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- 2021-06-23 发布
2016-2017学年广东省清远市清新一中高二(下)第一次月考数学试卷(理科)
一、选择题(60分,每题5分)
1.倾斜角为120°且在y轴上的截距为﹣2的直线方程为( )
A.y=﹣x+2 B.y=﹣x﹣2 C.y=x+2 D.y=x﹣2
2.抽查10件产品,设事件A:至少有2件次品,则A的对立事件为( )
A.至多有2件次品 B.至多有1件次品
C.至多有2件正品 D.至多有1件正品
3.某校拟从高一年级、高二年级、高三年级学生中抽取一定比例的学生调查对“荆马”(荆门国际马拉松)的了解情况,则最合理的抽样方法是( )
A.抽签法 B.系统抽样法 C.分层抽样法 D.随机数法
4.已知直线l1:ax﹣y+a=0,l2:(2a﹣3)x+ay﹣a=0互相平行,则a的值是( )
A.1 B.﹣3 C.1或﹣3 D.0
5.已知变量x服从正态分布N(4,σ2),且P(x>2)=0.6,则P(x>6)=( )
A.0.4 B.0.3 C.0.2 D.0.1
6.圆(x+2)2+y2=2016关于直线x﹣y+1=0对称的圆的方程为( )
A.(x﹣2)2+y2=2016 B.x2+(y﹣2)2=2016
C.(x+1)2+(y+1)2=2016 D.(x﹣1)2+(y﹣1)2=2016
7.执行如图所示的程序框图,则输出的S为( )
A.2 B. C.﹣ D.﹣3
8.下列说法中,错误的一个是( )
A.将23(10)化成二进位制数是10111(2)
B.在空间坐标系点M(1,2,3)关于x轴的对称点为(1,﹣2,﹣3)
C.数据:2,4,6,8的方差是数据:1,2,3,4的方差的2倍
D.若点A(﹣1,0)在圆x2+y2﹣mx+1=0的外部,则m>﹣2
9.如图是某位篮球运动员8场比赛得分的茎叶图,其中一个数据染上污渍用x代替,则这位运动员这8场比赛的得分平均数不小于得分中位数的概率为( )
A. B. C. D.
10.设P为直线3x+4y+3=0上的动点,过点P作圆C:x2+y2﹣2x﹣2y+1=0的两条切线,切点分别为A,B,则四边形PACB的面积的最小值为( )
A.1 B. C. D.
11.在以“菊韵荆门,荣耀中华”为主题的“中国•荆门菊花展”上,工作人员要将6盆不同品种的菊花排成一排,其中甲,乙在丙同侧的不同排法种数为( )
A.120 B.240 C.360 D.480
12.已知等边△ABC的边长为2,动点P、M满足||=1, =,则||2的最小值是( )
A. B. C. D.
二、填空题(20分,每题5分)
13.四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,∠A1AB=∠A1AD=∠DAB=60°,A1A=AB=AD=1,则AC1= .
14.设x,y满足约束条件:;则z=x﹣2y的取值范围为 .
15.数列{an}的前n项和为Sn,且an+1=,a1=2,则S2017= .
16.平面内到定点F(0,1)和定直线l:y=﹣1的距离之和等于4的动点的轨迹为曲线C,关于曲线C的几何性质,给出下列四个结论:
①曲线C的方程为x2=4y; ②曲线C关于y轴对称
③若点P(x,y)在曲线C上,则|y|≤2; ④若点P在曲线C上,则1≤|PF|≤4
其中,所有正确结论的序号是 .
三、解答题
17.已知a∈R,设命题p:空间两点B(1,a,2)与C(a+1,a+3,0)的距离|BC|>;命题q:函数f(x)=x2﹣2ax﹣2在区间(0,3)上为单调函数.
(Ⅰ)若命题p为真命题,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若命题“¬q”和“p∧q”均为假命题,求实数a的取值范围.
18.某班级将从甲、乙两位同学中选派一人参加数学竞赛,老师对他们平时的5次模拟测试成绩(满分:100分)进行了记录,其统计数据的茎叶图如图所示,已知甲、乙两位同学的平均成绩都为90分.
(Ⅰ)求出a,b的值;
(Ⅱ)分别计算这两组数据的方差,并根据统计学知识,请你判断选派哪位学生参加合适?
(Ⅲ)从甲同学的5次成绩中任取两次,若两次成绩的平均分大于90,则称这两次成绩为“优秀组合”,求甲同学的两次成绩为“优秀组合”的概率.
19.在四棱锥P﹣ABCD中,△ABC,△ACD都为等腰直角三角形,∠ABC=∠ACD=90°,△PAC是边长为2的等边三角形,PB=,E为PA的中点.
(Ⅰ)求证:BE⊥平面PAD;
(Ⅱ)求二面角C﹣PA﹣D的余弦值.
20.某校一块空地的轮廓线如图所示,曲线段OM是以O为顶点,ON为对称轴且开口向右的抛物线的一段,已知ON=4(单位:百米),MN=4.现计划在该区域内围出一块矩形地块ABNC作为学生活动区域,其余阴影部分进行绿化建设,其中A在曲线段OM上,C在MN上,B在ON上.
(Ⅰ)建立适当的坐标系,求曲线段OM所在的抛物线的方程;
(Ⅱ)为降低绿化成本,试确定A的位置,使绿化建设的面积取到最小值,并求出该最小值.
21.已知椭圆C:的离心率为,点在椭圆C上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过椭圆C的右焦点F作直线l与椭圆C交于不同的两点M(x1,y1),N(x2,y2),若点P与点N关于x轴对称,判断直线PM是否恒过定点,若是,求出该点的坐标;若不是,请说明理由.
22.已知函数f(x)=x﹣alnx﹣.
(Ⅰ)当a﹣b=1,a>1时,讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)当b=﹣1,a≤4时,不等式f(x)<﹣在区间[2,4]上恒成立,求实数a的取值范围.
2016-2017学年广东省清远市清新一中高二(下)第一次月考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(60分,每题5分)
1.倾斜角为120°且在y轴上的截距为﹣2的直线方程为( )
A.y=﹣x+2 B.y=﹣x﹣2 C.y=x+2 D.y=x﹣2
【考点】直线的斜截式方程.
【分析】由直线的倾斜角求出斜率,然后直接由直线方程的斜截式得答案.
【解答】解:∵tan120°=﹣,
∴所求直线的斜率为﹣,
又直线在y轴上的截距为﹣2,
由直线方程的斜截式得y=﹣x﹣2,
故选:B
2.抽查10件产品,设事件A:至少有2件次品,则A的对立事件为( )
A.至多有2件次品 B.至多有1件次品
C.至多有2件正品 D.至多有1件正品
【考点】互斥事件与对立事件.
【分析】根据对立事件的定义,至少有n个的对立事件是至多有n﹣1个,由事件A:“至少有两件次品”,我们易得结果.
【解答】解:∵至少有n个的否定是至多有n﹣1个
又∵事件A:“至少有两件次品”,
∴事件A的对立事件为:
至多有一件次品.
故选B
3.某校拟从高一年级、高二年级、高三年级学生中抽取一定比例的学生调查对“荆马”(荆门国际马拉松)的了解情况,则最合理的抽样方法是( )
A.抽签法 B.系统抽样法 C.分层抽样法 D.随机数法
【考点】分层抽样方法.
【分析】若总体由差异明显的几部分组成时,经常采用分层抽样的方法进行抽样.
【解答】解:常用的抽样方法有:简单随机抽样、分层抽样和系统抽样,
高一年级、高二年级、高三年级学生对“荆马”(荆门国际马拉松)的了解情况,存在显著差异,
这种方式具有代表性,比较合理的抽样方法是分层抽样.
故选:C.
4.已知直线l1:ax﹣y+a=0,l2:(2a﹣3)x+ay﹣a=0互相平行,则a的值是( )
A.1 B.﹣3 C.1或﹣3 D.0
【考点】直线的一般式方程与直线的平行关系.
【分析】利用两条直线平行,斜率相等,建立等式即可求a的值.
【解答】解:因为直线l1:ax﹣y+a=0,的斜率存在,斜率为a,
要使两条直线平行,必有l2:(2a﹣3)x+ay﹣a=0的斜率为a,即=a,
解得 a=﹣3或a=1,
当a=1时,已知直线l1:ax﹣y+a=0,l2:(2a﹣3)x+ay﹣a=0,两直线重合,
当a=﹣3时,已知直线l1:﹣3x+y﹣3=0与直线l2:﹣3x﹣y=1,两直线平行,
则实数a的值为﹣3.
故选B.
5.已知变量x服从正态分布N(4,σ2),且P(x>2)=0.6,则P(x>6)=( )
A.0.4 B.0.3 C.0.2 D.0.1
【考点】正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义.
【分析】变量x服从正态分布N(4,σ2),得出正态分布曲线关于x=2对称,由此得出P(x<2)=P(x>6),求出P(ξ<2)的值,得出正解答案.
【解答】解:∵随机变量x服从正态分布N(4,σ2),
∴正态分布曲线关于x=4对称,
又x<2与x>6关于x=2对称,且P(ξ>2)=0.6,
∴P(x<2)=P(x>6)=0.4,
故选:A.
6.圆(x+2)2+y2=2016关于直线x﹣y+1=0对称的圆的方程为( )
A.(x﹣2)2+y2=2016 B.x2+(y﹣2)2=2016
C.(x+1)2+(y+1)2=2016 D.(x﹣1)2+(y﹣1)2=2016
【考点】关于点、直线对称的圆的方程.
【分析】先把圆C的方程化为标准方程,求出圆心关于直线的对称点,对称后圆的半径不变,这样就可以写出对称后圆的方程.
【解答】解:圆(x+2)2+y2=2016,设圆心(﹣2,0)关于直线x﹣y+1=0的对称点为(m,n)
则,解得:m=﹣1,n=﹣1
∴对称点为(﹣1,﹣1)
所以圆(x+2)2+y2=2016关于直线x﹣y+1=0的对称圆C′的方程为:(x+1)2+(y+1)2=2016.
故选C.
7.执行如图所示的程序框图,则输出的S为( )
A.2 B. C.﹣ D.﹣3
【考点】程序框图.
【分析】根据题意,模拟程序图的运行过程,找出输出S值的周期,即可得出输出的结果.
【解答】解:模拟程序框图的运行过程,如下;
开始S=2,i=1;
第一次循环S=﹣3,i=2;
第二次循环S=﹣,i=3;
第三次循环S=,i=4;
第四次循环S=2,i=5;
第五次循环a=﹣3,i=6;
…
∴a的取值周期为4,且跳出循环的i值为2018=504×4+2,
∴输出的S=﹣3.
故选:D.
8.下列说法中,错误的一个是( )
A.将23(10)化成二进位制数是10111(2)
B.在空间坐标系点M(1,2,3)关于x轴的对称点为(1,﹣2,﹣3)
C.数据:2,4,6,8的方差是数据:1,2,3,4的方差的2倍
D.若点A(﹣1,0)在圆x2+y2﹣mx+1=0的外部,则m>﹣2
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】根据进位制之间的转化方法,可判断A;写出点的对称坐标,可判断B;根据数据扩大a倍,方差扩大a2倍,可判断C;根据点与圆的位置关系,可判断D.
【解答】解:10111(2)=1+2+4+16=23(10),故A正确;
在空间坐标系点M(1,2,3)关于x轴的对称点为(1,﹣2,﹣3),故B正确;
数据:2,4,6,8的方差是数据:1,2,3,4的方差的4倍,故C错误;
若点A(﹣1,0)在圆x2+y2﹣mx+1=0的外部,则1+m+1>0,即m>﹣2,故D正确;
故选:C
9.如图是某位篮球运动员8场比赛得分的茎叶图,其中一个数据染上污渍用x代替,则这位运动员这8场比赛的得分平均数不小于得分中位数的概率为( )
A. B. C. D.
【考点】古典概型及其概率计算公式;茎叶图.
【分析】根据茎叶图中的数据计算出中位数和平均数,计算出x的取值范围即可求出满足条件的概率.
【解答】解:根据篮球的得分规则可知,x=0,1,2,…9,共10种可能.
无论x取何值,则位于中间的两个数为:17,10+x,
则中位数为.
得分的平均数为10+=,
由10+(x+35),
得3x≤7,
即x,∴x=0,1,2,共有3种,
∴这位运动员这8场比赛的得分平均数不小于得分中位数的概率为,
故选:B.
10.设P为直线3x+4y+3=0上的动点,过点P作圆C:x2+y2﹣2x﹣2y+1=0的两条切线,切点分别为A,B,则四边形PACB的面积的最小值为( )
A.1 B. C. D.
【考点】直线和圆的方程的应用.
【分析】由圆的方程为求得圆心C(1,1)、半径r为:1,由“若四边形面积最小,则圆心与点P的距离最小时,即距离为圆心到直线的距离时,切线长PA,PB最小”,最后将四边形转化为两个直角三角形面积求解.
【解答】解:∵圆的方程为:x2+y2﹣2x﹣2y+1=0
∴圆心C(1,1)、半径r为:1
根据题意,若四边形面积最小
当圆心与点P的距离最小时,距离为圆心到直线的距离时,
切线长PA,PB最小
圆心到直线的距离为d=2
∴|PA|=|PB|=
∴
故选D.
11.在以“菊韵荆门,荣耀中华”为主题的“中国•荆门菊花展”上,工作人员要将6盆不同品种的菊花排成一排,其中甲,乙在丙同侧的不同排法种数为( )
A.120 B.240 C.360 D.480
【考点】排列、组合的实际应用.
【分析】分类讨论,考虑C排在左边第一、二、三个位置的情况,再利用对称性可得结论.
【解答】解:第一类,字母C排在左边第一个位置,有A55种;
第二类,字母C排在左边第二个位置,有A42A33种;
第三类,字母C排在左边第三个位置,有A22A33+A32A33种,
由对称性可知共有2(A55+A42A33+A22A33+A32A33)=480种.
故选:D.
12.已知等边△ABC的边长为2,动点P、M满足||=1, =
,则||2的最小值是( )
A. B. C. D.
【考点】轨迹方程.
【分析】画出图形,建立坐标系,求出P的轨迹方程,M的轨迹方程,然后利用方程求解||2的最小值.
【解答】解:由题△ABC为边长为的正三角形,如图建立平面坐标系,
,
由得点P的轨迹方程为x2+(y﹣3)2①,
设M(x0,y0),由得,
代入①式得M的轨迹方程为
记圆心为,,
故选:A.
二、填空题(20分,每题5分)
13.四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1中,∠A1AB=∠A1AD=∠DAB=60°,A1A=AB=AD=1,则AC1= .
【考点】棱柱的结构特征.
【分析】由题意画出图形,然后利用空间向量求解.
【解答】解:如图,
∵∠A1AB=∠A1AD=∠DAB=60°,A1A=AB=AD=1,
∴=
=3+2×=6.
∴,即AC1=.
故答案为:.
14.设x,y满足约束条件:;则z=x﹣2y的取值范围为 .
【考点】简单线性规划.
【分析】先作出不等式组表示的平面区域,由z=x﹣2y可得,y=,则﹣表示直线x﹣2y﹣z=0在y轴上的截距,截距越大,z越小,结合函数的图形可求z的最大与最小值,从而可求z的范围
【解答】解:作出不等式组表示的平面区域
由z=x﹣2y可得,y=,则﹣表示直线x﹣2y﹣z=0在y轴上的截距,截距越大,z越小
结合函数的图形可知,当直线x﹣2y﹣z=0平移到B时,截距最大,z最小;当直线x﹣2y﹣z=0平移到A时,截距最小,z最大
由可得B(1,2),由可得A(3,0)
∴Zmax=3,Zmin=﹣3
则z=x﹣2y∈[﹣3,3]
故答案为:[﹣3,3]
15.数列{an}的前n项和为Sn,且an+1=,a1=2,则S2017= 1010 .
【考点】数列递推式.
【分析】由数列的递推公式求出前四项,可得数列{an}是以3为周期的数列,求出S3的值,由周期性求出S2017的值.
【解答】解:由题意得,a1=2,an+1==1﹣,
∴a2=1﹣=,a3=1﹣2=﹣1,
a4=1﹣(﹣1)=2,…,
∴数列{an}是以3为周期的数列,
又S3=2+﹣1=,2017=3×672+1,
∴S2017=672×+2=1010,
故答案为:1010.
16.平面内到定点F(0,1)和定直线l:y=﹣1的距离之和等于4的动点的轨迹为曲线C,关于曲线C的几何性质,给出下列四个结论:
①曲线C的方程为x2=4y; ②曲线C关于y轴对称
③若点P(x,y)在曲线C上,则|y|≤2; ④若点P在曲线C上,则1≤|PF|≤4
其中,所有正确结论的序号是 ②③④ .
【考点】曲线与方程.
【分析】设出曲线上的点的坐标,求出曲线方程,画出图象,即可判断选项的正误.
【解答】解:设P(x,y)是曲线C上的任意一点,
因为曲线C是平面内到定点F(0,1)
和定直线l:y=﹣1的距离之和等于4的点的轨迹,
所以|PF|+|y+1|=4.即,
解得y≥﹣1时,y=2﹣x2,当y<﹣1时,y=x2﹣2;
显然①不正确;
②曲线C关于y轴对称;正确.
③若点P(x,y)在曲线C上,则|y|≤2;正确.
④若点P在曲线C上,|PF|+|y+1|=4,|y|≤2,则1≤|PF|≤4.正确.
故答案为:②③④.
三、解答题
17.已知a∈R,设命题p:空间两点B(1,a,2)与C(a+1,a+3,0)的距离|BC|>;命题q:函数f(x)=x2﹣2ax﹣2在区间(0,3)上为单调函数.
(Ⅰ)若命题p为真命题,求实数a的取值范围;
(Ⅱ)若命题“¬q”和“p∧q”均为假命题,求实数a的取值范围.
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】(Ⅰ)由得a的取值范围;
(Ⅱ)函数f(x)=x2﹣2ax﹣2在区间(0,3)上为单调函数.根据二次函数的图象可得实数a的取值范围,
由命题“¬q”和“p∧q”均为假命题,知命题p为假命题且命题q为真命题
,列式求解即可.
【解答】解:(Ⅰ)因为命题p为真命题,由得a2>4,即a<﹣2或a>2,所以a的取值范围为{a|a<﹣2或a>2}
(Ⅱ)∵函数f(x)=x2﹣2ax﹣2在区间(0,3)上为单调函数.∴a≤0或a≥3
由命题“¬q”和“p∧q”均为假命题,知命题p为假命题且命题q为真命题
即,得﹣2≤a≤0,
故a的取值范围为{a|﹣2≤a≤0}
18.某班级将从甲、乙两位同学中选派一人参加数学竞赛,老师对他们平时的5次模拟测试成绩(满分:100分)进行了记录,其统计数据的茎叶图如图所示,已知甲、乙两位同学的平均成绩都为90分.
(Ⅰ)求出a,b的值;
(Ⅱ)分别计算这两组数据的方差,并根据统计学知识,请你判断选派哪位学生参加合适?
(Ⅲ)从甲同学的5次成绩中任取两次,若两次成绩的平均分大于90,则称这两次成绩为“优秀组合”,求甲同学的两次成绩为“优秀组合”的概率.
【考点】列举法计算基本事件数及事件发生的概率;众数、中位数、平均数.
【分析】(Ⅰ)根据题意利用列出方程,能求出a,b.
(Ⅱ)分别求出甲、乙两种数据的平均数和方差,得到,,从而得到应选派乙参加更合适.
(Ⅲ)设从甲同学的5次成绩中任取两次,利用列举法求出基本事件个数和“优秀组合”包含基本事件个数,由此能求出甲同学的两次成绩为“优秀组合”的概率.
【解答】解:(Ⅰ)根据题意可知:
,
,
解得a=3,b=8.
(Ⅱ),
,
∵,,
∴甲、乙两生的整体水平相当,乙生更稳定一些,
故应选派乙参加更合适.
(Ⅲ)设从甲同学的5次成绩中任取两次得基本事件有:
(87,88),(87,90),(87,92),(87,93),(88,90),(88,92),
(88,93),(90,92),(90,93),(92,93),共计10个,
而两次成绩的平均分大于90,即“优秀组合”包含的基本事件有:
(88,93),(90,92),(90,93),(92,93)共计4个,
所以甲同学的两次成绩为“优秀组合”的概率为.
19.在四棱锥P﹣ABCD中,△ABC,△ACD都为等腰直角三角形,∠ABC=∠ACD=90°,△PAC是边长为2的等边三角形,PB=,E为PA的中点.
(Ⅰ)求证:BE⊥平面PAD;
(Ⅱ)求二面角C﹣PA﹣D的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的判定.
【分析】(Ⅰ)证明BE⊥BC,利用BC∥AD,可得BE⊥AD,结合BE⊥PA,证明BE⊥平面PAD;
(Ⅱ)建立空间直角坐标系,求出平面PAC、PAD的一个法向量,即可求二面角C﹣PA﹣D的余弦值.
【解答】(Ⅰ)证明:∵△ABC与△ACD都是等腰直角三角形,∠ABC=∠ACD=90°,
∴∠ACB=∠DAC=45°,,∴BC∥AD,,
∵E为PA的中点,且,∴BE⊥PA,
在△PBC中,PC2=PB2+BC2,∴BC⊥PB.
又∵BC⊥AB,且PB∩AB=B,∴BC⊥平面PAB,
∵BE⊂平面PAB,∴BE⊥BC,
又∵BC∥AD,∴BE⊥AD,
又∵PA∩AD=A,∴BE⊥平面PAD;
(Ⅱ)解:由(Ⅰ)可以BC,AB,BP两两垂直,以B为原点,BC,AB,BP分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,则,B(0,0,0),,,则,.
设平面PAC的一个法向量为,则∴∴取
又由(Ⅰ)知BE⊥平面PAD,故为平面PAD的一个法向量,
∴,,
故二面角C﹣PA﹣D的余弦值.
20.某校一块空地的轮廓线如图所示,曲线段OM是以O为顶点,ON为对称轴且开口向右的抛物线的一段,已知ON=4(单位:百米),MN=4.现计划在该区域内围出一块矩形地块ABNC作为学生活动区域,其余阴影部分进行绿化建设,其中A在曲线段OM上,C在MN上,B在ON上.
(Ⅰ)建立适当的坐标系,求曲线段OM所在的抛物线的方程;
(Ⅱ)为降低绿化成本,试确定A的位置,使绿化建设的面积取到最小值,并求出该最小值.
【考点】导数在最大值、最小值问题中的应用;抛物线的应用.
【分析】(Ⅰ)以O为原点,ON所在直线为x轴,过O作ON的垂线为轴,建立平面直角坐标系,设曲线段OM所在方程为y2=2px(p>0),求出p=2,即可得到曲线段OM所在抛物线方程.
(Ⅱ)为使绿化建设的面积取得的最小值,应使矩形ABNC最大.设A(x0,y0),求出矩形ABNC的面积的表达式,通过函数的导数,求和函数的单调性,求解函数的最值.
【解答】解:(Ⅰ)以O为原点,ON所在直线为x轴,过O作ON的垂线为轴,建立平面直角坐标系,
设曲线段OM所在方程为y2=2px(p>0),则由M(4,4)在抛物线上,得p=2,
∴曲线段OM所在抛物线方程为y2=4x
(Ⅱ)为使绿化建设的面积取得的最小值,应使矩形ABNC最大.
设A(x0,y0),则,
则矩形ABNC的面积,
∴令S'=0,得,且S在时单调递增,
在时单调递减.∴当时
又∵曲边形OMN的面积为,
∴当时,绿化建设的面积取得最小值,最小值为.
21.已知椭圆C:的离心率为,点在椭圆C上.
(Ⅰ)求椭圆C的方程;
(Ⅱ)过椭圆C的右焦点F作直线l与椭圆C交于不同的两点M(x1,y1),N(x2,y2),若点P与点N关于x轴对称,判断直线PM是否恒过定点,若是,求出该点的坐标;若不是,请说明理由.
【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程;直线与椭圆的位置关系.
【分析】(Ⅰ)利用离心率为,点在椭圆C上,列出方程解得a2=4,b2=3.然后求解椭圆C的方程即可.
(Ⅱ)设直线lMN:x=ty+1(t≠0),联立方程直线与椭圆方程,利用韦达定理,以及点N关于x轴的对称点P(x2,﹣y2),求出,得到直线PM的方程为,利用对称性可观察若直线PM恒过定点,则定点应在x轴上,故令y=0,求出x,然后判断直线PM恒过定点.
【解答】解:(Ⅰ)由题知,即,得
∵点在椭圆上,∴
.
解得a2=4,b2=3.∴椭圆C的方程为.
(Ⅱ)设直线lMN:x=ty+1(t≠0),联立方程得∴
且△=144t2+144>0∵N(x2,y2)∴点N关于x轴的对称点P(x2,﹣y2)
∴
故直线PM的方程为,
由对称性可知若直线PM恒过定点,则定点应在x轴上,故令y=0得,
将①②式代入上式,
得x==4,故直线PM恒过定点(4,0).
22.已知函数f(x)=x﹣alnx﹣.
(Ⅰ)当a﹣b=1,a>1时,讨论函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)当b=﹣1,a≤4时,不等式f(x)<﹣在区间[2,4]
上恒成立,求实数a的取值范围.
【考点】利用导数研究函数的单调性.
【分析】(Ⅰ)求出函数的导数,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间即可;
(Ⅱ)问题转化为,令,求出函数g(x)的导数,通过讨论a的范围确定函数的单调性确定a的范围即可.
【解答】解:(Ⅰ)由题知x∈(0,+∞),
∵,且由a﹣b=1得b=a﹣1,
∴,
当a﹣1=1即a=2时,,
知函数f(x)的单调增区间为(0,+∞);
当a﹣1>1即a>2时,知x∈(0,1)和x∈(a﹣1,+∞)时f'(x)>0,
当x∈(1,a﹣1)时,f'(x)<0
故函数f(x)的单调增区间(0,a﹣1)和(1,+∞),单调减区间为(a﹣1,1);
综上所述,当a=2时,函数f(x)的单调增区间为(0,+∞);
当a>2时,函数f(x)的单调增区间(0,1)和(a﹣1,+∞),单调减区间为(1,a﹣1);
当1<a<2时,故函数f(x)的单调增区间(0,a﹣1)和(1,+∞),单调减区间为(a﹣1,1)
(Ⅱ)当b=﹣1时,由得,
令,则
设,由a≤4知对称轴,
故t=x2﹣ax﹣4在[2,4]上单调递增,
所以当x=2时,tmin=﹣2a,当x=4时,tmax=12﹣4a,
①当12﹣4a≤0,即3≤a≤4时,g'(x)≤0,知g(x)在[2,4]上单调递减,
得,故3≤a≤4.
②当﹣2a≥0,即a≤0时,g'(x)≥0,知g(x)在[2,4]上单调递增,
g(x)max=g(4)=3﹣aln4<0,得,故此时无解.
③当﹣2a<0<12﹣4a,即0<a<3时,
g'(x)=0在(2,4)上有唯一一个实数解x0,
且g(x)在x∈(2,x0)上单调递减,在x∈(x0,4)上单调递增,
要使g(x)<0恒成立,
只需,得,故.
综上①②③知,
所以实数a的取值范围为.