文档内容
数 学 试 卷
考 生 注 意 :
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的
答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出
答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
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. 已知集合A=-3,-2,-1 ,B=x∣x2-2x-3=0 ,则A∪B= ( )
A. -3,-2,-1,3 B. -3,-2,-1, 1 C. - 3 D. - 1
2. 已知a>0,b>0
1 1 1 1
, ab= + ,则 + 的最小值为 ( )
a b log 2 log 2
a b
A. 3 B. 2 C. 2 D. 1
10i
3. 已知复数z=
3+4i
,则z = ( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
4. 2026年央视春晚舞蹈机器人节目《武Bot》惊艳全球!其中,机器人以“似倒非倒”的姿态将醉拳的
飘逸与力量完美融合.根据系统日志,一个机器人执行“后空翻”任务时,落地状态仅存在三种互斥的
情况:
①平稳落地(概率为0.7):动作精准,必定能站稳;
②踉跄落地(概率 0.2):重心略偏,90%能站稳;
③近乎倒地(概率为0.1):姿态失衡,50%能站稳.
则这个机器人执行后空翻任务时能站稳的概率为 ( )
A. 0.9 B. 0.91 C. 0.92 D. 0.93
x2 y2
5. 已知双曲线C: - =1(a>0,b>0),F,F 分别为左、右焦点,过F 且倾斜角为60°的直线l与
a2 b2 1 2 1
C在第一象限的交点为P,∠PFF 的平分线与线段PF 交于点Q.若PQ =2QF ,则该双曲线的
1 2 2 2
·1·离心率是 ( )
A. 3 B. 1+ 3 C. 2+ 3 D. 3+ 3
6. 已知函数 f(x)是定义在R上的偶函数,y= f(x-1)关于(2,0)中心对称,则下列说法正确的是
( )
A. f(x)的一个周期为6 B. f(-1)=0
2026
C. f(2)=0 D. f(i)=0
i=1
7. 黑龙江省实验中学科技节活动,将4位学生志愿者分配到创客中心、校园电视台、体育馆三个地点参
加志愿活动,若每个地点至少需要1名学生,每位志愿者仅去一个地点,则不同的分配方法种数为
( )
A. 81 B. 72 C. 36 D. 12
8. 已知函数 fx =-2x2+a,gx =x2ex,若对任意的x 2 ∈ -1,1 ,存在唯一的x 1 ∈ -1,2 ,使得
fx 1 =gx 2 ,则实数a的取值范围是 ( )
A. e,8 B. e+2, 8 C. e+2, 8 D. e, 8
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
.
9. 下列说法正确的是 ( )
1
A. 若x<1,则函数y=x+ 的最小值为3
x-1
B. 若x+2y=3,则2x+4y的最小值为4 2
2 1
C. 函数 y= + 的最小值为3+2 2
sin2x cos2x
1
D. 若x>0,y>0,且x+2y=2,则xy =
max 2
10. 已知正项等比数列a 的前n项和为S ,若S =6a +1,a =2,则 ( )
n n 3 3 2
1
A. q=
2
B. 数列a 有最小项
n
C. 数列a 为递减数列 D. a +S =8
n n n
x2 y2
11. 已知双曲线C: - a2 b2 =1a>0,b>0 的离心率为 5,其左、右焦点分别为F 1 ,F 2 ,点A在C的右
支上,直线AF 与C交于另一点B,AB的中点为M,O为坐标原点,则下列说法错误的是 ( )
2
A. 存在点A,使得直线AF 的斜率为2 B. 存在点A,使得∠FAF =90°
2 1 2
C. 存在点A,使得OA <AF D. 存在点A,使得点M的横坐标为2a
2
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
·2·x2
12. 双曲线 -y2=1的一个焦点在抛物线y2=2px(p>0)的准线上,则抛物线的标准方程为
3
.
π
13. 在 △ABC 中,角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,若 sinA = sinBcosC 且 c = 2 3,A = ,则
6
c+a
= .
sinC+sinA
1
14. 连续抛掷一枚质地均匀的硬币(正面向上和反面向上的概率均为 ),当向上的结果出现“正面-
2
反面”或“反面-正面”时,游戏结束.若抛掷50次,向上的结果没有出现“正面-反面”或“反面-正
面”,游戏也结束.游戏结束时,记抛掷总次数为X,若EX 0,b>0)的左顶点A-2,0 ,一条渐近线方程为y= x.
2
(1)求双曲线E的标准方程;
(2)设双曲线E的右顶点为B,P为直线x=-1上的动点,连接PA,PB交双曲线于M,N两点(异
于A,B),记直线MN与x轴的交点为Q.
①求证:Q为定点;
②直线MN交直线x=-1于点D,记QD=λQM,QD=μQN.求证:λ+μ为定值.
·4·数 学 试 卷
考 生 注 意 :
1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分150分,考试时间120分钟.
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚.
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的
答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出
答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效.
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. 已知集合A=-3,-2,-1 ,B=x∣x2-2x-3=0 ,则A∪B= ( )
B. -3,-2,-1, 1 C. - 3 D. - A. -3,-2,-1,3 1
【答案】
A
【详解】B=x∣x2-2x-3=0 =-1,3 ,则A∪B=-3,-2,-1,3 ,
故选:
A
1 1 1 1
2. 已知a>0,b>0, ab= + ,则 + 的最小值为 ( )
a b log 2 log 2
a b
A. 3 B. 2 C. 2 D. 1
【答案】D
1 1 1 1 1
【详解】因为a>0,b>0, ab= + ,所以 ab= + ≥2 ,∴ab≥2,当且仅当a=b=
a b a b ab
2时取等号,
1 1
∴ +
log 2 log 2
a b
=log a+log b=log ab ≥log 2=1.
2 2 2 2
故选:D.
10i
3. 已知复数z=
3+4i
,则z = ( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】A
10i 10i3-4i
【详解】∵z= =
3+4i
3+4i 3-4i
40+30i 8 6i
= = + ,
25 5 5
∴z =
8 2
+
5
6 2
=2.
5
故选:A.
4. 2026年央视春晚舞蹈机器人节目《武Bot》惊艳全球!其中,机器人以“似倒非倒”的姿态将醉拳的
飘逸与力量完美融合.根据系统日志,一个机器人执行“后空翻”任务时,落地状态仅存在三种互斥的
情况:
①平稳落地(概率为0.7):动作精准,必定能站稳;
·1·②踉跄落地(概率 0.2):重心略偏,90%能站稳;
③近乎倒地(概率为0.1):姿态失衡,50%能站稳.
则这个机器人执行后空翻任务时能站稳的概率为 ( )
A. 0.9 B. 0.91 C. 0.92 D. 0.93
【答案】D
【详解】P=0.7+0.2×0.9+0.1×0.5=0.93.
x2 y2
5. 已知双曲线C: - =1(a>0,b>0),F,F 分别为左、右焦点,过F 且倾斜角为60°的直线l与
a2 b2 1 2 1
C在第一象限的交点为P,∠PFF 的平分线与线段PF 交于点Q.若PQ =2QF
1 2 2 2
,则该双曲线的
离心率是 ( )
A. 3 B. 1+ 3 C. 2+ 3 D. 3+ 3
【答案】C
π PF
【详解】因为直线l的∠PFF = ,由角平分线性质定理可知 1
1 2 3
FF
1 2
PQ
=
QF
2
=2,
所以PF =2FF =4c,由双曲线的定义可知PF -PF =2a,所以PF =PF -2a=4c-2a,
1 1 2 1 2 2 1
在△PFF 中由余弦定理可得PF 2=PF 2+FF 2-2PF FF cos∠PFF,
1 2 2 1 1 2 1 1 2 1 2
即(4c-2a)2=(2c)2+(4c)2-2×2c×4c×cos60°,整理得c2-4ac+a2=0,
两边同除以a2可得e2-4e+1=0,解得e=2+ 3或e=2- 3(舍去).
故选:C
6. 已知函数 f(x)是定义在R上的偶函数,y= f(x-1)关于(2,0)中心对称,则下列说法正确的是
( )
A. f(x)的一个周期为6 B. f(-1)=0
2026
C. f(2)=0 D. f(i)=0
i=1
·2·【答案】B
【详解】选项A,∵y=f(x-1)的图像向左平移1个单位得到y=f(x),
又y=f(x-1)关于(2,0)中心对称,
∴y=f(x)关于(1,0)中心对称,∴f(1+x)=-f(1-x),
将f(1+x)=-f(1-x)式子中的x用x+1代替,得到f(2+x)=-f(-x),
∵f(x)是定义在R上的偶函数,∴f(-x)=f(x),
∴f(2+x)=-f(x),将此式子中的x用x+2代替,得到f(4+x)=-f(2+x)=f(x),
则f(x)是一个以4为周期的周期函数,故选项A错误;
选项B,∵y=f(x)关于(1,0)中心对称,f(x)的定义域为R,∴f(1)=0,
∵f(x)是定义在R上的偶函数,∴f(-1)=f(1)=0,故选项B正确;
选项C,∵f(2+x)=-f(x),∴f(2)=-f(0),但是f0 根据题中已知条件无法得到,故选项C错误;
选项D,∵f(x)是一个以4
为周期的周期函数,
∴f(3)=f(-1) ,f(4)=f(0),
∵f(2+x)=-f(x),∴f(2)=-f(0),∴f(2)+f(0)=0,
∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=f(1)+f(2)+f(-1)+f(0),
∵f(-1)=f(1)=0,∴f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=f(2)+f(0)=0,
2026
∴∑f(i)=506×f(1)+f(2)+f(3)+f(4) +f(1)+f(2)=f(1)+f(2)=f(2)
i=1
,
2026
仅根据已知条件无法确定其值,故不能得出f(i)=0,故选项D错误.
i=1
7. 黑龙江省实验中学科技节活动,将4位学生志愿者分配到创客中心、校园电视台、体育馆三个地点参
加志愿活动,若每个地点至少需要1名学生,每位志愿者仅去一个地点,则不同的分配方法种数为
( )
A. 81 B. 72 C. 36 D. 12
【答案】C
【详解】先从四人中选出两人当成一组,共C2种分法,
4
再将三组人进行分配,共A3种,
3
故共有C2A3=36种分配方法.
4 3
8. 已知函数 fx =-2x2+a,gx =x2ex,若对任意的x 2 ∈ -1,1 ,存在唯一的x 1 ∈ -1,2 ,使得
fx 1 =gx 2 ,则实数a的取值范围是 ( )
A. e,8 B. e+2,8 C. e+2,8 D. e,8
【答案】B
【详解】由gx =x2ex可得gx =2xex+x2ex=xx+2 ex,
当-10;
所以gx =x2ex在-1,0 单调递减,在0,1 单调递增,
e
1
所以g(x) min =g0 =0,g-1 =e-1= ,g1 =e,
所以gx =x2ex在 -1,1 上的值域为 0,e ,记A=0,e ,
f0 =-2×02+a=a, f2 =a-8,
fx =-2x2+a,的对称轴为x=0,
所以函数fx 的值域为 a-8,a ,
·3·
又f-1 =a-2,且fx =-2x2+a,在1,2 上单调递减,
要使方程fx =y有唯一解,则y的取值集合为 a-8,a-2 ∪a ,
所以fx ∈a-8,a-2 ∪a ,记B=a-8,a-2 ∪a ,
若对任意的x 2 ∈-1,1 ,存在唯一的x 1 ∈-1,2 ,使得fx 1 =gx 2
,
a-8≤0
则A⊆B,所以
,解得e+2e
所以实数a的取值范围是e+2,8 .
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
.
9. 下列说法正确的是 ( )
1
A. 若x<1,则函数y=x+ 的最小值为3
x-1
B. 若x+2y=3,则2x+4y的最小值为4 2
2 1
C. 函数 y= + 的最小值为3+2 2
sin2x cos2x
1
D. 若x>0,y>0,且x+2y=2,则xy =
max 2
【答案】BCD
【详解】对于A,∵x<1,∴x-1<0,
1 1 1 ∴y=x+ =x-1+ +1=- 1-x+
x-1 x-1 1-x
+1≤- 1 2 1-x
1-
×
x
+1=-1,
1
当且仅当1-x= ,即x=0时,取得最大值-1,故A错误;
1-x
对于B,2x+4y≥2 2x⋅4y=2 2x+2y=4 2,
3 3
当且仅当x= ,y= 时,2x+4y取到最小值为4 2,故B正确;
2 4
2 1 2 1
对于C,y= + = +
sin2x cos2x sin2x cos2x
sin2x+cos2x
2cos2x sin2x 2cos2x sin2x
=3+ + ≥3+2 × =3+2 2
sin2x cos2x sin2x cos2x
当且仅当tan2x= 2时,取等号,故C正确;
1
对于D,当x>0,y>0,且x+2y=2时,2=x+2y≥2 x×2y=2 2 xy,∴xy≤ ,
2
1
当且仅当x=2y=1,xy取最大值 ,故D正确.
2
故选:BCD
10. 已知正项等比数列a 的前n项和为S ,若S =6a +1,a =2,则 ( )
n n 3 3 2
1
A. q=
2
B. 数列a 有最小项
n
D. a +S =8
n n
C. 数列a 为递减数列
n
【答案】ACD
【详解】设正项等比数列a n 公比为qq>0 ,
a q=2
对于A,由题意得
1 ,
a +a q+a q2=6a q2+1
1 1 1 1
·4·a =4 a =-5
1 1
结合q>0,解得
1
或
2
(舍去),故A正确;
q= q=-
2 5
1 n-1
对于B和C,a =4× =23-n,故数列a 为递减数列,无最小项,故B错误,C
n 2 n
正确;
1 n
4×1-
2
对于D,S =
n
=8-2-n+3,则a +S =23-n+8-23-n=8,故D正确,
1 n n
1-
2
故选:ACD.
x2 y2
11. 已知双曲线C: - =1a>0,b>0 a2 b2 的离心率为 5,其左、右焦点分别为F,F,点A在C的右 1 2
支上,直线AF 与C交于另一点B,AB的中点为M,O为坐标原点,则下列说法错误的是 ( )
2
B. 存在点A,使得∠FAF =90°
1 2
D. 存在点A,使得点M的横坐标为2
A. 存在点A,使得直线AF 的斜率为2
2
C. 存在点A,使得OA <AF a
2
【答案】ABD
【详解】设点A(x ,y ),B(x ,y ),F(-c,0),F(c,0),
0 0 1 1 1 2
c2 a2+b2 b2 b
由题知离心率 e= = = 1+ = 5,解得 =2,
a2 a2 a2 a
故有b=2a,c= 5a,双曲线C的渐近线为y=±2x,
对于A选项,如果存在点A,使得直线AF 的斜率为2,
2
直线AF 与渐近线平行,不会与双曲线有两个交点,故A错误;
2
对于B选项:F 1 A=x 0 +c,y 0 ,F 2 A=x 0 -c,y 0 ,若∠F 1 AF 2 =90°,即F 1 A⊥F 2 A,
可得FA⋅FA=x2-c2+y2=0,即:x2-5a2+y2=0(①),
1 2 0 0 0 0
而A(x ,y )位于双曲线右支上,其中x ≥a,
0 0 0
x2 y2 x2 y2
故有: 0 - 0 =1,即: 0 - 0 =1(②),
a2 b2 a2 4a2
3 5 4 5
联立①②两个等式可得:x 0 = 5 a,y 0 =± 5 a,又F 2 5
4 5
±
5
a,0 ,此时k = =±2,由选 AF 2 3 5 - 5
5
项A可知不合题意,故B选项错误;
对于C选项:由OA <AF ,即: x2+y2< 2 0 0
c 5a
x 0 -c 2+y2 0 ,化简得:x 0 < 2 = 2 ,由点A在C的
右支上可知:x ≥a,故存在点A,使得OA <AF ,故C选项正确;
0 2
y y
对于D选项:设M(2a,y ),k =k = M ,k = M ,
M AB MF 2 2a-c OM 2a
b2 y 2
而k ⋅k = =4,带入化简得:k ⋅k = M =4,而 c= 5a,
OM AB a2 AB OM 4a2-2ac
故 y 2=16a2-8ac=16a2-8 5a2<0,可知不存在这样的点M使等式成立,
M
故不存在点A,使得点M的横坐标为2a,故D选项错误.
b2
下面为证明:k ⋅k = ,
OM AB a2
x +x y +y y +y
AB的中点为M,根据中点坐标公式可知M( 0 1 , 0 1 ),故k = 0 1 ,
2 2 OM x +x
0 1
y -y y +y y -y y2-y2
k = 0 1 ,故k ⋅k = 0 1 ⋅ 0 1 = 0 1 ,
AB x -x OM AB x +x x -x x2-x2
0 1 0 1 0 1 0 1
·5·x2 y2
而A(x ,y ),B(x ,y )两点均位于双曲线上,故: 0 - 0 =1 (③)
0 0 1 1 a2 b2
x2 y2 x2-x2 y2-y2
1 - 1 =1(④),用③减④得: 0 1 - 0 1 =0,
a2 b2 a2 b2
y2-y2 b2 b2
化简得 0 1 = ,故k ⋅k = ,证毕.
x2-x2 a2 OM AB a2
0 1
故选:ABD
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.
x2
12. 双曲线 -y2=1的一个焦点在抛物线y2=2px(p>0)的准线上,则抛物线的标准方程为
3
.
【答案】y2=8x
x2
【详解】由双曲线 -y2=1,可得a= 3,b=1,则c= a2+b2=2,
3
p
又由抛物线y2=2px(p>0)的准线的方程为x=- ,
2
x2
因为双曲线 -y2=1的一个焦点在抛物线y2=2px的准线上,
3
p
所以- =-2,解得p=4,所以抛物线的标准方程为y2=8x.
2
故答案为:y2=8x.
π
13. 在 △ABC 中,角 A,B,C 的对边分别为 a,b,c,若 sinA = sinBcosC 且 c = 2 3,A = ,则
6
c+a
= .
sinC+sinA
【答案】4
【详解】∵三角形内角和A+B+C=π,
∴sinA=sinB+C ,
∵sinA=sinBcosC,
∴sinB+C =sinBcosC+cosBsinC=sinBcosC,故cosBsinC=0,
π
∵C是三角形内角,sinC≠0,故cosB=0,则B= ,
2
π π
∵A= ,B= ,
6 2
π π π
∴C=π-A-B=π- - = ,
6 2 3
a c
根据正弦定理得 = =2R,
sinA sinC
∴a=2RsinA,c=2RsinC,
c+a 2RsinC+sinA
∴ =
sinC+sinA
c 2 3
=2R= = =4.
sinC+sinA sinC 3
2
故答案为:4.
1
14. 连续抛掷一枚质地均匀的硬币(正面向上和反面向上的概率均为 ),当向上的结果出现“正面-
2
反面”或“反面-正面”时,游戏结束.若抛掷50次,向上的结果没有出现“正面-反面”或“反面-正
·6·面”,游戏也结束.游戏结束时,记抛掷总次数为X,若EX 0,
2
则 2cosB=1,即cosB= .
2
又因为B是△ABC的内角,所以010.828=x ,
400 6 0.001
根据小概率值α=0.001的独立性检验,我们推断H 不成立,故治疗效果与选择甲、乙方案有关联.
0
【小问2详解】
600
根据分层随机抽样方法可知,从效果明显的患者中抽取8× =6名,从效果不明显的患者中抽取
800
200
8× =2名,
800
X的取值分别为0,1,2,
C4 3
则PX=0 = 6 =
C4 14
8
C3C1 4
,PX=1 = 6 2 =
C4 7
8
C2C2 3
,PX=2 = 6 2 = ,
C4 14
8
所以X的分布列为
X 0 1 2
3 4 3
P
14 7 14
3 4 3
EX =0× +1× +2× =1.
14 7 14
17. 如图,A B 、AB分别是圆柱O O的上底面,下底面的直径,且A B ⎳AB,C,D分别是圆O上在
1 1 1 1 1
π
AB同侧的两点,且∠AOC=∠COD=∠DOB= ,E是线段OC上一点(不含端点).
3
·8·(1)求证:O E⎳平面B BD;
1 1
(2)已知圆柱O O的高为6,表面积为54π,OE=2,求平面O B E与平面BB E夹角的余弦值.
1 1 1 1
8 741
【答案】(1)证明见解析 (2)
247
【解析】
【小问1详解】
证法一:因为C,D分别是圆O上在AB同侧的两点,
π
且∠AOC=∠COD=∠DOB= ,
3
π
所以△DOB是等边三角形,∠BDO= =∠COD,所以BD⎳OC,
3
又OC⊄平面B BD,BD⊂平面B BD,所以OC⎳平面B BD,
1 1 1
因为A B ,AB分别是圆柱O O的上底面,下底面的直径,且A B ⎳AB,
1 1 1 1 1
所以O B ⎳OB,O B =OB,
1 1 1 1
所以四边形OBB O 是平行四边形,所以O O⎳B B,
1 1 1 1
又O O⊄平面B BD,B B⊂平面B BD,所以O O⎳平面B BD,
1 1 1 1 1 1
因为OC⎳平面B BD,O O⎳平面B BD,OC∩O O=O,OC,O O⊂平面OO C,
1 1 1 1 1 1
所以平面OO C⎳平面B BD,又O E⊂平面OO C,所以O E⎳平面B BD,
1 1 1 1 1 1
证法二:如图,在线段BD上取一点F,使得BF=OE,
π
因为C,D分别是圆O上在AB同侧的两点,且∠AOC=∠COD=∠DOB= ,
3
π
所以△DOB是等边三角形,∠BDO= =∠COD,所以BD⎳OC,
3
又BF=OE,所以四边形BFEO是平行四边形,EF⎳OB,EF=OB,
因为A B ,AB分别是圆柱O O的上底面,下底面的直径,且A B ⎳AB,
1 1 1 1 1
所以O B ⎳OB,O B =OB,
1 1 1 1
所以EF⎳O B ,EF=O B ,四边形EFB O 是平行四边形,所以O E⎳B F.
1 1 1 1 1 1 1 1
又O E⊄平面B BD,B F⊂平面B BD,所以O E⎳平面B BD;
1 1 1 1 1 1
【小问2详解】
解:在圆O中过点O作OG⊥OB,又OO ⊥平面GOB,OB,OG⊂平面GOB,
1
所以OO ⊥OB,OO ⊥OG,以O为原点,OG,OB,OO 所在直线分别为x轴,
1 1 1
y轴,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
·9·设圆柱O O的底面半径为r,
1
因为圆柱O O的高为6,表面积为54π,
1
所以2πr2+2πr×6=54π,即r2+6r-27=0,
解得r=-9(舍)或r=3,
因为r=3,O O=6,OE=2,
1
所以B0,3,0 ,O 10,0,6 ,B 10,3,6 ,E 3,-1,0 ,
O 1 B 1 =0,3,0 ,EB 1 =- 3
,4,6 ,BB 1 =0,0,6 ,
设平面O 1 B 1 E的法向量为m=x 1 ,y 1 ,z 1 ,
则
m
⋅O 1 B 1 =0 ,即
3y 1 =0 ,
m⋅EB 1 =0 - 3x 1 +4y 1 +6z 1 =0
令z =1,得x =2 3,y =0,
1 1 1
即m=2 3,0,1 为平面O 1 B 1 E 的一个法向量,
设平面BB 1 E的法向量为n=x 2 ,y 2 ,z 2 ,
则 n ⋅E B 1 =0 ,即 - 3x 2 +4y 2 +6z 2 =0 ,
n⋅BB 1 =0 6z 2 =0
令x =4,得y = 3,z =0,
2 2 2
即n=4, 3 ,0 为平面BB E的一个法向量, 1
设平面O B E与平面BB E的夹角为θ,
1 1 1
m⋅n
则cosθ=
m ⋅n
8 3 8 741
= = ,
13× 19 247
8 741
即平面O B E与平面BB E夹角的余弦值为 .
1 1 1 247
18. 已知函数f(x)=ex+sinx-ax,a∈R.
(1)若a=2,求f(x)的单调区间;
(2)∀x∈[0,+∞),f(x)≥cosx成立,求实数a的取值范围;
(3)若a=1,x∈[-2π,+∞)时,y=m与y=f(x)的图象有三个交点,横坐标分别为x ,x ,x (x <
p q r p
x 0,gx 单调递增,
则gx ≥g0 =e0+cos0-2=0,即f(x)≥0 ,fx 单调递增,
所以函数fx 的单调递减区间为(-∞,0),单调递增区间为[0,+∞).
【小问2详解】
解:令hx =f(x)-cosx=ex+sinx-ax-cosx,x∈[0,+∞),
可得hx =ex+cosx-a+sinx,令mx =hx =ex+cosx-a+sinx
,
则mx =ex-sinx+cosx=ex
π
+ 2cosx+
4
,
π π π π π
当0≤x≤ 时,1≤ex≤e4,0≤x+ ≤ ,0≤cosx+
4 4 2 4
2
≤ ,故mx >0
2
,
π π π 1 π
当x> 时,ex≥e4 >24 >22 = 2,- 2≤ 2cosx+
4 4
≤ 2,故mx >0 ,
所以当x∈[0,+∞)时,可得mx >0,mx 单调递增,即hx 单调递增,h0 =2-a,
当a≤2时,h0 ≥0,则hx ≥h0 ≥0,hx 在x∈[0,+∞)上单调递增,
所以hx ≥h0 =0,所以f(x)≥cosx成立,满足题意;
当a>2时,存在x 0 ∈(0,+∞),使得hx 0 =0,
当x∈[0,x 0 )时,hx <0,hx 单调递减;
当x∈(x 0 ,+∞)时,hx >0,hx 单调递增,
当x∈0,x 0 时,hx 0,sinx>0,可得f 3 x =ex+sinx>0,
则f 3x 在x∈[-2π,-π)上单调递增,
因为f 3-2π =e-2π-10,f 3-π =e-π+1 0,
所以存在唯一x 0 ∈(-2π,-π),使得f 3x 0 =0,
可得f 2x 在(-2π,x 0 )上单调递减,在(x 0 ,-π)上单调递增,
f 2-2π =e-2π>0,f 2
3π -3π
- =e 2 2 -10,f 2-π =e-π 0,
所以存在唯一的λ∈
3π 3π
-2π,- ,μ∈- ,-π ,使得eλ=sinλ,eμ=sinμ,
2 2
且f 1x 在(-2π,λ)上单调递增,在(λ,μ)上单调递减,在(μ,-π)上单调递增,
由f 1-2π =e-2π>0, f 1-π =e-π-2<0,f 1 -
3π
=e
-3
2
π
-1<0, 2
又由f 1λ =eλ+cosλ-1=sinλ+cosλ-1= 2sin
π
λ+ -1
4
·11·π
f (μ)=eμ+cosμ-1=sinμ+cosμ-1= 2sinμ+ -1
1 4
,
3π 3π π 7π 5π π 5π 3π
因为λ∈-2π,- ,μ∈- ,-π ,可得λ+ ∈- ,- ,μ+ ∈- ,-
2 2 4 4 4 4 4 4
,
可得 2sin
π π
λ+ >1, 2sinμ+ <1,所以f
4 4
1λ >0,f 1μ <0 ,
3π
则存在唯一x ∈-2π,- ,使得f 1 2 x =0 ,
且fx 在(-2π,x 1 )上单调递增,在(x 1 ,-π) 上单调递减,
当x∈(-π,0)时,ex>0,sinx<0,f 1 (x)>0,则fx 在(-π,0) 上单调递增,
π - - =e 2 π π 2 -1<0,则存在唯一x ∈- ,0 ,使得f 2 2 则f0 =1>0,f x 2 =0
当-π0 ,
当x>0时,ex>1,sinx≤1,可得f(x)>0,
1
fx 在0,+∞ 上单调递增,f0 =1>0 ,fx >0 ,
综上可得,函数fx 在(-2π,x 1 )上单调递增,在(x 1 ,x 2 )上单调递减,在(x 2 ,+∞)上单调递增,
要使得y=m与y=f(x)
的图像有三个交点,
3π
则x ∈-2π,- ,x
p 2
3π π
∈- ,- ,x
q 2 2
π
∈- ,+∞
r 2
,
f-2π =e-2π+2π,f-π =e-π+π-2π>2x q ,
所以2x 0,b>0)的左顶点A-2,0 ,一条渐近线方程为y
a2 b2
3
= x.
2
(1)求双曲线E的标准方程;
(2)设双曲线E的右顶点为B,P为直线x=-1上的动点,连接PA,PB交双曲线于M,N两点(异
于A,B),记直线MN与x轴的交点为Q.
①求证:Q为定点;
②直线MN交直线x=-1于点D,记QD=λQM,QD=μQN.求证:λ+μ为定值.
x2 y2
【答案】(1) - =1; (2)①证明见解析;②证明见解析.
4 3
【解析】
【小问1详解】
a=2 x2 y2
由题设 b 3 ⇒a=2,b= 3,则双曲线方程为 - =1.
= 4 3
a 2
·12·【小问2详解】
①设P-1,t ,且A-2,0 ,B2, 0
t
∴AP的直线方程为y=tx+2 ,BP的直线方程为y=- x-2
3
.
x
设Mx 1 ,y 1 ,Nx 2 ,y 2 ,联立直线AP
2 y2 - =
与双曲线方程有 4 3
tx+2
1
,
y=
-16t2
化简得3-4t2 x2-16t2x-16t2-12=0,由韦达定理知-2⋅x 1 =
-12
, 3-4t2
8t2+6 12t 8t2+6 12t
有x = ,代入直线有y = .则M ,
1 3-4t2 1 3-4t2 3-4t2 3-4t2
.
4
联立直线BP与双曲线方程,化简有3- t2 +
9
16 16
t2x- t2-12=0,
9 9
- 16 t2-12
9 8t2+54 8t2+54 -36t
由韦达定理知2⋅x = ,有x = ,代入直线有N ,
2 3- 4 t2 2 4t2-27 4t2-27 4t2-27
9
.
8t2+6 12t
设Qm,0 ,QM = -m, ,QN
3-4t2 3-4
8t2+54 -36t
= -m,
4t2-27 4t2-27
,
8t2+6
由QM ⎳QN 得 -m
3-4t2
t2
-36t 12t 8t2+54
⋅ - ⋅ -m =0
4t2-27 3-4t2 4t2-27
,
化简得8t2+18 m+4 =0,可得m=-4,则Q-4,0 .
②设直线MN方程为x=my-4,则有D
3
-1, .
m
x=my-4
联立方程组x2 y2 - =1
4 3
24m
y +y =
,化简得3m2-4 y2-24my+36=0,则
1 2 3m2-4
, 36 y ⋅y =
1 2 m2-4
3 3
由QD=λQM 知 =λy ,由QD=λQN 知 =μy ,
m 1 m 2
3 1 1
λ+μ= ⋅ +
m y y
1 2
3 y +y 3 24m
= ⋅ 1 2 = ⋅ =2.
m y ⋅y m 36
1 2
·13·