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1、2019-2020 学年高二第二学期期中数学试卷(理科)一、选择题(共12 小题).1已知 i 是虚数单位,则复数z=4+3?3-4?的虚部是()A0BiC iD12右边所示的三角形数组是我国古代数学家杨辉发现的,称为杨辉三角形,根据图中的数构成的规律,a 所表示的数是()A2B4C6D83点 P 的极坐标是(?,?6),则在以极点为原点,极轴为x 轴正半轴的平面直角坐标系中,点 P 的直角坐标是()A(?,?)B(?,?)C(?,?)D(?,?)4已知数列 an满足 an+1=14?,若 a4+a5 2,则 a3+a4()A12B1C4D85已知命题p 为?x R,5x2 2x+20,则命题
2、p 的否定为()A?x R,5x22x+20B?x R,5x22x+20C?x R,5x22x+20D?x R,5x22x+206在三棱锥PABC 中,PAPBPC 2,且 PA,PB,PC 两两互相垂直,则三棱锥PABC 的外接球的体积为()A4?B8?C16?D2?7阅读如图的框图,运行相应的程序,若输入n 的值为 6,则输出S的值为()A37B49C67D898已知 P 是 ABC 所在平面内点,?+?+?=?,现将一粒黄豆随机撒在ABC内,则黄豆落在PBC 内的概率是()A14B13C12D239过抛物线y24x 的焦点 F 的直线交该抛物线于A,B 两点,若 A,B 两点的横坐标之和
3、为 3,则|AB|()A133B143C5D16310已知偶函数f(x)的定义域为(-?2,?2),其导函数为f(x),当?2时,有 f(x)cosx+f(x)sinx0 成立,则关于x 的不等式?(?)?(?3)?的解集为()A(?,?3)B(?3,?2)C(-?3,?)(?,?3)D(-?2,-?3)(?3,?2)11已知离心率为2 的双曲线C:?2?2-?2?2=?(?)的左右焦点分别为F1(c,0),F2(c,0),直线?=33(?+?)与双曲线C 在第一象限的交点为P,PF1F2的角平分线与 PF2交于点 Q,若|PF2|PQ|,则 的值是()A43-43B43-13C233D3+2
4、3312已知函数f(x)ex-12?+?,若 x R 时,恒有f(x)3x2+ax+b,则 ab+b 的最大值为()A?B?2C?2De二、填空题(每小题5 分,共 20 分)13从 1,2,3,9 这 9 个正整数中选择两个,使其和为奇数,则不同的选择方法种数是14 函数 f(x)alnx x 的图象在 x1处的切线方程为yx b,则 a,b15已知 P 是直线 kx+4y100(k0)上的动点,PA,PB 是圆 C:x2+y22x+4y+40的两条切线,A,B 是切点,C 是圆心,若四边形PACB 的面积的最小值为?,则 k 的值为16已知f(x)=|?|?(x R),若关于x 的方程 f
5、2(x)kf(x)+k10 恰好有 4 个不相等的实数根,则实数k 的取值范围为三、解答题(共70 分)17命题 p:不等式x2(a+1)x+10 的解集是R命题 q:函数 f(x)(a+1)x在定义域内是增函数若pq 为假命题,p q 为真命题,求a 的取值范围18目前,新冠病毒引发的肺炎疫情在全球肆虐,为了解新冠肺炎传播途径,采取有效防控措施,某医院组织专家统计了该地区500 名患者新冠病毒潜伏期的相关信息,数据经过汇总整理得到如图所示的频率分布直方图(用频率作为概率)潜伏期不高于平均数的患者,称为“短潜伏者”,潜伏期高于平均数的患者,称为“长潜伏者”(1)求这 500 名患者潜伏期的平均
6、数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表),并计算出这500 名患者中“长潜伏者”的人数;(2)为研究潜伏期与患者年龄的关系,以潜伏期是否高于平均数为标准进行分层抽样,从上述 500 名患者中抽取300 人,得到如表表格(i)请将表格补充完整;短潜伏者长潜伏者合计60 岁及以上9060 岁以下140合计300(ii)研究发现,某药物对新冠病毒有一定的抑制作用,现需在样本中60 岁以下的140名患者中按分层抽样方法抽取7 人做 I 期临床试验,再从选取的7 人中随机抽取两人做期临床试验,求两人中恰有1 人为“长潜伏者”的概率19 如图,在四棱锥PABCD 中,底面 ABCD 是矩形,M 为 P
7、D 的中点,PA底面 ABCD,PAAD 4,AB 2(1)求证:AM 平面 MCD;(2)求钝二面角B PCD 的余弦值20在直角坐标系xOy 中,已知直线l 过点 P(2,2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为 cos2 4cos 0(1)求 C 的直角坐标方程;(2)若 l 与 C 交于 A,B 两点,求|?|-|?|?|?|?|的最大值21已知椭圆C:?2?2+?2?2=1(ab0)经过(1,1)与(62,32)两点()求椭圆C 的方程;()过原点的直线l 与椭圆 C 交于 A、B 两点,椭圆C 上一点 M 满足|MA|MB|求证:1|?|2+1|
8、?|2+2|?|2为定值22已知函数h(x)alnx+x2(a+2)x,g(x)(a1)lnx+(1+a)x24x(1)讨论 h(x)的单调性;(2)设函数 f(x)h(x)g(x),若 yf(x)有两个零点x1,x2,(i)求 a 的取值范围;(ii)证明:x1+x22?参考答案一、选择题(每小题5 分,共 60 分)1已知 i 是虚数单位,则复数z=4+3?3-4?的虚部是()A0BiC iD1【分析】利用复数的运算法则、虚部的定义即可得出解:复数z=4+3?3-4?=(4+3?)(3+4?)(3-4?)(3+4?)=25?25=i 的虚部是 1故选:D2右边所示的三角形数组是我国古代数学
9、家杨辉发现的,称为杨辉三角形,根据图中的数构成的规律,a 所表示的数是()A2B4C6D8【分析】由杨辉三角形中的已知数据,知:每一行的第一个数和最后一个数都是1,其余的数总是上一行对应的两个数的和,从而求得a 的值解:杨辉三角形中,每一行的第一个数和最后一个数都是1,首尾之间的数总是上一行对应的两个数的和,a3+3 6;故选:C3点 P 的极坐标是(?,?6),则在以极点为原点,极轴为x 轴正半轴的平面直角坐标系中,点 P 的直角坐标是()A(?,?)B(?,?)C(?,?)D(?,?)【分析】直接利用直角坐标和极坐标和直角坐标的应用求出结果解:直接利用?=?=?,解得 x=?6=?,y4?
10、6=?,故选:A4已知数列 an满足 an+1=14?,若 a4+a5 2,则 a3+a4()A12B1C4D8【分析】判断数列是等比数列,求出公比,然后利用等比数列的性质求解即可解:数列 an满足 an+1=14?,所以数列是等比数列,公比为14,a4+a52,则 a3+a4=1?(a4+a5)428故选:D5已知命题p 为?x R,5x2 2x+20,则命题p 的否定为()A?x R,5x22x+20B?x R,5x22x+20C?x R,5x22x+20D?x R,5x22x+20【分析】直接利用全称命题的否定是特称命题写出结果即可解:因为全称命题的否定是特称命题,所以命题p 为?x R
11、,5x22x+20,则命题 p 的否定为:?x R,5x22x+2 0故选:C6在三棱锥PABC 中,PAPBPC 2,且 PA,PB,PC 两两互相垂直,则三棱锥PABC 的外接球的体积为()A4?B8?C16?D2?【分析】以PA、PB、PC 为过同一顶点的三条棱,作正方体如图,则正方体的外接球同时也是三棱锥PABC 外接球算出长方体的对角线即为球直径,结合球的表面积公式,可算出三棱锥PABC 外接球的表面积解:以 PA、PB、PC 为过同一顶点的三条棱,作正方体如图,则正方体的外接球同时也是三棱锥PABC 外接球正方体的对角线长为2?,球直径为2?,半径 R=?,因此,三棱锥PABC 外
12、接球的体积为:43 R3=43(?)34?故选:A7阅读如图的框图,运行相应的程序,若输入n 的值为 6,则输出S的值为()A37B49C67D89【分析】由图知,每次进入循环体后,S 的值被施加的运算是SS+1?2-1,故由此运算规律进行计算,当i8 时不满足条件i6,退出循环,输出S 的值即可解:由题意,模拟执行程序,可得:n 6,i2,S0满足条件i6,S0+13=13,i 4满足条件i6,S=13+115,i 6满足条件i6,S=13+115+135,i8不满足条件i6,退出循环,输出S的值为13+115+135=37故选:A8已知 P 是 ABC 所在平面内点,?+?+?=?,现将一
13、粒黄豆随机撒在ABC内,则黄豆落在PBC 内的概率是()A14B13C12D23【分析】推导出点P 到 BC 的距离等于A 到 BC 的距离的12从而 SPBC=12SABC由此能求出将一粒黄豆随机撒在ABC 内,黄豆落在PBC 内的概率解:以 PB、PC 为邻边作平行四边形PBDC,则?+?=?,?+?+?=?,?+?=-?,?=-?,P 是 ABC 边 BC 上的中线AO 的中点,点 P 到 BC 的距离等于A 到 BC 的距离的12SPBC=12SABC将一粒黄豆随机撒在ABC 内,黄豆落在PBC 内的概率为:P=?=12故选:C9过抛物线y24x 的焦点 F 的直线交该抛物线于A,B
14、两点,若 A,B 两点的横坐标之和为 3,则|AB|()A133B143C5D163【分析】利用抛物线的性质得出:|AB|AF|+|BF|xA+xB+p求解即可解:抛物线的准线方程为x 1,设 A,B 的横坐标分别为xA,xB,则 xA+xB3|AF|xA+1,|BF|xB+1|AB|AF|+|BF|xA+xB+25故选:C10已知偶函数f(x)的定义域为(-?2,?2),其导函数为f(x),当?2时,有 f(x)cosx+f(x)sinx0 成立,则关于x 的不等式?(?)?(?3)?的解集为()A(?,?3)B(?3,?2)C(-?3,?)(?,?3)D(-?2,-?3)(?3,?2)【分
15、析】令g(x)=?(?)?,结合题意求导分析可得函数g(x)在(0,?2)上为减函数,判断函数g(x)为偶函数,进而将不等式f(x)2f(?3)cosx 转化为 g(x)g(?3),结合函数的定义域、单调性和奇偶性可得?3|x|?2,求解得答案解:令 g(x)=?(?)?,则 g(x)=?(-?)?(-?)=?(?)?,可得 g(x)为偶函数,其导数为g(x)=?(?)?+?(?)?2?,又由 0 x?2时,有 f(x)cosx+f(x)sinx0,则有 g(x)0,则函数 g(x)在(0,?2)上为减函数,又偶函数f(x)为定义在(-?2,?2)上的函数,?(?)?(?3)?(?)?2f(?
16、3)=?(?3)?3,即有 g(x)g(?3),又由 g(x)为偶函数且在(0,?2)上为减函数,且其定义域为(-?2,?2),则有?3|x|?2,解得-?2x-?3或?3x?2,不等式?(?)?(?3)?的解集为(-?2,-?3)(?3,?2)故选:D11已知离心率为2 的双曲线C:?2?2-?2?2=?(?)的左右焦点分别为F1(c,0),F2(c,0),直线?=33(?+?)与双曲线C 在第一象限的交点为P,PF1F2的角平分线与 PF2交于点 Q,若|PF2|PQ|,则 的值是()A43-43B43-13C233D3+233【分析】先根据角平分线性质以及双曲线的定义求出三角形PF1F2
17、的三边长,再结合余弦定理即可求解解:直线?=33(?+?);所以其过左焦点,且PF1F230;如图:;PF1F2的角平分线与PF2交于点 Q,且|PF2|PQ|,|?1|?1?2|=|?|?2|=1?-1?|PF1|=1?-12c;离心率为2=?c2a?|PF2|PF1|2a=(3-?)?-1;cosPF1F2=|?1|2+|?1?2|2-|?2|22|?1|?1?2|?32=(2?-1)2+(2?)2-(3-?)?-1222?-1 2?=4(1?-1)2+4-(3-?-1)281?-1;?32=4+4(?-1)2-(3-?)28(?-1)=3?2-2?-18(?-1)=3?+18?=43-1
18、3故选:B12已知函数f(x)ex-12?+?,若 x R 时,恒有f(x)3x2+ax+b,则 ab+b 的最大值为()A?B?2C?2De【分析】求得f(x)的导数,可得ex xax+b 恒成立,即bexx ax 恒成立,设g(x)exx ax,求得 g(x)的导数,讨论a 的范围,求得g(x)的最小值,可得b的范围,再由不等式的性质,可得ab+b(1+a)2(1+a)2ln(1+a),设 m1+a,m0,h(m)m2m2lnm,求得导数和单调性、极值和最值,即可得到所求最大值解:f(x)ex-12?+?的导数为f(x)exx+3x2,x R 时,恒有f(x)3x2+ax+b,即为 exx
19、ax+b 恒成立,可得 bexxax 恒成立,设 g(x)exx ax,可得 bg(x)min恒成立,由 g(x)ex(1+a),当1+a0,即 a 1 时,g(x)0,g(x)递增,g(x)无最小值;当 1+a0,即 a 1 时,xln(1+a)时,g(x)0,g(x)递增;当 xln(1+a)时,g(x)0,g(x)递减,可得 g(x)在 xln(1+a)处取得极小值,且为最小值1+a(1+a)ln(1+a),可得 b1+a(1+a)ln(1+a),由 1+a0,可得 ab+b(1+a)2(1+a)2ln(1+a),设 m1+a,m0,h(m)m2m2lnm,h(m)2m 2mlnm mm
20、2mlnm m(12lnm),当 m?时,h(m)0,h(m)递减;0m?时,h(m)0,h(m)递增,可得 m=?处 h(m)取得极大值,且为最大值12e,则 ab+b12e,即 ab+b 的最大值为12e故选:C二、填空题(每小题5 分,共 20 分)13从 1,2,3,9 这 9 个正整数中选择两个,使其和为奇数,则不同的选择方法种数是20【分析】显然,要使和为奇数,只需两个数一奇一偶,由此利用分步计数原理可求解解:奇数数字为1,3,5,7,9,共 5 个;偶数数字为2,4,6,8所以要使选出的两数之和为奇数,只需奇数、偶数各有一个:共有?=?种故答案为:2014 函数 f(x)alnx
21、 x 的图象在 x1 处的切线方程为yxb,则 a2,b2【分析】求出函数f(x)在 x 1 时的导数ya1,利用切线方程得到a 11,进而求出 a,将切点(1,1)代入切线方程可得b解:由题意得y=?-1,当 x 1 时,y 1,y=?-1a 1,因为切线方程为yx b,所以 a 11,则 a2,又因为切点为(1,1),代入yx b,得 b2,故答案为:2,215已知 P 是直线 kx+4y100(k0)上的动点,PA,PB 是圆 C:x2+y22x+4y+40的两条切线,A,B 是切点,C 是圆心,若四边形PACB 的面积的最小值为?,则 k 的值为3【分析】由S四边形PACBSPAC+S
22、PBC,当|PC|取最小值时,|PA|PB|取最小值,即SPACSPBC取最小值,此时CPl,点到直线的距离公式列式求得k 值解:圆的标准方程为(x1)2+(y+2)21,则圆心为C(1,2),半径为1,则直线与圆相离,如图,S 四边形PACBSPAC+SPBC,而 SPAC=12|PA|?|CA|=12|PA|,SPBC=12|PB|?|CB|PB|,又|PA|PB|=|?|?-?,当|PC|取最小值时,|PA|PB|取最小值,即 SPACSPBC取最小值,此时,CPl,四边形 PACB 面积的最小值为2?,SPACSPBC=?,|PA|2?,则|CP|3,得|?-8+10|?2+16=?,
23、k0,k3故答案为:316已知f(x)=|?|?(x R),若关于x 的方程 f2(x)kf(x)+k10 恰好有 4 个不相等的实数根,则实数k 的取值范围为(?,?+1?)【分析】求函数的导数,判断函数的取值情况,设mf(x),利用换元法,将方程转化为一元二次方程,利用根的分布建立条件关系即可得到结论解:化简可得f(x)=|?|?=?,?-?,?,当 x0 时,f(x)=1-?,当 0 x 1 时,f(x)0,当 x1 时,f(x)0f(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+)单调递减;当 x0 时,f(x)=?-1?0,f(x)为减函数,函数 f(x)=|?|?在(0,+)上有一个最大值
24、为f(1)=1?,作出函数f(x)的草图如图:设 mf(x),当 m1?时,方程mf(x)有 1 个解,当 m=1?时,方程mf(x)有 2个解,当 0m1?时,方程mf(x)有 3 个解,当 m0 时,方程mf(x),有 1 个解,当 m0 时,方程mf(x)有 0 个解,则方程 f2(x)tf(x)+t10 等价为 m2tm+t10,要使关于x 的方程 f2(x)tf(x)+t10 恰好有 4 个不相等的实数根,等价为方程m2 tm+t 10 有两个不同的根m11?且 0m21?,设 g(m)m2 tm+t1,则?(?)=?-?(1?)=1?2-?+?-?-?2?,解得 1t 1+1?,故
25、选答案为:(?,?+1?)三、解答题(共70 分)17命题 p:不等式x2(a+1)x+10 的解集是R命题 q:函数 f(x)(a+1)x在定义域内是增函数若pq 为假命题,p q 为真命题,求a 的取值范围【分析】由命题 p:不等式 x2(a+1)x+10 的解集是R,可得:0,解得 a 范围由命题 q:函数 f(x)(a+1)x在定义域内是增函数可得a+11,解得a 范围由pq 为假命题,pq 为真命题,可知p,q 一真一假解:命题p:不等式x2(a+1)x+10 的解集是R,(a+1)24 0,解得 3 a1;命题 q:函数 f(x)(a+1)x在定义域内是增函数a+11,解得 a0由
26、 pq 为假命题,pq 为真命题,可知p,q 一真一假,当 p 真 q假时,由 a|3a1a|a0a|3a0;当 p 假 q真时,由 a|a 3,或 a1a|a0a|a1;综上可知a 的取值范围为:a|3a 0,或 a118目前,新冠病毒引发的肺炎疫情在全球肆虐,为了解新冠肺炎传播途径,采取有效防控措施,某医院组织专家统计了该地区500 名患者新冠病毒潜伏期的相关信息,数据经过汇总整理得到如图所示的频率分布直方图(用频率作为概率)潜伏期不高于平均数的患者,称为“短潜伏者”,潜伏期高于平均数的患者,称为“长潜伏者”(1)求这 500 名患者潜伏期的平均数(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表)
27、,并计算出这500 名患者中“长潜伏者”的人数;(2)为研究潜伏期与患者年龄的关系,以潜伏期是否高于平均数为标准进行分层抽样,从上述 500 名患者中抽取300 人,得到如表表格(i)请将表格补充完整;短潜伏者长潜伏者合计60 岁及以上9060 岁以下140合计300(ii)研究发现,某药物对新冠病毒有一定的抑制作用,现需在样本中60 岁以下的140名患者中按分层抽样方法抽取7 人做 I 期临床试验,再从选取的7 人中随机抽取两人做期临床试验,求两人中恰有1 人为“长潜伏者”的概率【分析】(1)由频率分布直方图的性质能求出平均数和500 人中“长潜伏者”的人数(2)(i)由题意能补充完整表格(
28、ii)由分层抽样知7 人中,“短潜伏者”有3 人,记为 a,b,c,“长潜伏者”有 4 人,记为 D,E,F,G,从中抽取2 人,利用列举法能求出两人中恰有1 人为“长潜伏者”的概率解:(1)平均数x(0.021+0.083+0.155+0.187+0.03 9+0.0311+0.0113)26,“长潜伏者”即潜伏期时间不低于6 天的频率为0.5,所以 500 人中“长潜伏者”的人数为5000.5250 人;(2)(i)由题意补充后的表格如图:短潜伏者长潜伏者合计60 岁及以上907016060 岁以下6080140合计150150300(ii)由分层抽样知7 人中,“短潜伏者”有3 人,记为
29、 a,b,c,“长潜伏者”有 4 人,记为 D,E,F,G,从中抽取2 人,共有 21 种不同结果,分别为:(a,b),(a,c),(a,D),(a,E),(a,F),(a,G),(b,c),(b,D),(b,E),(b,F),(b,G),(c,D),(c,E),(c,F),(c,G),(D,E),(D,F),(D,G),(E,F),(E,G),(F,G),两人中恰好有1 人为“长潜伏者”包含了12 种结果所以两人中恰有1 人为“长潜伏者”的概率为?=1221=4719 如图,在四棱锥PABCD 中,底面 ABCD 是矩形,M 为 PD 的中点,PA底面 ABCD,PAAD 4,AB 2(1)
30、求证:AM平面MCD;(2)求钝二面角B PCD 的余弦值【分析】(1)推导出 PACDADCD,从而 CD平面 PAD,CDAM AM MD,由此能证明AM 平面 MCD(2)分别以射线AB、AD、AP 为 x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系利用向量法能求出钝二面角BPC D 的余弦值解:(1)证明:PA平面 ABCD,PACD四边形ABCD 是矩形,所以AD CD,由?=?平面?,CDAM PAAD,M 为 PD 的中点,AM MD由?=?平面?故 AM 平面 MCD(2)解:由已知PA,AB,AD 三条直线两两垂直,于是可以分别以射线AB、AD、AP 为 x 轴、y 轴、z 轴建立
31、空间直角坐标系则 B(2,0,0),P(0,0,4),C(2,4,0),D(0,4,0),所以?=(?,?,-?),?=(?,?,-?),?=(?,?,-?),设平面 BPC 的法向量为?=(?,?,?),则?=?=?-?=?+?-?=?=?+?=?,令 z1,则?=(?,?,?)设平面 PCD 的法向量为?=(?,?,?),则?=?=?+?-?=?-?=?+?=?=?,令 z1,则?=(?,?,?)?,?=?|?|?|?|=15?2=1010设二面角B PCD 的平面角为,由已知为钝角,钝二面角BPCD 的余弦值?=-101020在直角坐标系xOy 中,已知直线l 过点 P(2,2)以坐标原
32、点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为 cos2 4cos 0(1)求 C 的直角坐标方程;(2)若 l 与 C 交于 A,B 两点,求|?|-|?|?|?|?|的最大值【分析】(1)曲线 C 的极坐标方程为 cos2 4cos 0即 2 2cos2 4 cos 0,把互化公式代入可得普通方程(2)设直线 l 的倾斜角为,0可得参数方程为:?=?+?=?+?(t 为参数),代入抛物线方程可得:t2sin2+(4sin 4cos)t 4 0,把根与系数的关系代入可得|?|-|?|?|?|?|=|?1+?2|?1?2|进而得出最大值解:(1)曲线C 的极坐标方程为 cos
33、2 4cos 0即 22cos2 4 cos 0,把互化公式代入可得:x2+y2x24x0,即 y2 4x(2)设直线 l 的倾斜角为,0可得参数方程为:?=?+?=?+?(t 为参数),代入抛物线方程可得:t2sin2+(4sin 4cos)t40,则 t1+t2=4?-4?2?,t1t2=-4?2?0,|?|-|?|?|?|?|=|?1+?2|?1?2|=|cos sin|?cos(+?4)|?当且仅当=3?4时,等号成立|?|-|?|?|?|?|的最大值为?21已知椭圆C:?2?2+?2?2=1(ab0)经过(1,1)与(62,32)两点()求椭圆C 的方程;()过原点的直线l 与椭圆
34、C 交于 A、B 两点,椭圆C 上一点 M 满足|MA|MB|求证:1|?|2+1|?|2+2|?|2为定值【分析】(I)把(1,1)与(62,32)两点代入椭圆方程解出即可(II)由|MA|MB|,知 M 在线段 AB 的垂直平分线上,由椭圆的对称性知A、B 关于原点对称 若点 A、B 是椭圆的短轴顶点,则点M 是椭圆的一个长轴顶点;同理,若点A、B 是椭圆的长轴顶点,则点M 在椭圆的一个短轴顶点;直接代入计算即可 若点 A、B、M 不是椭圆的顶点,设直线l 的方程为ykx(k0),则直线OM 的方程为?=-1?,设A(x1,y1),B(x2,y2),与椭圆的方程联立解出坐标,即可得到|?|
35、?=|?|?=?+?=3(1+?2)1+2?2,同理|?|?=3(1+?2)2+?2,代入要求的式子即可【解答】解析()将(1,1)与(62,32)两点代入椭圆C 的方程,得1?2+1?2=?32?2+34?2=?解得?=?=32椭圆 PM2的方程为?23+2?23=?()由|MA|MB|,知 M 在线段 AB 的垂直平分线上,由椭圆的对称性知A、B 关于原点对称 若点 A、B 是椭圆的短轴顶点,则点M 是椭圆的一个长轴顶点,此时1|?|2+1|?|2+2|?|2=1?2+1?2+2?2=?(1?2+1?2)=?同理,若点A、B 是椭圆的长轴顶点,则点M 在椭圆的一个短轴顶点,此时1|?|2+
36、1|?|2+2|?|2=1?2+1?2+2?2=?(1?2+1?2)=?若点 A、B、M 不是椭圆的顶点,设直线l 的方程为ykx(k0),则直线 OM 的方程为?=-1?,设 A(x1,y1),B(x2,y2),由?=?23+2?23=?解得?=31+2?2,?=3?21+2?2,|?|?=|?|?=?+?=3(1+?2)1+2?2,同理|?|?=3(1+?2)2+?2,所以1|?|2+1|?|2+2|?|2=21+2?23(1+?2)+2(2+?2)3(1+?2)=2,故1|?|2+1|?|2+2|?|2=2 为定值22已知函数h(x)alnx+x2(a+2)x,g(x)(a1)lnx+(
37、1+a)x24x(1)讨论 h(x)的单调性;(2)设函数 f(x)h(x)g(x),若 yf(x)有两个零点x1,x2,(i)求 a 的取值范围;(ii)证明:x1+x22?【分析】(1)求出函数的导数,通过 当 a0 时,当 a2 时,当 0a2 时,当 a2 时,判断导函数的符号,得到函数的单调区间即可(2)f(x)lnxax2(a2)x,求出导函数,通过(i)若 a0,判断已知不符合,故 a0判断函数的单调性,求出函数的极值,通过设?(?)=-?+1?-?,?,利用函数的导数推出a(0,1)(ii)结合(i)的分析,不妨设?1?,构造函数?(?)=?(?)-?(2?-?),?2?,判断
38、函数的单调性,求出最值,然后转化求解?+?2?解:(1)?(?)=?+?-(?+?)=(?-1)(2?-?)?,?,当 a0 时,h(x)0?x1,h(x)0?0 x 1;h(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+)上单调递增;当 a2 时,?(?)=2(?-1)2?,h(x)在(0,+)上单调递增;当 0a2 时,?2?,?(?)?2或?,?(?)?2?,?(?)在(?,?2)和(?,+)上单调递增,在(?2,?)上单调递减;当 a2 时,?2?,?(?)?或?2,?(?)?2,?(?)在(?,?)和(?2,+)上单调递增,在(?,?2)上单调递减;(2)f(x)h(x)g(x)lnx ax
39、2(a2)x,?(?)=1?-?-(?-?)=(?+?)(1?-?),?(i)若 a 0,则 f(x)0 恒成立,f(x)在(0,+)上递增,所以f(x)至多一个零点,与已知不符合,故 a0a 0 时,?(?)?1?,?(?)?1?,f(x)在(?,1?)上单调递增,在(1?,+)上单调递减,所以 f(x)在?=1?处取得极大值,为?(1?)=?1?-1?-?-2?=-?+1?-?,当 x+时,f(x),当x0+时,f(x),f(x)有两个零点,所以只需极大值?(1?)?,即-?+1?-?,设?(?)=-?+1?-?,?,则?(?)=-1?-1?2?,所以?(a)在(0,+)上单调递减,又?(
40、1)0,所以使得?(a)0 的 a(0,1)(ii)结合(i)的分析,不妨设?1?,设?(?)=?(?)-?(2?-?),?2?,所以?(?)=?(?)-?(2?-?)=?(?)+?(2?-?)=1?-?-(?-?)+12?-?-?(2?-?)-(?-?)=1?+?2-?-?=2-?+?-2?(2-?)?(2-?)=2(?-1)2?(2-?)当?2?时,F(x)0,F(x)在(?,2?)上单调递增?(1?)=?,且?1?,F(x1)0?(?)?(2?-?),又 f(x1)f(x2),?(?)?(2?-?),由?1?,可知 x2与2?-?均属于(1?,+),又 f(x)在(1?,+)上单调递减,由?(?)?(2?-?)?2?-?,即?+?2?