2016年高考数学(江苏卷)
2016年江苏省高考数学压轴试卷(解析版)

2016年江苏省高考数学压轴试卷(解析版)2016年江苏省高考数学压轴试卷一、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,请把答案写在题中横线上)1.若集合A={x|y=,x∈R},B={x||x|≤1,x∈R},则A∩B=.2.若复数+m(i为虚数单位)为纯虚数,则实数m=.3.若原点(0,0)和点(1,1)在直线x+y﹣a=0的两侧,则a的取值范围是.4.某射击选手连续射击5枪命中的环数分别为:9.7,9.9,10.1,10.2,10.1,则这组数据的方差为.5.如图是一个算法流程图,则输出的x的值为.6.从2个红球,2个黄球,1个白球中随机取出两个球,则两球颜色不同的概率是.7.若sinα=且α是第二象限角,则tan(α﹣)=.8.如图,正四棱锥P﹣ABCD的底面一边AB长为,侧面积为,则它的体积为9.已知双曲线﹣=1 (a>0,b>0)的一条渐近线的方程为2x﹣y=0,则该双曲线的离心率为.10.不等式组所表示的区域的面积为.11.已知△ABC外接圆O的半径为2,且,||=||,则=.12.如图,三个边长为2的等边三角形有一条边在同一条直线上,边B3C3上有10个不同的点P1,P2,…P10,记m i=•(i=1,2,3,…,10),则m1+m2+…+m10的值为.13.在等差数列{a n}中,首项a1=3,公差d=2,若某学生对其中连续10项迸行求和,在遗漏掉一项的情况下,求得余下9项的和为185,则此连续10项的和为.14.设关于x的实系数不等式(ax+3)(x2﹣b)≤0对任意x ∈[0,+∞)恒成立,则a2b=.二、解答题15.如图,在△ABC中,点D在边AB上,CD⊥BC,AC=5,CD=5,BD=2AD.(Ⅰ)求AD的长;(Ⅱ)求△ABC的面积.16.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为平行四边形,E为侧棱PA的中点.(1)求证:PC∥平面BDE;(2)若PC⊥PA,PD=AD,求证:平面BDE⊥平面PAB.17.如图,A、B是海岸线OM、ON上的两个码头,海中小岛有码头Q到海岸线OM、ON的距离分别为2km、km.测得tan∠MON=﹣3,OA=6km.以点O为坐标原点,射线OM 为x轴的正半轴,建立如图所示的直角坐标系.一艘游轮以18km/小时的平均速度在水上旅游线AB航行(将航线AB看作直线,码头Q在第一象限,航线AB经过Q).(1)问游轮自码头A沿方向开往码头B共需多少分钟?(2)海中有一处景点P(设点P在xOy平面内,PQ⊥OM,且PQ=6km),游轮无法靠近.求游轮在水上旅游线AB航行时离景点P最近的点C的坐标.18.已知椭圆C:的右焦点为F(1,0),且点P (1,)在椭圆C上;(1)求椭圆C的标准方程;(2)过椭圆C1:=1上异于其顶点的任意一点Q作圆O:x2+y2=的两条切线,切点分别为M、N(M、N不在坐标轴上),若直线MN在x轴,y轴上的截距分别为m、n,证明:为定值;(3)若P1、P2是椭圆C2:上不同两点,P1P2⊥x轴,圆E过P1、P2,且椭圆C2上任意一点都不在圆E内,则称圆E为该椭圆的一个内切圆,试问:椭圆C2是否存在过焦点F的内切圆?若存在,求出圆心E的坐标;若不存在,请说明理由.19.已知函数f(x)=e x|x2﹣a|(a≥0).(1)当a=1时,求f(x)的单调减区间;(2)若存在m>0,方程f(x)=m恰好有一个正根和一个负根,求实数m的最大值.20.已知数列{a n}的通项公式为a n=(n﹣k1)(n﹣k2),其中k 1,k2∈Z:(1)试写出一组k1,k2∈Z的值,使得数列{a n}中的各项均为正数;(2)若k1=1、k2∈N*,数列{b n}满足b n=,且对任意m∈N*(m≠3),均有b3<b m,写出所有满足条件的k2的值;(3)若0<k1<k2,数列{c n}满足c n=a n+|a n|,其前n项和为S n,且使c i=c j≠0(i,j∈N*,i<j)的i和j有且仅有4组,S1、S2、…、S n中至少3个连续项的值相等,其他项的值均不相等,求k1,k2的最小值.【选做题】在A、B、C、D四小题中只能选做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4-1:几何证明选讲]21.如图:在Rt∠ABC中,AB=BC,以AB为直径的⊙O交AC于点D,过D作DE⊥BC,垂足为E,连接AE交⊙O于点F,求证:BE•CE=EF•EA.B.[选修4-2:矩阵与变换]22.已知矩阵A=,求矩阵A的特征值和特征向量.C.[选修4-4:坐标系与参数方程]23.在极坐标系中,曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ+2sinθ,以极点为坐标原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线l的参数方程为(t为参数),求直线l被曲线C所截得的弦长.D.[选修4-5:不等式选讲]24.设x,y均为正数,且x>y,求证:2x+≥2y+3.四.【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.25.甲、乙两人投篮命中的概率为别为与,各自相互独立,现两人做投篮游戏,共比赛3局,每局每人各投一球.(1)求比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个的概率;(2)设ξ表示比赛结束后,甲、乙两人进球数的差的绝对值,求ξ的概率分布和数学期望E(ξ).26.若存在n个不同的正整数a1,a2,…,a n,对任意1≤i<j ≤n,都有∈Z,则称这n个不同的正整数a1,a2,…,a n 为“n个好数”.(1)请分别对n=2,n=3构造一组“好数”;(2)证明:对任意正整数n(n≥2),均存在“n个好数”.2016年江苏省高考数学压轴试卷参考答案与试题解析一、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,请把答案写在题中横线上)1.若集合A={x|y=,x∈R},B={x||x|≤1,x∈R},则A∩B={1} .【分析】求出A中x的范围确定出A,求出B中不等式的解集确定出B,找出两集合的交集即可.【解答】解:由A中y=,得到x﹣1≥0,解得:x≥1,即A={x|x≥1},由B中不等式变形得:﹣1≤x≤1,即B={x|﹣1≤x≤1},则A∩B={1},故答案为:{1}.2.若复数+m(i为虚数单位)为纯虚数,则实数m=﹣1.【考点】复数代数形式的乘除运算.【分析】直接利用复数代数形式的乘除运算化简,然后由实部等于0求得m的值.解:∵+m==m+1+2i,由复数+m为纯虚数,得m+1=0,解得m=﹣1.故.3.若原点(0,0)和点(1,1)在直线x+y﹣a=0的两侧,则a的取值范围是(0,2).【考点】二元一次不等式(组)与平面区域.【分析】因为原点O和点P(1,1)在直线x+y﹣a=0的两侧,所以(﹣a)•(1+1﹣a)<0,由此能求出a的取值范围.【解答】解:因为原点O和点P(1,1)在直线x+y﹣a=0的两侧,所以(﹣a)•(1+1﹣a)<0,解得0<a<2,4.某射击选手连续射击5枪命中的环数分别为:9.7,9.9,10.1,10.2,10.1,则这组数据的方差为0.032.【考点】极差、方差与标准差.【分析】先计算数据的平均数后,再根据方差的公式计算.【解答】解:数据9.7,9.9,10.1,10.2,10.1的平均数==10,方差=(0.09+0.01+0.01+0.04+0.01)=0.032.故答案为:0.032.5.如图是一个算法流程图,则输出的x的值为.【分析】模拟执行算法流程,依次写出每次循环得到的x,n 的值,当n=6时,满足条件n>5,退出循环,输出x的值为.【解答】解:模拟执行算法流程,可得n=1,x=1, x=,n=2, 不满足条件n>5,x=,n=3不满足条件n>5,x=,n=4, 不满足条件n>5,x=,n=5, 不满足条件n>5,x=,n=6满足条件n>5,退出循环,输出x的值为.故答案为:.6.从2个红球,2个黄球,1个白球中随机取出两个球,则两球颜色不同的概率是.【考点】古典概型及其概率计算公式.【分析】根据互斥时间的概率公式计算即可.解:从5个球中任意取两个共有C52=10种,两球颜色相同的有2种,两球颜色不同的概率是1﹣=,7.若sinα=且α是第二象限角,则tan(α﹣)=﹣7.【分析】由已知求得cosα,进一步得到tanα,再由两角差的正切求得tan(α﹣)的值.【解答】解:∵α是第二象限角,sinα=,∴,∴,则=,故答案为﹣7.8.如图,正四棱锥P﹣ABCD的底面一边AB长为,侧面积为,则它的体积为4【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积.【分析】作出棱锥的高PO,则O为底面中心,作OE⊥AB于E,根据侧面积计算PE,利用勾股定理计算PO,带入体积公式计算体积.【解答】解:过P作底面ABCD的垂线PO,则O为底面正方形ABCD的中心,过O作OE⊥AB于E,连结PE.则OE==.∵PO⊥平面ABCD,AB⊂平面ABCD,∴PO⊥AB,又AB⊥OB,PO⊂平面POE,OE⊂平面POE,PO∩OE=O,∴AB⊥平面POE,∵PE⊂平面POE,∴AB⊥PE.∴正四棱锥的侧面积S 侧=4S△PAB=4×=8,解得PE=2.∴PO==1.∴正四棱锥的体积V=S 正方形ABCD•PO=(2)2×1=4.故答案为:4.9.已知双曲线﹣=1 (a>0,b>0)的一条渐近线的方程为2x﹣y=0,则该双曲线的离心率为.【考点】双曲线的简单性质.【分析】利用双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为2x﹣y=0,可得b=2a,c=a,即可求出双曲线的离心率.解:∵双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线方程为2x ﹣y=0,∴b=2a,c=a,∴离心率是e==.10.不等式组所表示的区域的面积为16.【分析】作出不等式组对应的平面区域,求出交点坐标,【解答】解:由不等式组作出平面区域如图所示(阴影部分),则由,,得A(﹣1,1),B(3,5),C(3,﹣3),所以,11.已知△ABC外接圆O的半径为2,且,||=||,则=12.【分析】运用平面向量的三角形法则,以及外心的特点,可得O为BC的中点,三角形ABC为直角三角形,再由勾股定理和向量的数量积定义,即可求出结果.【解答】解:如图所示,△A BC的外接圆的半径为2,且,∴(﹣)+(﹣)=2,∴+=2+2=,∴O为BC的中点,即AB⊥AC;又||=||,∴△ABO为等边三角形,且边长为2,由勾股定理得,AC==2,则•=||•||•cos∠ACB=2×4×=12.故答案为:12.12.如图,三个边长为2的等边三角形有一条边在同一条直线上,边B3C3上有10个不同的点P1,P2,…P10,记m i=•(i=1,2,3,…,10),则m1+m2+…+m10的值为180.【考点】平面向量数量积的运算.【分析】以A为坐标原点,AC1所在直线为x轴建立直角坐标系,可得B 2(3,),B3(5,),C3(6,0),求出直线B3C3的方程,可设P i(x i,y i),可得x i+y i=6,运用向量的数量积的坐标表示,计算即可得到所求和.【解答】解:以A为坐标原点,AC1所在直线为x轴建立直角坐标系,可得B 2(3,),B3(5,),C3(6,0),直线B 3C3的方程为y=﹣(x﹣6),可设P i(x i,y i),可得x i+y i=6,即有m i=•=3x i+y i=(x i+y i)=18,则m1+m2+…+m10=18×10=180.故答案为:180.13.在等差数列{a n}中,首项a1=3,公差d=2,若某学生对其中连续10项迸行求和,在遗漏掉一项的情况下,求得余下9项的和为185,则此连续10项的和为200.【考点】等差数列的前n项和.【分析】先排除不是遗漏掉首项与末项,从而设9项为a n,a n+1,a n+2,…,a n+m﹣1,a n+m+1,a n+m+2,…,a n+9,从而可得10(2n+1)+90﹣2(m+n)﹣1=185,从而求得.【解答】解:若遗漏的是10项中的第一项或最后一项,则185=9•a中,故a中=20(舍去);故设9项为a n,a n+1,a n+2,…,a n+m﹣1,a n+m+1,a n+m+2,…,a n+9,其中(0<m<9,m∈N*)故10a n+×2﹣a m+n=185,即10(2n+1)+90﹣2(m+n)﹣1=185,故m=9n﹣43,故n=5,m=2;故10×a5+×2=110+90=200;14.设关于x的实系数不等式(ax+3)(x2﹣b)≤0对任意x ∈[0,+∞)恒成立,则a 2b=9.【分析】利用换元法设f(x)=ax+3,g(x)=x2﹣b,根据一元一次函数和一元二次函数的图象和性质进行判断求解即可.【解答】解:∵(ax+3)(x2﹣b)≤0对任意x∈[0,+∞)恒成立,∴当x=0时,不等式等价为﹣3b≤0,即b≥0,当x→+∞时,x2﹣b>0,此时ax+3<0,则a<0,设f(x)=ax+3,g(x)=x2﹣b,若b=0,则g(x)=x2>0,函数f(x)=ax+3的零点为x=﹣,则函数f(x)在(0,﹣)上f(x)>0,此时不满足条件;若a=0,则f(x)=3>0,而此时x→+∞时,g(x)>0不满足条件,故b>0;∵函数f(x)在(0,﹣)上f(x)>0,则(﹣,+∞))上f(x)<0,而g(x)在(0,+∞)上的零点为x=,且g(x)在(0,)上g(x)<0,则(,+∞)上g(x)>0,∴要使(ax+3)(x 2﹣b)≤0对任意x∈[0,+∞)恒成立,则函数f(x)与g(x)的零点相同,即﹣=,∴a2b=9.故答案为:9.二、解答题15.如图,在△ABC中,点D在边AB上,CD⊥BC,AC=5,CD=5,BD=2AD.(Ⅰ)求AD的长;(Ⅱ)求△ABC的面积.【考点】解三角形.【分析】(1)假设AD=x,分别在△ACD和△ABC中使用余弦定理计算cosA,列方程解出x;(2)根据(1)的结论计算sinA,代入面积公式计算.【解答】解:(1)设AD=x,则BD=2x,∴BC==.在△ACD中,由余弦定理得cosA==,在△ABC中,由余弦定理得cosA==.∴=,解得x=5.∴AD=5.(2)由(1)知AB=3AD=15,cosA==,∴sinA=.∴S△ABC===.16.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为平行四边形,E为侧棱PA的中点.(1)求证:PC∥平面BDE;(2)若PC⊥PA,PD=AD,求证:平面BDE⊥平面PAB.【考点】平面与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定.【分析】(1)连结AC,交BD于O,连结OE,E为PA的中点,利用三角形中位线的性质,可知OE∥PC,利用线面平行的判定定理,即可得出结论;(2)先证明PA⊥DE,再证明PA⊥OE,可得PA⊥平面BDE,从而可得平面BDE⊥平面PAB.【解答】证明:(1)连结AC,交BD于O,连结OE.因为ABCD是平行四边形,所以OA=OC.…因为E为侧棱PA的中点,所以OE∥PC.…因为PC⊂平面BDE,OE⊂平面BDE,所以PC∥平面BDE.…(2)因为E为PA中点,PD=AD,所以PA⊥DE.…因为PC⊥PA,OE∥PC,所以PA⊥OE.因为OE⊂平面BDE,DE⊂平面BDE,OE∩DE=E,所以PA⊥平面BDE.…因为PA⊂平面PAB,所以平面BDE⊥平面PAB.…17.如图,A、B是海岸线OM、ON上的两个码头,海中小岛有码头Q到海岸线OM、ON的距离分别为2km、km.测得tan∠MON=﹣3,OA=6km.以点O为坐标原点,射线OM 为x轴的正半轴,建立如图所示的直角坐标系.一艘游轮以18km/小时的平均速度在水上旅游线AB航行(将航线AB看作直线,码头Q在第一象限,航线AB经过Q).(1)问游轮自码头A沿方向开往码头B共需多少分钟?(2)海中有一处景点P(设点P在xOy平面内,PQ⊥OM,且PQ=6km),游轮无法靠近.求游轮在水上旅游线AB航行时离景点P最近的点C的坐标.【考点】直线与圆的位置关系.【分析】(1)由已知得:A(6,0),直线ON的方程为y=﹣3x,求出Q(4,2),得直线AQ的方程,从而求出水上旅游线AB的长,由此能求出游轮在水上旅游线自码头A沿方向开往码头B共航行时间.(2)点P到直线AB的垂直距离最近,则垂足为C,分别求出直线AB的方程和直线PC的方程,联立直线AB和直线PC 的方程组,能求出点C的坐标.【解答】解:(1)由已知得:A(6,0),直线ON的方程为y=﹣3x,…1分设Q(x1,2),(x1>0),由及x1>0,得x1=4,∴Q (4,2),…3分∴直线AQ的方程为y=﹣(x﹣6),即x+y﹣6=0,…5分由,得,即B(﹣3,9),…6分∴AB==9,即水上旅游线AB的长为9km.游轮在水上旅游线自码头A沿方向开往码头B共航行30分钟时间.…8分(2)点P到直线AB的垂直距离最近,则垂足为C. (10)分由(1)知直线AB的方程为x+y﹣6=0,P(4,8),则直线PC的方程为x﹣y+4=0,…12分联立直线AB和直线PC的方程组,得点C的坐标为C(1,5).…14分18.已知椭圆C:的右焦点为F(1,0),且点P (1,)在椭圆C上;(1)求椭圆C的标准方程;(2)过椭圆C1:=1上异于其顶点的任意一点Q作圆O:x2+y2=的两条切线,切点分别为M、N(M、N不在坐标轴上),若直线MN在x轴,y轴上的截距分别为m、n,证明:为定值;(3)若P1、P2是椭圆C2:上不同两点,P1P2⊥x轴,圆E过P1、P2,且椭圆C2上任意一点都不在圆E内,则称圆E为该椭圆的一个内切圆,试问:椭圆C2是否存在过焦点F的内切圆?若存在,求出圆心E的坐标;若不存在,请说明理由.【考点】椭圆的简单性质.【分析】(1)由焦点坐标确定出c的值,根据椭圆的性质列出a与b的方程,再将P点坐标代入椭圆方程列出关于a与b的方程,联立求出a与b的值,确定出椭圆方程即可.(2)由题意:确定出C1的方程,设点P(x1,y1),M(x2,y2),N(x3,y3),根据M,N不在坐标轴上,得到直线PM与直线OM斜率乘积为﹣1,确定出直线PM的方程,同理可得直线PN的方程,进而确定出直线MN方程,求出直线MN与x轴,y轴截距m与n,即可确定出所求式子的值为定值.(3)依题意可得符合要求的圆E,即为过点F,P1,P2的三角形的外接圆.所以圆心在x轴上.根据题意写出圆E的方程.由于圆的存在必须要符合,椭圆上的点到圆E距离的最小值是|P1E|,结合图形可得圆心E在线段P1P2上,半径最小.又由于点F已知,即可求得结论.【解答】解:(1)∵椭圆C:的右焦点为F(1,0),且点P(1,)在椭圆C上;∴,解得a=2,b=,∴椭圆C的标准方程为.(2)由题意:C1: +=1,设点P(x1,y1),M(x2,y2),N(x3,y3),∵M,N不在坐标轴上,∴k PM=﹣=﹣,∴直线PM的方程为y﹣y2=﹣(x﹣x2),化简得:x2x+y2y=,①,同理可得直线PN的方程为x3x+y3y=,②,把P点的坐标代入①、②得,∴直线MN的方程为x1x+y1y=,令y=0,得m=,令x=0得n=,∴x1=,y1=,又点P在椭圆C1上,∴()2+3()2=4,则+=为定值.(3)由椭圆的对称性,可以设P1(m,n),P2(m,﹣n),点E在x轴上,设点E(t,0),则圆E的方程为:(x﹣t)2+y2=(m﹣t)2+n2,由内切圆定义知道,椭圆上的点到点E距离的最小值是|P 1E|,设点M(x,y)是椭圆C上任意一点,则|ME|2=(x﹣t)2+y2=,当x=m时,|ME|2最小,∴m=﹣,③,又圆E过点F,∴(﹣)2=(m﹣t)2+n2,④点P1在椭圆上,∴,⑤由③④⑤,解得:t=﹣或t=﹣,又t=﹣时,m=﹣<﹣2,不合题意,综上:椭圆C存在符合条件的内切圆,点E的坐标是(﹣,0).19.已知函数f(x)=e x|x2﹣a|(a≥0).(1)当a=1时,求f(x)的单调减区间;(2)若存在m>0,方程f(x)=m恰好有一个正根和一个负根,求实数m的最大值.【考点】一元二次方程的根的分布与系数的关系;分段函数的应用.【分析】(1)求出a=1的f(x)的解析式,分别求出各段的导数,解不等式即可得到减区间;(2)讨论a=0,a>0,通过导数判断单调区间和极值,由方程f(x)=m恰好有一个正根和一个负根,即可求得m的范围,进而得到m的最大值.【解答】解:(1)当a=1时,f(x)=,当|x|>1时,f′(x)=e x(x2+2x﹣1),由f′(x)≤0得﹣1﹣≤x≤﹣1+,所以f(x)的单调减区间是(﹣1﹣,﹣1);当|x|≤1时,f′(x)=﹣e x(x2+2x﹣1),由f′(x)≤0得x≥﹣1+或x≤﹣1﹣.所以f(x)的单调减区间是(﹣1+,1);综上可得,函数f(x)的单调减区间是(﹣1﹣,﹣1),(﹣1+,1);(2)当a=0时,f(x)=e x•x2,f′(x)=e x•x(x+2),当x<﹣2时,f′(x)>0,f(x)递增,当﹣2<x<0时,f′(x)<0,f(x)递减,当x>0时,f′(x)>0,f(x)递增.f(﹣2)为极大值,且为4e﹣2,f(0)为极小值,且为0,当a>0时,f(x)=同(1)的讨论可得,f(x)在(﹣∞,﹣﹣1)上增,在(﹣﹣1,﹣)上减,在(﹣,﹣1)上增,在(﹣1,)上减,在(,+∞)上增,且函数y=f(x)有两个极大值点,f(﹣﹣1)=,f(﹣1)=,且当x=a+1时,f(a+1)=e a+1(a2+a+1)>(﹣1)>,所以若方程f(x)=m恰好有正根,则m>f(﹣﹣1)(否则至少有二个正根).又方程f(x)=m恰好有一个负根,则m=f(﹣﹣1).令令g(x)=e﹣x(x+1),x≥1.g′(x)=﹣xe﹣x<0,g(x)在x≥1递减,即g(x)max=g(1)=,等号当且仅当x=1时取到.所以f(﹣﹣1)max=()2,等号当且仅当a=0时取到.且此时f(﹣﹣1)=(﹣1)=0,即f(﹣﹣1)>f(﹣1),所以要使方程f(x)=m恰好有一个正根和一个负根,m的最大值为.20.已知数列{a n}的通项公式为a n=(n﹣k1)(n﹣k2),其中k1,k2∈Z:(1)试写出一组k1,k2∈Z的值,使得数列{a n}中的各项均为正数;(2)若k1=1、k2∈N*,数列{b n}满足b n=,且对任意m∈N*(m≠3),均有b 3<b m,写出所有满足条件的k2的值;(3)若0<k1<k2,数列{c n}满足c n=a n+|a n|,其前n项和为S n,且使c i=c j≠0(i,j∈N*,i<j)的i和j有且仅有4组,S1、S2、…、S n中至少3个连续项的值相等,其他项的值均不相等,求k1,k2的最小值.【考点】数列的求和;数列递推式.【分析】(1)通过函数f(x)=(x﹣k1)(x﹣k2)是与x轴交于k1、k2两点且开口向上的抛物线可知,只需知k1、k2均在1的左边即可;(2)通过k1=1化简可知b n=n+﹣(1+k2),排除k2=1、2可知k2≥3,此时可知对于f(n)=n+而言,当n≤时f(n)单调递减,当n≥时f(n)单调递增,进而解不等式组即得结论;(3)通过0<k1<k2及a n=(n﹣k1)(n﹣k2)可知c n=,结合c i=c j≠0(i,j∈N*,i<j)可知0<i<k1<k2<j,从而可知k1的最小值为5,通过S1、S2、…、S n 中至少3个连续项的值相等可知5=k1≤m+1<m+2<…<k2,进而可得k2的最小值为6.【解答】解:(1)k1=k2=0;(2)∵k1=1、k2∈N*,a n=(n﹣k1)(n﹣k2),∴b n===n+﹣(1+k2),当k2=1、2时,f(n)=n+均单调递增,不合题意;当k2≥3时,对于f(n)=n+可知:当n≤时f(n)单调递减,当n≥时f(n)单调递增,由题意可知b1>b2>b3、b3<b4<…,联立不等式组,解得:6<k2<12,∴k2=7,8,9,10,11;(3)∵0<k1<k2,a n=(n﹣k1)(n﹣k2),∴c n=a n+|a n|=,∵c i=c j≠0(i,j∈N*,i<j),∴i、j∉(k1,k2),又∵c n=2[n2﹣(k1+k2)n+k1k2],∴=,∴0<i<k1<k2<j,此时i的四个值为1,2,3,4,故k1的最小值为5,又S1、S2、…、S n中至少3个连续项的值相等,不妨设S m=S m+1=S m+2=...,则c m+1=c m+2= 0∵当k1≤n≤k2时c n=0,∴5=k1≤m+1<m+2<…<k2,∴k2≥6,即k2的最小值为6.【选做题】在A、B、C、D四小题中只能选做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4-1:几何证明选讲]21.如图:在Rt∠ABC中,AB=BC,以AB为直径的⊙O交AC于点D,过D作DE⊥BC,垂足为E,连接AE交⊙O于点F,求证:BE•CE=EF•EA.【考点】圆的切线的性质定理的证明.【分析】欲证明BE•CE=EF•EA.在圆中线段利用由切割线定理得EB2=EF•FA,进而利用四边形BODE中的线段,证得BE=CE即可.【解答】证明:因为Rt△ABC中,∠ABC=90°所以OB ⊥CB, 所以CB为⊙O的切线, 所以EB2=EF•FA连接OD,因为AB=BC, 所以∠BAC=45°, 所以∠BOD=90°, 在四边形BODE中,∠BOD=∠OBE=∠BED=90°所以BODE为矩形, 所以, 即BE=CE.所以BE•CE=EF•EA.B.[选修4-2:矩阵与变换]22.已知矩阵A=,求矩阵A的特征值和特征向量.【考点】特征值与特征向量的计算.【分析】先根据特征值的定义列出特征多项式,令f(λ)=0解方程可得特征值,再由特征值列出方程组求出相应的特征向量.【解答】B.矩阵A的特征多项式为,…由f(λ)=0,解得λ1=2,λ2=3..…当λ1=2时,特征方程组为故属于特征值λ1=2的一个特征向量;…当λ2=3时,特征方程组为故属于特征值λ2=3的一个特征向量.…C.[选修4-4:坐标系与参数方程]23.在极坐标系中,曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθ+2sinθ,以极点为坐标原点,极轴为x轴的正半轴建立平面直角坐标系,直线l的参数方程为(t为参数),求直线l被曲线C所截得的弦长.【考点】简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程.【分析】求出曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程,求出圆心与半径,直线的参数方程为普通方程,利用圆心距半径半弦长满足勾股定理求解弦长即可.【解答】解:曲线C的直角坐标方程为x2+y2﹣2x﹣2y=0,圆心为(1,1),半径为,直线的直角坐标方程为x﹣y﹣=0,所以圆心到直线的距离为d==,所以弦长=2=.D.[选修4-5:不等式选讲]24.设x,y均为正数,且x>y,求证:2x+≥2y+3.【分析】因为x>y,所以x﹣y>0,所以不等式左边减去2y 得:2x+=(x﹣y)+(x﹣y)+,这样便可证出本题.【解答】证明:由题设x>y,可得x﹣y>0;∵2x+﹣2y=2(x﹣y)+=(x﹣y)+(x﹣y)+;又(x﹣y)+(x﹣y)+,当x﹣y=1时取“=“;∴2x+﹣2y≥3,即2x+≥2y+3.四.【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.25.甲、乙两人投篮命中的概率为别为与,各自相互独立,现两人做投篮游戏,共比赛3局,每局每人各投一球.(1)求比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个的概率;(2)设ξ表示比赛结束后,甲、乙两人进球数的差的绝对值,求ξ的概率分布和数学期望E(ξ).【考点】随机事件;离散型随机变量及其分布列.【分析】(1)比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个,有以下几种情况:甲进1球,乙进0球;甲进2球,乙进1球;甲进3球,乙进2球.由此能求出比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个的概率.(2)由已知得ξ的可能取值为0,1,2,3,分别求出相应的概率,由此能求出ξ的分布列和Eξ.【解答】解:(1)比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个,有以下几种情况:甲进1球,乙进0球;甲进2球,乙进1球;甲进3球,乙进2球.比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个的概率:p=++=.(2)由已知得ξ的可能取值为0,1,2,3,P(ξ=0)=+++= =,P(ξ=1)=+++=,P(ξ=3)==,P(ξ=2)=1﹣P(ξ=0)﹣P(ξ=1)﹣P(ξ=3)=1﹣=,∴ξ的分布列为:ξ0 1 2 3PEξ==1.26.若存在n个不同的正整数a1,a2,…,a n,对任意1≤i<j ≤n,都有∈Z,则称这n个不同的正整数a1,a2,…,a n 为“n个好数”.(1)请分别对n=2,n=3构造一组“好数”;(2)证明:对任意正整数n(n≥2),均存在“n个好数”.【分析】(1)利用新定义,分别对n=2,n=3构造一组“好数”;(2)利用数学归纳法进行证明即可.【解答】解:(1)当n=2时,取数a1=1,a2=2,因为=3∈Z,当n=3时,取数a1=2,a2=3,a3=4,则=﹣5∈Z,=﹣7∈Z,=﹣3∈Z,即a1=2,a2=3,a3=4可构成三个好数.(2)证:①由(1)知当n=2,3时均存在,②假设命题当n=k(k≥2,k∈Z)时,存在k个不同的正整数a1,a2,…,a k,使得对任意1≤i<j≤k,都有∈Z成立,则当n=k+1时,构造k+1个数A,A+a1,A+a2,…,A+a k,(*)其中A=1×2×…×a k,若在(*)中取到的是A和A+a i,则=﹣﹣1∈Z,所以成立,若取到的是A+a i和A+a j,且i<j,则=+,由归纳假设得∈Z,又a j﹣a i<a k,所以a j﹣a i是A的一个因子,即∈Z,所以=+∈Z,所以当n=k+1时也成立.所以对任意正整数,均存在“n 个好数”.。
2016年高考数学II卷试题及答案
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2016年普通高等学校招生全国统一考试理科数学本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共24题,共150分,共4页。
考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
注意事项:1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2. 选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3. 请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4. 作图可先使用铅笔画出,确定后必须用墨色笔迹的签字笔描黑。
5. 保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷一. 选择题:本大题共12小题,每小题5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)已知在复平面内对应的点在第四象限,则实数m 的取值范围是(A ))1,3(-(B ))3,1(-(C )),1(+∞(D )(2)已知集合,,则(A )(B )(C )(D )(3)已知向量,且,则m =(A )-8 (B )-6 (C )6 (D )8 (4)圆的圆心到直线的距离为1,则a=(A )34-(B )43- (C )3 (D )2(5)如图,小明从街道的E 处出发,先到F 处与小红会合,再一起到位于G 处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为(A )24 (B )18 (C )12 (D )9(6)右图是由圆柱与圆锥组合而成的几何体的三视图,则该几何体的表面积为(A )20π (B )24π (C )28π (D )32π (7)若将函数y =2sin 2x 的图像向左平移12π个单位长度,则平移后图象的对称轴为 (A )x =62k ππ- (k ∈Z ) (B )x=62ππ+k (k ∈Z ) (C )x=122k ππ- (k ∈Z ) (D )x =122k ππ+ (k ∈Z ) (8)中国古代有计算多项式值的秦九韶算法,右图是实现该算法的程序框图,执行该程序框图,若输入的x =2,n =2,依次输入的a 为2,2,5,则输出的s =(A )7 (B )12 (C )17 (D )34 (9)若cos(4π–α)= 53,则sin 2α= (A )257(B )51(C )51- (D )257- (10)从区间随机抽取2n 个数,,…,,,,…,,构成n 个数对,,…,,其中两数的平方和小于1的数对共有m 个,则用随机模拟的方法得到的圆周率 的近似值为(A ) (B ) (C ) (D )(11)已知F 1,F 2是双曲线E 的左,右焦点,点M 在E 上,M F 1与 轴垂直,sin,则E 的离心率为(A ) (B ) (C ) (D )2(12)已知函数))((R x x f ∈满足)(2)(x f x f -=-,若函数xx y 1+=与)(x f y =图像的交点为)(1,1y x ,),(22y x ···,(m m y x ,),则=+∑=mi i iy x1)((A )0 (B )m (C )2m (D )4m第II 卷本卷包括必考题和选考题两部分。
高考数学(精讲精练精析)专题7.2 二元一次不等式(组)与简单的线性规划试题(江苏版)(含解析)-江

专题7.2 二元一次不等式(组)与简单的线性规划【三年高考】1. 【2016高考江苏12】已知实数,x y满足240220330x yx yx y-+≥⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩,,,则22x y+的取值范围是 .【答案】4 [,13] 5【考点】线性规划【名师点睛】线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域、分界线是实线还是虚线(一般不涉及虚线),其次确定目标函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等,最后结合图形确定目标函数最值或值域范围.2.【2016高考浙江理数改编】在平面上,过点P作直线l的垂线所得的垂足称为点P在直线l上的投影.由区域20340xx yx y-≤⎧⎪+≥⎨⎪-+≥⎩中的点在直线x+y-2=0上的投影构成的线段记为AB,则│AB│= .【答案】32考点:线性规划.【思路点睛】先根据不等式组画出可行域,再根据题目中的定义确定AB 的值.画不等式组所表示的平面区域时要注意通过特殊点验证,防止出现错误.3.【2016年高考北京理数改编】若x ,y 满足2030x y x y x -≤⎧⎪+≤⎨⎪≥⎩,则2x y +的最大值为 .【答案】4 【解析】试题分析:作出如图可行域,则当y x z +=2经过点P 时,取最大值,而)2,1(P ,∴所求最大值为4.考点:线性规划.xy OP【名师点睛】可行域是封闭区域时,可以将端点代入目标函数,求出最大值与最小值,从而得到相应范围.若线性规划的可行域不是封闭区域时,不能简单的运用代入顶点的方法求最优解.如变式2,需先准确地画出可行域,再将目标函数对应直线在可行域上移动,观察z 的大小变化,得到最优解.4.【2016年高考四川理数改编】设p :实数x ,y 满足22(1)(1)2x y -+-≤,q :实数x ,y 满足1,1,1,y x y x y ≥-⎧⎪≥-⎨⎪≤⎩则p 是q 的 .(在必要不充分条件、充分不必要条件、充要条件、既不充分也不必要条件中选填)【答案】必要不充分条件 【解析】试题分析:画出可行域(如图所示),可知命题q 中不等式组表示的平面区域ABC ∆在命题p 中不等式表示的圆盘内,故是必要不充分条件.考点:1.充分条件、必要条件的判断;2.线性规划.【名师点睛】本题考查充分性与必要性的判断问题,首先是分清条件和结论,然后考察条件推结论,结论推条件是否成立.这类问题往往与函数、三角、不等式等数学知识结合起来考,本题条件与结论可以转化为平面区域的关系,利用充分性、必要性和集合的包含关系得结论.5.【2016高考浙江文数改编】若平面区域30,230,230x y x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩夹在两条斜率为1的平行直线之间,则这两条平行直线间的距离的最小值是 . 352 3252考点:线性规划.【思路点睛】先根据不等式组画出可行域,再根据可行域的特点确定取得最值的最优解,代入计算.画不等式组所表示的平面区域时要注意通过特殊点验证,防止出现错误.6.【2016高考新课标3理数】若,x y 满足约束条件1020220x y x y x y -+≥⎧⎪-≤⎨⎪+-≤⎩则z x y =+的最大值为_____________.【答案】32【解析】试题分析:作出不等式组满足的平面区域,如图所示,由图知,当目标函数z x y =+经过点1(1,)2A 时取得最大值,即max 13122z =+=.考点:简单的线性规划问题.【技巧点拨】利用图解法解决线性规划问题的一般步骤:(1)作出可行域.将约束条件中的每一个不等式当作等式,作出相应的直线,并确定原不等式的区域,然后求出所有区域的交集;(2)作出目标函数的等值线(等值线是指目标函数过原点的直线);(3)求出最终结果. 7.【2016高考山东理数改编】若变量x ,y 满足2,239,0,x y x y x 则22x y 的最大值是 .【答案】10考点:简单线性规划【名师点睛】本题主要考查简单线性规划的应用,是一道基础题目.从历年高考题目看,简单线性规划问题,是不等式中的基本问题,往往围绕目标函数最值的确定,涉及直线的斜率、两点间距离等,考查考生的绘图、用图能力,以及应用数学解决实际问题的能力.8.【2016高考天津理数】设变量x ,y 满足约束条件20,2360,3290.x y x y x y -+≥⎧⎪+-≥⎨⎪+-≤⎩则目标函数25z x y =+的最小值为 .【答案】6 【解析】试题分析:可行域为一个三角形ABC 及其内部,其中(0,2),(3,0),(1,3)A B C ,直线z 25x y =+过点B 时取最小值6.考点:线性规划【名师点睛】线性规划问题,首先明确可行域对应的是封闭区域还是开放区域、分界线是实线还是虚线,其次确定目标函数的几何意义,是求直线的截距、两点间距离的平方、直线的斜率、还是点到直线的距离等等,最后结合图形确定目标函数最值取法、值域范围.9.【2016高考新课标1卷】某高科技企业生产产品A 和产品B 需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A 需要甲材料1.5kg,乙材料1kg,用5个工时;生产一件产品B 需要甲材料0.5kg,乙材料0.3kg,用3个工时.生产一件产品A 的利润为2100元,生产一件产品B 的利润为900元.该企业现有甲材料150kg,乙材料90kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为 元. 【答案】216000 【解析】试题分析:设生产产品A 、产品B 分别为x 、y 件,利润之和为z 元,那么 1.50.5150,0.390,53600,0,0.x y x y x y x y +⎧⎪+⎪⎪+⎨⎪⎪⎪⎩ ①目标函数2100900z x y =+.二元一次不等式组①等价于3300,103900,53600,0,0.x y x y x y x y +⎧⎪+⎪⎪+⎨⎪⎪⎪⎩ ②作出二元一次不等式组②表示的平面区域(如图),即可行域.将2100900z x y =+变形,得73900z y x =-+,平行直线73y x =-,当直线73900zy x =-+经过点M时,z 取得最大值. 解方程组10390053600x y x y +=⎧⎨+=⎩,得M 的坐标(60,100).所以当60x =,100y =时,max 210060900100216000z =⨯+⨯=. 故生产产品A 、产品B 的利润之和的最大值为216000元. 考点:线性规划的应用【名师点睛】线性规划也是高考中常考的知识点,一般以客观题形式出现,基本题型是给出约束条件求目标函数的最值,常见的结合方式有:纵截距、斜率、两点间的距离、点到直线的距离,解决此类问题常利用数形结合.本题运算量较大,失分的一个主要原因是运算失误.10【2015高考新课标1,文15】若x ,y 满足约束条件20210220x y x y x y +-≤⎧⎪-+≤⎨⎪-+≥⎩,则z =3x +y 的最大值为 .【答案】411.【2015高考重庆,文10】若不等式组2022020x y x y x y m +-≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩,表示的平面区域为三角形,且其面积等于43,则m 的值为__________________. 【答案】1【解析】如图,由于不等式组2022020x y x y x y m +-≤⎧⎪+-≥⎨⎪-+≥⎩,表示的平面区域为ABC ∆,且其面积等于43,再注意到直线:20AB x y +-=与直线:20BC x y m -+=互相垂直,所以ABC ∆是直角三角形,易知,(2,0),(1,1)A B m m -+,2422(,)33m m C -+;从而112222122223ABC m S m m m ∆+=+⋅+-+⋅=43,化简得:2(1)4m +=,解得3m =-,或1m =,检验知当3m =-时,已知不等式组不能表示一个三角形区域,故舍去,所以1m =.12.【2015高考陕西,文11】某企业生产甲乙两种产品均需用A ,B 两种原料,已知生产1吨每种产品需原料及每天原料的可用限额表所示,如果生产1吨甲乙产品可获利润分别为3万元.4万元,则该企业每天可获得最大利润为____________________.甲乙原料限额A(吨)3212B(吨)128【答案】18万元13.【2015高考浙江,文14】已知实数x ,y 满足221x y +≤,则2463x y x y +-+--的最大值是 . 【答案】1514.【2015高考四川,文9】设实数x ,y 满足2102146x y x y x y +≤⎧⎪+≤⎨⎪+≥⎩,则xy 的最大值为_______________.【答案】252【解析】画出可行域如图 在△ABC 区域中结合图象可知 当动点在线段AC 上时xy 取得最大 此时2x +y =10xy =12(2x ·y )≤21225()222x y +=当且仅当x =52,y =5时取等号,对应点(52,5)落在线段AC 上,故最大值为252.15.【2014高考安徽卷文第13题】不等式组20240320x y x y x y +-≥⎧⎪+-≤⎨⎪+-≥⎩表示的平面区域的面积为________.【答案】4A BCyx0 61410A【解析】不等式组所表示的平面区域如下图阴影部分,则其表示的面积112222422ABCD ABD BCD S S S ∆∆=+=⨯⨯+⨯⨯=.16.【2014高考福建卷文第11题】已知圆()()22:1C x a y b -+-=,设平面区域70,30,0x y x y y +-≤⎧⎪Ω=-+≥⎨⎪≥⎩,若圆心C ∈Ω,且圆C 与x 轴相切,则22a b +的最大值为_________________.【答案】3717. 【2014高考全国1卷文第11题】设x ,y 满足约束条件,1,x y a x y +≥⎧⎨-≤-⎩且z x ay =+的最小值为7,则a =___.【答案】3【解析】根据题中约束条件可画出可行域如下图所示,两直线交点坐标为:11(,)22a a A -+,又由题中z x ay =+可知,当0a >时,z 有最小值:21121222a a a a z a -++-=+⨯=,则22172a a +-=,解得:3a =;当0a <时,z 无最小值18. 【2014高考浙江卷文第12题】若、y 满足和240101x y x y x +-≤⎧⎪--≤⎨⎪≥⎩,则y x +的取值范围是________.【答案】]3,1[【2017年高考命题预测】纵观2016各地高考试题,对二元一次不等式(组)与线性规划及简单应用这部分的考查,主要考查二元一次不等式(组)表示的平面区域、目标函数的最优解问题、与最优解相关的参数问题,高考中一般会以选填题形式考查.从近几年高考试题来看,试题难度较低,属于中低档试题,一般放在选择题的第5-7题或填空题的前两位.从近几年的高考试题来看,二元一次不等式(组)表示的平面区域(的面积),求目标函数的最值,线性规划的应用问题等是高考的热点,题型既有选择题,也有填空题,难度为中、低档题.主要考查平面区域的画法,目标函数最值的求法,以及在取得最值时参数的取值范围.同时注重考查等价转化、数形结合思想.对二元一次不等式(组)表示的平面区域的考查,关键明确二元等式表示直线或曲线,而二元不等式表示直线或曲线一侧的平面区域,以小题形式出现.对目标函数的最优解问题的考查,首先要正确画出可行域,明确目标函数的几何意义,以小题形式出现.对与最优解相关的参数问题,在近几年的高考中频频出现,并且题型有所变化,体现“活”“变”“新”等特点,在备考中予以特别关注.故预测2017年高考仍将以目标函数的最值,特别是含参数的线性规划问题,线性规划的综合运用是主要考查点,重点考查学生分析问题、解决问题的能力.【2017年高考考点定位】高考对二元一次不等式(组)与线性规划及简单应用的考查有以下几种主要形式:一是不等式(组)表示的平面区域;二是线性目标函数最优解问题;三是非线性目标函数最优解问题;四是线性规划与其他知识的交汇.【考点1】不等式(组)表示的平面区域 【备考知识梳理】二元一次不等式所表示的平面区域:在平面直角坐标系中,直线:0l Ax By C ++=将平面分成两部分,平面内的点分为三类: ①直线l 上的点(x ,y )的坐标满足:0=++C By Ax ;②直线l 一侧的平面区域内的点(x ,y )的坐标满足:0>++C By Ax ; ③直线l 另一侧的平面区域内的点(x ,y )的坐标满足:0Ax By C ++<.即二元一次不等式0Ax By C ++>或0Ax By C ++<在平面直角坐标系中表示直线0Ax By C ++=的某一侧所有点组成的平面区域,直线0Ax By C ++=叫做这两个区域的边界,(虚线表示区域不包括边界直线,实线表示区域包括边界直线). 由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各个不等式所表示的平面区域的公共部分.【规律方法技巧】由几个不等式组成的不等式组所表示的平面区域,是各个不等式所表示的平面区域的公共部分. 1. 判断二元一次不等式Ax+By+c>0(或<0)表示直线的哪一侧的方法:因为对在直线Ax+By+C =0同一侧的所有点(x ,y),数Ax+By+C 的符号相同,所以只需在此直线的某一侧任取一点(x 0, y 0)(若原点不在直线上,则取原点(0,0)最简便),它的坐标代入Ax+By+c ,由其值的符号即可判断二元一次不等式Ax+By+c>0(或<0)表示直线的哪一侧.2. 画二元一次不等式0(0)Ax By C ++>≥或0(0)Ax By C ++<≤表示的平面区域的基本步骤: ①画出直线:0l Ax By C ++=(有等号画实线,无等号画虚线);②当0≠C 时,取原点作为特殊点,判断原点所在的平面区域;当0C =时,另取一特殊点判断; ③确定要画不等式所表示的平面区域. 【考点针对训练】1.【江苏省清江中学2016届高三上学期周练数学试题】若点(),x y P 满足约束条件022x x y a x y ≥⎧⎪-≤⎨⎪+≤⎩,且点(),x y P 所形成区域的面积为12,则实数a 的值为 .【答案】8【解析】由题意作出其平面区域,∵点(),x y P 所形成区域的面积为12,∴0a >,由2x y a -=,令x =0得2a y =-, 由22x y a x y -=+=⎧⎨⎩解得44,212832312a a a x S a ++=∴=⨯+⨯=∴=(),.2.【2015届安徽省淮南一中等四校高三5月联考】设不等式组310060360x y x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪+-≤⎩表示的平面区域为D ,若函数log a y x =(10≠>a a 且)的图象上存在区域D 上的点,则实数a 的取值范围是____________. 【答案】[)+∞⋃⎥⎦⎤ ⎝⎛,321,0【考点2】线性目标函数最优解问题 【备考知识梳理】名称 意义约束条件 由变量x ,y 组成的不等式(组)线性约束条件 由x ,y 的一次不等式(或方程)组成的不等式(组) 目标函数 关于x ,y 的函数解析式,如z =2x +3y 等 线性目标函数 关于x ,y 的一次解析式 可行解 满足线性约束条件的解(x ,y ) 可行域 所有可行解组成的集合最优解使目标函数取得最大值或最小值的可行解【规律方法技巧】线性目标函数z Ax By C =++(A,B 不全为0)中,当0B ≠时,A z Cy x B B-=-+,这样线性目标函数可看成斜率为AB-,且随z 变化的一组平行线,则把求z 的最大值和最小值的问题转化为直线与可行域有公共点,直线在y 轴上的截距的最大值最小值的问题.因此只需先作出直线Ay x B=-,再平行移动这条直线,最先通过或最后通过的可行域的顶点就是最优解.特别注意,当B>0时,z 的值随着直线在y 轴上的截距的增大而增大;当B<0时,z 的值随着直线在y 轴上的截距的增大而减小.通常情况可以利用可行域边界直线的斜率来判断.对于求整点最优解,如果作图非常准确可用平移求解法,也可以取出目标函数可能取得最值的可行域内的所有整点,依次代入目标函数验证,从而选出最优解,最优解一般在可行域的定点处取得,若要求最优整解,则必须满足x ,y 均为整数,一般在不是整解的最优解的附近找出所有可能取得最值的整点,然后将整点分别代入目标函数验证选出最优整解. 【考点针对训练】1. 【南京市、盐城市2016届高三年级第一次模拟考试数学】已知实数,x y 满足50,220,0,x y x y y +-≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩则目标函数z x y =-的最小值为 ▲ . 【答案】3-【解析】可行域为一个三角形及其内部,其三个顶点坐标分别为(1,0),(5,0),(1,4)A B C -,当目标函数过点(1,4)C 时z 取最小值3-.2. 【2015届浙江省宁波市高三下学期第二次模拟考试】已知点(x ,y)的坐标满足条件302602290x y a x y x y --<⎧⎪+->⎨-+>⎪⎩,且x ,y 均为正整数.若4x -y 取到最大值8,则整数a 的最大值为___________. 【答案】5【考点3】非线性规划问题 【备考知识梳理】1.距离型:形如z =(x -a )2+(y -b )2. 2.斜率型:形如z =y -bx -a. 【规律方法技巧】对于非线性目标函数的最优解问题,关键要搞清目标函数的几何意义,利用数形结合思想求解. 【考点针对训练】1. 【江苏歌风中学(如皋办学)高三数学九月月考】若变量,x y 满足202300x y x y x -≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩,则2x y+的最大值为 . 【答案】8【解析】作出题设约束条件表示的可行域,如图OAB ∆内部(含边界),再作直线:0l x y +=,向上平移直线l ,z x y =+增大,当l 过点(1,2)B 时,z x y =+取得最大值3,因此2x y +的最大值为8.2. 【2015届湖南省怀化市中小学课改质量检测高三第一次模考】已知实数、x y 满足242y xx y y ⎧≤⎪+≤⎨⎪≥-⎩,则22)2()1(-+-=y x z 的最小值为____________________.【答案】95 【考点4】线性规划问题与其他知识交汇 【备考知识梳理】线性规划问题与其他知识交叉融合,不仅体现了高中数学常用的数学思想方法,比如数形结合思想,转化与化归思想,而且体现了学生综合分析问题的能力,逻辑思维能力以及解决实际问题的能力. 【规律方法技巧】线性规划问题可以和概率、向量、解析几何等交汇考查,关键是通过转化,最终转化为线性规划问题处理. 【规律方法技巧】1.已知不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥-≥+224x y x y x ,表示的平面区域为D ,点)0,1(),0,0(A O .若点M 是D 上的动点,则||OM OM OA ⋅的最小值是____________________.【答案】1010 【解析】设点M 的坐标为(,)x y ,则22||OA OMx OM x y⋅=+,根据约束条件画出可行域可知0x >,故222221||1OA OMx yx yOM x⋅==++,而y x 的几何意义为可行域的点与原点所确定直线的斜率,数形结合可知yx 的最大值为3,则||OM OM OA ⋅的最小值为1010.2.定义,max{,},a a b a b b a b ≥⎧=⎨<⎩,设实数x ,y 满足约束条件22x y ⎧≤⎪⎨≤⎪⎩,则max{4,3}z x y x y =+-的取值范围是_______________. 【答案】[7,10]-【两年模拟详解析】1. 【江苏省扬州中学高三数学月考试卷】已知点x ,y 满足不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0y ≥02x +y ≤2,若ax +y ≤3恒成立,则实数a 的取值范围是__________. 【答案】(-∞,3]【解析】不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0y ≥02x +y ≤2表示的平面区域是以(0,0),(0,2),(1,0)O A B 为顶点的三角形内部(含边界),由题意00302303a +≤⎧⎪+≤⎨⎪+≤⎩,所以3a ≤.2.【镇江市2016届高三年级第一次模拟考试】已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -y ≤2,x +y ≤8,x ≥1,则z =2x +y 的最小值是________. 【答案】1.【解析】作出不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x -y≤2,x +y≤8,x ≥1,,其是由点()1,7A ,()1,1B -,()5,3C 围成的三角形区域(包含边界),对于目标函数z =2x +y ,转化为直线2y x z =-+,过点()1,1B -时,z 最小,即2111z =⨯-=.3.【盐城市2016届高三年级第三次模拟考试】已知实数,x y 满足约束条件152x x y x y ≥⎧⎪+≤⎨⎪-≤-⎩,则2123y x -+的最大值为 . 【答案】75【解析】可行域为一个三角形ABC 及其内部,其中)27,23(),3,1(),4,1(C B A ,而2321321y 2+-=+-x y x 表示可行域的点),(y x P到点)21,23(-E 连线的斜率,因此其最大值为.57231214=+-=EA k 4.【江苏省苏北三市(徐州市、连云港市、宿迁市)2016届高三最后一次模拟考试】若实数,x y 满足约束条件1300x y x y y +≤⎧⎪-≥⎨⎪≥⎩,则|3410|x y --的最大值为 .【答案】494【解析】1300x y x y y +≤⎧⎪-≥⎨⎪≥⎩表示一个三角形ABC 及其内部,其中13(1,0),(0,0),(,)44A B C ,且可行域在直线上方34100x y --=,因此|3410|3410x y x y --=-++,过点13(,)44C 时取最大值,为494.5.【2016高考押题卷(2)【江苏卷】】某工厂用A ,B 两种配件分别生产甲、乙两种产品,每生产一件甲产品使用4个A 配件、耗时1小时,每生产一件乙产品使用4个B 配件、耗时2小时,该厂每天最多可从配件厂获得16个A 配件和12个B 配件,每天生产甲、乙两种产品总耗时不超过8小时.若生产一件甲产品获利2万元,生产一件乙产品获利3万元,那么该工厂每天可获取的最大利润为________万元. 【答案】146.【2016年第一次全国大联考【江苏卷】】设不等式组204020xy xy y,,表示的平面区域为D ,若指数函数(0,1)xy a a a =>≠的图象上存在区域D 上的点,则a 的取值范围是_______. 【答案】(0,1)[3)+∞,【解析】可行域D 为一个开放的区域,如图(阴影部分).当01a <<时,指数函数xy a =的图像与可行域D 恒有交点;当1a >时,需满足13a ≥,才能使指数函数x y a =的图像与可行域D 有交点;综上a 的取值范围是(0,1)[3)+∞,7.【江苏省扬州中学2015届高三4月双周测】若实数,a b 满足20101a b b a a +-≥⎧⎪--≤⎨⎪≤⎩,则22a ba b ++的最大值为_________. 【答案】75【解析】作出约束条件表示的可行域,如图ABC ∆内部(含边界),13(,)22A ,(1,1)C ,设(,)P a b 是可行域内任一点,则OP b k a =的最大值为32312OA k ==,最小值为111OC k ==,23322222a b a b a b a b a +=-=-+++,可见当b a 取最大值3时,22a b a b ++也取最大值为75.8.【泰州市2015届高三第三次调研测试】已知实数x ,y 满足条件||1||1x y ⎧⎨⎩≤≤,,则z 2x +y 的最小值是 ▲ .【答案】3-【解析】如下图所示,当直线2y x z =-+经过或行域||1||1x y ⎧⎨⎩≤≤,,的边界点(1,1)A --时,目标函数的最小值3-.9.【2015年高考模拟(南通市数学学科基地命题)(4)】设实数x ,y ,b 满足⎩⎪⎨⎪⎧2x -y ≥0,y ≥x ,y ≥-x +b ,若z =2x +y 的最小值为3, 则实数b 的值为 . 【答案】94【解析】作出约束条件表示的可行域,如图射线OA ,OB 所夹区域且在直线AB 上方(含边界)(AB 待定),作直线:20l x y +=,平移直线l ,可见当l 过点A 时,z 取得最小值,此时2y x =代入得223x x +=,34x =,故有33(,)42A ,因此3324b =-+,94b =.10.【2015年高考模拟(南通市数学学科基地命题)(6)】实数x ,y 满足121,y y x x y m ≥⎧⎪≤-⎨⎪+≤⎩如果目标函数z=x —y的最小值为-2,则实数m 的值为______. 【答案】8【解析】如图,约束条件表示的可行域应该是ABC ∆内部(含边界)(否则可行域不存在),作直线:0l x y -=,当把直线l 向上平移时,z 减小,因此其最小值点是直线21y x =-与直线x y m +=的交点,由212y x x y =-⎧⎨-=-⎩得(3,5)B ,代入x y m +=得8m =.11.【南京市2015届高三年级第三次模拟考试】若变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,x ≥1,y ≥0,则z =2x +y 的最大值是 . 【答案】4【解析】作出题中约束条件表示的可行域,如图ABC ∆内部(含边界),再作直线:20l x y +=,当直线l 过点(2,0)C 时,z 取最大值4.12.【徐州市2014~2015学年度高三第三次质量检测】已知实数y x ,满足条件⎪⎩⎪⎨⎧≤-≥-+≤-,03,05,0y y x y x 若不等式222)()(y x y x m +≤+恒成立,则实数m 的最大值是 .【答案】2513a ≤【解析】画出由条件05030x y x y y -≤⎧⎪+-≥⎨⎪-≤⎩决定的的可行域如下图所示,因为22222222()22()()11x y xy m x y x y m x y x y x y y x++≤+⇔≤=+=++++令y t x =,由线性规划知识可知312t ≤≤,则22111x y t y x t+=+++,令13(),(1)2f t t t t =+≤≤,由函数()f t 单调性可知,当32t =时,函数()f t 有最大值136,此时222()x y x y ++有最小值2513,所以2513a ≤及.13.【盐城市2015届高三年级第三次模拟考试】若,x y 满足约束条件+20020x y x y x y -≤⎧⎪-≥⎨⎪+≥⎩, 则目标函数z 2x y =+的最大值为 .【答案】6【解析】不等式组+20020x y x y x y -≤⎧⎪-≥⎨⎪+≥⎩表示的区域如图阴影部分所示:当直线20x y z +-=经过点(4,2)B -时,z 取得最大值6.故答案为6.14.【2015届山东师大附中高三第九次模拟】若关于,x y 的不等式组0010x x y kx y ≤⎧⎪+≥⎨⎪-+≥⎩,表示的平面区域是直角三角形区域,则正数k 的值为_____________. 【答案】1【解析】由题意得:010x y kx y +=-+=与垂直,因此10, 1.k k -==15.【2015届吉林省东北师大附中高三第四次模拟】已知实数,x y 满足平面区域10:220220x y D x y x y +-≥⎧⎪--≤⎨⎪-+≥⎩,则22x y +的最大值为_______________.【答案】816.【2015届浙江省桐乡一中高三下学期联盟学校高考仿真测试】设x y 、满足约束条件360200,0x y x y x y --≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥≥⎩,若目标函数()0,0z ax by a b =+>>的最大值为10,则23a b+的最小值为_______________. 【答案】517.【2015届河南省南阳市一中高三下学期第三次模拟】设⎩⎨⎧<≥-=,2,,2,y x y y x y x z 若22,22≤≤-≤≤-y x ,则z 的最小值为______________. 【答案】-1【解析】符合22,22≤≤-≤≤-y x 的区域如图所示:当2x y ≥时,目标函数z x y =-在A 点取得最小值-1;当2x y <时,目标函数z y =在A 点处取得最小值-1,综上可得:z 的最小值为-1.18.【2015届甘肃省天水市一中高三高考信息卷一】已知不等式组220,22,22x y x y ⎧+-≥⎪⎪≤⎨⎪≤⎪⎩表示平面区域Ω,过区域Ω中的任意一个点P ,作圆221x y +=的两条切线且切点分别为,A B ,当APB ∠最大时,PA PB ⋅的值为_____________. 【答案】3219.【2015届浙江省余姚市高三第三次模拟考试】已知实数变量,x y 满足⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤--≥-≥+,0121,0,1y mx y x y x 且目标函数3z x y =-的最大值为4,则实数m 的值为_____________.【答案】1拓展试题以及解析1.设不等式组204020x yx yy表示的平面区域为D,若指数函数xy a的图像上存在区域D上的点,则a的取值范围是__________________. 【答案】(1]3,【入选理由】本题主要考了简单的线性规划,以及指数函数的图像等相关概念,体现了分类讨论的数学思想,意在考查学生的数形结合能力和计算能力.本题考查线性规划与函数图象性质的交汇,通过研究函数xy a =的性质,来确定a 的取值范围,这是线性规划问题涉及不多,故选此题.2.执行如图的程序框图,如果输入,x y R ∈,那么输出的S 的的最小值是_______________.【答案】255121416182022243x+y-6=0x-y+1=0x+2y-2=0C 621A BOyx【入选理由】本题考查考查程序框图中的顺序结构,条件结构以及相应语句,线性规划的应用等基础知识知识,意在考查画图、用图,分析问题、解决问题、及基本运算能力.该题新颖独特,故选此题.3.已知不等式组202020x y y x y -+≥⎧⎪+≥⎨⎪++≤⎩表示的平面区域,则231x y z x +-=-的最大值 .【答案】7【入选理由】本题主要考查线性规划的应用等基础知识知识,意在考查学生的画图、用图,以及数形结合能力和计算能力.此题给出的目标函数231x y z x +-=-,似乎不好入手,但整理后2311211x y y z x x +--==+--,转化为斜率,就转化为常规题,高考线性规划问题的命题越来多变灵活,故选此题.。
江苏版高考数学 20.1 计数原理与排列组合
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专题二十计数原理【真题典例】20.1 计数原理与排列组合挖命题【考情探究】分析解读江苏高考对两个计数原理、排列、组合的考查往往与集合、数列、概率等进行综合,难度较大,主要考查学生的逻辑推理能力.破考点【考点集训】考点一加法原理与乘法原理1.从黄瓜、白菜、油菜、扁豆4种蔬菜品种中选出3种,分别种在不同土质的三块土地上,其中黄瓜必须种植,不同的种植方法有种.答案182.如图,矩形的对角线把矩形分成A,B,C,D四部分,现用5种不同颜色给四部分涂色,每部分涂1种颜色,要求有公共边的两部分颜色互异,则共有种不同的涂色方法.答案260考点二排列1.一排9个座位坐了3个三口之家,若每家人坐在一起,则不同的坐法种数为.答案642.从1,3,5,7,9这五个数中,每次取出两个不同的数分别记为a,b,共可得到lg a-lg b的不同值的个数是.答案183.用0,1,2,3,4这五个数字组成无重复数字的五位数,其中恰有一个偶数数字夹在两个奇数数字之间,这样的五位数有个.答案28考点三组合1.四位学生,坐在一排有7个位置的座位上,有且只有两个空位是相邻的不同坐法有种.(用数字作答)答案4802.用1、2、3、4、5、6组成一个无重复数字的六位数,要求三个奇数1、3、5有且只有两个相邻,则不同的排法有种.答案4323.有六名同学按下列方法和要求分组,各有不同的分组方法多少种?(1)分成三个组,各组人数分别为1、2、3;(2)分成三个组去参加三项不同的试验,各组人数分别为1、2、3;(3)分成三个组,各组人数分别为2、2、2.解析(1)=60(种).(2)=60×6=360(种).(3)=15(种).炼技法【方法集训】方法一两个计数原理应用的基本策略1.(2018江苏靖江中学调研)将A,B,C,D,E,F六个字母排成一排,且A,B均在C的同侧,则不同的排法共有种(用数字作答).答案4802.(2019届江苏海门中学调研)从0,8中任取一个数字,从3,5,7中任取两个数字组成无重复数字的三位数,其中奇数的个数为.答案18方法二排列组合及其应用的解题策略1.(2019届江苏金陵中学调研)将标号为1,2,3,4,5,6的6张卡片放入3个不同的信封中.若每个信封放2张,其中标号为1,2的卡片放入同一信封,则不同的放法共有种.答案182.(2018江苏吴江中学月考)将甲、乙两人在内的7名医生分成三个医疗小组,一组3人,另两组每组各2人,则甲、乙不分在同一组的分法有种.答案803.(2018江苏常州二中调研)桌面上有形状大小相同的白球、红球、黄球各3个,相同颜色的球不加以区分,将此9个球排成一排共有种不同的排法.(用数字作答)答案 1 6804.(2019届江苏太湖中学月考)从0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这10个数字中任取3个不同的数字构成空间直角坐标系中的点的坐标(x,y,z),若x+y+z是3的倍数,则满足条件的点的个数为.答案252方法三集合中的计数问题1.(2019届江苏赣榆中学月考)设集合A,B是非空集合M的两个不同子集,满足:A不是B的子集,且B也不是A的子集.(1)若M={a1,a2,a3,a4},直接写出所有不同的有序集合对(A,B)的个数;(2)若M={a1,a2,a3,…,a n},求所有不同的有序集合对(A,B)的个数.解析(1)110.(2)集合M 有2n 个子集,不同的有序集合对(A,B)有2n (2n -1)个.若A ⫋B,并设B 中含有k(1≤k ≤n,k ∈N *)个元素,则满足A ⫋B 的有序集合对(A,B)有(2k -1)=2k -=(3n -2n )个.同理,满足B ⫋A 的有序集合对(A,B)有(3n -2n )个. 故满足条件的有序集合对(A,B)的个数为 2n (2n -1)-2(3n -2n )=4n +2n -2×3n .2.(2019届江苏扬州中学月考)已知非空有限实数集S 的所有非空子集依次记为S 1,S 2,S 3,…,集合S k 中所有元素的平均值记为b k .将所有b k 组成数组T:b 1,b 2,b 3,…,数组T 中所有数的平均值记为m(T). (1)若S={1,2},求m(T);(2)若S={a 1,a 2,…,a n }(n ∈N *,n ≥2),求m(T).解析 (1)S={1,2}的所有非空子集为{1},{2},{1,2},所以数组T 为1,2,.因此m(T)==.(2)因为S={a 1,a 2,…,a n },n ∈N *,n ≥2,所以m(T)=--… - -…=--…-- …a i .又因为 - - = · - - - = - - = · - =,所以m(T)=… …a i =a i .过专题 【五年高考】A 组 自主命题·江苏卷题组1.(2016江苏,23,10分)(1)求7 -4的值;(2)设m,n ∈N *,n ≥m,求证:(m+1)+(m+2)+(m+3)+…+n+(n+1)=(m+1).-解析(1)7-4=7×-4×=0.(2)证明:当n=m时,结论显然成立.当n>m时,(k+1)=··-=(m+1)··-=(m+1),k=m+1,m+2,…,n.又因为+=,所以(k+1)=(m+1)(-),k=m+1,m+2,…,n.因此,(m+1)+(m+2)+(m+3)+…+(n+1)=(m+1)+[(m+2)+(m+3)+…+(n+1)]=(m+1)+(m+1)[(-)+(-)+…+(-)]=(m+1).2.(2018江苏,23,10分)设n∈N*,对1,2,…,n的一个排列i1i2…i n,如果当s<t时,有i s>i t,则称(i s,i t)是排列i1i2…i n 的一个逆序,排列i1i2…i n的所有逆序的总个数称为其逆序数,例如:对1,2,3的一个排列231,只有两个逆序(2,1),(3,1),则排列231的逆序数为2.记f n(k)为1,2,…,n的所有排列中逆序数为k的全部排列的个数.(1)求f3(2),f4(2)的值;(2)求f n(2)(n≥5)的表达式(用n表示).解析本小题主要考查计数原理、排列等基础知识,考查运算求解能力和推理论证能力.(1)记τ(abc)为排列abc的逆序数,对1,2,3的所有排列,有τ(123)=0,τ(132)=1,τ(213)=1,τ(231)=2,τ(312)=2,τ(321)=3,所以f3(0)=1,f3(1)=f3(2)=2.对1,2,3,4的排列,利用已有的1,2,3的排列,将数字4添加进去,4在新排列中的位置只能是最后三个位置. 因此f4(2)=f3(2)+f3(1)+f3(0)=5.(2)对一般的n(n≥4)的情形,逆序数为0的排列只有一个:12…n,所以f n(0)=1.逆序数为1的排列只能是将排列12…n中的任意相邻两个数字调换位置得到的排列,所以f n(1)=n-1.为计算f n+1(2),当1,2,…,n的排列及其逆序数确定后,将n+1添加进原排列,n+1在新排列中的位置只能是最后三个位置.因此,f n+1(2)=f n(2)+f n(1)+f n(0)=f n(2)+n.当n≥5时,f n(2)=[f n(2)-f n-1(2)]+[f n-1(2)-f n-2(2)]+…+[f5(2)-f4(2)]+f4(2)=(n-1)+(n-2)+…+4+f4(2)=--.因此,当n≥5时,f n(2)=--.B组统一命题、省(区、市)卷题组考点计数原理与排列组合1.(2018课标全国Ⅰ理,15,5分)从2位女生,4位男生中选3人参加科技比赛,且至少有1位女生入选,则不同的选法共有种.(用数字填写答案)答案162.(2018浙江,16,4分)从1,3,5,7,9中任取2个数字,从0,2,4,6中任取2个数字,一共可以组成个没有重复数字的四位数.(用数字作答)答案 1 2603.(2017山东理改编,8,5分)从分别标有1,2,…,9的9张卡片中不放回地随机抽取2次,每次抽取1张.则抽到的2张卡片上的数奇偶性不同的概率是.答案4.(2017课标全国Ⅱ理改编,6,5分)安排3名志愿者完成4项工作,每人至少完成1项,每项工作由1人完成,则不同的安排方式共有种.答案365.(2017浙江,16,4分)从6男2女共8名学生中选出队长1人,副队长1人,普通队员2人组成4人服务队,要求服务队中至少有1名女生,共有种不同的选法.(用数字作答)答案6606.(2017天津理,14,5分)用数字1,2,3,4,5,6,7,8,9组成没有重复数字,且至多有一个数字是偶数的四位数,这样的四位数一共有个.(用数字作答)答案 1 0807.(2016课标全国Ⅱ理改编,5,5分)如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为.答案188.(2016课标全国Ⅲ理改编,12,5分)定义“规范01数列”{a n}如下:{a n}共有2m项,其中m项为0,m项为1,且对任意k≤2m,a1,a2,…,a k中0的个数不少于1的个数,若m=4,则不同的“规范01数列”共有个. 答案149.(2016四川理改编,4,5分)用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为.答案72C组教师专用题组1.(2015广东,12,5分)某高三毕业班有40人,同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,那么全班共写了条毕业留言.(用数字作答)答案 1 5602.(2015四川改编,6,5分)用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40 000大的偶数共有个.答案1203.(2014四川改编,6,5分)六个人从左至右排成一行,最左端只能排甲或乙,最右端不能排甲,则不同的排法共有种.答案2164.(2014重庆改编,9,5分)某次联欢会要安排3个歌舞类节目、2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是.答案1205.(2014安徽改编,8,5分)从正方体六个面的对角线中任取两条作为一对,其中所成的角为60°的共有对.答案486.(2014北京,13,5分)把5件不同产品摆成一排.若产品A与产品B相邻,且产品A与产品C不相邻,则不同的摆法有种.答案367.(2011江苏,23,10分)设整数n≥4,P(a,b)是平面直角坐标系xOy中的点,其中a,b∈{1,2,3,…,n},a>b.(1)记A n为满足a-b=3的点P的个数,求A n;(2)记B n为满足(a-b)是整数的点P的个数,求B n.解析(1)点P的坐标满足条件:1≤b=a-3≤n-3,所以A n=n-3.(2)设k为正整数,记f n(k)为满足题设条件以及a-b=3k的点P的个数.只要讨论f n(k)≥1的情形.由1≤b=a-3k≤n-3k知f n(k)=n-3k,且k≤-.设n-1=3m+r,其中m∈N*,r∈{0,1,2},则k≤m.所以B m=f n(k)=(n-3k)=mn-=--.将m=--代入上式,化简得B n=----.所以B n=-是整数--不是整数【三年模拟】一、填空题(每小题5分,共15分)1.(2019届江苏太仓中学月考)有6名男医生、5名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组成一个医疗小组,则不同的选法共有种.答案752.(2018江苏太湖中学月考)某同学有同样的画册2本,同样的集邮册3本,从中取出4本赠送给4位朋友,每位朋友1本,则不同的赠送方法共有种.答案103.(2018江苏泰兴中学月考)用数字0,1,2,3,4组成的五位数中,中间三位数字各不相同,但首末两位数字相同的共有种.答案240二、解答题(共60分)4.(2019届江苏前黄中学月考)四个不同的小球放入编号为1,2,3,4的四个盒子中.(1)若每个盒子放一球,则有多少种不同的放法?(2)恰有一个空盒的放法共有多少种?解析(1)每个盒子放一球,共有=24种不同的放法.(2)第一步:四个盒子中选一只为空盒,有4种选法;第二步:选两球为一个元素,有种选法;第三步:三个元素放入三个盒中,有种放法.故共有4×=144种放法.5.(2017江苏南通、扬州、泰州第二次调研)设S4k=a1+a2+…+a4k(k∈N*),其中a i∈{0,1}(i=1,2,…,4k).当S4k除以4的余数是b(b=0,1,2,3)时,数列a1,a2,…,a4k的个数记为m(b).(1)当k=2时,求m(1)的值;(2)求m(3)关于k的表达式,并化简.解析(1)当k=2时,m(1)表示数列a1,a2,a3,…,a8中有1个1或5个1,其余为0,所以m(1)=+=64. (2)依题意,m(3)表示数列a1,a2,…,a4k中有3个1,或7个1,或11个1,……,或(4k-1)个1,其余为0,所以m(3)=+++…+-.同理,得m(1)=+++…+-.因为=-(i=3,7,11,…,4k-1),所以m(1)=m(3).又m(1)+m(3)=+++…+-+-=24k-1,所以m(3)=24k-2=42k-1.6.(2019届江苏苏州实验中学月考)记1,2,…,n满足下列性质T的排列a1,a2,…,a n的个数为f(n)(n≥2,n∈N*).性质T:排列a1,a2,…,a n中有且只有一个a i>a i+1(i∈{1,2,…,n-1}).(1)求f(3);(2)求f(n).解析(1)当n=3时,1,2,3的所有排列为(1,2,3),(1,3,2),(2,1,3),(2,3,1),(3,1,2),(3,2,1),其中满足仅存在一个i∈{1,2,3},使得a i>a i+1的排列为(1,3,2),(2,1,3),(2,3,1),(3,1,2),所以f(3)=4.(2)在1,2,…,n的所有排列(a1,a2,…,a n)中,若a i=n(1≤i≤n-1),从(n-1)个数1,2,3,…,n-1中选(i-1)个数按从小到大的顺序排列为a1,a2,…,a i-1,其余按从小到-.大的顺序排列在余下位置,于是满足题意的排列个数为-若a n=n,则满足题意的排列个数为f(n-1).综上,f(n)=f(n-1)+---=f(n-1)+2n-1-1.从而f(n)=----(n-3)+f(3)=2n-n-1.7.(2018江苏南师附中考前模拟)设集合A,B是非空集合M的两个不同子集.(1)若M={a1,a2},且A是B的子集,求所有有序集合对(A,B)的个数;(2)若M={a1,a2,a3,…,a n},且A的元素个数比B的元素个数少,求所有有序集合对(A,B)的个数. 解析(1)若集合B含有2个元素,即B={a1,a2},则A=⌀,{a1},{a2},则(A,B)的个数为3;若集合B含有1个元素,则B有种,不妨设B={a1},则A=⌀,此时(A,B)的个数为×1=2.综上,(A,B)的个数为5.(2)集合M有2n个子集,又集合A,B是非空集合M的两个不同子集,则不同的有序集合对(A,B)的个数为2n(2n-1).若A的元素个数与B的元素个数一样多,则不同的有序集合对(A,B)的个数为(-1)+(-1)+(-1)+…+(-1)=()2+()2+()2+…+()2-(+++…+).又(x+1)n(x+1)n的展开式中x n的系数为()2+()2+()2+…+()2,且(x+1)n(x+1)n=(x+1)2n的展开式中x n的系数为,所以()2+()2+()2+…+()2=.又因为+++…+=2n,所以当A的元素个数与B的元素个数一样多时,有序集合对(A,B)的个数为-2n.所以A的元素个数比B的元素个数少时,有序集合对(A,B)的个数为---=-.8.(2017江苏苏州期末)如图,由若干个小正方形组成的k层三角形图阵中,第一层有1个小正方形,第二层有2个小正方形,依此类推,第k层有k个小正方形.除去最底下的一层,每个小正方形都放置在它下一层的两个小正方形之上.现对第k层的每个小正方形用数字进行标注,从左到右依次记为x1,x2,…,x k,其中x i∈{0,1}(1≤i≤k),其他小正方形标注的数字是它下面两个小正方形标注的数字之和,依此规律,记第一层的小正方形标注的数字为x0.(1)当k=4时,若要求x0为2的倍数,则有多少种不同的标注方法?(2)当k=11时,若要求x0为3的倍数,则有多少种不同的标注方法?解析(1)当k=4时,第4层标注的数字依次为x1,x2,x3,x4;第3层标注的数字依次为x1+x2,x2+x3,x3+x4;第2层标注的数字依次为x1+2x2+x3,x2+2x3+x4;所以x0=x1+3x2+3x3+x4.因为x0是2的倍数,x i∈{0,1},所以x1,x2,x3,x4中取值为1的个数为偶数个.其不同的取法总数为++=8.故所求的不同的标注方法有8种.(2)当k=11时,第11层标注的数字依次为x1,x2,x3,x4,…,x10,x11;第10层标注的数字依次为x i+x i+1,i=1,2, (10)第9层标注的数字依次为x i+(+)x i+1+x i+2=x i+x i+1+x i+2,i=1,2, (9)依此规律,第1层标注的数字为x0=x1+x2+…+x10+x11.计算得==1,==10,当i=2,3,4,…,8时,均是3的倍数.若要求x0是3的倍数,等价于x1+x2+x10+x11是3的倍数,即x1+x2+x10+x11是3的倍数.所以x1,x2,x10,x11中,取值为1的个数为0个或3个.所以x1,x2,x3,…,x10,x11的不同的取法总数为(+)·27=640.故所求的不同的标注方法有640种.9.(2019届江苏无锡天一中学月考)当n≥3,n∈N时,对于集合M={1,2,3,…,n},集合M的所有含3个元素的子集分别表示为N1,N2,N3,…,N M(n)-1,N M(n),其中M(n)表示集合M的含3个元素的子集的个数.设p i为集合N i 中的最大元素,q i为集合N i中的最小元素,1≤i≤M(n),记P=p1+p2+…+p M(n)-1+p M(n),Q=q1+q2+…+q M(n)-1+q M(n).(1)当n=4时,分别求M(4),P,Q;(2)求证:P=3Q.解析(1)当n=4时,M(4)==4,4个子集分别为{1,2,3},{1,2,4},{1,3,4},{2,3,4},则P=3+4+4+4=15,Q=1+1+1+2=5.(2)证明:显然3≤p i≤n,p i∈Z,并且以3为最大元素的子集有个,以4为最大元素的子集有个,以5为最大元素的子集有个,……,以k(3≤k≤n)为最大元素的子集有-个,……,以n为最大元素的子集有-个,P=p1+p2+…+p M(n)-1+p M(n)=3×+4×+…+n-,①因为k-=k--=3(k=3,4,…,n),所以P=3(++…+)=3(++…+)=3(++…+)=3(++…+)=3.显然1≤q i≤n-2,q i∈Z,以1为最小元素的子集有-个,以2为最小元素的子集有-个,以3为最小元素的子集有-个,……,以k(1≤k≤n-2)为最小元素的子集有-个,……,以n-2为最小元素的子集有个.Q=q1+q2+…+q M(n)-1+q M(n),则Q=(n-2)+(n-3)+…+k-+…+-,②①+②得P+Q=(n+1)(+++…+-)=(n+1)(+++…+-)=(n+1)(+++…+-)=(n+1)(+++…+-)=(n+1)=4. 所以P=3Q.。
2016年考纲及教材目录梳理
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高中组教研资料2016年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)说明(数学科)一、命题指导思想2016年普通高等学校招生全国统一考试数学学科(江苏卷)命题,将依据中华人民共和国教育部颁发的《普通高中数学课程标准(实验)》,参照《普通高等学校招生全国统一考试大纲(课程标准实验版)》,结合江苏省普通高中课程标准教学要求,既考查中学数学的基础知识和方法,又考查进入高等学校继续学习所需要的基本能力. 试卷保持较高的信度、效度以及必要的区分度和适当的难度。
1.突出数学基础知识、基本技能、基本思想方法的考查对数学基础知识和基本技能的考查,贴近教学实际,既注意全面,又突出重点,注重知识内在联系的考查,注重对中学数学中所蕴涵的数学思想方法的考查.2.重视数学基本能力和综合能力的考查数学基本能力主要包括空间想象、抽象概括、推理论证、运算求解、数据处理这几方面的能力.(1)空间想象能力的考查要求是:能够根据题设条件想象并作出正确的平面直观图形,能够根据平面直观图形想象出空间图形;能够正确地分析出图形中基本元素及其相互关系,并能够对空间图形进行分解和组合.(2)抽象概括能力的考查要求是:能够通过对实例的探究,发现研究对象的本质;能够从给定的信息材料中概括出一些结论,并用于解决问题或作出新的判断.(3)推理论证能力的考查要求是:能够根据已知的事实和已经获得的正确的数学命题,运用归纳、类比和演绎进行推理,论证某一数学命题的真假性.(4)运算求解能力的考查要求是:能够根据法则、公式进行运算及变形;能够根据问题的条件寻找与设计合理、简捷的运算途径;能够根据要求对数据进行估计或近似计算.(5)数据处理能力的考查要求是:能够运用基本的统计方法对数据进行整理、分析,以解决给定的实际问题.数学综合能力的考查,主要体现为分析问题与解决问题能力的考查,要求能够综合地运用有关的知识与方法,解决较为困难的或综合性的问题.3.注重数学的应用意识和创新意识的考查数学的应用意识的考查,要求能够运用所学的数学知识、思想和方法,构造数学模型,将一些简单的实际问题转化为数学问题,并加以解决.创新意识的考查要求是:能够综合,灵活运用所学的数学知识和思想方法,创造性地解决问题.二、考试内容及要求数学试卷由必做题与附加题两部分组成.选修测试历史的考生仅需对试题中的必做题部分作答;选修测试物理的考生需对试题中必做题和附加题这两部分作答.必做题部分考查的内容是高中必修内容和选修系列1的内容;附加题部分考查的内容是选修系列2中的内容以及选修系列4中专题4-1《几何证明选讲》、4-2《矩阵与变换》、4-4《坐标系与参数方程》、4-5《不等式选讲》这4个专题的内容(考生只需选考其中两个专题).对知识的考查要求依次分为了解、理解、掌握三个层次(在下表中分别用A、B、C表示). 了解:要求对所列知识的含义有最基本的认识,并能解决相关的简单问题.理解:要求对所列知识有较深刻的认识,并能解决有一定综合性的问题.掌握:要求系统地掌握知识的内在联系,并能解决综合性较强的或较为困难的问题.具体考查要求如下:三、考试形式及试卷结构(一)考试形式闭卷、笔试,试题分必做题和附加题两部分.必做题部分满分为160分,考试时间120分钟;附加题部分满分为40分,考试时间30分钟.(二)考试题型1.必做题 必做题部分由填空题和解答题两种题型组成.其中填空题14小题,约占70分;解答题6小题,约占90分.2.附加题 附加题部分由解答题组成,共6题.其中,必做题2题,主要考查选修系列2中的内容;选做题共4题,依次考查选修系列4中4-1、4-2、4-4、4-5这4个专题的内容,考生只须从中选2题作答.填空题着重考查基础知识、基本技能和基本方法,只要求直接写出结果,不必写出计算或推理过程;解答题应写出文字说明、证明过程或演算步骤. (三)试题难易比例必做题部分由容易题、中等题和难题组成.容易题、中等题和难题在试卷中的比例大 致为4:4:2.附加题部分由容易题、中等题和难题组成.容易题、中等题和难题在试卷中的比例大 致为5:4:1.四、江苏高考新方案实行时间:2018年秋季新入学的高一实施变化一:新高考模式敲定“3+3”不分文理和现行高考方案相比,江苏普通高考统考科目仍为语文、数学、外语3门,保持不变;选考科目由现行的“6选2”调整为“6选3”,即由学生在思想政治、历史、地理、物理、化学、生物等6门科目中自由选择3门选考科目,并记入高校招生录取总成绩。
2016年江苏高考数学真题及解析
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2016年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)数学Ⅰ参考公式: 样本数据12,,,n x x x 的方差()2211ni i s x xn ==-∑,其中11ni i x x n ==∑.棱柱的体积V Sh =,其中S 是棱柱的底面积,h 是高.棱锥的体积13V Sh =,其中S 是棱锥的底面积,h 为高.一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位置上......... 1. 已知集合{}1,2,3,6A =-,{}|23B x x =-<<,则AB = .【答案】{}1,2-;【解析】由交集的定义可得{}1,2AB =-.2. 复数()()12i 3i z =+-,其中i 为虚数单位,则z 的实部是 .【答案】5;【解析】由复数乘法可得55i z =+,则则z 的实部是5.3. 在平面直角坐标系xOy 中,双曲线22173x y -=的焦距是 .【答案】【解析】c =2c =4. 已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是 .【答案】0.1; 【解析】 5.1x =,()22222210.40.300.30.40.15s =++++=. 5.函数y 的定义域是 .【答案】[]3,1-;【解析】2320x x --≥,解得31x -≤≤,因此定义域为[]3,1-.6. 如图是一个算法的流程图,则输出a 的值是 .【答案】9;【解析】,a b 的变化如下表:则输出时9a =.7. 将一个质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点为正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是 .【答案】56; 【解析】将先后两次点数记为(),x y ,则共有6636⨯=个等可能基本事件,其中点数之和大于等于10有()()()()()()4,6,5,5,5,6,6,4,6,5,6,6六种,则点数之和小于10共有30种,概率为305366=. 8. 已知{}n a 是等差数列,n S 是其前n 项和.若2123a a +=-,510S =,则9a 的值是 . 【答案】20;【解析】设公差为d ,则由题意可得()2113a a d ++=-,151010a d +=, 解得14a =-,3d =,则948320a =-+⨯=.9. 定义在区间[]0,3π上的函数sin 2y x =的图象与cos y x =的图象的交点个数是 .【答案】7;【解析】画出函数图象草图,共7个交点.10. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 是椭圆()222210x y a b a b +=>>的右焦点,直线2by =与椭圆交于,B C两点,且90BFC ∠=︒,则该椭圆的离心率是.【解析】由题意得(),0F c ,直线2by =与椭圆方程联立可得2b B ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,2b C ⎫⎪⎪⎝⎭, 由90BFC ∠=︒可得0BF CF ⋅=,2b BFc ⎛⎫=+- ⎪ ⎪⎝⎭,2b CF c ⎛⎫=-- ⎪ ⎪⎝⎭, 则22231044c a b -+=,由222b a c =-可得223142c a =,则c e a ===. 11. 设()f x 是定义在R 上且周期为2的函数,在区间[)1,1-上(),10,2,01,5x a x f x x x +-≤<⎧⎪=⎨-≤<⎪⎩其中a ∈R ,若5922f f⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则()5f a 的值是 . 【答案】25-;【解析】由题意得511222f f a ⎛⎫⎛⎫-=-=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,91211225210f f ⎛⎫⎛⎫==-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 由5922f f ⎛⎫⎛⎫-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭可得11210a -+=,则35a =,则()()()325311155f a f f a ==-=-+=-+=-.12.已知实数,x y满足240,220,330,x yx yx y-+≥⎧⎪+-≥⎨⎪--≤⎩则22x y+的取值范围是.【答案】4,135⎡⎤⎢⎥⎣⎦;【解析】在平面直角坐标系中画出可行域如下22x y+为可行域内的点到原点距离的平方.可以看出图中A点距离原点最近,此时距离为原点A到直线220x y+-=的距离,d==,则()22min45x y+=,图中B 点距离原点最远,B点为240x y-+=与330x y--=交点,则()2,3B,则()22max13x y+=.13.如图,在ABC△中,D 是BC的中点,,E F 是AD上两个三等分点,4BA CA⋅=,1BF CF⋅=-,则BE CE⋅的值是.【答案】78;【解析】令DF a=,DB b=,则DC b=-,2DE a=,3DA a=,则3BA a b=-,3CA a b=+,2BE a b=-,2CE a b=+,BF a b=-,CF a b=+,则229BA CA a b⋅=-,22BF CF a b⋅=-,224BE CE a b⋅=-,由4BA CA⋅=,1BF CF⋅=-可得2294a b-=,221a b-=-,因此22513,88a b==,因此22451374888BE CE a b⨯⋅=-=-=.14. 在锐角三角形ABC 中,sin 2sin sin A B C =,则tan tan tan A B C 的最小值是 .【答案】8;【解析】由()()sin sin πsin sin cos cos sin A A B C B C B C =-=+=+,sin 2sin sin A B C =, 可得sin cos cos sin 2sin sin B C B C B C +=(*), 由三角形ABC 为锐角三角形,则cos 0,cos 0B C >>,在(*)式两侧同时除以cos cos B C 可得tan tan 2tan tan B C B C +=, 又()()tan tan tan tan πtan 1tan tan B CA ABC B C+=--=-+=--(#),则tan tan tan tan tan tan tan 1tan tan B CA B C B C B C+=-⨯-,由tan tan 2tan tan B C B C +=可得()22tan tan tan tan tan 1tan tan B C A B C B C=--,令tan tan B C t =,由,,A B C 为锐角可得tan 0,tan 0,tan 0A B C >>>, 由(#)得1tan tan 0B C -<,解得1t >2222tan tan tan 111t A B C t t t=-=---,221111124t t t ⎛⎫-=-- ⎪⎝⎭,由1t >则211104t t >-≥-,因此tan tan tan A B C 最小值为8, 当且仅当2t =时取到等号,此时tan tan 4B C +=,tan tan 2B C =,解得tan 224B C A ===(或tan ,tan B C 互换),此时,,A B C 均为锐角.二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 15. (本小题满分14分)在ABC △中,6AC =,4cos 5B =,π4C =. ⑴ 求AB 的长; ⑵ 求πcos 6A ⎛⎫- ⎪⎝⎭的值.【答案】⑴. 【解析】⑴ 4cos 5B =,B 为三角形的内角 3sin 5B ∴=sinC sin AB ACB=635=,即:AB=⑵()cos cos sin sin cos cosA CB BC B C=-+=-cos A∴=又A为三角形的内角sin10A∴=π1cos sin62A A A⎛⎫∴-=+⎪⎝⎭16.(本小题满分14分)如图,在直三棱柱111ABC A B C-中,,D E分别为,AB BC的中点,点F在侧棱1B B上,且11B D A F⊥,1111AC A B⊥.求证:⑴直线//DE平面11AC F;⑵平面1B DE⊥平面11AC F.【答案】见解析;【解析】⑴,D E为中点,DE∴为ABC∆的中位线//DE AC∴又111ABC A B C-为棱柱,11//AC AC∴11//DE AC∴,又11AC ⊂平面11AC F,且11DE AC F⊄//DE∴平面11AC F;⑵111ABC A B C-为直棱柱,1AA∴⊥平面111A B C111AA AC∴⊥,又1111AC A B⊥且1111AA A B A=,111,AA A B⊂平面11AA B B11AC∴⊥平面11AA B B,又11//DE AC,DE∴⊥平面11AA B B又1A F ⊂平面11AA B B,1DE A F∴⊥又11A FB D⊥,1DE B D D=,且1,DE B D⊂平面1B DE1A F∴⊥平面1B DE,又111A F AC F⊂∴平面1B DE⊥平面11AC F.FECBAC1B1A117. (本小题满分14分)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部分的形状是正四棱锥1111P A B C D -,下部分的形状是正四棱柱1111ABCD A B C D -(如图所示),并要求正四棱柱的高1O O 是正四棱锥的高1PO 的4倍. ⑴ 若6m AB =,12m PO =,则仓库的容积是多少;⑵ 若正四棱锥的侧棱长为6m ,当1PO 为多少时,仓库的容积最大?【答案】⑴3312m;⑵m ;【解析】⑴12m PO =,则18m OO =,1111231116224m 33P A B C D ABCD V S PO -⋅=⨯⨯==,111123168288m ABCD A B C D ABCD V S OO -⋅=⨯==,111111113312m =P A B C D ABCD A B C D V V V --+=,故仓库的容积为3312m ;⑵设1m PO x =,仓库的容积为()V x则14m OO x =,11m AO =,11m A B =,()111123331111272224m 3333P A B C D ABCD V S PO x x x x x -⋅=⨯⨯=-=-=,1111233142888m ABCD A B C D ABCD V S OO x x x-⋅=⨯=-=,()()111111113332262428883120633=P A B C D ABCD A B C D V x V V x x x x x x x --+=-+-=-+<<, ()()22'263122612V x x x =-+=--()06x <<,当(x ∈时,()'0V x >,()V x 单调递增,当()x ∈时,()'0V x <,()V x 单调递减,因此,当x =()V x 取到最大值,即1m PO =时,仓库的容积最大.18. (本小题满分14分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知以M 为圆心的圆M :221214600x y x y +--+= 及其上一点()2,4A .1A⑴ 设圆N 与x 轴相切,与圆M 外切,且圆心N 在直线6x =上,求圆N 的标准方程; ⑵ 设平行于OA 的直线l 与圆M 相交于,B C 两点,且BC OA =,求直线l 的方程;⑶ 设点(),0T t 满足:存在圆M 上的两点P 和Q ,使得TA TP TQ +=,求实数t 的取值范围.【答案】⑴()()22611x y -+-=⑵25y x =+或215y x =-⑶2⎡-+⎣; 【解析】⑴ 因为N 在直线6x =上,设()6,N n ,因为与x 轴相切,则圆N 为()()2226x y n n -+-=,0n >又圆N 与圆M 外切,圆M :()()226725x x -+-=,则75n n -=+,解得1n =,即圆N 的标准方程为()()22611x y -+-=;⑵由题意得OA =2OA k = 设:2l y x b =+,则圆心M 到直线l 的距离d ==则BC ==BC =解得5b =或15b =-,即l :25y x =+或215y x =-;⑶TA TP TQ +=,即TA TQ TP PQ =-=,即TA PQ =,(TA t =又10PQ ≤,10,解得2t ⎡∈-+⎣,对于任意2t ⎡∈-+⎣,欲使TA PQ =,此时10TA ≤,只需要作直线TA 2TA必然与圆交于P Q 、两点,此时TA PQ =,即TA PQ =,因此对于任意2t ⎡∈-+⎣,均满足题意,综上2t ⎡∈-+⎣.19. (本小题满分14分)已知函数()()0,0,1,1x x f x a b a b a b =+>>≠≠. ⑴ 设2a =,12b =. ① 求方程()2f x =的根;② 若对于任意x ∈R ,不等式()()26f x mf x -≥恒成立,求实数m 的最大值; ⑵ 若01a <<,1b >,函数()()2g x f x =-有且只有1个零点,求ab 的值.【答案】⑴ ①0x =;②4;⑵1;【解析】⑴ ① ()122xxf x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,由()2f x =可得1222x x +=,则()222210x x -⨯+=,即()2210x -=,则21x =,0x =;② 由题意得221122622x x x x m ⎛⎫++- ⎪⎝⎭≥恒成立, 令122x x t =+,则由20x >可得2t =≥, 此时226t mt --≥恒成立,即244t m t t t +=+≤恒成立 ∵2t ≥时44t t +≥,当且仅当2t =时等号成立,因此实数m 的最大值为4.()()22xxg x f x a b =-=+-,()ln 'ln ln ln ln x xxxa b g x a a b b a b b a ⎡⎤⎛⎫=+=+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦,由01a <<,1b >可得1b a >,令()ln ln xb ah x a b⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,则()h x 递增,而ln 0,ln 0a b <>,因此0ln log ln b a a x b ⎛⎫=- ⎪⎝⎭时()00h x =,因此()0,x x ∈-∞时,()0h x <,ln 0x a b >,则()'0g x <;()0,x x ∈+∞时,()0h x >,ln 0x a b >,则()'0g x >;则()g x 在()0,x -∞递减,()0,x +∞递增,因此()g x 最小值为()0g x , ① 若()00g x <,log 2a x <时,log 22a x a a >=,0x b >,则()0g x >; x >log b 2时,0x a >,log 22b x b b >=,则()0g x >;因此1log 2a x <且10x x <时,()10g x >,因此()g x 在()10,x x 有零点,2log 2b x >且20x x >时,()20g x >,因此()g x 在()02,x x 有零点, 则()g x 至少有两个零点,与条件矛盾;② 若()00g x ≥,由函数()g x 有且只有1个零点,()g x 最小值为()0g x , 可得()00g x =, 由()00020g a b =+-=, 因此00x =,因此ln log 0ln b a a b ⎛⎫-= ⎪⎝⎭,即ln 1ln a b -=,即ln ln 0a b +=, 因此()ln 0ab =,则1ab =.20. (本小题满分14分) 记{}1,2,,100U =.对数列{}n a (*n ∈N )和U 的子集T ,若T =∅,定义0T S =;若{}12,,,k T t t t =,定义12k T t t t S a a a =+++.例如:{}1,3,66T =时,1366T S a a a =++.现设{}n a (*n ∈N )是公比为3的等比数列,且当{}2,4T =时,30T S =. ⑴ 求数列{}n a 的通项公式;⑵ 对任意正整数k (1100k ≤≤),若{}1,2,,T k ⊆,求证:1T k S a +<;⑶ 设C U ⊆,D U ⊆,C D S S ≥,求证:2C CDD S S S +≥.【答案】⑴13n n a -=;⑵⑶详见解析;【解析】⑴ 当{}2,4T =时,2422930T S a a a a =+=+=,因此23a =,从而2113a a ==,13n n a -=;⑵ 2112131133332k k k T k k S a a a a -+-++=++++=<=≤;⑶设()C A CD =ð,()D B C D =ð,则A B =∅,C A CDS S S =+,D B CDS S S =+,22C C DD A B S S S S S +-=-,因此原题就等价于证明2A B S S ≥.由条件C D S S ≥可知A B S S ≥.① 若B =∅,则0B S =,所以2A B S S ≥.② 若B ≠∅,由A B S S ≥可知A ≠∅,设A 中最大元素为l ,B 中最大元素为m , 若1m l +≥,则由第⑵小题,1A l m B S a a S +<≤≤,矛盾. 因为A B =∅,所以l m ≠,所以1l m +≥,211123113332222m m m lA B m a a S S a a a -+-+++=++++=<≤≤≤,即2A B S S >.综上所述,2A B S S ≥,因此2C C DD S S S +≥.数学Ⅱ(附加题)21. [选做题]本题包括A 、B 、C 、D 四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A .[选修4-1:几何证明选讲](本小题满分10分)如图,在ABC △中,90ABC ∠=︒,BD AC ⊥,D 为垂足,E 是BC 中点. 求证:EDC ABD ∠=∠.【答案】详见解析;【解析】由BD AC ⊥可得90BDC ∠=︒, 由E 是BC 中点可得12DE CE BC ==, 则EDC C ∠=∠,由90BDC ∠=︒可得90C DBC ∠+∠=︒, 由90ABC ∠=︒可得90ABD DBC ∠+∠=︒, 因此ABD C ∠=∠,又EDC C ∠=∠可得EDC ABD ∠=∠.B .[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分)已知矩阵1202⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦A ,矩阵B 的逆矩阵111202-⎡⎤-⎢⎥=⎢⎥⎣⎦B ,求矩阵AB . 【答案】51401⎡⎤⎢⎥⎢⎥-⎣⎦;【解析】()11112124221010222--⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦B B ,因此151121440210102⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎢⎥-⎣⎦⎢⎥⎣⎦AB .C .[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为()11,2,x t t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩为参数,椭圆C 的参数方程为()cos ,2sin ,x y θθθ=⎧⎨=⎩为参数,设直线l 与椭圆C 相交于,A B 两点,求线段AB 的长. EDCBA【答案】167; 【解析】直线l0y -=,椭圆C 方程化为普通方程为2214y x +=,联立得22014y y x --=⎨+=⎪⎩,解得10x y =⎧⎨=⎩或17x y ⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,因此167AB ==.D .[选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分)设0a >,13a x -<,23ay -<,求证:24x y a +-<.【答案】详见解析;【解析】由13a x -<可得2223a x -<, 22422233a ax y x y a +--+-<+=≤.[必做题]第22题、第23题,每题10分,共计20分.请在答题卡指定区域内作答,解答时写出文字说明、证明过程或演算步骤. 22. (本小题满分10分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知直线:20l x y --=,抛物线()2:20C y px p =>. ⑴ 若直线l 过抛物线C 的焦点,求抛物线C 的方程; ⑵ 已知抛物线C 上存在关于直线l 对称的相异两点P 和Q . ①求证:线段PQ 上的中点坐标为()2,p p --; ②求p 的取值范围.【答案】⑴28y x =;⑵①见解析;②40,3⎛⎫⎪⎝⎭【解析】⑴:20l x y --=,∴l 与x 轴的交点坐标为()2,0即抛物线的焦点为()2,0,22p∴= 28y x ∴=;⑵① 设点()11,P x y ,()22,Q x y则:21122222y px y px ⎧=⎪⎨=⎪⎩,即21122222y x p y x p ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,12221212222PQ y y p k y y y y p p -==+- 又,P Q 关于直线l 对称,1PQ k ∴=-即122y y p +=-,122y y p +∴=- 又PQ 中点一定在直线l 上 12122222x x y y p ++∴=+=- ∴线段PQ 上的中点坐标为()2,p p --;②中点坐标为()2,p p --122212122422y y p y y x x p p +=-⎧⎪∴+⎨+==-⎪⎩即1222212284y y p y y p p +=-⎧⎨+=-⎩ 12212244y y py y p p+=-⎧∴⎨=-⎩,即关于222440y py p p ++-=有两个不等根 0∴∆>,()()2224440p p p -->,40,3p ⎛⎫∴∈ ⎪⎝⎭.23. (本小题满分10分)⑴ 求34677C 4C -的值;⑵ 设*,m n ∈N ,n m ≥,求证:()()()()()212121C 2C 3C C 1C 1C m m m m m m m m m n n n m m m n n m +++-++++++++++=+.【答案】⑴0;⑵详见解析;【解析】⑴ 34677C 4C 7204350-=⨯-⨯=;⑵对任意的*m ∈N ,① 当n m =时,左边()1C 1m m m m =+=+,右边()221C 1m m m m ++=+=+,等式成立,② 假设()n k k m =≥时命题成立,即()()()()()212121C 2C 3C C 1C 1C m m m m m m m m m k k k m m m k k m +++-++++++++++=+,当1n k =+时,左边=()()()()()12111C 2C 3C C 1C 2C m m mm m mm m m k k k m m m k k k ++-++++++++++++()()2211C 2C m m k k m k +++=+++,右边()231C m k m ++=+,而()()22321C 1C m m k k m m +++++-+,()()()()()()()()()()()()()()()()13!2!12!1!2!!2!1312!1!1!2!1!2C m k k k m m k m m k m k m k k m m k m k k m k m k +⎡⎤++=+-⎢⎥+-++-⎢⎥⎣⎦+=+⨯+--+⎡⎤⎣⎦+-++=+-+=+因此()()()222131C 2C 1C m m m k k k m k m ++++++++=+,因此左边=右边,因此1n k =+时命题也成立,综合①②可得命题对任意n m ≥均成立.另解:因为()()111C 1C m m k k k m +++=+,所以 左边()()()1111211C 1C 1C m m m m m n m m m ++++++=++++++()()1111211C C C m m m m m n m ++++++=++++又由111C C C k k k n n n ---=+,知2212112111112111221121C C C C C C C C C C C C m m m m m m m m m m m m n n n n n n m m n m m n ++++++++++++++++++++++=+=++==+++=+++,所以,左边=右边.。
历年高考数学真题汇编专题13 等差、等比数列的应用(解析版)
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历年高考数学真题汇编专题13 等差、等比数列的应用1.【2019年高考全国III 卷文数】已知各项均为正数的等比数列{}n a 的前4项和为15,且53134a a a =+,则3a =( ) A .16 B .8C .4D .2【答案】C【解析】设正数的等比数列{a n }的公比为q ,则231111421111534a a q a q a q a q a q a ⎧+++=⎨=+⎩, 解得11,2a q =⎧⎨=⎩,2314a a q ∴==,故选C .2.【2019年高考浙江卷】设a ,b ∈R ,数列{a n }满足a 1=a ,a n +1=a n 2+b ,n *∈N ,则( ) A . 当101,102b a => B . 当101,104b a => C . 当102,10b a =-> D . 当104,10b a =->【答案】A【解析】①当b =0时,取a =0,则0,n a n *=∈N .②当<0b 时,令2x x b =+,即20x x b -+=.则该方程140b ∆=->,即必存在0x ,使得2000x x b -+=, 则一定存在10 ==a a x ,使得21n n n a a b a +=+=对任意n *∈N 成立,解方程20a a b -+=,得12a ±=,10≤时,即90b -…时,总存在a =,使得121010a a a ==⋯=≤, 故C 、D 两项均不正确.③当0b >时,221a a b b =+≥,则2232a a b b b =+≥+,()22243a a b b b b =+++….(ⅰ)当12b =时,22451111711,1222162a a ⎡⎤⎛⎫++=>>+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦≥,则26111112224a ⎛⎫>++=> ⎪⎝⎭,2719222a >+=, 28918310224a ⎛⎫>+=> ⎪⎝⎭ ,则2981102a a =+>, 21091102a a =+> , 故A 项正确.(ⅱ)当14b =时,令1==0a a ,则2231111,4442a a ⎛⎫==+< ⎪⎝⎭,所以224311114242a a ⎛⎫=+<+= ⎪⎝⎭,以此类推,所以2210911114242a a ⎛⎫=+<+= ⎪⎝⎭,故B 项不正确. 故本题正确答案为A.遇到此类问题,不少考生会一筹莫展.利用函数方程思想,通过研究函数的不动点,进一步讨论a 的可能取值,利用“排除法”求解.3、【2019年高考全国I 卷文数】记S n 为等比数列{a n }的前n 项和.若13314a S ==,,则S 4=___________. 【答案】58【解析】设等比数列的公比为q ,由已知223111314S a a q a q q q =++=++=,即2104q q ++=.解得12q =-,所以441411()(1)521181()2a q S q ---===---. 准确计算,是解答此类问题的基本要求.本题由于涉及幂的乘方运算、繁分式的计算,部分考生易出现运算错误.一题多解:本题在求得数列的公比后,可利用已知计算3343431315()428S S a S a q =+=+=+-=,避免繁分式计算. 4、【2019年高考全国III 卷文数】记n S 为等差数列{}n a 的前n 项和,若375,13a a ==,则10S =___________.【答案】100【解析】设等差数列{}n a 的公差为d ,根据题意可得317125,613a a d a a d =+=⎧⎨=+=⎩得11,2a d =⎧⎨=⎩ 101109109101012100.22S a d ⨯⨯∴=+=⨯+⨯= 5、【2019年高考江苏卷】已知数列*{}()n a n ∈N 是等差数列,n S 是其前n 项和.若25890,27a a a S +==,则8S 的值是__________. 【答案】16【解析】由题意可得:()()()25811191470989272a a a a d a d a d S a d ⎧+=++++=⎪⎨⨯=+=⎪⎩, 解得:152a d =-⎧⎨=⎩,则8187840282162S a d ⨯=+=-+⨯=. 等差数列、等比数列的基本计算问题,是高考必考内容,解题过程中要注意应用函数方程思想,灵活应用通项公式、求和公式等,构建方程(组),如本题,从已知出发,构建1a d ,的方程组. 6、【2019年高考全国I 卷文数】记S n 为等差数列{a n }的前n 项和,已知S 9=-a 5.(1)若a 3=4,求{a n }的通项公式;(2)若a 1>0,求使得S n ≥a n 的n 的取值范围.n 由95S a =-得140a d +=. 由a 3=4得124a d +=. 于是18,2a d ==-.因此{}n a 的通项公式为102n a n =-.(2)由(1)得14a d =-,故(9)(5),2n n n n da n d S -=-=. 由10a >知0d <,故n n S a ≥等价于211100n n -+…,解得1≤n ≤10. 所以n 的取值范围是{|110,}n n n *≤≤∈N .该题考查的是有关数列的问题,涉及到的知识点有等差数列的通项公式,等差数列的求和公式,在解题的过程中,需要认真分析题意,熟练掌握基础知识是正确解题的关键.7、【2019年高考全国II 卷文数】已知{}n a 是各项均为正数的等比数列,1322,216a a a ==+.(1)求{}n a 的通项公式;(2)设2log n n b a =,求数列{}n b 的前n 项和.【解析】(1)设{}n a 的公比为q ,由题设得22416q q =+,即2280q q --=.解得2q =-(舍去)或q =4.因此{}n a 的通项公式为121242n n n a --=⨯=.(2)由(1)得2(21)log 221n b n n =-=-, 因此数列{}n b 的前n 项和为21321n n +++-=L .本题考查数列的相关性质,主要考查等差数列以及等比数列的通项公式的求法,考查等差数列求和公式的使用,考查化归与转化思想,考查计算能力,是简单题.8、【2019年高考北京卷文数】设{a n }是等差数列,a 1=–10,且a 2+10,a 3+8,a 4+6成等比数列.(1)求{a n }的通项公式;(2)记{a n }的前n 项和为S n ,求S n 的最小值.n 因为110a =-,所以23410,102,103a d a d a d =-+=-+=-+. 因为23410,8,6a a a +++成等比数列, 所以()()()23248106a a a +=++. 所以2(22)(43)d d d -+=-+. 解得2d =.所以1(1) 212n a a n d n =+-=-. (2)由(1)知,212n a n =-.所以,当7n ≥时,0n a >;当6n ≤时,0n a ≤. 所以,n S 的最小值为630S =-.一、等差数列1、定义:数列{}n a 若从第二项开始,每一项与前一项的差是同一个常数,则称{}n a 是等差数列,这个常数称为{}n a 的公差,通常用d 表示2、等差数列的通项公式:()11n a a n d =+-,此通项公式存在以下几种变形: (1)()n m a a n m d =+-,其中m n ≠:已知数列中的某项m a 和公差即可求出通项公式(2)n ma a d n m -=-:已知等差数列的两项即可求出公差,即项的差除以对应序数的差(3)11n a a n d-=+:已知首项,末项,公差即可计算出项数3、等差中项:如果,,a b c 成等差数列,则b 称为,a c 的等差中项(1)等差中项的性质:若b 为,a c 的等差中项,则有c b b a -=-即2b a c =+ (2)如果{}n a 为等差数列,则2,n n N *∀≥∈,n a 均为11,n n a a -+的等差中项(3)如果{}n a 为等差数列,则m n p q a a a a m n p q +=+⇔+=+ 4、等差数列通项公式与函数的关系:()111n a a n d d n a d =+-=⋅+-,所以该通项公式可看作n a 关于n 的一次函数,从而可通过函数的角度分析等差数列的性质。
2016年江苏省高考数学试卷(含详细答案解析)
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2016年江苏省高考数学试卷一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)1.(5分)已知集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},则A∩B=.2.(5分)复数z=(1+2i)(3﹣i),其中i为虚数单位,则z的实部是.3.(5分)在平面直角坐标系xOy中,双曲线﹣=1的焦距是.4.(5分)已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是.5.(5分)函数y=的定义域是.6.(5分)如图是一个算法的流程图,则输出的a的值是.7.(5分)将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是.8.(5分)已知{a n}是等差数列,S n是其前n项和,若a1+a22=﹣3,S5=10,则a9的值是.9.(5分)定义在区间[0,3π]上的函数y=sin2x的图象与y=cosx的图象的交点个数是.10.(5分)如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是.11.(5分)设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f (x)=,其中a∈R,若f(﹣)=f(),则f(5a)的值是.12.(5分)已知实数x,y满足,则x2+y2的取值范围是.13.(5分)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,•=4,•=﹣1,则•的值是.14.(5分)在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanAtanBtanC的最小值是.二、解答题(共6小题,满分90分)15.(14分)在△ABC中,AC=6,cosB=,C=.(1)求AB的长;(2)求cos(A﹣)的值.16.(14分)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别为AB,BC的中点,点F在侧棱B1B上,且B1D⊥A1F,A1C1⊥A1B1.求证:(1)直线DE∥平面A1C1F;(2)平面B1DE⊥平面A1C1F.17.(14分)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P﹣A1B1C1D1,下部的形状是正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1(如图所示),并要求正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.(1)若AB=6m,PO1=2m,则仓库的容积是多少?(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大?18.(16分)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0及其上一点A(2,4).(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B、C两点,且BC=OA,求直线l的方程;(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,求实数t的取值范围.19.(16分)已知函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①求方程f(x)=2的根;②若对于任意x∈R,不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,求实数m的最大值;(2)若0<a<1,b>1,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,求ab的值.20.(16分)记U={1,2,…,100},对数列{a n}(n∈N*)和U的子集T,若T=∅,定义S T=0;若T={t1,t2,…,t k},定义S T=++…+.例如:T={1,3,66}时,S T=a1+a3+a66.现设{a n}(n∈N*)是公比为3的等比数列,且当T={2,4}时,S T=30.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)对任意正整数k(1≤k≤100),若T⊆{1,2,…,k},求证:S T<a k+1;(3)设C⊆U,D⊆U,S C≥S D,求证:S C+S C∩D≥2S D.附加题【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A.【选修4—1几何证明选讲】21.(10分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD⊥AC,D为垂足,E为BC的中点,求证:∠EDC=∠ABD.B.【选修4—2:矩阵与变换】22.(10分)已知矩阵A=,矩阵B的逆矩阵B﹣1=,求矩阵AB.C.【选修4—4:坐标系与参数方程】23.在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数),设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.24.设a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,求证:|2x+y﹣4|<a.附加题【必做题】25.(10分)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:x﹣y﹣2=0,抛物线C:y2=2px(p>0).(1)若直线l过抛物线C的焦点,求抛物线C的方程;(2)已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q.①求证:线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②求p的取值范围.26.(10分)(1)求7C﹣4C的值;(2)设m,n∈N*,n≥m,求证:(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.2016年江苏省高考数学试卷参考答案与试题解析一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)1.(5分)已知集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},则A∩B={﹣1,2} .【分析】根据已知中集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},结合集合交集的定义可得答案.【解答】解:∵集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},∴A∩B={﹣1,2},故答案为:{﹣1,2}【点评】本题考查的知识点是集合的交集及其运算,难度不大,属于基础题.2.(5分)复数z=(1+2i)(3﹣i),其中i为虚数单位,则z的实部是5.【分析】利用复数的运算法则即可得出.【解答】解:z=(1+2i)(3﹣i)=5+5i,则z的实部是5,故答案为:5.【点评】本题考查了复数的运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.3.(5分)在平面直角坐标系xOy中,双曲线﹣=1的焦距是2.【分析】确定双曲线的几何量,即可求出双曲线﹣=1的焦距.【解答】解:双曲线﹣=1中,a=,b=,∴c==,∴双曲线﹣=1的焦距是2.故答案为:2.【点评】本题重点考查了双曲线的简单几何性质,考查学生的计算能力,比较基础.4.(5分)已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是0.1.【分析】先求出数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5的平均数,由此能求出该组数据的方差.【解答】解:∵数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5的平均数为:=(4.7+4.8+5.1+5.4+5.5)=5.1,∴该组数据的方差:S2=[(4.7﹣5.1)2+(4.8﹣5.1)2+(5.1﹣5.1)2+(5.4﹣5.1)2+(5.5﹣5.1)2]=0.1.故答案为:0.1.【点评】本题考查方差的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意方差计算公式的合理运用.5.(5分)函数y=的定义域是[﹣3,1] .【分析】根据被开方数不小于0,构造不等式,解得答案.【解答】解:由3﹣2x﹣x2≥0得:x2+2x﹣3≤0,解得:x∈[﹣3,1],故答案为:[﹣3,1]【点评】本题考查的知识点是函数的定义域,二次不等式的解法,难度不大,属于基础题.6.(5分)如图是一个算法的流程图,则输出的a的值是9.【分析】根据已知的程序框图可得,该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量a的值,模拟程序的运行过程,可得答案.【解答】解:当a=1,b=9时,不满足a>b,故a=5,b=7,当a=5,b=7时,不满足a>b,故a=9,b=5当a=9,b=5时,满足a>b,故输出的a值为9,故答案为:9【点评】本题考查的知识点是程序框图,当循环次数不多,或有规律可循时,可采用模拟程序法进行解答.7.(5分)将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是.【分析】出现向上的点数之和小于10的对立事件是出现向上的点数之和不小于10,由此利用对立事件概率计算公式能求出出现向上的点数之和小于10的概率.【解答】解:将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,基本事件总数为n=6×6=36,出现向上的点数之和小于10的对立事件是出现向上的点数之和不小于10,出现向上的点数之和不小于10包含的基本事件有:(4,6),(6,4),(5,5),(5,6),(6,5),(6,6),共6个,∴出现向上的点数之和小于10的概率:p=1﹣=.故答案为:.【点评】本题考查概率的求法,是基础题,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.8.(5分)已知{a n}是等差数列,S n是其前n项和,若a1+a22=﹣3,S5=10,则a9的值是20.【分析】利用等差数列的通项公式和前n项和公式列出方程组,求出首项和公差,由此能求出a9的值.【解答】解:∵{a n}是等差数列,S n是其前n项和,a1+a22=﹣3,S5=10,∴,解得a1=﹣4,d=3,∴a9=﹣4+8×3=20.故答案为:20.【点评】本题考查等差数列的第9项的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意等差数列的性质的合理运用.9.(5分)定义在区间[0,3π]上的函数y=sin2x的图象与y=cosx的图象的交点个数是7.【分析】法1:画出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象即可得到答案;法2:由sin2x=cosx,即cosx(2sinx﹣1)=0,可得cosx=0或sinx=,结合题意,解之即可.【解答】解:法1:画出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象如下:由图可知,共7个交点.法2:依题意,sin2x=cosx,即cosx(2sinx﹣1)=0,故cosx=0或sinx=,因为x∈[0,3π],故x=,,,,,,,共7个,故答案为:7.【点评】本题考查正弦函数与余弦函数的图象,作出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象是关键,属于中档题.10.(5分)如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是.【分析】设右焦点F(c,0),将y=代入椭圆方程求得B,C的坐标,运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,结合离心率公式,计算即可得到所求值.方法二、运用向量的数量积的性质,向量垂直的条件:数量积为0,结合离心率公式计算即可得到所求.【解答】解:设右焦点F(c,0),将y=代入椭圆方程可得x=±a=±a,可得B(﹣a,),C(a,),由∠BFC=90°,可得k BF•k CF=﹣1,即有•=﹣1,化简为b2=3a2﹣4c2,由b2=a2﹣c2,即有3c2=2a2,由e=,可得e2==,可得e=,另解:设右焦点F(c,0),将y=代入椭圆方程可得x=±a=±a,可得B(﹣a,),C(a,),=(﹣a﹣c,),=(a﹣c,),•=0,则c2﹣a2十b2=0,因为b2=a2﹣c2,代入得3c2=2a2,由e=,可得e2==,可得e=.故答案为:.【点评】本题考查椭圆的离心率的求法,注意运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,考查化简整理的运算能力,属于中档题.11.(5分)设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f (x)=,其中a∈R,若f(﹣)=f(),则f(5a)的值是﹣.【分析】根据已知中函数的周期性,结合f(﹣)=f(),可得a值,进而得到f(5a)的值.【解答】解:f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f(x)=,∴f(﹣)=f(﹣)=﹣+a,f()=f()=|﹣|=,∴a=,∴f(5a)=f(3)=f(﹣1)=﹣1+=﹣,故答案为:﹣【点评】本题考查的知识点是分段函数的应用,函数的周期性,根据已知求出a 值,是解答的关键.12.(5分)已知实数x,y满足,则x2+y2的取值范围是[,13] .【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,结合两点间的距离公式以及点到直线的距离公式进行求解即可.【解答】解:作出不等式组对应的平面区域,设z=x2+y2,则z的几何意义是区域内的点到原点距离的平方,由图象知A到原点的距离最大,点O到直线BC:2x+y﹣2=0的距离最小,由得,即A(2,3),此时z=22+32=4+9=13,点O到直线BC:2x+y﹣2=0的距离d==,则z=d2=()2=,故z的取值范围是[,13],故答案为:[,13].【点评】本题主要考查线性规划的应用,涉及距离的计算,利用数形结合是解决本题的关键.13.(5分)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,•=4,•=﹣1,则•的值是.【分析】由已知可得=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,=+2,=﹣+2,结合已知求出2=,2=,可得答案.【解答】解:∵D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,∴=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,∴•=2﹣2=﹣1,•=92﹣2=4,∴2=,2=,又∵=+2,=﹣+2,∴•=42﹣2=,故答案为:【点评】本题考查的知识是平面向量的数量积运算,平面向量的线性运算,难度中档.14.(5分)在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanAtanBtanC的最小值是8.【分析】结合三角形关系和式子sinA=2sinBsinC可推出sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,进而得到tanB+tanC=2tanBtanC,结合函数特性可求得最小值.【解答】解:由sinA=sin(π﹣A)=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC,sinA=2sinBsinC,可得sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,①由三角形ABC为锐角三角形,则cosB>0,cosC>0,在①式两侧同时除以cosBcosC可得tanB+tanC=2tanBtanC,又tanA=﹣tan(π﹣A)=﹣tan(B+C)=﹣②,则tanAtanBtanC=﹣•tanBtanC,由tanB+tanC=2tanBtanC可得tanAtanBtanC=﹣,令tanBtanC=t,由A,B,C为锐角可得tanA>0,tanB>0,tanC>0,由②式得1﹣tanBtanC<0,解得t>1,tanAtanBtanC=﹣=﹣,=()2﹣,由t>1得,﹣≤<0,因此tanAtanBtanC的最小值为8,另解:由已知条件sinA=2sinBsinc,sin(B十C)=2sinBsinC,sinBcosC十cosBsinC=2sinBcosC,两边同除以cosBcosC,tanB十tanC=2tanBtanC,∵﹣tanA=tan(B十C)=,∴tanAtanBtanC=tanA十tanB十tanC,∴tanAtanBtanC=tanA十2tanBtanC≥2,令tanAtanBtanC=x>0,即x≥2,即x≥8,或x≤0(舍去),所以x的最小值为8.当且仅当t=2时取到等号,此时tanB+tanC=4,tanBtanC=2,解得tanB=2+,tanC=2﹣,tanA=4,(或tanB,tanC互换),此时A,B,C 均为锐角.【点评】本题考查了三角恒等式的变化技巧和函数单调性知识,有一定灵活性.二、解答题(共6小题,满分90分)15.(14分)在△ABC中,AC=6,cosB=,C=.(1)求AB的长;(2)求cos(A﹣)的值.【分析】(1)利用正弦定理,即可求AB的长;(2)求出cosA、sinA,利用两角差的余弦公式求cos(A﹣)的值.【解答】解:(1)∵△ABC中,cosB=,B∈(0,π),∴sinB=,∵,∴AB==5;(2)cosA═﹣cos(π﹣A)=﹣cos(C+B)=sinBsinC﹣cosBcosC=﹣.∵A为三角形的内角,∴sinA=,∴cos(A﹣)=cosA+sinA=.【点评】本题考查正弦定理,考查两角和差的余弦公式,考查学生的计算能力,属于基础题.16.(14分)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别为AB,BC的中点,点F在侧棱B1B上,且B1D⊥A1F,A1C1⊥A1B1.求证:(1)直线DE∥平面A1C1F;(2)平面B1DE⊥平面A1C1F.【分析】(1)通过证明DE∥AC,进而DE∥A1C1,据此可得直线DE∥平面A1C1F1;(2)通过证明A1F⊥DE结合题目已知条件A1F⊥B1D,进而可得平面B1DE⊥平面A1C1F.【解答】解:(1)∵D,E分别为AB,BC的中点,∴DE为△ABC的中位线,∴DE∥AC,∵ABC﹣A1B1C1为棱柱,∴AC∥A1C1,∴DE∥A1C1,∵A1C1⊂平面A1C1F,且DE⊄平面A1C1F,∴DE∥A1C1F;(2)在ABC﹣A1B1C1的直棱柱中,∴AA1⊥平面A1B1C1,∴AA1⊥A1C1,又∵A1C1⊥A1B1,且AA1∩A1B1=A1,AA1、A1B1⊂平面AA1B1B,∴A1C1⊥平面AA1B1B,∵DE∥A1C1,∴DE⊥平面AA1B1B,又∵A1F⊂平面AA1B1B,∴DE⊥A1F,又∵A1F⊥B1D,DE∩B1D=D,且DE、B1D⊂平面B1DE,∴A1F⊥平面B1DE,又∵A1F⊂平面A1C1F,∴平面B1DE⊥平面A1C1F.【点评】本题考查直线与平面平行的证明,以及平面与平面相互垂直的证明,把握常用方法最关键,难度不大.17.(14分)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P﹣A1B1C1D1,下部的形状是正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1(如图所示),并要求正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.(1)若AB=6m,PO1=2m,则仓库的容积是多少?(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大?【分析】(1)由正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍,可得PO1=2m时,O1O=8m,进而可得仓库的容积;(2)设PO1=xm,则O1O=4xm,A1O1=m,A1B1=•m,代入体积公式,求出容积的表达式,利用导数法,可得最大值.【解答】解:(1)∵PO1=2m,正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.∴O1O=8m,答:仓库的容积V=×62×2+62×8=312m3,(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,设PO1=xm,则O1O=4xm,A1O1=m,A1B1=•m,则仓库的容积V=×(•)2•x+(•)2•4x=x3+312x,(0<x<6),∴V′=﹣26x2+312,(0<x<6),当0<x<2时,V′>0,V(x)单调递增;当2<x<6时,V′<0,V(x)单调递减;故当x=2时,V(x)取最大值;答:当PO1=2m时,仓库的容积最大.【点评】本题考查的知识点是棱锥和棱柱的体积,导数法求函数的最大值,难度中档.18.(16分)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0及其上一点A(2,4).(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B、C两点,且BC=OA,求直线l的方程;(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,求实数t的取值范围.【分析】(1)设N(6,n),则圆N为:(x﹣6)2+(y﹣n)2=n2,n>0,从而得到|7﹣n|=|n|+5,由此能求出圆N的标准方程.(2)由题意得OA=2,k OA=2,设l:y=2x+b,则圆心M到直线l的距离:d=,由此能求出直线l的方程.(3)=,即||=,又||≤10,得t∈[2﹣2,2+2],对于任意t∈[2﹣2,2+2],欲使,只需要作直线TA的平行线,使圆心到直线的距离为,由此能求出实数t的取值范围.【解答】解:(1)∵N在直线x=6上,∴设N(6,n),∵圆N与x轴相切,∴圆N为:(x﹣6)2+(y﹣n)2=n2,n>0,又圆N与圆M外切,圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0,即圆M:(x﹣6)2+(x﹣7)2=25,∴|7﹣n|=|n|+5,解得n=1,∴圆N的标准方程为(x﹣6)2+(y﹣1)2=1.(2)由题意得OA=2,k OA=2,设l:y=2x+b,则圆心M到直线l的距离:d==,则|BC|=2=2,BC=2,即2=2,解得b=5或b=﹣15,∴直线l的方程为:y=2x+5或y=2x﹣15.(3)设P(x1,y1),Q(x2,y2),∵A(2,4),T(t,0),,∴,①∵点Q在圆M上,∴(x2﹣6)2+(y2﹣7)2=25,②将①代入②,得(x1﹣t﹣4)2+(y1﹣3)2=25,∴点P(x1,y1)即在圆M上,又在圆[x﹣(t+4)]2+(y﹣3)2=25上,从而圆(x﹣6)2+(y﹣7)2=25与圆[x﹣(t+4)]2+(y﹣3)2=25有公共点,∴5﹣5≤≤5+5.解得2﹣2≤t,∴实数t的取值范围是[2﹣2,2+2].【点评】本题考查圆的标准方程的求法,考查直线方程的求法,考查实数的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意圆的性质的合理运用.19.(16分)已知函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①求方程f(x)=2的根;②若对于任意x∈R,不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,求实数m的最大值;(2)若0<a<1,b>1,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,求ab的值.【分析】(1)①利用方程,直接求解即可.②列出不等式,利用二次函数的性质以及函数的最值,转化求解即可.(2)求出g(x)=f(x)﹣2=a x+b x﹣2,求出函数的导数,构造函数h(x)=+,求出g(x)的最小值为:g(x0).①若g(x0)<0,g(x)至少有两个零点,与条件矛盾.②若g(x0)>0,利用函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,推出g(x0)=0,然后求解ab=1.【解答】解:函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①方程f(x)=2;即:=2,y=2x在R上单调,可得x=0.②不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,即≥m()﹣6恒成立.令t=,t≥2.不等式化为:t2﹣mt+4≥0在t≥2时,恒成立.可得:△≤0或即:m2﹣16≤0或m≤4,∴m∈(﹣∞,4].实数m的最大值为:4.(2)g(x)=f(x)﹣2=a x+b x﹣2,g′(x)=a x lna+b x lnb=a x[+]lnb,0<a<1,b>1可得,令h(x)=+,则h(x)是递增函数,而,lna<0,lnb>0,因此,x0=时,h(x0)=0,因此x∈(﹣∞,x0)时,h(x)<0,a x lnb>0,则g′(x)<0.x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,a x lnb>0,则g′(x)>0,则g(x)在(﹣∞,x0)递减,(x0,+∞)递增,因此g(x)的最小值为:g(x0).①若g(x0)<0,x<log a2时,a x>=2,b x>0,则g(x)>0,因此x1<log a2,且x1<x0时,g(x1)>0,因此g(x)在(x1,x0)有零点,则g(x)至少有两个零点,与条件矛盾.②若g(x0)≥0,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,g(x)的最小值为g(x0),可得g(x0)=0,由g(0)=a0+b0﹣2=0,因此x0=0,因此=0,﹣=1,即lna+lnb=0,ln(ab)=0,则ab=1.可得ab=1.【点评】本题考查函数与方程的综合应用,函数的导数的应用,基本不等式的应用,函数恒成立的应用,考查分析问题解决问题的能力.20.(16分)记U={1,2,…,100},对数列{a n}(n∈N*)和U的子集T,若T=∅,定义S T=0;若T={t1,t2,…,t k},定义S T=++…+.例如:T={1,3,66}时,S T=a1+a3+a66.现设{a n}(n∈N*)是公比为3的等比数列,且当T={2,4}时,S T=30.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)对任意正整数k(1≤k≤100),若T⊆{1,2,…,k},求证:S T<a k+1;(3)设C⊆U,D⊆U,S C≥S D,求证:S C+S C∩D≥2S D.【分析】(1)根据题意,由S T的定义,分析可得S T=a2+a4=a2+9a2=30,计算可得a2=3,进而可得a1的值,由等比数列通项公式即可得答案;(2)根据题意,由S T的定义,分析可得S T≤a1+a2+…a k=1+3+32+…+3k﹣1,由等比数列的前n项和公式计算可得证明;(3)设A=∁C(C∩D),B=∁D(C∩D),则A∩B=∅,进而分析可以将原命题转化为证明S C≥2S B,分2种情况进行讨论:①、若B=∅,②、若B≠∅,可以证明得到S A≥2S B,即可得证明.【解答】解:(1)等比数列{a n}中是公比为3的等比数列,则a4=3a3=9a2,当T={2,4}时,S T=a2+a4=a2+9a2=30,因此a2=3,从而a1==1,故a n=3n﹣1,(2)S T≤a1+a2+…a k=1+3+32+…+3k﹣1=<3k=a k+1,(3)设A=∁C(C∩D),B=∁D(C∩D),则A∩B=∅,分析可得S C=S A+S C∩D,S D=S B+S C∩D,则S C+S C∩D﹣2S D=S A﹣2S B,因此原命题的等价于证明S A≥2S B,由条件S C≥S D,可得S A≥S B,①、若B=∅,则S B=0,故S A≥2S B,②、若B≠∅,由S A≥S B可得A≠∅,设A中最大元素为l,B中最大元素为m,若m≥l+1,则其与S A<a1+1≤a m≤S B相矛盾,因为A∩B=∅,所以l≠m,则l≥m+1,S B≤a1+a2+…a m=1+3+32+…+3m﹣1=≤=,即S A≥2S B,综上所述,S A≥2S B,故S C+S C∩D≥2S D.【点评】本题考查数列的应用,涉及新定义的内容,解题的关键是正确理解题目中对于新定义的描述.附加题【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A.【选修4—1几何证明选讲】21.(10分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD⊥AC,D为垂足,E为BC的中点,求证:∠EDC=∠ABD.【分析】依题意,知∠BDC=90°,∠EDC=∠C,利用∠C+∠DBC=∠ABD+∠DBC=90°,可得∠ABD=∠C,从而可证得结论.【解答】解:在△ABC中,由BD⊥AC可得∠BDC=90°,因为E为BC的中点,所以DE=CE=BC,则:∠EDC=∠C,由∠BDC=90°,可得∠C+∠DBC=90°,由∠ABC=90°,可得∠ABD+∠DBC=90°,因此∠ABD=∠C,而∠EDC=∠C,所以,∠EDC=∠ABD.【点评】本题考查三角形的性质应用,利用∠C+∠DBC=∠ABD+∠DBC=90°,证得∠ABD=∠C是关键,属于中档题.B.【选修4—2:矩阵与变换】22.(10分)已知矩阵A=,矩阵B的逆矩阵B﹣1=,求矩阵AB.【分析】依题意,利用矩阵变换求得B=(B﹣1)﹣1==,再利用矩阵乘法的性质可求得答案.【解答】解:∵B﹣1=,∴B=(B﹣1)﹣1==,又A=,∴AB==.【点评】本题考查逆变换与逆矩阵,考查矩阵乘法的性质,属于中档题.C.【选修4—4:坐标系与参数方程】23.在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数),设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.【分析】分别化直线与椭圆的参数方程为普通方程,然后联立方程组,求出直线与椭圆的交点坐标,代入两点间的距离公式求得答案.【解答】解:由,由②得,代入①并整理得,.由,得,两式平方相加得.联立,解得或.∴|AB|=.【点评】本题考查直线与椭圆的参数方程,考查了参数方程化普通方程,考查直线与椭圆位置关系的应用,是基础题.24.设a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,求证:|2x+y﹣4|<a.【分析】运用绝对值不等式的性质:|a+b|≤|a|+|b|,结合不等式的基本性质,即可得证.【解答】证明:由a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,根据绝对值不等式的性质,可得|2x+y﹣4|=|2(x﹣1)+(y﹣2)|≤2|x﹣1|+|y﹣2|<+=a,则|2x+y﹣4|<a成立.【点评】本题考查绝对值不等式的证明,注意运用绝对值不等式的性质,以及不等式的简单性质,考查运算能力,属于基础题.附加题【必做题】25.(10分)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:x﹣y﹣2=0,抛物线C:y2=2px(p>0).(1)若直线l过抛物线C的焦点,求抛物线C的方程;(2)已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q.①求证:线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②求p的取值范围.【分析】(1)求出抛物线的焦点坐标,然后求解抛物线方程.(2):①设点P(x1,y1),Q(x2,y2),通过抛物线方程,求解k PQ,通过P,Q 关于直线l对称,点的k PQ=﹣1,推出,PQ的中点在直线l上,推出=2﹣p,即可证明线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②利用线段PQ中点坐标(2﹣p,﹣p).推出,得到关于y2+2py+4p2﹣4p=0,有两个不相等的实数根,列出不等式即可求出p的范围.【解答】解:(1)∵l:x﹣y﹣2=0,∴l与x轴的交点坐标(2,0),即抛物线的焦点坐标(2,0).∴,∴抛物线C:y2=8x.(2)证明:①设点P(x1,y1),Q(x2,y2),则:,即:,k PQ==,又∵P,Q关于直线l对称,∴k PQ=﹣1,即y1+y2=﹣2p,∴,又PQ的中点在直线l上,∴==2﹣p,∴线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②因为Q中点坐标(2﹣p,﹣p).∴,即∴,即关于y2+2py+4p2﹣4p=0,有两个不相等的实数根,∴△>0,(2p)2﹣4(4p2﹣4p)>0,∴p∈.【点评】本题考查抛物线方程的求法,直线与抛物线的位置关系的应用,考查转化思想以及计算能力.26.(10分)(1)求7C﹣4C的值;(2)设m,n∈N*,n≥m,求证:(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.【分析】(1)由已知直接利用组合公式能求出7的值.(2)对任意m∈N*,当n=m时,验证等式成立;再假设n=k(k≥m)时命题成立,推导出当n=k+1时,命题也成立,由此利用数学归纳法能证明(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.【解答】解:(1)7=﹣4×=7×20﹣4×35=0.证明:(2)对任意m∈N*,①当n=m时,左边=(m+1)=m+1,右边=(m+1)=m+1,等式成立.②假设n=k(k≥m)时命题成立,即(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+k+(k+1)=(m+1),当n=k+1时,左边=(m+1)+(m+2)+(m+3)++(k+1)+(k+2)=,右边=∵=(m+1)[﹣]=(m+1)×[k+3﹣(k﹣m+1)]=(k+2)=(k+2),∴=(m+1),∴左边=右边,∴n=k+1时,命题也成立,∴m,n∈N*,n≥m,(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.【点评】本题考查组合数的计算与证明,是中档题,解题时要认真审题,注意组合数公式和数学归纳法的合理运用.。
五年高考2016_2020高考数学真题分项详解专题17立体几何综合含解析文
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专题17 立体几何综合【2020年】1。
(2020·新课标Ⅰ文)如图,D 为圆锥的顶点,O 是圆锥底面的圆心,ABC 是底面的内接正三角形,P 为DO 上一点,∠APC =90°.(1)证明:平面PAB ⊥平面PAC ; (2)设DO =2,圆锥的侧面积为3π,求三棱锥P −ABC 的体积。
【答案】(1)证明见解析;(26.【解析】 (1)D 为圆锥顶点,O 为底面圆心,OD ∴⊥平面ABC ,P 在DO 上,,OA OB OC PA PB PC ==∴==,ABC 是圆内接正三角形,AC BC ∴=,PAC PBC ≅△△,90APC BPC ∴∠=∠=︒,即,PB PC PA PC ⊥⊥,,PA PB P PC =∴⊥平面,PAB PC ⊂平面PAC ,∴平面PAB ⊥平面PAC ;(2)设圆锥的母线为l ,底面半径为r ,圆锥的侧面积为3,3rl rl ππ==2222OD l r =-=,解得1,3r l ==2sin 603AC r ==在等腰直角三角形APC 中,2622AP AC ==, 在Rt PAO 中,2262142PO AP OA =-=-=,∴三棱锥P ABC -的体积为11236333248P ABCABC VPO S -=⋅=⨯⨯⨯=△。
2。
(2020·新课标Ⅱ文)如图,已知三棱柱ABC –A 1B 1C 1的底面是正三角形,侧面BB 1C 1C 是矩形,M ,N 分别为BC ,B 1C 1的中点,P 为AM 上一点.过B 1C 1和P 的平面交AB 于E ,交AC 于F .(1)证明:AA 1//MN ,且平面A 1AMN ⊥平面EB 1C 1F ; (2)设O 为△A 1B 1C 1的中心,若AO =AB =6,AO //平面EB 1C 1F ,且∠MPN =π3,求四棱锥B –EB 1C 1F 的体积.【答案】(1)证明见解析;(2)24。
2016高考全国1数学试卷及解析

2016年普通高等学校招生全国统一考试(新课标Ⅰ卷)理科数学第Ⅰ卷一.选择题(共12小题)1.设集合A={x|x2﹣4x+3<0},B={x|2x﹣3>0},则A∩B=()A.(﹣3,﹣)B.(﹣3,)C.(1,)D.(,3)2.设(1+i)x=1+yi,其中x,y是实数,则|x+yi|=()A.1 B.C.D.23.已知等差数列{a n}前9项的和为27,a10=8,则a100=()A.100 B.99 C.98 D.974.某公司的班车在7:00,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是()A.B.C.D.5.已知方程﹣=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是()A.(﹣1,3)B.(﹣1,) C.(0,3) D.(0,)6.如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条相互垂直的半径.若该几何体的体积是,则它的表面积是()A.17πB.18πC.20πD.28π7.函数y=2x2﹣e|x|在[﹣2,2]的图象大致为()A.B.C.D.8.若a>b>1,0<c<1,则()A.a c<b c B.ab c<ba cC.alog b c<blog a c D.log a c<log b c9.执行如图的程序框图,如果输入的x=0,y=1,n=1,则输出x,y的值满足()A.y=2x B.y=3x C.y=4x D.y=5x10.以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A、B两点,交C的准线于D、E两点.已知|AB|=4,|DE|=2,则C的焦点到准线的距离为()A.2 B.4 C.6 D.811.平面α过正方体ABCD﹣A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m、n所成角的正弦值为()A.B.C.D.12.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤),x=﹣为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,且f(x)在(,)上单调,则ω的最大值为()A.11 B.9 C.7 D.5二.填空题(共4小题)13.设向量=(m,1),=(1,2),且|+|2=||2+||2,则m=.14.(2x+)5的展开式中,x3的系数是.(用数字填写答案)15.设等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…a n的最大值为.16.某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5kg,乙材料1kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5kg,乙材料0.3kg,用3个工时,生产一件产品A的利润为2100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150kg,乙材料90kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为元.三.解答题(共7小题)17.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2cosC(acosB+bcosA)=c.(Ⅰ)求C;(Ⅱ)若c=,△ABC的面积为,求△ABC的周长.18.如图,在以A,B,C,D,E,F为顶点的五面体中,面ABEF为正方形,AF=2FD,∠AFD=90°,且二面角D﹣AF﹣E与二面角C﹣BE﹣F都是60°.(Ⅰ)证明平面ABEF⊥平面EFDC;(Ⅱ)求二面角E﹣BC﹣A的余弦值.19.某公司计划购买2台机器,该种机器使用三年后即被淘汰.机器有一易损零件,在购进机器时,可以额外购买这种零件作为备件,每个200元.在机器使用期间,如果备件不足再购买,则每个500元.现需决策在购买机器时应同时购买几个易损零件,为此搜集并整理了100台这种机器在三年使用期内更换的易损零件数,得如图柱状图:以这100台机器更换的易损零件数的频率代替1台机器更换的易损零件数发生的概率,记X表示2台机器三年内共需更换的易损零件数,n表示购买2台机器的同时购买的易损零件数.(Ⅰ)求X的分布列;(Ⅱ)若要求P(X≤n)≥0.5,确定n的最小值;(Ⅲ)以购买易损零件所需费用的期望值为决策依据,在n=19与n=20之中选其一,应选用哪个?20.设圆x2+y2+2x﹣15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l 交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.(Ⅰ)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;(Ⅱ)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.21.已知函数f(x)=(x﹣2)e x+a(x﹣1)2有两个零点.(Ⅰ)求a的取值范围;(Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<2.22.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(t为参数,a>0).在以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:ρ=4cosθ.(Ⅰ)说明C1是哪种曲线,并将C1的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线C3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tanα0=2,若曲线C1与C2的公共点都在C3上,求a.23.已知函数f(x)=|x+1|﹣|2x﹣3|.(Ⅰ)在图中画出y=f(x)的图象;(Ⅱ)求不等式|f(x)|>1的解集.2018年04月22日fago的高中数学组卷参考答案与试题解析一.选择题(共12小题)1.设集合A={x|x2﹣4x+3<0},B={x|2x﹣3>0},则A∩B=()A.(﹣3,﹣)B.(﹣3,)C.(1,)D.(,3)【分析】解不等式求出集合A,B,结合交集的定义,可得答案.【解答】解:∵集合A={x|x2﹣4x+3<0}=(1,3),B={x|2x﹣3>0}=(,+∞),∴A∩B=(,3),故选:D.【点评】本题考查的知识点是集合的交集及其运算,难度不大,属于基础题.2.设(1+i)x=1+yi,其中x,y是实数,则|x+yi|=()A.1 B.C.D.2【分析】根据复数相等求出x,y的值,结合复数的模长公式进行计算即可.【解答】解:∵(1+i)x=1+yi,∴x+xi=1+yi,即,解得,即|x+yi|=|1+i|=,故选:B.【点评】本题主要考查复数模长的计算,根据复数相等求出x,y的值是解决本题的关键.3.已知等差数列{a n}前9项的和为27,a10=8,则a100=()A.100 B.99 C.98 D.97【分析】根据已知可得a5=3,进而求出公差,可得答案.【解答】解:∵等差数列{a n}前9项的和为27,S9===9a5.∴9a5=27,a5=3,又∵a10=8,∴d=1,∴a100=a5+95d=98,故选:C.【点评】本题考查的知识点是数列的性质,熟练掌握等差数列的性质,是解答的关键.4.某公司的班车在7:00,8:00,8:30发车,小明在7:50至8:30之间到达发车站乘坐班车,且到达发车站的时刻是随机的,则他等车时间不超过10分钟的概率是()A.B.C.D.【分析】求出小明等车时间不超过10分钟的时间长度,代入几何概型概率计算公式,可得答案.【解答】解:设小明到达时间为y,当y在7:50至8:00,或8:20至8:30时,小明等车时间不超过10分钟,故P==,故选:B.【点评】本题考查的知识点是几何概型,难度不大,属于基础题.5.已知方程﹣=1表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n的取值范围是()A.(﹣1,3)B.(﹣1,) C.(0,3) D.(0,)【分析】由已知可得c=2,利用4=(m2+n)+(3m2﹣n),解得m2=1,又(m2+n)(3m2﹣n)>0,从而可求n的取值范围.【解答】解:∵双曲线两焦点间的距离为4,∴c=2,当焦点在x轴上时,可得:4=(m2+n)+(3m2﹣n),解得:m2=1,∵方程﹣=1表示双曲线,∴(m2+n)(3m2﹣n)>0,可得:(n+1)(3﹣n)>0,解得:﹣1<n<3,即n的取值范围是:(﹣1,3).当焦点在y轴上时,可得:﹣4=(m2+n)+(3m2﹣n),解得:m2=﹣1,无解.故选:A.【点评】本题主要考查了双曲线方程的应用,考查了不等式的解法,属于基础题.6.如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条相互垂直的半径.若该几何体的体积是,则它的表面积是()A.17πB.18πC.20πD.28π【分析】判断三视图复原的几何体的形状,利用体积求出几何体的半径,然后求解几何体的表面积.【解答】解:由题意可知三视图复原的几何体是一个球去掉后的几何体,如图:可得:=,R=2.它的表面积是:×4π•22+=17π.故选:A.【点评】本题考查三视图求解几何体的体积与表面积,考查计算能力以及空间想象能力.7.函数y=2x2﹣e|x|在[﹣2,2]的图象大致为()A.B.C.D.【分析】根据已知中函数的解析式,分析函数的奇偶性,最大值及单调性,利用排除法,可得答案.【解答】解:∵f(x)=y=2x2﹣e|x|,∴f(﹣x)=2(﹣x)2﹣e|﹣x|=2x2﹣e|x|,故函数为偶函数,当x=±2时,y=8﹣e2∈(0,1),故排除A,B;当x∈[0,2]时,f(x)=y=2x2﹣e x,∴f′(x)=4x﹣e x=0有解,故函数y=2x2﹣e|x|在[0,2]不是单调的,故排除C,故选:D.【点评】本题考查的知识点是函数的图象,对于超越函数的图象,一般采用排除法解答.8.若a>b>1,0<c<1,则()A.a c<b c B.ab c<ba cC.alog b c<blog a c D.log a c<log b c【分析】根据已知中a>b>1,0<c<1,结合对数函数和幂函数的单调性,分析各个结论的真假,可得答案.【解答】解:∵a>b>1,0<c<1,∴函数f(x)=x c在(0,+∞)上为增函数,故a c>b c,故A错误;函数f(x)=x c﹣1在(0,+∞)上为减函数,故a c﹣1<b c﹣1,故ba c<ab c,即ab c >ba c;故B错误;log a c<0,且log b c<0,log a b<1,即=<1,即log a c>log b c.故D错误;0<﹣log a c<﹣log b c,故﹣blog a c<﹣alog b c,即blog a c>alog b c,即alog b c<blog a c,故C正确;故选:C.【点评】本题考查的知识点是不等式的比较大小,熟练掌握对数函数和幂函数的单调性,是解答的关键.9.执行如图的程序框图,如果输入的x=0,y=1,n=1,则输出x,y的值满足()A.y=2x B.y=3x C.y=4x D.y=5x【分析】由已知中的程序框图可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量x,y的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.【解答】解:输入x=0,y=1,n=1,则x=0,y=1,不满足x2+y2≥36,故n=2,则x=,y=2,不满足x2+y2≥36,故n=3,则x=,y=6,满足x2+y2≥36,故y=4x,故选:C.【点评】本题考查的知识点是程序框图,当循环的次数不多,或有规律时,常采用模拟循环的方法解答.10.以抛物线C的顶点为圆心的圆交C于A、B两点,交C的准线于D、E两点.已知|AB|=4,|DE|=2,则C的焦点到准线的距离为()A.2 B.4 C.6 D.8【分析】画出图形,设出抛物线方程,利用勾股定理以及圆的半径列出方程求解即可.【解答】解:设抛物线为y2=2px,如图:|AB|=4,|AM|=2,|DE|=2,|DN|=,|ON|=,x A==,|OD|=|OA|,=+5,解得:p=4.C的焦点到准线的距离为:4.故选:B.【点评】本题考查抛物线的简单性质的应用,抛物线与圆的方程的应用,考查计算能力.转化思想的应用.11.平面α过正方体ABCD﹣A1B1C1D1的顶点A,α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABB1A1=n,则m、n所成角的正弦值为()A.B.C.D.【分析】画出图形,判断出m、n所成角,求解即可.【解答】解:如图:α∥平面CB1D1,α∩平面ABCD=m,α∩平面ABA1B1=n,可知:n∥CD1,m∥B1D1,∵△CB1D1是正三角形.m、n所成角就是∠CD1B1=60°.则m、n所成角的正弦值为:.故选:A.【点评】本题考查异面直线所成角的求法,考查空间想象能力以及计算能力.12.已知函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|≤),x=﹣为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,且f(x)在(,)上单调,则ω的最大值为()A.11 B.9 C.7 D.5【分析】根据已知可得ω为正奇数,且ω≤12,结合x=﹣为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,求出满足条件的解析式,并结合f(x)在(,)上单调,可得ω的最大值.【解答】解:∵x=﹣为f(x)的零点,x=为y=f(x)图象的对称轴,∴,即,(n∈N)即ω=2n+1,(n∈N)即ω为正奇数,∵f(x)在(,)上单调,则﹣=≤,即T=≥,解得:ω≤12,当ω=11时,﹣+φ=kπ,k∈Z,∵|φ|≤,∴φ=﹣,此时f(x)在(,)不单调,不满足题意;当ω=9时,﹣+φ=kπ,k∈Z,∵|φ|≤,∴φ=,此时f(x)在(,)单调,满足题意;故ω的最大值为9,故选:B.【点评】本题考查的知识点是正弦型函数的图象和性质,本题转化困难,难度较大.二.填空题(共4小题)13.设向量=(m,1),=(1,2),且|+|2=||2+||2,则m=﹣2.【分析】利用已知条件,通过数量积判断两个向量垂直,然后列出方程求解即可.【解答】解:|+|2=||2+||2,可得•=0.向量=(m,1),=(1,2),可得m+2=0,解得m=﹣2.故答案为:﹣2.【点评】本题考查向量的数量积的应用,向量的垂直条件的应用,考查计算能力.14.(2x+)5的展开式中,x3的系数是10.(用数字填写答案)【分析】利用二项展开式的通项公式求出第r+1项,令x的指数为3,求出r,即可求出展开式中x3的系数.【解答】解:(2x+)5的展开式中,通项公式为:T r==25﹣+1r,令5﹣=3,解得r=4∴x3的系数2=10.故答案为:10.【点评】本题考查了二项式定理的应用,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.15.设等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,则a1a2…a n的最大值为64.【分析】求出数列的等比与首项,化简a1a2…a n,然后求解最值.【解答】解:等比数列{a n}满足a1+a3=10,a2+a4=5,可得q(a1+a3)=5,解得q=.a1+q2a1=10,解得a1=8.则a1a2…a n=a1n•q1+2+3+…+(n﹣1)=8n•==,当n=3或4时,表达式取得最大值:=26=64.故答案为:64.【点评】本题考查数列的性质数列与函数相结合的应用,转化思想的应用,考查计算能力.16.某高科技企业生产产品A和产品B需要甲、乙两种新型材料.生产一件产品A需要甲材料1.5kg,乙材料1kg,用5个工时;生产一件产品B需要甲材料0.5kg,乙材料0.3kg,用3个工时,生产一件产品A的利润为2100元,生产一件产品B的利润为900元.该企业现有甲材料150kg,乙材料90kg,则在不超过600个工时的条件下,生产产品A、产品B的利润之和的最大值为216000元.【分析】设A、B两种产品分别是x件和y件,根据题干的等量关系建立不等式组以及目标函数,利用线性规划作出可行域,通过目标函数的几何意义,求出其最大值即可;【解答】解:(1)设A、B两种产品分别是x件和y件,获利为z元.由题意,得,z=2100x+900y.不等式组表示的可行域如图:由题意可得,解得:,A(60,100),目标函数z=2100x+900y.经过A时,直线的截距最大,目标函数取得最大值:2100×60+900×100=216000元.故答案为:216000.【点评】本题考查了列二元一次方程组解实际问题的运用,二元一次方程组的解法的运用,不等式组解实际问题的运用,不定方程解实际问题的运用,解答时求出最优解是解题的关键.三.解答题(共7小题)17.△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2cosC(acosB+bcosA)=c.(Ⅰ)求C;(Ⅱ)若c=,△ABC的面积为,求△ABC的周长.【分析】(Ⅰ)已知等式利用正弦定理化简,整理后利用两角和与差的正弦函数公式及诱导公式化简,根据sinC不为0求出cosC的值,即可确定出出C的度数;(2)利用余弦定理列出关系式,利用三角形面积公式列出关系式,求出a+b的值,即可求△ABC的周长.【解答】解:(Ⅰ)∵在△ABC中,0<C<π,∴sinC≠0已知等式利用正弦定理化简得:2cosC(sinAcosB+sinBcosA)=sinC,整理得:2cosCsin(A+B)=sinC,即2cosCsin(π﹣(A+B))=sinC2cosCsinC=sinC∴cosC=,∴C=;(Ⅱ)由余弦定理得7=a2+b2﹣2ab•,∴(a+b)2﹣3ab=7,∵S=absinC=ab=,∴ab=6,∴(a+b)2﹣18=7,∴a+b=5,∴△ABC的周长为5+.【点评】此题考查了正弦、余弦定理,三角形的面积公式,以及三角函数的恒等变形,熟练掌握定理及公式是解本题的关键.18.如图,在以A,B,C,D,E,F为顶点的五面体中,面ABEF为正方形,AF=2FD,∠AFD=90°,且二面角D﹣AF﹣E与二面角C﹣BE﹣F都是60°.(Ⅰ)证明平面ABEF⊥平面EFDC;(Ⅱ)求二面角E﹣BC﹣A的余弦值.【分析】(Ⅰ)证明AF⊥平面EFDC,利用平面与平面垂直的判定定理证明平面ABEF⊥平面EFDC;(Ⅱ)证明四边形EFDC为等腰梯形,以E为原点,建立如图所示的坐标系,求出平面BEC、平面ABC的法向量,代入向量夹角公式可得二面角E﹣BC﹣A的余弦值.【解答】(Ⅰ)证明:∵ABEF为正方形,∴AF⊥EF.∵∠AFD=90°,∴AF⊥DF,∵DF∩EF=F,∴AF⊥平面EFDC,∵AF⊂平面ABEF,∴平面ABEF⊥平面EFDC;(Ⅱ)解:由AF⊥DF,AF⊥EF,可得∠DFE为二面角D﹣AF﹣E的平面角;由ABEF为正方形,AF⊥平面EFDC,∵BE⊥EF,∴BE⊥平面EFDC即有CE⊥BE,可得∠CEF为二面角C﹣BE﹣F的平面角.可得∠DFE=∠CEF=60°.∵AB∥EF,AB⊄平面EFDC,EF⊂平面EFDC,∴AB∥平面EFDC,∵平面EFDC∩平面ABCD=CD,AB⊂平面ABCD,∴AB∥CD,∴CD∥EF,∴四边形EFDC为等腰梯形.以E为原点,建立如图所示的坐标系,设FD=a,则E(0,0,0),B(0,2a,0),C(,0,a),A(2a,2a,0),∴=(0,2a,0),=(,﹣2a,a),=(﹣2a,0,0)设平面BEC的法向量为=(x1,y1,z1),则,则,取=(,0,﹣1).设平面ABC的法向量为=(x2,y2,z2),则,则,取=(0,,4).设二面角E﹣BC﹣A的大小为θ,则cosθ===﹣,则二面角E﹣BC﹣A的余弦值为﹣.【点评】本题考查平面与平面垂直的证明,考查用空间向量求平面间的夹角,建立空间坐标系将二面角问题转化为向量夹角问题是解答的关键.19.某公司计划购买2台机器,该种机器使用三年后即被淘汰.机器有一易损零件,在购进机器时,可以额外购买这种零件作为备件,每个200元.在机器使用期间,如果备件不足再购买,则每个500元.现需决策在购买机器时应同时购买几个易损零件,为此搜集并整理了100台这种机器在三年使用期内更换的易损零件数,得如图柱状图:以这100台机器更换的易损零件数的频率代替1台机器更换的易损零件数发生的概率,记X表示2台机器三年内共需更换的易损零件数,n表示购买2台机器的同时购买的易损零件数.(Ⅰ)求X的分布列;(Ⅱ)若要求P(X≤n)≥0.5,确定n的最小值;(Ⅲ)以购买易损零件所需费用的期望值为决策依据,在n=19与n=20之中选其一,应选用哪个?【分析】(Ⅰ)由已知得X的可能取值为16,17,18,19,20,21,22,分别求出相应的概率,由此能求出X的分布列.(Ⅱ)由X的分布列求出P(X≤18)=,P(X≤19)=.由此能确定满足P (X≤n)≥0.5中n的最小值.(Ⅲ)法一:由X的分布列得P(X≤19)=.求出买19个所需费用期望EX1和买20个所需费用期望EX2,由此能求出买19个更合适.法二:解法二:购买零件所用费用含两部分,一部分为购买零件的费用,另一部分为备件不足时额外购买的费用,分别求出n=19时,费用的期望和当n=20时,费用的期望,从而得到买19个更合适.【解答】解:(Ⅰ)由已知得X的可能取值为16,17,18,19,20,21,22,P(X=16)=()2=,P(X=17)=,P(X=18)=()2+2()2=,P(X=19)==,P(X=20)===,P(X=21)==,P(X=22)=,∴X的分布列为:X16171819202122 P(Ⅱ)由(Ⅰ)知:P(X≤18)=P(X=16)+P(X=17)+P(X=18)==.P(X≤19)=P(X=16)+P(X=17)+P(X=18)+P(X=19)=+=.∴P(X≤n)≥0.5中,n的最小值为19.(Ⅲ)解法一:由(Ⅰ)得P(X≤19)=P(X=16)+P(X=17)+P(X=18)+P(X=19)=+=.买19个所需费用期望:EX1=200×+(200×19+500)×+(200×19+500×2)×+(200×19+500×3)×=4040,买20个所需费用期望:EX2=+(200×20+500)×+(200×20+2×500)×=4080,∵EX1<EX2,∴买19个更合适.解法二:购买零件所用费用含两部分,一部分为购买零件的费用,另一部分为备件不足时额外购买的费用,当n=19时,费用的期望为:19×200+500×0.2+1000×0.08+1500×0.04=4040,当n=20时,费用的期望为:20×200+500×0.08+1000×0.4=4080,∴买19个更合适.【点评】本题考查离散型随机变量的分布列和数学期望的求法及应用,是中档题,解题时要认真审题,注意相互独立事件概率乘法公式的合理运用.20.设圆x2+y2+2x﹣15=0的圆心为A,直线l过点B(1,0)且与x轴不重合,l 交圆A于C,D两点,过B作AC的平行线交AD于点E.(Ⅰ)证明|EA|+|EB|为定值,并写出点E的轨迹方程;(Ⅱ)设点E的轨迹为曲线C1,直线l交C1于M,N两点,过B且与l垂直的直线与圆A交于P,Q两点,求四边形MPNQ面积的取值范围.【分析】(Ⅰ)求得圆A的圆心和半径,运用直线平行的性质和等腰三角形的性质,可得EB=ED,再由圆的定义和椭圆的定义,可得E的轨迹为以A,B为焦点的椭圆,求得a,b,c,即可得到所求轨迹方程;(Ⅱ)设直线l:x=my+1,代入椭圆方程,运用韦达定理和弦长公式,可得|MN|,由PQ⊥l,设PQ:y=﹣m(x﹣1),求得A到PQ的距离,再由圆的弦长公式可得|PQ|,再由四边形的面积公式,化简整理,运用不等式的性质,即可得到所求范围.【解答】解:(Ⅰ)证明:圆x2+y2+2x﹣15=0即为(x+1)2+y2=16,可得圆心A(﹣1,0),半径r=4,由BE∥AC,可得∠C=∠EBD,由AC=AD,可得∠D=∠C,即为∠D=∠EBD,即有EB=ED,则|EA|+|EB|=|EA|+|ED|=|AD|=4,故E的轨迹为以A,B为焦点的椭圆,且有2a=4,即a=2,c=1,b==,则点E的轨迹方程为+=1(y≠0);(Ⅱ)椭圆C1:+=1,设直线l:x=my+1,由PQ⊥l,设PQ:y=﹣m(x﹣1),由可得(3m2+4)y2+6my﹣9=0,设M(x1,y1),N(x2,y2),可得y1+y2=﹣,y1y2=﹣,则|MN|=•|y1﹣y2|=•=•=12•,A到PQ的距离为d==,|PQ|=2=2=,则四边形MPNQ面积为S=|PQ|•|MN|=••12•=24•=24,当m=0时,S取得最小值12,又>0,可得S<24•=8,即有四边形MPNQ面积的取值范围是[12,8).【点评】本题考查轨迹方程的求法,注意运用椭圆和圆的定义,考查直线和椭圆方程联立,运用韦达定理和弦长公式,以及直线和圆相交的弦长公式,考查不等式的性质,属于中档题.21.已知函数f(x)=(x﹣2)e x+a(x﹣1)2有两个零点.(Ⅰ)求a的取值范围;(Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,证明:x1+x2<2.【分析】(Ⅰ)由函数f(x)=(x﹣2)e x+a(x﹣1)2可得:f′(x)=(x﹣1)e x+2a (x﹣1)=(x﹣1)(e x+2a),对a进行分类讨论,综合讨论结果,可得答案.(Ⅱ)设x1,x2是f(x)的两个零点,则﹣a==,令g(x)=,则g(x1)=g(x2)=﹣a,分析g(x)的单调性,令m>0,则g (1+m)﹣g(1﹣m)=,设h(m)=,m>0,利用导数法可得h(m)>h(0)=0恒成立,即g(1+m)>g(1﹣m)恒成立,令m=1﹣x1>0,可得结论.【解答】解:(Ⅰ)∵函数f(x)=(x﹣2)e x+a(x﹣1)2,∴f′(x)=(x﹣1)e x+2a(x﹣1)=(x﹣1)(e x+2a),①若a=0,那么f(x)=0⇔(x﹣2)e x=0⇔x=2,函数f(x)只有唯一的零点2,不合题意;②若a>0,那么e x+2a>0恒成立,当x<1时,f′(x)<0,此时函数为减函数;当x>1时,f′(x)>0,此时函数为增函数;此时当x=1时,函数f(x)取极小值﹣e,由f(2)=a>0,可得:函数f(x)在x>1存在一个零点;当x<1时,e x<e,x﹣2<﹣1<0,∴f(x)=(x﹣2)e x+a(x﹣1)2>(x﹣2)e+a(x﹣1)2=a(x﹣1)2+e(x﹣1)﹣e,令a(x﹣1)2+e(x﹣1)﹣e=0的两根为t1,t2,且t1<t2,则当x<t1,或x>t2时,f(x)>a(x﹣1)2+e(x﹣1)﹣e>0,故函数f(x)在x<1存在一个零点;即函数f(x)在R是存在两个零点,满足题意;③若﹣<a<0,则ln(﹣2a)<lne=1,当x<ln(﹣2a)时,x﹣1<ln(﹣2a)﹣1<lne﹣1=0,e x+2a<e ln(﹣2a)+2a=0,即f′(x)=(x﹣1)(e x+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增,当ln(﹣2a)<x<1时,x﹣1<0,e x+2a>e ln(﹣2a)+2a=0,即f′(x)=(x﹣1)(e x+2a)<0恒成立,故f(x)单调递减,当x>1时,x﹣1>0,e x+2a>e ln(﹣2a)+2a=0,即f′(x)=(x﹣1)(e x+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增,故当x=ln(﹣2a)时,函数取极大值,由f(ln(﹣2a))=[ln(﹣2a)﹣2](﹣2a)+a[ln(﹣2a)﹣1]2=a{[ln(﹣2a)﹣2]2+1}<0得:函数f(x)在R上至多存在一个零点,不合题意;④若a=﹣,则ln(﹣2a)=1,当x<1=ln(﹣2a)时,x﹣1<0,e x+2a<e ln(﹣2a)+2a=0,即f′(x)=(x﹣1)(e x+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增,当x>1时,x﹣1>0,e x+2a>e ln(﹣2a)+2a=0,即f′(x)=(x﹣1)(e x+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增,故函数f(x)在R上单调递增,函数f(x)在R上至多存在一个零点,不合题意;⑤若a<﹣,则ln(﹣2a)>lne=1,当x<1时,x﹣1<0,e x+2a<e ln(﹣2a)+2a=0,即f′(x)=(x﹣1)(e x+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增,当1<x<ln(﹣2a)时,x﹣1>0,e x+2a<e ln(﹣2a)+2a=0,即f′(x)=(x﹣1)(e x+2a)<0恒成立,故f(x)单调递减,当x>ln(﹣2a)时,x﹣1>0,e x+2a>e ln(﹣2a)+2a=0,即f′(x)=(x﹣1)(e x+2a)>0恒成立,故f(x)单调递增,故当x=1时,函数取极大值,由f(1)=﹣e<0得:函数f(x)在R上至多存在一个零点,不合题意;综上所述,a的取值范围为(0,+∞)证明:(Ⅱ)∵x1,x2是f(x)的两个零点,∴f(x1)=f(x2)=0,且x1≠1,且x2≠1,∴﹣a==,令g(x)=,则g(x1)=g(x2)=﹣a,∵g′(x)=,∴当x<1时,g′(x)<0,g(x)单调递减;当x>1时,g′(x)>0,g(x)单调递增;设m>0,则g(1+m)﹣g(1﹣m)=﹣=,设h(m)=,m>0,则h′(m)=>0恒成立,即h(m)在(0,+∞)上为增函数,h(m)>h(0)=0恒成立,即g(1+m)>g(1﹣m)恒成立,令m=1﹣x1>0,则g(1+1﹣x1)>g(1﹣1+x1)⇔g(2﹣x1)>g(x1)=g(x2)⇔2﹣x1>x2,即x1+x2<2.【点评】本题考查的知识点是利用导数研究函数的极值,函数的零点,分类讨论思想,难度较大.22.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(t为参数,a>0).在以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C2:ρ=4cosθ.(Ⅰ)说明C1是哪种曲线,并将C1的方程化为极坐标方程;(Ⅱ)直线C3的极坐标方程为θ=α0,其中α0满足tanα0=2,若曲线C1与C2的公共点都在C3上,求a.【分析】(Ⅰ)把曲线C1的参数方程变形,然后两边平方作和即可得到普通方程,可知曲线C1是圆,化为一般式,结合x2+y2=ρ2,y=ρsinθ化为极坐标方程;(Ⅱ)化曲线C2、C3的极坐标方程为直角坐标方程,由条件可知y=x为圆C1与C2的公共弦所在直线方程,把C1与C2的方程作差,结合公共弦所在直线方程为y=2x可得1﹣a2=0,则a值可求.【解答】解:(Ⅰ)由,得,两式平方相加得,x2+(y﹣1)2=a2.∴C1为以(0,1)为圆心,以a为半径的圆.化为一般式:x2+y2﹣2y+1﹣a2=0.①由x2+y2=ρ2,y=ρsinθ,得ρ2﹣2ρsinθ+1﹣a2=0;(Ⅱ)C2:ρ=4cosθ,两边同时乘ρ得ρ2=4ρcosθ,∴x2+y2=4x,②即(x﹣2)2+y2=4.由C3:θ=α0,其中α0满足tanα0=2,得y=2x,∵曲线C1与C2的公共点都在C3上,∴y=2x为圆C1与C2的公共弦所在直线方程,①﹣②得:4x﹣2y+1﹣a2=0,即为C3 ,∴1﹣a2=0,∴a=1(a>0).【点评】本题考查参数方程即简单曲线的极坐标方程,考查了极坐标与直角坐标的互化,训练了两圆公共弦所在直线方程的求法,是基础题.23.已知函数f(x)=|x+1|﹣|2x﹣3|.(Ⅰ)在图中画出y=f(x)的图象;(Ⅱ)求不等式|f(x)|>1的解集.【分析】(Ⅰ)运用分段函数的形式写出f(x)的解析式,由分段函数的画法,即可得到所求图象;(Ⅱ)分别讨论当x≤﹣1时,当﹣1<x<时,当x≥时,解绝对值不等式,取交集,最后求并集即可得到所求解集.【解答】解:(Ⅰ)f(x)=,由分段函数的图象画法,可得f(x)的图象,如右:(Ⅱ)由|f(x)|>1,可得当x≤﹣1时,|x﹣4|>1,解得x>5或x<3,即有x≤﹣1;当﹣1<x<时,|3x﹣2|>1,解得x>1或x<,即有﹣1<x<或1<x<;当x≥时,|4﹣x|>1,解得x>5或x<3,即有x>5或≤x<3.综上可得,x<或1<x<3或x>5.则|f(x)|>1的解集为(﹣∞,)∪(1,3)∪(5,+∞).【点评】本题考查绝对值函数的图象和不等式的解法,注意运用分段函数的图象的画法和分类讨论思想方法,考查运算能力,属于基础题.。
备战高考数学(精讲+精练+精析)必做02排列与组合试题(江苏版)(含解析)
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专题2 排列与组合【三年高考】1. 【2016高考江苏】(1)求的值;(2)设m,n N*,n≥m,求证:(m+1)+(m+2)+(m+3)++n+(n+1)=(m+1).【答案】(1)0(2)详见解析试题解析:解:(1)(2)当时,结论显然成立,当时又因为所以因此【考点】组合数及其性质【名师点睛】组合数的性质不仅有课本上介绍的、,更有,现在又有,这些性质不需记忆,但需会推导,更需会应用.2.【2016高考新课标2理数改编】如图,小明从街道的E处出发,先到F处与小红会合,再一起到位于G处的老年公寓参加志愿者活动,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为.【答案】18【解析】试题分析:由题意,小明从街道的E处出发到F处最短有条路,再从F处到G处最短共有条路,则小明到老年公寓可以选择的最短路径条数为条.考点:计数原理、组合.【名师点睛】分类加法计数原理在使用时易忽视每类做法中每一种方法都能完成这件事情,类与类之间是独立的.分步乘法计数原理在使用时易忽视每步中某一种方法只是完成这件事的一部分,而未完成这件事,步步之间是相关联的.3.【2016年高考四川理数】用数字1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中奇数的个数为.【答案】72【解析】试题分析:由题意,要组成没有重复的五位奇数,则个位数应该为1、3、5中之一,其他位置共有随便排共种可能,所以其中奇数的个数为.考点:排列、组合【名师点睛】利用排列组合计数时,关键是正确进行分类和分步,分类时要注意不重不漏,分步时要注意整个事件的完成步骤.在本题中,个位是特殊位置,第一步应先安排这个位置,第二步再安排其他四个位置..4.【2016高考新课标3理数改编】定义“规范01数列”如下:共有项,其中项为0,项为1,且对任意,中0的个数不少于1的个数.若,则不同的“规范01数列”共有个.【答案】14【解析】试题分析:由题意,得必有,,则具体的排法列表如下:0 1 1 1110 1 110 11 010 1 110 11 01 00 11 0100 1 110 11 01 00 11 0考点:计数原理的应用.【方法点拨】求解计数问题时,如果遇到情况较为复杂,即分类较多,标准也较多,同时所求计数的结果不太大时,往往利用表格法、树枝法将其所有可能一一列举出来,常常会达到岀奇制胜的效果.5.【2015高考四川,理6】用数字0,1,2,3,4,5组成没有重复数字的五位数,其中比40000大的偶数共有________________个【答案】120【解析】据题意,万位上只能排4、5.若万位上排4,则有个;若万位上排5,则有个.所以共有个.6.【2015高考上海,理8】在报名的名男教师和名女教师中,选取人参加义务献血,要求男、女教师都有,则不同的选取方式的种数为(结果用数值表示).【答案】【解析】由题意得,去掉选5名女教师情况即可:7.【2015高考广东,理12】某高三毕业班有人,同学之间两两彼此给对方仅写一条毕业留言,那么全班共写了条毕业留言.(用数字作答)【答案】.8.【2014浙江高考理第14题】在8张奖券中有一、二、三等奖各1张,其余5张无奖.将这8张奖券分配给4个人,每人2张,不同的获奖情况有_____种(用数字作答).【答案】【解析】不同的获奖分两种,一是有一人获两张将卷,一人获一张,共有,二是有三人各获得一张,共有,因此不同的获奖情况有种9.【2014辽宁高考理第6题】6把椅子摆成一排,3人随机就座,任何两人不相邻的做法种数为_________. 【答案】72【解析】如图,将6把椅子依次编号为1,2,3,4,5,6,故任何两人不相邻的做法,可安排:“1,3,5”;“1,3,6”;“1,4,6”;“2,4,6”号位置做热坐人,故总数由4=24.10.【2014重庆高考理第9题】某次联欢会要安排3个歌舞类节目、2个小品类节目和1个相声类节目的演出顺序,则同类节目不相邻的排法种数是______________.【答案】120【解析】将所有的安排方法分成两类,第一类:歌舞类节目中间不穿插相声节目,有(种);第二类:歌舞类节目中间穿插相声节目,有(种);根据分类加法计数原理,共有96+24=120种不同的排法.11.【2014高考广东卷理第8题】设集合,那么集合中满足条件“”的元素个数为__________.【答案】130【2017年高考命题预测】纵观近几年高考,我们可以发现,排列与组合问题一直是高考数学的热点内容之一,从近几年的高考试题统计分析来看,对排列与组合知识的考查可能出现在理科附加题,属于中档题.内容以考查排列、组合的基础知识为主,考查排列组合的综合应用.题目有一定的难度,有时难度还较大,重点考查分析问题,解决问题的能力及分类讨论的数学思想方法.排列、组合是高考数学相对独立的内容,也是密切联系实际的一部分.在2017年高考中,应该注重基本概念,基础知识和基本运算的考查.排列组合的试题会以现实生活中的生产问题、经济问题为背景,不会仅是人或数的排列.以排列组合应用题为载体,考查学生的抽象概括能力,分析能力,综合解决问题的能力.将排列组合与概率统计相结合是近几年高考的一大热点,应引起重视.排列、组合不仅是高中数学的重点内容,而且在实际中有广泛的应用,因此新高考会有题目涉及;考察形式:单独的考题会出现在理科附加22或23题,属于中等难度的题目,排列组合有时与概率结合出现在解答题中难度较小,属于高考题中的中低档题目;预测2017年高考,排列、组合及排列与组合的综合应用仍是高考的重点,同时应注意排列、组合与概率、分布列等知识的结合,重点考查学生的运算能力与逻辑推理能力.复习建议:⑴使用分类计数原理还是分步计数原理要根据我们完成某件事情时采取的方式而定,分类来完成这件事情时用分类计数原理,分步骤来完成这件事情时用分步计数原理.怎样确定是分类,还是分步骤?“分类”表现为其中任何一类均可独立完成所给事件,而“分步骤”必须把各步骤均完成才能完成所给事情.所以准确理解两个原理的关键在于明确:分类计数原理强调完成一件事情的几类办法互不干扰,彼此之间交集为空集,并集为全集,不论哪一类办法中的哪一种方法都能单独完成事件;分步计数原理强调各步骤缺一不可,需要依次完成所有步骤才能完成事件,步与步之间互不影响,即前一步用什么方法不影响后一步采取什么方法.⑵排列与组合定义相近,它们的区别在于是否与顺序有关.⑶复杂的排列问题常常通过试验、画简图、小数字简化等手段使问题直观化,从而寻求解题途径,由于结果的正确性难以直接检验,因而常需要用不同的方法求解来获得检验.⑷按元素的性质进行分类、按事件发生的连续过程分步,是处理组合问题的基本思想方法,要注意题设中“至少”“至多”等限制词的意义.⑸处理排列组合的综合性问题,一般思想方法是先选元素(组合),后排列,按元素的性质“分类”和按事件发生的连续过程“分步”,始终是处理排列、组合问题的基本方法和原理,通过解题训练要注意积累分类和分步的基本技能.⑹在解决排列组合综合性问题时,必须深刻理解排列与组合的概念,能够熟练确定——问题是排列问题还是组合问题,牢记排列数、组合数计算公式与组合数性质.容易产生的错误是重复和遗漏计数.常见的解题策略有以下几种:①特殊元素优先安排的策略;②合理分类与准确分步的策略;③排列、组合混合问题先选后排的策略;④正难则反、等价转化的策略;⑤相邻问题捆绑处理的策略;⑥不相邻问题插空处理的策略;⑦定序问题除法处理的策略;⑧分排问题直排处理的策略;⑨“小集团”排列问题中先整体后局部的策略;⑩构造模型的策略.【2017年高考考点定位】本节内容高考的重点就是利用计数原理,排列组合,排列数、组合数计算公式与组合数性质, 重点考查学生的抽象概括能力,分析问题,解决问题的能力及分类讨论的数学思想方法.题型既有选择题也有填空题,难度中等偏下,将排列组合与概率统计相结合是近几年高考的一大热点.【考点1】计数原理【备考知识梳理】1. 分类加法计数原理(加法原理)的概念一般形式:完成一件事有n类不同方案,在第1类方案中有种不同的方法,在第2类方案中有种不同的方法,……,在第n类方案中有种不同的方法,那么完成这件事共有N=++……+种不同的方法.2.分步乘法计数原理(乘法原理)的概念一般形式:完成一件事需要n个步骤,做第1步有种不同的方法,做第2步有种不同的方法,……,做第n步有种不同的方法,那么完成这件事共有N=种不同的方法.3. 两个原理的区别:(1)“每类”间与“每步”间的关系不同:分类加法计数原理中的每一类方案中的任何一种方法、不同类之间的任何一种方法都是相互独立,互不依赖的,且是一次性的;而分步乘法计数原理中的每一步是相互依赖,且是连续性的.(2)“每类”与“每步”完成的效果不同:分类加法计数原理中所描述的每一种方法完成后,整个事件就完成了,而分步乘法计数原理中每一步中的每一种方法得到的只是中间结果,任何一步都不能独立完成这件事.4.切实理解“完成一件事”的含义,以确定需要分类还是需要分步进行,同时要优先考虑题中的限制条件. 【规律方法技巧】1. 计数问题中如何判定是分类加法计数原理还是分步乘法计数原理:如果已知的每类方法中的每一种方法都能单独完成这件事,用分类加法计数原理;如果每类方法中的每一种方法只能完成事件的一部分,用分步乘法计数原理.2.利用分类计数原理解决问题时: (1)将一个比较复杂的问题分解为若干个“类别”,先分类解决,然后将其整合,如何合理进行分类是解决问题的关键.(2)要准确把握分类加法计数原理的两个特点:①根据问题的特点确定一个合适的分类标准,分类标准要统一,不能遗漏;②分类时,注意完成这件事情的任何一种方法必须属于某一类,不能重复;③对于分类问题所含类型较多时也可考虑使用间接法.3.利用分步乘法计数原理解决问题时要注意:(1)要按事件发生的过程合理分步,即考虑分步的先后顺序.(2)各步中的方法互相依存,缺一不可,只有各步骤都完成才算完成这个事件.(3)对完成各步的方法数要准确确定.4. 用两个计数原理解决计数问题时,关键是明确需要分类还是分步.(1)分类要做到“不重不漏”,分类后再分别对每一类进行计数,最后用分类加法计数原理求和,得到总数.(2)分步要做到“步骤完整”,只有完成了所有步骤,才完成任务,根据分步乘法计数原理,把完成每一步的方法数相乘,得到总数.(3)对于复杂问题,可同时运用两个计数原理或借助列表、画图的方法来帮助分析,使问题形象化、直观化.(4)在应用分类加法计数原理和分步乘法计数原理时,一般先分类再分步,每一步当中又可能用到分类加法计数原理.5.在解决具体问题时,首先必须弄清楚是“分类”还是“分步”,接着还要搞清楚“分类”或者“分步”的具体标准是什么.5. (1)分类加法计数原理在使用时易忽视每类做法中每一种方法都能完成这件事情,类与类之间是独立的.(2)分步乘法计数原理在使用时易忽视每步中某一种方法只是完成这件事的一部分,而未完成这件事,步步之间是相关联的.6. 分类加法计数原理的两个条件:(1)根据问题的特点能确定一个适合于它的分类标准,然后在这个标准下进行分类;(2)完成这件事的任何一种方法必须属于某一类,并且分别属于不同类的两种方法是不同的方法,只有满足这些条件,才可以用分类加法计数原理.分步乘法计数原理的两个条件:(1)明确题目中的“完成这件事”是什么,确定完成这件事需要几个步骤,且每步都是独立的.(2)将完成这件事划分成几个步骤来完成,各步骤之间有一定的连续性,只有当所有步骤都完成了,整个事件才算完成,这是分步的基础,也是关键.从计数上来看,各步的方法数的积就是完成事件的方法总数.7. 应用两种原理解题:(1)分清要完成的事情是什么?(2)分清完成该事情是分类完成还是分步完成,“类”间互相独立,“步”间互相联系;(3)有无特殊条件的限制;(4)检验是否有重漏.8. 涂色问题:涂色问题是由两个基本原理和排列组合知识的综合运用所产生的一类问题,这类问题是计数原理应用的典型问题,由于涂色本身就是策略的一个运用过程,能较好地考查考生的思维连贯性与敏捷性,加之涂色问题的趣味性,自然成为新课标高考的命题热点.涂色问题的关键是颜色的数目和在不相邻的区域内是否可以使用同一种颜色,具体操作法和按照颜色的数目进行分类法是解决这类问题的首选方法.涂色问题的实质是分类与分步,一般是整体分步,分步过程中若出现某一步需分情况说明时还要进行分类.涂色问题通常没有固定的方法可循,只能按照题目的实际情况,结合两个基本原理和排列组合的知识灵活处理.【考点针对训练】1.用一颗骰子连掷三次,投掷出的数字顺次排成一个三位数,此时:(1)各位数字互不相同的三位数有多少个?(2)可以排出多少个不同的数?(3)恰好有两个相同数字的三位数共有多少个?【答案】(1)120;(2)216;(3)90.【解析】试题分析:(1)得到一个三位数,分三步进行:先填百位,有6种方法;再填十位,有5种方法;最后填个位,有4种方法,根据分步计数原理可得;(2)分三步进行:先填百位,再填十位,最后填个位,每种都有6种方法,根据分步计数原理可得;(3)从三个位中任选两个位,填上相同的数字,有种方法,剩下的一位数字的填法有5中,根据分步计数原理可求得结果.2.某出版社的11名工人中,有5人只会排版,4人只会印刷,还有2人既会排版又会印刷,现从11人中选4人排版,4人印刷,有多少种不同的选法?【答案】185种.【解析】试题分析:根据分类加法计数原理,这个问题可按只会印刷的四人作为分类标准:第一类:只会印刷的4人全被选出,有种;第二类:从只会印刷的4人中选出3人,有种;第三类:从只会印刷的4人中选出2人,即可.试题解析:将只会印刷的4人作为分类标准,将问题分为三类:第一类:只会印刷的4人全被选出,有种;第二类:从只会印刷的4人中选出3人,有种4;第三类:从只会印刷的4人中选出2人,有种.所以共有(种).【考点2】排列组合综合【备考知识梳理】1. 排列的相关概念及排列数公式(1)排列的定义:从个不同元素中取出 ()个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从个不同元素中取出个元素的一个排列.(2)排列数的定义:从个不同元素中取出 ()个元素的所有不同排列的个数叫做从个不同元素中取出个元素的排列数,用表示.(3)排列数公式:这里并且(4)全排列:个不同元素全部取出的一个排列,叫做个元素的一个全排列,(叫做n的阶乘).排列数公式写成阶乘的形式为,这里规定.2.组合的相关概念及组合数公式(1)组合的定义:从个不同元素中取出 ()个元素合成一组,叫做从个不同元素中取出个元素的一个组合.(2)组合数的定义:从个不同元素中取出 ()个元素的所有不同组合的个数,叫做从个不同元素中取出个元素的组合数,用表示.(3)组合数的计算公式:,由于,所以.(4)组合数的性质:①;②;③.3.区分某一问题是排列问题还是组合问题,关键看选出的元素与顺序是否有关.若交换某两个元素的位置对结果产生影响,则是排列问题;若交换任意两个元素的位置对结果没有影响,则是组合问题.也就是说排列问题与选取元素的顺序有关,组合问题与选取元素的顺序无关.4.解决排列组合问题可遵循“先组合后排列”的原则,区分排列组合问题主要是判断“有序”和“无序”,更重要的是弄清怎样的算法有序,怎样的算法无序,关键是在计算中体现“有序”和“无序”.5.要能够写出所有符合条件的排列或组合,尽可能使写出的排列或组合与计算的排列数相符,使复杂问题简单化,这样既可以加深对问题的理解,检验算法的正确与否,又可以对排列数或组合数较小的问题的解决起到事半功倍的效果.【规律方法技巧】1. 求解排列、组合问题的思路:排组分清,加乘明确;有序排列,无序组合;分类相加,分步相乘.具体地说,解排列、组合的应用题,通常有以下途径:(1)以元素为主体,即先满足特殊元素的要求,再考虑其他元素.(2)以位置为主体,即先满足特殊位置的要求,再考虑其他位置.(3)先不考虑附加条件,计算出排列或组合数,再减去不符合要求的排列或组合数.2. 解答排列、组合问题的角度:解答排列、组合应用题要从“分析”、“分辨”、“分类”、“分步”的角度入手.(1)“分析”就是找出题目的条件、结论,哪些是“元素”,哪些是“位置”;(2)“分辨”就是辨别是排列还是组合,对某些元素的位置有、无限制等;(3)“分类”就是将较复杂的应用题中的元素分成互相排斥的几类,然后逐类解决;(4)“分步”就是把问题化成几个互相联系的步骤,而每一步都是简单的排列、组合问题,然后逐步解决.3. 有条件的排列问题大致分四种类型.(1)某元素不在某个位置上问题,①可从位置考虑用其它元素占上该位置,②可考虑该元素的去向(要注意是否是全排列问题);③可间接计算即从排列总数中减去不符合条件的排列个数.(2)某些元素相邻,可将这些元素排好看作一个元素(即捆绑法)然后与其它元素排列.(3)某些元素互不相邻,可将其它剩余元素排列,然后用这些元素进行插空(即插空法).(4)某些元素顺序一定,可在所有排列位置中取若干个位置,先排上剩余的其它元素,这个元素也就一种排法.4. 对于有条件的组合问题,可能遇到含某个(些)元素与不含某个(些)元素问题;也可能遇到“至多”或“至少”等组合问题的计算,此类问题要注意分类处理或间接计算,切记不要因为“先取再后取”产生顺序造成计算错误.5.排列、组合综合应用问题的常见解法:①特殊元素(特殊位置)优先安排法;②合理分类与准确分步;③排列、组合混合问题先选后排法;④相邻问题捆绑法;⑤不相邻问题插空法;⑥定序问题倍缩法;⑦多排问题一排法;⑧“小集团”问题先整体后局部法;⑨构造模型法;⑩正难则反、等价转化法.6. 在计算排列组合问题时,可能会遇到“分组”问题,要特别注意是平均分组还是不平均分组.可从排列与组合的关系出发,用类比的方法去理解分组问题,比如将4个元素分为两组,若一组一个、一组三个共有种不同的分法;而平均分为两组则有种不同的分法.【考点针对训练】1.现有6名学生,按下列要求回答问题(列出算式,并计算出结果):(Ⅰ)6人站成一排,甲站在乙的前面(甲、乙可以不相邻)的不同站法种数;(Ⅱ)6人站成一排,甲、乙相邻,且丙与乙不相邻的不同站法种数;(Ⅲ)把这6名学生全部分到4个不同的班级,每个班级至少1人的不同分配方法种数;(Ⅳ)6人站成一排,求在甲、乙相邻条件下,丙、丁不相邻的概率...【答案】(Ⅰ);(Ⅱ);(Ⅲ);(Ⅳ)【解析】试题分析:(Ⅰ)6个人全排列共有种不同排法,由于甲站在乙的前面与乙站在甲的前面各占一半,故甲站在乙的前面(甲、乙可以不相邻)的不同站法种数为;(Ⅱ)甲乙捆绑到一起与剩下3人共4人共有种不同排法,由于丙与乙不相邻,丙只需从甲乙这个整体与剩余3人产生的4个空中任选一个进行排放,根据分步计数原理,共种不同排法;(Ⅲ)6名学生全部分到4个不同的班级,每个班级至少1人有两类,第一类是3个班级各1人,1个班级有3人,这种情况共有,第二类是2个班级2人,2个班级1人,这种情况共有,根据分类计数原理知每个班级至少1人的不同分配方法种数为;(Ⅳ)记A:甲乙相邻共有种不同排法,记B:甲、乙相邻且丙、丁不相邻共有种不同排法,根据条件概率的计算公式试题解析:(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅳ)2. 6本不同的书,按照以下要求处理,各有几种分法?(1)一堆一本,一堆两本,一堆三本;(2)甲得一本,乙得二本,丙得三本;(3)平均分给甲、乙、丙三人;(4)平均分成三堆.【答案】(1)60;(2)60; (3)90; (4)15【解析】(1)先在6本书中任取一本.作为一本一堆,有种取法,再从余下的五本书中任取两本,作为两本一堆,有种取法,再后从余下三本取三本作为一堆,有种取法,故共有分法种.(2)由(1)知.分成三堆的方法有种,而每种分组方法仅对应一种分配方法,故甲得一本,乙得二本,丙得三本的分法亦为种.(4)把6本不同的书分成三堆,每推二本与把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人二本的区别在于,后者相当于把六本不同的书,平均分成三难后,再把每次分得的三堆书分给甲、乙、丙三个人.因此,设把六本不同的书,平均分成三堆的方法有种,那么把六本不同的书分给甲、乙、丙三人每人2本的分法就应种,由(3)知,把六本不同的书分给甲、乙、丙三人,每人2本的方法有种.所以,则(种).【两年模拟详解析】1.将甲、乙等名学生分配到三个不的班级,每个班级至少1.用这六个数字,完成下面两个小题.(1)若数字不允许重复,可以组成多少个能被整除的且百位数字不是的不同的五位数;(2)若直线方程中的可以从已知的六个数字中任取个不同的数字,则直线方程表示的不同直线共有多少条?【答案】(1);(2)【解析】试题分析:(1)依据能被整除的数,其个位是或,分两类,由加法原理得到结论;(2)对于选不选零,结果会受影响,所以第一类均不为零,的取值,第二类中有一个为,则不同的直线仅有两条,根据分类计数原理得到结果.(2)中有一个取时,有条;都不取时,有(条);与重复;,与重复.故共有(条).2.六人按下列要求站一横排,分别有多少种不同的站法?(1)甲不站两端;(2)甲、乙必须相邻;(3)甲、乙不相邻;(4)甲、乙按自左至右顺序排队(可以不相邻);(5)甲、乙站在两端.【答案】(1)480;(2)240;(3)480;(4)360;(5)48.【解析】试题分析:本题主要考查排列组合等基础知识,考查学生的分析问题解决问题的能力、转化能力、计算能力.第一问,甲除去两端的位置外,还有四个位置可供选择,排好后再其余的5人;第二问,用捆绑法把甲乙看成1个人,甲乙进行全排列,5个人进行全排列;第三问,用插空法,先排其余4人,将甲乙插在5个空中;第四问,先排甲乙以外的4人,排好后剩下的2个位置直接放甲和乙;第五问,先排甲乙两端的位置,再排中间4个人.试题解析:(1)方法一:要使甲不站在两端,可先让甲在中间4个位置上任选1个,有种站法,然后其余5人在另外5个位置上作全排列有种站法,根据分步计数原理,共有站=480(种).方法二:由于不站两端,这两个位置只能从其余5个人中选 2个人站,有种站法,然后中间4人有。
2016年高考数学江苏省(理科)试题及答案【解析版】
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2016年江苏省高考数学试卷一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)【2016江苏(理)】已知集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},则A∩B=.【答案】{﹣1,2}【解析】解:∵集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},∴A∩B={﹣1,2},【2016江苏(理)】复数z=(1+2i)(3﹣i),其中i为虚数单位,则z的实部是.【答案】5【解析】解:z=(1+2i)(3﹣i)=5+5i,则z的实部是5,【2016江苏(理)】在平面直角坐标系xOy中,双曲线﹣=1的焦距是.【答案】2【解析】解:双曲线﹣=1中,a=,b=,∴c==,∴双曲线﹣=1的焦距是2.【2016江苏(理)】已知一组数据4。
7,4.8,5。
1,5。
4,5.5,则该组数据的方差是.【答案】0。
1【解析】解:∵数据4。
7,4。
8,5.1,5。
4,5。
5的平均数为:=(4.7+4.8+5.1+5.4+5.5)=5。
1,∴该组数据的方差:S2=[(4.7﹣5。
1)2+(4。
8﹣5。
1)2+(5。
1﹣5。
1)2+(5.4﹣5。
1)2+(5.5﹣5。
1)2]=0。
1.【2016江苏(理)】函数y=的定义域是.【答案】[﹣3,1]【解析】解:由3﹣2x﹣x2≥0得:x2+2x﹣3≤0,解得:x∈[﹣3,1],【2016江苏(理)】如图是一个算法的流程图,则输出的a的值是.【答案】9【解析】解:当a=1,b=9时,不满足a>b,故a=5,b=7,当a=5,b=7时,不满足a>b,故a=9,b=5当a=9,b=5时,满足a>b,故输出的a值为9,【2016江苏(理)】将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是.【答案】【解析】解:将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,基本事件总数为n=6×6=36,出现向上的点数之和小于10的对立事件是出现向上的点数之和不小于10,出现向上的点数之和不小于10包含的基本事件有:(4,6),(6,4),(5,5),(5,6),(6,5),(6,6),共6个,∴出现向上的点数之和小于10的概率:p=1﹣=.【2016江苏(理)】已知{a n}是等差数列,S n是其前n项和,若a1+a22=﹣3,S5=10,则a9的值是.【答案】20【解析】解:∵{a n}是等差数列,S n是其前n项和,a1+a22=﹣3,S5=10,∴,解得a1=﹣4,d=3,∴a9=﹣4+8×3=20.【2016江苏(理)】定义在区间[0,3π]上的函数y=sin2x的图象与y=cosx的图象的交点个数是.【答案】7【解析】解:画出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象如下:由图可知,共7个交点.【2016江苏(理)】如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是.【答案】【解析】解:设右焦点F(c,0),将y=代入椭圆方程可得x=±a=±a,可得B(﹣a,),C(a,),由∠BFC=90°,可得k BF•k CF=﹣1,即有•=﹣1,化简为b2=3a2﹣4c2,由b2=a2﹣c2,即有3c2=2a2,由e=,可得e2==,可得e=,【2016江苏(理)】设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f(x)=,其中a∈R,若f(﹣)=f(),则f(5a)的值是.【答案】﹣【解析】解:f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f(x)=,∴f(﹣)=f(﹣)=﹣+a,f()=f()=|﹣|=,∴a=,∴f(5a)=f(3)=f(﹣1)=﹣1+=﹣,【2016江苏(理)】已知实数x,y满足,则x2+y2的取值范围是.【答案】[,13]【解析】解:作出不等式组对应的平面区域,设z=x2+y2,则z的几何意义是区域内的点到原点距离的平方,由图象知A到原点的距离最大,点O到直线BC:2x+y﹣2=0的距离最小,由得,即A(2,3),此时z=22+32=4+9=13,点O到直线BC:2x+y﹣2=0的距离d==,则z=d2=()2=,故z的取值范围是[,13],故答案为:[,13].【2016江苏(理)】如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,•=4,•=﹣1,则•的值是.【答案】【解析】解:∵D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,∴=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,∴•=2﹣2=﹣1,•=92﹣2=4,∴2=,2=,又∵=+2,=﹣+2,∴•=42﹣2=,【2016江苏(理)】在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanAtanBtanC的最小值是.【答案】8【解析】解:由sinA=sin(π﹣A)=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC,sinA=2sinBsinC,可得sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,①由三角形ABC为锐角三角形,则cosB>0,cosC>0,在①式两侧同时除以cosBcosC可得tanB+tanC=2tanBtanC,又tanA=﹣tan(π﹣A)=﹣tan(B+C)=﹣②,则tanAtanBtanC=﹣•tanBtanC,由tanB+tanC=2tanBtanC可得tanAtanBtanC=﹣,令tanBtanC=t,由A,B,C为锐角可得tanA>0,tanB>0,tanC>0,由②式得1﹣tanBtanC<0,解得t>1,tanAtanBtanC=﹣=﹣,=()2﹣,由t>1得,﹣≤<0,因此tanAtanBtanC的最小值为8,当且仅当t=2时取到等号,此时tanB+tanC=4,tanBtanC=2,解得tanB=2+,tanC=2﹣,tanA=4,(或tanB,tanC互换),此时A,B,C均为锐角.二、解答题(共6小题,满分90分)【2016江苏(理)】在△ABC中,AC=6,cosB=,C=.(1)求AB的长; (2)求cos(A﹣)的值.【解析】解:(1)∵△ABC中,cosB=,∴sinB=,∵,∴AB==5;(2)cosA=﹣cos(C+B)=sinBsinC﹣cosBcosC=﹣.∵A为三角形的内角,∴sinA=,∴cos(A﹣)=cosA+sinA=.【2016江苏(理)】如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别为AB,BC的中点,点F在侧棱B1B上,且B1D⊥A1F,A1C1⊥A1B1.求证:(1)直线DE∥平面A1C1F;(2)平面B1DE⊥平面A1C1F.【解析】解:(1)∵D,E分别为AB,BC的中点,∴DE为△ABC的中位线,∴DE∥AC,∵ABC﹣A1B1C1为棱柱,∴AC∥A1C1,∴DE∥A1C1,∵A1C1⊂平面A1C1F,且DE⊄平面A1C1F,∴DE∥A1C1F;(2)∵ABC﹣A1B1C1为直棱柱,∴AA1⊥平面A1B1C1,∴AA1⊥A1C1,又∵A1C1⊥A1B1,且AA1∩A1B1=A1,AA1、A1B1⊂平面AA1B1B,∴A1C1⊥平面AA1B1B,∵DE∥A1C1,∴DE⊥平面AA1B1B,又∵A1F⊂平面AA1B1B,∴DE⊥A1F,又∵A1F⊥B1D,DE∩B1D=D,且DE、B1D⊂平面B1DE,∴A1F⊥平面B1DE,又∵A1F⊂平面A1C1F,∴平面B1DE⊥平面A1C1F.【2016江苏(理)】现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P ﹣A1B1C1D1,下部的形状是正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1(如图所示),并要求正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.(1)若AB=6m,PO1=2m,则仓库的容积是多少?(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大?【解析】解:(1)∵PO1=2m,正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.∴O1O=8m,∴仓库的容积V=×62×2+62×8=312m3,(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,设PO1=xm,则O1O=4xm,A1O1=m,A1B1=m,则仓库的容积V=×(•)2•x+(•)2•4x=x3+312x,(0<x<6),∴V′=﹣26x2+312,(0<x<6),当0<x<2时,V′>0,V(x)单调递增;当2<x<6时,V′<0,V(x)单调递减;故当x=2时,V(x)取最大值;即当PO1=2m时,仓库的容积最大.【2016江苏(理)】如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2﹣12x ﹣14y+60=0及其上一点A(2,4).(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B、C两点,且BC=OA,求直线l的方程;(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,求实数t的取值范围.【解析】解:(1)∵N在直线x=6上,∴设N(6,n),∵圆N与x轴相切,∴圆N为:(x﹣6)2+(y﹣n)2=n2,n>0,又圆N与圆M外切,圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0,即圆M:((x﹣6)2+(x﹣7)2=25,∴|7﹣n|=|n|+5,解得n=1,∴圆N的标准方程为(x﹣6)2+(y﹣1)2=1.(2)由题意得OA=2,k OA=2,设l:y=2x+b,则圆心M到直线l的距离:d==,则|BC|=2=2,BC=2,即2=2,解得b=5或b=﹣15,∴直线l的方程为:y=2x+5或y=2x﹣15.(3)=,即,即||=||,||=,又||≤10,即≤10,解得t∈[2﹣2,2+2],对于任意t∈[2﹣2,2+2],欲使,此时,||≤10,只需要作直线TA的平行线,使圆心到直线的距离为,必然与圆交于P、Q两点,此时||=||,即,因此实数t的取值范围为t∈[2﹣2,2+2],.【2016江苏(理)】已知函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①求方程f(x)=2的根;②若对于任意x∈R,不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,求实数m的最大值;(2)若0<a<1,b>1,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,求ab的值.【解析】解:函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①方程f(x)=2;即:=2,可得x=0.②不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,即≥m()﹣6恒成立.令t=,t≥2.不等式化为:t2﹣mt+4≥0在t≥2时,恒成立.可得:△≤0或即:m2﹣16≤0或m≤4,∴m∈(﹣∞,4].实数m的最大值为:4.(2)g(x)=f(x)﹣2=a x+b x﹣2,g′(x)=axlna+bxlnb=ax[+],0<a<1,b>1可得,令h(x)=+,则h(x)是递增函数,而,lna<0,lnb>0,因此,x0=时,h(x0)=0,因此x∈(﹣∞,x0)时,h(x)<0,a x lnb>0,则g′(x)<0.x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,a x lnb>0,则g′(x)>0,则g(x)在(﹣∞,x0)递减,(x0,+∞)递增,因此g(x)的最小值为:g(x0).①若g(x0)<0,x<log a2时,a x>=2,b x>0,则g(x)>0,因此x1<log a2,且x1<x0时,g(x1)>0,因此g(x)在(x1,x0)有零点,则g(x)至少有两个零点,与条件矛盾.②若g(x0)>0,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,g(x)的最小值为g(x0),可得g(x0)=0,由g(0)=a0+b0﹣2=0,因此x0=0,因此=0,﹣=1,即lna+lnb=0,ln(ab)=0,则ab=1.可得ab=1.【2016江苏(理)】记U={1,2,…,100},对数列{a n}(n∈N*)和U的子集T,若T=∅,定义S T=0;若T={t1,t2,…,t k},定义S T=++…+.例如:T={1,3,66}时,S T=a1+a3+a66.现设{a n}(n∈N*)是公比为3的等比数列,且当T={2,4}时,S T=30.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)对任意正整数k(1≤k≤100),若T⊆{1,2,…,k},求证:S T<a k+1;(3)设C⊆U,D⊆U,S C≥S D,求证:S C+S C∩D≥2S D.【解析】解:(1)当T={2,4}时,S T=a2+a4=a2+9a2=30,因此a2=3,从而a1==1,故a n=3n﹣1,(2)S T≤a1+a2+…a k=1+3+32+…+3k﹣1=<3k=a k+1,(3)设A=∁C(C∩D),B=∁D(C∩D),则A∩B=∅,分析可得S C=S A+S C∩D,S D=S B+S C∩D,则S C+S C∩D﹣2S D=S A﹣2S B,因此原命题的等价于证明S C≥2S B,由条件S C≥S D,可得S A≥S B,①、若B=∅,则S B=0,故S A≥2S B,②、若B≠∅,由S A≥S B可得A≠∅,设A中最大元素为l,B中最大元素为m,若m≥l+1,则其与S A<a i+1≤a m≤S B相矛盾,因为A∩B=∅,所以l≠m,则l≥m+1,S B≤a1+a2+…a m=1+3+32+…+3m﹣1=<=,即S A≥2S B,综上所述,S A≥2S B,故S C+S C∩D≥2S D.附加题【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
【2020年高考必备】全国版高考数学必刷题:第八单元 三角恒等变换与解三角形

第八单元三角恒等变换与解三角形考点一三角恒等变换1.(2017年江苏卷)若tan-=,则tanα=.【解析】tanα=tan-=--==.【答案】2.(2016年全国Ⅱ卷)若cos-α=,则sin2α=().A.B.C.- D.-【解析】因为cos-α=,所以sin2α=cos-2α=cos2-α=2cos2-α-1=2×-1=-.【答案】D3.(2015年全国Ⅰ卷)sin20°cos10°-cos160°sin10°=().A.-B.C.-D.【解析】sin20°cos10°-cos160°sin10°=sin20°cos10°+cos20°sin10°=sin(20°+10°)=sin30°=,故选D.【答案】D4.(2017年北京卷)在平面直角坐标系xOy中,角α与角β均以Ox为始边,它们的终边关于y轴对称.若sinα=,则cos(α-β)=.【解析】由题意知α+β=π+2kπ(k∈Z),∴β=π+2kπ-α(k∈Z),sinβ=sinα,cosβ=-cosα.又sinα=,∴cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ=-cos2α+sin2α=2sin2α-1=2×-1=-.【答案】-考点二解三角形5.(2016年全国Ⅲ卷)在△ABC中,B=,BC边上的高等于BC,则cos A=().A. B. C.- D.-【解析】设△ABC中角A,B,C所对的边分别为a,b,c,则由题意得S△ABC=×a×a=ac sin B,∴c= a.由余弦定理得b2=a2+c2-2ac cos B=a2+a2-2×a×a×=a2,∴b= a.∴cos A=-=-=-.【答案】C6.(2016年全国Ⅱ卷)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,若cos A=,cos C=,a=1,则b=.【解析】因为A,C为△ABC的内角,且cos A=,cos C=,所以sin A=,sin C=,所以sin B=sin(π-A-C)=sin(A+C)=sin A cos C+cos A sin C=×+×=.又a=1,所以由正弦定理得b===×=.【答案】7.(2017年山东卷)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.若△ABC为锐角三角形,且满足sin B(1+2cos C)=2sin A cos C+cos A sin C,则下列等式成立的是().A.a=2bB.b=2aC.A=2BD.B=2A【解析】∵等式右边=sin A cos C+(sin A cos C+cos A sin C)=sin A cos C+sin(A+C)=sin A cos C+sin B,等式左边=sin B+2sin B cos C,∴sin B+2sin B cos C=sin A cos C+sin B.由cos C>0,得sin A=2sin B.由正弦定理得a=2b.故选A.【答案】A8.(2017年浙江卷)已知△ABC,AB=AC=4,BC=2.点D为AB延长线上一点,BD=2,连接CD,则△BDC的面积是,cos∠BDC=.【解析】依题意作出图形,如图所示,sin∠DBC=sin∠ABC.由题意知AB=AC=4,BC=BD=2,则sin∠ABC=,cos∠ABC=.所以S△BDC=BC·BD·sin∠DBC=×2×2×=.因为cos∠DBC=-cos∠ABC=-=-=,所以CD=.由余弦定理,得cos∠BDC==.【答案】9.(2016年江苏卷)在锐角三角形ABC中,若sin A=2sin B sin C,则tan A tan B tan C的最小值是.【解析】在锐角三角形ABC中,∵sin A=2sin B sin C,∴sin(B+C)=2sin B sin C,∴sin B cos C+cos B sin C=2sin B sin C,等号两边同时除以cos B cos C,得tan B+tan C=2tan B tan C.∴tan A=tan[π-(B+C)]=-tan(B+C)=-=-.①∵A,B,C均为锐角,∴tan B tan C-1>0,∴tan B tan C>1.由①得tan B tan C=-.又由tan B tan C>1,得->1,∴tan A>2.∴tan A tan B tan C=-=---=(tan A-2)+-+4≥2+4=8,当且仅当tan A-2=-,即tan A=4时取等号.故tan A tan B tan C的最小值为8.【答案】810.(2017年全国Ⅱ卷)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin(A+C)=8sin2.(1)求cos B;(2)若a+c=6,△ABC的面积为2,求b.【解析】(1)由题设及A+B+C=π得sin B=8sin2,故sin B=4(1-cos B).上式两边平方,整理得17cos2B-32cos B+15=0,解得cos B=1(舍去)或cos B=.故cos B=.(2)由cos B=得sin B=,故S△ABC=ac sin B=ac,又S△ABC=2,则ac=.由余弦定理及a+c=6,得b2=a2+c2-2ac cos B=(a+c)2-2ac(1+cos B)=36-2××=4.所以b=2.11.(2017年全国Ⅲ卷)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin A+cos A=0,a=2,b=2.(1)求c;(2)设D为BC边上一点,且AD⊥AC,求△ABD的面积.【解析】(1)由已知可得tan A=-,所以A=.在△ABC中,由余弦定理得28=4+c2-4c cos,即c2+2c-24=0,解得c=-6(舍去)或c=4.(2)由题设可得∠CAD=,所以∠BAD=∠BAC-∠CAD=.故△ABD面积与△ACD面积的比值为=1.又△ABC的面积为S=×4×2sin∠BAC=2,所以△ABD的面积为.12.(2017年全国Ⅰ卷)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知△ABC的面积为.(1)求sin B sin C;(2)若6cos B cos C=1,a=3,求△ABC的周长.【解析】(1)由题设得ac sin B=,即c sin B=.由正弦定理得sin C sin B=,故sin B sin C=.(2)由题设及(1)得cos B cos C-sin B sin C=-,即cos(B+C)=-,所以B+C=,故A=.由题意得bc sin A=,a=3,所以bc=8.由余弦定理得b2+c2-bc=9,即(b+c)2-3bc=9.由bc=8,得b+c=.故△ABC的周长为3+.高频考点:两角和与差的正弦、余弦公式,正弦和余弦的倍角公式,解三角形.命题特点:1.两角和与差的正弦、余弦公式的考查是高考热点,要么单独命题,要么与三角函数的性质或解三角形相结合考查;倍角公式也是如此.2.对于三角恒等变换内容的考查通常以容易题和中档题为主.3.解三角形是高考的必考内容,一般出现在解答题的第17题.作为解答题考查难度不是很大,但作为选择题或填空题考查,有难有易.§8.1三角恒等变换一两角和与差的余弦、正弦、正切公式Cα-β:cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ;Cα+β:cos(α+β)=;Sα-β:sin(α-β)=;Sα+β:sin(α+β)=sinαcosβ+cosαsinβ;Tα-β:tan(α-β)=-;Tα+β:tan(α+β)=.二二倍角公式sin2α=2sinαcosα;cos2α=cos2α-sin2α==;tan2α=.三辅助角公式函数f(α)=a cosα+b sinα(a,b为常数),可以化为f(α)=sin(α+φ)其中或f(α)=cos(α-φ)其中.-cos105°sin75°的值为.函数f(x)=2sin x(sin x+cos x)的最小值为.=,则tan-=().若-A.-2B.2C.-D.若α+β=,求(1-tanα)(1-tanβ)的值.知识清单一、cosαcosβ-sinαsinβsinαcosβ-cosαsinβ二、2cos2α-11-2sin2α基础训练1.【解析】cos75°cos15°-cos105°sin75°=cos75°cos15°+sin15°sin75°=cos60°=.【答案】2.【解析】f(x)=2sin2x+2sin x cos x=2×+sin2x=sin2x-cos2x+1 =2sin-+1≥-1.【答案】-13.【解析】由-=,等式左边分子、分母同时除以cosα得-=,解得tanα=-3,则tan-=-=2.【答案】B4.【解析】∵-1=tan=tan(α+β)=,∴tanαtanβ-1=tanα+tanβ.∴1-tanα-tanβ+tanαtanβ=2,即(1-tanα)(1-tanβ)=2.题型一三角函数式的化简、求值问题【例1】若tan cos=sin-m sin,则实数m的值为().A.2B.C.2D.3【解析】由tan cos=sin-m sin,得sin cos=cos sin-m sin cos,则m sin=sin-,解得m=2.【答案】A.【变式训练1】=.【解析】原式=-===-=-=-4.【答案】-4题型二角的变换【例2】已知tan(α-β)=,tanβ=-,则tan2α=.【解析】∵tanα=tan[(α-β)+β]=--=-=,∴tan2α===.【答案】在选取函数时,遵照以下原则:①已知正切函数值,选正切函数;②已知正、余弦函数值,若角的范围是【变式训练2】已知α,β为锐角,cosα=,sin(α-β)=,则β的大小为.【解析】∵α,β为锐角,又sin(α-β)=,∴0<β<α<,∴cos(α-β)=.∵cosα=,∴sinα=,∴cosβ=cos[α-(α-β)]=cosαcos(α-β)+sinαsin(α-β)=×+×=,则β=.【答案】题型三三角变换的简单应用【例3】已知函数f(x)=2sin2+(sin2x-cos2x),x∈.(1)求f的值;(2)求f(x)的单调区间;(3)若不等式|f(x)-m|<2恒成立,求实数m的取值范围.【解析】因为f(x)=2sin2+(sin2x-cos2x),所以化简得f(x)=1-cos-cos2x=2sin-+1,x∈.(1)f=2sin-+1=2sin+1=3.(2)当2kπ-≤2x-≤2kπ+(k∈Z)时,即kπ-≤x≤kπ+(k∈Z).因为x∈,所以f(x)的单调递增区间为,同理f(x)的单调递减区间为.(3)若不等式|f(x)-m|<2恒成立,即m>f(x)-2或m<f(x)+2恒成立,则m>2sin--1或m<2sin-+3恒成立.因为x∈,所以2sin-∈[1,2].当m>2sin--1时,只需满足m大于2sin--1的最大值1,即m>1;当m<2sin-+3时,只需满足m小于2sin-+3的最小值4,即m<4.综上所述,实数m的取值范围是1<m<4.【变式训练3】已知函数f(x)=cos x-sin2x,x∈R.(1)求f(x)在上的最大值和最小值;(2)将函数f(x)的图象向右平移个单位长度得到函数g(x)的图象,且g=,g-=-,求的值.【解析】f(x)=cos x-sin2x=2sin x cos x+cos2x-sin2x=sin2x+cos2x=2sin.(1)∵0≤x≤,∴≤2x+≤,∴≤sin≤1,则1≤f(x)≤2,∴f(x)max=2,f(x)min=1.(2)由(1)得g(x)=2sin2x,∴g=2sin(α+β)=,g-=2sin(α-β)=-,解得即-两式相除得=-.方法利用三角函数的“三变”进行化简求值“三变”是指“变角、变名、变式”;变角:对角的拆分要尽可能化成同名、同角、特殊角;变名:尽可能减少函数名称;变式:对式子变形一般要尽可能有理化、整式化、降低次数等.在解决求值、化简、证明问题时,一般是观察角度、函数名、所求(或所证明)问题的整体形式中的差异,再选择适当的三角公式恒等变形.【突破训练】2sin50°cos10°+sin20°(1+tan10°)=().A.1B.C.D.2【解析】原式=2sin50°cos10°+sin10°cos10°·=2sin50°cos10°+2sin10°=2sin50°cos10°+2sin10°cos(60°-10°)=2sin50°cos10°+2sin10°cos50°=2sin60°=.【答案】C1.(2017江西师大附中三模)已知cosα-sinα=,则sin2α的值为().A.B.- C.D.-【解析】∵cosα-sinα=,∴1-sin2α=,∴sin2α=.【答案】C2.(2017衡水中学三模)已知sin=,则cos(π-2α)的值为().A.B.- C.D.-【解析】因为sin=-cosα,所以cosα=-.所以cos(π-2α)=-cos2α=-2cos2α+1=.【答案】A3.(2017泸州四诊)已知sin-=,则cos+2α=().A.-B.C.-D.【解析】sin-=sin-=cos=,则cos=cos2=2cos2-1=-.【答案】C4.(2017德阳二模)若α∈,且sin2α+cos2α=,则tan的值为().A.-3B.C.-2D.-3【解析】∵α∈,且sin2α+cos2α=,∴sin2α+cos2α-sin2α=,∴cos2α=,∴cosα=,∴tanα=,∴tan=-3.【答案】D5.(2017湖南考前演练)若tanαtanβ=3,且sinαsinβ=,则cos(α-β)的值为().A.-B.C.D.1【解析】由题意可知sinαsinβ=3cosαcosβ,因为sinα·sinβ=,所以cosαcosβ=,所以cos(α-β)=cosαcosβ+sinαsinβ=,故选C.【答案】C6.(2017九江一模)cos275°+cos215°+cos75°cos15°的值为.【解析】cos275°+cos215°+cos75°cos15°=sin215°+cos215°+sin15°cos15°=1+sin30°=.【答案】7.(2017广西二模)若θ∈,sin2θ=,则cosθ=.【解析】∵θ∈,∴2θ∈.∴cos2θ=-=-,则2cos2θ-1=-,∴cosθ=.【答案】8.(2017山东二模)已知cos-=,α∈,则=.【解析】∵cos-=,α∈,∴sin-=,即cosα-sinα=,∴=-=cosα-sinα=.【答案】9.(2017佛山二模)已知α,β为锐角,且tanα=,cos(α+β)=,则cos2β=().A.B.C.D.【解析】∵α,β∈,∴α+β∈(0,π).∵cos(α+β)=,∴sin(α+β)=.∵tanα=,∴sinα=,α=.∴cosβ=cos(α+β-α)=cos(α+β)cosα+sin(α+β)sinα==.∴cos2β=2cos2β-1=2×-1=,故选C.【答案】C10.(2017湖南师大附中月考)设△ABC的三个内角分别为A,B,C,且tan A,tan B,tan C,2tan B依次成等差数列,则sin2B=().A.1B.-C.D.±【解析】由题意得tan C=tan B,tan A=tan B,所以△ABC为锐角三角形.又tan A=-tan(C+B)=-=-=tan B,得tan B=2,所以sin2B=2sin B cos B===.【答案】C11.(2017淮北一中押题)已知α,β∈,cos(α+β)=,cos-=-,则sin=().A.B.-C.-D.【解析】因为α,β∈,则α+β∈,β-∈,所以sin(α+β)=-,sin-=,所以sin=sin--=sin(α+β)cos--cos(α+β)sin-=-×--×=-.【答案】B12.(2017长沙模拟)在锐角△ABC中,B>,sin=,cos-=,则sin(A+B)=.【解析】∵sin=,∴cos=±,∵cos=-<cos120°,∴A+>⇒A>(舍去),∴cos=.由cos-=得sin-=,∴sin(A+B)=sin-=sin cos-+cos sin-=×+×=.【答案】13.(2016株洲三模)已知tanα=,m sinαcosα=.(1)若cos-=,求cos的值;(2)设函数f(x)=cos+sin2x,求函数f(x)的单调递减区间.【解析】∵m sinαcosα===,tanα=,∴=,得m=2.(1)∵cos-=,∴cos=cos-=-cos-=-.(2)∵f(x)=cos+sin2x=cos2x+sin2x=sin,由+2kπ≤2x+≤+2kπ(k∈Z),得+kπ≤x≤+kπ(k∈Z),∴函数f(x)的单调递减区间为(k∈Z).§8.2解三角形一正弦定理和余弦定理1.正弦定理:===2R,其中R是三角形外接圆的半径.正弦定理可以变形为(1)a∶b∶c=;(2)a=,b=,c=;(3)sin A=,sin B=,sin C=.2.余弦定理:a2=,b2=,c2=.余弦定理可以变形为cos A=-,cos B=-,cos C=-.二面积公式S△ABC=ab sin C=bc sin A=ac sin B==(a+b+c)r(r是三角形内切圆的半径),并可由此计算R,r.在△ABC中,∠A=,AB=2,且△ABC的面积为,则边AC的长为().A.1B.C.2D.1在△ABC中,a2+b2-c2=3ab sin C,则tan C等于().A.B.C.D.在△ABC中,sin A=,a=8,b=6,则角B等于().A.60°B.150°C.60°或120°D.60°或150°知识清单一、1.(1)sin A∶sin B∶sin C(2)2R sin A2R sin B2R sin C2.b2+c2-2bc cos A a2+c2-2ac cos B a2+b2-2ab cos C基础训练1.【解析】∵S△ABC=AB·AC sin A,∴AC=,则AC=1.【答案】A2.【解析】a2+b2-c2=3ab sin C⇒-=cos C=sin C⇒tan C=.【答案】C3.【解析】由正弦定理得=,则sin B=.∵a<b,∴B=60°或B=120°.【答案】C题型一利用正弦定理求解三角形【例1】在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,2sin A=a cos B,b=,c=2,求sin C.【解析】∵2sin A=a cos B,=,b=,∴2sin B=cos B,即tan B=,∴sin B=.∵c=2,∴sin C==.【变式训练1】在△ABC中,角A,B,C的对边分别是a,b,c,若(2b-c)cos A=a cos C,求sin A.【解析】由(2b-c)cos A=a cos C,得2b cos A=c cos A+a cos C,即2sin B cos A=sin C cos A+sin A cos C,则2sin B cos A=sin(A+C)=sin B,所以cos A=,则sin A=.题型二利用余弦定理求解三角形【例2】在△ABC中,a,b,c分别是角A,B,C的对边,且=-.(1)求角B的大小;(2)若b=,a+c=4,求ac的值.【解析】(1)由=-及正弦定理,得=-,∴ac+a2=b2-c2,∴a2+c2-b2=-ac.由余弦定理得cos B=-=-=-.又B为△ABC的内角,∴B=.(2)将b=,a+c=4,B=代入b2=a2+c2-2ac cos B,得b2=(a+c)2-2ac-2ac cos B,∴13=16-2ac,∴ac=3.【变式训练2】在△ABC中,D是边AC的中点,且AB=AD=1,BD=.(1)求cos A的值;(2)求BC的长.【解析】(1)在△ABC中,AB=AD=1,BD=,∴cos A=-==.(2)由(1)知,cos A=,且0<A<π,∴sin A==.∵D是边AC的中点,∴AC=2AD=2.在△ABC中,cos A=-=-=,解得BC=.题型三正弦定理、余弦定理的综合应用【例3】(2017孝义考前训练)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且满足2ac sin B=a2+b2-c2.(1)求角C的大小;(2)若b sin(π-A)=a cos B,且b=,求△ABC的面积.【解析】(1)由2ac sin B=a2+b2-c2,得=-,∴=cos C,∴tan C=,∴C=.(2)由b sin(π-A)=a cos B,∴sin B sin A=sin A cos B,∴sin B=cos B,∴B=.由正弦定理=,可得=,解得c=1,∴S△ABC=bc sin A=××1×sin A=sin(π-B-C)=sin=.在已知关系式中,既含有边又含有角,通常的思路是将角都化成边或将边都化成角,再结合正、余弦定理【变式训练3】在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c.(1)若c=2,C=,且△ABC的面积为,求a,b的值;(2)若sin C+sin(B-A)=sin2A,试判断△ABC的形状.【解析】(1)∵c=2,C=,∴由余弦定理c2=a2+b2-2ab cos C得a2+b2-ab=4.∵△ABC的面积为,∴ab sin C=,∴ab=4.联立方程组-解得(2)由sin C+sin(B-A)=sin2A,得sin(A+B)+sin(B-A)=2sin A cos A,即2sin B cos A=2sin A cos A,∴cos A·(sin A-sin B)=0,∴cos A=0或sin A-sin B=0.当cos A=0时,∵0<A<π,∴A=,∴△ABC为直角三角形;当sin A-sin B=0时,得sin B=sin A,由正弦定理得a=b,即△ABC为等腰三角形.综上所述,△ABC为等腰三角形或直角三角形.方法数学建模——实际应用能力实际问题经抽象概括后,如果已知量与未知量全部集中在一个三角形中,可用正弦定理或余弦定理求解;如果已知量与未知量涉及两个或两个以上的三角形,这时需作出这些三角形,先解可用正弦定理或余弦定理直接求解的三角形,然后逐步求解其他三角形,有时需设出未知量,从几个三角形中列出方程(组),解方程(组)得出所要求的解.【突破训练】某人在塔的正东沿着南偏西60°的方向前进40米后,望见塔在东北方向,若沿途测得塔顶的最大仰角为30°,求塔高.【解析】如图所示,AB为塔高,CD=40,此时∠DBF=45°,过点B作BE⊥CD于点E,则∠AEB=30°.在△BCD中,CD=40(米),∠BCD=30°,∠DBC=135°,由正弦定理,得=,所以BD==20(米),∠BDE=180°-135°-30°=15°.在Rt△BED中,BE=BD sin15°=20×-=10(-1)(米).在Rt△ABE中,∠AEB=30°,所以AB=BE tan30°=(3-)(米).故所求的塔高为(3-)米.1.(2017衡水中学押题卷)已知△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若a2=b2+c2-bc,bc=16,则△ABC的面积为().A.2B.4C.6D.8【解析】由题意有b2+c2-a2=bc,∴cos A=-=,sin A==,则△ABC的面积为S=bc sin A=4.【答案】B2.(2017广丰二模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c.若a cos A=2b sin B,则sin A cos A+2cos2B等于().A.-1B.-C.D.2【解析】∵a cos A=2b sin B,∴sin A cos A=2sin B sin B,即sin A cos A-2sin2B=0,∴sin A cos A-2(1-cos2B)=0,∴sin A cos A+2cos2B=2.【答案】D3.(2016郑州一测)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若=,则cos B=().A.-B.C.-D.【解析】由正弦定理,得=,∴=,∴tan B=,又0<B<π,∴B=,∴cos B=.【答案】B4.(2017龙泉二模)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,已知=,且a2-c2=2b,则b等于().A.1B.2C.3D.4【解析】由=得a cos C=3c cos A,则a·-=3c·-,整理得2(a2-c2)=b2.又a2-c2=2b,∴4b=b2,解得b=4或b=0(舍去).【答案】D5.(2017甘肃二诊)已知△ABC的内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,下列条件中,能使得△ABC的形状唯一确定的是().①a=1,b=2,c∈Z;②A=150°,a sin A+c sin C+a sin C=b sin B;③a=,b=2,A=30°;④C=60°,cos A sin B cos C+cos(B+C)cos B cos C=0.A.①③B.①②③C.①②D.②③④【解析】②中,由正弦定理可知a2+c2+ac=b2,∴cos B=-=-,此时A=150°,B=135°,三角形无解.④中,-cos(B+C)sin B cos C+cos(B+C)cos B cos C=0,∴cos(B+C)cos C(cos B-sin B)=0,则B=45°或B+C=90°,B=30°,三角形的解不唯一.排除②④两种说法,只有选项A符合题意.【答案】A6.(2017徐州质检)江岸边有一炮台高30m,江中有两条船,船与炮台底部在同一水面上,由炮台顶部测得俯角分别为45°和60°,而且两条船与炮台底部连线成30°角,则这两条船相距m.【解析】如图,OA为炮台,M,N为两条船的位置,∠AMO=45°,∠ANO=60°,OM==30m,ON===10m.∴MN==10m.【答案】107.(2017重庆二诊)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,若△ABC的面积为,则C=.【解析】由余弦定理得,c2=a2+b2-2ab cos C,又ab sin C=-,,ab sin C=,tan C=,即C=30°.【答案】30°8.(2017娄底二模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,已知b=4,c=5,且B=2C,点D为边BC上的一点,且CD=3,则△ADC的面积为.【解析】由正弦定理得==,可得cos C=,△ADC=CD·AC sin C=×3×4×=6.【答案】69.(2017山西二模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c.已知b=c,a2=2b2(1-sin A),则A=().A.B.C.D.【解析】由余弦定理得a2=b2+c2-2bc cos A=2b2(1-cos A),∴2b2(1-sin A)=2b2(1-cos A),∴sin A=cos A,即tan A=1,又0<A<π,∴A=.【答案】C10.(2017广安二模)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且=,则cos B的值为().A.B.C.- D.-【解析】由正弦定理可得==,结合已知=,故有sin B=2sin cos=sin,解得cos=.因为0<B<π,可得0<<,所以=,解得B=,所以cos B=cos=-,故选C.【答案】C11.(2017重庆月考)在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=1,AC=2,BD=2,∠ACD=60°,则AD=().A.2B.C.D.13-6【解析】由余弦定理得,BC2=AB2+AC2-2AB·AC cos60°,解得BC=,则AC2=AB2+BC2,故BC⊥AB,又AB∥CD,所以BC⊥CD.在Rt△BCD中,CD=-==3.在△ACD中,由余弦定理得AD2=AC2+CD2-2AC·CD cos60°=7,所以AD=.【答案】B12.(2017马鞍山三模)在锐角△ABC中,内角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且(c+b)(sin C-sin B)=a(sin A-sin B).若c=2,则a2+b2的取值范围是.【解析】由正弦定理得(c+b)(c-b)=a(a-b)⇒c2-b2=a2-ab,所以cos C=-=,解得C=,则===4,-所以a=4sin A,b=4sin-,所以a2+b2=16sin2A+16sin2--=16×+16×=16-8-=16-8cos.因为△ABC是锐角三角形,所以A∈,所以2A+∈,所以cos∈--,所以a2+b2=16-8cos∈(20,24].【答案】(20,24]13.(2017漳州质检)如图所示,已知△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,其中b≠c,且b cos B=c cos C,延长线段BC到点D,使得BC=4CD=4,∠CAD=30°.(1)求证:∠BAC是直角.(2)求tan∠ADC的值.【解析】(1)因为b cos B=c cos C,由正弦定理,得sin B cos B=sin C cos C,所以sin2B=sin2C,又b≠c,所以2B=π-2C,所以B+C=,所以A=90°,即∠BAC是直角.(2)设∠ADC=α,CD=1,BC=4,在△ABC中,因为∠BAC=90°,∠ACB=30°+α,所以cos(30°+α)=,所以AC=4cos(30°+α).在△ADC中,=,即==2,所以AC=2sinα,所以2cos(30°+α)=sinα,即2-=sinα,整理得cosα=2sinα,所以tanα=,即tan∠ADC=.。
2016年江苏省高考数学试卷菁优网解析
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2016年XX省高考数学试卷一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)1.(5分)(2016•XX)已知集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},则A∩B=.2.(5分)(2016•XX)复数z=(1+2i)(3﹣i),其中i为虚数单位,则z的实部是.3.(5分)(2016•XX)在平面直角坐标系xOy中,双曲线﹣=1的焦距是.4.(5分)(2016•XX)已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是.5.(5分)(2016•XX)函数y=的定义域是.6.(5分)(2016•XX)如图是一个算法的流程图,则输出的a的值是.7.(5分)(2016•XX)将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是.8.(5分)(2016•XX)已知{a n}是等差数列,S n是其前n项和,若a1+a22=﹣3,S5=10,则a9的值是.9.(5分)(2016•XX)定义在区间[0,3π]上的函数y=sin2x的图象与y=cosx的图象的交点个数是.10.(5分)(2016•XX)如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是.11.(5分)(2016•XX)设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f (x)=,其中a∈R,若f(﹣)=f(),则f(5a)的值是.12.(5分)(2016•XX)已知实数x,y满足,则x2+y2的取值范围是.13.(5分)(2016•XX)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,•=4,•=﹣1,则•的值是.14.(5分)(2016•XX)在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanAtanBtanC的最小值是.二、解答题(共6小题,满分90分)15.(14分)(2016•XX)在△ABC中,AC=6,cosB=,C=.(1)求AB的长;(2)求cos(A﹣)的值.16.(14分)(2016•XX)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别为AB,BC的中点,点F在侧棱B1B上,且B1D⊥A1F,A1C1⊥A1B1.求证:(1)直线DE∥平面A1C1F;(2)平面B1DE⊥平面A1C1F.17.(14分)(2016•XX)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P﹣A1B1C1D1,下部的形状是正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1(如图所示),并要求正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.(1)若AB=6m,PO1=2m,则仓库的容积是多少?(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大?18.(16分)(2016•XX)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0与其上一点A(2,4).(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B、C两点,且BC=OA,求直线l的方程;(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,XX数t的取值范围.19.(16分)(2016•XX)已知函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①求方程f(x)=2的根;②若对于任意x∈R,不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,XX数m的最大值;(2)若0<a<1,b>1,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,求ab的值.20.(16分)(2016•XX)记U={1,2,…,100},对数列{a n}(n∈N*)和U的子集T,若T=∅,定义S T=0;若T={t1,t2,…,t k},定义S T=++…+.例如:T={1,3,66}时,S T=a1+a3+a66.现设{a n}(n∈N*)是公比为3的等比数列,且当T={2,4}时,S T=30.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)对任意正整数k(1≤k≤100),若T⊆{1,2,…,k},求证:S T<a k+1;(3)设C⊆U,D⊆U,S C≥S D,求证:S C+S C∩D≥2S D.附加题【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A.【选修4—1几何证明选讲】21.(10分)(2016•XX)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD⊥AC,D为垂足,E为BC 的中点,求证:∠EDC=∠ABD.B.【选修4—2:矩阵与变换】22.(2016•XX)已知矩阵A=,矩阵B的逆矩阵B﹣1=,求矩阵AB.C.【选修4—4:坐标系与参数方程】23.(2016•XX)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数),设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.24.(2016•XX)设a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,求证:|2x+y﹣4|<a.附加题【必做题】25.(2016•XX)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:x﹣y﹣2=0,抛物线C:y2=2px (p>0).(1)若直线l过抛物线C的焦点,求抛物线C的方程;(2)已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q.①求证:线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②求p的取值范围.26.(2016•XX)(1)求7C﹣4C的值;(2)设m,n∈N*,n≥m,求证:(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.2016年XX省高考数学试卷参考答案与试题解析一、填空题(共14小题,每小题5分,满分70分)1.(5分)(2016•XX)已知集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},则A∩B={﹣1,2}.【考点】交集与其运算.【专题】计算题;集合思想;集合.【分析】根据已知中集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},结合集合交集的定义可得答案.【解答】解:∵集合A={﹣1,2,3,6},B={x|﹣2<x<3},∴A∩B={﹣1,2},故答案为:{﹣1,2}【点评】本题考查的知识点是集合的交集与其运算,难度不大,属于基础题.2.(5分)(2016•XX)复数z=(1+2i)(3﹣i),其中i为虚数单位,则z的实部是5.【考点】复数代数形式的混合运算.【专题】转化思想;数系的扩充和复数.【分析】利用复数的运算法则即可得出.【解答】解:z=(1+2i)(3﹣i)=5+5i,则z的实部是5,故答案为:5.【点评】本题考查了复数的运算性质,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.3.(5分)(2016•XX)在平面直角坐标系xOy中,双曲线﹣=1的焦距是2.【考点】双曲线的标准方程.【专题】计算题;方程思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】确定双曲线的几何量,即可求出双曲线﹣=1的焦距.【解答】解:双曲线﹣=1中,a=,b=,∴c==,∴双曲线﹣=1的焦距是2.故答案为:2.【点评】本题重点考查了双曲线的简单几何性质,考查学生的计算能力,比较基础.4.(5分)(2016•XX)已知一组数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是0.1.【考点】极差、方差与标准差.【专题】计算题;转化思想;综合法;概率与统计.【分析】先求出数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5的平均数,由此能求出该组数据的方差.【解答】解:∵数据4.7,4.8,5.1,5.4,5.5的平均数为:=(4.7+4.8+5.1+5.4+5.5)=5.1,∴该组数据的方差:S2=[(4.7﹣5.1)2+(4.8﹣5.1)2+(5.1﹣5.1)2+(5.4﹣5.1)2+(5.5﹣5.1)2]=0.1.故答案为:0.1.【点评】本题考查方差的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意方差计算公式的合理运用.5.(5分)(2016•XX)函数y=的定义域是[﹣3,1].【考点】函数的定义域与其求法.【专题】计算题;定义法;函数的性质与应用.【分析】根据被开方数不小于0,构造不等式,解得答案.【解答】解:由3﹣2x﹣x2≥0得:x2+2x﹣3≤0,解得:x∈[﹣3,1],故答案为:[﹣3,1]【点评】本题考查的知识点是函数的定义域,二次不等式的解法,难度不大,属于基础题.6.(5分)(2016•XX)如图是一个算法的流程图,则输出的a的值是9.【考点】程序框图.【专题】计算题;操作型;算法和程序框图.【分析】根据已知的程序框图可得,该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量a的值,模拟程序的运行过程,可得答案.【解答】解:当a=1,b=9时,不满足a>b,故a=5,b=7,当a=5,b=7时,不满足a>b,故a=9,b=5当a=9,b=5时,满足a>b,故输出的a值为9,故答案为:9【点评】本题考查的知识点是程序框图,当循环次数不多,或有规律可循时,可采用模拟程序法进行解答.7.(5分)(2016•XX)将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是.【考点】列举法计算基本事件数与事件发生的概率.【专题】计算题;转化思想;综合法;概率与统计.【分析】出现向上的点数之和小于10的对立事件是出现向上的点数之和不小于10,由此利用对立事件概率计算公式能求出出现向上的点数之和小于10的概率.【解答】解:将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,基本事件总数为n=6×6=36,出现向上的点数之和小于10的对立事件是出现向上的点数之和不小于10,出现向上的点数之和不小于10包含的基本事件有:(4,6),(6,4),(5,5),(5,6),(6,5),(6,6),共6个,∴出现向上的点数之和小于10的概率:p=1﹣=.故答案为:.【点评】本题考查概率的求法,是基础题,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.8.(5分)(2016•XX)已知{a n}是等差数列,S n是其前n项和,若a1+a22=﹣3,S5=10,则a9的值是20.【考点】等差数列的前n项和;等差数列的性质.【专题】计算题;转化思想;综合法;等差数列与等比数列.【分析】利用等差数列的通项公式和前n项和公式列出方程组,求出首项和公差,由此能求出a9的值.【解答】解:∵{a n}是等差数列,S n是其前n项和,a1+a22=﹣3,S5=10,∴,解得a1=﹣4,d=3,∴a9=﹣4+8×3=20.故答案为:20.【点评】本题考查等差数列的第9项的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意等差数列的性质的合理运用.9.(5分)(2016•XX)定义在区间[0,3π]上的函数y=sin2x的图象与y=cosx的图象的交点个数是7.【考点】正弦函数的图象;余弦函数的图象.【专题】数形结合;数形结合法;三角函数的图像与性质.【分析】画出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象即可得到答案.【解答】解:画出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象如下:由图可知,共7个交点.故答案为:7.【点评】本题考查正弦函数与余弦函数的图象,作出函数y=sin2x与y=cosx在区间[0,3π]上的图象是关键,属于中档题.10.(5分)(2016•XX)如图,在平面直角坐标系xOy中,F是椭圆+=1(a>b>0)的右焦点,直线y=与椭圆交于B,C两点,且∠BFC=90°,则该椭圆的离心率是.【考点】直线与椭圆的位置关系.【专题】方程思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程.【分析】设右焦点F(c,0),将y=代入椭圆方程求得B,C的坐标,运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,结合离心率公式,计算即可得到所求值.【解答】解:设右焦点F(c,0),将y=代入椭圆方程可得x=±a=±a,可得B(﹣a,),C(a,),由∠BFC=90°,可得k BF•k CF=﹣1,即有•=﹣1,化简为b2=3a2﹣4c2,由b2=a2﹣c2,即有3c2=2a2,由e=,可得e2==,可得e=,故答案为:.【点评】本题考查椭圆的离心率的求法,注意运用两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,考查化简整理的运算能力,属于中档题.11.(5分)(2016•XX)设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f (x)=,其中a∈R,若f(﹣)=f(),则f(5a)的值是﹣.【考点】分段函数的应用;周期函数.【专题】计算题;转化思想;函数的性质与应用.【分析】根据已知中函数的周期性,结合f(﹣)=f(),可得a值,进而得到f(5a)的值.【解答】解:f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[﹣1,1)上,f(x)=,∴f(﹣)=f(﹣)=﹣+a,f()=f()=|﹣|=,∴a=,∴f(5a)=f(3)=f(﹣1)=﹣1+=﹣,故答案为:﹣【点评】本题考查的知识点是分段函数的应用,函数的周期性,根据已知求出a值,是解答的关键.12.(5分)(2016•XX)已知实数x,y满足,则x2+y2的取值范围是[,13].【考点】简单线性规划.【专题】数形结合;转化法;不等式.【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,结合两点间的距离公式以与点到直线的距离公式进行求解即可.【解答】解:作出不等式组对应的平面区域,设z=x2+y2,则z的几何意义是区域内的点到原点距离的平方,由图象知A到原点的距离最大,点O到直线BC:2x+y﹣2=0的距离最小,由得,即A(2,3),此时z=22+32=4+9=13,点O到直线BC:2x+y﹣2=0的距离d==,则z=d2=()2=,故z的取值范围是[,13],故答案为:[,13].【点评】本题主要考查线性规划的应用,涉与距离的计算,利用数形结合是解决本题的关键.13.(5分)(2016•XX)如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,•=4,•=﹣1,则•的值是.【考点】平面向量数量积的运算;平面向量数量积的性质与其运算律.【专题】计算题;平面向量与应用.【分析】由已知可得=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,=+2,=﹣+2,结合已知求出2=,2=,可得答案.【解答】解:∵D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,∴=+,=﹣+,=+3,=﹣+3,∴•=2﹣2=﹣1,•=92﹣2=4,∴2=,2=,又∵=+2,=﹣+2,∴•=42﹣2=,故答案为:【点评】本题考查的知识是平面向量的数量积运算,平面向量的线性运算,难度中档.14.(5分)(2016•XX)在锐角三角形ABC中,若sinA=2sinBsinC,则tanAtanBtanC的最小值是8.【考点】三角函数的最值;解三角形.【专题】三角函数的求值;解三角形.【分析】结合三角形关系和式子sinA=2sinBsinC可推出sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,进而得到tanB+tanC=2tanBtanC,结合函数特性可求得最小值.【解答】解:由sinA=sin(π﹣A)=sin(B+C)=sinBcosC+cosBsinC,sinA=2sinBsinC,可得sinBcosC+cosBsinC=2sinBsinC,①由三角形ABC为锐角三角形,则cosB>0,cosC>0,在①式两侧同时除以cosBcosC可得tanB+tanC=2tanBtanC,又tanA=﹣tan(π﹣A)=﹣tan(B+C)=﹣②,则tanAtanBtanC=﹣•tanBtanC,由tanB+tanC=2tanBtanC可得tanAtanBtanC=﹣,令tanBtanC=t,由A,B,C为锐角可得tanA>0,tanB>0,tanC>0,由②式得1﹣tanBtanC<0,解得t>1,tanAtanBtanC=﹣=﹣,=()2﹣,由t>1得,﹣≤<0,因此tanAtanBtanC的最小值为8,当且仅当t=2时取到等号,此时tanB+tanC=4,tanBtanC=2,解得tanB=2+,tanC=2﹣,tanA=4,(或tanB,tanC互换),此时A,B,C均为锐角.【点评】本题考查了三角恒等式的变化技巧和函数单调性知识,有一定灵活性.二、解答题(共6小题,满分90分)15.(14分)(2016•XX)在△ABC中,AC=6,cosB=,C=.(1)求AB的长;(2)求cos(A﹣)的值.【考点】解三角形;正弦定理;余弦定理.【专题】综合题;转化思想;综合法;三角函数的求值;解三角形.【分析】(1)利用正弦定理,即可求AB的长;(2)求出cosA、sinA,利用两角差的余弦公式求cos(A﹣)的值.【解答】解:(1)∵△ABC中,cosB=,∴sinB=,∵,∴AB==5;(2)cosA=﹣cos(C+B)=sinBsinC﹣cosBcosC=﹣.∵A为三角形的内角,∴sinA=,∴cos(A﹣)=cosA+sinA=.【点评】本题考查正弦定理,考查两角和差的余弦公式,考查学生的计算能力,属于中档题.16.(14分)(2016•XX)如图,在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,D,E分别为AB,BC的中点,点F在侧棱B1B上,且B1D⊥A1F,A1C1⊥A1B1.求证:(1)直线DE∥平面A1C1F;(2)平面B1DE⊥平面A1C1F.【考点】平面与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定.【专题】空间位置关系与距离.【分析】(1)通过证明DE∥AC,进而DE∥A1C1,据此可得直线DE∥平面A1C1F1;(2)通过证明A1F⊥DE结合题目已知条件A1F⊥B1D,进而可得平面B1DE⊥平面A1C1F.【解答】解:(1)∵D,E分别为AB,BC的中点,∴DE为△ABC的中位线,∴DE∥AC,∵ABC﹣A1B1C1为棱柱,∴AC∥A1C1,∴DE∥A1C1,∵A1C1⊂平面A1C1F,且DE⊄平面A1C1F,∴DE∥A1C1F;(2)∵ABC﹣A1B1C1为直棱柱,∴AA1⊥平面A1B1C1,∴AA1⊥A1C1,又∵A1C1⊥A1B1,且AA1∩A1B1=A1,AA1、A1B1⊂平面AA1B1B,∴A1C1⊥平面AA1B1B,∵DE∥A1C1,∴DE⊥平面AA1B1B,又∵A1F⊂平面AA1B1B,∴DE⊥A1F,又∵A1F⊥B1D,DE∩B1D=D,且DE、B1D⊂平面B1DE,∴A1F⊥平面B1DE,又∵A1F⊂平面A1C1F,∴平面B1DE⊥平面A1C1F.【点评】本题考查直线与平面平行的证明,以与平面与平面相互垂直的证明,把握常用方法最关键,难答不大.17.(14分)(2016•XX)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部的形状是正四棱锥P﹣A1B1C1D1,下部的形状是正四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1(如图所示),并要求正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.(1)若AB=6m,PO1=2m,则仓库的容积是多少?(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,则当PO1为多少时,仓库的容积最大?【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积;组合几何体的面积、体积问题.【专题】转化思想;导数的综合应用;立体几何.【分析】(1)由正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍,可得PO1=2m时,O1O=8m,进而可得仓库的容积;(2)设PO1=xm,则O1O=4xm,A1O1=m,A1B1=m,代入体积公式,求出容积的表达式,利用导数法,可得最大值.【解答】解:(1)∵PO1=2m,正四棱柱的高O1O是正四棱锥的高PO1的4倍.∴O1O=8m,∴仓库的容积V=×62×2+62×8=312m3,(2)若正四棱锥的侧棱长为6m,设PO1=xm,则O1O=4xm,A1O1=m,A1B1=m,则仓库的容积V=×(•)2•x+(•)2•4x=x3+312x,(0<x<6),∴V′=﹣26x2+312,(0<x<6),当0<x<2时,V′>0,V(x)单调递增;当2<x<6时,V′<0,V(x)单调递减;故当x=2时,V(x)取最大值;即当PO1=2m时,仓库的容积最大.【点评】本题考查的知识点是棱锥和棱柱的体积,导数法求函数的最大值,难度中档.18.(16分)(2016•XX)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知以M为圆心的圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0与其上一点A(2,4).(1)设圆N与x轴相切,与圆M外切,且圆心N在直线x=6上,求圆N的标准方程;(2)设平行于OA的直线l与圆M相交于B、C两点,且BC=OA,求直线l的方程;(3)设点T(t,0)满足:存在圆M上的两点P和Q,使得+=,XX数t的取值范围.【考点】圆的一般方程;直线与圆的位置关系.【专题】综合题;转化思想;综合法;直线与圆.【分析】(1)设N(6,n),则圆N为:(x﹣6)2+(y﹣n)2=n2,n>0,从而得到|7﹣n|=|n|+5,由此能求出圆N的标准方程.(2)由题意得OA=2,k OA=2,设l:y=2x+b,则圆心M到直线l的距离:d=,由此能求出直线l的方程.(3)=,即||=,又||≤10,得t∈[2﹣2,2+2],对于任意t∈[2﹣2,2+2],欲使,只需要作直线TA的平行线,使圆心到直线的距离为,由此能求出实数t的取值范围.【解答】解:(1)∵N在直线x=6上,∴设N(6,n),∵圆N与x轴相切,∴圆N为:(x﹣6)2+(y﹣n)2=n2,n>0,又圆N与圆M外切,圆M:x2+y2﹣12x﹣14y+60=0,即圆M:((x﹣6)2+(x﹣7)2=25,∴|7﹣n|=|n|+5,解得n=1,∴圆N的标准方程为(x﹣6)2+(y﹣1)2=1.(2)由题意得OA=2,k OA=2,设l:y=2x+b,则圆心M到直线l的距离:d==,则|BC|=2=2,BC=2,即2=2,解得b=5或b=﹣15,∴直线l的方程为:y=2x+5或y=2x﹣15.(3)=,即,即||=||,||=,又||≤10,即≤10,解得t∈[2﹣2,2+2],对于任意t∈[2﹣2,2+2],欲使,此时,||≤10,只需要作直线TA的平行线,使圆心到直线的距离为,必然与圆交于P、Q两点,此时||=||,即,因此实数t的取值范围为t∈[2﹣2,2+2],.【点评】本题考查圆的标准方程的求法,考查直线方程的求法,考查实数的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意圆的性质的合理运用.19.(16分)(2016•XX)已知函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①求方程f(x)=2的根;②若对于任意x∈R,不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,XX数m的最大值;(2)若0<a<1,b>1,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,求ab的值.【考点】导数在最大值、最小值问题中的应用;函数恒成立问题;函数零点的判定定理.【专题】计算题;规律型;转化思想;函数的性质与应用;导数的综合应用.【分析】(1)①利用方程,直接求解即可.②列出不等式,利用二次函数的性质以与函数的最值,转化求解即可.(2)求出g(x)=f(x)﹣2=a x+b x﹣2,求出函数的导数,构造函数h(x)=+,求出g(x)的最小值为:g(x0).同理①若g(x0)<0,g(x)至少有两个零点,与条件矛盾.②若g(x0)>0,利用函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,推出g(x0)=0,然后求解ab=1.【解答】解:函数f(x)=a x+b x(a>0,b>0,a≠1,b≠1).(1)设a=2,b=.①方程f(x)=2;即:=2,可得x=0.②不等式f(2x)≥mf(x)﹣6恒成立,即≥m()﹣6恒成立.令t=,t≥2.不等式化为:t2﹣mt+4≥0在t≥2时,恒成立.可得:△≤0或即:m2﹣16≤0或m≤4,∴m∈(﹣∞,4].实数m的最大值为:4.(2)g(x)=f(x)﹣2=a x+b x﹣2,g′(x)=axlna+bxlnb=ax[+],0<a<1,b>1可得,令h(x)=+,则h(x)是递增函数,而,lna<0,lnb>0,因此,x0=时,h(x0)=0,因此x∈(﹣∞,x0)时,h(x)<0,a x lnb>0,则g′(x)<0.x∈(x0,+∞)时,h(x)>0,a x lnb>0,则g′(x)>0,则g(x)在(﹣∞,x0)递减,(x0,+∞)递增,因此g(x)的最小值为:g(x0).①若g(x0)<0,x<log a2时,a x>=2,b x>0,则g(x)>0,因此x1<log a2,且x1<x0时,g(x1)>0,因此g(x)在(x1,x0)有零点,则g(x)至少有两个零点,与条件矛盾.②若g(x0)>0,函数g(x)=f(x)﹣2有且只有1个零点,g(x)的最小值为g(x0),可得g(x0)=0,由g(0)=a0+b0﹣2=0,因此x0=0,因此=0,﹣=1,即lna+lnb=0,ln(ab)=0,则ab=1.可得ab=1.【点评】本题考查函数与方程的综合应用,函数的导数的应用,基本不等式的应用,函数恒成立的应用,考查分析问题解决问题的能力.20.(16分)(2016•XX)记U={1,2,…,100},对数列{a n}(n∈N*)和U的子集T,若T=∅,定义S T=0;若T={t1,t2,…,t k},定义S T=++…+.例如:T={1,3,66}时,S T=a1+a3+a66.现设{a n}(n∈N*)是公比为3的等比数列,且当T={2,4}时,S T=30.(1)求数列{a n}的通项公式;(2)对任意正整数k(1≤k≤100),若T⊆{1,2,…,k},求证:S T<a k+1;(3)设C⊆U,D⊆U,S C≥S D,求证:S C+S C∩D≥2S D.【考点】数列的应用;集合的包含关系判断与应用;等比数列的通项公式;数列与不等式的综合.【专题】计算题;新定义;探究型;数学模型法;等差数列与等比数列.【分析】(1)根据题意,由S T的定义,分析可得S T=a2+a4=a2+9a2=30,计算可得a2=3,进而可得a1的值,由等比数列通项公式即可得答案;(2)根据题意,由S T的定义,分析可得S T≤a1+a2+…a k=1+3+32+…+3k﹣1,由等比数列的前n 项和公式计算可得证明;(3)设A=∁C(C∩D),B=∁D(C∩D),则A∩B=∅,进而分析可以将原命题转化为证明S C≥2S B,分2种情况进行讨论:①、若B=∅,②、若B≠∅,可以证明得到S A≥2S B,即可得证明.【解答】解:(1)当T={2,4}时,S T=a2+a4=a2+9a2=30,因此a2=3,从而a1==1,故a n=3n﹣1,(2)S T≤a1+a2+…a k=1+3+32+…+3k﹣1=<3k=a k+1,(3)设A=∁C(C∩D),B=∁D(C∩D),则A∩B=∅,分析可得S C=S A+S C∩D,S D=S B+S C∩D,则S C+S C∩D﹣2S D=S A﹣2S B,因此原命题的等价于证明S C≥2S B,由条件S C≥S D,可得S A≥S B,①、若B=∅,则S B=0,故S A≥2S B,②、若B≠∅,由S A≥S B可得A≠∅,设A中最大元素为l,B中最大元素为m,若m≥l+1,则其与S A<a i+1≤a m≤S B相矛盾,因为A∩B=∅,所以l≠m,则l≥m+1,S B≤a1+a2+…a m=1+3+32+…+3m﹣1=<=,即S A≥2S B,综上所述,S A≥2S B,故S C+S C∩D≥2S D.【点评】本题考查数列的应用,涉与新定义的内容,解题的关键是正确理解题目中对于新定义的描述.附加题【选做题】本题包括A、B、C、D四小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按作答的前两小题评分,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A.【选修4—1几何证明选讲】21.(10分)(2016•XX)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD⊥AC,D为垂足,E为BC 的中点,求证:∠EDC=∠ABD.【考点】三角形的形状判断.【专题】转化思想;综合法;解三角形.【分析】依题意,知∠BDC=90°,∠EDC=∠C,利用∠C+∠DBC=∠ABD+∠DBC=90°,可得∠ABD=∠C,从而可证得结论.【解答】解:由BD⊥AC可得∠BDC=90°,因为E为BC的中点,所以DE=CE=BC,则:∠EDC=∠C,由∠BDC=90°,可得∠C+∠DBC=90°,由∠ABC=90°,可得∠ABD+∠DBC=90°,因此∠ABD=∠C,而∠EDC=∠C,所以,∠EDC=∠ABD.【点评】本题考查三角形的性质应用,利用∠C+∠DBC=∠ABD+∠DBC=90°,证得∠ABD=∠C是关键,属于中档题.B.【选修4—2:矩阵与变换】22.(2016•XX)已知矩阵A=,矩阵B的逆矩阵B﹣1=,求矩阵AB.【考点】逆变换与逆矩阵;矩阵乘法的性质.【专题】转化思想;定义法;矩阵和变换.【分析】依题意,利用矩阵变换求得B=(B﹣1)﹣1==,再利用矩阵乘法的性质可求得答案.【解答】解:∵B﹣1=,∴B=(B﹣1)﹣1==,又A=,∴AB==.【点评】本题考查逆变换与逆矩阵,考查矩阵乘法的性质,属于中档题.C.【选修4—4:坐标系与参数方程】23.(2016•XX)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为(t为参数),椭圆C的参数方程为(θ为参数),设直线l与椭圆C相交于A,B两点,求线段AB的长.【考点】直线的参数方程;直线与椭圆的位置关系;椭圆的参数方程.【专题】计算题;方程思想;数学模型法;坐标系和参数方程.【分析】分别化直线与椭圆的参数方程为普通方程,然后联立方程组,求出直线与椭圆的交点坐标,代入两点间的距离公式求得答案.【解答】解:由,由②得,代入①并整理得,.由,得,两式平方相加得.联立,解得或.∴|AB|=.【点评】本题考查直线与椭圆的参数方程,考查了参数方程化普通方程,考查直线与椭圆位置关系的应用,是基础题.24.(2016•XX)设a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,求证:|2x+y﹣4|<a.【考点】绝对值不等式.【专题】转化思想;综合法;不等式.【分析】运用绝对值不等式的性质:|a+b|≤|a|+|b|,结合不等式的基本性质,即可得证.【解答】证明:由a>0,|x﹣1|<,|y﹣2|<,可得|2x+y﹣4|=|2(x﹣1)+(y﹣2)|≤2|x﹣1|+|y﹣2|<+=a,则|2x+y﹣4|<a成立.【点评】本题考查绝对值不等式的证明,注意运用绝对值不等式的性质,以与不等式的简单性质,考查运算能力,属于基础题.附加题【必做题】25.(2016•XX)如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:x﹣y﹣2=0,抛物线C:y2=2px (p>0).(1)若直线l过抛物线C的焦点,求抛物线C的方程;(2)已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q.①求证:线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②求p的取值范围.【考点】直线与抛物线的位置关系;抛物线的标准方程;抛物线的简单性质.【专题】计算题;规律型;数形结合;转化思想;圆锥曲线中的最值与范围问题.【分析】(1)求出抛物线的焦点坐标,然后求解抛物线方程.(2):①设点P(x1,y1),Q(x2,y2),通过抛物线方程,求解k PQ,通过P,Q关于直线l对称,点的k PQ=﹣1,推出,PQ的中点在直线l上,推出=2﹣p,即可证明线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②利用线段PQ中点坐标(2﹣p,﹣p).推出,得到关于y2+2py+4p2﹣4p=0,有两个不相等的实数根,列出不等式即可求出p的范围.【解答】解:(1)∵l:x﹣y﹣2=0,∴l与x轴的交点坐标(2,0),即抛物线的焦点坐标(2,0).∴,∴抛物线C:y2=8x.(2)证明:①设点P(x1,y1),Q(x2,y2),则:,即:,k PQ==,又∵P,Q关于直线l对称,∴k PQ=﹣1,即y1+y2=﹣2p,∴,又PQ的中点在直线l上,∴==2﹣p,∴线段PQ的中点坐标为(2﹣p,﹣p);②因为Q中点坐标(2﹣p,﹣p).∴,即∴,即关于y2+2py+4p2﹣4p=0,有两个不相等的实数根,∴△>0,(2p)2﹣4(4p2﹣4p)>0,∴p∈.【点评】本题考查抛物线方程的求法,直线与抛物线的位置关系的应用,考查转化思想以与计算能力.26.(2016•XX)(1)求7C﹣4C的值;(2)设m,n∈N*,n≥m,求证:(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.【考点】组合与组合数公式.【专题】证明题;转化思想;综合法;排列组合.【分析】(1)由已知直接利用组合公式能求出7的值.(2)对任意m∈N*,当n=m时,验证等式成立;再假设n=k(k≥m)时命题成立,推导出当n=k+1时,命题也成立,由此利用数学归纳法能证明(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.【解答】解:(1)7=﹣4×=7×20﹣4×35=0.证明:(2)对任意m∈N*,①当n=m时,左边=(m+1)=m+1,右边=(m+1)=m+1,等式成立.②假设n=k(k≥m)时命题成立,即(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+k+(k+1)=(m+1),当n=k+1时,左边=(m+1)+(m+2)+(m+3)++(k+1)+(k+2)=,右边=∵=(m+1)[﹣]=(m+1)×[k+3﹣(k﹣m+1)]=(k+2)=(k+2),∴=(m+1),∴左边=右边,∴n=k+1时,命题也成立,∴m,n∈N*,n≥m,(m+1)C+(m+2)C+(m+3)C+…+nC+(n+1)C=(m+1)C.【点评】本题考查组合数的计算与证明,是中档题,解题时要认真审题,注意组合数公式和数学归纳法的合理运用.参与本试卷答题和审题的老师有:翔宇老师;沂蒙松;546278733@ ;zlzhan;wfy814;双曲线;maths;ww方;大何;qiss;danbo7801;sxs123(排名不分先后)菁优网2016年6月13日。
高考史上最难数学题目

高考史上最难数学题目
高考史上最难的数学题目很难确定,因为每年的高考数学题目都是根据当年教学大纲和考试要求进行设计的,而且难度也会因地区而异。
然而,以下是一些近年来被认为是较难的高考数学题目:
1.2013年北京卷高考数学第22题:给定函数f(x)=x^3-3x+1,求证函数f(x)在区间[-1,1]上至少有两个零点。
2.2014年湖南卷高考数学第18题:已知函数f(x)=a^x+ b^x(a>0,b>0,a≠b),若f(2)=3f(1),求证a=b。
3.2016年江苏卷高考数学第19题:已知函数f(x)=
sin^2(x)-2cos(x)-1,求证f(x)在区间[0,2π]上存在两个不同的根。
4.2017年上海卷高考数学第23题:若函数f(x)=a^x+
b^x(a>0,b>0,a≠b)满足f(1)=1,f(2)=3,求证当x>2时,f(x)的值大于3。
这些题目都具有一定的难度,需要考生充分理解数学概念和运算规则,并能够灵活运用解题技巧。
考生在备考过程中应注重对基础知识的理解和掌握,同时进行大量的练习和解题训练,以提高解题能力和应对复杂题目的能力。
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2016年普通高等学校招生全国统一考试(江苏卷)
数学Ⅰ试题
参考公式
圆柱的体积公式:V 圆柱=Sh ,其中S 是圆柱的底面积,h 为高。
圆锥的体积公式:V 圆锥
1
3
Sh ,其中S 是圆锥的底面积,h 为高。
一、填空题:本大题共14个小题,每小题5分,共70分.请把答案写在答题卡相应位置上。
1.已知集合{1,2,3,6},{|23},A B x x =-=-<< 则=A B ________▲________. 2.复数(12i)(3i),z =+- 其中i 为虚数单位,则z 的实部是________▲________.
3.在平面直角坐标系xOy 中,双曲线22
173
x y -=的焦距是________▲________.
4.已知一组数据4.7,4.8,
5.1,5.4,5.5,则该组数据的方差是________▲________.
5.函数y =2
32x x -- 的定义域是 ▲ .
6.如图是一个算法的流程图,则输出的a 的值是 ▲ .
7.将一颗质地均匀的骰子(一种各个面上分别标有1,2,3,4,5,6个点的正方体玩具)先后抛掷2次,则出现向上的点数之和小于10的概率是 ▲ .
8.已知{a n }是等差数列,S n 是其前n 项和.若a 1+a 22=-3,S 5=10,则a 9的值是 ▲ . 9.定义在区间[0,3π]上的函数y =sin2x 的图象与y =cos x 的图象的交点个数是 ▲ .
10.如图,在平面直角坐标系xOy 中,F 是椭圆22221()x y a b a b
+=>>0 的右焦点,直线2b
y =
与椭圆交于B ,C 两点,且90BFC ∠=
,则该椭圆的离心率是 ▲ .
(第10题)
11.设f (x )是定义在R 上且周期为2的函数,在区间[ −1,1)上,,10,()2,01,5x a x f x x x +-≤<⎧⎪
=⎨-≤<⎪⎩
其中.a ∈R 若59()()22
f f -= ,则f (5a )的值是 ▲ .
12. 已知实数x ,y 满足240220330x y x y x y -+≥⎧⎪
+-≥⎨⎪--≤⎩
,则x 2+y 2的取值范围是 ▲ .
13.如图,在△ABC 中,D 是BC 的中点,E ,F 是AD 上的两个三等分点,4BC CA ⋅=
,1
BF CF ⋅=-
,
则
B E
C ⋅
的
值
是
▲ .
14.在锐角三角形ABC 中,若sin A =2sin B sin C ,则tan A tan B tan C 的最小值是 ▲ . 二、解答题 (本大题共6小题,共90分.请在答题卡制定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 15.(本小题满分14分) 在ABC △中,AC =6,4πcos .54
B C ==, (1)求AB 的长; (2)求π
cos(6
A -)的值.
16.(本小题满分14分)
如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D ,E 分别为AB ,BC 的中点,点F 在侧棱B 1B 上,且11B D A F ⊥,1111AC A B ⊥. 求证:(1)直线DE ∥平面A 1C 1F ;
(2)平面B 1DE ⊥平面A 1C 1F .
17.(本小题满分14分)
现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部分的形状是正四棱锥1111P A BC D -,下部分的形状是正四棱柱1111ABCD A BC D -(如图所示),并要求正四棱柱的高1PO 的四倍. (1) 若16,PO 2,AB m m ==则仓库的容积是多少?
(2) 若正四棱柱的侧棱长为6m,则当1PO 为多少时,仓库的容积最大?
18. (本小题满分16分)
如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知以M 为圆心的圆M:221214600
x y x y +--+=及其
上一点A(2,4)
(1) 设圆N 与x 轴相切,与圆M 外切,且圆心N 在直线x=6上,求圆N 的标准方程; (2) 设平行于OA 的直线l 与圆M 相交于B 、C 两点,且BC=OA,求直线l 的方程; (3) 设点T (t,o )满足:存在圆M 上的两点P 和Q,使得
,
TA TP TQ +=
,求实数t 的取值范
围。
19. (本小题满分16分) 已知函数
()(0,0,1,1)x x f x a b a b a b =+>>≠≠.
(1) 设a =2,b =1
2.
① 求方程
()f x =2的根;
② 若对任意x R ∈,不等式(2)f()6f x m x ≥-恒成立,求实数m 的最大值;
(2)若01,1a b <<>
,函数()()2g x f x =-有且只有1个零点,求ab 的值。
20.(本小题满分16分) 记
{}
1,2,100U =…,.对数列
{}()
*n a n N ∈和
U
的子集T ,若
T =∅
,定义
T S =;若
{}
12,,k T t t t =…,,定义
12+k T t t t S a a a =++….例如:{}=1,3,66T 时,1366+T S a a a =+.
现设{}()
*n a n N
∈是公比为3的等比数列,且当
{}=2,4T 时,=30T S .
(1) 求数列
{}
n a 的通项公式;
(2) 对任意正整数
()
1100k k ≤≤,若
{}
1,2,k T ⊆…,,求证:
1T k S a +<;
(3)设,,C D C U D U S S ⊆⊆≥,求证:2C C D D S S S +≥ .
数学Ⅱ(附加题)
21.【选做题】本题包括A 、B 、C 、D 四小题,请选定其中两小题........,并在相应的答题区域内..........作答...若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
A .【选修4—1几何证明选讲】(本小题满分10分)
如图,在△ABC 中,∠ABC =90°,BD ⊥AC ,D 为垂足,E 是BC 的中点,求证:∠EDC =∠ABD .
B.【选修4—2:矩阵与变换】(本小题满分10分)
已知矩阵12,02A ⎡⎤
=⎢⎥-⎣⎦ 矩阵B 的逆矩阵111=202B -⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎣⎦
,求矩阵AB .
C.【选修4—4:坐标系与参数方程】(本小题满分10分)
在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l 的参数方程为11232x t y t ⎧=+⎪⎪
⎨⎪=⎪⎩(t 为参数),椭
圆C 的参数方程为cos ,
2sin x y θθ=⎧⎨=⎩
(θ为参数).设直线l 与椭圆C 相交于A ,B 两点,
求线段AB 的长. D.设a >0,|x -1|<3a ,|y -2|<3
a
,求证:|2x +y -4|<a .
【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分. 请在答题卡指定区域内作答.............解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 22. (本小题满分10分)
如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知直线l :x -y -2=0,抛物线C :y 2=2px (p >0).
(1)若直线l 过抛物线C 的焦点,求抛物线C 的方程;
(2)已知抛物线C 上存在关于直线l 对称的相异两点P 和Q .
①求证:线段PQ 的中点坐标为(2-p ,-p ); ②求p 的取值范围.
23.(本小题满分10分)
(1)求34
67–47C C 的值;
(2)设m ,n N *,n ≥m ,求证:
(m +1)C m m +(m +2)+1C m m +(m +3)+2C m m +…+n –1C m n +(n +1)C m n =(m +1)+2
+2C m n .。