新人教A版(2019)高中数学选择性必修第一册高二上学期期末模拟数学试题(二)(2).rar
合肥八中 2020 级高二上数学期末模拟(二)考试时间:120 分钟 满分:150 分一、选择题:本大题共一、选择题:本大题共 12 小题,每个小题小题,每个小题 5 分,共分,共 60 分,后分,后 2 小题为多选题,每小题小题为多选题,每小题 5 分,少选得分,少选得 3 分,多选得分,多选得0 分。分。1已知向量1,2,3a ,2, 1, 4b ,则下列向量中,使, ,a b c 能构成空间的一个基底的向量是( )A2,1,4c B1,1, 1c C8,7,18c D1,2, 4c 2已知矩形ABCD,P为平面ABCD外一点,且PA 平面ABCD,M,N分别为PC,PD 上的点,且2 PMMC,PNND, NMxAByADzAP,则xyz( )A23 B23 C1 D563在等比数列中,5443aS,6543aS,则 q 为( )A5B15C4D144按照小李的阅读速度,他看完红楼梦需要 40 个小时.2021 年 10 月 20 日,他开始阅读红楼梦 ,当天他读了 20 分钟,从第二天开始,他每天阅读此书的时间比前一天增加 10 分钟,则他恰好读完红楼梦的日期为( )A2021 年 11 月 8 日B2021 年 11 月 9 日C2021 年 11 月 10 日D2021 年 11 月 11 日5圆 C:222340 xyrr上至少存在一点到原点的距离为 1,则 r 的最大值为( )A4 B5 C6 D76已知正方体1111ABCDABC D的棱长为 1,P在正方体内部,且满足1132243APABADAA ,则点P到直线 AD 的距离是( )A12B56C34D237已知圆22:4O xy和直线1:3lyx ,若斜率为3的直线2l与圆 O 交于 A,B 两点,与直线1l交于点 C(C点在圆 O 内).若| 1ACBC,则|AB ( )A2B2 3C13D2 28已知直线(1)(0)yk xk与函数sinyx的图象恰有四个公共点11( ,)A x y,22(,)B xy,33(,)C xy,44(,)D xy.其中1234xxxx,则有( )A4sin1x B444sin(1)cosxxxC44sincosxkxD444sin(1)tanxxx9已知双曲线C:2212yx 的左,右焦点为1F,2F,P为双曲线右支上的一点,1230PFF,I是12PFF的内心,则下列结论错误的是( )A12PFF是直角三角形B点I的横坐标为 1C231PI D12PFF的内切圆的面积为10已知点1,0F,过直线1x 上一动点 P 作与 y 轴垂直的直线,与线段PF的中垂线交于点 Q,则 Q 点的轨迹方程为( )A221xyB221xyC22yxD24yx11 (多选多选)已知数列 na的满足11a ,26a ,11nnnana,nN,nS是数列 na的前 n 项和, 则下列结论正确的有( )A2B数列nan是等差数列C数列3nna是等差数列D21 314nnnS12.(多选多选)已知函数 = +2af xxx,若曲线 =y f x存在两条过1,0点的切线,则 a 的值可以是( )A. 4B. 2C. 0D. 2二、填空题:本大题共二、填空题:本大题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 20 分分.把答案填在答题卡中的横线上把答案填在答题卡中的横线上.13若直线l将圆222440 xyxy平分,且在两坐标轴上的截距相等,则直线l的方程为 14已知抛物线C:22xy上有两动点P,Q,且| 5PQ ,则线段PQ的中点到x轴距离的最小值是_.15当曲线24yx与直线240kxyk有两个不同的交点时,实数 k 的取值范围是_16.关于x的方程ln0 xax在区间0,5上有三个不相等的实根,则实数a的取值范围是_.三、解答题:解答题:本大题共三、解答题:解答题:本大题共 6 小题,共小题,共 70 分分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知在函数321( )23f xxxax(aR)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线yx垂直(1)求a的值和切线l的方程;(2)设曲线( )yf x在任一点处的切线倾斜角为,求的取值范围18如图所示,在矩形ABCD中,4AB ,2BC ,E为DC的中点,沿AE将AED翻折,使二面角DAEB为直二面角(1)求证:ADBE;(2)求DE与平面ABCE所成角的大小;(3)求二面角DECB的正切值19已知抛物线2:2(0)C ypx p与直线4ykxk相交于,A B两点,O为坐标原点,90AOB.(1)求p;(2)已知点4,4 ,8, 4MN,过点N的直线l交抛物线C于,P Q两点(异于点M) ,证明:PMQ为直角.20已知等差数列 na中,前n项和为nS,11a ,数列 nb为公比不等于 1 的等比数列,11b ,且满足:225bS,3310bS.(1)求na与nb;(2)记nnnacb,数列 nc的前n项和为nT,若不等式1( 1)2nnnnT对一切nN恒成立,求实数的取值范围.21已知函数 200cos2f xxfxfx ,其导函数为 fx,函数 ( )(1)cos2()g xf xaxxaR, lnh xxx。(1)求 f x的解析式(2)若经过点(0, 1)A存在一条直线 l 与( )g x图象和 h x图象都相切,求a22已知椭圆2222:1(0)xyEabab的右顶点为 A,斜率为(0)k k 的直线 l 交 E 于 A,B 两点,当32k 时,|7AB ,且OAB 的面积为2ab(O 为坐标原点) (1)求椭圆 E 的方程;(2)设 F 为 E 的右焦点,垂直于 l 的直线与 l 交于点 M,与 y 轴交于点 H,若BFHF,且MAMO,求 k 的值合肥八中2020级高二上数学期末模拟(二)一一、单单选选题题:本本大大题题共共 8 小小题题,每每个个小小题题 5 分分,共共 40 分分.1已知向量1,2,3a ,2, 1, 4b ,则下列向量中,使, ,a b c 能构成空间的一个基底的向量是()A2,1,4c B1,1, 1c C8,7,18c D1,2, 4c 【答案】D【分析】根据向量共面基本定理只需cxayb无解即可满足, ,a b c 构成空间向量基底,据此检验各选项即可得解.【详解】因为2,1,4cb ,所以 A 中的向量c不能与a,b构成基底;因为1,1, 1cab,所以 B 中的向量c不能与a,b构成基底;对于8,7,18c ,设cxayb,则28,27,3418xyxyxy ,解得2x ,3y ,所以23cab,故a,b,c为共面向量,所以 C 中的向量c不能与a,b构成基底;对于1,2, 4c ,设cxayb,则21,22,344xyxyxy ,此方程组无解,所以a,b,c不共面,故 D 中的向量c与a,b可以构成基底.故选:D2 已知矩形ABCD,P为平面ABCD外一点,且PA平面ABCD,M,N分别为PC,PD上的点,且2 PMMC,PNND, NMxAByADzAP,则xyz()A23B23C1D56【答案】B【分析】由2 PMMC,PNND,得21,32PMPC PNPD ,然后利用向量的加减法法则把向量NM 用向量,AB AD AP 表示出来,可求出, ,x y z的值,从而可得答案【详解】解:因为2 PMMC,PNND,所以21,32PMPC PNPD 所以2132NMPMPNPCPD 21()()32ACAPADAP 211()322ABADAPADAP 211366ABADAP ,因为 NMxAByADzAP,所以211,366xyz ,所以23xyz,故选:B3在等比数列中,5443aS,6543aS,则 q 为()A5B15C4D14【答案】A【分析】根据给定条件把两个等式相减,再结合1(N ,2)nnnaSSnn及等比数列定义即可计算作答.【详解】在等比数列中,因5443aS,6543aS,则655454()4aaSSa,即655aa,所以公比655aqa.故选:A4按照小李的阅读速度,他看完红楼梦需要 40 个小时.2021 年 10 月 20 日,他开始阅读红楼梦 ,当天他读了 20 分钟,从第二天开始,他每天阅读此书的时间比前一天增加10 分钟,则他恰好读完红楼梦的日期为()A2021 年 11 月 8 日 B2021 年 11 月 9 日 C2021 年 11 月 10 日D2021 年 11 月 11 日【答案】B【分析】由题意,从 2021 年 10 月 20 日开始到读完的前一天,他每天阅读红楼梦的时间(单位:分钟)依次构成等差数列,且首项为 20,公差为 10,进而根据等差数列的求和公式建立不等式,最后解得答案.【详解】根据题意,从 2021 年 10 月 20 日开始到读完的前一天,他每天阅读红楼梦的时间(单位:分钟)依次构成等差数列,且首项为 20,公差为 10,则(1)201040 602n nn,整理得234800N*nnn,易知数列23480N*nbnnn是递增数列,且2021200,240bb ,所以他恰好读完红楼梦共需要 21 天,而 10 月有 31 天,故他恰好读完红楼梦的日期为 2021 年 11 月 9 日.故选:B.5圆 C:222340 xyrr上至少存在一点到原点的距离为 1,则 r 的最大值为()A4B5C6D7【答案】C【分析】根据题意分析出原点与圆心间的距离所满足的条件,从而求 r 的最大值.【详解】因为圆 C:222340 xyrr上至少存在一点到原点的距离为 1,所以11rOCr ,又因为5OC ,所以1515rr ,解得46r,所以 r 的最大值为6.故选:C.6已知正方体1111ABCDABC D的棱长为 1,P在正方体内部,且满足1132243APABADAA ,则点P到直线 AD 的距离是()A12B56C34D23【答案】B【分析】根据题意,建立适当的空间直角坐标系,利用向量法求解点到线的距离即可.【详解】如图,建立空间直角坐标系,则0,0,0A,1,0,0B,0,1,0D,10,0,1A,故1,0,0AB ,0,1,0AD uuu r,10,0,1AA ,因为1132243APABADAA ,所以1 3 2,2 4 3AP ,易知34AP ADAD ,故点P到直线 AD 的距离2218195144166AP ADdAPAD .故选:B.7已知圆22:4O xy和直线1:3lyx ,若斜率为3的直线2l与圆 O 交于 A,B 两点,与直线1l交于点 C(C 点在圆 O 内).若| 1ACBC,则|AB ()A2B2 3C13D2 2【答案】C【分析】作2OHl,垂足为 H,即可得到直线OH的斜率,从而得到OH与直线1l夹角为6,再根据| 2 | 1ACBCCH,即可求出|CH与|OH,最后利用勾股定理及垂径定理计算可得;【详解】解:作2OHl,垂足为 H,则 H 为AB中点,因为直线1l斜率为3, 所以直线OH的斜率为33, 即直线OH的倾斜角为56, 所以OH与直线1l夹角为6,因为| 2 | 1ACBCCH,所以1|2CH ,所以3|2OH ,所以3| 2 4134AB .故选:C8.已知直线(1)(0)yk xk与函数sinyx的图象恰有四个公共点11(,)A x y,22(,)B xy,33(,)C x y,44(,)D xy.其中1234xxxx,则有A4sin1x B444sin(1)cosxxxC44sincosxkxD444sin(1)tanxxx【答案】B【分析】依题意,在同一坐标系中作出直线1 (0)yk xk与函数sinyx的图象,利用导数的几何意义可求得切线的斜率,从而将切点坐标代入直线方程(即切线方程)即可求得答案【详解】直线1 (0)yk xk与函数sinyx的图象恰有四个公共点,如图:当2x ( , )时,函数ysinxsinxycosx ,依题意,切点坐标为44xy( , ),又切点处的导数值就是直线10yk xk()( )的斜率k,即4kcosx ,44444411yk xcosx xsinxsinx ()(),4441sinxxcosx(),故选 B9 已知双曲线C:2212yx 的左, 右焦点为1F,2F,P为双曲线右支上的一点,1230PFF,I是12PFF的内心,则下列结论错误的是()A12PFF是直角三角形B点I的横坐标为 1C23 1PI D12PFF的内切圆的面积为【答案】D【分析】先求出点P的坐标,进一步可判断选项 A,根据是直角三角形,从而可以判断其它选项.【详解】不妨设00(,)P xy为第一象限上的点,而1(3,0)F ,所以有002200tan30312yxyx,化简整理得20052 390 xx,解得03x或03 35x (舍) ,所以点 P 的坐标为3,2,又23,0F,所以212PFFF,所以 A 正确;由双曲线的定义,可知12PFF的内切圆与 x 切于双曲线的右顶点,所以 B 正确;结合图象,可得圆 I 的半径为31,所以 I 的坐标为1, 31,且223133231PI ,所以 C 正确;D 不正确.故选:D10 (2021河北沧州高二期末)已知点1,0F,过直线1x 上一动点 P 作与 y 轴垂直的直线,与线段PF的中垂线交于点 Q,则 Q 点的轨迹方程为()A221xyB221xyC22yxD24yx【答案】D【分析】根据中垂线性质得到QFQP,结合抛物线的定义判断出Q点的轨迹是抛物线,由此求解出轨迹方程.【详解】设,Q x y,因为PF的中垂线经过点Q,所以QFQP,又因为PQy轴,所以QP表示Q到直线1x 的距离,且QF表示Q点到F点的距离,F点不在直线1x 上,由抛物线的定义可知:Q点的轨迹是以F为焦点,以直线1x 为准线的抛物线,设轨迹方程为220ypx p,所以12p,所以2p ,所以轨迹方程为24yx.故选:D.【点睛】方法点睛:求解动点,P x y的轨迹方程的常见方法:(1)定义法:如果动点P的运动规律符合我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件待定方程中的参数,即可求得轨迹方程;(2)直接法:如果动点P的运动规律满足的等量关系容易建立,则可用点P的坐标, x y表示该等量关系,即可得轨迹方程;(3)相关点法:如果动点P的运动是由另外一点P的运动引发的,而点P的运动规律已知(坐标满足某已知的曲线方程) , 则用点P的坐标, x y表示出相关点P的坐标, 然后将点P的坐标代入已知曲线方程,即可得到点P的轨迹方程;(4)交轨消参法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的轨迹问题,这类问题通常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数求得所求的轨迹方程.11(多选多选题题)已知数列 na的满足11a ,26a ,11nnnana,nN,nS是数列 na的前 n 项和,则下列结论正确的有()A2B数列nan是等差数列C数列3nna是等差数列D21 314nnnS【答案】CD【分析】利用赋值法判断 A 选项的正确性,利用凑配法判断 B 选项的正确性,利用累乘法判断 C 选项的正确性,结合错位相减求和法来求得nS,从而判断 D 选项的正确性.【详解】1n 时,212aa,而121,6,3aa,故A选项错误;131nnnana,即131nnaann,又1101a ,所以数列nan是等比数列,故B选项错误;所以11=3,3nnnnaann,33nnan,数列3nna是等差数列,故 C 选项正确;因为2112 33 33nnSn ,所以23332 33 33nnSn ,所以2313121 3333332nnnnnSnn ,所以21 314nnnS,故 D 选项正确.故选:CD12.(多选题)(多选题)已知函数 = +2af xxx,若曲线 =y f x存在两条过1,0点的切线,则 a 的值可以是 A.4B.2C. 0D. 2【答案】AD【解析】【分析】本题考查利用导数研究函数的切线问题,属于基础题.设切点坐标为000(,)2axxx,利用导数求出切线的斜率,得到切线的点斜式方程00200(1)()22aayxxxxx,由切线过点(1,0),可得002001122aaxxxx,即200220 xaxa,把切线条数转化为方程解的个数问题解决.【解答】解;由题得2( )12afxx ,设切点坐标为000(,)2axxx,则切线方程为00200(1)()22aayxxxxx,又切线过点(1,0),可得00200(1)(1)22aaxxxx,整理得200220 xaxa,因为曲线( )yf x存在两条切线,故方程有两个不等实根,即满足2480aa ,解得0a 或2.a 故选.AD二二、填空题填空题:本大题共本大题共 4 小题小题,每小题每小题 5 分分,共共 20 分分.把答案填在答题卡中的横把答案填在答题卡中的横线上线上.13若直线l将圆222440 xyxy平分,且在两坐标轴上的截距相等,则直线l的方程为【答案】10 xy 或20 xy【详解】由222440 xyxy可得22129xy,所以圆心1, 2,半径为3,若直线l将圆222440 xyxy平分,则直线l过圆心1, 2,若横纵截距都等于0,则直线l过原点,此时直线l斜率为2,直线l方程为2yx 即20 xy,若截距不等于0,设方程为1xyaa,则121aa,可得1a ,所以1xy 即10 xy ,综上所述直线l的方程为10 xy 或20 xy,14已知抛物线C:22xy上有两动点P,Q,且| 5PQ ,则线段PQ的中点到x轴距离的最小值是_.【答案】2【分析】设抛物线C的焦点为F,由| |PQPFQF,结合抛物线的定义可得线段PQ的中点到x轴距离的最小值.【详解】设抛物线C的焦点为F,点P在抛物线的准线12y 上的投影为1P,点Q在直线12y 上的投影为1Q,线段PQ的中点为E,点E到x轴的距离为d,则11| | | 5PPQQPFQFPQ111(|)0.52dPPQQ,2d ,当且仅当|= |PFQFPQ即,P F Q三点共线时等号成立, 线段PQ的中点到x轴距离的最小值是 2,故答案为:2.15当曲线24yx与直线240kxyk有两个不同的交点时,实数 k 的取值范围是_【答案】3 1,)4 【分析】求出直线恒过的定点,结合曲线24yx的图象,数形结合,找出临界状态,即可求得k的取值范围.【详解】因为24yx,故可得2204 yxy,其表示圆心为0,0,半径为2的圆的上半部分;因为240kxyk,即42yk x,其表示过点2,4A ,且斜率为k的直线.在同一坐标系下作图如下:不妨设点2,0B,AB直线斜率为1k,且过点A与圆相切的直线斜率为2k数形结合可知:要使得曲线24yx与直线240kxyk有两个不同的交点,只需12kkk即可.容易知:140122k ;不妨设过点A与224xy相切的直线方程为242ykx,则由直线与圆相切可得:2222421kk,解得234k ,故31,4k .故答案为:3 1,)4 .16.关于x的方程ln0 xax在区间0,5上有三个不相等的实根,则实数a的取值范围是_.【答案】ln5 1,5e【分析】由题意知:函数 fx的图象在区间0,5上的图象与直线yax有三个不同的交点,求出直线yax与 fx相切时的a值,以及yax过点5,ln5时的a值,数形结合即可求解.【详解】令 ln ,1lnln ,01x xf xxxx,则关于x的方程ln0 xax在区间0,5上有三个不相等的实根,等价于函数 fx的图象在区间0,5上的部分与直线yax有三个不同的交点,yax是过原点斜率为a的直线,设过原点且与 ln1f xx x的图象相切的直线与 fx的图象相切于点00,xf x,所以00lnf xx, 1fxx,所以001fxx,所以切线方程为000011ln1yxxxxxx,整理可得:0011 lnyxxx ,因为切线过原点,所以000 1 ln x ,即0ln1x ,所以0ex ,所以设过原点且与 ln1f xx x的图象相切的直线方程为1eyx,记5,ln5A,则直线OA的斜率为ln55k ,由图知:要使函数 fx的图象在区间0,5上的部分与直线yax有三个不同的交点,则令直线yax的斜率在过原点的与 ln1f xx x的图象相切的直线的斜率和直线OA的斜率之间,所以ln515ea,所以实数a的取值范是ln5 1,5e故答案为:ln5 1,5e.三、解答题:三、解答题:解答题:本大题共解答题:本大题共 6 小题,共小题,共 70 分分.解答应写出必要的文字说明解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤证明过程或演算步骤.17.已知在函数321( )23f xxxax(aR)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线yx垂直(1)求a的值和切线l的方程;(2)设曲线( )yf x在任一点处的切线倾斜角为,求的取值范围【答案】 (1)3380 xy(2)02或34【详解】(1)2( )4fxxxa,由题意知,方程241xxa 有两个相等的根,2( 4)4(1)0a ,3a 此时方程241xxa 化为2440 xx,得2x ,解得切点的纵坐标为2(2)3f,切线l的方程为2(2)3yx ,即3380 xy(2)设曲线( )yf x上任一点( , )x y处的切线的斜率为k(由题意知k存在) ,则由(1)知2243(2)11kxxx ,由正切函数的单调性可得的取值范围为02或3418如图所示,在矩形ABCD中,4AB ,2BC ,E为DC的中点,沿AE将AED翻折,使二面角DAEB为直二面角(1)求证:ADBE;(2)求DE与平面ABCE所成角的大小;(3)求二面角DECB的正切值【答案】(1)证明见解析;(2)4;(3)2.【分析】(1)根据面面垂直的性质,即可证明直线BE 面AED,再由线面垂直证明线线垂直即可;(2)过D作DM垂直于AE,则DEM即为所求,利用几何关系即可求得角度;(3)根据(1) (2)所得,作出二面角的平面角,再利用几何关系求解即可.(1)在矩形ABCD中,因为4,2,ABBCE为DC中点,故可得2ADDE,在Rt ADE中,由勾股定理可得:222 2AEADDE;同理,在Rt BCE中,可得:2 2EB ,故在AEB中,满足22216AEBEAB,故可得:BEAE;又二面角DAEB为直二面角,且面ADE 面AEBAE,又BE 面AEB,AEBE,故可得BE 面AED;又AD 面AED,故可得BEAD.(2)取AE中点为M,连接DM,如下图所示:因为2,DADEM为AE中点,故可得DMAE;又二面角DAEB为直二面角,且面ADE 面AEBAE,DM 面ADE,且DMAE,故DM 面AEB,则DEM即为所求DE与面ABCE所成角.在Rt DME中,2,2 2,2DEAEME,故可得2cos2MEDEMDE,又0,2DEM,故4DEM.即DE与平面ABCE所成角的大小为4.(3)过M作EC的垂线交CE的延长线于H,垂足为H,连接DH.由(2)可知:DM 面ABCE,HE 面ABCE,故可得HEDM,又,HEHM DMMHM DM MH面DMH,故HE 面DMH,又DH 面DMH,故DHHE,又MHHE,故DHM即为所求二面角DECB的平面角.由(2)可知:2,2MEDE,故可得222DMDEME;由(1)可知:BEAE,又,CEBC CECB,故可得4HEM,在RtHEM中,2sin22HMHMHEMME,故可得1HM ,在RtDHM中,2tan21DMDHMHM.故二面角DECB的正切值为2.19已知抛物线2:2(0)C ypx p与直线4ykxk相交于,A B两点,O为坐标原点,90AOB.(1)求p;(2)已知点4,4 ,8, 4MN,过点N的直线l交抛物线C于,P Q两点(异于点M) ,证明:PMQ为直角.【答案】(1)2(2)证明见解析【分析】(1)由4ykxk于22ypx消去y,求得根与系数关系,利用12120 x xy y列方程,化简求得p.(2) 设出直线PQ的方程并代入抛物线方程, 消去x, 求得根与系数关系, 计算1PMQMkk 来证得PMQ为直角.(1)将4ykxk代入22ypx,有222282160k xkp xk,设1122,A x yB xy,易知0,0k ,可得1212121216,2228x xy ypxpxp x xp ,而1212900AOBx xy y,即81602pp.(2)设,PPQQP xyQ xy,直线:84PQ xm y,将48xmym代入224448416320yxmymymym,易知0,故1632,4PQPQy ymyym ,而2244444444444444QQPPPMQMPQPQPQyyyykkyyxxyy161611632 1616416QPQPmmy yyy 故,90PMQMPMQ.20 已知等差数列 na中, 前n项和为nS,11a , 数列 nb为公比不等于1的等比数列,11b ,且满足:225bS,3310bS.(1)求na与nb;(2)记nnnacb,数列 nc的前n项和为nT,若不等式1( 1)2nnnnT对一切nN恒成立,求实数的取值范围.【答案】(1)nan,12nnb;(2)2,3【分析】(1)设等差数列 na的公差为 d,等比数列 nb的公比为1q ,由11a ,11b ,且满足:225bS,3310bS.可得25qd,23310qd ,联立解出即可得出.(2)112nncn,利用“错位相减法”求和,不等式1( 1)2nnnnT,即111( 1)4(2)22nnnnn,化为:12142nn.对 n 分类讨论,利用数列的单调性即可得出.(1)设等差数列 na的公差为 d,等比数列 nb的公比为1q ,11a ,11b ,且满足:225bS,3310bS.可得25qd,23310qd ,联立解得2,1qd,1 (1)nann ,12nnb;(2)11212nnnnnacbnn, nc的前 n 项和211111 23222nnTn ,21111112(1)22222nnnTnn ,两式相减得2111111122222nnnTn 11121212nnn 12(2)2nn,114(2)2nnTn,不等式1( 1)2nnnnT,即111( 1)4(2)22nnnnn,化为:12142nn,当 n 为偶数时,2 12432,当 n 为奇数时,1 12422,解得2 ,1( 1)2nnnnT对一切nN恒成立,23 ,实数的取值范围是2,321. 已知函数 200cos2f xxfxfx ,其导函数为 fx,函数 ( )(1)cos2()g xf xaxxaR, lnh xxx。(1)求 f x的解析式(2)若经过点(0, 1)A存在一条直线 l 与( )g x图象和 h x图象都相切,求a【解答】(1)因为 200cos2f xxfxfx ,所以 020ff .因为 200sinfxxffx,所以 00ff,故 001ff.(2)设直线 l 与( )lnh xxx相切的切点为( ,ln)m mm,由( )lnh xxx的导数为( )1lnh xx ,可得切线的斜率为1lnm,则切线的方程为ln(1ln)()ymmm xm,将(0, 1)A代入切线的方程可得1ln(1ln)(0)mmmm ,解得1m ,则切线 l 的方程为1yx,联立21yxyxax,可得2(1)10 xax,由2(1)40a,解得1a 或 3,22已知椭圆2222:1(0)xyEabab的右顶点为 A,斜率为(0)k k 的直线 l 交 E 于 A,B 两点,当32k 时,|7AB ,且OAB 的面积为2ab(O 为坐标原点) (1)求椭圆 E 的方程;(2)设 F 为 E 的右焦点,垂直于 l 的直线与 l 交于点 M,与 y 轴交于点 H,若BFHF,且MAMO,求 k 的值【答案】(1)22143xy;(2)64k .【分析】(1)根据三角形面积公式,结合点到直线距离公式、勾股定理进行求解即可;(2)将直线方程与椭圆方程联立,利用一元二次方程根与系数关系,结合平面向量数量积的坐标表示公式进行求解即可.(1)右顶点为 A 的坐标为( ,0)a,当32k 时,所以直线 l 的方程为:3()32302yxaxya,因为|7AB ,且OAB 的面积为2ab,所以有032 031732234aabb ,因为OAa,OAB 的面积为2ab,所以3OBb,即(0,3)B,而|7AB ,所以22374aa,所以椭圆 E 的方程为:22143xy;(2)由(1)可知:(2,0)A,因为22431cab,所以(1,0)F,设直线 l 的方程为(2)yk x,与椭圆方程联立得:2222221(43)161612043(2)xykxk xkyk x,设11(,)B x y,于是有22112216128624343kkxxkk,可得11212(2)43kyk xk,即2228612(,)43 43kkBkk,因为MAMO,所以M的横坐标为1,纵坐标为:(12)kk ,即()1,Mk,因为0k ,所以直线MH的斜率为:1k,所以直线MH的方程为:1()(1)ykxk ,令0 x ,得1ykk,即1(0,)Hkk,2229412(,)43 43kkBFkk ,1(1,)HFkk,因为BFHF,所以BFHFuuu ruuu r,因此0BF HF ,22229412161()08343434kkkkkkkk .
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合肥八中 2020 级高二上数学期末模拟(二)考试时间:120 分钟 满分:150 分一、选择题:本大题共一、选择题:本大题共 12 小题,每个小题小题,每个小题 5 分,共分,共 60 分,后分,后 2 小题为多选题,每小题小题为多选题,每小题 5 分,少选得分,少选得 3 分,多选得分,多选得0 分。分。1已知向量1,2,3a ,2, 1, 4b ,则下列向量中,使, ,a b c 能构成空间的一个基底的向量是( )A2,1,4c B1,1, 1c C8,7,18c D1,2, 4c 2已知矩形ABCD,P为平面ABCD外一点,且PA 平面ABCD,M,N分别为PC,PD 上的点,且2 PMMC,PNND, NMxAByADzAP,则xyz( )A23 B23 C1 D563在等比数列中,5443aS,6543aS,则 q 为( )A5B15C4D144按照小李的阅读速度,他看完红楼梦需要 40 个小时.2021 年 10 月 20 日,他开始阅读红楼梦 ,当天他读了 20 分钟,从第二天开始,他每天阅读此书的时间比前一天增加 10 分钟,则他恰好读完红楼梦的日期为( )A2021 年 11 月 8 日B2021 年 11 月 9 日C2021 年 11 月 10 日D2021 年 11 月 11 日5圆 C:222340 xyrr上至少存在一点到原点的距离为 1,则 r 的最大值为( )A4 B5 C6 D76已知正方体1111ABCDABC D的棱长为 1,P在正方体内部,且满足1132243APABADAA ,则点P到直线 AD 的距离是( )A12B56C34D237已知圆22:4O xy和直线1:3lyx ,若斜率为3的直线2l与圆 O 交于 A,B 两点,与直线1l交于点 C(C点在圆 O 内).若| 1ACBC,则|AB ( )A2B2 3C13D2 28已知直线(1)(0)yk xk与函数sinyx的图象恰有四个公共点11( ,)A x y,22(,)B xy,33(,)C xy,44(,)D xy.其中1234xxxx,则有( )A4sin1x B444sin(1)cosxxxC44sincosxkxD444sin(1)tanxxx9已知双曲线C:2212yx 的左,右焦点为1F,2F,P为双曲线右支上的一点,1230PFF,I是12PFF的内心,则下列结论错误的是( )A12PFF是直角三角形B点I的横坐标为 1C231PI D12PFF的内切圆的面积为10已知点1,0F,过直线1x 上一动点 P 作与 y 轴垂直的直线,与线段PF的中垂线交于点 Q,则 Q 点的轨迹方程为( )A221xyB221xyC22yxD24yx11 (多选多选)已知数列 na的满足11a ,26a ,11nnnana,nN,nS是数列 na的前 n 项和, 则下列结论正确的有( )A2B数列nan是等差数列C数列3nna是等差数列D21 314nnnS12.(多选多选)已知函数 = +2af xxx,若曲线 =y f x存在两条过1,0点的切线,则 a 的值可以是( )A. 4B. 2C. 0D. 2二、填空题:本大题共二、填空题:本大题共 4 小题,每小题小题,每小题 5 分,共分,共 20 分分.把答案填在答题卡中的横线上把答案填在答题卡中的横线上.13若直线l将圆222440 xyxy平分,且在两坐标轴上的截距相等,则直线l的方程为 14已知抛物线C:22xy上有两动点P,Q,且| 5PQ ,则线段PQ的中点到x轴距离的最小值是_.15当曲线24yx与直线240kxyk有两个不同的交点时,实数 k 的取值范围是_16.关于x的方程ln0 xax在区间0,5上有三个不相等的实根,则实数a的取值范围是_.三、解答题:解答题:本大题共三、解答题:解答题:本大题共 6 小题,共小题,共 70 分分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.17.已知在函数321( )23f xxxax(aR)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线yx垂直(1)求a的值和切线l的方程;(2)设曲线( )yf x在任一点处的切线倾斜角为,求的取值范围18如图所示,在矩形ABCD中,4AB ,2BC ,E为DC的中点,沿AE将AED翻折,使二面角DAEB为直二面角(1)求证:ADBE;(2)求DE与平面ABCE所成角的大小;(3)求二面角DECB的正切值19已知抛物线2:2(0)C ypx p与直线4ykxk相交于,A B两点,O为坐标原点,90AOB.(1)求p;(2)已知点4,4 ,8, 4MN,过点N的直线l交抛物线C于,P Q两点(异于点M) ,证明:PMQ为直角.20已知等差数列 na中,前n项和为nS,11a ,数列 nb为公比不等于 1 的等比数列,11b ,且满足:225bS,3310bS.(1)求na与nb;(2)记nnnacb,数列 nc的前n项和为nT,若不等式1( 1)2nnnnT对一切nN恒成立,求实数的取值范围.21已知函数 200cos2f xxfxfx ,其导函数为 fx,函数 ( )(1)cos2()g xf xaxxaR, lnh xxx。(1)求 f x的解析式(2)若经过点(0, 1)A存在一条直线 l 与( )g x图象和 h x图象都相切,求a22已知椭圆2222:1(0)xyEabab的右顶点为 A,斜率为(0)k k 的直线 l 交 E 于 A,B 两点,当32k 时,|7AB ,且OAB 的面积为2ab(O 为坐标原点) (1)求椭圆 E 的方程;(2)设 F 为 E 的右焦点,垂直于 l 的直线与 l 交于点 M,与 y 轴交于点 H,若BFHF,且MAMO,求 k 的值合肥八中2020级高二上数学期末模拟(二)一一、单单选选题题:本本大大题题共共 8 小小题题,每每个个小小题题 5 分分,共共 40 分分.1已知向量1,2,3a ,2, 1, 4b ,则下列向量中,使, ,a b c 能构成空间的一个基底的向量是()A2,1,4c B1,1, 1c C8,7,18c D1,2, 4c 【答案】D【分析】根据向量共面基本定理只需cxayb无解即可满足, ,a b c 构成空间向量基底,据此检验各选项即可得解.【详解】因为2,1,4cb ,所以 A 中的向量c不能与a,b构成基底;因为1,1, 1cab,所以 B 中的向量c不能与a,b构成基底;对于8,7,18c ,设cxayb,则28,27,3418xyxyxy ,解得2x ,3y ,所以23cab,故a,b,c为共面向量,所以 C 中的向量c不能与a,b构成基底;对于1,2, 4c ,设cxayb,则21,22,344xyxyxy ,此方程组无解,所以a,b,c不共面,故 D 中的向量c与a,b可以构成基底.故选:D2 已知矩形ABCD,P为平面ABCD外一点,且PA平面ABCD,M,N分别为PC,PD上的点,且2 PMMC,PNND, NMxAByADzAP,则xyz()A23B23C1D56【答案】B【分析】由2 PMMC,PNND,得21,32PMPC PNPD ,然后利用向量的加减法法则把向量NM 用向量,AB AD AP 表示出来,可求出, ,x y z的值,从而可得答案【详解】解:因为2 PMMC,PNND,所以21,32PMPC PNPD 所以2132NMPMPNPCPD 21()()32ACAPADAP 211()322ABADAPADAP 211366ABADAP ,因为 NMxAByADzAP,所以211,366xyz ,所以23xyz,故选:B3在等比数列中,5443aS,6543aS,则 q 为()A5B15C4D14【答案】A【分析】根据给定条件把两个等式相减,再结合1(N ,2)nnnaSSnn及等比数列定义即可计算作答.【详解】在等比数列中,因5443aS,6543aS,则655454()4aaSSa,即655aa,所以公比655aqa.故选:A4按照小李的阅读速度,他看完红楼梦需要 40 个小时.2021 年 10 月 20 日,他开始阅读红楼梦 ,当天他读了 20 分钟,从第二天开始,他每天阅读此书的时间比前一天增加10 分钟,则他恰好读完红楼梦的日期为()A2021 年 11 月 8 日 B2021 年 11 月 9 日 C2021 年 11 月 10 日D2021 年 11 月 11 日【答案】B【分析】由题意,从 2021 年 10 月 20 日开始到读完的前一天,他每天阅读红楼梦的时间(单位:分钟)依次构成等差数列,且首项为 20,公差为 10,进而根据等差数列的求和公式建立不等式,最后解得答案.【详解】根据题意,从 2021 年 10 月 20 日开始到读完的前一天,他每天阅读红楼梦的时间(单位:分钟)依次构成等差数列,且首项为 20,公差为 10,则(1)201040 602n nn,整理得234800N*nnn,易知数列23480N*nbnnn是递增数列,且2021200,240bb ,所以他恰好读完红楼梦共需要 21 天,而 10 月有 31 天,故他恰好读完红楼梦的日期为 2021 年 11 月 9 日.故选:B.5圆 C:222340 xyrr上至少存在一点到原点的距离为 1,则 r 的最大值为()A4B5C6D7【答案】C【分析】根据题意分析出原点与圆心间的距离所满足的条件,从而求 r 的最大值.【详解】因为圆 C:222340 xyrr上至少存在一点到原点的距离为 1,所以11rOCr ,又因为5OC ,所以1515rr ,解得46r,所以 r 的最大值为6.故选:C.6已知正方体1111ABCDABC D的棱长为 1,P在正方体内部,且满足1132243APABADAA ,则点P到直线 AD 的距离是()A12B56C34D23【答案】B【分析】根据题意,建立适当的空间直角坐标系,利用向量法求解点到线的距离即可.【详解】如图,建立空间直角坐标系,则0,0,0A,1,0,0B,0,1,0D,10,0,1A,故1,0,0AB ,0,1,0AD uuu r,10,0,1AA ,因为1132243APABADAA ,所以1 3 2,2 4 3AP ,易知34AP ADAD ,故点P到直线 AD 的距离2218195144166AP ADdAPAD .故选:B.7已知圆22:4O xy和直线1:3lyx ,若斜率为3的直线2l与圆 O 交于 A,B 两点,与直线1l交于点 C(C 点在圆 O 内).若| 1ACBC,则|AB ()A2B2 3C13D2 2【答案】C【分析】作2OHl,垂足为 H,即可得到直线OH的斜率,从而得到OH与直线1l夹角为6,再根据| 2 | 1ACBCCH,即可求出|CH与|OH,最后利用勾股定理及垂径定理计算可得;【详解】解:作2OHl,垂足为 H,则 H 为AB中点,因为直线1l斜率为3, 所以直线OH的斜率为33, 即直线OH的倾斜角为56, 所以OH与直线1l夹角为6,因为| 2 | 1ACBCCH,所以1|2CH ,所以3|2OH ,所以3| 2 4134AB .故选:C8.已知直线(1)(0)yk xk与函数sinyx的图象恰有四个公共点11(,)A x y,22(,)B xy,33(,)C x y,44(,)D xy.其中1234xxxx,则有A4sin1x B444sin(1)cosxxxC44sincosxkxD444sin(1)tanxxx【答案】B【分析】依题意,在同一坐标系中作出直线1 (0)yk xk与函数sinyx的图象,利用导数的几何意义可求得切线的斜率,从而将切点坐标代入直线方程(即切线方程)即可求得答案【详解】直线1 (0)yk xk与函数sinyx的图象恰有四个公共点,如图:当2x ( , )时,函数ysinxsinxycosx ,依题意,切点坐标为44xy( , ),又切点处的导数值就是直线10yk xk()( )的斜率k,即4kcosx ,44444411yk xcosx xsinxsinx ()(),4441sinxxcosx(),故选 B9 已知双曲线C:2212yx 的左, 右焦点为1F,2F,P为双曲线右支上的一点,1230PFF,I是12PFF的内心,则下列结论错误的是()A12PFF是直角三角形B点I的横坐标为 1C23 1PI D12PFF的内切圆的面积为【答案】D【分析】先求出点P的坐标,进一步可判断选项 A,根据是直角三角形,从而可以判断其它选项.【详解】不妨设00(,)P xy为第一象限上的点,而1(3,0)F ,所以有002200tan30312yxyx,化简整理得20052 390 xx,解得03x或03 35x (舍) ,所以点 P 的坐标为3,2,又23,0F,所以212PFFF,所以 A 正确;由双曲线的定义,可知12PFF的内切圆与 x 切于双曲线的右顶点,所以 B 正确;结合图象,可得圆 I 的半径为31,所以 I 的坐标为1, 31,且223133231PI ,所以 C 正确;D 不正确.故选:D10 (2021河北沧州高二期末)已知点1,0F,过直线1x 上一动点 P 作与 y 轴垂直的直线,与线段PF的中垂线交于点 Q,则 Q 点的轨迹方程为()A221xyB221xyC22yxD24yx【答案】D【分析】根据中垂线性质得到QFQP,结合抛物线的定义判断出Q点的轨迹是抛物线,由此求解出轨迹方程.【详解】设,Q x y,因为PF的中垂线经过点Q,所以QFQP,又因为PQy轴,所以QP表示Q到直线1x 的距离,且QF表示Q点到F点的距离,F点不在直线1x 上,由抛物线的定义可知:Q点的轨迹是以F为焦点,以直线1x 为准线的抛物线,设轨迹方程为220ypx p,所以12p,所以2p ,所以轨迹方程为24yx.故选:D.【点睛】方法点睛:求解动点,P x y的轨迹方程的常见方法:(1)定义法:如果动点P的运动规律符合我们已知的某种曲线(如圆、椭圆、双曲线、抛物线)的定义,则可先设出轨迹方程,再根据已知条件待定方程中的参数,即可求得轨迹方程;(2)直接法:如果动点P的运动规律满足的等量关系容易建立,则可用点P的坐标, x y表示该等量关系,即可得轨迹方程;(3)相关点法:如果动点P的运动是由另外一点P的运动引发的,而点P的运动规律已知(坐标满足某已知的曲线方程) , 则用点P的坐标, x y表示出相关点P的坐标, 然后将点P的坐标代入已知曲线方程,即可得到点P的轨迹方程;(4)交轨消参法:在求动点轨迹时,有时会出现要求两动曲线交点的轨迹问题,这类问题通常通过解方程组得出交点(含参数)的坐标,再消去参数求得所求的轨迹方程.11(多选多选题题)已知数列 na的满足11a ,26a ,11nnnana,nN,nS是数列 na的前 n 项和,则下列结论正确的有()A2B数列nan是等差数列C数列3nna是等差数列D21 314nnnS【答案】CD【分析】利用赋值法判断 A 选项的正确性,利用凑配法判断 B 选项的正确性,利用累乘法判断 C 选项的正确性,结合错位相减求和法来求得nS,从而判断 D 选项的正确性.【详解】1n 时,212aa,而121,6,3aa,故A选项错误;131nnnana,即131nnaann,又1101a ,所以数列nan是等比数列,故B选项错误;所以11=3,3nnnnaann,33nnan,数列3nna是等差数列,故 C 选项正确;因为2112 33 33nnSn ,所以23332 33 33nnSn ,所以2313121 3333332nnnnnSnn ,所以21 314nnnS,故 D 选项正确.故选:CD12.(多选题)(多选题)已知函数 = +2af xxx,若曲线 =y f x存在两条过1,0点的切线,则 a 的值可以是 A.4B.2C. 0D. 2【答案】AD【解析】【分析】本题考查利用导数研究函数的切线问题,属于基础题.设切点坐标为000(,)2axxx,利用导数求出切线的斜率,得到切线的点斜式方程00200(1)()22aayxxxxx,由切线过点(1,0),可得002001122aaxxxx,即200220 xaxa,把切线条数转化为方程解的个数问题解决.【解答】解;由题得2( )12afxx ,设切点坐标为000(,)2axxx,则切线方程为00200(1)()22aayxxxxx,又切线过点(1,0),可得00200(1)(1)22aaxxxx,整理得200220 xaxa,因为曲线( )yf x存在两条切线,故方程有两个不等实根,即满足2480aa ,解得0a 或2.a 故选.AD二二、填空题填空题:本大题共本大题共 4 小题小题,每小题每小题 5 分分,共共 20 分分.把答案填在答题卡中的横把答案填在答题卡中的横线上线上.13若直线l将圆222440 xyxy平分,且在两坐标轴上的截距相等,则直线l的方程为【答案】10 xy 或20 xy【详解】由222440 xyxy可得22129xy,所以圆心1, 2,半径为3,若直线l将圆222440 xyxy平分,则直线l过圆心1, 2,若横纵截距都等于0,则直线l过原点,此时直线l斜率为2,直线l方程为2yx 即20 xy,若截距不等于0,设方程为1xyaa,则121aa,可得1a ,所以1xy 即10 xy ,综上所述直线l的方程为10 xy 或20 xy,14已知抛物线C:22xy上有两动点P,Q,且| 5PQ ,则线段PQ的中点到x轴距离的最小值是_.【答案】2【分析】设抛物线C的焦点为F,由| |PQPFQF,结合抛物线的定义可得线段PQ的中点到x轴距离的最小值.【详解】设抛物线C的焦点为F,点P在抛物线的准线12y 上的投影为1P,点Q在直线12y 上的投影为1Q,线段PQ的中点为E,点E到x轴的距离为d,则11| | | 5PPQQPFQFPQ111(|)0.52dPPQQ,2d ,当且仅当|= |PFQFPQ即,P F Q三点共线时等号成立, 线段PQ的中点到x轴距离的最小值是 2,故答案为:2.15当曲线24yx与直线240kxyk有两个不同的交点时,实数 k 的取值范围是_【答案】3 1,)4 【分析】求出直线恒过的定点,结合曲线24yx的图象,数形结合,找出临界状态,即可求得k的取值范围.【详解】因为24yx,故可得2204 yxy,其表示圆心为0,0,半径为2的圆的上半部分;因为240kxyk,即42yk x,其表示过点2,4A ,且斜率为k的直线.在同一坐标系下作图如下:不妨设点2,0B,AB直线斜率为1k,且过点A与圆相切的直线斜率为2k数形结合可知:要使得曲线24yx与直线240kxyk有两个不同的交点,只需12kkk即可.容易知:140122k ;不妨设过点A与224xy相切的直线方程为242ykx,则由直线与圆相切可得:2222421kk,解得234k ,故31,4k .故答案为:3 1,)4 .16.关于x的方程ln0 xax在区间0,5上有三个不相等的实根,则实数a的取值范围是_.【答案】ln5 1,5e【分析】由题意知:函数 fx的图象在区间0,5上的图象与直线yax有三个不同的交点,求出直线yax与 fx相切时的a值,以及yax过点5,ln5时的a值,数形结合即可求解.【详解】令 ln ,1lnln ,01x xf xxxx,则关于x的方程ln0 xax在区间0,5上有三个不相等的实根,等价于函数 fx的图象在区间0,5上的部分与直线yax有三个不同的交点,yax是过原点斜率为a的直线,设过原点且与 ln1f xx x的图象相切的直线与 fx的图象相切于点00,xf x,所以00lnf xx, 1fxx,所以001fxx,所以切线方程为000011ln1yxxxxxx,整理可得:0011 lnyxxx ,因为切线过原点,所以000 1 ln x ,即0ln1x ,所以0ex ,所以设过原点且与 ln1f xx x的图象相切的直线方程为1eyx,记5,ln5A,则直线OA的斜率为ln55k ,由图知:要使函数 fx的图象在区间0,5上的部分与直线yax有三个不同的交点,则令直线yax的斜率在过原点的与 ln1f xx x的图象相切的直线的斜率和直线OA的斜率之间,所以ln515ea,所以实数a的取值范是ln5 1,5e故答案为:ln5 1,5e.三、解答题:三、解答题:解答题:本大题共解答题:本大题共 6 小题,共小题,共 70 分分.解答应写出必要的文字说明解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤证明过程或演算步骤.17.已知在函数321( )23f xxxax(aR)的所有切线中,有且仅有一条切线l与直线yx垂直(1)求a的值和切线l的方程;(2)设曲线( )yf x在任一点处的切线倾斜角为,求的取值范围【答案】 (1)3380 xy(2)02或34【详解】(1)2( )4fxxxa,由题意知,方程241xxa 有两个相等的根,2( 4)4(1)0a ,3a 此时方程241xxa 化为2440 xx,得2x ,解得切点的纵坐标为2(2)3f,切线l的方程为2(2)3yx ,即3380 xy(2)设曲线( )yf x上任一点( , )x y处的切线的斜率为k(由题意知k存在) ,则由(1)知2243(2)11kxxx ,由正切函数的单调性可得的取值范围为02或3418如图所示,在矩形ABCD中,4AB ,2BC ,E为DC的中点,沿AE将AED翻折,使二面角DAEB为直二面角(1)求证:ADBE;(2)求DE与平面ABCE所成角的大小;(3)求二面角DECB的正切值【答案】(1)证明见解析;(2)4;(3)2.【分析】(1)根据面面垂直的性质,即可证明直线BE 面AED,再由线面垂直证明线线垂直即可;(2)过D作DM垂直于AE,则DEM即为所求,利用几何关系即可求得角度;(3)根据(1) (2)所得,作出二面角的平面角,再利用几何关系求解即可.(1)在矩形ABCD中,因为4,2,ABBCE为DC中点,故可得2ADDE,在Rt ADE中,由勾股定理可得:222 2AEADDE;同理,在Rt BCE中,可得:2 2EB ,故在AEB中,满足22216AEBEAB,故可得:BEAE;又二面角DAEB为直二面角,且面ADE 面AEBAE,又BE 面AEB,AEBE,故可得BE 面AED;又AD 面AED,故可得BEAD.(2)取AE中点为M,连接DM,如下图所示:因为2,DADEM为AE中点,故可得DMAE;又二面角DAEB为直二面角,且面ADE 面AEBAE,DM 面ADE,且DMAE,故DM 面AEB,则DEM即为所求DE与面ABCE所成角.在Rt DME中,2,2 2,2DEAEME,故可得2cos2MEDEMDE,又0,2DEM,故4DEM.即DE与平面ABCE所成角的大小为4.(3)过M作EC的垂线交CE的延长线于H,垂足为H,连接DH.由(2)可知:DM 面ABCE,HE 面ABCE,故可得HEDM,又,HEHM DMMHM DM MH面DMH,故HE 面DMH,又DH 面DMH,故DHHE,又MHHE,故DHM即为所求二面角DECB的平面角.由(2)可知:2,2MEDE,故可得222DMDEME;由(1)可知:BEAE,又,CEBC CECB,故可得4HEM,在RtHEM中,2sin22HMHMHEMME,故可得1HM ,在RtDHM中,2tan21DMDHMHM.故二面角DECB的正切值为2.19已知抛物线2:2(0)C ypx p与直线4ykxk相交于,A B两点,O为坐标原点,90AOB.(1)求p;(2)已知点4,4 ,8, 4MN,过点N的直线l交抛物线C于,P Q两点(异于点M) ,证明:PMQ为直角.【答案】(1)2(2)证明见解析【分析】(1)由4ykxk于22ypx消去y,求得根与系数关系,利用12120 x xy y列方程,化简求得p.(2) 设出直线PQ的方程并代入抛物线方程, 消去x, 求得根与系数关系, 计算1PMQMkk 来证得PMQ为直角.(1)将4ykxk代入22ypx,有222282160k xkp xk,设1122,A x yB xy,易知0,0k ,可得1212121216,2228x xy ypxpxp x xp ,而1212900AOBx xy y,即81602pp.(2)设,PPQQP xyQ xy,直线:84PQ xm y,将48xmym代入224448416320yxmymymym,易知0,故1632,4PQPQy ymyym ,而2244444444444444QQPPPMQMPQPQPQyyyykkyyxxyy161611632 1616416QPQPmmy yyy 故,90PMQMPMQ.20 已知等差数列 na中, 前n项和为nS,11a , 数列 nb为公比不等于1的等比数列,11b ,且满足:225bS,3310bS.(1)求na与nb;(2)记nnnacb,数列 nc的前n项和为nT,若不等式1( 1)2nnnnT对一切nN恒成立,求实数的取值范围.【答案】(1)nan,12nnb;(2)2,3【分析】(1)设等差数列 na的公差为 d,等比数列 nb的公比为1q ,由11a ,11b ,且满足:225bS,3310bS.可得25qd,23310qd ,联立解出即可得出.(2)112nncn,利用“错位相减法”求和,不等式1( 1)2nnnnT,即111( 1)4(2)22nnnnn,化为:12142nn.对 n 分类讨论,利用数列的单调性即可得出.(1)设等差数列 na的公差为 d,等比数列 nb的公比为1q ,11a ,11b ,且满足:225bS,3310bS.可得25qd,23310qd ,联立解得2,1qd,1 (1)nann ,12nnb;(2)11212nnnnnacbnn, nc的前 n 项和211111 23222nnTn ,21111112(1)22222nnnTnn ,两式相减得2111111122222nnnTn 11121212nnn 12(2)2nn,114(2)2nnTn,不等式1( 1)2nnnnT,即111( 1)4(2)22nnnnn,化为:12142nn,当 n 为偶数时,2 12432,当 n 为奇数时,1 12422,解得2 ,1( 1)2nnnnT对一切nN恒成立,23 ,实数的取值范围是2,321. 已知函数 200cos2f xxfxfx ,其导函数为 fx,函数 ( )(1)cos2()g xf xaxxaR, lnh xxx。(1)求 f x的解析式(2)若经过点(0, 1)A存在一条直线 l 与( )g x图象和 h x图象都相切,求a【解答】(1)因为 200cos2f xxfxfx ,所以 020ff .因为 200sinfxxffx,所以 00ff,故 001ff.(2)设直线 l 与( )lnh xxx相切的切点为( ,ln)m mm,由( )lnh xxx的导数为( )1lnh xx ,可得切线的斜率为1lnm,则切线的方程为ln(1ln)()ymmm xm,将(0, 1)A代入切线的方程可得1ln(1ln)(0)mmmm ,解得1m ,则切线 l 的方程为1yx,联立21yxyxax,可得2(1)10 xax,由2(1)40a,解得1a 或 3,22已知椭圆2222:1(0)xyEabab的右顶点为 A,斜率为(0)k k 的直线 l 交 E 于 A,B 两点,当32k 时,|7AB ,且OAB 的面积为2ab(O 为坐标原点) (1)求椭圆 E 的方程;(2)设 F 为 E 的右焦点,垂直于 l 的直线与 l 交于点 M,与 y 轴交于点 H,若BFHF,且MAMO,求 k 的值【答案】(1)22143xy;(2)64k .【分析】(1)根据三角形面积公式,结合点到直线距离公式、勾股定理进行求解即可;(2)将直线方程与椭圆方程联立,利用一元二次方程根与系数关系,结合平面向量数量积的坐标表示公式进行求解即可.(1)右顶点为 A 的坐标为( ,0)a,当32k 时,所以直线 l 的方程为:3()32302yxaxya,因为|7AB ,且OAB 的面积为2ab,所以有032 031732234aabb ,因为OAa,OAB 的面积为2ab,所以3OBb,即(0,3)B,而|7AB ,所以22374aa,所以椭圆 E 的方程为:22143xy;(2)由(1)可知:(2,0)A,因为22431cab,所以(1,0)F,设直线 l 的方程为(2)yk x,与椭圆方程联立得:2222221(43)161612043(2)xykxk xkyk x,设11(,)B x y,于是有22112216128624343kkxxkk,可得11212(2)43kyk xk,即2228612(,)43 43kkBkk,因为MAMO,所以M的横坐标为1,纵坐标为:(12)kk ,即()1,Mk,因为0k ,所以直线MH的斜率为:1k,所以直线MH的方程为:1()(1)ykxk ,令0 x ,得1ykk,即1(0,)Hkk,2229412(,)43 43kkBFkk ,1(1,)HFkk,因为BFHF,所以BFHFuuu ruuu r,因此0BF HF ,22229412161()08343434kkkkkkkk .
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