高考数学(文科,通用)二轮复习突破练word版:高考大题
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高考大题纵横练(二)
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1.(2014·江西)已知函数f(x)=sin(x+θ)+acos(x+2θ),其中a∈R,θ∈(-π2,π2).
(1)当a=2,θ=π4时,求f(x)在区间[0,π]上的最大值与最小值;
(2)若f(π2)=0,f(π)=1,求a,θ的值.
解 (1)f(x)=sin(x+π4)+2cos(x+π2)
=22(sin x+cos x)-2sin x
=22cos x-22sin x=sin(π4-x).
因为x∈[0,π],所以π4-x∈[-3π4,π4].
故f(x)在[0,π]上的最大值为22,最小值为-1.
(2)由 fπ2=0,fπ=1,得 cos θ1-2asin θ=0,2asin2θ-sin θ-a=1.
由θ∈(-π2,π2)知cos θ≠0,解得 a=-1,θ=-π6.
2.在正方体ABCD-A′B′C′D′中,棱AB,BB′,B′C′,C′D′的中点分别是E,F,G,H,如图所示.
(1)求证:AD′∥平面EFG;
(2)求证:A′C⊥平面EFG;
(3)判断点A,D′,H,F是否共面?并说明理由.
(1)证明 连接BC′.
在正方体ABCD-A′B′C′D′中,AB=C′D′,AB∥C′D′,
所以四边形ABC′D′是平行四边形,
所以AD′∥BC′.
因为F,G分别是BB′,B′C′的中点, 所以FG∥BC′,所以FG∥AD′.
因为EF,AD′是异面直线,所以AD′⊄平面EFG.
因为FG⊂平面EFG,所以AD′∥平面EFG.
(2)证明 连接B′C.
在正方体ABCD-A′B′C′D′中,A′B′⊥平面BCC′B′,
BC′⊂平面BCC′B′,所以A′B′⊥BC′.
在正方形BCC′B′中,B′C⊥BC′,
因为A′B′⊂平面A′B′C,B′C⊂平面A′B′C,A′B′∩B′C=B′,
所以BC′⊥平面A′B′C.
因为A′C⊂平面A′B′C,所以BC′⊥A′C.
因为FG∥BC′,所以A′C⊥FG,同理可证A′C⊥EF.
因为EF⊂平面EFG,FG⊂平面EFG,EF∩FG=F,
所以A′C⊥平面EFG.
(3)解 点A,D′,H,F不共面.理由如下:
假设A,D′,H,F共面,连接C′F,AF,HF.
由(1)知,AD′∥BC′,
因为BC′⊂平面BCC′B′,AD′⊄平面BCC′B′.
所以AD′∥平面BCC′B′.
因为C′∈D′H,
所以平面AD′HF∩平面BCC′B′=C′F.
因为AD′⊂平面AD′HF,
所以AD′∥C′F.
所以C′F∥BC′,而C′F与BC′相交,矛盾.
所以点A,D′,H,F不共面.
3.已知等差数列{an}的公差大于0,且a3,a5是方程x2-14x+45=0的两根,数列{bn}的前n项和为Sn,且Sn=1-bn2(n∈N*).
(1)求数列{an},{bn}的通项公式; (2)记cn=anbn,求证:cn+1≤cn;
(3)求数列{cn}的前n项和Tn.
(1)解 因为a3,a5是方程x2-14x+45=0的两根,且数列{an}的公差d>0,
所以a3=5,a5=9,公差d=a5-a35-3=2.
所以an=a5+(n-5)d=2n-1(n∈N*).
当n=1时,b1=S1=1-b12,
解得b1=13.
当n≥2时,bn=Sn-Sn-1=12(bn-1-bn),
所以bnbn-1=13(n≥2).
所以数列{bn}是首项b1=13,公比q=13的等比数列,
所以bn=b1qn-1=13n(n∈N*).
(2)证明 由(1),知cn=anbn=2n-13n,cn+1=2n+13n+1,
所以cn+1-cn=2n+13n+1-2n-13n=41-n3n+1≤0.
所以cn+1≤cn.
(3)解 由(2),知cn=anbn=2n-13n,
则Tn=131+332+533+…+2n-13n,①
13Tn=132+333+534+…+2n-33n+2n-13n+1,②
①-②,得23Tn=13+232+233+…+23n-2n-13n+1
=13+2(132+133+…+13n)-2n-13n+1=23-2n+23n+1,
化简得Tn=1-n+13n. 故数列{cn}的前n项和Tn=1-n+13n(n∈N*).
4.(2014·陕西)某保险公司利用简单随机抽样方法,对投保车辆进行抽样,样本车辆中每辆车的赔付结果统计如下:
赔付金额(元) 0 1 000 2 000 3 000 4 000
车辆数(辆) 500 130 100 150
120
(1)若每辆车的投保金额均为2 800元,估计赔付金额大于投保金额的概率;
(2)在样本车辆中,车主是新司机的占10%,在赔付金额为4 000元的样本车辆中,车主是新司机的占20%,估计在已投保车辆中,新司机获赔金额为4 000元的概率.
解 (1)设A表示事件“赔付金额为3 000元”,B表示事件“赔付金额为4 000元”,以频率估计概率得
P(A)=1501 000=0.15,P(B)=1201 000=0.12.
由于投保金额为2 800元,赔付金额大于投保金额对应的情形是赔付金额为3 000元和4 000元,所以其概率为P(A)+P(B)=0.15+0.12=0.27.
(2)设C表示事件“投保车辆中新司机获赔4 000元”,由已知,样本车辆中车主为新司机的有0.1×1
000=100(辆),而赔付金额为4 000元的车辆中,车主为新司机的有0.2×120=24(辆),所以样本车辆中新司机车主获赔的金额为4 000元的频率为24100=0.24,由频率估计概率得P(C)=0.24.
5.在平面直角坐标系xOy中,动点M到两定点F1(0,-3),F2(0,3)的距离之和为4,设动点M的轨迹为曲线C.已知直线l与曲线C交于A(x1,y1),B(x2,y2)两点,向量m=(2x1,y1),n=(2x2,y2),且m⊥n.
(1)若直线l过曲线C的焦点F(0,c)(c为半焦距),求直线l的斜率k的值;
(2)△AOB的面积是否为定值?如果是,请给予证明;如果不是,请说明理由.
解 (1)由题意知,|MF1|+|MF2|=4>|F1F2|=23,
根据椭圆的定义,知动点M的轨迹是以F1(0,-3),F2(0,3)为焦点,长轴长为4的椭圆,
设该椭圆的标准方程为y2a2+x2b2=1(a>b>0),
则a=2,c=3,∴a2=4,c2=3,b2=a2-c2=1,
∴曲线C的方程为y24+x2=1.
设l的方程为y=kx+3,由 y=kx+3y24+x2=1,消去y得, (k2+4)x2+23kx-1=0,Δ=(23k)2+4(k2+4)>0,
且x1+x2=-23kk2+4,x1x2=-1k2+4.
∵m⊥n,∴m·n=0,
∴4x1x2+y1y2=4x1x2+(kx1+3)(kx2+3)=(4+k2)x1x2+3k(x1+x2)+3=(k2+4)·-1k2+4+3k·-23kk2+4+3=0,解得k=±2.
即直线l的斜率k的值为±2.
(2)①当直线AB的斜率不存在时,有x1=x2,y1=-y2.
由m·n=0,得4x21-y21=0,即y21=4x21.
又A(x1,y1)在椭圆上,
∴4x214+x21=1,
∴|x1|=22,|y1|=2.
∴S△OAB=12|x1|·|y1-y2|=|x1|·|y1|=1(定值).
当直线AB的斜率存在时,设AB的方程为y=k′x+t.
由 y=k′x+t,y24+x2=1,消去y得,(k′2+4)x2+2k′tx+t2-4=0,
Δ=4k′2t2-4(k′2+4)(t2-4)>0,
且x1+x2=-2k′tk′2+4,
x1x2=t2-4k′2+4.
∵m·n=0,
∴4x1x2+y1y2=0,∴4x1x2+(k′x1+t)(k′x2+t)=0,
∴(k′2+4)x1x2+k′t(x1+x2)+t2=0, ∴(k′2+4)·t2-4k′2+4+k′t·-2k′tk′2+4+t2=0,
整理得2t2-k′2=4.
∴S△OAB=12·|t|1+k2·|AB|=12·|t|·x1+x22-4x1x1=|t|4k′2-4t2+16k′2+4=4t22|t|=1(定值).
综上,△AOB的面积为定值.
6.已知函数f(x)=xln x.
(1)求函数f(x)的极值点;
(2)设函数g(x)=f(x)-a(x-1),其中a∈R,求函数g(x)在区间[1,e]上的最小值.(其中e为自然对数的底数).
解 (1)f′(x)=ln
x+1,x>0,
由f′(x)=0得x=1e,
所以f(x)在区间(0,1e)上单调递减,在区间(1e,+∞)上单调递增.
所以,x=1e是函数f(x)的极小值点,极大值点不存在.
(2)g(x)=xln x-a(x-1),
则g′(x)=ln x+1-a,
由g′(x)=0,得x=ea-1,
所以,在区间(0,ea-1)上,g(x)为递减函数,
在区间(ea-1,+∞)上,g(x)为递增函数.
当ea-1≤1,即a≤1时,在区间[1,e]上,g(x)为递增函数,
所以g(x)的最小值为g(1)=0.
当1
当ea-1≥e,即a≥2时,在区间[1,e]上,g(x)为递减函数,
所以g(x)的最小值为g(e)=a+e-ae.
综上,当a≤1时,g(x)的最小值为0;
当1
当a≥2时,g(x)的最小值为a+e-ae.