2017年四川省成都市高考数学一诊试卷(理科)(附详细解析)
一、选择题:本大题共12小题.每小题5分,共60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.若全集U=R,集合A={x|x2﹣x﹣2>0},则∁UA=( )
A.(﹣1,2) B.(﹣2,1) C.[﹣1,2] D.[﹣2,1]
2.命题“若a>b,则a+c>b+c”的否命题是( )
A.若a≤b,则a+c≤b+c B.若a+c≤b+c,则a≤b
C.若a+c>b+c,则a>b D.若a>b,则a+c≤b+c
3.执行如图所示的程序框图,如果输出的结果为0,那么输入的x为( )
A. B.﹣1或1 C.﹣l D.l
4.已知双曲线的左,右焦点分别为F1,F2,双曲线上一点P满足PF2⊥x轴,若|F1F2|=12,|PF2|=5,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.3
5.已知α为第二象限角.且sin2α=﹣,则cosα﹣sinα的值为( )
A. B.﹣ C. D.﹣
6.(x+1)5(x﹣2)的展开式中x2的系数为( )
A.25 B.5 C.﹣15 D.﹣20
7.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某四棱锥的三视图,则该四棱锥的外接球的表面积为( )
A.136π B.34π C.25π D.18π
8.将函数f(x)=sin2x+cos2x图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再将图象上所有点向右平移个单位长度,得到函数g (x)的图象,则g(x)图象的一条对称轴方程是( )
A.x=一 B.x= C.x= D.x=
9.在直三棱柱ABC﹣A1BlC1中,平面α与棱AB,AC,A1C1,A1B1分别交于点E,F,G,H,且直线AA1∥平面α.有下列三个命题:①四边形EFGH是平行四边形;②平面α∥平面BCC1B1;③平面α⊥平面BCFE.其中正确的命题有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
10.已知A,B是圆O:x2+y2=4上的两个动点,||=2, =﹣,若M是线段AB的中点,则•的值为( )
A.3 B.2 C.2 D.﹣3
11.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(﹣x﹣1)=f(x﹣1),当x∈[﹣1,0]时,f(x)=﹣x3,则关于x的方程f(x)=|cosπx|在[﹣,]上的所有实数解之和为( )
A.﹣7 B.﹣6 C.﹣3 D.﹣1
12.已知曲线C1:y2=tx(y>0,t>0)在点M(,2)处的切线与曲线C2:y=ex+1﹣1也相切,则tln的值为( )
A.4e2 B.8e C.2 D.8
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.若复数z=(其中a∈R,i为虚数单位)的虚部为﹣1,则a= .
14.我国南北朝时代的数学家祖暅提出体积的计算原理(祖暅原理):“幂势既同,则积不容 异”.“势’’即是高,“幂”是面积.意思是:如果两等高的几何体在同高处截得两几何体的截面积恒等,那么这两个几何体的体积相等,类比祖暅原理,如图所示,在平面直角坐标系中,图1是一个形状不规则的封闭图形,图2是一个上底为l的梯形,且当实数t取[0,3]上的任意值时,直线y=t被图l和图2所截得的两线段长始终相等,则图l的面积为 .
15.若实数x,y满足约束条件,则的最小值为 .
16.已知△ABC中,AC=,BC=,△ABC的面积为,若线段BA的延长线上存在点D,使∠BDC=,则CD= .
三、解答题:本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知数列{an}满足al=﹣2,an+1=2an+4.
(I)证明数列{an+4}是等比数列;
(Ⅱ)求数列{|an|}的前n项和Sn.
18.云南省2016年高中数学学业水平考试的原始成绩采用百分制,发布成绩使用等级制,各登记划分标准为:85分及以上,记为A等,分数在[70,85)内,记为B等,分数在[60,70)内,记为C等,60分以下,记为D等,同时认定等级分别为A,B,C都为合格,等级为D为不合格.
已知甲、乙两所学校学生的原始成绩均分布在[50,100]内,为了比较两校学生的成绩,分别抽取50名学生的原始成绩作为样本进行统计,按照[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100]分别作出甲校如图1所示样本频率分布直方图,乙校如图2所示样本中等级为C、D的所有数据茎叶图.
(1)求图中x的值,并根据样本数据比较甲乙两校的合格率;
(2)在选取的样本中,从甲、乙两校C等级的学生中随机抽取3名学生进行调研,用X表示所抽取的3名学生中甲校的学生人数,求随机变量X的分布列和数学期望.
19.如图1,在正方形ABCD中,点E,F分别是AB,BC的中点,BD与EF交于点H,G为BD中点,点R在线段BH上,且=λ(λ>0).现将△AED,△CFD,△DEF分别沿DE,DF,EF折起,使点A,C重合于点B(该点记为P),如图2所示.
(I)若λ=2,求证:GR⊥平面PEF;
(Ⅱ)是否存在正实数λ,使得直线FR与平面DEF所成角的正弦值为?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
20.已知椭圆的右焦点为F,设直线l:x=5与x轴的交点为E,过点F且斜率为k的直线l1与椭圆交于A,B两点,M为线段EF的中点.
(I)若直线l1的倾斜角为,求△ABM的面积S的值;
(Ⅱ)过点B作直线BN⊥l于点N,证明:A,M,N三点共线.
21.已知函数f(x)=xln(x+1)+(﹣a)x+2﹣a,a∈R.
(I)当x>0时,求函数g(x)=f(x)+ln(x+1)+x的单调区间;
(Ⅱ)当a∈Z时,若存在x≥0,使不等式f(x)<0成立,求a的最小值.
请考生在第(22)、(23)题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系xOy中,倾斜角为α(α≠)的直线l的参数方程为(t为参数).以坐标原点为极点,以x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C的极坐标方程是ρcos2θ﹣4sinθ=0.
(I)写出直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程;
(Ⅱ)已知点P(1,0).若点M的极坐标为(1,),直线l经过点M且与曲线C相交于A,B两点,设线段AB的中点为Q,求|PQ|的值.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=x+1+|3﹣x|,x≥﹣1.
(I)求不等式f(x)≤6的解集;
(Ⅱ)若f(x)的最小值为n,正数a,b满足2nab=a+2b,求2a+b的最小值.
2017年四川省成都市高考数学一诊试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12小题.每小题5分,共60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.若全集U=R,集合A={x|x2﹣x﹣2>0},则∁UA=( )
A.(﹣1,2) B.(﹣2,1) C.[﹣1,2] D.[﹣2,1]
【考点】补集及其运算.
【分析】求出集合A,利用补集的定义进行求解即可.
【解答】解:A={x|x2﹣x﹣2>0}={x|x>2或x<﹣1},
则∁UA={x|﹣1≤x≤2},
故选:C
2.命题“若a>b,则a+c>b+c”的否命题是( )
A.若a≤b,则a+c≤b+c B.若a+c≤b+c,则a≤b
C.若a+c>b+c,则a>b D.若a>b,则a+c≤b+c
【考点】四种命题.
【分析】根据命题“若p,则q”的否命题是“若¬p,则¬q”.
【解答】解:命题“若a>b,则a+c>b+c”的否命题是
“若a≤b,则a+c≤b+c”.
故选:A.
3.执行如图所示的程序框图,如果输出的结果为0,那么输入的x为( )
A. B.﹣1或1 C.﹣l D.l
【考点】程序框图.
【分析】根据题意,模拟程序框图的运行过程,根据输出的结果为0,得出输入的x.
【解答】解:根据题意,模拟程序框图的运行过程,x≤0,y=﹣x2+1=0,∴x=﹣1,
x>0,y=3x+2=0,无解,
故选:C.
4.已知双曲线的左,右焦点分别为F1,F2,双曲线上一点P满足PF2⊥x轴,若|F1F2|=12,|PF2|=5,则该双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.3
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】双曲线上一点P满足PF2⊥x轴,若|F1F2|=12,|PF2|=5,可得|PF1|=13,利用双曲线的定义求出a,即可求出双曲线的离心率.
【解答】解:∵双曲线上一点P满足PF2⊥x轴,若|F1F2|=12,|PF2|=5,
∴|PF1|=13,
∴2a=|PF1|﹣|PF2|=8,∴a=4,
∵c=6,∴e==,
故选C.
5.已知α为第二象限角.且sin2α=﹣,则cosα﹣sinα的值为( )
A. B.﹣ C. D.﹣
【考点】二倍角的正弦.
【分析】由α的范围和三角函数值的符号判断出cosα﹣sinα的符号,由条件、平方关系、二倍角的正弦函数求出cosα﹣sinα的值.
【解答】解:∵α为第二象限角,∴cosα﹣sinα<0,
∵sin2α=﹣,
∴cosα﹣sinα=﹣=
==,
故选B.
6.(x+1)5(x﹣2)的展开式中x2的系数为( )
A.25 B.5 C.﹣15 D.﹣20
【考点】二项式系数的性质.
【分析】利用二项式定理的展开式即可得出.
【解答】解:(x+1)5(x﹣2)=(x﹣2)的展开式中x2的系数=﹣2=﹣15.
故选:C.
7.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某四棱锥的三视图,则该四棱锥的外接球的表面积为( )
A.136π B.34π C.25π D.18π
【考点】球的体积和表面积;简单空间图形的三视图.
【分析】由四棱锥的三视图知该四棱锥是四棱锥P﹣ABCD,其中ABCD是边长为3的正方形,PA⊥面ABCD,且PA=4,从而该四棱锥的外接球就是以AB,AC,AP为棱的长方体的外接球,由此能求出该四棱锥的外接球的表面积.
【解答】解:由四棱锥的三视图知该四棱锥是如图所示的四棱锥P﹣ABCD,
其中ABCD是边长为3的正方形,PA⊥面ABCD,且PA=4,
∴该四棱锥的外接球就是以AB,AD,AP为棱的长方体的外接球,
∴该四棱锥的外接球的半径R==,
∴该四棱锥的外接球的表面积S=4πR2=4π×=34π.
故选:B.
8.将函数f(x)=sin2x+cos2x图象上所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),再将图象上所有点向右平移个单位长度,得到函数g (x)的图象,则g(x)图象的一条对称轴方程是( )
A.x=一 B.x= C.x= D.x=
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换;正弦函数的图象.
【分析】利用函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换规律,正弦函数的图象的对称性,求得g(x)图象的一条对称轴方程.
【解答】解:将函数f(x)=sin2x+cos2x=2(sin2x+cos2x)=2sin(2x+)的图象上
所有点的横坐标伸长到原来的2倍(纵坐标不变),可得y=2sin(x+)的图象;
再将图象上所有点向右平移个单位长度,
得到函数g (x)=2sin(x﹣+)=2sin(x+)的图象的图象的图象,
令x+=kπ+,求得x=kπ+,k∈Z.
令k=0,可得g(x)图象的一条对称轴方程是x=,
故选:D.
9.在直三棱柱ABC﹣A1BlC1中,平面α与棱AB,AC,A1C1,A1B1分别交于点E,F,G,H,且直线AA1∥平面α.有下列三个命题:①四边形EFGH是平行四边形;②平面α∥平面BCC1B1;③平面α⊥平面BCFE.其中正确的命题有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
【考点】棱柱的结构特征.
【分析】在①中,由AA1EHGF,知四边形EFGH是平行四边形;在②中,平面α与平面BCC1B1平行或相交;在③中,EH⊥平面BCEF,从而平面α⊥平面BCFE.
【解答】解:如图,∵在直三棱柱ABC﹣A1BlC1中,
平面α与棱AB,AC,A1C1,A1B1分别交于点E,F,G,H,且直线AA1∥平面α.
∴AA1EHGF,∴四边形EFGH是平行四边形,故①正确;
∵EF与BC不一定平行,∴平面α与平面BCC1B1平行或相交,故②错误;
∵AA1EHGF,且AA1⊥平面BCEF,∴EH⊥平面BCEF,
∵EH⊂平面α,∴平面α⊥平面BCFE,故③正确.
故选:C.
10.已知A,B是圆O:x2+y2=4上的两个动点,||=2, =﹣,若M是线段AB的中点,则•的值为( )
A.3 B.2 C.2 D.﹣3
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】由A,B是圆O:x2+y2=4上的两个动点,||=2,得到与的夹角为,再根据向量的几何意义和向量的数量积公式计算即可.
【解答】解:A,B是圆O:x2+y2=4上的两个动点,||=2,
∴与的夹角为,
∴•=||•||•cos=2×2×=2,
∵M是线段AB的中点,
∴=(+),
∵=﹣,
∴•=(+)•(﹣)
=(5||2+3••﹣2||2)=(20+6﹣8)=3,
故选:A
11.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,且f(﹣x﹣1)=f(x﹣1),当x∈[﹣1,0]时,f(x)=﹣x3,则关于x的方程f(x)=|cosπx|在[﹣,]上的所有实数解之和为( )
A.﹣7 B.﹣6 C.﹣3 D.﹣1
【考点】根的存在性及根的个数判断.
【分析】由f(x)是偶函数说明函数图象关于y轴对称,由f(﹣x﹣1)=f(x﹣1),得到x=﹣1是函数的对称轴,画出函数f(x)的图象,只要找出函数f(x)的图象与y=|cosπx|在[﹣,]上内交点的情况,根据对称性即可求出答案.
【解答】解:∵函数f(x)是定义在R上的偶函数,f(﹣x﹣1)=f(x﹣1),
∴x=﹣1是函数的对称轴,
分别画出y=f(x)与y=|cosπx|在[﹣,]上图象,
交点依次为x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,
∴x1+x7=﹣2,x2+x6=﹣2,x3+x5=﹣2,x4=﹣1,
∴x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7=﹣2×3﹣1=﹣7,
故选:A
12.已知曲线C1:y2=tx(y>0,t>0)在点M(,2)处的切线与曲线C2:y=ex+1﹣1也相切,则tln的值为( )
A.4e2 B.8e C.2 D.8
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】利用曲线C1:y2=tx(y>0,t>0)在点M(,2)处的切线与曲线C2:y=ex+1﹣1也相切,求出t的值,则tln的值可求.
【解答】解:曲线C1:y2=tx(y>0,t>0),y′=•t,
x=,y′=,∴切线方程为y﹣2=(x﹣)
设切点为(m,n),则曲线C2:y=ex+1﹣1,y′=ex+1,em+1=,∴m=ln﹣1,n=﹣1,
代入﹣1﹣2=(ln﹣1﹣),解得t=4,
∴tln=4lne2=8.
故选D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.若复数z=(其中a∈R,i为虚数单位)的虚部为﹣1,则a= ﹣2 .
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】利用复数的运算法则、虚部的定义即可得出.
【解答】解:复数z===+i的虚部为﹣1,
则=﹣1,解得a=﹣2.
故答案为:﹣2.
14.我国南北朝时代的数学家祖暅提出体积的计算原理(祖暅原理):“幂势既同,则积不容 异”.“势’’即是高,“幂”是面积.意思是:如果两等高的几何体在同高处截得两几何体的截面积恒等,那么这两个几何体的体积相等,类比祖暅原理,如图所示,在平面直角坐标系中,图1是一个形状不规则的封闭图形,图2是一个上底为l的梯形,且当实数t取[0,3]上的任意值时,直线y=t被图l和图2所截得的两线段长始终相等,则图l的面积为 .
【考点】类比推理.
【分析】根据祖暅原理,可得图1的面积=梯形的面积,即可得出结论.
【解答】解:根据祖暅原理,可得图1的面积=梯形的面积==.
故答案为.
15.若实数x,y满足约束条件,则的最小值为 .
【考点】简单线性规划.
【分析】由约束条件作出可行域,的几何意义是(x,y)与(0,1)连线的斜率,数形结合得到的最小值.
【解答】解:由约束条件,作出可行域如图,
的几何意义是(x,y)与(0,1)连线的斜率
联立,解得A(1,),
∴的最小值为=﹣.
故答案为:﹣.
16.已知△ABC中,AC=,BC=,△ABC的面积为,若线段BA的延长线上存在点D,使∠BDC=,则CD= .
【考点】正弦定理.
【分析】由已知利用三角形面积公式可求sin∠ACB=,从而可求∠ACB=,在△ABC中,由余弦定理可得AB,进而可求∠B,在△BCD中,由正弦定理可得CD的值.
【解答】解:∵AC=,BC=,△ABC的面积为=AC•BC•sin∠ACB=sin∠ACB,
∴sin∠ACB=,
∴∠ACB=,或,
∵若∠ACB=,∠BDC=<∠BAC,可得:∠BAC+∠ACB>+>π,与三角形内角和定理矛盾,
∴∠ACB=,
∴在△ABC中,由余弦定理可得:AB===,
∴∠B=,
∴在△BCD中,由正弦定理可得:CD===.
故答案为:.
三、解答题:本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知数列{an}满足al=﹣2,an+1=2an+4.
(I)证明数列{an+4}是等比数列;
(Ⅱ)求数列{|an|}的前n项和Sn.
【考点】数列的求和;等比数列的通项公式.
【分析】(I)数列{an}满足al=﹣2,an+1=2an+4,an+1+4=2(an+4),即可得出.
(II)由(I)可得:an+4=2n,可得an=2n﹣4,当n=1时,a1=﹣2;n≥2时,an≥0,可得n≥2时,Sn=﹣a1+a2+a3+…+an.
【解答】(I)证明:∵数列{an}满足al=﹣2,an+1=2an+4,∴an+1+4=2(an+4),∴数列{an+4}是等比数列,公比与首项为2.
(II)解:由(I)可得:an+4=2n,∴an=2n﹣4,∴当n=1时,a1=﹣2;n≥2时,an≥0,
∴n≥2时,Sn=﹣a1+a2+a3+…+an=2+(22﹣4)+(23﹣4)+…+(2n﹣4)
=﹣4(n﹣1)=2n+1﹣4n+2.n=1时也成立.
∴Sn=2n+1﹣4n+2.n∈N*.
18.云南省2016年高中数学学业水平考试的原始成绩采用百分制,发布成绩使用等级制,各登记划分标准为:85分及以上,记为A等,分数在[70,85)内,记为B等,分数在[60,70)内,记为C等,60分以下,记为D等,同时认定等级分别为A,B,C都为合格,等级为D为不合格.
已知甲、乙两所学校学生的原始成绩均分布在[50,100]内,为了比较两校学生的成绩,分别抽取50名学生的原始成绩作为样本进行统计,按照[50,60),[60,70),[70,80),[80,90),[90,100]分别作出甲校如图1所示样本频率分布直方图,乙校如图2所示样本中等级为C、D的所有数据茎叶图.
(1)求图中x的值,并根据样本数据比较甲乙两校的合格率;
(2)在选取的样本中,从甲、乙两校C等级的学生中随机抽取3名学生进行调研,用X表示所抽取的3名学生中甲校的学生人数,求随机变量X的分布列和数学期望.
【考点】离散型随机变量的期望与方差;茎叶图;离散型随机变量及其分布列.
【分析】(1)利用频率分布直方图的性质可得x,进而定点甲校的合格率.由茎叶图可得乙校的合格率.
(2)甲乙两校的C等级的学生数分别为:0.012×10×50=6,4人.X=0,1,2,3.利用P(X=k)=,即可得出.
【解答】解:(1)由频率分布直方图可得:(x+0.012+0.056+0.018+0.010)×10=1,解得x=0.004.
甲校的合格率P1=(1﹣0.004)×10=0.96=96%,
乙校的合格率P2==96%.
可得:甲乙两校的合格率相同,都为96%.
(2)甲乙两校的C等级的学生数分别为:0.012×10×50=6,4人.
X=0,1,2,3.
则P(X=k)=,P(X=0)==,P(X=1)==,P(X=2)==,P(X=3)==.
∴X的分布列为:
X | 0 | 1 | 2 | 3 |
P | ||||
E(X)=0+1×+2×+3×=.
19.如图1,在正方形ABCD中,点E,F分别是AB,BC的中点,BD与EF交于点H,G为BD中点,点R在线段BH上,且=λ(λ>0).现将△AED,△CFD,△DEF分别沿DE,DF,EF折起,使点A,C重合于点B(该点记为P),如图2所示.
(I)若λ=2,求证:GR⊥平面PEF;
(Ⅱ)是否存在正实数λ,使得直线FR与平面DEF所成角的正弦值为?若存在,求出λ的值;若不存在,请说明理由.
【考点】直线与平面所成的角.
【分析】(I)若λ=2,证明PD⊥平面PEF,GR∥PD,即可证明:GR⊥平面PEF;
(Ⅱ)建立如图所示的坐标系,求出平面DEF的一个法向量,利用直线FR与平面DEF所成角的正弦值为,建立方程,即可得出结论.
【解答】(I)证明:由题意,PE,PF,PD三条直线两两垂直,∴PD⊥平面PEF,
图1中,EF∥AC,∴GB=2GH,
∵G为BD中点,∴DG=2GH.
图2中,∵=2,∴△PDH中,GR∥PD,
∴GR⊥平面PEF;
(Ⅱ)解:由题意,建立如图所示的坐标系,设PD=4,则P(0,0,0),F(2,0,0),E(0,2,0),D(0,0,4),∴H(1,1,0),
∵=λ,∴R(,,0),
∴=(,﹣,0),
∵=(2,﹣2,0),=(0,2,﹣4),
设平面DEF的一个法向量为=(x,y,z),则,取=(2,2,1),
∵直线FR与平面DEF所成角的正弦值为,
∴=,
∴λ=,
∴存在正实数λ=,使得直线FR与平面DEF所成角的正弦值为.
20.已知椭圆的右焦点为F,设直线l:x=5与x轴的交点为E,过点F且斜率为k的直线l1与椭圆交于A,B两点,M为线段EF的中点.
(I)若直线l1的倾斜角为,求△ABM的面积S的值;
(Ⅱ)过点B作直线BN⊥l于点N,证明:A,M,N三点共线.
【考点】直线与椭圆的位置关系.
【分析】(I)由题意,直线l1的x=y+1,代入椭圆方程,由韦达定理,弦长公式即可求得△ABM的面积S的值;
(Ⅱ)直线y=k(x﹣1),代入椭圆方程,由韦达定理,利用直线的斜率公式,即可求得kAM=kMN,A,M,N三点共线.
【解答】解:(I)由题意可知:右焦点F(1,0),E(5,0),M(3,0),
设A(x1,y1),B(x2,y2),
由直线l1的倾斜角为,则k=1,
直线l1的方程y=x﹣1,即x=y+1,
则,整理得:9x2+8﹣16=0.
则y1+y2=﹣,y1y2=﹣,
△ABM的面积S,S=•丨FM丨•丨y1﹣y2丨=丨y1﹣y2丨==,
∴△ABM的面积S的值;
(Ⅱ)证明:设直线l1的方程为y=k(x﹣1),
则,整理得:(4+5k2)x2﹣10k2x+5k2﹣20=0.
则x1+x2=,x1x2=,
直线BN⊥l于点N,则N(5,y2),
由kAM=,kMN=,
而y2(3﹣x1)﹣2(﹣y1)=k(x2﹣1)(3﹣x1)+2k(x1﹣1)=﹣k[x1x2﹣3(x1+x2)+5],
=﹣k(﹣3×+5),
=0,
∴kAM=kMN,
∴A,M,N三点共线.
21.已知函数f(x)=xln(x+1)+(﹣a)x+2﹣a,a∈R.
(I)当x>0时,求函数g(x)=f(x)+ln(x+1)+x的单调区间;
(Ⅱ)当a∈Z时,若存在x≥0,使不等式f(x)<0成立,求a的最小值.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.
【分析】(Ⅰ)求出函数g(x)的导数,通过讨论a的范围求出函数的单调区间即可;
(Ⅱ)问题等价于a>,令h(x)=,x≥0,
唯一转化为求出a>h(x)min,根据函数的单调性求出h(x)的最小值,从而求出a的最小值即可.
【解答】解:(Ⅰ)∵g(x)=(x+1)ln(x+1)+(1﹣a)x+2﹣a,(x>0),
∴g′(x)=ln(x+1)+2﹣a,
当2﹣a≥0即a≤2时,g′(x)>0对x∈(0,+∞)恒成立,
此时,g(x)在(0,+∞)递增,无递减区间,
当2﹣a<0即a>2时,
由g′(x)>0,得x>ea﹣2﹣1,由g′(x)<0,得0<x<ea﹣2﹣1,
此时,g(x)在(0,ea﹣2﹣1)递减,在(ea﹣2﹣1,+∞)递增,
综上,a≤2时,g(x)在(0,+∞)递增,无递减区间;
a>2时,g(x)在(0,ea﹣2﹣1)递减,在(ea﹣2﹣1,+∞)递增,
(Ⅱ)由f(x)<0,得(x+1)a>xln(x+1)+x+2,
当x≥0时,上式等价于a>,
令h(x)=,x≥0,
由题意,存在x≥0,使得f(x)<0成立,则只需a>h(x)min,
∵h′(x)=,
令u(x)=ln(x+1)+x﹣,显然u(x)在[0,+∞)递增,
而u(0)=﹣<0,u(1)=ln2﹣>0,
故存在x0∈(0,1),使得u(x0)=0,即ln(x0+1)=﹣x0,
又当x0∈[0,x0)时,h′(x)<0,h(x)递减,
当x∈[x0,+∞)时,h′(x)>0,h(x)递增,
故x=x0时,h(x)有极小值(也是最小值),
故h(x)min=,
故a≥=,x0∈(0,1),
而2<<3,
故a的最小整数值是3.
请考生在第(22)、(23)题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系xOy中,倾斜角为α(α≠)的直线l的参数方程为(t为参数).以坐标原点为极点,以x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C的极坐标方程是ρcos2θ﹣4sinθ=0.
(I)写出直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程;
(Ⅱ)已知点P(1,0).若点M的极坐标为(1,),直线l经过点M且与曲线C相交于A,B两点,设线段AB的中点为Q,求|PQ|的值.
【考点】参数方程化成普通方程;简单曲线的极坐标方程.
【分析】(Ⅰ)直线l的参数方程消去参数t,能求出直线l的普通方程;由曲线C的极坐标方程能求出曲线C的直角坐标方程.
(Ⅱ)求出点M的直角坐标为(0,1),从而直线l的倾斜角为,由此能求出直线l的参数方程,代入x2=4y,得,由此利用韦达定理和两点间距离公式能求出|PQ|.
【解答】解:(Ⅰ)∵直线l的参数方程为(t为参数).
∴直线l的普通方程为y=tanα•(x﹣1),
由曲线C的极坐标方程是ρcos2θ﹣4sinθ=0,得ρ2cos2θ﹣4ρsinθ=0,
∴x2﹣4y=0,
∴曲线C的直角坐标方程为x2=4y.
(Ⅱ)∵点M的极坐标为(1,),∴点M的直角坐标为(0,1),
∴tanα=﹣1,直线l的倾斜角为,
∴直线l的参数方程为,
代入x2=4y,得,
设A,B两点对应的参数为t1,t2,
∵Q为线段AB的中点,
∴点Q对应的参数值为,
又P(1,0),则|PQ|=||=3.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=x+1+|3﹣x|,x≥﹣1.
(I)求不等式f(x)≤6的解集;
(Ⅱ)若f(x)的最小值为n,正数a,b满足2nab=a+2b,求2a+b的最小值.
【考点】绝对值三角不等式;绝对值不等式的解法.
【分析】(Ⅰ)根据题意,由绝对值的性质可以将f(x)≤6转化可得或,解可得x的范围,即可得答案;
(Ⅱ)根据题意,由函数f(x)的解析式分析可得f(x)的最小值为4,即n=4;进而可得正数a,b满足8ab=a+2b,即+=8,将2a+b变形可得2a+b=(++5),由基本不等式的性质可得2a+b的最小值,即可得答案.
【解答】解:(Ⅰ)根据题意,函数f(x)=x+1+|3﹣x|,x≥﹣1.
若f(x)≤6,则有或,
解可得﹣1≤x≤4,
故原不等式的解集为{x|﹣1≤x≤4};
(Ⅱ)函数f(x)=x+1+|3﹣x|=,
分析可得f(x)的最小值为4,即n=4;
则正数a,b满足8ab=a+2b,即+=8,
2a+b=(+)(2a+b)=(++5)≥(5+2)=;
即2a+b的最小值为.
2017年4月4日
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