江苏省南京市2020届06月03日高三年级三模数学+评分标准
南京市2020届高三年级数学第三次模拟考试参考答案
南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学参考答案及评分标准说明:1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数. 4.只给整数分数,填空题不给中间分数.一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)1.{x |1<x <4} 2.2 3.60 4.10 5.236. 37.2n +1-2 8.62 9.8310.[2,4] 11.6 12. [-2,+∞) 13.-9414.38二、解答题(本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内) 15.(本小题满分14分)证明:(1)取PC 中点G ,连接DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC .因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点,所以DE ∥BC ,DE =12BC , ······························································ 2分所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG . ············································································· 4分 又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD ,所以EF ∥平面PCD . ······································································ 6分 (2)因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD .又因为平面P AD ⊥平面ABCD ,平面P AD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD ,所以CD ⊥平面P AD . ··································································· 10分 因为P A ⊂平面P AD ,所以CD ⊥P A . ·················································· 12分 又因为P A ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以P A ⊥平面PCD . 因为P A ⊂平面P AB ,所以平面P AB ⊥平面PCD . ·································· 14分16.(本小题满分14分)解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以 f (x )=m ·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos2x +12. ··································· 2分因为f (x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π) ,所以x =π3, ························································· 4分所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+ tan π41-tan π3tanπ4=-2-3. ······························· 6分(2)若f (α)=-110,则cos2α+12=-110,即cos2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin2α=-1-cos 22α=-45. ········ 8分因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210, ······················· 10分所以cos(2α+β)=cos2αcos β-sin2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22. ····· 12分又因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),所以2α+β的值为7π4. ····································································· 14分17.(本小题满分14分)解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy . 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B (60,40),且A (100,0). ···························································· 2分(1)设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C ,则OC =105(t +2),AC =50t .因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA ·OC ·cos ∠AOD ,即(50t )2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55. 化得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去), ·············································· 4分 所以OC =405.因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C (40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0. ······················· 6分因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85, 所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险.答:若快艇立即出发有触礁的危险. ······················································· 8分 (2)设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E . 设直线AE 的方程为y =k (x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k |12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12. ············································· 10分由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x . 由⎩⎨⎧y =2x , y =-2(x -100),解得⎩⎨⎧x =50,y =100,所以E (50,100),所以AE =505,OE =505, ······························································· 12分此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3-5.答:x 的最小值为(3-5)小时. ···························································· 14分18.(本小题满分16分)解:(1)因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和 (1,32),所以a =2,1a 2+34b2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1. ·························································· 2分(2)因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2. ··········· 4分 设点M (x 0,y 0),则A (x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 024+y 02=1, (x 0+2)24+y 02=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1, y 0=±32, 所以M (-1,±32). ········································································ 6分 (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2. ···················································· 8分因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2m =k ·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M (-8km 1+4k 2,2m1+4k 2). ·································································· 10分因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程,化得4m 2=4k 2+1.① ········································································ 12分 因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m )(kx 1+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m2-4 k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化得5m 2=4k 2+4.② ················· 14分 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时△>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112. ····················································· 16分 19. (本小题满分16分)解:(1)当a =1时,f (x )=e xx 2-x +1,所以函数f (x )的定义域为R ,f'(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f'(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2). ··················································· 2分 (2)由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立,所以a 2-4a <0,解得0<a <4. ························································· 4分 方法1由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f'(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意. ②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减,所以f (a )>f (2),不符题意. ··························································· 6分 ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意.综上,a 的取值范围为(2,4). ························································ 8分方法2由f (2)>f (a ),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e a a(4-a ).设函数g (x )=e xx (4-x )-e 2, 0<x <4. ·················································· 6分因为g'(x )=e x·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g (x )在(0,4)上单调递减.又因为g (2)=0,所以g (x )<0的解集为(2,4).所以,a 的取值范围为(2,4). ··························································· 8分 (3)证明:设切点为(x 0,f (x 0)),则f'(x 0)=e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2,所以切线方程为y -ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(x -x 0).由0-ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(0-x 0),化简得x 03-(a +3)x 02+3ax 0-a =0. ···················································· 10分 设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h'(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为△=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h'(x )=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨x 1<x 2. 因为所以函数h (x )最多有三个零点. ························································· 12分 因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0, 所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点. ············································· 16分20.(本小题满分16分)解:(1) 因为{a n }的“L 数列”为{12n },所以a n a n +1=12n ,n ∈N *,即a n +1a n =2n ,所以n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n -1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *. ·················· 2分(2)因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. 方法1设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2.因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N*恒成立, 即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N*恒成立. ············································ 4分因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意. ··········· 6分 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0,综上,k 的取值范围是(1,+∞). ························································· 8分 方法2令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意. ···················· 6分当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意.综上,k 的取值范围是(1,+∞). ························································· 8分(3)存在满足条件的等差数列{c n },证明如下:因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+p k,k ∈N*, ·············································· 10分所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n). 又因为p >1,所以1-1p >0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·[1-(1p )n ]. ································································· 14分 因为1p ·[1-(1p )n ]<1p ,所以n p <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意. ······················································· 16分南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题参考答案及评分标准说明:1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数. 4.只给整数分数,填空题不给中间分数.21.【选做题】在A 、B 、C 三小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷..纸.指定区域内.....作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A .选修4—2:矩阵与变换解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .··································································· 2分 因为点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0. ········································································· 4分 (2)因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2, ·············· 6分 所以A 2⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2 ⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36, 所以,点Q ′的坐标为(-3,6). ························································ 10分B .选修4—4:坐标系与参数方程解:由l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数)得直线l 方程为x -3y +3=0. ············· 2分曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ- 3 sin θ+3|2 ······························ 4分=|2cos(θ+π3)+1+3|2. ········································································ 6分当θ+π3=2k π,即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时, ·················································· 8分曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32. ········································ 10分C .选修4—5:不等式选讲 证明:因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a )=(a -b )[(a )5-(b )5]. ·································· 4分 若a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5,得(a -b )·[(a )5-(b )5]≥0. ···························································· 6分 若a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5,得(a -b )·[(a )5-(b )5]>0. ···························································· 8分 综上,a 3+b 3≥ab (a 2+b 2). ····························································· 10分 22.(本小题满分10分)解:(1)因为三棱柱ABC -A 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面ABC ,所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC .又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的 空间直角坐标系A —xyz .设AA 1=t (t >0),又AB =3,AC =4,则A (0,0,0),C 1(0,4,t ),B 1(3,0,t ),C (0,4,0),所以AC 1→=(0,4,t ),B 1C →=(-3,4,-t ). ·············································· 2分 因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4,所以AA 1的长为4. ············································································· 4分 (2)由(1)知B (3,0,0),C (0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z )为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎨⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 又因为AB ⊥面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos <n ,AB →>=AB →·n |AB →|·|n |=123·42+32+32=434, ····································· 6分所以sin <n ,AB →>=317.设P (3,0,m ),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m ). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos <CP →,AB →>=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93·32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 的所成角的正弦值为3m 2+25. ·························· 8分 因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B -A 1C -A 的大小相等, 所以3m 2+25=317,此时方程无解,所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B -A 1C -A 的大小相等 . ········································································································ 10分 23.(本小题满分10分)解:(1)根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35.所以P 1=25×25+C 12×(25)2×35=425+24125=44125. ········································ 2分(2)证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C nn ×(25)n +1;前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C nn +1×(25)n +1×35;······································································································ 4分 ……前2n -1 次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n2n -1×(25)n +1×(35)n -1;前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n2n ×(25)n +1×(35)n ;则P n =C n n ×(25)n +1+C n n +1×(25)n +1×35+…+C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1+C n2n ×(25)n +1×(35)n=(25)n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n 2n -1×(35)n -1+C n2n ×(35)n ] =(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ], ························ 6分因此P n +1-P n =(25)n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1]-(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ] =(25)n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1]。
江苏省南京市2020届高三第三次模拟考试(6月) 数学 Word版含答案
2020届高三模拟考试试卷数 学(满分160分,考试时间120分钟)2020.6一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.1. 已知集合A ={x|2<x <4},B ={x|1<x <3},则A ∪B________.2. 若z =a1+i+i(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为________.3. 某校共有教师300人,男学生1 200人,女学生1 000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为________.4. 如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为________. S ←0For i From 1 To 4 S ←S +i End For Print S(第 4 题) (第6题)5. 将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为________.6. 已知函数f(x)=2sin (ωx +φ)(其中ω>0,-π2<φ<π2)的部分图象如图所示,则f(π2)的值为________.7. 已知数列{a n }为等比数列.若a 1=2,且a 1,a 2,a 3-2成等差数列,则{a n }的前n 项和为________.8. 在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线 x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F.若以F为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为________.9. 若正方体ABCDA 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥AB 1CD 1的体积为________.10. 已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤0,f (-x ),x >0,g(x)=f(x -2).若g(x -1)≥1,则实数x 的取值范围是________.11. 在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA →⊥OB →.若A ,B 两点到直线l :3x +4y -10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为________.12. 若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式x ≤e ax +b 对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围是________.13. 已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP →=λAB →+μAC →,且2λ+3μ=1,延长AP 交边BC 于点D.若BD =2DC ,则PA →·PB →的值为________.14. 在△ABC 中,∠A =π3,点D 是BC 的中点.若AD ≤22BC ,则sin Bsin C 的最大值为________.二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)如图,在四棱锥PABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⊥PD ,点E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1) EF ∥平面PCD ;(2) 平面PAB ⊥平面PCD.16.(本小题满分14分)已知向量m =(cos x ,sin x),n =(cos x ,-sin x),函数f(x)=m·n +12.(1) 若f(x2)=1,x ∈(0,π),求tan(x +π4)的值;(2) 若f(α)=-110,α∈(π2,3π4),sin β=7210,β∈(0,π2),求2α+β的值.17. (本小题满分14分)如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有一条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为85海里的圆形暗礁群(在这片海域行船有触礁危险),其中OB =2013海里,tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =55.现有一艘科考船以105海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1) 若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2) 在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.18. (本小题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(-2,0)和(1,32),椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标;(3) 若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.19. (本小题满分16分)已知函数f(x)=e xx 2-ax +a(a ∈R ),其中e 为自然对数的底数.(1) 若a =1,求函数f(x)的单调减区间;(2) 若函数f(x)的定义域为R ,且f(2)>f(a),求a 的取值范围;(3) 求证:对任意a ∈(2,4),曲线y =f(x)上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.20. (本小题满分16分)若数列{a n }满足n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,则称数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n a n +1(n ∈N *)为{a n }的“L 数列”.(1) 若a 1=1,且{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,求数列{a n }的通项公式;(2) 若a n =n +k -3(k >0),且{a n }的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围;(3) 若a n =1+p n -1,其中p >1,记{a n }的“L 数列”的前n 项和为S n ,试判断是否存在等差数列{c n },对任意n ∈N *,都有c n <S n <c n +1成立,并证明你的结论.2020届高三模拟考试试卷(十九)数学附加题(满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】 在A ,B ,C 三小题中只能选做两题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.A. (选修42:矩阵与变换)已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0,a ∈R .若点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,-2).(1) 求矩阵A ;(2) 求点Q(0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q′的坐标.B. (选修44:坐标系与参数方程)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t (t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C. (选修45:不等式选讲)已知a ,b 为非负实数,求证:a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).【必做题】 第22,23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.22. 如图,在直三棱柱ABCA 1B 1C 1中,AB ⊥AC ,AB =3,AC =4,B 1C ⊥AC 1. (1) 求AA 1的长;(2) 试判断在侧棱BB 1上是否存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等,并说明理由.23. 口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n +1(n ∈N *)次.若取出白球的累计次数达到n +1时,则终止取球且获奖,其他情况均不获奖.记获奖概率为P n .(1) 求P 1;(2) 求证:P n +1<P n .2020届高三模拟考试试卷(十九)(南京)数学参考答案及评分标准1. {x|1<x <4}2. 23. 604. 105. 236. 37. 2n +1-2 8. 62 9. 83 10. [2,4]11. 6 12. [-2,+∞) 13. -94 14. 3815. 证明:(1) 取PC 的中点G ,连结DG ,FG .在△PBC 中,因为点F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC.因为底面ABCD 为矩形,且点E 为AD 的中点, 所以DE ∥BC ,DE =12BC ,(2分)所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG.(4分)因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面PCD.(6分)(2) 因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD.因为平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以CD ⊥平面PAD.(10分)因为PA ⊂平面PAD ,所以CD ⊥PA.(12分)因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD. 因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PCD.(14分)16. 解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x),n =(cos x ,-sin x), 所以 f(x)=m·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos 2x +12.(2分)因为f(x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.因为x ∈(0,π),所以x =π3,(4分)所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+tan π41-tan π3·tanπ4=-2- 3.(6分)(2) 若f(α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin 2α=-1-cos 22α=-45.(8分)因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210,(10分)所以cos (2α+β)=cos 2αcos β-sin 2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22.(12分)因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),所以2α+β的值为7π4.(14分)17. 解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy. 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B(60,40),且A(100,0).(2分)(1) 设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C , 则OC =105(t +2),AC =50t. 因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA·OC·cos ∠AOD , 即(50t)2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55. 化简得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去),(4分) 所以OC =40 5. 因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C(40,80), 所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.(6分)因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险. 答:若快艇立即出发有触礁的危险.(8分)(2) 设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E. 设直线AE 的方程为y =k(x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k|12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.(10分)由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =-2(x -100),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =100,所以E(50,100), 所以AE =505,OE =505,(12分)此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3- 5.答:x 的最小值为(3-5)小时.(14分)18. 解:(1) 因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和(1,32),所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2分)(2) 因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2.(4分) 设点M(x 0,y 0),则A(x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 204+y 20=1,(x 0+2)24+y 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1,y 0=±32,所以M(-1,±32).(6分) (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.(8分)因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2m =k·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M(-8km 1+4k 2,2m 1+4k 2).(10分)因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化简得4m 2=4k 2+1 ①.(12分)因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化简得5m 2=4k 2+4 ②.(14分) 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时Δ>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112.(16分) 19. (1) 解:当a =1时,f(x)=e xx 2-x +1,所以函数f(x)的定义域为R ,f ′(x)=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f′(x)<0,解得1<x <2,所以函数f(x)的单调减区间为(1,2).(2分)(2) 解:由函数f(x)的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立, 所以a 2-4a <0,解得0<a <4.(4分)(解法1)由f(x)=e xx 2-ax +a ,得f′(x)=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f(2)=f(a),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x)<0,所以f(x)在(a ,2)上单调递减, 所以f(a)>f(2),不符题意.(6分) ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x)<0,所以f(x)在(2,a)上单调递减, 所以f(a)<f(2),满足题意.综上,a 的取值范围是(2,4).(8分)(解法2)由f(2)>f(a),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e aa(4-a). 设函数g(x)=e xx (4-x)-e 2,0<x <4.(6分)因为g′(x)=e x ·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g(x)在(0,4)上单调递减.因为g(2)=0,所以g(x)<0的解集为(2,4). 所以a 的取值范围是(2,4).(8分) (3) 证明:设切点为(x 0,f(x 0)),则f′(x 0)=ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2, 所以切线的方程为y -ex 0x 20-ax 0+a =ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2×(x -x 0). 由0-ex 0x 20-ax 0+a =ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2×(0-x 0), 化简得x 30-(a +3)x 20+3ax 0-a =0.(10分) 设h(x)=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h(x)有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h(x)的定义域为R ,h ′(x)=3x 2-2(a +3)x +3a.因为Δ=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h′(x)=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨设x 1<x 2. 列表如下:所以函数h(x)最多有三个零点.(12分)因为a ∈(2,4),所以h(0)=-a <0,h(1)=a -2>0,h(2)=a -4<0,h(5)=50-11a >0, 所以h(0)h(1)<0,h(1)h(2)<0,h(2)h(5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h(x)在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h(x)有且仅有三个零点.(16分)20. 解: (1) 因为{a n }的“L 数列”为{12n },所以a n a n +1=12n ,n ∈N *,即a n +1a n =2n ,所以n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n-1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *.(2分)(2) 因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. (解法1)设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2. 因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N *恒成立,即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N *恒成立.(4分) 因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意.(6分) 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0. 综上,k 的取值范围是(1,+∞). (8分)(解法2)令f(x)=1-1x +k -2,所以f(x)在区间(-∞,2-k)和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f(1)=1-1k -1>1,f(2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.(6分)当k >1时,因为2-k <1,所以f(x)在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意.综上,k 的取值范围是(1,+∞).(8分)(3) 存在满足条件的等差数列{c n },证明如下:因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+pk ,k ∈N *,(10分) 所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n).因为p >1,所以1-1p >0,所以n p <S n <n p +(1-1p ).(1p +1p 2+ (1)n -1+1p n ), 即n p <S n <n p +1p ·[1-(1p)n ].(14分) 因为1p ·[1-(1p )n ]<1p ,所以n p <S n <n +1p. 设c n =n p ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p,且c n <S n <c n +1, 所以存在等差数列{c n }满足题意. (16分)2020届高三模拟考试试卷(南京)数学附加题参考答案及评分标准21. A. 解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .(2分) 因为点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,-2),所以a =-2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0.(4分) (2) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3-1-2 2,(6分) 所以A 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3-1-2 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3 6, 所以点Q′的坐标为(-3,6).(10分)B. 解:由直线l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数),得直线l 的方程为x -3y +3=0.(2分)曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ-3sin θ+3|2(4分) =⎪⎪⎪⎪2cos (θ+π3)+1+32.(6分) 当θ+π3=2k π,即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时,(8分) 曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32.(10分) C. 证明:因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab(a 2+b 2)=a 2a(a -b)+b 2b(b -a)=(a -b)[(a)5-(b)5].(4分)若a ≥b 时,a ≥b ,从而(a)5≥(b)5,得(a -b)·[(a)5-(b)5]≥0.(6分)若a <b 时,a <b ,从而(a)5<(b)5,得(a -b)·[(a)5-(b)5]>0.(8分)综上,a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).(10分)22. 解:(1) 因为三棱柱ABCA 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面ABC , 所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC.又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系Axyz.设AA 1=t(t >0),又AB =3,AC =4,则A(0,0,0),C 1(0,4,t),B 1(3,0,t),C(0,4,0),所以AC 1→=(0,4,t),B 1C →=(-3,4,-t).(2分)因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4,所以AA 1的长为4.(4分)(2) 由(1)知B(3,0,0),C(0,4,0),A 1(0,0,4),所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0).设n =(x ,y ,z)为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧4y -4z =0,-3x +4y =0. 取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量.因为AB ⊥平面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos 〈n ,AB →〉=AB →·n |AB →|·|n |=123×42+32+32=434,(6分)所以sin 〈n ,AB →〉=317. 设P(3,0,m),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m).因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos 〈CP →,AB →〉=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93·32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角的正弦值为3m 2+25.(8分) 因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等, 所以3m 2+25=317,此时方程无解, 所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等 .(10分)23. (1) 解:根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35, 所以P 1=25×25+C 12×(25)2×35=425+24125=44125.(2分) (2) 证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C n n ×(25)n +1; 前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C n n +1×(25)n +1×35;(4分) ……前2n -1 次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1; 前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n 2n ×(25)n +1×(35)n ; 则P n =C n n ×(25)n +1+C n n +1×(25)n +1×35+…+C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1+C n 2n ×(25)n +1×(35)n =(25)n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n 2n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ] =(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ],(6分) 因此P n +1-P n =(25)n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ]=(25)n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ]} =(25)n +1×{(1-35)×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ]} =(25)n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +1×35+C 1n +2×(35)2+…+C n 2n +1×(35)n +1+C n +12n +2×(35)n +2] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ]}(8分) =(25)n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n 2n +1×(35)n +1+C n +12n +2×(35)n +2]}, 则P n +1-P n =(25)n +1×[C n +12n +2×(35)n +1-C n 2n +1×(35)n +1-C n +12n +2×(35)n +2] =(25)n +1×(35)n +1×(C n +12n +2-C n 2n +1-35C n +12n +2) =(25)n +1×(35)n +1×(C n +12n +1-35C n +12n +2). 因为C n +12n +1-35C n +12n +2=C n +12n +1-35(C n +12n +1+C n 2n +1)=25C n +12n +1-35C n 2n +1=-15C n 2n +1, 所以P n +1-P n =(25)n +1×(35)n +1×(-15)×C n 2n +1<0, 因此P n +1<P n .(10分)。
【试题】江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学试题含附加题(解析版)
【试题】江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学试题2020.6一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分.不需要写出解答过程,请将答案填写在答题卡相应的位置上..........) 1.已知集合A ={}24x x <<,B ={}13x x <<,则A U B = . 2.若i 1iaz =++(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为 . 3.某校共有教师300人,男学生1200人,女学生1000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为 . 4.如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为 .第4题第6题5.将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为 . 6.已知函数()2sin()f x x ωϕ=+(其中ω>0,22ππϕ-<≤)部分图象如图所示,则()2f π的值为 .7.已知数列{}n a 为等比数列,若12a =,且1a ,2a ,32a -成等差数列,则{}n a 的前n 项和为 .8.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点为F .若以F 为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为 .9.若正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥A —B 1CD 1的体积为 . 10.已知函数2, 0()(), 0x x f x f x x +≤⎧=⎨->⎩,()(2)g x f x =-,若(1)1g x -≥,则实数x 的取值范围为 .11.在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA u u u r ⊥OB uuu r,若A ,B 两点到直线l :3x +4y ﹣10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为 . 12.若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式eax bx +≤对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围为 .13.已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP AB AC λμ=+u u u r u u u r u u u r ,且231λμ+=,延长AP 交边BC 于点D ,若BD =2DC ,则PA PB ⋅u u u r u u u r的值为 .14.在△ABC 中,∠A =3π,D 是BC 的中点.若AD BC ,则sinBsinC 的最大值为.二、解答题(本大题共6小题,共计90分.请在答题纸指定区域.......内作答,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.) 15.(本题满分14分)如图,在四棱锥P —ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⏊PD ,E , F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1)EF//平面PCD ;(2)平面PAB ⏊平面PCD .16.(本题满分14分)已知向量m u r =(cos x ,sin x ),n r=(cos x ,﹣sin x ),函数1()2f x m n =⋅+u r r .(1)若()12x f =,x ∈(0,π),求tan(x +4π)的值;(2)若1()10f α=-,α∈(2π,34π),sin 10β=,β∈(0,2π),求2αβ+的值.17.(本题满分14分)如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为危险),其中OB =tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =5,现一艘科考船以海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1)若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2)在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.18.(本题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221x y a b+=(a >b >0)经过点(﹣2,0)和(1,2),椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO . (1)求椭圆C 的方程;(2)若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标;(3)若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.19.(本题满分16分)已知函数2e ()xf x x ax a=-+(a ∈R),其中e 为自然对数的底数.(1)若a =1,求函数()f x 的单调减区间;(2)若函数()f x 的定义域为R ,且(2)()f f a >,求a 的取值范围;(3)证明:对任意a ∈(2,4),曲线()y f x =上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点. 20.(本题满分16分)若数列{}n a 满足n ≥2时,0n a ≠,则称数列1n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭(n N *∈)为{}n a 的“L 数列”. (1)若11a =,且{}n a 的“L 数列”为12n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,求数列{}n a 的通项公式; (2)若3n a n k =+-(k >0),且{}n a 的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围; (3)若11n n a p-=+,其中p >1,记{}n a 的“L 数列”的前n 项和为n S,试判断是否存在等差数列{}n c ,对任意n N *∈,都有1n n n c S c +<<成立,并证明你的结论.江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题本试卷共40分,考试时间30分钟. 21.【选做题】本题包括A ,B ,C 三小题,请选定其中两题作答,每小题10分共计20分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. A .选修4—2:矩阵与变换已知矩阵A =1 1 0a -⎡⎤⎢⎥⎣⎦,a ∈R .若点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,﹣2). (1)求矩阵A ;(2)求点Q(0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q′的坐标.B .选修4—4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为1cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l的参数方程为1x y t⎧=⎪⎨=+⎪⎩(t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C .选修4—5:不等式选讲已知为a ,b 非负实数,求证:3322)a b a b +≥+.【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分10分)如图,在直三棱柱中ABC —A 1B 1C 1,AB ⏊AC ,AB =3,AC =4,B 1C ⏊AC 1. (1)求AA 1的长;(2)试判断在侧棱BB 1上是否存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B —A 1C —A 的大小相等,并说明理由.23.(本小题满分10分)口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n +1(n N *∈)次.若取出白球的累计次数达到n +1时,则终止取球且获奖,其它情况均不获奖.记获奖概率为n P .(1)求1P ;(2)证明:1n n P P +<.江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学试题2020.6一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分.不需要写出解答过程,请将答案填写在答题卡相应的位置上..........) 1.已知集合A ={}24x x <<,B ={}13x x <<,则A U B = . 答案:(1,4)考点:集合的并集运算解析:∵集合A ={}24x x <<,B ={}13x x <<, ∴A U B =(1,4). 2.若i 1iaz =++(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为 . 答案:2 考点:复数 解析:∵(2)i i 1i 2a a a z +-=+=+是实数,∴实数a 的值为2. 3.某校共有教师300人,男学生1200人,女学生1000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为 . 答案:60考点:分层抽样 解析:12512006030012001000⨯=++.4.如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为 .答案:10 考点:伪代码解析:第一步:i =1,S =1;第一步:i =2,S =3; 第一步:i =3,S =6;第一步:i =4,S =10;故输出的结果为10.5.将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为 . 答案:23考点:随机事件的概率解析:22223323A A P A ==. 6.已知函数()2sin()f x x ωϕ=+(其中ω>0,22ππϕ-<≤)部分图象如图所示,则()2f π的值为 .考点;三角函数的图像与性质 解析:首先222[()]33πππω=--,解得ω=1, 又222326k k πππϕπϕπ+=+⇒=-+,k Z ∈,∵22ππϕ-<≤, ∴6πϕ=-,故()2sin()6f x x π=-,所以()2sin()226f πππ=-=.7.已知数列{}n a 为等比数列,若12a =,且1a ,2a ,32a -成等差数列,则{}n a 的前n 项和为 . 答案:122n +-考点:等比数列的前n 项和公式,等差中项解析:∵1a ,2a ,32a -成等差数列,∴22a =1a +32a -=3a ,故q =2,∴12(21)2221n n n S +-==-- 8.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点为F .若以F 为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为 .答案:2考点:双曲线的简单性质解析:由题意知a =,则c =,离心率e =2c a ==. 9.若正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥A —B 1CD 1的体积为 . 答案:83考点:正四面体的体积计算解析:可知三棱锥A —B 1CD 1是以V =38123⨯=. 10.已知函数2, 0()(), 0x x f x f x x +≤⎧=⎨->⎩,()(2)g x f x =-,若(1)1g x -≥,则实数x 的取值范围为 . 答案:[2,4]考点:函数与不等式 解析:首先2, 0()2, 0x x f x x x +≤⎧=⎨-+>⎩,由()(2)g x f x =-知(1)(3)g x f x -=-,当()1f x ≥,解得11x -≤≤,故(1)(3)1g x f x -=-≥,得131x -≤-≤, ∴24x ≤≤,故实数x 的取值范围为[2,4].11.在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA u u u r ⊥OB uuu r,若A ,B 两点到直线l :3x +4y ﹣10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为 . 答案:6考点:直线与圆综合解析:取AB 中点D ,设D 到直线l 的距离为d ,易知:d 1+d 2=2dOA u u u r ⊥OB ⇒u u u r D 轨迹为:22max 13x y d +=⇒=⇒d 1+d 2的最大值为6.12.若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式e ax bx +≤对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围为 . 答案:[﹣2,+∞)考点:函数与不等式(恒成立问题) 解析:当0x ≤时,显然成立,b R ∈; 当0x >时,[,)a e ∀∈+∞,ln ln ()ax bx e x ax b b x ex f x +≤⇒≤+⇒≥-=1()ex f x x -'=,易知:max 1()()2f x f e==-,故2b ≥-; 综上,实数b 的取值范围为[﹣2,+∞).13.已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP AB AC λμ=+u u u r u u u r u u u r,且231λμ+=,延长AP 交边BC 于点D ,若BD =2DC ,则PA PB ⋅u u u r u u u r的值为 .答案:94-考点:平面向量数量积解析:A ,P ,D 共线,不妨令3AP mAD =u u u r u u u r又2BD DC =u u u r u u u r,故12233AD AB AC AP mAB mAC AB AC λμ=+⇒=+=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,因此121182311844AP AB AC λμλλμμ⎧=⎪=⎧⎪⇒⇒=+⎨⎨+=⎩⎪=⎪⎩u u u r u u u r u u u r , 则7184PB AB AP AB AC =-=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,故11719()()84844PA PB AB AC AB AC ⋅=-+⋅-=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r .14.在△ABC 中,∠A =3π,D 是BC 的中点.若AD ≤2BC ,则sinBsinC 的最大值为. 答案:38考点:解三角形综合解析:22222213222a bcbc AD a a +=+=+≤ 22113sin sin sin 228bc a B C A ⇒≤⇒≤=. 二、解答题(本大题共6小题,共计90分.请在答题纸指定区域.......内作答,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.) 15.(本题满分14分)如图,在四棱锥P —ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⏊PD ,E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1)EF//平面PCD ;(2)平面PAB ⏊平面PCD .证明:(1)取PC 中点G ,连接DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC .因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点, 所以DE ∥BC ,DE =12BC ,所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG .又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面PCD .(2)因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD .又因为平面P AD ⊥平面ABCD ,平面P AD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以CD ⊥平面P AD .因为P A ⊂平面P AD ,所以CD ⊥P A .又因为P A ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以P A ⊥平面PCD .因为P A ⊂平面P AB ,所以平面P AB ⊥平面PCD .16.(本题满分14分)已知向量m u r =(cos x ,sin x ),n r=(cos x ,﹣sin x ),函数1()2f x m n =⋅+u r r .(1)若()12x f =,x ∈(0,π),求tan(x +4π)的值;(2)若1()10f α=-,α∈(2π,34π),sin 10β=,β∈(0,2π),求2αβ+的值.解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以 f (x )=m ·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos2x +12.因为f (x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π) ,所以x =π3,所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+ tan π41-tan π3tanπ4=-2-3.(2)若f (α)=-110,则cos2α+12=-110,即cos2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin2α=-1-cos 22α=-45.因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210,所以cos(2α+β)=cos2αcos β-sin2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22.又因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),BEA COD xy所以2α+β的值为7π4.17.(本题满分14分)如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为5危险),其中OB =2013tan ∠AOB =23,cos ∠AOD 55海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1)若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2)在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy . 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B (60,40),且A (100,0).(1)设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C , 则OC =105(t +2),AC =50t .因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA ·OC ·cos ∠AOD ,即(50t )2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55.化得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去), 所以OC =405.因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C (40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400| 42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险. 答:若快艇立即出发有触礁的危险.(2)设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E . 设直线AE 的方程为y =k (x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k | 12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x . 由⎩⎨⎧y =2x , y =-2(x -100),解得⎩⎨⎧x =50,y =100,所以E (50,100),所以AE =50 5,OE =505,此时两船的时间差为50 5105-50 550=5- 5,所以x ≥5- 5-2=3-5.答:x 的最小值为(3-5)小时. 18.(本题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221x y a b+=(a >b >0)经过点(﹣2,0)和(1,,椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO . (1)求椭圆C 的方程;(2)若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标;(3)若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.解:(1)因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和 (1,32),所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2. 设点M (x 0,y 0),则A (x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 024+y 02=1, (x 0+2)24+y 02=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1, y 0=±32,所以M (-1,±32). (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2. 因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2m =k ·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M (-8km 1+4k 2,2m1+4k 2).因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化得4m 2=4k 2+1.①因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0.因为y 1y 2=(kx 1+m )(kx 1+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m 2-4 k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k2=0,化得5m 2=4k 2+4.② 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时△>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112. 19.(本题满分16分)已知函数2e ()xf x x ax a=-+(a ∈R),其中e 为自然对数的底数.(1)若a =1,求函数()f x 的单调减区间;(2)若函数()f x 的定义域为R ,且(2)()f f a >,求a 的取值范围;(3)证明:对任意a ∈(2,4),曲线()y f x =上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.解:(1)当a =1时,f (x )=e xx 2-x +1,所以函数f (x )的定义域为R ,f'(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f'(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2).(2)由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立, 所以a 2-4a <0,解得0<a <4. 方法1由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f'(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意. ②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减, 所以f (a )>f (2),不符题意. ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意. 综上,a 的取值范围为(2,4).方法2由f (2)>f (a ),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e a a(4-a ).设函数g (x )=e xx(4-x )-e 2, 0<x <4.因为g'(x )=e x·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g (x )在(0,4)上单调递减.又因为g (2)=0,所以g (x )<0的解集为(2,4). 所以,a 的取值范围为(2,4).(3)证明:设切点为(x 0,f (x 0)),则f'(x 0)=e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2,所以切线方程为y -ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(x -x 0).由0-ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(0-x 0),化简得x 03-(a +3)x 02+3ax 0-a =0. 设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h'(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为△=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h'(x )=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨x 1<x 2. 因为所以函数h (x )最多有三个零点.因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0,所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点.综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点. 20.(本题满分16分)若数列{}n a 满足n ≥2时,0n a ≠,则称数列1n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭(n N *∈)为{}n a 的“L 数列”. (1)若11a =,且{}n a 的“L 数列”为12n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,求数列{}n a 的通项公式; (2)若3n a n k =+-(k >0),且{}n a 的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围; (3)若11n n a p-=+,其中p >1,记{}n a 的“L 数列”的前n 项和为n S ,试判断是否存在等差数列{}n c ,对任意n N *∈,都有1n n n c S c +<<成立,并证明你的结论. 解:(1)由题意知,112n n n a a +=,所以12n n na a +=, 所以(1)121123(1)1221121222122n n n n n n n n n n a a a a a a a a ---++++----=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅==L L L即数列{}n a 的通项公式为(1)22n n n a -=(2)因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. 方法1设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2.因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N*恒成立, 即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N*恒成立.因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意. 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0, 综上,k 的取值范围是(1,+∞). 方法2令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意. 综上,k 的取值范围是(1,+∞).(3)存在满足条件的等差数列{}n c ,证明如下:因为11111111k k kkk a p p a p p p-+-+==+++,k N *∈, 所以2111111(1)()1111n n nn S p p p p p p -=+-++++++++L , 又因为1p >,所以110p->, 所以2111111(1)()n n n n n S p p p p p p p-<<+-++++L , 即11(1)n n n n S p p p p<<+-, 因为111(1)n p p p -<,所以1n n n S p p+<<, 设n n c p=,则111n n n n c c p p p ++-=-=,且1n n n c S c +<<, 所以存在等差数列{}n c 满足题意.江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题本试卷共40分,考试时间30分钟. 21.【选做题】本题包括A ,B ,C 三小题,请选定其中两题作答,每小题10分共计20分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. A .选修4—2:矩阵与变换已知矩阵A =1 1 0a -⎡⎤⎢⎥⎣⎦,a ∈R .若点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,﹣2). (1)求矩阵A ;(2)求点Q(0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q′的坐标.解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .因为点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2, 所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0.(2)因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2,所以A 2⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2 ⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36, 所以,点Q ′的坐标为(-3,6).B .选修4—4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为1cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l的参数方程为1x y t⎧=⎪⎨=+⎪⎩(t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.解:曲线C :(x ﹣1)2+y 2=1,直线l :0x +=圆心C(1,0)到l 的距离设为d ,12d =故曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值为112++,即32+.C .选修4—5:不等式选讲已知a ,b 为非负实数,求证:3322)a b a b +≥+.证明:因为a ,b 为非负实数,3322)a b a b ab +-+=+55]-若a b ≥≥,从而55≥,得55]0-≥,若a b <<,从而55<,得55]0->,综上,3322)a b a b +≥+.【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分10分)如图,在直三棱柱中ABC —A 1B 1C 1,AB ⏊AC ,AB =3,AC =4,B 1C ⏊AC 1. (1)求AA 1的长;(2)试判断在侧棱BB 1上是否存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B —A 1C —A 的大小相等,并说明理由.解:(1)直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,AA 1⊥平面ABC ,又AB ,AC ⊂平面ABC ,故AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC ,又AB ⊥AC故以A 为原点,{AB uuu r ,AC u u u r ,1AA u u ur }为正交基底建立空间直角坐标系设AA 1=a >0,则A 1(0,0,a ),C(0,4,0),B 1(3,0,a ),C 1(0,4,a ),1B C u u u r =(﹣3,4,﹣a ),1AC u u u u r=(0,4,a )因为B 1C ⊥AC 1,故11=0B C AC ⋅u u u r u u u u r ,即2160a -=,又a >0,故a =4,即AA 1的长为4;(2)由(1)知:B(3,0,0),B 1(3,0,4),假设存在,设1BP BB λ==u u u r u u u r(0,0,4λ),(0,1)λ∈, 则P(3,0,4λ),则CP u u u r=(3,﹣4,4λ)AB ⊥AC ,AB ⊥AA 1,又AC I AA 1=A ,AC ,AA 1⊂平面AA 1C 1C所以AB ⊥平面AA 1C 1C ,故平面AA 1C 1C 的法向量为AB uuu r=(3,0,0) 设PC 与平面AA 1C 1C 所成角为α,则sin cos ,CP AB α=<>=u u u r u u u r,设平面BA 1C 的法向量为n r=(x ,y ,z ),平面AA 1C 的法向量为AB uuu r =(3,0,0)由(1)知:1AC u u u r=(0,4,﹣4),BC uuu r =(﹣3,4,0),AC u u u r =(0,4,0), 1340440n BC x y n AC y z ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=-=⎪⎩r u u u r r u u u r,令3y =,则n r =(4,3,3) 设二面角B —A 1C —A 的大小为β,则cos cos ,n AB β=<>=r u u u r ,因为αβ=,则22298sincos 1162517αβλ+=+=+,无解,故侧棱BB 1上不存在符合题意的点P .23.(本小题满分10分)口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n +1(n N *∈)次.若取出白球的累计次数达到n +1时,则终止取球且获奖,其它情况均不获奖.记获奖概率为n P .(1)求1P ;(2)证明:1n n P P +<.解:(1)根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35, 所以1212222344()5555125P C =⨯+⨯⨯=; (2)证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为12()5nn n C +⨯前n+1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为1123()55nn n C ++⨯⨯ 前2n ﹣1次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为112123()()55nn n n C +--⨯⨯ 前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为1223()()55nn n n C +⨯⨯ 则111112122323()()()()55555nn n n nn n n n n n P C C C +++-+-=⨯+⨯⨯++⨯⨯+L 11011121212232333()()()[()()]555555n n n n n n nn n n n n nC C C C C ++--+-⨯⨯=⨯+⨯++⨯+⨯L 因此2011111221222333()[()()]5555n n n n n n n n n n n P P C C C C ++++++++-=⨯+⨯++⨯+⨯L 1011112122333()[()()]5555n n n nn n n n nC C C C +--+--⨯+⨯++⨯+⨯L 101111221222333(){[()()]5555n n n n n n n n n C C C C +++++++=⨯+⨯++⨯+⨯L01+1+1+222+12+12+23333[()()+()]}5555n n n n n n n n n n n C C C C C +-+⨯++⨯+⨯⨯L 则11111212221222333()[()()()]5555n n n n n n n n n n n n P P C C C ++++++++++-=⨯⨯-⨯-⨯ 1111222122233()()()555n n n nn n n n C C C +++++++=⨯-- 11112122233()()()555n n n n n n C C ++++++=⨯- 因为11111212221212121212133231()55555n n n n nn n n n n n n n n n n C C C C C C C C +++++++++++++-=-+=-=-, 所以11121231()()()0555n n n n n n P P C ++++-=⨯⨯-<,因此1n n P P +<.。
2020年6月江苏省南京市普通高中2020届高三下学期第三次高考模拟考试数学试题(含附加题)答案
1 绝密★启用前
江苏省南京市普通高中
2020届高三毕业班下学期第三次高考模拟考试
数学试题参考答案
2020年6月
说明:
1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.
2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.
3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数.
4.只给整数分数,填空题不给中间分数.
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)
1.{x |1<x <4} 2.2 3.60 4.10 5.23
6. 3 7.2n +1-2 8.62 9.83
10.[2,4] 11.6 12. [-2,+∞) 13.-94
14.38
二、解答题(本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内)
15.(本小题满分14分)
证明:(1)取PC 中点G ,连接DG 、FG .
在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12
BC . 因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点,。
南京2020届高三年级第三次模拟考试数学试卷及答案
南京2020届高三年级第三次模拟考试数学试卷及答案(满分160分,考试时间120分钟)一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.1. 已知集合A ={x|2<x<4},B ={x|1<x<3},则A ∪B =________.2. 若z =a1+i+i (i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为________.3. 某校共有教师300人,男学生1 200人,女学生1 000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为________.4. 如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为________.5. 将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为________.6. 已知函数f(x)=2sin (ωx +φ)⎝⎛⎭⎫其中ω>0,-π2<φ<π2 的部分图象如图所示,则f ⎝⎛⎭⎫π2 的值为________.7. 已知数列{a n }为等比数列.若a 1=2,且a 1,a 2,a 3-2成等差数列,则数列{a n }的前n 项和为________. 8. 在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a>0,b>0)的右焦点为F ,若以F 为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为________.9. 若正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥AB 1CD 1的体积为________.10. 已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +2, x ≤0,f (-x ),x>0,g(x)=f(x -2).若g(x -1)≥1,则实数x 的取值范围为________.11. 在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上的两个动点,且OA → ⊥OB →.若A ,B 两点到直线l :3x +4y -10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为________.12. 若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式x ≤e ax +b 对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围为________. 13. 已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP →=λAB →+μAC →,且2λ+3μ=1,延长AP 交边BC 于点D.若BD =2DC ,则PA →·PB →的值为________.14. 在△ABC 中,A =π3,D 是BC 的中点.若AD ≤22BC ,则sin B sin C 的最大值为________.二、 解答题:本大题共6小题,共计90分.解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)如图,在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⊥PD ,E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证: (1) EF ∥平面PCD ;(2) 平面PAB ⊥平面PCD.16. (本小题满分14分)已知向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),函数f (x )=m·n +12.(1) 若f ⎝⎛⎭⎫x 2=1,x ∈(0,π),求tan ⎝⎛⎭⎫x +π4的值; (2) 若f (α)=-110,α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4,sin β=7210,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,求2α+β的值.17. (本小题满分14分)如图,港口A 在港口O 正东方向的100海里处,在北偏东方向有一条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为85海里的圆形暗礁群(在这片海域行船有触礁危险),其中OB =2013海里,tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =55.现一艘科考船以105海里/小时的速度从点O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇. (1) 若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2) 在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)经过点(-2,0)和⎝⎛⎭⎫1,32,椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 若点B 是椭圆C 的左顶点,求点M 的坐标; (3) 若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.已知函数f(x)=e xx 2-ax +a(a ∈R ),其中e 为自然对数的底数.(1) 若a =1,求函数f (x )的单调减区间;(2) 若函数f (x )的定义域为R ,且f (2)>f (a ),求实数a 的取值范围;(3) 证明:对任意a ∈(2,4),曲线y =f (x )上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.20. (本小题满分16分)若数列{a n }满足n ≥2,n ∈N * 时,a n ≠0,则称数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n a n +1(n ∈N *)为{a n }的“L 数列”.(1) 若a 1=1,且{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,求数列{a n }的通项公式;(2) 若a n =n +k -3(k >0),且{a n }的“L 数列”为递增数列,求实数k 的取值范围;(3) 若a n =1+p n -1,其中p >1,记{a n }的“L 数列”的前n 项和为S n ,试判断是否存在等差数列{c n },对任意n ∈N *,都有c n <S n <c n +1成立,并证明你的结论.2020届高三年级第三次模拟考试(二十)数学附加题 (本部分满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题,请选定其中两小题,并作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A. [选修42:矩阵与变换](本小题满分10分)已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0,a ∈R .若点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2).(1) 求矩阵A ;(2) 求点Q (0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q ′的坐标.B. [选修44:坐标系与参数方程](本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C. [选修45:不等式选讲](本小题满分10分) 已知a ,b 为非负实数,求证:a 3+b 3≥ab (a 2+b 2).【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.22. (本小题满分10分)如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,AB⊥AC,AB=3,AC=4,B1C⊥AC1.(1) 求AA1的长;(2) 试判断在侧棱BB1上是否存在点P,使得直线PC与平面AA1C1C所成的角和二面角B-A1C-A的大小相等,并说明理由.23. (本小题满分10分)口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n+1(n∈N* )次.若取出白球的累计次数达到n+1时,则终止取球且获奖,其他情况均不获奖.记获奖概率为P n.(1) 求P1;(2) 证明:P n+1<P n.2020届高三年级第三次模拟考试(二十)(南京)数学参考答案1. {x|1<x<4}2. 23. 604. 105. 2 36. 37. 2n +1-2 8.62 9. 8310. [2,4] 11. 6 12. [-2,+∞) 13. -94 14. 3815. (1) 取PC 的中点G ,连结DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点, 所以 GF ∥BC ,GF =12BC.因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点, 所以 DE ∥BC ,DE =12BC ,(2分)所以 GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG.(4分)又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面 PCD.(6分)(2) 因为底面ABCD 为矩形, 所以 CD ⊥AD.又因为平面 PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面 ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以 CD ⊥平面 PAD.(10分) 因为PA ⊂平面PAD , 所以 CD ⊥PA.(12分)又因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD. 因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面 PCD.(14分)16. (1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以f (x )=m·n +12=cos 2x -sin 2x+12=cos 2x +12.(2分) 因为f ⎝⎛⎭⎫x 2=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π),所以x =π3,(4分)所以tan ⎝⎛⎭⎫x +π4=tan ⎝⎛⎭⎫π3+π4=tan π3+tan π41-tan π3tanπ4=-2- 3.(6分)(2) f (α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4,所以2α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2, 所以sin 2α=-1-cos 22α=-45.(8分)因为sin β=7210,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以cos β=1-sin 2β=210,(10分) 所以cos(2α+β)=cos 2αcos β-sin 2αsin β=⎝⎛⎭⎫-35×210-⎝⎛⎭⎫-45×7210=22.(12分) 又因为2α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以2α+β∈(π,2π), 所以2α+β的值为7π4.(14分)17. 如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立平面直角坐标系xOy. 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B(60,40),点A(100,0).(2分)(1) 设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C ,则OC =105(t +2),AC =50t. 因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA·OC·cos ∠AOD , 即(50t)2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55, 化简得t 2=4,解得t 1=2或t 2=-2(舍去),(4分) 所以OC =40 5. 因为cos ∠AOD =55, 所以sin ∠AOD =255,所以C(40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.(6分)因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d<r ,此时直线AC 与圆B 相交, 所以快艇有触礁的危险.故若快艇立即出发有触礁的危险.(8分)(2) 设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E. 设直线AE 的方程为y =k(x -100),即kx -y -100k =0. 因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k|12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.(10分)由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2, 所以直线OD 的方程为y =2x.由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =-2(x -100),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =100, 所以E(50,100),所以AE =505,OE =505,(12分) 此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3- 5.故x 的最小值为(3-5)小时.(14分)18. (1) 因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)过点(-2,0)和⎝⎛⎭⎫1,32,所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2分)(2) 因为B 为左顶点,所以B(-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形, 所以AM ∥BO ,且AM =BO =2.(4分) 设点M(x 0,y 0),则A(x 0+2,y 0). 因为点M ,A 在椭圆C 上,所以M ⎝⎛⎭⎫-1,±32.(6分)(3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0,则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.(8分) 因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2). 因为x 1+x 2=-8km1+4k 2,所以y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2m =k·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M ⎝⎛⎭⎪⎫-8km 1+4k 2,2m 1+4k 2.(10分)因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化得4m 2=4k 2+1.①(12分)因为A 、M 、B 、O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 为矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化简得5m 2=4k 2+4.②(14分)由①②解得k 2=114,m 2=3,此时Δ>0,因此k =±112, 所以所求直线AB 的斜率为±112.(16分) 19. (1) 当a =1时,f(x)=e xx 2-x +1,所以函数f(x)的定义域为R , f ′(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2,令f ′(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2).(2分)(2) 由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立, 所以a 2-4a <0,解得0<a <4.(4分)由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f ′(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减, 所以f (a )>f (2),不符题意.(6分)③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意.综上,实数a 的取值范围为(2,4).(8分) (3) 设切点为(x 0,f (x 0)),化简得x 30-(a +3)x 20+3ax 0-a =0.(10分)设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知当a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h ′(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为Δ=4(a +3)2-36a =4⎝⎛⎭⎫a -322+27>0恒成立, 所以h ′(x )=0有两个不相等的实数根x 1和x 2,不妨设x 1<x 2.所以函数h (x )最多有三个零点.(12分)因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0, 所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0. 因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点.(16分)20. (1) 因为{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,所以a n a n +1=12n ,n ∈N * ,即a n +1a n =2n ,所以当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n -1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式, 所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *.(2分)(2) 因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1.令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.(6分)当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在区间[1,+∞)上单调递增, 所以{b n }单调递增,符合题意.综上,实数k 的取值范围是(1,+∞).(3) 存在满足条件的等差数列{c n },证明如下: 因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+pk ,k ∈N *,(10分) 所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n ). 又因为p >1,所以1-1p>0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1p n .(14分) 因为1p ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1p n <1p ,所以np <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p ,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意.(16分)21. A. (1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .(2分)因为点P (1,1)在矩形A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2.所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20.(4分)(2) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20=[3-1-22], (6分)所以A 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3-1-22 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36,所以点Q ′的坐标为(-3,6).(10分)B. 由l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t (t 为参数)得直线l 的普通方程为x -3y +3=0.(2分)曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ-3sin θ+3|2(4分)=⎪⎪⎪⎪2cos ⎝⎛⎭⎫θ+π3+1+32.(6分)当θ+π3=2k π(k ∈Z ),即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时,(8分)曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32.(10分)C. 因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a )=(a -b )[(a )5-(b )5].(4分)当a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5, 得(a -b )·[(a )5-(b )5]≥0.(6分) 当a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5, 得(a -b )·[(a )5-(b )5]>0.(8分) 综上,a 3+b 3≥ab (a 2+b 2).(10分)22. (1) 因为三棱柱ABCA 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面 ABC , 所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC.又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系Axyz. 设AA 1=t(t>0),又AB =3,AC =4,则 A(0,0,0),C 1(0,4,t),B 1(3,0,t),C(0,4,0), 所以AC 1→=(0,4,t),B 1C →=(-3,4,-t). (2分)因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4, 所以AA 1的长为4.(4分)(2) 由(1)知B(3,0,0),C(0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z )为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 又因为AB ⊥平面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos 〈n ,AB →〉=AB →·n |AB →|·|n |=123×42+32+32=434,(6分) 所以sin 〈n ,AB →〉=317.设P (3,0,m ),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m ). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos 〈CP →,AB →〉=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93×32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角的正弦值为3m 2+25.(8分) 因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成的角和二面角BA 1CA 的大小相等,所以3m 2+25=317,此时方程无解,所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成的角和二面角BA 1CA 的大小相等.(10分)23. (1) 根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35,所以P 1=25×25+C 12×⎝⎛⎭⎫252×35=425+24125=44125.(2分)(2) 累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C n n ×⎝⎛⎭⎫25n +1;前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C n n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×35;(4分) …前2n -1次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n -1;前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n 2n×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n,则P n =C n n ×⎝⎛⎭⎫25n +1+C n n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×35+…+C n 2n -1×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n =⎝⎛⎭⎫25n +1×[C n n +C nn +1×35+…+C n 2n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n ]=⎝⎛⎭⎫25n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n],(6分)因此P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n+12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-⎝⎛⎭⎫25n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×⎝⎛⎭⎫35n ] =⎝⎛⎭⎫25n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n]}=⎝⎛⎭⎫25n +1×{⎝⎛⎭⎫1-35×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n×(35)n ]} =⎝⎛⎭⎫25n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +1×35+C 1n +2×⎝⎛⎭⎫352+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×⎝⎛⎭⎫35n ]}(8分) =⎝⎛⎭⎫25n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]},则P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +1×[C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1-C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1-C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]=⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(C n +12n +2-C n 2n +1-35C n +12n +2) =⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(C n +12n +1-35C n +12n +2). 因为C n +12n +1-35C n +12n +2=C n +12n +1-35(C n +12n +1+C n2n +1) =25C n +12n +1-35C n 2n +1=-15C n 2n +1, 所以P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(-15)×C n 2n +1<0, 因此P n +1<P n .(10分)数学参考答案1. {x|1<x<4}2. 23. 604. 105. 236. 37. 2n +1-2 8.62 9. 8310. [2,4] 11. 6 12. [-2,+∞) 13. -94 14. 3815. (1) 取PC 的中点G ,连结DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点, 所以 GF ∥BC ,GF =12BC.因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点, 所以 DE ∥BC ,DE =12BC ,(2分)所以 GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG.(4分)又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面 PCD.(6分)(2) 因为底面ABCD 为矩形, 所以 CD ⊥AD.又因为平面 PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面 ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以 CD ⊥平面 PAD.(10分) 因为PA ⊂平面PAD , 所以 CD ⊥PA.(12分)又因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD. 因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面 PCD.(14分)16. (1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以f (x )=m·n +12=cos 2x -sin 2x+12=cos 2x +12.(2分) 因为f ⎝⎛⎭⎫x 2=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π),所以x =π3,(4分)所以tan ⎝⎛⎭⎫x +π4=tan ⎝⎛⎭⎫π3+π4=tan π3+tan π41-tan π3tanπ4=-2- 3.(6分) (2) f (α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4,所以2α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2, 所以sin 2α=-1-cos 22α=-45.(8分)因为sin β=7210,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以cos β=1-sin 2β=210,(10分) 所以cos(2α+β)=cos 2αcos β-sin 2αsin β=⎝⎛⎭⎫-35×210-⎝⎛⎭⎫-45×7210=22.(12分)又因为2α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以2α+β∈(π,2π), 所以2α+β的值为7π4.(14分)17. 如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立平面直角坐标系xOy. 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B(60,40),点A(100,0).(2分)(1) 设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C ,则OC =105(t +2),AC =50t. 因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA·OC·cos ∠AOD , 即(50t)2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55, 化简得t 2=4,解得t 1=2或t 2=-2(舍去),(4分) 所以OC =40 5. 因为cos ∠AOD =55, 所以sin ∠AOD =255,所以C(40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.(6分)因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d<r ,此时直线AC 与圆B 相交, 所以快艇有触礁的危险.故若快艇立即出发有触礁的危险.(8分)(2) 设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E. 设直线AE 的方程为y =k(x -100),即kx -y -100k =0. 因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k|12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.(10分)由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2, 所以直线OD 的方程为y =2x.由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =-2(x -100),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =100, 所以E(50,100),所以AE =505,OE =505,(12分) 此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3- 5.故x 的最小值为(3-5)小时.(14分)18. (1) 因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)过点(-2,0)和⎝⎛⎭⎫1,32,所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2分)(2) 因为B 为左顶点,所以B(-2,0). 因为四边形AMBO 为平行四边形, 所以AM ∥BO ,且AM =BO =2.(4分) 设点M(x 0,y 0),则A(x 0+2,y 0). 因为点M ,A 在椭圆C 上,所以M ⎝⎛⎭⎫-1,±32.(6分)(3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0,则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.(8分) 因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2). 因为x 1+x 2=-8km1+4k 2,所以y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2m =k·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M ⎝⎛⎭⎪⎫-8km 1+4k 2,2m 1+4k 2.(10分)因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化得4m 2=4k 2+1.①(12分)因为A 、M 、B 、O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 为矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化简得5m 2=4k 2+4.②(14分)由①②解得k 2=114,m 2=3,此时Δ>0,因此k =±112, 所以所求直线AB 的斜率为±112.(16分) 19. (1) 当a =1时,f(x)=e xx 2-x +1,所以函数f(x)的定义域为R , f ′(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2,令f ′(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2).(2分)(2) 由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立,所以a 2-4a <0,解得0<a <4.(4分)由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f ′(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减, 所以f (a )>f (2),不符题意.(6分)③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意.综上,实数a 的取值范围为(2,4).(8分) (3) 设切点为(x 0,f (x 0)),化简得x 30-(a +3)x 20+3ax 0-a =0.(10分)设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知当a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h ′(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为Δ=4(a +3)2-36a =4⎝⎛⎭⎫a -322+27>0恒成立, 所以h ′(x )=0有两个不相等的实数根x 1和x 2,不妨设x 1<x 2.所以函数h (x )最多有三个零点.(12分)因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0, 所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0. 因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点.(16分)20. (1) 因为{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,所以a n a n +1=12n ,n ∈N * ,即a n +1a n =2n ,所以当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n -1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式, 所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *.(2分)(2) 因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1.令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.(6分)当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在区间[1,+∞)上单调递增, 所以{b n }单调递增,符合题意.综上,实数k 的取值范围是(1,+∞).(3) 存在满足条件的等差数列{c n },证明如下: 因为a k a k +1=1+p k -11+pk =1p +1-1p 1+p k ,k ∈N *,(10分) 所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n ). 又因为p >1,所以1-1p>0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1p n .(14分) 因为1p ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1p n <1p ,所以np <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p ,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意.(16分)21. A. (1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .(2分)因为点P (1,1)在矩形A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2.所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20.(4分)(2) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20=[3-1-22], (6分)所以A 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3-1-22 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36,所以点Q ′的坐标为(-3,6).(10分)B. 由l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数)得直线l 的普通方程为x -3y +3=0.(2分)曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ-3sin θ+3|2(4分)=⎪⎪⎪⎪2cos ⎝⎛⎭⎫θ+π3+1+32.(6分)当θ+π3=2k π(k ∈Z ),即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时,(8分)曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32.(10分)C. 因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a )=(a -b )[(a )5-(b )5].(4分)当a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5, 得(a -b )·[(a )5-(b )5]≥0.(6分) 当a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5, 得(a -b )·[(a )5-(b )5]>0.(8分) 综上,a 3+b 3≥ab (a 2+b 2).(10分)22. (1) 因为三棱柱ABCA 1B 1C 1为直三棱柱, 所以AA 1⊥平面 ABC , 所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC.又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系Axyz. 设AA 1=t(t>0),又AB =3,AC =4,则 A(0,0,0),C 1(0,4,t),B 1(3,0,t),C(0,4,0), 所以AC 1→=(0,4,t),B 1C →=(-3,4,-t). (2分)因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4, 所以AA 1的长为4.(4分)(2) 由(1)知B(3,0,0),C(0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z )为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 又因为AB ⊥平面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos 〈n ,AB →〉=AB →·n |AB →|·|n |=123×42+32+32=434,(6分) 所以sin 〈n ,AB →〉=317.设P (3,0,m ),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m ). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos 〈CP →,AB →〉=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93×32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角的正弦值为3m 2+25.(8分)因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成的角和二面角BA 1CA 的大小相等,所以3m 2+25=317,此时方程无解,所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成的角和二面角BA 1CA 的大小相等.(10分)23. (1) 根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35,所以P 1=25×25+C 12×⎝⎛⎭⎫252×35=425+24125=44125.(2分) (2) 累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C n n ×⎝⎛⎭⎫25n +1;前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C n n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×35;(4分) …前2n -1次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n -1;前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n 2n×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n,则P n =C n n ×⎝⎛⎭⎫25n +1+C n n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×35+…+C n 2n -1×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n =⎝⎛⎭⎫25n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n 2n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n ]=⎝⎛⎭⎫25n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n],(6分)因此P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n+12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-⎝⎛⎭⎫25n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n ] =⎝⎛⎭⎫25n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n]} =⎝⎛⎭⎫25n +1×{⎝⎛⎭⎫1-35×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×(35)n ]}=⎝⎛⎭⎫25n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +1×35+C 1n +2×⎝⎛⎭⎫352+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n ]}(8分)=⎝⎛⎭⎫25n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +2×35+…+C n2n +1×⎝⎛⎭⎫35n+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]},则P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +1×[Cn +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1-C n2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1-Cn +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]=⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(C n +12n +2-C n2n +1-35C n +12n +2) =⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(C n +12n +1-35C n +12n +2). 因为C n +12n +1-35C n +12n +2=C n +12n +1-35(C n +12n +1+C n2n +1) =25C n +12n +1-35C n 2n +1=-15C n 2n +1, 所以P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(-15)×C n 2n +1<0, 因此P n +1<P n .(10分)。
2020届高三第三次调研考试 理科数学 参考答案与评分细则
惠州市2020届高三第三次调研考试理科数学参考答案及评分细则一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案DBDACADDADBC1.【解析】{21}{0}x A x x x =<=<,{0}U C A x x =≥,故选D.2.【解析】21313i i 2222z =+=-+(),所以对应的点在第二象限,故选B.3.【解析】20201log πa =2020log 10<=,20201πb ⎛⎫= ⎪⎝⎭()01∈,,1π2020c =1>,所以a b c <<.故选D.4.【解析】因为角θ终边落在直线3y x =上,所以tan 3θ=,21cos 10θ=, 所以3sin(2)2πθ-24cos 2(2cos 1).5θθ=-=--=故选A. 5.【解析】如图所示,MP →=AP →-AM →=12AD →-45AC →=12AD →-45(AB →+AD →)=12b r -45(a r +b r )=-45a r -310b r.故选C. 6.【解析】依题意,知-4a =-12a ,且-52a ≠12,解得a =±2.故选A.7.【解析】1233243546521()()()()()n n n n S a a a a a a a a a a a a a a ++=++++=-+-+-+-+-L L2221n n a a a ++=-=-,所以201920211S a =-,故选D.8.【解析】11332815.14C C P C +==故选D. 9.【解析】()21sin 1xf x x e⎛⎫=- ⎪+⎝⎭1sin 1x x e x e ⎛⎫-= ⎪+⎝⎭是偶函数,排除C 、D ,又(1)0,f >Q 故选A. 10.【解析】如图:α//面CB 1D 1,α∩面ABCD =m ,α∩面ABA 1B 1=n ,可知n//CD 1,m//B 1D 1,因为△CB 1D 1是正三角形,m n 、所成角为60°. 则m 、n 所成角的正弦值为√32.故选D .11.【解析】设直线AB 的方程为:x =ty +m ,点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), 直线AB 与x 轴的交点为M(m,0),由{x =ty +my 2=x ⇒y 2−ty −m =0,根据韦达定理有y 1⋅y 2=−m , ∵OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =2,∴x 1⋅x 2+y 1⋅y 2=2,z结合y 12=x 1及y 22=x 2,得(y 1⋅y 2)2+y 1⋅y 2−2=0,∵点A 、B 位于x 轴的两侧,∴y 1⋅y 2=−2,故m =2.不妨令点A 在x 轴上方,则y 1>0,又F(14,0), ∴S △ABO +S △AFO =12×2×(y 1−y 2)+12×14y 1=98y 1+2y 1≥2√98y 1⋅2y 1=3.当且仅当98y 1=2y 1,即y 1=43时,取“=”号,∴△ABO 与△AFO 面积之和的最小值是3.故选B .12.【解析】 (x 0,x 0+1)区间中点为x 0+12,根据正弦曲线的对称性知f(x 0+12)=−1,①正确。
江苏省南京市2020届高三第三次模拟考试(6月)数学试题含答案
(第 4 题)
(第 6 题)
5. 将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为________.
ππ
π
6. 已知函数 f(x)=2sin(ωx+φ)(其中 ω>0,- 2 <φ< 2 )的部分图象如图所示,则 f( 2 )
的值为________. 7. 已知数列{an}为等比数列.若 a1=2,且 a1,a2,a3-2 成等差数列,则{an}的前 n 项
x2 y2
3
如图,在平面直角坐标系 xOy 中,椭圆 C:a2+b2=1(a>b>0)经过点(-2,0)和(1,2 ),
椭圆 C 上三点 A,M,B 与原点 O 构成一个平行四边形 AMBO.
(1) 求椭圆 C 的方程;
(2) 若点 B 是椭圆 C 左顶点,求点 M 的坐标;
(3) 若 A,M,B,O 四点共圆,求直线 AB 的斜率.
1
则实数 b 的取值范围是________. 13. 已知点 P 在边长为 4 的等边三角形 ABC 内,满足A→P=λA→B+µA→C,且 2λ+3µ=1,
延长 AP 交边 BC 于点 D.若 BD=2DC,则P→A·P→B的值为________.
π
2
14. 在△ABC 中,∠A= 3 ,点 D 是 BC 的中点.若 AD≤ 2 BC,则 sin Bsin C 的最大
值为________.
二、 解答题:本大题共 6 小题,共 90 分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或
演算步骤. 15. (本小题满分 14 分) 如图,在四棱锥 PABCD 中,底面 ABCD 为矩形,平面 PAD⊥平面 ABCD,PA⊥PD,
点 E,F 分别为 AD,PB 的中点.求证: (1) EF∥平面 PCD; (2) 平面 PAB⊥平面 PCD.
江苏南京高三第三次模拟考试(6月) 数学含答案
2020届高三模拟考试试卷数 学(满分160分,考试时间120分钟)2020.6一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.1. 已知集合A ={x|2<x <4},B ={x|1<x <3},则A ∪B________.2. 若z =a1+i+i(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为________.3. 某校共有教师300人,男学生1 200人,女学生1 000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为________.4. 如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为________. S ←0For i From 1 To 4 S ←S +i End For Print S(第 4 题) (第6题)5. 将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为________.6. 已知函数f(x)=2sin (ωx +φ)(其中ω>0,-π2<φ<π2)的部分图象如图所示,则f(π2)的值为________.7. 已知数列{a n }为等比数列.若a 1=2,且a 1,a 2,a 3-2成等差数列,则{a n }的前n 项和为________.8. 在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线 x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F.若以F为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为________.9. 若正方体ABCDA 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥AB 1CD 1的体积为________.10. 已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤0,f (-x ),x >0,g(x)=f(x -2).若g(x -1)≥1,则实数x 的取值范围是________.11. 在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA →⊥OB →.若A ,B 两点到直线l :3x +4y -10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为________.12. 若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式x ≤e ax +b 对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围是________.13. 已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP →=λAB →+μAC →,且2λ+3μ=1,延长AP 交边BC 于点D.若BD =2DC ,则PA →·PB →的值为________.14. 在△ABC 中,∠A =π3,点D 是BC 的中点.若AD ≤22BC ,则sin Bsin C 的最大值为________.二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)如图,在四棱锥PABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⊥PD ,点E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1) EF ∥平面PCD ;(2) 平面PAB ⊥平面PCD.16.(本小题满分14分)已知向量m =(cos x ,sin x),n =(cos x ,-sin x),函数f(x)=m·n +12.(1) 若f(x2)=1,x ∈(0,π),求tan(x +π4)的值;(2) 若f(α)=-110,α∈(π2,3π4),sin β=7210,β∈(0,π2),求2α+β的值.如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有一条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为85海里的圆形暗礁群(在这片海域行船有触礁危险),其中OB =2013海里,tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =55.现有一艘科考船以105海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1) 若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2) 在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(-2,0)和(1,32),椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标;(3) 若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.已知函数f(x)=e xx2-ax+a(a∈R),其中e为自然对数的底数.(1) 若a=1,求函数f(x)的单调减区间;(2) 若函数f(x)的定义域为R,且f(2)>f(a),求a的取值范围;(3) 求证:对任意a∈(2,4),曲线y=f(x)上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.若数列{a n }满足n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,则称数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n a n +1(n ∈N *)为{a n }的“L 数列”.(1) 若a 1=1,且{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,求数列{a n }的通项公式;(2) 若a n =n +k -3(k >0),且{a n }的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围;(3) 若a n =1+p n -1,其中p >1,记{a n }的“L 数列”的前n 项和为S n ,试判断是否存在等差数列{c n },对任意n ∈N *,都有c n <S n <c n +1成立,并证明你的结论.2020届高三模拟考试试卷(十九)数学附加题(满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】 在A ,B ,C 三小题中只能选做两题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.A. (选修42:矩阵与变换)已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0,a ∈R .若点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,-2).(1) 求矩阵A ;(2) 求点Q(0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q′的坐标.B. (选修44:坐标系与参数方程)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t (t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C. (选修45:不等式选讲)已知a ,b 为非负实数,求证:a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).【必做题】第22,23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.22. 如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,AB⊥AC,AB=3,AC=4,B1C⊥AC1.(1) 求AA1的长;(2) 试判断在侧棱BB1上是否存在点P,使得直线PC与平面AA1C1C所成角和二面角BA1CA的大小相等,并说明理由.23. 口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n+1(n∈N*)次.若取出白球的累计次数达到n+1时,则终止取球且获奖,其他情况均不获奖.记获奖概率为P n.(1) 求P1;(2) 求证:P n+1<P n.2020届高三模拟考试试卷(十九)(南京)数学参考答案及评分标准1. {x|1<x <4}2. 23. 604. 105. 236. 37. 2n +1-2 8. 62 9. 83 10. [2,4]11. 6 12. [-2,+∞) 13. -94 14. 3815. 证明:(1) 取PC 的中点G ,连结DG ,FG.在△PBC 中,因为点F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC.因为底面ABCD 为矩形,且点E 为AD 的中点, 所以DE ∥BC ,DE =12BC ,(2分)所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG.(4分)因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面PCD.(6分)(2) 因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD.因为平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以CD ⊥平面PAD.(10分)因为PA ⊂平面PAD ,所以CD ⊥PA.(12分)因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD. 因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PCD.(14分)16. 解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x),n =(cos x ,-sin x), 所以 f(x)=m·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos 2x +12.(2分)因为f(x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.因为x ∈(0,π),所以x =π3,(4分)所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+tan π41-tan π3·tanπ4=-2- 3.(6分)(2) 若f(α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin 2α=-1-cos 22α=-45.(8分)因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210,(10分)所以cos (2α+β)=cos 2αcos β-sin 2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22.(12分)因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),所以2α+β的值为7π4.(14分)17. 解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy. 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B(60,40),且A(100,0).(2分)(1) 设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C , 则OC =105(t +2),AC =50t. 因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA·OC·cos ∠AOD , 即(50t)2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55. 化简得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去),(4分) 所以OC =40 5. 因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C(40,80), 所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.(6分)因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险. 答:若快艇立即出发有触礁的危险.(8分)(2) 设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E. 设直线AE 的方程为y =k(x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k|12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.(10分)由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =-2(x -100),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =100,所以E(50,100), 所以AE =505,OE =505,(12分)此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3- 5.答:x 的最小值为(3-5)小时.(14分)18. 解:(1) 因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和(1,32),所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2分)(2) 因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2.(4分) 设点M(x 0,y 0),则A(x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 204+y 20=1,(x 0+2)24+y 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1,y 0=±32,所以M(-1,±32).(6分) (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.(8分)因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2m =k·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M(-8km 1+4k 2,2m1+4k 2).(10分) 因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化简得4m 2=4k 2+1 ①.(12分)因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0.因为y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化简得5m 2=4k 2+4 ②.(14分) 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时Δ>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112.(16分) 19. (1) 解:当a =1时,f(x)=e xx 2-x +1,所以函数f(x)的定义域为R ,f ′(x)=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f′(x)<0,解得1<x <2,所以函数f(x)的单调减区间为(1,2).(2分)(2) 解:由函数f(x)的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立, 所以a 2-4a <0,解得0<a <4.(4分)(解法1)由f(x)=e xx 2-ax +a ,得f′(x)=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f(2)=f(a),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x)<0,所以f(x)在(a ,2)上单调递减, 所以f(a)>f(2),不符题意.(6分) ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x)<0,所以f(x)在(2,a)上单调递减, 所以f(a)<f(2),满足题意.综上,a 的取值范围是(2,4).(8分)(解法2)由f(2)>f(a),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e aa(4-a). 设函数g(x)=e xx (4-x)-e 2,0<x <4.(6分)因为g′(x)=e x ·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g(x)在(0,4)上单调递减.因为g(2)=0,所以g(x)<0的解集为(2,4). 所以a 的取值范围是(2,4).(8分) (3) 证明:设切点为(x 0,f(x 0)),则f′(x 0)=ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2, 所以切线的方程为y -ex 0x 20-ax 0+a =ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2×(x -x 0). 由0-ex 0x 20-ax 0+a =ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2×(0-x 0), 化简得x 30-(a +3)x 20+3ax 0-a =0.(10分) 设h(x)=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4),则只要证明函数h(x)有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h(x)的定义域为R ,h ′(x)=3x 2-2(a +3)x +3a. 因为Δ=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h′(x)=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨设x 1<x 2. 列表如下:因为a ∈(2,4),所以h(0)=-a <0,h(1)=a -2>0,h(2)=a -4<0,h(5)=50-11a >0, 所以h(0)h(1)<0,h(1)h(2)<0,h(2)h(5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h(x)在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h(x)有且仅有三个零点.(16分)20. 解: (1) 因为{a n }的“L 数列”为{12n },所以a n a n +1=12n ,n ∈N *,即a n +1a n=2n ,所以n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n-1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *.(2分)(2) 因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. (解法1)设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2. 因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N *恒成立,即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N *恒成立.(4分) 因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意.(6分) 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0. 综上,k 的取值范围是(1,+∞). (8分)(解法2)令f(x)=1-1x +k -2,所以f(x)在区间(-∞,2-k)和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f(1)=1-1k -1>1,f(2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.(6分)当k >1时,因为2-k <1,所以f(x)在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意.综上,k 的取值范围是(1,+∞).(8分)(3) 存在满足条件的等差数列{c n },证明如下:因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+p k,k ∈N *,(10分)所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n). 因为p >1,所以1-1p >0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·[1-(1p )n ].(14分) 因为1p ·[1-(1p )n ]<1p ,所以np <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p ,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意. (16分)2020届高三模拟考试试卷(南京) 数学附加题参考答案及评分标准21. A. 解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .(2分)因为点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,-2),所以a =-2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-2 0.(4分)(2) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3-1-2 2,(6分)所以A 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3-1-2 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3 6,所以点Q′的坐标为(-3,6).(10分)B. 解:由直线l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数),得直线l 的方程为x -3y +3=0.(2分)曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ-3sin θ+3|2(4分)=⎪⎪⎪⎪2cos (θ+π3)+1+32.(6分)当θ+π3=2k π,即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时,(8分)曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32.(10分)C. 证明:因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab(a 2+b 2)=a 2a(a -b)+b 2b(b -a) =(a -b)[(a)5-(b)5].(4分)若a ≥b 时,a ≥b ,从而(a)5≥(b)5, 得(a -b)·[(a)5-(b)5]≥0.(6分)若a <b 时,a <b ,从而(a)5<(b)5, 得(a -b)·[(a)5-(b)5]>0.(8分) 综上,a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).(10分)22. 解:(1) 因为三棱柱ABCA 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面ABC , 所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC.又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系Axyz. 设AA 1=t(t >0),又AB =3,AC =4,则A(0,0,0),C 1(0,4,t),B 1(3,0,t),C(0,4,0), 所以AC 1→=(0,4,t),B 1C →=(-3,4,-t).(2分)因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4, 所以AA 1的长为4.(4分)(2) 由(1)知B(3,0,0),C(0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z)为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 因为AB ⊥平面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量, 则cos 〈n ,AB →〉=AB →·n |AB →|·|n |=123×42+32+32=434,(6分) 所以sin 〈n ,AB →〉=317.设P(3,0,m),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos 〈CP →,AB →〉=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93·32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角的正弦值为3m 2+25.(8分)因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等,所以3m 2+25=317,此时方程无解, 所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等 .(10分)23. (1) 解:根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35,所以P 1=25×25+C 12×(25)2×35=425+24125=44125.(2分) (2) 证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C n n ×(25)n +1; 前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C n n +1×(25)n +1×35;(4分) ……前2n -1 次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n2n -1×(25)n +1×(35)n -1; 前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n 2n×(25)n +1×(35)n ; 则P n =C n n ×(25)n +1+C n n +1×(25)n +1×35+…+C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1+C n 2n ×(25)n +1×(35)n =(25)n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n2n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n] =(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n],(6分) 因此P n +1-P n =(25)n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n×(35)n ] =(25)n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n]} =(25)n +1×{(1-35)×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n]} =(25)n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1]-[C 0n +1×35+C 1n +2×(35)2+…+C n2n +1×(35)n +1+C n +12n +2×(35)n +2] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n]}(8分) =(25)n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n2n +1×(35)n +1+C n +12n +2×(35)n +2]}, 则P n +1-P n =(25)n +1×[C n +12n +2×(35)n +1-C n 2n +1×(35)n +1-C n +12n +2×(35)n +2] =(25)n +1×(35)n +1×(C n +12n +2-C n2n +1-35C n +12n +2) =(25)n +1×(35)n +1×(C n +12n +1-35C n +12n +2). 因为C n +12n +1-35C n +12n +2=C n +12n +1-35(C n +12n +1+C n 2n +1)=25C n +12n +1-35C n 2n +1=-15C n 2n +1, 所以P n +1-P n =(25)n +1×(35)n +1×(-15)×C n 2n +1<0, 因此P n +1<P n .(10分)。
江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学试题含附加题(含解析)
3 ),椭圆 C 上三点 A,M,B 与原点 O 构成一个平行四边形 AMBO. 2
(1)求椭圆 C 的方程; (2)若点 B 是椭圆 C 左顶点,求点 M 的坐标; (3)若 A,M,B,O 四点共圆,求直线 AB 的斜率.
3
19.(本题满分 16 分)
已知函数
f
(x)
=
x2
ex − ax + a
的离心率为
.
9.若正方体 ABCD—A1B1C1D1 的棱长为 2,则三棱锥 A—B1CD1 的体积为
.
1
10.已知函数
f
(x)
=
x
f
+ 2, x (−x),
0 x
0
,
g
(
x)
=
f
(x − 2) ,若 g(x −1) 1 ,则实数 x
的取值
范围为
.
11.在平面直角坐标系 xOy 中,A,B 是圆 O:x2+y2=2 上两个动点,且 OA ⊥ OB ,若 A,
(a R),其中
e
为自然对数的底数.
(1)若 a=1,求函数 f (x) 的单调减区间;
(2)若函数 f (x) 的定义域为 R,且 f (2) f (a) ,求 a 的取值范围;
(3)证明:对任意 a (2,4),曲线 y = f (x) 上有且仅有三个不同的点,在这三点处
的切线经过坐标原点.
20.(本题满分 16 分)
)部分图象如图所示,则
f(
)
2
2
2
的值为
.Leabharlann 7.已知数列an 为等比数列,若 a1 = 2 ,且 a1 ,a2 ,a3 − 2 成等差数列,则an 的前 n 项
南京市2020届高三年级数学第三次模拟考试及答案解析
y
2
-π
3
O
2π
x
2
3
(第 4 题图)
(第 6 题图)
7.已知数列{an}为等比数列.若 a1=2,且 a1,a2,a3-2 成等差数列,则{an}的前 n 项和
为▲.
8.在平面直角坐标系 xOy 中,已知双曲线x2-y2=1(a>0,b>0)的右焦点为 F.若以 F 为 a2 b2
圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于 A,B 两点,且 AB=2b,则该双曲线的 离心率为 ▲ . 9.若正方体 ABCD-A1B1C1D1 的棱长为 2,则三棱锥 A-B1CD1 的体积为 ▲ .
则实数 b 的取值范围为 ▲ . →→→
13.已知点 P 在边长为 4 的等边三角形 ABC 内,满足 AP =λ AB +μ AC ,且 2λ+3μ=1,延
长 AP 交边 BC 于点 D.若 BD=2DC,则→ PA ·→ PB 的值为 ▲ .
14.在△ABC 中,∠A=π,D 是 BC 的中点.若 AD≤ 2BC,则 sinBsinC 的最大值为 ▲ .
(1)求椭圆 C 的方程;
(2)若点 B 是椭圆 C 的左顶点,求点 M 的坐标;
(3)若 A,M,B,O 四点共圆,求直线 AB 的斜率.
y
A M
O
x
B
(第 18 题图)
19.(本小题满分 16 分) 已知函数 f(x)= ex (a∈R) ,其中 e 为自然对数的底数. x2-ax+a (1)若 a=1,求函数 f(x)的单调减区间; (2)若函数 f(x)的定义域为 R,且 f(2)>f(a),求 a 的取值范围; (3)证明:对任意 a∈(2,4),曲线 y=f(x)上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线 经过坐标原点.
2020届江苏省南京市高三下学期6月第三次模拟考试数学试题(解析版)
2020届江苏省南京市高三下学期6月第三次模拟考试数学试题一、填空题1.已知集合A ={}24x x <<,B ={}13x x <<,则A U B =_______. 【答案】(1,4)【解析】利用并集的定义直接得解. 【详解】∵集合A ={}24x x <<,B ={}13x x <<,∴A U B =(1,4). 故答案为:(1,4) 【点睛】本题考查了集合的基本运算,并集的定义的理解,属于基础题. 2.若1az i i=++(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为_______. 【答案】2【解析】根据复数的运算法则化简z ,由虚部为0得到a 的值. 【详解】 ∵()()()()121112a i a a i az i i i i i -+-=+=+=++-是实数, ∴20a -=,即2a =, ∴实数a 的值为2. 故答案为:2. 【点睛】本题主要考查了复数的除法运算,已知复数的类型求参数的值,属于基础题. 3.某校共有教师300人,男学生1200人,女学生1000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为_______. 【答案】60【解析】根据分层抽样的方法求出抽取的比例,再乘以男生人数求解即可. 【详解】12512006030012001000⨯=++.故答案为:60 【点睛】本题主要考查了分层抽样的方法,属于基础题.4.如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为_______.【答案】10【解析】模拟执行伪代码,可知该伪代码的功能是计算并输出1234S =+++的值. 【详解】第一步:1i =,011S =+=; 第一步:2i =,123S =+=; 第一步:3i =,336S =+=;第一步:4i =,6410S =+=;故输出的结果为10. 故答案为:10 【点睛】本题主要考查循环结构的伪代码,是基础题.对于For 循环语句关键是要读懂语句的功能,同时要注意循环的初值、终值、步长.5.若甲、乙、丙三人随机地站成一排,则甲、乙两人相邻而站的概率为 _________ . 【答案】【解析】记甲、乙两人相邻而站为事件A 甲、乙、丙三人随机地站成一排的所有排法有=6,则甲、乙两人相邻而站的战法有=4种站法∴=6.已知函数()2sin()f x x ωϕ=+(其中ω>0,22ππϕ-<≤)部分图象如图所示,则()2f π的值为____.3【解析】由图象求出周期,可求ω.把图象最高点的坐标代入解析式,结合ϕ的取值范围,可求ϕ,即可求出()f x 的解析式,即求2f π⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【详解】 由图象可得2222,133ππππωω⎡⎤⎛⎫=--=∴= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦. 又222,2,332f k k Z πππϕπ⎛⎫=∴+=+∈⎪⎝⎭. 2,6k k Z πϕπ∴=-+∈,k Z ∈.∵22ππϕ-<≤,∴6πϕ=-.()2sin 6f x x π⎛⎫∴=- ⎪⎝⎭.2sin 3226f πππ⎛⎫⎛⎫∴=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭3【点睛】本题考查三角函数图象的应用,属于基础题.7.已知数列{}n a 为等比数列,若12a =,且1a ,2a ,32a -成等差数列,则{}n a 的前n 项和为_____. 【答案】122n +-【解析】根据1a ,2a ,32a -成等差数列,由22a =1a +32a -=3a ,解得q =2,再代入等比数列求和公式求解. 【详解】∵1a ,2a ,32a -成等差数列,∴22a =1a +32a -=3a , 故q =2,∴12(21)2221n n n S +-==--故答案为:122n +- 【点睛】本题主要考查等比数列的基本运算,还考查了运算求解的能力,属于基础题.8.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点为F .若以F 为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为_______.【答案】2【解析】设双曲线的一条渐近线为0bx ay -=,求得圆心到渐近线的距离,利用AB =2b ,得到a =,代入e =ca求解. 【详解】设双曲线的一条渐近线为0bx ay -=, 圆心到渐近线的距离为bcd b c==, 因为AB =2b ,所以a =,则=c ,所以离心率e =2c a ==.故答案为:2【点睛】本题主要考查双曲线的几何性质以及直线与圆的位置关系,还考查了运算求解的能力,属于基础题.9.若正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥A —B 1CD 1的体积为_______. 【答案】83【解析】三棱锥A —B 1CD 1是以求出棱锥的高和底面积后可得体积. 【详解】可知三棱锥A —B 1CD 1是以22为棱长的正四面体,122AB =, 设O 是11B CD V 的中心,则AO ⊥平面11B CD ,1232622323B O =⨯⨯=, 222643(22)()3AO =-=,1121(22)sin 60232B CD S =⨯⨯︒=△, 14382333V =⨯⨯=.故答案为:83.【点睛】本题考查求正四面体的体积,掌握棱锥体积公式是解题基础.实际上正四面体棱长为a ,则其体积为32V a =. 10.已知函数2,0()(),0x x f x f x x +≤⎧=⎨->⎩,()(2)g x f x =-,若(1)1g x -≥,则实数x 的取值范围为_____. 【答案】[2,4]【解析】求出()f x 的表达式,求出(1)(3)g x f x -=-,由()1f x ≥得11x -≤≤,然后解不等式131x -≤-≤即得. 【详解】首先2,0()2,0x x f x x x +≤⎧=⎨-+>⎩,由()(2)g x f x =-知(1)(3)g x f x -=-,当()1f x ≥,由210x x +≥⎧⎨≤⎩得10x -≤≤,由210x x -+≥⎧⎨>⎩得01x <≤,∴11x -≤≤,故(1)(3)1g x f x -=-≥,得131x -≤-≤, ∴24x ≤≤,故实数x 的取值范围为[2,4]. 故答案为:[2,4]. 【点睛】本题考查分段函数的解析式,考查解函数不等式,掌握整体思想在解题中的应用是解题关键.11.在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA u u u r ⊥OB uuu r,若A ,B 两点到直线l :3x +4y ﹣10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为_______. 【答案】6 【解析】取AB 中点D ,设D 到直线l 的距离为d ,则有d 1+d 2=2d ,由OA u u u r ⊥OB uuu r得1OD =,得D 点轨迹是圆,d 的最大值就是此圆圆心到直线的距离加上半径,由此可得结论. 【详解】取AB 中点D ,设D 到直线l 的距离为d ,易知:d 1+d 2=2dOA u u u r ⊥OB ⇒u u u r ||2AB ==,所以112OD AB ==,所以D 轨迹方程为:221x y +=,∴max 13d =+=,∴d 1+d 2的最大值为6.故答案为:6. 【点睛】本题考查圆上的点到直线距离的最大值问题,求出圆心到直线的距离加上半径即为最大值,解题关键是取AB 中点D ,得出D 点轨迹是圆.本题考查了学生的运算求解能力,转化与化归能力.12.若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式e ax b x +≤对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围为_______. 【答案】[﹣2,+∞)【解析】分类讨论,0x ≤时不等式恒成立,b R ∈,0x >时,题意可转化为ln ()b x ex f x ≥-=恒成立,这样只要用导数求得()ln f x x ex =-的最大值即可得.【详解】当0x ≤时,显然成立,b R ∈;当0x >时,[,)a e ∀∈+∞,ln ln +≤⇒≤+⇒≥-ax b x e x ax b b x ex 令()=ln -f x x ex ,则1()exf x x-'=, 易知:当10x e<<时,()0f x '>,()f x 递增, 当1x e>时,()0f x '<,()f x 递减, ∴max 1()()2f x f e==-,故2b ≥-; 综上,实数b 的取值范围为[﹣2,+∞). 故答案为:[﹣2,+∞). 【点睛】本题考查不等式恒成立问题,解题关键是问题的转化,转化为ln b x ex ≥-恒成立,属中档题.13.已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP AB AC λμ=+u u u r u u u r u u u r,且231λμ+=,延长AP 交边BC 于点D ,若BD =2DC ,则PA PB ⋅u u u r u u u r的值为_______.【答案】94-【解析】不妨令3AP mAD =u u u r u u u r ,由2BD DC =u u u r u u u r可得1233AD AB AC =+u u u r u u u r u u u r ,可用AB u u u r 、ACu u u r 表示AP u u u r ,由平面向量基本定理可列出方程组求得λ、μ,进而用AB u u u r 、AC u u u r表示PB u u u r,按向量数量积的运算律求解即可. 【详解】A ,P ,D 共线,不妨令3AP mAD =u u u r u u u r ,又2BD DC =u u u r u u u r ,22BA AD AD AC ∴+=-+u u u r u u u r u u u r u u u r 即1233AD AB AC =+u u ur u u u r u u u r ,又13AP AD m=u u ur u u u r ,2AP mAB mAC AB AC λμ∴=+=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,因此121182311844AP AB AC λμλλμμ⎧=⎪=⎧⎪⇒⇒=+⎨⎨+=⎩⎪=⎪⎩u u u v u u u v u u u v , 则7184PB AB AP AB AC =-=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,故1171()()8484PA PB AB AC AB AC ⋅=-+⋅-u u u r u u u r u u ur u u u r u u u r u u u r 2273173119[]=16161664161664162164AB AB AC AC =-+⋅--⨯-⨯⨯+⨯=-u u u r u u u r u u u r u u u r .故答案为:94-.【点睛】本题考查平面向量基本定理、线性运算、数量积运算,属于中档题. 14.在△ABC 中,3A π=,D 是BC 的中点.若AD 2≤BC ,则sin sin B C 的最大值为 _______. 【答案】38【解析】由3A π=可得222a b c bc =+-,由D 是BC 的中点,cos cos ADB ADC ∠=-∠可得222222a AD b c =+-,然后可得2222a AD bc =+,然后结合AD 2≤BC 可得22a bc ≤,即21sin sin sin 2B C A ≤【详解】 因为3A π=,所以由余弦定理得222a b c bc =+-①因为D 是BC 的中点,cos cos ADB ADC ∠=-∠所以由余弦定理可得222222222222a a AD c ADb a a AD AD ⎛⎫⎛⎫+-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=-⋅⋅化简可得:222222a ADbc =+-②由①②可得2222a AD bc =+因为AD 2222BC a ≤=,所以22222a AD bc a =+≤ 所以22a bc ≤,所以213sin sin sin 28B C A ≤=故答案为:38【点睛】本题考查了余弦定理和利用正弦定理进行边角互化,考查了学生对问题的处理与转化能力.二、解答题15.如图,在四棱锥P —ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⏊PD ,E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1)EF //平面PCD ; (2)平面PAB ⏊平面PCD . 【答案】(1)见解析;(2)见解析【解析】(1)取BC 中点G ,连结EG ,FG ,推导出//FG PC ,//EG DC ,从而平面//EFG 平面PCD ,由此能得出结论;(2)推导出CD AD ⊥,从而CD ⊥平面P AD ,即得CD PA ⊥,结合PA PD ⊥得出PA ⊥平面PCD ,由此能证明结论成立.【详解】(1)取BC 中点G ,连结EG ,FG ,∵E ,F 分别是AD ,PB 的中点, ∴//FG PC ,//EG DC ,∴//FG 面PCD ,//EG 面PCD ,∵FG EG G =I ,∴平面//EFG 平面PCD , ∵EF ⊂平面EFG ,∴//EF 平面PCD .(2)因为底面ABCD 为矩形,所以CD AD ⊥, 又因为平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD I 平面ABCD AD =,CD ⊂平面ABCD ,所以CD ⊥平面P AD . 因为PA ⊂平面P AD ,所以CD PA ⊥.又因为PA PD ⊥, PD CD D ⋂=,所以PA ⊥平面PCD . 因为PA ⊂平面P AB ,所以平面PAB ⊥平面PCD . 【点睛】本题考查线线垂直、线面平行、面面垂直的证明,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.16.已知向量m u r =(cos x ,sin x ),n r=(cos x ,﹣sin x ),函数1()2f x m n =⋅+u r r .(1)若()12x f =,x ∈(0,π),求tan(x +4π)的值; (2)若1()10f α=-,α∈(2π,34π),72sin =β,β∈(0,2π),求2αβ+的值.【答案】(1)-23(2)74π【解析】(1)由向量m u r =(cosx ,sinx ),n r =(cosx ,-sinx ),利用数量积运算得到f (x )=cos2x +12,根据f (2x )=1,求得cosx =12,得到x =3π,然后利用两角和的正切公式求解.(2)由f (α)=-110,得到cos 2α=-35,进而得到sin 2α=-45,再由sinβ=210,得到 cosβ2, 然后利用两角和的余弦公式求解. 【详解】(1)因为向量m u r =(cosx ,sinx ),n r=(cosx ,-sinx ),所以f (x )=m u r ·n r+12=cos 2x -sin 2x +12=cos2x +12. 因为f (2x)=1, 所以cosx +12=1, 即cosx =12. 又因为x ∈(0,π) , 所以x =3π, 所以tan (x +4π)=tan (3π+4π)=tantan341tan tan 34ππππ+-=-2(2)若f (α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈(2π,34π), 所以2α∈(π,32π), 所以sin 2α45. 因为sinβ=10,β∈(0,2π),所以cosβ10, 所以cos (2α+β)=cos2αcosβ-sin2αsinβ=(-35-(-45. 又因为2α∈(π,32π),β∈(0,2π), 所以2α+β∈(π,2π), 所以2α+β的值为74π. 【点睛】本题主要考查三角恒等变换与平面向量,还考查了运算求解的能力,属于中档题. 17.如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为海里的圆形暗礁群(在这片海域行船有触礁危险),其中OB=2013海里,tan∠AOB=23,cos∠AOD=5,现一艘科考船以105海里/小时的速度从O出发沿OD方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1)若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由;(2)在无触礁危险的情况下,若快艇再等x小时出发,求x的最小值.【答案】(1)快艇立即出发有触礁的危险,见解析;(2)35【解析】(1)以O为原点,正东方向为x轴,正北方向为y轴,建立直角坐标系xOy.再设设快艇立即出发经过t小时后两船相遇于点C,根据余弦定理可解得2t ,继而得出直线AC的方程,判断出圆心到直线AC的距离小于半径,即可知有危险.(2)设快艇所走的直线AE与圆B相切,且与科考船相遇于点E.根据圆心B到直线AC的距离为85可求得直线OD的方程为y=2x.进而联立方程可求得E(50,100),再计算两船的时间差即可得x的最小值.【详解】如图,以O为原点,正东方向为x轴,正北方向为y轴,建立直角坐标系xOy.因为OB=13tan∠AOB=23,OA=100,所以点B(60,40),且A(100,0).(1)设快艇立即出发经过t小时后两船相遇于点C,则OC=5t+2),AC=50t.因为OA=100,cos∠AOD 5,所以AC2=OA2+OC2-2OA·OC·cos∠AOD,即(50t)2=1002+5t+2)]2-2×100×5t+2)×5.化得t2=4,解得t1=2,t2=-2(舍去),所以OC=5因为cos∠AOD 5,所以sin∠AOD25,所以C(40,80),所以直线AC的方程为y=-43(x-100),即4x+3y-400=0.因为圆心B 到直线AC 的距离d =2243+=8,而圆B 的半径r =85,所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险. 答:若快艇立即出发有触礁的危险.(2)设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E . 设直线AE 的方程为y =k (x -100),即kx -y -100k =0. 因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d 221k +=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12. 由(1)可知k =-12舍去. 因为cos ∠AOD 5,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x . 由22(100)y x y x =⎧⎨=--⎩解得50100x y =⎧⎨=⎩所以E (50,100), 所以AE =5OE =5505105505=55所以x ≥552=35x 的最小值为35-. 【点睛】本题主要考查了建立直角坐标系求解三角形的问题,需要根据直线与圆的位置关系求出对应的量,并数形结合求解临界条件分析.属于中档题.18.如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221x y a b+=(a >b >0)经过点(﹣2,0)和3⎛ ⎝⎭,椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO .(1)求椭圆C 的方程;(2)若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标; (3)若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.【答案】(1)24x +y 2=1;(2)M (-1,±3;(3)±112 【解析】(1)将点()2,0-和3⎛ ⎝⎭代入椭圆22xa +22yb =1求解即可.(2)根据平行四边形AMBO 可知AM ∥BO ,且AM =BO =2.再设点M (x 0,y 0),则A (x 0+2,y 0),代入椭圆C 求解即可.(3) 因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB ,再联立直线与椭圆的方程,结合韦达定理代入OA u u u r ·OB uuu r=x 1x 2+y 1y 2=0求解即可. 【详解】(1)因为椭圆22x a +22y b =1(a >b >0)过点()2,0-和3⎛ ⎝⎭,所以a =2,21a +234b =1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为24x +y 2=1.(2)因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2. 设点M (x 0,y 0),则A (x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以()2200202014214x y x y ⎧+=⎪⎪⎨+⎪+=⎪⎩解得00132x y =-⎧⎪⎨=±⎪⎩所以M (-1,±32). (3)因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2).由2214y kx mx y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0,则有x 1+x 2=2814km k -+,x 1x 2=224414m k-+. 因为平行四边形AMBO ,所以OM u u u u r =OA u u u r +OB uuu r=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=2814km k -+,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2m =k ·2814km k -++2m =2214mk +,所以M (2814km k -+,2214m k+). 因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程,化得4m 2=4k 2+1.① 因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB ,所以OA u u u r ·OB uuu r =x 1x 2+y 1y 2=0.因为y 1y 2=(kx 1+m )(kx 1+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=222414m k k -+,所以x 1x 2+y 1y 2=224414m k-++222414m k k -+=0,化得5m 2=4k 2+4.②由①②解得k 2=114,m 2=3,此时△>0,因此k =±2.所以所求直线AB 的斜率为±2. 【点睛】本题主要考查了椭圆方程的基本求法,同时也考查了联立直线与椭圆的方程,利用韦达定理列式表达斜率以及垂直的方法,进而代入求解的问题.属于难题.19.已知函数()2xe f x x ax a=-+(a ∈R ),其中e 为自然对数的底数.(1)若1a =,求函数()f x 的单调减区间;(2)若函数()f x 的定义域为R ,且()()2f f a >,求a 的取值范围;(3)证明:对任意()2,4a ∈,曲线()y f x =上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.【答案】(1)()1,2;(2)()2,4;(3)见解析.【解析】(1)当1a =时,()21x e f x x x =-+,定义域为R .求出()'f x ,令()'0f x <,即得()f x 的单调减区间;(2)由函数()f x 的定义域为R ,得20x ax a -+≠恒成立,故240a a -<,得04a <<.分2,02,24a a a =<<<<三种情况讨论,即得a 的取值范围; (3)设切点为()()00,x f x ,求出()'0fx ,写出切线方程.把点()0,0代入,化简得()32000330x a x ax a -++-=.令()()()3233,2,4h x x a x ax a a =-++-∈,求出()'h x ,判断()h x 的单调性,结合零点存在定理,即可证明.【详解】(1)当1a =时,()21x e f x x x =-+,定义域为R..()()'22(1)(2)1x e x x fx xx --∴=-+.令()'0fx <,得12x <<,∴函数()f x 的单调减区间为()1,2.(2)由函数()f x 的定义域为R ,得20x ax a -+≠恒成立,240,04a a a ∴-<∴<<.由()2xe f x x ax a =-+,得()()'22()(2)x e x a x f x x ax a --=-+. 当2a =时,()()2f f a =,不符合题意. 当02a <<时,Q 当2a x <<时,()'0fx <,()f x ∴在(),2a 上单调递减,()()2f a f ∴>,不符题意.当24a <<时,Q 当2x a <<时,()'0fx <,()f x ∴在()2,a 上单调递减,()()2f f a ∴>,满足题意.综上,a 的取值范围为()2,4. (3)证明:设切点为()()00,x f x ,则()()0'000220()(2)x e x a x fx xax a --=-+,∴切线方程为()()()()0000022200002x x e x x a e y x x x ax a x ax a---=⨯--+-+.由()()()()000002220000200x x e x x a e x x ax a x ax a---=⨯--+-+,化简得()32000330x a x ax a -++-=.设()()()3233,2,4h x x a x ax a a =-++-∈,则只需证明函数()h x 有且仅有三个不同的零点.由(2)可知()2,4a ∈时,函数()h x 的定义域为R ,()()'23233h x x a x a =-++.()223433642702a a a ⎛⎫∆=+-=-+> ⎪⎝⎭Q 恒成立,()'0h x ∴=有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨12x x <.可得下表:所以函数h (x )最多有三个零点.()2,4a ∈Q ,()()()()00,120,240,550110h a h a h a h a ∴=-<=->=-<=->, ()()()()()()010,120,250h h h h h h ∴<<<.Q 函数()h x 的图象不间断,∴函数()h x 在()()()0,1,1,2,2,5上分别至少有一个零点.综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点,即对任意()2,4a ∈,曲线()y f x =上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点. 【点睛】本题考查函数与方程,考查利用导数研究函数的单调性,考查分类讨论的数学思想方法,属于难题.20.若数列{}n a 满足n ≥2时,0n a ≠,则称数列1n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭(n N *∈)为{}n a 的“L 数列”. (1)若11a =,且{}n a 的“L 数列”为12n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,求数列{}n a 的通项公式;(2)若3()0n a n k k +-=>,且{}n a 的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围; (3)若11n n a p-=+,其中p >1,记{}n a 的“L 数列”的前n 项和为n S ,试判断是否存在等差数列{}n c ,对任意n N *∈,都有1n n n c S c +<<成立,并证明你的结论. 【答案】(1)(1)22n n n a -=;(2)(1,+∞);(3)存在满足条件的等差数列{}n c ,见解析【解析】(1)由题意知112n n n a a +=即12n n na a +=,利用累乘法即可求得通项公式;(2)由0n a ≠可得1k ≠,设1n n n ab a +=,根据题意{b n }为递增数列,只需12n k +--11n k +->0恒成立即可求得满足题意的k 值;(3)根据{}n a 的通项公式求出n S ,利用放缩法及等比数列的前n 项和公式可得11(1)n n n n S p p p p <<+-,再次利用111(1)n p p p-<放缩可得1n n n S p p +<<,设n nc p=,易证其为等差数列,结论成立. 【详解】(1)由题意知,112n n n a a +=即12nn na a +=, 所以(1)121123(1)1221121222122n n n n n n n n n n a a a a a a a a ---++++----=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅==L L L , 即数列{}n a 的通项公式为(1)22n n na -=.(2)因为3()0n a n k k +-=>,且n ≥2,n ∈N 时,0n a ≠,所以1k ≠, 设1n n n a b a +=,n ∈N ,所以3(1)3n n k b n k +-++-==1-12n k +-.因为{b n }为递增数列,所以10n n b b ->+对n ∈N 恒成立, 即12n k +--11n k +->0对*n N ∈恒成立.因为12n k +--11n k +-=1(2)(1)n k n k +-+-,所以12n k +--11n k +->0等价于()()210n k n k -+->+.当0<k ≤1时,因为n =1时,()()210n k n k -+-<+,不符合题意. 当k >1时,120n k n k +->+->,所以()()210n k n k -+->+,综上,k 的取值范围是(1)+∞,. (3)存在满足条件的等差数列{}n c ,证明如下:因为11111111k kkkk a p p a p p p -+-+==+++,k N *∈, 所以2111111(1)()1111n n n n S p p p p p p-=+-++++++++L ,又因为1p >,所以110p->, 所以2111111(1)()n n n n n S p p p p p p p-<<+-++++L , 即11(1)n n n n S p p p p <<+-,因为111(1)n p p p -<,所以1n n n S p p+<<, 设n n c p=,则111n n n n c c p p p ++-=-=,且1n n n c S c +<<, 所以存在等差数列{}n c 满足题意. 【点睛】本题考查数列与不等式的综合问题,涉及累乘法求数列通项公式、等比数列的前n 项和性质、放缩法证明不等式、不等式的性质,属于较难题.21.已知矩阵A =1 1 0a -⎡⎤⎢⎥⎣⎦,a ∈R .若点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,﹣2). (1)求矩阵A ;(2)求点Q (0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q ′的坐标.【答案】(1)A =1120-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦;(2)(-3,6) 【解析】(1)根据点P 在矩阵A 变换下得到点(0,2)P '-,写出题目的关系式,列出关于a 的方程,即可求解;(2)先求出2A ,再按照点Q 关于矩阵2A 的变化,写出关系式后,即可求得点Q '的坐标.【详解】 (1)110a -⎡⎤⎢⎥⎣⎦ 11⎡⎤⎢⎥⎣⎦=0a ⎡⎤⎢⎥⎣⎦.因为点P 在矩阵A 变换下得到点(0,2)P '-,所以2a =-, 所以A =1120-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦.(2)因为A =1120-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦,所以2=A 1120-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦ 1120-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦=3122-⎡⎤⎢⎥-⎣⎦, 所以2A 031322-⎡⎤=⎢⎥⎡⎤⎢⎥-⎣⎦⎦⎣0336-⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,所以,点Q ′的坐标为(-3,6).22.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为1cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l的参数方程为1x y t⎧=⎪⎨=+⎪⎩(t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.【解析】消去参数,将曲线C 和直线l 的参数方程化为普通方程,求出圆心到直线的距离d ,加半径后即为结果. 【详解】曲线()2211C x y +-=:,直线l:0x =圆心()10C ,到l的距离设为12d += 故曲线C 上的点到直线l的距离的最大值为112++,即32+. 【点睛】本题主要考查了将参数方程化为普通方程,圆上的点到直线距离的最值问题,属于基础题.23.已知为a ,b非负实数,求证:3322)a b a b +≥+.【答案】见解析【解析】作差后因式分解,对,a b 大小分类讨论,即可确定因式分解后式子值得符号,从而证出不等式. 【详解】因为a ,b 为非负实数, 所以3322()a b ab a b +-+ 3322a b a ab b ab =+--3232a a ab b b ab =-+-22()()a a a b b b b a =-+-55()[()()]a b a b =--,若a b ≥时,a b ≥,从而55()()a b ≥,得55()[()()]0a b a b --≥, 若a b <时,a b <,从而55()()a b <,得55()[()()]0a b a b -->, 综上,3322()a b ab a b +≥+.【点睛】本题主要考查作差法证明不等式,同时考查分类讨论的思想方法,属于基础题. 24.如图,在直三棱柱中ABC —A 1B 1C 1,AB ⏊AC ,AB =3,AC =4,B 1C ⏊AC 1.(1)求AA 1的长;(2)试判断在侧棱BB 1上是否存在点P ,使得直线P C 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B —A 1C —A 的大小相等,并说明理由.【答案】(1)4;(2)不存在符合题意的点P ,理由见解析【解析】(1)根据直三棱柱,得到AA 1⊥平面ABC ,又AB ⊥AC ,以A 为原点,{AB u u u r ,AC u u u r ,1AA u u u r }为正交基底建立空间直角坐标系,设AA 1=a >0,利用B 1C ⊥AC 1,由11=0B C AC ⋅u u u r u u u u r 求解.(2)假设存在,设1BP BB λ==u u u r u u u r (0,0,4λ),(0,1)λ∈,得到CP u u u r =(3,﹣4,4λ),由AB ⊥平面AA 1C 1C ,得到平面AA 1C 1C 的法向量为AB u u u r=(3,0,0),设PC 与平面AA 1C 1C所成角为α,代入sin cos ,CP AB α=<>u u u r u u u r 求解,再求得平面BA 1C 的一个法向量,设二面角B —A 1C —A 的大小为β,则cos cos ,n AB β=<>r u u u r ,然后根据αβ=,由22sin cos 1αβ+=求解.【详解】(1)直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,AA 1⊥平面ABC ,又AB ,AC ⊂平面ABC ,故AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC ,又AB ⊥AC ,故以A 为原点,{AB u u u r ,AC u u u r ,1AA u u u r }为正交基底建立空间直角坐标系:设AA 1=a >0,则A 1(0,0,a ),C (0,4,0),B 1(3,0,a ),C 1(0,4,a ), 1B C u u u r =(﹣3,4,﹣a ),1AC uuu r =(0,4,a ),因为B 1C ⊥AC 1,故11=0B C AC ⋅u u u r u u u u r ,即2160a -=,又a >0,故a =4,即AA 1的长为4;(2)由(1)知:B (3,0,0),B 1(3,0,4),假设存在,设1BP BB λ==u u u r u u u r (0,0,4λ),(0,1)λ∈,则P (3,0,4λ),则CP u u u r =(3,﹣4,4λ),因为AB ⊥AC ,AB ⊥AA 1,又AC I AA 1=A ,AC ,AA 1⊂平面AA 1C 1C ,所以AB ⊥平面AA 1C 1C ,故平面AA 1C 1C 的法向量为AB u u u r=(3,0,0),设PC 与平面AA 1C 1C 所成角为α,则sin cos,CP ABCP ABCP ABα⋅=<>===⋅u u u r u u u ru u u r u u u ru u u r u u u r,设平面BA1C的一个法向量为nr=(x,y,z),平面AA1C的一个法向量为ABu u u r=(3,0,0),由(1)知:1ACu u u r=(0,4,﹣4),BCuuu r=(﹣3,4,0),ACu u u r=(0,4,0),则1340440n BC x yn AC y z⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=-=⎪⎩u u u vvu u u vv,令3y=,则nr=(4,3,3)设二面角B—A1C—A的大小为β,则cos cos,n ABn ABn ABβ⋅=<>===⋅r u u u rr u u u rr u u u r,因为αβ=,则22298sin cos1162517αβλ+=+=+,无解,故侧棱BB1上不存在符合题意的点P.【点睛】本题主要考查空间向量与两点间的距离,线面角,面面角的求法,还考查了空间想象和运算求解的能力,属于中档题.25.口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n+1(n N*∈)次.若取出白球的累计次数达到n+1时,则终止取球且获奖,其它情况均不获奖.记获奖概率为n P.(1)求1P;(2)证明:1n nP P+<.【答案】(1)44125;(2)见解析【解析】(1)分别求出每次取出的球是白球和黑球的概率,由题意知最多抽3次,获奖即连续两次为白球或者前两次中有一次是白球第三次也是白球,求出其概率和即可;(2)依据取出白球次数是1n+,可分为以下情况:前n次取出n次白球,第n +1次取出的是白球,前n+1次取出n次白球,第n +2次取出的是白球,L L L L,前2n次取出n次白球,第2n +1次取出的是白球,分别求出对应的概率,相加可得n P,通过作差结合组合数性质即可得结果.【详解】(1)根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35, 所以1212222344()5555125P C =⨯+⨯⨯=; (2)证明:累计取出白球次数是 1n +的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为12()5n n n C +⨯前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为1123()55n n n C ++⨯⨯ L L L L前2n ﹣1次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为112123()()55n n n n C +--⨯⨯ 前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为1223()()55n n n n C +⨯⨯ 则111112122323()()()()55555n n n n n n n n n n n P C C C +++-+-=⨯+⨯⨯++⨯⨯+L 11011121212232333()()()[()()]555555n n n n n n n n n n n n n C C C C C ++--+-⨯⨯=⨯+⨯++⨯+⨯L 因此2011111221222333()[()()]5555n n n n n n n n n n n P P C C C C ++++++++-=⨯+⨯++⨯+⨯L 1011112122333()[()()]5555n n n n n n n n n C C C C +--+--⨯+⨯++⨯+⨯L 101111221222333(){[()()]5555n n n n n n n n n C C C C +++++++=⨯+⨯++⨯+⨯L 01+1+1+222+12+12+23333[()()+()]}5555n n n n n n n n n n n C C C C C +-+⨯++⨯+⨯⨯L 则11111212221222333()[()()()]5555n n n n n n n n n n n n P P C C C ++++++++++-=⨯⨯-⨯-⨯ 1111222122233()()()555n n n n n n n n C C C +++++++=⨯--11112122233()()()555n n n n n n C C ++++++=⨯- 因为11111212221212121212133231()55555n n n n n n n n n n n n n n n n C C C C C C C C +++++++++++++-=-+=-=-,所以11121231()()()0555n n n n n n P P C ++++-=⨯⨯-<,因此1n n P P +<. 【点睛】 本题主要考查了相互独立事件概率的计算,考查了组合数的性质,计算量较大,考查了学生分析问题解决问题的能力,属于难题.。
2020届江苏南京高三模拟考试试卷 数学 含答案
2020届高三模拟考试试卷(一)数 学(满分160分,考试时间120分钟)2020.1 参考公式:柱体体积公式:V =Sh ,锥体体积公式:V =13Sh ,其中S 为底面积,h 为高.样本数据x 1,x 2,…,x n 的方差s 2=1n (x i -x -)2,其中x -=1nx i .一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分. 1. 已知集合A =(0,+∞),全集U =R ,则∁U A =________.2. 设复数z =2+i ,其中i 为虚数单位,则z·z -=________.3. 学校准备从甲、乙、丙三位学生中随机选两位学生参加问卷调查,则甲被选中的概率为________.4. 命题“∀θ∈R ,cos θ+sin θ>1”的否定是________(选填“真”或“假”)命题.5. 运行如图所示的伪代码,则输出I 的值为________. S ←0 I ←0While S ≤10 S ←S +I I ←I +1 End While Print I(第5题图)6. 已知样本7,8,9,x ,y 的平均数是9,且xy =110,则此样本的方差是________.7. 在平面直角坐标系xOy 中,若抛物线y 2=4x 上的点P 到其焦点的距离为3,则点P 到点O 的距离为________.8. 若数列{a n }是公差不为0的等差数列,ln a 1,ln a 2,ln a 5成等差数列,则a 2a 1的值为________.9. 在三棱柱ABCA 1B 1C 1中,点P 是棱CC 1上一点,记三棱柱ABCA 1B 1C 1与四棱锥PABB 1A 1的体积分别为V 1与V 2,则 V 2V 1=________.10. 设函数f(x)=sin (ωx +φ)(ω>0,0<φ<π2)的图象与y 轴交点的纵坐标为32,y 轴右侧第一个最低点的横坐标为π6,则ω的值为________.11. 已知H 是△ABC 的垂心(三角形三条高所在直线的交点),AH →=14AB →+12AC →,则cos∠BAC 的值为________.12. 若无穷数列{cos (ωn)}(ω∈R )是等差数列,则其前10项的和为________. 13. 已知集合P ={(x ,y)|x|x|+y|y|=16},集合Q ={(x ,y)|kx +b 1≤y ≤kx +b 2}.若P ⊆Q ,则|b 1-b 2|k 2+1的最小值为________.14. 若对任意实数x ∈(-∞,1],都有|e xx 2-2ax +1|≤1成立,则实数a 的值为________.二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.已知△ABC 满足sin(B +π6)=2cos B.(1) 若cos C =63,AC =3,求AB 的值;(2) 若A ∈(0,π3),且cos(B -A)=45,求sin A.16. (本小题满分14分)如图,在长方体ABCDA 1B 1C 1D 1中,已知底面ABCD 是正方形,点P 是侧棱CC 1上的一点.(1) 若AC 1∥平面PBD ,求PC 1PC的值;(2) 求证:BD ⊥A 1P.如图是一块半径为4米的圆形铁皮,现打算利用这块铁皮做一个圆柱形油桶.具体做法是从圆O中裁剪出两块全等的圆形铁皮圆P与圆Q做圆柱的底面,裁剪出一个矩形ABCD 做圆柱的侧面(接缝忽略不计),AB为圆柱的一条母线,点A,B在圆O上,点P,Q在圆O 的一条直径上,AB∥PQ,圆P,圆Q分别与直线BC,AD相切,都与圆O内切.(1) 求圆形铁皮圆P半径的取值范围;(1) 请确定圆形铁皮圆P与圆Q半径的值,使得油桶的体积最大.(不取近似值)设椭圆C :x 2a 2+y 2b2=1(a>b>0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,离心率是e ,动点P(x 0,y 0)在椭圆C 上运动.当PF 2⊥x 轴时,x 0=1,y 0=e.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 延长PF 1,PF 2分别交椭圆C 于点A ,B(A ,B 不重合).设AF 1→=λF 1P →,BF 2→=μF 2P →,求λ+μ的最小值.定义:若无穷数列{a n }满足{a n +1-a n }是公比为q 的等比数列,则称数列{a n }为“M(q)数列”.设数列{b n }中b 1=1,b 3=7.(1) 若b 2=4,且数列{b n }是“M(q)数列”,求数列{b n }的通项公式;(2) 设数列{b n }的前n 项和为S n ,且b n +1=2S n -12n +λ,请判断数列{b n }是否为“M(q)数列”,并说明理由;(3) 若数列{b n }是“M(2)数列”,是否存在正整数m ,n ,使得4 0392 019<b m b n <4 0402 019?若存在,请求出所有满足条件的正整数m ,n ;若不存在,请说明理由.若函数f(x)=e x -ae -x -mx(m ∈R )为奇函数,且x =x 0时f(x)有极小值f(x 0). (1) 求实数a 的值;(2) 求实数m 的取值范围;(3) 若f(x 0)≥-2e,求实数m 的取值范围.2020届高三模拟考试试卷(一)数学附加题(满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】 在A ,B ,C 三小题中只能选做两题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.A. (选修4-2:矩阵与变换)已知圆C 经矩阵M =⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 33-2变换后得到圆C′:x 2+y 2=13,求实数a 的值.B. (选修4-4:坐标系与参数方程)在极坐标系中,直线ρcos θ+2ρsin θ=m 被曲线ρ=4sin θ截得的弦为AB ,当AB 是最长弦时,求实数m 的值.C. (选修4-5:不等式选讲)已知正实数a ,b ,c 满足1a +2b +3c=1,求a +2b +3c 的最小值.【必做题】 第22,23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.22. 如图,AA 1,BB 1是圆柱的两条母线,A 1B 1,AB 分别经过上下底面圆的圆心O 1,O ,CD 是下底面与AB 垂直的直径,CD =2.(1) 若AA 1=3,求异面直线A 1C 与B 1D 所成角的余弦值;(2) 若二面角A 1CDB 1的大小为π3,求母线AA 1的长.23. 设(1-2x)i =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a 2n x 2n (n ∈N *).记S n =a 0+a 2+a 4+…+a 2n . (1) 求S n ;(2) 记T n =-S 1C 1n +S 2C 2n -S 3C 3n +…+(-1)n S n C n n ,求证:|T n |≥6n 3恒成立.2020届高三模拟考试试卷(一)(南京、盐城)数学参考答案及评分标准1. (-∞,0]2. 53. 234. 真5. 66. 27. 238. 39. 23 10. 7 11. 3312. 1013. 4 14. -1215. 解:(1) 由sin(B +π6)=2cos B 可知32sin B +12cos B =2cos B ,移项可得tan B = 3.又B ∈(0,π),故B =π3.(2分)又由cos C =63,C ∈(0,π)可知sinC =1-cos 2C =33,(4分)故在△ABC 中,由正弦定理b sin B =c sin C 可得 AC sinπ3=ABsin C,所以AB =2.(7分)(2) 由(1)知B =π3,所以A ∈(0,π3)时,π3-A ∈(0,π3).由cos (B -A)=45即cos(π3-A)=45可得sin(π3-A)=1-cos 2(π3-A )=35 ,(10分)所以sin A =sin[π3-(π3-A)]=sin π3cos(π3-A)-cos π3sin(π3-A)=32×45-12×35=43-310.(14分)16. (1) 解:连结AC 交BD 于点O ,连结OP. 因为AC 1∥平面PBD ,AC 1⊂平面ACC 1,平面ACC 1∩平面BDP =OP ,所以AC 1∥OP.(3分)因为四边形ABCD 是正方形,对角线AC 交BD 于点O , 所以点O 是AC 的中点,所以AO =OC ,所以在△ACC 1中,PC 1PC =AOOC=1.(6分)(2) 证明:连结A 1C 1.因为ABCDA 1B 1C 1D 1为直四棱柱,所以侧棱C 1C 垂直于底面ABCD. 又BD ⊂平面ABCD ,所以CC 1⊥BD.(8分)因为底面ABCD 是正方形,所以AC ⊥BD.(10分)又AC ∩CC 1=C ,AC ⊂平面ACC 1A 1, CC 1⊂平面ACC 1A 1, 所以BD ⊥平面ACC 1A 1.(12分)因为P ∈CC 1,CC 1⊂平面ACC 1A 1,所以P ∈平面ACC 1A 1.又A 1∈平面ACC 1A 1,所以A 1P ⊂平面ACC 1A 1,所以BD ⊥A 1P.(14分) 17. 解:(1) 设圆P 半径为r ,则AB =4(2-r),所以圆P 的周长2πr =BC ≤216-4(2-r )2,(4分)解得 r ≤16π2+4,故圆P 半径的取值范围是(0,16π2+4].(6分)(2) 在(1)的条件下,油桶的体积V =πr 2·AB =4πr 2(2-r),(8分)设函数f(x)=x 2(2-x),x ∈(0,16π2+4],所以f′(x)=4x -3x 2.由于 16π2+4<43,所以f′(x)>0在定义域上恒成立,故f(x)在定义域上单调递增,即当圆P 半径r =16π2+4时,体积取到最大值.(14分)18. 解:(1) 由当PF 2⊥x 轴时x 0=1,可知c =1,(2分)将x 0=1,y 0=e 代入椭圆方程得1a 2+e 2b2=1 (*).而e =c a =1a ,b 2=a 2-c 2=a 2-1,代入(*)式得1a 2+1a 2(a 2-1)=1,解得a 2=2,故b 2=1,∴ 椭圆C 的方程为x 22+y 2=1.(4分)(2) (解法1)设A(x 1,y 1),由AF 1→=λF 1P →得⎩⎪⎨⎪⎧-1-x 1=λ(x 0+1),-y 1=λy 0,故⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-λx 0-λ-1,y 1=-λy 0, 代入椭圆的方程得(-λx 0-λ-1)22+(-λy 0)2=1 (**). (8分)又由x 202+y 20=1得y 20=1-x 202,代入(**)式得(λx 0+λ+1)2+2λ2(1-12x 20)=2, 化简得3λ2+2λ-1+2λ(λ+1)x 0=0,即(λ+1)(3λ-1+2λx 0)=0,显然λ+1≠0,∴ 3λ-1+2λx 0=0,故λ=13+2x 0.(12分)同理可得u =13-2x 0,故λ+μ=13+2x 0+13-2x 0=69-4x 20≥23,当且仅当x 0=0时取等号,故λ+μ的最小值为23.(16分)(解法2)由点A ,B 不重合可知直线PA 与x 轴不重合,故可设直线PA 的方程为x =my -1,联立⎩⎪⎨⎪⎧x 22+y 2=1,x =my -1,消去x 得(m 2+2)y 2-2my -1=0 (***).设A(x 1,y 1),则y 1与y 0为方程(***)的两个实根,由求根公式可得y 0,1=m±2m 2+2m 2+2,故y 0y 1=-1m 2+2,则y 1=-1(m 2+2)y 0.(8分) 将点P(x 0,y 0)代入椭圆的方程得x 202+y 20=1, 代入直线PA 的方程得x 0=my 0-1,∴ m =x 0+1y 0.由AF 1→=λF 1P →得-y 1=λy 0,故λ=-y 1y 0=1(m 2+2)y 20=1[(x 0+1y 0)2+2]y 20=1(x 0+1)2+2y 20=1(x 0+1)2+2(1-12x 20)=13+2x 0.(12分) 同理可得u =13-2x 0,故λ+μ=13+2x 0+13-2x 0=69-4x 20≥23,当且仅当x 0=0时取等号,故λ+μ的最小值为23.(16分)注:(1) 也可设P(2cos θ,sin θ)得λ=13+22cos θ,其余同理.(2) 也可由1λ+1μ=6运用基本不等式求解λ+μ的最小值.19. 解:(1) ∵ b 2=4,且数列{b n }是“M(q)数列”,∴ q =b 3-b 2b 2-b 1=7-44-1=1,∴ b n +1-b nb n -b n -1=1,∴ b n +1-b n =b n -b n -1,(2分)故数列{b n }是等差数列,公差为b 2-b 1=3,故通项公式为b n =1+(n -1)×3,即b n =3n -2.(4分)(2) 由b n +1=2S n -12n +λ得b 2=32+λ,b 3=4+3λ=7,故λ=1.(解法1)由b n +1=2S n -12n +1得b n +2=2S n +1-12(n +1)+1,两式作差得b n +2-b n +1=2b n +1-12,即b n +2=3b n +1-12.又b 2=52,∴ b 2=3b 1-12,∴ b n +1=3b n -12对n ∈N *恒成立,(6分)则b n +1-14=3(b n -14),而b 1-14=34≠0,∴ b n -14≠0,∴ b n +1-14b n -14=3,∴ {b n -14}是等比数列,(8分)∴ b n -14=(1-14)×3n -1=14×3n ,∴ b n =14×3n +14,∴ b n +2-b n +1b n +1-b n =(14×3n +2+14)-(14×3n +1+14)(14×3n +1+14)-(14×3n+14)=3,∴ {b n +1-b n }是公比为3的等比数列,故数列{b n }是“M(q)数列”.(10分)(解法2)同解法1得b n +1=3b n -12对n ∈N *恒成立,则b n +2=3b n +1-12,两式作差得b n +2-b n +1=3(b n +1-b n ).而b 2-b 1=32≠0,∴ b n +1-b n ≠0,∴ b n +2-b n +1b n +1-b n=3,以下同解法1.(10分)(3) 由数列{b n }是“M(2)数列”得b n +1-b n =(b 2-b 1)×2n -1, 又b 3-b 2b 2-b 1=2,∴ 7-b 2b 2-1=2,∴ b 2=3,∴ b 2-b 1=2,∴ b n +1-b n =2n , ∴ 当n ≥2时,b n =(b n -b n -1)+(b n -1-b n -2)+…+(b 2-b 1)+b 1=2n -1+2n -2+…+2+1=2n -1,当n =1时上式也成立,故b n =2n -1.(12分)假设存在正整数m ,n 使得4 0392 019<b m b n <4 0402 019,则4 0392 019<2m -12n -1<4 0402 019.由2m -12n -1>4 0392 019>1可知2m -1>2n -1,∴ m>n.又m ,n 为正整数,∴ m -n ≥1.又2m -12n -1=2m -n (2n -1)+2m -n -12n -1=2m -n +2m -n -12n -1<4 0402 019, ∴ 2m -n<4 0402 019<3,∴ m -n =1,∴ 2m -12n -1=2+12n -1,∴ 4 0392 019<2+12n -1<4 0402 019,∴ 2 0212<2n <2 020,∴ n =10,∴ m =11,故存在满足条件的正整数m ,n ,m =11,n =10.(16分)20. 解:(1) 由函数f(x)为奇函数,得f(x)+f(-x)=0在定义域上恒成立,所以 e x -ae -x -mx +e -x -ae x +mx =0,化简可得 (1-a)·(e x +e -x )=0,所以a =1.(3分)(2) (解法1)由(1)可得f(x)=e x -e -x -mx ,所以f′(x)=e x+e -x -m =e 2x -me x +1e x,其中当m ≤2时,由于e 2x -me x +1≥0恒成立,即f′(x)≥0恒成立,故不存在极小值.(5分)当m>2时,方程t 2-mt +1=0有两个不等的正根t 1,t 2(t 1<t 2),故可知函数f(x)=e x -e -x -mx 在(-∞,ln t 1),(ln t 2,+∞)上单调递增, 在(ln t 1,ln t 2)上单调递减,即在ln t 2处取到极小值, 所以m 的取值范围是(2,+∞).(9分)(解法2)由(1)可得f(x)=e x -e -x -mx ,令g(x)=f′(x)=e x +e -x -m ,则g′(x)=e x-e -x =e 2x -1ex ,故当x ≥0时,g ′(x)≥0;当x<0时,g ′(x)<0,(5分)故g(x)在(-∞,0)上递减,在(0,+∞)上递增,∴ g min (x)=g(0)=2-m. 若2-m ≥0,则g(x)≥0恒成立,f(x)单调递增,无极值点;所以g(0)=2-m<0,解得m>2,取t =ln m ,则g(t)=1m>0.又函数g(x)的图象在区间[0,t]上连续不间断,故由函数零点存在性定理知在区间(0,t)上,存在x 0为函数g(x)的零点,f(x 0)为f(x)极小值.所以m 的取值范围是(2,+∞).(9分)(3) 由x 0满足ex 0+e -x 0=m ,代入f(x)=e x -e -x -mx, 消去m 可得f(x 0)=(1-x 0)ex 0-(1+x 0)e -x 0,(11分)构造函数h(x)=(1-x)e x -(1+x)e -x ,所以h′(x)=x(e -x -e x ),当x ≥0时,e -x -e x=1-e 2x ex ≤0,所以当x ≥0时,h ′(x)≤0恒成立,故h(x)在[0,+∞)上为单调减函数,其中h(1)=-2e,(13分)则f(x 0)≥-2e可转化为h(x 0)≥h(1),故x 0≤1,由ex 0+e -x 0=m ,设y =e x +e -x ,可得当x ≥0时,y ′=e x -e -x ≥0,y =e x +e -x 在(0,1]上递增,故m ≤e +1e.综上,m 的取值范围是(2,e +1e] .(16分)2020届高三模拟考试试卷(一)(南京、盐城)数学附加题参考答案及评分标准21. A. 解:设圆C 上一点(x ,y),经矩阵M 变换后得到圆C′上一点(x′,y ′),所以⎣⎢⎡⎦⎥⎤a 33-2⎣⎢⎡⎦⎥⎤x y =⎣⎢⎡⎦⎥⎤x′y′,所以⎩⎪⎨⎪⎧ax +3y =x′,3x -2y =y′.(5分) 又圆C′:x 2+y 2=13,所以圆C 的方程为(ax +3y)2+(3x -2y)2=13, 化简得(a 2+9)x 2+(6a -12)xy +13y 2=13,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 2+9=13,6a -12=0,解得a =2.(10分)B. 解:以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴(单位长度相同)建立平面直角坐标系, 由直线ρcos θ+2ρsin θ=m ,可得直角坐标方程为x +2y -m =0.又曲线ρ=4sin θ,所以ρ2=4ρsin θ,其直角坐标方程为x 2+(y -2)2=4, (5分) 所以曲线ρ=4sin θ是以(0,2)为圆心,2为半径的圆.为使直线被曲线(圆)截得的弦AB 最长,所以直线过圆心(0,2), 于是0+2×2-m =0,解得m =4.(10分)C. 解:因为1a +2b +3c =1,所以1a +42b +93c=1.由柯西不等式得a +2b +3c =(a +2b +3c)(1a +42b +93c)≥(1+2+3)2,即a +2b +3c ≥36, (5分)当且仅当1a a =42b 2b =93c3c,即a =b =c 时取等号,解得a =b =c =6,所以当且仅当a =b =c =6时,a +2b +3c 取最小值36.(10分)22. 解:(1) (1) 以CD ,AB ,OO 1所在直线建立如图所示空间直角坐标系Oxyz.由CD =2,AA 1=3,所以A(0,-1,0),B(0,1,0),C(-1,0,0),D(1,0,0),A 1(0,-1,3),B 1(0,1,3),从而A 1C →=(-1,1,-3),B 1D →=(1,-1,-3),所以cos 〈A 1C →,B 1D →〉=-1×1+1×(-1)+(-3)×(-3)(-1)2+12+(-3)2×12+(-1)2+(-3)2=711, 所以异面直线A 1C 与B 1D 所成角的余弦值为711.(4分)(2) 设AA 1=m>0,则A 1(0,-1,m),B 1(0,1,m),所以A 1C →=(-1,1,-m),B 1D →=(1,-1,-m),CD →=(2,0,0).设平面A 1CD 的一个法向量n 1=(x 1,y 1,z 1),所以⎩⎪⎨⎪⎧n 1·CD →=2x 1=0,n 1·A 1C →=-x 1+y 1-mz 1=0,所以x 1=0,令z 1=1,则y 1=m ,所以平面A 1CD 的一个法向量n 1=(0,m ,1),同理可得平面B 1CD 的一个法向量n 2=(0,-m ,1).因为二面角A 1CDB 1的大小为π3,所以||cos 〈n 1,n 2〉=|m·(-m )+1×1m 2+12·(-m )2+12|=12,解得m =3或m =33,由图形可知当二面角A 1CDB 1的大小为π3时, m = 3.(10分)注:用传统方法也可,请参照评分.23. (1) 解:令x =1得a 0+a 1+a 2+…+a 2n =0.令x =-1得a 0-a 1+a 2-a 3+…-a 2n -1+a 2n =31+32+…+32n =32(9n -1),两式相加得2(a 0+a 2+a 4+…+a 2n )=32(9n -1),∴ S n =34(9n -1).(3分)(2) 证明:T n =-S 1C 1n +S 2C 2n -S 3C 3n +…+(-1)n S n C nn =34{[-91C 1n +92C 2n -93C 3n +…+(-1)n 9n C n n ]-[-C 1n +C 2n -C 3n +…+(-1)n C n n ]} =34{[90C 0n -91C 1n +92C 2n -93C 3n +…+(-1)n 9n C n n ]-[C 0n -C 1n +C 2n -C 3n +…+(-1)n C n n ]} =34[90C 0n -91C 1n +92C 2n -93C 3n +…+(-1)n 9n C n n ] =34[C 0n (-9)0+C 1n (-9)1+C 2n (-9)2+…+C n n (-9)n ] =34[1+(-9)]n =34×(-8)n (7分) 要证|T n |≥6n 3,即证34×8n ≥6n 3,只需证明8n -1≥n 3,即证2n -1≥n ,当n =1,2时,2n -1≥n 显然成立;当n ≥3时,2n -1=C 0n -1+C 1n -1+…+C n -1n -1≥C 0n -1+C 1n -1=1+(n -1)=n ,即2n -1≥n , ∴ 2n -1≥n 对n ∈N *恒成立. 综上,|T n |≥6n 3恒成立.(10分)注:用数学归纳法或数列的单调性也可证明2n -1≥n 恒成立,请参照评分.。
江苏省南京市2020届高三年级月考模拟考试数学试卷及参考答案
江苏省南京市2020届高三年级月考模拟考试2019.12数 学 Ⅰ一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位......置上... 1.已知全集{}1,0,2U =-,集合{}1,0A =-,则U C A = ▲ . 2.已知复数z =(i 为虚数单位),复数的共轭复数为z ,则z z ⋅= ▲ . 3.用分层抽样的方法从某校学生中抽取一个容量为30的样本,其中高一年级抽12人,高三年级抽8人,若该校高二年级共有学生500人,则该校学生总数为 ▲ . 4.执行如图所示的伪代码,若0x =,则输出的y 的值为 ▲ . 5.已知42a =,log 2a x a =,则正实数x = ▲ . 6.函数1()ln f x x=的定义域记作集合D .随机地投掷一枚质地均匀的正方体骰子(骰子的每个面上分别标有点数1,2,,6),记骰子向上的点数为t ,则事件“t D ∈”的概率为 ▲ . 7.已知锐角θ满足θθcos 6tan =,则=-+θθθθcos sin cos sin ▲ .8.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若bsinAsinB 十acos 2B - 2c ,则a c的值为 ▲ .9.已知椭圆 C 1 : 22221x y a b+= (a > b > 0) 与圆 C 2 : 222x y b += ,若椭圆 C 1 上存在点 P ,由点P 向圆 C 2 所作的两条切线 PA , PB 且 ∠APB = 60︒ ,则椭圆 C 1 的离心率的取值范围是▲ .10.将一个半径为8cm 、圆心角为4π的扇形薄铁片,焊接成一个圆锥形容器,则这个圆锥形容器的容积等于 ▲ 3cm .11.已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,若367,63S S ==,则789a a a ++= ▲ .12.已知点P 是圆22:4O x y +=上的动点,点(4,0)A ,若直线1y kx =+上总存在点Q ,使点Q 恰是线段AP 的中点,则实数k 的取值范围为 ▲ .13.如图,在正△ABC 中,点G 为边BC 上的中点,线段, AB AC 上的动点, D E 分别满足, (12) ()AD AB AE AC λλλ==-∈R ,设DE 中点为F ,记||()||FG R BC λ=,则()R λ的取值范围为 .14.已知函数1()2cos sin 2262x x f x π⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭,若对任意实数15[,]62x ππ∈--,都存在唯一的实数2[0,]x m ∈,使得12()()0f x f x +=,则实数m 的范围是 ▲ .二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答..........,解答时应写出文字说明、证明过程或计算步骤. 15. (本小题满分14分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,点P 限内的动点,过点P 作x 轴的垂线分别与x 轴,直线y x =点M ,N ,设MOP ∠=α,(0)4πα∈,.(1)若1sin 5α=,求cos PON ∠; (2)求OP ON ⋅uur uuu r的最大值.16.(本小题满分14分)如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是平行四边形,PA ⊥平面ABCD ,M 是AD 中点,N 是PC 中点.(1)求证:MN ∥平面PAB ;(2)若平面PMC ⊥平面PAD ,求证:(第16题图)17.(本小题满分14分) 为丰富市民的文化生活,市政府计划在一块半径为100m 的扇形土地OAB 上建造市民广场.规划设计如图:矩形EFGH (其中E ,F 在圆弧AB 上,G ,H 在弦AB 上)区域为运动休闲区,△OAB 区域为文化展示区,其余空地为绿化区域,已知P 为圆弧AB 中点,OP 交AB 于M ,cos ∠POB =720,记矩形EFGH 区域的面积为Sm 2. (1)设∠POF =θ(rad),将S 表示成θ的函数; (2)求矩形EFGH 区域的面积S 的最大值.18.(本小题满分16分)如图,已知椭圆2222:1x y E a b +=(0a b >>)的长轴为AB ,过点B 的直线l 与x 轴垂直,椭圆E 上一点与椭圆E 的长轴的两个端点构成的三角形的最大面积为2,且椭圆E 的离心率e =. (1)求椭圆E 的标准方程;(2)设P 是椭圆E 上异于A 、B 的任意一点,连接AP 并延长交直线l 于点M ,N 为MB 的中点.①若点1F 为椭圆的左焦点,点2F 为椭圆的右焦点,1F 关于直线PN 的对称点为Q ,当点P的坐标为时,求证:点2,,P Q F 三点共线.②试判断直线PN 与椭圆E 的位置关系,并证明你的结论.19.(本小题满分16分)已知函数1)(3++-=mx x x f ,R ∈m .(1)若函数()y f x =的图象在1x =处的切线垂直于直线210x y -+=,求m 的值; (2)求函数)(x f 的单调区间;(3)若函数)(x f 在()2,1-上的极小值也是)(x f 的最小值,求实数m 的取值范围. 20.(本小题满分16分)已知数列{}n a 是各项均为正数的等差数列.(1)若12a =,且2a ,3a ,41a +成等比数列,求数列{}n a 的通项公式n a ; (2)在(1)的条件下,数列{}n a 的前n 和为n S ,设122111n n n nb S S S ++=+++,若对任意的n *∈N ,不等式n b k ≤恒成立,求实数k 的最小值;(3)若数列{}n a 中有两项可以表示为某个整数(1)c c >的不同次幂,求证:数列{}n a 中存在无穷多项构成等比数列.江苏省南京市2020届高三年级月考模拟考试数学Ⅱ(附加题)21.[选做题]本题包括A 、B 、C 三小题,请选定其中两题.......,并在相应的答题区域内作答.............若多做,则按作答的前两题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A .[选修4-2:矩阵与变换](本小题满分10分)已知矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡=11-b a A ,其中R b a ∈,,若点)2,1(P 在矩阵A 的变换下得到的点)4,2(1P(1)求实数b a ,的值;(2)求矩阵A 的逆矩阵.B .[选修4-4:坐标系与参数方程](本小题满分10分)在极坐标系中,已知圆A 极坐标方程为6cos =ρθ,点M 为圆A 上异于极点O 的动点,求弦OM 中点的轨迹的直角坐标方程.C .[选修4-5:不等式选讲](本小题满分10分) 已知:2a x ∈≥,R .求证:|1|||x a x a -++-≥3.22. (本小题满分10分)某射手每次射击击中目标的概率是23,且各次射击的结果互不影响,假设这名射手射击3次.(1)求恰有2次击中目标的概率;(2)现在对射手的3次射击进行计分:每击中目标1次得1分,未击中目标得0分;若仅有2次连续击中,则额外加1分;若3次全击中,则额外加3分.记X 为射手射击3次后的总得分,求X 的概率分布列与数学期望()E X .23.(本小题满分10分)已知抛物线C :22(0)x py p =>过点(2,1),直线l 过点(0,1)P - 与抛物线C 交于,A B 两点.点A 关于y 轴的对称点为A ',连接A B '. (1)求抛物线C 的标准方程;(2)问直线A B '是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请请说明理由.高三数学参考答案及评分标准一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.请把答案填写在答题卡相应位......置上... 1.{2} 2.14 3.1500 4.1 5. 126. 56 7.8. 2 9.3[,1)11. 448 12. 4[,0]3- 13. 1,24⎡⎢⎣⎦14. 5[,)26ππ二、解答题:本大题共6小题,共计90分.请在答题卡指定区域内作答..........,解答时应写出文字说明、证明过程或计算步骤. 15. (本小题满分14分)(1)因为MOP ∠=α,(0)4πα∈,,且点P 在以原点为圆心 的单位圆上,所以点P 坐标为()cos ,sin αα, 又PN x ⊥轴,点N 在直线y x =上, 所以点N 坐标为()cos ,cos αα,因为1sin 5α=,且(0)4πα∈,,所以cos α=所以1cos cos 4225PON π⎛⎫∠=-α=⋅= ⎪⎝⎭;(2) ()()2cos ,sin cos ,cos cos sin cos OP ON ⋅=αα⋅αα=α+ααu u u r u u u r()1cos2111sin 2sin 2cos22222+α=+α=α+α+ 1242π⎛⎫=α++ ⎪⎝⎭, 当242ππα+=,即8πα=时,OP ON ⋅uur uuu r 1216.(本小题满分14分)证明:(1)取PB 中点E ,连EA ,EN ,PBC ∆中,//EN BC 且12EN BC =, 又12AM AD =,//AD BC ,AD BC =得//EN =AM ,四边形ENMA 是平行四边形, 得//MN AE ,MN ⊄平面PAB ,AE ⊂平面PAB ,//MN ∴平面PAB (2)在平面PAD 内过点A 作直线PM 的垂线,垂足为H , 平面PMC ⊥平面PAD ,平面PMC平面PAD PM =,AH PM ⊥,AH ⊂平面PADAH ∴⊥平面PMC ,CM ⊂平面PMC ,AH ∴⊥CM ,PA ⊥平面ABCD ,CM ⊂平面ABCD ,∴PA ⊥CM ,PA AH A =,PA 、AH ⊂平面PAD ,CM ⊥平面PAD ,AD ⊂平面PAD ,CM AD ∴⊥.17.(本小题满分14分)(1)由题意知100OF OB ==. 7cos 1003520OM OB POB =∠=⨯= 在矩形EFGH 中,2sin 200sin EF OF POF θ=∠=…………………………2分cos 100cos 35FG OF POF OM θ=∠-=-故200sin (100cos 35)1000sin (20cos 7)S EF FG θθθθ==-=-g g ………4分 即所求函数关系是1000sin (20cos 7).0S POB θθθ=-<<∠………………6分(2)令()1000sin (20cos 7).0f POB θθθθ=-<<∠则2()1000cos (20cos 7)1000sin (20sin )1000(40cos 7cos 20)f θθθθθθθ=-+-=--…………………………8分由'()0f θ=,即240cos 7cos 200θθ--=,解得:4cos 5θ=或5cos 8θ=-. 因为0POB θ<<∠,所以cos cos POB θ>∠,所以4cos 5θ=………………10分设04cos 5θ=,且00POB θ<<∠则当0(0,)θθ∈时,'()0f θ>,()f θ是增函数,当0(,)POB θθ∈∠时,'()0f θ<,()f θ是减函数…………………………………………………………………………12分所以当0θθ=,即4cos 5θ=时,()f θ取得最大值,此时S 有最大值为25400m 即区域EFGH 的面积最大值为25400m ……………………………………………14分 18.(本小题满分16分)解(1)依题设条件可得:2ab =,c a =.又222a c b -=,解得24a =,21b =, 所以椭圆E 的标准方程为2214x y +=..……………4分(2)①直线AP的方程为2)=+y x ,求得点M的坐标为,点N的坐标为,直线PN 的斜率1=-k直线PN的方程为=-+y x ,.………………6分设左焦点F ()关于直线PN 的对称点为11(,)Q x y,则112=⎪=-⎪⎩y ,解得11⎧=⎪⎨=⎪⎩x y即Q ,. ………………8分所以直线PQ的斜率14=k 直线2PF的斜率24===+k 所以12=k k ,即点2,,P Q F 三点共线. ………………10分 ②直线PN 与椭圆E 相切于点P .证明如下: 设00(,)P x y ,又(2,0)A -,所以直线AP 的方程为00(2)2y y x x =⋅++, 令2x =,得0042y y x =+,即004(2,)2y M x +..………………12分 又(2,0)B ,N 为MB 的中点,所以002(2,)2yN x +于是直线PN 的方程为000022()2y y x y y x x x -+-=⋅--,即000020()4x yy x x y x =-+-.因为220014x y +=,所以220044x y -=-,所以000020()4x y y x x y y =-+-,整理得0044x xy y -=.………………14分由22001444x y y x x y y ⎧+=⎪⎪=⎨-⎪=⎪⎩消去y 并整理得22220000(4)816160x y x x x y +-+-=,即220020x x x x -+=,此方程的根的判别式2200(2)40x x ∆=--=,所以直线PN 与椭圆E 相切 于点P .………………16分 19.(本小题满分16分) (1)'2()3f x x m =-+因为函数1)(=x x f 在处的切线垂直于直线210x y -+=所以'(1)2f =-,即32m -+=-,所以1m =;………………………3分 (2)'2()3f x x m =-+,当0m ≤时,'()0f x ≤恒成立,所以函数)(x f 的单调减区间为(,)-∞+∞,无增区间;………………………4分所以单调增区间为:( ………………………8分 (3)由(2)知)(x f 的极小值为(f ,令0x = 设方程0()()f x f x =的根为t ,则330011x mx t mt -++=-++,即22000()()0t x t tx x m -++-=,………………………10分 所以22000,t tx x m ++-=因为0()()f x f x =有两个相等实根0x ,所以22000t tx x m ++-=必有一根为0x ,………………………12分设另一个根为3t ,则300t x x +=-, 所以302t x =-,即12030,2t t x t x ===-,即3t =………………………14分 因为函数)(x f 在区间()2,1-上的极小值也是)(x f 的最小值,所以133⎧-<-⎪⎪⎨⎪≥⎪⎩,解得332m ≤<所以实数m 的取值范围为⎪⎭⎫⎢⎣⎡3,23 ………………………16分20.(本小题满分16分) (1)因为213242,.(1)a a a a ==+又因为{}n a 是正项等差数列,故0d ≥所以2(22)(2)(33)d d d +=++,得2d =或1d =-(舍去) ,所以数列的通项公式2n a n =.………………………………………………4分(2) 因为(1)n S n n =+,122111111(1)(2)(2)(3)2(21)n n n n b S S S n n n n n n ++=+++=++++++++,1111111223221n n n n n n =-+-++-+++++ 211112123123n nn n n n n n=-==++++++, 令1()2(1)f x x x x =+≥,则21()2f x x x'=-.当1x ≥时,()0f x '>恒成立, 所以()f x 在[1,)+∞上是增函数.故当1x =时,min [()](1)3f x f ==,即当1n =时,max 1[]6n b =, 要使对任意的正整数n , 不等式n b k ≤恒成立,则须使max 1]6n k b =≥[, 所以实数k 的最小值为16.…………………………10分(3)因为这个数列的所有项都是正数,并且不相等,所以0d >,设,,r s i j c a c a ==其中,i j a a 是数列的项,c 是大于1的整数,,r s i j <<, 令t s r =-,则(1)s r r t c c c c -=-,{}n a故s r j i c c a a -=-是d 的整数倍,对c 的r kt +次幂r kt c +, 所以(1)(1)(1)(1)r kt r r kt r t k t c c c c c c c +--=-=-++,右边是d 的整数倍.所有r kt c +这种形式是数列{}n a 中某一项,因此有等比数列{}n b ,其中1,r t s r b c q c c -===. …………………………16分数学Ⅱ(附加题)参考答案与评分标准A.解:(1)因为⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-422111b a ,……………………2分所以⎩⎨⎧=+=-4222b a 所以⎩⎨⎧==24b a .……………………4分(2)61214)det(=-=A ,……………………6分⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=-32316161646261611A .……………………10分 B .解:设弦OM 中点为(,)N ρθ,则(2,)M ρθ,因为点M 在圆A 上,由圆A 的极坐标方程为6cos =ρθ,所以26cos =ρθ, 即3cos =ρθ, ……………………………4分 又点M 异于极点O ,所以0ρ≠,所以弦OM 中点的轨迹的极坐标方程为3cos (0)=≠ρθρ.…………………………6分即直角坐标方程为2230(0)+-=≠x y x x ……………………………………………10分C .因为|m|+|n|≥|m -n|,所以|1|||1()21|x a x a x a x a a -++--+---≥||=|..................................... 8分 又a ≥2,故21|a -|≥3.所以|1|||3x a x a -++-≥. (10)分22. 解:(1)设X 为射手在3次射击中击中目标的次数,则X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,23.在3次射击中,恰有2次击中目标的概率P (X =2)=C 23×⎝ ⎛⎭⎪⎫232×⎝ ⎛⎭⎪⎫1-23=49. ………………………………………5分(2)由题意可知,X 的所有可能取值为0,1,2,3,6.P (X =0)=⎝ ⎛⎭⎪⎫133=127; P (X =1)=123212()339C =;P (X =2)=23×13×23=427; P (X =3)=⎝ ⎛⎭⎪⎫232×13+13×⎝ ⎛⎭⎪⎫232=827;P (X =6)=⎝ ⎛⎭⎪⎫233=827.X8分所以X 的数学期望()E X =2488861236927272727⨯+⨯+⨯+⨯=.………………10分23. 解:(1)将点(2,1)代入抛物线C :22x py =的方程得,2p = 所以,抛物线C 的标准方程为24x y = ……………………4分 (2)设直线l 的方程为1y kx =-,又设1122(,),(,)A x y B x y ,则11(,)A x y '-由2141y x y kx ⎧=⎪⎨⎪=-⎩ 得2440x kx -+= 则2121216160,4,4k x x x x k ∆=->⋅=+=所以22212121211244()4A Bx x y y x x k x x x x '---===--+ 于是直线A B ' 的方程为22212()44x x x y x x --=- ……………………8分所以,2212212()1444x x x x x y x x x --=-+=+当0x =时,1y =所以直线A B '过定点(0,1). ……………………10分。
南京市2020届高三三模评分细则(1)
南京三模评分细则一、语知部分7.(1)“驱驰”译成“奔走、驰骋”皆可;“按”译成“查考、考察”皆可;“气何盛也”译成“意气是多么的盛大啊”亦可。
按答案点赋分,除答案所列五点外,五句中如有译错的,统一一次性扣除1分。
(2)第一句2分,按参考答案赋分:“所叙”“易”为得分点;第二句1分,“于”为得分点,可译成“对、对于”,第三句2分,“欷歔而流泪”1分,“若欲为……者”译成“好像要为此……的样子”1分。
8.本题是理解概括题,不是简要概括题,答案应从“韩愈”“我的朋友”两个角度理解概括,每个角度理解概括正确1分,意思对即可,如:韩愈当年未对宗元伸以援助;我的友人为我的遭遇出力救援。
9.角度:其五答“视觉”虽是套答、浅层理解、未作深刻分析归纳,但也算对;答“形状、状貌”归入“形态”。
手法:其四答“虚实”归入“想象”。
10.其四表达的心境是孤独、凄凉;其五“溪上层阴定解严”表达的是一种期盼;最后两句透露出一种豁达、乐观。
扣诗句分析略。
三种心境,学生概括、区分正确,每种1分,意对即可。
每种心境分析,扣诗句展开、理解正确1分。
第一种心境“情绪低落、消沉”等,第二种心境写“希冀、希望”等,第三种心境写“舒畅、开阔、积极向上”,都可以算意思对。
11.(1)“行有不得者,皆反求诸己”因简化、泛用为“行有不得,反求诸己”,故后半句“皆”字有无都给分。
13.(1)答到“语言描写”“细节描写”“第一人称复数”(手法)可各得1分(最多可得2分);从效果来答:胖子“谦逊”“彬彬有礼”“渴望被理解”“羞愧”等可得1分。
(2)答到“对比”“想象”“心理描写”可得1分(最多1分);答到“为下文‘我’的改变做铺垫”“‘我’对鲁迪这类人只关注胖的不认同”可得1分。
14.可从叙事特点和内容主旨两个方面来作答:从叙事特点来回答“记流水账”,能答到(1)用第一人称来展开叙述(视角)(2)运用对话体(口述)讲述(表达)(3)平铺直叙,情节平淡(情节)(4)没有过多修饰(语言),可各得1分。
- 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)。
F E D
S 0
For i From 1 To 4 S S+i End For Print S
+ 2 f (-x ), x > 0,
南京市
届高三年级第三次模拟考试
一、填空题:本大题共 14
分,共计 分.请把答案填写在答题卡相应位置上.
.已知集合 A = {x |2 < x < 4}, B {x |1 < x < 3}, 则 ▲ .
2. 若 z = a
+ i (i 是虚数单位)是实数,则实数 a 的值为 ▲.
1 i
3. 某校共有教师 300 人,男学生 1200 人,女学生 1000 人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为 125 的样本,则从男学生中抽取的人数为 ▲ .
4. 如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为 ▲ .
5. 将甲、乙、丙三人随机排成 一行,则甲、乙两人相邻的概率为 ▲ .
6
. 已知函数 f (x ) = 2sin (ωx + φ) (其中 ω > 0, - π < φ ≤ π )的部分图
2
2
象如图所示,则 f (π ) 的值为 ▲
.
7. 已知数列 {a n } 为等比数列.若 a 1 = 2,且 a 1, a 2, a 3 - 2 成等差数列,则 {a n } 的前 n 项和为 ▲ . 8
. 在平面直角坐标系 x O y 中,已知双曲线 x 2 - y 2 = ( > , > )
a 2
b 2 1 a 0 b 0 的右焦点为 F .若以 F 为圆心 , a 为半径的圆交该双曲线的一条斯近线于 A , B 两点, 且 AB = 2 b 则该双曲线的离心率为 ▲ .
9. 若正方体 ABCD - A 1B 1C 1D 1 的棱长为 2, 则三棱锥 A - B 1CD 1 的体积为 ▲ .
10. 已知函数 f ( x ) =
x + 2, x ≤ 0
g ( x ) = f ( x - 2 ). 若 g ( x - 1 ) ≥ 1 , 则实数 x 的取值范围为
▲ .
11. 在平面直角坐标系 xOy 中, A , B 是圆 O : x 2 + y 2
= 2 上两个动点,且 OA ⊥ OB .若 A , B 两点到直线 l : 3x + 4y - 10 = 0 的距离分别为 d 1 , d 2, 则 d 1 + d 2 的最大值为 ▲ .
12. 若对任意 a ∈ [e , + ∞) (e 为自然对数的底数),不等式 x ≤ e ax + b 对任意 x ∈ R 恒成立,则实数 b
的取值范围为 ▲
.
13. 已知点 P 在边长为 4 的等边三角形 ABC 内,满足 AP = λAB +μAC , 且 2λ + 3μ = 1, 延长 AP 交边
BC 于点 D . 若 BD = 2DC ,则 PA ∙ PB 的值为 ▲ .
14. 在 △ A BC 中, ∠ A = π , D 是 BC 的中点.若 A D ≤ 2
BC , 则 sin B sin C 的最大值为 ▲
.
3
2 二、解答题:本大题共 6 小题,共计 90 分.请在答题卡指定区域内 P
作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15.(本小题满分 14 分)
如图,在四棱锥 P - ABCD 中 , 底面 ABCD 为矩形 , 平面 PAD ⊥ 平 面 ABCD , PA ⏊ PD , E , F 分别为 AD , PB 的中点 . C
求证 : (1) EF // 平面 PCD ; (2)平面 PAB ⏊ 平面 PCD .
A
B
y
-π
2
3 O
2
π 3
x
-2
北
B
16.(本小题满分 14 分)
已知向量 m = (cos x , sin x ), n = (cos x , - sin x ),函数 f (x ) = m ∙ + 1
.
2 (1)若 f ) = 1, x ∈ (0, π), t an (x + π
) 的值;
2 4
(2)若 f (a ) = - 1 , a ∈ π , 3π , sin β = 7 2 , β ∈ (0, π
),求 2α + β 的值.
10 2 4 10 2
17.(本小题满分 14 分)
如图 , 港口 A 在港口 O 的正东 100 海里处,在北偏东方向有条直线航道 OD ,航道和正东方向之间
有一片以 B 为圆心,半径为 8 5 海里的圆形暗 礁群 ( 在这片海域行船有触礁危险 ),其中 OB =
20 13 海里 , t a n ∠ A O B = 2 , c o s ∠ A OD = 3 5 5 现一艘科考船以 10 5 海里 / 小时的速度从 O 出发
沿 OD 方向行驶,经过 2 个小时后,一艘快艇以 50 海里 / 小时的速度准备从港口 A 出发 , 并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇 .
(1) 若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险 , 并说明理由 ; (2) 在无触礁危险的情况下,若快艇再等 x 小时出发 , 求 x 的最小
值 .
18.(本小题满分 16 分)
x 2
O
y 2
A
东
3 如图,在平面直角坐标系 x O y 中,椭圆 C : a 2 + b 2 = 1(a > b > 0) 经过点 (-2, 0) 和 (1,
C 上三点 A , M , B 与原点 O 构成一个平行四边形
AMBO .
(1) 求椭圆 C 的方程;
(2) 若点 B 是椭圆 C 左顶点,求点 M 的坐标;
(3) 若 A , M , B , O 四点共圆,求直线 AB 的斜率.
),椭圆 2
y
M
A
B
O
x
e
n
2n
19.(本小题满分 16 分)
x 已知函数 f (x ) = x 2 - ax + a
(a ∈ R 为自然对数的底数.
(1) 若 a = 1,求函数 f (x ) 的单调减区间;
(2)
若函数 f (x ) 的定义域为R (a ),求 a 的取值范围;
(3) 证明:对任意 a ∈ (2, 4),曲线 y = f (x ) 上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标
原点.
20.(本小满分 16 分)
若数列 a n 满足 n ≥ 2, 时, a ≠ 0, 则称数列
a n
a n + 1
(n ∈ N
a n
的“L 数列”.
(1)若 a 1 = 1,且 a n 的“L 数列”为 1 ,求数列 a n 的通项公式;
(2)若 a n = n + k - 3(k > 0),且 a n 的“L 数列”为递增数列,求 k 的取值范围;
(3)若 a n = 1 + p n - 1,其中 p > 1,记 a n
的“L 数列”的前 n 项和为 S n ,试判断是否存在等差数列 c n ,对任意 n ∈ N ,都有 c n < S n < c n + 1 成立,并证明你的结论.
y = sin θ
数学Ⅱ(附加题)
21.【选做题】本题包括 A 、B 、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. A.[选修
2:矩阵与变换 (本小题满分 10 分)
a ∈ R
1) 在矩阵 A 的变换下得到点 P (0, -2).
1)求矩阵
(2)求点 Q (0, 3) 经过矩阵 A
次变换后对应点 Q
的坐标.
B.[选修
4:坐标系与参数方程 (本小题满分 10 分)
线 C 的参数方程为 x 1 + c o s θ,
(θ 为参数),直线 l 的参数方程
为
x = y = 1 +
为参数),求曲线 C 上的点到直线 l 的距离的最大值.
C .[选修
:不等式选讲 10 分)
非负实数,求证: a 3 + b 3 ≥ ab (a 2 + b 2).
A 1 A
【必做题】第 22 题、第 23 题,每题 10 分,共计 20 分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分 10 分)
如图,在直三棱柱中 ABC - A 1B 1C 1, AB ⏊ AC , AB = 3, AC = 4, B 1C ⏊ AC 1.
(1) 求 AA 1 的长;
(2) 试判断在侧棱 BB 1 上是否存在点 P ,使得直线 PC 与平面 AA 1C 1C 所成角和二面角 B - A 1C -
A 的大小相等,并说明理由.
B 1
C 1
P
B
C
23.(本小题满分 10 分)
口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球 2n + 1(n ∈ N 次.若取出白球的累计次数达到 n + 1 时,则终止取球且获奖,其它情况均不获奖.记获奖概率为 P n .
(1) 求 P 1;
(2) 证明: P n + 1
< P n .。