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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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1 本小題滿分14分 如圖,設拋物線的焦點為f,動點p在直線上運動,過p作拋物線c的兩條切線pa pb,且與拋物線c分別相切於a b兩點.1 求 apb的重心g的軌跡方程.2 證明 pfa pfb.解 1 設切點a b座標分別為,切線ap的方程為 切線bp的方程為 解得p點的座標為 所以 apb的重...