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2015
上海
高考
文科
数学
答案
2015上海高考文科数学真题及答案
一、填空题(本大题共14小题,满分56分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果,每个空格填对得4分,否则一律零分)
1.(4分)函数f(x)=1﹣3sin2x的最小正周期为 .
2.(4分)设全集U=R,若集合A={1,2,3,4},B={x|2≤x≤3},则A∩B= .
3.(4分)若复数z满足3z+=1+i,其中i是虚数单位,则z= .
4.(4分)设f﹣1(x)为f(x)=的反函数,则f﹣1(2)= .
5.(4分)若线性方程组的增广矩阵为解为,则c1﹣c2= .
6.(4分)若正三棱柱的所有棱长均为a,且其体积为16,则a= .
7.(4分)抛物线y2=2px(p>0)上的动点Q到焦点的距离的最小值为1,则p= .
8.(4分)方程log2(9x﹣1﹣5)=log2(3x﹣1﹣2)+2的解为 .
9.(4分)若x,y满足,则目标函数z=x+2y的最大值为 .
10.(4分)在报名的3名男老师和6名女教师中,选取5人参加义务献血,要求男、女教师都有,则不同的选取方式的种数为 (结果用数值表示).
11.(4分)在(2x+)6的二项式中,常数项等于 (结果用数值表示).
12.(4分)已知双曲线C1、C2的顶点重合,C1的方程为﹣y2=1,若C2的一条渐近线的斜率是C1的一条渐近线的斜率的2倍,则C2的方程为 .
13.(4分)已知平面向量、、满足⊥,且||,||,||}={1,2,3},则|++|的最大值是 .
14.(4分)已知函数f(x)=sinx.若存在x1,x2,…,xm满足0≤x1<x2<…<xm≤6π,且|f(x1)﹣f(x2)|+|f(x2)﹣f(x3)|+…+|f(xm﹣1)﹣f(xm)|=12(m≥2,m∈N*),则m的最小值为 .
二、选择题(本大题共4小题,满分20分)每题有且只有一个正确答案,考生应在答题纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律零分.
15.(5分)设z1、z2∈C,则“z1、z2均为实数”是“z1﹣z2是实数”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
16.(5分)下列不等式中,与不等式<2解集相同的是( )
A.(x+8)(x2+2x+3)<2 B.x+8<2(x2+2x+3)
C.< D.>
17.(5分)已知点A的坐标为(4,1),将OA绕坐标原点O逆时针旋转至OB,则点B的纵坐标为( )
A. B. C. D.
18.(5分)设 Pn(xn,yn)是直线2x﹣y=(n∈N*)与圆x2+y2=2在第一象限的交点,则极限=( )
A.﹣1 B.﹣ C.1 D.2
三、解答题(本大题共有5题,满分74分)解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤.
19.(12分)如图,圆锥的顶点为P,底面圆为O,底面的一条直径为AB,C为半圆弧的中点,E为劣弧的中点,已知PO=2,OA=1,求三棱锥P﹣AOC的体积,并求异面直线PA和OE所成角的大小.
20.(14分)已知函数f(x)=ax2+,其中a为常数
(1)根据a的不同取值,判断函数f(x)的奇偶性,并说明理由;
(2)若a∈(1,3),判断函数f(x)在[1,2]上的单调性,并说明理由.
21.(14分)如图,O,P,Q三地有直道相通,OP=3千米,PQ=4千米,OQ=5千米,现甲、乙两警员同时从O地出发匀速前往Q地,经过t小时,他们之间的距离为f(t)(单位:千米).甲的路线是OQ,速度为5千米/小时,乙的路线是OPQ,速度为8千米/小时,乙到达Q地后在原地等待.设t=t1时乙到达P地,t=t2时乙到达Q地.
(1)求t1与f(t1)的值;
(2)已知警员的对讲机的有效通话距离是3千米,当t1≤t≤t2时,求f(t)的表达式,并判断f(t)在[t1,t2]上的最大值是否超过3?说明理由.
22.(16分)已知椭圆x2+2y2=1,过原点的两条直线l1和l2分别与椭圆交于点A、B和C、D,记△AOC的面积为S.
(1)设A(x1,y1),C(x2,y2),用A、C的坐标表示点C到直线l1的距离,并证明S=|;
(2)设l1:y=kx,,S=,求k的值;
(3)设l1与l2的斜率之积为m,求m的值,使得无论l1和l2如何变动,面积S保持不变.
23.(18分)已知数列{an}与{bn}满足an+1﹣an=2(bn+1﹣bn),n∈N*.
(1)若bn=3n+5,且a1=1,求{an}的通项公式;
(2)设{an}的第n0项是最大项,即an0≥an(n∈N*),求证:{bn}的第n0项是最大项;
(3)设a1=3λ<0,bn=λn(n∈N*),求λ的取值范围,使得对任意m,n∈N*,an≠0,且.
2015年上海市高考数学试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题共14小题,满分56分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果,每个空格填对得4分,否则一律零分)
1.(4分)函数f(x)=1﹣3sin2x的最小正周期为 π .
【分析】由条件利用半角公式化简函数的解析式,再利用余弦函数的周期性求得函数的最小正周期.
【解答】解:∵函数f(x)=1﹣3sin2x=1﹣3=﹣+cos2x,
∴函数的最小正周期为=π,
故答案为:π.
【点评】本题主要考查半角公式的应用,余弦函数的周期性,属于基础题.
2.(4分)设全集U=R,若集合A={1,2,3,4},B={x|2≤x≤3},则A∩B= {2,3} .
【分析】由A与B,找出两集合的交集即可.
【解答】解:∵全集U=R,A={1,2,3,4},B={x|2≤x≤3},
∴A∩B={2,3},
故答案为:{2,3}
【点评】此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.
3.(4分)若复数z满足3z+=1+i,其中i是虚数单位,则z= .
【分析】设z=a+bi,则=a﹣bi(a,b∈R),利用复数的运算法则、复数相等即可得出.
【解答】解:设z=a+bi,则=a﹣bi(a,b∈R),
又3z+=1+i,
∴3(a+bi)+(a﹣bi)=1+i,
化为4a+2bi=1+i,
∴4a=1,2b=1,
解得a=,b=.
∴z=.
故答案为:.
【点评】本题考查了复数的运算法则、复数相等,属于基础题.
4.(4分)设f﹣1(x)为f(x)=的反函数,则f﹣1(2)= ﹣ .
【分析】由原函数解析式把x用含有y的代数式表示,x,y互换求出原函数的反函数,则f﹣1(2)可求.
【解答】解:由y=f(x)=,得,
x,y互换可得,,即f﹣1(x)=.
∴.
故答案为:.
【点评】本题考查了函数的反函数的求法,是基础的计算题.
5.(4分)若线性方程组的增广矩阵为解为,则c1﹣c2= 16 .
【分析】根据增广矩阵的定义得到,是方程组的解,解方程组即可.
【解答】解:由题意知,是方程组的解,
即,
则c1﹣c2=21﹣5=16,
故答案为:16.
【点评】本题主要考查增广矩阵的求解,根据条件建立方程组关系是解决本题的关键.
6.(4分)若正三棱柱的所有棱长均为a,且其体积为16,则a= 4 .
【分析】由题意可得(•a•a•sin60°)•a=16,由此求得a的值.
【解答】解:由题意可得,正棱柱的底面是变长等于a的等边三角形,面积为•a•a•sin60°,正棱柱的高为a,
∴(•a•a•sin60°)•a=16,∴a=4,
故答案为:4.
【点评】本题主要考查正棱柱的定义以及体积公式,属于基础题.
7.(4分)抛物线y2=2px(p>0)上的动点Q到焦点的距离的最小值为1,则p= 2 .
【分析】利用抛物线的顶点到焦点的距离最小,即可得出结论.
【解答】解:因为抛物线y2=2px(p>0)上的动点Q到焦点的距离的最小值为1,
所以=1,
所以p=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查抛物线的方程与性质,考查学生的计算能力,比较基础.
8.(4分)方程log2(9x﹣1﹣5)=log2(3x﹣1﹣2)+2的解为 2 .
【分析】利用对数的运算性质化为指数类型方程,解出并验证即可.
【解答】解:∵log2(9x﹣1﹣5)=log2(3x﹣1﹣2)+2,∴log2(9x﹣1﹣5)=log2[4×(3x﹣1﹣2)],
∴9x﹣1﹣5=4(3x﹣1﹣2),
化为(3x)2﹣12•3x+27=0,
因式分解为:(3x﹣3)(3x﹣9)=0,
∴3x=3,3x=9,
解得x=1或2.
经过验证:x=1不满足条件,舍去.
∴x=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查了对数的运算性质及指数运算性质及其方程的解法,考查了计算能力,属于基础题.
9.(4分)若x,y满足,则目标函数z=x+2y的最大值为 3 .
【分析】作出不等式对应的平面区域,利用线性规划的知识,通过平移即可求z的最大值.
【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:(阴影部分).
由z=x+2y得y=﹣x+z,
平移直线y=﹣x+z,
由图象可知当直线y=﹣x+z经过点B时,直线y=﹣x+z的截距最大,
此时z最大.
由,解得,即B(1,1),
代入目标函数z=x+2y得z=2×1+1=3
故答案为:3.
【点评】本题主要考查线性规划的应用,利用图象平行求得目标函数的最大值和最小值,利用数形结合是解决线性规划问题中的基本方法.
10.(4分)在报名的3名男老师和6名女教师中,选取5人参加义务献血,要求男、女教师都有,则不同的选取方式的种数为 120 (结果用数值表示).
【分析】根据题意,运用排除法分析,先在9名老师中选取5人,参加义务献血,由组合数公式可得其选法数目,再排除其中只有女教师的情况;即可得答案.
【解答】解:根据题意,报名的有3名男老师和6名女教师,共9名老师,
在9名老师中选取5人,参加义务献血,有C95=126种;
其中只有女教师的有C65=6种情况;
则男、女教师都有的选取方式的种数为126﹣6=120种;
故答案为:120.
【点评】本题考查排列、组合的运用,本题适宜用排除法(间接法),可以避免分类讨论,简化计算.
11.(4分)在(2x+)6的二项式中,常数项等于 240 (结果用数值表示).
【分析】写出二项展开式的通项,由x的指数为0求得r值,则答案可求.
【解答】解:由(2x+)6,得
=.
由6﹣3r=0,得r=2.
∴常数项等于.
故答案为:240.
【点评】本题考查了二项式系数的性质,关键是对二项展开式通项的记忆与运用,是基础题.
12.(4分)已知双曲线C1、C2的顶点重合,C1的方程为﹣y2=1,若C2的一条渐近线的斜率是C1的一条渐近线的斜率的2倍,则C2的方程为 .
【分析】求出C1的一条渐近线的斜率,可得C2的一条渐近线的斜率,利用双曲线C1、C2的顶点重合,可得C2的方程.
【解答】解:C1的方程为﹣y2=1,一条渐近线的方程为y=,
因为C2的一条渐近线的斜率是C1的一条渐近线的斜率的2倍,
所以C2的一条渐近线的方程为y=x,
因为双曲线C1、C2的顶点重合,
所以C2的方程为.
故答案为:.
【点评】本题考查双曲线的方程与性质,考查学生的计算能力,比较基础.
13.(4分)已知平面向量、、满足⊥,且||,||,||}={1,2,3},则|++|的最大值是 3+ .
【分析】分别以所在的直线为x,y轴建立直角坐标系,分类讨论:当{||,||}={1,2},||=3,设,则x2+y2=9,则++=(1+x,2+y),有||=的最大值,其几何意义是圆x2+y2=9上点(x,y)与定点(﹣1,﹣2)的距离的最大值;其他情况同理,然后求出各种情况的最大值进行比较即可.
【解答】解:分别以所在的直线为x,y轴建立直角坐标系,
①当{||,||}={1,2},||=3,则,
设,则x2+y2=9,
∴++=(1+x,2+y),
∴||=的最大值,其几何意义是圆x2+y2=9上点(x,y)与定点(﹣1,﹣2)的距离的最大值为=3+;
②且{||,||}={1,3},||=2,则,x2+y2=4,
∴++=(1+x,3+y)
∴||=的最大值,其几何意义是圆x2+y2=4上点(x,y)与定点(﹣1,﹣3)的距离的最大值为2+=2+,
③{||,||}={2,3},||=1,则,
设,则x2+y2=1
∴++=(2+x,3+y)
∴||=的最大值,其几何意义是在圆x2+y2=1
上取点(x,y)与定点(﹣2,﹣3)的距离的最大值为1+=1+
∵,
故|++|的最大值为3+.
故答案为:3+
【点评】本题主要考查了向量的模的求解,解题的关键是圆的性质的应用:在圆外取一点,使得其到圆上点的距离的最大值:r+d(r为该圆的半径,d为该点与圆心的距离).
14.(4分)已知函数f(x)=sinx.若存在x1,x2,…,xm满足0≤x1<x2<…<xm≤6π,且|f(x1)﹣f(x2)|+|f(x2)﹣f(x3)|+…+|f(xm﹣1)﹣f(xm)|=12(m≥2,m∈N*),则m的最小值为 8 .
【分析】由正弦函数的有界性可得,对任意xi,xj(i,j=1,2,3,…,m),都有|f(xi)﹣f(xj)|≤f(x)max﹣f(x)min=2,要使m取得最小值,尽可能多让xi(i=1,2,3,…,m)取得最高点,然后作图可得满足条件的最小m值.
【解答】解:∵y=sinx对任意xi,xj(i,j=1,2,3,…,m),都有|f(xi)﹣f(xj)|≤f(x)max﹣f(x)min=2,
要使m取得最小值,尽可能多让xi(i=1,2,3,…,m)取得最高点,
考虑0≤x1<x2<…<xm≤6π,|f(x1)﹣f(x2)|+|f(x2)﹣f(x3)|+…+|f(xm﹣1)﹣f(xm)|=12,
按下图取值即可满足条件,
∴m的最小值为8.
故答案为:8.
【点评】本题考查正弦函数的图象和性质,考查分析问题和解决问题的能力,考查数学转化思想方法,正确理解对任意xi,xj(i,j=1,2,3,…,m),都有|f(xi)﹣f(xj)|≤f(x)max﹣f(x)min=2是解答该题的关键,是难题.
二、选择题(本大题共4小题,满分20分)每题有且只有一个正确答案,考生应在答题纸的相应编号上,将代表答案的小方格涂黑,选对得5分,否则一律零分.
15.(5分)设z1、z2∈C,则“z1、z2均为实数”是“z1﹣z2是实数”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分又非必要条件
【分析】根据充分条件和必要条件的定义结合复数的有关概念进行判断即可.
【解答】解:若z1、z2均为实数,则z1﹣z2是实数,即充分性成立,
当z1=i,z2=i,满足z1﹣z2=0是实数,但z1、z2均为实数不成立,即必要性不成立,
故“z1、z2均为实数”是“z1﹣z2是实数”的充分不必要条件,
故选:A.
【点评】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,根据复数的有关概念是解决本题的关键.
16.(5分)下列不等式中,与不等式<2解集相同的是( )
A.(x+8)(x2+2x+3)<2 B.x+8<2(x2+2x+3)
C.< D.>
【分析】根据x2+2x+3=(x+1)2+2>0,可得不等式<2,等价于x+8<2(x2+2x+3),从而得出结论.
【解答】解:由于x2+2x+3=(x+1)2+2>0,不等式<2,等价于x+8<2(x2+2x+3),
故选:B.
【点评】本题主要考查不等式的基本性质的应用,体现了等价转化的数学思想,属于基础题.
17.(5分)已知点A的坐标为(4,1),将OA绕坐标原点O逆时针旋转至OB,则点B的纵坐标为( )
A. B. C. D.
【分析】根据三角函数的定义,求出∠xOA的三角函数值,利用两角和差的正弦公式进行求解即可.
【解答】解:∵点 A的坐标为(4,1),
∴设∠xOA=θ,则sinθ==,cosθ==,
将OA绕坐标原点O逆时针旋转至OB,
则OB的倾斜角为θ+,则|OB|=|OA|=,
则点B的纵坐标为y=|OB|sin(θ+)=7(sinθcos+cosθsin)=7(×+)=+6=,
故选:D.
【点评】本题主要考查三角函数值的计算,根据三角函数的定义以及两角和差的正弦公式是解决本题的关键.
18.(5分)设 Pn(xn,yn)是直线2x﹣y=(n∈N*)与圆x2+y2=2在第一象限的交点,则极限=( )
A.﹣1 B.﹣ C.1 D.2
【分析】当n→+∞时,直线2x﹣y=趋近于2x﹣y=1,与圆x2+y2=2在第一象限的交点无限靠近(1,1),利用圆的切线的斜率、斜率计算公式即可得出.
【解答】解:当n→+∞时,直线2x﹣y=趋近于2x﹣y=1,与圆x2+y2=2在第一象限的交点无限靠近(1,1),而可看作点 Pn(xn,yn)与(1,1)连线的斜率,其值会无限接近圆x2+y2=2在点(1,1)处的切线的斜率,其斜率为﹣1.
∴=﹣1.
故选:A.
【点评】本题考查了极限思想、圆的切线的斜率、斜率计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
三、解答题(本大题共有5题,满分74分)解答下列各题必须在答题纸相应编号的规定区域内写出必要的步骤.
19.(12分)如图,圆锥的顶点为P,底面圆为O,底面的一条直径为AB,C为半圆弧的中点,E为劣弧的中点,已知PO=2,OA=1,求三棱锥P﹣AOC的体积,并求异面直线PA和OE所成角的大小.
【分析】由条件便知PO为三棱锥P﹣AOC的高,底面积S△AOC又容易得到,从而带入棱锥的体积公式即可得到该三棱锥的体积.根据条件能够得到OE∥AC,从而找到异面直线PA,OE所成角为∠PAC,可取AC中点H,连接PH,便得到PH⊥AC,从而可在Rt△PAH中求出cos∠PAC,从而得到∠PAC.
【解答】解:∵PO=2,OA=1,OC⊥AB;
∴;
E为劣弧的中点;
∴∠BOE=45°,又∠ACO=45°;
∴OE∥AC;
∴∠PAC便是异面直线PA和OE所成角;
在△ACP中,AC=,;
如图,取AC中点H,连接PH,则PH⊥AC,AH=;
∴在Rt△PAH中,cos∠PAH=;
∴异面直线PA与OE所成角的大小为arccos.
【点评】考查圆锥的定义,圆锥的高和母线,等弧所对的圆心角相等,能判断两直线平行,以及异面直线所成角的定义及找法、求法,能用反三角函数表示角.
20.(14分)已知函数f(x)=ax2+,其中a为常数
(1)根据a的不同取值,判断函数f(x)的奇偶性,并说明理由;
(2)若a∈(1,3),判断函数f(x)在[1,2]上的单调性,并说明理由.
【分析】(1)根据函数的奇偶性的定义即可判断,需要分类讨论;
(2)根据导数和函数的单调性的关系即可判断.
【解答】解:(1)当a=0时,f(x)=,显然为奇函数,
当a≠0时,f(1)=a+1,f(﹣1)=a﹣1,f(1)≠f(﹣1),且f(1)+f(﹣1)≠0,
所以此时f(x)为非奇非偶函数.
(2)∵a∈(1,3),f(x)=ax2+,
∴f′(x)=2ax﹣=,
∵a∈(1,3),x∈[1,2],
∴ax>1,
∴ax3>1,
∴2ax3﹣1>0,
∴f′(x)>0,
∴函数f(x)在[1,2]上的单调递增.
【点评】本题考查了函数的奇偶性和单调性,属于基础题.
21.(14分)如图,O,P,Q三地有直道相通,OP=3千米,PQ=4千米,OQ=5千米,现甲、乙两警员同时从O地出发匀速前往Q地,经过t小时,他们之间的距离为f(t)(单位:千米).甲的路线是OQ,速度为5千米/小时,乙的路线是OPQ,速度为8千米/小时,乙到达Q地后在原地等待.设t=t1时乙到达P地,t=t2时乙到达Q地.
(1)求t1与f(t1)的值;
(2)已知警员的对讲机的有效通话距离是3千米,当t1≤t≤t2时,求f(t)的表达式,并判断f(t)在[t1,t2]上的最大值是否超过3?说明理由.
【分析】(1)用OP长度除以乙的速度即可求得t1=,当乙到达P点时,可设甲到达A点,连接AP,放在△AOP中根据余弦定理即可求得AP,也就得出f(t1);
(2)求出t2=,设t,且t小时后甲到达B地,而乙到达C地,并连接BC,能够用t表示出BQ,CQ,并且知道cos,这样根据余弦定理即可求出BC,即f(t),然后求该函数的最大值,看是否超过3即可.
【解答】解:(1)根据条件知,设此时甲到达A点,并连接AP,如图所示,则OA=;
∴在△OAP中由余弦定理得,f(t1)=AP==(千米);
(2)可以求得,设t小时后,且,甲到达了B点,乙到达了C点,如图所示:
则BQ=5﹣5t,CQ=7﹣8t;
∴在△BCQ中由余弦定理得,f(t)=BC==;
即f(t)=,;
设g(t)=25t2﹣42t+18,,g(t)的对称轴为t=;
且;
即g(t)的最大值为,则此时f(t)取最大值;
即f(t)在[t1,t2]上的最大值不超过3.
【点评】考查余弦定理的应用,以及二次函数在闭区间上最值的求法.
22.(16分)已知椭圆x2+2y2=1,过原点的两条直线l1和l2分别与椭圆交于点A、B和C、D,记△AOC的面积为S.
(1)设A(x1,y1),C(x2,y2),用A、C的坐标表示点C到直线l1的距离,并证明S=|;
(2)设l1:y=kx,,S=,求k的值;
(3)设l1与l2的斜率之积为m,求m的值,使得无论l1和l2如何变动,面积S保持不变.
【分析】(1)依题意,直线l1的方程为y=x,利用点到直线间的距离公式可求得点C到直线l1的距离d=,再利用|AB|=2|AO|=2,可证得S=|AB|d=|x1y2﹣x2y1|;
(2)由(1)得:S=|x1y2﹣x2y1|=×|x1﹣y1|=,进而得到答案;
(3)方法一:设直线l1的斜率为k,则直线l1的方程为y=kx,联立方程组,消去y解得x=±,可求得x1、x2、y1、y2,利用S=|x1y2﹣x2y1|=•,设=c(常数),整理得:k4﹣2mk2+m2=c2[2k4+(1+4m2)k2+2m2],由于左右两边恒成立,可得,此时S=;
方法二:设直线l1、l2的斜率分别为、,则=m,则mx1x2=﹣y1y2,变形整理,利用A(x1,y1)、C(x2,y2)在椭圆x2+2y2=1上,可求得面积S的值.
【解答】解:(1)依题意,直线l1的方程为y=x,由点到直线间的距离公式得:点C到直线l1的距离d==,
因为|AB|=2|AO|=2,所以S=|AB|d=|x1y2﹣x2y1|;
(2)由(1)A(x1,y1),C(x2,y2),
S=|x1y2﹣x2y1|=×|x1﹣y1|=.
所以|x1﹣y1|=,由x12+2y12=1,
解得A(,﹣)或(,﹣)
或(﹣,)或(﹣,),
由k=,得k=﹣1或﹣;
(3)方法一:设直线l1的斜率为k,则直线l2的斜率为,直线l1的方程为y=kx,
联立方程组,消去y解得x=±,
根据对称性,设x1=,则y1=,
同理可得x2=,y2=,
所以S=|x1y2﹣x2y1|=•,设=c(常数),
所以(m﹣k2)2=c2(1+2k2)(k2+2m2),
整理得:k4﹣2mk2+m2=c2[2k4+(1+4m2)k2+2m2],
由于左右两边恒成立,所以只能是,所以,此时S=,
综上所述,m=﹣,S=.
方法二:设直线l1、l2的斜率分别为、,则=m,
所以mx1x2=y1y2,
∴m2==mx1x2y1y2,
∵A(x1,y1)、C(x2,y2)在椭圆x2+2y2=1上,
∴()()=+4+2(+)=1,
即(+4m)x1x2y1y2+2(+)=1,
所以+﹣2x1x2y1y2=(x1y2﹣x2y1)2=[1﹣(4m+)x1x2y1y2]﹣2x1x2y1y2
=﹣(2m++2)x1x2y1y2,是常数,所以|x1y2﹣x2y1|是常数,
所以令2m++2=0即可,
所以,m=﹣,S=.
综上所述,m=﹣,S=.
【点评】本题考查直线与圆锥曲线的综合应用,考查方程思想、等价转化思想与综合运算能力,属于难题.
23.(18分)已知数列{an}与{bn}满足an+1﹣an=2(bn+1﹣bn),n∈N*.
(1)若bn=3n+5,且a1=1,求{an}的通项公式;
(2)设{an}的第n0项是最大项,即an0≥an(n∈N*),求证:{bn}的第n0项是最大项;
(3)设a1=3λ<0,bn=λn(n∈N*),求λ的取值范围,使得对任意m,n∈N*,an≠0,且.
【分析】(1)把bn=3n+5代入已知递推式可得an+1﹣an=6,由此得到{an}是等差数列,则an可求;
(2)由an=(an﹣an﹣1)+(an﹣1﹣an﹣2)+…+(a2﹣a1)+a1,结合递推式累加得到an=2bn+a1﹣2b1,求得,进一步得到
得答案;
(3)由(2)可得,然后分﹣1<λ<0,λ=﹣1,λ<﹣1三种情况求得an的最大值M和最小值m,再由∈()列式求得λ的范围.
【解答】(1)解:∵an+1﹣an=2(bn+1﹣bn),bn=3n+5,
∴an+1﹣an=2(bn+1﹣bn)=2(3n+8﹣3n﹣5)=6,
∴{an}是等差数列,首项为a1=1,公差为6,
则an=1+(n﹣1)×6=6n﹣5;
(2)∵an=(an﹣an﹣1)+(an﹣1﹣an﹣2)+…+(a2﹣a1)+a1
=2(bn﹣bn﹣1)+2(bn﹣1﹣bn﹣2)+…+2(b2﹣b1)+a1
=2bn+a1﹣2b1,
∴,
∴.
∴数列{bn}的第n0项是最大项;
(3)由(2)可得,
①当﹣1<λ<0时,单调递减,有最大值;
单调递增,有最小值m=a1=3λ<0,
∴的最小值为,最大值为,
则,解得.
∴λ∈().
②当λ=﹣1时,a2n=1,a2n﹣1=﹣3,
∴M=3,m=﹣1,不满足条件.
③当λ<﹣1时,当n→+∞时,a2n→+∞,无最大值;
当n→+∞时,a2n﹣1→﹣∞,无最小值.
综上所述,λ∈(﹣,0)时满足条件.
【点评】本题考查了数列递推式,考查了等差关系的确定,考查了数列的函数特性,训练了累加法求数列的通项公式,对(3)的求解运用了极限思想方法,是中档题.
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