江西省重点中学协作体高考数学二模试卷文(含解析)
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江西省重点中学协作体2015届高考数学二模试卷(文科)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60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.(5分)已知集合A={﹣1,0,1},B={x|1≤2x<4},则A∩B等于()
A.{0,1} B.{1} C.{﹣1,1} D.{﹣1,0,1} 2.(5分)设i是虚数单位,若复数,则a的值为()
A.0或﹣1 B.0或1 C.﹣1 D.1
3.(5分)已知命题p:∃x0∈R,sinx0=;命题q:∀x∈R,x2﹣x+1>0.则下列结论正确的是()
A.命题是p∨q假命题B.命题是p∧q真命题
C.命题是(¬p)∨(¬q)真命题D.命题是(¬p)∧(¬q)真命题
4.(5分)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=2,b=2,A=,则△ABC 的面积为()
A.或B.C.或D.
5.(5分)对于下列表格所示的五个散点,已知求得的线性回归方程为.
x 98 99 100 101 102
y 2 3 5 m 8
则实数m的值为()
A.6.8 B.7 C.7.2 D.7.4
6.(5分)在区域内任意取一点P(x,y),则x2+y2>1的概率是()
A.B.C.D.
7.(5分)已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体的外接球的表面积为()
A.πB.2πC.3πD.4π
8.(5分)执行如图的程序框图,如果输入的a=log32,b=log52,c=log23,那么输出m的值是
()
A.log52 B.log32 C.log23 D.都有可能
9.(5分)已知函数①y=sinx+cosx,②y=2sinxcosx,则下列结论正确的是()
A.两个函数的图象均关于点(﹣,0)成中心对称
B.两个函数的图象均关于直线x=﹣对称
C.两个函数在区间(﹣,)上都是单调递增函数
D.可以将函数②的图象向左平移个单位得到函数①的图象
10.(5分)已知直角△ABC中,斜边AB=6,D为线段AB的中点,P为线段CD上任意一点,则(+)•的最小值为()
A.﹣B.C.﹣2 D.2
11.(5分)中心在原点,焦点在x轴上的双曲线C的离心率为,直线l与双曲线C交于A,B两点,线段AB中点M在第一象限,并且在抛物线y2=2px(p>0)上,且M到抛物线焦点的距离为p,则直线l的斜率为()
A.2 B.C.1 D.
12.(5分)设函数f(x)=x3﹣2ex2+mx﹣lnx,记g(x)=,若函数g(x)至少存在一个零点,则实数m的取值范围是()
A.(﹣∞,e2+] B.(0,e2+] C.(e2+,+∞] D.(﹣e2﹣,e2+]
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)曲线y=x(2lnx﹣1)在点(1,﹣1)处的切线方程为.
14.(5分)已知过双曲线﹣=1(a>0,b>0)右焦点且倾斜角为45°的直线与双曲线右支有两个交点,则双曲线的离心离e的取值范围是.
15.(5分)设直线x﹣2y+1=0的倾斜角为α,则cos2α+sin2α的值为.
16.(5分)已知函数f(x)为R上的增函数,函数图象关于点(3,0)对称,若实数x,y
满足,则的取值范围是.
三、解答题:本大题共5小题,共60分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(12分)已知{a n}为等差数列,数列{b n}满足对于任意n∈N*,点(b n,b n+1)在直线y=2x 上,且a1=b1=2,a2=b2.
(1)求数列{a n}与数列{b n}的通项公式;
(2)若求数列{c n}的前2n项的和S2n.
18.(12分)两会结束后,房价问题仍是国民关注的热点问题,某高校金融学一班的学生对某城市居民对房价的承受能力(如能买每平方米6千元的房子即承受能力为6千元)的调查作为社会实践,进行调查统计,将承受能力数据按区间[2.5,3.5),[3.5,4.5),[4.5,5.5),[5.5,6.5),[6.5,7.5](千元)进行分组,得到如下统计图:
(1)求a的值,并估计该城市居民的平均承受能力是多少元;
(2)若用分层抽样的方法,从承受能力在[3.5,4.5)与[5.5,6.5)的居民中抽取5人,在抽取的5人中随机取2人,求2人的承受能力不同的概率.
19.(12分)如图1,△ABC,AB=AC=4,,D为BC的中点,DE⊥AC,沿DE将△CDE 折起至△C′DE,如图2,且C'在面ABDE上的投影恰好是E,连接C′B,M是C′B上的点,
且.
(1)求证:AM∥面C′DE;
(2)求三棱锥C′﹣AMD的体积.
20.(12分)设椭圆的右焦点为F1,直线与x轴交于点A,若(其中O为坐标原点).
(1)求椭圆M的方程;
(2)设P是椭圆M上的任意一点,EF为圆N:x2+(y﹣2)2=1的任意一条直径(E、F为直径的两个端点),求的最大值.
21.(12分)设函数f(x)=﹣ax.
(1)若函数f(x)在(1,+∞)上为减函数,求实数a的最小值;
(2)若存在x1,x2∈[e,e2],使f(x1)≤f′(x2)+a成立,求实数a的取值范围.
请考生从第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答.注意:只能做所选定的题目.如果多做,则按所做的第一个题目计分,作答时请用2B铅笔在答题卡上将所选题号后的方框涂黑.【选修4-1:几何证明选讲】
22.(10分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,以AB为直径的圆O交AC于点E,点D是BC边上的中点,连接OD交圆O与点M.
(1)求证:DE是圆O的切线;
(2)求证:DE•BC=DM•AC+DM•AB.
【选修4-4:坐标系与参数方程】
23.在直角坐标系xoy中,直l线l的参数方程为(t为参数).在极坐标系(与
直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=10cosθ.
(1)求圆C的直角坐标方程;
(2)设圆C与直线l交于点A、B,若点P的坐标为(2,6),求|PA|+|PB|.
【选修4-5:不等式选讲】
24.已知函数f(x)=m﹣|x﹣2|,m∈R,且f(x+2)≥0的解集为[﹣1,1].
(1)求m的值;
(2)若a,b,c∈R+,且++=m,求Z=a+2b+3c的最小值.
江西省重点中学协作体2015届高考数学二模试卷(文科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60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.(5分)已知集合A={﹣1,0,1},B={x|1≤2x<4},则A∩B等于()
A.{0,1} B.{1} C.{﹣1,1} D.{﹣1,0,1}
考点:交集及其运算.
专题:计算题.
分析:求出B中其他不等式的解集确定出B,找出A与B的交集即可.
解答:解:由集合B中的不等式变形得:1=20≤2x≤22=4,即0≤x<2,
∴B=[0,2),
∵A={﹣1,0,1},
∴A∩B={0,1}.
故选A
点评:此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键.
2.(5分)设i是虚数单位,若复数,则a的值为()
A.0或﹣1 B.0或1 C.﹣1 D.1
考点:复数代数形式的乘除运算.
专题:数系的扩充和复数.
分析:利用复数代数形式的乘除运算化简,然后由实部大于0且虚部等于0求得a值.
解答:解:由=>0,
得,解得a=﹣1.
故选:C.
点评:本题考查了复数代数形式的乘除运算,考查了复数的基本概念,训练了不等式的解法,是基础题.
3.(5分)已知命题p:∃x0∈R,sinx0=;命题q:∀x∈R,x2﹣x+1>0.则下列结论正确的是()
A.命题是p∨q假命题B.命题是p∧q真命题
C.命题是(¬p)∨(¬q)真命题D.命题是(¬p)∧(¬q)真命题
考点:复合命题的真假.
专题:简易逻辑.
分析:首先判断命题p和q的真假,再利用真值表对照各选项选择.命题p的真假有正弦函数的有界性判断,命题q的真假结合二次函数的图象只需看△.
解答:解:命题p:因为﹣1≤sinx≤1,故不存在x∈R,使sinx=,命题p为假;
命题q:△=1﹣4=﹣3<0,故∀x∈R,都有x2+x+1>0为真.
∴,命题是p∨q是真,命题“p∧q”是假命题,命题是(¬p)∨(¬q)真命题,命题是(¬p)∧(¬q)假命题.
故选:C
点评:本题考查命题和复合命题真假的判断、正弦函数的有界性及二次函数恒成立等知识,属基本题型的考查.
4.(5分)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=2,b=2,A=,则△ABC 的面积为()
A.或B.C.或D.
考点:正弦定理.
专题:解三角形.
分析:根据正弦定理和条件求出sinB的值,由内角的范围求出角B的值,由内角和定理和三角形面积公式再求出三角形的面积.
解答:解:由题意知,a=2,b=2,A=,
根据正弦定理得,则sinB===,
又b>a,则B=或,
当B=时,C==,△ABC的面积S==2;
当B=时,C==,△ABC的面积S===,
综上可得,△ABC的面积是2或,
故选:A.
点评:本题考查了正弦、余弦定理,内角和定理,以及三角形的面积公式的应用,属于中档题.
5.(5分)对于下列表格所示的五个散点,已知求得的线性回归方程为.
x 98 99 100 101 102
y 2 3 5 m 8
则实数m的值为()
A.6.8 B.7 C.7.2 D.7.4
考点:线性回归方程.
专题:概率与统计.
分析:由题意可得和,代入回归方程可得m的方程,解方程可得.
解答:解:由题意可得=(98+99+100+101+102)=100,
同理可得=(2+3+5+m+8)=,
代入回归方程可得=0.76×100﹣71,
解得m=7,
故选:B.
点评:本题考查线性回归方程,属基础题.
6.(5分)在区域内任意取一点P(x,y),则x2+y2>1的概率是()
A.B.C.D.
考点:几何概型.
专题:概率与统计.
分析:根据几何概型的概率公式分别计算出对应区域的面积,代入几何概率公式可求.
解答:解:由题意可得,区域表示的是以1为边长的正方形ABCD,其面积为1 x2+y2>1的区域为正方形内单位圆外的部分,
则阴影部分的面积S=1﹣=1﹣,
则对应的概率P==,
故选:D
点评:本题主要考查几何概型的概率计算,根据条件求出对应区域的面积是解决本题的关键.
7.(5分)已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体的外接球的表面积为()
A.πB.2πC.3πD.4π
考点:由三视图求面积、体积.
专题:计算题;空间位置关系与距离.
分析:由已知的三视图可得:该几何体是一个以俯视图为底面的三棱锥,其外接球相当于一个长,宽,高分别为,1,1的长方体的外接球,计算出球的半径,代入球的表面积公式,可得答案.
解答:解:由已知的三视图可得:该几何体是一个以俯视图为底面的三棱锥,
其外接球相当于一个长,宽,高分别为,1,1的长方体的外接球,
故外接球的半径R==1,
所以几何体的外接球的表面积为4π•12=4π,
故选:D.
点评:本题考查的知识点是由三视图求体积和表面积,解决本题的关键是得到该几何体的形状.
8.(5分)执行如图的程序框图,如果输入的a=log32,b=log52,c=log23,那么输出m的值是
()
A.log52 B.log32 C.log23 D.都有可能
考点:程序框图.
专题:图表型.
分析:由程序框图知:算法的功能是求a,b,c三个数中的最小数,根据对数函数的性质比较出a、b、c的大小关系即可.
解答:解:由程序框图知:算法的功能是求a,b,c三个数中的最小数,
由对数函数的性质可得log52<log32<1<log23,
所以b<a<c,
则输出m的值是log52,
故答案为:A.
点评:本题考查了选择结构的程序框图,以及对数函数的性质的应用,根据框图的流程判断算法的功能是解答此类问题的关键.
9.(5分)已知函数①y=sinx+cosx,②y=2sinxcosx,则下列结论正确的是()
A.两个函数的图象均关于点(﹣,0)成中心对称
B.两个函数的图象均关于直线x=﹣对称
C.两个函数在区间(﹣,)上都是单调递增函数
D.可以将函数②的图象向左平移个单位得到函数①的图象
考点:函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
专题:综合题;三角函数的图像与性质.
分析:化简这两个函数的解析式,利用正弦函数的单调性和对称性逐项判断,可得 A、B、D不正确,C 正确.
解答:解:∵函数①y=sinx+cosx=sin(x+),②y=2sinxcosx=sin2x,
由于①的图象关于点(﹣,0)成中心对称,②的图象不关于点(﹣,0)成中心对称,故A不正确.
由于函数①的图象不可能关于直线x=﹣成轴对称,故B不正确.
由于这两个函数在区间(﹣,)上都是单调递增函数,故C正确.
由于将函数②的图象向左平移个单位得到函数y=sin2(x+),而y=sin2(x+)≠sin(x+),故D不正确.
故选C.
点评:本题考查正弦函数的单调性,对称性,考查和、差角公式及二倍角公式,化简这两个函数的解析式,是解题的突破口,属于中档题.
10.(5分)已知直角△ABC中,斜边AB=6,D为线段AB的中点,P为线段CD上任意一点,则
(+)•的最小值为()
A.﹣B.C.﹣2 D.2
考点:平面向量数量积的运算.
专题:平面向量及应用.
分析:根据图形判断设|PC|=3﹣x,e则|PD|=x,与的夹角为π,0≤x≤3,运用数量积的运算得出函数式子(+)•=﹣2x•(3﹣x),再利用基本不等式求解即可.
解答:解:∵直角△ABC中,斜边AB=6,D为线段AB的中点,
∴|CD|=3,+=2,
∵P为线段CD上任意一点,
∴设|PC|=3﹣x,则|PD|=x,与的夹角为π,0≤x≤3,
∴(+)•=﹣2x•(3﹣x),
∵x•(3﹣x)≤,
∴﹣2x•(3﹣x)≥﹣2×=﹣.
故选:A.
点评:本题考查了平面向量的数量积,转化为函数求解,关键是根据图形得出向量的关系,属于容易题.
11.(5分)中心在原点,焦点在x轴上的双曲线C的离心率为,直线l与双曲线C交于A,B两点,线段AB中点M在第一象限,并且在抛物线y2=2px(p>0)上,且M到抛物线焦点的距离为p,则直线l的斜率为()
A.2 B.C.1 D.
考点:双曲线的简单性质.
专题:综合题;圆锥曲线的定义、性质与方程.
分析:利用抛物线的定义,确定M的坐标,利用点差法将线段AB中点M的坐标代入,即可求得结论.
解答:解:∵M在抛物线y2=2px(p>0)上,且M到抛物线焦点的距离为p,
∴M的横坐标为,∴M(,p)
设双曲线方程为(a>0,b>0),A(x1,y1),B(x2,y2),则
代入两式相减,并将线段AB中点M的坐标代入,可得=0,∴===.
故选:D.
点评:本题考查双曲线与抛物线的综合,考查点差法的运用,考查学生的计算能力,属于中档题.
12.(5分)设函数f(x)=x3﹣2ex2+mx﹣lnx,记g(x)=,若函数g(x)至少存在一个零点,则实数m的取值范围是()
A.(﹣∞,e2+] B.(0,e2+] C.(e2+,+∞] D.(﹣e2﹣,e2+]
考点:利用导数研究函数的极值.
专题:计算题;导数的综合应用.
分析:由题意先求函数的定义域,再化简为方程x3﹣2ex2+mx﹣lnx=0有解,则
m==﹣x2+2ex+,求导求函数m=﹣x2+2ex+的值域,从而得m的取值
范围.
解答:解:∵f(x)=x3﹣2ex2+mx﹣lnx的定义域为(0,+∞),
又∵g(x)=,
∴函数g(x)至少存在一个零点可化为
函数f(x)=x3﹣2ex2+mx﹣lnx至少有一个零点;
即方程x3﹣2ex2+mx﹣lnx=0有解,
则m==﹣x2+2ex+,
m′=﹣2x+2e+=﹣2(x﹣e)+;
故当x∈(0,e)时,m′>0,
当x∈(e,+∞)时,m′<0;
则m=﹣x2+2ex+在(0,e)上单调递增,
在(e,+∞)上单调递减,
故m≤﹣e2+2•e•e+=e2+;
又∵当x+→0时,m=﹣x2+2ex+→﹣∞,
故m≤e2+;
故选A.
点评:本题考查了导数的综合应用及函数的零点与方程的关系,属于中档题.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)曲线y=x(2lnx﹣1)在点(1,﹣1)处的切线方程为x﹣y﹣2=0.
考点:利用导数研究曲线上某点切线方程.
专题:导数的概念及应用;直线与圆.
分析:因为曲线的切线的斜率是曲线在切点处的导数,所以只需求出曲线在x=1时的导数,再用点斜式写出切线方程,化简即可.
解答:解:对y=x(2lnx﹣1)求导,得,y′=2lnx+1,
当x=1时,y′=1,
∴曲线y=x(2lnx﹣1)在点(1,﹣1)处的切线斜率为﹣1.
又切点为(1,﹣1),
∴切线方程为y+1=x﹣1,
即x﹣y﹣2=0,
故答案为:x﹣y﹣2=0.
点评:本题主要考查曲线的导数的几何意义,以及直线的点斜式方程.属于基础题.14.(5分)已知过双曲线﹣=1(a>0,b>0)右焦点且倾斜角为45°的直线与双曲线右支有两个交点,则双曲线的离心离e的取值范围是(1,).
考点:双曲线的简单性质.
专题:计算题.
分析:要使直线与双曲线有两个交点,需使双曲线的其中一渐近线方程的斜率小于直线的斜率,即<1,求得a和b的不等式关系,进而根据b=转化成a和c的不等式关
系,求得离心率的一个范围,最后根据双曲线的离心率大于1,综合可得求得e的范围.
解答:解:要使直线与双曲线有两个交点,需使双曲线的其中一渐近线方程的斜率小于直线的斜率,
即<tan45°=1
即b<a
∵b=
∴<a,
整理得c< a
∴e=<
∵双曲线中e>1
故e的范围是(1,)
故答案为(1,)
点评:本题主要考查了双曲线的简单性质.在求离心率的范围时,注意双曲线的离心率大于1.
15.(5分)设直线x﹣2y+1=0的倾斜角为α,则cos2α+sin2α的值为.
考点:直线的倾斜角.
专题:计算题;三角函数的求值;直线与圆.
分析:根据直线x﹣2y+1=0的方程求出tanα的值,把cos2α+sin2α化成
,再用正切函数表示即可.
解答:解:∵直线x﹣2y+1=0的倾斜角为α,
∴tanα=
∴cos2α+sin2α=
=
=
=.
故答案为:.
点评:本题考查了直线方程的倾斜角与斜率的应用问题,也考查了三角函数求值的应用问题,是基础题目.
16.(5分)已知函数f(x)为R上的增函数,函数图象关于点(3,0)对称,若实数x,y 满足,则的取值范围是[0,].
考点:抽象函数及其应用;函数单调性的判断与证明.
专题:函数的性质及应用.
分析:由函数图象关于点(3,0)对称将条件进行转化,结合直线斜率的几何意义以及点到直线的距离公式进行求解即可.
解答:解:∵函数y=f(x)的图象关于点(3,0)对称,
∴f(x+3)=﹣f(3﹣x),
即f(x+6)=﹣f(﹣x),即f(﹣x+6)=﹣f(x),
∵f(x2﹣x+9)+f(y2﹣2y)≤0,
∴f(x2﹣x+9)≤﹣f(y2﹣2y)=f[6﹣(y2﹣2y)],
∵函数y=f(x)是定义在R上的增函数,
∴得x2﹣x+9≤6﹣(y2﹣2y),
化简配方得(x﹣)2+(y﹣1)2≤1,
∴圆心为(,1),半径为1,
的几何意义为圆上动点到原点得斜率,
设k=.则y=kx,kx﹣y,
则满足圆心到原点的距离d=≤1,
平方得为k2﹣k≤0,
解得0≤k≤,
∴0≤≤,
∴的取值范围是[0,].
故答案为:[0,]
点评:本题考查不等式的求解,利用抽象函数的性质,将不等式进行转化,结合函数的奇偶性、单调性及圆的有关知识是解决本题的关键.
三、解答题:本大题共5小题,共60分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 17.(12分)已知{a n}为等差数列,数列{b n}满足对于任意n∈N*,点(b n,b n+1)在直线y=2x 上,且a1=b1=2,a2=b2.
(1)求数列{a n}与数列{b n}的通项公式;
(2)若求数列{c n}的前2n项的和S2n.
考点:数列的求和;数列递推式.
专题:等差数列与等比数列.
分析:(1)根据题意得出有,判断数列{b n}是以2为首项,2为公比的等比数列,即可求解为,运用条件判断数列{a n}是以2为首项,2为公差的等差数列,根据通项公
式即可求解a n=2n;
(2)运用C n的通项公式得出S2n=(a1+a3+…+a2n﹣1)+(b2+b4+…+b2n)分别求解和即可.
解答:解:(1)由点(b n,b n+1)在直线y=2x上,有,
所以数列{b n}是以2为首项,2为公比的等比数列,
即数列{b n}的通项公式为,
又a1=b1=2,a2=b2=4,则d=a2﹣a1=4﹣2=2,
所以数列{a n}是以2为首项,2为公差的等差数列,
即数列{a n}的通项公式为a n=2n;
(2),
所以S2n=(a1+a3+…+a2n﹣1)+(b2+b4+…+b2n)
==.
点评:本题考查了等差,等比数列定义,性质,学生对题意的理解,学生分析解决问题的能力,综合性强,属于中档题.
18.(12分)两会结束后,房价问题仍是国民关注的热点问题,某高校金融学一班的学生对某城市居民对房价的承受能力(如能买每平方米6千元的房子即承受能力为6千元)的调查作为社会实践,进行调查统计,将承受能力数据按区间[2.5,3.5),[3.5,4.5),[4.5,5.5),[5.5,6.5),[6.5,7.5](千元)进行分组,得到如下统计图:
(1)求a的值,并估计该城市居民的平均承受能力是多少元;
(2)若用分层抽样的方法,从承受能力在[3.5,4.5)与[5.5,6.5)的居民中抽取5人,在抽取的5人中随机取2人,求2人的承受能力不同的概率.
考点:列举法计算基本事件数及事件发生的概率;频率分布直方图.
专题:概率与统计.
分析:(1)根据各组的累积频率为1,构造关于a的方程,解方程可得a的值,累加每组组中值与频率的积,可估算出该城市居民的平均承受能力是多少元;
(2)先计算出在抽取的5人中随机取2人的情况种数,再计算出2人的承受能力不同的情况种数,代入古典概型概率计算公式,可得答案.
解答:解:(1)由各组的累积频率为1,
可得:0.1+0.1+0.14+0.45+a=1,
所以a=0.21,(2分)
平均承受能力,
即城市居民的平均承受能力大约为5070元;(5分)
(2)用分层抽样的方法在这两组中抽5人,
即[3.5,4.5)组中抽2人与[5.5,6.5)抽3人,
设[3.5,4.5)组中两人为A1,A2,[5.5,6.5)组中三人为B1,B2,B2,
从这5人中随机取2人,有
A1A2,A1B1,A1B2,A1B3,A2B1,
A2B2,A2B3,B1B2,B1B3,B2B3共10中,
符合两人承受能力不同的有
A1B1,A1B2,A1B3,A2B1,A2B2,A2B3共6中,
所以所求概率为.(12分)
点评:本题考查的知识点是古典概型概率计算公式,频率分布直方图,是统计和概率的综合应用,难度不大,属于基础题.
19.(12分)如图1,△ABC,AB=AC=4,,D为BC的中点,DE⊥AC,沿DE将△CDE 折起至△C′DE,如图2,且C'在面ABDE上的投影恰好是E,连接C′B,M是C′B上的点,
且.
(1)求证:AM∥面C′DE;
(2)求三棱锥C′﹣AMD的体积.
考点:棱柱、棱锥、棱台的体积;直线与平面平行的判定.
专题:空间位置关系与距离.
分析:(1)要证AM∥面C′DE,可证AM所在的平面平行于面C′DE,结合已知过M作
MN∥C'D,交BD于N,连接AN,利用面面平行的判定证明面AMN∥面C'DE;
(2)利用等积法把三棱锥C′﹣AMD的体积转化为V B﹣AMD,进一步转化为M﹣ABD的体积求解.解答:(1)证明:过M作MN∥C'D,交BD于N,连接AN,于是,
又AB=AC=4,,∴,
∴BC=4,又D为BC的中点,
则DB=,又,
∴,∠B=,由AN2=AB2+NB2﹣2AB•NB•cos,得到,
∴∠ANB=,得AN∥ED,
∴面AMN∥面C'DE,即AM∥面C'DE;
(2)∵,∴,
又C′E⊥面ABD,∴M到平面ABD的距离h=2,,
∴,即得三棱锥C′﹣AMD的体积为.
点评:本题主要考查空间线面关系、二面角的度量、几何体的体积等知识,考查数形结合、化归与转化的数学思想方法,以及空间想象能力、推理论证能力和运算求解能力,是中档题.
20.(12分)设椭圆的右焦点为F1,直线与x轴交
于点A,若(其中O为坐标原点).
(1)求椭圆M的方程;
(2)设P是椭圆M上的任意一点,EF为圆N:x2+(y﹣2)2=1的任意一条直径(E、F为直径的两个端点),求的最大值.
考点:圆与圆锥曲线的综合;平面向量数量积的运算;椭圆的标准方程.
专题:综合题.
分析:(1)先求出点A,F1的坐标,利用,即可求得椭圆的方程;
(2)方法1:设圆N:x2+(y﹣2)2=1的圆心为N,则
==
,从而求的最大值转化为求的最大值;
方法2:设点E(x1,y1),F(x2,y2),P(x0,y0),根据E,F的中点坐标为(0,2),可得
所以
=
.根据点E在圆N上,点P在椭圆M上,可得
==,利用,可求
的最大值;
方法3:①若直线EF的斜率存在,设EF的方程为y=kx+2,由,解得
,再分别求得、,利用,可求的最大值;
②若直线EF的斜率不存在,此时EF的方程为x=0,同理可求
的最大值.
解答:解:(1)由题设知,,,…(1分)由,得.…(3分)
解得a2=6.
所以椭圆M的方程为.…(4分)
(2)方法1:设圆N:x2+(y﹣2)2=1的圆心为N,
则…(6分)
=…(7分)
=.…(8分)
从而求的最大值转化为求的最大值.…(9分)
因为P是椭圆M上的任意一点,设P(x0,y0),…(10分)
所以,即.…(11分)
因为点N(0,2),所以.…(12分)
因为,所以当y 0=﹣1时,取得最大值12,…(13分)
所以的最大值为11,…(14分)
方法2:设点E(x1,y1),F(x2,y2),P(x0,y0),
因为E,F的中点坐标为(0,2),所以…(6分)
所以…(7分)=(x1﹣x0)(﹣x1﹣x0)+(y1﹣y0)(4﹣y1﹣y0)
==.…(9分)
因为点E在圆N上,所以,即.…(10分)
因为点P在椭圆M上,所以,即.…(11分)
所以==.…(12分)
因为,所以当y 0=﹣1时,.…(14分)
方法3:①若直线EF的斜率存在,设EF的方程为y=kx+2,…(6分)
由,解得.…(7分)
因为P是椭圆M上的任一点,设点P(x0,y0),
所以,即.…(8分)
所以,
…(9分)
所以
.…(10分)
因为,所以当y 0=﹣1时,取得最大值11,…(11分)
②若直线EF的斜率不存在,此时EF的方程为x=0,
由,解得y=1或y=3.
不妨设,E(0,3),F(0,1).…(12分)
因为P是椭圆M上的任一点,设点P(x0,y0),
所以,即.
所以,.
所以.
因为,所以当y 0=﹣1时,取得最大值11,…(13分)
综上可知,的最大值为11,…(14分)
点评:本题以向量为载体,考查椭圆的标准方程,考查向量的数量积,考查配方法求函数的最值,综合性强,属于中档题.
21.(12分)设函数f(x)=﹣ax.
(1)若函数f(x)在(1,+∞)上为减函数,求实数a的最小值;
(2)若存在x1,x2∈[e,e2],使f(x1)≤f′(x2)+a成立,求实数a的取值范围.
考点:利用导数研究函数的单调性.
专题:函数的性质及应用;导数的综合应用;不等式的解法及应用.
分析:(1)由已知得f(x)的定义域为(0,1)∪(1,+∞),f′(x)=﹣a+
在(1,+∞)上恒成立,由此利用导数性质能求出a的最大值;
(2)命题“若存在x1,x2∈[e,e2],使f(x1)≤f′(x2)+a成立”,等价于“当x∈[e,e2]时,有f(x)min≤f′(x)max+a”,由此利用导数性质结合分类讨论思想,能求出实数a 的取值范围.
解答:解:(Ⅰ)由已知得f(x)的定义域为(0,1)∪(1,+∞),
∵f(x)在(1,+∞)上为减函数,
∴f′(x)=﹣a+≤0在(1,+∞)上恒成立,
﹣a≤﹣=(﹣)2﹣,
令g(x)=(﹣)2﹣,
故当=,即x=e2时,
g(x)的最小值为﹣,∴﹣a≤﹣,即a≥
∴a的最小值为.
(Ⅱ)命题“若存在x1,x2∈[e,e2],使f(x1)≤f′(x2)+a成立”,
等价于“当x∈[e,e2]时,有f(x)min≤f′(x)max+a”,
由(Ⅰ)知,当x∈[e,e2]时,lnx∈[1,2],∈[,1],
f′(x)=﹣a+=﹣(﹣)2+﹣a,
f′(x)max+a=,
问题等价于:“当x∈[e,e2]时,有f(x)min≤”,
①当﹣a≤﹣,即a时,由(Ⅰ),f(x)在[e,e2]上为减函数,
则f(x)min=f(e2)=﹣ae2+≤,
∴﹣a≤﹣,
∴a≥﹣.
②当﹣<﹣a<0,即0<a<时,∵x∈[e,e2],∴lnx∈[,1],
∵f′(x)=﹣a+,由复合函数的单调性知f′(x)在[e,e2]上为增函数,
∴存在唯一x0∈(e,e2),使f′(x0)=0且满足:
f(x)min=f(x0)=﹣ax0+,
要使f(x)min≤,∴﹣a≤﹣<﹣=﹣,
与﹣<﹣a<0矛盾,
∴﹣<﹣a<0不合题意.
综上,实数a的取值范围为[﹣,+∞).
点评:本题主要考查函数、导数等基本知识.考查运算求解能力及化归思想、函数方程思想、分类讨论思想的合理运用,注意导数性质的合理运用.
请考生从第(22)、(23)、(24)三题中任选一题作答.注意:只能做所选定的题目.如果多做,则按所做的第一个题目计分,作答时请用2B铅笔在答题卡上将所选题号后的方框涂黑.【选修4-1:几何证明选讲】
22.(10分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,以AB为直径的圆O交AC于点E,点D是BC边上的中点,连接OD交圆O与点M.
(1)求证:DE是圆O的切线;
(2)求证:DE•BC=DM•AC+DM•AB.
考点:与圆有关的比例线段;圆的切线的判定定理的证明.
专题:推理和证明.
分析:(1)连接BE,OE,由已知得∠ABC=90°=∠AEB,∠A=∠A,从而△AEB∽△ABC,进而∠ABE=∠C,进而∠BEO+∠DEB=∠DCE+∠CBE=90°,由此能证明DE是圆O的切线.
(2)DM=OD﹣OM=(AC﹣AB),从而DM•AC+DM•AB=(AC﹣AB)•(AC+AB)=BC2,由此能证
明DE•BC=DM•AC+DM•AB.
解答:证明:(1)连接BE,OE,
∵AB是直径,∴∠AEB=90°,
∵∠ABC=90°=∠AEB,∠A=∠A,∴△AEB∽△ABC,
∴∠ABE=∠C,
∵BE⊥AC,D为BC的中点,∴DE=BD=DC,
∴∠DEC=∠DCE=∠ABE=∠BEO,∠DBE=∠DEB,
∴∠BEO+∠DEB=∠DCE+∠CBE=90°,
∴∠OEE=90°,∴DE是圆O的切线.
(2)证明:∵O、D分别为AB、BC的中点,
∴DM=OD﹣OM=(AC﹣AB),
∴DM•AC+DM•AB
=DM•(AC+AB)
=(AC﹣AB)•(AC+AB)
=(AC2﹣AB2)
=BC2
=DE•BC.
∴DE•BC=DM•AC+DM•AB.
点评:本题考查DE是圆O的切线的证明,考查DE•BC=DM•AC+DM•AB的证明,是中档题,解题时要认真审题,注意弦切角定理的合理运用.
【选修4-4:坐标系与参数方程】
23.在直角坐标系xoy中,直l线l的参数方程为(t为参数).在极坐标系(与
直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=10cosθ.
(1)求圆C的直角坐标方程;
(2)设圆C与直线l交于点A、B,若点P的坐标为(2,6),求|PA|+|PB|.
考点:简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程.
专题:坐标系和参数方程.
分析:(1)由ρ=10cosθ得ρ2=10ρcosθ,把代入即可得出.
(2)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,化为=0,可设t1,t2是上述方
程的两个实根.利用|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=﹣(t1+t2)即可得出.
解答:解:(1)由ρ=10cosθ得ρ2=10ρcosθ,
∴直角坐标方程为:x2+y2=10x,配方为:(x﹣5)2+y2=25.
(2)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,化为=0,
由于△=﹣4×20=82>0,可设t1,t2是上述方程的两个实根.
∴t1+t2=﹣,t1t2=20,又直线l过点P(2,6),
可得:|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=﹣(t1+t2)=9.
点评:本题考查了参数方程的应用、极坐标方程化为直角坐标方程,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
【选修4-5:不等式选讲】
24.已知函数f(x)=m﹣|x﹣2|,m∈R,且f(x+2)≥0的解集为[﹣1,1].
(1)求m的值;
(2)若a,b,c∈R+,且++=m,求Z=a+2b+3c的最小值.
考点:柯西不等式;绝对值不等式的解法.
专题:计算题;不等式的解法及应用.
分析:(1)利用已知条件,转化不等式为绝对值不等式,即可求m的值;
(2)通过a,b,c∈R+,且++=m,直接利用柯西不等式,求出Z=a+2b+3c的最小值.解答:解:(1)因为f(x+2)=m﹣|x|,f(x+2)≥0等价于|x|≤m,
由|x|≤m有解,得m≥0,且其解集为{x|﹣m≤x≤m}.
又f(x+2)≥0的解集为[﹣1,1],故m=1.…(6分)
(2)由(1)知++=1,又a,b,c∈R+,由柯西不等式得
Z=a+2b+3c=(a+2b+3c)(++)≥(++)2=9.
∴Z=a+2b+3c 的最小值为9 ….(12分)
点评:本题考查绝对值不等式的解法解法,柯西不等式求解表达式的最值,考查转化思想与计算能力.。