故选C
9.
【答案】
C
【考点】
几何概型计算(与长度、角度、面积、体积有关的几何概型)
【解析】
首先明确几何概型测度为区域面积,利用定积分求出A的面积,然后由概型公式求概率.【解答】
由已知得到事件对应区域面积为2√2×√2=4,由直线x=?π
3
,x=π
3
,曲线y=cos x与x轴围成的封闭图象所表示的区域记为A,
面积为2∫
π
3
cos xdx=2sin x|0
π
3=√3,
由几何概型的公式得到所求概率为:√3
4
;
10.
【答案】
A
【考点】
函数的图象
函数的图象变换
【解析】
此题暂无解析
【解答】
本题考查函数图象的识别.已知该年的平均气温是10°C,所以t=12时,C(12)=10°C,所以排除选项B;
由图知,当t∈[0,6]时,Q(t)的图象关于点(3,0)对称,则C(6)=0°C,所以排除选项D;由图知当t→12时,后几个月的气温是单调递减的,又平均气温应大于10°C,所以排除选项C,故选A.
数形结合是处理函数问题的常用方法之一.
11.
【答案】
D
【考点】
抛物线的性质
【解析】
过P作准线的垂线,垂足为N,则由抛物线的定义,结合|PA|=m|PF|,设PA的倾斜角为α,则当m取得最大
值时,sinα最小,此时直线PA与抛物线相切,求出P的坐标,即可求得|PA|的值.
【解答】
抛物线的标准方程为x2=4y,
则抛物线的焦点为F(0,?1),准线方程为y=?1,
过P作准线的垂线,垂足为N,
则由抛物线的定义可得|PN|=|PF|,
∵|PA|=m|PF|,∴|PA|=m|PN|,
设PA的倾斜角为α,则sinα=1
m
,
当m取得最大值时,sinα最小,此时直线PA与抛物线相切,
设直线PA的方程为y=kx?1,代入x2=4y,
可得x2=4(kx?1),
即x2?4kx+4=0,
∴△=16k2?16=0,∴k=±1,
∴P(2,?1),
∴|PA|=√4+4=2√2.
12.
【答案】
A
【考点】
函数的零点与方程根的关系 【解析】
求出函数y =f(x)+g(x)的表达式,构造函数?(x)=f(x)+f(2?x),作出函数?(x)的图象,利用数形结合进行求解即可. 【解答】
函数g(x)=f(2?x)?1
4b ,由f(x)+g(x)=
0,得f(x)+f(2?x)=1
4b , 设?(x)=f(x)+f(2?x),
若x ≤0,则?x ≥0,2?x ≥2,
则?(x)=f(x)+f(2?x)=2+x +x 2,
若0≤x ≤2,则?2≤?x ≤0,0≤2?x ≤2,
则?(x)=f(x)+f(2?x)=2?x +2?|2?x|=2?x +2?2+x =2, 若x >2,?x 2,2?x <0,
则?(x)=f(x)+f(2?x)=(x ?2)2+2?|2?x|=x 2?5x +8. 作出函数?(x)的图象如图:
当x ≤0时,?(x)=2+x +x 2=(x +1
2)2+7
4≥7
4,当x >2时,?(x)=x 2?5x +8=(x ?5
2)2+7
4≥7
4. 由图象知要使函数y =f(x)+g(x)恰有4个零点, 即?(x)=b
4
恰有4个根,∴ 7
4
4
<2,解得:b ∈(7,?8)
二、填空题(本小题共4小题,每小题5分,共20分) 【答案】 ?5
【考点】
函数奇偶性的性质 函数的求值
【解析】
根据偶函数f(x)的定义域为R ,则?x ∈R ,都有f(?x)=f(x),建立等式,解之求出a ,即可求出f(2). 【解答】
因为函数f(x)=(x ?a)(x +3)是偶函数, 所以?x ∈R ,都有f(?x)=f(x),
所以?x ∈R ,都有(?x ?a)?(?x +3)=(x ?a)(x +3),
即x 2+(a ?3)x ?3a =x 2?(a ?3)x ?3a , 所以a =3,
所以f(2)=(2?3)(2+3)=?5. 【答案】 2
【考点】
二项式定理及相关概念 【解析】
利用(x +1)(x +a)4=(x +1)(x 4+4x 3a +…),进而得出. 【解答】
(x +1)(x +a)4=(x +1)(x 4+4x 3a +…), ∵ 展开式中含x 4项的系数为9,∴ 1+4a =9, 解得a =2. 【答案】 36π
【考点】
球的表面积和体积 【解析】
当点C 位于垂直于面AOB 时,三棱锥O ?ABC 的体积最大,利用三棱锥O ?ABC 体积的最大值为9√34
,求出半
径,即可求出球O 的体积 【解答】
如图所示,当点C 位于垂直于面AOB 时,三棱锥O ?ABC 的体积最大,
设球O 的半径为R ,此时V 0?ABC =V C?AOB =1
3×1
2×R 2×sin 600×R ×R 2×sin 60°×R =9√34
,
故R =3,则球O 的表面积为4πR 2=36π, 【答案】 10或11 【考点】 数列递推式 【解析】 此题暂无解析 【解答】
因为na n+1?(n +1)a n =2n 2+2n , 所以
a n+1n+1
?
a n n
=2,
所以数列{a
n
n }是首项为?40,公差为2的等差数列, 所以a
n n =?40+2(n ?1),即a n =2n 2?42n =2(n ?
212
)2
?4412
,因为n ∈N ?.
所以当n =10或n =11时,a n 取得最小值. 求解数列中的最值问题时应注意n ∈N ?.
本题考查数列的递推公式、等差数列、二次函数的性质. 三、解答题(本题共70分)
【答案】
在△ABC 中,由a cos B =4,b sin A =3,
两式相除,有4
3=a cos B
b sin A
=a
sin A
?cos B
b
=b
sin B
?cos B
b
=1
tan B
,
所以tan B=3
4
,
又a cos B=4,
故cos B>0,则cos B=4
5
,
所以a=5.
由(1)知sin B=3
5
,
由S=1
2
ac sin B,得到c=6.
由b2=a2+c2?2ac cos B,得b=√13,
故l=5+6+√13=11+√13
即△ABC的周长为11+√13.
【考点】
三角形的面积公式
【解析】
(1)由a cos B=4,b sin A=3,两式相除,结合正弦定理可求tan B=3
4
,又a cos B=4,可得cos B>0,从而可求cos B,即可解得a的值.
(2)由(1)知sin B=3
5
,利用三角形面积公式可求c,由余弦定理可求b,从而解得三角形周长的值.
【解答】
在△ABC中,由a cos B=4,b sin A=3,
两式相除,有4
3=a cos B
b sin A
=a
sin A
?cos B
b
=b
sin B
?cos B
b
=1
tan B
,
所以tan B=3
4
,
又a cos B=4,
故cos B>0,则cos B=4
5
,
所以a=5.
由(1)知sin B=3
5
,
由S=1
2
ac sin B,得到c=6.
由b2=a2+c2?2ac cos B,得b=√13,
故l=5+6+√13=11+√13
即△ABC的周长为11+√13.
【答案】
根据乙地20天PM2.5日平均浓度的频率分布表作出相应的频率分组直方图,如下图:由频率分布直方图得:
甲地PM2.5日平均浓度的平均值低于乙地PM2.5日平均浓度的平均值,
而且甲地的数据比较集中,乙地的数据比较分散.
记A1表示事件:“甲地市民对空气质量的满意度等级为满意或非常满意”,
A2表示事件:“甲地市民对空气质量的满意度等级为非常满意”,
B1表示事件:“乙地市民对空气质量的满意度等级为不满意”,
B2表示事件:“乙地市民对空气质量的满意度等级为满意”,
则A1与B1独立,A2与B2独立,B1与B2互斥,C=B1A1∪B2A2,
P(C)=P(B1A1∪B2A2)=P(B1)P(A1)+P(B2)P(A2),
由题意P(A1)=9
10
,P(A2)=1
10
,P(B1)=11
20
,P(B2)=7
20
,
∴P(C)=11
20
×9
10
+7
20
×1
10
=53
100
.
【考点】
频率分布直方图
列举法计算基本事件数及事件发生的概率
【解析】
(1)根据乙地20天PM2.5日平均浓度的频率分布表能作出相应的频率分组直方图,由频率分布直方图能求出结果.
(2)记A1表示事件:“甲地市民对空气质量的满意度等级为满意或非常满意”,A2表示事件:“甲地市民对空气质量的满意度等级为非常满意”,B1表示事件:“乙地市民对空气质量的满意度等级为不满意”,B2表示事件:“乙地市民对空气质量的满意度等级为满意”,则A1与B1独立,A2与B2独立,B1与B2互斥,C=B1A1∪B2A2,由此能求出事件C的概率.
【解答】
根据乙地20天PM2.5日平均浓度的频率分布表作出相应的频率分组直方图,如下图:
由频率分布直方图得:
甲地PM2.5日平均浓度的平均值低于乙地PM2.5日平均浓度的平均值, 而且甲地的数据比较集中,乙地的数据比较分散.
记A 1表示事件:“甲地市民对空气质量的满意度等级为满意或非常满意”, A 2表示事件:“甲地市民对空气质量的满意度等级为非常满意”, B 1表示事件:“乙地市民对空气质量的满意度等级为不满意”, B 2表示事件:“乙地市民对空气质量的满意度等级为满意”, 则A 1与B 1独立,A 2与B 2独立,B 1与B 2互斥,C =B 1A 1∪B 2A 2, P(C)=P(B 1A 1∪B 2A 2)=P(B 1)P(A 1)+P(B 2)P(A 2), 由题意P(A 1)=9
10,P(A 2)=1
10,P(B 1)=11
20,P(B 2)=7
20, ∴ P(C)=
1120
×
910
+
720
×
110
=
53100
.
【答案】
证明:由题意,DE?//?BC ,
∵ DE ⊥AD ,DE ⊥BD ,AD ∩BD =D , ∴ DE ⊥平面ADB ,∴ BC ⊥平面ABD ; ∵ BC ?面ABC ,∴ 平面ABD ⊥平面ABC ;
由已知可得二面角A ?DE ?C 的平面角就是∠ADB
设等腰直角三角形ABC 的直角边AB =4,则在△ADB 中,AD =DB =AB =2, 取DB 中点O ,AO ⊥DB ,由(1)得平面ABD ⊥平面EDBC , ∴ AO ⊥面EDBC ,所以以O 为原点,建立如图坐标系, 则A(0,?0,?√3),B(1,?0,?0),C(1,?4,?0),E(?1,?2,?0) 设平面ABC 的法向量为m →
=(x,y,z),
AB →=(1,0,?√3),AC →
=(1,4,?√3).由{m →
?AB →
=x ?√3z =0
m →?AC →=x +4y ?√3z =0 ,取m →
=(√3,0,1),
AE →
=(?1,2,?√3},
∴ 直线AE 与平面ABC 所成角的θ,sin θ=|cos ,AE →
>|=|m →?AE →
|AE →
||m →|
|=
√6
4
. 即直线AE 与平面ABC 所成角的正弦值为:√6
4
【考点】
平面与平面垂直 直线与平面所成的角
【解析】
(1)证明:DE ⊥平面ADB ,DE?//?BC ,可证BC ⊥平面ABD ,即可证明平面ABD ⊥平面ABC .
(2)取DB 中点O ,AO ⊥DB ,由(1)得平面ABD ⊥平面EDBC ,AO ⊥面EDBC ,所以以O 为原点,建立如图坐标系,
则A(0,?0,?√3),B(1,?0,?0),C(1,?4,?0),E(?1,?2,?0),利用平面ABC 的法向量 求解. 【解答】
证明:由题意,DE?//?BC ,
∵ DE ⊥AD ,DE ⊥BD ,AD ∩BD =D , ∴ DE ⊥平面ADB ,∴ BC ⊥平面ABD ; ∵ BC ?面ABC ,∴ 平面ABD ⊥平面ABC ;
由已知可得二面角A ?DE ?C 的平面角就是∠ADB
设等腰直角三角形ABC 的直角边AB =4,则在△ADB 中,AD =DB =AB =2, 取DB 中点O ,AO ⊥DB ,由(1)得平面ABD ⊥平面EDBC , ∴ AO ⊥面EDBC ,所以以O 为原点,建立如图坐标系, 则A(0,?0,?√3),B(1,?0,?0),C(1,?4,?0),E(?1,?2,?0) 设平面ABC 的法向量为m →
=(x,y,z),
AB →=(1,0,?√3),AC →
=(1,4,?√3).由{m →
?AB →
=x ?√3z =0
m →?AC →=x +4y ?√3z =0 ,取m →
=(√3,0,1),
AE →
=(?1,2,?√3},
∴ 直线AE 与平面ABC 所成角的θ,sin θ=|cos ,AE →
>|=|
m →?AE →
|AE →
||m →|
|=
√64
. 即直线AE 与平面ABC 所成角的正弦值为:√6
4
【答案】
由椭圆的焦点在x 轴上,椭圆的离心率e =
c a
=
√2
2
,则a =√2c , 由b 2=a 2?c 2=c 2,将P(1,?√2
2)代入椭圆方程x 2
2c +y 2
c =1, 解得:c =1,a =√2,b =1, ∴ 椭圆的标准方程:
x 22
+y 2
=1;
在x 轴上假设存在定点M(m,?0),使得MA →
?MB →
为定值. 若直线的斜率存在,设AB 的斜率为k ,F(1,?0),
由{y =k(x ?1)x 22
+y 2
=1
,整理得(1+2k 2)x 2?4k 2x +2k 2?2=0, x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2?2
1+2k 2,
y 1y 2=k 2(x 1?1)(x 2?1)=k 2[x 1x 2+1?(x 1+x 2)] =k 2(2k 2?21+2k 2+1?4k 21+2k 2)=?k 21+k 2,
则MA →?MB →=(x 1?m)(x 2?m)+y 1y 2=x 1x 2+m 2?m(x 1+x 2)+y 1y 2, =
2k 2?21+2k
2+m 2
?m ?4k 21+2k
2?
k 21+k
2=
m 2?2+(2m 2?4m+1)k 2
1+2k 2
,
欲使得MA →
?MB →
为定值,则2m 2
?4m +1=2(m 2
?2), 解得:m =5
4, 此时MA →
?MB →
=
2516?2=?7
16
;
当AB 斜率不存在时,令x =1,代入椭圆方程,可得y =±√22
, 由M(5
4,?0),可得MA →
?MB →
=?7
16,符合题意. 故在x 轴上存在定点M(5
4,?0),使得MA →
?MB →
=?7
16. 【考点】
椭圆的应用
直线与椭圆的位置关系 【解析】
(1)由题意的离心率公式求得a =√2c ,b 2=a 2?c 2=c 2,将直线方程代入椭圆方程,即可求得a 和b ,求得椭圆方程;
(2)在x 轴上假设存在定点M(m,?0),使得MA →
?MB →
为定值.若直线的斜率存在,设AB 的斜率为k ,F(1,?0),
由y =k(x ?1)代入椭圆方程,运用韦达定理和向量数量积的坐标表示,结合恒成立思想,即可得到定点和定值;检验直线AB 的斜率不存在时,也成立. 【解答】
由椭圆的焦点在x 轴上,椭圆的离心率e =
c a
=
√2
2
,则a =√2c ,
由b 2=a 2?c 2=c 2,将P(1,?√2
2)代入椭圆方程x 2
2c +y 2
c =1, 解得:c =1,a =√2,b =1, ∴ 椭圆的标准方程:
x 22
+y 2=1;
在x 轴上假设存在定点M(m,?0),使得MA →
?MB →
为定值. 若直线的斜率存在,设AB 的斜率为k ,F(1,?0),
由{y =k(x ?1)x 22
+y 2
=1
,整理得(1+2k 2)x 2?4k 2x +2k 2?2=0, x 1+x 2=4k 21+2k 2,x 1x 2=2k 2?2
1+2k 2,
y 1y 2=k 2(x 1?1)(x 2?1)=k 2[x 1x 2+1?(x 1+x 2)] =k 2(2k 2?21+2k 2+1?4k 21+2k 2)=?k 2
1+k 2,
则MA →?MB →
=(x 1?m)(x 2?m)+y 1y 2=x 1x 2+m 2?m(x 1+x 2)+y 1y 2, =
2k 2?21+2k
2+m 2
?m ?4k 21+2k
2?
k 21+k
2=
m 2?2+(2m 2?4m+1)k 2
1+2k 2
,
欲使得MA →
?MB →
为定值,则2m 2?4m +1=2(m 2?2), 解得:m =5
4,
此时MA →?MB →
=
2516
?2=?7
16
;
当AB 斜率不存在时,令x =1,代入椭圆方程,可得y =±√2
2
, 由M(5
4,?0),可得MA →
?MB →
=?7
16,符合题意. 故在x 轴上存在定点M(5
4,?0),使得MA →
?MB →
=?7
16. 【答案】
f′(x)=ln x +1+a ,
f′(1)=1+a =2,解得:a =1, 故f(x)=x ln x +x ,f′(x)=ln x +2, 令f′(x)>0,解得:x >e ?2, 令f′(x)<0,解得:0故f(x)在(0,?e ?2)递减,在(e ?2,?+∞)递增;
要证e x >f′(x),即证e x ?ln x ?2>0,即证e x >ln x +2, x >0时,易得e x >x +1,即只需证明x +1≥ln x +2即可, 即只需证明x >ln x +1即可
令?(x)=x ?ln x +1,则?′(x)=1?1
x , 令?′(x)=0,得x =1
?(x)在(0,?1)递减,在(1,?+∞)递增, 故?(x)≥?(1)=0.
即x +1≥ln x +2成立,即e x >ln x +2, ∴ e x >f′(x).
【考点】
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究曲线上某点切线方程
【解析】
(1)由f′(1)=1+a =2,解得:a =1,利用导数求解单调区间.
(2)要证e x >f′(x),即证e x >ln x +2,x >0时,易得e x >x +1,即只需证明x >ln x +1即可 【解答】
f′(x)=ln x +1+a ,
f′(1)=1+a =2,解得:a =1, 故f(x)=x ln x +x ,f′(x)=ln x +2, 令f′(x)>0,解得:x >e ?2, 令f′(x)<0,解得:0故f(x)在(0,?e ?2)递减,在(e ?2,?+∞)递增;
要证e x >f′(x),即证e x ?ln x ?2>0,即证e x >ln x +2, x >0时,易得e x >x +1,即只需证明x +1≥ln x +2即可, 即只需证明x >ln x +1即可
令?(x)=x ?ln x +1,则?′(x)=1?1x ,
令?′(x)=0,得x =1
?(x)在(0,?1)递减,在(1,?+∞)递增, 故?(x)≥?(1)=0.
即x +1≥ln x +2成立,即e x >ln x +2, ∴ e x >f′(x).
[选修4-4:坐标系与参数方程选讲] 【答案】
曲线C 1的参数方程为{x =2+2cos α
y =2sin α (α为参数),普通方程为(x ?2)2+y 2=4,即x 2+y 2=4x ,极坐标方
程为ρ=4cos θ;曲线C 1的极坐标方程为ρcos 2θ=sin θ,普通方程为:y =x 2;
射线l 的参数方程为{x =t cos αy =t sin α (t 为参数,π6<α≤π
4). 把射线l 的参数方程代入曲线C 1的普通方程得:t 2?4t cos α=0, 解得t 1=0,t 2=4cos α. ∴ |OA|=|t 2|=4cos α.
把射线l 的参数方程代入曲线C 2的普通方程得:cos 2αt 2=t sin α, 解得t 1=0,t 2=sin α
cos α. ∴ |OB|=|t 2|=sin αcos 2α. ∴ |OA|?|OB|=4cos α?
sin αcos 2α
=4tan α=4k .
∵ k ∈(√3
3,?1],∴ 4k ∈(
4√3
3
,?4]. ∴ |OA|?|OB|的取值范围是(4√3
3
,?4]. 【考点】
参数方程与普通方程的互化 圆的极坐标方程
【解析】
(1)先将C 1的参数方程化为普通方程,再化为极坐标方程,将C 2的极坐标方程两边同乘ρ,根据极坐标与直角坐标的对应关系得出C 2的直角坐标方程;
(2)求出l 的参数方程,分别代入C 1,C 2的普通方程,根据参数的几何意义得出|OA|,|OB|,得到|OA|?|OB|关于k 的函数,根据k 的范围得出答案. 【解答】
曲线C 1的参数方程为{x =2+2cos α
y =2sin α (α为参数),普通方程为(x ?2)2+y 2=4,即x 2+y 2=4x ,极坐标方
程为ρ=4cos θ;曲线C 1的极坐标方程为ρcos 2θ=sin θ,普通方程为:y =x 2; 射线l 的参数方程为{x =t cos αy =t sin α (t 为参数,π6
<α≤π
4
).
把射线l 的参数方程代入曲线C 1的普通方程得:t 2?4t cos α=0, 解得t 1=0,t 2=4cos α. ∴ |OA|=|t 2|=4cos α.
把射线l 的参数方程代入曲线C 2的普通方程得:cos 2αt 2=t sin α, 解得t 1=0,t 2=sin α
cos 2α. ∴ |OB|=|t 2|=
sin αcos 2α.
∴ |OA|?|OB|=4cos α?sin α
cos 2α=4tan α=4k . ∵ k ∈(√3
3,?1],∴ 4k ∈(
4√3
3
,?4]. ∴ |OA|?|OB|的取值范围是(
4√3
3
,?4].
[选修4-5:不等式选讲]
【答案】
(Ⅰ)解:由f(x)=|x ?1|+|x ?5|,
得f(x)={
2x ?6,
x ≥5,4,1x ≤1.
∴ f(x)min =4.
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知m =4,由柯西不等式,得 [1×g(a)+1×g(b)]2≤(12+12)[g 2(a)+g 2(b)] 即[g(a)+g(b)]2≤2(a 2+b 2+2),
又g(x)=√x 2+1>0,a 2+b 2=6,
∴ g(a)+g(b)≤4(当且仅当a =b =√3时,取等号), 即g(a)+g(b)≤m .
【考点】
函数的最值及其几何意义 【解析】
本题考查绝对值不等式的解法、柯西不等式. 【解答】
(Ⅰ)解:由f(x)=|x ?1|+|x ?5|,
得f(x)={
2x ?6,
x ≥5,4,1x ≤1.
∴ f(x)min =4.
(Ⅱ)证明:由(Ⅰ)知m =4,由柯西不等式,得 [1×g(a)+1×g(b)]2≤(12+12)[g 2(a)+g 2(b)] 即[g(a)+g(b)]2≤2(a 2+b 2+2),
又g(x)=√x 2+1>0,a 2+b 2=6,
∴ g(a)+g(b)≤4(当且仅当a =b =√3时,取等号), 即g(a)+g(b)≤m .