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高三数学下学期期中考题:理科考题及答案

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2013-04-08

(Ⅱ)由题意可知,直线l的斜率存在且不为0,

故可设直线l的方程为y=kx+m(m≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),

由y=kx+m,x2+y2=a2.消去y并整理,得

(1+k2)x2+2kmx+m2-a2=0,

则△=4k2m2-4(1+k2)(m2-a2)=4(k2a2+a2-m2)>0,

且x1+x2=-2km1+k2,x1x2=m2-a21+k2.

∴y1 y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+km(x1+x2)+m2.

∵直线OA,AB,OB的斜率依次成等比数列,

∴y1x1•y2x2=k2x1x2+km(x1+x2)+m2 x1x2=k2,

即-2k2m21+k2+m2=0,又m≠0,

∴k2=1,即k=±1.

设点O到直线l的距离为d,则d=|m|k2+1,

∴S△OAB=12|AB|d=121+k2|x1-x2 |•|m|k2+1

=12|x1-x2 ||m|=12m2(2a2-m2).

由直线OA,OB的斜率存在,且△>0,得0

∴0

故△OAB面积的取值范围为(0,12a2).…………………………………(10分)

(Ⅲ)对椭圆Γ而言,有如下类似的命题:“设不过原点O的直线l与椭圆Γ交于A,B两点,若直线OA,AB,OB的斜率依次成等比数列,则△OAB面积的取值范围为(0,12ab).”……………………………………………………………(13分)

22.(本小题满分14分)

解:(Ⅰ)函数f(x)的定义域为(-1,+∞).

求导数,得f ′(x)=11+x-a.

由已知,得f ′(-12)=1,即11+(-12)-a=1,∴a=1.

此时f(x)=ln(1+x)-x,f ′(x)=11+x-1=-x1+x,

当-10;当x>0时,f ′(x)<0.

∴当x=0时,f(x)取得极大值,该极大值即为最大值,

∴f(x)max=f(0)=0.……………………………………………………………(4分)

(Ⅱ)法(一):由(Ⅰ),得ln(1+x)-x≤0,

即ln(1+x)≤x,当且仅当x=0时,等号成立.

令x=1k(k∈N*),则1k>ln(1+1k),即1k>lnk+1k,

∴1k>ln(k+1)-lnk(k=1,2,…,n).

将上述n个不等式依次相加,得

1+12+13+…+1n>(ln2-ln1)+(ln3-ln2)+…+[ln(n+1)-lnn],

∴1+12+13+…+1n>ln(n+1)(n∈N*).…………………………………(10分)

法(二):用数学归纳法证明.

(1)当n=1时,左边=1=lne,右边=ln2,∴左边>右边,不等式成立.

(2)假设当n=k时,不等式成立,即1+12+13+…+1k>ln(k+1).

那么1+12+13+…+1k+1k+1>ln(k+1)+1k+1,

由(Ⅰ),知x>ln(1+x)(x>-1,且x≠0).

令x=1k+1,则1k+1>ln(1+1k+1)=lnk+2k+1,

∴ln(k+1)+1k+1>ln(k+1)+lnk+2k+1=ln(k+2),

∴1+12+13+…+1k+1k+1>ln(k+2).

即当n=k+1时,不等式也成立.…………………………………(10分)

根据(1)(2),可知不等式对任意n∈N*都成立.

(Ⅲ)∵f(0)=0,g(0)=b,若f(x)≤g(x)恒成立,则b≥0.

由(Ⅰ),知f(x)max=f(0)=0.

(1)当b=0时,g(x)=0,此时f(x)≤g(x)恒成立;

(2)当b>0时,g′(x)=b(ex-1),

当x∈(-1,0)时,g′(x)<0,g(x)单调递减;

当x∈(0,+∞)时,g′(x)>0,g(x)单调递增.

∴g(x)在x=0处取得极小值,即为最小值,

∴g(x)min=g(0)=b>0≥f(x),即f(x)≤g(x)恒成立.

综合(1)(2)可知,实数b的取值范围为[0,+∞).………………(14分)

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