2020高考数学浙江专用三轮冲刺抢分练:高考仿真卷(六) Word版含解析
2020届高考数学大二轮刷题首选卷理数文档:第三部分 2020高考仿真模拟卷(六) Word版含解析

2020高考仿真模拟卷(六)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知复数z 满足z (1+i)=|-1+3i|,则复数z 的共轭复数为( ) A .-1+i B .-1-i C .1+i D .1-i答案 C解析 由z (1+i)=|-1+3i|=(-1)2+(3)2=2,得z =21+i =2(1-i )(1+i )(1-i )=1-i ,∴z -=1+i.故选C.2.已知集合A ={(x ,y )|x 2=4y },B ={(x ,y )|y =x },则A ∩B 的真子集的个数为( )A .1B .3C .5D .7答案 B解析 依题意,在同一平面直角坐标系中分别作出x 2=4y 与y =x 的图象,观察可知,它们有2个交点,即A ∩B 有2个元素,故A ∩B 的真子集的个数为3,故选B.3.已知命题p :“∀a >b ,|a |>|b |”,命题q :“∃x 0<0,2x 0 >0”,则下列为真命题的是( )A .p ∧qB .(綈p )∧(綈q )C .p ∨qD .p ∨(綈q ) 答案 C解析 对于命题p ,当a =0,b =-1时,0>-1, 但是|a |=0,|b |=1,|a |<|b |,所以命题p 是假命题. 对于命题q ,∃x 0<0,2x 0 >0,如x 0=-1,2-1=12>0. 所以命题q 是真命题,所以p ∨q 为真命题.4.(2019·全国卷Ⅰ)△ABC 的内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,已知a sin A-b sin B =4c sin C ,cos A =-14,则bc =( )A .6B .5C .4D .3答案 A解析 由题意,得a 2-b 2=4c 2,则-14=cos A =b 2+c 2-a 22bc ,∴c 2-4c 22bc =-14,∴3c 2b =14,∴b c =32×4=6,故选A.5.执行如图所示的程序框图,则输出的T =( )A .8B .6C .7D .9答案 B解析 由题意,得T =1×log 24×log 46×…×log 6264=lg 4lg 2×lg 6lg 4×…×lg 64lg 62=lg 64lg 2=6,故选B.6.要得到函数y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象,只需将函数y =2sin x cos x 的图象( )A .向左平移π3个单位 B .向右平移π3个单位 C .向左平移π6个单位 D .向右平移π6个单位 答案 C解析 将函数y =2sin x cos x =sin2x 的图象向左平移π6个单位可得到y =sin2⎝ ⎛⎭⎪⎫x +π6,即y =sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2x +π3的图象,故选C.7.已知双曲线C :y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为3,且经过点(2,2),则双曲线的实轴长为( )A .12B .1C .2 2D . 2答案 C解析 由题意双曲线C :y 2a 2-x 2b 2=1(a >0,b >0)的离心率为3,即ca =3⇒c 2=3a 2.又由c 2=a 2+b 2,即b 2=2a 2,所以双曲线的方程为y 2a 2-x 22a 2=1,又因为双曲线过点(2,2),代入双曲线的方程,得4a 2-42a 2=1,解得a =2,所以双曲线的实轴长为2a =2 2.8.若x ,y 满足⎩⎨⎧x -2y +7≥0,2x +y ≥3,3x -y +1≤0,则x 2+y 2的最大值为( )A .5B .11.6C .17D .25答案 C解析 作出不等式组所表示的可行域如下图所示,则x 2+y 2的最大值在点B (1,4)处取得,故x 2+y 2的最大值为17.9.设函数f (x )=|lg x |,若存在实数0<a <b ,满足f (a )=f (b ),则M =log 2a 2+b 28,N =log 2⎝⎛⎭⎪⎫1a +b 2,Q =ln 1e 2的关系为( )A .M >N >QB .M >Q >NC .N >Q >MD .N >M >Q答案 B解析 ∵f (a )=f (b ),∴|lg a |=|lg b |, ∴lg a +lg b =0,即ab =1, ∵⎝ ⎛⎭⎪⎫1a +b 2=1a +b +2=1a +1a +2<12+2=14, ∴N =log 2⎝⎛⎭⎪⎫1a +b 2<-2, 又a 2+b 28>ab 4=14,∴a 2+b 28>14>⎝⎛⎭⎪⎫1a +b 2, ∴M =log 2a 2+b 28>-2, 又Q =ln 1e 2=-2,∴M >Q >N .10.正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,各棱长均为2,M 为AA 1的中点,N 为BC 的中点,则在棱柱的表面上从点M 到点N 的最短距离是( )A .10B .4+ 3C .2+ 3D .4+ 3答案 D解析 ①从侧面到N ,如图1,沿棱柱的侧棱AA 1剪开,并展开,则MN =AM 2+AN 2=12+(2+1)2=10.②从底面到N 点,沿棱柱的AC ,BC 剪开、展开,如图2. 则MN =AM 2+AN 2-2AM ·AN cos120°=12+(3)2+2×1×3×12=4+3,∵4+3<10,∴MN min =4+ 3.11.(2019·江西景德镇第二次质检)已知F 是抛物线x 2=4y 的焦点,点P 在抛物线上,点A (0,-1),则|PF ||P A |的最小值是( )A .22B .32C .1D .12答案 A解析 由题意可得,抛物线x 2=4y 的焦点F (0,1),准线方程为y =-1,过点P 作PM 垂直于准线,垂足为M ,由抛物线的定义可得|PF |=|PM |,则|PF ||P A |=|PM ||P A |=sin ∠P AM ,因为∠P AM 为锐角,故当∠P AM 最小时,|PF ||P A |最小,即当P A 和抛物线相切时,|PF ||P A |最小,设切点P (2a ,a ),由y =14x 2,得y ′=12x ,则切线P A 的斜率为12×2a =a =a +12a ,解得a =1,即P (2,1),此时|PM |=2,|P A |=22,所以sin ∠P AM =|PM ||P A |=22,故选A.12.(2019·天津部分区一模联考)已知函数y =f (x )的定义域为(-π,π),且函数y =f (x +2)的图象关于直线x =-2对称,当x ∈(0,π)时,f (x )=πln x -f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2sin x (其中f ′(x )是f (x )的导函数),若a =f (log π3),b =f (log 139),c =f (π13 ),则a ,b ,c 的大小关系是( )A .b >a >cB .a >b >cC .c >b >aD .b >c >a答案 D解析 ∵f (x )=πln x -f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2sin x ,∴f ′(x )=πx -f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2cos x ,则f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2=2-f ′⎝ ⎛⎭⎪⎫π2cos π2=2,即f ′(x )=πx -2cos x ,当π2≤x <π时,2cos x ≤0,f ′(x )>0;当0<x <π2时,πx >2,2cos x <2,∴f ′(x )>0,即f (x )在(0,π)上单调递增,∵y =f (x +2)的图象关于x =-2对称,∴y =f (x +2)向右平移2个单位得到y =f (x )的图象关于y 轴对称,即y =f (x )为偶函数,b =f (log 139)=f (-2)=f (2),0=log π1<log π3<log ππ=1,1=π0<π13<π12 <2,即0<log π3<π13 <2<π,∴f (2)>f (π13 )>f (log π3),即b >c >a .二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.平面向量a 与b 的夹角为45°,a =(1,-1),|b |=1,则|a +2b |=________. 答案10解析 由题意,得a ·b =|a ||b |cos45°=2×1×22=1,所以|a +2b |2=a 2+4a ·b +4b 2=2+4×1+4×1=10,所以|a +2b |=10.14.已知函数f (x )=ax -log 2(2x +1)(a ∈R )为偶函数,则a =________. 答案 12解析 由f (x )=f (-x ),得ax -log 2(2x +1)=-ax -log 2(2-x +1),2ax =log 2(2x+1)-log 2(2-x+1)=log 22x +12-x +1=x ,由于x 的任意性,所以a =12.15.如图,为测量竖直旗杆CD 的高度,在旗杆底部C 所在水平地面上选取相距421 m 的两点A ,B 且AB 所在直线为东西方向,在A 处测得旗杆底部C 在西偏北20°的方向上,旗杆顶部D 的仰角为60°;在B 处测得旗杆底部C 在东偏北10°方向上,旗杆顶部D 的仰角为45°,则旗杆CD 的高度为________ m.答案 12解析 设CD =x ,在Rt △BCD 中,∠CBD =45°,∴BC =x ,在Rt △ACD 中,∠CAD =60°,∴AC =CD tan60°=x 3,在△ABC 中,∠CAB =20°,∠CBA =10°,AB =421, ∴∠ACB =180°-20°-10°=150°,由余弦定理可得AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC ·cos150°, 即(421)2=13x 2+x 2+2·x 3·x ·32=73x 2,解得x =12.即旗杆CD 的高度为12 m.16.已知腰长为2的等腰直角△ABC 中, M 为斜边AB 的中点,点P 为该平面内一动点,若|PC →|=2,则(P A →·PB →)·(PC →·PM→) 的最小值是________.答案 32-24 2解析 根据题意,建立平面直角坐标系, 如图所示,则C (0,0),B (2,0),A (0,2),M (1,1),由|PC→|=2,知点P 的轨迹为圆心在原点,半径为2的圆,设点P (2cos θ,2sin θ),θ∈[0,2π); 则P A →=(-2cos θ,2-2sin θ), PB→=(2-2cos θ,-2sin θ),PC →=(-2cos θ,-2sin θ), PM→=(1-2cos θ,1-2sin θ), ∴(P A →·PB →)·(PC →·PM →)=[(-2cos θ)(2-2cos θ)+(-2sin θ)(2-2sin θ)]·[(-2cos θ)(1-2cos θ)+(-2sin θ)(1-2sin θ)]=(4-4cos θ-4sin θ)(4-2cos θ-2sin θ) =8(3-3cos θ-3sin θ+2sin θcos θ), 设t =sin θ+cos θ,∴t =2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π4∈[-2,2],∴t 2=1+2sin θcos θ, ∴2sin θcos θ=t 2-1,∴y =8(3-3t +t 2-1)=8⎝ ⎛⎭⎪⎫t -322-2,当t =2时,y 取得最小值为32-24 2.三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共60分.17.(本小题满分12分)已知等比数列{a n }中,a n >0,a 1=164,1a n -1a n +1=2a n +2,n ∈N *.(1)求{a n }的通项公式;(2)设b n =(-1)n ·(log 2a n )2,求数列{b n }的前2n 项和T 2n . 解 (1)设等比数列{a n }的公比为q ,则q >0, 因为1a n -1a n +1=2a n +2,所以1a 1q n -1-1a 1q n =2a 1q n +1,因为q >0,解得q =2,所以a n =164×2n -1=2n -7,n ∈N *.4分(2)b n =(-1)n ·(log 2a n )2=(-1)n ·(log 22n -7)2=(-1)n ·(n -7)2, 设c n =n -7,则b n =(-1)n ·(c n )2,6分T 2n =b 1+b 2+b 3+b 4+…+b 2n -1+b 2n =-(c 1)2+(c 2)2+[-(c 3)2]+(c 4)2+…+[-(c 2n -1)2]+(c 2n )2=(-c 1+c 2)(c 1+c 2)+(-c 3+c 4)·(c 3+c 4)+…+(-c 2n -1+c 2n )(c 2n -1+c 2n )=c 1+c 2+c 3+c 4+…+c 2n -1+c 2n =2n [-6+(2n -7)]2=n (2n -13)=2n 2-13n .12分18.(2019·四川百校模拟冲刺)(本小题满分12分)如图,在三棱柱A 1B 1C 1-ABC 中,D 是棱AB 的中点.(1)证明:BC 1∥平面A 1CD ;(2)若AA 1⊥平面ABC ,AB =2,BB 1=4,AC =BC ,E 是棱BB 1的中点,当二面角E -A 1C -D 的大小为π4时,求线段DC 的长度.解 (1)证明:连接AC 1交A 1C 于点F ,则F 为AC 1的中点,连接DF ,而D 是AB 的中点,则BC 1∥DF ,因为DF ⊂平面A 1CD ,BC 1⊄平面A 1CD , 所以BC 1∥平面A 1CD .4分(2)因为AA 1⊥平面ABC ,所以AA 1⊥CD ,又AC =BC ,E 是棱BB 1的中点, 所以DC ⊥AB ,所以DC ⊥平面ABB 1A 1,5分以D 为坐标原点,过D 作AB 的垂线为x 轴,DB 为y 轴,DC 为z 轴建立如图所示的空间直角坐标系Dxyz ,设DC 的长度为t ,则C (0,0,t ),E (2,1,0),A 1(4,-1,0),D (0,0,0),所以EA 1→=(2,-2,0),A 1C →=(-4,1,t ),DA 1→=(4,-1,0),DC →=(0,0,t ), 分别设平面EA 1C 与平面DA 1C 的法向量为m =(x 1,y 1,z 1),n =(x 2,y 2,z 2), 由⎩⎨⎧2x 1-2y 1=0,-4x 1+y 1+tz 1=0,令x 1=1,得m =⎝ ⎛⎭⎪⎫1,1,3t ,同理可得n =(1,4,0),9分 由cos 〈m ,n 〉=1+417×2+9t 2=22,解得t =3174, 所以线段DC 的长度为3174.12分19.(2019·湖南长沙统一检测)(本小题满分12分)已知椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)的离心率为13,左、右焦点分别为F 1,F 2,A 为椭圆C 上一点,AF 1与y 轴相交于点B ,|AB |=|F 2B |,|OB |=43.(1)求椭圆C 的方程;(2)设椭圆C 的左、右顶点分别为A 1,A 2,过A 1,A 2分别作x 轴的垂线l 1,l 2,椭圆C 的一条切线l :y =kx +m (k ≠0)与l 1,l 2交于M ,N 两点,求证:∠MF 1N =∠MF 2N .解 (1)连接AF 2,由题意,得|AB |=|F 2B |=|F 1B |, 所以BO 为△F 1AF 2的中位线,又因为BO ⊥F 1F 2,所以AF 2⊥F 1F 2,且|AF 2|=2|BO |=b 2a =83, 又e =c a =13,a 2=b 2+c 2,得a 2=9,b 2=8, 故所求椭圆C 的标准方程为x 29+y 28=1.4分 (2)证明:由题意可知,l 1的方程为x =-3, l 2的方程为x =3.直线l 与直线l 1,l 2联立可得M (-3,-3k +m ),N (3,3k +m ),又F 1(-1,0), 所以F 1M →=(-2,-3k +m ),F 1N →=(4,3k +m ),所以F 1M →·F 1N →=-8+m 2-9k 2. 联立⎩⎪⎨⎪⎧x 29+y 28=1,y =kx +m ,得(9k 2+8)x 2+18kmx +9m 2-72=0.7分 因为直线l 与椭圆C 相切,所以Δ=(18km )2-4(9k 2+8)(9m 2-72)=0,化简,得m 2=9k 2+8. 所以F 1M →·F 1N →=-8+m 2-9k 2=0, 则F 1M →⊥F 1N →,故∠MF 1N 为定值π2.10分 同理F 2M →=(-4,-3k +m ),F 2N →=(2,3k +m ), 因为F 2M →·F 2N →=0,所以F 2M →⊥F 2N →,∠MF 2N =π2. 故∠MF 1N =∠MF 2N .12分20.(本小题满分12分)某快递公司收取快递费用的标准是:重量不超过1 kg 的包裹收费10元;重量超过1 kg 的包裹,除1 kg 收费10元之外,超过1 kg 的部分,每超出1 kg(不足1 kg ,按1 kg 计算)需再收5元.该公司将最近承揽的100件包裹的重量统计如下:公司对近(1)计算该公司未来3天内恰有2天揽件数在101~400之间的概率; (2)①估计该公司对每件包裹收取的快递费的平均值;②公司将快递费的三分之一作为前台工作人员的工资和公司利润,剩余的用作其他费用.目前前台有工作人员3人,每人每天揽件不超过150件,日工资100元.公司正在考虑是否将前台工作人员裁减1人,试计算裁员前后公司每日利润的数学期望,并判断裁员是否对提高公司利润更有利?解 (1)样本中包裹件数在101~400之间的天数为48,频率f =4860=45,故可估计概率为45.显然未来3天中,包裹件数在101~400之间的天数X 服从二项分布,即X ~B ⎝ ⎛⎭⎪⎫3,45, 故所求概率为C 23×⎝ ⎛⎭⎪⎫452×15=48125.4分(2)①样本中快递费用及包裹件数如下表:10×43+15×30+20×15+25×8+30×4100=15(元),故该公司对每件包裹收取的快递费的平均值可估计为15元.6分②根据题意及①,揽件数每增加1,可使前台工资和公司利润增加15×13=5(元),将题目中的天数转化为频率,得;8分 若裁员1人,则每天可揽件的上限为300件,公司每日揽件数情况如下:10分 因975<1000,故公司将前台工作人员裁员1人对提高公司利润不利.12分 21.(2019·江西南昌一模)(本小题满分12分)已知函数f (x )=e x (-x +ln x +a )(e 为自然对数的底数,a 为常数,且a ≤1).(1)判断函数f (x )在区间(1,e)内是否存在极值点,并说明理由; (2)若当a =ln 2时,f (x )<k (k ∈Z )恒成立,求整数k 的最小值. 解 (1)f ′(x )=e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x -x +1x +a -1,令g (x )=ln x -x +1x +a -1,x ∈(1,e), 则f ′(x )=e x g (x ),2分 g ′(x )=-x 2-x +1x 2<0恒成立, 所以g (x )在(1,e)上单调递减, 所以g (x )<g (1)=a -1≤0, 所以f ′(x )=0在(1,e)内无解.所以函数f (x )在区间(1,e)内无极值点.5分(2)当a =ln 2时,f (x )=e x (-x +ln x +ln 2),定义域为(0,+∞), f ′(x )=e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫ln x -x +1x +ln 2-1, 令h (x )=ln x -x +1x +ln 2-1, 由(1)知,h (x )在(0,+∞)上单调递减, 又h ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=12>0,h (1)=ln 2-1<0,所以存在x 1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,使得h (x 1)=0,且当x ∈(0,x 1)时,h (x )>0,即f ′(x )>0,当x ∈(x 1,+∞)时,h (x )<0,即f ′(x )<0.所以f (x )在(0,x 1)上单调递增,在(x 1,+∞)上单调递减,所以f (x )max =f (x 1)=e x 1(-x 1+ln x 1+ln 2).8分由h (x 1)=0,得ln x 1-x 1+1x 1+ln 2-1=0,即ln x 1-x 1+ln 2=1-1x 1,所以f (x 1)=e x 1⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x 1,x 1∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,令r (x )=e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1-1x ,x ∈⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1,则r ′(x )=e x ⎝ ⎛⎭⎪⎫1x 2-1x +1>0恒成立,所以r (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫12,1上单调递增,所以r ⎝ ⎛⎭⎪⎫12<r (x )<r (1)=0,所以f (x )max <0,又因为f ⎝ ⎛⎭⎪⎫12=e 12 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12-ln 2+ln 2=-e 2>-1,所以-1<f (x )max <0,所以若f (x )<k (k ∈Z )恒成立,则k 的最小值为0.12分 (二)选考题:共10分.请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.22.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程已知曲线C 的极坐标方程是ρ=2,以极点为原点,极轴为x 轴的正半轴,取相同的单位长度,建立平面直角坐标系,直线l 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =2-12t ,y =1+32t (t 为参数).(1)写出直线l 的普通方程与曲线C 的直角坐标方程;(2)设曲线C 经过伸缩变换⎩⎨⎧x ′=x ,y ′=2y 得到曲线C ′,设曲线C ′上任一点为M (x 0,y 0),求3x 0+12y 0的取值范围.解 (1)由直线l 的参数方程消去参数可得它的普通方程为3x +y -23-1=0,由ρ=2两端平方可得曲线C 的直角坐标方程为x 2+y 2=4.4分(2)曲线C 经过伸缩变换⎩⎨⎧x ′=x ,y ′=2y得到曲线C ′的方程为x ′2+y ′24=4,即x ′24+y ′216=1,则点M 的参数方程为⎩⎨⎧x 0=2cos θ,y 0=4sin θ(θ为参数),代入3x 0+12y 0,得3×2cos θ+12×4sin θ=2sin θ+23cos θ=4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3,由三角函数的基本性质,知4sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫θ+π3∈[-4,4].10分23.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲 已知函数f (x )=|x -a |-|3x +2|(a >0). (1)当a =1时,解不等式f (x )>x -1;(2)若关于x 的不等式f (x )>4有解,求a 的取值范围. 解 (1)当a =1时,即解不等式|x -1|-|3x +2|>x -1.当x >1时,不等式可化为-2x -3>x -1,即x <-23,与x >1矛盾,无解. 当-23≤x ≤1时,不等式可化为-4x -1>x -1, 即x <0,所以解得-23≤x <0.当x <-23时,不等式可化为2x +3>x -1,即x >-4,所以解得-4<x <-23.综上所述,所求不等式的解集为(-4,0).5分(2)f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +a +2,x <-23,-4x -2+a ,-23≤x ≤a ,-2x -a -2,x >a ,7分因为函数f (x )在⎝ ⎛⎭⎪⎫-∞,-23上单调递增,在⎝ ⎛⎭⎪⎫-23,+∞上单调递减,所以当x =-23时,f (x )max =23+a ,8分 不等式f (x )>4有解等价于f (x )max =23+a >4, 解得a >103.故a 的取值范围为⎝ ⎛⎭⎪⎫103,+∞.10分。
浙江专用2020年高考数学仿真试卷(含两套,解析版)

浙江高考仿真卷(一)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.已知集合A ={x |x 2<1},集合B ={x |log 2x <0},则A ∩B 等于( ) A .(0,1) B .(-1,0) C .(-1,1) D .(-∞,1) 答案 A解析 根据题意集合A ={x |-1<x <1},集合B ={x |0<x <1},∴A ∩B =(0,1).2.在平面直角坐标系中,经过点P (22,-2),渐近线方程为y =±2x 的双曲线的标准方程为( ) A.x 24-y 22=1 B.x 27-y 214=1 C.x 23-y 26=1 D.y 214-x 27=1 答案 B解析 ∵双曲线的渐近线方程为y =±2x ,∴设所求双曲线的标准方程为2x 2-y 2=k .又()22,-2在双曲线上,则k =16-2=14,即双曲线的方程为2x 2-y 2=14,∴双曲线的标准方程为x 27-y 214=1.3.设变量x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,2x -3y ≤9,x ≥0,则目标函数z =2x +y 的最大值是( )A .2B .3C .5D .7 答案 C解析 画出约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y ≤2,2x -3y ≤9,x ≥0表示的可行域,如图中阴影部分(含边界)所示,由⎩⎪⎨⎪⎧ x +y -2=0,2x -3y -9=0,可得⎩⎪⎨⎪⎧x =3,y =-1, 将z =2x +y 变形为y =-2x +z , 平移直线y =-2x +z ,由图可知当直线y =-2x +z 经过点(3,-1)时, 直线在y 轴上的截距最大,即z 最大, z 的最大值为z =2×3-1=5.4.若复数z 1=2+i ,z 2=cos α+isin α(α∈R ),其中i 是虚数单位,则|z 1-z 2|的最大值为 A.5-1 B.5-12 C.5+1 D.5+12答案 C解析 方法一 由题可得z 1-z 2=2+i -cos α-isin α=2-cos α+(1-sin α)i(α∈R ), 则|z 1-z 2|=(2-cos α)2+(1-sin α)2 =4-4cos α+cos 2α+1-2sin α+sin 2α =6-2sin α-4cos α=6-22+42sin (α+φ)=6-25sin (α+φ),其中tan φ=2,当sin(α+φ)=-1时, |z 1-z 2|有最大值,此时|z 1-z 2|=6+25=5+1. 方法二 ∵z 1=2+i ,z 2=cos α+isin α(α∈R ),∴z 2在复平面内对应的点在以原点为圆心,以1为半径的圆上,z 1=2+i 对应的点为Z 1(2,1). 如图:则|z 1-z 2|的最大值为5+1.5.“α≠β”是“cos α≠cos β”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件答案 B解析 因为α=β⇒cos α=cos β,所以cos α≠cos β⇒α≠β (逆否命题)必要性成立,α=-β⇒cos α=cos β,充分性不成立,故“α≠β”是“cos α≠cos β”的必要不充分条件. 6.函数f (x )=ln|x |x的图象大致为( )答案 A解析 函数的定义域为{x |x ≠0},f (x )=ln ||x x ,f ()-x =ln ||-x -x =-ln ||x x =-f (x ),所以函数f (x )是奇函数,图象关于原点对称,故可排除B ;当x >1时,f (x )=ln ||x x =ln xx >0,故可排除C ;当x >0时,f (x )=ln ||x x =ln xx ,f ′(x )=1-ln x x 2,显然当1<x <e 时,f ′(x )>0,函数f (x )单调递增,当x >e 时,f ′(x )<0,函数f (x )单调递减,可排除D ,故选A.7.本次模拟考试结束后,班级要排一张语文、数学、英语、物理、化学、生物六科试卷讲评顺序表,若化学排在生物前面,数学与物理不相邻且都不排在最后,则不同的排表方法共有( )A .72种B .144种C .288种D .360种 答案 B解析 第一步排语文、英语、化学、生物4科,且化学排在生物前面,有A 442=12(种)排法;第二步将数学和物理插入前4科除最后位置外的4个空档中的2个,有A 24=12(种)排法,所以不同的排表方法共有12×12=144(种). 8.已知随机变量X 的分布列如下表:其中a ,b ,c >0.若X 的方差D (X )≤13对所有a ∈(0,1-b )都成立,则( )A .b ≤13B .b ≤23C .b ≥13D .b ≥23答案 D解析 由X 的分布列可得X 的期望为E (X )=-a +c , a +b +c =1,所以X 的方差D (X )=(-1+a -c )2a +(a -c )2b +(1+a -c )2c =(a -c )2(a +b +c )-2(a -c )2+a +c =-(a -c )2+a +c =-(2a -1+b )2+1-b =-4⎝⎛⎭⎫a -1-b 22+1-b ,因为a ∈(0,1-b ),所以当且仅当a =1-b 2时,D (X )取最大值1-b ,又D (X )≤13对所有a ∈(0,1-b )都成立,所以只需1-b ≤13,解得b ≥23.9.如图所示,用一边长为2的正方形硬纸,按各边中点垂直折起四个小三角形,做成一个蛋巢,将体积为4π3的鸡蛋(视为球体)放入其中,蛋巢形状保持不变,则鸡蛋(球体)离蛋巢底面的最短距离为( )A.2-12 B.2+12 C.6-12 D.3-12答案 D解析 因为蛋巢的底面是边长为1的正方形,所以过四个顶点截鸡蛋所得的截面圆的直径为1,又因为鸡蛋的体积为4π3,所以球的半径为1,所以球心到截面的距离d =1-14=32,而截面到球体最低点的距离为1-32,而蛋巢的高度为12,故球体到蛋巢底面的最短距离为12-⎝⎛⎭⎫1-32=3-12.10.设α,β是方程x 2-x -1=0的两个不等实数根,记a n =αn +βn (n ∈N *). 下列两个命题( )①数列{a n }的任意一项都是正整数; ②数列{a n }存在某一项是5的倍数. A .①正确,②错误 B .①错误,②正确 C .①②都正确 D .①②都错误答案 A解析 因为α,β是方程x 2-x -1=0的两个不等实数根,所以α+β=1,αβ=-1, 因为a n =αn +βn ,所以a n +1=αn +1+βn +1=(αn +βn )α+(αn +βn )β-βn α-αn β=(αn +βn )(α+β)-αβ(αn -1+βn -1)=(αn+βn )+(αn -1+βn -1)=a n +a n -1,即当n ≥3时,数列{a n }中的任一项都等于其前两项之和,又a 1=α+β=1,a 2=α2+β2=(α+β)2-2αβ=3,所以a 3=a 2+a 1=4,a 4=a 3+a 2=7,a 5=a 4+a 3=11,以此类推,即可知数列{a n }的任意一项都是正整数,故①正确,若数列{a n }存在某一项是5的倍数,则此项个位数字应当为0或5.由a 1=1,a 2=3,依次计算知,数列{a n }中不存在个位数字为0或5的项,②错误.二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分)11.《九章算术》中记载了“今有共买豕,人出一百,盈一百;人出九十,适足.问人数、豕价各几何?”.其意思是“若干个人合买一头猪,若每人出100,则会剩下100;若每人出90,则不多也不少.问人数、猪价各多少?”.设x ,y 分别为人数、猪价,则x =________,y =________. 答案 10 900解析 由题意可列方程组⎩⎪⎨⎪⎧y +100=100x ,y =90x ,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =10,y =900.12.某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的表面积是________cm 2,体积是________cm 3.答案 20+45 8解析 由题意得,该几何体为三棱柱,故其表面积S =2×12×4×2+22+4×2+2×25=20+45,体积V =12×4×2×2=8.13.已知多项式(x +2)m (x +1)n =a 0+a 1x +a 2x 2+…+a m +n x m +n满足a 0=4,a 1=16,则m +n=________,a 0+a 1+a 2+…+a m +n =________. 答案 5 72解析 令x =0,得a 0=2m =4,又由二项展开式的通项公式得C m -1m ·2m -1·C n n ·1n +C m m ·2m ·C n -1n ·1n-1=16,所以m =2,n =3,则m +n =5;令x =1,得a 0+a 1+a 2+…+a m +n =32×23=72. 14.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,S 为△ABC 的面积,若c =2a cos B ,S =12a 2-14c 2,则△ABC 的形状为________,C 的大小为________. 答案 等腰三角形 π4解析 在△ABC 中,由c =2a cos B 及正弦定理得sin C =2sin A cos B ,则sin(A +B )=2sin A cos B ,化简得sin(A -B )=0,那么A =B ,从而有a =b ,所以△ABC 为等腰三角形;由S =12a 2-14c 2及余弦定理得12ab sin C =12a 2-14(a 2+b 2-2ab cos C ),化简得a 2sin C =a 2cos C ,又a >0,所以sin C =cos C ,则tan C =1,又C 是△ABC 的内角,故C =π4.15.已知x >0,y >-1,且x +y =1,则x 2+3x +y 2y +1的最小值为________.答案 2+ 3解析 x 2+3x +y 2y +1=⎝⎛⎭⎫x +3x +⎝⎛⎭⎫y -1+1y +1, 结合x +y =1可知原式=3x +1y +1,且3x +1y +1=⎝⎛⎭⎫3x +1y +1×x +()y +12 =12⎣⎢⎡⎦⎥⎤4+3()y +1x +x y +1 ≥12⎣⎢⎡⎦⎥⎤4+23()y +1x ×x y +1=2+3, 当且仅当x =3-3,y =-2+3时等号成立. 即x 2+3x +y 2y +1的最小值为2+ 3.16.已知F 1,F 2为椭圆C :x 24+y 23=1的左、右焦点,点P 在椭圆C 上移动时,△PF 1F 2的内心I 的轨迹方程为____________________________. 答案 x 2+3y 2=1(y ≠0)解析 由题意得F 1(-1,0),F 2(1,0),设点P (x ,y ),I (m ,n ),-2<x <2,y ≠0,则|PF 1|=(x +1)2+y 2=(x +1)2+3-3x 24=⎪⎪⎪⎪x 2+2=2+x 2,则|PF 2|=2a -|PF 1|=4-⎝⎛⎭⎫2+x 2=2-x 2,|F 1F 2|=2c =2,|PF 1|+|PF 2|+|F 1F 2|=2a +2c =6,则由点I 为△PF 1F 2的内心结合图形(图略)得⎩⎨⎧2+x2=m +1+1,12×n ×6=12×2×y ,则⎩⎪⎨⎪⎧x =2m ,y =3n ,代入椭圆C 的方程得三角形的内心I 的轨迹方程为m 2+3n 2=1(n ≠0),即x 2+3y 2=1(y ≠0).17.如图,在△ABC 中,已知AB =AC =1,∠A =120°,E ,F 分别是边AB ,AC 上的点,且AE →=λAB →,AF →=μAC →,其中λ,μ∈(0,1),且λ+4μ=1,若线段EF ,BC 的中点分别为M ,N ,则|MN →|的最小值为________.答案77解析 连接AM ,AN (图略),在等腰三角形ABC 中,AB =AC =1,∠A =120°,所以AB →·AC →=|AB →|·|AC →|·cos 120°=-12,因为AM 是△AEF 的中线,所以AM →=12(AE →+AF →)=12(λAB →+μAC →),同理可得AN →=12()AB →+AC →,由此可得MN →=AN →-AM →=12(1-λ)AB →+12()1-μAC →,两边平方并化简得MN →2=14(1-λ)2-14(1-λ)(1-μ)+14(1-μ)2,由于λ+4μ=1,可得1-λ=4μ,代入上式并化简得MN →2=214μ2-32μ+14=214⎝⎛⎭⎫μ-172+17,由于λ,μ∈()0,1,所以当μ=17时,MN →2取得最小值17,所以|MN →|的最小值为77.三、解答题(本大题共5小题,共74分.)18.(14分)已知f (x )=A sin(ωx +φ)⎝⎛⎭⎫A >0,0<ω<4,|φ|<π2过点⎝⎛⎭⎫0,12,且当x =π6时,函数f (x )取得最大值1.(1)将函数f (x )的图象向右平移π6个单位长度得到函数g (x ),求函数g (x )的表达式;(2)在(1)的条件下,函数h (x )=f (x )+g (x )+2cos 2x -1,求h (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域. 解 (1)由题意得A =1,由函数过⎝⎛⎭⎫0,12得sin φ=12,∵|φ|<π2, ∴φ=π6.又f ⎝⎛⎭⎫π6=1,∴π6ω+π6=π2+2k π,k ∈Z ,∵0<ω<4, ∴ω=2,∴f (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, ∴g (x )=f ⎝⎛⎭⎫x -π6=sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6. (2)h (x )=sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6+sin ⎝⎛⎭⎫2x -π6+cos 2x =3sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6, 当x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2时,π6≤2x +π6≤7π6,-12≤sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6≤1, -1≤2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π6≤2,所以h (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上的值域为[-1,2]. 19.(15分)如图,四棱锥P -ABCD 的底面是梯形,BC ∥AD ,AB =BC =CD =1,AD =2,PB =132,P A =PC = 3.(1)证明:AC ⊥BP ;(2)求直线AD 与平面APC 所成角的正弦值. (1)证明 取AC 的中点F ,连接PF ,BF , 由P A =PC 得PF ⊥AC ,由AB =BC ,得BF ⊥AC , 又PF ∩BF =F ,∴AC ⊥平面PBF , 又BP ⊂平面PBF ,∴AC ⊥BP .(2)解 延长BF 交AD 于点E ,过点P 作PO 垂直于平面ABCD 于点O ,由(1)易知点O 在BE 上,在△PBF 中,PB =132,BF =12,PF =32, 由余弦定理得cos ∠PFB =PF 2+BF 2-PB 22PF ·BF =-12,即∠PFB =120°,则∠PFO =60°, ∴PO =PF ·sin 60°=334, 由V P -ACD =V D -APC 得13·PO ·S △ACD =13·h ·S △APC ,其中h 为点D 到平面APC 的距离,解得h =32,设直线AD 与平面APC 所成角为θ, 则sin θ=h AD =34.20.(15分)已知各项均为正数的数列{a n }的前n 项和为S n ,且a 1=1,a n =S n +S n -1(n ∈N *,且n ≥2).(1)求数列{a n }的通项公式;(2)证明:当n ≥2时,1a 1+12a 2+13a 3+…+1na n <32.(1)解 由a n =S n +S n -1,得S n -S n -1=S n +S n -1,即S n -S n -1=1(n ≥2), 所以数列{S n }是以S 1=a 1=1为首项,以1为公差的等差数列, 所以S n =1+(n -1)×1=n ,即S n =n 2, 当n ≥2时,a n =S n -S n -1=2n -1,当n =1时,a 1=S 1=1,也满足上式,所以a n =2n -1. (2)证明 当n ≥2时,1na n =1n (2n -1)<1n (2n -2)=12·1n (n -1)=12⎝⎛⎭⎫1n -1-1n , 所以1a 1+12a 2+13a 3+…+1na n<1+12⎝⎛⎭⎫1-12+12-13+…+1n -1-1n =32-12n <32.故当n ≥2时,1a 1+12a 2+13a 3+…+1na n <32.21.(15分)已知直线l :y =kx +m 与椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)恰有一个公共点P ,l 与圆x 2+y 2=a 2相交于A ,B 两点.(1)求k 与m 的关系式;(2)点Q 与点P 关于坐标原点O 对称.若当k =-12时,△QAB 的面积取到最大值a 2,求椭圆的离心率.解 (1)由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 2a 2+y 2b 2=1,得(a 2k 2+b 2)x 2+2a 2kmx +a 2(m 2-b 2)=0,则Δ=(2a 2km )2-4(a 2k 2+b 2)a 2(m 2-b 2)=0, 化简整理,得m 2=a 2k 2+b 2.(2)因为点Q 与点P 关于坐标原点O 对称,故△QAB 的面积是△OAB 的面积的两倍. 所以当k =-12时,△OAB 的面积取到最大值a 22,此时OA ⊥OB ,从而原点O 到直线l 的距离d =a2, 又d =|m |k 2+1,故m 2k 2+1=a 22.再由(1),得a 2k 2+b 2k 2+1=a 22,则k 2=1-2b 2a 2.又k =-12,故k 2=1-2b 2a 2=14,即b 2a 2=38,从而e 2=c 2a 2=1-b 2a 2=58,即e =104.22.(15分)已知f (x )=2ln(x +2)-(x +1)2,g (x )=k (x +1),k ∈R . (1)求f (x )的单调区间;(2)当k =2时,求证:对于任意x >-1,f (x )<g (x )恒成立;(3)若存在x 0>-1,使得当x ∈(-1,x 0)时,恒有f (x )>g (x )成立,试求k 的取值范围. (1)解 函数f (x )的定义域为(-2,+∞). f ′(x )=2x +2-2(x +1)=-2()x 2+3x +1x +2(x >-2),当f ′(x )>0时,x 2+3x +1<0. 解得-2<x <-3+52;当f ′(x )<0时,解得x >-3+52.所以f (x )的单调递增区间为⎝ ⎛⎭⎪⎫-2,-3+52,单调递减区间为⎝⎛⎭⎪⎫-3+52,+∞.(2)证明 设h (x )=f (x )-g (x )=2ln(x +2)-(x +1)2-k (x +1)(x >-1), 当k =2时,h ′(x )=-2(x 2+3x +1)x +2-2=-2(x +3)(x +1)x +2,∴当x >-1时,h ′(x )<0恒成立,h (x )单调递减. 又h (-1)=0,∴当x ∈(-1,+∞)时,h (x )<h (-1)=0恒成立, 即f (x )-g (x )<0.∴对于任意x >-1,f (x )<g (x )恒成立.(3)解 因为h ′(x )=-2(x 2+3x +1)x +2-k=-2x 2+(k +6)x +2k +2x +2.方法一 由(2)知,当k =2时,f (x )<g (x )恒成立, 即对于任意x >-1,2ln(x +2)-(x +1)2<2(x +1), 不存在满足条件的x 0;当k >2时,对于任意x >-1,x +1>0, 此时2(x +1)<k (x +1).∴2ln(x +2)-(x +1)2<2(x +1)<k (x +1), 即f (x )<g (x )恒成立,不存在满足条件的x 0; 当k <2时,令t (x )=-2x 2-(k +6)x -(2k +2), 可知t (x )与h ′(x )符号相同,当x ∈(x 0,+∞)时,t (x )<0,h ′(x )<0, h (x )单调递减.∴当x ∈(-1,x 0)时,h (x )>h (-1)=0, 即f (x )-g (x )>0恒成立.综上,k 的取值范围为(-∞,2).方法二 存在x 0>-1,使得当x ∈(-1,x 0)时,恒有f (x )>g (x )成立,即h (x )>0恒成立,即h (x )>h (-1)恒成立,即当x ∈(-1,x 0)时,h ′(x )>0恒成立. 令t (x )=-2x 2-(k +6)x -(2k +2). 则t (-1)>0,即可解得k <2,∴k 的取值范围是(-∞,2).浙江高考仿真卷(二)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.设集合A ={1,2,3},B ={x ∈R |-1<x <3},则A ∩B 等于( ) A .{1,2} B .{1,3} C .{2,3} D .{1,2,3} 答案 A解 ∵集合A ={1,2,3},B ={x ∈R |-1<x <3}, ∴集合A 与集合B 公共元素组成的集合A ∩B ={1,2}.2.已知双曲线x 2m -y 23=1()m >0的右顶点和抛物线y 2=8x 的焦点重合,则m 的值为( )A .1B .2C .3D .4 答案 D解析 双曲线x 2m -y 23=1(m >0)的右顶点为(m ,0),抛物线y 2=8x 的焦点为(2,0),所以m =4.3.若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,则函数z =2x +y 的最大值为( )A .12 B.325 C .3 D .15答案 A解析 作出不等式组对应的平面区域如图阴影部分所示(含边界).由z =2x +y 得y =-2x +z , 平移直线y =-2x +z ,由图象可知当直线y =-2x +z 经过点A 时, 直线y =-2x +z 在y 轴上的截距最大, 此时z 最大.由⎩⎪⎨⎪⎧ x -4y +3=0,3x +5y -25=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =2,即A (5,2), 代入目标函数z =2x +y ,得z =2×5+2=12. 即目标函数z =2x +y 的最大值为12.4.某几何体的三视图如图所示,则该几何体中,面积最大的侧面的面积为( )A .1 B.22 C.52 D.62答案 C解析 几何体为一个四棱锥P -ABCD ,其中P A =3,PB =6,PC =5,PD =2,AB =BC =CD =DA =1, 所以S △P AB =S △P AD =22,S △PDC =12,S △PBC =52,因此面积最大的侧面面积为52.5.“x <2”是“2x <1”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件 答案 B解析 由2x <1得x <0,因为“x <2”是“x <0”的必要不充分条件,所以“x <2”是“2x <1”的必要不充分条件. 6.函数f (x )=ln ⎝⎛⎭⎪⎫1-x 1+x +2sin x 的图象大致为( )答案 C解析 由1-x1+x >0,得f (x )的定义域为(-1,1),f (-x )=ln 1+x 1-x +2sin(-x )=-ln 1-x1+x -2sin x =-f (x ),∴f (x )为定义在(-1,1)上的奇函数,可排除A 和B ,又f (x )=ln(1-x )-ln(1+x )+2sin x ,x ∈(-1,1), 当x →1时,f (x )→-∞,可排除D.7.已知0<a <12,随机变量ξ的分布列如下:当a 增大时( ) A .E (ξ)增大,D (ξ)增大 B .E (ξ)减小,D (ξ)增大 C .E (ξ)增大,D (ξ)减小 D .E (ξ)减小 ,D (ξ)减小答案 B解析 由题意得,E (ξ)=-a +12,D (ξ)=⎝⎛⎭⎫-a +12+12×a +⎝⎛⎭⎫-a +122×⎝⎛⎭⎫12-a +⎝⎛⎭⎫-a +12-12×12=-a 2+2a +14,又∵0<a <12, ∴故当a 增大时,E (ξ)减小,D (ξ)增大.8.如图,已知三棱锥D -ABC ,记二面角C -AB -D 的平面角是θ,直线DA 与平面ABC 所成的角是θ1,直线DA 与BC 所成的角是θ2,则( )A .θ≥θ1B .θ≤θ1C .θ≥θ2D .θ≤θ2答案 A解析 若θ>π2,则θ>θ1,θ>θ2;若θ≤π2,如图所示,设D 在平面ABC 的投影为M ,过M 作MN ⊥AB ,垂足为N ,连接DN ,AM ,∴sin θ=DM DN ,sin θ1=DMDA ,∵DA ≥DN ,∴sin θ1≤sin θ,∴θ1≤θ,而θ与θ2的大小关系是不确定的,故选A.9.已知|AB →|=1,|BC →|+|CA →|=2,则CA →与CB →夹角的余弦值的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤-1,12 B.⎣⎡⎦⎤-12,12 C.⎣⎡⎦⎤12,1 D.⎣⎡⎦⎤-12,1 答案 C解析 易知BC →+CA →=BA →,所以BC →2+CA →2+2BC →·CA →=1.设向量CA →与CB →的夹角为θ,|BC →|=x ,则|CA →|=2-x ,所以cos θ=-2x 2-4x +32x 2-4x =-1-32(x -1)2-2,因为|BA →|=|BC →+CA →|≥||BC →|-|CA →||,所以|2x -2|≤1,所以12≤x ≤32,所以12≤cos θ≤1.故选C.10.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln x ,x >0,ax ,x ≤0,若方程f (-x )=-f (x )有五个不同的实数根,则a 的取值范围是( ) A .(0,+∞) B.⎝⎛⎭⎫0,1e C .(-∞,0) D .(0,1)答案 B解析 设g (x )=-f (-x ),则y =g (x )的图象与y =f (x )的图象关于原点对称,方程f (-x )=-f (x )有五个不同的实数根等价于函数y =f (x )的图象与y =g (x )的图象有5个交点, 由图象可知(图略),只需y =ax 与曲线y =ln x 在第一象限有两个交点即可, 设过原点的直线与y =ln x 切于点P (x 0,y 0), 由f ′(x )=1x,则y =ln x 的切线为y -ln x 0=1x 0(x -x 0),又此直线过点(0,0), 所以ln x 0=1, 所以x 0=e , 即f ′(e)=1e,即过原点的与y =ln x 相切的直线方程为y =1e x ,即所求a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫0,1e .二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分)11.复数z 满足z ·(1-i)=3-4i(其中i 为虚数单位),则|z |=________,复数z 的共轭复数z =________. 答案522 72+12i 解析 由z ·(1-i)=3-4i ,得z =3-4i 1-i =(3-4i )(1+i )(1-i )(1+i )=72-12i ,故|z |=494+14=522,z =72+12i. 12.已知直线l :mx -y =1,若直线l 与直线x +m (m -1)y =2垂直,则m 的值为________.动直线l: mx -y =1被圆C :x 2-2x +y 2-8=0截得的最短弦长为________. 答案 0或2 27解析 由两直线垂直的充要条件得m ×1+(-1)×m (m -1)=0,∴m =0或m =2;圆的半径为3,当圆心(1,0)到直线的距离最长即d =(1-0)2+[0-(-1)]2=2时弦长最短,此时弦长为232-(2)2=27.13.(1-2x )5展开式中x 3的系数为________;所有项的系数和为________. 答案 -80 -1解析 因为T k +1=C k 5(-2)k x k ,令k =3,T 4=-80x 3,所以x 3的系数为-80,设(1-2x )5 =a 0+a 1x +…+a 5x 5, 令x =1,则a 0+a 1+…+a 5=-1 , 所以所有项的系数和为-1.14.在△ABC 中,若b =2,A =120°,三角形的面积S =3,则c =________;三角形外接圆的半径为________. 答案 2 2解析 S =3=12×2c sin 120°,解得c =2.∴a 2=22+22-2×2×2×cos 120°=12, 解得a =23, ∴2R =a sin A =2332=4,解得R =2.15.已知椭圆C :x 24+y 23=1的左、右两焦点为F 1,F 2,△ABC 为椭圆的内接三角形,已知A ⎝⎛⎭⎫23,263,且满足F 2A →+F 2B →+F 2C →=0,则直线BC 的方程为_______________. 答案 146x -32y -276=0解析 由F 2A →+F 2B →+F 2C →=0知点F 2为△ABC 的重心, 设D (x 0,y 0)为BC 的中点, 则AF 2→=2F 2D →,所以⎩⎨⎧1-23=2(x 0-1),0-263=2y 0,解得⎩⎨⎧x 0=76,y 0=-63,即D ⎝⎛⎭⎫76,-63.设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),则⎩⎨⎧x 214+y 213=1, ①x 224+y223=1, ②①-②得(x 1-x 2)(x 1+x 2)4+(y 1-y 2)(y 1+y 2)3=0,即y 1-y 2x 1-x 2·y 1+y 2x 1+x 2=-34,因为y 1+y 2=2y 0=-263,x 1+x 2=2x 0=73,所以直线BC 的斜率k =y 1-y 2x 1-x 2=7616,所以直线BC 的方程为y +63=7616⎝⎛⎭⎫x -76, 即146x -32y -276=0.16.已知函数f (x )=x +bx +c 有两个不同的零点x 1,x 2,且x 1,x 2∈(0,2),则b 2+2bc +4b 的取值范围是__________________. 答案 (0,1)解析 函数f (x )=x +bx +c 有两个不同的零点x 1,x 2∈(0,2),等价于函数g (x )=x 2+cx +b (x ≠0)有两个不同的零点x 1,x 2∈(0,2),则g (x )=(x -x 1)(x -x 2),所以x 1x 2=b ,x 1+x 2=-c ,则b 2+2bc +4b =b (b +2c +4)=x 1x 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=x 1x 2(2-x 1)(2-x 2)=x 1(2-x 1)·x 2(2-x 2)≤⎝⎛⎭⎫x 1+2-x 122·⎝⎛⎭⎫x 2+2-x 222=1,“=”成立的条件是x 1=x 2=1.因为x 1≠x 2,所以“=”取不到.又因为x 1,x 2∈(0,2),所以2-x 1∈(0,2),2-x 2∈(0,2),所以x 1x 2(2-x 1)(2-x 2)>0,所以b 2+2bc +4b 的取值范围是(0,1).17.在平面四边形ABCD 中,AB =BC =1,AD =CD =2,∠DAB =∠DCB =90°,点P 为AD 的中点,M ,N 分别在线段BD ,BC 上,则PM +22MN 的最小值为________. 答案 1解析 由题意得BD =AD 2+AB 2=3,cos ∠ADB =63. 设DM =t (0<t ≤3),则在△PDM 中,由余弦定理得 PM =PD 2+DM 2-2PD ·DM cos ∠ADB =⎝⎛⎭⎫t -332+16. 当MN ⊥BC 时,MN 取得最小值为BM ·CD BD =32-6t3,则PM +22MN =⎝⎛⎭⎫t -332+16-33t +1, 设y =⎝⎛⎭⎫t -332+16-33t +1, 则23t 2-233yt +12-(y -1)2=0, 将其看作是关于t 的一元二次方程,则Δ=43y 2-83⎣⎡⎦⎤12-(y -1)2≥0, 解得y ≥1或y ≤13.过点P 作PM ′⊥BD ,故易得 PM ≥PM ′=PD ·AB BD =66>13,所以y >13,则y ≤13舍去,即y ≥1,当y =1时,t =32, 所以PM +22MN 的最小值为1. 三、解答题(本大题共5小题,共74分.)18.(14分)已知函数f (x )=2sin(π-x )cos x +2cos 2x -1 . (1)求f (x )的最小正周期;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4时,f (x )≥m 恒成立,求m 的取值范围. 解 (1)f (x )=2sin(π-x )cos x +2cos 2x -1 =2sin x cos x +cos 2x =sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4, 所以最小正周期T =2π2=π.(2)因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4 ,所以2x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2 , 2x +π4∈⎣⎡⎦⎤-π4,34π, 所以当2x +π4=-π4 ,即x =-π4时,sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4 有最小值-22 ,所以f (x )有最小值-1, 因为当x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4时,f (x )≥m 恒成立,所以m ≤-1, 即m 的取值范围是(-∞,-1].19.(15分)如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,△ABC 为等腰直角三角形,AB =AC ,D 为BC 的中点.(1)求证:A 1C ∥平面ADB 1;(2)若AB =AA 1=2,求直线A 1D 与平面ADB 1所成角的正弦值. 解 (1)连接A 1B (图略),记AB 1∩A 1B =E ,连接DE , 在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,易知侧面ABB 1A 1为矩形,所以E 是A 1B 的中点,又D 为BC 的中点,所以A 1C ∥DE , 又A 1C ⊄平面ADB 1,DE ⊂平面ADB 1, 所以A 1C ∥平面ADB 1.(2)方法一 因为AB =AC =AA 1=2,△ABC 为等腰直角三角形, 所以BC =AB 2+AC 2=2,所BD =BC2=1.在Rt △B 1BD 中,tan ∠BDB 1=BB 1BD=2,连接BC 1,在Rt △B 1BC 1中,tan ∠B 1BC 1=B 1C 1BB 1=2,所以∠BDB 1=∠B 1BC 1.又∠BB 1D +∠BDB 1=π2,所以∠BB 1D +∠B 1BC 1=π2,所以BC 1⊥B 1D .因为AB =AC ,D 为BC 的中点,所以AD ⊥BC .又在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,B 1B ⊥平面ABC ,AD ⊂平面ABC ,所以B 1B ⊥AD . 又B 1B ∩BC =B ,所以AD ⊥平面B 1BCC 1,又BC 1⊂平面B 1BCC 1,所以AD ⊥BC 1. 因为AD ∩B 1D =D ,所以BC 1⊥平面AB 1D .取CC 1的中点F ,连接DF ,A 1F ,则DF ∥BC 1,DF ⊥平面ADB 1,则∠A 1DF 为直线A 1D 与平面ADB 1所成角的余角,设直线A 1D 与平面ADB 1所成的角为θ,则θ=π2-∠A 1DF .在△A 1DF 中,易知A 1D =AA 21+AD 2=3,A 1F =A 1C 21+C 1F 2=102, DF =DC 2+CF 2=62, 所以cos ∠A 1DF =A 1D 2+DF 2-A 1F 22A 1D ×DF =23,故sin θ=sin ⎝⎛⎭⎫π2-∠A 1DF =cos ∠A 1DF =23, 所以直线A 1D 与平面ADB 1所成角的正弦值为23. 方法二 因为AB =AC ,D 为BC 的中点,所以AD ⊥BC ,又在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,B 1B ⊥平面ABC ,所以可以DA ,DC 所在直线,过点D 且平行于B 1B 的直线分别为x ,y ,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,因为AB =AC =AA 1=2,△ABC 为等腰直角三角形,所以A (1,0,0),D (0,0,0),A 1(1,0,2),B 1(0,-1,2),故A 1D →=(-1,0,-2),AD →=(-1,0,0),B 1D →=(0,1,-2),设平面ADB 1的法向量为n =(x ,y ,z ),则⎩⎪⎨⎪⎧ n ·AD →=0,n ·B 1D →=0,即⎩⎨⎧-x =0,y -2z =0, 令z =1,得y =2,则n =(0,2,1)为平面ADB 1的一个法向量,设直线A 1D 与平面ADB 1所成的角为θ,则sin θ=|cos 〈n ,A 1D →〉|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪n ·A 1D →|n |·|A 1D →|=23, 故直线A 1D 与平面ADB 1所成角的正弦值为23. 20.(15分)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足2S n =-a n +n (n ∈N *).(1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -12为等比数列; (2)求数列{a n -1}的前n 项和T n .(1)证明 2S n =-a n +n ,当n ≥2时,2S n -1=-a n -1+n -1,两式相减,得2a n =-a n +a n -1+1,即a n =13a n -1+13. ∴a n -12=13⎝⎛⎭⎫a n -1-12, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -12为等比数列. (2)解 由2S 1=-a 1+1,得a 1=13.由(1)知,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -12是以-16为首项,13为公比的等比数列. 所以a n -12=-16⎝⎛⎭⎫13n -1=-12⎝⎛⎭⎫13n , ∴a n =-12⎝⎛⎭⎫13n +12(n ∈N *), ∴a n -1=-12⎝⎛⎭⎫13n -12,∴T n =-16⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫13n 1-13-n 2=14⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫13n -1-n 2(n ∈N *). 21.(15分)已知抛物线E :y 2=8x ,直线l :y =kx -4.(1)若直线l 与抛物线E 相切,求直线l 的方程;(2)设Q (4,0),直线l 与抛物线E 交于不同的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),若存在点C ,满足AC ⊥QC ,且线段OC 与AB 互相平分(O 为原点),求x 2的取值范围.解 (1)方法一 当k =0时,直线与抛物线不相切,所以k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -4,y 2=8x 得k 2x 2-8(k +1)x +16=0, 由k 2≠0及Δ=64(k +1)2-64k 2=0,得k =-12, 所以,所求的直线l 的方程为x +2y +8=0.方法二 直线l 恒过点(0,-4),由y 2=8x ,得y =±8x ,设切点为(x 0,y 0),由题意得,直线与抛物线在x 轴下方的图象相切,则y =-8x ,所以y ′|0x x ==-2x 0 , 所以切线方程为y +8x 0=-2x 0(x -x 0), 将坐标(0,-4)代入得x 0=8,即切点为(8,-8),再将该点代入y =kx -4得,k =-12, 所以所求的直线l 的方程为x +2y +8=0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -4,y 2=8x 得k 2x 2-8(k +1)x +16=0,且k ≠0, 因为Δ=64(k +1)2-64k 2>0,且k ≠0, 所以k >-12,且k ≠0, 所以x 1+x 2=8(k +1)k 2, 所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)-8=8k, 因为线段OC 与AB 互相平分,所以四边形OACB 为平行四边形.所以OC →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2)=⎝⎛⎭⎫8(k +1)k 2,8k ,即C ⎝⎛⎭⎫8(k +1)k 2,8k .因为AC ⊥QC,方法一 所以k AC ·k QC =-1,又k QC =8k 8(k +1)k 2-4=2k 2(k +1)-k 2, 又k AC =k OB =y 2x 2=k -4x 2, 所以2k 2(k +1)-k 2·⎝⎛⎭⎫k -4x 2=-1, 所以8x 2=k +2k+2, 所以若k >0,则8x 2≥22+2=2(2+1), 当且仅当k =2时取等号,此时0<x 2≤4(2-1),若-12<k <0,由于k =-12时,k +2k +2=-52, 所以8x 2<-52,即x 2<-165(舍去), 综上所述,x 2的取值范围是(0,4(2-1)].方法二 所以QC →·AC →=0,又QC →=⎝⎛⎭⎫8(k +1)k 2-4,8k , AC →=OB →=(x 2,y 2)=(x 2,kx 2-4),所以QC →·AC →=⎝⎛⎭⎫8(k +1)k 2-4x 2+8k (kx 2-4)=0, 即8x 2=k +2k+2, 所以若k >0,则8x 2≥22+2=2(2+1), 当且仅当k =2时取等号,此时0<x 2≤4(2-1),若-12<k <0,由于k =-12时,k +2k +2=-52, 所以8x 2<-52,即x 2<-165(舍去). 综上所述,x 2的取值范围是(0,4(2-1)].22.(15分)已知函数f (x )=a e 2x -a e x -x e x (a ≥0,e =2.718…,e 为自然对数的底数),若f (x )≥0对于x ∈R 恒成立.(1)求实数a 的值;(2)证明:f (x )存在唯一极大值点x 0,且ln 22e +14e 2≤f (x 0)<14. (1)解 由f (x )=e x (a e x -a -x )≥0对于x ∈R 恒成立,设函数g (x )=a e x -a -x ,可得g (x )=a e x -a -x ≥0对于x ∈R 恒成立,∵g (0)=0,∴g (x )≥g (0),从而x =0是g (x )的一个极小值点,∵g ′(x )=a e x -1,∴g ′(0)=a -1=0,即a =1.当a =1时,g (x )=e x -1-x ,g ′(x )=e x -1,∵x ∈(-∞,0)时,g ′(x )<0,g (x )在(-∞,0)上单调递减,x ∈(0,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )在(0,+∞)上单调递增,∴g (x )≥g (0)=0,即f (x )≥0,∴a =1.(2)证明 当a =1时,f (x )=e 2x -e x -x e x ,f ′(x )=e x (2e x -x -2).令h (x )=2e x -x -2,则h ′(x )=2e x -1,∴当x ∈(-∞,-ln 2)时,h ′(x )<0,h (x )在(-∞,-ln 2)上为减函数;当x ∈(-ln 2,+∞)时,h ′(x )>0,h (x )在(-ln 2,+∞)上为增函数,且h (0)=0,∵h (-1)<0,h (-2)>0,∴在(-2,-1)上存在x =x 0满足h (x 0)=0,∵h (x )在(-∞,-ln 2)上为减函数,∴当x ∈(-∞,x 0)时,h (x )>0,即f ′(x )>0,f (x )在(-∞,x 0)上为增函数,当x ∈(x 0,-ln 2)时,h (x )<0,即f ′(x )<0,f (x )在(x 0,-ln 2)上为减函数,当x ∈(-ln 2,0)时,h (x )<h (0)=0,即f ′(x )<0,f (x )在(-ln 2,0)上为减函数,当x ∈(0,+∞)时,h (x )>h (0)=0,即f ′(x )>0,f (x )在(0,+∞)上为增函数,∴f (x )在(-ln 2,+∞)上只有一个极小值点0,综上可知,f (x )存在唯一的极大值点x 0, 且x 0∈(-2,-1).∵h (x 0)=0,∴20e x -x 0-2=0, ∴f (x 0)=002ee x x --x 00e x =⎝⎛⎭⎫x 0+222-⎝⎛⎭⎫x 0+22(x 0+1)=-x 20+2x 04,x 0∈(-2,-1), ∵当x ∈(-2,-1)时,-x 2+2x 4<14, ∴f (x 0)<14; ∵ln 12e∈(-2,-1), ∴f (x 0)≥f ⎝⎛⎭⎫ln 12e =ln 22e +14e 2;综上知ln 22e +14e 2≤f (x 0)<14.。
03练-冲刺2020年高考数学小题狂刷卷(浙江专用)(解析版)

03练 冲刺2020年高考数学小题狂刷卷(浙江专用)一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.已知集合2{|40}M x x =-<, {|128,}xN x x Z =≤≤∈,则N M ⋂=( ) A .[)0,2 B .{}0,1 C .{}0,1,2 D .{}0,1,2,3 【答案】B【解析】集合{|22}M x x =-<< ,集合{}=0,1,2,3N ,所以{}=0,1M N ⋂,选B. 2.设,m n 是两条不同的直线,,,αβγ是三个不同的平面,则下列结论错误的是( ) A .若,//m n αα⊥,则m n ⊥ B .若//,m n m α⊥,则n α⊥ C .若//,m ααβ⊥,则m β⊥D .若//,//,m αββγα⊥,则m γ⊥【答案】C【解析】由,m n 是两条不同的直线,,,αβγ是三个不同的平面,在A 中,若,//m n αα⊥,则m n ⊥,故A 正确;在B 中,若//,m n m α⊥,则n α⊥,故B 正确;在C 中,若//,m ααβ⊥,则m β⊥或//m β或m β⊂或m 与平面β相交,故C 错误;在D 中,若//,//,m αββγα⊥,则m γ⊥,故D 正确;故选:C.3.设z 为非零复数,则“1z z+R ∈”是“1z =”的( ) A .充分非必要条件 B .必要非充分条件 C .充要条件D .既非充分也非必要条件【答案】B【解析】设,(,z a bi a b =+不能同时为0),则1z z+=2222221a bi a b a bi a bi a b i a bi a b a b a b -⎛⎫⎛⎫++=++=++- ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭.又1z =1=,即221a b +=,若1z z +R ∈,则22bb a b=+,解得0b =或221a b +=,不一定满足221a b +=,故充分性不成立;若1z =,即221a b +=,则一定有22b b a b =+,即1z z+R ∈, 故必要性成立.综上1z z+R ∈是1z =的必要不充分条件.故选B. 4.数列{}n a 的通项公式为n aa n n=+,若数列{}n a 单调递增,则a 的取值范围为 A .(,0]-∞ B .[0,)+∞C .(,2)-∞D .[1,)+∞【答案】C【解析】数列{a n }单调递增⇔a n+1>a n ,可得:n+1+1a n +>n+an,化为:a <n 2+n .∴a <2.故选C . 5.将函数()3sin 23f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭向右至少平移多少个单位,才能得到一个偶函数( ) A .6π B .512π C .12πD .2π 【答案】B【解析】设函数()3sin 23f x x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭向右平移,0ϕϕ>个单位之后是偶函数,即()3sin 223f x x ϕϕπ⎛⎫+=-+⎪⎝⎭是偶函数,则2,32k k Z πϕππ-+=+∈, ,122k k Z ππϕ=--∈,最小的正数,即当1k =-时,此时512πϕ=,故选B.6.若函数()f x 在区间A 上,对,,a b c A ∀∈,()()(),,f a f b f c 为一个三角形的三边长,则称函数()f x 为“三角形函数”.已知函数()ln f x x x m =+在区间21,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上是“三角形函数”,则实数m 的取值范围为( )A .21e 2,e e ⎛⎫+ ⎪⎝⎭B .2,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C .1,e ⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭D .2e 2,e ⎛⎫++∞ ⎪⎝⎭【答案】D【解析】()'ln 1f x x =+,所以()f x 在211,e e ⎡⎫⎪⎢⎣⎭单调递减,1,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦单调递增, ()min 11f x f m e e ⎛⎫==-+ ⎪⎝⎭,()()max f x f e e m ==+,则只需()()min max 2f x f x >,函数()f x 就是“三角形函数”,所以12m e m e ⎛⎫-+>+ ⎪⎝⎭,解得2m e e >+,故选D .7.已知随机变量ξ的取值为()0,1,2i i =.若()105P ξ==,()1E ξ=,则( ) A .()()1P D ξξ=< B .()()1P D ξξ== C .()()1P D ξξ=> D .()()115P D ξξ== 【答案】C【解析】设()1P x ξ==,则()425P x ξ==-,则()1480121555x x E x ξ⎛⎫=⨯+⨯+-⨯=-= ⎪⎝⎭,解得()315P ξ==,()125P ξ==,则()()()()22213120111215555D ξ=⨯-+⨯-+⨯-=,故()()1P D ξξ=>,故选:C.8.已知点E 是抛物线2:2(0)C y px p =>的对称轴与准线的交点,点F 为抛物线C 的焦点,点P 在抛物线C 上.在EFP ∆中,若sin sin EFP FEP μ∠=⋅∠,则μ的最大值为( )A.2BCD【答案】C【解析】由题意得,准线:2p l x =-,,02p E ⎛⎫- ⎪⎝⎭,,02p F ⎛⎫ ⎪⎝⎭,过P 作PH l ⊥,垂足为H ,则由抛物线定义可知PH PF =,于是sin sin EFP PE FEP PF μ∠==∠ 11cos cos PE PH EPH PEF===∠∠,cos y x =Q 在()0,π上为减函数,∴当PEF ∠取到最大值时(此时直线PE 与抛物线相切),计算可得直线PE 的斜率为1,从而45PEF ∠=︒,max μ∴==故选C.9.在ABC ∆中,角A ,B 和C 所对的边长为a ,b 和c ,面积为2221()3a c b +-,且C ∠为钝角,则c a的取值范围是( )A .3,5⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭B .5,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C . 3,5⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭D .5,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭【答案】 B【解析】因为1sin 2S ac B ==()22213a c b +-,所以2223sin cos 42a c b B B ac+-==即4tan 3B =,因为C ∠为钝角,所以43sin ,cos 55B B ==, 由正弦定理知sin sin()sin cos 34cos cot sin sin sin 55c C B A B A B A a A A A +===+=+因为C ∠为钝角,所以2A B π+<,即2A B π<-,所以4cot cot()tan 23A B B π>-== 所以34455533c a >+⨯=,即c a 的取值范围是5,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭.故选B. 10.已知函数()2log 02(4)24x x f x f x x ⎧<≤=⎨-<<⎩,设方程()()1x f x t t R e -=∈的四个不等实根从小到大依次为1234,,,x x x x ,则下列判断中一定成立的是( )A .1212x x += B .1214x x << C .3449x x << D .340(4)(4)4x x <--<【答案】C 【解析】如图,由图可知,123401234x x x x <<<<<<<<,所以34416x x <<, 又()()2324log 4log 4x x ->-,得()()2324log 4log 4x x ->--,所以()()234log 440x x -->,得()()34441x x -->,即()34344150x x x x -++>,又34x x +>34154x x +<,所以)350>,所以349x x <,综上,3449x x <<,故选C.二、填空题:本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分。
2020年高考三轮冲刺卷理数答案

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次不等式恒成立问题!体现了逻辑推理的核心素养! - 试题解析由约束条件作出可行域 如 图 中 阴 影 部 分 所
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(浙江专用)2020高考数学三轮冲刺抢分练仿真卷(六)

(浙江专用)2020高考数学三轮冲刺抢分练仿真卷(六)一、选择题(本大题共 10小题,每题 4分,共40分)1.设会集A ={1,2,3} ,B ={x ∈R|-1<x <3},则A ∩B 等于()A .{1,2}B .{1,3}C .{2,3}D .{1,2,3}答案 A解 ∵会集A ={1,2,3} ,B ={x ∈R|-1<x <3},∴会集A 与会集B 公共元素构成的会集 A ∩B ={1,2} .2221()y8xm ().已知双曲线 x -y=m >0 的右极点和抛物线 2= 的焦点重合,则的值为m 3A .1B .2C .3D .4答案 D分析x 2y 21(m >0)的右极点为(m ,0),抛物线y2,所以m =双曲线-==8x 的焦点为(2,0)m34.x -4y +3≤0,3.若实数 x , y 满足 3 x +5 y -25≤0, 则函数 z =2+ y 的最大值为()xx ≥1,32A .12B.5C .3D .15答案A分析作出不等式组对应的平面地域如图暗影部分所示(含界限). 由z =2x +y 得y =-2x +z , 平移直线y =-2x +z ,由图象可知当直线y =-2x +z 经过点A 时, 直线y =-2x +z 在y 轴上的截距最大,此时z 最大.x -4y +3=0,x =5,由解得 即A (5,2) ,3x +5y -25=0, y =2,代入目标函数z =2x +y ,得z =2×5+2=12.即目标函数z=2x+y的最大值为12.4.某几何体的三视图以下列图,则该几何体中,面积最大的侧面的面积为( )256A.1B.C.D.222答案 C分析几何体为一个四棱锥P-ABCD,此中PA=3,PB=6,PC=5,PD=2,AB=BC=CD=DA=1,所以△PAB=△PAD=2 1 5 5,△PDC=,△PBC=,所以面积最大的侧面面积为.2 2 2 25.“x<2”是“2x<1”的( )A.充分不用要条件B.必需不充分条件C.充要条件D.既不充分也不用要条件答案 B分析由2x<1得x<0,因为“x<2”是“x<0”的必需不充分条件,所以“x<2”是“2x<1”的必需不充分条件.6.函数f(x)=ln 1-xx的图象大体为( ) 1+x+2sin答案 C1-x分析由1+x>0,得f(x)的定义域为(-1,1),1+x 1-xf(-x)=ln1-x+2sin( -x)=-ln1+x-2sin x=-f(x),∴f (x )为定义在(-1,1)上的奇函数,可消除 A 和B ,又 f ()=ln(1- )-ln(1+ )+2sinx , ∈(-1,1),x x x x当x →1时,f (x )→-∞,可消除D.17.已知0<a <2,随机变量ξ的分布列以下:ξ-10111Pa 2-a 2当a 增大时()A .E (ξ)增大,D (ξ)增大B .E (ξ)减小,D (ξ)增大C .E (ξ)增大,D (ξ)减小 D .E (ξ)减小,D (ξ)减小答案B1 1 2×a +-a +1 21 分析由题意得,E (ξ)=-a +,D (ξ)=-a ++12 ×-a +22212121 1-a +-1×=-a +2 +,又∵0<<,2 2 a 4 a 2∴故当a 增大时,E (ξ)减小,D (ξ)增大.8. 如图,已知三棱锥D -ABC ,记二面角C -AB -D 的平面角是θ,直线DA 与平面ABC 所成的角是θ1,直线DA 与BC 所成的角是θ2,则 ( )A .θ≥θ1B .θ≤θ 1C .θ≥θ2D .θ≤θ2答案 Aπ πD 在平面ABC 的投影为M ,分析 若θ>2,则θ>θ1,θ>θ2;若θ≤2,以下列图,设过M 作MN ⊥AB ,垂足为N ,连接DN ,AM ,∴sinθ= DM DM,sin θ1=,∵DA ≥DN ,∴sin θ1≤sin θ,∴θ1≤θ,而θ与θ2的大DNDA小关系是不确立的,应选A.→ → → =2 → → ()9.已知|AB |=1, |BC | +|CA | ,则CA 与CB 夹角的余弦值的取值范围是 A.-1, 1 B. 1 12 -, 221 11,D.-,1C.22答案 C分析 易知 → +→ =→,所以 →2+→2+2→· →=1.BCCABABC CA BCCA设向量 → 与 → 的夹角为 θ,| → =→ =2- x ,所以cos θ=-2x 2-4x +3 =-1-|,则||2CA CBBC xCA2x -4x3→→ →→ →1 3 12x -12-2,因为|BA |=|BC +CA |≥||BC |-|CA ||,所以|2x -2|≤1,所以2≤x ≤2,所以2≤cosθ≤1.应选C.ln x ,x >0, 10.已知函数f (x )= , ≤0,若方程f (-x )=-f (x )有五个不一样的实数根,则 a 的ax x取值范围是( )A .(0,+∞)B. 10,e C .(-∞,0) D .(0,1)答案 B分析 设g (x )=-f (-x ),则y =g (x )的图象与y =f (x )的图象关于原点对称,方程f (-x )=-f (x )有五个不一样的实数根等价于函数y =f (x )的图象与y =g (x )的图象有5个交点,由图象可知(图略),只需y =ax 与曲线y =ln x 在第一象限有两个交点即可, 设过原点的直线与y =ln x 切于点P (x 0,y 0),1 由f ′(x )=x ,则y =ln x 的切线为y -lnx 0= 1(x -x 0),x 0又此直线过点(0,0), 所以ln x 0=1, 所以x 0=e ,1即f ′(e)=e ,1 即过原点的与y=ln x相切的直线方程为y=e x,1即所求a的取值范围为0,e.二、填空题(本大题共 7小题,多空题每题 6分,单空题每题 4分,共36分)11.复数z 满足z ·(1-i)=3-4i( 此中i 为虚数单位),则|z |=________,复数z 的共轭复数z =________.52 7 1答案2 2+ 2i分析由z ·(1-i)=3-4i ,得z =3-4i=3-4i1+i 7 1 49 1 52 1-i =-i ,故|z |=4 +=,1-i1+i2 2427 1z =2+2i.12.已知直线l :mx -y =1,若直线l 与直线x +m (m -1)y =2垂直,则m 的值为________.动直线l:mx -y =1被圆C :x 2-2x +y 2-8=0截得的最短弦长为________. 答案 0或2 27 分析 由两直线垂直的充要条件得m ×1+(-1)×m (m -1)=0,∴m =0或m =2;圆的半径为3,当圆心(1,0) 到直线的距离最长即 d =1-02+[0--1]2=2时弦长最短,此时弦长 为232-22=27.13.(1-2)5 睁开式中 x 3 的系数为________;全部项的系数和为________.x答案-80 -1分析因为Tkkk3,k +154所以x 3的系数为-80,设(1-2x )5=a 0+a 1x ++a 5x 5,令x =1,则a 0+a 1++a 5=-1,所以全部项的系数和为-1.14.在△ABC 中,若b =2,A =120°,三角形的面积S =3,则c =________;三角形外接圆的半径为________.答案22分析S =13=2×2c sin120°,解得c =2.∴ a 2=22+22-2×2×2×cos120°=12, 解得a =23,a 23∴2R =sin A =3 =4,2 解得 =2.Rx 2 y 215.已知椭圆 C :4+3=1 的左、右两焦点为 F 1,F 2,△ABC 为椭圆的内接三角形,已知A 2, 26,且满足→2 + →2 + →2=0,则直线 的方程为_______________.3 3FAFBFCBC答案 146 x -32y -27 6=0分析 由 → →→=0知点2为△的重心,2 +2+2FA FB FCFABC设D (x ,y )为BC 的中点,则 → →2=2 2,AFFD271-3=2x 0-1,x 0=6,所以26解得6,y =-0-3=2y3,即D 7,-6.63设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),22x 1y 1则4+3=1,①x2 222②+y=1,43121+x 21- y 212①-②得x -x4 x+yy +y =0,312123即·x 1-xx 1+x =-,2242 612,因为y +y =2y =-3x 1+ 2=2 0=7,xx3y 1-y 2 7 6所以直线BC 的斜率k =x 1-x 2=16 ,6 7 6- 7 所以直线BC 的方程为y +3=16 x 6, 即146x -32y -276=0.b +c 有两个不一样的零点x ,x ,且x ,x ∈(0,2)2,则b +2bc +4b1 2 1 2的取值范围是__________________.答案(0,1)b2分析函数f (x )=x +x +c 有两个不一样的零点x 1,x 2∈(0,2),等价于函数g (x )=x +cx +(x ≠0)有两个不一样的零点x 1 ,2∈(0,2),则(x )=(-1)(x - 2),所以12=, 1+ 2bxg xxx xxb xx=-c ,则b 2+2bc +4b =b (b +2c +4)=x 1x 2[ x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=x 1x 2(2- x 1)(2-x 2)=x 1(212 2x +2-x 12 x +2-x 2 2 12-x )·x (2-x )≤1·2=1,“=”建立的条件是x =x =1.因为22x ≠x ,所以“=”取不到.又因为x ,x ∈(0,2) ,所以2-x ∈(0,2),2-x∈(0,2) ,所121212以x 1x 2(2-x 1)(2-x 2)>0,所以b 2+2bc +4b 的取值范围是(0,1).17.在平面四边形ABCD 中,AB =BC =1,AD =CD =2,∠DAB =∠DCB =90°,点P 为AD 的2 中点,M ,N 分别在线段BD ,BC 上,则PM +2MN 的最小值为________. 答案 1226分析 由题意得BD = AD +AB = 3,cos ∠ADB =3.设DM =t (0<t ≤ 3),则在△PDM 中,由余弦定理得= 2+ 2-2 · cos ∠ADBPM PD DMPDDM=t - 3 2 1+.36·3 2-6 t 当MN ⊥BC 时,MN 获得最小值为 BD=3,2t -3 2 1 3则PM +MN =3 +-t +1,263设y =t -32+1-3t +1,363则22-23yt +1-(y -1)2 =0,3t3 2将其看作是关于 t 的一元二次方程,4 2 8 1 2则=3y -32-y -1 ≥0,1解得y ≥1或y ≤.过点P 作PM ′⊥BD ,故易得PD ·AB 61PM ≥PM ′=BD =6>3,1所以y >3,1则y ≤3舍去,即y ≥1, 当y =1时,t =3,22所以PM +2MN 的最小值为1.三、解答题(本大题共5小题,共 74分.)18.(14分)已知函数 f (x )=2sin( π-x )cos x +2cos 2x -1.(1) 求f (x )的最小正周期;π π(2) 当x ∈-4,4时,f (x )≥m 恒建立,求m 的取值范围.解(1)f (x )=2sin(π-x )cos=2sin x cos x +cos2xx +2cos 2x -1= sin2x +cos2xπ=2sin2x +4,2π所以最小正周期T =2=π.(2)因为x ∈ -π,π ,所以2x ∈ - π ,π , 4 42 2 π π32x +4∈-4,4π,πππ所以当 2x + 4=-4 ,即x =-4时,2+π2 ,所以f (x )有最小值-1,42ππ因为当x ∈-4,4时,f (x )≥m 恒建立,所以 m ≤-1, 即m 的取值范围是(-∞,-1].19.(15 分)如图,在直三棱柱 ABC -ABC 中,△ABC 为等腰直角三角形,AB =AC ,D 为BC 的11 1中点.(1) 求证:A 1C ∥平面ADB 1;(2) 若AB =AA 1=2,求直线A 1D 与平面ADB 1所成角的正弦值.解(1)连接A 1B (图略),记AB 1∩A 1B =E ,连接DE , 在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,易知侧面ABB 1A 1为矩形,所以E 是A 1B 的中点,又D 为BC 的中点,所以A 1C ∥DE , 又A 1C ?平面ADB 1,DE ?平面ADB 1, 所以A 1C ∥平面ADB 1.(2)方法一 因为AB =AC =AA 1= 2,△ABC 为等腰直角三角形,22BC所以BC = AB +AC =2,所BD =2 =1.在Rt △1中,tan ∠1= BB 12,=BBDBDB BD连接BC 1,在Rt △B 1BC 1中,tan ∠B 1BC 1=B 1C 12,=BB1所以∠1=∠11.BDBBBC又∠1+∠1=π,所以∠1+∠ 11=π,所以1⊥1.BBDBDBBBDBBCBCBD22因为AB =AC ,D 为BC 的中点,所以AD ⊥BC .又在直三棱柱 ABC -A 1B 1C 1中,B 1B ⊥平面ABC ,AD ?平面ABC ,所以B 1B ⊥AD .又B 1B ∩BC =B ,所以AD ⊥平面B 1BCC 1,又BC 1?平面B 1BCC 1,所以AD ⊥BC 1. 因为AD ∩B 1D =D ,所以BC 1⊥平面AB 1D .取CC 1的中点F ,连接DF ,A 1F ,则DF ∥BC 1,DF ⊥平面ADB 1,则∠A 1DF 为直线A 1D 与平面ADB 1所成角的余角,设直线A 1D 与平面ADB 1所成的角为θ,则θ=π-∠A 1DF . 2 在△1中,易知1=12+2= 3,1=112+12=10 ,ADFADAAADAFACCF2226DF = DC +CF = 2 ,2 222A 1D +DF -A 1F,所以cos ∠A 1DF =2 1× = 3AD DF故sin θ=sin π-∠A1DF 1 2 2 =cos∠ADF=3,2所以直线A1D与平面ADB1所成角的正弦值为.3方法二因为=,为的中点,所以⊥,AB ACD BC ADBC 又在直三棱柱ABC-ABC中,BB⊥平面ABC,1 1 1 1所以可以,所在直线,过点D 且平行于 1 的直线分别为x,,z轴,建立以下列图的DADC BB y空间直角坐标系,因为==1=2,△为等腰直角三角形,ABACAA ABC所以A(1,0,0) ,D(0,0,0) ,A (1,0 ,2),B(0,-1,→-1,0,-→2),故AD=( 2),AD=(-1 1 11,0,0) ,→,-2),1=(0,1BD设平面ADB的法向量为n=(x,y,z),1→-=0,n AD0x则→即y-2z=0,1令z=1,得y=2,则n=(0,2,1)为平面ADB1的一个法向量,设直线A1D与平面ADB1所成的角为θ,→→ 2n·AD则sinθ=|cos〈n,A1D〉|=1=,→ 3 1故直线A1D与平面ADB1所成角的正弦值为2 3 .20.(15分)已知数列{a n}的前n项和为S n,且满足2S n=-a n+n(n∈N*).1(1)求证:数列a n-2为等比数列;(2)求数列{a n-1}的前n项和T n.(1)证明2S n=-a n+n,当n≥2时,2S n-1=-a n-1+n-1,11两式相减,得2a n =-a n +a n -1+1,即a n =3a n -1+3.1 1 1∴a n -=a n -1-,2 321所以数列 a n -2 为等比数列.(2)解111 1 由2S =-a +1,得a =.由(1)知,数列a -是以-为首项,为公比的等比数111n3263列.所以1 11n -11 1n,n-=-=-a26 3 2 311n +1(n ∈N *),2 1 1n 13n11n -61-3n 1 1nn*∴T n =1 -2=4 3-1-2(n ∈N).1-321.(15分)已知抛物线: y 2 =8,直线l : y = kx -4.E x(1) 若直线l 与抛物线E 相切,求直线l 的方程;(2)设Q (4,0) ,直线l 与抛物线E 交于不一样的两点 A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),若存在点C ,满足 ⊥ ,且线段与相互均分(O 为原点),求 x 2的取值范围.AC QCOC AB解 (1)方法一 当k =0时,直线与抛物线不相切,所以k ≠0.y =kx -4, 得k 2x 2-8(k +1)x +16=0,由y 2=8x2221由k ≠0及=64(k +1)-64k =0,得k =-2,所以,所求的直线l 的方程为x +2y +8=0. 方法二直线l 恒过点(0,-4),由y 2=8x ,得y =±8x ,设切点为(x 0,y 0),由题意得,直线与抛物线在 x 轴下方的图象相切,则y =- 8x ,所以y ′|x =x 0=- 2,x 02所以切线方程为y +8x 0=-(x -x 0), x 0将坐标(0,-4)代入得x 0=8,∴a n =-23即切点为(8,-8),再将该点代入y=kx-4得,k=-1,2所以所求的直线l 的方程为x+2 +8=0.y(2)由y=kx-4,得 2 2-8(k+1)x+16=0,且k≠0,y2=8x kx因为=64(k+1)2-64k2>0,且k≠0,1所以k>-2,且k≠0,8k+1所以x1+x2=k2,8所以y1+y2=k(x1+x2)-8=k,因为线段OC与AB相互均分,所以四边形OACB为平行四边形.→→→+x ,y +y)所以OC=OA+OB=(x1 2 1 28k+1 8 8k+1 8 =k2 ,k,即C k2 ,k. 因为AC⊥QC,方法一所以k·k =-1,AC QC8又QC k =2k 2,18k+2k+1-kk2 -4y24又k AC=k OB==k-,x2x22k4所以2k+1-k2·k-x2=-1,82所以=k++2,x2k所以若k>0,则82+1),≥22+2=2(x2当且仅当k=2时取等号,此时0<x2≤4( 2-1),若-1<k<0,因为k=-1时,k+2+2=-5,2 2 k 2 8 5 16所以<-,即x2<-(舍去),x2 2 5综上所述,x2的取值范围是(0,4( 2-1)] .方法二→→所以QC ·AC =0,又 8 +1 8 ,→= k 2 -4,QCkk→ → 2 2 2 2 ,AC =OB = (x ,y )=(x ,kx -4)→ → 8k +1 82所以QC ·AC =2-42=0,kx +k (kx -4) 8 2即=k ++2,x 2k8所以若k >0,则x 2≥22+2=2(2+1),当且仅当k = 2时取等号,此时0< 2≤4( 2-1),x1k 1 k +25 若-<<0,因为=-时, +2=- ,2k2k28516所以<-,即x 2<-(舍去).x 225综上所述,x 2的取值范围是(0,4( 2-1)] .22.(15分)已知函数f (x )=a e 2x -a e x -x e x (a ≥0,e =2.718,e 为自然对数的底数),若f (x )≥0关于x ∈R 恒建立. (1) 务实数a 的值; (2) 证明:f (x )存在独一极大值点ln211 x 0,且+2≤f (x 0)<.2e 4e 4(1) 解由f (x )=e x (a e x -a -x )≥0关于x ∈R 恒建立,x设函数g (x )=a e -a -x ,可得g (x )=a e x -a -x ≥0关于x ∈R 恒建立, ∵ g (0)=0,∴g (x )≥g (0),从而x =0是g (x )的一个极小值点,∵g ′(x )=a e x -1,∴g ′(0)=a -1=0,即a =1. 当a =1时,g (x )=e x -1-x ,g ′(x )=e x -1,∵x ∈(-∞,0)时,g ′(x )<0,g (x )在(-∞,0)上单调递减, x ∈(0,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )在(0,+∞)上单调递加, ∴ g (x )≥g (0)=0,即f (x )≥0,∴a =1.(2)证明 当=1时, f ( 2x x - x,)=e -e ea xxf ′(x )=e x (2e x -x -2).x x-1, 令h (x )=2e -x -2,则h ′(x )=2e ∴当x ∈(-∞,-ln2)时,h ′(x )<0,h (x )在(-∞,-ln2)上为减函数; 当x ∈(-ln2 ,+∞)时,h ′(x )>0, ( x )在(-ln2,+∞)上为增函数,且(0)=0,hh ∵ h (-1)<0,h (-2)>0,∴在(-2,-1)上存在x =x 0满足h (x 0)=0,∵ h (x )在(-∞,-ln2)上为减函数,∴当x ∈(-∞,x 0)时,h (x )>0,即f ′(x )>0,f (x )在(-∞,x 0)上为增函数,当x ∈(x 0,-ln2)时,h (x )<0,即f ′(x )<0,f (x )在(x 0,-ln2)上为减函数, 当x ∈(-ln2,0)时,h (x )<h (0)=0,即f ′(x )<0,f (x )在(-ln2,0)上为减函数, 当x ∈(0,+∞)时,h (x )>h (0)=0,即 f ′( )>0, (x )在(0,+∞)上为增函数,xf∴f (x )在(-ln2,+∞)上只有一个极小值点 0,综上可知,f (x )存在独一的极大值点x 0, 且x 0∈(-2,-1).∵ h (x 0)=0,∴2e x 0-x 0-2=0, ∴f (x 0)=e 2x 0-e x 0-x 0e x 0=x 0+22-x 0+2(x 0+1) 222x0+2x0=-,x 0∈(-2,-1),x 2+2x 1∵当x ∈(-2,-1)时,-<,441∴ f (x 0)<4;1∵ l n ∈(-2,-1),2eln1ln21 2∴f (x )≥f2e =2e +4e; ln211综上知+2≤f (x 0)<.2e 4e 4。
2020年普通高等学校招生全国统一考试高考仿真模拟卷数学(浙江专用)试题(三)含解析

2020年普通高等学校招生全国统一考试高考仿真模拟卷(三)(时间:120分钟;满分:150分) 第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题:本大题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.若集合A ={-1,1,2},B ={x ∈N |-1<x ≤2},则A ∪B =( ) A .{1,2} B .{-1,1,2} C .{0,1,2}D .{-1,0,1,2}2.已知i 是虚数单位,复数z =(3-i)(1+3i),则复数z 的实部为( ) A. 3 B .2 3 C .0D .23.已知α∈[0,π],则“α=π4”是“sin α=22”的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件4.已知x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3≤0,x -y -2≥0,y ≥-1,则z =2x +3y 的最大值是( )A .-1B .1C .5D .1325.函数y =cos 2x ·ln|x |的图象可能是( )6.已知0<a <14,随机变量ξ的分布列如下:当a 增大时,( ) A .E (ξ)增大,D (ξ)增大 B .E (ξ)减小,D (ξ)增大 C .E (ξ)增大,D (ξ)减小D .E (ξ)减小,D (ξ)减小7.已知△ABC 外接圆圆心为O ,半径为1,2AO →=AB →+AC →且|OA →|=|AB →|,则向量BA →在向量BC →方向上的投影为( )A.12 B .32 C .-12D .-328.已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .6B .6 2C .14D .1429.已知a ∈R ,函数f (x )满足:存在x 0>0,对任意的x >0,恒有|f (x )-a |≤|f (x 0)-a |,则f (x )可以为( ) A .lg x B .-x 2+2x C .2xD .sin x10.已知正项等比数列{a n }的前n 项和为S n ,且S 8-2S 4=5,则a 9+a 10+a 11+a 12的最小值为( ) A .10 B .15 C .20D .25第Ⅱ卷(非选择题,共110分)二、填空题:本大题共7小题,多空题每小题6分,单空题每小题4分,共36分.11.平面向量a 与b 的夹角为60°,a =(2,0),|a +2b |=23,则|b |=________,a·b =________. 12.若直线l :y =kx +1被圆C :x 2+y 2-2x -3=0截得的弦最短,则直线l 的方程是________,最短弦长为________.13.设(2x -1)8=a 8x 8+a 7x 7+…+a 1x +a 0,其中a i (i =0,1,…,8)是常数,则a 3=________,a 1+a 3+a 5+a 7=________.14.已知函数f (x )=2sin(ωx +φ)(ω>0,|φ|<π2)图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2,将f (x )的图象向左平移π3个单位长度后,得到函数g (x )的图象.若函数g (x )为偶函数,则φ的值为________,此时函数f (x )在区间(0,π3)上的值域是________.15.若等边三角形ABC 的边长为23,平面内一点M 满足:CM →=16CB →+23CA →,则MA →·MB →=________.16.设函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|lg x |,x >0,-x 2-2x ,x ≤0,若函数y =2[f (x )]2+2bf (x )+1有8个不同的零点,则实数b 的取值范围是________.17.如图,已知矩形ABCD ,AB =3,AD =1,AF ⊥平面ABC ,且AF =3.E 为线段DC 上一点,沿直线AE 将△DAE 翻折成△D ′AE ,M 为BD ′的中点,则三棱锥M -BCF 体积的最小值是________.三、解答题:本大题共5小题,共74分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.18.(本题满分14分)如图,在△ABC 中,已知点D 在边AB 上,AD =3DB ,cos A =45,cos ∠ACB =513,BC =13.(1)求cos B 的值; (2)求CD 的长.19.(本题满分15分)如图,在等腰三角形ABC 中,AB =AC ,∠A =120°,M 为线段BC 的中点,D 为线段BC 上一点,且BD =BA ,沿直线AD 将△ADC 翻折至△ADC ′,使AC ′⊥BD .(1)证明:平面AMC ′⊥平面ABD ;(2)求直线C ′D 与平面ABD 所成的角的正弦值.20.(本题满分15分)设函数f (x )=23+1x (x >0),数列{a n }满足a 1=1,a n =f ⎝⎛⎭⎫1a n -1,n ∈N *,且n ≥2.(1)求数列{a n }的通项公式;(2)对n ∈N *,设S n =1a 1a 2+1a 2a 3+1a 3a 4+…+1a n a n +1,若S n ≥3t4n 恒成立,求实数t 的取值范围.21.(本题满分15分)如图,过抛物线M :y =x 2上一点A (点A 不与原点O 重合)作抛物线M 的切线AB 交y 轴于点B ,点C 是抛物线M 上异于点A 的点,设G 为△ABC 的重心(三条中线的交点),直线CG 交y 轴于点D .(1)设A (x 0,x 20)(x 0≠0),求直线AB 的方程; (2)求|OB ||OD |的值.22.(本题满分15分)已知函数f(x)=ln xx2+x.(1)求函数f(x)的导函数f′(x);(2)证明:f(x)<12e+e(e为自然对数的底数).高考仿真模拟卷(三)1.解析:选D.因为A ={-1,1,2},B ={x ∈N |-1<x ≤2}={0,1,2},所以A ∪B ={-1,0,1,2},故选D.2.解析:选B.复数z =(3-i)(1+3i)=3-3i 2-i +3i =23+2i ,所以复数z 的实部为2 3. 3.解析:选A.若α=π4,则sin α=22,故充分性成立;因为α∈[0,π],所以若sin α=22,则α=π4或α=3π4,故必要性不成立.故“α=π4”是“sin α=22”的充分不必要条件.4.解析:选D.作出不等式组表示的平面区域如图中阴影部分所示.由⎩⎪⎨⎪⎧x +y -3=0,x -y -2=0,解得⎩⎨⎧x =52,y =12,故A (52,12).作出直线2x +3y =0并平移,数形结合可知,当平移后的直线经过点(52,12)时,z =2x +3y 取得最大值,故z max =2×52+3×12=132.5.解析:选D.由于函数y =cos 2x ·ln|x |是偶函数,其图象关于y 轴对称,因此可以排除A ,B 两个选项;当0<x <π4时,y =cos 2x ·ln|x |<0,所以排除C ,故选D.6.解析:选A.E (ξ)=-34+a ,a 增大时,E (ξ)增大,D (ξ)=Eξ2-(Eξ)2=-a 2+52a +316=-⎝⎛⎭⎫a -542+2816, 当a ∈⎝⎛⎭⎫0,14时,a 增大,D (ξ)增大.故选A. 7.解析:选A.因为AB →+AC →=2AO →,所以点O 为BC 的中点,因为O 是三角形的外心,所以△ABC 是直角三角形, 且A 是直角,OA =BO ,因为|OA →|=|AB →|,所以△ABO 是正三角形,所以BA →在BC →方向上的投影等于|BA →|·cos 60°=12.8.解析:选A.将几何体放入长、宽、高分别为4,4,3的长方体中,可知该几何体的直观图如图中四棱锥A BCDE 所示,故S 四边形BCDE =12×4×4-12×2×2=6,四棱锥A BCDE 的高h =3,故该几何体的体积V =13S 四边形BCDE h =13×6×3=6,故选A. 9.解析:选D.对于选项A ,由于f (x )=lg x 在x >0上是增函数,值域是R ,所以不满足|f (x )-a |≤|f (x 0)-a |恒成立;对于选项B ,f (x )=-x 2+2x 在(0,1)上是增函数,在(1,+∞)上是减函数,值域是(-∞,1],所以不满足|f (x )-a |≤|f (x 0)-a |恒成立;对于选项C ,f (x )=2x 在(0,+∞)上是增函数,值域是(1,+∞),所以不满足|f (x )-a |≤|f (x 0)-a |恒成立;对于选项D ,f (x )=sin x 在x >0时的值域为[-1,1],总存在x 0>0,对任意的x >0,恒有|f (x )-a |≤|f (x 0)-a |,故选D.10.解析:选C.由题意可得,a 9+a 10+a 11+a 12=S 12-S 8,由S 8-2S 4=5可得S 8-S 4=S 4+5,由等比数列的性质可得S 4,S 8-S 4,S 12-S 8成等比数列,则S 4(S 12-S 8)=(S 8-S 4)2,所以a 9+a 10+a 11+a 12=S 12-S 8=(S 4+5)2S 4=S 4+25S 4+10≥2S 4×25S 4+10=20,当且仅当S 4=5时等号成立.所以a 9+a 10+a 11+a 12的最小值为20.选C.11.解析:由|a +2b |2=|a |2+4|a |·|b |cos 〈a ,b 〉+4|b |2=4+4|b |+4|b |2=12,解得|b |=1,所以a·b =|a |·|b |cos 〈a·b 〉=1.答案:1 112.解析:直线l 过定点(0,1),圆C 可化为(x -1)2+y 2=4.当过定点(0,1)和圆心(1,0)的直线与l 垂直时,直线l 被圆C 截得的弦最短,易知此时k =1,故直线l 的方程为y =x +1.所以圆心到直线的距离为d =|1-0+1|2=2,故最短弦长为24-(2)2=2 2. 答案:y =x +1 2213.解析:(2x -1)8展开式的通项T r +1=C r 8(2x )8-r ·(-1)r ,当8-r =3,即r =5时,a 3=C 58×23×(-1)5=-448.令x =1,得a 8+a 7+a 6+…+a 1+a 0=1,令x =-1,得a 8-a 7+a 6-…-a 1+a 0=(-3)8=6 561,两式相减可得,2(a 1+a 3+a 5+a 7)=-6 560,得a 1+a 3+a 5+a 7=-3 280.答案:-448 -3 28014.解析:由函数图象的相邻两条对称轴之间的距离为π2,可得函数的最小正周期T =2×π2=π,即2πω=π,解得ω=2,所以f (x )=2sin(2x +φ).由题意可得g (x )=f (x +π3)=2sin[2(x +π3)+φ]=2sin[2x +(2π3+φ)],因为g (x )为偶函数,所以2π3+φ=k π+π2(k ∈Z ),解得φ=k π-π6(k ∈Z ).又|φ|<π2,所以k =0,φ=-π6,所以f (x )=2sin(2x -π6).设t =2x -π6,因为x ∈(0,π3),所以t ∈(-π6,π2),故sin t ∈(-12,1),所以函数f (x )在区间(0,π3)上的值域为(-1,2). 答案:-π6(-1,2)C (0,0),A (23,15.解析:通解:如图,以C 为坐标原点建立平面直角坐标系,则0),B (3,3),所以CA →=(23,0),CB →=(3,3),所以CM →=16(3,3)+23(23,0)=(332,12),所以M (332,12),MA →=(32,-12),MB →=(-32,52),所以MA →·MB →=32×(-32)+(-12)×52=-2. 优解:MA →·MB →=(CA →-CM →)·(CB →-CM →)=(13CA →-16CB →)·(56CB →-23CA →)=718CA →·CB →-29CA →2-536CB →2=718×23×23cos60°-29×(23)2-536×(23)2=-2.答案:-216.解析:作出函数f (x )的图象如图所示,结合图象可知,若函数y =2[f (x )]2+2bf (x )+1有8个零点,则关于f (x )的一元二次方程2[f (x )]2+2bf (x )+1=0在(0,1)上有2个不相等的实根.设t =f (x ),则方程转化为2t 2+2bt +1=0,设两个根分别为t 1,t 2,则由根与系数的关系知,⎩⎪⎨⎪⎧Δ=4b 2-8>0,0<t 1,t 2<1,即⎩⎪⎨⎪⎧b <-2或b >2,0<t 1+t 2<2,0<(t 1-1)(t 2-1)<1,所以⎩⎪⎨⎪⎧b <-2或b >2,0<-b <2,0<12-(-b )+1<1,得-32<b <-2.答案:⎝⎛⎭⎫-32,-2 17.解析:三棱锥M BCF 的底面三角形BCF 是固定的,又AF ⊥平面ABC ,BC ⊂平面ABC ,所以AF ⊥BC .又在矩形ABCD 中,BC ⊥AB ,AB ∩AF 以S △BCF =12=A ,所以BC ⊥平面ABF .又BF ⊂平面ABF ,所以BF ⊥BC ,所BC ·BF =3,所以要求三棱锥M BCF 体积的最小值,只需求点M到平面BCF 的距离h 的最小值即可.因为M 为BD ′的中点,所以点M 到平面BCF 的距离是点D ′到平面BCF 的距离h ′的一半.因为E 为DC 上的动点.且AD ′=1,所以D ′的轨迹为以A 为球心,1为半径的球面的一部分.作AG ⊥BF交BF于点G,当D′为AG与球面的交点时,h′最小,此时h′=AG-AD′=32-1=12,所以V MBCF≥13×12×12×3=312.答案:31218.解:(1)在△ABC中,cos A=45,A∈(0,π),所以sin A=1-cos2A=1-(45)2=35.同理可得,sin∠ACB=1213.所以cos B=cos[π-(A+∠ACB)]=-cos(A+∠ACB)=sin A sin∠ACB-cos A cos∠ACB=35×1213-45×513=1665.(2)在△ABC中,由正弦定理得,AB=BCsin A×sin ∠ACB=1335×1213=20.又AD=3DB,所以BD=14AB=5.在△BCD中,由余弦定理得,CD=BD2+BC2-2BD·BC cos B=52+132-2×5×13×1665=9 2.19.解:(1)由题意知AM⊥BD,又因为AC′⊥BD,所以BD⊥平面AMC′,因为BD⊂平面ABD,所以平面AMC′⊥平面ABD.(2)在平面AC′M中,过C′作C′F⊥AM交AM于点F,连接FD.由(1)知,C′F⊥平面ABD,所以∠C′DF为直线C′D与平面ABD所成的角.设AM=1,则AB=AC=2,BC=3,MD=2-3,DC=DC′=33-2,AD=6- 2.在Rt△C′MD中,MC′2=C′D2-MD2=(33-2)2-(2-3)2=9-4 3.设AF =x ,在Rt △C ′F A 中,AC ′2-AF 2=MC ′2-MF 2, 即4-x 2=(9-43)-(x -1)2, 解得,x =23-2,即AF =23-2. 所以C ′F =223-3.故直线C ′D 与平面ABD 所成角的正弦值为C ′FAF =23-33-1.20.解:(1)由a n =f ⎝⎛⎭⎫1an -1得,a n -a n -1=23,n ∈N *,n ≥2,所以{a n }是首项为1,公差为23的等差数列.所以a n =1+23(n -1)=2n +13,n ∈N *.(2)因为a n =2n +13,所以a n +1=2n +33,所以1a n a n +1=9(2n +1)(2n +3)=92⎝⎛⎭⎫12n +1-12n +3.则S n =1a 1a 2+1a 2a 3+1a 3a 4+…+1a n a n +1=92⎝⎛⎭⎫13-12n +3=3n2n +3.故S n ≥3t 4n 恒成立等价于3n 2n +3≥3t 4n ,即t ≤4n 22n +3恒成立.令g (x )=4x 22x +3(x >0),则g ′(x )=8x (x +3)(2x +3)2>0,所以g (x )=4x 22x +3(x >0)为单调递增函数.所以当n =1时,4n 22n +3取得最小值,且⎝⎛⎭⎫4n 22n +3min =45. 所以t ≤45,即实数t 的取值范围是⎝⎛⎦⎤-∞,45. 21.解:(1)因为y ′=2x ,所以直线AB 的斜率k =y ′|x =x 0=2x 0, 所以直线AB 的方程y -x 0=2x 0(x -x 0), 即y =2x 0x -x 20.(2)由题意得,点B 的纵坐标y B =-x 20,所以AB 中点坐标为⎝⎛⎭⎫x 02,0. 设C (x 1,y 1),G (x 2,y 2),直线CG 的方程为x =my +12x 0.由⎩⎪⎨⎪⎧x =my +12x 0y =x 2,联立得m 2y 2+(mx 0-1)y +14x 20=0. 因为G 为△ABC 的重心,所以y 1=3y 2.由根与系数的关系,得y 1+y 2=4y 2=1-mx 0m 2,y 1y 2=3y 22=x 204m 2. 所以(1-mx 0)216m 4=x 2012m 2, 解得mx 0=-3±23,所以点D 的纵坐标y D =-x 02m =x 206±43, 故|OB ||OD |=⎪⎪⎪⎪y B y D =43±6. 22.解:(1)f ′(x )=x +1-(2x +1)ln x (x 2+x )2. (2)设g (x )=x +12x +1-ln x =12+14x +2-ln x , 则函数g (x )在(0,+∞)上单调递减,且g (e)>0,g (e)<0, 所以存在x 0∈(e ,e),使g (x 0)=0, 即x 0+12x 0+1-ln x 0=0, 所以x 0+1-(2x 0+1)ln x 0=0,所以f ′(x )=0,且f (x )在区间(0,x 0)上单调递增,在区间(x 0,+∞)上单调递减.所以f (x )≤f (x 0)=ln x 0x 0(x 0+1)=1x 0(2x 0+1)<12e +e.。
浙江专用2020版高考数学模拟试卷(含两套,解析版)

浙江高考仿真卷(一)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.若集合A ={}x | x 2<1,B ={}x | 0<x <2,则A ∪B 等于( )A.{}x | 0<x <1B.{}x | -1<x <0C.{}x | 1<x <2D.{}x | -1<x <2答案 D解析 ∵集合A ={}x | x 2<1={}x | -1<x <1,B ={}x | 0<x <2,∴A ∪B ={}x | -1<x <2.2.双曲线x 24-y 2=1的顶点到渐近线的距离等于( )A.255B.45C.25D.455答案 A解析 双曲线x 24-y 2=1的顶点为()±2,0.渐近线方程为y =±12x . 双曲线x 24-y 2=1的顶点到渐近线的距离等于11+14=255.3.已知实数x ,y 满足约束条件⎩⎪⎨⎪⎧x ≥0,3x +y ≤3,y ≥0,则z =x +2y 的最大值是( )A .0B .1C .5D .6 答案 D解析 作出不等式组对应的平面区域,如图中阴影部分(含边界)所示:由z =x +2y ,得y =-12x +12z ,平移直线y =-12x +12z ,由图象可知,当直线y =-12x +12z 经过点A 时,直线y =-12x +12z 在y 轴上的截距最大,此时z 最大.由⎩⎪⎨⎪⎧x =0,3x +y =3,得A (0,3), 此时z 的最大值为z =0+2×3=6.4.已知一个几何体的三视图如图所示,其中俯视图是一个边长为2的正方形,则该几何体的表面积为( )A.223 B .20 C .20+ 6 D .20+10答案 C解析 该几何体是棱长为2的正方体削去一个角后得到的几何体(如图),其表面积为S =3×2×2+2×(1+2)×22+12×2×2+12×22×3=20+ 6.5.设x ∈R ,则x 3<1是x 2<1的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件答案 B解析 由x 3<1,可得x <1, 由x 2<1,解得-1<x <1, 所以(-1,1)(-∞,1),所以x 3<1是x 2<1的必要不充分条件.6.函数y=x3+ln(x2+1-x)的图象大致为()答案 C解析因为f(x)的定义域为R,且f(-x)=(-x)3+ln()x2+1+x(-x)2+1+x=-x3+ln()=-x3-ln()x2+1-x=-f()x,所以f()x为奇函数,图象关于原点x2+1+x-1=-x3-ln()2-1>0,所以排除A.对称,排除B,D,因为f(1)=1+ln()7.设随机变量X的分布列如下:则方差D(X)等于()A.0 B.1 C.2 D.3答案 B解析a=1-0.1-0.3-0.4=0.2,E(X)=1×0.2+2×0.3+3×0.4=2,故D(X)=(0-2)2×0.1+(1-2)2×0.2+(2-2)2×0.3+(3-2)2×0.4=1.8.已知在矩形ABCD中,AD=2AB,沿直线BD将△ABD折成△A′BD,使点A′在平面BCD上的射影在△BCD内(不含边界).设二面角A′-BD-C的大小为θ,直线A′D, A′C 与平面BCD所成的角分别为α,β则()A.α<θ<βB.β<θ<αC.β<α<θD.α<β<θ答案 D解析如图,作A′E⊥BD于E, O是A′在平面BCD内的射影,连接OE,OD,OC,易知∠A′EO=θ,∠A′DO=α,∠A′CO=β,在矩形ABCD中,作AE⊥BD于E,延长AE交BC于F,由O点必落在EF上,由AD=2AB知OE<AE<CF<CO<OD,从而tan θ>tan β>tan α,即θ>β>α.9.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧|log 2x |,0<x ≤2,f (4-x ),2<x <4,设方程f (x )-1e x =t (t ∈R )的四个不等实数根从小到大依次为x 1,x 2,x 3,x 4,则下列判断中一定成立的是( ) A.x 1+x 22=1B .1<x 1x 2<4C .4<x 3x 4<9D .0<()x 3-4()x 4-4<4答案 C解析 由题意,作出函数的图象如图所示,由图可知,0<x 1<1<x 2<2<x 3<3<x 4<4, 所以4<x 3x 4<16,又||log 2()4-x 3>||log 2()4-x 4, 得log 2()4-x 3>-log 2()4-x 4,所以log 2()4-x 3()4-x 4>0,得()4-x 3()4-x 4>1,即x 3x 4-4()x 3+x 4+15>0, 又x 3+x 4>2x 3x 4,所以2x 3x 4<x 3x 4+154, 所以()x 3x 4-3()x 3x 4-5>0,所以x 3x 4<9, 综上,4<x 3x 4<9.10.已知a ,b ,c ∈R 且a +b +c =0,a >b >c ,则ba 2+c 2的取值范围是( ) A.⎝⎛⎭⎫-55,55 B.⎝⎛⎭⎫-15,15 C .(-2,2) D.⎝⎛⎭⎫-2,55 答案 A解析 由a +b +c =0,a >b >c ,得a >0,c <0,b =-a -c .因为a >b >c ,即a >-a -c >c ,解得-2<c a <-12.设t =b a 2+c 2,则t 2=b 2a 2+c 2=(-a -c )2a 2+c 2=1+2ac a 2+c 2=1+2c a +a c .令y =c a +a c ,x =c a ,x ∈⎝⎛⎭⎫-2,-12,则y =x +1x,由对勾函数的性质知函数在(-2,-1]上单调递增,在⎣⎡⎭⎫-1,-12上单调递减,所以y max =-2,y >-52,即c a +ac ∈⎝⎛⎦⎤-52,-2, 所以2c a +ac∈⎣⎡⎭⎫-1,-45, 所以t 2∈⎣⎡⎭⎫0,15. 所以t ∈⎝⎛⎭⎫-55,55. 二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分) 11.二项式(1+2x )5中,所有的二项式系数之和为_________________; 系数最大的项为________. 答案 32 80x 3,80x 4解析 所有的二项式系数之和为C 05+C 15+…+C 55=25=32,展开式为1+10x +40x 2+80x 3+80x 4+32x 5,系数最大的项为80x 3和80x 4.12.圆x 2+y 2-2x -4y =0的圆心C 的坐标是__________,设直线l :y =k (x +2)与圆C 交于A ,B 两点,若|AB |=2,则k =__________. 答案 (1,2) 0或125解析 由圆的一般方程x 2+y 2-2x -4y =0可得(x -1)2+(y -2)2=5,故圆心为C (1,2).又圆心到直线l 的距离d =|3k -2|1+k 2,由弦心距、半径及半弦长之间的关系可得⎝ ⎛⎭⎪⎫|3k -2|1+k 22+1=5,解得k =0或k =125.13.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,已知a =3,b =2,A =π3,则B=________;S △ABC =_____________. 答案 π4 3+34解析 由已知及正弦定理可得sin B =b sin A a =2×sin π33=22, 由于0<B <π,可解得B =π4或B =3π4,因为b <a ,利用三角形中大边对大角可知B <A , 所以B =π4,C =π-π3-π4=5π12,所以S △ABC =12ab sin C =12×3×2×sin 5π12=3+34.综上,B =π4,S △ABC =3+34.14.在政治、历史、物理、化学、生物、技术7门学科中任选3门.若同学甲必选物理,则甲的不同的选法种数为____.乙、丙两名同学都选物理的概率是________. 答案 15949解析 由题意知同学甲只要在除物理之外的六门学科中选两门即可,故甲的不同的选法种数为C 26=6×52=15(种);由题意知同学乙、丙两人除选物理之外,还要在剩下的六门学科中选两门,故乙、丙的所有不同的选法种数为m =C 26C 26=6×52×6×52=225(种),而同学乙、丙两人从7门学科中选3门的所有选法种数为n =C 37C 37=7×6×53×2×1×7×6×53×2×1=35×35=1 225(种),故所求事件的概率是P =2251 225=949.15.已知正实数x ,y 满足x +2y =4,则2x (y +1)的最大值为________. 答案 3解析 已知正实数x ,y 满足x +2y =4,根据基本不等式得到2x ()y +1=x ()2y +2≤x +2y +22=3.当且仅当x =2y +2,即x =3,y =12时,等号成立. 16.在△ABC 中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c .若对任意λ∈R ,不等式|λBC →-BA →|≥|BC →|恒成立,则c b +bc 的最大值为________.答案5解析 由对任意λ∈R ,不等式|λBC →-BA →|≥|BC →|恒成立,得BC 边上的高h ≥a . 在△ABC 中,有12ah =12bc sin A ,即bc =ahsin A ,在△ABC 中,由余弦定理得 b 2+c 2=a 2+2bc cos A =a 2+2ah cos Asin A, 则c b +b c =b 2+c2bc =a 2+2ah cos A sin A ahsin A =a 2sin A +2ah cos A ah =a sin A +2h cos A h≤h sin A +2h cos Ah=sin A +2cos A=5sin(A +φ),其中tan φ=2,则当A +φ=π2且h =a 时,c b +bc取得最大值 5.17.等差数列{a n }满足a 21+a 22n +1=1,则a 2n +1+a 23n +1的取值范围是________.答案 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤3-52,3+52解析 设⎩⎪⎨⎪⎧a 1=sin α,a 2n +1=cos α⇒a 2n +1=a 1+2nd =cos α⇒2nd =cos α-sin α⇒a 2n +1+a 23n +1=(a 2n +1-nd )2 +(a 2n +1+nd )2=2[a 22n +1+(nd )2]=2⎣⎡⎦⎤cos 2α+⎝⎛⎭⎫cos α-sin α22=2cos 2α+1-2sin αcos α2=3+2cos 2α-sin 2α2=3+5cos ()2α+φ2⎝⎛⎭⎫其中sin φ=15,cos φ=25,所以所求的范围为 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤3-52,3+52.三、解答题(本大题共5小题,共74分.)18.(14分)已知函数f (x )=cos x ()sin x -3cos x ,x ∈R . (1)求f (x )的最小正周期和最大值; (2)讨论f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π3,2π3上的单调性. 解 (1)由题意得f (x )=cos x sin x -3cos 2x =12sin 2x -32()1+cos 2x =12sin 2x -32cos 2x -32 =sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3-32. 所以f (x )的最小正周期T =2π2=π,其最大值为1-32.(2)令z =2x -π3,则函数y =sin z 的单调递增区间是⎣⎡⎦⎤-π2+2k π,π2+2k π,k ∈Z . 由-π2+2k π≤2x -π3≤π2+2k π,k ∈Z ,得-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z .设A =⎣⎡⎦⎤π3,2π3,B =⎩⎨⎧⎭⎬⎫x ⎪⎪-π12+k π≤x ≤5π12+k π,k ∈Z , 易知A ∩B =⎣⎡⎦⎤π3,5π12.所以当x ∈⎣⎡⎦⎤π3,2π3时,f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π3,5π12上单调递增;在区间⎣⎡⎦⎤5π12,2π3上单调递减. 19.(15分)在四棱锥E -ABCD 中,BC ∥AD ,AD ⊥DC ,AD =DC =2BC ,AB =AE =ED =BE ,F 是AE 的中点.(1)证明:BF ∥平面EDC ;(2)求BF 与平面EBC 所成角的正弦值. (1)证明 取ED 的中点G ,连接FG ,GC , 则FG ∥AD ,且FG =12AD ,又因为BC ∥AD ,且BC =12AD ,所以FG ∥BC ,且FG =BC , 所以四边形BFGC 是平行四边形, 所以BF ∥CG ,因为BF ⊄平面EDC ,CG ⊂平面EDC , 所以BF ∥平面EDC .(2)解 分别取AD ,BC 的中点H ,N ,连接EH 交FG 于点M ,则M 是FG 的中点,连接MN ,则BF ∥MN ,所以BF 与平面EBC 所成角即为MN 与平面EBC 所成角, 由EA =ED ,H 是AD 的中点,得EH ⊥AD ,由于BC ∥AD ,所以BC ⊥EH ,易知四边形BHDC 是平行四边形,所以CD ∥BH , 由BC ⊥CD ,得BC ⊥BH ,又EH ∩BH =H ,所以BC ⊥平面EBH ,因为BC ⊂平面EBC ,所以平面EBC ⊥平面EBH , 过点M 作MI ⊥BE ,垂足为I ,则MI ⊥平面EBC , 连接IN ,∠MNI 即为所求的角.设BC =1,则AD =CD =2,所以AB =5, 由AB =BE =AE =5,得BF =152, 所以MN =BF =152, 在Rt △AHE 中,由AE =5,AH =1,得EH =2, 在△EBH 中,由BH =EH =2,BE =5, MI ⊥BE ,M 为HE 的中点,可得MI =114, 因此sin ∠MNI =MI MN =16530.20.(15分)正项数列{}a n 满足a 2n +a n =3a 2n +1+2a n +1,a 1=1.(1)求a 2的值;(2)证明:对任意的n ∈N *,a n <2a n +1;(3)记数列{a n }的前n 项和为S n ,证明:对任意的n ∈N *,2-12n -1≤S n <3.(1)解 当n =1时,由a 21+a 1=3a 22+2a 2=2及a 2>0,得a 2=7-13. (2)证明 由a 2n +a n =3a 2n +1+2a n +1<4a 2n +1+2a n +1=(2a n +1)2+2a n +1,又因为y =x 2+x 在x ∈(0,+∞)上单调递增,故a n <2a n +1. (3)证明 由(2)知当n ≥2时,a n a n -1>12,a n -1a n -2>12,…,a 2a 1>12,相乘得a n >12n -1a 1=12n -1,即a n >12n -1, 故当n ≥2时,S n =a 1+a 2+…+a n >1+12+…+12n -1=2-12n -1,当n =1时,S 1=1=2-12n -1.所以当n ∈N *时,S n ≥2-12n -1.另一方面,a 2n +a n =3a 2n +1+2a n +1>2a 2n +1+2a n +1=2(a 2n +1+a n +1),令a 2n +a n =b n ,则b n >2b n +1,于是当n ≥2时,b n b n -1<12,b n -1b n -2<12,…,b 2b 1<12,相乘得b n <12n -1b 1=12n -2, 即a 2n +a n =b n <12n -2,故a n <12n -2, 故当n ≥2时,S n =a 1+(a 2+…+a n )<1+⎝⎛⎭⎫1+12+…+12n -2=3-12n -2<3.当n =1时,S 1=1<3, 综上,对任意的n ∈N *,2-12n -1≤S n <3.21.(15分)已知抛物线C 1:y 2=4x 和C 2:x 2=2py ()p >0的焦点分别为F 1,F 2,点P ()-1,-1且F 1F 2⊥OP (O 为坐标原点). (1)求抛物线C 2的方程;(2)过点O 的直线交C 1的下半部分于点M ,交C 2的左半部分于点N ,求△PMN 面积的最小值. 解 (1)F 1(1,0),F 2⎝⎛⎭⎫0,p2, ∴F 1F 2→=⎝⎛⎭⎫-1,p 2, F 1F 2→·OP →=⎝⎛⎭⎫-1,p 2·()-1,-1=1-p 2=0, ∴p =2,∴抛物线C 2的方程为x 2=4y .(2)由题意知,过点O 的直线的斜率一定存在且不为0,设直线方程为y =kx ,联立⎩⎪⎨⎪⎧ y 2=4x ,y =kx ,得(kx )2=4x ,求得M ⎝⎛⎭⎫4k 2,4k , 联立⎩⎪⎨⎪⎧x 2=4y ,y =kx ,得N (4k,4k 2)(k <0),从而|MN |=1+k 2⎪⎪⎪⎪4k 2-4k =1+k 2⎝⎛⎭⎫4k 2-4k , 点P 到直线MN 的距离d =|k -1|1+k 2,S △PMN =12·|k -1|1+k 2·1+k 2⎝⎛⎭⎫4k 2-4k =2(1-k )(1-k 3)k 2=2(1-k )2()1+k +k 2k 2=2⎝⎛⎭⎫k +1k -2⎝⎛⎭⎫k +1k +1, 令t =k +1k ()t ≤-2,有S △PMN =2(t -2)(t +1),当t =-2,k =-1时,S △PMN 取得最小值. 即当过原点的直线为y =-x 时, △PMN 的面积取得最小值为8. 22.(15分)已知函数f (x )=ln x -ax +1. (1)讨论函数f (x )的单调性;(2)设函数g (x )=(x -2)e x +f (x )-1-b ,当a ≥1时,g (x )≤0对任意的x ∈⎝⎛⎭⎫12,1恒成立,求满足条件的b 最小的整数值.解 (1)由题意知,函数的定义域为(0,+∞),f ′(x )=1x -a ,当a ≤0时,f ′(x )=1x -a >0,f (x )的单调递增区间为(0,+∞),当a >0时,令f ′(x )=1x -a =0,x =1a,由f ′(x )>0,得x ∈⎝⎛⎭⎫0,1a ,由f ′(x )<0,得x ∈⎝⎛⎭⎫1a ,+∞, 所以f (x )的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫0,1a ,f (x )的单调递减区间为⎝⎛⎭⎫1a ,+∞. 综上,当a ≤0时,f (x )的单调递增区间为(0,+∞),当a >0时,f (x )的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫0,1a ,单调递减区间为⎝⎛⎭⎫1a ,+∞. (2)由g (x )=()x -2e x +ln x -ax -b , 因为g (x )≤0对任意的x ∈⎝⎛⎭⎫12,1恒成立,b ≥()x -2e x +ln x -ax 在a ≥1时对任意的x ∈⎝⎛⎭⎫12,1恒成立, 因为a ≥1,x >0,所以()x -2e x +ln x -ax ≤()x -2e x +ln x -x ,只需b ≥()x -2e x +ln x -x 对任意的x ∈⎝⎛⎭⎫12,1恒成立即可. 构造函数h (x )=()x -2e x +ln x -x , h ′(x )=(x -1)e x +1x -1=(x -1)⎝⎛⎭⎫e x -1x , 因为x ∈⎝⎛⎭⎫12,1,所以x -1<0,且t (x )=e x -1x单调递增,因为t ⎝⎛⎭⎫12=12e -2<0,t ()1=e -1>0,所以一定存在唯一的x 0∈⎝⎛⎭⎫12,1,使得t (x 0)=0, 即e x 0=1x 0,x 0=-ln x 0.所以h (x )的单调递增区间为⎝⎛⎭⎫12,x 0,单调递减区间为()x 0,1. 所以h (x )max =h ()x 0=()x 0-2e x 0+ln x 0-x 0 =1-2⎝⎛⎭⎫x 0+1x 0∈()-4,-3, 所以b 的最小的整数值为-3.浙江高考仿真卷(二)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.已知集合M ={x |1≤x ≤3},N ={x |x >2},则集合M ∩(∁R N )等于( ) A .{x |1≤x ≤2} B .{x |x ≥1} C .{x |1≤x <2} D .{x |2<x ≤3}答案 A解析 ∵N ={x |x >2}, ∴∁R N ={x |x ≤2},∴集合M ∩(∁R N )={x |1≤x ≤2}.2.设双曲线x 2a 2-y 29=1(a >0)的两焦点之间的距离为10,则双曲线的离心率为( )A.35B.45C.54D.53 答案 C解析 因为双曲线x 2a 2-y 29=1(a >0)的两焦点之间的距离为10,所以2c =10,c =5,所以a 2=c 2-9=16,所以a =4.所以离心率e =54.3.已知x ,y ∈R ,且x >y >0,若a >b >1,则一定有( ) A .log a x >log b y B .sin a x >sin b y C .ay >bx D .a x >b y答案 D解析 当x >y >0,a >b >1时,由指数函数和幂的性质易得a x >a y >b y .4.将函数y =cos(2x +φ)的图象向右平移π3个单位长度,得到的函数为奇函数,则|φ|的最小值为( )A.π12B.π6C.π3D.5π6 答案 B解析 设y =cos(2x +φ)向右平移π3个单位长度得到的函数为g (x ),则g (x )=cos ⎝⎛⎭⎫2x -2π3+φ,因为g (x )为奇函数,且在原点有定义,所以-2π3+φ=k π+π2(k ∈Z ),解得φ=k π+7π6(k ∈Z ),故当k =-1时,|φ|min =π6.5.函数f (x )=e |x -1|-2cos(x -1)的部分图象可能是( )答案 A解析 因为f (1)=-1,所以排除B ;因为f (0)=e -2cos 1>0,所以排除D ;因为当x >2时,f (x )=e x -1-2cos (x -1),∴f ′(x )=e x -1+2sin(x -1)>e -2>0,即x >2时,f (x )具有单调性,排除C.6.随机变量ξ的分布列如下:其中a ,b ,c 成等差数列,则D (ξ)的最大值为( ) A.23 B.59 C.29 D.34 答案 A解析 由分布列得a +b +c =1,又因为a ,b ,c 成等差数列,所以2b =a +c ,则a +c =23,所以E (ξ)=c -a ,D (ξ)=a (c -a +1)2+b (c -a )2+c (c -a -1)2=a (c -a )2+b (c -a )2+c (c -a )2+2a (c -a )+a -2c (c -a )+c =-(c -a )2+23,则当a =c 时,D (ξ)取得最大值23.7.已知单位向量e 1,e 2,且e 1·e 2=-12,若向量a 满足(a -e 1)·(a -e 2)=54,则|a |的取值范围为( ) A.⎣⎡⎦⎤2-32,2+32 B.⎣⎡⎦⎤2-12,2+12 C.⎝⎛⎦⎤0,2+12 D.⎝⎛⎦⎤0,2+32 答案 B解析 因为向量e 1,e 2为单位向量, 且e 1·e 2=|e 1|·|e 2|·cos 〈e 1,e 2〉=-12,所以|e 1+e 2|=1+1+2×⎝⎛⎭⎫-12=1. 因为(a -e 1)·(a -e 2)=54,所以a 2-a ·(e 1+e 2)+e 1·e 2=54,所以|a |2-a ·(e 1+e 2)=74,所以|a |2-|a |·cos 〈a ,e 1+e 2〉=74,所以cos 〈a ,e 1+e 2〉=|a |2-74|a |,又因为-1≤cos 〈a ,e 1+e 2〉≤1, 所以|a |的取值范围为⎣⎡⎦⎤2-12,2+12. 8.在等腰梯形ABCD 中,已知AB =AD =CD =1,BC =2,将△ABD 沿直线BD 翻折成△A ′BD ,如图,则直线BA ′与CD 所成角的取值范围是( )A.⎣⎡⎦⎤π3,π2 B.⎣⎡⎦⎤π6,π3 C.⎣⎡⎦⎤π6,π2 D.⎣⎡⎦⎤0,π3 答案 A解析 在等腰梯形ABCD 中,易知∠ABC =π3,∠ABD =∠CBD =π6,则∠A ′BD =π6,为定值,所以BA ′的轨迹可看作是以BD 为轴,B 为顶点,母线与轴的夹角为π6的圆锥的侧面,故点A ′的轨迹如图中AF 所示,其中F 为BC 的中点.过点B 作CD 的平行线,过点C 作BD 的平行线,两平行线交于点E ,则直线BA ′与BE 所成的角即直线BA ′与CD 所成的角.又易知CD ⊥BD ,所以直线A ′B 与CD 所成角的取值范围是⎣⎡⎦⎤π3,π2,故选A.9.已知函数f (x )=⎩⎨⎧2x -x 2,0≤x <2,2f (x -2),x ≥2, g (x )=kx +2,若函数F (x )=f (x )-g (x )在[0,+∞)上只有两个零点,则实数k 的值不可能为( ) A .-23 B .-12 C .-34 D .-1答案 A解析 函数F (x )=f (x )-g (x )的零点为函数y =f (x )与y =g (x )图象的交点,在同一直角坐标系下作出函数y =f (x )与y =g (x )的图象,如图所示,当函数y =g (x )的图象经过点(2,0)时满足条件,此时k =2-00-2=-1 ,当函数y =g (x )的图象经过点(4,0)时满足条件,此时k =2-00-4=-12 ,当函数y =g (x )的图象与(x -1)2+y 2=1(x >0,y >0)相切时也满足题意,此时|k +2|1+k2=1,解得k =-34, 故选A.10.已知数列满足,a 1=1,a 2=12,且[3+(-1)n ]a n +2-2a n +2[(-1)n -1]=0,n ∈N *,记T 2n为数列{a n }的前2n 项和,数列{b n }是首项和公比都是2的等比数列,则使不等式⎝⎛⎭⎫T 2n +1b n ·1b n <1成立的最小整数n 为( ) A .7 B .6 C .5 D .4 答案 C解析 因为[3+(-1)n ]a n +2-2a n +2[(-1)n -1]=0,n ∈N *,∴当n 为偶数时,可得(3+1)a n +2-2a n +2(1-1)=0,n ∈N *,即a n +2a n =12,∴a 2,a 4,a 6,…是以a 2=12为首项,以12为公比的等比数列;当n 为奇数时,可得(3-1)a n +2-2a n +2(-1-1)=0,n ∈N *,即a n +2-a n =2,∴a 1,a 3,a 5,…是以a 1=1为首项,以2为公差的等差数列,T 2n =(a 1+a 3+a 5+…+a 2n -1)+(a 2+a 4+a 6+…+a 2n )=n 2+1-12n ,∵数列{b n }是首项和公比都是2的等比数列,b n =2×2n -1=2n ,则⎝⎛⎭⎫T 2n +1b n ·1b n <1等价为⎝⎛⎭⎫n 2+1-12n +12n ·12n <1,即(n 2+1)·12n <1,即n 2+1<2n ,分析函数y =n 2+1与y =2n ,则当n =1时,2=2,当n =2时,5<4不成立,当n =3时,10<8不成立,当n =4时,17<16不成立,当n =5时,26<32成立,当n ≥5时,n 2+1<2n 恒成立,故使不等式⎝⎛⎭⎫T 2n +1b n ·1b n <1成立的最小整数n 为5.二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分)11.若⎝⎛⎭⎫3x -1x n 的展开式中所有项的系数的绝对值之和为64,则n =________;该展开式中的常数项是____________. 答案 3 -27解析 所求系数的绝对值之和相当于⎝⎛⎭⎫3x +1x n 中所有项的系数之和,则在⎝⎛⎭⎫3x +1x n 中令x =1,得(3+1)n =64,所以n =3;⎝⎛⎭⎫3x -1x 3的通项为T k +1=C k 3(3x )3-k ⎝⎛⎭⎫-1x k =C k 3·33-k · (-1)k 332kx-,令3-3k 2=0,则k =1,常数项为C 13×32×(-1)1=-27. 12.已知实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x -2y +1≤0,x +y ≤m ,若此不等式组所表示的平面区域形状为三角形,则m 的取值范围为_______,如果目标函数z =2x -y 的最小值为-1,则实数m =________. 答案 (2,+∞) 4解析 要使不等式组⎩⎪⎨⎪⎧x ≥1,x -2y +1≤0,x +y ≤m 所表示的平面区域形状为三角形,直线x =1与直线x-2y +1=0的交点(1,1)必在直线的左下方,所以m >2,画出该区域如图阴影部分所示(含边界),由z =2x -y 得y =2x -z ,由图可知,当直线y =2x -z 过点A (1,m -1)时在y 轴上的截距最大,z 最小,所以,-1=2×1-(m -1),解得m =4.13.如图是一个几何体的三视图,若它的体积是23,则a =________,该几何体的表面积为________.答案 1 3+ 5解析 如图所示,此几何体是四棱锥,底面是边长为a 的正方形,平面SAB ⊥平面ABCD ,并且∠SAB =90°,SA =2,所以体积是V =13×a 2×2=23,解得a =1,四个侧面都是直角三角形,所以计算出表面积是S =12+12×1×2+12×1×5+12×1×2+12×1×5=3+ 5.14.在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别是a ,b ,c 若a =7,c =3,A =60°,则b =________,△ABC 的面积S =________. 答案 1或2334或332解析 由余弦定理得a 2=b 2+c 2-2bc cos A ,即7=b 2+9-2b ×3cos 60°,即b 2-3b +2=0,解得b =1或2, 当b =1时, S =12bc sin A =12×1×3×sin 60°=334,同理当b =2时, S =332.15.如图所示,在排成4×4方阵的16个点中,中心位置4个点在某圆内,其余12个点在圆外.从16个点中任选3点,作为三角形的顶点,其中至少有一个顶点在圆内的三角形共有____个.答案 312解析 根据题意,分3种情况讨论:①取出的3个点都在圆内,C 34=4,即有4种取法;②在圆内取2点,圆外12点中有10个点可供选择,从中取1点,C 24C 110=60,即有60种取法;③在圆内取1点,圆外12点中取2点,C 14()C 212-4=248,即有248种取法.则至少有一个顶点在圆内的三角形有 4+60+248=312(个).16.已知F 1,F 2为椭圆C :x 24+y 23=1的左、右焦点,点P 在椭圆C 上移动时,△PF 1F 2的内心I 的轨迹方程为____________________________. 答案 x 2+3y 2=1(y ≠0)解析 由题意得F 1(-1,0),F 2(1,0),设点P (x ,y ),I (m ,n ),-2<x <2,y ≠0,则|PF 1|=(x +1)2+y 2=(x +1)2+3-3x 24=⎪⎪⎪⎪x 2+2=2+x 2,则|PF 2|=2a -|PF 1|=4-⎝⎛⎭⎫2+x 2=2-x 2,|F 1F 2|=2c =2,|PF 1|+|PF 2|+|F 1F 2|=2a +2c =6,则由点I 为△PF 1F 2的内心结合图形(图略)得⎩⎨⎧2+x 2=m +1+2-x2-(1-m ),12×|n |×6=12×2×|y |,则⎩⎪⎨⎪⎧x =2m ,y =3n ,代入椭圆C 的方程得三角形的内心I 的轨迹方程为m 2+3n 2=1(n ≠0),即x 2+3y 2=1(y ≠0).17.设点P 是△ABC 所在平面内一动点,满足CP →=λCA →+μCB →,3λ+4μ=2(λ,μ∈R ),|P A →|=|PB →|=|PC →|.若|A B →|=3,则△ABC 面积的最大值是________. 答案 9解析 由3λ+4μ=2,得32λ+2μ=1,所以CP →=λCA →+μCB →=32λ·23CA →+2μ·12CB →.设23CA →=CM →,12CB →=CN →, 则由平面向量基本定理知点P ,M ,N 在同一直线上, 又|P A →|=|PB →|=|PC →|,所以P 为△ABC 的外心,且∠ACB 为锐角,PN ⊥BC ,由此可作图,如图所示,设∠ACB =θ,CN =x ,则BC =2x , CM =x cos θ,CA =3x2cos θ,所以S △ABC =12AC ·BC sin θ=12·3x 2cos θ·2x ·sin θ=3tan θ2x 2, 在△ABC 中,AB 2=AC 2+BC 2-2AC ·BC cos θ, 即4x 2+9x 24cos 2θ-2·2x ·3x 2cos θ·cos θ=9, 所以x 2=36cos 2θ9-8cos 2θ,所以S △ABC =3tan θ2·36cos 2θ9-8cos 2θ=54sin θcos θ9sin 2θ+cos 2θ=54tan θ9tan 2θ+1=549tan θ+1tan θ≤9. 当且仅当9tan θ=1tan θ,即tan θ=13时等号成立,所以△ABC 面积的最大值是9.三、解答题(本大题共5小题,共74分.)18.(14分)已知函数f (x )=4cos ⎝⎛⎭⎫π2-x cos ⎝⎛⎭⎫x -π3- 3. (1)求f (x )的单调递增区间; (2)求f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π4,π3上的值域.解 (1)f (x )=4sin x ·⎝⎛⎭⎫cos x cos π3+sin x sin π3- 3 =4sin x ·⎝⎛⎭⎫12cos x +32sin x - 3 =2sin x cos x +23sin 2x - 3=sin 2x +3·()1-cos 2x - 3 =sin 2x -3cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3. 令2k π-π2≤2x -π3≤2k π+π2,得k π-π12≤x ≤k π+5π12,k ∈Z ,f (x )的单调递增区间为⎣⎡⎦⎤k π-π12,k π+5π12()k ∈Z . (2)由π4≤x ≤π3,得π6≤2x -π3≤π3,故而2sin ⎝⎛⎭⎫2x -π3∈[1,3], 即f (x )在区间⎣⎡⎦⎤π4,π3上的值域为[1,3].19.(15分)如图,已知四边形ABCD 是正方形,AE ⊥平面ABCD ,PD ∥AE ,PD =AD =2EA =2,G ,F ,H 分别为BE ,BP ,PC 的中点.(1)求证:平面ABE ⊥平面GHF ;(2)求直线GH 与平面PBC 所成的角θ的正弦值.解 (1)因为AE ⊥平面ABCD ,BC ⊂平面ABCD ,所以AE ⊥BC , 因为四边形ABCD 是正方形,所以AB ⊥BC ,又BA ∩AE =A ,BA ,AE ⊂平面ABE ,所以BC ⊥平面AEB , 因为F ,H 分别为BP ,PC 的中点,所以FH 为△PBC 的中位线, 所以FH ∥BC , 所以FH ⊥平面ABE ,又FH ⊂平面GHF ,所以平面ABE ⊥平面GHF .(2)解 方法一 因为AE ⊥平面ABCD ,PD ∥AE ,所以PD ⊥平面ABCD ,又BC ⊂平面ABCD ,所以PD ⊥BC ,因为四边形ABCD 是正方形,所以CD ⊥BC , 又PD ∩CD =D ,PD ,CD ⊂平面PCD , 所以BC ⊥平面PCD ,又BC ⊂平面PBC ,所以平面PBC ⊥平面PCD . 连接DH ,则DH ⊥PC ,因为平面PBC ∩平面PCD =PC ,所以DH ⊥平面PBC ,所以∠DHG 为直线GH 与平面PBC 所成角的余角,即θ=π2-∠DHG .在等腰直角三角形PDC 中,因为PD =DC =2,所以PC =22, 所以DH =PD ·DCPC = 2.连接DG ,易知DG =22+12+⎝⎛⎭⎫122=212,GH =22+⎝⎛⎭⎫122=172, 所以在△DHG 中,cos ∠DHG =DH 2+HG 2-DG 22DH ·GH =3434,所以sin θ=sin ⎝⎛⎭⎫π2-∠DHG =cos ∠DHG =3434, 即直线GH 与平面PBC 所成的角θ的正弦值为3434. 方法二 易知DA ,DC ,DP 两两垂直,所以以D 为原点,DA 所在直线为x 轴,DC 所在直线为y 轴,DP 所在直线为z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,由PD =AD =2EA =2,易得B (2,2,0),C (0,2,0),P (0,0,2),H (0,1,1),G ⎝⎛⎭⎫2,1,12,则CP →=(0,-2,2),CB →=(2,0,0),HG →=⎝⎛⎭⎫2,0,-12.设平面PBC 的法向量为n =(x ,y ,z ), 则⎩⎪⎨⎪⎧n ·CB →=(x ,y ,z )·(2,0,0)=0,n ·CP →=(x ,y ,z )·(0,-2,2)=0,则⎩⎪⎨⎪⎧ 2x =0,-2y +2z =0,则⎩⎪⎨⎪⎧x =0,y =z .令y =1,则z =1,所以n =(0,1,1)为平面PBC 的一个法向量, 所以sin θ=|cos 〈n ,HG →〉|=|n ·HG →|02+12+12×22+02+⎝⎛⎭⎫-122=122×172=3434, 故直线GH 与平面PBC 所成的角θ的正弦值为3434. 20.(15分)已知数列{a n }满足:a 1=12,a n +1=1e n a -(n ∈N *).(其中e 为自然对数的底数,e =2.71828…)(1)证明:a n +1>a n (n ∈N *);(2)设b n =1-a n ,是否存在实数M >0,使得b 1+b 2+…+b n ≤M 对任意n ∈N *成立?若存在,求出M 的一个值;若不存在,请说明理由. (1)证明 设f (x )=e x -x -1,令f ′(x )=e x -1=0, 得到x =0.当x ∈(-∞,0)时,f ′(x )<0,f (x )单调递减; 当x ∈(0,+∞)时,f ′(x )>0,f (x )单调递增.故f (x )≥f (0)=0,即e x ≥x +1(当且仅当x =0时取等号). 故a n +1=1en a -≥a n ,且取不到等号,所以a n +1>a n .(2)解 先用数学归纳法证明a n ≤1-1n +1.①当n =1时,a 1≤1-12成立.②假设当n =k (k ≥1,k ∈N *)时,不等式a k ≤1-1k +1成立,那么当n =k +1时,a k +1=1ek a -≤11ek -+=111ek +≤11+1k +1=k +1k +2 =1-1k +2,即a k +1≤1-1k +2也成立.故对n ∈N *都有a n ≤1-1n +1. 所以b n =1-a n ≥1n +1.取n =2t -1(t ∈N *),b 1+b 2+…+b n ≥12+13+…+1n +1 =12+⎝⎛⎭⎫13+14+… +⎝⎛⎭⎫12t -1+1+12t -1+2+…+12t . 即b 1+b 2+…+b n ≥12+12+…+12=t2.其中t =log 2n +1,t ∈N *,当n →+∞时,t →+∞,t2→+∞,所以不存在满足条件的实数M ,使得b 1+b 2+…+b n ≤M 对任意n ∈N *成立. 21.(15分)抛物线C :y =x 2,直线l 的斜率为2. (1)若l 与抛物线C 相切,求直线l 的方程;(2)若l 与抛物线C 相交于A ,B ,线段AB 的中垂线交C 于P ,Q ,求|PQ ||AB |的取值范围.解 (1)设直线l 的方程为y =2x +b ,联立直线l 与抛物线C 的方程⎩⎪⎨⎪⎧y =2x +b ,y =x 2,得x 2-2x -b =0,Δ=4+4b =0,所以b =-1, 因此,直线l 的方程为y =2x -1.(2)设直线l 的方程为y =2x +b ,设点A ()x 1,y 1, B ()x 2,y 2,P ()x 3,y 3,Q ()x 4,y 4,联立直线l 与抛物线C 的方程⎩⎪⎨⎪⎧y =2x +b ,y =x 2, 得x 2-2x -b =0,Δ=4+4b >0,所以b >-1. 由根与系数的关系得x 1+x 2=2,x 1x 2=-b . 所以|AB |=5|x 1-x 2|=25(b +1), 且y 1+y 2=2(x 1+x 2)+2b =4+2b , 所以线段AB 的中点为(1,2+b ),所以直线PQ 的方程为y =-12x +52+b ,由⎩⎪⎨⎪⎧y =-12x +52+b ,y =x 2,得2x 2+x -5-2b =0, 由根与系数的关系得x 3+x 4=-12,x 3x 4=-52-b ,所以|PQ |=52|x 3-x 4|=5441+16b , 所以|PQ ||AB |=1841+16b 1+b=1816+25b +1>12,所以|PQ ||AB |的取值范围是⎝⎛⎭⎫12,+∞. 22.(15分)已知函数f (x )=e x -e x sin x ,x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2(e 为自然对数的底数). (1)求函数f (x )的值域;(2)若不等式f (x )≥k (x -1)(1-sin x )对任意x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2恒成立,求实数k 的取值范围; (3)证明:e x -1>-12(x -32)2+1.(1)解 因为f (x )=e x -e x sin x ,所以f ′(x )=e x -e x (sin x +cos x )=e x (1-sin x -cos x )=e x ⎣⎡⎦⎤1-2sin ⎝⎛⎭⎫x +π4, ∵x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,∴x +π4∈⎣⎡⎦⎤π4,3π4, ∴sin ⎝⎛⎭⎫x +π4≥22,所以f ′(x )≤0, 故函数f (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上单调递减,函数f (x )的最大值为f (0)=1-0=1; f (x )的最小值为f ⎝⎛⎭⎫π2=2πe -2πe sin π2=0, 所以函数f (x )的值域为[0,1].(2)解 原不等式可化为e x (1-sin x )≥k (x -1)(1-sin x ),(*) 因为1-sin x ≥0恒成立,故(*)式可化为e x ≥k (x -1). 令g (x )=e x -kx +k ,x ∈⎣⎡⎦⎤0,π2,则g ′(x )=e x -k , 当k ≤0时,g ′(x )=e x -k >0,所以函数g (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上单调递增,故g (x )≥g (0)=1+k ≥0,所以-1≤k ≤0;当k >0时,令g ′(x )=e x -k =0,得x =ln k ,所以当x ∈(0,ln k )时,g ′(x )=e x -k <0; 当x ∈(ln k ,+∞)时,g ′(x )=e x -k >0.所以当ln k <π2,即0<k <2πe 时,函数g (x )min =g (ln k )=2k -k ln k >0成立;当ln k ≥π2,即k ≥2πe 时,函数g (x )在⎣⎡⎦⎤0,π2上单调递减,g (x )min =g ⎝⎛⎭⎫π2=2πe -k ·π2+k ≥0,解得2πe ≤k ≤2πeπ12-, 综上,-1≤k ≤2πeπ12-. (3)证明 令h (x )=e x -1+12⎝⎛⎭⎫x -322-1, 则h ′(x )=e x -1+x -32.令t (x )=h ′(x )=e x -1+x -32,则t ′(x )=e x -1+1>0,所以h ′(x )在R 上单调递增,由h ′⎝⎛⎭⎫12=12e --1<0,h ′⎝⎛⎭⎫34=14e --34>0, 故存在x 0∈⎝⎛⎭⎫12,34,使得h ′()x 0=0, 即01ex -=32-x 0. 所以当x ∈(-∞,x 0)时,h ′(x )<0; 当x ∈(x 0,+∞)时,h ′(x )>0.故当x =x 0时,函数h (x )有极小值,且是唯一的极小值, 故函数h (x )min =h (x 0)=01ex -+12⎝⎛⎭⎫x 0-322-1 =-⎝⎛⎭⎫x 0-32+12⎝⎛⎭⎫x 0-322-1 =12×⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫x 0-32-12-32=12⎝⎛⎭⎫x 0-522-32, 因为x 0∈⎝⎛⎭⎫12,34,所以12⎝⎛⎭⎫x 0-522-32> 12×⎝⎛⎭⎫34-522-32=132>0,故h (x )=e x -1+12⎝⎛⎭⎫x -322-1>0, 即e x -1>-12⎝⎛⎭⎫x -322+1.。
2020年全国普通高等学校统一招生考试数学冲刺试卷(浙江卷)(解析版)

6月大数据精选模拟卷(浙江卷)(临考预热篇)(解析版)数学一、单选题:本大题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.已知集合{|(3)(1)0},{|210}A x x x B x x =-+<=+>,则A B =I ( )A .13,2⎛⎫- ⎪⎝⎭B .13,2⎛⎫--⎪⎝⎭C .1,32⎛⎫⎪⎝⎭D .1,32⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】D 【解析】∵{|(3)(1)0}A x x x =-+<,{|210}B x x =+>, ∴1{|13},{|}2A x xB x x =-<<=>-,∴1,32A B ⎛⎫=- ⎪⎝⎭I ,故选:D .2.已知双曲线222:116x y E m-=的离心率为54,则双曲线E 的焦距为() A .4 B .5C .8D .10【答案】D 【解析】 有已知可得54c a =,又4a =,5c ∴=,∴焦距210c =,故选D . 3.某人在卧室制作一个靠墙吊柜,其三视图如图所示.网格纸上小正方形的边长为1,则该吊柜的体积为( )A.128 B.104 C.80 D.56【答案】B【解析】根据三视图可得吊柜的立体图如图所示,其体积可看作三个长方体的体积之和,则该吊柜的V=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=.体积442423443104故选:B4.如果复数是实数,则实数( )A.B.C.D.【答案】A【解析】试题分析:由是实数,则,,故选项为A.5.函数()2ln xf x x x =-的图象大致为( ) A . B .C .D .【答案】A 【解析】因为()()f x f x -=,所以()f x 是偶函数,排除C 和D.当0x >时,()2ln x x f x x =-,()332ln 1'x x f x x=+-, 令()'0f x <,得01x <<,即()f x 在()0,1上递减;令()'0f x >,得1x >,即()f x 在()1,+∞上递增.所以()f x 在1x =处取得极小值,排除B.故选:A6.已知命题:(0,2)p m ∈,命题q :双曲线2212x ym m -=+的离心率e >p 是q 的()A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件【答案】A 【解析】由e >2230m m m +⎧>⎪⎨⎪>⎩或223220m m m --⎧>⎪--⎨⎪+<⎩,化为02m <<或42m -<<-,q 等价于()()0,24,2m ∈--U ,因为命题():0,2p m ∈,所以p 能推出q , q 不能推出p ,∴p 是q 的充分不必要条件,故选A. 7.口袋中有相同的黑色小球n 个,红、白、蓝色的小球各一个,从中任取4个小球.ξ表示当n =3时取出黑球的数目,η表示当n =4时取出黑球的数目.则下列结论成立的是( ) A .E (ξ)<E (η),D (ξ)<D (η) B .E (ξ)>E (η),D (ξ)<D (η) C .E (ξ)<E (η),D (ξ)>D (η) D .E (ξ)>E (η),D (ξ)>D (η)【答案】A 【解析】当3n =时,ξ的可能取值为1,2,3,()134336115C C P C ξ⋅===,()342236325C C P C ξ⋅===,()343136135C C P C ξ⋅===, ∴()131232555E ξ=+⨯+⨯=,()112555D ξ=+=; 当4n =时,η可取1,2,3,4,()1434374135C C P C η⋅===,()22437418235C P C C η==⋅=, ()31437412335C P C C η==⋅=,()4404375143C C P C η⋅===, ∴()41812116234353535357E η=+⨯+⨯+⨯=, ()22224161816121611612343573573575494372D η⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-+-+-=⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭; ∴()()E E ξη<,()()D D ξη<. 故选:A .8.若点N 为点M 在平面α上的正投影,则记()N f M α=.如图,在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,记平面11AB C D 为β,平面ABCD 为γ,点P 是棱1CC 上一动点(与C 、1C 不重合)()1Q f f P γβ⎡⎤=⎣⎦,()2Q f f P βγ⎡⎤=⎣⎦.给出下列三个结论:①线段2PQ 长度的取值范围是1,22⎡⎢⎣⎭; ②存在点P 使得1//PQ 平面β; ③存在点P 使得12PQ PQ ^.其中,所有正确结论的序号是( ) A .①②③ B .②③C .①③D .①②【答案】D 【解析】取1C D 的中点2Q ,过点P 在平面11AB C D 内作1PE C D ⊥,再过点E 在平面11CC D D 内作1EQ CD ⊥,垂足为点1Q .在正方体1111ABCD A B C D -中,AD ⊥平面11CC D D ,PE ⊂平面11CC D D ,PE AD ⊥∴, 又1PE C D ⊥Q ,1AD C D D =I ,PE ∴⊥平面11AB C D ,即PE β⊥,()f P E β∴=, 同理可证1EQ γ⊥,CQ β⊥,则()()1f f P f E Q γβγ⎡⎤==⎣⎦,()()2f f P f C Q βγβ⎡⎤==⎣⎦. 以点D 为坐标原点,DA 、DC 、1DD 所在直线分别为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系D xyz -,设()01CP a a =<<,则()0,1,P a ,()0,1,0C ,110,,22a a E ++⎛⎫⎪⎝⎭,110,,02a Q +⎛⎫ ⎪⎝⎭,2110,,22Q ⎛⎫⎪⎝⎭.对于命题①,2PQ =,01a <<Q ,则111222a -<-<,则211024a ⎛⎫≤-< ⎪⎝⎭,所以,212PQ ⎡=⎢⎣⎭,命题①正确; 对于命题②,2CQ β⊥Q ,则平面β的一个法向量为2110,,22CQ ⎛⎫=-⎪⎝⎭u u u u r , 110,,2a PQ a -⎛⎫=- ⎪⎝⎭u u u u r ,令211130424a a a CQ PQ --⋅=-==u u u u r u u u u r ,解得()10,13a =∈,所以,存在点P 使得1//PQ 平面β,命题②正确;对于命题③,21120,,22a PQ -⎛⎫=- ⎪⎝⎭u u u u r ,令()12211042a a a PQ PQ --⋅=+=u u u u r u u u u r , 整理得24310a a -+=,该方程无解,所以,不存在点P 使得12PQ PQ ^,命题③错误. 故选:D.9.已知圆O 为Rt ABC ∆的内切圆,3AC =,4BC =,90C ∠=︒,过圆心O 的直线l 交圆O 于P ,Q 两点,则BP CQ u u u r u u u r⋅的取值范围是( ) A .(7,1)- B .[]0,1C .[]7,0-D .[]7,1-【答案】D 【解析】以O 为坐标原点,与直线BC 平行的直线为x 轴,与直线AC 平行的直线为y 轴,建立直角坐标系,如图所示;设△ABC 的内切圆的半径为r ,运用面积相等可得,()113434522r ⨯⨯=⨯⨯++,解得r =1,则B (−3,−1),C (1,−1), 即有圆O :x 2+y 2=1,当直线PQ 的斜率不存在时,即有P (0,1),Q (0,−1),()()3,3,1,03BP CQ BP CQ ==-⇒⋅=-u u u r u u u r u u u r u u u r. 当直线PQ 的斜率存在时,设直线l :y =kx ,(k <0),代入圆的方程可得,P Q ⎛⎫⎛⎫⎝,即有3,1BP CQ u u u r u u u r ⎛⎫⎛⎫==-+ ⎪⎝⎭,则有31113BP CQ ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅=-+-=-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭u u u r u u u r 由1+k 2⩾1可得04<≤,则有331-<-+;同理当k >0时,求得733-≤-+<-综上可得,BP CQ ⋅u u u r u u u r的取值范围是[]7,1-. 本题选择D 选项.10.已知数列{}n a 满足()2*110,n n n a a a a ta n N+=>=-+∈,若存在实数t ,使{}na单调递增,则a 的取值范围是( ) A .()0,1 B .()1,2 C .()2,3 D .()3,4【答案】A 【解析】由{}n a 单调递增,可得21n n n n a a ta a +=-+>,由10a a =>,可得0n a >,所以1n t a >+*()n N ∈.1n =时,可得1t a >+.①2n =时,可得21t a ta >-++,即()()()111a t a a -<+-.②若1a =,②式不成立,不合题意;若1a >,②式等价为1t a <+,与①式矛盾,不合题意. 排除B,C,D,故选A.二、填空题:本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分。
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浙江高考仿真卷(六)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.设集合A ={1,2,3},B ={x ∈R |-1<x <3},则A ∩B 等于( ) A .{1,2} B .{1,3} C .{2,3} D .{1,2,3} 答案 A解 ∵集合A ={1,2,3},B ={x ∈R |-1<x <3}, ∴集合A 与集合B 公共元素组成的集合A ∩B ={1,2}.2.已知双曲线x 2m -y 23=1()m >0的右顶点和抛物线y 2=8x 的焦点重合,则m 的值为( )A .1B .2C .3D .4 答案 D解析 双曲线x 2m -y 23=1(m >0)的右顶点为(m ,0),抛物线y 2=8x 的焦点为(2,0),所以m =4.3.若实数x ,y 满足⎩⎪⎨⎪⎧x -4y +3≤0,3x +5y -25≤0,x ≥1,则函数z =2x +y 的最大值为( )A .12 B.325 C .3 D .15答案 A解析 作出不等式组对应的平面区域如图阴影部分所示(含边界).由z =2x +y 得y =-2x +z , 平移直线y =-2x +z ,由图象可知当直线y =-2x +z 经过点A 时, 直线y =-2x +z 在y 轴上的截距最大, 此时z 最大.由⎩⎪⎨⎪⎧ x -4y +3=0,3x +5y -25=0,解得⎩⎪⎨⎪⎧x =5,y =2,即A (5,2), 代入目标函数z =2x +y ,得z =2×5+2=12. 即目标函数z =2x +y 的最大值为12.4.某几何体的三视图如图所示,则该几何体中,面积最大的侧面的面积为( )A .1 B.22 C.52 D.62答案 C解析 几何体为一个四棱锥P -ABCD ,其中P A =3,PB =6,PC =5,PD =2,AB =BC =CD =DA =1, 所以S △P AB =S △P AD =22,S △PDC =12,S △PBC =52,因此面积最大的侧面面积为52.5.“x <2”是“2x <1”的( ) A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件D .既不充分也不必要条件 答案 B解析 由2x <1得x <0,因为“x <2”是“x <0”的必要不充分条件,所以“x <2”是“2x <1”的必要不充分条件. 6.函数f (x )=ln ⎝⎛⎭⎪⎫1-x 1+x +2sin x 的图象大致为( )答案 C解析 由1-x1+x >0,得f (x )的定义域为(-1,1),f (-x )=ln 1+x 1-x +2sin(-x )=-ln 1-x1+x -2sin x =-f (x ),∴f (x )为定义在(-1,1)上的奇函数,可排除A 和B ,又f (x )=ln(1-x )-ln(1+x )+2sin x ,x ∈(-1,1), 当x →1时,f (x )→-∞,可排除D.7.已知0<a <12,随机变量ξ的分布列如下:当a 增大时( ) A .E (ξ)增大,D (ξ)增大 B .E (ξ)减小,D (ξ)增大 C .E (ξ)增大,D (ξ)减小 D .E (ξ)减小 ,D (ξ)减小答案 B解析 由题意得,E (ξ)=-a +12,D (ξ)=⎝⎛⎭⎫-a +12+12×a +⎝⎛⎭⎫-a +122×⎝⎛⎭⎫12-a +⎝⎛⎭⎫-a +12-12×12=-a 2+2a +14,又∵0<a <12, ∴故当a 增大时,E (ξ)减小,D (ξ)增大.8.如图,已知三棱锥D -ABC ,记二面角C -AB -D 的平面角是θ,直线DA 与平面ABC 所成的角是θ1,直线DA 与BC 所成的角是θ2,则( )A .θ≥θ1B .θ≤θ1C .θ≥θ2D .θ≤θ2答案 A解析 若θ>π2,则θ>θ1,θ>θ2;若θ≤π2,如图所示,设D 在平面ABC 的投影为M ,过M 作MN ⊥AB ,垂足为N ,连接DN ,AM ,∴sin θ=DM DN ,sin θ1=DMDA ,∵DA ≥DN ,∴sin θ1≤sin θ,∴θ1≤θ,而θ与θ2的大小关系是不确定的,故选A.9.已知|AB →|=1,|BC →|+|CA →|=2,则CA →与CB →夹角的余弦值的取值范围是( ) A.⎣⎡⎦⎤-1,12 B.⎣⎡⎦⎤-12,12 C.⎣⎡⎦⎤12,1 D.⎣⎡⎦⎤-12,1 答案 C解析 易知BC →+CA →=BA →,所以BC →2+CA →2+2BC →·CA →=1.设向量CA →与CB →的夹角为θ,|BC →|=x ,则|CA →|=2-x ,所以cos θ=-2x 2-4x +32x 2-4x =-1-32(x -1)2-2,因为|BA →|=|BC →+CA →|≥||BC →|-|CA →||,所以|2x -2|≤1,所以12≤x ≤32,所以12≤cos θ≤1.故选C.10.已知函数f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧ln x ,x >0,ax ,x ≤0,若方程f (-x )=-f (x )有五个不同的实数根,则a 的取值范围是( ) A .(0,+∞) B.⎝⎛⎭⎫0,1e C .(-∞,0) D .(0,1)答案 B解析 设g (x )=-f (-x ),则y =g (x )的图象与y =f (x )的图象关于原点对称,方程f (-x )=-f (x )有五个不同的实数根等价于函数y =f (x )的图象与y =g (x )的图象有5个交点, 由图象可知(图略),只需y =ax 与曲线y =ln x 在第一象限有两个交点即可, 设过原点的直线与y =ln x 切于点P (x 0,y 0), 由f ′(x )=1x,则y =ln x 的切线为y -ln x 0=1x 0(x -x 0),又此直线过点(0,0), 所以ln x 0=1, 所以x 0=e , 即f ′(e)=1e,即过原点的与y =ln x 相切的直线方程为y =1e x ,即所求a 的取值范围为⎝⎛⎭⎫0,1e .二、填空题(本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分)11.复数z 满足z ·(1-i)=3-4i(其中i 为虚数单位),则|z |=________,复数z 的共轭复数z =________. 答案522 72+12i 解析 由z ·(1-i)=3-4i ,得z =3-4i 1-i =(3-4i )(1+i )(1-i )(1+i )=72-12i ,故|z |=494+14=522,z =72+12i. 12.已知直线l :mx -y =1,若直线l 与直线x +m (m -1)y =2垂直,则m 的值为________.动直线l: mx -y =1被圆C :x 2-2x +y 2-8=0截得的最短弦长为________. 答案 0或2 27解析 由两直线垂直的充要条件得m ×1+(-1)×m (m -1)=0,∴m =0或m =2;圆的半径为3,当圆心(1,0)到直线的距离最长即d =(1-0)2+[0-(-1)]2=2时弦长最短,此时弦长为232-(2)2=27.13.(1-2x )5展开式中x 3的系数为________;所有项的系数和为________. 答案 -80 -1解析 因为T k +1=C k 5(-2)k x k ,令k =3,T 4=-80x 3,所以x 3的系数为-80,设(1-2x )5 =a 0+a 1x +…+a 5x 5, 令x =1,则a 0+a 1+…+a 5=-1 , 所以所有项的系数和为-1.14.在△ABC 中,若b =2,A =120°,三角形的面积S =3,则c =________;三角形外接圆的半径为________. 答案 2 2解析 S =3=12×2c sin 120°,解得c =2.∴a 2=22+22-2×2×2×cos 120°=12, 解得a =23, ∴2R =a sin A =2332=4,解得R =2.15.已知椭圆C :x 24+y 23=1的左、右两焦点为F 1,F 2,△ABC 为椭圆的内接三角形,已知A ⎝⎛⎭⎫23,263,且满足F 2A →+F 2B →+F 2C →=0,则直线BC 的方程为_______________. 答案 146x -32y -276=0解析 由F 2A →+F 2B →+F 2C →=0知点F 2为△ABC 的重心, 设D (x 0,y 0)为BC 的中点, 则AF 2→=2F 2D →,所以⎩⎨⎧1-23=2(x 0-1),0-263=2y 0,解得⎩⎨⎧x 0=76,y 0=-63,即D ⎝⎛⎭⎫76,-63.设B (x 1,y 1),C (x 2,y 2),则⎩⎨⎧x 214+y 213=1, ①x 224+y223=1, ②①-②得(x 1-x 2)(x 1+x 2)4+(y 1-y 2)(y 1+y 2)3=0,即y 1-y 2x 1-x 2·y 1+y 2x 1+x 2=-34,因为y 1+y 2=2y 0=-263,x 1+x 2=2x 0=73,所以直线BC 的斜率k =y 1-y 2x 1-x 2=7616,所以直线BC 的方程为y +63=7616⎝⎛⎭⎫x -76, 即146x -32y -276=0.16.已知函数f (x )=x +bx +c 有两个不同的零点x 1,x 2,且x 1,x 2∈(0,2),则b 2+2bc +4b 的取值范围是__________________. 答案 (0,1)解析 函数f (x )=x +bx +c 有两个不同的零点x 1,x 2∈(0,2),等价于函数g (x )=x 2+cx +b (x ≠0)有两个不同的零点x 1,x 2∈(0,2),则g (x )=(x -x 1)(x -x 2),所以x 1x 2=b ,x 1+x 2=-c ,则b 2+2bc +4b =b (b +2c +4)=x 1x 2[x 1x 2-2(x 1+x 2)+4]=x 1x 2(2-x 1)(2-x 2)=x 1(2-x 1)·x 2(2-x 2)≤⎝⎛⎭⎫x 1+2-x 122·⎝⎛⎭⎫x 2+2-x 222=1,“=”成立的条件是x 1=x 2=1.因为x 1≠x 2,所以“=”取不到.又因为x 1,x 2∈(0,2),所以2-x 1∈(0,2),2-x 2∈(0,2),所以x 1x 2(2-x 1)(2-x 2)>0,所以b 2+2bc +4b 的取值范围是(0,1).17.在平面四边形ABCD 中,AB =BC =1,AD =CD =2,∠DAB =∠DCB =90°,点P 为AD 的中点,M ,N 分别在线段BD ,BC 上,则PM +22MN 的最小值为________. 答案 1解析 由题意得BD =AD 2+AB 2=3,cos ∠ADB =63. 设DM =t (0<t ≤3),则在△PDM 中,由余弦定理得 PM =PD 2+DM 2-2PD ·DM cos ∠ADB =⎝⎛⎭⎫t -332+16. 当MN ⊥BC 时,MN 取得最小值为BM ·CD BD =32-6t3,则PM +22MN =⎝⎛⎭⎫t -332+16-33t +1, 设y =⎝⎛⎭⎫t -332+16-33t +1, 则23t 2-233yt +12-(y -1)2=0, 将其看作是关于t 的一元二次方程,则Δ=43y 2-83⎣⎡⎦⎤12-(y -1)2≥0, 解得y ≥1或y ≤13.过点P 作PM ′⊥BD ,故易得 PM ≥PM ′=PD ·AB BD =66>13,所以y >13,则y ≤13舍去,即y ≥1,当y =1时,t =32, 所以PM +22MN 的最小值为1. 三、解答题(本大题共5小题,共74分.)18.(14分)已知函数f (x )=2sin(π-x )cos x +2cos 2x -1 . (1)求f (x )的最小正周期;(2)当x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4时,f (x )≥m 恒成立,求m 的取值范围. 解 (1)f (x )=2sin(π-x )cos x +2cos 2x -1 =2sin x cos x +cos 2x =sin 2x +cos 2x =2sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4, 所以最小正周期T =2π2=π.(2)因为x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4 ,所以2x ∈⎣⎡⎦⎤-π2,π2 , 2x +π4∈⎣⎡⎦⎤-π4,34π, 所以当2x +π4=-π4 ,即x =-π4时,sin ⎝⎛⎭⎫2x +π4 有最小值-22 ,所以f (x )有最小值-1, 因为当x ∈⎣⎡⎦⎤-π4,π4时,f (x )≥m 恒成立,所以m ≤-1, 即m 的取值范围是(-∞,-1].19.(15分)如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,△ABC 为等腰直角三角形,AB =AC ,D 为BC 的中点.(1)求证:A 1C ∥平面ADB 1;(2)若AB =AA 1=2,求直线A 1D 与平面ADB 1所成角的正弦值. 解 (1)连接A 1B (图略),记AB 1∩A 1B =E ,连接DE , 在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,易知侧面ABB 1A 1为矩形,所以E 是A 1B 的中点,又D 为BC 的中点,所以A 1C ∥DE , 又A 1C ⊄平面ADB 1,DE ⊂平面ADB 1, 所以A 1C ∥平面ADB 1.(2)方法一 因为AB =AC =AA 1=2,△ABC 为等腰直角三角形, 所以BC =AB 2+AC 2=2,所BD =BC2=1.在Rt △B 1BD 中,tan ∠BDB 1=BB 1BD=2,连接BC 1,在Rt △B 1BC 1中,tan ∠B 1BC 1=B 1C 1BB 1=2,所以∠BDB 1=∠B 1BC 1.又∠BB 1D +∠BDB 1=π2,所以∠BB 1D +∠B 1BC 1=π2,所以BC 1⊥B 1D .因为AB =AC ,D 为BC 的中点,所以AD ⊥BC .又在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,B 1B ⊥平面ABC ,AD ⊂平面ABC ,所以B 1B ⊥AD . 又B 1B ∩BC =B ,所以AD ⊥平面B 1BCC 1,又BC 1⊂平面B 1BCC 1,所以AD ⊥BC 1. 因为AD ∩B 1D =D ,所以BC 1⊥平面AB 1D .取CC 1的中点F ,连接DF ,A 1F ,则DF ∥BC 1,DF ⊥平面ADB 1,则∠A 1DF 为直线A 1D 与平面ADB 1所成角的余角,设直线A 1D 与平面ADB 1所成的角为θ,则θ=π2-∠A 1DF .在△A 1DF 中,易知A 1D =AA 21+AD 2=3,A 1F =A 1C 21+C 1F 2=102, DF =DC 2+CF 2=62, 所以cos ∠A 1DF =A 1D 2+DF 2-A 1F 22A 1D ×DF =23,故sin θ=sin ⎝⎛⎭⎫π2-∠A 1DF =cos ∠A 1DF =23, 所以直线A 1D 与平面ADB 1所成角的正弦值为23. 方法二 因为AB =AC ,D 为BC 的中点,所以AD ⊥BC ,又在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,B 1B ⊥平面ABC ,所以可以DA ,DC 所在直线,过点D 且平行于B 1B 的直线分别为x ,y ,z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系,因为AB =AC =AA 1=2,△ABC 为等腰直角三角形,所以A (1,0,0),D (0,0,0),A 1(1,0,2),B 1(0,-1,2),故A 1D →=(-1,0,-2),AD →=(-1,0,0), B 1D →=(0,1,-2),设平面ADB 1的法向量为n =(x ,y ,z ), 则⎩⎪⎨⎪⎧n ·AD →=0,n ·B 1D →=0,即⎩⎨⎧-x =0,y -2z =0,令z =1,得y =2,则n =(0,2,1)为平面ADB 1的一个法向量, 设直线A 1D 与平面ADB 1所成的角为θ, 则sin θ=|cos 〈n ,A 1D →〉|=⎪⎪⎪⎪⎪⎪n ·A 1D →|n |·|A 1D →|=23, 故直线A 1D 与平面ADB 1所成角的正弦值为23. 20.(15分)已知数列{a n }的前n 项和为S n ,且满足2S n =-a n +n (n ∈N *). (1)求证:数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -12为等比数列;(2)求数列{a n -1}的前n 项和T n . (1)证明 2S n =-a n +n ,当n ≥2时,2S n -1=-a n -1+n -1,两式相减,得2a n =-a n +a n -1+1,即a n =13a n -1+13.∴a n -12=13⎝⎛⎭⎫a n -1-12, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -12为等比数列.(2)解 由2S 1=-a 1+1,得a 1=13.由(1)知,数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n -12是以-16为首项,13为公比的等比数列.所以a n -12=-16⎝⎛⎭⎫13n -1=-12⎝⎛⎭⎫13n,∴a n =-12⎝⎛⎭⎫13n +12(n ∈N *),∴a n -1=-12⎝⎛⎭⎫13n -12,∴T n =-16⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫13n 1-13-n 2=14⎣⎡⎦⎤⎝⎛⎭⎫13n -1-n 2(n ∈N *). 21.(15分)已知抛物线E :y 2=8x ,直线l :y =kx -4.(1)若直线l 与抛物线E 相切,求直线l 的方程;(2)设Q (4,0),直线l 与抛物线E 交于不同的两点A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),若存在点C ,满足AC ⊥QC ,且线段OC 与AB 互相平分(O 为原点),求x 2的取值范围.解 (1)方法一 当k =0时,直线与抛物线不相切,所以k ≠0.由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -4,y 2=8x 得k 2x 2-8(k +1)x +16=0, 由k 2≠0及Δ=64(k +1)2-64k 2=0,得k =-12, 所以,所求的直线l 的方程为x +2y +8=0.方法二 直线l 恒过点(0,-4),由y 2=8x ,得y =±8x ,设切点为(x 0,y 0),由题意得,直线与抛物线在x 轴下方的图象相切,则y =-8x ,所以y ′|0x x ==-2x 0 , 所以切线方程为y +8x 0=-2x 0(x -x 0), 将坐标(0,-4)代入得x 0=8,即切点为(8,-8),再将该点代入y =kx -4得,k =-12, 所以所求的直线l 的方程为x +2y +8=0.(2)由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx -4,y 2=8x 得k 2x 2-8(k +1)x +16=0,且k ≠0, 因为Δ=64(k +1)2-64k 2>0,且k ≠0, 所以k >-12,且k ≠0, 所以x 1+x 2=8(k +1)k 2, 所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)-8=8k, 因为线段OC 与AB 互相平分,所以四边形OACB 为平行四边形.所以OC →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2)=⎝⎛⎭⎫8(k +1)k 2,8k ,即C ⎝⎛⎭⎫8(k +1)k 2,8k .因为AC ⊥QC,方法一 所以k AC ·k QC =-1,又k QC =8k 8(k +1)k 2-4=2k 2(k +1)-k 2, 又k AC =k OB =y 2x 2=k -4x 2, 所以2k 2(k +1)-k 2·⎝⎛⎭⎫k -4x 2=-1, 所以8x 2=k +2k+2, 所以若k >0,则8x 2≥22+2=2(2+1), 当且仅当k =2时取等号,此时0<x 2≤4(2-1),若-12<k <0,由于k =-12时,k +2k +2=-52, 所以8x 2<-52,即x 2<-165(舍去), 综上所述,x 2的取值范围是(0,4(2-1)].方法二 所以QC →·AC →=0,又QC →=⎝⎛⎭⎫8(k +1)k 2-4,8k , AC →=OB →=(x 2,y 2)=(x 2,kx 2-4),所以QC →·AC →=⎝⎛⎭⎫8(k +1)k 2-4x 2+8k (kx 2-4)=0, 即8x 2=k +2k+2, 所以若k >0,则8x 2≥22+2=2(2+1), 当且仅当k =2时取等号,此时0<x 2≤4(2-1),若-12<k <0,由于k =-12时,k +2k +2=-52, 所以8x 2<-52,即x 2<-165(舍去). 综上所述,x 2的取值范围是(0,4(2-1)].22.(15分)已知函数f (x )=a e 2x -a e x -x e x (a ≥0,e =2.718…,e 为自然对数的底数),若f (x )≥0对于x ∈R 恒成立.(1)求实数a 的值;(2)证明:f (x )存在唯一极大值点x 0,且ln 22e +14e 2≤f (x 0)<14. (1)解 由f (x )=e x (a e x -a -x )≥0对于x ∈R 恒成立,设函数g (x )=a e x -a -x ,可得g (x )=a e x -a -x ≥0对于x ∈R 恒成立,∵g (0)=0,∴g (x )≥g (0),从而x =0是g (x )的一个极小值点,∵g ′(x )=a e x -1,∴g ′(0)=a -1=0,即a =1.当a =1时,g (x )=e x -1-x ,g ′(x )=e x -1,∵x ∈(-∞,0)时,g ′(x )<0,g (x )在(-∞,0)上单调递减,x ∈(0,+∞)时,g ′(x )>0,g (x )在(0,+∞)上单调递增,∴g (x )≥g (0)=0,即f (x )≥0,∴a =1.(2)证明 当a =1时,f (x )=e 2x -e x -x e x ,f ′(x )=e x (2e x -x -2).令h (x )=2e x -x -2,则h ′(x )=2e x -1,∴当x ∈(-∞,-ln 2)时,h ′(x )<0,h (x )在(-∞,-ln 2)上为减函数;当x ∈(-ln 2,+∞)时,h ′(x )>0,h (x )在(-ln 2,+∞)上为增函数,且h (0)=0,∵h (-1)<0,h (-2)>0,∴在(-2,-1)上存在x =x 0满足h (x 0)=0,∵h (x )在(-∞,-ln 2)上为减函数,∴当x ∈(-∞,x 0)时,h (x )>0,即f ′(x )>0,f (x )在(-∞,x 0)上为增函数,当x ∈(x 0,-ln 2)时,h (x )<0,即f ′(x )<0,f (x )在(x 0,-ln 2)上为减函数,当x ∈(-ln 2,0)时,h (x )<h (0)=0,即f ′(x )<0,f (x )在(-ln 2,0)上为减函数,当x ∈(0,+∞)时,h (x )>h (0)=0,即f ′(x )>0,f (x )在(0,+∞)上为增函数,∴f (x )在(-ln 2,+∞)上只有一个极小值点0,综上可知,f (x )存在唯一的极大值点x 0, 且x 0∈(-2,-1).∵h (x 0)=0,∴20e x -x 0-2=0, ∴f (x 0)=002ee x x --x 00e x =⎝⎛⎭⎫x 0+222-⎝⎛⎭⎫x 0+22(x 0+1)=-x 20+2x 04,x 0∈(-2,-1), ∵当x ∈(-2,-1)时,-x 2+2x 4<14, ∴f (x 0)<14; ∵ln 12e∈(-2,-1), ∴f (x 0)≥f ⎝⎛⎭⎫ln 12e =ln 22e +14e 2;综上知ln 22e +14e 2≤f (x 0)<14.。