北京市西城区2020届高三数学5月三模冲刺查漏补缺练习题(含解析)
2020年北京市西城区5月诊断测试数学试卷答案
化简,得 m = 3n2 − 4n + 2 = 3(n − 2)2 + 2 , 33
因为 m , n 是大于 1 的正整数,且 m n , 所以当 n = 2 时, m 取到最小值 6. 选择 ③: (Ⅰ) 由 2an+1 = an + an+2 ,得 an+1 − an = an+2 − an+1 .
22 因为 m , n 是大于 1 的正整数,且 m n , 所以当 n = 2 时, m 有最小值 5 .
……………… 11 分 ……………… 14 分
……………… 2 分
……………… 4 分 ……………… 6 分 ……………… 8 分 ……………… 9 分 ……………… 11 分 ……………… 14 分
18.(本小题满分 14 分)
解:(Ⅰ)设事件 M 为:“从这些康乃馨种子中随机抽取一种,且该种子不是“C 级”种子”,
……………… 1 分 由图表,得 (0.4 +1.2 + a + 4.0 + 6.0 + 4.4 +1.2 + 0.4) 0.05 = 1,
解得 a = 2.4 .
……………… 2 分
……………… 2 分 ……………… 3 分 ……………… 5 分
……………… 6 分 ……………… 8 分 ……………… 9 分 ……………… 11 分
……………… 14 分
……………… 2 分 ……………… 4 分 ……………… 6 分 ……………… 8 分 ……………… 9 分
北京市西城区诊断性测试 高三数学参考答案 第2页(共8页)
西城区高三诊断性测试
数学参考答案
2020.5
2020年北京市西城区高三一模数学试题(含答案)
第Ⅱ卷(非选择题共 110 分)
二、填空题:本大题共 5 小题,每小题 5 分,共 25 分.
11.在 吠 吠 h 的展开式中,常数项为
.(用数字作答)
12.若向量 ⸶ 吠hㄠhhㄠ ⸶ ㄠ吠h满足 㸴,则实数 吠 的取值范围是
.
13.设双曲线吠h t
h
h⸶
t ㄱh的一条渐近线方程为
⸶
h h
吠,则该双曲线的离心率为
(D) 吠 㸴hh h ⸶
6.设 ㄠ ㄠ 为非零实数,且 t ㄠ t ,则
(A)
t
(B) t h
(C)a b
h
t
(D) t
h
1/5
7.某四棱锥的三视图如图所示,记 S 为此棱锥所有棱的长度的集合,则
(A)h h ㄠ且 h 㸴
(B)h h ㄠ且 h 㸴
(C)h h ㄠ且 h 㸴
(D)h h ㄠ且 h 㸴 8.设 ㄠ 为非零向量,则“൭
21.(本小题满分 14 分)
对于正整数 ,如果
h个整数 ㄠ hㄠ ㄠ 满足
h
,
且
h
⸶ ,则称数组 ㄠ hㄠ ㄠ h为 的一个“正整数分拆”.记 ㄠ hㄠ ㄠ 均为偶数的“正整数分拆”
的个数为 ㄠ ㄠ hㄠ ㄠ 均为奇数的“正整数分拆”的个数为쳌 .
(Ⅰ)写出整数 4 的所有“正整数分拆”;
(Ⅱ)对于给定的整数
ㄠ㔰 两点和 ㄠ⺁ 两点.
ㄠㄱh,直线 h经过点 ㄠㄱh,直线 直线 h,且直线 , h分别与椭圆 相交于
(Ⅰ)若 ㄠ 分别为椭圆 的左、右焦点,且直线 吠 轴,求四边形 㔰 ⺁ 的面积;
(Ⅱ)若直线 的斜率存在且不为 0,四边形 㔰 ⺁ 为平行四边形,求证:
2020年北京市西城区高考数学模拟试卷(5月份) (含答案解析)
2020年北京市西城区高考数学模拟试卷(5月份)一、选择题(本大题共10小题,共40.0分)1.已知集合A={x∈Z||x|<4},B={x|x−1≥0},则A∩B等于()A. (1,4)B. [1,4)C. {1,2,3}D. {2,3,4}2.复平面内表示复数z=i(−2+i)的点位于第()象限.A. 一B. 二C. 三D. 四3.下列函数是偶函数且值域为[0,+∞)的是()①y=|x|②y=x3③y=2|x|④y=x2+|x|A. ①②B. ②③C. ①④D. ③④4.已知抛物线C:y=−2x2,则其准线方程为()A. y=18B. y=14C. y=12D. y=25.在△ABC中,sin A:sin B:sin C=4:7:9,则△ABC的最大内角的余弦值为()A. 17B. −17C. 27D. −276.已知a=2−13,,c=log1213,则()A. a>b>cB. a>c>bC. c>a>bD. c>b>a7.某几何体的三视图如图所示,则该儿何体的体积是()A. 23B. 43C. 4D. 2√538.已知直线y=x+m与圆x2+y2−2x+m2=0有公共点,则实数m的取值范围是()A. −1<m≤3B. −1<m<13C. −1<m≤13D. −1≤m≤139.若a⃗,b⃗ 均为单位向量,则“|2a⃗−b⃗ |=|a⃗+2b⃗ |”是“a⃗⊥b⃗ ”的()A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充分必要条件D. 既不充分又不必要条件10.设函数f(x)=e x(3x−4)−ax+2a,若存在唯一的整数t,使得f(t)<0,则实数a的取值范围是()A. [2,e]B. [32e ,1] C. [2,e) D. [32e,34]二、填空题(本大题共5小题,共25.0分)11.已知向量a⃗=(2,m),b⃗ =(−1,2),若a⃗⊥b⃗ ,则|a⃗|=______.12.已知双曲线x2a2−y2b2=1的离心率为2,那么该双曲线的渐近线方程为______ .13.函数f(x)=sin(2x−)−2sin2x的最小正周期是__________.14.甲、乙、丙、丁四个人参加比赛,有两人获奖.比赛结果揭晓之前,四个人作了如下猜测:甲:两名获奖者在乙、丙、丁中;乙:我没有获奖,丙获奖了;丙:甲、丁中有且只有一个获奖;丁:乙说得对.已知四个人中有且只有两个人的猜测是正确的,那么两个获奖者是____.15.如图,棱长为12的正方体ABCD−A1B1C1D1中,E,F分别是棱AB,A1D1的中点,过点C,E,F作该正方体的截面,则截面图形的周长是_______.三、解答题(本大题共6小题,共85.0分)16.如图,几何体ABCDEF中,△ABC,△DFE均为边长为2的正三角形,且平面ABC//平面DFE,四边形BCED为正方形.(1)若平面BCED⊥平面ABC,求证:平面ADE//平面BCF;(2)若二面角D−BC−A为150°,求直线BD与平面ADE所成角的正弦值.17.把满足条件T的函数f(n)构成的集合记为M,其中条件T:①f(n)是定义在N∗上的函数;②任意n∈N∗,f(n)∈N∗;③任意m,n∈N∗,f(m+n)≥f(m)+f(n).(1)已知等差数列{a n}的前n项的和为S n=g(n),且a2=3,a3+a5=10,求证:g(n)∈M;(2)已知f(n)∈M,且数列{f(n)}是公比为q的等比数列,求q的最小值;(3)已知f(n)∈M,且数列{f(f(n))},{f(f(n)+1)}分别是公差为d1,d2的等差数列,求证:d1=d2.18.某市随机抽取部分企业调查年上缴税收情况(单位:万元),将所得数据绘制成频率分布直方图(如图),年上缴税收范围是[0,100],样本数据分组为[0,20),[20,40),[40,60),[60,80),[80,100].(1)求频率分布直方图中x的值;(2)如果年上缴税收不少于60万元的企业可申请政策优惠,若共抽取企业1200个,试估计有多少企业可以申请政策优惠;(3)从企业中任选4个,这4个企业年上缴税收少于20万元的个数记为X,求X的分布列和数学期望.(以直方图中的频率作为概率)19.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F1,F2.过P(0,√32b)且斜率为k的直线l与椭圆C相交于点M,N.当k=0时,四边形MNF1F2恰在以MF1为直径,面积为2516π的圆上.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)若|PM|⋅|PN|=37|MN|,求直线l的方程.20.已知函数f(x)=e x(x−ae x).(1)当a=0,求f(x)的最值;(2)若f(x)有两个不同的极值点,求a的取值范围.21.已知数列{a n}是无穷数列,a1=a,a2=b(a,b是正整数),a n+1={a na n−1(a na n−1>1),a n−1 a n (a na n−1≤1).(1)若a1=2,a2=1,写出a4,a5的值;(2)已知数列{a n}中a k=1(k∈N∗),求证:数列{a n}中有无穷项为1;(3)已知数列{a n}中任何一项都不等于1,记b n=max{a2n−1,a2n}(n=1,2,3,…;max{m,n}为m,n中较大者).求证:数列{b n}是单调递减数列.-------- 答案与解析 --------1.答案:C解析:解:∵A={x∈Z||x|<4}={x∈Z|−4<x<4}={−3,−2,−1,0,1,2,3},B={x|x−1≥0}={x|x≥1},∴A∩B={1,2,3},故选:C.求出A与B中不等式的解集确定出A与B,找出两集合的交集即可.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.答案:C解析:本题考查复数的几何意义,同时考查复数的运算,利用复数运算法则化简z,从而得出z对应的点的坐标即可求解.解:由已知z=i(−2+i)=−1−2i,∴在复平面内复数z对应点的坐标为(−1,−2),在第三象限,故选C.3.答案:C解析:本题考查了函数的值域,考查了函数的奇偶性,是基础题.由函数的奇偶性与值域逐一判断,即可找出正确选项.解:①函数y=f(x)=|x|,可得f(−x)=|−x|=f(x),定义域为R,故函数为偶函数且|x|≥0,故①正确;②函数y=f(x)=x3,可得f(−x)=(−x)3=−x3=−f(x),定义域为R,故函数为奇函数,②错误;③易知y=2|x|为偶函数,但值域为[1,+∞),故③错误;④y=f(x)=x2+|x|,可得f(−x)=(−x)2+|−x|=f(x),定义域为R,故函数为偶函数且y= x2+|x|≥0,故④正确.故选C.4.答案:A解析:本题考查抛物线的性质.解:因为抛物线为x2=−12y,所以2p=12,p2=18,所以准线为y=18.故选A.5.答案:D解析:本题给出三角形的两边和夹角,求最大角的余弦.着重考查了三角形中大边对大角、利用余弦定理解三角形的知识,属于基础题.直接利用余弦定理即可解:由题意得a:b:c=4:7:9,∴在△ABC中最大角为角C,不妨设a=4k,b=7k,c=9k(k>0),则cosC=a2+b2−c22ab =16+49−812×4×7=−27,故选D.6.答案:C解析:本题考查了指数式与对数式的比较大小,属于基础题.解:0<a=2−13<20=1,b=log213<log21=0,c=log1213>log1212=1,即0<a<1,b<0,c>1,所以c>a>b.故选C.7.答案:B解析:解:根据三视图知,该几何体是底面为平行四边形的四棱锥P−ABCD,如图所示;则该四棱锥的高为2,底面积为1×2=2,所以该四棱锥的体积是V=13×2×2=43.故选:B.根据三视图知该几何体是底面为平行四边形的四棱锥,结合图中数据求出该几何体的体积.本题考查了利用三视图求几何体体积的应用问题,是基础题.8.答案:C解析:本题考查了圆的标准方程和直线与圆的位置关系,属于基础题.利用圆的标准方程,结合直线与圆的有交点建立不等式组{√2≤√1−m21−m2>0,计算得结论.解:因为直线y=x+m与圆x2+y2−2x+m2=0有公共点,即直线y=x+m与圆(x−1)2+y2=1−m2有公共点,所以{2≤√1−m21−m2>0解得−1<m≤13,因此实数m 的取值范围是−1<m≤13.故选C.9.答案:C解析:解:a⃗,b⃗ 均为单位向量,|2a⃗−b⃗ |=|a⃗+2b⃗ |⇔4a⃗2+b⃗ 2−4a⃗⋅b⃗ =a⃗2+4b⃗ 2+4a⃗⋅b⃗⇔4+1−4a⃗⋅b⃗ =1+4+4a⃗⋅b⃗⇔a⃗⋅b⃗ =0⇔“a⃗⊥b⃗ ”.∴“|2a⃗−b⃗ |=|a⃗+2b⃗ |”是“a⃗⊥b⃗ ”的充要条件.故选:C.a⃗,b⃗ 均为单位向量,|2a⃗−b⃗ |=|a⃗+2b⃗ |⇔4+1−4a⃗⋅b⃗ =1+4+4a⃗⋅b⃗ ⇔a⃗⋅b⃗ =0⇔“a⃗⊥b⃗ ”,即可判断出结论.本题考查了向量数量积运算性质、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.10.答案:C解析:本题考查导数和极值,考查了数形结合和转化的思想,设g(x)=e x(3x−4),y=ax−2a,将条件转化为存在唯一的整数x0使得点(x0,g(x0))在直线y=ax−2a的下方,对g(x)求导,求出g(x)的最小值,进一步验证即可.解:设g(x)=e x(3x−4),y=ax−2a,由题意知,存在唯一的整数x0使得点(x0,g(x0))在直线y= ax−2a的下方,∵g′(x)=e x(3x−4)+3e x=e x(3x−1),∴当x<1时,g′(x)<0;3时,g′(x)>0.当x>13∴当x=1时,g(x)取最小值−3e13.3当x=0时,g(0)=−4;当x=1时,g(1)=−e<0;当x=2时,g(2)=2e2>0.直线y=ax−2a恒过定点(2,0)且斜率为a,故−a>g(1)=−e且g(0)=−4≥−2a,解得2≤a<e.答案:C11.答案:√5解析:本题考查向量的模的求法,考查向量垂直的性质等基础知识,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是基础题.利用向量垂直的性质、向量的模的定义直接求解.解:∵向量a⃗=(2,m),b⃗ =(−1,2),a⃗⊥b⃗ ,∴a⃗⋅b⃗ =−2+2m=0,解得m=1,∴a⃗=(2,1),∴|a⃗|=√4+1=√5.故答案为:√5.12.答案:√3x±y=0.解析:利用双曲线的离心率求出a、b关系,然后求解双曲线的渐近线方程.本题考查双曲线的简单性质,属于基础题.解:双曲线x2a2−y2b2=1的离心率为2,可得ca=2,即:a2+b2a2=4,可得ba=√3,该双曲线的渐近线方程为:√3x±y=0.故答案为:√3x±y=0.13.答案:π解析:本题主要考查三角函数的性质.将函数化简求周期.解:f(x)=(sin2x−cos2x)−(1−cos2x)=(sin2x+cos2x)−=sin(2x+)−,最小正周期T==π.14.答案:乙和丁解析:本题主要考查合情推理的应用,属于较易题.分析甲乙丙丁说话之间的联系即可求出答案.解:若乙和丁的猜测同时正确,则甲和丙的猜测是错误的,可得乙没有获奖,丙获奖,则甲和丁中有一个获奖,这与“丙的猜测是错误的”相矛盾;因此乙和丁的猜测同时错误,甲和丙的猜测同时正确,故乙和丁获奖.故答案为乙和丁.15.答案:9√5+2√13+25解析:本题考查了简单多面体(棱柱、棱锥、棱台)及其结构特征和平面的基本性质及应用.利用正方体的结构特征,结合平面的基本性质找出截面,计算其周长得结论.解:如下图:取A1B1的中点E1,连接C1E1,在平面A1B1C1D1中,过F作C1E1的平行线交A1B1于H,交C1D1于M,连接EH交AA1于N,则过点C,E,F作该正方体的截面是五边形CMFNE.因为E,F分别是棱AB,A1D1的中点,正方体ABCD−A1B1C1D1的棱长为12,所以E1是A1B1的中点,因此D1M=A1H=14D1C1=3,A1N=13A1A=4,所以FN=√A1N2+A1F2=√16+36=2√13,NE=√AN2+AE2=√64+36=10,EC=√EB2+BC2=√36+144=6√5,CM=√CC12+CM2=√144+81=15,FM=√FD12+D1M2=√36+9=3√5,因此截面图形的周长是9√5+2√13+25.故答案为9√5+2√13+25.16.答案:解:(1)证明:取BC的中点O,DE的中点G,连接AO,OF,FG,AG,因为AO⊥BC,平面BCED⊥平面ABC,平面BCED∩平面ABC=BC,AO⊂平面ABC,故A O⊥平面BCED,同理FG⊥平面BCED,故OA//FG,又因为AO=FG=√3,AOFG为平行四边形,所以AG//OF,AG⊄平面BCF,OF⊂平面BCF,所以AG//平面BCF,又DE//BC,DE⊄平面BCF,BC⊂平面BCF,所以DE//平面BCF,又因为AG和DE交于点G,AG,DE⊂平面ADE,所以平面ADE//平面BCF;(2)连结GO,则GO⊥BC,又AO⊥BC,所以∠GOA为二面角D−BC−A的平面角,所以∠GOA=150°.过G做GO′⊥平面ABC交与O′点,以O′A,O′G为x轴和z轴,过O′点平行与OB的直线为y轴,建立如图所示的空间直角坐标系,则A(2√3,0,0),D(0,1,1),E(0,−1,1),B(√3,1,0), 所以AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(−2√3,1,1),ED ⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,2,0), 设平面ADE 的一个法向量是n⃗ =(x,y,z ), 则{n ⃗ ·AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0n ⃗ ·ED ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,即{−2√3x +y +z =02y =0, 令x =√3,则n ⃗ =(√3,0,6), 又因为BD⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =(−√3,0,1) 设θ为直线BD 与平面ADE 所成角, 所以sinθ=|cos <BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,n ⃗ >|=|BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ·n ⃗⃗|BD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |·|n ⃗⃗ ||=2√39=√3926. 即所求的角的正弦值为√3926.解析:考查线线,线面,面面平行的判定定理由性质定理,考查求二面角的平面角,直线与平面所成的角,中档题.(1)根据题意,先证明OA//FG ,证明AOFG 为平行四边形,利用面面平行的判定定理证明即可; (2)连结GO ,则GO ⊥BC ,又AO ⊥BC ,所以∠GOA 为二面角D −BC −A 的平面角,建立空间直角坐标系,利用向量法即可求解.17.答案:解:(1)由a 2=3,a 3+a 5=10,得a 1+d =3,2a 1+6d =10,所以a 1=2,d =1.所以S n =12n 2+32n ,即g(n)=12n 2+32n , 因为a n =n +1∈N ∗,所以g(n)=S n ∈N ∗,又g(n +m)−g(n)−g(m)=12(m +n)2+32(m +n)−12m 2−32m −12n 2−32n =mn >0, 即g(n +m)>g(n)+g(m),所以g(n)∈M . (2)因为f(n)∈M ,所以f (2)≥f (1)+f (1),即q ≥2. 当q =2时,f(n)=2n−1f (1),此时f(n+m)−f(n)−f(m)=(2m+n−1−2m−1−2n−1)f(1)=2m+n−1(1−12n −12m)f(1)≥(1−12−12)f(1)=0,所以f(n+m)≥f(n)+f(m),因此q的最小值为2.(3)因为f(m+n)≥f(m)+f(n),所以f(n+1)≥f(n)+f(1)≥f(n)+1>f(n),于是f(f(n+1))≥f(f(n)+1)>f(f(n)),设f(f(n))=d1n+k1,f(f(n)+1)=d2n+k2,k1,k2为常数,则d1n+d1+k1≥d2n+k2>d1n+k1,关于任意n∈N∗恒成立,d1n+d1+k1≥d2n+k2,,取n=0得d1+k1≥k2,取n>0,得d1−d2≤k2−k1−d1n≤0,所以d1≥d2;同理d2n+k2>d1n+k1,得d2≥d1,因此d1=d2.解析:本题考查数列的递推关系,等差数列的性质和求和,等差数列的通项公式,等比数列的性质和通项公式,考查新定义的应用,属于中档题.(1)由已知条件求出a1=2,d=1.即可得到S n=g(n)=12n2+32n,根据a n=n+1∈N∗,可知g(n)=S n∈N∗,结合g(n+m)−g(n)−g(m)>0,即g(n+m)>g(n)+g(m),即可证明g(n)∈M;所以f(2)≥f(1)+f(1),即q≥2.当q=2时,f(n)=2n−1f(1),(2)根据f(n)∈M,可得公比q≥2.当q=2时,f(n)=2n−1f(1),可得f(n+m)−f(n)−f(m)≥0,即f(n+m)≥f(n)+f(m),进而得到q的最小值为2.(3)根据f(m+n)≥f(m)+f(n)即可得到f(f(n+1))≥f(f(n)+1)>f(f(n)),设f(f(n))=d1n+k1,f(f(n)+1)=d2n+k2,k1,k2为常数,即可得到d1n+d1+k1≥d2n+k2>d1n+k1,关于任意n∈N∗恒成立,进而得证d1=d2.18.答案:解:(1)由直方图可得:20×(x+0.025+0.0065+0.003×2)=1,∴x=0.0125;(2)企业缴税收不少于60万元的频率=0.003×2×20=0.12, ∴1200×0.12=144,∴1200个企业中有144个企业可以申请政策优惠;(3)X 的可能取值为0,1,2,3,4,由(1)可得:某个企业缴税少于20万元的概率=0.0125×20=0.25=14,P(X =0)=C 40(14)0(34)4=81256P(X =1)=C 41(14)1(34)3=2764,P(X =2)=C 42(14)2(34)2=27128 P(X =3)=C 43(14)3(34)1=364,P(X =4)=C 44(14)4(34)0=1256所以x 的分布列为:∴E (X )=0×81256+1×2764+2×27128+3×364+4×1256=1.(或E(X)=4×14=1)解析:本题考查了频率分布直方图的有关性质、随机变量服从二项分布的分布列与数学期望计算公式的应用.(1)由直方图可得:20×(x +0.025+0.0065+0.003×2)=1,解得x 即可;(2)企业缴税收不少于60万元的频率=0.003×2×20=0.12,即可得出1200个企业中有1200×0.12个企业可以申请政策优惠;(3)X 的可能取值为0,1,2,3,4.由(I)可得:某个企业缴税少于20万元的概率=0.0125×20=14.因此X ~B (4,14),可得分布列为P (x =k )=C 4k (14)k·(34)4−k,(k =0,1,2,3,4),即可求得E (X )的结果.19.答案:解:(Ⅰ)当k =0时,直线l//x 轴,又四边形MNF 1F 2恰在以MF 1为直径,面积为2516π的圆上, ∴四边形MNF 1F 2为矩形,且|MF 1|=52. ∴点M 的坐标为(c,b 2a ).又b 2a=√32b , ∴ba =√32. 设a =2k,b =√3k ,则c =k .在Rt △MF 1F 2中,|MF 2|=32k ,|F 1F 2|=2k , ∴|MF 1|=52k =52,∴k =1. ∴a =2,b =√3, ∴椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(Ⅱ)将l :y =kx +32与椭圆方程联立得(3+4k 2)x 2+12kx −3=0,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),得x 1+x 2=−12k 3+4k 2,x 1x 2=−33+4k 2.故|PM|⋅|PN|=√1+k 2⋅|x 1−0|⋅√1+k 2⋅|x 2−0|=(1+k 2)|x 1x 2|=3+3k 23+4k 2.又|MN|=√1+k 2|x 1−x 2|=√1+k 2⋅√(x 1+x 2)2−4x 1x 2=√1+k 2⋅√192k 2+363+4k 2,∴3+3k 23+4k2=37⋅√1+k 2⋅√192k 2+363+4k 2,即7√1+k 2=√192k 2+36, 解得k =±√1111, ∴直线l 的方程为y =±√1111x +32.解析:(Ⅰ)当k =0时,直线l//x 轴,推出点M 的坐标为(c,b 2a),设a =2k,b =√3k ,则c =k .|MF 1|=52k =52,求出a ,b 然后求解椭圆C 的方程. (Ⅱ)将l :y =kx +32与椭圆方程联立得(3+4k 2)x 2+12kx −3=0,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),利用韦达定理以及弦长公式,通过|PM|⋅|PN|=37|MN|,求出k ,即可求解直线l 的方程.本题主要考查直线、椭圆、直线与椭圆的位置关系等基础知识,考查运算求解能力、推理论证能力,考查函数与方程思想、化归与转化思想,考查考生分析问题和解决问题的能力.20.答案:解:(1)当a =0时,f(x)=xe x ,则由f′(x)=(x +1)e x >0,得x >−1,由f′(x)<0,得x <−1, ∴f(x)=xe x 在(−∞,−1)单调递减,在(−1,+∞)单调递增, 则f(x)min =f(−1)=−1e ,无最大值; (2)f′(x)=e x (x +1−2ae x ),由f(x)有两个极值点,得f′(x)=0有两个不等实根, ∴2a =x+1e x有两个不等的实根, 记g(x)=x+1e x,则g′(x)=−x e x,∴由g′(x)>0,得x <0,由g′(x)<0,得x >0, ∴g(x)在(−∞,0)上单调递增,(0,+∞)上单调递减, ∴g(x)max =g(0)=1,g(−1)=0, 且当x >0时,g(x)>0,g(x)如图所示,∴0<2a <1即0<a <12. 综上,a 的取值范围是(0,12).解析:本题考查了利用导数研究函数的极值和利用导数研究闭区间上函数的最值,是中档题. (1)当a =0时,f(x)=xe x ,利用导数得出单调区间,即可得出最值; (2)由f(x)有两个极值点,得f′(x)=0有两个不等实根,则2a =x+1e 有两个不等的实根,记g(x)=x+1e ,利用导数得出单调性,根据图象即可得出结果.21.答案:解:(1)∵a 1=2,a 2=1,∴a 2a 1=12<1,∴a 3=a 1a 2=2.同理可得:a 4=a3a 2=2,a 5=a3a 4=1.(2)a k =1(k ∈N ∗),假设a k+1=m ,①当m =1时,依题意有a k+2=a k+3=⋯=1, ②当m >1时,依题意有a k+2=m ,a k+3=1,③当m <1时,依题意有a k+2=1m ,a k+3=1m 2,a k+4=1m ,a k+5=1m ,a k+6=1.由以上过程可知:若a k =1(k ∈N ∗),在无穷数列{a n }中,第k 项后总存在数值为1 的项,以此类推,数列{a n }中有无穷项为1.(3)证明:由条件可知a n >1(n =1,2,3,…), ∵{a n }中任何一项不等于1,∴a n≠a n+1(n=1,2,3,…).①若a2n−1>a2n,则b n=a2n−1.∵a2n+1=a2n−1a2n,∴a2n−1>a2n+1.若a2n−1a22n>1,则a2n+2=a2n−1a22n<a2n−1,于是a2n−1>a2n+2;若a2n−1a22n<1,则a2n+2=a2na2n+1a2n=a22na2n−1·a2n<a2n<a2n−1,于是a2n−1>a2n+2;若a2n−1a22n=1,则a2n+2=1,于题意不符;∴a2n−1>max{a2n+1,a2n+2},即b n>b n+1.②若a2n−1<a2n,则b n=a2n.∵a2n+2=a2na2n−1,∴a2n>a2n+1;∵a2n+2=a2na2n+1,∴a2n>a2n+2;∴a2n>max{a2n+1,a2n+2},即b n>b n+1.综上所述,对于一切正整数n,总有b n>b n+1,所以数列{b n}是单调递减数列.解析:本题考查了递推关系、分类讨论方法、数列的周期性,考查了推理能力与计算能力,属于难题.(1)利用递推关系即可得出.(2)a k=1(k∈N∗),假设a k+1=m,对m分类讨论,利用已知递推关系即可证明.(3)由条件可知a n>1(n=1,2,3,…).由于{a n}中任何一项不等于1,可得a n≠a n+1(n=1,2,3,…).分类讨论:①若a2n−1>a2n,则b n=a2n−1.②若a2n−1<a2n,则b n=a2n.再利用递推关系即可证明.。
北京市西城区2019届高三5月三模冲刺查漏补缺练习题数学试卷 Word版含解析
高三数学练习题1.设集合{}2A x x a =-<<,{}0,2,4B =,若集合A B 中有且仅有2个元素,则实数a的取值范围为 A. ()0,2 B. (]2,4 C. [)4,+∞ D. (),0-∞【答案】B 【解析】 【分析】由题意知{}02A ⊆,且4A ∉,结合数轴即可求得a 的取值范围. 【详解】由题意知,{}=02AB ,,则{}02A ⊆,,故2a >,又4A ∉,则4a ≤,所以24a <≤, 所以本题答案为B.【点睛】本题主要考查了集合的关系及运算,以及借助数轴解决有关问题,其中确定A B中的元素是解题的关键,属于基础题.2.设命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为 A. ,a b R ∀∈,a b a b -≥+ B. ,a b R ∃∈,a b a b -<+ C. ,a b R ∃∈,a b a b ->+ D. ,a b R ∃∈,a b a b -≥+【答案】D 【解析】 【分析】直接利用全称命题的否定是特称命题写出结果即可.【详解】因为全称命题的否定是特称命题,所以,命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为:,a b R ∃∈,a b a b -≥+.故本题答案为D.【点睛】本题考查命题的否定,特称命题与全称命题的否定关系,是基础题.3.以()3,1A -,()2,2B-为直径的圆的方程是A. 2280x y x y +---=B. 2290x y x y +---=C. 2280x y x y +++-=D. 2290x y x y +++-=【答案】A 【解析】 【分析】设圆的标准方程,利用待定系数法一一求出,,a b r ,从而求出圆的方程. 【详解】设圆的标准方程为222()()x a y b r -+-=, 由题意得圆心(,)O a b 为A ,B 的中点, 根据中点坐标公式可得32122a -==,12122b -+==,又||2AB r ===,所以圆的标准方程为: 221117()()222x y -+-=,化简整理得2280x y x y +---=,所以本题答案为A.【点睛】本题考查待定系数法求圆的方程,解题的关键是假设圆的标准方程,建立方程组,属于基础题.4.设a ,b 是非零向量,若对于任意的R λ∈,都有a b a b λ-≤-成立,则 A. //a bB. a b ⊥C. ()-⊥a b aD.()-⊥a b b rr r【答案】D 【解析】 【分析】画出a ,b ,根据向量的加减法,分别画出()a b λ-的几种情况,由数形结合可得结果. 【详解】由题意,得向量()a b -是所有向量()a b λ-中模长最小的向量,如图,当AC BC ⊥,即()-⊥a b b rr r 时,||AC 最小,满足a b a b λ-≤-,对于任意的R λ∈,所以本题答案为D.【点睛】本题主要考查了空间向量的加减法,以及点到直线的距离最短问题,解题的关键在于用有向线段正确表示向量,属于基础题.5.设a R ∈,0b >,则“32a b >”是“3log a b >”的 A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】根据对数的运算分别从充分性和必要性去证明即可.【详解】若32a b >, 0b >,则3log 2a b >,可得3log a b >; 若3log a b >,可得3a b >,无法得到32a b >, 所以“32a b >”是“3log a b >”的充分而不必要条件. 所以本题答案为A. 【点睛】本题考查充要条件定义,判断充要条件的方法是:① 若p q ⇒为真命题且q p ⇒为假命题,则命题p 是命题q 的充分不必要条件; ② 若p q ⇒为假命题且q p ⇒为真命题,则命题p 是命题q 的必要不充分条件; ③ 若p q ⇒为真命题且q p ⇒为真命题,则命题p 是命题q 的充要条件;④ 若p q ⇒为假命题且q p ⇒为假命题,则命题p 是命题q 的即不充分也不必要条件.⑤ 判断命题p 与命题q 所表示的范围,再根据“谁大谁必要,谁小谁充分”的原则,判断命题p 与命题q 的关系.6.若()f x 是定义域为R 的奇函数,且()()2f x f x +=-,则 A. ()f x 的值域为R B. ()f x 为周期函数,且6为其一个周期C. ()f x 的图像关于2x =对称D. 函数()f x 的零点有无穷多个 【答案】D 【解析】 【分析】运用函数的奇偶性定义,周期性定义,根据表达式判断即可.【详解】()f x 是定义域为R 的奇函数,则()()f x f x -=-,(0)0f =, 又(2)()f x f x +=-,(4)(2)()f x f x f x +=-+=, 即()f x 是以4为周期的函数,(4)(0)0()f k f k Z ==∈, 所以函数()f x 的零点有无穷多个;因为(2)()f x f x +=-,[(1)1]()f x f x ++=-,令1t x =+,则(1)(1)f t f t +=-, 即(1)(1)f x f x +=-,所以()f x 的图象关于1x =对称, 由题意无法求出()f x 的值域, 所以本题答案为D.【点睛】本题综合考查了函数的性质,主要是抽象函数的性质,运用数学式子判断得出结论是关键.7.设向量a ,b 满足2=a ,1b =,,60a b =,则a tb +的取值范围是A. )+∞B. )+∞C. ⎤⎦D. ⎤⎦【答案】B 【解析】 【分析】由模长公式求解即可.【详解】22222()242a tb a tb a a bt t b t t +=+=+⋅+=++≥当1t =-时取等号,所以本题答案B.【点睛】本题考查向量的数量积,考查模长公式,准确计算是关键,是基础题.8.设0.50.82a =,sin1b =,lg 3c =,则a ,b ,c 三数的大小关系是 A. a c b << B. a b c << C. c b a << D. b c a <<【答案】C 【解析】 【分析】利用对数函数,指数函数以及正弦函数的性质和计算公式,将a ,b ,c 12比较即可.【详解】由0.50.50.820.8a =>1sin1sin 232b π<=<==<11lg3lg1022c =<==,所以有c b a <<.选C.【点睛】本题考查对数值,指数值和正弦值大小的比较,是基础题,解题时选择合适的中间值比较是关键,注意合理地进行等价转化.9.如图,设P 为ABC ∆内一点,且1134AP AB AC =+,则ABP ∆与ABC ∆的面积之比为A. 14B.13 C. 23D. 16【答案】A 【解析】 【分析】作//PD AC 交AB 于点D ,根据向量比例,利用三角形面积公式,得出ADP S ∆与ABC S ∆的比例,再由ADP S ∆与APB S ∆的比例,可得到结果. 【详解】如图,作//PD AC 交AB 于点D ,则AP AD DP =+,由题意,13AD AB =,14DP AC =,且180ADP CAB ∠+∠=, 所以11111||||sin ||||sin 223412ADPABC S AD DP ADP AB AC CAB S ∆∆=∠=⨯⨯∠= 又13AD AB =,所以,134APB ADP ABC S S S ∆∆∆==,即14APB ABCS S ∆∆=, 所以本题答案为A.【点睛】本题考查三角函数与向量的结合,三角形面积公式,属基础题,作出合适的辅助线是本题的关键.10.已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,平面α与此正方体相交.对于实数(0d d <<,如果正方体1111ABCD A B C D -的八个顶点中恰好有m 个点到平面α的距离等于d ,那么下列结论中,一定正确的是 A. 6m ≠ B. 5m ≠ C. 4m ≠ D. 3m ≠【答案】B 【解析】 【分析】此题画出正方体模型即可快速判断m 的取值.【详解】如图(1)恰好有3个点到平面α的距离为d ;如图(2)恰好有4个点到平面α的距离为d ;如图(3)恰好有6个点到平面α的距离为d . 所以本题答案为B.【点睛】本题以空间几何体为载体考查点,面的位置关系,考查空间想象能力,考查了学生灵活应用知识分析解决问题的能力和知识方法的迁移能力,属于难题.11.设x ,y 满足约束条件3240,460,20,x y x y x -+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩,则22z x y =+的最大值为______.【答案】29 【解析】 【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为以原点为圆心的圆,数形结合得到最优解,联立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数得答案.【详解】由约束条件3240,460,20,x y x y x -+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩作出可行域如图:联立3240,20,x y x -+=⎧⎪⎨⎪-=⎩,解得(2,5)A ,目标函数22z x y =+为半径的圆, 由图可知,此圆经过点A最大,此时z 也最大, 最大值为222529z =+=. 所以本题答案为29.【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.12.在某批次的某种灯泡中,随机抽取200个样品.并对其寿命进行追踪调查,将结果列成频率分布表如下:某人从灯泡样品中随机地购买了()*n n N ∈个,如果这n 个灯泡的寿命情况恰好与按四个...组分层抽样.....所得的结果相同,则n 的最小值为______. 【答案】10 【解析】 【分析】先求出a ,b ,根据分层抽样的比例引入正整数k 表示n ,从而得出n 的最小值.【详解】由题意得,a =0.2,b =80,由表可知,灯泡样品第一组有40个,第二组有60个,第三组有80个,第四组有20个,所以四个组的比例为2:3:4:1,所以按分层抽样法,购买的灯泡数为n =2k +3k +4k +k =10k (*k N ∈),所以n 的最小值为10.【点睛】本题考查分层抽样基本原理的应用,涉及抽样比、总体数量、每层样本数量的计算,属于基础题.13.能说明“若()()1f x f x +<对于任意的()0,x ∈+∞都成立,则()f x 在()0,∞+上是减函数”为假命题的一个函数是________.【答案】答案不唯一,如214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭【解析】 【分析】根据对基本函数的理解可得到满足条件的函数.【详解】由题意,不妨设21()4f x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭, 则22111(1)()120442f x f x x x x ⎛⎫⎛⎫+-=-+-+-=--< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭在()0,∞+都成立,但是()f x 在10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭是单调递增的,在1,+4⎛⎫∞ ⎪⎝⎭是单调递减的, 说明原命题是假命题.所以本题答案为214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,答案不唯一,符合条件即可.【点睛】本题考查对基本初等函数的图像和性质的理解,关键是假设出一个在()0,∞+上不是单调递减的函数,再检验是否满足命题中的条件,属基础题.14.能说明“在数列{}n a 中,若对于任意的,m n N +∈,m n m n a a a +>+,则{}n a 为递增数列”为假命题的一个等差数列是______.(写出数列的通项公式) 【答案】答案不唯一,如1n a n =-- 【解析】 【分析】根据等差数列的性质可得到满足条件的数列. 【详解】由题意知,不妨设1n a n =--, 则()1()2m n m n a m n m n a a +=-+->-+-=+, 很明显{}n a 为递减数列,说明原命题是假命题. 所以1n a n =--,答案不唯一,符合条件即可.【点睛】本题考查对等差数列的概念和性质的理解,关键是假设出一个递减的数列,还需检验是否满足命题中的条件,属基础题.15.某四棱锥的三视图如图所示,那么此四棱锥的体积为______.【答案】43【解析】 【分析】利用三视图判断几何体的形状,然后通过三视图的数据求解几何体的体积. 【详解】如图:2的矩形,所以体积14233V =⨯=. 所以本题答案为43.【点睛】本题考查几何体与三视图的对应关系,几何体体积的求法,考查空间想象能力与计算能力.解决本类题目的关键是准确理解几何体的定义,真正把握几何体的结构特征,可以根据条件构建几何模型,在几何模型中进行判断.16.现有5人要排成一排照相,其中甲与乙两人不相邻,且甲不站在两端,则不同的排法有____种.(用数字作答) 【答案】36 【解析】【分析】先优先考虑甲、乙两人不相邻的排法,在此条件下,计算甲不排在两端的排法,最后相减即可得到结果.【详解】由题意得5人排成一排,甲、乙两人不相邻,有3234A A种排法,其中甲排在两端,有31332A A种排法,则6人排成一排,甲、乙两人不相邻,且甲不排在两端,共有3231 3433362A A A A-=(种)排法.所以本题答案为36.【点睛】排列、组合问题由于其思想方法独特,计算量庞大,对结果的检验困难,所以在解决这类问题时就要遵循一定的解题原则,如特殊元素、位置优先原则、先取后排原则、先分组后分配原则、正难则反原则等,只有这样我们才能有明确的解题方向.同时解答组合问题时必须心思细腻、考虑周全,这样才能做到不重不漏,正确解题.17.甲、乙、丙、丁四人参加冬季滑雪比赛,有两人获奖.在比赛结果揭晓之前,四人的猜测如下表,其中“√”表示猜测某人获奖,“×”表示猜测某人未获奖,而“○”则表示对某人是否获奖未发表意见.已知四个人中有且只有两个人的猜测是正确的,那么两名获奖者是_______.【答案】乙、丁【解析】【分析】本题首先可根据题意中的“四个人中有且只有两个人的猜测是正确的”将题目分为四种情况,然后对四种情况依次进行分析,观察四人所猜测的结果是否冲突,最后即可得出结果. 【详解】从表中可知,若甲猜测正确,则乙,丙,丁猜测错误,与题意不符,故甲猜测错误;若乙猜测正确,则依题意丙猜测无法确定正误,丁猜测错误;若丙猜测正确,则丁猜测错误;综上只有乙,丙猜测不矛盾,依题意乙,丙猜测是正确的,从而得出乙,丁获奖. 所以本题答案为乙、丁.【点睛】本题是一个简单的合情推理题,能否根据“四个人中有且只有两个人的猜测是正确的”将题目所给条件分为四种情况并通过推理判断出每一种情况的正误是解决本题的关键,考查推理能力,是简单题.18.已知函数()()21cos f x x x =.(Ⅰ)若α是第二象限角,且sin α=()f α的值;(Ⅱ)求函数()f x 的定义域和值域.【答案】(Ⅰ)13-(Ⅱ)函数()f x 的定义域为,,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且,值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ 【解析】 【分析】(1)由α为第二象限角及sin α的值,利用同角三角函数间的基本关系求出cos α及tan α的值,再代入()f x 中即可得到结果.(2)函数()f x 解析式利用二倍角和辅助角公式将()f x 化为一个角的正弦函数,根据x 的范围,即可得到函数值域.【详解】解:(1)因为α是第二象限角,且sin α=所以cos α==所以sin tan cos ααα==所以()(21f α⎛== ⎝⎭.(2)函数()f x 的定义域为,,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且.化简,得()()21cos f x x x ==21cos x ⎛=+ ⎝2cos cos x x x =1cos 222x x +=1sin 262x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,因为x ∈R ,且2x k ππ≠+,k Z ∈,所以72266x k πππ+≠+, 所以1sin 216x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭. 所以函数()f x 的值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. (注:或许有人会认为“因为2x k ππ≠+,所以()0f x ≠”,其实不然,因为06f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭.)【点睛】本题考查同角三角函数的基本关系式,三角函数函数值求解以及定义域和值域的求解问题,涉及到利用二倍角公式和辅助角公式整理三角函数关系式的问题,意在考查学生的转化能力和计算求解能力,属于常考题型.19.如图,在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,1AB =,13AA =,过顶点A ,1C 的平面与棱1BB ,1DD 分别交于M ,N 两点(不在棱的端点处).(1)求证:四边形1AMC N 是平行四边形; (2)求证:AM 与AN 不垂直;(3)若平面1AMC N 与棱BC 所在直线交于点P ,当四边形1AMC N 为菱形时,求PC 长. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)=2PC . 【解析】 【分析】(1)由平面11ABB A 与平面11DCC D 没有交点,可得AM 与1NC 不相交,又AM 与1NC 共面,所以//AM 1NC ,同理可证//AN 1MC ,得证;(2)由四边形1AMC N 是平行四边形,且1MN AC ≠,则1AMC N 不可能是矩形,所以AM 与AN 不垂直;(3)先证11Rt ABM Rt C B M ≅,可得M 为1BB 的中点,从而得出B 是PC 的中点,可得PC .【详解】(1)依题意1A M C N ,,,都在平面1AC 上, 因此AM ⊆平面1AC ,1NC ⊆平面1AC , 又AM ⊆平面11ABB A ,1NC ⊆平面11DCC D ,平面11ABB A 与平面11DCC D 平行,即两个平面没有交点, 则AM 与1NC 不相交,又AM 与1NC 共面, 所以//AM 1NC ,同理可证//AN 1MC , 所以四边形1AMC N 是平行四边形;(2)因为M ,N 两点不在棱端点处,所以11MN BD AC <=,又四边形1AMC N 是平行四边形,1MN AC ≠, 则1AMC N 不可能是矩形,所以AM 与AN 不垂直; (3)如图,延长1C M 交CB 的延长线于点P ,若四边形1AMC N 为菱形,则1AM MC =,易证11Rt ABM Rt C B M ≅, 所以1BM B M =,即M 为1BB 的中点, 因此112BM CC =,且1//BM CC ,所以BM 是1PCC 的中位线, 则B 是PC 的中点,所以22PC BC ==.【点睛】本题考查了立体几何中的线线平行和垂直的判定问题,和线段长的求解问题,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;解答本题关键在于能利用直线与直线、直线与平面、平面与平面关系的相互转化,属中档题.20.如图,在四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是正方形,平面11A DB ⊥平面ABCD ,1AD =,1AA =过顶点D ,1B 的平面与棱BC ,11A D 分别交于M ,N 两点.(Ⅰ)求证:1AD DB ⊥;(Ⅱ)求证:四边形1DMB N 是平行四边形;(Ⅲ)若1A D CD ⊥,试判断二面角1D MB C --的大小能否为45︒?说明理由. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)不能为45︒. 【解析】 【分析】(1)由平面11A DB ⊥平面ABCD ,可得AD ⊥平面11A DB ,从而证明1AD DB ⊥; (2)由平面ABCD 与平面ABCD 没有交点,可得DM 与1NB 不相交,又DM 与1NB 共面,所以//DM 1NB ,同理可证//DN 1MB ,得证;(3)作1CE M B ⊥交1MB 于点E ,延长CE交1BB 于点F ,连接DE ,根据三垂线定理,确定二面角1D MB C --的平面角CED ∠,若=45CED ∠,1CE CD ==,由大角对大边知1CF BC <=,两者矛盾,故二面角1D MB C --的大小不能为45︒.【详解】(1)由平面11A DB ⊥平面ABCD ,平面11A DB 平面ABCD CD =,且AD CD ⊥,所以AD ⊥平面11A DB , 又1DB ⊂平面11A DB ,所以1AD DB ⊥; (2)依题意1D M B N ,,,都在平面1DB 上, 因此DM ⊆平面1DB ,1NB ⊆平面1DB , 又DM ⊆平面ABCD ,1NB ⊆平面ABCD ,平面ABCD 与平面ABCD 平行,即两个平面没有交点, 则DM 与1NB 不相交,又DM 与1NB 共面, 所以//DM 1NB ,同理可证//DN 1MB , 所以四边形1DMB N 是平行四边形;(3)不能.如图,作1CE MB ⊥交1MB 于点E ,延长CE 交1BB 于点F ,连接DE ,由1A D CD ⊥,AD CD ⊥,1=A D AD D ⊥,所以CD ⊥平面11ADD A ,则CD ⊥平面11BCC B ,又1CE MB ⊥,根据三垂线定理,得到1DE MB ⊥,所以CED ∠是二面角1D MB C --的平面角, 若=45CED ∠,则CED 是等腰直角三角形,1CE CD ==, 又111=9090CFB B EF FB E FB E ∠∠+∠=+∠>, 所以CFB 中,由大角对大边知1CF BC <=, 所以1CE CF <<,这与上面1CE CD ==相矛盾, 所以二面角1D MB C --的大小不能为45︒.【点睛】本题考查了立体几何中的线线平行和垂直的判定问题,和二面角的求解问题,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;解答本题关键在于能利用直线与直线、直线与平面、平面与平面关系的相互转化,属中档题.21.已知函数()ln 1a x bf x x x=++,曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为230x y +-=.(Ⅰ)求a ,b 的值;(Ⅱ)若0k ≤,求证:对于任意()1,x ∈+∞,()ln 1x kf x x x>+-. 【答案】(Ⅰ)1a =,1b =(Ⅱ)见解析 【解析】 【分析】(1)根据导数的运算法则,求出函数的导数,利用切线方程求出切线的斜率及切点,利用函数在切点处的导数值为曲线切线的斜率及切点也在曲线上,列出方程组,求出a ,b 值;(2)首先将不等式转化为函数,即将不等式右边式子左移,得()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫ ⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭, 构造函数()()()2112ln k x h x x x--=+并判断其符号,这里应注意x 的取值范围,从而证明不等式.【详解】解:(1)()()221ln 1x a x xb f x x x ⎛⎫⎪⎝⎭+-=-'+由于直线230x y +-=的斜率为12-,且过点()1,1, 故()()11,11,2f f ⎧=⎪⎨'=-⎪⎩即1,1,22b ab =⎧⎪⎨-=-⎪⎩解得1a =,1b =. (2)由(1)知()ln 11x f x x x=++, 所以()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫ ⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭. 考虑函数()()()2112ln k x h x x x--=+,()1x >,则()()()()()22222112110k x xk x x h x xx-+++--'==<.而()10h =,故当()1,x ∈+∞时,()0h x <,所以()2101h x x ⨯>-,即()ln 1x kf x x x>+-. 【点睛】本题考查了利用导数求切线的斜率,利用函数的导数研究函数的单调性、和最值问题,以及不等式证明问题,考查了分析及解决问题的能力,其中,不等式问题中结合构造函数实现正确转换为最大值和最小值问题是关键.22.设F 为抛物线2:4C y x =的焦点,P ,Q 为抛物线C 上的两个动点,O 为坐标原点. (Ⅰ)若点F 在线段PQ 上,求PQ 的最小值; (Ⅱ)当OP PQ ⊥时,求点Q 纵坐标的取值范围. 【答案】(Ⅰ)4(Ⅱ)(][),88,-∞-+∞【解析】 【分析】(1)由抛物线的性质,当PQ x ⊥轴时,PQ 最小;(2)设点()11,P x y ,()22,Q x y ,分别代入抛物线方程和0OP PQ ⋅=得到三个方程,消去12,x x ,得到关于1y 的一元二次方程,利用判别式即可求出2y 的范围.【详解】解:(1)由抛物线的标准方程,2p =,根据抛物线的性质,当PQ x ⊥轴时,PQ 最小,最小值为2p ,即为4.(2)由题意,设点()11,P x y ,()22,Q x y ,其中120y y ≠,12y y ≠.则2114y x =,①2224y x =,②因为OP PQ ⊥,()11,OP x y =,()2121,PQ x x y y =--,所以()()1211210OP PQ x x x y y y ⋅=-+-=.③由①②③,得2121160y y y ++=,由1y R ∈,且10y ≠,得22640y ∆=-≥,解不等式,得点Q 纵坐标2y 的范围为(][),88,-∞-+∞.【点睛】本题主要考查抛物线的方程和性质和二次方程的解的问题,考查运算能力,此类问题能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等,易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解.23.已知椭圆22:12x C y +=的右顶点为A ,点P 在y 轴上,线段AP 与椭圆C 的交点B 在第一象限,过点B 的直线l 与椭圆C 相切,且直线l 交x 轴于M .设过点A 且平行于直线l 的直线交y 轴于点Q .(Ⅰ)当B 为线段AP 的中点时,求直线AB 的方程;(Ⅱ)记BPQ ∆的面积为1S ,OMB ∆的面积为2S ,求12S S +的最小值.【答案】(Ⅰ)直线AB 的方程为2y x =-【解析】【分析】(1)设点()()000,0P y y >,利用中点坐标公式表示点B ,并代入椭圆方程解得0y ,从而求出直线AB 的方程;(2)设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠,表示点,0m M k -⎛⎫ ⎪⎝⎭,然后联立方程,利用相切得出2221m k =+,然后求出切点21,k B m m -⎛⎫ ⎪⎝⎭,再设出设直线AQ 的方程,求出点()0,Q ,利用A B ,两点坐标,求出直线AB 的方程,从而求出P ⎛⎝,最后利用以上已求点的坐标表示面积,根据基本不等式求最值即可.【详解】解:(Ⅰ)由椭圆22:12x C y +=,可得:)A由题意:设点()()000,0P y y >,当B 为PA的中点时,可得:2B x =代入椭圆方程,可得:B y =B ⎝⎭所以2AB k ==-故直线AB的方程为2y x =--. (Ⅱ)由题意,直线l 的斜率存在且不为0,故设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠令0y =,得:m x k -=,所以:,0m M k -⎛⎫ ⎪⎝⎭联立:22220y kx m x y =+⎧⎨+-=⎩,消y ,整理得:()222214220k x kmx m +++-=. 因为直线l 与椭圆相切,所以()()222216421220k m k m ∆=-+-=.即2221m k =+.设()11,B x y ,则122221km k x k m --==+,112121m y kx m k m =+==+, 所以21,k B m m -⎛⎫ ⎪⎝⎭. 又直线//AQ 直线l ,所以设直线AQ的方程为:(y k x =.令0x =,得y =,所以:()0,Q .因为12AB m k k m==-, 所以直线AB的方程为:y x =-.令0x =,得y =,所以:P ⎛ ⎝.所以PQ m ====. 又因为111222B k S PQ x m k m -===. 21111222B m S OM y k m k-===.所以1212S S k k +=+≥12k k =,即2k =时等号成立) 所以()12min S S +=【点睛】本小题主要考查直线和椭圆的位置关系,考查直线方程以及求椭圆中的最值问题,最值问题一般是把目标式求出,结合目标式特点选用合适的方法求解,侧重考查数学运算的核心素养,本题利用了基本不等式求最小值的方法,运算量较大,属于难题.。
2020年北京市西城区高三一模数学试卷+答案
2020年北京市西城区高三一模数学试卷2020.4 本试卷分为第I 卷(选择题)和第II 卷(非选择题)两部分,满分150分,考试时长120分钟。
考生务必将答案写在答题纸上,在试卷上作答无效。
考试结束后,将本试卷和答题纸一并交回。
第I 卷(选择题 共40分)一、选择题:共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
1. 设集合{|3},A x x =<{|0B x x =<,或2}x >,则A B = (A )(,0)-∞(B )(2,3) (C )(,0)(2,3)-∞(D )(,3)-∞2. 若复数(3i)(1i)z =-+,则||z =(A )(B )(C (D )203. 下列函数中,值域为R 且为奇函数的是 (A )2y x =+(B )sin y x = (C )3y x x =- (D )2x y =4. 设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若3142,5a a a =+=,则6S = (A )10(B )9(C )8(D )75. 设(2,1),(4,1)A B -,则以线段AB 为直径的圆的方程是 (A )22(3)2x y -+= (B )22(3)8x y -+= (C )22(3)2x y ++=(D )22(3)8x y ++=6. 设,,a b c 为非零实数,且,a c b c >>,则 (A )a b c +>(B )2ab c >(C )2a b c +> (D )112a b c+> 7. 某四棱锥的三视图如图所示,记S 为此棱锥所有棱的长度的集合,则(A )22S ∉,且23S ∉ (B )22S ∉,且23S ∈ (C )22S ∈,且23S ∉ (D )22S ∈,且23S ∈8. 设,a b 为非零向量,则“||||||=+a +b a b ”是“a 与b 共线”的 (A )充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件 (C )充要条件 (D )既不充分也不必要条件9. 已知函数sin ()12sin xf x x=+的部分图象如图所示,将此图象分别作以下变换,那么变换后的图象可以与原图象重合的变换方式有 ①绕着x 轴上一点旋转180; ②沿x 轴正方向平移; ③以x 轴为轴作轴对称;④以x 轴的某一条垂线为轴作轴对称. (A )①③(B )③④(C )②③(D )②④10. 设函数2101,0,()|lg |,0.x x x f x x x ⎧++≤=⎨>⎩若关于x 的方程()()f x a a =∈R 有四个实数解(1,2,3,4)i x i =,其中1234x x x x <<<,则1234()()x x x x +-的取值范围是(A )(0,101] (B )(0,99] (C )(0,100](D )(0,)+∞第II 卷(非选择题 共110分)二、填空题:共5小题,每小题5分,共25分。
北京市西城区2019-2020学年高考数学三模考试卷含解析
北京市西城区2019-2020学年高考数学三模考试卷一、选择题:本题共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.设1F ,2F 分别是椭圆2222:1(0)x y E a b a b+=>>的左、右焦点,过2F 的直线交椭圆于A ,B 两点,且120AF AF ⋅=u u u v u u u u v ,222AF F B =u u u u v u u u u v ,则椭圆E 的离心率为( )A .23B .34CD 【答案】C【解析】【分析】根据222AF F B =u u u u r u u u r 表示出线段长度,由勾股定理,解出每条线段的长度,再由勾股定理构造出,a c 关系,求出离心率.【详解】222AF F B =u u u u r u u u u r Q设2BF x =,则22AF x =由椭圆的定义,可以得到1122,2AF a x BF a x =-=-120AF AF ⋅=u u u r u u u u r Q ,12AF AF ∴⊥在1Rt AF B V 中,有()()()2222232a x x a x -+=-,解得3a x = 2124,33a a AF AF ∴== 在12Rt AF F △中,有()22242233a a c ⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭整理得225=9c a ,c e a ∴==故选C 项.【点睛】本题考查几何法求椭圆离心率,是求椭圆离心率的一个常用方法,通过几何关系,构造出,a c 关系,得到离心率.属于中档题.2.设曲线(1)ln y a x x =--在点()1,0处的切线方程为33y x =-,则a =( )A .1B .2C .3D .4【答案】D【解析】【分析】利用导数的几何意义得直线的斜率,列出a 的方程即可求解【详解】 因为1y a x'=-,且在点()1,0处的切线的斜率为3,所以13a -=,即4a =. 故选:D【点睛】本题考查导数的几何意义,考查运算求解能力,是基础题3.设{}n a 是等差数列,且公差不为零,其前n 项和为n S .则“*n N ∀∈,1n n S S +>”是“{}n a 为递增数列”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充分必要条件D .既不充分也不必要条件 【答案】A【解析】【分析】根据等差数列的前n 项和公式以及充分条件和必要条件的定义进行判断即可.【详解】 {}n a Q 是等差数列,且公差d 不为零,其前n 项和为n S ,充分性:1n n S S +>Q ,则10n a +>对任意的n *∈N 恒成立,则20a >,0d ≠Q ,若0d <,则数列{}n a 为单调递减数列,则必存在k *∈N ,使得当n k >时,10n a +<,则1n n S S +<,不合乎题意;若0d >,由20a >且数列{}n a 为单调递增数列,则对任意的n *∈N ,10n a +>,合乎题意.所以,“*n N ∀∈,1n n S S +>”⇒“{}n a 为递增数列”;必要性:设10n a n =-,当8n ≤时,190n a n +=-<,此时,1n n S S +<,但数列{}n a 是递增数列. 所以,“*n N ∀∈,1n n S S +>”⇐/“{}n a 为递增数列”.因此,“*n N ∀∈,1n n S S +>”是“{}n a 为递增数列”的充分而不必要条件.故选:A.【点睛】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,结合等差数列的前n 项和公式是解决本题的关键,属于中等题.4.已知()f x 为定义在R 上的奇函数,且满足f x f x (4)(),+=当(0,2)x ∈时,2()2f x x =,则(3)f =( )A .18-B .18C .2-D .2【答案】C【解析】【分析】由题设条件()()4f x f x +=,可得函数的周期是4,再结合函数是奇函数的性质将()3f 转化为()1f 函数值,即可得到结论.【详解】由题意,()()4f x f x +=,则函数()f x 的周期是4,所以,()()()3341f f f =-=-,又函数()f x 为R 上的奇函数,且当()0,2x ∈时,()22f x x =, 所以,()()()3112f f f =-=-=-.故选:C.【点睛】本题考查函数的周期性,由题设得函数的周期是解答本题的关键,属于基础题.5.若关于x 的不等式1127k xx ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭有正整数解,则实数k 的最小值为( ) A .9B .8C .7D .6【答案】A【解析】【分析】 根据题意可将1127k x x ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭转化为ln 3ln 3x x k ≥,令()ln x f x x=,利用导数,判断其单调性即可得到实数k 的最小值.【详解】因为不等式有正整数解,所以0x >,于是1127k x x ⎛⎫≤ ⎪⎝⎭转化为ln 3ln 3k x x≥, 1x =显然不是不等式的解,当1x >时,ln 0x >,所以ln 3ln 3k x x ≥可变形为ln 3ln 3x x k≥. 令()ln x f x x =,则()21ln x f x x -'=,∴函数()f x 在()0,e 上单调递增,在(),e +∞上单调递减,而23e <<,所以当*x ∈N 时,()(){}max ln 3max 2,33f f f ==,故ln 33ln 33k≥,解得9k ≥. 故选:A .【点睛】本题主要考查不等式能成立问题的解法,涉及到对数函数的单调性的应用,构造函数法的应用,导数的应用等,意在考查学生的转化能力,属于中档题.6.下图中的图案是我国古代建筑中的一种装饰图案,形若铜钱,寓意富贵吉祥.在圆内随机取一点,则该点取自阴影区域内(阴影部分由四条四分之一圆弧围成)的概率是( )A .12B .13C .41π- D .42π-【答案】C【解析】令圆的半径为1,则()22'41S P S ππππ--===-,故选C . 7.已知正三棱锥A BCD -的所有顶点都在球O 的球面上,其底面边长为4,E 、F 、G 分别为侧棱AB ,AC ,AD 的中点.若O 在三棱锥A BCD -内,且三棱锥A BCD -的体积是三棱锥O BCD -体积的4倍,则此外接球的体积与三棱锥O EFG -体积的比值为( )A .3πB .3πC .3πD .243π 【答案】D 【解析】【分析】如图,平面EFG 截球O 所得截面的图形为圆面,计算4AH OH =,由勾股定理解得6R =,此外接球的体积为2463,三棱锥O EFG -体积为23,得到答案. 【详解】 如图,平面EFG 截球O 所得截面的图形为圆面.正三棱锥A BCD -中,过A 作底面的垂线AH ,垂足为H ,与平面EFG 交点记为K ,连接OD 、HD . 依题意4A BCD O BCD V V --=,所以4AH OH =,设球的半径为R ,在Rt OHD V 中,OD R =,34333HD BC ==,133R OH OA ==,由勾股定理:2224333R R ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得6R =,此外接球的体积为246π, 由于平面//EFG 平面BCD ,所以AH ⊥平面EFG ,球心O 到平面EFG 的距离为KO ,则126233R KO OA KA OA AH R R =-=-=-==, 所以三棱锥O EFG -体积为211362434433⨯⨯⨯⨯=, 所以此外接球的体积与三棱锥O EFG -体积比值为243π.故选:D.【点睛】本题考查了三棱锥的外接球问题,三棱锥体积,球体积,意在考查学生的计算能力和空间想象能力. 8.设等比数列{}n a 的前项和为n S ,若2019201680a a +=,则63S S 的值为( ) A .32 B .12 C .78 D .98【答案】C【解析】【分析】求得等比数列{}n a 的公比,然后利用等比数列的求和公式可求得63S S 的值. 【详解】设等比数列{}n a 的公比为q ,2019201680a a +=Q ,32019201618a q a ∴==-,12q ∴=-,因此,6363317118S q q S q -==+=-. 故选:C. 【点睛】本题考查等比数列求和公式的应用,解答的关键就是求出等比数列的公比,考查计算能力,属于基础题. 9.如图在直角坐标系xOy 中,过原点O 作曲线()210y x x =+≥的切线,切点为P ,过点P 分别作x 、y 轴的垂线,垂足分别为A 、B ,在矩形OAPB 中随机选取一点,则它在阴影部分的概率为( )A .16B .15C .14D .12【答案】A【解析】【分析】设所求切线的方程为y kx =,联立()201y kx k y x ⎧=>⎨=+⎩,消去y 得出关于x 的方程,可得出0∆=,求出k 的值,进而求得切点P 的坐标,利用定积分求出阴影部分区域的面积,然后利用几何概型概率公式可求得所求事件的概率.【详解】设所求切线的方程为y kx =,则0k >,联立()201y kx k y x ⎧=>⎨=+⎩,消去y 得210x kx -+=①,由240k ∆=-=,解得2k =,方程①为2210x x -+=,解得1x =,则点()1,2P ,所以,阴影部分区域的面积为()1232100111233S x x dx x x x ⎛⎫=+-=-+= ⎪⎝⎭⎰, 矩形OAPB 的面积为122S '=⨯=,因此,所求概率为16S P S =='. 故选:A.【点睛】本题考查定积分的计算以及几何概型,同时也涉及了二次函数的切线方程的求解,考查计算能力,属于中等题.10.已知()3,0A -,()3,0B ,P 为圆221x y +=上的动点,AP PQ =u u u r u u u r ,过点P 作与AP 垂直的直线l 交直线QB 于点M ,若点M 的横坐标为x ,则x 的取值范围是( )A .1x ≥B .1x >C .2x ≥D .2x ≥【答案】A【解析】【分析】 由题意得2MB MA BQ OP -==,即可得点M 的轨迹为以A ,B 为左、右焦点,1a =的双曲线,根据双曲线的性质即可得解.【详解】如图,连接OP ,AM ,由题意得22MB MA BQ OP -===, ∴点M 的轨迹为以A ,B 为左、右焦点,1a =的双曲线,∴1x ≥.故选:A.【点睛】本题考查了双曲线定义的应用,考查了转化化归思想,属于中档题.11.已知双曲线22221(0)x y a b a b-=>>的右焦点为F ,过F 的直线l 交双曲线的渐近线于A B 、两点,且直线l 的倾斜角是渐近线OA 倾斜角的2倍,若2AF FB =u u u v u u u v ,则该双曲线的离心率为( ) A 32 B .23 C 30 D 5【答案】B【解析】【分析】先求出直线l 的方程为y 222ab a b =-(x ﹣c ),与y =±b a x 联立,可得A ,B 的纵坐标,利用2AF FB =u u u r u u u r ,求出a ,b 的关系,即可求出该双曲线的离心率.【详解】双曲线2222x y a b-=1(a >b >0)的渐近线方程为y =±b a x , ∵直线l 的倾斜角是渐近线OA 倾斜角的2倍,∴k l 222ab a b =-, ∴直线l 的方程为y 222ab a b=-(x ﹣c ), 与y =±b a x 联立,可得y 2223abc a b =--或y 222abc a b=+, ∵2AF FB =u u u r u u u r , ∴222abc a b =+2•2223abc a b -, ∴a 3=b ,∴c =2b ,∴e 23c a ==. 故选B .【点睛】本题考查双曲线的简单性质,考查向量知识,考查学生的计算能力,属于中档题.12.函数()()23ln 1x f x x +=的大致图象是A .B .C .D .【答案】A【解析】【分析】利用函数的对称性及函数值的符号即可作出判断.【详解】由题意可知函数()f x 为奇函数,可排除B 选项;当x 0<时,()0f x <,可排除D 选项;当x 1=时,()12f ln =,当x 3=时,ln10ln10(3),ln 22727f =>, 即()()1?3f f >,可排除C 选项, 故选:A【点睛】本题考查了函数图象的判断,函数对称性的应用,属于中档题.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
北京市西城区2020届高三数学5月诊断性考试试题
........................ 优质文档..........................北京市西城区2020届高三数学5月诊断性考试试题第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项. 01.设集合{}3A x x =<,{}2,B x x k k ==∈Z ,则A B I =(A ){}0,2(B ){}2,2-(C ){}2,0,2-(D ){}2,1,0,1,2--02.若复数z 满足i 1i z ⋅=-+,则在复平面内z 对应的点位于(A )第一象限 (B )第二象限 (C )第三象限 (D )第四象限03.下列函数中,值域为R 且区间(0,)+∞上单调递增的是(A )3y x =-(B )y x x =(C )1y x -=(D )y x =04.抛物线24x y =的准线方程为(A )1x = (B )1x =-(C )1y = (D )1y =-05.在ABC ∆中,若::4:5:6a b c =,则其最大内角的余弦值为(A )18(B )14(C )310 (D )3506.设0.23a =,3log 2b =,0.2log 3c =,则(A )a c b >> (B )a b c >> (C )b c a >> (D )b a c >>07.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是(A )6(B )4(C )3(D )208.若圆22420x y x y a +-++=与x 轴,y 轴均有公共点,则实数a 的取值范围是(A )(,1]-∞(B )(,0]-∞(C )[0,)+∞(D )[5,)+∞09.若向量a 与b 不共线,则“0•<a b ”是“2->+a b a b ”的(A )充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件 (C )充要条件(D )既不充分也不必要条件10.设函数()(1)e x f x x =-.若关于x 的不等式()1f x ax <-有且仅有一个整数解,则正数a 的取值范围是(A)(0,e](B)2(0,e](C)2e1,2⎛⎤⎥⎝⎦(D)2e11,2⎛⎤+⎥⎝⎦第Ⅱ卷(非选择题共110分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11.设平面向量(1,2)=-a,(,2)k=b满足⊥a b,则=b____.12.若双曲线2221(0)16x yaa-=>经过点(2,0),则该双曲线渐近线的方程为____.13.设函数2()sin22cosf x x x=+,则函数()f x的最小正周期为____;若对于任意x∈R,都有()f x m≤成立,则实数m的最小值为____.14.甲、乙、丙、丁四人参加冬季滑雪比赛,其中有两人最终获奖.在比赛结果揭晓之前,四人的猜测如下表,其中“√”表示猜测某人获奖,“×”表示猜测某人未获奖,而“○”则表示对某人是否获奖未发表意见.已知四个人中有且只有两个人的猜测是完全正确定的,那么两名获奖者是____,____.甲获奖乙获奖丙获奖丁获奖甲的猜测√××√乙的猜测×○○√丙的猜测×√×√丁的猜测○○√×15.在四棱锥P-,,,E F H分别是棱,,PB BC PD的中点,对于平面EFH截四棱锥P ABCD-所得的截面多边形,有以下三个结论:①截面的面积等于46;②截面是一个五边形;③截面只与四棱锥P ABCD-四条侧棱中的三条相交.其中,所有正确结论的序号是______.三、解答题:本大题共6小题,共85分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.16.(本小题满分14分)如图,在几何体ABCDEF中,底面ABCD是边长为2的正方形,DE⊥平面ABCD,DE BF∥,且22DE BF==.(Ⅰ)求证:平面BCF∥平面ADE;(Ⅱ)求钝二面角D AE F--的余弦值.从①前n 项和2()n S n p p =+∈R ,②13n n a a +=-,③611a =且122n n n a a a ++=+这三个条件中任选一个,补充到下面的问题中,并完成解答.在数列{}n a 中,11a =,_______,其中*n ∈N . (Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若1,,n m a a a 成等比数列,其中*,m n ∈N ,且1m n >>,求m 的最小值. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.18.(本小题满分14分)某花卉企业引进了数百种不同品种的康乃馨,通过试验田培育,得到了这些康乃馨种子在当地环境下的发芽率,并按发芽率分为8组:[0.486,0.536),[0.536,0.586),…,[0.836,0.886)加以统计,得到如图所示的频率分布直方图.企业对康乃馨的种子进行分级,将发芽率不低于0.736的种子定为“A 级”,发芽率低于0.736但不低于0.636的种子定为“B 级”,发芽率低于0.636的种子定为“C 级”. (Ⅰ)现从这些康乃馨种子中随机抽取一种,估计该种子不是“C 级”种子的概率; (Ⅱ)该花卉企业销售花种,且每份“A 级”、“B 级”“C 级”康乃馨种子的售价分别为20元、15元、10元.某人在市场上随机购买了该企业销售的康乃馨种子两份,共花费X 元,以频率为概率,求X 的分布列和数学期望;(Ⅲ)企业改进了花卉培育技术,使得每种康乃馨种子的发芽率提高到原来的1.1倍,那么对于这些康乃馨的种子,与旧的发芽率数据的方差相比,技术改进后发芽率数据的方差是否发生变化?若发生变化,是变大了还是变小了?(结论不需要证明).已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为12,右焦点为F ,点(,0)A a ,且1AF =.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)过点F 的直线l (不与x 轴重合)交椭圆C 于点,M N ,直线,MA NA 分别与直线4x =交于点P ,Q ,求PFQ ∠的大小. 20.(本小题满分15分)设函数()e cos x f x a x =+,其中a ∈R .(Ⅰ)已知函数()f x 为偶函数,求a 的值; (Ⅱ)若1a =,证明:当0x >时,()2f x >;(Ⅲ)若()f x 在区间[0,π]内有两个不同的零点,求a 的取值范围.设N 为正整数,区间[,1]k k k I a a =+(其中k a ∈R ,1,2,,k N =L )同时满足下列两个条件: ①对任意[0,100]x ∈,存在k 使得k x I ∈;②对任意{}1,2,,k N ∈L ,存在[0,100]x ∈,使得i x I ∉(其中1,2,,1,1,,i k k N =-+L L ). (Ⅰ)判断(1,2,,)k a k N =L 能否等于1k -或12k-;(结论不需要证明). (Ⅱ)求N 的最小值;(Ⅲ)研究N 是否存在最大值,若存在,求出N 的最大值;若不在在,说明理由.数学参考答案 2020.5一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分. 1.C 2.A 3.B 4.D 5. A 6. B7. D8. A9. A10. D二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. 11.12.2y x =± 13.π1 14.乙,丁15.② ③注:第14题全部选对得5分,其他得0分;第15题全部选对得5分,不选或有错选得0分,其他得3分. 三、解答题:本大题共6小题,共85分. 其他正确解答过程,请参照评分标准给分. 16.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)因为//DE BF ,DE ⊂平面ADE ,BF ⊄平面ADE ,所以//BF 平面ADE . ……………… 3分 同理,得//BC 平面ADE .又因为BC BF B =I ,BC ⊂平面BCF ,BF ⊂平面BCF ,所以平面//BCF 平面ADE . ……………… 6分 (Ⅱ)由DE ⊥平面ABCD ,底面ABCD 为正方形,得,,DA DC DE 两两垂直,故分别以,,DA DC DE 为x 轴,y 轴,z 轴,如图建立空间直角坐标系, ……………… 7分则(0,0,0)D ,(0,0,2)E ,(2,2,1)F ,(2,0,0)A ,所以(2,0,2)AE =-u u u r ,(0,2,1)AF =u u u r. ……… 8分 设平面AEF 的法向量(,,)x y z =n , 由0AE ⋅=u u u r n ,0AF ⋅=u u u r n ,得220,20,x z y z -+=⎧⎨+=⎩令1y =,得(2,1,2)=--n . ………………11分 平面DAE 的法向量(0,1,0)=m . 设钝二面角D AE F --的平面角为θ,则 1|cos ||cos ,|||||||3θ⋅=<>==⋅m n m n m n ,所以1cos 3θ=-,即钝二面角D AE F --的余弦值为13-. ……………… 14分17.(本小题满分14分)解:选择 ①:(Ⅰ) 当1n =时,由111S a ==,得0p =. ……………… 2分 当2n ≥时,由题意,得21(1)n S n -=-, ……………… 3分 所以121n n n a S S n -=-=-(2n ≥). ……………… 5分 经检验,11a =符合上式,所以21()n a n n =-∈N *. ……………… 6分(Ⅱ)由1,,n m a a a 成等比数列,得21nm a a a =, ……………… 8分 即2(21)1(21)n m -=⨯-. ……………… 9分化简,得22112212()22m n n n =-+=-+, ……………… 11分因为m ,n 是大于1的正整数,且m n >,所以当2n =时,m 有最小值5. ……………… 14分选择 ②:(Ⅰ)因为13n n a a +=-,所以13n n a a +-=. ……………… 2分 所以数列{}n a 是公差3d =的等差数列. ……………… 4分 所以1(1)32()n a a n d n n =+-=-∈N *. ……………… 6分(Ⅱ)由1,,n m a a a 成等比数列,得21nm a a a =, ……………… 8分 即2(32)1(32)n m -=⨯-. ……………… 9分化简,得22223423()33m n n n =-+=-+, ……………… 11分因为m ,n 是大于1的正整数,且m n >,所以当2n =时,m 取到最小值6. ……………… 14分 选择 ③: (Ⅰ) 由122n n n a a a ++=+,得121n n n n a a a a +++-=-.所以数列{}n a 是等差数列. ……………… 2分所以2d =. ……………… 4分 所以1(1)21()n a a n d n n =+-=-∈N *. ……………… 6分(Ⅱ) 因为1,,n m a a a 成等比数列,所以21nm a a a =, ……………… 8分 即2(21)1(21)n m -=⨯-. ……………… 9分化简,得22112212()22m n n n =-+=-+, ……………… 11分因为m ,n 是大于1的正整数,且m n >,所以当2n =时,m 有最小值5. ……………… 14分18.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)设事件M 为:“从这些康乃馨种子中随机抽取一种,且该种子不是“C 级”种子”, ……………… 1分 由图表,得(0.4 1.2 4.0 6.0 4.4 1.20.4)0.051a +++++++⨯=,解得 2.4a =. ……………… 2分 由图表,知“C 级”种子的频率为(0.4 1.2 2.4)0.050.2++⨯=, ………… 3分故可估计从这些康乃馨种子中随机抽取一种,该种子是“C 级”的概率为0.2. 因为事件M 与事件“从这些康乃馨种子中随机抽取一种,且该种子是“C 级”种子”为对立事件,所以事件M 的概率()10.20.8P M =-=. ……………… 5分(Ⅱ) 由题意,任取一种种子,恰好是“A 级”康乃馨的概率为(4.4 1.20.4)0.050.3++⨯=, 恰好是“B 级”康乃馨的概率为(4.0 6.0)0.050.5+⨯=,恰好是“C 级”的概率为(0.4 1.2 2.4)0.050.2++⨯=. ……………… 7分 随机变量X 的可能取值有20,25,30,35,40, 且(20)0.20.20.04P X ==⨯=, (25)0.20.50.50.20.2P X ==⨯+⨯=,(30)0.50.50.30.20.20.30.37P X ==⨯+⨯+⨯=, (35)0.30.50.50.30.3P X ==⨯+⨯=,(40)0.30.30.09P X ==⨯=. ……………… 9分 所以X 的分布列为:……………… 10分 故X 的数学期望()200.04250.2300.37350.3400.0931E X =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=. ……………… 11分 (Ⅲ)与旧的发芽率数据的方差相比,技术改进后发芽率数据的方差变大了. …… 14分19.(本小题满分14分) 解:(Ⅰ)由题意得1,21,c a a c ⎧=⎪⎨⎪-=⎩解得2a =,1c =, ……………从而b ,所以椭圆C 的方程为22143x y +=. … (Ⅱ)当直线l 的斜率不存在时,有3(1,)2M ,3(1,)2N -,(4,3)P -,(4,3)Q ,(1,0)F ,则(3,3)FP =-u u u r ,(3,3)FQ =u u u r ,故0FP FQ ⋅=u u u r u u u r,即90PFQ ∠=o . ………… 6分当直线l 的斜率存在时,设:(1)l y k x =-,其中0k ≠. ……………… 7分 联立22(1),3412,y k x x y =-⎧⎨+=⎩ 得2222(43)84120k x k x k +-+-=. ……………… 8分 由题意,知0∆>恒成立,设11(,)M x y ,22(,)N x y ,则2122843k x x k +=+,212241243k x x k -=+. ………… 9分直线MA 的方程为11(2)2yy x x =--. ……………… 10分令4x =,得1122P y y x =-,即112(4,)2y P x -. ……………… 11分同理可得222(4,)2y Q x -. ……………… 12分 所以112(3,)2y FP x =-u u u r ,222(3,)2y FQ x =-u u u r .因为121249(2)(2)y y FP FQ x x ⋅=+--u u u r u u u r212124(1)(1)9(2)(2)k x x x x --=+--2121212124[()1]92()4k x x x x x x x x -++=+-++ 22222222241284(1)434394121644343k k k k k k k k k --+++=+--+++22222224[(412)8(43)]9(412)164(43)k k k k k k k --++=+--++0=,所以90PFQ ∠=o .综上,90PFQ ∠=o . ……………… 14分20.(本小题满分15分) 解:(Ⅰ)函数()f x 为偶函数,所以(π)(π)f f -=,即ππe 1e 1a a --=-, ……………… 2分 解得0a =.验证知0a =符合题意. ……………… 4分 (Ⅱ)()e sin x f x x '=-. ……………… 6分 由0x >,得e 1x >,sin [1,1]x ∈-, ……………… 7分 则()e sin 0x f x x '=->,即()f x 在(0,)+∞上为增函数.故()(0)2f x f >=,即()2f x >. ………………9 分(Ⅲ)由()e cos 0xf x a x =+=,得cos ex xa =-. 设函数cos ()e x xh x =-,[0,π]x ∈, ……………… 10分 则sin cos ()e xx xh x +'=. ……………… 11分令()0h x '=,得3π4x =.随着x 变化,()h x '与()h x 的变化情况如下表所示:所以()h x 在(0,)4上单调递增,在(,π)4上单调递减. ……………… 13分又因为(0)1h =-,π(π)e h -=,3π43π()4h -,所以当3ππ4[e ,)a --∈时,方程cos e x x a =-在区间[0,π]内有两个不同解,且在区间3π[0,)4与3π(,π]4上各有一个解.即所求实数a 的取值范围为3ππ4[e ,)2--. ……………… 15分21.(本小题满分14分)解:(Ⅰ) k a 可以等于1k -,但k a 不能等于12k-. ……………… 3分 (Ⅱ) 记b a -为区间[,]a b 的长度,则区间[0,100]的长度为100,k I 的长度为1.由①,得100N ≥. ……………… 6分 又因为1[0,1]I =,2[1,2]I =,L ,100[99,100]I =显然满足条件①,②. 所以N 的最小值为100. ……………… 8分 (Ⅲ) N 的最大值存在,且为200. ……………… 9分 解答如下:(1)首先,证明200N ≤.由②,得12,,,N I I I L 互不相同,且对于任意k ,[0,100]k I ≠∅I . 不妨设12n a a a <<<<L L .如果20a ≤,那么对于条件②,当1k =时,不存在[0,100]x ∈,使得i x I ∉(2,3,,)i N =L . 这与题意不符,故20a >. ……………… 10分 如果111k k a a +-+≤,那么11k k k I I I -+⊆U ,这与条件②中“存在[0,100]x ∈,使得i x I ∉(1,2,,1,1,)i k k N =-+L L ”矛盾,故111k k a a +->+.所以4211a a >+>,6412a a >+>,L ,200198199a a >+>, 则2001100a +>.故12200[0,100]I I I ⊇U UL U .若存在201I ,这与条件②中“存在[0,100]x ∈,使得i x I ∉(1,2,,200)i =L ”矛盾,所以200N ≤. ……………… 12分(2)给出200N =存在的例子 .令1100(1)2199k a k =-+-,其中1,2,,200k =L ,即12200,,,a a a L 为等差数列,公差100199d =. 由1d <,知1k k I I +≠∅I ,则易得122001201[,]22I I I =-U UL U ,所以12200,,,I I I L 满足条件①.又公差10011992d =>,所以100(1)199k k I -∈,100(1)199i k I -∉(1,2,,1,1,)i k k N =-+L L .(注:100(1)199k -为区间k I 的中点对应的数)所以12200,,,I I I L 满足条件②.综合(1)(2)可知N 的最大值存在,且为200. ……………… 14分。
北京市西城区2020届高三诊断性考试(5月)数学试题--带答案
西 城 区 高 三 诊 断 性 测 试数 学 2020.5第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项. 01.设集合{}3A x x =<,{}2,B x x k k ==∈Z ,则AB =(A ){}0,2(B ){}2,2-(C ){}2,0,2-(D ){}2,1,0,1,2--02.若复数z 满足i 1i z ⋅=-+,则在复平面内z 对应的点位于(A )第一象限 (B )第二象限 (C )第三象限 (D )第四象限03.下列函数中,值域为R 且区间(0,)+∞上单调递增的是(A )3y x =-(B )y x x =(C )1y x -=(D )y x =04.抛物线24x y =的准线方程为(A )1x = (B )1x =-(C )1y = (D )1y =- 05.在ABC ∆中,若::4:5:6a b c =,则其最大内角的余弦值为(A )18(B )14(C )310(D )3506.设0.23a =,3log 2b =,0.2log 3c =,则(A )a c b >> (B )a b c >> (C )b c a >> (D )b a c >>07.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是(A )6(B )4(C )3(D )208.若圆22420x y x y a +-++=与x 轴,y 轴均有公共点,则实数a 的取值范围是(A )(,1]-∞(B )(,0]-∞(C )[0,)+∞ (D )[5,)+∞09.若向量a 与b 不共线,则“0•<a b ”是“2->+a b a b ”的(A )充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件(C )充要条件(D )既不充分也不必要条件10.设函数()(1)e x f x x =-.若关于x 的不等式()1f x ax <-有且仅有一个整数解,则正数a 的取值范围是(A )(0,e](B )2(0,e ](C )2e 1,2⎛⎤ ⎥⎝⎦(D )2e 11,2⎛⎤+ ⎥⎝⎦第Ⅱ卷(非选择题 共110分)二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. 11.设平面向量(1,2)=-a ,(,2)k =b 满足⊥a b ,则=b ____.12.若双曲线2221(0)16x y a a -=>经过点(2,0),则该双曲线渐近线的方程为____.13.设函数2()sin 22cos f x x x =+,则函数()f x 的最小正周期为____;若对于任意x ∈R ,都有()f x m ≤成立,则实数m 的最小值为____.14.甲、乙、丙、丁四人参加冬季滑雪比赛,其中有两人最终获奖.在比赛结果揭晓之前,四人的猜测如下表,其中“√”表示猜测某人获奖,“×”表示猜测某人未获奖,而“○”则表示对某人是否获奖未发表意见.已知四个人中有且只有两个人的猜测是完全正确定的,那么两名获奖者是____,15.在四棱锥P ABCD -ABCD ABCD 4=,,,E F H 分别是棱,,PB BC PD 的中点,对于平面EFH 截四棱锥P ABCD -所得的截面多边形,有以下三个结论:①截面的面积等于②截面是一个五边形;③截面只与四棱锥P ABCD -四条侧棱中的三条相交. 其中,所有正确结论的序号是______.三、解答题:本大题共6小题,共85分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤. 16.(本小题满分14分)如图,在几何体ABCDEF 中,底面ABCD 是边长为2的正方形,DE ⊥平面ABCD ,DE BF ∥,且22DE BF ==.(Ⅰ)求证:平面BCF ∥平面ADE ; (Ⅱ)求钝二面角D AE F --的余弦值.17.(本小题满分14分)从①前n 项和2()n S n p p =+∈R ,②13n n a a +=-,③611a =且122n n n a a a ++=+这三个条件中任选一个,补充到下面的问题中,并完成解答. 在数列{}n a 中,11a =,_______,其中*n ∈N . (Ⅰ)求{}n a 的通项公式;(Ⅱ)若1,,n m a a a 成等比数列,其中*,m n ∈N ,且1m n >>,求m 的最小值. 注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.18.(本小题满分14分)某花卉企业引进了数百种不同品种的康乃馨,通过试验田培育,得到了这些康乃馨种子在当地环境下的发芽率,并按发芽率分为8组:[0.486,0.536),[0.536,0.586),…,[0.836,0.886)加以统计,得到如图所示的频率分布直方图.企业对康乃馨的种子进行分级,将发芽率不低于0.736的种子定为“A 级”,发芽率低于0.736但不低于0.636的种子定为“B 级”,发芽率低于0.636的种子定为“C 级”.(Ⅰ)现从这些康乃馨种子中随机抽取一种,估计该种子不是“C 级”种子的概率; (Ⅱ)该花卉企业销售花种,且每份“A 级”、“B 级”“C 级”康乃馨种子的售价分别为20元、15元、10元.某人在市场上随机购买了该企业销售的康乃馨种子两份,共花费X 元,以频率为概率,求X 的分布列和数学期望;(Ⅲ)企业改进了花卉培育技术,使得每种康乃馨种子的发芽率提高到原来的1.1倍,那么对于这些康乃馨的种子,与旧的发芽率数据的方差相比,技术改进后发芽率数据的方差是否发生变化?若发生变化,是变大了还是变小了?(结论不需要证明).19.(本小题满分14分)已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的离心率为12,右焦点为F ,点(,0)A a ,且1AF =.(Ⅰ)求椭圆C 的方程;(Ⅱ)过点F 的直线l (不与x 轴重合)交椭圆C 于点,M N ,直线,MA NA 分别与直线4x =交于点P ,Q ,求PFQ ∠的大小.20.(本小题满分15分)设函数()e cos x f x a x =+,其中a ∈R .(Ⅰ)已知函数()f x 为偶函数,求a 的值; (Ⅱ)若1a =,证明:当0x >时,()2f x >;(Ⅲ)若()f x 在区间[0,π]内有两个不同的零点,求a 的取值范围. 21.(本小题满分14分)设N 为正整数,区间[,1]k k k I a a =+(其中k a ∈R ,1,2,,k N =)同时满足下列两个条件:①对任意[0,100]x ∈,存在k 使得k x I ∈;②对任意{}1,2,,k N ∈,存在[0,100]x ∈,使得i x I ∉(其中1,2,,1,1,,i k k N =-+).(Ⅰ)判断(1,2,,)k a k N =能否等于1k -或12k-;(结论不需要证明). (Ⅱ)求N 的最小值;(Ⅲ)研究N 是否存在最大值,若存在,求出N 的最大值;若不在在,说明理由.西城区高三诊断性测试数学参考答案2020.5一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分.1.C 2.A 3.B 4.D 5. A6. B7. D8. A9. A 10. D二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分.11. 12.2y x =± 13.π1 14.乙,丁15.② ③注:第14题全部选对得5分,其他得0分;第15题全部选对得5分,不选或有错选得0分,其他得3分.三、解答题:本大题共6小题,共85分. 其他正确解答过程,请参照评分标准给分. 16.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)因为//DE BF ,DE ⊂平面ADE ,BF ⊄平面ADE ,所以//BF 平面ADE . ……………… 3分 同理,得//BC 平面ADE . 又因为BCBF B =,BC ⊂平面BCF ,BF ⊂平面BCF ,所以平面//BCF 平面ADE . ……………… 6分 (Ⅱ)由DE ⊥平面ABCD ,底面ABCD 为正方形,得,,DA DC DE 两两垂直,故分别以,,DA DC DE 为x 轴,y 轴,z 轴,如图建立空间直角坐标系, ……………… 7分 则(0,0,0)D ,(0,0,2)E ,(2,2,1)F ,(2,0,0)A , 所以(2,0,2)AE =-,(0,2,1)AF =. ……… 8分 设平面AEF 的法向量(,,)x y z =n , 由0AE ⋅=n ,0AF ⋅=n ,得220,20,x z y z -+=⎧⎨+=⎩令1y =,得(2,1,2)=--n .平面DAE 的法向量(0,1,0)=m .设钝二面角D AE F --的平面角为θ,则 1|cos ||cos ,|||||||3θ⋅=<>==⋅m n m n m n ,所以1cos 3θ=-,即钝二面角D AE F --的余弦值为13-. ……………… 14分17.(本小题满分14分)解:选择 ①:(Ⅰ) 当1n =时,由111S a ==,得0p =. ……………… 2分 当2n ≥时,由题意,得21(1)n S n -=-, ……………… 3分 所以121n n n a S S n -=-=-(2n ≥). ……………… 5分 经检验,11a =符合上式,所以21()n a n n =-∈N *. ……………… 6分(Ⅱ)由1,,n m a a a 成等比数列,得21nm a a a =, ……………… 8分即2(21)1(21)n m -=⨯-. ……………… 9分化简,得22112212()22m n n n =-+=-+, ……………… 11分因为m ,n 是大于1的正整数,且m n >,所以当2n =时,m 有最小值5. ……………… 14分选择 ②:(Ⅰ)因为13n n a a +=-,所以13n n a a +-=. ……………… 2分 所以数列{}n a 是公差3d =的等差数列. ……………… 4分 所以1(1)32()n a a n d n n =+-=-∈N *. ……………… 6分(Ⅱ)由1,,n m a a a 成等比数列,得21nm a a a =, ……………… 8分 即2(32)1(32)n m -=⨯-. ……………… 9分化简,得22223423()33m n n n =-+=-+, ……………… 11分因为m ,n 是大于1的正整数,且m n >, 所以当2n =时,m 取到最小值6.……………… 14分选择 ③: (Ⅰ) 由122n n n a a a ++=+,得121n n n n a a a a +++-=-.所以数列{}n a 是等差数列. ……………… 2分又因为11a =,61511a a d =+=,所以2d =. ……………… 4分 所以1(1)21()n a a n d n n =+-=-∈N *.……………… 6分(Ⅱ) 因为1,,n m a a a 成等比数列,所以21nm a a a =, ……………… 8分 即2(21)1(21)n m -=⨯-. ……………… 9分化简,得22112212()22m n n n =-+=-+, ……………… 11分因为m ,n 是大于1的正整数,且m n >,所以当2n =时,m 有最小值5. ……………… 14分18.(本小题满分14分)解:(Ⅰ)设事件M 为:“从这些康乃馨种子中随机抽取一种,且该种子不是“C 级”种子”, ……………… 1分 由图表,得(0.4 1.2 4.0 6.0 4.4 1.20.4)0.051a +++++++⨯=,解得 2.4a =. ……………… 2分 由图表,知“C 级”种子的频率为(0.4 1.2 2.4)0.050.2++⨯=, ………… 3分故可估计从这些康乃馨种子中随机抽取一种,该种子是“C 级”的概率为0.2. 因为事件M 与事件“从这些康乃馨种子中随机抽取一种,且该种子是“C 级”种子”为对立事件,所以事件M 的概率()10.20.8P M =-=. ……………… 5分(Ⅱ) 由题意,任取一种种子,恰好是“A 级”康乃馨的概率为(4.4 1.20.4)0.050.3++⨯=, 恰好是“B 级”康乃馨的概率为(4.0 6.0)0.050.5+⨯=,恰好是“C 级”的概率为(0.4 1.2 2.4)0.050.2++⨯=. ……………… 7分 随机变量X 的可能取值有20,25,30,35,40, 且(20)0.20.20.04P X ==⨯=, (25)0.20.50.50.20.2P X ==⨯+⨯=,(30)0.50.50.30.20.20.30.37P X ==⨯+⨯+⨯=, (35)0.30.50.50.30.3P X ==⨯+⨯=,(40)0.30.30.09P X ==⨯=. ……………… 9分所以X 的分布列为:……………… 10分 故X 的数学期望()200.04250.2300.37350.3400.0931E X =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=. ………………11分(Ⅲ)与旧的发芽率数据的方差相比,技术改进后发芽率数据的方差变大了. …… 14分19.(本小题满分14分) 解:(Ⅰ)由题意得1,21,c a a c ⎧=⎪⎨⎪-=⎩解得2a =,1c =, ……………从而b ==,所以椭圆C 的方程为22143x y +=. … 5 (Ⅱ)当直线l 的斜率不存在时,有3(1,)2M ,3(1,)2N -,(4,3)P -,(4,3)Q ,(1,0)F ,则(3,3)FP =-,(3,3)FQ =,故0FP FQ ⋅=,即90PFQ ∠=. ………… 6分当直线l 的斜率存在时,设:(1)l y k x =-,其中0k ≠. ……………… 7分 联立22(1),3412,y k x x y =-⎧⎨+=⎩ 得2222(43)84120k x k x k +-+-=. ……………… 8分 由题意,知0∆>恒成立,设11(,)M x y ,22(,)N x y ,则2122843k x x k +=+,212241243k x x k -=+. ………… 9分直线MA 的方程为11(2)2yy x x =--. ……………… 10分令4x =,得1122P y y x =-,即112(4,)2y P x -. ……………… 11分 同理可得222(4,)2y Q x -. ……………… 12分 所以112(3,)2y FP x =-,222(3,)2y FQ x =-.因为121249(2)(2)y y FP FQ x x ⋅=+--212124(1)(1)9(2)(2)k x x x x --=+--2121212124[()1]92()4k x x x x x x x x -++=+-++ 22222222241284(1)434394121644343k k k k k k k k k --+++=+--+++22222224[(412)8(43)]9(412)164(43)k k k k k k k --++=+--++0=, 所以90PFQ ∠=.综上,90PFQ ∠=. ……………… 14分20.(本小题满分15分) 解:(Ⅰ)函数()f x 为偶函数,所以(π)(π)f f -=,即ππe 1e 1a a --=-, ……………… 2分 解得0a =.验证知0a =符合题意. ……………… 4分 (Ⅱ)()e sin x f x x '=-.……………… 6分由0x >,得e 1x >,sin [1,1]x ∈-, ……………… 7分 则()e sin 0x f x x '=->,即()f x 在(0,)+∞上为增函数.故()(0)2f x f >=,即()2f x >. ………………9 分(Ⅲ)由()e cos 0xf x a x =+=,得cos ex xa =-. 设函数cos ()e x xh x =-,[0,π]x ∈, ……………… 10分 则sin cos ()e xx xh x +'=. ……………… 11分令()0h x '=,得3π4x =.随着x 变化,()h x '与()h x 的变化情况如下表所示:所以()h x 在3π(0,)4上单调递增,在3π(,π)4上单调递减. ……………… 13分又因为(0)1h =-,π(π)e h -=,3π43π()42h -=,所以当3ππ4[e ,)2a --∈时,方程cos e x x a =-在区间[0,π]内有两个不同解,且在区间3π[0,)4与3π(,π]4上各有一个解.即所求实数a 的取值范围为3ππ4[e ,)2--. ……………… 15分21.(本小题满分14分)解:(Ⅰ) k a 可以等于1k -,但k a 不能等于12k-. ……………… 3分 (Ⅱ) 记b a -为区间[,]a b 的长度,则区间[0,100]的长度为100,k I 的长度为1.由①,得100N ≥. ……………… 6分 又因为1[0,1]I =,2[1,2]I =,,100[99,100]I =显然满足条件①,②.所以N 的最小值为100. ……………… 8分 (Ⅲ) N 的最大值存在,且为200. ……………… 9分解答如下:(1)首先,证明200N ≤. 由②,得12,,,N I I I 互不相同,且对于任意k ,[0,100]kI ≠∅.不妨设12n a a a <<<<.如果20a ≤,那么对于条件②,当1k =时,不存在[0,100]x ∈,使得i x I ∉(2,3,,)i N =.这与题意不符,故20a >. ……………… 10分 如果111k k a a +-+≤,那么11k k k I I I -+⊆,这与条件②中“存在[0,100]x ∈,使得i x I ∉(1,2,,1,1,)i k k N =-+”矛盾,故111k k a a +->+.所以4211a a >+>,6412a a >+>,,200198199a a >+>, 则2001100a +>. 故12200[0,100]I I I ⊇.若存在201I ,这与条件②中“存在[0,100]x ∈,使得i x I ∉(1,2,,200)i =”矛盾,所以200N ≤. ……………… 12分 (2)给出200N =存在的例子 .令1100(1)2199k a k =-+-,其中1,2,,200k =,即12200,,,a a a 为等差数列,公差100199d =.由1d <,知1kk I I +≠∅,则易得122001201[,]22I I I =-,所以12200,,,I I I 满足条件①.又公差10011992d =>, 所以100(1)199k k I -∈,100(1)199i k I -∉(1,2,,1,1,)i k k N =-+.(注:100(1)199k - 为区间k I 的中点对应的数) 所以12200,,,I I I 满足条件②.综合(1)(2)可知N 的最大值存在,且为200. ……………… 14分。
2020届北京市西城区高三上学期期末考试数学试题(解析版)
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据三角形内角和求出角 ,再根据正弦定理即可求出边 .
【详解】因为 ,所以根据正弦定理知, ,即 ,解得 .
故选:D.
【点睛】本题主要考查已知三角形两角和一边,利用正弦定理解三角形,属于基础题.
4.设 ,且 则下列不等式中一定成立的是()
10.已知向量 满足 ,其中 ,那么 _____________
【答案】
【解析】
【分析】
根据向量平行的坐标表示求出 ,再根据向量模的坐标计算公式即可求出.
【详解】因为 ,所以 ,解得 .
因此 .
故答案为: .
【点睛】本题主要考查向量平行的坐标表示以及向量模的坐标计算公式的应用,属于基础题.
11.在公差为 的等差数列 中, ,且 成等比数列,则 ______________
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
根据函数的单调性可知, ,即得 ,故可知 是方程 的两个不同非负实根,由根与系数的关系即可求出.
【详解】根据函数的单调性可知, ,即可得到 ,即可知 是方程 的两个不同非负实根,所以 ,解得 .
故选:D.
【点睛】本题主要考查函数的单调性的应用以及一元二次方程的根与系数的关系应用,意在考查学生的转化能力,属于中档题.
第Ⅱ卷(非选择题共110分)
二、填空题:本大题共6小题,每小题5分,共30分.
9.在 的展开式中, 的系数为___________.
【答案】10
【解析】
【分析】
根据二项展开式的通项,赋值即可求出.
【详解】 展开式通项为 ,令 ,所以 的系数为 .
北京市西城区2019届高三数学5月三模冲刺查漏补缺练习题(含解析)
的取值范围为
A. 0, 2
B. 2, 4
C. 4,
D. , 0
【答案】B 【解析】 【分析】
由题意知0,2 A 且 4 A ,结合数轴即可求得 a 的取值范围. 【详解】由题意知, A B=0,2 ,则0,2 A ,故 a 2 ,
又 4 A ,则 a 4 ,所以 2 a 4 ,
所以本题答案为 B.
22
22
又 r | AB | (3 2)2 (1 2)2 34 ,所以圆的标准方程为:
2
2
2
(x 1 )2 ( y 1 )2 17 ,化简整理得 x2 y2 x y 8 0 ,
2
22
所以本题答案为 A.
【点睛】本题考查待定系数法求圆的方程,解题的关键是假设圆的标准方程,建立方程组,
【点睛】本题以空间几何体为载体考查点,面的位置关系,考查空间想象能力,考查了学生 灵活应用知识分析解决问题的能力和知识方法的迁移能力,属于难题.
7
如果您喜欢这份文档,欢迎下载! 来源网络,造福学生
———————欢迎下载,祝您学习进步,成绩提升———————
3x 2 y 4 0,
11.设
x
,
y
可.
【详解】由 a 0.820.5 0.80.5 = 4 , 5
5
如果您喜欢这份文档,欢迎下载! 来源网络,造福学生
———————欢迎下载,祝您学习进步,成绩提升———————
1 b sin1 sin 3 3 4 ,
2
32 4 5
c lg 3 lg 10 1 lg10 1 ,
属于基础题.
4.设 a , b
是非零向量,若对于任意的
R
,都有
a
2020年北京市西城区高三一模数学试卷逐题解析
2020年北京市西城区高三一模数学考试逐题解析2020.4 本试卷分为第I 卷(选择题)和第II 卷(非选择题)两部分,满分150分,考试时长120分钟。
考生务必将答案写在答题纸上,在试卷上作答无效。
考试结束后,将本试卷和答题纸一并交回。
第I 卷(选择题 共40分)一、选择题:共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
1. 设集合{|3},A x x =<{|0B x x =<,或2}x >,则A B =(A )(,0)-∞ (B )(2,3)(C )(,0)(2,3)-∞(D )(,3)-∞ 【答案】C【解析】本题考查集合的运算.{|3}A x x =<,{|0B x x =<,或2}x >由集合的运算法则可知:{|0A B x x =<或23}x <<故选C.2. 若复数(3i)(1i)z =-+,则||z =(A ) (B )(C(D )20【答案】B【解析】本题考查复数.2(3i)(1i)33i i i 42i z =-+=+--=+||z ==故选B.3. 下列函数中,值域为R 且为奇函数的是(A )2y x =+ (B )sin y x =(C )3y x x =-(D )2x y = 【答案】C【解析】本题考查函数奇偶性和值域.A 选项,非奇非偶函数,值域为R ;B 选项,奇函数,值域为[1,1]-;C 选项,()()f x f x -=-,故为奇函数,且值域为R ;D 选项,非奇非偶函数,值域为(0,)+∞.故选C.4. 设等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,若3142,5a a a =+=,则6S =(A )10(B )9 (C )8(D )7【答案】B【解析】本题考查等差数列.设等差数列{}n a 的首项为1a ,公差为d . 1122235a d a d +=⎧⎨+=⎩,解得141a d =⎧⎨=-⎩,665(1)6492S ⨯⨯-=⨯+= 故选B.5. 设(2,1),(4,1)A B -,则以线段AB 为直径的圆的方程是(A )22(3)2x y -+=(B )22(3)8x y -+= (C )22(3)2x y ++=(D )22(3)8x y ++=【答案】A【解析】本题考查圆的标准方程.由题意可知,AB 为直径,所以圆心为AB 中点(3,0).且半径为||2AB r === 所以圆方程为22(3)2x y -+=.故选A.6. 设,,a b c 为非零实数,且,a c b c >>,则(A )a b c +> (B )2ab c >(C )2a b c +> (D )112a b c +>【答案】C【解析】本题考查不等式.当1,2,3a b c =-=-=-时,,a c b c >>,但a b c +=,A 选项错误;当1,2,3a b c =-=-=-时,,a c b c >>,但2ab c <,B 选项错误;因为,a c b c >>,所以2a b c +>,即2a bc +>,C 选项正确;当1,2,3a b c =-=-=-时,,a c b c >>,但112a b c +<,D 选项错误.故选C.7. 某四棱锥的三视图如图所示,记S 为此棱锥所有棱的长度的集合,则(A )22S ∉,且23S ∉(B )22S ∉,且23S ∈(C )22S ∈,且23S ∉(D )22S ∈,且23S ∈【答案】D【解析】本题考查三视图.四棱锥的直观图如图所示:由图可知,2AB BC CD AD PA =====; 22PB PD ==; 23PC =;所以{2,22,23}S =.因此22S ∈,且23S ∈,故选D.8. 设,a b 为非零向量,则“||||||=+a +b a b ”是“a 与b 共线”的(A )充分而不必要条件(B )必要而不充分条件 (C )充要条件(D )既不充分也不必要条件 【答案】A【解析】本题考查平面向量.当两个非零向量,a b 方向相同时,cos ,cos01<>==a b ,22222||2||2||||||(||||)||||+=+⋅+=+⋅+=+=+a b a a b b a a b b a b a b 当两个非零向量,a b 方向相反时,cos ,cos1801<>==-a b ,22222||2||2||||||(||||)||||+=+⋅+=-⋅+=-=-a b a a b b a a b b a b a b 所以“||||||=+a +b a b ”是“a 与b 共线”的充分而不必要条件.故选A.9. 已知函数sin ()12sin x f x x=+的部分图象如图所示,将此图象分别作以下变换,那么变换后的图象可以与原图象重合的变换方式有①绕着x 轴上一点旋转180;②沿x 轴正方向平移;③以x 轴为轴作轴对称;④以x 轴的某一条垂线为轴作轴对称.(A )①③(B )③④ (C )②③(D )②④ 【答案】D【解析】本题考查三角函数的图象和性质.由题可得:定义域内任意x ,sin(2π)sin (2π)=()12sin(2π)12sin x x f x f x x x++==+++, 所以2π为()f x 的周期,故可沿x 轴正方向平移*2π()k k ∈N 单位后,与原图象重合,②正确;又因为sin y x =,12sin y x =+都关于ππ,2x k k =+∈Z 对称, 所以()f x 的图象关于ππ,2x k k =+∈Z 对称,④正确; 由函数定义可得:()f x 图象不可能关于x 轴对称,③错误;由图易得函数图象不关于(,0),a a ∈R 对称,①错误.故选D.10. 设函数2101,0,()|lg |,0.x x x f x x x ⎧++≤=⎨>⎩若关于x 的方程()()f x a a =∈R 有四个实数解(1,2,3,4)i x i =,其中1234x x x x <<<,则1234()()x x x x +-的取值范围是(A )(0,101] (B )(0,99](C )(0,100] (D )(0,)+∞【答案】B【解析】本题考查函数的图象及性质.()f x a =有四个实数解1234,x x x x <<<即()y f x =与y a=的图象有四个不同的交点.所以(0,1].a ∈由题可得1210.x x +=-341[,1),(1,10].10x x ∈∈且34|lg ||lg |,x x =即34lg lg x x -=,所以34lg 0x x =,即343411,.x x x x ==所以34344410,.x x x x x x -<-=-又因为1y x x =-在(0,)+∞为减函数,所以44199[,0).10x x -∈-所以123434()()10()(0,99].x x x x x x +-=--∈故选B.第II 卷(非选择题 共110分)二、填空题:共5小题,每小题5分,共25分。
北京市西城区2019届高三5月三模冲刺查漏补缺练习题数学试题
高三数学练习题2019.51.设集合{}2A x x a =-<<,{}0,2,4B =,若集合A B 中有且仅有2个元素,则实数a 的取值范围为(A )()0,2 (B )(]2,4 (C )[)4,+∞(D )(),0-∞2.设命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为 (A ),a b R ∀∈,a b a b -≥+ (B ),a b R ∃∈,a b a b -<+ (C ),a b R ∃∈,a b a b ->+(D ),a b R ∃∈,a b a b -≥+3.以()3,1A -,()2,2B -为直径的圆的方程是 (A )2280x y x y +---= (B )2290x y x y +---= (C )2280x y x y +++-=(D )2290x y x y +++-=4.设a ,b 是非零向量,若对于任意的R λ∈,都有a b a b λ-≤-成立,则 (A )//a b(B )a b ⊥(C )()a b a -⊥(D )()a b b -⊥5.设a R ∈,0b >,则“32a b >”是“3log a b >”的 (A )充分而不必要条件 (B )必要而不充分条件 (C )充要条件(D )既不充分也不必要条件6.若()f x 是定义域为R 的奇函数,且()()2f x f x +=-,则 (A )()f x 的值域为R(B )()f x 为周期函数,且6为其一个周期 (C )()f x 的图像关于2x =对称(D )函数()f x 的零点有无穷多个7.设向量a ,b 满足2a =,1b =,,60a b =,则a tb +的取值范围是(A ))+∞(B ))+∞(C )⎤⎦(D )⎤⎦8.设0.50.82a =,sin1b =,lg3c =,则a ,b ,c 三数的大小关系是(A )a c b << (B )a b c << (C )c b a <<(D )b c a <<9.如图,设P 为ABC ∆内一点,且1134AP AB AC =+,则ABP ∆与ABC ∆的面积之比为(A )14 (B )13 (C )23(D )1610.已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,平面α与此正方体相交.对于实数(0d d <<,如果正方体1111ABCD A B C D -的八个顶点中恰好有m 个点到平面α的距离等于d ,那么下列结论中,一定正确的是(A )6m ≠ (B )5m ≠ (C )4m ≠(D )3m ≠11.设x ,y 满足约束条件3240,460,20,x y x y x -+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩,则22z x y =+的最大值为______.12.在某批次的某种灯泡中,随机抽取200个样品.并对其寿命进行追踪调查,将结果列成频率分布表如下:某人从灯泡样品中随机地购买了*n n N ∈个,如果这个灯泡的寿命情况恰好与按四个组分层抽样........所得的结果相同,则n 的最小值为______.13.能说明“若()()1f x f x +<对于任意的()0,x ∈+∞都成立,则()f x 在()0,+∞上是减函数”为假命题的一个函数是________.14.能说明“在数列{}n a 中,若对于任意的,m n N +∈,m n m n a a a +>+,则{}n a 为递增数列”为假命题的一个等差数列是______.(写出数列的通项公式)15.某四棱锥的三视图如图所示,那么此四棱锥的体积为______.16.(理)现有5人要排成一排照相,其中甲与乙两人不相邻,且甲不站在两端,则不同的排法有____种.(用数字作答)17.甲、乙、丙、丁四人参加冬季滑雪比赛,有两人获奖.在比赛结果揭晓之前,四人的猜测如下表,其中“√”表示猜测某人获奖,“×”表示猜测某人未获奖,而“○”则表示对某人是否获奖未发表意见.已知四个人中有且只有两个人的猜测是正确的,那么两名获奖者是_______.18.已知函数()21cos f x x x =+.(Ⅰ)若α是第二象限角,且sin 3α=,求()f α的值; (Ⅱ)求函数()f x 的定义域和值域.19.(文)如图,在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,1AB =,13AA =,过顶点A ,1C 的平面与棱1BB ,1CC 分别交于M ,N 两点(不在棱的端点处).(Ⅰ)求证:四边形1AMC N 是平行四边形; (Ⅱ)求证:AM 与AN 不垂直;(Ⅲ)若平面1AMC N 与棱BC 所在直线交于点P ,当四边形1AMC N 为菱形时,求PC 长.20.(理)如图,在四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是正方形,平面11A DB ⊥平面ABCD ,1AD =,1AA .过顶点D ,1B 的平面与棱BC ,11A D 分别交于M ,N 两点.(Ⅰ)求证:1AD DB ⊥;(Ⅱ)求证:四边形1DMB N 是平行四边形;(Ⅲ)若1A D CD ⊥,试判断二面角1D MB C --的大小能否为45︒?说明理由.21.已知函数()ln 1a x bf x x x=++,曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为230x y +-=. (Ⅰ)求a ,b 的值;(Ⅱ)若0k ≤,求证:对于任意()1,x ∈+∞,()ln 1x kf x x x>+-.22.设F 为抛物线2:4C y x =的焦点,P ,Q 为抛物线C 上的两个动点,O 为坐标原点. (Ⅰ)若点F 在线段PQ 上,求PQ 的最小值; (Ⅱ)当OP PQ ⊥时,求点Q 纵坐标的取值范围.23.已知椭圆22:12x C y +=的右顶点为A ,点P 在y 轴上,线段AP 与椭圆C 的交点B 在第一象限,过点B 的直线l 与椭圆C 相切,且直线l 交x 轴于M .设过点A 且平行于直线l 的直线交y 轴于点Q .(Ⅰ)当B 为线段AP 的中点时,求直线AB 的方程;(Ⅱ)记BPQ ∆的面积为1S ,OMB ∆的面积为2S ,求12S S +的最小值.参考答案1.B2.D3.A4.D5.A6.D7.B8.C 9.A 10.B11.2912.1013.答案不唯一,如214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭ 14.答案不唯一,如1n a n =--15.4316.36 17.乙、丁18.解:(1)因为α是第二象限角,且sin 3α=,所以cos 3α==-.所以sin tan cos ααα==所以()(21133f α⎛-=-= ⎝⎭. (Ⅱ)函数()f x 的定义域为,x k ,2x x R k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且. 化简,得()()21cos f x x x ==21cos x ⎛=+ ⎝2cos cos x x x =+1cos 22x x +=+ 1sin 262x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,因为x R ∈,且2x k ππ≠+,k Z ∈,所以72266x k πππ+≠+, 所以1sin 216x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭. 所以函数()f x 的值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. (注:或许有人会认为“因为2x k ππ≠+,所以()0f x ≠”,其实不然,因为06f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭.) 19.(1)略;(2)略;(3)2PC =. 20.(1)略;(2)略;(3)不能.21.解:(Ⅰ)()()221ln 1x a x b xf x x x +⎛⎫- ⎪⎝⎭'=-+ 由于直线230x y +-=的斜率为12-,且过点()1,1, 故()()11,11,2f f ⎧=⎪⎨=-⎪⎩即1,1,22b a b =⎧⎪⎨-=-⎪⎩解得1a =,1b =.(Ⅱ)由(Ⅰ)知()ln 11x f x x x=++, 所以()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭.考虑函数()()()2112ln k x h x x x--=+,()1x >,则()()()()()22222112110k x x k x x h x xx-+++--'=<.而()10h =,故当()1,x ∈+∞时,()0h x <, 所以()2101h x x ⨯>-,即()ln 1x kf x x x>+-. 22.解:(Ⅰ)PQ 的最小值为4.(Ⅱ)由题意,设点()11,P x y ,()22,Q x y ,其中120y y ≠,12y y =.则2114y x =,①2224y x =,②因为OP PQ ⊥,()11,OP x y =,()2121,PQ x x y y =--, 所以()()1211210OP PQ x x x y y y ⋅=-+-=.③由①②③,得2121160y y y ++=,由1y R ∈,且10y ≠,得22640y ∆=-≥,解不等式,得点Q 纵坐标2y 的范围为(][),88,-∞-+∞.23.解:(Ⅰ)由椭圆22:12x C y +=,可得:)A由题意:设点()()000,0P y y >,当B 为PA的中点时,可得:2a x =代入椭圆方程,可得:a y =B ⎝⎭所以2AB k ==-.故直线AB的方程为2y x =--. (Ⅱ)由题意,直线l 的斜率存在且不为0, 故设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠ 令0y =,得:m x k -=,所以:,0m M k -⎛⎫⎪⎝⎭. 联立:22220y kx m x y =+⎧⎨+-=⎩,消y ,整理得:()222214220k x kmx m +++-=. 因为直线l 与椭圆相切,所以()()222216421220k m k m ∆=-+-=. 即2221m k =+. 设()11,B x y ,则122221km k x k m --==+,112121m y kx m k m=+==+, 所以21,k B m m -⎛⎫⎪⎝⎭. 又直线//AQ 直线l ,所以设直线AQ的方程为:(y k x =. 令0x =,得y =,所以:()0,Q .因为12ABm k km==-,所以直线AB的方程为:y x =.令0x =,得y =,所以:P ⎛ ⎝.所以PQ m ====.又因为111222B k S PQ x m k m-===. 21111222B m S OM y k m k-===.所以1212S S k k +=+≥12k k =,即2k =-时等号成立)所以()12min S S +=。
北京市西城区2019届高三数学5月三模冲刺查漏补缺练习题(含解析)
北京市西城区2019届高三数学5月三模冲刺查漏补缺练习题(含解析)1.设集合{}2A x x a =-<<,{}0,2,4B =,若集合A B 中有且仅有2个元素,则实数a的取值范围为 A. ()0,2 B. (]2,4 C. [)4,+∞ D. (),0-∞【答案】B 【解析】 【分析】由题意知{}02A ⊆,且4A ∉,结合数轴即可求得a 的取值范围. 【详解】由题意知,{}=02AB ,,则{}02A ⊆,,故2a >,又4A ∉,则4a ≤,所以24a <≤, 所以本题答案为B.【点睛】本题主要考查了集合的关系及运算,以及借助数轴解决有关问题,其中确定A B中的元素是解题的关键,属于基础题.2.设命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为 A. ,a b R ∀∈,a b a b -≥+ B. ,a b R ∃∈,a b a b -<+ C. ,a b R ∃∈,a b a b ->+ D. ,a b R ∃∈,a b a b -≥+【答案】D 【解析】 【分析】直接利用全称命题的否定是特称命题写出结果即可.【详解】因为全称命题的否定是特称命题,所以,命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为:,a b R ∃∈,a b a b -≥+.故本题答案为D.【点睛】本题考查命题的否定,特称命题与全称命题的否定关系,是基础题.3.以()3,1A -,()2,2B-为直径的圆的方程是A. 2280x y x y +---= B. 2290x y x y +---= C. 2280x y x y +++-= D. 2290x y x y +++-=【答案】A 【解析】 【分析】设圆的标准方程,利用待定系数法一一求出,,a b r ,从而求出圆的方程. 【详解】设圆的标准方程为222()()x a y b r -+-=, 由题意得圆心(,)O a b 为A ,B 的中点, 根据中点坐标公式可得32122a -==,12122b -+==,又||2AB r ===,所以圆的标准方程为: 221117()()222x y -+-=,化简整理得2280x y x y +---=,所以本题答案为A.【点睛】本题考查待定系数法求圆的方程,解题的关键是假设圆的标准方程,建立方程组,属于基础题.4.设a ,b 是非零向量,若对于任意的R λ∈,都有a b a b λ-≤-成立,则 A. //a bB. a b ⊥C. ()-⊥a b aD.()-⊥a b b【答案】D 【解析】 【分析】画出a ,b ,根据向量的加减法,分别画出()a b λ-的几种情况,由数形结合可得结果.【详解】由题意,得向量()a b -是所有向量()a b λ-中模长最小的向量,如图,当AC BC ⊥,即()-⊥a b b 时,||AC 最小,满足a b a b λ-≤-,对于任意的R λ∈, 所以本题答案为D.【点睛】本题主要考查了空间向量的加减法,以及点到直线的距离最短问题,解题的关键在于用有向线段正确表示向量,属于基础题.5.设a R ∈,0b >,则“32a b >”是“3log a b >”的 A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】根据对数的运算分别从充分性和必要性去证明即可.【详解】若32a b >, 0b >,则3log 2a b >,可得3log a b >; 若3log a b >,可得3a b >,无法得到32a b >, 所以“32a b >”是“3log a b >”的充分而不必要条件. 所以本题答案为A. 【点睛】本题考查充要条件定义,判断充要条件的方法是:① 若p q ⇒为真命题且q p ⇒为假命题,则命题p 是命题q 的充分不必要条件;② 若p q ⇒为假命题且q p ⇒为真命题,则命题p 是命题q 的必要不充分条件; ③ 若p q ⇒为真命题且q p ⇒为真命题,则命题p 是命题q 的充要条件; ④ 若p q ⇒为假命题且q p ⇒为假命题,则命题p 是命题q 的即不充分也不必要条件.⑤ 判断命题p 与命题q 所表示的范围,再根据“谁大谁必要,谁小谁充分”的原则,判断命题p 与命题q 的关系.6.若()f x 是定义域为R 的奇函数,且()()2f x f x +=-,则 A. ()f x 的值域为R B. ()f x 为周期函数,且6为其一个周期C. ()f x 的图像关于2x =对称D. 函数()f x 的零点有无穷多个【答案】D 【解析】 【分析】运用函数的奇偶性定义,周期性定义,根据表达式判断即可.【详解】()f x 是定义域为R 的奇函数,则()()f x f x -=-,(0)0f =, 又(2)()f x f x +=-,(4)(2)()f x f x f x +=-+=, 即()f x 是以4为周期的函数,(4)(0)0()f k f k Z ==∈, 所以函数()f x 的零点有无穷多个;因为(2)()f x f x +=-,[(1)1]()f x f x ++=-,令1t x =+,则(1)(1)f t f t +=-, 即(1)(1)f x f x +=-,所以()f x 的图象关于1x =对称, 由题意无法求出()f x 的值域, 所以本题答案为D.【点睛】本题综合考查了函数的性质,主要是抽象函数的性质,运用数学式子判断得出结论是关键.7.设向量a ,b 满足2=a ,1b =,,60a b =,则a tb +的取值范围是A. )+∞B. )+∞C. ⎤⎦D. ⎤⎦【答案】B 【解析】 【分析】由模长公式求解即可.【详解】22222()242a tb a tb a a bt t b t t +=+=+⋅+=++≥当1t =-时取等号,所以本题答案B.【点睛】本题考查向量的数量积,考查模长公式,准确计算是关键,是基础题.8.设0.50.82a =,sin1b =,lg 3c =,则a ,b ,c 三数的大小关系是 A. a c b << B. a b c << C. c b a << D. b c a <<【答案】C 【解析】 【分析】利用对数函数,指数函数以及正弦函数的性质和计算公式,将a ,b ,c 12比较即可.【详解】由0.50.50.820.8a =>1sin1sin 23b π<=<==<11lg3lg1022c =<==,所以有c b a <<.选C.【点睛】本题考查对数值,指数值和正弦值大小的比较,是基础题,解题时选择合适的中间值比较是关键,注意合理地进行等价转化.9.如图,设P 为ABC ∆内一点,且1134AP AB AC =+,则ABP ∆与ABC ∆的面积之比为A. 14 B.13 C. 23D. 16【答案】A 【解析】 【分析】作//PD AC 交AB 于点D ,根据向量比例,利用三角形面积公式,得出ADP S ∆与ABC S ∆的比例,再由ADP S ∆与APB S ∆的比例,可得到结果. 【详解】如图,作//PD AC 交AB 于点D ,则AP AD DP =+,由题意,13AD AB =,14DP AC =,且180ADP CAB ∠+∠=, 所以11111||||sin ||||sin 223412ADPABC S AD DP ADP AB AC CAB S ∆∆=∠=⨯⨯∠= 又13AD AB =,所以,134APB ADP ABC S S S ∆∆∆==,即14APB ABC S S ∆∆=, 所以本题答案为A.【点睛】本题考查三角函数与向量的结合,三角形面积公式,属基础题,作出合适的辅助线是本题的关键.10.已知正方体1111ABCD A B C D-的棱长为1,平面α与此正方体相交.对于实数()03d d<<,如果正方体1111ABCD A B C D-的八个顶点中恰好有m个点到平面α的距离等于d,那么下列结论中,一定正确的是A. 6m≠ B. 5m≠C. 4m≠ D. 3m≠【答案】B【解析】【分析】此题画出正方体模型即可快速判断m的取值.【详解】如图(1)恰好有3个点到平面α的距离为d;如图(2)恰好有4个点到平面α的距离为d;如图(3)恰好有6个点到平面α的距离为d.所以本题答案为B.【点睛】本题以空间几何体为载体考查点,面的位置关系,考查空间想象能力,考查了学生灵活应用知识分析解决问题的能力和知识方法的迁移能力,属于难题.11.设x,y满足约束条件3240,460,20,x yx yx-+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩,则22z x y=+的最大值为______.【答案】29【解析】【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为以原点为圆心的圆,数形结合得到最优解,联立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数得答案.【详解】由约束条件3240,460,20,x yx yx-+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩作出可行域如图:联立3240,20,x yx-+=⎧⎪⎨⎪-=⎩,解得(2,5)A,目标函数22z x y=+z为半径的圆,由图可知,此圆经过点A z最大,此时z也最大,最大值为222529z=+=.所以本题答案为29.【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.12.在某批次的某种灯泡中,随机抽取200个样品.并对其寿命进行追踪调查,将结果列成频率分布表如下:寿命(天)频数频率某人从灯泡样品中随机地购买了()*n n N ∈个,如果这n 个灯泡的寿命情况恰好与按四个...组分层抽样.....所得的结果相同,则n 的最小值为______. 【答案】10 【解析】 【分析】先求出a ,b ,根据分层抽样的比例引入正整数k 表示n ,从而得出n 的最小值.【详解】由题意得,a =0.2,b =80,由表可知,灯泡样品第一组有40个,第二组有60个,第三组有80个,第四组有20个,所以四个组的比例为2:3:4:1,所以按分层抽样法,购买的灯泡数为n =2k +3k +4k +k =10k (*k N ∈),所以n 的最小值为10.【点睛】本题考查分层抽样基本原理的应用,涉及抽样比、总体数量、每层样本数量的计算,属于基础题.13.能说明“若()()1f x f x +<对于任意的()0,x ∈+∞都成立,则()f x 在()0,∞+上是减函数”为假命题的一个函数是________.【答案】答案不唯一,如214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭【解析】 【分析】根据对基本函数的理解可得到满足条件的函数.【详解】由题意,不妨设21()4f x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭, 则22111(1)()120442f x f x x x x ⎛⎫⎛⎫+-=-+-+-=--< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭在()0,∞+都成立,但是()f x 在10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭是单调递增的,在1,+4⎛⎫∞ ⎪⎝⎭是单调递减的, 说明原命题是假命题.所以本题答案为214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,答案不唯一,符合条件即可.【点睛】本题考查对基本初等函数的图像和性质的理解,关键是假设出一个在()0,∞+上不是单调递减的函数,再检验是否满足命题中的条件,属基础题.14.能说明“在数列{}n a 中,若对于任意的,m n N +∈,m n m n a a a +>+,则{}n a 为递增数列”为假命题的一个等差数列是______.(写出数列的通项公式) 【答案】答案不唯一,如1n a n =-- 【解析】 【分析】根据等差数列的性质可得到满足条件的数列. 【详解】由题意知,不妨设1n a n =--, 则()1()2m n m n a m n m n a a +=-+->-+-=+, 很明显{}n a 为递减数列,说明原命题是假命题. 所以1n a n =--,答案不唯一,符合条件即可.【点睛】本题考查对等差数列的概念和性质的理解,关键是假设出一个递减的数列,还需检验是否满足命题中的条件,属基础题.15.某四棱锥的三视图如图所示,那么此四棱锥的体积为______.【答案】4 3【解析】【分析】利用三视图判断几何体的形状,然后通过三视图的数据求解几何体的体积. 【详解】如图:222的矩形,所以体积1422233 V=⨯=.所以本题答案为43.【点睛】本题考查几何体与三视图的对应关系,几何体体积的求法,考查空间想象能力与计算能力.解决本类题目的关键是准确理解几何体的定义,真正把握几何体的结构特征,可以根据条件构建几何模型,在几何模型中进行判断.16.现有5人要排成一排照相,其中甲与乙两人不相邻,且甲不站在两端,则不同的排法有____种.(用数字作答)【答案】36【解析】【分析】先优先考虑甲、乙两人不相邻的排法,在此条件下,计算甲不排在两端的排法,最后相减即可得到结果.【详解】由题意得5人排成一排,甲、乙两人不相邻,有3234A A种排法,其中甲排在两端,有31332A A种排法,则6人排成一排,甲、乙两人不相邻,且甲不排在两端,共有3231 3433362A A A A-=(种)排法.所以本题答案为36.【点睛】排列、组合问题由于其思想方法独特,计算量庞大,对结果的检验困难,所以在解决这类问题时就要遵循一定的解题原则,如特殊元素、位置优先原则、先取后排原则、先分组后分配原则、正难则反原则等,只有这样我们才能有明确的解题方向.同时解答组合问题时必须心思细腻、考虑周全,这样才能做到不重不漏,正确解题.17.甲、乙、丙、丁四人参加冬季滑雪比赛,有两人获奖.在比赛结果揭晓之前,四人的猜测如下表,其中“√”表示猜测某人获奖,“×”表示猜测某人未获奖,而“○”则表示对某人是否获奖未发表意见.已知四个人中有且只有两个人的猜测是正确的,那么两名获奖者是_______.【答案】乙、丁【解析】【分析】本题首先可根据题意中的“四个人中有且只有两个人的猜测是正确的”将题目分为四种情况,然后对四种情况依次进行分析,观察四人所猜测的结果是否冲突,最后即可得出结果. 【详解】从表中可知,若甲猜测正确,则乙,丙,丁猜测错误,与题意不符,故甲猜测错误;若乙猜测正确,则依题意丙猜测无法确定正误,丁猜测错误;若丙猜测正确,则丁猜测错误;综上只有乙,丙猜测不矛盾,依题意乙,丙猜测是正确的,从而得出乙,丁获奖. 所以本题答案为乙、丁.【点睛】本题是一个简单的合情推理题,能否根据“四个人中有且只有两个人的猜测是正确的”将题目所给条件分为四种情况并通过推理判断出每一种情况的正误是解决本题的关键,考查推理能力,是简单题.18.已知函数()()21cos f x x x =+.(Ⅰ)若α是第二象限角,且sin α=()f α的值;(Ⅱ)求函数()f x 的定义域和值域.【答案】(Ⅰ)13-(Ⅱ)函数()f x 的定义域为,,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且,值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】(1)由α为第二象限角及sin α的值,利用同角三角函数间的基本关系求出cos α及tan α的值,再代入()f x 中即可得到结果.(2)函数()f x 解析式利用二倍角和辅助角公式将()f x 化为一个角的正弦函数,根据x 的范围,即可得到函数值域.【详解】解:(1)因为α是第二象限角,且sin α=所以cos α==所以sin tan cos ααα==所以()(21133f α⎛⎫-=-= ⎪ ⎪⎝⎭.(2)函数()f x 的定义域为,,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且.化简,得()()21cos f x x x ==21cos x ⎛=+ ⎝2cos cos x x x =1cos 222x x +=1sin 262x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,因为x ∈R ,且2x k ππ≠+,k Z ∈,所以72266x k πππ+≠+, 所以1sin 216x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭. 所以函数()f x 的值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦.(注:或许有人会认为“因为2x k ππ≠+,所以()0f x ≠”,其实不然,因为06f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭.) 【点睛】本题考查同角三角函数的基本关系式,三角函数函数值求解以及定义域和值域的求解问题,涉及到利用二倍角公式和辅助角公式整理三角函数关系式的问题,意在考查学生的转化能力和计算求解能力,属于常考题型.19.如图,在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,1AB =,13AA =,过顶点A ,1C 的平面与棱1BB ,1DD 分别交于M ,N 两点(不在棱的端点处).(1)求证:四边形1AMC N 是平行四边形; (2)求证:AM 与AN 不垂直;(3)若平面1AMC N 与棱BC 所在直线交于点P ,当四边形1AMC N 为菱形时,求PC 长. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)=2PC . 【解析】 【分析】(1)由平面11ABB A 与平面11DCC D 没有交点,可得AM 与1NC 不相交,又AM 与1NC 共面,所以//AM 1NC ,同理可证//AN 1MC ,得证;(2)由四边形1AMC N 是平行四边形,且1MN AC ≠,则1AMC N 不可能是矩形,所以AM 与AN 不垂直;(3)先证11Rt ABM Rt C B M ≅,可得M 为1BB 的中点,从而得出B 是PC 的中点,可得PC .【详解】(1)依题意1A M C N ,,,都在平面1AC 上, 因此AM ⊆平面1AC ,1NC ⊆平面1AC , 又AM ⊆平面11ABB A ,1NC ⊆平面11DCC D ,平面11ABB A 与平面11DCC D 平行,即两个平面没有交点, 则AM 与1NC 不相交,又AM 与1NC 共面,所以//AM 1NC ,同理可证//AN 1MC , 所以四边形1AMC N 是平行四边形;(2)因为M ,N 两点不在棱的端点处,所以11MN BD AC <=, 又四边形1AMC N 是平行四边形,1MN AC ≠,则1AMC N 不可能是矩形,所以AM 与AN 不垂直; (3)如图,延长1C M 交CB 的延长线于点P ,若四边形1AMC N 为菱形,则1AM MC =,易证11Rt ABM Rt C B M ≅, 所以1BM B M =,即M 为1BB 的中点, 因此112BM CC =,且1//BM CC ,所以BM 是1PCC 的中位线, 则B 是PC 的中点,所以22PC BC ==.【点睛】本题考查了立体几何中的线线平行和垂直的判定问题,和线段长的求解问题,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;解答本题关键在于能利用直线与直线、直线与平面、平面与平面关系的相互转化,属中档题.20.如图,在四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是正方形,平面11A DB ⊥平面ABCD ,1AD =,12AA .过顶点D ,1B 的平面与棱BC ,11A D 分别交于M ,N 两点.(Ⅰ)求证:1AD DB ⊥;(Ⅱ)求证:四边形1DMB N 是平行四边形;(Ⅲ)若1A D CD ⊥,试判断二面角1D MB C --的大小能否为45︒?说明理由. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)不能为45︒. 【解析】 【分析】(1)由平面11A DB ⊥平面ABCD ,可得AD ⊥平面11A DB ,从而证明1AD DB ⊥; (2)由平面ABCD 与平面ABCD 没有交点,可得DM 与1NB 不相交,又DM 与1NB 共面,所以//DM 1NB ,同理可证//DN 1MB ,得证;(3)作1CE MB ⊥交1MB 于点E ,延长CE 交1BB 于点F ,连接DE ,根据三垂线定理,确定二面角1D MB C --的平面角CED ∠,若=45CED ∠,1CE CD ==,由大角对大边知1CF BC <=,两者矛盾,故二面角1D MB C --的大小不能为45︒.【详解】(1)由平面11A DB ⊥平面ABCD ,平面11A DB 平面ABCD CD =,且AD CD ⊥,所以AD ⊥平面11A DB , 又1DB ⊂平面11A DB ,所以1AD DB ⊥; (2)依题意1D M B N ,,,都在平面1DB 上, 因此DM ⊆平面1DB ,1NB ⊆平面1DB ,又DM ⊆平面ABCD ,1NB ⊆平面ABCD ,平面ABCD 与平面ABCD 平行,即两个平面没有交点, 则DM 与1NB 不相交,又DM 与1NB 共面, 所以//DM 1NB ,同理可证//DN 1MB , 所以四边形1DMB N 是平行四边形;(3)不能.如图,作1CE MB ⊥交1MB 于点E ,延长CE 交1BB 于点F ,连接DE ,由1A D CD ⊥,AD CD ⊥,1=A D AD D ⊥,所以CD ⊥平面11ADD A ,则CD ⊥平面11BCC B ,又1CE MB ⊥,根据三垂线定理,得到1DE MB ⊥,所以CED ∠是二面角1D MB C --的平面角, 若=45CED ∠,则CED 是等腰直角三角形,1CE CD ==, 又111=9090CFB B EF FB E FB E ∠∠+∠=+∠>, 所以CFB 中,由大角对大边知1CF BC <=, 所以1CE CF <<,这与上面1CE CD ==相矛盾, 所以二面角1D MB C --的大小不能为45︒.【点睛】本题考查了立体几何中的线线平行和垂直的判定问题,和二面角的求解问题,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;解答本题关键在于能利用直线与直线、直线与平面、平面与平面关系的相互转化,属中档题.21.已知函数()ln 1a x bf x x x=++,曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为230x y +-=.(Ⅰ)求a ,b 的值;(Ⅱ)若0k ≤,求证:对于任意()1,x ∈+∞,()ln 1x kf x x x>+-. 【答案】(Ⅰ)1a =,1b =(Ⅱ)见解析 【解析】 【分析】(1)根据导数的运算法则,求出函数的导数,利用切线方程求出切线的斜率及切点,利用函数在切点处的导数值为曲线切线的斜率及切点也在曲线上,列出方程组,求出a ,b 值;(2)首先将不等式转化为函数,即将不等式右边式子左移,得()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫ ⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭, 构造函数()()()2112ln k x h x x x--=+并判断其符号,这里应注意x 的取值范围,从而证明不等式.【详解】解:(1)()()221ln 1x a x xb f x x x ⎛⎫⎪⎝⎭+-=-'+由于直线230x y +-=的斜率为12-,且过点()1,1, 故()()11,11,2f f ⎧=⎪⎨'=-⎪⎩即1,1,22b a b =⎧⎪⎨-=-⎪⎩解得1a =,1b =. (2)由(1)知()ln 11x f x x x=++, 所以()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫ ⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭. 考虑函数()()()2112ln k x h x x x--=+,()1x >,则()()()()()22222112110k x xk x x h x xx-+++--'==<.而()10h =,故当()1,x ∈+∞时,()0h x <, 所以()2101h x x ⨯>-,即()ln 1x kf x x x>+-. 【点睛】本题考查了利用导数求切线的斜率,利用函数的导数研究函数的单调性、和最值问题,以及不等式证明问题,考查了分析及解决问题的能力,其中,不等式问题中结合构造函数实现正确转换为最大值和最小值问题是关键.22.设F 为抛物线2:4C y x =的焦点,P ,Q 为抛物线C 上的两个动点,O 为坐标原点.(Ⅰ)若点F 在线段PQ 上,求PQ 的最小值; (Ⅱ)当OP PQ ⊥时,求点Q 纵坐标的取值范围. 【答案】(Ⅰ)4(Ⅱ)(][),88,-∞-+∞【解析】 【分析】(1)由抛物线的性质,当PQ x ⊥轴时,PQ 最小;(2)设点()11,P x y ,()22,Q x y ,分别代入抛物线方程和0OP PQ ⋅=得到三个方程,消去12,x x ,得到关于1y 的一元二次方程,利用判别式即可求出2y 的范围.【详解】解:(1)由抛物线的标准方程,2p =,根据抛物线的性质,当PQ x ⊥轴时,PQ 最小,最小值为2p ,即为4.(2)由题意,设点()11,P x y ,()22,Q x y ,其中120y y ≠,12y y ≠.则2114y x =,①2224y x =,②因为OP PQ ⊥,()11,OP x y =,()2121,PQ x x y y =--,所以()()1211210OP PQ x x x y y y ⋅=-+-=.③由①②③,得2121160y y y ++=,由1y R ∈,且10y ≠,得22640y ∆=-≥,解不等式,得点Q 纵坐标2y 的范围为(][),88,-∞-+∞.【点睛】本题主要考查抛物线的方程和性质和二次方程的解的问题,考查运算能力,此类问题能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等,易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解.23.已知椭圆22:12x C y +=的右顶点为A ,点P 在y 轴上,线段AP 与椭圆C 的交点B 在第一象限,过点B 的直线l 与椭圆C 相切,且直线l 交x 轴于M .设过点A 且平行于直线l 的直线交y 轴于点Q .(Ⅰ)当B 为线段AP 的中点时,求直线AB 的方程;(Ⅱ)记BPQ ∆的面积为1S ,OMB ∆的面积为2S ,求12S S +的最小值.【答案】(Ⅰ)直线AB 的方程为62y x =2 【解析】【分析】(1)设点()()000,0P y y >,利用中点坐标公式表示点B ,并代入椭圆方程解得0y ,从而求出直线AB 的方程;(2)设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠,表示点,0m M k -⎛⎫ ⎪⎝⎭,然后联立方程,利用相切得出2221m k =+,然后求出切点21,k B m m -⎛⎫ ⎪⎝⎭,再设出设直线AQ的方程,求出点()0,Q ,利用A B ,两点坐标,求出直线AB 的方程,从而求出P ⎛⎝,最后利用以上已求点的坐标表示面积,根据基本不等式求最值即可.【详解】解:(Ⅰ)由椭圆22:12x C y +=,可得:)A由题意:设点()()000,0P y y >,当B 为PA的中点时,可得:2B x =代入椭圆方程,可得:B y =B ⎝⎭所以2AB k ==-故直线AB的方程为2y x =--. (Ⅱ)由题意,直线l 的斜率存在且不为0,故设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠令0y =,得:m x k -=,所以:,0m M k -⎛⎫ ⎪⎝⎭联立:22220y kx m x y =+⎧⎨+-=⎩,消y ,整理得:()222214220k x kmx m +++-=. 因为直线l 与椭圆相切,所以()()222216421220k m k m ∆=-+-=.即2221m k =+.设()11,B x y ,则122221km k x k m --==+,112121m y kx m k m=+==+,所以21,k B m m -⎛⎫ ⎪⎝⎭. 又直线//AQ 直线l ,所以设直线AQ的方程为:(y k x =.令0x =,得y =,所以:()0,Q .因为12AB m k k m==-, 所以直线AB的方程为:y x =-. 令0x =,得y =,所以:P ⎛ ⎝.所以PQ m ====. 又因为111222B k S PQ x m k m -===. 21111222B m S OM y k m k-===.所以1212S S k k +=+≥12k k =,即k =时等号成立) 所以()12min S S +=【点睛】本小题主要考查直线和椭圆位置关系,考查直线方程以及求椭圆中的最值问题,最值问题一般是把目标式求出,结合目标式特点选用合适的方法求解,侧重考查数学运算的核心素养,本题利用了基本不等式求最小值的方法,运算量较大,属于难题.。
2020年高三数学5月三模试题(含解析)
A.
y
sin
2x
5
B.y
sinx
12
C.y sin
x
5
D.
12
2
2
12
y
sin
x
5
2
24
【答案】C
【分析】
右平移
个单位长度得带
sin x
5π,再把图像上各点的横坐标扩大到本来的
2倍(纵坐标
4
12
不变)获得y
sin
x
5
,应选C.
2
12
15.
已知对于x
r
2
r
r
r
r
r
r
r
r
的方程ax
bx
c
0,此中a, b, c都是非零向量, 且a,b不共线, 则该方程
1
d
1
1
1
1
SA1BC
SB1BCA1B110分
3
3
可得d
2
511分
5
直线B1C1与平面A1BC的距离为2 5.12
分
5
考点:两条异面直线所成角
余弦值;
直线到平面的距离
r
1
1
3
r
1, f
r
r
18.已知向量a
,
sin x
cos x和向量b
x,且a / /b.
的解的状况是(
)
A.
起码有一个解
B.
至多有一个解
- 8 -
C.至多有两个解
D.可能有无数个解
【答案】B
【分析】
【剖析】
r
r
r
根 据 平 面 向 量 基 本 定 理 可 知c
北京市西城区2019届高三5月三模冲刺查漏补缺练习题数学试卷 含解析
高三数学练习题1.设集合{}2A x x a =-<<,{}0,2,4B =,若集合A B 中有且仅有2个元素,则实数a 的取值范围为 A. ()0,2 B. (]2,4 C. [)4,+∞ D. (),0-∞【答案】B 【解析】 【分析】由题意知{}02A ⊆,且4A ∉,结合数轴即可求得a 的取值范围. 【详解】由题意知,{}=02AB ,,则{}02A ⊆,,故2a >,又4A ∉,则4a ≤,所以24a <≤, 所以本题答案为B.【点睛】本题主要考查了集合的关系及运算,以及借助数轴解决有关问题,其中确定A B 中的元素是解题的关键,属于基础题.2.设命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为 A. ,a b R ∀∈,a b a b -≥+ B. ,a b R ∃∈,a b a b -<+ C. ,a b R ∃∈,a b a b ->+ D. ,a b R ∃∈,a b a b -≥+【答案】D 【解析】 【分析】直接利用全称命题的否定是特称命题写出结果即可.【详解】因为全称命题的否定是特称命题,所以,命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为:,a b R ∃∈,a b a b -≥+.故本题答案为D.【点睛】本题考查命题的否定,特称命题与全称命题的否定关系,是基础题.3.以()3,1A -,()2,2B-为直径的圆的方程是A. 2280x y x y +---=B. 2290x y x y +---=C. 2280x y x y +++-=D. 2290x y x y +++-=【答案】A 【解析】 【分析】设圆的标准方程,利用待定系数法一一求出,,a b r ,从而求出圆的方程. 【详解】设圆的标准方程为222()()x a y b r -+-=, 由题意得圆心(,)O a b 为A ,B 的中点, 根据中点坐标公式可得32122a -==,12122b -+==, 又22(32)(12)||342AB r ++--===,所以圆的标准方程为: 221117()()222x y -+-=,化简整理得2280x y x y +---=,所以本题答案为A.【点睛】本题考查待定系数法求圆的方程,解题的关键是假设圆的标准方程,建立方程组,属于基础题.4.设a ,b 是非零向量,若对于任意的R λ∈,都有a b a b λ-≤-成立,则 A. //a b B. a b ⊥C. ()-⊥a b aD. ()-⊥a b b rr r【答案】D 【解析】 【分析】画出a ,b ,根据向量的加减法,分别画出()a b λ-的几种情况,由数形结合可得结果. 【详解】由题意,得向量()a b -是所有向量()a b λ-中模长最小的向量,如图,当AC BC ⊥,即()-⊥a b b rr r 时,||AC 最小,满足a b a b λ-≤-,对于任意的R λ∈,所以本题答案为D.【点睛】本题主要考查了空间向量的加减法,以及点到直线的距离最短问题,解题的关键在于用有向线段正确表示向量,属于基础题.5.设a R ∈,0b >,则“32a b >”是“3log a b >”的 A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】根据对数的运算分别从充分性和必要性去证明即可.【详解】若32a b >, 0b >,则3log 2a b >,可得3log a b >; 若3log a b >,可得3a b >,无法得到32a b >, 所以“32a b >”是“3log a b >”的充分而不必要条件. 所以本题答案为A. 【点睛】本题考查充要条件定义,判断充要条件的方法是:① 若p q ⇒为真命题且q p ⇒为假命题,则命题p 是命题q 的充分不必要条件; ② 若p q ⇒为假命题且q p ⇒为真命题,则命题p 是命题q 的必要不充分条件; ③ 若p q ⇒为真命题且q p ⇒为真命题,则命题p 是命题q 的充要条件;④ 若p q ⇒为假命题且q p ⇒为假命题,则命题p 是命题q 的即不充分也不必要条件.⑤ 判断命题p 与命题q 所表示的范围,再根据“谁大谁必要,谁小谁充分”的原则,判断命题p 与命题q 的关系.6.若()f x 是定义域为R 的奇函数,且()()2f x f x +=-,则 A. ()f x 的值域为RB. ()f x 为周期函数,且6为其一个周期C. ()f x 的图像关于2x =对称D. 函数()f x 的零点有无穷多个【答案】D 【解析】 【分析】运用函数的奇偶性定义,周期性定义,根据表达式判断即可.【详解】()f x 是定义域为R 的奇函数,则()()f x f x -=-,(0)0f =, 又(2)()f x f x +=-,(4)(2)()f x f x f x +=-+=, 即()f x 是以4为周期的函数,(4)(0)0()f k f k Z ==∈, 所以函数()f x 的零点有无穷多个;因为(2)()f x f x +=-,[(1)1]()f x f x ++=-,令1t x =+,则(1)(1)f t f t +=-, 即(1)(1)f x f x +=-,所以()f x 的图象关于1x =对称, 由题意无法求出()f x 的值域, 所以本题答案为D.【点睛】本题综合考查了函数的性质,主要是抽象函数的性质,运用数学式子判断得出结论是关键.7.设向量a ,b 满足2=a ,1b =,,60a b =,则a tb +的取值范围是 A. )2,⎡+∞⎣B. )3,⎡+∞⎣C. 2,6⎤⎦D. 3,6⎤⎦【答案】B 【解析】 【分析】由模长公式求解即可.【详解】22222()242a tb a tb a a bt t b t t +=+=+⋅+=++≥当1t =-时取等号,所以本题答案B.【点睛】本题考查向量的数量积,考查模长公式,准确计算是关键,是基础题.8.设0.50.82a =,sin1b =,lg 3c =,则a ,b ,c 三数的大小关系是 A. a c b << B. a b c << C. c b a << D. b c a <<【答案】C 【解析】 【分析】利用对数函数,指数函数以及正弦函数的性质和计算公式,将a ,b ,c 4512比较即可. 【详解】由0.50.540.820.8=5a => 1334sin1sin 23245b π<=<==<11lg310lg1022c =<==,所以有c b a <<.选C.【点睛】本题考查对数值,指数值和正弦值大小的比较,是基础题,解题时选择合适的中间值比较是关键,注意合理地进行等价转化.9.如图,设P 为ABC ∆内一点,且1134AP AB AC =+,则ABP ∆与ABC ∆的面积之比为A.14B.13C.23D.16【答案】A 【解析】 【分析】作//PD AC 交AB 于点D ,根据向量比例,利用三角形面积公式,得出ADP S ∆与ABC S ∆的比例,再由ADP S ∆与APB S ∆的比例,可得到结果. 【详解】如图,作//PD AC 交AB 于点D ,则AP AD DP =+,由题意,13AD AB =,14DP AC =,且180ADP CAB ∠+∠=, 所以11111||||sin ||||sin 223412ADP ABC S AD DP ADP AB AC CAB S ∆∆=∠=⨯⨯∠= 又13AD AB =,所以,134APB ADP ABC S S S ∆∆∆==,即14APB ABCS S ∆∆=, 所以本题答案为A.【点睛】本题考查三角函数与向量的结合,三角形面积公式,属基础题,作出合适的辅助线是本题的关键.10.已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,平面α与此正方体相交.对于实数(0d d <<,如果正方体1111ABCD A B C D -的八个顶点中恰好有m 个点到平面α的距离等于d ,那么下列结论中,一定正确的是 A. 6m ≠ B. 5m ≠ C. 4m ≠ D. 3m ≠【答案】B 【解析】 【分析】此题画出正方体模型即可快速判断m 的取值.【详解】如图(1)恰好有3个点到平面α的距离为d ;如图(2)恰好有4个点到平面α的距离为d ;如图(3)恰好有6个点到平面α的距离为d . 所以本题答案为B.【点睛】本题以空间几何体为载体考查点,面的位置关系,考查空间想象能力,考查了学生灵活应用知识分析解决问题的能力和知识方法的迁移能力,属于难题.11.设x ,y 满足约束条件3240,460,20,x y x y x -+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩,则22z x y =+的最大值为______.【答案】29 【解析】 【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为以原点为圆心的圆,数形结合得到最优解,联立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数得答案.【详解】由约束条件3240,460,20,x y x y x -+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩作出可行域如图:联立3240,20,x y x -+=⎧⎪⎨⎪-=⎩,解得(2,5)A ,目标函数22z x y =+z 为半径的圆, 由图可知,此圆经过点A z 最大,此时z 也最大, 最大值为222529z =+=. 所以本题答案为29.【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.12.在某批次的某种灯泡中,随机抽取200个样品.并对其寿命进行追踪调查,将结果列成频率分布表如下:某人从灯泡样品中随机地购买了()*n n N ∈个,如果这n 个灯泡的寿命情况恰好与按四个组分层......抽样..所得的结果相同,则n 的最小值为______. 【答案】10 【解析】 【分析】先求出a ,b ,根据分层抽样的比例引入正整数k 表示n ,从而得出n 的最小值.【详解】由题意得,a =0.2,b =80,由表可知,灯泡样品第一组有40个,第二组有60个,第三组有80个,第四组有20个,所以四个组的比例为2:3:4:1,所以按分层抽样法,购买的灯泡数为n =2k +3k +4k +k =10k (*k N ∈),所以n 的最小值为10.【点睛】本题考查分层抽样基本原理的应用,涉及抽样比、总体数量、每层样本数量的计算,属于基础题.13.能说明“若()()1f x f x +<对于任意的()0,x ∈+∞都成立,则()f x 在()0,∞+上是减函数”为假命题的一个函数是________.【答案】答案不唯一,如214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭ 【解析】 【分析】根据对基本函数的理解可得到满足条件的函数.【详解】由题意,不妨设21()4f x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭, 则22111(1)()120442f x f x x x x ⎛⎫⎛⎫+-=-+-+-=--< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭在()0,∞+都成立,但是()f x 在10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭是单调递增的,在1,+4⎛⎫∞ ⎪⎝⎭是单调递减的, 说明原命题是假命题.所以本题答案为214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,答案不唯一,符合条件即可.【点睛】本题考查对基本初等函数的图像和性质的理解,关键是假设出一个在()0,∞+上不是单调递减的函数,再检验是否满足命题中的条件,属基础题.14.能说明“在数列{}n a 中,若对于任意的,m n N +∈,m n m n a a a +>+,则{}n a 为递增数列”为假命题的一个等差数列是______.(写出数列的通项公式) 【答案】答案不唯一,如1n a n =-- 【解析】【分析】根据等差数列的性质可得到满足条件的数列. 【详解】由题意知,不妨设1n a n =--, 则()1()2m n m n a m n m n a a +=-+->-+-=+, 很明显{}n a 为递减数列,说明原命题是假命题. 所以1n a n =--,答案不唯一,符合条件即可.【点睛】本题考查对等差数列的概念和性质的理解,关键是假设出一个递减的数列,还需检验是否满足命题中的条件,属基础题.15.某四棱锥的三视图如图所示,那么此四棱锥的体积为______.【答案】43【解析】 【分析】利用三视图判断几何体的形状,然后通过三视图的数据求解几何体的体积. 【详解】如图:2的矩形,所以体积14233V =⨯=. 所以本题答案为43.【点睛】本题考查几何体与三视图的对应关系,几何体体积的求法,考查空间想象能力与计算能力.解决本类题目的关键是准确理解几何体的定义,真正把握几何体的结构特征,可以根据条件构建几何模型,在几何模型中进行判断.16.现有5人要排成一排照相,其中甲与乙两人不相邻,且甲不站在两端,则不同的排法有____种.(用数字作答) 【答案】36 【解析】 【分析】先优先考虑甲、乙两人不相邻的排法,在此条件下,计算甲不排在两端的排法,最后相减即可得到结果.【详解】由题意得5人排成一排,甲、乙两人不相邻,有3234A A 种排法,其中甲排在两端,有31332A A 种排法,则6人排成一排,甲、乙两人不相邻,且甲不排在两端,共有32313433362A A A A -=(种)排法.所以本题答案为36.【点睛】排列、组合问题由于其思想方法独特,计算量庞大,对结果的检验困难,所以在解决这类问题时就要遵循一定的解题原则,如特殊元素、位置优先原则、先取后排原则、先分组后分配原则、正难则反原则等,只有这样我们才能有明确的解题方向.同时解答组合问题时必须心思细腻、考虑周全,这样才能做到不重不漏,正确解题.17.甲、乙、丙、丁四人参加冬季滑雪比赛,有两人获奖.在比赛结果揭晓之前,四人的猜测如下表,其中“√”表示猜测某人获奖,“×”表示猜测某人未获奖,而“○”则表示对某人是否获奖未发表意见.已知四个人中有且只有两个人的猜测是正确的,那么两名获奖者是_______.【答案】乙、丁 【解析】 【分析】本题首先可根据题意中的“四个人中有且只有两个人的猜测是正确的”将题目分为四种情况,然后对四种情况依次进行分析,观察四人所猜测的结果是否冲突,最后即可得出结果.【详解】从表中可知,若甲猜测正确,则乙,丙,丁猜测错误,与题意不符,故甲猜测错误;若乙猜测正确,则依题意丙猜测无法确定正误,丁猜测错误;若丙猜测正确,则丁猜测错误;综上只有乙,丙猜测不矛盾,依题意乙,丙猜测是正确的,从而得出乙,丁获奖. 所以本题答案为乙、丁.【点睛】本题是一个简单的合情推理题,能否根据“四个人中有且只有两个人的猜测是正确的”将题目所给条件分为四种情况并通过推理判断出每一种情况的正误是解决本题的关键,考查推理能力,是简单题.18.已知函数()()213cos f x x x =.(Ⅰ)若α是第二象限角,且6sin α=()f α的值;(Ⅱ)求函数()f x 的定义域和值域.【答案】(Ⅰ)16-(Ⅱ)函数()f x 的定义域为,,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且,值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】 【分析】(1)由α为第二象限角及sin α的值,利用同角三角函数间的基本关系求出cos α及tan α的值,再代入()f x 中即可得到结果.(2)函数()f x 解析式利用二倍角和辅助角公式将()f x 化为一个角的正弦函数,根据x 的范围,即可得到函数值域.【详解】解:(1)因为α是第二象限角,且6sin α= 所以23cos 1sin αα=--=. 所以sin tan 2cos ααα==- 所以()(231613233f α⎛⎫-=-= ⎪ ⎪⎝⎭. (2)函数()f x 的定义域为,,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且. 化简,得()()213cos f x x x ==2sin 13cos cos x x x ⎛=+ ⎝2cos 3cos x x x =1cos 2322x x +=1sin 262x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,因为x ∈R ,且2x k ππ≠+,k Z ∈,所以72266x k πππ+≠+, 所以1sin 216x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭. 所以函数()f x 的值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. (注:或许有人会认为“因为2x k ππ≠+,所以()0f x ≠”,其实不然,因为06f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭.) 【点睛】本题考查同角三角函数的基本关系式,三角函数函数值求解以及定义域和值域的求解问题,涉及到利用二倍角公式和辅助角公式整理三角函数关系式的问题,意在考查学生的转化能力和计算求解能力,属于常考题型.19.如图,在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,1AB =,13AA =,过顶点A ,1C 的平面与棱1BB ,1DD 分别交于M ,N 两点(不在棱的端点处).(1)求证:四边形1AMC N 是平行四边形; (2)求证:AM 与AN 不垂直;(3)若平面1AMC N 与棱BC 所在直线交于点P ,当四边形1AMC N 为菱形时,求PC 长. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)=2PC . 【解析】 【分析】(1)由平面11ABB A 与平面11DCC D 没有交点,可得AM 与1NC 不相交,又AM 与1NC 共面,所以//AM 1NC ,同理可证//AN 1MC ,得证;(2)由四边形1AMC N 是平行四边形,且1MN AC ≠,则1A M C N 不可能是矩形,所以AM 与AN 不垂直;(3)先证11Rt ABM Rt C B M ≅,可得M 为1BB 的中点,从而得出B 是PC 的中点,可得PC .【详解】(1)依题意1A M C N ,,,都在平面1AC 上, 因此AM ⊆平面1AC ,1NC ⊆平面1AC , 又AM ⊆平面11ABB A ,1NC ⊆平面11DCC D ,平面11ABB A 与平面11DCC D 平行,即两个平面没有交点, 则AM 与1NC 不相交,又AM 与1NC 共面,所以//AM 1NC ,同理可证//AN 1MC , 所以四边形1AMC N 是平行四边形;(2)因为M ,N 两点不在棱的端点处,所以11MN BD AC <=, 又四边形1AMC N 是平行四边形,1MN AC ≠,则1AMC N 不可能是矩形,所以AM 与AN 不垂直; (3)如图,延长1C M 交CB 的延长线于点P ,若四边形1AMC N 为菱形,则1AM MC =,易证11Rt ABM Rt C B M ≅, 所以1BM B M =,即M 为1BB 的中点, 因此112BM CC =,且1//BM CC ,所以BM 是1PCC 的中位线, 则B 是PC 的中点,所以22PC BC ==.【点睛】本题考查了立体几何中的线线平行和垂直的判定问题,和线段长的求解问题,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;解答本题关键在于能利用直线与直线、直线与平面、平面与平面关系的相互转化,属中档题.20.如图,在四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是正方形,平面11A DB ⊥平面ABCD ,1AD =,12AA .过顶点D ,1B 的平面与棱BC ,11A D 分别交于M ,N 两点.(Ⅰ)求证:1AD DB ⊥;(Ⅱ)求证:四边形1DMB N 是平行四边形;(Ⅲ)若1A D CD ⊥,试判断二面角1D MB C --的大小能否为45︒?说明理由. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)不能为45︒. 【解析】 【分析】(1)由平面11A DB ⊥平面ABCD ,可得AD ⊥平面11A DB ,从而证明1AD DB ⊥;(2)由平面ABCD 与平面ABCD 没有交点,可得DM 与1NB 不相交,又DM 与1NB 共面,所以//DM 1NB ,同理可证//DN 1MB ,得证;(3)作1CE MB ⊥交1MB 于点E ,延长CE 交1BB 于点F ,连接DE ,根据三垂线定理,确定二面角1D MB C --的平面角CED ∠,若=45CED ∠,1CE CD ==,由大角对大边知1CF BC <=,两者矛盾,故二面角1D MB C --的大小不能为45︒.【详解】(1)由平面11A DB ⊥平面ABCD ,平面11A DB 平面ABCD CD =,且AD CD ⊥,所以AD ⊥平面11A DB , 又1DB ⊂平面11A DB ,所以1AD DB ⊥; (2)依题意1D M B N ,,,都在平面1DB 上, 因此DM ⊆平面1DB ,1NB ⊆平面1DB , 又DM ⊆平面ABCD ,1NB ⊆平面ABCD ,平面ABCD 与平面ABCD 平行,即两个平面没有交点,则DM 与1NB 不相交,又DM 与1NB 共面, 所以//DM 1NB ,同理可证//DN 1MB , 所以四边形1DMB N 是平行四边形;(3)不能.如图,作1CE MB ⊥交1MB 于点E ,延长CE 交1BB 于点F ,连接DE ,由1A D CD ⊥,AD CD ⊥,1=A D AD D ⊥,所以CD ⊥平面11ADD A ,则CD ⊥平面11BCC B ,又1CE MB ⊥,根据三垂线定理,得到1DE MB ⊥,所以CED ∠是二面角1D MB C --的平面角, 若=45CED ∠,则CED 是等腰直角三角形,1CE CD ==, 又111=9090CFB B EF FB E FB E ∠∠+∠=+∠>, 所以CFB 中,由大角对大边知1CF BC <=, 所以1CE CF <<,这与上面1CE CD ==相矛盾, 所以二面角1D MB C --的大小不能为45︒.【点睛】本题考查了立体几何中的线线平行和垂直的判定问题,和二面角的求解问题,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;解答本题关键在于能利用直线与直线、直线与平面、平面与平面关系的相互转化,属中档题.21.已知函数()ln 1a x bf x x x=++,曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为230x y +-=. (Ⅰ)求a ,b 的值;(Ⅱ)若0k ≤,求证:对于任意()1,x ∈+∞,()ln 1x kf x x x>+-.【答案】(Ⅰ)1a =,1b =(Ⅱ)见解析 【解析】 【分析】(1)根据导数的运算法则,求出函数的导数,利用切线方程求出切线的斜率及切点,利用函数在切点处的导数值为曲线切线的斜率及切点也在曲线上,列出方程组,求出a ,b 值;(2)首先将不等式转化为函数,即将不等式右边式子左移,得()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫ ⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭, 构造函数()()()2112ln k x h x x x--=+并判断其符号,这里应注意x 的取值范围,从而证明不等式.【详解】解:(1)()()221ln 1x a x xb f x x x ⎛⎫⎪⎝⎭+-=-'+由于直线230x y +-=的斜率为12-,且过点()1,1, 故()()11,11,2f f ⎧=⎪⎨'=-⎪⎩即1,1,22b ab =⎧⎪⎨-=-⎪⎩解得1a =,1b =. (2)由(1)知()ln 11x f x x x=++, 所以()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫ ⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭. 考虑函数()()()2112ln k x h x x x--=+,()1x >,则()()()()()22222112110k x xk x x h x xx-+++--'==<.而()10h =,故当()1,x ∈+∞时,()0h x <, 所以()2101h x x ⨯>-,即()ln 1x kf x x x>+-. 【点睛】本题考查了利用导数求切线的斜率,利用函数的导数研究函数的单调性、和最值问题,以及不等式证明问题,考查了分析及解决问题的能力,其中,不等式问题中结合构造函数实现正确转换为最大值和最小值问题是关键.22.设F 为抛物线2:4C y x =的焦点,P ,Q 为抛物线C 上的两个动点,O 为坐标原点. (Ⅰ)若点F 在线段PQ 上,求PQ 的最小值; (Ⅱ)当OP PQ ⊥时,求点Q 纵坐标的取值范围. 【答案】(Ⅰ)4(Ⅱ)(][),88,-∞-+∞【解析】 【分析】(1)由抛物线的性质,当PQ x ⊥轴时,PQ 最小;(2)设点()11,P x y ,()22,Q x y ,分别代入抛物线方程和0OP PQ ⋅=得到三个方程,消去12,x x ,得到关于1y 的一元二次方程,利用判别式即可求出2y 的范围.【详解】解:(1)由抛物线的标准方程,2p =,根据抛物线的性质,当PQ x ⊥轴时,PQ 最小,最小值为2p ,即为4.(2)由题意,设点()11,P x y ,()22,Q x y ,其中120y y ≠,12y y ≠.则2114y x =,①2224y x =,②因为OP PQ ⊥,()11,OP x y =,()2121,PQ x x y y =--, 所以()()1211210OP PQ x x x y y y ⋅=-+-=.③由①②③,得2121160y y y ++=, 由1y R ∈,且10y ≠,得22640y ∆=-≥,解不等式,得点Q 纵坐标2y 的范围为(][),88,-∞-+∞.【点睛】本题主要考查抛物线的方程和性质和二次方程的解的问题,考查运算能力,此类问题能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等,易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解.23.已知椭圆22:12x C y +=的右顶点为A ,点P 在y 轴上,线段AP 与椭圆C 的交点B 在第一象限,过点B 的直线l 与椭圆C 相切,且直线l 交x 轴于M .设过点A 且平行于直线l 的直线交y 轴于点Q .(Ⅰ)当B 为线段AP 的中点时,求直线AB 的方程;(Ⅱ)记BPQ ∆的面积为1S ,OMB ∆的面积为2S ,求12S S +的最小值. 【答案】(Ⅰ)直线AB 的方程为62y x =2 【解析】 【分析】(1)设点()()000,0P y y >,利用中点坐标公式表示点B ,并代入椭圆方程解得0y ,从而求出直线AB 的方程;(2)设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠,表示点,0m M k -⎛⎫⎪⎝⎭,然后联立方程,利用相切得出2221m k =+,然后求出切点21,k B m m -⎛⎫⎪⎝⎭,再设出设直线AQ 的方程,求出点()0,2Q k ,利用A B ,两点坐标,求出直线AB 的方程,从而求出2P k m ⎛ +⎝,最后利用以上已求点的坐标表示面积,根据基本不等式求最值即可.【详解】解:(Ⅰ)由椭圆22:12x C y +=,可得:)2,0A由题意:设点()()000,0P y y >,当B 为PA 的中点时,可得:22B x =代入椭圆方程,可得:32B y =所以:232B ⎛ ⎝⎭所以2222AB k ==-故直线AB的方程为y x =. (Ⅱ)由题意,直线l 的斜率存在且不为0,故设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠令0y =,得:m x k -=,所以:,0m M k -⎛⎫ ⎪⎝⎭联立:22220y kx m x y =+⎧⎨+-=⎩,消y ,整理得:()222214220k x kmx m +++-=. 因为直线l 与椭圆相切,所以()()222216421220k m k m ∆=-+-=.即2221m k =+.设()11,B x y ,则122221km k x k m --==+,112121m y kx m k m =+==+, 所以21,k B m m -⎛⎫ ⎪⎝⎭. 又直线//AQ 直线l ,所以设直线AQ 的方程为:(2y k x =.令0x =,得2y k =,所以:()0,2Q k -. 因为12222AB m k k k mm==---, 所以直线AB 的方程为:222y x k m =--. 令0x =,得2y k m =+,所以:2P k m ⎛ +⎝. 所以22122122222k km m km PQ k m k m k m k m+++====+++. 又因为111222B k S PQ x m k m -===. 21111222B m S OM y k m k-===.所以1212S S k k +=+≥12k k =,即k =时等号成立) 所以()12min 2S S +=【点睛】本小题主要考查直线和椭圆的位置关系,考查直线方程以及求椭圆中的最值问题,最值问题一般是把目标式求出,结合目标式特点选用合适的方法求解,侧重考查数学运算的核心素养,本题利用了基本不等式求最小值的方法,运算量较大,属于难题.。
2020年北京市西城区高考数学模拟试卷(5月份)(附答案详解)
2020年北京市西城区高考数学模拟试卷(5月份)1.设集合A={x||x|<3},B={x|x=2k,k∈Z},则A∩B=()A. {0,2}B. {−2,2}C. {−2,0,2}D. {−2,−1,0,1,2}2.若复数z满足z⋅i=−1+i,则在复平面内z对应的点位于()A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限3.下列函数中,值域为R且区间(0,+∞)上单调递增的是()A. y=−x3B. y=x|x|C. y=x−1D. y=√x4.抛物线x2=4y的准线方程是()A. x=1B. x=−1C. y=1D. y=−15.在△ABC中,若a:b:c=4:5:6,则其最大内角的余弦值为()A. 18B. 14C. 310D. 356.设a=30.2,b=log32,c=log0.23,则()A. a>c>bB. a>b>cC. b>c>aD. b>a>c7.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积是()A. 6B. 4C. 3D. 28.若圆x2+y2−4x+2y+a=0与x轴,y轴均有公共点,则实数a的取值范围是()A. (−∞,1]B. (−∞,0]C. [0,+∞)D. [5,+∞)9.若向量a⃗与b⃗ 不共线,则“a⃗⋅b⃗ <0”是“2|a⃗−b⃗ |>|a⃗|+|b⃗ |”的()A. 充分而不必要条件B. 必要而不充分条件C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件10.设函数f(x)=(x−1)e x.若关于x的不等式f(x)<ax−1有且仅有一个整数解,则正数a的取值范围是()A. (0,e]B. (0,e2]C. (1,e22] D. (1,e2+12]11.设平面向量a⃗=(1,−2),b⃗ =(k,2)满足a⃗⊥b⃗ ,则|b⃗ |=______.12.若双曲线x2a2−y216=1 (a>0)经过点(2,0),则该双曲线渐近线的方程为______.13.设函数f(x)=sin2x+2cos2x,则函数f(x)的最小正周期为(1);若对于任意x∈R,都有f(x)≤m成立,则实数m的最小值为(2).14.甲、乙、丙、丁四人参加冬季滑雪比赛,其中有两人最终获奖.在比赛结果揭晓之前,四人的猜测如下表,其中“√”表示猜测某人获奖,“×”表示猜测某人未获奖,而“〇”则表示对某人是否获奖未发表意见.已知四个人中有且只有两个人的猜测是完全正确的,那么两名获奖者是,.甲获奖乙获奖丙获奖丁获奖甲的猜测√××√乙的猜测×〇〇√丙的猜测×√×√丁的猜测〇〇√×15.在四棱锥P−ABCD中,底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=4,E,F,H分别是棱PB,BC,PD的中点,对于平面EFH截四棱锥P−ABCD所得的截面多边形,有以下三个结论:①截面的面积等于4√6;②截面是一个五边形;③截面只与四棱锥P−ABCD四条侧棱中的三条相交.其中,所有正确结论的序号是______.16.如图,在几何体ABCDEF中,底面ABCD是边长为2的正方形,DE⊥平面ABCD,DE//BF,且DE=2BF=2.(Ⅰ)求证:平面BCF//平面ADE;(Ⅱ)求钝二面角D−AE−F的余弦值.17.从①前n项和S n=n2+p (p∈R),②a n=a n+1−3,③a6=11且2a n+1=a n+a n+2这三个条件中任选一个,补充到下面的问题中,并完成解答.在数列{a n}中,a1=1,______,其中n∈N∗.(Ⅰ)求{a n}的通项公式;(Ⅱ)若a1,a n,a m成等比数列,其中m,n∈N∗,且m>n>1,求m的最小值.注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分.18.某花卉企业引进了数百种不同品种的康乃馨,通过试验田培育,得到了这些康乃馨种子在当地环境下的发芽率,并按发芽率分为8组:[0.486,0.536),[0.536,0.586),…,[0.836,0.886)加以统计,得到如图所示的频率分布直方图.企业对康乃馨的种子进行分级,将发芽率不低于0.736的种子定为“A级”,发芽率低于0.736但不低于0.636的种子定为“B级”,发芽率低于0.636的种子定为“C 级”.(Ⅰ)现从这些康乃馨种子中随机抽取一种,估计该种子不是“C级”种子的概率;(Ⅱ)该花卉企业销售花种,且每份“A级”、“B级”“C级”康乃馨种子的售价分别为20元、15元、10元.某人在市场上随机购买了该企业销售的康乃馨种子两份,共花费X元,以频率为概率,求X的分布列和数学期望;(Ⅲ)企业改进了花卉培育技术,使得每种康乃馨种子的发芽率提高到原来的1.1倍,那么对于这些康乃馨的种子,与旧的发芽率数据的方差相比,技术改进后发芽率数据的方差是否发生变化?若发生变化,是变大了还是变小了?(结论不需要证明).19.已知椭圆C:x2a2+y2b2=1 (a>b>0)的离心率为12,右焦点为F,点A(a,0),且|AF|=1.(Ⅰ)求椭圆C的方程;(Ⅱ)过点F的直线l(不与x轴重合)交椭圆C于点M,N,直线MA,NA分别与直线x=4交于点P,Q,求∠PFQ的大小.20.设函数f(x)=ae x+cosx,其中a∈R.(Ⅰ)已知函数f(x)为偶函数,求a的值;(Ⅱ)若a=1,证明:当x>0时,f(x)>2;(Ⅲ)若f(x)在区间[0,π]内有两个不同的零点,求a的取值范围.21.设N为正整数,区间I k=[a k,a k+1](其中a k∈R,k=1,2,…,N)同时满足下列两个条件:①对任意x∈[0,100],存在k使得x∈I k;②对任意k∈{1,2,…,N},存在x∈[0,100],使得x∉I i(其中i=1,2,…,k−1,k+1,…,N).−1;(结论不需要证明).(Ⅰ)判断a k(k=1,2,…,N)能否等于k−1或k2(Ⅱ)求N的最小值;(Ⅲ)研究N是否存在最大值,若存在,求出N的最大值;若不在在,说明理由.答案和解析1.【答案】C【解析】解:∵集合A={x||x|<3}={x|−3<x<3},B={x|x=2k,k∈Z},∴A∩B={−2,0,2}.故选:C.求出集合A,B,由此能求出A∩B.本题考查交集的求法,考查交集定义等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.2.【答案】A【解析】解:由z⋅i=−1+i,得z=−1+ii =(−1+i)(−i)−i2=1+i,∴在复平面内z对应的点的坐标为(1,1),位于第一象限.故选:A.把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.本题考查复数代数形式的乘除运算化简,考查复数的代数表示法及其几何意义,是基础题.3.【答案】B【解析】解:y=−x3,y=x−1在(0,+∞)上都单调递减,y=√x的值域不是R,y=x|x|={x2x>0−x2x≤0的值域为R,且在(0,+∞)上单调递增.故选:B.容易看出选项A,C的函数在(0,+∞)都是减函数,选项D的函数的值域不是R,从而判断选项A,C,D都错误,只能选B.本题考查了函数值域的定义及求法,二次函数的值域及单调性,反比例函数、幂函数和y=−x3的单调性的判断,考查了计算能力,属于基础题.4.【答案】D【解析】【分析】本题主要考查抛物线的标准方程,属于基础题.先根据抛物线的标准方程得到焦点在y轴正半轴上以及2p=4,即可求出其准线方程.【解答】解:因为抛物线的标准方程为:x2=4y,所以焦点在y轴正半轴上;且2p=4,即p=2,所以:p2=1,∴准线方程y=−1,故选:D.5.【答案】A【解析】解:根据题意得:a=4k,b=5k,c=6k,k>0,且最大角为C,∴cosC=a2+b2−c22ab =16k2+25k2−36k22×4k×5k=18.故选:A.根据三边之比表示出a,b,c,得到c对的角最大,利用余弦定理即可求出cosC的值.此题考查了余弦定理,熟练掌握余弦定理是解本题的关键,属于基础题.6.【答案】B【解析】解:∵30.2>30=1,∴a>1,∵log31<log32<log33=1,∴0<b<1,∵log0.23<log0.21=0,∴c<0,∴a>b>c,故选:B.利用对数函数和指数函数的性质求解.本题考查三个数的大小的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意对数函数和指数函数的性质的合理运用.7.【答案】D【解析】解:根据几何体的三视图转换为几何体为:该几何体为四棱锥体,底面为直角梯形,高为2.如图所示:所以:V=13×12×(1+2)×2×2=2.故选:D.首先把三视图转换为几何体,进一步求出几何体的体积.本题考查的知识要点:三视图和几何体之间的转换,几何体的体积公式的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题型.8.【答案】A【解析】解:圆x2+y2−4x+2y+a=0⇒(x−2)2+(y+1)2=5−a;圆心(2,−1),r=√5−a;∵圆与x,y轴都有公共点;∴{2≤√5−a1≤√5−a5−a>0⇒a≤1;故选:A.若圆与x,y轴都有公共点,则圆心到x,y轴的距离小于等于半径即可.本题主要考查直线和圆的位置关系,利用圆心和坐标轴的关系是解决本题的关键.9.【答案】A【解析】解:2|a⃗−b⃗ |>|a⃗|+|b⃗ |,化为:(a⃗−b⃗ )2>0,∵向量a⃗与b⃗ 不共线,“a⃗⋅b⃗ <0”⇒(a⃗−b⃗ )2>0.反之不成立,可能a⃗⋅b⃗ ≥0.∴a⃗⋅b⃗ <0”是“2|a⃗−b⃗ |>|a⃗|+|b⃗ |”的充分不必要条件.故选:A.2|a ⃗ −b ⃗ |>|a ⃗ |+|b ⃗ |,化为:(a ⃗ −b ⃗ )2>0,根据已知条件即可判断出结论. 本题考查了向量数量积运算性质、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.10.【答案】D【解析】解:f′(x)=e x +(x −1)e x =xe x ,易知函数f(x)在(−∞,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,且x →−∞时,f(x)→0,x →+∞时,f(x)→+∞,且f(1)=0,f(0)=−1,f(2)=e 2, 作出函数y =f(x)以及直线y =ax −1的图象如下图所示,由图可知,要使不等式f(x)<ax −1有且仅有一个整数解,则只需有且仅有一个整数解,使得f(x)的图象在直线y =ax −1的下方,注意到函数f(x)与直线y =ax −1均过(0,−1),则只需{a −1>02a −1≤e 2,解得1<a ≤e 2+12.故选:D .要使不等式f(x)<ax −1有且仅有一个整数解,则只需有且仅有一个整数x ,使得f(x)的图象在直线y =ax −1的下方,利用导数研究f(x),进而作出函数f(x)的图象及直线y =ax −1的图象,由图象观察可得出关于a 的不等式组,解该不等式组即可得到正数a 的取值范围.本题考查不等式的整数解个数问题,考查利用导数研究函数的性质,考查转化思想及数形结合思想,属于中档题.11.【答案】2√5【解析】解:平面向量a ⃗ =(1,−2),b ⃗ =(k,2) 满足a ⃗ ⊥b ⃗ , 则a ⃗ ⋅b ⃗ =k −4=0,故有k =4,则|b⃗ |=√k2+4=2√5,故答案为:2√5.由题意利用两个向量垂直的性质,根据求向量的模的方法,属于基础题.本题主要考查两个向量垂直的性质,求向量的模,属于基础题.12.【答案】y=±2x【解析】解:双曲线x2a2−y216=1 (a>0)经过点(2,0),可得a=2,所以双曲线方程为:双曲线x24−y216=1,所以双曲线的渐近线方程为:y=±2x.故答案为:y=±2x.利用双曲线经过的点,求出a,然后求解双曲线的渐近线方程.本题考查双曲线的简单性质的应用,是基本知识的考查.13.【答案】π1+√2【解析】解:f(x)=sin2x+2cos2x=sin2x+cos2x+1=1+√2sin(2x+π4),则f(x)的最小正周期T=2π2=π,当sin(2x+π4)=1时,f(x)取得最大值1+√2,若对于任意x∈R,都有f(x)≤m成立,则m≥1+√2,即实数m的最小值为1+√2,故答案为:1+√2.利用辅助角公式进行化简,结合三角函数的周期公式,以及最值性质求出f(x)的最大值即可.本题主要考查三角函数的图象和性质,利用辅助角公式进行化简,结合三角函数的周期性和最值性是解决本题的关键.难度不大.14.【答案】乙丁【解析】解:假设甲的猜测正确,那么甲丁获奖,乙丙不获奖,则乙丙丁的猜想就是错误,与四个人中有且只有两个人的猜测是完全正确矛盾,故甲的猜测不完全正确;假设丙的猜测正确,那么乙丁获奖,甲丙不获奖,则乙的猜想就是正确,甲丁的猜想不完全正确,符合题意,故答案为:乙,丁根据题意可得,分别假设甲的猜测正确,丙的猜测正确,即可求出答案.本题考查合情推理的运用,此类题目常用的手段是假设法,抓住题干中的条件进行推理,推理所得的结果如果不互相矛盾,则假设成立,反之,不成立.15.【答案】②③【解析】【分析】本题考查平面的性质的应用,截面面积的求法及应用,考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于中档题.直接利用平面的性质及的应用求出截面为五边形,进一步利用梯形的面积公式求出截面的面积.【解答】解:在四棱锥P−ABCD中,底面ABCD是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=AB=4,E,F,H分别是棱PB,BC,PD的中点,如图所示:所以PC=√AC2+AP2=4√3,由于AC 与BD 相交于O ,取点N 为AP 的中点, 所以ON//PC ,点F ,G ,M 为BC 和OC 和NP 的中点,所以GM//PC,由于AGAC =MG PC=34,解得MG =3√3,由于EF 为△PBC 的中位线,所以EF =12PC =2√3, 由于FG =12OB =√2,所以S 四边形EFGM =12×(3√3+2√3)×√2=5√62,所以截面面积为2S 四边形EFGM =2×12×(3√3+2√3)×√2=5√6,故①错误. 如图所示②截面是一个五边形;正确.③截面只与四棱锥P −ABCD 四条侧棱中的PA ,PB ,PD 三条相交,故正确. 故答案为:②③.16.【答案】 解:(Ⅰ)因为DE//BF ,DE ⊂平面ADE ,BF ⊄平面ADE , 所以BF//平面ADE . 同理,得BC//平面ADE .又因为BC ∩BF =B ,BC ⊂平面BCF ,BF ⊂平面BCF ,所以平面BCF//平面ADE .(Ⅱ)由DE ⊥平面ABCD ,底面ABCD 为正方形,得DA ,DC ,DE 两两垂直,故分别以DA ,DC ,DE 为x 轴,y 轴,z 轴,如图建立空间直角坐标系,则D(0,0,0),E(0,0,2),F(2,2,1),A(2,0,0), 所以AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(−2,0,2),AF ⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,2,1). 设平面AEF 的法向量n =(x,y,z),由AE ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅n =0,AF ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅n =0,得{−2x +2z =0,2y +z =0, 令y =1,得n =(−2,1,−2). 平面DAE 的法向量m =(0,1,0). 设钝二面角D −AE −F 的平面角为θ, 则|cosθ|=|cos <m,n >|=|m⋅n|m|⋅|n||=13, 所以cosθ=−13,即钝二面角D −AE −F 的余弦值为−13.【解析】(Ⅰ)只需证明BF//平面ADE.BC//平面ADE.即可证明平面BCF//平面ADE . (Ⅱ)建立空间直角坐标系,确定平面ADE 、平面AEF 的一个法向量,利用向量的夹角公式,即可求得结论.本题考查面面平行的判定,考查面面垂直的性质,考查面面角,考查向量知识的运用,考查学生分析解决问题的能力.17.【答案】解:方案一:选择条件①(Ⅰ) 由题意,当n =1时,a 1=1=S 1=12+p ,解得p =0, 则S n =n 2,n ∈N ∗.当n ≥2时,由S n =n 2,得S n−1=(n −1)2, ∴a n =S n −S n−1=n 2−(n −1)2=2n −1(n ≥2), 经检验,a 1=1符合上式, ∴a n =2n −1 (n ∈N ∗).(Ⅱ)依题意,由a 1,a n ,a m 成等比数列,可得a n 2=a 1a m ,即(2n −1)2=1×(2m −1),化简,得m =2n 2−2n +1=2(n −12)2+12, ∵m ,n 是大于1的正整数,且m >n , ∴当n =2时,m 有最小值5. 方案二:选择条件②(Ⅰ)依题意,由a n =a n+1−3,可得a n+1−a n =3, 故数列{a n }是以1为首项,3为公差的等差数列, ∴a n =a 1+(n −1)d =3n −2 (n ∈N ∗).(Ⅱ)依题意,由a 1,a n ,a m 成等比数列,可得a n 2=a 1a m ,即(3n −2)2=1×(3m −2),化简,得m =3n 2−4n +2=3(n −23)2+23, ∵m ,n 是大于1的正整数,且m >n , ∴当n =2时,m 取到最小值6. 方案三:选择条件③(Ⅰ)依题意,由2a n+1=a n +a n+2,可得a n+1−a n =a n+2−a n+1,故数列{a n }是等差数列,又∵a 1=1,a 6=a 1+5d =1+5d =11,即d =2, ∴a n =a 1+(n −1)d =2n −1(n ∈N ∗).(Ⅱ)依题意,由a 1,a n ,a m 成等比数列,可得a n 2=a 1a m ,即(2n −1)2=1×(2m −1),化简,得m =2n 2−2n +1=2(n −12)2+12, ∵m ,n 是大于1的正整数,且m >n , ∴当n =2时,m 有最小值5.【解析】本题第(Ⅰ)题选择条件①的方案时当n =1时有a 1=S 1,代入可解出p 的值,得到S n 的表达式,再利用公式a n =S n −S n−1进行计算可发现数列{a n }是等差数列,即可计算出数列{a n }的通项公式;选择条件②的方案根据条件及等差数列的定义即可判断出数列{a n }是以3为公差的等差数列,进一步计算即可得到数列{a n }的通项公式;选择条件③的方案时利用等差中项判别法判断出数列{a n }是等差数列,再根据a 1=1及a 6=11计算出公差,即可得到数列{a n }的通项公式.第(Ⅱ)题先根据第(Ⅰ)题计算出的数列{a n }的通项公式计算出a n ,a m 的表达式,再根据等比中项的性质列出关于m 、n 的算式,并转化成用n 表示m 的性质,然后用二次函数的方法计算出在n ∈N ∗,且n >1情况下m 的最小值.本题主要考查等差数列的判别及计算,等比中项的问题.考查了转化与化归思想,方程思想,定义法,逻辑思维能力和数学运算能力.本题属中档题.18.【答案】解:(Ⅰ)设事件M 为:“从这些康乃馨种子中随机抽取一种,且该种子不是C 级种子”,由图表,得(0.4+1.2+a +4.0+6.0+4.4+1.2+0.4)×0.05=1,解得a =2.4. 由图表,知“C 级”种子的频率为(0.4+1.2+2.4)×0.05=0.2,故可估计从这些康乃馨种子中随机抽取一种,该种子是“C 级”的概率为0.2.∵事件M 与事件“从这些康乃馨种子中随机抽取一种,且该种子是C 级种子”为对立事件, ∴事件M 的概率P(M)=1−0.2=0.8.(Ⅱ)由题意,任取一种种子,恰好是“A 级”康乃馨的概率为(4.4+1.2+0.4)×0.05=0.3,恰好是“B 级”康乃馨的概率为(4.0+6.0)×0.05=0.5, 恰好是“C 级”的概率为(0.4+1.2+2.4)×0.05=0.2.而随机变量X 的可能取值有20,25,30,35,40, ∴P(X =20)=0.2×0.2=0.04, P(X =25)=0.2×0.5+0.5×0.2=0.2,P(X =30)=0.5×0.5+0.3×0.2+0.2×0.3=0.37, P(X =35)=0.3×0.5+0.5×0.3=0.3, P(X =40)=0.3×0.3=0.09. 所以X 的分布列为: X 20 25 30 35 40 P0.040.20.370.30.09故数学期望E(X)=20×0.04+25×0.2+30×0.37+35×0.3+40×0.09=31. (Ⅲ)与旧的发芽率数据的方差相比,技术改进后发芽率数据的方差变大了.【解析】(Ⅰ)先由频率分布直方图中的数据,频率和为1算出a 的值,再求出是“C 级”种子的概率,然后根据对立事件的概率,即可求得不是“C 级”种子的概率; (Ⅱ)先根据频率分布直方图依次求出种子是“A 级”、“B 级”、“C 级”康乃馨的概率,X 的可能取值为20,25,30,35,40,然后由独立事件的概率逐一求出每个X 的取值所对应的概率即可得分布列,进而求得数学期望; (Ⅲ)根据方差的意义与性质即可作出判断.本题考查频率分布直方图、对立事件的概率、独立事件的概率、离散型随机变量的分布列与期望、方差的含义等知识点,有一定的综合性,但难度不算大,考查学生灵活运用知识的能力和对数据的分析能力,属于基础题.19.【答案】解:(Ⅰ)由题意得{ca =12,a −c =1,解得a =2,c =1, 从而b =√a 2−c 2=√3, 所以椭圆C 的方程为x 24+y 23=1.(Ⅱ)当直线l 的斜率不存在时,有M(1,32),N(1,−32),P(4,−3),Q(4,3),F(1,0),则FP ⃗⃗⃗⃗⃗ =(3,−3),FQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =(3,3),故FP ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅FQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,即∠PFQ =90°. 当直线l 的斜率存在时,设l :y =k(x −1),其中k ≠0.联立{y =k(x −1),3x 2+4y 2=12,得(4k 2+3)x 2−8k 2x +4k 2−12=0. 由题意,知△>0恒成立,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),则x 1+x 2=8k 24k 2+3,x 1x 2=4k 2−124k 2+3.直线MA 的方程为y =y 1x 1−2(x −2).令x =4,得y P =2y 1x 1−2,即P(4,2y 1x 1−2).同理可得Q(4,2y 2x2−2).所以FP ⃗⃗⃗⃗⃗ =(3,2y 1x 1−2),FQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =(3,2y2x 2−2). 因为FP ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅FQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =9+4y 1y 2(x 1−2)(x 2−2)=9+4k 2(x 1−1)(x 2−1)(x 1−2)(x 2−2)=9+4k 2[x 1x 2−(x 1+x 2)+1]x 1x 2−2(x 1+x 2)+4=9+4k 2(4k 2−124k 2+3−8k 24k 2+3+1)4k 2−124k 2+3−16k 24k 2+3+4=9+4k 2[(4k 2−12)−8k 2+(4k 2+3)](4k 2−12)−16k 2+4(4k 2+3)=0,所以∠PFQ =90°.综上,∠PFQ =90°.【解析】(Ⅰ)由题意得{c a =12,a −c =1,求出a ,c ,然后求解b ,即可得到椭圆方程.(Ⅱ)当直线l 的斜率不存在时,验证FP ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅FQ ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,即∠PFQ =90°.当直线l 的斜率存在时,设l :y =k(x −1),其中k ≠0.联立{y =k(x −1),3x 2+4y 2=12,得(4k 2+3)x 2−8k 2x +4k 2−12=0.由题意,知△>0恒成立,设M(x 1,y 1),N(x 2,y 2),利用韦达定理,结合直线MA 的方程为y =y 1x 1−2(x −2).求出P(4,2y 1x1−2).Q(4,2y 2x 2−2).利用向量的数量积,转化求解即可.本题考查椭圆方程的求法,直线与椭圆的位置关系的综合应用,考查转化思想以及计算能力,是难题.20.【答案】解:(Ⅰ)函数f(x)为偶函数,所以f(−π)=f(π),即ae −π−1=ae π−1, 解得a =0.验证知a =0符合题意. (Ⅱ)证明;f′(x)=e x −sinx , 由x >0,得e x >1,sinx ∈[−1,1],则f′(x)=e x −sinx >0,即f(x)在(0,+∞)上为增函数.故f(x)>f(0)=2,即f(x)>2.(Ⅲ)由f(x)=ae x+cosx=0,得a=−cosxe x.设函数ℎ(x)=−cosxe x,x∈[0,π],则ℎ′(x)=sinx+cosxe x.令ℎ′(x)=0,得x=3π4.随着x变化,ℎ′(x)与ℎ(x)的变化情况如下表所示:所以ℎ(x)在(0,3π4)上单调递增,在(3π4,π)上单调递减.又因为ℎ(0)=−1,ℎ(π)=e−π,ℎ(3π4)=√22e− 3π4,所以当a∈[e− π,√22e− 3π4)时,方程a=−cosxe x在区间[0,π]内有两个不同解,且在区间[0,3π4)与(3π4,π]上各有一个解.即所求实数a的取值范围为[e− π,√22e− 3π4).【解析】(Ⅰ)函数f(x)为偶函数,通过f(−π)=f(π),求解a=0.(Ⅱ)f′(x)=e x−sinx,判断函数的单调性,推出结果.(Ⅲ)由f(x)=ae x+cosx=0,得a=−cosxe x.构造函数,利用函数的导数判断函数的单调性,求解函数的极值,然后求解a的取值范围.本题考查函数的导数的应用,函数的单调性以及函数的极值的求法,函数的奇偶性的应用,是中档题.21.【答案】解:(Ⅰ)a k可以等于k−1,但a k不能等于k2−1,(Ⅱ)记b−a为区间[a,b]的长度,则区间[0,100]的长度为100,I k的长度为1.由①,得N≥100,又因为I1=[0,1],I2=[1,2],…,I100=[99,100]显然满足条件①,②.所以N的最小值为100.(Ⅲ)N的最大值存在,且为200.解答如下:(1)首先,证明N≤200.由②,得I1,I2,…,I N互不相同,且对于任意k,I k∩[0,100]≠⌀.不妨设a1<a2<⋯<a n<⋯.如果a2≤0,那么对于条件②,当k=1时,不存在x∈[0,100],使得x∉I i(i=2,3,…,N).这与题意不符,故a2>0,如果a k+1≤a k−1+1,那么I k⊆I k−1∪I k+1,这与条件②中“存在x∈[0,100],使得x∉I i(i=1,2,…,k−1,k+1,…N)”矛盾,故a k+1>a k−1+1.所以a4>a2+1>1,a6>a4+1>2,…,a200>a198+1>99,则a200+1>100.故I 1∪I2∪…∪I200⊇[0,100].若存在I201,这与条件②中“存在x∈[0,100],使得x∉I i(i=1,2,…,200)”矛盾,所以N≤200,(2)给出N=200存在的例子.令a k=−12+100199(k−1),其中k=1,2,…,200,即a1,a2,…,a200为等差数列,公差d=100199.由d<1,知I k∩I k+1≠⌀,则易得I1∪I2∪…∪I200=[−12,2012],所以I1,I2,…,I200满足条件①.又公差d=100199>12,所以100199(k−1)∈I k,100199(k−1)∉I i(i=1,2,…,k−1,k+1,…N).(注:100199(k−1)为区间I k的中点对应的数),所以I1,I2,…,I200满足条件②.综合(1)(2)可知N的最大值存在,且为200.【解析】(Ⅰ)a k可以等于k−1,但a k不能等于k2−1,(Ⅱ)记b−a为区间[a,b]的长度,可求区间[0,100]的长度为100,I k的长度为1.由①,得N≥100,结合I1=[0,1],I2=[1,2],…,I100=[99,100]显然满足条件①,②.可求N的最小值.(Ⅲ)首先,由题意利用反证法证明N≤200.进而给出N=200存在的例子,可知N的最大值存在,且为200.本题主要考查了数列与函数的综合应用,考查了反证法的应用以及等差数列的性质的应用,难度较大,属于难题.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
北京市西城区2020届高三数学5月三模冲刺查漏补缺练习题(含解析)1.设集合{}2A x x a =-<<,{}0,2,4B =,若集合A B I 中有且仅有2个元素,则实数a 的取值范围为 A. ()0,2 B. (]2,4 C. [)4,+∞ D. (),0-∞【答案】B 【解析】 【分析】由题意知{}02A ⊆,且4A ∉,结合数轴即可求得a 的取值范围. 【详解】由题意知,{}=02A B I ,,则{}02A ⊆,,故2a >, 又4A ∉,则4a ≤,所以24a <≤, 所以本题答案为B.【点睛】本题主要考查了集合的关系及运算,以及借助数轴解决有关问题,其中确定A B I 中的元素是解题的关键,属于基础题.2.设命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为 A. ,a b R ∀∈,a b a b -≥+ B. ,a b R ∃∈,a b a b -<+ C. ,a b R ∃∈,a b a b ->+ D. ,a b R ∃∈,a b a b -≥+【答案】D 【解析】 【分析】直接利用全称命题的否定是特称命题写出结果即可.【详解】因为全称命题的否定是特称命题,所以,命题p :,a b R ∀∈,a b a b -<+,则p ⌝为:,a b R ∃∈,a b a b -≥+.故本题答案为D.【点睛】本题考查命题的否定,特称命题与全称命题的否定关系,是基础题.3.以()3,1A -,()2,2B-为直径的圆的方程是A. 2280x y x y +---= B. 2290x y x y +---= C. 2280x y x y +++-= D. 2290x y x y +++-=【答案】A 【解析】 【分析】设圆的标准方程,利用待定系数法一一求出,,a b r ,从而求出圆的方程. 【详解】设圆的标准方程为222()()x a y b r -+-=, 由题意得圆心(,)O a b 为A ,B 的中点, 根据中点坐标公式可得32122a -==,12122b -+==,又||2AB r ===,所以圆的标准方程为: 221117()()222x y -+-=,化简整理得2280x y x y +---=,所以本题答案为A.【点睛】本题考查待定系数法求圆的方程,解题的关键是假设圆的标准方程,建立方程组,属于基础题.4.设a r ,b r是非零向量,若对于任意的R λ∈,都有a b a b λ-≤-r r r r 成立,则A. //a bB. a b ⊥r rC. ()-⊥r r r a b aD.()-⊥a b b rr r【答案】D 【解析】 【分析】画出a r ,b r ,根据向量的加减法,分别画出()a b λ-r r的几种情况,由数形结合可得结果.【详解】由题意,得向量()a b -r r 是所有向量()a b λ-r r中模长最小的向量,如图,当AC BC ⊥,即()-⊥a b b r r r 时,||AC 最小,满足a b a b λ-≤-r r r r,对于任意的R λ∈,所以本题答案为D.【点睛】本题主要考查了空间向量的加减法,以及点到直线的距离最短问题,解题的关键在于用有向线段正确表示向量,属于基础题.5.设a R ∈,0b >,则“32a b >”是“3log a b >”的 A. 充分而不必要条件 B. 必要而不充分条件 C. 充要条件 D. 既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】 【分析】根据对数的运算分别从充分性和必要性去证明即可.【详解】若32a b >, 0b >,则3log 2a b >,可得3log a b >; 若3log a b >,可得3a b >,无法得到32a b >, 所以“32a b >”是“3log a b >”的充分而不必要条件. 所以本题答案为A. 【点睛】本题考查充要条件定义,判断充要条件的方法是:① 若p q ⇒为真命题且q p ⇒为假命题,则命题p 是命题q 的充分不必要条件; ② 若p q ⇒为假命题且q p ⇒为真命题,则命题p 是命题q 的必要不充分条件;③ 若p q ⇒为真命题且q p ⇒为真命题,则命题p 是命题q 的充要条件; ④ 若p q ⇒为假命题且q p ⇒为假命题,则命题p 是命题q 的即不充分也不必要条件.⑤ 判断命题p 与命题q 所表示的范围,再根据“谁大谁必要,谁小谁充分”的原则,判断命题p 与命题q 的关系.6.若()f x 是定义域为R 的奇函数,且()()2f x f x +=-,则 A. ()f x 的值域为R B. ()f x 为周期函数,且6为其一个周期C. ()f x 的图像关于2x =对称D. 函数()f x 的零点有无穷多个 【答案】D 【解析】 【分析】运用函数的奇偶性定义,周期性定义,根据表达式判断即可.【详解】()f x 是定义域为R 的奇函数,则()()f x f x -=-,(0)0f =, 又(2)()f x f x +=-,(4)(2)()f x f x f x +=-+=, 即()f x 是以4为周期的函数,(4)(0)0()f k f k Z ==∈, 所以函数()f x 的零点有无穷多个;因为(2)()f x f x +=-,[(1)1]()f x f x ++=-,令1t x =+,则(1)(1)f t f t +=-, 即(1)(1)f x f x +=-,所以()f x 的图象关于1x =对称, 由题意无法求出()f x 的值域, 所以本题答案为D.【点睛】本题综合考查了函数的性质,主要是抽象函数的性质,运用数学式子判断得出结论是关键.7.设向量a r ,b r 满足2=r a ,1b =r ,,60a b =or r ,则a tb +r r 的取值范围是A. )+∞B. )+∞C. ⎤⎦D. ⎤⎦【答案】B 【解析】 【分析】由模长公式求解即可.【详解】a tb +===≥r r当1t =-时取等号,所以本题答案B.【点睛】本题考查向量的数量积,考查模长公式,准确计算是关键,是基础题.8.设0.50.82a =,sin1b =,lg 3c =,则a ,b ,c 三数的大小关系是 A. a c b << B. a b c << C. c b a << D. b c a <<【答案】C 【解析】 【分析】利用对数函数,指数函数以及正弦函数的性质和计算公式,将a ,b ,c 12比较即可.【详解】由0.50.50.820.8a =>1sin1sin 232b π<=<==<11lg3lg1022c =<==,所以有c b a <<.选C.【点睛】本题考查对数值,指数值和正弦值大小的比较,是基础题,解题时选择合适的中间值比较是关键,注意合理地进行等价转化.9.如图,设P为ABC∆内一点,且1134 APAB AC=+u u u r u u u r u u u r,则ABP∆与ABC∆的面积之比为A.14B.13C.23D.16【答案】A【解析】【分析】作//PD AC交AB于点D,根据向量比例,利用三角形面积公式,得出ADPS∆与ABCS∆的比例,再由ADPS∆与APBS∆的比例,可得到结果.【详解】如图,作//PD AC交AB于点D,则AP AD DP=+u u u r u u u r u u u r,由题意,13AD AB=u u u r u u u r,14DP AC=u u u r u u u r,且180ADP CAB∠+∠=o,所以11111||||sin||||sin223412 ADP ABCS AD DP ADP AB AC CAB S∆∆=∠=⨯⨯∠=又13AD AB=u u u r u u u r,所以,134APB ADP ABCS S S∆∆∆==,即14APBABCSS∆∆=,所以本题答案为A.【点睛】本题考查三角函数与向量的结合,三角形面积公式,属基础题,作出合适的辅助线是本题的关键.10.已知正方体1111ABCD A B C D -的棱长为1,平面α与此正方体相交.对于实数()03d d <<,如果正方体1111ABCD A B C D -的八个顶点中恰好有m 个点到平面α的距离等于d ,那么下列结论中,一定正确的是 A. 6m ≠ B. 5m ≠ C. 4m ≠ D. 3m ≠【答案】B 【解析】 【分析】此题画出正方体模型即可快速判断m 的取值.【详解】如图(1)恰好有3个点到平面α的距离为d ;如图(2)恰好有4个点到平面α的距离为d ;如图(3)恰好有6个点到平面α的距离为d . 所以本题答案为B.【点睛】本题以空间几何体为载体考查点,面的位置关系,考查空间想象能力,考查了学生灵活应用知识分析解决问题的能力和知识方法的迁移能力,属于难题.11.设x ,y 满足约束条件3240,460,20,x y x y x -+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩,则22z x y =+的最大值为______.【答案】29 【解析】 【分析】由约束条件作出可行域,化目标函数为以原点为圆心的圆,数形结合得到最优解,联立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数得答案.【详解】由约束条件3240,460,20,x y x y x -+≥⎧⎪++≥⎨⎪-≤⎩作出可行域如图:联立3240,20,x y x -+=⎧⎪⎨⎪-=⎩,解得(2,5)A ,目标函数22z x y =+z 为半径的圆, 由图可知,此圆经过点A z 最大,此时z 也最大, 最大值为222529z =+=. 所以本题答案为29.【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.12.在某批次的某种灯泡中,随机抽取200个样品.并对其寿命进行追踪调查,将结果列成频率分布表如下: 寿命(天)频数 频率[)200,300 40a[)300,40060 0.3某人从灯泡样品中随机地购买了()*n n N ∈个,如果这n 个灯泡的寿命情况恰好与按四个...组分层抽样.....所得的结果相同,则n 的最小值为______. 【答案】10 【解析】 【分析】先求出a ,b ,根据分层抽样的比例引入正整数k 表示n ,从而得出n 的最小值.【详解】由题意得,a =0.2,b =80,由表可知,灯泡样品第一组有40个,第二组有60个,第三组有80个,第四组有20个,所以四个组的比例为2:3:4:1,所以按分层抽样法,购买的灯泡数为n =2k +3k +4k +k =10k (*k N ∈),所以n 的最小值为10.【点睛】本题考查分层抽样基本原理的应用,涉及抽样比、总体数量、每层样本数量的计算,属于基础题.13.能说明“若()()1f x f x +<对于任意的()0,x ∈+∞都成立,则()f x 在()0,∞+上是减函数”为假命题的一个函数是________.【答案】答案不唯一,如214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭【解析】 【分析】根据对基本函数的理解可得到满足条件的函数.【详解】由题意,不妨设21()4f x x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭, 则22111(1)()120442f x f x x x x ⎛⎫⎛⎫+-=-+-+-=--< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭在()0,∞+都成立,但是()f x 在10,4⎛⎫ ⎪⎝⎭是单调递增的,在1,+4⎛⎫∞ ⎪⎝⎭是单调递减的, 说明原命题是假命题.所以本题答案为214y x ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,答案不唯一,符合条件即可.【点睛】本题考查对基本初等函数的图像和性质的理解,关键是假设出一个在()0,∞+上不是单调递减的函数,再检验是否满足命题中的条件,属基础题.14.能说明“在数列{}n a 中,若对于任意的,m n N +∈,m n m n a a a +>+,则{}n a 为递增数列”为假命题的一个等差数列是______.(写出数列的通项公式) 【答案】答案不唯一,如1n a n =-- 【解析】 【分析】根据等差数列的性质可得到满足条件的数列. 【详解】由题意知,不妨设1n a n =--, 则()1()2m n m n a m n m n a a +=-+->-+-=+, 很明显{}n a 为递减数列,说明原命题是假命题. 所以1n a n =--,答案不唯一,符合条件即可.【点睛】本题考查对等差数列的概念和性质的理解,关键是假设出一个递减的数列,还需检验是否满足命题中的条件,属基础题.15.某四棱锥的三视图如图所示,那么此四棱锥的体积为______.【答案】4 3【解析】【分析】利用三视图判断几何体的形状,然后通过三视图的数据求解几何体的体积. 【详解】如图:222的矩形,所以体积1422233 V=⨯=.所以本题答案为43.【点睛】本题考查几何体与三视图的对应关系,几何体体积的求法,考查空间想象能力与计算能力.解决本类题目的关键是准确理解几何体的定义,真正把握几何体的结构特征,可以根据条件构建几何模型,在几何模型中进行判断.16.现有5人要排成一排照相,其中甲与乙两人不相邻,且甲不站在两端,则不同的排法有____种.(用数字作答)【答案】36【解析】【分析】先优先考虑甲、乙两人不相邻的排法,在此条件下,计算甲不排在两端的排法,最后相减即可得到结果.【详解】由题意得5人排成一排,甲、乙两人不相邻,有3234A A种排法,其中甲排在两端,有31332A A种排法,则6人排成一排,甲、乙两人不相邻,且甲不排在两端,共有3231 3433362A A A A-=(种)排法.所以本题答案为36.【点睛】排列、组合问题由于其思想方法独特,计算量庞大,对结果的检验困难,所以在解决这类问题时就要遵循一定的解题原则,如特殊元素、位置优先原则、先取后排原则、先分组后分配原则、正难则反原则等,只有这样我们才能有明确的解题方向.同时解答组合问题时必须心思细腻、考虑周全,这样才能做到不重不漏,正确解题.17.甲、乙、丙、丁四人参加冬季滑雪比赛,有两人获奖.在比赛结果揭晓之前,四人的猜测如下表,其中“√”表示猜测某人获奖,“×”表示猜测某人未获奖,而“○”则表示对某人是否获奖未发表意见.已知四个人中有且只有两个人的猜测是正确的,那么两名获奖者是_______.【答案】乙、丁【解析】【分析】本题首先可根据题意中的“四个人中有且只有两个人的猜测是正确的”将题目分为四种情况,然后对四种情况依次进行分析,观察四人所猜测的结果是否冲突,最后即可得出结果. 【详解】从表中可知,若甲猜测正确,则乙,丙,丁猜测错误,与题意不符,故甲猜测错误;若乙猜测正确,则依题意丙猜测无法确定正误,丁猜测错误;若丙猜测正确,则丁猜测错误;综上只有乙,丙猜测不矛盾,依题意乙,丙猜测是正确的,从而得出乙,丁获奖. 所以本题答案为乙、丁.【点睛】本题是一个简单的合情推理题,能否根据“四个人中有且只有两个人的猜测是正确的”将题目所给条件分为四种情况并通过推理判断出每一种情况的正误是解决本题的关键,考查推理能力,是简单题.18.已知函数()()21cos f x x x =+.(Ⅰ)若α是第二象限角,且sin α=()f α的值;(Ⅱ)求函数()f x 的定义域和值域.【答案】(Ⅰ)13-(Ⅱ)函数()f x 的定义域为,,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且,值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ 【解析】 【分析】(1)由α为第二象限角及sin α的值,利用同角三角函数间的基本关系求出cos α及tan α的值,再代入()f x 中即可得到结果.(2)函数()f x 解析式利用二倍角和辅助角公式将()f x 化为一个角的正弦函数,根据x 的范围,即可得到函数值域.【详解】解:(1)因为α是第二象限角,且sin α=所以cos α==所以sin tan cos ααα==所以()(21f α⎛== ⎝⎭.(2)函数()f x 的定义域为,,2x x R x k k Z ππ⎧⎫∈≠+∈⎨⎬⎩⎭且.化简,得()()21cos f x x x ==21cos x ⎛=+ ⎝2cos cos x x x =1cos 222x x +=1sin 262x π⎛⎫=++ ⎪⎝⎭,因为x ∈R ,且2x k ππ≠+,k Z ∈,所以72266x k πππ+≠+, 所以1sin 216x π⎛⎫-≤+≤ ⎪⎝⎭. 所以函数()f x 的值域为13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. (注:或许有人会认为“因为2x k ππ≠+,所以()0f x ≠”,其实不然,因为06f π⎛⎫-= ⎪⎝⎭.) 【点睛】本题考查同角三角函数的基本关系式,三角函数函数值求解以及定义域和值域的求解问题,涉及到利用二倍角公式和辅助角公式整理三角函数关系式的问题,意在考查学生的转化能力和计算求解能力,属于常考题型.19.如图,在正四棱柱1111ABCD A B C D -中,1AB =,13AA =,过顶点A ,1C 的平面与棱1BB ,1DD 分别交于M ,N 两点(不在棱的端点处).(1)求证:四边形1AMC N 是平行四边形; (2)求证:AM 与AN 不垂直;(3)若平面1AMC N 与棱BC 所在直线交于点P ,当四边形1AMC N 为菱形时,求PC 长. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)=2PC . 【解析】 【分析】(1)由平面11ABB A 与平面11DCC D 没有交点,可得AM 与1NC 不相交,又AM 与1NC 共面,所以//AM 1NC ,同理可证//AN 1MC ,得证;(2)由四边形1AMC N 是平行四边形,且1MN AC ≠,则1AMC N 不可能是矩形,所以AM 与AN 不垂直;(3)先证11Rt ABM Rt C B M ≅V V ,可得M 为1BB 的中点,从而得出B 是PC 的中点,可得PC .【详解】(1)依题意1A M C N ,,,都在平面1AC 上, 因此AM ⊆平面1AC ,1NC ⊆平面1AC , 又AM ⊆平面11ABB A ,1NC ⊆平面11DCC D ,平面11ABB A 与平面11DCC D 平行,即两个平面没有交点, 则AM 与1NC 不相交,又AM 与1NC 共面, 所以//AM 1NC ,同理可证//AN 1MC , 所以四边形1AMC N 是平行四边形;(2)因为M ,N 两点不在棱端点处,所以11MN BD AC <=,又四边形1AMC N 是平行四边形,1MN AC ≠, 则1AMC N 不可能是矩形,所以AM 与AN 不垂直; (3)如图,延长1C M 交CB 的延长线于点P ,若四边形1AMC N 为菱形,则1AM MC =,易证11Rt ABM Rt C B M ≅V V, 所以1BM B M =,即M 为1BB 的中点, 因此112BM CC =,且1//BM CC ,所以BM 是1PCC V 的中位线, 则B 是PC 的中点,所以22PC BC ==.【点睛】本题考查了立体几何中的线线平行和垂直的判定问题,和线段长的求解问题,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;解答本题关键在于能利用直线与直线、直线与平面、平面与平面关系的相互转化,属中档题.20.如图,在四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是正方形,平面11A DB ⊥平面ABCD ,1AD =,12AA .过顶点D ,1B 的平面与棱BC ,11A D 分别交于M ,N 两点.(Ⅰ)求证:1AD DB ⊥;(Ⅱ)求证:四边形1DMB N 是平行四边形;(Ⅲ)若1A D CD ⊥,试判断二面角1D MB C --的大小能否为45︒?说明理由. 【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)不能为45︒. 【解析】 【分析】(1)由平面11A DB ⊥平面ABCD ,可得AD ⊥平面11A DB ,从而证明1AD DB ⊥; (2)由平面ABCD 与平面ABCD 没有交点,可得DM 与1NB 不相交,又DM 与1NB 共面,所以//DM 1NB ,同理可证//DN 1MB ,得证;(3)作1CE MB ⊥交1MB 于点E ,延长CE 交1BB 于点F ,连接DE ,根据三垂线定理,确定二面角1D MB C --的平面角CED ∠,若=45CED ∠o ,1CE CD ==,由大角对大边知1CF BC <=,两者矛盾,故二面角1D MB C --的大小不能为45︒.【详解】(1)由平面11A DB ⊥平面ABCD ,平面11A DB I 平面ABCD CD =, 且AD CD ⊥,所以AD ⊥平面11A DB , 又1DB ⊂平面11A DB ,所以1AD DB ⊥; (2)依题意1D M B N ,,,都在平面1DB 上, 因此DM ⊆平面1DB ,1NB ⊆平面1DB , 又DM ⊆平面ABCD ,1NB ⊆平面ABCD ,平面ABCD 与平面ABCD 平行,即两个平面没有交点, 则DM 与1NB 不相交,又DM 与1NB 共面, 所以//DM 1NB ,同理可证//DN 1MB , 所以四边形1DMB N 是平行四边形;(3)不能.如图,作1CE MB ⊥交1MB 于点E ,延长CE 交1BB 于点F ,连接DE ,由1A D CD ⊥,AD CD ⊥,1=A D AD D ⊥,所以CD ⊥平面11ADD A ,则CD ⊥平面11BCC B ,又1CE MB ⊥,根据三垂线定理,得到1DE MB ⊥,所以CED ∠是二面角1D MB C --的平面角, 若=45CED ∠o ,则CED V 是等腰直角三角形,1CE CD ==,又111=9090CFB B EF FB E FB E ∠∠+∠=+∠>o o,所以CFB V 中,由大角对大边知1CF BC <=, 所以1CE CF <<,这与上面1CE CD ==相矛盾, 所以二面角1D MB C --的大小不能为45︒.【点睛】本题考查了立体几何中的线线平行和垂直的判定问题,和二面角的求解问题,意在考查学生的空间想象能力和逻辑推理能力;解答本题关键在于能利用直线与直线、直线与平面、平面与平面关系的相互转化,属中档题.21.已知函数()ln 1a x bf x x x=++,曲线()y f x =在点()()1,1f 处的切线方程为230x y +-=.(Ⅰ)求a ,b 的值;(Ⅱ)若0k ≤,求证:对于任意()1,x ∈+∞,()ln 1x kf x x x>+-. 【答案】(Ⅰ)1a =,1b =(Ⅱ)见解析 【解析】 【分析】(1)根据导数的运算法则,求出函数的导数,利用切线方程求出切线的斜率及切点,利用函数在切点处的导数值为曲线切线的斜率及切点也在曲线上,列出方程组,求出a ,b 值;(2)首先将不等式转化为函数,即将不等式右边式子左移,得()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫ ⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭, 构造函数()()()2112ln k x h x x x--=+并判断其符号,这里应注意x 的取值范围,从而证明不等式.【详解】解:(1)()()221ln 1x a x xb f x x x ⎛⎫⎪⎝⎭+-=-'+由于直线230x y +-=的斜率为12-,且过点()1,1, 故()()11,11,2f f ⎧=⎪⎨'=-⎪⎩即1,1,22b ab =⎧⎪⎨-=-⎪⎩解得1a =,1b =. (2)由(1)知()ln 11x f x x x=++, 所以()()()2211ln 12ln 11k x x k f x x x x x x ⎛⎫--⎛⎫ ⎪-+=+ ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭. 考虑函数()()()2112ln k x h x x x--=+,()1x >,则()()()()()22222112110k x xk x x h x xx-+++--'==<.而()10h =,故当()1,x ∈+∞时,()0h x <,所以()2101h x x ⨯>-,即()ln 1x kf x x x>+-. 【点睛】本题考查了利用导数求切线的斜率,利用函数的导数研究函数的单调性、和最值问题,以及不等式证明问题,考查了分析及解决问题的能力,其中,不等式问题中结合构造函数实现正确转换为最大值和最小值问题是关键.22.设F 为抛物线2:4C y x =的焦点,P ,Q 为抛物线C 上的两个动点,O 为坐标原点.(Ⅰ)若点F 在线段PQ 上,求PQ 的最小值; (Ⅱ)当OP PQ ⊥时,求点Q 纵坐标的取值范围. 【答案】(Ⅰ)4(Ⅱ)(][),88,-∞-+∞U 【解析】 【分析】(1)由抛物线的性质,当PQ x ⊥轴时,PQ 最小;(2)设点()11,P x y ,()22,Q x y ,分别代入抛物线方程和0OP PQ ⋅=u u u r u u u r得到三个方程,消去12,x x ,得到关于1y 的一元二次方程,利用判别式即可求出2y 的范围.【详解】解:(1)由抛物线的标准方程,2p =,根据抛物线的性质,当PQ x ⊥轴时,PQ 最小,最小值为2p ,即为4.(2)由题意,设点()11,P x y ,()22,Q x y ,其中120y y ≠,12y y ≠.则2114y x =,①2224y x =,②因为OP PQ ⊥,()11,OP x y =u u u r,()2121,PQ x x y y =--u u u r ,所以()()1211210OP PQ x x x y y y ⋅=-+-=u u u r u u u r .③由①②③,得2121160y y y ++=,由1y R ∈,且10y ≠,得22640y ∆=-≥,解不等式,得点Q 纵坐标2y 的范围为(][),88,-∞-+∞U .【点睛】本题主要考查抛物线的方程和性质和二次方程的解的问题,考查运算能力,此类问题能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等,易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解.23.已知椭圆22:12x C y +=的右顶点为A ,点P 在y 轴上,线段AP 与椭圆C 的交点B 在第一象限,过点B 的直线l 与椭圆C 相切,且直线l 交x 轴于M .设过点A 且平行于直线l 的直线交y 轴于点Q .(Ⅰ)当B 为线段AP 的中点时,求直线AB 的方程;(Ⅱ)记BPQ ∆的面积为1S ,OMB ∆的面积为2S ,求12S S +的最小值.【答案】(Ⅰ)直线AB 的方程为2y x =-【解析】【分析】(1)设点()()000,0P y y >,利用中点坐标公式表示点B ,并代入椭圆方程解得0y ,从而求出直线AB 的方程;(2)设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠,表示点,0m M k -⎛⎫ ⎪⎝⎭,然后联立方程,利用相切得出2221m k =+,然后求出切点21,k B m m -⎛⎫ ⎪⎝⎭,再设出设直线AQ 的方程,求出点()0,Q ,利用A B ,两点坐标,求出直线AB 的方程,从而求出P ⎛⎝,最后利用以上已求点的坐标表示面积,根据基本不等式求最值即可.【详解】解:(Ⅰ)由椭圆22:12x C y +=,可得:)A由题意:设点()()000,0P y y >,当B 为PA的中点时,可得:2B x =代入椭圆方程,可得:B y =22B ⎛ ⎝⎭所以AB k ==故直线AB的方程为2y x =--. (Ⅱ)由题意,直线l 的斜率存在且不为0,故设直线l 的方程为:()0,0y kx m k m =+<≠令0y =,得:m x k -=,所以:,0m M k -⎛⎫ ⎪⎝⎭联立:22220y kx m x y =+⎧⎨+-=⎩,消y ,整理得:()222214220k x kmx m +++-=. 因为直线l 与椭圆相切,所以()()222216421220k m k m ∆=-+-=.即2221m k =+.设()11,B x y ,则122221km k x k m --==+,112121m y kx m k m =+==+, 所以21,k B m m -⎛⎫ ⎪⎝⎭. 又直线//AQ 直线l ,所以设直线AQ的方程为:(y k x =.令0x =,得y =,所以:()0,Q .因为12AB m k k m==-, 所以直线AB的方程为:y x =-.令0x =,得y =,所以:P ⎛ ⎝.所以PQ m ====. 又因为111222B k S PQ x m k m -===. 21111222B m S OM y k m k-===.所以1212S S k k +=+≥12k k =,即2k =时等号成立) 所以()12min S S +=【点睛】本小题主要考查直线和椭圆的位置关系,考查直线方程以及求椭圆中的最值问题,最值问题一般是把目标式求出,结合目标式特点选用合适的方法求解,侧重考查数学运算的核心素养,本题利用了基本不等式求最小值的方法,运算量较大,属于难题.。