因为?C?2??,所以
2?3k2?1?1?k2k?1?2k2??42?1?k2?1?2k2,解得k??1.
此时直线??方程为y?x?1或y??x?1.
19.本小题主要考查利用导数研究初等函数的单调性、极值及零点问题,考查综合运用数学思想方法分析与解决问题以及逻辑推理能力.满分16分。
解:(1)f??x??3x?2ax,令f??x??0,解得x1?0,x2??22a. 32当a?0时,因为f??x??3x?0(x?0),所以函数f?x?在???,???上单调递增;
当a?0时,x????,???2a??3??0,???时,f??x??0,x????2a?,0?时,f??x??0, ?3?所以函数f?x?在???,?当a?0时,x????,0???2a??2a?0,??,上单调递增,在?????,0?上单调递减;
3??3?2a??2a????,??x?0,?fx?0时,,??????时,f??x??0,
33????2a??2a???,??0,?fx??,0所以函数??在??,??上单调递增,在??上单调递减.
3??3??(2)由(1)知,函数f?x?的两个极值为f?0??b,f???2a?43a?b,则函数f?x?有三个 ??327???a?0?a?0???2a??43??ba?b?0零点等价于f?0??f??,从而或443. ?????3?a?b?00?b??a?3??27???27?27?又b?c?a,所以当a?0时,设g?a??434a?a?c?0或当a?0时,a3?a?c?0. 272743a?a?c,因为函数f?x?有三个零点时,a的取值范围恰好是 27???,?3?成立,
?3??3??3??3?1,,??1,,????,?3ga?0,则在上,且在????????????上g?a??0均恒2222?????????3???c?1?0,因此c?1. 2??2从而g??3??c?1?0,且g?32此时,f?x??x?ax?1?a??x?1???x??a?1?x?1?a??,
因函数有三个零点,则x??a?1?x?1?a?0有两个异于?1的不等实根,
2所以???a?1??4?1?a??a?2a?3?0,且??1???a?1??1?a?0,
222解得a????,?3?综上c?1.
?3??3?1,,??????. 22????20.本小题主要考查等差数列、等比数列的定义和性质,函数与方程等基础知识,考查代数推理、转
化与化归及综合运用数学知识研究与解决问题的能力.满分16分.
2an?1解:(1)证明:因为a?2an?1?an?2d(n?1,2,3)是同一个常数,
2n所以2a1,2a2,2a3,2a4依次构成等比数列.
a,(2)令a1?d?则a1,a2,a3,a4分别为a?d,a,a?d,a?2d(a?d,a??2d,d?0).
假设存在a1,d,使得a1,a2,a3,a4依次构成等比数列, 则a??a?d??a?d?,且?a?d??a4362234?a?2d?4.
令t?d1364,则1??1?t??1?t?,且?1?t???1?2t?(??t?1,t?0), a2化简得t3?2t2?2?0(?),且t2?t?1.将t2?t?1代入(?)式,
1t?t?1??2?t?1??2?t2?3t?t?1?3t?4t?1?0,则t??.
4显然t??1不是上面方程得解,矛盾,所以假设不成立, 4234因此不存在a1,d,使得a1,a2,a3,a4依次构成等比数列. (3)假设存在a1,d及正整数n,k,使得a1,a2则a1?a1?2d?nn?2knn?k,a3n?2k,a4n?3k依次构成等比数列,
2?n?2k???a1?d?2?n?k?,且?a1?d?及a1?n?kn?k?a1?3d?n?3k??a1?2d?.
分别在两个等式的两边同除以a1?则?1?2t?n?2k2n?k?2n?2k?,并令t?n?3kd1(t??,t?0), a132?n?2k???1?t?2?n?k?,且?1?t??1?3t???1?2t?.
将上述两个等式两边取对数,得?n?2k?ln?1?2t??2?n?k?ln?1?t?, 且?n?k?ln?1?t???n?3k?ln?1?3t??2?n?2k?ln?1?2t?. 化简得2k??ln?1?2t??ln?1?t????n??2ln?1?t??ln?1?2t???, 且3k??ln?1?3t??ln?1?t????n??3ln?1?t??ln?1?3t???.
再将这两式相除,化简得ln?1?3t?ln?1?2t??3ln?1?2t?ln?1?t??4ln?1?3t?ln?1?t?(??).
令g?t??4ln?1?3t?ln?1?t??ln?1?3t?ln?1?2t??3ln?1?2t?ln?1?t?,
2222??1?3t?ln?1?3t??3?1?2t?ln?1?2t??3?1?t?ln?1?t???. 则g??t????1?t??1?2t??1?3t?令??t???1?3t?ln?1?3t??3?1?2t?ln?1?2t??3?1?t?ln?1?t?, 则???t??6???1?3t?ln?1?3t??2?1?2t?ln?1?2t???1?t?ln?1?t???.
222??t??6?令?1?t?????t?,则?1?3ln?1?3t??4ln?1?2t??ln?1?t???.
??t????t?,则?2令?2?t???112?0.
?1?t??1?2t??1?3t???t??0, 由g?0????0???1?0???2?0??0,?2知?2?t?,?1?t?,??t?,g?t?在??,0?和?0,???上均单调.
故g?t?只有唯一零点t?0,即方程(??)只有唯一解t?0,故假设不成立. 所以不存在a1,d及正整数n,k,使得a1,a2
nn?k?1?3??,a3n?2k,a4n?3k依次构成等比数列.
数学Ⅱ(附加题)
21、(选做题)本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 A、?选修4-1:几何证明选讲?(本小题满分10分)
如图,在?ABC中,AB?AC,?ABC的外接圆eO的弦AE交BC于点D 求证:?ABD:?AEB
B、?选修4-2:矩阵与变换
?(本小题满分10分)
?x1??1?已知x,y?R,向量????是矩阵A???的属于特征值?2的一个特征向量,求矩阵A以及
?1y0????它的另一个特征值。
C.[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)
2已知圆C的极坐标方程为??22?sin(???4)?4?0,求圆C的半径.
D.[选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分) 解不等式x?|2x?3|?3
22.如图,在四棱锥P?ABCD中,已知PA?平面ABCD,且四边形ABCD为直角梯形,
?ABC??BAD??2,PA?AD?2,AB?BC?1
(1)求平面PAB与平面PCD所成二面角的余弦值;
(2)点Q是线段BP上的动点,当直线CQ与DP所成角最小时,求线段BQ的长
23.(本小题满分10分)
已知集合X?{1,2,3},Yn?{1,2,3,.....,n}(n?N*),设Sn?{(a,b)|a整除b或b除a,a?X,b?Yn},令f(n)表示集合Sn所含元素的个数. (1)写出f(6)的值;
(2)当n?6时,写出f(n)的表达式,并用数学归纳法证明。
21.[选做题]
A.(选修4—1:几何证明选讲)
本小题主要考查圆的基本性质和相似三角形等基础知识,考查推理论证能力.满分10分。
证明:因为????C,所以???D??C. 又因为?C???,所以???D???, 又????为公共角,可知???D∽????.
A
O B E D C
(第21——A题) B[选修4—2:矩阵与变换]
本小题主要考查矩阵的特征值与特征向量的概念等基础知识,考查运算求解能力.满分10分。
?x1??1??x?1???2?解:由已知,得????2?,即????1???y???2?,
y0?????????x?1??2?x??1??11?则?,即?,所以矩阵????.
y?2y?220????从而矩阵?的特征多项式f???????2????1?,所以矩阵?的另一个特征值为1.
C[选修4—4:坐标系与参数方程]
本小题主要考查圆的极坐标方程、极坐标与直角坐标的互化等知识,考查运算求解能力.满分10分。 解:以极坐标系的极点为平面直角坐标系的原点?,以极轴为x轴的正半轴,建立直角坐标系x?y.
2圆C的极坐标方程为??22????2?2sin??cos???4?0,
?2?2?化简,得?2?2?sin??2?cos??4?0.
则圆C的直角坐标方程为x2?y2?2x?2y?4?0, 即?x?1???y?1??6,所以圆C的半径为6.
D[选修4—5:不等式选讲]
本小题主要考查含绝对值不等式的解法,考查分类讨论的能力。满分10分。
2233???x???x??22????x?3?2?3x?3?2.
解:原不等式可化为?或?