2020届四川省成都七中高三二诊数学模拟(文)试题(解析版)

2020届四川省成都七中高三二诊数学模拟（文）试题一、单选题1．设集合{}2560A x x x =--<，{}20B x x =-<，则A B =I ( ) A ．{}32x x -<< B ．{}22x x -<< C ．{}62x x -<<D ．{}12x x -<<2．设(1)1i z i +⋅=-，则复数z 的模等于( ) A ．2B ．2C ．1D ．33．已知α是第二象限的角，3tan()4πα+=-，则sin 2α=( ) A ．1225B ．1225-C ．2425D ．2425-4．设3log 0.5a =，0.2log 0.3b =，0.32c =，则,,a b c 的大小关系是( ) A ．a b c <<B ．a c b <<C ．c a b <<D ．c b a <<5．随着人民生活水平的提高，对城市空气质量的关注度也逐步增大，下图是某城市1月至8月的空气质量检测情况，图中一、二、三、四级是空气质量等级，一级空气质量最好，一级和二级都是质量合格天气，下面叙述不正确的是（ ）A ．1月至8月空气合格天数超过20天的月份有5个B ．第二季度与第一季度相比，空气达标天数的比重下降了C ．8月是空气质量最好的一个月D ．6月份的空气质量最差.6．阿基米德（公元前287年—公元前212年），伟大的古希腊哲学家、数学家和物理学家，他死后的墓碑上刻着一个“圆柱容球”的立体几何图形，为纪念他发现“圆柱内切球的体积是圆柱体积的23，且球的表面积也是圆柱表面积的23”这一完美的结论.已知某圆柱的轴截面为正方形，其表面积为24π，则该圆柱的内切球体积为( ) A ．43π B ．16πC ．163π D ．323π 7．设等比数列{}n a 的前n 项和为n S ， 则“1322a a a +<”是“10a <”的( ) A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件D ．既不充分也不必要条件8．设x ，y 满足24122x y x y x y +≥⎧⎪-≥-⎨⎪-≤⎩，则z x y =+的最小值是( )A ．5-B ．2C ．3D ．没有最小值9．设函数22sin ()1x xf x x =+，则()y f x =，[],x ππ∈-的大致图象大致是的( )A ．B ．C ．D ．10．对任意x ∈R ，不等式0x e kx -≥恒成立，则实数k 的取值范围是( ) A ．[)0,eB ．(]0,eC ．[]0,eD ．(],e -∞ 11．在ABC ∆中，角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ，若1a =，23c =，sin sin 3b A a B π⎛⎫=- ⎪⎝⎭，则sin C =（ ）A ．37B ．217C ．2112D ．571912．如图所示，三棱椎P ABC -的底面ABC 是等腰直角三角形，90ACB ︒∠=，且2PA PB AB ==3PC =，则点C 到面PAB 的距离等于( )A ．13B 6C 3D ．23二、填空题13．已知某校高一、高二、高三的人数分别为400、450、500，为调查该校学生的学业压力情况，现采用分层抽样的方法抽取一个容量为270的样本，则从高二年级抽取的人数为__________.14．已知(1,2)a =r ，(1,1)b =-r ，则a r 与a b +r r夹角的余弦值为________.15．已知()f x 是定义在R 上的奇函数，当0x >时，2()2f x x x =-，则不等式()f x x>的解集用区间表示为__________．16．已知椭圆Г：22221(0)x y a b a b+=>>，F 1、F 2是椭圆Г的左、右焦点，A 为椭圆Г的上顶点，延长AF 2交椭圆Г于点B ，若1ABF V 为等腰三角形，则椭圆Г的离心率为___________.三、解答题17．设数列{}n a 是公差不为零的等差数列，其前n 项和为n S ，11a =，若1a ，2a ，5a 成等比数列. （Ⅰ）求n a 及n S ； （Ⅱ）设211(N*)1n n b n a+=∈-，求数列{}n b 的前n 项和n T .18．某家庭记录了未使用节水龙头50天的日用水量数据（单位：3m ）和使用了节水龙头50天的日用水量数据，得到频数分布表如下： 未使用节水龙头50天的日用水量频数分布表日用水量[)0,0.1[)0.1,0.2[)0.2,0.3[)0.3,0.4[)0.4,0.5[)0.5,0.6[)0.6,0.7频数1 32 4 9 26 5使用了节水龙头50天的日用水量频数分布表日用水量[)0,0.1[)0.1,0.2[)0.2,0.3[)0.3,0.4[)0.4,0.5 [)0.5,0.6频数 1513 10 165（1）在答题卡上作出使用了节水龙头50天的日用水量数据的频率分布直方图：（2）估计该家庭使用节水龙头后，日用水量小于30.35m 的概率；（3）估计该家庭使用节水龙头后，一年能节省多少水？（一年按365天计算，同一组中的数据以这组数据所在区间中点的值作代表．）19．如图所示，在四棱锥A BCD -中，2AB BC BD ===，23AD =2CBA CBD π∠=∠=，点E 为AD 的中点.（Ⅰ） 求证：AD ⊥BC ；（Ⅱ）求证：平面ACD ⊥平面BCE ；（Ⅲ）若F 为BD 的中点，求四面体CDEF 的体积.20．已知椭圆22221x y a b +=（0a b >>）经过点(0,1)3A 、B 、C 为椭圆上不同的三点，且满足0OA OB OC ++=u u u r u u u r u u u r r，O 为坐标原点.（Ⅰ）若直线1y x =-与椭圆交于M ,N 两点，求MN ； （Ⅱ）若直线AB 、OC 的斜率都存在，求证：AB OC k k ⋅为定值. 21．设函数()21xf x e ax x =--+，a R ∈.（Ⅰ）0a =时，求()f x 的最小值；（Ⅱ）若()0f x ≥在[)0,+∞恒成立，求a 的取值范围.22．在直角坐标系xOy 中，直线l 的参数方程为323t x y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩.（t 为参数）.以坐标原点O 为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，曲线C 的极坐标方程为24cos 30p ρθ-+=.（1）求l 的普通方程及C 的直角坐标方程； （2）求曲线C 上的点P 到l 距离的取值范围. 23．已知()1f x x x a =-++()a R ∈. （Ⅰ） 若1a =，求不等式()4f x >的解集； （Ⅱ）(0,1)m ∀∈，0x R ∃∈，014()1f x m m+>-，求实数a 的取值范围.答案详解一、单选题1．设集合{}2560A x x x =--<，{}20B x x =-<，则A B =I ( ) A ．{}32x x -<< B ．{}22x x -<< C ．{}62x x -<< D ．{}12x x -<<【答案】D【解析】利用一元二次不等式的解法和集合的交运算求解即可. 【详解】由题意知,集合}{16A x x =-<<,}{2B x x =<, 由集合的交运算可得,}{12A B x x ⋂=-<<. 故选:D 【点睛】本题考查一元二次不等式的解法和集合的交运算;考查运算求解能力;属于基础题. 2．设(1)1i z i +⋅=-，则复数z 的模等于( )A ．B ．2C ．1D【答案】C【解析】利用复数的除法运算法则进行化简,再由复数模的定义求解即可. 【详解】因为(1)1i z i +⋅=-,所以()()()211111i i z i i i i --===-++⋅-,由复数模的定义知,1z ==.故选:C 【点睛】本题考查复数的除法运算法则和复数的模;考查运算求解能力;属于基础题. 3．已知α是第二象限的角，3tan()4πα+=-，则sin 2α=( ) A ．1225B ．1225-C ．2425D ．2425-【答案】D【解析】利用诱导公式和同角三角函数的基本关系求出2cos α,再利用二倍角的正弦公式代入求解即可. 【详解】因为3tan()4πα+=-, 由诱导公式可得,sin 3tan cos 4ααα==-, 即3sin cos 4αα=-, 因为22sin cos 1αα+=, 所以216cos 25α=, 由二倍角的正弦公式可得,23sin 22sin cos cos 2αααα==-,所以31624sin 222525α=-⨯=-. 故选:D 【点睛】本题考查诱导公式、同角三角函数的基本关系和二倍角的正弦公式;考查运算求解能力和知识的综合运用能力;属于中档题.4．设3log 0.5a =，0.2log 0.3b =，0.32c =，则,,a b c 的大小关系是( ) A ．a b c << B ．a c b <<C ．c a b <<D ．c b a <<【答案】A【解析】选取中间值0和1，利用对数函数3log y x =，0.2log y x =和指数函数2xy =的单调性即可求解. 【详解】因为对数函数3log y x =在()0,∞+上单调递增, 所以33log 0.5log 10<=,因为对数函数0.2log y x =在()0,∞+上单调递减, 所以0.20.20.20log 1log 0.3log 0.21=<<=，因为指数函数2x y =在R 上单调递增, 所以0.30221>=, 综上可知,a b c <<. 故选:A 【点睛】本题考查利用对数函数和指数函数的单调性比较大小;考查逻辑思维能力和知识的综合运用能力;选取合适的中间值是求解本题的关键;属于中档题、常考题型.5．随着人民生活水平的提高，对城市空气质量的关注度也逐步增大，下图是某城市1月至8月的空气质量检测情况，图中一、二、三、四级是空气质量等级，一级空气质量最好，一级和二级都是质量合格天气，下面叙述不正确的是（ ）A ．1月至8月空气合格天数超过20天的月份有5个B ．第二季度与第一季度相比，空气达标天数的比重下降了C ．8月是空气质量最好的一个月D ．6月份的空气质量最差. 【答案】D【解析】由图表可知5月空气质量合格天气只有13天，5月份的空气质量最差．故本题答案选D ．6．阿基米德（公元前287年—公元前212年），伟大的古希腊哲学家、数学家和物理学家，他死后的墓碑上刻着一个“圆柱容球”的立体几何图形，为纪念他发现“圆柱内切球的体积是圆柱体积的23，且球的表面积也是圆柱表面积的23”这一完美的结论.已知某圆柱的轴截面为正方形，其表面积为24π，则该圆柱的内切球体积为( ) A ．43π B ．16πC ．163π D ．323π 【答案】D【解析】设圆柱的底面半径为r ,则其母线长为2l r =,由圆柱的表面积求出r ,代入圆柱的体积公式求出其体积,结合题中的结论即可求出该圆柱的内切球体积. 【详解】设圆柱的底面半径为r ,则其母线长为2l r =, 因为圆柱的表面积公式为2=22S r rl ππ+圆柱表， 所以222224r r r πππ+⨯=,解得2r =, 因为圆柱的体积公式为2=2V Sh r r π=⋅圆柱, 所以3=22=16V ππ⨯⨯圆柱,由题知,圆柱内切球的体积是圆柱体积的23， 所以所求圆柱内切球的体积为2232=16=333V V ππ=⨯圆柱. 故选:D 【点睛】本题考查圆柱的轴截面及表面积和体积公式;考查运算求解能力;熟练掌握圆柱的表面积和体积公式是求解本题的关键;属于中档题.7．设等比数列{}n a 的前n 项和为n S ， 则“1322a a a +<”是“10a <”的( ) A ．充分不必要条件 B ．必要不充分条件 C ．充要条件 D ．既不充分也不必要条件【答案】A【解析】利用等比数列的通项公式，结合充分条件和必要条件的定义进行判断; 【详解】因为22131,a a q a a q ==,所以若1322a a a +<成立，即21112a q q a a +<成立,整理可得,()2110a q -<成立, 因为1q =时,1322a a a +=, 所以1q ≠,即()210q ->, 所以可得10a <,即“1322a a a +<”是“10a <”的充分条件；若10a <成立,因为()210q -≥,所以可得()2110a q -≤,即1322a a a +≤成立, 即由10a <不能推出1322a a a +<,故“1322a a a +<”不是“10a <”的必要条件；综上可知,“1322a a a +<”是“10a <”的充分不必要条件. 故选: A 【点睛】本题考查等比数列通项公式和充分条件与必要条件的判断;考查逻辑推理能力和运算求解能力;根据充分条件和必要条件的定义，结合等比数列的通项公式是求解本题的关键;属于中档题.8．设x ，y 满足24122x y x y x y +≥⎧⎪-≥-⎨⎪-≤⎩，则z x y =+的最小值是( )A ．5-B ．2C ．3D ．没有最小值【答案】B【解析】作出不等式组表示的平面区域,作出直线0:0l x y +=,根据目标函数z 的几何意义平移直线0l ,当直线:l z x y =+经过平面区域内的点A 时目标函数z 有最小值,联立方程求出点A 坐标，代入目标函数求解即可. 【详解】根据题意,作出不等式组表示的平面区域如图所示：作出直线0:0l x y +=,因为目标函数z 的几何意义为直线y x z =-+的纵截距，所以平移直线0l ,当直线:l z x y =+经过平面区域内的点A 时目标函数z 有最小值, 联立方程24220x y x y +=⎧⎨--=⎩,解得2x y =⎧⎨=⎩,所以点A 坐标为()2,0,把点A 的坐标代入目标函数z x y =+可得目标函数z 的最小值为2. 故选:B 【点睛】本题考查简单的线性规划问题;考查数形结合思想和运算求解能力;理解目标函数的几何意义是求解本题的关键;属于中档题、常考题型.9．设函数22sin ()1x xf x x =+，则()y f x =，[],x ππ∈-的大致图象大致是的( )A ．B ．C ．D ．【答案】B【解析】采用排除法：通过判断函数的奇偶性排除选项A ；通过判断特殊点(),2f f ππ⎛⎫⎪⎝⎭的函数值符号排除选项D 和选项C 即可求解. 【详解】对于选项A:由题意知,函数()f x 的定义域为R ，其关于原点对称，因为()()()()()2222sin sin 11x x x xf x f x x x ---==-=-+-+, 所以函数()f x 为奇函数,其图象关于原点对称，故选A 排除；对于选项D:因为2222sin 2202412f ππππππ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎛⎫⎝⎭⎝⎭==> ⎪+⎝⎭⎛⎫+ ⎪⎝⎭,故选项D 排除; 对于选项C:因为()()22sin 01f ππππ==+,故选项C 排除; 故选:B【点睛】本题考查利用函数的奇偶性和特殊点函数值符号判断函数图象;考查运算求解能力和逻辑推理能力;选取合适的特殊点并判断其函数值符号是求解本题的关键;属于中档题、常考题型.10．对任意x∈R，不等式0xe kx-≥恒成立，则实数k的取值范围是( ) A．[)0,e B．(]0,e C．[]0,e D．(],e-∞【答案】C【解析】由题意知,x e kx≥对任意x∈R恒成立,设()g x kx=，则函数()g x为过原点,斜率为k的直线,求出直线()g x kx=与曲线xy e=相切时的k值,利用数形结合即可求出实数k的取值范围.【详解】由题意可知, x e kx≥对任意x∈R恒成立,设()g x kx=，则函数()g x为过原点,斜率为k的直线,根据题意作图如下：易知0k≥,由图可知,当直线()g x kx=与曲线xy e=相切时k有最大值,因为xy e'=,设切点坐标为()00,x y,由导数的几何意义知,xxe kkx e⎧=⎪⎨=⎪⎩，解得01xk e=⎧⎨=⎩,所以实数k的取值范围为[]0,e.故选:C【点睛】本题考查利用导数求切线的斜率及不等式恒成立问题的求解;考查数形结合思想和转化与化归能力;把不等式恒成立问题转化为两函数图象所对函数值的大小问题是求解本题的关键;属于中档题.11．在ABC ∆中，角A 、B 、C 的对边分别为a 、b 、c ，若1a =，c =，sin sin 3b A a B π⎛⎫=- ⎪⎝⎭，则sin C =（ ）A．B．7CD【答案】B【解析】利用两角差的正弦公式和边角互化思想可求得tan B =，可得出6B π=，然后利用余弦定理求出b 的值，最后利用正弦定理可求出sin C 的值. 【详解】1sin sin cos sin 322b A a B a B a B π⎛⎫=-=- ⎪⎝⎭Q ，即1sin sin cos sin sin 2A B A B A B =-，即3sin sin cos A B A A =， sin 0A >Q，3sin B B ∴=，得tan B =，0B Q π<<，6B π∴=.由余弦定理得b === 由正弦定理sin sin c bC B=，因此，1sin sin c B C b ===. 故选：B. 【点睛】本题考查三角形中角的正弦值的计算，考查两角差的正弦公式、边角互化思想、余弦定理与正弦定理的应用，考查运算求解能力，属于中等题.12．如图所示，三棱椎P ABC -的底面ABC 是等腰直角三角形，90ACB ︒∠=，且PA PB AB ==PC =，则点C 到面PAB 的距离等于( )A ．13B ．6 C ．3 D ．23【答案】C【解析】取AB 的中点G ,连接,PG CG ,作CH PG ⊥,垂足为H ,利用线面垂直的判定定理证明AB ⊥平面PCG ,由线面垂直的性质可得AB CH ⊥,进而证得CH ⊥平面PAB ,在PCG ∆中,利用余弦定理和同角三角函数的基本关系求出sin PGC ∠,在Rt CHG ∆中求出CH 即可.【详解】取AB 的中点G ,连接,PG CG ,作CH PG ⊥,垂足为H ,如图所示：因为2PA PB AB ===,所以PAB ∆为等边三角形, 因为G 为AB 中点,所以PG AB ⊥, 又ABC ∆为等腰直角三角形,90ACB ︒∠=, 所以CG AB ⊥,又PG CG G =I , 所以AB ⊥平面PCG ,又CH ⊂平面PCG , 所以AB CH ⊥,因为CH PG ⊥，PG AB G ⋂=, 所以CH ⊥平面PAB ,即CH 即为点C 到面PAB 的距离, 因为在等边PAB ∆中,362PG ==在ABC ∆为等腰直角三角形中,2CG ==, 在PCG ∆中,由余弦定理可得,22222222cos 2PG CG PCPGC PG CG ⎛⎫⎛⎫+- ⎪ ⎪+-∠===⋅所以sin PGC ∠===, 在Rt CHG ∆中,sin CH CG CGP =⋅∠==, 所以点C 到面PAB的距离为3. 故选:C 【点睛】本题考查利用线面垂直的判定定理和性质定理求点到面的距离;考查数形结合思想和逻辑推理能力;灵活运用线面垂直的判定与性质是求解本题的关键;属于中档题、常考题型.二、填空题13．已知某校高一、高二、高三的人数分别为400、450、500，为调查该校学生的学业压力情况，现采用分层抽样的方法抽取一个容量为270的样本，则从高二年级抽取的人数为__________. 【答案】90【解析】利用分层抽样方法：利用频率、频数与样本容量的关系按比例抽取即可. 【详解】由题意知,全校共有学生人数为1350人,其中高二年级有450人, 设高二年级抽取的人数为x 人，根据分层抽样按比例抽取可得,270450901350x =⨯=. 故答案为: 90 【点睛】本题考查利用分层抽样按比例抽取样本;考查运算求解能力;属于基础题.14．已知(1,2)a =r ，(1,1)b =-r ，则a r 与a b +r r夹角的余弦值为________.【解析】根据题意,利用向量坐标的线性运算求出a b +r r的坐标,分别求出,a a b +v v v ,()a b a +⋅r r r,代入夹角公式求解即可.【详解】由题意知,()0,3a b +=vv ,因为(1,2)a =r ，所以()01326a b a +⋅=⨯+⨯=v v v,由向量模的定义知,3a a b ==+==v v v ,由平面向量数量积的夹角公式可得,()cos a b a a a b θ+⋅===⋅+v v v v v v故答案为 【点睛】本题考查平面向量坐标的线性运算及平面向量数量积的坐标表示和夹角公式;考查运算求解能力;熟练掌握平面向量数量积的坐标表示和夹角公式是求解本题的关键;属于中档题.15．已知()f x 是定义在R 上的奇函数，当0x >时，2()2f x x x =-，则不等式()f x x>的解集用区间表示为__________． 【答案】(3,0)(3,)-⋃+∞【解析】设0x ＜ ，则0x -＞ ，由题意可得222222f x f x x x x x f x x x -=-=---=+∴=--（）（）（）（），（），故当0x ＜ 时，22f x x x （）．=-- 由不等式f x x （）＞ ，可得22x x x x ⎧⎨-⎩＞＞ ，或20 2x x x x ⎧⎨--⎩＜，＞ 求得3x ＞ ，或30x -＜＜， 故答案为（303，）（，）．-⋃+∞ 16．已知椭圆Г：22221(0)x y a b a b+=>>，F 1、F 2是椭圆Г的左、右焦点，A 为椭圆Г的上顶点，延长AF 2交椭圆Г于点B ，若1ABF V 为等腰三角形，则椭圆Г的离心率为___________.【答案】3 【解析】由题意可得等腰三角形的两条相等的边，设2BF t =，由题可得1BF 的长，在三角形1ABF 中，三角形12BF F 中由余弦定理可得1ABF ∠的值相等，可得,a c 的关系，从而求出椭圆的离心率 【详解】如图，若1ABF ∆为等腰三角形，则|BF 1|=|AB |.设|BF 2|=t ，则|BF 1|=2a −t ，所以|AB |=a +t =|BF 1|=2a −t ，解得a =2t ，即|AB |=|BF 1|=3t ，|AF 1|=2t ，设∠BAO =θ，则∠BAF 1=2θ，所以Г的离心率e =22||||OF c a AF ==sin θ，结合余弦定理，易得在1ABF ∆中，21cos 212sin 3θθ==-，所以21sin 3θ=，即e =sin θ =33，故答案为：3.【点睛】此题考查椭圆的定义及余弦定理的简单应用，属于中档题.三、解答题17．设数列{}n a 是公差不为零的等差数列，其前n 项和为n S ，11a =，若1a ，2a ，5a 成等比数列. （Ⅰ）求n a 及n S ； （Ⅱ）设211(N*)1n n b n a +=∈-，求数列{}n b 的前n 项和n T .【答案】（Ⅰ）21n a n =-，2n S n =；（Ⅱ）4(1)nnT n =+.【解析】（Ⅰ）设数列{}n a 的公差为d ，利用等比中项和等差数列通项公式得到关于1,a d 的方程,求出1,a d 代入公式即可；（Ⅱ）根据（Ⅰ）求出数列{}n b 的通项公式,利用裂项相消法求和即可. 【详解】（Ⅰ）设{}n a 的公差为d ,依题意有122151a a a a =⎧⎨=⋅⎩，即()()1211114a a d a a d =⎧⎪⎨+=⋅+⎪⎩， 解得112a d =⎧⎨=⎩或110a d =⎧⎨=⎩（舍去），所以()12121n a n n =+-=-()122n n n a a S n +== ； （Ⅱ）因为()211111114141n n b a n n n n +⎛⎫===- ⎪-++⎝⎭所以1111111...42231n T n n ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-++- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥+⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦11141n ⎛⎫=- ⎪+⎝⎭4(1)nn =+.【点睛】本题考查等比中项、等差数列的通项公式和前n 项和公式及裂项相消法求和;考查运算求解能力;利用等比中项和等差数列通项公式正确求出1,a d 是求解本题的关键;属于中档题.18．某家庭记录了未使用节水龙头50天的日用水量数据（单位：3m ）和使用了节水龙头50天的日用水量数据，得到频数分布表如下： 未使用节水龙头50天的日用水量频数分布表使用了节水龙头50天的日用水量频数分布表日用水量[)0,0.1[)0.1,0.2[)0.2,0.3[)0.3,0.4[)0.4,0.5[)0.5,0.6频数151310165（1）在答题卡上作出使用了节水龙头50天的日用水量数据的频率分布直方图：（2）估计该家庭使用节水龙头后，日用水量小于30.35m的概率；（3）估计该家庭使用节水龙头后，一年能节省多少水？（一年按365天计算，同一组中的数据以这组数据所在区间中点的值作代表．）【答案】（1）直方图见解析；（2）0.48；（3）347.45m.【解析】（1）根据题中所给的使用了节水龙头50天的日用水量频数分布表，算出落在相应区间上的频率，借助于直方图中长方形的面积表示的就是落在相应区间上的频率，从而确定出对应矩形的高，从而得到直方图；（2）结合直方图，算出日用水量小于0.35的矩形的面积总和，即为所求的频率；（3）根据组中值乘以相应的频率作和求得50天日用水量的平均值，作差乘以365天得到一年能节约用水多少3m，从而求得结果.【详解】（1）频率分布直方图如下图所示：（2）根据以上数据，该家庭使用节水龙头后50天日用水量小于30.35m 的频率为0.20.110.1 2.60.120.050.48⨯+⨯+⨯+⨯=；因此该家庭使用节水龙头后日用水量小于30.35m 的概率的估计值为0.48； （3）该家庭未使用节水龙头50天日用水量的平均数为()110.0510.1530.2520.3540.4590.55260.6550.4850x =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=．该家庭使用了节水龙头后50天日用水量的平均数为()210.0510.1550.25130.35100.45160.5550.3550x =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=． 估计使用节水龙头后，一年可节省水()()30.480.3536547.45m -⨯=．【点睛】该题考查的是有关统计的问题，涉及到的知识点有频率分布直方图的绘制、利用频率分布直方图计算变量落在相应区间上的概率、利用频率分布直方图求平均数，在解题的过程中，需要认真审题，细心运算，仔细求解，就可以得出正确结果. 19．如图所示，在四棱锥A BCD -中，2AB BC BD ===，23AD =2CBA CBD π∠=∠=，点E 为AD 的中点.（Ⅰ） 求证：AD ⊥BC ；（Ⅱ）求证：平面ACD ⊥平面BCE ；（Ⅲ）若F 为BD 的中点，求四面体CDEF 的体积. 【答案】（Ⅰ）证明见解析；（Ⅱ）证明见解析；（Ⅲ）36.【解析】（Ⅰ）利用线面垂直的判定定理证明CB ⊥平面ABD ,再由线面垂直的性质定理即可得证；（Ⅱ）由（Ⅰ）知AD ⊥BC ，由题可知,BE AD ⊥,利用线面垂直的判定定理证得AD ⊥平面BCE ,再由面面垂直的判定定理即可得证;（Ⅲ）由（Ⅰ）知BC ⊥平面ABD ,由此可得CB 即为点C 到平面ABD 的距离,利用三角形的面积公式求出DEF ∆的面积,代入三棱锥的体积公式求解即可. 【详解】（Ⅰ）证明：因为2CBA CBD π∠=∠=，所以,BC BA BC BD ⊥⊥,又BA BD B =I , 由线面垂直的判定定理知,CB ⊥平面ABD ， 因为AD ⊂平面ABD ,所以AD ⊥BC . （Ⅱ）证明：由（Ⅰ）知AD ⊥BC , 又AB BD =,点E 为AD 的中点， 所以BE AD ⊥,因为BE BC B =I , 由线面垂直的判定知,AD ⊥平面BCE ， 又AD ⊂平面ACD ，由面面垂直的判定定理知， 平面ACD ⊥平面BCE .（Ⅲ）解：由（Ⅰ）知BC ⊥平面ABD , 因为2,23AB BD AD ===所以在ABD ∆中由余弦定理可得,(222222221cos 22222AB BD ADABD AB BD +-+-∠===-⋅⨯⨯,所以120ABD ∠=o ,又EF 为ABD ∆的中位线， 所以120EFD ∠=o , 所以13C DEF DEF V S CB -∆=⋅ 11(sin120)32EF FD CB ︒=⋅⋅⋅⋅11(11232=⋅⨯⨯⨯=. 【点睛】本题考查利用线面垂直的判定与性质证明线线垂直、面面垂直及三棱锥体积的求解;考查逻辑推理能力和运算求解能力;熟练掌握线面垂直的判定与性质是求解本题的关键;属于中档题、常考题型.20．已知椭圆22221x y a b +=（0a b >>）经过点(0,1)，离心率为2，A 、B 、C 为椭圆上不同的三点，且满足0OA OB OC ++=u u u r u u u r u u u r r，O 为坐标原点. （Ⅰ）若直线1y x =-与椭圆交于M ,N 两点，求MN ； （Ⅱ）若直线AB 、OC 的斜率都存在，求证：AB OC k k ⋅为定值. 【答案】（Ⅰ；（Ⅱ）证明见解析. 【解析】（Ⅰ）根据题意知1b =,结合离心率和,,a b c 之间的关系求出椭圆方程,然后与直线1y x =-联立求出交点M ,N 两点的坐标,代入两点间的距离公式求解即可； （Ⅱ）设()11,A x y ，()11,B x y ，()33,C x y ，由0OA OB OC ++=u u u r u u u r u u u r r，利用平面向量坐标的线性运算求出123,,x x x 之间的关系和123,,y y y 之间的关系,把,A B 两点坐标代入椭圆方程利用点差法求解即可得证. 【详解】（Ⅰ）解：依题有22212b ca abc =⎧⎪⎪=⎨⎪=+⎪⎩2241a b ⎧=⇒⎨=⎩ ， 所以椭圆方程为2214x y +=，由122110114y x x x y y =-⎧=⎧⎪⇒⎨⎨=-+=⎩⎪⎩，或228535x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，所以MN ==（Ⅱ）证明：设()11,A x y ，()11,B x y ，()33,C x y ，则()123123,OA OB OC x x x y y y ++=++++u u u v u u u v u u u v， 由0OA OB OC ++=u u u r u u u r u u u r r知,123123,x x x y y y +=-+=-，由()()()()222211221212121244,4440+=+=⇒+-++-=x y x y x x x x y y y y ，所以()121212124AB y y x xk x x y y -+==--+，因为321321OC y y y k x x x +==+, 所以AB OC k k ⋅14=-为定值. 【点睛】本题考查椭圆的方程及其性质、直线与椭圆的位置关系、点差法的运用、平面向量坐标的线性运算；考查运算求解能力和逻辑推理能力和知识的综合运用能力;属于中档题、常考题型.21．设函数()21xf x e ax x =--+，a R ∈.（Ⅰ）0a =时，求()f x 的最小值；（Ⅱ）若()0f x ≥在[)0,+∞恒成立，求a 的取值范围.【答案】（Ⅰ）2；（Ⅱ）214e a -≤. 【解析】（Ⅰ）对函数()f x 进行求导，利用导数判断函数()f x 的单调性求最值即可；（Ⅱ）由题知，()020f =>对任意a R ∈恒成立，当0x >时，()0f x ≥恒成立等价于210xe ax x --+≥对任意0x >恒成立，即21x e x a x-+≤对任意0x >恒成立，令()21x e x h x x-+=，0x >，对函数()h x 进行求导判断其单调性求()0,∞+上的最小值即可. 【详解】（Ⅰ）0a =时，()1xf x e x =-+，则()1xf x e =-' ， 令()0f x '=，得0x =，当(),0x ∈-∞时，()0f x '<，()f x 在(),0-∞单调递减； 当()0,x ∈+∞，()0f x '>，()f x 在()0,∞+单调递增； 所以()()min 02f x f ==；（Ⅱ）由题意知，()020f =>对任意a R ∈恒成立， 当0x >时，()0f x ≥恒成立等价于210x e ax x --+≥对任意0x >恒成立，即21x e x a x-+≤对任意0x >恒成立， 令()21x e x h x x -+=，0x >，则()()()'321xx e h x x-+=， 所以当02x <<时，()'0h x <，函数()h x 单调递减；当2x >时，()'0h x >，函数()h x 单调递增，所以当2x =时函数()h x 有最小值为()2124e h -=，所以此时a 的取值范围为214e a -≤，综上可知所求a 的取值范围为214e a -≤.【点睛】本题考查利用导数判断函数的单调性求最值、利用构造函数法求解不等式的恒成立问题;考查运算求解能力、转化与化归的能力、逻辑推理能力；灵活运用函数的单调性与导数之间的关系是求解本题的关键;属于综合型强、难度大型试题.22．在直角坐标系xOy 中，直线l的参数方程为32t x y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩.（t 为参数）.以坐标原点O 为极点，x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系，曲线C 的极坐标方程为24cos 30p ρθ-+=.（1）求l 的普通方程及C 的直角坐标方程； （2）求曲线C 上的点P 到l 距离的取值范围.【答案】（10y -+=，22430x y x +-+=.（2）1,122⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦【解析】（1）根据直线l的参数方程为3,22t x y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩（t 为参数），消去参数t ，即可求得的l 的普通方程，曲线C 的极坐标方程为24cos 30p ρθ-+=，利用极坐标化直角坐标的公式:cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩ ，即可求得答案；（2）C 的标准方程为22(2)1x y -+=，圆心为(2,0)C ，半径为1，根据点到直线距离公式，即可求得答案. 【详解】（1）直线l的参数方程为3,22t x y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩（t 为参数），消去参数t∴l0y -+=.曲线C 的极坐标方程为24cos 30ρρθ-+=，利用极坐标化直角坐标的公式:cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩∴C 的直角坐标方程为22430x y x +-+=.（2）C 的标准方程为22(2)1x y -+=，圆心为(2,0)C ，半径为1∴圆心C 到l的距离为d ==，∴点P 到l的距离的取值范围是1,122⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦.【点睛】本题解题关键是掌握极坐标化直角坐标的公式和点到直线距离公式，考查了分析能力和计算能力，属于中档题.23．已知()1f x x x a =-++()a R ∈. （Ⅰ） 若1a =，求不等式()4f x >的解集； （Ⅱ）(0,1)m ∀∈，0x R ∃∈，014()1f x m m+>-，求实数a 的取值范围. 【答案】（Ⅰ）(,2)(2,)-∞-+∞U ；（Ⅱ）(10,8)-.【解析】（Ⅰ）利用零点分段讨论法把函数()f x 改写成分段函数的形式,分1,11,1x x x ≥-<<≤-三种情况分别解不等式,然后取并集即可；（Ⅱ）利用绝对值三角不等式求出()f x 的最小值,利用均值不等式求出141m m+-的最小值,结合题意,只需()min min141f x m m ⎛⎫<+ ⎪-⎝⎭即可,解不等式即可求解. 【详解】（Ⅰ）当1a =时，2,1()112,112,1x x f x x x x x x ≥⎧⎪=-++=-<<⎨⎪-≤-⎩，1()424x f x x ≥⎧>⇔⎨>⎩，或1124x -<<⎧⎨>⎩，或124x x ≤-⎧⎨->⎩2x ⇔>，或2x <-所以不等式()4f x >的解集为(,2)(2,)-∞-+∞U ； （Ⅱ）因为()1()(1)1f x x x a x a x a =-++≥+--=+(0,1)m ∀∈，又[]1414()(1)11m m m m m m+=++---4151m mm m-=++-59≥+=（当13m =时等号成立）， 依题意，(0,1)m ∀∈，0x R ∃∈，有014()1f x m m+>-， 则19a +<，解之得108a -<<， 故实数a 的取值范围是(10,8)-. 【点睛】本题考查由存在性问题求参数的范围、零点分段讨论法解绝对值不等式、利用绝对值三角不等式和均值不等式求最值；考查运算求解能力、分类讨论思想、逻辑推理能力；属于中档题.。