江苏省普通高等学校2018年高三招生考试20套模拟测试附加题数学试题(七)
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江苏省普通高等学校招生考试高三模拟测试卷(七)
数学附加分(满分40分,考试时间30分钟)
21. 【选做题】 在A,B,C,D四小题中只能选做2题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
A. (选修41:几何证明选讲)
已知圆O的直径AB=4,C为AO的中点,弦DE过点C且满足CE=2CD,求△OCE的面积.
B. (选修42:矩阵与变换)
已知向量 1-1是矩阵A的属于特征值-1的一个特征向量.在平面直角坐标系xOy中,点P(1,1)在矩阵A对应的变换作用下变为P′(3,3),求矩阵A.
C. (选修44:坐标系与参数方程)
在极坐标系中,求直线θ=π4(ρ∈R)被曲线ρ=4sin θ所截得的弦长.
D. (选修45:不等式选讲)
求函数y=3sin x+22+2cos 2x的最大值.
【必做题】 第22,23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
22. 如图,在棱长为2的正方体ABCDA1B1C1D1中,P为棱C1D1的中点,Q为棱BB1上的点,且BQ=λBB1(λ≠0).
(1) 若λ=12,求AP与AQ所成角的余弦值;
(2) 若直线AA1与平面APQ所成的角为45°,求实数λ的值.
在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线x2=2py(p>0)上的点M(m,1)到焦点F的距离为2.
(1) 求抛物线的方程;
(2) 如图,点E是抛物线上异于原点的点,抛物线在点E处的切线与x轴相交于点P,直线PF与抛物线相交于A,B两点,求△EAB面积的最小值.
(七)
(南通市、泰州市2017届高三第一次调研测试)21. A. 解:设CD=x,则CE=2x.
因为CA=1,CB=3,
由相交弦定理,得CA·CB=CD·CE,
所以1×3=x·2x=2x2,所以x=62.(2分)
取DE中点H,则OH⊥DE.
因为OH2=OE2-EH2=4-32x2=58,
所以OH=104.(6分)
因为CE=2x=6,所以△OCE的面积S=12OH·CE=12×104×6=154.(10分)
B. 解:设A=a bc d,因为向量 1-1是矩阵A的属于特征值-1的一个特征向量,
所以a bc d 1-1=(-1) 1-1=-1 1.
所以a-b=-1,c-d=1.(4分)
因为点P(1,1)在矩阵A对应的变换作用下变为P′(3,3),
所以a bc d11=33.所以a+b=3,c+d=3.(8分)
解得a=1,b=2,c=2,d=1,所以A=1 22 1.(10分)
C. 解:(解法1)在ρ=4sin θ中,令θ=π4,得ρ=4sin π4=22,即AB=22.(10分)
(解法2)以极点O为坐标原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系.
直线θ=π4(ρ∈R)的直角坐标方程为y=x①,(3分)
曲线ρ=4sin θ的直角坐标方程为x2+y2-4y=0②.(6分)
由①②,得x=0,y=0或x=2,y=2.(8分)
所以A(0,0),B(2,2),所以直线θ=π4(ρ∈R)被曲线ρ=4sin θ所截得的弦长AB=22.(10分)
D. 解:y=3sin x+22+2cos 2x=3sin x+4cos2x.(2分)
由柯西不等式,得y2=(3sin x+4cos2x)2≤(32+42)(sin2x+cos2x)=25,(8分)
所以ymax=5,此时sin x=35.
所以函数y=3sin x+22+2cos 2x的最大值为5.(10分)
22. 解:以{AB→,AD→,AA1→}为正交基底,建立如图所示空间直角坐标系Axyz.
(1) 因为AP→=(1,2,2),AQ→=(2,0,1),
所以cos〈AP→,AQ→〉=AP→·AQ→|AP→||AQ→|=1×2+2×0+2×19×5=4515.
所以AP与AQ所成角的余弦值为4515.(4分)
(2) 由题意可知,AA1→=(0,0,2),AQ→=(2,0,2λ).
设平面APQ的法向量为n=(x,y,z),
则n·AP→=0,n·AQ→=0,即x+2y+2z=0,2x+2λz=0.
令z=-2,则x=2λ,y=2-λ.
所以n=(2λ,2-λ,-2).(6分)
因为直线AA1与平面APQ所成角为45°,
所以|cos〈n,AA1→〉=|n·AA1→|n||AA1→||
=42(2λ)2+(2-λ)2+(-2)2=22,
可得5λ2-4λ=0.
因为λ≠0,所以λ=45.(10分)
23. 解:(1) 抛物线x2=2py(p>0)的准线方程为y=-p2,
因为M(m,1),由抛物线定义,得MF=1+p2,
所以1+p2=2,即p=2,
所以抛物线的方程为x2=4y.(3分)
(2) 因为y=14x2,所以y′=12x.
设点Et,t24,t≠0,则抛物线在点E处的切线方程为y-t24=12t(x-t).
令y=0,则x=t2,即点Pt2,0.
因为Pt2,0,F(0,1),所以直线PF的方程为
y=-2tx-t2,即2x+ty-t=0.
则点Et,t24到直线PF的距离为d=2t+t34-t4+t2=|t|4+t24.(5分)
联立方程组y=x24,2x+ty-t=0,消元,得t2y2-(2t2+16)y+t2=0.
因为Δ=(2t2+16)2-4t4=64(t2+4)>0,
所以y1=2t2+16+64(t2+4)2t2,y2=2t2+16-64(t2+4)2t2,
所以AB=y1+1+y2+1=y1+y2+2=2t2+16t2+2=4(t2+4)t2.(7分)
所以△EAB的面积为S=12×4(t2+4)t2×|t|4+t24=12×(t2+4)32|t|.
不妨设g(x)=(x2+4)32x(x>0),则g′(x)=(x2+4)12x2(2x2-4).
当x∈(0,2)时,g′(x)<0,所以g(x)在(0,2)上单调递减;
当x∈(2,+∞)时,g′(x)>0,所以g(x)在(2,+∞)上单调递增.
所以当x=2时,g(x)min=(2+4)322=63.
所以△EAB的面积的最小值为33.(10分)