2023年高考數學壓軸題系列訓練含答案及解析詳解五

2022-05-01 12:36:05 字數 3664 閱讀 6448

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高考數學壓軸題系列訓練含答案及解析詳解五

1.(本小題滿分14分)

已知橢圓的左、右焦點分別是f1(-c,0)、f2(c,0),q是橢圓外的動點,滿足點p是線段f1q與該橢圓的交點,點t**段f2q上,並且滿足

(ⅰ)設為點p的橫座標,證明;

(ⅱ)求點t的軌跡c的方程;

(ⅲ)試問:在點t的軌跡c上,是否存在點m,

使△f1mf2的面積s=若存在,求∠f1mf2

的正切值;若不存在,請說明理由.

本小題主要考查平面向量的概率,橢圓的定義、標準方程和有關性質,軌跡的求法和應用,以及綜合運用數學知識解決問題的能力.滿分14分.

(ⅰ)證法一:設點p的座標為

由p在橢圓上,得

由,所以………………………3分

證法二:設點p的座標為記則由

證法三:設點p的座標為橢圓的左準線方程為

由橢圓第二定義得,即

由,所以3分

(ⅱ)解法一:設點t的座標為

當時,點(,0)和點(-,0)在軌跡上.

當|時,由,得.

又,所以t為線段f2q的中點.

在△qf1f2中,,所以有

綜上所述,點t的軌跡c的方程是7分

解法二:設點t的座標為當時,點(,0)和點(-,0)在軌跡上.

當|時,由,得.

又,所以t為線段f2q的中點.

設點q的座標為(),則

因此由得 ②

將①代入②,可得

綜上所述,點t的軌跡c的方程是

(ⅲ)解法一:c上存在點m()使s=的充要條件是

由③得,由④得所以,當時,存在點m,使s=;

當時,不存在滿足條件的點m.

當時,,

由,,,得解法二:c上存在點m()使s=的充要條件是

由④得上式代入③得

於是,當時,存在點m,使s=;

當時,不存在滿足條件的點m.

當時,記,

由知,所以

2.(本小題滿分12分)

函式在區間(0,+∞)內可導,導函式是減函式,且設

是曲線在點()得的切線方程,並設函式

(ⅰ)用、、表示m;

(ⅱ)證明:當;

(ⅲ)若關於的不等式上恆成立,其中a、b為實數,

求b的取值範圍及a與b所滿足的關係.

本小題考查導數概念的幾何意義,函式極值、最值的判定以及靈活運用數形結合的思想判斷函式之間的大小關係.考查學生的學習能力、抽象思維能力及綜合運用數學基本關係解決問題的能力.滿分12分

(ⅰ)解2分

(ⅱ)證明:令

因為遞減,所以遞增,因此,當;

當.所以是唯一的極值點,且是極小值點,可知的

最小值為0,因此即6分

(ⅲ)解法一:,是不等式成立的必要條件,以下討論設此條件成立.

對任意成立的充要條件是

另一方面,由於滿足前述題設中關於函式的條件,利用(ii)的結果可知,的充要條件是:過點(0,)與曲線相切的直線的斜率大於,該切線的方程為

於是的充要條件是10分

綜上,不等式對任意成立的充要條件是

顯然,存在a、b使①式成立的充要條件是:不等式②

有解、解不等式②得

因此,③式即為b的取值範圍,①式即為實數在a與b所滿足的關係.…………12分

(ⅲ)解法二:是不等式成立的必要條件,以下討論設此條件成立.

對任意成立的充要條件是

8分 令,於是對任意成立的充要條件是

由當時當時,,所以,當時,取最小值.因此成立的充要條件是,即………………10分

綜上,不等式對任意成立的充要條件是

顯然,存在a、b使①式成立的充要條件是:不等式 ②

有解、解不等式②得

因此,③式即為b的取值範圍,①式即為實數在a與b所滿足的關係.…………12分

3.(本小題滿分12分)

已知數列的首項前項和為,且

(i)證明數列是等比數列;

(ii)令,求函式在點處的導數並比較與的大小.

解:由已知可得兩式相減得

即從而當時所以又所以從而

故總有,又從而即數列是等比數列;

(ii)由(i)知

因為所以

從而==-=

由上-=

=12①

當時,①式=0所以;

當時,①式=-12所以

當時,又所以即①從而

4.(本小題滿分14分)

已知動圓過定點,且與直線相切,其中.

(i)求動圓圓心的軌跡的方程;

(ii)設a、b是軌跡上異於原點的兩個不同點,直線和的傾斜角分別為和,當變化且為定值時,證明直線恆過定點,並求出該定點的座標.

解:(i)如圖,設為動圓圓心,為記為,過點作直線的垂線,垂足為,由題意知:即動點到定點與定直線的距離相等,由拋物線的定義知,點的軌跡為拋物線,其中為焦點,為準線,所以軌跡方程為;

(ii)如圖,設,由題意得(否則)且所以直線的斜率存在,設其方程為,顯然,將與聯立消去,得由韋達定理知①

(1)當時,即時,所以,所以由①知:所以因此直線的方程可表示為,即所以直線恆過定點

(2)當時,由,得==

將①式代入上式整理化簡可得:,所以,

此時,直線的方程可表示為即

所以直線恆過定點

所以由(1)(2)知,當時,直線恆過定點,當時直線恆過定點.

5.(本小題滿分12分)

已知橢圓c1的方程為,雙曲線c2的左、右焦點分別為c1的左、右頂點,而c2的左、右頂點分別是c1的左、右焦點.

(ⅰ)求雙曲線c2的方程;

(ⅱ)若直線與橢圓c1及雙曲線c2都恒有兩個不同的交點,且l與c2的兩個交點a和b滿足(其中o為原點),求k的取值範圍.

解:(ⅰ)設雙曲線c2的方程為,則

故c2的方程為

(ii)將

由直線l與橢圓c1恒有兩個不同的交點得即.

由直線l與雙曲線c2恒有兩個不同的交點a,b得

解此不等式得

③由①、②、③得

故k的取值範圍為

6.(本小題滿分12分)

數列滿足.

(ⅰ)用數學歸納法證明:;

(ⅱ)已知不等式,其中無理數e=2.71828….

(ⅰ)證明:(1)當n=2時,,不等式成立.

(2)假設當時不等式成立,即

那麼. 這就是說,當時不等式成立.

根據(1)、(2)可知:成立.

(ⅱ)證法一:

由遞推公式及(ⅰ)的結論有

兩邊取對數並利用已知不等式得

故上式從1到求和可得

即(ⅱ)證法二:

由數學歸納法易證成立,故

令取對數並利用已知不等式得

上式從2到n求和得

因故成立.

7.(本小題滿分12分)

已知數列

(1)證明

(2)求數列的通項公式an.

解:(1)方法一用數學歸納法證明:

1°當n=1時,

∴,命題正確.

2°假設n=k時有

則而又∴時命題正確.

由1°、2°知,對一切n∈n時有

方法二:用數學歸納法證明:

1°當n=1時,∴;

2°假設n=k時有成立,

令,在[0,2]上單調遞增,所以由假設

有:即也即當n=k+1時成立,所以對一切

(2)下面來求數列的通項:所以

,又bn=-1,所以

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