A.10B.8
C.6D.2
A [由二次函数的性质易得f(x)=2x2-4x-1在(0,1)上单调递减,在(1,3)上单调递增,且f(0)=-1,f
(1)=-3,f(3)=5,则当x1=0,xn=3,且存在xi=1时,|f(x1)-f(x2)|+|f(x2)-f(x3)|+…+|f(xn-1)-f(xn)|取得最大值,最大值为|f(x1)-f(xi)|+|f(xi)-f(xn)|=|-1-(-3)|+|-3-5|=10,所以M的最小值为10,故选A.]
9.已知a,b为实常数,{ci}(i∈N*)是公比不为1的等比数列,直线ax+by+ci=0与抛物线y2=2px(p>0)均相交,所成弦的中点为Mi(xi,yi),则下列说法错误的是( )
A.数列{xi}可能是等比数列
B.数列{yi}是常数列
C.数列{xi}可能是等差数列
D.数列{xi+yi}可能是等比数列
C [设等比数列{ci}的公比为q.当a=0,b≠0时,直线by+ci=0与抛物线y2=2px最多有一个交点,不符合题意;当a≠0,b=0时,直线ax+ci=0与抛物线y2=2px的交点为,则xi=-,yi=0,xi+yi=-,此时数列{xi}为公比为q的等比数列,数列{yi}为常数列,数列{xi+yi}为公比为q的等比数列;当a≠0,b≠0时,直线ax+by+ci=0与抛物线y2=2px的方程联立,结合韦达定理易得xi=-,yi=-,此时数列{yi}为常数列.综上所述,A,B,D正确,故选C.]
10.如图2,棱长为4的正方体ABCDA1B1C1D1,点A在平面α内,平面ABCD与平面α所成的二面角为30°,则顶点C1到平面α的距离的最大值是( )
图2
A.2(2+)B.2(+)
C.2(+1)D.2(+1)
B [由于AC1=4(定长),因此要求C1到平面α距离的最大值,只需求出AC1与平面α所成角的最大值.设AC1与平面ABCD所成的角为θ,则tanθ=,因为平面ABCD与平面α所成的二面角为30°,所以AC1在与平面α所成的角为θ+30°的平面β内,且AC1与平面α,β的交线垂直时,AC1与平面α所成的角最大,最大值为θ+30°,所以点C1到平面α的距离的最大值d=AC1sin(θ+30°)=2(+).]
第Ⅱ卷
二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分.把答案填在题中横线上)
11.6展开式中的常数项为________.
[设展开式的第(r+1)项为常数项,即Tr+1=
C()6-r·r=Crx为常数项,
则6-3r=0,解得r=2,
所以常数项为T3=C2=.]
12.已知空间几何体的三视图如图3所示,则该几何体的表面积是________,体积是________.
图3
8π π [由三视图可得该几何体是由一个底面半径为1,高为2的圆柱和两个半径为1的半球组成的,且球截面与圆柱的上,下底面完全重合,所以该几何体的表面积为2π·1·2+4π·12=8π,体积为π·13+π·12·2=π.]
13.若直线x=是函数f(x)=sin2x+acos2x的图象的一条对称轴,则函数f(x)的最小正周期是________;函数f(x)的最大值是________.
π [由题设可知f(0)=f,即a=+a·,解得a=,所以f(x)=sin2x+cos2x,则易知最小正周期T=π,f(x)max==.]
14.袋中有大小相同的3个红球,2个白球,1个黑球.若不放回摸球,每次1球,摸取3次,则恰有2次红球的概率为________;若有放回摸球,每次1球,摸取3次,则摸到红球次数X的期望为________.
[不放回地从6个球中取3个,概率为=.由题意得有放回的取球3次,取到红球的分布列服从二项分布,且取球一次取到红球的概率为,所以取到红球次数的期望为3×=.]
15.已知整数x,y满足不等式组则2x+y的最大值是________,x2+y2的最小值是________.
24 8 [画出可行域如图中阴影部分所示,易得当x=8,y=8时,2x+y取得最大值,最大值是24.x2+y2的最小值即为可行域中的点到原点最小距离的平方,即原点到直线x+y-4=0距离的平方,所以x2+y2的最小值是8.]
16.已知向量a,b满足|a|=2,向量b与a-b的夹角为,则a·b的取值范围是________.
2-≤a·b≤2+ [如图,半径为的圆C中,|OA|=2,∠OBA=,设=a,=b,则=a-b,b在上投影的最小值为-,最大值为+1,
∴2-≤a·b≤2+.]
17.已知函数f(x)=x2-x-(x<0),g(x)=x2+bx-2(x>0),b∈R.若f(x)图象上存在A,B两个不同的点与g(x)图象上A′,B′两点关于y轴对称,则b的取值范围为________.
-5+40),所以f(x)图象上存在A,B两个不同的点与g(x)图象上A′,B′两点关于y轴对称,当且仅当方程x2+x-=x2+bx-2有两个不同的正根,即(1-b)x2-(b+1)x+2=0有两个不同的正根,
等价于
解得-5+4
三、解答题(本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
18.(本小题满分14分)如图4,四边形ABCD,∠DAB=60°,CD⊥AD,CB⊥AB.
图4
(1)若2|CB|=|CD|=2,求△ABC的面积;
(2)若|CB|+|CD|=3,求|AC|的最小值.
[解]
(1)由题意得A,B,C,D四点共圆,
所以∠DCB=120°,2分
BD2=BC2+CD2-2CD·CBcos120°=7,即BD=,
∴AC==,故AB==,
S△ABC=AB·BC=.7分
(2)设|BC|=x>0,|CD|=y>0,则x+y=3,
BD2=x2+y2+xy=(x+y)2-xy≥(x+y)2-(x+y)2=⇒BD≥,
∴AC==BD≥3,12分
当BC=CD=时取到.
所以|AC|的最小值为3.14分
19.(本小题满分15分)如图5,三棱柱ABCA1B1C1中,D,M分别为CC1和A1B的中点,A1D⊥CC1,侧面ABB1A1为菱形且∠BAA1=60°,AA1=A1D=2,BC=1.
图5
(1)证明:
直线MD∥平面ABC;
(2)求二面角BACA1的余弦值.
[解] 连接A1C,∵A1D⊥CC1,且D为CC1的中点,AA1=A1D=2,
∴A1C=A1C1==AC,
又BC=1,AB=BA1=2,
∴CB⊥BA,CB⊥BA1,
又BA∩BA1=B,∴CB⊥平面ABB1A1,
取AA1的中点F,则BF⊥AA1,即BC,BF,BB1两两互相垂直,
以B为原点,BB1,BF,BC分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,如图,
∴B1(2,0,0),C(0,0,1),A(-1,,0),A1(1,,0),C1(2,0,1),D(1,0,1),M.5分
(1)证明:
设平面ABC的法向量为m=(x,y,z),
则m·=-x+y=0,m·=z=0,取m=(,1,0),
∵=,m·=-+0=0,
∴m⊥,又MD⊄平面ABC,∴直线MD∥平面ABC.9分
(2)设平面ACA1的法向量为n=(x1,y1,z1),
=(1,-,1),=(2,0,0),
n·=x1-y1+z1=0,n·=2x1=0,取n=(0,1,),
又由
(1)知平面ABC的法向量为m=(,1,0),
设二面角BACA1的平面角为θ,
∵二面角BACA1的平面角为锐角,
∴cosθ===,
∴二面角BACA1的余弦值为.15分
20.(本小题满分15分)已知函数f(x)=ln2x-ax2.
(1)若f(x)在(0,+∞)上的最大值为,求实数a的值;
(2)若a=3,关于x的方程f(x)=-x+b在上恰有两个不同的实根,求实数b的取值范围.
[解]
(1)f′(x)=-2ax=,
当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,无最大值.
当a>0时,由f′(x)>0得x∈,f(x)在x∈上单调递增;由f′(x)<0得x∈,f(x)在x∈上单调递减.
∴f=ln2-=,解得a=2e-2.7分
(2)由f(x)=-x+b知ln2x-3x2+x-2b=0,
令φ(x)=ln2x-3x2+x-2b,
则φ′(x)=-6x+1==.9分
当x∈时,φ′(x)>0,于是φ(x)在x∈上单调递增;
当x∈时,φ′(x)≤0,于是φ(x)在x∈上单调递减.
方程f(x)=-x+b在上恰有两个不同的实根,11分
则解得-ln2+≤b<-.15分
21.(本小题满分15分)已知椭圆C:
+=1(a>b>0)的离心率为,焦点与短轴的两顶点的连线与圆x2+y2=相切.
(1)求椭圆C的方程;
(2)过点(1,0)的直线l与C相交于A,B两点,在x轴上是否存在点N,使得·为定值?
如果有,求出点N的坐标及定值;如果没有,请说明理由.
[解]
(1)∵e=⇒a2=4c2,
又焦点与短轴的两顶点的连线与圆x2+y2=相切,
根据三角形面积公式得bc=·⇒b2c2=(b2+c2),4分
即(a2-c2)c2=a2⇒(a2-c2)=3,
故c2=1,a2=4,b2=3,
∴椭圆方程为+=1.6分
(2)当直线l的斜率存在时,设其方程为y=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2),
⇒(3+4k2)x2-8k2x+4k2-12=0,8分
则
若存在定点N(m,0)满足条件,
则有·=(x1-m)(x2-m)+y1y2
=x1x2+m2-m(x1+x2)+k2(x1-1)(x2-1)
=(1+k2)x1x2-(m+k2)(x1+x2)+k2+m2
=-+k2+m2
=,10分
如果要上式为定值,则必须有=⇒m=,12分
验证当直线l斜率不存在时,也符合.
故存在点N满足·=-.15分
22.(本小题满分15分)已知数列{an}满足a1=,都有an+1=a+an,n∈N*.
(1)求证:
·n-1≤an≤·n-1,n∈N*;
(2)求证:
当n∈N*时,+++…+≥+++…++6.
[证明]
(1)∵an+1an=a+a≥0,∴an+1与an同号.
∵a1>0,∴an>0.2分
∵an+1-1=a+an-1=(an-1)(a+an+3),
又a+an+3>0,∴an+1-1与an-1同号.
∵a1-1<0,∴an<1,4分
∴an+1-an=an(a-1)≤0,则0∴=a+∈.6分
当n≥2时,an=a1···…·≤·n-1,7分
且an=a1···…·>·n-1,8分
又·0≤a1≤·0,
∴·n-1≤an≤·n-1,n∈N*.9分
(2)∵-==(1+an),
又an+1+1=(a+2an+3)=(an+1)(a-an+3),
∴=(a-an+3)≥
=.11分
当n≥2时,
an+1=(a1+1)···…·≥·n-1,
又a1+1=·1-1,∴(an+1)≥·n-1,12分
∴-
=[(a1+1)+(a2+1)+…+(an+1)]≥
=·=6,
∴+++…+≥+++…++6.
15分