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2020年上海市长宁区高考数学二模试卷 (解析版)

来源:知库网
2020年上海市长宁区高考数学二模试卷

一.填空题(共12小题)

1.已知集合A=(﹣2,1],B=(0,+∞),则A∩B= . 𝟓𝟏

2.行列式||的值等于 .

𝟖𝟐

3.(1+x)5的二项展开式的第三项的系数是 . 4.若复数z满足z2=﹣3,则|z|= .

𝒙≥𝟎

5.若实数x、y满足{𝒚≥𝟎,则z=x﹣y的最小值为 .

𝒙+𝟐𝒚≤𝟐𝒙=𝟐+𝒕

6.直线l:{(t是参数)的斜率为 .

𝒚=−𝟏+𝟐𝒕

7.如图,已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的侧棱长为√𝟐,底面边长为1,则直线D1B和底面ABCD所成的角的大小为 .

8.记等差数列{an}的前n项和为Sn.若a3=1,S7=14,则a5= .

9.已知α∈{﹣2,﹣1,−,,,1,2,3}.若函数f(x)=xα在(0,+∞)上递减且

3

2

121

1

为偶函数,则α= .

10.在停课不停学期间,某校有四位教师参加三项不同的公益教学活动,每位教师任选一项,则每个项目都有该校教师参加的概率为 (结果用数值表示).

N在以AB为直径的圆上.AM=3,BN=2,11.已知点M、若AB=5,则𝑨𝑩⋅𝑴𝑵= . 12.已知函数f(x)=|𝑥|−1.若关于x的方程f(x)﹣x=b有三个不同的实数解,则实数b的取值范围是 .

二.选择题(本大题共有4题,满分20分,每题5分)每题有且只有一个正确选项.考生应在答题纸的相应位置,将代表正确选项的小方格涂黑.

x∈R,13.已知向量𝒂=(𝟏,𝒙,−𝟏),则“x=﹣1”是“𝒂∥𝒃”的( ) 𝒃=(𝒙,𝟏,𝟏),A.充分非必要条件

B.必要非充分条件

1

C.充要条件 D.既非充分又非必要条件

14.某单位现有职工52人,将所有职工编号,用系统抽样的方法抽取一个容量为4的样本.已知6号、32号、45号职工在样本中,则另一个在样本中的职工编号为( ) A.19

B.20

C.18

D.21

15.在直角坐标系xOy中,角α的始边为x轴的正半轴,顶点为坐标原点O.已知角α的m)y)终边l与单位圆交于点A(0.6,,将l绕原点逆时针旋转与单位圆交于点B(x,,

2𝜋

若tanα=−,则x=( ) A.0.6

B.0.8

C.﹣0.6

D.﹣0.8

4

316.在数列的极限一节,课本中给出了计算由抛物线y=x2、x轴以及直线x=1所围成的曲边区域面积S的一种方法:把区间[0,1]平均分成n份,在每一个小区间上作一个小矩形,使得每个矩形的左上端点都在抛物线y=x2上(如图),则当n→∞时,这些小矩形面积之和的极限就是S.已知12+22+32+…+n2=n(n+1)(2n+1).利用此方法计算出的由曲线y=√𝒙、x轴以及直线x=1所围成的曲边区域的面积为( )

16

A.√

3

6B.√

2

3C. 4

3

D. 3

2

三、解答题(本大题共有5题,满分76分)解答下列各题必须在答题纸的相应位置写出必要的步骤.

17.如图,已知圆锥的顶点为P,底面圆心为O,半径为2,母线长为2√𝟐. (1)求该圆锥的体积;

(2)已知AB为圆锥底面的直径,C为底面圆周上一点,且∠BOC=90°,M为线段AC的中点,求异面直线OM与PB所成的角的大小.

18.已知函数f(x)=sinx−√𝟑cosx,x∈R.

(1)设△ABC的内角A、B、C所对的边长分别为a、b、c.若f(A)=0,且b=2,c=3,求a的值;

(2)求函数y=f(x)cosx的最大值.

19.培养某种水生植物需要定期向培养植物的水中加入物质N.已知向水中每投放1个单位的物质N,x(单位:天)时刻后水中含有物质N的量增加ymol/L,y与x的函数关系𝟖−𝑥+2,𝟎≤𝒙≤𝟔

可近似地表示为y={.根据经验,当水中含有物质N的量不低于

𝟏𝟐−𝒙,𝟔<𝒙≤𝟏𝟐4mol/L时,物质N才能有效发挥作用.

(1)若在水中首次投放1个单位的物质N,计算物质N能持续有效发挥作用几天? (2)若在水中首次投放1个单位的物质N,第8天再投放1个单位的物质N,试判断第8天至第12天,水中所含物质N的量是否始终不超过6mol/L,并说明理由. 20.(16分)已知椭圆Γ:

𝑥2𝑎216

+

𝑦2𝑏2=1(a>b>0)的右焦点的坐标为(2,0),且长轴

长为短轴长的√𝟐倍.椭圆Γ的上、下顶点分别为A、B,经过点P(0,4)的直线l与椭圆Γ相交于M、N两点(不同于A、B两点). (1)求椭圆Γ的方程;

(2)若直线BM⊥l,求点M的坐标;

(3)设直线AN、BM相交于点Q(m,n),求证:n是定值.

21.(18分)若数列{cn}满足“对任意正整数i,j,i≠j,都存在正整数k,使得ck=cicj”,则称数列{cn}具有“性质P”.已知数列{an}为无穷数列.

(1)若{an}为等比数列,且a1=1,判断数列{an}是否具有“性质P”,并说明理由; (2)若{an}为等差数列,且公差d<0,求证:数列{an}不具有“性质P”; (3)若等差数列{an}具有“性质P”,且a3=2,求数列{an}的通项公式an.

参考答案

一.填空题(本大题共有12题,满分54分,第1~6题每题4分,第7~12题每题5分)考生应在答题纸的相应位置直接填写结果.

1.已知集合A=(﹣2,1],B=(0,+∞),则A∩B= (0,1] . 【分析】进行交集的运算即可. 解:∵A=(﹣2,1],B=(0,+∞), ∴A∩B=(0,1]. 故答案为:(0,1].

𝟓𝟏

2.行列式||的值等于 2 .

𝟖𝟐

【分析】利用行列式的计算公式即可得出. 解:|

𝟓𝟏

|=5×2﹣8×1=2. 𝟖𝟐

故答案为:2.

3.(1+x)5的二项展开式的第三项的系数是 10 .

【分析】由题意利用二项展开式的通项公式,求出第三项的系数. 解:(1+x)5的二项展开式的第三项的系数是𝑪𝟐𝟓=10, 故答案为:10.

4.若复数z满足z2=﹣3,则|z|= √𝟑 .

【分析】由已知求得|z2|=|z|2=3,开方后得答案. 解:由z2=﹣3,得|z2|=|z|2=3,则|z|=√𝟑. 故答案为:√𝟑.

𝒙≥𝟎5.若实数x、y满足{𝒚≥𝟎,则z=x﹣y的最小值为 ﹣1 .

𝒙+𝟐𝒚≤𝟐

【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,把最优解的坐标代入目标函数得答案. 𝒙≥𝟎

解:由实数x、y满足{𝒚≥𝟎,作出可行域,

𝒙+𝟐𝒚≤𝟐化目标函数z=x﹣y为y=x﹣z,

由图可知,当直线y=x﹣z过点A(0,1)时,直线在y轴上的截距最大,z有最小值为

﹣1.

故答案为:﹣1.

𝒙=𝟐+𝒕

6.直线l:{(t是参数)的斜率为 2 .

𝒚=−𝟏+𝟐𝒕

𝒙=𝟐+𝒕

【分析】直线l:{(t是参数),消去参数可得方程,即可得出斜率.

𝒚=−𝟏+𝟐𝒕𝒙=𝟐+𝒕

解:直线l:{(t是参数),消去参数为:y=2x﹣5,可得斜率k=2.

𝒚=−𝟏+𝟐𝒕故答案为:2.

7.如图,已知正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的侧棱长为√𝟐,底面边长为1,则直线D1B和底面ABCD所成的角的大小为

𝜋4

DD1⊥平面ABCD,【分析】连结BD,推导出BD=√𝟐,∠D1BD是直线D1B和底面ABCD所成的角,由此能求出直线D1B和底面ABCD所成的角的大小. 解:连结BD,

∵正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的侧棱长为√𝟐,底面边长为1, ∴BD=√𝟏𝟐+𝟏𝟐=√𝟐,DD1⊥平面ABCD, ∴∠D1BD是直线D1B和底面ABCD所成的角, ∵D1D=BD,D1D⊥BD, ∴∠𝑫𝟏𝑩𝑫=4,

𝜋

∴直线D1B和底面ABCD所成的角的大小为.

4

𝜋

故答案为:.

4

𝜋

8.记等差数列{an}的前n项和为Sn.若a3=1,S7=14,则a5= 3 . 【分析】由等差数列的性质可得:a3+a5=a1+a7.再利用求和公式即可得出. 解:由等差数列的性质可得:a3+a5=a1+a7. ∴S7=14=7××(a1+a7)=(1+a5), 解得:a5=3, 故答案为:3.

9.已知α∈{﹣2,﹣1,−,,,1,2,3}.若函数f(x)=xα在(0,+∞)上递减且

3

2

121

1

1272为偶函数,则α= ﹣2 .

【分析】根据题意,由幂函数的单调性分析可得a=﹣2、﹣1或−,据此验证函数f(x)的奇偶性,即可得答案.

解:根据题意,函数f(x)=xα为幂函数,

若函数f(x)=xα在(0,+∞)上递减,必有a<0,则a=﹣2、﹣1或−, 当a=﹣2时,f(x)=x﹣2=

1

,为偶函数,符合题意, 𝑥21𝑥1212当a=﹣1时,f(x)=x﹣1=,为奇函数,不符合题意, 当a=−时,f(x)=则a=﹣2; 故答案为:﹣2

10.在停课不停学期间,某校有四位教师参加三项不同的公益教学活动,每位教师任选一项,则每个项目都有该校教师参加的概率为

49

121,为非奇非偶函数,不符合题意; √𝑥 (结果用数值表示).

【分析】基本事件总数n=34=81,每个项目都有该校教师参加包含的基本事件总数m=

𝟏𝟐𝑪𝟐𝟒𝑪𝟑⋅𝑨𝟐=36,由此能求出每个项目都有该校教师参加的概率.

解:某校有四位教师参加三项不同的公益教学活动,每位教师任选一项, 基本事件总数n=34=81,

𝟏𝟐每个项目都有该校教师参加包含的基本事件总数m=𝑪𝟐𝟒𝑪𝟑⋅𝑨𝟐=36,

则每个项目都有该校教师参加的概率为p=故答案为:.

94

𝑚364

=81=9. 𝑛N在以AB为直径的圆上.AM=3,BN=2,11.已知点M、若AB=5,则𝑨𝑩⋅𝑴𝑵= 12 . 【分析】连接BM,BN,利用数量积公式表示𝑨𝑩⋅𝑴𝑵,再结合其几何意义即可求出结果.

解:连接BM,BN,因为AB为直径,所以∠AMB=∠ANB=90°, 又因为AB=5,AM=3,BN=2, ∴BM=√𝟓𝟐−𝟑𝟐=4;

∴𝑨𝑩•𝑴𝑵=𝑨𝑩•(𝑩𝑵−𝑩𝑴) =𝑨𝑩•𝑩𝑵−𝑨𝑩•𝑩𝑴 =−𝑩𝑨•𝑩𝑵+𝑩𝑨•𝑩𝑴

=|𝑩𝑨|•|𝑩𝑴|cos∠ABM﹣|𝑩𝑨|•|𝑩𝑵|•cos∠ABN

22

=𝑩𝑴𝟐−𝑩𝑵𝟐=4﹣2=12.

→→

→→

→→→→→

→→→→

→→→→

→→→→

→→

故答案为:12.

12.已知函数f(x)=|𝑥|−1.若关于x的方程f(x)﹣x=b有三个不同的实数解,则实数b的取值范围是 (﹣∞,﹣1)∪(3,+∞) .

【分析】利用函数的奇偶性画出函数f(x)的大致图象,关于x的方程f(x)﹣x=b有

1

三个不同的实数解,等价于函数y=f(x)与函数y=x+b有三个不同的交点,利用导数的几何意义求出直线y=x+b与函数f(x)相切时,b的值,根据函数图象,即可求出有三个不同的交点时b的取值范围.

解:显然函数f(x)是偶函数,图象关于y轴对称,画出函数f(x)的图象,如图所示:

关于x的方程f(x)﹣x=b有三个不同的实数解,等价于函数y=f(x)与函数y=x+b有三个不同的交点,

设当x<0且x≠﹣1时,直线y=x+b与f(x)=∴f'(x)=

1(𝑥+1)

2,∴1

相切时,切点坐标为(x0,y0), −𝑥−11

(𝑥0+1)2

=𝟏,

解得:x0=﹣2或0,

∴切点坐标为(﹣2,1)或(0,﹣1),代入直线y=x+b得:b=3或﹣1,

∴由函数f(x)的图象可知,当b>3或b<﹣1时,函数y=f(x)与函数y=x+b有三个不同的交点,

故答案为:(﹣∞,﹣1)∪(3,+∞).

二.选择题(本大题共有4题,满分20分,每题5分)每题有且只有一个正确选项.考生应在答题纸的相应位置,将代表正确选项的小方格涂黑.

x∈R,13.已知向量𝒂=(𝟏,𝒙,−𝟏),则“x=﹣1”是“𝒂∥𝒃”的( ) 𝒃=(𝒙,𝟏,𝟏),A.充分非必要条件 C.充要条件

B.必要非充分条件 D.既非充分又非必要条件

【分析】由𝒂∥𝒃,可设𝒂=k𝒃,于是(1,x,﹣1)=k(x,1,1),解出即可得出. 解:由𝒂∥𝒃,可设𝒂=k𝒃,于是(1,x,﹣1)=k(x,1,1), 𝟏=𝒌𝒙

∴{𝒙=𝒌,解得k=﹣1=x. −𝟏=𝒌∴“x=﹣1”是“𝒂∥𝒃”的充要条件. 故选:C.

14.某单位现有职工52人,将所有职工编号,用系统抽样的方法抽取一个容量为4的样本.已知6号、32号、45号职工在样本中,则另一个在样本中的职工编号为( ) A.19

B.20

C.18

D.21

【分析】根据系统抽样的特征可知抽样是等距抽样的原则,构造一个等差数列,将四个职工的号码从小到大成等差数列,建立等式关系,解之即可. 解:设样本中还有一个职工的编号是x号,

则用系统抽样抽出的四个职工的号码从小到大排列:6号、x号、32号、45号,它们构成等差数列, ∴6+45=x+32, x=6+45﹣32=19

因此,另一学生编号为19. 故选:A.

15.在直角坐标系xOy中,角α的始边为x轴的正半轴,顶点为坐标原点O.已知角α的m)y)终边l与单位圆交于点A(0.6,,将l绕原点逆时针旋转与单位圆交于点B(x,,

2𝜋

若tanα=−,则x=( ) A.0.6

B.0.8

C.﹣0.6

D.﹣0.8

4

3【分析】由题意利用任意角的三角函数的定义,诱导公式,求得x的值.

解:在直角坐标系xOy中,角α的始边为x轴的正半轴,顶点为坐标原点O,已知角α的终边l与单位圆交于点A(0.6,m),

将l绕原点逆时针旋转与单位圆交于点B(x,y),若tanα=−=,∴m=﹣0.8,

30.62故A(0.6,﹣0.8).

𝜋

4

𝑚

由题意,x=cos(α+2)=﹣sinα=0.8, 故选:B.

16.在数列的极限一节,课本中给出了计算由抛物线y=x2、x轴以及直线x=1所围成的曲边区域面积S的一种方法:把区间[0,1]平均分成n份,在每一个小区间上作一个小矩形,使得每个矩形的左上端点都在抛物线y=x2上(如图),则当n→∞时,这些小矩形面积之和的极限就是S.已知12+22+32+…+n2=n(n+1)(2n+1).利用此方法计算出的由曲线y=√𝒙、x轴以及直线x=1所围成的曲边区域的面积为( )

16𝜋

A.√

3

6B.√

2

3C. 4

3

D. 3

2

【分析】由题意画出图形,结合已知求出曲线y=√𝒙、y轴、y=1围成的曲边梯形的面积,再由正方形的面积减去该面积可得曲线y=√𝒙、x轴以及直线x=1所围成的曲边区域的面积. 解:如图,

把纵轴区间[0,1],n等分,得到n个矩形,每一个矩形的底边长都是,

𝑛1

高分别为

12

𝑛2,22𝑛2,

32𝑛2,…,112

𝑛2

𝑛2𝑛2.

22𝑛2

∴n个矩形的面积和为(

𝑛

++

32𝑛2

+⋯+

𝑛2𝑛

)=2

1𝑛3

(12+22+32+…+n2)

=

𝑛(𝑛+1)(2𝑛+1)

6𝑛3𝑛(𝑛+1)(2𝑛+1)

𝒏→∞6𝑛3∴曲线y=√𝒙、y轴、y=1围成的曲边梯形的面积为𝒍𝒊𝒎

1

2+3𝑛+𝑛22𝑛3+3𝑛2+𝑛1.

=𝒍𝒊𝒎=𝒍𝒊𝒎=63𝒏→∞𝒏→∞6𝑛3∴由曲线y=√𝒙、x轴以及直线x=1所围成的曲边区域的面积为1−=.

33故选:D.

12

三、解答题(本大题共有5题,满分76分)解答下列各题必须在答题纸的相应位置写出必要的步骤.

17.如图,已知圆锥的顶点为P,底面圆心为O,半径为2,母线长为2√𝟐. (1)求该圆锥的体积;

(2)已知AB为圆锥底面的直径,C为底面圆周上一点,且∠BOC=90°,M为线段AC的中点,求异面直线OM与PB所成的角的大小.

【分析】(1)在Rt△POB中,由已知结合勾股定理求得PO,即该圆锥的高h=2.再由圆锥体积公式求解;

(2)连接PC,BC,由M为线段AC的中点,得OM∥BC,则异面直线OM与PB所成的角就是直线BC与PM所成的角.由已知结合勾股定理得到PB=PC=BC,得到△PBC为等边三角形,则异面直线OM与PB所成的角的大小可求. 解:(1)如图,由题意得 𝑷𝑩=𝟐√𝟐,OB=2.

在Rt△POB中,𝑷𝑶=√𝑷𝑩𝟐−𝑶𝑩𝟐=𝟐,即该圆锥的高h=2. 由圆锥的体积公式得 𝑽=𝝅𝒓𝟐𝒉=.即该圆锥的体积为.

333(2)连接PC,BC,

由M为线段AC的中点,得OM∥BC,

∴异面直线OM与PB所成的角就是直线BC与PB所成的角. ∵∠POC=90°,∠BOC=90°, ∴𝑷𝑪=𝟐√𝟐,𝑩𝑪=𝟐√𝟐.

在△PBC中,𝑷𝑩=𝑩𝑪=𝑷𝑪=𝟐√𝟐,

1

8𝜋

8𝜋

∴△PBC为等边三角形,即 ∠𝑷𝑩𝑪=3. 因此异面直线OM与PB所成的角的大小为.

3𝜋

𝜋

18.已知函数f(x)=sinx−√𝟑cosx,x∈一、选择题.

(1)设△ABC的内角A、B、C所对的边长分别为a、b、c.若f(A)=0,且b=2,c=3,求a的值;

(2)求函数y=f(x)cosx的最大值.

【分析】(1)由𝒔𝒊𝒏𝑨−√𝟑𝒄𝒐𝒔𝑨=𝟎,得 𝒕𝒂𝒏𝑨=√𝟑,解得得出A,再利用余弦定理即可得出.

(2)由题意得 𝒚=(𝒔𝒊𝒏𝒙−√𝟑𝒄𝒐𝒔𝒙)𝒄𝒐𝒔𝒙,利用倍角公式、三角函数的单调性即可得出最值.

解:(1)由𝒔𝒊𝒏𝑨−√𝟑𝒄𝒐𝒔𝑨=𝟎,得 𝒕𝒂𝒏𝑨=√𝟑,

因为A为△ABC的内角,所以 𝑨=3.…………………………………………………… 由余弦定理得 a2=b2+c2﹣2bccosA=𝟐𝟐+𝟑𝟐−𝟐×𝟐×𝟑×𝒄𝒐𝒔3=𝟕,

所以 𝒂=√𝟕. ……………………………………………………… (2)由题意得 𝒚=(𝒔𝒊𝒏𝒙−√𝟑𝒄𝒐𝒔𝒙)𝒄𝒐𝒔𝒙=𝒔𝒊𝒏𝒙𝒄𝒐𝒔𝒙−√𝟑𝒄𝒐𝒔𝟐𝒙=𝒔𝒊𝒏𝟐𝒙−√𝟑×

1+𝑐𝑜𝑠2𝑥

⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 21

2𝜋

𝜋

𝜋√3=𝒔𝒊𝒏(𝟐𝒙−)−⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

32√

因为x∈R,所以y的最大值为𝟏−3. ………………………………………

219.培养某种水生植物需要定期向培养植物的水中加入物质N.已知向水中每投放1个单位的物质N,x(单位:天)时刻后水中含有物质N的量增加ymol/L,y与x的函数关系𝟖−𝑥+2,𝟎≤𝒙≤𝟔

可近似地表示为y={.根据经验,当水中含有物质N的量不低于

𝟏𝟐−𝒙,𝟔<𝒙≤𝟏𝟐4mol/L时,物质N才能有效发挥作用.

16

(1)若在水中首次投放1个单位的物质N,计算物质N能持续有效发挥作用几天? (2)若在水中首次投放1个单位的物质N,第8天再投放1个单位的物质N,试判断第8天至第12天,水中所含物质N的量是否始终不超过6mol/L,并说明理由.

【分析】(1)由题意x,(单位:天)时刻后水中含有物质N的量列出分段函数的解析式,推出在水中首次投放1个单位的物质N,物质N能持续有效发挥作用的天数. (2)设第x(8≤x≤12)天水中所含物质N的量为ymol/L,化简函数的解析式,利用基本不等式求解函数的最大值,推出结果即可.

解:(1)由题意x,(单位:天)时刻后水中含有物质N的量为𝒚={解y≥4,得2≤x≤8.

所以若在水中首次投放1个单位的物质N,物质N能持续有效发挥作用6天. (2)设第x(8≤x≤12)天水中所含物质N的量为ymol/L, 则𝒚=(𝟏𝟐−𝒙)+[𝟖−(𝑥−8)+2]=𝟐𝟎−𝒙−𝑥−6, 𝒚=𝟏𝟒−[(𝒙−𝟔)+当且仅当 𝒙−𝟔=

1616]≤𝟏𝟒−𝟐√(𝒙−𝟔)×=𝟔, 𝑥−6𝑥−616

𝑥

𝟖−

𝟏𝟐−𝒙,𝟔<𝒙≤𝟏𝟐

16

,𝟎≤𝒙≤𝟔𝑥+2.

16

,即 x=10∈[8,12]时,等号成立.即当x=10时,ymax=6. 𝑥−6所以第8天至第12天,水中所含物质N的量始终不超过6mol/L. 20.(16分)已知椭圆Γ:

𝑥2𝑎2+

𝑦2𝑏2=1(a>b>0)的右焦点的坐标为(2,0),且长轴

长为短轴长的√𝟐倍.椭圆Γ的上、下顶点分别为A、B,经过点P(0,4)的直线l与椭圆Γ相交于M、N两点(不同于A、B两点). (1)求椭圆Γ的方程;

(2)若直线BM⊥l,求点M的坐标;

(3)设直线AN、BM相交于点Q(m,n),求证:n是定值.

【分析】(1)利用已知条件得到𝒂=√𝟐𝒃,a2﹣b2=4,求出a,b然后求解椭圆方程. (2)由题意点B的坐标为 (0,﹣2),设点M(x,y).求出M的轨迹方程,结合椭圆方程求出M的坐标.

(3)设 M(x1,y1),N(x2,y2),直线l的方程为y=kx+4.联立直线与椭圆方程,利用韦达定理结合直线方程求解即可. 解:(1)由题意得 𝒂=√𝟐𝒃,a2﹣b2=4,

解得 𝒂=𝟐√𝟐,b=2, 所以所求椭圆Γ的方程为

𝑥28

+

𝑦24

=𝟏.

(2)由题意点B的坐标为 (0,﹣2),设点M(x,y). 因为BM⊥MP,所以x2+(y+2)•(y﹣4)=0, 又

𝑥28

+

𝑦24

=𝟏,

𝒙=−𝟐√𝟐 {𝒙=𝟐√𝟐 {𝒙=𝟎解得 {或或(舍去)

𝒚=−𝟐𝒚=𝟎𝒚=𝟎所以所求点M的坐标为 (−𝟐√𝟐,𝟎)或(𝟐√𝟐,𝟎).

(3)设 M(x1,y1),N(x2,y2),直线l的方程为y=kx+4.

𝒚=𝒌𝒙+𝟒

由方程组 {𝑥2

,得(1+2k2)x2+16kx+24=0. 𝑦2

+=𝟏8416𝑘1+2𝑘

2,𝒙𝟏𝒙𝟐

所以𝒙𝟏+𝒙𝟐=−

=

241+2𝑘

2,

直线AN的方程为 𝒚−𝟐=2⋅𝒙,得𝒎=(𝒏−𝟐)⋅𝑘𝑥+2, 𝑥22直线BM的方程为 𝒚+𝟐=1⋅𝒙,得𝒎=(𝒏+𝟐)⋅𝑘𝑥+6, 𝑥11所以𝒏=𝟐+

2𝑘𝑥1𝑥2+4𝑥1, 3𝑥2−𝑥1

−3(𝑥1+𝑥2)+4𝑥1=𝟐−𝟏=𝟏, 3𝑥2−𝑥1

𝑦+2

𝑥1𝑦−2

𝑥2因为2kx1x2=﹣3(x1+x2),得𝒏=𝟐+所以n为定值1.

21.(18分)若数列{cn}满足“对任意正整数i,j,i≠j,都存在正整数k,使得ck=cicj”,则称数列{cn}具有“性质P”.已知数列{an}为无穷数列.

(1)若{an}为等比数列,且a1=1,判断数列{an}是否具有“性质P”,并说明理由; (2)若{an}为等差数列,且公差d<0,求证:数列{an}不具有“性质P”; (3)若等差数列{an}具有“性质P”,且a3=2,求数列{an}的通项公式an. 【分析】(1)由等比数列的通项公式、有理指数幂的运算性质结合新定义判定; (2)由已知an=a1+(n﹣1)d≤a1,可得若a1≤0,不存在正整数k,使得ak=a2a3;若a1>0,当𝒏>−

𝑎1+√𝑎1

+𝟏时,不存在正整数k,使得ak=a2a3.说明当d<0时,数列𝑑{an}不具有“性质P”;

(3)设数列{an}的公差为d,则an=2+(n﹣3)d.由已知,对任意n∈N*,都存在正整

数k,使得ak=a3an,整理可得d≠0,且

2𝑑

对任意an,设𝒂𝒌𝟏=𝒂𝒏𝒂𝒏+𝟏==𝒌−𝟐𝒏+𝟑∈𝒁,

𝒂𝒌𝟐=𝒂𝒏𝒂𝒏+𝟐=𝒂𝒏(𝒂𝒏+𝟐𝒅),𝒂𝒏(𝒂𝒏+𝒅),整理可得d=an+1﹣an∈Z,𝒏,𝒌𝟏,𝒌𝟐∈𝑵∗,再由由(2)知d≥0,综合解得d=1或d=2.分析d=2时,不满足要求.d=1,an=n﹣1满足要求,即可求得an=n﹣1.

【解答】(1)解:数列{an}具有“性质P”.

事实上,设数列{an}的公比为q,则𝒂𝒏=𝒒𝒏−𝟏,n∈N*. 对任意正整数i,j,i≠j,𝒂𝒊𝒂𝒋=𝒒𝒊+𝒋−𝟐, ∵i+j﹣1≥2,∴ai+j﹣1=aiaj. ∴数列{an}具有“性质P”;

(2)证明:由已知an=a1+(n﹣1)d≤a1, ①若a1≤0,则a3<a2<0,a2a3>0≥a1, ∴不存在正整数k,使得ak=a2a3; ②若a1>0,则当𝒏>−

𝑎1+√𝑎1

+𝟏时,𝒂𝒏+𝟏<𝒂𝒏<−√𝒂𝟏,anan+1>a1, 𝑑∴不存在正整数k,使得ak=a2a3.

综上,当d<0时,数列{an}不具有“性质P”; (3)解:设数列{an}的公差为d,则an=2+(n﹣3)d. 由已知,对任意n∈N*,都存在正整数k,使得ak=a3an, 即2+(k﹣3)d=2[2+(n﹣3)d], ∴d≠0,且

2𝑑

=𝒌−𝟐𝒏+𝟑∈𝒁,①

对任意an,设𝒂𝒌𝟏=𝒂𝒏𝒂𝒏+𝟏=𝒂𝒏(𝒂𝒏+𝒅), 𝒂𝒌𝟐=𝒂𝒏𝒂𝒏+𝟐=𝒂𝒏(𝒂𝒏+𝟐𝒅),𝒏,𝒌𝟏,𝒌𝟐∈𝑵∗, ∴(𝒌𝟐−𝒌𝟏)𝒅=𝒂𝒌𝟐−𝒂𝒌𝟏=𝒂𝒏𝒅,得an=k2﹣k1∈Z, 因此d=an+1﹣an∈Z,②

由(2)知d≥0,又由①、②可得d=1或d=2. 当d=2时,a1=﹣2,a1a3=﹣4<a1≤an,不满足要求. ∴d=1,an=n﹣1. 验证an=n﹣1满足要求, 故an=n﹣1.

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