2020年广东省六校联盟高考数学第四次联考试卷(文科)
2020届广东省六校联盟高三下学期第四次联考数学(文)试题解析
2020届广东省六校联盟高三下学期第四次联考数学(文)试题一、单选题1.已知集合{}0A x x =<,{B x y ==,则( ) A .{}0A B x x ⋂=< B .A B =R C .{}1A B x x ⋃=≥ D .AB =∅答案:A先求得集合{|1}B x x =≤,再结合集合的交集、并集的运算,即可求解. 解:由集合{{|1}B x y x x ===≤,又由集合{}0A x x =<,所以{}0A B x x ⋂=<,{}1A B x x ⋃=≤. 故选:A. 点评:本题主要考查了集合的交集、并集的运算,其中解答中熟记集合的交集、并集的概念与运算是解答的关键,着重考查运算与求解能力. 2.若复数22m iz i+=-是纯虚数(i 为虚数单位),则实数m 的值是( ) A .4- B .1-C .1D .4答案:C利用复数除法运算化简z ,根据z 为纯虚数求得m 的值. 解:依题意()()()()()22224225m i i m m i z i i ++-++==-+,由于z 为纯虚数,所以220m -=,解得1m =. 故选:C 点评:本小题主要考查复数的除法运算,考查纯虚数的概念,属于基础题.3.学校为了解学生在课外读物方面的支出情况,抽取了n 个同学进行调查,结果显示这些同学的支出都在[10,50)(单 位:元),其中支出在[)30,50(单位:元)的同学有67人,其频率分布直方图如图所示,则n 的值为( )A .100B .120C .130D .390答案:A试题分析:支出在[)30,50的同学的频率为1(0.010.023)100.67-+⨯=,671000.67n ==. 【考点】频率分步直方图.4.“-3<m <5”是“方程22153x y m m +=-+表示椭圆”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件答案:B求出曲线方程表示椭圆的参数m 的取值范围,然后根据充分必要条件的定义判断. 解:方程22153x ym m +=-+表示椭圆的条件是503053m m m m ->⎧⎪+>⎨⎪-≠+⎩,即35m -<<且1m ≠,故题中应为必要不充分条件,故选B . 点评:方程221Ax By +=或221x y A B+=表示椭圆的条件是0,0,A B A B >>≠且,方程221Ax By -=或221x y A B-=表示双曲线的条件是0AB >.5.我国古代名著《九章算术》用“更相减损术”求两个正整数的最大公约数是一个伟大创举,这个伟大创举与“辗转相除法”实质一样.如图的程序框图源于“更相减损术”,当输入98m =,63n =时,输出的m 的值是( )A .28B .14C .7D .0答案:C按照程序框图运行程序,逐一循环,即可求解运算的结果. 解:按照程序框图运行程序,输入:98m =,63n =,m n >,则35m =,63n =; m n <,则35m =,28n =;m n >,则7m =,28n =; m n <,则7m =,21n =; m n <,则7m =,14n =;m n <,则7m =,7n =,满足m n =,输出7m =.故选:C 点评:本题考查根据程序框图的循环结构计算输出结果、程序框图的功能问题,属于基础题. 6.设D 为ABC 所在平面内一点,且3BC CD =,则( ) A .1233AD AB AC =+ B .2133AD AB AC =+ C .4133AD AB AC =- D .1433AD AB AC =-+ 答案:D利用平面向量基本定理,把,AB AC 作为基底,再利用向量的加减法法则把向量AD 用基底表示出来即可. 解:解:因为3BC CD =,所以11()33CD BC AC AB ==-,所以114()333AD AC CD AC AC AB AB AC =+=+-=-+, 故选:D点评:此题考查了平面向量基本定理和向量的加减法法则,属于基础题. 7.已知cos 4223θπ⎛⎫+=⎪⎝⎭,则sin 2θ的值是( ) A .79-B .29-C .29D .79答案:A将已知展开化简可得cos si 43n θθ-=平方后,再结合sin 22sin cos θθθ=即可解决. 解: 由已知,cos 4223θπ⎛⎫+=⎪⎝⎭化简, 即)cos cos cos sin sin cos sin 44222234θθθπππθθ⎛⎫+=-=-=⎪⎝⎭, 即cos si 43n θθ-=,平方可得:161sin 29θ-=,解得:7sin 29θ=-. 故选:A. 点评:本题考查已知三角函数值求三角函数值的问题,解这类题的关键是找到已知式与待求式之间的联系与差异,本题是一道基础题.8.如图,正方形ABCD 的边长为1,分别以A ,C 为圆心,1为半径作圆,在正方形内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是( )A .22π-B .23π-C .12π- D .13π- 答案:C将阴影部分拆分成两个小弓形,从而可求解出阴影部分面积,根据几何概型求得所求概率. 解:解:如图所示:阴影部分可拆分为两个小弓形,则阴影部分面积:221112(11)1422S ππ'=⨯⨯-⨯=-,正方形面积:1S =,∴所求概率12S p S π'==-, 故选:D . 点评:本题考查利用几何概型求解概率问题,属于基础题. 9.己知函数()31ln1xf x x x+=+-,若()() 10f m f m ++>,则实数m 的取值范围是( )A .11,2⎛⎫-- ⎪⎝⎭B .1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭C .1,12⎛⎫- ⎪⎝⎭D .1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭答案:B先判断()f x 为()1,1-上的奇函数且为单调增函数,从而可解函数不等式()() 10f m f m ++>.解: 由题设可得101xx+>-,故()1,1x ∈-即函数的定义域为()1,1-. ()()()3311ln ln 11x x f x x x f x x x-+-=-+=--=-+-,故()f x 为()1,1-上的奇函数.令()121,1,111x t x x x+==-+∈---,则11x t x +=-为()1,1-上的增函数,故1ln 1x y x+=-为()1,1-上的增函数,又3y x =也为()1,1-上的增函数.故()f x 为()1,1-上的单调增函数.因为()() 10f m f m ++>,故()()()11f m f m f m >-=--+,所以111111m m m m >--⎧⎪-<<⎨⎪-<--<⎩,故102m -<<.故选:B. 点评:本题考查函数的单调性和奇偶性以及函数不等式的求解,考虑函数性质时,注意利用简单函数的性质以及复合函数性质的讨论方法来解决,函数不等式的求解,关键是函数单调性和奇偶性的确定.10.如图,正三棱柱111ABC A B C -各条棱的长度均相等,D 为1AA 的中点,,M N 分别是线段1BB 和线段1CC 的动点(含端点),且满足1BM C N =,当,M N 运动时,下列结论中不正确...的是A .在DMN ∆内总存在与平面ABC 平行的线段B .平面DMN ⊥平面11BCC B C .三棱锥1A DMN -的体积为定值D .DMN ∆可能为直角三角形 答案:DA 项用平行于平面ABC 的平面与平面MDN 相交,则交线与平面ABC 平行;B 项利用线面垂直的判定定理;C 项三棱锥1A DMN -的体积与三棱锥1N A DM -体积相等,三棱锥1N A DM -的底面积是定值,高也是定值,则体积是定值;D 项用反证法说明三角形DMN 不可能是直角三角形. 解:A 项,用平行于平面ABC 的平面截平面MND ,则交线平行于平面ABC ,故正确;B 项,如图:当M 、N 分别在BB 1、CC 1上运动时,若满足BM=CN,则线段MN 必过正方形BCC 1B 1的中心O,由DO 垂直于平面BCC 1B 1可得平面DMN ⊥平面11BCC B ,故正确; C 项,当M 、N 分别在BB 1、CC 1上运动时,△A 1DM 的面积不变,N 到平面A 1DM 的距离不变,所以棱锥N-A 1DM 的体积不变,即三棱锥A 1-DMN 的体积为定值,故正确; D 项,若△DMN 为直角三角形,则必是以∠MDN 为直角的直角三角形,但MN 的最大值为BC 1,而此时DM,DN 的长大于BB 1,所以△DMN 不可能为直角三角形,故错误. 故选D 点评:本题考查了命题真假判断、棱柱的结构特征、空间想象力和思维能力,意在考查对线面、面面平行、垂直的判定和性质的应用,是中档题. 11.已知函数()()24sin sin cos 21024x f x x x ωπωωω⎛⎫=⋅++->⎪⎝⎭在区间2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-上是增函数,且在区间[]0,π上恰好取得一次最大值,ω的取值范围是( ) A .13,24⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .15,22⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .35,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .5,32⎡⎫⎪⎢⎣⎭答案:A由三角函数恒等变换的应用可得f (x )=2sin ωx ,即[﹣2πω,2πω]是函数含原点的递增区间,结合已知可得[﹣2πω,2πω]⊇2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-,解得0<ω≤34,又函数在[0,π]上恰好取得一次最大值,根据正弦函数的性质可得0≤2πω≤π,进而得解. 解:∵()()24sin sin cos 21024x f x x x ωπωωω⎛⎫=⋅++->⎪⎝⎭ =4sin ωx •sin 2(24x ωπ+)﹣2sin 2ωx=4sin ωx •1cos 22x πω⎛⎫-+ ⎪⎝⎭﹣2sin 2ωx =2sin ωx (1+sin ωx )﹣2sin 2ωx =2sin ωx , 即f (x )=2sin ωx , ∴[﹣2πω,2πω]是函数含原点的递增区间, 又∵函数在2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-上递增, ∴[﹣2πω,2πω]⊇2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-, 得不等式组:﹣2πω≤﹣3π,23π≤2πω,又∵ω>0, ∴0<ω≤34, 又函数在区间[0,π]上恰好取得一次最大值, 根据正弦函数的性质可知ωx =2k π+2π,k ∈Z , 即函数在x =22k ππωω+处取得最大值,可得0≤2πω≤π, ∴ω≥12, 综上,可得ω∈[12,34]. 故选:A . 点评:本题考查三角函数恒等变换的应用和正弦函数的图象和性质,研究三角函数时要利用整体思想,要灵活应用三角函数的图象和性质解题,属于中档题.12.双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过点1F 的直线l 与双曲线C 交于P ,Q 两点,且113FQ F P =,若22F P F Q =,则此双曲线C 的离心率是( ) A .2 BCD .3答案:C由已知条件结合双曲线的定义可得2PQF 为等边三角形,从而得12120F PF ∠=︒,然后在12F PF △中,利用余弦定理化简可得到c =,从而可求出离心率的值. 解:解:设1F P m =,则13FQ m =,设22F P F Q n ==,由则双曲线的定义得, 2232n m a m n a -=⎧⎨-=⎩,解得24m an a =⎧⎨=⎩, 所以12F P a =,16FQ a =, 224F P F Q a ==,4PQ a =, 所以2PQF 为等边三角形,所以260QPF ∠=︒,则12120F PF ∠=︒, 在12F PF △中,由余弦定理得,22212121212cos 2PF PF F F F PF PF PF +-∠=,即222214164216a a c a+--=,化简得227c a =,c =,所以双曲线的离心率为ce a== 故选:C 点评:此题考查双曲线的定义,双曲线的离心率,属于中档题.二、填空题13.己知实数x ,y 满足1210y x x y x y ≤⎧⎪+≤⎨⎪--≤⎩,则2z x y =+的最小值是_________.答案:3-画出可行域,平移基准直线到可行域边界位置,由此求得z 的最小值. 解:画出可行域如下图所示,由图可知,平移基准直线20x y +=到可行域边界点()1,1A --时,目标函数2z x y =+取得最小值为()1213-⨯+-=-. 故答案为:3-点评:本小题主要考查线性规划求最值,考查数形结合的数学思想方法,属于基础题. 14.一个圆锥的表面积为27π,其侧面展开图为半圆,则此圆锥的体积是_________. 答案:3π由圆锥的侧面展开图为半圆,可得圆锥的母线长等于底面半径的2倍,再由表面积为27π,可求出底面半径的长,从而可求出圆锥的体积.解:解:设圆锥的底面半径为r ,母线长为l ,高为h , 因为圆锥的侧面展开图为半圆, 所以2l r ππ=,得2l r =,因为圆锥的表面积为27π,所以22127π2l r ππ+=,解得3r =,6l =, 则 2233h l r =-= 所以圆锥的体积为2113339333V Sh ππ==⨯⨯⨯=,故答案为: 点评:此题考查的是圆锥的表面积和体积的有关计算,属于基础题. 15.在研究函数的变化规律时,常常遇到“00”等无法解决的情况,如()sin x f x x =,当0x =时就出现此情况.随着微积分的发展应用,数学家采取了如下策略来解决:分式的分子、分母均为可导函数,分别对分式的分子、分母的两个函数求导,如对函数()sin xf x x =的分子、分母求导得到新函数()cos 1x g x =,当0x =时,()g x 的值为1,则1为函数()f x 在0x =处的极限,根据此思路,函数()2cos 1x h x x =-在0x =处的极限是_________. 答案:2-根据题中条件,得到200022lim lim limcos 1sin cos x x x x x x x x→→→==---,即可求出结果. 解:因为()2cos 1x h x x =-,所以2000222lim lim lim 2cos 1sin cos cos 0x x x x x x x x →→→====-----.故答案为:2-. 点评:本题主要考查极限的运算,考查洛必达法则的运用,涉及函数求导,属于基础题型. 16.在ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,且ABC 的面积为214a ,则c bb c+的最大值是_________.答案:首先利用正弦定理面积公式和余弦定理得到4c b A b c π⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,再利用三角函数的性质即可得到最大值. 解:由题知:211sin 24ABC S bc A a ==△,整理得:22sin bc A a =.又因为2222cos a b c bc A =+-,则222sin 2cos b c c A b bc A =+- 整理得:2c 2n o si s b c A c b A =+-,即22sin 4c b A b c π⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭.所以当4A π=时,c bb c+取得最大值为22. 故答案为:22 点评:本题主要考查正弦定理和余弦定理的综合应用,利用三角函数的性质求最值为解题的关键,属于中档题.三、解答题17.为了对新产品进行合理定价,对该产品进行了试销试验,以观察需求量y (单位:件)对于价格x (单位:万元)的反应,得到数据如下:x (万元)2 4 5 6 8y (件)6543 2(1)在所给定的坐标系中画出散点图;(2)若y 与x 之间具有线性相关关系,求线性回归方程;(3)若需求量为y 件时,总成本为 2.5z y =+(万元),试由(2)的结论预测要使利润最大,价格x 应定为多少万元?参考公式:用最小二乘法求线性回归方程系数公式:1221ni ii nii x y nx yb xnx==-=-∑∑,ˆa y bx =-.答案:(1)散点图见解析;(2)0.77.5y x =-+;(3)417万元. (1)根据表格中的数据可描出散点图;(2)计算出x 、y ,将表格中的数据代入最小二乘法公式,求出b 和a 的值,即可得出y 关于x 的回归直线方程;(3)设利润为()f x 万元,根据题意求得函数()y f x =的解析式,然后利用二次函数的基本性质可得出结论. 解:(1)散点图如图所示:(2)2456855x ++++==,6543245y ++++==,212202018165540.741625366455b ++++-⨯⨯==-++++-⨯,40.757.5a =+⨯=, 所以,y 关于x 的的线性回归方程0.77.5y x =-+; (3)设利润为()f x 万元,由(2)可得()()()20.77.50.77.5 2.50.78.210f x x x x x x =-+--++=-+-,∴当8.24120.77x ==⨯时,利润有最大值.答:要使利润最大,价格x 应定为417万元. 点评:本题考查回归直线方程的求解,同时也考查了利用回归直线方程解决实际问题,考查计算能力,属于中等题.18.已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1a m =,()*11n n a S n +=+∈N .(1)求实数m 的值和数列{}n a 的通项公式; (2)设()*2()log ()n n n a n b n a n ⎧=∈⎨⎩N 为奇数为偶数,求数列{}n b 的前2n 项和2n T . 答案:(1)1m =;()1*2n n a n -=∈N ;(2)22413n n T n -=+.(1)根据题意求得21a m =+,再由11n n a S +=+,求得()12,2n na n a +=≥,根据{}n a 是等比数列,求得数列的公比和m 的值,以及数列的通项公式;(2)由(1)求得()1*2()1()n n n b n n n -⎧=∈⎨-⎩N 为奇数为偶数,结合“分组求和”,即可求得数列{}n b 的前2n 项和.解:(1)由题意,等比数列{}n a 满足1a m =,11n n a S +=+, 可得211111a S a m =+=+=+,又由11n n a S +=+,可得()112n n a S n -=+≥,两式相减,可得()12n n n a a a n +-=≥,即()122n n a a n +=≥,即()12,2n na n a +=≥, 又因为{}n a 是等比数列,所以公比为2q,所以212a a =,即12m m +=,解得1m =, 所以数列{}n a 的通项公式为()1*2n n a n -=∈N .(2)由(1)及2()log ()n n n a n b a n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,可得()1*2()1()n n n b n n n -⎧=∈⎨-⎩N 为奇数为偶数, ()()2135212462=n n n T b b b b b b b b -+++++++++()()02422222213521n n -=+++++++++-⎡⎤⎣⎦2413n n -=+. 点评:本题主要考查了等比数列的通项公式的求解,n a 和n S 的递推关系式的应用,以及数列的“分组”求和,其中解答中熟练应用n a 和n S 的递推关系式求得数列的通项公式是解答的关键,着重考查推理与运算能力.19.如图1,C ,D 是以AB 为直径的圆上两点,且2AB AD =,AC BC =,将ABC 所在的半圆沿直径AB 折起,使得点C 在平面ABD 上的射影E 在BD 上,如图2.(1)求证:平面ACD ⊥平面BCD ;(2)在线段AB 上是否存在点F ,使得//AD 平面CEF ?若存在,求出AFFB的值;若不存在,请说明理由.答案:(1)证明见解析;(2)在线段AB 上存在点F ,使得//AD 平面CEF ,此时12AF FB =. (1)要证平面ACD ⊥平面BCD ,只要证平面ACD 经过平面BCD 的一条垂线AD 即可,由D 是以AB 为直径的圆上的点,得到AD DB ⊥,由CE 垂直于底面得到EC 垂直于AD ,利用线面垂直的判定得到证明;(2)由线面垂直可得CE AE ⊥,CE BE ⊥,从而可得E 是BD 的三等分点,且12DE EB =,则在线段AB 上存在点F ,使得12AF FB =,则有//FE AD .即可得解 解:(1)证明:∵AB 是圆的直径,∴AD BD ⊥. ∵CE ⊥平面ABD ,AD ⊂平面ABD ,∴CE AD ⊥. 又∵CEBD E =,,BD CE ⊂平面ABD ,∴AD ⊥平面BCD . ∵AD ⊂平面ACD , ∴平面ACD ⊥平面BCD .(2)∵CE ⊥平面ABD ,,AE BE ⊂平面ABD , ∴CE AE ⊥,CE BE ⊥.在Rt ACE 和Rt BCE 中,由AC BC =得AE BE =, 在Rt △ABD 中,由2AB AD =,得30ABD ∠=︒, ∴60AED ABE BAE ∠=∠+∠=︒,∴在Rt ADE △中,12DE AE =, ∴E 是BD 的三等分点,且12DE EB =. 在线段AB 上存在点F ,使得12AF FB =,则有//FE AD . ∵FE ⊂平面CEF ,AD ⊄平面CEF , ∴//AD 平面CEF .故在线段AB 上存在点F ,使得//AD 平面CEF ,此时12AF FB =.点评:本题考查了平面与平面垂直的判定与线面平行的判定,考查了学生的空间想象能力和思维能力,解答的关键是明确折叠问题中的折叠前后的变量和不变量,属于中档题. 20.已知函数()()1ln 0f x m x m x=+>. (1)若不等式()f x m >对任意0x >恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若函数()()2g x x f x =-在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭内存在极值,求实数m 的取值范围. 答案:(1)()0,1;(2)92,2⎛⎫ ⎪⎝⎭.(1)求得函数的定义域与导数()f x ',得到函数的单调性与最小值,得到1lnm m m m+>,即可求得实数m 的取值范围; (2)由()12ln g x x m x x =--,求得()2221x mx g x x-+'=,根据函数()g x 在区间1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭内存在极值,转化为方程()'0g x =在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭上有两个不等的实根,或一根在1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭区间内,另一根在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭外,,二次函数的性质,列出不等式,即可求解. 解:(1)函数()1ln f x m x m =+的定义域为(0,)+∞,则()2211m mx f x x x x-'=-+=, 令()0f x '=,解得()10x m m=>, 当10,x m ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '<;当1,x m ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '>,所以函数()f x 在10,m ⎛⎫ ⎪⎝⎭上递减,在1,m ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上递增,所以当1x m =时,函数()f x 取得最小值,最小值为1l 1n m f m m m ⎛⎫⎪=+⎝⎭,依题意,可得1lnm m m m+>,即1ln 0m m >,解得01m <<,故所求实数m 的取值范围是()0,1. (2)由()()12 2ln g x x f x x m x x =-=--,其中122x <<, 可得()2221212m x mx g x x x x -+'=+-=,因为函数()g x 在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭内存在极值, 所以方程()'0g x =在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭上有两个不等的实根,或一根在1,22⎛⎫⎪⎝⎭区间内,另一根在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭外, 即方程()2210h x x mx =-+=在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭上有两个不等的实根或一根在1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭区间内,另一根在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭外,所以()28012241111022228210m m h m h m ⎧∆=->⎪⎪<<⎪⎨⎛⎫⎪=-+> ⎪⎪⎝⎭⎪=-+>⎩或()()1312920222h h m m ⎛⎫⎛⎫⋅=--< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得3m <<或932m <<, 当3m =时,方程()2210h x x mx =-+=的根为12,1也符合题意. 故所求实数m的取值范围是92⎛⎫ ⎪⎝⎭. 点评:本题主要考查导数在函数中的综合应用,以及恒成立问题的求解,着重考查了转化与化归思想、逻辑推理能力与计算能力,对于恒成立问题,通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;也可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.21.己知过点()()0,0M m m >的直线l 与抛物线2:4C x y =交于A ,B 两点. (1)分别以A ,B 为切点作抛物线的两条切线PA ,PB ,交点为P ,当1m =时,求点P 的轨迹方程; (2)若2211AMBM+为定值,求m 的值.答案:(1)1y =-;(2)2m =.(1)设直线l 的方程为1y kx =+,联立方程组,根据根与系数的关系,求得1212,x x x x +,结合抛物线的方程,求得分别以点,A B 为切点的切线方程,联立方程组,求得交点坐标,即可求解;(2)设直线l 的方程为y kx m =+与抛物线的方程,联立方程组,利用根与系数的关系,分别求得22,AM BM ,得到22222111168116k mk m AMBM++=⋅+,根据2211AMBM+为定值,列出方程组,即可求解.解:(1)设点()11,A x y ,()22,B x y ,直线l 的方程为1y kx =+,联立方程组214y kx x y=+⎧⎨=⎩,整理得2440x kx --=,则124x x k +=,124x x =-,由抛物线方程24x y =,可得24x y =,则2x y '=,所以以点A 为切点的切线方程是()1112x y y x x -=-,即21124x x y x =-,同理,以点B 为切点的切线方程是22224x x y x =-.联立方程组2112222424x x y x x x y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,解得121224x x x x x y +⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴点P 的坐标为1212(,)24x x x x +,即()2,1k -, ∴点P 的轨迹方程是1y =-.(2)设直线l 的方程为y kx m =+代入24x y =,化简得2440x kx m --=,又设()33,A x y ,()44,B x y ,则344x x k +=,344x x m =-, 所以()()222223331AMx y m k x =+-=+,同理可得:()()222224441BMx y m k x =+-=+,所以()()222222222341111116811611k m k m k x k x AMBM++=+=⋅+++,因为2211AMBM +为定值,令2221168116k mC k m+⋅=+(C 为常数), 则22221681616k m Cm k Cm +=+,可得221816Cm m Cm⎧=⎨=⎩,解得2m =. 点评:本题主要考查抛物线方程、及直线与抛物线的位置关系的综合应用,解答此类题目,通常联立直线与抛物线方程,应用一元二次方程根与系数的关系进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等.22.在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为4cos 2sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数),以原点为极点,以x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为4sin ρθ=. (1)写出曲线1C 的普通方程和曲线2C 的直角坐标方程; (2)若P ,Q 分别是曲线1C ,2C 上的动点,求PQ 的最大值.答案:(1)曲线1C 的普通方程是221164x y+=;曲线2C 的直角坐标方程是()2224x y +-=;(2)23+. (1)根据椭圆的参数方程和圆的极坐标方程化简即可得到答案.(2)首先设点()4cos ,2sin P αα,得到2PC =函数的性质得到2maxPC =,再计算PQ 的最大值即可. 解:(1)由4cos 2sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数),得cos 4sin 2xy αα⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(α为参数),∴22142x y ⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即:曲线1C 的普通方程是221164x y +=. 又由4sin ρθ=,得24sin ρρθ=,∴224x y y +=,即()2224x y +-=,∴曲线2C 的直角坐标方程是()2224x y +-=. (2)设点()4cos ,2sin P αα,则2PC ===∴当1sin 3α=-时,2max3PC =,∴2max max 223PQ PC =+=+.故PQ 2+. 点评: 本题第一问考查椭圆的参数方程和圆的极坐标方程与直角坐标方程的互化,第二问考查利用参数方程求最值,属于中档题.23.己知函数()2122f x x x =+--.(1)求函数()f x 的值域;(2)若函数()f x 的最大值为m ,设正实数a ,b 满足2a b m +=,求21a b +的最小值. 答案:(1)[]5,5-;(2)85. (1)利用零点分区间讨论,分12x ≤-,122x -<<,2x ≥三种情况去绝对值化简,可求得其值域; (2)由(1)可知()f x 的最大值是5m =,从而有25a b +=,得215a b +=,所以21a b +可化为212215a b a b a b +⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,化简后利用基本不等式可求得其最小值. 解: 解:(1)当12x ≤-时,()()21225f x x x =--+-=-, 当122x -<<时,()()()2122435,5f x x x x =++-=-∈-, 当2x ≥时,()()21225f x x x =+--=,∴函数()f x 的值域是[]5,5-.(2)由(1)可知,函数()f x 的最大值是5m =,∴25a b +=, ∴()2122114184445555a b b a a b a b a b +⎛⎫⎛⎫+=+=++≥+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当且仅当4b a a b =,即55,24a b ==时,取等号, ∴21a b +的最小值是85. 点评:此题考查了分类讨论解绝对值不等式的应用,考查了基本不等式,属于中档题.。
2020届高三六校联盟第四次联考文科数学答案(新)
∴ 曲线 C2 的直角坐标方程是 x2 ( y 2)2 4 ……5 分 (2)设点 P(4 cos , 2 sin ) ,则
| PC2 | 16 cos2 (2 sin 2)2 12 sin2 8sin 20 ……7 分
∴
当 sin 1 3
时,
|
PC2
|max
8
3 3
……8 分
ab 5 ab 5 a b 5
5
∴
2 a
1 b
的最小值是
8 5
……6 分 ……9 分 ……10 分
文科数学参考答案第 6页 / 共 6页
∴ m2
……12 分
22.解:(1)由
x
y
4 cos 2 sin
,得
x 4 y 2
cos sin
∴ ( x)2 ( y)2 1 即 x2 y2 1
42
16 4
∴
曲线
C1
的普通方程是
x2 16
y2 4
1
又由 4sin ,得 2 4sin
……1 分
……3 分 ……4 分
∴ x2 y2 4y 即 x2 ( y 2)2 4
∴
PQ
max
| PC2
|max
2
83 3
2
……9 分
故 PQ 的最大值是 8 3 2 3
……10 分
23.解:(1)当 x 1 时, f (x) 2x 1 2(x 2) 5 2
……1 分
文科数学参考答案第 5页 / 共 6页
当 1 x 2 时, f (x) 2x 1 2(x 2) 4x 3 (5,5) 2
m
m
∴ 函数 f (x) 的最小值为 f ( 1 ) m m ln 1
2020-2021学年最新高考总复习数学(文)第四次六校联考试题及答案解析
最新高三第四次联考试题数学(文科)本试卷共4页,21小题,满分150分.考试用时120分钟一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,满分50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.BACDD DABCC 1.设集合(){}lg 32A x y x ==-,集合{}1B x y x ==-,则A B ⋂=()A .31,2⎡⎫⎪⎢⎣⎭B .(],1-∞C .3,2⎛⎤-∞ ⎥⎝⎦D .3,2⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭2.设,a b 为实数,若复数()()112i a bi i +⋅+=+,则()A .31,22a b == B .3,1a b == C .13,22a b == D .1,3a b == 3. 已知等比数列{a n }中,各项都是正数,且a 1,12a 3,2a 2成等差数列,则a 9+a 10a 7+a 8=( C )A .1+ 2B .1- 2C .3+2 2D .3-2 24. 下列命题中的假命题...是() A .0,3<∈∃x R x B .“0>a ”是“0>a ”的充分不必要条件C .,20xx R ∀∈> D .若q p ∧为假命题,则p 、q 均为假命题5. 已知奇函数(),0,(),0.f x x yg x x >⎧=⎨<⎩如果()x f x a =(0a >且1)a ≠对应的图象如图所示,那么()g x = ( )A .1()2x -B .1()2x-C .2x -D .2x -6.给定下列四个命题:①若一个平面内的两条直线与另外一个平面都平行,那么这两个平面相互平行; ②若一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面相互垂直; ③垂直于同一直线的两条直线相互平行;④若两个平面垂直,那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直. 其中,为真命题的是()A .①和②B .②和③C .③和④D .②和④7. 已知双曲线22221x y a b -=的一条渐近线方程为12y x =,则该双曲线的离心率为( )A .25 B .3 C .5 D .28.若实数x ,y 满足不等式组⎪⎩⎪⎨⎧≥≥>-+>-+0,0072052y x y x y x ,且x 、y 为整数,则34x y +的最小值为()A .14B .16C .17D .199. 执行如图所示的程序框图,则输出的S 值是( )A .-1B .23 C .32D .4 10.对于定义域为D 的函数()y f x =和常数c ,若对任意正实数ξ,,x D ∃∈使得0|()|f x c ξ<-<恒成立,则称函数()y f x =为“敛c 函数”.现给出如下函数: ①()()f x x x Z =∈;②()()112xf x x Z ⎛⎫=+∈ ⎪⎝⎭;③()2log f x x =;④()1x f x x-=.其中为“敛1函数”的有( )A .①②B .③④C .②③④D .①②③ 二、填空题:本大题共5小题,考生作答4小题,每小题5分,满分20分. (一)必做题(11~13题)11. 0.32 12.3101013.4114. 1 15. 4 11.在区间()0,1内任取两个实数,则这两个实数之和小于0.8的概率是 . 12. 在ABC ∆中,4ABC π∠=,2AB =,3BC =,则sin BAC ∠=.13. 把边长为1的正方形ABCD 沿对角线BD 折起,使得平面⊥ABD 平面CBD ,形成三棱锥ABD C -的正视图与俯视图如右图所示,则侧视图的面积为(二)选做题(14、15题,考生只能从中选作一题)14.(坐标系与参数方程选做题)在极坐标系中,圆2ρ=上的点到直线()6sin 3cos =+θθρ的距离的最小值为____.15.(几何证明选讲选做题)如图,AB 是⊙O 的直径,P 是AB 延长线上的一点,过P 作⊙O 的切线,切点为C ,32=PC ,若︒=∠30CAP ,则⊙O 的直径=AB .三、解答题:本大题共6小题,满分80分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.16、已知函数x x x x f cos sin cos )(2+=.(1)求函数)(x f 的最大值;(2)在ABC ∆中,3==AC AB ,角A 满足1)82(=+πA f ,求ABC ∆的面积.17、某班20名学生某次数学考试成绩(单位:分)的频率分布直方图如下: (I) 求频率分布直方图中a 的值;(II) 分别求出成绩落在[)6050,与[)7060,中的学生人数; (III) 从成绩在[)7050,的学生中人选2人,求此2人的成绩都在[)7060,中的概率.18、如图,四棱锥P ABCD -,侧面PAD 是边长为2的正三角形,且与底面ABCD 垂直,底面ABCD 是60ABC ∠=︒的菱形,M 为PC 的中点.(Ⅰ) 求证:PC AD ⊥;(Ⅱ) 在棱PB 上是否存在一点Q ,使得,,,A Q M D 四点共面?若存在,指出点Q 的位置并证明;若不存在,请说明理由;(Ⅲ) 求点D 到平面PAM 的距离.19、已知二次函数2()f x ax bx =++c 的图象通过原点,对称轴为n x 2-=,()f x '是()f x 的导函数,且(0)2,f n '=()n ∈*N .(I )求)(x f 的表达式;(II )若数列{}n a 满足)('1n n a f a =+,且14a =,求数列{}n a 的通项公式; (III )若212nn a a n n b -+⋅=,n n b b b S +++=K 21,是否存在自然数M,使得当M n >时n n S n -⋅+1250>恒成立?若存在,求出最小的M;若不存在,说明理由.20、如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线的顶点在原点,焦点为F (1,0).过抛物线在x 轴上方的不同两点A 、B 作抛物线的切线AC 、BD ,与x 轴分别交于C 、D 两点,且AC 与BD 交于点M ,直线AD 与直线BC 交于点N . (Ⅰ)求抛物线的标准方程; (Ⅱ)求证:MN ⊥x 轴;(Ⅲ)若直线MN 与x 轴的交点恰为F (1,0),求证:直线AB 过定点.21、设知函数)(ln 1)(R a x a x xx f ∈+-=(e 是自然对数的底数). (1)若函数)(x f 在定义域上不单调,求a 的取值范围; (2)设函数)(x f 的两个极值点为1x 和2x ,记过点))(,(11x f x A ,))(,(22x f x B 的直线的斜率为k ,是否存在a ,使得2122--≤a e ek ?若存在,求出a 的取值集合;若不存在,请说明理由.数学(文科)参考答案一、选择题:BACDD DABCC二、填空题:11. 0.32 12. 13.4114. 1 15. 4 三、解答题:16解:(1)x x x x f cos sin cos )(2+=x x 2sin 2122cos 1++=…………2分 21)2cos 222sin 22(22++=x x 21)42sin(22++=πx ……… 4分 ∵1)42sin(1≤+≤-πx ,∴)(x f 的最大值为2122+. ……… 6分(2)∵1)82(=+πA f ,∴121]4)82(2sin[22=+++ππA ,………7分 即22)2sin(=+πA ,∴22cos =A . …………9分∵A 为ABC ∆的内角,∴22sin =A . ………………10分∵3==AC AB ,∴ABC ∆的面积429sin 21=⨯⨯⨯=A AC AB S …12分17【答案】(I )0.005a =;….3分(II )2,3; ……7分 (III )310…………………………..12分 解:法一:取AD 中点O ,连结,,OP OC AC ,依题意可知△PAD ,△ACD 均为正三角形, 所以OC AD ⊥,OP AD ⊥,又OC OP O =I ,OC ⊂平面POC ,OP ⊂平面POC , 所以AD ⊥平面POC ,又PC ⊂平面POC ,所以PC AD ⊥.………………4分法二:连结AC ,依题意可知△PAD ,△ACD 均为正三角形, 又M 为PC 的中点,所以AM PC ⊥,DM PC ⊥,又AM DM M =I ,AM ⊂平面AMD ,DM ⊂平面AMD , 所以PC ⊥平面AMD ,又AD ⊂平面AMD ,所以PC AD ⊥.………………4分(Ⅱ)当点Q 为棱PB 的中点时,,,,A Q M D 四点共面,证明如下:………………6分 取棱PB 的中点Q ,连结QM ,QA ,又M 为PC 的中点,所以//QM BC ,在菱形ABCD 中//AD BC ,所以//QM AD ,所以,,,A Q M D 四点共面.…………8分 (Ⅲ)点D 到平面PAM 的距离即点D 到平面PAC 的距离,由(Ⅰ)可知PO AD ⊥,又平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD I 平面ABCD AD =,PO ⊂平面PAD ,所以PO ⊥平面ABCD ,即PO 为三棱锥P ACD -的体高.………………9分在Rt POC ∆中,PO OC ==PC =在PAC ∆中,2PA AC ==,PC =边PC 上的高AM ==,所以PAC ∆的面积1122PAC S PC AM ∆=⋅==,………………10分 设点D 到平面PAC 的距离为h ,由D PAC P ACD V V --=得………………11分1133PAC ACD S h S PO ∆∆⋅=⋅,又22ACD S ∆==所以1133h =解得h =,所以点D 到平面PAM的距离为………………14分 19. (I )由已知,可得0=c ,()2f x ax b '=+, ……….. 1分 ∴⎪⎩⎪⎨⎧==n a b nb 222 解之得12a =,n b 2= ………….3分nx x x f 221)(2+=∴ ……… 4分(II )Θn a a n n 21+=+…………….5分11223211)()()()(a a a a a a a a a a n n n n n +-+-++-+-=∴---K=442)1(24)1321(22+-=+-⨯=+-++++n n n n n K ………. 8分 (III )n n n n n a a n n 2)4(4)1()1(221=+--++-+=-+n a a n n n b nn 2221⋅=⋅=∴-+ …………………10分n n n S 2232221321⋅++⋅+⋅+⋅=K (1)1332242322212+⋅+⋅+⋅+⋅=n n n S K (2)(1)—(2)得:111212222222+++⋅--=⋅-++=-n n n nn n n S K ……12分∴n n S n -⋅+12=50221>-+n ,即5221>+n 当5≥n 时,5221>+n …..13分4=∴M 存在,使得当M n >时,n n S n -⋅+1250>恒成立 ……. 14分20解:(1)设抛物线的方程为22(0)y px p =>,由题意的12p =,2p =所以抛物线的方程为:24y x =(2)设11(,)A x y ,22(,)B x y ,且120,0y y >>,由24(0)y x y =>得,y =所以'y =所以切线AC的方程为:'1)y y x x -=-,即'112()y y x x y -=- 整理得:112()yy x x =+,---------(1) 且C 点的坐标为1(,0)x -,同理得切线BD 的方程为:222()yy x x =+,-----------(2) 且C 点的坐标为2(,0)x -,由(1)(2)消去y ,得02(1)yy x =+。
2020年广东省六校联盟高考数学第四次联考试卷(文科)(解析版)
2020年广东省六校联盟高考数学第四次联考试卷(文科)一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.已知集合A={x|x<2},B={x|3−2x>0},则().A. A∩B={x|x<32} B. A∩B=φC. A∪B={x|x<32} D. A∪B=R2.已知复数z=1+ai3+i为纯虚数(其中i为虚数单位),则实数a=()A. −3B. 3C. −13D. 133.学校为了解学生在课外读物方面的支出情况,抽取了n个同学进行调查,结果显示这些同学的支出(单位:元)都在[10,50]内,其中支出在[30,50]内的同学有67人,其频率分布直方图如图所示,则n=()A. 100B. 120C. 130D. 3904.“−3<m<5”是“方程x25−m +y2m+3=1表示椭圆”的()A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充要条件D. 既不充分又不必要条件5.如图程序框图的算法思路源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”.执行该程序框图,若输入的a,b分别为8,12,则输出的a=()A. 4B. 2C. 0D. 146. 已知点D 是△ABC 所在平面内一点,且满足AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−4DB ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,若CD ⃗⃗⃗⃗⃗ =x CA ⃗⃗⃗⃗⃗ +y CB⃗⃗⃗⃗⃗ (x,y ∈R),则x −y =( )A. −43B. 1C. −53D. 53 7. 设sin(π4+θ)=13,则sin2θ=( )A. −19B. −79C. 19D. 79 8. 如图,在正六边形ABCDEF 内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是( )A. 12B. 13C. 14D. 25 9. 已知函数f(x)=x 2+alnx +2x 在(1,4)上是减函数,则实数a 的取值范围是( )A. (−∞,3√6]B. (−∞,3√6)C. (−∞,−632)D. (−∞,−632] 10. 下列命题中,正确的命题是( )A. 存在两条异面直线同时平行于同一个平面B. 若一个平面内两条直线与另一个平面平行,则这两个平面平行C. 底面是矩形的四棱柱是长方体D. 棱台的侧面都是等腰梯形11. 若函数f(x)=sinωx(ω>0)在区间[π3,π2]上单调递减,则ω取值范围是( ) A. 0≤ω≤23 B. 0≤ω≤32 C. 23≤ω≤3 D. 32≤ω≤312. 已知双曲线C :x 2a 2−y 2b 2=1(a >0,b >0)的焦点为F 1,F 2,且C 上的点P 满足PF 1⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅PF 2⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =0,|PF 1|=3,|PF 2|=4,则双曲线C 的离心率为( )A. √102B. √5C. 52D. 5二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13. 已知实数x ,y 满足{y ≤xx +y ≤1x −2y −1≤0,则z =2x +y 的最小值是 .14. 若圆锥的侧面展开图为一个半径为2的半圆,则圆锥的体积是___________.15. 已知函数f(x)=3x +sinx −2cosx 的图像在点A(x 0,f(x0))处的切线斜率为3,则tanx 0=__________.16. 在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,A =π3,若△ABC 的面积为3√3 ,则边a 的最小值为________三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)17. 某公司近年来产品研发费用支出x 万元与公司所获得利润y 之间有如下统计数据:(1)请根据表中提供的数据,用最小二乘法求出y 关于x 的线性回归方程y ̂=b x +a ̂(2)试根据(1)中求出的线性回归方程,预测该公司产品研发费用支出为10万元时所获得的利润. 参考公式:用最小二乘法求现象回归方程y ̂=b .x +a ̂ b ̂=∑(n i=1x i −x .)(y i −y .)∑(n i=1x i −x .)=∑x i n i=1y i −nx .y.∑x i 2n i=1−n x −2.18. 已知S n 为数列{a n }的前n 项和,且S n =32a n −1(n ∈N ∗).(1)求a n 和S n ;(2)若b n=log3(S n+1),求数列{b3n}的前n项和T n.19.如图,在三棱锥P−ABC中,AB=5,BC=4,AC=3,点D是线段PB的中点,平面PAC⊥平面ABC.(1)在线段AB上是否存在点E,使得DE//平面PAC?若存在,指出点E的位置,并加以证明;若不存在,请说明理由;(2)求证:PA⊥BC.20.已知函数f(x)=x−alnx,(a∈R).(1)讨论函数f(x)在定义域内的极值点的个数;(2)设g(x)=−a+1,若不等式f(x)>g(x)对任意x∈[1,e]恒成立,求a的取值范围.x21. 已知直线y =2p 与抛物线C :x 2=2py(p >0)交于P ,Q 两点,且|PQ|=8.(1)求抛物线C 的方程;(2)斜率为k(k ≠0)的直线l 经过C 的焦点F ,l 与C 交于A ,B 两点,线段AB 的垂直平分线与y 轴交于点D ,点E 在y 轴上,|AB||DE|为定值,求点E 的坐标.22. 在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为{x =cosαy =1+sinα(α为参数),以坐标原点为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系.(Ⅰ)求曲线C 的极坐标方程;(Ⅱ)设A ,B 为曲线C 上两点(均不与O 重合),且满足∠AOB =π3,求|OA|+|OB|的最大值.23.已知函数f(x)=x2+(2a−1)x−3.(1)当a=2,x∈[−2,3]时,求函数f(x)的值域;(2)若函数f(x)在[−1,3]上的最大值为1,求实数a的值.-------- 答案与解析 --------1.答案:A解析:本题主要考查集合的交集、并集运算,属于基础题.由集合的交集、并集定义进行运算,判断即可.解:集合A={x|x<2},B={x|3−2x>0}={x|x<32},则A∩B={x|x<32},A∪B={x|x<2}.故选A.2.答案:A解析:本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念,是基础题.利用复数代数形式的乘除运算化简,再由实部为0且虚部不为0列式求解.解:∵z=1+ai3+i =(1+ai)(3−i)(3+i)(3−i)=3+a10+3a−110i为纯虚数,∴{3+a10=03a−110≠0,即a=−3.故选:A.3.答案:A解析:根据小矩形的面积之和,算出位于10~30的2组数的频率之和为0.33,从而得到位于30~50的数据的频率之和为1−0.33=0.67,再由频率计算公式即可算出样本容量n的值.解:∵位于10~20、20~30的小矩形的面积分别为S1=0.01×10=0.1,S2=0.023×10=0.23,∴位于10~20、20~30的数据的频率分别为0.1、0.23,。
2020年广东省六校联盟高考数学第四次联考试卷(理科)(含解析)
2020年广东省六校联盟高考数学第四次联考试卷(理科)一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.若复数z满足z(1+i)=|1+√3i|,则z的共轭复数在复平面内对应的点位于()A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限2.已知全集U=R,集合A={x|x(x−3)≥0},B={x|y=√2−x},则(∁U A)∩B等于()A. (0,2)B. (0,3)C. ⌀D. (0,2]3.某工厂对一批产品进行了抽样检测,如图是根据抽样检测后的产品净重(单位:克)数据绘制的频率分布直方图,其中产品净重的范围是[96,106],样本数据分组为[96,98),[98,100),[100,102),[102,104),[104,106],则这组数据中众数的估计值是()A. 100B. 101C. 102D. 1034.我国古代有着辉煌的数学研究成果,其中文献《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《孙子算经》、《缉古算经》等5部专著便是代表.这5部专著中有3部产生于汉、魏晋、南北朝时期.某中学拟从这5部专著中选择2部作为“数学文化”校本课程学习内容,则所选2部专著中至少有一部是汉、魏晋、南北朝时期专著的概率为()A. 35B. 710C. 45D. 9105.已知sin(π6−α)=√33,则cos(2α+2018π3)=()A. 23B. 13C. −23D. −136.函数f(x)=e xx的图象大致为()A. B.C. D.7.中国古代数学著作《算法统宗》中有这样一个“九儿问甲歌”问题:一个公公九个儿,若问生年总不知,自长排来差三岁,共年二百又零七,借问长儿多少岁,各儿岁数要详推.在这个问题中,记这位公公的第n个儿子的年龄为a n,则a3+a4+a6+a6+a7−a1−a9=_____A. 46B. 69C. 92D. 1388.某车间分批生产某种产品,每批的生产准备费用为800元若每批生产x件,则平均仓储时间为x8天,且每件产品每天的仓储费用为1元.为使平均到每件产品的生产准备费用与仓储费用之和最小,每批应生产产品()A. 60件B. 80件C. 100件D. 120件9.设F为双曲线C:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0)的左焦点,过坐标原点的直线依次与双曲线C的左、右支交于点P,Q,若|FQ|=√3|PF|,∠FPQ=60°,则该双曲线的离心率为()A. √3B. 1+√3C. 2+√3D. 3+2√310.如图,在四边形ABCD中,AB=BC=2,∠ABC=90∘,DA=DC=√6现沿对角线AC折起,使得平面DAC⊥平面ABC,此时点A,B,C,D在同一个球面上,则该球的体积是()A. 92π B. 8√23π C. 272π D. 12π11. 已知将函数f(x)=tan(ωx +π3)(2<ω<10)的图象向左平移π4个单位之后与f(x)的图象重合,则ω=( )A. 4B. 6C. 7D. 912. 已知函数f(x)=e 4x−1,g(x)=12+ln(2x),若f(m)=g(n)成立,则n −m 的最小值为( )A.1−ln24B.1+2ln23C.2ln2−13D.1+ln24二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13. 如图,在△ABC 中,∠BAC =90°,AB =6,D 在斜边BC 上,且CD =2DB ,则AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AD⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的值为______ . 14. 二项式(x 3−1x )8的展开式中常数项为______ .15. 数列{a n }的各项排成如图所示的三角形形状,其中每一行比上一行增加两项,若a n =a n (a ≠0),则位于第10行的第1列的项等于______,a 2018在图中位于______.(填第几行的第几列)16. 如图,在长方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,AB =AD =3cm ,四棱锥A −BB 1D 1D 的体积为6cm 3,则AA 1= .三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)17. 如图,在△ABC 中,已知点D 在边AB 上,AD =3DB ,cosA =45,cos∠ACB =513,BC =13.(1)求cos B 的值; (2)求CD 的长.18.在如图所示的几何体中,四边形ABCD是等腰梯形,AB//BD,∠DAB=60°,AE⊥BD,CB=CD=AE=DE=1;(Ⅰ)求证:BD⊥平面AED;(2)求直线AB与平面BDE所成角的正弦值.19.已知动圆M过点P(2,0)且与直线x+2=0相切.(Ⅰ)求动圆圆心M的轨迹C的方程;(Ⅱ)斜率为k(k≠0)的直线l经过点P(2,0)且与曲线C交于A,B两点,线段AB的中垂线交x 的值.轴于点N,求|AB||NP|20.求函数f(x)=x3−12x的极值.21.从某地区一次中学生知识竞赛中,随机抽取了30名学生的成绩,绘成如图所示的2×2列联表:(1)试问有没有90%的把握认为优秀一般与性别有关;(2)用样本估计总体,把频率作为概率,若从该地区所有的中学(人数很多)中随机抽取3人,用ξ,表示所选3人中优秀的人数,试写出ξ的分布列,并求出ξ的数学期望.K2=n(ad−bc)2(a+b)(a+d)(a+c)(b+d)其中n=a+b+c+d.独立性检验临界表:22.在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为{x=2+tcosαy=tsinα(t参数,α为常数),以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρsin2θ2=1.(1)求曲线C的直角坐标方程;(2)设直线l与曲线C的交点为P,Q两点,曲线C和x轴交点为A,若△APQ面积为6√6,求tanα的值.23.已知函数f(x)=|x+2a|+|x−a|.(1)当a=1时,求不等式f(x)≥4−|x+2|的解集;(2)设a>0,b>0,f(x)的最小值为t,若t+3b=3,求1a +2b的最小值。
2020届高三六校联盟第四次联考文科数学试题
A.100
B.120
C.130
D. 390
4.“ 3 m 5 ”是“方程 x2 y2 1表示椭圆”的 5m 3m
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件
5.我国古代名著《九章算术》用“更相减损术”求两个正整数的最大公约数是一个伟大创举,这个伟大创举与
“辗转相除法”实质一样.如图的程序框图源于“更相减损术”,当输入 m 98, n 63 时,输出的 m 的值是
n
参考公式:用最小二乘法求线性回归方程系数公式: b
i 1 n
xi yi xi 2
nx y nx2
,
a
y b x .
i 1
2020 届六校联盟第四次联考文科数学第 3页/ 共 5 页
18.(12 分)已知等比数列 {an} 的前 n 项和为 Sn ,且 a1 m, an1 Sn 1(n N *) .
(1)求实n
an(n为奇数)
(
log2 an (n为偶数)
n
N*),求数列{bn} 的前
2n
项和 T2n
.
19.(12 分)如图 1, C, D 是以 AB 为直径的圆上两点,且 AB 2 AD, AC BC ,将 ABC 所在的半圆沿直
径 AB 折起,使得点 C 在平面 ABD 上的射影 E 在 BD 上,如图 2.
则 c b 的最大值是
.
bc
三、解答题:共 70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第 17 至 21 题为必考题,每 位考生都必须作答.第 22、23 题为选考题,考生根据要求作答. (一)必考题:共 60 分.
17.(12 分)为了对新产品进行合理定价,,对该产品进行了试销试验,以观察需求量 y (单位:件)对于价格 x
河南广东等省2020届高三4月联考数学(文)试题 Word版含解析
2020年普通高等学校招生全国统一考试·联考文科数学本试卷共5页,23小题(含选考题),满分150分.考试用时120分钟.注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上.用2B 铅笔将试卷类型(B )填涂在答题卡相应位置上,将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”.2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B 铅笔在答题卡上对应题目选项的答题信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,在选涂其他答案.答案不能答在试卷上.3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液.不按以上要求作答无效.4.选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑.答案写在答题卡上对应的答题区域内,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.5.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交.一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.设集合{}20A x x x =-=,则集合A 的真子集的个数为( )A. 1B. 2C. 3D. 4 【答案】C【解析】【分析】可用列举法列出所有真子集即可.【详解】由题可解集合{}0,1A =,则集合A 的真子集有∅、{}0、{}1.故选:C .【点睛】本题考查集合的真子集,可用列举法或公式计算即可,易错点为列举法容易忽略空集,属于基础题.2.如图,复数1z ,2z 在复平面上分别对应点A ,B ,则12z z ⋅=( )A. 0B. 2i +C. 2i --D. 12i -+【答案】C【解析】【分析】 由图可得点A ,B ,即可得复数1z ,2z 的代数形式,进行复数相乘即可.【详解】由图可得:112z i =-+,2z i =,∴()12122z z i i i ⋅=-+⋅=--.故选:C .【点睛】本题考查复数的几何意义及复数的运算,解题关键是根据复数的几何性质求复平面所表示的复数,运用乘法法则进行复数运算即可,属于基础题.3.若向量()4,2a x =-与向量()1,1b =-平行,则a =( ). A. 2 B. 2 2 D. 8 【答案】A【解析】【分析】由a b ,可解得2x =,所以可得()2,2a =-,即可求得a .【详解】由a b ,可得()()41210x -⨯--⨯=,解得2x =,所以()2,2a =-, 可得()22222a =-+=故选:A .【点睛】本题考查向量的共线定理及向量模的运算,属于基础题.4.若函数()221x x a f x -=+的图像关于y 轴对称,则常数a =( ) A. 1-B. 1C. 1或1-D. 0【答案】A【解析】【分析】方法一:可知()f x 是偶函数,则()()f x f x -=,可解出a ;方法二:可知()f x 是偶函数,利用特殊值,令()()11f f -=,可解出a .【详解】方法一:可知()f x 是偶函数,则()()f x f x -=, 即222121x x x x a a ----=++, 解得1a =-.方法二:可知()f x 是偶函数,令()()11f f -=, 即1111222121a a ----=++, 解得1a =-.此时()1f x =偶函数,故选:A .【点睛】本题考查函数奇偶性的应用,由函数是偶函数求参数值,常用()()f x f x -=或代入特殊值建立方程求解,属于基础题.5.某城市为了解游客人数的变化规律,提高旅游服务质量,收集并整理了2016年1月至2018年12月期间月接待游客量(单位:万人)的数据,绘制了下面的折线图.根据该折线图,判断下列结论:(1)月接待游客量逐月增加;(2)年接待游客量逐年增加;(3)各年的月接待游客量高峰期大致在7,8月;(4)各年1月至6月的月接待游客量相对于7月至12月,波动性更小,变化比较平稳. 其中正确结论的个数为( )A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】C【解析】【分析】由题图可知逐一分析即可,这三年8月到9月的月接待游客量在减少,则结论(1)错误,(2)(3)(4)正确.【详解】由题图可知,这三年8月到9月的月接待游客量在减少,则结论(1)错误; 年接待游客数量逐年增加,故(2)正确;各年的月接待游客量高峰期大致在7,8月,故(3)正确;各年1月至6月的月接待游客量相对变化较小,而7月至12月则变化较大,故(4)正确; 故选:C .【点睛】本题考查折线统计图,考查统计思想与分析数据能力,属于简单题. 6.若抛物线()220y px p =>的焦点是双曲线2213-=x y p p 的一个焦点,则p =( ) A. 2B. 4C. 8D. 16 【答案】D【解析】【分析】 分别求出抛物线的焦点及双曲线的一个焦点,由条件得2162p p p =⇒=. 【详解】抛物线()220y px p =>的焦点是02p ⎛⎫ ⎪⎝⎭,, 双曲线2213-=x y p p 的一个焦点是()20p ,, 由条件得22p p =,解得16p =. 故选:D .【点睛】本题考查抛物线与双曲线的性质,属于综合题,但是难度不大,注重基础知识点考查,属于简单题.7.函数()32xy x x =-⋅的图象大致是( ) A. B.C. D.【答案】C【解析】【分析】排除法:根据函数()32x y x x =-⋅为奇函数,故图象关于原点对称;函数有1-,0,1三个零点;当2x =时,函数值为正数,进行选项排除即可.【详解】函数()32xy x x =-⋅为奇函数,故图象关于原点对称,故排除D ;函数有1-,0,1三个零点,故排除A ;当2x =时,函数值为正数,故排除B .故选:C .【点睛】本题考查函数的图象,根据解析式求图像通常利用排除法,依据有函数奇偶性、单调性、零点、定义域、值域、特殊值等,属于中等题.8.《九章算术》中,将底面是直角三角形的直三棱柱称之为“堑堵”.已知某“堑堵”的三视图如图所示,俯视图中间的实线平分矩形的面积,则该“堑堵”的体积为( )A. 13B. 23C. 1D. 2【答案】D【解析】【分析】 由三视图及条件可知:此直三棱柱的底面是等腰直角三角形,得出底面上的高和边长,再由直三棱柱的高为2,利用体积公式可求体积.【详解】由三视图可知:此直三棱柱的底面是等腰直角三角形,底面上的高为1221+12=,斜边为2. 直三棱柱的高为2,故121222V Sh ==⋅⋅⋅=, 故选:D .【点睛】本题考查几何体三视图及体积公式,考查转化和空间想象能力,属于基础题.9.已知4log 7x =,3log 2y =,32z =,则( ) A. x y z << B. y x z <<C. z y x <<D. y z x <<【解析】【分析】由对数函数的性质可得4433log 7log 81,22x x ⎛⎫=<=⇒∈ ⎪⎝⎭,()3log 20,1y =∈,可得y x z <<. 【详解】∵443log 7log 82x =<=,∴31,2x ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭ ∵()3log 20,1y =∈,∴y x z <<.故选:B .【点睛】本题考查对数的大小比较,若同底采用对数函数的单调性比较,不同底则引入中间值进行比较,属于基础题.10.在ABC 中有,角A ,B ,C 所对应的边分别为a ,b ,c ,6A π=,sin a A =,则角C 为( ) A. 12πB. 712πC. 12π或712πD. 4π 【答案】C【解析】【分析】 根据题意,由正弦定理得:4B π=或34π,即可求角C . 【详解】∵6A π=,∴50,6B π⎛⎫∈ ⎪⎝⎭,由正弦定理得:sin a A =,即sin sin A B A =,sin 0,A ≠可得()sin 0,24πB B B π=∈∴=或34π, ∴()712πC πA B =-+=或12π,【点睛】本题考查正弦定理的应用,易错点为利用正弦求三角形内角容易忽略为钝角的情况,本题属于简单题.11.如图长方体中,过同一个顶点的三条棱的长分别为2、4、6,A 点为长方体的一个顶点,B 点为其所在棱的中点,则沿着长方体的表面从A 点到B 点的最短距离为( )29B. 3541 D. 213【答案】C【解析】【分析】 由长方体的侧面展开图可得有3种情况如下:①当B 点所在的棱长为2;②当B 点所在的棱长为4;③当B 点所在的棱长为6,分别再求出展开图AB 的距离即可得最短距离.【详解】由长方体的侧面展开图可得:(1)当B 点所在的棱长为2,则沿着长方体的表面从A 到B 的距离可能为()22461101++=()2241661++=()2246165++=. (2)当B 点所在的棱长为4,则沿着长方体的表面从A 到B 的距离可能为()22226213++=()22262217++=()22262217++=(3)当B 点所在的棱长为6,则沿着长方体的表面从A 到B 的距离可能为()2223441++=()2224335++=()2223453++=综上所述,沿着长方体的表面从A 点到B 41故选:C .【点睛】本题考查长方体的展开图,考查空间想象与推理能力,属于中等题.12.倾斜角为45︒的直线与双曲线22214x y b-=交于不同的两点P 、Q ,且点P 、Q 在x 轴上的投影恰好为双曲线的两个焦点,则该双曲线的焦距为( )A. 2B. 2 1 1【答案】B【解析】【分析】 方法一;由双曲线的对称性可知直线过原点,可得2Rt QOF △为等腰三角形且245QOF ∠=︒,根据勾股定理及双曲线的定义可得:1c =.方法二:等腰2Rt QOF △中,可得22b QF a =,且2b c a=.又根据222b a c =-,联立可解得1c =. 【详解】方法一;由双曲线的对称性可知直线过原点,在等腰2Rt QOF △中,245QOF ∠=︒,则122F F c =,2QF c =,1QF =. 由双曲线的定义可得:122QF QF a-=,41c c -==,,故22c =.方法二:等腰2Rt QOF △中,22b QF a=, ∴2b c a=. 又222b a c =-,∴2240c c --=,得1c =.∴22c =.故选:B .【点睛】本题考查双曲线的性质,解题关键是将题目条件进行转化,建立等量关系求解,属于中等题.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.已知数列{}n a 满足1n n a ta +=,*n N ∈,t 为常数,12a =,8256a =,则t =__________.【答案】2【解析】【分析】数列{}n a 是公比为t 的等比数列,根据条件及等比数列通项公式列方程求解即可.【详解】数列{}n a 是公比为t 的等比数列,且12a =,8256a =,则782256a t ==,可得2t =.故答案为:2.【点睛】本题考查等比数列的通项公式,根据通项公式求公比,通常借助方程求解,属于基础题.14.曲线()cos x x f x e=在点()()0,0f 处的切线方程为__________. 【答案】10x y +-=【解析】【分析】 由题意可得切点()0,1,对()cos x x f x e =求导可得()01f '=-,即为切线斜率,由此可求其切线方程.【详解】由()0cos00=1f e=,可得切点()0,1, ()sin cos x x x f x e--'=,()01f '=-, 其切线方程为1y x -=-,即10x y +-=.故答案为:10x y +-=.【点睛】本题考查应用导数求切线方程,求出函数的导数即可得到切线斜率,再根据点斜式即可求出切线方程,属于简单题.15.函数()3cos 4cos 2πf x x x ⎛⎫=-+⎪⎝⎭在0x x =处取得极大值,则0tan x =__________. 【答案】43【解析】【分析】根据诱导公式及辅助角公式化简()()5cos f x x α=-,由题意可得()f x 取得极大值时02x k πα=+,代入0tan x 结合同角三角函数商数关系可得结果.【详解】()343cos 4cos 3cos 4sin 5cos sin 255f x x x x x x x π⎛⎫⎛⎫=-+=+=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭; 令3cos 5α=,4sin 5α,则()()5cos f x x α=-. 由题意得:()0cos 1x α-=,∴02x k πα=+. ∴04sin 45tan tan 3cos 35x ααα====. 故答案为:43. 【点睛】本题考查三角函数恒等变换及同角三角函数关系,解题的关键是利用诱导公式及辅助角公式化简,再根据三角函数性质及同角三角函数关系可得结论,属于中等题. 16.若函数()2121x x f x -=+,则不等式()719f x +<的解集为__________. 【答案】{}42x x -<<【解析】【分析】根据绝对值的性质,结合函数的解析式、指数函数的单调性进行求解即可. 【详解】因为()1121121x x f x ++-+=+,所以 ()11177217112842992198x x x f x x +++-+<⇒-<<⇒<<⇒-<<+. 故答案为:{}42x x -<<【点睛】本题考查了指数函数的单调性的应用,考查了指数不等式的解法,考查了绝对值不等式,考查了数学运算能力.三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:60分17.某地自2014年至2019年每年年初统计所得的人口数量如表所示:(1)根据表中的数据判断从2014年到2019年哪个跨年度的人口增长数量最大?并描述该地人口数量的变化趋势;(2)研究人员用函数()0.65444502000 4.48781t P t e -=++拟合该地的人口数量,其中t 的单位是年,2014年年初对应时刻0t =,()P t 的单位是千人,经计算可得()6.52450P ≈,请解释()6.52450P ≈的实际意义.【答案】(1)2016年到2017年的人口的增长数量最大,2014年到2019年该地每年人口的增长数量呈先递增后递减的趋势(或2014年到2019年该地每年人口总数呈逐渐递增的趋势);(2)到2020年中,该地的总人数大约可增长到2450千人(或到2020年6月末或7月初,该地的总人数大约可增长到2450千人)【解析】【分析】(1)根据表中的数据,逐年作差,可得从2014年到2019年每年增加的数量,逐年增多,从2017后,增加的人数逐年减少;(2)根据函数的表达式及题意,可得()P t 表示2014+t 年的人口数量,不难得到()6.52450P ≈的实际意义.【详解】(1)从2014年到2015年该地的人口增长数量:2135208253-=;从2015年到2016年该地的人口增长数量:2203213568-=;从2016年到2017年该地的人口增长数量:2276220373-=;从2017年到2018年该地的人口增长数量:2339227663-=;从2018年到2019年该地的人口增长数量:2385233946-=;故2016年到2017年的人口的增长数量最大.2014年到2019年该地每年人口的增长数量呈先递增后递减的趋势.(或2014年到2019年该地每年人口总数呈逐渐递增的趋势).(2)由题意,2014年年初对应时刻0t =,()P t 表示2014+t 年的人口数量,6.5t =,()P t 表示2014+6.5=2020.5年的人口数量,故()6.52450P ≈其实际意义为:到2020年中,该地的总人数大约可增长到2450千人. 或到2020年6月末或7月初,该地的总人数大约可增长到2450千人.【点睛】本题考查统计表及函数模型的应用,考查运算求解及数学分析能力,属于简单题.18.已知等差数列{}n a 的前n 项和为n S ,n S 满足36S =,33a =,数列{}n b满足210n n b b +-=,且0n b >,数列{}n b 的前n 项和为n T .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)求99T .【答案】(1)n a n =;(2)9【解析】【分析】(1)设等差数列{}n a 的公差为d ,由36S =,33a =列方程解得首项与公差,由此可得通项;(2)将{}n a通项代入210n n b b +-=,由一元二次方程求根公式可得n b ,再利用裂项相消求出99T .【详解】(1)设等差数列{}n a 的公差为d .由36S =,33a =得:1336a d +=,123a d +=.解得:11a =,1d =.∴n a n =.(2)由(1)得:210n n b +-=.由一元二次方程的求根公式得:2n b -==∵0n b >,∴n b =.∴)991299119T b b b =++⋅⋅⋅+=++⋅⋅⋅+==. 【点睛】本题考查等差数列通项及裂项相消求和,等差数列通项一般根据条件列方程解出首项与公差即可,本题求解99T 的关键是求n b ,考查一元二次方程与数列的综合应用,属于中等题.19.已知椭圆C 的中心为O ,左、右焦点分别为1F 、2F ,上顶点为A ,右顶点为B ,且OB 、OA 、2OF 成等比数列.(1)求椭圆C 的离心率;(2)判断1F AB 的形状,并说明理由.【答案】(1)e =;(2)直角三角形,理由见解析 【解析】【分析】 (1)设椭圆的长轴、短轴、焦距分别为2a 、2b 、2c ,由题设可得2b ac =及222b a c =-,消b 得a 、c 齐次式,解得离心率;(2)设椭圆C 的方程为()222210x y a b a b+=>>,则()0,A b ,(),0B a ,()1,0F c -,2b ac =.方法一:利用向量10AF AB ⋅=,方法二:利用斜率11AF AB k k ⋅=-,方法三:利用勾股定理22211F A AB F B +=,可得到1F AB 是直角三角形.【详解】(1)设椭圆的长轴、短轴、焦距分别为2a 、2b 、2c , 则OB a =、OA b =、2OF c =由题设2b ac =及222b a c =-,消b 得:22ac a c =-即210e e +-=.解得:e =e =又01e <<,则e =.(2)方法一:设椭圆C 的方程为()222210x y a b a b+=>>, 则()0,A b ,(),0B a ,()1,0F c -,2b ac =.∴()1,AF c b =--,(),AB a b =-,∴210AF AB ac b ⋅=-+=,∴1AF AB ⊥, 故190F AB ∠=︒,∴1F AB 是直角三角形.方法二:设椭圆C 的方程为()222210x y a b a b+=>>, 则()0,A b ,(),0B a ,()1,0F c -,2b ac =. ∴1AF b k c =,AB b k a=-, ∴121AF ABb k k ac ⋅=-=-,∴1AF AB ⊥, 故190F AB ∠=︒,∴1F AB 是直角三角形.方法三:由条件得:在1F AB 中,1F A a ==,1F B c a =+,AB =. 222212F A AB a b +=+,()22222222221222F B c a c ac a a b b a a b =+=++=-++=+, ∴22211F A AB F B +=,故190F AB ∠=︒,∴1F AB 是直角三角形.【点睛】本题考查椭圆离心率及三角形形状判断,离心率的求解在圆锥曲线的考查中是一个重点也是难点,一般求离心率有以下几种情况:①直接求出,a c ,从而求出e ;②构造,a c 的齐次式,求出e ;③采用离心率的定义以及圆锥曲线的定义来求解,本题属于简单题.20.如图,在四棱锥C ABEF -中,底而ABEF 为菱形,且菱形ABEF 所在的平面与ABC 所在的平面相互垂直,4AB =,2BC =,BC BE ⊥,60ABE ∠=︒.(1)求证://AB 平面CEF ;(2)求四棱锥C ABEF -的最长侧棱的长.【答案】(1)证明见解析;(2)13【解析】【分析】(1)在菱形ABEF 中,AB EF ,AB ⊄平面CEF ,EF ⊂平面CEF ,由此可证.(2)取AB 中点O ,连结OE ,BF ,由已知易得:ABE △是正三角形,OE AB ⊥,进一步可证BC ⊥平面ABEF ,由勾股定理可求出侧棱CB ,CE ,CF ,CA 的长度,得到最长的是CF ,或可先判断CF 最长,求解出长度即可.【详解】(1)在菱形ABEF 中,AB EF ,AB ⊄平面CEF ,EF ⊂平面CEF . ∴AB ∥平面CEF .(2)方法一:取AB 中点O ,连结OE ,BF ,由已知易得:ABE △是正三角形,∴OE AB ⊥.又∴平面ABEF ⊥平面ABC 且交线为AB ,∴OE ⊥平面ABC ,又BC ⊂平面ABC ,∴OE BC ⊥,又∵BC BE ⊥,OEBE E =, ∴BC ⊥平面ABEF ,又AB ,BF ⊂平面ABEF ,∴BC AB ⊥,BC BF ⊥,在菱形ABEF 中,4AB BE EF FA ====,60ABE ∠=︒,120BEF ∠=︒, BC BE ⊥,2BC =.在Rt ABC △中,2225AC AB BC =+=在Rt EBC 中,2225EC EB BC +=.在RtFBC △中,2222cos 48BF BE EF BE EF BEF =+-⋅∠=,∴22213CF CB BF =+=.显然在侧棱CB ,CE ,CF ,CA 中最长的是CF .∴四棱锥C ABEF -的最长侧棱的长为213.方法二:取AB 中点O ,连结OE ,BF ,由已知易得:ABE △是正三角形,∴OE AB ⊥,又∵平面ABEF ⊥平面ABC 且交线为AB ,∴OE ⊥平面ABC ,又BC ⊂平面ABC ,∴OE BC ⊥,又∵BC BE ⊥,OE BE E =,∴BC ⊥平面ABEF .又AB ,BF ⊂平面ABEF ∴BC AB ⊥,BC BF ⊥.在菱形ABEF 中,BF AB >,BF BE >,∴CF 最长.在Rt BCF 中,22213CF CB BF =+=∴四棱锥C ABEF -的最长侧棱的长为213【点睛】本题考查线面平行的证明及棱长求解,考查棱长的关键是垂直判定定理及性质定理的应用,在借助勾股定理求解即可,考查空间思维及推理能力,属于中等题.21.已知函数()ln f x x x =-+,()f x 的最大值为a .(1)求a 的值;(2)试推断方程()2ln 2ln x x a x x x +=+是否有实数解?若有实数解,请求出它的解集.【答案】(1)1-;(2)无实数解【解析】【分析】(1)由题意,对函数f (x )=-x +lnx 求导数,研究出函数在定义域上的单调性,判断出最大值,即可求出;(2)由于函数的定义域是正实数集,故方程|2x (x -lnx )|=2lnx +x 可变为12lnx x lnx x -=+,再分别研究方程两边对应函数的值域,即可作出判断.【详解】(1)已知函数()ln f x x x =-+,则0x >,可得()111f x x x x-=-+=', 令()0f x '=,x =1,当0<x <1时,f ′(x )>0;当x >1时,f ′(x )<0.∴f (x )在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数,∴()()11max x a f f ==-=;(2)|2x (x −lnx )|=2lnx +x 可得12lnx x lnx x -=+, 由(1)知f (x )max =f (1)=−1,即−x +lnx ≤−1,∴|x −lnx |≥1,又令()12lnx g x x =+,()21lnx g x x -'=, 令g ′(x )>0,得0<x <e ;令g ′(x )<0,得x >e ,∴g (x )的增区间为(0,e ),减区间为(e ,+∞),∴()()1112max g x g e e ==+<,∴g (x )<1, ∴|x −lnx |>g (x ),即12lnx x lnx x ->+恒成立, ∴方程12lnx x lnx x -=+即方程|2x (x −lnx )|=2lnx +x 没有实数解. 【点睛】本题考查利用导数求函数的最值,根的存在性及根的个数判断,根的存在性及根的个数判断稍难,此类问题通常是利用转化思想和方程思想将问题进行转化为求新函数值域问题,属于中等题.(二)选考题:共10分.请考生在第22、23题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分.22.曲线1C 的极坐标方程为r ρ=(常数0r >),曲线2C 的参数方程为()22131t x t y t -⎧=⎪+⎪⎨⎪=⎪+⎩(t 为参数).(1)求曲线1C 的直角坐标方程和2C 的普通方程;(2)若曲线1C ,2C 有两个不同的公共点,求实数r 的取值范围.【答案】(1)1C :222x y r +=,2C :()2100x y y +-=≠;(2)11,22⎫⎛⎫+∞⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ 【解析】【分析】(1)根据直角坐标与极坐标关系及题目条件cos sin x y r ρθρθρ=⎧⎪=⎨⎪=⎩得曲线1C 的直角坐标方程,利用消元法消去t 可得2C 的普通方程;(2)若曲线1C ,2C 有两个不同的公共点,法一:方程联立利用根与系数关系,利用判别式解出即可求实数r 的取值范围;法二:数形结合可得圆心到直线距离小于半径,解出即可求实数r 的取值范围.【详解】(1)方法一:由cos sin x y r ρθρθρ=⎧⎪=⎨⎪=⎩得:222x y r +=.由()22131t x t y t -⎧=⎪+⎪⎨⎪=⎪+⎩得:21x y +=,即()2100x y y +-=≠.∴曲线1C 的直角坐标方程为:222x y r +=,2C 的普通方程为:()2100x y y +-=≠. 方法二:由cos sin x y r ρθρθρ=⎧⎪=⎨⎪=⎩得:222x y r +=. 由()221t x t -=+得:2212x t x +=-;由31y t =+得:3y t y -=. ∴22312x y x y+-=-.整理得2C 的普通方程为:()2100x y y +-=≠.∴曲线1C 的直角坐标方程为:222x y r +=,2C 的普通方程为:()2100x y y +-=≠. (2)方法一:由22221x y x y r+=⎧⎨+=⎩消y 得:225410x x r -+-=.由曲线1C ,2C 有两个不同的公共点得:22040r ∆=->,0r >解得:r >. 又当圆1C :222x y r +=过点1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭时,有12r =,且曲线2C 表示不过点1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭的直线. ∴12r ≠.∴实数r 的取值范围为11,522⎛⎫⎛⎫+∞ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.方法二:圆心()0,0到直线210x y +-=的距离为:5d =.由曲线1C ,2C 有两个不同的公共点得:d r <,即5r >. 又当圆1C :222x y r +=过点1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭时,有12r =,且曲线2C 表示不过点1,02⎛⎫ ⎪⎝⎭的直线. ∴12r ≠.∴实数r 的取值范围为11,22⎫⎛⎫+∞⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭. 【点睛】本题考查直角坐标与极坐标的互化、参数方程与普通方程的互化、直线与圆的位置关系,解题的关键是熟记直角坐标与极坐标的互化关系,直线与圆的位置关系可借助二次方程判别式或距离关系求解,属于中等题.23.选修4-5:不等式选讲已知函数()|1,(0)f x m x m =--,且(1)0f x +≥的解集为[3,3]-.(Ⅰ)求m 的值;(Ⅱ)若正实数,,a b c 满足11123m a b c++=,求证:233a b c ++≥. 【答案】(1)3m =(2)见解析【解析】试题分析:(1)求解绝对值不等式可得3m = ;(2)由题意结合柯西不等式即可证得结论,注意等号成立的条件.试题解析:解:(Ⅰ)因为()1f x m x -=-,所以()10f x -≥等价于x m ≤, 由x m ≤,得解集为[],,(0)m m m ->又由()10f x -≥的解集为[]3,3-,故3m =. (Ⅱ)由(Ⅰ)知111323a b c++=, 又∵,,a b c 是正实数,∴23a b c ++= ()111123323a b c a b c ⎛⎫++++ ⎪⎝⎭ 2133≥=. 当且仅当111,,23a b c ===时等号成立, 所以233a b c ++≥.点睛:根据柯西不等式的结构特征,利用柯西不等式对有关不等式进行证明,证明时,需要对不等式变形,使之与柯西不等式有相似的结构,从而应用柯西不等式.。
2020年广东省六校联盟高考数学第四次联考试卷2(四模) (含答案解析)
2020年广东省六校联盟高考数学第四次联考试卷2(四模)一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.已知i是虚数单位,若复数z=2+ai2+i在复平面内对应的点在第四象限,则实数a的值可以是()A. 1B. −2C. 2D. 32.已知全集U=R,集合A={x|x2−x−6≤0},B={x|4−xx+1≤0},那么集合A∩(∁U B)等于()A. [−2,4)B. (−1,3]C. [−2,−1]D. [−1,3]3.某工厂对一批产品进行了抽样检测,如图是根据抽样检测后的产品净重(单位:克)数据绘制的频率分布直方图,其中产品净重的范围是[96,106],样本数据分组为[96,98),[98,100),[100,102),[102,104),[104,106],则这组数据中众数的估计值是()A. 100B. 101C. 102D. 1034.从1,2,3,4,5中任意取出两个不同的数,其和为5的概率是()A. 15B. 14C. 13D. 125.若sin(π6−α)=√23,sin(2α+π6)的值为()A. 59B. −59C. 79D. −796.函数f(x)=e x−e−xx2的图象大致为()A. B.C. D.7.已知等差数列{a n}的公差不为零,S n为其前n项和,S3=9,且a2−1,a3−1,a5−1构成等比数列,则S5=()A. 15B. −15C. 30D. 258.某车间分批生产某种产品,每批的生产准备费用为800元.若每批生产x件,则平均仓储时间为x8天,且每件产品每天的仓储费用为1元.则平均每件产品的生产准备费用与仓储费用之和S(元)关于x(件)的函数是()A. S=800+x8B. S=800x+x8C. S=800x+x8D. S=800x+x9.已知O为坐标原点,F1,F2是双曲线C:x2a −y2b=1(a>0,b>0)的左、右焦点,M是双曲线C右支上一点,若|OM|=|OF2|,∠MOF2=π3,则双曲线C的离心率为()A. √3+1B. √6+√3C. √3D. √3−110.已知四边形ABCD是边长为 2 的菱形,∠BAD=60°,沿对角线BD将△ABD折起使A位于新位置A′,且A′C=√3,则三棱锥A′−BCD的外接球的表面积为()A. 52π9B. 50π9C. 6πD. 25π11.函数f(x)=sin(ωx+φ)(ω>0)的图象向右平移π3个单位后所得的图象与原来图象重合,则ω最小值为()A. 13B. 23C. 8D. 612.函数f(x)=lnx+1,g(x)=2e x−12,若f(m)=g(n)成立,则m−n的最小值是()A. 12+ln2 B. e−2 C. ln2−12D. √e−12二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13. 如图,在△ABC 中,AB =AC ,AD ⊥BC ,且AD =1,则AB⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ 的值是______ .14. 二项式(2x +x)4的展开式中常数项为______.15. 将数列{a n }中的所有项按每一行比上一行多两项的规则排成如下数表:a 1 a 2a 3a 4 a 5a 6a 7 a 8a 9 …已知表中的第一列数a 1,a 2,a 5,…构成一个等差数列,且知a 2=4,a 10=10.从第二行起,即每一行中的数按从左到右的顺序均构成以12为公比的等比数列,则a 100= ______ .16. 如图,在长方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,AB =AD =4,AA 1=2,则四棱锥A −BB 1D 1D 的体积为______ .三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)17. 如图,在△ABC 中,点P 在BC 边上,∠PAC =60°,PC =2,AP +AC =4.(Ⅰ)求∠ACP ; (Ⅱ)若△APB 的面积是3√32,求sin∠BAP .18. 如图所示,四边形ABCD 为直角梯形,AB//CD ,AB ⊥BC ,△ABE 为等边三角形,且CE =√5,CD =BC =12AB =1.(Ⅰ)求证:AB⊥DE;(Ⅱ)求CE与平面ABCD所成角的正弦值;19.在平面直角坐标系xOy中,动圆M过定点F(1,0),且与直线x=−1相切,曲线C为圆心M的轨迹.(I)求曲线C的方程;(II)过(2,0)的直线l与C有两个不同的交点A,B,已知点Q(−2,0),QA,QB与y轴分别交于M(0,m),N(0,n)两点,证明:m+n为定值.20.求函数f(x)=x3−12x的极值.21.某校为了解学生课外阅读情况,学校随机抽取了100名学生对其课外阅读时间进行调查,下面是根据调查结果绘制的学生日均课外阅读时间(单位:分钟)的频率分布直方图,若将日均课外阅读时间不低于60分钟的学生称为“读书迷”,低于60分钟的学生称为“非读书迷”.(Ⅰ)根据已知条件完成下面2×2的列联表,并据此判断能否在犯错误的概率不超过0.01的前提下认为“读书迷”与性别有关?非读书迷读书迷合计男15女45合计(Ⅱ)若将频率视为概率,现在从该校大量学生中,用随机抽样的方法每次抽取1人,共抽取3次,记被抽取的3人中的“读书迷”的人数为X,且每次抽取的结果是相互独立的,求X的分布列,期望E(X)和方差D(X).,其中n=a+b+c+d,附:独立性检验统计量K2=n(ad−bc)2(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)独立性检验临界表:P(K2≥k0)0.100.050.0250.0100.001 k0 2.706 3.840 5.024 6.63510.82822. 在直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为{x =2cosα,y =2+2sinα(α为参数),以坐标原点为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线M 的极坐标方程为ρ2sin2θ=32(0<θ<π2). (1)求曲线C 的极坐标方程;(2)已知β为锐角,直线l :θ=β(ρ∈R)与曲线C 的交点为A(异于极点),l 与曲线M 的交点为B ,若|OA|⋅|OB|=16√2,求l 的直角坐标方程.23. 已知函数f(x)=√x 2−4x +4−|x −1|.(1)解不等式f(x)>12;(2)若正数a ,b ,c ,满足a +2b +4c =f(12)+2,求√1a+2b+4c的最小值.-------- 答案与解析 --------1.答案:B解析: 【分析】本题考查复数的运算法则的应用,复数的几何意义,考查计算能力,属于基础题. 将复数z 化成4+a+(2a−2)i5,进而即可求出a 的范围,从而得解.【解答】 解:z =2+ai 2+i=(2+ai)(2−i)(2+i)(2−i)=4+a+(2a−2)i5,因为复数z =2+ai 2+i在复平面内对应的点在第四象限,所以{4+a >02a −2<0, 解得−4<a <1,所以只有B 符合. 故选B .2.答案:D解析: 【分析】本题考查了集合的运算与解不等式的应用问题,是基础题. 解不等式求出集合A 、B ,根据补集与交集的定义写出A ∩(∁U B). 【解答】解:∵全集U =R ,集合A ={x|x 2−x −6≤0}={x|−2≤x ≤3}, B ={x |4−xx+1≤0}={x|x <−1或x ≥4}, ∴∁U B ={x|−1≤x <4}, ∴A ∩(∁U B)={x|−1≤x ≤3}, 故选D .3.答案:B解析:解:由频率分布直方图得:这组数据中众数的估计值:100+1022=101.故选:B.由频率分布直方图能求出这组数据中众数的估计值.本题考查众数的估计值的求法,考查频率分布直方图的性质、列举法等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.4.答案:A解析:【分析】本题考查概率的求法,考查古典概型等基础知识,是基础题.先求出基本事件总数n=C52=10,再求出其和为5包含的基本事件有2个,由此能求出其和为 5 的概率.【解答】解:从 1,2,3,4,5 中任意取出两个不同的数,基本事件总数n=C52=10,其和为5包含的基本事件有(1,4),(2,3),其和为 5 的概率是p=210=15.故选:A.5.答案:A解析:解:∵sin(π6−α)=√23,∴sin(2α+π6)=cos[π2−(2α+π6)]=cos(π3−2α)=cos[2(π6−α)]=1−2sin2(π6−α)=1−2×(√23)2=59.故选:A.由已知利用诱导公式及二倍角公式求得sin(2α+π6)的值.本题主要考查了诱导公式和二倍角的余弦公式的应用,属于基础题.6.答案:B解析: 【分析】本题主要考查函数的图象的识别和判断,利用函数图象的特点分别进行排除是解决本题的关键. 判断函数的奇偶性,利用函数的定点的符号的特点分别进行判断即可. 【解答】 解:函数f(−x)=e −x −e x (−x)2=−e x −e −xx 2=−f(x),则函数f(x)为奇函数,图象关于原点对称,排除A , 当x =1时,f(1)=e −1e >0,排除D , 当x →+∞时,f(x)→+∞,排除C . 故选B .7.答案:D解析: 【分析】本题考查等差数列的通项公式与前n 项和,考查等比数列的性质,是基础题.设等差数列{a n }的公差为d(d ≠0),由已知列关于首项与公差的方程组,求解得到首项与公差,再由等差数列的前n 项和公式求解. 【解答】解:设等差数列{a n }的公差为d(d ≠0),由题意,{3a 1+3d =9(a 1+2d −1)2=(a 1+d −1)(a 1+4d −1),解得{a 1=1d =2. ∴S 5=5×1+5×4×22=25.故选D .8.答案:C解析:【分析】本题考查函数模型的应用,属于基础题.根据生产x 件产品的生产准备费用与仓储费用之和,可得平均每件的生产准备费用与仓储费用之和.【解答】解:由题意知平均每件产品的生产准备费用是800x元,仓储费用是x8×1元,所以平均每件产品的生产准备费用与仓储费用之和为S=800x +x8,故选C.9.答案:A解析:【分析】本题考查双曲线的性质及余弦定理,即可求出双曲线C的离心率.【解答】解:由题意,|OM|=|OF2|,∠MOF2=π3,所以ΔOMF2是等边三角形,|OM|=12|F1F2|,所以|MF2|=c,ΔMF1F2是直角三角形,所以|MF1|=√3c,又因为|MF1|−|MF2|=2a,∴e=ca =√3−1=√3+1.故选A.10.答案:A解析:【分析】本题考查三棱锥的外接球的表面积,考查空间想象能力与思维能力,是中档题.由题意画出图形,取BD的中点E,连接EC,A′E,设球心为O,连接EO,CO,利用勾股定理列式求得半径,则三棱锥的外接球的表面积可求.【解答】解:如图,由题意可知,A′B=A′D=BD=BC=CD=2,A′C=√3,取BD的中点E,连接EC,A′E,设球心为O,连接EO,CO,O′为底面BCD的中心,连接OO′,OO′⊥底面BCD ,可得OO′⊥CE ,且CE =A′E =A′C =√3, 即有OE ⊥A′C ,且直角三角形OEO′中,∠OEC =30°, O′E =√33,O′C =2√33,OO′=O′Etan30°=13,即有R =OC =(13)(2√33)=√133,则A′−BCD 的外接球的表面积为4πR 2=52π9,故选:A .11.答案:D解析: 【分析】本题主要考查函数y =Asin(ωx +φ)的图象变换规律,属于基础题. 由题意利用函数y =Asin(ωx +φ)的图象变换规律,得出结论. 【解答】解:函数f(x)=sin(ωx +φ)(ω>0)的图象向右平移π3个单位后,可得y =sin(ωx −ωπ3+φ)的图象,再根据所得的图象与原来图象重合,可得−ωπ3=2kπ,k ∈Z ,即ω=−6k ,k ∈Z ,又因为ω>0,所以ω最小值为6, 故选:D .12.答案:A解析: 【分析】本题主要考查导数的应用,利用转换法构造函数,求函数的导数,利用导数研究函数的极值和最值是解决本题的关键.综合性较强.根据f(m)=g(n)=t 得到m ,n 的关系,利用转换法化为关于t 的函数,构造函数,求函数的导数,利用导数研究函数的最值即可得到结论. 【解答】解:不妨设f(m)=g(n)=t , lnm +1=2e n−12=t ,(t >0) 即有m =e t−1,n =12+ln t2,可得m −n =e t−1−12−ln t2(t >0), 令ℎ(t)=e t−1−12−ln t2(t >0),ℎ′(t)=e t−1−1t ,易知ℎ′(t)在(0,+∞)上是增函数,且ℎ′(1)=0,当t >1时,ℎ′(t)>0, 当0<t <1时,ℎ′(t)<0,即当t =1时,ℎ(t)取得极小值同时也是最小值, 此时ℎ(1)=1−12−ln 12=12+ln2, 即m −n 的最小值为12+ln2. 故选:A .13.答案:1解析:解:在△ABC 中,AB =AC ,AD ⊥BC ,且AD =1, 则有ABcos∠BAD =AD =1,即有AB ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅|AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅cos∠BAD =|AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅(|AB ⃗⃗⃗⃗⃗ |⋅cos∠BAD)=|AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ |2=1. 故答案为:1.运用向量的数量积的定义,结合解直角三角形的锐角三角函数的定义,计算即可得到结论. 本题考查向量的数量积的定义,运用锐角三角函数的定义是解题的关键,属于基础题.14.答案:24解析:解:二项式(2x +x)4展开式的通项公式为:T r+1=C 4r ⋅(2x )4−r ⋅x r =24−r ⋅C 4r⋅x 2r−4,令2r −4=0,解得r =2,∴展开式中常数项为T 3=22⋅C 42=24.故答案为:24.根据二项式展开式的通项公式,令x 的指数为0求出r 的值,从而求出展开式中常数项. 本题考查了利用二项式展开式的通项公式求常数项的应用问题,是基础题.15.答案:7217解析:解:∵第一列数a 1,a 2,a 5,…构成一个等差数列,且知a 2=4,a 10=10, ∴第一列数组成以1为首项,3为公差的等差数列.又前n 行共有n 2项,∴a 100为第10行的最后一个数, ∵第10行的第一个数为28,∴a 100=28⋅(12)19=7217. 故答案为:7217.确定a 100为第10行的最后一个数,第10行的第一个数为28,共19个数,即可得出结论. 本题考查数列的性质和应用,本题解题的关键是a 100为第10行的最后一个数,第10行的第一个数为28,共19个数.16.答案:323解析:解:∵在长方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,AB =AD =4,AA 1=2, ∴AC ⊥BD ,AC ⊥BB 1,又BD ∩BB 1=B ,∴AC ⊥平面BB 1D 1D , ∴四棱锥A −BB 1D 1D 的体积: V =13×S 四边形BB 1D 1D ×(12AC) =13×BD ×BB 1×12AC =13×4√2×2×12×4√2 =323.故答案为:323.推导出AC ⊥平面BB 1D 1D ,从而四棱锥A −BB 1D 1D 的体积V =13×S 四边形BB 1D 1D ×(12AC),由此能求出结果.本题考查四棱锥的体积的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.17.答案:解:(Ⅰ)在△APC 中,因为∠PAC =60°,PC =2,AP +AC =4,由余弦定理得PC 2=AP 2+A C2−2⋅AP ⋅AC ⋅cos∠PAC , 所以22=AP 2+(4−AP)2−2⋅AP ⋅(4−AP)⋅cos60°, 整理得AP 2−4AP +4=0, 解得AP =2. 所以AC =2.所以△APC 是等边三角形. 所以∠ACP =60°.(Ⅱ)因为∠APB 是△APC 的外角, 所以∠APB =120°. 因为△APB 的面积是3√32, 所以12⋅AP ⋅PB ⋅sin∠APB =3√32.所以PB=3.在△APB中,AB2=AP2+PB2−2⋅AP⋅PB⋅cos∠APB=22+32−2×2×3×cos120°=19,所以AB=√19.在△APB中,由正弦定理得ABsin∠APB =PBsin∠BAP,所以sin∠BAP=√19=3√5738.解析:本题主要考查了余弦定理,三角形面积公式,正弦定理,三角函数的定义,两角差的正弦函数公式在解三角形中的应用,考查了计算能力和数形结合思想,考查了转化思想,属于中档题.(Ⅰ)在△APC中,由余弦定理得AP2−4AP+4=0,解得AP=2,可得△APC是等边三角形,即可得解.(Ⅱ)由已知可求∠APB=120°.利用三角形面积公式可求PB=3.进而利用余弦定理可求AB,在△APB中,由正弦定理可求sin∠BAP的值.18.答案:证明:(Ⅰ)取AB中点O,连结OD,OE,∵△ABE是正三角形,∴AB⊥OE,∵四边形ABCD是直角梯形,DC=12AB,AB//CD,∴四边形OBCD是平行四边形,∴OD//CB,又AB⊥BC,∴AB⊥OD,∵OD、OE⊂平面ODE,且OD∩OE=O,∴AB⊥平面ODE,∵DE⊂平面ODE,∴AB⊥DE.解:(Ⅱ)∵BC2+BE2=EC2,∴BC⊥BE,∵BC⊥BA,BA∩BE=B,∴平面ABCD⊥平面ABE,∵平面ABCD∩平面ABE=AB,OE⊥AB,OE⊂平面ABE,∴OE⊥平面ABCD,∴∠COE是CE与平面ABCD所成角,在△COE中,CE=√5,OE=√3,cos∠COE=90°,∴sin∠ECO=√3√5=√155,∴CE与平面ABCD所成角的正弦值为√155.解析:(Ⅰ)取AB中点O,连结OD,OE,推导出四边形OBCD是平行四边形,从而OD//CB,由AB⊥BC,得AB⊥OD,从而AB⊥平面ODE,由此能证明AB⊥DE.(Ⅱ)推导出BC⊥BE,BC⊥BA,从而平面ABCD⊥平面ABE,进而OE⊥平面ABCD,∠COE是CE与平面ABCD所成角,由此能求出CE与平面ABCD所成角的正弦值.本题考查线线垂直的证明,考查线面角的正弦值的求法,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,考查数形结合思想,是中档题.19.答案:解:(Ⅰ)由题意圆心为M的动圆M过点(1,0),且与直线x=−1相切,所以圆心M的轨迹是以(1,0)为焦点的抛物线,∴圆心M的轨迹方程为y2=4x.F(1,0)故曲线H的方程为:y2=4x.(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(−2,0),M(0,m),N(0,n),直线AB:x=my+2,①曲线C:y2=4x,②联立①②,得y2−4my−8=0,∴y1+y2=4m,y1y2=−8,直线QA:y=y1x1+2(x+2),令x=0,m=2y1my1+4.同理,n=2y2my2+4,∴m+n=2my1y2+4(y1+y2)m2y1y2+4m(y1+y2)+16=0.∴m+n=0为定值.解析:(Ⅰ)由题意圆心为M的动圆M过点(1,0),且与直线x=−1相切,利用抛物线的定义,可得圆心M的轨迹是以(1,0)为焦点的抛物线,从而得到所求轨迹方程.(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),Q(−2,0),M(0,m),N(0,n),直线AB:my=x−2,曲线C:y2=4x,联立,得y2−4my−8=0,由此利用韦达定理、由直线QA:y=y1x1+2(x+2),令x=0,m=2y1my1+4.同理,n=2y2my2+4,可证明m+n为定值.本题考查曲线方程的求法,考查直线与抛物线位置关系,考查运算求解能力,考查函数与方程思想,是中档题.20.答案:解:∵f(x)=x3−12x,∴f′(x)=3x2−12,令f′(x)>0,解得:x>2或x<−2,令f′(x)<0,解得:−2<x<2,∴f(x)在(−∞,−2),(2,+∞)递增,在(−2,2)递减,∴f(x)极大值=f(−2)=16,f(x)极小值=f(2)=−16.解析:先求出函数的导数,解关于导函数的不等式,求出函数的单调区间,从而求出函数的极值.本题考查了函数的单调性、极值问题,考查导数的应用,是一道基础题.21.答案:解:(I)完成下面的2×2列联表如下非读书迷 读书迷 合计 男 40 15 55 女 20 25 45 合计 6040100…(3分) K 2=100(40×25−15×20)260×40×55×45≈8.249VB8.249>6.635,故有99%的把握认为“读书迷”与性别有关;(II)视频率为概率.则从该校学生中任意抽取1名学生恰为读书迷的概率为25.由题意可知X ~B(3,25),P(x =i)=C 3i (25)i (35)3−i (i =0,1,2,3),从而分布列为 X 0123P2712554125361258125E(x)=np =65,D(x)=np(1−p)=1825 .解析:本题考查频率分布直方图的应用,对立检验以及二项分布的期望与方差的求法,分布列的求法,考查计算能力.(I)利用频率分布直方图,直接计算填写表格,然后利用个数求解K 2,判断即可. (II)求出概率的分布列,然后利用超几何分布求解期望与方差即可.22.答案:解:(1)曲线C 的参数方程为{x =2cosαy =2+2sinα,(α为参数),转换为直角坐标方程为x 2+(y −2)2=4,即x 2+y 2=4y ,,∴曲线C 的极坐标方程为ρ=4sinθ;(2)曲线M 的极坐标方程为ρ2sin2θ=32(0<θ<π2).,将θ=β代入得,∵曲线C 的极坐标方程ρ=4sinθ, ∴将θ=β代入得,,,则l 的直角坐标方程y =2x .解析: 本题考查的知识要点:参数方程直角坐标方程和极坐标方程之间的转换,主要考查学生的运算能力和转化能力,属于中档题.(1)直接利用转换关系,把参数方程直角坐标方程和极坐标方程之间进行转换. (2)利用三角函数关系式的恒等变换,得时解题关键.23.答案:解:(1)f(x)=|x −2|−|x −1|,①当x ≤1时,f(x)=2−x −(1−x)=1,由f(x)>12,解得x ≤1; ②当1<x <2时,f(x)=3−2x ,由f(x)>12,即3−2x >12,解得x <54, 又1<x <2,所以1<x <54;③当x ≥2时,f(x)=−1不满足f(x)>12,此时不等式无解, 综上,不等式f(x)>12的解集为:(−∞,54); (2)∵a +2b +4c =f(12)+2=3,∴1a +2b +4c =(1a +2b +4c )×a +2b +4c3 =13[(1+4+16)+2b a +2a b +4c a +4a c +8c b +8b c ] ≥13(21+2√2b a×2a b+2√4a a×4a c+2√8c b×8b c)=493,当且仅当a =b =c =37时等号成立. 所以√1a+2b+4c的最小值为7√33.解析:本题考查了绝对值不等式的解法和基本不等式的应用,考查了运算能力和转化能力,属于中档题.(1)去绝对值,根据分段函数的解析式即可求出不等式的解集, (2)由题意可得a +2b +4c =3,再根据基本不等式即可求出.。
2020届 全国大联考 高三第四次联考数学(文)试题(解析版)
2020届全国大联考高三第四次联考数学(文)试题一、单选题1.已知集合{}2|340A x x x =--<,{}|23xB y y ==+,则A B =U ( ) A .[3,4) B .(1,)-+∞C .(3,4)D .(3,)+∞【答案】B【解析】分别求解集合,A B 再求并集即可. 【详解】因为{}2|340{|14}A x x x x x =--<=-<<,{}|23xB y y ==+{|3}y y =>,所以(1,)A B =-+∞U . 故选:B 【点睛】本题考查集合的运算与二次不等式的求解以及指数函数的值域等.属于基础题. 2.若直线20x y m ++=与圆222230x x y y ++--=相交所得弦长为则m =( )A .1B .2C D .3【答案】A【解析】将圆的方程化简成标准方程,再根据垂径定理求解即可. 【详解】圆222230x x y y ++--=的标准方程22(1)(1)5x y ++-=,圆心坐标为(1,1)-,半径因为直线20x y m ++=与圆222230x x y y ++--=相交所得弦长为所以直线20x y m ++=过圆心,得2(1)10m ⨯-++=,即1m =. 故选:A 【点睛】本题考查了根据垂径定理求解直线中参数的方法,属于基础题. 3.抛物线23x ay =的准线方程是1y =,则实数a =( ) 3344【答案】C【解析】根据准线的方程写出抛物线的标准方程,再对照系数求解即可. 【详解】因为准线方程为1y =,所以抛物线方程为24x y =-,所以34a =-,即43a =-. 故选:C 【点睛】本题考查抛物线与准线的方程.属于基础题.4.已知三棱柱的高为4,底面是边长为2的等边三角形,则该三棱柱的体积为( )A .B .C .4D .6【答案】B【解析】根据柱体的体积公式求解即可. 【详解】三棱柱底面的面积为224S =⨯=故体积为V Sh ==故选:B 【点睛】本题考查棱柱的体积公式.属于基础题. 5.已知:cos sin 2p x y π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,:q x y =则p 是q 的( ) A .充分而不必要条件 B .必要而不充分条件 C .充分必要条件 D .既不充分也不必要条件【答案】B【解析】根据诱导公式化简sin cos 2y y π⎛⎫+= ⎪⎝⎭再分析即可. 【详解】因为cos sin cos 2x y y π⎛⎫=+= ⎪⎝⎭,所以q 成立可以推出p 成立,但p 成立得不到q 成立,例如5coscos33ππ=,而533ππ≠,所以p 是q 的必要而不充分条件. 故选:B本题考查充分与必要条件的判定以及诱导公式的运用,属于基础题.6.一个圆锥的底面和一个半球底面完全重合,如果圆锥的表面积与半球的表面积相等,那么这个圆锥轴截面底角的大小是( ) A .15︒ B .30︒C .45︒D .60︒【答案】D【解析】设圆锥的母线长为l ,底面半径为R ,再表达圆锥表面积与球的表面积公式,进而求得2l R =即可得圆锥轴截面底角的大小. 【详解】设圆锥的母线长为l ,底面半径为R ,则有2222R Rl R R ππππ+=+,解得2l R =,所以圆锥轴截面底角的余弦值是12R l =,底角大小为60︒. 故选:D 【点睛】本题考查圆锥的表面积和球的表面积公式,属于基础题.7.已知F 是双曲线22:4||C kx y k +=(k 为常数)的一个焦点,则点F 到双曲线C 的一条渐近线的距离为( ) A .2k B .4kC .4D .2【答案】D【解析】分析可得k 0<,再去绝对值化简成标准形式,进而根据双曲线的性质求解即可. 【详解】当0k ≥时,等式224||kx y k +=不是双曲线的方程;当k 0<时,224||4kx y k k +==-,可化为22144y x k -=-,可得虚半轴长2b =,所以点F 到双曲线C 的一条渐近线的距离为2. 故选:D 【点睛】本题考查双曲线的方程与点到直线的距离.属于基础题. 8.关于函数()sin 6f x x π⎛⎫=-- ⎪⎝⎭在区间,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭的单调性,下列叙述正确的是( ) A .单调递增 B .单调递减C .先递减后递增D .先递增后递减【解析】先用诱导公式得()sin cos 63f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=--=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,再根据函数图像平移的方法求解即可. 【详解】函数()sin cos 63f x x x ππ⎛⎫⎛⎫=--=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象可由cos y x =向左平移3π个单位得到,如图所示,()f x 在,2ππ⎛⎫⎪⎝⎭上先递减后递增.故选:C 【点睛】本题考查三角函数的平移与单调性的求解.属于基础题.9.在棱长为a 的正方体1111ABCD A B C D -中,E 、F 、M 分别是AB 、AD 、1AA 的中点,又P 、Q 分别在线段11A B 、11A D 上,且11(0)A P AQ m m a ==<<,设平面MEF I 平面MPQ l =,则下列结论中不成立的是( )A .//l 平面11BDDB B .l MC ⊥C .当2am =时,平面MPQ MEF ⊥ D .当m 变化时,直线l 的位置不变【答案】C【解析】根据线面平行与垂直的判定与性质逐个分析即可. 【详解】因为11A P AQ m ==,所以11//PQB D ,因为E 、F 分别是AB 、AD 的中点,所以//EF BD ,所以//PQ EF ,因为面MEF I 面MPQ l =,所以PQ EF l ////.选项A 、D 显然成立; 因为BD EF l ////,BD ⊥平面ACC A ,所以l ⊥平面ACC A ,因为MC ⊂平面11ACC A ,所以l MC ⊥,所以B 项成立;易知1AC ⊥平面MEF ,1A C ⊥平面MPQ ,而直线1AC 与1A C 不垂直,所以C 项不成立. 故选:C 【点睛】本题考查直线与平面的位置关系.属于中档题.10.已知抛物线22(0)y px p =>,F 为抛物线的焦点且MN 为过焦点的弦,若||1OF =,||8MN =,则OMN V 的面积为( )A .B .C .D 【答案】A【解析】根据||1OF =可知24y x =,再利用抛物线的焦半径公式以及三角形面积公式求解即可. 【详解】由题意可知抛物线方程为24y x =,设点()11,M x y 点()22,N x y ,则由抛物线定义知,12|||||2MN MF NF x x =+=++,||8MN =则126x x +=.由24y x =得2114y x =,2224y x =则221224y y +=.又MN 为过焦点的弦,所以124y y =-,则21y y -==所以211||2OMN S OF y y =⋅-=V 故选:A【点睛】本题考查抛物线的方程应用,同时也考查了焦半径公式等.属于中档题.11.在ABC V 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且cos sin a B b A c +=.若2a =,ABC V 的面积为1),则b c +=( ) A .5 B .C .4D .16【答案】C【解析】根据正弦定理边化角以及三角函数公式可得4A π=,再根据面积公式可求得【详解】ABC V 中,cos sin a B b A c +=,由正弦定理得sin cos sin sin sin A B B A C +=,又sin sin()sin cos cos sin C A B A B A B =+=+,∴sin sin cos sin B A A B =,又sin 0B ≠,∴sin A cos A =,∴tan 1A =,又(0,)A π∈, ∴4A π=.∵1sin 1)24ABC S bc A ===-V , ∴bc=6(2-,∵2a =,∴由余弦定理可得22()22cos a b c bc bc A =+--,∴2()4(2b c bc +=++4(26(216=++⨯-=,可得4b c +=.故选:C 【点睛】本题主要考查了解三角形中正余弦定理与面积公式的运用,属于中档题.12.存在点()00,M x y 在椭圆22221(0)x y a b a b+=>>上,且点M 在第一象限,使得过点M 且与椭圆在此点的切线00221x x y y a b +=垂直的直线经过点0,2b ⎛⎫- ⎪⎝⎭,则椭圆离心率的取值范围是( )A.⎛ ⎝⎦B.⎫⎪⎪⎝⎭C.⎛ ⎝⎦ D.⎫⎪⎪⎝⎭【答案】D【解析】根据题意利用垂直直线斜率间的关系建立不等式再求解即可. 【详解】因为过点M 椭圆的切线方程为00221x x y ya b+=,所以切线的斜率为2020b x a y -,由20020021b y b x x a y +⎛⎫⨯-=- ⎪⎝⎭,解得3022by b c =<,即222b c <,所以2222a c c -<,所以3c a >. 故选:D 【点睛】二、填空题13.若双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的两条渐近线斜率分别为1k ,2k ,若123k k =-,则该双曲线的离心率为________. 【答案】2【解析】由题得21223b k k a=-=-,再根据2221b e a =-求解即可.【详解】双曲线22221x y a b-=的两条渐近线为b y x a =±,可令1k b a =-,2k b a =,则21223b k k a =-=-,所以22213b e a=-=,解得2e =.故答案为:2. 【点睛】本题考查双曲线渐近线求离心率的问题.属于基础题.14.如图,长方体1111ABCD A B C D -中,2AB =,13AA =,E 、F 分别为CD 、AB 的中点,则异面直线1B F 与1D E 所成的角为________.【答案】60︒【解析】连接1A F 、EF ,可得11A FB ∠即为异面直线1B F 与1D E 所成的角.再根据三角形中的关系分析即可. 【详解】连接1A F 、EF ,则易证四边形11A D EF 为平行四边形,所以11D E A F ∥,所以11A FB ∠即为异面直线1B F 与1D E 所成的角.因为2AB =,13AA =所以可求得112A F B F AB ===,所以11A FB V 为等边三角形,则1160A FB ︒∠=.故答案为:60︒ 【点睛】本题考查异面直线所成的角.需要根据题意构造三角形进行求解.属于基础题. 15.已知在等差数列{}n a 中,717a =,13515a a a ++=,前n 项和为n S ,则6S =________.【答案】39【解析】设等差数列公差为d ,首项为1a ,再利用基本量法列式求解公差与首项,进而求得6S 即可.【详解】设等差数列公差为d ,首项为1a ,根据题意可得711116172415a a d a a d a d =+=⎧⎨++++=⎩,解得113a d =-⎧⎨=⎩,所以6116653392S =-⨯+⨯⨯⨯=. 故答案为:39 【点睛】本题考查等差数列的基本量计算以及前n 项和的公式,属于基础题.16.已知抛物线22(0)y px p =>的焦点和椭圆22143x y +=的右焦点重合,直线过抛物线的焦点F 与抛物线交于P 、Q 两点和椭圆交于A 、B 两点,M 为抛物线准线上一动点,满足||||8PF MF +=,3MFP π∠=,则直线AB 的方程为________.【答案】3(1)y x =-【解析】根据||||8PF MF +=,3MFP π∠=可得MFP V 为正三角形且边长为4,进而求得直线AB 的倾斜角,再求解方程.由椭圆22143x y +=,可知1c =,12p =,2p =,∴24y x =,在MFP V 中,3MFP π∠=,PF PM =,故MFP V 为正三角形.又||||8PF MF +=,故||||4PF MF ==13||||sin ||||43234MFP S PF MF PF MF π=⋅=⋅=V ∵||4MF =,12F F =,∴16FMF π∠=,13MFF π∠=,∴直线AB 的倾斜角为3π,将直线方程3(1)y x =-. 故答案为:3(1)y x =- 【点睛】本题考查抛物线与椭圆综合运用,同时也考查直线方程的倾斜角与斜率点斜式等.属于中档题.三、解答题17.在数列{}n a 和等比数列{}n b 中,10a =,32a =,()1*2n a n b n N +=∈.(1)求数列{}n b 及{}n a 的通项公式; (2)若12n n n c a b =,求数列{}n c 的前n 项和n S . 【答案】(1)1n a n =-,2nn b =(2)2(2)2n n S n =+-⨯【解析】(1)根据10a =与32a =可求得12b =,3328b ==再根据等比数列的基本量求解即可.(2)由(1)可得1(1)2n n c n -=-⨯,再利用错位相减求和即可.【详解】(1)依题意12b =,3328b ==,设数列{}n b 的公比为q ,由120n a n b +=>,可知0q >,由223128b b q q =⋅=⨯=,得24q =,又0q >,则2q =, 故111222n n nn b b q --==⨯=,又由122n a n +=,得1n a n =-.(2)依题意1(1)2n n c n -=-⨯.01221021222(2)2(1)2n n n S n n --=⨯+⨯+⨯+⋯+-⨯+-⨯,①则12312021222(2)2(1)2n nn S n n -=⨯+⨯+⨯+⋯+-⨯+-⨯,②①-②得12122222(1)2(1)212nn nn n S n n ---=+++--⨯=--⨯-…,即2(2)2n n S n -=-+-⨯,故2(2)2nn S n =+-⨯.【点睛】本题主要考查了等比数列的基本量求解以及错位相减求和等.属于中档题. 18.如图,在四棱锥S ABCD -中,平面SAD ⊥平面ABCD ,1SD =,5cos ASD ∠=,底面ABCD 是边长为2的菱形,点E ,F 分别为棱DC ,BC 的中点,点G 是棱SC 靠近点C 的四等分点.求证:(1)直线SA P 平面EFG ; (2)直线AC ⊥平面SDB . 【答案】(1)见解析(2)见解析【解析】(1) 连接AC 、BD 交于点O ,交EF 于点H ,连接GH ,再证明SA GH ∥即可. (2)证明AC BD ⊥与SD AC ⊥即可. 【详解】(1)连接AC 、BD 交于点O ,交EF 于点H ,连接GH ,所以O 为AC 的中点,H 为OC中SA GH ∥,SA ⊄平面EFG ,GH ⊂平面EFG ,所以直线SA P 平面EFG .(2)在ASD V 中,1SD =,2AD =,5cos 5ASD ∠=,由余弦定理得,222AD SA SD =+-2cos SA SD ASD ⋅∠,即222521215SA SA =+-⨯⨯,解得5SA =由勾股定理逆定理可知SD DA ⊥,因为侧面SAD ⊥底面ABCD ,由面面垂直的性质定理可知SD ⊥平面ABCD ,所以SD AC ⊥,因为底面ABCD 是菱形,所以AC BD ⊥,因为SD BD D =I ,所以AC ⊥平面SDB .【点睛】本题考查线面平行与垂直的证明.需要根据题意利用等比例以及余弦定理勾股定理等证明.属于中档题.19.设抛物线2:2(0)C y px p =>过点(,2)(0)m m m >.(1)求抛物线C 的方程;(2)F 是抛物线C 的焦点,过焦点的直线与抛物线交于A ,B 两点,若2BF FA =u u u r u u u r ,求||AB 的值.【答案】(1)24y x =(2)92【解析】(1)代入(,2)m m 计算即可.(2) 设直线AB 的方程为(1)y k x =-,再联立直线与抛物线的方程,消去x 可得y 的一元二次方程,再根据韦达定理与2BF FA =u u u r u u u r求解k ,进而利用弦长公式求解即可.【详解】解:(1)因为抛物线2:2(0)C y px p =>过点(,2m m ,所以42m pm =,所以2p =,抛物线的方程为24y x =(2)由题意知直线AB 的斜率存在,可设直线AB 的方程为(1)y k x =-,()11,A x y ,()22,B x y .因为2BF FA =u u u r u u u r ,所以212y y =-,联立2(1)4y k x y x =-⎧⎨=⎩,化简得2440y y k --=,所以124y y k+=,124y y =-,所以14y k =-,212y =,解得22k =±,所以()212122199||141882AB y y y y k =++-=⨯=. 【点睛】 本题考查抛物线的方程以及联立直线与抛物线求弦长的简单应用.属于基础题.20.已知在四棱锥P ABCD -中,PA ⊥平面ABCD ,PA AB =,在四边形ABCD 中,DA AB ⊥,AD BC ∥,22AB AD BC ===,E 为PB 的中点,连接DE ,F 为DE 的中点,连接AF .(1)求证:⊥AF PB ;(2)求点D 到平面AEC 的距离.【答案】(1)见解析(2)26 【解析】(1) 连接AE ,证明PB AD ⊥与AE PB ⊥,进而证得PB ⊥面ADE 即可证明⊥AF PB .(2)利用等体积法D AEC E ACD V V --=求解即可.【详解】解:(1)连接AE ,在四边形ABCD 中,DA AB ⊥,PA ⊥平面ABCD ,AB Ì面ABCD ,∴AD PA ⊥,PA AB A =I ,∴AD ⊥面PAB ,又∵PB ⊂面PAB ,∴PB AD ⊥,又∵在直角三角形PAB 中,PA AB =,E 为PB 的中点,∴AE PB ⊥,AD AE A ⋂=, ∴PB ⊥面ADE ,AF ⊂面ADE ,∴⊥AF PB .(2)由22PA AB AD BC ====,∴12AE PB ==AC =EC =,∴222AE EC AC +=,∴12AEC S ==V 设点D 到平面AEC 的距离为d ,∵D AEC E ACD V V --=,∴111122332d =⨯⨯⨯⨯,∴d =【点睛】本题主要考查了证明线面垂直与线线垂直的方法,同时也考查了等体积法求点到面的距离问题,属于中档题.21.已知椭圆22:22:1(0)x y E a b a b+=>>的左右焦点分别是1F ,2F ,离心率12e =过点1F 且垂直于x 轴的直线被椭圆E 截得的线段长为3.(1)求椭圆E 的方程;(2)若直线l 过椭圆E 的右焦点2F ,且与x 轴不重合,交椭圆E 于M ,N 两点,求||MN 的取值范围.【答案】(1)22143x y +=(2)[3,4) 【解析】(1)代入x c =-求解椭圆E 上的点的坐标,再根据线段长为3以及12e =求解即可.(2)分析直线l 与x 轴不垂直时,设l 的方程为(1)(0)y k x k =-≠,联立直线与椭圆的方程,再根据弦长公式与斜率的范围求解即可.【详解】(1)由于222c a b =-,将x c =-代入椭圆方程22221x y a b +=,即2b y a =±,由题意知223b a=,即223a b =,又12c e a ==,所以2a =,b =所以椭圆E 的方程为22143x y +=. (2)当直线l 与x 轴不垂直时,设l 的方程为(1)(0)y k x k =-≠,()11,M x y ,()22,N x y . 由22(1)143y k x x y =-⎧⎪⎨+=⎪⎩得()22224384120k x k x k +-+-=,则2122843k x x k +=+, 212241243k x x k -=+,所以()212221213||34343k MN x k k +=-==+++, 所以||(3,4)MN ∈.当直线l 与x 轴垂直时,||3MN =.综上所述,||MN 的取值范围为[3,4).【点睛】本题主要考查了椭圆方程的求解以及弦长公式的运用等,属于中档题.22.已知函数21()4ln 2f x x x =-+. (1)求()f x 的单调区间;(2)讨论()1()2f x g x b x x ⎛⎫=+- ⎪⎝⎭零点的个数. 【答案】(1)见解析(2)见解析【解析】(1)求导后分析导函数的正负再判断单调性即可. (2) 4ln ()x g x bx x -=+,()g x 有零点等价于方程4ln 0x bx x-+=实数根,再换元将原方程转化为2ln t b t =,再求导分析2ln ()t h t t =的图像数形结合求解即可. 【详解】(1)()f x 的定义域为(0,)+∞,244()x f x x x x-'=-+=,当02x <<时,()0f x '<,所以()y f x =在(0,2)单调递减;当2x >时,()0f x '>,所以()y f x =在(2,)+∞单调递增,所以()y f x =的减区间为(0,2),增区间为(2,)+∞.(2)4ln ()x g x bx x -=+,()g x 有零点等价于方程4ln 0x bx x-+=实数根,令2(0)x t t =>则原方程转化为2ln t b t =,令2ln ()t h t t =,22(1ln )()t h t t -'=.令()0h t '=,t e =,∴(0,)t e ∈,()0h t '>,(,)t e ∈+∞,()0h t '<,max 2()()h t h e e ==,当1t e=时,()20h t e =-<,当t e >时,()0h t >. 如图可知①当0b ≤时,()h t 有唯一零点,即g(x)有唯一零点;②当20b e <<时,()h t 有两个零点,即g(x)有两个零点; ③当2e b =时,()h t 有唯一零点,即g(x)有唯一零点; ④2b e>时,()h t 此时无零点,即g(x)此时无零点. 【点睛】本题主要考查了利用导数分析函数的单调性的方法,同时也考查了利用导数分析函数零点的问题,属于中档题.。
【精准解析】广东省华附、省实、深中、广雅2020届高三下学期四校联考数学(文)试题
3 ,则向量 a, b 的夹角为(
)
A. 30° 【答案】B 【解析】
B. 60°
C. 120°
D. 150°【分析】源自由| a b | 3 ,平方求出 a b ,代入向量夹角公式,求出 a, b 的夹角余弦值,即可得结果.
【详解】设 a, b 的夹角为
rr | a b |
3,
|
r a
r b |2
2020
条件为( )
-4-
A. n 2020? n 2020 ?
【答案】A 【解析】 【分析】
B. n 2020?
C. n 2020?
D.
因为
g
n
1 n2
n
1
nn 1
1 n
1 n 1
,此程序框图是对函数
g
n
求和,利用裂项相消
法求和,可知
S
n
n 1
2019 2020
,可知
2019
满足条件进入循环,2020
在△ BF1F2 中,由余弦定理可得 cos BF2F1
33 22 a
,
3
根据 cos AF2O cos BF2 F1
0 ,可得
1 a
3 2a2 a
0 ,解得 a2
2,
b2 a2 c2 2 1 1.
所以椭圆 C 的方程为: x2 y2 1 .
2
故选 A .
【点睛】本题考查了椭圆的定义及余弦定理,属中档题. 第二部分非选择题(共 90 分)
r (a
r b)2
r2 a
r 2a
r b
r2 b
5
rr 2a b
3,
rr
r a
2020届广东省六校联盟高三下学期第四次联考数学(文)试题(解析版)
2020届广东省六校联盟高三下学期第四次联考数学(文)试题一、单选题1.已知集合{}0A x x =<,{B x y ==,则( ) A .{}0A B x x ⋂=< B .A B =R C .{}1A B x x ⋃=≥ D .AB =∅【答案】A【解析】先求得集合{|1}B x x =≤,再结合集合的交集、并集的运算,即可求解. 【详解】由集合{{|1}B x y x x ===≤,又由集合{}0A x x =<,所以{}0A B x x ⋂=<,{}1A B x x ⋃=≤. 故选:A. 【点睛】本题主要考查了集合的交集、并集的运算,其中解答中熟记集合的交集、并集的概念与运算是解答的关键,着重考查运算与求解能力. 2.若复数22m iz i+=-是纯虚数(i 为虚数单位),则实数m 的值是( ) A .4- B .1-C .1D .4【答案】C【解析】利用复数除法运算化简z ,根据z 为纯虚数求得m 的值. 【详解】依题意()()()()()22224225m i i m m i z i i ++-++==-+,由于z 为纯虚数,所以220m -=,解得1m =. 故选:C 【点睛】本小题主要考查复数的除法运算,考查纯虚数的概念,属于基础题.3.学校为了解学生在课外读物方面的支出情况,抽取了n 个同学进行调查,结果显示这些同学的支出都在[10,50)(单 位:元),其中支出在[)30,50(单位:元)的同学有67人,其频率分布直方图如图所示,则n 的值为( )A .100B .120C .130D .390【答案】A【解析】试题分析:支出在[)30,50的同学的频率为1(0.010.023)100.67-+⨯=,671000.67n ==. 【考点】频率分步直方图.4.“-3<m <5”是“方程22153x y m m +=-+表示椭圆”的( )A .充分而不必要条件B .必要而不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】B【解析】求出曲线方程表示椭圆的参数m 的取值范围,然后根据充分必要条件的定义判断. 【详解】方程22153x ym m +=-+表示椭圆的条件是503053m m m m ->⎧⎪+>⎨⎪-≠+⎩,即35m -<<且1m ≠,故题中应为必要不充分条件,故选B . 【点睛】方程221Ax By +=或221x y A B+=表示椭圆的条件是0,0,A B A B >>≠且,方程221Ax By -=或221x y A B-=表示双曲线的条件是0AB >.5.我国古代名著《九章算术》用“更相减损术”求两个正整数的最大公约数是一个伟大创举,这个伟大创举与“辗转相除法”实质一样.如图的程序框图源于“更相减损术”,当输入98m =,63n =时,输出的m 的值是( )A .28B .14C .7D .0【答案】C【解析】按照程序框图运行程序,逐一循环,即可求解运算的结果. 【详解】按照程序框图运行程序,输入:98m =,63n =,m n >,则35m =,63n =; m n <,则35m =,28n =;m n >,则7m =,28n =; m n <,则7m =,21n =; m n <,则7m =,14n =;m n <,则7m =,7n =,满足m n =,输出7m =.故选:C 【点睛】本题考查根据程序框图的循环结构计算输出结果、程序框图的功能问题,属于基础题. 6.设D 为ABC 所在平面内一点,且3BC CD =,则( ) A .1233AD AB AC =+ B .2133AD AB AC =+ C .4133AD AB AC =- D .1433AD AB AC =-+ 【答案】D【解析】利用平面向量基本定理,把,AB AC 作为基底,再利用向量的加减法法则把向量AD 用基底表示出来即可. 【详解】解:因为3BC CD =,所以11()33CD BC AC AB ==-, 所以114()333AD AC CD AC AC AB AB AC =+=+-=-+,故选:D【点睛】此题考查了平面向量基本定理和向量的加减法法则,属于基础题. 7.已知cos 4223θπ⎛⎫+= ⎪⎝⎭,则sin 2θ的值是( ) A .79-B .29-C .29D .79【答案】A【解析】将已知展开化简可得cos si 43n θθ-=平方后,再结合sin 22sin cos θθθ=即可解决. 【详解】 由已知,cos 4223θπ⎛⎫+=⎪⎝⎭化简, 即)cos cos cos sin sin cos sin 44222234θθθπππθθ⎛⎫+=-=-=⎪⎝⎭, 即cos si 43n θθ-=,平方可得:161sin 29θ-=,解得:7sin 29θ=-. 故选:A. 【点睛】本题考查已知三角函数值求三角函数值的问题,解这类题的关键是找到已知式与待求式之间的联系与差异,本题是一道基础题.8.如图,正方形ABCD 的边长为1,分别以A ,C 为圆心,1为半径作圆,在正方形内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是( )A .22π-B .23π-C .12π- D .13π- 【答案】C【解析】将阴影部分拆分成两个小弓形,从而可求解出阴影部分面积,根据几何概型求得所求概率. 【详解】 解:如图所示:阴影部分可拆分为两个小弓形,则阴影部分面积:221112(11)1422S ππ'=⨯⨯-⨯=-,正方形面积:1S =,∴所求概率12S p S π'==-, 故选:D . 【点睛】本题考查利用几何概型求解概率问题,属于基础题. 9.己知函数()31ln1xf x x x+=+-,若()() 10f m f m ++>,则实数m 的取值范围是( ) A .11,2⎛⎫--⎪⎝⎭B .1,02⎛⎫-⎪⎝⎭C .1,12⎛⎫-⎪⎝⎭D .1,2⎛⎫-+∞ ⎪⎝⎭【答案】B【解析】先判断()f x 为()1,1-上的奇函数且为单调增函数,从而可解函数不等式()() 10f m f m ++>.【详解】 由题设可得101xx+>-,故()1,1x ∈-即函数的定义域为()1,1-.()()()3311lnln 11xxf x x x f x x x-+-=-+=--=-+-,故()f x 为()1,1-上的奇函数. 令()121,1,111x t x x x +==-+∈---,则11x t x +=-为()1,1-上的增函数, 故1ln 1x y x +=-为()1,1-上的增函数,又3y x =也为()1,1-上的增函数.故()f x 为()1,1-上的单调增函数.因为()() 10f m f m ++>,故()()()11f m f m f m >-=--+,所以111111m m m m >--⎧⎪-<<⎨⎪-<--<⎩,故102m -<<.故选:B. 【点睛】本题考查函数的单调性和奇偶性以及函数不等式的求解,考虑函数性质时,注意利用简单函数的性质以及复合函数性质的讨论方法来解决,函数不等式的求解,关键是函数单调性和奇偶性的确定.10.如图,正三棱柱111ABC A B C -各条棱的长度均相等,D 为1AA 的中点,,M N 分别是线段1BB 和线段1CC 的动点(含端点),且满足1BM C N =,当,M N 运动时,下列结论中不正确...的是A .在DMN ∆内总存在与平面ABC 平行的线段B .平面DMN ⊥平面11BCC B C .三棱锥1A DMN -的体积为定值D .DMN ∆可能为直角三角形 【答案】D【解析】A 项用平行于平面ABC 的平面与平面MDN 相交,则交线与平面ABC 平行; B 项利用线面垂直的判定定理;C 项三棱锥1A DMN -的体积与三棱锥1N A DM -体积相等,三棱锥1N A DM -的底面积是定值,高也是定值,则体积是定值;D 项用反证法说明三角形DMN 不可能是直角三角形. 【详解】A 项,用平行于平面ABC 的平面截平面MND ,则交线平行于平面ABC ,故正确;B 项,如图:当M 、N 分别在BB 1、CC 1上运动时,若满足BM=CN,则线段MN 必过正方形BCC 1B 1的中心O,由DO 垂直于平面BCC 1B 1可得平面DMN ⊥平面11BCC B ,故正确; C 项,当M 、N 分别在BB 1、CC 1上运动时,△A 1DM 的面积不变,N 到平面A 1DM 的距离不变,所以棱锥N-A 1DM 的体积不变,即三棱锥A 1-DMN 的体积为定值,故正确; D 项,若△DMN 为直角三角形,则必是以∠MDN 为直角的直角三角形,但MN 的最大值为BC 1,而此时DM,DN 的长大于BB 1,所以△DMN 不可能为直角三角形,故错误. 故选D 【点睛】本题考查了命题真假判断、棱柱的结构特征、空间想象力和思维能力,意在考查对线面、面面平行、垂直的判定和性质的应用,是中档题.11.已知函数()()24sin sin cos 21024x f x x x ωπωωω⎛⎫=⋅++-> ⎪⎝⎭在区间2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-上是增函数,且在区间[]0,π上恰好取得一次最大值,ω的取值范围是( )A .13,24⎡⎤⎢⎥⎣⎦B .15,22⎡⎫⎪⎢⎣⎭C .35,42⎡⎫⎪⎢⎣⎭D .5,32⎡⎫⎪⎢⎣⎭【答案】A【解析】由三角函数恒等变换的应用可得f (x )=2sin ωx ,即[﹣2πω,2πω]是函数含原点的递增区间,结合已知可得[﹣2πω,2πω]⊇2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-,解得0<ω≤34,又函数在[0,π]上恰好取得一次最大值,根据正弦函数的性质可得0≤2πω≤π,进而得解. 【详解】∵()()24sin sin cos 21024x f x x x ωπωωω⎛⎫=⋅++->⎪⎝⎭=4sin ωx •sin 2(24x ωπ+)﹣2sin 2ωx=4sin ωx •1cos 22x πω⎛⎫-+ ⎪⎝⎭﹣2sin 2ωx =2sin ωx (1+sin ωx )﹣2sin 2ωx =2sin ωx , 即f (x )=2sin ωx , ∴[﹣2πω,2πω]是函数含原点的递增区间, 又∵函数在2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-上递增, ∴[﹣2πω,2πω]⊇2,33ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦-,得不等式组:﹣2πω≤﹣3π,23π≤2πω,又∵ω>0, ∴0<ω≤34, 又函数在区间[0,π]上恰好取得一次最大值, 根据正弦函数的性质可知ωx =2k π+2π,k ∈Z , 即函数在x =22k ππωω+处取得最大值,可得0≤2πω≤π, ∴ω≥12,综上,可得ω∈[12,34]. 故选:A . 【点睛】本题考查三角函数恒等变换的应用和正弦函数的图象和性质,研究三角函数时要利用整体思想,要灵活应用三角函数的图象和性质解题,属于中档题.12.双曲线()2222:10,0x y C a b a b-=>>的左、右焦点分别为1F ,2F ,过点1F 的直线l 与双曲线C 交于P ,Q 两点,且113FQ F P =,若22F P F Q =,则此双曲线C 的离心率是( )A .2B CD .3【答案】C【解析】由已知条件结合双曲线的定义可得2PQF 为等边三角形,从而得12120F PF ∠=︒,然后在12F PF △中,利用余弦定理化简可得到c =,从而可求出离心率的值. 【详解】解:设1F P m =,则13FQ m =,设22F P F Q n ==,由则双曲线的定义得, 2232n m a m n a -=⎧⎨-=⎩,解得24m an a=⎧⎨=⎩, 所以12F P a =,16FQ a =, 224F P F Q a ==,4PQ a =, 所以2PQF 为等边三角形,所以260QPF ∠=︒,则12120F PF ∠=︒, 在12F PF △中,由余弦定理得,22212121212cos 2PF PF F F F PF PF PF +-∠=,即222214164216a a c a+--=,化简得227c a =,c =,所以双曲线的离心率为ce a== 故选:C 【点睛】此题考查双曲线的定义,双曲线的离心率,属于中档题.二、填空题13.己知实数x ,y 满足1210y x x y x y ≤⎧⎪+≤⎨⎪--≤⎩,则2z x y =+的最小值是_________.【答案】3-【解析】画出可行域,平移基准直线到可行域边界位置,由此求得z 的最小值. 【详解】画出可行域如下图所示,由图可知,平移基准直线20x y +=到可行域边界点()1,1A --时,目标函数2z x y =+取得最小值为()1213-⨯+-=-. 故答案为:3-【点睛】本小题主要考查线性规划求最值,考查数形结合的数学思想方法,属于基础题. 14.一个圆锥的表面积为27π,其侧面展开图为半圆,则此圆锥的体积是_________. 【答案】93π【解析】由圆锥的侧面展开图为半圆,可得圆锥的母线长等于底面半径的2倍,再由表面积为27π,可求出底面半径的长,从而可求出圆锥的体积. 【详解】解:设圆锥的底面半径为r ,母线长为l ,高为h , 因为圆锥的侧面展开图为半圆, 所以2l r ππ=,得2l r =,因为圆锥的表面积为27π,所以22127π2l r ππ+=,解得3r =,6l =,则 h ==所以圆锥的体积为211333V Sh π==⨯⨯⨯=,故答案为: 【点睛】此题考查的是圆锥的表面积和体积的有关计算,属于基础题. 15.在研究函数的变化规律时,常常遇到“00”等无法解决的情况,如()sin xf x x =,当0x =时就出现此情况.随着微积分的发展应用,数学家采取了如下策略来解决:分式的分子、分母均为可导函数,分别对分式的分子、分母的两个函数求导,如对函数()sin xf x x =的分子、分母求导得到新函数()cos 1x g x =,当0x =时,()g x 的值为1,则1为函数()f x 在0x =处的极限,根据此思路,函数()2cos 1x h x x =-在0x =处的极限是_________. 【答案】2-【解析】根据题中条件,得到200022lim lim limcos 1sin cos x x x x x x x x→→→==---,即可求出结果. 【详解】因为()2cos 1x h x x =-,所以2000222lim lim lim 2cos 1sin cos cos 0x x x x x x x x →→→====-----.故答案为:2-. 【点睛】本题主要考查极限的运算,考查洛必达法则的运用,涉及函数求导,属于基础题型. 16.在ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,且ABC 的面积为214a ,则c bb c+的最大值是_________.【答案】【解析】首先利用正弦定理面积公式和余弦定理得到4c b A b c π⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,再利用三角函数的性质即可得到最大值. 【详解】 由题知:211sin 24ABC S bc A a ==△,整理得:22sin bc A a =. 又因为2222cos a b c bc A =+-,则222sin 2cos b c c A b bc A =+-整理得:2c 2n o si s b c A c b A =+-,即4c b A b c π⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭.所以当4A π=时,c bb c+取得最大值为故答案为:【点睛】本题主要考查正弦定理和余弦定理的综合应用,利用三角函数的性质求最值为解题的关键,属于中档题.三、解答题17.为了对新产品进行合理定价,对该产品进行了试销试验,以观察需求量y (单位:件)对于价格x (单位:万元)的反应,得到数据如下:(1)在所给定的坐标系中画出散点图;(2)若y 与x 之间具有线性相关关系,求线性回归方程;(3)若需求量为y 件时,总成本为 2.5z y =+(万元),试由(2)的结论预测要使利润最大,价格x 应定为多少万元?参考公式:用最小二乘法求线性回归方程系数公式:1221ni ii nii x y nx yb xnx==-=-∑∑,ˆa y bx =-.【答案】(1)散点图见解析;(2)0.77.5y x =-+;(3)417万元. 【解析】(1)根据表格中的数据可描出散点图;(2)计算出x 、y ,将表格中的数据代入最小二乘法公式,求出b 和a 的值,即可得出y 关于x 的回归直线方程;(3)设利润为()f x 万元,根据题意求得函数()y f x =的解析式,然后利用二次函数的基本性质可得出结论. 【详解】(1)散点图如图所示:(2)2456855x ++++==,6543245y ++++==,212202018165540.741625366455b ++++-⨯⨯==-++++-⨯,40.757.5a =+⨯=, 所以,y 关于x 的的线性回归方程0.77.5y x =-+; (3)设利润为()f x 万元,由(2)可得()()()20.77.50.77.5 2.50.78.210f x x x x x x =-+--++=-+-,∴当8.24120.77x ==⨯时,利润有最大值.答:要使利润最大,价格x 应定为417万元. 【点睛】本题考查回归直线方程的求解,同时也考查了利用回归直线方程解决实际问题,考查计算能力,属于中等题.18.已知等比数列{}n a 的前n 项和为n S ,且1a m =,()*11n n a S n +=+∈N .(1)求实数m 的值和数列{}n a 的通项公式;(2)设()*2()log ()n n n a n b n a n ⎧=∈⎨⎩N 为奇数为偶数,求数列{}n b 的前2n 项和2n T . 【答案】(1)1m =;()1*2n n a n -=∈N ;(2)22413n n T n -=+.【解析】(1)根据题意求得21a m =+,再由11n n a S +=+,求得()12,2n na n a +=≥,根据{}n a 是等比数列,求得数列的公比和m 的值,以及数列的通项公式;(2)由(1)求得()1*2()1()n n n b n n n -⎧=∈⎨-⎩N 为奇数为偶数,结合“分组求和”,即可求得数列{}n b 的前2n 项和.【详解】(1)由题意,等比数列{}n a 满足1a m =,11n n a S +=+, 可得211111a S a m =+=+=+,又由11n n a S +=+,可得()112n n a S n -=+≥,两式相减,可得()12n n n a a a n +-=≥,即()122n n a a n +=≥,即()12,2n na n a +=≥, 又因为{}n a 是等比数列,所以公比为2q,所以212a a =,即12m m +=,解得1m =, 所以数列{}n a 的通项公式为()1*2n n a n -=∈N .(2)由(1)及2()log ()n n n a n b a n ⎧=⎨⎩为奇数为偶数,可得()1*2()1()n n n b n n n -⎧=∈⎨-⎩N 为奇数为偶数, ()()2135212462=n n n T b b b b b b b b -+++++++++()()02422222213521n n -=+++++++++-⎡⎤⎣⎦2413n n -=+. 【点睛】本题主要考查了等比数列的通项公式的求解,n a 和n S 的递推关系式的应用,以及数列的“分组”求和,其中解答中熟练应用n a 和n S 的递推关系式求得数列的通项公式是解答的关键,着重考查推理与运算能力.19.如图1,C ,D 是以AB 为直径的圆上两点,且2AB AD =,AC BC =,将ABC 所在的半圆沿直径AB 折起,使得点C 在平面ABD 上的射影E 在BD 上,如图2.(1)求证:平面ACD ⊥平面BCD ;(2)在线段AB 上是否存在点F ,使得//AD 平面CEF ?若存在,求出AFFB的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)证明见解析;(2)在线段AB 上存在点F ,使得//AD 平面CEF ,此时12AF FB =.【解析】(1)要证平面ACD ⊥平面BCD ,只要证平面ACD 经过平面BCD 的一条垂线AD 即可,由D 是以AB 为直径的圆上的点,得到AD DB ⊥,由CE 垂直于底面得到EC 垂直于AD ,利用线面垂直的判定得到证明;(2)由线面垂直可得CE AE ⊥,CE BE ⊥,从而可得E 是BD 的三等分点,且12DE EB =,则在线段AB 上存在点F ,使得12AF FB =,则有//FE AD .即可得解 【详解】(1)证明:∵AB 是圆的直径,∴AD BD ⊥. ∵CE ⊥平面ABD ,AD ⊂平面ABD ,∴CE AD ⊥. 又∵CEBD E =,,BD CE ⊂平面ABD ,∴AD ⊥平面BCD . ∵AD ⊂平面ACD , ∴平面ACD ⊥平面BCD .(2)∵CE ⊥平面ABD ,,AE BE ⊂平面ABD , ∴CE AE ⊥,CE BE ⊥.在Rt ACE 和Rt BCE 中,由AC BC =得AE BE =, 在Rt △ABD 中,由2AB AD =,得30ABD ∠=︒, ∴60AED ABE BAE ∠=∠+∠=︒, ∴在Rt ADE △中,12DE AE =, ∴E 是BD 的三等分点,且12DE EB =. 在线段AB 上存在点F ,使得12AF FB =,则有//FE AD . ∵FE ⊂平面CEF ,AD ⊄平面CEF , ∴//AD 平面CEF .故在线段AB 上存在点F ,使得//AD 平面CEF ,此时12AF FB =.【点睛】本题考查了平面与平面垂直的判定与线面平行的判定,考查了学生的空间想象能力和思维能力,解答的关键是明确折叠问题中的折叠前后的变量和不变量,属于中档题. 20.已知函数()()1ln 0f x m x m x=+>. (1)若不等式()f x m >对任意0x >恒成立,求实数m 的取值范围; (2)若函数()()2g x x f x =-在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭内存在极值,求实数m 的取值范围.【答案】(1)()0,1;(2)92⎛⎫ ⎪⎝⎭.【解析】(1)求得函数的定义域与导数()f x ',得到函数的单调性与最小值,得到1lnm m m m+>,即可求得实数m 的取值范围; (2)由()12ln g x x m x x =--,求得()2221x mx g x x -+'=,根据函数()g x 在区间1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭内存在极值,转化为方程()'0g x =在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭上有两个不等的实根,或一根在1,22⎛⎫⎪⎝⎭区间内,另一根在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭外,,二次函数的性质,列出不等式,即可求解. 【详解】 (1)函数()1ln f x m x m =+的定义域为(0,)+∞,则()2211m mx f x x x x -'=-+=, 令()0f x '=,解得()10x m m=>, 当10,x m ⎛⎫∈ ⎪⎝⎭时,()0f x '<;当1,x m ⎛⎫∈+∞ ⎪⎝⎭时,()0f x '>,所以函数()f x 在10,m ⎛⎫ ⎪⎝⎭上递减,在1,m ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭上递增, 所以当1x m=时,函数()f x 取得最小值,最小值为1l 1n m f m m m ⎛⎫⎪=+⎝⎭,依题意,可得1lnm m m m+>,即1ln 0m m >,解得01m <<,故所求实数m 的取值范围是()0,1. (2)由()()12 2ln g x x f x x m x x =-=--,其中122x <<, 可得()2221212m x mx g x x x x-+'=+-=, 因为函数()g x 在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭内存在极值, 所以方程()'0g x =在区间1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭上有两个不等的实根,或一根在1,22⎛⎫⎪⎝⎭区间内,另一根在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭外, 即方程()2210h x x mx =-+=在区间1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭上有两个不等的实根或一根在1,22⎛⎫ ⎪⎝⎭区间内,另一根在区间1,22⎛⎫⎪⎝⎭外, 所以()28012241111022228210m m h m h m ⎧∆=->⎪⎪<<⎪⎨⎛⎫⎪=-+> ⎪⎪⎝⎭⎪=-+>⎩或()()1312920222h h m m ⎛⎫⎛⎫⋅=--< ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,解得3m <<或932m <<, 当3m =时,方程()2210h x x mx =-+=的根为12,1也符合题意. 故所求实数m的取值范围是92⎛⎫ ⎪⎝⎭. 【点睛】本题主要考查导数在函数中的综合应用,以及恒成立问题的求解,着重考查了转化与化归思想、逻辑推理能力与计算能力,对于恒成立问题,通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;也可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.21.己知过点()()0,0M m m >的直线l 与抛物线2:4C x y =交于A ,B 两点. (1)分别以A ,B 为切点作抛物线的两条切线PA ,PB ,交点为P ,当1m =时,求点P 的轨迹方程; (2)若2211AMBM+为定值,求m 的值.【答案】(1)1y =-;(2)2m =.【解析】(1)设直线l 的方程为1y kx =+,联立方程组,根据根与系数的关系,求得1212,x x x x +,结合抛物线的方程,求得分别以点,A B 为切点的切线方程,联立方程组,求得交点坐标,即可求解;(2)设直线l 的方程为y kx m =+与抛物线的方程,联立方程组,利用根与系数的关系,分别求得22,AM BM ,得到22222111168116k mk m AMBM++=⋅+,根据2211AMBM+为定值,列出方程组,即可求解.【详解】(1)设点()11,A x y ,()22,B x y ,直线l 的方程为1y kx =+, 联立方程组214y kx x y=+⎧⎨=⎩,整理得2440x kx --=,则124x x k +=,124x x =-,由抛物线方程24x y =,可得24x y =,则2x y '=,所以以点A 为切点的切线方程是()1112x y y x x -=-,即21124x x y x =-,同理,以点B 为切点的切线方程是22224x x y x =-.联立方程组2112222424x x y x x x y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,解得121224x x x x x y +⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩, ∴点P 的坐标为1212(,)24x x x x +,即()2,1k -,∴点P 的轨迹方程是1y =-.(2)设直线l 的方程为y kx m =+代入24x y =,化简得2440x kx m --=,又设()33,A x y ,()44,B x y ,则344x x k +=,344x x m =-, 所以()()222223331AMx y m k x =+-=+,同理可得:()()222224441BMx y m k x =+-=+,所以()()222222222341111116811611k m k m k x k x AMBM++=+=⋅+++, 因为2211AMBM +为定值,令2221168116k mC k m +⋅=+(C 为常数), 则22221681616k m Cm k Cm +=+,可得221816Cm m Cm⎧=⎨=⎩,解得2m =. 【点睛】本题主要考查抛物线方程、及直线与抛物线的位置关系的综合应用,解答此类题目,通常联立直线与抛物线方程,应用一元二次方程根与系数的关系进行求解,此类问题易错点是复杂式子的变形能力不足,导致错解,能较好的考查考生的逻辑思维能力、运算求解能力、分析问题解决问题的能力等.22.在直角坐标系xOy 中,曲线1C 的参数方程为4cos 2sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数),以原点为极点,以x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线2C 的极坐标方程为4sin ρθ=. (1)写出曲线1C 的普通方程和曲线2C 的直角坐标方程; (2)若P ,Q 分别是曲线1C ,2C 上的动点,求PQ 的最大值.【答案】(1)曲线1C 的普通方程是221164x y+=;曲线2C 的直角坐标方程是()2224x y +-=;(2)23+. 【解析】(1)根据椭圆的参数方程和圆的极坐标方程化简即可得到答案.(2)首先设点()4cos ,2sin P αα,得到2PC =函数的性质得到2max 3PC =,再计算PQ 的最大值即可. 【详解】 (1)由4cos 2sin x y αα=⎧⎨=⎩(α为参数),得cos 4sin 2x y αα⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩(α为参数), ∴22142x y ⎛⎫⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,即:曲线1C 的普通方程是221164x y +=. 又由4sin ρθ=,得24sin ρρθ=, ∴224x y y +=,即()2224x y +-=, ∴曲线2C 的直角坐标方程是()2224x y +-=.(2)设点()4cos ,2sin P αα,则2PC ===∴当1sin 3α=-时,2max 3PC =,∴2max max 223PQ PC =+=+. 故PQ 2+. 【点睛】 本题第一问考查椭圆的参数方程和圆的极坐标方程与直角坐标方程的互化,第二问考查利用参数方程求最值,属于中档题. 23.己知函数()2122f x x x =+--.(1)求函数()f x 的值域;(2)若函数()f x 的最大值为m ,设正实数a ,b 满足2a b m +=,求21a b +的最小值. 【答案】(1)[]5,5-;(2)85.【解析】(1)利用零点分区间讨论,分12x ≤-,122x -<<,2x ≥三种情况去绝对值化简,可求得其值域; (2)由(1)可知()f x 的最大值是5m =,从而有25a b +=,得215a b +=,所以21a b +可化为212215a b a b a b +⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,化简后利用基本不等式可求得其最小值. 【详解】解:(1)当12x ≤-时,()()21225f x x x =--+-=-, 当122x -<<时,()()()2122435,5f x x x x =++-=-∈-, 当2x ≥时,()()21225f x x x =+--=,∴函数()f x 的值域是[]5,5-.(2)由(1)可知,函数()f x 的最大值是5m =,∴25a b +=, ∴()2122114184445555a b b a a b a b a b +⎛⎫⎛⎫+=+=++≥+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,当且仅当4b a a b=,即55,24a b ==时,取等号, ∴21a b +的最小值是85. 【点睛】此题考查了分类讨论解绝对值不等式的应用,考查了基本不等式,属于中档题.。
2024届广东省高三第四次六校联考数学试题及答案
东莞中学、广州二中、惠州一中、深圳实验、珠海一中、中山纪念中学2024届高三第四次六校联考试题数学一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.()53x y -展开式中第3项的系数是( )A. 90B. -90C. -270D. 2702. 在等差数列{}n a 中,若376107a a a +==,,则公差d =A. 1B. 2C. 3D. 43. 已知向量a ,b 满足()2a a b ⋅+= ,且1a = ,则向量b 在向量a上的投影向量为( )A. 1B. 1- C. aD. a-4. 在ABC ∆中,“tan tan 1A B <”是“ABC ∆为钝角三角形”的( )A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件5. 已知三棱锥-P ABC ,ABC 是以AC 为斜边的直角三角形,PAC △为边长是2的等边三角形,且平面ABC ⊥平面PAC ,则三棱锥-P ABC 外接球的表面积为( )A.16π3 B.21π3C.21π2D. 8π6. 血氧饱和度是呼吸循环的重要生理参数.人体的血氧饱和度正常范围是95%~100%,当血氧饱和度低于90%时,需要吸氧治疗,在环境模拟实验室的某段时间内,可以用指数模型:0()e KtS t S =描述血氧饱和度()S t 随给氧时间t (单位:时)的变化规律,其中0S 为初始血氧饱和度,K 为参数.已知060%S =,给氧1小时后,血氧饱和度为80%.若使得血氧饱和度达到90%,则至少还需要给氧时间(单位:时)为( )(精确到0.1,参考数据:ln 2069ln 3110≈≈.,.)A. 0.3B. 0.5C. 0.7D. 0.97. 已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左,右焦点分别为12,F F ,过1F 的直线与双曲线C分别在第一、二象限交于,A B 两点,2ABF △内切圆的半径为r ,若1||2BF a =,r =,则双曲线C 的离心率为( )A.B.C.D.8. 函数()sin3sin2f x x x =-在开区间(π,2π)-零点个数为( )A. 5B. 6C. 7D. 8二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.9. 给定数集R A =,(0,)B =+∞,,x y 满足方程20x y -=,下列对应关系f 为函数的是( )A. :f A B →,()y f x =B. :f B A →,()y f x =C. :f A B →,()x f y = D. :f B A →,()x f y =10. 已知z 为复数,设z ,z ,i z 在复平面上对应的点分别为A ,B ,C ,其中O 为坐标原点,则( )A. OA OB= B. OA OC⊥ C. AC BC= D. OB AC∥ 11. 英国著名物理学家牛顿用“作切线”方法求函数零点.已知二次函数()f x 有两个不相等的实根,b c ,其中c b >.在函数()f x 图象上横坐标为1x 的点处作曲线()y f x =的切线,切线与x 轴交点的横坐标为2x ;用2x 代替1x ,重复以上的过程得到3x ;一直下去,得到数列{}n x .记lnn n n x ba x c-=-,且11a =,n x c >,下列说法正确的是( )A. 1e e 1c bx -=-(其中ln e 1=) B. 数列{}n a 是递减数列C. 6132a =D. 数列1n n a a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和1221n n n S -=-+的的三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12. 将1到10这10个正整数平均分成甲、乙两组,每组5个正整数,且甲组的中位数比乙组的中位数小1,则不同的平分方法共有_________种.13. 已知圆22:(2)1A x y ++=,圆22:(2)4B x y -+=,直线340x y t ++=上存在点P ,过点P 向圆A 引两条切线PC 和PD ,切点是C 和D ,再过点P 向圆B 引两条切线PE和PF ,切点是E 和F ,若CPD EPF ∠=∠,则实数t 的取值范围为_________.14. 某同学在学习和探索三角形相关知识时,发现了一个有趣的性质:将锐角三角形三条边所对的外接圆的三条圆弧(劣弧)沿着三角形的边进行翻折,则三条圆弧交于该三角形内部一点,且此交点为该三角形的垂心(即三角形三条高线的交点).如图,已知锐角ABC 外接圆的半径为2,且三条圆弧沿ABC 三边翻折后交于点P .若3AB =,则sin PAC ∠=___________;若::6:5:4AC AB BC =,则PA PB PC ++的值为___________.四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15. 已知椭圆1C ,抛物线2C 的焦点均在x 轴上,1C 的中心和2C 的顶点均为坐标原点O ,从1C ,2C 上分别取两个点,将其坐标记录于下表中:(1)求1C 和2C 标准方程;的(2)若1C 和2C 交于不同的两点,A B ,求OA OB ⋅的值.16. 如图,在四棱锥P ABCD -中,PAD 为正三角形,底面ABCD 为直角梯形,//AD BC,,22,AD CD AD BC CD PB ⊥====(1)求证:平面PAD ⊥平面ABCD ;(2)点M 为棱PC 的中点,求BM 与平面PCD 所成角的正弦值.17. 某公司是一家集无人机特种装备的研发、制造与技术服务的综合型科技创新企业.该公司生产的甲、乙两种类型无人运输机性能都比较出色,但操控水平需要十分娴熟,才能发挥更大的作用.已知在单位时间内,甲、乙两种类型无人运输机操作成功的概率分别为34和12,假设每次操作能否成功相互独立.(1)随机选择两种无人运输机中一种,求选中的无人运输机操作成功的概率;(2)操作员连续进行两次无人机的操作有两种方案:方案一:在初次操作时,随机选择两种无人运输机中的一种,若初次操作成功,则第二次继续使用该类型设备;若初次操作不成功,则第二次使用另一类型进行操作;方案二:在初次操作时,随机选择两种无人运输机中的一种,无论初次操作是否成功,第二次均使用初次所选择的无人运输机进行操作.假定方案选择及操作不相互影响,试比较这两种方案的操作成功的次数的期望值.18 已知函数()e cos 2xf x x =+-,()sing x x =.(1)求证:当()0,x ∈+∞,()()g x x f x <<;(2)若()0,x ∈+∞,()()f x g x ax +>恒成立,求实数a 的取值范围.19. 已知集合A 中含有三个元素,,x y z ,同时满足①x y z <<;②x y z +>;③x y z ++为偶数,那么称集合A 具有性质P .已知集合{}1,2,3,,2n S n = *(N ,4)n n ∈≥,对于集合n S 的非空子集B ,若n S 中存在三个互不相同的元素,,a b c ,使得,,+++a b b c c a均属的.于B ,则称集合B 是集合n S 的“期待子集”.(1)试判断集合{}1,2,3,5,7,9A =是否具有性质P ,并说明理由;(2)若集合{}3,4,B a =具有性质P ,证明:集合B 是集合4S 的“期待子集”;(3)证明:集合M 具有性质P 的充要条件是集合M 是集合n S 的“期待子集”.东莞中学、广州二中、惠州一中、深圳实验、珠海一中、中山纪念中学2024届高三第四次六校联考试题数学一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.()53x y -展开式中第3项的系数是( )A. 90B. -90C. -270D. 270【答案】A 【解析】【分析】利用二项式定理求出通项公式,进而求出第3项.【详解】()53x y -展开式的第3项为()2233235C 390T x y x y =-=,故第3项系数为90,故选:A2. 在等差数列{}n a 中,若376107a a a +==,,则公差d =A. 1 B. 2C. 3D. 4【答案】B 【解析】【分析】把367,,a a a 用1,a d 表示出来,根据题目条件列出方程组,即可求得本题答案.【详解】在等差数列{}n a 中,因为37610,7a a a +==,所以111261057a d a d a d +++=⎧⎨+=⎩,求得132a d =-⎧⎨=⎩.故选:B【点睛】本题主要考查等差数列通项公式的应用,属于基础题.3. 已知向量a ,b 满足()2a a b ⋅+= ,且1a = ,则向量b 在向量a上的投影向量为( )A. 1B. 1- C. aD. a-【答案】C 【解析】【分析】根据数量积的运算律求出a b ⋅ ,在根据向量b 在向量a 上的投影向量为a b a aa⋅⨯ 计算可得.【详解】因为()2a a b ⋅+= ,且1a = ,所以22a a b +⋅= ,即22a a b +⋅= ,所以1a b ⋅=,所以向量b 在向量a上的投影向量为a b a a aa⋅⨯=.故选:C4. 在ABC ∆中,“tan tan 1A B <”是“ABC ∆为钝角三角形”的( )A. 充分不必要条件 B. 必要不充分条件C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件【答案】C 【解析】【分析】推出tan tan 1A B <的等价式子,即可判断出结论.【详解】sin sin cos()cos tan tan 11000cos cos cos cos cos cos A B A B CA B A B A B A B+-<⇔->⇔>⇔>cos cos cos 0A B C ABC ⇔<⇔ 为钝角三角形.∴在ABC ∆中,“tan tan 1A B <”是“ABC ∆为钝角三角形”的充要条件.故选:C.【点睛】本题考查和与差的正切公式、充分性和必要性的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.5. 已知三棱锥-P ABC ,ABC 是以AC 为斜边的直角三角形,PAC △为边长是2的等边三角形,且平面ABC ⊥平面PAC ,则三棱锥-P ABC 外接球的表面积为( )A.16π3 B.21π3C.21π2D. 8π【答案】A 【解析】【分析】由条件知,外接球的球心在过AC 的中点且垂直于平面ABC 的直线上,又平面ABC ⊥平面PAC ,所以可得等边三角形PAC 的中心即为外接球的球心,求出PAC △外接圆的半径即得三棱锥-P ABC 外接球的半径.【详解】直角三角形ABC 外接圆的圆心是斜边AC 的中点1O ,过该点作一条垂直于平面ABC 的直线.因为平面ABC⊥平面PAC ,所以所作直线在平面PAC 内,且经过等边三角形PAC 的中心,所以等边三角形PAC 的中心就是三棱锥-P ABC 外接球的球心,所以PAC △外接圆的半径也是三棱锥-P ABC 外接球的半径.由正弦定理知,2sin ACR APC=∠(R 是PAC △的外接圆的半径),即π2sin 32R =,所以2π2sin3R ==,于是三棱锥-P ABC,故三棱锥-P ABC 外接球的表面积为216π4π3S R ==.故选:A .6. 血氧饱和度是呼吸循环的重要生理参数.人体的血氧饱和度正常范围是95%~100%,当血氧饱和度低于90%时,需要吸氧治疗,在环境模拟实验室的某段时间内,可以用指数模型:0()e KtS t S =描述血氧饱和度()S t 随给氧时间t (单位:时)的变化规律,其中0S 为初始血氧饱和度,K 为参数.已知060%S =,给氧1小时后,血氧饱和度为80%.若使得血氧饱和度达到90%,则至少还需要给氧时间(单位:时)为()(精确到0.1,参考数据:ln 2069ln 3110≈≈.,.)A. 0.3 B. 0.5 C. 0.7 D. 0.9【答案】B 【解析】【分析】依据题给条件列出关于时间t 的方程,解之即可求得给氧时间至少还需要的小时数.【详解】设使得血氧饱和度达到正常值,给氧时间至少还需要1t -小时,由题意可得60e 80K =,60e 90Kt =,两边同时取自然对数并整理,得804ln ln ln 4ln 32ln 2ln 3603K ===-=-,903ln ln ln 3ln 2602Kt ===-,则ln 3ln 2 1.100.691.52ln 2ln 320.69 1.10t --=≈≈-⨯-,则给氧时间至少还需要0.5小时故选: B7. 已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的左,右焦点分别为12,F F ,过1F 的直线与双曲线C分别在第一、二象限交于,A B 两点,2ABF △内切圆的半径为r ,若1||2BF a =,r =,则双曲线C 的离心率为( )A.B.C.D.【答案】A 【解析】【分析】由双曲线定义结合已知得121212π6,4,2,3AF a AF a F F c F AF ===∠=,进一步由余弦定理列方程,结合离心率公式即可求解.【详解】不妨设内切圆与三边切点分别为P ,Q ,R ,所以22,,AP AR BP BQ F Q F R ===,点A 在双曲线上,122AF AF a ∴-=,又122,BF a AB AF =∴= ,2BP F R = ,2BQ QF ∴=,点B 在双曲线上,21||||2BF BF a ∴-=,24BF a ∴=,22122QF BF a ∴==,设内切圆圆心为I ,连接2,IQ IF,如图所示,22tan IQ IF Q QF ∠==,2π6QF I ∴∠=,即2π3BF A ∠=,2ABF ∴ 为等边三角形,121212π6,4,2,3AF a AF a F F c F AF ∴===∠=, 在12AF F △由余弦定理得:222121212122cos F F AF AF AF AF F AF =+-∠,即:22222436162428c a a a a =+-=,c e a ∴===.故选:A.【点睛】关键点点睛:关键是得到121212π6,4,2,3AF a AF a F F c F AF ===∠=,由此即可顺利得解.8. 函数()sin3sin2f x x x =-在开区间(π,2π)-的零点个数为( )A. 5 B. 6C. 7D. 8【答案】D 【解析】【分析】法一:由()()24cos 2cos 1f x x x =--,令()0f x =求解;法二:由()152sincos 22f x x x =,令()0f x =求解.【详解】解:法一:()sin2cos cos2sin sin2f x x x x x x =+- ,22sin cos cos2sin 2sin cos x x x x x x =+-,()22sin 2cos 2cos 12cos x x x x =+--,()2sin 4cos 2cos 1x x x =--,令()0f x =,则sin 0x =或24cos 2cos 10x x --=,即:sin 0x =或cos x =或cos x =如图所示:由图像可知,函数()f x 共8个零点.法二:因为()515115sin sin 2sin cos 222222f x x x x x x x ⎛⎫⎛⎫=+--= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由()0f x =,得1sin 02x =,或5cos 02x =,所以1π2x k =,或522x k ππ=+,即2x k =π,或255k x ππ=+,Z k ∈,因为2x -π<<π,所以0x =,或311379,,,,,,555555x πππππππ=--共8个零点故选:D二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.9. 给定数集R A =,(0,)B =+∞,,x y 满足方程20x y -=,下列对应关系f 为函数的是( )A. :f A B →,()y f x =B. :f B A →,()y f x =C. :f A B →,()x f y =D. :f B A →,()x f y =【答案】ABD 【解析】【分析】根据给定条件,利用函数的定义,结合指数函数、对数函数的性质逐项判断即得.【详解】对于A ,()2x y f x ==,x A ∀∈,均有唯一确定()()0,f x B ∞∈+=,符合函数定义,A 正确;对于B ,()2x y f x ==,x B ∀∈,均有唯一确定()()1,f x A ∞∈+⊆,符合函数定义,B 正确;对于C ,()2log x f y y ==,取1y A =∈,0x B =∉,不符合函数定义,C 错误;对于D ,()2log x f y y ==,y B ∀∈,均有唯一确定()R f y A ∈=,符合函数定义,D 正确.故选:ABD10. 已知z 为复数,设z ,z ,i z 在复平面上对应的点分别为A ,B ,C ,其中O 为坐标原点,则( )A. OA OB=B. OA OC⊥ C. AC BC= D. OB AC∥【答案】AB 【解析】【分析】根据复数的几何意义、共轭复数、复数的乘法运算可以表示出A ,B ,C 三点的.坐标,通过向量的模长、向量的平行和垂直知识进而可以判断.【详解】设()i ,z a b a b =+∈R ,(),∴A a b ,()i ,z a b a b =-∈R ,(),B a b ∴-,()i i i i =+=-+z a b b a ,(),∴-C b a ,()()()()(),,,,,,,,,==-=------+==OA a b OB a b OC b a b a a b b a a b AC BC 对于A,==OA O B ,故选项A 正确;对于B , ()0-+= a b ba ,∴⊥OA OC ,故选项B 正确;对于C ,AC BC ==,当0ab ≠时,AC BC ≠,故选项C 错误;对于D ,()()()222a a b b b a a ab b -----=-- ,222a ab b --可以为零,也可以不为零,所以OB 不一定平行于AC,故选项D 错误.故选:AB11. 英国著名物理学家牛顿用“作切线”的方法求函数零点.已知二次函数()f x 有两个不相等的实根,b c ,其中c b >.在函数()f x 图象上横坐标为1x 的点处作曲线()y f x =的切线,切线与x 轴交点的横坐标为2x ;用2x 代替1x ,重复以上的过程得到3x ;一直下去,得到数列{}n x .记lnn n n x ba x c-=-,且11a =,n x c >,下列说法正确的是( )A. 1e e 1c bx -=-(其中ln e 1=) B. 数列{}n a 是递减数列C. 6132a =D. 数列1n n a a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和1221n n n S -=-+【答案】AD 【解析】【分析】根据11a =可求1x 的表达式,判断A 的真假;利用导数求二次函数在n x x =处切.线的斜率,进一步写出在n x x =处的切线方程,求出直线与x 轴的交点横坐标,得1n x +,进一步判断数列{}n a 的结构特征,得到数列{}n a 是等比数列,可判断BC 的真假;利用公式法可求数列1n n a a ⎧⎫+⎨⎬⎩⎭的前n 项和,判断D 的真假.【详解】对于A 选项,由111ln1x b a x c -==-得11e x b x c -=-,所以1e·e 1c bx -=-,故A 正确. 二次函数()f x 有两个不等式实根b ,c ,∴不妨设()()()f x a x b x c =--,因为()()2f x a x b c '=--,所以()()2n n f x a x b c '=--,∴在横坐标为n x 的点处的切线方程为:()()()2n n n y f x a x b c x x -=---,令0y =,则()()()()2212222n n n n n n n n n a x x b c f x ax abc x bc x a x b c a x b c x b c+⋅-----===------,因为()()222212222122()22()n n n n n n n n n n n n x bc b x b c x b x bx b x b x c x bc c x b c x cx c x c ++------+-===------+-所以11ln2ln n n n n x b x bx c x c++--=--,即:12n na a +=所以{}n a 为公比是2,首项为1的等比数列.所以12n n a -=故BC 错.对于D 选项,11112(2n n n n a a --+=+由,得11112212212211122212nn n n n n n S ---=+=-+-=+---故D 正确.故选:AD三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分.12. 将1到10这10个正整数平均分成甲、乙两组,每组5个正整数,且甲组的中位数比乙组的中位数小1,则不同的平分方法共有_________种.【答案】36【解析】【分析】首先确定甲和乙的中位数,再从其他的数字分组,利用组合数公式,即可求解.【详解】依题意,甲组的中位数必为5,乙组的中位数必为6,所以甲组另外四个数,可从1,2,3,4和7,8,9,10这两组数各取2个,共有2244C C 36=.故答案为:3613. 已知圆22:(2)1A x y ++=,圆22:(2)4B x y -+=,直线340x y t ++=上存在点P ,过点P 向圆A 引两条切线PC 和PD ,切点是C 和D ,再过点P 向圆B 引两条切线PE和PF ,切点是E 和F ,若CPD EPF ∠=∠,则实数t 的取值范围为_________.【答案】1070,33⎡⎤-⎢⎥⎣⎦【解析】【分析】根据题意作出图形,结合图象转化得2PA PB =,从而利用两点距离公式求得点P 的轨迹方程,进而得到直线340x y t ++=与圆221064()39x y ++=有交点,由此得解.【详解】连接圆心和切点,如图所示,则有APC BPF θ∠=∠=,易知π1,2,2AC BF ACP BFP ==∠=∠=,故sin 1,sin 2PA AC PB BF θθ====,12PA PB∴=,不妨设(,)P x y ,2PA PB = ,∴=,2220403x y x ∴+++=,化简得221064(39x y ++=,∴P 的轨迹为以圆心10,03⎛⎫-⎪⎝⎭,83为半径的圆,又 P 在直线430y x t ++=上,∴直线340x y t ++=与圆221064()39x y ++=有交点,10853t -+∴≤,故107033t -≤≤.故答案为:107033t -≤≤.【点睛】关键点点睛:本题解决的关键是将题设条件转化得2PA PB =,从而利用阿氏圆的相关知识可知点P 的轨迹方程为圆,进而得解.14. 某同学在学习和探索三角形相关知识时,发现了一个有趣的性质:将锐角三角形三条边所对的外接圆的三条圆弧(劣弧)沿着三角形的边进行翻折,则三条圆弧交于该三角形内部一点,且此交点为该三角形的垂心(即三角形三条高线的交点).如图,已知锐角ABC 外接圆的半径为2,且三条圆弧沿ABC 三边翻折后交于点P .若3AB =,则sin PAC ∠=___________;若::6:5:4AC AB BC =,则PA PB PC ++的值为___________.【答案】 ①.②. 234##5.75【解析】【分析】第一空,由正弦定理求得3sin 4ACB ∠=,可得cos ACB ∠=心性质结合三角形诱导公式推得sin cos PAC ACB ∠∠=,即得答案;第二空,设,,CAB CBA ACB ∠θ∠α∠β===,由余弦定理求得它们的余弦值,然后由垂心性质结合正弦定理表示出()4cos cos cos PA PB PC θαβ++=++,即可求得答案.【详解】设外接圆半径为R ,则2R =,由正弦定理,可知324sin sin AB R ACB ACB∠∠===,即3sin 4ACB ∠=,由于ACB ∠是锐角,故cos ACB ∠=又由题意可知P 为三角形ABC 的垂心,即⊥AP BC ,故π2PAC ACB ∠∠=-,所以sin cos PAC ACB ∠∠==;设,,CAB CBA ACB ∠θ∠α∠β===,则πππ,,222PAC PBA PAB ∠β∠θ∠α=-=-=-,由于::6:5:4AC AB BC =,不妨假设6,5,4AC AB BC ===,由余弦定理知222222222654345614659cos ,cos ,cos 2654245824616θαβ+-+-+-======⨯⨯⨯⨯⨯⨯,设AD,CE,BF 为三角形的三条高,由于ππ,22ECB EBC PCD CPD ∠+∠=∠+∠= ,故EBC CPD ∠=∠ ,则得πππAPC CPD EBC ABC ∠∠∠=-∠=-=-,所以24ππsin sin sin sin 22PC PA AC ACR APC ABC∠∠βθ=====⎛⎫⎛⎫-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,同理可得24πsin sin sin 2PB AB ABR APB ACB∠∠α====⎛⎫- ⎪⎝⎭,所以()319234cos cos cos 448164PA PB PC θαβ⎛⎫++=++=++=⎪⎝⎭,;234【点睛】本题重要考查了正余弦定理在解三角形中的应用,涉及到三角形垂心的性质的应用,解答时要能灵活地结合垂心性质寻找角之间的关系,应用正余弦定理,解决问题.四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.15. 已知椭圆1C ,抛物线2C 的焦点均在x 轴上,1C 的中心和2C 的顶点均为坐标原点O ,从1C ,2C 上分别取两个点,将其坐标记录于下表中:(1)求1C 和2C 的标准方程;(2)若1C 和2C 交于不同的两点,A B ,求OA OB ⋅的值.【答案】(1)2212x y +=,24y x =(2)50-【解析】【分析】(1)通过观察可得点()(1,2,2,在抛物线2C 上,点),⎝⎭在椭圆上,代入点的方程求解即可;(2)将1C 和2C 联立,求出交点横坐标,然后利用数量积的坐标运算求解.【小问1详解】设抛物线2C 的标准方程为22(0)y px p =>,则22y p x=,结合表格数据,因为()222412==,所以点()(1,2,2,在抛物线2C 上,且24p =,解得2p =,所以抛物线2C 的标准方程为24y x =.将点),⎝⎭代入椭圆1C 的标准方程22221(0)x ya b a b+=>>中,得2221312421a ba ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得222,1a b ==,所以椭圆1C 的标准方程为2212xy +=.【小问2详解】根据对称性,可设,A B 两点坐标分别为()()0000,,,x y x y -,联立方程组222422y xx y ⎧=⎨+=⎩,消y 得2820x x +-=,解得14x =--,24x =-+因为204y x =≥,所以04x =.所以()()22220000444450OA OB x y x x ⋅=-=-=---=- .16. 如图,在四棱锥P ABCD -中,PAD 为正三角形,底面ABCD 为直角梯形,//AD BC,,22,AD CD AD BC CD PB ⊥====(1)求证:平面PAD ⊥平面ABCD ;(2)点M 为棱PC 的中点,求BM 与平面PCD 所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析(2【解析】【分析】(1)取AD 的中点K ,连接,PK BK ,可证PK ⊥平面ABCD ,根据判定定理可证平面PAD ⊥平面ABCD ;(2)以K 为坐标原点,,KA KB KP 所在直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系,利用线面角的向量公式可求线面角的正弦值.【小问1详解】证明:如图,取AD 的中点K ,连接,PK BK ,∵PAD 为正三角形,2AD =,∴PK =且PK AD ⊥.∵22AD BC ==,K 为AD 的中点,∴DK BC =,又∵底面ABCD 为直角梯形,//AD BC 即//DK BC ,故四边形BKDC 为平行四边形,而AD DC ⊥,所以四边形BKDC 为矩形,∴,BK AD BK CD ⊥==.222,.PB PK BK PB PK BK =∴+=∴⊥ ,,,PK AD BK AD K BK AD ⊥⋂=⊂ 平面ABCD ,∴PK ⊥平面ABCD .∵PK ⊂平面PAD ,∴平面PAD ⊥平面ABCD .【小问2详解】由(1)得,PK AD PK KB ⊥⊥,由(1)又可得BK AD ⊥,如图,以K 为坐标原点,,KA KB KP 所在直线为,,x y z 轴建立空间直角坐标系,则((1,0,0)P B C D --,1(2M -,1(0,(1,0,(,2CD PD BM ∴==-=- .设平面PCD 的法向量为(,,)n x y z = ,由00n CD n PD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,得00x ⎧=⎪⎨-=⎪⎩,令x =0,1y z ==-,1)n =- ,设BM 与平面PCD 所成的角为θ,则sin cos ,7||BM n BM n BM n θ⋅==== ,∴BM与平面PCD 17. 某公司是一家集无人机特种装备的研发、制造与技术服务的综合型科技创新企业.该公司生产的甲、乙两种类型无人运输机性能都比较出色,但操控水平需要十分娴熟,才能发挥更大的作用.已知在单位时间内,甲、乙两种类型无人运输机操作成功的概率分别为34和12,假设每次操作能否成功相互独立.(1)随机选择两种无人运输机中的一种,求选中的无人运输机操作成功的概率;(2)操作员连续进行两次无人机的操作有两种方案:方案一:在初次操作时,随机选择两种无人运输机中的一种,若初次操作成功,则第二次继续使用该类型设备;若初次操作不成功,则第二次使用另一类型进行操作;方案二:在初次操作时,随机选择两种无人运输机中的一种,无论初次操作是否成功,第二次均使用初次所选择的无人运输机进行操作.假定方案选择及操作不相互影响,试比较这两种方案的操作成功的次数的期望值.【答案】(1)58(2)方案一大于方案二【解析】【分析】(1)利用条件概率公式,即可求解;(2)首先确定两种方案成功次数,X Y 的取值,根据独立事件概率公式求概率,再比较其数学期望.【小问1详解】用事件1A 表示选择甲种无人运输机,用事件2A 表示选择乙种无人运输机,用事件B 表示“选中的无人运输机操作成功”则1122()()(|)()(|)P B P A P B A P A P B A =+,1311524228=⨯+⨯=【小问2详解】设方案一和方案二操作成功的次数分别为X ,Y ,则X ,Y 的所有可能取值均为0,1,2,方案一:()1311131011112422248P X ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⨯-⨯-+⨯-⨯-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()131133113111151111124224422422232P X ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⨯-⨯+⨯⨯-+⨯-⨯+⨯⨯-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()13311122442212332P X ==⨯⨯+⨯⨯=,所以()11513012832323241E X =⨯+⨯+⨯=.方案二:()31331115011112442222P Y ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫==⨯-⨯-+⨯-⨯-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,()11221331111C 1C 1244222716P Y ⎛⎫⎛⎫==⨯⨯-⨯+⨯⨯-⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,()13311122442212332P Y ==⨯⨯+⨯⨯=,所以()571301232163245E Y =⨯+⨯+⨯=.所以()()E X E Y >,即方案一操作成功的次数的期望值大于方案二操作成功的次数的期望值.18. 已知函数()e cos 2xf x x =+-,()sing x x =.(1)求证:当()0,x ∈+∞,()()g x x f x <<;(2)若()0,x ∈+∞,()()f x g x ax +>恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)证明见解析(2)(],2-∞【解析】【分析】(1)分别构造函数()()sin G x x g x x x =-=-,()()e cos 2x F x f x x x x =-=+--,0x >,利用导数分别求出两函数的最值,即可得证;(2)()()f x g x ax +>在区间()0,∞+上恒成立,即e cos 2sin 0x x x ax +-+->在区间()0,∞+上恒成立,构造函数()ecos 2sin x x x x ax ϕ=+-+-,由a 分类讨论求出函数的最值即可得解.【小问1详解】设()()sin G x x g x x x =-=-,0x >则()1cos 0G x x '=-≥,所以()G x 在区间()0,∞+上单调递增,所以()()00G x G >=,即()g x x <,设()()e cos 2x F x f x x x x =-=+--,0x >,则()e sin 1x F x x '=--,由0x >时,()g x x <,即sin x x ->-,所以()e sin 1e 1x x F x x x '=-->--,设()e 1x h x x =--,则()e 1xh x '=-,当0x >时,()0h x '>,所以函数()h x 在区间()0,∞+上单调递增,故在区间()0,∞+上,()()00h x h >=,即在区间()0,∞+上,e 1x x >+,所以()e 10x F x x '>-->,所以()F x 在区间()0,∞+上单调递增,所以()(0)0F x F >=,即()F x x >,所以()()g x x f x <<得证.【小问2详解】由()()f x g x ax +>在区间()0,∞+上恒成立,即e cos 2sin 0x x x ax +-+->在区间()0,∞+上恒成立,设()e cos 2sin x x x x ax ϕ=+-+-,则()0x ϕ>在区间()0,∞+上恒成立,而()e sin cos x x x x a ϕ'=-+-,令()()m x x ϕ'=,则()cos s e in x m x x x '=--,由(1)知:在区间()0,∞+上,i e 1s n cos x x x x >+>+,即()cos s e in 0x m x x x '=-->,所以在区间()0,∞+上函数()x ϕ'单调递增,①当2a ≤时,()020a ϕ'=-≥,故在区间()0,∞+上函数()0x ϕ'>,所以函数()x ϕ在区间()0,∞+上单调递增,又()00ϕ=,故()0x ϕ>,即函数()()f x g x ax +>在区间()0,∞+上恒成立;②当2a >时,()02a ϕ'=-,()()()ln 22sin ln 2cos ln 2a a a a aϕ'+=+-+++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎣⎦()π2ln 204a ⎛⎫=+->⎡⎤ ⎪⎣⎦⎝⎭,故在区间()()0,ln 2a +上函数()x ϕ'存在零点0x ,即()00x ϕ'=,又在区间()0,∞+上函数()x ϕ'单调递增,故在区间()00,x 上函数()()00x x ϕϕ''<=,所以在区间()00,x 上函数()x ϕ单调递减,由()00ϕ=,所以在区间()00,x 上()()00x ϕϕ<=,与题设矛盾.综上,a 的取值范围为(],2-∞.【点睛】方法点睛:对于利用导数研究不等式的恒成立与有解问题的求解策略:(1)通常要构造新函数,利用导数研究函数的单调性,求出最值,从而求出参数的取值范围;(2)利用可分离变量,构造新函数,直接把问题转化为函数的最值问题.(3)根据恒成立或有解求解参数的取值时,一般涉及分离参数法,但压轴试题中很少碰到分离参数后构造的新函数能直接求出最值点的情况,进行求解,若参变分离不易求解问题,就要考虑利用分类讨论法和放缩法,注意恒成立与存在性问题的区别.19. 已知集合A 中含有三个元素,,x y z ,同时满足①x y z <<;②x y z +>;③x y z ++为偶数,那么称集合A 具有性质P .已知集合{}1,2,3,,2n S n = *(N ,4)n n ∈≥,对于集合n S 的非空子集B ,若n S 中存在三个互不相同的元素,,a b c ,使得,,+++a b b c c a 均属于B ,则称集合B 是集合n S 的“期待子集”.(1)试判断集合{}1,2,3,5,7,9A =否具有性质P ,并说明理由;(2)若集合{}3,4,B a =具有性质P ,证明:集合B 是集合4S 的“期待子集”;(3)证明:集合M 具有性质P 的充要条件是集合M 是集合n S 的“期待子集”.【答案】(1)不具有,理由见解析(2)证明见解析(3)证明见解析【解析】【分析】(1)分取到的三个元素都是奇数和有偶数2,两种情况比较三个条件,即可判断;(2)首先根据性质P ,确定集合B ,再根据“期待子集”的定义,确定集合B 是集合4S 的“期待子集”;(3)首先证明充分性,存在三个互不相同的,,a b c ,使得,,+++a b b c c a 均属于M 证明满足性质P 的三个条件;再证明必要性,首先设满足条件的,,a b c ,再证明是,,+++a b b c c a 均属于M ,即可证明.【小问1详解】集合{}1,2,3,5,7,9A =不具有性质P ,理由如下:(i )从集合A 中任取三个元素,,x y z 均为奇数时,x y z ++为奇数,不满足条件③(ii )从集合A 中任取三个元素,,x y z 有一个为2,另外两个为奇数时,不妨设2y =,x z <,则有2z x -≥,即z x y -≥,不满足条件②,综上所述,可得集合{}1,2,3,5,7,9A =不具有性质P .【小问2详解】证明:由34a ++是偶数,得实数a 是奇数,当34a <<时,由34a +>,得13a <<,即2a =,不合题意,当34a <<时,由34a +>,得47a <<,即5a =,或6a =(舍),因为34512++=是偶数,所以集合{3,4,5}B =,令3,4,5a b b c c a +=+=+=,解得2,1,3a b c ===,显然{}4,,1,2,3,4,5,6,7,8a b c S ∈=,所以集合B 是集合4S 的“期待子集”得证.【小问3详解】证明:先证充分性:当集合M 是集合n S 的“期待子集”时,存在三个互不相同的,,a b c ,使得,,+++a b b c c a 均属于M ,不妨设a b c <<,令x a b =+,y a c =+,z b c =+,则x y z <<,即满足条件①,因()()()20x y z a b a c b c a +-=+++-+=>,所以x y z +>,即满足条件②,因为2()x y z a b c ++=++,所以x y z ++为偶数,即满足条件③,所以当集合M 是集合n S 的“期待子集”时,集合M 具有性质P .再证必要性:当集合M 具有性质P ,则存在,,x y z ,同时满足①x y z <<;②x y z +>;③x y z ++为为偶数,令2x y z a z ++=-,2x y z b y ++=-,2x y z c x ++=-,则由条件①得a b c <<,由条件②得022x y zx y za z +++-=-=>,由条件③得,,a b c 均为整数,因为()0222x y zz x yz y z yz c z x +++-+---=+-=>=,所以0a b c z <<<<,且,,a b c 均整数,所以,,n a b c S ∈,因为,,a b x a c y b c z +=+=+=,所以,,+++a b b c c a 均属于M ,所以当集合M 具有性质P 时,集合M 是集合n S 的“期待子集”.综上所述,集合M 是集合n S 的“期待子集”的充要条件是集合M 具有性质P .【点睛】关键点点睛:本题的关键是利用“性质P ”和“期待子集”的定义.为。
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2020年广东省六校联盟高考数学第四次联考试卷(文科)一、单项选择题(本大题共12小题,共60.0分)1.已知集合A={x|x<0},B={x|y=√1−x},则()A. A∩B={x|x<0}B. A∪B=RC. A∪B={x|x≥1}D. A∩B=⌀2.若复数z=m+2i2−i是纯虚数(i为虚数单位),则实数m的值是()A. −4B. −1C. 1D. 43.学校为了解学生在课外读物方面的支出情况,抽取了n个同学进行调查,结果显示这些同学的支出都在[10,50)(单位:元),其中支出在[30,50)(单位:元)的同学有67人,其频率分布直方图如图所示,则n的值为()A. 100B. 120C. 130D. 3904.“”是“方程x25−m +y2m+3=1表示椭圆”的()A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充要条件D. 既不充分又不必要条件5.我国古代名著《九章算术》用“更相减损术”求两个正整数的最大公约数是一个伟大创举,这个伟大创举与“辗转相除法”实质一样.如图的程序框图源于“更相减损术”,当输入m=98,n=63时,输出的m的值是()A. 28B. 14C. 7D. 06. 设D 为△ABC 所在平面内一点,BC⃗⃗⃗⃗⃗ =3CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则( ) A. AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =−13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ +43AB ⃗⃗⃗⃗⃗ B. AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =13AB ⃗⃗⃗⃗⃗ −43AC ⃗⃗⃗⃗⃗ C. AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =43AB ⃗⃗⃗⃗⃗ +13AC ⃗⃗⃗⃗⃗ D. AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =43AC ⃗⃗⃗⃗⃗ −13AB ⃗⃗⃗⃗⃗ 7. 已知cos(π4+θ)=2√23,则sin2θ的值是( )A. −79B. −29C. 29D. 798. 如图,正方形ABCD 的边长为1,分别以A ,C 为圆心,1为半径作圆,在正方形内随机取一点,则此点取自阴影部分的概率是( )A. 2−π2 B. 2−π3 C. π2−1 D. π3−19. 已知函数f(x)=x 3+ln 1+x1−x ,若f(m)+f(m +1)>0,则实数m 的取值范围是( )A. (−1,−12)B. (−12,0)C. (−12,1)D. (−12,+∞)10. 如图,正三棱柱ABC −A 1B 1C 1各条棱的长度均相等,D 为AA 1的中点,M ,N 分别是线段BB 1和线段CC 1的动点(含端点),且满足BM =C 1N ,当M ,N 运动时,下列结论中不正确的是( )A. 在△DMN 内总存在与平面ABC 平行的线段B. 平面DMN ⊥平面BCC 1B 1C. 三棱锥A 1−DMN 的体积为定值D. △DMN 可能为直角三角形11. 已知函数f(x)=4sinωx ⋅sin 2(ωx2+π4)+cos2ωx −1(ω>0)在区间[−π3,2π3]上是增函数,且在区间[0,π]上恰好取得一次最大值,ω的取值范围是( )A. [12,34]B. [12,52)C. [34,52)D. [52,3)12. 双曲线C :x 2a 2−y 2b2=1(a >0,b >0)的左、右焦点分别为F 1,F 2,过点F 1的直线l 与双曲线C 交于P ,Q两点,且F 1Q ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =3F 1P ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,若|F 2P|=|F 2Q|,则此双曲线C 的离心率是( )A. 2B. √5C. √7D. 3二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)13. 已知实数x ,y 满足{y ≤xx +y ≤1x −2y −1≤0,则z =2x +y 的最小值是______.14. 一个圆锥的表面积为27π,其侧面展开图为半圆,则此圆锥的体积是______. 15. 在研究函数的变化规律时,常常遇到“00”等无法解决的情况,如f(x)=sinx x,当x =0时就出现此情况.随着微积分的发展应用,数学家采取了如下策略来解决:分式的分子、分母均为可导函数,分别对分式的分子、分母的两个函数求导,如对函数f(x)=sinx x的分子、分母求导得到新函数g(x)=cosx 1,当x =0时,g(x)的值为1,则1为函数f(x)在x =0处的极限,根据此思路,函数ℎ(x)=x 2cosx−1在x =0处的极限是______.16. 在△ABC 中,角A 、B 、C 所对的边分别为a 、b 、c ,且△ABC 的面积为14a 2,则c b +bc 的最大值是______. 三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)17. 为了对新产品进行合理定价,对该产品进行了试销试验,以观察需求量y(单位:件)对于价格x(单位:万元)的反应,得到数据如表: x(万元) 2 4 5 6 8 y(件)65432(1)在所给定的坐标系中画出散点图;(2)若y 与x 之间具有线性相关关系,求线性回归方程;(3)若需求量为y 件时,总成本为z =y +2.5(万元),试由(2)的结论预测要使利润最大,价格x 应定为多少万元?参考公式:用最小二乘法求线性回归方程系数公式:b ̂=∑x i n i=1y i −nxy−∑x i 2n i=1−nx−2,a ̂=y −−b ̂x −.18. 已知等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=m ,a n+1=S n +1(n ∈N ∗).(1)求实数m 的值和数列{a n }的通项公式; (2)设b n ={a n (n 为奇数)log 2a n (n 为偶数)(n ∈N ∗),求数列{b n }的前2n 项和T 2n .19. 如图1,C ,D 是以AB 为直径的圆上两点,且AB =2AD ,AC =BC ,将△ABC 所在的半圆沿直径AB折起,使得点C 在平面ABD 上的射影E 在BD 上,如图2. (1)求证:平面ACD ⊥平面BCD ;(2)在线段AB 上是否存在点F ,使得AD//平面CEF ?若存在,求出AFFB 的值;若不存在,请说明理由.20.已知函数f(x)=1x+mlnx(m>0).(1)若不等式f(x)>m对任意x>0恒成立,求实数m的取值范围;(2)若函数g(x)=2x−f(x)在区间(12,2)内存在极值,求实数m的取值范围.21.已知过点M(0,m)(m>0)的直线l与抛物线C:x2=4y交于A,B两点.(1)分别以A,B为切点作抛物线的两条切线PA,PB,交点为P,当m=1时,求点P的轨迹方程;(2)若1|AM|2+1|BM|2为定值,求m的值.22. 在直角坐标系xOy 中,曲线C 1的参数方程为{x =4cosαy =2sinα(α为参数),以原点为极点,以x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 2的极坐标方程为ρ=4sinθ. (1)写出曲线C 1的普通方程和曲线C 2的直角坐标方程; (2)若P ,Q 分别是曲线C 1,C 2上的动点,求|PQ|的最大值.23. 已知函数f(x)=|2x +1|−2|x −2|.(1)求函数f(x)的值域;(2)若函数f(x)的最大值为m ,设正实数a ,b 满足a +2b =m ,求2a +1b 的最小值.答案和解析1.【答案】A【解析】解:∵A={x|x<0},B={x|x≤1},∴A∩B={x|x<0},A∪B={x|x≤1}.故选:A.可以求出集合B,然后进行交集的运算即可.本题考查了交集的运算,并集的运算,考查了计算能力,属于基础题.2.【答案】C【解析】解:∵z=m+2i2−i =(m+2i)(2+i)(2−i)(2+i)=2m−25+m+45i是纯虚数,∴{2m−2=0m+4≠0,即m=1.故选:C.利用复数代数形式的乘除运算化简,再由实部为0且虚部不为0列式求解.本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念,是基础题.3.【答案】A【解析】解:∵位于10~20、20~30的小矩形的面积分别为S1=0.01×10=0.1,S2=0.023×10=0.23,∴位于10~20、20~30的据的频率分别为0.1、0.23可得位于10~30的前3组数的频率之和为0.1+0.23=0.33由此可得位于30~50数据的频率之和为1−0.33=0.67∵支出在[30,50)的同学有67人,即位于30~50的频数为67,∴根据频率计算公式,可得67n=0.67,解之得n=100故选:A.根据小矩形的面积之和,算出位于10~30的2组数的频率之和为0.33,从而得到位于30~50的数据的频率之和为1−0.33=0.67,再由频率计算公式即可算出样本容量n的值.本题给出频率分布直方图,在已知某小组的频率情况下求该数据中的样本容量n的值,着重考查了频率分布直方图的理解和频率计算公式等知识,属于基础题.4.【答案】B【解析】【分析】本题主要考查充分条件和必要条件的判断,以及椭圆的方程,属于中档题.利用充分条件和必要条件的定义和椭圆方程判断即可.【解答】解:若方程x25−m +y2m+3=1表示椭圆,则{5−m>0 m+3>05−m≠m+3,所以{m<5m>−3m≠1,即−3<m<5且m≠1,所以“−3<m<5”是“方程x25−m +y2m+3=1表示椭圆”的必要不充分条件.故选B.5.【答案】C【解析】解:模拟执行程序框图,可得:m=98,n=63,满足m>n,m=98−63=35,不满足m>n,n=63−35=28,满足m>n,m=35−28=7,不满足m>n,n=28−7=21,不满足m>n,n=21−7=14,不满足m>n,n=14−7=7,此时,满足m=n,输出m的值为7,n的值为7.故选:C.由循环结构的特点,先判断,再执行,分别计算出当前的m,n的值,即可得到结论.本题考查算法和程序框图,主要考查循环结构的理解和运用,以及赋值语句的运用,属于基础题.6.【答案】D【解析】 【分析】本题考查向量的加法、减法、数乘运算,属于基础题.由BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =3CD ⃗⃗⃗⃗⃗ 便可得到AC ⃗⃗⃗⃗⃗ −AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =3(AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ),求出向量AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ ,从而找出正确选项. 【解答】 解:∵BC ⃗⃗⃗⃗⃗ =3CD ⃗⃗⃗⃗⃗ ;∴AC⃗⃗⃗⃗⃗ −AB ⃗⃗⃗⃗⃗ =3(AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ −AC ⃗⃗⃗⃗⃗ ); ∴AD ⃗⃗⃗⃗⃗⃗ =43AC ⃗⃗⃗⃗⃗ −13AB ⃗⃗⃗⃗⃗ . 故选D .7.【答案】A【解析】解:∵已知cos(π4+θ)=2√23,∴cos(π2+2θ)=2cos 2(π4+θ)−1=79.故sin2θ=−cos(π2+2θ)=−79, 故选:A .由题意利用查诱导公式、二倍角公式,求得sin2θ的值. 本题主要考查诱导公式、二倍角公式的应用,属于基础题.8.【答案】C【解析】解:如图所示: 阴影部分可拆分为两个小弓形,则阴影部分面积:S′=2×(14πa 2−12a 2)=12πa 2−a 2 正方形面积:S =a 2, ∴所求概率p =S′S=π2−1故选:C .将阴影部分拆分成两个小弓形,从而可求解出阴影部分面积,根据几何概型求得所求概率 本题考查利用几何概型求解概率问题,属于基础题.9.【答案】B【解析】解:由题可知,1+x1−x>0,∴−1<x<1,即函数的定义域为(−1,1).∵f(−x)=(−x)3+ln1−x1+x =−x3−ln1+x1−x=−f(x),∴f(x)为奇函数.∵f(x)=x3+ln1+x1−x=x3+ln(1+x)−ln(1−x),∴f′(x)=3x2+11+x +11−x>0,即f(x)在(−1,1)上单调递增.不等式f(m)+f(m+1)>0相当于f(m+1)>−f(m)=f(−m),∴{m+1>−m−1<m+1<1−1<m<1,解得−12<m<0.∴不等式的解集为(−12,0).故选:B.由题意知,函数的定义域为(−1,1);根据函数奇偶性的概念可推出f(x)为奇函数;变形求导后可证得f(x)在(−1,1)上单调递增;于是不等式可转化为f(m+1)>f(−m),即{m+1>−m−1<m+1<1−1<m<1,解之即可.本题考查利用导数研究函数的单调性、解不等式以及函数的奇偶性,考查学生灵活运用知识的能力、逻辑推理能力和运算能力,属于中档题.10.【答案】D【解析】解:如图,当M、N分别在BB1、CC1上运动时,由直线与平面平行的定义得在△DMN内总存在与平面ABC平行的线段,故A正确若满足BM=C1N,则线段MN必过正方形BCC1B1的中心O,而DO⊥平面BCC1B1,∴平面DMN⊥平面BCC1B1,故B正确;当M、N分别在BB1、CC1上运动时,△A1DM的面积不变,N到平面A1DM的距离不变,∴棱锥N−A1DM的体积不变,即三棱锥A1−DMN的体积为定值,故C正确;若△DMN为直角三角形,则必是以∠MDN为直角的直角三角形,但MN的最大值为BC1,而此时DM,DN的长大于BB1,∴△DMN不可能为直角三角形,故D错误.故选:D.由直线与平面平行的定义得在△DMN内总存在与平面ABC平行的线段;由BM=C1N,得线段MN必过正方形BCC1B1的中心O,由DO⊥平面BCC1B1,可得平面DMN⊥平面BCC1B1;由△A1DM的面积不变,N到平面A1DM的距离不变,得到三棱锥A1−DMN的体积为定值;利用反证法思想说明△DMN不可能为直角三角形.本题考查了命题的真假判断与应用,考查了棱柱的结构特征,考查了空间想象能力和思维能力,是中档题.11.【答案】A【解析】解:∵f(x)=4sinωx⋅sin2(ωx2+π4)+cos2ωx−1(ω>0)=2sinωx⋅(1−cos(ωx+π2))−2sin2ωx=2sinωx(1+sinωx)−2sin2ωx =2sinωx,即:f(x)=2sinωx,∴[−π2ω,π2ω]是函数含原点的递增区间.又∵函数在[−π3,2π3]上递增,∴[−π2ω,π2ω]⊇[−π3,2π3],∴得不等式组:−π2ω≤−π3,2π3≤π2ω,又∵ω>0,∴0<ω≤34,又函数在区间[0,π]上恰好取得一次最大值,根据正弦函数的性质可知ωx=2kπ+π2,k∈Z,即函数在x=2kπω+π2ω处取得最大值,可得0≤π2ω≤π,∴ω≥12,综上,可得ω∈[12,3 4 ].故选:A.由三角函数恒等变换的应用可得f(x)=2sinωx,可得[−π2ω,π2ω]是函数含原点的递增区间,结合已知可得[−π2ω,π2ω]⊇[−π3,2π3],可解得0<ω≤34,又函数在区间[0,π]上恰好取得一次最大值,根据正弦函数的性质可得0≤π2ω≤π,进而得解.本题主要考查正弦函数的图象和性质,研究有关三角的函数时要利用整体思想,灵活应用三角函数的图象和性质解题,属于中档题.12.【答案】C【解析】解:由题意可知所求的图形如图,作F 2H ⊥MQ ,H 为MQ 的中点.设F 1M =m ,MF 2=n ,可得{3m −n =2a n −m =2a,解得m =2a ;n =4a ; |F 2H|2+|F 1H|2=|F 1F 2|2,可得16a 2+12a 2=4c 2,即7a 2=c 2,解得双曲线C 的离心率e =ca =√7.故选:C .画出图形,利用双曲线的定义以及勾股定理,转化求解即可.本题考查双曲线的简单性质的应用,是基本知识的考查. 13.【答案】−3【解析】解:由题中给出的三个约束条件,可得可行域为如图所示阴影部分,易知z =2x +y 经过可行域的A 时,直线在y 轴上的截距取得最小值,此时z =2x +y 取得最小值,由{y =x x −2y −1=0,解得A(−1,−1)z =2x +y 在(−1,−1)处的最小值为−3,故答案为:−3.画出约束条件的可行域,求出最优解,然后求解即可.本题考查线性规划的简单应用,求出目标函数的最优解的解题的关键.14.【答案】9√3π【解析】解:设圆锥的底面半径为r ,母线长为l ,则2πr =πl ,解得l =2r ;所以圆锥的表面积为S =πr 2+πrl =πr 2+πr ⋅2r =3πr 2=27π,解得r =3;所以l =6,圆锥的高为ℎ=2−r 2=√(2r)2−r 2=√3r =3√3;所以圆锥的体积是V =13πr 2ℎ=13π×32×3√3=9√3π.故答案为:9√3π.由圆锥的侧面展开图是半圆求出底面半径和母线长的关系,再根据圆锥的表面积求出底面半径和母线长,以及圆锥的高,即可求出圆锥的体积.本题考查了圆锥的结构特征与表面积、体积的计算问题,是基础题. 15.【答案】−2【解析】解:对函数ℎ(x)=x 2cosx−1的分子、分母求导得到新函数H(x)=2x −sinx , 再求导得到函数t(x)=2−cosx ,当x =0时,t(0)=−2,所以−2为函数ℎ(x)在x =0处的极限.故答案为:−2.对函数ℎ(x)=x 2cosx−1的分子、分母经过两次求导后,得到函数t(x)=2−cosx ,计算t(0)的值即可. 本题考查极限的运算、基本初等函数的求导法则,考查学生的逻辑推理能力和运算能力,属于基础题. 16.【答案】2√2【解析】解:由面积公式得:12bcsinA =14a 2,即a 2=2bcsinA .由余弦定理得a 2=b 2+c 2−2bccosA ,可得c b +b c=c 2+b 2bc =a 2+2bccosA bc =2bcsinA+2bccosA bc =2sinA +2cosA =2√2sin(A +π4), 故当A =π4时,c b +b c 的最大值为2√2,故答案为:2√2.由已知利用三角形的面积公式,余弦定理,三角函数恒等变换的应用化简可得c b +b c =2√2sin(A +π4),利用正弦函数的性质可求其最大值.本题主要考查了三角形的面积公式,余弦定理,三角函数恒等变换的应用以及正弦函数的性质,考查了转化思想和函数思想,属于基础题. 17.【答案】解:(1)散点图如图所示(2)x −=2+4+5+6+85=5,y −=6+5+4+3+25=4, b ̂=12+20+20+18+16−5×5×44+16+25+36+84−4×52=−0.7,a ̂=4+0.7×5=7.5, ∴线性回归方程:y ̂=−0.7x +7.5.(3)设利润为f(x),由(2)可得f(x)=x(−0.7x +7.5)−(−0.7x +7.5+2.5)=−0.7x 2+8.2x −10 ∴当x =8.22×0.7=417时,得利润有最大值.答:要使利润最大,价格x 应定为417万元.【解析】(1)利用已知条件直接画出散点图.(2)求出回归直线方程的相关系数,然后写出回归直线方程即可.(3)设利润为f(x),求出利润函数的表达式,通过二次函数的性质求解即可.本题考查回归直线方程的求法与应用,散点图的画法,考查转化思想以及计算能力,是中档题. 18.【答案】解:(1)a 2=S 1+1=a 1+1=m +1,由a n+1=S n +1得a n =S n−1+1(n ≥2),相减可得a n+1−a n =a n (n ≥2)即a n+1=2a n (n ≥2).又{a n }是等比数列,则公比q =2,则a 2=2a 1即m +1=2m ,可得m =1,故a n =2n−1(n ∈N ∗).(2)由b n={a n(n为奇数)log2a n(n为偶数),得b n={2n−1(n为奇数)n−1(n为偶数)(n∈N∗).则T2n=(b1+b3+b5+⋯+b2n−1)+(b2+b4+b6+⋯+b2n)=(20+22+24+⋯+22n−2)+[1+3+5+⋯+(2n−1)]=1−4n1−4−+12n(1+2n−1)=4n−13+n2.【解析】(1)求得a2,由数列的递推式,结合等比数列的定义和通项公式,计算可得所求;(2)求得b n,再由数列的分组求和,结合等比数列和等差数列的求和公式,计算可得所求和.本题考查等差数列和等比数列的通项公式和求和公式,以及数列的分组求和,考查方程思想和运算能力,属于中档题.19.【答案】(1)证明:∵AB是圆的直径,∴AD⊥BD.∵CE⊥平面ABD,AD⊂平面ABD,∴CE⊥AD.又∵CE∩BD=E,BD,CE⊂平面ABD,∴AD⊥平面BCD.∵AD⊂平面ACD,∴平面ACD⊥平面BCD.(2)解:连接AE,∵CE⊥平面ABD,AE,BE⊂平面ABD,∴CE⊥AE,CE⊥BE.在Rt△ACE和Rt△BCE中,由AC=BC得AE=BE,在Rt△ABD中,由AB=2AD,得∠ABD=30°,∴∠AED=∠ABE+∠BAE=60°,∴在Rt△ADE中,DE=12AE,∴E是BD的三等分点,且DE=12EB.在线段AB上存在点F,使得AF=12FB,则有FE//AD.∵FE⊂平面CEF,AD⊄平面CEF,∴AD//平面CEF.故在线段AB上存在点F,使得AD//平面CEF,此时AFFB =12.【解析】(1)要证平面ACD⊥平面BCD,只要证平面ACD经过平面BCD的一条垂线AD即可,由D是以AB 为直径的圆上的点得到AD⊥DB,由CE垂直于底面得到EC垂直于AD,利用线面垂直的判定得到证明;(2)在线段AB上存在点F,且FE//AD.则AD//平面CEF,利用平面几何的性质求得DE=12AE,即可得出结论.本题考查了平面与平面垂直的判定,直线与平面平行的判断,考查了学生的空间想象能力和思维能力,解答的关键是明确折叠问题中的折叠前后的变量和不变量,是中档题.20.【答案】解:(1)函数f(x)=1x+mlnx(m>0)的定义域为(0,+∞),∴f′(x)=−1x2+mx=mx−1x2.令f′(x)=0,得x=1m(m>0),∴函数f(x)在(0,1m )上递减,在(1m,+∞)上递增,∴函数f(x)的最小值为f(1m )=m+mln1m.依题意,则m+mln1m>m,∴0<m<1.故所求实数m的取值范围是(0,1).(2)g(x)=2x−f(x)=2x−1x −mlnx(12<x<2),∴g′(x)=2+1x2−mx=2x2−mx+1x2.∵函数g(x)在区间(12,2)内存在极值,∴方程g′(x)=0在区间(12,2)上有两个不等的实根,或一根在(12,2)区间内,另一根在区间(12,2)外,则方程ℎ(x)=2x2−mx+1=0在区间(12,2)上有两个不等的实根或一根在(12,2)区间内,另一根在区间(12,2)外,∴{ △=m 2−8>012<m 4<2ℎ(12)=12−12m +1>0ℎ(2)=8−2m +1>0或ℎ(12)⋅ℎ(2)=(32−12m)(9−2m)<0, ∴2√2<m <3或3<m <92.当m =3时,ℎ(x)=2x 2−mx +1=0的根为12,1也符合题意.故所求实数m 的取值范围是(2√2,92).【解析】(1)求导,利用导数求出函数的单调性,进而求得函数f(x)的最小值,由最小值大于m ,即可得m 的取值范围;(2)将问题转化为方程g′(x)=0在区间(12,2)上有两个不等的实根,或一根在(12,2)区间内,另一根在区间(12,2)外时m 的取值范围,利用判别式即零点存在定理即可求解. 本题主要考查利用导数求函数的最值,不等式恒成立问题,以及函数与方程思想的运用,属于中档题. 21.【答案】解:(1)设直线l 的方程为y =kx +1代入x 2=4y 化简得x 2−4kx −4=0.又设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),则x 1+x 2=4k ,x 1x 2=−4,由x 2=4y ,得y =x 24,则y′=x 2,∴以点A 为切点的切线方程是y −y 1=x 12(x −x 1), 即y =x 12x −x 124,同理,以点B 为切点的切线方程是y =x 22x −x 224. 解方程组{y =x 12x −x 124y =x 22x −x 224,得{x =x 1+x 22y =x 1x 24, ∴点P 的坐标为(x 1+x 22,−1)即(2k,−1),∴点P 的轨迹方程是y =−1.(2)设直线l 的方程为y =kx +m 代入x 2=4y ,化简得x 2−4kx −4m =0,又设A(x 3,y 3),B(x 4,y 4),则x 3+x 4=4k ,x 3x 4=−4m ,∴|AM|2=x 32+(y 3−m)2=(1+k 2)x 32, 同理:|BM|2=x 42+(y 4−m)2=(1+k 2)x 42, ∴1|AM|+1|BM|=1(1+k )x 32+1(1+k )x 42=11+k ⋅16k 2+8m 16m ,∵1|AM|2+1|BM|2为定值,令11+k 2⋅16k 2+8m 16m 2=C(C 为常数),则16k 2+8m =16Cm 2k 2+16Cm 2,则Cm 2=1,8m =16Cm 2,∴m =2.【解析】(1)设直线l 的方程为y =kx +1代入x 2=4y 化简得x 2−4kx −4=0.设A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),通过韦达定理,结合函数的导数求解切线方程求出P 的坐标,然后推出轨迹方程.(2)设直线l 的方程为y =kx +m 代入x 2=4y ,设A(x 3,y 3),B(x 4,y 4),利用韦达定理,求出|AM|,|BM|,化简已知条件,推出结果.本题可得抛物线的简单性质的应用,轨迹方程的求法,直线与抛物线的位置关系的综合应用,是难题.22.【答案】解:(1)由{x =4cosαy =2sinα,得{x 4=cosαy 2=sinα, ∴(x 4)2+(y 2)2=1即x 216+y 24=1, ∴曲线C 1的普通方程是x 216+y 24=1.又由ρ=4sinθ,得ρ2=4ρsinθ,∴x 2+y 2=4y 即x 2+(y −2)2=4,∴曲线C 2的直角坐标方程是x 2+(y −2)2=4.(2)设点P(4cosα,2sinα),则|PC 2|=√16cos 2α+(2sinα−2)2=√−12sin 2α−8sinα+20.∴当sinα=−13时,|PC 2|max =8√33, ∴|PQ|max =|PC 2|max +2=8√33+2. 故|PQ|的最大值是8√33+2.【解析】(1)利用转换关系,把参数方程极坐标方程转换为普通方程.再把极坐标方程转换为普通方程.(2)利用直线和曲线的位置关系,利用三角函数关系式的应用求出结果.本题考查的知识要点:参数方程极坐标方程和普通方程之间的转换,三角函数关系式的变换,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题.23.【答案】解:(1)当x ≤−12时,f(x)=−2x −1+2(x −2)=−5当−12<x <2时,f(x)=2x +1+2(x −2)=4x −3∈(−5,5),当x ≥2时,f(x)=2x +1−2(x −2)=5,∴函数f(x)的值域是[−5,5].(2)由(1)可知,函数f(x)的最大值是m =5,∴a +2b =5,∴2a +1b =a+2b 5(2a +1b )=15(4+4b a +a b )≥15(4+4)=85, 当且仅当2b =a 时,即a =52,b =54时,取等号;∴2a +1b 的最小值是85.【解析】(1)零点分段,求解值域即可;(2)根据(1)可知m =5,利用“乘1”法,结合不等式即可求解2a +1b 的最小值.本题考查绝对值不等式的解法,零点分段的应用,基本不等式求最小值.属于基础题.。