2019-2020学年河北省衡水中学高三(上)四调数学试卷试题及答案(解析版)(理科)

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河北省衡水中学高三数学上学期四调考试试题 文(含解析)

河北省衡水中学高三数学上学期四调考试试题 文(含解析)

数学(文)试题【试卷综述】突出考查数学主干知识试卷长度、题型比例配置与《考试说明》一致,全卷重点考查中学数学主干知识和方法;侧重于中学数学学科的基础知识和基本技能的考查;侧重于知识交汇点的考查。

全面考查了考试说明中要求的内容,在全面考查的前提下,高中数学的主干知识如函数、三角函数、数列、立体几何、导数、圆锥曲线、明确了中学数学的教学方向和考生的学习方向.本试卷分第1卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。

满分150分,考试时间为120分钟。

第I卷(选择题共60分)【题文】一、选择题(本大题共12小题,每小题5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)【题文】1.设集合的范围是【知识点】集合 A1a≤,故选B【答案】【解析】B 解析:由子集的概念可知1【思路点拨】根据子集的概念可知集合中元素的取值范围.【题文】2.已知空间直线L不在平面a内,则“直线L上有两个点到平面口的距离相等”是的A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充要条件D.非充分非必要条件【知识点】充分条件与必要条件 A2【答案】【解析】B解析:直线不在平面内分为直线与平面平行与相交两种情况,有两个点到lα,必要不充分条件.B为正确选平面的距离相等,则直线与平面也是平行或相交,所是是//项.【思路点拨】根据条件与结论之间的关系可知正确结果.【题文】3.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为C.200 D. 240【知识点】三视图 G2 【答案】【解析】C 解析:由三视图可知几何体为底面是等腰梯形的四棱柱,所以它的体积为()1284102002V Sh ==+⋅⋅=,所以正确选项为C.【思路点拨】由三视图可知几何体的形状,再根据几何体的直观图求出体积. 【题文】4.已知函数,则下列结论中正确的是A .函数的最小正周期为B .函数的最大值为1C .将函数的图像向右平移的图像D .将函数的图像向左平移的图像【知识点】函数y=Asin (ωx+φ)的图象变换 C4 【答案】【解析】C 解析:∵,∴f(x )=cosx ,g (x )=sinx∴f(x )g (x )=sinxcosx=sin2x ,T=,排除A ,,排除B ;将f (x )的图象向左平移个单位后得到y=cos (x+)=﹣sinx≠g(x ),排除D ;将f (x )的图象向右平移个单位后得到y=cos (x ﹣)=sinx=g (x ),故选C .【思路点拨】先将函数f (x ),g (x )根据诱导公式进行化简,再求出f (x )g (x )的解析式,进而得到f (x )g (x )的最小正周期和最大值可排除A ,B ;再依据三角函数平移变换法则对C ,D 进行验证即可. 【题文】5.直线分割成的两段圆弧长之比为A .1:1B .1:2C .1:3D .1:4【知识点】直线与圆 H4【答案】【解析】B 解析:因为圆心到直线的距离为12d =,所以劣弧所对的圆心角为120︒,优弧所对的圆心角为240︒,所以两段的弧长之比与圆心角之比相等为1:2,所以B 正确. 【思路点拨】根据直线与圆的位置关系可求出圆心角的大小. 【题文】6.已知的最小值是A .4B .3C .2D .1【知识点】基本不等式 E6【答案】【解析】A 解析:因为由对数的运算可知3lg2lg8lg2lg231 x y x y x y++==∴+=,所以()11113324 333y xx yx y x y xy⎛⎫+=++=++≥⎪⎝⎭,33y xx y+=能取等号,所以A 正确. 【思路点拨】根据对数的运算求出x,y的关系,再根据基本不等式求出最小值.【题文】7.椭圆的一个焦点为F1若椭圆上存在一个点P,满足以椭圆短轴为直径的圆与线段PF,相切于该线段的中点,则椭圆的离心率为【知识点】椭圆的定义;椭圆的简单性质 H5【答案】【解析】D 解析:设线段PF的中点为M ,另一个焦点F′,由题意知,OM=b,又OM 是△FPF′的中位线,∴OM=PF′=b,PF′=2b,由椭圆的定义知 PF=2a﹣PF′=2a﹣2b,又 MF=PF=(2a﹣2b)=a﹣b,又OF=c,直角三角形OMF中,由勾股定理得:(a﹣b)2+b2=c2,又a2﹣b2=c2,可得2a=3b,故有4a2=9b2=9(a2﹣c2),由此可求得离心率 e==,故选:D.【思路点拨】设线段PF 的中点为M ,另一个焦点F′,利用OM是△FPF′的中位线,以及椭圆的定义求出直角三角形OMF的三边之长,使用勾股定理求离心率【题文】8.已知等差数列项和为时为递增数列,则实数λ的取值范围为【知识点】数列的函数特性 D1【答案】【解析】D 解析:∵an=2n+λ,∴a1=2+λ,∴Sn===n2+(λ+1)n,又因为n∈N由二次函数的性质和n∈N可知<7.5即可满足数列{Sn}为递增数列,解不等式可得λ>﹣16故选:D【思路点拨】Sn==n2+(λ+1)n,利用函数的单调性,列不等式即可求解.【题文】9.已知双曲线的一条渐近线与函数的图像相切,则双曲线的离心率等于【知识点】双曲线的简单性质 H6【答案】【解析】D 解析:设切点(m,n),则n=m,n=1+lnm+ln2,∵y=1+lnx+ln2,∴y′=,∴=,∴n=1,m=,∴=2,∴e===.故选:D.【思路点拨】设切点(m,n),则n=m,n=1+lnm+ln2,求导数,利用渐近线与函数y=1+lnx+ln2的图象相切,求出=2,即可求出双曲线Γ的离心率.【题文】10.已知实数x、y满足不等式组的取值范围是【知识点】简单的线性规则 E5【答案】【解析】B 解析:作出不等式组对应的可行域如图,为三角形AOB及其内部.其中B(1,0),A(0,2)作直线:ax+by=0∵a>0,b>0,∴直线ax+by=0经过2,4象限,那么z=ax+by最优解为B(1,0)或A(0,2)∵ax+by≤1∴将B(1,0)代入,a≤1,即A(0,2)代入得2b≤1,b≤∴0<a+b≤,即a+b的取值范围是(0,],故选:B.【思路点拨】画出不等式组表示的平面区域,判断出区域的形状,求出a,b的范围,进一步求出a+b的范围.【题文】11.抛物线的焦点为F,M足抛物线C上的点,若三角形OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,且该圆的面积为的值为A.2 B.4 C.6 D.8【知识点】抛物线的简单性质 H7【答案】【解析】D 解析:∵△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,∴△OFM的外接圆的圆心到准线的距离等于圆的半径∵圆面积为36π,∴圆的半径为6,又∵圆心在OF的垂直平分线上,|OF|=,∴+=6,∴p=8,故选:D.【思路点拨】根据△OFM的外接圆与抛物线C的准线相切,可得△OFM的外接圆的圆心到准线的距离等于圆的半径,由此可求p的值【题文】12.定义在0,2π⎛⎫⎪⎝⎭上的函数()f x,()f x'是它的导函数,且恒有()()tanf x f x x'<成立,则【知识点】导数的运算 B11【答案】【解析】A 解析:因为x∈(0,),所以sinx>0,cosx>0.由f(x)<()f x'tanx,得f(x)cosx<()f x'sinx.即()f x'sinx﹣f(x)cosx>0.令g(x)=x∈(0,),则.所以函数g(x)=在x∈(0,)上为增函数,则,即,所以,即.故选A.【思路点拨】把给出的等式变形得到f′(x)sinx﹣f(x)cosx>0,由此联想构造辅助函数g (x )=,由其导函数的符号得到其在(0,)上为增函数,则,整理后即可得到答案.第Ⅱ卷(非选择题共90分)【题文】二、填空题(本大题共4小题,每小题5分) 【题文】13.函数的所有零点之和为____.【知识点】函数的零点 B9【答案】【解析】4 解析: 由题意可知函数的零点就是1sin 1x x π=-的根,由图像可知y sin x π=是周期为2的函数,与1y 1x =-交点有四个,根据周期性可知四个根的和为4.【思路点拨】根据函数的图象可得到交点的性质.【题文】14.意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一组数:1,1,2,3,5,8,13,…其中从第三个数起,每一个数都等于他前面两个数的和.该数列是一个非常美丽、和谐的数列,有很多奇妙的属性,比如:随着数列项数的增加,前一项与后一项之比越逼近黄金分割0.6180339887.人们称该数列为“斐波那契数列”,若把该数列的每一项除以4所得的余数按相对应的顺序组成新数列,在数列中第2014项的值是 。

河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(理)试题(解析版)

河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(理)试题(解析版)

2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(理科)试卷一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60分,下列每小题所给选项只有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上)1.已知集合(){}|10A x x x =-≤,(){}|ln B x y x a ==-,若A B A =I ,则实数a 的取值范围为( ) A. (),0-∞ B. (],0-∞C. ()1,+∞D. [)1,+∞【答案】A 【解析】 【分析】分别求出集合A 集合B 范围,根据A B A =I 得到A 是B 子集,根据范围大小得到答案. 【详解】(){}|1001A x x x x =-≤⇒≤≤(){}|ln B x y x a x a ==-⇒>A B A A B ⋂=⇒⊆所以0a < 故答案选A【点睛】本题考查了集合的包含关系求取值范围,属于简单题.2.已知AB 是抛物线22y x =的一条焦点弦,4AB =,则AB 中点C 的横坐标是 ( )A. 2B.32C.12D.52【答案】B 【解析】 【分析】先设A B ,两点的坐标,由抛物线的定义表示出弦长,再由题意,即可求出中点的横坐标. 【详解】设()()1122A ,B ,x y x y ,,C 的横坐标为0x ,则1202x x x +=, 因为AB 是抛物线22y x =的一条焦点弦,所以121214AB x x p x x =++=++=,所以123x x +=,故120322x x x +==. 故选B【点睛】本题主要考查抛物线的定义和抛物线的简单性质,只需熟记抛物线的焦点弦公式即可求解,属于基础题型.3.如图,圆柱的轴截面ABCD 为正方形,E 为弧»BC的中点,则异面直线AE 与BC 所成角的余弦值为( )A.3B.C.6D.6【答案】D 【解析】 【分析】取BC 的中点H ,连接,,?EH AH ED ,则异面直线AE 与BC 所成角即为EAD ∠,再利用余弦定理求cos EAD ∠得解.【详解】取BC 的中点H ,连接,,90,EH AH EHA ∠=o设2,AB =则1,BH HE AH ===所以AE =连接,ED ED =因为//,BC AD所以异面直线AE 与BC 所成角即为,EAD ∠在EAD V 中cosEAD ∠== 故选:D【点睛】本题主要考查异面直线所成角的计算,考查余弦定理,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理计算能力.4.已知α、β都为锐角,且7sin α=、cos β=α﹣β=( )A. 3π-B.3π C. 6π-D.6π 【答案】C 【解析】 【分析】由同角三角函数的关系以及两角和与差的公式即可求解.【详解】因α、β都为锐角,且7sin α=、14cos β=,所以cos α=sin β=,由()491sin sin cos cos sin 714714982αβαβαβ-=-=⋅-⋅=-=-, 且α、β都为锐角, 所以6παβ-=-故选:C【点睛】本题主要考查同角三角函数的关系以及两角和与差的正弦公式,属于基础题. 5.设a R ∈,[0,2]b π∈.若对任意实数x 都有sin(3)=sin()3x ax b π-+,则满足条件的有序实数对(a,b )的对数为( ).A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】B 【解析】试题分析:5sin(3)sin(32)sin(3)333x x x ππππ-=-+=+,,又4sin(3)sin[(3)]sin(3)333x x x ππππ-=--=-+,4(,)(3,)3a b π=-, 注意到[0,2)b π∈,只有这两组.故选B . 【考点】三角函数【名师点睛】本题根据三角函数的图象和性质及三角函数的诱导公式,利用分类讨论的方法,确定得到,a b 的可能取值.本题主要考查考生的逻辑思维能力、基本运算求解能力、数形结合思想、分类讨论思想等. 【此处有视频,请去附件查看】6.已知F 是双曲线22:145x y C -=的一个焦点,点P 在C 上,O 为坐标原点,若=OP OF ,则OPF △的面积为( ) A.32B.52C.72D.92【答案】B 【解析】 【分析】设()00,P x y ,因为=OP OF 再结合双曲线方程可解出0y ,再利用三角形面积公式可求出结果.【详解】设点()00,P x y ,则2200145x y -=①.又3OP OF ===,22009x y ∴+=②.由①②得20259y =,即053y =, 0115532232OPFS OF y ∆∴==⨯⨯=g , 故选B .【点睛】本题易错在忽视圆锥曲线方程和两点间的距离公式的联系导致求解不畅. 7.已知等差数列{}n a 的公差不为零,其前n 项和为n S ,若3S ,9S ,27S 成等比数列,则93S S =() A. 3 B. 6 C. 9 D. 12【答案】C 【解析】 【分析】由题意,得29327S S S =⨯,利用等差数列的求和公式,列出方程求得12d a =,即可求解93S S 的值,得到答案.【详解】由题意,知3S ,9S ,27S 成等比数列,所以29327S S S =⨯,即219131279()3()27()222a a a a a a +++⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭, 整理得2521437821a a a =⨯,所以2111(4)()(13)a d a d a d +=++,解得12d a =,所以919135329()3()9223S a a a a a S a ++=÷==11113(4)2793a d a a d a +==+, 故选C.【点睛】本题主要考查了等比中项公式,以及等差数列的通项公式和前n 项和公式的应用,其中解答中熟练应用等差数列的通项公式和前n 项和公式,准确运算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.8.在ABC ∆中,点P 满足3BP PC =uu v uu u v,过点P 的直线与AB 、AC 所在的直线分别交于点M 、N ,若AM AB λ=u u u u r u u u r ,()0,0AN AC μλμ=>>uuur uu u r ,则λμ+的最小值为( )A.12+ B.1+ C.32D.52【答案】B 【解析】 【分析】由题意得出1344AP AB AC =+uu u r uu u r uuu r ,再由AM AB λ=u u u u r u u u r ,AN AC μ=u u ur u u u r ,可得出1344AP AM AN λμ=+uu u r uuu r uuu r ,由三点共线得出13144λμ+=,将代数式λμ+与1344λμ+相乘,展开后利用基本不等式可求出λμ+的最小值.【详解】如下图所示:3BP PC =uu r uu u rQ ,即()3AP AB AC AP -=-uu u r uu u r uuu r uu u r ,1344AP AB AC ∴=+uu u r uu u r uu u r ,AM AB λ=uuu r uu u r Q ,()0,0AN AC μλμ=>>uuur uu u r ,1AB AM λ∴=uu u r uuu r ,1AC AN μ=uuu r uuu r ,1344AP AM AN λμ∴=+uu u r uuu r uuu r ,M Q 、P 、N 三点共线,则13144λμ+=.()133********λμλμλμλμμλ⎛⎫∴+=++=++≥=+ ⎪⎝⎭,当且仅当μ=时,等号成立,因此,λμ+1+,故选B. 【点睛】本题考查三点共线结论的应用,同时也考查了利用基本不等式求和式的最小值,解题时要充分利用三点共线得出定值条件,考查运算求解能力,属于中等题.9.如图,点P 在正方体1111ABCD A B C D -的面对角线1BC 上运动,则下列四个结论:①三棱锥1A D PC -的体积不变;1//A P ②平面1ACD ; 1DP BC ⊥③;④平面1PDB ⊥平面1ACD .其中正确的结论的个数是( )A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个【答案】C 【解析】 【分析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系求解.【详解】对于①,由题意知11//AD BC ,从而1//BC 平面1AD C ,故BC 1上任意一点到平面1AD C 的距离均相等,所以以P 为顶点,平面1AD C 为底面,则三棱锥1A D PC -的体积不变,故①正确; 对于②,连接1A B ,11A C ,111//AC AD 且相等,由于①知:11//AD BC , 所以11//BA C 面1ACD ,从而由线面平行的定义可得,故②正确; 对于③,由于DC ⊥平面11BCB C ,所以1DC BC ⊥, 若1DP BC ⊥,则1BC ⊥平面DCP ,1BC PC ⊥,则P 为中点,与P 为动点矛盾,故③错误;对于④,连接1DB ,由1DB AC ⊥且11DB AD ⊥,可得1DB ⊥面1ACD ,从而由面面垂直的判定知,故④正确. 故选C .【点睛】本题考查命题真假的判断,解题时要注意三棱锥体积求法中的等体积法、线面平行、垂直的判定,要注意使用转化的思想.10.过三点(1,3)A ,(4,2)B ,(1,7)C -的圆截直线20x ay ++=所得弦长的最小值等于( )A. B. D. 【答案】B 【解析】 【分析】因为圆心在弦AC 的中垂线上,所以设圆心P 坐标为(a ,-2),再利用222r AP BP =+,求得1a =,确定圆的方程.又直线过定点Q ,则可以得到弦长最短时圆心与直线的定点Q 与弦垂直,然后利用勾股定理可求得弦长.【详解】解:设圆心坐标P 为(a,-2),则r 2=()()()()2222132422a a -++=-++,解得a=1,所以P (1,-2).又直线过定点Q (-2,0),当直线PQ 与弦垂直时,弦长最短,根据圆内特征三角形可知弦长20x ay ++=被圆截得的弦长为故选B .11.如图,三棱柱111ABC A B C -的高为6,点D ,E 分别在线段11A C ,1B C 上,111A C 3DC =,11B C 4B =E.点A ,D ,E 所确定的平面把三棱柱切割成体积不相等的两部分,若底面ABC V 的面积为6,则较大部分的体积为( )A. 22B. 23C. 26D. 27【答案】B 【解析】 【分析】延长AD 与CC 1的交点为P ,连接PE 与C 1B 1的交点为N ,延长PE 交B 1B 为M ,与面ABC 交于点Q ,得到截面为DNMA ,由题意得A 1D =2DC 1,由此能求出较大部分的体积. 【详解】如图,延长AD 与1CC 的交点为P ,连接PE 与11C B 的交点为N , 延长PE 交1B B 为M ,与面ABC 交于点Q , 得到截面为DNMA ,111A C 3DC =Q ,11B C 4B E =,M ∴,N 分别为11C B ,1B B 的中点,下部分体积11P AQC P DNC M ABQ AQC ABQ DNC 11111h V V V V S h h S h S 23323232---⎛⎫=--=⨯⨯+-⨯⨯-⨯⨯= ⎪⎝⎭V V 下. 故选B .【点睛】本题考查几何体中两部分体积之比的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意空间不规则几何体体积的求解方法的培养.12.设D2a=+,其中 2.71828e≈,则D的最小值为( )11【答案】C【解析】表示两点(,)xC x e与点(,A a距离,而点A在抛物线24y x=上,抛物线的焦点(1,0)F,准线为1x=-,则D表示A与C的距离和A与准线的距离的和加上1,由抛物线的定义可得D表示A与C的距离和加上1,画出图象,当,,F A C三点共线时,可求得最小值.详解:由题意0a≥,2D a=+,表示两点(,)xC x e与点(,A a的距离,而点A在抛物线24y x=上,抛物线的焦点(1,0)F,准线为1x=-,则D表示A与C的距离和A与准线的距离的和加上1,由抛物线的定义可得D表示A与C的距离和加上1,由图象可知,,F A C三点共线时,且QF为曲线xy e=的垂线,此时D取得最小值,即Q为切点,设(,)mm e,由11mmeem-⋅=--,可得21mm e+=,设()2mg m m e=+,则()g m递增,且(0)1g=,可得切点(0,1)Q,即有FQ D1,故选C.点睛:本题考查直线与抛物线的综合应用问题,解答中注意运用两点间的距离公式和抛物线的定义,以及的三点共线等知识综合运用,着重考查了转化与化归思想,以及推理与运算能力,属于中档试题.二、填空题:(本大题共4小题,每题5分,共20分)13.已知函数()2log ,042,0x x x f x x ->⎧=⎨-≤⎩,则18f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭______. 【答案】-4【解析】【分析】 先求18f ⎛⎫⎪⎝⎭,再求18f f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭. 【详解】因为函数()2log ,042,0x x x f x x ->⎧=⎨-≤⎩, 则211log 388f ⎛⎫==- ⎪⎝⎭ ()1348f f f ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故答案为-4. 【点睛】本题考查了分段函数求值,属于简单题型.14.已知1F ,2F 分别为椭圆22:1259x y C +=的左、右焦点,且点A 是椭圆C 上一点,点M 的坐标为(2,0),若AM 为12F AF ∠的角平分线,则2AF =___________. 【答案】52【解析】【分析】由题意可知:A 在y 轴左侧,1122AF F M AF MF ==3,根据椭圆的性质可知:|AF 1|+|AF 2|=2a =10,即可求得|AF 2|的值.【详解】解:由题意可知:∠F 1AM =∠MAF 2,设A 在y 轴左侧, ∴1122AF F M AF MF ==3,由|AF 1|+|AF 2|=2a =10,A 在y 轴右侧时,|AF 2|10542==, 故答案为:52.【点睛】本题考查椭圆的几何性质及角平分线的性质,属于基本知识的考查.15.如图(1),在等腰直角ABC ∆中,斜边4AB =,D 为AB 的中点,将ACD ∆沿CD 折叠得到如图(2)所示的三棱锥C A BD '-,若三棱锥C A BD '-A DB '∠=_________.图(1) 图(2) 【答案】23π 【解析】【分析】【详解】解:球是三棱锥C ﹣A 'BD 的外接球,所以球心O 到各顶点的距离相等,如图.根据题意,CD ⊥平面A 'BD ,取CD 的中点E ,A 'B 的中点G ,连接CG ,DG ,因为A 'D =BD ,CD ⊥平面A 'BD ,所以A '和B 关于平面CDG 对称,在平面CDG 内,作线段CD 的垂直平分线,则球心O 在线段CD 的垂直平分线上,设为图中的O 点位置,过O 作直线CD 的平行线,交平面A 'BD 于点F ,则OF ⊥平面A 'BD ,且OF =DE =1,因为A 'F 在平面A 'BD 内,所以OF ⊥A 'F ,即三角形A 'OF 为直角三角形,且斜边OA '=R =∴A 'F ==2,所以,BF =2,所以四边形A 'DBF 为菱形,又知OD =R ,三角形ODE 为直角三角形,∴OE ==2,∴三角形A 'DF 为等边三角形,∴∠A 'DF 3π=,故∠A 'DB 23π=, 故填:23π.【点睛】本题考查了三棱锥的外接球的问题,找到球心的位置是解决本题的关键.属于中档题. 16.设定义在D 上的函数()y h x =在点00(,())P x h x 处的切线方程为:()l y g x =,当0x x ≠时,若0()()0h x g x x x ->-在D 内恒成立,则称P 点为函数()y h x =的“类对称中心点”,则函数22()ln 2x f x x e=+的“类对称中心点”的坐标是________.【答案】3(,)2e【解析】【分析】由求导公式求出函数f (x )的导数,由导数的几何意义和条件求出切线方程,再求出y =g (x ),设F (x )=f (x )﹣g (x ),求出导数化简后利用分类讨论和导数与函数单调性的关系,判断出F (x )的单调性和最值,从而可判断出()()0f x g x x x --的符号,再由“类对称中心点”的定义确定“类对称中心点”的坐标.【详解】解:由题意得,f ′(x )21x e x =+,f (x 0)20022x lnx e=+(x >0), 即函数y =f (x )的定义域D =(0,+∞),所以函数y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程l 方程为:y ﹣(20022x lnx e +)=(0201x e x +)(x ﹣x 0), 则g (x )=(0201x e x +)(x ﹣x 0)+(20022x lnx e+), 设F (x )=f (x )﹣g (x )222x e =+lnx ﹣[(0201x e x +)(x ﹣x 0)+(20022x lnx e +)], 则F (x 0)=0,所以F ′(x )=f ′x )﹣g ′(x )21x e x =+-(0201x e x +)02011x x e x x -=+- ()()0002200111x x x x x x x e xx x e x ⎛⎫-=-+=-- ⎪⎝⎭当0<x 0<e 时,F (x )在(x 0,2e x )上递减, ∴x ∈(x 0,20e x )时,F (x )<F (x 0)=0,此时()()00f x g x x x --<, 当x 0>e 时,F (x )在(2e x ,x 0)上递减;∴x ∈(20e x ,x 0)时,F (x )>F (x 0)=0,此时()()00f x g x x x --<, ∴y =F (x )在(0,e )∪(e ,+∞)上不存在“类对称点”.若x 0=e ,()22211()x x e x e x e e xe -⎛⎫--= ⎪⎝⎭>0,则F (x )在(0,+∞)上是增函数, 当x >x 0时,F (x )>F (x 0)=0,当x <x 0时,F (x )<F (x 0)=0,故()()00f x g x x x -->,即此时点P 是y =f (x )的“类对称点”,综上可得,y =F (x )存在“类对称点”,e 是一个“类对称点”的横坐标,又f (e )22322e lne e =+=,所以函数f (x )的“类对称中心点”的坐标是32e ⎛⎫ ⎪⎝⎭,, 故答案为:32e ⎛⎫ ⎪⎝⎭,.【点睛】本题考查利用导数求函数的单调增区间,求函数的最值问题、新定义的问题,考查了分类讨论思想和等价转化思想的合理运用,以及化简变形能力,此题是难题. 三、解答题:(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤) 17.在平面四边形ABCD 中,A C π∠+∠=,1AB =,3BC =,2CD DA ==.(1)求C ∠;(2)若E 是BD 的中点,求CE .【答案】(1)60C =o ;(2)2CE =【解析】【分析】(1)利用余弦定理进行化简,求出C ;(2)利用向量法求出CE .【详解】(1)由题设及余弦定理得:2222cos BD BC CD BC CD =+-⋅1312cos C C =-, BD 2=AB 2+DA 2﹣2AB •DA cos A =5+4cos C ,所以cos C 12=,60C ∴=o ;(2)由1()2CE CD CB =+u u u r u u u r u u u r ,得2221(2)4CE CD CB CD CB =++⋅u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r 1119(49223)424=++⨯⨯⨯=所以2CE =.【点睛】本题考查余弦定理的应用,考查了向量数量积运算,属于中档题.18. 如图,已知正三棱锥P-ABC 的侧面是直角三角形,PA=6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点D ,D 在平面PAB 内的正投影为点E ,连结PE 并延长交AB 于点G.(Ⅰ)证明:G 是AB 的中点;(Ⅱ)在图中作出点E 在平面PAC 内的正投影F (说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)作图见解析,体积为43. 【解析】试题分析:证明.AB PG ⊥由PA PB =可得G 是AB 的中点.(Ⅱ)在平面PAB 内,过点E 作PB 的平行线交PA 于点F ,F 即为E 在平面PAC 内的正投影.根据正三棱锥的侧面是直角三角形且6PA =,可得2,==DE PE 在等腰直角三角形EFP 中,可得 2.==EF PF 四面体PDEF 的体积114222.323V =⨯⨯⨯⨯= 试题解析:(Ⅰ)因为P 在平面ABC 内的正投影为D ,所以.AB PD ⊥因为D 在平面PAB 内的正投影为E ,所以.AB DE ⊥所以AB ⊥平面PED ,故.AB PG ⊥又由已知可得,PA PB =,从而G 是AB 的中点.(Ⅱ)在平面PAB 内,过点E 作PB 的平行线交PA 于点F ,F 即为E 在平面PAC 内的正投影. 理由如下:由已知可得PB PA ⊥,PB PC ⊥,又EF PB P ,所以EF PA EF PC ⊥⊥,,因此EF ⊥平面PAC ,即点F 为E 在平面PAC 内的正投影.连结CG ,因为P 在平面ABC 内的正投影为D ,所以D 是正三角形ABC 的中心.由(Ⅰ)知,G 是AB 的中点,所以D 在CG 上,故2.3=CD CG 由题设可得PC ⊥平面PAB ,DE ⊥平面PAB ,所以DE PC P ,因此21,.33==PE PG DE PC由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且6PA =,可得2,==DE PE在等腰直角三角形EFP 中,可得 2.==EF PF所以四面体PDEF 的体积114222.323V =⨯⨯⨯⨯= 【考点】线面位置关系及几何体体积计算【名师点睛】文科立体几何解答题主要考查线面位置关系的证明及几何体体积的计算,空间中线面位置关系的证明主要包括线线、线面、面面三者的平行与垂直关系,其中推理论证的关键是结合空间想象能力进行推理,注意防止步骤不完整或考虑不全致推理片面,该类题目难度不大,以中档题为主.【此处有视频,请去附件查看】19.设椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的右顶点为A ,上顶点为BAB = ,1)求椭圆方程;,2,设直线:(0)l y kx k =<与椭圆交于P ,Q 两点,l 与直线AB 交于点M ,且点P,M 均在第四象限.若BPM △的面积是BPQ V 面积的2倍,求k 的值.【答案】,1,22194x y +=,(2)12-, 【解析】分析:,I )由题意结合几何关系可求得3,2a b ==.则椭圆的方程为22194x y +=. ,II )设点P 的坐标为()11,x y ,点M 的坐标为()22,x y ,由题意可得215x x =.易知直线AB 的方程为236x y +=,由方程组236,,x y y kx +=⎧⎨=⎩可得2632x k =+.由方程组221,94,x y y kx ⎧+⎪=⎨⎪=⎩可得1x =结合215x x =,可得89k =-,或12k =-.经检验k 的值为12-. 详解:(I )设椭圆的焦距为2c ,由已知得2259c a =,又由222a b c =+,可得23a b =.由||AB ==,从而3,2a b ==. 所以,椭圆的方程为22194x y +=. (II )设点P 的坐标为11(,)x y ,点M 的坐标为22(,)x y ,由题意,210x x >>,点Q 的坐标为11(,)x y --.由BPM △的面积是BPQ V 面积的2倍,可得||=2||PM PQ ,从而21112[()]x x x x -=--,即215x x =.易知直线AB 的方程为236x y +=,由方程组236,,x y y kx +=⎧⎨=⎩消去y ,可得2632x k =+.由方程组的221,94,x y y kx ⎧+⎪=⎨⎪=⎩消去y ,可得1x =.由215x x =,5(32)k =+,两边平方,整理得2182580k k ++=,解得89k =-,或12k =-. 当89k =-时,290x =-<,不合题意,舍去;当12k =-时,212x =,1125x =,符合题意. 所以,k 的值为12-. 点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.20.如图,四边形ABCD 是平行四边形,平面AED ⊥平面ABCD ,//EF AB ,2AB =,3DE =,1BC EF ==,AE =60BAD ︒∠=,G 为BC 的中点.(1)求证:平面BED ⊥平面AED ;(2)求直线EF 与平面BED 所成角的正弦值.【答案】(1)见解析;(2【解析】【分析】 (1)根据余弦定理求出BD =BD ⊥AD ,再根据面面垂直的判定定理即可证明;(2)先判断出直线EF 与平面BED 所成的角即为直线AB 与平面BED 所形成的角,再根据余弦定理和解直角三角形即可求出答案. 的【详解】(1)证明:在ABD ∆中,1AD =,2AB =,60BAD ︒∠=,由余弦定理可得BD =90ADB ︒∠=,即BD AD ⊥,又∵平面AED ⊥平面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,平面AED I 平面ABCD AD =,∴BD ⊥平面AED ,∵BD ⊂平面BED ,∴平面BED ⊥平面AED .(2)∵//EF AB ,∴直线EF 与平面BED 所成的角即为直线AB 与平面BED 所形成的角, 过点A 作AH DE ⊥于点H ,连接BH ,又平面BED I 平面AED ED =,由(1)知AH ⊥平面BED ,∴直线AB 与平面BED 所成的角为ABH ∠,在ADE ∆,1AD =,3DE =,AE =2cos 3ADE ∠=,∴sin ADE ∠=,∴AH AD =Rt AHB ∆中,sin AH ABH AB ∠==∴直线EF 与平面BED 所成角的正弦值6.【点睛】本题考查了平面与平面的垂直,直线与平面所成的角,考查了空间想象能力,运算能力和推理论证能力,属于中档题.21.设抛物线Γ的方程为22y px =,其中常数0p >,F 是抛物线Γ的焦点.(1)设A 是点F 关于顶点O 的对称点,P 是抛物线Γ上的动点,求||||PA PF 的最大值; (2)设2p =,1l ,2l 是两条互相垂直,且均经过点F 的直线,1l 与抛物线Γ交于点A ,B ,2l 与抛物线Γ交于点C ,D ,若点G 满足4FG FA FB FC FD =+++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,求点G 的轨迹方程.【答案】(1;(2)23y x =-【解析】【分析】(1)求得A 的坐标,设出过A 的直线为y =k (x 2p +),k =tan α,联立抛物线方程,运用判别式为0,求得倾斜角,可得所求最大值;(2)求得F (1,0),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),D (x 4,y 4),G (x ,y ),设l 1:y =k (x ﹣1),联立抛物线方程,运用韦达定理,以及两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,结合向量的坐标表示,以及消元,可得所求轨迹方程.【详解】(1)A 是点(,0)2p F 关于顶点O 的对称点,可得(,0)2p A -, 设过A 的直线为()2p y k x =+,tan k α=, 联立抛物线方程可得22222(2)04k p k x k p p x +-+=, 由直线和抛物线相切可得2242(2)0k p p k p ∆=--=,解得1k =±,可取1k =,可得切线的倾斜角为45°, 由抛物线的定义可得||11||sin(90)cos PA PF αα︒==-,而α的最小值为45°, ||||PA PF ; (2)由24y x =,可得(1,0)F ,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,33(,)C x y ,44(,)D x y ,()G x y ,, 设1:(1)l y k x =-,联立抛物线24y x =,可得2222(24)0k x k x k -++=, 即有12242x x k+=+,12124()2y y k x x k k +=+-=, 由两直线垂直的条件,可将k 换为1k-,可得23424x x k +=+,344y y k +=-, 点G 满足4FG FA FB FC FD =+++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,可得123412344(1,)(4,)x y x x x x y y y y -=+++-+++, 即为2123424444x x x x x k k =+++=++,1234444y y y y y k k =+++=-+, 可得222211()23y k k x k k=-=+-=-,则G 的轨迹方程为23y x =-. 【点睛】本题考查抛物线的定义和方程、性质,考查直线和抛物线的位置关系,注意联立直线方程和抛物线方程,运用判别式和韦达定理,考查向量的坐标表示,以及化简运算能力,属于中档题.22.设,a b ∈R ,||1a ….已知函数32()63(4)f x x x a a x b =---+,()()xg x e f x =.(1)求()f x 的单调区间;(2)已知函数()y g x =和x y e =的图象在公共点00(,)x y 处有相同的切线,(i )求()f x 在0x x =处的导数;(ⅱ)若关于x 的不等式()x g x e „在区间[]001,1x x -+上恒成立,求b 的取值范围.【答案】(1)单调递增区间为(,)a -∞,(4,)a -+∞,单调递减区间为(,4)a a -;(2)(ⅰ)0,(ⅱ)[7,1]-【解析】【分析】(1)求出函数f (x )的导函数,得到导函数的零点,由导函数的零点对定义域分段,列表后可得f (x )的单调区间;(2)(i )求出g (x )的导函数,由题意知()()0000'x x g x e g x e ⎧=⎪⎨=⎪⎩,求解可得()()001'0f x f x ⎧=⎪⎨=⎪⎩.得到f (x )在x =x 0处的导数等于0;(ii )由(I )知x 0=a .且f (x )在(a ﹣1,a )内单调递增,在(a ,a +1)内单调递减,故当x 0=a 时,f (x )≤f (a )=1在[a ﹣1,a +1]上恒成立,从而g (x )≤e x 在[x 0﹣1,x 0+1]上恒成立.由f (a )=a 3﹣6a 2﹣3a (a ﹣4)a +b =1,得b =2a 3﹣6a 2+1,﹣1≤a ≤1.构造函数t (x )=2x 3﹣6x 2+1,x ∈[﹣1,1],利用导数求其值域可得b 的范围.【详解】(1)由32()63(4)f x x x a a x b =---+,可得2()3123(4)3()((4))f x x x a a x a x a '=---=---,令()0f x '=,解得x a =,或4x a =-.由||1a „,得4a a <-.当x 变化时,()f x ',()f x 的变化情况如下表:∴()f x 的单调递增区间为(,)a -∞,(4,)a -+∞,单调递减区间为(,4)a a -;(2)(ⅰ)∵()(()())xg x e f x f x ''=+,由题意知0000()()x x g x e g x e ⎧'=⎪⎨=⎪⎩, ∴0000000()(()())x x x x f x e e e f x f x e'⎧=⎪⎨+=⎪⎩,解得00()1()0f x f x =='⎧⎨⎩.∴()f x 在0x x =处的导数等于0; (ⅱ)∵()x g x e „,00[1,1]x x x ∈-+,由0x e >,可得()1f x „.又∵0()1f x =,0()0f x '=,故0x 为()f x 的极大值点,由(1)知0x a =.另一方面,由于||1a „,故14a a +<-,由(1)知()f x 在(1,)a a -内单调递增,在(,1)a a +内单调递减,故当0x a =时,()()1f x f a =„在[1,1]a a -+上恒成立,从而()x g x e „在[]001,1x x -+上恒成立.由32()63(4)1f a a a a a a b =---+=,得32261b a a =-+,11a -剟. 令32()261t x x x =-+,[1,1]x ∈-,∴2()612t x x x '=-,令()0t x '=,解得2x =(舍去),或0x =. ∵(1)7t -=-,(1)3t =-,(0)1t =,故()t x 的值域为[7,1]-.∴b 的取值范围是[7,1]-.【点睛】本题考查利用导数研究函数的单调性,考查了利用研究过曲线上某点处的切线方程,训练了恒成立问题的求解方法,体现了数学转化思想方法,是压轴题.。

2019届河北省高三上学期四调理科数学试卷【含答案及解析】(1)

2019届河北省高三上学期四调理科数学试卷【含答案及解析】(1)

2019届河北省高三上学期四调理科数学试卷【含答案及解析】姓名___________ 班级____________ 分数__________一、选择题1. 已知全集,,,则集合为()A ._________B . ___________C ._________D .2. 下列命题中正确的是()A .若为真命题,则为真命题B .“ ,”是“ ”的充分必要条件C .命题“若,则或”的逆否命题为“若或,则”D .命题,使得,则,使得3. 函数()的大致图象是()A .______________________________B ._________________________________C . ________D .4. 已知等差数列的公差,且,,成等比数列,若,为数列的前项和,则的最小值为()A .__________________________________________B .__________________________________________ C .__________________________________________ D .5. 如图,已知正方体的棱长为,动点、、分别在线段,,上.当三棱锥的俯视图如图所示时,三棱锥的正视图面积等于()A .B .C .___________________________________ D .6. 设,满足约束条件,若目标函数()的最大值为,则的图象向右平移后的表达式为()A ._________B .C .________ D .7. 已知,,,是函数(,)一个周期内的图象上的四个点,如图所示,,为轴上的点,为图象上的最低点,为该函数图象的一个对称中心,与关于点对称,在轴上的投影为,则,的值为()A .,B .,C .,___________________________________D .,8. 已知不等式对任意实数,都成立,则常数的最小值为()A .__________________________________________________B .__________________________________________ C ._______________________________________ D .9. 如图,正方体的棱线长为,线段上有两个动点,,且,则下列结论中错误的是()A .B .平面C .三棱锥的体积为定值D .异面直线,所成的角为定值10. 已知三棱锥,,,两两垂直且长度均为,长为的线段的一个端点在棱上运动,另一个端点在内运动(含边界),则的中点的轨迹与三棱锥的面所围成的几何体的体积为()A . ______________________________B .或____________________________ C . ______________________________D .或11. 设过曲线(为自然对数的底数)上任意一点处的切线为,总存在过曲线上一点处的切线,使得,则实数的取值范围为()A .___________________________________B ._______________________ C . ____________________ D .12. 设函数满足,,则时()A .有极大值,无极小值____________________________________________B .有极小值,无极大值C .既有极大值又有极小值___________________________________D .既无极大值也无极小值二、填空题13. 已知数列对于任意,,有,若,则________ .14. 利用一个球体毛坯切削后得到一个四棱锥,其中底面四边形是边长为的正方形,,且平面,则球体毛坯体积的最小值应为 _________ .15. 若的内角,满足,则当取最大值时,角大小为 _________ .16. 定义函数,,若存在常数,对于任意,存在唯一的,使得,则称函数在上的“均值”为,已知,,则函数在上的“均值”为 _________ .三、解答题17. (本小题满分 1 2 分)在中,角,,所对的边为,,,且满足.( 1 )求角的值;( 2 )若且,求的取值范围.18. (本小题满分 12 分)已知四棱锥的底面是菱形,,,,与交于点,,分别为,的中点.( 1 )求证:平面;( 2 )求直线与平面所成角的正弦值.19. (本小题满分 12 分)已知等差数列的公差为,前项和为,且.( 1 )求数列的通项公式与前项和;( 2 )将数列的前四项抽取其中一项后,剩下三项按原来顺序恰为等比数列的前三项,记数列的前项和为,若存在,使得对任意,总有成立,求实数的取值范围.如图,在直角梯形中,,,平面,,.( 1 )求证:平面;( 2 )在直线上是否存在点,使二面角的大小为?若存在,求出的长;若不存在,说明理由.21. (本小题满分 12 分)已知函数,.( 1 )若在上的最大值为,求实数的值;( 2 )若对任意,都有恒成立,求实数的取值范围;( 3 )在( 1 )的条件下,设,对任意给定的正实数,曲线上是否存在两点、,使得是以(为坐标原点)为直角顶点的直角三角形,且此三角形斜边中点在轴上?请说明理由.22. (本小题满分 1 0 分)如图,已知圆是的外接圆,,是边上的高,是圆的直径.过点作圆的切线交的延长线于点.( 1 )求证:;( 2 )若,,求的长.已知函数,.( 1 )若关于的方程只有一个实数解,求实数的取值范围;( 2 )若当时,不等式恒成立,求实数的取值范围.参考答案及解析第1题【答案】第2题【答案】第3题【答案】第4题【答案】第5题【答案】第6题【答案】第7题【答案】第8题【答案】第9题【答案】第10题【答案】第11题【答案】第12题【答案】第13题【答案】第14题【答案】第15题【答案】第16题【答案】第17题【答案】第18题【答案】第19题【答案】第20题【答案】第21题【答案】第22题【答案】第23题【答案】。

河北省衡水中学高三数学上学期四调考试试题 理(含解析)

河北省衡水中学高三数学上学期四调考试试题 理(含解析)

数学(理)试题【试卷综述】试题在重视基础,突出能力,体现课改,着眼稳定,实现了新课标高考数学试题与老高考试题的尝试性对接.纵观新课标高考数学试题,体现数学本质,凸显数学思想,强化思维量,控制运算量,突出综合性,破除了试卷的八股模式,以全新的面貌来诠释新课改的理念,无论是在试卷的结构安排方面,还是试题背景的设计方面,都进行了大胆的改革和有益的探索,应当说是一份很有特色的试题.【题文】一、选择题(本题共12个小题,每小题5分,共60分,在四个选项中,只有一项是符合要求的) 【题文】1.已知向量=【知识点】平面向量的数量积;向量模的运算. F3 【答案】【解析】C 解析:∵222()2()50a b a a b b +=+⋅+=,又(2,1),10a a b =⋅=,∴()250520255b b =--=⇒=,故选C. 【思路点拨】把向量的模转化为数量积运算. 【题文】2.已知的共轭复数,复数A .B .c.1 D .2【知识点】复数的基本概念与运算. L4【答案】【解析】A解析:∵114i z i-====+,∴144z i =--,∴221144z z ⎛⎛⎫⋅=+= ⎪ ⎝⎭⎝⎭.【思路点拨】化简复数z ,根据共轭复数的定义得z ,进而求得结论.【题文】3.某学校派出5名优秀教师去边远地区的三所中学进行教学交流,每所中学至少派一名教师,则不同的分配方法有 A .80种 B .90种 C .120种 D .150种 【知识点】排列与组合. J2 【答案】【解析】 D 解析:有二类情况:(1)其中一所学校3名教师,另两所学校各一名教师的分法有335360C A =种,(2)其中一所学校1名教师,另两所学校各两名教师的分法有 213453902C C A =种,∴共有150种.故选D. 【思路点拨】先根据分到各学校的教师人数分类,再根据去各学校教师人数将教师分成三组,然后将这三组教师全排列即可. 【题文】4.曲线处的切线方程为 A .B .C .D .【知识点】导数的几何意义. B11【答案】【解析】A 解析:∵22222(2)(2)x x x y y x x x +-'=⇒==+++,∴曲线在点(-1,-1)处切线的斜率为2,∴所求切线方程为21y x =+,故选A.【思路点拨】根据导数的几何意义,得曲线在点(-1,-1)处切线的斜率,然后由点斜式得所求切线方程. 【题文】5.等比数列A .62B . 92 C .152 D .122【知识点】等比数列;积得导数公式. D3 B11 【答案】【解析】D 解析:因为182,4a a ==,又()()()()()()128128()f x x a x a x a x x a x a x a ''=---+---⎡⎤⎣⎦所以()441212818(0)82f a a a a a '====,故选D.【思路点拨】根据积得导数公式求解. 【题文】6.经过双曲线:的右焦点的直线与双曲线交于两点A,B ,若AB=4,则这样的直线有几条A .4条B .3条C .2条D .1条 【知识点】直线与双曲线. H6 H8 【答案】【解析】B 解析:因为AB=4而双曲线的实轴长是4,所以直线AB 为x 轴时成立,即端点在双曲线两支上的线段AB 只有一条,另外端点在双曲线右支上的线段AB 还有两条,所以满足条件得直线有三条.【思路点拨】设出过焦点的直线方程,代入双曲线方程,由弦长公式求得满足条件得直线条数.【题文】7.设函数,则A .在单调递增B .在单调递减 C .在单调递增 D .在单调递增【知识点】两角和与差的三角函数;函数的周期性;奇偶性;单调性. C5 C4【答案】【解析】D解析:())4f x x πωϕ=+-,因为T π=,所以2ω=,又因为()(),2f x f x πϕ-=<,所以4πϕ=,所以()f x x =,经检验在单调递增,故选 D.【思路点拨】根据已知条件求得函数()f x x =,然后逐项检验各选项的正误. 【题文】8.某产品的广告费用x 与销售额y的统计数据如下表:根据下表可得回归方程中的b =10.6,据此模型预报广告费用为10万元时销售额为A . 112.1万元B .113.1万元C .111.9万元D .113.9万元 【知识点】变量的相关性;回归直线方程的性质与应用. I4【答案】【解析】C 解析:把样本中心点(7,432)代入回归方程得 5.9a =,所以广告费用为10万元时销售额为10.610 5.9111.9⨯+=(万元),故选C.【思路点拨】根据回归方程过样本中心点得a 值,从而求得广告费用为10万元时销售额. 【题文】9.椭圆C 的两个焦点分别是F1,F2若C 上的点P 满足,则椭圆C 的离心率e 的取值范围是【知识点】椭圆的性质. H5【答案】【解析】C 解析:∵12233,2PF F F c ==∴223PF a c=-,由三角形中,两边之和大于第三边得232311223342c c a c c c a c c a +≥-⎧⇒≤≤⎨+-≥⎩,故选C.【思路点拨】利用椭圆定义,三角形的三边关系,椭圆离心率计算公式求得结论. 【题文】10.已知直三棱柱,的各顶点都在球O 的球面上,且,若球O 的体积为,则这个直三棱柱的体积等于【知识点】几何体的结构;球的体积公式;柱体的体积公式. G1【答案】【解析】B 解析:由球的体积公式得球的半径AB=AC=1,ABC是顶角是120°的等腰三角形,其外接圆半径r=1,所以球心到三棱柱底面的距离为2,所以此三棱柱的体积为111sin12042⨯⨯⨯⨯=B.【思路点拨】本题重点是求三棱锥的高,而此高是球心到三棱柱底面距离h的二倍,根据此组合体的结构,球半径R,△ABC的外接圆半径r及h构成直角三角形,由此求得结果.【题文】11.在棱长为1的正方体中,着点P是棱上一点,则满足的点P的个数为A.4 B.6 C.8 D.12【知识点】几何体中的距离求法. G11【答案】【解析】 B解析:若点P在棱AD上,设AP=x,则()222212 CP PD DC x=+=-+,所以2x=,解得12x=,同理点P可以是棱,,,,AB AA C C C B C D''''''的中点,显然点P不能在另外六条棱上,故选B.【思路点拨】构建方程,通过方程的解求得点P 的个数.【题文】12.定义在实数集R 上的函数的图像是连续不断的,若对任意实数x ,存在实常数t使得恒成立,则称是一个“关于£函数”.有下列“关于t函数”的结论:①()0f x=是常数函数中唯一一个“关于t函数”;②“关于12函数”至少有一个零点;③2()f x x=是一个“关于t函数”.其中正确结论的个数是A.1 B.2 C.3 D.0【知识点】函数中的新概念问题;函数的性质及应用. B1【答案】【解析】A 解析:①不正确,()0f x c=≠,取t= -1则f(x-1)-f(x)=c-c=0,即()0f x c=≠是一个“关于-1函数”;②正确,若f(x)是“关于12函数”,则11()()022f x f x ++=,取x=0,则1()(0)02f f +=,若1(),(0)2f f 任意一个为0,则函数f(x)有零点,若1(),(0)2f f 均不为0,则1(),(0)2f f 异号,由零点存在性定理知在10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭内存在零点;③不正确,若2()f x x =是一个“关于t 函数”,则22()x t tx +=-()22120t x tx t ⇒+++=恒成立,则210200t t t ⎧+=⎪=⎨⎪=⎩所以t 不存在. 故选A.【思路点拨】举例说明①不正确;由函数零点存在性定理及新定义说明②正确;把2()f x x =代入新定义得t 不存在,所以③不正确.【典例剖析】本小题是新概念问题,解决这类题的关键是准确理解新概念的定义,并正确利用新概念分析问题.【题文】第Ⅱ卷(非选择题共90分)【题文】二、填空题(本题共4个小题,每小题5分,共20分。

河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(理)试题(答案解析版)

河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(理)试题(答案解析版)

2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(理科)试卷一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60分,下列每小题所给选项只有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上)1.已知集合(){}|10A x x x =-≤,(){}|ln B x y x a ==-,若A B A = ,则实数a 的取值范围为()A.(),0-∞ B.(],0-∞ C.()1,+∞ D.[)1,+∞【答案】A 【解析】【分析】分别求出集合A 集合B 范围,根据A B A = 得到A 是B 子集,根据范围大小得到答案.【详解】(){}|1001A x x x x =-≤⇒≤≤(){}|lnB x y x a x a ==-⇒>A B A A B⋂=⇒⊆所以0a <故答案选A【点睛】本题考查了集合的包含关系求取值范围,属于简单题.2.已知AB 是抛物线22y x =的一条焦点弦,4AB =,则AB 中点C 的横坐标是()A.2B.32C.12D.52【答案】B 【解析】【分析】先设A B ,两点的坐标,由抛物线的定义表示出弦长,再由题意,即可求出中点的横坐标.【详解】设()()1122A ,B ,x y x y ,,C 的横坐标为0x ,则1202x x x +=,因为AB 是抛物线22y x =的一条焦点弦,所以121214AB x x p x x =++=++=,所以123x x +=,故120322x x x +==.故选B【点睛】本题主要考查抛物线的定义和抛物线的简单性质,只需熟记抛物线的焦点弦公式即可求解,属于基础题型.3.如图,圆柱的轴截面ABCD 为正方形,E 为弧 BC的中点,则异面直线AE 与BC 所成角的余弦值为()A.3B.5C.306D.6【答案】D 【解析】【分析】取BC 的中点H ,连接,, EH AH ED ,则异面直线AE 与BC 所成角即为EAD ∠,再利用余弦定理求cos EAD ∠得解.【详解】取BC 的中点H ,连接,,90,EH AH EHA ∠=设2,AB =则1,BH HE AH ===所以AE =连接,ED ED =因为//,BC AD 所以异面直线AE 与BC 所成角即为,EAD ∠在EAD 中cos6EAD ∠==故选:D【点睛】本题主要考查异面直线所成角的计算,考查余弦定理,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理计算能力.4.已知α、β都为锐角,且217sin α=、2114cos β=,则α﹣β=()A.3π-B.3π C.6π-D.6π【答案】C 【解析】【分析】由同角三角函数的关系以及两角和与差的公式即可求解.【详解】因为α、β都为锐角,且217sin α=、2114cos β=,所以7cos 7α=,57sin 14β=,由()212177491sin sin cos cos sin 714714982αβαβαβ-=-=⋅-=-,且α、β都为锐角,所以6παβ-=-故选:C【点睛】本题主要考查同角三角函数的关系以及两角和与差的正弦公式,属于基础题.5.设a R ∈,[0,2]b π∈.若对任意实数x 都有sin(3)=sin()3x ax b π-+,则满足条件的有序实数对(a,b )的对数为().A.1B.2C.3D.4【答案】B 【解析】试题分析:5sin(3sin(32)sin(3)333x x x ππππ-=-+=+,,又4sin(3sin[(3)]sin(3333x x x ππππ-=--=-+,4(,)(3,)3a b π=-,注意到[0,2)b π∈,只有这两组.故选B .【考点】三角函数【名师点睛】本题根据三角函数的图象和性质及三角函数的诱导公式,利用分类讨论的方法,确定得到,a b 的可能取值.本题主要考查考生的逻辑思维能力、基本运算求解能力、数形结合思想、分类讨论思想等.【此处有视频,请去附件查看】6.已知F 是双曲线22:145x y C -=的一个焦点,点P 在C 上,O 为坐标原点,若=OP OF ,则OPF △的面积为()A.32 B.52C.72D.92【答案】B 【解析】【分析】设()00,P x y ,因为=OP OF 再结合双曲线方程可解出0y ,再利用三角形面积公式可求出结果.【详解】设点()00,P x y ,则2200145x y -=①.又3OP OF ===,22009x y ∴+=②.由①②得20259y =,即053y =,0115532232OPFS OF y ∆∴==⨯⨯= ,故选B .【点睛】本题易错在忽视圆锥曲线方程和两点间的距离公式的联系导致求解不畅.7.已知等差数列{}n a 的公差不为零,其前n 项和为n S ,若3S ,9S ,27S 成等比数列,则93S S =()A.3 B.6C.9D.12【答案】C 【解析】【分析】由题意,得29327S S S =⨯,利用等差数列的求和公式,列出方程求得12d a =,即可求解93S S 的值,得到答案.【详解】由题意,知3S ,9S ,27S 成等比数列,所以29327S S S =⨯,即219131279()3()27()222a a a a a a +++⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭,整理得2521437821a a a =⨯,所以2111(4)()(13)a d a d a d +=++,解得12d a =,所以919135329()3()9223S a a a a a S a ++=÷==11113(4)2793a d a a d a +==+,故选C.【点睛】本题主要考查了等比中项公式,以及等差数列的通项公式和前n 项和公式的应用,其中解答中熟练应用等差数列的通项公式和前n 项和公式,准确运算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.8.在ABC ∆中,点P 满足3BP PC =uuv uuu v,过点P 的直线与AB 、AC 所在的直线分别交于点M 、N ,若AM AB λ= ,()0,0AN AC μλμ=>>uuur uuu r ,则λμ+的最小值为()A.212+ B.312+ C.32D.52【答案】B 【解析】【分析】由题意得出1344AP AB AC =+uuu r uuu r uuu r ,再由AM AB λ= ,AN AC μ=,可得出1344AP AM AN λμ=+uuu r uuur uuu r ,由三点共线得出13144λμ+=,将代数式λμ+与1344λμ+相乘,展开后利用基本不等式可求出λμ+的最小值.【详解】如下图所示:3BP PC =uur uuu rQ ,即()3AP AB AC AP -=-uuu r uuu r uuu r uuu r ,1344AP AB AC ∴=+uuu r uuu r uuu r ,AM AB λ=uuur uuu r Q ,()0,0AN AC μλμ=>>uuur uuu r ,1AB AM λ∴=uuu r uuur ,1AC AN μ=uuu r uuu r ,1344AP AM AN λμ∴=+uuu r uuur uuu r ,M 、P 、N 三点共线,则13144λμ+=.()133331114444442λμλμλμλμλμμλμλ⎛⎫∴+=++=++≥⋅+=+ ⎪⎝⎭,当且仅当3μλ=时,等号成立,因此,λμ+的最小值为312+,故选B.【点睛】本题考查三点共线结论的应用,同时也考查了利用基本不等式求和式的最小值,解题时要充分利用三点共线得出定值条件,考查运算求解能力,属于中等题.9.如图,点P 在正方体1111ABCD A B C D -的面对角线1BC 上运动,则下列四个结论:①三棱锥1A D PC -的体积不变;1//A P ②平面1ACD ;1DP BC ⊥③;④平面1PDB ⊥平面1ACD .其中正确的结论的个数是()A.1个B.2个C.3个D.4个【答案】C 【解析】【分析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系求解.【详解】对于①,由题意知11//AD BC ,从而1//BC 平面1AD C ,故BC 1上任意一点到平面1AD C 的距离均相等,所以以P 为顶点,平面1AD C 为底面,则三棱锥1A D PC -的体积不变,故①正确;对于②,连接1A B ,11A C ,111//A C AD 且相等,由于①知:11//AD BC ,所以11//BA C 面1ACD ,从而由线面平行的定义可得,故②正确;对于③,由于DC ⊥平面11BCB C ,所以1DC BC ⊥,若1DP BC ⊥,则1BC ⊥平面DCP ,1BC PC ⊥,则P 为中点,与P 为动点矛盾,故③错误;对于④,连接1DB ,由1DB AC ⊥且11DB AD ⊥,可得1DB ⊥面1ACD ,从而由面面垂直的判定知,故④正确.故选C .【点睛】本题考查命题真假的判断,解题时要注意三棱锥体积求法中的等体积法、线面平行、垂直的判定,要注意使用转化的思想.10.过三点(1,3)A ,(4,2)B ,(1,7)C -的圆截直线20x ay ++=所得弦长的最小值等于()A. B. C.D.【答案】B 【解析】【分析】因为圆心在弦AC 的中垂线上,所以设圆心P 坐标为(a ,-2),再利用222r AP BP =+,求得1a =,确定圆的方程.又直线过定点Q ,则可以得到弦长最短时圆心与直线的定点Q 与弦垂直,然后利用勾股定理可求得弦长.【详解】解:设圆心坐标P 为(a,-2),则r 2=()()()()2222132422a a -++=-++,解得a=1,所以P (1,-2).又直线过定点Q (-2,0),当直线PQ 与弦垂直时,弦长最短,根据圆内特征三角形可知弦长∴直线20x ay ++=被圆截得的弦长为.故选B .11.如图,三棱柱111ABC A B C -的高为6,点D,E 分别在线段11A C ,1B C 上,111A C 3DC =,11B C 4B = E.点A,D,E 所确定的平面把三棱柱切割成体积不相等的两部分,若底面ABC 的面积为6,则较大部分的体积为()A.22B.23C.26D.27【答案】B 【解析】【分析】延长AD 与CC 1的交点为P ,连接PE 与C 1B 1的交点为N ,延长PE 交B 1B 为M ,与面ABC 交于点Q ,得到截面为DNMA ,由题意得A 1D =2DC 1,由此能求出较大部分的体积.【详解】如图,延长AD 与1CC 的交点为P,连接PE 与11C B 的交点为N,延长PE 交1B B 为M,与面ABC 交于点Q,得到截面为DNMA,111A C 3DC = ,11B C 4B E =,M ∴,N 分别为11C B ,1B B 的中点,下部分体积11P AQC P DNC M ABQ AQC ABQ DNC 11111h V V V V S h h S h S 23323232---⎛⎫=--=⨯⨯+-⨯⨯-⨯⨯= ⎪⎝⎭ 下.故选B.【点睛】本题考查几何体中两部分体积之比的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意空间不规则几何体体积的求解方法的培养.12.设D 2a =+,其中 2.71828e ≈,则D 的最小值为()A.B.C.1+ D.1+【答案】C 【解析】表示两点(,)x C x e 与点(,A a 的距离,而点A 在抛物线24y x =上,抛物线的焦点(1,0)F ,准线为1x =-,则D 表示A 与C 的距离和A 与准线的距离的和加上1,由抛物线的定义可得D 表示A 与C 的距离和加上1,画出图象,当,,F A C 三点共线时,可求得最小值.详解:由题意0a ≥,2D a =++,表示两点(,)x C x e 与点(,A a 的距离,而点A 在抛物线24y x =上,抛物线的焦点(1,0)F ,准线为1x =-,则D 表示A 与C 的距离和A 与准线的距离的和加上1,由抛物线的定义可得D 表示A 与C 的距离和加上1,由图象可知,,F A C 三点共线时,且QF 为曲线x y e =的垂线,此时D 取得最小值,即Q 为切点,设(,)m m e ,由011m m e e m -⋅=--,可得21m m e +=,设()2mg m m e=+,则()g m 递增,且(0)1g =,可得切点(0,1)Q ,即有FQ D 1+,故选C.点睛:本题考查直线与抛物线的综合应用问题,解答中注意运用两点间的距离公式和抛物线的定义,以及三点共线等知识综合运用,着重考查了转化与化归思想,以及推理与运算能力,属于中档试题.二、填空题:(本大题共4小题,每题5分,共20分)13.已知函数()2log ,042,0x x x f x x ->⎧=⎨-≤⎩,则18f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭______.【答案】-4【解析】【分析】先求18f ⎛⎫⎪⎝⎭,再求18f f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.【详解】因为函数()2log ,042,0x x x f x x ->⎧=⎨-≤⎩,则211log 388f ⎛⎫==- ⎪⎝⎭()1348f f f ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故答案为-4.【点睛】本题考查了分段函数求值,属于简单题型.14.已知1F ,2F 分别为椭圆22:1259x y C +=的左、右焦点,且点A 是椭圆C 上一点,点M 的坐标为(2,0),若AM 为12F AF ∠的角平分线,则2AF =___________.【答案】52【解析】【分析】由题意可知:A 在y 轴左侧,1122AF F M AF MF ==3,根据椭圆的性质可知:|AF 1|+|AF 2|=2a =10,即可求得|AF 2|的值.【详解】解:由题意可知:∠F 1AM =∠MAF 2,设A 在y 轴左侧,∴1122AF F M AF MF ==3,由|AF 1|+|AF 2|=2a =10,A 在y 轴右侧时,|AF 2|10542==,故答案为:52.【点睛】本题考查椭圆的几何性质及角平分线的性质,属于基本知识的考查.15.如图(1),在等腰直角ABC ∆中,斜边4AB =,D 为AB 的中点,将ACD ∆沿CD 折叠得到如图(2)所示的三棱锥C A BD '-,若三棱锥C A BD '-A DB '∠=_________.图(1)图(2)【答案】23π【解析】【分析】【详解】解:球是三棱锥C ﹣A 'BD 的外接球,所以球心O 到各顶点的距离相等,如图.根据题意,CD ⊥平面A 'BD ,取CD 的中点E ,A 'B 的中点G ,连接CG ,DG ,因为A 'D =BD ,CD ⊥平面A 'BD ,所以A '和B 关于平面CDG 对称,在平面CDG 内,作线段CD 的垂直平分线,则球心O 在线段CD 的垂直平分线上,设为图中的O 点位置,过O 作直线CD 的平行线,交平面A 'BD 于点F ,则OF ⊥平面A 'BD ,且OF =DE =1,因为A 'F 在平面A 'BD 内,所以OF ⊥A 'F ,即三角形A 'OF 为直角三角形,且斜边OA '=R =,∴A 'F ===2,所以,BF =2,所以四边形A 'DBF 为菱形,又知OD =R ,三角形ODE 为直角三角形,∴OE ===2,∴三角形A 'DF 为等边三角形,∴∠A 'DF 3π=,故∠A 'DB 23π=,故填:23π.【点睛】本题考查了三棱锥的外接球的问题,找到球心的位置是解决本题的关键.属于中档题.16.设定义在D 上的函数()y h x =在点00(,())P x h x 处的切线方程为:()l y g x =,当0x x ≠时,若0()()0h x g x x x ->-在D 内恒成立,则称P 点为函数()y h x =的“类对称中心点”,则函数22()ln 2x f x x e=+的“类对称中心点”的坐标是________.【答案】3(,)2e 【解析】【分析】由求导公式求出函数f (x )的导数,由导数的几何意义和条件求出切线方程,再求出y =g (x ),设F (x )=f (x )﹣g (x ),求出导数化简后利用分类讨论和导数与函数单调性的关系,判断出F (x )的单调性和最值,从而可判断出()()0f x g x x x --的符号,再由“类对称中心点”的定义确定“类对称中心点”的坐标.【详解】解:由题意得,f ′(x )21x e x =+,f (x 0)20022x lnx e=+(x >0),即函数y =f (x )的定义域D =(0,+∞),所以函数y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程l 方程为:y ﹣(20022x lnx e +)=(0201x e x +)(x ﹣x 0),则g (x )=(0201x e x +)(x ﹣x 0)+(20022x lnx e+),设F (x )=f (x )﹣g (x )222x e =+lnx ﹣[(0201x e x +)(x ﹣x 0)+(20022x lnx e+)],则F (x 0)=0,所以F ′(x )=f ′x )﹣g ′(x )21x e x =+-(0201x e x +)02011x x e x x -=+-()()0002200111x x x x x x x e xx x e x ⎛⎫-=-+=-- ⎪⎝⎭当0<x 0<e 时,F (x )在(x 0,2e x )上递减,∴x ∈(x 0,20e x )时,F (x )<F (x 0)=0,此时()()00f x g x x x --<,当x 0>e 时,F (x )在(2e x ,x 0)上递减;∴x ∈(20e x ,x 0)时,F (x )>F (x 0)=0,此时()()00f x g x x x --<,∴y =F (x )在(0,e )∪(e ,+∞)上不存在“类对称点”.若x 0=e ,()22211()x x e x e x e e xe -⎛⎫--= ⎪⎝⎭0,则F (x )在(0,+∞)上是增函数,当x >x 0时,F (x )>F (x 0)=0,当x <x 0时,F (x )<F (x 0)=0,故()()00f x g x x x --,即此时点P 是y =f (x )的“类对称点”,综上可得,y =F (x )存在“类对称点”,e 是一个“类对称点”的横坐标,又f (e )22322e lne e =+=,所以函数f (x )的“类对称中心点”的坐标是32e ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,故答案为:32e ⎛⎫ ⎪⎝⎭,.【点睛】本题考查利用导数求函数的单调增区间,求函数的最值问题、新定义的问题,考查了分类讨论思想和等价转化思想的合理运用,以及化简变形能力,此题是难题.三、解答题:(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.在平面四边形ABCD 中,A C π∠+∠=,1AB =,3BC =,2CD DA ==.(1)求C ∠;(2)若E 是BD 的中点,求CE .【答案】(1)60C = ;(2)2CE =【解析】【分析】(1)利用余弦定理进行化简,求出C ;(2)利用向量法求出CE .【详解】(1)由题设及余弦定理得:2222cos BD BC CD BC CD =+-⋅1312cos C C =-,BD 2=AB 2+DA 2﹣2AB •DA cos A =5+4cos C ,所以cos C 12=,60C ∴=o ;(2)由1()2CE CD CB =+ ,得2221(2)4CE CD CB CD CB =++⋅ 1119(49223424=++⨯⨯⨯=所以2CE =.【点睛】本题考查余弦定理的应用,考查了向量数量积运算,属于中档题.18.如图,已知正三棱锥P-ABC 的侧面是直角三角形,PA=6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点D,D 在平面PAB 内的正投影为点E,连结PE 并延长交AB 于点G.(Ⅰ)证明:G 是AB 的中点;(Ⅱ)在图中作出点E 在平面PAC 内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)作图见解析,体积为43.【解析】试题分析:证明.AB PG ⊥由PA PB =可得G 是AB 的中点.(Ⅱ)在平面PAB 内,过点E 作PB 的平行线交PA 于点F ,F 即为E 在平面PAC 内的正投影.根据正三棱锥的侧面是直角三角形且6PA =,可得2,==DE PE 在等腰直角三角形EFP 中,可得 2.==EF PF 四面体PDEF 的体积114222.323V =⨯⨯⨯⨯=试题解析:(Ⅰ)因为P 在平面ABC 内的正投影为D ,所以.AB PD ⊥因为D 在平面PAB 内的正投影为E ,所以.AB DE ⊥所以AB ⊥平面PED ,故.AB PG ⊥又由已知可得,PA PB =,从而G 是AB 的中点.(Ⅱ)在平面PAB 内,过点E 作PB 的平行线交PA 于点F ,F 即为E 在平面PAC 内的正投影.理由如下:由已知可得PB PA ⊥,PB PC ⊥,又EF PB ,所以EF PA EF PC ⊥⊥,,因此EF ⊥平面PAC ,即点F 为E 在平面PAC 内的正投影.连结CG ,因为P 在平面ABC 内的正投影为D ,所以D 是正三角形ABC 的中心.由(Ⅰ)知,G 是AB 的中点,所以D 在CG 上,故2.3=CD CG 由题设可得PC ⊥平面PAB ,DE ⊥平面PAB ,所以DE PC ,因此21,.33==PE PG DE PC 由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且6PA =,可得2,2 2.==DE PE 在等腰直角三角形EFP 中,可得 2.==EF PF 所以四面体PDEF 的体积114222.323V =⨯⨯⨯⨯=【考点】线面位置关系及几何体体积的计算【名师点睛】文科立体几何解答题主要考查线面位置关系的证明及几何体体积的计算,空间中线面位置关系的证明主要包括线线、线面、面面三者的平行与垂直关系,其中推理论证的关键是结合空间想象能力进行推理,注意防止步骤不完整或考虑不全致推理片面,该类题目难度不大,以中档题为主.【此处有视频,请去附件查看】19.设椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的右顶点为A ,上顶点为B.已知椭圆的离心率为3,AB =.(1)求椭圆的方程;(2)设直线:(0)l y kx k =<与椭圆交于P ,Q 两点,l 与直线AB 交于点M ,且点P ,M 均在第四象限.若BPM △的面积是BPQ V 面积的2倍,求k 的值.【答案】(1)22194x y +=;(2)12-.【解析】分析:(I )由题意结合几何关系可求得3,2a b ==.则椭圆的方程为22194x y +=.(II )设点P 的坐标为()11,x y ,点M 的坐标为()22,x y ,由题意可得215x x =.易知直线AB 的方程为236x y +=,由方程组236,,x y y kx +=⎧⎨=⎩可得2632x k =+.由方程组221,94,x y y kx ⎧+⎪=⎨⎪=⎩可得1x =.结合215x x =,可得89k =-,或12k =-.经检验k 的值为12-.详解:(I )设椭圆的焦距为2c ,由已知得2259c a =,又由222a b c =+,可得23a b =.由||AB ==,从而3,2a b ==.所以,椭圆的方程为22194x y +=.(II )设点P 的坐标为11(,)x y ,点M 的坐标为22(,)x y ,由题意,210x x >>,点Q 的坐标为11(,)x y --.由BPM △的面积是BPQ V 面积的2倍,可得||=2||PM PQ ,从而21112[()]x x x x -=--,即215x x =.易知直线AB 的方程为236x y +=,由方程组236,,x y y kx +=⎧⎨=⎩消去y ,可得2632x k =+.由方程组221,94,x y y kx ⎧+⎪=⎨⎪=⎩消去y ,可得1x =.由215x x =,5(32)k =+,两边平方,整理得2182580k k ++=,解得89k =-,或12k =-.当89k =-时,290x =-<,不合题意,舍去;当12k =-时,212x =,1125x =,符合题意.所以,k 的值为12-.点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.20.如图,四边形ABCD 是平行四边形,平面AED ⊥平面ABCD ,//EF AB ,2AB =,3DE =,1BC EF ==,AE =,60BAD ︒∠=,G 为BC 的中点.(1)求证:平面BED ⊥平面AED ;(2)求直线EF 与平面BED 所成角的正弦值.【答案】(1)见解析;(2)6【解析】【分析】(1)根据余弦定理求出BD =BD ⊥AD ,再根据面面垂直的判定定理即可证明;(2)先判断出直线EF 与平面BED 所成的角即为直线AB 与平面BED 所形成的角,再根据余弦定理和解直角三角形即可求出答案.【详解】(1)证明:在ABD ∆中,1AD =,2AB =,60BAD ︒∠=,由余弦定理可得BD =,进而90ADB ︒∠=,即BD AD ⊥,又∵平面AED ⊥平面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,平面AED 平面ABCD AD =,∴BD ⊥平面AED ,∵BD ⊂平面BED ,∴平面BED ⊥平面AED .(2)∵//EF AB ,∴直线EF 与平面BED 所成的角即为直线AB 与平面BED 所形成的角,过点A 作AH DE ⊥于点H ,连接BH ,又平面BED 平面AED ED =,由(1)知AH ⊥平面BED ,∴直线AB 与平面BED 所成的角为ABH ∠,在ADE ∆,1AD =,3DE =,AE =,由余弦定理得2cos 3ADE ∠=,∴sin 3ADE ∠=,∴3AH AD =⋅,在Rt AHB ∆中,sin 6AH ABH AB ∠==,∴直线EF 与平面BED 所成角的正弦值6.【点睛】本题考查了平面与平面的垂直,直线与平面所成的角,考查了空间想象能力,运算能力和推理论证能力,属于中档题.21.设抛物线Γ的方程为22y px =,其中常数0p >,F 是抛物线Γ的焦点.(1)设A 是点F 关于顶点O 的对称点,P 是抛物线Γ上的动点,求||||PA PF 的最大值;(2)设2p =,1l ,2l 是两条互相垂直,且均经过点F 的直线,1l 与抛物线Γ交于点A ,B ,2l 与抛物线Γ交于点C ,D ,若点G 满足4FG FA FB FC FD =+++,求点G 的轨迹方程.【答案】;(2)23y x =-【解析】【分析】(1)求得A 的坐标,设出过A 的直线为y =k (x 2p +),k =tan α,联立抛物线方程,运用判别式为0,求得倾斜角,可得所求最大值;(2)求得F (1,0),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),D (x 4,y 4),G (x ,y ),设l 1:y =k (x ﹣1),联立抛物线方程,运用韦达定理,以及两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,结合向量的坐标表示,以及消元,可得所求轨迹方程.【详解】(1)A 是点(,0)2p F 关于顶点O 的对称点,可得(,0)2p A -,设过A 的直线为()2p y k x =+,tan k α=,联立抛物线方程可得22222(2)04k p k x k p p x +-+=,由直线和抛物线相切可得2242(2)0k p p k p ∆=--=,解得1k =±,可取1k =,可得切线的倾斜角为45°,由抛物线的定义可得||11||sin(90)cos PA PF αα︒==-,而α的最小值为45°,||||PA PF ;(2)由24y x =,可得(1,0)F ,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,33(,)C x y ,44(,)D x y ,()G x y ,,设1:(1)l y k x =-,联立抛物线24y x =,可得2222(24)0k x k x k -++=,即有12242x x k +=+,12124()2y y k x x k k +=+-=,由两直线垂直的条件,可将k 换为1k -,可得23424x x k +=+,344y y k +=-,点G 满足4FG FA FB FC FD =+++ ,可得123412344(1,)(4,)x y x x x x y y y y -=+++-+++,即为2123424444x x x x x k k =+++=++,1234444y y y y y k k=+++=-+,可得222211(23y k k x k k=-=+-=-,则G 的轨迹方程为23y x =-.【点睛】本题考查抛物线的定义和方程、性质,考查直线和抛物线的位置关系,注意联立直线方程和抛物线方程,运用判别式和韦达定理,考查向量的坐标表示,以及化简运算能力,属于中档题.22.设,a b ∈R ,||1a .已知函数32()63(4)f x x x a a x b =---+,()()x g x e f x =.(1)求()f x 的单调区间;(2)已知函数()y g x =和x y e =的图象在公共点00(,)x y 处有相同的切线,(i)求()f x 在0x x =处的导数;(ⅱ)若关于x 的不等式()x g x e 在区间[]001,1x x -+上恒成立,求b 的取值范围.【答案】(1)单调递增区间为(,)a -∞,(4,)a -+∞,单调递减区间为(,4)a a -;(2)(ⅰ)0,(ⅱ)[7,1]-【解析】【分析】(1)求出函数f (x )的导函数,得到导函数的零点,由导函数的零点对定义域分段,列表后可得f (x )的单调区间;(2)(i )求出g (x )的导函数,由题意知()()0000'x x g x e g x e ⎧=⎪⎨=⎪⎩,求解可得()()001'0f x f x ⎧=⎪⎨=⎪⎩.得到f (x )在x =x 0处的导数等于0;(ii )由(I )知x 0=a .且f (x )在(a ﹣1,a )内单调递增,在(a ,a +1)内单调递减,故当x 0=a 时,f (x )≤f (a )=1在[a ﹣1,a +1]上恒成立,从而g (x )≤e x 在[x 0﹣1,x 0+1]上恒成立.由f (a )=a 3﹣6a 2﹣3a (a ﹣4)a +b =1,得b =2a 3﹣6a 2+1,﹣1≤a ≤1.构造函数t (x )=2x 3﹣6x 2+1,x ∈[﹣1,1],利用导数求其值域可得b 的范围.【详解】(1)由32()63(4)f x x x a a x b =---+,可得2()3123(4)3()((4))f x x x a a x a x a '=---=---,令()0f x '=,解得x a =,或4x a =-.由||1a ,得4a a <-.当x 变化时,()f x ',()f x 的变化情况如下表:x(,)a -∞(,4)a a -(4,)a -+∞()f x '+-+()f x∴()f x 的单调递增区间为(,)a -∞,(4,)a -+∞,单调递减区间为(,4)a a -;(2)(ⅰ)∵()(()())x g x e f x f x ''=+,由题意知0000()()x x g x e g x e⎧'=⎪⎨=⎪⎩,∴0000000()(()())x x x x f x e e e f x f x e'⎧=⎪⎨+=⎪⎩,解得00()1()0f x f x =='⎧⎨⎩.∴()f x 在0x x =处的导数等于0;(ⅱ)∵()x g x e ,00[1,1]x x x ∈-+,由0x e >,可得()1f x .又∵0()1f x =,0()0f x '=,故0x 为()f x 的极大值点,由(1)知0x a =.另一方面,由于||1a ,故14a a +<-,由(1)知()f x 在(1,)a a -内单调递增,在(,1)a a +内单调递减,故当0x a =时,()()1f x f a = 在[1,1]a a -+上恒成立,从而()x g x e 在[]001,1x x -+上恒成立.由32()63(4)1f a a a a a a b =---+=,得32261b a a =-+,11a - .令32()261t x x x =-+,[1,1]x ∈-,∴2()612t x x x '=-,令()0t x '=,解得2x =(舍去),或0x =.∵(1)7t -=-,(1)3t =-,(0)1t =,故()t x 的值域为[7,1]-.∴b 的取值范围是[7,1]-.【点睛】本题考查利用导数研究函数的单调性,考查了利用研究过曲线上某点处的切线方程,训练了恒成立问题的求解方法,体现了数学转化思想方法,是压轴题.。

2019届河北省衡水中学高三上学期四调考试数学(理)试题 word版

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2019届河北省衡水中学高三上学期四调考试数学(理)试题第Ⅰ卷(共60分)一、选择题:本大题共12个小题,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.下列命题正确的个数为①梯形一定是平面图形;②若两条直线和第三条直线所成的角相等,则这两条直线平行;③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面;④如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.A .0B .1C .2D .32.已知}{n a 是公差为1的等差数列,n S 为}{n a 的前n 项和,若484S S =,则=4a ( )A .25B .3C .27 D .4 3.已知双曲线)(122R m x my ∈=-与抛物线y x 82=有相同的焦点,则该双曲线的渐近线方程为( )A .x y 3±=B .x y 3±=C .x y 31±=D .x y 33±= 4.如图,一只蚂蚁从点A 出发沿着水平面的线条爬行到点C ,再由点C 沿着置于水平面的长方体的棱爬行至顶点B ,则它可以爬行的不同的最短路径有( )条A .40B .60C .80D .1205.函数||22)(x x x f -=的图象大致是( )6.若23)42tan()42tan(=-++ππx x ,则=x tan ( ) A .2- B .2 C .43 D .43- 7.某县教育局招聘了8名小学教师,其中3名语文教师,3名数学教师,2名全科教师,需要分配到B A ,两个学校任教,其中每个学校都需要2名语文教师和2名数学教师,则分配方案种数为( )A .72B .56C .57D .638.一个简单几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .3696+πB .4872+πC .9648+πD .4824+π9.已知函数x x x f 2sin cos )(=,下列结论不正确的是( )A .)(x f y =的图象关于点)0,(π中心对称B .)(x f y =既是奇函数,又是周期函数C .)(x f y =的图象关于直线2π=x 对称D .)(x f y =的最大值为23 10.如图所示,某几何体由底面半径和高均为5的圆柱与半径为5的半球面对接而成,该封闭几何体内部放入一个小圆柱体,且圆柱体的上下底面均与外层圆柱的底面平行,则小圆柱体积的最大值为( )A .92000πB .274000π C .π81 D .π128 11.已知x y 42=的准线交x 轴于点Q ,焦点为F ,过Q 且斜率大于0的直线交x y 42=于B A ,,060=∠AFB ,则=||AB ( )A .674B .374 C .4 D .3 12.已知⎪⎩⎪⎨⎧>-+-≤=-0),2(0,)(12x a ax e x x x x f x 是减函数,且bx x f +)(有三个零点,则b 的取值范围为( ) A .),1[)22ln ,0(+∞-e B .)22ln ,0( C .),1[+∞-e D .),1[}22ln {+∞-e 二、填空题(每题4分,满分20分,将答案填在答题纸上)13.已知向量,夹角为060,且1||=,10|2|=+,则=|| .14.已知直三棱柱111C B A ABC -中,1,2,12010====∠CC BC AB ABC ,则异面直线1AB 与1BC 所成角的余弦值为 .15.某校毕业典礼由6个节目组成,考虑整体效果,对节目演出顺序有如下要求:节目甲必须排在前三位,且节目丙、丁必须排在一起,则该校毕业典礼节目演出顺序的编排方案共有 种.16.三棱锥ABC P -中,⊥PA 平面ABC ,ABC ∆为正三角形,外接球表面积为π12,则三棱锥ABC P -的体积ABC P V -的最大值为 .三、解答题 (本大题共6题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)17.数列}{n a 满足61=a ,nn n a a a 961-=+(*N n ∈). (1)求证:数列}31{-n a 是等差数列; (2)求数列}{lg n a 的前999项和.18.在四棱锥ABCD P -,CD AB //,2,900====∠PD CD BC ABC ,BD PA AB ⊥=,4,平面⊥PBC 平面PCD ,N M ,分别是PB AD ,中点.(1)证明:⊥PD 平面ABCD ;(2)求MN 与平面PDA 所成角的正弦值.19.在ABC ∆中,内角C B A ,,所对的边分别为c b a ,,,已知A c C ac a c b cos cos 2222+=-+.(1)求角A 的大小;(2)若ABC ∆的面积4325=∆ABC S ,且5=a ,求C B sin sin +. 20.如图,直线⊥AQ 平面α,直线⊥AQ 平行四边形ABCD ,四棱锥ABCD P -的顶点P 在平面α上,7=AB ,3=AD ,DB AD ⊥,2,//,==AQ AQ OP O BD AC ,N M ,分别是AQ 与CD 的中点.(1)求证://MN 平面QBC ;(2)求二面角Q CB M --的余弦值.21.如图,椭圆1C :)0(12222>>=+b a b y a x 的左右焦点分别为21,F F ,离心率为23,过抛物线2C :by x 42=焦点F 的直线交抛物线于N M ,两点,当47||=MF 时,M 点在x 轴上的射影为1F ,连接),MO NO 并延长分别交1C 于B A ,两点,连接AB ,OMN ∆与OAB ∆的面积分别记为OMN S ∆,OAB S ∆,设=λOABOMN S S ∆∆.(1)求椭圆1C 和抛物线2C 的方程;(2)求λ的取值范围.22.已知函数32ln )(23--=x ax x f 的图象的一条切线为x 轴. (1)求实数a 的值;(2)令|)(')(|)(x f x f x g +=,若存在不相等的两个实数21,x x 满足)()(21x g x g =,求证:121<x x .河北省2018—2019学年度上学期衡水中学高三年级四调考试数学(理)试题答案解析【题号】1【答案】C【题号】2【答案】C【题号】3【答案】A【题号】4【答案】B【题号】5【答案】B【题号】6【答案】C【题号】7【答案】A【题号】8【答案】D【题号】9【答案】D【题号】10【答案】B【题号】11【答案】B【题号】12【答案】D【题号】137【答案】1【题号】1410【答案】5【解题思路】求解异面直线所成角一般两种方法:一是向量法(理科首选),根据几何体的特殊性质建立空间直角坐标系后,分别求两直线的方向向量,再利用空间向量夹角的余弦公式求解;二是传统法,即平移法,就是将异面直线通过作平行线的方式转移到同一平面上,找出两直线成的角,再利用平面几何性质求解.平行线往往是利用平行四边形、作三角形中位线等.以垂直于BC 的方向为x 轴,BC 为y 轴,1BB 为z 轴建立空间直角坐标系.则)1,1,0(1=BC ,)1,0,0(1B ,由于0120=∠ABC ,则3120sin 0==AB y A , 所以)0,1,3(-A ,)1,1,3(1-=设异面直线1AB 与1BC 所成角为θ, 所以5105211||||cos 1111=⨯+==BC AB θ. 【知识点、能力点】异面直线所成角.【题号】15【答案】120【解题思路】本题利用捆绑法和先排有特殊要求的元素两个知识点.(1)当甲在首位,丙丁捆绑,自由排列,共有482244=⨯A A 种;(2)当甲在第二位,首位不能是丙和丁,共有3632233=⨯⨯A A 种;(3)当甲在第三位,前两位分为是丙丁和不是丙丁两种情况,共362222232322=⨯⨯+⨯A A A A A 种,因此共120363648=++种.【知识点、能力点】排列与组合.【题号】16 【答案】3【解题思路】本题考查外接球,首先选取一个面,使得这个图形的外心容易被找到,常见的选取面有直角三角形(斜边中点),正三角形(内心)等.如图所示,令a AB =,h OO DB PD ===',则==DO BO 'a 33, 在PDO Rt ∆中,222PO DP DO =+,即222)3()33(=+h a , 即33122=+h a ,得2239h a -= )3(23)39(636324331313222h h h h h a h a PA S V ABC ABC P -=-==⋅⋅=⋅=∆- 令)3(23)(3h h h f -=,233)('h h f -=, )(h f 在)1,0(单调递增,在),1(+∞单调递减,所以1=h 时,3max =-ABC P V .【知识点、能力点】外接球【题号】17【答案】(1)数列}{n a 满足:61=a ,)(96*1N n a a a nn n ∈-=+ 3131)3(333)3(33961311+-=-+-=-=--=-+n n n n n nn n a a a a a a a a 所以3131311=---+n n a a ,即}31{-n a 是以311-a 31=为首项,31为公差的等差数列;(2)由(1)得31)1(3131⋅-+=-n a n ,解得n n a n )1(3+=, 所以n n nn a n lg )1lg(3lg )1(3lg lg -++=+=, 前n 项和]lg )1lg(3[(lg )2lg 3lg 3(lg )1lg 2lg 3(lg n n T n -++++-++-+=)1lg(3lg ++=n n即33lg 999)1999lg(3lg 999999+=++=T【解题思路】(1)题干求证数列}31{-n a 是等差数列,利用定义法,结合已知条件,推导出31311---+n n a a 等于一个定值即可;(2)由(1)中数列}31{-n a 是等差数列,求得n n a n )1(3+=,进而化简得n n nn a n lg )1lg(3lg )1(3lg lg -++=+=,再利用裂项相消法求得}{lg n a 前n 项和即可. 【知识点、能力点】(1)第一问求证考查利用定义法来判断一个数列为等差数列,即后一项与前一项差值为定值;(2)数列通项结合对数函数基本运算公式,再利用裂项相消法求得}{lg n a 前n 项和n T 得简化形式,进而求解.【题号】18【答案】(1)取PC 中点为Q ,则由⊥⇒⊥⇒=DQ PC DQ PD CD 平面BC DQ PBC ⊥⇒与BC CD ⊥ ⊥⇒BC 平面⇒PDC PD BC ⊥(*),连接BD ,在直角梯形ABCD 中,易求得22,22==AD BD ,而4=AB ,则222AB BD AD =+,即AD BD ⊥与PA BD ⊥可得⊥BD 平面PAD PD BD ⊥⇒(*),故⊥PD 平面ABCD .(2)以D 为原点,DP DB DA ,,方向分别为x 轴,y 轴,z 轴正方向建立如图的空间直角坐标系,则)0,0,22(A ,)0,22,0(B ,)2,0,0(P ,)0,0,2(M ,)1,2,0(N .平面PAD 的法向量为)0,22,0(=,故所求线面角的正弦值为5102254|||||||,cos |=⋅==><BD MN BD MN 【解题思路】 (1)题干中给出平面⊥PBC 平面PCD ,根据面面垂直性质定理可知,需要在其中一个平面内找到垂直于它们交线的直线,结合已知条件CD PD =,则可取PC 的中点Q ,接着易证PD BC ⊥;要证⊥PD 平面ABCD ,则还需在平面ABCD 中找到一条直线,证明其垂直于PD ,由已知条件BD PA ⊥锁定目标证明BD PD ⊥,即要证⊥BD 平面PAD ,即要证AD BD ⊥,在直角梯形ABCD 中,易证AD BD ⊥,故可证BD PD ⊥;(2)建系,套用空间向量法计算线面角的公式即可.【知识点、能力点】本题主要考查面面垂直的性质定理,线面垂直的判定定理及利用空间向量法计算线面角,难度适中.【题号】19【答案】(1)3π (2)3 详解:(1)因为A c C ac a c b cos cos 2222+=-+,所以A c C ac A bc cos cos cos 22+=即A c C a A b cos cos cos 2+=,由正弦定理得 A C C A A B cos sin cos sin cos sin 2+=,即)sin(cos sin 2C A A B +=,∵B B C A sin )sin()sin(=-=+π,∴B A B sin cos sin 2=,0)1cos 2(sin =-A B ,∵π<<B 0,∴0sin ≠B ,21cos =A ,∵π<<A 0, ∴3π=A .(2)432543sin 21===∆bc A bc S ABC ,∴25=bc , ∵21252252cos 22222=⨯-+=-+=c b bc a c b A ,5022=+c b , ∴10025250)(2=⨯+=+c b ,即10=+c b 。

【KS5U解析】河北省衡水中学2020届高三上学期四调考试数学(理)试题 Word版含解析【KS5U 高考】

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2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(理科)试卷一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60分,下列每小题所给选项只有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上)1.已知集合(){}|10A x x x =-≤,(){}|ln B x y x a ==-,若A B A =I ,则实数a 的取值范围为( ) A. (),0-∞B. (],0-∞C. ()1,+∞D.[)1,+∞【答案】A 【解析】 【分析】分别求出集合A 集合B 范围,根据A B A =I 得到A 是B 子集,根据范围大小得到答案. 【详解】(){}|1001A x x x x =-≤⇒≤≤(){}|ln B x y x a x a ==-⇒>A B A A B ⋂=⇒⊆所以0a < 故答案选A【点睛】本题考查了集合的包含关系求取值范围,属于简单题.2.已知AB 是抛物线22y x =的一条焦点弦,4AB =,则AB 中点C 的横坐标是 ( ) A. 2 B.32C.12D.52【答案】B 【解析】 【分析】先设A B ,两点的坐标,由抛物线的定义表示出弦长,再由题意,即可求出中点的横坐标. 【详解】设()()1122A ,B ,x y x y ,,C 的横坐标为0x ,则1202x x x +=, 因为AB 是抛物线22y x =的一条焦点弦,所以121214AB x x p x x =++=++=,所以123x x +=,故120322x x x +==. 故选B【点睛】本题主要考查抛物线的定义和抛物线的简单性质,只需熟记抛物线的焦点弦公式即可求解,属于基础题型.3.如图,圆柱的轴截面ABCD 为正方形,E 为弧»BC的中点,则异面直线AE 与BC 所成角的余弦值为( )A.3B.5 C.30 D.6【答案】D 【解析】 【分析】取BC 的中点H ,连接,,?EH AH ED ,则异面直线AE 与BC 所成角即为EAD ∠,再利用余弦定理求cos EAD ∠得解.【详解】取BC 的中点H ,连接,,90,EH AH EHA ∠=o设2,AB =则1,5,BH HE AH ===所以6,AE =连接,6,ED ED =因为//,BC AD所以异面直线AE 与BC 所成角即为,EAD ∠在EAD V 中6cos ,6226EAD ∠==⨯⨯ 故选:D【点睛】本题主要考查异面直线所成角的计算,考查余弦定理,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理计算能力. 4.已知α、β都为锐角,且217sin α=、2114cos β=,则α﹣β=( )A. 3π-B.3π C. 6π-D.6π 【答案】C 【解析】 【分析】由同角三角函数的关系以及两角和与差的公式即可求解. 【详解】因为α、β都为锐角,且217sin α=、2114cos β=,所以27cos α=,57sin β=, 由()21212757491sin sin cos cos sin 982αβαβαβ-=-==-=-, 且α、β都为锐角, 所以6παβ-=-故选:C【点睛】本题主要考查同角三角函数的关系以及两角和与差的正弦公式,属于基础题. 5.设a R ∈,[0,2]b π∈.若对任意实数x 都有sin(3)=sin()3x ax b π-+,则满足条件的有序实数对(a,b )的对数为( ). A. 1 B. 2C. 3D. 4【答案】B【解析】试题分析:5sin(3)sin(32)sin(3)333x x x ππππ-=-+=+,,又4sin(3)sin[(3)]sin(3)333x x x ππππ-=--=-+,4(,)(3,)3a b π=-, 注意到[0,2)b π∈,只有这两组.故选B . 【考点】三角函数【名师点睛】本题根据三角函数的图象和性质及三角函数的诱导公式,利用分类讨论的方法,确定得到,a b 的可能取值.本题主要考查考生的逻辑思维能力、基本运算求解能力、数形结合思想、分类讨论思想等. 【此处有视频,请去附件查看】6.已知F 是双曲线22:145x y C -=的一个焦点,点P 在C 上,O 为坐标原点,若=OP OF ,则OPF △的面积为( ) A.32B.52C.72D.92【答案】B 【解析】 【分析】设()00,P x y ,因为=OP OF 再结合双曲线方程可解出0y ,再利用三角形面积公式可求出结果.【详解】设点()00,P x y ,则2200145x y -=①.又453OP OF ==+=,22009x y ∴+=②.由①②得20259y =,即053y =, 0115532232OPF S OF y ∆∴==⨯⨯=g , 故选B .【点睛】本题易错在忽视圆锥曲线方程和两点间的距离公式的联系导致求解不畅. 7.已知等差数列{}n a 的公差不为零,其前n 项和为n S ,若3S ,9S ,27S 成等比数列,则93S S =() A. 3 B. 6 C. 9 D. 12【答案】C 【解析】 【分析】由题意,得29327S S S =⨯,利用等差数列的求和公式,列出方程求得12d a =,即可求解93S S 的值,得到答案.【详解】由题意,知3S ,9S ,27S 成等比数列,所以29327S S S =⨯,即219131279()3()27()222a a a a a a +++⎛⎫=⨯ ⎪⎝⎭, 整理得2521437821a a a =⨯,所以2111(4)()(13)a d a d a d +=++,解得12d a =,所以919135329()3()9223S a a a a a S a ++=÷==11113(4)2793a d a a d a +==+, 故选C.【点睛】本题主要考查了等比中项公式,以及等差数列的通项公式和前n 项和公式的应用,其中解答中熟练应用等差数列的通项公式和前n 项和公式,准确运算是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.8.在ABC ∆中,点P 满足3BP PC =uu v uu u v,过点P 的直线与AB 、AC 所在的直线分别交于点M 、N ,若AM AB λ=u u u u r u u u r ,()0,0AN AC μλμ=>>uuur uu u r ,则λμ+的最小值为( )A.21+ B.31+ C.32D.52【答案】B 【解析】 【分析】由题意得出1344AP AB AC =+uu u r uu u r uuu r ,再由AM AB λ=u u u u r u u u r,AN AC μ=u u u r u u u r ,可得出1344AP AM AN λμ=+uu u r uuu r uuu r ,由三点共线得出13144λμ+=,将代数式λμ+与1344λμ+相乘,展开后利用基本不等式可求出λμ+的最小值. 【详解】如下图所示:3BP PC =uu r uu u rQ ,即()3AP AB AC AP -=-uu u r uu u r uuu r uu u r ,1344AP AB AC ∴=+uu u r uu u r uu u r ,AM AB λ=uuu r uu u r Q ,()0,0AN AC μλμ=>>uuur uu u r ,1AB AM λ∴=uu u r uuu r ,1AC AN μ=uuu r uuu r ,1344AP AM AN λμ∴=+uu u r uuu r uuu r ,M Q 、P 、N 三点共线,则13144λμ+=.()133331211444444λμλμλμλμλμμλμλ⎛⎫∴+=++=++≥⋅=+ ⎪⎝⎭, 当且仅当3μλ=时,等号成立,因此,λμ+31+,故选B.【点睛】本题考查三点共线结论的应用,同时也考查了利用基本不等式求和式的最小值,解题时要充分利用三点共线得出定值条件,考查运算求解能力,属于中等题.9.如图,点P 在正方体1111ABCD A B C D -的面对角线1BC 上运动,则下列四个结论:①三棱锥1A D PC -的体积不变;1//A P ②平面1ACD ; 1DP BC ⊥③;④平面1PDB ⊥平面1ACD .其中正确的结论的个数是( )A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个【答案】C 【解析】 【分析】利用空间中线线、线面、面面间的位置关系求解.【详解】对于①,由题意知11//AD BC ,从而1//BC 平面1AD C ,故BC 1上任意一点到平面1AD C 的距离均相等,所以以P 为顶点,平面1AD C 为底面,则三棱锥1A D PC -的体积不变,故①正确;对于②,连接1A B ,11A C ,111//AC AD 且相等,由于①知:11//AD BC , 所以11//BA C 面1ACD ,从而由线面平行的定义可得,故②正确; 对于③,由于DC ⊥平面11BCB C ,所以1DC BC ⊥, 若1DP BC ⊥,则1BC ⊥平面DCP ,1BC PC ⊥,则P 为中点,与P 为动点矛盾,故③错误;对于④,连接1DB ,由1DB AC ⊥且11DB AD ⊥,可得1DB ⊥面1ACD ,从而由面面垂直的判定知,故④正确. 故选C .【点睛】本题考查命题真假的判断,解题时要注意三棱锥体积求法中的等体积法、线面平行、垂直的判定,要注意使用转化的思想.10.过三点(1,3)A ,(4,2)B ,(1,7)C -的圆截直线20x ay ++=所得弦长的最小值等于( )A. B. D. 【答案】B 【解析】 【分析】因为圆心在弦AC 的中垂线上,所以设圆心P 坐标为(a ,-2),再利用222r AP BP =+,求得1a =,确定圆的方程.又直线过定点Q ,则可以得到弦长最短时圆心与直线的定点Q 与弦垂直,然后利用勾股定理可求得弦长.【详解】解:设圆心坐标P 为(a,-2),则r 2=()()()()2222132422a a -++=-++,解得a=1,所以P (1,-2).又直线过定点Q (-2,0),当直线PQ 与弦垂直时,弦长最短,根据圆内特征三角形可知弦长20x ay ++=被圆截得的弦长为 故选B .11.如图,三棱柱111ABC A B C -的高为6,点D ,E 分别在线段11A C ,1B C 上,111A C 3DC =,11B C 4B = E.点A ,D ,E 所确定的平面把三棱柱切割成体积不相等的两部分,若底面ABCV的面积为6,则较大部分的体积为( )A. 22B. 23C. 26D. 27【答案】B 【解析】 【分析】延长AD 与CC 1的交点为P ,连接PE 与C 1B 1的交点为N ,延长PE 交B 1B 为M ,与面ABC 交于点Q ,得到截面为DNMA ,由题意得A 1D =2DC 1,由此能求出较大部分的体积. 【详解】如图,延长AD 与1CC 的交点为P ,连接PE 与11C B 的交点为N , 延长PE 交1B B 为M ,与面ABC 交于点Q , 得到截面为DNMA ,111A C 3DC =Q ,11B C 4B E =,M ∴,N 分别为11C B ,1B B 的中点,下部分体积11P AQC P DNC M ABQ AQC ABQ DNC 11111h V V V V S h h S h S 23323232---⎛⎫=--=⨯⨯+-⨯⨯-⨯⨯= ⎪⎝⎭V V 下. 故选B .【点睛】本题考查几何体中两部分体积之比的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意空间不规则几何体体积的求解方法的培养. 12.设()()22D 22xx a e aa =-+-+,其中 2.71828e ≈,则D 的最小值为( )A. 2B. 3C. 21+D. 31+【答案】C 【解析】分析:由2()(2)x x a e a -+-表示两点(,)xC x e 与点(,2)A a a 的距离,而点A 在抛物线24y x =上,抛物线的焦点(1,0)F ,准线为1x =-,则D 表示A 与C 的距离和A 与准线的距离的和加上1,由抛物线的定义可得D 表示A 与C 的距离和加上1,画出图象,当,,F A C 三点共线时,可求得最小值.详解:由题意0a ≥,2()(2)2x D x a e a a =-+-++,由2()(2)x x a e a -+-表示两点(,)xC x e 与点(,2)A a a 的距离, 而点A 在抛物线24y x =上,抛物线的焦点(1,0)F ,准线为1x =-, 则D 表示A 与C 的距离和A 与准线的距离的和加上1, 由抛物线的定义可得D 表示A 与C 的距离和加上1,由图象可知,,F A C 三点共线时,且QF 为曲线xy e =的垂线,此时D 取得最小值, 即Q 为切点,设(,)m m e ,由011m m e e m -⋅=--,可得21m m e +=,设()2mg m m e=+,则()g m 递增,且(0)1g =,可得切点(0,1)Q ,即有112FQ +==,则D 的最小值为21+,故选C.点睛:本题考查直线与抛物线的综合应用问题,解答中注意运用两点间的距离公式和抛物线的定义,以及三点共线等知识综合运用,着重考查了转化与化归思想,以及推理与运算能力,属于中档试题.二、填空题:(本大题共4小题,每题5分,共20分)13.已知函数()2log ,042,0xx x f x x ->⎧=⎨-≤⎩,则18f f ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭______. 【答案】-4 【解析】 【分析】先求18f ⎛⎫ ⎪⎝⎭,再求18f f ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.【详解】因为函数()2log ,042,0xx x f x x ->⎧=⎨-≤⎩, 则211log 388f ⎛⎫==- ⎪⎝⎭()1348f f f ⎛⎫⎛⎫=-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.故答案为-4. 【点睛】本题考查了分段函数求值,属于简单题型.14.已知1F ,2F 分别为椭圆22:1259x yC +=的左、右焦点,且点A 是椭圆C 上一点,点M的坐标为(2,0),若AM 为12F AF ∠的角平分线,则2AF =___________. 【答案】52【解析】 【分析】由题意可知:A 在y 轴左侧,1122AF F M AF MF ==3,根据椭圆的性质可知:|AF 1|+|AF 2|=2a =10,即可求得|AF 2|的值.【详解】解:由题意可知:∠F 1AM =∠MAF 2,设A 在y 轴左侧, ∴1122AF F M AF MF ==3,由|AF 1|+|AF 2|=2a =10, A 在y 轴右侧时,|AF 2|10542==, 故答案为:52.【点睛】本题考查椭圆的几何性质及角平分线的性质,属于基本知识的考查.15.如图(1),在等腰直角ABC ∆中,斜边4AB =,D 为AB 的中点,将ACD ∆沿CD 折叠得到如图(2)所示的三棱锥C A BD '-,若三棱锥C A BD '-的外接球的半径为5,则A DB '∠=_________.图(1) 图(2)【答案】23π【解析】 【分析】5分析即可解决.【详解】解:球是三棱锥C ﹣A 'BD 的外接球,所以球心O 到各顶点的距离相等,如图. 根据题意,CD ⊥平面A 'BD ,取CD 的中点E ,A 'B 的中点G ,连接CG ,DG ,因为A 'D =BD ,CD ⊥平面A 'BD , 所以A '和B 关于平面CDG 对称,在平面CDG 内,作线段CD 的垂直平分线,则球心O 在线段CD 的垂直平分线上,设为图中的O 点位置,过O 作直线CD 的平行线,交平面A 'BD 于点F , 则OF ⊥平面A 'BD ,且OF =DE =1, 因为A 'F 在平面A 'BD 内,所以OF ⊥A 'F , 即三角形A 'OF 为直角三角形,且斜边OA '=R 5=,∴A 'F 2251R OF =-=-=2,所以,BF =2,所以四边形A 'DBF 为菱形,又知OD =R ,三角形ODE 为直角三角形, ∴OE 2251R DE =-=-=2,∴三角形A 'DF 为等边三角形, ∴∠A 'DF 3π=,故∠A 'DB 23π=,故填:23π.【点睛】本题考查了三棱锥的外接球的问题,找到球心的位置是解决本题的关键.属于中档题.16.设定义在D 上的函数()y h x =在点00(,())P x h x 处的切线方程为:()l y g x =,当0x x ≠时,若()()0h x g x x x ->-在D 内恒成立,则称P 点为函数()y h x =的“类对称中心点”,则函数22()ln 2x f x x e=+的“类对称中心点”的坐标是________.【答案】3(,)2e 【解析】 【分析】由求导公式求出函数f (x )的导数,由导数的几何意义和条件求出切线方程,再求出y =g (x ),设F (x )=f (x )﹣g (x ),求出导数化简后利用分类讨论和导数与函数单调性的关系,判断出F (x )的单调性和最值,从而可判断出()()0f xg x x x --的符号,再由“类对称中心点”的定义确定“类对称中心点”的坐标.【详解】解:由题意得,f ′(x )21x e x =+,f (x 0)20022x lnx e=+(x >0),即函数y =f (x )的定义域D =(0,+∞),所以函数y =f (x )在点P (x 0,f (x 0))处的切线方程l 方程为:y ﹣(20022x lnx e +)=(0201x e x +)(x ﹣x 0),则g (x )=(0201x e x +)(x ﹣x 0)+(20022x lnx e+),设F (x )=f (x )﹣g (x )222x e =+lnx ﹣[(0201x e x +)(x ﹣x 0)+(20022x lnx e+)],则F (x 0)=0,所以F ′(x )=f ′x )﹣g ′(x )21x e x =+-(0201x e x +)02011x x e x x -=+- ()()0002200111x x x x x x x e xx x e x ⎛⎫-=-+=-- ⎪⎝⎭ 当0<x 0<e 时,F (x )在(x 0,2e x )上递减,∴x ∈(x 0,20e x )时,F (x )<F (x 0)=0,此时()()00f x g x x x --<, 当x 0>e 时,F (x )在(2e x ,x 0)上递减;∴x ∈(20e x ,x 0)时,F (x )>F (x 0)=0,此时()()00f x g x x x --<, ∴y =F (x )在(0,e )∪(e ,+∞)上不存在“类对称点”.若x 0=e ,()22211()x x e x e x e e xe -⎛⎫--= ⎪⎝⎭>0,则F (x )在(0,+∞)上是增函数, 当x >x 0时,F (x )>F (x 0)=0,当x <x 0时,F (x )<F (x 0)=0, 故()()00f x g x x x -->,即此时点P 是y =f (x )的“类对称点”,综上可得,y =F (x )存在“类对称点”,e 是一个“类对称点”的横坐标,又f (e )22322e lne e =+=,所以函数f (x )的“类对称中心点”的坐标是32e ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,故答案为:32e ⎛⎫ ⎪⎝⎭,.【点睛】本题考查利用导数求函数的单调增区间,求函数的最值问题、新定义的问题,考查了分类讨论思想和等价转化思想的合理运用,以及化简变形能力,此题是难题.三、解答题:(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)17.在平面四边形ABCD 中,A C π∠+∠=,1AB =,3BC =,2CD DA ==. (1)求C ∠;(2)若E 是BD 的中点,求CE . 【答案】(1)60C =o ;(2)2CE = 【解析】 【分析】(1)利用余弦定理进行化简,求出C ;(2)利用向量法求出CE .【详解】(1)由题设及余弦定理得:2222cos BD BC CD BC CD =+-⋅1312cos C C =-, BD 2=AB 2+DA 2﹣2AB •DA cos A =5+4cos C , 所以cos C 12=, 60C ∴=o ;(2)由1()2CE CD CB =+u u u r u u u r u u u r,得2221(2)4CE CD CB CD CB =++⋅u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r 1119(49223)424=++⨯⨯⨯=所以192CE =.【点睛】本题考查余弦定理的应用,考查了向量数量积运算,属于中档题.18. 如图,已知正三棱锥P-ABC 的侧面是直角三角形,PA=6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点D ,D 在平面PAB 内的正投影为点E ,连结PE 并延长交AB 于点G.(Ⅰ)证明:G 是AB 的中点;(Ⅱ)在图中作出点E 在平面PAC 内的正投影F (说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)作图见解析,体积为43. 【解析】试题分析:证明.AB PG ⊥由PA PB =可得G 是AB 的中点.(Ⅱ)在平面PAB 内,过点E 作PB 的平行线交PA 于点F ,F 即为E 在平面PAC 内的正投影.根据正三棱锥的侧面是直角三角形且6PA =,可得2,2 2.==DE PE 在等腰直角三角形EFP 中,可得2.==EF PF 四面体PDEF 的体积114222.323V =⨯⨯⨯⨯=试题解析:(Ⅰ)因为P 在平面ABC 内的正投影为D ,所以.AB PD ⊥因为D 在平面PAB 内的正投影为E ,所以.AB DE ⊥ 所以AB ⊥平面PED ,故.AB PG ⊥又由已知可得,PA PB =,从而G 是AB 的中点.(Ⅱ)在平面PAB 内,过点E 作PB 的平行线交PA 于点F ,F 即为E 在平面PAC 内的正投影.理由如下:由已知可得PB PA ⊥,PB PC ⊥,又EF PB P ,所以EF PA EF PC ⊥⊥,,因此EF ⊥平面PAC ,即点F 为E 在平面PAC 内的正投影.连结CG ,因为P 在平面ABC 内的正投影为D ,所以D 是正三角形ABC 的中心. 由(Ⅰ)知,G 是AB 的中点,所以D 在CG 上,故2.3=CD CG 由题设可得PC ⊥平面PAB ,DE ⊥平面PAB ,所以DE PC P ,因此21,.33==PE PG DE PC 由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且6PA =,可得2, 2.==DE PE 在等腰直角三角形EFP 中,可得 2.==EF PF 所以四面体PDEF 的体积114222.323V =⨯⨯⨯⨯= 【考点】线面位置关系及几何体体积的计算【名师点睛】文科立体几何解答题主要考查线面位置关系的证明及几何体体积的计算,空间中线面位置关系的证明主要包括线线、线面、面面三者的平行与垂直关系,其中推理论证的关键是结合空间想象能力进行推理,注意防止步骤不完整或考虑不全致推理片面,该类题目难度不大,以中档题为主.【此处有视频,请去附件查看】19.设椭圆22221(0)x y a b a b +=>>的右顶点为A ,上顶点为B.已知椭圆的离心率为3,AB = (1)求椭圆的方程;(2)设直线:(0)l y kx k =<与椭圆交于P ,Q 两点,l 与直线AB 交于点M ,且点P ,M 均在第四象限.若BPM △的面积是BPQ V 面积的2倍,求k 的值.【答案】(1)22194x y +=;(2)12-.【解析】分析:(I )由题意结合几何关系可求得3,2a b ==.则椭圆的方程为22194x y +=.(II )设点P 的坐标为()11,x y ,点M 的坐标为()22,x y ,由题意可得215x x =. 易知直线AB 的方程为236x y +=,由方程组236,,x y y kx +=⎧⎨=⎩可得2632x k =+.由方程组221,94,x y y kx ⎧+⎪=⎨⎪=⎩可得1x =.结合215x x =,可得89k =-,或12k =-.经检验k 的值为12-. 详解:(I )设椭圆的焦距为2c ,由已知得2259c a =,又由222a b c =+,可得23a b =.由||AB ==,从而3,2a b ==.所以,椭圆的方程为22194x y +=.(II )设点P 的坐标为11(,)x y ,点M 的坐标为22(,)x y ,由题意,210x x >>, 点Q 的坐标为11(,)x y --.由BPM △的面积是BPQ V 面积的2倍,可得||=2||PM PQ ,从而21112[()]x x x x -=--,即215x x =. 易知直线AB 的方程为236x y +=,由方程组236,,x y y kx +=⎧⎨=⎩消去y ,可得2632x k =+.由方程组221,94,x y y kx ⎧+⎪=⎨⎪=⎩消去y ,可得1294x k =+.由215x x =,可得2945(32)k k +=+,两边平方,整理得2182580k k ++=,解得89k =-,或12k =-. 当89k =-时,290x =-<,不合题意,舍去;当12k =-时,212x =,1125x =,符合题意.所以,k 的值为12-. 点睛:解决直线与椭圆的综合问题时,要注意:(1)注意观察应用题设中的每一个条件,明确确定直线、椭圆的条件;(2)强化有关直线与椭圆联立得出一元二次方程后的运算能力,重视根与系数之间的关系、弦长、斜率、三角形的面积等问题.20.如图,四边形ABCD 是平行四边形,平面AED ⊥平面ABCD ,//EF AB ,2AB =,3DE =,1BC EF ==,6AE =,60BAD ︒∠=,G 为BC 的中点.(1)求证:平面BED ⊥平面AED ; (2)求直线EF 与平面BED 所成角的正弦值. 【答案】(1)见解析;(25【解析】【分析】(1)根据余弦定理求出BD 3=,继而得到BD ⊥AD ,再根据面面垂直的判定定理即可证明;(2)先判断出直线EF 与平面BED 所成的角即为直线AB 与平面BED 所形成的角,再根据余弦定理和解直角三角形即可求出答案.【详解】(1)证明:在ABD ∆中,1AD =,2AB =,60BAD ︒∠=,由余弦定理可得3BD =,进而90ADB ︒∠=,即BD AD ⊥,又∵平面AED ⊥平面ABCD ,BD ⊂平面ABCD ,平面AED I 平面ABCD AD =,∴BD ⊥平面AED ,∵BD ⊂平面BED ,∴平面BED ⊥平面AED .(2)∵//EF AB ,∴直线EF 与平面BED 所成的角即为直线AB 与平面BED 所形成的角,过点A 作AH DE ⊥于点H ,连接BH ,又平面BED I 平面AED ED =, 由(1)知AH ⊥平面BED ,∴直线AB 与平面BED 所成的角为ABH ∠, 在ADE ∆,1AD =,3DE =,6AE =,由余弦定理得2cos 3ADE ∠=, ∴5sin 3ADE ∠=,∴53AH AD =⋅,在Rt AHB ∆中,5sin 6AH ABH AB ∠==, ∴直线EF 与平面BED 所成角的正弦值56.【点睛】本题考查了平面与平面的垂直,直线与平面所成的角,考查了空间想象能力,运算能力和推理论证能力,属于中档题.21.设抛物线Γ的方程为22y px =,其中常数0p >,F 是抛物线Γ的焦点. (1)设A 是点F 关于顶点O 的对称点,P 是抛物线Γ上的动点,求||||PA PF 的最大值;(2)设2p =,1l ,2l 是两条互相垂直,且均经过点F 的直线,1l 与抛物线Γ交于点A ,B ,2l 与抛物线Γ交于点C ,D ,若点G 满足4FG FA FB FC FD =+++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,求点G 的轨迹方程.【答案】(1;(2)23y x =- 【解析】 【分析】(1)求得A 的坐标,设出过A 的直线为y =k (x 2p+),k =tan α,联立抛物线方程,运用判别式为0,求得倾斜角,可得所求最大值;(2)求得F (1,0),设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),C (x 3,y 3),D (x 4,y 4),G (x ,y ),设l 1:y =k (x ﹣1),联立抛物线方程,运用韦达定理,以及两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,结合向量的坐标表示,以及消元,可得所求轨迹方程. 【详解】(1)A 是点(,0)2p F 关于顶点O 的对称点,可得(,0)2pA -, 设过A 的直线为()2py k x =+,tan k α=,联立抛物线方程可得22222(2)04k p k x k p p x +-+=, 由直线和抛物线相切可得2242(2)0k p p k p ∆=--=,解得1k =±, 可取1k =,可得切线的倾斜角为45°,由抛物线的定义可得||11||sin(90)cos PA PF αα︒==-,而α的最小值为45°, ||||PA PF; (2)由24y x =,可得(1,0)F ,设11(,)A x y ,22(,)B x y ,33(,)C x y ,44(,)D x y ,()G x y ,,设1:(1)l y k x =-,联立抛物线24y x =,可得2222(24)0k x k x k -++=,即有12242x x k+=+,12124()2y y k x x k k +=+-=, 由两直线垂直的条件,可将k 换为1k-,可得23424x x k +=+,344y y k +=-,点G 满足4FG FA FB FC FD =+++u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,可得123412344(1,)(4,)x y x x x x y y y y -=+++-+++,即为2123424444x x x x x k k =+++=++,1234444y y y y y k k =+++=-+, 可得222211()23y k k x k k=-=+-=-,则G 的轨迹方程为23y x =-.【点睛】本题考查抛物线的定义和方程、性质,考查直线和抛物线的位置关系,注意联立直线方程和抛物线方程,运用判别式和韦达定理,考查向量的坐标表示,以及化简运算能力,属于中档题.22.设,a b ∈R ,||1a ≤.已知函数32()63(4)f x x x a a x b =---+,()()x g x e f x =. (Ⅰ)求()f x 的单调区间;(Ⅱ)已知函数()y g x =和xy e =的图象在公共点(x 0,y 0)处有相同的切线,(i )求证:()f x 在0x x =处的导数等于0;(ii )若关于x 的不等式()e x g x ≤在区间00[1,1]x x -+上恒成立,求b 的取值范围. 【答案】(I )单调递增区间为(,)a -∞,(4,)a -+∞,单调递减区间为(,4)a a -.(II )(i )见解析.(ii )[7,1]-. 【解析】试题分析:求导数后因式分解根据1a ≤,得出4a a <-,根据导数的符号判断函数的单调性,给出单调区间,对()g x 求导,根据函数()y g x =和xy e =的图象在公共点(x 0,y 0)处有相同的切线,解得0()0f x '=,根据()f x 的单调性可知()()1f f x a ≤=在[1,1]a a -+上恒成立,关于x 的不等式()e x g x ≤在区间00[1,1]x x -+上恒成立,得出32()63(4)1f a a a a a a b =---+=,得32261b a a =-+,11a -≤≤,求出()f a 的范围,得出b 的范围.试题解析:(I )由()()32634f x x x a a x b =---+,可得()()()()()2'3123434f x x x a a x a x a =---=---,令()'0f x =,解得x a =,或4x a =-.由1a ≤,得4a a <-. 当x 变化时,()'f x ,()f x 的变化情况如下表:所以,()f x 的单调递增区间为(),a -∞,()4,a -+∞,单调递减区间为(),4a a -.(II )(i )因为()()()()''xg x e f x f x =+,由题意知()()0000'x x g x e g x e ⎧=⎪⎨=⎪⎩,所以()()()()0000000'x x x x f x e e e f x f x e ⎧=⎪⎨+=⎪⎩,解得()()001'0f x f x ⎧=⎪⎨=⎪⎩. 所以,()f x 在0x x =处的导数等于0.(ii )因为()xg x e ≤,[]001,1x x x ∈-+,由0x e >,可得()1f x ≤.又因为()01f x =,()0'0f x =,故0x 为()f x 的极大值点,由(I )知0x a =. 另一方面,由于1a ≤,故14a a +<-,由(I )知()f x 在()1,a a -内单调递增,在(),1a a +内单调递减,故当0x a =时,()()1f x f a ≤=在[]1,1a a -+上恒成立,从而()xg x e ≤在[]001,1x x -+上恒成立.由()()326341f a a a a a a b =---+=,得32261b a a =-+,11a -≤≤.令()32261t x x x =-+,[]1,1x ∈-,所以()2'612t x x x =-,令()'0t x =,解得2x =(舍去),或0x =.因为()17t -=-,()13t =-,()01t =,故()t x 的值域为[]7,1-. 所以,b取值范围是[]7,1-.【考点】导数的应用【名师点睛】利用导数工具研究函数是历年高考题中的难点问题,利用导数判断函数的单调性,求函数的极值或最值,利用导数的几何意义研究曲线的切线方程以及利用导数研究函数的零点和值域也是常见考法,本题把恒成立问题转化为函数值域问题很巧妙,问题转化为借助导数研究函数在某区间上的取值范围去解决,方法灵活思维巧妙,匠心独运.。

衡水中学2020届高三上学期四调数学(理)试卷附答案详析

衡水中学2020届高三上学期四调数学(理)试卷附答案详析
(i)求 f (x) 在 x x0 处的导数;
(ⅱ)若关于 x 的不等式 g( x) e x 在区间 x0 1, x0 1 上恒成立,求 b 的取值范围.
解析
衡水中学 2020 届高三上学期四调数学(理)试卷
一、单选题
1.已知集合 A x | x x 1 0 ,B x | y ln x a ,若 A B A ,则实数 a 的取值范围为( )
的面积为( )
A.
3 2
B. 5 2
C.
7 2
D. 9 2
7.已知等差数列
an
的公差不为零,其前 n 项和为 Sn ,若 S3 , S9 , S27 成等比数列,则
S9 S3
()
A. 3
B. 6
C. 9
D.12
uuv uuuv 8.在 ABC 中,点 P 满足 BP 3PC ,过点 P 的直线与 AB 、 AC 所在的直线分别交于点 M 、 N ,若
衡水中学 2020 届高三上学期四调数学(理)试卷
一、单选题
1.已知集合 A x | x x 1 0 ,B x | y ln x a ,若 A B A ,则实数 a 的取值范围为( )
A. , 0
B. , 0
C. 1,
D.1,
2.已知 AB 是抛物线 y2 2x 的一条焦点弦, AB 4 ,则 AB 中点 C 的横坐标是 ( )
3
(Ⅰ)证明:G 是 AB 的中点; (Ⅱ)在图中作出点 E 在平面 PAC 内的正投影 F(说明作法及理由),并求四面体 PDEF 的体积.
19.设椭圆
x2 a2
y2 b2
1(a b 0) 的右顶点为 A,上顶点为 B.已知椭圆的离心率为
5, 3

河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(文)试题(解析版)

河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级上学期四调考试数学(文)试题(解析版)

故选 B. 【点睛】本题主要考查共焦点双曲线方程的求解,双曲线的焦点坐标、渐近线方程的求解,点到直线距离
公式等知识,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
5.
C
是边长为
2
的等边三角形,已知向量
a

b
满足


2a

C

2a

b
,则下列结论正确的是
()
A. b 1
【详解】设双曲线方程为 x2 y2 , 9 16
将点 (3, 2 3 ) 代入双曲线方程,
2
解得 1 , 4x2 y2 1 . 4 94
从而所求双曲线方程的焦点坐标为
5 2
,
0

,一条渐近线方程为
y

4 3
x

即 4x-3y=0,
所以焦点到一条渐近线的距离是 10 2 , 9 16
2019-2020 学年河北省衡水中学高三(上)四调数学试卷(文科)
一、选择题(本大题共 12 小题,每题 5 分,共 60 分,下列每小题所给选项只有一项符合题
意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上)
1.设集合 M 1, 2,3 , N a 2, a2 2 ,且 M N 3 ,则实数 a 的值为(

1 2

4

0

4a

b
BC .故 D 正确.
考点:1 向量的加减法;2 向量的数量积;3 向量垂直.
【此处有视频,请去附件查看】
6.存在函数 f (x) 满足,对任意 x R 都有( ) A. f (sin 2x) sin x

河北省衡水中学2020届高三数学上学期四调考试试题文(含解析)

河北省衡水中学2020届高三数学上学期四调考试试题文(含解析)

河北省衡水中学2020届高三数学上学期四调考试试题文(含解析)一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60分,下列每小题所给选项只有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上)1.设集合M={﹣1,2,3},N={a+2,a2+2},且M∩N={3},则实数a的值为()A.1或﹣1 B.﹣1 C.1 D.22.AB是抛物线y2=2x的一条焦点弦,|AB|=4,则AB中点C的横坐标是()A.2 B.C.D.3.已知{a n}是等比数列,且a n>0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,那么a3+a5的值等于()A.5 B.10 C.15 D.204.与双曲线有共同的渐近线,且经过点A(﹣3,)的双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离是()A.8 B.4 C.2 D.15.△ABC是边长为2的等边三角形,已知向量,满足=2,=2+,则下列结论正确的是()A.||=1 B.⊥C.•=1 D.(4+)⊥6.存在函数f(x)满足,对任意x∈R都有()A.f(sin2x)=sin x B.f(sin2x)=x2+xC.f(x2+1)=|x+1| D.f(x2+2x)=|x+1|7.已知双﹣y2=1(a>0)的左、右焦点分别曲线为F1,F2,离心率为,P为双曲线右支上一点,且满足|PF1|2﹣|PF2|2=4,则△PF1F2的周长为()A.2B.2+2 C.2+4 D.2+48.已知函数f(x)为R上的可导函数,其导函数为f'(x),且f(x)=,在△ABC中,f(A)=f'(B)=1,则△ABC的形状为()A.等腰锐角三角形B.直角三角形C.等边三角形D.等腰钝角三角形9.如图,网格纸的各小格都是正方形,粗线画出的是一个三棱锥的侧视图和俯视图,则该三棱锥的正视图可能是()A.B.C.D.10.已知f(x)=sin(2019x+)+cos(2019x﹣)的最大值为A,若存在实数x1、x2,使得对任意实数x总有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则A|x1﹣x2|的最小值为()A.B.C.D.11.已知椭圆的左焦点为F,左、右顶点分别为A,C,上顶点为B.过F,B,C作圆P,其中圆心P的坐标为(m,n).当m+n>0时,椭圆离心率的取值范围为()A.B.C.D.12.设D=+a+2.其中e≈2.71828,则D的最小值为()A.B.C.+1 D.+1二、填空题(本大题共4小题,每题5分,共20分)13.南北朝时,张邱建写了一部算经,即《张邱建算经》,在这本算经中,张邱建对等差数列的研究做出了一定的贡献.例如算经中有一道题为:“今有十等人,每等一人,宫赐金以等次差降之,上三人先入,得金四斤,持出,下四人后入得金三斤,持出,中间三人未到者,亦依等次更给”,则某一等人比其下一等人多得斤金.(不作近似计算)14.已知直线l经过抛物线C:y=的焦点F,与抛物线交于A,B,且x A+x B=8,点D是弧AOB(O为原点)上一动点,以D为圆心的圆与直线l相切,当圆D的面积最大时,圆D的标准方程为.15.如图(1),在等腰直角△ABC中,斜边AB=4,D为AB的中点,将△ACD沿CD折叠得到如图(2)所示的三棱锥C﹣A'BD,若三棱锥C﹣A'BD的外接球的半径为,则∠A'DB =.16.已知△ABC的三边分别为a,b,c,所对的角分别为A,B,C,且满足,且△ABC的外接圆的面积为3π,则f(x)=cos2x+4(a+c)sin x+1的最大值的取值范围为三、解答题:(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)17.已知等差数列{a n}满足:a3=7,a5+a7=26.{a n}的前n项和为S n.(Ⅰ)求a n及S n;(Ⅱ)令b n=(n∈N*),求数列{b n}的前n项和T n.18.如图,在平面四边形ABCD中,已知AB=BC=CD=2,AD=2.(1)求cos A﹣cos C的值;(2)记△ABD与△BCD的面积分别为S1,S2,求S12+S22的最大值.19.已知抛物线C的方程y2=2px(p>0),焦点为F,已知点P在C上,且点P到点F的距离比它到y轴的距离大1.(1)试求出抛物线C的方程;(2)若抛物线C上存在两动点M,N(M,N在对称轴两侧),满足OM⊥ON(O为坐标原点),过点F作直线交C于A,B两点,若AB∥MN,线段MN上是否存在定点E,使得=4恒成立?若存在,请求出E的坐标,若不存在,请说明理由.20.椭圆的离心率是,过点P(0,1)做斜率为k的直线l,椭圆E与直线l交于A,B两点,当直线l垂直于y轴时.(Ⅰ)求椭圆E的方程;(Ⅱ)当k变化时,在x轴上是否存在点M(m,0),使得△AMB是以AB为底的等腰三角形,若存在求出m的取值范围,若不存在说明理由.21.设抛物线Γ的方程为y2=2px,其中常数p>0,F是抛物线Γ的焦点.(1)若直线x=3被抛物线Γ所截得的弦长为6,求p的值;(2)设A是点F关于顶点O的对称点,P是抛物线Γ上的动点,求的最大值;(3)设p=2,l1,l2是两条互相垂直,且均经过点F的直线,l1与抛物线Γ交于点A,B,l2与抛物线Γ交于点C,D,若点G满足4=+++,求点G的轨迹方程.22.已知函数.(1)讨论f(x)的单调性.(2)试问是否存在a∈(﹣∞,e],使得,对x∈[1,+∞)恒成立?若存在,求a的取值范围;若不存在,请说明理由.2019-2020学年河北省衡水中学高三(上)四调数学试卷(文科)参考答案与试题解析一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60分,下列每小题所给选项只有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上)1.设集合M={﹣1,2,3},N={a+2,a2+2},且M∩N={3},则实数a的值为()A.1或﹣1 B.﹣1 C.1 D.2【解答】解:∵M={﹣1,2,3},N={a+2,a2+2},且M∩N={3},∴a+2=3,或a2+2=3,解得a=1或﹣1,a=1时不满足集合元素的互异性,a=1舍去,∴a=﹣1.故选:B.2.AB是抛物线y2=2x的一条焦点弦,|AB|=4,则AB中点C的横坐标是()A.2 B.C.D.【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2)根据抛物线的定义可知|AB|=x1+x2+p=x1+x2+1=4,∴=,故选:C.3.已知{a n}是等比数列,且a n>0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,那么a3+a5的值等于()A.5 B.10 C.15 D.20【解答】解:由等比数列的性质得:a2•a4=a32,a4•a6=a52∴a2a4+2a3a5+a4a6=25可化为(a3+a5)2=25又∵a n>0∴a3+a5=5故选:A.4.与双曲线有共同的渐近线,且经过点A(﹣3,)的双曲线的一个焦点到一条渐近线的距离是()A.8 B.4 C.2 D.1【解答】解:∵与双曲线有共同的渐近线,∴设双曲线方程为,将点代入双曲线方程,解得,⇒从而所求双曲线方程的焦点坐标为(,0),一条渐近线方程为,所以焦点到一条渐近线的距离是=2,故选:C.5.△ABC是边长为2的等边三角形,已知向量,满足=2,=2+,则下列结论正确的是()A.||=1 B.⊥C.•=1 D.(4+)⊥【解答】解:因为已知三角形ABC的等边三角形,,满足=2,=2+,又,∴的方向应该为的方向.所以,,所以=2,=1×2×cos120°=﹣1,4=4×1×2×cos120°=﹣4,=4,所以=0,即(4)=0,即=0,所以;故选:D.6.存在函数f(x)满足,对任意x∈R都有()A.f(sin2x)=sin x B.f(sin2x)=x2+xC.f(x2+1)=|x+1| D.f(x2+2x)=|x+1|【解答】解:A.取x=0,则sin2x=0,∴f(0)=0;取x=,则sin2x=0,∴f(0)=1;∴f(0)=0,和1,不符合函数的定义;∴不存在函数f(x),对任意x∈R都有f(sin2x)=sin x;B.取x=0,则f(0)=0;取x=π,则f(0)=π2+π;∴f(0)有两个值,不符合函数的定义;∴该选项错误;C.取x=1,则f(2)=2,取x=﹣1,则f(2)=0;这样f(2)有两个值,不符合函数的定义;∴该选项错误;D.令x+1=t,则f(x2+2x)=|x+1|,化为f(t2﹣1)=|t|;令t2﹣1=x,则t=±;∴;即存在函数f(x)=,对任意x∈R,都有f(x2+2x)=|x+1|;∴该选项正确.故选:D.7.已知双﹣y2=1(a>0)的左、右焦点分别曲线为F1,F2,离心率为,P为双曲线右支上一点,且满足|PF1|2﹣|PF2|2=4,则△PF1F2的周长为()A.2B.2+2 C.2+4 D.2+4【解答】解:由题意可得b=1,c=,即有e==,可得a=,c=2,P为双曲线右支上一点,可得|PF1|﹣|PF2|=2a=2,又|PF1|2﹣|PF2|2=4,可得|PF1|+|PF2|=2,则△PF1F2的周长为2+2c=4+2,故选:C.8.已知函数f(x)为R上的可导函数,其导函数为f'(x),且f(x)=,在△ABC中,f(A)=f'(B)=1,则△ABC的形状为()A.等腰锐角三角形B.直角三角形C.等边三角形D.等腰钝角三角形【解答】解:函数的导数f′(x)=f′()cos x﹣sin x,则f′()=f′()cos﹣sin=×f′()﹣=f′()﹣,则f′()=,则f′()=1,则f′(x)=cos x﹣sin x=2cos(x+),f(x)=sin x+cos x=2cos(x﹣),∵f(A)=f'(B)=1,∴f′(B)=2cos(B+)=1,即cos(B+)=,则B+=,得B=,f(A)=2cos(A﹣)=1,即cos(A﹣)=,则A﹣=,则A=,则C=π﹣﹣=,则B=C,即△ABC是等腰钝角三角形,故选:D.9.如图,网格纸的各小格都是正方形,粗线画出的是一个三棱锥的侧视图和俯视图,则该三棱锥的正视图可能是()A.B.C.D.【解答】解:由已知中锥体的侧视图和俯视图,可得该几何体是三棱锥,由侧视图和俯视图可得,该几何的直观图如图P﹣ABC所示:顶点P在以BA和BC为邻边的平行四边形ABCD上的射影为CD的中点O,故该锥体的正视图是:故选:A.10.已知f(x)=sin(2019x+)+cos(2019x﹣)的最大值为A,若存在实数x1、x2,使得对任意实数x总有f(x1)≤f(x)≤f(x2)成立,则A|x1﹣x2|的最小值为()A.B.C.D.【解答】解:依题意f(x)=sin2019x cos+cos2019x sin+cos2019x cos+sin2019x sin=sin2019x+cos2019x=2sin(2019x+),∴A=2,T=,∴|x1﹣x2|min==,∴A|x1﹣x2|的最小值为,故选:C.11.已知椭圆的左焦点为F,左、右顶点分别为A,C,上顶点为B.过F,B,C作圆P,其中圆心P的坐标为(m,n).当m+n>0时,椭圆离心率的取值范围为()A.B.C.D.【解答】解:如图所示,线段FC的垂直平分线为:x=,线段BC的中点(,).∵k BC=﹣b,∴线段BC的垂直平分线的斜率k=.∴线段BC的垂直平分线方程为:y﹣=(x﹣),把x==m代入上述方程可得:y==n.∵m+n>0,∴>0.化为:b>,又0<b<1,解得<b<1.∴e==c=∈(0,).故选:A.12.设D=+a+2.其中e≈2.71828,则D的最小值为()A.B.C.+1 D.+1【解答】解:由题意可得a≥0,D=+a+2,由表示两点C(x,e x)与点A(a,2)的距离,而A在抛物线y2=4x(x≥0)上,抛物线的焦点F(1,0),准线为x=﹣1,则D表示A与C的距离和A与准线的距离的和再加上1,由抛物线的定义可得D表示A与C的距离和A与F的距离的和再加上1,由图象可得当F,A,C三点共线,且QF为曲线y=e x的法线,D取得最小值,即Q为切点,设为(m,e m),由•e m=﹣1,可得m+e2m=1,设g(m)=m+e2m,则g(m)递增,且g(0)=1,可得切点Q(0,1),即有|FQ|==,则D的最小值为+1.故选:C.二、填空题(本大题共4小题,每题5分,共20分)13.南北朝时,张邱建写了一部算经,即《张邱建算经》,在这本算经中,张邱建对等差数列的研究做出了一定的贡献.例如算经中有一道题为:“今有十等人,每等一人,宫赐金以等次差降之,上三人先入,得金四斤,持出,下四人后入得金三斤,持出,中间三人未到者,亦依等次更给”,则某一等人比其下一等人多得斤金.(不作近似计算)【解答】解:设第十等人得金a1斤,第九等人得金a2斤,以此类推,第一等人得金a10斤,则数列{a n}构成等差数列,设公差为d,则每一等人比下一等人多得d斤金,由题意得,即,解得d=,所以每一等人比下一等人多得斤金.14.已知直线l经过抛物线C:y=的焦点F,与抛物线交于A,B,且x A+x B=8,点D是弧AOB(O为原点)上一动点,以D为圆心的圆与直线l相切,当圆D的面积最大时,圆D的标准方程为(x﹣4)2+(y﹣4)2=5 .【解答】解:抛物线的标准方程为x2=4y,抛物线的焦点坐标为F(0,1),直线AB的斜率k===(x A+x B)==2,则l的方程为y=2x+1,即2x﹣y+1=0,点D到直线l距离最大时,圆D的面积最大,令y′==2,解得x=4,此时y=4,即D(4,4)到直线l距离最大,此时d===,所以所求圆的标准方程为(x﹣4)2+(y﹣4)2=5,故答案为:(x﹣4)2+(y﹣4)2=5.15.如图(1),在等腰直角△ABC中,斜边AB=4,D为AB的中点,将△ACD沿CD折叠得到如图(2)所示的三棱锥C﹣A'BD,若三棱锥C﹣A'BD的外接球的半径为,则∠A'DB =.【解答】解:球是三棱锥C﹣A'BD的外接球,所以球心O到各顶点的距离相等,如图.根据题意,CD⊥平面A'BD,取CD的中点E,A'B的中点G,连接CG,DG,因为A'D=BD,CD⊥平面A'BD,所以A'和B关于平面CDG对称,在平面CDG内,作线段CD的垂直平分线,则球心O在线段CD的垂直平分线上,设为图中的O点位置,过O作直线CD的平行线,交平面A'BD于点F,则OF⊥平面A'BD,且OF=DE=1,因为A'F在平面A'BD内,所以OF⊥A'F,即三角形A'OF为直角三角形,且斜边OA'=R=,∴A'F===2,所以,BF=2,所以四边形A'DBF为菱形,又知OD=R,三角形ODE为直角三角形,∴OE===2,∴三角形A'DF为等边三角形,∴∠A'DF=,故∠A'DB=,故填:.16.已知△ABC的三边分别为a,b,c,所对的角分别为A,B,C,且满足,且△ABC的外接圆的面积为3π,则f(x)=cos2x+4(a+c)sin x+1的最大值的取值范围为(12,24]【解答】解:由,可得:=,可得a2+2b2+c2+2ac+3ab+3bc=3ab+3b2+3ac+3bc,即a2+c2﹣b2=ac,那么2ac•cos B=ac,即cos B=∵0<B<π,∴B=.∵△ABC的外接圆的面积为3π,∴△ABC的外接圆的半径为R=,∴,a+c=2R(sin A+sin c)=6sin(A+).∵A,∴a+c∈(3,6],f(x)=cos2x+4(a+c)sin x+1=﹣2sin2x++4(a+c)sin x+2令g(t)=﹣2t2+4(a+c)t+2,t∈[﹣1,1],g(t)在[﹣1,1]单调递增,∴g(t)max=g(1)=4(a+c)∈(12,24]则f(x)=cos2x+4(a+c)sin x+1的最大值的取值范围为(12,24]'故答案为:(12,24].三、解答题:(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)17.已知等差数列{a n}满足:a3=7,a5+a7=26.{a n}的前n项和为S n.(Ⅰ)求a n及S n;(Ⅱ)令b n=(n∈N*),求数列{b n}的前n项和T n.【解答】解:(Ⅰ)设等差数列{a n}的公差为d,∵a3=7,a5+a7=26,∴,解得a1=3,d=2,∴a n=3+2(n﹣1)=2n+1;S n==n2+2n.(Ⅱ)===,∴T n===.18.如图,在平面四边形ABCD中,已知AB=BC=CD=2,AD=2.(1)求cos A﹣cos C的值;(2)记△ABD与△BCD的面积分别为S1,S2,求S12+S22的最大值.【解答】解:(1)在△ABD中,BD2=AD2+AB2﹣2AD•AB•cos A=12﹣8cos A,在△BDC中,BD2=BC2+CD2﹣2BC•CD•cos C,所以12﹣8cos A=8﹣8cos C,整理得.(2)由题意知:=8sin2A,,所以=8sin2A+4sin2C===,由于,所以,故,解得.当cos A=时,.19.已知抛物线C的方程y2=2px(p>0),焦点为F,已知点P在C上,且点P到点F的距离比它到y轴的距离大1.(1)试求出抛物线C的方程;(2)若抛物线C上存在两动点M,N(M,N在对称轴两侧),满足OM⊥ON(O为坐标原点),过点F作直线交C于A,B两点,若AB∥MN,线段MN上是否存在定点E,使得=4恒成立?若存在,请求出E的坐标,若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)由题意和抛物线定义可得=1,即p=2,∴抛物线的方程为y2=4x,(2)由题意可知,k MN≠0,设M(y12,y1),N(y22,y2),(y2>y1),由OM⊥ON,∴y12y22+y1y2=0,即y1y2=﹣16,直线MN的斜率k==,∴直线MN的方程为y﹣y1=(x﹣),即y=(x﹣4),直线AB,①斜率存在,设斜率为k,则y=k(x﹣1),与C联立可得ky2﹣4y﹣4k=0,∴|AB|=•=4(1+),设点E存在,并设为E(x0,y0),则|EM|•|EN|=(y0﹣y1)(y2﹣y0)=(1+)[﹣y1y2﹣y02+(y1+y2)y0]=(1+)(16﹣y02+),∵=4,∴16﹣y02+=16,解得y0=0,y0=(不是定点,舍去),则点E(4,0),经检验,此点满足y2<4x,所以在线段MN上,②若斜率不存在,则|AB|=4,|EM|•|EN|=4×4=16,此时点E(4,0)满足题意,综上所述,定点为(4,0)20.椭圆的离心率是,过点P(0,1)做斜率为k的直线l,椭圆E与直线l交于A,B两点,当直线l垂直于y轴时.(Ⅰ)求椭圆E的方程;(Ⅱ)当k变化时,在x轴上是否存在点M(m,0),使得△AMB是以AB为底的等腰三角形,若存在求出m的取值范围,若不存在说明理由.【解答】解:(Ⅰ)由已知椭圆过点,可得,解得a2=9,b2=4所以椭圆的E方程为.(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),AB的中点C(x0,y0)由消去y得(4+9k2)x2+18kx﹣27=0,所以.当k≠0时,设过点C且与l垂直的直线方程,将M(m,0)代入得:,若k>0,则,若k<0,则所以或,当k=0时,m=0综上所述,存在点M满足条件,m取值范围是.21.设抛物线Γ的方程为y2=2px,其中常数p>0,F是抛物线Γ的焦点.(1)若直线x=3被抛物线Γ所截得的弦长为6,求p的值;(2)设A是点F关于顶点O的对称点,P是抛物线Γ上的动点,求的最大值;(3)设p=2,l1,l2是两条互相垂直,且均经过点F的直线,l1与抛物线Γ交于点A,B,l2与抛物线Γ交于点C,D,若点G满足4=+++,求点G的轨迹方程.【解答】解:(1)由x=3可得y=±,可得2=6,解得p=;(2)A是点F(,0)关于顶点O的对称点,可得A(﹣,0),设过A的直线为y=k(x+),k=tanα,联立抛物线方程可得k2x2+(k2p﹣2p)x+=0,由直线和抛物线相切可得△=(k2p﹣2p)2﹣k4p2=0,解得k=±1,可取k=1,可得切线的倾斜角为45°,由抛物线的定义可得==,而α的最小值为45°,的最大值为;(3)由y2=4x,可得F(1,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),G(x,y),设l1:y=k(x﹣1),联立抛物线y2=4x,可得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,即有x1+x2=2+,y1+y2=k(x1+x2)﹣2k=,由两直线垂直的条件,可将k换为﹣,可得x3+x4=2+4k2,y3+y4=﹣4k,点G满足4=+++,可得4(x,y)=(x1+x2+x3+x4﹣4,y1+y2+y3+y4),即为4x=x1+x2+x3+x4﹣4=4k2+,4y=y1+y2+y3+y4=﹣4k+,可得y2=(k﹣)2=k2+﹣2=x﹣2,则G的轨迹方程为y2=x﹣2.22.已知函数.(1)讨论f(x)的单调性.(2)试问是否存在a∈(﹣∞,e],使得,对x∈[1,+∞)恒成立?若存在,求a的取值范围;若不存在,请说明理由.【解答】解:(1)f′(x)=xlnx﹣alnx+a﹣x=(x﹣a)(lnx﹣1),x∈(0,+∞),①当a≤0时,由f′(x)>0,解得x>e,由f′(x)<0,解得0<x<e,∴f(x)在(0,e)上单调递减,在(e,+∞)上单调递增,②0<a<e时,令f′(x)=0,解得x=a,或x=e,由f′(x)>0,解得0<x<a,或x>e,由f′(x)<0,解得a<x<e,∴f(x)在(a,e)上单调递减,在(0,a),(e,+∞)上单调递增,③当a=e时,f′(x)≥0恒成立,f(x)在(0,+∞)上单调递增,④当a>e时,由f′(x)>0,解得0<x<e,或x>a,由f′(x)<0,解得e<x<a,∴f(x)在(e,a)上单调递减,在(0,e),(a,+∞)上单调递增.(2)假设存在a∈(﹣∞,e],使得f(x)>3+sin对x∈[1,+∞)恒成立,则f(1)=2a﹣>3+sin,即8a﹣sin﹣15>0,设g(x)=8x﹣sin﹣15,则g′(x)=8﹣cos>0,则g(x)单调递增,∵g(2)=0,∴a>2,当a=e时,f(x)在[1,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(1),∴a>2,从而a=e满足题意,当2<a<e时,f(x)在(a,e)上单调递减,在[1,a),(e,+∞)上单调递增,∴,∴,(*),设h(x)=4ex﹣sin﹣e2﹣12,则h′(x)=4e﹣cos>0,则h(x)单调递增,∵h(2)=8e﹣e2﹣13>0,∴h(x)的零点小于2,从而不等式组(*)的解集为(2,+∞),∴2<a<e,综上,存在a∈(﹣∞,e],使得,对x∈[1,+∞)恒成立,且a 的取值范围为(2,e].。

2019-2020学年河北省衡水中学高三(上)四调数学试卷(理科)

2019-2020学年河北省衡水中学高三(上)四调数学试卷(理科)

【解答】 解:设第七层有 a 盏灯,由题意知第七层至第一层的灯的盏数
构成一个以 a 为首项,以 2 为公比的等比数列,
∴由等比数列的求和公式可得
=381,解得 a=3,
∴顶层有 3 盏灯, 故选: B.
4.(5 分)(2013?新课标 Ⅰ)已知双曲线 C:
(a> 0, b> 0)的离心
率为 ,则 C 的渐近线方程为(
其中真命题的个数是(

A.4 B.3 C.2 D.1
8.(5 分)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为(

A.10 B.20 C.40 D.60 9.( 5 分)已知 A,B 是椭圆
长轴的两个端点, M,N 是椭圆
上关于 x 轴对称的两点,直线 AM,BN 的斜率分别为 k1,k2( k1k2≠0),若椭圆
【分析】 把已知的等式变形, 然后利用复数代数形式的乘除运算化简, 最后利用
复数模的计算公式求模. 【解答】 解:∵ z(1+i)=i,
∴ z= =
=﹣ ,
∴ | z| =
=,
故选: A.
3.(5 分)(2019?河南二模)在明朝程大位《算法统宗》中有这样的一首歌谣:
“远看巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯
6.(5 分)(2019?洛阳模拟)已知函数 f (x)=Acos(ωx+φ)(ω>0)的部分图
象如图所示,下面结论错误的是(

A.函数 f (x)的最小周期为 B.图象 f(x)的图象可由 g( x) =Acos(ωx)的图象向右平移 个单位得到
C.函数 f(x)的图象关于直线 x= 对称
D.函数 f (x)在区间( , )上单调递增 【分析】由函数图象可求函数的周期, 利用正确公式可求 ω,又由题图可知 (f )

衡水中学2020届高三上学期第四次调研考试 理科数学(含答案)

衡水中学2020届高三上学期第四次调研考试  理科数学(含答案)

象限.若 BPM 的面积是 BPQ 面积的 2 倍,求 k 的值.
21.(本题满分 12 分)设抛物线 的方程为 y2 2 px ,其中常数 p 0 , F 是抛物线 的焦点.
(1)设 A 是点 F 关于顶点 O 的对称点, P 是抛物线 上的动点,求 | PA | 的最大值; | PF |
D. 5 2
9.如图,点 P 在正方体 ABCD A1B1C1D1 的面对角线 BC1 上运动,则下列四个结论:
A.
B. C. D.
4.已知 、 都为锐角,且 sin 21 、 cos 21 ,则 ( )
7
14
A. 3
B. 3
C. 6
D. 6
5. 设 a R , b [0 , 2 ) ,若对任意实数 x 都有 sin(3x ) sin(ax b) ,则满足条件的有序实数 3
h(x) g(x) 0 在 D 内恒成立,则称 P 点为函数 y h(x) 的“类对称中心点”,则函数 x x0
f
(x)
x2 2e2
lnx 的“类对称中心点”的坐标是

三、解答题:(本大题共 6 小题,共 70 分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。)
17.(本题满分 10 分)在平面四边形 ABCD 中, A C , AB 1 , BC 3 , CD DA 2 .
由(Ⅰ)知, G 是 AB 的中点,所以 D 在 CG 上,故 CD 2 CG . 3
由题设可得 PC 平面 PAB ,DE 平面 PAB ,所以 DE / /PC ,因此 PE 2 PG ,DE 1 PC .
3
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由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且 PA 6 ,可得 DE 2 , PG 3 2 , PE 2 2 .
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2019-2020学年河北省衡水中学高三(上)四调数学试卷(理科)一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60分,下列每小题所给选项只有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上)1.已知集合A={x|x(x﹣1)≤0},B={x|y=ln(x﹣a)},若A∩B=A,则实数a的取值范围为()A.(﹣∞,0)B.(﹣∞,0]C.(1,+∞)D.[1,+∞)2.AB是抛物线y2=2x的一条焦点弦,|AB|=4,则AB中点C的横坐标是()A.2B.C.D.3.如图,圆柱的轴截面ABCD为正方形,E为弧的中点,则异面直线AE与BC所成角的余弦值为()A.B.C.D.4.已知α、β都为锐角,且、,则α﹣β=()A.B.C.D.5.设a∈R,b∈[0,2π],若对任意实数x都有,则满足条件的有序实数对(a,b)的对数为()A.1B.2C.3D.46.已知F是双曲线C:﹣=1的一个焦点,点P在C上,O为坐标原点.若|OP|=|OF|,则△OPF的面积为()A.B.C.D.7.已知等差数列{a n}的公差不为零,其前n项和为S n,若S3,S9,S27成等比数列,则=()A.3B.6C.9D.128.在△ABC中,点P满足,过点P的直线与AB,AC所在的直线分别交于点M,N,若,(λ>0,μ>0),则λ+μ的最小值为()A.B.C.D.9.如图,点P在正方体ABCD﹣A1B1C1D1的面对角线BC1上运动,则下列四个结论:①三棱锥A﹣D1PC的体积不变;②A1P∥平面ACD1;③DP⊥BC1;④平面PDB1⊥平面ACD1.其中正确的结论的个数是()A.1个B.2个C.3个D.4个10.过三点A(1,3)、B(4,2)、C(1,﹣7)的圆截直线x+ay+2=0所得弦长的最小值等于()A.2B.4C.D.211.如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1的高为6,点D,E分别在线段A1C1,B1C上,A1C1=3DC1,B1C=4B1E.点A,D,E所确定的平面把三棱柱切割成体积不相等的两部分,若底面△ABC的面积为6,则较大部分的体积为()A.22B.23C.26D.2712.设D=+a+2.其中e≈2.71828,则D的最小值为()A.B.C.+1D.+1二、填空题:(本大题共4小题,每题5分,共20分)13.已知函数,则=.14.已知F1,F2分别为椭圆C:+=1的左、右焦点,且点A是椭圆C上一点,点M 的坐标为(2,0),若AM为∠F1AF2的角平分线,则|AF2|=.15.如图(1),在等腰直角△ABC中,斜边AB=4,D为AB的中点,将△ACD沿CD折叠得到如图(2)所示的三棱锥C﹣A'BD,若三棱锥C﹣A'BD的外接球的半径为,则∠A'DB=.16.设定义在D上的函数y=h(x)在点P(x0,h(x0))处的切线方程为l:y=g(x),当x≠x0时,若>0在D内恒成立,则称P点为函数y=h(x)的“类对称中心点”,则函数f(x)=+lnx的“类对称中心点”的坐标是.三、解答题:(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)17.在平面四边形ABCD中,∠A+∠C=π,AB=1,BC=3,CD=DA=2(1)求∠C;(2)若E是BD的中点,求CE.18.如图,已知正三棱锥P﹣ABC的侧面是直角三角形,P A=6,顶点P在平面ABC内的正投影为点D,D在平面P AB内的正投影为点E,连接PE并延长交AB于点G.(Ⅰ)证明:G是AB的中点;(Ⅱ)在图中作出点E在平面P AC内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.19.设椭圆+=1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,|AB|=.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l:y=kx(k<0)与椭圆交于P,Q两点,直线l与直线AB交于点M,且点P,M均在第四象限.若△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,求k的值.20.如图,四边形ABCD是平行四边形,平面AED⊥平面ABCD,EF∥AB,AB=2,DE=3,BC=EF=1,AE=,∠BAD=60°,G为BC的中点.(1)求证:FG∥平面BED;(2)求证:平面BED⊥平面AED;(3)求直线EF与平面BED所成角的正弦值.21.设抛物线Γ的方程为y2=2px,其中常数p>0,F是抛物线Γ的焦点.(1)若直线x=3被抛物线Γ所截得的弦长为6,求p的值;(2)设A是点F关于顶点O的对称点,P是抛物线Γ上的动点,求的最大值;(3)设p=2,l1,l2是两条互相垂直,且均经过点F的直线,l1与抛物线Γ交于点A,B,l2与抛物线Γ交于点C,D,若点G满足4=+++,求点G的轨迹方程.22.设a,b∈R,|a|≤1.已知函数f(x)=x3﹣6x2﹣3a(a﹣4)x+b,g(x)=e x f(x).(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)已知函数y=g(x)和y=e x的图象在公共点(x0,y0)处有相同的切线,(i)求证:f(x)在x=x0处的导数等于0;(ii)若关于x的不等式g(x)≤e x在区间[x0﹣1,x0+1]上恒成立,求b的取值范围.2019-2020学年河北省衡水中学高三(上)四调数学试卷(理科)参考答案与试题解析一、选择题(本大题共12小题,每题5分,共60分,下列每小题所给选项只有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上)1.已知集合A={x|x(x﹣1)≤0},B={x|y=ln(x﹣a)},若A∩B=A,则实数a的取值范围为()A.(﹣∞,0)B.(﹣∞,0]C.(1,+∞)D.[1,+∞)【解答】解:A={x|0≤x≤1},B={x|x>a};∵A∩B=A;∴A⊆B;∴a<0;∴实数a的取值范围为(﹣∞,0).故选:A.2.AB是抛物线y2=2x的一条焦点弦,|AB|=4,则AB中点C的横坐标是()A.2B.C.D.【解答】解:设A(x1,y1),B(x2,y2)根据抛物线的定义可知|AB|=x1+x2+p=x1+x2+1=4,∴=,故选:C.3.如图,圆柱的轴截面ABCD为正方形,E为弧的中点,则异面直线AE与BC所成角的余弦值为()A.B.C.D.【解答】解:取BC的中点H,连接EH,AH,∠EHA=90°,设AB=2,则BH=HE=1,AH=,所以AE=,连接ED,ED=,因为BC∥AD,所以异面直线AE与BC所成角即为∠EAD,在△EAD中cos∠EAD==,故选:D.4.已知α、β都为锐角,且、,则α﹣β=()A.B.C.D.【解答】解:∵、,∴cosα==,sinβ==,∵sinα<sinβ且α,β均为锐角,∴0<α<β<,∴﹣<α﹣β<0,又sin(α﹣β)=sinαcosβ﹣cosαsinβ=﹣=﹣,∴α﹣β=﹣.故选:C.5.设a∈R,b∈[0,2π],若对任意实数x都有,则满足条件的有序实数对(a,b)的对数为()A.1B.2C.3D.4【解答】解:∵,∴或,k∈Z,∴a=3,b=或a=﹣3,b=,k∈Z.∵a∈R,b∈[0,2π],∴当k=﹣1时,b=或k=0时,b=,满足条件,∴满足条件的有序实数对(a,b)为(3,)和(﹣3,),共2对.故选:B.6.已知F是双曲线C:﹣=1的一个焦点,点P在C上,O为坐标原点.若|OP|=|OF|,则△OPF的面积为()A.B.C.D.【解答】解:如图,不妨设F为双曲线C:﹣=1的右焦点,P为第一象限点.由双曲线方程可得,a2=4,b2=5,则,则以O为圆心,以3为半径的圆的方程为x2+y2=9.联立,解得P(,).∴.故选:B.7.已知等差数列{a n}的公差不为零,其前n项和为S n,若S3,S9,S27成等比数列,则=()A.3B.6C.9D.12【解答】解:设等差数列{a n}的公差d不为零,S3,S9,S27成等比数列,可得S92=S3S27,即有(9a1+36d)2=(3a1+3d)(27a1+351d),化为d=2a1,则===9,故选:C.8.在△ABC中,点P满足,过点P的直线与AB,AC所在的直线分别交于点M,N,若,(λ>0,μ>0),则λ+μ的最小值为()A.B.C.D.【解答】解:∵△ABC中,,点P满足,∴∴∵,(λ>0,μ>0),∴因为B,P,C三点共线,所以,,λ>0,μ>0∴λ+μ=(λ+μ)()=1+≥1+=当且仅当μ=λ时取“=”,则λ+μ的最小值为故选:B.9.如图,点P在正方体ABCD﹣A1B1C1D1的面对角线BC1上运动,则下列四个结论:①三棱锥A﹣D1PC的体积不变;②A1P∥平面ACD1;③DP⊥BC1;④平面PDB1⊥平面ACD1.其中正确的结论的个数是()A.1个B.2个C.3个D.4个【解答】解:对于①,由题意知AD1∥BC1,从而BC1∥平面AD1C,故BC1上任意一点到平面AD1C的距离均相等,所以以P为顶点,平面AD1C为底面,则三棱锥A﹣D1PC的体积不变,故①正确;对于②,连接A1B,A1C1,A1C1∥AD1且相等,由于①知:AD1∥BC1,所以BA1C1∥面ACD1,从而由线面平行的定义可得,故②正确;对于③,由于DC⊥平面BCB1C1,所以DC⊥BC1,若DP⊥BC1,则BC1⊥平面DCP,BC1⊥PC,则P为中点,与P为动点矛盾,故③错误;对于④,连接DB1,由DB1⊥AC且DB1⊥AD1,可得DB1⊥面ACD1,从而由面面垂直的判定知,故④正确.故选:C.10.过三点A(1,3)、B(4,2)、C(1,﹣7)的圆截直线x+ay+2=0所得弦长的最小值等于()A.2B.4C.D.2【解答】解:根据三点A(1,3)、B(4,2)、C(1,﹣7)坐标,设圆心的坐标为P(a,﹣2),利用r2=(1﹣a)2+(3+2)2=(4﹣a)2+(2+2)2,解得a=1,所以P(1,﹣2,)由于直线x+ay+2=0经过定点Q(﹣2,0),当直线PQ与弦垂直时,弦长最短,所以l =2,所以最小弦长为4.故选:B.11.如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1的高为6,点D,E分别在线段A1C1,B1C上,A1C1=3DC1,B1C=4B1E.点A,D,E所确定的平面把三棱柱切割成体积不相等的两部分,若底面△ABC的面积为6,则较大部分的体积为()A.22B.23C.26D.27【解答】解:如图,延长AD与CC1的交点为P,连接PE与C1B1的交点为N,延长PE交B1B为M,与面ABC交于点Q,得到截面为DNMA,∵A1C1=3DC1,B1C=4B1E,∴M,N分别为C1B1,B1B的中点,下部分体积V下=V P﹣AQC﹣V﹣V M﹣ABQ=﹣=23.故选:B.12.设D=+a+2.其中e≈2.71828,则D的最小值为()A.B.C.+1D.+1【解答】解:由题意可得a≥0,D=+a+2,由表示两点C(x,e x)与点A(a,2)的距离,而A在抛物线y2=4x(x≥0)上,抛物线的焦点F(1,0),准线为x=﹣1,则D表示A与C的距离和A与准线的距离的和再加上1,由抛物线的定义可得D表示A与C的距离和A与F的距离的和再加上1,由图象可得当F,A,C三点共线,且QF为曲线y=e x的法线,D取得最小值,即Q为切点,设为(m,e m),由•e m=﹣1,可得m+e2m=1,设g(m)=m+e2m,则g(m)递增,且g(0)=1,可得切点Q(0,1),即有|FQ|==,则D的最小值为+1.故选:C.二、填空题:(本大题共4小题,每题5分,共20分)13.已知函数,则=﹣4.【解答】解:∵,∴f()==﹣3∴.故答案为:﹣4.14.已知F1,F2分别为椭圆C:+=1的左、右焦点,且点A是椭圆C上一点,点M 的坐标为(2,0),若AM为∠F1AF2的角平分线,则|AF2|=.【解答】解:由题意可知:∠F1AM=∠MAF2,设A在y轴左侧,∴=3,由|AF1|+|AF2|=2a=10,A在y轴右侧时,|AF2|==,故答案为:.15.如图(1),在等腰直角△ABC中,斜边AB=4,D为AB的中点,将△ACD沿CD折叠得到如图(2)所示的三棱锥C﹣A'BD,若三棱锥C﹣A'BD的外接球的半径为,则∠A'DB=.【解答】解:球是三棱锥C﹣A'BD的外接球,所以球心O到各顶点的距离相等,如图.根据题意,CD⊥平面A'BD,取CD的中点E,A'B的中点G,连接CG,DG,因为A'D=BD,CD⊥平面A'BD,所以A'和B关于平面CDG对称,在平面CDG内,作线段CD的垂直平分线,则球心O在线段CD的垂直平分线上,设为图中的O点位置,过O作直线CD的平行线,交平面A'BD于点F,则OF⊥平面A'BD,且OF=DE=1,因为A'F在平面A'BD内,所以OF⊥A'F,即三角形A'OF为直角三角形,且斜边OA'=R=,∴A'F===2,所以,BF=2,所以四边形A'DBF为菱形,又知OD=R,三角形ODE为直角三角形,∴OE===2,∴三角形A'DF为等边三角形,∴∠A'DF=,故∠A'DB=,故填:.16.设定义在D上的函数y=h(x)在点P(x0,h(x0))处的切线方程为l:y=g(x),当x≠x0时,若>0在D内恒成立,则称P点为函数y=h(x)的“类对称中心点”,则函数f(x)=+lnx的“类对称中心点”的坐标是.【解答】解:由题意得,f′(x)=,f(x0)=(x>0),即函数y=f(x)的定义域D=(0,+∞),所以函数y=f(x)在点P(x0,f(x0))处的切线方程l方程为:y﹣()=()(x﹣x0),则g(x)=()(x﹣x0)+(),设F(x)=f(x)﹣g(x)=+lnx﹣[()(x﹣x0)+()],则F(x0)=0,所以F′(x)=f′x)﹣g′(x)=﹣()===当0<x0<e时,F(x)在(x0,)上递减,∴x∈(x0,)时,F(x)<F(x0)=0,此时,当x0>e时,F(x)在(,x0)上递减;∴x∈(,x0)时,F(x)>F(x0)=0,此时,∴y=F(x)在(0,e)∪(e,+∞)上不存在“类对称点”.若x0=e,=>0,则F(x)在(0,+∞)上是增函数,当x>x0时,F(x)>F(x0)=0,当x<x0时,F(x)<F(x0)=0,故,即此时点P是y=f(x)的“类对称点”,综上可得,y=F(x)存在“类对称点”,e是一个“类对称点”的横坐标,又f(e)==,所以函数f(x)的“类对称中心点”的坐标是,故答案为:.三、解答题:(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)17.在平面四边形ABCD中,∠A+∠C=π,AB=1,BC=3,CD=DA=2(1)求∠C;(2)若E是BD的中点,求CE.【解答】解:(1)由余弦定理得:BD2=BC2+CD2﹣2BC•CD cos C=13﹣12cos C,BD2=AB2+DA2﹣2AB•DA cos A=5+4cos C,所以cos C=,故C=60°.(2)由,=,所以CE=18.如图,已知正三棱锥P﹣ABC的侧面是直角三角形,P A=6,顶点P在平面ABC内的正投影为点D,D在平面P AB内的正投影为点E,连接PE并延长交AB于点G.(Ⅰ)证明:G是AB的中点;(Ⅱ)在图中作出点E在平面P AC内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.【解答】解:(Ⅰ)证明:∵P﹣ABC为正三棱锥,且D为顶点P在平面ABC内的正投影,∴PD⊥平面ABC,则PD⊥AB,又E为D在平面P AB内的正投影,∴DE⊥面P AB,则DE⊥AB,∵PD∩DE=D,∴AB⊥平面PDE,连接PE并延长交AB于点G,则AB⊥PG,又P A=PB,∴G是AB的中点;(Ⅱ)在平面P AB内,过点E作PB的平行线交P A于点F,F即为E在平面P AC内的正投影.∵正三棱锥P﹣ABC的侧面是直角三角形,∴PB⊥P A,PB⊥PC,又EF∥PB,所以EF⊥P A,EF⊥PC,因此EF⊥平面P AC,即点F为E在平面P AC内的正投影.连结CG,因为P在平面ABC内的正投影为D,所以D是正三角形ABC的中心.由(Ⅰ)知,G是AB的中点,所以D在CG上,故CD=CG.由题设可得PC⊥平面P AB,DE⊥平面P AB,所以DE∥PC,因此PE=PG,DE=PC.由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且P A=6,可得DE=2,PG=3,PE=2.在等腰直角三角形EFP中,可得EF=PF=2.所以四面体PDEF的体积V=×DE×S△PEF=×2××2×2=.19.设椭圆+=1(a>b>0)的右顶点为A,上顶点为B.已知椭圆的离心率为,|AB|=.(Ⅰ)求椭圆的方程;(Ⅱ)设直线l:y=kx(k<0)与椭圆交于P,Q两点,直线l与直线AB交于点M,且点P,M均在第四象限.若△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,求k的值.【解答】解:(1)设椭圆的焦距为2c,由已知可得,又a2=b2+c2,解得a=3,b=2,∴椭圆的方程为:,(Ⅱ)设点P(x1,y1),M(x2,y2),(x2>x1>0).则Q(﹣x1,﹣y1).∵△BPM的面积是△BPQ面积的2倍,∴|PM|=2|PQ|,从而x2﹣x1=2[x1﹣(﹣x1)],∴x2=5x1,易知直线AB的方程为:2x+3y=6.由,可得>0.由,可得,⇒,⇒18k2+25k+8=0,解得k=﹣或k=﹣.由>0.可得k,故k=﹣,20.如图,四边形ABCD是平行四边形,平面AED⊥平面ABCD,EF∥AB,AB=2,DE=3,BC=EF=1,AE=,∠BAD=60°,G为BC的中点.(1)求证:FG∥平面BED;(2)求证:平面BED⊥平面AED;(3)求直线EF与平面BED所成角的正弦值.【解答】证明:(1)BD的中点为O,连接OE,OG,在△BCD中,∵G是BC的中点,∴OG∥DC,且OG=DC=1,又∵EF∥AB,AB∥DC,∴EF∥OG,且EF=OG,即四边形OGEF是平行四边形,∴FG∥OE,∵FG⊄平面BED,OE⊂平面BED,∴FG∥平面BED;(2)证明:在△ABD中,AD=1,AB=2,∠BAD=60°,由余弦定理可得BD=,仅而∠ADB=90°,即BD⊥AD,又∵平面AED⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,平面AED∩平面ABCD=AD,∴BD⊥平面AED,∵BD⊂平面BED,∴平面BED⊥平面AED.(Ⅲ)∵EF∥AB,∴直线EF与平面BED所成的角即为直线AB与平面BED所形成的角,过点A作AH⊥DE于点H,连接BH,又平面BED∩平面AED=ED,由(2)知AH⊥平面BED,∴直线AB与平面BED所成的角为∠ABH,在△ADE,AD=1,DE=3,AE=,由余弦定理得cos∠ADE=,∴sin∠ADE=,∴AH=AD•,在Rt△AHB中,sin∠ABH==,∴直线EF与平面BED所成角的正弦值21.设抛物线Γ的方程为y2=2px,其中常数p>0,F是抛物线Γ的焦点.(1)若直线x=3被抛物线Γ所截得的弦长为6,求p的值;(2)设A是点F关于顶点O的对称点,P是抛物线Γ上的动点,求的最大值;(3)设p=2,l1,l2是两条互相垂直,且均经过点F的直线,l1与抛物线Γ交于点A,B,l2与抛物线Γ交于点C,D,若点G满足4=+++,求点G的轨迹方程.【解答】解:(1)由x=3可得y=±,可得2=6,解得p=;(2)A是点F(,0)关于顶点O的对称点,可得A(﹣,0),设过A的直线为y=k(x+),k=tanα,联立抛物线方程可得k2x2+(k2p﹣2p)x+=0,由直线和抛物线相切可得△=(k2p﹣2p)2﹣k4p2=0,解得k=±1,可取k=1,可得切线的倾斜角为45°,由抛物线的定义可得==,而α的最小值为45°,的最大值为;(3)由y2=4x,可得F(1,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3),D(x4,y4),G(x,y),设l1:y=k(x﹣1),联立抛物线y2=4x,可得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,即有x1+x2=2+,y1+y2=k(x1+x2)﹣2k=,由两直线垂直的条件,可将k换为﹣,可得x3+x4=2+4k2,y3+y4=﹣4k,点G满足4=+++,可得4(x,y)=(x1+x2+x3+x4﹣4,y1+y2+y3+y4),即为4x=x1+x2+x3+x4﹣4=4k2+,4y=y1+y2+y3+y4=﹣4k+,可得y2=(k﹣)2=k2+﹣2=x﹣2,则G的轨迹方程为y2=x﹣2.22.设a,b∈R,|a|≤1.已知函数f(x)=x3﹣6x2﹣3a(a﹣4)x+b,g(x)=e x f(x).(Ⅰ)求f(x)的单调区间;(Ⅱ)已知函数y=g(x)和y=e x的图象在公共点(x0,y0)处有相同的切线,(i)求证:f(x)在x=x0处的导数等于0;(ii)若关于x的不等式g(x)≤e x在区间[x0﹣1,x0+1]上恒成立,求b的取值范围.【解答】(Ⅰ)解:由f(x)=x3﹣6x2﹣3a(a﹣4)x+b,可得f'(x)=3x2﹣12x﹣3a(a ﹣4)=3(x﹣a)(x﹣(4﹣a)),令f'(x)=0,解得x=a,或x=4﹣a.由|a|≤1,得a<4﹣a.当x变化时,f'(x),f(x)的变化情况如下表:x(﹣∞,a)(a,4﹣a)(4﹣a,+∞)f'(x)+﹣+f(x)↗↘↗∴f(x)的单调递增区间为(﹣∞,a),(4﹣a,+∞),单调递减区间为(a,4﹣a);(Ⅱ)(i)证明:∵g'(x)=e x(f(x)+f'(x)),由题意知,∴,解得.∴f(x)在x=x0处的导数等于0;(ii)解:∵g(x)≤e x,x∈[x0﹣1,x0+1],由e x>0,可得f(x)≤1.又∵f(x0)=1,f'(x0)=0,故x0为f(x)的极大值点,由(I)知x0=a.另一方面,由于|a|≤1,故a+1<4﹣a,由(Ⅰ)知f(x)在(a﹣1,a)内单调递增,在(a,a+1)内单调递减,故当x0=a时,f(x)≤f(a)=1在[a﹣1,a+1]上恒成立,从而g(x)≤e x在[x0﹣1,x0+1]上恒成立.由f(a)=a3﹣6a2﹣3a(a﹣4)a+b=1,得b=2a3﹣6a2+1,﹣1≤a≤1.令t(x)=2x3﹣6x2+1,x∈[﹣1,1],∴t'(x)=6x2﹣12x,令t'(x)=0,解得x=2(舍去),或x=0.∵t(﹣1)=﹣7,t(1)=﹣3,t(0)=1,故t(x)的值域为[﹣7,1].∴b的取值范围是[﹣7,1].。

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