2024年上海高考数学模拟试卷及答案
(一)
一.填空题(本大题共有12题,满分54分,第1-6每题4分,第7-12每题5分)考生应在答题纸的相应位置直接填写结果.
1.不等式的解集为____________.
2.已知向量,
,则
____________.
3.已知复数,则
____________.
4.的二项展开式中的常数项为____________.
5.设随机变量服从正态分布
,若
,则实数
_____.
6.椭圆的离心率为
,则
____________.
7.已知直线的倾斜角比直线
的倾斜角小
,则
的斜率为____________.
8.已知,
,若
,则满足条件的
的取值范围是____________.
9.对于函数,其中
,若关于
的方程
有两个不同的零点,则实数
的取值范围是____________.
10.从中任取
个不同的数字,设“取到的
个数字之和为偶数”为事件
,“取到的
个数字均为奇数”为事件
,则
_________.
11.如图,某酒杯上半部分的形状为倒立的圆锥,杯深,上口宽
,若以
的速度匀速往杯中注水,当水深为
时,酒杯中水升高的瞬时变化率
_________
12.如图,在棱长为的正方体
中,
在棱
上,且
,以△
为底面作一个三棱柱
,使点
分别在平面
上,则这个三棱柱的侧棱长为____________.
二、选择题(本大题共有4题,满分18分,第13-14每题4分,第15-16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.
13.函数的最小值是
.
A. B.
C.
D.
14.已知点是抛物线
上一点,点
到
的准线的距离为
,
是
轴上一点,则“点
的坐标为
”是“
”的( ).
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件,
15.设是首项为
,公比为
的等比数列
的前
项和,且
,则( ).
A. B.
C.
D.
16.如图,已知直线与函数
的图像相切于两点,则函数
有( ).
A.2个极大值点,1个极小值点 B.3个极大值点,2个极小值点
C.2个极大值点,无极小值点 D.3个极大值点,无极小值点
三.解答题(本大题共有5题,满分78分),解答下列各题必须在答题纸相应位置写出必要的步骤.
17.(本题满分14分,第1小题6分,第2小题8分)
对于函数,其中
,
.
(1)求函数的单调增区间;
(2)在锐角三角形中,若
,
,求△
的面积.
18.(本题满分14分,第1小题6分,第2小题8分)
如图,三棱柱
是所有棱长均为
的直三棱柱,
分别是棱
和棱
的中点.
(1)求证:平面平面
;
(2)求二面角的余弦值大小.
19.(本题满分14分,第1小题4分,第2小题(i)4分,第2小题(ii)6分)
垃圾分类能减少有害垃圾对环境的破坏,同时能提高资源循环利用的效率.目前上海社区的垃圾分类基本采用四类分类法,即干垃圾,湿垃圾,可回收垃圾与有害垃圾.某校为调查学生对垃圾分类的了解程度,随机抽取100名学生作为样本,按照了解程度分为A等级和B等级,得到如下列联表:
| 男生 | 女生 | 总计 |
A等级 | 40 | 20 | 60 |
B等级 | 20 | 20 | 40 |
总计 | 60 | 40 | 100 |
(1)根据表中的数据回答:学生对垃圾分类的了解程度是否与性别有关(规定:显著性水平)?
附:,其中
,
.
(2)为进一步加强垃圾分类的宣传力度,学校特举办垃圾分类知识问答比赛.每局比赛由二人参加,主持人A和B轮流提问,先赢局者获得奖项并结束比赛.甲,乙两人参加比赛,已知主持人A提问甲赢的概率为
,主持人B提问甲赢的概率为
,每局比赛互相独立,且每局都分输赢.现抽签决定第一局由主持人A提问.
(i)求比赛只进行3局就结束的概率;
(ii)设为结束比赛时甲赢的局数,求
的分布和数学期望
.
20.(本题满分18分,第1小题4分,第2小题6分,第3小题8分)
已知双曲线,
,
分别为其左、右焦点.
(1)求,
的坐标和双曲线
的渐近线方程;
(2)如图,是双曲线
右支在第一象限内一点,圆
是△
的内切圆,设圆与
,
,
分别切于点
,
,
,当圆
的面积为
时,求直线
的斜率;
(3)是否存在过点的直线
与双曲线
的左右两支分别交于
,
两点,且使得
,若存在,求出直线
的方程;若不存在,请说明理由.
21.(本题满分18分,第1小题4分,第2小题6分,第3小题8分)
若无穷数列满足:存在正整数
,使得
对一切正整数
成立,则称
是周期为
的周期数列.
(1)若(其中正整数m为常数,
),判断数列
是否为周期数列,并说明理由;
(2)若,判断数列
是否为周期数列,并说明理由;
(3)设是无穷数列,已知
.求证:“存在
,使得
是周期数列”的充要条件是“
是周期数列”.
参考答案
一.填空题(本大题满分54分)本大题共有12题,1-6每题4分,7-12每题5分考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果.
1.; 2.
;
3.; 4.
;
5.; 6.
;
7.; 8.
;
9.; 10.
;
11.; 12.
.
二.选择题(本大题满分20分)本大题共有4题,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,否则一律得零分.
13. ;14.
; 15.
;16..
三.解答题(本大题满分74分)本大题共有5题,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.
17.(本题满分14分)本题共2小题,第(1)小题6分,第(2)小题8分.
解:(1)
由,得
所以,函数的单调增区间是
.
(2)由已知,所以
因为,所以
,即
,所以
又,所以,
,
所以,△的面积
.
18.(本题满分14分)第(1)小题满分6分,第(2)小题满分8分.
解:(1)为棱
中点,△
为正三角形,
.
又三棱柱是直三棱柱,
平面
,又
平面
,
,
因为
平面
平面
,
平面
,平面
平面
(2)由(1)得平面
,
平面
,
,
是二面角
的平面角
在△中,
二面角
的余弦值为
.
19.(本题满分14分,第1小题4分,第2小题(i)4分,第2小题(ii)6分)
解:(1)提出原假设:学生对垃圾分类的了解程度与性别无关,
确定显著性水平,由题意得,
由,且
,
所以接受原假设,学生对垃圾分类的了解程度与性别无关.
(2)(i)比赛只进行3局就结束,甲赢得比赛的概率为
比赛只进行3局就结束,乙赢得比赛的概率为,
故比赛只进行3局就结束的概率为;
(ii)的可能取值为
,
,即进行了3场比赛,且乙赢得比赛,故
,
,即进行了4场比赛,且乙赢得比赛,前3场中,甲赢得1场比赛,乙第4场赢,
故,
,即进行了5场比赛,且乙赢得比赛,前4场中,甲赢得2场比赛,乙第5场赢,
故
,
,即最后甲赢得比赛,由概率性质得
,
所以分布为
0 | 1 | 2 | 3 | |
故数学期望为
20.(本题满分18分)本题共3小题,第(1)小题4分,第(2)小题6分,第(3)小题8分.
解:(1)因为双曲线,所以
,所以
,
即,
,
所以双曲线的渐近线方程是
(2)解法一:由题意可知,
,
,
所以,
,即
是椭圆右顶点
设圆的半径为
,因为圆
的面积为
,则
,即
,
,
设直线
的斜率为
,则直线
的方程为
,即
,
由圆心到直线
的距离等于圆的半径,
可得,
解得直线的斜率为
(3)假设存在过点的直线
与双曲线
的左右两支分别交于
,
两点,且使得
,
设,
,
,
,
中点为
,
,
又,
,
由,可知△
为等腰三角形,
,且直线
不与
轴重合,
于是,即
,
因此,
,
,点
,
在双曲线
上,
所以,
①②化简整理得:
,
,
则,
可得,
,
联立(Ⅰ)(Ⅱ)得,
,
得或
(舍)所以
由,得
,
所以直线的方程为
.
21.(本题满分18分)本题共3小题,第(1)小题4分,第(2)小题6分,第(3)小题8分.
解:(1)∵
∴是为周期为
的周期数列.
(2)①当时,
,
,
∴当时,
是周期为1的周期数列;
②当时,记
,则
,
,当且仅当
时等号成立.
即,所以
在
上严格增.
若,则
,即
,进而可得
,即
是严格增数列,不是周期数列;
同理,若,可得
是严格减数列,不是周期数列.
综上,当时,
是周期为1的周期数列;当
时,
不是周期数列.
(3)证明:
必要性.
若存在,使得
是周期数列,设
的周期为
,则
,
所以是周期为
的周期数列.
充分性.
若是周期数列,设它的周期为
,记
,则
,是关于x的连续函数;
,是关于x的连续函数;
…
,是关于x的连续函数;
,
令,则
是连续函数,且
,
,
∴存在零点
.于是
取,则
,从而
,
,
……
一般地,对任何正整数n都成立,即
是周期为T的周期数列.
(二)
一、单选题:本题共4小题,共18分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
A. B.
C.
D.
A. 必要不充分条件 B. 充分不必要条件
C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件
3.设函数是定义在
上的可导函数,其导函数为
,且有
,则不等式
的解集为( )
A. B.
C.
D.
A. B.
C. D.
二、填空题:本题共12小题,共54分。
5.已知等差数列的首项为
,前
项和为
,若
,则公差为______.
7.已知是等差数列,公差
,
,且
,
,
成等比数列,则数列
的前
项和
.
11.已知,若对于任意的
,都有
,则实数
的最小值为______.
12.若曲线有两条过坐标原点的切线,则实数
的取值范围是______.
13.已知函数的图象在点
处的切线斜率为
,且
时,
有极值,则
在
上的最小值为 .
14.已知函数的单调减区间为
,若
,则
的最大值为______.
16.若函数的极小值点只有一个,则
的取值范围是______.
三、解答题:本题共5小题,共78分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.本小题
分
在各项均为正数的等比数列中,
,且
,
,
成等差数列.
Ⅰ
求等比数列
的通项公式;
Ⅱ
若数列
满足
,求数列
的前
项和
的最大值.
18.本小题
分
已知函数
,求
解集;
设曲线
在点
处的切线与直线
垂直,求
的值.
19.本小题
分
设为数列
的前
项和,满足
.
求
,
,
,
的值,并由此猜想数列
的通项公式
;
用数学归纳法证明
中的猜想.
20.本小题
分
在数列中,
,
,
,且
函数
满足:
的值均为正整数,其中
,数列
.
若
,
,
,
,求数列
的通项公式;
若
,
,
互不相等,且
,
,
,求
的取值范围;
若
,求数列
的前
项的和.
21.本小题
分
已知,
.
证明:
时,
;
求函数
的单调区间;
证明:
时,
答案
1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】
12.【答案】或
13.【答案】
14.【答案】
15.【答案】
16.【答案】
17.【答案】解:Ⅰ
设数列
的公比为
,
因为,
,
成等差数列,所以
,
即,
所以,解得
或
舍去
,
又,所以数列
的通项公式
.
Ⅱ
由题意得,
,
则,且
,
故数列是首项为
,公差为
的等差数列,
所以,
所以当时,
的最大值为
.
18.【答案】解:由题可得
,
由可得
或
,
又因为,
故不等式的解集为;
由题可得
,
依题意:,
所以.
19.【答案】解:当
时,
,
,
当时,
,
,
当时,
,
,
当时,
,
,
猜想;
当
时,
成立.
假设
时,结论成立,即
.
那么,当时,
即.
当
时,结论成立.
综上,猜想成立.
20.【答案】解:依题意,
,
,
,而
,则
,
,
,
又,
,因此
,
,
,
所以数列的通项公式是
;
若
,
,则
为
的倍数,对一切
,
,不符合“
”的条件;
若,
,
,
,
因此对一切,
,不符合“
”的条件;
若,
,则
,
,
,
,
因此,
,符合题意,
所以的取值范围是
;
因为
,则
,
,
,
,
于是得,
,
,
,
又为
的倍数,因此总有
,
所以.
21.【答案】解:,令
,则
,
因为,所以
,所以
在
单调递增,
所以,所以
在
单调递增,则
.
,令
,则
,
所以在
上单调递增,又
,
所以时,
,函数
单调递减;
时,
,函数
单调递增.
所以,的单调递减区间为
,单调递增区间为
.
证明:要证
,即证
当
时,
,而
,所以不等式成立.
当
时,
,由
知:
时,
,
所以,
,
所以只需证
令,则
,
所以在
单调递减,所以
,即
.
故只需证,即证:
.
由知,上述不等式成立.
综上,当时,
(三)
一、填空题(本大题共有12小题,满分54分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果,1-6题每个空格填对得4分,7-12题每个空格填对得5分,否则一律得0分.
1.已知幂函数f(x)=xa的图象经过点,则f(9)= .
2.已知扇形的圆心角为,半径为5,则扇形的面积S= .
3.将角度化为弧度:﹣315°= .
4.若tanα=2,tan(α﹣β)=3,则tanβ= .
5.若,
,则
= .
6.函数,x∈[2,6]的最大值为 .
7.P(﹣4m,3m)(m<0)为α终边上一点,则cosα= .
8.已知函数f(x)=ax2+2ax﹣3对任意实数x都有f(x)<0成立,则实数a的取值范围是 .
9.化简:= .
10.若,则
= .
11.在平面直角坐标系中,对任意角α,设α的终边上异于原点的任意一点P的坐标为(x,y),它与原点的距离是r.我们规定:比值分别叫做角α的正割、余割、余切,分别记作secα,cscα,cotα,把y=secx,y=cscx,y=cotx分别叫做正割函数、余割函数、余切函数,则下列叙述正确的有 (填上所有正确的序号)
①cot=1;
②sinα•cscα=1;
③y=secx的定义域为{x|x≠kπ,k∈Z};
④sec2α+csc2α≥4;
⑤cot2α=.
12.设,若存在唯一一组α,β使得tanα+cotα=sinβ+acosβ成立,其中a为实数,则a的取值范围是 .
二、选择题(本大题共有4题,满分18分,第13、14题每题4分,第15、16题每题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.
13.已知f(x)=ax2+bx是定义在[a﹣1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( )
A. B.
C.
D.
14.在平面直角坐标系中,下列结论正确的是 ( )
A.小于的角一定是锐角
B.第二象限的角一定是钝角
C.始边相同且相等的角的终边一定重合
D.始边相同且终边重合的角一定相等
15.已知,则α+β是( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
16.设集合,则集合A的元素个数为( )
A.1011 B.1012 C.2022 D.2023
三、解答题(本大题满分78分)本大题共有5题,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
17.已知函数f(x)=ln(3+x)+ln(3﹣x)的定义域为(﹣3,3).
(Ⅰ)证明:函数f(x)是偶函数;
(Ⅱ)求函数f(x)的零点.
18.在平面直角坐标系xOy中,角α与β的顶点均为坐标原点O,始边均为x轴的非负半轴.若角α的终边OP与单位圆交于点,将OP绕原点O按逆时针方向旋转
后与角β的终边OQ重合.
(1)求tanβ的值;
(2)求的值.
19.(16分)为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消耗费用C(单位:万元)与隔热层厚度x(单位:cm)满足关系:C(x)=(0≤x≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元.设f(x)为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和.
(Ⅰ)求k的值及f(x)的表达式.
(Ⅱ)隔热层修建多厚时,总费用f(x)达到最小,并求最小值.
20.(16分)已知sinθ、cosθ是方程2x2﹣(﹣1)x+m=0的两个实数根.
(1)求实数m的值;
(2)求的值;
(3)若θ∈(π,2π),求cos2θ的值.
21.(16分)在数学中,双曲函数是与三角函数类似的函数,最基本的双曲函数是双曲正弦函数与双曲余弦函数,其中双曲正弦函数:,双曲余弦函数:
.(e是自然对数的底数,e=2.71828⋯).
(1)计算cosh(2)﹣2cosh2(1)的值;
(2)类比两角和的余弦公式,写出两角和的双曲余弦公式:cosh(x+y)=_____,并加以证明;
(3)若对任意t∈[0,ln2],关于x的方程sinh(t)+cosh(x)=a有解,求实数a的取值范围.
参考答案
一、填空题(本大题共有12小题,满分54分)考生应在答题纸相应编号的空格内直接填写结果,1-6题每个空格填对得4分,7-12题每个空格填对得5分,否则一律得0分.
1.已知幂函数f(x)=xa的图象经过点,则f(9)=
.
答案为:.
2.已知扇形的圆心角为,半径为5,则扇形的面积S=
.
答案为:
3.将角度化为弧度:﹣315°=.
答案为:.
4.若tanα=2,tan(α﹣β)=3,则tanβ=.
答案为:.
【点评】本题考查了两角和与差的三角函数公式的应用,属于基础题.
5.若,
,则
=﹣
.
答案为﹣
6.函数,x∈[2,6]的最大值为﹣2.
答案为:﹣2.
7.P(﹣4m,3m)(m<0)为α终边上一点,则cosα=.
答案为:.
8.已知函数f(x)=ax2+2ax﹣3对任意实数x都有f(x)<0成立,则实数a的取值范围是(﹣3,0].
答案为:(﹣3,0].
9.化简:=﹣tanα.
答案为:﹣tanα.
10.若,则
=
.
答案为:.
11.在平面直角坐标系中,对任意角α,设α的终边上异于原点的任意一点P的坐标为(x,y),它与原点的距离是r.我们规定:比值分别叫做角α的正割、余割、余切,分别记作secα,cscα,cotα,把y=secx,y=cscx,y=cotx分别叫做正割函数、余割函数、余切函数,则下列叙述正确的有②④⑤(填上所有正确的序号)
①cot=1;
②sinα•cscα=1;
③y=secx的定义域为{x|x≠kπ,k∈Z};
④sec2α+csc2α≥4;
⑤cot2α=.
答案为:②④⑤.
12.设,若存在唯一一组α,β使得tanα+cotα=sinβ+acosβ成立,其中a为实数,则a的取值范围是
.
答案为:.
二、选择题(本大题共有4题,满分18分,第13、14题每题4分,第15、16题每题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.
13.已知f(x)=ax2+bx是定义在[a﹣1,2a]上的偶函数,那么a+b的值是( )
A. B.
C.
D.
B.
14.在平面直角坐标系中,下列结论正确的是 ( )
A.小于的角一定是锐角
B.第二象限的角一定是钝角
C.始边相同且相等的角的终边一定重合
D.始边相同且终边重合的角一定相等
C.
15.已知,则α+β是( )
A.第一象限角 B.第二象限角
C.第三象限角 D.第四象限角
B.
16.设集合,则集合A的元素个数为( )
A.1011 B.1012 C.2022 D.2023
B.
三、解答题(本大题满分78分)本大题共有5题,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
17.已知函数f(x)=ln(3+x)+ln(3﹣x)的定义域为(﹣3,3).
(Ⅰ)证明:函数f(x)是偶函数;
(Ⅱ)求函数f(x)的零点.
【分析】(Ⅰ)直接利用偶函数的定义进行证明即可;
(Ⅱ)将函数变形为f(x)=ln(9﹣x2),令f(x)=0,求解即可.
【解答】(Ⅰ)证明:由题意可得函数f(x)的定义域为(﹣3,3)关于原点对称,
又f(﹣x)=ln(3﹣x)+ln(3+x)=f(x),
故函数f(x)为偶函数;
(Ⅱ)解:f(x)=ln(3+x)+ln(3﹣x)=ln(9﹣x2),
令f(x)=ln(9﹣x2)=0,解得9﹣x2=1,
解得,
故函数f(x)的零点为和
.
18.在平面直角坐标系xOy中,角α与β的顶点均为坐标原点O,始边均为x轴的非负半轴.若角α的终边OP与单位圆交于点,将OP绕原点O按逆时针方向旋转
后与角β的终边OQ重合.
(1)求tanβ的值;
(2)求的值.
【分析】(1)根据任意角三角函数的定义结合同角三角关系可得,
,进而结合诱导公式运算求解;
(2)根据题意利用诱导公式结合齐次式问题运算求解.
解:(1)由题意可知:sinα=y0,,
因为sin2α+cos2α=1,即,且y0>0,解得
,
即,
.
又因为,
可得,
.
所以.
(2)由(1)知,
所以=
.
19.(16分)为了在夏季降温和冬季供暖时减少能源损耗,房屋的屋顶和外墙需要建造隔热层.某幢建筑物要建造可使用20年的隔热层,每厘米厚的隔热层建造成本为6万元.该建筑物每年的能源消耗费用C(单位:万元)与隔热层厚度x(单位:cm)满足关系:C(x)=(0≤x≤10),若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元.设f(x)为隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和.
(Ⅰ)求k的值及f(x)的表达式.
(Ⅱ)隔热层修建多厚时,总费用f(x)达到最小,并求最小值.
【分析】(I)由建筑物每年的能源消耗费用C(单位:万元)与隔热层厚度x(单位:cm)满足关系:C(x)=,若不建隔热层,每年能源消耗费用为8万元.我们可得C(0)=8,得k=40,进而得到
.建造费用为C1(x)=6x,则根据隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和为f(x),我们不难得到f(x)的表达式.
(II)方法一:由(I)中所求的f(x)的表达式,我们利用导数法,求出函数f(x)的单调性,然后根据函数单调性易求出总费用f(x)的最小值.
方法二:根据f(x)==
,直接利用基本不等式求出f(x)的最小值即可.
解:(Ⅰ)设隔热层厚度为xcm,由题设,每年能源消耗费用为.
再由C(0)=8,得k=40,因此.
而建造费用为C1(x)=6x,
最后得隔热层建造费用与20年的能源消耗费用之和为
(Ⅱ)方法一:,令f'(x)=0,即
.
解得x=5,(舍去).
当0<x<5时,f′(x)<0,当5<x<10时,f′(x)>0,
故x=5是f(x)的最小值点,对应的最小值为.
当隔热层修建5cm厚时,总费用达到最小值为70万元.
方法二:由(Ⅰ)知,f(x)=,
所以f(x)==
﹣10=70,
当且仅当,即x=5时取等号,
所以当隔热层修建5cm厚时,总费用达到最小值为70万元.
20.(16分)已知sinθ、cosθ是方程2x2﹣(﹣1)x+m=0的两个实数根.
(1)求实数m的值;
(2)求的值;
(3)若θ∈(π,2π),求cos2θ的值.
【分析】(1)由韦达定理和同角的平方关系,计算可得所求值;
(2)运用同角的商数关系和韦达定理,可得所求值;
(3)结合θ∈(,2π),可得cosθ>0,sinθ<0,利用平方差公式可得cosθ﹣sinθ=
,联立方程可得cosθ的值,进而可求cos2θ的值.
解:(1)因为sinθ、cosθ是方程2x2﹣(﹣1)x+m=0的两个实数根,
由韦达定理得sinθ+cosθ=,sinθcosθ=
,
由(sinθ+cosθ)2=()2,
则1+2sinθcosθ=1+m=()2,
所以m=﹣;
(2)=
+
=
=sinθ+cosθ=
;
(3)因为m=﹣,所以sinθ+cosθ=
①,sinθcosθ=﹣
,
所以(sinθ﹣cosθ)2=1﹣2sinθcosθ=1+=
=(
)2,
因为θ∈(,2π),所以cosθ>0,sinθ<0,cosθ﹣sinθ=
②,
所以由①②可得cosθ=,
所以cos2θ=.
21.(16分)在数学中,双曲函数是与三角函数类似的函数,最基本的双曲函数是双曲正弦函数与双曲余弦函数,其中双曲正弦函数:,双曲余弦函数:
.(e是自然对数的底数,e=2.71828⋯).
(1)计算cosh(2)﹣2cosh2(1)的值;
(2)类比两角和的余弦公式,写出两角和的双曲余弦公式:cosh(x+y)=_____,并加以证明;
(3)若对任意t∈[0,ln2],关于x的方程sinh(t)+cosh(x)=a有解,求实数a的取值范围.
【分析】(1)根据双曲函数的定义代值,计算即可;
(2)根据双曲函数的运算性质和指数幂的运算性质化简计算即可求解;
(3)根据题意得1≤et≤2,则,利用基本不等式计算可得
,结合指数函数的单调性即可求解.
解:(1)根据题意,.
则cosh(2)﹣2cosh2(1)=﹣2(
)2=
﹣
=﹣1.
(2)证明:cosh(x)cosh(y)+sinh(x)sinh(y)
=
=
=
=cosh(x+y).
所以cosh(x+y)=cosh(x)cosh(y)+sinh(x)sinh(y);
(3)∵t∈[0,ln2],∴1≤et≤2,
则,
所以,
当且仅当x=0 时,等号成立,
则恒成立,
因为函数y=et,y=﹣e﹣t均是[0,ln2]上的增函数,
故函数在[0,ln2]上为增函数,
所以,.
故实数a的取值范围为[,+∞).