2017年高考理数真题试卷(天津卷)
一、选择题: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.(2017·天津)设集合A={1,2,6},B={2,4},C={x∈R|﹣1≤x≤5},则(A∪B)∩C=( )
A.{2} B.{1,2,4}
C.{1,2,4,5} D.{x∈R|﹣1≤x≤5}
2.(2017·天津)设变量x,y满足约束条件 ,则目标函数z=x+y的最大值为( )
A. B.1 C. D.3
3.(2017·天津)阅读右面的程序框图,运行相应的程序,若输入N的值为24,则输出N的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
4.(2017·天津)设θ∈R,则“|θ﹣ |< ”是“sinθ< ”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
5.(2017·天津)已知双曲线 ﹣ =1(a>0,b>0)的左焦点为F,离心率为 .若经过F和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,则双曲线的方程为( )
A. =1 B. =1 C. =1 D. =1
6.(2017·天津)已知奇函数f(x)在R上是增函数,g(x)=xf(x).若a=g(﹣log25.1),b=g(20.8),c=g(3),则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<b<a C.b<a<c D.b<c<a
7.(2017·天津)设函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<x.若f( )=2,f( )=0,且f(x)的最小正周期大于2π,则( )
A.ω= ,φ= B.ω= ,φ=﹣
C.ω= ,φ=﹣ D.ω= ,φ=
8.(2017·天津)已知函数f(x)= ,设a∈R,若关于x的不等式f(x)≥| +a|在R上恒成立,则a的取值范围是( )
A.[﹣ ,2] B.[﹣ , ]
C.[﹣2 ,2] D.[﹣2 , ]
二、二.填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.
9.(2017·天津)已知a∈R,i为虚数单位,若 为实数,则a的值为 .
10.(2017·天津)已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为 .
11.(2017·天津)在极坐标系中,直线4ρcos(θ﹣ )+1=0与圆ρ=2sinθ的公共点的个数为 .
12.(2017·天津)若a,b∈R,ab>0,则 的最小值为 .
13.(2017·天津)在△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC=2.若 =2 , =λ ﹣ (λ∈R),且 =﹣4,则λ的值为 .
14.(2017·天津)用数字1,2,3,4,5,6,7,8,9组成没有重复数字,且至多有一个数字是偶数的四位数,这样的四位数一共有 个.(用数字作答)
三、三.解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.(2017·天津)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a>b,a=5,c=6,sinB= .
(Ⅰ)求b和sinA的值;
(Ⅱ)求sin(2A+ )的值.
16.(2017·天津)从甲地到乙地要经过3个十字路口,设各路口信号灯工作相互独立,且在各路口遇到红灯的概率分别为 , , .
(Ⅰ)设X表示一辆车从甲地到乙地遇到红灯的个数,求随机变量X的分布列和数学期望;
(Ⅱ)若有2辆车独立地从甲地到乙地,求这2辆车共遇到1个红灯的概率.
17.(2017·天津)如图,在三棱锥P﹣ABC中,PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.点D,E,N分别为棱PA,PC,BC的中点,M是线段AD的中点,PA=AC=4,AB=2.
(Ⅰ)求证:MN∥平面BDE;
(Ⅱ)求二面角C﹣EM﹣N的正弦值;
(Ⅲ)已知点H在棱PA上,且直线NH与直线BE所成角的余弦值为 ,求线段AH的长.
18.(2017·天津)已知{an}为等差数列,前n项和为Sn(n∈N+),{bn}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4﹣2a1,S11=11b4.
(Ⅰ)求{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{a2nb2n﹣1}的前n项和(n∈N+).
19.(2017·天津)设椭圆 + =1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,离心率为 .已知A是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,F到抛物线的准线l的距离为 .
(Ⅰ)求椭圆的方程和抛物线的方程;
(Ⅱ)设l上两点P,Q关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点B(B异于A),直线BQ与x轴相交于点D.若△APD的面积为 ,求直线AP的方程.
20.(2017·天津)设a∈Z,已知定义在R上的函数f(x)=2x4+3x3﹣3x2﹣6x+a在区间(1,2)内有一个零点x0,g(x)为f(x)的导函数.
(Ⅰ)求g(x)的单调区间;
(Ⅱ)设m∈[1,x0)∪(x0,2],函数h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m),求证:h(m)h(x0)<0;
(Ⅲ)求证:存在大于0的常数A,使得对于任意的正整数p,q,且 ∈[1,x0)∪(x0,2],满足| ﹣x0|≥ .
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】交、并、补集的混合运算
【解析】【解答】解:∵A={1,2,6},B={2,4},∴A∪B={1,2,4,6},
又C={x∈R|﹣1≤x≤5},∴(A∪B)∩C={1,2,4}.
故选:B.
【分析】由并集概念求得A∪B,再由交集概念得答案.
2.【答案】D
【知识点】二元一次不等式(组)与平面区域;简单线性规划
【解析】【解答】解:变量x,y满足约束条件 的可行域如图:
目标函数z=x+y结果可行域的A点时,目标函数取得最大值,
由 可得A(0,3),目标函数z=x+y的最大值为:3.
故选:D.
【分析】画出约束条件的可行域,利用目标函数的最优解求解即可.
3.【答案】C
【知识点】选择结构;循环结构;程序框图
【解析】【解答】解:第一次N=24,能被3整除,N= ≤3不成立,
第二次N=8,8不能被3整除,N=8﹣1=7,N=7≤3不成立,
第三次N=7,不能被3整除,N=7﹣1=6,N= =2≤3成立,
输出N=2,
故选:C
【分析】根据程序框图,进行模拟计算即可.
4.【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;正弦函数的图象;正弦函数的性质;含绝对值不等式的解法
【解析】【解答】解:|θ﹣ |< ﹣ <θ﹣ < 0<θ< ,
sinθ< ﹣ +2kπ<θ< +2kπ,k∈Z,
则(0, ) [﹣ +2kπ, +2kπ],k∈Z,
可得“|θ﹣ |< ”是“sinθ< ”的充分不必要条件.
故选:A.
【分析】运用绝对值不等式的解法和正弦函数的图象和性质,化简两已知不等式,结合充分必要条件的定义,即可得到结论.
5.【答案】B
【知识点】斜率的计算公式;两条直线平行的判定;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:设双曲线的左焦点F(﹣c,0),离心率e= = ,c= a,
则双曲线为等轴双曲线,即a=b,
双曲线的渐近线方程为y=± x=±x,
则经过F和P(0,4)两点的直线的斜率k= = ,
则 =1,c=4,则a=b=2 ,
∴双曲线的标准方程: ;
故选B.
【分析】由双曲线的离心率为 ,则双曲线为等轴双曲线,即渐近线方程为y=±x,根据直线的斜率公式,即可求得c的值,求得a和b的值,即可求得双曲线方程.
6.【答案】C
【知识点】函数单调性的判断与证明;函数单调性的性质;函数的奇偶性;利用对数函数的单调性比较大小;对数函数的图象与性质
【解析】【解答】解:奇函数f(x)在R上是增函数,当x>0,f(x)>f(0)=0,且f′(x)>0,
∴g(x)=xf(x),则g′(x)=f(x)+xf′(x)>0,
∴g(x)在(0,+∞)单调递增,且g(x)=xf(x)偶函数,
∴a=g(﹣log25.1)=g(log25.1),
则2<﹣log25.1<3,1<20.8<2,
由g(x)在(0,+∞)单调递增,则g(20.8)<g(log25.1)<g(3),
∴b<a<c,
故选C.
【分析】由奇函数f(x)在R上是增函数,则g(x)=xf(x)偶函数,且在(0,+∞)单调递增,则a=g(﹣log25.1)=g(log25.1),则2<﹣log25.1<3,1<20.8<2,即可求得b<a<c
7.【答案】A
【知识点】含三角函数的复合函数的周期;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式
【解析】【解答】解:由f(x)的最小正周期大于2π,得 ,
又f( )=2,f( )=0,得 ,
∴T=3π,则 ,即 .
∴f(x)=2sin(ωx+φ)=2sin( x+φ),
由f( )= ,得sin(φ+ )=1.
∴φ+ = ,k∈Z.
取k=0,得φ= <π.
∴ ,φ= .
故选:A.
【分析】由题意求得 ,再由周期公式求得ω,最后由若f( )=2求得φ值.
8.【答案】A
【知识点】函数恒成立问题;分段函数的应用
【解析】【解答】解:当x≤1时,关于x的不等式f(x)≥| +a|在R上恒成立,
即为﹣x2+x﹣3≤ +a≤x2﹣x+3,
即有﹣x2+ x﹣3≤a≤x2﹣ x+3,
由y=﹣x2+ x﹣3的对称轴为x= <1,可得x= 处取得最大值﹣ ;
由y=x2﹣ x+3的对称轴为x= <1,可得x= 处取得最小值 ,
则﹣ ≤a≤ ①
当x>1时,关于x的不等式f(x)≥| +a|在R上恒成立,
即为﹣(x+ )≤ +a≤x+ ,
即有﹣( x+ )≤a≤ + ,
由y=﹣( x+ )≤﹣2 =﹣2 (当且仅当x= >1)取得最大值﹣2 ;
由y= x+ ≥2 =2(当且仅当x=2>1)取得最小值2.
则﹣2 ≤a≤2②
由①②可得,﹣ ≤a≤2.
故选:A.
【分析】讨论当x≤1时,运用绝对值不等式的解法和分离参数,可得﹣x2+ x﹣3≤a≤x2﹣ x+3,再由二次函数的最值求法,可得a的范围;讨论当x>1时,同样可得﹣( x+ )≤a≤ + ,再由基本不等式可得最值,可得a的范围,求交集即可得到所求范围.
9.【答案】﹣2
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:a∈R,i为虚数单位,
= = = ﹣ i
由 为实数,
可得﹣ =0,
解得a=﹣2.
故答案为:﹣2.
【分析】运用复数的除法法则,结合共轭复数,化简 ,再由复数为实数的条件:虚部为0,解方程即可得到所求值.
10.【答案】
【知识点】球的体积和表面积
【解析】【解答】解:设正方体的棱长为a,
∵这个正方体的表面积为18,
∴6a2=18,
则a2=3,即a= ,
∵一个正方体的所有顶点在一个球面上,
∴正方体的体对角线等于球的直径,
即 a=2R,
即R= ,
则球的体积V= π ( )3= ;
故答案为: .
【分析】根据正方体和球的关系,得到正方体的体对角线等于直径,结合球的体积公式进行计算即可.
11.【答案】2
【知识点】直线与圆的位置关系;简单曲线的极坐标方程;极坐标系和平面直角坐标的区别
【解析】【解答】解:直线4ρcos(θ﹣ )+1=0展开为:4ρ +1=0,化为:2 x+2y+1=0.
圆ρ=2sinθ即ρ2=2ρsinθ,化为直角坐标方程:x2+y2=2y,配方为:x2+(y﹣1)2=1.
∴圆心C(0,1)到直线的距离d= = <1=R.
∴直线4ρcos(θ﹣ )+1=0与圆ρ=2sinθ的公共点的个数为2.
故答案为:2.
【分析】把极坐标方程化为直角坐标方程,求出圆心到直线的距离d,与半径比较即可得出位置关系.
12.【答案】4
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】解:a,b∈R,ab>0,
∴ ≥
=
=4ab+ ≥2 =4,
当且仅当 ,
即 ,
即a= ,b= 或a=﹣ ,b=﹣ 时取“=”;
∴上式的最小值为4.
故答案为:4.
【分析】两次利用基本不等式,即可求出最小值,需要注意不等式等号成立的条件是什么.
13.【答案】
【知识点】平面向量加法运算;平面向量减法运算;平面向量数乘的运算;平面向量数量积的坐标表示;平面向量的数量积运算
【解析】【解答】解:如图所示,
△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC=2,
=2 ,
∴ = +
= +
= + ( ﹣ )
= + ,
又 =λ ﹣ (λ∈R),
∴ =( + ) (λ ﹣ )
=( λ﹣ ) ﹣ + λ
=( λ﹣ )×3×2×cos60°﹣ ×32+ λ×22=﹣4,
∴ λ=1,
解得λ= .
故答案为: .
【分析】根据题意画出图形,结合图形,利用 、 表示出 ,
再根据平面向量的数量积 列出方程求出λ的值.
14.【答案】1080
【知识点】基本计数原理的应用;排列、组合的实际应用
【解析】【解答】解:根据题意,分2种情况讨论:
①、四位数中没有一个偶数数字,即在1、3、5、7、9种任选4个,组成一共四位数即可,
有A54=120种情况,即有120个没有一个偶数数字四位数;
②、四位数中只有一个偶数数字,
在1、3、5、7、9种选出3个,在2、4、6、8中选出1个,有C53 C41=40种取法,
将取出的4个数字全排列,有A44=24种顺序,
则有40×24=960个只有一个偶数数字的四位数;
则至多有一个数字是偶数的四位数有120+960=1080个;
故答案为:1080.
【分析】根据题意,要求四位数中至多有一个数字是偶数,分2种情况讨论:①、四位数中没有一个偶数数字,②、四位数中只有一个偶数数字,分别求出每种情况下四位数的数目,由分类计数原理计算可得答案.
15.【答案】解:(Ⅰ)在△ABC中,∵a>b,
故由sinB= ,可得cosB= .
由已知及余弦定理,有 =13,
∴b= .
由正弦定理 ,得sinA= .
∴b= ,sinA= ;
(Ⅱ)由(Ⅰ)及a<c,得cosA= ,∴sin2A=2sinAcosA= ,
cos2A=1﹣2sin2A=﹣ .
故sin(2A+ )= = .
【知识点】两角和与差的正弦公式;同角三角函数间的基本关系;正弦定理;余弦定理;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(Ⅰ)由已知结合同角三角函数基本关系式求得cosB,再由余弦定理求得b,利用正弦定理求得sinA;
(Ⅱ)由同角三角函数基本关系式求得cosA,再由倍角公式求得sin2A,cos2A,展开两角和的正弦得答案.
16.【答案】解:(Ⅰ)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3;
则P(X=0)=(1﹣ )×(1﹣ )(1﹣ )= ,
P(X=1)= ×(1﹣ )×(1﹣ )+(1﹣ )× ×(1﹣ )+(1﹣ )×(1﹣ )× = ,
P(X=2)=(1﹣ )× × + ×(1﹣ )× + × ×(1﹣ )= ,
P(X=3)= × × = ;
所以,随机变量X的分布列为
X 0 1 2 3
P
随机变量X的数学期望为E(X)=0× +1× +2× +3× = ;
(Ⅱ)设Y表示第一辆车遇到红灯的个数,Z表示第二辆车遇到红灯的个数,
则所求事件的概率为
P(Y+Z=1)=P(Y=0,Z=1)+P(Y=1,Z=0)
=P(Y=0) P(Z=1)+P(Y=1) P(Z=0)
= × + ×
= ;
所以,这2辆车共遇到1个红灯的概率为 .
【知识点】离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差;条件概率与独立事件
【解析】【分析】(Ⅰ)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3,求出对应的概率值,
写出它的分布列,计算数学期望值;
(Ⅱ)利用相互独立事件同时发生的概率公式计算所求事件的概率值.
17.【答案】(Ⅰ)证明:取AB中点F,连接MF、NF,
∵M为AD中点,∴MF∥BD,
∵BD 平面BDE,MF 平面BDE,∴MF∥平面BDE.
∵N为BC中点,∴NF∥AC,
又D、E分别为AP、PC的中点,∴DE∥AC,则NF∥DE.
∵DE 平面BDE,NF 平面BDE,∴NF∥平面BDE.
又MF∩NF=F.
∴平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;
(Ⅱ)解:∵PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.
∴以A为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.
∵PA=AC=4,AB=2,
∴A(0,0,0),B(2,0,0),C(0,4,0),M(0,0,1),N(1,2,0),E(0,2,2),
则 , ,
设平面MEN的一个法向量为 ,
由 ,得 ,取z=2,得 .
由图可得平面CME的一个法向量为 .
∴cos< >= .
∴二面角C﹣EM﹣N的余弦值为 ,则正弦值为 ;
(Ⅲ)解:设AH=t,则H(0,0,t), , .
∵直线NH与直线BE所成角的余弦值为 ,
∴|cos< >|=| |=| |= .
解得:t=4.
∴当H与P重合时直线NH与直线BE所成角的余弦值为 ,此时线段AH的长为4.
【知识点】异面直线及其所成的角;平面与平面平行的判定;平面与平面平行的性质;用空间向量研究二面角;二面角的平面角及求法
【解析】【分析】(Ⅰ)取AB中点F,连接MF、NF,由已知可证MF∥平面BDE,NF∥平面BDE.得到平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;
(Ⅱ)由PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.可以A为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.求出平面MEN与平面CME的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值得二面角C﹣EM﹣N的余弦值,进一步求得正弦值;
(Ⅲ)设AH=t,则H(0,0,t),求出 的坐标,结合直线NH与直线BE所成角的余弦值为 列式求得线段AH的长.
18.【答案】解:(Ⅰ)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.
由已知b2+b3=12,得b1(q+q2)=12,而b1=2,所以q+q2﹣6=0.
又因为q>0,解得q=2.所以,bn=2n.
由b3=a4﹣2a1,可得3d﹣a1=8①.
由S11=11b4,可得a1+5d=16②,
联立①②,解得a1=1,d=3,由此可得an=3n﹣2.
所以,数列{an}的通项公式为an=3n﹣2,数列{bn}的通项公式为bn=2n.
(Ⅱ)设数列{a2nb2n﹣1}的前n项和为Tn,
由a2n=6n﹣2,b2n﹣1= 4n,有a2nb2n﹣1=(3n﹣1)4n,
故Tn=2×4+5×42+8×43+…+(3n﹣1)4n,
4Tn=2×42+5×43+8×44+…+(3n﹣1)4n+1,
上述两式相减,得﹣3Tn=2×4+3×42+3×43+…+3×4n﹣(3n﹣1)4n+1
= =﹣(3n﹣2)4n+1﹣8
得Tn= .
所以,数列{a2nb2n﹣1}的前n项和为 .
【知识点】数列的求和;数列的递推公式;等差数列与等比数列的综合
【解析】【分析】(Ⅰ)设出公差与公比,利用已知条件求出公差与公比,然后求解{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)化简数列的通项公式,利用错位相减法求解数列的和即可.
19.【答案】(Ⅰ)解:设F的坐标为(﹣c,0).
依题意可得 ,
解得a=1,c= ,p=2,于是b2=a2﹣c2= .
所以,椭圆的方程为x2+ =1,抛物线的方程为y2=4x.
(Ⅱ)解:直线l的方程为x=﹣1,设直线AP的方程为x=my+1(m≠0),
联立方程组 ,解得点P(﹣1,﹣ ),故Q(﹣1, ).
联立方程组 ,消去x,整理得(3m2+4)y2+6my=0,解得y=0,或y=﹣ .
∴B( , ).
∴直线BQ的方程为( ﹣ )(x+1)﹣( )(y﹣ )=0,
令y=0,解得x= ,故D( ,0).
∴|AD|=1﹣ = .
又∵△APD的面积为 ,∴ × = ,
整理得3m2﹣2 |m|+2=0,解得|m|= ,∴m=± .
∴直线AP的方程为3x+ y﹣3=0,或3x﹣ y﹣3=0.
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的简单性质;抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的关系;圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(Ⅰ)根据椭圆和抛物线的定义、性质列方程组求出a,b,p即可得出方程;(Ⅱ)设AP方程为x=my+1,联立方程组得出B,P,Q三点坐标,从而得出直线BQ的方程,解出D点坐标,根据三角形的面积列方程解出m即可得出答案.
20.【答案】(Ⅰ)解:由f(x)=2x4+3x3﹣3x2﹣6x+a,可得g(x)=f′(x)=8x3+9x2﹣6x﹣6,
进而可得g′(x)=24x2+18x﹣6.令g′(x)=0,解得x=﹣1,或x= .
当x变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表:
x (﹣∞,﹣1) (﹣1, ) ( ,+∞)
g′(x) + ﹣ +
g(x) ↗ ↘ ↗
所以,g(x)的单调递增区间是(﹣∞,﹣1),( ,+∞),单调递减区间是(﹣1, ).
(Ⅱ)证明:由h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m),得h(m)=g(m)(m﹣x0)﹣f(m),
h(x0)=g(x0)(m﹣x0)﹣f(m).
令函数H1(x)=g(x)(x﹣x0)﹣f(x),则H′1(x)=g′(x)(x﹣x0).
由(Ⅰ)知,当x∈[1,2]时,g′(x)>0,
故当x∈[1,x0)时,H′1(x)<0,H1(x)单调递减;
当x∈(x0,2]时,H′1(x)>0,H1(x)单调递增.
因此,当x∈[1,x0)∪(x0,2]时,H1(x)>H1(x0)=﹣f(x0)=0,可得H1(m)>0即h(m)>0,
令函数H2(x)=g(x0)(x﹣x0)﹣f(x),则H′2(x)=g′(x0)﹣g(x).由(Ⅰ)知,g(x)在[1,2]上单调递增,故当x∈[1,x0)时,H′2(x)>0,H2(x)单调递增;当x∈(x0,2]时,H′2(x)<0,H2(x)单调递减.因此,当x∈[1,x0)∪(x0,2]时,H2(x)>H2(x0)=0,可得得H2(m)<0即h(x0)<0,.
所以,h(m)h(x0)<0.
(Ⅲ)对于任意的正整数p,q,且 ,
令m= ,函数h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m).
由(Ⅱ)知,当m∈[1,x0)时,h(x)在区间(m,x0)内有零点;
当m∈(x0,2]时,h(x)在区间(x0,m)内有零点.
所以h(x)在(1,2)内至少有一个零点,不妨设为x1,则h(x1)=g(x1)( ﹣x0)﹣f( )=0.
由(Ⅰ)知g(x)在[1,2]上单调递增,故0<g(1)<g(x1)<g(2),
于是| ﹣x0|= ≥ = .
因为当x∈[1,2]时,g(x)>0,故f(x)在[1,2]上单调递增,
所以f(x)在区间[1,2]上除x0外没有其他的零点,而 ≠x0,故f( )≠0.
又因为p,q,a均为整数,所以|2p4+3p3q﹣3p2q2﹣6pq3+aq4|是正整数,
从而|2p4+3p3q﹣3p2q2﹣6pq3+aq4|≥1.
所以| ﹣x0|≥ .所以,只要取A=g(2),就有| ﹣x0|≥ .
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值;不等式的证明;函数的零点
【解析】【分析】(Ⅰ)求出函数的导函数g(x)=f′(x)=8x3+9x2﹣6x﹣6,求出极值点,通过列表判断函数的单调性求出单调区间即可.
(Ⅱ)由h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m),推出h(m)=g(m)(m﹣x0)﹣f(m),
令函数H1(x)=g(x)(x﹣x0)﹣f(x),求出导函数H′1(x)利用(Ⅰ)知,推出h(m)h(x0)<0.
(Ⅲ)对于任意的正整数p,q,且 ,令m= ,函数h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m).
由(Ⅱ)知,当m∈[1,x0)时,当m∈(x0,2]时,通过h(x)的零点.转化推出| ﹣x0|= ≥ = .推出|2p4+3p3q﹣3p2q2﹣6pq3+aq4|≥1.然后推出结果.
1 / 12017年高考理数真题试卷(天津卷)
一、选择题: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.(2017·天津)设集合A={1,2,6},B={2,4},C={x∈R|﹣1≤x≤5},则(A∪B)∩C=( )
A.{2} B.{1,2,4}
C.{1,2,4,5} D.{x∈R|﹣1≤x≤5}
【答案】B
【知识点】交、并、补集的混合运算
【解析】【解答】解:∵A={1,2,6},B={2,4},∴A∪B={1,2,4,6},
又C={x∈R|﹣1≤x≤5},∴(A∪B)∩C={1,2,4}.
故选:B.
【分析】由并集概念求得A∪B,再由交集概念得答案.
2.(2017·天津)设变量x,y满足约束条件 ,则目标函数z=x+y的最大值为( )
A. B.1 C. D.3
【答案】D
【知识点】二元一次不等式(组)与平面区域;简单线性规划
【解析】【解答】解:变量x,y满足约束条件 的可行域如图:
目标函数z=x+y结果可行域的A点时,目标函数取得最大值,
由 可得A(0,3),目标函数z=x+y的最大值为:3.
故选:D.
【分析】画出约束条件的可行域,利用目标函数的最优解求解即可.
3.(2017·天津)阅读右面的程序框图,运行相应的程序,若输入N的值为24,则输出N的值为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】C
【知识点】选择结构;循环结构;程序框图
【解析】【解答】解:第一次N=24,能被3整除,N= ≤3不成立,
第二次N=8,8不能被3整除,N=8﹣1=7,N=7≤3不成立,
第三次N=7,不能被3整除,N=7﹣1=6,N= =2≤3成立,
输出N=2,
故选:C
【分析】根据程序框图,进行模拟计算即可.
4.(2017·天津)设θ∈R,则“|θ﹣ |< ”是“sinθ< ”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
【答案】A
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;正弦函数的图象;正弦函数的性质;含绝对值不等式的解法
【解析】【解答】解:|θ﹣ |< ﹣ <θ﹣ < 0<θ< ,
sinθ< ﹣ +2kπ<θ< +2kπ,k∈Z,
则(0, ) [﹣ +2kπ, +2kπ],k∈Z,
可得“|θ﹣ |< ”是“sinθ< ”的充分不必要条件.
故选:A.
【分析】运用绝对值不等式的解法和正弦函数的图象和性质,化简两已知不等式,结合充分必要条件的定义,即可得到结论.
5.(2017·天津)已知双曲线 ﹣ =1(a>0,b>0)的左焦点为F,离心率为 .若经过F和P(0,4)两点的直线平行于双曲线的一条渐近线,则双曲线的方程为( )
A. =1 B. =1 C. =1 D. =1
【答案】B
【知识点】斜率的计算公式;两条直线平行的判定;双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:设双曲线的左焦点F(﹣c,0),离心率e= = ,c= a,
则双曲线为等轴双曲线,即a=b,
双曲线的渐近线方程为y=± x=±x,
则经过F和P(0,4)两点的直线的斜率k= = ,
则 =1,c=4,则a=b=2 ,
∴双曲线的标准方程: ;
故选B.
【分析】由双曲线的离心率为 ,则双曲线为等轴双曲线,即渐近线方程为y=±x,根据直线的斜率公式,即可求得c的值,求得a和b的值,即可求得双曲线方程.
6.(2017·天津)已知奇函数f(x)在R上是增函数,g(x)=xf(x).若a=g(﹣log25.1),b=g(20.8),c=g(3),则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.c<b<a C.b<a<c D.b<c<a
【答案】C
【知识点】函数单调性的判断与证明;函数单调性的性质;函数的奇偶性;利用对数函数的单调性比较大小;对数函数的图象与性质
【解析】【解答】解:奇函数f(x)在R上是增函数,当x>0,f(x)>f(0)=0,且f′(x)>0,
∴g(x)=xf(x),则g′(x)=f(x)+xf′(x)>0,
∴g(x)在(0,+∞)单调递增,且g(x)=xf(x)偶函数,
∴a=g(﹣log25.1)=g(log25.1),
则2<﹣log25.1<3,1<20.8<2,
由g(x)在(0,+∞)单调递增,则g(20.8)<g(log25.1)<g(3),
∴b<a<c,
故选C.
【分析】由奇函数f(x)在R上是增函数,则g(x)=xf(x)偶函数,且在(0,+∞)单调递增,则a=g(﹣log25.1)=g(log25.1),则2<﹣log25.1<3,1<20.8<2,即可求得b<a<c
7.(2017·天津)设函数f(x)=2sin(ωx+φ),x∈R,其中ω>0,|φ|<x.若f( )=2,f( )=0,且f(x)的最小正周期大于2π,则( )
A.ω= ,φ= B.ω= ,φ=﹣
C.ω= ,φ=﹣ D.ω= ,φ=
【答案】A
【知识点】含三角函数的复合函数的周期;由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式
【解析】【解答】解:由f(x)的最小正周期大于2π,得 ,
又f( )=2,f( )=0,得 ,
∴T=3π,则 ,即 .
∴f(x)=2sin(ωx+φ)=2sin( x+φ),
由f( )= ,得sin(φ+ )=1.
∴φ+ = ,k∈Z.
取k=0,得φ= <π.
∴ ,φ= .
故选:A.
【分析】由题意求得 ,再由周期公式求得ω,最后由若f( )=2求得φ值.
8.(2017·天津)已知函数f(x)= ,设a∈R,若关于x的不等式f(x)≥| +a|在R上恒成立,则a的取值范围是( )
A.[﹣ ,2] B.[﹣ , ]
C.[﹣2 ,2] D.[﹣2 , ]
【答案】A
【知识点】函数恒成立问题;分段函数的应用
【解析】【解答】解:当x≤1时,关于x的不等式f(x)≥| +a|在R上恒成立,
即为﹣x2+x﹣3≤ +a≤x2﹣x+3,
即有﹣x2+ x﹣3≤a≤x2﹣ x+3,
由y=﹣x2+ x﹣3的对称轴为x= <1,可得x= 处取得最大值﹣ ;
由y=x2﹣ x+3的对称轴为x= <1,可得x= 处取得最小值 ,
则﹣ ≤a≤ ①
当x>1时,关于x的不等式f(x)≥| +a|在R上恒成立,
即为﹣(x+ )≤ +a≤x+ ,
即有﹣( x+ )≤a≤ + ,
由y=﹣( x+ )≤﹣2 =﹣2 (当且仅当x= >1)取得最大值﹣2 ;
由y= x+ ≥2 =2(当且仅当x=2>1)取得最小值2.
则﹣2 ≤a≤2②
由①②可得,﹣ ≤a≤2.
故选:A.
【分析】讨论当x≤1时,运用绝对值不等式的解法和分离参数,可得﹣x2+ x﹣3≤a≤x2﹣ x+3,再由二次函数的最值求法,可得a的范围;讨论当x>1时,同样可得﹣( x+ )≤a≤ + ,再由基本不等式可得最值,可得a的范围,求交集即可得到所求范围.
二、二.填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.
9.(2017·天津)已知a∈R,i为虚数单位,若 为实数,则a的值为 .
【答案】﹣2
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:a∈R,i为虚数单位,
= = = ﹣ i
由 为实数,
可得﹣ =0,
解得a=﹣2.
故答案为:﹣2.
【分析】运用复数的除法法则,结合共轭复数,化简 ,再由复数为实数的条件:虚部为0,解方程即可得到所求值.
10.(2017·天津)已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为 .
【答案】
【知识点】球的体积和表面积
【解析】【解答】解:设正方体的棱长为a,
∵这个正方体的表面积为18,
∴6a2=18,
则a2=3,即a= ,
∵一个正方体的所有顶点在一个球面上,
∴正方体的体对角线等于球的直径,
即 a=2R,
即R= ,
则球的体积V= π ( )3= ;
故答案为: .
【分析】根据正方体和球的关系,得到正方体的体对角线等于直径,结合球的体积公式进行计算即可.
11.(2017·天津)在极坐标系中,直线4ρcos(θ﹣ )+1=0与圆ρ=2sinθ的公共点的个数为 .
【答案】2
【知识点】直线与圆的位置关系;简单曲线的极坐标方程;极坐标系和平面直角坐标的区别
【解析】【解答】解:直线4ρcos(θ﹣ )+1=0展开为:4ρ +1=0,化为:2 x+2y+1=0.
圆ρ=2sinθ即ρ2=2ρsinθ,化为直角坐标方程:x2+y2=2y,配方为:x2+(y﹣1)2=1.
∴圆心C(0,1)到直线的距离d= = <1=R.
∴直线4ρcos(θ﹣ )+1=0与圆ρ=2sinθ的公共点的个数为2.
故答案为:2.
【分析】把极坐标方程化为直角坐标方程,求出圆心到直线的距离d,与半径比较即可得出位置关系.
12.(2017·天津)若a,b∈R,ab>0,则 的最小值为 .
【答案】4
【知识点】基本不等式
【解析】【解答】解:a,b∈R,ab>0,
∴ ≥
=
=4ab+ ≥2 =4,
当且仅当 ,
即 ,
即a= ,b= 或a=﹣ ,b=﹣ 时取“=”;
∴上式的最小值为4.
故答案为:4.
【分析】两次利用基本不等式,即可求出最小值,需要注意不等式等号成立的条件是什么.
13.(2017·天津)在△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC=2.若 =2 , =λ ﹣ (λ∈R),且 =﹣4,则λ的值为 .
【答案】
【知识点】平面向量加法运算;平面向量减法运算;平面向量数乘的运算;平面向量数量积的坐标表示;平面向量的数量积运算
【解析】【解答】解:如图所示,
△ABC中,∠A=60°,AB=3,AC=2,
=2 ,
∴ = +
= +
= + ( ﹣ )
= + ,
又 =λ ﹣ (λ∈R),
∴ =( + ) (λ ﹣ )
=( λ﹣ ) ﹣ + λ
=( λ﹣ )×3×2×cos60°﹣ ×32+ λ×22=﹣4,
∴ λ=1,
解得λ= .
故答案为: .
【分析】根据题意画出图形,结合图形,利用 、 表示出 ,
再根据平面向量的数量积 列出方程求出λ的值.
14.(2017·天津)用数字1,2,3,4,5,6,7,8,9组成没有重复数字,且至多有一个数字是偶数的四位数,这样的四位数一共有 个.(用数字作答)
【答案】1080
【知识点】基本计数原理的应用;排列、组合的实际应用
【解析】【解答】解:根据题意,分2种情况讨论:
①、四位数中没有一个偶数数字,即在1、3、5、7、9种任选4个,组成一共四位数即可,
有A54=120种情况,即有120个没有一个偶数数字四位数;
②、四位数中只有一个偶数数字,
在1、3、5、7、9种选出3个,在2、4、6、8中选出1个,有C53 C41=40种取法,
将取出的4个数字全排列,有A44=24种顺序,
则有40×24=960个只有一个偶数数字的四位数;
则至多有一个数字是偶数的四位数有120+960=1080个;
故答案为:1080.
【分析】根据题意,要求四位数中至多有一个数字是偶数,分2种情况讨论:①、四位数中没有一个偶数数字,②、四位数中只有一个偶数数字,分别求出每种情况下四位数的数目,由分类计数原理计算可得答案.
三、三.解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
15.(2017·天津)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c.已知a>b,a=5,c=6,sinB= .
(Ⅰ)求b和sinA的值;
(Ⅱ)求sin(2A+ )的值.
【答案】解:(Ⅰ)在△ABC中,∵a>b,
故由sinB= ,可得cosB= .
由已知及余弦定理,有 =13,
∴b= .
由正弦定理 ,得sinA= .
∴b= ,sinA= ;
(Ⅱ)由(Ⅰ)及a<c,得cosA= ,∴sin2A=2sinAcosA= ,
cos2A=1﹣2sin2A=﹣ .
故sin(2A+ )= = .
【知识点】两角和与差的正弦公式;同角三角函数间的基本关系;正弦定理;余弦定理;三角形中的几何计算
【解析】【分析】(Ⅰ)由已知结合同角三角函数基本关系式求得cosB,再由余弦定理求得b,利用正弦定理求得sinA;
(Ⅱ)由同角三角函数基本关系式求得cosA,再由倍角公式求得sin2A,cos2A,展开两角和的正弦得答案.
16.(2017·天津)从甲地到乙地要经过3个十字路口,设各路口信号灯工作相互独立,且在各路口遇到红灯的概率分别为 , , .
(Ⅰ)设X表示一辆车从甲地到乙地遇到红灯的个数,求随机变量X的分布列和数学期望;
(Ⅱ)若有2辆车独立地从甲地到乙地,求这2辆车共遇到1个红灯的概率.
【答案】解:(Ⅰ)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3;
则P(X=0)=(1﹣ )×(1﹣ )(1﹣ )= ,
P(X=1)= ×(1﹣ )×(1﹣ )+(1﹣ )× ×(1﹣ )+(1﹣ )×(1﹣ )× = ,
P(X=2)=(1﹣ )× × + ×(1﹣ )× + × ×(1﹣ )= ,
P(X=3)= × × = ;
所以,随机变量X的分布列为
X 0 1 2 3
P
随机变量X的数学期望为E(X)=0× +1× +2× +3× = ;
(Ⅱ)设Y表示第一辆车遇到红灯的个数,Z表示第二辆车遇到红灯的个数,
则所求事件的概率为
P(Y+Z=1)=P(Y=0,Z=1)+P(Y=1,Z=0)
=P(Y=0) P(Z=1)+P(Y=1) P(Z=0)
= × + ×
= ;
所以,这2辆车共遇到1个红灯的概率为 .
【知识点】离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差;条件概率与独立事件
【解析】【分析】(Ⅰ)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3,求出对应的概率值,
写出它的分布列,计算数学期望值;
(Ⅱ)利用相互独立事件同时发生的概率公式计算所求事件的概率值.
17.(2017·天津)如图,在三棱锥P﹣ABC中,PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.点D,E,N分别为棱PA,PC,BC的中点,M是线段AD的中点,PA=AC=4,AB=2.
(Ⅰ)求证:MN∥平面BDE;
(Ⅱ)求二面角C﹣EM﹣N的正弦值;
(Ⅲ)已知点H在棱PA上,且直线NH与直线BE所成角的余弦值为 ,求线段AH的长.
【答案】(Ⅰ)证明:取AB中点F,连接MF、NF,
∵M为AD中点,∴MF∥BD,
∵BD 平面BDE,MF 平面BDE,∴MF∥平面BDE.
∵N为BC中点,∴NF∥AC,
又D、E分别为AP、PC的中点,∴DE∥AC,则NF∥DE.
∵DE 平面BDE,NF 平面BDE,∴NF∥平面BDE.
又MF∩NF=F.
∴平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;
(Ⅱ)解:∵PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.
∴以A为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.
∵PA=AC=4,AB=2,
∴A(0,0,0),B(2,0,0),C(0,4,0),M(0,0,1),N(1,2,0),E(0,2,2),
则 , ,
设平面MEN的一个法向量为 ,
由 ,得 ,取z=2,得 .
由图可得平面CME的一个法向量为 .
∴cos< >= .
∴二面角C﹣EM﹣N的余弦值为 ,则正弦值为 ;
(Ⅲ)解:设AH=t,则H(0,0,t), , .
∵直线NH与直线BE所成角的余弦值为 ,
∴|cos< >|=| |=| |= .
解得:t=4.
∴当H与P重合时直线NH与直线BE所成角的余弦值为 ,此时线段AH的长为4.
【知识点】异面直线及其所成的角;平面与平面平行的判定;平面与平面平行的性质;用空间向量研究二面角;二面角的平面角及求法
【解析】【分析】(Ⅰ)取AB中点F,连接MF、NF,由已知可证MF∥平面BDE,NF∥平面BDE.得到平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;
(Ⅱ)由PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.可以A为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系.求出平面MEN与平面CME的一个法向量,由两法向量所成角的余弦值得二面角C﹣EM﹣N的余弦值,进一步求得正弦值;
(Ⅲ)设AH=t,则H(0,0,t),求出 的坐标,结合直线NH与直线BE所成角的余弦值为 列式求得线段AH的长.
18.(2017·天津)已知{an}为等差数列,前n项和为Sn(n∈N+),{bn}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4﹣2a1,S11=11b4.
(Ⅰ)求{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)求数列{a2nb2n﹣1}的前n项和(n∈N+).
【答案】解:(Ⅰ)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.
由已知b2+b3=12,得b1(q+q2)=12,而b1=2,所以q+q2﹣6=0.
又因为q>0,解得q=2.所以,bn=2n.
由b3=a4﹣2a1,可得3d﹣a1=8①.
由S11=11b4,可得a1+5d=16②,
联立①②,解得a1=1,d=3,由此可得an=3n﹣2.
所以,数列{an}的通项公式为an=3n﹣2,数列{bn}的通项公式为bn=2n.
(Ⅱ)设数列{a2nb2n﹣1}的前n项和为Tn,
由a2n=6n﹣2,b2n﹣1= 4n,有a2nb2n﹣1=(3n﹣1)4n,
故Tn=2×4+5×42+8×43+…+(3n﹣1)4n,
4Tn=2×42+5×43+8×44+…+(3n﹣1)4n+1,
上述两式相减,得﹣3Tn=2×4+3×42+3×43+…+3×4n﹣(3n﹣1)4n+1
= =﹣(3n﹣2)4n+1﹣8
得Tn= .
所以,数列{a2nb2n﹣1}的前n项和为 .
【知识点】数列的求和;数列的递推公式;等差数列与等比数列的综合
【解析】【分析】(Ⅰ)设出公差与公比,利用已知条件求出公差与公比,然后求解{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)化简数列的通项公式,利用错位相减法求解数列的和即可.
19.(2017·天津)设椭圆 + =1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,离心率为 .已知A是抛物线y2=2px(p>0)的焦点,F到抛物线的准线l的距离为 .
(Ⅰ)求椭圆的方程和抛物线的方程;
(Ⅱ)设l上两点P,Q关于x轴对称,直线AP与椭圆相交于点B(B异于A),直线BQ与x轴相交于点D.若△APD的面积为 ,求直线AP的方程.
【答案】(Ⅰ)解:设F的坐标为(﹣c,0).
依题意可得 ,
解得a=1,c= ,p=2,于是b2=a2﹣c2= .
所以,椭圆的方程为x2+ =1,抛物线的方程为y2=4x.
(Ⅱ)解:直线l的方程为x=﹣1,设直线AP的方程为x=my+1(m≠0),
联立方程组 ,解得点P(﹣1,﹣ ),故Q(﹣1, ).
联立方程组 ,消去x,整理得(3m2+4)y2+6my=0,解得y=0,或y=﹣ .
∴B( , ).
∴直线BQ的方程为( ﹣ )(x+1)﹣( )(y﹣ )=0,
令y=0,解得x= ,故D( ,0).
∴|AD|=1﹣ = .
又∵△APD的面积为 ,∴ × = ,
整理得3m2﹣2 |m|+2=0,解得|m|= ,∴m=± .
∴直线AP的方程为3x+ y﹣3=0,或3x﹣ y﹣3=0.
【知识点】椭圆的标准方程;椭圆的简单性质;抛物线的简单性质;直线与圆锥曲线的关系;圆锥曲线的综合
【解析】【分析】(Ⅰ)根据椭圆和抛物线的定义、性质列方程组求出a,b,p即可得出方程;(Ⅱ)设AP方程为x=my+1,联立方程组得出B,P,Q三点坐标,从而得出直线BQ的方程,解出D点坐标,根据三角形的面积列方程解出m即可得出答案.
20.(2017·天津)设a∈Z,已知定义在R上的函数f(x)=2x4+3x3﹣3x2﹣6x+a在区间(1,2)内有一个零点x0,g(x)为f(x)的导函数.
(Ⅰ)求g(x)的单调区间;
(Ⅱ)设m∈[1,x0)∪(x0,2],函数h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m),求证:h(m)h(x0)<0;
(Ⅲ)求证:存在大于0的常数A,使得对于任意的正整数p,q,且 ∈[1,x0)∪(x0,2],满足| ﹣x0|≥ .
【答案】(Ⅰ)解:由f(x)=2x4+3x3﹣3x2﹣6x+a,可得g(x)=f′(x)=8x3+9x2﹣6x﹣6,
进而可得g′(x)=24x2+18x﹣6.令g′(x)=0,解得x=﹣1,或x= .
当x变化时,g′(x),g(x)的变化情况如下表:
x (﹣∞,﹣1) (﹣1, ) ( ,+∞)
g′(x) + ﹣ +
g(x) ↗ ↘ ↗
所以,g(x)的单调递增区间是(﹣∞,﹣1),( ,+∞),单调递减区间是(﹣1, ).
(Ⅱ)证明:由h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m),得h(m)=g(m)(m﹣x0)﹣f(m),
h(x0)=g(x0)(m﹣x0)﹣f(m).
令函数H1(x)=g(x)(x﹣x0)﹣f(x),则H′1(x)=g′(x)(x﹣x0).
由(Ⅰ)知,当x∈[1,2]时,g′(x)>0,
故当x∈[1,x0)时,H′1(x)<0,H1(x)单调递减;
当x∈(x0,2]时,H′1(x)>0,H1(x)单调递增.
因此,当x∈[1,x0)∪(x0,2]时,H1(x)>H1(x0)=﹣f(x0)=0,可得H1(m)>0即h(m)>0,
令函数H2(x)=g(x0)(x﹣x0)﹣f(x),则H′2(x)=g′(x0)﹣g(x).由(Ⅰ)知,g(x)在[1,2]上单调递增,故当x∈[1,x0)时,H′2(x)>0,H2(x)单调递增;当x∈(x0,2]时,H′2(x)<0,H2(x)单调递减.因此,当x∈[1,x0)∪(x0,2]时,H2(x)>H2(x0)=0,可得得H2(m)<0即h(x0)<0,.
所以,h(m)h(x0)<0.
(Ⅲ)对于任意的正整数p,q,且 ,
令m= ,函数h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m).
由(Ⅱ)知,当m∈[1,x0)时,h(x)在区间(m,x0)内有零点;
当m∈(x0,2]时,h(x)在区间(x0,m)内有零点.
所以h(x)在(1,2)内至少有一个零点,不妨设为x1,则h(x1)=g(x1)( ﹣x0)﹣f( )=0.
由(Ⅰ)知g(x)在[1,2]上单调递增,故0<g(1)<g(x1)<g(2),
于是| ﹣x0|= ≥ = .
因为当x∈[1,2]时,g(x)>0,故f(x)在[1,2]上单调递增,
所以f(x)在区间[1,2]上除x0外没有其他的零点,而 ≠x0,故f( )≠0.
又因为p,q,a均为整数,所以|2p4+3p3q﹣3p2q2﹣6pq3+aq4|是正整数,
从而|2p4+3p3q﹣3p2q2﹣6pq3+aq4|≥1.
所以| ﹣x0|≥ .所以,只要取A=g(2),就有| ﹣x0|≥ .
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数的极值;不等式的证明;函数的零点
【解析】【分析】(Ⅰ)求出函数的导函数g(x)=f′(x)=8x3+9x2﹣6x﹣6,求出极值点,通过列表判断函数的单调性求出单调区间即可.
(Ⅱ)由h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m),推出h(m)=g(m)(m﹣x0)﹣f(m),
令函数H1(x)=g(x)(x﹣x0)﹣f(x),求出导函数H′1(x)利用(Ⅰ)知,推出h(m)h(x0)<0.
(Ⅲ)对于任意的正整数p,q,且 ,令m= ,函数h(x)=g(x)(m﹣x0)﹣f(m).
由(Ⅱ)知,当m∈[1,x0)时,当m∈(x0,2]时,通过h(x)的零点.转化推出| ﹣x0|= ≥ = .推出|2p4+3p3q﹣3p2q2﹣6pq3+aq4|≥1.然后推出结果.
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