北京市朝阳区2020届高三第一次高考模拟考试试题 数学【解析版】
一、选择题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.
,,BxZ|(x1)(x4)0,则A1.已知集合A13,5A. 3 【答案】C 【解析】 【分析】
化简集合B,再根据并集定义进行计算即可得到. 【详解】因为BxZ|(x1)(x4)0{2,3}, 所以A故选:C
B. 1,3
B( )
D. 1,2,3,4,5
C. 1,2,3,5
B{1,2,3,5}.
【点睛】本题考查了一元二次不等式的解法,考查了集合的并集运算,属于基础题. 2.下列函数中,既是偶函数又在区间(0,)上单调递增的是( ) A. yx 【答案】D 【解析】 【分析】
根据函数的奇偶性和单调性,对四个函数逐一判断可得答案. 【详解】函数yx是奇函数,不符合;
函数yx1是偶函数,但是在(0,)上单调递减,不符合; 函数ylog2x不是偶函数,不符合;
函数y2既是偶函数又在区间(0,)上单调递增,符合. 故选:D
【点睛】本题考查了函数的奇偶性和单调性,属于基础题.
3.在等比数列{an}中,a11,a48,则{an}的前6项和为( )
|x|23B. yx1
2C. ylog2x D. y2
|x|3
A. 21 【答案】A 【解析】 【分析】
利用a11,a48求出公比q2,再根据等比数列的前n项和公式计算可得. 【详解】因为a11,a48,设公比为q,则q3B. 11
C. 31 D. 63
a488,所以q2, a11a1(1q6)1[1(2)6]21, 所以S61q1(2)故选:A
【点睛】本题考查了等比数列通项公式的基本量的计算,考查了等比数列的前n项和公式,属于基础题. 4.如图,在ABC中,点D,E满足BC2BD,CA3CE.若DExAByAC(x,yR),则xy( )
A. C.
1 2B. D.
131 21 3【答案】B 【解析】 【分析】
利用平面向量的线性运算可得DE而可得答案.
【详解】因为DEAEAD1111ABAC,再根据平面向量基本定理可得x,y,从2626221ACABBDACABBC 33221ACAB(ACAB) 3211ABAC,
26
又DExAByAC,
1, 6111所以xy.
263所以x,y故选:B
【点睛】本题考查了平面向量的线性运算,考查了平面向量基本定理,属于基础题.
5.已知抛物线C:y2px(p0)的焦点为F,准线为l,点A是抛物线C上一点,ADl于D.若
212AF4,DAF60,则抛物线C的方程为( )
A. y8x 【答案】B 【解析】 【分析】
根据抛物线的定义求得AD4,然后在直角三角形中利用DAF60可求得p2,从而可得答案. 【详解】根据抛物线的定义可得ADAF4, 又DAF60,所以ADp所以4p2,解得p2, 所以抛物线C的方程为y4x. 故选:B
【点睛】本题考查了抛物线的定义,利用定义得ADAF4是解题关键,属于基础题.
6.现有甲、乙、丙、丁、戊5种在线教学软件,若某学校要从中随机选取3种作为教师“停课不停学”的教学工具,则其中甲、乙、丙至多有2种被选取的概率为( ) A.
22B. y4x
2C. y2x
2D. y2x
1AF, 22 3B.
2 5C.
3 5D.
9 10【答案】D 【解析】 【分析】
根据古典概型的概率公式计算出所求事件的对立事件的概率,再用对立事件的概率公式即可求出结果. 【详解】甲、乙、丙至多有2种被选取的对立事件为:甲、乙、丙都被选取,记此事件为A,
依题意所有基本事件为:(甲,乙,丙),(甲,乙,丁),(甲,乙,戊),(甲,丙,丁),(甲,丙,戊),(甲,丁,戊),(乙,丙,丁),(乙,丙,戊),(乙,丁,戊),(丙,丁,戊),共10种,其中事件A所包含的事件数为1,
所以根据古典概型的概率公式可得P(A)1, 1019. 1010再根据对立事件的概率公式可得所求事件的概率为1P(A)1故选:D
【点睛】本题考查了对立事件的概率公式,考查了古典概型的概率公式,属于基础题.
7.在ABC中,ABBC,ABC120.若以A,B为焦点的双曲线经过点C,则该双曲线的离心率为( ) A. 5 2B. 7 2C. 31 2D. 3 【答案】C 【解析】 【分析】
设双曲线的实半轴长,半焦距分别为a,c,根据双曲线的定义可得ACBC2a,根据余弦定理可得
AC23c,再根据离心率公式即可求得结果.
【详解】设双曲线的实半轴长,半焦距分别为a,c, 因为ABC120,所以ACBC, 因为以A,B为焦点的双曲线经过点C 所以ACBC2a,ABBC2c,
AB2BC2AC2在三角形ABC中由余弦定理得cos120,
2ABBC14c24c2AC2所以,解得AC212c2,所以AC23c, 228c所以23c2c2a,所以故选:C
【点睛】本题考查了双曲线的定义,考查了余弦定理,考查了双曲线的离心率,属于基础题. 8.已知函数f(x)=3sin(ωxc31, a2φ)(ω>0)的图象上相邻两个最高点的距离为,则“π”是“fx6
的图象关于直线x3对称”的( )
B. 必要而不充分条件 D. 既不充分也不必要条件
A. 充分而不必要条件 C. 充分必要条件 【答案】A 【解析】 【分析】
根据相邻两个最高点的距离为求出2,可得f(x)质以及充分不必要条件的概念可得答案. 【详解】依题意得T,所以所以f(x)当x称; 当x3sin(2x),再根据正弦函数的对称轴的性
2,所以2,
3sin(2x),
3,π时,f(x)3sin(2)3sin3,所以fx的图象关于直线x对6362377)3sin()3,此时fx的图象也关于直线时,f(x)3sin(263623,x3对称,
所以“故选:A
π”是“fx的图象关于直线x对称”的充分不必要条件, 63
【点睛】本题考查了三角函数的周期性,对称性,考查了充分不必要条件的概念,属于中档题.
x22ax2a,x1,a9.已知函数f(x)若关于x的不等式f(x)在R上恒成立,则实数a的取值范
2x1.2xalnx,围为( ) A. (,2e] 【答案】C 【解析】 【分析】
对x进行分类讨论,使得x与a分离,再转化为关于x的函数的最值,进而求出a的范围. 【详解】(1)当x1时,由f(x)B. [0,]
32C. [0,2] D. [0,2e]
3a2得xa(2x), 22
当
3ax1时,33恒成立,
2x2(x)424x2x2323399332(x)(x)(x)x2424161(x3)163 44因为
333242(x3)42(x)2(x)2(x)44443193191),则y(12)0, 令tx,则0t≤,令y(t44216t4216t119381931y()2)在(0,]上递减,所以所以y(t, 2416144216t444913163的最小值为2, 即(x)242(x3)44所以此时a2,
1393133[(x)3]a3当x时,3(x)244恒成立, 316(x)2x242(x)4442413931393[(x)]2(x)3因为240,当且仅当x0时取等, 32416(x)416(x)444所以a0,
x2916aa1恒成立, (2)当x1时,由f(x)得
lnx22x2令
y2xlnx1(x1),则
21y2lnx11,
(lnx)221由y0得xe2,由y0得1xe2, 所以函数
y2xlnx12(1,e)上递减,在(e,)上递增, 2e2e,所以a2e, 11221212所以xe时,ymin综上所述:0a2. 故选:C
【点睛】本题考查了分离参数法,等价转化思想,分类讨论思想,构造法,考查了由导数研究函数的单调性,求函数的最值,考查了基本不用等式,属于中档题.
10.如图,在正方体ABCDA1B1C1D1中,M,N分别是棱AB,BB1的中点,点P在对角线CA1上运动.当△PMN的面积取得最小值时,点P的位置是( )
A. 线段CA1的三等分点,且靠近点A1 C. 线段CA1的三等分点,且靠近点C 【答案】B 【解析】 【分析】
B. 线段CA1的中点
D. 线段CA1的四等分点,且靠近点C
将问题转化为动点P到直线MN的距离最小时,确定点P的位置,建立空间直角坐标系,取MN的中点Q,通过坐标运算可知PQMN,即|PQ|是动点P到直线MN的距离,再由空间两点间的距离公式求出
|PQ|后,利用二次函数配方可解决问题.
【详解】设正方体的棱长为1,以A 为原点,AB,AD,AA1分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,如图所示:
则M(,0,0),N(1,0,),MN的中点Q(,0,),
12123414A1(0,0,1),C(1,1,0),则AC(1,1,1), 1设P(t,t,z),PC(1t,1t,z), 由AC与PC共线,可得1因为|PM|1t1tz,所以t1z,所以P(1z,1z,z),其中0z1, 11115(1z)2(1z0)2(z0)23z23z,
2415|PN|(1z1)2(1z0)2(z)23z23z,
24所以|PM||PN|,所以PQMN,即|PQ|是动点P到直线MN的距离, 由空间两点间的距离公式可得
31913|PQ|(1z)2(1z0)2(z)23z23z3(z)2,
44828所以当c16时,|PQ|取得最小值,此时P为线段CA1的中点, 242为定值,所以当△PMN的面积取得最小值时,P为线段CA1的中点. 4由于|MN|故选:B
【点睛】本题考查了空间向量的坐标运算,考查了空间两点间的距离公式,考查了数形结合法,考查了二次函数求最值,属于基础题.
第二部分(非选择题共110分)
二、填空题共5小题,每小题5分,共25分. 11.若复数z2,则|z|________. 1i【答案】2 【解析】 【分析】
根据|z||z|以及复数商的模等于复数的模的商,计算可得答案.
22222. |【详解】因为z,所以|z||z|||1i|111i1i故答案为:2 【点睛】本题考查了复数模的性质,考查了复数的模长公式,属于基础题.
12.已知某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的最长棱的长为________,它的体积为________.
【答案】 (1). 5 (2). 4 【解析】 【分析】
根据三视图画出直观图,根据三视图中的数据得到直观图中的数据,再计算可得答案. 【详解】如图所示是三棱锥的直观图:
其中AF平面BCD,垂足为F,
根据三视图可知,BEED2,CEEF2,AF3,
所以BFDFBCCD22,ABAD(22)23217,
ACAF2CF232425,
比较可知该三棱锥的最长棱的长为AC5, 它的体积为AFSBCD故答案为:(1)5 (2)4
【点睛】本题考查了由三视图还原直观图,考查了三棱锥的体积公式,属于基础题.
13.某购物网站开展一种商品的预约购买,规定每个手机号只能预约一次,预约后通过摇号的方式决定能否成功购买到该商品.规则如下:(ⅰ)摇号的初始中签率为0.19;(ⅱ)当中签率不超过1时,可借助“好友助力”活动增加中签率,每邀请到一位好友参与“好友助力”活动可使中签率增加0.05.为了使中签率超过0.9,则至少需要邀请________位好友参与到“好友助力”活动. 【答案】15 【解析】 【分析】
先求出需要增加中签率为0.71,再用0.71除以0.05得14.2,取15即可得到答案.
【详解】因为摇号的初始中签率为0.19,所以要使中签率超过0.9,需要增加中签率0.90.190.71, 因为每邀请到一位好友参与“好友助力”活动可使中签率增加0.05, 所以至少需要邀请故答案为:15
【点睛】本题考查了阅读理解能力,解题关键是求出需要增加的中签率,属于基础题.
13113424, 320.714.2,所以至少需要邀请15位好友参与到“好友助力”活动. 0.05
x.数列{an}满足anf(n)f(n1)(nN*),则数列{an}的前100项和是214.已知函数f(x)xcos________. 【答案】100 【解析】 【分析】
根据三角函数知识,利用n为奇数时,f(n)0,可求出a1,a2,a3,a4,nn为奇数时时,f(n)n,为偶数时,f(n)n,22,a100,再相加即可得到答案.
x,所以f(1)f(3)f(5)2【详解】因为f(x)xcosf(101)0,
f(2)2,f(6)6,f(10)10,f(4)4,f(8)8,f(12)12,,f(98)98,
,f(100)100,
,
所以a1a2f(2)2,a3a4f(4)4,a5a6f(6)6,a7a8f(8)8,
a99a100f(100)100,
所以a1a2a3a4a5a6a7a8a99a100
2[f(2)f(4)f(6)f(8)2(246810122252100.
故答案为: 100
f(100)]
100)
【点睛】本题考查了特殊角的余弦函数值和诱导公式,考查了数列的前n项和,考查了分组求和,属于基础题.
2232215.数学中有许多寓意美好的曲线,曲线C:(xy)4xy被称为“四叶玫瑰线”(如图所示).
给出下列三个结论:
①曲线C关于直线yx对称;
②曲线C上任意一点到原点的距离都不超过1;
③存在一个以原点为中心、边长为2的正方形,使得曲线C在此正方形区域内(含边界). 其中,正确结论的序号是________. 【答案】①② 【解析】 【分析】
22322将(y,x)代入C:(xy)4xy也成立得①正确;利用不等式可得
x2y21,故②正确;联立
yxA,B,C,D为中点,边长为2的正方形,故22322得四个交点,满足条件的最小正方形是以
(xy)4xy③不正确.
2232222322【详解】对于①,将(y,x)代入C:(xy)4xy得(yx)4yx成立,故曲线C关于直线yx对称,故①正确;
(x2y2)3(x2y2)22222对于②,因为,所以xy1,所以x2y21, xy44所以曲线C上任意一点到原点的距离都不超过1,故②正确;
yx1222222xy对于③,联立2得,从而可得四个交点,A(,)B(,),2322(xy)4xy22222C(2222,),D(,), 2222依题意满足条件的最小正方形是各边以A,B,C,D为中点,边长为2的正方形,故不存在一个以原点为中心、边长为2的正方形,使得曲线C在此正方形区域内(含边界),故③不正确. 故答案为:①②
【点睛】本题考查了由曲线方程研究曲线的对称性,考查了不等式知识,考查了求曲线交点坐标,属于中档题.
三、解答题共6小题,共85分.解答应写出文字说明,演算步骤或证明过程. 16.在△ABC中,bsinAacos(B). (1)求B;
6
(2)若c5,.求a. 从①b7,②C4这两个条件中任选一个,补充在上面问题中并作答.
【答案】(1)【解析】 【分析】
(2)b7时,a8;C34时,a535 2(1)利用正弦定理边化角得sinBcos(B),再根据两角和与差的正弦、余弦公式变形可得6sin(B)30,再根据角的范围可得结果;
(2)若选①b7,根据余弦定理可得结果;若选②C【详解】(1)因为bsinAacos(B),
4,先求出sinA,再根据正弦定理可得结果.
6ab, sinAsinB所以sinBsinAsinAcos(B). 6cos(B),即sinB6又因为sinA0,所以sinB3cosB21sinB. 2所以sin(B又因为)30.
3B32,所以B330,所以B3.
(2)若选①b7,则在△ABC中,由余弦定理b2a2c22accosB, 得a25a240,解得a8或a3(舍).所以a8. 若选②C4,则sinAsin(BC)sincos34cossin34642,
由正弦定理
ac, sinAsinC52,解得a2a得642535. 2所以a535. 2【点睛】本题考查了两角和与差的正弦、余弦公式,考查了正弦定理、余弦定理,属于基础题. 17.如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,平面ACC1A1平面ABC,四边形ACC1A1是正方形,点D,E
分别是棱BC,BB1的中点,AB4,AA12,BC25.
(1)求证:ABCC1;
(2)求二面角DAC1C的余弦值; (3)若点F在棱B1C1上,且B1C1【答案】(1)证明见解析(2)【解析】 【分析】
(1)根据平面ABC平面ACC1A1和CC1AC得CC1平面ABC.,得ABCC1; (2)以A为原点,建立空间直角坐标系Axyz,根据两个半平面的法向量可求得结果; (3)根据平面AC1D的法向量与向量A1E不垂直可得结论.
【详解】(1)证明:因为四边形ACC1A1是正方形,所以CC1AC. 又因为平面ABC平面ACC1A1,
4B1F,判断平面AC1D与平面A1EF是否平行,并说明理由.
1(3)平面AC1D与平面A1EF不平行;详见解析 3
平面ABC平面ACC1A1AC,
所以CC1平面ABC 又因为AB平面ABC,
所以ABCC1.
(2)由(1)知,CC1AB,AA1//CC1,所以AA1AB. 又AB4,ACAA12,BC25, 所以AB2AC2BC2.所以ACAB. 如图,以A为原点,建立空间直角坐标系Axyz. 所以A(0,0,0),B(4,0,0),C(0,0,2),A1(0,2,0).
则有D(2,0,1),C1(0,2,2),E(4,1,0), 平面ACC1的一个法向量为u(1,0,0). 设平面AC1D的一个法向量为v(x,y,z), 又AD(2,0,1),AC1(0,2,2),
vAD0,2xz0,由得
2y2z0.vAC0.1令x1,则z2,y2.所以v(1,2,2).
设二面角DAC1C的平面角为,则|cos||uv||u||v|1131. 3
由题知,二面角DAC1C为锐角,所以其余弦值为(3)平面AC1D与平面A1EF不平行.理由如下: 由(2)知,平面AC1D的一个法向量为v所以A1Ev1. 3(1,2,2),A1E(4,1,0),
20,所以A1E与平面AC1D不平行.
又因为A1E平面A1EF,
所以平面AC1D与平面A1EF不平行.
【点睛】本题考查了面面垂直的性质定理,考查了线面垂直的性质,考查了二面角的向量求法,考查了用法向量判断面面平行,属于中档题.
18.某科研团队研发了一款快速检测某种疾病的试剂盒.为了解该试剂盒检测的准确性,质检部门从某地区(人数众多)随机选取了80位患者和100位非患者,用该试剂盒分别对他们进行检测,结果如下:
(1)从该地区患者中随机选取一人,对其检测一次,估计此患者检测结果为阳性的概率;
(2)从该地区患者中随机选取3人,各检测一次,假设每位患者的检测结果相互独立,以X表示检测结果为阳性的患者人数,利用(1)中所得概率,求X的分布列和数学期望;
(3)假设该地区有10万人,患病率为0.01.从该地区随机选取一人,用该试剂盒对其检测一次.若检测结果为阳性,能否判断此人患该疾病的概率超过0.5?并说明理由. 【答案】(1)【解析】 【分析】
(1)直接用古典概型的概率公式计算可得答案;
(2)可知随机变量X服从二项分布,即X~B(n,p),其中n3,p可得分布列和数学期望;
(3)根据患病率为0.01可知10万人中由99000人没患病,1000人患病,没患病检测呈阳性的有990人,患病的检测呈阳性的950人,共有990+950=1450人呈阳性,所其中只有950人患病,所以患病率为
19(2)详见解析(3)此人患该疾病的概率未超过0.5,理由见解析 2019,根据二项分布的概率公式209500.5,由此可得答案. 1450
【详解】(1)由题意知,80位患者中有76位用该试剂盒检测一次,结果为阳性. 所以从该地区患者中随机选取一位,用该试剂盒检测一次,结果为阳性的概率估计为(2)由题意可知X~B(n,p),其中n3,p7619. 802019. 20X的所有可能的取值为0,1,2,3.
19011)()3, 202080001571191P(X1)C3()()2,
202080001911083P(X2)C32()2()1,
20208000168593193P(X3)C3()()0.
202080000P(X0)C3(所以X的分布列为
X P
0 1 57 80002 1083 80003 6859 80001 8000故X的数学期望E(X)np31957. 2020(3)此人患该疾病的概率未超过0.5.理由如下:
由题意得,如果该地区所有人用该试剂盒检测一次,那么结果为阳性的人数为
11910009909501940,其中患者人数为950. 100209509700.5. 若某人检测结果为阳性,那么他患该疾病的概率为
1940194099000所以此人患该疾病的概率未超过0.5.
【点睛】本题考查了古典概型的概率公式,考查了二项分布的概率公式、分布列、数学期望,属于中档题.
x2y222219.已知椭圆C:221(ab0),圆O:xyr(O为坐标原点).过点(0,b)且斜率为1的直
ab线与圆O交于点(1,2),与椭圆C的另一个交点的横坐标为. (1)求椭圆C的方程和圆O的方程;
(2)过圆O上的动点P作两条互相垂直的直线l1,l2,若直线l1的斜率为k(k0)且l1与椭圆C相切,试
85
判断直线l2与椭圆C的位置关系,并说明理由.
x2【答案】(1)y21;x2y25(2)直线l2与椭圆C相切,详见解析
4【解析】 【分析】
(1)根据圆O过点(1,2)可得圆O的方程为:xy5,根据过点(0,b)且斜率为1的直线过点(1,2),
2283可得b1,可得直线与椭圆相交的另一个交点坐标为(,),将其代入椭圆方程可得椭圆C的方程为
55x2y21; 4(2)设圆O上的动点P(x0,y0)(x02),所以x02y025,设直线l1:yy0k(xx0),将其代入
x2y21,得(14k2)x28k(y0kx0)x4(y0kx0)240,利用判别式为0,可得421x(y01)k2x0y0k(1y0)0,设直线l2:yy0(xx0),将其代入y21,利用判别式
k4222为0可证直线l2与椭圆C相切.
【详解】(1)因为圆O过点(1,2),所以圆O的方程为:xy5. 因为过点(0,b)且斜率为1的直线方程为yxb, 又因为过点(1,2),所以b1.
2283因为直线与椭圆相交的另一个交点坐标为(,),
5583()2()2所以5,解得a24. 51a21x2所以椭圆C的方程为y21.
4(2)直线l2与椭圆C相切.理由如下:
设圆O上的动点P(x0,y0)(x02),所以x02y025. 依题意,设直线l1:yy0k(xx0).
x24y24,222由得(14k)x8k(y0kx0)x4(y0kx0)40. ykx(y0kx0)因为直线l1与椭圆C相切,
222所以[8k(y0kx0)]4(14k)[4(y0kx0)4]0.
22所以14k(y0kx0).
222所以(4x0)k2x0y0k(1y0)0.
22因为x02y025,所以4x0y01.
222所以(y01)k2x0y0k(1y0)0.
设直线l2:yy01(xx0), kx24y24,xx48由得(12)x2(y00)x4(y00)240. 1kkkkyy0(xx0)k11则116[(4x02)()22x0y0()(1y02)]
kk16[(4x02)2kx0y0(1y02)k2] 2k162[(y021)2kx0y0(1y02)k2] k162[(y021)k22kx0y0(1y02)]0.
k所以直线l2与椭圆C相切.
【点睛】本题考查了由椭圆上点的坐标求椭圆方程,考查了由圆上的点的坐标求圆的方差,考查了直线与椭圆相切的位置关系,考查了运算求解能力,利用判别式为0是解题关键,属于中档题. 20.已知函数fxexx1. x1(1)求曲线yf(x)在点(0,f(0))处的切线方程; (2)判断函数f(x)的零点的个数,并说明理由;
xx(3)设x0是f(x)的一个零点,证明曲线ye在点(x0,e0)处的切线也是曲线ylnx的切线.
【答案】(1)3xy20(2)f(x)有且仅有两个零点,详见解析(3)证明见解析 【解析】
【分析】
(1)根据导数的几何意义可求得结果;
(2)根据单调性和零点存在性定理可得f(x)在(,1)和(1,)上各有唯一一个零点,由此可得答案;
xxxx(3)根据导数的几何意义求出曲线ye在点(x0,e0)处的切线为ye0xx0e0e0,设曲线ylnx在
xx点(x3,y3)处的切线斜率为ex0,根据导数的几何意义求出切线方程为ye0xx01,根据x0是f(x)的一
个零点,可证两条切线重合. 【详解】(1)因为fxexx1, x12(x1)20,f(0)e所以f(0)e00101x2,fxe2(01)23.
所以曲线yf(x)在点(0,f(0))处的切线的方程为3xy20. (2)函数f(x)有且仅有两个零点.理由如下: f(x)的定义域为{x|xR,x1}.
x因为f'(x)e20,
(x1)2所以f(x)在(,1)和(1,)上均单调递增.
1因为f(0)20,f(2)e20,
3所以f(x)在(,1)上有唯一零点x1.
55因为f(2)e30,f()e490,
42所以f(x)在(1,)上有唯一零点x2. 综上,f(x)有且仅有两个零点.
xxxxx(3)曲线ye在点(x0,e0)处的切线方程为yexex(xx0),即ye0xx0e0e0.
00设曲线ylnx在点(x3,y3)处的切线斜率为ex0,
x0则e111,x3x0,y3x0,即切点为(x0,x0). x3ee1,x0)处的切线方程为 ex0所以曲线ylnx在点(yx0ex0(x1),即yex0xx01. x0e
x01. x01因为x0是f(x)的一个零点,所以ex0x0x0x0所以x0eee(1x0)x01x01(1x0)1x0.
所以这两条切线重合 所以结论成立.
【点睛】本题考查了根据导数的几何意义求切线的斜率,考查了用导数研究函数的单调性,考查了利用零点存在性判断零点个数,属于中档题. 21.设数列A:a1,a2,,an(n3)的各项均为正整数,且a1a2an.若对任意k{3,4,,n},存在
正整数i,j(1ijk)使得akaiaj,则称数列A具有性质T.
(1)判断数列A1:1,2,4,7与数列A2:1,2,3,6是否具有性质T;(只需写出结论) (2)若数列A具有性质T,且a11,a22,an200,求n的最小值; (3)若集合S{1,2,3,,2019,2020}S1S2S3S4S5S6,且SiSj(任意i,j{1,2,,6},
ij).求证:存在Si,使得从Si中可以选取若干元素(可重复选取)组成一个具有性质T的数列.
【答案】(1)数列A1不具有性质T;数列A2具有性质T(2)n的最小值为10(3)证明见解析 【解析】 【分析】
(1)a47不满足存在正整数i,j(1ijk)使得akaiaj,故数列A1不具有性质T;根据定义可知数列A2具有性质T;
(2)由题可知a22,a32a24,a42a38,
,a82a7128,所以n9,再验证可知n9时,
数列A不具有性质T,n10时,数列A具有性质T,从而可知n的最小值为10; (3)反证法:假设结论不成立,即对任意Si(i1,2,根据定义推出矛盾,从而可证结论正确.
【详解】(1)数列A1不具有性质T;数列A2具有性质T. (2)由题可知a22,a32a24,a42a38,所以n9.
,a82a7128,
,6)都有:若正整数a,bSi,ab,则baSi,再
若n9,因为a9200且a92a8,所以128a8100.
同理,64a750,32a625,16a512.5,8a46.25,4a33.125. 因为数列各项均为正整数,所以a34.所以数列前三项为1,2,4.
因为数列A具有性质T,a4只可能为4,5,6,8之一,而又因为8a46.25, 所以a48.
同理,有a516,a632,a764,a8128. 此时数列为1,2,4,8,16,32,64,128,200.
但数列中不存在1ij9使得200aiaj,所以该数列不具有性质T. 所以n≥10.
当n10时,取A:1,2,4,8,16,32,36,64,100,200.(构造数列不唯一) 经验证,此数列具有性质T. 所以,n的最小值为10.
(3)反证法:假设结论不成立,即对任意Si(i1,2,,6)都有:若正整数a,bSi,ab,则baSi.
否则,存在Si满足:存在a,bSi,ab使得baSi,此时,从Si中取出a,b,ba: 当aba时,a,ba,b是一个具有性质T的数列; 当aba时,ba,a,b是一个具有性质T的数列; 当aba时,a,a,b是一个具有性质T的数列.
(i)由题意可知,这6个集合中至少有一个集合的元素个数不少于337个, 不妨设此集合为S1,从S1中取出337个数,记为a1,a2,令集合N1{a337ai|i1,2,由假设,对任意i1,2,,a337,且a1a2a337.
,336}S.
S3S4S5S6.
,336,a337aiS1,所以N1S2(ii)在S2,S3,S4,S5,S6中至少有一个集合包含N1中的至少68个元素,不妨设这个集合为S2, 从S2N1中取出68个数,记为b1,b2,,b68,且b1b2b68.
令集合N2{b68bi|i1,2,,67}S.
,68,存
由假设b68biS2.对任意k1,2,sk{1,2,,336}使得bka337ask.
,67,b68bi(a337as68)(a337asi)asias68,
所以对任意i1,2,由假设asias68S1,所以b68biS1,所以b68biS1S2,所以N2S3S4S5S6.
(iii)在S3,S4,S5,S6中至少有一个集合包含N2中的至少17个元素,不妨设这个集合为S3, 从S3N2中取出17个数,记为c1,c2,,c17,且c1c2c17.
令集合N3{c17ci|i1,2,,16}S.
,17,存在tk{1,2,由假设c17ciS3.对任意k1,2,所以对任意i1,2,,67}使得ckb68btk.
,16,c17ci(b68bt17)(b68bti)btibt17,
同样,由假设可得btibt17S1S2,所以c17ciS1S2S3,所以N3S4S5S6.
(iv)类似地,在S4,S5,S6中至少有一个集合包含N3中的至少6个元素,不妨设这个集合为S4, 从S4N3中取出6个数,记为d1,d2,,5}S5,d6,且d1d2d6,
则N4{d6di|i1,2,S6.
(v)同样,在S5,S6中至少有一个集合包含N4中的至少3个元素,不妨设这个集合为S5, 从S5N4中取出3个数,记为e1,e2,e3,且e1e2e3,同理可得N5{e3e1,e3e2}S6.
(vi)由假设可得e2e1(e3e1)(e3e2)S6. 同上可知,e2e1S1S2S3S4S5,
而又因为e2e1S,所以e2e1S6,矛盾.所以假设不成立. 所以原命题得证.
【点睛】本题考查了对新定义的理解和运用能力,考查了反证法,考查了集合的并集运算,准确理解定义和运用定义解题是解题关键,属于难题.
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