2015-2016学年上海市六校高三(上)第一次联考数学试卷(理科)
一、填空题:本大题满分56分。本大题共有14题,只要求直接填写结果,每题填对得4分,否则一律得零分。
1.函数f(x)=x2﹣1(x≥1)的反函数是f﹣1(x)= .
2.已知||=2,||=1,的夹角为,则= .
3.幂函数y=f(x)的图象经过点(4,),则= .
4.方程log2(x﹣3)=log4(5﹣x)的解为 .
5.若直线l1的一个法向量=(1,1) ( http: / / www.21cnjy.com ),若直线l2的一个方向向量=(1,﹣2),则l1与l2的夹角θ= .(用反三角函数表示)
6.直线l:x+交圆x2+y2=2于A、B两点,则|AB|= .
7.已知α∈(0,π),且tan()=,则cosα= .
8.无穷等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3=6,S6=3,则= .
9.已知f(x)=kx﹣|x﹣1|有两个不同的零点,则实数k的取值范围是 .
10.已知a、b、c是△ABC中∠A、∠B、∠C的对边,若a=7,A=60°,△ABC的面积为10,则△ABC的周长为 .
11.奇函数f(x)的定义域为R,若f(x+2)为偶函数,且f(1)=1,则f(100)+f(101)= .
12.已知等比数列{an}的前n项和为Sn ( http: / / www.21cnjy.com ),若S4、S2、S3成等差数列,且a2+a3+a4=﹣18,若Sn≥2016,则n的取值范围为 .
13.设m∈R,过定点A的动直线x+my= ( http: / / www.21cnjy.com )0和过定点B的动直线mx﹣y﹣m+3=0交于点P(x,y).则|PA| |PB|的最大值是 .
14.不等式(2﹣|x|)(2+x)>0的解集为 .
15.设[x]表示不超过x的最大整数,若[π]=3,[﹣1.2]=﹣2.给出下列命题:
①对任意的实数x,都有x﹣1<[x]≤x.
②对任意的实数x、y,都有[x+y]≥[x]+[y].
③[lg1]+[lg2]+[lg3]+…+[lg2014]+[lg2015]=4940.
④若函数f(x)=[x[x ( http: / / www.21cnjy.com )]],当x∈[0,n)(n∈N*)时,令f(x)的值域为A,记集合A中元素个数为an,则的最小值为,其中所有真命题的序号为 .
二、选择题:本大题满分20分。本大题共有4题,每题都给出四个结论,其中有且只有一个结论是正确的,选对得5分,否则一律得零分。
16.设数列{an}的前n项和Sn=n2,则a8的值为( )
A.15 B.16 C.49 D.64
17.a=3是直线ax+2y+3a=0和直线3x+(a﹣1)y=a﹣7平行且不重合的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
18.将函数f(x)=sin2x的图象 ( http: / / www.21cnjy.com )向右平移φ(0<φ<)个单位后得到函数g(x)的图象.若对满足|f(x1)﹣g(x2)|=2的x1、x2,有|x1﹣x2|min=,则φ=( )
A. B. C. D.
19.已知函数f(x)=,若 a,b,c∈R,f(a),f(b),f(c)为某一个三角形的边长,则实数m的取值范围是( )
A.[,1] B.[0,1] C.[1,2] D.[,2]
三、解答题:本大题满分12分。本大 ( http: / / www.21cnjy.com )题共有5题,解答下列各题必须写出必要的步骤。本题共1小题,满分12分。第1小题满分12分,第2小题满分12分。
20.公差不为零的等差数列{an}中,a1、a2、a5成等比数列,且该数列的前10项和为100.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=an﹣10,求数列{bn}的前n项和Tn的最小值.
21.已知=(cos2, sinx),=(2,1),设函数f(x)=.
(1)当x,求函数f(x)的值域;
(2)当f(α)=,且﹣,求sin(2)的值.
22.已知函数f(x)=x2+|x﹣a|.
(1)当a=1时,求函数f(x)的最小值;
(2)试讨论函数f(x)的奇偶性,并说明理由.
23.已知f(x)=kx+2,不等式|f(x)|<3的解集为(﹣1,5),不等式的解集A.
(1)求集合A;
(2)设函数g(x)=log2(ax2﹣2x+2)的定义域为B,若A∩B≠ ,求实数a的取值范围.
24.已知椭圆E的长轴长与焦距比为2:1,左焦点F(﹣2,0),一定点为P(﹣8,0).
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过P的直线与椭圆交于P1、P2两点,设直线P1F、P2F的斜率分别为k1、k2,求证:k1+k2=0.
(3)求△P1P2F面积的最大值.
25.已知二次函数f(x)=x2+ ( http: / / www.21cnjy.com )x的定义域为D恰是不等式的解集,其值域为A,函数g(x)=x3﹣3tx+的定义域为[0,1],值域为B.
(1)求函数f(x)定义域为D和值域A;
(2)是否存在负实数t,使得A B成立?若存在,求负实数t的取值范围;若不存在,请说明理由;
(3)若函数g(x)=x3﹣3tx+在定义域[0,1]上单调递减,求实数t的取值范围.
26.对定义在[0,1]上的函数f(x),如果同时满足以下三个条件:
①对任意x∈[0,1],总有f(x)≥0;
②f(1)=1;
③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)成立.
则称函数f(x)为理想函数.
(1)判断g(x)=2x﹣1(x∈[0,1])是否为理想函数,并说明理由;
(2)若f(x)为理想函数,求f(x)的最小值和最大值;
(3)若f(x)为理想函数,假设存在x0∈[0,1]满足f[f(x0)]=x0,求证:f(x0)=x0.
2015-2016学年上海市六校高三(上)第一次联考数学试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、填空题:本大题满分56分。本大题共有14题,只要求直接填写结果,每题填对得4分,否则一律得零分。
1.函数f(x)=x2﹣1(x≥1)的反函数是f﹣1(x)= ,(x≥0) .
【考点】反函数.
【专题】转化思想;综合法;函数的性质及应用.
【分析】根据已知中函数f(x)=x2﹣1(x≥1),根据反函数的求解方程,可得反函数是f﹣1(x)的解析式.
【解答】解:令y=f(x)=x2﹣1(x≥1),
则y≥0,x2=y+1,
则x=,y≥0,
故函数f(x)=x2﹣1(x≥1)的反函数是f﹣1(x)=,(x≥0),
故答案为:,(x≥0)
【点评】本题考查的知识点是反函数,熟练掌握反函数解析式的求解方法和步骤,是解答的关键.
2.已知||=2,||=1,的夹角为,则= 1 .
【考点】平面向量数量积的运算.
【专题】对应思想;综合法;平面向量及应用.
【分析】代入向量数量级定义式计算.
【解答】解: =|| ||cos=2×1×=1.
故答案为:1.
【点评】本题考查了平面向量的数量级运算,是基础题.
3.幂函数y=f(x)的图象经过点(4,),则= 2 .
【考点】幂函数的概念、解析式、定义域、值域.
【专题】函数的性质及应用.
【分析】根据幂函数的定义设f(x)=xα,结合y=f(x)的图象经过点(4,),即可求出f(x),从而求得f()的值.
【解答】解:∵y=f(x)为幂函数,
∴设f(x)=xα,
又∵y=f(x)的图象经过点(4,),
∴,即22α=2﹣1,
∴2α=﹣1,解得,
∴f(x)=,
∴f()===2,
∴f()=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查了幂函数的概念、解析式,定义 ( http: / / www.21cnjy.com )域和单调性.考查了求幂函数的解析式问题,运用了待定系数法的解题方法,求解析式一般选用待定系数法、换元法、配凑法、消元法等.对于幂函数的有关问题,关键是正确的画出幂函数的图象,根据幂函数在第一象限的图形,结合幂函数的定义域、奇偶性,即可画出幂函数的图象,应用图象研究幂函数的性质.属于基础题.
4.方程log2(x﹣3)=log4(5﹣x)的解为 4 .
【考点】对数的运算性质.
【专题】计算题;方程思想;数学模型法;函数的性质及应用.
【分析】利用对数的运算性质变形,化为同底数后再转化为无理方程求解.
【解答】解:由log2(x﹣3)=log4(5﹣x),得
,
∴,解得:x=4.
∴方程log2(x﹣3)=log4(5﹣x)的解为:4.
故答案为:4.
【点评】本题考查对数方程的解法,求解对数方程关键是注意验根,是基础题.
5.若直线l1的一个法向量 ( http: / / www.21cnjy.com )=(1,1),若直线l2的一个方向向量=(1,﹣2),则l1与l2的夹角θ= arccos .(用反三角函数表示)
【考点】两直线的夹角与到角问题;反三角函数的运用.
【专题】计算题;方程思想;综合法;直线与圆.
【分析】利用向量的夹角公式,即可得出结论.
【解答】解:由题意,cosθ=||=,
∴θ=arccos.
故答案为:arccos.
【点评】本题考查向量的夹角公式,考查学生的计算能力,比较基础.
6.直线l:x+交圆x2+y2=2于A、B两点,则|AB|= 2 .
【考点】直线与圆的位置关系.
【专题】计算题;方程思想;综合法.
【分析】求出圆心到直线的距离,利用勾股定理,即可求出|AB|
【解答】解:圆心为(0,0),半径为,
圆心到直线l:x+的距离为d==1,
故|AB|=2=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查直线与圆的位置关系,考查学生的理解能力,是基础题.
7.已知α∈(0,π),且tan()=,则cosα= ﹣ .
【考点】两角和与差的正切函数;同角三角函数基本关系的运用.
【专题】转化思想;综合法;三角函数的求值.
【分析】由条件利用两角和的正切公式求得tanα的值、再利用同角三角函数的基本关系求得cosα的值.
【解答】解:∵α∈(0,π),且tan()==,∴tanα=﹣=,
再根据sin2α+cos2α=1,cosα<0,求得cosα=﹣.
【点评】本题主要考查两角和的正切公式、同角三角函数的基本关系,属于基础题.
8.无穷等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3=6,S6=3,则= .
【考点】等比数列的前n项和.
【专题】计算题;转化思想;综合法;等差数列与等比数列.
【分析】利用等比数列前n项和公式求出首项及公比,由此能求出等比数列的前n项和的极限.
【解答】解:∵无穷等比数列{an}的前n项和为Sn,若S3=6,S6=3,
∴,解得,q=﹣,
∴Sn=,
∴===.
故答案为:.
【点评】本题考查等比数列的前n项和的极值的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意等比数列的性质的合理运用.
9.已知f(x)=kx﹣|x﹣1|有两个不同的零点,则实数k的取值范围是 (0,1) .
【考点】根的存在性及根的个数判断;函数零点的判定定理.
【专题】数形结合法;函数的性质及应用.
【分析】先构造两函数y1=kx,y2=|x﹣1|,问题等价为y1和y2的图象有两个交点,再数形结合得出k的范围.
【解答】解:令f(x)=0得,kx=|x﹣1|,
设y1=kx,y2=|x﹣1|,画出这两个函数的图象,
如右图,紫色曲线为y2的图象,蓝线为y1的图象,
且y1的图象恒过原点,
要使f(x)有两个零点,则y1和y2的图象有两个交点,
当k=1时,y1=x(红线)与y2图象的右侧(x>1)平行,
此时,两图象只有一个交点,
因此,要使y1和y2的图象有两个交点,则0<k<1,
故答案为:(0,1).
【点评】本题主要考查了函数零点的判定,涉及函数的图象和性质,体现了数形结合的解题思想,属于基础题.
10.已知a、b、c是△ABC中∠A、∠B、∠C的对边,若a=7,A=60°,△ABC的面积为10,则△ABC的周长为 20 .
【考点】余弦定理的应用;正弦定理.
【专题】计算题;转化思想;分析法;解三角形.
【分析】由S△ABC=bcsinA=bcsin60°=10,可解得bc=40,由余弦定理知:a2=b2+c2﹣2bccosA,从而解得b2+c2=89,从而(b+c)2=b2+c2+2bc=169,从而解得b+c=13,即可求得周长.
【解答】解:∵S△ABC=bcsinA=bcsin60°=10,
∴bc=40,
由余弦定理知:a2=b2+c2﹣2bccosA,从而有49=b2+c2﹣bc,解得b2+c2=89,
∴(b+c)2=b2+c2+2bc=89+80=169,从而解得b+c=13.
∴△ABC的周长为:13+7=20.
故答案为:20.
【点评】解决三角形问题,正、余弦定理是我们常用的定理,利用余弦定理,通常需知道三角形的两边及其夹角或已知三边,本题属于基本知识的考查.
11.奇函数f(x)的定义域为R,若f(x+2)为偶函数,且f(1)=1,则f(100)+f(101)= ﹣1 .
【考点】函数奇偶性的性质.
【专题】转化思想;数学模型法;函数的性质及应用.
【分析】根据函数奇偶性的性质求出函数的周期,利用周期性和奇偶性进行转化即可.
【解答】解:偶函数f(x)的定义域为R,若f(x+2)为奇函数,
∴f(﹣x+2)=﹣f(x+2)=f(x﹣2),
即﹣f(x+4)=f(x),
则f(x+4)=﹣f(x),f(x+8)=﹣f(x+4)=f(x),
即函数的周期是8的周期函数,
则f(100)=f(4)=﹣f(0)=0,
f(101)=f(5)=﹣f(1)=﹣1,
∴f(100)+f(101)=﹣1,
故答案为:﹣1.
【点评】本题考查的知识点是函数奇偶性的性质,熟练掌握函数奇偶性的性质,是解答的关键.
12.已知等比数列{an}的前n项和为 ( http: / / www.21cnjy.com )Sn,若S4、S2、S3成等差数列,且a2+a3+a4=﹣18,若Sn≥2016,则n的取值范围为 大于等于11的奇数 .
【考点】等比数列的前n项和;等比数列的通项公式.
【专题】分类讨论;方程思想;转化思想;等差数列与等比数列.
【分析】设等比数列{an}的公比为q≠ ( http: / / www.21cnjy.com )1,由S4、S2、S3成等差数列,可得2S2=S4+S3,化为2a3+a4=0,又a2+a3+a4=﹣18,联立解得,由于Sn≥2016,化为﹣(﹣2)n≥2015,对n分类讨论即可得出.
【解答】解:设等比数列{an}的公 ( http: / / www.21cnjy.com )比为q≠1,∵S4、S2、S3成等差数列,∴2S2=S4+S3,∴2a3+a4=0,又a2+a3+a4=﹣18,
∴,解得,
∵Sn≥2016,∴≥2016,化为﹣(﹣2)n≥2015,
当n为偶数时,不成立,舍去.
当n为奇数时,化为2n≥2015,解得:n≥11.
∴n的取值范围为大于等于11的奇数.
故答案为:大于等于11的奇数.
【点评】本题考查了等比数列的通项公式及其前n项和公式,考查了分类讨论方法、推理能力与计算能力,属于中档题.
13.设m∈R,过定点A的动直线x+my ( http: / / www.21cnjy.com )=0和过定点B的动直线mx﹣y﹣m+3=0交于点P(x,y).则|PA| |PB|的最大值是 5 .
【考点】点到直线的距离公式.
【专题】直线与圆.
【分析】先计算出两条动直线经过的定点 ( http: / / www.21cnjy.com ),即A和B,注意到两条动直线相互垂直的特点,则有PA⊥PB;再利用基本不等式放缩即可得出|PA| |PB|的最大值.
【解答】解:有题意可知,动直线x+my=0经过定点A(0,0),
动直线mx﹣y﹣m+3=0即 m(x﹣1)﹣y+3=0,经过点定点B(1,3),
注意到动直线x+my=0和动直线mx﹣y﹣m+3=0始终垂直,P又是两条直线的交点,
则有PA⊥PB,∴|PA|2+|PB|2=|AB|2=10.
故|PA| |PB|≤=5(当且仅当时取“=”)
故答案为:5
【点评】本题是直线和不等式的综合考查, ( http: / / www.21cnjy.com )特别是“两条直线相互垂直”这一特征是本题解答的突破口,从而有|PA|2+|PB|2是个定值,再由基本不等式求解得出.直线位置关系和不等式相结合,不容易想到,是个灵活的好题.
14.不等式(2﹣|x|)(2+x)>0的解集为 (﹣∞,﹣2)∪(﹣2,2) .
【考点】其他不等式的解法.
【专题】分类讨论;分类法;不等式的解法及应用.
【分析】分当x≥0时和当x<0时,两种情况解答相应的不等式,综合讨论结果,可得答案.
【解答】解:当x≥0时,不等式(2﹣|x|)(2+x)>0可化为:(2﹣x)(2+x)>0,解得:x∈(﹣2,2),
∴x∈[0,2),
当x<0时,不等式(2﹣|x|)(2+x)>0可化为:(2+x)(2+x)>0,解得:x≠﹣2,
∴x∈(﹣∞,﹣2)∪(﹣2,0),
综上所述,等式(2﹣|x|)(2+x)>0的解集为(﹣∞,﹣2)∪(﹣2,2).
故答案为:(﹣∞,﹣2)∪(﹣2,2)
【点评】本题考查的知识点是绝对值不等式的解法,熟练掌握零点分段法的步骤是解答的关键.
15.设[x]表示不超过x的最大整数,若[π]=3,[﹣1.2]=﹣2.给出下列命题:
①对任意的实数x,都有x﹣1<[x]≤x.
②对任意的实数x、y,都有[x+y]≥[x]+[y].
③[lg1]+[lg2]+[lg3]+…+[lg2014]+[lg2015]=4940.
④若函数f(x)=[x[x]],当x∈[0,n)(n∈N*)时,令f(x)的值域为A,记集合A中元素个数为an,则的最小值为,其中所有真命题的序号为 ①②④ .
【考点】命题的真假判断与应用.
【专题】综合题;函数思想;综合法;简易逻辑.
【分析】直接利用定义判断①②;利用新定 ( http: / / www.21cnjy.com )义分类求出各式的值,作和后加以判断③;由题意先求[x],再求x[x],然后再求[x[x]],得到an,进而得到,用基本不等式求解的最小值判断④.
【解答】解:对于①,由[x]表示不超过x的最大整数,则对任意的实数x,都有x﹣1<[x]≤x,命题①正确;
对于②,记x=[x]+{x}(0≤{x}<1),y=[y]+{y}(0≤{y}<1),
则[x+y]=[[x]+{x}+[y]+{y}]≥[x]+[y],故②正确;
对于③,∵lg1=0,lg10=1,lg100=2,lg1000=3.
∴[lg1]=[lg2]=[lg3]=[lg4]=…=[lg9]=0,
[lg10]=[lg11]=…=[lg99]=1,
[lg100]=[lg102]=…=[lg999]=2,
[lg1000]=[lg1001]=…=[lg2015]=3,
∴[lg1]+[lg2]+[lg3]+[lg4]+…+[lg2015]=90+90×2+1016×3=4938,命题③错误;
对于④,根据题意:[x]=,
∴x[x]=.
∴[x[x]]在各区间中的元素个数是:1,1,2,3,…,n﹣1.
∴an=,则,
∴当n=10时,最小值为,命题④正确.
故答案为:①②④.
【点评】本题考查命题的真假的判断,对新定义的理解应用是解题的关键,通过取整函数来建立新函数,进而研究其定义域和值域,该题是中档题.
二、选择题:本大题满分20分。本大题共有4题,每题都给出四个结论,其中有且只有一个结论是正确的,选对得5分,否则一律得零分。
16.设数列{an}的前n项和Sn=n2,则a8的值为( )
A.15 B.16 C.49 D.64
【考点】数列递推式.
【专题】计算题.
【分析】直接根据an=Sn﹣Sn﹣1(n≥2)即可得出结论.
【解答】解:a8=S8﹣S7=64﹣49=15,
故选A.
【点评】本题考查数列的基本性质,解题时要注意公式的熟练掌握.
17.a=3是直线ax+2y+3a=0和直线3x+(a﹣1)y=a﹣7平行且不重合的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也非必要条件
【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断;直线的一般式方程与直线的平行关系.
【专题】计算题;规律型.
【分析】两个方面分析本题,分别当a=3时,判断两直线的位置关系和当两直线平行且不重合时,求a的范围.
【解答】解:当a=3时,两直线分别为:3x+2y+9=0,3x+2y+4=0,
∴两直线斜率相等,则平行且不重合.
若两直线平行且不重合,则
∴a=3
综上所述,a=3是两直线平行且不重合的充要条件.
故选C.
【点评】本题以直线为载体,考查四种条件.判定两条直线位置关系的时候,注意到直线一般式系数满足的关系式.
18.将函数f(x)=sin2x的图象向右 ( http: / / www.21cnjy.com )平移φ(0<φ<)个单位后得到函数g(x)的图象.若对满足|f(x1)﹣g(x2)|=2的x1、x2,有|x1﹣x2|min=,则φ=( )
A. B. C. D.
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【专题】三角函数的图像与性质.
【分析】利用三角函数的最值,求出自变量x1,x2的值,然后判断选项即可.
【解答】解:因为将函数f(x ( http: / / www.21cnjy.com ))=sin2x的周期为π,函数的图象向右平移φ(0<φ<)个单位后得到函数g(x)的图象.若对满足|f(x1)﹣g(x2)|=2的可知,两个函数的最大值与最小值的差为2,有|x1﹣x2|min=,
不妨x1=,x2=,即g(x)在x2=,取得最小值,sin(2×﹣2φ)=﹣1,此时φ=,不合题意,
x1=,x2=,即g(x)在x2=,取得最大值,sin(2×﹣2φ)=1,此时φ=,满足题意.
故选:D.
【点评】本题考查三角函数的图象平移,函 ( http: / / www.21cnjy.com )数的最值以及函数的周期的应用,考查分析问题解决问题的能力,是好题,题目新颖.有一定难度,选择题,可以回代验证的方法快速解答.
19.已知函数f(x)=,若 a,b,c∈R,f(a),f(b),f(c)为某一个三角形的边长,则实数m的取值范围是( )
A.[,1] B.[0,1] C.[1,2] D.[,2]
【考点】函数单调性的性质.
【专题】函数的性质及应用.
【分析】由题意可得则f(a)+f(b) ( http: / / www.21cnjy.com )>f(c)对任意的a、b、c∈R恒成立,将f(x)解析式用分离常数法变形,根据函数的单调性求出函数的值域,然后讨论m转化为f(a)+f(b)的最小值与f(c)的最大值的不等式,进而求出实数m的取值范围.
【解答】解:由题意可得,f(a)+f(b)>f(c)对任意的a、b、c∈R恒成立,
∵函数f(x)===1+,
∴当m≥1时,函数f(x)在R上是减函数,函数的值域为(1,m);
故f(a)+f(b)>2,f(c)<m,∴m≤2 ①.
当m<1时,函数f(x)在R上是增函数,函数的值域为(m,1);
故f(a)+f(b)>2m,f(c)<1,
∴2m≥1,m≥②.
由①②可得≤m≤2,
故选:D.
【点评】本题主要考查了求参数的取值范围,以及构成三角形的条件和利用函数的单调性求函数的值域,同时考查了分类讨论的思想,属于难题.
三、解答题:本大题满分12分。本大题共有 ( http: / / www.21cnjy.com )5题,解答下列各题必须写出必要的步骤。本题共1小题,满分12分。第1小题满分12分,第2小题满分12分。
20.公差不为零的等差数列{an}中,a1、a2、a5成等比数列,且该数列的前10项和为100.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若bn=an﹣10,求数列{bn}的前n项和Tn的最小值.
【考点】数列的求和.
【专题】计算题;转化思想;综合法;等差数列与等比数列.
【分析】(1)公差不为零的等差数列前n项和公 ( http: / / www.21cnjy.com )式、通项公式及等比数列的性质,列出方程组,求出a1=1,d=2,由此能求出数列{an}的通项公式.
(2)由bn=an﹣10=2n﹣11 ( http: / / www.21cnjy.com ),得到数列{bn}是首项为﹣9,公差为2的等差数列,求出数列{bn}的前n项和Tn,利用配方法能求出结果.
【解答】解:(1)∵公差不为零的等差数列{an}中,a1、a2、a5成等比数列,
且该数列的前10项和为100,
∴,
∴解得a1=1,d=2,
∴an=1+(n﹣1)×2=2n﹣1.
(2)∵bn=an﹣10=2n﹣11,
∴=2﹣11=﹣9,bn﹣bn﹣1=(2n﹣11)﹣[2(n﹣1)﹣11]=2,
∴数列{bn}是首项为﹣9,公差为2的等差数列,
Tn==n2﹣10n=(n﹣5)2﹣25.
∴当n=5时,数列{bn}的前n项和Tn的最小值为﹣25.
【点评】本题考查数列的通项公式及前n项和最小值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意等差数列、等比数列的性质的合理运用.
21.已知=(cos2, sinx),=(2,1),设函数f(x)=.
(1)当x,求函数f(x)的值域;
(2)当f(α)=,且﹣,求sin(2)的值.
【考点】两角和与差的正弦函数;平面向量数量积的运算.
【专题】计算题;转化思想;分析法;三角函数的求值;三角函数的图像与性质.
【分析】(1)利用平面向量数量积的运算 ( http: / / www.21cnjy.com ),两角和与差的正弦函数可得f(x)=2sin(x+)+1,由x,可得:x+∈[﹣,],利用正弦函数的图象和性质即可求得f(x)的值域.
(2)由f(α)=,解得:sin(α+)=,可求范围α+∈(﹣,),可求cos(α+),利用二倍角的正弦函数公式即可求值.
【解答】(本题满分为12分,每小题6分)
解:(1)∵=(cos2, sinx),=(2,1),
∴f(x)==2cos2+sinx=1+cosx+sinx=2sin(x+)+1,
∵x,可得:x+∈[﹣,],
∴sin(x+)∈[﹣,1],可得:f(x)=2sin(x+)+1∈[0,3].
(2)∵f(α)=2sin(α+)+1=,
∴解得:sin(α+)=,
∵﹣,α+∈(﹣,),
∴cos(α+)==,
∴sin(2)=sin[2(α+)]=2sin(α+)cos(α+)=2×=.
【点评】本题考查了三角函数的图象与性质、 ( http: / / www.21cnjy.com )两角和差的正弦函数公式、三角函数的基本关系式、数量积运算等基础知识与基本技能方法,考查了推理能力和计算能力,属于中档题.
22.已知函数f(x)=x2+|x﹣a|.
(1)当a=1时,求函数f(x)的最小值;
(2)试讨论函数f(x)的奇偶性,并说明理由.
【考点】二次函数的性质;函数的最值及其几何意义;函数奇偶性的判断.
【专题】函数思想;综合法;函数的性质及应用.
【分析】(1)将f(x)化简成分段函数,讨论f(x)的单调性,求出最小值;
(2)将f(x)化简成分段函数,对a进行讨论,得出结论.
【解答】解:(1)a=1时,f(x)=,
∴f(x)在(﹣∞,)上是减函数,在[,1)上是增函数,在[1,+∞)上是增函数.
∴fmin(x)=f()=.
(2)f(x)=,
①若a>0,当x≥a时,﹣x≤﹣a<0,
f(x)=x2+x﹣a,f(﹣x)=x2+x+a,∴f(﹣x)≠±f(x).
∴f(x)为非奇非偶函数.
②若a<0,当x<a时,﹣x>﹣a>0,
f(x)=x2﹣x+a,f(﹣x)=x2﹣x﹣a,∴f(﹣x)≠±f(x).
∴f(x)为非奇非偶函数.
③若a=0,当x≥0时,f(x)=x2+x,f(﹣x)=x2+x,∴f(x)=f(﹣x),
当x<0时,f(x)=x2﹣x,f(﹣x)=x2﹣x,∴f(x)=f(﹣x).
∴f(x)是偶函数.
综上,当a=0时,f(x)是偶函数,
当a≠0时,f(x)为非奇非偶函数.
【点评】本题考查了分段函数的单调性,函数奇偶性的判断,将f(x)化简成分段函数是关键.
23.已知f(x)=kx+2,不等式|f(x)|<3的解集为(﹣1,5),不等式的解集A.
(1)求集合A;
(2)设函数g(x)=log2(ax2﹣2x+2)的定义域为B,若A∩B≠ ,求实数a的取值范围.
【考点】绝对值不等式的解法;函数的定义域及其求法.
【专题】函数思想;配方法;转化法;不等式的解法及应用.
【分析】(1)问题等价为|f(﹣1)|=3且|f(5)|=3,解出k即可;
(2)问题转化为:不等式ax2﹣2x+2>0在[1,2)上有解,再用分离参数法求解即可.
【解答】解:(1)因为不等式|f(x)|<3的解集为(﹣1,5),
所以,|f(﹣1)|=3且|f(5)|=3,
即|﹣k+2|=|5k+2|=3,
解得k=﹣1,f(x)=﹣x+2,
不等式可写成,≤0,
解得,x∈[1,2),即A=[1,2);
(2)∵函数g(x)=log2(ax2﹣2x+2)的定义域为B,
且A∩B≠ ,∴问题等价转化为:
不等式ax2﹣2x+2>0在[1,2)上有解,
分离参数得,a>2(﹣+),其中∈(,1],
所以,a>[2(﹣+)]min,
由于,﹣ +=﹣(﹣)2+∈[0,),
所以,a>0,
故实数a的取值范围为:(0,+∞).
【点评】本题主要考查了含绝对不等式的解法,以及对数型复合函数的定义域和二次函数的图象和性质,属于中档题.
24.已知椭圆E的长轴长与焦距比为2:1,左焦点F(﹣2,0),一定点为P(﹣8,0).
(1)求椭圆E的标准方程;
(2)过P的直线与椭圆交于P1、P2两点,设直线P1F、P2F的斜率分别为k1、k2,求证:k1+k2=0.
(3)求△P1P2F面积的最大值.
【考点】直线与圆锥曲线的关系;椭圆的标准方程.
【专题】转化思想;分析法;直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(1)设椭圆方程为+=1(a>b>0),由题意可得c=1,由离心率公式可得a,进而得到b,即有椭圆方程,
(2)设直线PQ:y=k(x﹣2),代入椭圆方程,运用判别式大于0和韦达定理,结合直线的斜率公式,化简整理可得k1+k2为定值;
(3)△P1P2F的面积S=|PF| |y1﹣y2|,由直线方程和韦达定理代入化简,再由换元法和二次函数的最值求法,即可得到最大值.
【解答】解:(1)设椭圆方程为+=1(a>b>0),
由题意可得c=2,e==,又c2=a2﹣b2,
解得c=2,a=4,b=2,
即椭圆方程为+=1;
(2)证明:设直线P1P2:y=k(x+8),
代入椭圆方程可得(3+4k2)x2+64k2x+256k2﹣48=0,
由△=642k4﹣4(3+4k2)(256k2﹣48)>0,即有
设P1(x1,y1),P2(x2,y2),
x1+x2=﹣,x1x2=,
即有k1+k2=+=+=k ,
将韦达定理代入上式,可得
2x1x2+10(x1+x2)+32=﹣+32=0,
则k1+k2=0;
(2)△P1P2F面积S=|PF| |y1﹣y2|
=3|k| |x1﹣x2|=3|k| =3|k|
=72 ,
设t=3+4k2(3<t<4),
则S=72 =36=36,
当=即t=即k=±时,取得最大值,且为3.
则△P1P2F面积的最大值为3.
【点评】本题考查椭圆的方程和性质及 ( http: / / www.21cnjy.com )运用,考查直线和椭圆的位置关系,联立直线方程和椭圆方程运用韦达定理,同时考查三角形的面积的最大值,注意运用二次函数的最值求法,属于中档题.
25.已知二次函数f(x)=x2+x ( http: / / www.21cnjy.com )的定义域为D恰是不等式的解集,其值域为A,函数g(x)=x3﹣3tx+的定义域为[0,1],值域为B.
(1)求函数f(x)定义域为D和值域A;
(2)是否存在负实数t,使得A B成立?若存在,求负实数t的取值范围;若不存在,请说明理由;
(3)若函数g(x)=x3﹣3tx+在定义域[0,1]上单调递减,求实数t的取值范围.
【考点】集合的包含关系判断及应用;函数的定义域及其求法;函数的值域.
【专题】转化思想;集合思想;函数的性质及应用;导数的概念及应用.
【分析】(1)解不等式求出D,结合二次函数的图象和性质,求出A;
(2)利用导数法,求出B,结合A B,可得负实数t的取值范围;
(3)若函数g(x)=x3﹣3tx+在定义域[0,1]上单调递减,则g′(x)=3x2﹣3t≤0在[0,1]上恒成立,解得答案.
【解答】解:(1)解不等式得:x∈(﹣1,0],
故二次函数f(x)=x2+x的定义域D=(﹣1,0],
∵二次函数f(x)=x2+x的图象是开口朝上,且以直线x=﹣为对称轴的抛物线,
故二次函数f(x)=x2+x在x=﹣时,取最小值,当x=0时,取最大值0,
故二次函数f(x)=x2+x的值域A=[,0];
(2)∵函数g(x)=x3﹣3tx+,
∴g′(x)=3x2﹣3t,
当t<0时,g′(x)≥0恒成立,
g(x)=x3﹣3tx+,x∈[0,1]为增函数,
此时B=[,],
若A B,
则,
解得:t≤;
(3)若函数g(x)=x3﹣3tx+在定义域[0,1]上单调递减,
则g′(x)=3x2﹣3t≤0在[0,1]上恒成立,
即t≥x2,x∈[0,1]恒成立,
解得:t≥1
【点评】本题考查的知识点是集合的包含关系,函数的定义域,值域,导数法求函数的最值,难度较大,属于难题.
26.对定义在[0,1]上的函数f(x),如果同时满足以下三个条件:
①对任意x∈[0,1],总有f(x)≥0;
②f(1)=1;
③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2)成立.
则称函数f(x)为理想函数.
(1)判断g(x)=2x﹣1(x∈[0,1])是否为理想函数,并说明理由;
(2)若f(x)为理想函数,求f(x)的最小值和最大值;
(3)若f(x)为理想函数,假设存在x0∈[0,1]满足f[f(x0)]=x0,求证:f(x0)=x0.
【考点】抽象函数及其应用.
【专题】综合题;转化思想;定义法;函数的性质及应用.
【分析】(1)①要判断函数g(x)=2 ( http: / / www.21cnjy.com )x﹣1,(x∈[0,1])在区间[0,1]上是否为“理想函数,只要检验函数g(x)=2x﹣1,是否满足理想函数的三个条件即可;
(2)先研究函数f(x)的单调性,从而得出此函数的最值.得到当x=0时,f(x)取得最小值2,当x=1时,f(x)取得最大值3即可;
(3)由条件③知,任给m、n ( http: / / www.21cnjy.com )∈[0,1],当m<n时,由m<n知n﹣m∈[0,1],f(n)=f(n﹣m+m)≥f(n﹣m)+f(m)≥f(m).由此能够推导出f(x0)=x0.,根据f[f(x0)]=x0,则f(x0)=x0.
【解答】解:(1)①显然f(x)=2x﹣1在[0,1]上满足f(x)≥0;②f(1)=1.
若x1≥0,x2≥0,且x1+x2≤1,
则有f(x1+x2)﹣[f(x1)+f(x2)]=2x1+x2﹣1﹣[(2x1﹣1)+(2x2﹣1)]=(2x2﹣1)(2x1﹣1)≥0
故f(x)=2x﹣1满足条件①②③,所以f(x)=2x﹣1为理想函数,
(2)设x1,x2∈[0,1],x1<x2,则x2﹣x1∈(0,1]
∴f(x2)=f[(x2﹣x1)+x1]≥f(x2﹣x1)+f(x1)﹣2
∴f(x2)﹣f(x1)≥f (x2﹣x1)﹣2≥0,
∴f(x1)≤f(x2),则当0≤x≤1时,f(0)≤f(x)≤f(1),
在③中,令x1=x2=0,得f(0)≤2,由②得f(0)≥2,
∴f(0)=2当x=1时,f(1)=3,
∴当x=0时,f(x)取得最小值2,
当x=1时,f(x)取得最大值3,
(3)由条件③知,任给m、n∈[0,1],当m<n时,由m<n知n﹣m∈[0,1],
∴f(n)=f(n﹣m+m)≥f(n﹣m)+f(m)≥f(m).
若f(x0)>x0,则f(x0)≤f[f(x0)]=x0,前后矛盾;
若:f(x0)<x0,则f(x0)≥f[f(x0)]=x0,前后矛盾.
故f(x0)=x0.
【点评】赋值法是解决抽象函 ( http: / / www.21cnjy.com )数问题的常用方法,函数的新定义则转化为函数性质问题,本题则结合指数函数的性质,探讨函数的函数值域,指数函数的单调性的应用等知识点.