一、选择题:本大题共12小题,每小题3分,共36分,在每个小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求的.
1.命题“a=0,则ab=0”的逆否命题是( )
A.若ab=0,则a=0 B.若a≠0,则ab≠0 C.若ab=0,则a≠0 D.若ab≠0,则a≠0
2.椭圆 + =1的长轴长是( )
A.2 B.3 C.4 D.6
3.已知函数f(x)=x2+sinx,则f′(0)=( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.3
4.“a>1”是“a2<1”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
5.双曲线 =1的渐近线方程是( )
A.y=±2x B.y=±4x C.y=± x D.y=± x
6.已知y=f(x)的导函数f′(x)的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.f(x)在(﹣3,﹣1)上先增后减 B.x=﹣2是函数f(x)极小值点
C.f(x)在(﹣1,1)上是增函数 D.x=1是函数f(x)的极大值点
7.已知双曲线的离心率e= ,点(0,5)为其一个焦点,则该双曲线的标准方程为( )
A. ﹣ =1 B. ﹣ =1
C. ﹣ =1 D. ﹣ =1
8.函数f(x)=xlnx的单调递减区间为( )
A.(﹣∞, ) B.(0, ) C.(﹣∞,e) D.(e,+∞)
9.若方程 + =1表示焦点在y轴上的椭圆,则实数m的取值范围为( )
A.(﹣∞,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,+∞)
10.已知命题p:∀x∈(0,+∞),2x>3x,命题q:∃x0∈(0,+∞),x >x ,则下列命题中的真命题是( )
A.p∧q B.p∨(¬q) C.(¬p)∧(¬q) D.(¬p)∧q
11.f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当x<0时,f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,且g(﹣3)=0,则不等式f(x)g(x)<0的解集是( )
A.(﹣∞,﹣3)∪(0,3) B.(﹣∞,﹣3)∪(3,+∞) C.(﹣3,0)∪(3,+∞) D.(﹣3,0)∪(0,3)
12.过点M(2,﹣1)作斜率为 的直线与椭圆 + =1(a>b>0)相交于A,B两个不同点,若M是AB的中点,则该椭圆的离心率e=( )
A. B. C. D.
二、填空题:本大题共4个小题,每小题4分.、共16分.
13.抛物线x2=4y的焦点坐标为 .
14.已知命题p:∃x0∈R,3 =5,则¬p为 .
15.已知曲线f(x)=xex在点P(x0,f(x0))处的切线与直线y=x+1平行,则点P的坐标为 .
16.已知f(x)=ax3+3x2﹣1存在的零点x0,且x0<0,则实数a的取值范围是 .
三、解答题:本大题共7小题,共48分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知命题p:函数y=kx是增函数,q:方程 +y2=1表示焦点在x轴上的椭圆,若p∧(¬q)为真命题,求实数k的取值范围.
18.已知函数f(x)=2x3﹣6x2+m在[﹣2,2]上的值为3,求f(x)在[﹣2,2]上的最小值.
19.已知点P(1,﹣2)在抛物线C:y2=2px(p>0)上.
(1)求抛物线C的方程及其准线方程;
(2)若过抛物线C焦点F的直线l与抛物线C相交于A,B两个不同点,求|AB|的最小值.
20.已知函数f(x)=x﹣ ﹣2alnx(a∈R).
(1)若函数f(x)在x= 处取得极值,求实数a的值;
(2)求证:当a≤1时,不等式f(x)≥0在[1,+∞)恒成立.
21.已知函数f(x)=x﹣ ﹣2alnx(a∈R).
(1)若函数f(x)在x= 处取得极值,求实数a的值;
(2)若不等式f(x)≥0在[1,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.
22.已知椭圆C: + =1(a>b>0)的离心率e= ,点P(﹣ ,1)在该椭圆上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点A,B是椭圆C上关于直线y=kx+1对称的两点,求实数k的取值范围.
23.已知椭圆C: + =1(a>b>0)的离心率e= ,原点到直线 + =1的距离为 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点A,B是椭圆C上关于直线y=kx+1对称的两点,求实数k的取值范围.
2015-2016学年山西省太原市高二(上)期末数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12小题,每小题3分,共36分,在每个小题给出的四个选项中,只有一个符合题目要求的.
1.命题“a=0,则ab=0”的逆否命题是( )
A.若ab=0,则a=0 B.若a≠0,则ab≠0 C.若ab=0,则a≠0 D.若ab≠0,则a≠0
【考点】四种命题间的逆否关系.
【分析】根据互为逆否的两命题是条件和结论先逆后否来解答.
【解答】解:因为原命题是“a=0,则ab=0”,
所以其逆否命题为“若ab≠0,则a≠0”,
故选D.
2.椭圆 + =1的长轴长是( )
A.2 B.3 C.4 D.6
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】直接利用椭圆的标准方程求解实轴长即可.
【解答】解:椭圆 + =1的实轴长是:2a=6.
故选:D.
3.已知函数f(x)=x2+sinx,则f′(0)=( )
A.0 B.﹣1 C.1 D.3
【考点】导数的运算.
【分析】求函数的导数,利用代入法进行求解即可.
【解答】解:函数的导数f′(x)=2x+cosx,
则f′(0)=cos0=1,
故选:C.
4.“a>1”是“a2<1”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
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.
【分析】由a2<1解得﹣1<a<1,即可判断出结论.
【解答】解:由a2<1解得﹣1<a<1,
∴“a>1”是“a2<1”的既不充分也不必要条件.
故选:D.
5.双曲线 =1的渐近线方程是( )
A.y=±2x B.y=±4x C.y=± x D.y=± x
【考点】双曲线的标准方程.
【分析】利用双曲线的简单性质直接求解.
【解答】解:双曲线 =1的渐近线方为 ,
整理,得y= .
故选:C.
6.已知y=f(x)的导函数f′(x)的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.f(x)在(﹣3,﹣1)上先增后减 B.x=﹣2是函数f(x)极小值点
C.f(x)在(﹣1,1)上是增函数 D.x=1是函数f(x)的极大值点
【考点】利用导数研究函数的单调性.
【分析】本小题考查导数的运用;根据导数值与0的关系判断各个选项即可.
【解答】解:由图象得:﹣3<x<﹣2时,f′(x)>0,﹣2<x<﹣1时,f′(x)<0,
∴f(x)在(﹣3,﹣2)递增,在(﹣2,﹣1)递减,
故选:A.
7.已知双曲线的离心率e= ,点(0,5)为其一个焦点,则该双曲线的标准方程为( )
A. ﹣ =1 B. ﹣ =1
C. ﹣ =1 D. ﹣ =1
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】设双曲线的方程为 ﹣ =1(a,b>0),运用离心率公式和a,b,c的关系,解方程可得a=3,b=4,进而得到所求双曲线的方程.
【解答】解:设双曲线的方程为 ﹣ =1(a,b>0),
由题意可得e= = ,c=5,
可得a=3,b= =4,
即有双曲线的标准方程为 ﹣ =1.
故选:D.
8.函数f(x)=xlnx的单调递减区间为( )
A.(﹣∞, ) B.(0, ) C.(﹣∞,e) D.(e,+∞)
【考点】利用导数研究函数的单调性.
【分析】求出函数的定义域,求出函数的导函数,令导函数小于等于0求出x的范围,写出区间形式即得到函数y=xlnx的单调递减区间.
【解答】解:函数的定义域为x>0
∵y′=lnx+1
令lnx+1<0得0<x< ,
∴函数y=xlnx的单调递减区间是( 0, ),
故选:B.
9.若方程 + =1表示焦点在y轴上的椭圆,则实数m的取值范围为( )
A.(﹣∞,1) B.(1,2) C.(2,3) D.(3,+∞)
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】由题意可得m﹣1>3﹣m>0,解不等式即可得到所求范围.
【解答】解:方程 + =1表示焦点在y轴上的椭圆,
可得m﹣1>3﹣m>0,
解得2<m<3.
故选:C.
10.已知命题p:∀x∈(0,+∞),2x>3x,命题q:∃x0∈(0,+∞),x >x ,则下列命题中的真命题是( )
A.p∧q B.p∨(¬q) C.(¬p)∧(¬q) D.(¬p)∧q
【考点】复合命题的真假.
【分析】根据∀x∈(0,+∞),2x<3x,是真命题,再根据复合命题之间的判定方法即可判断出真假.
【解答】解:命题p:∀x∈(0,+∞),2x>3x,是假命题,例如取x=2不成立;
命题q:∵∀x∈(0,+∞),2x<3x,因此命题q是假命题,
∴只有(¬p)∧(¬q)是真命题.
故选:C.
11.f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,当x<0时,f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,且g(﹣3)=0,则不等式f(x)g(x)<0的解集是( )
A.(﹣∞,﹣3)∪(0,3) B.(﹣∞,﹣3)∪(3,+∞) C.(﹣3,0)∪(3,+∞) D.(﹣3,0)∪(0,3)
【考点】利用导数研究函数的单调性;函数奇偶性的性质.
【分析】构造函数h(x)=f(x)g(x),利用已知可判断出其奇偶性和单调性,进而即可得出不等式的解集.
【解答】解:令h(x)=f(x)g(x),则h(﹣x)=f(﹣x)g(﹣x)=﹣f(x)g(x)=﹣h(x),因此函数h(x)在R上是奇函数.
①∵当x<0时,h′(x)=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)>0,∴h(x)在x<0时单调递增,
故函数h(x)在R上单调递增.
∵h(﹣3)=f(﹣3)g(﹣3)=0,
∴h(x)=f(x)g(x)<0=h(﹣3),
∴x<﹣3.
②当x>0时,函数h(x)在R上是奇函数,可知:h(x)在(0,+∞)上单调递增,且h(3)=﹣h(﹣3)=0,
∴h(x)<0,的解集为(0,3).
∴不等式f(x)g(x)<0的解集是(﹣∞,﹣3)∪(0,3).
故选:A
12.过点M(2,﹣1)作斜率为 的直线与椭圆 + =1(a>b>0)相交于A,B两个不同点,若M是AB的中点,则该椭圆的离心率e=( )
A. B. C. D.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】利用点差法,结合M是线段AB的中点,斜率为 = = ,即可求出椭圆的离心率.
【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2),则x1+x2=4,y1+y2=﹣2,
A,B两个不同点代入椭圆方程,可得 + =1, + =1,
作差整理可得 + =0,
∵斜率为 = = ,
∴a=2b,
∴c= = b,
∴e= = .
故选:C.
二、填空题:本大题共4个小题,每小题4分.、共16分.
13.抛物线x2=4y的焦点坐标为 (0,1) .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】由抛物线x2=4y的焦点在y轴上,开口向上,且2p=4,即可得到抛物线的焦点坐标.
【解答】解:抛物线x2=4y的焦点在y轴上,开口向上,且2p=4,∴
∴抛物线x2=4y的焦点坐标为(0,1)
故答案为:(0,1)
14.已知命题p:∃x0∈R,3 =5,则¬p为 ∀x∈R,3x≠5 .
【考点】命题的否定.
【分析】由特称命题的否定方法可得结论.
【解答】解:由特称命题的否定可知:
¬p:∀x∈R,3x≠5,
故答案为:∀x∈R,3x≠5.
15.已知曲线f(x)=xex在点P(x0,f(x0))处的切线与直线y=x+1平行,则点P的坐标为 (0,0) .
【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】求出f(x)的导数,求得切线的斜率,由两直线平行的条件:斜率相等,可得x0为x+1=e﹣x的解,运用单调性可得方程的解,进而得到P的坐标.
【解答】解:f(x)=xex的导数为f′(x)=(x+1)ex,
可得切线的斜率为(x0+1)ex0,
由切线与直线y=x+1平行,可得
(x0+1)ex0=1,
即有x0为x+1=e﹣x的解,
由y=x+1﹣e﹣x,在R上递增,且x=0时,y=0.
即有x0=0,
则P的坐标为(0,0).
故答案为:(0,0).
16.已知f(x)=ax3+3x2﹣1存在的零点x0,且x0<0,则实数a的取值范围是 (﹣∞,﹣2) .
【考点】利用导数研究函数的极值;函数零点的判定定理.
【分析】讨论a的取值范围,求函数的导数判断函数的极值,根据函数极值和单调性之间的关系进行求解即可.
【解答】解:(i)当a=0时,f(x)=﹣3x2+1,令f(x)=0,解得x= ,函数f(x)有两个零点,舍去.
(ii)当a≠0时,f′(x)=3ax2+6x=3ax(x+ ),令f′(x)=0,解得x=0或﹣ .
①当a<0时,﹣ >0,当x>﹣ 或x<0,f′(x)<0,此时函数f(x)单调递减;当0<x<﹣ 时,f′(x)>0,此时函数f(x)单调递增.
∴故x=﹣ 是函数f(x)的极大值点,0是函数f(x)的极小值点.
∵函数f(x)=ax3+3x2﹣1存在的零点x0,且x0<0,则f(﹣ )=﹣ + ﹣1= ﹣1<0,
即a2>4得a>2(舍)或a<﹣2.
②当a>0时,﹣ <0,当x<﹣ 或x>0时,f′(x)>0,此时函数f(x)单调递增;
当﹣ <x<0时,f′(x)<0,此时函数f(x)单调递减.
∴x=﹣ 是函数f(x)的极大值点,0是函数f(x)的极小值点.
∵f(0)=﹣1<0,
∴函数f(x)在(0,+∞)上存在一个零点,此时不满足条件.
综上可得:实数a的取值范围是(﹣∞,﹣2).
故答案为:(﹣∞,﹣2).
三、解答题:本大题共7小题,共48分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知命题p:函数y=kx是增函数,q:方程 +y2=1表示焦点在x轴上的椭圆,若p∧(¬q)为真命题,求实数k的取值范围.
【考点】复合命题的真假.
【分析】命题p:函数y=kx是增函数,利用一次函数的单调性可得k>0.命题q:方程 +y2=1表示焦点在x轴上的椭圆,可得k>1.由于p∧(¬q)为真命题,可得p为真命题,q为假命题.即可得出.
【解答】解:命题p:函数y=kx是增函数,∴k>0.
命题q:方程 +y2=1表示焦点在x轴上的椭圆,∴k>1.
∵p∧(¬q)为真命题,∴p为真命题,q为假命题.
∴ ,解得0<k≤1.
∴实数k的取值范围是0<k≤1.
18.已知函数f(x)=2x3﹣6x2+m在[﹣2,2]上的值为3,求f(x)在[﹣2,2]上的最小值.
【考点】二次函数的性质.
【分析】求导并判断导数的正负,从而确定单调区间;由值建立方程求出m的值,进而求出最小值.
【解答】解:f′(x)=6x2﹣12x,令f′(x)=0,则x=0或x=2,
x (﹣∞,0) 0 (0,2) 2 (2,+∞)
f(x) 正 0 负 0 正
f(x) 递增 极大值 递减 极小值 递增
∴f(x)在[﹣2,0]上单调递增,在(0,2]上单调递减,
∴f(x)max=f(0)=m=3,
即f(x)=2x3﹣6x2+3,
又∵f(﹣2)=﹣37,f(2)=﹣5,
∴f(x)min=f(﹣2)=﹣37.
19.已知点P(1,﹣2)在抛物线C:y2=2px(p>0)上.
(1)求抛物线C的方程及其准线方程;
(2)若过抛物线C焦点F的直线l与抛物线C相交于A,B两个不同点,求|AB|的最小值.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】(1)根据点P(1,﹣2)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,可得p值,即可求抛物线C的方程及其准线方程;
(2)设直线l的方程为:x+my﹣1=0,代入y2=4x,整理得,y2+4my﹣4=0,利用韦达定理和抛物线的定义知|AB|=4(m2+1)≥4,由此能求出|AB|的最小值.
【解答】解:∵点P(1,﹣2)在抛物线C:y2=2px(p>0)上,
∴2p=4,解得:p=2,
∴抛物线C的方程为y2=4x,准线方程为x=﹣1;
(2)设直线l的方程为:x+my﹣1=0,
代入y2=4x,整理得,y2+4my﹣4=0
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则y1,y2是上述关于y的方程的两个不同实根,所以y1+y2=﹣4m
根据抛物线的定义知:|AB|=x1+x2+2=(1﹣my1)+(1﹣my2)=4(m2+1)
∴|AB|=4(m2+1)≥4,
当且仅当m=0时,|AB|有最小值4.
20.已知函数f(x)=x﹣ ﹣2alnx(a∈R).
(1)若函数f(x)在x= 处取得极值,求实数a的值;
(2)求证:当a≤1时,不等式f(x)≥0在[1,+∞)恒成立.
【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极值.
【分析】(1)求出函数的导数,根据f′( )=0,解出验证即可;(2)求出函数的导数,通过a的范围,确定导函数的符号,求出函数f(x)的单调性,从而判断f(x)的范围.
【解答】解:(1)f(x)的定义域是(0,+∞),
f′(x)=1+ ﹣ ,
∴f′( )=1+4(2a﹣1)﹣4a=0,解得:a= ,
∴a= 时,f′(x)= ,
∴f(x)在(0, )递增,在( ,1)递减,
f(x)在x= 处取得极值,
故a= 符合题意;
(2)f′(x)=1+ ﹣ = ,
当a≤1时,则2a﹣1≤1,
∴f′(x)>0在(1,+∞)恒成立,
函数f(x)递增,
∴f(x)≥f(1)=2(1﹣a)≥0.
21.已知函数f(x)=x﹣ ﹣2alnx(a∈R).
(1)若函数f(x)在x= 处取得极值,求实数a的值;
(2)若不等式f(x)≥0在[1,+∞)恒成立,求实数a的取值范围.
【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;利用导数研究函数的极值.
【分析】(1)求出函数的导数,根据f′( )=0,解出验证即可;
(2)依题意有:fmin(x,)≥0从而求出f(x)的导数,令f′(x)=0,得:x1=2a﹣1,x2=1,通过讨论①当2a﹣1≤1即a≤1时②当2a﹣1>1即a>1时,进而求出a的范围
【解答】解:(1)f(x)的定义域是(0,+∞),
f′(x)=1+ ﹣ ,
∴f′( )=1+4(2a﹣1)﹣4a=0,解得:a= ,
∴a= 时,f′(x)= ,
∴f(x)在(0, )递增,在( ,1)递减,
f(x)在x= 处取得极值,
故a= 符合题意;
(2)依题意有:fmin(x,)≥0
f′(x)= ,
令f′(x)=0,
得:x1=2a﹣1,x2=1,
①当2a﹣1≤1即a≤1时,
函数f'(x)≥0在[1,+∞)恒成立,
则f(x)在[1,+∞)单调递增,
于是fmin(x)=f(1)=2﹣2a≥0,
解得:a≤1;
②当2a﹣1>1即a>1时,
函数f(x)在[1,2a﹣1]单调递减,在[2a﹣1,+∞)单调递增,
于是fmin(x)=f(2a﹣1)<f(1)=2﹣2a<0,不合题意,
综上所述:实数a的取值范围是a≤1.
22.已知椭圆C: + =1(a>b>0)的离心率e= ,点P(﹣ ,1)在该椭圆上.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点A,B是椭圆C上关于直线y=kx+1对称的两点,求实数k的取值范围.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)根据离心率公式和点满足椭圆方程,结合b2=a2﹣c2,即可求得椭圆C的方程;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),y1≠y2,BA的中点(x0,y0),直线y=kx+1且k≠0,恒过(0,1),点B,A在椭圆上,化简可得y0= =﹣1,AB的中点在y=kx+1上,解得x0,利用 ,可得x=± ,推出k的不等式,得到结果.
【解答】解:(1)由已知e= = ,即c2= a2,b2=a2﹣c2= a2,
将P(﹣ ,1)代入椭圆方程,可得 + =1,
∴a=2,b= ,∴a2=4,∴b2=2,
∴椭圆C的方程为: + =1;
(2)椭圆C上存在点B,A关于直线y=kx+1对称,
设A(x1,y1),B(x2,y2),y1≠y2
AB的中点(x0,y0),直线y=kx+1且k≠0,恒过(0,1),
则x12+(y1﹣1)2=x22+(y2﹣1)2,
点B,A在椭圆上,
∴x12=4﹣2y12,x22=4﹣2y22,∴4﹣2y12+(y1﹣1)2=4﹣2y22+(y2﹣1)2,
化简可得:y12﹣y22=﹣2(y1﹣y2),即y1+y2=﹣2,
∴y0= =﹣1,
又因为AB的中点在y=kx+1上,所以y0=kx0+1,x0=﹣ ,
由 ,可得x=± ,
∴0<﹣ < ,或﹣ <﹣ <0,
即k<﹣ 或k> .
则k的取值范围是(﹣∞,﹣ )∪( ,+∞).
23.已知椭圆C: + =1(a>b>0)的离心率e= ,原点到直线 + =1的距离为 .
(1)求椭圆C的方程;
(2)若点A,B是椭圆C上关于直线y=kx+1对称的两点,求实数k的取值范围.
【考点】椭圆的简单性质.
【分析】(1)根据离心率公式和点到直线的距离公式,结合b2=a2﹣c2,即可求得椭圆C的方程;
(2)设A(x1,y1),B(x2,y2),y1≠y2,BA的中点(x0,y0),直线y=kx+1且k≠0,恒过(0,1),点B,A在椭圆上,化简可得y0= =﹣1,AB的中点在y=kx+1上,解得x0,利用 ,可得x=± ,推出k的不等式,得到结果.
【解答】解:(1)由已知e= = ,即c2= a2,b2=a2﹣c2= a2,
原点到直线 + =1的距离为 ,
即有 = ,
∴a=2,b= ,∴a2=4,∴b2=2,
∴椭圆C的方程为: + =1;
(2)椭圆C上存在点B,A关于直线y=kx+1对称,
设A(x1,y1),B(x2,y2),y1≠y2
AB的中点(x0,y0),直线y=kx+1且k≠0,恒过(0,1),
则x12+(y1﹣1)2=x22+(y2﹣1)2,
点B,A在椭圆上,
∴x12=4﹣2y12,x22=4﹣2y22,∴4﹣2y12+(y1﹣1)2=4﹣2y22+(y2﹣1)2,
化简可得:y12﹣y22=﹣2(y1﹣y2),即y1+y2=﹣2,
∴y0= =﹣1,
又因为AB的中点在y=kx+1上,所以y0=kx0+1,x0=﹣ ,
由 ,可得x=± ,
∴0<﹣ < ,或﹣ <﹣ <0,
即k<﹣ 或k> .
则k的取值范围是(﹣∞,﹣ )∪( ,+∞)
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