2020年高考数学(理数)选择题强化专练——解析几何、立体几何、三角函数与解三角形、函数与导数解析版
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(理数)选择题强化专练——解析几何、立体几何、三角函数与解三角形、函数与导数一、选择题(本大题共20小题,共100.0分)1.若双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线被曲线x2+y2-4x+2=0所截得的弦长为2.则双曲线C的离心率为( )A. B. C. D.2.已知抛物线C:y2=4x的焦点为F,直线l过焦点F与抛物线C分别交于A,B两点,且直线l不与x轴垂直,线段AB的垂直平分线与x轴交于点T(5,0),则S△AOB=( )A. B. C. D.3.已知椭圆+=1(a>b>0)的左顶点为M,上顶点为N,右焦点为F,若•=0,则椭圆的离心率为( )A. B. C. D.4.若直线x-my+m=0与圆(x-1)2+y2=1相交,且两个交点位于坐标平面上不同的象限,则m的取值范围是( )A. (0,1)B. (0,2)C. (-1,0)D. (-2,0)5.已知P为双曲线C:(a>0,b>0)上一点,F1,F2为双曲线C的左、右焦点,若|PF1|=|F1F2|,且直线PF2与以C的实轴为直径的圆相切,则C的渐近线方程为( )A. B. C. D.6.已知m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,则下列命题正确的是( )A. 若m∥α,n∥α,则m∥nB. 若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βC. 若m∥α,n∥α,且m⊂β,n⊂β,则α∥βD. 若m⊥α,n⊥β,且α⊥β,则m⊥n7.如图,PA⊥平面ABCD,ABCD为正方形,且PA=AD,E,F分别是线段PA,CD的中点,则异面直线EF与BD所成角的余弦值为( )A.B.C.D.8.已知正方体的棱长为1,平面α过正方体的一个顶点,且与正方体每条棱所在直线所成的角相等,则该正方体在平面α内的正投影面积是( )A. B. C. D.9.如图,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=8,AD=6,异面直线BD与AC1所成角的余弦值为,则该长方体外接球的表面积为( )A. 98πB. 196πC. 784πD.10.我国古代数学名著《九章算术》中有这样一些数学用语,“堑堵”意指底面为直角三角形,且侧棱垂直于底面的三棱柱,而“阳马”指底面为矩形且有一侧棱垂直于底面的四棱锥现有一如图所示的堑堵,AC⊥BC,若A1A=AB=2,当阳马B-A1ACC1体积最大时,则堑堵ABC-A1B1C1的外接球的体积为( )A.B.C.D.11.已知角的顶点与原点重合,始边与轴的非负半轴重合,终边经过点,则的值为()A. B. C. D.12.将函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,则函数f(x)的一个单调减区间为( )A. B. C. D.13.△ABC中,内角A,B,C的对边分别是a,b,c,已知a=,b cos A=sin B,则A=( )A. B. C. D.14.如图所示,函数f(x)=sin(2x+φ)(|φ|<π)的图象过点,若将f(x)的图象上所有点向右平移个单位长度,然后再向上平移1个单位长度,所得图象对应的函数为g(x),则g(0)=( )A. 1B. 1C. 1或1D.15.在△ABC中,AB+AC=8,BC=4,D为BC的中点,当AD长度最小时,△ABC的面积为( )A. B. 4 C. D.16.若,则的大小关系为()A. B. C. D.17.已知函数f(x)是定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的偶函数,当x∈(0,+∞)时,f(x)=,则函数g(x)=8f2(x)-6f(x)+1的零点个数为( )A. 20B. 18C. 16D. 1418.设函数f(x)的定义域为R,满足2f(x+1)=f(x),且当x∈(0,1]时,f(x)=-x(x-1).若对任意x∈[m,+∞),都有,则m的取值范围是( )A. B. C. D.19.已知曲线在区间内存在垂直于轴的切线,则的取值范围为()A. B. C. D.20.已知f(x)=(ax+ln x+1)(x+ln x+1)与g(x)=x2的图象至少有三个不同的公共点,则实数a的取值范围是( )A. B. C. D.答案和解析1.【答案】B【解析】解:双曲线C:=1(a>0,b>0)的一条渐近线不妨为:bx+ay=0,圆x2+y2-4x+2=0即为(x-2)2+y2=2的圆心(2,0),半径为,双曲线的一条渐近线被圆x2+y2-4x+2=0所截得的弦长为2,可得圆心到直线的距离为:=1=,,解得:e==,故选:B.通过圆的圆心与双曲线的渐近线的距离,列出关系式,然后求解双曲线的离心率即可.本题考查双曲线的简单性质的应用,主要是离心率的求法,考查圆的方程的应用,考查计算能力.2.【答案】A【解析】【分析】如图所示,F(1,0).设直线l的方程为:y=k(x-1),(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点E(x0,y0).线段AB的垂直平分线的方程为y=-(x-5).直线l的方程与抛物线方程联立化为:ky2-4y-4k=0,利用根与系数的关系、中点坐标公式、可得E坐标.把E代入线段AB的垂直平分线的方程可得:k.再利用S△OAB==即可得出.本题考查了抛物线的标准方程及其性质、一元二次方程的根与系数的关系、线段垂直平分线的性质、三角形面积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.【解答】解:如图所示,F(1,0).设直线l的方程为:y=k(x-1),(k≠0),A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点E(x0,y0).线段AB的垂直平分线的方程为:y=-(x-5).联立,化为:ky2-4y-4k=0,∴y1+y2=,y1y2=-4,∴y0=(y1+y2)=,x0=+1=+1,把E(,+1)代入线段AB的垂直平分线的方程:y=-(x-5).可得:=-(+1-5),解得:k2=1.S△OAB====2.故选:A.3.【答案】D【解析】【分析】本题考查椭圆的简单性质的应用,向量的垂直,考查转化思想以及计算能力,属于基础题.利用椭圆的性质,通过•=0,推出a、c关系,求解即可.【解答】解:椭圆+=1(a>b>0)的左顶点为M(-a,0),上顶点为N(0,b),右焦点为F(c,0),若•=0,可知NM⊥NF,可得:a2+b2+b2+c2=(a+c)2,又a2=b2+c2,所以a2-c2=ac,即e2+e-1=0,e∈(0,1),解得e=,故选:D.4.【答案】D【解析】解:根据题意,圆(x-1)2+y2=1的圆心为(1,0),半径r=1,与x轴的交点为(0,0),(2,0),设B为(2,0);直线x-my+m=0,即x-m(y-1)=0,恒经过点(0,1),设A(0,1);当直线经过点A、B时,即m=-2,若直线与圆相交,且两个交点位于坐标平面上不同的象限,必有-2<m<0,即m的取值范围为(-2,0);故选:D.根据题意,分析圆的圆心与半径,进而可得圆与x轴的交点坐标为(0,0),(2,0),设交点(2,0)为B,求出同时过点(0,1)与(2,0)时的m值,结合直线与圆的位置关系即可得答案.本题考查直线与圆的位置关系,注意分析直线所过的定点,属于基础题.5.【答案】A【解析】解:设直线PF2与圆x2+y2=a2相切于点M,则|OM|=a,OM⊥PF2,取PF2的中点N,连接NF2,由于|PF1|=|F1F2|=2c,则NF1⊥PF2,|NP|=|NF2|,由|NF1|=2|OM|=2a,则|NP|==2b,即有|PF2|=4b,由双曲线的定义可得|PF2|-|PF1|=2a,即4b-2c=2a,即2b=c+a,4b2-4ab+a2=b2+a2,4(c-a)=c+a,即3b=4a,则=.则C的渐近线方程为:.故选:A.设直线PF2与圆x2+y2=a2相切于点M,取PF2的中点N,连接NF2,由切线的性质和等腰三角形的三线合一,运用中位线定理和勾股定理,可得|PF2|=4b,再由双曲线的定义和a,b,c的关系,计算即可得到渐近线方程.本题考查双曲线的方程和性质,考查渐近线方程的求法.中位线定理和双曲线的定义是解题的关键.6.【答案】D【解析】【分析】本题考查命题真假的判断,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,是中档题.在A中,m与n相交、平行或异面;在B中,α与β相交或平行;在C中,α与β相交或平行;在D中,由线面垂直、面面垂直的性质定理得m⊥n.【解答】解:由m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,知:在A中,若m∥α,n∥α,则m与n相交、平行或异面,故A错误;在B中,若α⊥γ,β⊥γ,则α与β相交或平行,故B错误;在C中,若m∥α,n∥α,且m⊂β,n⊂β,则α与β相交或平行,故C错误;在D中,若m⊥α,n⊥β,且α⊥β,则线面垂直、面面垂直的性质定理得m⊥n,故D正确.故选D.7.【答案】C【解析】解:如图,取BC的中点G,连结FG,EG,则BD∥FG,通过异面直线所成角的性质可知∠EFG是异面直线EF与BD所成的角,设AD=2,则EF==,同理可得EG=,又FG==,∴在△EFG中,cos∠EFG==,∴异面直线EF与BD所成角的余弦值为.故选:C.取BC的中点G,连结FG,EG,则BD∥FG,∠EFG是异面直线EF与BD所成的角,由此能求出异面直线EF与BD所成角的余弦值.本题考查异面直线所成角的余弦值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.8.【答案】B【解析】解:正方体的所有棱中,实际上是3组平行的棱,每条棱所在直线与平面α所成的角都相等,如图:所示的正三角形所在平面或其平行平面为平面α时,满足平面α与正方体每条棱所成的角均相等,并且如图所示的正三角形,为平面α截正方体所形成的三角形截面中,截面面积最大者.因为正三角形的边长为,正方体ABCD-A1B1C1D1的三个面在平面α内的正投影是三个全等的菱形(如图所示),可以看成两个边长为的等边三角形,所以正方体在平面α内的正投影面积是S=2×=.故选:B.利用正方体棱的关系,判断平面α所成的角都相等的位置,正方体ABCD-A1B1C1D1的三个面在平面α内的正投影是三个全等的菱形,可以看成两个边长为的等边三角形,由此求出正方体在平面α内的正投影面积.本题考查直线与平面所成角的大小关系,考查空间想象能力以及计算能力,属于难题.9.【答案】B【解析】解:由题意建立如图所示的空间直角坐标系,DA为x轴,DC为y轴DD1为z轴,D为坐标原点,由题意知A(6,0,0),B(6,8,0),D(0,0,0),设D(0,0,a),则C1(0,8,a),∴=(6,8,0),=(-6,8,a),∴cos===,由题意可得:=,解得:a2=96,由题意长方体的对角线等于外接球的直径,设外接球的半径为R,则(2R)2=82+62+a2=196,所以该长方体的外接球的表面积S=4πR2=196π,故选:B.由题意建立空间直角坐标系,由异面直线的余弦值求出长方体的高,由题意长方体的对角线等于外接球的直径,进而求出外接球的半径,求出外接球的表面积.考查异面直线的夹角即外接球的表面积公式,属于中档题.10.【答案】B【解析】解:设AC=x,BC=y,由题意得x>0,y>0,x2+y2=4,∵当阳马B-A1ACC1体积最大,∴V=×2x×y=xy取最大值,∵xy≤=2,当且仅当x=y=时,取等号,∴当阳马B-A1ACC1体积最大时,AC=BC=,以CA、CB、CC1为棱构造长方体,则这个长方体的外接球就是堑堵ABC-A1B1C1的外接球,∴堑堵ABC-A1B1C1的外接球的半径R==,∴堑堵ABC-A1B1C1的外接球的体积V==.故选:B.设AC=x,BC=y,由阳马B-A1ACC1体积最大,得到AC=BC=,由此能求出堑堵ABC-A1B1C1的外接球的体积.本题考查几何体的外接球的体积的求法,考空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想,是中档题.11.【答案】D【解析】【分析】本题主要考查了根据角终边过点可得出角的正弦和余弦值,再利用二倍角公式计算可得,属于基础题.【解答】解:∵角的终边经过点,∴,∴.故选D.12.【答案】A【解析】【分析】本题考查的知识要点:三角函数关系式的变换,正弦型函数的性质的应用,考查学生的运算能力和转换能力,属于基础题.利用三角函数的平移变换的应用和正弦型函数的整体思想的应用求出结果.【解答】解:函数f(x)=sin(2x+φ)(0<φ<π)的图象向右平移个单位长度后得到函数的图象,即:把函数的图象,向左平移个单位,即得到f(x)的图象,故:=sin(2x+),∴令:(k∈),解得:(k∈),当k=0时,,故选A.13.【答案】D【解析】解:∵a=,b cos A=sin B,∴b cos A=a sin B,∴由正弦定理可得sin A sin B=sin B cos A,∵B是三角形内角,sin B≠0,∴tan A=,∴由A是三角形内角,可得:A=.故选:D.利用正弦定理化简已知条件,通过三角形内角求解A的大小即可.本题考查正弦定理,同角三角函数基本关系式在解三角形中的应用,考查计算能力和转化思想,属于基础题.14.【答案】A【解析】解:∵函数f(x)=sin(2x+φ)(|φ|<π)的图象过点,且在递减区间内,2×+φ=π+2k,,,∴φ=,f(x)=sin(2x+).若将f(x)的图象上所有点向右平移个单位长度,可得y=sin(2x-+)=sin(2x+)的图象,然后再向上平移1个单位长度,可得y=sin(2x+)+1的图象.故所得图象对应的函数为g(x)=sin(2x+)+1,则g(0)=sin(0+)+1=1+,故选:A.根据函数的图象经过点,求得φ的值,再利用函数y=A sin(ωx+φ)的图象变换规律,求得g(x)的解析式,从而求得g(0)的值.本题主要考查正弦函数的图象和性质,函数y=A sin(ωx+φ)的图象变换规律,属于中档题.15.【答案】D【解析】解:在△ABC中,设AB=x,AC=y,AD=m,∠ADB=θ,则∠ADC=π-θ,在△ABD中,由余弦定理得:m2+4-4m cosθ=x2(1),在△ACD中,由余弦定理得:m2+4-4m cos(π-θ)=y2,即m2+4+4m cosθ=y2(2),由(1)(2)得:2m2+8=x2+y2,又x+y=8,所以2m2+8=(8-y)2+y2=2y2-16y+64,所以m2=y2-8y+28,所以当y=4时,m的最小值为,即AD长度的最小值为,此时AB=AC=BC=4,△ABC是等边三角形,易得其面积为.故选D.另解:由BC=4,AB+AC=8,则点A在以B,C为焦点,焦距2c=4,长轴长2a=8的椭圆上运动,易知当点A运动到短轴端点时,AD最短为,此时AD⊥BC,.故选:D.法一:由已知结合余弦定理及二次函数的性质可求面积的最小值;法二:由已知结合椭圆的定义及椭圆的性质可求面积的最小值.本题主要考查了余弦定理在求解三角形中的应用,要注意解法二中椭圆定义的灵活应用.16.【答案】B【解析】【分析】本题考查对数值的大小比较,考查指数函数、对数函数的性质,是基础题.对a、b、c三个数,利用指数函数、对数函数的性质进行估算,和0、1比较即可.【解答】解:,,,所以.故选B.17.【答案】C【解析】【分析】本题考查函数与方程的关系,分段函数的应用,函数的解析式的应用,考查计算能力.利用分段函数画出函数的图象,利用数形结合转化求解即可.【解答】解:∵x∈(0,2]时,f(x)=(x-1)2,又,∴当x∈(0,+∞)时,即将f(x)在区间(0,2]图象依次向右移2个单位的同时再将纵坐标缩短为原来的倍,得到函数f(x)在(0,+∞)上的图象.关于y轴对称得到(-∞,0)的图象.如图所示:令g(x)=0,得或,即与两条直线截函数y=f(x)图象共16个交点,所以函数g(x)共有16个零点.故选:C.18.【答案】D【解析】解:作出当x∈(0,1]时,f(x)=-x(x-1)的图象,由2f(x+1)=f(x),可得将y=f(x)在(0,1]的图象向左平移1个,2个,3个单位,同时点的纵坐标伸长到原来的2倍,4倍,8倍,将y=f(x)在(0,1]的图象每向右平移1个,2个,3个单位,同时点的纵坐标缩短到原来的倍,倍,倍,作出直线y=,如图所示:对任意x∈[m,+∞),都有,可得只要找直线y=与f(x)(-2<x<-1)的右边的交点,由-4(x+1)(x+2)=,解得x=-(-舍去),则m≥-,故选:D.作出当x∈(0,1]时,f(x)=-x(x-1)的图象,由图象变换,作出y=f(x)的图象,以及直线y=,通过图象观察,解方程可得所求m的最小值.本题考查不等式恒成立问题解法,注意运用数形结合思想和图象变换,考查运算能力和观察能力、推理能力,属于中档题.19.【答案】D【解析】【分析】本题主要考查了导数的几何意义,属于中档题.依题意可得在区间内有解,求出的值域即可得解.【解答】解:依题意,可得,即在区间内有解,设,由题意函数为增函数,且所以,故选D.20.【答案】B【解析】解:方程f(x)=g(x)即为(ax+ln x+1)(x+ln x+1)=x2,则方程至少有三个不相等的实根,令得t2+(a+1)t+a-1=0①,且,∴函数t(x)在(0,1)上单增,在(1,+∞)上单减,故t(x)max=t(1)=1,且t→+∞时,t(x)→0,∴方程①的两个根t1,t2的情况是:(i)若t1,t2∈(0,1),t1≠t2,则f(x)与g(x)的图象有四个不同的公共点,则,此时无解;(ii)若t1∈(0,1)且t2=1或t2=0,则f(x)与g(x)的图象有三个不同的公共点,则a无解;(iii)若t1∈(0,1)且t2<0,则f(x)与g(x)的图象有三个不同的公共点,令h(t)=t2+(a+1)t+a-1,则,解得.故选:B.依题意,方程至少有三个不相等的实根,令,利用导数研究函数t(x)的单调性及最值情况,再分类讨论得解.本题考查函数零点与方程根的关系,考查分类讨论思想,旨在锻炼学生的推理论证能力,属于中档题.。