(时间120分钟,满分150分)
一、选择题(本大题共12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.(2014·北京高考)设a,b是实数,则“a>b”是“a2>b2”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.既不充分也不必要条件
【解析】 设a=1,b=-2,则有a>b,但a2
【答案】 D
2.过点P(1,-3)的抛物线的标准方程为( )
A.x2=y或x2=-y
B.x2=y
C.y2=-9x或x2=y
D.x2=-y或y2=9x
【解析】 P(1,-3)在第四象限,所以抛物线只能开口向右或向下,设方程为y2=2px(p>0)或x2=-2py(p>0),代入P(1,-3)得y2=9x或x2=-y.故选D.
【答案】 D
3.(2016·南阳高二检测)下列命题中,正确命题的个数是( )
①命题“若x2-3x+2=0,则x=1”的逆否命题为“若x≠1,则x2-3x+2≠0”;
②“p∨q为真”是“p∧q为真”的充分不必要条件;
③若p∧q为假命题,则p,q均为假命题;
④对命题p:∃x0∈R,使得x+x0+1<0,则¬p:∀x∈R,均有x2+x+1≥0.
A.1 B.2 C.3 D.4
【解析】 ①正确;②由p∨q为真可知,p,q至少有一个是真命题即可,所以p∧q不一定是真命题;反之,p∧q是真命题,p,q均为真命题,所以p∨q一定是真命题,②不正确;③若p∧q为假命题,则p,q至少有一个假命题,③不正确;④正确.
【答案】 B
4.函数f(x)=x2+2xf′(1),则f(-1)与f(1)的大小关系为( )
A.f(-1)=f(1) B.f(-1)
【解析】 f′(x)=2x+2f′(1),
令x=1,得f′(1)=2+2f′(1),∴f′(1)=-2.
∴f(x)=x2+2x·f′(1)=x2-4x,
f(1)=-3,f(-1)=5.
∴f(-1)>f(1).
【答案】 C
5.(2014·福建高考)命题“∀x∈[0,+∞),x3+x≥0”的否定是( )
A.∀x∈(-∞,0),x3+x<0
B.∀x∈(-∞,0),x3+x≥0
C.∃x0∈[0,+∞),x+x0<0
D.∃x0∈[0,+∞),x+x0≥0
【解析】 故原命题的否定为:∃x0∈[0,+∞),x+x0<0.故选C.
【答案】 C
6.已知双曲线的离心率e=2,且与椭圆+=1有相同的焦点,则该双曲线的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x
C.y=±x D.y=±2x
【解析】 双曲线的焦点为F(±4,0),e==2,∴a=2,b==2,∴渐近线方程为y=±x=±x.
【答案】 C
7.已知双曲线-=1(a>0,b>0)的两条渐近线与抛物线y2=2px(p>0)的准线分别交于A,B两点,O为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB的面积为,则p=( ) 【导学号:26160107】
A.1 B. C.2 D.3
【解析】 因为双曲线的离心率e==2,所以b=a,所以双曲线的渐近线方程为y=±x=±x,与抛物线的准线x=-相交于A,B,所以△AOB的面积为××p=,又p>0,所以p=2.
【答案】 C
8.点P在曲线y=x3-x+3上移动,过点P的切线的倾斜角的取值范围为( )
A.[0,π) B.∪
C.∪ D.∪
【解析】 f′(x)=3x2-1≥-1,即切线的斜率k≥-1,所以切线的倾斜角的范围为∪.
【答案】 B
9.椭圆有如下的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经椭圆反射后必过椭圆的另一个焦点.今有一个水平放置的椭圆形台球盘,点A,B是它的两个焦点,其长轴长为2a,焦距为2c(a>c>0),静放在点A的小球(小球的半径不计),从点A沿直线出发,经椭圆壁反弹后第一次回到点A时,小球经过的路程是( )
A.2(a-c) B.2(a+c)
C.4a D.以上答案均有可能
【解析】 如图,本题应分三种情况讨论:
当小球沿着x轴负方向从点A出发,经椭圆壁反弹后第一次回到点A时,小球经过的路程是2(a-c);
当小球沿着x轴正方向从点A出发,经椭圆壁反弹后第一次回到点A时,小球经过的路程是2(a+c);
当是其他情况时,从点A沿直线出发,经椭圆壁反弹后第一次回到点A时,小球经过的路程是4a.
【答案】 D
10.若函数f(x)=kx3+3(k-1)x2-k2+1在区间(0,4)上是减函数,则k的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【解析】 f′(x)=3kx2+6(k-1)x.
由题意知3kx2+6(k-1)x≤0,
即kx+2k-2≤0在(0,4)上恒成立,
得k≤,x∈(0,4),又<<1,∴k≤.
【答案】 D
11.若直线y=2x与双曲线-=1(a>0,b>0)有公共点,则双曲线的离心率的取值范围为( )
A.(1, ) B.(,+∞)
C.(1, ] D.[,+∞)
【解析】 双曲线的两条渐近线中斜率为正的渐近线为y=x.由条件知,应有>2,
故e===>.
【答案】 B
12.(2014·湖南高考)若0
B.ex2-ex1
D.x2ex1
令f′(x)=0,得xex-1=0.
根据函数y=ex与y=的图象,可知两函数图象交点x0∈(0,1),因此函数f(x)在(0,1)上不是单调函数,故A,B选项不正确.
设g(x)=(0
又0
∴x2ex1>x1ex2.
【答案】 C
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分,将答案填在题中的横线上)
13.已知a,b,c∈R,命题“若a+b+c=3,则a2+b2+c2≥3”的否命题是________.
【解析】 a+b+c=3的否定是a+b+c≠3,
a2+b2+c2≥3的否定是a2+b2+c2<3.
【答案】 若a+b+c≠3,则a2+b2+c2<3
14.曲线y=xex+2x+1在点(0,1)处的切线方程为________________. 【导学号:26160108】
【解析】 y′=ex+xex+2,k=y′|x=0=e0+0+2=3,
所以切线方程为y-1=3(x-0),
即3x-y+1=0.
【答案】 3x-y+1=0
15.如图1为函数f(x)=ax3+bx2+cx+d的图象,f′(x)为函数f(x)的导函数,则不等式xf′(x)<0的解集为________________.
图1
【解析】 当x<0时,f′(x)>0,此时f(x)为增函数,
由图象可知x∈(-∞,-);
当x>0时,f′(x)<0,此时f(x)为减函数,由图象可知x∈(0, ).
∴xf′(x)<0的解集为(-∞,-)∪(0, ).
【答案】 (-∞,-)∪(0, )
16.若O和F分别是椭圆+=1的中心和左焦点,点P为椭圆上的任意一点,则·的最大值为________.
【解析】 由椭圆+=1可得点F(-1,0),点O(0,0),设P(x,y),-2≤x≤2,则·=x2+x+y2=x2+x+3=x2+x+3=(x+2)2+2,当且仅当x=2时,·取得最大值6.
【答案】 6
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.(本小题满分10分)设命题p:方程+=1表示的曲线是双曲线;命题q:∃x∈R,3x2+2mx+m+6<0.若命题p∧q为假命题,p∨q为真命题,求实数m的取值范围.
【解】 对于命题p,因为方程+=1表示的曲线是双曲线,所以(1-2m)(m+4)<0,解得m<-4或m>,则命题p:m<-4或m>.
对于命题q,因为∃x∈R,3x2+2mx+m+6<0,即不等式3x2+2mx+m+6<0在实数集R上有解,
所以Δ=(2m)2-4×3×(m+6)>0,
解得m<-3或m>6.
则命题q:m<-3或m>6.
因为命题p∧q为假命题,p∨q为真命题,所以命题p与命题q有且只有一个为真命题.
若命题p为真命题且命题q为假命题,
即得
即得-4≤m<-3.
综上,实数m的取值范围为[-4,-3)∪.
18.(本小题满分12分)设函数f(x)=x3+bx2+cx(x∈R),已知g(x)=f(x)-f′(x)是奇函数.
(1)求b,c的值;
(2)求g(x)的单调区间与极值.
【解】 (1)∵f(x)=x3+bx2+cx,
∴f′(x)=3x2+2bx+c.
从而g(x)=f(x)-f′(x)
=x3+bx2+cx-(3x2+2bx+c)
=x3+(b-3)x2+(c-2b)x-c
∵g(x)是奇函数,
∴-x3+(b-3)x2-(c-2b)x-c
=-[x3+(b-3)x2+(c-2b)x-c]
得(b-3)x2-c=0对x∈R都成立.
∴得b=3,c=0.
(2)由(1)知g(x)=x3-6x,从而g′(x)=3x2-6,由此可知,(-∞,-)和(,+∞)是函数g(x)的单调递增区间;(-, )是函数g(x)的单调递减区间.g(x)在x=-时,取得极大值,极大值为4,g(x)在x=时,取得极小值,极小值为-4.
19.(本小题满分12分)已知抛物线y2=4x截直线y=2x+b所得的弦长为|AB|=3.
(1)求b的值; 【导学号:26160109】
(2)在x轴上求一点P,使△APB的面积为39.
【解】 (1)联立方程组消去y,得方程:4x2+(4b-4)x+b2=0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
x1+x2=1-b,x1x2=,
|AB|=
==3,
解得b=-4.
(2)将b=-4代入直线y=2x+b,得AB所在的直线方程为2x-y-4=0,
设P(a,0),则P到直线AB的距离为d=.
△APB的面积S=××3=39,则a=-11或15,
所以P点的坐标为(-11,0)或(15,0).
20.(本小题满分12分)某商品每件成本9元,售价30元,每星期卖出432件.如果降低价格,销售量可以增加,且每星期多卖出的商品件数与商品单价的降低值x(单位:元,0≤x≤30)的平方成正比,已知商品单价降低2元时,一星期多卖出24件.
(1)将一个星期的商品销售利润表示成x的函数;
(2)如何定价才能使一个星期的商品销售利润最大?
【解】 (1)设商品降低x元时,多卖出的商品件数为kx2,若记商品在一个星期的销售利润为f(x),
则依题意有f(x)=(30-x-9)·(432+kx2)
=(21-x)·(432+kx2),
又由已知条件24=k·22,于是有k=6,
所以f(x)=-6x3+126x2-432x+9 072,x∈[0,30].
(2)根据(1),有f′(x)=-18x2+252x-432
=-18(x-2)(x-12).
当x变化时,f(x)与f′(x)的变化情况如下表:
x
[0,2)
2
(2,12)
12
(12,30]
f′(x)
-
0
+
0
-
f(x)
极小值
极大值
故x=12时,f(x)取到极大值.
因为f(0)=9 072,f(12)=11 664,
所以定价为30-12=18(元)能使一个星期的商品销售利润最大.
21.(本小题满分12分)(2016·大连高二检测)已知函数f(x)=x2+aln x(a<0).
(1)若a=-1,求函数f(x)的极值;
(2)若∀x>0,不等式f(x)≥0恒成立,求实数a的取值范围.
【解】 由题意,x>0.
(1)当a=-1时,f(x)=x2-ln x,
f′(x)=x-,
令f′(x)=x->0,解得x>1,
所以f(x)的单调增区间为(1,+∞);
f′(x)=x-<0,得0
所以函数f(x)在x=1处有极小值f(1)=.
(2)因为a<0,f′(x)=x+.
令f′(x)=0,所以x=,
列表:
x
(0,)
(,+∞)
f′(x)
-
0
+
f(x)
极小值
这时f(x)min=f()=-+aln,
因为∀x>0,不等式f(x)≥0恒成立,
所以-+aln≥0,所以a≥-e,
所以a的取值范围为[-e,0).
22.(本小题满分12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)过点A,且离心率e=.
(1)求椭圆C的标准方程;
(2)若直线l:y=kx+m(k≠0)与椭圆交于不同的两点M、N,且线段MN的垂直平分线过定点G,求k的取值范围.
【导学号:26160110】
【解】 (1)由题意e=,
即e==,∴a=2c.
∴b2=a2-c2=(2c)2-c2=3c2.
∴椭圆C的方程可设为+=1.
代入A,得+=1.
解得c2=1,
∴所求椭圆C的方程为+=1,
(2)由方程组
消去y,得(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0.
由题意,Δ=(8km)2-4(3+4k2)(4m2-12)>0,
整理得:3+4k2-m2>0,①
设M(x1,y1),N(x2,y2),
MN的中点为P(x0,y0),
x0==-,
y0=kx0+m=.
由已知,MN⊥GP,即kMN·kGP=-1,
即k·=-1,
整理得:m=-.
代入①式,并整理得:k2>,
即|k|>,∴k∈∪.