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- 2024-04-05 发布
2017-2018学年辽宁省沈阳市东北育才学校高二(上)期中数学试卷(文科)
一、选择题:本大题共12个小题,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.(5分)已知命题p1:∃x∈R,使得x2+x+1<0;p2:∀x∈[1,2],使得x2﹣1≥0.以下命题是真命题的为( )
A.¬p1∧¬p2 B.p1∨¬p2 C.¬p1∧p2 D.p1∧p2
2.(5分)已知等比数列{an}的前三项依次为a﹣1,a+1,a+4,则an=( )
A. B. C. D.
3.(5分)设等比数列{an}的前n项和为Sn.则“a1>0”是“S3>S2”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
4.(5分)下列命题正确的个数是( )
①对于实数a,b,c,若a>b,则ac2>bc2;
②命题“若x<﹣1,则x2﹣2x﹣3>0”的否命题为:“若x<﹣1,则x2﹣3x+2≤0”
③“x=5”是“x2﹣4x﹣5=0”的充分不必要条件;
④命题“∃x0∈R,x02+1≥3x0”的否定是“∀x∈R,x2+1≤3x”
A.1 B.2 C.3 D.4
5.(5分)已知m∈R,命题p:方程=l表示椭圆,命题q:m2﹣7m+10<0,则命题p是命题q成立的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
6.(5分)设{an}是等差数列,公差为d,Sn是其前n项的和,且S5<S6,S6=S7>S8,则下列结论错误的是( )
A.d<0 B.a7=0
C.S9>S5 D.S6和S7均为Sn的最大值
7.(5分)两等差数列{an}、{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,且(2n+7)Sn=(5n+3)Tn,则的值是( )
A. B. C. D.
8.(5分)设F1、F2分别是椭圆+y2=1的左、右焦点,若Q是该椭圆上的一个动点,则•的最大值和最小值分别为( )
A.1与﹣2 B.2与﹣2 C.1与﹣1 D.2与﹣1
9.(5分)椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,过F2作倾斜角为120°的直线与椭圆的一个交点为M,若MF1垂直于x轴,则椭圆的离心率为( )
A. B.2﹣ C.2(2﹣) D.
10.(5分)设集合A={(x,y)||x|+|y|≤1},B={(x,y)|(y﹣x)(y+x)≤0},M=A∩B,若动点P(x,y)∈M,则x2+(y﹣1)2的取值范围是( )
A. B. C. D.
11.(5分)已知等差数列{an}的公差d≠0,且a1,a3,a13成等比数列,若a1=1,Sn是数列{an}前n项的和,则(n∈N+)的最小值为( )
A.4 B.3 C.2﹣2 D.
12.(5分)如图,椭圆的中心在坐标原点,焦点在x轴上,A1,A2,B1,B2椭圆顶点,F2为右焦点,延长B1F2与A2B2交于点P,若∠B1PA2为钝角,则该椭圆离心率的取值范围是( )
A.(,0) B.(0,) C.(0,) D.(,1)
二、填空题:本大题共4个小题,每小题5分,共20分,将答案填在答题纸上.
13.(5分)已知命题p:∀x∈[1,2],x2﹣a≥0;命题q:∃x∈R,x2+2ax+2﹣a=0,若命题“p且q”是真命题,则实数a的取值范围为 .
14.(5分)已知实数x,y满足,则x2+y2的最小值是 .
15.(5分)下列命题:
①数列{an}的前n项和为Sn,则Sn=An2+Bn是数列{an}为等差数列的必要不充分条件;
②∀x>0,不等式2x+≥4成立的充要条件a≥2;
③“x+y≠0”是“x≠1或y≠﹣1”的充分不必要条件;
④已知a1,b1,c1,a2,b2,c2都是不等于零的实数,关于x的不等式a1x2+b1x+c1>0和a2x2+b2x+c2>0的解集分别为P,Q,则是P=Q的既不充分也不必要条件.
则其中所有真命题的序号是 .
16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的焦距为2,过M(1,1)斜率为﹣直线l交曲线C于A,B且M是线段AB的中点,则椭圆C的标准方程为 .
三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)设命题p:实数x满足x2﹣4ax+3a2<0,其中a>0,命题q:实数x满足
(1)若a=1,且p∧q为真,求实数x的取值范围;
(2)若¬p是¬q的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
18.(12分)已知数列an满足a1+2a2+…+2n﹣1an=(n∈N*)
(Ⅰ)求数列{an}的通项;
(Ⅱ)若bn=(3﹣n)an,求数列{bn}的前n项和Sn.
19.(12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是,其左、右顶点分别为A1,A2,B为短轴的一个端点,△A1BA2的面积为2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线l:x=2与x轴交于点D,点P是椭圆C上异于A1,A2的动点,直线A1P,A2P分别交直线l于E,F两点,证明:|DE|•|DE|恒为定值.
20.(12分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n•an+1,其中a1=1
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=+,数列{bn}的前n项和为Tn,求证:Tn<2n+.
21.(12分)设椭圆=1(a>b>0)的左焦点为F,离心率为,过点F且与x轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设A,B分别为椭圆的左,右顶点,过点F且斜率为k的直线与椭圆交于C,D两点.若=8,求k的值.
22.(12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且点(1,)在椭圆C上.F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,过F2的直线交椭圆C于M,N两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求的最小值和最大值.
2017-2018学年辽宁省沈阳市东北育才学校高二(上)期中数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12个小题,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.(5分)已知命题p1:∃x∈R,使得x2+x+1<0;p2:∀x∈[1,2],使得x2﹣1≥0.以下命题是真命题的为( )
A.¬p1∧¬p2 B.p1∨¬p2 C.¬p1∧p2 D.p1∧p2
【分析】由x2+x+1=恒成立可知命题p1:∃x∈R,使得x2+x+1<0为假命题,¬p1为真;p2:由∀x∈[1,2],使得x2﹣1≥0为真命题,¬p2为假命题
根据复合命题的真假关系可判断
【解答】解:由x2+x+1=恒成立可知命题p1:∃x∈R,使得x2+x+1<0为假命题,¬p1为真
p2:由∀x∈[1,2],使得x2﹣1≥0为真命题,¬p2为假命题
根据复合命题的真假关系可得,¬p1∧¬p2为假命题;p1∨¬p2为假命题;¬p1∧p2为真命题;p1∧p2为假命题
故选C
【点评】本题主要考察了p或q,p且q,非p等复合命题的真假判断,解题的关键是准确判断命题p,q的真假关系.
2.(5分)已知等比数列{an}的前三项依次为a﹣1,a+1,a+4,则an=( )
A. B. C. D.
【分析】由题意可得 (a+1)2=(a﹣1)(a+4),解得
a=5,由此可得首项和公比,从而得到通项公式.
【解答】解:∵已知等比数列{an}的前三项依次为a﹣1,a+1,a+4,则 (a+1)2=(a﹣1)(a+4),解得 a=5,
故此等比数列的首项为4,公比为 =,故通项公式为 ,
故选C.
【点评】本题主要考查等比数列的定义和性质,等比数列的通项公式的应用,属于中档题.
3.(5分)设等比数列{an}的前n项和为Sn.则“a1>0”是“S3>S2”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分又不必要条件
【分析】分公比q=1和q≠1两种情况,分别由a1>0推出S3>S2成立,再由S3>S2也分q=1和q≠1两种情况推出a1>0,从而得出结论.
【解答】解:当公比q=1时,由a1>0可得 s3=3a1>2a1=s2,即S3>S2成立.
当q≠1时,由于 =q2+q+1>1+q=,再由a1>0可得 >,即 S3>S2成立.
故“a1>0”是“S3>S2”的充分条件.
当公比q=1时,由S3>S2成立,可得 a1>0.
当q≠1时,由 S3>S2成立可得 >,再由>,可得 a1>0.
故“a1>0”是“S3>S2”的必要条件.
综上可得,“a1>0”是“S3>S2”的充要条件,
故选C.
【点评】本题主要考查充分条件、必要条件、充要条件的定义和判断,不等式性质的应用,属于基础题.
4.(5分)下列命题正确的个数是( )
①对于实数a,b,c,若a>b,则ac2>bc2;
②命题“若x<﹣1,则x2﹣2x﹣3>0”的否命题为:“若x<﹣1,则x2﹣3x+2≤0”
③“x=5”是“x2﹣4x﹣5=0”的充分不必要条件;
④命题“∃x0∈R,x02+1≥3x0”的否定是“∀x∈R,x2+1≤3x”
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据题意,对题目中的命题分析、判断真假性即可.
【解答】解:对于①,当c=0时,命题“若a>b,则ac2>bc2”不成立,①错误;
对于②,命题“若x<﹣1,则x2﹣2x﹣3>0”的否命题为:
“若x≥﹣1,则x2﹣2x﹣3≤0”,②错误;
对于③,x=5时,x2﹣4x﹣5=0,充分性成立,
x2﹣4x﹣5=0时,x=5或x=﹣1,必要性不成立,
是充分不必要条件,③正确;
对于④,命题“∃x0∈R,x02+1≥3x0”的否定是
“∀x∈R,x2+1<3x”,∴④错误.
综上,正确的命题是③,有1个.
故选:A.
【点评】本题考查了命题真假性判断问题,也考查了简易逻辑的应用问题,是基础题.
5.(5分)已知m∈R,命题p:方程=l表示椭圆,命题q:m2﹣7m+10<0,则命题p是命题q成立的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】根据条件求出命题的等价条件,结合充分条件和必要条件的定义进行判断即可.
【解答】解:若方程=l表示椭圆,
则,得,即2<m<6且m≠4,
由m2﹣7m+10<0,得2<m<5,
则命题p是命题q成立的既不充分也不必要条件,
故选:D.
【点评】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,求出命题p,q的等价条件,结合充分条件和必要条件的定义是解决本题的关键.
6.(5分)设{an}是等差数列,公差为d,Sn是其前n项的和,且S5<S6,S6=S7>S8,则下列结论错误的是( )
A.d<0 B.a7=0
C.S9>S5 D.S6和S7均为Sn的最大值
【分析】S5<S6,S6=S7>S8,可得a6>0,a7=0,a8<0,可得d<0.S6和S7均为Sn的最大值.作差S9﹣S5=4a7+2d<0,可得S9<S5.
【解答】解:∵S5<S6,S6=S7>S8,∴a6>0,a7=0,a8<0,
可得d<0.S6和S7均为Sn的最大值.
S9==9a5,S5==5a3.
S9﹣S5=9(a1+4d)﹣5(a1+2d)=4a1+26d=4a7+2d<0,∴S9<S5.
因此C错误.
故选:C.
【点评】本题考查了等差数列的单调性、通项公式与求和公式、作差法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
7.(5分)两等差数列{an}、{bn}的前n项和分别为Sn和Tn,且(2n+7)Sn=(5n+3)Tn,则的值是( )
A. B. C. D.
【分析】由题意可得=,而由等差数列的性质可得=,代入可求.
【解答】解:由题意可得=,
而==
===,
故选D
【点评】本题考查等差数列的性质和求和公式,化=是解决问题的关键,属中档题.
8.(5分)设F1、F2分别是椭圆+y2=1的左、右焦点,若Q是该椭圆上的一个动点,则•的最大值和最小值分别为( )
A.1与﹣2 B.2与﹣2 C.1与﹣1 D.2与﹣1
【分析】椭圆+y2=1中,a=2,b=1,c=,设Q(x,y),则•=(﹣﹣x,﹣y)•(﹣x,﹣y)=x2+y2﹣3,由x∈[﹣2,2],能求出•的最大值和最小值.
【解答】解:椭圆+y2=1中,a=2,b=1,c=,
∴F1(﹣,0),F2(,0),
设Q(x,y),则•=(﹣﹣x,﹣y)•(﹣x,﹣y)=x2+y2﹣3,
∵x∈[﹣2,2],∴当x=0,即点Q为椭圆短轴端点时,•有最小值﹣2.
当x=±2,即点Q为椭圆长轴端点时,•有最大值1.
故选:A.
【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系的综合运用,具体涉及到椭圆的简单性质、向量的数量积公式等基本知识点,解题时要认真审题,仔细解答.
9.(5分)椭圆+=1(a>b>0)的左、右焦点分别是F1,F2,过F2作倾斜角为120°的直线与椭圆的一个交点为M,若MF1垂直于x轴,则椭圆的离心率为( )
A. B.2﹣ C.2(2﹣) D.
【分析】如图,Rt△MF2 F1中,tan60°==,建立关于a、c的方程,解方程求出 的值.
【解答】解:如图,
在Rt△MF1F2中,∠MF2F1=60°,F1F2=2c
∴MF2=4c,MF1=2c
MF1+MF2=4c+2c=2a⇒e==2﹣,
故选B.
【点评】本题考查直角三角形中的边角关系,椭圆的简单性质,一元二次方程的解法.
10.(5分)设集合A={(x,y)||x|+|y|≤1},B={(x,y)|(y﹣x)(y+x)≤0},M=A∩B,若动点P(x,y)∈M,则x2+(y﹣1)2的取值范围是( )
A. B. C. D.
【分析】集合A={(x,y)||x|+|y|≤1},B={(x,y)|(y﹣x)(y+x)≤0},M=A∩B,可以画出其可行域,目标函数z=x2+(y﹣1)2表示可行域中的点到圆心(0,1)距离的平方,从而进而求解;
【解答】解:集合A={(x,y)||x|+|y|≤1},
B={(x,y)|(y﹣x)(y+x)≤0},可以若x>0,﹣x≤y≤x;若x<0可得,x≤y≤﹣x
M=A∩B,
可以画出可行域M:
目标函数z=x2+(y﹣1)2表示可行域中的点到圆心(0,1)距离的平方,
由上图可知:z在点A或C可以取得最小值,即圆心(0,1)到直线y=x的距离的平方,
zmin=d2=()2=,
z在点B或D处取得最大值,zmax=|0B|2=()2+()2=,
∴≤z≤,
故选A;
【点评】此题主要考查线性规划的应用,解决此题的关键是画出可行域,考查的知识点比较全面,是一道基础题;
11.(5分)已知等差数列{an}的公差d≠0,且a1,a3,a13
成等比数列,若a1=1,Sn是数列{an}前n项的和,则(n∈N+)的最小值为( )
A.4 B.3 C.2﹣2 D.
【分析】由题意得(1+2d)2=1+12d,求出公差d的值,得到数列{an}的通项公式,前n项和,从而可得,换元,利用基本不等式,即可求出函数的最小值.
【解答】解:∵a1=1,a1、a3、a13 成等比数列,
∴(1+2d)2=1+12d.
得d=2或d=0(舍去),
∴an =2n﹣1,
∴Sn==n2,
∴=.
令t=n+1,则=t+﹣2≥6﹣2=4
当且仅当t=3,即n=2时,∴的最小值为4.
故选:A.
【点评】本题主要考查等比数列的定义和性质,等比数列的通项公式,考查基本不等式,属于中档题.
12.(5分)如图,椭圆的中心在坐标原点,焦点在x轴上,A1,A2,B1,B2椭圆顶点,F2为右焦点,延长B1F2与A2B2交于点P,若∠B1PA2为钝角,则该椭圆离心率的取值范围是( )
A.(,0) B.(0,) C.(0,) D.(,1)
【分析】根据题意得出∠B1PA2是向量与的夹角,设出椭圆的方程,利用坐标表示出、;再由数量积•<0,求出椭圆离心率的取值范围.
【解答】解:如图所示,
∠B1PA2是与的夹角;
设椭圆的长半轴、短半轴、半焦距分别为a,b,c,
则=(a,﹣b),=(﹣c,﹣b);
∵向量的夹角为钝角时,•<0,
∴﹣ac+b2<0,
又b2=a2﹣c2,
∴a2﹣ac﹣c2<0;
两边除以a2得1﹣e﹣e2<0,
即e2+e﹣1>0;
解得e<,或e>;
又∵0<e<1,∴<e<1;
∴椭圆离心率e的取值范围是(,1).
故选:D.
【点评】本题考查了椭圆的几何性质的应用问题,解题时利用向量的数量积小于0,建立不等式,求出正确的结论,是中档题.
二、填空题:本大题共4个小题,每小题5分,共20分,将答案填在答题纸上.
13.(5分)已知命题p:∀x∈[1,2],x2﹣a≥0;命题q:∃x∈R,x2+2ax+2﹣a=0,若命题“p且q”是真命题,则实数a的取值范围为 a≤﹣2或a=1 .
【分析】根据命题“p且q”是真命题,得到两个命题都是真命题,当两个命题都是真命题时,第一个命题是一个恒成立问题,分离参数,根据x的范围,做出a的范围,第二个命题是一元二次方程有解问题,利用判别式得到结果.
【解答】解:∵“p且q”是真命题,
∴命题p、q均为真命题,
由于∀x∈[1,2],x2﹣a≥0,
∴a≤1;
又因为∃x∈R,x2+2ax+2﹣a=0,
∴△=4a2+4a﹣8≥0,
即(a﹣1)(a+2)≥0,
∴a≤﹣2或a≥1,
综上可知,a≤﹣2或a=1.
故答案为:a≤﹣2或a=1
【点评】本题考查命题真假的判断与应用,是一个综合题,这种题目一般是以解答题目出现,是一个不错的题目,但解起来容易出错.
14.(5分)已知实数x,y满足,则x2+y2的最小值是 .
【分析】作出不等式组对应的平面区域,设z=x2+y2,利用z的几何意义,即可得到结论.
【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:
设z=x2+y2,则z的几何意义是区域到原点距离,
由图象可知当直线x+y﹣3=0与圆相切时,此时距离最短,
d=,
即z=d2=
故答案为:
【点评】本题主要考查线性规划的应用,利用z的几何意义以及直线和圆的位置关系是解决本题的关键.
15.(5分)下列命题:
①数列{an}的前n项和为Sn,则Sn=An2+Bn是数列{an}为等差数列的必要不充分条件;
②∀x>0,不等式2x+≥4成立的充要条件a≥2;
③“x+y≠0”是“x≠1或y≠﹣1”的充分不必要条件;
④已知a1,b1,c1,a2,b2,c2都是不等于零的实数,关于x的不等式a1x2+b1x+c1>0和a2x2+b2x+c2>0的解集分别为P,Q,则是P=Q的既不充分也不必要条件.
则其中所有真命题的序号是 ②③④ .
【分析】根据题意,对题目中的命题进行分析、判断真假性即可.
【解答】解:对于①,由Sn=An2+Bn得a1=A+B,
n≥2时,an=sn﹣sn﹣1=2An﹣A+B,显然n=1时适合该式,
因此数列{an}是等差数列,满足充分性,∴①是假命题;
对于②,∀x>0,不等式2x+≥2=2≥4⇔a≥2,
∴②是真命题;
对于③,“x+y≠0”是“x≠1或y≠﹣1”的逆否命题为:若x=1且y=﹣1,则x+y=0,
则x=1且y=﹣1,是x+y=0成立的充分不必要条件,
∴“x+y≠0”是“x≠1或y≠﹣1”的充分不必要条件,③正确;
对于④,不等式x2+x+5>0与x2+x+2>0的解集都是R,但=≠,必要性不成立;
同理,充分性也不成立,是既不充分也不必要条件,④正确.
综上,所有真命题的序号是②③④.
故答案为:②③④.
【点评】本题考查了数列与不等式,以及充分与必要条件的应用问题,是综合题.
16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>
0)的焦距为2,过M(1,1)斜率为﹣直线l交曲线C于A,B且M是线段AB的中点,则椭圆C的标准方程为 .
【分析】由2c=2,则c=1,即a2=b2+1,利用“点差法”,中点坐标公式及直线的斜率公式即可求得a和b的值,求得椭圆方程.
【解答】解:根据题意,椭圆C:+=1(a>b>0)的焦距为2,即2c=2,则c=1,
则有a2=b2+1,设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的斜率为k,
则有+=1,①+=1,②
①﹣②可得:=﹣×
又由M(1,1)是线段AB的中点,则有x1+x2=2,y1+y2=2,
AB的斜率k==﹣,
∴﹣=﹣,即=,
解得a2=4,b2=3,
故椭圆C的标准方程为;
故答案为:.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,考查“点差法”及中点坐标公式的应用,考查计算能力,属于中档题.
三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(10分)设命题p:实数x满足x2﹣4ax+3a2<0,其中a>
0,命题q:实数x满足
(1)若a=1,且p∧q为真,求实数x的取值范围;
(2)若¬p是¬q的充分不必要条件,求实数a的取值范围.
【分析】(1)把a=1代入命题p,可得x的取值范围是{x|1<x<3},命题q:分别利用因式分解解出不等式并取交集,可得x范围是{x|2<x≤3},p∧q为真即p真且q真;
(2)¬p是¬q的充分不必要条件,可转化为q是p的充分不必要条件,进而转化为两个集合间的真子集关系,列出不等式即可.
【解答】(1)当a>0时,{x|x2﹣4ax+3a2<0}={x|(x﹣3a)(x﹣a)<0}={x|a<x<3a},如果a=1时,则x的取值范围是{x|1<x<3},而{x|x2﹣x﹣6≤0,且x2+2x﹣8>0}={x|2<x≤3},
因为p∧q为真,所以有{x|1<x<3}∩{x|2<x≤3}={x|2<x<3}.故实数x的取值范围是{x|2<x<3}.
(2)若¬p是¬q的充分不必要条件,表明q是p的充分不必要条件.由(1)知,{x|2<x≤3}是{x|a<x<3a}(a>0)的真子集,易知a≤2且3<3a,解得{a|1<a≤2}.
故实数a的取值范围是{a|1<a≤2}.
【点评】本题考查了二次不等式的解法、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
18.(12分)已知数列an满足a1+2a2+…+2n﹣1an=(n∈N*)
(Ⅰ)求数列{an}的通项;
(Ⅱ)若bn=(3﹣n)an,求数列{bn}的前n项和Sn.
【分析】(Ⅰ)直接利用递推关系式求出数列的通项公式.
(Ⅱ)根据数列的通项公式,进一步利用乘公比错位相减法求出数列的和.
【解答】解:(Ⅰ)数列an满足a12+2a+…+2n﹣1an=(n∈N*)(1)
当n≥2时,=(2)
(1)﹣(2)得:,
整理得:,
当n=1时,也满足上式
所以:.
(Ⅱ)bn=(3﹣n)an=,
则:①,
所以:②,
①﹣②得:,
=,
=,
所以:.
【点评】本题考查的知识要点:数列的通项公式的求法,乘公比错位相减法在数列求和中的应用.
19.(12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是,其左、右顶点分别为A1,A2,B为短轴的一个端点,△A1BA2的面积为2.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)直线l:x=2与x轴交于点D,点P是椭圆C上异于A1,A2的动点,直线A1P,A2P分别交直线l于E,F两点,证明:|DE|•|DE|恒为定值.
【分析】(1)根据椭圆离心率是,其左、右顶点分别为A1,A2,B为短轴的端点,△A1BA2的面积为2,建立方程组,可求椭圆方程.
(2)A1(﹣2,0),A2(2,0).设P(x0,y0),直线A1P的方程为y=(x+2),令x=2,得|DE|=,同理|DF|=,由此能求出|DE|•|DF|为定值3.
【解答】(1)解:由已知,可得,
解得a=2,b=.
故所求椭圆方程为.
(2)由题意可得:A1(﹣2,0),A2(2,0).设P(x0,y0),
由题意可得:﹣2<x0<2,
∴直线A1P的方程为y=(x+2),令x=2,
则y=,即|DE|=,
同理:直线BP的方程为y=(x﹣2),令x=2,
则y=,即|DF|=,
所以|DE|•|DF|=×==,
4y02=3(4﹣x02),代入上式,得|DE|•|DF|=3,
故|DE|•|DF|为定值3.
【点评】本题考查椭圆方程的求法,考查|DE|•|DE|恒为定值的证明,解题时要认真审题,注意函数与方程思想的合理运用.
20.(12分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn=n•an+1,其中a1=1
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=+,数列{bn}的前n项和为Tn,求证:Tn<2n+.
【分析】(1)求出数列的首项,通过,得到数列的递推关系式,利用累加法求数列{an}的通项公式;
(2)化简bn=+,为,然后求解数列{bn}的前n项和为Tn,即可证明:Tn<2n+.
【解答】(本题14分)
解:(1)令n=1,得,即,由已知a1=1,得a2=2…(1分)
把式子中的n用n﹣1替代,得到
由可得
即,即
即得:,…(3分)
所以:
即 …(6分)
又∵a2=2,所以∵an=n(n≥2)
又∵a1=1,∴an=n…(8分)
(2)由(1)知
又∵…(11分)
∴
∴…(14分)
【点评】本题考查数列与不等式的应用,数列的递推关系式以及数列的求和的方法,通项公式的求法,考查分析问题解决问题的能力.
21.(12分)设椭圆=1(a>b>0)的左焦点为F,离心率为,过点F且与x轴垂直的直线被椭圆截得的线段长为.
(Ⅰ)求椭圆的方程;
(Ⅱ)设A,B分别为椭圆的左,右顶点,过点F且斜率为k的直线与椭圆交于C,D两点.若=8,求k的值.
【分析】(Ⅰ)先根据椭圆方程的一般形式,令x=c代入求出弦长使其等于,再由离心率为,可求出a,b,c的关系,进而得到椭圆的方程.
(Ⅱ)直线CD:y=k(x+1),设C(x1,y1),D(x2,y2),由消去y得,(2+3k2)x2+6k2x+3k2﹣6=0,再由韦达定理进行求解.求得,利用=8,即可求得k的值.
【解答】解:(Ⅰ)根据椭圆方程为.
∵过焦点且垂直于x轴的直线被椭圆截得的线段长为,
∴当x=﹣c时,,得y=±,
∴=,
∵离心率为,∴=,
解得b=,c=1,a=.
∴椭圆的方程为;
(Ⅱ)直线CD:y=k(x+1),
设C(x1,y1),D(x2,y2),
由消去y得,(2+3k2)x2+6k2x+3k2﹣6=0,
∴x1+x2=﹣,x1x2=,又A(﹣,0),B(,0),
∴
=(x1+,y1)•(﹣x2.﹣y2)+(x2+,y2)•(﹣x1.﹣y1),
=6﹣(2+2k2)x1x2﹣2k2(x1+x2)﹣2k2,
=6+=8,解得k=.
【点评】本题主要考查椭圆的标准方程、椭圆的简单性质等,考查方程思想.在椭圆中一定要熟练掌握a,b,c之间的关系、离心率、准线方程等基本性质.
22.(12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,且点(1,)在椭圆C上.F1,F2分别是椭圆的左、右焦点,过F2的直线交椭圆C于M,N两点.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)求的最小值和最大值.
【分析】(Ⅰ)根据椭圆的离心率公式,求得a2=2b2,将点代入椭圆方程,求得a和b的值,即可求得椭圆方程;
(Ⅱ)分类讨论,当斜率不存在时,求得M和N点坐标,即可求得,当直线的斜率存在时,设直线方程,代入椭圆方程,利用韦达定理及向量的坐标运算,即可求得的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)由椭圆的离心率为e===,则a2=2b2,
将(1,)代入椭圆方程:,解得:b2=1,a2=2,…2分
∴椭圆方程为…4分
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,F2(1,0),
(1)若MN的斜率不存在,则M(1,),N(1,﹣),=﹣,…6分
(2)若MN的斜率存在,设MN:y=k(x﹣1),
则,整理得(2k2+1)x2﹣4k2x+2k2﹣2=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=,…8分
则=(x1﹣1,y1)(x2﹣1,y2)=(k2+1)[x1x2﹣(x1+x2)+1]=﹣,…10分
=﹣﹣∈[﹣1,﹣),
∴的最小值为﹣1,最大值为﹣.…12分.
【点评】本题考查椭圆的标准方程,直线与椭圆的位置关系,考查韦达定理,向量的坐标运算,考查计算能力,属于中档题.
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