2020-2021四川成都七中高三(下)入学数学试卷(理科)-解析版

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2020-2021学年四川省成都七中高三(下)入学数学试卷(理科)一、单选题(本大题共12小题,共60.0分)1.设集合P={3,log2a},Q={a,b},若P∩Q={0},则P∪Q=()A. {3,0}B. {3,0,1}C. {3,0,2}D. {3,0,1,2}2.若复数z=21+√3i,则|z|=()A. 12B. √32C. 1D. 23.如图,向量b⃗ −a⃗等于()A. e1⃗⃗⃗ −3e2⃗⃗⃗B. −4e1⃗⃗⃗ −2e2⃗⃗⃗C. −2e1⃗⃗⃗ −3e2⃗⃗⃗D. −e1⃗⃗⃗ +3e2⃗⃗⃗4.命题p:若α为第一象限角,则sinα<α;命题q:函数f(x)=2x−x2有两个零点,则()A. p∧q为真命题B. p∨q为真命题C. ¬p∨¬q为真命题D. ¬p∧q为真命题5.等比数列{a n}中,a1=1,且4a1,2a2,a3成等差数列,则a nn(n∈N∗)的最小值为()A. 1625B. 49C. 12D. 16.设a=sinπ5,b=log√2√3,c=(14) 23,则()A. a<c<bB. b<a<cC. c<a<bD. c<b<a7.某四棱锥的三视图如图所示,则该四棱锥的体积是()A. 12B. 18C. 24D. 368. 中国的5G 技术领先世界,5G 技术的数学原理之一便是著名的香农公式:C =Wlog 2(1+SN ).它表示:在受噪声干扰的信道中,最大信息传递速度C 取决于信道带宽W ,信道内信号的平均功率S ,信道内部的高斯噪声功率N 的大小,其中SN 叫做信噪比.当信噪比比较大时,公式中真数中的1可以忽略不计.按照香农公式,若不改变带宽W ,而将信噪比SN 从1000提升至4000,则C 大约增加了( )附:lg2≈0.3010A. 10%B. 20%C. 50%D. 100%9. 执行如图所示的程序框图,若输入的n =10,则输出的S =( )A. 49 B. 89 C. 511 D. 101110. 将甲,乙等5位同学分别保送到北京大学,上海交通大学,浙江大学三所大学就读,则每所大学至少保送一人的不同保送的方法有( )A. 240种B. 180种C. 150种D. 540种11. 知双曲线x 2a 2−y 2b 2=1(a >0,b >0),A 1、A 2是实轴顶点,F 是右焦点,B(0,b)是虚轴端点,若在线段BF 上(不含端点)存在不同的两点P i =(1,2),使得△P i A 1A 2(i =1,2)构成以A 1A 2为斜边的直角三角形,则双曲线离心率e 的取值范围是( )A. (√2,√6+12)B. (√2,√5+12)C. (1,√6+12)D. (√5+12,+∞) 12. 已知函数f(x)=ln(|x|−1)+e x +e −x ,则使不等式f(x +1)<f(2x)成立的x 的取值范围是( )A. (−∞,−1)∪(1,+∞)B. (−2,−1)C. (−∞,−13)∪(1,+∞)D. (−∞,−2)∪(1,+∞)二、单空题(本大题共4小题,共20.0分)13.若二项式(1+2x)n(n∈N∗)的展开式中所有项的系数和为243,则该二项式展开式中含有x3的系数为______ .14.若x,y满足约束条件{y≥xx+y≤1y≥−1,则z=2x−y的最大值是______.15.在棱长为√2的正方体ABCD−A1B1C1D1中,棱BB1,B1C1的中点分别为E,F,点P在平面BCC1B1内,作PQ⊥平面ACD1,垂足为Q.当点P在△EFB1内(包含边界)运动时,点Q的轨迹所组成的图形的面积等于______ .16.已知f(x)=lnx1+x−lnx,f(x)在x=x0处取最大值.以下各式正确的序号为______①f(x0)<x0;②f(x0)=x0;③f(x0)>x0;④f(x0)<19;⑤f(x0)>19.三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)17.在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且csin2B=√3bsinC.(1)若cos2A+3cosA−2sinB=0,求角A的大小;(2)若a=2√3,b=2,求△ABC的面积.18.已知某种动物服用某种药物一次后当天出现A症状的概率为13.为了研究连续服用该药物后出现A症状的情况,做药物试验.试验设计为每天用药一次,连续用药四天为一个用药周期.假设每次用药后当天是否出现A症状的出现与上次用药无关.(Ⅰ)如果出现A症状即停止试验”,求试验至多持续一个用药周期的概率;(Ⅱ)如果在一个用药周期内出现3次或4次A症状,则这个用药周期结束后终止试验,试验至多持续两个周期.设药物试验持续的用药周期数为η,求η的期望.19.如图,在直角梯形ABED中,BE//AD,DE⊥AD,BC⊥AD,AB=4,BE=2√3.矩形BEDC沿BC翻折,使得平面ABC⊥平面BCDE.(1)若BC=BE,证明:平面ABD⊥平面ACE;(2)当三棱锥A−BCE的体积最大时,求平面ADE与平面ABC所成的锐二面角的余弦值.)的曲线C的方程为√(x−1)2+y2+√(x+1)2+y2=2a.20.已知过点P(1,32(Ⅰ)求曲线C的标准方程:(Ⅱ)已知点F(1,0),A为直线x=4上任意一点,过F作AF的垂线交曲线C于点B,D.(i)证明:OA平分线段BD(其中O为坐标原点);(ii)求|BD|最大值.|AF|21. 已知函数f(x)=2sinx −x 2+2πx −a .(Ⅰ)当a =0时,求f(x)零点处的切线方程; (Ⅱ)若f(x)有两个零点x 1,x 2(x 1<x 2),求证:1−π2π(x 2−x 1−2π)≥a.22. 在平面直角坐标系xOy 中,直线l 1的参数方程为{x =√32ty =12t(t 为参数).以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,直线l 2的极坐标方程为2ρsin(θ−π3)+3=0,l 2交极轴于点A ,交直线l 1于B 点. (1)求A ,B 点的极坐标方程; (2)若点P 为椭圆y 23+x 2=1上的一个动点,求△PAB 面积的最大值及取最大值时点P 的直角坐标.23. 已知函数f(x)=|x −2|.(1)解不等式f(x)−f(2x +4)<2;(2)若f(x −1)+f(x +3)≥m 2+3m 对所有的x ∈R 恒成立,求实数m 的取值范围.答案和解析1.【答案】B【解析】 【分析】根据集合P ={3,log 2a},Q ={a,b},若P ∩Q ={0},则log 2a =0,b =0,从而求得P ∪Q.此题是个基础题.考查集合的交集和并集及其运算,注意集合元素的互异性,以及对数恒等式和真数是正数等基础知识的应用. 【解答】解:∵P ∩Q ={0},∴log 2a =0 ∴a =1从而b =0,P ∪Q ={3,0,1}, 故选:B .2.【答案】C【解析】解:∵z =1+√3i=√3i)(1+√3i)(1−√3i)=2(1−√3i)4=12−√32i , ∴|z|=(12)(−√32)=1.故选:C .利用复数代数形式的乘除运算化简,然后代入复数模的计算公式求解. 本题考查了复数代数形式的乘除运算,考查了复数模的求法,是基础的计算题.3.【答案】A【解析】解:如图,设BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ⃗ ,AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ⃗ ,∴b ⃗ −a ⃗ =BC ⃗⃗⃗⃗⃗ −AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =BC ⃗⃗⃗⃗⃗ +CA ⃗⃗⃗⃗⃗ =BA ⃗⃗⃗⃗⃗ =e 1⃗⃗⃗ −3e 2⃗⃗⃗ . 故选:A .可设BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =b ⃗ ,AC ⃗⃗⃗⃗⃗ =a ⃗ ,从而可得出b ⃗ −a ⃗ =BA ⃗⃗⃗⃗⃗ =e 1⃗⃗⃗ −3e 2⃗⃗⃗ .本题考查了向量、向量加法和向量数乘的几何意义,相反向量的定义,考查了计算能力,属于基础题.4.【答案】C【解析】解:命题p :若α为第一象限角,则sinα<α是假命题, 如α=−7π4,∴¬p 是真命题,作出函数y =2x ,y =x 2的图象,如图, 由图象知两函数有3个交点, ∴f(x)=2x −x 2有3个零点, ∴命题q 是假命题,则¬q 是真命题,∴命题p ∧q ,p ∨q ,¬q ∧p ,均为假命题,¬p ∨¬q 为真命题. 故选:C .分别判断出p ,q 的真假,再根据复合命题的真假判断即可.本题考查了复合命题的真假判断,考查了函数零点的判定,是基础题.5.【答案】D【解析】解:设等比数列{a n }的公比为q , a 1=1,且4a 1,2a 2,a 3成等差数列, 可得4a 2=4a 1+a 3,即4q =4+q 2, 解得q =2,a n =2n−1,则a n n=2n−1n ,设b n =2n−1n,b n+1b n=2nn+1⋅n2n−1=2nn+1,则b 1=b 2<b 3<b 4<⋯,所以ann (n ∈N ∗)的最小值为1,故选:D .设等比数列{a n }的公比为q ,运用等差中项和等比数列的通项公式,解方程可得公比,进而得到a n ,a n n ,判断{a n n }的单调性,可得ann (n ∈N ∗)的最小值.本题考查等比数列的通项公式和等差中项,以及数列的单调性,考查方程思想和运算能力,属于基础题.6.【答案】C【解析】解:∵12=sin π6<a =sin π5<1, b =log √2√3>log √2√2=1, c =(14) 23=(12) 43<12, ∴c <a <b . 故选:C .利用三角函数、对数函数、指数函数的单调性直接求解.本题考查三个数的大小的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意函数性质的合理运用.7.【答案】A【解析】解:四棱锥的底面ABCD 为边长为3的正方形,高SA =4,故四棱锥的体积V =13×32×4=12, 故选:A .作出直观图,根据三视图尺寸得出棱锥的底面边长和高,从而可计算出体积.本题考查了棱锥的结构特征、三视图与体积计算,属于中档题.8.【答案】B【解析】解:当SN =1000时,C =Wlog 21000, 当SN =4000时,C =Wlog 24000, 因为log 24000log21000=lg4000lg1000=3+2lg23≈3.60203≈1.2,所以将信噪比SN 从1000提升至4000,则C 大约增加了20%, 故选:B .根据题意,计算出log 24000log21000即可.本题考查的是对数的运算,掌握对数的运算法则和运算性质是解题的关键,属于中档题.【解析】解:由程序框图知:算法的功能是求S =122−1+142−1+⋯+1i 2−1的值, ∵输入n =10, ∴跳出循环的i 值为12,∴输出S =122−1+142−1+⋯+1102−1=11×3+13×5+⋯+19×11=12×(1−13+13−15+⋯+19−111)=(1−111)×12=511.故选:C .算法的功能是求S =122−1+142−1+⋯+1i 2−1的值,根据条件确定跳出循环的i 值,利用裂项相消法计算输出S 的值.本题考查了当型循环结构的程序框图,根据框图的流程判断算法的功能是解答本题的关键,属于基础题.10.【答案】C【解析】 【分析】根据题意,分2步进行分析:①、先将甲、乙等5位同学分成3组:需要分2种情况讨论,②、将分好的三组对应三所大学,分别求出每一步的情况数目,由分步计数原理计算可得答案.本题考查排列、组合的综合应用,注意先分组,再进行排列. 【解答】解:根据题意,分2步进行分析: ①、先将甲、乙等5位同学分成3组: 若分成1−2−2的三组,有C 51C 42C 22A 22=15种分组方法, 若分成1−1−3的三组,有C 51C 41C 33A 22=10种分组方法,则将5人分成3组,有15+10=25种分组方法; ②、将分好的三组对应三所大学,有A 33=6种情况, 则每所大学至少保送一人的不同保送方法25×6=150种; 故选:C .【解析】解:由题意,F(c,0),B(0,b),则直线BF 的方程为bx +cy −bc =0, ∵在线段BF 上(不含端点)存在不同的两点P i (i =1,2),使得△P i A 1A 2(i =1,2)构成以线段A 1A 2为斜边的直角三角形, ∴22<a ,∴e 4−3e 2+1<0, ∵e >1,∴e <√5+12∵a <b , ∴a 2<c 2−a 2, ∴e >√2, ∴√2<e <√5+12. 故选:B .求出直线BF 的方程为bx +cy −bc =0,利用直线与圆的位置关系,结合a <b ,即可求出双曲线离心率e 的取值范围.本题考查双曲线的简单性质,考查离心率,考查直线与圆的位置关系,属于中档题.12.【答案】D【解析】解:由|x|−1>0得|x|>1,得x >1或x <−1,f(−x)=ln(|−x|−1)+e −x +e x =ln(|x|−1)+e x +e −x =f(x),即f(x)是偶函数, 当x >1时,f(x)=ln(x −1)+e x +e −x ,为增函数, 则不等式f(x +1)<f(2x)等价为不等式f(|x +1|)<f(|2x|), 即{|x +1|<|2 x||x +1|>1, 得{x 2+2x +1<4x 2x +1>1或x +1<−1,得{3x 2−2x −1>0x >0或 x <−2, 即{x >1或x <−13x >0或 x <−2, 得x >1或x <−2,即不等式的解集为(−∞,−2)∪(1,+∞), 故选:D .根据条件判断函数的奇偶性和单调性,利用函数奇偶性和单调性的性质将不等式进行转化求解即可.本题主要考查不等式的求解,判断函数的奇偶性和单调性,结合函数的单调性和奇偶性进行转化是解决本题的关键,是中档题.13.【答案】80【解析】解:令x =1,可得(1+2)n =243,解得n =5,则二项式(1+2x)5的展开式的通项公式为T r+1=C 5r (2x)r =2r C 5r x r, 所以二项式(1+2x)5的展开式中含有x 3的系数为23C 53=80.故答案为:80.令x =1,可求得n =5,由二项展开式的通项公式即可求得x 3的系数. 本题主要考查二项式定理的性质及其应用,考查了计算能力,属于基础题.14.【答案】12【解析】解:由x ,y 满足约束条件{y ≥xx +y ≤1y ≥−1作出可行域如图,化目标函数z =2x −y 为y =2x −z ,由{y =x x +y =1得C(12,12)由图可知,当直线y =2x −z 过C(12,12)时,直线在y 轴上的截距最小,z 最大. ∴z =2×12−12=12. 故答案为:12.由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,求得最优解的坐标,代入目标函数得答案.本题考查了简单的线性规划,考查了数形结合的解题思想方法,是中档题.15.【答案】√312【解析】解:连结BD交AC于点O,连结OD1,B1D交于点H,设G为CD1的中点,因为AC⊥BD,AC⊥BB1,BB1∩BD=B,BB1,BD⊂平面BB1D,所以AC⊥平面BB1D,因为B1D⊂平面BB1D,所以B1D⊥AC,同理可证B1D⊥AD1,又AC∩AD1=A,AC,AD1⊂平面ACD1,所以B1D⊥平面ACD1,即点B1在平面ACD1的投影为H,且D1H=2HO,同理,点E,F在面ACD1的投影分别为O,G,所以△EFB1在平面ACD1的投影为△OGH,又AC=√2AB=2,所以HC=HG=13D1C=13AC⋅√32=√33,所以点Q的轨迹所组成的图形的面积S=12CH⋅HG⋅sin120°=√312.故答案为:√312.连结BD交AC于点O,连结OD1,B1D交于点H,设G为CD1的中点,通过线面垂直的判定定义以及性质定理可得到B1D⊥平面ACD1,即点B1在平面ACD1的投影为H,同理可得点E,F在面ACD1的投影分别为O,G,然后得到△EFB1在平面ACD1的投影为△OGH,求解三角形的面积即可得到答案.本题考查了立体几何中的动点轨迹问题,涉及了线面垂直的判定定理和性质定理的应用,解题的关键是确定点Q的轨迹图形,属于中档题.16.【答案】②⑤【解析】解:∵f(x)=lnx1+x−lnx,∴f′(x)=−x+1+lnx(1+x)2,令g(x)=x+1+lnx,则函数有唯一零点,即x0,且函数的这个零点是y=lnx与y=−x−1的交点,∴x0>1,∴−x0−1=lnx0∴f(x0)=(−x0−1)⋅1−1−x01+x0=x0,故②⑤正确.故答案为:②⑤.由已知得f′(x)=−x+1+lnx(1+x)2,令g(x)=x+1+lnx,则函数有唯一零点,即x0,且函数的这个零点是y=lnx与y=−x−1的交点,由此能求出结果.本题主要考查了利用函数的导数求出函数的单调性以及函数的极值问题,考查学生分析解决问题的能力,利用导数研究函数的单调性的能力,解题时要认真审题,注意导数性质的合理运用.是中档题.17.【答案】解:(1)由题意,在△ABC中,csin2B=√3bsinC,得sinC⋅2sinBcosB=√3⋅sinBsinC,由B,C∈(0,π),sinB≠0,sinC≠0,得cosB=√32,又B∈(0,π),所以B=π6.由cos2A+3cosA−2sinB=0,得2cos2A+3cosA−2=0,(2cosA−1)(cosA+2)=0,又A∈(0,π),−1<cosA<1,整理得cosA=12,所以A=π3(2)由(1)知,B=π6,又a=2√3,b=2,根据余弦定理得,b2=a2+c2−2accosB,可得4=12+c2−2×2√3×c×√32,c2−6c+8=0,c1=2,c2=4.当c1=2时,S△ABC=12acsinB=12×2√3×2×12=√3;当c2=4时,S△ABC=12acsinB=12×2√3×4×12=2√3;所以△ABC的面积为√3或2√3.【解析】(1)直接利用三角函数关系式的变换和正弦定理的应用求出结果;(2)利用余弦定理和三角形的面积公式的应用求出结果.本题考查的知识要点:三角函数关系的变换,正弦定理余弦定理和三角形面积公式的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题.18.【答案】解:(Ⅰ)法一:设持续i天为事件A i,i=1,2,3,4,用药持续最多一个周期为事件B ,所以P(A 1)=13,P(A 2)=13⋅23,P(A 3)=13⋅(23)2,P(A 4)=13⋅(23)3, 则P(B)=P(A 1)+P(A 2)+P(A 3)+P(A 4)=6581.法二:设用药持续最多一个周期为事件B ,则B 为用药超过一个周期, 所以P(B)=(23)4=1681, 所以P(B)=1−(23)4=6581. (Ⅱ)随机变量η可以取1,2,所以P(η=1)=C 43(13)323+(13)4=19, P(η=2)=1−19=89, 所以Eη=1⋅19+2⋅89=179.【解析】(Ⅰ)设持续i 天为事件A i ,i =1,2,3,4,用药持续最多一个周期为事件B ,由此利用互斥事件概率加法公式能求出试验至多持续一个用药周期的概率.法二:设用药持续最多一个周期为事件B ,则B 为用药超过一个周期,利用对立事件概率计算公式能求出试验至多持续一个用药周期的概率.(Ⅱ)随机变量η可以取1,2,分别求出相应的概率,由此能求出η的期望.本题考查概率的求法,考查离散型随机变量的数学期望的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意对立事件概率计算公式的合理运用.19.【答案】(1)证明:∵BC =BE ,∴矩形BCDE 为正方形,∴BD ⊥CE ,∵平面ABC ⊥平面BCDE ,平面ABC ∩平面BCDE =BC ,AC ⊥BC ,AC ⊂平面ABC , ∴AC ⊥平面BCDE ,∵BD ⊂平面BCDE ,∴AC ⊥BD , 又CE ∩AC =C ,CE 、AC ⊂平面ACE , ∴BD ⊥平面ACE ,∵BD ⊂平面ABD ,∴平面ABD ⊥平面ACE .(2)在△ABC 中,设AC =x ,则BC =√16−x 2(0<x <4), ∴S △ABC =12AC ⋅BC =12x ⋅√16−x 2=12√x 2(16−x 2)≤12×x 2+16−x 22=4,当且仅当x =√16−x 2,即x =2√2时,等号成立, 此时△ABC 的面积有最大值4.∵平面ABC ⊥平面BCDE ,平面ABC ∩平面BCDE =BC ,BE ⊥BC ,BE ⊂平面BCDE , ∴BE ⊥平面ABC ,∴V A−BCE =V E−ABC =13S △ABC ⋅BE ≤13×4×2√3=8√33, 故当三棱锥A −BCE 的体积最大时,AC =2√2. ∵BE//CD ,∴CD ⊥平面ABC ,以C 为原点,CA ,CB ,CD 所在直线分别为x ,y ,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则C(0,0,0),A(2√2,0,0),D(0,0,2√3),E(0,2√2,2√3), ∴AD⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(−2√2,0,2√3),DE ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,2√2,0), 设平面ADE 的法向量为m ⃗⃗⃗ =(x,y ,z),则{m ⃗⃗⃗ ⋅AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0m ⃗⃗⃗ ⋅DE ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0,即{−2√2x +2√3z =02√2y =0,令x =√3,则y =0,z =√2,∴m ⃗⃗⃗ =(√3,0,√2), ∵CD ⊥平面ABC ,∴平面ABC 的一个法向量为CD⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,0,2√3), ∴cos <CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,m ⃗⃗⃗ >=CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅m ⃗⃗⃗ |CD ⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅|m ⃗⃗⃗ |=√3×√22√3×√5=√105, 故平面ADE 与平面ABC 所成的锐二面角的余弦值为√105.【解析】(1)易知BD ⊥CE ,由平面ABC ⊥平面BCDE ,推出AC ⊥平面BCDE ,可知AC ⊥BD ,再结合线面和面面垂直的判定定理,得证;(2)先由面面垂直的性质定理证明BE ⊥平面ABC ,再结合基本不等式和等体积法求三棱锥A −BCE 的体积最大时,AC 的长,然后以C 为原点建立空间直角坐标系,求得平面ADE 的法向量m ⃗⃗⃗ ,而平面ABC 的一个法向量为CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,最后由cos <CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,m ⃗⃗⃗ >=CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅m ⃗⃗⃗|CD ⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅|m ⃗⃗⃗ |,即可得解.本题考查空间中线与面的垂直关系、二面角的求法,熟练掌握线面、面面垂直的判定定理或性质定理,以及利用空间向量处理二面角的方法是解题的关键,考查学生的空间立体感、逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.20.【答案】解(Ⅰ)将P 的坐标代入方程可得:a =2,所以由椭圆的定义可知,曲线C的轨迹为以(−1,0),(1,0)为焦点,以长半轴为2的椭圆, 所以曲线C 的标准方程为:x 24+y 23=1;(Ⅱ)(i)设B(x 1,y 1),D(x 2,y 2),BD 的中点坐标M(x 0,y 0),由题意可得直线BD 的斜率存在且不为0,所以设直线BD 的方程为:x =my +1, 则直线AF 的方程为:y =−m(x −1),A 在直线x =4上,所以y A =−3m ,即A(4,−3m), 将直线BD 与椭圆联立{x =my +1x 24+y 23=1,整理可得(4+3m 2)y 2+6my −9=0,所以y 1+y 2=−6m4+3m 2,y 1y 2=−94+3m 2, 所以x 1+x 2=m(y 1+y 2)+2=84+3m 2, 所以中点M(44+3m ,−3m4+3m ), 因为k OA =−3m 4=k OM ,所以OA 平分线段BD ; (ii)|AF|=3√1+m 2,|BD|=√1+m 2√(y 1+y 2)2−4y 1y 2=12(1+m 2)4+3m ,所以|BD||AF|=4√1+m 24+3m 2,令t =2≥1,所以|BD||AF|=4t 3t 2+1=43t+1t≤1,当且仅当t =1时取等号,所以|BD||AF|最大值为1.【解析】(Ⅰ)将P 的坐标代入可得a 的值,由题意的定义可得曲线C 的轨迹为椭圆,且可知焦点坐标即长半轴长,进而求出曲线C 的标准方程;(Ⅱ)(i)设B ,D 的坐标,由题意可得直线BD 的斜率存在且不为0,设直线BD 的方程,由题意可得直线AF 的方程,将直线BD 的方程与椭圆联立求出两根之和及两根之积,进而求出BD 的中点M 坐标,求出直线OM 的斜率,及直线OA 的斜率,可得两个斜率相等可证得OA 平分线段BD ;(ii)求出|AF|,|BD|,进而求出|BD|的表达式,换元由均值不等式可得其最大值.|AF|本题考查求轨迹方程及直线与椭圆的综合,及弦长公式和均值不等式的应用,属于中档题.21.【答案】解:(Ⅰ)当a=0时,f(x)=2sinx−x2+2πx,定义域为R,则f′(x)=2cosx−2x+2π,f′′(x)=−2sinx−2<0,∴y=f′(x)在R上为减函数,∵f′(0)=2+2π>0,f′(π)=−2π<0,∴由零点存在性定理可知,f′(x)在x∈(0,π)上必存在x0,使得f′(x0)=0,且当x∈(−∞,x0)时,f′(x)>0,即f(x)在x∈(−∞,x0)上单调递增,当x∈(x0,+∞)时,f′(x)<0,即f(x)在x∈(x0,+∞)上单调递减,∴f(x)max=f(x0),故f(x)至多有两个零点,又∵f(0)=0,f(2π)=0,故x=0,x=2π是f(x)的两个零点,∴由f′(0)=2+2π,f′(2π)=2−2π,易得两切线方程为y=(2+2π)x或y=(2−2π)x−4π+4π2;(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)易知,x1<x0<x2,设F(x)=(2+2π)x−2sinx+x2−2πx,F′(x)=2−2cosx+2x,F′′(x)=2sinx+2≥0,∴y=F′(x)在R上为增函数,∵F′(0)=0,∴当x∈(−∞,0)时,F′(x)<0,即F(x)在(−∞,0)上为减函数,当x∈(0,+∞)时,F′(x)>0,即F(x)在(0,+∞)上为增函数,∴F(x)≥F(0)=0,即(2+2π)x≥2sinx−x2+2πx,设y=(2+2π)x与y=a的交点横坐标为x3,则(2+2π)x1≥2sinx1−x12+2πx1=a= (2+2π)x3,∵y=(2+2π)x为增函数,≤x1;∴x3=a(2+2π)同理设G(x)=(2−2π)(x−2π)−2sinx+x2−2πx,则G′(x)=2−4π−2cosx+2x,G′′(x)=2sinx+2≥0,∴y=G′(x)在R上为增函数,又G′(2π)=0,∴当x∈(−∞,2π)时,G′(x)<0,即G(x)在(−∞,2π)上单调递减,当x∈(2π,+∞)时,G′(x)>0,即G(x)在(2π,+∞)上单调递增,∴G(x)≥g(2π)=0,即(2−2π)(x−2π)≥2sinx−x2+2πx,设y=(2−2π)(x−2π)与y=a的交点横坐标为x4,则(2−2π)(x2−2π)≥2sinx2−x22+2πx2=a=(2−2π)(x4−2π),又y=(2−2π)(x−2π)为减函数,则x4=a2−2π+2π≥x2,故x2−x1≤x4−x3=4πa(2−2π)(2+2π)+2π=aπ1−π2+2π,∴1−π2π(x2−x1−2π)≥a,得证.【解析】(Ⅰ)将a=0带入,求导得f′(x)=2cosx−2x+2π,f′′(x)=−2sinx−2<0,进而可知存在x0,使得f′(x0)=0,且f(x)在x∈(−∞,x0)上单调递增,在x∈(x0,+∞)上单调递减,进一步可得x=0,x=2π是f(x)的两个零点,再求得f′(0)=2+2π,f′(2π)=2−2π,由此求得所求切线方程;(Ⅱ)先构造函数F(x)=(2+2π)x−2sinx+x2−2πx,F′(x)=2−2cosx+2x,F′′(x)=2sinx+2≥0,可知(2+2π)x≥2sinx−x2+2πx,设y=(2+2π)x与y=a的交点横坐标为x3,可得x3=a(2+2π)≤x1;设G(x)=(2−2π)(x−2π)−2sinx+x2−2πx,G′(x)=2−4π−2cosx+2x,G′′(x)=2sinx+2≥0,可知(2−2π)(x−2π)≥2sinx−x2+2πx,设y=(2−2π)(x−2π)与y=a的交点横坐标为x4,可得x4=a2−2π+ 2π≥x2,由此即可得证.本题考查导数的综合运用,考查导数的几何意义以及利用导数研究函数的单调性,极值及最值,考查转化思想,考查逻辑推理能力及运算能力,属于难题.22.【答案】解:(1)l1的方程为y=√33x,化为极坐标方程为θ=π6(ρ∈R).代入l2的方程得:ρ=3,即B(3,π6).方程2ρsin(θ−π3)+3=0,令θ=0,即ρ=√3,即A(√3,0).(2)由(1)知,|OA|=√3,|OB|=3,且∠BOA=π6,故|AB|=√3,设点P到直线AB的距离为d,故S=√32d,设点P(cosθ,√3sinθ),l2的一般方程为y=√3x−3,故S =√32d =√32⋅|√3cosθ−√3sinθ−3|2=34|√3+√2sin(θ−π4)|,当θ=3π4+2kπ(k ∈Z)时,S max =3√3+3√24此时,P 点坐标为(−√22,√62).【解析】(1)直接利用转换关系,把点的直角坐标转换为极坐标; (2)利用点到直线的距离公式和三角函数关系式的变换的应用求出结果.本题考查的知识要点:参数方程极坐标方程和直角坐标方程之间的转换,点到直线的距离公式,三角函数关系式的变换,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于基础题.23.【答案】解:(1)f(x)−f(2x +4)<2即为|x −2|−|2x +2|<2,等价为{2−x +2x +2<2x ≤−1或{−1<x <22−x −2x −2<2或{x ≥2x −2−2x −2<2,化为x ≤−2或−23<x <2或x ≥2,综上可得,原不等式的解集为(−∞,−2)∪(−23,+∞); (2)若f(x −1)+f(x +3)≥m 2+3m 对所有的x ∈R 恒成立, 即为|x −3|+|x +1|≥m 2+3m 对所有的x ∈R 恒成立, 即有(|x −3|+|x +1|)min ≥m 2+3m ,由|x −3|+|x +1|≥|x −3−x −1|=4,当−1≤x ≤3时,取得等号, 则m 2+3m ≤4, 解得−4≤m ≤1, 即m 的取值范围是[−4,1].【解析】(1)由绝对值的意义,去绝对值,解不等式,求并集,可得所求解集; (2)由题意可得(|x −3|+|x +1|)min ≥m 2+3m ,由绝对值的性质可得最小值,再由二次不等式的解法可得所求范围.本题考查绝对值不等式的解法和性质的运用,以及不等式恒成立问题解法,考查转化思想和分类讨论思想,运算能力和推理能力,属于中档题.。