2020年东北三省三校(辽宁省实验中学、东北师大附中、哈师大附中)高考数学三模试卷(理科)(有答案解
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2020
年东北三省三校(辽宁省实验中学、东北师大附中、哈师大
附中)高考数学三模试卷(理科)
题号一
二三
总分得分
一、选择题(本大题共12小题,共60.0 分)
1. 设集合A={x∈Z|x2≤1,} B={-1,0,1,2},则A∩B=()
A. {-1 ,1}
B. {0}
C. {-1 ,0,1}
D. [-1 ,1]
2. 命题“ ?x∈R,x3-x2+1≤0”的否定是()
A. ?x∈R,x3-x2+1≥0
B. ?x∈R,x3-x2+1>0
C. ?x∈R,x3-x2+1≤O
D. ?x∈R,x3- x2+1> 0
3. 已知向量,的夹角为60 °,| |=2,| |=4,则(- )=()
A. -16
B. -13
C. -12
D. -10
4. 已知双曲线C:- =1(a>0,b>0)的离心率为2,则 C 的渐近线方程为()
A. y=± x
B. y=± x
C. y=±2x
D. y=± x
5. 等比数列{ a n}的各项均为正数,a1=1,a1+a2+a3=7,则a3+a4+a5=()
A. 14
B. 21
C. 28
D. 63
6. 某面粉供应商所供应的某种袋装面粉质量服从正态分布N(10,0.12)(单位:kg),现抽取
500
袋样本,X 表示抽取的面粉质量在(10,10.2)kg的袋数,则X 的数学期望约为()参考数据:若X 服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ-σ<X≤μ+)σ≈0.6827,P(μ-2σ<X≤μ+2)σ ≈
0.9545,P (μ-3σ<X≤μ +3)σ≈ 0.9973
A. 171
B. 239
C. 341
D. 477
7. 在复平面内,复数z=a+bi(a∈R,b∈R)对应向量(O为坐标原点),设| |=r,以射线Ox 为
始边,OZ为终边旋转的角为θ,则z=r(cosθ+isin θ),法国数学家棣莫弗发现棣莫弗定理:z1=r1
(
cos
θ
1+isin θ1),z2= r 2(cos θ2+isin θ2),则z1z2=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)],由棣莫弗定理导出了复数乘方公式:[r(cosθ+isin θ)] n=r n(cosnθ+isinnθ),则()5=()
8. 运行程序框图,如果输入某个正数n 后,输出的s∈(20,50),那么n的
值为()
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
第 1 页,共16 页
9. 已知四面体ABCD 中,平面ABD⊥平面BCD ,△ABD 为边长 2 的等边三角形,BD=DC,
BD⊥CD,则异面直线,AC与BD所成角的余弦值为()
A.
10. 一项针对都市熟男(三线以上城市30~50 岁男性)消费水平的调查显示,对于最近一年内是否购买过以下七类高价商品,全体被调查者,以及其中包括的1980 年及以后出生(80后)被调查者、1980
全体被调查者80 后被调查者80 前被调查者电子产品56.9%66.0%48.5%
服装23.0%24.9%21.2%
手表14.3%19.4%9.7%
运动、户外用品10.4%11.1%9.7%
珠宝首饰8.6%10.8% 6.5%
箱包8.1%11.3% 5.1%
个护与化妆品 6.6% 6.0%7.2%
以上皆无25.3%17.9%32.1%
根据表格中数据判断,以下分析错误的是()
A. 都市熟男购买比例最高的高价商品是电子产品
B. 从整体上看,80 后购买高价商品的意愿高于80 前
C. 80 前超过三成一年内从未购买过表格中七类高价商品
D. 被调查的都市熟男中80后人数与80 前人数的比例大约为2:1
11. 椭圆+y2=1 上存在两点A,B关于直线4x-2y-3=0 对称,若O 为坐标原点,则| |=()
A. 1
B.
C.
D.
12. 如图,直角梯形ABCD,AB∥CD,∠ABC=90°,CD=2,AB=BC=1,E是边CD中点,△ADE 沿
AE 翻折成四棱锥D′-ABCE,则点 C 到平面ABD′距离的最大值为()
A.
二、填空题(本大题共 4 小题,共20.0分)
13. 已知等差数列{a n}的前n 项和为S n,且S4=24,a8=17,则S8=______
14. 函数y=sin(ωx+ )(ω∈N * )的一条对称轴为x= ,则ω的最小值为____ .
15. 若函数f(x)= 在(-∞,+∞)上单调递增,则m的取值范围是 ____ .
16. 已知f(x)= +b,g(x)=f2(x)-1,其中a≠0,c> 0,则下列判断正确的是 _______ .(写出
所有正确结论的序号)
①f(x)关于点(0,b)成中心对称
②f(x)在(0,+∞)上单调递增
③存在M>0,使|f(x)| ≤M
④若g(x)有零点,则b=0
⑤g(x)=0 的解集可能为{1,-1,2,-2}
三、解答题(本大题共7 小题,共82.0分)
17. 在△ABC 中,2sinA?sinB(1-tanA?tanB)=tanA?tanB.
(Ⅰ )求∠C 的大小;
(Ⅱ)求sinA-cosB 的取值范围.
18. 如图,四棱锥P-ABCD 中,PA ⊥底面ABCD,△ACD是边长为 2 的
等边三角形,且AB=BC= ,PA=2,点M 是棱PC上的动
点.(Ⅰ)求证:平面PAC⊥平面PBD ;
(Ⅱ )当线段MB 最小时,求直线MB 与平面PBD所成角的正弦
值.
19. 现代社会,“鼠标手”已成为常见病.一次实验中,10名实验对象进行160 分钟的连续鼠标点击
游戏,每位实验对象完成的游戏关卡一样,鼠标点击频率平均为180 次/分钟,实验研究人员测试了实验对象使用鼠标前后的握力变化,前臂表面肌电频率(sEMG )等指标.
(Ⅰ)10名实验对象实验前、后握力(单位:N)测试结果如下:
实验前:346,357,358,360,362,362,364,372,373,376
实验后:313,321,322,324,330,332,334,343,350,361 完成茎叶图,并计算实验后握力平均值比实验前握力的平均值下降了多少N?
(Ⅱ )实验过程中测得时间t(分)与10 名实验对象前臂表面肌电频率(sEMG )的中位数y (Hz)的九组对应数据(t,y)为(0,87),(20,84),(40,86),(60,79),(80,78),(100,78)(120,76),(140,77),(160,75)建立y关于时间t的线性回归方程;
(Ⅲ )若肌肉肌电水平显著下降,提示肌肉明显进入疲劳状态,根据(Ⅱ)中9 组数据分析,使用鼠标多少分钟就该进行休息了?
参考数据:(t i )(y i )=-1800
参考公式:回归方程= t+ 中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:
20. 抛物线x2=4y的焦点为F,准线为l,若 A 为抛物线上第一象限
的一动点,过F作AF的垂线交准线l于点B,交抛物线于M,
N 两点.
(Ⅰ )求证:直线AB 与抛物线相切;(Ⅱ)若点A满足AM
⊥AN ,求此时点 A 的坐标.
21. 已知函数f(x)=(2-x)e k(x-1)-x(k∈R,e 为自然对数的底数)
Ⅰ)若f(x)在R上单调递减,求k 的最大值;
Ⅱ)当x∈(1,2)时,证明:ln >2(x- )
22. 已知曲线 C 的参数方程为(θ为参数),A(2,0),P 为曲线 C 上的一动点.
(Ⅰ )求动点P 对应的参数从变动到时,线段AP 所扫过的图形面积;
(Ⅱ )若直线AP与曲线 C 的另一个交点为Q,是否存在点P,使得P为线段AQ 的中点?
若存在,求出点P 坐标;若不存在,说明理由.
23. 已知函数f(x)=|3x+2|.
(Ⅰ)解不等式f(x)< 4-|x-1|;
(Ⅱ)已知m>0,n>0,m+n=1,若对任意的x∈R,m>0,n>0不等式|x-a|-f(x)≤(a > 0)恒成立,求正数 a 的取值范围.
由双曲线的渐近线方程可得答案. 【解答】
解:根据题意,双曲线的方程为: 其焦点在 x 轴上,其渐近线方程为 y=± x ,
又由其离心率 e= =2,则 c=2a ,
则 b= = a ,即 = , 则其渐近线方程 y=± x ;
1.答案: C
答案与解析
解析: 解: ∵集合 A={x ∈Z|x 2≤1}={-1,0,1} ,
B={-1 ,0,1,2}, ∴A ∩B={-1 ,0,1} .
故选: C . 利用交集定义直接求解.
本题考查交集的求法,考查交集定义、不等式性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题. 2.答案: B
解析: 解:将量词否定,结论否定,可得 ?x ∈R , x 3-x 2+1>0 故选: B .
将量词否定,结论否定,可得结论. 本题考查命题的否定,考查学生分析解决问题的能力,属于基础题.
3. 答案: C
解析: 解:向量
的夹角为 60°, | |=2, | |=4,
则( - ) = = =-12 . 故选: C .
直接利用向量的数量积的运算法则化简求解即可. 本题考查向量的数量积的应用,考查计算能力.
解析: 【分析】
本题考查双曲线的几何性质, 注意由双曲线的标准方程分析焦点的位置, 属于基础题.
确定双曲线的渐近线方程,
根据题意,由双曲线的离心率 e=2 可得 c=2a ,由双曲线的几何性质可得
=
即
5. 答案:C
解析:解:设等比数列{a n} 的公比为q>0,∵a1=1,a1+a2+a3=7,∴1+q+q2=7,解得q=2.
则a3+a4+a5=q2+q3+q4=4+8+16=28 .故选:C.
利用等比数列的通项公式即可得出.本题考查了等比数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
6. 答案:B
解析:解:∵P(μ-2σ<X≤μ+2)σ≈0.9545,且μ=10,σ=0.1,
∴P(9.8<X<10.2)≈0.954,5
∴P(10< X<10.2)= =0.47725,
则面粉质量在(10,10.2)kg 的袋数Y 服从二项分布,即Y~B(500,0.47752),则E(Y)
=500×0.47752 ≈23.9
故选:B.
先根据正态分布求得质量在(10,10.2)kg的袋数的概率,再根据袋数Y 服从二项分布可得.本题考查了离散型随机变量的期望与方差,属中档题.
7. 答案:A
解析:解:) 5= = +i = - i.
故选:A.
()5= ,再利用棣莫弗定理即可得出.
本题考查了棣莫弗定理的应用,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
8. 答案:B
解析:解:由题意,模拟程序的运行,可得
s=0,k=1
第 1 次执行循环体,s=1 ,k=2
第 2 次执行循环体,s=4,k=3
第 3 次执行循环体,s=13,k=4
第 4 次执行循环体,s=40,k=5
第 5 次执行循环体,s=121,k=6
由上可知,若要输出的s∈(20,50),那么n的值为4,即k=5>4 时,退出循环得解.故选:B.由已知中的程序语句可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量S 的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.
本题考查了程序框图的应用问题,解题时应模拟程序框图的运行过程,以便得出正确的结论,是基础题.
解析: 【分析】 本题考查异面直线所成角的求法,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,是基础题.
以 D 为原点, DC 为 x 轴,DB 为 y 轴,过 D 作平面 BDC 的垂线为 z 轴,建立空间直角坐标系,利用 向量法能求出异面直线 AC 与 BD 所成角的余弦值. 【解答】
解:四面体 ABCD 中,平面 ABD ⊥平面 BCD ,△ABD 为边 长 2 的等边三角形, BD = DC ,BD ⊥CD ,
以 D 为原点, DC 为 x 轴, DB 为 y 轴,过 D 作平面
BDC 的垂线为 z 轴,建立空间直角坐标系,
A (0,1, ), C (2,0,0),
B (0,2,0), D (0, 0,0),
=(2,-1,- ), =(0,-2, 0),
故选: A .
10.答案: D
解析: 解:对于选项 A ,从表中的数据可得都是熟男购买电子产品的比例为 56.9% ,为最高值,所 以 A 正确;
对于选项 B ,从表中后两列的数据可以看出,前 6项的比例均是 80 后得意愿高于 80前的意愿,所 以 B 正确;
对于选项 C ,从表中的最后一列可看出, 80前一年内从未购买过表格中 7 类高价商品的比例为 32.1%, 约为 3成,所以 C 正确;
对于选项 D ,根据表中数据不能得到被调查者的都是熟男中 800 后人数与 80前人数的比例,所以 D 不正确. 故选: D .
根据表中的数据逐项进行分析可得. 本题考查了进行简单的合情推理,属中档题.
11.答案: C
解析: 解: ∵椭圆 +y 2=1 上,焦点在 x 轴上,
设椭圆上两点 A ( x 1, y 1)、 B ( x 2, y 2)关于直线 4x-2y-3=0 对称,
AB 中点为 M ( x 0 ,y 0),直线 AB 的斜率为 - ,
则 x 12+4y 12=4 ,①
设异面直线 AC 与 BD 所成角为 θ,
=
==
∴异面直线 AC 与 BD 所成角的余弦值为 . 则 cos θ
22
x 22+4y 22=4,②
① -②得:( x 1+x 2)( x 1-x 2) +4( y 1+y 2)( y 1-y 2)=0, 由中点坐标公式可知: x 1+x 2=2x 0,
y 1+y 2=2y 0,
即 2x 0?(x 1-x 2)+4?2y 0?( y 1-y 2)=0,
∴点 C 到平面 ABD ′距离的最大值为:
故选: B .
当 D ′ E ⊥CE 时,点 C 到平面 ABD ′距离取最大值,以 E 为原点, EC 为 x 轴,EA 为 y 轴, ED ′为 z 轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出点 C 到平面 ABD ′距离的最大值.
本题考查点到平面的距离的最大值的求法,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,是中档题.
13.答案: 80
解析: 解:设等差数列 {a n } 的公差为 d ,∵S 4=24,a 8=17,
∴2y 0=x 0,代入直线方程 4x-2y-3=0,得 x 0=1 ,y 0= , ∴x 1+x 2=2,y 1+y 2=1, ∴ =(x 1+x 2, y 1+y 2)=(2,1) ∴|
|= = ,
故选: C .
将 A ,B 坐标代入椭圆方程,利用作差法,求得直线
AB 的斜率,由直线 AB 的斜率为 - ,代入求得 AB 中点 M ( x 0, y 0),求出点 M 的坐标,再根据向量的模计算即可. 本题考查作差法求弦的直线方程的斜率,点与椭圆的位置关系,考查计算能力,属于中档题. 12.答案: B
解析: 解:直角梯形 ABCD ,AB ∥CD , ∠ABC=90°,CD=2,
AB=BC=1, E
是边 CD 中点, △ADE 沿 AE 翻折成四棱锥 D ′-ABCE ,
当 D ′ E ⊥CE 时,点 C 到平面 ABD ′距离取最大值, ∵D ′E ⊥AE ,
CE ∩AE=E ,∴D ′E ⊥平面 ABCE ,
以 E 为原点, EC 为 x 轴, EA 为 y 轴, ED ′为 z 轴,建立空间直角坐标 系,
则 A (0,1,0),C (1,0,0),D ′(0,0,1), B (1,1,0),
=(1,0, 0), =(1,-1,0), =(0,-1,1),
设平面 ABD ′的法向量 =(x ,y ,z ),
,取 y=1 ,得 =( 0, 1, 1),
=- =- ,
∴4a1+ d=24,a1+7d=17,
解得a1=3,d=2,
则S8= =80.
故答案为:80.
利用等差数列的通项公式与求和公式即可得出.
本题考查了等差数列的通项公式与求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.14.答案:2解析:解:函数y=sin(ωx+ )(ω∈N* )的一条对称轴为x=
故:(k∈Z),
解得:ω=6k+2(k∈Z),
由于:ω∈N*,
当k=0 时,ω的最小值为2.
故答案为: 2 直接利用正弦型函数的性质的应用求出结果.
本题考查的知识要点:三角函数中正弦型函数性质的应用,主要考察学生的运算能力和转换能力,属于基础题型.
15. 答案:0<m≤3
解析:解:函数f(x)= 在(-∞,+∞)上单调递增,
由x≥0时,f(x)=1+2x递增,
可得x<0时,f(x)也递增,即有m>0,
且1+20≥ 0+m-1 ,即m≤3,综上可得0< m≤3.
故答案为:0< m≤3.由指数函数的单调性和定义,可得m>0且1+20≥0+m-1,解不等式可得所求范围.
本题考查分段函数的单调性,注意运用指数函数的单调性和定义法,考查运算能力,属于基础题.
16. 答案:①③⑤ 解析:解:对于①,函数y= 是定义域R 上的奇函数,图象关于原点(0,0)对称,
所以函数f(x)= +b的图象关于点(0,b)对称,①正确;
对于②,x>0时,f'(x)= = ,当- 时,f'(x)>0,当x 或x 时,
f'(x)< 0,所以f(x)在[- ,]上单调递增,在(-∞,- )和(,+∞)上单调递减.所以② 错;
对于③,由②知,函数f(x)在(-∞,- )上单调递减,在[- ,] 上单调递增,在(,+∞)上
单调递减.当x→∞时y= →0,所以当x→∞时,f(x)→b,所以|f(x)| ≤maxf{(- ),} ,所以存在存在M>0,使|f(x)| ≤M;
对于④若g(x)有零点,只需|f(x)|=1,即b= ,b 不一定为0,④错误;
对于⑤,当a=-20,b=9,c=1时,g(x)=0 的解集为{1,-1,2,-2}.故⑤正确;故填:①③⑤.
对于①根据y= 是定义域R 上的奇函数, f (x)是由y= 向上平移 b 个单位得到,故①正确;对于②,求导后讨论f(x)的单调性即可得到结论;对于③结合②的结论,|f(x)| ≤maxf{(- ),
} ,故③正确;对于④,由g(x)有零点,得b═,b 不一定为0,所以④错误;对于
⑤举出实例即可.本题考查了函数的奇偶性、函数的单调性、函数的最值、函数的零点等.属于难题.
17. 答案:解:(Ⅰ)∵在△ABC 中,2sinA?sinB(1-tanA?tanB)=tanA?tanB,∴两边同时乘以cosAcosB,可得2sinA?sinB(cosAcosB-sinAsinB)=sin A?sinB,∴2cosAcosB-2sinAsinB=1,即2cos
∴C=
(A+B)=1,即cos(A+B)= ,∴A+B= (Ⅱ)sinA-cosB= sinA-cos(-
A)= sinA- cosA- sinA= sinA- cosA=sin (A- ),
∵A∈(0,),∴A- ∈(- ,),∴sin(A- )∈(- ,),
sinA-cosB 的取值范围为(- ,).
解析:(Ⅰ)△ABC中,由题意利用三角恒等变换求得cos(A+B)= ,可得A+B=,可得∠C的大小.Ⅱ)化简sinA-cosB 为sin(A- ),再利用正弦函数的定义域和值域,求得它的取值范围.
本题主要考查三角恒等变换,根据三角函数的值求角,正弦函数的定义域和值域,属于中档题.
18. 答案:解:(Ⅰ)证明:∵PA⊥底面ABCD ,∴PA⊥BD,取AC 中点O,连接OB,OD ,则AC⊥OB,AC⊥OD ,∴点O,B,D 共线,即AC ⊥BD ,
又∵PA∩AC=A,∴BD⊥平面PAC.
∵BD? 平面PBD ,∴平面PAC ⊥平面PBD .
(Ⅱ)解:取CP 中点E,连接OE,OE∥PA,∴OE⊥底面
ABCD ,
∴OC,OD,OE 两两垂直,
以O 为原点如图建立空间直角坐标系O-xyz,
则B(0,-1,0),C(1,0,0),D(0,,0),P(-1,
0,2),
∴ =(0,+1,0),=(-1,1,2),
设平面PBD 的法向量为=(x,y,z),则,即
,
令 z=1 可得平面 PBD 的一个法向量 =(2,0, 1),
设 =λ ( 0≤λ≤)1,则 = + =(1-2λ,1, 2λ), 设 ( ),则 ( , , ), ∴| |= = ,
∴当 λ=时, | |取得最小值 ,此时 =( , 1, ),
∴直线 MB 与平面 PBD 所成角的正弦值为 .
解析: (I )取 AC 中点 O ,可证 O 在直线 BD 上,得出 BD ⊥AC ,BD ⊥PA ,于是 BD ⊥平面 PAC ,得 出平面 PAC ⊥平面 PBD ;
(II )取 PC 中点 E ,证明 OE ⊥平面ABCD ,以 O 为原点建立空间坐标系,求出 | |最短时对应的坐
本题考查了面面垂直的判定,考查空间向量与线面角的计算,属于中档题.
= ×( 313+321+322+324+330+332+334+343+350+361 ) =333, - =363-333=30 ( N ),
所以实验前后握力的平均值下降了 30N ; ------ (4 分) ( II ) =80, =80,
(t i - )( y i - ) =-1800,
2+(20-80)2+( 40-80)2+(60-80)2+(80-80)2+( 100-80)2+(120-80)2+
标,求出平面 PBD 的法向量,计算平面法向量与
的夹角的余弦值即可得出结论.
19.答案: 解:( Ⅰ )根据题意填写茎叶图如下;
计算 = ×( 346+357+358+360+362+362+364+372+373+376 )
= ( 0-80) 设直线 MB 与平面 PBD 所成角为
=363,
140-80)2+(160-80)2=24000;
= =80- (
-0.075 )×80=86 ,- (9 分)
y关于时间t的线性回归方程为:=-0.075t +86;----- (10分)
(III )九组数据中40分钟到60分钟y的下降幅度最大,提示60 分钟时肌肉已经进入疲劳状态,所以使用鼠标60分钟就该休息了. ------ (12分)
解析:(Ⅰ )根据题意填写茎叶图,计算平均值、,求出- 的值;
II )计算平均值,求出回归系数、,写出y关于t 的线性回归方程;(III )根据题意知40分钟到60 分钟y的下降幅度最大,说明60 分钟时肌肉已经进入疲劳状态,该休息了.
本题考查了利用茎叶图求平均数的应用问题,也考查了线性回归方程的应用问题,是中档题.
20. 答案:解:(I)设A(x0,y0),(x0>0,y0>0),F(0,1),
∴直线AF 的斜率为,
由已知直线BF斜率存在,直线BF 的方程为y= x+1,
∴直线AB 与抛物线相切.
(II)A(x0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2),
2
∴x1x2+x0(x1+x2)+x0 =-16,
=
=
回归系数
为
=
直线AN 的斜率为=,
,
令y=-
1 ,
直线AB 的斜率
为
∵AM
⊥AN,
直线AM 的斜率为=
∴x1+x2= ,x1x2=-4
∴y02-2y0-3=0
∵y0> 0,
∴y0=3,
又x0>0,
∴x0=2 ,
∴存在A(2 ,3),使得AM⊥AN.
解析:(I)设A(x0,y0),(x0>0,y0>0),分别求出直线AF的斜率,可得直线BF 的方程,求出点 B 的坐标,根据直线核对斜率公式和导数的几何意义已即可证明.
(Ⅱ)分别设M(x1,y1),N(x2,y2),求出直线AM,AN 的斜率,根据直线的垂直可得x1x2+x0(x1+x2)+ x02=-16 ,再根据韦达定理,即可求出点A 的坐标.
本题考查抛物线的性质,直线的斜率公式,导数的几何意义,考查了运算求解能力,转化与化归能力,属于中档题.
21. ------------------------------------------------------- 答案:解:(I)∵函数f(x)=(2-x)e k x-1 -x
(k∈R,e 为自然对数的底数),∴f′(x)=e k(x-1)[k(2-x)-1]-1≤0恒成立,(2分)
即-kx+2k-1≤对于?x∈R 恒成立,
设g(x)= ,则g(x)≥0对于? x∈R 恒成立.
则g(1)=2-k≥0,∴k≤2. --- (4分)
当k=2 时,
,g′(1)=0,
x∈(1,+∞),g′(x)>0,g(x)单调递增,x∈(-∞,1),g′(x)<0,g(x)单调递减,g(x)min=g(1)=0,即g(x)≥0 恒成立,故k的最大值为2.(6 分)
证明:(II)当k=2时,f(x)=(2-x)?e2(x-1)-x单调递减,且f(1)=0,------ (7分)
当x∈(1,2)时,f(x)<f(1),即(2-x)?e2(x-1)<x,
ln (2-x)+2(x-1)<ln x,2(x-1)<ln ,① (9分)下面证明:- ,②
令H(x)=ln(2x-1)-(- ),则H′(x)= ≥0,
∴H(x)单调递增,H(x)>H(1)=0,故②成立,---- (11分)
由①+②得ln >2(x- )成立. ----- (12分)
解析: (I )推导出 f ′( x )=e k (x-1)
[k (2-x )-1]-1≤0恒成立,从而 -kx+2k-1≤ 对于 ? x ∈R 恒成立,
设 g (x )=
,则 g ( x )≥0对于? x ∈R 恒成立.推导出 k ≤2.当 k=2 时,
,
g ′(1)=0,利用导数性质推导出 g ( x ) ≥0恒成立,由此能求出 k 的最大值.
(II )当 k=2 时,f (x )=(2-x )?e 2
(x-1)
-x 单调递减,且 f (1)=0,当 x ∈(1,2)时,(2-x )?e 2
(x-1)
<x ,从而 ln (2-x )+2(x-1)<lnx ,2(x-1)<ln ,再证明: - ,由此能证明 ln
> 2(x- )成立. 本题考查利用导数研究函数的单调性极值与最值、等价转化方法、方程与不等式的解法,考查换元
法的应用,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
22. 答案: 解:( I )设 θ=时对应的点为 M , θ=时对应的点为 N ,
线段 AP 扫过的面积 =S △AMN +S 弓形=S △OMN +S 弓形=S 扇形 OMN = ×12× = (4 分)
(II )设 P ( cos θ, sin θ), A (2, 0)
∵P 为线段 AQ 的中点, ∴Q (2cos θ-2,2sin )θ --- (6分) ∵Q 在曲线 C 上,曲线 C 的直角坐标方程为 x 2+y 2=1
∴( 2cos θ-2) 2+( 2sin θ) 2=1 ∴8cos θ =,7cos θ= ----- ( 8 分)
P ( ,± ) ------- (10分)
(Ⅱ)根据中点公式求得中点坐标代入曲线 C 的方程可得. 本题考查了参数方程化成普通方程,属中档题.
23. 答案: 解:( Ⅰ)不等式 f ( x )< 4-|x-1|,即 |3x+2|+|x-1|< 4,
解①求得 - < x < - ,解②求得 - ≤x < ,解③求得 x ∈?. 综上可得,不等式的解集为( - , ).
(Ⅱ)已知 m+n=1( m , n > 0), ∴ + =(m+n )( + )=2+ + ≥2+2=4,当且仅当 m=n= 时,取等 号.
再根据 |x-a|- f ( x ) ≤ + (a > 0)恒成立,可得 |x-a|-f (x )≤4,即 |x-a|-|3x+2|≤4. 设 g ( x ) =|x-a|-|3x+2|=
,故函数 g ( x )的最大值为 g (- )= +a ,
①,
或
②,或
③.
解析:( Ⅰ)设 θ=时对应的点为 M , θ=
时对应的点为 N ,线段 AP 扫过的面积 =S △AMN +S 弓形=S △OMN +S 弓形
=S 扇形 OMN = ×12×=;
再由+a≤4,求得0<a≤ .
解析:(Ⅰ )把要解的不等式等价转化为与之等价的三个不等式组,求出每个不等式组的解集,再取并集,即得所求.
Ⅱ)由条件利用基本不等式求得
+ ≥4,结合题意可得|x-a|-|3x+2|≤4恒成立.令g(x)=|x-a|-
|3x+2|,
利用单调性求得它的最大值,再由此最大值小于或等于4,求得 a 的范围.
本题主要考查绝对值不等式的解法,函数的恒成立问题,基本不等式的应用,体现了转化、分类讨论的数学思想,属于中档题.。