高考數(shù)學(xué)理科壓軸題專項訓(xùn)練卷：解析幾何與導(dǎo)數(shù)解題技巧詳解

高考數(shù)學(xué)理科壓軸題專項訓(xùn)練卷：解析幾何與導(dǎo)數(shù)解題技巧詳解一、解析幾何綜合題要求：本題主要考察解析幾何中的圓、直線、拋物線的位置關(guān)系，以及圓錐曲線的性質(zhì)。請仔細(xì)閱讀題目，然后解答。1.已知圓\(x^2+y^2=4\)，直線\(y=2x\)，求直線與圓的交點坐標(biāo)。2.設(shè)拋物線\(y^2=2px\)（\(p>0\)）的焦點為\(F\)，直線\(y=kx+b\)與拋物線相交于點\(A(x_1,y_1)\)和\(B(x_2,y_2)\)，若\(k^2-2p=1\)，求\(|AB|\)的最小值。3.已知雙曲線\(x^2/a^2-y^2/b^2=1\)的右支上的兩點\(A\)和\(B\)，若\(|AF|=|BF|=a\)，求\(|AB|\)的值。4.設(shè)橢圓\(\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1\)（\(a>b>0\)）的左頂點為\(A\)，右焦點為\(F\)，直線\(AF\)的方程為\(y=kx+b\)，求\(k\)的取值范圍。二、導(dǎo)數(shù)應(yīng)用題要求：本題主要考察導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用，包括函數(shù)的單調(diào)性、極值、最值等問題。請仔細(xì)閱讀題目，然后解答。1.設(shè)函數(shù)\(f(x)=x^3-3x^2+2\)，求\(f(x)\)的單調(diào)區(qū)間。2.設(shè)函數(shù)\(f(x)=x^3-6x^2+9x\)，求\(f(x)\)的極值點及極值。3.設(shè)函數(shù)\(f(x)=\frac{1}{x^2}+\frac{1}{x}\)，求\(f(x)\)的最小值。4.設(shè)函數(shù)\(f(x)=x^3-3x+2\)，求\(f(x)\)在區(qū)間\([-1,2]\)上的最大值和最小值。三、綜合題要求：本題綜合考察解析幾何與導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用，要求考生具備較強(qiáng)的綜合分析能力。請仔細(xì)閱讀題目，然后解答。1.已知橢圓\(\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1\)（\(a>b>0\)）的左頂點為\(A\)，右焦點為\(F\)，直線\(AF\)的方程為\(y=kx+b\)，求\(k\)的取值范圍。2.設(shè)函數(shù)\(f(x)=\frac{x^3}{3}-x^2+2x+1\)，求\(f(x)\)在區(qū)間\([-1,2]\)上的最大值和最小值。3.已知雙曲線\(x^2/a^2-y^2/b^2=1\)的右支上的兩點\(A\)和\(B\)，若\(|AF|=|BF|=a\)，求\(|AB|\)的值。4.設(shè)拋物線\(y^2=2px\)（\(p>0\)）的焦點為\(F\)，直線\(y=kx+b\)與拋物線相交于點\(A(x_1,y_1)\)和\(B(x_2,y_2)\)，若\(k^2-2p=1\)，求\(|AB|\)的最小值。四、函數(shù)性質(zhì)與圖像分析要求：本題主要考察函數(shù)的性質(zhì)、圖像以及導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用。請仔細(xì)閱讀題目，然后解答。1.設(shè)函數(shù)\(f(x)=x^3-6x^2+9x\)，求\(f(x)\)的單調(diào)區(qū)間和極值點。2.設(shè)函數(shù)\(f(x)=\frac{1}{x^2}+\frac{1}{x}\)，求\(f(x)\)的單調(diào)區(qū)間、極值點和拐點。3.設(shè)函數(shù)\(f(x)=\ln(x+1)-x\)，求\(f(x)\)的單調(diào)區(qū)間和極值點。4.設(shè)函數(shù)\(f(x)=x^4-8x^3+18x^2\)，求\(f(x)\)的單調(diào)區(qū)間、極值點和拐點。五、數(shù)列與不等式要求：本題主要考察數(shù)列的性質(zhì)和不等式的應(yīng)用。請仔細(xì)閱讀題目，然后解答。1.已知數(shù)列\(zhòng)(\{a_n\}\)的前\(n\)項和為\(S_n=2^n-1\)，求\(a_n\)的通項公式。2.已知數(shù)列\(zhòng)(\{a_n\}\)的遞推公式為\(a_{n+1}=2a_n+3\)，且\(a_1=1\)，求\(\lim_{n\to\infty}\frac{a_n}{3^n}\)。3.已知數(shù)列\(zhòng)(\{a_n\}\)是等差數(shù)列，且\(a_1+a_5=10\)，\(a_3+a_4=18\)，求\(a_1\)和\(a_5\)。4.證明不等式\(\sqrt{a}+\sqrt+\sqrt{c}\geq\sqrt[3]{abc}\)成立，其中\(zhòng)(a,b,c\)是正實數(shù)。六、概率統(tǒng)計要求：本題主要考察概率統(tǒng)計的基本概念和計算。請仔細(xì)閱讀題目，然后解答。1.從0到1之間隨機(jī)抽取一個數(shù)\(x\)，若\(x\)的概率密度函數(shù)為\(f(x)=2x\)，求\(x\)落在區(qū)間[0,0.5]內(nèi)的概率。2.一個袋子里有5個紅球和3個藍(lán)球，從中隨機(jī)抽取3個球，求抽到2個紅球和1個藍(lán)球的概率。3.一個班級有30名學(xué)生，其中有18名男生和12名女生，隨機(jī)抽取3名學(xué)生參加比賽，求抽到的學(xué)生中至少有2名女生的概率。4.設(shè)\(X\)是一個離散型隨機(jī)變量，其概率分布列為：\[\begin{array}{c|c}X&P(X=x)\\\hline1&0.2\\2&0.3\\3&0.5\\4&0.0\\\end{array}\]求\(X\)的期望值\(E(X)\)和方差\(D(X)\)。本次試卷答案如下：一、解析幾何綜合題1.解析：設(shè)直線\(y=2x\)與圓\(x^2+y^2=4\)相交，代入直線方程得\(x^2+(2x)^2=4\)，即\(5x^2=4\)，解得\(x=\pm\sqrt{\frac{4}{5}}\)。將\(x\)的值代入直線方程得\(y=\pm2\sqrt{\frac{4}{5}}\)。因此，交點坐標(biāo)為\((\sqrt{\frac{4}{5}},2\sqrt{\frac{4}{5}})\)和\((-\sqrt{\frac{4}{5}},-2\sqrt{\frac{4}{5}})\)。2.解析：拋物線\(y^2=2px\)的焦點\(F\)坐標(biāo)為\((\frac{p}{2},0)\)。將直線\(y=kx+b\)代入拋物線方程得\(k^2x^2+2kbx+b^2-2px=0\)。根據(jù)韋達(dá)定理，\(x_1+x_2=-\frac{2kb}{k^2}\)，\(x_1x_2=\frac{b^2-2p}{k^2}\)。\(|AB|=\sqrt{(x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2}=\sqrt{1+k^2}\cdot\sqrt{(x_1+x_2)^2-4x_1x_2}=\sqrt{1+k^2}\cdot\sqrt{\frac{4p^2-4b^2+8pk}{k^2}}\)。由\(k^2-2p=1\)得\(p=\frac{k^2+1}{2}\)，代入\(|AB|\)的表達(dá)式得\(|AB|=\sqrt{1+k^2}\cdot\sqrt{\frac{2k^2+2}{k^2}}=2\sqrt{1+k^2}\)。當(dāng)\(k=0\)時，\(|AB|\)取得最小值\(2\)。3.解析：雙曲線\(x^2/a^2-y^2/b^2=1\)的漸近線方程為\(y=\pm\frac{a}x\)。設(shè)\(A\)和\(B\)分別在漸近線上，則\(|AF|=|BF|=a\)，即\(A\)和\(B\)到原點的距離均為\(a\)。由雙曲線的定義可知，\(A\)和\(B\)在雙曲線的兩支上，因此\(|AB|\)的長度為雙曲線的實軸長度，即\(2a\)。4.解析：橢圓\(\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1\)的左頂點\(A\)坐標(biāo)為\((-a,0)\)，右焦點\(F\)坐標(biāo)為\((c,0)\)，其中\(zhòng)(c=\sqrt{a^2-b^2}\)。直線\(AF\)的斜率為\(k=\frac{0-0}{c-(-a)}=0\)，因此直線\(AF\)的方程為\(y=0\)。\(k\)的取值范圍為\([0,+\infty)\)。二、導(dǎo)數(shù)應(yīng)用題1.解析：函數(shù)\(f(x)=x^3-3x^2+2\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=3x^2-6x\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=0\)或\(x=2\)。當(dāng)\(x<0\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(0<x<2\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)\(x>2\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增。因此，\(f(x)\)的單調(diào)遞增區(qū)間為\((-\infty,0)\)和\((2,+\infty)\)，單調(diào)遞減區(qū)間為\((0,2)\)。2.解析：函數(shù)\(f(x)=x^3-6x^2+9x\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=3x^2-12x+9\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=1\)或\(x=3\)。當(dāng)\(x<1\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(1<x<3\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)\(x>3\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增。因此，\(f(x)\)的極值點為\(x=1\)和\(x=3\)，極值分別為\(f(1)=3\)和\(f(3)=0\)。3.解析：函數(shù)\(f(x)=\frac{1}{x^2}+\frac{1}{x}\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=-\frac{2}{x^3}-\frac{1}{x^2}\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=-1\)或\(x=0\)。當(dāng)\(x<-1\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(-1<x<0\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)\(x>0\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減。因此，\(f(x)\)的極值點為\(x=-1\)，極值為\(f(-1)=-1\)。4.解析：函數(shù)\(f(x)=x^3-3x+2\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=3x^2-3\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=-1\)或\(x=1\)。當(dāng)\(x<-1\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(-1<x<1\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)\(x>1\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增。因此，\(f(x)\)的最大值為\(f(1)=0\)，最小值為\(f(-1)=4\)。三、綜合題1.解析：橢圓\(\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1\)的左頂點\(A\)坐標(biāo)為\((-a,0)\)，右焦點\(F\)坐標(biāo)為\((c,0)\)，其中\(zhòng)(c=\sqrt{a^2-b^2}\)。直線\(AF\)的斜率為\(k=\frac{0-0}{c-(-a)}=0\)，因此直線\(AF\)的方程為\(y=0\)。\(k\)的取值范圍為\([0,+\infty)\)。2.解析：函數(shù)\(f(x)=\frac{x^3}{3}-x^2+2x+1\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=x^2-2x+2\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=1\)或\(x=2\)。當(dāng)\(x<1\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)\(1<x<2\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(x>2\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減。因此，\(f(x)\)的最小值為\(f(2)=\frac{2}{3}\)，最大值為\(f(1)=\frac{4}{3}\)。3.解析：雙曲線\(x^2/a^2-y^2/b^2=1\)的右支上的兩點\(A\)和\(B\)，若\(|AF|=|BF|=a\)，則\(A\)和\(B\)在雙曲線的漸近線上。由雙曲線的定義可知，\(A\)和\(B\)到原點的距離均為\(a\)，因此\(|AB|\)的長度為雙曲線的實軸長度，即\(2a\)。4.解析：拋物線\(y^2=2px\)的焦點\(F\)坐標(biāo)為\((\frac{p}{2},0)\)，直線\(y=kx+b\)與拋物線相交于點\(A(x_1,y_1)\)和\(B(x_2,y_2)\)。由\(k^2-2p=1\)得\(p=\frac{k^2+1}{2}\)，代入\(|AB|\)的表達(dá)式得\(|AB|=\sqrt{1+k^2}\cdot\sqrt{\frac{2k^2+2}{k^2}}=2\sqrt{1+k^2}\)。當(dāng)\(k=0\)時，\(|AB|\)取得最小值\(2\)。四、函數(shù)性質(zhì)與圖像分析1.解析：函數(shù)\(f(x)=x^3-6x^2+9x\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=3x^2-12x\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=0\)或\(x=2\)。當(dāng)\(x<0\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(0<x<2\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)\(x>2\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增。因此，\(f(x)\)的單調(diào)遞增區(qū)間為\((-\infty,0)\)和\((2,+\infty)\)，單調(diào)遞減區(qū)間為\((0,2)\)。2.解析：函數(shù)\(f(x)=\frac{1}{x^2}+\frac{1}{x}\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=-\frac{2}{x^3}-\frac{1}{x^2}\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=-1\)或\(x=0\)。當(dāng)\(x<-1\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(-1<x<0\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)\(x>0\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減。因此，\(f(x)\)的極值點為\(x=-1\)，極值為\(f(-1)=-1\)。3.解析：函數(shù)\(f(x)=\ln(x+1)-x\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=\frac{1}{x+1}-1=-\frac{x}{x+1}\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=0\)。當(dāng)\(x<0\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(x>0\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減。因此，\(f(x)\)的極值點為\(x=0\)，極值為\(f(0)=\ln(1)-0=0\)。4.解析：函數(shù)\(f(x)=x^4-8x^3+18x^2\)的導(dǎo)數(shù)為\(f'(x)=4x^3-24x^2+36x\)。令\(f'(x)=0\)，解得\(x=0\)或\(x=3\)或\(x=6\)。當(dāng)\(x<0\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(0<x<3\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減；當(dāng)\(3<x<6\)時，\(f'(x)>0\)，函數(shù)單調(diào)遞增；當(dāng)\(x>6\)時，\(f'(x)<0\)，函數(shù)單調(diào)遞減。因此，\(f(x)\)的極值點為\(x=0\)和\(x=3\)，極值分別為\(f(0)=18\)和\(f(3)=3\)。五、數(shù)列與不等式1.解析：數(shù)列\(zhòng)(\{a_n\}\)的前\(n\)項和為\(S_n=2^n-1\)，則\(a_n=S_n-S_{n-1}=2^n-1-(2^{n-1}-1)=2^{n-1}\)。因此，\(a_n\)的通項公式為\(a_n=2^{n-1}\)。2.解析：數(shù)列\(zhòng)(\{a_n\}\)的遞推公式為\(a_{n+1}=2a_n+3\)，且\(a_1=1\)，則\(a_2=2a_1+3=2+3=5\)，\(a_3=2a_2+3=10+3=13\)，以此類推。\(\lim_{n\to\infty}\frac{a_n}{3^n}=\lim_{n\to\infty}\frac{2^{n-1}}{3^n}=\lim_{n\to\infty}\left(\frac{2}{3}\right)^{n-1}=0\)。3.解析：設(shè)等差數(shù)列\(zhòng)(\{a_n\}\)的公差為\(d\)，則\(a_3=a_1+2d\)，\(a_5=a_1+4d\)。由\(a_1+a_5=10\)，\(a_3+a_4=18\)得\(2a_1+5d=10\)，\(a_1+3d=9\)。解得\(a_1=1\)，\(d=3\)，因此\(a_5=a_1+4d=1+4\times3=13\)。4.解析：要證明不等式\(\sqrt{a}+\sqrt+\sqrt{c}\geq\sqrt[3]{abc}\)成立，只需證明\((\sqrt{a}+\sqrt+\sqrt{c})^3\geqabc\)。展開得\(a+b+c+3\sqrt{ab}+3\sqrt{ac}+3\sqrt{bc}\geqabc\)。由于\(a,b,c\)是正實數(shù)，\(\sqrt{ab},\sqrt{ac},\sqrt{bc}\)均為正實數(shù)，因此不等式成立。六、概率統(tǒng)計1.解析：概率密度函數(shù)