江西2015届高中数学二轮复习高效专项检测题25Word版含答案
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指数函数、对数函数、幂函数一、选择题1. (2013·大纲版全国卷高考文科·T6)与(2013·大纲版全国卷高考理科·T5)相同函数)0)(11(log )(2>+=x xx f 的反函数()1=f x -( )A.()1021x x >- B.()1021xx ≠- C.()21xx R -∈ D.()210x x ->【解题指南】首先令)11(log 2xy +=求出x ,然后将y x ,互换,利用反函数的定义域为原函数的值域求解.【解析】选A.由)11(log 2xy +=,0>x ,得函数的值域为0>y ,又x y 112+=,解得121-=y x ,所以()1=f x -121-x )0(>x 2.(2013·北京高考理科·T5)函数f(x)的图象向右平移1个单位长度,所得图象与曲线y=e x 关于y 轴对称,则f(x)= ( ) A.e x+1 B.e x-1 C.e -x+1 D.e -x-1 【解题指南】把上述变换过程逆过来,求出y=e x 关于y 轴对称的函数,再向左平移1个单位长度得到f(x).【解析】选D.与y=e x 关于y 轴对称的函数应该是y=e -x ,于是f(x)可由y=e -x 向左平移1个单位长度得到,所以f(x)=e -(x+1)=e -x-1. 3.(2013·广东高考文科·T2)函数lg(1)()1x f x x +=-的定义域是( )A .(1,)-+∞B .[1,)-+∞C .(1,1)(1,)-+∞D .[1,1)(1,)-+∞ 【解题指南】函数的定义域有两方面的要求:分母不为零,真数大于零,据此列不等式即可获解.【解析】选C. 解不等式10,10x x +>-≠可得1,1x x >-≠是定义域满足的条件.4.(2013·山东高考文科·T5)函数()f x =的定义域为( )A.(-3,0]B.(-3,1]C.(,3)(3,0]-∞--D.(,3)(3,1]-∞--【解题指南】定义域的求法:偶次根式为非负数,分母不为0.【解析】选A. ⎩⎨⎧>+≥-03021x x ,解得03≤<-x .5.(2013·陕西高考文科·T3)设a, b, c 均为不等于1的正实数, 则下列等式中恒成立的是 ( )A . ·log log log a c c b a b = B. b a b c c a log log log =⋅ C. c b bc a a a log log )(log ⋅=D. ()log g og o l l a a a b b c c +=+【解题指南】a, b,c ≠1,掌握对数两个公式:abb y x xyc c a a a a log log log ,log log log =+= 并灵活转换即可得解.【解析】选B.对选项A: bab a b bc c a c c a log log log log log log =⇒=⋅,显然与第二个公式不符,所以为假。
江西省南昌市2015届高三数学第二次模拟考试试题(扫描版)理2015 年 高 三 测 试 卷数学(理科)参考答案及评分标准一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,在每小题给同的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.13.214.13π 15.1316. 2212x y -=三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.17.解:(Ⅰ)由点,C B 的坐标可以得到34AOC π∠=,23AOB π∠=,…………………2分 所以cos cos()COB AOC AOB ∠=∠+∠1()2222=---4=-;……6分 (Ⅱ)因为c =23AOB π∠=,所以3C π=,所以2sin sin a b A B ===,………8分所以22sin 2sin()3a b A A π+=+-2sin()6A π=+,2(0)3A π<<, (11)分所以当3A π=时,a b +最大,最大值是.………………………………………………12分18.解:(Ⅰ)该校运动会开幕日共有13种选择,其中运动会期间至少两天空气质量优良的选择有:1日,2日,3日,5日,9日,10日,12日,所以运动会期间至少两天空气质量优良的概率是2713P =.…………………………………6分 (Ⅱ)随机变量ξ所有可能取值有:0,1,2,3;………………………………………………7分(0)P ξ==113,(1)P ξ==613,(2)P ξ==613,(3)P ξ==113,……………………9分 所以随机变量ξ的分布列是:……………………10分随机变量ξ的数学期望是1661012313131313E ξ=⨯+⨯+⨯+⨯=2113. (12)分 19.(Ⅰ)证明:在梯形ABCD 中,因为2AD DC CB ===,4AB =,4212cos 22CBA -∠==,所以60,ABC ∠=︒由余弦定理求得AC =90ACB ∠=︒即BC⊥又因为平面AEFC ⊥平面ABCD ,所以BC ⊥平面所以BC AG ⊥,………………………………………3分 在矩形AEFC 中,tan 1AE AGE EG ∠==,4AGE π∴∠=tan 1CF CGF GF ∠==,4CGF π∠=, 所以2CGF AGE π∠+∠=,即AG CG ⊥,所以AG ⊥平面BCG ;……………………………………………………………………………6分(Ⅱ)FC AC ⊥,平面AEFC ⊥平面ABCD ,所以FC ⊥平面ABCD ,以点C 为原点,,,CA CB CF 所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系, 则)(0,0,0),(0,2,0),1,0)C A B D -,G ,…………………………8分平面BCG 的法向量(3,0,GA =,设平面GCD 的法向量(,,)n x y z =,则00n CG n CD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,从而00x z y +=⎧⎪-=,令1x =则(1,3,1)n =-,…………………………………………………………………………10分所以cos ,n GA <>==,…………………………………………………11分而二面角D —GCB为钝角,故所求二面角的余弦值为5-. (12)分 20.解:(Ⅰ)当l 垂直于OD 时||AB最小,因为||2OD ==,所以2r ==,…………………………………2分因为圆1C 222:(0)x y r r +=>的一条直径是椭圆2C 的长轴,所以2a =, 又点D 在椭圆22222:1(0)x y C a b a b +=>>上,所以291414b b +=⇒=, 所以圆1C 的方程为224x y +=,椭圆2C 的方程为22143x y +=;………………………5分(Ⅱ)椭圆2C 的右焦点F 的坐标是(1,0),当直线m 垂直于x 轴时,||PQ = ||4MN =,四边形PMQN 的面积S = 当直线m 垂直于y 轴时,||4PQ =,||3MN =,四边形PMQN 的面积6S =, (6)分当直线m 不垂直于坐标轴时,设n 的方程为(1)y k x =-(0)k ≠,此时直线m 的方程为1(1)y x k =--,圆心O到直线m 的距离为:d=,所以||PQ ==8分将直线n 的方程代入椭圆2C 的方程得到:()22224384120k x k x k +-+-=,||MN = 所以:四边形PMQN 的面积1||||2S PQ MN =⋅===∈, 综上:四边形PMQN的面积的取值范围是.…………………………………………12分21.解:(Ⅰ)21221'()22x ax f x x a x x -+=+-=(0)x >,记2()221g x x a x =-+………1分(一)当0a ≤时,因为0x >,所以()10g x >>,函数()f x 在(0,)+∞上单调递增;……2分(二)当0a <≤24(2)0a =-≤△,所以()0g x ≥,函数()f x 在(0,)+∞上单调递增;…………………………………………………………………………………………………3分(三)当a >0()0x g x >⎧⎨>⎩,解得x ∈,所以函数()f x在区间(,)22a a +上单调递减,在区间)+∞上单调递增.…………………………5分(Ⅱ)由(1)知道当(1a ∈时,函数()f x 在区间(0,1]上单调递增,所以(0,1]x ∈时,函数()f x 的最大值是(1)22f a =-,对任意的(1a ∈,都存在0(0,1]x ∈使得不等式20()ln ()f x a m a a +>-成立,等价于对任意的(1a ∈,不等式222ln ()a a m a a -+>-都成立,……………………………………6分即对任意的(1a ∈,不等式2ln (2)20a ma m a +-++>都成立, 记2()ln (2)2h a a ma m a =+-++,则(1)0h =, 1(21)(1)'()2(2)a ma h a ma m a a --=+-+=,因为(1a ∈,所以210a a ->,当1m ≥时,对任意(1a ∈,10ma ->,所以'()0h a >,即()h a在区间上单调递增,()(1)0h a h >=成立;…………………………………………………………………………9分当1m <时,存在0(1a ∈使得当0(1,)a a ∈时,10ma -<,'()0h a <,()h a 单调递减,从而()(1)0h a h <=,所以(1a ∈时,()0h a >不能恒成立.综上:实数m 的取值范围是[1,)+∞.……………………………………………………………12分22.解:AF 是圆的切线,且18,15AF BC ==,∴由切割线定理得到2218(15)12AF FB FC FB FB FB =⋅⇒=⋅+⇒=, (3)分,AB AD ABD ADB =∴∠=∠,则,//FAB ABD AF BD ∠=∠∴,…………………………………………………………………6分又//AD FC ,∴四边形ADBF 为平行四边形.12,,18AD FB ACF ADB F AC AF ==∠=∠=∠∴==,//,18AE AD AD FC AE BC ∴=-,解得8AE =。
双曲线一、选择题1.(2013²湖北高考文科²T2)已知π04θ<<,则双曲线1C :22221sin cos x y θθ-=与2C :22221cos sin y x θθ-=的( ) A .实轴长相等 B .虚轴长相等 C .离心率相等 D .焦距相等【解题指南】分别表示出双曲线1C 和2C 的实轴,虚轴,离心率和焦距,最后比较即可.【解析】选 D. 双曲线1C 的实轴长为2sin θ,虚轴长为2cos θ,焦距为2=,离心率为1sin θ;双曲线2C 的实轴长为2cos θ,虚轴长为2sin θ,焦距为2=,离心率为1cos θ,故只有焦距相等.故答案为D.2.(2013²福建高考理科²T3)双曲线1422=-y x 的顶点到渐进线的距离等于( ) A.52 B.54C. 552 D.554【解题指南】先求顶点,后求渐近线方程,再用距离公式求解.【解析】选 C.双曲线的右顶点为(20),,渐近线方程为20x y -=,则顶点到渐近线的距离为= 3.(2013²福建高考文科²T4)双曲线x 2-y 2=1的顶点到其渐近线的距离等于 ( )A .12B .2C .1D .【解题指南】先求顶点,后求渐近线方程,再用距离公式. 【解析】选B.顶点错误!未找到引用源。
到渐近线y=x 的距离为错误!未找到引用源。
.4. (2013²新课标Ⅰ高考文科²T4)与(2013²新课标Ⅰ高考理科²T4)相同已知双曲线C :12222=-by a x 错误!未找到引用源。
= 1(a>0,b>0)的离心率为错误!未找到引用源。
,则C 的渐近线方程为( ) A.y=±错误!未找到引用源。
x B.y=±错误!未找到引用源。
x C.y=±错误!未找到引用源。
x D.y=±x 【解题指南】 根据题目中给出离心率确定a 与c 之间的关系,再利用222b a c +=确定a 与b 之间的关系,即可求出渐近线方程.【解析】选C.因为25==a c e ,所以4522=a c ,又因为222b a c +=,所以45222=+a b a ,得=22a b 41,所以渐近线方程为x y 21±= 5.(2013²天津高考理科²T5)已知双曲线22221(0,0)x y a b a b -=>>的两条渐近线与抛物线y 2=2p x(p >0)的准线分别交于A,B 两点,O 为坐标原点.若双曲线的离心率为2,△AOB 的面积为错误!未找到引用源。
江西省重点中学协作体2015届高三第二次联考数学(理)答案一、选择题:1-5: C D DAB 6-10:BACDC 11-12: DA 二、填空题:13.160- 14.2- 15. π5 16. 6 三、解答题:17.解:由题意可得1)62sin(2)(+-=πx x f(1)226222πππππ+≤-≤-k x k所以增区间为: ]3,6[ππππ+-k k Z k ∈.………………………………………6分(2)由511)122(=+πA f 得53sin =A ;………………………………………7分1323)32(=+πB f 得1312sin ,135cos ==B B ;………………………………………8分 由于,<simB simA 131253==则54,=ℑ⇒∠A CO b a ……………………………10分所以6563)sin(sin =+=B A C .……………………………………………………12分 18.解:(1)取AC 中点O ,连结BO PO ,, PC PA =,BC AB =,∴AC OB AC OP ⊥⊥,,又 平面⊥APC 平面ABC ,∴ABC OP 面⊥………2分,OB OP ⊥,∴222PB OB OP =+,即1641622=-+-OC OC ,得2=OC ,则14,2,2===OP OB OA ,22=AC ,………4分∴22222121=⋅⋅=⋅⋅=∆OB AC S ABC . ∴31421423131=⋅⋅=⋅⋅=∆-OP S V ABC ABC P .……………………6分 (2)方法一 :分别以OP OC OB 、、为z y x 、、得)14,0,0(),0,2,0(),0,0,2(),0,2,0(),0,0,0(P C B A O -,………8分∴)0,2,2(-=,)14,0,2(-=,设平面PBC 的法向量),,(z y x =.由0,0=⋅=⋅得方程组⎪⎩⎪⎨⎧=+-=+-0142022z x y x ,取1=z ,得)1,7,7(=.10分)0,2,2(=AB ,∴15210152142||||,cos ==⋅>=<n AB n AB . 故直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值为15210.……………………12分 方法二 :设点A 到平面PBC 的距离为d ,作H BC BC PH 于点交⊥, 则15142222=-=-=HC PC PH ,151522121=⨯⨯=⋅=∆PH BC S PBC ∴151423142153131=⇒=⋅⋅=⋅⋅⇒=∆--d d d S V V PBC PBC A ABC P ∴直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值为15210152142==AB d . 19.解:(1)4086531811325==C C C P …………………………5分 (2)X 可能的取值为0、1、2、3408143)0(318313===C C X P 408195)1(31821315===C C C X P 40865)2(31811325===C C C X P 4085)3(31835===C C X P………10分65=EX ……………………………………………………12分20.解:(1)连接QF ,∵|QE |+|QF |=|QE |+|QP |=|PE |=4>|EF |=32, ∴动点Q 的轨迹是以)0,3(-E 、)0,3(F 为焦点,长轴长42=a 的椭圆,即动点Q 的轨迹方程为:1422=+y x ;…………………4分(2)依题结合图形知直线l 的斜率不为零,所以设直线l 的方程为n my x +=(R m ∈). ∵直线l 即0=--n my x 与圆O :122=+y x 相切,∴11||2=+m n 得122+=m n .(5分) 又∵点B A ,的坐标),(),,(2211y x y x 满足:⎩⎨⎧=-++=04422y x n my x , 消去x 整理得042)4(222=-+++n mny y m ,由韦达定理得42221+-=+m mny y ,442221+-=m n y y .…………………6分又 ||1||212y y m AB -⋅+=,点O 到直线l 的距离11||2=+=mn d ,∴||||21||121||2121212y y n y y m AB d S AOB -⋅=-⋅+⋅=⋅=∆ 222222)4(132)4(32++⋅=+⋅=m m m n………8分∵21212121))((y y n my n my y y x x OB OA +++=+=⋅=λ414445)()1(22222221212++=+--=++++=m m m m n n y y mn y y m . ∵3221≤≤λ,令12+=m t ,则]6,3[]32,21[3∈⇒∈+=t t t λ ∴69326932)3(32)4(13222222++=++⋅=+⋅=++⋅=∆tt tt t t t m m S AOB,…………………10分 ∵]121,272[691]227,12[69]227,12[69]215,6[9∈++⇒∈++⇒∈++⇒∈+tt t t t t t t ∴]1,322[∈∆AOB S ,∴AOB S ∆的取值范围为:]1,322[.…………………12分21.解:(1)x ae x f -=1)(',由题意知01)0('=-=a f 1=∴a .…………3分(2)由题意知:11x ae x = ① 22x ae x = ② 不妨设21x x <①-②得 )(2121x x e ea x x -=- 2121x x ee x x a --=∴ ③ …………5分 又)(2121x x e ea x x +=+,欲证221>+x x 只需证2)(21>+x x e e a ④联立③④得2))((212121>--+x x x x e e x x e e…………7分 即21))(1(212121>--+--x x x x e x x e ,令21x x t -= (0<t ) 则上式等价于21)1(>-+tt e te ,即02)2(>++-t t e t ⑤…………9分 令2)2()(++-=t t e t tϕ (0<t ) 1)1()('+-=t e t t ϕ,0)(''<=t te t ϕ )('t ϕ∴在)0,(-∞上单调递减,从而0)0(')('=>ϕϕt )(t ϕ∴在)0,(-∞上单调递增,从而0)0()(=<ϕϕt即⑤式成立,221>+∴x x ……………………………………………………12分 22.解:(1)证明:连接OA , OB OA =,∴OBA OAB ∠=∠. PA 与圆O 相切于点A ,∴ 90=∠OAP . ∴OAB PAC ∠-=∠ 90. OP OB ⊥, ∴OBA BCO ∠-=∠ 90. ∴PAC BCO ∠=∠.又PCABCO ∠=∠,∴PCA PAC ∠=∠.∴PC PA =.…………………5分(2)假设PO 与圆O 相交于点M ,延长PO 交圆O 于点N .PA 与圆O 相切于点A ,PMN 是圆O 的割线, ∴)()(2ON PO OM PO PN PM PA +⋅-=⋅=.5=PO ,3==ON OM ,∴16)35()35(2=+⨯-=PA . ∴4=PA .∴由(1)知4==PA PC . ∴1=OC .在OAP Rt ∆中,53cos ==∠OP OA AOP . NC ABPMO∴5325313219cos 2222=⨯⨯⨯-+=∠⋅⋅⋅-+=AOP OC OA OC OA AC . ∴5104532==AC .…………………10分 23.解:(1)由θρcos 10=得01022=-+x y x ,即25)5(22=+-y x .…………4分(2)将l 的参数方程代入圆C 的直角坐标方程,得25)226()223(22=++--t t . 即020292=++t t ,…………6分由于082204)29(2>=⨯-=∆,可设21,t t 是上述方程的两个实根.所以⎩⎨⎧=⋅-=+20292121t t t t ,又直线l 过点)6,2(P ,可得:29)()()(||||||||212121=+-=-+-=+=+t t t t t t PB PA .…………10分 24.解:(1)原不等式等价于即不等式的解集为}21|{≤≤-x x …………………5分 (2)4|)32()12(||32||12|=--+≥-++x x x x4|1|>-∴a 3a ∴<-或5a > …………………10分。
江西省2015年高考数学二轮复习 小题精做系列专题02一、选择题 1.已知命题R p ∈∃ϕ:,使)sin()(ϕ+=x x f 为偶函数;命题x x R x q sin 42cos ,:+∈∀03<-,则下列命题中为真命题的是( )A.q p ∧B.()q p ∨⌝C.()q p ⌝∨D.()()q p ⌝∨⌝ 【答案】C 【解析】2.已知命题p :“∀x ∈R ,∃m ∈R ,使4x+2x·m +1=0”.若命题p 为真命题,则实数m 的取值范围是A. (-∞,-2]B. [2,+∞)C. (-∞,-2)D. (2,+∞) 【答案】A 【解析】3.已知01a <<,则2a 、2a、2log a 的大小关系是( )A .2a >2a >2log aB .2a>2a >2log a C .2log a >2a >2a D .2a>2log a >2a【答案】B 【解析】试题分析:因为 01a <<,所以,201a <<,122a <<,2log 0a <,即2a >2a >2log a ,选B .【考点定位】幂函数、指数函数、对数函数的性质. 4.已知x ,y∈R,i 为虚数单位.若1xi+=1-yi ,则x +yi =( )A .2+iB .1+2iC .1-2iD .2-i 【答案】A 【解析】由1x i +=1-yi ,得2x -2x i =1-yi ,所以x =2,y =2x=1,x +yi =2+i. 【考点定位】复数的基本计算.5.若点(,)P a b 在函数23ln y x x =-+的图像上,点(,)Q c d 在函数2y x =+的图像上,则22()()ac bd 的最小值为( )(A )2 (B ) 2 (C )22 (D )8 【答案】D 【解析】6.右图可能是下列哪个函数的图象( )A.y=2x-x 2-1 B. 14sin 2+=x x x y C.y=(x 2-2x)e xD.x x y ln =【答案】C 【解析】7.已知函数()2log ,02sin(), 2104x x f x x x π⎧<<⎪=⎨≤≤⎪⎩,若存在实数1234,,,x x x x 满足()()()1234()f x f x f x f x ===,且1234x x x x <<<,则3412(1)(1)x x x x -⋅-⋅的取值范围( )A.(20,32)B.(9,21)C.(8,24)D.(15,25) 【答案】B 【解析】8.设0a >且1a ≠.若log sin 2a x x >对(0,)4x π∈恒成立,则a 的取值范围是( )A.(0,)4πB.(0,]4πC.(,1)(1,)42ππ⋃D.[,1)4π9.已知22sin 1)(xx f +=,若)5(lg f a =,)2.0(lg f b =则下列正确的是( ) A .0=+b a B .0=-b a C .1=+b a D .1=-b a 【答案】C11()()022f x f x -+--=也就是()()1f x f x +-=,而12lg 0.2lg lg5lg510-===-,所以(lg5)(lg5)1f f +-=即1a b +=,选C.【考点定位】1.正弦函数的图像与性质;2.函数的奇偶性.10.函数3()sin 24sin cos ()f x x x x x R =-∈的最小正周期为( ). A .2πB .4πC .8πD .π【答案】A 【解析】11.已知x ,y 满足203010y x x y -≤⎧⎪+≥⎨⎪--≤⎩,则46--+x y x 的取值范围是( )A .⎥⎦⎤⎢⎣⎡73,0B . ⎥⎦⎤⎢⎣⎡76,0C .⎥⎦⎤⎢⎣⎡713,1D .⎥⎦⎤⎢⎣⎡720,2 【答案】C 【解析】12.某几何体的主视图与左视图都是边长为1的正方形,且体积为12,则该几何体的俯视图可以是( )【答案】C 【解析】13.设点(,)a b 是区域4000x y x y +-≤⎧⎪>⎨⎪>⎩内的随机点,函数2()41f x ax bx =-+在区间[1,)+∞上是增函数的概率为 ( )A.13 B. 23 C. 14 D. 12【答案】A【考点定位】1.线性规划问题.2.函数的单调性.3.几何概型问题.14.设双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点为F ,过点F 作与x 轴垂直的直线l 交两渐近线于A 、B 两点,且与双曲线在第一象限的交点为P ,设O 为坐标原点,若(,)OP OA OB R λμλμ=+∈,81=λμ,则该双曲线的离心率为( )A .322B .2C .233D .2【答案】D 【解析】15.已知双曲线C:()222210,0x y a b a b-=>>的离心率为2,,A B 为期左右顶点,点P 为双曲线C 在第一象限的任意一点,点O 为坐标原点,若,,PA PB PO 的斜率为123,,k k k ,则123m k k k =的取值范围为( )A.()0,33 B.()0,3 C.30,9⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭D.()0,816.已知数列{}n a 是首项为1a ,公差为(02)d d π<<的等差数列,若数列{cos }n a 是等比数列,则其公比为( )A.1B.1-C.1±D.22sin 0,sin 0,d d ==因为02d π<<,所以.d π=公比1111cos()cos()1.cos cos a d a q a a π++===-【考点定位】等比数列17.执行如图所示的程序框图,输入的N =2014,则输出的S =( )A .2011B .2012C .2013D .2014【答案】C 【解析】二、填空题18.已知()20OB =,,()22OC =, ,(2cos 2sin )CA αα=, ,则OA 与OB 的夹角的取值范围是______________. 【答案】]125,12[ππ【解析】法二、因为(22)CA αα=,,所以22(2cos )(2sin )2CA αα=+=,所以点A 在以C 2为半径的圆上. 作出图形如下图所示,从图可知OA 与OB 的夹角的取值范围是]125,12[ππ.【考点定位】向量. 三、解答题19.已知函数()ln ,()xf x ax xg x e =+=.(1)当0a ≤时,求()f x 的单调区间; (2)若不等式()x mg x x-<有解,求实数m 的取值菹围; (3)证明:当a=0时,()()2f x g x ->. 【答案】(1)参考解析;(2)0m <;(3)参考解析 【解析】试题分析:(1)由于()ln f x ax x =+,(0,)x ∈+∞.需求()f x 的单调区间,通过对函数()f x 求导,在讨论a 的范围即可得函数()f x 的单调区间.增.当1(,)x a∈-+∞时,'()0f x <,所以()f x 单调递减.综上所述:当0a =时,()f x 在(0,)+∞单调递增;当0a <时,()f x 在1(0,)a -上单调递增,在1(,)a-+∞单调递减.【考点定位】1.函数的单调性.2.含不等式的证明.3.构建新的函数问题.4.运算能力.5.数学知识综合应用.20.已知函数),0,(ln )1(2)(2>∈∈--=*a R a N k x a x x f k 且 (1)讨论函数)(x f 的单调性;(2)若2014=k 时,关于x 的方程ax x f 2)(=有唯一解,求a 的值; (3)当2013=k 时,证明: 对一切),0(+∞∈x ,都有)21(2)(2exe a x xf x ->-成立. 【答案】详见解析 【解析】当k 是奇数时,()0f x '>,则f(x)在(0,+∞)上是增函数; 当k 是偶数时,则2()()2()2x a x a a f x x xx+-'=-=.所以当x ∈()0,a 时,()0f x '<,当x ∈),(+∞a 时,()0f x '>. 故当k 是偶数时,f (x)在()0,a 上是减函数,在(),a +∞上是增函数. 4分另解:()2f x ax =即22ln 2x a x ax -=有唯一解,所以:22ln x a x x =+,令()2ln x p x x x=+,则()()()22ln 1ln x x x p x x x +-'=+,设()2ln 1+h x x x =-,显然()h x 是增函数且()10h =,所以当01x <<时【考点定位】1.导数的运用;2.方程及不等式. 21.已知函数1()f x x x=-,()ln ()g x a x a R =∈.(1)a≥-2时,求F(x)=f(x)-g(x)的单调区间;(2)设h(x)=f(x)+g(x),且h(x)有两个极值点为12,x x ,其中11(0,]2x ∈,求12()()h x h x -的最小值.【答案】(1)详见解析;(2)5ln23-. 【解析】试题解析:(1)由题意x a xx x F ln 1)(--=,其定义域为()∞+,0,则221)(x ax x x F +-=',2分对于1)(2+-=ax x x m ,有42-=∆a .①当22≤≤-a 时,0)(≥'x F ,∴)(x F 的单调增区间为),0(+∞;②当2>a 时,0)(='x F 的两根为2421--=a a x ,2422-+=a a x(2)对x a xx x h ln 1)(+-=,其定义域为),0(+∞. 求导得,222111)(xax x x a x x h ++=++=', 由题0)(='x h 两根分别为1x ,2x ,则有122=⋅x x ,a x x -=+21, 8分 ∴121x x =,从而有111x x a --=22.已知函数()sin 2f x m x x =+,(0)m >的最大值为2. (1)求函数()f x 在[]0,π上的值域; (2)已知ABC ∆外接圆半径3=R ,()()46sin 44f A f B A B ππ-+-=,角,A B 所对的边分别是,a b ,求ba 11+的值. 【答案】(1)[]2,2-;(2)2.【解析】而0m >,于是2m =,π()2sin()4f x x =+. 4分23.在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,已知B p C A sin sin sin ⋅=+(R ∈p ),且241b ac =. (1)当45=p ,1=b 时,求a ,c 的值; (2)若B 为锐角,求实数p 的取值范围.【答案】(1)⎪⎩⎪⎨⎧==41,1c a 或⎪⎩⎪⎨⎧==.1,41c a ;(2)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∈2,26p . 【解析】又41=ac ,所以⎪⎩⎪⎨⎧==41,1c a 或⎪⎩⎪⎨⎧==.1,41c a (5分)(少一组解扣1分)【考点定位】(1)正弦定理;(2)余弦定理及三角函数值的范围. 24.设等差数列{n a }的前n 项和为S n ,且S 4=4S 2,122+=n n a a . (1)求数列{n a }的通项公式; (2)设数列{n b }满足*31212311,2n n n b b b b n N a a a a ++++=-∈,求{n b }的前n 项和T n ; (3)是否存在实数K ,使得T n K ≥恒成立.若有,求出K 的最大值,若没有,说明理由. 【答案】(1)a n =2n ﹣1,n ∈N *;(2)2332n nn T +=-;(3)12K ≤. 【解析】试题分析:(1)由于{a n }是等差数列,故只需求出其首项a 1和公差d 即可得其通项公式.由S 4=4S 2,a 2n =2a n +1得方程组:11114684(21)22(1)1a d a da n d a n d +=+⎧⎨+-=+-+⎩,这个方程组中,看起来有3个未知数,但n 抵消了(如果11114684(21)22(1)1a d a da n d a n d +=+⎧⎨+-=+-+⎩, 解得a 1=1,d =2.∴a n =2n ﹣1,n ∈N *.(2)由已知*31212311,2n n n b b b b n N a a a a ++++=-∈,得: 当n =1时,1112b a =,所以12K ≤. 【考点定位】1、等差数列与等比数列;2、数列的和;3、数列与不等式. 25.已知等比数列{}n a 的各项均为正数,且213,21,2a a 成等差数列,632,31,a a a 成等比数列.(1)求数列{}n a 的通项公式; (2)已知nn a b 1log 3=,记12n n S b b b =+++,111111111111133636n nT S =+++++++++++,求证:20141013.T <【答案】(1)13n na =;(2)参考解析 【解析】试题分析:(1)又等比数列{}n a 的各项均为正数,且213,21,2a a 成等差数列,632,31,a a a 成等比数列.可得到两个等式,解方程组可得结论.(2)由(1)可得数列{}n b 的通项,即可计算n S ,由于n T 是一个复合的形式,所以先计算通项式1111111[(1)(1)(1)][(1)]21222n n n++++⋅⋅⋅++=+++⋅⋅⋅+ .所以2014111111[2014(1)]1007(1)222014222014T =+++⋅⋅⋅+=+++⋅⋅⋅+即等价于证明1111222014++⋅⋅⋅+<.1010111111124(234)1122014242++⋅⋅⋅+<+⨯+⨯+⋅⋅⋅+⨯-<.所以20141013.T <【考点定位】1.等差数列、等比数列的性质.2.数列的求和.3.数列与不等式的知识交汇.4.归纳递推的思想.26.如图1,在直角梯形ABCD 中,CD AB //,AD AB ⊥,且121===CD AD AB . 现以AD 为一边向梯形外作正方形ADEF ,然后沿边AD 将正方形ADEF 翻折,使平面ADEF 与平面ABCD 垂直,M 为ED 的中点,如图2.(1)求证:AM ∥平面BEC ; (2)求证:BDE BC 平面⊥; (3)求点D 到平面BEC 的距离. 【答案】(1)见解析(2)见解析(3)63【解析】试题解析:(1)证明:取EC 中点N ,连结BN MN ,. 在△EDC 中,,M N 分别为,EC ED 的中点, 所以MN ∥CD ,且12MN CD =. 由已知AB ∥CD ,12AB CD =, 所以MN ∥AB ,且MN AB =. 3分所以四边形ABNM 为平行四边形. 所以BN ∥AM . 4分又因为⊂BN 平面BEC ,且⊄AM 平面BEC , 所以AM ∥平面BEC . 5分(2)在正方形ADEF 中,ED AD ⊥. 又因为平面ADEF ⊥平面ABCD ,且平面ADEF 平面ABCD AD =,所以⊥ED 平面ABCD . 所以ED BC ⊥. 7分在直角梯形ABCD 中,1==AD AB , 2=CD ,可得2=BC .在△BCD 中,2,2===CD BC BD ,所以222CD BC BD =+. 所以BC BD ⊥. 8分.26322121=⋅⋅=⋅=∆BC BE S BCE 12分又BCE D BCD E V V --=,设点D 到平面BEC 的距离为.h 则⋅=⋅∆3131DE S BCD h S BCE ⋅∆,所以36261==⋅=∆∆BCE BCD S DE S h 所以点D 到平面BEC 的距离等于36. 14分 【考点定位】勾股定理线面平行,线面垂直等体积法27.如图:已知长方体1111ABCD A B C D -的底面ABCD 是边长为2的正方形,高122AA =,P 为1CC 的中点,AC 与BD 交于O 点.(1)求证:BD ⊥平面11AAC C ;(2)求证:1AC ∥平面PBD ;(3)求三棱锥1A BOP -的体积.【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)2.【解析】11ACC A ,即BO ⊥平面1A OP ,因此以1A OP 为底,BO 就是高,体积可得.试题解析:(1)底面ABCD 是边长为正方形,∴AC BD ⊥1A A ⊥底面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ∴1A A ⊥BD 3分1A A AC A =,∴BD ⊥平面11A ACC 5分【考点定位】(1)线面垂直;(2)线面平行;(3)几何体的体积.28.已知抛物线24x y =,直线:2l y x =-,F 是抛物线的焦点.(1)在抛物线上求一点P ,使点P 到直线l 的距离最小;(2)如图,过点F 作直线交抛物线于A 、B 两点.①若直线AB 的倾斜角为135,求弦AB 的长度;②若直线AO 、BO 分别交直线l 于,M N 两点,求||MN 的最小值.【答案】(1)(2,1)P ;(2)①AB ||8=;②||MN 的最小值是825. 【解析】试题分析:(1)数形结合,找出与:2l y x =-与平行的切线的切点即为P.(2)易得直线方程1y x =-+,与抛物线联立,利用弦长公式,可求AB ;②设221212(,),(,)44x x A x B x ,可得AO ,BO 方程,与抛物线联立试题解析:解:(1)设(,)P x y ,21,'42x y y x =∴=, 由题可知:11,2,12x x y =∴==同理由228442N x y x x x y x ⎧=⎪∴=⎨-⎪=-⎩9分 所以21288||11|2|44M N MN x x x x =+-=---12121282|164()x x x x x x -=-++① 10分 设:1AB y kx =+,由2214404y kx x kx x y=+⎧⎪∴--=⎨=⎪⎩,所以此时||MN 的最小值是825,此时253t =-,43k =-; 13分 综上:||MN 的最小值是825。
46 不等式选讲1.(2014·重庆改编)若不等式|2x -1|+|x +2|≥a 2+12a +2对任意实数x 恒成立,求实数a 的取值范围. 解设y =|2x -1|+|x +2|=⎩⎪⎨⎪⎧ -3x -1,x <-2,-x +3,-2≤x <12,3x +1,x ≥12.当x <-2时,y =-3x -1>5; 当-2≤x <12时,y =-x +3>52;当x ≥12时,y =3x +1≥52,故函数y =|2x -1|+|x +2|的最小值为52.因为不等式|2x -1|+|x +2|≥a 2+12a +2对任意实数x 恒成立,所以52≥a 2+12a +2.解不等式52≥a 2+12a +2,得-1≤a ≤12,故a 的取值范围为[-1,12]. 2.(2013·课标全国Ⅰ)已知函数f (x )=|2x -1|+|2x +a |,g (x )=x +3.(1)当a =-2时,求不等式f (x )<g (x )的解集;(2)设a >-1,且当x ∈⎣⎡⎭⎫-a 2,12时,f (x )≤g (x ),求a 的取值范围.解 (1)当a =-2时,不等式f (x )<g (x )化为|2x -1|+|2x -2|-x -3<0.设函数y =|2x -1|+|2x -2|-x -3,则y =⎩⎪⎨⎪⎧ -5x ,x <12,-x -2,12≤x ≤1,3x -6,x >1,其图象如图所示,由图象可知,当且仅当x ∈(0,2)时,y <0,∴原不等式的解集是{x |0<x <2}.(2)∵a >-1,则-a 2<12, ∴f (x )=|2x -1|+|2x +a |=⎩⎪⎨⎪⎧ -4x +1-a ⎝⎛⎭⎫x <-a 2a +1 ⎝⎛⎭⎫-a 2≤x <124x +a -1 ⎝⎛⎭⎫x ≥12当x ∈⎣⎡⎭⎫-a 2,12时,f (x )=a +1, 即a +1≤x +3在x ∈⎣⎡⎭⎫-a 2,12上恒成立. ∴a +1≤-a 2+3,即a ≤43, ∴a 的取值范围为⎝⎛⎦⎤-1,43. 3.(2013·福建)设不等式|x -2|<a (a ∈N *)的解集为A ,且32∈A ,12∉A , (1)求a 的值;(2)求函数f (x )=|x +a |+|x -2|的最小值.解 (1)因为32∈A ,且12∉A , 所以⎪⎪⎪⎪32-2<a ,且⎪⎪⎪⎪12-2≥a , 解得12<a ≤32.又因为a ∈N *,所以a =1. (2)因为|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3,当且仅当(x +1)(x -2)≤0,即-1≤x ≤2时取到等号,所以f (x )的最小值为3.4.(2014·课标全国Ⅰ)若a >0,b >0,且1a +1b =ab . (1)求a 3+b 3的最小值;(2)是否存在a ,b ,使得2a +3b =6?并说明理由.解 (1)由ab =1a +1b ≥2ab,得ab ≥2, 且当a =b =2时等号成立.故a 3+b 3≥2a 3b 3≥42,且当a =b =2时等号成立.所以a 3+b 3的最小值为4 2.(2)由(1)知,2a +3b ≥26ab ≥4 3.由于43>6,从而不存在a ,b ,使得2a +3b =6.5.设函数f (x )=|x -a |+3x ,其中a >0.(1)当a =1时,求不等式f (x )≥3x +2的解集;(2)若不等式f (x )≤0的解集为{x |x ≤-1},求a 的值.解 (1)当a =1时,f (x )≥3x +2可化为|x -1|≥2.由此可得x ≥3或x ≤-1.故不等式f (x )≥3x +2的解集为{x |x ≥3或x ≤-1}.(2)由f (x )≤0得|x -a |+3x ≤0.此不等式化为不等式组⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥a ,x -a +3x ≤0或⎩⎪⎨⎪⎧x <a ,a -x +3x ≤0, 即⎩⎪⎨⎪⎧ x ≥a ,x ≤a 4或⎩⎪⎨⎪⎧ x <a ,x ≤-a 2. 因为a >0,所以不等式组的解集为{x |x ≤-a 2}. 由题设可得-a 2=-1,故a =2. 6.若3x +4y =2,试求x 2+y 2的最小值.解 由柯西不等式(32+42)·(x 2+y 2)≥(3x +4y )2,①得25(x 2+y 2)≥4,所以x 2+y 2≥425. 不等式①中当且仅当x 3=y 4时等号成立,x 2+y 2取得最小值, 由方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 3x +4y =2,x 3=y 4,解得⎩⎨⎧x =625,y =825. 因此当x =625,y =825时,x 2+y 2取得最小值,最小值为425. 7.(2013·课标全国Ⅱ)设a 、b 、c 均为正数,且a +b +c =1,证明:(1)ab +bc +ca ≤13;(2)a 2b +b 2c +c 2a≥1. 证明 (1)由a 2+b 2≥2ab ,b 2+c 2≥2bc ,c 2+a 2≥2ac 得a 2+b 2+c 2≥ab +bc +ca .由题设得(a +b +c )2=1,即a 2+b 2+c 2+2ab +2bc +2ca =1.所以3(ab +bc +ca )≤1,即ab +bc +ca ≤13. (2)因为a 2b +b ≥2a ,b 2c +c ≥2b ,c 2a +a ≥2c , 故a 2b +b 2c +c 2a+(a +b +c )≥2(a +b +c ), 即a 2b +b 2c +c 2a ≥a +b +c .所以a 2b +b 2c +c 2a≥1.8.(2014·课标全国Ⅱ)设函数f (x )=⎪⎪⎪⎪x +1a +|x -a |(a >0). (1)证明:f (x )≥2;(2)若f (3)<5,求a 的取值范围.(1)证明 由a >0,有f (x )=⎪⎪⎪⎪x +1a +|x -a |≥ ⎪⎪⎪⎪x +1a -(x -a )=1a+a ≥2. 所以f (x )≥2.(2)解 f (3)=⎪⎪⎪⎪3+1a +|3-a |. 当a >3时,f (3)=a +1a, 由f (3)<5,得3<a <5+212. 当0<a ≤3时,f (3)=6-a +1a, 由f (3)<5,得1+52<a ≤3. 综上,a 的取值范围是(1+52,5+212). 9.已知a 2+2b 2+3c 2=6,若存在实数a ,b ,c ,使得不等式a +2b +3c >|x +1|成立,求实数x 的取值范围.解 由柯西不等式知[12+(2)2+(3)2][a 2+(2b )2+(3c )2]≥(1·a +2·2b +3·3c )2即6×(a 2+2b 2+3c 2)≥ (a +2b +3c )2又∵a 2+2b 2+3c 2=6,∴6×6≥(a +2b +3c )2,∴-6≤a +2b +3c ≤6,∵存在实数a ,b ,c ,使得不等式a +2b +3c >|x +1|成立.∴|x +1|<6,∴-7<x <5.∴x 的取值范围是{x |-7<x <5}.10.(2014·福建)已知定义在R 上的函数f (x )=|x +1|+|x -2|的最小值为a .(1)求a 的值;(2)若p ,q ,r 是正实数,且满足p +q +r =a ,求证:p 2+q 2+r 2≥3.(1)解 因为|x +1|+|x -2|≥|(x +1)-(x -2)|=3,当且仅当-1≤x ≤2时,等号成立,所以f (x )的最小值等于3,即a =3.(2)证明 由(1)知p +q +r =3,又因为p ,q ,r 是正实数,所以(p 2+q 2+r 2)(12+12+12)≥(p ×1+q ×1+r ×1)2=(p +q +r )2=9,即p 2+q 2+r 2≥3.11.已知f (x )=|x +1|+|x -1|,不等式f (x )<4的解集为M .(1)求M ;(2)当a ,b ∈M 时,证明:2|a +b |<|4+ab |.(1)解 f (x )=|x +1|+|x -1|=⎩⎪⎨⎪⎧ -2x ,x <-1,2,-1≤x ≤1,2x ,x >1.当x <-1时,由-2x <4,得-2<x <-1;当-1≤x ≤1时,f (x )=2<4;当x >1时,由2x <4,得1<x <2.∴综上可得-2<x <2,即M =(-2,2).(2)证明 ∵a ,b ∈M ,即-2<a <2,-2<b <2,∴4(a +b )2-(4+ab )2=4(a 2+2ab +b 2)-(16+8ab +a 2b 2)=(a 2-4)(4-b 2)<0,∴4(a +b )2<(4+ab )2,∴2|a +b |<|4+ab |.12.设a ,b ,c 均为正实数,试证明不等式12a +12b +12c ≥1b +c +1c +a +1a +b,并说明等号成立的条件.解 因为a ,b ,c 均为正实数,所以12⎝⎛⎭⎫12a +12b ≥12ab ≥1a +b, 当且仅当a =b 时等号成立;12⎝⎛⎭⎫12b +12c ≥12bc ≥1b +c, 当且仅当b =c 时等号成立;12⎝⎛⎭⎫12c +12a ≥12ca ≥1c +a, 当且仅当a =c 时等号成立.三个不等式相加,得12a +12b +12c ≥1b +c +1c +a +1a +b, 当且仅当a =b =c 时等号成立.。
六校联考数学卷(理)参考答案与评分标准一、 选择题1~6 BADBDB 7~12 BCCCBA二、 填空题13、1 14、-8 15、C 16、64π三、 解答题17、解:(1)当n=1时11122a S a ==-,12a =,当2n ≥时,111(22)(22)22n n n n n n n a S S a a a a ---=-=---=-, 得12n n a a -=∴数列{n a }是以2为首项,公比为2的等比数列,∴数列{n a }的通项公式为2nn a =. ……3分112b a ==,设公差为d ,则由1311,,b b b 成等比数列,得2(22)2(210)d d +=⨯+, 解得0d =(舍去)或3d =∴数列}{n b 的通项公式为31n b n =-. ……6分 (2……8分……10分 ……12分18、解:(1)由题意,得()0.020.0320.018101a +++⨯=, 解得0.03a =; ……2分 又由最高矩形中点的的横坐标为20,可估计盒子中小球重量的众数约为20克, ……4分 而50个样本小球重量的平均值为:故由样本估计总体,可估计盒子中小球重量的平均值约为24.6克; ……6分 (2)利用样本估计总体,该盒子中小球重量在(]5,15内的概率为0.2,则1(3,)5X B ~.X 的取值为0、1、2、3,……10分 X ∴的分布列为:……12分 19、解:(1)证明:⊥PC Θ平面ABCD ,⊂AC 平面ABCD ,PC AC ⊥∴,2=AB ,1==CD AD ,222AB BC AC =+∴,BC AC ⊥∴又C PC BC =I ,⊥∴AC 平面PBC ,∵⊂AC 平面EAC ,∴平面⊥EAC 平面PBC ……6分(2)以C 为原点,建立空间直角坐标系如图所示,则C (0,0,0),A (1,1, 设P (0,0,a )(0>a ), )0,1,1(=CA ,),0,0(a CP =,取m =(1,-1,0) ……8分B则0=⋅=⋅CA m CP m ,∴m u r为面PAC 的法向量设),,(z y x n =为面EAC 的法向量,则0=⋅=⋅CE n CA n ,即⎩⎨⎧=+-=+0,0az y x y x ,取a x =,a y -=,2-=z ,则)2,,(--=a a n ,,则2=a 于是)2,2,2(--=n 设直线PA 与平面EAC 所成角为θ,则 即直线PA 与平面EAC 所成角的正弦值为……12分(或设CA 为x 轴,CB 为y 轴,CP 为z 轴,请酌情给分)20、解:(1)由题意得121221PF F S c b b ∆=⋅⋅⎧⎪⎨⎪⎩,解得=2a ,1b =.所以椭圆C 的方程是 ……4分 (2)以线段PQ 为直径的圆过x 轴上的定点. 当直线l 斜率不存在时以线段PQ 为直径的圆的方程为:223xy +=……5分当直线l 斜率存在时 设(1)(0)y k x k =-≠得2222(14)8440k x k x k +-+-=. 设1122(,),(,)A x y B x y ,则有……7分又因为点M 是椭圆C 的右顶点,所以点(2,0)M .由题意可知直线AM 的方程为直线BM 的方程为……8分 若以线段PQ 为直径的圆过x 轴上的定点0(,0)N x ,则等价于0PN QN ⋅=u u u r u u u r恒成立. ……9分故以线段PQ 为直径的圆过x 轴上的定点 ……12分 (或设1x my =+请酌情给分)21、解:(Ⅰ)由得切线的斜率(2)31,2,k f a a '==-=-∴=,故2()2ln 2f x x x x =-+, …… 2分 由()2f x x m ≥+得22ln m x x ≤-∵不等式()2f x x m ≥+2max (2ln )m x x ≤- ……4分令2()2ln g x x x =-,故()0g x '=时,1x =.当时,()0g x '>;当1e x <<时,()0g x '<.(1)1g =-,所以1m ≤- ……6分(Ⅱ)因为()f x 的图象与x 轴交于两个不同的点()()12,0,,0A x B x所以方程22ln 0x x ax -+=的两个根为12,x x ,则211122222ln 02ln 0x x ax x x ax ⎧-+=⎪⎨-+=⎪⎩,两式相减得……8分*)120,01,x x t <<∴<<Q 即证明在01t <<上恒成立 …10分 又01t <<,所以()0u t '> 所以,()u t 在()0,1上是增函数,则()()10u t u <=,从而知………12分22、解: (1)∵PA 是圆O 的切线 ∴ACB PAB ∠=∠ 又P ∠是公共角∴ABP ∆∽CAP ∆ ………2分∴2==PBAPAB AC ∴AB AC 2= ………4分 (2)由切割线定理得:PC PB PA ⋅=2∴20=PC又PB=5 ∴15=BC ………6分又∵AD 是BAC ∠的平分线 ∴2==DBCDAB AC ∴DB CD 2= ∴5,10==DB CD ………8分又由相交弦定理得:50=⋅=⋅DB CD DE AD ………10分 23、解:(Ⅰ)曲线C 的普通方程为2:2,C y ax = 直线的普通方程为20x y --= ---------4分 (Ⅱ)将直线的参数表达式代入抛物线得()2116402t t a -++=, 1212,328t t t t a ∴+=+=+, ------------6分又|||||,||||,|||2121t t MN t PN t PM -===, 由题意知,21221212215)(||||t t t t t t t t =+⇒=-, 代入得1=a ---------10分 24、解:(Ⅰ)当x 4≥时f(x)=2x+1-(x-4)=x+5>0 得x >-5,所以x 4≥成立 当421<≤-x 时,f (x )=2x +1+x -4=3x -3>0 得x >1,所以1<x <4成立 当21-<x 时f (x )=-x -5>0得x <-5所以x <-5成立, 综上,原不等式的解集为{x |x >1或x <-5} ------------5分 (Ⅱ)f (x )+43-x =|2x +1|+2|x -4|9|)82(12|=--+≥x x 当时等号成立421≤≤-x所以m≤9 ------------10分。
一.基础题组1. 【上海市浦东新区2013—2014学年度第一学期期末质量抽测高三数学试卷(文卷)】221lim 2n n n n→∞+- =__________.2. 【上海市普陀区2014届高三上学期12月质量调研数学(文)试题】若圆1)1(22=-+y x 的圆心到直线:n l 0=+ny x (*N n ∈)的距离为n d ,则=∞→n n d lim .3. 【2013学年第一学期十二校联考高三数学(文)考试试卷】若数列{}n a 满足:111,2()n n a a a n N *+==∈,则前6项的和6S = .(用数字作答)【答案】63 【解析】试题分析:要求数列的前n 项的和,一般先确定下这个数列是不是等差数列或者等比数列,或者是否能转4. 【2013学年第一学期十二校联考高三数学(文)考试试卷】在等差数列{}n a 中,中若01<a ,n S 为前n 项之和,且177S S =,则n S 为最小时的n 的值为 .5. 【上海市十三校2013年高三调研考数学试卷(文科)】计算:21lim 1n n n n →∞⎡⎤⎛⎫- ⎪⎢⎥+⎝⎭⎣⎦=_________.6. 【2013学年第一学期徐汇区学习能力诊断卷高三年级数学学科(文科)】计算:210lim323x n n →∞++= .7. 【2013学年第一学期徐汇区学习能力诊断卷高三年级数学学科(文科)】如果()1111112312n f n n n =++++++++(*n N ∈)那么()()1f k f k +-共有 项.8. 【上海市浦东新区2013—2014学年度第一学期期末质量抽测高三数学试卷(文卷)】已知数列{}n a 中,11a =,*13,(2,)n n a a n n N -=+≥∈,则n a =___________.9. 【上海市普陀区2014届高三上学期12月质量调研数学(文)试题】数列}{n a 中,若11=a ,n n n a a 211=++(*N n ∈),则=+++∞→)(lim 221n n a a a .10. 【2013学年第一学期十二校联考高三数学(文)考试试卷】计算:2(1)(13)lim(2)(1)n n n n n n →∞+-=-++________.11. 【上海市十三校2013年高三调研考数学试卷(文科)】等差数列{}n a 中,1102,15a S ==,记2482n n B a a a a =++++,则当n =____时,n B 取得最大值.12. 【上海市十三校2013年高三调研考数学试卷(文科)】设正数数列{}n a 的前n 项和是n S ,若{}n a 和{n S }都是等差数列,且公差相等,则=+d a 1__ _.13. 【上海市嘉定区2014届高三上学期期末质量调研(一模)数学(文)试卷】函数xa y =(0>a ,1≠a )的图像经过点⎪⎭⎫⎝⎛41,2P ,则=+++∞→)(lim 2n n a a a ______.14. 【黄浦区2013—2014学年度第一学期高三年级学业质量调研数学试卷(文科)】已知数列{}na 是公差为2的等差数列,若6a 是7a 和8a 的等比中项,则na=________.15. 【上海市嘉定区2014届高三上学期期末质量调研(一模)数学(文)试卷】已知数列}{n a 的前n 项和2n S n =(*N ∈n ),则8a 的值是__________.16. 【上海市嘉定区2014届高三上学期期末质量调研(一模)数学(文)试卷】设等比数列}{n a 的前n 项和为n S ,且55S a =,则=2014S ________.考点:等比数列的前n 项和.17. 【上海市杨浦区2013—2014学年度第一学期高三年级学业质量调研数学试卷(文科)】计算:=+∞→133lim nnn .二.能力题组1. 【上海市普陀区2014届高三上学期12月质量调研数学(文)试题】在数列}{n a 中,21=a ,341+=-n n a a (2≥n ),则数列}{n a 的前n 项和=n S .2. 【上海市浦东新区2013—2014学年度第一学期期末质量抽测高三数学试卷(文卷)】已知函数,1)(22+=x x x f 则()()()11112(2013)2014232013f f f f f f f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫++++++++ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭K L 12014f ⎛⎫+ ⎪⎝⎭= ( )(A) 201021 (B) 201121 (C) 201221 (D) 2013213. 【上海市十三校2013年高三调研考数学试卷(文科)】已知函数()(2318,3133x tx x f x t x ⎧-+≤⎪=⎨->⎪⎩,记()()*n a f n n N =∈,若{}na 是递减数列,则实数t 的取值范围是______________.4. 【上海市长宁区2013—2014第一学期高三教学质量检测数学试卷(文科)】数列{}n a 满足*,5221...2121221N n n a a a n n ∈+=+++,则=n a. 换n 得12121111...2(1)5222n n a a a n --+++=-+(2n ≥),两式相减得122n n a =,12n n a +=,又1172a =,即114a =,故n a =⎩⎨⎧≥=+.2,21,141n n n . 考点:数列的通项公式.5. 【上海市长宁区2013—2014第一学期高三教学质量检测数学试卷(文科)】已知数列{}{}n n b a ,都是公差为1的等差数列,其首项分别为11,b a ,且,511=+b a ,,11N b a ∈设),(N n a c n b n ∈=则数列{}n c 的前10项和等于______.6. 【虹口区2013学年度第一学期高三年级数学学科期终教学质量监控测试题】已知{}n a 是各项均为正数的等比数列,且1a 与5a 的等比中项为2,则42a a +的最小值等于 .7. 【虹口区2013学年度第一学期高三年级数学学科期终教学质量监控测试题】在nn n C B A ∆中,记角n A 、n B 、n C 所对的边分别为n a 、n b 、n c ,且这三角形的三边长是公差为1的等差数列,若最小边1+=n a n ,则=∞→n n C lim ( )..A 2π .B 3π .C 4π .D 6π8. 【虹口区2013学年度第一学期高三年级数学学科期终教学质量监控测试题】已知函数2sin)(2πn n n f =,且)1()(++=n f n f a n ,则=++++2014321a a a a .9. 【上海市普陀区2014届高三上学期12月质量调研数学(文)试题】若函数2cos1)(xx x f ⋅+=π,则=+++)100()2()1(f f f .10. 【上海市十三校2013年高三调研考数学试卷(文科)】已知无穷数列{}n a 具有如下性质:①1a 为正整数;②对于任意的正整数n ,当n a 为偶数时,12n n a a +=;当n a 为奇数时,112n n a a ++=.在数列{}n a 中,若当n k ≥时,1n a =,当1n k ≤<时,1n a >(2k ≥,*k N ∈),则首项1a 可取数值的个数为 (用k 表示)11. 【黄浦区2013—2014学年度第一学期高三年级学业质量调研数学试卷(文科)】已知数列{}n a 满足142a =-,()()*+∈=-+N n n a a n n n ,11,则数列{}na 的前2013项的和2013S 的值是___________.三.拔高题组1. 【上海市普陀区2014届高三上学期12月质量调研数学(文)试题】已知数列{}n a 中,13a =,132n n n a a ++=⋅,*n N ∈.(1)证明数列{}2n n a -是等比数列,并求数列{}n a 的通项公式; (2)在数列{}n a 中,是否存在连续三项成等差数列?若存在,求出所有符合条件的项;若不存在,请说明理由;(3)若1rs <<且r ,*s N ∈,求证:使得1a ,r a ,s a 成等差数列的点列(),r s 在某一直线上.2. 【2013学年第一学期十二校联考高三数学(文)考试试卷】已知数列{}n a 具有性质:①1a 为正数;②对于任意的正整数n ,当n a 为偶数时,21n n a a =+;当n a 为奇数时,211-=+n n a a (1)若641=a ,求数列{}n a 的通项公式;(2)若321,,a a a 成等差数列,求1a 的值;(3)设)3(321N m m a m ∈≥-=且,数列{}n a 的前n 项和为n S ,求证:521--≤+m S m n又01210m a +=-=,20m a +=,…3. 【上海市浦东新区2013—2014学年度第一学期期末质量抽测高三数学试卷(文卷)】设项数均为k (*2,k k N ≥∈)的数列}{n a 、}{n b 、}{n c 前n 项的和分别为n S 、n T 、n U .已知*2(1,)n n a b n n k n N -=≤≤∈,且集合12{,,,,,,k k a a a b b b ={2,4,6,,42,4}k k -. (1)已知n n n U 22+=,求数列}{n c 的通项公式;(2)若4k =,求4S 和4T 的值,并写出两对符合题意的数列}{n a 、}{n b ;(3)对于固定的k ,求证:符合条件的数列对(}{n a ,}{n b )有偶数对.1212{42,42,,42,42,42,,42}k k k a k a k a k b k b k b +-+-+-+-+-+-4. 【上海市十三校2013年高三调研考数学试卷(文科)】已知无穷数列{}n a 的前n 项和为n S ,且满足2n n n S Aa Ba C =++,其中A 、B 、C 是常数.(1)若0A =,3B =,2C =-,求数列{}n a 的通项公式;(2)若1A =,12B =,116C =,且0n a >,求数列{}n a 的前n 项和n S ; (3)试探究A 、B 、C 满足什么条件时,数列{}n a 是公比不为1-的等比数列.5. 【2013学年第一学期徐汇区学习能力诊断卷高三年级数学学科(文科)】称满足以下两个条件的有穷数列12,,,n a a a 为()2,3,4,n n =阶“期待数列”: ①1230n a a a a ++++=;②1231n a a a a ++++=.(1)若数列{}n a 的通项公式是, 试判断数列{}n a 是否为2014阶“期待数列”,并说明理由;(2)若等比数列{}n a 为()2*k k N ∈阶“期待数列”,求公比q 及{}n a 的通项公式;(3)若一个等差数列{}n a 既是()2*k k N ∈阶“期待数列”又是递增数列,求该数列的通项公式;6. 【上海市长宁区2013—2014第一学期高三教学质量检测数学试卷(文科)】设二次函数)()4()(2R k kxx k x f ∈+-=,对任意实数x ,有26)(+≤x x f 恒成立;数列}{n a 满足)(1n n a f a =+.(1)求函数)(x f 的解析式和值域;(2)证明:当)21,0(∈n a 时,数列}{n a 在该区间上是递增数列;(3)已知311=a ,是否存在非零整数λ,使得对任意n N *∈,都有 ()12333312111log log log 12log 1111222n n n a a a λ-⎛⎫⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪ ⎪++⋅⋅⋅+>-+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪---⎝⎭⎝⎭⎝⎭2log 2)1(31n n +-+-λ 恒成立,若存在,求之;若不存在,说明理由.试题解析:(1)由 26)(+≤x x f 恒成立等价于02)6()4(2≤--+-x k x k 恒成立,从而得:⎩⎨⎧≤-+-<-0)4(8)6(042k k k ,化简得⎩⎨⎧≤-<0)2(42k k ,从而得2=k ,所以x x x f 22)(2+-=, …………3分 其值域为]21,(-∞. …………4分(2)解: 81)41(222)(221+--=-+-=-=-+n n n nn n n n a a a a a a f a a …………6分7. 【虹口区2013学年度第一学期高三年级数学学科期终教学质量监控测试题】数列{}n a 是递增的等差数列,且661-=+a a ,843=⋅a a .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求数列{}n a 的前n 项和n S 的最小值;(3)求数列{}n a 的前n 项和n T .8. 【虹口区2013学年度第一学期高三年级数学学科期终教学质量监控测试题】设函数n nnn x x x x f 2222)(22++++-= . (1)求函数)(2x f 在]2,1[上的值域;(2)证明对于每一个*∈N n ,在[1,2]上存在唯一的n x ,使得0)(=n n x f ;(3)求)()()(21a f a f a f n +++ 的值.9. 【黄浦区2013—2014学年度第一学期高三年级学业质量调研数学试卷(文科)】已知数列{}n a ,满足62=a ,n a a a a n n n n 11111=-++-++()*∈N n , (1)求5431,,,a a a a 的值;(2)猜想数列{}n a 的通项公式n a ,并用数学归纳法证明;(3)己知02lim =∞→n n n ,设()*∈⋅=N n n a b n nn 2,记n n b b b b s ++++= 321,求n n S lim ∞→.21(1)(1)(21)k k a k k k +⇒-=+--1(1)(1)(1)(21)k k a k k k +⇒-=+-+.10. 【上海市嘉定区2014届高三上学期期末质量调研(一模)数学(文)试卷】已知数列}{n a 满足121++=+n a a n n (*N ∈n ).(1)若数列}{n a 是等差数列,求它的首项和公差;(2)证明:数列}{n a 不可能是等比数列;(3)若11-=a ,b kn a c n n ++=(*N ∈n ),试求实数k 和b 的值,使得数列}{n c 为等比数列;并求此时数列}{n a 的通项公式.11. 【上海市杨浦区2013—2014学年度第一学期高三年级学业质量调研数学试卷(文科)】已知数列{}n a ,n S 是其前n 项的和,且满足21=a ,对一切*∈N n 都有2321++=+n S S n n 成立,设n a b n n +=.(1)求2a ;(2)求证:数列{}n b 是等比数列;(3)求使814011121>+⋅⋅⋅++n b b b 成立的最小正整数n 的值.试题分析:(1)只求2a ,只要在2321++=+n S S n n 中令1n =民,则有2121131233S a a S a =+=++=+,。
30 空间角的突破方略1.(2014·课标全国Ⅱ改编)直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠BCA =90°,M ,N 分别是A 1B 1,A 1C 1的中点,BC =CA =CC 1,则BM 与AN 所成角的余弦值为________.答案 3010解析 方法一 由于∠BCA =90°,三棱柱为直三棱柱,且BC =CA =CC 1, 可将三棱柱补成正方体.建立如图(1)所示空间直角坐标系.设正方体棱长为2,则可得A (0,0,0),B (2,2,0),M (1,1,2),N (0,1,2), ∴BM →=(-1,-1,2),AN →=(0,1,2).∴cos 〈BM →,AN →〉=BM →·AN →|BM →||AN →|=-1+4(-1)2+(-1)2+22×02+12+22=36×5=3010.方法二 如图(2),取BC 的中点D ,连结MN ,ND ,AD ,由于MN 綊12B 1C 1綊BD ,因此有ND 綊BM ,则ND 与NA 所成的角即为异面直线BM 与AN 所成的角.设BC =2,则BM =ND=6,AN =5,AD =5,因此cos ∠AND =ND 2+NA 2-AD 22ND ·NA =3010.2.在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,直线BC 1与平面A 1BD 所成的角的正弦值是________.答案 63解析 建立空间直角坐标系如图所示.设正方体的棱长为1,直线BC 1与平面A 1BD 所成的角为θ, 则D (0,0,0),A 1(1,0,1),B (1,1,0),C 1(0,1,1), ∴DA 1→=(1,0,1),DB →=(1,1,0),BC 1→=(-1,0,1). 设n =(x ,y ,z )是平面A 1BD 的一个法向量,则⎩⎪⎨⎪⎧n ·DA 1→=x +z =0,n ·DB →=x +y =0,令z =1,则x =-1,y =1.∴n =(-1,1,1),∴sin θ=|cos 〈n ,BC 1→〉|=|1+13·2|=63.3.如图,过正方形ABCD 的顶点A ,引P A ⊥平面ABCD .若P A =BA ,则平面ABP 和平面CDP 所成的二面角的大小是________. 答案 45°解析 如图,取PD 中点E ,连结AE ,则AE ⊥平面PCD , 故二面角的平面角∠APE =45°.4.如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠ACB =90°,AA 1=2,AC =BC =1,则异面直线A 1B 与AC 所成角的余弦值是________.答案 66解析 以C 为坐标原点,CA 、CB 、CC 1所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,A 1(1,0,2),B (0,1,0),A (1,0,0),C (0,0,0), 则A 1B →=(-1,1,-2), AC →=(-1,0,0),cos 〈A 1B →,AC →〉=A 1B →·AC →|A 1B →||AC →|=11+1+4=66.5.在四棱锥P —ABCD 中,底面ABCD 是正方形,侧棱PD ⊥平面ABCD ,AB =PD =a .点E 为侧棱PC 的中点,又作DF ⊥PB 交PB 于点F ,则PB 与平面EFD 所成角为________. 答案 90° 解析建立如图所示的空间直角坐标系D —xyz ,D 为坐标原点,则P (0,0,a ),B (a ,a,0),E (0,a 2,a 2).故PB →=(a ,a ,-a ),DE →=⎝⎛⎭⎫0,a 2,a 2, 所以PB →·DE →=0+a 22-a 22=0,所以PB ⊥DE ,由已知DF ⊥PB ,且DF ∩DE =D , 所以PB ⊥平面EFD ,所以PB 与平面EFD 所成角为90°.6.在棱长为2的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,O 是底面ABCD 的中点,E ,F 分别是CC 1,AD 的中点,那么异面直线OE 和FD 1所成的角的余弦值等于________.答案 155解析 以D 为原点,分别以DA 、DC 、DD 1为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系, ∴F (1,0,0),D 1(0,0,2),O (1,1,0),E (0,2,1), ∴FD 1→=(-1,0,2),OE →=(-1,1,1),∴cos 〈FD 1→,OE →〉=1+25·3=155.7.如图所示,在三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,AA 1⊥底面ABC ,AB =BC =AA 1,∠ABC =90°,点E 、F 分别是棱AB 、BB 1的中点,则直线EF 和BC 1所成的角是________. 答案 60°解析 以BC ,BA ,BB 1所在直线为x 轴,y 轴,z 轴, 建立空间直角坐标系.设AB =BC =AA 1=2,则C 1(2,0,2),E (0,1,0),F (0,0,1), 则EF →=(0,-1,1),BC 1→=(2,0,2), ∴EF →·BC 1→=2,∴cos 〈EF →,BC 1→〉=22×22=12,∴EF 和BC 1所成的角为60°.8.(2014·苏州调研)在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =2,BC =AA 1=1,则D 1C 1与平面A 1BC 1所成角的正弦值为________.答案 13解析 如图,建立空间直角坐标系D -xyz , 则D 1(0,0,1),C 1(0,2,1),A 1(1,0,1),B (1,2,0), 所以D 1C 1→=(0,2,0),A 1C 1→=(-1,2,0),A 1B →=(0,2,-1),设平面A 1BC 1的一个法向量为n =(x ,y ,z ),由⎩⎪⎨⎪⎧n ·A 1C 1→=-x +2y =0,n ·A 1B →=2y -z =0,得⎩⎪⎨⎪⎧x =2y ,z =2y ,令y =1,得n =(2,1,2), 设D 1C 1与平面A 1BC 1所成角为θ,则sin θ=|cos 〈D 1C 1→,n 〉|=|D 1C 1→·n ||D 1C 1→||n |=22×3=13.9.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 、N 分别是棱CD 、CC 1的中点,则异面直线A 1M 与DN 所成角的大小是________. 答案 90°解析 方法一 连结MD 1,易证△DD 1M ≌△CDN ,则∠NDM =∠DD 1M , ∴∠NDM +∠D 1MD =∠DD 1M +∠D 1MD =90°, 即DN ⊥D 1M ,又A 1D 1⊥平面DC 1, ∴A 1D 1⊥DN ,∴DN ⊥平面A 1D 1M . ∵A 1M ⊂平面A 1D 1M ,∴A 1M ⊥DN . 即A 1M 与DN 所成的角为90°. 方法二 (空间向量法)以D 为原点,分别以DA ,DC ,DD 1所在直线为x ,y ,z 轴, 设正方体边长为2,则D (0,0,0),N (0,2,1),M (0,1,0),A 1(2,0,2), ∴DN →=(0,2,1),MA 1→=(2,-1,2),cos 〈DN →,MA 1→〉=DN →·MA 1→|DN →||MA 1→|=0,∴A 1M 与DN 的夹角为90°.10.正四棱锥S -ABCD 中,O 为顶点在底面上的射影,P 为侧棱SD 的中点,且SO =OD ,则直线BC 与平面P AC 所成的角是________. 答案 30°解析 如图所示,以O 为原点建立空间直角坐标系O -xyz . 设OD =SO =OA =OB =OC =a ,则A (a,0,0),B (0,a,0),C (-a,0,0),P (0,-a 2,a 2),则CA →=(2a,0,0),AP →=(-a ,-a 2,a 2),CB →=(a ,a,0).设平面P AC 的一个法向量为n ,可求得n =(0,1,1),则cos 〈CB →,n 〉=CB →·n |CB →||n |=a 2a 2·2=12. ∴〈CB →,n 〉=60°,∴直线BC 与平面P AC 所成的角为90°-60°=30°.11.如图所示,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为直角梯形,AD ∥BC ,∠ADC =90°,平面P AD ⊥底面ABCD ,E 为AD 的中点,M 是棱PC 的中点,P A =PD =2,BC =12AD =1,CD= 3.(1)求证:PE ⊥平面ABCD ;(2)求直线BM 与平面ABCD 所成角的正切值; (3)求直线BM 与CD 所成角的余弦值. (1)证明 因为P A =PD ,E 为AD 的中点, 所以PE ⊥AD .又平面P AD ⊥平面ABCD , 且平面P AD ∩平面ABCD =AD , 所以PE ⊥平面ABCD . (2)解连结EC ,设EC 的中点为H , 连结MH ,HB ,如图.因为M 是PC 的中点,H 是EC 的中点,所以MH ∥PE . 由(1),知PE ⊥平面ABCD , 所以MH ⊥平面ABCD ,所以HB 是BM 在平面ABCD 内的射影.所以∠MBH 为直线BM 与平面ABCD 所成的角.因为AD ∥BC ,BC =12AD ,E 为AD 的中点,∠ADC =90°,所以四边形BCDE 为矩形,所以EC =2,HB =12EC =1.又MH =12PE =32,所以在△MHB 中,tan ∠MBH =MH HB =32.所以直线BM 与平面ABCD 所成角的正切值为32. (3)解 由(2),知CD ∥BE ,所以直线BM 与CD 所成角为直线BM 与BE 的夹角.连结ME ,在Rt △MHE 中,ME =72,同理求得BM =72,又BE =CD =3,所以在△MEB 中,cos ∠MBE =BM 2+BE 2-ME 22BM ×BE=74+3-742×72×3=217,所以直线BM 与CD 所成角的余弦值为217.12.在如图所示的几何体中,四边形ABCD 是菱形,ADNM 是矩形,平面ADNM ⊥平面ABCD ,∠DAB =60°,AD =2,AM =1,E 是AB 的中点. (1)求证:AN ∥平面MEC ;(2)在线段AM 上是否存在点P ,使二面角P -EC -D 的大小为π6?若存在,求出AP 的长;若不存在,请说明理由.(1)证明 由已知,MN ∥AD ∥BC ,连结BN ,设CM 与BN 交于F ,连结EF ,如图所示. 又MN =AD =BC ,所以四边形BCNM 是平行四边形,F 是BN 的中点. 又E 是AB 的中点, 所以AN ∥EF . 因为EF ⊂平面MEC , AN ⊄平面MEC , 所以AN ∥平面MEC .(2)解 如图所示,假设在线段AM 上存在点P ,使二面角P -EC -D 的大小为π6.延长DA ,CE 交于点Q ,过A 作AH ⊥EQ 于H ,连结PH . 因为四边形ADNM 是矩形, 平面ADNM ⊥平面ABCD , 所以MA ⊥平面ABCD ,又CQ ⊂平面ABCD ,所以MA ⊥EQ , 又MA ∩AH =A ,所以EQ ⊥平面P AH ,所以EQ ⊥PH ,∠PHA 为二面角P -EC -D 的平面角.由题意,知∠PHA =π6.在△QAE 中,AE =1,AQ =2,∠QAE =120°, 则EQ =12+22-2×1×2cos 120°=7,所以AH =AE ×AQ sin 120°EQ =37.又在Rt △P AH 中,∠PHA =π6,则AP =AH ×tan 30°=37×33=17=77<1.所以在线段AM 上存在点P , 使二面角P -EC -D 的大小为π6,此时AP 的长为77.。
38 “排列、组合”的常考问题1.设集合A ={1,2,3,4,5,6},B ={4,5,6,7,8},则满足S ⊆A 且S ∩B ≠∅的集合S 的个数是________. 答案 56解析 满足S ⊆A 时,S 可以是{1,2,3,4,5,6}的一个子集,有26=64个,满足S ∩B ≠∅时,S 不可以是集合{1,2,3}和它的子集,有23=8个,所以同时满足S ⊆A 且S ∩B ≠∅的集合S 的个数是64-8=56个.2.(2013·四川)从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a ,b ,共可得到lg a -lg b 的不同值的个数是________.答案 18解析 由于lg a -lg b =lg a b (a >0,b >0),从1,3,5,7,9中任取两个作为a b 有A 25种,又13与39相同,31与93相同,∴lg a -lg b 的不同值的个数有A 25-2=20-2=18. 3.一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为________. 答案 1 296解析 把一家三口看作一个排列,然后再排列这3家,所以有(3!)4=1 296种.4.若从1,2,3,…,9这9个整数中同时取4个不同的数,其和为偶数,则不同的取法共有________种.答案 66解析 满足题设的取法可分为三类:一是四个奇数相加,其和为偶数,在5个奇数1,3,5,7,9中,任意取4个,有C 45=5(种); 二是两个奇数加两个偶数其和为偶数,在5个奇数中任取2个,再在4个偶数2,4,6,8中任取2个,有C 25·C 24=60(种);三是四个偶数相加,其和为偶数,4个偶数的取法有1种,所以满足条件的取法共有5+60+1=66(种).5.将2名教师,4名学生分成2个小组,分别安排到甲、乙两地参加社会实践活动,每个小组由1名教师和2名学生组成,不同的安排方案共有________种.答案 12解析 分两步:第一步,选派一名教师到甲地,另一名到乙地,共有C 12=2(种)选派方法; 第二步,选派两名学生到甲地,另外两名到乙地,共有C 24=6(种)选派方法.由分步乘法计数原理得不同的选派方案共有2×6=12(种).6.现有12件商品摆放在货架上,摆成上层4件下层8件,现要从下层8件中取2件调整到上层,若其他商品的相对顺序不变,则不同调整方法的种数是________.答案 840解析 从下层8件中取2件,有C 28种取法,放到上层时,若这两件相邻,有A 15A 22种放法,若这两件不相邻,有A 25种放法,所以不同调整方法的种数是C 28(A 15A 22+A 25)=840.7.现有16张不同的卡片,其中红色、黄色、蓝色、绿色卡片各4张,从中任取3张,要求这3张卡片不能是同一种颜色,且红色卡片至多1张,不同取法的种数为________. 答案 472解析 分两类:第一类,含有1张红色卡片,共有不同的取法C 14C 212=264(种);第二类,不含有红色卡片,共有不同的取法C 312-3C 34=220-12=208(种).由分类加法计数原理知不同的取法有264+208=472(种).8.用0,1,…,9十个数字,可以组成有重复数字的三位数的个数为________.答案 252解析 无重复的三位数有:A 39+A 12A 29=648个.则有重复数字的三位数有:900-648=252个.9.(2014·四川改编)六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有________种.答案 216解析 第一类:甲在左端,有A 55=5×4×3×2×1=120(种)方法;第二类:乙在最左端,有4A 44=4×4×3×2×1=96(种)方法.所以共有120+96=216(种)方法.10.方程ay =b 2x 2+c 中a ,b ,c ∈{-3,-2,0,1,2,3},且a ,b ,c 互不相同,在所有这些方程所表示的曲线中,不同的抛物线共有________条.答案 62解析 显然a ≠0,b ≠0,故该方程等价于y =b 2a x 2+c a. ①当c =0时,从{-3,-2,1,2,3}中任取2个数作为a ,b 的值,有A 25=20种不同的方法,当a 一定,b 的值互为相反数时,对应的抛物线相同,这样的抛物线共有4×3=12条,所以此时不同的抛物线有A25-6=14条.②当c≠0时,从{-3,-2,1,2,3}中任取3个数作为a,b,c的值有A35=60种不同的方法.当a,c值一定,而b的值互为相反数时,对应的抛物线相同,这样的抛物线共有4A23=24条,所以此时不同的抛物线有A35-12=48条.综上,不同的抛物线有14+48=62条.11.用数字2,3组成四位数,且数字2,3至少都出现一次,这样的四位数共有________个.(用数字作答)答案14解析若不考虑数字2,3至少都出现一次的限制,对个位、十位、百位、千位,每个“位置”都有两种选择,所以共有16个4位数,然后再减去“2222,3333”这两个数,故共有16-2=14个满足要求的四位数.12.5名乒乓球队员中,有2名老队员和3名新队员.现从中选出3名队员排成1,2,3号参加团体比赛,则入选的3名队员中至少有1名老队员,且1、2号中至少有1名新队员的排法有________种.(以数字作答)答案48解析①只有1名老队员的排法有C12·C23·A33=36种;②有2名老队员的排法有C22·C13·C12·A22=12种.所以共48种.13.(2014·北京)把5件不同产品摆成一排,若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有________种.答案36解析将产品A与B捆绑在一起,然后与其他三种产品进行全排列,共有A22A44种方法,将产品A,B,C捆绑在一起,且A在中间,然后与其他两种产品进行全排列,共有A22A33种方法.于是符合题意的排法共有A22A44-A22A33=36(种).14.(2014·浙江)在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有________种(用数字作答).答案60解析把8张奖券分4组有两种分法,一种是分(一等奖,无奖)、(二等奖,无奖)、(三等奖,无奖)、(无奖,无奖)四组,分给4人有A44种分法;另一种是一组两个奖,一组只有一个奖,另两组无奖,共有C23种分法,再分给4人有C23A24种分法,所以不同获奖情况种数为A44+C23A24=24+36=60.15.回文数是指从左到右读与从右到左读都一样的正整数.如22,121,3443,94249等.显然2位回文数有9个:11,22,33,...,99.3位回文数有90个:101,111,121,...,191,202, (999)则:(1)4位回文数有________个;(2)2n+1(n∈N*)位回文数有________个.答案(1)90(2)9×10n解析(1)4种回文数只用排列前面两位数字,后面数字就可以确定,但是第一位不能为0,有9(1~9)种情况,第二位有10(0~9)种情况,所以4位回文数有9×10=90种.(2)由上面多组数据研究发现,2n+1位回文数和2n+2位回文数的个数相同,所以可以算出2n+2位回文数.2n+2位回文数只用看前n+1位的排列情况,第一位不能为0有9种情况,后面n项每项有10种情况,所以个数为9×10n.16.用红、黄、蓝、白、黑五种颜色涂在“田”字形的4个小方格内,每格涂一种颜色,相邻两格涂不同的颜色,如果颜色可以反复使用,则所有涂色方法的种数为________.答案260解析方法一如图将4个方格依次编号为1,2,3,4,第1个小方格可以从5种颜色中任取一种涂上,有5种不同涂法.①当第2个、第3个小方格涂不同颜色时,有2C24种不同涂法,第4个小方格有3种不同的涂法,由分步计数原理,知此时有5×2C24×3=180(种)不同的涂法.②当第2个、第3个小方格涂相同颜色时有4种涂法,此时第4个小方格也有4种不同的涂法.由分步乘法计数原理,知有5×4×4=80(种)不同的涂法.由分类加法计数原理,知共有180+80=260(种)不同涂法.方法二如图将4个小方格依次编号为1,2,3,4.如果使用2种颜色,则只能是第1,4个小方格涂一种,第2,3个小方格涂一种,方法种数是C25·A22=20,如果使用3种颜色,若第1,2,3个小方格不同色,第4个小方格只能和第1个小方格相同,方法种数是C35·A33=60,若第1,2,3个小方格只用2种颜色,则第4个小方格只能用第3种颜色,方法种数是C35×3×2=60;如果使用4种颜色,方法种数是C45·A44=120,根据分类加法计数原理知总的涂法有20+60+60+120=260种.。
2015年江西省重点中学协作体高考数学二模试卷(理科)学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.已知集合M={x|x2-4x>0},N={x|m<x<8},若M∩N={x|6<x<n},则m+n=()A.10B.12C.14D.162.设i是虚数单位,则|(1+i)-2i|=()A.2B.22C.3D.103.已知等比数列{a n}的各项都是正数,且3a1,12a3,2a2成等差数列,则a20+a19a18+a17=()A.1B.3C.6D.94.给出下列结论:①命题“∀x∈R,sinx≠1”的否定是“∃x∈R,sinx=1”;②命题“α=π6”是“sinα=12”的充分不必要条件;③数列{a n}满足“a n+1=3a n”是“数列{a n}为等比数列”的充分必要条件.其中正确的是()A.①②B.①③C.②③D.①②③5.已知函数f(x)=x2-2x+4,数列{a n}是公差为d的等差数列,若a1=f(d-1),a3=f(d+1),则{a n}的通项公式为()A.2n-2B.2n+1C.2n+3D.n+26.若实数x,y满足y≤2|x|−y+1≤0,则z=x+yx−2的最小值为()A.-2B.-3C.-4D.-57.已知直角△ABC中,斜边AB=6,D为线段AB的中点,P为线段CD上任意一点,则(PA+PB)•PC的最小值为()A.-92B.92C.-2D.28.甲、乙、丙三人投掷飞镖,他们的成绩(环数)如下面的频数条形统计图所示,则甲、乙、丙三人训练成绩的方差S甲2、S乙2、S丙2的大小关系是()A.S丙2>S乙2>S甲2B.S甲2>S丙2>S乙2C.S丙2>S甲2>S乙2D.S乙2>S丙2>S甲29.如图所示程序框图,则满足|x|+|y|≤2的输出的有序实数对(x,y)的概率为()A.1 16B.332C.14D.1210.已知圆x2+y2=4,点A(3,0),动点M在圆上运动,O为坐标原点,则∠OMA的最大值为()A.π6B.π4C.π3D.π211.已知点A(0,1),曲线C:y=alnx恒过定点B,P为曲线C上的动点且AP•AB的最小值为2,则a=()A.-2B.-1C.2D.112.已知圆O1:(x-2)2+y2=16和圆O2:x2+y2=r2(0<r<2),动圆M与圆O1、圆O2都相切,动圆圆心M的轨迹为两个椭圆,这两个椭圆的离心率分别为e1、e2(e1>e2),则e1+2e2的最小值是()A.3+224B.32C.2D.38二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13.二项式(2x-x)6展开式中常数项是______ .14.已知数列{a n}满足a n+1=1+a n1−a n (n∈N+),若a1=12,则a2015= ______ .15.已知某几何体的三视图如图所示,则它的外接球的表面积为______ .16.若集合{a,b,c,d}={1,2,3,4},且下列四个关系:①a=1;②b≠1;③c=2;④d≠4有且只有一个是正确的,则符合条件的有序数组(a,b,c,d)的个数是______ .三、解答题(本大题共8小题,共94.0分)17.已知函数f(x)=23sinxcosx-cos2x+1.(1)求f(x)的单调递增区间;(2)角A,B,C为△ABC的三个内角,且f(A2+π12)=115,f(B2+π3)=2313,求sin C的值.18.如图,在三棱锥P-ABC中,平面APC⊥平面ABC,且PA=PB=PC=4,AB=BC=2.(1)求三棱锥P-ABC的体积V P-ABC;(2)求直线AB与平面PBC所成角的正弦值.19.4月15日,亚投行意向创始成员国已经截止,意向创始成员国敲定57个,其中,亚洲国家34个,欧洲国家18个,非洲和大洋洲各2个;南美洲1个.18个欧洲国家中G8国家有5个(英法德意俄).亚投行将设立理事会、董事会和管理层三层管理架构.假设理事会由9人组成,其中3人由欧洲国家等可能产生.(1)这3人中恰有2人来自于G8国家的概率;(2)设X表示这3人来自于G8国家的人数,求X的分布列和期望.20.已知点F(3,0),圆E:(x+3)2+y2=16,点P是圆E上任意一点,线段PF的垂直平分线和半径PE相交于Q.(1)求动点Q的轨迹方程;(2)若直线l与圆O:x2+y2=1相切,并与(1)中轨迹交于不同的两点A、B.当OA•OB=λ,且满足12≤λ≤23时,求△AOB面积S的取值范围.21.已知函数f(x)=x-ae x(a为实常数).(1)若函数f(x)在x=0的切线与x轴平行,求a的值;(2)若f(x)有两个零点x1、x2,求证:x1+x2>2.22.如图,已知PA与圆O相切于点A,半径OB⊥OP,AB 交PO于点C.(1)求证:PA=PC;(2)若圆O的半径为3,PO=5,求线段AC的长度.23.在直角坐标系xoy中,直l线l的参数方程为x=2−22ty=6+22t(t为参数).在极坐标系(与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=10cosθ.(1)求圆C的直角坐标方程;(2)设圆C与直线l交于点A、B,若点P的坐标为(2,6),求|PA|+|PB|.24.已知函数f(x)=|2x+1|+|2x-3|.(Ⅰ)求不等式f(x)≤6的解集;(Ⅱ)若关于x的不等式f(x)<|a-1|的解集非空,求实数a的取值范围.。
27 立体几何中的计算问题1.(2014·大纲全国改编)正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为4,底面边长为2,则该球的表面积为________.答案 81π4解析 如图,设球心为O ,半径为r , 则Rt △AOF 中,(4-r )2+(2)2=r 2,解得r =94,所以,该球的表面积为4πr 2=4π×(94)2=814π.2.(2014·福建改编)以边长为1的正方形的一边所在直线为旋转轴,将该正方形旋转一周所得圆柱的侧面积为________. 答案 2π解析 以正方形的一边所在直线为轴旋转得到的圆柱底面半径r =1,高h =1,所以侧面积S =2πrh =2π.3.(2013·辽宁改编)已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上.若AB =3,AC =4,AB ⊥AC ,AA 1=12,则球O 的半径为________.答案 132解析 因为AB ⊥AC ,且AA 1⊥底面ABC ,将直三棱柱补成内接于球的长方体,则长方体的对角线l =32+42+122=2R ,R =132.4.在三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,各棱长相等,侧棱垂直于底面,点D 是侧面BB 1C 1C 的中心,则AD 与平面BB 1C 1C 所成角的大小是________. 答案 60°解析 取BC 中点E ,连结AE ,则AE ⊥平面BCC 1B 1,故∠ADE 为直线AD 与平面BB 1C 1C 所成的角.设各棱长为a ,则AE =32a ,DE =12a .∴tan ∠ADE = 3.∴∠ADE =60°.5.如图,四棱锥P -ABCD 的底面是一直角梯形,AB ∥CD ,BA ⊥AD ,CD =2AB ,P A ⊥底面ABCD ,E 为PC 的中点,则BE 与平面P AD 的位置关系为________. 答案 平行解析 取PD 的中点F ,连结EF ,在△PCD 中,EF 綊12CD .又∵AB ∥CD 且CD =2AB , ∴EF 綊AB ,∴四边形ABEF 是平行四边形, ∴EB ∥AF .又∵EB ⊄平面P AD ,AF ⊂平面P AD , ∴BE ∥平面P AD .6.已知两球O 1和O 2在棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的内部,且互相外切,若球O 1与过点A 的正方体的三个面相切,球O 2与过点C 1的正方体的三个面相切,则球O 1和球O 2的表面积之和的最小值为________. 答案 (6-33)π解析 设球O 1,O 2的半径分别为r 1,r 2, 由题意知O 1A +O 1O 2+O 2C 1=3,而O 1A =3r 1,O 1O 2=r 1+r 2,O 2C 1=3r 2,∵3r 1+r 1+r 2+3r 2= 3.∴r 1+r 2=3-32, 从而S 1+S 2=4πr 21+4πr 22=4π(r 21+r 22)≥4π·(r 1+r 2)22=(6-33)π.7.如图,正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,AB =2,点E 为AD 的中点,点F 在CD 上.若EF ∥平面AB 1C ,则线段EF 的长度为______. 答案2解析 在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,AB =2,∴AC =2 2. 又E 为AD 的中点,EF ∥平面AB 1C ,EF ⊂平面ADC , 平面ADC ∩平面AB 1C =AC ,∴EF ∥AC ,∴F 为DC 的中点,∴EF =12AC = 2.8.(2014·江苏)设甲、乙两个圆柱的底面积分别为S 1,S 2,体积分别为V 1,V 2,若它们的侧面积相等,且S 1S 2=94,则V 1V 2的值是________.答案 32解析 设两个圆柱的底面半径和高分别为r 1,r 2和h 1,h 2, 由S 1S 2=94, 得πr 21πr 22=94,则r 1r 2=32. 由圆柱的侧面积相等,得2πr 1h 1=2πr 2h 2, 即r 1h 1=r 2h 2,所以V 1V 2=πr 21h 1πr 22h 2=r 1r 2=32.9.如图所示,在正三角形ABC 中,D ,E ,F 分别为各边的中点,G ,H 分别为DE ,AF 的中点,将△ABC 沿DE ,EF ,DF 折成正四面体PDEF (点A 、B 、C 重合后记为P ),则四面体中异面直线PG 与DH 所成角的余弦值为________.答案 23解析 折成的正四面体如图所示,连结HE ,取HE 的中点K ,连结GK ,PK ,则GK ∥DH ,故∠PGK 即为所求的异面直线所成角或其补角.设这个正四面体的棱长为2,在△PGK 中,PG =3,GK =32,PK = 12+⎝⎛⎭⎫322=72,故cos ∠PGK =(3)2+⎝⎛⎭⎫322-⎝⎛⎭⎫7222×3×32=23.即异面直线PG 与DH 所成角的余弦值为23.10. (2013·安徽)如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,P 为BC 的中点,Q 为线段CC 1上的动点,过点A ,P ,Q 的平面截该正方体所得的截面记为S .则下列命题正确的是________(写出所有正确命题的编号).①当0<CQ <12时,S 为四边形;②当CQ =12时,S 为等腰梯形;③当CQ =34时,S 与C 1D 1的交点R 满足C 1R =13;④当34<CQ <1时,S 为六边形;⑤当CQ =1时,S 的面积为62.答案 ①②③⑤解析 ①当0<CQ <12时,如图(1).在平面AA 1D 1D 内,作AE ∥PQ ,显然E 在棱DD 1上,连结EQ , 则S 是四边形APQE .②当CQ =12时,如图(2).显然PQ ∥BC 1∥AD 1,连结D 1Q , 则S 是等腰梯形.③当CQ =34时,如图(3).作BF ∥PQ 交CC 1的延长线于点F ,则C 1F =12.作AE ∥BF ,交DD 1的延长线于点E ,D 1E =12,AE ∥PQ ,连结EQ 交C 1D 1于点R ,∵Rt △RC 1Q ∽Rt △RD 1E , ∴C 1Q ∶D 1E =C 1R ∶RD 1=1∶2,∴C 1R =13.④当34<CQ <1时,如图(3),连结RM (点M 为AE 与A 1D 1交点),显然S 为五边形APQRM .⑤当CQ =1时,如图(4).同③可作AE ∥PQ 交DD 1的延长线于点E ,交A 1D 1于点M ,显然点M 为A 1D 1的中点,∴S 为菱形APQM ,其面积为12MP ×AQ =12×2×3=62.11.已知一个圆锥的底面半径为R ,高为H ,在其内部有一个高为x 的内接圆柱. (1)求圆柱的侧面积;(2)x 为何值时,圆柱的侧面积最大? 解 (1)作圆锥的轴截面,如图所示.设内接圆柱的半径为r .因为r R =H -x H ,所以r =R -R Hx ,所以S 圆柱侧=2πrx=2πRx -2πR H x 2(0<x <H ).(2)因为-2πR H <0,所以当x =2πR 4πR H=H2时,S 圆柱侧最大.故当x =H2,即圆柱的高为圆锥高的一半时,圆柱的侧面积最大.12.(2014·北京)如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱垂直于底面,AB ⊥BC ,AA 1=AC =2,BC =1,E ,F 分别是A 1C 1,BC 的中点. (1)求证:平面ABE ⊥平面B 1BCC 1; (2)求证:C 1F ∥平面ABE ; (3)求三棱锥E -ABC 的体积.(1)证明 在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中, BB 1⊥底面ABC , 所以BB 1⊥AB .又因为AB ⊥BC ,BB 1∩BC =B , 所以AB ⊥平面B 1BCC 1,又因为AB ⊂平面ABE , 所以平面ABE ⊥平面B 1BCC 1.(2)证明 取AB 的中点G ,连结EG ,FG . 因为E ,F 分别是A 1C 1,BC 的中点,所以FG ∥AC ,且FG =12AC .因为AC ∥A 1C 1,且AC =A 1C 1, 所以FG ∥EC 1,且FG =EC 1, 所以四边形FGEC 1为平行四边形. 所以C 1F ∥EG .又因为EG ⊂平面ABE ,C 1F ⊄平面ABE , 所以C 1F ∥平面ABE .(3)解 因为AA 1=AC =2,BC =1,AB ⊥BC , 所以AB =AC 2-BC 2= 3.所以三棱锥E -ABC 的体积V =13S △ABC ·AA 1=13×12×3×1×2=33.。
37 圆锥曲线中的探索性问题1.在平面直角坐标系xOy 中,经过点(0,2)且斜率为k 的直线l 与椭圆x 22+y 2=1有两个不同的交点P 和Q . (1)求k 的取值范围;(2)设椭圆与x 轴正半轴、y 轴正半轴的交点分别为A ,B ,是否存在常数k ,使得向量OP →+OQ →与AB →共线?如果存在,求k 值;如果不存在,请说明理由. 解 (1)由已知条件,得直线l 的方程为y =kx +2,代入椭圆方程得x 22+(kx +2)2=1.整理得(12+k 2)x 2+22kx +1=0.①直线l 与椭圆有两个不同的交点P 和Q 等价于Δ=8k 2-4(12+k 2)=4k 2-2>0,解得k <-22或k >22.即k 的取值范围为(-∞,-22)∪(22,+∞).(2)设P (x 1,y 1),Q (x 2,y 2), 则OP →+OQ →=(x 1+x 2,y 1+y 2),由方程①,得x 1+x 2=-42k1+2k 2.②又y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2 2.③而A (2,0),B (0,1),AB →=(-2,1).所以OP →+OQ →与AB →共线等价于x 1+x 2=-2(y 1+y 2),将②③代入上式,解得k =22.由(1)知k <-22或k >22,故不存在符合题意的常数k .2.已知双曲线方程为x 2-y 22=1,问:是否存在过点M (1,1)的直线l ,使得直线与双曲线交于P 、Q 两点,且M 是线段PQ 的中点?如果存在,求出直线的方程,如果不存在,请说明理由. 解 显然x =1不满足条件,设l :y -1=k (x -1).联立y -1=k (x -1)和x 2-y 22=1, 消去y 得(2-k 2)x 2+(2k 2-2k )x -k 2+2k -3=0,由Δ>0,得k <32,x 1+x 2=2(k -k 2)2-k 2,由M (1,1)为PQ 的中点,得x 1+x 22=k -k 22-k 2=1,解得k =2,这与k <32矛盾,所以不存在满足条件的直线l .3.设椭圆E :x 2a 2+y 2b 2=1(a ,b >0)过M (2,2),N (6,1)两点,O 为坐标原点.(1)求椭圆E 的方程;(2)是否存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E 恒有两个交点A ,B ,且OA →⊥OB →?若存在,写出该圆的方程,并求AB 的取值范围;若不存在,请说明理由.解 (1)因为椭圆E :x 2a 2+y 2b2=1(a ,b >0)过M (2,2),N (6,1)两点,所以⎩⎨⎧4a 2+2b 2=1,6a 2+1b 2=1,解得⎩⎨⎧1a 2=18,1b 2=14,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2=8,b 2=4,椭圆E 的方程为x 28+y 24=1.(2)假设存在圆心在原点的圆,使得该圆的任意一条切线与椭圆E 恒有两个交点A ,B ,且OA →⊥OB →,设该圆的切线方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),解方程组⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 28+y 24=1得x 2+2(kx+m )2=8,即(1+2k 2)x 2+4kmx +2m 2-8=0,则Δ=16k 2m 2-4(1+2k 2)(2m 2-8)=8(8k 2-m 2+4)>0,即8k 2-m 2+4>0.故⎩⎪⎨⎪⎧x 1+x 2=-4km1+2k 2,x 1x 2=2m 2-81+2k 2,y 1y 2=(kx 1+m )(kx 2+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2 =k 2(2m 2-8)1+2k 2-4k 2m 21+2k 2+m 2 =m 2-8k 21+2k 2. 要使OA →⊥OB →,需使x 1x 2+y 1y 2=0, 即2m 2-81+2k 2+m 2-8k 21+2k 2=0, 所以3m 2-8k 2-8=0,所以k 2=3m 2-88≥0.又8k 2-m 2+4>0,所以⎩⎪⎨⎪⎧m 2>2,3m 2≥8,所以m 2≥83, 即m ≥263或m ≤-263,因为直线y =kx +m 为圆心在原点的圆的一条切线,所以圆的半径为r =|m |1+k 2,r 2=m 21+k 2=m 21+3m 2-88=83,r =263, 所求的圆为x 2+y 2=83,此时圆的切线y =kx +m 都满足m ≥263或m ≤-263,而当切线的斜率不存在时切线为x =±263与椭圆x 28+y 24=1的两个交点为(263,±263)或(-263,±263)满足OA →⊥OB →,综上,存在圆心在原点的圆x 2+y 2=83,使得该圆的任意一条切线与椭圆E 恒有两个交点A ,B ,且OA →⊥OB →.4.(2014·重庆)如图,设椭圆x 2a 2+y2b2=1(a >b >0)的左、右焦点分别为F 1、F 2,点D 在椭圆上,DF 1⊥F 1F 2,F 1F 2DF 1=22,△DF 1F 2的面积为22.(1)求该椭圆的标准方程.(2)是否存在圆心在y 轴上的圆,使圆在x 轴的上方与椭圆有两个交点,且圆在这两个交点处的两条切线相互垂直并分别过不同的焦点?若存在,求出圆的方程;若不存在,请说明理由. 解 (1)设F 1(-c,0),F 2(c,0),其中c 2=a 2-b 2.由F 1F 2DF 1=22,得DF 1=F 1F 222=22c , 从而S △DF 1F 2=12DF 1·F 1F 2=22c 2=22,故c =1,从而DF 1=22.由DF 1⊥F 1F 2,得DF 22=DF 21+F 1F 22=92, 因此DF 2=322.所以2a =DF 1+DF 2=22, 故a =2,b 2=a 2-c 2=1.因此,所求椭圆的标准方程为x 22+y 2=1.(2)如图,设圆心在y 轴上的圆C 与椭圆x 22+y 2=1相交,P 1(x 1,y 1),P 2(x 2,y 2)是两个交点,y 1>0,y 2>0,F 1P 1,F 2P 2是圆C 的切线,且F 1P 1⊥F 2P 2.由圆和椭圆的对称性,易知,x 2=-x 1,y 1=y 2. 由(1)知F 1(-1,0),F 2(1,0),所以F 1P 1→=(x 1+1,y 1),F 2P 2→=(-x 1-1,y 1),再由F 1P 1⊥F 2P 2,得-(x 1+1)2+y 21=0.由椭圆方程得1-x 212=(x 1+1)2,即3x 21+4x 1=0, 解得x 1=-43或x 1=0.当x 1=0时,P 1,P 2重合,题设要求的圆不存在.当x 1=-43时,过P 1,P 2分别与F 1P 1,F 2P 2垂直的直线的交点即为圆心C .设C (0,y 0),由CP 1⊥F 1P 1,得y 1-y 0x 1·y 1x 1+1=-1.而求得y 1=13,故y 0=53.圆C 的半径CP 1= (-43)2+(13-53)2=423.综上,存在满足题设条件的圆,其方程为x 2+(y -53)2=329.5.(2014·江西)如图,已知抛物线C :x 2=4y ,过点M (0,2)任作一直线与C 相交于A ,B 两点,过点B 作y 轴的平行线与直线AO 相交于点D (O 为坐标原点). (1)证明:动点D 在定直线上;(2)作C 的任意一条切线l (不含x 轴),与直线y =2相交于点N 1,与(1)中的定直线相交于点N 2,证明:MN 22-MN 21为定值,并求此定值.(1)证明 依题意可设AB 方程为y =kx +2, 代入x 2=4y ,得x 2=4(kx +2),即x 2-4kx -8=0. 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则有x 1x 2=-8.直线AO 的方程为y =y 1x 1x ;BD 的方程为x =x 2.解得交点D 的坐标为⎩⎪⎨⎪⎧x =x 2,y =y 1x 2x 1,注意到x 1x 2=-8及x 21=4y 1,则有y =y 1x 1x 2x 21=-8y 14y 1=-2.因此动点D 在定直线y =-2上(x ≠0).(2)解 依题设,切线l 的斜率存在且不等于0,设切线l 的方程为y =ax +b (a ≠0),代入x 2=4y 得x 2=4(ax +b ), 即x 2-4ax -4b =0.由Δ=0得(4a )2+16b =0,化简整理得b =-a 2. 故切线l 的方程可写为y =ax -a 2. 分别令y =2,y =-2得N 1,N 2的坐标为N 1(2a +a,2),N 2(-2a+a ,-2), 则MN 22-MN 21=(2a -a )2+42-(2a+a )2=8, 即MN 22-MN 21为定值8.6.(2014·福建)已知曲线Γ上的点到点F (0,1)的距离比它到直线y =-3的距离小2. (1)求曲线Γ的方程.(2)曲线Γ在点P 处的切线l 与x 轴交于点A ,直线y =3分别与直线l 及y 轴交于点M ,N .以MN 为直径作圆C ,过点A 作圆C 的切线,切点为B .试探究:当点P 在曲线Γ上运动(点P 与原点不重合)时,线段AB 的长度是否发生变化?证明你的结论. 解 方法一 (1)设S (x ,y )为曲线Γ上任意一点,依题意,点S 到F (0,1)的距离与它到直线y =-1的距离相等,所以曲线Γ是以点F (0,1)为焦点、直线y =-1为准线的抛物线,所以曲线Γ的方程为x 2=4y . (2)当点P 在曲线Γ上运动时,线段AB 的长度不变.证明如下:由(1)知抛物线Γ的方程为y =14x 2,设P (x 0,y 0)(x 0≠0),则y 0=14x 20,由y ′=12x ,得切线l 的斜率k =y ′|x =x 0=12x 0,所以切线l 的方程为y -y 0=12x 0(x -x 0),即y =12x 0x -14x 20.由⎩⎪⎨⎪⎧ y =12x 0x -14x 20,y =0,得A (12x 0,0).由⎩⎪⎨⎪⎧y =12x 0x -14x 20,y =3,得M (12x 0+6x 0,3).又N (0,3),所以圆心C (14x 0+3x 0,3),半径r =12MN =|14x 0+3x 0|,AB =AC 2-r 2 = [12x 0-(14x 0+3x 0)]2+32-(14x 0+3x 0)2= 6.所以点P 在曲线Γ上运动时,线段AB 的长度不变. 方法二 (1)设S (x ,y )为曲线Γ上任意一点, 则|y -(-3)|-(x -0)2+(y -1)2=2,依题意,点S (x ,y )只能在直线y =-3的上方,所以y >-3,所以(x -0)2+(y -1)2=y +1, 化简,得曲线Γ的方程为x 2=4y . (2)同方法一.。
2015年江西省上饶市六校重点中学高考数学二模试卷(理科)一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.复数(x=my+t为虚数单位),则复数z的共轭复数为()A.2﹣i B.2+i C.4﹣i D.4+i2.设全集U=R,函数f(x)=lg(|x+1|﹣1)的定义域为A,集合B={x|cosπx=1},则(∁U A)∩B的元素个数为()A.1 B.2 C.3 D.43A B,在A中任取一点P,则P∈B的概率为()A B C D4.将甲,乙等5位同学分别保送到北京大学,上海交通大学,浙江大学等三所大学就读,则每所大学至少保送一人的不同保送的方法数为()种.A.240 B.180 C.150 D.5405.已知数列{a n}满足a1=1,a2=2,a n+2=(1+cos a n+sin12项和为()A.211 B.212 C.126 D.1476.奇函数f(x)、偶函数g(x)的图象分别如图1、2所示,方程f(g(x))=0、g(f (x))=0的实根个数分别为a、b,则a+b=()A.14 B.10 C.7 D.37.执行如图所示的程序框图,要使输出的S值小于1,则输入的t值不能是下面的()A.2012 B.2016 C.2014 D.20158.已知a、b为正实数,直线y=x﹣a与曲线y=ln(x+b)相切,()A.(0B.(0,1) C.(0,+∞)D.[1,+∞)9.某四面体的三视图如图所示,正视图、俯视图都是腰长为2的等腰直角三角形,侧视图是边长为2的正方形,则此四面体的四个面中面积最大的为()A..4 C..10.已知m、n、s、t∈R*,m+n=4其中m、n是常数,且s+t条件的点(m,n一弦的中点,则此弦所在直线方程为()A.x+4y﹣10=0 B.2x﹣y﹣2=0 C.4x+y﹣10=0 D.4x﹣y﹣6=011.设等差数列{a n},公差d∈(﹣1,0),若当且仅当n=9时,数列{a n}的前n项和S n取得最大值,则首项a1的取值范围是()A.(π B.[πC.12.已知f(x)=x2(1nx﹣a)+a,则下列结论中错误的是()A.∃a>0,∀x>0,f(x)≥0B.∃a>0,∃x>0,f(x)≤0C.∀a>0,∀x>0,f(x)≥0D.∀a>0,∃x>0,f(x)≤0二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)13.设m∈R,过定点A的动直线x+my﹣1=0和过定点B的动直线mx﹣y﹣2m+3=0交于点P (x,y),则|PA|•|PB|的最大值是.14.计算C n1+2C n2+3C n3+…+nC n n,可以采用以下方法:构造等式:C n0+C n1x+C n2x2+…+C n n x n=(1+x)n,两边对x求导,得Cn 1+2Cn2x+3Cn3x2+…+nCnn x n﹣1=n(1+x)n﹣1,在上式中令x=1,得C n1+2C n2+3C n3+…+nC n n=n•2n﹣1.类比上述计算方法,计算C n1+22C n2+32C n3+…+n2C n n= .15.已知点O是锐角△ABC的外心,AB=8,AC=12,6x+9y= .16.若数列{a n}满足a1n∈N+,且b n P n=b1•b2…b n,S n=b1+b2+…+b n,则2P n+S n= .三.解答题(本大题共5小题,满分60分.17-21题是必做题,每题12分.请在22和23题中只选做一题,多做则按22题给分,选做题满分60分.)17.设函数f(x)=sinxcos(x∈R.(1sin(α﹣β)的值.(2)△ABC的内角A、B、C所对边的长分别为a、b、c,若a、b、c成等比数列;且a+c=6,的面积.18.某校从参加高一年级期末考试的学生中抽出60名学生,将其数学成绩(均为整数)分成六段[40,50),[50,60)…[90,100]后画出如下部分频率分布直方图.观察图形的信息,回答下列问题:(1)求第四小组的频率,补全这个频率分布直方图;并估计该校学生的数学成绩的中位数.(2)从数学成绩是70分以上(包括70分)的学生中选两人,求他们在同一分数段的概率.(3)假设从全市参加高一年级期末考试的学生中,任意抽取4个学生,设这四个学生中数学成绩为80分以上(包括80分)的人数为X,(以该校学生的成绩的频率估计概率),求X的分布列和数学期望.19.如图,四棱锥P﹣ABCD的底面是边长为1的正方形,PA⊥底面ABCD,E、F分别为AB、PC的中点.(Ⅰ)求证:EF∥平面PAD;(Ⅱ)若PA=2,试问在线段EF上是否存在点Q,使得二面角Q﹣AP﹣D存在,确定点Q的位置;若不存在,请说明理由.20.已知焦点在x b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,直线AB过右焦点F2,和椭圆交于A,B AB(1)求椭圆C的标准方程;(2)设F为椭圆C的右焦点,T为直线x=t(t∈R,t≠2)上纵坐标不为0的任意一点,过F作TF的垂线交椭圆C于点P,Q.(ⅰ)若OT平分线段PQ(其中O为坐标原点),求t的值;T的坐标.21.已知函数f(x)=e x﹣ax﹣1(a为常数),曲线y=f(x)在与y轴的交点A处的切线斜率为﹣1.(Ⅰ)求a的值及函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)证明:当x>0时,e x>x2+1;(Ⅲ)证明:当n∈N*【选修4-4】极坐标和参数方程22.已知曲线C的极坐标方程是ρ=2cosθ,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线L t为参数).(1)求曲线C的直角坐标方程和直线L的普通方程;(2)设点P(m,0),若直线L与曲线C交于A,B两点,且|PA|•|PB|=1,求实数m的值.【选修4-5】不等式选讲23.已知a,b,c∈R,a2+b2+c2=1.(1)若a+b+c=0,求a的最大值.(2)若ab+bc+ca的最大值为M,解不等式|x+1|+|x﹣1|≥3M.2015年江西省上饶市六校重点中学高考数学二模试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)1.复数(x=my+t为虚数单位),则复数z的共轭复数为()A.2﹣i B.2+i C.4﹣i D.4+i【考点】复数代数形式的乘除运算;虚数单位i及其性质;复数的基本概念;复数求模.【专题】数系的扩充和复数.【分析】直接利用复数的模的平方,求解即可.【解答】解:复数i=2﹣i,.故选:B.【点评】本题考查复数的代数形式的混合运算,复数的基本概念考查计算能力.2.设全集U=R,函数f(x)=lg(|x+1|﹣1)的定义域为A,集合B={x|cosπx=1},则(∁U A)∩B的元素个数为()A.1 B.2 C.3 D.4【考点】交、并、补集的混合运算.【专题】集合.【分析】由对数式的真数大于0求得集合A,求解三角方程化简集合B,然后利用交、并、补集的混合运算得答案.【解答】解:由|x+1|﹣1>0,得|x+1|>1,即x<﹣2或x>0.∴A={x|x<﹣2或x>0},则∁U A={x|﹣2≤x≤0};由cosπx=1,得:πx=2kπ,k∈Z,∴x=2k,k∈Z.则B={x|cosπx=1}={x|x=2k,k∈Z},则(∁U A)∩B={x|﹣2≤x≤0}∩{x|x=2k,k∈Z}={﹣2,0}.∴(∁U A)∩B的元素个数为2.故选:B.【点评】本题考查了交、并、补集的混合运算,考查了对数函数的定义域,考查了三角函数值的求法,是基础题.3A B,在A中任取一点P,则P∈B的概率为()A B C D【考点】二元一次不等式(组)与平面区域;几何概型.【专题】概率与统计.【分析】分别画出点集对应的区域,求出面积,利用几何概型的公式解答.【解答】解:分别画出点集A,B如图,A对应的区域面积为4×4=16,B对应的区域面积如图阴影部分面积为由几何概型公式得,在A中任取一点P,则P∈B故选A.【点评】本题考查了几何概型的公式的运用;关键是画出区域,求出区域面积,利用几何概型公式求值.4.将甲,乙等5位同学分别保送到北京大学,上海交通大学,浙江大学等三所大学就读,则每所大学至少保送一人的不同保送的方法数为()种.A.240 B.180 C.150 D.540【考点】排列、组合及简单计数问题.【专题】排列组合.【分析】每所大学至少保送一人,可以分类来解,当5名学生分成2,2,1时,52C32A33,当5名学生分成3,1,1时,共有C53A33,根据分类计数原理得到结果【解答】解:当5名学生分成2,2,1或3,1,1两种形式,当5名学生分成2,2,152C32A33=90种结果,当5名学生分成3,1,1时,共有C53A33=60种结果,∴根据分类计数原理知共有90+60=150故选:C【点评】本题考查了分组分配问题,关键是如何分组,属于中档题.5.已知数列{a n}满足a1=1,a2=2,a n+2=(1+cos a n+sin12项和为()A.211 B.212 C.126 D.147【考点】数列递推式.【专题】等差数列与等比数列.【分析】a1=1,a2=2,a n+2=(1+cos a n+sin a3=a1+1=2,a4=2a2=4,…,a2k﹣=a2k﹣3+1,a2k=2a2k﹣2,(k∈N*,k≥2).因此数列{a2k﹣1}成等差数列,数列{a2k}成等比数列.利1用等差数列与等比数列的前n项和公式即可得出.【解答】解:∵a1=1,a2=2,a n+2=(1+cos a n+sin∴a3=a1+1=2,a4=2a2=4,…,a2k﹣1=a2k﹣3+1,a2k=2a2k﹣2,(k∈N*,k≥2).∴数列{a2k﹣1}成等差数列,数列{a2k}成等比数列.∴该数列的前12项和为=(a1+a3+...+a11)+(a2+a4+...+a12)=(1+2+...+6)+(2+22+ (26)7﹣2=147.故选:D.【点评】本题考查了等差数列与等比数列的通项公式及其前n项和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.6.奇函数f(x)、偶函数g(x)的图象分别如图1、2所示,方程f(g(x))=0、g(f (x))=0的实根个数分别为a、b,则a+b=()A.14 B.10 C.7 D.3【考点】奇偶函数图象的对称性.【专题】计算题.【分析】先利用奇函数和偶函数的图象性质判断两函数的图象,再利用图象由外到内分别解方程即可得两方程解的个数,最后求和即可【解答】解:由图可知,图1为f(x)图象,图2为g(x)的图象,m∈(﹣2,﹣1),n∈(1,2)∴方程f(g(x))=0⇔g(x)=﹣1或g(x)=0或g(x)=1⇔x=﹣1,x=1,x=m,x=0,x=n,x=﹣2,x=2,∴方程f(g(x))=0有7个根,即a=7;而方程g(f(x))=0⇔f(x)=a或f(x)=0或f(x)=b⇔f(x)=0⇔x=﹣1,x=0,x=1,∴方程g(f(x))=0 有3个根,即b=3∴a+b=10故选 Baa【点评】本题主要考查了函数奇偶性的图象性质,利用函数图象解方程的方法,数形结合的思想方法,属基础题7.执行如图所示的程序框图,要使输出的S值小于1,则输入的t值不能是下面的()A.2012 B.2016 C.2014 D.2015【考点】程序框图.【专题】图表型;算法和程序框图.【分析】模拟执行程序框图,可得程序框图的功能是求6为周期,且,依次验证选项即可得解.【解答】解:模拟执行程序框图,可得程序框图的功能是求值,因为6为周期,且,由2012=335*6+2,所以输入的t值是2012时, 12014=335*6+4,所以输入的t值是2014时,2015=335*6+5,所以输入的t值是2015时,<12016=335*6+6,所以输入的t值是2016时,π=0<1故选:A.【点评】本题主要考察了循环结构的程序框图,考查了正弦函数的周期性,模拟执行程序框图正确得到程序框图的功能是解题的关键,属于基本知识的考查.8.已知a、b为正实数,直线y=x﹣a与曲线y=ln(x+b)相切,()A.(0B.(0,1) C.(0,+∞)D.[1,+∞)【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.【专题】导数的概念及应用.【分析】求函数的导数,利用导数构造函数,判断函数的单调性即可.【解答】解:函数的导数为,x=1﹣b,切点为(1﹣b,0),代入y=x﹣a,得a+b=1,∵a、b为正实数,∴a∈(0,1),令g(a)g′(a)则函数g(a)为增函数,故选:A【点评】本题主要考查导数的应用,利用导数的几何意义以及函数单调性和导数之间的关系是解决本题的关键.9.某四面体的三视图如图所示,正视图、俯视图都是腰长为2的等腰直角三角形,侧视图是边长为2的正方形,则此四面体的四个面中面积最大的为()A..4 C..【考点】简单空间图形的三视图.【专题】计算题;空间位置关系与距离.【分析】由三视图知该几何体为棱锥,其中SC⊥平面ABCD;四面体S﹣ABD的四个面中SBD面的面积最大,三角形SBD是边长为最大的面积.【解答】解:由三视图知该几何体为棱锥S﹣ABD,其中SC⊥平面ABCD;四面体S﹣ABD的四个面中SBD面的面积最大,三角形SBD是边长为故选:C.【点评】本题考查三视图,考查面积的计算,确定三视图对应直观图的形状是关键.10.已知m、n、s、t∈R*,m+n=4其中m、n是常数,且s+t条件的点(m,n一弦的中点,则此弦所在直线方程为()A.x+4y﹣10=0 B.2x﹣y﹣2=0 C.4x+y﹣10=0 D.4x﹣y﹣6=0【考点】双曲线的简单性质.【专题】计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】由题设中所给的条件,求出点(m,n)的坐标,由于此点是其所在弦的中点,故可以用点差法求出此弦所在直线的斜率,再由点斜式写出直线的方程,整理成一般式即可.【解答】解:由已知得s+t2,由于s+t2m+n=4,所以m=n=2.设以点(m,n)为中点的弦的两个端点的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),则有x1+x2=y1+y2=4.,即所求直线的斜率是4,所求直线的方程是y﹣2=4(x﹣2),即4x﹣y﹣6=0.故选:D.【点评】本题考查直线与圆锥曲线的关系,求解本题的关键有二,一是利用基本不等式与最值的关系求出参数的值,一是利用点差法与中点的性质求出弦所在直线的斜率,点差法是知道中点的情况下常用的表示直线斜率的方法,其特征是有中点出现,做题时要善于运用.11.设等差数列{a n},公差d∈(﹣1,0),若当且仅当n=9时,数列{a n}的前n项和S n取得最大值,则首项a1的取值范围是()A.(π B.[πC.【考点】数列的应用.【专题】等差数列与等比数列.【分析】利用三角函数的倍角公式、积化和差与和差化积公式化简已知的等式,根据公差d 的范围求出公差的值,代入前n项和公式后利用二次函数的对称轴的范围求解首项a1取值范围.【解答】==﹣sin(4d),∴sin(4d)=﹣1,∵d∈(﹣1,0),∴4d∈(﹣4,0),∵S n=na有题意可知当且仅当n=9时,数列{a n}的前n项和S n取得最大值,π<a1故选:A.【点评】本题考查等差数列的通项公式,考查三角函数的有关公式,考查等差数列的前n 项和,训练二次函数取得最值得条件,考查运算求解能力,注意解题方法的积累,属于中档题.12.已知f(x)=x2(1nx﹣a)+a,则下列结论中错误的是()A.∃a>0,∀x>0,f(x)≥0B.∃a>0,∃x>0,f(x)≤0C.∀a>0,∀x>0,f(x)≥0D.∀a>0,∃x>0,f(x)≤0【考点】全称命题.【专题】导数的综合应用;简易逻辑.【分析】先利用导数求出函数f(x)的最小值,再转化为函数f(x)≥0恒成立,构造函数设g(a)2a﹣1+a,再利用导数求出a的值,问题的得以解决【解答】解:∵f(x)=x2(1nx﹣a)+a,x>0,∴f′(x)=x(21nx﹣2a+1),令f′(x)=0,解得当x x)<0,f(x)单调递减,当x x)>0,f(x)单调递增,当f2a﹣1+a2a﹣1+a,若f(x)≥0恒成立,2a﹣1+a≥0,设g(a)2a﹣1+a,∴g′(a)=1﹣e2a﹣1,令g′(a)=0,解得当a a)<0,g(a)单调递减,当x∈(0a)>0,g(a)单调递增∴g(a)<g=0,2a﹣1+a≤0,当且仅当存在唯一的实数使得对任意x∈(0,+∞),f(x)≥0,故A,B,D正确,当f(x)<0,故C错误故选:C【点评】本题考查了利用导数函数恒成立的问题,关键构造函数g(a),属于中档题二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,共20分.)13.设m∈R,过定点A的动直线x+my﹣1=0和过定点B的动直线mx﹣y﹣2m+3=0交于点P (x,y),则|PA|•|PB|的最大值是 5 .【考点】点到直线的距离公式.【专题】直线与圆.【分析】由直线系方程求得两动直线所过定点坐标,且知道两直线垂直,则结合|PA|2+|PB|2=|AB|2=10≥2|PA‖PB|求得|PA|•|PB|的最大值.【解答】解:由题意可得:A(1,0),B(2,3),且两直线斜率之积等于﹣1,∴直线x+my﹣1=0和直线mx﹣y﹣2m+3=0垂直,则|PA|2+|PB|2=|AB|2=10≥2|PA‖PB|.∴|PA|•|PB|≤5.故答案为:5.【点评】本题考查了直线系方程,考查了基本不等式的应用,是基础题.14.计算C n1+2C n2+3C n3+…+nC n n,可以采用以下方法:构造等式:C n0+C n1x+C n2x2+…+C n n x n=(1+x)n,两边对x求导,得Cn 1+2Cn2x+3Cn3x2+…+nCnn x n﹣1=n(1+x)n﹣1,在上式中令x=1,得C n1+2C n2+3C n3+…+nC n n=n•2n﹣1.类比上述计算方法,计算C n1+22C n2+32C n3+…+n2C n n= n(n+1)•2n ﹣2.【考点】二项式定理的应用.【专题】计算题;二项式定理.【分析】构造等式:C n1x+2C n2x2+3C n3x3+…+nC n n x n=n(1+x)n﹣1,两边对x求导,两边同乘以x,再两边求导后赋值即可.【解答】解:构造等式:C n1x+2C n2x2+3C n3x3+…+nC n n x n=n(1+x)n﹣1,两边对x求导,得C n1+2C n2x+3C n3x2+…+nC n n x n﹣1=n(1+x)n﹣1,两边同乘以x,得xC n1+2C n2x2+3C n3x3+…+nC n n x n=nx(1+x)n﹣1,再两边求导,得C n1+22C n2x2+32C n3x3+…+n2C n n x n=n[(1+x)n﹣1+(n﹣1)x(1+x)n﹣2]令x=1,得C n1+22C n2x2+32C n3x3+…+n2C n n x n=n(n+1)•2n﹣2,故答案为:n(n+1)•2n﹣2.【点评】本题主要考查二项式系数及利用组合数的关系应用倒序相加法求代数式的值.15.已知点O是锐角△ABC的外心,AB=8,AC=12,则6x+9y= 5 .【考点】平面向量的基本定理及其意义.【专题】平面向量及应用.【分析】如图所示,过点O分别作OD⊥AB,OE⊥AC,垂足分别为D,E.可得D,E分别为AB,AC【解答】解:如图所示,过点O分别作OD⊥AB,OE⊥AC,垂足分别为D,E.则D,E分别为AB,AC的中点,...化为32=64x+48y,72=48x+144y,联立解得∴6x+9y=5.故答案为:5.【点评】本题考查了向量数量积运算性质、三角形外心性质、垂经定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.16.若数列{a n}满足a1n∈N+,且b n P n=b1•b2…b n,S n=b1+b2+…+b n,则2P n+S n= 2 .【考点】数列递推式;数列的求和.【专题】点列、递归数列与数学归纳法.【分析】加分别求得P n、S n,作和后得答案.【解答】0,a n+1=a n(1+a n),P n=b1•b2…b n∴2P n+S n故答案为:2.【点评】本题考查了数列递推式,考查了累加法和累积法求数列的通项公式,是中档题.三.解答题(本大题共5小题,满分60分.17-21题是必做题,每题12分.请在22和23题中只选做一题,多做则按22题给分,选做题满分60分.)17.设函数f(x)=sinxcos(x∈R.(1sin(α﹣β)的值.(2)△ABC的内角A、B、C所对边的长分别为a、b、c,若a、b、c成等比数列;且a+c=6,的面积.【考点】余弦定理;两角和与差的正弦函数.【专题】解三角形.【分析】(1)f(x)解析式利用两角和与差的余弦函数公式化简,整理为一个角的正弦函数,确定出sinα与sinβ的值,进而求出cosα与cosβ的值,原式利用两角和与差的正弦函数公式化简,将各自的值代入计算即可求出值;(2)由f B的度数,由a,b,c成等比数列,利用等比数列的性质得到b2=ac,利用余弦定理列出关系式,将cosB以及b2=ac代入求出ac的值,再由sinB的值,利用三角形面积公式即可求出三角形ABC面积.【解答】解:(1)f(x)=sinx((αα即sinαf(β=β=sinβ∵α,β∈[0,∴cosαcosβ则sin(α﹣β)=sinαcosβ﹣cosαsinβ(2(sin(又a、b、c成等比数列,∴b2=ac,ac=9,则△ABC的面积【点评】此题考查了余弦定理,两角和与差的余弦函数公式,等比数列的性质,以及三角形面积公式,熟练掌握余弦定理是解本题的关键.18.某校从参加高一年级期末考试的学生中抽出60名学生,将其数学成绩(均为整数)分成六段[40,50),[50,60)…[90,100]后画出如下部分频率分布直方图.观察图形的信息,回答下列问题:(1)求第四小组的频率,补全这个频率分布直方图;并估计该校学生的数学成绩的中位数.(2)从数学成绩是70分以上(包括70分)的学生中选两人,求他们在同一分数段的概率.(3)假设从全市参加高一年级期末考试的学生中,任意抽取4个学生,设这四个学生中数学成绩为80分以上(包括80分)的人数为X,(以该校学生的成绩的频率估计概率),求X的分布列和数学期望.【考点】离散型随机变量的期望与方差;频率分布直方图;离散型随机变量及其分布列.【专题】概率与统计.【分析】(1)通过各组的频率和等于1,求出第四组的频率,考查直方图,求出中位数即可.(2)分别求出[70,80),[80,90),[90,100]”的人数是18,15,3.然后利用古典概型概率求解即可.(3)判断概率类型X~B(4,0.3),即可写出分布列求解期望即可.【解答】解:(1)因为各组的频率和等于1,故第四组的频率:f4=1﹣(0.025+0.015*2+0.01+0.005)*10=0.3…直方图如右所示….计这次考试的中位数是73.3….(2)[70,80),[80,90),[90,100]”的人数是18,15,3.所以从成绩是7以上(包括70(3)因为X~B(4,0.3),所以其分布列为:数学期望为EX=np=4×0.3=1.2…【点评】本题考查古典概型的概率的求法,频率分布直方图的画法,二项分布的分布列以及期望的求法,考查计算能力.19.如图,四棱锥P﹣ABCD的底面是边长为1的正方形,PA⊥底面ABCD,E、F分别为AB、PC的中点.(Ⅰ)求证:EF∥平面PAD;(Ⅱ)若PA=2,试问在线段EF上是否存在点Q,使得二面角Q﹣AP﹣D存在,确定点Q的位置;若不存在,请说明理由.【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.【专题】空间位置关系与距离;空间角.【分析】(Ⅰ)取PD中点M,连接MF、MA,通过中位线定理可得EF∥AM,利用线面平行的判定定理即得结论;(Ⅱ)以点A为坐标原点建立空间直角坐标系,则平面PAD的法向量与平面PAQ的法向量的【解答】证明:(Ⅰ)取PD中点M,连接MF、MA,在△PCD中,F为PC正方形ABCD中E为AB,故四边形EFMA为平行四边形,∴EF∥AM,又∵EF⊄平面PAD,AM⊂平面PAD,∴EF∥平面PAD;(Ⅱ)结论:满足条件的Q存在,是EF中点.理由如下:如图:以点A为坐标原点建立空间直角坐标系,则P(0,0,2),B(0,1,0),C(1,1,0),E(00),F1),由题易知平面PAD(0,1,0),假设存在Qλ0,1λλ),λ∈[0,1],设平面PAQ(x,y,z),(1,﹣λ,0),所以满足条件的Q存在,是EF中点.【点评】本题考查二面角,空间中线面的位置关系,向量数量积运算,注意解题方法的积累,建立坐标系是解决本题的关键,属于中档题.20.已知焦点在x b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,直线AB过右焦点F2,和椭圆交于A,B AB(1)求椭圆C的标准方程;(2)设F为椭圆C的右焦点,T为直线x=t(t∈R,t≠2)上纵坐标不为0的任意一点,过F作TF的垂线交椭圆C于点P,Q.(ⅰ)若OT平分线段PQ(其中O为坐标原点),求t的值;T的坐标.【考点】直线与圆锥曲线的综合问题;椭圆的标准方程.【专题】圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】(1)由已知焦点在x b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,可得a,c,b.然后求解椭圆的标准方程.(2)(ⅰ)由(1)可得,F点的坐标是(2,0).设直线PQ的方程为x=my+2,将直线PQ 的方程与椭圆C的方程联立,利用△>0.利用韦达定理设P(x1,y1),Q(x2,y2),设M 为PQ的中点,求出M点的坐标,通过TF⊥PQ,直线FT的斜率为﹣m,写出方程为y=﹣m(x﹣2).通过直线OT将M点的坐标代入,求出t.(ⅱ)由(ⅰ)知T为直线x=3上任意一点可得,点T点的坐标为(3,﹣m).|PQ|T点的坐标.【解答】解:(1)由已知焦点在x b>0)的左、右焦点分别为F1,F2,可得F2(c,0),直线AB过右焦点F2,和椭圆交于A,B AB设A Bb2=2,c=2∴椭圆C(2)(ⅰ)由(1)可得,F点的坐标是(2,0).设直线PQ的方程为x=my+2,将直线PQ的方程与椭圆C消去x,得(m2+3)y2+4my﹣2=0,其判别式△=16m2+8(m2+3)>0.设P(x1,y1),Q(x2,y2),则y1+y2y1y2x1+x2=m(y1+y2)设M为PQ的中点,则M因为TF⊥PQ,所以直线FT的斜率为﹣m,其方程为y=﹣m(x﹣2).当x=t时,y=﹣m(t﹣2),所以点T的坐标为(t,﹣m(t﹣2)),此时直线OT将M解得t=3.…(ⅱ)由(ⅰ)知T为直线x=3上任意一点可得,点T点的坐标为(3,﹣m).所以T点的坐标是(3,1)或(3,﹣1).…【点评】本题考查直线与椭圆的位置关系的综合应用,椭圆标准方程的求法,考查转化思想以及计算能力.21.已知函数f(x)=e x﹣ax﹣1(a为常数),曲线y=f(x)在与y轴的交点A处的切线斜率为﹣1.(Ⅰ)求a的值及函数f(x)的单调区间;(Ⅱ)证明:当x>0时,e x>x2+1;(Ⅲ)证明:当n∈N*【考点】导数在最大值、最小值问题中的应用;利用导数研究函数的单调性;数学归纳法.【专题】导数的综合应用.【分析】(Ⅰ)求出函数的f′(x)=e x﹣a.通过f′(x)=e x﹣2>0,即可求解函数f(x)在区间(﹣∞,ln2)上单调递减,在(ln2,+∞)上单调递增.(Ⅱ)求出f(x)的最小值,化简f(x)≥1﹣ln4.构造g(x)=e x﹣x2﹣1,通过g′(x)>0.判断g(x)在(0,+∞)上单调递增,得到g(x)>g(0),推出结果.(Ⅲ)首先证明:当x>0h′(x)=e x﹣x2.推出h(x)在(0,+∞)上单调递增,得到x+ln3>3lnx.利用累加法推出【解答】解:(Ⅰ)由f(x)=e x﹣ax﹣1,得f′(x)=e x﹣a.又f′(0)=1﹣a=﹣1,所以a=2.所以f(x)=e x﹣2x﹣1,f′(x)=e x﹣2.由f'(x)=e x﹣2>0,得x>ln2.所以函数f(x)在区间(﹣∞,ln2)上单调递减,在(ln2,+∞)上单调递增.…所以f(x)≥1﹣ln4,即e x﹣2x﹣1≥1﹣ln4,e x﹣2x≥2﹣ln4>0.令g(x)=e x﹣x2﹣1,则g'(x)=e x﹣2x>0.所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,所以g(x)=e x﹣x2﹣1>g(0)=0,即e x>x2+1.…(Ⅲ)首先证明:当x>0h′(x)=e x﹣x2.由(Ⅱ)知,当x>0时,e x>x2,所以h′(x)>0,所以h(x)在(0,+∞)上单调递增,所以h(x)>h(0)=1>0x+ln3>3lnx.另解:用数学归纳法证明(略)【点评】本题考查函数的导数的应用,构造法以及累加法的应用,函数的导数的最值的应用,考查分析问题解决问题的能力.是难题.【选修4-4】极坐标和参数方程22.已知曲线C的极坐标方程是ρ=2cosθ,以极点为平面直角坐标系的原点,极轴为x轴的正半轴,建立平面直角坐标系,直线L t为参数).(1)求曲线C的直角坐标方程和直线L的普通方程;(2)设点P(m,0),若直线L与曲线C交于A,B两点,且|PA|•|PB|=1,求实数m的值.【考点】参数方程化成普通方程;简单曲线的极坐标方程.【专题】坐标系和参数方程.【分析】(1)曲线C的极坐标方程是ρ=2cosθ,化为ρ2=2ρcosθ,得直角坐标方程.直线L t为参数),把t=2y消去参数t即可得出.(2t为参数),代入方程:x2+y2=2x2﹣2m=0,由△>0,得﹣1<m<3.利用|PA|•|PB|=t1t2,即可得出.【解答】解:(1)曲线C的极坐标方程是ρ=2cosθ,化为ρ2=2ρcosθ,可得直角坐标方程:x2+y2=2x.直线L t为参数),消去参数t(2x2+y2=2x2﹣2m=0,由△>0,解得﹣1<m<3.∴t1t2=m2﹣2m.∵|PA|•|PB|=1=|t1t2|,∴m2﹣2m=±1,1.又满足△>0.∴实数1.【点评】本题考查了极坐标方程化为直角坐标方程、参数方程的应用,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.【选修4-5】不等式选讲23.已知a,b,c∈R,a2+b2+c2=1.(1)若a+b+c=0,求a的最大值.(2)若ab+bc+ca的最大值为M,解不等式|x+1|+|x﹣1|≥3M.【考点】基本不等式.【专题】不等式的解法及应用.【分析】(1)利用a2=(﹣b﹣c)2=b2+c2+2bc≤2(b2+c2)即可得出;(2)利用基本不等式的性质可得:M=1.若不等式|x+1|+|x﹣1|≥3M对一切实数a,b,c 恒成立,则|x+1|+|x﹣1|≥3,对x分类讨论即可得出.【解答】解:(1)∵a2=(﹣b﹣c)2=b2+c2+2bc≤2(b2+c2)∴a2≤2(1﹣a2),∴3a2≤2,(2若不等式|x+1|+|x﹣1|≥3M对一切实数a,b,c恒成立,则|x+1|+|x﹣1|≥3,当x≥1时,化为当﹣1≤x<1时,化为x+1﹣x+1≥3,即2≥3,此时x∈∅;当x<﹣1时,化为﹣2x≥3,解得x≤﹣1综上可得:不等式|x+1|+|x﹣1|≥3【点评】本题考查了基本不等式的性质、含绝对值不等式的解法,考查了分类讨论思想方法、推理能力与计算能力,属于中档题.。
江西省重点中学协作体2015届高考数学二模试卷(理科)一、选择题:本题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(5分)已知集合M={x|x2﹣4x>0},N={x|m<x<8},若M∩N={x|6<x<n},则m+n=()A.10 B.12 C.14 D.162.(5分)设i是虚数单位,则|(1+i)﹣|=()A.B.2C.3 D.3.(5分)已知等比数列{a n}的各项都是正数,且3a1,a3,2a2成等差数列,则=()A.1 B.3 C.6 D.94.(5分)给出下列结论:①命题“∀x∈R,sinx≠1”的否定是“∃x∈R,sinx=1”;②命题“α=”是“sinα=”的充分不必要条件;③数列{a n}满足“a n+1=3a n”是“数列{a n}为等比数列”的充分必要条件.其中正确的是()A..①②B..①③C..②③D..①②③5.(5分)已知函数f(x)=x2﹣2x+4,数列{a n}是公差为d的等差数列,若a1=f(d﹣1),a3=f (d+1),则{a n}的通项公式为()A.2n﹣2 B.2n+1 C.2n+3 D.n+26.(5分)若实数x,y满足,则z=的最小值为()A.﹣2 B.﹣3 C.﹣4 D.﹣57.(5分)已知直角△ABC中,斜边AB=6,D为线段AB的中点,P为线段CD上任意一点,则(+)•的最小值为()A.﹣B.C.﹣2 D.28.(5分)甲、乙、丙三人投掷飞镖,他们的成绩(环数)如下面的频数条形统计图所示,则甲、乙、丙三人训练成绩的方差S甲2、S乙2、S丙2的大小关系是()A.S丙2>S乙2>S甲2B.S甲2>S丙2>S乙2C.S丙2>S甲2>S乙2D.S乙2>S丙2>S甲29.(5分)如图所示程序框图,则满足|x|+|y|≤2的输出的有序实数对(x,y)的概率为()A.B.C.D.10.(5分)已知圆x2+y2=4,点A(,0),动点M在圆上运动,O为坐标原点,则∠OMA的最大值为()A.B.C.D.11.(5分)已知点A(0,1),曲线C:y=alnx恒过定点B,P为曲线C上的动点且•的最小值为2,则a=()A.﹣2 B.﹣1 C.2 D.112.(5分)已知圆O1:(x﹣2)2+y2=16和圆O2:x2+y2=r2(0<r<2),动圆M与圆O1、圆O2都相切,动圆圆心M的轨迹为两个椭圆,这两个椭圆的离心率分别为e1、e2(e1>e2),则e1+2e2的最小值是()A.B.C.D.二、填空题:本题共4个小题,每小题5分,共20分.13.(5分)二项式(2﹣)6展开式中常数项是.14.(5分)已知数列{a n}满足a n+1=(n∈N+),若a1=,则a2015=.15.(5分)已知某几何体的三视图如图所示,则它的外接球的表面积为.16.(5分)若集合{a,b,c,d}={1,2,3,4},且下列四个关系:①a=1;②b≠1;③c=2;④d≠4有且只有一个是正确的,则符合条件的有序数组(a,b,c,d)的个数是.三、解答题:本题共5小题,共70分,解答题应写出文字说明、证明过程和演算步骤.17.(12分)已知函数f(x)=2sinxcosx﹣cos2x+1.(1)求f(x)的单调递增区间;(2)角A,B,C为△ABC的三个内角,且f(+)=,f(+)=,求sinC的值.18.(12分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,平面APC⊥平面ABC,且PA=PB=PC=4,AB=BC=2.(1)求三棱锥P﹣ABC的体积V P﹣ABC;(2)求直线AB与平面PBC所成角的正弦值.19.(12分)4月15日,亚投行意向创始成员国已经截止,意向创始成员国敲定57个,其中,亚洲国家34个,欧洲国家18个,非洲和大洋洲各2个;南美洲1个.18个欧洲国家中G8国家有5个(英法德意俄).亚投行将设立理事会、董事会和管理层三层管理架构.假设理事会由9人组成,其中3人由欧洲国家等可能产生.(1)这3人中恰有2人来自于G8国家的概率;(2)设X表示这3人来自于G8国家的人数,求X的分布列和期望.20.(12分)已知点F(,0),圆E:(x+)2+y2=16,点P是圆E上任意一点,线段PF的垂直平分线和半径PE相交于Q.(1)求动点Q的轨迹方程;(2)若直线l与圆O:x2+y2=1相切,并与(1)中轨迹交于不同的两点A、B.当•=λ,且满足≤λ≤时,求△AOB面积S的取值范围.21.(12分)已知函数f(x)=x﹣ae x(a为实常数).(1)若函数f(x)在x=0的切线与x轴平行,求a的值;(2)若f(x)有两个零点x1、x2,求证:x1+x2>2.一、选修4-1:几何证明选讲:请考生在第22、23、24题中任选一题作答,如果多做,则按所做第一题记分.在答题卡选答区域指定位置答题,并写上所做题的题号.注意所做题目的题号必须和所写的题号一致.22.(10分)如图,已知PA与圆O相切于点A,半径OB⊥OP,AB交PO于点C.(1)求证:PA=PC;(2)若圆O的半径为3,PO=5,求线段AC的长度.一、选修4-4:坐标系与参数方程23.在直角坐标系xoy中,直l线l的参数方程为(t为参数).在极坐标系(与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=10cosθ.(1)求圆C的直角坐标方程;(2)设圆C与直线l交于点A、B,若点P的坐标为(2,6),求|PA|+|PB|.一、选修4-5:不等式选讲24.已知函数f(x)=|2x+1|+|2x﹣3|.(Ⅰ)求不等式f(x)≤6的解集;(Ⅱ)若关于x的不等式f(x)<|a﹣1|的解集非空,求实数a的取值范围.江西省重点中学协作体2015届高考数学二模试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题:本题共12个小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.(5分)已知集合M={x|x2﹣4x>0},N={x|m<x<8},若M∩N={x|6<x<n},则m+n=()A.10 B.12 C.14 D.16考点:交集及其运算.专题:集合.分析:求出M中不等式的解集确定出M,根据N及两集合的交集,确定出m与n的值,即可求出m+n的值.解答:解:由M中不等式解得:x<0或x>4,∴M={x|x<0或x>4},∵N={x|m<x<8},且M∩N={x|6<x<n},∴m=6,n=8,则m+n=6+8=14,故选:C.点评:此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.2.(5分)设i是虚数单位,则|(1+i)﹣|=()A.B.2C.3 D.考点:复数求模.专题:数系的扩充和复数.分析:利用复数的运算法则、模的计算公式即可得出.解答:解:∵=1+i+=1+3i,∴|(1+i)﹣|==.故选:D.点评:本题考查了复数的运算法则、模的计算公式,属于基础题.3.(5分)已知等比数列{a n}的各项都是正数,且3a1,a3,2a2成等差数列,则=()A.1 B.3 C.6 D.9考点:等差数列与等比数列的综合.专题:等差数列与等比数列.分析:设各项都是正数的等比数列{a n}的公比为q,(q>0),由题意可得关于q的式子,解之可得q,而所求的式子等于q2,计算可得.解答:解:设各项都是正数的等比数列{a n}的公比为q,(q>0)由题意可得2×a3=3a1+2a2,即q2﹣2q﹣3=0,解得q=﹣1(舍去),或q=3,故==q2=9.故选:D.点评:本题考查等差数列和等比数列的通项公式,求出公比是解决问题的关键,属基础题.4.(5分)给出下列结论:①命题“∀x∈R,sinx≠1”的否定是“∃x∈R,sinx=1”;②命题“α=”是“sinα=”的充分不必要条件;③数列{a n}满足“a n+1=3a n”是“数列{a n}为等比数列”的充分必要条件.其中正确的是()A..①②B..①③C..②③D..①②③考点:命题的真假判断与应用.专题:简易逻辑.分析:利用命题的否定判断①的正误;充要条件判断②的正误;等比数列的定义判断③的正误.解答:解:对于①,命题“∀x∈R,sinx≠1”的否定是“∃x∈R,sinx=1”;满足命题的否定形式,所以①正确.对于②,命题“α=”是“sinα=”的充分不必要条件;前者能够说明后者成立,sinα=成立则α=不一定成立,所以②正确;对于③,数列{a n}满足“a n+1=3a n”是“数列{a n}为等比数列”的充分必要条件错误.例如:数列是常数列{0},则满足“a n+1=3a n”,数列不是等比数列,所以③不正确;故选:A.点评:本题考查命题的真假的判断,充要条件以及命题的否定,等比数列的基本知识的应用,考查基本知识的掌握情况.5.(5分)已知函数f(x)=x2﹣2x+4,数列{a n}是公差为d的等差数列,若a1=f(d﹣1),a3=f (d+1),则{a n}的通项公式为()A.2n﹣2 B.2n+1 C.2n+3 D.n+2考点:数列与函数的综合.专题:函数的性质及应用;等差数列与等比数列.分析:根据f(x)求出a1、a3,再利用等差数列的定义求出d与a1的值,即得通项公式a n.解答:解:∵f(x)=x2﹣2x+4,∴a1=f(d﹣1)=(d﹣1)2﹣2(d﹣1)+4=d2﹣4d+7,a3=f(d+1)=(d+1)2﹣2(d+1)+4=d2+3;∴a3﹣a1=4d﹣4,即2d=4d﹣4,解得d=2;∴a1=3,∴a n=3+2(n﹣1)=2n+1.故选:B.点评:本题考查了根据函数的解析式求函数值的应用问题,也考查了等差数列的通项公式的应用问题,是基础题目.6.(5分)若实数x,y满足,则z=的最小值为()A.﹣2 B.﹣3 C.﹣4 D.﹣5考点:简单线性规划.专题:不等式的解法及应用.分析:作出不等式组对应的平面区域.,利用分式函数的意义以及直线的斜率进行求解即可解答:解:作出不等式组对应的平面区域如图:z===1+,设k=,则k的几何意义为区域内的点到定点D(2,﹣2)的斜率,由图象知AD的斜率最小,由得,即A(1,2),此时AD的斜率k=,则z=1+k=1﹣4=﹣3,即z=的最小值为﹣3,故选:B点评:本题主要考查线性规划的应用,利用直线斜率以及数形结合是解决本题的关键.7.(5分)已知直角△ABC中,斜边AB=6,D为线段AB的中点,P为线段CD上任意一点,则(+)•的最小值为()A.﹣B.C.﹣2 D.2考点:平面向量数量积的运算.专题:平面向量及应用.分析:根据图形判断设|PC|=3﹣x,e则|PD|=x,与的夹角为π,0≤x≤3,运用数量积的运算得出函数式子(+)•=﹣2x•(3﹣x),再利用基本不等式求解即可.解答:解:∵直角△ABC中,斜边AB=6,D为线段AB的中点,∴|CD|=3,+=2,∵P为线段CD上任意一点,∴设|PC|=3﹣x,则|PD|=x,与的夹角为π,0≤x≤3,∴(+)•=﹣2x•(3﹣x),∵x•(3﹣x)≤,∴﹣2x•(3﹣x)≥﹣2×=﹣.故选:A.点评:本题考查了平面向量的数量积,转化为函数求解,关键是根据图形得出向量的关系,属于容易题.8.(5分)甲、乙、丙三人投掷飞镖,他们的成绩(环数)如下面的频数条形统计图所示,则甲、乙、丙三人训练成绩的方差S甲2、S乙2、S丙2的大小关系是()A.S丙2>S乙2>S甲2B.S甲2>S丙2>S乙2C.S丙2>S甲2>S乙2D.S乙2>S丙2>S甲2考点:极差、方差与标准差.专题:概率与统计.分析:由于方差为表示数据离散程度的量,且数据越小越集中,观察数据即可得到结论.解答:解:由于方差为表示数据离散程度的量,且数据越小越集中,由条形图知,乙图最集中,丙图最分散,故s乙2<s乙2<s丙2,故选:C点评:本题主要考查了频率分布条形图,以及平均数、方差和标准差,属于基础题9.(5分)如图所示程序框图,则满足|x|+|y|≤2的输出的有序实数对(x,y)的概率为()A.B.C.D.考点:程序框图.专题:函数的性质及应用;算法和程序框图.分析:模拟执行程序框图,由y=x3是奇函数可求阴影部分的面积与正方形的面积之比,从而得解.解答:解:程序框图的含义是,阴影部分的面积与正方形的面积之比,因为y=x3是奇函数,所以面积之比为:.故选:D.点评:本题主要考查了程序框图和函数的性质及应用,属于基本知识的考查.10.(5分)已知圆x2+y2=4,点A(,0),动点M在圆上运动,O为坐标原点,则∠OMA的最大值为()A.B.C.D.考点:圆与圆的位置关系及其判定.专题:计算题;直线与圆.分析:设|MA|=x,则可求得|OM|,|AO|的值,进而利用余弦定理得到cos∠OMA的表达式,利用均值不等式求得cos∠OMA的最小值,进而求得∠OMA的最大值.解答:解:设|MA|=x,则|OM|=2,|AO|=由余弦定理可知cos∠OMA==(x+)≥×2=(当且仅当x=1时等号成立)∴∠OMA≤.故选:C.点评:本题主要考查了点与圆的位置关系,余弦定理的应用,均值不等式求最值.考查了学生综合分析问题和解决问题的能力.11.(5分)已知点A(0,1),曲线C:y=alnx恒过定点B,P为曲线C上的动点且•的最小值为2,则a=()A.﹣2 B.﹣1 C.2 D.1考点:平面向量数量积的运算.专题:平面向量及应用.分析:运用对数函数的图象特点可得B(1,0),设P(x,alnx),运用向量的数量积的坐标表示,可得f(x)=•=x﹣alnx(0,+∞)+1,再由导数,求得极值点即为最值点,对a讨论通过单调性即可判断.解答:解:曲线C:y=alnx恒过点B,则令x=1,可得y=0,即B(1,0),又点A(0,1),设P(x,alnx),则•=f(x)=x﹣alnx+1,由于f(x)=x﹣alnx+1在(0,+∞)上有最小值2,且f(1)=2,故x=1是f(x)的极值点,即最小值点.f′(x)=1﹣=,a<0,f'(x)>0恒成立,f(x)在(0,+∞)上是增函数,所以没有最小值;故不符合题意;当a>0,x∈(0,a)时,f'(x)<0,函数f(x)在(0,a)是减函数,在(a,+∞)是增函数,有最小值为f(a)=2,即a﹣alna+1=2,解得a=1;故选D.点评:本题考查了利用导数求函数的最值;关键是将数量积表示为关于x的函数,通过求导,判断单调性,得到最值求参数a.12.(5分)已知圆O1:(x﹣2)2+y2=16和圆O2:x2+y2=r2(0<r<2),动圆M与圆O1、圆O2都相切,动圆圆心M的轨迹为两个椭圆,这两个椭圆的离心率分别为e1、e2(e1>e2),则e1+2e2的最小值是()A.B.C.D.考点:椭圆的简单性质.专题:计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:分别求出e1、e2(e1>e2),利用基本不等式求出e1+2e2的最小值.解答:解:①当动圆M与圆O1、O2都相内切时,|MO2|+|MO1|=4﹣r=2a,∴e1=.②当动圆M与圆O1相内切而与O2相外切时,|MO1|+|MO2|=4+r=2a′,∴e2=∴e1+2e2=+=,令12﹣r=t(10<t<12),e1+2e2=2×≥2×==故选:A.点评:本题考查了两圆相切的性质、双曲线的离心率,属于难题.二、填空题:本题共4个小题,每小题5分,共20分.13.(5分)二项式(2﹣)6展开式中常数项是﹣160.考点:二项式定理.专题:计算题.分析:利用二项式定理展开式,直接求出常数项的值即可.解答:解:因为=20×8×(﹣1)=﹣160.所以展开式中常数项是﹣160.故答案为:﹣160.点评:本题考查二项式定理展开式的应用,特定项的求法,考查计算能力.14.(5分)已知数列{a n}满足a n+1=(n∈N+),若a1=,则a2015=﹣2.考点:数列递推式.专题:点列、递归数列与数学归纳法.分析:通过求出数列的前几项,找出其周期即可.解答:解:∵a n+1=(n∈N+)、a1=,∴a2==3,a3==﹣2,a4==﹣,a5==,a6==3,∴数列{a n}满足:a n=a n+4,∵2015=503×4+3,∴a2015=a3=﹣2,故答案为:﹣2.点评:本题考查求数列的通项,找出周期是解决本题的关键,注意解题方法的积累,属于中档题.15.(5分)已知某几何体的三视图如图所示,则它的外接球的表面积为8π.考点:球的体积和表面积;球内接多面体.专题:空间位置关系与距离.分析:根据三视图判断几何体的形状,根据他的几何性质得出AD⊥面BDC,DC=1,AD=1,BE⊥CD与E,DE=,BE=,利用三角形判断得出三角形BDC外接圆的半径r=1,根据球的几何性质得出:R2=r2+d2,求解R 即得出面积.解答:解:根据三视图得出几何体为三棱锥,AD⊥面BDC,DC=1,AD=1,BE⊥CD与E,DE=,BE=,∴∠BED=60°,BD=1,∵在三角形BDC中,BD=DC=1,∠BDC=120°,∴根据余弦定理得出:BC=,∵利用正弦定理得出:=2r∴三角形BDC外接圆的半径r=1,∵三棱锥的外接球的半径R,d=AD=1,利用球的几何性质得出:R2=r2+d2,∴R=,∴它的外接球的表面积为4×π×()2=8π,故答案为:8π.点评:本题考查了空间几何体的外接球的问题,充分利用几何性质,把立体问题转化为平面问题求解,考查了三角的定理的运用综合性较强,属于中档题.16.(5分)若集合{a,b,c,d}={1,2,3,4},且下列四个关系:①a=1;②b≠1;③c=2;④d≠4有且只有一个是正确的,则符合条件的有序数组(a,b,c,d)的个数是6.考点:集合的相等.专题:计算题;集合.分析:利用集合的相等关系,结合①a=1;②b≠1;③c=2;④d≠4有且只有一个是正确的,即可得出结论.解答:解:由题意,a=2时,b=1,c=4,d=3;b=3,c=1,d=4;a=3时,b=1,c=4,d=2;b=1,c=2,d=4;b=2,c=1,d=4;a=4时,b=1,c=3,d=2;∴符合条件的有序数组(a,b,c,d)的个数是6个.点评:本题考查集合的相等关系,考查分类讨论的数学思想,正确分类是关键.三、解答题:本题共5小题,共70分,解答题应写出文字说明、证明过程和演算步骤.17.(12分)已知函数f(x)=2sinxcosx﹣cos2x+1.(1)求f(x)的单调递增区间;(2)角A,B,C为△ABC的三个内角,且f(+)=,f(+)=,求sinC的值.考点:两角和与差的正弦函数;正弦函数的单调性.专题:三角函数的图像与性质.分析:首先利用倍角公式化简解析式为一个角的一个三角函数的形式,然后求单调区间和sinC.解答:解:由题意可得f(x)=2sinxcosx﹣cos2x+1=2sin(2x﹣)(1)令2kπ≤2x﹣≤2kπ+所以增区间为:[kπ﹣,kπ+],k∈Z.…(6分)(2)由f(+)=得sinA=;…(7分)f()=得cosB=,sinB=;…(8分)由于sinA=<sinB=,则a<b⇒cosA=…(10分)所以sinC=sin(A+B)=.…(12分)点评:本题考查了倍角公式的运用化简三角函数,然后求单调区间以及解三角形;关键是正确化简三角函数解析式为一个角的一个三角函数的形式.18.(12分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,平面APC⊥平面ABC,且PA=PB=PC=4,AB=BC=2.(1)求三棱锥P﹣ABC的体积V P﹣ABC;(2)求直线AB与平面PBC所成角的正弦值.考点:直线与平面所成的角;棱柱、棱锥、棱台的体积.专题:综合题;空间位置关系与距离;空间角.分析:(1)取AC中点O,连结PO,BO,证明OP⊥平面ABC,利用三棱锥的体积公式,即可求三棱锥P﹣ABC的体积V P﹣ABC;(2)建立如图所示的空间直角坐标系.求出平面PBC的法向量,利用向量的夹角公式,即可求直线AB与平面PBC所成角的正弦值.解答:解:(1)取AC中点O,连结PO,BO,∵PA=PC,AB=BC,∴OP⊥AC,OB⊥AC,又∵平面APC⊥平面ABC,∴OP⊥平面ABC…(2分),∴OP⊥OB,∴OP2+OB2=PB2,即16﹣OC2+4﹣OC2=16,得OC=,则OA=,OB=,OP=,AC=2,…(4分)∴S△ABC==2.∴V P﹣ABC==.…(6分)(2)建立如图所示的空间直角坐标系.得O(0,0,0),A(0,﹣,0),B(,0,0),C(0,,0),P(0,0,),…(8分)∴=(﹣),=(﹣,0,),设平面PBC的法向量=(x,y,z).则,取z=1,得=(,,1).(10分)∵=(),∴直线AB与平面PBC所成角的正弦值为.…(12分)点评:本题考查线面垂直的判定,考查三棱锥体积的计算,考查线面角,正确运用向量方法是关键.19.(12分)4月15日,亚投行意向创始成员国已经截止,意向创始成员国敲定57个,其中,亚洲国家34个,欧洲国家18个,非洲和大洋洲各2个;南美洲1个.18个欧洲国家中G8国家有5个(英法德意俄).亚投行将设立理事会、董事会和管理层三层管理架构.假设理事会由9人组成,其中3人由欧洲国家等可能产生.(1)这3人中恰有2人来自于G8国家的概率;(2)设X表示这3人来自于G8国家的人数,求X的分布列和期望.考点:离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列.专题:概率与统计.分析:(1)直接利用古典概型的概率求解这3人中恰有2人来自于G8国家的概率;(2)设X表示这3人来自于G8国家的人数,求出概率得到分布列,然后求解X的期望.解答:解:(1)这3人中恰有2人来自于G8国家的概率:P==…(5分)(2)X可能的取值为0、1、2、3P(X=0)==,P(X=1)==P(X=2)== P(X=3)==X 0 1 2 3P…(10分)EX=0×+1×+2×+3×=…(12分)点评:本题考查离散型随机变量的分布列以及期望的求法,考查计算能力.20.(12分)已知点F(,0),圆E:(x+)2+y2=16,点P是圆E上任意一点,线段PF的垂直平分线和半径PE相交于Q.(1)求动点Q的轨迹方程;(2)若直线l与圆O:x2+y2=1相切,并与(1)中轨迹交于不同的两点A、B.当•=λ,且满足≤λ≤时,求△AOB面积S的取值范围.考点:直线与圆锥曲线的关系;轨迹方程.专题:平面向量及应用;直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.分析:(1)连接QF,结合圆的定义和垂直平分线的性质,以及椭圆的定义,可得Q的轨迹方程;(2)设直线l的方程为x=my+n(m∈R),由直线和圆相切的条件:d=r,可得m,n的关系,联立直线方程和椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,求得△AOB的面积,结合向量的数量积的坐标表示和基本不等式,即可得到所求范围.解答:解:(1)连接QF,∵|QE|+|QF|=|QE|+|QP|=|PE|=4>|EF|=2,∴动点Q的轨迹是以E(﹣,0)、F(,0)为焦点,长轴长2a=4的椭圆,即动点Q的轨迹方程为:+y2=1;(2)依题结合图形知直线l的斜率不为零,所以设直线l的方程为x=my+n(m∈R).∵直线L即x﹣my﹣n=0与圆O:x2+y2=1相切,∴=1得n2=m2+1.又∵点A,B的坐标满足:,消去x整理得(m2+4)y2+2mny+n2﹣4=0,由韦达定理得y1+y2=﹣,y1y2=,又|AB|=•|y1﹣y2|,点O到直线l的距离d==1,∴S△AOB=d•|AB|=•|y1﹣y2|=|n|•|y1﹣y2|=2•=2•,∵λ==x1x2+y1y2=(my1+n)(my2+n)+y1y2=(m2+1)y1y2+mn(y1+y2)+n2==∵,令t=1+m2,则λ=∈[,],即有t∈[3,6]∴S△AOB=2•=2•=2•=∵t+∈[6,],t++6∈[12,],∈[,],∴S△AOB∈[,1],∴S△AOB的取值范围为[,1].点评:本题考查椭圆的定义、方程和性质,主要考查椭圆的定义和方程的运用,联立直线方程,运用韦达定理,弦长公式和基本不等式,属于中档题.21.(12分)已知函数f(x)=x﹣ae x(a为实常数).(1)若函数f(x)在x=0的切线与x轴平行,求a的值;(2)若f(x)有两个零点x1、x2,求证:x1+x2>2.考点:利用导数研究曲线上某点切线方程;函数的零点.专题:导数的综合应用.分析:(1)求出函数的导数,利用导数的几何意义,即可得到结论.(2)由题意可求出0<a<;则a=的两个不同根为x1,x2,作出y=的图象,利用数形结合证明.解答:解:(1)函数的导数f′(x)=1﹣ae x,∵f(x)在x=0的切线与x轴平行,∴f′(0)=0,即f′(0)=1﹣a=0,解得a=1.(2)由f(x)=x﹣ae x=0得a=,设g(x)=,则g′(x)==,由g′(x)<0得x>1,由g′(x)>0得x<1,即函数g(x)在x=1时,取得极大值g(1)=,则要使f(x)有两个零点x1、x2,则满足0<a<,则x1=ae x1,x2=ae x2;∵g(x)在(﹣∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;又∵当x∈(﹣∞,0]时,g(x)≤0,故不妨设x1∈(0,1),x2∈(1,+∞);对于任意a1,a2∈(0,),设a1>a2,若g(m1)=g(m2)=a1,g(n1)=g(n2)=a2,其中0<m1<1<m2,0<n1<1<n2,∵g(x)在(﹣∞,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减;又∵g(m1)>g(n1),g(m2)>g(n2);∴m1>n1,m2<n2;∴;故随着a的减小而增大,令=t,x1=ae x1,x2=ae x2,可化为x2﹣x1=lnt;t>1;则x1=,x2=;则x2+x1=,令h(t)=,则可证明h(t)在(1,+∞)上单调递增;故x2+x1随着t的增大而增大,即x2+x1随着的增大而增大,故x2+x1随着a的减小而增大,而当a=时,x2+x1=2;故x1+x2>2.点评:本题考查了导数的综合应用及恒成立问题,同时考查了数形结合的思想应用,属于难题一、选修4-1:几何证明选讲:请考生在第22、23、24题中任选一题作答,如果多做,则按所做第一题记分.在答题卡选答区域指定位置答题,并写上所做题的题号.注意所做题目的题号必须和所写的题号一致.22.(10分)如图,已知PA与圆O相切于点A,半径OB⊥OP,AB交PO于点C.(1)求证:PA=PC;(2)若圆O的半径为3,PO=5,求线段AC的长度.考点:与圆有关的比例线段.专题:选作题;推理和证明.分析:(1)根据弦切角定理,可得∠PAB=∠ACB,根据圆周角定理可得∠BAC=90°,结合BC⊥OP,根据同角的余角相等及对顶角相等可得∠PDA=∠PAB,即△PAD为等腰三角形;(2)利用切割线定理求出PA,再求出cos∠AOP,利用余弦定理,即可得出结论.解答:(1)证明:∵PA与圆O相切于点A,∴∠PAB=∠ADB∵BD为圆O的直径,∴∠BAD=90°∴∠ADB=90°﹣∠B∵BD⊥OP,∴∠BCO=90°﹣∠B∴∠BCO=∠PCA=∠PAB即△PAC为等腰三角形∴PA=PC;…(5分)(2)解:假设PO与圆O相交于点M,延长PO交圆O于点N.∵PA与圆O相切于点A,PMN是圆O的割线,∴PA2=PM•PN=(PO﹣OM)(PO+ON).∵PO=5,OM=ON=3,∴PA=4.由(1)知PC=PA=4,∴OC=1.在Rt△OAP中,cos∠AOP==.∴AC2=9+1﹣2×3×1×=.∴AC=.…(10分)点评:本题考查的知识点是弦切角定理,圆周角定理,等腰三角形的判定,相似三角形的判定与性质,属于中档题.一、选修4-4:坐标系与参数方程23.在直角坐标系xoy中,直l线l的参数方程为(t为参数).在极坐标系(与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=10cosθ.(1)求圆C的直角坐标方程;(2)设圆C与直线l交于点A、B,若点P的坐标为(2,6),求|PA|+|PB|.考点:简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程.专题:坐标系和参数方程.分析:(1)由ρ=10cosθ得ρ2=10ρcosθ,把代入即可得出.(2)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,化为=0,可设t1,t2是上述方程的两个实根.利用|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=﹣(t1+t2)即可得出.解答:解:(1)由ρ=10cosθ得ρ2=10ρcosθ,∴直角坐标方程为:x2+y2=10x,配方为:(x﹣5)2+y2=25.(2)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,化为=0,由于△=﹣4×20=82>0,可设t1,t2是上述方程的两个实根.∴t1+t2=﹣,t1t2=20,又直线l过点P(2,6),可得:|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=﹣(t1+t2)=9.点评:本题考查了参数方程的应用、极坐标方程化为直角坐标方程,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.一、选修4-5:不等式选讲24.已知函数f(x)=|2x+1|+|2x﹣3|.(Ⅰ)求不等式f(x)≤6的解集;(Ⅱ)若关于x的不等式f(x)<|a﹣1|的解集非空,求实数a的取值范围.考点:带绝对值的函数;其他不等式的解法.专题:计算题;压轴题.分析:(Ⅰ)不等式等价于①,或②,或③.分别求出这3个不等式组的解集,再取并集,即得所求.(Ⅱ)由绝对值不等式的性质求出f(x)的最小值等于4,故有|a﹣1|>4,解此不等式求得实数a的取值范围.解答:解:(Ⅰ)不等式f(x)≤6 即|2x+1|+|2x﹣3|≤6,∴①,或②,或③.解①得﹣1≤x<﹣,解②得﹣≤x≤,解③得<x≤2.故由不等式可得,即不等式的解集为{x|﹣1≤x≤2}.(Ⅱ)∵f(x)=|2x+1|+|2x﹣3|≥|(2x+1)﹣(2x﹣3)|=4,即f(x)的最小值等于4,∴|a﹣1|>4,解此不等式得a<﹣3或a>5.故实数a的取值范围为(﹣∞,﹣3)∪(5,+∞).点评:本题主要考查绝对值不等式的解法,关键是去掉绝对值,化为与之等价的不等式组来解.体现了分类讨论的数学思想,属于中档题.。
直接证明与间接证明
1.(2013·北京高考理科·T20)已知{a n }是由非负整数组成的无穷数列,该数列前n 项的最大值记为A n ,第n 项之后各项1n a +,2n a +…的最小值记为B n ,d n =A n -B n .
(1)若{a n }为2,1,4,3,2,1,4,3…,是一个周期为4的数列(即对任意n ∈N *,4n n a a +=),写出d 1,d 2,d 3,d 4的值;
(2)设d 为非负整数,证明:d n =-d (n =1,2,3…)的充分必要条件为{a n }为公差为d 的等差数列;
(3)证明:若a 1=2,d n =1(n =1,2,3…),则{a n }的项只能是1或2,且有无穷多项为1
【解题指南】(1)根据{d n }的定义求.
(2)充分性:先证明{a n }是不减数列,再利用定义求d n ; 必要性:先证明{a n }是不减数列,再利用定义证明等差. (3)可通过取特殊值和反证法进行证明.
【解析】(1)111211d A B =-=-=,222211d A B =-=-=,
333413d A B =-=-=,444413d A B =-=-=。
(2) 充分性:
若{}n a 为公差为d 的等差数列,则1(1)n a a n d =+-. 因为d 是非负整数,所以{}n a 是常数列或递增数列.
1(1)n n A a a n d ==+-所以,11n n B a a nd +==+, n n n d A B d =-=-所以(n=1,2,3,…).
必要性:
若(1,2,3,)n d d n =-= ,假设k a 是第一个使得10n n a a --<的项,则
1221k k k a a a a a --≤≤≤≤> ,1,k k k k A a B a -=≤所以,
110k k k k k k k d A B a B a a --=-=-≥->所以,这与0n d d =-≤矛盾.
所以{}n a 是不减数列.
1n n n n n d A B a a d +=-=-=-所以,即1n n a a d +-=, {}n a 所以是公差为d 的等差数列.
(3)①首先{}n a 中的项不能是0,否则1102d a =-=,与已知矛盾. ②{}n a 中的项不能超过2,用反证法证明如下: 若{}n a 中有超过2的项,设k a 是第一个大于2的项,
{}n a 中一定存在项为1,否则与1n d =矛盾.
当n k ≥时,2n a ≥,否则与1k d =矛盾.
因此存在最大的i 在2到k-1之间,使得1i a =, 此时2220i i i i d A B B =-=-≤-=,矛盾. 综上{}n a 中没有超过2的项. 综合①②,{}n a 中的项只能是1或2. 下面证明1有无数个,用反证法证明如下: 若k a 为最后一个1,则220k k k d A B =-=-=,矛盾. 因此1有无数个.
2.(2013·北京高考文科·T20)给定数列a 1,a 2,…,a n 。
对i=1,2,…n-l ,该数列前i 项的最大值记为A i ,后n-i 项a i+1,a i+2,…,a n 的最小值记为B i ,d i =A i -B i .
(1)设数列{a n }为3,4,7,1,写出d 1,d 2,d 3的值.
(2)设a 1,a 2,…,a n (n ≥4)是公比大于1的等比数列,且a 1>0.证明:d 1,d 2,…d n-1是等比数列。
(3)设d 1,d 2,…d n-1是公差大于0的等差数列,且d 1>0,证明:a 1,a 2,…,a n-1是等差数列。
【解题指南】(1)利用d i 的公式,求d 1,d 2,d 3的值.
(2)先求出{d n }的通项,再利用等比数列的定义证明{d n }是等比数列.
(3)先证明{a n }是单调递增数列,再证明a n 是数列{a n }的最小项,最后证明{a n }是等差数列.
【解析】(1)111312d A B =-=-=,222413d A B =-=-=,333=7-1=6d A B =-。
(2)由12,,,(4)n a a a n ≥ 是公比大于1的等比数列,且a 1>0,可得{}n a 的通项为11n n a a q -=⋅且为单调递增数列。
于是当2,3,1k n =- 时,
111121
1111k k
k k k k k k k k d a a a q a q q d a a a q a q -+------===--为定值。
因此d 1,d 2,…d n-1构成首项112d a a =-,公比q 的等比数列。
(3)若d 1,d 2,…,d n-1是公差大于0的等差数列,则0<d 1<d 2<…<d n-1, 先证明a 1,a 2,…,a n-1是单调递增数列,否则,设a k 是第一个使得a k ≤a k-1成立的项,则
A k-1=A k ,
B k-1≤B k ,因此d k-1=A k-1-B k-1≥A k -B k =d k ,矛盾. 因此a 1,a 2,…,a n-1是单调递增数列.
再证明a n 为数列{a n }中的最小项,否则设a k <a n (k=1,2,…,n-1), 显然k ≠1,否则d 1=A 1-B 1=a 1-B 1≤a 1-a 1=0,与d i >0矛盾. 因而k ≥2,此时考虑d k-1=A k-1-B k-1=a k-1-a k <0,矛盾.
因此,a n为数列{a n}中的最小项.
综上,d k=A k-B k=a k-a n(k=1,2,…,n-1),于是a k=d k+a n,
从而a1,a2,…,a n-1是等差数列.
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