山东省泰安市2020届高三数学第四轮模拟复习质量试题(含解析)一、单项选择题1. 设集合{}012M =,,,{}2320N x x x =-+≤,则M N =( )A. {}1B. {}2C. {}0,1D. {}1,2 【答案】D【解析】【分析】 利用一元二次不等式的解法化简集合N ,再利用集合的交集运算即可得到结论.【详解】2{|320}{|(1)(2)0}{|12}N x x x x x x x x =-+=--=,{}012M =,,{1M N ∴⋂=,2},故选:D .【点睛】本题主要考查集合的基本运算,考查了一元二次不等式的解法,比较基础.2. 已知复数z 满足()1i z i +=,i 为虚数单位,则z 等于( ) A. 1i -B. 1i +C. 1122i -D. 1122i + 【答案】A【解析】【分析】直接根据复数代数形式的除法法则计算可得;【详解】解:因为()1i z i +=,所以()()()2121111i z i i i i -===-++- 故选:A【点睛】本题考查复数的运算,属于基础题.3. 若向量a ,b 满足:1a =,()a b a +⊥,()2a b b +⊥,则b =( )A. 2 C. 1 D. 2【答案】B【解析】【分析】根据向量垂直数量积等于零即可求解.【详解】由()a b a +⊥,()2a b b +⊥, 则()()22002020a b a a a b a b b a b b ⎧+⋅=⎧+⋅=⎪⇒⎨⎨⋅+=+⋅=⎩⎪⎩, 解得2222b a ==, 所以2b =. 故选:B【点睛】本题考查了向量垂直数量积的表示,求向量的模,属于基础题.4. 已知抛物线E :y 2=2px (p >0)的焦点为F ,O 为坐标原点,OF 为菱形OBFC 的一条对角线,另一条对角线BC 的长为2,且点B ,C 在抛物线E 上,则p =( )A. 1C. 2D. 【答案】B【解析】【分析】由题意,(4p ,1)在抛物线上,代入抛物线方程可得212p =,即可求出p 的值. 【详解】解:由题意,(4p ,1)在抛物线上,代入抛物线方程可得212p =, 0p >,p ∴=故选:B .【点睛】本题考查抛物线的方程,考查学生的计算能力,属于基础题.5. 已知S n 是等差数列{a n }的前n 项和,则“S n >na n 对n ≥2恒成立”是“a 3>a 4”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【答案】C【解析】【分析】设等差数列的公差为d ,利用等差数列的通项公式和前n 项和公式将n n S na >(2)n ≥等价转化为0d <,将34a a >等价转化为0d <,由此可得答案.【详解】设等差数列的公差为d ,当2n ≥时,因为n n S na >等价于1()2n n n a a na +>等价于1n a a >等价于(1)0n d -<等价于0d <,34a a >等价于430a a -<等价于0d <,所以n n S na >(2)n ≥等价于34a a >,所以“n n S na >(2)n ≥”是“34a a >”的充分必要条件.故选:C.【点睛】本题考查了等差数列的通项公式和前n 项和公式,考查了充分必要条件的概念,属于基础题.6. 函数()1cos f x x x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭(x ππ-≤≤且0x ≠)的图象可能为( ) A. B. C.D.【答案】D【解析】因为11()()cos ()cos ()f x x x x x f x x x -=-+=--=-,故函数是奇函数,所以排除A ,B ;取x π=,则11()()cos ()0f ππππππ=-=--<,故选D.考点:1.函数的基本性质;2.函数的图象.7. 已知函数()f x 是定义在R 上的奇函数,当(],0x ∈-∞时,()22f x x x =-+,若实数m 满足()2log 3f m ≤,则m 的取值范围是( )A. (]0,2B. 1,22⎡⎤⎢⎥⎣⎦C. (]0,8D. 1,88⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】A【解析】【分析】根据题意,结合函数的解析式可得()f x 在区间(-∞,0]上为增函数,进而可得()f x 在R 上为增函数,且()13f =;据此可得()()()22log 3log 1f m f m f ⇒2log 1m ⇒,解可得m 的取值范围,即可得答案.【详解】解:根据题意,当(x ∈-∞,0]时,22()2(1)1f x x x x =-+=--+,则()f x 在区间(-∞,0]上为增函数,且(1)(1)2(1)3f -=-+⨯-=-,又由()f x 为奇函数,则()f x 在区间[0,)+∞上为增函数,且()()113f f =--=; 故()f x 在R 上为增函数,()()()22log 3log 1f m f m f ⇒2log 1m ⇒,解可得:02m <,即m 的取值范围为(]0,2;故选:A .【点睛】本题考查函数的奇偶性与单调性的综合应用,涉及不等式的解法,属于中档题.8. 如图,在三棱锥A —BCD 中,AB =AC =BD =CD =3,AD =BC =2,点M ,N 分别为AD ,BC 的中点,则异面直线AN ,CM 所成的角的余弦值是( )A. 58B. 5C. 78D. 7 【答案】C【解析】【分析】连接BM ,取BM 的中点O ,连接ON ,根据异面直线所成角的定义,结合等腰三角形的性质、勾股定理、余弦定理进行求解即可.【详解】如图,连接BM ,取BM 的中点O ,连接ON ,因为N 是BC 中点,则//ON CM ,所以ANO ∠(或其补角)就是异面直线,AN CM 所成的角,因为AB =AC =BD =CD =3,AD =BC =2,点M ,N 分别为AD ,BC 的中点,所以,,AN BC AM AD BM AD ⊥⊥⊥, 因此有22221()31222AN AC BC =-=-= 同理223122CM -=,223122BM =-=222211()()1(2)322AO AD BM =+=+=122NO CM ==, 222222(22)(2)(3)7cos 282222AN ON AO ANO AN NO +-+-∠===⋅⨯⨯. 故选:C【点睛】本题考查了求异面直线所成的角,关键是根据定义作出异面直线所成的角,即平移其中一条直线与另一条相交,通过解三角形求出相交直线的夹角,可得异面直线所成角,要注意异面直线所成角的范围是(0,]2π.二、多项选择题9. 下列说法正确的是( )A. 某大学为了解在校本科生对参加某项社会实践活动的意向,拟采用分层抽样的方法从该校四个年级的本科生中抽取一个容量为300的样本进行调查.已知该校一、二、三、四年级本科生人数之比为6:5:5:4,则应从一年级中抽取90名学生B. 10件产品中有7件正品,3件次品,从中任取4件,则恰好取到1件次品的概率为12C. 已知变量x 与y 正相关,且由观测数据算得x =3,y =3.5,则由该观测数据算得的线性回归方程可能是y =0.4x +2.3D. 从装有2个红球和2个黑球的口袋内任取2个球,至少有一个黑球与至少有一个红球是两个互斥而不对立的事件【答案】ABC【解析】【分析】根据分层抽样、概率、线性回归直线方程、互斥事件与对立事件的概念分别进行判断.【详解】A .由分层抽样,应制取人数为6300906554⨯=+++,A 正确; B .恰好取到1件次品的概率为317341012C C P C ==,B 正确; C .∵3.50.43 2.3=⨯+,直线y =0.4x +2.3过中心点(3,3.5),可能是回归直线方程,C 正确;D .一红球一黑球这个事件即是至少有一个红球,也是至少有一个黑球,因此它们不互斥,D 错误.故选:ABC .【点睛】本题考查命题的真假判断,解题时需掌握分层抽样、概率、线性回归直线方程、互斥事件与对立事件的概念等知识,要求较高,属于中档题.10. 已知定义在0,2π⎛⎫ ⎪⎝⎭上的函数()f x ,()'f x 是()f x 的导函数,且恒有cos ()sin ()0xf x xf x '+<成立,则( )A. 64f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭63f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭C. 63f ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭64ππ⎛⎫⎛⎫> ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】CD【解析】【分析】 根据题意,令()()cos f x g x x =,0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,对其求导分析可得()0g x '<,即函数()g x 为减函数,结合选项分析可得答案.【详解】解:根据题意,令()()cos f x g x x =,0,2x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,则其导数2()cos sin ()()f x x x f x g x cos x '+'=, 又由(0,)2x π∈,且恒有cos ()sin ()0x f x x f x '+<,则有()0g x '<,即函数()g x 为减函数,又由63ππ<,则有()()63g g ππ>,即()()63cos cos 63f f ππππ>,分析可得()()63f ππ>; 又由64ππ<,则有()()64g g ππ>,即()()64cos cos 64f f ππππ>()()64ππ>. 故选:CD .【点睛】本题考查函数的单调性与函数导数的关系,注意构造函数()()cos f x g x x =,并借助导数分析其单调性,属于中档题.11. 设函数g (x )=sinωx (ω>0)向左平移5πω个单位长度得到函数f (x ),已知f (x )在[0,2π]上有且只有5个零点,则下列结论正确的是( )A. f (x )的图象关于直线2x π=对称B. f (x )在(0,2π)上有且只有3个极大值点,f (x )在(0,2π)上有且只有2个极小值点C. f (x )在(0,)10π上单调递增 D. ω的取值范围是[1229,510) 【答案】CD【解析】【分析】利用正弦函数的对称轴可知,A 不正确;由图可知()f x 在(0,2)π上还可能有3个极小值点,B 不正确;由2A B x x π≤<解得的结果可知,D 正确;根据()f x 在3(0,)10πω上递增,且31010ππω<,可知C 正确. 【详解】依题意得()()5f x g x πω=+sin[()]5x πωω=+sin()5x πω=+, 2T πω=,如图:对于A ,令52x k ππωπ+=+,k Z ∈,得310k x ππωω=+,k Z ∈,所以()f x 的图象关于直线310k x ππωω=+(k Z ∈)对称,故A 不正确; 对于B ,根据图象可知,2A B x x π≤<,()f x 在(0,2)π有3个极大值点,()f x 在(0,2)π有2个或3个极小值点,故B 不正确,对于D ,因为5522452525A x T ππππωωωω=-+=-+⨯=,22933555B x T ππππωωωω=-+=-+⨯=,所以2429255πππωω≤<,解得1229510ω≤<,所以D 正确;对于C ,因为1123545410T ππππωωωω-+=-+⨯=,由图可知()f x 在3(0,)10πω上递增,因为29310ω<<,所以33(1)0101010πππωω-=-<,所以()f x 在(0,)10π上单调递增,故C 正确; 故选:CD.【点睛】本题考查了三角函数的相位变换,考查了正弦函数的对称轴和单调性和周期性,考查了极值点的概念,考查了函数的零点,考查了数形结合思想,属于中档题.12. 如图,在矩形ABCD 中,M 为BC 的中点,将△AMB 沿直线AM 翻折成△AB 1M ,连接B 1D ,N 为B 1D 的中点,则在翻折过程中,下列说法正确的是( )A. 存在某个位置,使得CN ⊥AB 1B. CN 的长是定值C. 若AB =BM ,则AM ⊥B 1DD. 若AB =BM =1,当三棱锥B 1-AMD 的体积最大时,三棱锥B 1-AMD 的外接球的表面积是4π【答案】BD【解析】【分析】A 中,取AD 中点E ,连接EC 交MD 与F ,由题意判断三线NE ,NF ,NC 共面共点,得出A 不成立;B 中,利用余弦定理可得NC 是定值,判断B 正确;C 中,取AM 中点O ,连接1B O ,DO ,由题意判断C 不成立;D 中,当三棱锥1B AMD -的体积最大时,求出该三棱锥外接球的表面积即可.【详解】解:对于A :如图1,取AD 中点E ,连接EC 交MD 与F ,则1//NE AB ,1//NF MB ,如果1CN AB ⊥,可得到EN NF ⊥,又EN CN ⊥,且三线NE ,NF ,NC 共面共点,不可能,则A 错误.对于B :如图1,可得由1NEC MAB ∠=∠(定值),112NE AB =(定值),AM EC =(定值), 由余弦定理可得2222cos MC NE EC NE EC NEC =+-∠,所以NC 是定值,则B 正确.对于C :如图2,取AM 中点O ,连接1B O ,DO ,由题意得AM ⊥面1ODB ,即可得OD AM ⊥,从而AD MD =,由题意不成立,可得C 错误.对于D :当平面1B AM ⊥平面AMD 时,三棱锥1B AMD -的体积最大,由题意得AD 中点H 就是三棱锥1B AMD -的外接球的球心,球半径为1,表面积是4π,则D 正确.故选:BD .【点睛】本题考查了矩形的折叠问题,解题关键是正确理解线面、面面平行与垂直的判定和性质定理,属于中档题.三、填空题13. 某药厂选取若干名志愿者进行临床试验,所有志愿者的舒张压数据(单位:kPa )的分组区间为[12,13),[13,14),[14,15),[15,16),[16,17),将其按从左到右的顺序分别编号为第一组,第二组,……,第五组,如图是根据实验数据制成的频率分布直方图,已知第一组与第二组共有20人,则第三组中的人数为 _________.【答案】18 【解析】 【分析】 由频率=频数样本容量以及直方图可得分布在区间第一组与第二组共有20人的频率,即可求出总的人数,求出第三组的人数.【详解】由直方图可得分布在区间第一组与第二组共有20人,分布在区间第一组与第二组的频率分别为0.24,0.16,设总的人数为n,则200.240.160.4,50.n n=+=∴=所以第3小组的人数为500.36=18⨯人. 故答案为18【点睛】本题主要考查频率分布直方图中频数、频率等的计算,意在考查学生对这些知识的理解能力掌握水平.14. 41()(1)x x x--的展开式中x 3的系数为_______. 【答案】5 【解析】 【分析】利用二项式定理求解即可.【详解】4(1)x -的通项为4441()()11r rr r r r rT C x C x +-=-=-令2r,此时3x 系数为224(1)6C -=令4r =,此时3x 的系数为444(1)1C --=- 则3x 的系数为615-= 故答案为:5【点睛】本题主要考查了求指定项的系数,属于中档题.15. 已知函数3log (1)2,0()(3),0x x f x f x x +-≥⎧=⎨+<⎩,则(2020)f -=________.【答案】1- 【解析】 【分析】根据题意,由函数解析式可得(2020)(23674)(2)f f f -=-⨯=,进而计算得到答案. 【详解】根据题意,当0x <时,()(3)f x f x =+, 所以(2020)(23674)(2)f f f -=-⨯=, 当0x ≥时,3()log (1)2f x x =+-, 所以3log (21)(22)1f +-=-=. 故答案为:1-.【点睛】本题主要考查函数值的计算,涉及分段函数的应用和对数计算,属于基础题. 16. 已知直线l :340x y m ++=,圆C :22420x y x +-+=,则圆C 的半径r =______;若在圆C 上存在两点A ,B ,在直线l 上存在一点P ,使得90APB ∠=︒,则实数m 的取值范围是______.【答案】 (2). []16,4- 【解析】 【分析】把圆方程配方后可得圆心坐标和半径,由P 作圆C 的两条切线,这两条切线的夹角不小于90°,由此可得m 的取值范围.【详解】圆的标准方程为22(2)2x y -+=,圆心为(2,0)C ,半径为r =若在圆C 上存在两点A ,B ,在直线l 上存在一点P ,使得90APB ∠=︒,过P 作圆的两条切线,PM PN (,M N 为切点),则90MPN ∠≥︒,而当CP l ⊥时,MPN ∠最大,只要此最大角90≥︒即可,此时,圆心C 到直线l 的距离为65m d CP +==.所以22625r m d =≥+,解得164m -≤≤.故答案为:2;[16,4]-. 【点睛】本题考查圆的标准方程,考查直线与圆的位置关系,解题关键是问题的转化,本题考查了等价转化思想,运算求解能力.属于中档题. 四、解答题17. 请从下面三个条件中任选一个,补充在下面的横线上,并解答. ①26AB AB BC +=- ②2252b c +=③ABC 的面积为315在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知b -c =2,cosA =14-. (1)求a ; (2)求cos(2)6C π+的值.【答案】(1)不论选哪种条件,a =8;(2)31564.【解析】 【分析】(1)选①,根据向量的数量积运算,求得cosA ,结合题意,即可求得a ;选②,列出,b c 方程,求得,b c ,根据余弦定理求得a ;选③,根据面积公式求得,b c ,结合已知求得,b c ,再用余弦定理即可求得a ;(2)根据(1)中所求,利用余弦定理求得cosC ,解得2,2sin C cos C ,再用余弦的和角公式即可求得结果.【详解】(1)选择条件①:2()AB AB BC AB AB BC +=+ cos 6AB AC bc A ===-∵1cos 4A =-∴bc =24 由242bc b c =⎧⎨-=⎩解得64b c =⎧⎨=⎩或46b c =-⎧⎨=-⎩(舍去)∴22212cos 3616264()644a b c bc A =+-=+-⨯⨯⨯-= ∴a =8 选择条件②:由22522b c b c ⎧+=⎨-=⎩解得64b c =⎧⎨=⎩或46b c =-⎧⎨=-⎩(舍去)∴22212cos 3616264()644a b c bc A =+-=+-⨯⨯⨯-= ∴a =8 选择条件③:∵1cos 4A =-∴sin A =1sin 28ABC S bc A bc ===△∴bc =24由242bc b c =⎧⎨-=⎩解得64b c =⎧⎨=⎩或46b c =-⎧⎨=-⎩(舍)∴22212cos 3616264()644a b c bc A =+-=+-⨯⨯⨯-= ∴a =8(2)222cos 2a b c C ab+-=643616286+-=⨯⨯78=∴4915sin 164C =-=∴217cos 22cos 132C C =-=715sin 22sin cos C C C ==∴cos(2)cos 2cossin 2sin666C C C πππ+=-173715-=【点睛】本题考查倍角公式、和角公式的利用,以及用正弦定理解三角形,属综合中档题. 18. 如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为正方形,PA ⊥平面ABCD ,PA =AB ,E 为线段PB 的中点,F 为线段BC 上的动点.(1)求证:AE ⊥平面PBC ;(2)试确定点F 位置,使平面AEF 与平面PCD 所成的锐二面角为30°.【答案】(1)见解析(2)当点F 为BC 中点时,平面AEF 与平面PCD 所成的锐二面角为30° 【解析】 【分析】(1)证明PA BC ⊥.AB BC ⊥,推出BC ⊥平面PAB .得到AE BC ⊥.证明AE PB ⊥,得到AE ⊥平面PBC .然后证明平面AEF ⊥平面PBC .(2)分别以,,AB AD AP 的方向为x 轴,y 轴,z 轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐标系A xyz -,设正方形ABCD 的边长为2,求出为平面AEF 的法向量,平面PCD 的法向量,利用空间向量的数量积求解即可.【详解】解:(1)∵PA ⊥平面ABCD ,BC ⊂平面ABCD ∴PA ⊥BC ∵ABCD 为正方形 ∴AB ⊥BC又 PA ∩AB =A ,PA ,AB ⊂平面PAB ∴BC ⊥平面PAB ∴AE ⊂平面PAB ∴AE ⊥BC∵PA =AB ,E 为线段PB 的中点 ∴AE ⊥PB又 PB ∩BC =B ,PB ,BC ⊂平面PBC ∴AE ⊥平面PBC(2)以A 为坐标原点,建立如图所示的空间直角坐标系A -xyz ,设正方形ABCD 的边长为2,则A (0,0,0),B (2,0,0),C (2,2,0),D (0,2,0)P (0,0,2)E (1,0,1)∴(1,0,1)AE =,(2,2,2)PC =-,(0,2,2)PD =- 设F (2,λ,0)(0≤λ≤2), ∴(2,,0)AF λ=设平面AEF 的一个法向量为()111,,n x y z =则·0·0n AE n AF ⎧=⎨=⎩∴1111020x z x y λ+=⎧⎨+=⎩令y 1=2,则11x z λλ=-⎧⎨=⎩∴(,2,)n λλ=-设平面PCD 的一个法向量为()222,,m x y z =则·0·0m PC m PD ⎧=⎨=⎩∴222220x y z y z +-=⎧⎨-=⎩令y 2=1,则2201x z =⎧⎨=⎩∴()0,1,1m =∵平面AEF 与平面PCD 所成的锐二面角为30°,∴2cos302m n m n︒===⨯, 解得λ=1,∴当点F 为BC 中点时,平面AEF 与平面PCD 所成的锐二面角为30°【点睛】本题考查空间直线和直线、直线和平面、平面和平面的垂直的证明,二面角等基础知识,考查学生的逻辑推理能力,化归与转化能力和空间想象能力.考查的核心素养是直观想象、逻辑推理与数学运算.19. 已知等差数列{}n a 的公差0d >,27a =,且1a ,6a ,35a 成等比数列. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)若数列{}n b 满足()*111N n n n a n b b +-=∈,且113b =,求数列{}n b 的前n 项和n T .【答案】(1)23n a n =+;(2)()()235412n n nT n n +=++.【解析】 【分析】(1)由1a ,6a ,35a 成等比数列,可得26315a a a =⋅,利用{}n a 等差数列,27a =,即可求出1a 和d ,从而求出{}n a 的通项公式;(2)由(1)知11123n nn b b +-=+,利用累加法可得()12n b n n =+,利用裂项求和即可得 {}n b 的前n 项和n T .【详解】(1)1a ,6a ,35a 成等比数列,∴26315a a a =⋅∴()()2111552a d a a d +=⋅+, 整理得221425a d =∴152a d =或152a d =-, 当152a d =时,由12527a d a ⎧=⎪⎨⎪=⎩解得152a d =⎧⎨=⎩,满足题意, 当152a d =-时,由12527a da ⎧=-⎪⎨⎪=⎩解得143d =-,不合题意,∴()21253n n n a +-=+=.(2)由(1)知,当2n ≥时,()()12115212n n n a a a --++++⋅⋅⋅+=223n n =+-,∵111n n n a b b +-=,∴当2n ≥时,1111n n n a b b ---=, 12121321111111n n n a a a b b b b b b --++⋅⋅⋅+=-+-+⋅⋅⋅+-111n b b =-223n n =+-, 又113b =∴()12n b n n =+当1n =时,()1111123b ==⨯+∴()12n b n n =+,*N n ∈.∴()1111222n b n n n n ⎛⎫==- ⎪++⎝⎭,∴12n n T b b b =++⋅⋅⋅+111111123242n n ⎛⎫=-+-+⋅⋅⋅+- ⎪+⎝⎭()()21311352212412n nn n n n +⎛⎫=--=⎪++++⎝⎭. 【点睛】本题考查求等差数列的通项公式与前n 项和,考查累加法求数列通项,裂项相消法求和,属于中档题.20. 某工厂为了提高生产效率,对生产设备进行了技术改造,为了对比技术改造后的效果,采集了技术改造前后各20次连续正常运行的时间长度(单位:天)数据,整理如下: 改造前:19,31,22,26,34,15,22,25,40,35,18,16,28,23,34,15,26,20,24,21改造后:32,29,41,18,26,33,42,34,37,39,33,22,42,35,43,27,41,37,38,36(1)完成下面的列联表,并判断能否有99%的把握认为技术改造前后的连续正常运行时间有差异?(2)工厂生产设备的运行需要进行维护,工厂对生产设备的生产维护费用包括正常维护费,保障维护费两种.对生产设备设定维护周期为T 天(即从开工运行到第kT 天,k∈N*)进行维护.生产设备在一个生产周期内设置几个维护周期,每个维护周期相互独立.在一个维护周期内,若生产设备能连续运行,则只产生一次正常维护费,而不会产生保障维护费;若生产设备不能连续运行,则除产生一次正常维护费外,还产生保障维护费.经测算,正常维护费为0.5万元/次;保障维护费第一次为0.2万元/周期,此后每增加一次则保障维护费增加0.2万元.现制定生产设备一个生产周期(以120天计)内的维护方案:T=30,k=1,2,3,4.以生产设备在技术改造后一个维护周期内能连续正常运行的频率作为概率,求一个生产周期内生产维护费的分布列及均值.附:22()()()()()n ad bc K a b c d a c b d -=++++【答案】(1)见解析,有99%的把握认为技术改造前后的连续正常运行时间有差异.(2)见解析;均值为2.275万元. 【解析】 【分析】(1)根据已知改造前后数据完成22⨯列联表,计算2K ,查表与临界值比较大小即可确定; (2)依题意可知,一个维护周期内,生产线需保障维护的概率为14P =,一个生产周期内需保障维护的次数服从二项分布.计算出一个生产周期内的正常维护费和保障维护费即可得出一个生产周期内的生产维护费,根据二项分布概率公式可求出分布列及期望. 【详解】解:(1)列联表为:()224055151510 6.63520202020K ⨯-⨯∴==>⨯⨯⨯∴有99%的把握认为技术改造前后的连续正常运行时间有差异.(2)由题知,生产周期内有4个维护周期,一个维护周期为30天,一个维护周期内,生产线需保障维护的概率为14P =.设一个生产周期内需保障维护的次数为ξ,则1~4,4B ξ⎛⎫ ⎪⎝⎭;一个生产周期内的正常维护费为0.542⨯=万元,保障维护费为()()20.210.10.12ξξξξ⨯+=+万元. ∴一个生产周期内需保障维护ξ次时的生产维护费为()20.10.12ξξ++万元.设一个生产周期内的生产维护费为X ,则X 的所有可能取值为2,2.2,2.6,3.2,4.()4181214256P X ⎛⎫==-= ⎪⎝⎭ ()31411272.214464P X C ⎛⎫==-= ⎪⎝⎭ ()222411272.6144128P X C ⎛⎫⎛⎫==-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ()3341133.214464P X C ⎛⎫⎛⎫==-= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ ()41144256P X ⎛⎫=== ⎪⎝⎭所以,X 的分布列为()812727312 2.2 2.6 3.242566412864256E X ∴=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯ 162237.6140.438.44582.4 2.275256256++++=== ∴一个生产周期内生产维护费的均值为2.275万元. 【点睛】本题考查独立性检验的应用、二项分布及期望,属于中档题.21. 已知椭圆1C :()222210x y a b a b +=>>的左、右顶点分别是双曲线2C :2221x y m-=的左、右焦点,且1C 与2C相交于点,33⎛ ⎝⎭.(1)求椭圆1C 的标准方程;(2)设直线l :13y kx =-与椭圆1C 交于A ,B 两点,以线段AB 为直径的圆是否恒过定点?若恒过定点,求出该定点;若不恒过定点,请说明理由.【答案】(1)2212x y +=;(2)过定点,()0,1. 【解析】【分析】(1)将两个曲线的交点当然双曲线的方程可得m 的值,进而求出双曲线的左右焦点,即椭圆的左右顶点,再将交点的坐标代入椭圆的方程可得b 的值,进而求出椭圆的方程;(2)由对称性可得圆的圆心在y 轴上,设M 的坐标,设A ,B 的坐标,将直线与椭圆联立,求出两根之和及两根之积,求出数量积0MA MB ⋅=,求出M 的坐标.【详解】(1)将,33⎛ ⎝⎭代入2221x y m -=,解得21m = ∴2212a m =+=将33⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭代入22212x y b += 解得21b =∴椭圆1C 的标准方程为2212x y +=. (2)设()11,A x y ,()22,B x y , 由221312y kx x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩整理得()2291812160k x kx +--=, ∴12212918k x x k +=+,12216918x x k -=+ ()22144649180k k ∆=++>.由对称性可知,以AB 为直径的圆若恒过定点,则定点必在y 轴上.设定点为()00,M y ,则()110,MA x y y =-,()220,MB y y y =-()()121020MA MB x x y y y y ⋅=+--()212120120x x y y y y y y =+-++()()22121212012021339k x x k x x x x y k x x y ⎡⎤=+-+-+-++⎢⎥⎣⎦ ()()2212012001211339k x x k y x x y y ⎛⎫=+-+++++ ⎪⎝⎭()22200021819615918y k y y k -++-=+0=∴202001096150y y y ⎧-=⎨+-=⎩解得01y = ∴()0,1M∴以线段AB 为直径的圆恒过定点()0,1.【点睛】本题考查求椭圆,双曲线的方程,及直线与圆锥曲线的综合,及以线段的端点为直径的圆的性质,属于难题.22. 已知函数()()22xf x x e x =-++,()'f x 是f (x )的导函数. (1)证明:当x >0时,f (x )>0;(2)证明:()()]()1sin [22x g x x xe f x =--+-'在(,ππ-)上有且只有3个零点. 【答案】(1)见解析(2)见解析【解析】【分析】(1)利用导数研究函数的单调性,利用单调性可证得不等式成立;(2)转化为证明()1sin 1x x e h x x e -=-+在(,)ππ-上有且只有3个零点,因为0是()h x 的一个零点,再根据()h x 为奇函数,所以只需证明()h x 在(0,)π上有且只有一个零点,分两种情况证明:①当(0,)2x π∈时,利用导数证明1sin 12x x e x x e -<<+,此时()h x 无零点,②当(,)2x ππ∈时,利用导数得到函数为单调函数,再根据零点存在性定理得()h x 有且只有一个零点. 【详解】(1)证明:()()11x f x x e '=-+令()()11x k x x e =-+,则()x k x xe '=,当0x >时,()0k x '>,所以()'f x 在(0,)+∞上单调递增,所以当0x >时,()(0)0f x f ''>=,所以()f x 在(0,)+∞上单调递增,又()00f =,所以当0x >时,()0f x >.(2)证明:()()()()1sin 221sin sin 1x x g x x xe f x x e x '⎡⎤=--+-=---⎣⎦, 令()0g x =,得(1sin )sin 10x x e x ---=,即1sin 01x x e x e --=+令()1sin 1x x e h x x e -=-+,则()()()11sin sin 11x x x x e e h x x x h x e e --⎛⎫---=--=--=- ⎪++⎝⎭,()y h x ∴=是奇函数,且()00h =,即0是()h x 的一个零点, 令1()1x x e t x e -=+,则22()(1)xx et x e '=+,当()0,x π∈时,()0t x '>,所以()t x 在(0,)π上单调递增,令()sin r x x =,则()r x 在(0,)2π上单调递增,在(,)2ππ上单调递减.由(1)知:当(0,)2x π∈时,()220x x e x -++>,即112x x e xe -<+, 令()sin 2xm x x =-,则()m x '1cos 2x =-, 当(0,)3x π∈时,()0m x '>,()m x 单调递增, 当(,)32x ππ∈时,()0m x '<,()m x 单调递减,又()00,1024m m ππ⎛⎫==-> ⎪⎝⎭, 所以(0,)2x π∈时,()0m x >恒成立,即(0,)2x π∈时,sin 2x x <恒成立, 所以当(0,)2x π∈时,1sin 12x x e x x e -<<+, 所以当(0,)2x π∈时,()0h x <恒成立, 当(,)2x ππ∈时,22()cos 0(1)xx e h x x e '=->+, 所以()h x 在(,)2ππ上为增函数,且2211021e h e πππ-⎛⎫=-< ⎪⎝⎭+,()101e h e πππ-=>+, 所以()h x 在(0,)π上有且只有一个零点,设为0x ,所以()00h x =,因为()h x 是奇函数,()()000h x h x ∴-==-,所以()h x 在(,0)π-上的零点为0x -,所以()h x 在(,)ππ-上的零点为0x -,0,0x ,所以()h x 在(,)ππ-上有且只有3个零点. 所以()g x 在(,)ππ-上有且只有3个零点.【点睛】本题考查了函数的零点,考查了零点存在性定理,考查了利用导数研究函数的单调性,考查了化归思想,函数与方程思想,考查了函数的奇偶性的应用,属于偏难题.。