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2022年普通高等学校招生全国统一考试全国乙卷(文)数学一、选择题1.(2022·全国乙卷文,1)集合M={2,4,6,8,10},N={x|-1<x<6},则M∩N等于()A.{2,4} B.{2,4,6}C.{2,4,6,8} D.{2,4,6,8,10}答案A解析由题意知M∩N={2,4},故选A.2.(2022·全国乙卷文,2)设(1+2i)a+b=2i,其中a,b为实数,则()A.a=1,b=-1 B.a=1,b=1C.a=-1,b=1 D.a=-1,b=-1答案A解析方法一由题意知a+b+2ai=2i,又a,b∈R,所以eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a+b=0,,2a=2,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=1,,b=-1,))故选A.方法二由题意知a+b+(2a-2)i=0,又a,b∈R,所以eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a+b=0,,2a-2=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=1,,b=-1,))故选A.3.(2022·全国乙卷文,3)已知向量a=(2,1),b=(-2,4),则|a-b|等于()A.2B.3C.4D.5答案D解析由题意知a-b=(2,1)-(-2,4)=(4,-3),所以|a-b|=eq\r(42+-32)=5,故选D.4.(2022·全国乙卷文,4)得如下茎叶图:则下列结论中错误的是()A.甲同学周课外体育运动时长的样本中位数为7.4B.乙同学周课外体育运动时长的样本平均数大于8C.甲同学周课外体育运动时长大于8的概率的估计值大于0.4D.乙同学周课外体育运动时长大于8的概率的估计值大于0.6答案C解析对于A选项,甲同学周课外体育运动时长的样本中位数为eq\f(7.3+7.5,2)=7.4,A选项结论正确;对于B选项,乙同学课外体育运动时长的样本平均数为eq\f(1,16)×(6.3+7.4+7.6+8.1+8.2+8.2+8.5+8.6+8.6+8.6+8.6+9.0+9.2+9.3+9.8+10.1)=8.50625>8,B选项结论正确;对于C选项,甲同学周课外体育运动时长大于8的概率的估计值eq\f(6,16)=0.375<0.4,C选项结论错误;对于D选项,乙同学周课外体育运动时长大于8的概率的估计值eq\f(13,16)=0.8125>0.6,D选项结论正确.故选C.5.(2022·全国乙卷文,5)若x,y满足约束条件eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y≥2,,x+2y≤4,,y≥0,))则z=2x-y的最大值是()A.-2B.4C.8D.12答案C解析方法一由题意作出可行域,如图阴影部分(含边界)所示,转化目标函数z=2x-y为y=2x-z,上下平移直线y=2x-z,可得当直线过点(4,0)时,直线截距最小,z最大,所以zmax=2×4-0=8.故选C.方法二由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y=2,,x+2y=4,))得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=0,,y=2,))此时z=2×0-2=-2;由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+y=2,,y=0,))得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=2,,y=0,))此时z=2×2-0=4;由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x+2y=4,,y=0,))得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=4,,y=0,))此时z=2×4-0=8.综上所述,z=2x-y的最大值为8,故选C.6.(2022·全国乙卷文,6)设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|等于()A.2B.2eq\r(2)C.3D.3eq\r(2)答案B解析方法一由题意可知F(1,0),抛物线的准线方程为x=-1.设Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(y\o\al(2,0),4),y0)),则由抛物线的定义可知|AF|=eq\f(y\o\al(2,0),4)+1,又|BF|=3-1=2,故由|AF|=|BF|,可得eq\f(y\o\al(2,0),4)+1=2,解得y0=±2,所以A(1,2)或A(1,-2).不妨取A(1,2),故|AB|=eq\r(1-32+2-02)=2eq\r(2),故选B.方法二由题意可知F(1,0),故|BF|=2,所以|AF|=2.又抛物线通径长为4,所以|AF|=2为通径长的一半,所以AF⊥x轴,所以|AB|=eq\r(22+22)=2eq\r(2),故选B.7.(2022·全国乙卷文,7)执行如图所示的程序框图,输出的n等于()A.3B.4C.5D.6答案B解析第一次循环:b=1+2×1=3,a=3-1=2,n=1+1=2,eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(b2,a2)-2))=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)))2-2))=eq\f(1,4)>0.01;第二次循环:b=3+2×2=7,a=7-2=5,n=2+1=3,eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(b2,a2)-2))=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(7,5)))2-2))=eq\f(1,25)>0.01;第三次循环:b=7+2×5=17,a=17-5=12,n=3+1=4,eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(b2,a2)-2))=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(17,12)))2-2))=eq\f(1,144)<0.01,输出n=4.故选B.8.(2022·全国乙卷文,8)如图是下列四个函数中的某个函数在区间[-3,3]的大致图象,则该函数是()A.y=eq\f(-x3+3x,x2+1) B.y=eq\f(x3-x,x2+1)C.y=eq\f(2xcosx,x2+1) D.y=eq\f(2sinx,x2+1)答案A解析对于选项B,当x=1时,y=0,与图象不符,故排除B;对于选项D,当x=3时,y=eq\f(1,5)sin3>0,与图象不符,故排除D;对于选项C,当0<x<eq\f(π,2)时,0<cosx<1,故y=eq\f(2xcosx,x2+1)<eq\f(2x,x2+1)≤1,与图象不符,所以排除C.故选A.9.(2022·全国乙卷文,9)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别为AB,BC的中点,则()A.平面B1EF⊥平面BDD1B.平面B1EF⊥平面A1BDC.平面B1EF∥平面A1ACD.平面B1EF∥平面A1C1D答案A解析对于选项A,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,因为B1B⊥平面ABCD,EF⊂平面ABCD,所以B1B⊥EF.因为E,F分别为AB,BC的中点,所以EF⊥BD,又B1B∩BD=B,B1B,BD⊂平面BDD1,所以EF⊥平面BDD1,又EF⊂平面B1EF,所以平面B1EF⊥平面BDD1,故选项A正确;对于选项B,因为平面A1BD∩平面BDD1=BD,由选项A知,平面B1EF⊥平面A1BD不成立,故选项B错误;对于选项C,由题意知直线AA1与直线B1E必相交,故平面B1EF与平面A1AC不平行,故选项C错误;对于选项D,连接AB1,B1C(图略),易知平面AB1C∥平面A1C1D,又平面AB1C与平面B1EF有公共点B1,所以平面AB1C与平面B1EF不平行,所以平面A1C1D与平面B1EF不平行,故选项D错误.故选A.10.(2022·全国乙卷文,10)已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6等于()A.14B.12C.6D.3答案D解析方法一设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1.由题意可得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a1+a2+a3=168,,a2-a5=42,))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a11+q+q2=168,,a1q1-q3=42,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a1=96,,q=\f(1,2),))所以a6=a1q5=3,故选D.方法二设等比数列{an}的公比为q,易知q≠1.由题意可得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(S3=168,,a2-a5=42,))即eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(a11-q3,1-q)=168,,a1q1-q3=42,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a1=96,,q=\f(1,2),))所以a6=a1q5=3,故选D.11.(2022·全国乙卷文,11)函数f(x)=cosx+(x+1)sinx+1在区间[0,2π]的最小值、最大值分别为()A.-eq\f(π,2),eq\f(π,2) B.-eq\f(3π,2),eq\f(π,2)C.-eq\f(π,2),eq\f(π,2)+2 D.-eq\f(3π,2),eq\f(π,2)+2答案D解析f(x)=cosx+(x+1)sinx+1,x∈[0,2π],则f′(x)=-sinx+sinx+(x+1)·cosx=(x+1)cosx,x∈[0,2π].令f′(x)=0,解得x=-1(舍去),x=eq\f(π,2)或x=eq\f(3π,2).因为f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=coseq\f(π,2)+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)+1))sineq\f(π,2)+1=2+eq\f(π,2),f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)))=coseq\f(3π,2)+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)+1))sineq\f(3π,2)+1=-eq\f(3π,2),又f(0)=cos0+(0+1)sin0+1=2,f(2π)=cos2π+(2π+1)sin2π+1=2,所以f(x)max=f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)))=2+eq\f(π,2),f(x)min=f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,2)))=-eq\f(3π,2).故选D.12.(2022·全国乙卷文,12)已知球O的半径为1,四棱锥的顶点为O,底面的四个顶点均在球O的球面上,则当该四棱锥的体积最大时,其高为()A.eq\f(1,3)B.eq\f(1,2)C.eq\f(\r(3),3)D.eq\f(\r(2),2)答案C解析该四棱锥的体积最大即以底面截球的圆面和顶点O组成的圆锥体积最大.设圆锥的高为h(0<h<1),底面半径为r,则圆锥的体积V=eq\f(1,3)πr2h=eq\f(1,3)π(1-h2)h,则V′=eq\f(1,3)π(1-3h2),令V′=eq\f(1,3)π(1-3h2)=0,得h=eq\f(\r(3),3),所以V=eq\f(1,3)π(1-h2)h在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(\r(3),3)))上单调递增,在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3),1))上单调递减,所以当h=eq\f(\r(3),3)时,四棱锥的体积最大,故选C.二、填空题13.(2022·全国乙卷文,13)记Sn为等差数列{an}的前n项和.若2S3=3S2+6,则公差d=________.答案2解析由2S3=3S2+6,可得2(a1+a2+a3)=3(a1+a2)+6,化简得2a3=a1+a2+6,即2(a1+2d)=2a1+d+6,解得d=2.14.(2022·全国乙卷文,14)从甲、乙等5名同学中随机选3名参加社区服务工作,则甲、乙都入选的概率为________.答案eq\f(3,10)解析甲、乙等5名同学分别标记为a1,a2,a3,a4,a5,其中甲标记为a1,乙标记为a2.从中随机选3名参加社区服务工作的事件有{a1,a2,a3},{a1,a2,a4},{a1,a2,a5},{a2,a3,a4},{a2,a3,a5},{a3,a4,a5},{a1,a3,a4},{a1,a3,a5},{a2,a4,a5},{a1,a4,a5},共计10种.甲、乙都入选的事件有{a1,a2,a3}{a1,a2,a4},{a1,a2,a5},共计3种,故所求概率P=eq\f(3,10).15.(2022·全国乙卷文,15)过四点(0,0),(4,0),(-1,1),(4,2)中的三点的一个圆的方程为________.答案(x-2)2+(y-3)2=13或(x-2)2+(y-1)2=5或eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(4,3)))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y-\f(7,3)))2=eq\f(65,9)或eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(8,5)))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y-1))2=eq\f(169,25)解析依题意设圆的方程为x2+y2+Dx+Ey+F=0,其中D2+E2-4F>0.若过(0,0),(4,0),(-1,1),则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F=0,,16+4D+F=0,,1+1-D+E+F=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F=0,,D=-4,,E=-6,))满足D2+E2-4F>0,所以圆的方程为x2+y2-4x-6y=0,即(x-2)2+(y-3)2=13;若过(0,0),(4,0),(4,2),则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F=0,,16+4D+F=0,,16+4+4D+2E+F=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F=0,,D=-4,,E=-2,))满足D2+E2-4F>0,所以圆的方程为x2+y2-4x-2y=0,即(x-2)2+(y-1)2=5;若过(0,0),(4,2),(-1,1),则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F=0,,1+1-D+E+F=0,,16+4+4D+2E+F=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F=0,,D=-\f(8,3),,E=-\f(14,3),))满足D2+E2-4F>0,所以圆的方程为x2+y2-eq\f(8,3)x-eq\f(14,3)y=0,即eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(4,3)))2+eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(y-\f(7,3)))2=eq\f(65,9);若过(-1,1),(4,0),(4,2),则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(1+1-D+E+F=0,,16+4D+F=0,,16+4+4D+2E+F=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F=-\f(16,5),,D=-\f(16,5),,E=-2,))满足D2+E2-4F>0,所以圆的方程为x2+y2-eq\f(16,5)x-2y-eq\f(16,5)=0,即eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(8,5)))2+(y-1)2=eq\f(169,25).16.(2022·全国乙卷文,16)若f(x)=lneq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,1-x)))+b是奇函数,则a=______,b=______.答案-eq\f(1,2)ln2解析f(x)=lneq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,1-x)))+b=lneq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(a+\f(1,1-x)))+lneb=lneq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(a+1eb-aebx,1-x))).∵f(x)为奇函数,∴f(-x)+f(x)=lneq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(a+12e2b-a2e2bx2,1-x2)))=0,∴eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(a+12e2b-a2e2bx2))=|1-x2|.当(a+1)2e2b-a2e2bx2=1-x2时,[(a+1)2e2b-1]+(1-a2e2b)x2=0对任意的x恒成立,则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a+12e2b-1=0,,1-a2e2b=0,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a=-\f(1,2),,b=ln2.))当(a+1)2e2b-a2e2bx2=x2-1时,[(a+1)2e2b+1]-(a2e2b+1)x2=0对任意的x恒成立,则eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a+12e2b+1=0,,a2e2b+1=0,))无解.综上,a=-eq\f(1,2),b=ln2.三、解答题(一)必考题17.(2022·全国乙卷文,17)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A).(1)若A=2B,求C;(2)证明:2a2=b2+c2.(1)解由A=2B,A+B+C=π,可得A=eq\f(2π-2C,3).将A=2B代入sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A),可得sinCsinB=sinBsin(C-A).因为B∈(0,π),所以sinB≠0,所以sinC=sin(C-A).又A,C∈(0,π),所以C+C-A=π,即A=2C-π,与A=eq\f(2π-2C,3)联立,解得C=eq\f(5π,8).(2)证明方法一由sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A),可得sinCsinAcosB-sinCcosAsinB=sinBsinCcosA-sinBcosCsinA,结合正弦定理可得,accosB-bccosA=bccosA-abcosC,即accosB+abcosC=2bccosA(*).由余弦定理得,accosB=eq\f(a2+c2-b2,2),abcosC=eq\f(a2+b2-c2,2),2bccosA=b2+c2-a2,将上述三式代入(*)式并整理,得2a2=b2+c2.方法二因为A+B+C=π,所以sinCsin(A-B)=sin(A+B)sin(A-B)=sin2Acos2B-cos2Asin2B=sin2A(1-sin2B)-(1-sin2A)sin2B=sin2A-sin2B,同理有sinBsin(C-A)=sin(C+A)sin(C-A)=sin2C-sin2A.又sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A),所以sin2A-sin2B=sin2C-sin2A,即2sin2A=sin2B+sin2C,故由正弦定理可得2a2=b2+c2.18.(2022·全国乙卷文,18)如图,四面体ABCD中,AD⊥CD,AD=CD,∠ADB=∠BDC,E为AC的中点.(1)证明:平面BED⊥平面ACD;(2)设AB=BD=2,∠ACB=60°,点F在BD上,当△AFC的面积最小时,求三棱锥F-ABC的体积.(1)证明因为AD=CD,E为AC的中点,所以AC⊥DE.在△ADB和△CDB中,因为AD=CD,∠ADB=∠BDC,DB=DB,所以△ADB≌△CDB,所以BA=BC,又E为AC的中点,所以AC⊥BE.因为BE∩DE=E,且BE,DE⊂平面BED,所以AC⊥平面BED,又AC⊂平面ACD,所以平面BED⊥平面ACD.(2)解由(1)可知BA=BC,又因为∠ACB=60°,AB=2,所以△ABC为边长为2的正三角形,则AC=2,BE=eq\r(3),AE=1.因为AD=CD,AD⊥CD,所以△ADC为等腰直角三角形,所以DE=1.又BD=2,所以BD2=BE2+DE2,所以DE⊥EB.连接EF(图略),易知当△AFC的面积最小时,EF取最小值,在Rt△BED中,EF的最小值为E到BD的距离,故当△AFC的面积最小时,EF=eq\f(DE·BE,BD)=eq\f(\r(3),2).由射影定理知EF2=DF·FB,又DF+FB=BD=2,所以DF=eq\f(1,2),FB=eq\f(3,2).方法一因为DE⊥AC,DE⊥BE,AC∩BE=E,AC,BE⊂平面ABC,所以DE⊥平面ABC,则F到平面ABC的距离d=eq\f(BF,BD)·DE=eq\f(3,4).故VF-ABC=eq\f(1,3)S△ABC·d=eq\f(1,3)×eq\f(\r(3),4)×4×eq\f(3,4)=eq\f(\r(3),4).方法二由(1)知BD⊥AC,又BD⊥EF,AC∩EF=E,AC,EF⊂平面ACF,所以BD⊥平面ACF,所以BF即B到平面ACF的距离,故VF-ABC=VB-AFC=eq\f(1,3)S△AFC·BF=eq\f(1,3)×eq\f(1,2)·AC·EF·BF=eq\f(1,3)×eq\f(1,2)×2×eq\f(\r(3),2)×eq\f(3,2)=eq\f(\r(3),4).19.(2022·全国乙卷文,19)某地经过多年的环境治理,已将荒山改造成了绿水青山.为估计一林区某种树木的总材积量,随机选取了10棵这种树木,测量每棵树的根部横截面积(单位:m2)和材积量(单位:m3),得到如下数据:样本号i12345678910总和根部横截面积xi0.040.060.040.080.080.050.050.070.070.060.6材积量yi0.250.400.220.540.510.340.360.460.420.403.9并计算得eq\o(∑,\s\up6(10),\s\do4(i=1))xeq\o\al(2,i)=0.038,eq\o(∑,\s\up6(10),\s\do4(i=1))yeq\o\al(2,i)=1.6158,eq\o(∑,\s\up6(10),\s\do4(i=1))xiyi=0.2474.(1)估计该林区这种树木平均一棵的根部横截面积与平均一棵的材积量;(2)求该林区这种树木的根部横截面积与材积量的样本相关系数(精确到0.01);(3)现测量了该林区所有这种树木的根部横截面积,并得到所有这种树木的根部横截面积总和为186m2.已知树木的材积量与其根部横截面积近似成正比.利用以上数据给出该林区这种树木的总材积量的估计值.附:相关系数r=eq\f(\o(∑,\s\up6(n),\s\do4(i=1))xi-\x\to(x)yi-\x\to(y),\r(\o(∑,\s\up6(n),\s\do4(i=1))xi-\x\to(x)2\o(∑,\s\up6(n),\s\do4(i=1))yi-\x\to(y)2)),eq\r(1.896)≈1.377.解(1)样本中10棵这种树木的根部横截面积的平均值eq\x\to(x)=eq\f(0.6,10)=0.06(m2),样本中10棵这种树木的材积量的平均值eq\x\to(y)=eq\f(3.9,10)=0.39(m3),(2)r=eq\f(\i\su(i=1,10,)xi-\x\to(x)yi-\x\to(y),\r(\i\su(i=1,10,)xi-\x\to(x)2\i\su(i=1,10,)yi-\x\to(y)2))=eq\f(\i\su(i=1,10,x)iyi-10\x\to(x)\x\to(y),\r(\i\su(i=1,10,x)\o\al(2,i)-10\x\to(x)2\i\su(i=1,10,y)\o\al(2,i)-10\x\to(y)2))=eq\f(0.2474-10×0.06×0.39,\r(0.038-10×0.0621.6158-10×0.392))=eq\f(0.0134,\r(0.0001896))≈eq\f(0.0134,0.01377)≈0.97.(3)设该林区这种树木的总材积量的估计值为Ym3,又已知树木的材积量与其根部横截面积近似成正比,可得eq\f(0.06,0.39)=eq\f(186,Y),解得Y=1209.则该林区这种树木的总材积量估计为1209m3.20.(2022·全国乙卷文,20)已知函数f(x)=ax-eq\f(1,x)-(a+1)lnx.(1)当a=0时,求f(x)的最大值;(2)若f(x)恰有一个零点,求a的取值范围.解(1)当a=0时,f(x)=-eq\f(1,x)-lnx(x>0),所以f′(x)=eq\f(1,x2)-eq\f(1,x)=eq\f(1-x,x2).当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增;当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)max=f(1)=-1.(2)由f(x)=ax-eq\f(1,x)-(a+1)lnx(x>0),得f′(x)=a+eq\f(1,x2)-eq\f(a+1,x)=eq\f(ax-1x-1,x2)(x>0).当a=0时,由(1)可知,f(x)不存在零点;当a<0时,f′(x)=eq\f(a\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,a)))x-1,x2),当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)单调递增,当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减,所以f(x)max=f(1)=a-1<0,所以f(x)不存在零点;当a>0时,f′(x)=eq\f(a\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,a)))x-1,x2),当a=1时,f′(x)≥0,f(x)在(0,+∞)上单调递增,因为f(1)=a-1=0,所以函数f(x)恰有一个零点;当a>1时,0<eq\f(1,a)<1,故f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,a))),(1,+∞)上单调递增,在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a),1))上单调递减.因为f(1)=a-1>0,所以f

eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)))>f(1)>0,当x→0+时,f(x)→-∞,由零点存在定理可知f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,a)))上必有一个零点,所以a>1满足条件,当0<a<1时,eq\f(1,a)>1,故f(x)在(0,1),eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a),+∞))上单调递增,在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(1,a)))上单调递减.因为f(1)=a-1<0,所以feq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a)))<f(1)<0,当x→+∞时,f(x)→+∞,由零点存在定理可知f(x)在eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,a),+∞))上必有一个零点,即0<a<1满足条件.综上,若f(x)恰有一个零点,则a的取值范围为(0,+∞).21.(2022·全国乙卷文,21)已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴、y轴,且过A(0,-2),Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),-1))两点.(1)求E的方程;(2)设过点P(1,-2)的直线交E于M,N两点,过M且平行于x轴的直线与线段AB交于点T,点H满足eq\o(MT,\s\up6(→))=eq\o(TH,\s\up6(→)).证明:直线HN过定点.(1)解设椭圆E的方程为mx2+ny2=1(m>0,n>0且m≠n),由椭圆E过A(0,-2),Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2),-1))两点,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(4n=1,,\f(9,4)m+n=1,))解得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(m=\f(1,3),,n=\f(1,4),))所以椭圆E的方程为eq\f(y2,4)+eq\f(x2,3)=1.(2)证明当直线MN的斜率不存在时,lMN:x=1,由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x=1,,\f(x2,3)+\f(y2,4)=1))得y2=eq\f(8,3),∴y=±eq\f(2\r(6),3).结合题意可知Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,-\f(2\r(6),3))),Neq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1,\f(2\r(6),3))),∴过M且平行于x轴的直线的方程为y=-eq\f(2\r(6),3).易知点T的横坐标xT∈eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(0,\f(3,2))),直线AB的方程为y-(-2)=eq\f(-1--2,\f(3,2)-0)·(x-0),即y=eq\f(2,3)x-2,由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=-\f(2\r(6),3),,y=\f(2,3)x-2))得xT=3-eq\r(6),∴Teq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3-\r(6),-\f(2\r(6),3))).∵eq\o(MT,\s\up6(→))=eq\o(TH,\s\up6(→)),∴Heq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(5-2\r(6),-\f(2\r(6),3))),lHN:y-eq\f(2\r(6),3)=eq\f(\f(4\r(6),3),2\r(6)-4)(x-1),即y=eq\f(23+\r(6),3)x-2.此时直线HN过定点(0,-2).当直线MN的斜率存在时,如图,设M(x1,y1),N(x2,y2),lMN:y=kx+m(由直线MN过点P(1,-2),可得k+m=-2).由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=kx+m,,\f(x2,3)+\f(y2,4)=1))得(3k2+4)x2+6kmx+3m2-12=0,Δ>0,∴x1+x2=-eq\f(6km,3k2+4),x1x2=eq\f(3m2-12,3k2+4).过M且平行于x轴的直线的方程为y=y1,与直线AB的方程联立,得eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(y=y1,,y=\f(2,3)x-2,))得xT=eq\f(3y1+2,2),∴Teq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3y1+2,2),y1)).∵eq\o(MT,\s\up6(→))=eq\o(TH,\s\up6(→)),∴H(3y1+6-x1,y1),lHN:y-y2=eq\f(y1-y2,3y1+6-x1-x2)(x-x2),即y=eq\f(y1-y2,3y1+6-x1-x2)x+y2-eq\f(y1-y2,3y1+6-x1-x2)·x2.令x=0,得y=y2-eq\f(y1-y2x2,3y1+6-x1-x2)=eq\f(-x1y2+x2y1+3y1y2+6y2,-x1+x2+6+3y1)=eq\f(-x1y2+x2y1+3y1y2+6y2,-x1+x2+6+3y1+y2-3y2).∵y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2=eq\f(-12k2+4m2,3k2+4),y1+y2=(kx1+m)+(kx2+m)=k(x1+x2)+2m=eq\f(8m,3k2+4),x1y2+x2y1=x1(kx2+m)+x2(kx1+m)=2kx1x2+m(x1+x2)=eq\f(-24k,3k2+4),∴-(x1y2+x2y1)+3y1y2=eq\f(24k,3k2+4)+eq\f(-36k2+12m2,3k2+4)=eq\f(-36k2+12m2+24k,3k2+4)=eq\f(-24k2-3k-2,3k2+4),-(x1+x2)+6+3(y1+y2)=eq\f(6km,3k2+4)+6+eq\f(24m,3k2+4)=eq\f(6km+18k2+24+24m,3k2+4)=eq\f(12k2-3k-2,3k2+4),∴y=eq\f(\f(-24k2-3k-2,3k2+4)+6y2,\f(12k2-3k-2,3k2+4)-3y2)=

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