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2021年四川省高考数学试卷(文科)

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2021年四川省高考数学试卷（文科）
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的．
1．（5分）设集合A={1，2，3}，集合B={﹣2，2}，则A∩B=（）A．∅
B．{2}C．{﹣2，2}
D．{﹣2，1，2，3}
2．（5分）一个几何体的三视图如图所示，则该几何体能够是（）A．棱柱
B．棱台
C．圆柱
D．圆台
3．（5分）如图，在复平面内，点A表示复数z的共轭复数，则复数z对应的点是（）A．A
B．B
C．C
D．D
4．（5分）设x∈Z，集合A是奇数集，集合B是偶数集．若命题p：∀x∈A，2x∈B，则（）A．￢p：∃x∈A，2x∈B
D．￢p：∀x∉A，2x∉B
的距离是（）
B．￢p：∃x∉A，2x∈BC．￢p：∃x∈A，2x∉B
5．（5分）抛物线y2=8x的焦点到直线A．
B．2
C．
D．1
6．（5分）函数f（x）=2sin（ωx+φ）（ω＞0，﹣所示，则ω，φ的值分别是（）A．
B．
C．
D．

＜φ＜）的部分图象如图
7．（5分）某学校随机抽取20个班，调查各班中有网上购物经历的人数，所得数据的茎叶图如图所示．以组距为5将数据分组成[0，5），[5，10），…，[30，35），[35，40]时，所作的频率分布直方图是（）
A．B．
1/19

C．D．

8．（5分）若变量x，y满足约束条件且z=5y﹣x的最大值为a，最小值
为b，则a﹣b的值是（）A．48B．30C．24D．169．（5分）从椭圆
上一点P向x轴作垂线，垂足恰为左焦点
F1，A是椭圆与x轴正半轴的交点，B是椭圆与y轴正半轴的交点，且AB∥OP（O是坐标原点），则该椭圆的离心率是（）A．
B．C．
D．

10．（5分）设函数f（x）=（a∈R，e为自然对数的底数）．若存在b∈
[0，1]使f（f（b））=b成立，则a的取值范畴是（）A．[1，e]B．[1，1+e]
C．[e，1+e]
D．[0，1]
二、填空题：本大题共5小题，每小题5分，共25分．11．（5分）lg
+lg
的值是．
+
=λ
，则
12．（5分）在平行四边形ABCD中，对角线AC与BD交于点O，λ=．
13．（5分）已知函数（fx）=4x+（x＞0，a＞0）在x=3时取得最小值，则a=．14．（5分）设sin2α=﹣sinα，α∈（
，π），则tan2α的值是．
15．（5分）在平面直角坐标系内，到点A（1，2），B（1，5），C（3，6），D（7，﹣1）的距离之和最小的点的坐标是．
三、解答题：本大题共6小题，共75分．解承诺写出文字说明，证明过程或演算步骤．
2/19

16．（12分）在等比数列{an}中，a2﹣a1=2，且2a2为3a1和a3的等差中项，求数列{an}的首项、公比及前n项和．
17．（12分）在△ABC中，角A，B，C的对边分别为a，b，c，且cos（A﹣B）cosB﹣sin（A﹣B）sin（A+C）=﹣．（Ⅰ）求sinA的值；（Ⅱ）若a=4
，b=5，求向量
在
方向上的投影．
18．（12分）某算法的程序框图如图所示，其中输入的变量x在1，2，3，…，24这24个整数中等可能随机产生．
（Ⅰ）分别求出按程序框图正确编程运行时输出y的值为i的概率P（2，3）；ii=1，（Ⅱ）甲、乙两同学依据自己对程序框图的明白得，各自编写程序重复运行n次后，统计记录了输出y的值为i（i=1，2，3）的频数．以下是甲、乙所作频数统计表的部分数据．
甲的频数统计表（部分）运行
输出y的值输出y的值输出y的值
次数n为1的频数为2的频数为3的频数30…2100
14…1027
6…376
10…697
乙的频数统计表（部分）运行
输出y的值输出y的值输出y的值
次数n为1的频数为2的频数为3的频数30…2100
12…1051
11…696
7…353
当n=2100时，依照表中的数据，分别写出甲、乙所编程序各自输出y的值为i（i=1，2，3）的频率（用分数表示），并判定两位同学中哪一位所编写程序符合算法要求的可能性较大．
19．（12分）如图，在三棱柱ABC﹣A1B1C1中，侧棱AA1⊥底面ABC，AB=AC=2AA1=2，∠BAC=120°，D，D1分别是线段BC，B1C1的中点，P是线段AD上异于端点的点．
3/19

（Ⅰ）在平面ABC内，试作出过点P与平面A1BC平行的直线l，说明理由，并证明直线l⊥平面ADD1A1；
（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l交AC于点Q，求三棱锥A1﹣QC1D的体积．（锥体体积公式：
，其中S为底面面积，h为高）
20．（13分）已知圆C的方程为x2+（y﹣4）2=4，点O是坐标原点．直线l：y=kx与圆C交于M，N两点．（Ⅰ）求k的取值范畴；
（Ⅱ）设Q（m，n）是线段MN上的点，且示为m的函数．21．（14分）已知函数
，其中a是实数．设A（x1，f（x1）），
．请将n表
B（x2，f（x2））为该函数图象上的两点，且x1＜x2．（Ⅰ）指出函数f（x）的单调区间；
（Ⅱ）若函数f（x）的图象在点A，B处的切线互相垂直，且x2＜0，证明：x2﹣x1≥1；
（Ⅲ）若函数f（x）的图象在点A，B处的切线重合，求a的取值范畴．
2020年四川省高考数学试卷（文科）
参考答案与试题解析
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题目要求的．
1．（5分）设集合A={1，2，3}，集合B={﹣2，2}，则A∩B=（）A．∅
B．{2}C．{﹣2，2}
D．{﹣2，1，2，3}
【分析】找出A与B的公共元素即可求出交集．【解答】解：∵集合A={1，2，3}，集合B={﹣2，2}，∴A∩B={2}．故选：B．
【点评】此题考查了交集及其运算，熟练把握交集的定义是解本题的关键．2．（5分）一个几何体的三视图如图所示，则该几何体能够是（）
4/19

A．棱柱B．棱台C．圆柱D．圆台
【分析】主视图、左视图、俯视图是分别从物体正面、左面和上面看，所得到的图形．
【解答】解：由三视图知，从正面和侧面看差不多上梯形，
从上面看为圆形，下面看是圆形，同时能够想象到该几何体是圆台，则该几何体能够是圆台．故选：D．
【点评】考查学生对圆锥三视图把握程度和灵活运用能力，同时也表达了对空间想象能力方面的考查．
3．（5分）如图，在复平面内，点A表示复数z的共轭复数，则复数z对应的点是（）A．A
B．B
C．C
D．D
【分析】直截了当利用共轭复数的定义，找出点A表示复数z的共轭复数的点即可．
【解答】解：两个复数是共轭复数，两个复数的实部相同，虚部相反，对应的点关于x轴对称．
因此点A表示复数z的共轭复数的点是B．故选：B．
【点评】本题考查复数与共轭复数的关系，复数的几何意义，差不多知识的考查．4．（5分）设x∈Z，集合A是奇数集，集合B是偶数集．若命题p：∀x∈A，2x∈B，则（）A．￢p：∃x∈A，2x∈B
D．￢p：∀x∉A，2x∉B
B．￢p：∃x∉A，2x∈BC．￢p：∃x∈A，2x∉B
【分析】“全称命题”的否定一定是“存在性命题”据此可解决问题．【解答】解：∵“全称命题”的否定一定是“存在性命题”，∴命题p：∀x∈A，2x∈B的否定是：￢p：∃x∈A，2x∉B．故选：C．
【点评】本小题要紧考查命题的否定、命题的否定的应用等基础知识．属于基础
5/19

题．命题的否定即命题的对立面．“全称量词”与“存在量词”正好构成了意义相反的表述．如“对所有的…都成立”与“至少有一个…不成立”；“差不多上”与“不差不多上”等，因此“全称命题”的否定一定是“存在性命题”，“存在性命题”的否定一定是“全称命题”．
5．（5分）抛物线y2=8x的焦点到直线A．
B．2
C．
D．1
的距离是（）
【分析】由抛物线y2=8x得焦点F（2，0），再利用点到直线的距离公式可得点F（2，0）到直线
的距离．
【解答】解：由抛物线y2=8x得焦点F（2，0），∴点F（2，0）到直线故选：D．
【点评】熟练把握抛物线的性质和点到直线的距离公式是解题的关键．6．（5分）函数f（x）=2sin（ωx+φ）（ω＞0，﹣所示，则ω，φ的值分别是（）A．
B．
C．
D．

的距离d==1．
＜φ＜）的部分图象如图
【分析】依照函数在同一周期内的最大值、最小值对应的x值，求出函数的周期T=
=π，解得ω=2．由函数当x=
时取得最大值2，得到
+φ=
+kπ（k
∈Z），取k=0得到φ=﹣．由此即可得到本题的答案．
时取得最大值，x=
时取得最
【解答】解：∵在同一周期内，函数在x=小值，
∴函数的周期T满足=由此可得T=
﹣
=
，
=π，解得ω=2，
得函数表达式为f（x）=2sin（2x+φ）又∵当x=∴2sin（2•
时取得最大值2，+φ）=2，可得
+φ=
+2kπ（k∈Z）
6/19

∵故选：A．
，∴取k=0，得φ=﹣

【点评】本题给出y=Asin（ωx+φ）的部分图象，求函数的表达式．着重考查了三角函数的图象与性质、函数y=Asin（ωx+φ）的图象变换等知识，属于基础题．7．（5分）某学校随机抽取20个班，调查各班中有网上购物经历的人数，所得数据的茎叶图如图所示．以组距为5将数据分组成[0，5），[5，10），…，[30，35），[35，40]时，所作的频率分布直方图是（）
A．B．
C．D．

【分析】依照题意，由频率与频数的关系，运算可得各组的频率，进而能够做出频率分布表，结合分布表，进而能够做出频率分布直方图．【解答】解：依照题意，频率分布表可得：
分组[0，5）[5，10）[10，15）
…[30，35）[35，40）合计
频数114…32100
频率0.050.050.20…0.150.101.00
进而能够作频率直方图可得：故选：A．
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【点评】本题考查频率分布直方图的作法与运用，关键是正确明白得频率分布表、频率分步直方图的意义并运用．
8．（5分）若变量x，y满足约束条件且z=5y﹣x的最大值为a，最小值
为b，则a﹣b的值是（）A．48B．30C．24D．16
【分析】先依照条件画出可行域，设z=5y﹣x，再利用几何意义求最值，将最小值转化为y轴上的截距最大，只需求出直线，过可行域内的点B（8，0）时的最小值，过点A（4，4）时，5y﹣x最大，从而得到a﹣b的值．
【解答】解：满足约束条件的可行域如图所示
在坐标系中画出可行域，
平移直线5y﹣x=0，通过点B（8，0）时，5y﹣x最小，最小值为：﹣8，则目标函数z=5y﹣x的最小值为﹣8．
通过点A（4，4）时，5y﹣x最大，最大值为：16，则目标函数z=5y﹣x的最大值为16．
z=5y﹣x的最大值为a，最小值为b，则a﹣b的值是：24．故选：C．
【点评】借助于平面区域特性，用几何方法处理代数问题，表达了数形结合思想、化归思想．线性规划中的最优解，通常是利用平移直线法确定．9．（5分）从椭圆
上一点P向x轴作垂线，垂足恰为左焦点
F1，A是椭圆与x轴正半轴的交点，B是椭圆与y轴正半轴的交点，且AB∥OP（O是坐标原点），则该椭圆的离心率是（）A．
B．C．
D．

【分析】依题意，可求得点P的坐标P（﹣c，
），由AB∥OP⇒kAB=kOP⇒b=c，
8/19

从而可得答案．
【解答】解：依题意，设P（﹣c，y0）（y0＞0），则∴y0=
+，
），=1，
∴P（﹣c，
又A（a，0），B（0，b），AB∥OP，∴kAB=kOP，即∴b=c．
设该椭圆的离心率为e，则e2=∴椭圆的离心率e=故选：C．
【点评】本题考查椭圆的简单性质，求得点P的坐标（﹣c，分析与运算能力，属于中档题．10．（5分）设函数f（x）=
（a∈R，e为自然对数的底数）．若存在b∈
）是关键，考查
．
=
=
=，
=
=
，
[0，1]使f（f（b））=b成立，则a的取值范畴是（）A．[1，e]B．[1，1+e]
C．[e，1+e]
D．[0，1]
【分析】依照题意，问题转化为“存在b∈[0，1]，使f（b）=f﹣1（b）”，即y=f（x）的图象与函数y=f﹣1（x）的图象有交点，且交点的横坐标b∈[0，1]．由y=f（x）的图象与y=f﹣1（x）的图象关于直线y=x对称，得到函数y=f（x）的图象与y=x有交点，且交点横坐标b∈[0，1]．因此，将方程
化简整理
得ex=x2﹣x+a，记F（x）=ex，G（x）=x2﹣x+a，由零点存在性定理建立关于a的不等式组，解之即可得到实数a的取值范畴．【解答】解：由f（f（b））=b，可得f（b）=f﹣1（b）其中f﹣1（x）是函数f（x）的反函数
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因此命题“存在b∈[0，1]使f（f（b））=b成立”，转化为“存在b∈[0，1]，使f（b）=f﹣1（b）”，
即y=f（x）的图象与函数y=f﹣1（x）的图象有交点，且交点的横坐标b∈[0，1]，
∵y=f（x）的图象与y=f﹣1（x）的图象关于直线y=x对称，
∴y=f（x）的图象与函数y=f﹣1（x）的图象的交点必定在直线y=x上，由此可得，y=f（x）的图象与直线y=x有交点，且交点横坐标b∈[0，1]，依照
，化简整理得ex=x2﹣x+a
记F（x）=ex，G（x）=x2﹣x+a，在同一坐标系内作出它们的图象，可得
，即
，解之得1≤a≤e
即实数a的取值范畴为[1，e]故选：A．
【点评】本题给出含有根号与指数式的差不多初等函数，在存在b∈[0，1]使f（f（b））=b成立的情形下，求参数a的取值范畴．着重考查了差不多初等函数的图象与性质、函数的零点存在性定理和互为反函数的两个函数的图象特点等知识，属于中档题．
二、填空题：本大题共5小题，每小题5分，共25分．11．（5分）lg
+lg
的值是1．
【分析】直截了当利用对数的运算性质求解即可．【解答】解：故答案为：1．
【点评】本题考查对数的运算性质，差不多知识的考查．12．（5分）在平行四边形ABCD中，对角线AC与BD交于点O，λ=．
【分析】依题意，
+
=
，而
=2
，从而可得答案．
+
=λ
，则
=
=1．
【解答】解：∵四边形ABCD为平行四边形，对角线AC与BD交于点O，∴
+
=
，
10/19

又O为AC的中点，∴∴∵
=2++
，=2=λ
，，
∴λ=2．故答案为：2．
【点评】本题考查平面向量的差不多定理及其意义，属于基础题．
13．（5分）已知函数f（x）=4x+（x＞0，a＞0）在x=3时取得最小值，则a=36．
【分析】由题设函数
=0，解此方程即可得出a的值．【解答】解：由题设函数∵x∈（0，+∞），∴得x=3必定是函数∴f′（3）=0，f′（x）=4﹣即4﹣
=0，
，
的极值点，
在x=3时取得最小值，在x=3时取得最小值，可得f′（3）
解得a=36．故答案为：36．
【点评】本题考查利用导数求函数的最值及利用导数求函数的极值，解题的关键是明白得“函数在x=3时取得最小值”，将其转化为x=3处的导数为0等量关系．14．（5分）设sin2α=﹣sinα，α∈（
，π），则tan2α的值是
．
【分析】已知等式左边利用二倍角的正弦函数公式化简，依照sinα不为0求出cosα的值，由α的范畴，利用同角三角函数间的差不多关系求出sinα的值，进而求出tanα的值，所求式子利用二倍角的正切函数公式化简后，将tanα的值代入运算即可求出值．
11/19

【解答】解：∵sin2α=2sinαcosα=﹣sinα，α∈（∴cosα=﹣，sinα=∴tanα=﹣则tan2α=故答案为：

，π），
=，
，
=
=
．
【点评】此题考查了二倍角的正弦、正切函数公式，以及同角三角函数间的差不多关系，熟练把握公式是解本题的关键．
15．（5分）在平面直角坐标系内，到点A（1，2），B（1，5），C（3，6），D（7，﹣1）的距离之和最小的点的坐标是（2，4）．
【分析】如图，设平面直角坐标系中任一点P，利用三角形中两边之和大于第三边得PA+PB+PC+PD=PB+PD+PA+PC≥BD+AC=QA+QB+QC+QD，从而得到四边形ABCD对角线的交点Q即为所求距离之和最小的点．再利用两点式方程求解对角线所在的直线方程，联立方程组求交点坐标即可．【解答】解：如图，设平面直角坐标系中任一点P，
P到点A（1，2），B（1，5），C（3，6），D（7，﹣1）的距离之和为：PA+PB+PC+PD=PB+PD+PA+PC≥BD+AC=QA+QB+QC+QD，故四边形ABCD对角线的交点Q即为所求距离之和最小的点．∵A（1，2），B（1，5），C（3，6），D（7，﹣1），∴AC，BD的方程分别为：即2x﹣y=0，x+y﹣6=0．解方程组
得Q（2，4）．
，
，
故答案为：（2，4）．
【点评】本小题要紧考查直线方程的应用、三角形的性质等基础知识，考查运算求解能力，考查数形结合思想、化归与转化思想．属于基础题．
三、解答题：本大题共6小题，共75分．解承诺写出文字说明，证明过程或演算步骤．
16．（12分）在等比数列{an}中，a2﹣a1=2，且2a2为3a1和a3的等差中项，求数
12/19

列{an}的首项、公比及前n项和．
【分析】等比数列的公比为q，由已知可得，a1q﹣a1=2，4方程可求q，a1，然后代入等比数列的求和公式可求【解答】解：设等比数列的公比为q，由已知可得，a1q﹣a1=2，4
联立可得，a1（q﹣1）=2，q2﹣4q+3=0∴∴
或q=1（舍去）=


，解
【点评】本题要紧考查了等比数列的通项公式及等差中项等基础知识，考查运算求解的能力
17．（12分）在△ABC中，角A，B，C的对边分别为a，b，c，且cos（A﹣B）cosB﹣sin（A﹣B）sin（A+C）=﹣．（Ⅰ）求sinA的值；（Ⅱ）若a=4
，b=5，求向量
在
方向上的投影．
【分析】（Ⅰ）由已知条件利用三角形的内角和以及两角差的余弦函数，求出A的余弦值，然后求sinA的值；（Ⅱ）利用
，b=5，结合正弦定理，求出B的正弦函数，求出B的值，利
在
方向上的投影．
，
，
，
，
用余弦定理求出c的大小，然后求解向量【解答】解：（Ⅰ）由可得即即
因为0＜A＜π，因此
．
13/19

（Ⅱ）由正弦定理，，因此
，
．
=，
由题意可知a＞b，即A＞B，因此B=由余弦定理可知
解得c=1，c=﹣7（舍去）．向量
在
方向上的投影：
=ccosB=．
【点评】本题考查两角和的余弦函数，正弦定理以及余弦定理同角三角函数的差不多关系式等差不多知识，考查运算能力转化思想．
18．（12分）某算法的程序框图如图所示，其中输入的变量x在1，2，3，…，24这24个整数中等可能随机产生．
（Ⅰ）分别求出按程序框图正确编程运行时输出y的值为i的概率P（2，3）；ii=1，（Ⅱ）甲、乙两同学依据自己对程序框图的明白得，各自编写程序重复运行n次后，统计记录了输出y的值为i（i=1，2，3）的频数．以下是甲、乙所作频数统计表的部分数据．
甲的频数统计表（部分）运行
输出y的值输出y的值输出y的值
次数n为1的频数为2的频数为3的频数30…2100
14…1027
6…376
10…697
乙的频数统计表（部分）运行
输出y的值输出y的值输出y的值
次数n为1的频数为2的频数为3的频数30…2100
12…1051
11…696
7…353
当n=2100时，依照表中的数据，分别写出甲、乙所编程序各自输出y的值为i（i=1，2，3）的频率（用分数表示），并判定两位同学中哪一位所编写程序符合算法要求的可能性较大．
14/19

【分析】（I）由题意可知，当x从1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，21，23这12个数中产生时，输出y的值为1，当x从2，4，8，10，14，16，20，22这8个数中产生时，输出y的值为2，当x从6，12，18，24这4个数中产生时，输出y的值为3，从而得出输出y的值为1的概率为；输出y的值为2的概率为；输出y的值为3的概率为；
（II）当n=2100时，列出甲、乙所编程序各自输出y的值为i（i=1，2，3）的频率的表格，再比较频率趋势与概率，可得乙同学所编程序符合算法要求的可能性大．
【解答】解：（I）当x从1，3，5，7，9，11，13，15，17，19，21，23这12个数中产生时，输出y的值为1，故P1=；
当x从2，4，8，10，14，16，20，22这8个数中产生时，输出y的值为2，故P2=；
当x从6，12，18，24这4个数中产生时，输出y的值为3，故P3=；∴输出y的值为1的概率为；输出y的值为2的概率为；输出y的值为3的概率为；
（II）当n=2100时，甲、乙所编程序各自输出y的值为i（i=1，2，3）的频率如下：

输出y的值为1
的频率
甲乙


输出y的值为2
的频率

输出y的值为3
的频率
比较频率趋势与概率，可得乙同学所编程序符合算法要求的可能性大．【点评】本题综合考查程序框图、古典概型及其概率运算公式等基础知识，考查运算求解能力，属于基础题．
19．（12分）如图，在三棱柱ABC﹣A1B1C1中，侧棱AA1⊥底面ABC，AB=AC=2AA1=2，∠BAC=120°，D，D1分别是线段BC，B1C1的中点，P是线段AD上异于端点的点．（Ⅰ）在平面ABC内，试作出过点P与平面A1BC平行的直线l，说明理由，并
15/19

证明直线l⊥平面ADD1A1；
（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l交AC于点Q，求三棱锥A1﹣QC1D的体积．（锥体体积公式：
，其中S为底面面积，h为高）
【分析】（Ⅰ）在平面ABC内，过点P作直线l和BC平行，依照直线和平面平行的判定定理可得直线l与平面A1BC平行．
等腰三角形ABC中，依照等腰三角形中线的性质可得AD⊥BC，故l⊥AD．再由AA1⊥底面ABC，可得AA1⊥l．再利用直线和平面垂直的判定定理可得直线l⊥平面ADD1A1．
（Ⅱ）过点D作DE⊥AC，证明DE⊥平面AA1C1C．直角三角形ACD中，求出AD的值，可得DE的值，从而求得A1﹣QC1D的体积
=
=•
=
的值，再依照三棱锥
•DE，运算求得结果．
【解答】解：（Ⅰ）在平面ABC内，过点P作直线l和BC平行，由于直线l不在平面A1BC内，而BC在平面A1BC内，故直线l与平面A1BC平行．
三角形ABC中，∵AB=AC=2AA1=2，∠BAC=120°，D，D1分别是线段BC，B1C1的中点，∴AD⊥BC，∴l⊥AD．再由AA1⊥底面ABC，可得AA1⊥l．而AA1∩AD=A，
∴直线l⊥平面ADD1A1．
（Ⅱ）设（Ⅰ）中的直线l交AC于点Q，过点D作DE⊥AC，∵侧棱AA1⊥底面ABC，故三棱柱ABC﹣A1B1C为直三棱柱，故DE⊥平面AA1C1C．
直角三角形ACD中，∵AC=2，∠CAD=60°，∴AD=AC•cos60°=1，∴DE=AD•sin60°=∵
=
．
=
=1，
=
=
•
•DE=
×1×
∴三棱锥A1﹣QC1D的体积=
．
16/19

【点评】本题要紧考查直线和平面平行、垂直的判定定理的应用，用等体积法求三棱锥的体积，属于中档题．
20．（13分）已知圆C的方程为x2+（y﹣4）2=4，点O是坐标原点．直线l：y=kx与圆C交于M，N两点．（Ⅰ）求k的取值范畴；
（Ⅱ）设Q（m，n）是线段MN上的点，且示为m的函数．
【分析】（Ⅰ）将直线l方程与圆C方程联立消去y得到关于x的一元二次方程，依照两函数图象有两个交点，得到根的判别式的值大于0，列出关于k的不等式，求出不等式的解集即可得到k的取值范畴；
（Ⅱ）由M、N在直线l上，设点M、N坐标分别为（x1，kx1），（x2，kx2），利用两点间的距离公式表示出|OM|2与|ON|2，以及|OQ|2，代入已知等式中变形，再利用根与系数的关系求出x1+x2与x1x2，用k表示出m，由Q在直线y=kx上，将Q坐标代入直线y=kx中表示出k，代入得出的关系式中，用m表示出n即可得出n关于m的函数解析式，并求出m的范畴即可．
【解答】解：（Ⅰ）将y=kx代入x2+（y﹣4）2=4中，得：（1+k2）x2﹣8kx+12=0（*），
依照题意得：△=（﹣8k）2﹣4（1+k2）×12＞0，即k2＞3，则k的取值范畴为（﹣∞，﹣
）∪（
，+∞）；
．请将n表
（Ⅱ）由M、N、Q在直线l上，可设M、N坐标分别为（x1，kx1），（x2，kx2），∴|OM|2=（1+k2）x12，|ON|2=（1+k2）x22，|OQ|2=m2+n2=（1+k2）m2，代入
=
+
得：
=
+
，
即=+=
，x1x2=
，，
由（*）得到x1+x2=
代入得：=
，即m2=，
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∵点Q在直线y=kx上，∴n=km，即k=，代入m2=由m2=
及k2＞3，得到0＜m2＜3，即m∈（﹣
，化简得5n2﹣3m2=36，，0）∪（0，
），
依照题意得点Q在圆内，即n＞0，∴n=
=
，
则n与m的函数关系式为n=（m∈（﹣，0）∪（0，））．
【点评】此题考查了直线与圆的位置关系，涉及的知识有：根的判别式，根与系数的关系，两点间的距离公式，以及函数与方程的综合运用，本题运算量较大，是一道综合性较强的中档题．21．（14分）已知函数
，其中a是实数．设A（x1，f（x1）），
B（x2，f（x2））为该函数图象上的两点，且x1＜x2．（Ⅰ）指出函数f（x）的单调区间；
（Ⅱ）若函数f（x）的图象在点A，B处的切线互相垂直，且x2＜0，证明：x2﹣x1≥1；
（Ⅲ）若函数f（x）的图象在点A，B处的切线重合，求a的取值范畴．【分析】（I）依照分段函数中两段解析式，结合二次函数及对数函数的性质，即可得出函数f（x）的单调区间；
（II）由导数的几何意义知，点A处的切线的斜率为f′（x1），点B处的切线的斜率为f′（x2），再利用f（x）的图象在点A，B处的切线互相垂直时，斜率之积等于﹣1，得出（2x1+2）（2x2+2）=﹣1，最后利用差不多不等式即可证得x2﹣x1≥1；（III）先依照导数的几何意义写出函数f（x）在点A、B处的切线方程，再利用两直线重合的充要条件列出关系式，从而得出a=lnx2+（用导数研究它的单调性和最值，即可得出a的取值范畴．
【解答】解：（I）函数f（x）的单调减区间（﹣∞，﹣1），函数f（x）的单调增区间[﹣1，0），（0，+∞）；
（II）由导数的几何意义知，点A处的切线的斜率为f′（x1），点B处的切线的斜
）2﹣1，最后利
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率为f′（x2），
函数f（x）的图象在点A，B处的切线互相垂直时，有f′（x1）f′（x2）=﹣1，当x＜0时，（2x1+2）（2x2+2）=﹣1，∵x1＜x2＜0，∴2x1+2＜0，2x2+2＞0，∴x2﹣x1=[﹣（2x1+2）+（2x2+2）]≥
=1，
∴若函数f（x）的图象在点A，B处的切线互相垂直，有x2﹣x1≥1；（III）当x1＜x2＜0，或0＜x1＜x2时，f′（x1）≠f′（x2），故x1＜0＜x2，当x1＜0时，函数f（x）在点A（x1，f（x1））处的切线方程为y﹣（x=（2x1+2）（x﹣x1）；
当x2＞0时，函数f（x）在点B（x2，f（x2））处的切线方程为y﹣lnx2=x2）；
两直线重合的充要条件是
，
（x﹣+2x1+a）
由①及x1＜0＜x2得0＜（令t=
）2﹣1，
＜2，由①②得a=lnx2+（）2﹣1=﹣ln
+
，则0＜t＜2，且a=t2﹣t﹣lnt，设h（t）=t2﹣t﹣lnt，（0＜t＜2）
，∴h（t）在（0，2）为减函数，
则h′（t）=t﹣1﹣=
则h（t）＞h（2）=﹣ln2﹣1，∴a＞﹣ln2﹣1，
∴若函数f（x）的图象在点A，B处的切线重合，a的取值范畴（﹣ln2﹣1，+∞）．【点评】本题以函数为载体，考查分段函数的解析式，考查函数的单调性，考查直线的位置关系的处理，注意利用导数求函数的最值．
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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/166d20fca8ea998fcc22bcd126fff705cd175cde.html

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