高考数学三轮冲刺 专题 收集数据练习(含解析)
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2020高考数学 三轮冲刺 解答题专练--立体几何 一1.如图所示,△ABC 所在的平面与菱形BCDE 所在的平面垂直,且AB ⊥BC ,AB=BC=2,∠BCD=60°,点M 为BE 的中点,点N 在线段AC 上.(1)若AN NC=λ,且DN ⊥AC ,求λ的值; (2)在(1)的条件下,求三棱锥BDMN 的体积.2.如图,在矩形ABCD 中,AB=1,AD=2,PA ⊥平面ABCD ,E ,F 分别为AD ,PA 的中点,点Q 是BC 上一个动点.(1)当Q 是BC 的中点时,求证:平面BEF ∥平面PDQ ;(2)当BD ⊥FQ 时,求BQ QC的值.3.如图,四边形ABCD与四边形ADEF为平行四边形,M,N,G分别是AB,AD,EF的中点.求证:(1)BE∥平面DMF;(2)平面BDE∥平面MNG.4.如图所示,A是△BCD所在平面外的一点,E,F分别是BC,AD的中点.(1)求证:直线EF与BD是异面直线;(2)若AC⊥BD,AC=BD,求EF与BD所成的角.5.如图,在四棱锥SABCD 中,底面ABCD 是梯形,AB ∥DC ,∠ABC=90°,AD=SD ,BC=CD=12AB ,侧面SAD⊥底面ABCD.(1)求证:平面SBD⊥平面SAD ;(2)若∠SDA =120°,且三棱锥S BCD 的体积为612,求侧面△SAB 的面积.6.如图,四棱锥PABCD 的底面是矩形,PA ⊥平面ABCD ,E ,F 分别是AB ,PD 的中点,且PA=AD.(1)求证:AF∥平面PEC ;(2)求证:平面PEC⊥平面PCD.7.如图,三棱柱ABCA1B1C1中,A1A⊥平面ABC,∠ACB=90°,AC=CB=CC1=2,M是AB的中点.(1)求证:平面A1CM⊥平面ABB1A1;(2)求点M到平面A1CB1的距离.8.如图,在几何体ABCA1B1C1中,点A1,B1,C1在平面ABC内的正投影分别为A,B,C,且AB⊥BC,E为AB1的中点,AB=AA1=BB1=2CC1.(1)求证:CE∥平面A1B1C1;(2)求证:平面AB1C1⊥平面A1BC.9.如图,四边形ABCD 中,AB ⊥AD ,AD ∥BC ,AD=6,BC=2AB=4,E ,F 分别在BC ,AD 上,EF ∥AB ,现将四边形ABEF 沿EF 折起,使BE ⊥EC.(1)若BE=1,在折叠后的线段AD 上是否存在一点P ,使得CP∥平面ABEF ?若存在,求出AP PD的值;若不存在,说明理由;(2)求三棱锥ACDF 的体积的最大值,并求出此时点F 到平面ACD 的距离.10.如图,在四棱锥PABCD 中,底面ABCD 是菱形,∠DAB=60°,PD ⊥平面ABCD ,PD=AD=1,点E ,F 分别为AB 和PC 的中点,连接EF ,BF.(1)求证:直线EF∥平面PAD.(2)求三棱锥FPEB 的体积.答案解析1.解:(1)如图,取BC 的中点O ,连接ON ,OD ,因为四边形BCDE 为菱形,∠BCD=60°,所以DO ⊥BC ,因为△ABC 所在的平面与菱形BCDE 所在的平面垂直,所以DO ⊥平面ABC ,因为AC ⊂平面ABC ,所以DO ⊥AC ,又DN ⊥AC ,且DN∩DO=D,所以AC ⊥平面DON ,因为ON ⊂平面DON ,所以ON ⊥AC ,由O 为BC 的中点,AB=BC ,可得NC=14AC ,所以AN NC=3,即λ=3. (2)由平面ABC ⊥平面BCDE ,AB ⊥BC ,可得AB ⊥平面BCDE ,由AB=2,AN NC =3,可得点N 到平面BCDE 的距离h=14AB=12, 由∠BCD=60°,点M 为BE 的中点,可得DM ⊥BE ,且DM=DE 2-EM 2=22-12=3,所以△BDM 的面积S=12×DM×BM=32, 所以三棱锥BDMN 的体积V BDMN =V NBDM =13Sh=13×32×12=312.2.解:(1)证明:∵E ,Q 分别是AD ,BC 的中点,∴ED=BQ ,ED ∥BQ ,∴四边形BEDQ 是平行四边形,∴BE ∥DQ.又BE ⊄平面PDQ ,DQ ⊂平面PDQ ,∴BE ∥平面PDQ ,又F 是PA 的中点,∴EF ∥PD ,∵EF ⊄平面PDQ ,PD ⊂平面PDQ ,∴EF ∥平面PDQ ,∵BE∩EF =E ,BE ⊂平面BEF ,EF ⊂平面BEF ,∴平面BEF ∥平面PDQ.(2)如图,连接AQ ,∵PA ⊥平面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,∴PA ⊥BD.∵BD ⊥FQ ,PA∩F Q=F ,PA ⊂平面PAQ ,FQ ⊂平面PAQ ,∴BD ⊥平面PAQ ,∵AQ ⊂平面PAQ ,∴AQ ⊥BD ,∴AB 2=AD×B Q ,又AB=1,AD=2,∴BQ=12,QC=32,∴BQ QC =13.3.证明:(1)如图,连接AE ,设DF 与GN 的交点为O ,则AE 必过DF 与GN 的交点O.连接MO ,则MO 为△ABE 的中位线,所以BE ∥MO.又BE ⊄平面DMF ,MO ⊂平面DMF ,所以BE ∥平面DMF.(2)因为N ,G 分别为平行四边形ADEF 的边AD ,EF 的中点,所以DE ∥GN.又DE ⊄平面MNG ,GN ⊂平面MNG ,所以DE ∥平面MNG.又M 为AB 的中点,所以MN 为△ABD 的中位线,所以BD ∥MN.又BD ⊄平面MNG ,MN ⊂平面MNG ,所以BD ∥平面MNG.又DE ⊂平面BDE ,BD ⊂平面BDE ,DE∩BD =D ,所以平面BDE ∥平面MNG.4.解:(1)证明:假设EF 与BD 不是异面直线,则EF 与BD 共面,从而DF 与BE 共面,即AD 与BC 共面,所以A ,B ,C ,D 在同一平面内,这与A 是△BCD 所在平面外的一点相矛盾.故直线EF 与BD 是异面直线.(2)取CD 的中点G ,连接EG ,FG ,则AC ∥FG ,EG ∥BD ,所以相交直线EF 与EG 所成的角,即为异面直线EF 与BD 所成的角.又因为AC ⊥BD ,则FG ⊥EG.在Rt △EGF 中,由EG=FG=12AC ,求得∠FEG=45°, 即异面直线EF 与BD 所成的角为45°.5.解:(1)证明:设BC=a ,则CD=a ,AB=2a ,由题意知△BCD 是等腰直角三角形, 且∠BCD =90°,则BD=2a ,∠CBD=45°,所以∠ABD =∠ABC-∠CBD =45°,在△ABD 中,AD=AB 2+DB 2-2AB·DB·cos 45°=2a ,因为AD 2+BD 2=4a 2=AB 2,所以BD⊥AD,由于平面SAD⊥底面ABCD, 平面SAD∩平面ABCD=AD , BD ⊂平面ABCD ,所以BD⊥平面SAD ,又BD ⊂平面SBD ,所以平面SBD⊥平面SAD.(2)由(1)可知AD=SD=2a ,在△SAD 中,∠SDA=120°,SA=2SDsin 60°=6a ,作SH⊥AD,交AD 的延长线于点H ,则SH=SDsin 60°=62a , 由(1)知BD⊥平面SAD ,因为SH ⊂平面SAD ,所以BD⊥SH,又AD∩BD =D ,所以SH⊥平面ABCD ,所以SH 为三棱锥SBCD 的高,所以V S BCD =13×62a ×12×a 2=612, 解得a=1,由BD⊥平面SAD ,SD ⊂平面SAD ,可得BD⊥SD,则SB=SD 2+BD 2=2+2=2,又AB=2,SA=6,在等腰三角形SBA 中,边SA 上的高为 4-64=102, 则△SAB 的面积为12×6×102=152.6.证明:(1)取PC 的中点G ,连接FG 、EG ,∵F 为PD 的中点,G 为PC 的中点,∴FG 为△CDP 的中位线,∴FG ∥CD ,FG=12CD. ∵四边形ABCD 为矩形,E 为AB 的中点,∴AE ∥CD ,AE=12CD.∴FG=AE ,FG ∥AE ,∴四边形AEGF 是平行四边形,∴AF ∥EG ,又EG ⊂平面PEC ,AF ⊄平面PEC ,∴AF ∥平面PEC.(2)∵PA =AD ,F 为PD 中点,∴AF ⊥PD ,∵PA ⊥平面ABCD ,CD ⊂平面ABCD ,∴PA ⊥CD , 又∵CD⊥AD,AD ∩PA=A ,∴CD ⊥平面PAD ,∵AF ⊂平面PAD ,∴CD ⊥AF ,又PD∩CD =D ,∴AF ⊥平面PCD ,由(1)知EG∥AF,∴EG ⊥平面PCD ,又EG ⊂平面PEC ,∴平面PEC⊥平面PCD.7.解:(1)证明:由A 1A ⊥平面ABC ,CM ⊂平面ABC ,得A 1A ⊥CM.由AC=CB ,M 是AB 的中点,得AB⊥CM.又A 1A ∩AB=A ,则CM⊥平面ABB 1A 1,又CM ⊂平面A 1CM ,所以平面A 1CM ⊥平面ABB 1A 1.(2)设点M 到平面A 1CB 1的距离为h.连接MB 1.由题意可知A 1C=CB 1=A 1B 1=2MC=22,A 1M=B 1M=6,则S △A 1CB 1=23,S △A 1MB 1=2 2.由(1)可知CM⊥平面ABB 1A 1,则CM 是三棱锥C A 1MB 1的高,由VC A 1MB 1=13MC ·S△A 1MB 1=VM A 1CB 1=13h ·S △A 1CB 1,得h=2×2223=233, 即点M 到平面A 1CB 1的距离为233.8.证明:(1)由题意知AA 1⊥平面ABC ,BB 1⊥平面ABC ,CC 1⊥平面ABC ,∴AA 1∥BB 1∥CC 1.如图,取A 1B 1的中点F ,连接EF ,FC 1.∵E 为AB 1的中点,∴EF 綊12A 1A , 又AA 1=2CC 1,∴CC 1綊12AA 1,∴EF 綊CC 1, ∴四边形EFC 1C 为平行四边形,∴CE∥C 1F.又CE ⊄平面A 1B 1C 1,C 1F ⊂平面A 1B 1C 1,∴CE∥平面A 1B 1C 1.又AB⊥BC,AB ∩BB 1=B ,∴BC ⊥平面AA 1B 1B.∵AB 1⊂平面AA 1B 1B ,∴BC ⊥AB 1.∵AA 1=BB 1=AB ,AA 1∥BB 1,∴四边形AA 1B 1B 为正方形,∴AB 1⊥A 1B.∵A 1B ∩BC=B ,∴AB 1⊥平面A 1BC.∵AB 1⊂平面AB 1C 1,∴平面AB 1C 1⊥平面A 1BC.9.解:(1)线段AD 上存在一点P ,使得CP∥平面ABEF ,此时AP PD =32. 理由如下:当AP PD =32时,AP AD =35, 过点P 作PM∥FD 交AF 于点M ,连接EM ,则有MP FD =AP AD =35,由题意可得FD=5,故MP=3, 由题意可得EC=3,又MP∥FD∥EC,∴MP 綊EC ,故四边形MPCE 为平行四边形,∴CP ∥ME ,又∵CP ⊄平面ABEF ,ME ⊂平面ABEF ,∴CP ∥平面ABEF 成立.(2)设BE=x(0<x≤4),∴AF=x ,FD=6-x ,由题意可得EC⊥EF,又BE⊥EC,BE ∩EF=E ,∴EB ⊥平面ECDF , ∵AF ∥BE ,∴AF ⊥平面ECDF.故V A CDF =13×12×2×(6-x)×x =13(-x 2+6x), ∴当x=3时,V A CDF 有最大值,且最大值为3,此时EC=1,AF=3,FD=3,DC=22,AD=32,AC=14, 在△ACD 中,由余弦定理得cos ∠ADC=AD 2+DC 2-AC 22AD ·DC =18+8-142×32×22=12,∴sin ∠ADC=32, ∴S △ADC =12·DC ·DA ·sin ∠ADC=33, 设点F 到平面ACD 的距离为h ,由于V A CDF =V F ACD ,即3=13·h ·S △ACD , ∴h=3,即点F 到平面ACD 的距离为 3.10.解:(1)如图,作FM∥CD 交PD 于点M ,连接AM.因为点F 为PC 中点,所以FM=12CD. 因为点E 为AB 的中点,所以AE=12AB=FM. 又AE∥FM,所以四边形AEFM 为平行四边形,又EF ⊄平面PAD ,AM ⊂平面PAD.所以EF∥AM.所以直线EF∥平面PAD.(2)连接EC.已知∠DAB =60°,AE=12,AD=1,由余弦定理,得DE⊥AB,又AB∥DC,则DE⊥DC,设F 到平面BEC 的距离为h.因为点F 为PC 的中点,所以h=12PD. 从而有V F PBE =V P BEF =V P BEC -V F BEC =13S △BEC ·(PD -h)=13S △BEC ·12PD =13×12×12×32×12×1=348.。
双空题小题压轴练-新高考数学复习分层训练(新高考通用)1.(2023秋·广东清远·高三统考期末)设函数f x =-x 2+4x ,x ≤4,log 2x -4 ,x >4, 若关于x 的方程f x =t 有四个实根x 1,x 2,x 3,x 4且x 1<x 2<x 3<x 4,则x 3x 4-4x 3+x 4 =,2+x 1 2-x 2 +4x 3+14x 4的最小值为.【答案】 -15 15【分析】画出f x 的图象,结合图象求得x 1,x 2,x 3,x 4的关系式,根据基本不等式求得正确答案.【详解】画出f x 的图象如下图所示.由图可知x 1+x 2=4,其中x 2>2>x 1>0.因为-log 2x 3-4 =log 2x 4-4 ,即x 3-4 x 4-4 =1,整理得x 3x 4-4x 3+x 4 =-15.且x 4>5>x 3>4,所以2+x 1 2-x 2 =-2+x 1 -2+x 2 ≥-2+x 1-2+x 222=-4,当且仅当2+x 1=-2+x 2,x 1=2-2,x 2=2+2时等号成立,此时t =2,又因为4x 3+14x 4=4x 3-4 +14x 4-4 +17≥24x 3-4 ⋅14x 4-4 +17=19,当且仅当4x 3-4 =14x 4-4 ,x 3=174,x 4=8时等号成立,此时t =2.所以2+x 1 2-x 2 +4x 3+14x 4的最小值为-4+19=15.故答案为:-15;15【点睛】解决含有绝对值的对数函数的问题,可结合函数图象来进行研究.求解最值问题,可考虑利用基本不等式或二次函数的性质来进行求解.二次函数的图象具有对称性.2.(2023春·广东惠州·高三校考阶段练习)已知抛物线C :y 2=2px (p >0),过其焦点F 的直线l 与抛物线C 交于P ,Q 两点(点P 在第一象限),PF =3FQ ,则直线l 的斜率为若FQ =1,点A 为抛物线C 上的动点,且点A 在直线l 的左上方,则△APQ 面积的最大值为.【答案】33【分析】空1:设直线l 的方程为x -p2=my ,联立抛物线方程得到韦达定理式,根据线段比例关系得到两交点纵坐标关系,联立即可解出斜率;空2:根据三角形底为弦长PQ,若面积最大,则高最大,则点A到直线l的距离最大,则转化为直线与抛物线相切的问题.【详解】设直线l的方程为x-p2=my,P x1,y1,Q x2,y2,联立抛物线方程y2=2px p>0得y2-2pmy-p2=0,故y1+y2=2pm①,y1y2=-p2②,∵|PF|=3|FQ|,则y1=-3y2,代入②式得-3y22=-p2,解得y2=±33p,∵P在第一象限,故Q在第四象限,故y1>0,y2<0,故y2=-33p,y1=3p,则y1+y2=3p-33p=2pm,解得m=33,故直线l的斜率k=3,∵y22=2px2,即13p2=2px2,则x2=16p,若|FQ|=1,则|FQ|=16p+p2=1,则p=32,故抛物线方程为y2=3x,此时y1=332,x1=94,x2=16p=14,而PQ=x1+x2+p=14+94+32=4,若要△APQ的面积最大,则只需将直线沿着左上方平移直至与抛物线相切,此时切点位置即为A点位置,故设切线方程为:x-t=33y,t<33,将切线方程与抛物线方程联立得y2-3y-3t=0,则Δ=3+12t=0,解得t=-14,此时切线方程为:x-33y+14=0,直线l的方程为x-33y-34=0,则两直线的距离d=14+341+13=32,此时△APQ面积最大值为12×4×32=3.故答案为:3;3.【点睛】结论点睛:设抛物线方程为y2=2px p>0,若倾斜角为α直线l经过焦点F交抛物线于P x1,y1,Q x2,y2,则有以下结论:(1)x1x2=p24;(2)y1y2=-p2;(3)PQ=2psin2α=x1+x2+p.3.(2023·广东深圳·统考一模)设a>0,A2a,0,B0,2,O为坐标原点,则以OA为弦,且与AB相切于点A的圆的标准方程为;若该圆与以OB为直径的圆相交于第一象限内的点P(该点称为直角△OAB 的Brocard 点),则点P 横坐标x 的最大值为.【答案】 x -a 2+y +a 2 2=a 2+a 445##0.8【分析】以OA 为弦的圆的圆心记作D ,易得圆心在线段OA 的垂直平分线,且通过DA ⊥AB 可得k DA =a ,得到直线DA 的方程即可求出圆的方程;先求出以OB 为直径的⊙C ,然后两圆进行相减得到公共弦方程y =aa 2+1x ,代入⊙C 可得点P 横坐标x =2a 2+1a+a a 2+1,然后用对勾函数即可求得最值【详解】以OA 为弦的圆的圆心记作D ,且圆心在线段OA 的垂直平分线x =a 上,⊙D 与直线AB 相切于A ,则DA ⊥AB ,由k AB =2-00-2a =-1a可得k DA =a ,所以直线DA 为y =a x -2a ,将x =a 代入直线DA 可得圆心为D a ,-a 2 ,r D =AD =2a -a2+0+a 2 2=a 2+a 4,所以所求的圆的标准方程为x -a 2+y +a 2 2=a 2+a 4①;以OB 为直径的圆的圆心C 0,1 ,半径为1,则⊙C 的方程为x 2+y -1 2=1②,①-②可得-2ax +2a 2+1 y =0,即y =aa 2+1x 为⊙C 与⊙D 的公共弦所在直线的方程,将y =a a 2+1x 代入⊙C 可得1+aa 2+12x 2-2a a 2+1x =0,因为交点P 在第一象限,所以x ≠0,所以x =2a 2+1a+aa 2+1,令m =a 2+1a =a +1a ≥2,(当且仅当a =1时取等号)则1m =aa 2+1所以交点P 的横坐标x =2m +1m ,m ≥2由对勾函数可得y =m +1m 在2,+∞ 内单调递增,所以当m =2时,y =m +1m取得最小值,为52,所以交点P 的横坐标的最大值为x =252=45故答案为:x -a 2+y +a 2 2=a 2+a 4;45【点睛】关键点睛:本题的关键是求出交点P 的横坐标x =2a 2+1a+a a 2+1后,利用换元法、构造函数法,结合对勾函数的单调性进行解题.4.(2023秋·广东·高三校联考阶段练习)数学家康托(Cantor )在线段上构造了一个不可数点集--康托三分集.将闭区间0,1 均分为三段,去掉中间的区间段13,23,余下的区间段长度为a 1;再将余下的两个区间0,13,23,1分别均分为三段,并各自去掉中间的区间段,余下的区间段长度为a 2.以此类推,不断地将余下各个区间均分为三段,并各自去掉中间的区间段.重复这一过程,余下的区间集合即为康托三分集,记数列a n 表示第n 次操作后余下的区间段长度.(1)a 4=;(2)若∀n ∈N *,都有n 2a n ≤λa 4恒成立,则实数λ的取值范围是.【答案】1681; 503,+∞ .【分析】由题意直接求出a 1,a 2,a 3,a 4.归纳出数列a n 为等比数列,求出a n =23n.利用分离常数法得到λ≥n 2⋅23n -4.记g n =n 2⋅23n -4,n ∈N ∗ ,判断出单调性,求出g 5 =503最大,即可求出λ的取值范围.【详解】由题意可知:a 1=23,a 2=a 1×23=232,a 3=a 2×23=233,a 4=a 3×23=234.所以a 4=1681.所以数列a n 为首项a 1=23,公比q =23的等比数列,所以a n =a 1×q n -1=23n.因为∀n ∈N *,都有n 2a n ≤λa 4恒成立,且a 4=1681,所以λ≥n 2⋅23n⋅8116=n 2⋅23n -4恒成立,只需λ≥n 2⋅23n -4max记g n =n 2⋅23n -4,n ∈N ∗ ,显然,g n >0.所以g n +1g n =n +1 2⋅23 n +1-4n 2⋅23n -4=2n +1 23n2.令g n +1 g n ≤1,即2n +1 23n2≤1,即n 2-4n -2≥0,解得:n ≥2+6.因为n ∈N ∗,所以n ≥2+6,可以取包含5以后的所有正整数,即n ≥5以后g n =n 2⋅23n -4,n ∈N ∗递减.而g 1 =12⋅231-4=278,g 2 =22⋅232-4=9,g 3 =32⋅233-4=812,g 4 =42⋅234-4=16,g 5 =52⋅235-4=503,所以g 1 <g 2 <g 3 <g 4 <g 5 .综上所述:当n =5时,g 5 =503最大.所以λ≥503,所以实数λ的取值范围是503,+∞ .故答案为:1681;503,+∞.【点睛】求数列最值的方法:(1)利用函数单调性求出最值;(2)利用数列的性质求出最大项或最小项.5.(2023·广东湛江·统考一模)已知函数f x =2x +1,记f 2x =f f x =22x +1 +1=4x +3为函数f x 的2次迭代函数,f 3x =f f f x =42x +1 +3=8x +7为函数f x 的3次迭代函数,⋯,依次类推,f nx =f f f ⋅⋅⋅f x ⋅⋅⋅ n 个为函数f x 的n 次迭代函数,则f nx =;f 10032 除以17的余数是.【答案】 2n x +1 -1 0【分析】第一空,根据题意结合等比数列的前n 项和公式即可推出f nx 的表达式;第二空,将f 10032 化为33×17-125-1,利用二项式定理展开,化简即可求得答案.【详解】由题意,f nx =2nx +2n -1+2n -2+⋅⋅⋅+20=2nx +1-2n1-2=2n x +1 -1,所以f 10032 =33×2100-1=33×1625-1=33×17-1 25-1=33C 25251725-C 24251724+C 23251723-C 22251722+⋯+C 12517-1 -1=33C 25251725-C 24251724+C 23251723-C 22251722+⋯+C 12517 -34=1733C 25251724-C 24251723+C 23251722-C 22251721+⋯+C 125 -2又33C 25251724-C 24251723+C 23251722-C 22251721+⋯+C 125 -2为正整数,所以f 10032 除以17的余数为0,故答案为:2n x +1 -1;0【点睛】关键点睛:解答本题中函数迭代问题,要结合题设找到迭代规律,即可求出函数表达式,解决余数问题的关键在于将f 10032 利用二项式定理展开化简转化为17的倍数的形式,即可求得答案.6.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考一模)如图,椭圆x 2a 2+y 2b 2=1a >b >0 与双曲线x 2m 2-y 2n 2=1m >0,n >0 有公共焦点F 1-c ,0 ,F 2c ,0 c >0 ,椭圆的离心率为e 1,双曲线的离心率为e 2,点P 为两曲线的一个公共点,且∠F 1PF 2=60°,则1e 21+3e 22=;I 为△F 1PF 2的内心,F 1,I ,G 三点共线,且GP ⋅IP =0,x 轴上点A ,B 满足AI =λIP ,BG =μGP ,则λ2+μ2的最小值为.【答案】 4 1+32【分析】第一空:利用椭圆与双曲线的定义及性质,结合图形建立方程,求出PF 1 ,PF 2 ,在利用余弦定理建立关于离心率的齐次方程解出即可;第二空:由I 为△F 1PF 2的内心,得出角平分线,利用角平分线的性质结合平面向量得出λ =e 1及μ =e 2,代入λ2+μ2中利用基本不等式求最值即可.【详解】①由题意得椭圆与双曲线的焦距为F 1F 2 =2c ,椭圆的长轴长为2a ,双曲线的实轴长为2m ,不妨设点P 在双曲线的右支上,由双曲线的定义:PF 1 -PF 2 =2m ,由椭圆的定义:PF 1 +PF 2 =2a ,可得:PF 1 =m +a ,PF 2 =a -m ,又∠F 1PF 2=60°,由余弦定理得:PF 12+PF 2 2-PF 1 ⋅PF 2 =FF 2 2=4c 2,即m +a 2+a -m 2-m +a ⋅a -m =4c 2,整理得:a 2+3m 2=4c 2,所以:a 2c 2+3m 2c 2=4⇒1e 21+3e 22=4;②I 为△F 1PF 2的内心,所以IF 2为∠PF 1F 2的角平分线,则有PF 1 AF 1=IP AI,同理:PF 2AF 2=IP AI,所以PF 1 AF 1 =PF 2 AF 2=IP AI,所以IP AI=PF 1 +PF 2 AF 1 +AF 2=2a 2c =1e 1,即AI =e 1IP ,因为AI =λIP,所以AI =λ IP ,故λ =e 1,I 为△F 1PF 2的内心,F 1,I ,G 三点共线,即F 1G 为∠PF 1B 的角平分线,则有GB PG=BF 2 PF 2=BF 1 PF 1,又BF 2 ≠BF 1 ,所以BGPG =BF 1 -BF 2PF 1 -PF 2=2c2m =e 2,即BG =e 2GP ,因为BG =μGP ,所以BG =μ GP ,故μ =e 2,所以λ2+μ2=e 21+e 22=14e 21+e 22 1e 21+3e 22=141+3+3e 21e 22+e 22e 21≥144+23e 21e 22⋅e 22e 21=1+32,当且仅当3e 21e 22=e 22e 21⇒e 2=3e 1时,等号成立,所以λ2+μ2的最小值为1+32,故答案为:4,1+32.【点睛】方法点睛:离心率的求解方法,(1)直接法:由题意知道a ,c 利用公式求解即可;(2)一般间接法:由题意知道a ,b 或b ,c 利用a ,b ,c 的关系式求出a ,c ,在利用公式计算即可;(3)齐次式方程法:建立关于离心率e 的方程求解.7.(2023春·江苏扬州·高三扬州市新华中学校考开学考试)侏罗纪蜘蛛网是一种非常有规律的蜘蛛网,如图是由无数个正方形环绕而成的,且每一个正方形的四个顶点都恰好在它的外边最近一个正方形四条边的三等分点上.设外围第一个正方形A 1B 1C 1D 1的边长为1,往里第二个正方形为A 2B 2C 2D 2,⋯,往里第n 个正方形为A n B n C n D n .那么第7个正方形的周长是,至少需要前个正方形的面积之和超过2.(参考数据:lg2=0.301,lg3=0.477).【答案】5007294【分析】根据已知,利用勾股定理、正方形的周长公式、面积公式以及等比数列的通项、前n 项和公式进行求解.【详解】因为每一个正方形的四个顶点都恰好在它的外边最近一个正方形四条边的三等分点上,且外围第一个正方形A 1B 1C 1D 1的边长为1,所以A 2B 1=23,B 2B 1=13,由勾股定理有:A 2B 2=A 2B 1+B 1B 2=232+132=53,设第n 个正方形A n B n C n D n 的边长为l n ,则l 1=1,l 2=23l 12+13l 1 2=53l 1,⋯⋯,l n =23l n -12+13l n -1 2=53l n -1,所以l n =53n -1l 1=53n -1,所以第7个正方形的周长是4l 7=4×536=4×5336=4×125729=500729,第n 个正方形的面积为ln 2=532n -2=59n -1,则第1个正方形的面积为l 12=59=1,则第2个正方形的面积为l 22=591=59,则第3个正方形的面积为l 32=59 2,⋯⋯则第n 个正方形的面积为l n 2=59n -1,前n 个正方形的面积之和为S n =1+591+⋯+59n -1=1-59 n1-59=941-59n,当n =1时,S 1=941-591=1,当n =2时,S 2=941-592=149,当n =3时,S 3=941-593=15181,当n =4时,S 4=941-594=1484729>2,所以至少需要前4个正方形的面积之和超过2.故答案为:500729,4.8.(2023春·云南曲靖·高三宣威市第三中学校考阶段练习)△ABC 中,AB =AC =3,BC =2,沿BC 将△ABC 折起到△PBC 位置,P 点不在△ABC 面内,当三棱锥P -ABC 的体积最大时,三棱锥P -ABC 的外接球半径是;当PA =2时,三棱锥P -ABC 的外接球表面积是.【答案】654 15815π【分析】根据图形,得出面ABC 外接圆的半径为r ,而后利用勾股定理求出三棱锥P -ABC 的外接球半径;结合余弦定理,二倍角公式以及同角关系,求出OE ,再由勾股定理得出R 2,进而求出三棱锥P -ABC 的外接球表面积.【详解】由题知,取BC 中点D ,连接AD ,PD ,设△ABC 的外接圆的圆心为E ,△PBC 的外接圆的圆心为F ,三棱锥外接球的球心为O ,半径为R ,连接OE ,OF 如图所示,要使三棱锥P -ABC 的体积最大时,即要使得点P 到平面ABC 的距离最大,只有当平面ABC ⊥平面PBC 时,体积最大,即点P 到BC 的距离最大,三棱锥体积最大.此时,四边形OEDF 是正方形,假设△ABC 外接圆的半径为r ,则在△BDE 中,由勾股定理得:r 2-1+r =AD =22,解得r =928,所以OE =DF =DE =r 2-1=728,∴R =OE 2+r 2=654.当PA =2时,由上述可知,结合余弦定理cos ∠EDF =8+8-22×22×22=78,由二倍角公式cos ∠ODE =154,∴tan ∠ODE =1515,∴OE =1515×728=730120,∴R 2=OE 2+r 2,∴三棱锥P -ABC 的外接球表面积为S =4πR 2=158π15.故答案为:654;158π15.9.(2023春·云南·高三校联考开学考试)古希腊著名数学家阿波罗尼斯与欧几里得、阿基米德齐名.他发现:“平面内到两个定点M ,N 的距离之比为定值λ(λ≠1,λ>0)的点的轨迹是圆”,后来,人们将这个圆以他的名字命名,称为阿波罗尼斯圆,简称阿氏圆.在平面直角坐标系xOy 中,M (-2,0),N (4,0),点P 满足|PM ||PN |=12.则点P 的轨迹方程为;在三棱锥S -ABC 中,SA ⊥平面ABC ,且SA =3,BC =6,AC =2AB ,该三棱锥体积的最大值为.【答案】 (x +4)2+y 2=16 12【分析】利用求点的轨迹方程的步骤及两点间的距离公式即可求解;根据已知条件及阿波罗尼斯圆的特点,结合棱锥的体积公式即可求解.【详解】设P (x ,y ),|PM ||PN |=12,所以(x +2)2+y 2(x -4)2+y 2=12,所以x 2+8x +y 2=0,即(x +4)2+y 2=16,所以点P 的轨迹方程为(x +4)2+y 2=16;三棱锥的高为SA =3,当底面△ABC 的面积最大值时,三棱锥的体积最大,BC =6,AC =2AB ,取BC 靠近B 的一个三等分点为坐标原点O ,BC 为x 轴建立平面直角坐标系,不妨取B (-2,0),C (4,0),由题设定义可知A (x ,y )的轨迹方程为(x +4)2+y 2=16,所以A 在圆(x +4)2+y 2=16的最高点处(-4,4),S △ABC =12×6×4=12,此时,V S -ABC max =13×3×12=12.故答案为:(x +4)2+y 2=16;12.【点睛】解决此题的关键是第一空主要利用求点的轨迹方程的步骤即可;第二空要使该三棱锥体积的最大值,只需要将问题转化为求底面△ABC 的面积最大值,再利用阿波罗尼斯圆的特点即可.10.(2023·云南昆明·高三昆明一中校考阶段练习)已知抛物线E :x 2=2py p >0 的焦点为F ,现有不同的三点A ,B ,C 在抛物线E 上,且AF +BF +CF =0,AF +BF +CF=12,则p 的值是;若过点P 1,-2 的直线PM ,PN 分别与抛物线E 相切于点M ,N ,则MN =.【答案】 4172##8.5【分析】根据向量的坐标运算化简可得y A +y B +y C =32p ,再利用抛物线的定义求出p ,根据切线的方程可求出直线MN 的方程,根据直线过焦点利用弦长公式y 1+y 2+p 求解.【详解】设A (x A ,y A ),B (x B ,y B ),C (x C ,y C ),F 0,p2,则AF +BF +CF =-x A -x B -x C ,p 2-y A +p 2-y B +p2-y C =0,∴p 2-y A +p 2-y B +p 2-y C =0,即y A +y B +y C =32p ,又AF +BF +CF =y A +p 2+y B +p 2+y C +p 2=32p +32p =3p =12,解得p =4.设M (x 1,y 2),N (x 2,y 2),由x 2=8y 可得y =x4,则k PM =x 14,k PN =x 24,所以直线PM 的方程为y -y 1=x14(x -x 1),即x 1x =4(y +y 1)①,同理直线PN 的方程为x 2x =4(y +y 2)②由直线均过点P 可得x 1=4(-2+y 1),x 2=4(-2+y 2),即直线MN 的方程为x =4(-2+y ),过焦点F (0,2),联立x 2=8y x =4(-2+y ) ,消元得2y 2-9y +8=0,所以y 1+y 2=92,∴MN =y 1+y 2+p =92+4=172,故答案为:4;17211.(2023·安徽淮北·统考一模)已知双曲线C :x 22-y 26=λ过点5,3 ,则其方程为,设F 1,F 2分别为双曲线C 的左右焦点,E 为右顶点,过F 2的直线与双曲线C 的右支交于A ,B 两点(其中点A 在第一象限),设M ,N 分别为△AF 1F 2,△BF 1F 2的内心,则ME -NE 的取值范围是.【答案】 x 24-y 212=1 -433,433【分析】①将点代入方程中求出λ,即可得答案;②据圆的切线长定理和双曲线的定义可推得△AF 1F 2,△BF 1F 2的内切圆与x 轴切于双曲线的右顶点E ,设直线AB 的倾斜角为θ,可用θ表示ME -NE ,根据A ,B 两点都在右支上得到θ的范围,利用θ的范围可求得ME -NE 的取值范围【详解】①由双曲线C :x 22-y 26=λ过点5,3 ,所以52-36=λ⇒λ=2所以方程为x 24-y 212=1②如图:设△AF 1F 2的内切圆与AF 1,AF 2,F 1F 2分别切于H ,D ,G ,所以|AH |=|AD |,|HF 1|=|GF 1|,|DF 2|=|GF 2|,所以|AF 1|-|AF 2|=|AH |+|HF 1|-|AD |-|DF 2|=|HF 1|-|DF 2|=|GF 1|-|GF 2|=2a ,又|GF 1|+|GF 2|=2c ,所以|GF 1|=a +c ,|GF 2|=c -a ,又|EF 1|=a +c ,|EF 2|=c -a ,所以G 与E (a ,0)重合,所以M 的横坐标为a ,同理可得N 的横坐标也为a ,设直线AB 的倾斜角为θ.则∠EF 2M =π-θ2,∠EF 2N =θ2,|ME |-|NE |=c -a tan π-θ2-c -a tanθ2=c -a ⋅sin π2-θ2 cos π2-θ2 -sin θ2cos θ2=c -a ⋅cos θ2sin θ2-sin θ2cos θ2 =(c -a )⋅cos 2θ2-sin 2θ2sin θ2⋅cos θ2=c -a 2cos θsin θ,当θ=π2时,|ME |-|NE |=0,当θ≠π2时,由题知,a =2.c =4.ba=3.因为A ,B 两点在双曲线的右支上,∴π3<θ<2π3,且θ≠π2,所以tan θ<-3或tan θ>3,∴-33<1tan θ<33.且1tan θ≠0,ME -NE =4-2 ⋅2tan θ=4tan θ∈-433,0 ∪0,433,综上所述,|ME |-|NE |∈-433,433.故①答案为:x 24-y 212=1;-433,433【点睛】关键点点睛:第一问相对简单,代点求出即可;第二问难度较大,主要根据圆的切线长定理和双曲线的定义推出△AF 1F 2,△BF 1F 2的内切圆与x 轴同时切于双曲线的右顶点E ,并将ME -NE 用直线AB 的倾斜角θ表示出来是解题关键.12.(2023春·重庆·高三统考开学考试)定义:若A ,B ,C ,D 为球面上四点,E ,F 分别是AB ,CD 的中点,则把以EF 为直径的球称为AB ,CD 的“伴随球”.已知A ,B ,C ,D 是半径为2的球面上四点,AB =CD =23,则AB ,CD 的“伴随球”的直径取值范围为;若A ,B ,C ,D 不共面,则四面体ABCD 体积的最大值为.【答案】 0,2 4【分析】设O 为A ,B ,C ,D 所在球面的球心,则由题可知E 、F 均是以O 为球心,1为半径的球面上的点,据此即可求出EF 范围;根据V A -BCD =2V A -CDE =23S △CDE⋅d (d 为点A 到平面CDE 距离,),求出S △CDE ,d 的最大值即可得体积最大值.【详解】设O 为A ,B ,C ,D 所在球面的球心,∴OA =OC =2.∵AB =CD =23,且E ,F 分别是AB ,CD 的中点,∴OE ⊥AB ,OE ⊥CD ,且AE =CF =3,∴OE =OF =1,则E 、F 均是以O 为球心,1为半径的球面上的点,若以EF 为直径作球,则0<EF ≤OE +OF =2,即AB ,CD 的“伴随球”的直径取值范围是(0,2];∵E 是AB 中点,∴V A -BCD =2V A -CDE =23S △CDE⋅d ,d 为点A 到平面CDE 距离,d ≤AE =3,又S △CDE =12CD ⋅h ,h 为点E 到CD 距离,h ≤EF ≤2,∴V A -BCD ≤23×23×22×3=4,当且仅当E ,O ,F 三点共线,且AB ⊥CD 时,等号成立.故答案为:(0,2];4.【点睛】本题关键是根据已知条件确定E 和F 的轨迹,数形结合可得EF 的范围;根据E 是AB 中点,则A 与B 到平面CDE 的距离相等,据此将三棱锥A -BCD 的体积转化为三棱锥A -CDE 体积的2倍,再数形结合即可求得最值.对空间想象能力的要求很高,属于难题.13.(2023·重庆沙坪坝·高三重庆南开中学校考阶段练习)已知抛物线C :y 2=4x 的焦点为F ,准线交x 轴于点D ,过点F 作倾斜角为θ(θ为锐角)的直线交抛物线于A ,B 两点,如图,把平面ADF 沿x 轴折起,使平面ADF ⊥平面BDF ,则三棱锥A -BDF 体积为;若θ∈π6,π3,则异面直线AD ,BF 所成角的余弦值取值范围为.【答案】4377,155【分析】根据抛物线焦点弦的性质可得AF =p 1-cos θ,BF =p1+cos θ,进而根据面面垂直即可求三棱锥的高,进而利用体积公式即可求解,建立空间直角坐标系,利用向量的夹角就可求解异面直线的夹角.【详解】过B 作BM ⊥x ,BN ⊥准线,垂足为M ,N ,在Rt △BMF 中,MF =BF cos θ,又BN =BF =DF -MF =p -BF cos θ⇒BF =p 1+cos θ,MB =BF sin θ=p sin θ1+cos θ同理可得,AF =p1-cos θ过A 作AH ⊥x 于H ,由于平面ADF ⊥平面BDF ,且交线为DF ,AH ⊂平面ADF ,所以AH ⊥平面BDF ,且AH =AF sin θ=p sin θ1-cos θ,故三棱锥的体积为13S △BDF AF =13×12DF BM AH =16p p sin θ1+cos θp sin θ1-cos θ=p 36=86=43,AD =p 1-cos θ 2+p sin θ1-cos θ2=p 1-cos θ1+sin 2θ,BF =p1+cos θ且MB =p sin θ1+cos θ,FH =p cos θ1-cos θ,所以建立如图所示的空间直角坐标系,B p 2-p cos θ1+cos θ,-p sin θ1+cos θ,0 ,A p 2+p cos θ1-cos θ,0,p sin θ1-cos θ,p =2即B 1-cos θ1+cos θ,-2sin θ1+cos θ,0 ,A 1+cos θ1-cos θ,0,2sin θ1-cos θ ,D -1,0,0 ,F 1,0,0 ,DA =21-cos θ,0,2sin θ1-cos θ ,BF =2cos θ1+cos θ,2sin θ1+cos θ,0 ,DA ⋅BF =21+cos θ 2cos θ1-cos θ =4cos θsin 2θ所以cos DA ,BF =DA ⋅BFDA BF =4cos θsin 2θp 1-cos θ1+sin 2θp 1+cos θ=cos θ1+sin 2θ=1-sin 2θ1+sin 2θ=-1+21+sin 2θ,当θ∈π6,π3时,sin θ∈12,32 ⇒sin 2θ∈14,34 ⇒1+sin 2θ∈54,74 ,所以cos DA ,BF =-1+21+sin 2θ∈77,155 ,由于DA ,BF为锐角,所以异面直线AD ,BF 所成角的角等于DA ,BF ,故异面直线AD ,BF 所成角的余弦值取值范围为77,155故答案为:43,77,155【点睛】思路点睛:圆锥曲线中的范围或最值问题,可根据题意构造关于参数的目标函数,然后根据题目中给出的范围或由判别式得到的范围求解,解题中注意函数单调性和基本不等式的作用.另外在解析几何中还要注意向量的应用,如本题中根据向量的共线得到点的坐标之间的关系,进而为消去变量起到了重要的作用14.(2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习)已知数列a n 满足:①a 1=5;②a n +1=a n +2,n 为奇数3a n +2,n 为偶数 .则a n 的通项公式a n =;设S n 为a n 的前n 项和,则S 2023=.(结果用指数幂表示)【答案】 a n =3n +32-4,n 为奇数 3n +22-2,n 为偶数2×31013-6079【分析】当n 为奇数时令n =2k -1,k ∈N *可得a 2k =a 2k -1+2,当n 为偶数时令n =2k ,k ∈N *,可得a 2k +1+4=3a 2k -1+4 ,即可得到a 2k -1+4 是以9为首项,3为公比的等比数列,从而求出通项公式,再利用分组求和法计算可得.【详解】当n 为奇数时a n +1=a n +2,令n =2k -1,k ∈N *,则a 2k =a 2k -1+2,当n 为偶数时a n +1=3a n +2,令n =2k ,k ∈N *,则a 2k +1=3a 2k +2=3a 2k -1+2 +2=3a 2k -1+8,则a 2k +1+4=3a 2k -1+4 ,当k=1时a1+4=9,所以a2k-1+4是以9为首项,3为公比的等比数列,所以a2k-1+4=9×3k-1=3k+1,所以a2k-1=3k+1-4,则a2k=a2k-1+2=3k+1-4+2=3k+1-2,当n为奇数时,由n=2k-1,k∈N*,则k=n+12,所以a n=3n+12+1-4=3n+32-4,当n为偶数时,由n=2k,k∈N*,则k=n2,所以a n=3n2+1-2=3n+22-2,所以a n=3n+32-4,n为奇数3n+22-2,n为偶数,所以S2023=a1+a3+⋯+a2023+a2+a4+⋯+a2022=32+33+⋯+31013-4×1012+32+33+⋯+31012-2×1011=321-310121-3-4×1012+321-310111-3-2×1011=2×31013-6079故答案为:a n=3n+32-4,n为奇数3n+22-2,n为偶数,2×31013-607915.(2023秋·河北张家口·高三统考期末)已知△ABC的三个内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a=4,c=3b,则△ABC面积的最大值是;若r,R分别为△ABC的内切圆和外接圆半径,则rR的范围为.【答案】 3;34,2 .【分析】对于第一空,利用余弦定理表示出cos A,再表示出sin A,再利用S△ABC=12bc sin A可得答案;对于第二空,利用r=2S△ABCabc,R=12⋅asin A可得答案.【详解】因a,b,c在三角形中,则由三角形三边关系可得c+b=4b>4c-b=2b<4⇒1<b<2,又利用余弦定理有:cos A=b2+c2-a22bc =10b2-166b2,又cos2A+sin2A=1,sin A>0,则sin A=1-cos2A=1-100b4+256-320b236b4=4-b4+5b2-43b2.得S△ABC=12bc sin A=2-b4+5b2-4=2-b2-522+94≤3,当且仅当b2=52,即b=102时取等号.则△ABC面积的最大值是3;对于第二空,因S△ABC=12a+b+cr,则r=2S△ABCa+b+c=bc sin A4+4b=3b2sin A4+4b,又asin A=2R⇒R=a2sin A=2sin A,则rR=6b24+4b=32⋅b21+b=32⋅1+b-121+b=32b+1+1b+1-2,因1<b<2,则2<b+1<3.令f x =x+1x,其中x∈2,3,因f x =x2-1x2>0,则f x 在2,3上单调递增,故52<b+1+1b+1<103,得rR∈34,2.故答案为:3;3 4 ,2.16.(2023秋·河北保定·高三统考期末)定义在R上的两个函数f x 和g x ,已知f x +g1-x=3,g x +f x-3=3.若y=g x 图象关于点1,0对称,则f0 =,g1 +g2 +g3 +⋯+g1000=.【答案】 3 0【分析】①根据题意,利用方程法得到f x =f-2-x,通过赋值得到f0 =f-2,根据y=g x 的图象关于点1,0对称得到g1-x+g1+x=0,即可得到f x -g1+x=3,再利用方程法得到f x +f x-2=6,令x=0,得到f0 +f-2=6,然后求f0 即可;②利用方程法得到g x =-g x-2,整理可得g x =g x-4,得到4是g x 的一个周期,然后根据g x =-g x-2得到g1 +g2 +g3 +g4 =0,最后再利用周期求g1 +g2 +g3 +⋯+g1000即可.【详解】由g x +f x-3=3可得g1-x+f-2-x=3,又f x +g1-x=3,所以f x =f-2-x,令x=0,所以f0 =f-2;因为y=g x 的图象关于点1,0对称,所以g1-x+g1+x=0,又f x +g1-x=3,所以f x -g1+x=3,因为g x +f x-3=3,所以g1+x+f x-2=3,f x +f x-2=6,令x=0,所以f0 +f-2=6,则f0 =3;因为f x -g1+x=3,所以f x-3-g x-2=3,又g x +f x-3=3,所以g x =-g x-2,g x-2=-g x-4,则g x =g x-4,4是g x 的一个周期,因为g3 =-g1 ,g4 =-g2 ,所以g1 +g2 +g3 +g4 =0,因为g x 周期是4,所以g1 +g2 +g3 +⋯+g1000=0.故答案为:3,0.17.(2023秋·江苏·高三统考期末)已知数列a n、b n满足b n=a n+12,n=2k-1a n+1,n=2k其中k∈N*,b n 是公比为q的等比数列,则a n+1a n=(用q表示);若a2+b2=24,则a5=.【答案】 q2 1024【分析】根据已知得出a k=b2k-1,则a n+1a n=b2n+1b2n-1,即可得出a n+1a n=q2,根据已知得出a2=b3,可得到b1q1+q=24,根据已知得出a3=b2,b5=a3,结合条件即得.【详解】∵n=2k-1时,b n=a n+12,即a k=b2k-1,k∈N*,则a n+1a n=b2n+1b2n-1,∵b n是公比为q的等比数列,∴b2n+1b2n-1=q2,即a n+1a n=q2;∵q2>0,∴a n中的项同号,∵n=2k时,b n=a n+1,∴a n+1≥0,则a n中的项都为正,即a n>0,∴b n=a n+12>0,∴q>0,∵b n=a n+12,n=2k-1a n+1,n=2k,∴a2=b3,∴a2+b2=b2+b3=24,∴b1q1+q=24,∵b n=a n+12,n=2k-1a n+1,n=2k,∴a3=b2,b5=a3,∴b22=b5,即b21q2=b1q4,∴b1=q2,∴q31+q=24,q4-16+q3-8=0,解得q=2,∴a5=b24=q10=1024.故答案为:q 2;1024.18.(2023秋·山东潍坊·高三统考期中)在△ABC 中,点D 是BC 上的点,AD 平分∠BAC ,△ABD 面积是△ADC 面积的2倍,且AD =λAC ,则实数λ的取值范围为;若△ABC 的面积为1,当BC 最短时,λ=.【答案】 0,43 2105##2510【分析】过C 作CE ⎳AB 交AD 延长线于E ,由题设易得BD =2DC 、AC =EC 、△ADB ∼△EDC ,在△ACE 中应用三边关系求λ的取值范围,若∠BAD =∠CAD =θ∈0,π2,由三角形面积公式得b 2sin2θ=1,且AE =2AC ⋅cos θ得cos θ=3λ4,进而可得b 2=83λ16-9λ2,应用余弦定理得到BC 关于λ的表达式,结合其范围求BC 最小时λ对应值即可.【详解】由△ABD 面积是△ADC 面积的2倍,即BD =2DC ,如上图,过C 作CE ⎳AB 交AD 延长线于E ,又AD 平分∠BAC ,所以∠BAE =∠CAE =∠AEC ,即AC =EC ,且△ADB ∼△EDC ,故ED AD=CD BD =12,若AC =EC =b ,又AD =λAC ,则AD =λb 且λ>0,ED =λb2,△ACE 中,AC +EC =2b >AE =3λb 2,可得λ<43,故0<λ<43;由角平分线性质知:S △ABD S △ACD =ABAC =2,则AB =2AC =2b ,若∠BAD =∠CAD =θ∈0,π2 ,则S △ABC =12AB ⋅AC sin2θ=b 2sin2θ=1,又AE =2AC ⋅cos θ,即3λb 2=2b cos θ,则cos θ=3λ4,故sin θ=16-9λ24,所以b 2sin2θ=2b 2sin θcos θ=3λb 216-9λ8=1,可得b 2=83λ16-9λ2,由BC 2=5b 2-4b 2cos2θ=9b 2-8b 2cos 2θ=12(2-λ2)λ16-9λ2=12⋅(λ2-2)2-9(λ2-2)2-20(λ2-2)-4,令t =1λ2-2∈-92,-12 ,则BC 2=12⋅1-9-20t-4t 2=12-141t+522-16,所以t =-52时BC 2min =12×14=3,即BC min =3,此时λ2=85,即λ=2105.故答案为:0<λ<43,2105.【点睛】关键点点睛:注意过C 作CE ⎳AB 交AD 延长线于E ,应用三角形三边关系求参数范围,根据已知条件得到BC 关于λ的表达式是求最值的关键.19.(2023秋·山东德州·高三统考期末)如图所示,已知F 1、F 2分别为双曲线x 24-y 212=1的左、右焦点,过F 2的直线与双曲线的右支交于A 、B 两点,则∠AF 2O 的取值范围为;记△AF 1F 2的内切圆O 1的面积为S 1,△BF 1F 2的内切圆O 2的面积为S 2,则S 1+S 2的取值范围是.【答案】π3,2π3 8π,403π【分析】分析可知直线AB 与x 轴不重合,设直线AB 的方程为x =my +4,将直线AB 的方程与双曲线的方程联立,利用韦达定理结合已知条件求出m 的取值范围,可求得∠AF 2O 的取值范围;设圆O 1切AF 1、AF 2、F 1F 2分别于点M 、N 、G ,分析可知直线AB 的倾斜角取值范围为π3,2π3,推导出圆O 1、圆O 2的半径r 1、r 2满足r 1r 2=4,求得r 1∈233,23 ,利用双勾函数的单调性可求得S 1+S 2的取值范围.【详解】设直线AB 的倾斜角为α,在双曲线x 24-y 212=1中,a =2,b =23,则c =a 2+b 2=4,故点F 24,0 ,若直线AB 与x 轴重合,则直线AB 与双曲线交于该双曲线的两个实轴的端点,不合乎题意,所以,直线AB 与x 轴不重合,设直线AB 的方程为x =my +4,设点A x 1,y 1 、B x 2,y 2 ,联立x =my +43x 2-y 2=12可得3m 2-1 y 2+24my +36=0,由题意可得3m 2-1≠0Δ=242m 2-4×36×3m 2-1 >0 ,解得m 2≠13,由韦达定理可得y 1+y 2=-24m 3m 2-1,y 1y 2=363m 2-1,x 1+x 2=m y 1+y 2 +8=-24m 23m 2-1+8=-83m 2-1>0,可得m 2<13,x 1x 2=my 1+4 my 2+4 =m 2y 1y 2+4m y 1+y 2 +16=-12m 2+163m 2-1>0,可得m 2<13,所以,-33<m <33,且α∈0,π 当-33<m <0时,tan α=1m ∈-∞,-3 ,此时α∈π2,2π3,当m =0时,AB ⊥x 轴,此时α=π2,当0<m <33时,tan α=1m ∈3,+∞ ,此时α∈π3,π2 ,综上,π3<α<2π3,不妨设点A 在第一象限,则∠AF 2O =α∈π3,2π3;设圆O 1切AF 1、AF 2、F 1F 2分别于点M 、N 、G ,过F 2的直线与双曲线的右支交于A 、B 两点,可知直线AB 的倾斜角取值范围为π3,2π3,由切线长定理可得AM =AN ,F 1M =F 1G ,F 2G =F 2N ,所以,AF 2 +F 1F 2 -AF 1 =AN +F 2N +F 1G +F 2G -AM +F 1M =F 2N +F 2G =2F 2G =2c -2a ,则F 2G =c -a =2,所以点G 的横坐标为4-2=2.故点O 1的横坐标也为2,同理可知点O 2的横坐标为2,故O 1O 2⊥x 轴,故圆O 1和圆O 2均与x 轴相切于G 2,0 ,圆O 1和圆O 2两圆外切.在△O 1O 2F 2中,∠O 1F 2O 2=∠O 1F 2G +∠O 2F 2G =12∠AF 2F 1+∠BF 2F 1 =90°,O 1O 2⊥F 2G ,∴∠GO 1F 2=∠F 2O 1O 2,∠O 1GF 2=∠O 1F 2O 2=90°,所以,△O 1GF 2∽△O 1F 2O 2,所以,O 1G O 1F 2=O 1F 2 O 1O 2,则O 1F 2 2=O 1G ⋅O 1O 2 ,所以F 2G 2=O 1F 2 2-O 1G 2=O 1G ⋅O 1O 2 -O 1G 2=O 1G ⋅O 2G ,即c -a 2=r 1⋅r 2,则r 1⋅r 2=4,由直线AB 的倾斜角取值范围为π3,2π3 ,可知∠AF 2F 1的取值范围为π3,2π3,则∠O 1F 2F 1=12∠AF 2F 1∈π6,π3,故r 1=F 2G ⋅tan ∠O 1F 2F 1=2tan ∠O 1F 2F 1∈233,23,则S 1+S 2=πr 21+r 22 =πr 21+16r 21,其中r 1∈233,23 ,令f x =x +16x ,其中x ∈43,12 ,则f x 在43,4 单调递减,在4,12 单调递增.因为f 4 =8,f 43=f 12 =403,则当x ∈43,12 时,f x ∈8,403 ,故S 1+S 2=πr 21+16r 21∈8π,40π3 .故答案为:π3,2π3;8π,40π3.【点睛】方法点睛:圆锥曲线中取值范围问题的五种求解策略:(1)利用圆锥曲线的几何性质或判别式构造不等关系,从而确定参数的取值范围;(2)利用已知参数的范围,求新的参数的范围,解这类问题的核心是建立两个参数之间的等量关系;(3)利用隐含的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;(4)利用已知的不等关系建立不等式,从而求出参数的取值范围;(5)利用求函数值域的方法将待求量表示为其他变量的函数,求其值域,从而确定参数的取值范围.20.(2023春·山东滨州·高三山东省北镇中学校考阶段练习)如图所示,一个平面内任意两两相交但不重合的若干条直线,直线的条数与这些直线将平面所划分的区域个数满足如下关系:1条直线至多可划分的平面区域个数为2;2条直线至多可划分的平面区域个数为4;3条直线至多可划分的平面区域个数为7;4条直线至多可划分的平面区域个数为11;一般的,n n ∈N * 条直线至多可划分的平面区域个数为;在一个平面内,对于任意两两相交但不重合的若干个圆,类比上述研究过程,可归纳出:n 个圆至多可划分的平面区域个数为.【答案】 n 2+n +22n 2-n +2【分析】根据当直线两两相交且任意三条直线均不交于同一点时,可划分的平面区域个数最多,设n 条直线可划分的平面区域个数为a n ,推导出a n =a n -1+n n ≥2 ,利用累加法求得a n ;利用类比的方法可求得n 个圆至多可划分的平面区域个数.【详解】当这些直线两两相交且任意三条直线均不交于同一点时,可划分的平面区域个数最多,设这样的n 条直线可划分的平面区域个数为a n ,已知a 1=2,a 2=4,当n ≥2时,因为第n 条直线l 与前n -1条直线至多新增n -1个交点,且新增的这n -1个交点均在l 上,按沿l 的方向向量方向排布将这n -1个交点依次记为A 1,A 2,⋯,A n -1,对于线段A m -1A m m ∈N * ,且2≤m ≤n -1 ,和以A 1和A n -1为端点且不经过A 2,A 3⋯,A n -2的两条射线,均能将前n -1条直线所划分的区域一分为二,故将新增n 个区域,故a n =a n -1+n n ≥2 ,故a n =a 1+a 2-a 1 +a 3-a 2 +⋯+a n -a n -1 =2+2+3+⋯+n =1+n n +1 2=n 2+n +22,故n 条直线至多将平面划分的区域个数为n 2+n +22;同理,当这些圆两两相交,且任意三个圆均不交于同一点时,可划分的平面区域个数最多,设这样的n 个圆可划分的平面区域个数为b n ,已知b 1=2,b 2=4,当n ≥2时,因为第n 个圆C 与前n -1个圆至多新增2n -1 个交点,且新增的这2n -2个交点均在C 上,按沿C 的逆时针方向排布将这2n -2个交点依次记为B 1,B 2,⋯,B 2n -2,对于弧B k -1Bk (k ∈N *,且2≤k ≤2n -2),和弧B 2n -2B 1,每一段弧均能将前n -1个圆所划分的区域一分为二,故将新增2n -2个区域,故有b n =b n -1+2n -2n ≥2 ,故b n =b 1+b 2 -b 1 +b 3-b 2 +⋯+b n -b n -1=2+2+4+⋯+2n -2 =2+n n -1 =n 2-n +2,故n 个圆至多可划分的平面区域个数为n 2-n +2.故答案为:n 2+n +22;n 2-n +2.【点睛】关键点点睛:确定当直线两两相交且任意三条直线均不交于同一点时,可划分的平面区域个数最多,设这样的n 条直线可划分的平面区域个数为a n ,关键点就是要推导出当增加一条直线时新增的区域个数,从而得到a n =a n -1+n n ≥2 .21.(2023·山东青岛·统考一模)设函数f x 是定义在整数集Z 上的函数,且满足f 0 =1,f 1 =0,对任意的x ,y ∈Z 都有f x +y +f x -y =2f x f y ,则f 3 =;f 12+22+⋅⋅⋅+20232f 12+f 22 +⋅⋅⋅+f 20232=.【答案】 011011【分析】由f x +y +f x -y =2f x f y 结合已知函数值,通过代入特殊值计算f 3 ;推导出函数f x 周期T =4,通过已知函数值,分析f 12+22+⋅⋅⋅+20232 f 12 +f 22 +⋅⋅⋅+f 20232中自变量的数据特征求值.【详解】令x =y =1,f (2)+f (0)=2f 2(1),∴f 2 =-1,。
计数原理一、选择题(本大题共12小题,共60分)1。
如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为A. 24 B。
18 C。
12 D。
9(正确答案)B解:从E到F,每条东西向的街道被分成2段,每条南北向的街道被分成2段,从E到F最短的走法,无论怎样走,一定包括4段,其中2段方向相同,另2段方向相同,每种最短走法,即是从4段中选出2段走东向的,选出2段走北向的,故共有种走法.同理从F到G,最短的走法,有种走法.小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为种走法.故选:B.从E到F最短的走法,无论怎样走,一定包括4段,其中2段方向相同,另2段方向相同,每种最短走法,即是从4段中选出2段走东向的,选出2段走北向的,由组合数可得最短的走法,同理从F到G,最短的走法,有种走法,利用乘法原理可得结论.本题考查排列组合的简单应用,得出组成矩形的条件和最短走法是解决问题的关键,属基础题2. 某企业有4个分厂,新培训了一批6名技术人员,将这6名技术人员分配到各分厂,要求每个分厂至少1人,则不同的分配方案种数为A. 1080 B。
480 C. 1560 D。
300(正确答案)C解:先把6名技术人员分成4组,每组至少一人.若4个组的人数按3、1、1、1分配,则不同的分配方案有种不同的方法.若4个组的人数为2、2、1、1,则不同的分配方案有种不同的方法.故所有的分组方法共有种.再把4个组的人分给4个分厂,不同的方法有种,故选:C.先把6名技术人员分成4组,每组至少一人,再把这4个组的人分给4个分厂,利用乘法原理,即可得出结论.本题考查组合知识的运用,考查学生分析解决问题的能力,正确分组是关键.3. 如图所示的五个区域中,中心区域是一幅图画,现要求在其余四个区域中涂色,有四种颜色可供选择要求每个区域只涂一种颜色,相邻区域所涂颜色不同,则不同的涂色方法种数为A. 84 B。
图1 图2 图3 图4(高考冲刺押题)2022高考数学三轮基础技能闯关夺分必备数列的应用(含解析)【考点导读】1.能在具体的问题情形中发觉数列的等差、等比关系,并能用有关知识解决相应的问题。
2.注意差不多数学思想方法的运用,构造思想:已知数列构造新数列,转化思想:将非等差、等比数列转化为等差、等比数列。
【基础练习】1.将正偶数按下表排成5列:第1列 第2列 第3列 第4列 第5列 第1行 2 4 6 8 第2行 16 14 12 10第3行 18 20 22 24 第4行 32 30 28 26 … … … … …则2008在第 251 行 ,第 5 列。
2.图1,2,3,4分别包含1,5,13和25个互不重叠的单位正方形,按同样的方式构造图形,则第n 个图包含 2221n n -+ 个互不重叠的单位正方形.0>n b )1(2112>+=∴+-n b b b n n n }{n b ∴是等差数列(2)由(1)知,822121=+=a a b ,21=∴bn b n b b b b a n =∴+=∴=∴=12212,1,3,∴)1)(1(1>+==-n n n b b a n n n又21=a 也符合该式,)1(+=∴n n a n(3)n n n s 2124232232+++++=① 13221242321+++++=n n n s ② ①—②得14322121212121121++-+++++=n n n n s 1121211)211(411++----+=n n n 1121)211(211+----+=n n n n n n s 233+-=∴.点评:本题考查了等差、等比数列的性质,数列的构造,数列的转化思想,乘公比错项相减法求和等。
例3.设数列{}{}n n b a ,满足3,4,6332211======b a b a b a ,且数列{}()++∈-N n a a n n 1是等差数列,数列{}()+∈-N n b n 2是等比数列。
仿真模拟冲刺卷(一)时间:120分钟满分:150分一、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.已知复数z 满足z -i z +1=i ,则复数z =()A .1-i B .1+i C .-1-i2.已知集合A ={x |y =x 12},集合B |y ,则A ∩B =()A .[1,+∞)B .(1,+∞)CD .[0,+∞)3.已知命题p :∀x ∈R ,2sin x +cos x ≤3;命题q :a >b >0且c <0,c a >c b .现有下列四个命题:①p ∨q ;②¬p ∧q ;③¬p ∧¬q ;④p ∧¬q .其中真命题是()A .①②B .①④C .②③D .③④4.函数y =x (e x -e -x )的图象大致为()5.已知实数x ,y -2y +1≥0,+y -1≥0,<2,则z =2x -y 的最小值是()A .5B .52C .0D .-16.已知函数f (x )2+x ln x ,x >0(x ),x <0为奇函数,则g (x )在x =-1处的切线方程为()A .x -y =0B x -y +1=0C .x -2y +1=0D .3x -y +2=07.已知Ω={(x ,y )|x 2+y 2<1},在Ω中任取一点P (x ,y ),则事件“xy <0”发生的概率为()A .14B .13C .12D .238.如图,直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1的底面是正方形,已知AA 1=4,AB =2,点E ,F分别在棱BB 1,CC 1上,且BE =14BB 1,CF =12CC 1,则()A.D 1E ≠AF ,且直线D 1E ,AF 是相交直线B .D 1E ≠AF ,且直线D 1E ,AF 是异面直线C .D 1E =AF ,且直线D 1E ,AF 是异面直线D.D 1E =AF ,且直线D 1E ,AF 是相交直线9.函数f (x )=2sin (ωx +φ)(ω>0,0<φ<π)的部分图象如图所示,要得到y =f (x )的图象,只需将y =2cos ωx 的图象()A .向右平移π6个单位长度B .向右平移π12个单位长度C .向左平移π6个单位长度D .向左平移π12个单位长度10.某气象仪器研究所按以下方案测试一种“弹射型”气象观测仪器的垂直弹射高度:在C 处(点C 在水平地面下方,O 为CH 与水平地面ABO 的交点)进行该仪器的垂直弹射,水平地面上两个观察点A ,B 两地相距100米,∠BAC =60°,其中A 到C 的距离比B 到C 的距离远40米.A 地测得该仪器在C 处的俯角为∠OAC =15°,A 地测得最高点H 的仰角为∠HAO =30°,则该仪器的垂直弹射高度CH 为()米A .210(6+2)B .1406C .2102D .20(6-2)11.已知a =log 23,函数f (x )=e x +ln x -4的零点为b ,g (x )=x 3-12x 2-x 的极小值点为c ,则()A .b >a >c B .a >b >c C .c >b >a D .b >c >a 12.已知P (2,-2)是离心率为12的椭圆x 2a 2+y 2b2=1(a >b >0)外一点,经过点P 的光线被y 轴反射后,所有反射光线所在直线中只有一条与椭圆相切,则此条切线的斜率是()A .-18B .-12C .1D .18二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.13.已知焦点在y 轴上的双曲线C 的渐近线方程为y =±2x ,则该双曲线的离心率为________________.14.设a ,b 为非零向量,且|2a +3b |=|2a -3b |,则a ,b 的夹角为________.15.设O 1为一个圆柱上底面的中心,A 为该圆柱下底面圆周上一点,这两个底面圆周上的每个点都在球O 的表面上.若两个底面的面积之和为8π,O 1A 与底面所成角为60°,则球O 的表面积为________.16.设△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,A 为钝角,且a cos B -b cos A =53c ,则tan C 的最大值是________.三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共60分.17.(12分)党的十九大明确把精准扶贫作为决胜全面建成小康社会必须打好的三大攻坚战之一,为了坚决打赢脱贫攻坚战,某帮扶单位要开展精准扶贫,此帮扶单位为了了解某地区贫困户对其所提供帮扶的满意度,随机调查了40个贫困户,得到贫困户的满意度评分如下:贫困户编号评分贫困户编号评分贫困户编号评分贫困户编号评分1781188217931932731286228332783811395237233754921476247434815951597259135846851678266636777791788278037818841882288338769631976297439851086208930824089现用系统抽样法从40个贫困户满意度评分中抽取容量为10的样本,且在第一段内随机抽到的样本数据为92.(1)请你列出抽到的10个样本数据;(2)计算所抽到的10个样本数据的均值x -和方差s 2;(3)在(2)条件下,若贫困户的满意度评分在(x --s ,x -+s )之间,则满意度等级为“A级”.试应用样本估计总体的思想,现从(1)中抽到的10个样本为“A 级”的贫困户中随机地抽取2户,求所抽到2户的满意度评分均“超过80”的概率(参考数据:30≈5.48,33≈5.74,35≈5.92).18.(12分)已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,a 2=1.从下面的两个条件中任选其中一个:①2a 5-a 3=11;②S 4=8,求解下列问题:(1)求数列{a n }的通项;(2)设b n =1S n +2,试比较数列{b n }的前n 项和T n 与34的大小.注:条件①、②只能任选其一,若两个都选,则以条件①计分.19.(12分)如图,在直三棱柱A ′B ′C ′ABC 中,AD =A ′D ,E 为BC ′上的一点,AB =AC =BC =a ,CC ′=h .(1)若BE =EC ′,求证:DE ⊥平面BCC ′B ′.(2)平面BC ′D 将棱柱A ′B ′C ′ABC 分割为两个几何体,记上面一个几何体的体积为V 1,下面一个几何体的体积为V 2,求V 1V 2的值.20.(12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,且点F与圆M:(x+4)2+y2=1上点的距离的最小值为4.(1)求C的方程;(2)设点T(1,1),过点T且斜率存在的两条直线分别交曲线C于A,B两点和P,Q两点,且|TA|·|TB|=|TP|·|TQ|,求直线AB的斜率与直线PQ的斜率之和.21.(12分)已知函数f(x)=(x+1)ln x,曲线y=f(x)在x=1处的切线方程为y=g(x).(1)求证:当x>1时,f(x)>g(x);(2)求证:ln21+ln76+…+ln(n2-2)n2-3>32-2n(n≥2,n∈N*).(二)选考题:共10分.请考生在第22、23题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分.22.[选修4-4:坐标系与参数方程](10分)在平面直角坐标系xOy中,曲线C1=cosθ=1+sinθ(θ为参数),曲线C2的参=2cosφ,=sinφ(φ为参数).(1)1,C2的方程化为普通方程,并说明它们分别表示什么曲线?(2)以坐标原点为极点,以x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,已知直线l的极坐标方程为ρ(cosθ-2sinθ)=4.若C1上的点P对应的参数为θ=π2,点Q在C2上,点M为PQ的中点,求点M到直线l距离的最小值.23.[选修4-5:不等式选讲](10分)已知f(x)=2|x-2|+|x+a|.(1)当a=2时,求不等式f(x)>5的解集;(2)设不等式f(x)≤|2x+1|的解集为B,若[3,6]⊆B,求a的取值范围.参考答案与解析1.答案:D 解析:由z -i z +1=i 得z -i =(z +1)i ,整理得z ·(1-i )=2i ,所以z =2i 1-i =2i (1+i )(1-i )(1+i )=-2+2i 2=-1+i.故选D.2.答案:C解析:∵A ={x |y =x 12}={x |x ≥0},B |y ={y |y >0},A ∩B =(0,+∞).故选C.3.答案:A 解析:命题p :当x =π2时,2sin π2+cos π2=2>3,故命题p 为假命题;命题q :若a >b >0,则0<1a <1b ,又c <0,所以c a >c b,故命题q 为真命题.故p ∨q ,¬p ∧q 为真命题.¬p ∧¬q ,p ∧¬q ,为假命题.故选A.4.答案:A解析:∵f (-x )=-x (e -x -e x )=x (e x -e -x )∴函数y =x (e x -e -x )是偶函数,其图象关于y 轴对称,∴排除CD 选项;又x >0时,e x -e -x >0,∴y >0,排除B ,故选A.5.答案:C解析:画出不等式组表示的平面区域,如图中阴影部分所示,由z =2x -y ,得y =2x -z ,平移直线y =2x -z ,由图可知当直线y =2x -z 过点C 时z 取得最小值.-2y +1=0,+y -1=0,得,所以z =2x -y 的最小值是0.故选C.6.答案:D解析:当x <0时,-x >0,则f (-x )=(-x )2+(-x )ln (-x )=x 2-x ln (-x ),此时g (x )=-f (-x )=-x 2+x ln (-x ),则g ′(x )=-2x +ln (-x )+1,则g (-1)=-1,g ′(-1)=3,所求切线方程为y +1=3(x +1),即3x -y +2=0.故选D.7.答案:C解析:如图,绘出圆x 2+y 2=1的图象:当点P (x ,y )位于第二象限与第四象限时,满足xy <0,故事件“xy <0”发生的概率P =12,故选C.8.答案:B解析:∵D 1E =D 1B 21+B 1E 2=17,AF =AC 2+CF 2=23≠D 1E ,如图,取点M 为BC 的中点,则AD 1∥MF ,故AMFD 1共面,点E 在面AMFD 1外,故直线D 1E 经过面AMFD 1内一点和平面外一点,故直线D 1E 和平面内直线AF 异面.故选B.9.答案:D 解析:由图可知,T 2=5π12--π12=π,所以T =π,即2πω=π,所以ω=2.所以f (x )=2sin (2x +φ),又2-π12+φ=π2+2k π,k ∈Z ,0<φ<π,所以φ=2π3,所以f (x )=2sin 2x +2π3,y =2cos 2x =2sin 2x +π2,将其图象向左平移π12个单位长度即可得到y =f (x )的图象.故选D.10.答案:B解析:设AC =x ,则BC =x -40,在△ABC 中,由余弦定理得:BC 2=AC 2+AB 2-2·AC ·AB ·cos ∠BAC ,即(x -40)2=x 2+1002-100x ,解得x =420.在△ACH 中,AC =420,∠CAH =15°+30°=45°,∠CHA =90°-30°=60°,由正弦定理得:CH sin ∠CAH =AC sin ∠CHA ,即CH sin 45°=420sin 60°,解得CH =1406.故选B.11.答案:B 解析:因为f (1)=e -4<0,f 32=e 32+ln 32-4=e 3+ln 32-4>16+ln 32-4>0,所以b ,因为32=log 223<log 23,所以a >b .g ′(x )=3x 2-x -1,令g ′(x )=0,得x =1±13.因为g (x ∞上单调递减,所以c =1+136,又因为1+136<1,所以c <b ,故a >b >c .故选B.12.答案:D 解析:由题意可知e =c a =12,又a 2=b 2+c 2,故b 2=34a 2,设过点P 的直线斜率为k ,则直线方程为:y +2=k (x -2),即y =kx -2k -2,则反射后的切线方程为:y =-kx -2k -2,kx -2k -2+y 2b 2=1得(3+4k 2)x 2+16k (k +1)x +16k 2+32k +16-3a 2=0,因为所有反射光线所在直线中只有一条与椭圆相切,∴Δ=[16k (k +1)]2-4(3+4k 2)(16k 2+32k +16-3a 2)=0,化简得:4a 2k 2+3a 2=16k 2+32k +16a 2=16a 2=32k +162=4=-18,所以切线的斜率为18,故选D.13.答案:52解析:因为以原点为中心,焦点在y 轴上的双曲线C 的渐近线方程为y =±a b x ,所以a b=2,所以e =c a =a 2+b 2a =5b 2b =52.14.答案:π2解析:由|2a +3b |=|2a -3b |,平方得到a ·b =0,所以a ,b 夹角为π2.15.答案:28π解析:设球的半径为R ,圆柱上下底面半径为r ,O 2为一个圆柱下底面的中心,由题意知2πr 2=8π得r =2,O A 与底面所成角为60°,在Rt △O 1O 2A 中O 1O 2=23,根据圆柱的几何特征,R 22+r 2,即R 2=(3)2+22=7.故该球的表面积S =4πR 2=4π×7=28π.16.答案:34解析:因为a cos B -b cos A =53c ,所以由正弦定理得sin A cos B -sin B cos A =53sin C =53(sin A cos B +sin B cos A ),则sin A cos B =-4sin B cos A ,因为A 为钝角,sin B ≠0所以cos A <0,cos B ≠0,则sin A cos A ·cos B sin B =-4,所以tan A tan B=-4,因为tan B =tan [π-(A +C )]=-tan (A +C ),所以tan A =4tan (A +C ),即tan A +tan C 1-tan A tan C =tan A 4,所以tan C =-3tan A 4+tan 2A =-3tan A +4tan A =3-tan A +4-tan A,因为tan A <0,所以-tan A +4-tan A ≥4,即tan C =3-tan A +4-tan A≤34,当且仅当tan A =-2时取等号.17.解析:(1)把40户按编号顺序分成10组,每组4户,第一段抽取的是4号,由此可得所抽取的10户的各编号,从而得样本数据为:92,84,86,78,89,74,83,78,77,89.(2)x -=92+84+86+78+89+74+83+78+77+8910=83,s 2=110[(92-83)2+(84-83)2+…+(89-83)2]=33;(3)由(2)s =33≈5.74,满意度等级为“A 级”在(77.26,88.74)上,共有5个:84,86,78,83,78,任取两个,共有事件(84,86),(84,78),(84,83),(84,78),(86,78),(86,83),(86,78),(78,83),(78,78),(83,78)共10个,其中都超过80的有(84,86),(84,83),(86,83)三个,所求概率为P =310.18.解析:(1)设等差数列的公差为d ,若选①,2a 5-a 3=11,1+d =1(a 1+4d )-(a 1+2d )=111=-1=2,所以数列{a n }的通项为:a n =-1+2(n -1)=2n -3.若选②,S 4=8,1+d =1a 1+6d =81=-1=2,所以数列{a n }a n =-1+2×(n -1)=2n -3.(2)由(1),S n =n (-1+2n -3)2=n (n -2),所以b n =1S n +2=1n (n +2)=12,所以数列{b n }的前n 项和T n =1-13+12-14+13-15+14-16+…+1n -1-1n +1+1n -=12+12-1n +1-=34-12<34.19.解析:(1)证明:如图,取BC 中点F ,连接AF ,EF 在直三棱柱A ′B ′C ′ABC 中,∵BE =EC ′,∴EF ∥CC ′,EF =12CC ′,∵AD =A ′D ,∴AD =12CC ′且AD ∥CC ′,∴四边形ADEF 是平行四边形,∴DE ∥AF ,由题意△ABC 为正三角形,侧棱AA ′,BB ′,CC ′两两平行且都垂直于平面ABC ,∴AF ⊥BC ,AF ⊥BB ′,∵BC ,B ′B ⊂平面BCC ′B ′,BC ∩BB ′=B ,∴AF ⊥平面BCC ′B ′,又DE ∥AF ,∴DE ⊥平面BCC ′B ′.(2)正三棱柱A ′B ′C ′ABC 的底面积S =12×a ×32a =34a 2,则体积V =34a 2h .下面一个几何体为四棱锥B ACC ′D ,底面积S 梯形ACC ′D =12×h 2+h ×a =34ah ,因为平面ABC ⊥平面ACC ′A ′,过点B 作△ABC 边AC 上的高线BG ,如图,由平面与平面垂直的性质可得BG 垂直于平面ACC ′A ′,故四棱锥B ACC ′D 的高等于32a .则V 2=13×34ah ×32a =38a 2h ,从而V 1=V -V 2=34a 2h -38a 2h =38a 2h ,∴V 1V 2=1.20.解析:(1)圆心为M (-4,0),半径为1,F (p 2,0),所以p 2+4-1=4,p =2,所以抛物线方程为y 2=4x ;(2)设直线AB 方程为y =k 1(x -1)+1,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),y 2=4x y =k 1(x -1)+1得k 21x 2-(2k 21-2k 1+4)x +(k 1-1)2=0,x 1+x 2=2k 21-2k 1+4k 21,x 1x 2=(k 1-1)2k 21,|TA ||TB |=1+k 21|x 1-1|·1+k 21|x 2-1|=(1+k 21)|x 1x 2-(x 1+x 2)+1|=(1+k 21)|(k 1-1)2k 21-2k 21-2k 1+4k 21+1|=3(1+k 21)k 21,设直线PQ 方程为y =k 2(x -1)+1(k 2≠k 1),同理可得|TP ||TQ |=3(1+k 22)k 22,由|TA |·|TB |=|TP |·|TQ |,得3(1+k 21)k 21=3(1+k 22)k 22,又k 2≠k 1,所以k 2=-k 1,所以k 1+k 2=0.21.证明:(1)函数f (x )的定义域为(0,+∞),f ′(x )=ln x +x +1x .又∵f ′(1)=2,f (1)=0,∴该切线方程为y =2(x -1),即g (x )=2(x -1).设F (x )=(x +1)ln x -2x +2,则F ′(x )=ln x +1x -1.令h (x )=F ′(x ),则h ′(x )=1x -1x 2=x -1x2.当x >1时,h ′(x )>0,∴F (x )在(1,+∞)上单调递增.又∵h (1)=0,∴h (x )=F ′(x )>0,即F ′(x )在(1,+∞)上单调递增,∴当x >1时,F (x )>F (1)=0,∴当x >1时,f (x )>g (x ).(2)由(1)知,当x >1时,(x +1)ln x >2(x -1).令x =n 2-2>1(n ≥2,n ∈N ),则(n 2-1)ln (n 2-2)>2(n 2-3),∴ln (n 2-2)n 2-3>2(n 2-1)=2(n -1)(n +1)=1n -1-1n +1,∴错误!ln (k 2-2)k 2-3++…++,化简得ln 21+ln 76+…+ln (n 2-2)n 2-3>1+12-1n -1n +1>32-2n .22.解析:(1)C 1的普通方程为x 2+(y -1)2=1,它表示以(0,1)为圆心,1为半径的圆,C 2的普通方程为x 24+y 2=1,它表示中心在原点,焦点在x 轴上的椭圆.(2)由已知得P (0,2),设Q (2cosφ,sin φ),则φ,1+12sin ,直线l :x -2y -4=0,点M 到直线l 的距离d =|cos φ-sin φ-6|5所以d ≥6-25=65-105,即M 到l 的距离的最小值为.解析:(1)当a =2时,f(x )>5即2|x -2|+|x +2|>5-2(2-x )-(x +2)>5,解得x<-2,2≤x ≤2(2-x )+x +2>5,解得-2≤x<1,(x -2)+(x +2)>5,解得x>73,故不等式f (x )>5解集为{x|x<1或x>73},即不等式的解集为(-∞,1)(2)若[3,6]⊆B 则原不等式f (x )≤|2x +1|在[3,6]上恒成立,即|x +a|+2|x -2|≤|2x +1|,即|x +a|≤2x +1-2(x -2),即|x +a|≤5,∴-5≤x +a ≤5,即-5-a≤x≤5-a5-a≤3-a≥6,解得-8≤a≤-1,故满足条件的a的取值范围是a∈[-8,-1].。
(高考冲刺押题)2022高考数学三轮基础技能闯关夺分必备等差、等比数列(含解析)【考点导读】1. 把握等差、等比数列的通项公式、前n 项和公式,能运用公式解决一些简单的问题; 2. 明白得等差、等比数列的性质,了解等差、等比数列与函数之间的关系; 3. 注意函数与方程思想方法的运用。
【基础练习】1.在等差数列{a n }中,已知a 5=10,a 12=31,首项a 1= -2 ,公差d = 3 。
2.一个等比数列的第3项与第4项分别是12与18,则它的第1项是163,第2项是 8 。
3..某种细菌在培养过程中,每20分钟分裂一次(一个分裂为二个),通过3小时,这种细菌由1个能够繁育成 512 个。
4.设{}n a 是公差为正数的等差数列,若12315a a a ++=,12380a a a =,则111213a a a ++=105。
5.公差不为0的等差数列{a n }中,a 2,a 3,a 6依次成等比数列,则公比等于 3 。
【范例导析】例1.(1)若一个等差数列前3项的和为34,最后3项的和为146,且所有项的和为390,则那个数列有13 项。
(2)设数列{a n }是递增等差数列,前三项的和为12,前三项的积为48,则它的首项是 2 。
(3)设S n 是等差数列{a n }的前n 项和,若36S S =13,则612SS = 。
解:(1)答案:13 法1:设那个数列有n 项∵⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-+=-+=-='⋅+=-dn n n a S d nd a S S S d a S n n n 2)1(6332233113313∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-+=-+=+3902)1(146)2(3334)(3111d n n n a n d a d a ∴n =13法2:设那个数列有n 项 ∵1231234,146n n n a a a a a a --++=++=∴121321()()()3()34146180n n n n a a a a a a a a --+++++=+=+= ∴160n a a +=又1()3902n n a a += ∴n =13(2)答案:2 因为前三项和为12,∴a 1+a 2+a 3=12,∴a 2=33S =4又a 1·a 2·a 3=48, ∵a 2=4,∴a 1·a 3=12,a 1+a 3=8, 把a 1,a 3作为方程的两根且a 1<a 3,∴x 2-8x +12=0,x 1=6,x 2=2,∴a 1=2,a 3=6,∴选B. (3)答案为310。
数 列数列是高考重点考查的内容之一,命题形式多种多样,大小均有.其中,小题重点考查等差数列、等比数列基础知识以及数列的递推关系;解答题的难度中等或稍难,将稳定在中等难度.往往在利用方程思想解决数列基本问题后,进一步数列求和,在求和后可与不等式、函数、最值等问题综合.在考查等差数列、等比数列的求和基础上,进一步考查“裂项相消法”、“错位相减法”等,与不等式结合,“放缩”思想及方法尤为重要.等差数列1、定义:数列{}n a 若从第二项开始,每一项与前一项的差是同一个常数,则称{}n a 是等差数列,这个常数称为{}n a 的公差,通常用d 表示2、等差数列的通项公式:()11n a a n d =+-,此通项公式存在以下几种变形:(1)()n m a a n m d =+-,其中m n ≠:已知数列中的某项m a 和公差即可求出通项公式(2)n ma a d n m -=-:已知等差数列的两项即可求出公差,即项的差除以对应序数的差(3)11n a a n d-=+:已知首项,末项,公差即可计算出项数3、等差中项:如果,,a b c 成等差数列,则b 称为,a c 的等差中项(1)等差中项的性质:若b 为,a c 的等差中项,则有c b b a -=-即2b a c =+ (2)如果{}n a 为等差数列,则2,n n N *∀≥∈,n a 均为11,n n a a -+的等差中项(3)如果{}n a 为等差数列,则m n p q a a a a m n p q +=+⇔+=+ 4、等差数列通项公式与函数的关系:()111n a a n d d n a d =+-=⋅+-,所以该通项公式可看作n a 关于n 的一次函数,从而可通过函数的角度分析等差数列的性质。
5、等差数列前n 项和公式:12nn a a S n +=⋅,此公式可有以下变形: (1)由m n p q m n p q a a a a +=+⇔+=+可得:()12p qn a a S n p q n +=⋅+=+,作用:在求等差数列前n 项和时,不一定必须已知1,n a a ,只需已知序数和为1n +的两项即可 (2)由通项公式()11n a a n d =+-可得:()()1111122n a a n dn n S n a n d ++--=⋅=+作用:① 这个公式也是计算等差数列前n 项和的主流公式 ②()21111222n n n d S a n d n a d n -⎛⎫=+=+- ⎪⎝⎭,即n S 是关于项数n 的二次函数()n N *∈,且不含常数项,可记为2n S An Bn =+的形式。
解析几何小题压轴练-新高考数学复习分层训练(新高考通用)一、单选题1.(2023·辽宁盘锦·盘锦市高级中学校考一模)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 的左、右焦点分别为F 1,F 2,点P 在双曲线上,且∠F 1PF 2=60°,PF 2的延长线交双曲线于点Q ,若双曲线的离心率为e =72,则PQ F 1Q=()A.23B.813C.815D.12【答案】B【分析】利用双曲线的定义得到PF 2 ,F 2Q ,PF 1 ,F 1Q 关于k ,m ,n 的表达式,在△PF 1F 2与△PF 1Q 中利用余弦定理求得m =2k 与n =65k ,从而求得PQ ,F 1Q 关于k 的表达式,由此得解.【详解】因为双曲线的离心率为e =72,即c a =72,令a =2k k >0 ,则c =7k ,所以F 1F 2 =2c =27k ,2a =4k ,不妨设点P 在双曲线的右支上时,如图,记PF 2 =m ,F 2Q =n ,则由双曲线的定义得PF 1 -PF 2 =2a ,F 1Q -F 2Q =2a ,所以PF 1 =4k +m ,F 1Q =4k +n ,在△PF 1F 2中,∠F 1PF 2=60°,则F 1F 2 2=PF 1 2+PF 2 2-2PF 1 PF 2 cos60°,即28k 2=4k +m 2+m 2-24k +m m ×12,整理得12k 2-4km -m 2=0,解得m =2k 或m =-6k (舍去),故PF 1 =4k +m =6k ,PQ =m +n =2k +n ,在△PF 1Q 中,∠F 1PF 2=60°,则F 1Q 2=PF 1 2+PQ 2-2PF 1 PQ cos60°,即4k +n 2=36k 2+2k +n 2-2×6k 2k +n ×12,整理得12k 2-10kn =0,解得n =65k ,则PQ =2k +n =2k +65k =165k ,F 1Q =4k +n =265k ,所以PQ F 1Q=165k 265k =813;故选:B .2.(2023·山东潍坊·统考模拟预测)已知双曲线C 1:x 2a 2-y 2b2=1a >0,b >0 的左,右焦点分别为F 1,F 2,点F 2与抛物线C 2:y 2=2px p >0 的焦点重合,点P 为C 1与C 2的一个交点,若△PF 1F 2的内切圆圆心的横坐标为4,C 2的准线与C 1交于A ,B 两点,且AB =92,则C 1的离心率为()A.94B.54C.95D.74【答案】B【分析】令F 1(-c ,0),F 2(c ,0),由题设知c=p 2>0且AB =2b 2a 求得4b 2=9a ,再由内切圆中切线长性质及双曲线定义、性质确定与F 1F 2的切点C 的位置,进而求离心率.【详解】由题设F 1(-c ,0),F 2(c ,0),又点F 2与抛物线的焦点重合,即c =p2>0,由-c2a 2-y 2b 2=1a 2+b 2=c2,则y =±b 2a ,故AB =2b 2a =92,即4b 2=9a ,如下图示,内切圆与△PF 1F 2各边的切点为D ,E ,K ,所以PD =PE ,DF 1= KF 1, EF 2= KF 2 ,又|PF 1|-|PF 2|=2a ,则PD +DF 1)-PE + EF 2)= DF 1- EF 2= KF 1- KF 2 =2a , 所以K 为双曲线右顶点,又△PF 1F 2的内切圆圆心的横坐标为4,即a =4,故b 2=9,则c =5,所以离心率为e =c a =54.故选:B3.(2023·江苏南通·海安高级中学校考一模)双曲线C :x 2-y 2=4的左,右焦点分别为F 1,F 2,过F 2作垂直于x 轴的直线交双曲线于A ,B 两点,△AF 1F 2,△BF 1F 2,△F 1AB 的内切圆圆心分别为O 1,O 2,O 3,则△O 1O 2O 3的面积是()A.62-8B.62-4C.8-42D.6-42【答案】A【分析】由题意画出图,由已知求出c 的值,找出A ,B 的坐标,由△AF 1F 2,△BF 1F 2,△F 1AB 的内切圆圆心分别为O 1,O 2,O 3,进行分析,由等面积法求出内切圆的半径,从而求出△O 1O 2O 3的底和高,利用三角形的面积公式计算即可.【详解】由题意如图所示:由双曲线C:x2-y2=4,知a2=b2=4,所以c2=a2+b2=8,所以F2(22,0),F1F2=2c=42所以过F2作垂直于x轴的直线为x=22,代入C中,解出A22,2,B22,-2,由题知△AF1F2,△BF1F2的内切圆的半径相等,且AF1=BF1,△AF1F2,△BF1F2的内切圆圆心O1,O2的连线垂直于x轴于点P,设为r,在△AF1F2中,由等面积法得:1 2AF1+AF2+F1F2⋅r=12F1F2⋅AF2由双曲线的定义可知:AF1-AF2=2a=4由AF2=2,所以AF1=6,所以126+2+42⋅r=12×42×2,解得:r=222+2=22×2-22=22-2,因为F1F2为△F1AB的∠AF1B的角平分线,所以O3一定在F1F2上,即x轴上,令圆O3半径为R,在△AF1B中,由等面积法得:1 2AF1+BF1+AB⋅R=12F1F2⋅AB,又AF1=BF1=F1F22+AF12=422+22=6所以12×6+6+4⋅R=12×42×4,所以R=2,所以PF 2 =r =22-2,O 3P =O 3F 2 -PF 2 =R -r =2-22-2 =2-2,所以S △O 1O 2O 3=12O 1O 2 O 3P =12×2r ×O 3P =r ×O 3P =22-2 ×2-2 =62-8,故选:A .4.(2023·湖南永州·统考二模)如图,F 1,F 2为双曲线的左右焦点,过F 2的直线交双曲线于B ,D 两点,且F 2D =3F 2B ,E 为线段DF 1的中点,若对于线段DF 1上的任意点P ,都有PF 1 ⋅PB ≥EF 1 ⋅EB 成立,则双曲线的离心率是()A.2B.3C.2D.5【答案】D【分析】取F 1B 中点Q ,根据向量数量积的运算律和向量线性运算可将已知数量积不等式化为PQ 2≥EQ 2,由此可确定EQ ⊥DF 1,由三角形中位线性质知DF 1⊥BD ;设BF 2 =m ,结合双曲线定义可表示出DF 1 ,BF 1 ,在Rt △BDF 1和Rt △DF 1F 2中,利用勾股定理可求得离心率.【详解】取F 1B 中点Q ,连接PQ ,EQ ,DQ ,∵PF 1 ⋅PB =14PF 1 +PB 2-PF 1 -PB 2 =144PQ2-BF 1 2 =PQ 2-14BF 1 2,EF 1 ⋅EB =14EF 1 +EB 2-EF 1 -EB 2 =144EQ2-BF 1 2 =EQ 2-14BF 1 2,∴PQ 2-14BF 1 2≥EQ 2-14BF 1 2,则PQ 2≥EQ 2,∴PQ ≥EQ 恒成立,∴EQ ⊥DF 1,又EQ ⎳BD ,∴BD ⊥DF 1,设BF 2 =m ,由F 2D =3F 2B得:BD =2m ,根据双曲线定义可知:DF 1 =DF 2 -2a =3m -2a ,BF 1 =BF 2 +2a =m +2a ,∵BD 2+DF 1 2=BF 1 2,即4m 2+3m -2a 2=m +2a 2,∴m =43a ,∴DF 1 =2a ,DF 2 =4a ,又DF 2 2+DF 1 2=F 1F 2 2,∴20a 2=4c 2,∴e 2=c 2a2=5,则离心率e =5.故选:D .5.(2023·河北·河北衡水中学校考模拟预测)已知椭圆x 2a 2+y 2b2=1a >b >0 的两焦点为F 1,F 2,x 轴上方两点A ,B 在椭圆上,AF 1与BF 2平行,AF 2交BF 1于P .过P 且倾斜角为αα≠0 的直线从上到下依次交椭圆于S ,T .若PS =βPT ,则“α为定值”是“β为定值”的()A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不必要也不充分条件【答案】D【分析】先求出P 的轨迹,其轨迹方程为x 2a 2+c 22a2+y 2a 2-c 22a2=1,取α=π4,结合特殊情形可得“当α取定值,β是定值”是错误的;再由β是定值可得α=π2,从而可判断当β取定值,α是定值”是错误的,从而可得正确的选项.【详解】设M x ,y 为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1a >b >0 上的动点,c 为椭圆的半焦距,故F 1-c ,0 ,故MF 1 =x +c2+y 2=x +c 2+b 21-x2a2=x +c 2+b 21-x2a2=c 2x 2a 2+2cx +a 2=a +c a x ,设直线l :x =-a 2c ,则M 到该直线的距离为d =x +a 2c,故MF 1 d=ca =e ,如图,设直线MF 1的倾斜角为γ,过M 作l 的垂线,垂足为S ,则MF 1MF 1 cos γ+a 2c-c=e ,故MF 1 =e ×b 2c1-e cos γ,设p =b 2c ,故MF1=ep1-e cosγ,同理MF2=ep1+e cosγ.设AF1的倾斜角为θ,则MF1=ep1-e cosθ,MF2=ep1+e cosθ,因为AF1⎳BF2,故BF2AF1=F2PAP,所以BF2AF1+BF2=F2PAP+F2P=F2PAF2=F2P2a-AF1,所以F2P=BF22a-AF1AF1+BF2,同理F1P=AF12a-BF2AF1+BF2,故F2P+F1P=2a-2BF2×AF1AF1+BF2=2a-ep,故P的轨迹为以F1,F2为焦点的椭圆,其长半轴长为a-ep2=a2+c22a,短半轴长为a2+c224a2-c2=a2-c22a,故P的轨迹方程为:x2 a2+c2 2a2+y2a2-c22a2=1,其中y>0.取α=π2,PS2PT2=y S-y P2y S+y P2=y Sy P-12y Sy P+12,而a2≠a4+2a2c2+c44a2,故PS2PT2不是定值即β不是定值.故“当α取定值,β是定值”是错误的.又直线ST的参数方程为:x=x0+t cosαy=y0+t sinα,设S x0+t1cosα,y0+t1sinα,T x0+t2cosα,y0+t2sinα,由x0+t cosα2a2+y0+t sinα2b2=1整理得到:cos2αa2+sin2αb2t2+2x0cosαa2+y0sinαb2t+x20a2+y20b2-1=0,故t1+t2=-2x0cosαa2+y0sinαb2cos2αa2+sin2αb2t1t2=x20a2+y20b2-1cos2αa2+sin2αb2,而PS=βPT,故1-βt2=-2x0cosαa2+y0sinαb2cos2αa2+sin2αb2-βt22=x20a2+y20b2-1cos2αa2+sin2αb2,所以1-β2-4β=x0cosαa2+y0sinαb22cos2αa2+sin2αb2x20a2+y20b2-1,若β为定值,则1-β2-4β为定值,而1-β2-4βcos2αa2+sin2αb2=x0cosαa2+y0sinαb22x20a2+y20b2-1,故当P x0,y0变化时,x0cosαa2+y0sinαb22x20 a2+y20b2-1始终为定值,又x0cosαa2+y0sinαb22x20a2+y20b2-1=x20cos2αa4+2x0y0cosαsinαa2b2+y20sin2αb2x20a2+y20b2-1=x20cos2αa4+2x0y0cosαsinαa2b2+b22a21-x20a2+c224a2sin2αb2x20a2+b22a21-x20a2+c224a2b2-1=x20cos2αa4-b2sin2αa2+c22+2x0y0cosαsinαa2b2+b2sin2α4a2x201a2-b2a2+c22+b24a2-1故cos2αa4-b2sin2αa2+c221a2-b2a2+c22=b2sin2α4a2b24a2-1且cosαsinαa2b2=0,但α≠0,α∈0,π,故α=π2,所以1-β2-4β=y0b221b2x20a2+y20b2-1=y20b2x20a2+y20-1=y20b2×a2+c224a21-y20b24a2a2+y20-1=y20b2×a2+c224a2a2-1+1-a2+c22a2y20,但此时1-β2-4β随y 20的变化而变化,不是定值,故“当β取定值,α是定值”是错误的.故选:D .【点睛】思路点睛:对于圆锥曲线中的动态问题,注意利用圆锥曲线的几何性质去研究动点的轨迹,对于是否为定值的问题,注意构建不同变量之间的关系,结合特例来处理是否为定值的问题.6.(2023·江苏南通·二模)已知F 1,F 2分别是双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,点P 在双曲线上,PF 1⊥PF 2,圆O :x 2+y 2=94(a 2+b 2),直线PF 1与圆O 相交于A ,B 两点,直线PF 2与圆O 相交于M ,N 两点.若四边形AMBN 的面积为9b 2,则C 的离心率为()A.54B.85C.52D.2105【答案】D【分析】设PF 1 =n ,PF 2 =m ,有n -m =2a ,n 2+m 2=4c 2,mn =2b 2,由弦长公式可得MN =23c 2 2-n 2 2,AB=23c 2 2-m 2 2,四边形AMBN 的面积为12AB ⋅MN ,解得c 2=83b 2,可求双曲线的离心率.【详解】根据对称性不妨设点P 在第一象限,如图所示,圆O :x 2+y 2=94(a 2+b 2),圆心为O 0,0 ,半径为3c2,设PF 1 =n ,PF 2 =m ,点P 在双曲线上,PF 1⊥PF 2,则有n -m =2a ,n 2+m 2=4c 2,可得mn =2b 2,过O 作MN 的垂线,垂足为D ,O 为F 1F 2的中点,则OD =12PF 1 =n2,MN =23c 2 2-n 22,同理,AB =23c 2 2-m 2 2,由AB ⊥MN ,四边形AMBN 的面积为12AB ⋅MN =12×23c 2 2-m 22×23c 2 2-n 22=9b 2,481c 416-m 2+n 24 9c 24+m 2n 216 =481c 416-9c 44+b 44=81b 4,化简得c 2=83b 2,则有a 2=c 2-b 2=53b 2,则C 的离心率e =c a =85=2105.故选:D7.(2023·浙江金华·浙江金华第一中学校考模拟预测)如图,已知椭圆C 1和双曲线C 2具有相同的焦点F 1-c ,0 ,F 2c ,0 ,A 、B 、C 、D 是它们的公共点,且都在圆x 2+y 2=c 2上,直线AB 与x 轴交于点P ,直线CP 与双曲线C 2交于点Q ,记直线AC 、AQ 的斜率分别为k 1、k 2,若椭圆C 1的离心率为155,则k 1⋅k 2的值为()A.2B.52C.3D.4【答案】D【分析】设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1,双曲线方程为x 2s 2-y 2t 2=1,根据椭圆离心率得到b 2=25a 2,故椭圆方程为2x 2+5y 2=2a 2,联立x 2+y 2=c 2求出A 点坐标,从而由对称性得到B ,C ,P 点坐标,表达出CP :y =55x -306b,将A 点代入双曲线方程,结合s 2+t 2=a 2-b 2=32b 2得到s 2=b 22,t 2=b 2,得到双曲线方程2x 2b 2-y 2b 2=1,联立CP :y =55x -306b,得到两根之和,两根之积,表达出Q 73054b ,-6b27,从而求出k 1,k 2,得到乘积.【详解】设椭圆方程为x 2a 2+y 2b 2=1,双曲线方程为x 2s 2-y 2t 2=1,则a 2-b 2=s 2+t 2=c 2,由c a =155可得3a 2=5c 2,因为c 2=a 2-b 2,所以b 2=25a 2,故椭圆方程为2x 2+5y 2=2a 2,联立x 2+y 2=c 2可得:x 2=c 2-23b 2=32b 2-23b 2=56b 2,y 2=2b 23,则A 306b ,63b,由对称性可知A 、C 两点关于原点对称,A 、B 两点关于x 轴对称,则B 306b ,-63b,C -306b ,-63b ,所以P 306b ,0,故k CP =0+63b 306b +306b =55,直线CP :y =55x -306b,A 306b ,63b 代入x 2s 2-y 2t 2=1中得,5b 26s 2-2b 23t2=1①,又s 2+t 2=a 2-b 2=52b 2-b 2=32b 2②,②①结合得到s 2=5b 22或s 2=b 22,因为a 2=52b 2,显然s <a ,故s 2=b 22,所以t 2=32b 2-b 22=b 2,故双曲线方程为2x 2b 2-y 2b 2=1,联立CP :y =55x -306b 与2x 2b 2-y 2b2=1得:95x 2+3015bx -76b 2=0,设Q x 1,y 1 ,则-306bx 1=-76b 2⋅59,解得:x 1=73054b ,故y 1=5535930b -306b=-6b 27,所以Q 73054b ,-6b27,所以k 2=63b +6b27306b -73054b =25,其中k 1=63b +63b 306b +306b =255,故k 1k 2=25×255=4.故选:D【点睛】椭圆和双曲线共焦点时,焦距成为联系两个曲线的桥梁,要根据题目条件列出方程,寻找到椭圆中长半轴,短半轴,和双曲线中实半轴,虚半轴的关系,再求解离心率或其他相关问题,共焦点的椭圆和双曲线的重要结论:①具有公共焦点的椭圆和双曲线离心率分别为e 1,e 2,P 为它们的一个交点,且∠F 1PF 2=2θ,则sin θe 12+cos θe 22=1;②若点P x 0,y 0 是椭圆C 1:x 2a 2+y 2b 2=1a >b >0 与双曲线C 2:x 2m 2-y 2n 2=1m >0,n >0 的一个公共点,且它们在P x 0,y 0 处的切线互相垂直,则椭圆C 1与双曲线C 2有公共焦点.二、多选题1.(2023·广东·统考一模)已知拋物线E :y 2=8x 的焦点为F ,点F 与点C 关于原点对称,过点C 的直线l 与抛物线E 交于A ,B 两点(点A 和点C 在点B 的两侧),则下列命题正确的是()A.若BF 为△ACF 的中线,则AF =2BFB.若BF 为∠AFC 的角平分线,则AF =6C.存在直线l ,使得AC =2AFD.对于任意直线l ,都有AF +BF >2CF【答案】AD【分析】设l :x =ky -2,不妨令A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)都在第一象限,C (-2,0),F (2,0),联立抛物线,根据已知及韦达定理得k 2>1、y 1+y 2=8k ,y 1y 2=16,则x 1+x 2=8k 2-4,x 1x 2=4,再根据各项描述、抛物线定义判断它们的正误.【详解】由题意,设l :x =ky -2,不妨令A (x 1,y 1),B (x 2,y 2)都在第一象限,C (-2,0),F (2,0),联立E :y 2=8x ,则y 2-8ky +16=0,且Δ=64(k 2-1)>0,即k 2>1,所以y 1+y 2=8k ,y 1y 2=16,则x 1+x 2=8k 2-4,x 1x 2=4,如上图所示.A :若BF 为△ACF 的中线,则y 2=y 12,所以y 1=42,所以x 1=4,故A (4,42),所以B (1,22),则AF =2BF =6,故A 正确;B :若BF 为∠AFC 的角平分线,则BC AB=CF AF,作AD ,BE 垂直准线x =-2于D ,E ,则|AF |=|AD |且BC AB=CE DE,所以CF AD=CE DE,即CF AD +CF=CE CD=BE AD,则4x 1+6=x 2+2x 1+2,将x 2=4x 1>0代入整理,得x 21-4x 1-12=(x 1-6)(x 1+2)=0,则x 1=6,所以AF =x 1+2=8,故B 错误;C :若AC =2AF ,即AC =2AD ,即△ACD 为等腰直角三角形,此时CD =AD ,即A (y 1-2,y 1),所以y 21=8y 1-16,所以y 21-8y 1+16=0,所以y 1=4,所以y 2=4,则此时A ,B 为同一点,不合题设,故C 错误;D :AF +BF =AD +BE =x 1+x 2+4=8k 2,而2CF =8,结合k 2>1,可得8k 2>8,即AF +BF >2CF 恒成立,故D 正确.故选:AD .2.(2023·广东深圳·深圳中学校联考模拟预测)已知P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 是椭圆x 24+9y 24=1上两个不同点,且满足x 1x 2+9y 1y 2=-2,则下列说法正确的是()A.2x 1+3y 1-3 +2x 2+3y 2-3 的最大值为6+25B.2x 1+3y 1-3 +2x 2+3y 2-3 的最小值为3-5C.x 1-3y 1+5 +x 2-3y 2+5 的最大值为25+2105D.x 1-3y 1+5 +x 2-3y 2+5 的最小值为10-22【答案】AD【分析】设x =m ,3y =n ,设C (m 1,n 1),D (m 2,n 2),可得OC =(m 1,n 1),OD =(m 2,n 2),可得C 、D 两点均在圆m 2+n 2=4的圆上,且∠COD =2π3,根据点到直线的距离公式及圆的性质可得2x 1+3y 1-3 5+2x 2+3y 2-35及x 1-3y 1+52+x 2-3y 2+52的最值,可得答案.【详解】由x 24+9y 24=1,可得x 2+9y 2=4,又P x 1,y 1 ,Q x 2,y 2 是椭圆x 2+9y 2=4上两个不同点,可得x 12+9y 12=4,x 22+9y 22=4,设x =m ,3y =n ,则m 2+n 2=4,设C (m 1,n 1),D (m 2,n 2),O 为坐标原点,可得OC =(m 1,n 1),OD=(m 2,n 2),可得m 12+n 12=4,m 22+n 22=4,且m 1m 2+n 1n 2=-2,所以OC ⋅OD =-2,cos OC ,OD =OC ⋅ODOC ⋅OD=-12,又OC ,OD ∈0,π ,可得C 、D 两点均在圆m 2+n 2=4的圆上,且∠COD =2π3,设CD 的中点为E ,则OE =2cosπ3=1,根据点到直线的距离公式可知:2x 1+3y 1-35+2x 2+3y 2-35=2m 1+n 1-35+2m 2+n 2-35为点C 、D两点到直线2x+y-3=0的距离d1、d2之和,设E到直线2x+y-3=0的距离d3,由题可知圆心到直线2x+y-3=0的距离为-322+1=35,则d1+d2=2d3≤2EO+3 5=21+35=2+65,d1+d2=2d3≥235-EO=235-1=65-2可得d1+d2的最大值为2+65,d1+d2的最小值为65-2;可得2x1+3y1-3+2x2+3y2-3=5(d1+d2),可得2x1+3y1-3+2x2+3y2-3的最大值为5×2+65=25+6,最小值为6-25,故A正确,B错误;同理,x1-3y1+52+x2-3y2+52=m1-n1+52+m2-n2+52为点C、D两点到直线x-y+5=0的距离d4、d5之和,设E到直线x-y+5=0的距离d6,由题可知圆心到直线x-y+5=0的距离为512+1=52,则d4+d5=2d6≤252+1=52+2,d4+d5=2d6≥252-1=52-2,可得x1-3y1+5+x2-3y2+5=2(d4+d5),可得2x1+3y1-3+2x2+3y2-3的最大值为10+22,最小值为10-22,故C错误,D正确.故选:AD.【点睛】关键点睛:本题的关键是把问题转化为圆上点到直线的距离问题,结合到直线的距离公式及圆的性质即得.3.(2023·浙江金华·浙江金华第一中学校考模拟预测)设F1,F2为椭圆x24+y23=1的左,右焦点,直线l过F1交椭圆于A,B两点,则以下说法正确的是()A.△ABF2的周长为定值8B.△ABF2的面积最大值为23C.AF12+AF22的最小值为8 D.存在直线l使得△ABF2的重心为16,14【答案】ACD【分析】利用椭圆的定义可判断A,根据基本不等式结合椭圆的定义可判断C,设直线l的方程为x= my-1,联立椭圆方程利用韦达定理法,可表示出△ABF2的面积,△ABF2的重心进而判断BD.【详解】由椭圆x24+y23=1,可得a=2,b=3,c=1,所以△ABF2为AF1+AF2+BF1+BF2=4a=8,故A正确;因为AF1+AF2=4,所以AF12+AF22≥AF1+AF222=8,当且仅当AF1=AF2取等号,故C正确;由题可设直线l 的方程为x =my -1,由x =my -1x24+y 23=1 ,可得3m 2+4 y 2-6my -9=0,设A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 ,则y 1+y 2=6m 3m 2+4,y 1y 2=-93m 2+4,所以y 1-y 2 =y 1+y 22-4y 1y 2=6m3m 2+42-4-93m 2+4=12m 2+13m 2+4,所以△ABF 2的面积为S =12F 1F 2 y 1-y 2 =12m 2+13m 2+4,令t =m 2+1,则t ≥1,m 2=t 2-1,所以S =12m 2+13m 2+4=12t 3t 2+1=123t +1t,因为t ≥1,由对勾函数的性质可知3t +1t≥4,所以S =12m 2+13m 2+4=12t 3t 2+1=123t +1t≤3,当t =1,即m =0取等号,故B 错误;由上可知y 1+y 2=6m3m 2+4所以x 1+x 2=m y 1+y 2 -2=6m 23m 2+4-2=-83m 2+4,又F 21,0 ,所以△ABF 2的重心为131-83m 2+4,2m 3m 2+4,令131-83m 2+4 =162m 3m 2+4=14,解得m =2,所以当直线l 的方程为x =2y -1时△ABF 2的重心为16,14,故D 正确.故选:ACD .4.(2023·江苏连云港·统考模拟预测)已知抛物线C :y 2=2px p >0 的焦点为F ,直线l 与C 交于A x 1,y 1 ,B x 2,y 2 两点,其中点A 在第一象限,点M 是AB 的中点,作MN 垂直于准线,垂足为N ,则下列结论正确的是()A.若直线l 经过焦点F ,且OA ⋅OB=-12,则p =2B.若AF =3FB ,则直线l 的倾斜角为π3C.若以AB 为直径的圆M 经过焦点F ,则ABMN的最小值为2D.若以AB 为直径作圆M ,则圆M 与准线相切【答案】BC【分析】A 选项,考虑直线斜率为0和不为0两种情况,设出直线方程,联立抛物线方程,得到两根之和,两根之积,由OA ⋅OB=-12列出方程,求出p =4,A 错误;B 选项,先得到直线l 经过抛物线焦点,与A 一样,设出直线方程,联立抛物线方程,得到两根之和,两根之积,结合y 1=-3y 2求出直线l 的斜率,得到倾斜角;C 选项,设AF =m ,BF =n ,由抛物线定义结合基本不等式得到AB MN的最小值;D选项,与C 一样,考虑直线l 不经过焦点时,得到圆M 与准线相离,D 错误.【详解】A 选项,由题意得:F p 2,0,准线方程为x =-p2,当直线l 的斜率为0时,此时,直线l 与C 只有1个交点,不合题意,故设直线l :x =p2+my ,与y 2=2px 联立得:y 2-2pmy -p 2=0,故y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=-p 2,则x 1x 2=y 1y 224p 2=p 24,所以OA ⋅OB =x 1x 2+y 1y 2=p 24-p 2=-12,解得:p =4,A 错误;B 选项,因为AF =3FB,所以A ,F ,B 三点共线,即直线l 经过抛物线焦点,当直线l 的斜率为0时,此时,直线l 与C 只有1个交点,不合题意,故设直线l :x =p2+my ,与y 2=2px 联立得:y 2-2pmy -p 2=0,故y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=-p 2,因为AF =3FB ,所以y 1=-3y 2,代入y 1+y 2=2pm ,y 1y 2=-p 2中,得到y 2=-pm ,-3y 22=-p 2,即m 2=13,因为点A 在第一象限,所以y 1>0,故y 2<0,即-pm <0,m >0,解得:m =33故直线l 的斜率为1m=3,设直线l 的倾斜角为θ0≤θ<π ,则tan θ=3,解得:θ=π3,B 正确;C 选项,设AF =m ,BF =n ,过点A 作AQ ⊥准线于点Q ,过点B 作BP ⊥准线于点P ,因为以AB 为直径的圆M 经过焦点F ,所以AF ⊥BF ,则AB =m 2+n 2,由抛物线定义可知:MN =AQ +BP2=AF +BF2=m +n2,由基本不等式得:m 2+n 2≥2mn ,则2m 2+n 2 ≥2mn +m 2+n 2=m +n 2,当且仅当m =n 时,等号成立,故m 2+n 2≥m +n 2,即AB MN=m 2+n 2m +n2=2m 2+n 2m +n≥2,C 正确;D 选项,当直线l 不经过焦点F p2,0时,设AF =m ,BF =n ,由三角形三边关系可知:AF +BF >AB ,由抛物线定义可知结合C 选项可知:AF +BF =2MN >AB ,即MN >AB2,若以AB 为直径作圆M ,则圆M 与准线相离,D 错误.故选:BC【点睛】圆锥曲线中最值或范围问题的常见解法:(1)几何法,若题目的条件和结论能明显体现几何特征和意义,则考虑利用几何法来解决;(2)代数法,若题目的条件和结论能体现某种明确的函数关系,则可首先建立目标函数,再求这个函数的最值或范围.5.(2023·辽宁·辽宁实验中学校考模拟预测)已知抛物线C :x 2=2py (p >0)的焦点为F ,斜率为34的直线l 1过点F 交C 于A ,B 两点,且点B 的横坐标为4,直线l 2过点B 交C 于另一点M (异于点A ),交C 的准线于点D ,直线AM 交准线于点E ,准线交y 轴于点N ,则()A.C 的方程为x 2=4yB.AB =254C.BD <AED.ND ⋅NE =4【答案】ABD【分析】对于A ,根据题意设得F ,B 的坐标,再由直线l 1的斜率求得p ,从而求得抛物线C 的方程,由此判断即可;对于B ,联立直线l 1与抛物线C 的方程,求得A ,B 的坐标,进而求得AB ,由此即可判断;对于D ,设M m ,m 24 ,从而利用直接法求得E ,D 的坐标关于m 的表达式,从而证得ND ⋅NE =4,由此判断即可;对于C ,举反例排除即可.【详解】对于A ,由题意得F 0,p 2 ,B 4,8p,所以k AB =8p-p 24=34,整理得p 2+6p -16=0,又p >0,解得p =2,所以C 的方程为x 2=4y ,故A 正确;对于B ,由选项A 知双曲线C 的准线方程为y =-1,B (4,4),F (0,1),直线l 1的方程为y =34x +1,联立x 2=4y y =34x +1 ,解得x =-1或x =4,所以A -1,14 ,则AB =4+12+4-142=254,故B 正确;对于D ,设点M m ,m 24 ,由题意知m ≠±1且m ≠±4,所以直线MA :y -14=m -14x +1 ,令y =-1,得x =-m +4m -1,即E -m +4m -1,-1 ,故NE =m +4m -1,同理可得D 4m -4m +4,-1,故ND =4m -4m +4,所以ND ⋅NE =4m -4m +4 ⋅m +4m -1 =4,故D 正确;对于C ,当m =2时,E (-6,-1),D 23,-1 ,则AE =5174,BD =5133,则BD >AE ,故C 错误.故选:ABD .【点睛】关键点睛:本题解决的关键是设M m ,m 24 ,从而利用熟练的运算能力将E ,D 的坐标表示为关于m 的表达式,从而得解.6.(2023·山东青岛·统考一模)已知A 、B 是平面直角坐标系xOy 中的两点,若OA =λOB λ∈R ,OA ⋅OB=r 2r >0 ,则称B 是A 关于圆x 2+y 2=r 2的对称点.下面说法正确的是()A.点1,1 关于圆x 2+y 2=4的对称点是-2,-2B.圆x 2+y 2=4上的任意一点A 关于圆x 2+y 2=4的对称点就是A 自身C.圆x 2+y -b 2=b 2b >0 上不同于原点O 的点M 关于圆x 2+y 2=1的对称点N 的轨迹方程是y =12bD.若定点E 不在圆C :x 2+y 2=4上,其关于圆C 的对称点为D ,A 为圆C 上任意一点,则AD AE为定值【答案】BCD【分析】利用题中定义可判断AB 选项;设点M x 0,y 0 ,其中x 0≠0,设点N x ,y ,可得出x 20+y 20=2by 0,根据题中定义并结合已知条件求出点N 的轨迹方程,可判断C 选项;证明出△AOD ∽△EOA ,可得出AD AE=OA OE,可判断D 选项.【详解】对于A 选项,取点A 1,1 ,设点A 关于圆x 2+y 2=4的对称点为B ,则存在e 使得,OB =e OA ,可得OA ⋅OB =e OA 2=2e =4,则e =2,所以,OB =2OA =2,2 ,因此,点1,1 关于圆x 2+y 2=4的对称点是2,2 ,A 错;对于B 选项,由题意可知OA=2,设点A 关于圆x 2+y 2=4的对称点为点B ,则存在实数k ,使得OB =kOA ,所以,OA ⋅OB =kOA 2=4k =4,可得k =1,即OB =OA ,因此,圆x 2+y 2=4上的任意一点A 关于圆x 2+y 2=4的对称点就是A 自身,B 对;对于C 选项,设点M x 0,y 0 ,其中x 0≠0,设点N x ,y ,因为点M 在圆x 2+y -b 2=b 2b >0 上,则x 20+y 0-b 2=b 2,可得x 20+y 20=2by 0,由题意可知,存在实数m ,使得ON =mOM ,即x =mx 0y =my 0 ,所以,OM ⋅ON =mOM 2=m x 20+y 20 =2bmy 0=2by =1,可得y =12b,因此,点N 的轨迹方程为y =12b,C 对;对于D 选项,设点E x 1,y 1 ,则x 21+y 21≠4,设点D x 2,y 2 ,由题意可知,存在实数t ,使得OD =tOE ,且OD ⋅OE =tOE 2=4,则t >0,所以,OD 、OE 同向,且OD ⋅OE =OD ⋅OE =4=OA 2,所以,OD OA =OA OE ,又因为∠AOD =∠EOA ,所以,△AOD ∽△EOA ,所以,AD AE=OA OE为定值,D 对.故选:BCD .【点睛】方法点睛:求动点的轨迹方程有如下几种方法:(1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程;(2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程;(3)相关点法:用动点Q 的坐标x 、y 表示相关点P 的坐标x 0、y 0,然后代入点P 的坐标x 0,y 0 所满足的曲线方程,整理化简可得出动点Q 的轨迹方程;(4)参数法:当动点坐标x 、y 之间的直接关系难以找到时,往往先寻找x 、y 与某一参数t 得到方程,即为动点的轨迹方程;(5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.7.(2023·山东济宁·统考一模)已知F 1,F 2是椭圆C 1:x 2a 12+y 2a 22=1(a 1>b 1>0)与双曲线C 2:x 2a 22-y 2a 22=1(a 2>0,b 2>0)的公共焦点,e 1,e 2分别是C 1与C 2的离心率,且P 是C 1与C 2的一个公共点,满足PF 1⋅PF 2=0,则下列结论中正确的是()A.a 12+b 12=a 22-b 22 B.1e 21+1e 22=2C.1e 1+3e 2的最大值为22 D.3e 1+1e 2的最大值为22【答案】BD【分析】根据共焦点得到a 12-b 12=a 22+b 22,A 错误,计算PF 1 =a 1+a 2,PF 2 =a 1-a 2,得到a 12+a 22=2c 2,B 正确,设1e 1=2sin θ,1e 2=2cos θ,代入计算得到C 错误,D 正确,得到答案.【详解】对选项A :椭圆和双曲线共焦点,故a 12-b 12=a 22+b 22,错误;对选项B :PF 1 ⋅PF 2 =0,即∠F 1PF 2=π2,PF 1 +PF 2 =2a 1,PF 1 -PF 2 =2a 2,故PF 1 =a 1+a 2,PF 2 =a 1-a 2,故a 1+a 2 2+a 1-a 2 2=4c 2,即a 12+a 22=2c 2,即1e 12+1e 22=2,正确;对选项C :设1e 1=2sin θ,1e 2=2cos θ,1e 1+3e 2=2sin θ+6cos θ=22sin θ+π3 ,若最大值为22,则θ+π3=π2+2k π,k ∈Z ,θ=π6+2k π,k ∈Z ,1e 1=22,即e 1=2>1,不成立,错误;对选项D :设1e 1=2sin θ,1e 2=2cos θ,3e 1+1e 2=6sin θ+2cos θ,=22sin θ+π6 ,若最大值为22,则θ+π6=π2+2k π,k ∈Z ,θ=π3+2k π,k ∈Z ,1e 1=62,即e 1=63,1e 2=22,e 2=2,成立,正确;故选:BD【点睛】关键点睛:本题考查了椭圆和双曲线的离心率相关问题,意在考查学生的计算能力,转化能力和综合应用能力,其中利用三角换元求最值可以简化运算,是解题的关键.8.(2023·山东济南·一模)在平面直角坐标系xOy 中,由直线x =-4上任一点P 向椭圆x 24+y 23=1作切线,切点分别为A ,B ,点A 在x 轴的上方,则()A.∠APB 恒为锐角B.当AB 垂直于x 轴时,直线AP 的斜率为12C.|AP |的最小值为4D.存在点P ,使得(PA +PO )⋅OA=0【答案】ABD【分析】对于A 项,利用椭圆的切点弦方程可得l AB 过椭圆左焦点,再判定以AB 为直径的圆与直线x =-4的位置关系即可;对于B 项,当AB 垂直于x 轴时,可直接解得切线方程判定即可;对于C 项,特殊值法判定即可;对于D 项,取OA 中点M ,易知PM ⊥OA ,建立方程计算即可.【详解】对于A 项,设切线方程为l :y =kx +m ,P -4,t 、A x 1,y 1 、B x 2,y 2 联立y =kx +m3x 2+4y 2-12=0得:4k 2+3 x 2+8km +4m 2-12=0,∵直线与椭圆相切,故Δ=0,则x 1=-4km 4k 2+3,y 1=3m 4k 2+3∴k =-3x 14y 1,m =3y 1,∴切线PA 的方程为l PA :x 1x 4+y 1y 3=1,同理切线PB 的方程为l :x 2x4+y 2y 3=1而P 点在l PA 、l PB 上,故-4x 14+y 1t 3=1-4x 24+y 2t 3=1,又A x 1,y 1 、B x 2,y 2 满足该方程组,故l AB :-4x 4+ty 3=1,显然l AB 过定点-1,0 即椭圆左焦点.以AB 为直径的圆半径最大无限接近a ,但该圆与x =-4一直相离,即∠APB 始终为锐角,A 正确;对于B 项,由A 得l AB :-4x 4+ty 3=1,AB ⊥x 轴时,t =0,易得A -1,32、P -4,0 ,∴k PA =32-0-1--4=12,故B 正确;对于C 项,由B 知AB ⊥x 轴时,A -1,32 、P -4,0 此时PA =352<4,故C 错误;对于D 项,取AO 中点M ,若(PA +PO )⋅OA =0则2PM ⋅AO=0,∴PM ⊥AO ,即△PAO 为等腰三角形,PA 2=x 1+4 2+y 1-t 2=PO 2=16+t 2,化简得x 12+y 12+8x 1-2ty 1=0,由A 知:ty 1=3x 1+3,y 12=31-x 124,整理得:x 12+8x 1-12=0,∴x 1=27-4,显然存在P 满足题意,故D 正确;故选:ABD【点睛】本题考查圆锥曲线的综合应用,属于压轴题.对于小题,提高效率可以用特殊值法,极端位置猜测,这里也需要积累一些比较常用的二级结论:(1)过椭圆x 2a 2+y 2b 2=1上一点x 0,y 0 的切线方程x 0x a 2+y 0y b2=1,(2)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1外一点x 0,y 0 引两条切线,切点连线方程为x 0x a 2+y 0y b2=1;(3)椭圆x 2a 2+y 2b 2=1的准线方程:x =±a 2c ,过准线引椭圆的两条切线,切点连线过对应焦点.9.(2023·山东·沂水县第一中学校联考模拟预测)已知AB ,CD 是经过抛物线y 2=2x 焦点F 的互相垂直的两条弦,若AB 的倾斜角为锐角,C ,A 两点在x 轴上方,则下列结论中一定成立的是()A.AB 2+CD 2最小值为32B.设P x ,y 为抛物线上任意一点,则x +x -322+y -22的最小值为5C.若直线CD 的斜率为-3,则AF ⋅BF =4D.OA ⋅OB +OC ⋅OD =-32【答案】AD【分析】选项AC :数形结合推导出|AF |=p 1-cos α,|BF |=p1+cos α,应用公式求解和判断;选项B :根据抛物线定义和性质转化求解;选项D :联立方程,应用韦达定理证得:OA ⋅OB =OC ⋅OD =-34p 2即可判断;【详解】设直线AB 的倾斜角为α.AF =AA 1 =p +FH =p +AF cos α,则AF 1-cos α =p ,即AF =p 1-cos α,同理可得BF =p1+cos α.y 2=2x ,根据定义得:p =1,焦点坐标12,0;选项A :AB 2+CD 2=2p sin θ 2 2+2p sin θ+π2 22=4p 2sin θ 4+4p 2cos θ 4≥8sin θ 2cos θ 2(当且仅当θ=π4时等号成立)8sin θ 2cos θ 2=812sin2θ2=32sin 22θ≥32,因为sin2θ∈-1,1 ,所以AB 2+CD 2=32sin 22θ≥32,故A 正确;选项B :令Q 32,2 ,x +x -32 2+y -2 2=x +p2+x -322+y -2 2-p2转换成抛物线上的点到焦点的距离,x +x -322+y -2 2=PF +PQ -12≥FQ -12=32-122+2-0 2-12=5-12,故B 错误;选项C :tan θ=-3,根据三角函数间关系得:cos θ=-12,AF ⋅BF =p 1-cos α⋅p 1+cos α=43,故C 错误;选项D :因为AB 的斜率为k ,AB ⊥CD ,所以k CD =-1k ,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),AB 的方程为y =k x -p2 ,由y =k x -p2y 2=2px可得,k 2x 2-p (k 2+2)x +14k 2p 2=0,x 1+x 2=p (k 2+2)k 2x 1x 2=14p2,OA ⋅OB =x 1x 2+y 1y 2=14p 2+k 2x 1-p 2 x 2-p 2=14p 2+k 2x 1x 2-p 2x 1+x 2 +14p 2 =14p 2+12k 2p 2-p 2(k 2+2)2=-34p 2与k 无关,同理OC ⋅OD =-34p 2,故OA ⋅OB +OC ⋅OD =-32p 2=-32,即OA ⋅OB +OC ⋅OD =-32故D 正确;故选:AD ;10.(2023·湖南·模拟预测)已知F 1,F 2分别为双曲线C :x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,C 的一条渐近线l 的方程为y =3x ,且F 1到l 的距离为33,点P 为C 在第一象限上的点,点Q 的坐标为2,0 ,PQ 为∠F 1PF 2的平分线.则下列正确的是()A.双曲线的方程为x 29-y 227=1B.PF 1=3 PF 2C.OP =36D.点P 到x 轴的距离为3152【答案】ACD【分析】由F 1到l 的距离为33以及渐近线方程为y =3x 可求得a =3,b =33,c =6,即可得出方程,判断A ;由PF 1PF 2 =QF 1QF 2 可求出判断B ;结合双曲线定义可求得PF 1 =12,PF 2 =6,求出cos ∠F 1PF 2,即可求出PF 1 +PF 2,判断C ;利用等面积法可求得点P 到x 轴的距离,判断D .【详解】F 1-c ,0 到y =3x 的距离为33,3c2=33,解得c =6,又渐近线方程为y =3x ,则ba=3,结合a 2+b 2=c 2可解得a =3,b =33,则双曲线的方程为x 29-y 227=1,故A 正确;PQ 为∠F 1PF 2的平分线,PF 1 PF 2=QF 1 QF 2=84=2,故B 错误;由双曲线定义可得PF 1- PF 2 =6,则可得PF 1 =12,PF 2 =6,则在△PF 1F 2中,cos ∠F 1PF 2=122+62-1222×12×6=14,则|PF 1 +PF 2 |2=PF 1 2+2PF 1 ⋅PF 2 +PF 2 2=122+2×12×6×14+62=216,则PF 1 +PF 2 =2PO=66,即OP =36,故C 正确;在△PF 1F 2中,sin ∠F 1PF 2=1-cos 2∠F 1PF 2=154,设点P 到x 轴的距离为d ,则S △PF 1F 2=12×F 1F 2×d =12PF 1× PF 2 ×sin ∠F 1PF 2,即12×12×d =12×12×6×154,解得d =3152,故D 正确.故选:ACD .【点睛】关键点点睛:是根据已知求出双曲线方程,结合双曲线的定义求得焦点三角形的各边长.11.(2023·湖南·模拟预测)已知椭圆:Γ:x 2a2+y 23=1(a >3)的左、右焦点分别为F 1、F 2,右顶点为A ,点M 为椭圆Γ上一点,点I 是△MF 1F 2的内心,延长MI 交线段F 1F 2于N ,抛物线y 2=158(a +c )x (其中c为椭圆下的半焦距)与椭圆Γ交于B ,C 两点,若四边形ABF 1C 是菱形,则下列结论正确的是()A.|BC |=352 B.椭圆Γ的离心率是32C.1MF 1 +4MF 2的最小值为94 D.|IN ||MI |的值为12【答案】ACD【分析】对于A ,利用椭圆与抛物线的对称性得到m =12a -c ,从而将B m ,n 代入抛物线方程得到n =354,进而得以判断;对于B ,将B m ,n 代入椭圆Γ的方程得到a =2c ,由此得以判断;对于C ,利用椭圆的定义与基本不等式“1”的妙用即可判断;对于D ,利用三角形内心的性质与三角形角平分线的性质,结合比例的性质即可判断.【详解】对于A ,因为椭圆Γ:x 2a 2+y 23=1(a >3)的左、右焦点分别为F 1、F 2,右顶点为A ,则A a ,0 ,F 1-c ,0 ,F 2-c ,0 ,b 2=3,因为抛物线y 2=158(a +c )x (其中c 为椭圆下的半焦距)与椭圆Γ交于B ,C 两点,所以由椭圆与抛物线的对称性可得,B ,C 两点关于x 轴对称,不妨设B m ,n ,C m ,-n ,n >0,因为四边形ABF 1C 是菱形,所以BC 的中点是AF 1的中点,所以由中点坐标公式得2m =a -c ,则m =12a -c ,将B m ,n 代入抛物线方程y 2=158(a +c )x 得,n 2=158a +c m =1516a +c a -c =1516a 2-c 2,所以n 2=1516b 2=4516,则n =354,所以|BC |=2n =352,故A 正确;对于B ,由选项A 得B 12a -c ,354 ,再代入椭圆方程得14⋅a -c 2a2+4516×3=1,化简得a -c2a2=14,则a -c a =12,故a =2c ,所以e =c a =12,故B 错误;对于C ,由选项B 得a =2c ,所以b 2=a 2-c 2=3c 2=3,则c =1,a =2,所以MF 1 +MF 2 =2a =4,不妨设MF 1 =s ,MF 2 =t ,则s +t =4,且s >0,t >0,所以1MF 1 +4MF 2=1s +4t =14s +t 1s +4t =145+t s +4s t ≥145+2t s ⋅4s t =94,当且仅当t s =4s t 且s +t =4,即s =43,t =83,即MF 1 =43,MF 2 =83时,等号成立,所以1MF 1 +4MF 2 的最小值为94,故C 正确;对于D ,连接IF 1和IF 2,如图,因为△MF 1F 2的内心为I ,所以IF 1为∠MF 1F 2的平分线,则有MF 1 F 1N=MI IN,同理:MF 2 F 2N=MI IN,所以MF 1 F 1N=MF 2 F 2N=MI IN,所以MI IN=MF 1 +MF 2 F 1N +F 2N=2a 2c =2,所以|IN ||MI |=12,故D 正确.故选:ACD .【点睛】关键点睛:本题的关键点是利用椭圆与抛物线的对称性,可设B ,C 的坐标,再由菱形的性质与中点坐标公式推得m =12a -c ,从而求得a ,c 的值,由此得解.三、填空题1.(2023·广东揭阳·校考模拟预测)已知双曲线x 2a 2-y 2b2=1(a >0,b >0)的焦点为F 1,F 2,P 是双曲线上一点,且∠F 1PF 2=π3.若ΔF 1PF 2的外接圆和内切圆的半径分别为R ,r ,且R =4r ,则双曲线的离心率为.【答案】2721.【分析】在△F 1PF 2中,利用正弦定理:2R =F 1F 2sin ∠F 1PF 2,求得R =233c ,r =14R =36c ,设PF 1 =m ,PF 2 =n ,再利用余弦定理求得mn ,然后由S △F 1PF 2=12mn sin π3=12m +n +2c r 求解.【详解】双曲线的焦点为F 1-c ,0 ,F 2c ,0 ,F 1F 2 =2c ,在△F 1PF 2中,由正弦定理得:2R =F 1F 2sin ∠F 1PF 2=2c sin π3=433c ,解得R =233c ,r =14R =36c ,设PF 1 =m ,PF 2 =n ,在△F 1PF 2中,由余弦定理得:4c 2=m 2+n 2-2mn cos π3=m -n 2+mn ,解得mn =4c 2-a 2 ,所以S △F 1PF 2=12mn sin π3=3c 2-a 2 ,因为m +n 2=m -n 2+4mn =4a 2+16c 2-a 2 =16c 2-12a 2又S △F 1PF 2=12m +n +2c r =3c m +n +2c12,所以3c 2-a 2=3c m +n +2c 12,则m +n =10c 2-12a 2c所以m +n 2=10c 2-12a 2c2=16c 2-12a 2整理得21c 4+36a 4-57a 2c 2=0,则c 2-a 2 21c 2-36a 2 =0解得e =c a =2217或e =1(舍去)故答案为:2217.【点睛】关键点点睛:本题的关键在于结合正余定理以及S △F 1PF 2=12mn sin π3=12m +n +2c r 化简求解.2.(2023·浙江·校联考三模)已知椭圆E :x 24+y 2=1,椭圆的左右焦点分别为F 1,F 2,点A (m ,n )为椭圆上一点且m >0,n >0,过A 作椭圆E 的切线l ,并分别交x =2、x =-2于C 、D 点.连接CF 1、DF 2,CF 1与DF 2交于点E ,并连接AE .若直线l ,AE 的斜率之和为32,则点A 坐标为.【答案】2,22 ##2,122 【分析】设直线l 的程y =kx +b ,利用直线与椭圆相切,联立方程,则Δ=0,即4k 2=b 2-1,最后得到切线方程为mx4+ny =1,再求出C ,D 坐标,写出直线直线DF 2,CF 1的方程,联立解出E 点坐标,最后得到m =2n ,再联立m 24+n 2=1,解出即可.【详解】由椭圆E :x 24+y 2=1可得F 1(-3,0),F 2(3,0),。
收集数据一、选择题(本大题共12小题,共60分)1。
总体由编号为01,02,03,…,49,50的50个个体组成,利用随机数表(以下选取了随机数表中的第1行和第2行)选取5个个体,选取方法是从随机数表第1行的第9列和第10列数字开始由左向右读取,则选出来的第4个个体的编号为()A。
05 B。
09 C。
07 D。
20(正确答案)C解:根据题意,从随机数表第1行的第9列和第10列数字开始,由左到右依次选取两个数字,其中小于或等于50的编号依次为08,02,14,07,02(重复,舍去),43.可知选出的第4个数值为07.故选:D.从随机数表第1行的第9列和第10列数字开始,由左到右依次选取两个数字,且为小于或等于50的编号,注意重复的数值要舍去,由此求出答案.本题考查了随机数表法的应用问题,是基础题.2。
我国古代数学名著《九章算术》有“米谷粒分”题:粮仓开仓收粮,有人送来米1534石,验得米内夹谷,抽样取米一把,数得254粒内夹谷28粒,则这批米内夹谷约为()A. 134石B。
169石C。
338石D. 1365石(正确答案)B解:由题意,这批米内夹谷约为1534×28254≈169石,故选:B.根据254粒内夹谷28粒,可得比例,即可得出结论.本题考查利用数学知识解决实际问题,考查学生的计算能力,比较基础.3。
某工厂甲、乙、丙三个车间生产了同一种产品,数量分别为600件、400件、300件,用分层抽样方法抽取容量为n的样本,若从丙车间抽取6件,则n的值为()A。
18 B。
20 C. 24 D。
26(正确答案)D解:由分层抽样得6n =300600+400+300,解得n=26,故选:D.根据分层抽样的应用,根据条件建立比例关系是解决本题的关键.比较基础.本题主要考查分层抽样的应用,根据条件建立比例关系是解决本题的关键,比较基础.4。
从某校高三100名学生中采用系统抽样的方法抽取10名学生作代表,学生的编号从00到99,若第一组中抽到的号码是03,则第三组中抽到的号码是()A。
不等式综合 【考点导读】 能利用不等式性质、定理、不等式解法及证明解决有关数学问题和实际问题,如最值问题、恒成立问题、最优化问题等. 【基础练习】 1.若函数,则与的大小关系是 2.函数在区间上恒为正,则的取值范围是0<a<2 3.当点在直线上移动时,的最小值是7 4.已知f(x)、g(x)都是奇函数,f(x)>0的解集是(a2,b),g(x)>0的解集是(,),则f(x)·g(x)>0的解集是m≤4的m,不等式x2+mx>4x+m-3x的取值范围是x>3或x<1 【范例导析】 例1、已知集合,函数的定义域为Q (1)若,求实数a的取值范围。
(2)若方程在内有解,求实数a的取值范围。
分析:问题(1)可转化为在内有有解;从而和问题(2)是同一类型的问题,既可以直接构造函数角度分析,亦可以采用分离参数. 解:(1)若,在内有有解 令 当时, 所以a>-4,所以a的取值范围是 (2)方程在内有解 则在内有解 当时, 所以时,在内有解 点拨:本题用的是参数分离的思想 例2.已知f(x)是定义在[—1,1]上的奇函数,且f (1)=1,若m、n∈[—1,1],m+n≠0 (1)判断f (x)在[—1,1]上的单调性,并证明你的结论; (2)解不等式:; (3)若f (x)≤对所有x∈[—1,1],∈[—1,1]恒成立,求实数t的取值范围. 分析:可利用定义法判断单调性,再利用单调性解决问题(2),问题(3)只要f (x)max≤ 解:(1)任取—1≤x1<x2≤1,则 f (x1)—f (x2)=f (x1)+f (-x2)=∵—1≤x1<x2≤1,∴x1+(-x2)≠0, 由已知>0,又x1-x2<0, ∴f (x1)—f (x2)<0,即f (x)在[—1,1]上为增函数. (2)∵f (x)在[—1,1]上为增函数,故有 (3)由(1)可知:f(x)在[—1,1]上是增函数,且f (1)=1,故对x∈[—l,1], 恒有f(x)≤1. 所以要使f(x)≤,对所有x∈[—1,1], ∈[—1,1]恒成立, 即要≥1成立,故≥0成立. 记g()=对 ∈[—1,1],g()≥0恒成立,只需g()在[—1,1]上的最小值 大于等于零. 故 解得:t≤—2或t=0. 点拨:一般地,若与若分别存在最大值和最小值,则恒成立等价于. 例3.甲、乙两地相距,汽车从甲地匀速行驶到乙地,速度不超过,已知汽车每小时的运输成本(以元为单位)由可变部分和固定部分组成:可变部分与速度的平方成正比,且比例系数为;固定部分为元. (1)把全程运输成本元表示为速度的函数,并指出这个函数的定义域; (2)为了使全程运输成本最小,汽车应以多大速度行驶? 分析:需由实际问题构造函数模型,转化为函数问题求解 解:(1)依题意知汽车从甲地匀速行驶到乙地所用的时间为,全程运输成本为 . 故所求函数为,定义域为. (2)由于都为正数, 故有, 即. 当且仅当,即时上式中等号成立. 若时,则时,全程运输成本最小; 当,易证,函数单调递减,即时,. 综上可知,为使全程运输成本最小, 在时,行驶速度应为; 在时,行驶速度应为. 点拨:本题主要考查建立函数关系式、不等式性质(公式)的应用.也是综合应用数学知识、思想和方法解决实际问题的一道优秀试题. 反馈练习: 1.设,函数,则使的的取值范围是 2.一个直角三角形的周长为2P,其斜边长的最小值 3.首项为-24的等差数列,从第10项起开始为正数,则公差d的取值范围是 4.如果函数的单调递增区间是(-∞,a],那么实数a的取值范围是____ a<-1____ 5.若关于的不等式对任意恒成立,则实数的取值范围为 6.设实数m,n,x,y满足的最大值 7.已知关于x的方程sin2x+2cosx+a=0有解,则a的取值范围是[-2,2]0≤p≤4的所有实数p,使不等式都成立的x的取值范围 9..三个同学对问题“关于的不等式+25+|-5|≥在[1,12]上恒成立,求实数的取值范围”提出各自的解题思路. 甲说:“只须不等式左边的最小值不小于右边的最大值”. 乙说:“把不等式变形为左边含变量的函数,右边仅含常数,求函数的最值”. 丙说:“把不等式两边看成关于的函数,作出函数图像”. 参考上述解题思路,你认为他们所讨论的问题的正确结论,即的取值范围是 a≤10 10.设曲线在点处的切线斜率为,且,对一切实数,不等式恒成立() , , 又, 即 11.已知二次函数f (x)=,设方程f (x)=x的两个实根为x1和x2. (1)如果x1<2<x2<4,且函数f (x)的对称轴为x=x0,求证:x0>—1; (2)如果x10,即 ∴ (2)由g(x)=. ①若0<x12,∴g(2)=4a+2b—1<0, 又,代入上式得 ②若-2<x1<0,则x2=-2+x1<-2,∴g(-2)<0,即4a-2b+3<0,同理可求得. 故当0<x1<2时, ;当-2<x1<0时,. 12.已知A、B两地相距200km,一只船从A地逆水到B地,水速为8km/h,船在静水中的速度为v km/h(80),则 当v=12时,y1=720 得k=5 设全程燃料费为y,依题意有 当,即v=16时取等号 8<v 所以当时,v=16时全程燃料费最省 当时,令 任取 则 即在上为减函数,当v=v0时,y取最小值 综合得:当时,v=16km/h,全程燃料费最省,32000为元,当时,当v=v0时,全程燃料费最省,为元。
——————————新学期新成绩新目标新方向——————————收集数据一、选择题(本大题共12小题,共60分)1. 总体由编号为01,02,03,,49,50的50个个体组成,利用随机数表以下选取了随机数表中的第1行和第2行选取5个个体,选取方法是从随机数表第1行的第9列和第10列数字开始由左向右读取,则选出来的第4个个体的编号为A. 05B. 09C. 07D. 20(正确答案)C解:根据题意,从随机数表第1行的第9列和第10列数字开始,由左到右依次选取两个数字,其中小于或等于50的编号依次为08,02,14,07,重复,舍去,43.可知选出的第4个数值为07.故选:D.从随机数表第1行的第9列和第10列数字开始,由左到右依次选取两个数字,且为小于或等于50的编号,注意重复的数值要舍去,由此求出答案.本题考查了随机数表法的应用问题,是基础题.2. 我国古代数学名著九章算术有“米谷粒分”题:粮仓开仓收粮,有人送来米1534石,验得米内夹谷,抽样取米一把,数得254粒内夹谷28粒,则这批米内夹谷约为A. 134石B. 169石C. 338石D. 1365石(正确答案)B解:由题意,这批米内夹谷约为石,故选:B.根据254粒内夹谷28粒,可得比例,即可得出结论.本题考查利用数学知识解决实际问题,考查学生的计算能力,比较基础.3. 某工厂甲、乙、丙三个车间生产了同一种产品,数量分别为600件、400件、300件,用分层抽样方法抽取容量为n的样本,若从丙车间抽取6件,则n的值为A. 18B. 20C. 24D. 26(正确答案)D解:由分层抽样得,解得,故选:D.根据分层抽样的应用,根据条件建立比例关系是解决本题的关键比较基础.本题主要考查分层抽样的应用,根据条件建立比例关系是解决本题的关键,比较基础.4. 从某校高三100名学生中采用系统抽样的方法抽取10名学生作代表,学生的编号从00到99,若第一组中抽到的号码是03,则第三组中抽到的号码是A. 22B. 23C. 32D. 33(正确答案)B解:根据系统抽样方法的特点,从100名学生中抽取10名学生,组距是,当第一组中抽到的号码是03时,第三组中抽到的号码是.故答案为:B.根据系统抽样方法的特点,先求出组距是多少,再求第三组中抽到的号码是什么.本题考查了系统抽样的应用问题,系统抽样的间隔相等,所以抽出的样本在总体中的分布是均匀的.5. 将800个个体编号为,然后利用系统抽样的方法从中抽取20个个体作为样本,则在编号为的个体中应抽取的个体数为A. 10B. 9C. 8D. 7(正确答案)D解:把这800个个体编上的号码,分成20组,则组距为;所以编号为的个体中应抽取的个体数为.故选:D.根据题意,求出系统抽样的分组组距,再求编号为的个体中应抽取的个体数即可.本题考查了系统抽样的特征与应用问题,是基础题目.6. 某小学共有学生2000人,其中一至六年级的学生人数分别为400,400,400,300,300,为做好小学放学后“快乐30分”活动,现采用分层抽样的方法从中抽取容量为200的样本进行调查,那么应抽取一年级学生的人数为A. 120B. 40C. 30D. 20(正确答案)B解:一年级学生400人,抽取一个容量为200的样本,用分层抽样法抽取的一年级学生人数为,解得,即一年级学生人数应为40人,故选:B.根据分层抽样的定义即可得到结论.本题主要考查分层抽样的应用,比较基础.7. 我国古代数学名著数书九章有“米谷粒分”题:粮仓开仓收粮,有人送来米1524石,验得米内夹谷,抽样取米一把,数得254粒内夹谷28粒,则这批米内夹谷约为A. 1365石B. 338石C. 168石D. 134石(正确答案)C解:由题意,这批米内夹谷约为石,故选:C.根据254粒内夹谷28粒,可得比例,即可得出结论.本题考查利用数学知识解决实际问题,考查学生的计算能力,比较基础.8. 某中学高一年级560人,高二年级540人,高三年级520人,用分层抽样的方法抽取容量为81的样本,则在高一、高二、高三三个年级抽取的人数分别是A. 28、27、26B. 28、26、24C. 26、27、28D. 27、26、25(正确答案)A解:根据题意得,用分层抽样在各层中的抽样比为,则在高一年级抽取的人数是人,高二年级抽取的人数是人,高三年级抽取的人数是人,故选:A.根据分层抽样的定义求出在各层中的抽样比,即样本容量比上总体容量,按此比例求出在各年级中抽取的人数.本题的考点是分层抽样方法,根据样本结构和总体结构保持一致,求出抽样比,再求出在各层中抽取的个体数目.9. 为了调查某产品的销售情况,销售部门从下属的92家销售连锁店中抽取30家了解情况若用系统抽样法,则抽样间隔和随机剔除的个体数分别为A. 3,2B. 2,3C. 2,30D. 30,2(正确答案)A【分析】本题主要考查系统抽样的问题,当然要先考虑剔除的问题,属于基础题.先剔除两个,然后因为抽取30家,所以分成30组,所以每组抽取3家,所以间隔为3.【解答】解:不是整数,必须先剔除部分个体数,,剔除2个即可,而间隔为3.故选A.10. 某单位共有职工150名,其中高级职称45人,中级职称90人,初级职称15人现采用分层抽样方法从中抽取容量为30的样本,则各职称人数分别为A. 9,18,3B. 10,15,5C. 10,17,3D. 9,16,5(正确答案)A解:用分层抽样方法抽取容量为30的样本,则样本中的高级职称人数为,中级职称人数为,初级职称人数为.故选:A.根据分层抽样的定义建立比例关系,即可求出各职称分别抽取的人数.本题主要考查分层抽样的应用,根据条件建立比例关系是解决本题的关键比较基础.11. 为了分析高三年级的8个班400名学生第一次高考模拟考试的数学成绩,决定在8个班中每班随机抽取12份试卷进行分析,这个问题中样本容量是A. 8B. 400C. 96D. 96名学生的成绩(正确答案)C解:在本题所叙述的问题中,400名学生第一次高考模拟考试的数学成绩是总体,每班12名学生的数学成绩是样本,400是总体个数,96是样本容量,故选C.本题要求我们正确理解抽样过程中的几个概念,常见的有四个,400名学生第一次高考模拟考试的数学成绩是总体,每班12名学生的数学成绩是样本,400是总体个数,96是样本容量,选出答案.样本代表性的好坏直接影响统计结论的准确性,所以抽样过程中,考虑的最主要原则为:保证样本能够很好地代表总体而随机抽样的出发点是使每个个体都有相同的机会被抽中.12. 某校老年,中年和青年教师的人数见下表,采用分层抽样的方法调查教师的身体状况,在抽取的样本中青年教师有320人,则该样本的老年教师人数为A. 90B. 100C. 180D. 300(正确答案)C解:由题意,老年和青年教师的人数比为900::16,因为青年教师有320人,所以老年教师有180人,故选:C.由题意,老年和青年教师的人数比为900::16,即可得出结论.本题考查分层抽样,考查学生的计算能力,比较基础.二、填空题(本大题共4小题,共20分)13. 某高级中学共有900名学生,现用分层抽样的方法从该校学生中抽取1个容量为45的样本,其中高一年级抽20人,高三年级抽10人,则该校高二年级学生人数为______.(正确答案)300解:用分层抽样的方法从某校学生中抽取一个容量为45的样本,其中高一年级抽20人,高三年级抽10人,高二年级要抽取,高级中学共有900名学生,每个个体被抽到的概率是该校高二年级学生人数为,故答案为:300.用分层抽样的方法抽取一个容量为45的样本,根据高一年级抽20人,高三年级抽10人,得到高二年级要抽取的人数,根据该高级中学共有900名学生,算出高二年级学生人数.本题考查分层抽样,抽样过程中每个个体被抽到的可能性相同,这是解决抽样问题的依据,样本容量、总体个数、每个个体被抽到的概率,这三者可以做到知二求一.14. 已知某高中共有2400人,其中高一年级600人,现对该高中全体学生利用分层抽样的方法进行一项调查,需要从高一年级抽取20人,则全校应一共抽取______ 人(正确答案)80解:设全校应一共抽取n人,则用分层抽样的方法可得,.故答案为:80.根据分层抽样的定义建立比例关系即可得到结论.本题主要考查分层抽样的应用,根据条件建立比例关系是解决本题的关键比较基础.15. 为调査某高校学生对“一带一路”政策的了解情况,现采用分层抽样的方法抽取一个容量为500的样本,其中大一年级抽取200人,大二年级抽取100人若其他年级共有学生3000人,则该校学生总人数是______.(正确答案)7500解:由题意,其他年级抽取200人,其他年级共有学生3000人,则该校学生总人数是.故答案为:7500.由题意,其他年级抽取200人,其他年级共有学生3000人,即可求出该校学生总人数.本题主要考查分层抽样的定义和方法,用每层的个体数乘以每个个体被抽到的概率等于该层应抽取的个体数,属于基础题.16. 将参加数学竞赛的1000名学生编号如下:0001,0002,0003,,1000,若从中抽取一个容量为50的样本,按照系统抽样的方法分成50个部分,如果第一部分编号为0001,0002,0003,,0020,第一部分随机抽取一个号码为0015,则抽取的第3个号码为______ .(正确答案)0055解:从1000名学生从中抽取一个容量为50的样本,系统抽样的分段间隔为,第一部分随机抽取一个号码为0015,抽取的第二个编号为0035,抽取的第三个编号为0055.故答案为:0055.根据系统抽样的特征,从1000名学生从中抽取一个容量为50的样本,抽样的分段间隔为,可得抽取的第3个号码.本题考查了系统抽样方法,关键是求得系统抽样的分段间隔.三、解答题(本大题共3小题,共40分)17. 某市电视台为了宣传举办问答活动,随机对该市岁的人群抽样了人,回答问题统计结果如图表所示.Ⅰ分别求出a,b,x,y的值;Ⅱ从第2,3,4组回答正确的人中用分层抽样的方法抽取6人,则第2,3,4组每组应各抽取多少人?Ⅲ在Ⅱ的前提下,电视台决定在所抽取的6人中随机抽取2人颁发幸运奖,求:所抽取的人中第2组至少有1人获得幸运奖的概率.(正确答案)解:Ⅰ第1组人数,所以,分第2组人数,所以,分第3组人数,所以,分第4组人数,所以分第5组人数,所以分Ⅱ第2,3,4组回答正确的人的比为18:27::3:1,所以第2,3,4组每组应各依次抽取2人,3人,1人分Ⅲ记抽取的6人中,第2组的记为,,第3组的记为,,,第4组的记为c,则从6名学生中任取2名的所有可能的情况有15种,它们是:,,,,,,,,,,,,,,分其中第2组至少有1人的情况有9种,它们是:,,,,,,,,分故所求概率为分Ⅰ由回答对的人数:每组的人数回答正确的概率,分别可求得要求的值;Ⅱ由分层抽样按比例抽取的特点可得各组的人数;Ⅲ记抽取的6人中,第2组的记为,,第3组的记为,,,第4组的记为c,列举可得从6名学生中任取2名的所有可能的情况,以及其中第2组至少有1人的情况种数,由古典概型可得概率.本题考查列举法求解古典概型的概率,涉及频率分布表的应用和分层抽样的特点,属基础题.18. 有甲乙两个班级进行数学考试,按照大于等于85分为优秀,85分以下为非优秀统计成绩后,得到如下的列联表.已知在全部105人中随机抽取1人为优秀的概率为Ⅰ请完成上面的列联表;Ⅱ从105名学生中选出10名学生组成参观团,若采用下面的方法选取:先用简单随机抽样从105人中剔除5人,剩下的100人再按系统抽样的方法抽取10人,请写出在105人中,每人入选的概率不必写过程Ⅲ把甲班优秀的10名学生从2到11进行编号,先后两次抛掷一枚均匀的骰子,出现的点数之和作为被抽取人的序号,试求抽到6号或10号的概率.(正确答案)解:Ⅰ根据题意,共有105人,从中随机抽取1人为优秀的概率为,则两个班优秀的人数为,即两个班的优秀生共30人,乙班优秀的人数为;又由总人数为105和两个班的优秀生共30人,可得两个班的非优秀生共人,则甲班非优秀生有人;进而可得,甲班总人数为,乙班总人数为;填入表格为ⅡⅢ设“抽到6或10号”为事件A,先后两次抛掷一枚均匀的骰子,出现的点数为.所有的基本事件有、、、、,共36个;事件A包含的基本事件有:、、、、、、、,共8个,答:抽到6号或10号的概率为.本题考查等可能事件的概率、列联表的意义以及抽样方法的运用,要将表中的数据与概率的计算综合运用起来.Ⅰ根据题意,由全部105人中抽到随机抽取1人为优秀的概率为,我们可以计算出优秀人数为30,进而易得到表中各项数据的值;Ⅱ根据随机抽样的性质,每个人入选的概率都相等,即,代入数据可得答案;Ⅲ用列举法列举所有的基本事件与事件A包含的基本事件,可得其情况数目,有等可能事件的概率公式,计算可得答案.桑水 19. 某校为了调查“学业水平考试”学生的数学成绩,随机地抽取该校甲、乙两班各10名同学,获得的数据如下:单位:分甲:132,108,112,121,113,121,118,127,118,129;乙:133,107,120,113,121,116,126,109,129,127.以百位和十位为茎,个位为叶,在图5中作出以上抽取的甲、乙两班学生数学成绩的茎叶图,求出这20个数据的众数,并判断哪个班的平均水平较高;将这20名同学的成绩按下表分组,现从第一、二、三组中,采用分层抽样的方法抽取6名同学成绩作进一步的分析,求应从这三组中各抽取的人数.(正确答案)解:甲、乙两班学生数学成绩的茎叶图如右图示:----分这20个数据的众数为121,----------------------------------分乙班的平均水平较高;----------------------------------------分由上数据知,这20人中分值落在第一组的有3人,落在第二组的有6人,落在第三组的有9人,-------------分故应从第一组中抽取的人数为:,-------分应从第二组中抽取的人数为:,--------------------------------分应从第三组中抽取的人数为:-----------------------------------分根据茎叶图结合众数,平均数的定义进行判断即可;根据分层抽样的定义建立比例关系即可得到结论.本题主要考查分层抽样的应用,根据条件建立比例关系是解决本题的关键比较基础.。