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《状元之路》届高考数学(全国通用)二轮复习钻石卷高频考点训练
时间:45分钟 分值:75分
1.(本小题15分)(2013·山东烟台二模)设数列{an}的各项都为正数,其前n项和为Sn,已知对任意nN*,Sn是a和an的等差中项.
(1)证明数列{an}为等差数列,并求数列{an}的通项公式;
(2)证明++…+2.
解 (1)由已知得,2Sn=a+an,且an0,
当n=1时,2a1=a+a1,解得a1=1(a1=0舍去);
当n≥2时,有2Sn-1=a+an-1.
于是2Sn-2Sn-1=a-a+an-an-1,
即2an=a-a+an-an-1.
于是a-a=an+an-1,即(an+an-1)(an-an-1)=an+an-1.
因为an+an-10,所以an-an-1=1(n≥2).
故数列{an}是首项为1,公差为1的等差数列.
所以数列{an}的通项公式为an=n.
(2)证明:因为an=n,则Sn=,
==2,
所以++…+
=2=22.
2.(本小题15分)(2013·福建福州二模)已知椭圆C1:+=1(ab0)的右焦点为F,上顶点为A,P为C1上任一点,MN是圆C2:x2+(y-3)2=1的一条直径,若与AF平行且在y轴上的截距为3-的直线l恰好与圆C2相切.
(1)求椭圆C1的离心率;
(2)若·的最大值为49,求椭圆C1的方程.
解 (1)由题意可知直线l的方程为bx+cy-(3-)c=0,因为直线l与圆C2:x2+(y-3)2=1相切,所以d==1,即a2=2c2,从而e=.
(2)设P(x,y),圆C2的圆心记为C2,则+=1(c0),又·=(+)·(+)=-=x2+(y-3)2-1=-(y+3)2+2c2+17(-c≤y≤c).
当c≥3时,(·)max=17+2c2=49,
解得c=4,此时椭圆方程为+=1;
当0c3时,(·)max=-(-c+3)2+17+2c2=49,解得c=±5-3但c=-5-30,且c=5-33,故舍去.
综上所述,椭圆C1的方程为+=1.
3.(本小题15分)(2013·湖南卷)过抛物线E:x2=2py(p0)的焦点F作斜率分别为k1,k2的两条不同直线l1,l2,且k1+k2=2.l1与E相交于点A,B,l2与E相交于点C,D,以AB,CD为直径的圆M,圆N(M,N为圆心)的公共弦所在直线记为l.
(1)若k10,k20,证明:·2p2;
(2)若点M到直线l的距离的最小值为,求抛物线E的方程.
解 (1)由题意,抛物线E的焦点为F,
直线l1的方程为y=k1x+.
由得x2-2pk1x-p2=0.
设A,B两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),则x1,x2是上述方程的两个实数根.从而x1+x2=2pk1,y1+y2=k1(x1+x2)+p=2pk+p.
所以点M的坐标为,=(pk1,pk).
同理可得点N的坐标为,=(pk2,pk).
于是·=p2(k1k2+kk).
由题设,k1+k2=2,k10,k20,k1≠k2,所以0k1k22=1.
故·p2(1+12)=2p2.
(2)由抛物线的定义得|FA|=y1+,|FB|=y2+,
所以|AB|=y1+y2+p=2pk+2p,从而圆M的半径r1=pk+p.
故圆M的方程为(x-pk1)2+2=(pk+p)2,
化简得x2+y2-2pk1x-p(2k+1)y-p2=0.
同理可得圆N的方程为x2+y2-2pk2x-p(2k+1)y-p2=0.
于是圆M,圆N的公共弦所在直线l的方程为(k2-k1)x+(k-k)y=0.
又k2-k1≠0,k1+k2=2,则l的方程为x+2y=0.
因为p0,所以点M到直线l的距离
d==
=.
故当k1=-时,d取最小值.
由题设,=,解得p=8.
故所求的抛物线E的方程为x2=16y.
4.(本小题15分)(2013·福建卷)已知函数f(x)=x-1+(aR,e为自然对数的底数).
(1)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,求a的值;
(2)求函数f(x)的极值;
(3)当a=1时,若直线l:y=kx-1与曲线y=f(x)没有公共点,求k的最大值.
解 (1)由f(x)=x-1+,得f′(x)=1-.
又曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线平行于x轴,
得f′(1)=0,即1-=0,解得a=e.
(2)f′(x)=1-,
当a≤0时,f′(x)0,f(x)为(-∞,+∞)上的增函数,函数f(x)无极值.
当a0时,令f′(x)=0,得ex=a,x=ln a.
x(-∞,ln a),f′(x)0,x(ln a,+∞),f′(x)0,
f(x)在(-∞,ln a)上单调递减,在(ln a,+∞)上单调递增,
故f(x)在x=ln a处取得极小值,且极小值为f(ln a)=ln a,无极大值.
综上,当
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