22. (本小题满分12分)(理科)设函数
R.
(I)求函数
的最值;
(II)给出定理:如果函数
在区间[
]上连续,并且有
,那么,函数
在区间
内有零点,即存在
.
运用上述定理判断,当
时,函数
在区间
内是否存在零点.
答案:(I)∵
,
令
……………………3分
|
由(*)知f(x)无最大值. ……………………6分
(II)函数f(x)在[m,2m]上连续,
![]()
∴
上递增. ……………………8分
由
……………………10分
又![]()
根据定理,可判断函数f(x)在区间(m,2m)上存在零点. …………12分
(文科)已知函数
(a、b∈R).
(I)若函数
处取得极值,且极小值为-1,
求f(x)的解析式;
(II)若
,函数
图象上的任意一点的切线斜率为k,当k≥-1恒成立时,求实数a的取值范围.
答案:(I)由
得
∴
得a=6. ……………………………………3分
当x<0,![]()
故当
达到极小值![]()
∴f(x)=-x3+6x2-1…………6分
(II)当
恒成立,
即令
对一切
恒成立, …………9分
只需![]()
所以,实数a的取值范围为
………………………………12分
21. (本小题满分12分)已知椭圆
的焦点在
轴上,一个顶点的坐标是
,离心率等于
.
(Ⅰ)求椭圆
的方程;
(Ⅱ)过椭圆
的右焦点
作直线
交椭圆
于
两点,交
轴于
点,若
,
,求证:
为定值.
答案:(Ⅰ)设椭圆
的方程为
,则由题意知
.
∴
.即
.∴
.
∴ 椭圆
的方程为
. ---------------5分
(Ⅱ)方法一:设
点的坐标分别为
,
又易知
点的坐标为
.
∵
,∴
.
∴
,
.
----------------7分
将
点坐标代入到椭圆方程中得:
,
去分母整理,得
. ---------------10分
同理,由
可得:
.
∴
,
是方程
的两个根,
∴
. -----------------12分
方法二:设
点的坐标分别为
,又易知
点的坐标为
.
显然直线
存在斜率,设直线
的斜率为
,则直线
的方程是
.
将直线
的方程代入到椭圆
的方程中,消去
并整理得
. ------------8分
∴
,
.
又 ∵
,
,
将各点坐标代入得
,
.---------10分
.------12分
20. (本小题满分12分)(理科)在等比数列{an}中,首项为
,公比为
,
表示其前n项和.
(I)记
=A,
= B,
= C,证明A,B,C成等比数列;
(II)若
,
,记数列
的前n项和为
,当n取何值时,
有最小值.
答案:(I)当
时,
,
,
,可见A,B,C成等比数列;
----2分
当
时,
,
,
.
故有
,
.可得
,这说明A,B,C成等比数列.
综上,A,B,C成等比数列. ----6分
(II)若
,则
,与题设矛盾,此情况不存在;
若
,则
,故有
,解得
. --8分
所以
,可知
.所以数列
是以
为首项,1为公差的等差数列.
令
,即
.
因为
,所以
, ----10分
即得
,
可知满足
的最大的n值为11.
所以,数列
的前11项均为负值,从第12项开始都是正数.因此,当
时,
有最小值. ----12分
(文科)已知数列
的首项为1,前
项和为
,且满足
,
.数列
满足
.
(I) 求数列
的通项公式;
(II) 当
时,试比较
与
的大小,并说明理由.
答案:(I) 由
… (1) , 得
… (2),
由 (2)-(1) 得
, 整理,得
,
.
所以,数列
,
,
,…,
,…是以4为公比的等比数列.
其中,
,
所以
.
(II)由题意,
.
当
时,
![]()
![]()
![]()
,
所以
.
19.
(本小题满分12分)如图,侧棱垂直底面的三棱柱
的
底面
位于平行四边形
中,
,
,
,点
为
中点.
(Ⅰ)求证:平面
平面
.
(Ⅱ)设二面角
的大小为
,直线
与平面
所成的角为
,求
的值.
答案:(Ⅰ)法一、在平行四边形
中, ∵
,
,
,点
为
中点.
∴
,
,从而
,即
.----------3分
又
面
,
面![]()
∴
,而
, ∴
平面
.
∵
平面
∴平面
平面
.----------6分
法二、∵
,
,
,点
为
中点.
∴
,
,
,
∴
. ----------3分
又
面
,
面
,∴
,
而
,∴
平面
∵
平面
,
∴平面
平面
. ----------6分
(Ⅱ)方法一、由(Ⅰ)可知
,![]()
∴
为二面角
的平面角,即![]()
,
在
中,
,
,
.----------8分
以
为原点,建立空间直角坐标系
如图所示,
其中
,
,
,
,
,
,
设
为平面
的一个法向量,则
,∴
即
----------10分
令
,得平面
的一个法向量
,
则
,
又
, ∴
,
∴
,
即
. ----------12分
方法二、由(Ⅰ)可知
,![]()
∴
为二面角
的平面角,即![]()
,
在
中,
,
,
.
----------8分
过点
在平面
内作
于
,连结
,
则由平面
平面
,且平面
平面
,得
平面![]()
∴
为直线
与平面
所成的角,即
. ----------10分
在
中,
,
,
.
∴
,
即
. ----------12分
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