河北省邯郸市2022届高三数学上学期期末考试试题(Word版附解析)
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河北省邯郸市2021-2022学年第一学期期末质量检测高三数学试卷一、选择题:本题共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)设集合U={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},A={1,2,3},B={﹣3,﹣1,1},则A∩∁UB=( )A.{2,3}B.{﹣3,﹣1}C.{﹣2,0,2,3}D.{﹣2,0,1,2,3}2.(5分)已知复数(其中i为虚数单位),则其共轭复数的虚部为( )A.B.C.D.3.(5分)已知a=log23,b=2﹣0.4,c=0.52.1,则a,b,c的大小关系为( )A.a<b<cB.a<c<bC.c<b<aD.c<a<b4.(5分)已知圆柱的底面半径为2,母线长为6,过底面圆周上一点作与圆柱底面成45°角的平面,截这个圆柱得到一个椭圆,则该椭圆的长轴长是( )A.B.C.D.5.(5分)函数的部分图像为( )A.B.C.,D.6.(5分)已知直线l:ax+by﹣ab=0(a>0,b>0)与x轴,y轴分别交于A,B两点,且直线l与圆O:x2+y2=1相切,则△AOB的面积的最小值为( )A.1B.2C.3D.47.(5分)已知双曲线C:的左、右焦点分别为F1,F2,A,B是双曲线右支上两点,且,设△AF1B的内切圆圆心为I1,△AF1F2的内切圆圆心为I2,直线I1I2与线段F1F2交于点P,且,则双曲线C的离心率为( )A.B.C.D.8.(5分)已知函数,若存在唯一的整数x,使得成立,则所有满足条件的整数a的取值集合为( )A.{﹣2,﹣1,0,1}B.{﹣2,﹣1,0}C.{﹣1,0,1}D.{﹣2,1}二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。9.(5分)2021年7月1日是中国共产党建党100周年,某单位为了庆祝中国共产党建党100周年,组织了学党史、强信念、跟党走系列活动,对本单位200名党员同志进行党史测试并进行评分,将得到的分数分成6组:[70,75),[75,80),[80,85),[85,90),[90,95),[95,100],得到如图所示的频率分布直方图.下列说法正确的是( ),A.a=0.040B.得分在[95,100]的人数为4人C.200名党员员工测试分数的众数约为87.5D.据此可以估计200名党员员工测试分数的中位数为8510.(5分)已知函数,则下列说法正确的是( )A.函数f(x)最大值为1B.函数f(x)在区间上单调递增C.函数f(x)的图像关于直线对称D.函数g(x)=sin2x的图像向右平移个单位可以得到函数f(x)的图像11.(5分)已知A,B是抛物线C:y2=2px(p>0)上两点,焦点为F,抛物线上存在一点M(3,t)到准线的距离为4,则下列说法正确的是( )A.p=2B.若OA⊥OB,则直线AB恒过定点(4,0)C.若△AOF外接圆与抛物线C的准线相切,则该圆半径为D.若,则直线AB的斜率为12.(5分)Look﹣and﹣say数列是数学中的一种数列,它的名字就是它的推导方式:给定第一项之后,后一项是前一项的发音,例如第一项为3,第二项是读前一个数“1个3”,记作13,第三项是读前一个数“1个1,1个3”,记作1113,按此方法,第四项为3113,第五项为132113,….若Look﹣and﹣say数列{an}第一项为11,依次取每一项的最右端两个数组成新数列{bn},则下列说法正确的是( )A.数列{an}的第四项为111221,B.数列{an}中每项个位上的数字不都是1C.数列{bn}是等差数列D.数列{bn}前10项的和为160三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)已知平面向量,,若与垂直,则λ= .14.(5分)2021年7月下旬河南省多地遭遇了暴雨洪涝灾害,社会各界众志成城支援河南,邯郸市某单位组织4辆救援车随机前往河南省的A,B,C三个城市运送物资,则每个城市都至少安排一辆救援车的概率为 .15.(5分)设OA是球O的半径,M是OA的中点,过M且与OA成60°角的平面截球O的表面得到圆C,若圆C的面积等于13π,则球O的体积为 .16.(5分)已知当x∈(0,π)时,不等式的解集为A,若函数f(x)=sin(x+φ)(0<φ<π)在x∈A上只有一个极值点,则φ的取值范围为 .四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)已知△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足.(1)求b的值;(2)若,求△ABC面积的最大值.18.(12分)如图,在四棱锥S﹣ABCD中,SA⊥平面ABCD中,四边形ABCD是正方形,点E在棱SD上,DE=2SE.(1)证明:CD⊥AE;(2)若正方形ABCD的边长为1,二面角E﹣AC﹣D的大小为45°,求四棱锥S﹣ABCD的体积.,19.(12分)已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且6Sn=anan+1+2,a1=1.(1)求数列{an}的通项公式;(2)若数列{cn}满足,求数列{cn}的前n项和Tn.20.(12分)某真人闯关游戏,在某一情境中玩家需在A、B两个关卡中寻找线索,玩家先从A、B两个关卡中任选一关作为第一关,若找到线索则进入另一关卡,若未找到线索则闯关结束,且玩家先选A和先选B的概率相等.若玩家在A闯关成功则获得2枚金币,否则获得0枚金币;在B关闯关成功则获得3枚金币,否则获得0枚金币.已知某玩家在A关卡中闯关成功的概率为0.8,在B关卡中闯关成功的概率为0.6,且每个关卡闯关成功的概率与选择初始关卡的次序无关.(1)求该玩家获得3枚金币的概率;(2)为获得更多的金币,该玩家应选择从哪关开始第一关?并说明理由.21.(12分)在平面直角坐标系xOy中,已知点,,点M满足|MF1|+|MF2|=4.记点M的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)设直线l不经过P(0,1)点且与曲线C相交于A,B两点.若直线l过定点(1,﹣1),证明:直线PA与直线PB的斜率之和为定值.22.(12分)已知函数f(x)=aex﹣1﹣x.(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若f(x)+x﹣1≥lnx﹣lna恒成立,求实数a的取值范围.,河北省邯郸市2021-2022学年第一学期期末质量检测高三数学试卷答案与解析一、选择题:本题共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)设集合U={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},A={1,2,3},B={﹣3,﹣1,1},则A∩∁UB=( )A.{2,3}B.{﹣3,﹣1}C.{﹣2,0,2,3}D.{﹣2,0,1,2,3}【分析】求出集合B的补集,再由交集运算求解即可.【解答】解:集合U={﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,3},B={﹣3,﹣1,1},则∁UB={﹣2,0,2,3},又A={1,2,3},则A∩∁UB={2,3}.故选:A.2.(5分)已知复数(其中i为虚数单位),则其共轭复数的虚部为( )A.B.C.D.【分析】根据已知条件,结合复数的四则运算,以及共轭复数和复数虚部的定义,即可求解.【解答】解:∵==,∴,∴共轭复数的虚部为.故选:B.3.(5分)已知a=log23,b=2﹣0.4,c=0.52.1,则a,b,c的大小关系为( )A.a<b<cB.a<c<bC.c<b<aD.c<a<b【分析】根据已知条件,结合对数函数的公式,以及指数函数的单调性,即可求解.,【解答】解:a=log23>log22=1,∵b=2﹣0.4=0.50.4,y=0.5x在R上单调递减,∴b=0.50.4>0.52.1=c,∵0<b<1,0<c<1,∴a>b>c.故选:C.4.(5分)已知圆柱的底面半径为2,母线长为6,过底面圆周上一点作与圆柱底面成45°角的平面,截这个圆柱得到一个椭圆,则该椭圆的长轴长是( )A.B.C.D.【分析】如图所示,设椭圆的长轴为AB,短轴为CD,中心为点O1.圆柱的底面中心为O,则∠OAB=45°,可得a=|O1A|,可求得结果.【解答】解:如图所示,设椭圆的长轴为AB,短轴为CD,中心为点O1,圆柱的底面中心为O,则∠OAB=45°,可得a=|O1A|==2,b=|CD|=2,∴该椭圆的长轴长为:4.故选:C.5.(5分)函数的部分图像为( )A.,B.C.D.【分析】直接利用函数的性质函数的单调性,奇偶性和函数的值的应用判断A、B、C、D的结论.【解答】解:根据函数,满足f(﹣x)=f(x)故函数f(x)为偶函数,故C错误;当x=时,f()=f(﹣)=0,当x=0时,f(0)=1,故B错误;当x=时,f()<1,故A错误;当x=时,f()<0,故D正确.故选:D.6.(5分)已知直线l:ax+by﹣ab=0(a>0,b>0)与x轴,y轴分别交于A,B两点,且直线l与圆O:x2+y2=1相切,则△AOB的面积的最小值为( )A.1B.2C.3D.4【分析】根据已知条件,结合点到直线的距离公式,以及基本不等式的公式,即可求解.【解答】解:∵圆O:x2+y2=1,∴圆心坐标为(0,0),半径r=1,∵直线l:ax+by﹣ab=0(a>0,b>0)与圆O:x2+y2=1相切,,∴圆心到直线l的距离为r,即,即ab=,又∵,当且仅当a=b时,等号成立,∴,即(ab)2≥2ab,∴ab(ab﹣2)≥0,又a>0,b>0,∴,解得ab≥2,△AOB的面积,故△AOB的面积的最小值为1.故选:A.7.(5分)已知双曲线C:的左、右焦点分别为F1,F2,A,B是双曲线右支上两点,且,设△AF1B的内切圆圆心为I1,△AF1F2的内切圆圆心为I2,直线I1I2与线段F1F2交于点P,且,则双曲线C的离心率为( )A.B.C.D.【分析】由内心的性质及角平分线性质可求得==3,由双曲线的定义可求得|AF1|=3a,|AF2|=a,从而可得|BF2|=3a,|AB|=4a,|BF1|=5a,由勾股定理的逆定理可得F1A⊥F2A,再利用勾股定理可得a,c的等量关系,即可求解离心率e.【解答】解:如右图所示:由题意知I2为∠F1AF2的角平分线,由角平分线的性质得=,因为,所以==3,由双曲线的定义得|AF1|﹣|AF2|=2a,因此|AF1|=3a,|AF2|=a,因为,所以|BF2|=3a,|AB|=4a,由双曲线的定义得|BF1|=5a,由勾股定理逆定理可得F1A⊥F2A,由在Rt△F1AF2中,|AF1|2+|AF2|2=|F1F2|2,,即9a2+a2=4c2,所以e2=,e=.故选:B.8.(5分)已知函数,若存在唯一的整数x,使得成立,则所有满足条件的整数a的取值集合为( )A.{﹣2,﹣1,0,1}B.{﹣2,﹣1,0}C.{﹣1,0,1}D.{﹣2,1}【分析】作出g(x)=2f(x)的函数图象,由不等式表示的几何意义,即曲线g(x)上只有一个点(x,g(x))(x为整数)和点(a,1)所在直线的斜率小于0,结合图象可得所求整数a的取值集合.【解答】解:作出令g(x)=2f(x)=,作出g(x)的函数图象如图所示:,表示点(x,g(x))与点(a,1)所在直线的斜率,可得曲线g(x)上只有一个点(x,g(x))(x为整数)和点(a,1)所在直线的斜率小于0,而点(a,1)在到直线y=1上运动,由f(﹣2)=0,f(﹣1)=4,f(0)=0,可得当﹣2≤a≤﹣1时,只有点(0,0)满足;当0≤a≤1时,只有点(﹣1,4)满足.又a为整数,可得a的取值集合为{﹣2,﹣1,0,1}.故选:A.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。9.(5分)2021年7月1日是中国共产党建党100周年,某单位为了庆祝中国共产党建党100周年,组织了学党史、强信念、跟党走系列活动,对本单位200名党员同志进行党史测试并进行评分,将得到的分数分成6组:[70,75),[75,80),[80,85),[85,90),[90,95),[95,100],得到如图所示的频率分布直方图.下列说法正确的是( ),A.a=0.040B.得分在[95,100]的人数为4人C.200名党员员工测试分数的众数约为87.5D.据此可以估计200名党员员工测试分数的中位数为85【分析】对于A,结合频率分布直方图的性质,即可求解,对于B,结合频率与频数的关系,即可求解,对于C,结合众数的定义,即可求解,对于D,结合中位数的公式,即可求解.【解答】解:对于A,由频率分布直方图的性质可得,(0.02+0.025+0.03+0.035+a+0.05)×5=1,解得a=0.04,故A正确,对于B,得分在[95,100]的人数为0.02×5×200=20,故B错误,对于C,200党员员工测试分数的众数约为,故C正确,对于D,∵(0.025+0.035+0.04)×5=0.5,∴估计200名党员员工测试分数的中位数为85,故D正确.故选:ACD.10.(5分)已知函数,则下列说法正确的是( )A.函数f(x)最大值为1B.函数f(x)在区间上单调递增C.函数f(x)的图像关于直线对称D.函数g(x)=sin2x的图像向右平移个单位可以得到函数f(x)的图像【分析】由题意利用三角函数恒等变换的应用化简函数解析式,再利用正弦函数的图像和性质即可求解.,【解答】解:因为f(x)=2cos2(x+)+sin(2x+)﹣1,所以f(x)=sin2x+cos2x﹣cos2x=sin(2x﹣),当2x﹣=+2kπ(k∈z)时,函数f(x)取的最大值1,故A正确;令t=2x﹣,当x∈,所以﹣<2x﹣<,又y=sinx在区间(﹣,)上不是单调函数,故B错误;当x=时,2x﹣=0,函数f(x)的图像不关于直线x=对称,故C错误;函数g(x)=sin2x的图像向右平移个单位得到函数sin[2(x﹣)]=sin(2x﹣),故D正确.故选:AD.11.(5分)已知A,B是抛物线C:y2=2px(p>0)上两点,焦点为F,抛物线上存在一点M(3,t)到准线的距离为4,则下列说法正确的是( )A.p=2B.若OA⊥OB,则直线AB恒过定点(4,0)C.若△AOF外接圆与抛物线C的准线相切,则该圆半径为D.若,则直线AB的斜率为【分析】对于A,结合抛物线的定义,即可求解,对于B,联立直线AB与抛物线方程,再结合韦达定理,以及斜率公式,即可求解,对于C,结合外接圆的性质,即可求解,对于D,根据已知条件,结合向量的坐标运算,以及韦达定理,即可求解.【解答】解:对于A,根据抛物线定义可知,3+,解得p=2,故A正确,对于B,设A(x1,y1),B(x2,y2),∵直线AB斜率必不为0,∴可设直线AB:x=ky+b,联立直线AB与抛物线方程,化简整理可得,y2﹣4ky﹣4b=0,由韦达定理可得,y1+y2=4k,y1y2=﹣4b,∵OA⊥OB,,∴kOA•kOB==,解得b=4,∴直线AB恒过定点(4,0),故B正确,对于C,△AOF外接圆圆心横坐标为,∵△AOF外接圆与抛物线C的准线相切,∴外接圆半径为,故C正确,对于D,∵,∴AB过焦点,且|AF|=3|FB|,可设直线AB:x=ty+1,A(xA,yA),B(xB,yB),联立直线AB与抛物线,化简整理可得,y2﹣4ty﹣4=0,由韦达定理可得,yA+yB=4t,yA•yB=﹣4,yA=﹣3yB,解得t=±,故直线AB的斜率为,故D错误.故选:ABC.12.(5分)Look﹣and﹣say数列是数学中的一种数列,它的名字就是它的推导方式:给定第一项之后,后一项是前一项的发音,例如第一项为3,第二项是读前一个数“1个3”,记作13,第三项是读前一个数“1个1,1个3”,记作1113,按此方法,第四项为3113,第五项为132113,….若Look﹣and﹣say数列{an}第一项为11,依次取每一项的最右端两个数组成新数列{bn},则下列说法正确的是( )A.数列{an}的第四项为111221B.数列{an}中每项个位上的数字不都是1C.数列{bn}是等差数列D.数列{bn}前10项的和为160【分析】A项列举前四项可得答案;B项根据数列{an}中最后读的数字是1可得答案;C项列举前四项可得答案;D.列举可得数列{bn}中数的规律,进而可求和.【解答】解:a1=11,a2=21,a3=1211,a4=111221,A正确;数列{an}中最后读的数字总是1,故数列{an}中每项个位上的数字都是1,B错误;,数列{bn}:11,21,11,21,…,不是等差数列,C错误;通过列举发现数列{bn}的第一,三,五,七,九项都为11,第二,四,六,八,十项为21,故前10项的和为11×5+21×5=160,D正确.故选:AD.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)已知平面向量,,若与垂直,则λ= 4 .【分析】求出与,利用垂直关系,求解即可.【解答】解:平面向量,,可得=(1﹣λ,2+λ),=(2,1),与垂直,可得:2﹣2λ+2+λ=0,解得λ=4.故答案为:4.14.(5分)2021年7月下旬河南省多地遭遇了暴雨洪涝灾害,社会各界众志成城支援河南,邯郸市某单位组织4辆救援车随机前往河南省的A,B,C三个城市运送物资,则每个城市都至少安排一辆救援车的概率为 .【分析】分别求出运送物资的送法,再根据古典概率的公式即可求解.【解答】解:4辆救援车随机前往河南省的A,B,C三个城市运送物资共有34=81种送法,而每个城市都至少安排一辆救援车的送法共有=6×3×2=36种,所以每个城市都至少安排一辆救援车的概率为,故答案为:.15.(5分)设OA是球O的半径,M是OA的中点,过M且与OA成60°角的平面截球O的表面得到圆C,若圆C的面积等于13π,则球O的体积为 .【分析】根据题意建立勾股关系求出球半径即可得出.【解答】解:设圆C的半径为r,有πr2=13π,则,,设球O的半径为R,如图所示,有|OB|=R,,|CB|=r,在Rt△OCB中,|OB|2=|OC|2+|CB|2,即,即R=4,所以球O的体积为.故答案为:.16.(5分)已知当x∈(0,π)时,不等式的解集为A,若函数f(x)=sin(x+φ)(0<φ<π)在x∈A上只有一个极值点,则φ的取值范围为 (0,]∪[,π) .【分析】先解不等式确定集合A,再由正弦函数性质求解.【解答】解:因为x∈(0,π),所以sinx∈(0,1],所以===≤0⇔sinx≥⇔x∈[,],所以A=[,],又因为0<φ<π,所以<x+φ<,x+φ=+kπ∈(,),k∈(﹣,),所以k∈{0,1},当k=0时,因为﹣x∈[﹣,﹣],所以φ=﹣x∈[﹣,]∩(0,π)=(0,],当k=1时,因为﹣x∈[﹣,﹣],所以φ=﹣x∈[,]∩(0,π)=,[,π),所以φ的取值范围为(0,]∪[,π),故答案为:(0,]∪[,π).四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)已知△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,且满足.(1)求b的值;(2)若,求△ABC面积的最大值.【分析】(1)结合诱导公式、正弦定理与两角和的正弦公式对已知条件进行化简可得sinA=bsinA,从而得解;(2)结合余弦定理和基本不等式,推出ac≤4,再由S=acsinB,得解.【解答】解:(1)因为,所以bcosC=ab﹣ccosB,即bcosC+ccosB=ab,由正弦定理知,sinBcosC+sinCcosB=bsinA,因为sinBcosC+sinCcosB=sin(B+C)=sin(π﹣A)=sinA,所以sinA=bsinA,又sinA≠0,所以1=b,即b=2.(2)由余弦定理知,b2=a2+c2﹣2accosB,所以4=a2+c2﹣2•ac•=a2+c2﹣ac≥2ac﹣ac=ac,所以ac≤4,当且仅当a=c=2时,等号成立,所以△ABC面积S=acsinB≤×4×sin=,故△ABC面积的最大值为.18.(12分)如图,在四棱锥S﹣ABCD中,SA⊥平面ABCD中,四边形ABCD是正方形,点E在棱SD上,DE=2SE.(1)证明:CD⊥AE;,(2)若正方形ABCD的边长为1,二面角E﹣AC﹣D的大小为45°,求四棱锥S﹣ABCD的体积.【分析】(1)证明CD⊥AD,CD⊥SA,即可证明CD⊥平面SAD,得到CD⊥AE.(2)过点E作EM⊥AD,垂足为点M,过点M作MN⊥AC,垂足为点N,连接EN,说明∠ENM是二面角E﹣AC﹣D的平面角,然后求解SA,即可求解四棱锥S﹣ABCD的体积.【解答】(1)证明:因为四边形ABCD是正方形,则CD⊥AD,因为SA⊥平面ABCD,CD⊂平面ABCD,所以CD⊥SA,又因为AD∩SA=A,AD,SA⊂平面SAD,所以CD⊥平面SAD,又因为AE⊂平面SAD,所以CD⊥AE.(2)解:过点E作EM⊥AD,垂足为点M,过点M作MN⊥AC,垂足为点N,连接EN,由题意可知EM∥SA,因此EM⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,所以EM⊥AC,因为MN⊥AC,EM∩MN=M,EM,MN⊂平面EMN,所以AC⊥平面EMN,因为EN⊂平面EMN,所以AC⊥EN,又因为MN⊥AC,EN⊂平面EAC,MN⊂平面ACD,平面EAC∩平面ACD=AC,所以∠ENM是二面角E﹣AC﹣D的平面角,所以∠ENM=45°,因为DE=2SE,△DEM与△DSA相似,相似比为2:3,所以,,所以,所以四棱锥S﹣ABCD的体积为.,19.(12分)已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且6Sn=anan+1+2,a1=1.(1)求数列{an}的通项公式;(2)若数列{cn}满足,求数列{cn}的前n项和Tn.【分析】(1)利用递推关系可得6an=an(an+1﹣an﹣1),即an+1﹣an﹣1=6,再利用等差数列的定义及通项公式即可求出数列的通项公式;(2)由题意可知:,再利用错位相减法即可得出所求的答案.【解答】解:(1)∵6Sn=anan+1+2,①∴6S1=a1⋅a2+2,∴a2=4,当n≥2时,有6Sn﹣1=an﹣1an+2,②∴6Sn﹣6Sn﹣1=anan+1﹣an﹣1an,∴6an=an(an+1﹣an﹣1),∵an≠0,∴an+1﹣an﹣1=6,∴数列{an}的奇数项是以1为首项,6为公差的等差数列,a2k﹣1=1+6(k﹣1)=3(2k﹣1)﹣2,偶数项是以4为首项,6为公差的等差数列,a2k=4+6(k﹣1)=3⋅2k﹣2,∴an=3n﹣2,n∈N*.(2),,,两式相减得:==﹣10+(5﹣3n)2n+1故.20.(12分)某真人闯关游戏,在某一情境中玩家需在A、B两个关卡中寻找线索,玩家先从,A、B两个关卡中任选一关作为第一关,若找到线索则进入另一关卡,若未找到线索则闯关结束,且玩家先选A和先选B的概率相等.若玩家在A闯关成功则获得2枚金币,否则获得0枚金币;在B关闯关成功则获得3枚金币,否则获得0枚金币.已知某玩家在A关卡中闯关成功的概率为0.8,在B关卡中闯关成功的概率为0.6,且每个关卡闯关成功的概率与选择初始关卡的次序无关.(1)求该玩家获得3枚金币的概率;(2)为获得更多的金币,该玩家应选择从哪关开始第一关?并说明理由.【分析】(1)利用相互独立事件概率乘法公式能求出该玩家获得3枚金币的概率.(2)①记X为从A关卡开始第一关获得的金币枚数,则X所有可能的取值为0,2,5,分别求出相应的概率,求出E(X)=3.04;②记Y为从B关卡开始第一关获得的金币枚数,则Y所有可能的取值为0,3,5,分别求出相应的概率,求出E(Y)=2.76.由E(X)>E(Y),得到应从A关卡开始第一关.【解答】解:(1)该玩家获得3枚金币的概率为:.(2)①记X为从A关卡开始第一关获得的金币枚数,则X所有可能的取值为0,2,5,P(X=0)=1﹣0.8=0.2,P(X=2)=0.8×(1﹣0.6)=0.32,P(X=5)=0.8×0.6=0.48,∴E(X)=0×0.2+2×0.32+5×0.48=3.04.②记Y为从B关卡开始第一关获得的金币枚数,则Y所有可能的取值为0,3,5,P(X=0)=1﹣0.6=0.4,P(X=3)=0.6×(1﹣0.8)=0.12,P(Y=5)=0.8×0.6=0.48,∴E(Y)=0×0.4+3×0.12+5×0.48=2.76.∵E(X)>E(Y),∴应从A关卡开始第一关.21.(12分)在平面直角坐标系xOy中,已知点,,点M满足,|MF1|+|MF2|=4.记点M的轨迹为曲线C.(1)求曲线C的方程;(2)设直线l不经过P(0,1)点且与曲线C相交于A,B两点.若直线l过定点(1,﹣1),证明:直线PA与直线PB的斜率之和为定值.【分析】(1)判断点M的轨迹为椭圆,设椭圆方程为,求解a,b,推出结果.(2)设直线PA与直线PB的斜率分别为k1,k2,A(x1,y1),B(x2,y2),当直线l斜率不存在时,l:x=1,验证k1+k2=﹣2,当直线l斜率存在时,设直线l方程为y+1=k(x﹣1)(k≠0),将直线l的方程代入椭圆方程中,利用韦达定理,转化求解k1+k2,推出结果即可.【解答】(1)解:由椭圆定义可知,点M的轨迹为椭圆,设椭圆方程为,根据题意得,a=2,,,所以曲线C的方程为.(2)证明:设直线PA与直线PB的斜率分别为k1,k2,A(x1,y1),B(x2,y2),当直线l斜率不存在时,l:x=1,代入椭圆方程中,化简可得,不妨令,,则k1+k2=﹣2,当直线l斜率存在时,设直线l方程为y+1=k(x﹣1)(k≠0),将直线l的方程代入椭圆方程中,化简得(1+4k2)x2﹣8k(k+1)x+4k2+8k=0,由Δ>0,得或k<0,,,,=,因为或k<0且k≠﹣2,所以k1+k2=2k﹣2(k+1)=﹣2,综上,直线PA与直线PB的斜率之和为定值﹣2.22.(12分)已知函数f(x)=aex﹣1﹣x.(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)若f(x)+x﹣1≥lnx﹣lna恒成立,求实数a的取值范围.【分析】(1)求出导函数,通过a≤0,a>0时,判断导函数的符号,推出函数的单调区间即可.(2)原不等式等价于elna+x﹣1+lna+x﹣1≥elnx+lnx,构造函数g(x)=ex+x,利用g(x)为单调增函数,推出lna≥lnx﹣x+1,令h(x)=lnx﹣x+1,通过函数的导数推出h(x)max=h(1)=0,然后转化求解a的范围.【解答】解:(1)f'(x)=aex﹣1﹣1,当a≤0时,f'(x)<0;当a>0时,当x>1﹣lna时,f'(x)>0,当x<1﹣lna时,f'(x)<0,综上,当a≤0时,函数f(x)在R上单调递减;当a>0时,函数f(x)在(1﹣lna,+∞)上单调递增,在(﹣∞,1﹣lna)上单调递减.(2)原不等式为aex﹣1﹣1≥lnx﹣lna,等价于elna+x﹣1+lna+x﹣1≥lnx+x=elnx+lnx,令g(x)=ex+x,上述不等式等价于g(lna+x﹣1)≥g(lnx),显然g(x)为单调增函数,∴又等价于lna+x﹣1≥lnx,即lna≥lnx﹣x+1,令h(x)=lnx﹣x+1,则,在(0,1)上,h'(x)>0,h(x)单调递增;在(1,+∞)上,h'(x)<0,h(x)单调递减,∴h(x)max=h(1)=0,lna≥0,即a≥1,∴实数a的取值范围是[1,+∞).
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