梅州中学2022~2023学年度高三级第一学期阶段性考试一数学科试题一、单选题1.已知集合{7},{(8)(3)0}A x x B x x x =>-=+-<∣∣,则A B ⋃=()A.{8}x x >-∣ B.{73}x x -<<∣ C.{7}xx >-∣ D.{78}x x -<<∣【答案】A 【解析】【分析】先解出集合B ,再由并集的概念求解即可.【详解】因为{83}B xx =-<<∣,所以{8}A B x x =>-∣ .故选:A.2.如果一个复数的实部和虚部相等,则称这个复数为“等部复数”,若复数()2i i z a =+为“等部复数”,则实数a 的值为()A.1-B.0C.2D.-2【答案】D 【解析】【分析】化简复数,再由“等部复数”的定义即可求出答案.【详解】化简复数()2i i=2i z a a =+-,因为“等部复数”的实部和虚部相等,复数z 为“等部复数”,所以2a -=,所以2a =-.故选:D.3.已知函数()()sin 0,0,2πf x A x A ωϕωϕ⎛⎫=+>><⎪⎝⎭的部分图像如图所示,则函数()f x 的解析式为()A.()π2sin 23f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭B.()π2sin 26f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭C.()12si 6πn 2f x x ⎛⎫=+⎪⎝⎭D.()122cos 23πf x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭【答案】C 【解析】【分析】根据图象求出A ,最小正周期,进而求出12ω=,代入特殊点坐标,求出6π=ϕ,从而求出函数解析式.【详解】由图可知,2,π4T A ==,所以2π4πT ω==,解得12ω=.故()12sin 2f x x ϕ⎛⎫=+⎪⎝⎭.因为图象过点()0,1C ,所以12sin ϕ=,即1sin 2ϕ=,因为π2ϕ<,所以6π=ϕ,故()12si 6πn 2f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭故选:C4.已知,22ππα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭,若9cos 26cos 50αα++=,则sin α=()A.223±B.3-C.3D.13【答案】A 【解析】【分析】根据二倍角公式可得(3cos 1)(3cos 2)0αα-+=,求出1cos 3α=,再根据同角三角函数的平方关系可求出答案.【详解】解:由题可知9cos 26cos 50αα++=,即29cos 3cos 20αα+-=,(3cos 1)(3cos 2)0αα∴-+=,,22ππα⎛⎫∈- ⎪⎝⎭Q ,1cos 3α∴=,sin 3α∴==±,故选:A .5.已知等差数列{}n a 的公差0d ≠,其前n 项和为n S ,411a =,且1a ,3a ,11a 成等比数列,若40m S =,则m =()A.5 B.6C.7D.8【答案】A 【解析】【分析】由题知23111a a a =,411a =,进而转化为1a ,d 的方程求解得12a =,3d =,再根据前n 项和公式求解即可.【详解】解:由题得23111a a a =,则2111(2)(10)a d a a d +=+,得123d a =,又411a =.则1311a d +=,解得12a =,3d =,所以31n a n =-,所以2(312)322n n n n nS -++==,故23402m m mS +==,又*m ∈N ,所以5m =.故选:A.6.如图是正方体的展开图,则在这个正方体中,下面命题不正确的是()A.AF 与CN 是异面直线;B.BM 与AN 平行C.AF 与BM 成60︒角; D.BN 与DE 平行【答案】D 【解析】【分析】根据正方体的展开图得到直观图,再根据正方体的性质一一判断即可.【详解】解:如图,AF 与CN 是异面直线,故A 正确;因为//AB NM ,AB NM =,所以四边形ABMN 为平行四边形,所以//BM AN ,故B 正确.因为//BM AN ,所以AF与BM 所成角即为AF 与AN 所成角,在等边三角形AFN 中,60NAF ∠=︒所以AF与BM 所成角为60︒,故C 正确.AB ⊥平面ADNE ,DE ⊂平面ADNE ,所以AB DE ⊥,又AN DE ⊥,AB AN A = ,,AB AN ⊂平面ABN ,DE ⊥平面ABN ,BN ⊂平面ABN ,所以BN DE ⊥,故D 错误.故选:D .7.学生李明上学要经过4个路口,前三个路口遇到红灯的概率均为12,第四个路口遇到红灯的概率为13,设在各个路口是否遇到红灯互不影响,则李明从家到学校恰好遇到一次红灯的概率为A.724B.14C.124D.18【答案】A 【解析】【分析】分两种情况求解:①前三个路口恰有一次红灯,第四个路口为绿灯;②前三个路口都是绿灯,第四个路口为红灯.分别求出概率后再根据互斥事件的概率求解即可.【详解】分两种情况求解:①前三个路口恰有一次红灯,且第四个路口为绿灯的概率为2131116122324C ⎛⎫⎛⎫⨯⨯-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭;②前三个路口都是绿灯,第四个路口为红灯的概率为31112324⎛⎫⨯=⎪⎝⎭.由互斥事件的概率加法公式可得所求概率为617242424+=.故选A .【点睛】求解概率问题时,首先要分清所求概率的类型,然后再根据每种类型的概率公式求解.对于一些比较复杂的事件的概率,可根据条件将其分解为简单事件的概率求解,再结合互斥事件的概率加法公式求解即可.8.已知正三棱锥D ABC -中,底面是边长为1的正三角形ABC ,侧棱长为2,M 为AC 的中点,E 为AB 中点,P 是DM 的动点,Q 是平面ECD 上的动点,则AP PQ +的最小值是()A.14+ B.4+ C.14D.624【答案】A 【解析】【分析】作出图形,在正三棱锥D ABC -中,分析得出AB ⊥平面CDE ,固定P ,找出点P 运动时AP PQ +取得最小值时的位置,利用解三角形的相关知识即可求得结果.【详解】因为P 为DM 上的动点,Q 为平面ECD 上的动点,且两者的运动无关,所以采用一定一动的原则,先固定P ,当Q 在动的时候,显然,当PQ ⊥平面ECD 时,PQ 取最小值,为了确定垂直状态在哪里,具体给出下图:作//MF AB 分别交CB 、CE 于点F 、O ,连接OD ,当点Q 在OD 上且//PQ MF 时,PQ ⊥平面ECD ,以下证明此时PQ ⊥平面ECD ,AC BC = ,E 为AB 的中点,则CE AB ⊥,同理可知,DE AB ⊥,DE CE E = ,AB ∴⊥平面ECD ,所以,////PQ MF AB ,所以,PQ ⊥平面ECD ,此时,再将平面DOM 绕着DM 转动,使得D 、O 、M 、A 四点共面,此时,释放点P ,当点P 在运动过程中,Q 、P 、A 三点共线时,()min PQ AP P Q AP AQ ''''+=+=,已经找到最小状态,易知111244MO MF AB ===,2212DM DC CM =-=,//MF AB ,AB ⊥平面ECD ,则MF ⊥平面ECD ,则MO ⊥平面ECD ,DO ⊂ 平面ECD ,MO DO ∴⊥,故1sin 2OM MDO DM ∠==,则3cos 2MDO ∠=,22CD AD ==,1AC =,则222AD CD AC +=,则ACD △为等腰直角三角形,故45ADM ∠= ,()()262sin 45sin cos 24MDO MDO MDO +∠+=∠+∠= ,因为()26231sin 45244AQ AD MDO '=∠+== .故选:A.【点睛】思路点睛:(1)计算多面体或旋转体的表面上折线段的最值问题时,一般采用转化的方法进行,即将侧面展开化为平面图形,即“化折为直”或“化曲为直”来解决,要熟练掌握多面体与旋转体的侧面展开图的形状;(2)对于几何体内部折线段长的最值,可采用转化法,转化为两点间的距离,结合勾股定理求解.二、多选题9.已知α,β是两个不同的平面,m ,n ,l 是三条不同的直线,则下列命题中正确的是()A.若αβ⊥,m α⊂,n β⊂,则m n ⊥B.若m α⊥,n α⊥,则m n ∥C.若l αβ= ,m α∥,m β∥,则m l ∥D.若l αβ= ,m α⊂,m l ⊥,则m β⊥【答案】BC 【解析】【分析】利用面面垂直的性质判断选项A ;利用线面垂直的性质判断选项B ;利用线面平行的性质判断选项C ;利用线面垂直判定定理判断选项D.【详解】选项A :若αβ⊥,m α⊂,n β⊂,则m n ∥或m n 、相交或m n 、互为异面直线.判断错误;选项B :若m α⊥,n α⊥,则m n ∥.判断正确;选项C :设平面a αδ= ,m δ⊂,又m α∥,则m a ∥设平面b βγ= ,m γ⊂,又m β∥,则m b ∥,则a b ∥,又b β⊂,a β⊄,则a β∥,又a α⊂,l αβ= ,则a l ∥,则m l ∥.判断正确;选项D :若l αβ= ,m α⊂,m l ⊥,则m β、的位置关系为相交,当且仅当αβ⊥时m β⊥.判断错误.故选:BC10.已知函数()2sin 36f x x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭,则()A.18x π=是函数()f x 的一个零点B.函数9f x π⎛⎫-⎪⎝⎭是偶函数C.函数()f x 在区间0,3π⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增D.将函数()f x 的图象向右平移23π个单位后与原函数的图象重合【答案】ABD 【解析】【分析】因为018f π⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以选项A 正确;因为9f x π⎛⎫-= ⎪⎝⎭2cos3x -,所以选项B正确;因为53,666x πππ⎡⎤-∈-⎢⎥⎣⎦,而sin y x =在区间5,66ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上不单调,所以选项C 错误;因为23π是()f x 的最小正周期,所以选项D 正确.【详解】解:因为2sin 0018f π⎛⎫==⎪⎝⎭,所以选项A 正确;因为2sin 3996f x x πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫-=--= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎣⎦2sin 32cos32x x π⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,令()2cos3,g x x =-()2cos(3)2cos3()g x x x g x ∴-=--=-=,所以函数()g x 是偶函数,所以选项B 正确;因为当0,3x π⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,36x π-5,66ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦,而sin y x =在区间5,66ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上不单调,所以选项C 错误;因为23π是()f x 的最小正周期,所以选项D 正确.故选:ABD11.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若831a =,10210S =,则()A.19919S a =B.数列{}22na 是公比为28的等比数列C.若()1nn n b a =-⋅,则数列{}n b 的前2020项和为4040D.若11n n n b a a +=,则数列{}n b 的前2020项和为202024249【答案】BCD 【解析】【分析】应用等差数列的前n 项和、通项公式求基本量可得41n a n =-,进而判断A ,再由28222nna =及等比数列的定义判断B ,应用分组求和、裂项求和判断C 、D.【详解】由题设,1101011010()5()2102a a S a a ⨯+==+=,则11042a a +=,若等差数列的公差为d ,故12942a d +=,而1731a d +=,所以13,4a d ==,则41n a n =-,1191910919()19192a a S a a ⨯+==≠,A 错误;28812222nn a n -==,易知{}22n a 是公比为28的等比数列,B 正确;()()11(41)nnn n b a n =-⋅=--,则前2020项和为371115...(420191)(420201)410104040-+-+--⨯-+⨯-=⨯=,C 正确;11111()44143n n n b a a n n +==--+,则前n 项和为1111111111(...(43771141434343n n n ⨯-+-++-=⨯--++,所以前2020项和为1112020()4342020324249⨯-=⨯+,D 正确.故选:BCD12.ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .其面积为S ,周长为L .若sinsin 2A Ba c A +=,且2c =,则()A.6C π=B.S的最大值为C.ABC的外接圆半径为3D.L 的最小值为6【答案】BC 【解析】【分析】由已知式子利用正弦定理结合二倍角公式化简可求出角C ,再利用正弦定理可求出ABC 的外接圆半径,利用余弦定理结合基本不等式可求出S 的最大值,利用正弦定理结果三角函数恒等变换公式可求出L 的范围【详解】因为sinsin 2A Ba c A +=,所以由正弦定理得sin sin sin sin 2A BA C A +=,因为sin 0A ≠,所以sin sin 2CC π-=,所以cos 2sin cos 222C C C =,因为022C π<<,所以cos 02C ≠,所以1sin22C =,所以26C π=,所以3C π=,所以A 错误,设ABC 的外接圆半径为R ,则由正弦定理得2sin cR C=,22sin3Rπ=,得233R =,所以C 正确,由余弦定理得2222cos c a b ab C =+-,所以2242a b ab ab ab ab =+-≥-=,当且仅当a b =时取等号,所以ab 的最大值为4,所以S的最大值为11sin 4222ab C =⨯⨯=B 正确,由正弦定理得2sin sin sin 3sin3a b c A B C π====,所以4343,sin 33a A b B ==,所以()43sin sin 3a b A B +=+432sin sin 33A A π⎡⎤⎛⎫=+- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦3sin cos 322A A ⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭314cos 22A A ⎛⎫=+ ⎪ ⎪⎝⎭4sin 6A π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,因为203A π<<,所以5666A πππ<+<,所以1sin 126A π⎛⎫<+≤ ⎪⎝⎭,所以24sin 46A π⎛⎫<+≤ ⎪⎝⎭,所以24a b <+≤,所以46a b c <++≤,所以周长的最大值为6,无最小值,所以D 错误,故选:BC三、填空题13.已知某圆锥的底面周长为4π,侧面积为2π,则该圆锥的体积为_______.【答案】43π##43π【解析】【分析】设圆锥的底面半径为r ,母线为l,则由题意可得24r rl πππ=⎧⎪⎨=⎪⎩,求出,r l ,从而可求出高h ,进而可求出三棱锥的体积【详解】设圆锥的底面半径为r ,母线为l,则24r rl πππ=⎧⎪⎨=⎪⎩,解得2r l =⎧⎪⎨=⎪⎩,则该圆锥的高1h ==,故该圆锥的体积为43π,故答案为:43π14.写出一个同时具在下列性质①②③,且定义域为实数集R 的函数()f x :___________.①最小正周期为1;②()()f x f x -=;③无零点.【答案】此题答案不唯一,只要满足条件都可以,例如()cos22f x x π=+【解析】【分析】结合周期性和奇偶性,可以取cos2π=y x ,再根据③可以取()cos22f x x π=+.【详解】()cos 22π=+f x x 的定义域为R ,最小正周期为212T ππ==,()()()cos 22cos 22ππ-=-+=+=f x x x f x 因为1cos 21π-≤≤x ,所以()13f x ≤≤,所以()f x 无零点,综上,()cos 22π=+f x x 符合题意故答案为:()cos 22π=+f x x (答案不唯一)15.设ABC ∆的内角,,A B C 所对的边分别为,,a b c ,若2,3sin 5sin b c a A B +==,则角C =__________.【答案】23π【解析】【分析】根据正弦定理到35a b =,75c a =,再利用余弦定理得到1cos 2C =-,得到答案.【详解】3sin 5sin A B =,则35a b =,2b c a +=,故75c a =.根据余弦定理:22222294912525cos 32225a a a ab cC aba a +-+-===-⋅,故23C π=.故答案为:23π.【点睛】本题考查了正弦定理,余弦定理解三角形,意在考查学生的计算能力.16.我国古代《九章算术》中将上,下两面为平行矩形的六面体称为刍童,如图的刍童ABCD EFGH -有外接球,且4,AB AD EH EF ====E 到平面ABCD 距离为4,则该刍童外接球的表面积为________.【答案】128π【解析】【分析】由已知得,球心在上下底面中心的连线上,该连线与上下底面垂直,球心必在该垂线上,然后根据OB OG =,利用直角三角形1OO G 与直角三角形2OO B ,即可列出外接球半径的方程,求解即可.【详解】连接HF 、EG 交于点1O ,连接AC 、DB 交于点2O ,由球的几何性质可知,刍童外接球的球心O 必在线段1O 2O 上,如图,由题意可知,2OO ⊥平面ABCD ,1OO ⊥平面EFGH ,214O O =,设2O O r =,在1Rt OGO 中,22211OG OO O G =+,在矩形EFGH 中,()()222242462EG EF FG =+=+,11422O G EG ==,()(222221142OG OO O G r ∴=+=-+,在2Rt OBO 中,22222OB OO O B =+,在矩形ABCD 中,()22224438DB AD AB =+=+,2142O B BD ==,22222224OB OO O B r ∴=+=+,设外接球半径OG OB R ==,()(2222424r r ∴-+=+,解得4r =,则22442OB =+=,即该刍童的外接球半径为42R =∴该刍童外接球的表面积为:24128R ππ=,故答案为:128π.【点睛】方法点睛:空间几何体与球接、切问题的求解方法(1)求解球与棱柱、棱锥的接、切问题时,一般过球心及接、切点作截面,把空间问题转化为平面图形与圆的接、切问题,再利用平面几何知识寻找几何中元素间的关系求解.(2)若球面上四点P ,A ,B ,C 构成的三条线段,,PA PB PC 两两互相垂直,一般把有关元素“补形”成为一个球内接长方体,利用22224PA PB PC R ++=求解.四、解答题17.已知数()cos 2sin 26x f x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭.(1)求函数()f x 的最小正周期,并写出函数()f x 的单调递增区间(2)在ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且满足()2cos cos a c B b C -=,求()f B 的值.【答案】(1)最小正周期为π,()f x 的单调增区间为(),Z 36k k k ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦(2)32【解析】【分析】(1)根据两角差的余弦公式,结合辅助角公式化简可得()26f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,进而求得周期与单调递增区间即可;(2)根据正弦定理,结合三角形内角和与两角和差的正弦公式化简可得3B π=,进而求得()f B 即可.【小问1详解】()cos 2sin 26x f x x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭cos 2cos sin 2sin sin 266x x xππ=++3cos 2sin 222x x =+26x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭.所以()f x 的最小正周期为22ππ=.由222,Z 262k x k k πππππ-+≤+≤+∈,得,Z 36k x k k ππππ-+≤≤+∈,所以()f x 的单调增区间为(),Z 36k k k ππππ⎡⎤-++∈⎢⎥⎣⎦【小问2详解】因为()2cos cos a c B b C -=,所以由正弦定理得()2sin sin cos sin cos A C B B C -=,2sin cos sin cos sin cos A B C B B C -=,所以2sin cos sin cos sin cos sin()A B B C C B B C =+=+,所以()()2sin cos sin sin sin A B B C A A π=+=-=,因为sin 0A ≠,所以1cos 2B =,因为(0,)B π∈,所以3B π=,3())362f B ππ=⨯+=.18.如图,平面四边形ABCD 中,,1,AB BD DA BC CD BCD ∠θ=====.(1)若6πθ=,求BD 的值;(2)试问θ为何值时,平面四边形ABCD 的面积最大?【答案】(1)1(2)56πθ=时,平面四边形ABCD 的面积最大【解析】【分析】(1)直接根据余弦定理求解即可;(2)由题知24BD θ=-,进而结合三角形面积公式得3ABD BCD S S S πθ⎛⎫==-+ +⎪⎝⎭△△四边形,再根据三角函数性质求解即可.【小问1详解】解:若6πθ=,1,BC CD ==所以,在BCD △中,22232cos 4212BD BC CD BC CD θ=+-⋅=-=所以1BD =;【小问2详解】解:因为BCD θ∠=,1,BC CD ==,所以,根据余弦定理得2222cos 4BD BC CD BC CD θθ=+-⋅=-,因为,1,AB BD DA BC CD ====所以()344ABD S θ=-△,3sin 2BCD S θ= ,所以()33sin 4243ABD BCD S S S πθθθ⎛⎫==+-=-+ ⎭+⎪⎝△△四边形,所以,56πθ=时, S 四边形取到最大值19.已知正项等比数列{a n }满足a 2·a 5=a 7,a 8=256,正项数列{b n }的前n 项和S n 满足2S n =2n b +b n -2.(1)求数列{a n },{b n }的通项公式;(2)若132()2-1n n n n S n a c b +⋅-=,求数列{c n }的前n 项和M n .【答案】(1)a n =2n ,b n =n +1(2)M n =4+(n -1)2n +2【解析】【分析】(1)设等比数列{a n }的公比为q ,q >0,根据已知求出首项和公比,即可求出{}n a 的通项,再根据11,1,2n n n S n b S S n -=⎧=⎨-≥⎩即可求得{b n }的通项;(2)利用错位相减法计算即可得出答案.【小问1详解】解:设等比数列{a n }的公比为q ,q >0,∵a 2·a 5=a 7,a 8=256,∴a 1q ·a 1q 4=a 1q 6,a 1q 7=256,∴a 1=q =2,∴a n =2n ;对于2S n =2n b +b n -2①,当n =1时,2S 1=2b 1=21b +b 1-2,解得b 1=2或b 1=-1(舍去),当n ≥2时,2S n -1=2-1n b +b n -1-2②,①-②得2b n =22-1n n b b -+b n -b n -1,即(b n +b n -1)·(b n -b n -1-1)=0,∵b n +b n -1>0,∴b n -b n -1-1=0,即b n -b n -1=1,∴数列{b n }是以2为首项,1为公差的等差数列,∴b n =2+(n -1)×1=n +1;【小问2详解】解:由(1)可得S n =2(12)322n n n n+++=,∴2113322222(1)1n n n n n n c n n ++⎛⎫+-⋅ ⎪⎝⎭==⋅+-,∴M n =1×22+2×23+3×24+L +(n -1)×2n +n ×2n +1③,则2M n =1×23+2×24+3×25+L +(n -1)×2n +1+n ×2n +2④,③-④得-M n =22+23+24+25+L +2n +1-n ×2n +2=22(1-2)1-2n -n ×2n +2=-[4+(n -1)×2n +2],∴M n =4+(n -1)2n +2.20.如图,在四棱锥B ACFM -中,四边形ACFM 为直角梯形,,90FM AC ACF ∠=∥ ,平面ACFM ⊥平面,1,60ABC BC CF AC ABC ∠==== .(1)证明:BC AM ⊥.(2)若四棱锥B ACFM -的体积为34,求平面MAB 与平面FCB 所成的锐二面角的余弦值.【答案】(1)证明见解析(2)21919【解析】【分析】(1)根据余弦定理证明BC AC ⊥,再利用面面垂直的性质得到BC ⊥平面ACFM 即可得到BC AM ⊥;(2)根据(1)结合四棱锥B ACFM -的体积为34,可得32MF =,再以C 为坐标原点建立空间直角坐标系,利用空间向量的方法求解二面角的余弦即可【小问1详解】因为在ABC 中1BC =,60AC ABC ∠== ,故2222cos AC BC AB BC AB ABC =+-⋅∠,所以220AB AB --=,解得2AB =,故222AC BC AB +=,故BC AC ⊥.又平面ACFM ⊥平面ABC 且交于AC ,故BC ⊥平面ACFM ,又AM ⊂平面ACFM ,故BC AM⊥【小问2详解】由(1)结合锥体的体积公式可得()113324B ACFM V MF AC CF BC -=⨯+⨯⨯=,故(113324MF ⨯+=,解得32MF =.又,,,CB CA CB CF CF CA ⊥⊥⊥故以C 为坐标原点建立如图空间直角坐标系.则)A,()0,1,0B ,3,0,12M ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,故()AB =uuu r,,0,12AM ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,设平面MAB 的一个法向量为(),,n x y z = ,则00n AB n AM ⎧⋅=⎨⋅=⎩,即002y x z ⎧+=⎪⎨-+=⎪⎩,令2x =有y z ⎧=⎪⎨=⎪⎩(2,n = ,又平面FCB 的一个法向量为()1,0,0m = ,设平面MAB 与平面FCB 所成的锐二面角为θ,则219cos 19m n m n θ⋅===⋅ 21.第24届冬季奥林匹克运动会,即2022年北京冬奥会,于2022年2月4日星期五开幕,2月20日星期日闭幕,北京冬季奥运会设7个大项,15个分项,109个小项.北京赛区承办所有的冰上项目;延庆赛区承办雪车、雪橇及高山滑雪项目;张家口赛区的崇礼区承办除雪车、雪橇及高山滑雪之外的所有雪上项目.某国运动队拟派出甲、乙、丙三人去参加自由式滑雪.比赛分为初赛和决赛,其中初赛有两轮,只有两轮都获胜才能进入决赛.已知甲在每轮比赛中获胜的概率均为34;乙在第一轮和第二轮比赛中获胜的概率分别为45和58,丙在第一轮和第二轮获胜的概率分别是p 和32p -,其中304p <<.(1)甲、乙、丙三人中,谁进入决赛的可能性最大;(2)若甲、乙、三人中恰有两人进入决赛的概率为2972,求p 的值,在此基础上,设进入决赛的人数为ξ,求ξ的分布列及数学期望.【答案】(1)甲;(2)23p =,ξ的分布列见解析,()233144E ξ=.【解析】【分析】(1)分别求出甲、乙、丙三人初赛的两轮均获胜的概率,然后比较概率的大小即可;(2)利用相互独立事件的概率的求法分别求出甲和乙进入决赛的概率、乙和丙进入决赛的概率、甲和丙进入决赛的概率,即可通过甲、乙、三人中恰有两人进入决赛的概率为2972,列方程求解;先确定进入决赛的人数ξ的取值,依次求出每个ξ值所对应的概率,列出分布列,进而利用数学期望公式求解.【小问1详解】甲在初赛的两轮中均获胜的概率为:13394416P =⨯=,乙在初赛的两轮中均获胜的概率为:2451582P =⨯=,丙在初赛的两轮中均获胜的概率为:233322P p p p p ⎛⎫=⨯-=-+⎪⎝⎭,3043012p p ⎧<<⎪⎪⎨⎪<-<⎪⎩,1324p ∴<<,23139941616P p P ⎛⎫∴=--+<= ⎪⎝⎭, 12P P >,∴甲进入决赛的可能性最大;【小问2详解】由(1)知,1916P =,212P =,2332P p p =-+,若甲、乙、三人中恰有两人进入决赛,则甲和乙、甲和丙、乙和丙进入决赛,()()()1231231232911172P P P P P P P P P P ∴=⨯⨯-+⨯-⨯+-⨯⨯=,2229139139132911116221622162272p p p p p p ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴⨯⨯--++⨯-⨯-++-⨯⨯-+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦,整理得21827100p p -+=,解得23p =或56p =,又1324p << ,∴23p =;则丙在初赛的两轮中均获胜的概率为2323253239P ⎛⎫=-+⨯= ⎪⎝⎭,设进入决赛的人数为ξ,则ξ可能的取值为0,1,2,3,()91570111162972P ξ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∴==-⨯-⨯-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()91591591511111111116291629162932P ξ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⨯-⨯-+-⨯⨯-+-⨯-⨯= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()29272P ξ==,()91553162932P ξ==⨯⨯=,∴ξ的分布列如下:ξ123P77211322972532()711295233012372327232144E ξ∴=⨯+⨯+⨯+⨯=.22.已知函数()2ln f x x x =-.(1)求曲线()y f x =在e x =处的切线方程;(2)若()()()e xg x f x ax -=+⋅在区间()01,内是单调函数,求实数a 的取值范围.【答案】(1)()232e 1e e 0x y ---=(2)(],2-∞【解析】【小问1详解】由()2ln f x x x =-得()12f x x x '=-,()1=2e e-ef ',()21e =e f -,所以在e x =处的切线方程为:()22112e-e +e 12e-e e e y x x ⎛⎫⎛⎫=--=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即()232e 1e e 0x y ---=.【小问2详解】()()()()()22e l 1,ln 2n e e x x xg x g x x x ax x f x ax x x a a x x ---⎛⎫'==--++-+ ⎪⎝⎭=+⋅-+⋅记()21ln 2h x x x x ax a x =--++-+,则()21122h x x a x x '=-+++-,显然可得()h x '在()0,1单调递减.当2a ≤时,()120h a '=-≥,从而()0h x '≥在()0,1上恒成立,故()h x 在()0,1上单调递增,又因为()10h =,所以()0h x <即()0g x '<在()0,1上恒成立,所以()g x 在区间()0,1上单调递减,符合题意;当2a >时,()120h a '=-<,221112424202h a a a a a a a a ⎛⎫'=-+++-=-+++>⎪⎝⎭,所以11,12x a ⎛⎫∃∈ ⎪⎝⎭,使得()10h x '=,又()h x '在()0,1上单调递减,所以()0h x '>在()10,x 上恒成立,()0h x '<在()1,1x 上恒成立.所以()h x 在()10,x 上单调递增,在()1,1x 上单调递减.所以()()110h x ϕ>=,又()()2ee e 2e 0a a a a h a ---=--+-<.令()e 2(2)x m x x x =->,则()e 20(2)xm x x '=->>,所以()m x 在()2,+∞上单调递增,所以()()20m x m >>,所以e 2a a >,所以11e 2a x a-<<.所以存在()01e ,a x x -∈,使得()00g x =,所以在()00,x 上()0g x <,在()01,x x 上()0h x >,所以在()00,x 上()0g x '<,在()01,x x 上()0g x '>.所以()g x 在区间()0,1上既有减区间()00,x ,也有增区间()01,x x ,不符合题意.综上可知,实数a 的取值范围是(],2-∞.。