2020届高三数学综合模拟
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绝密★启用前2020届山东省潍坊市高三联合模拟考试数学试题学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 注意事项:1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2、请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1.设集合{}220M x x x =+-≤,{}2log 1N x x =<,则M N =I ( )A .{}21x x -≤≤B .{}01x x <≤C .{}12x x ≤<D .{}22x x -≤< 解:由()()22210x x x x +-=+-≤解得21x -≤≤.由22log log 2x <解得02x <<. ∵{}21M x x =-≤≤,{}02N x x =<<, ∴{}01M N x x ⋂=<≤.故选:B.点评:本小题主要考查集合交集的概念和运算,考查一元二次不等式的解法,考查对数不等式的解法,属于基础题. 2.已知向量()2,1AB =u u u r ,()3,AC t =u u u r ,1BC =u u u r ,则AB AC ⋅=u u u r u u u r ( )A .2B .3C .7D .8解: 因为()1,1BC AC AB t =-=-u u u r u u u r u u u r ; ∵1BC =u u u r ,∴()2221110t t +-=⇒=; ∴()3,1AC =u u u r ,∴23117AB AC ⋅=⨯+⨯=u u u r u u u r ;故选:C.点评:本小题主要考查向量减法、模和数量积的坐标运算,属于基础题.3.设i 为虚数单位,a R ∈,“复数22020i 21ia z =--是纯虚数“是“1a =”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:B先化简z ,求出a ,再判断即可.解: 复数()()22020222i 11i 11i 21i 21i 21i 1i 222a a a a z +=-=-=-=-----+是纯虚数, 则21a =,1a =±,1a =±是1a =的必要不充分条件,故选:B.点评:本小题主要考查根据复数的类型求参数,考查充分、必要条件的判断,属于基础题.4.数学的对称美在中国传统文化中多有体现,譬如如图所示的太极图是由黑白两个鱼形纹组成的圆形图案,充分展现了相互转化、对称统一的和谐美.如果能够将圆的周长和面积同时平分的函数称为这个圆的“优美函数“,下列说法错误的是( )A .对于任意一个圆,其“优美函数“有无数个B .()3f x x =可以是某个圆的“优美函数” C .正弦函数sin y x =可以同时是无数个圆的“优美函数”D .函数()y f x =是“优美函数”的充要条件为函数()y f x =的图象是中心对称图形 答案:D利用“优美函数”的定义判断选项A ,B ,C 正确,函数()y f x =的图象是中心对称图形,则函数()y f x =是“优美函数”,但是函数()y f x =是“优美函数”时,图象不一定是中心对称图形,举出反例,可判断选项D 错误.解:对于A :过圆心的直线都可以将圆的周长和面积同时平分,所以对于任意一个圆,其“优美函数”有无数个,故选项A 正确;对于B :因为函数()3f x x =图象关于原点成中心对称,所以将圆的圆心放在原点,则函数()3f x x =是该圆的“优美函数”,故选项B 正确; 对于C :将圆的圆心放在正弦函数sin y x =的对称中心上,则正弦函数sin y x =是该圆的“优美函数”,故选项C 正确;对于D :函数()y f x =的图象是中心对称图形,则函数()y f x =是“优美函数”,但是函数()y f x =是“优美函数”时,图象不一定是中心对称图形,如图所示:,所以函数()y f x =的图象是中心对称图形是函数()y f x =是“优美函数”的充分不必要条件,故选项D 错误,故选:D.点评:本小题主要考查新定义概念的理解和应用,考查函数的对称性,属于基础题.5.已知33cos(),tan 222ππϕϕϕ-=<且则等于( ) A .3B 3C 3D 3答案:C解:分析:利用诱导公式求得sin ϕ的值,再利用同角三角函数的基本关系求得tan ϕ的值.详解:3cos sin 2πϕϕ⎛⎫-=-= ⎪⎝⎭Q即 sin ϕ=2πϕ<,12cos ϕ∴==,则sin tan cos ϕϕϕ== 故选C . 点睛:本题主要考查同角三角函数的基本关系、诱导公式的应用,以及三角函数在各个象限中的符号,属于基础题.6.已知直三棱柱111ABC A B C -2AB =,1AC =,60BAC ∠=︒,则该球的表面积为( )A .4πB .C .8πD .32π 答案:C利用三棱柱111ABC A B C -,2AB =,1AC =,60BAC ∠=︒,求出1AA ,再求出ABC ∆外接圆的半径,即可求得球的半径,从而可求球的表面积.解:∵三棱柱111ABC A B C -的侧棱垂直于底面,2AB =,1AC =,60BAC ∠=︒,∴1121sin 602AA ⨯⨯⨯︒⨯=,∴12AA =∵2222cos604123BC AB AC AB AC =+-⋅︒=+-=,∴BC =.设ABC ∆外接圆的半径为R ,则2sin 60BC R =︒,∴1R =.=,∴球的表面积等于248ππ⨯=.故选:C.点评:本小题主要考查根据柱体体积求棱长,考查几何体外接球有关计算,属于基础题.7.将全体正整数排成一个三角形数阵,按照以上排列的规律,第10行从左向右的第3个数为( )A .13B .39C .48D .58答案:C 根据题意,分析可得第n 行的第一个数字为()112n n -+,进而可得第20行的第一个数字,据此分析可得答案.解: 由排列的规律可得,第1n -行结束的时候共排了()()()()1111123122n n n n n -+--++++-==L 个数, 则第n 行的第一个数字为()112n n -+, 则第10行的第一个数字为46,故第10行从左向右的第3个数为48; 故选:C.点评:本小题主要考查合情推理,考查等差数列前n 项和,属于基础题.8.已知F 为双曲线C :22221x y a b-=(0a b >>)的右焦点,A ,B 是双曲线C 的一条渐近线上关于原点对称的两点,0AF BF ⋅=u u u r u u u r,且AF 的中点在双曲线C 上,则C 的离心率为( )A 51B .221C 31D 51 答案:A根据条件设出A ,B 的坐标,结合向量数量积求出A ,B 的坐标,结合中点坐标公式建立方程进行求解即可.解: 设双曲线的一条渐近线是b y x a =,设,b A m m a ⎛⎫ ⎪⎝⎭,0m >,则,b B m m a ⎛⎫-- ⎪⎝⎭,(),0F c ,则由0AF BF ⋅=u u u r u u u r 得,,0b b c m m c m m a a ⎛⎫⎛⎫--⋅+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 得222220b m c m a --=,即2222c c m a =, 得22m a =,则m a =,即(),A a b ,则AF 的中点为,22a c b +⎛⎫ ⎪⎝⎭, ∵AF 的中点在双曲线C 上, ∴2222241a c b a b +⎛⎫ ⎪⎝⎭-=, 即2151244a c a +⎛⎫=+= ⎪⎝⎭, 即()2151e 44+=, 则()21e 5+=,则1e +=,即e 1=,故选:A.点评:本小题主要考查双曲线离心率的求法,考查向量数量积运算,考查化归与转化的数学思想方法,属于中档题.二、多选题9.我国于2015年10月宣布实施普遍二孩政策,为了解户籍、性别对生育二胎选择倾向的影响,某地从育龄群体中随机抽取了容量为140的调查样本,其中城镇户籍与农村户籍各70人;男性60人,女性80人,绘制的不同群体中倾向选择生育二胎与倾向选。
南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学参考答案及评分标准说明:1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数. 4.只给整数分数,填空题不给中间分数.一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)1.{x |1<x <4} 2.2 3.60 4.10 5.236. 37.2n +1-2 8.62 9.8310.[2,4] 11.6 12. [-2,+∞) 13.-9414.38二、解答题(本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内) 15.(本小题满分14分)证明:(1)取PC 中点G ,连接DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC .因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点,所以DE ∥BC ,DE =12BC , ······························································ 2分所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG . ············································································· 4分 又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD ,所以EF ∥平面PCD . ······································································ 6分 (2)因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD .又因为平面P AD ⊥平面ABCD ,平面P AD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD ,所以CD ⊥平面P AD . ··································································· 10分 因为P A ⊂平面P AD ,所以CD ⊥P A . ·················································· 12分 又因为P A ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以P A ⊥平面PCD . 因为P A ⊂平面P AB ,所以平面P AB ⊥平面PCD . ·································· 14分16.(本小题满分14分)解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以 f (x )=m ·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos2x +12. ··································· 2分因为f (x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π) ,所以x =π3, ························································· 4分所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+ tan π41-tan π3tanπ4=-2-3. ······························· 6分(2)若f (α)=-110,则cos2α+12=-110,即cos2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin2α=-1-cos 22α=-45. ········ 8分因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210, ······················· 10分所以cos(2α+β)=cos2αcos β-sin2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22. ····· 12分又因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),所以2α+β的值为7π4. ····································································· 14分17.(本小题满分14分)解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy . 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B (60,40),且A (100,0). ···························································· 2分(1)设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C ,则OC =105(t +2),AC =50t .因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA ·OC ·cos ∠AOD ,即(50t )2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55. 化得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去), ·············································· 4分 所以OC =405.因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C (40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0. ······················· 6分因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85, 所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险.答:若快艇立即出发有触礁的危险. ······················································· 8分 (2)设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E . 设直线AE 的方程为y =k (x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k |12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12. ············································· 10分由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x . 由⎩⎨⎧y =2x , y =-2(x -100),解得⎩⎨⎧x =50,y =100,所以E (50,100),所以AE =505,OE =505, ······························································· 12分此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3-5.答:x 的最小值为(3-5)小时. ···························································· 14分18.(本小题满分16分)解:(1)因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和 (1,32),所以a =2,1a 2+34b2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1. ·························································· 2分(2)因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2. ··········· 4分 设点M (x 0,y 0),则A (x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 024+y 02=1, (x 0+2)24+y 02=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1, y 0=±32, 所以M (-1,±32). ········································································ 6分 (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2. ···················································· 8分因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2m =k ·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M (-8km 1+4k 2,2m1+4k 2). ·································································· 10分因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程,化得4m 2=4k 2+1.① ········································································ 12分 因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m )(kx 1+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m2-4 k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化得5m 2=4k 2+4.② ················· 14分 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时△>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112. ····················································· 16分 19. (本小题满分16分)解:(1)当a =1时,f (x )=e xx 2-x +1,所以函数f (x )的定义域为R ,f'(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f'(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2). ··················································· 2分 (2)由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立,所以a 2-4a <0,解得0<a <4. ························································· 4分 方法1由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f'(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意. ②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减,所以f (a )>f (2),不符题意. ··························································· 6分 ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意.综上,a 的取值范围为(2,4). ························································ 8分方法2由f (2)>f (a ),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e a a(4-a ).设函数g (x )=e xx (4-x )-e 2, 0<x <4. ·················································· 6分因为g'(x )=e x·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g (x )在(0,4)上单调递减.又因为g (2)=0,所以g (x )<0的解集为(2,4).所以,a 的取值范围为(2,4). ··························································· 8分 (3)证明:设切点为(x 0,f (x 0)),则f'(x 0)=e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2,所以切线方程为y -ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(x -x 0).由0-ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(0-x 0),化简得x 03-(a +3)x 02+3ax 0-a =0. ···················································· 10分 设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h'(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为△=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h'(x )=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨x 1<x 2. 因为所以函数h (x )最多有三个零点. ························································· 12分 因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0, 所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点. ············································· 16分20.(本小题满分16分)解:(1) 因为{a n }的“L 数列”为{12n },所以a n a n +1=12n ,n ∈N *,即a n +1a n =2n ,所以n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n -1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *. ·················· 2分(2)因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. 方法1设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2.因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N*恒成立, 即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N*恒成立. ············································ 4分因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意. ··········· 6分 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0,综上,k 的取值范围是(1,+∞). ························································· 8分 方法2令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意. ···················· 6分当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意.综上,k 的取值范围是(1,+∞). ························································· 8分(3)存在满足条件的等差数列{c n },证明如下:因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+p k,k ∈N*, ·············································· 10分所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n). 又因为p >1,所以1-1p >0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·[1-(1p )n ]. ································································· 14分 因为1p ·[1-(1p )n ]<1p ,所以n p <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意. ······················································· 16分南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题参考答案及评分标准说明:1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数. 4.只给整数分数,填空题不给中间分数.21.【选做题】在A 、B 、C 三小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷..纸.指定区域内.....作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A .选修4—2:矩阵与变换解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .··································································· 2分 因为点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0. ········································································· 4分 (2)因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2, ·············· 6分 所以A 2⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2 ⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36, 所以,点Q ′的坐标为(-3,6). ························································ 10分B .选修4—4:坐标系与参数方程解:由l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数)得直线l 方程为x -3y +3=0. ············· 2分曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ- 3 sin θ+3|2 ······························ 4分=|2cos(θ+π3)+1+3|2. ········································································ 6分当θ+π3=2k π,即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时, ·················································· 8分曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32. ········································ 10分C .选修4—5:不等式选讲 证明:因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a )=(a -b )[(a )5-(b )5]. ·································· 4分 若a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5,得(a -b )·[(a )5-(b )5]≥0. ···························································· 6分 若a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5,得(a -b )·[(a )5-(b )5]>0. ···························································· 8分 综上,a 3+b 3≥ab (a 2+b 2). ····························································· 10分 22.(本小题满分10分)解:(1)因为三棱柱ABC -A 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面ABC ,所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC .又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的 空间直角坐标系A —xyz .设AA 1=t (t >0),又AB =3,AC =4,则A (0,0,0),C 1(0,4,t ),B 1(3,0,t ),C (0,4,0),所以AC 1→=(0,4,t ),B 1C →=(-3,4,-t ). ·············································· 2分 因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4,所以AA 1的长为4. ············································································· 4分 (2)由(1)知B (3,0,0),C (0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z )为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎨⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 又因为AB ⊥面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos <n ,AB →>=AB →·n |AB →|·|n |=123·42+32+32=434, ····································· 6分所以sin <n ,AB →>=317.设P (3,0,m ),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m ). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos <CP →,AB →>=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93·32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 的所成角的正弦值为3m 2+25. ·························· 8分 因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B -A 1C -A 的大小相等, 所以3m 2+25=317,此时方程无解,所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B -A 1C -A 的大小相等 . ········································································································ 10分 23.(本小题满分10分)解:(1)根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35.所以P 1=25×25+C 12×(25)2×35=425+24125=44125. ········································ 2分(2)证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C nn ×(25)n +1;前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C nn +1×(25)n +1×35;······································································································ 4分 ……前2n -1 次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n2n -1×(25)n +1×(35)n -1;前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n2n ×(25)n +1×(35)n ;则P n =C n n ×(25)n +1+C n n +1×(25)n +1×35+…+C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1+C n2n ×(25)n +1×(35)n=(25)n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n 2n -1×(35)n -1+C n2n ×(35)n ] =(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ], ························ 6分因此P n +1-P n =(25)n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1]-(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ] =(25)n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1]。
南京市2020届高三年级第三次模拟考试数 学注意事项:1.本试卷共4页,包括填空题(第1题~第14题)、解答题(第15题~第20题)两部分.本试卷满分为160分,考试时间为120分钟.2.答题前,请务必将自己的姓名、学校、班级、学号写在答题卡的密封线内.试题的答案写在答题卡...上对应题目的答案空格内.考试结束后,交回答题卡. 一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题卡的指定位置....上) 1.已知集合A ={x |2<x <4},B ={x |1<x <3},则A ∪B = ▲ . 2.若z =a 1+i+i (i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为 ▲ .3.某校共有教师300人,男学生1200人,女学生1000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为 ▲ . 4.如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为 ▲ .5.将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为 ▲ .6.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ) (其中ω>0,-π2<φ<π2)的部分图象如图所示,则f (π2)的值为▲ .7.已知数列{a n }为等比数列.若a 1=2,且a 1,a 2,a 3-2成等差数列,则{a n }的前n 项和为 ▲ .8.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F .若以F 为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为 ▲ .9.若正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥A -B 1CD 1的体积为 ▲ .(第6题图)10.已知函数f (x )=⎩⎨⎧x +2, x ≤0,f (-x ),x >0,g (x )=f (x -2).若g (x -1)≥1,则x 的取值范围为 ▲ .11.在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA →⊥OB →.若A ,B 两点到直线l :3x +4y -10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为 ▲ . 12.若对任意a ∈[e ,+∞) (e 为自然对数的底数) ,不等式x ≤e ax+b对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围为 ▲ .13.已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP →=λAB →+μAC →,且2λ+3μ=1,延长AP 交边BC 于点D .若BD =2DC ,则PA →·PB →的值为 ▲ .14.在△ABC 中,∠A =π3,D 是BC 的中点.若AD ≤22BC ,则sin B sin C 的最大值为 ▲ .二、解答题:本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题卡的指定区域....内. 15.(本小题满分14分)如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⊥PD ,E ,F 分别为AD ,PB 的中点. 求证:(1)EF ∥平面PCD ;(2)平面PAB ⊥平面PCD .16.(本小题满分14分)已知向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),函数f (x )=m ·n +12.(1)若f (x 2)=1,x ∈(0,π),求tan(x +π4)的值;(2)若f (α)=-110, α∈(π2,3π4),sin β=7210,β∈(0,π2),求2α+β的值.FEPBDCA(第15题图)17.(本小题满分14分)如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有一条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径85海里的圆形暗礁群(在这片海域行船有触礁危险),其中OB =2013海里,tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =55.现一艘科考船以105海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇. (1)若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2)在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.18.(本小题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点 (-2,0)和 (1,32),椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO . (1)求椭圆C 的方程;(2)若点B 是椭圆C 的左顶点,求点M 的坐标; (3)若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.(第18题图)19.(本小题满分16分)已知函数f(x)=e xx2-ax+a(a∈R) ,其中e为自然对数的底数.(1)若a=1,求函数f(x)的单调减区间;(2)若函数f(x)的定义域为R,且f(2)>f(a),求a的取值范围;(3)证明:对任意a∈(2,4),曲线y=f(x)上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.20.(本小题满分16分)若数列{a n}满足n≥2,n∈N*时,a n≠0,则称数列{a na n+1}(n∈N*)为{a n}的“L数列”.(1)若a1=1,且{a n}的“L数列”为{12n},求数列{a n}的通项公式;(2)若a n=n+k-3(k>0),且{a n}的“L数列”为递增数列,求k的取值范围;(3)若a n=1+p n-1,其中p>1,记{a n}的“L数列”的前n项和为S n,试判断是否存在等差数列{c n},对任意n∈N*,都有c n<S n<c n+1成立,并证明你的结论.南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题注意事项:1.附加题供选修物理的考生使用. 2.本试卷共40分,考试时间30分钟.3.答题前,考生务必将自己的姓名、学校、班级、学号写在答题卡的密封线内.试题的答案写在答题..卡.上对应题目的答案空格内.考试结束后,交回答题卡. 21.【选做题】在A 、B 、C 三小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷..卡指定区域内......作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. A .选修4—2:矩阵与变换已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1a 0,a ∈R .若点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2).(1)求矩阵A ;(2)求点Q (0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q ′的坐标.B .选修4—4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎨⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t (t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C .选修4—5:不等式选讲已知a ,b 为非负实数,求证:a 3+b 3≥ab (a 2+b 2).【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.请在答卷卡指定区域内........作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分10分)如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AB ⊥AC ,AB =3,AC =4,B 1C ⊥AC 1. (1)求AA 1的长.(2)试判断在侧棱BB 1上是否存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B -A 1C -A 的大小相等,并说明理由.23.(本小题满分10分)口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n +1(n ∈N *)次.若取出白球的累计次数达到n +1时,则终止取球且获奖,其它情况均不获奖.记获奖概率为P n . (1)求P 1;(2)证明:P n +1<P n .(第22题图)A 1CABB 1C 1P南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学参考答案及评分标准说明:1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数. 4.只给整数分数,填空题不给中间分数.一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)1.{x |1<x <4} 2.2 3.60 4.10 5.236. 37.2n +1-2 8.62 9.8310.[2,4] 11.6 12. [-2,+∞)13.-9414.38二、解答题(本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内) 15.(本小题满分14分)证明:(1)取PC 中点G ,连接DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC .因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点,所以DE ∥BC ,DE =12BC , ······························································ 2分所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG . ············································································· 4分 又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD ,所以EF ∥平面PCD . ······································································ 6分(2)因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD .又因为平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以CD ⊥平面PAD . ·································································· 10分 因为PA ⊂平面PAD ,所以CD ⊥PA . ················································· 12分 又因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD .因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PCD . ································ 14分16.(本小题满分14分)解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以 f (x )=m ·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos2x +12. ··································· 2分因为f (x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π) ,所以x =π3, ························································· 4分所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+ tan π41-tan π3tanπ4=-2-3. ······························· 6分(2)若f (α)=-110,则cos2α+12=-110,即cos2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin2α=-1-cos 22α=-45. ········ 8分因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210, ······················ 10分所以cos(2α+β)=cos2αcos β-sin2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22. ····· 12分又因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),所以2α+β的值为7π4. ····································································· 14分17.(本小题满分14分)解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy . 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B (60,40),且A (100,0). ··············································(1)设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C , 则OC =105(t +2),AC =50t .因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA ·OC ·cos ∠AOD , 即(50t )2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55.化得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去), ··············································· 4分 所以OC =405.因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C (40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0. ······················· 6分因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险.答:若快艇立即出发有触礁的危险. ······················································· 8分 (2)设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E . 设直线AE 的方程为y =k (x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k |12+k2=85, 即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12. ············································ 10分由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x . 由⎩⎨⎧y =2x , y =-2(x -100),解得⎩⎨⎧x =50,y =100,所以E (50,100),所以AE =505,OE =505, ······························································ 12分此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3-5.答:x 的最小值为(3-5)小时. ···························································· 14分18.(本小题满分16分)解:(1)因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和 (1,32),所以a =2,1a 2+34b2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1. ·························································· 2分(2)因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2. ··········· 4分 设点M (x 0,y 0),则A (x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 024+y 02=1, (x 0+2)24+y 02=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1, y 0=±32,所以M (-1,±32). ········································································ 6分 (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2. ···················································· 8分因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2m =k ·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M (-8km 1+4k 2,2m1+4k 2). ································································· 10分因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程,化得4m 2=4k 2+1.① ········································································ 12分 因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0.因为y 1y 2=(kx 1+m )(kx 1+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m 2-4 k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化得5m 2=4k 2+4.② ················· 14分 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时△>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112. ···················································· 16分 19. (本小题满分16分)解:(1)当a =1时,f (x )=e xx 2-x +1,所以函数f (x )的定义域为R ,f'(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f'(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2). ··················································· 2分(2)由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立,所以a 2-4a <0,解得0<a <4. ·························································· 4分 方法1由f (x )=e x x 2-ax +a ,得f'(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2. ①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减,所以f (a )>f (2),不符题意. ···························································· 6分 ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减,所以f (a )<f (2),满足题意.综上,a 的取值范围为(2,4). ························································· 8分 方法2由f (2)>f (a ),得e 24-a >e a a. 因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e a a(4-a ). 设函数g (x )=e x x(4-x )-e 2, 0<x <4. ·················································· 6分 因为g'(x )=e x·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g (x )在(0,4)上单调递减. 又因为g (2)=0,所以g (x )<0的解集为(2,4).所以,a 的取值范围为(2,4). ··························································· 8分(3)证明:设切点为(x 0,f (x 0)),则f'(x 0)=e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2, 所以切线方程为y -e x 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(x -x 0). 由0-e x 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(0-x 0), 化简得x 03-(a +3)x 02+3ax 0-a =0. ··················································· 10分 设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4),则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h'(x )=3x 2-2(a +3)x +3a .因为△=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立, 所以h'(x )=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨x 1<x 2.因为所以函数h (x )最多有三个零点. ························································ 12分 因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0, 所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点.综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点. ············································ 16分20.(本小题满分16分)解:(1) 因为{a n }的“L 数列”为{12n },所以a n a n +1=12n ,n ∈N *,即a n +1a n =2n , 所以n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n -1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2. 又a 1=1符合上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *. ··················· 2分(2)因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1.方法1设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2. 因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N*恒成立,即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N*恒成立. ············································· 4分 因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1), 所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0. 当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意.············ 6分 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0,综上,k 的取值范围是(1,+∞). ························································· 8分方法2令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增. 当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意. ···················· 6分 当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意.综上,k 的取值范围是(1,+∞). ························································· 8分(3)存在满足条件的等差数列{c n },证明如下:因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+p k ,k ∈N*, ············································· 10分 所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n). 又因为p >1,所以1-1p >0,所以n p <S n <n p +(1-1p ).(1p +1p 2+ (1)n -1+1p n ), 即n p <S n <n p +1p ·[1-(1p)n ]. ································································· 14分 因为1p ·[1-(1p )n ]<1p ,所以n p <S n <n +1p. 设c n =n p ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p,且c n <S n <c n +1, 所以存在等差数列{c n }满足题意. ······················································· 16分南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题参考答案及评分标准说明:1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数.4.只给整数分数,填空题不给中间分数.21.【选做题】在A 、B 、C 三小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷..纸.指定区域内.....作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. A .选修4—2:矩阵与变换解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a . ··································································· 2分 因为点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0. ········································································· 4分 (2)因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2, ·············· 6分 所以A 2⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2 ⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36, 所以,点Q ′的坐标为(-3,6). ························································ 10分B .选修4—4:坐标系与参数方程解:由l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数)得直线l 方程为x -3y +3=0. ············· 2分 曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ- 3 sin θ+3|2······························· 4分 =|2cos(θ+π3)+1+3|2. ········································································ 6分 当θ+π3=2k π,即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时, ··················································· 8分曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32. ········································ 10分 C .选修4—5:不等式选讲证明:因为a ,b 为非负实数, 所以a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a )=(a -b )[(a )5-(b )5]. ·································· 4分 若a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5,得(a -b )·[(a )5-(b )5]≥0. ···························································· 6分 若a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5,得(a -b )·[(a )5-(b )5]>0. ···························································· 8分 综上,a 3+b 3≥ab (a 2+b 2). ····························································· 10分22.(本小题满分10分)解:(1)因为三棱柱ABC -A 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面ABC ,所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC .又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系A —xyz .设AA 1=t (t >0),又AB =3,AC =4,则A (0,0,0),C 1(0,4,t ),B 1(3,0,t ),C (0,4,0), 所以AC 1→=(0,4,t ),B 1C →=(-3,4,-t ). ·············································· 2分因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4,所以AA 1的长为4. ·············································································· 4分(2)由(1)知B (3,0,0),C (0,4,0),A 1(0,0,4),所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0).设n =(x ,y ,z )为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎨⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量.又因为AB ⊥面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,。
绝密★启用前2020届全国100所名校最新高考模拟示范卷(四)高三数学(理)试题注意事项:1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2、请将答案正确填写在答题卡上 一、单选题 1.已知集合{}|26Mx x =-<<,{}2|3log 35N x x =-<<,则MN =( )A .{}2|2log 35x x -<<B .{}2|3log 35x x -<<C .{}|36x x -<<D .{}2|log 356x x <<答案:A根据对数性质可知25log 356<<,再根据集合的交集运算即可求解. 解:∵25log 356<<, 集合{}|26Mx x =-<<,∴由交集运算可得{}2|2log 35M N x x ⋂=-<<.故选:A. 点评:本题考查由对数的性质比较大小,集合交集的简单运算,属于基础题. 2.设复数z 满足12z zz +=+,z 在复平面内对应的点的坐标为(),x y 则( ) A .221x y =+ B .221y x =+ C .221x y =- D .221y x =-答案:B根据共轭复数定义及复数模的求法,代入化简即可求解. 解:z 在复平面内对应的点的坐标为(),x y ,则z x yi =+,z x yi =-,∵12z zz +=+,1x =+,解得221y x =+. 故选:B. 点评:本题考查复数对应点坐标的几何意义,复数模的求法及共轭复数的概念,属于基础题. 3.“2b =”是“函数()()2231f x b b x α=--(α为常数)为幂函数”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要条件答案:A根据幂函数定义,求得b 的值,结合充分条件与必要条件的概念即可判断. 解:∵当函数()()2231af x b b x =--为幂函数时,22311b b --=,解得2b =或12-, ∴“2b =”是“函数()()2231af x b b x =--为幂函数”的充分不必要条件.故选:A. 点评:本题考查了充分必要条件的概念和判断,幂函数定义的应用,属于基础题.4.已知()21AB =-,,()1,AC λ=,若cos BAC ∠=,则实数λ的值是( ) A .-1 B .7C .1D .1或7答案:C根据平面向量数量积的坐标运算,化简即可求得λ的值. 解:由平面向量数量积的坐标运算,代入化简可得cos 105AB AC BAC AB AC⋅∠===. ∴解得1λ=. 故选:C. 点评:本题考查了平面向量数量积的坐标运算,属于基础题.5.嫦娥四号月球探测器于2018年12月8日搭载长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射.12日下午4点43分左右,嫦娥四号顺利进入了以月球球心为一个焦点的椭圆形轨道,如图中③所示,其近月点与月球表面距离为100公里,远月点与月球表面距离为400公里,已知月球的直径约为3476公里,对该椭圆有下述四个结论: (1)焦距长约为300公里; (2)长轴长约为3988公里; (3)两焦点坐标约为()150,0±; (4)离心率约为75994. 其中正确结论的个数为()A .1B .2C .3D .4答案:B根据椭圆形轨道,设该椭圆长轴长为a ,半焦距为c ,先求得月球的半径r ,再根据近月点与月球表面距离为100公里,有100a c r -=+,远月点与月球表面距离为400公里,有400a c r +=+,然后两式联立求解. 解:设该椭圆长轴长为a ,半焦距为c ,依题意可得月球半径约为1347617382⨯=, 所以1001738183840017382138a c a c -=+=⎧⎨+=+=⎩,解得1988150a c =⎧⎨=⎩所以离心率150751988994c e a ===,可知结论(1)(4)正确,(2)错误; 因为没有给坐标系,焦点坐标不确定,所以(3)错误. 故选:B 点评:本题主要考查椭圆的几何性质,还考查了阅读抽象应用的能力,属于基础题. 6.在ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,若1a =,6A π=,且321c b -=,则cos C ()A .12-B .3C .12D 6 答案:A根据1a =,321c b -=,由正弦定理边化为角得到3sin 2sin sin C B A -=,由A B C π++=,得到()3sin 2sin sin C A C A -+=,再根据6A π=求解.解:由321c b -=,得32c b a -=,即3sin 2sin sin C B A -=, 所以()3sin 2sin sin C A C A -+=, 而6A π=,所以3sin 2sin sin 66C C ππ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭, 即3113sin 2sin cos 222C C C ⎛⎫-+= ⎪ ⎪⎝⎭, 解得1cos 2C =-. 故选:A 点评:本题主要考查正弦定理和三角恒等变换,还考查了运算求解的能力,属于中档题. 7.函数()2cos2cos221xxf x x =+-的图象大致是( ) A . B .C .D .答案:C根据函数奇偶性可排除AB 选项;结合特殊值,即可排除D 选项. 解:∵()2cos221cos2cos22121x x x x f x x x +=+=⨯--,()()()2121cos 2cos22121x x x x f x x x f x --++-=⨯-=-⨯=---,∴函数()f x 为奇函数,∴排除选项A ,B ;又∵当04x π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,时,()0f x >,故选:C. 点评:本题考查了依据函数解析式选择函数图象,注意奇偶性及特殊值的用法,属于基础题.8.设x ,y 满足约束条件2010x y x y x m -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪≤⎩,若2z x y =+的最大值大于17,则实数m 的取值范围为() A .()4,+∞ B .13,2⎛⎫+∞⎪⎝⎭C .()6,+∞D .()5,+∞答案:D先作出不等式组表示的平面区域,然后平移直线l :20x y +=,当直线l 在y 轴上的截距最大时,z 取得最大值求解. 解:作出不等式组表示的平面区域如图所示,作出直线l :20x y +=,并平移,当直线l 经过点(),2m m +时,直线在y 轴上的截距最大,z 取得最大值, 因为2z x y =+的最大值大于17, 所以2217m m ++>,解得5m >. 故选:D 点评:本题主要考查线性规划求最值,还考查了数形结合的方法的能力,属于基础题. 9.七巧板是一种古老的中国传统智力玩具,是由七块板组成.而这七块板可拼成许多图形,人物、动物、建筑物等,在18世纪,七巧板流传到了国外,至今英国剑桥大学的图书馆里还珍藏着一部《七巧图谱》.若用七巧板(图1为正方形),拼成一只雄鸡(图2),在雄鸡平面图形上随机取一点,则恰好取自雄鸡鸡头或鸡尾(阴影部分)的概率为A .112B .18C .14D .316答案:D这是一个几何概型模型,设包含7块板的正方形边长为4,求得正方形的面积,即为雄鸡的面积,然后求得雄鸡鸡头(标号3或5)和鸡尾(标号6)的面积之和,代入公式求解. 解:设包含7块板的正方形边长为4,正方形的面积为4416⨯=, 则雄鸡鸡头(标号3或5)和鸡尾(标号6)的面积之和为1212132⨯⨯+⨯=, 在雄鸡平面图形上随机取一点,则恰好取自雄鸡几头或鸡尾(阴影部分)的概率为316p. 故选:D 点评:本题主要考查几何概型的概率,还考查了阅读抽象应用的能力,属于基础题.10.如图,直三棱柱ABC A B C '''-的侧棱长为3,AB BC ⊥,3AB BC ==,点E ,F 分别是棱AB ,BC 上的动点,且AE BF =,当三棱锥B EBF '-的体积取得最大值时,则异面直线A F '与AC 所成的角为()A .2π B .3π C .4π D .6π 答案:C设AE BF a ==,13B EBF EBFV S B B '-'=⨯⨯,利用基本不等式,确定点E ,F 的位置,然后根据//EF AC ,得到A FE '∠即为异面直线A F '与AC 所成的角,再利用余弦定理求解.设AE BF a ==,则()()23119333288B EBFaa V a a '-+-⎡⎤=⨯⨯⨯-⨯≤=⎢⎥⎣⎦,当且仅当3a a =-,即32a =时等号成立, 即当三棱锥B EBF '-的体积取得最大值时,点E ,F 分别是棱AB ,BC 的中点, 方法一:连接A E ',AF ,则352A E '=,352AF =,2292A F AA AF ''=+=,13222EF AC ==, 因为//EF AC ,所以A FE '∠即为异面直线A F '与AC 所成的角,由余弦定理得222819452424cos 9322222A F EF A E A FE A F EF +-''+-'∠==='⋅⋅⨯⨯, ∴4A FE π'∠=.方法二:以B 为坐标原点,以BC 、BA 、BB '分别为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系,则()0,3,0A ,()3,0,0C ,()0,3,3A ',3,0,02F ⎛⎫⎪⎝⎭, ∴3,3,32A F ⎛⎫'=--⎪⎝⎭,()3,3,0AC =-, 所以9922cos ,92322A F AC A F AC A F AC +'⋅'==='⋅⨯,所以异面直线A F '与AC 所成的角为4π. 故选:C 点评:本题主要考查异面直线所成的角,余弦定理,基本不等式以及向量法求角,还考查了推理论证运算求解的能力,属于中档题.11.已知函数()sin f x a x x =的一条对称轴为56x π=,函数()f x 在区间()12,x x 上具有单调性,且()()12f x f x =-,则下述四个结论:①实数a 的值为1;②()()1,x f x 和()()22,x f x 两点关于函数()f x 图象的一条对称轴对称; ③21x x -的最大值为π, ④12x x +的最小值为23π. 其中所有正确结论的编号是() A .①②③ B .①③④C .①④D .③④答案:B 根据56x π=是函数()f x 的一条对称轴,确定函数()f x ,再根据函数()f x 在区间()12,x x 上具有单调性,得到21x x -的最大值为2Tπ=,然后由()()12f x f x =-,得到()()11,x f x 和()()22,x f x 两点关于函数()f x 的一个对称中心对称求解验证. 解: ∵56x π=是函数()f x 的一条对称轴,∴()53f x f x π⎛⎫=-⎪⎝⎭, 令0x =,得()503f f π⎛⎫=⎪⎝⎭,即=1a =,①正确; ∴()sin 2sin 3π⎛⎫==- ⎪⎝⎭f x x x x .又因为函数()f x 在区间()12,x x 上具有单调性, ∴21x x -的最大值为2Tπ=,且()()12f x f x =-, ∴()()11,x f x 和()()22,x f x 两点关于函数()f x 的一个对称中心对称,∴121233223x x x x k ππ⎛⎫⎛⎫-+- ⎪ ⎪+π⎝⎭⎝⎭=-=π,k Z ∈, ∴12223x x k ππ+=+,k Z ∈, 当0k =时,12x x +取最小值23π,所以①③④正确,②错误.故选:B 点评:本题主要考查三角函数的图象和性质,还考查了推理论证,运算求解的能力,属于中档题.12.如图,在ABC 中,AB 4=,点E 为AB 的中点,点D 为线段AB 垂直平分线上的一点,且4DE =,固定边AB ,在平面ABD 内移动顶点C ,使得ABC 的内切圆始终与AB 切于线段BE 的中点,且C 、D 在直线AB 的同侧,在移动过程中,当CA CD +取得最小值时,ABC 的面积为()A .12524-B .6512-C .12518-D .658-答案:A以AB 所在直线为x 轴,ED 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,利用圆的切线长定理,得到C 点的轨迹是以A 、B 为焦点的双曲线在第一象限部分,然后利用直线段最短,得到点C 的位置,再求三角形的面积. 解: 如图,以AB 所在直线为x 轴,ED 所在直线为y 轴建立平面直角坐标系,则()2,0A -,()2,0B ,()0,4D ,设ABC 的内切圆分别切BC 、AC 、AB 于F ,G ,H 点,∵3124CA CB AG BF AH HB -=-=-=-=<,所以C 点的轨迹是以A 、B 为焦点的双曲线的第一象限部分,且1a =,2c =,2223b c a =-=,∴C 的轨迹方程为()220,03y x x y ->>.∵2CA CB -=,∴2CA CB =+,∴2CA CD CB CD +=++, 则当点C 为线段BD 与双曲线在第一象限的交点时,CA CD +最小, 如图所示:线段BD 的方程为()4202y x x =-≤≤,将其代入22330x y --=,得216190x x -+=,解得835x =+835x =-,∴426512y x =-=, ∴()835,6512C -. ∴ABC 的面积为()146512125242⨯⨯=. 故选:A 点评:本题主要考查双曲线的定义,圆的切线长定理以及三角形的面积,还考查了数形结合的思想和运算求解的能力,属于中档题. 二、填空题13.若函数()()()()()2log 2242x x f x f x x ⎧->⎪=⎨+≤⎪⎩,则()()5f f -=__________. 答案:1利用分段函数,先求()5f -,再求()()5f f -的值.解: ∵()()()5130f f f -=-==,∴()()()()5041ff f f -===.故答案为:1 点评:本题主要考查分段函数求函数值问题,还考查了运算求解的能力,属于基础题. 14.若()()613x a x -+的展开式中3x 的系数为45-,则实数a =__________. 答案:13利用通项公式得到()()613x a x -+的展开式中含3x 的项为:()()23236633x C x a C x ⋅-⋅,再根据系数为45-,建立方程求解.解:因为()()613x a x -+的展开式中含3x 的项为:()()()232336633135540x C x a C x a x ⋅-⋅=-,∴13554045a -=-,解得13a =. 故答案为:13点评:本题主要考查二项式定理的通项公式,还考查了运算求解的能力,属于基础题. 15.如图,在矩形ABCD 中,24==AD AB ,E 是AD 的中点,将ABE △,CDE △分别沿BE CE ,折起,使得平面ABE ⊥平面BCE ,平面CDE ⊥平面BCE ,则所得几何体ABCDE 的外接球的体积为__________.答案:323π 根据题意,画出空间几何体,设BE EC BC ,,的中点分别为M N O ,,,并连接AM CM AO DN NO DO OE ,,,,,,,利用面面垂直的性质及所给线段关系,可知几何体ABCDE 的外接球的球心为O ,即可求得其外接球的体积. 解:由题可得ABE △,CDE △,BEC △均为等腰直角三角形,如图所示,设BE EC BC ,,的中点分别为M N O ,,, 连接AM CM AO DN NO DO OE ,,,,,,, 则OM BE ⊥,ON CE ⊥.因为平面ABE ⊥平面BCE ,平面CDE ⊥平面BCE , 所以OM ⊥平面ABE ,ON ⊥平面DEC , 易得2OA OB OC OD OE =====,则几何体ABCDE 的外接球的球心为O ,半径2R =, 所以几何体ABCDE 的外接球的体积为343233V R ππ==. 故答案为:323π. 点评:本题考查了空间几何体的综合应用,折叠后空间几何体的线面位置关系应用,空间几何体外接球的性质及体积求法,属于中档题.16.若函数()2ln 2f x x x ax x =--有两个不同的极值点,则实数a 的取值范围为__________. 答案:10,4e ⎛⎫ ⎪⎝⎭由函数()2ln 2f x x x ax x =--有两个不同的极值点,则()ln 40f x x ax '=-=有两个不同的根,转化为方程ln 4x a x =有两个不同解,即函数()g x ln 4xx=的图象与直线y a =有两个公共点求解.解:由()ln 40f x x ax '=-=,得ln 4xa x=, 记()ln 4x g x x =,则()21ln 4xg x x-'=, 当()0,x e ∈时,()0g x '>,()g x 单调递增,当(),x e ∈+∞时,()0g x '<,()g x 单调递减. 又∵()14g e e=,当0x →时,()g x →-∞,当x →+∞时,()0g x →. 因为函数()2ln 2f x x x ax x =--有两个不同的极值点, 所以方程ln 4xa x=有两个不同的解, 即函数()g x 的图象与直线y a =有两个公共点, 故实数a 的取值范围为10,4e ⎛⎫ ⎪⎝⎭. 故答案为:10,4e ⎛⎫ ⎪⎝⎭点评:本题主要考查导数与函数的极值点以及导数与函数的零点问题,还考查了数形结合的思想和运算求解的能力,属于中档题. 三、解答题17.在如图所示的多面体中,四边形ABEG 是矩形,梯形DGEF 为直角梯形,平面DGEF ⊥平面ABEG ,且DG GE ⊥,//DF GE ,2222AB AG DG DF ====.(1)求证:FG ⊥平面BEF . (2)求二面角A BF E --的大小. 答案:(1)见解析;(2)23π(1)根据面面垂直性质及线面垂直性质,可证明BE FG ⊥;由所给线段关系,结合勾股定理逆定理,可证明FE FG ⊥,进而由线面垂直的判定定理证明FG ⊥平面BEF .(2)建立空间直角坐标系,写出各个点的坐标,并求得平面AFB 和平面EFB 的法向量,由空间向量法求得两个平面夹角的余弦值,结合图形即可求得二面角A BF E --的大小. 解:(1)证明:∵平面DGEF ⊥平面ABEG ,且BE GE ⊥, ∴BE ⊥平面DGEF , ∴BE FG ⊥,由题意可得2FG FE ==, ∴222FG FE GE +=,∵FE FG ⊥,且FE BE E ⋂=, ∴FG ⊥平面BEF .(2)如图所示,建立空间直角坐标系,则()1,0,0A ,()1,2,0B ,()0,2,0E ,()0,1,1F ,()1,1,1FA =--,()1,1,1FB =-,()0,1,1FE =-.设平面AFB 的法向量是()111,,n x y z =,则11111111100000x y z x z FA n x y z y FB n --==⎧⎧⎧⋅=⇒⇒⎨⎨⎨+-==⋅=⎩⎩⎩,令11x =,()1,0,1n =,由(1)可知平面EFB 的法向量是()0,1,1m GF ==,∴1cos<,222n m n m n m⋅>===⨯⋅,由图可知,二面角A BF E --为钝二面角,所以二面角A BF E --的大小为23π. 点评:本题考查了线面垂直的判定,面面垂直及线面垂直的性质应用,空间向量法求二面角的大小,属于中档题.18.在等差数列{}n a 中,12a =,35730a a a ++=.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)记23n n a an b =+,当*n N ∈时,1n n b b λ+>,求实数λ的取值范围.答案:(1)2n a n =(2)实数λ的取值范围是97,13⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭(1)根据12a =,35730a a a ++=,利用“1,a d ”法求解.(2)由(1)得到2349n naa n n nb =+=+,将()114949n n n n λ+++>+对*n N ∀∈恒成立,转化为5419nλ<⎛⎫+ ⎪⎝⎭对*n N ∀∈恒成立求解. 解:(1)在等差数列{}n a 中,3575330a a a a ++==,∴510a =,所以{}n a 的公差51251a a d -==-, ∴()112n a a n d n =+-=. (2)∵2349n naa n n nb =+=+,∴()114949n n n n λ+++>+对*n N ∀∈恒成立,即4499595444949419n n n n n n n n λ⨯+⨯⨯<=+=+++⎛⎫+ ⎪⎝⎭对*n N ∀∈恒成立, 又∵55974441341199n+≥+=⎛⎫++ ⎪⎝⎭,∴9713λ<,即实数λ的取值范围是97,13⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭.点评:本题主要考查等差数列的基本运算以及有关数列的不等式恒成立问题,还考查了运算求解的能力,属于中档题.19.在直角坐标系xOy 中,曲线1C 上的任意一点M 到直线1y =-的距离比M 点到点()02F ,的距离小1.(1)求动点M 的轨迹1C 的方程;(2)若点P 是圆()()222221C x y -++=:上一动点,过点P 作曲线1C 的两条切线,切点分别为A B 、,求直线AB 斜率的取值范围.答案:(1)28x y =;(2)13,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦(1)设(),M x y ,根据题意可得点M 的轨迹方程满足的等式,化简即可求得动点M 的轨迹1C 的方程;(2)设出切线PA PB 、的斜率分别为12k k ,,切点()12,A x x ,()22,B x y ,点()P m n ,,则可得过点P 的拋物线的切线方程为()y k x m n =-+,联立抛物线方程并化简,由相切时0∆=可得两条切线斜率关系12,k k +12k k ;由抛物线方程求得导函数,并由导数的几何意义并代入抛物线方程表示出12,y y ,可求得4AB mk =,结合点()P m n ,满足()()22221x y -++=的方程可得m 的取值范围,即可求得AB k 的范围.解:(1)设点(),M x y ,∵点M 到直线1y =-的距离等于1y +, ∴11y +=,化简得28x y =,∴动点M 的轨迹1C 的方程为28x y =.(2)由题意可知,PA PB 、的斜率都存在,分别设为12k k ,,切点()12,A x x ,()22,B x y ,设点()P m n ,,过点P 的拋物线的切线方程为()y k x m n =-+,联立()28y k x m n x y⎧=-+⎨=⎩,化简可得28880x kx km n -+-=,∴26432320k km n ∆=-+=,即220k km n -+=, ∴122m k k +=,122n k k =. 由28x y =,求得导函数4xy '=, ∴114x k =,2211128x y k ==,2222228x y k ==,∴222121212121224424ABy y k k k k m k x x k k --+====--, 因为点()P m n ,满足()()22221x y -++=, 由圆的性质可得13m ≤≤,∴13444AB m k ≤=≤,即直线AB 斜率的取值范围为13,44⎡⎤⎢⎥⎣⎦. 点评:本题考查了动点轨迹方程的求法,直线与抛物线相切的性质及应用,导函数的几何意义及应用,点和圆位置关系求参数的取值范围,属于中档题.20.某大学开学期间,该大学附近一家快餐店招聘外卖骑手,该快餐店提供了两种日工资结算方案:方案()a 规定每日底薪100元,外卖业务每完成一单提成2元;方案()b 规定每日底薪150元,外卖业务的前54单没有提成,从第55单开始,每完成一单提成5元.该快餐店记录了每天骑手的人均业务量,现随机抽取100天的数据,将样本数据分为[)[)[)[)[)[)[]2535354545555565657575858595,,,,,,,,,,,,,七组,整理得到如图所示的频率分布直方图.(1)随机选取一天,估计这一天该快餐店的骑手的人均日外卖业务量不少于65单的概率;(2)从以往统计数据看,新聘骑手选择日工资方案()a 的概率为13,选择方案()b 的概率为23.若甲、乙、丙、丁四名骑手分别到该快餐店应聘,四人选择日工资方案相互独立,求至少有两名骑手选择方案()a 的概率,(3)若仅从人日均收入的角度考虑,请你为新聘骑手做出日工资方案的选择,并说明理由.(同组中的每个数据用该组区间的中点值代替) 答案:(1)0.4;(2)1127;(3)应选择方案()a ,理由见解析 (1)根据频率分布直方图,可求得该快餐店的骑手的人均日外卖业务量不少于65单的频率,即可估算其概率;(2)根据独立重复试验概率求法,先求得四人中有0人、1人选择方案()a 的概率,再由对立事件概率性质即可求得至少有两名骑手选择方案()a 的概率;(3)设骑手每日完成外卖业务量为X 件,分别表示出方案()a 的日工资和方案()b 的日工资函数解析式,即可计算两种计算方式下的数学期望,并根据数学期望作出选择. 解:(1)设事件A 为“随机选取一天,这一天该快餐店的骑手的人均日外卖业务量不少于65单”.根据频率分布直方图可知快餐店的人均日外卖业务量不少于65单的频率分别为0.2,0.15,0.05,∵020*******++=...., ∴()P A 估计为0.4.(2)设事件′为“甲、乙、丙、丁四名骑手中至少有两名骑手选择方案()a ”, 设事件i C ,为“甲、乙、丙、丁四名骑手中恰有()01234ii =,,,,人选择方案()a ”, 则()()()41310144212163211111333818127P B P C P C C C ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=--=--=--= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 所以四名骑手中至少有两名骑手选择方案()a 的概率为1127. (3)设骑手每日完成外卖业务量为X 件, 方案()a 的日工资()11002,*Y X X N =+∈,方案()b 的日工资()215054*15055454*X X N Y X X X N ≤∈⎧=⎨+->∈⎩,,,,,所以随机变量1Y 的分布列为()1160005180005200022200324002260015280005224E Y =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.......;同理,随机变量2Y 的分布列为()21500318003230022800153300052035E Y =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=.......∵()()21EY E Y >,∴建议骑手应选择方案()a . 点评:本题考查了频率分布直方图的简单应用,独立重复试验概率的求法,数学期望的求法并由期望作出方案选择,属于中档题.21.已知函数()()ln 1f x m x x =+-,()sin g x mx x =-.(1)若函数()f x 在()0+∞,上单调递减,且函数()g x 在02,上单调递增,求实数m 的值;(2)求证:()()21111sin11sin 1sin 1sin 12231e n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+++⋯+<⎪ ⎪⎪ ⎪⨯⨯-⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭(*n N ∈,且2n ≥).答案:(1)1;(2)见解析(1)分别求得()f x 与()g x 的导函数,由导函数与单调性关系即可求得m 的值; (2)由(1)可知当0x >时,()ln1x x +<,当02x π<<时,sin x x <,因而()()*111sin1sinsin sin 0,213,221n N n n n⋯>∈≥⨯⨯-⨯,,,,,构造()()111ln 1sin11+sin 1+sin 1sin 12231n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋯+⎢⎥ ⎪ ⎪⎪ ⎪⨯⨯-⨯⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦,由对数运算及不等式放缩可证明()()1111ln 1sin11+sin 1+sin 1sin 2212231n n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋯+=-<⎢⎥ ⎪ ⎪⎪ ⎪⨯⨯-⨯⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦,从而不等式可证明. 解:(1)∵函数()f x 在()0+∞,上单调递减, ∴()101mf x x'=-≤+,即1m x ≤+在()0+∞,上恒成立, ∴1m ,又∵函数()g x 在02,上单调递增,∴()cos 0g x m x '=-≥,即cos m x ≥在02,上恒成立,m 1≥,∴综上可知,1m =.(2)证明:由(1)知,当1m =时,函数()()ln 1f x x x =+-在()0+∞,上为减函数,()sin g x x x =-在02,上为增函数,而()()00,00f g ==,∴当0x >时,()ln 1x x +<,当02x π<<时,sin x x <. ∴()()*111sin1sinsin sin 0,213,221n N n n n⋯>∈≥⨯⨯-⨯,,,, ∴()()111ln 1sin11+sin 1+sin 1sin 12231n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋯+⎢⎥ ⎪ ⎪⎪ ⎪⨯⨯-⨯⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦()()111ln 1sin1ln 1+sin ln 1+sin ln 1sin 12231n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+++⋯++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯-⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ()111sin1sinsin sin 12231n n <+++⋯+⨯⨯-⨯()11111111111122312231n n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫<+++⋯+=+-+-+⋯+- ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯-⨯-⎝⎭⎝⎭⎝⎭122n=-< 即()()111ln 1sin11+sin 1+sin 1sin 212231n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋯+<⎢⎥ ⎪ ⎪⎪ ⎪⨯⨯-⨯⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎝⎭⎣⎦, ∴()()()2*1111sin11+sin 1+sin 1sin ,212231e n N n n n ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋯+<∈≥⎪ ⎪⎪ ⎪⨯⨯-⨯⎝⎭⎝⎭⎝⎭,. 点评:本题考查了导数与函数单调性关系,放缩法在证明不等式中的应用,属于难题. 22.在直角坐标系xOy 中,直线l 的方程为0x y a -+=,曲线C 的参数方程为22cos 22sin x y αα=+⎧⎨=+⎩(α为参数).以坐标原点O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系.(1)求直线l 和曲线C 的极坐标方程;(2)若射线6πθ=与l 的交点为M ,与曲线C 的交点为A ,B ,且4OA OB OM +=,求实数a 的值.答案:(1)l :cos sin 0a ρθρθ-+=,C :24cos 4sin 40ρρθρθ--+=(2)12a =- (1)先消去参数得到C 的普通方程,然后利用cos x ρθ=,sin y ρθ=分别代入,得到直线和曲线C 的极坐标方程.(2)在极坐标系中,设1π,6M ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2π,6A ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭,3π,6B ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭,将π6θ=代入24cos 4sin 40ρρθρθ--+=,然后利用韦达定理求解.解:(1)将cos x ρθ=,sin y ρθ=代入方程0x y a -+=中,得到直线l 的极坐标方程为cos sin 0a ρθρθ-+=;曲线C 的普通方程为()()22224x y -+-=,即224440x y x y +--+=, 所以曲线C 的极坐标方程为24cos 4sin 40ρρθρθ--+=.(2)在极坐标系中,可设1π,6M ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭,2π,6A ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭,3π,6B ρ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 将π6θ=代入24cos 4sin 40ρρθρθ--+=,得()2240ρρ-+=,∴232ρρ+=,∵4OA OB OM +=,∴1ρ=即1π,26M ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,将1π,26M ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭代入cos sin 0a ρθρθ-+=,得()111sin cos 222a ρθθ=-=⨯=-. 点评:本题主要考查参数方程,普通法方程极坐标方程间的转化以及直线与曲线的位置关系,还考查了运算求解的能力,属于中档题.23.已知不等式112x x ++-≤的解集为{}x a x b ≤≤.(1)求实数a 、b 的值;(2)设0m >,0n >,且满足122a b m n-=,求证:1212m n ++-≥. 答案:(1)1a =-,1b =(2)见解析(1)利用绝对值的几何意义,去绝对值求解.(2)由(1)得到1122m n+=,利用三角不等式转化为1212m n m n ++-≥+,再利用基本不等式求解.解:(1)原不等式等价于①122x x <-⎧⎨-≤⎩,∴x ∈∅; ②1122x -≤≤⎧⎨≤⎩,∴11x -≤≤; ③122x x >⎧⎨≤⎩,∴x ∈∅. 所以原不等式的解集为{}11x x -≤≤,∴1a =-,1b =.(2)∵122a b m n -=,∴1122m n+=, ∴()()1211212m n m n m n ++-≥++-=+()111122222222n m m n m n m n ⎛⎫⎛⎫=+⋅+=++≥ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 当且仅当22n m m n =,即1m =,12n =时取等号, ∴1212m n ++-≥.点评:本题主要考查绝对值不等式的解法以及三角不等式和基本不等式的应用,还考查了运算求解的能力,属于中档题.。
2020届河南省天一大联考高三高考全真模拟(三)数学(文)试题一、单选题1.已知集合{}{}222450,20A x x y x y B x x =+-++==+>,则集合A B =U ( )A .[)1,+∞B .[]0,1C .(],1-∞D .()0,1【答案】A【解析】通过配方求出集合A ,解不等式求出集合B ,进而可得并集. 【详解】对于集合A :配方得()()22120,1,2x y x y -++=∴==-,从而{}1A =.对于集合):120,0B >Q20,10>>,解得1x >,()1,B ∴=+∞,从而[)1,A B ∞=+U . 故选:A. 【点睛】本题考查集合的并集运算,考查运算能力,是基础题.2.已知z 为z 的共轭复数,若32zi i =+,则z i +=( )A .24i +B .22i -C .D .【答案】C【解析】先由已知求出z ,进而可得z i +,则复数的模可求. 【详解】 由题意可知3223iz i i+==-,从而23,24,z i z i i z i =+∴+=+∴+==.故选:C. 【点睛】本题考查复数的运算及共轭复数,命题陷阱:1z +易被看成绝对值,从而导致错选,另外,易疏忽共轭复数的运算.3.某地工商局对辖区内100家饭店进行卫生检查并评分,分为甲、乙、丙、丁四个等级,其中分数在[)60,70,[)70,80,[)80,90,[]90,100内的等级分别为:丁、丙、乙、甲,对饭店评分后,得到频率分布折线图,如图所示,估计这些饭店得分的平均数是( )A .80.5B .80.6C .80.7D .80.8【答案】A【解析】根据频率分布折线图计算该组数据的平均数为650.15750.4850.2950.25⨯+⨯+⨯+⨯.【详解】由折线图可知,该组数据的平均数为650.15750.4850.2950.2580.5⨯+⨯+⨯+⨯=. 故选:A. 【点睛】此题考查根据频率分布折线图求平均数,关键在于熟练掌握平均数的求解公式. 4.已知数列{}n a 是等比数列,4a ,8a 是方程2840x x -+=的两根,则6a =( ) A .4 B .2±C .2D .2-【答案】C【解析】根据韦达定理,结合等比数列性质2486a a a =即可得解.【详解】∵方程2840x x -+=的两根分别为4a ,8a ,∴484880,40,a a a a +=>⎧⎨=>⎩∴480,0.a a >⎧⎨>⎩由等比数列性质可知24864a a a ==,∴62a =±.又2640a a q =>,∴62a =.故选:C. 【点睛】此题考查等比数列性质,根据韦达定理得两根之积,结合等比数列性质求解指定项,易错点在于漏掉考虑符号. 5.已知函数()1f x +是定义在R 上的偶函数,12,x x 为区间()1,+∞上的任意两个不相等的实数,且满足()()12210f x f x x x -<-,131,,,042a f b f c f t t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫===+> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,则,,a b c 的大小关系为( ) A .a b c << B .a c b <<C .c a b <<D .b a c <<【答案】D【解析】先根据函数(1)f x +是偶函数可得出函数()f x 的图象关于直线1x =对称,再由()()12210f x f x x x -<-得()f x 在()1,+∞上为增函数,根据131,,42t t+的大小关系可得函数值的大小. 【详解】Q 函数(1)f x +是偶函数,∴函数(1)f x +的图象关于直线0x =对称,从而函数()f x 的图象关于直线1x =对称,由()()12210f x f x x x -<-得()f x 在()1,+∞上为增函数,1744a f f ⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由0t >得12t t +≥,从而1731731,4242t f t f f t t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫+>>>∴+>> ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 即b a c <<. 故选:D. 【点睛】本题考查函数的奇偶性与单调性,考查对知识综合运用的能力,本题的根源是函数性质的综合,将奇偶性转化成对称性,结合对称性把变量化归到同一单调区间,从而应用单调性比较函数值的大小.6.已知,,m n l 是不同的直线,,αβ是不同的平面,若直线m α⊂,直线,,n l m l βαβ⊂⋂=⊥,则m n ⊥是αβ⊥的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分又不必要【答案】B【解析】通过面面垂直的判定和性质分别判断充分性和必要性即可. 【详解】当//n l 时,若m n ⊥,则不能得到αβ⊥,所以m n ⊥不能推出αβ⊥; 反之,若αβ⊥,因为,,m l m l ααβ⊂⋂=⊥,可推出m β⊥.又n β⊂, 所以m n ⊥,故m n ⊥是αβ⊥的必要不充分条件. 故选:B. 【点睛】本题考查面面垂直的判定与性质定理,以及充分条件、必要条件的判断,考察空间想象能力.7.已知某空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积是( )A .392B .216+C .20D .206+【答案】D【解析】在正方体中,根据三视图还原几何体,分别求解各表面的面积即可得解. 【详解】由三视图可知该几何体为正方体ABCD A B C D ''''-截去一个小三棱锥D AD E -', 如图.()112232ABCE S =⨯+⨯=,()112232CED C S ''=⨯+⨯=,12222AA D S ''=⨯⨯=V .在AED '△中,22125AE ED ==+='22AD '=可计算AD'边上的高为3,∴122362AEDS'=⨯⨯=V,从而可得该几何体的表面积为332634206++++⨯=+.故选:D.【点睛】此题考查根据三视图求几何体的表面积,关键在于准确识别三视图,借助正方体还原几何体.8.如图,已知圆的半径为1,直线l被圆截得的弦长为2,向圆内随机投一颗沙子,则其落入阴影部分的概率是()A.1142π-B.1132π-C.113π-D.114π-【答案】A【解析】根据面积公式求解阴影部分面积,结合几何概型求解概率.【详解】由题意知222OA OB AB+=,∴2AOBπ∠=,阴影部分面积为142π-,∴所求事件概率为1114242πππ-=-.故选:A.【点睛】此题考查几何概型,利用面积关系求解概率,关键在于熟练掌握相关面积公式及求解方法.9.已知实数,a b满足,a b R+∈,且31a b+=,则()1924a b a b+++的最小值为()A.173B.174C.163D.194【答案】C【解析】由31a b+=得()()283a b a b+++=,变形()()()()191912824243a b a b a b a b a b a b ⎛⎫+=++++⨯⎡⎤ ⎪⎣⎦ ⎪++++⎝⎭,展开,利用基本不等式即可求最值. 【详解】因为31a b +=,所以393a b +=,即()()283a b a b +++=,()()()()191912824243a b a b a b a b a b a b ⎛⎫∴+=++++⨯⎡⎤ ⎪⎣⎦ ⎪++++⎝⎭ ()()()928111610102924333a b a b a b a b ⎡⎤++=++⨯≥⨯+=⎢⎥++⎣⎦,当且仅当()283a b a b +=+即51,88a b ==时取等号. 故选:C. 【点睛】本题考查基本不等式,考察转化与规划思想,应用基本不等式时,由和为定值,求其他和的最值,须两和相乘,化为基本不等式应用的模型.10.如图,在ABC V 中,D 为AB 的中点,E ,F 为BC 的两个三等分点,AE 交CD于点M ,设AB a =u u u r r ,AC b =u u u r r ,则FM =u u u u r( )A .171515a b -r rB .171515a b +r rC .241515a b -r rD .241515a b +r r【答案】A【解析】根据共线定理由E ,M ,A 三点共线,设()1FM FE FA λλ=+-u u u u r u u u r u u u r,则21233FM AB AC λλ--=+u u u u r u u u r u u u r ,同理由D ,M ,C 三点共线,可得()3213163FM FD FC AB AC μμμμ--=+-=+u u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,建立方程组求解.【详解】连接FA ,FD .由E ,M ,A 三点共线,可设()1FM FE FA λλ=+-u u u u r u u u r u u u r,由题意知()1133FE CB AB AC ==-u u u v u u u v u u u v u u u v, ()22123333FA FB BA CB AB AB AC AB AB AC =+=-=--=--u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u u v u u uv u u u v ,所以21233FM AB AC λλ--=+u u u u r u u u r u u u r. 同理由D ,M ,C 三点共线,可设()3213163FM FD FC AB AC μμμμ--=+-=+u u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r, 所以2132,36213,33λμλμ--⎧=⎪⎪⎨--⎪=⎪⎩,解得3,54,5λμ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩从而171515FM a b =-u u u u r v r . 故选:A. 【点睛】此题考查平面向量基本定理的应用,关键在于根据共线定理处理三点共线关系,建立等式求解参数.11.已知抛物线()220y px p =>的焦点为F ,过点F 的直线l 与抛物线交于A ,B 两点,点A 在第一象限,满足9A B x x =,则直线l 的倾斜角为( ) A .30° B .45°C .60°D .75°【答案】C【解析】设直线方程,联立直线方程和抛物线方程,结合9A B x x =利用韦达定理即可求解直线斜率得到倾斜角. 【详解】由题意知,直线l 的斜率存在且大于0,设l 的方程为2p y k x ⎛⎫=-⎪⎝⎭, 联立2,22,p y k x y px ⎧⎛⎫=-⎪ ⎪⎝⎭⎨⎪=⎩得()22222204k p k x k p p x -++=, ∴22A B p x x p k +=+,24A B p x x =.又9A B x x =,∴32Apx=,6Bpx=,∴2523A Bpx x p pk+==+,∴23k=,3k=,∴倾斜角为60°.故选:C.【点睛】此题考查直线与抛物线位置关系,根据交点坐标,结合韦达定理求解参数是解析几何中常用的处理办法.二、双空题12.适逢秋收季节,为培养学生劳动光荣的理念和吃苦耐劳的精神品质,某班随机抽取20名学生参加秋收劳动一掰玉米,现将这20名学生平均分成甲、乙两组,在规定时间内,将两组成员每人所掰的玉米进行称重(单位:千克),得到如下茎叶图:已知两组数据的平均数相同,则x=_________;乙组的中位数为________.【答案】222.5【解析】根据公式计算平均数,将乙组数据从小到大排序,可得中位数.【详解】由题意,先计算甲组平均数10+12+11+23+21+20+35+30+41+47==2510x甲,因为=x x甲乙,所以101320232021333032462510x++++++++++=,解得2x=.将乙组数据从小到大排序,可知其中位数为222322.52+=.故答案为:2;22.5.【点睛】本题考查统计中的数字特征:平均数、中位数,考查学生的运算能力,是基础题.三、填空题13.某事业单位欲指派甲、乙、丙、丁四人下乡扶贫,每两人一组,分别分配到,A B 两地,单位领导给甲看乙,丙的分配地,给乙看丙的分配地,给丁看甲的分配地,看后甲对大家说:我还是不知道自己该去哪里,则四人中可以知道自己的分配地的是_________. 【答案】乙、丁【解析】从甲还不知道自己该去哪里开始分析,可得乙、丙必定一个在A 地,一个在B 地,再根据乙看丙的分配地,给丁看甲的分配地可分析出结果. 【详解】四人知道的情况是:组织分配的名额、自已看到的及最后甲说的话,根据甲说的话可以判断乙、丙必定一个在A 地,一个在B 地;所以甲、丁一个在A 地,一个在B 地. 又给乙看了丙的分配地, 所以乙知道自己的分配地;给丁看了甲的分配地,丁就知道了自己的分配地, 故填乙、丁. 故答案为:乙、丁. 【点睛】本题为简单的逻辑推理问题,考查基本知识与能力,考查学生应用所学知识解决实际问题的能力.14.已知抛物线()2:20C y px p =>,有如下性质:由抛物线焦点F 发出的光线,经抛物线反射后,反射光线与抛物线的对称轴平行.现有一光线的倾斜角为120︒,过抛物线C 的焦点F ,经反射后,反射光线与x C 的方程为_________.【答案】22y x =或 26y x =【解析】过F 点的直线为2p y x ⎫=-⎪⎭,与抛物线联立,求得y ,进而根据条件列方程可得p 的值,则抛物线方程可求. 【详解】过F 点的直线为2p y x ⎫=-⎪⎭,由222p y x y px⎧⎫=-⎪⎪⎭⎨⎪=⎩,得y ==y == 从而1p =或3,故所求抛物线方程为22y x =或26y x =. 故答案为:22y x =或26y x =. 【点睛】本题考查抛物线方程的求解,考查运算能力,是基础题. 15.已知函数[)21()sin ,0,2f x x x ax x =++∈+∞,满足()0f x ≥恒成立,则实数a 的取值范围为_________. 【答案】[)1,-+∞【解析】由题意可知'()cos f x x x a =++,设()cos h x x x a =++,可得'()1sin 0h x x =-≥,求出()h x 的单调性,分1a ≥-,1a <-讨论,求出()f x 的单调性和最值,进而可得答案. 【详解】由题意可知'()cos f x x x a =++, 设()cos h x x x a =++,则'()1sin 0h x x =-≥,所以()h x 在[)0,+∞上为增函数,(0)1h a =+,(1)当10a +≥,即1a ≥-时,()(0)0h x h ≥≥,从而()f x 在[)0,+∞上为增函数, 所以()(0)0f x f ≥=恒成立;(2)当10a +<,即1a <-,令2x a =-,则()(2)2cos 20h a a -=+->. 又(0)10h a =+<,所以()00,x ∃∈+∞,使得0()0h x =,从而()f x 在()00,x 上为减函数,当()00,x x ∈时,()(0)0f x f <=,不合题意. 综上a 得取值范围为{}1a a ≥-. 故答案为:[)1,-+∞. 【点睛】本题考查三角函数与导函数的综合问题,考查灵活运用导数处理恒成立问题的能力,是中档题.四、解答题16.如图,ABC ∆为等边三角形,边长为3,D 为边AC 上一点且2AD DC =,过C 作CE BC ⊥交BD 的延长线于点E .(1)求sin ADB ∠的值; (2)求DE 的长. 【答案】(1)32114.(27【解析】(1)在ABD ∆中,由余弦定理求出BD ,结合正弦定理求出ADB ∠的正弦值; (2)在CDE ∆中,应用正弦定理,求出DE . 【详解】(1)由题意可知60,3,2A AB AD =︒==,由余弦定理, 得22212cos 9423272BD AB AD AB AD A =+-⋅=+-⨯⨯⨯= 从而7BD =设ADB CDE θ∠=∠=,在ABD ∆中,由正弦定理,得sin sin AB BD Aθ=,即37sin 3θ=, 得321sin 14θ=; (2)由题意知θ为锐角,所以27cos 1sin 14θθ=-=, 而()3157sin sin 30cos 2E θθθ=+︒=+=, 在CDE ∆中,由正弦定理,得sin 30sin DE CDE=︒,所以11sin3072sin55714CDDEE⨯⋅︒===.【点睛】本题考查解三角形主要应用:(1)三角形固有条件;(2)正、余弦定理;(3)三角形有关公式,是基础题.17.如图,多面体ABCDE中,CD⊥平面ABC,//AE CD,F为BE的中点,2AB BC CA AE====,1CD=.(1)求证://DF平面ABC;(2)求点F到平面ABD的距离.【答案】(1)见解析;(2)32【解析】(1)通过证明//DF GC得证线面平行;(2)根据F ABD D ABFV V--=,利用等体积法求解点到平面距离.【详解】(1)取AB中点G,连接FG,GC,由题意知F为BE中点,∴FG为ABE△的中位线,∴1//,2FG AE FG AE=,而1//,2CD AE CD AE=,∴FGCD为平行四边形,∴//DF GC,而GC⊂平面ABC,DF⊄平面ABC,∴//DF平面ABC. (2)∵ABCV为等边三角形,G为AB中点,∴GC AB⊥.又∵AE⊥平面ABC,GC⊂平面ABC,∴GC AE⊥.又AE AB A =I ,∴GC ⊥平面ABE .由(1)可得,DF ⊥平面ABE .由2AB AE ==,EA AB ⊥, 可得12222ABE S =⨯⨯=V ,∴1ABF S =V .在Rt BCD V 中,2BC =,1CD =,∴BD =AD =2AB =,易得2ABD S =V ,而DF CG ==F ABD D ABF V V --=,得1133ABD ABF S d S DF ⋅=⋅V V ,即d =,∴点F 到平面ABD 的距离是2. 【点睛】此题考查线面平行的证明和求解点到平面的距离,关键在于熟练掌握相关定理推理证明,常用换顶点的方式等体积法求解点到平面距离.18.已知椭圆22221x y a b +=()0a b >>的左、右焦点分别为1F 、2F ,点P ⎛ ⎝⎭在椭(1)求椭圆的标准方程;(2)直线():0l y kx m k =+≠过椭圆左焦点1F ,与椭圆交于A ,B 两点,求2ABF V 面积的最大值.【答案】(1)2214x y +=;(2)2 【解析】(1)根据离心率和椭圆上的点建立方程组求解; (2)联立直线和椭圆的方程,得出面积2121212ABF S F F y y =⨯⨯-=V 求解面积最值. 【详解】(1)由题意得22222131,42,a b ca abc ⎧+=⎪⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎪⎩解得2,1,a b =⎧⎨=⎩∴椭圆的标准方程为2214x y +=.(2)由22,440y kx m x y =+⎧⎨+-=⎩得()222214240k y my m k +-+-=, ∵l过()1F,∴0m +=,即m =,∴()222140ky k +--=,∴12y y +=212214k y y k =-+,∴2121212ABF S F F y y =⨯⨯-=V== 令214k t +=,则1t >且()()()2422222214116162314t t k k t t t t k -+-++-==+,令1p t=,则01p <<,且2222231231321t t p p t t t+-=-⋅++=-++. ∵()0,1p ∈,∴当13p =时,()2max 43213p p -++=,∴2ABF V2=. 【点睛】此题考查求椭圆的方程,关键在于准确计算基本量,利用韦达定理处理直线和曲线形成弦长问题,转化为函数问题求解面积最值.19.甲、乙两位同学每人每次投掷两颗骰子,规则如下:若掷出的点数之和大于6,则继续投掷;否则,由对方投掷.第一次由甲开始.(1)若连续两次由甲投掷,则称甲为“幸运儿”,在共投掷四次的情况下,求甲为“幸运儿”的概率;(2)设第n 次由甲投掷的概率为n p ,求n p .【答案】(1)11831728.(2)1111262n n p -⎛⎫=⨯+ ⎪⎝⎭【解析】(1)搞清两种状况,①第一、第二次均由甲投掷,即甲第一次所掷点数之和大于6,②第一次由甲投掷,第二次由乙投掷,第三,四次由甲投掷,即第一次甲所掷点数之和小于等于6,第二次乙所掷点数之和小于等于6,第三次甲所掷点数之和大于6,分别计算概率;(2)由第n 次与1n +次的关系,建立递推公式115612n n p p +=+,构造等比数列数列,求出通项公式即可. 【详解】由题意知,投掷两颗骰子,共有36种结果,点数之和大于6的有()()()()()()()()1,6,2,5,2,6,3,4,3,5,3,6,4,3,4,4()()()()()()()()4,5,4,6,5,2,5,3,5,4,5,5,5,6,6,1()()()()()6,2,6,3,6,4,6,5,6,6共21种.则点数之和大于6的概率为712,小于等于6的概率为512. (1)由题意可知甲成为“幸运儿”的情况有两种:①第一、第二次均由甲投掷,即甲第一次所掷点数之和大于6, 其概率为7711212⨯=, ②第一次由甲投掷,第二次由乙投掷,第三,四次由甲投掷,即第一次甲所掷点数之和小于等于6,第二次乙所掷点数之和小于等于6,第三次甲所掷点数之和大于6,其概率为55717511212121728⨯⨯⨯=, 甲为“幸运儿”的概率为717511831217281728+=; (2)第1n +次由甲投掷这一事件,包含两类: ①第n 次由甲投掷,第1n +次由甲投掷,其概率为2136n p , ②第n 次由乙投掷,第1n +次由甲投掷,其概率为()211136n p ⎛⎫--⎪⎝⎭, 从而有()1212115113636612n n n n p p p p +⎛⎫=+--=+ ⎪⎝⎭,1111262n n p p +⎛⎫∴-=- ⎪⎝⎭1111111210,122262n n p p p +--=-=≠∴=-Q ∴数列12n p ⎧⎫-⎨⎬⎩⎭是以12为首项,16为公比的等比数列1111226n n p -⎛⎫∴-=⨯ ⎪⎝⎭,1111262n n p -⎛⎫∴=⨯+ ⎪⎝⎭. 【点睛】本题考查递推数列在概率统计中的应用,一般考查递推公式求通项公式,虽以概率为背景,实则考查数列较多一些,是一道难度较大的题目. 20.已知函数()()212xa f x xe x =-+. (1)当1a =时,求函数()f x 的单调区间; (2)当0x ≥时,不等式()222xaf x e ≥--恒成立,求a 的取值范围. 【答案】(1)增区间为(],1-∞-,[)0,+∞,减区间为()1,0-;(2)(],1-∞- 【解析】(1)求出导函数,结合不等式得函数的单调区间; (2)将问题转化为()()222202xa x e x x --++≥恒成立,利用导函数讨论函数的单调性,分类讨论求解最值,利用最小值大于等于0求解参数取值范围. 【详解】(1)1a =时()()2112xf x xe x =-+, ()()()()()1111x x f x x e x x e =+-+=+-',若()0f x ¢³,则1x ≤-或0x ≥,若()0f x ¢<,则10x -<<,所以()f x 的增区间为(],1-∞-,[)0,+∞,减区间为()1,0-. (2)由题意得()2202xaf x e -++≥恒成立, 即()()222202xa x e x x --++≥恒成立.设()()()22222xa h x x e x x =--++, 则()()()11xh x x e a x '=--+,令()()()11xg x x e a x =--+,则()xg x xe a '=-.令()xF x xe a =-,则()()1xF x x e +'=.∵0x ≥,∴()0F x '>,()F x 为[)0,+∞上的增函数, ①当0a ≤时,()()00F x F a ≥=-≥, 从而()g x 在[)0,+∞上为增函数, 所以()()01g x g a ≥=--,当10a --≥,即1a ≤-时,()()00g x g ≥≥,从而()h x 在[)0,+∞上为增函数,∴()()00h x h ≥=恒成立.若10a --<,即10a -<≤时,由()g x 在[)0,+∞上为增函数,且()010g a =--<,()120g a =->,∴在()0,+?上,存在0x 使得()00g x =,从而()h x 在(]00,x 上为减函数, 此时()()00h x h <=,不满足题意.②0a >时,由()F x 在[)0,+∞上为增函数, 且()00F a =-<,()()10aaF a ae a a e =-=->,∴在()0,a 上,存在1x ,使得()10g x =, 从而()g x 在()10,x 上为减函数, 此时()()010g x g a <=--<,∴()h x 在()10,x 上也为减函数,此时()()00h x h <=,不满足题意, 综上所述,a 的取值范围为(],1-∞-. 【点睛】此题考查导函数的应用,利用导函数讨论函数的单调性,分类讨论求解最值,解决不等式的恒成立问题,求解参数,涉及转化与化归,分类讨论思想. 21.在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为2cos sin x t y t αα=+⎧⎨=⎩(t 为参数,0απ≤≤),曲线()22:24C x y -+=.以坐标原点O 为极点,x 轴非负半轴为极轴建立极坐标系. (1)求曲线C 的极坐标方程;(2)设l 与C 交于,D E 两点(异于原点),求OD OE +的最大值. 【答案】(1)4cos ρθ=.(2)【解析】(1)展开曲线C 的方程,利用cos ,sin x y ρθρθ==,从而得曲线C 的极坐标方程;(2)在极坐标系下,应用几何意义,确定线段之和,从而求出最值. 【详解】(1)曲线C 可化为2240x x y -+=, 即224x y x +=,也即24cos ρρθ=, 所以4cos ρθ=所以曲线C 的极坐标方程为4cos ρθ=;(2)由直线l 的参数方程可知,l 必过()2,0点,即圆C 的圆心, 从而2DOE π∠=设()12,,,2D E ρθρθπ⎛⎫+⎪⎝⎭,其中,22ππθ⎛⎫∈- ⎪⎝⎭则124cos 4cos 2OD OE ρρθθπ⎛⎫+=+=++ ⎪⎝⎭4θπ⎛⎫=- ⎪⎝⎭所以当4πθ=-时,OD OE +取得最大值为【点睛】本题考查三种方程间的相互转化,是该类问题的考察对象,应用极坐标求最值问题也是常见方法,要求学生必须掌握,考查了转化与化归思想,是基础题. 22.已知实数,a b 满足0,0a b >>且1a b +=. (1)证明:()()2222119a b a b --≥;(2≤【答案】(1)答案见解析.(2)答案见解析【解析】(1)应用,a b 关系,用一个表示另一个,达到减少变量的目的,从而进行作差比较;另外可应用“1”的代换思想,构造式子,变形为基本不等式的形式,进行证明;(2)设t =通过1a b +=可得23t =+,利用基本不等式求得最大值,即可证明. 【详解】(1)解法1: ()()2222911a b a b ---222281a b a b =++-()()22228111a a a a =-++-- ()3224851a a a a =-+- ()()22121a a a =--10,1,01b a a a =->∴<∴<<Q()()221210a a a ∴--≤从而可得()()2222119a b a b --≥; 解法2:220,0,0a b a b >>∴>Q∴原不等式可化为2211119a b ⎛⎫⎛⎫--≥ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭1a b +=Q 且0,0a b >>221111a b ⎛⎫⎛⎫∴-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭()()222222a b a a b b ab+-+-=⨯222222b b a a a a b b ⎛⎫⎛⎫=++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭225a b b a=++59≥= 当且仅当12a b ==时取等号,得证;(2)设t =()()211t a b =++++1a b +=Q22130,0,24a b t a b ab +⎛⎫∴=+>>∴≤=⎪⎝⎭2336t ∴=+≤+=t ∴≤12a b ==时等号成立,得证. 【点睛】本题考查不等式的证明,考察转化与化归思想,不等式证明问题多与基本不等式有关,用基本不等式证明应思考等号成立的条件,是中档题.。
深圳市2020届普通高中高三年级统一模拟测试数 学(理科)本试卷共23小题,满分150分.考试用时120分钟.一、选择题:本题共 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.已知集合,,则 }3210{,,,=A }032|{2<--=x x x B A B = A . )3,1(-B .]3,1(-C .)3,0(D .]3,0(2.设,则的虚部为 23i32iz +=-z 3.某工厂生产的30个零件编号为01,02,…,19,30,现利用如下随机数表从中抽取5个进行检测. 若从表中第1行第5列的数字开始,从左往右依次读取数字,则抽取的第5个零件编号为34 57 07 86 36 04 68 96 08 23 23 45 78 89 07 84 42 12 53 31 25 30 07 32 8632 21 18 34 29 78 64 54 07 32 52 42 06 44 38 12 23 43 56 77 35 78 90 56 42 4.记为等差数列的前项和,若,,则为n S {}n a n 23a =59a =6S 5.若双曲线(,)的一条渐近线经过点,则该双曲线的离心22221x y a b-=0a >0b >(1,2)-率为6.已知,则tan 3α=-πsin 2()4α+=7.的展开式中的系数为 7)2(xx -3x A .1-B .1C .2-D .2A .25B .23C .12 D.07A .36B .32C .28 D. 24ABC D.2A .35B .35-C .45D .45-A .168B .84C .42 D.218.函数的图像大致为()2ln |e 1|xf x x =--9.如图,网格纸上小正方形的边长为,粗线画出的是某四面体 1的三视图,则该四面体的外接球表面积为AB . 32πC .36πD .48π10.已知动点在以,为焦点的椭圆上,动点在以为圆心,半径长M 1F 2F 2214yx +=N M 为 的圆上,则的最大值为 1||MF 2||NF 11.著名数学家欧拉提出了如下定理:三角形的外心、重心、垂心依次位于同一直线上,且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半.此直线被称为三角形的欧拉线,该定理则被称为欧拉线定理.设点,分别是△的外心、垂心,且为中点,则O H ABC M BC A . 33AB AC HM MO +=+B .33AB AC HM MO +=- C . 24AB AC HM MO +=+D .24AB AC HM MO +=-12.已知定义在上的函数的最大值为,则正实数的π[04,π()sin()(0)6f x x ωω=->3ωω取值个数最多为 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共 20 分.13.若满足约束条件,则的最小值为 ___________.y x ,⎪⎩⎪⎨⎧≤≥+-≥-+101022x y x y x y x z 2-=14.设数列的前项和为,若,则___________. {}n a n n S n a S n n -=2=6aA BC DA .2B .4C .8D .16A .4B .3C . 2 D.1 (第9题图)15.很多网站利用验证码来防止恶意登录,以提升网络安全. 某马拉松赛事报名网站的登录验证码由,,,,中的四个数字随机组成,将从左往右数字依次增大的验012…9证码称为“递增型验证码”(如),已知某人收到了一个“递增型验证码”,则该验证码0123的首位数字是的概率为___________.116.已知点和点,若线段上的任意一点都满足:经1(,)2M m m -1(,2N n n -()m n ≠MN P 过点的所有直线中恰好有两条直线与曲线相切,则P 21:2C y x x =+(13)x -≤≤的最大值为___.||m n -三 、 解答题: 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.(本小题满分12分)已知△的内角,,的对边分别为,,,△的面积为,ABC A B C a b c ABC S .222+2a b c S -=(1)求;cos C (2)若,,求. cos sin a B b A c +=a =b18.(本小题满分12分)如图,在直四棱柱中,底面是平行四边形, 点,分别1111ABCD A B C D -ABCD M N 在棱,上,且,.1C C 1A A 12C M MC =12A N NA =(1)求证:平面;1//NC BMD (2)若,,, 13A A =22AB AD ==π3DAB ∠=求二面角的正弦值. N BD M --19.(本小题满分12分)已知以为焦点的抛物线过点,直线与交于,两点,F 2:2(0)C y px p =>(1,2)P -l C A B 为中点,且.M AB OM OP OF λ+=u u u r u u u r u u u r (1)当时,求点的坐标;3λ=M (2)当时,求直线的方程. 12OA OB ⋅=u u r u u u rl 20.(本小题满分12分)在传染病学中,通常把从致病刺激物侵入机体或者对机体发生作用起,到机体出现反应或开始呈现该疾病对应的相关症状时止的这一阶段称为潜伏期. 一研究团队统计了某地区1000名患者的相关信息,得到如下表格:值作代表);(2)该传染病的潜伏期受诸多因素的影响,为研究潜伏期与患者年龄的关系,以潜伏期是否超过6天为标准进行分层抽样,从上述1000名患者中抽取200人,得到如下列联表. 请将列联表补充完整,并根据列联表判断是否有95%的把握认为潜伏期与患者年龄有关;潜伏期天6≤潜伏期天6>总计50岁以上(含50岁)10050岁以下55总计200(3)以这1000名患者的潜伏期超过6天的频率,代替该地区1名患者潜伏期超过6天发生的概率,每名患者的潜伏期是否超过6天相互独立. 为了深入研究,该研究团队随机调查了名患者,其中潜伏期超过6天的人数最有可能(即概率最大)是多少?20附:0.05 0.025 0.0103.8415.0246.635,其中. ))()()(()(22d b c a d c b a bc ad n K ++++-=d c b a n +++=)(02k K P ≥0k21.(本小题满分12分) 已知函数.(其中常数,是自然对数的底数) ()e ln(1)xf x a x =--e=2.718 28⋅⋅⋅(1)若,求函数的极值点个数;a ∈R ()f x (2)若函数在区间上不单调,证明:. ()f x (1,1+e )a-111a a a +>+(二)选考题:共 10 分.请考生在第22、23两题中任选一题作答.注意:只能做所选定的题目.如果多做,则按所做的第一题计分.22.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系中,直线的参数方程为(为参数,为倾斜xOy 1C ⎪⎩⎪⎨⎧=+-=,sin ,cos 32ααt y t x t α角),以坐标原点为极点,轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线的极坐标方程为x 2C .θρsin 4=(1)求的直角坐标方程;2C(2)直线与相交于两个不同的点,点的极坐标为,若1C 2C F E ,P π),求直线的普通方程.PF PE EF +=21C23.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲已知为正数,且满足 证明: ,,a b c 1.a b c ++=(1); 1119a b c++≥(2) 8.27ac bc ab abc ++-≤理科数学试题答案及评分参考一、选择题1.B2.B3.C4.A5.C6.D7.B8.A9.D10.B11.D12.C12.解析:当πππ462ω->时,即83ω>时,max ()13f x ω==,解得3ω=;当πππ462ω-≤时,即803ω<≤时,max ππ()sin()463f x ωω=-=,令ππ()sin()46g ωω=-,()3h ωω=,如图,易知()y g ω=,()y h ω=的图象有两个交点11(,)A y ω,22(,)B y ω,所以方程ππsin()463ωω-=有两个实根12ωω,,又888()1()393g h =>=,所以易知有1283ωω<<,所以此时存在一个实数1ωω=满足题设,综上所述,存在两个正实数ω满足题设,故应选C.二、填空题:13.3-14.6315.41516.4316.解析:由对称性不妨设m n <,易知线段MN 所在直线的方程为12y x =-,又21122x x x +>-,∴点P 必定不在曲线C 上,不妨设1(,)2P t t -,()m t n ≤≤,且过点P 的直线l 与曲线C 相切于点20001(,)2Q x x x +,易知0|x x PQ y k ='=,即2000011()()221x x t x x t +--+=-,整理得200210x tx --=,(法一)显然00x ≠,所以0012t x x =-,令1()f x x x=-,[1,0)(0,3]x ∈-U ,如图,直线2y t =和函数()y f x =的图象有两个交点,又(1)0f -=,且8(3)3f =,∴8023t ≤≤,即403t ≤≤,∴403m n ≤<≤,∴||m n -的最大值为43,故应填43.(法二)由题意可知013x -≤≤,令2()21f x x tx =--,∴函数()f x 在区间[1,3]-上有两个零点,则2(1)20(3)86013440f t f t t t -=≥⎧⎪=-≥⎪⎨-<<⎪⎪=+>⎩V ,解得403t ≤≤,∴403m n ≤<≤,∴||m n -的最大值为43,故应填43.三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.17.(本小题满分12分)已知△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,△ABC 的面积为S ,222+2a b c S -=.(1)求cos C ;(2)若cos sin a B b A c +=,a =,求b .解:(1)2221=sin 22S ab C a b c S +-= ,,222sin a b c ab C ∴+-=,…………………………………………………………………2分在△ABC 中,由余弦定理得222sin sin cos 222a b c ab C CC ab ab +-===,sin =2cosC C ∴,…………………………………………………………………………4分又22sin +cos C=1C,25cos C=1cosC=5∴±,,由于(0,π)C ∈,则sin 0C >,那么cosC>0,所以cosC=5.………………………6分(2)(法一)在△ABC 中,由正弦定理得sin cos sin sin sin A B B A C +=,……………7分sin sin[π()]sin()sin cos cos sin C A B A B A B A B =-+=+=+ ,………………………8分sin cos sin sin sin cos cos sin A B B A A B A B ∴+=+,即sin sin cos sin B A A B =,又,(0,π)A B ∈ ,sin 0B ∴≠,sin =cosA A ,得4A π=.……………………………9分sin sin[π()]sin()B A C A C =-+=+,……………………………………………10分sin sin cos cos sin 252510B AC A C ∴=+=⨯+⨯=,………………11分在△ABC中,由正弦定理得310sin 103sin 22a Bb A==.……………………………12分(法二)cos sin a B b A c += ,又cos cos a B b A c += ,cos sin cos cos a B b A a B b A ∴+=+,…………………………………………………8分即sin cos A A =,又(0,π)A ∈ ,π4A ∴=.……………………………………………9分在△ABC中,由正弦定理得25sin 5sin 22a Cc A===………………………10分cos cos b C A a C =+,325c ∴==.………………………………………………………12分(法三)求A 同法一或法二在△ABC中,由正弦定理得25sin 5sin 22a Cc A===………………………10分又由余弦定理2222cos c a b ab C =+-,得2230b b --=,解得1b =-或3b =.所以3b =.……………………………………………………………………………12分(余弦定理2222cos a b c b A =+-,得2430b b -+=,解得1b =或3b =.因为当1b =时,222+-20a b c -=<,不满足cosC>0(不满足222+22a b c S -=-≠),故舍去,所以3b =)【命题意图】综合考查三角函数的基本运算、三角函数性质,考查利用正弦、余弦定理解决三角形问题,检验学生的数学知识运用能力.E GMDN 1D 1C 1B 1A CBAGEMDN1D 1C 1B 1A CBAMDN1D 1C 1B 1A CBA (第18题图)18.(本小题满分12分)如图,在直四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是平行四边形,点M ,N 分别在棱1C C ,1A A 上,且12C M MC =,12A N NA =.(1)求证:1//NC 平面BMD ;(2)若1322A A AB AD ===,,π3DAB ∠=,求二面角N BD M --的正弦值.解:(1)证明:(法一)如图,连接AC 交BD 于点G ,连接MG .设1C M 的中点为E ,连接AE .………2分,G M 是在△ACE 边,CA CE 的中点,∴//MG AE ,……………………………………3分又 12C M MC =,12A N NA =,11//AA CC ,∴四边形1ANC E 是平行四边形,故1//NC AE ,∴1//NC GM ,…………………………………4分 GM ⊂平面BMD ,∴1//NC 平面BMD .…………………………………5分(法二)如图,设E 是1BB 上一点,且12BE B E =,连接1EC .设G 是BE 的中点,连接GM .……………………1分11//BE MC BE MC =,,∴四边形1BEC M 是平行四边形,故1//EC BM ,……2分又 BM ⊂平面BMD ,∴1//EC 平面BMD ,…………………………………3分同理可证//NE AG ,//AG DM ,故//NE DM ,MDN1D 1C 1B 1A CBA ∴//NE 平面BMD ,…………………………………4分又 1EC NE ⊂,平面1NEC ,且1NE C E E = ,∴平面1//NEC 平面BMD ,又1NC ⊂平面1NEC ,所以1//NC 平面BMD .……………5分(2)(法一)设二面角N BD M --为α,二面角N BD A --为β,根据对称性,二面角M BD C--的大小与二面角N BD A --大小相等,故π2αβ=-,sin sin(π2)sin 2αββ=-=.下面只需求二面角M BD C --的大小即可.………7分由余弦定理得2222cos 3BD AD AB AD AB DAB =+-⋅∠=,故222AB AD BD =+,AD BD ⊥.……………………8分四棱柱1111ABCD A B C D -为直棱柱,∴1DD ⊥底面ABCD ,1DD BD ⊥,……………………9分又 1,AD D D ⊂平面11ADD A ,1AD D D D = ,BD ∴⊥平面11BDD B ,…………………………………10分ND ⊂ 平面11ADD A ,ND BD ∴⊥,所以二面角N BD A --的大小为NDA ∠,即NDA β∠=,在Rt NAD ∆中,sin 2AN ND β===,…………11分∴π4β=,π2α=,∴二面角N BD M --的正弦值为1.…………………12分(法二)由余弦定理得2222cos 3BD AD AB AD AB DAB =+-⋅∠=,故222AB AD BD =+,AD BD ⊥.……………………6分以D 为坐标原点O ,以1,,DA DC DD 分别为,,x y z 轴建立如图所示的空间直角坐标系.zyxMDN1D 1C 1B1A CBA依题意有(0,0,0)D ,B ,(M -,N ,DB = ,(DM =-,DN =,……7分设平面MBD 的一个法向量为(,,)n x y z=,00n DB n DM⎧⋅=⎪∴⎨⋅=⎪⎩,00x z=∴-+=⎪⎩,令1x =,则1z =,0y =,(1,0,1)n∴=,……………9分同理可得平面NBD 的一个法向量为(1,0,1)m=-,……10分所以cos ,0||||m nm n m n ⋅<>===,……………11分所以二面角N BD M --的大小为π2,正弦值为1.…12分【命题意图】考察线面平行、线面垂直判定定理等基本知识,考查空间想象能力,计算能力,考查学生综合运用基本知识处理数学问题的能力.19.(本小题满分12分)已知以F 为焦点的抛物线2:2(0)C y px p =>过点(1,2)P -,直线l 与C 交于A ,B 两点,M 为AB 中点,且OM OP OF λ+=uuu r uu u r uu u r.(1)当=3λ时,求点M 的坐标;(2)当12OA OB ⋅=uur uu u r时,求直线l 的方程.解:(1)因为(1,2)P -在22y px =上,代入方程可得2p =,所以C 的方程为24y x =,焦点为(1,0)F ,…………………………………2分设00(,)M x y ,当=3λ时,由3OM OP OF +=uuu r uu u r uu u r,可得(2,2)M ,………………4分(2)(法一)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,00(,)M x y ,由OM OP OF λ+=uuu r uu u r uu u r,可得00(1,2)(,0)x y λ+-=,所以0=2y ,所以l 的斜率存在且斜率121212042=1y y k x x y y y -===-+,……………7分可设l 方程为y x b =+,联立24y x by x=+⎧⎨=⎩得22(24)0x b x b +-+=,2244=16160b b b ∆=--->(2),可得1b <,………………………………9分则1242x x b +=-,212x x b =,2121212()4y y x x b x x b b =+++=,所以21212=412OA OB x x y y b b ⋅=++=uur uu u r,…………………………………11分解得6b =-,或2b =(舍去),所以直线l 的方程为6y x =-.……………………………………………12分(法二)设l 的方程为x my n =+,11(,)A x y ,22(,)B x y ,00(,)M x y ,联立24x my n y x=+⎧⎨=⎩得2440y my n --=,216160m n ∆=+>,………………6分则124y y m +=,124y y n =-,21212()242x x m y y n m n +=++=+,所以2(2,2)M m n m +,…………………………………………………………7分由OM OP OF λ+=uuu r uu u r uu u r,得2(21,22)(,0)m n m λ++-=,所以1m =,…………8分所以l 的方程为x y n =+,由16160n ∆=+>可得,1n >-,……………………………………………9分由124y y n =-得221212()16y y x x n ==,所以21212=412OA OB x x y y n n ⋅=+-=uu r uu u r,………………………………………11分解得6n =,或2n =-(舍去),所以直线l 的方程为6y x =-.……………………………………………12分【命题意图】本题以直线与抛物线为载体,考查抛物线方程,直线与抛物线的位置关系、向量的数量积运算,考查学生的逻辑推理,数学运算等数学核心素养及思辨能力.20.(本小题满分12分)在传染病学中,通常把从致病刺激物侵入机体或者对机体发生作用起,到机体出现反应或开始呈现该疾病对应的相关症状时止的这一阶段称为潜伏期.一研究团队统计了某地区1000名患者的相关信息,得到如下表格:潜伏期(单位:天)]2,0[]4,2(]6,4(]8,6(]10,8(]12,10(]14,12(人数85205310250130155(1)求这1000名患者的潜伏期的样本平均数x (同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);(2)该传染病的潜伏期受诸多因素的影响,为研究潜伏期与患者年龄的关系,以潜伏期是否超过6天为标准进行分层抽样,从上述1000名患者中抽取200人,得到如下列联表.请将列联表补充完整,并根据列联表判断是否有95%的把握认为潜伏期与患者年龄有关;潜伏期6≤天潜伏期6>天总计50岁以上(含50岁)10050岁以下55总计200(3)以这1000名患者的潜伏期超过6天的频率,代替该地区1名患者潜伏期超过6天发生的概率,每名患者的潜伏期是否超过6天相互独立.为了深入研究,该研究团队随机调查了20名患者,....(即概率最大其中潜伏期超过6天的人数最有可能.....)是多少?附:)(02k K P ≥0.050.0250.0100k 3.8415.0246.635))()()(()(22d b c a d c b a bc ad n K ++++-=,其中d c b a n +++=.解:(1) 5.45131511130925073105205385110001=⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=)(x 天.……………………………………………………………………………2分(2)根据题意,补充完整的列联表如下:潜伏期6<天潜伏期6≥天总计50岁以上(含50岁)653510050岁以下5545100总计12080200则212510001080120200)35554565(22=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯=K 2.083≈,………………………………………5分经查表,得 3.8412 2.083<≈K ,所以没有95%的把握认为潜伏期与年龄有关.……6分(3)由题可知,该地区每1名患者潜伏期超过6天发生的概率为521000400=,……7分设调查的20名患者中潜伏期超过6天的人数为X ,则)52,02(~B X ,kk k C k X P -⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛==02025352)(,0=k ,1,2,…,20,………8分由⎩⎨⎧-=≥=+=≥=)1()()1()(k X P k X P k X P k X P 得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛≥⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛≥⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-----++-k k k k k k kk k kk k C C C C 121102020291110202025352535253525352,…………10分化简得⎩⎨⎧≥--≥+kk k k 3)12(2)02(2)1(3,解得542537≤≤k ,又N ∈k ,所以8=k ,即这20名患者中潜伏期超过6天的人数最有可能是8人.…12分【命题意图】以医学案例为实际背景,考查频数分布表,考查平均数,二项分布的随机变量概率最大时的取值;考查分析问题、解决问题的能力;处理数据能力、建模能力和核心素养.21.(本小题满分12分)已知函数()e ln(1)xf x a x =--.(其中常数e=2.71828⋅⋅⋅,是自然对数的底数)(1)若a ∈R ,求函数()f x 的极值点个数;(2)若函数()f x 在区间(1,1+e )a-上不单调,证明:111a a a +>+.解:(1)易知(1)e ()1x x af x x --'=-,1x >,………………………………………1分①若0a ≤,则()0f x '>,函数()f x 在(1,)+∞上单调递增,∴函数()f x 无极值点,即函数()f x 的极值点个数为0;……………………2分②若0a >,(法一)考虑函数(1)e (1)x y x a x =--≥,Q 1(1)e 0a y a a a a a ++=->-=,(1)0y a =-<,∴函数(1)e (1)x y x a x =--≥有零点0x ,且011x a <<+,Q e 0x y x '=>,∴函数(1)e (1)x y x a x =--≥为单调递增函数,∴函数(1)e (1)x y x a x =--≥有唯一零点0x ,∴(1)e ()1x x af x x --'=-亦存在唯一零点0x ,…………………………………4分∴当0(1,)x x ∈时,易知()0f x '<,即函数()f x 在0(1,)x 上单调递减,当0(,)x x ∈+∞时,易知()0f x '>,即函数()f x 在0(,)x +∞上单调递增,∴函数()f x 有极小值点0x ,即函数()f x 的极值点个数为1,……………………5分综上所述,当0a ≤时,函数()f x 的极值点个数为0;当0a >时,函数()f x 的极值点个数为1.(法二)易知函数e x y =的图象与1ay x =-(0)a >的图象有唯一交点00(,)M x y ,∴00e 1x ax =-,且01x >,…………………………………………………………………3分∴当0(1,)x x ∈时,易知()0f x '<,即函数()f x 在0(1,)x 上单调递减,当0(,)x x ∈+∞时,易知()0f x '>,即函数()f x 在0(,)x +∞上单调递增,∴函数()f x 有极小值点0x ,即函数()f x 的极值点个数为1,……………………4分综上所述,当0a ≤时,函数()f x 的极值点个数为0;当0a >时,函数()f x 的极值点个数为1.(注:第(1)问采用法二作答的考生应扣1分,即总分不得超过4分)(法三)对于0a ∀>,必存在*n N ∈,使得2ln an a->,即2ln na a -<,Q e 1na -<,∴1e 2ln e e e 0nana na a a a a --+--<-<-=,∴1e e e (1e )0e nana nanaa f --+---'+=<,又11e (1)=e 10a aa a f a a++-'+=->,∴函数(1)e ()1x x af x x --'=-有零点,不妨设其为0x ,显然()e (1)1xa f x x x '=->-为递增函数,∴0x 为函数()f x '的唯一零点,…………………………………………………………4分∴当0(1,)x x ∈时,易知()0f x '<,即函数()f x 在0(1,)x 上单调递减,当0(,)x x ∈+∞时,易知()0f x '>,即函数()f x 在0(,)x +∞上单调递增,∴函数()f x 有极小值点0x ,即函数()f x 的极值点个数为1,……………………5分综上所述,当0a ≤时,函数()f x 的极值点个数为0;当0a >时,函数()f x 的极值点个数为1.(2)Q 函数()f x 在区间(1,1+e )a-上不单调,∴存在0(1,1+e )a x -∈为函数()f x 的极值点,……………………………………6分∴由(1)可知0a >,且1+e e e (1+e )0eaa aaa f ----⋅-'=>,即1+e e aa a -->,两边取对数得1+e ln a a a -->,即1+e ln a a a -->,………………………………7分(法一)欲证111a a a +>+,不妨考虑证111+e ln 1a a a a -+≥-+,先证明一个熟知的不等式:e 1x x ≥+,令g()e 1x x x =--,则g ()e 1x x '=-,∴g (0)0'=,不难知道函数g()x 的极小值(即最小值)为g(0)0=,∴e 10x x --≥,即e 1x x ≥+,……………………………………………………8分(思路1:放缩思想)∴11e =e 1a a a -≤+,即1e 1a a -≥+,………………………9分又111eaa-≥,∴11e a a -≤,∴11ln a a -≤,即11ln a a ≥-,………………………11分∴111+e ln 1a a aa -+≥-+,∴111a a a +>+.…………………………12分(思路2:构造函数)令1()ln 1a a a ϕ=+-,则22111()a a a a aϕ-'=-=,不难知道,函数()a ϕ有最小值(1)0ϕ=,∴()0a ϕ≥,…………………………10分当0a >时,1e 1e 01(1)ea aaa a a ----=>++,…………………………………………11分∴11ln 1e 01a a a a -+-+->+,即111+e ln 1a a a a -+≥-+,∴111a a a +>+.…………………………………………………………………12分(法二)令()1+e ln x F x x x -=--,则1()e 10x F x x-'=---<,∴函数()F x 为单调递减函数,显然(2)2ln 220F <--<,且()0F a >,∴02a <<,①若01a <<,则1111a a a a +>>+,即111a a a +>+成立;…………………………8分②若12a ≤<,只需证111+e ln 1a a a a -+≥-+,不难证明1114173a a a +≥++,只需证明141+e ln 73a a a -≥-+,…………………………9分令14()e ln 173a G a a a -=-+-+,12a ≤≤,则22198198()e (73)(73)a G a a a a a -'=+->-++,当12a ≤≤时,22219849569(73)(73)a a a a a a -+-=++,显然函数249569y a a =-+在[1,2]上单调递增,且(1)20y =>,∴()0G a '>,即函数()G a 为单调递增函数,………………………………………10分∴当12a ≤<时,212e 5()(1)05e 5eG a G -≥=-=>,即()0G a >,………………11分141+e ln 73a a a -∴≥-+,即111a a a +>+,综上所述,必有111a a a +>+成立.…………………………………………………12分(法三)同(法二)得02a <<,①若01a <<,则1111a a a a +>>+,即111a a a +>+成立;…………………………8分②若12a ≤<,只需证111+e ln 1a a a a -+≥-+,令11()e ln 11a G a a a a -=+-+-+,12a ≤≤,则222111()e e (1)(1)a a a G a a a a ---'=-+≥-++,下证当12a ≤≤时,21e 0(1)aa -->+,即证2e (1)a a <+,即证2e 1aa <+,………9分令2()e 1a H a a =--,12a ≤≤,则21()e 12aH a '=-,当2ln 2a =时,()0H a '=,不难知道,函数()H a 在[1,2ln 2)上单调递减,在(2ln 2,2]上单调递增,∴函数()H a 的最大值为(1)H ,或(2)H 中的较大值,显然(1)20H =-<,且(2)e 30H =-<,∴函数()H a 的最大值小于0,即()0H a <,亦即2e 1a a <+,…………………………10分∴21e 0(1)a a -->+,即()0G a '>,∴函数11()e ln 11a G a a a a -=+-+-+,12a ≤≤单调递增,易知11(1)02eG =->,∴()0G a >,即111+e ln 1a a a a -+≥-+,………………………11分∴当12a ≤<时,有111a a a +>+成立,综上所述,111a a a +>+.…………………………………………………………12分【命题意图】本题以基本初等函数及不等式证明为载体,考查学生利用导数分析、解决问题的能力,分类讨论思想及逻辑推理、数学运算等数学核心素养,具有较强的综合性.22.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程在直角坐标系xOy 中,直线1C 的参数方程为⎪⎩⎪⎨⎧=+-=,sin ,cos 32ααt y t x (t 为参数,α为倾斜角),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为θρsin 4=.(1)求2C 的直角坐标方程;(2)直线1C 与2C 相交于F E ,两个不同的点,点P 的极坐标为π),若PF PE EF +=2,求直线1C 的普通方程.解:(1)由题意得,2C 的极坐标方程为θρsin 4=,所以θρρsin 42=,………………1分又θρθρsin ,cos ==y x ,………………2分代入上式化简可得,0422=-+y y x ,………………3分所以2C 的直角坐标方程4)2(22=-+y x .………………4分(2)易得点P 的直角坐标为)0,32(-,将⎪⎩⎪⎨⎧=+-=,sin ,cos 32ααt y t x 代入2C 的直角坐标方程,可得012)sin 4cos 34(2=++-t t αα,………………5分22π4sin )48=[8sin()]4803ααα∆=+-+->,解得πsin()3α+>πsin()3α+<,不难知道α必为锐角,故π3sin()32α+>,所以ππ2π333α<+<,即π03α<<,………………6分设这个方程的两个实数根分别为1t ,2t ,则ααsin 4cos 3421+=+t t ,1221=⋅t t ,………………7分所以1t 与2t 同号,由参数t 的几何意义可得,1212π8sin()3PE PF t t t t α+=+=+=+,12EF t t =-==,………………8分所以π28sin()3α⨯=+,两边平方化简并解得πsin()13α+=,所以π2π6k α=+,k ∈Z ,因为π03α<<,所以π6α=,………………9分所以直线1C 的参数方程为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+-=,21,2332t y t x 消去参数t ,可得直线1C 的普通方程为0323=+-y x .………………10分【命题意图】本题主要考查了圆的极坐标方程与直角坐标方程的互化、直线参数方程中参数的几何意义和三角函数等知识点,重点考查数形结合思想,体现了数学运算、逻辑推理等核心素养,考察考生的化归与转化能力.23.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲已知,,a b c 为正数,且满足 1.a b c ++=证明:(1)1119a b c++≥;(2)8.27ac bc ab abc ++-≤证明:(1)因为()111111a b c a b c a b c ⎛⎫++=++++ ⎪⎝⎭3b a c a c ba b a c b c=++++++3≥++(当且仅当13a b c ===时,等号成立).………………5分(2)(法一)因为,,a b c 为正数,且满足1a b c ++=,所以1c a b =--,且10a ->,10b ->,10c ->,所以ac bc ab abc++-()a b ab c ab =+-+()1a b ab a b ab=+---+()(1)(1)()b a a b =--+(1)(1)(1)a b c =---3(1)(1)(1)8327a b c -+-+-⎡⎤≤=⎢⎥⎣⎦,所以8.27ac bc ab abc ++-≤(当且仅当13a b c ===时,等号成立).………………10分(法二)因为,,a b c 为正数,且满足1a b c ++=,所以1c a b =--,且10a ->,10b ->,10c ->,()1ac bc ab abc a b c ac bc ab abc ++-=-+++++-()()()()1111a b a c a bc a =-+-+-+-()()11a b c bc =--++⎡⎤⎣⎦()()()111a b c =---()338327a b c -++⎡⎤≤=⎢⎥⎣⎦所以8.27ac bc ab abc ++-≤(当且仅当13a b c===时,等号成立).………………10分【命题意图】本题以三元不等式为载体考查二元基本不等式(三元均值不等式)的证明,涉及代数恒等变形等数学运算、充分体现了对考生的逻辑推理的核心素养及化归与转化能力的考察.深圳市2020年普通高中高三年级统一测试数学(理科)试题参考答案第16页共16页。
绝密★启用前湖南省怀化市普通高中2020届高三毕业班下学期高考仿真模拟考试(三模)数学(理)试题(解析版)2020年6月注意事项:1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上,并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目.2.考生作答时,选择题和非选择题均须做在答题卡上,在本试题卷上答题无效.考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题.3.考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回.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. 设集合{}1,2,5A =,{}250B x x x m =-+=,若{}1A B ⋂=,则B =( ) A. {}1,3-B. {}1,0C. {}1,4D. {}1,5【答案】C【解析】【分析】 根据{}1A B ⋂=可得1B ∈,从而得到m 的值,再代入求出二次方程的根,即可得到答案; 【详解】{}1A B ⋂=,∴1B ∈,∴150m -+=,解得:4m =, ∴{}{}{}22505401,4B x x x m x x x =-+==-+==, 故选:C.【点睛】本题考查利用集合交运算的结果求参数值,再进一步求集合,考查运算求解能力,属于基础题.2. 函数()tan()3π=+f x x 的最小正周期是( ) A. 2π B. 4π C. π D. 2π【答案】C【解析】【分析】 根据三角函数图像变换分析()tan()3π=+f x x 的图像,再判断最小正周期即可. 【详解】因为()tan()3π=+f x x 的图像为tan y x =向左移动3π个单位,再将x 轴下方的部分往上翻折所得.故最小正周期与tan y x =相同为π.故选:C【点睛】本题主要考查了正切型函数的最小正周期,需要分析所得的图像与原图像间的关系求解.属于基础题.3. 已知直线m ⊥平面α,直线n ⊂平面β,则“//αβ”是“m n ⊥”的( )A. 充分不必要条件B. 必要不充分条作C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件【答案】A【解析】【分析】根据充分必要条件定义判断即可. 【详解】直线m ⊥平面α,直线n ⊂平面β,∴若//αβ可得m β⊥,m n ⊥; 若m n ⊥,则m 不一定垂直β,∴α与β不一定平行;。
2020届江苏高三数学模拟试题以及答案1.已知集合U={-1.0.1.2.3.23},A={2.3},则U-A={-1.0.1.4.5.23}。
2.已知复数z=a+bi是纯虚数,则a=0.3.若输出y的值为4,则输入x的值为-1.4.该组数据的方差为 9.5.2只球都是白球的概率为 3/10.6.不等式f(x)>f(-x)的解集为x2.7.S3的值为 61/8.8.该双曲线的离心率为 sqrt(3)/2.9.该几何体的体积为27π/2.10.sin2α的值为 1/2.11.λ+μ的值为 1/2.12.离墙距离为 3.5m时,视角θ最大。
13.实数a的值为 2.14.CD的最小值为 3/2.15.在△ABC中,已知$a$,$b$,$c$分别为角$A$,$B$,$C$所对边的长度,且$a(\sin A-\sin B)=(c-b)(\sin B+\sin C)$。
1)求角$C$的值;2)若$a=4b$,求$\sin B$的值。
16.如图,在四棱锥$P-ABCD$中,底面$ABCD$是平行四边形,平面$BPC$⊥平面$DPC$,$BP=BC$,$E$,$F$分别是$PC$,$AD$的中点。
证明:(1)$BE\perp CD$;(2)$EF\parallel$平面$PAB$。
17.如图,在平面直角坐标系$xOy$中,已知椭圆$C$:$\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1(a>b>0)$,经过点$M(0,1)$。
1)求椭圆$C$的方程;2)过点$M$作直线$l_1$交椭圆$C$于$P$,$Q$两点,过点$M$作直线$l_1$的垂线$l_2$交圆$N(x_0,0)$于另一点$N$。
若$\triangle PQN$的面积为$3$,求直线$l_1$的斜率。
18.南通风筝是江苏传统手工艺品之一。
现用一张长$2$米,宽$1.5$米的长方形牛皮纸$ABCD$裁剪风筝面,裁剪方法如下:分别在边$AB$,$AD$上取点$E$,$F$,将三角形$AEF$沿直线$EF$翻折到$A'EF$处,点$A'$落在牛皮纸上,沿$A'E$,$A'F$裁剪并展开,得到风筝面$AEA'F$,如图$1$。
2020届高三数学综合模拟
(时间120分钟,满分160分)
一、填空题(每小题5分,满分70分)
1、已知集合{}0)2)(5(<-+=x x x M ,{}
51≤≤=x x N ,则=⋂N M . 2、设i z -=1(i 为虚数单位),则
+22
z z
3、若非零向量、=,且2(a 则a 与b 的夹角大小为 .
4、.如图是某赛季CBA 广东东莞银行队甲乙
两名篮球运动员每场比赛得分的茎叶图,则 甲乙两人比赛得分的中位数之和是 . 5、一平面截一球得到直径为2的圆面,球心到这平面的距离为3,则该球的体积是 . 6、命题A :若函数)(x f y =是幂函数,则函数)(x f y =的图像不经过第四象限.那么命题A 的逆命题、否命题、逆否命题这三个命题中假命题的个数是
7、曲线233x x y +-=在点(1,2)处的切线方程为_______.
8、执行如图所示的程序框图,若输入A 的值为2,则输出的P 值是 .
9、从{1,2,3,4,5,6}中随机选一个数a ,从{1,2,3}中随机选一个数b ,则b a >
的概率等于 .
10、与直线20x y +-=和圆221212700x y x y +--+=都相切的半径最小的圆的标准方程为 .
11. R b a ∈,,b a >且1=ab ,则b
a b a -+2
2的最小值等于 .
12、在ABC ∆中,边2=BC ,3=
AB ,则角C 的取值范围是 .
13、在实数集R 中,我们定义的大小关系“>”为全体实数排了一个“序”.类似的,我们
在平面向量集},),,(|{R y R x y x a a D ∈∈==上也可以定义一个称为“序”的关系,记为“>”.定义如下:
对于任意两个向量),,(),,(222111y x a y x a ==,21a a >当且仅当“21x x >”或“2121y y x x >=且”.
按上述定义的关系“>”,给出如下四个命题: ①若)1,0(),0,1(21==e e ,)0,0(=则021>>e e ; ②若3221,a a a a >>,则31a a >;
③若21a a >,则对于任意D ∈,a a +>+21;
④对于任意向量 0 >a ,)0,0(=,若21a a >,则21a a ⋅>⋅. 其中真命题的序号为
14、已知△ABC 的三边分别是a b c 、、,且a b c ≤≤(*a b c ∈N 、、),若当b n =(*n ∈N )时,记满足条件的所有三角形的个数为n a ,则数列{}n a 的通项公式 二、解答题(满分90分)
15、(本题满分14分)如图,五面体ABCD 中,ABCD 是以点H 为中心的正方形,E F//AB ,EH 丄
平面 ABCD ,AB=2,E F=EH=1.
(1) 证明:平面ADF 丄平面ABCD;
(2) 求五面体EF —ABCD 的体积。
题图
第15(1)求)(x f 的最小正周期及单调递增区间;
(2)在ABC ∆中,a 、b 、c 分别是角A 、B 、C 的对边,若2)(=A f ,1=b ,ABC ∆面
积为2
3
3,求:边a 的长及ABC ∆的外接圆半径R .
17、(本题满分15分)已知椭圆)0(122
22>>=+b a b
y a x 的左、右焦点分别是)0,(1c F -、
)0,(2c F ,离心率为1
2
,椭圆上的动点P 到直线2:a l x c =的最小距离为2,延长2F P 至Q 使得
22F Q a =,线段1F Q 上存在异于1F 的点T 满足10PT TF ⋅=.
(1) 求椭圆的方程及求点T 的轨迹C 的方程;
(2) 求证:过直线2
:a l x c
=上任意一点必可以作两条直线
与T 的轨迹C 相切,并且过两切点的直线经过定点.
x
y
O
1
F 2
F P
Q
T
18、(本题满分16分)已知:函数b ax ax x g ++-=12)(2
)1,0(<≠b a ,在区间]3,2[上
有最大值4,最小值1,设函数x
x g x f )
()(=
. (1)求a 、b 的值及函数)(x f 的解析式;
(2)若不等式02)2(≥⋅-x
x
k f 在]1,1[-∈x 时恒成立,求实数k 的取值范围; (3)如果关于x 的方程0)31
24()12(=--⋅+-x
x
t f 有三个相异的实数根,求实数t 的取
值范围.
19.如图,已知ABC ∆中,设,2
π
=
∠C a BC CBA ==∠,θ,它的内接正方形DEFG 的一边
EF 在斜边AB 上,D,G 分别在AC,BC 上.假设ABC ∆的面积为S ,正方形DEFG 的面积为T. (1)用θ,a 表示ABC ∆的面积S 和正方形DEFG 的面积为T; (2)设,)(S
T
f =
θ试求)(θf 的最大值P,并判断此时ABC ∆的形状; (3)通过对此题的解答,我们是否可以作如下推断:若需要从一块直角三角形的材料上剪裁一整块正方形(不得拼接),则这块材料的最大利用率要视该直角三角形的具体形状而定,但最大利用率不会超过(2)小题中的结论P.请分析此推论是否正确,并说明理由.
B
x
20、(本题满分16分)如图,平面直角坐标系中,射线x y =(0≥x )和x y 2=(0≥x )上分别依次有点1A 、2A ,……,n A ,……,和点1B ,2B ,……,n B ……,其中)1,1(1A ,
)2,1(1B ,)4,2(2B .且21+=-n n OA OA , n n n n B B B B 112
1
-+=
4,3,2(=n ……)
. (1)用n 表示n OA 及点n A 的坐标; (2)用n 表示1+n n B B 及点n B 的坐标;
(3)写出四边形n n n n B B A A 11++的面积关于n 的表达式)(n S ,并求)(n S 的最大值.
试卷答案
一、填空题(每小题4分,满分56分)
1、{}
21<≤x x ; 2、i -1; 3、︒120; 4、58; 5、3
1040π
; 6、2; 7、13-=x y ; 8、4; 9、3
2; 10、22
(3)(3=8x y -+-)
; 11、22; 12、]3
,
0(π
; 13、①②③; 14、(1)
2
n n n a +=
二、解答题(满分74分) 15、(1)略;(2)
3
5 16、(1)1)6
2sin(22sin 3cos 2)(2
++
=+=π
x x x x f …………2分
π=T ………………3分
单调递增区间]6,3[π
πππ+-k k )(Z k ∈……………4分
(2)21)62sin(2)(=++=πA A f ,由21)62sin(=+πA ,得3
π
=A …………6分
2
3
33sin 121=⨯⨯⨯πc ,∴6=c …………8分 312
1
6126122=⨯
⨯⨯-+=a …………10分 3
sin
31sin 2π
==
A
a
R ,∴3
93
=
R …………12分 17、解:(1)依题意得212
2c a a a c
⎧=⎪⎪⎨⎪-=⎪⎩, …………2分
解得1
2
c a =⎧⎨
=⎩,∴2223b a c =-=………………………3分
椭圆的方程为22
143
x y += …………………………4分
(2)设点T 的坐标为),(y x .
当P T 、重合时,点T 坐标为(2,0)和点(2,0)-, ………………………5分 当P T 、不重合时,由10PT TF =,得1PT TF ⊥. …………………6分 由224F Q a ==及椭圆的定义,22212PQ QF PF a PF PF =-=-=, …7分 所以PT 为线段1F Q 的垂直平分线,T 为线段1F Q 的中点
设点Q 的坐标为),(y x '',则1
2
2
x x y y '-⎧
=⎪⎪
⎨
'⎪=⎪⎩
,因此212x x y y '=+⎧⎨'=⎩① …8分
由224F Q a ==,得2
2
(1)16x y ''-+=, ② 将①代入②,可得2
2
4x y +=.
综上所述,点T 的轨迹C 的方程式2
2
4x y +=.③……9分
(3) 直线2
:4a l x c
==与224x y +=相离, 过直线上任意一点(4,)M t 可作圆2
2
4x y +=的两条切线ME MF 、 ……10分 所以OE ME OF MF ⊥⊥、
所以O E M F 、、、四点都在以OM 为直径的圆上, ……11分 其方程2222)()4()22
t t x y -+-=+(④ …………12分 EF 为两圆的公共弦,③-④得:EF 的方程为440x ty +-= …13分 显然无论t 为何值,直线EF 经过定点(1,0). …15分。