 1 1 1
第13页/共21页
学科网(北京)股份有限公司又AF AD,ADCD D,所以AF 平面ACD
1 1 1
因为AC 平面ACD,所以AF AC
1 1 1
又因为AE AC,AE AF A,所以AC 平面AEF
1 1
【小问2详解】
以A为原点,分别以AB、AD、AA 所在直线为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系如图.
1
则A(0,0,0),A(0,0,5),B(4,0,0),B (4,0,5),D(0,3,0),C(4,3,0).
1 1
所以AC (4,3,5),且AC是平面AEF 的一个法向量.
1 1
BB (0,0,5),BD(4,3,0)
1
设平面DBBD的法向量为n (x,y,z)
1 1
nBB 0 5z 0
则 1 ,即
nBD0 4x3y 0
所以z 0,令x3,得 y 4.
则平面DBBD的一个法向量为n (3,4,0).
1 1
所以nAC 121224.
1
|n | 32 42 5, AC 42 32 (5)2 5 2
1
nAC 24 12 2
所以cos n,A 1 C n A 1 C 55 2 25 .
1
12 2
所以平面AEF 与平面DBBD 的夹角的余弦值为 .
1 1
25
第14页/共21页
学科网(北京)股份有限公司16. 某中学的两位学生A与B为研究高三年级学生的性别和身高是否大于170cm的关联性,对该中学的高
三学生进行了调查.A同学调查了所有高三学生,并整理得到等高堆积条形图,如图(一);B同学从所有
高三学生中获取容量为40的有放回简单随机样本,也整理得到列联表,如表(一).
表(一)单位:人
身高
性别 合计
低于170cm 不低于170cm
女 14 7 21
男 8 11 19
合计 22 18 40
(1)请根据A同学的等高堆积条形图,判断该中学高三年级学生的性别和身高是否有关联,如果结论是有
关联,解释它们之间如何相互影响;
(2)根据B同学的列联表,依据0.05的独立性检验,该中学高三年级学生的性别和身高是否有关联,
并解释所得结论的实际含义;
n ad bc 2
(参考公式及数据:2 ,临界值x 3.841)
ab cd ac bd 0.05
(3)请比较(1)和(2)的统计结论是否一致,说明原因.
【答案】(1)有关联,女生更倾向于身高低于170 cm,男生更倾向于身高不低于170 cm.
(2)无关联,实际含义见解析
(3)不一致,原因见解析
【解析】
【分析】(1)通过观察等高堆积条形图中男女身高分布的差异,若男生中不低于170cm的比例明显高于女
生,则判断两者有关联;
第15页/共21页
学科网(北京)股份有限公司(2)通过计算样本列联表的卡方统计量,与临界值比较,从而判断是否拒绝“性别与身高无关联”的原假设;
(3)通过对比基于总体的描述性分析与基于样本的推断性检验的结论,指出因样本容量较小产生的抽样误
差可能导致两种结论不一致.
【小问1详解】
有关联,根据等高堆积条形图可知,女生中身高低于170 cm的比例明显高于男生,
而男生中身高不低于170 cm的比例明显高于女生,
故该中学高三年级学生的性别与身高有关联.具体表现为女生更倾向于身高低于170 cm,男生更倾向于身
高不低于170 cm.
【小问2详解】
由题意得,零假设H :该中学高三年级学生的性别与身高无关联,
0
40 141178 2
由列联表可得2 2.4313.841 x ,
21192218 0.05
根据小概率值0.05的2独立性检验,没有充分证据推断H 不成立,
0
因此可以认为H 成立,即认为该中学高三年级学生的性别和身高没有关联,
0
实际意义是根据该样本数据,不能认为性别对身高是否大于170cm有显著影响,二者可视为相互独立.
【小问3详解】
(1)与(2)的结论不一致,
A同学调查了所有高三学生,能真实反映总体状况,
若总体中确实存在关联,则其结论可靠;
B同学仅从所有高三学生中获取容量为40的有放回简单随机样本,
样本量较少,并且抽样具有随机性,而独立性检验受样本容量影响较大,
当样本量较少时,独立性检验可能导致检验功效不足,未能检测出总体中实际存在的关联性.
1
17. 已知函数 f x ax2 xlnxb a,bR .
2
(1)求证:x1不是函数 f x 的极值点;
(2)设g
x
f
x
,x
0,e
,是否存在a,使得函数g
x
的最小值为2?若存在,求出a的值;若
不存在,说明理由.
【答案】(1)证明过程见解析
(2)存在,当a e2时,函数g x 的最小值为2
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【分析】(1)方法一:利用反证法证明即可.
方法二:对函数求导,分类讨论 f x 的单调性,结合函数的极值点定义证明即可.
(2)分类讨论g x 的单调性,计算最小值,看是否存在a使得函数的最小值为2.
【小问1详解】
方法一:函数 f(x)的定义域为(0,), f(x)axlnx1,
若x1为函数 f(x)的极值点,则必有 f(1)0,
由 f(1)a10得a1,
1 x1
当a1时, f(x) xlnx1,令h(x) xlnx1,则h(x)1 ,
x x
当x(0,1)时,h(x)0,h(x)单调递减;当x(1,)时,h(x)0,h(x)单调递增,
故h(x)在x1处取得最小值h(1)0,即 f(x)0在(0,)上恒成立,且仅在x1时取等号,
所以 f(x)在(0,)上单调递增,x1不是 f(x)的极值点,
当a1时, f(1)a10,故x1不是 f(x)的极值点,
综上,x1不是函数 f(x)的极值点,
方法二:函数 f
x
的定义域为
0,
,
f
x
axlnx1.
当x1时,
f
1
a1.
1
令h x axlnx1 x0 ,则h x a .
x
当a0时,h
x
0在 0,
上恒成立,
则h
x
在
0,
上单调递减,即
f
x
在
0,
上单调递减.
当0 x1时, f x f 1 a1;当x 1时, f x f 1 a1;
因
f
x
连续,故在x1的邻域内
f
x
0,
f
x
单调递减,所以x1不是极值点.
1 1
当a0时,令h x 0,即a 0,解得x .
x a
1 1 x1
若 1,即a 1,则h x 1 .
a x x
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学科网(北京)股份有限公司当0
x1时,h
x
0,h
x
单调递减;当x
1时,h
x
0,h
x
单调递增;
所以h
x
h
1
0,即 f
x
0,所以
f
x
单调递增,所以x1不是极值点.
1
若 1,即a 1,
a
1 1
当x 0, 时,h x 0,h x 单调递减;当x , 时,h x 0,h x 单调递增;
a a
1 1 1 1
所以h x 在x 处取得最小值h a· ln 1lna .
a a a a
当a1时,lna0,所以h
x
0,即 f
x
0,所以
f
x
单调递增,所以x1不是极值点.
1 1 1
当0a1时,lna0,h x 在0, 和 , 上各有一个零点,设为x,x x x ,
a a 1 2 1 a 2
在
x ,x
上,h
x
0, f
x
0,
f
x
单调递减;
1 2
在
0,x
和在
x
,
上,h
x
0, f
x
0,
f
x
单调递增;
1 2
所以x1不是极值点.
综上,x1不是函数 f x 的极值点.
【小问2详解】
1 ax1
由(1)知,g x f x axlnx1,x 0,e . g x a .
x x
当a0时,在
0,e
上,g
x
0,g
x
单调递减,
所以g x g e aelne1ae20,不符合题意.
min
ax1 1
当a0时,令g x 0,即 0,解得x .
x a
1 1
若 e,即0a 时,在 0,e 上,g x 0,g x 单调递减,
a e
所以g x g e aelne1ae20,不符合题意.
min
1 1 1
若 e,即a 时,在0, 上,g x 0,g x 单调递减,
a e a
1
在 ,e
上,g
x
0,g
x
单调递增,
a
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学科网(北京)股份有限公司1 1 1
所以g x g a· ln 1lna.
min a a a
令lna2,解得a e2,符合题意.
综上,存在a e2,使得函数g x 的最小值为2.
x2 y2 3
18. 已知椭圆 1,点M为动直线 y xm被椭圆截得的弦AB的中点.
4 9 2
(1)求证:动点M在定直线上,并求此定直线l的方程;
(2)设直线l与该椭圆相交于C、D两点,求证:A、B、C、D四点共圆.
【答案】(1)证明见解析,直线l的方程为3x2y 0;
(2)证明见解析
【解析】
【分析】(1)直接由点差法证明点在定直线上,并可得直线方程;
(2)根据直线AB的方程,直线l的方程及椭圆方程构造曲线系方程,再判断曲线系方程是否是一个圆的
方程可得.
【小问1详解】
设M(x ,y ),A x ,y ,B x ,y ,则x x 2x ,y y 2y .
0 0 1 1 2 2 1 2 0 1 2 0
x2 y2
1 1 1
x2 y2 4 9
又因为A x ,y ,B x ,y 在椭圆 1,所以 ,
1 1 2 2 4 9 x2 y2
2 2 1
4 9
x x x x y y y y x x 2x y y 2y
两式相减得 1 2 1 2 1 2 1 2 0,即 1 2 0 1 2 0 0,
4 9 4 9
x y y y 3
所以 0 0 1 2 0,又因为直线AB的方程为 y xm,
4 9 x x 2
1 2
y y 3 x y 3
所以k 1 2 ,代入上式得 0 0 0,即3x 2y 0,
AB x x 2 4 9 2 0 0
1 2
所以弦AB的中点M(x ,y )恒在直线3x2y 0上,直线l的方程为3x2y 0.
0 0
【小问2详解】
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学科网(北京)股份有限公司x2 y2
因为直线3x2y 0与椭圆 1相交于C、D两点,
4 9
x2 y2
直线3x2y2m0与椭圆 1相交于A、B两点,
4 9
所以构造过A、B、C、D四点的曲线系方程 3x2y 3x2y2m 9x2 4y2 36 0,
化简整理得 99 x2 44 y2 6mx4my360,
13
因为要使该方程表示圆,则9944,得 ,
5
代入方程得72x272y230mx20my36130 ,
5m 5m 13 5 2 5m 2 13 5m 2 5m 2
即x2 y2 x y 0, x m y ,
12 18 2 24 36 2 24 18
5m 5m 13 5m 2 5m 2
方程表示一个圆心 , ,半径为
的圆,且A、B、C、D四点在圆上.如图:
24 36 2 24 18
所以A、B、C、D四点共圆.
19. 设各项为整数的等差数列a ,a ,…,a 的公差d 0,首项a 1.已知从中能抽取k k 3 个项
1 2 n 1
并按原顺序排成公比为q的等比数列a ,a ,…,a ,其中m 1,2m m m n.
m 1 m 2 m k 1 2 3 k
(1)若从等差数列1,3,5,…,2n1中能抽取3个项并按原顺序排成等比数列,求2n1的最小值;
(2)求证:n 2k1;
(3)请举出一个满足n2k1的例子.
【答案】(1)9; (2)证明过程见详解;
(3)
如:首项为1,公差为1的等差数列.
【解析】
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学科网(北京)股份有限公司【分析】(1)利用假设的方法,由已知条件,构造关于n不等式,进而求出最小值;
(2)将等比数列通项代入等差数列通项,再利用下标差性质寻找不等式,最后通过累加法得证;
(3)选取首项为1,公差为1的等差数列,通过验证说明其正确性即可.
【小问1详解】
设抽取的三个项为a 1,a 2m 1,a 2m 1,三数成等比,
1 m 2 2 m 3 3
故(2m 1)2 1(2m 1),整理得: m 2m2 2m 1 由2m ,
2 3 3 2 2 2
当m 取最小值2时,m 222 2215,此时n5,故2n19,
2 3
且1,3,9可构成公比为3的等比数列,满足条件,因此2n1的最小值为9.
【小问2详解】
证明:等差数列通项为a 1(i1)d ,抽取的等比数列首项为a a 1,
i m 1 1
qi11
故第i项为a qi1,代入等差数列通项得: qi1 1(m 1)d m 1 ,
m i i i d
q1
由q a 1(m 1)d,得 m 11(因m 2),且q 1为整数,故q2.
m 2 2 d 2 2
qi1qi2 q1
对任意i2,两项下标差满足: m m qi2 qi2 2i2,
i i1 d d
k k
累加得: m m m m 12i21 2k11 2k1 ,
k 1 i i1
i2 i2
因m n,故n2k1,得证.
k
【小问3详解】
取首项a 1,公差d 1的等差数列,n2k1,
1
即等差数列为1,2,3,,2k1;抽取下标为1,2,4,,2k1的项,得到k项1,2,4,,2k1,
这是公比为2的等比数列,满足所有条件,此时n2k1,符合要求.
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