1、2019 年天津市南开区高考数学二模试卷(理科)一、选择题:本大题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 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 (5 分)设全集为 R,若集合 Ax|(x +2) (x 3)0 ,集合 Bx|x1,则( RA)B( )A3,+ ) B (1,3 C (1,3) D (2,+)2 (5 分)已知实数 x,y 满足约束条件 ,则 z2x+4y 的最小值是( )A6 B10 C5 D103 (5 分)如图是一个算法流程图,若输入 n 的值是 13,输出 S 的值是 46,则 a 的取值范围是( )A9a10 B
2、9a10 C10a11 D8a94 (5 分)祖暅原理:“幂势既同,则积不容异” ,意思是说:两个同高的几何体,如在等高处的截面积横向等,则体积相等设 A、B 为两个同高的几何体,p:A、B 的体积不相等,q:A、B 在等高处的截面积不恒相等根据祖暅原理可知,p 是 q 的( )A充分不必要条件 B必要不充分条件C充要条件 D既不充分也不必要条件5 (5 分)已知 a ,blog 2 ,c ,则( )Aabc Bacb Ccab Dc ba6 (5 分)设 f(x )sin3x cos3x,把 yf (x)的图象向左平移 (0)个单位长度第 2 页(共 23 页)后,恰
3、好得到函数 g(x)sin3 x+cos3x 的图象,则 的值可以为( )A B C D7 (5 分)已知 F1,F 2 分别双曲线 3x2y 23a 2(a0)的左右焦点,是 P 抛物线y28ax 与双曲线的一个交点,若| PF1|+|PF2|12,则抛物线的准线方程为( )Ax4 Bx3 Cx2 Dx 18 (5 分)已知函数 ,若关于 x 的方程|f(x)a|+|f(x)a1| 1有且仅有两个不同的整数解,则实数 a 的取值范围是( )A , B , C 1, D0 ,3二、填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分.9 (5 分)已知复
4、数 ,i 为虚数单位,则| z|2 10 (5 分)在 的展开式中,含 x2 项的二项式系数为 11 (5 分)球 O 是正方体 ABCDA 1B1C1D1 的外接球,若正方体 ABCDA 1B1C1D1 的表面积为 S1,球 O 的表面积为 S2,则 12 (5 分)已知在直角坐标系 xOy 中,圆 C 的参数方程为 为参数) ,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 cos(,直线 l 与圆 C 交于 M、N 两点,则|MN| 13 (5 分
5、)在等腰梯形 ABCD 中,已知 ABDC,AC 与 BD 交于点 M,AB 2CD 4若 1,则 cosBMC 14 (5 分)已知函数 ,其中 e 为自然对数的底数,若f(2a 2)+ f(a3)+ f(0)0,则实数 a 的取值范围为 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 (12 分)在ABC 中,a、b、c 分别是三个内角 A、B、C 的对边,若b3,c 4,C 2B,且 a b(1)求 cosB 及 a 的值;第 3 页(共 23 页)(2)求 的值16 (12 分)甲、乙两
6、人玩猜数字游戏,规则如下:连续竞猜 3 次,每次相互独立;每次竞猜时,先由甲写出一个数字,记为 a,再由乙猜甲写的数字,记为 b,已知a,b0,1,2,3,4,5,若 |ab|1,则本次竞猜成功; 在 3 次竞猜中,至少有2 次竞猜成功,则两人获奖()求甲乙两人玩此游戏获奖的概率;()现从 6 人组成的代表队中选 4 人参加此游戏:这 6 人中有且仅有 2 对双胞胎,记选出的 4 人中含有双胞胎的对数为 X,求 X 的分布列和期望17 (14 分)在如图所示的几何体中,ABC 是边长为 2 的正三角形,AE1,AE平面ABC,平面 BCD平面 ABC,BDCD,且 BDCD(1)若 AE2,求
7、证:AC平面 BDE;(2)若二面角 ADEB 为 60,求 AE 的长;(3)在(2)的条件下,求直线 CD 与平面 BDE 所成角18 (14 分)已知数列a n的前 n 项和 ,数列b n满足(1)求证:数列b n是等差数列,并求数列a n的通项公式;(2)设 ,数列c n的前 n 项和为 Tn,求满足N*)的 n 的最大值19 (14 分)已知椭圆 的左顶点为 A,右焦点为 F(c,0) ,直线l: 与 x 轴相交于点 T,且 F 是 AT 的中点(1)求椭圆的离心率;(2)过点 T 的直线与椭圆相交于 M、N 两点,M 、N 都在 x 轴上方,并且 M 在 N、T之间,且 N 到直线
8、 l 的距离是 M 到直线 l 的距离的 2 倍第 4 页(共 23 页)记 NFM、 NFA 的面积分别为 S1、S 2,求 ;若原点 O 到直线 TN 的距离为 ,求椭圆方程20 (14 分)已知函数 f(x )xlog ax(a0) ,g(x)(m+1)xlnxf(x) ,函数f(x)在点 xe 1 处取得极小值e 1 (e 为自然对数的底数) (1)若 g'(x)恰有一个零点,求 m 的取值范围;(2)若 g'(x)有两零点 x1、x 2(x 1x 2) ,求证: 第 5 页(共 23 页)2019 年天津市南开区高考数学二模试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:本
9、大题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 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 (5 分)设全集为 R,若集合 Ax|(x +2) (x 3)0 ,集合 Bx|x1,则( RA)B( )A3,+ ) B (1,3 C (1,3) D (2,+)【分析】求出集合的等价条件,结合补集并集定义进行计算即可【解答】解:Ax| (x +2) (x 3)0 x|x3 或 x2, RAx|2x3,则( RA)Bx |x2(2,+) ,故选:D【点评】本题主要考查集合的基本运算,求出集合的等价条件,结合补集并集的定义是解决本题的关键比较基础2 (5 分)已知实数 x,y 满
10、足约束条件 ,则 z2x+4y 的最小值是( )A6 B10 C5 D10【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,联立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数得答案【解答】解:由约束条件 作出可行域如图,联立 ,解得 A(3,3) ,化目标函数 z2x+4y 为 y ,由图可知,当直线 y 过点 A 时,直线在 y 轴上的截距最小,z 有最小值为6故选:A第 6 页(共 23 页)【点评】本题考查简单的线性规划,考查了数形结合的解题思想方法,是中档题3 (5 分)如图是一个算法流程图,若输入 n 的值是 13,输出 S 的值是 46,则 a 的取
11、值范围是( )A9a10 B9a10 C10a11 D8a9【分析】由已知中的程序语句可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量 S 的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案【解答】解:依次运行流程图,结果如下:n13,S0满足判断框内的条件 na,S13,n12满足判断框内的条件 na,S25,n11满足判断框内的条件 na,S36,n10满足判断框内的条件 na,S46,n9此时,不满足判断框内的条件 na,退出循环,所以 a 的取值范围是 9a10故选:B【点评】本题考查了程序框图的应用问题,解题时应模拟程序框图的运行过程,以便得第 7 页(共 2
12、3 页)出正确的结论,是基础题4 (5 分)祖暅原理:“幂势既同,则积不容异” ,意思是说:两个同高的几何体,如在等高处的截面积横向等,则体积相等设 A、B 为两个同高的几何体,p:A、B 的体积不相等,q:A、B 在等高处的截面积不恒相等根据祖暅原理可知,p 是 q 的( )A充分不必要条件 B必要不充分条件C充要条件 D既不充分也不必要条件【分析】利用祖暅原理可得:A、B 在等高处的截面积恒相等” ,可得:A、B 的体积相等即可判断出 p 与 q 的关系【解答】解:设 A、B 为两个同高的几何体,p:A、B 的体积不相等,q:A、B 在等高处的截面积不恒相等由“A、B 在等高处
13、的截面积恒相等” ,由祖暅原理,可得:A、B 的体积相等因此可得:A、B 的体积不相等,必然:A、B 在等高处的截面积不恒相等即 pq,反之不成立p 是 q 的充分不必要条件故选:A【点评】本题考查了祖暅原理、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题5 (5 分)已知 a ,blog 2 ,c ,则( )Aabc Bacb Ccab Dc ba【分析】利用指数式的运算性质得到 0a1,由对数的运算性质得到 b0,c1,则答案可求【解答】解:0a 2 01,blog 2 log 210,c log 23log 221,cab故选:C【点评】本题考查指数的运算性质和对数
14、的运算性质,在涉及比较两个数的大小关系时,第 8 页(共 23 页)有时借助于 0、1 这样的特殊值能起到事半功倍的效果,是基础题6 (5 分)设 f(x )sin3x cos3x,把 yf (x)的图象向左平移 (0)个单位长度后,恰好得到函数 g(x )sin3 x+cos3x 的图象,则 的值可以为( )A B C D【分析】三角函数图象的平移及诱导公式,两角和与差的正,余公式逐一检验即可得解【解答】解:将 yf(x)的图象向左平移 ( 0)个单位长度得:g(x)sin3 ( x+)cos3( x+)sin (3x+3)cos(3x+3) ,当 时,g(x )sin3x+co
15、s3x,不合题意,当 时,g(x ) cos3x,不合题意,当 时,g(x )sin3 xcos3x,不合题意,当 时,g(x )sin3x+cos3x ,满足题意,综合得:选项 D 满足题意,故选:D【点评】本题考查了三角函数图象的平移及诱导公式,属中档题7 (5 分)已知 F1,F 2 分别双曲线 3x2y 23a 2(a0)的左右焦点,是 P 抛物线y28ax 与双曲线的一个交点,若| PF1|+|PF2|12,则抛物线的准线方程为( )Ax4 Bx3 Cx2 Dx 1【分析】求出 P 点坐标,计算|PF 1|,|PF 2|,列方程计算 a 的值即可得出答案【解答】解:双曲线
16、的标准方程为 1,双曲线的右焦点 F2(2a,0)为抛物线 y28ax 的焦点,联立方程组 ,消元可得 3x28ax3a 20,解得 x3a 或 x (舍) 不妨设 P 在第一象限,则 P(3a,2 a) ,又 F1(2a,0) ,|PF 1| 7a,|PF 2|3a+2a5a,|PF 1|+|PF2|12a12,即 a1抛物线的准线方程为 x2故选:C第 9 页(共 23 页)【点评】本题考查了双曲线、抛物线的性质,属于中档题8 (5 分)已知函数 ,若关于 x 的方程|f(x)a|+|f(x)a1| 1有且仅有两个不同的整数解,则实数 a 的取值范围是( )A , B , C
17、1, D0 ,3【分析】结合绝对值的应用,方程当且仅当 f(x )a0,且 f(x)a10 成立,即 af(x) a+1 的整数解只有两个,利用数形结合建立不等式关系进行求解即可【解答】解:要使方程|f(x)a|+| f(x)a1| 1 则当且仅当 f(x)a0,且f(x)a1 0 时,方程等价为 f(x )af(x)+a+11,即 f(x)a,且 f(x )a+1,得 af (x)a+1,即 f(x)的图象夹在平行直线 ya 和 ya+1 之间的部分只有两个整数解作出函数 f(x)的图象如图:f(0)1,f(1)0,f(1) ,f (2) ,要使 af(x )a+1 的整数解只有两个,则其中
18、一个整数解为 x0,另外一个整数解为1,即满足 ,得 ,即 a ,即实数 a 的取值范围是 , ) ,故选:A第 10 页(共 23 页)【点评】本题主要考查函数与方程的应用,根据绝对值的应用寻找,方程成立的条件,利用数形结合是解决本题的关键综合性较强,有一定的难度二、填空题:本大题共 6 小题,每小题 5 分,共 30 分.9 (5 分)已知复数 ,i 为虚数单位,则| z|2 【分析】利用复数代数形式的乘除运算化简,再由复数模的计算公式求解【解答】解: ,|z| 2 故答案为: 【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数模的求法,是基础题10 (5 分)在
19、的展开式中,含 x2 项的二项式系数为 560 【分析】在二项展开式的通项公式中,令 x 的幂指数等于 2,求出 r 的值,即可求得含x2 项的二项式系数【解答】解:在 的展开式中,通项公式为 Tr+1 (2) rx143r ,令143r2,求得 r4,可得含 x2 项的二项式系数为 560,故答案为:560【点评】本题主要考查二项式定理的应用,二项展开式的通项公式,二项式系数的性质,属于基础题11 (5 分)球 O 是正方体 ABCDA 1B1C1D1 的外接球,若正方体 ABCDA 1B1C1D1 的表第 11 页(共 23 页)面积为 S1,球 O 的表面积为 S2,则 &
20、nbsp;【分析】设棱长为 a,易得正方体表面积,结合正方体外接球直径为其体对角线长可得球的表面积,得解【解答】解:设正方体棱长为 a,则正方体表面积为:S 16a 2,球 O 的半径为: ,3a 2,即 , 故答案为: 【点评】此题考查了正方体表面积和正方体外接球问题,难度不大12 (5 分)已知在直角坐标系 xOy 中,圆 C 的参数方程为 为参数) ,以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线 l 的极坐标方程为 cos(,直线 l 与圆 C 交于 M、N 两点,则|MN| 【分析】化圆的参数方程为普通方程,化直线的极坐标方程为直角坐标方程,求出圆
21、心到直线的距离,再由垂径定理求|MN| 【解答】解:由 为参数) ,消去 得:(x3) 2+(y+1) 24由 cos( )0,得 ,即 x+y0圆心(3,1)到直线 x+y0 的距离 d 则|MN | 故答案为: 【点评】本题考查简单曲线的极坐标方程,考查直线与圆位置关系的应用,是中档题13 (5 分)在等腰梯形 ABCD 中,已知 ABDC,AC 与 BD 交于点 M,AB 2CD 4若 1,则 cosBMC 第 12 页(共 23 页)【分析】由题意画出图形,结合MCD MAB,可设 MDMCm,则ACBD3m,由 1,求得 cos ,在CMD 中,利用余弦定理
22、求出 m2,进一步求得 cosCMD,则答案可求【解答】解:如图,由题意可知,MCD MABAB2CD4,AM2MC,BM 2MD,设 MD MC m,则 ACBD3m,由 1,得 9m2cosCMD1,cos ,在CMD 中,有 22m 2+m22m 2cosCMD ,即 ,解得: cosCMD 则 cosBMC cos( BMD)cosCMD 故答案为: 【点评】本题考查平面向量的数量积运算,训练了利用数量积求斜率的夹角,是中档题14 (5 分)已知函数 ,其中 e 为自然对数的底数,若f(2a 2)+ f(a3)+ f(0)0,则实数 a 的取值范围为 ( ,1) 【分析】根
23、据题意,由奇函数的定义分析可得 f(x )为奇函数,求出 f(x)的导数,利用函数的导数与单调性的关系分析可得 f(x )在 R 上为增函数,据此可得 f(2a 2)+f(a3)+f(0)0 f(2a 2)f(3a)2a 2+a30,解可得 a 的取值范围,即可得答案第 13 页(共 23 页)【解答】解:根据题意,函数 e x 2sinx,其定义域为 R,f(0)1100,有 f(x) e x+2sinxf (x) ,则函数 f(x )在 R 上为奇函数,又由 f(x) ex+ 2cosx22cosx0,则 f(x)在 R 上为增函数,f(2a 2)+f(a3)+ f(0)0f(2a 2)+
24、f (a3)0f(2a 2)f(a3)f(2a 2)f( 3a) 2a2+a30,解可得: a1,即 a 的取值范围为( ,1) ;故答案为:( ,1) 【点评】本题考查函数的奇偶性与单调性的性质以及应用,关键是分析函数 f(x)的奇偶性与单调性,属于基础题三、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 (12 分)在ABC 中,a、b、c 分别是三个内角 A、B、C 的对边,若b3,c 4,C 2B,且 a b(1)求 cosB 及 a 的值;(2)求 的值【分析】 (1)由正弦定理,二倍角的正弦函数公式可求 cosB 的值,由余弦定理可得 a的值
25、(2)利用同角三角函数基本关系式可求 sinB 的值,利用二倍角公式可求 sin2B,cos2 B的值,根据两角和的余弦函数公式可求 cos(2B+ )的值【解答】 (本题满分为 13 分)解:(1)在ABC 中,由正弦定理 ,可得: ,2 分C2B, ,解得:cosB ,4 分在ABC 中,由余弦定理 b2a 2+c22accos B,可得:a 2 a+70,解得 a3,或a ,ab,第 14 页(共 23 页)a 7 分(2)cosB ,可得 sinB ,sin2B2sinBcosB ,cos2 B2cos 2B1 , 11 分cos(2B + ) cos2B sin2B 13 分【点评】
26、本题主要考查了正弦定理,二倍角的正弦函数公式,余弦定理,同角三角函数基本关系式,两角和的余弦函数公式在三角函数化简求值中的应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题16 (12 分)甲、乙两人玩猜数字游戏,规则如下:连续竞猜 3 次,每次相互独立;每次竞猜时,先由甲写出一个数字,记为 a,再由乙猜甲写的数字,记为 b,已知a,b0,1,2,3,4,5,若 |ab|1,则本次竞猜成功; 在 3 次竞猜中,至少有2 次竞猜成功,则两人获奖()求甲乙两人玩此游戏获奖的概率;()现从 6 人组成的代表队中选 4 人参加此游戏:这 6 人中有且仅有 2 对双胞胎,记选出的 4 人中含有双胞胎的对数为 X
27、,求 X 的分布列和期望【分析】 (I)由题意基本事件的总数为 个,记事件 A 为“甲乙两人一次竞猜成功” ,分|ab| 0 和|ab|1 利用古典概型的概率计算公式即可得出 P(A)设随机变量 表示在 3 次竞猜中竞猜成功的次数,则 B 则甲乙两人获奖的概率 P(2)1P(0)P(1) (II)由题意可知:从 6 人中选取 4 人共有 种选法,双胞胎的对数 X 的取值为0,1,2X0,表示的是分别从 2 对双胞胎中各自选取一个,再把不是双胞胎的 2 人都取来;X1,表示的是从 2 对双胞胎中选取一对,另外 2 人的选取由两种方法,一种是把不是双胞胎的 2 人都选来,另一种是从另一双胞胎中选一
28、个,从不是双胞胎的 2 人中选一个;X2,表示的是把 2 对双胞胎 2 人都选来据此即可得出 X 的分布列和EX【解答】解:(I)由题意基本事件的总数为 个,记事件 A 为“甲乙两人一次竞猜成功” ,若|ab| 0,则共有 6 种竞猜成功;若|ab|1,a1,2,3,4 时,b 分第 15 页(共 23 页)别有 2 个值,而 a0 或 5 时,b 只有一种取值利用古典概型的概率计算公式即可得出P(A) 设随机变量 表示在 3 次竞猜中竞猜成功的次数,则甲乙两人获奖的概率 P(2)1P(0)P(1)1 (II)由题意可知:从 6 人中选取 4 人共有 种选法,双胞胎的对数 X 的取值为0,1,
29、2则 P(X0) ,P(X1) ,P(X2) 随机变量 X 的分布列为期望为 E(X ) 【点评】正确分类和熟练掌握古典概型的概率计算公式、二项分布、随机变量的分布列和数学期望是解题的关键17 (14 分)在如图所示的几何体中,ABC 是边长为 2 的正三角形,AE1,AE平面ABC,平面 BCD平面 ABC,BDCD,且 BDCD(1)若 AE2,求证:AC平面 BDE;(2)若二面角 ADEB 为 60,求 AE 的长;(3)在(2)的条件下,求直线 CD 与平面 BDE 所成角【分析】 (1)取 AB 的中点 M,BC 的中点 O,BE 的中点 N,证明四边形 OMND 是平行第 16
30、页(共 23 页)四边形得出 DNOM,又 OMAC 即可得出 DNAC,于是 AC平面 BDE;(2)以 O 为原点建立空间坐标系,设 AEm ,求出两平面的法向量,令法向量夹角余弦值的绝对值等于 计算 m 的值即可;(3)计算 与平面 BDE 的法向量的夹角余弦值得出所求的线面角【解答】 (1)证明:取 AB 的中点 M,BC 的中点 O,BE 的中点 N,连接OM,OD ,DN,MN,O,M,N 分别是 BC,AB,BE 的中点,OM AC,MNAE ,MN AE1,BDCD,O 是 BC 的中点, ODBC ,平面 BCD平面 ABC,平面 BCD平面 ABCBC ,OD平面 ABC,
31、又 AE平面 ABC,ODAE,BCD 是等腰直角三角形,BC 2,OD 1,ODMN,ODMN,四边形 OMND 是平行四边形,DNOM,DNAC,又 DN平面 BDE,AC 平面 BDE,AC平面 BDE(2)解:ABC 是等边三角形,OA BC,以 O 为原点,以 OB,OA,OD 为坐标轴建立空间坐标系 Oxyz,如图,则 O(0,0,0) ,D(0,0,1) ,B(1,0,0) ,设 AE m(m0) ,则 E(0, ,m) , (1,0,1) , (0, ,m 1) ,设平面 BDE 的法向量为 (x,y ,z) ,则 ,即 ,令 x1 可得 (1, ,1) ,又平面 ADE 的一
32、个法向量为 (1,0,0) ,cos ,令 cos60 ,解得m1+ 第 17 页(共 23 页)AE1+ (3) (1,0,1) , (1, ,1) ,cos ,直线 CD 与平面 BDE 所成角的正弦值为 ,故直线 CD 与平面 BDE 所成角为45【点评】本题考查线面垂直性质定理、线面垂直判定与性质定理以及利用空间向量求线面角与二面角,考查基本分析求解能力,属中档题18 (14 分)已知数列a n的前 n 项和 ,数列b n满足(1)求证:数列b n是等差数列,并求数列a n的通项公式;(2)设 ,数列c n的前 n 项和为 Tn,求满足N*)的 n 的最大值【分析】 (1)当 x2 时
33、 anS nS n1 ,化简可得 bnb n1 1,然后根据等差数列的定义即可证明数列b n是等差数列;(2)将 an 代入 cn 中,得 cn 的通项公式,然后利用裂项相消法可得 cn 的前 n 项和 Tn,解不等式可得 n 的范围,进一步得到 n 的最大值【解答】解:(1)证明:S na n +2,第 18 页(共 23 页)当 x2 时,S n1 a n1 +2,得,a nS nS n1 an+an1 + ,2 nan2 n1 an1 +1,b n2 nan,b nb n1 +1当 x2 时,b nb n1 1,又当 x1 时,S 1a 11+2a 1,a 1 ,b 12a 11,数列b
34、n是以 1 为首项,1 为公差的等差数列,b nn2 nan,a n ;(2)T n , N*) ,即 ,n5,nN *n 的最大值为 4【点评】本题主要考查等差数列的定义和求数列通项公式和前 n 项和,利用裂项相消法是解决本题的关键,属于中档题第 19 页(共 23 页)19 (14 分)已知椭圆 的左顶点为 A,右焦点为 F(c,0) ,直线l: 与 x 轴相交于点 T,且 F 是 AT 的中点(1)求椭圆的离心率;(2)过点 T 的直线与椭圆相交于 M、N 两点,M 、N 都在 x 轴上方,并且 M 在 N、T之间,且 N 到直线 l 的距离是 M 到直线 l 的距离的 2 倍记 NFM
35、、 NFA 的面积分别为 S1、S 2,求 ;若原点 O 到直线 TN 的距离为 ,求椭圆方程【分析】 (1)由题意列关于 a,c 的方程,求解即可得到椭圆的离心率;(2) 过 M, N 作直线 l 的垂线,垂足分别为 M1,N 1,由 N 到直线 l 的距离是 M 到直线 l 的距离的 2 倍结合三角形底面积公式计算即可得到所求比值;设 F(c,0) ,则椭圆方程为 ,运用点差法求得直线 MN 的斜率和方程,运用点到直线的距离公式求解 c,计算即可得到所求椭圆方程【解答】解:(1)由 F 是 AT 的中点,可得a+ 2c,即(a2c) (a+c )0,又 a、c 0,则 a2c,可得 e ;
36、(2) 过 M, N 作直线 l 的垂线,垂足分别为 M1,N 1,由 NN12MM 1,得 M 是 NT 的中点,可得 ,又 F 是 AT 中点,即有 SANF S TNF ,故 ;设 F(c,0) ,则椭圆方程为 ,由知 M 是 N,T 的中点,不妨设 M(x 0,y 0) ,则 N(2x 04c,2y 0) ,又 M,N 都在椭圆上,第 20 页(共 23 页)即有 ,即 ,两式相减得: ,解得 ,可得 ,故直线 MN 的斜率为 k ,直线 MN 的方程为 y (x4c ) ,即 x+6y4 c0,原点 O 到直线 TN 的距离为 d ,依题意 ,解得 c ,故椭圆方程为 【点评】本题考
37、查椭圆的离心率的求法,考查直线与椭圆位置关系的应用,考查运算能力,属于难题20 (14 分)已知函数 f(x )xlog ax(a0) ,g(x)(m+1)xlnxf(x) ,函数f(x)在点 xe 1 处取得极小值e 1 (e 为自然对数的底数) (1)若 g'(x)恰有一个零点,求 m 的取值范围;(2)若 g'(x)有两零点 x1、x 2(x 1x 2) ,求证: 【分析】 (1)先求出 a 的值,然后求得单调区间和最大值,通过最大值的符号,讨论 m的大小,即可得到 m 的取值;第 21 页(共 23 页)(2)先证 x1+x22依题设,有 m +lnx1 +lnx2,整
38、理,构造函数 G(x)lnx,x1通过导数判断单调性,即可得证;再证 x1+x23e m1 1,由(1)知,p 是 h(x)的唯一最大值点,故有 ,作函数 (x)lnx lnp,通过导数判断单调性,整理,变形,即可得证【解答】解:(1)由 f(x )xlog ax(a0) ,得 f'(x) ,因为 f(x)在点 xe 1 处取得极小值e 1 ,所以 f'(e 1 ) e 1 ,所以 ae,所以 g(x)(m +1)xlnxf(x )g(x)(m +1) xlnxxlnx,所以 g'(x)m ,令 F(x )g'(x ) ,则 F( x) ,令 F(x)0,得 x
39、1当 x1 时,F (x )0,在( 1,+ )上单调递减;当 0x1 时,F (x )0 ,在(0,1)上单调递增,故 F(x ) maxF(1)m1当 m10,即 m1 时,因最大值点唯一,故符合题设;当 m10,即 m1 时, F(x)0 恒成立,不合题设;当 m10,即 m1 时,一方面, em1,F(e m) 0;另一方面, em 1,F(e m)2mem0(易证:e xex ) ,于是,F(x)有两零点,不合题设综上,m 的取值范围为1(2)证明:先证 x1+x22依题设,有 m +lnx1 +lnx2,于是 ln 记 t,t1,则 lnt ,故 x1 第 22 页(共 23 页)
40、于是 x1+x2x 1(t+1) ,x 1+x22 记函数 G(x) lnx,x1因 G(x) 0,故 G(x )在 (1,+ )上单调递增于是,t1 时,G(t)G(1)0又 lnt0,所以,x 1+x22再证 x1+x23e m1 1,F(x) 0h(x)mx 1 xlnx0,故 x1,x 2 也是 h(x)0 的两个零点由 h(x)m 1lnx0,得 xe m1 (记 pe m1 ) 由(1)知,p 是 h(x)的唯一最大值点,故有 ,作函数 (x) lnx lnp,则 (x) 0,故 (x)单调递增当 xp 时,(x)(p) 0;当 0x p 时,(x)0于是,mx 11x 1lnx1 +x1lnp整理,得(2+lnp m)x 12(2p+mpplnp1)x 1+p0,即 x12(3e m1 1)x 1+em1 0同理 x22(3e m1 1)x 2+em1 0故 x22(3e m1 1)x 2+em1 x 12(3e m1 1)x 1+em1 ,即(x 2+x1) (x 2x 1)(3e m1 1) (x 2x 1) ,于是 x1+x23e m1 1综上,2x 1+x23e m1 1【点评】本题主要考查函数的零点的求法和取值范围,同时考查导数的运用,求单调区间和极值、最值,运用构造函数判断单调性是解题的关键,属难题