江西省六校2020届高三数学上学期第五次联考试题 理(含解析)
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江西省六校2020届高三数学上学期第五次联考试题 理(含解析)
第I 卷(选择题)
一、本大题共12小题,每题5分,共60分
1.集合1{|()1},{|lg(2)}2
x
M x N x y x =≥==+,则M N ⋂等于( ) A. [)0,+∞
B. (]2,0-
C. ()2,-+∞
D.
()[),20,-∞-+∞U
【答案】B 【解析】
试题分析:Q 集合0
111|1|222x x M x x ⎧⎫⎧⎫⎪⎪⎪⎪
⎛⎫⎛⎫⎛⎫=≥=≥⎨⎬⎨⎬ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎪⎪⎩⎭⎩⎭
,{}|0M x x ∴=≤,
(){}{}|lg 2|2N x y x x x ==+=>-,
{}{}{}|0|2|20A B x x x x x x ∴⋂=≤⋂>-=-<≤,故选B.
考点:指数函数、对数函数的性质及集合的运算.
2.已知函数()f x 是R 上的奇函数,当0x >时为减函数,且(2)0f =,则{}
(2)0x f x -<=( )
A. {}
024x x x <或 B. {}
04x x x 或
C. {}022x x x <或
D. {}
0224x x x <<<<或
【答案】A 【解析】
∵奇函数满足f (2)=0, ∴f (−2)=−f (2)=0.
对于{x |f (x −2)>0},当x −2>0时,f (x −2)>0=f (2), ∵x ∈(0,+∞)时,f (x )为减函数, ∴0<x −2<2, ∴2<x <4.
当x −2<0时,不等式化为f (x −2)<0=f (−2),
∵当x ∈(0,+∞)时,f (x )为减函数, ∴函数f (x )在(−∞,0)上单调递减, ∴−2<x −2<0,∴0<x <2.
综上可得:不等式的解集为{x ∣∣0<x <2或2<x <4} 故选D.
3.
给出下列四个命题:
①“若0x 为()y f x =的极值点,则()'
00f x =”的逆命题为真命题;
②“平面向量a r ,b r 的夹角是钝角”的充分不必要条件是0a b r r
g <
③若命题1:
01p x >-,则1
:01
p x ⌝≤- ④命题“0x R ∃∈,使得210x x ++≤”的
否定是:“x R ∀∈均有012≥++x x ”. 其中不正确的个数是 A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
【答案】C 【解析】 【分析】
①先写出原命题的逆命题,再判真假;②向量点积小于零,夹角为钝角或平角;③先求出命
题p 所对应的x 的取值范围,再求它相对于R 的补集,即为命题p ⌝所对应x 的范围;④特称命题的否定为全称命题。
【详解】①“若0x 为()y f x = 的极值点,则()'00f x = ”的逆命题为:“若()'
00f x =,则
0x 为()y f x =的极值点”为假命题,只有当0x 是导函数的变号零点时,0x 才是原函数的极值
点,即①不正确;
②“平面向量a r ,b r 的夹角是钝角”的必要不充分条件是0a b r r
g <正确,两向量点积小于零,夹
角为钝角或平角,夹角是钝角必然有两向量点积小于零,故②正确; ③命题1:
01p x >- 等价于1>x ,则命题p ⌝1≤x ,而1
01
x ≤-解得1x < 即③不正确; ④特称命题的否定为全称命题, 命题“0x R ∃∈,使得210x x ++≤”的否定是:“x R ∀∈均
有012>++x x ”即④不正确.即不正确的个数是3.选C.
【点睛】本题考查四种命题,充要条件,以及命题的否定,考查分式不等式的求解,含量词的命题的否定,比较综合。
4.设函数()f x 是定义在R 上的奇函数,且()f x =log(1),(),0x x x
g x x +≥⎧⎨<⎩
,则()8g f ⎡⎤-=⎣⎦( ) A. ﹣1 B. ﹣2
C. 1
D. 2
【答案】A 【解析】
∵函数f (x )是定义在R 上的奇函数,且f (x )=,
∴f(﹣8)=﹣f (8)=﹣log 39=﹣2,
∴g[f(﹣8)]=g (﹣2)=f (﹣2)=﹣f (2)=﹣log 33=﹣1. 故选:A .
5.函数()2a
f x x x
=+
(其中a R ∈)的图象不可能是( ) A.
B.
C.
D.
【答案】C 【解析】
试题分析:当0a =时,图象为
B.当1a =时,若
0x >,
()233222111
3322222x x x x f x x x x x
-=+=++≥⋅⋅=⋅当且仅当321,22x x x ==时,等号成立,
即函数有最小值,故A 选项正确.当1a =-时,若0x >,()2
1
f x x x =-在()0,+∞为增函数,故D 选项正确.所以图象不可能为C.
考点:函数图象与性质.
6.设0ω>,函数sin 13y x πω⎛⎫
=+- ⎪⎝
⎭的图象向左平移23
π
个单位后与原图象重合,则ω的最小值是( ) A.
2
3
B.
43
C.
2
3 D. 3
【答案】D 【解析】 ∵图象向左平移个单位后与原图象重合∴是一个周期
∴ω≥3 所以最小是3故选D .
7.高三某班15名学生一次模拟考试成绩用茎叶图表示如图1,执行图2所示的程序框图,若输入的)15,,2,1(Λ=i a i 分别为这15名学生的考试成绩,则输出的结果为( )
A. 6
B. 7
C. 8
D. 9
【答案】D 【解析】
由框图功能可知,它的作用是统计出分数大于或等于110分的人数n.所以9n =.选D.
8.已知数列{}n a 为等差数列,且满足1590a a +=.若(1)m
x -展开式中2x 项的系数等于数列
{}n a 的第三项,则m 的值为(
)
A. 6
B. 8
C. 9
D. 10
【答案】D 【解析】 由题意153904522
a a a +=
==,(1)m x -展开式中2x 的为2
m C ,所以245m C =,10m =. 点睛:本题考查二项式定理的应用及等差数列的性质
9.一个多面体的直观图和三视图如图所示,M 是AB 的中点.一只小蜜蜂在几何体ADF —BCE 内自由飞翔,则它飞入几何体F —AMCD 内的概率为( )
A.
34
B.
23
C.
12
D.
13
【答案】C 【解析】 因为311,34F AMCD AMCD V S DF a -=
⨯⨯=31
,2
ASF BCE V a -=,所以它飞入几何体内的概率为3
3114122
a
a =,所以D 选项是正确的. 点睛:思考三视图还原空间几何体首先应深刻理解三视图之间的关系,遵循“长对正,高平齐,宽相等”的基本原则,其内涵为正视图的高是几何体的高,长是几何体的长;俯视图的长是几何体的长,宽是几何体的宽;侧视图的高是几何体的高,宽是几何体的宽.由三视图画出直观图的步骤和思考方法:1、首先看俯视图,根据俯视图画出几何体地面的直观图;2、观察正视图和侧视图找到几何体前、后、左、右的高度;3、画出整体,然后再根据三视图进行调整.
10.已知关于x 的方程320x ax bx c +++=的三个实根分别为一个椭圆,一个抛物线,一个双曲线的离心率,则b
a
的取值范围( ) A. (1,0)- B. )2
1,1(-- C. 1(2,)2
-- D. (2,)-+∞
【答案】C 【解析】
令f (x )=x 3+ax 2+bx+c
∵抛物线的离心率为1,∴1是方程f (x )=x 3+ax 2
+bx+c=0的一个实根∴a+b+c=﹣1 ∴c=﹣1﹣a ﹣b 代入f (x )=x 3
+ax 2
+bx+c ,
可得f (x )=x 3
+ax 2
+bx ﹣1﹣a ﹣b=(x ﹣1)(x 2
+x+1)+a (x+1)(x ﹣1)+b (x ﹣1)=(x ﹣1) 设g (x )=x 2+(a+1)x+1+a+b ,则g (x )=0的两根满足0<x 1<1,x 2>1 ∴g(0)=1+a+b >0,g (1)=3+2a+b <0 作出可行域,如图所示
的几何意义是区域内的点与原点连线的斜率,∴故答案为:C
11.定义在
上的偶函数()f x ,其导函数为()f x ,
,若对任意的实数x ,都有
,2()()2f x xf x +<恒成立,则使1)1()(22-<-x f x f x 成立的实数x 的取值范围为( )
A. {}
1x x ≠± B. (﹣∞,﹣1)∪(1,+∞) C. (﹣1,1) D. (﹣1,0)∪(0,1)
【答案】B 【解析】
当x >0时,由2f (x )+xf′(x )﹣2<0可知:两边同乘以x 得: 2xf (x )+x 2f′(x )﹣2x <0 设:g (x )=x 2
f (x )﹣x 2
则g′(x )=2xf (x )+x 2f′(x )﹣2x <0,恒成立:∴g(x )在(0,+∞)单调递减, 由x 2f (x )﹣f (1)<x 2﹣1∴x 2f (x )﹣x 2<f (1)﹣1 即g (x )<g (1)即x >1;
当x <0时,函数是偶函数,同理得:x <﹣1
综上可知:实数x 的取值范围为(﹣∞,﹣1)∪(1,+∞),故选:B
12.设函数()f x ,若对于在定义域内存在实数x 满足()()f x f x -=-,则称函数()f x 为“局部奇函数”.若函数2
()423x
x
f x m m =-⋅+-是定义在R 上的“局部奇函数”,则实数m 的
取值范围是( ) A. [1﹣,1+
)
B. [﹣1,2]
C. [﹣2
,2
]
D. [﹣2
,
1﹣
]
【答案】B 【解析】
根据“局部奇函数”的定义可知,函数f (﹣x )=﹣f (x )有解即可, 即f (﹣x )=4﹣x ﹣m•2﹣x +m 2﹣3=﹣(4x ﹣m2x +m 2﹣3), ∴4x +4﹣x ﹣m (2x +2﹣x )+2m 2﹣6=0,
即(2x
+2﹣x
)2
﹣m ⋅(2x
+2﹣x
)+2m 2
﹣8=0有解即可. 设t=2x +2﹣x ,则t=2x +2﹣x ≥2,
∴方程等价为t 2
﹣m ⋅t+2m 2
﹣8=0在t≥2时有解, 设g (t )=t 2
﹣m ⋅t+2m 2
﹣8,对称轴x=, ①若m≥4,则△=m 2﹣4(2m 2﹣8)≥0, 即7m 2≤32,此时m 不存在;
②若m <4,要使t 2﹣m ⋅t+2m 2﹣8=0在t≥2时有解,
则,解得﹣1≤m<2,综上:﹣1≤m≤2,故选B
第II 卷(非选择题)
二、填空题,本大题共4小题,每题5分,共20分
13.设向量,a b r r 满足2,3a b a b ==+=u u v v v v ,则2a b +=r r __.
【答案】24 【解析】
∵||=2,||=|+|=3,∴=4, =9,∴+2•+=9,故2•=﹣4,
故+4•+4
=4+36﹣8=32,故|+2|=4,故答案为:4
.
14.过函数()3
2
325f x x x x =-++图象上一个动点作函数的切线,则切线的倾斜角的范围是
__________. 【答案】30,,24πππ⎡⎫⎡⎫
⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭
【解析】
试题分析:()2
2
'3623(1)11f x x x x =-+=--≥-⇒切线倾斜角的取值范围
30,,24πππ⎡⎫⎡⎫
⋃⎪⎪⎢⎢⎣⎭⎣⎭
. 考点:1、导数的几何意义;2、直线的斜率与倾斜角.
15.在三棱锥ABC P -中,PA ,PB ,PC 两两互相垂直,且4=AB ,5AC =,则BC 的取值范围是__________. 【答案】41) 【解析】
解:如图所示,问题等价于长方体中,棱长分别为,,x y z ,且:2
2
2
2
16,25x y x z +=+= ,
22y z + 的取值范围.
转化为:()2
2
2
4129,41y z x +=-∈ , (2241y z + ,
即BC 的取值范围是(41.
16.对于函数()[]()()sin ,0,212,2,2
x x f x f x x π⎧∈⎪
=⎨-∈+∞⎪⎩,下列5个结论正确的是__________(把你认
为正确的答案全部写上).
(1)任取[)12,0,x x ∈+∞,都有()()122f x f x -≤; (2)函数()y f x =在[]4,5上单调递增; (3)()()(
)22f x kf x k K N
+
=+∈,对一切[)+∞∈,0x 恒成立;
(4)函数()()ln 1y f x x =--有3个零点;
(5)若关于x 的方程()()0f x m m =<有且只有两个不同的实根1x ,2x ,则123x x +=. 【答案】(1)(4)(5) 【解析】
由题意,得
()[]()()
,0,2{1
2,2,2
sin x x f x f x x π∈=-∈+∞的图象如图所示,
由图象max min ()1,()1f x f x ==- ,则任取1x ,[
)20,x ∈+∞,都有 ()()12f x f x -≤max min ()()2f x f x -=,故(1)正确;函数()y f x =在[]4,5上先增后
减,故(2)错误;当]2,0[∈x 时,211
(2)(22)(24)22
f x k f x k f x k +=
+-=+- 1
()2
k f x =⋅⋅⋅=
,即*()2(2),N k f x f x k x =+∈,故(3)错误;在同一坐标系中作出()f x 和ln(1)y x =-的图象,可知两函数图象有三个不同公共点,即函数()()ln 1y f x x =--有3
个零点,故(4)正确;
在同一坐标系中作出()f x 和y m =的图象,由图象可知当且仅当1
12m -<<-
时,关于x 的方程()(0)f x m m =<有且只有两个不同的实根1x ,2x ,且1x ,2x 关于3
2
x =对称,即
123x x +=;故(5)正确;故填(1)、(4)、(5).
点睛:在处理函数的零点个数问题时,往往将问题转化为两个基本函数图象的交点个数问题,体现了“方程的根”、“函数的零点”、“图象的交点”之间的等价关系.
三、解答题,本大题共6小题,17题10分,其余每题12分,共70分
17.已知2
()2cos sin()3sin cos sin 6
f x x x x x x π
=⋅++⋅-,
(1)求函数()y f x =的单调递增区间;
(2)设△ABC 的内角A 满足()2f A =,而3AB AC ⋅=uu u r uuu r
,求边BC 的最小值.
【答案】(1),()3
6k k k z π
πππ⎡
⎤
-+
∈⎢⎥⎣
⎦
;(2)min
42331a
=-=-
【解析】
试题分析:利用和差角及二倍角公式对函数化简可得)6
2sin(2)(π
+=x x f
(1)令
,解不等式可得答案;(2)由()2sin(2)6
f A A π
=+
及0<A <π可得,利用向量数量积的定义可得,bc=2,利用余弦定理可得可得又△ABC
中
,从而可求
试题解析:(1)
=
由
得
,
故所求单调递增区间为.
(2)由得
,
∵
,即
,∴bc=2,
又△ABC 中,
=, ∴
18.已知命题p :函数32()f x x ax x =++在R 上是增函数;命题:若函数()x
g x e x a
=-+
在区间[0,+∞)没有零点.
(1)如果命题p 为真命题,求实数a 的取值范围;
(2)命题“p q ∨”为真命题,“p q ∧”为假命题,求实数a 的取值范围.
【答案】
(1) ⎡⎣
;(2))
1∞⎡⎤-⋃+⎣⎦
【解析】 试题分析:
本题主要考查逻辑联结词、导数与函数的性质、零点,考查了逻辑推理能力与计算能力.(1)由题意()2
3210f x x ax =++≥'对(),x ∞∞∈-+恒成立,则0∆≤,结论易得;
(2)()e 1x
g x '=-,判断单调性并求出()g x 的最小值,即可求出命题q ,易得,p q 一真一假,
再分p 真q 假与p 假q 真两种情况计算求解即可. 试题解析:
(1)()2
3210f x x ax =++≥'对(),x ∞∞∈-+恒成立
∴2
4120a a ⎡∆=-≤⇒∈⎣
(2)()e 10x g x ='-≥对任意的[)0,x ∞∈+恒成立,∴()g x 在区间[
)0,∞+递增
命题q 为真命题()0101g a a =+>⇒>-
由命题“p q ∨”为真命题,“p q ∧”为假命题知,p q 一真一假
若p 真q 假,
则11a a a ⎧≤≤⎪⎡⎤⇒∈-⎨⎣⎦≤-⎪⎩
若p 假q 真,
则)
1a a a ∞⎧⎪⇒∈
+⎨
>-⎪⎩
综上所述
,)
1a ∞⎡⎤∈-⋃
+⎣⎦
19.一个盒子装有六张卡片,上面分别写着如下六个定义域为R 的函数:
23123456(),(),(),()sin ,()cos ,()2f x x f x x f x x f x x f x x f x ======
(1)现从盒子中任取两张卡片,将卡片上的函数相加得一个新函数,求所得函数是奇函数的概率;
(2)现从盒子中进行逐一抽取卡片,且每次取出后均不放回,若取到一张记有偶函数的卡片
则停止抽取,否则继续进行,求抽取次数 的分布列和数学期望.
【答案】(1)1
5
;(2)ξ的数学期望为
7
4
【解析】
试题分析:(1)由任意两个奇函数的和为奇函数,而原来的六个函数中奇函数有三个,故可用古典概型求解;(2)ξ可取1,2,3,4,ξ=k的含义为前k-1次取出的均为奇函数,第k 次取出的是偶函数,分别求概率,列出分布列,再求期望即可.
试题解析:(1)记事件A为“任取两张卡片,将卡片上的函数相加得到的函数是奇函数”,由题意知.
(2)ξ可取1,2,3,4,
;
故ξ的分布列为
ξ的数学期望为.
20.在四棱锥P﹣ABCD中,AD∥BC,AD=AB=DC=1
2
BC=1,E是PC的中点,面PAC⊥面ABCD.
(1)证明:ED∥面PAB;
(2)若PC=2,PA=3,求二面角A﹣PC﹣D的余弦值.
【答案】(Ⅰ)证明过程如解析;(Ⅱ)
【解析】
试题分析:(Ⅰ)取PB的中点F,连接AF,EF,由三角形的中位线定理可得四边形ADEF是平行四边形.得到DE∥AF,再由线面平行的判定可得ED∥面PAB;(Ⅱ)法一、取BC的中点M,连接AM,由题意证得A在以BC为直径的圆上,可得AB⊥AC,找出二面角A-PC-D的平面角.求解三角形可得二面角A-PC-D的余弦值.
试题解析:(Ⅰ)证明:取PB的中点F,连接AF,EF.
∵EF是△PBC的中位线,∴EF∥BC,且EF=.
又AD=BC,且AD=,∴AD∥EF且AD=EF,
则四边形ADEF是平行四边形.
∴DE∥AF,又DE⊄面ABP,AF⊂面ABP,∴ED∥面PAB
(Ⅱ)法一、取BC的中点M,连接AM,则AD∥MC且AD=MC,
∴四边形ADCM是平行四边形,
∴AM=MC=MB,则A在以BC为直径的圆上.∴AB⊥AC,可得.
过D作DG⊥AC于G,
∵平面PAC⊥平面ABCD,且平面PAC∩平面ABCD=AC,
∴DG⊥平面PAC,则DG⊥PC.
过G作GH⊥PC于H,则PC⊥面GHD,连接DH,则PC⊥DH,
∴∠GHD是二面角A﹣PC﹣D平面角.
在△ADC中,,连接AE,.
在Rt△GDH中,,
∴,
即二面角A ﹣PC ﹣D 的余弦值
法二、取BC 的中点M ,连接AM ,则AD∥MC,且AD=MC . ∴四边形ADCM 是平行四边形,
∴AM=MC=MB,则A 在以BC 为直径的圆上, ∴AB⊥AC.
∵面PAC⊥平面ABCD ,且平面PAC∩平面ABCD=AC ,∴AB⊥面PAC . 如图以A 为原点,方向分别为x 轴正方向,y 轴正方向建立空间直角坐标系.
可得
,
.
设P (x ,0,z ),(z >0),依题意有
,
,
解得. 则
,
,.
设面PDC 的一个法向量为
,
由,取x 0=1,得.
为面PAC 的一个法向量,且,
设二面角A ﹣PC ﹣D 的大小为θ, 则有,即二面角A ﹣PC ﹣D 的余弦值.
21.已知二次函数2
()1f x x ax b =+++,关于x 的不等式2
()(21)1f x b x b --+<的解集为
(,1)b b +,其中
a
b
b a +.
(1)求a的值;
(2)令
()
()
1
f x
g x
x
=
-
,若函数()()ln(1)
x g x k x
φ=--存在极值点,求实数k的取值范围,
并求出极值点.
【答案】(I)a=﹣2;(II)解题过程如解析所示
【解析】
试题分析:(1)令f(b)-(2b-1)b+b2=1即可解出a;(2)求出φ′(x),令φ′(x)=0,讨论b的符号得出两根与区间(0,1)的关系,从而得出φ(x)的单调性,得出极值的情形.试题解析:(I)∵f(x)﹣(2b﹣1)x+b2<1的解集为(b,b+1),
即x2+(a﹣2b+1)x+b2+b<0的解集为(b,b+1),
∴方程x2+(a﹣2b+1)x+b2+b=0的解为x1=b,x2=b+1,
∴b+(b+1)=﹣(a﹣2b+1),解得a=﹣2.
(II)φ(x)得定义域为(1,+∞).
由(I)知f(x)=x2﹣2x+b+1,∴g(x)==x﹣1+,
∴φ′(x)=1﹣﹣=,
∵函数φ(x)存在极值点,∴φ′(x)=0有解,
∴方程x2﹣(2+k)x+k﹣b+1=0有两个不同的实数根,且在(1,+∞)上至少有一根,
∴△=(2+k)2﹣4(k﹣b+1)=k2+4b>0.
解方程x2﹣(2+k)x+k﹣b+1=0得x1=,x2=
(1)当b>0时,x1<1,x2>1,
∴当x∈(1,)时,φ′(x)<0,当x∈(,+∞)时,φ′(x)>0,
∴φ(x)在(1,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增,
∴φ(x)极小值点为
(2)当b<0时,由△=k2+4b>0得k<﹣2,或k>2,
若k <﹣2,则x 1<1,x 2<1,
∴当x >1时,φ′(x )>0,∴φ(x )在(1,+∞)上单调递增,不符合题意; 若k >2
,则x 1>1,x 2>1,
∴φ(x )在(1,
)上单调递增,在(
,
)上单
调递减,在(,+∞)单调递增,
∴φ(x )的极大值点为,极小值点为.
综上,当b >0时,k 取任意实数,函数φ(x )极小值点为;
当b <0时,k >2,函数φ(x )极小值点为,极大值点为
22.如图,已知椭圆()2222:10x y E a b a b +=>>的离心率为3
2
e =,P 为椭圆E 上的动点,P
到点()0,2M 的距离的最大值为
213
2
,直线l 交椭圆于()11,A x y ,()22,B x y 两点.
(1)求椭圆E 的方程; (2)若以P 为圆心的圆的半径为
5
5
2,且圆P 与OA 、OB 相切.
(i)是否存在常数λ,使12120x x y y λ+=恒成立?若存在,求出常数λ;若不存在,说明理由;
(ii)求OAB △面积.
【答案】(1)2
4x +y2=1;(2)(i )4λ=;(ii) 12212
AOB S ∆=⋅⋅=
【解析】
试题分析:(1)a 2
=b 2
+c 2
,可得a=2b ,c =√3b .可得椭圆的标准方程为:x24+y 2=b 2
.设P (x ,y ),(-b≤y≤b).P 到点M (0,2)的距离d=√x2+(y −2)2=√4b2+163−3(y+23)2.当0<b <23时,y=-b 时,d 取得最大值,舍去.
当23≤b 时,y=-23时,d 取得最大值,可得√4b2+163=23√21,解得b 即可得出. (2)(i )设P (m ,n ),则m24+n2=1.⊙P 的方程为:(x-m )2+(y-n )2=45,设经过原点O 的⊙P 的切线方程为:y=kx ,不妨设OA 的方程为:y=k 1x ,OB 的方程为:y=k 2x .则|km −n |√1+k2=2√55,化为:(5m 2-4)k 2-10mnk+5n 2-4=0,联立{y=k1xx2+4y2=4,解得x 1,y 1.同理可得:x 2,y 2.假设存在常数λ,使x 1x 2+λy 1y 2=0恒成立,代入即可得出.
(ii )由(i )可得:OA ⊥OB ,|OA|2
=x21+y21=4,|OA|=2,同理可得:|OB|=2.即可得出S △OAB =12|OA|∙|OB|. 试题解析:(1)∵
,a 2=b 2+c 2,可得a=2b ,.∴椭圆的标准方程为: +y 2=b 2,
设P (x ,y ),(﹣b≤y≤b). P 到点M (0,2)的距离d=
=
=
,
当0<b <时,y=﹣b 时,d 取得最大值,∴b+2=,解得b=﹣2
,舍去.
当≤b 时,y=﹣时,d 取得最大值,∴=
,解得b=1,满足条件.
∴椭圆E 的方程为:
+y 2=1.
(2)(i )设P (m ,n ),则=1.⊙P 的方程为:(x ﹣m )2+(y ﹣n )2=,
设经过原点O 的⊙P 的切线方程为:y=kx ,不妨设OA 的方程为:y=k 1x ,OB 的方程为:y=k 2x . 则
=
,化为:(5m 2﹣4)k 2﹣10mnk+5n 2﹣4=0,
∴k 1+k 2=,k 1k 2=,
假设存在常数λ,使x 1x 2+λy 1y 2=0恒成立,则121212
1
x x y y k k λ=-
-,
12k k =﹣
=﹣
=-, 故4λ=为常数.
(ii)当l 斜率存在时,设直线l 的方程为y kx b =+ 联立
{
2244
y kx b x y =++=,得(
)2
2
2148440k
x
kbx b +++-=
2121222844
,1414kb b x x x x k k -+=-=
++, ()()22
12122
414b k y y kx b kx b k
-=++=+, 由(i )知,x 1x 2+4y 1y 2=0,化简可得22142k b +=,
(
)
2222
2
122
2
641616
211114k b AB k x k
k b
k -+=+-=+=++ O 到l 的距离为2
1b d k =
+1
12
AOB S AB d ∆=
= 当l 斜率不存在时,易得l 的方程为2x =±2AB =
1
2212
AOB S ∆==。