北京西城区2018年高三(上)期末数学理科
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2018年北京各区高三上期末理科数学分类汇编---立体几何1.(西城)从一个长方体中截取部分几何体,得到一个以原长方体的 部分顶点为顶点的凸多面体,其三视图如图所示.该几何 体的表面积是____.362. (西城)如图,三棱柱111ABC A B C -中,AB ⊥平面11AA C C ,12AA AB AC ===,160A AC ︒∠=.过1AA 的平面交11B C 于点E ,交BC 于点F . (Ⅰ)求证:1A C ⊥平面1ABC ;(Ⅱ)求证:四边形1AA EF 为平行四边形; (Ⅲ)若23BF BC =,求二面角1B AC F --的大小. 解:(Ⅰ)因为 AB ⊥平面11AA C C ,所以 1A C AB ⊥. 因为 三棱柱111ABC A B C -中,1AA AC =,所以 四边形11AA C C 为菱形, 所以 11A C AC ⊥. [ 3分]所以 1A C ⊥平面1ABC . [ 4分] (Ⅱ)因为 11//A A B B ,1A A ⊄平面11BB C C ,所以 1//A A 平面11BB C C . [ 5分] 因为 平面1AA EF平面11BB C C EF =,所以 1//A A EF . [ 6分]因为 平面//ABC 平面111A B C ,平面1AA EF平面ABC AF =,平面1AA EF平面1111A B C A E =,所以 1//A E AF . [ 7分] 所以 四边形1AA EF 为平行四边形. [ 8分] (Ⅲ)在平面11AA C C 内,过A 作Az AC ⊥.因为 AB ⊥平面11AA C C ,如图建立空间直角坐标系A xyz -. [ 9分]由题意得,(0,0,0)A ,(2,0,0)B ,(0,2,0)C ,1(0,1A ,1C .因为23BF BC =,所以 244(,,0)333BF BC −−→−−→==-, 所以 24(,,0)33F .由(Ⅰ)得平面1ABC 的法向量为1(0,1,A C −−→=设平面1AC F 的法向量为(,,)x y z =n ,则10,0,AC AF −−→−−→⎧⋅=⎪⎨⎪⋅=⎩n n即30,240.33y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ 令1y =,则2x =-,z =,所以(2,1,=-n . [11分]所以111|||cos ,|||||A C A C A C −−→−−→−−→⋅〈〉==n n n [13分] 由图知 二面角1B AC F --的平面角是锐角,所以 二面角1B AC F --的大小为45︒. [14分]3. (海淀)某三棱锥的三视图如图所示,则下列说法中:① 三棱锥的体积为16② 三棱锥的四个面全是直角三角形③所有正确的说法是 D (A )① (B )①② (C )②③ (D )①③4.(海淀)如图1,梯形ABCD 中,//AD BC ,CD BC ⊥,1BC CD ==,2AD =,E 为AD 中点.将ABE ∆沿BE 翻折到1A BE ∆的位置, 使11A E A D =如图2.(Ⅰ)求证:平面1A ED⊥平面BCDE ; (Ⅱ)求1A B 与平面1A CD 所成角的正弦值;(Ⅲ)设M 、N 分别为1A E 和BC 的中点,试比较三棱锥1M ACD -和三棱锥1N ACD -(图中未画出)的体积大小,并说明理由.主视图左视图俯视图A E DB CD图1 图2(Ⅰ)证明:由图1,梯形ABCD 中,//AD BC ,CD BC ⊥,1BC =,2AD =,E 为AD 中点,BE AD ⊥故图2,1BE A E ⊥,BE DE ⊥……………..1分 因为1A E DE E =I ,1A E ,DE ⊂平面1A DE……………..2分所以BE ⊥平面1A DE ……………..3分 因为BE ⊂平面BCDE ,所以平面1A DE ⊥平面BCDE ……………..4分(Ⅱ) 解一:取DE 中点O ,连接1OA ,ON .因为在1A DE ∆中,111A E A D DE ===,O 为DE 中点所以1AO DE ⊥因为平面1A DE ⊥平面BCDE平面1A DE平面BCDE DE =1AO ⊂平面1A DE 所以1AO ⊥平面BCDE 因为在正方形BCDE 中,O 、N 分别为DE 、BC的中点, 所以ON DE ⊥ 建系如图. 则1A ,1(1,,0)2B -,1(1,,0)2C ,1(0,,0)2D ,1(0,,0)2E -.……………..5分11(1,,2A B=-uuu r11(0,,2A D =uuu r ,(1,0,0)DC =u u u r ,xy设平面1ACD 的法向量为(,,)n x y z =r,则100n A D n DC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩r uuu r r uuu r,即1020y x ⎧=⎪⎨⎪=⎩,令1z =得,y =所以n =r是平面1ACD 的一个方向量. ……………..7分111cos ,4||||A B n A B n A B n ⋅<>===-⋅uuu r ruuu r r uuu r r ……………..9分所以1A B 与平面1A CD……………..10分 (Ⅱ) 解二:在平面1A DE 内作EF ED ⊥, 由BE ⊥平面1A DE ,建系如图.则11(0,2A ,(1,0,0)B ,(1,1,0)C ,(0,1,0)D ,(0,0,0)E . ……………..5分11(1,,2A B =-uuu r11(0,,2A D =uuu r ,(1,0,0)DC =u u u r ,设平面1ACD 的法向量为(,,)n x y z =r,则100n A D n DC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩r uuu r r uuu r,即10220y z x ⎧-=⎪⎨⎪=⎩,令1z =得,y =所以n =r是平面1ACD 的一个方向量. ……………..7分111cos ,||||A B n A B n A B n ⋅<>===⋅uuu r ruuu r r uuu r r ……………..9分所以1A B 与平面1A CD所成角的正弦值为4……………..10分 (Ⅲ)解:三棱锥1M ACD -和三棱锥1N ACD -的体积相等.xy理由如下:方法一:由1(0,4M ,1(1,,0)2N,知1(1,,4MN =uuu r ,则0MN n ⋅=uuu r r……………..11分因为MN ⊂平面1ACD ,……………..12分所以//MN 平面1ACD . ……………..13分 故点M 、N 到平面1A CD 的距离相等,有三棱锥1M A CD -和1N ACD -同底等高,所以体积相等. ……………..14分方法二:如图,取DE 中点P ,连接MP ,NP ,MN .因为在1A DE ∆中,M ,P 分别是1A E ,DE 的中点,所以1//MP A D 因为在正方形BCDE 中,N ,P 分别是BC ,DE 的中点,所以//NP CD 因为MPNP P =,MP ,NP ⊂平面MNP ,1A D ,CD ⊂平面1ACD 所以平面MNP //平面1ACD ……………..11分因为MN ⊂平面MNP ,……………..12分 所以//MN 平面1ACD……………..13分故点M 、N 到平面1ACD 的距离相等,有三棱锥1M ACD -和1N ACD -同底等高,所以体积相等. ……………..14分DD法二 法三 方法三:如图,取1A D 中点Q ,连接MN ,MQ ,CQ .因为在1A DE ∆中,M ,Q 分别是1A E ,1A D 的中点,所以//MQ ED 且12MQ ED =因为在正方形BCDE 中,N 是BC 的中点,所以//NC ED 且12NC ED =所以//MQ NC 且MQ NC =,故四边形MNCQ 是平行四边形,故//MN CQ ……………..11分 因为CQ ⊂平面1ACD ,MN ⊂平面1ACD , ……………..12分 所以//MN 平面1ACD . ……………..13分 故点M 、N 到平面1ACD 的距离相等,有三棱锥1M ACD -和1N ACD -同底等高,所以体积相等. ……………..14分5.(朝阳) 某四棱锥的三视图如图所示,网格纸上小正方形的边长为1,则该四棱锥的体积为 AA. 4B.43D.6. (朝阳)如图1,矩形ABCD中,AD =点E 在AB 边上, CE DE ⊥且1AE =. 如图2,ADE △沿直线DE 向上折起成1A DE △.记二面角1A DE A --的平面角为θ,当θ()00180∈,时, ① 存在某个位置,使1CE DA ⊥;② 存在某个位置,使1DE AC ⊥;③ 任意两个位置,直线DE 和直线1AC 所成的角都不相等.以上三个结论中正确的序号是CA . ① B. ①② C. ①③ D. ②③A7. (朝阳)如图,在三棱柱111ABC A B C -中,90ACB ∠=,D 是线段AC 的中点,且1A D ⊥ 平面ABC .(Ⅰ)求证:平面1A BC ⊥平面11AAC C ; (Ⅱ)求证:1//B C 平面1A BD ;(Ⅲ)若11A B AC ⊥,2AC BC ==,求二面角 1A A B C --的余弦值. (Ⅰ)证明:因为90ACB ∠=,所以BC AC ⊥.根据题意, 1A D ⊥平面ABC ,BC ⊂平面ABC ,所以1A D BC ⊥.因为1A DAC D =,所以BC ⊥平面11AAC C .又因为BC ⊂平面1A BC ,所以平面1A BC ⊥平面11AAC C . ………………4分 (Ⅱ)证明:连接1AB ,设11AB A B E =,连接DE .根据棱柱的性质可知,E 为1AB 的中点, 因为D 是AC 的中点, 所以1//DE B C .又因为DE ⊂平面1A BD ,1B C ⊄平面1A BD ,所以1//B C 平面1A BD . ………………8分 (Ⅲ)如图,取AB 的中点F ,则//DF BC ,因为BC AC ⊥,所以DF AC ⊥, 又因为1A D ⊥平面ABC , 所以1,,DF DC DA 两两垂直.以D 为原点,分别以1,,DF DC DA 为,,x y z 轴建立空间坐标系(如图). 由(Ⅰ)可知,BC ⊥平面11AAC C ,ACBB 1C 1A 1DACBB 1C 1A 1DE所以1BC AC ⊥. 又因为11A B AC ⊥,1BCA B B =,所以1AC ⊥平面1A BC ,所以11AC AC ⊥, 所以四边形11AAC C 为菱形. 由已知2AC BC ==,则()0,1,0A -,()0,1,0C ,()2,1,0B,(1A . 设平面1A AB 的一个法向量为(),,x y z =n ,因为(1AA =,()2,2,0AB =,所以10,0,AA AB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩n n,即0,220.y x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩设1z =,则)=n .再设平面1A BC 的一个法向量为()111,,x y z =m ,因为(10,CA =-,()2,0,0CB =,所以10,0,CA CB ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩m m,即1110,20. y x ⎧-+=⎪⎨=⎪⎩设11z =,则()=m .故cos ,⋅〈〉===⋅m n m n m n由图知,二面角1A A B C --的平面角为锐角, 所以二面角1A A B C --…………14分 8.(通州)如图,各棱长均为1的正三棱柱111ABC A B C -,M ,N 分别为线段1A B ,1B C 上的动点,若点M ,N 所在直线与平面11ACC A 不相交, 点Q 为MN 中点,则点的轨迹的长度是 BA.2 B .C .1 DQ NM C 1B 1A 1CBA9. (通州)网格中,某四面体的三视图如图所示.已知小正方形网格的边长为1,那么该四面体的四个面中,面积最大的面的面积是_______. 1210.(通州)在四棱柱1111ABCD A BC D -中,1AA ⊥平面ABCD ,底面ABCD 为梯形, //AD BC,AB DC ==1122AD AA BC ===, 点P ,Q 分别为11A D ,AD 的中点. (Ⅰ)求证://CQ 平面1PAC ; (Ⅱ)求二面角1C AP D --的余弦值;(Ⅲ)在线段上是否存在点E ,使PE 与平面1PAC所成角的正弦值是21,若存在,求BE 的长;若不存在,请说明理由.解:(Ⅰ)连接PQ ,因为点P ,Q 分别为11A D ,AD 的中点,所以1//PQ C C ,1PQ C C =. 所以四边形PQCC 1是平行四边形. 所以1//.CQ C P因为CQ ⊄平面1PAC ,1C P ⊂平面1PAC ,所以//CQ 平面1.PAC ……………………4分 (Ⅱ)因为1AA ⊥平面ABCD ,1//AA PQ ,所以PQ ⊥平面ABCD .……………………5分 所以以Q 为坐标原点,分别以直线QA ,QP 为x 轴,z 轴建立空间直角坐标系Qxyz ,则y 轴在平面ABCD 内.BC Q PD 1C 1B 1A 1DCB A所以(),,A 100,(),,P 002,(),,C -1212,(),,B 210, 所以()1,0,2PA =-,()12,1,0PC =-. ……………………7分设平面1PAC 的法向量为(),,n x y z =,所以,,n PA n PC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩100即,.x z x y -=⎧⎨-+=⎩2020所以()2,4,1n =. ……………………8分 设平面PAD 的法向量为()0,1,0m =,所以cos ,.21n m ==又二面角1C AP D --为锐角,所以二面角1C AP D --的余弦值是21……………………10分 (Ⅲ)存在. 设点(),,E a 10,所以(),1,2.PE a =-设PE 与平面1PAC 所成角为θ,所以2sin cos ,21n PE θ==21=,解得 1.a =所以 1.BE =……………………14分 11.(东城)图所示,则该三棱锥的体积为 A(A )16(B )13(C )12(D )112.(东城)如图,在四棱锥E ABCD -中,平面ADE ⊥平面ABCD ,,O M 分别为线段,AD DE 的中点.四边形BCDO 是边长为1的正方形,AE DE =,AE DE ⊥. (Ⅰ)求证:CM //平面ABE ;(Ⅱ)求直线DE 与平面ABE 所成角的正弦值;(III )点N 在直线AD 上,若平面BMN ⊥平面ABE ,求线段AN 的长.正(主)视图侧(左)视图俯视图证明:(Ⅰ)取线段AE 中点P .连接BP 、MP . 因为点M 为DE 中点,所以//MP AD ,12MP AD =. 又因为B C D O 为正方形,所以//BC AD ,BC AD =,所以//BC MP ,BC MP =.所以四边形BCMP 为平行四边形,所以//CM BP . 因为CM ⊄平面ABE ,BP ⊂平面ABE , 所以//CM 平面ABE . (Ⅱ)连接EO .因为AE DE =,O 为AD 中点,所以EO AD ⊥.. 因为EO ⊂平面ADE ,平面ADE ⊥平面ABCD , 平面ADE平面ABCD AD =所以 ,EO OB EO OD ⊥⊥又因为正方形BCDO ,所以OB OD ⊥. 如图所示,建立空间直角坐标系O xyz -.()0,1,0A -,()1,0,0B ,()1,1,0C ,()0,1,0D ,()0,0,1E ,110,,22M ⎛⎫⎪⎝⎭.设平面ABE 的法向量为(),,m x y z =, ()1,1,0AB =,()0,1,1AE =,则有 0,0.AB m AE m ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩即0,0.x y y z +=⎧⎨+=⎩ 令1y =-,则1x z ==,即平面ABE 的一个法向量为()1,1,1m =-. ()0,1,1DE =-,cos ,6DE DE DE⋅===m m m . 所以直线DE 与平面ABE (Ⅲ)设ON OD λ=,所以()0,,0N λ=,所以()1,,0NB λ=-,111,,22MB ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭.设平面BMN 的法向量为(),,n u v w =,则有 0,0.NB n MB n ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩ 即0,110.22u v u v w λ-=⎧⎪⎨--=⎪⎩ 令1v =,则()0,1,1n =.因为0CN n ⋅=,则,21u w λλ==-.即平面BMN 的一个法向量为(),1,21n λλ=-.因为平面BMN⊥平面ABE,所以0m n⋅=.解得23λ=,所以53AN=.13. (顺义)体的三视图如图所示,则这个几何体的体积是___________.8π14.(顺义)中,底面是菱形,,平面平面,,为的中点,是棱上一点,且.(Ⅰ)求证:平面;(Ⅱ)证明:∥平面;(Ⅲ)求二面角的度数.(Ⅲ)连结,底面是菱形,且,是等边三角形,由(Ⅰ)平面..以为坐标原点,分别为轴轴轴建立空间直角坐标系则.————10分设平面的法向量为,,注意到∥,解得是平面的一个法向量——12分15.(大兴)图如图所示,则该几何体的体积为()BA.3B.6C.9D.12【考点】由三视图求面积、体积.【分析】由三视图得该几何体是一个倒放的四棱锥S﹣ABCD,其中ABCD是矩形,AD=2,AB=3,SA⊥平面ABCD,且SA=3,由此能求出该几何体的体积.【解答】解:如图,由三视图得该几何体是一个倒放的四棱锥S﹣ABCD,其中ABCD是矩形,AD=2,AB=3,SA⊥平面ABCD,且SA=3,∴该几何体的体积为:V===6.故选:B.16.(大兴)已知α,β表示两个不同的平面,m为平面α内的一条直线,则“α⊥β”是“m⊥β”的()BA.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件【考点】必要条件;空间中直线与平面之间的位置关系.【分析】判充要条件就是看谁能推出谁.由m⊥β,m为平面α内的一条直线,可得α⊥β;反之,α⊥β时,若m平行于α和β的交线,则m∥β,所以不一定能得到m⊥β.【解答】解:由平面与平面垂直的判定定理知如果m为平面α内的一条直线,且m⊥β,则α⊥β,反之,α⊥β时,若m平行于α和β的交线,则m∥β,所以不一定能得到m⊥β,所以“α⊥β”是“m⊥β”的必要不充分条件.故选B.17.(大兴)如图,在三棱锥K﹣ABC中,平面KAC⊥平面ABC,KC⊥AC,AC⊥AB,H为KA的中点,KC=AC=AB=2.(Ⅰ)求证:CH⊥平面KAB;(Ⅱ)求二面角H﹣BC﹣A的余弦值;(Ⅲ)若M为AC中点,在直线KB上是否存在点N使MN∥平面HBC,若存在,求出KN的长,若不存在,说明理由.【考点】直线与平面平行的判定;直线与平面垂直的判定.【分析】(Ⅰ)由已知AB⊥平面KAC,从而AB⊥CH,由等腰三角形性质得CH⊥AK,由此能证明CH⊥平面AKB.(Ⅱ)以A为原点,AB为x轴,AC为y轴,过A垂直于平面ABCD的直线AD为z轴,建立空间直角坐标系,由此利用向量法能求出二面角H﹣BC﹣A的余弦值.(Ⅲ),N(a,b,c),利用向量法能求出在直线KB上存在点N使MN∥平面HBC,并能求出KN的长.【解答】证明:(Ⅰ)因为平面KAC⊥底面ABC,且AB垂直于这两个平面的交线AC,所以AB⊥平面KAC…所以AB⊥CH…因为CK=CA,H为AK中点,所以CH⊥AK…因为AB∩AK=A,所以CH⊥平面AKB.…解:(Ⅱ)如图,以A为原点,AB为x轴,AC为y轴,过A垂直于平面ABCD的直线AD为z轴,建立空间直角坐标系,则A(0,0,0),K(0,2,2),H(0,1,1),C(0,2,0),B(2,0,0),,…,即,………因为所求的二面角为锐角,.…(Ⅲ),N(a,b,c),…所以N(2λ,2﹣2λ,2﹣2λ)因为M(0,1,0),…,得3﹣2λ=0,.…..…18.(昌平)的三视图如图所示,则该四棱锥的四个侧面中,面积的最小值为BA. 1B.C. 2D.19. (昌平)在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 是边长为2的菱形,∠ABC =60°,PAB ∆为正三角形,且侧面PAB ⊥底面ABCD ,E 为线段AB 的中点,M 在线段PD 上.(I )当M 是线段PD 的中点时,求证:PB // 平面ACM ; (II )求证:PE AC ⊥;(III )是否存在点M ,使二面角M EC D --的大小为60°,若存在,求出PM PD的值;若不存在,请说明理由.(I )证明:连接BD 交AC 于H 点,连接MH ,因为四边形ABCD 是菱形,所以点H 为BD 的中点. 又因为M 为PD 的中点, 所以MH // BP .又因为 BP ⊄平面ACM , MH ⊂平面ACM . 所以 PB // 平面ACM . ……………4分(II )证明:因为PAB ∆为正三角形,E 为AB 的中点,所以PE ⊥AB .因为平面P AB ⊥平面ABCD ,平面P AB ∩平面ABCD=AB ,PE ⊂平面P AB , 所以PE ⊥平面ABCD .又因为AC ⊂平面ABCD , 所以PE AC ⊥.(Ⅲ) 因为ABCD 是菱形,∠ABC =60°,E 是AB 所以CE ⊥AB .主视图左视图俯视图1 1 MPE DBAHMPEDBA又因为PE ⊥平面ABCD ,以E 为原点,分别以,,EB EC EP 为,,x y z 轴,建立空间直角坐标系E xyz -,则()0,0,0E ,()1,0,0B,(P,()0C,()D -. ………10分 假设棱PD 上存在点M ,设点M 坐标为(),,x y z ,()01PM PD λλ=≤≤,则((,,x y z λ-=-,所以()2)M λλ--,所以()2)EM λλ=--,()EC =,设平面CEM 的法向量为(),,x y z =n ,则2)030EMx y z EC y λλ⎧⋅=-+-=⎪⎨⋅==⎪⎩n n,解得02)y x z λλ=⎧⎪⎨=-⎪⎩. 令2z λ=,则)x λ=-,得)),0,2λλ=-n .因为PE ⊥平面ABCD ,所以平面ABCD 的法向量()0,0,1=m ,所以cos |||⋅〈〉===⋅n m n,m n |m因为二面角M EC D --的大小为60°12=, 即23210λλ+-=,解得13λ=,或1λ=-(舍去)所以在棱PD 上存在点M ,当13PM PD =时,二面角M EC D --的大小为60°.…………………14分20. (房山)格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是一个几何体的三视图,则这个几何体的体积是 B(A )120 (B )60 (C )24 (D )2021(房山)如图几何体ADM-BCN 中,ABCD 是正方形,NM //CD ,CN CD MD AD ⊥⊥,,=∠MDC o 120, 30=∠CDN ,42==MD MN .(Ⅰ)求证:CDMN AB 平面//;A BCDNM(Ⅱ)求证:AMD DN 平面⊥; (Ⅲ)求二面角D AM N --的余弦解:(Ⅰ)在正方形ABCD 中,CD AB //;又 MNCD 面⊂CD ,MNCD 面⊄AB ;MNCD //面AB ∴ …………………5分(Ⅱ) 四边形ABCD 是正方形⊥∴AD DC⊥AD MD , CD D MD =,CD ,MNCD MD 平面⊂⊥∴AD MNCD 平面MNCD DN ⊂⊥∴AD DN =∠MDC o 120, 30=∠CDN 90=∠∴MDN ∴MD ND ⊥ D MD AD = ,AMD MD AD 平面,⊂AMD DN 面⊥∴ …………………10分(Ⅲ)法1:以点D 为坐标原点,建立空间直角坐标系xyz D -,如图所示;由(Ⅱ)3,3,32===CN CD DN ;)0,32,0(),0,0,2(),3,0,0(),0,0,0(N M A D ∴)0,32,0(),3,32,0(),3,0,2(=-=-=∴设面AMN 的法向量),,(z y x n =,⎪⎩⎪⎨⎧⊥⊥∴n AM n ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==⇒⎩⎨⎧=-=-⇒z y z x z y z x 23230332032令3,3,2===y x z 则,)2,3,3(=∴n431632332,cos ==>=<∴ 由图可知二面角D AM N --为锐角∴二面角D AM N --的余弦值为43…………………14分 法2:以点C 为坐标原点,建立空间直角坐标系xyz D -,如图所示; 由(Ⅱ)3,3,32===CN CD DN ;)0,3,0(),0,3,4(),3,0,3(),0,0,3(),0,0,0(N M A D C ∴)0,3,3(),3,3,3(),3,3,1(-=--=-=∴DN AN AM 设面AMN 的法向量),,(z y x n =,⎪⎩⎪⎨⎧⊥⊥∴n n ⎩⎨⎧==⇒⎩⎨⎧=-+-=-+⇒z y x z y x z y x 300333033令3,1==y z 则,)1,3,0(=∴n432323||||,cos =⋅=>=<∴DN n 由图可知二面角D AM N --为锐角∴二面角D AM N --的余弦值为43. …………………14分 22.(丰台)图如图所示,则该三棱锥最长的棱的棱长为 D(A) 2(B)(C)(D) 323.(丰台)在四棱锥ABCD P -中,底面ABCD 是矩形,侧棱PA ⊥底面ABCD ,E ,F 分别是AB ,PC 的中点,2==AD PA ,2=CD .(Ⅰ)求证:EF //平面PAD ;(Ⅱ)求PC 与平面EFD 所成角的正弦值;(Ⅲ)在棱BC 上是否存在一点M ,使得平面⊥PAM 平面EFD ?若存在,求出BMBC的值;若不存在,请说明理由.解(1)明:取PD 中点G ,连接AG ,FG . 因为F ,G 分别是PC ,PD 的中点,所以 FG CD ∥,且 12FG CD =. 因为ABCD 是矩形,E 是AB 中点,FE PDCBA所以 AE FG ∥,AE FG =.所以AEFG 为平行四边形.所以 AG EF //. 又因为 ⊂AG 平面PAD ,⊄EF 平面PAD ,所以 EF ∥平面PAD . ………………5分(Ⅱ)解:因为PA ⊥平面ABCD , 所以 PA AB ⊥,PA AD ⊥,因为四边形ABCD 是矩形,所以AB AD ⊥.如图建立直角坐标系Axyz , 所以E,F ,(0,2,0)D , 所以 (011)EF =,,,2(2)DE =-,0. 设平面EFD 的法向量为 (,,)n x y z =,因为 00n EF n DE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,所以202y z x y +=⎧-=⎪⎩. 令 1y =,所以 1z x =-⎧⎪⎨=⎪⎩ 所以 (22,1,1)n =-. ………………8分又因为 (2,2,2)PC =-,设PC 与平面EFD 所成角为θ, 所以 4sin cos ,510PC n PC n PC nθ⋅=<>===⋅.所以PC 与平面EFD 所成角的正弦值为54. (10)分 (Ⅲ)解:因为侧棱PA ⊥底面ABCD ,所以只要在BC 上找到一点M ,使得AM DE ⊥,即可证明平面⊥PAM 平面EFD .设BC 上存在一点M ,则,0)([0,2])M t t ∈, 所以 (2,,0)AM t =.因为 (ED =-, 所以令 0AM ED ⋅=,即120t -+=,所以21=t .所以在BC 存在一点M ,使得平面⊥PAM 平面EFD ,且14BM BC =. ………………14分24. (石景山)《九章算术》卷五商功中有如下问题:今有刍甍(底面为矩形的屋脊状的几何体),下广三丈,袤四丈,上袤二丈,无广,高一丈,问积几何.下图网格纸中实线部分为此刍甍的三视图,设网格纸上每个小正方形的边长为1丈,那么此刍甍的体积为( )BA. 3立方丈B. 5立方丈C. 6立方丈D. 12立方丈 25.(石景山)如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为矩形,平面PCD ⊥平面ABCD ,1BC =,2AB =,PC PD ==E 为PA 中点.(Ⅰ)求证://PC BED 平面;(Ⅱ)求二面角A PC D --的余弦值;(Ⅲ)在棱PC 上是否存在点M ,使得BM AC ⊥?若存在,求PM PC的值;若不存在,说明理由.解:(Ⅰ)证明:设AC 与BD 的交点为F ,连接EF .因为ABCD 为矩形,所以F 为AC 的中点, 在PAC ∆中,由已知E 为PA 中点,所以//EF PC , ……………2分又EF ⊂平面BED ,PC ⊄平面BED , ……………3分所以//PC 平面BED . ……………4分(Ⅱ)解:取CD 中点O ,连接PO . 因为PCD ∆是等腰三角形,O 为CD 的中点,所以PO CD ⊥,又因为平面PCD ⊥平面ABCD , B AD CE P因为PO ⊂平面PCD ,PO CD ⊥,所以PO ⊥平面ABCD . ……………5分取AB 中点G ,连接OG ,由题设知四边形ABCD 为矩形,所以OF CD ⊥,所以PO OG ⊥.如图建立空间直角坐标系O xyz -,则(1,1,0)A -,(0,1,0)C ,(0,0,1)P ,(0,1,0)D -,(1,1,0)B ,(0,0,0)O ,(1,0,0)G .(1,2,0)AC =-u u u r ,(0,1,1)PC =-u u u r . ……………6分设平面PAC 的法向量为(,,)n x y z =r则0,0,n AC n PC ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩r uuu r r uu u r 即20,0.x y y z -=⎧⎨-=⎩令1z =,则1y =,2x =, 所以(2,1,1)n =r .平面PCD 的法向量为(1,0,0)OG =u u u r ,设n r ,OG uuu r 的夹角为α,所以cos 3α=. ……………9分 由图可知二面角A PC D --为锐角,所以二面角A PC B --的余弦值为3……………10分 (Ⅲ)设M 是棱PC 上一点,则存在[]0,1λ∈使得PM PC λ=uuu r uu u r .因此点(0,,1)M λλ-,(1,1,1)BM λλ=---u u u r ,(1,2,0)AC =-u u u r . ……12分由0BM AC ⋅=u u u r u u u r ,即12λ=.因为[]10,12λ=∈,所以在棱PC 上存在点M ,使得BM AC ⊥, 此时12PM PC λ==. ……………14分。
北京市西城区2018 — 2019学年度第一学期期末高三数学(理科)参考答案及评分标准2019.1一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.1.B 2.D 3.C 4.A 5.C 6.A 7.D 8.C 二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分. 9.1i -- 10.43-;3511. 6 12.[1,)-+∞13.答案不唯一,如2()(1)f x x =-14.(2,0)-注:第10题第一问3分,第二问2分.三、解答题:本大题共6小题,共80分. 其他正确解答过程,请参照评分标准给分. 15.(本小题满分13分)解:(Ⅰ)在ABC ∆中,由正弦定理sin sin a bA B=, ……………… 2分得3sin A =3sin A = ……………… 4分解得cos A = ……………… 6分(Ⅱ)由(0,π)A ∈,得sin A = ……………… 7分因为2B A =,所以21cos cos22cos 13B A A ==-=. ……………… 8分所以sin B =. ……………… 9分 又因为πA B C ++=,所以co s co s()co s co s s i ns C A B A B A B =-+=-+. ……………… 11分 所以cos cos B C >.又因为函数cos y x =在(0,π)上单调递减,且,(0,π)B C ∈,所以B C ∠<∠. ……………… 13分16.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)因为AB ⊥平面BCM ,BC ⊂平面BCM ,所以AB BC ⊥. ……………… 1分 由正方形11B BCC ,知1BB BC ⊥, 又因为1ABBB B =,所以BC ⊥平面11A ABB . ……………… 3分 又因为BC ⊂平面11B BCC ,所以平面11B BCC ⊥平面11A ABB . ……………… 4分 (Ⅱ)设BC 中点Q ,连结NQ MQ ,.因为M ,N 分别是11A B ,AC 的中点, 所以//NQ AB ,且12NQ AB =. 又因为11//AB A B ,且11AB A B =, 所以1//NQ A M ,且1NQ A M =. 所以四边形1A MQN 为平行四边形.所以1//A N MQ . ……………… 6分 又因为MQ ⊂平面BCM ,1A N ⊄平面BCM , 所以1//A N 平面BCM .……………… 8分(Ⅲ)由(Ⅰ)可知BA ,BM ,BC 两两互相垂直,因此以B 为原点,以BA ,BM ,BC 分别为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系B xyz -,如图所示. ………… 9分因为11A ABB 是边长为2的菱形,M 为11A B 的中点,且11A B BM ⊥, 易得1160BB A ∠=,则(0,0,0)B ,(2,0,0)A,(0,0)M ,(0,0,2)C,10)A,1(1,0)B -,1(12)C -,(1,0,1)N . ……………… 10分所以1(0,A N −−→=,1(1,0,2)MC −−→=-,1(0)CC −−→=-. 设平面1MCC 的法向量为(,,)n x y z =,x则 110,0,MC CC −−→−−→⎧⋅=⎪⎨⎪⋅=⎩n n即20,0.x z x -+=⎧⎪⎨-=⎪⎩令2y =,则x =,z =2,=n . ……………… 12分 设直线1A N 与平面1MCC 所成角为α, 则111sin |cos ,|||||A N A N A N α−−→−−→−−→⋅=〈〉=n nn =. 因此直线1A N 与平面1MCC. ……………… 14分17.(本小题满分13分)解:(Ⅰ)由(0.0200.0220.0280.0420.080)51a +++++⨯=,得0.008a =, …………2分所以甲企业的样本中次品的频率为(0.020)50.14a +⨯=,故从甲企业生产的产品中任取一件,该产品是次品的概率约为0.14. ……… 4分 (Ⅱ)由图表知,乙企业在100件样品中合格品有96件,则一等品的概率为481962=,二等品的概率为18141963+=,三等品的概率为161966=, ……………… 5分由题意,随机变量X 的所有可能取值为:120,150,180,210,240. …… 6分且111(120)6636P X ==⨯=,12111(150)C 369P X ==⨯⨯=, 1211115(180)C 263318P X ==⨯⨯+⨯=,12111(210)C 233P X ==⨯⨯=, 111(240)224P X ==⨯=. ……………… 8分 所以随机变量的分布列为:……………… 9分所以11511()1201501802102402003691834E X =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=. ………10分 (Ⅲ)答案不唯一,只要言之有理便可得分(下面给出几种参考答案).(1)以产品的合格率...(非次品的占有率)为标准,对甲、乙两家企业的食品质量进行比较. X由图表可知:甲企业产品的合格率约为0.86,乙企业产品的合格率约为0.96,即乙企业产品的合格率高于甲企业产品的合格率,所以可以认为乙企业的食品生产质量更高.(2)以产品次品率...为标准对甲、乙两家企业的食品质量进行比较(略). (3)以产品中一等品的概率为标准,对甲、乙两家企业的食品质量进行比较.根据图表可知,甲企业产品中一等品的概率约为0.4;乙企业产品中一等品的概率约为0.48,即乙企业产品中一等品的概率高于甲企业产品中一等品的概率,所以乙企业的食品生产质量更高.(4)根据第(Ⅱ)问的定价,计算购买一件产品费用的数学期望,进而比较甲、乙两个企业产品的优劣(略). ……………… 13分18.(本小题满分13分) 解:(Ⅰ)求导,得11()1-'=-=xf x x x, ……………… 1分 因为曲线()y f x =与x 轴相切,所以此切线的斜率为0, ……………… 2分 由()0'=f x ,解得1=x ,又由曲线()y f x =与x 轴相切,得(1)10f a =-+=,解得1=a . ……………… 4分(Ⅱ)由题意,得22()ln ()-+==f x x x ag x x x , 求导,得32ln 12()-+-'=x x ag x x , ……………… 5分因为(1,e)x ∈,所以()g x '与()2ln 12h x x x a =-+-的正负号相同.…… 6分 对()h x 求导,得22()1-'=-=x h x x x, 由()0'=h x ,解得2=x , ……………… 7分 当x 变化时,()h x '与()h x 的变化情况如下表所示:所以()h x 在(1,2)上单调递减,在(2,e)上单调递增. 又因为(1)22h a =-,(e)e 12h a =--,所以min ()(2)32ln 22h x h a ==--; max ()(1)22h x h a ==-. ……………… 9分 如果函数2()()=f xg x x在区间(1,e)上单调递增,则当(1,e)x ∈时,()0≥'g x . 所以()0h x ≥在区间(1,e)上恒成立,即min0()(2)32ln 22h x h a ==--≥,解得3ln 22≤-a ,且当3ln 22=-a 时,()0g x '=的解有有限个,即当函数()g x 在区间(1,)e 上单调递增时,3ln 22≤-a ; ○1 ………… 11分 如果函数2()()=f xg x x 在区间(1,e)上单调递减,则当(1,e)x ∈时,()0≤'g x , 所以()0h x ≤在区间(1,e)上恒成立,即max 0()(1)22h x h a ==-≤,解得1≥a ,且当1=a 时,()0g x '=的解有有限个,所以当函数()g x 在区间(1,)e 上单调递减时,1≥a . ○2 ………… 12分 因为函数2()()=f xg x x 在区间(1,e)上不是单调函数, 结合○1○2,可得3ln 212-<<a ,所以实数a 的取值范围是3ln 212-<<a . ……………… 13分19.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)由题意,得222c a =-,c a =, ……………… 2分解得2a =,c C 的方程为22142x y +=. ……………… 3分设(0,)P m ,由点P 在椭圆C 的内部,得m < 又因为(2,0)A -,所以直线AM 的斜率0(022AM m m k -==∈+, ……………… 5分 又因为M 是椭圆C 上异于,A B 的一点,所以2((0,)AM k ∈. ……………… 6分(Ⅱ)由题意F ,设00(,)M x y ,其中02x ≠±,则2200142x y +=. 所以直线AM 的方程为00(2)2y y x x =++. ……………… 7分令0x =,得点P 的坐标为002(0,)2y x +. ……………… 8分 因为002MB y k x =-,所以002AQ y k x =-. 所以直线AQ 的方程为00(2)2y y x x =+-. ………………10 分 令0x =,得点Q 的坐标为002(0,)2y x -. 由002()2y FP x =+,002()2y FQ x =- , ……………… 12分 得 FP FQ ⋅222000220042482044y x y x x +-=+==--, 所以FP FQ ⊥,即90PFQ ∠=,所以PFQ ∠为定值. ……………… 14分20.(本小题满分13分)解:(Ⅰ)数列2, 4, 6, 8, 10不是4阶平衡数列;数列1, 5, 9, 13, 17是4阶平衡数列. ……………… 3分 (Ⅱ)若k 为偶数,设k =2m ()m *∈N . 考虑1,2,3,,k 这k 项,其和为(1)2k k S +=, 所以这k 项的算术平均值为(1)2122S k m k ++==,此数不是整数. ………… 5分若k 为奇数,设k =2m +1()m *∈N .考虑1,2,3,,1,1k k -+这k 项,其和为(1)12k k S +'=+, 所以这k 项的算术平均值为(1)111221S k m k k m '+=+=+++,此数不是整数.故数列 1,2,3,,A N :不是“k 阶平衡数列”,其中{2,3,,}k N ∈. ……… 8分(Ⅲ)在数列A 中任取两项,()s t a a s t ≠,对于任意{2,3,,1}k N ∈-,在A 中任取与,s t a a 相异的k -1项,并设这k -1项的和为0S .由题意,得00,s t S a S a ++都是k 的倍数,即00,(,)s t S a pk S a qk p q +=+=∈Z , 因此()s t a a p q k -=-,即数列中任意两项的差s t a a -都是k 的倍数,其中{2,3,,1}k N ∈-.因此所求数列A 的任意两项之差都是2,3,,1N -的公倍数. ……………… 9分如果数列A 的项数超过8,那么213287,,,a a a a a a ---均为2, 3, 4, 5, 6, 7的倍数,即213287,,,a a a a a a ---均为420的倍数 (注: 420为2, 3, 4, 5, 6, 7的最小公倍数),所以81213287()()()42072940a a a a a a a a -=-+-++->⨯=,所以8129402940a a >+>,这与2019N a ≤矛盾,因此数列A 至多有7项. ……………… 11分 如果数列A 的项数为7,那么213276,,,a a a a a a ---均为2, 3, 4, 5, 6的倍数,即213276,,,a a a a a a ---均为60的倍数(注:60为2, 3, 4, 5, 6的最小公倍数),又因为72019a ≤,且1237a a a a <<<<,所以6201960a -≤,52019260a -⨯≤,,12019660a ⨯≤-,所以1672019(201960)(2019660)12873a a a ++++-++-⨯=≤.当且仅当201960(7)159960i a i i =--=+(其中1,2,,7i =)时,167a a a +++取到最大值12873.验证知此数列为“k 阶平衡数列”,其中{2,3,,}k N ∈.如果数列A 的项数小于或等于6,由2019N a ≤,得数列A 中所有项之和小于或等 于2019612114⨯=.综上可得:数列A 的所有元素之和的最大值为12873. ……………… 13分。
北京市西城区2017-2018学年度第一学期期末试卷高三数学(理科)第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、 选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1.设集合{|1}A x x =>,集合{2}B a =+,若A B =∅ ,则实数a 的取值范围是( ) (A )(,1]-∞- (B )(,1]-∞ (C )[1,)-+∞ (D )[1,)+∞2. 下列函数中,值域为R 的偶函数是( )(A )21y x =+ (B )e e x x y -=- (C )lg ||y x = (D )2y x =3. 设命题p :“若1sin 2α=,则π6α=”,命题q :“若a b >,则11a b<”,则( ) (A )“p q ∧”为真命题 (B )“p q ∨”为假命题 (C )“q ⌝”为假命题 (D )以上都不对4. 在数列{}n a 中,“对任意的*n ∈N ,212n n n a a a ++=”是“数列{}n a 为等比数列”的( ) (A )充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件 (C )充分必要条件 (D )既不充分也不必要条件 5. 一个几何体的三视图如图所示,那么这个 几何体的表面积是( ) (A )1623+ (B )1625+ (C )2023+ (D )2025+侧(左)视图正(主)视图俯视图221 1开始 4x >输出y 结束否 是 输入xy=12○1 6. 设x ,y 满足约束条件1,3,,x y y m y x +-⎧⎪⎨⎪⎩≤≤≥ 若3z x y =+的最大值与最小值的差为7,则实数m =( )(A )32 (B )32- (C )14(D )14-7. 某市乘坐出租车的收费办法如下:不超过4千米的里程收费12元;超过4千米的里程按每千米2元收费(对于其中不足千米的部分,若其小于0.5千米则不收费,若其大于或等于0.5千米则按1千米收费);当车程超过4千米时,另收燃油附加费1元.相应系统收费的程序框图如图所示,其中x (单位:千米)为行驶里程,y (单位:元)为所收费用,用[x ]表示不大于x 的最大整数,则图中○1处应填( ) (A )12[]42y x =-+(B )12[]52y x =-+(C )12[]42y x =++(D )12[]52y x =++8. 如图,正方形ABCD 的边长为6,点E ,F 分别在边AD ,BC 上,且2DE AE =,2CF BF =.如果对于常数λ,在正方形ABCD 的四条边上,有且只有6个不同的点P 使得=PE PF λ⋅成立,那么λ的取值范围是( ) (A )(0,7) (B )(4,7) (C )(0,4) (D )(5,16)-第Ⅱ卷(非选择题 共110分)E FD P C A BB OC A NM二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分. 9. 已知复数z 满足(1i)24i z +=-,那么z =____.10.在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c . 若A B =,3a =,2c =,则cos C =____.11.双曲线C :221164x y -=的渐近线方程为_____;设12,F F 为双曲线C 的左、右焦点,P 为C 上一点,且1||4PF =,则2||PF =____.12.如图,在ABC ∆中,90ABC ∠= ,3AB =,4BC =,点O 为BC 的中点,以BC 为直径的半圆与AC ,AO 分别相交于点M ,N ,则AN =____;AMMC= ____.13. 现有5名教师要带3个兴趣小组外出学习考察,要求每个兴趣小组的带队教师至多2人,但其中甲教师和乙教师均不能单独带队,则不同的带队方案有____种.(用数字作答)14. 某食品的保鲜时间t (单位:小时)与储藏温度x (单位:C )满足函数关系60,264, , 0.kx x t x +⎧=⎨>⎩≤ 且该食品在4C的保鲜时间是16小时.已知甲在某日上午10时购买了该食品,并将其遗放在室外,且此日的室外温度随时间变化如图所示. 给出以下四个结论:○1 该食品在6C 的保鲜时间是8小时; ○2 当[6,6]x ∈-时,该食品的保鲜时间t 随着x 增大而逐渐减少; ○3 到了此日13时,甲所购买的食品还在保鲜时间内; ○4 到了此日14时,甲所购买的食品已然过了保鲜时间. 其中,所有正确结论的序号是____.。
北京市西城区2017 — 2018学年度第一学期期末试卷高三数学(理科)第Ⅰ卷选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项.1. 若集合,则A. B.C. D.2. 下列函数中,在区间上单调递增的是A. B. C. D.3. 执行如图所示的程序框图,输出的值为A. B. C. D.4. 已知为曲线:(为参数)上的动点.设为原点,则的最大值是A. B. C. D.5. 实数满足则的取值范围是A. B. C. D.6. 设是非零向量,且不共线.则“”是“”的A. 充分而不必要条件B. 必要而不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分也不必要条件7. 已知,是函数的图象上的相异两点.若点,到直线的距离相等,则点,的横坐标之和的取值范围是A. B. C. D.8. 在标准温度和大气压下,人体血液中氢离子的物质的量的浓度(单位mol/L,记作)和氢氧根离子的物质的量的浓度(单位mol/L,记作)的乘积等于常数.已知pH值的定义为,健康人体血液的pH值保持在7.35~7.45之间,那么健康人体血液中的可以为(参考数据:,)A. B. C. D.第Ⅱ卷(非选择题共110分)二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.9. 在复平面内,复数对应的点的坐标为____.10. 数列是公比为的等比数列,其前项和为.若,则____;____.11. 在△中,,,△的面积为,则____..12. 把件不同的产品摆成一排.若其中的产品与产品都摆在产品的左侧,则不同的摆法有____种.(用数字作答)13. 从一个长方体中截取部分几何体,得到一个以原长方体的部分顶点为顶点的凸多面体,其三视图如图所示.该几何体的表面积是____.14. 已知函数若,则的值域是____;若的值域是,则实数的取值范围是____.三、解答题:本大题共6小题,共80分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.15. (本小题满分13分)已知函数.(Ⅰ)求的最小正周期;(Ⅱ)求在区间上的最大值.16. (本小题满分13分)已知表1和表2是某年部分日期的天安门广场升旗时刻表.表1:某年部分日期的天安门广场升旗时刻表表2:某年2月部分日期的天安门广场升旗时刻表(Ⅰ)从表1的日期中随机选出一天,试估计这一天的升旗时刻早于7:00的概率;(Ⅱ)甲,乙二人各自从表2的日期中随机选择一天观看升旗,且两人的选择相互独立.记为这两人中观看升旗的时刻早于7:00的人数,求的分布列和数学期望.(Ⅲ)将表1和表2中的升旗时刻化为分数后作为样本数据(如7:31化为).记表2中所有升旗时刻对应数据的方差为,表1和表2中所有升旗时刻对应数据的方差为,判断与的大小.(只需写出结论) 17. (本小题满分14分)如图,三棱柱中,平面,,.过的平面交于点,交于点. (Ⅰ)求证:平面;(Ⅱ)求证:四边形为平行四边形;(Ⅲ)若,求二面角的大小.18. (本小题满分13分)已知函数,其中.(Ⅰ)当时,求曲线在点处的切线方程;(Ⅱ)证明:在区间上恰有个零点.19. (本小题满分14分)已知椭圆过点,且离心率为.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线与椭圆交于两点.若直线上存在点,使得四边形是平行四边形,求的值.20. (本小题满分13分)数列:满足:,,或.对任意,都存在,使得,其中且两两不相等.(Ⅰ)若,写出下列三个数列中所有符合题目条件的数列的序号;①;②;③(Ⅱ)记.若,证明:;(Ⅲ)若,求的最小值.。
市西城区2017 — 2018学年度第一学期期末高三数学〔理科〕参考答案及评分标准2018.1一、选择题:本大题共8小题,每题5分,共40分.1.A 2.D 3.C 4.D 5.D 6.C 7.B 8.C 二、填空题:本大题共6小题,每题5分,共30分.9.(1,1)- 10.32n -,31411 12.813.3614.1[,)4-+∞;1[,1]2注:第10,14题第一空2分,第二空3分.三、解答题:本大题共6小题,共80分. 其他正确解答过程,请参照评分标准给分. 15.〔本小题总分值13分〕解:〔Ⅰ〕因为2π()2sin cos(2)3f x x x =-+ππ1cos2(cos2cossin 2sin )33x x x =--⋅-⋅ [ 4分]32cos 212x x =-+[5分] π)13x =-+, [ 7分]所以()f x 的最小正周期 2ππ2T ==. [ 8分] 〔Ⅱ〕因为π02x ≤≤,所以ππ2π2333x --≤≤. [10分] 当ππ232x -=,即5π12x =时, [11分]()f x 取得最1. [13分]16.〔本小题总分值13分〕解:〔Ⅰ〕记事件A 为“从表1的日期中随机选出一天,这一天的升旗时刻早于7:00〞,[ 1分]在表1的20个日期中,有15个日期的升旗时刻早于7:00,所以 153(A)204P ==.[ 3分] 〔Ⅱ〕X 可能的取值为0,1,2.[ 4分]记事件B 为“从表2的日期中随机选出一天,这一天的升旗时刻早于7:00〞,那么 51(B)153P ==,2(B)1(B)3P P =-=.[ 5分] 4(0)(B)(B)9P X P P ==⋅=; 12114(1)C ()(1)339P X ==-=; 1(2)(B)(B)9P X P P ==⋅=.[ 8分]所以 X 的分布列为:X 0 1 2 P4949194412()0129993E X =⨯+⨯+⨯=.[10分]注:学生得到X~1(2,)3B ,所以12()233E X =⨯=,同样给分.〔Ⅲ〕22*s s <. [13分]17.〔本小题总分值14分〕解:〔Ⅰ〕因为 AB ⊥平面11AA C C ,所以 1A C AB ⊥.[1分]因为 三棱柱111ABC A B C -中,1AA AC =,所以 四边形11AA C C 为菱形, 所以 11A C AC ⊥.[3分]所以 1AC ⊥平面1ABC .[4分]〔Ⅱ〕因为 11//A A B B ,1A A ⊄平面11BB C C ,所以1//A A 平面11BB C C .[ 5分] 因为 平面1AA EF平面11BB C C EF =,所以1//A A EF .[ 6分]因为 平面//ABC 平面111A B C ,平面1AA EF平面ABC AF =,平面1AA EF平面1111A B C A E =,所以 1//A E AF . [7分]所以 四边形1AA EF 为平行四边形.[8分] 〔Ⅲ〕在平面11AA C C ,过A 作Az AC ⊥.因为 AB ⊥平面11AA C C ,如图建立空间直角坐标系A xyz -. [9分]由题意得,(0,0,0)A ,(2,0,0)B ,(0,2,0)C ,1(0,1A ,1C .因为23BF BC =,所以 244(,,0)333BF BC −−→−−→==-,所以 24(,,0)33F .由〔Ⅰ〕得平面1ABC 的法向量为1(0,1,3)A C −−→=-. 设平面1AC F 的法向量为(,,)x y z =n ,那么10,0,AC AF −−→−−→⎧⋅=⎪⎨⎪⋅=⎩n n 即330,240.33y z x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ 令1y =,那么2x =-,3z =-,所以 (2,1,3)=--n . [11分]所以 111||2|cos ,|||||AC AC AC −−→−−→−−→⋅〈〉==n n n . [13分] 由图知 二面角1B AC F --的平面角是锐角,所以二面角1B AC F --的大小为45︒. [14分]18.〔本小题总分值13分〕解:〔Ⅰ〕当1a =时,()e sin 1x f x x =⋅-,所以 ()e (sin cos )xf x x x '=+.[ 2分]因为 (0)1f '=,(0)1f =-, [ 4分]所以曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为1y x =-.[ 5分]〔Ⅱ〕()e (sin cos )axf x a x x '=+.[ 6分]由 ()0f x '=,得 sin cos 0a x x +=.[ 7分] 因为 0a >,所以π()02f '≠.[ 8分]当 ππ(0,)(,π)22x ∈时, 由 sin cos 0a x x +=, 得 1tan x a =-.所以 存在唯一的0π(,π)2x ∈, 使得01tan x a =-.[ 9分]()f x 与()f x '在区间(0,π)上的情况如下:x0(0,)x 0x0(,π)x()f x '+-()f x↗极大值 ↘所以()f x 在区间0(0,)x 上单调递增,在区间0(,π)x 上单调递减.[11分]因为π020π()()e 1e 102a f x f >=->-=, [12分]且 (0)(π)10f f ==-<,所以 ()f x 在区间[0,π]上恰有2个零点.[13分]19.〔本小题总分值14分〕 解:〔Ⅰ〕由题意得 2a =,c e a ==, 所以c . [ 2分] 因为 222a b c =+,[ 3分]所以 1b =, [ 4分] 所以 椭圆C 的方程为 2214x y +=.[ 5分]〔Ⅱ〕假设四边形PAMN 是平行四边形,那么 //PA MN ,且 ||||PA MN =.[ 6分] 所以 直线PA 的方程为(2)y k x =-, 所以 (3,)P k,||PA [ 7分] 设11(,)M x y ,22(,)N x y .由2244,y kx x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩得22(41)80k x +++=, [ 8分] 由0∆>,得 212k >.且12x x +=122841x x k =+.[ 9分]所以||MN=[10分]因为 ||||PA MN =, 所以整理得 421656330k k -+=, [12分]解得k =,或k =[13分]经检验均符合0∆>,但k =时不满足PAMN 是平行四边形,舍去.所以 k =k =[14分]20.〔本小题总分值13分〕 解:〔Ⅰ〕②③.[ 3分]注:只得到 ② 或只得到 ③给[ 1分],有错解不给分.〔Ⅱ〕当3m =时,设数列n A 中1,2,3出现频数依次为123,,q q q ,由题意1(1,2,3)i q i =≥. ①假设14q <,那么有12s t a a a a +<+〔对任意2s t >>〕,与矛盾,所以14q ≥.同理可证:34q ≥.[ 5分]② 假设21q =,那么存在唯一的{1,2,,}k n ∈,使得2k a =.那么,对,s t ∀,有 112k s t a a a a +=+≠+〔,,k s t 两两不相等〕, 与矛盾,所以22q ≥.[ 7分]综上:1324,4,2q q q ≥≥≥,所以3120i i S iq ==∑≥.[ 8分]〔Ⅲ〕设1,2,,2018出现频数依次为122018,,...,q q q .同〔Ⅱ〕的证明,可得120184,4q q ≥≥,220172,2q q ≥≥,那么2026n ≥.取12018220174,2q q q q ====,1,3,4,5,,2016i q i == ,得到的数列为::1,1,1,1,2,2,3,4,,2015,2016,2017,2017,2018,2018,2018,2018n B .[10分]下面证明n B 满足题目要求.对,{1,2,,2026}i j ∀∈,不妨令i j a a ≤,① 如果1i j a a ==或2018i j a a ==,由于120184,4q q ==,所以符合条件; ② 如果1,2i j a a ==或2017,2018i j a a ==,由于120184,4q q ==,220172,2q q ==, 所以也成立;③ 如果1,2i j a a =>,那么可选取2,1s t j a a a ==-;同样的,如果2017,2018i j a a <=, 那么可选取1,2017s i t a a a =+=,使得i j s t a a a a +=+,且,,,i j s t 两两不相等;.11 / 11 ④ 如果12018i j a a <<≤,那么可选取1,1s i t j a a a a =-=+,注意到这种情况每个数最多被选取了一次,因此也成立.综上,对任意,i j ,总存在,s t ,使得i j s t a a a a +=+,其中,,,{1,2,,}i j s t n ∈且两两不相等.因此n B 满足题目要求,所以n 的最小值为2026.[13分]。
2018年北京各区高三上期末理科数学分类汇编---解析几何1.(西城)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>过点(2,0)A.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)设直线y kx =C 交于,M N 两点.若直线3x =上存在点P ,使得四边形PAMN 是平行四边形,求k 的值. 解:(Ⅰ)由题意得 2a =,c e a ==, 所以c = [ 2分] 因为 222a b c =+, [ 3分] 所以 1b =, [ 4分] 所以 椭圆C 的方程为 2214x y +=. [ 5分] (Ⅱ)若四边形PAMN 是平行四边形,则 //PA MN ,且 ||||PA MN =. [ 6分] 所以 直线PA 的方程为(2)y k x =-,所以 (3,)P k,||PA [ 7分] 设11(,)M x y ,22(,)N x y .由2244,y kx x y ⎧=+⎪⎨+=⎪⎩得22(41)80k x +++=, [ 8分] 由0∆>,得 212k >.且12x x +=122841x x k =+. [ 9分] 所以||MN == [10分]因为 ||||PA MN =, 所以整理得 421656330k k -+=, [12分]解得k =k = [13分]经检验均符合0∆>,但k =PAMN 是平行四边形,舍去. 所以k =,或k = [14分]2.(海淀)设m 是不为零的实数,则“0m >”是“方程221x y m m-=表示双曲线”的A(A )充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件 (C )充分必要条件(D )既不充分也不必要条件3. (海淀)已知直线0x y m -+=与圆O :221x y +=相交于A ,B 两点,且OAB ∆为正三角形,则实数m 的值为 D(A(B(C或 (D4.(海淀)已知点F 为抛物线C :()220ypx p =>的焦点,点K 为点F 关于原点的对称点,点M 在抛物线C 上,则下列说法错误..的是 C (A )使得MFK ∆为等腰三角形的点M 有且仅有4个 (B )使得MFK ∆为直角三角形的点M 有且仅有4个(C )使得4MKF π∠=的点M 有且仅有4个 (D )使得6MKF π∠=的点M 有且仅有4个5. (海淀)点(2,0)到双曲线2214x y -=的渐近线的距离是6. (海淀)设抛物线C :24y x =的顶点为O ,经过抛物线C 的焦点且垂直于x 轴的直线和抛物线C 交于A ,B 两点,则OA OB += .27. (海淀)已知椭圆C :2229x y +=,点(2,0)P .(Ⅰ)求椭圆C 的短轴长与离心率;(Ⅱ)过(1,0)的直线l 与椭圆C 相交于M 、N 两点,设MN 的中点为T ,判断||TP 与||TM 的大小,并证明你的结论.解:(Ⅰ)C :22192x y +=,故29a =,292b =,292c =,有3a =,b c ==分椭圆C 的短轴长为2b =……………..3分离心率为2c e a ==. ……………..5分(Ⅱ)方法1:结论是:||||TP TM <.当直线l 斜率不存在时,:1l x =,||0||2TP TM =<=……………..7分当直线l 斜率存在时,设直线l :(1)y k x =-,11(,)M x y ,22(,)N x y2229(1)x y y k x ⎧+=⎨=-⎩,整理得:2222(21)4290k x k x k +-+-= ……………..8分22222(4)4(21)(29)64360k k k k ∆=-+-=+>故2122421k x x k +=+,21222921k x x k -=+ ……………..9分 PM PN ⋅uuu r uuu r1212(2)(2)x x y y =--+ 21212(2)(2)(1)(1)x x k x x =--+-- 2221212(1)(2)()4k x x k x x k =+-++++2222222294(1)(2)42121k k k k k k k -=+⋅-+⋅++++226521k k +=-+ 0<……………..13分故90MPN ∠>︒,即点P 在以MN 为直径的圆内,故||||TP TM <(Ⅱ)方法2:结论是:||||TP TM <.当直线l 斜率不存在时,:1l x =,||0||2TP TM =<=……………..7分当直线l 斜率存在时,设直线l :(1)y k x =-,11(,)M x y ,22(,)N x y ,(,)T T T x y2229(1)x y y k x ⎧+=⎨=-⎩,整理得:2222(21)4290k x k x k +-+-= ……………..8分22222(4)4(21)(29)64360k k k k ∆=-+-=+>故2122421k x x k +=+,21222921k x x k -=+ ……………..9分212212()221T k x x x k =+=+,2(1)21T T k y k x k =-=-+ ……………..10分222242222222222222(22)494||(2)(2)()2121(21)(21)T Tk k k k k k TP x y k k k k ++++=-+=-+-==++++……………..11分22222212121222224222222222111||(||)(1)()(1)()42441429(1)(169)16259(1)[()4]42121(21)(21)TM MN k x x k x x x x k k k k k k k k k k k ⎡⎤==+-=++-⎣⎦-++++=+-⋅==++++……………..12分此时,424242222222221625949412165||||0(21)(21)(21)k k k k k k TM TP k k k ++++++-=-=>+++ ……………..13分故||||TM TP >8.(朝阳)已知圆22(2)9x y -+=的圆心为C .直线l 过点(2,0)M -且与x 轴不重合,l 交圆C 于,A B 两点,点A 在点M ,B 之间.过M 作直线AC 的平行线交直线BC 于点P ,则点P 的轨迹是 BA. 椭圆的一部分B. 双曲线的一部分C. 抛物线的一部分D. 圆的一部分9.(朝阳)已知中心在原点,焦点在坐标轴上的双曲线C的离心率为,则双曲线C 的渐近线方程为 . y x =±10.(朝阳)已知抛物线:C 24x y =的焦点为F ,过抛物线C 上的动点P (除顶点O 外)作C 的切线l 交x 轴于点T .过点O 作直线l 的垂线OM (垂足为M )与直线PF 交于点N . (Ⅰ)求焦点F 的坐标;(Ⅱ)求证:FT MN ;(Ⅲ)求线段FN 的长.解:(Ⅰ) (0,1)F ……………2分 (Ⅱ)设00(,)P x y .由24x y =,得214y x =,则过点P 的切线l 的斜率为0012x x k y x ='==. 则过点P 的切线l 方程为2001124y x x x =-.令0y =,得012T x x =,即01(,0)2T x .又点P 为抛物线上除顶点O 外的动点,00x ≠,则02TF k x =-.而由已知得MN l ⊥,则02MN k x =-. 又00x ≠,即FT 与MN 不重合, 即FTMN . …………6分(Ⅲ)由(Ⅱ)问,直线MN 的方程为02y x x =-,00x ≠.直线PF 的方程为0011y y x x --=,00x ≠.设MN 和PF 交点N 的坐标为(,)N N N x y 则0002.........(1)11..........(2)NN N N y x x y y x x ⎧=-⎪⎪⎨-⎪=+⎪⎩由(1)式得,02N N x x y =-(由于N 不与原点重合,故0N y ≠).代入(2),化简得02NNy y y -=()0N y ≠.又2004x y =,化简得,22(1)1N N x y +-= (0N x ≠). 即点N 在以F 为圆心,1为半径的圆上.(原点与()0,2除外)即1FN =. …………14分11.(通州)已知点(2P 为抛物线22y px =上一点,那么点P 到抛物线准线的距离是 C A .2 B..3 D . 4 12.(通州)已知a ∈R ,那么“直线1y ax =-与42y ax =-+垂直”是“12a =”的B A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件 13.(通州)已知点P的坐标是(),将OP 绕坐标原点顺时针旋转至OQ ,那么点Q 的横坐O 3π标是_______.214. (通州)已知椭圆()222210x y a b a b +=>>过点()0,1-,离心率2e =(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)已知点(),0P m ,过点()1,0作斜率为()0k k ≠直线l ,与椭圆交于M ,N 两点,若x 轴平分MPN ∠ ,求m 的值.解:(Ⅰ)因为椭圆的焦点在x 轴上,过点()0,1-,离心率2e =, 所以1b =,2c a =……………………2分 所以由222a b c =+,得2 2.a =……………………3分所以椭圆C 的标准方程是22 1.2x y +=……………………4分 (Ⅱ)因为过椭圆的右焦点F 作斜率为k 直线l ,所以直线l 的方程是(1)y k x =-.联立方程组()221,1,2y k x x y ⎧=-⎪⎨+=⎪⎩ 消去y ,得()2222124220.k x k x k +-+-=显然0.∆>设点()11,M x y ,()22,N x y ,所以2122412k x x k +=+,212222.12k x x k -⋅=+……………………7分 因为x 轴平分MPN ∠,所以MPO NPO ∠=∠. 所以0.MP NP k k +=……………………9分 所以12120.y y x m x m+=--所以()()12210.y x m y x m -+-= 所以()()()()1221110.k x x m k x x m --+--= 所以()()1212220.k x x k km x x km ⋅-+++=所以()2222224220.1212k k k k km km k k -⋅-++=++所以2420.12k kmk -+=+……………………12分所以420.k km -+= 因为0k ≠,所以 2.m =……………………13分15.(东城)已知双曲线C :2221(0)y x b b-=>的一个焦点到它的一条渐近线的距离为1,则b = ;若双曲线1C 与C 不同,且与C 有相同的渐近线,则1C 的方程可以为 .(写出一个答案即可)1,222x y -=等16. (东城)已知椭圆22221(0)x y C a b a b +=>>:,经过其左焦点(1,0)F -且与x 轴不重合的直线l 与椭圆C 交于,M N 两点.(Ⅰ) 求椭圆C 的方程;(Ⅱ) O 为原点,在x 轴上是否存在定点Q ,使得点F 到直线QM ,QN 的距离总相等?若存在,求出点Q 的坐标;若不存在,说明理由.解:(I)由题意得2212 1.a ab ⎧=⎪⎨⎪=+⎩解得 1.a b ⎧=⎪⎨=⎪⎩ 故椭圆C 的方程为2212x y +=. (II )当直线MN 斜率存在时,设直线MN 的方程为(1)(0)y k x k =+≠.由22(1),1,2y k x x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y 得2222(12)4(22)0k x k x k +++-=. 易得0∆>.设1122(,),(,)M x y N x y ,则2122212241222.12k x x k k x x k ⎧-+=⎪⎪+⎨-⎪=⎪+⎩, 设(,0)Q t .由点,M N 在x 轴异侧,则问题等价于 “QF 平分MQN ∠ ”,且12,x t x t ≠≠,又等价于① ②“12120QM QN y yk k x t x t+=+=--”,即1221()()0y x t y x t -+-=. 将1122(1),(1)y k x y k x =+=+代入上式,整理得12122()(1)20x x x x t t ++--=. 将①②代入上式,整理得20t +=,即2t =-, 所以(20)Q -,.当直线MN 的斜率不存在时,存在(20)Q -,也使得点F 到直线QM ,QN 的距离相等. 故在x 轴上存在定点(20)Q -,,使得点F 到直线QM ,QN 的距离总相等.17.(顺义) 已知抛物线()的焦点为,准线为,为抛物线上一点,,垂足为.如果是边长为的正三角形,则此抛物线的焦点坐标为__________,点的横坐标______.(0,1);318.(顺义)已知椭圆的离心率,长轴的左右端点分别为,.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设动直线与曲线有且只有一个公共点,且与直线相交于点.问在轴上是否存在定点,使得以为直径的圆恒过定点,若存在,求出点坐标;若不存在,说明理由.解:(Ⅰ)由已知————2分,椭圆的方程为;————4分,即————10分,对满足恒成立,,故在轴上存在定点,使得以为直径的圆恒过定点.——14分19.(大兴)双曲线x2﹣y2=2的渐近线方程为()AA.y=±xB.y=±xC.y=±2xD.y=±x【考点】双曲线的标准方程.【分析】双曲线x2﹣y2=2的渐近线方程为x2﹣y2=0,由此能求出结果.【解答】解:x2﹣y2=2的渐近线方程为x2﹣y2=0,整理,得y=±x.故选:A.20.(大兴)直线y=x被圆x2+y2﹣2y﹣3=0截得的弦长等于.【考点】直线与圆的位置关系.【分析】由圆的方程求出圆心和半径,求出圆心到直线y=x的距离d的值,再根据弦长公式求得弦长.【解答】解:圆x2+y2﹣2y﹣3=0即x2+(y﹣1)2=4,表示以C(0,1)为圆心,半径等于2的圆.由于圆心到直线y=x 的距离为d=,故弦长为2=,故答案为:.21.(大兴)已知椭圆G :上的点到两焦点的距离之和等于.(Ⅰ)求椭圆G 的方程;(Ⅱ)经过椭圆G 右焦点F 的直线m (不经过点M )与椭圆交于A ,B 两点,与直线l :x=4相交于C 点,记直线MA ,MB ,MC 的斜率分别为k 1,k 2,k 3.求证:为定值.【考点】椭圆的简单性质. 【分析】(Ⅰ)由椭圆定义知:,即,将点的坐标代入椭圆,求出b 的值,则椭圆G 的方程可求; (Ⅱ)由(Ⅰ)知右焦点F (2,0),由题意,直线m 有斜率,设方程为y=k (x ﹣2),令x=4,得点C (4,2k ),即可求出k 3的斜率,联立,得到:(1+2k 2)x 2﹣8k 2x+8k 2﹣8=0,由△>0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),再由根与系数的关系得到x 1+x 2和x 1•x 2,则k 1+k 2可求,进一步得到要证明的结论. 【解答】(Ⅰ)解:由椭圆定义知:,∴.∴椭圆,将点的坐标代入得b 2=4.∴椭圆G 的方程为;(Ⅱ)证明:右焦点F (2,0),由题意,直线m 有斜率,设方程为y=k (x ﹣2),令x=4,得点C (4,2k ),∴; 又由消元得:(1+2k 2)x 2﹣8k 2x+8k 2﹣8=0,显然△>0,设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),则,∴====.∴k 1+k 2=2k 3,即为定值.22. (昌平)已知直线:4350l x y ++=,点P 是圆22(1)(2)1x y -+-=上的点,那么点P 到直 线l 的距离的最小值是 223.(房山) 已知直线l 过点)1,0(P ,圆C :08622=+-+x y x ,直线l 与圆C 交于B A ,两点. (I ) 求直线PC 的方程;(II )求直线l 的斜率k 的取值范围;(Ⅲ)是否存在过点),(46Q 且垂直平分弦AB 的直线1l ?若存在,求直线1l 斜率1k 的值,若不存在,请说明理由.(I )设圆()13:22=+-y x C ,圆心为()03,C , 故直线PC 的方程为13=+y x ,即033=-+y x …………………5分 (II )法1:直线l 的方程为1+=kx y ,则由⎩⎨⎧=+-++=086122x y x kx y 得()0962)12=+-++x x x k ( 由()()01366222>+--=∆k k 得03624-2>-k k 故043-<<k …………………10分 法2:直线l 的方程为1+=kx y ,即01y -=+kx ,圆心为()03,C ,圆的半径为1则圆心到直线的距离1132++=k k d 因为直线与有交于B A ,两点,故11132<++k k ,故043-<<k(Ⅲ)假设存在直线1l 垂直平分于弦AB ,此时直线1l 过),(46Q ,()03,C ,则 3436041=--=k ,故AB 的斜率43-=k ,由(II )可知,不满足条件 所以,不存在存在直线1l 垂直于弦AB 。
三角【西城期末】11.在△ABC 中,3a =,3C 2π∠=,△ABC ,则c =____. 【东城期末】(2)函数3sin(2)4y x π=+图像的两条相邻对称轴之间的距离是 A. 2π B. π C. 2π D. 4π 【朝阳期末】14. 如图,一位同学从1P 处观测塔顶B 及旗杆顶A ,得仰角分别为α和90α- . 后退l (单位m)至点2P处再观测塔顶B ,仰角变为原来的一半,设塔CB 和旗杆BA 都垂直于地面,且C ,1P ,2P 三点在同一条水平线上,则塔CB 的高为m ;旗杆BA 的高为 m.(用含有l 和α的式子表示)【石景山期末】4.以角θ的顶点为坐标原点,始边为x 轴的非负半轴,建立平面直角坐标系,角θ终边过点()2,4P ,则tan 4πθ⎛⎫+= ⎪⎝⎭( ) A .13- B.3- C .13D .3【海淀期末】(15)(本小题13分)如图,在ABC ∆中,点D 在AC 边上,且3,,36AD BC AB ADB C ππ==∠=∠=.(Ⅰ)求DC 的值;(Ⅱ)求tan ABC ∠的值.【西城期末】15.(本小题满分13分) 已知函数2π()2sin cos(2)3f x x x =-+. (Ⅰ)求()f x 的最小正周期;(Ⅱ)求()f x 在区间π[0,]2上的最大值. 【东城期末】(15)(本小题13分)在锐角ABC ∆中,角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,且2,2sin sin a A C ==. (Ⅰ)求c 的长; (Ⅱ)若1cos 24C =-,求ABC ∆的面积. 【朝阳期末】15. (本小题满分13分) 已知函数21()sin cos sin 2f x x x x =-+. (Ⅰ)求()f x 的单调递增区间;(Ⅱ)在△ABC 中,,,a b c 为角,,A B C 的对边,且满足cos 2cos sin b A b A a B =-, 且02A π<<,求()fB 的取值范围. 【丰台期末】)15.在ABC ∆222sin B B =.(Ⅰ)求角B ;(Ⅱ)若4a =,ABC S ∆=b 的值.【石景山期末】15.(本小题共13分)如图,在ABC V 中,D 为边BC 上一点,6AD =,3BD =,2DC =. (Ⅰ)若2ADB π∠=,求BAC ∠的大小;(Ⅱ)若23ADBπ∠=,求ABCV的面积.图1B DACAC图2。
北京市西城区2017 — 2018学年度第一学期期末 高三数学(理科)参考答案及评分标准 2018.1一、选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40分.1.A 2.D 3.C 4.D5.D 6.C 7.B 8.C二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.9.(1,1)- 10.32n -,31411 12.8 13.36 14.1[,)4-+∞;1[,1]2注:第10,14题第一空2分,第二空3分.三、解答题:本大题共6小题,共80分. 其他正确解答过程,请参照评分标准给分.15.(本小题满分13分) 解:(Ⅰ)因为2π()2sin cos(2)3f x x x =-+ ππ1cos2(cos2cossin 2sin )33x x x =--⋅-⋅ [ 4分]32cos212x x =-+[ 5分]π)13x =-+, [ 7分] 所以()f x 的最小正周期 2ππ2T ==. [ 8分] (Ⅱ)因为 π02x ≤≤, 所以 ππ2π2333x --≤≤. [10分] 当 ππ232x -=,即5π12x =时, [11分]()f x 取得最1. [13分]16.(本小题满分13分)解:(Ⅰ)记事件A 为“从表1的日期中随机选出一天,这一天的升旗时刻早于7:00”,[ 1分]在表1的20个日期中,有15个日期的升旗时刻早于7:00,所以 153(A)204P ==. [ 3分] (Ⅱ)X 可能的取值为0,1,2. [ 4分]记事件B 为“从表2的日期中随机选出一天,这一天的升旗时刻早于7:00”, 则 51(B)153P ==,2(B)1(B)3P P =-=. [ 5分] 4(0)(B)(B)9P X P P ==⋅=; 12114(1)C ()(1)339P X ==-=; 1(2)(B)(B)9P X P P ==⋅=. [ 8分] 所以 X 的分布列为:X0 1 2 P 49 49 19 4412()0129993E X =⨯+⨯+⨯=. [10分] 注:学生得到X ~1(2,)3B ,所以12()233E X =⨯=,同样给分. (Ⅲ)22*s s <. [13分]17.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)因为 AB ⊥平面11AA C C ,所以 1A C AB ⊥. [ 1分]因为 三棱柱111ABC A B C -中,1AA AC =,所以 四边形11AA C C 为菱形,所以 11A C AC ⊥. [ 3分]所以 1A C ⊥平面1ABC . [ 4分](Ⅱ)因为 11//A A B B ,1A A ⊄平面11BB C C ,所以 1//A A 平面11BB C C . [ 5分]因为 平面1AA EF 平面11BB C C EF =,所以 1//A A EF . [ 6分] 因为 平面//ABC 平面111A B C ,平面1AA EF 平面ABC AF =,平面1AA EF 平面1111A B C A E =,所以 1//A E AF . [ 7分]所以 四边形1AA EF 为平行四边形. [ 8分](Ⅲ)在平面11AA C C 内,过A 作Az AC ⊥.因为 AB ⊥平面11AA C C ,如图建立空间直角坐标系A xyz -. [ 9分]由题意得,(0,0,0)A ,(2,0,0)B ,(0,2,0)C ,1A ,1C .因为 23BF BC =,所以 244(,,0)333BF BC −−→−−→==-,所以 24(,,0)33F . 由(Ⅰ)得平面1ABC 的法向量为1(0,1,3)A C −−→=-.设平面1AC F 的法向量为(,,)x y z =n ,则10,0,AC AF −−→−−→⎧⋅=⎪⎨⎪⋅=⎩n n 即330,240.33y z x y ⎧+=⎪⎨+=⎪⎩ 令1y =,则2x =-,3z =-,所以 (2,1,3)=--n . [11分]所以 111||2|cos ,|2||||A C A C A C −−→−−→−−→⋅〈〉==n n n .[13分] 由图知 二面角1B AC F --的平面角是锐角,所以 二面角1B AC F --的大小为45︒. [14分] 18.(本小题满分13分)解:(Ⅰ)当1a =时,()e sin 1x f x x =⋅-,所以 ()e (sin cos )x f x x x '=+.[ 2分] 因为 (0)1f '=,(0)1f =-,[ 4分] 所以曲线()y f x =在点(0,(0))f 处的切线方程为1y x =-.[ 5分] (Ⅱ)()e (sin cos )ax f x a x x '=+.[ 6分] 由 ()0f x '=,得 sin cos 0a x x +=.[ 7分] 因为 0a >,所以π()02f '≠.[ 8分] 当 ππ(0,)(,π)22x ∈时, 由 sin cos 0a x x +=, 得 1tan x a =-.所以 存在唯一的0π(,π)2x ∈, 使得 01tan x a =-.[ 9分] ()f x 与()f x '在区间(0,π)上的情况如下:x 0(0,)x 0x 0(,π)x()f x ' + 0 -()f x ↗ 极大值 ↘所以 ()f x 在区间0(0,)x 上单调递增,在区间0(,π)x 上单调递减.[11分]因为π020π()()e 1e 102a f x f >=->-=, [12分] 且 (0)(π)10f f ==-<,所以 ()f x 在区间[0,π]上恰有2个零点. [13分]19.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)由题意得 2a =,c e a == 所以c . [ 2分] 因为 222a b c =+,[ 3分] 所以 1b =, [4分] 所以 椭圆C 的方程为 2214x y +=. [5分] (Ⅱ)若四边形PAMN 是平行四边形,则 //PA MN ,且 ||||PA MN =.[ 6分] 所以 直线PA 的方程为(2)y k x =-,所以 (3,)P k,||PA =[ 7分] 设11(,)M x y ,22(,)N x y .由2244,y kx x y ⎧=⎪⎨+=⎪⎩得22(41)80k x +++=, [8分] 由0∆>,得 212k >.且12x x +=122841x x k =+. [9分] 所以||MN= [10分] 因为 ||||PA MN =, 所以整理得 421656330k k -+=, [12分] 解得k =,或2k =± [13分]经检验均符合0∆>,但k =时不满足PAMN 是平行四边形,舍去.所以 2k =,或 k = [14分] 20.(本小题满分13分)解:(Ⅰ)②③. [ 3分] 注:只得到 ② 或只得到 ③ 给[ 1分],有错解不给分.(Ⅱ)当3m =时,设数列n A 中1,2,3出现频数依次为123,,q q q ,由题意1(1,2,3)i q i =≥.① 假设14q <,则有12s t a a a a +<+(对任意2s t >>),与已知矛盾,所以 14q ≥.同理可证:34q ≥. [ 5分] ② 假设21q =,则存在唯一的{1,2,,}k n ∈,使得2k a =.那么,对,s t ∀,有 112k s t a a a a +=+≠+(,,k s t 两两不相等),与已知矛盾,所以22q ≥. [ 7分]综上:1324,4,2q q q ≥≥≥,所以 3120i i S iq ==∑≥. [ 8分](Ⅲ)设1,2,,2018出现频数依次为122018,,...,q q q .同(Ⅱ)的证明,可得120184,4q q ≥≥,220172,2q q ≥≥,则2026n ≥.取12018220174,2q q q q ====,1,3,4,5,,2016i q i == ,得到的数列为: :1,1,1,1,2,2,3,4,,2015,2016,2017,2017,2018,2018,2018,2018n B . [10分]下面证明n B 满足题目要求.对,{1,2,,2026}i j ∀∈,不妨令i j a a ≤,① 如果1i j a a ==或2018i j a a ==,由于120184,4q q ==,所以符合条件;② 如果1,2i j a a ==或2017,2018i j a a ==,由于120184,4q q ==,220172,2q q ==, 所以也成立;③ 如果1,2i j a a =>,则可选取2,1s t j a a a ==-;同样的,如果2017,2018i j a a <=, 则可选取1,2017s i t a a a =+=,使得i j s t a a a a +=+,且,,,i j s t 两两不相等;④ 如果12018i j a a <<≤,则可选取1,1s i t j a a a a =-=+,注意到这种情况每个数最多被选取了一次,因此也成立.综上,对任意,i j ,总存在,s t ,使得i j s t a a a a +=+,其中,,,{1,2,,}i j s t n ∈且两 两不相等.因此n B 满足题目要求,所以n 的最小值为2026. [13分]。