江苏省南京市2020届06月03日高三年级三模数学+评分标准

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南京市2020届高三年级数学第三次模拟考试参考答案

南京市2020届高三年级数学第三次模拟考试参考答案

南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学参考答案及评分标准说明:1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数. 4.只给整数分数,填空题不给中间分数.一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)1.{x |1<x <4} 2.2 3.60 4.10 5.236. 37.2n +1-2 8.62 9.8310.[2,4] 11.6 12. [-2,+∞) 13.-9414.38二、解答题(本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内) 15.(本小题满分14分)证明:(1)取PC 中点G ,连接DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC .因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点,所以DE ∥BC ,DE =12BC , ······························································ 2分所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG . ············································································· 4分 又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD ,所以EF ∥平面PCD . ······································································ 6分 (2)因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD .又因为平面P AD ⊥平面ABCD ,平面P AD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD ,所以CD ⊥平面P AD . ··································································· 10分 因为P A ⊂平面P AD ,所以CD ⊥P A . ·················································· 12分 又因为P A ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以P A ⊥平面PCD . 因为P A ⊂平面P AB ,所以平面P AB ⊥平面PCD . ·································· 14分16.(本小题满分14分)解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以 f (x )=m ·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos2x +12. ··································· 2分因为f (x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π) ,所以x =π3, ························································· 4分所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+ tan π41-tan π3tanπ4=-2-3. ······························· 6分(2)若f (α)=-110,则cos2α+12=-110,即cos2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin2α=-1-cos 22α=-45. ········ 8分因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210, ······················· 10分所以cos(2α+β)=cos2αcos β-sin2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22. ····· 12分又因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),所以2α+β的值为7π4. ····································································· 14分17.(本小题满分14分)解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy . 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B (60,40),且A (100,0). ···························································· 2分(1)设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C ,则OC =105(t +2),AC =50t .因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA ·OC ·cos ∠AOD ,即(50t )2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55. 化得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去), ·············································· 4分 所以OC =405.因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C (40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0. ······················· 6分因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85, 所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险.答:若快艇立即出发有触礁的危险. ······················································· 8分 (2)设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E . 设直线AE 的方程为y =k (x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k |12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12. ············································· 10分由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x . 由⎩⎨⎧y =2x , y =-2(x -100),解得⎩⎨⎧x =50,y =100,所以E (50,100),所以AE =505,OE =505, ······························································· 12分此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3-5.答:x 的最小值为(3-5)小时. ···························································· 14分18.(本小题满分16分)解:(1)因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和 (1,32),所以a =2,1a 2+34b2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1. ·························································· 2分(2)因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2. ··········· 4分 设点M (x 0,y 0),则A (x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 024+y 02=1, (x 0+2)24+y 02=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1, y 0=±32, 所以M (-1,±32). ········································································ 6分 (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2. ···················································· 8分因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2m =k ·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M (-8km 1+4k 2,2m1+4k 2). ·································································· 10分因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程,化得4m 2=4k 2+1.① ········································································ 12分 因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m )(kx 1+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m2-4 k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化得5m 2=4k 2+4.② ················· 14分 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时△>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112. ····················································· 16分 19. (本小题满分16分)解:(1)当a =1时,f (x )=e xx 2-x +1,所以函数f (x )的定义域为R ,f'(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f'(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2). ··················································· 2分 (2)由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立,所以a 2-4a <0,解得0<a <4. ························································· 4分 方法1由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f'(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意. ②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减,所以f (a )>f (2),不符题意. ··························································· 6分 ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意.综上,a 的取值范围为(2,4). ························································ 8分方法2由f (2)>f (a ),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e a a(4-a ).设函数g (x )=e xx (4-x )-e 2, 0<x <4. ·················································· 6分因为g'(x )=e x·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g (x )在(0,4)上单调递减.又因为g (2)=0,所以g (x )<0的解集为(2,4).所以,a 的取值范围为(2,4). ··························································· 8分 (3)证明:设切点为(x 0,f (x 0)),则f'(x 0)=e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2,所以切线方程为y -ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(x -x 0).由0-ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(0-x 0),化简得x 03-(a +3)x 02+3ax 0-a =0. ···················································· 10分 设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h'(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为△=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h'(x )=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨x 1<x 2. 因为所以函数h (x )最多有三个零点. ························································· 12分 因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0, 所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点. ············································· 16分20.(本小题满分16分)解:(1) 因为{a n }的“L 数列”为{12n },所以a n a n +1=12n ,n ∈N *,即a n +1a n =2n ,所以n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n -1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *. ·················· 2分(2)因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. 方法1设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2.因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N*恒成立, 即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N*恒成立. ············································ 4分因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意. ··········· 6分 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0,综上,k 的取值范围是(1,+∞). ························································· 8分 方法2令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意. ···················· 6分当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意.综上,k 的取值范围是(1,+∞). ························································· 8分(3)存在满足条件的等差数列{c n },证明如下:因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+p k,k ∈N*, ·············································· 10分所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n). 又因为p >1,所以1-1p >0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·[1-(1p )n ]. ································································· 14分 因为1p ·[1-(1p )n ]<1p ,所以n p <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意. ······················································· 16分南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题参考答案及评分标准说明:1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数. 4.只给整数分数,填空题不给中间分数.21.【选做题】在A 、B 、C 三小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷..纸.指定区域内.....作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A .选修4—2:矩阵与变换解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .··································································· 2分 因为点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0. ········································································· 4分 (2)因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2, ·············· 6分 所以A 2⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2 ⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36, 所以,点Q ′的坐标为(-3,6). ························································ 10分B .选修4—4:坐标系与参数方程解:由l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数)得直线l 方程为x -3y +3=0. ············· 2分曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ- 3 sin θ+3|2 ······························ 4分=|2cos(θ+π3)+1+3|2. ········································································ 6分当θ+π3=2k π,即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时, ·················································· 8分曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32. ········································ 10分C .选修4—5:不等式选讲 证明:因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a )=(a -b )[(a )5-(b )5]. ·································· 4分 若a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5,得(a -b )·[(a )5-(b )5]≥0. ···························································· 6分 若a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5,得(a -b )·[(a )5-(b )5]>0. ···························································· 8分 综上,a 3+b 3≥ab (a 2+b 2). ····························································· 10分 22.(本小题满分10分)解:(1)因为三棱柱ABC -A 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面ABC ,所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC .又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的 空间直角坐标系A —xyz .设AA 1=t (t >0),又AB =3,AC =4,则A (0,0,0),C 1(0,4,t ),B 1(3,0,t ),C (0,4,0),所以AC 1→=(0,4,t ),B 1C →=(-3,4,-t ). ·············································· 2分 因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4,所以AA 1的长为4. ············································································· 4分 (2)由(1)知B (3,0,0),C (0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z )为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎨⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 又因为AB ⊥面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos <n ,AB →>=AB →·n |AB →|·|n |=123·42+32+32=434, ····································· 6分所以sin <n ,AB →>=317.设P (3,0,m ),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m ). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos <CP →,AB →>=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93·32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 的所成角的正弦值为3m 2+25. ·························· 8分 因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B -A 1C -A 的大小相等, 所以3m 2+25=317,此时方程无解,所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B -A 1C -A 的大小相等 . ········································································································ 10分 23.(本小题满分10分)解:(1)根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35.所以P 1=25×25+C 12×(25)2×35=425+24125=44125. ········································ 2分(2)证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C nn ×(25)n +1;前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C nn +1×(25)n +1×35;······································································································ 4分 ……前2n -1 次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n2n -1×(25)n +1×(35)n -1;前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n2n ×(25)n +1×(35)n ;则P n =C n n ×(25)n +1+C n n +1×(25)n +1×35+…+C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1+C n2n ×(25)n +1×(35)n=(25)n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n 2n -1×(35)n -1+C n2n ×(35)n ] =(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ], ························ 6分因此P n +1-P n =(25)n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1]-(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ] =(25)n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1]。

江苏省南京市2020届高三第三次模拟考试(6月) 数学 Word版含答案

江苏省南京市2020届高三第三次模拟考试(6月) 数学 Word版含答案

2020届高三模拟考试试卷数 学(满分160分,考试时间120分钟)2020.6一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.1. 已知集合A ={x|2<x <4},B ={x|1<x <3},则A ∪B________.2. 若z =a1+i+i(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为________.3. 某校共有教师300人,男学生1 200人,女学生1 000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为________.4. 如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为________. S ←0For i From 1 To 4 S ←S +i End For Print S(第 4 题) (第6题)5. 将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为________.6. 已知函数f(x)=2sin (ωx +φ)(其中ω>0,-π2<φ<π2)的部分图象如图所示,则f(π2)的值为________.7. 已知数列{a n }为等比数列.若a 1=2,且a 1,a 2,a 3-2成等差数列,则{a n }的前n 项和为________.8. 在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线 x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F.若以F为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为________.9. 若正方体ABCDA 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥AB 1CD 1的体积为________.10. 已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤0,f (-x ),x >0,g(x)=f(x -2).若g(x -1)≥1,则实数x 的取值范围是________.11. 在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA →⊥OB →.若A ,B 两点到直线l :3x +4y -10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为________.12. 若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式x ≤e ax +b 对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围是________.13. 已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP →=λAB →+μAC →,且2λ+3μ=1,延长AP 交边BC 于点D.若BD =2DC ,则PA →·PB →的值为________.14. 在△ABC 中,∠A =π3,点D 是BC 的中点.若AD ≤22BC ,则sin Bsin C 的最大值为________.二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)如图,在四棱锥PABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⊥PD ,点E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1) EF ∥平面PCD ;(2) 平面PAB ⊥平面PCD.16.(本小题满分14分)已知向量m =(cos x ,sin x),n =(cos x ,-sin x),函数f(x)=m·n +12.(1) 若f(x2)=1,x ∈(0,π),求tan(x +π4)的值;(2) 若f(α)=-110,α∈(π2,3π4),sin β=7210,β∈(0,π2),求2α+β的值.17. (本小题满分14分)如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有一条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为85海里的圆形暗礁群(在这片海域行船有触礁危险),其中OB =2013海里,tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =55.现有一艘科考船以105海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1) 若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2) 在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.18. (本小题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(-2,0)和(1,32),椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标;(3) 若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.19. (本小题满分16分)已知函数f(x)=e xx 2-ax +a(a ∈R ),其中e 为自然对数的底数.(1) 若a =1,求函数f(x)的单调减区间;(2) 若函数f(x)的定义域为R ,且f(2)>f(a),求a 的取值范围;(3) 求证:对任意a ∈(2,4),曲线y =f(x)上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.20. (本小题满分16分)若数列{a n }满足n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,则称数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n a n +1(n ∈N *)为{a n }的“L 数列”.(1) 若a 1=1,且{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,求数列{a n }的通项公式;(2) 若a n =n +k -3(k >0),且{a n }的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围;(3) 若a n =1+p n -1,其中p >1,记{a n }的“L 数列”的前n 项和为S n ,试判断是否存在等差数列{c n },对任意n ∈N *,都有c n <S n <c n +1成立,并证明你的结论.2020届高三模拟考试试卷(十九)数学附加题(满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】 在A ,B ,C 三小题中只能选做两题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.A. (选修42:矩阵与变换)已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0,a ∈R .若点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,-2).(1) 求矩阵A ;(2) 求点Q(0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q′的坐标.B. (选修44:坐标系与参数方程)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t (t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C. (选修45:不等式选讲)已知a ,b 为非负实数,求证:a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).【必做题】 第22,23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.22. 如图,在直三棱柱ABCA 1B 1C 1中,AB ⊥AC ,AB =3,AC =4,B 1C ⊥AC 1. (1) 求AA 1的长;(2) 试判断在侧棱BB 1上是否存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等,并说明理由.23. 口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n +1(n ∈N *)次.若取出白球的累计次数达到n +1时,则终止取球且获奖,其他情况均不获奖.记获奖概率为P n .(1) 求P 1;(2) 求证:P n +1<P n .2020届高三模拟考试试卷(十九)(南京)数学参考答案及评分标准1. {x|1<x <4}2. 23. 604. 105. 236. 37. 2n +1-2 8. 62 9. 83 10. [2,4]11. 6 12. [-2,+∞) 13. -94 14. 3815. 证明:(1) 取PC 的中点G ,连结DG ,FG .在△PBC 中,因为点F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC.因为底面ABCD 为矩形,且点E 为AD 的中点, 所以DE ∥BC ,DE =12BC ,(2分)所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG.(4分)因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面PCD.(6分)(2) 因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD.因为平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以CD ⊥平面PAD.(10分)因为PA ⊂平面PAD ,所以CD ⊥PA.(12分)因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD. 因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PCD.(14分)16. 解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x),n =(cos x ,-sin x), 所以 f(x)=m·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos 2x +12.(2分)因为f(x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.因为x ∈(0,π),所以x =π3,(4分)所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+tan π41-tan π3·tanπ4=-2- 3.(6分)(2) 若f(α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin 2α=-1-cos 22α=-45.(8分)因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210,(10分)所以cos (2α+β)=cos 2αcos β-sin 2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22.(12分)因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),所以2α+β的值为7π4.(14分)17. 解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy. 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B(60,40),且A(100,0).(2分)(1) 设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C , 则OC =105(t +2),AC =50t. 因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA·OC·cos ∠AOD , 即(50t)2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55. 化简得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去),(4分) 所以OC =40 5. 因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C(40,80), 所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.(6分)因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险. 答:若快艇立即出发有触礁的危险.(8分)(2) 设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E. 设直线AE 的方程为y =k(x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k|12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.(10分)由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =-2(x -100),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =100,所以E(50,100), 所以AE =505,OE =505,(12分)此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3- 5.答:x 的最小值为(3-5)小时.(14分)18. 解:(1) 因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和(1,32),所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2分)(2) 因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2.(4分) 设点M(x 0,y 0),则A(x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 204+y 20=1,(x 0+2)24+y 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1,y 0=±32,所以M(-1,±32).(6分) (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.(8分)因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2m =k·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M(-8km 1+4k 2,2m 1+4k 2).(10分)因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化简得4m 2=4k 2+1 ①.(12分)因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化简得5m 2=4k 2+4 ②.(14分) 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时Δ>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112.(16分) 19. (1) 解:当a =1时,f(x)=e xx 2-x +1,所以函数f(x)的定义域为R ,f ′(x)=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f′(x)<0,解得1<x <2,所以函数f(x)的单调减区间为(1,2).(2分)(2) 解:由函数f(x)的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立, 所以a 2-4a <0,解得0<a <4.(4分)(解法1)由f(x)=e xx 2-ax +a ,得f′(x)=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f(2)=f(a),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x)<0,所以f(x)在(a ,2)上单调递减, 所以f(a)>f(2),不符题意.(6分) ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x)<0,所以f(x)在(2,a)上单调递减, 所以f(a)<f(2),满足题意.综上,a 的取值范围是(2,4).(8分)(解法2)由f(2)>f(a),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e aa(4-a). 设函数g(x)=e xx (4-x)-e 2,0<x <4.(6分)因为g′(x)=e x ·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g(x)在(0,4)上单调递减.因为g(2)=0,所以g(x)<0的解集为(2,4). 所以a 的取值范围是(2,4).(8分) (3) 证明:设切点为(x 0,f(x 0)),则f′(x 0)=ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2, 所以切线的方程为y -ex 0x 20-ax 0+a =ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2×(x -x 0). 由0-ex 0x 20-ax 0+a =ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2×(0-x 0), 化简得x 30-(a +3)x 20+3ax 0-a =0.(10分) 设h(x)=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h(x)有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h(x)的定义域为R ,h ′(x)=3x 2-2(a +3)x +3a.因为Δ=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h′(x)=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨设x 1<x 2. 列表如下:所以函数h(x)最多有三个零点.(12分)因为a ∈(2,4),所以h(0)=-a <0,h(1)=a -2>0,h(2)=a -4<0,h(5)=50-11a >0, 所以h(0)h(1)<0,h(1)h(2)<0,h(2)h(5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h(x)在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h(x)有且仅有三个零点.(16分)20. 解: (1) 因为{a n }的“L 数列”为{12n },所以a n a n +1=12n ,n ∈N *,即a n +1a n =2n ,所以n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n-1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *.(2分)(2) 因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. (解法1)设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2. 因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N *恒成立,即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N *恒成立.(4分) 因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意.(6分) 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0. 综上,k 的取值范围是(1,+∞). (8分)(解法2)令f(x)=1-1x +k -2,所以f(x)在区间(-∞,2-k)和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f(1)=1-1k -1>1,f(2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.(6分)当k >1时,因为2-k <1,所以f(x)在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意.综上,k 的取值范围是(1,+∞).(8分)(3) 存在满足条件的等差数列{c n },证明如下:因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+pk ,k ∈N *,(10分) 所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n).因为p >1,所以1-1p >0,所以n p <S n <n p +(1-1p ).(1p +1p 2+ (1)n -1+1p n ), 即n p <S n <n p +1p ·[1-(1p)n ].(14分) 因为1p ·[1-(1p )n ]<1p ,所以n p <S n <n +1p. 设c n =n p ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p,且c n <S n <c n +1, 所以存在等差数列{c n }满足题意. (16分)2020届高三模拟考试试卷(南京)数学附加题参考答案及评分标准21. A. 解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .(2分) 因为点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,-2),所以a =-2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0.(4分) (2) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3-1-2 2,(6分) 所以A 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3-1-2 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3 6, 所以点Q′的坐标为(-3,6).(10分)B. 解:由直线l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数),得直线l 的方程为x -3y +3=0.(2分)曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ-3sin θ+3|2(4分) =⎪⎪⎪⎪2cos (θ+π3)+1+32.(6分) 当θ+π3=2k π,即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时,(8分) 曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32.(10分) C. 证明:因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab(a 2+b 2)=a 2a(a -b)+b 2b(b -a)=(a -b)[(a)5-(b)5].(4分)若a ≥b 时,a ≥b ,从而(a)5≥(b)5,得(a -b)·[(a)5-(b)5]≥0.(6分)若a <b 时,a <b ,从而(a)5<(b)5,得(a -b)·[(a)5-(b)5]>0.(8分)综上,a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).(10分)22. 解:(1) 因为三棱柱ABCA 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面ABC , 所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC.又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系Axyz.设AA 1=t(t >0),又AB =3,AC =4,则A(0,0,0),C 1(0,4,t),B 1(3,0,t),C(0,4,0),所以AC 1→=(0,4,t),B 1C →=(-3,4,-t).(2分)因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4,所以AA 1的长为4.(4分)(2) 由(1)知B(3,0,0),C(0,4,0),A 1(0,0,4),所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0).设n =(x ,y ,z)为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧4y -4z =0,-3x +4y =0. 取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量.因为AB ⊥平面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos 〈n ,AB →〉=AB →·n |AB →|·|n |=123×42+32+32=434,(6分)所以sin 〈n ,AB →〉=317. 设P(3,0,m),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m).因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos 〈CP →,AB →〉=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93·32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角的正弦值为3m 2+25.(8分) 因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等, 所以3m 2+25=317,此时方程无解, 所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等 .(10分)23. (1) 解:根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35, 所以P 1=25×25+C 12×(25)2×35=425+24125=44125.(2分) (2) 证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C n n ×(25)n +1; 前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C n n +1×(25)n +1×35;(4分) ……前2n -1 次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1; 前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n 2n ×(25)n +1×(35)n ; 则P n =C n n ×(25)n +1+C n n +1×(25)n +1×35+…+C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1+C n 2n ×(25)n +1×(35)n =(25)n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n 2n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ] =(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ],(6分) 因此P n +1-P n =(25)n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ]=(25)n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ]} =(25)n +1×{(1-35)×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ]} =(25)n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +1×35+C 1n +2×(35)2+…+C n 2n +1×(35)n +1+C n +12n +2×(35)n +2] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n ]}(8分) =(25)n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n 2n +1×(35)n +1+C n +12n +2×(35)n +2]}, 则P n +1-P n =(25)n +1×[C n +12n +2×(35)n +1-C n 2n +1×(35)n +1-C n +12n +2×(35)n +2] =(25)n +1×(35)n +1×(C n +12n +2-C n 2n +1-35C n +12n +2) =(25)n +1×(35)n +1×(C n +12n +1-35C n +12n +2). 因为C n +12n +1-35C n +12n +2=C n +12n +1-35(C n +12n +1+C n 2n +1)=25C n +12n +1-35C n 2n +1=-15C n 2n +1, 所以P n +1-P n =(25)n +1×(35)n +1×(-15)×C n 2n +1<0, 因此P n +1<P n .(10分)。

【试题】江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学试题含附加题(解析版)

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【试题】江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学试题2020.6一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分.不需要写出解答过程,请将答案填写在答题卡相应的位置上..........) 1.已知集合A ={}24x x <<,B ={}13x x <<,则A U B = . 2.若i 1iaz =++(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为 . 3.某校共有教师300人,男学生1200人,女学生1000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为 . 4.如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为 .第4题第6题5.将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为 . 6.已知函数()2sin()f x x ωϕ=+(其中ω>0,22ππϕ-<≤)部分图象如图所示,则()2f π的值为 .7.已知数列{}n a 为等比数列,若12a =,且1a ,2a ,32a -成等差数列,则{}n a 的前n 项和为 .8.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点为F .若以F 为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为 .9.若正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥A —B 1CD 1的体积为 . 10.已知函数2, 0()(), 0x x f x f x x +≤⎧=⎨->⎩,()(2)g x f x =-,若(1)1g x -≥,则实数x 的取值范围为 .11.在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA u u u r ⊥OB uuu r,若A ,B 两点到直线l :3x +4y ﹣10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为 . 12.若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式eax bx +≤对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围为 .13.已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP AB AC λμ=+u u u r u u u r u u u r ,且231λμ+=,延长AP 交边BC 于点D ,若BD =2DC ,则PA PB ⋅u u u r u u u r的值为 .14.在△ABC 中,∠A =3π,D 是BC 的中点.若AD BC ,则sinBsinC 的最大值为.二、解答题(本大题共6小题,共计90分.请在答题纸指定区域.......内作答,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.) 15.(本题满分14分)如图,在四棱锥P —ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⏊PD ,E , F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1)EF//平面PCD ;(2)平面PAB ⏊平面PCD .16.(本题满分14分)已知向量m u r =(cos x ,sin x ),n r=(cos x ,﹣sin x ),函数1()2f x m n =⋅+u r r .(1)若()12x f =,x ∈(0,π),求tan(x +4π)的值;(2)若1()10f α=-,α∈(2π,34π),sin 10β=,β∈(0,2π),求2αβ+的值.17.(本题满分14分)如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为危险),其中OB =tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =5,现一艘科考船以海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1)若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2)在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.18.(本题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221x y a b+=(a >b >0)经过点(﹣2,0)和(1,2),椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO . (1)求椭圆C 的方程;(2)若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标;(3)若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.19.(本题满分16分)已知函数2e ()xf x x ax a=-+(a ∈R),其中e 为自然对数的底数.(1)若a =1,求函数()f x 的单调减区间;(2)若函数()f x 的定义域为R ,且(2)()f f a >,求a 的取值范围;(3)证明:对任意a ∈(2,4),曲线()y f x =上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点. 20.(本题满分16分)若数列{}n a 满足n ≥2时,0n a ≠,则称数列1n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭(n N *∈)为{}n a 的“L 数列”. (1)若11a =,且{}n a 的“L 数列”为12n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,求数列{}n a 的通项公式; (2)若3n a n k =+-(k >0),且{}n a 的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围; (3)若11n n a p-=+,其中p >1,记{}n a 的“L 数列”的前n 项和为n S,试判断是否存在等差数列{}n c ,对任意n N *∈,都有1n n n c S c +<<成立,并证明你的结论.江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题本试卷共40分,考试时间30分钟. 21.【选做题】本题包括A ,B ,C 三小题,请选定其中两题作答,每小题10分共计20分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. A .选修4—2:矩阵与变换已知矩阵A =1 1 0a -⎡⎤⎢⎥⎣⎦,a ∈R .若点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,﹣2). (1)求矩阵A ;(2)求点Q(0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q′的坐标.B .选修4—4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为1cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l的参数方程为1x y t⎧=⎪⎨=+⎪⎩(t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C .选修4—5:不等式选讲已知为a ,b 非负实数,求证:3322)a b a b +≥+.【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分10分)如图,在直三棱柱中ABC —A 1B 1C 1,AB ⏊AC ,AB =3,AC =4,B 1C ⏊AC 1. (1)求AA 1的长;(2)试判断在侧棱BB 1上是否存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B —A 1C —A 的大小相等,并说明理由.23.(本小题满分10分)口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n +1(n N *∈)次.若取出白球的累计次数达到n +1时,则终止取球且获奖,其它情况均不获奖.记获奖概率为n P .(1)求1P ;(2)证明:1n n P P +<.江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学试题2020.6一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,共计70分.不需要写出解答过程,请将答案填写在答题卡相应的位置上..........) 1.已知集合A ={}24x x <<,B ={}13x x <<,则A U B = . 答案:(1,4)考点:集合的并集运算解析:∵集合A ={}24x x <<,B ={}13x x <<, ∴A U B =(1,4). 2.若i 1iaz =++(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为 . 答案:2 考点:复数 解析:∵(2)i i 1i 2a a a z +-=+=+是实数,∴实数a 的值为2. 3.某校共有教师300人,男学生1200人,女学生1000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为 . 答案:60考点:分层抽样 解析:12512006030012001000⨯=++.4.如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为 .答案:10 考点:伪代码解析:第一步:i =1,S =1;第一步:i =2,S =3; 第一步:i =3,S =6;第一步:i =4,S =10;故输出的结果为10.5.将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为 . 答案:23考点:随机事件的概率解析:22223323A A P A ==. 6.已知函数()2sin()f x x ωϕ=+(其中ω>0,22ππϕ-<≤)部分图象如图所示,则()2f π的值为 .考点;三角函数的图像与性质 解析:首先222[()]33πππω=--,解得ω=1, 又222326k k πππϕπϕπ+=+⇒=-+,k Z ∈,∵22ππϕ-<≤, ∴6πϕ=-,故()2sin()6f x x π=-,所以()2sin()226f πππ=-=.7.已知数列{}n a 为等比数列,若12a =,且1a ,2a ,32a -成等差数列,则{}n a 的前n 项和为 . 答案:122n +-考点:等比数列的前n 项和公式,等差中项解析:∵1a ,2a ,32a -成等差数列,∴22a =1a +32a -=3a ,故q =2,∴12(21)2221n n n S +-==-- 8.在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线22221x y a b-=(a >0,b >0)的右焦点为F .若以F 为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为 .答案:2考点:双曲线的简单性质解析:由题意知a =,则c =,离心率e =2c a ==. 9.若正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥A —B 1CD 1的体积为 . 答案:83考点:正四面体的体积计算解析:可知三棱锥A —B 1CD 1是以V =38123⨯=. 10.已知函数2, 0()(), 0x x f x f x x +≤⎧=⎨->⎩,()(2)g x f x =-,若(1)1g x -≥,则实数x 的取值范围为 . 答案:[2,4]考点:函数与不等式 解析:首先2, 0()2, 0x x f x x x +≤⎧=⎨-+>⎩,由()(2)g x f x =-知(1)(3)g x f x -=-,当()1f x ≥,解得11x -≤≤,故(1)(3)1g x f x -=-≥,得131x -≤-≤, ∴24x ≤≤,故实数x 的取值范围为[2,4].11.在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA u u u r ⊥OB uuu r,若A ,B 两点到直线l :3x +4y ﹣10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为 . 答案:6考点:直线与圆综合解析:取AB 中点D ,设D 到直线l 的距离为d ,易知:d 1+d 2=2dOA u u u r ⊥OB ⇒u u u r D 轨迹为:22max 13x y d +=⇒=⇒d 1+d 2的最大值为6.12.若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式e ax bx +≤对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围为 . 答案:[﹣2,+∞)考点:函数与不等式(恒成立问题) 解析:当0x ≤时,显然成立,b R ∈; 当0x >时,[,)a e ∀∈+∞,ln ln ()ax bx e x ax b b x ex f x +≤⇒≤+⇒≥-=1()ex f x x -'=,易知:max 1()()2f x f e==-,故2b ≥-; 综上,实数b 的取值范围为[﹣2,+∞).13.已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP AB AC λμ=+u u u r u u u r u u u r,且231λμ+=,延长AP 交边BC 于点D ,若BD =2DC ,则PA PB ⋅u u u r u u u r的值为 .答案:94-考点:平面向量数量积解析:A ,P ,D 共线,不妨令3AP mAD =u u u r u u u r又2BD DC =u u u r u u u r,故12233AD AB AC AP mAB mAC AB AC λμ=+⇒=+=+u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r ,因此121182311844AP AB AC λμλλμμ⎧=⎪=⎧⎪⇒⇒=+⎨⎨+=⎩⎪=⎪⎩u u u r u u u r u u u r , 则7184PB AB AP AB AC =-=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r,故11719()()84844PA PB AB AC AB AC ⋅=-+⋅-=-u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r u u u r .14.在△ABC 中,∠A =3π,D 是BC 的中点.若AD ≤2BC ,则sinBsinC 的最大值为. 答案:38考点:解三角形综合解析:22222213222a bcbc AD a a +=+=+≤ 22113sin sin sin 228bc a B C A ⇒≤⇒≤=. 二、解答题(本大题共6小题,共计90分.请在答题纸指定区域.......内作答,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.) 15.(本题满分14分)如图,在四棱锥P —ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⏊PD ,E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1)EF//平面PCD ;(2)平面PAB ⏊平面PCD .证明:(1)取PC 中点G ,连接DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC .因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点, 所以DE ∥BC ,DE =12BC ,所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG .又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面PCD .(2)因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD .又因为平面P AD ⊥平面ABCD ,平面P AD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以CD ⊥平面P AD .因为P A ⊂平面P AD ,所以CD ⊥P A .又因为P A ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以P A ⊥平面PCD .因为P A ⊂平面P AB ,所以平面P AB ⊥平面PCD .16.(本题满分14分)已知向量m u r =(cos x ,sin x ),n r=(cos x ,﹣sin x ),函数1()2f x m n =⋅+u r r .(1)若()12x f =,x ∈(0,π),求tan(x +4π)的值;(2)若1()10f α=-,α∈(2π,34π),sin 10β=,β∈(0,2π),求2αβ+的值.解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以 f (x )=m ·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos2x +12.因为f (x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π) ,所以x =π3,所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+ tan π41-tan π3tanπ4=-2-3.(2)若f (α)=-110,则cos2α+12=-110,即cos2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin2α=-1-cos 22α=-45.因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210,所以cos(2α+β)=cos2αcos β-sin2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22.又因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),BEA COD xy所以2α+β的值为7π4.17.(本题满分14分)如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为5危险),其中OB =2013tan ∠AOB =23,cos ∠AOD 55海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1)若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2)在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy . 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B (60,40),且A (100,0).(1)设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C , 则OC =105(t +2),AC =50t .因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA ·OC ·cos ∠AOD ,即(50t )2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55.化得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去), 所以OC =405.因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C (40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400| 42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险. 答:若快艇立即出发有触礁的危险.(2)设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E . 设直线AE 的方程为y =k (x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k | 12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x . 由⎩⎨⎧y =2x , y =-2(x -100),解得⎩⎨⎧x =50,y =100,所以E (50,100),所以AE =50 5,OE =505,此时两船的时间差为50 5105-50 550=5- 5,所以x ≥5- 5-2=3-5.答:x 的最小值为(3-5)小时. 18.(本题满分16分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :22221x y a b+=(a >b >0)经过点(﹣2,0)和(1,,椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO . (1)求椭圆C 的方程;(2)若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标;(3)若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.解:(1)因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和 (1,32),所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2)因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2. 设点M (x 0,y 0),则A (x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 024+y 02=1, (x 0+2)24+y 02=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1, y 0=±32,所以M (-1,±32). (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A (x 1,y 1),B (x 2,y 2). 由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2. 因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k (x 1+x 2)+2m =k ·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M (-8km 1+4k 2,2m1+4k 2).因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化得4m 2=4k 2+1.①因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0.因为y 1y 2=(kx 1+m )(kx 1+m )=k 2x 1x 2+km (x 1+x 2)+m 2=m 2-4 k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k2=0,化得5m 2=4k 2+4.② 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时△>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112. 19.(本题满分16分)已知函数2e ()xf x x ax a=-+(a ∈R),其中e 为自然对数的底数.(1)若a =1,求函数()f x 的单调减区间;(2)若函数()f x 的定义域为R ,且(2)()f f a >,求a 的取值范围;(3)证明:对任意a ∈(2,4),曲线()y f x =上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.解:(1)当a =1时,f (x )=e xx 2-x +1,所以函数f (x )的定义域为R ,f'(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f'(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2).(2)由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立, 所以a 2-4a <0,解得0<a <4. 方法1由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f'(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意. ②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减, 所以f (a )>f (2),不符题意. ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意. 综上,a 的取值范围为(2,4).方法2由f (2)>f (a ),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e a a(4-a ).设函数g (x )=e xx(4-x )-e 2, 0<x <4.因为g'(x )=e x·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g (x )在(0,4)上单调递减.又因为g (2)=0,所以g (x )<0的解集为(2,4). 所以,a 的取值范围为(2,4).(3)证明:设切点为(x 0,f (x 0)),则f'(x 0)=e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2,所以切线方程为y -ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(x -x 0).由0-ex 0x 02-ax 0+a =e x 0(x 0-2)(x 0-a )(x 02-ax 0+a )2×(0-x 0),化简得x 03-(a +3)x 02+3ax 0-a =0. 设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h'(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为△=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h'(x )=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨x 1<x 2. 因为所以函数h (x )最多有三个零点.因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0,所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点.综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点. 20.(本题满分16分)若数列{}n a 满足n ≥2时,0n a ≠,则称数列1n n a a +⎧⎫⎨⎬⎩⎭(n N *∈)为{}n a 的“L 数列”. (1)若11a =,且{}n a 的“L 数列”为12n ⎧⎫⎨⎬⎩⎭,求数列{}n a 的通项公式; (2)若3n a n k =+-(k >0),且{}n a 的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围; (3)若11n n a p-=+,其中p >1,记{}n a 的“L 数列”的前n 项和为n S ,试判断是否存在等差数列{}n c ,对任意n N *∈,都有1n n n c S c +<<成立,并证明你的结论. 解:(1)由题意知,112n n n a a +=,所以12n n na a +=, 所以(1)121123(1)1221121222122n n n n n n n n n n a a a a a a a a ---++++----=⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅==L L L即数列{}n a 的通项公式为(1)22n n n a -=(2)因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. 方法1设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2.因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N*恒成立, 即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N*恒成立.因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意. 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0, 综上,k 的取值范围是(1,+∞). 方法2令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意. 综上,k 的取值范围是(1,+∞).(3)存在满足条件的等差数列{}n c ,证明如下:因为11111111k k kkk a p p a p p p-+-+==+++,k N *∈, 所以2111111(1)()1111n n nn S p p p p p p -=+-++++++++L , 又因为1p >,所以110p->, 所以2111111(1)()n n n n n S p p p p p p p-<<+-++++L , 即11(1)n n n n S p p p p<<+-, 因为111(1)n p p p -<,所以1n n n S p p+<<, 设n n c p=,则111n n n n c c p p p ++-=-=,且1n n n c S c +<<, 所以存在等差数列{}n c 满足题意.江苏省南京市2020届高三年级第三次模拟考试数学附加题本试卷共40分,考试时间30分钟. 21.【选做题】本题包括A ,B ,C 三小题,请选定其中两题作答,每小题10分共计20分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. A .选修4—2:矩阵与变换已知矩阵A =1 1 0a -⎡⎤⎢⎥⎣⎦,a ∈R .若点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,﹣2). (1)求矩阵A ;(2)求点Q(0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q′的坐标.解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .因为点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2, 所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0.(2)因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1 -1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2,所以A 2⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3 -1-2 2 ⎣⎡⎦⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36, 所以,点Q ′的坐标为(-3,6).B .选修4—4:坐标系与参数方程在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为1cos sin x y θθ=+⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l的参数方程为1x y t⎧=⎪⎨=+⎪⎩(t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.解:曲线C :(x ﹣1)2+y 2=1,直线l :0x +=圆心C(1,0)到l 的距离设为d ,12d =故曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值为112++,即32+.C .选修4—5:不等式选讲已知a ,b 为非负实数,求证:3322)a b a b +≥+.证明:因为a ,b 为非负实数,3322)a b a b ab +-+=+55]-若a b ≥≥,从而55≥,得55]0-≥,若a b <<,从而55<,得55]0->,综上,3322)a b a b +≥+.【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分,解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分10分)如图,在直三棱柱中ABC —A 1B 1C 1,AB ⏊AC ,AB =3,AC =4,B 1C ⏊AC 1. (1)求AA 1的长;(2)试判断在侧棱BB 1上是否存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角B —A 1C —A 的大小相等,并说明理由.解:(1)直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,AA 1⊥平面ABC ,又AB ,AC ⊂平面ABC ,故AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC ,又AB ⊥AC故以A 为原点,{AB uuu r ,AC u u u r ,1AA u u ur }为正交基底建立空间直角坐标系设AA 1=a >0,则A 1(0,0,a ),C(0,4,0),B 1(3,0,a ),C 1(0,4,a ),1B C u u u r =(﹣3,4,﹣a ),1AC u u u u r=(0,4,a )因为B 1C ⊥AC 1,故11=0B C AC ⋅u u u r u u u u r ,即2160a -=,又a >0,故a =4,即AA 1的长为4;(2)由(1)知:B(3,0,0),B 1(3,0,4),假设存在,设1BP BB λ==u u u r u u u r(0,0,4λ),(0,1)λ∈, 则P(3,0,4λ),则CP u u u r=(3,﹣4,4λ)AB ⊥AC ,AB ⊥AA 1,又AC I AA 1=A ,AC ,AA 1⊂平面AA 1C 1C所以AB ⊥平面AA 1C 1C ,故平面AA 1C 1C 的法向量为AB uuu r=(3,0,0) 设PC 与平面AA 1C 1C 所成角为α,则sin cos ,CP AB α=<>=u u u r u u u r,设平面BA 1C 的法向量为n r=(x ,y ,z ),平面AA 1C 的法向量为AB uuu r =(3,0,0)由(1)知:1AC u u u r=(0,4,﹣4),BC uuu r =(﹣3,4,0),AC u u u r =(0,4,0), 1340440n BC x y n AC y z ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=-=⎪⎩r u u u r r u u u r,令3y =,则n r =(4,3,3) 设二面角B —A 1C —A 的大小为β,则cos cos ,n AB β=<>=r u u u r ,因为αβ=,则22298sincos 1162517αβλ+=+=+,无解,故侧棱BB 1上不存在符合题意的点P .23.(本小题满分10分)口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n +1(n N *∈)次.若取出白球的累计次数达到n +1时,则终止取球且获奖,其它情况均不获奖.记获奖概率为n P .(1)求1P ;(2)证明:1n n P P +<.解:(1)根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35, 所以1212222344()5555125P C =⨯+⨯⨯=; (2)证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为12()5nn n C +⨯前n+1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为1123()55nn n C ++⨯⨯ 前2n ﹣1次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为112123()()55nn n n C +--⨯⨯ 前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为1223()()55nn n n C +⨯⨯ 则111112122323()()()()55555nn n n nn n n n n n P C C C +++-+-=⨯+⨯⨯++⨯⨯+L 11011121212232333()()()[()()]555555n n n n n n nn n n n n nC C C C C ++--+-⨯⨯=⨯+⨯++⨯+⨯L 因此2011111221222333()[()()]5555n n n n n n n n n n n P P C C C C ++++++++-=⨯+⨯++⨯+⨯L 1011112122333()[()()]5555n n n nn n n n nC C C C +--+--⨯+⨯++⨯+⨯L 101111221222333(){[()()]5555n n n n n n n n n C C C C +++++++=⨯+⨯++⨯+⨯L01+1+1+222+12+12+23333[()()+()]}5555n n n n n n n n n n n C C C C C +-+⨯++⨯+⨯⨯L 则11111212221222333()[()()()]5555n n n n n n n n n n n n P P C C C ++++++++++-=⨯⨯-⨯-⨯ 1111222122233()()()555n n n nn n n n C C C +++++++=⨯-- 11112122233()()()555n n n n n n C C ++++++=⨯- 因为11111212221212121212133231()55555n n n n nn n n n n n n n n n n C C C C C C C C +++++++++++++-=-+=-=-, 所以11121231()()()0555n n n n n n P P C ++++-=⨯⨯-<,因此1n n P P +<.。

2020年6月江苏省南京市普通高中2020届高三下学期第三次高考模拟考试数学试题(含附加题)答案

2020年6月江苏省南京市普通高中2020届高三下学期第三次高考模拟考试数学试题(含附加题)答案

1 绝密★启用前
江苏省南京市普通高中
2020届高三毕业班下学期第三次高考模拟考试
数学试题参考答案
2020年6月
说明:
1.本解答给出的解法供参考.如果考生的解法与本解答不同,可根据试题的主要考查内容比照评分标准制订相应的评分细则.
2.对计算题,当考生的解答在某一步出现错误时,如果后续部分的解答未改变该题的内容和难度,可视影响的程度决定给分,但不得超过该部分正确解答应得分数的一半;如果后续部分的解答有较严重的错误,就不再给分.
3.解答右端所注分数,表示考生正确做到这一步应得的累加分数.
4.只给整数分数,填空题不给中间分数.
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分. 不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)
1.{x |1<x <4} 2.2 3.60 4.10 5.23
6. 3 7.2n +1-2 8.62 9.83
10.[2,4] 11.6 12. [-2,+∞) 13.-94
14.38
二、解答题(本大题共6小题,计90分.解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内)
15.(本小题满分14分)
证明:(1)取PC 中点G ,连接DG 、FG .
在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12
BC . 因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点,。

南京2020届高三年级第三次模拟考试数学试卷及答案

南京2020届高三年级第三次模拟考试数学试卷及答案

南京2020届高三年级第三次模拟考试数学试卷及答案(满分160分,考试时间120分钟)一、填空题:本大题共14小题,每小题5分,共计70分.1. 已知集合A ={x|2<x<4},B ={x|1<x<3},则A ∪B =________.2. 若z =a1+i+i (i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为________.3. 某校共有教师300人,男学生1 200人,女学生1 000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为________.4. 如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为________.5. 将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为________.6. 已知函数f(x)=2sin (ωx +φ)⎝⎛⎭⎫其中ω>0,-π2<φ<π2 的部分图象如图所示,则f ⎝⎛⎭⎫π2 的值为________.7. 已知数列{a n }为等比数列.若a 1=2,且a 1,a 2,a 3-2成等差数列,则数列{a n }的前n 项和为________. 8. 在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线x 2a 2-y 2b 2=1(a>0,b>0)的右焦点为F ,若以F 为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为________.9. 若正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥AB 1CD 1的体积为________.10. 已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +2, x ≤0,f (-x ),x>0,g(x)=f(x -2).若g(x -1)≥1,则实数x 的取值范围为________.11. 在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上的两个动点,且OA → ⊥OB →.若A ,B 两点到直线l :3x +4y -10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为________.12. 若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式x ≤e ax +b 对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围为________. 13. 已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP →=λAB →+μAC →,且2λ+3μ=1,延长AP 交边BC 于点D.若BD =2DC ,则PA →·PB →的值为________.14. 在△ABC 中,A =π3,D 是BC 的中点.若AD ≤22BC ,则sin B sin C 的最大值为________.二、 解答题:本大题共6小题,共计90分.解答时应写出文字说明,证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)如图,在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⊥PD ,E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证: (1) EF ∥平面PCD ;(2) 平面PAB ⊥平面PCD.16. (本小题满分14分)已知向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),函数f (x )=m·n +12.(1) 若f ⎝⎛⎭⎫x 2=1,x ∈(0,π),求tan ⎝⎛⎭⎫x +π4的值; (2) 若f (α)=-110,α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4,sin β=7210,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2,求2α+β的值.17. (本小题满分14分)如图,港口A 在港口O 正东方向的100海里处,在北偏东方向有一条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为85海里的圆形暗礁群(在这片海域行船有触礁危险),其中OB =2013海里,tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =55.现一艘科考船以105海里/小时的速度从点O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇. (1) 若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2) 在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)经过点(-2,0)和⎝⎛⎭⎫1,32,椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 若点B 是椭圆C 的左顶点,求点M 的坐标; (3) 若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.已知函数f(x)=e xx 2-ax +a(a ∈R ),其中e 为自然对数的底数.(1) 若a =1,求函数f (x )的单调减区间;(2) 若函数f (x )的定义域为R ,且f (2)>f (a ),求实数a 的取值范围;(3) 证明:对任意a ∈(2,4),曲线y =f (x )上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.20. (本小题满分16分)若数列{a n }满足n ≥2,n ∈N * 时,a n ≠0,则称数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n a n +1(n ∈N *)为{a n }的“L 数列”.(1) 若a 1=1,且{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,求数列{a n }的通项公式;(2) 若a n =n +k -3(k >0),且{a n }的“L 数列”为递增数列,求实数k 的取值范围;(3) 若a n =1+p n -1,其中p >1,记{a n }的“L 数列”的前n 项和为S n ,试判断是否存在等差数列{c n },对任意n ∈N *,都有c n <S n <c n +1成立,并证明你的结论.2020届高三年级第三次模拟考试(二十)数学附加题 (本部分满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】本题包括A 、B 、C 三小题,请选定其中两小题,并作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.A. [选修42:矩阵与变换](本小题满分10分)已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0,a ∈R .若点P (1,1)在矩阵A 的变换下得到点P ′(0,-2).(1) 求矩阵A ;(2) 求点Q (0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q ′的坐标.B. [选修44:坐标系与参数方程](本小题满分10分)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C. [选修45:不等式选讲](本小题满分10分) 已知a ,b 为非负实数,求证:a 3+b 3≥ab (a 2+b 2).【必做题】第22题、第23题,每题10分,共计20分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤.22. (本小题满分10分)如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,AB⊥AC,AB=3,AC=4,B1C⊥AC1.(1) 求AA1的长;(2) 试判断在侧棱BB1上是否存在点P,使得直线PC与平面AA1C1C所成的角和二面角B-A1C-A的大小相等,并说明理由.23. (本小题满分10分)口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n+1(n∈N* )次.若取出白球的累计次数达到n+1时,则终止取球且获奖,其他情况均不获奖.记获奖概率为P n.(1) 求P1;(2) 证明:P n+1<P n.2020届高三年级第三次模拟考试(二十)(南京)数学参考答案1. {x|1<x<4}2. 23. 604. 105. 2 36. 37. 2n +1-2 8.62 9. 8310. [2,4] 11. 6 12. [-2,+∞) 13. -94 14. 3815. (1) 取PC 的中点G ,连结DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点, 所以 GF ∥BC ,GF =12BC.因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点, 所以 DE ∥BC ,DE =12BC ,(2分)所以 GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG.(4分)又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面 PCD.(6分)(2) 因为底面ABCD 为矩形, 所以 CD ⊥AD.又因为平面 PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面 ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以 CD ⊥平面 PAD.(10分) 因为PA ⊂平面PAD , 所以 CD ⊥PA.(12分)又因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD. 因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面 PCD.(14分)16. (1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以f (x )=m·n +12=cos 2x -sin 2x+12=cos 2x +12.(2分) 因为f ⎝⎛⎭⎫x 2=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π),所以x =π3,(4分)所以tan ⎝⎛⎭⎫x +π4=tan ⎝⎛⎭⎫π3+π4=tan π3+tan π41-tan π3tanπ4=-2- 3.(6分)(2) f (α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4,所以2α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2, 所以sin 2α=-1-cos 22α=-45.(8分)因为sin β=7210,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以cos β=1-sin 2β=210,(10分) 所以cos(2α+β)=cos 2αcos β-sin 2αsin β=⎝⎛⎭⎫-35×210-⎝⎛⎭⎫-45×7210=22.(12分) 又因为2α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以2α+β∈(π,2π), 所以2α+β的值为7π4.(14分)17. 如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立平面直角坐标系xOy. 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B(60,40),点A(100,0).(2分)(1) 设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C ,则OC =105(t +2),AC =50t. 因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA·OC·cos ∠AOD , 即(50t)2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55, 化简得t 2=4,解得t 1=2或t 2=-2(舍去),(4分) 所以OC =40 5. 因为cos ∠AOD =55, 所以sin ∠AOD =255,所以C(40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.(6分)因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d<r ,此时直线AC 与圆B 相交, 所以快艇有触礁的危险.故若快艇立即出发有触礁的危险.(8分)(2) 设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E. 设直线AE 的方程为y =k(x -100),即kx -y -100k =0. 因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k|12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.(10分)由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2, 所以直线OD 的方程为y =2x.由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =-2(x -100),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =100, 所以E(50,100),所以AE =505,OE =505,(12分) 此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3- 5.故x 的最小值为(3-5)小时.(14分)18. (1) 因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)过点(-2,0)和⎝⎛⎭⎫1,32,所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2分)(2) 因为B 为左顶点,所以B(-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形, 所以AM ∥BO ,且AM =BO =2.(4分) 设点M(x 0,y 0),则A(x 0+2,y 0). 因为点M ,A 在椭圆C 上,所以M ⎝⎛⎭⎫-1,±32.(6分)(3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0,则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.(8分) 因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2). 因为x 1+x 2=-8km1+4k 2,所以y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2m =k·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M ⎝⎛⎭⎪⎫-8km 1+4k 2,2m 1+4k 2.(10分)因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化得4m 2=4k 2+1.①(12分)因为A 、M 、B 、O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 为矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化简得5m 2=4k 2+4.②(14分)由①②解得k 2=114,m 2=3,此时Δ>0,因此k =±112, 所以所求直线AB 的斜率为±112.(16分) 19. (1) 当a =1时,f(x)=e xx 2-x +1,所以函数f(x)的定义域为R , f ′(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2,令f ′(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2).(2分)(2) 由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立, 所以a 2-4a <0,解得0<a <4.(4分)由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f ′(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减, 所以f (a )>f (2),不符题意.(6分)③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意.综上,实数a 的取值范围为(2,4).(8分) (3) 设切点为(x 0,f (x 0)),化简得x 30-(a +3)x 20+3ax 0-a =0.(10分)设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知当a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h ′(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为Δ=4(a +3)2-36a =4⎝⎛⎭⎫a -322+27>0恒成立, 所以h ′(x )=0有两个不相等的实数根x 1和x 2,不妨设x 1<x 2.所以函数h (x )最多有三个零点.(12分)因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0, 所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0. 因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点.(16分)20. (1) 因为{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,所以a n a n +1=12n ,n ∈N * ,即a n +1a n =2n ,所以当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n -1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式, 所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *.(2分)(2) 因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1.令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.(6分)当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在区间[1,+∞)上单调递增, 所以{b n }单调递增,符合题意.综上,实数k 的取值范围是(1,+∞).(3) 存在满足条件的等差数列{c n },证明如下: 因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+pk ,k ∈N *,(10分) 所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n ). 又因为p >1,所以1-1p>0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1p n .(14分) 因为1p ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1p n <1p ,所以np <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p ,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意.(16分)21. A. (1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .(2分)因为点P (1,1)在矩形A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2.所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20.(4分)(2) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20=[3-1-22], (6分)所以A 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3-1-22 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36,所以点Q ′的坐标为(-3,6).(10分)B. 由l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t (t 为参数)得直线l 的普通方程为x -3y +3=0.(2分)曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ-3sin θ+3|2(4分)=⎪⎪⎪⎪2cos ⎝⎛⎭⎫θ+π3+1+32.(6分)当θ+π3=2k π(k ∈Z ),即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时,(8分)曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32.(10分)C. 因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a )=(a -b )[(a )5-(b )5].(4分)当a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5, 得(a -b )·[(a )5-(b )5]≥0.(6分) 当a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5, 得(a -b )·[(a )5-(b )5]>0.(8分) 综上,a 3+b 3≥ab (a 2+b 2).(10分)22. (1) 因为三棱柱ABCA 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面 ABC , 所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC.又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系Axyz. 设AA 1=t(t>0),又AB =3,AC =4,则 A(0,0,0),C 1(0,4,t),B 1(3,0,t),C(0,4,0), 所以AC 1→=(0,4,t),B 1C →=(-3,4,-t). (2分)因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4, 所以AA 1的长为4.(4分)(2) 由(1)知B(3,0,0),C(0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z )为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 又因为AB ⊥平面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos 〈n ,AB →〉=AB →·n |AB →|·|n |=123×42+32+32=434,(6分) 所以sin 〈n ,AB →〉=317.设P (3,0,m ),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m ). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos 〈CP →,AB →〉=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93×32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角的正弦值为3m 2+25.(8分) 因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成的角和二面角BA 1CA 的大小相等,所以3m 2+25=317,此时方程无解,所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成的角和二面角BA 1CA 的大小相等.(10分)23. (1) 根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35,所以P 1=25×25+C 12×⎝⎛⎭⎫252×35=425+24125=44125.(2分)(2) 累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C n n ×⎝⎛⎭⎫25n +1;前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C n n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×35;(4分) …前2n -1次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n -1;前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n 2n×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n,则P n =C n n ×⎝⎛⎭⎫25n +1+C n n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×35+…+C n 2n -1×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n =⎝⎛⎭⎫25n +1×[C n n +C nn +1×35+…+C n 2n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n ]=⎝⎛⎭⎫25n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n],(6分)因此P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n+12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-⎝⎛⎭⎫25n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×⎝⎛⎭⎫35n ] =⎝⎛⎭⎫25n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n]}=⎝⎛⎭⎫25n +1×{⎝⎛⎭⎫1-35×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n×(35)n ]} =⎝⎛⎭⎫25n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +1×35+C 1n +2×⎝⎛⎭⎫352+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×⎝⎛⎭⎫35n ]}(8分) =⎝⎛⎭⎫25n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]},则P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +1×[C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1-C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1-C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]=⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(C n +12n +2-C n 2n +1-35C n +12n +2) =⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(C n +12n +1-35C n +12n +2). 因为C n +12n +1-35C n +12n +2=C n +12n +1-35(C n +12n +1+C n2n +1) =25C n +12n +1-35C n 2n +1=-15C n 2n +1, 所以P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(-15)×C n 2n +1<0, 因此P n +1<P n .(10分)数学参考答案1. {x|1<x<4}2. 23. 604. 105. 236. 37. 2n +1-2 8.62 9. 8310. [2,4] 11. 6 12. [-2,+∞) 13. -94 14. 3815. (1) 取PC 的中点G ,连结DG 、FG .在△PBC 中,因为F ,G 分别为PB ,PC 的中点, 所以 GF ∥BC ,GF =12BC.因为底面ABCD 为矩形,且E 为AD 的中点, 所以 DE ∥BC ,DE =12BC ,(2分)所以 GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG.(4分)又因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面 PCD.(6分)(2) 因为底面ABCD 为矩形, 所以 CD ⊥AD.又因为平面 PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面 ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以 CD ⊥平面 PAD.(10分) 因为PA ⊂平面PAD , 所以 CD ⊥PA.(12分)又因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD. 因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面 PCD.(14分)16. (1) 因为向量m =(cos x ,sin x ),n =(cos x ,-sin x ),所以f (x )=m·n +12=cos 2x -sin 2x+12=cos 2x +12.(2分) 因为f ⎝⎛⎭⎫x 2=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.又因为x ∈(0,π),所以x =π3,(4分)所以tan ⎝⎛⎭⎫x +π4=tan ⎝⎛⎭⎫π3+π4=tan π3+tan π41-tan π3tanπ4=-2- 3.(6分) (2) f (α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈⎝⎛⎭⎫π2,3π4,所以2α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2, 所以sin 2α=-1-cos 22α=-45.(8分)因为sin β=7210,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以cos β=1-sin 2β=210,(10分) 所以cos(2α+β)=cos 2αcos β-sin 2αsin β=⎝⎛⎭⎫-35×210-⎝⎛⎭⎫-45×7210=22.(12分)又因为2α∈⎝⎛⎭⎫π,3π2,β∈⎝⎛⎭⎫0,π2, 所以2α+β∈(π,2π), 所以2α+β的值为7π4.(14分)17. 如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立平面直角坐标系xOy. 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B(60,40),点A(100,0).(2分)(1) 设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C ,则OC =105(t +2),AC =50t. 因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA·OC·cos ∠AOD , 即(50t)2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55, 化简得t 2=4,解得t 1=2或t 2=-2(舍去),(4分) 所以OC =40 5. 因为cos ∠AOD =55, 所以sin ∠AOD =255,所以C(40,80),所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.(6分)因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d<r ,此时直线AC 与圆B 相交, 所以快艇有触礁的危险.故若快艇立即出发有触礁的危险.(8分)(2) 设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E. 设直线AE 的方程为y =k(x -100),即kx -y -100k =0. 因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k|12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.(10分)由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2, 所以直线OD 的方程为y =2x.由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =-2(x -100),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =100, 所以E(50,100),所以AE =505,OE =505,(12分) 此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3- 5.故x 的最小值为(3-5)小时.(14分)18. (1) 因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a>b>0)过点(-2,0)和⎝⎛⎭⎫1,32,所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2分)(2) 因为B 为左顶点,所以B(-2,0). 因为四边形AMBO 为平行四边形, 所以AM ∥BO ,且AM =BO =2.(4分) 设点M(x 0,y 0),则A(x 0+2,y 0). 因为点M ,A 在椭圆C 上,所以M ⎝⎛⎭⎫-1,±32.(6分)(3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0,则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.(8分) 因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2). 因为x 1+x 2=-8km1+4k 2,所以y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2m =k·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M ⎝⎛⎭⎪⎫-8km 1+4k 2,2m 1+4k 2.(10分)因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化得4m 2=4k 2+1.①(12分)因为A 、M 、B 、O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 为矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0. 因为y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化简得5m 2=4k 2+4.②(14分)由①②解得k 2=114,m 2=3,此时Δ>0,因此k =±112, 所以所求直线AB 的斜率为±112.(16分) 19. (1) 当a =1时,f(x)=e xx 2-x +1,所以函数f(x)的定义域为R , f ′(x )=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2,令f ′(x )<0,解得1<x <2,所以函数f (x )的单调减区间为(1,2).(2分)(2) 由函数f (x )的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立,所以a 2-4a <0,解得0<a <4.(4分)由f (x )=e xx 2-ax +a ,得f ′(x )=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f (2)=f (a ),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x )<0,所以f (x )在(a ,2)上单调递减, 所以f (a )>f (2),不符题意.(6分)③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x )<0,所以f (x )在(2,a )上单调递减, 所以f (a )<f (2),满足题意.综上,实数a 的取值范围为(2,4).(8分) (3) 设切点为(x 0,f (x 0)),化简得x 30-(a +3)x 20+3ax 0-a =0.(10分)设h (x )=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4), 则只要证明函数h (x )有且仅有三个不同的零点.由(2)可知当a ∈(2,4)时,函数h (x )的定义域为R ,h ′(x )=3x 2-2(a +3)x +3a . 因为Δ=4(a +3)2-36a =4⎝⎛⎭⎫a -322+27>0恒成立, 所以h ′(x )=0有两个不相等的实数根x 1和x 2,不妨设x 1<x 2.所以函数h (x )最多有三个零点.(12分)因为a ∈(2,4),所以h (0)=-a <0,h (1)=a -2>0,h (2)=a -4<0,h (5)=50-11a >0, 所以h (0)h (1)<0,h (1)h (2)<0,h (2)h (5)<0. 因为函数的图象不间断,所以函数h (x )在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h (x )有且仅有三个零点.(16分)20. (1) 因为{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,所以a n a n +1=12n ,n ∈N * ,即a n +1a n =2n ,所以当n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n -1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式, 所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *.(2分)(2) 因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1.令f (x )=1-1x +k -2,所以f (x )在区间(-∞,2-k )和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f (1)=1-1k -1>1,f (2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.(6分)当k >1时,因为2-k <1,所以f (x )在区间[1,+∞)上单调递增, 所以{b n }单调递增,符合题意.综上,实数k 的取值范围是(1,+∞).(3) 存在满足条件的等差数列{c n },证明如下: 因为a k a k +1=1+p k -11+pk =1p +1-1p 1+p k ,k ∈N *,(10分) 所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n ). 又因为p >1,所以1-1p>0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1p n .(14分) 因为1p ·⎣⎡⎦⎤1-⎝⎛⎭⎫1p n <1p ,所以np <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p ,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意.(16分)21. A. (1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .(2分)因为点P (1,1)在矩形A 的变换下得到点P ′(0,-2),所以a =-2.所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20.(4分)(2) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-20=[3-1-22], (6分)所以A 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤3-1-22 ⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-36,所以点Q ′的坐标为(-3,6).(10分)B. 由l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数)得直线l 的普通方程为x -3y +3=0.(2分)曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ-3sin θ+3|2(4分)=⎪⎪⎪⎪2cos ⎝⎛⎭⎫θ+π3+1+32.(6分)当θ+π3=2k π(k ∈Z ),即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时,(8分)曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32.(10分)C. 因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab (a 2+b 2)=a 2a (a -b )+b 2b (b -a )=(a -b )[(a )5-(b )5].(4分)当a ≥b 时,a ≥b ,从而(a )5≥(b )5, 得(a -b )·[(a )5-(b )5]≥0.(6分) 当a <b 时,a <b ,从而(a )5<(b )5, 得(a -b )·[(a )5-(b )5]>0.(8分) 综上,a 3+b 3≥ab (a 2+b 2).(10分)22. (1) 因为三棱柱ABCA 1B 1C 1为直三棱柱, 所以AA 1⊥平面 ABC , 所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC.又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系Axyz. 设AA 1=t(t>0),又AB =3,AC =4,则 A(0,0,0),C 1(0,4,t),B 1(3,0,t),C(0,4,0), 所以AC 1→=(0,4,t),B 1C →=(-3,4,-t). (2分)因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4, 所以AA 1的长为4.(4分)(2) 由(1)知B(3,0,0),C(0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z )为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 又因为AB ⊥平面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,则cos 〈n ,AB →〉=AB →·n |AB →|·|n |=123×42+32+32=434,(6分) 所以sin 〈n ,AB →〉=317.设P (3,0,m ),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m ). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos 〈CP →,AB →〉=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93×32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角的正弦值为3m 2+25.(8分)因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成的角和二面角BA 1CA 的大小相等,所以3m 2+25=317,此时方程无解,所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成的角和二面角BA 1CA 的大小相等.(10分)23. (1) 根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35,所以P 1=25×25+C 12×⎝⎛⎭⎫252×35=425+24125=44125.(2分) (2) 累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C n n ×⎝⎛⎭⎫25n +1;前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C n n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×35;(4分) …前2n -1次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n -1;前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n 2n×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n,则P n =C n n ×⎝⎛⎭⎫25n +1+C n n +1×⎝⎛⎭⎫25n +1×35+…+C n 2n -1×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n =⎝⎛⎭⎫25n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n 2n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n ]=⎝⎛⎭⎫25n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n],(6分)因此P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n+12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-⎝⎛⎭⎫25n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n ] =⎝⎛⎭⎫25n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n]} =⎝⎛⎭⎫25n +1×{⎝⎛⎭⎫1-35×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n2n ×(35)n ]}=⎝⎛⎭⎫25n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +1×35+C 1n +2×⎝⎛⎭⎫352+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]-[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×⎝⎛⎭⎫35n -1+C n 2n ×⎝⎛⎭⎫35n ]}(8分)=⎝⎛⎭⎫25n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1]-[C 0n +C 1n +2×35+…+C n2n +1×⎝⎛⎭⎫35n+C n 2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1+C n +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]},则P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +1×[Cn +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +1-C n2n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1-Cn +12n +2×⎝⎛⎭⎫35n +2]=⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(C n +12n +2-C n2n +1-35C n +12n +2) =⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(C n +12n +1-35C n +12n +2). 因为C n +12n +1-35C n +12n +2=C n +12n +1-35(C n +12n +1+C n2n +1) =25C n +12n +1-35C n 2n +1=-15C n 2n +1, 所以P n +1-P n =⎝⎛⎭⎫25n +1×⎝⎛⎭⎫35n +1×(-15)×C n 2n +1<0, 因此P n +1<P n .(10分)。

2020届高三第三次调研考试 理科数学 参考答案与评分细则

2020届高三第三次调研考试 理科数学 参考答案与评分细则

惠州市2020届高三第三次调研考试理科数学参考答案及评分细则一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案DBDACADDADBC1.【解析】{21}{0}x A x x x =<=<,{0}U C A x x =≥,故选D.2.【解析】21313i i 2222z =+=-+(),所以对应的点在第二象限,故选B.3.【解析】20201log πa =2020log 10<=,20201πb ⎛⎫= ⎪⎝⎭()01∈,,1π2020c =1>,所以a b c <<.故选D.4.【解析】因为角θ终边落在直线3y x =上,所以tan 3θ=,21cos 10θ=, 所以3sin(2)2πθ-24cos 2(2cos 1).5θθ=-=--=故选A. 5.【解析】如图所示,MP →=AP →-AM →=12AD →-45AC →=12AD →-45(AB →+AD →)=12b r -45(a r +b r )=-45a r -310b r.故选C. 6.【解析】依题意,知-4a =-12a ,且-52a ≠12,解得a =±2.故选A.7.【解析】1233243546521()()()()()n n n n S a a a a a a a a a a a a a a ++=++++=-+-+-+-+-L L2221n n a a a ++=-=-,所以201920211S a =-,故选D.8.【解析】11332815.14C C P C +==故选D. 9.【解析】()21sin 1xf x x e⎛⎫=- ⎪+⎝⎭1sin 1x x e x e ⎛⎫-= ⎪+⎝⎭是偶函数,排除C 、D ,又(1)0,f >Q 故选A. 10.【解析】如图:α//面CB 1D 1,α∩面ABCD =m ,α∩面ABA 1B 1=n ,可知n//CD 1,m//B 1D 1,因为△CB 1D 1是正三角形,m n 、所成角为60°. 则m 、n 所成角的正弦值为√32.故选D .11.【解析】设直线AB 的方程为:x =ty +m ,点A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), 直线AB 与x 轴的交点为M(m,0),由{x =ty +my 2=x ⇒y 2−ty −m =0,根据韦达定理有y 1⋅y 2=−m , ∵OA ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅OB ⃗⃗⃗⃗⃗ =2,∴x 1⋅x 2+y 1⋅y 2=2,z结合y 12=x 1及y 22=x 2,得(y 1⋅y 2)2+y 1⋅y 2−2=0,∵点A 、B 位于x 轴的两侧,∴y 1⋅y 2=−2,故m =2.不妨令点A 在x 轴上方,则y 1>0,又F(14,0), ∴S △ABO +S △AFO =12×2×(y 1−y 2)+12×14y 1=98y 1+2y 1≥2√98y 1⋅2y 1=3.当且仅当98y 1=2y 1,即y 1=43时,取“=”号,∴△ABO 与△AFO 面积之和的最小值是3.故选B .12.【解析】 (x 0,x 0+1)区间中点为x 0+12,根据正弦曲线的对称性知f(x 0+12)=−1,①正确。

江苏省南京市2020届高三第三次模拟考试(6月)数学试题含答案

江苏省南京市2020届高三第三次模拟考试(6月)数学试题含答案
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(第 4 题)
(第 6 题)
5. 将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为________.
ππ
π
6. 已知函数 f(x)=2sin(ωx+φ)(其中 ω>0,- 2 <φ< 2 )的部分图象如图所示,则 f( 2 )
的值为________. 7. 已知数列{an}为等比数列.若 a1=2,且 a1,a2,a3-2 成等差数列,则{an}的前 n 项
x2 y2
3
如图,在平面直角坐标系 xOy 中,椭圆 C:a2+b2=1(a>b>0)经过点(-2,0)和(1,2 ),
椭圆 C 上三点 A,M,B 与原点 O 构成一个平行四边形 AMBO.
(1) 求椭圆 C 的方程;
(2) 若点 B 是椭圆 C 左顶点,求点 M 的坐标;
(3) 若 A,M,B,O 四点共圆,求直线 AB 的斜率.
1
则实数 b 的取值范围是________. 13. 已知点 P 在边长为 4 的等边三角形 ABC 内,满足A→P=λA→B+µA→C,且 2λ+3µ=1,
延长 AP 交边 BC 于点 D.若 BD=2DC,则P→A·P→B的值为________.
π
2
14. 在△ABC 中,∠A= 3 ,点 D 是 BC 的中点.若 AD≤ 2 BC,则 sin Bsin C 的最大
值为________.
二、 解答题:本大题共 6 小题,共 90 分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或
演算步骤. 15. (本小题满分 14 分) 如图,在四棱锥 PABCD 中,底面 ABCD 为矩形,平面 PAD⊥平面 ABCD,PA⊥PD,
点 E,F 分别为 AD,PB 的中点.求证: (1) EF∥平面 PCD; (2) 平面 PAB⊥平面 PCD.

江苏南京高三第三次模拟考试(6月) 数学含答案

江苏南京高三第三次模拟考试(6月) 数学含答案

2020届高三模拟考试试卷数 学(满分160分,考试时间120分钟)2020.6一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.1. 已知集合A ={x|2<x <4},B ={x|1<x <3},则A ∪B________.2. 若z =a1+i+i(i 是虚数单位)是实数,则实数a 的值为________.3. 某校共有教师300人,男学生1 200人,女学生1 000人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为125的样本,则从男学生中抽取的人数为________.4. 如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为________. S ←0For i From 1 To 4 S ←S +i End For Print S(第 4 题) (第6题)5. 将甲、乙、丙三人随机排成一行,则甲、乙两人相邻的概率为________.6. 已知函数f(x)=2sin (ωx +φ)(其中ω>0,-π2<φ<π2)的部分图象如图所示,则f(π2)的值为________.7. 已知数列{a n }为等比数列.若a 1=2,且a 1,a 2,a 3-2成等差数列,则{a n }的前n 项和为________.8. 在平面直角坐标系xOy 中,已知双曲线 x 2a 2-y 2b 2=1(a >0,b >0)的右焦点为F.若以F为圆心,a 为半径的圆交该双曲线的一条渐近线于A ,B 两点,且AB =2b ,则该双曲线的离心率为________.9. 若正方体ABCDA 1B 1C 1D 1的棱长为2,则三棱锥AB 1CD 1的体积为________.10. 已知函数f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧x +2,x ≤0,f (-x ),x >0,g(x)=f(x -2).若g(x -1)≥1,则实数x 的取值范围是________.11. 在平面直角坐标系xOy 中,A ,B 是圆O :x 2+y 2=2上两个动点,且OA →⊥OB →.若A ,B 两点到直线l :3x +4y -10=0的距离分别为d 1,d 2,则d 1+d 2的最大值为________.12. 若对任意a ∈[e ,+∞)(e 为自然对数的底数),不等式x ≤e ax +b 对任意x ∈R 恒成立,则实数b 的取值范围是________.13. 已知点P 在边长为4的等边三角形ABC 内,满足AP →=λAB →+μAC →,且2λ+3μ=1,延长AP 交边BC 于点D.若BD =2DC ,则PA →·PB →的值为________.14. 在△ABC 中,∠A =π3,点D 是BC 的中点.若AD ≤22BC ,则sin Bsin C 的最大值为________.二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.15. (本小题满分14分)如图,在四棱锥PABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA ⊥PD ,点E ,F 分别为AD ,PB 的中点.求证:(1) EF ∥平面PCD ;(2) 平面PAB ⊥平面PCD.16.(本小题满分14分)已知向量m =(cos x ,sin x),n =(cos x ,-sin x),函数f(x)=m·n +12.(1) 若f(x2)=1,x ∈(0,π),求tan(x +π4)的值;(2) 若f(α)=-110,α∈(π2,3π4),sin β=7210,β∈(0,π2),求2α+β的值.如图,港口A 在港口O 的正东100海里处,在北偏东方向有一条直线航道OD ,航道和正东方向之间有一片以B 为圆心,半径为85海里的圆形暗礁群(在这片海域行船有触礁危险),其中OB =2013海里,tan ∠AOB =23,cos ∠AOD =55.现有一艘科考船以105海里/小时的速度从O 出发沿OD 方向行驶,经过2个小时后,一艘快艇以50海里/小时的速度准备从港口A 出发,并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇.(1) 若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险,并说明理由; (2) 在无触礁危险的情况下,若快艇再等x 小时出发,求x 的最小值.如图,在平面直角坐标系xOy 中,椭圆C :x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)经过点(-2,0)和(1,32),椭圆C 上三点A ,M ,B 与原点O 构成一个平行四边形AMBO.(1) 求椭圆C 的方程;(2) 若点B 是椭圆C 左顶点,求点M 的坐标;(3) 若A ,M ,B ,O 四点共圆,求直线AB 的斜率.已知函数f(x)=e xx2-ax+a(a∈R),其中e为自然对数的底数.(1) 若a=1,求函数f(x)的单调减区间;(2) 若函数f(x)的定义域为R,且f(2)>f(a),求a的取值范围;(3) 求证:对任意a∈(2,4),曲线y=f(x)上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标原点.若数列{a n }满足n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,则称数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫a n a n +1(n ∈N *)为{a n }的“L 数列”.(1) 若a 1=1,且{a n }的“L 数列”为⎩⎨⎧⎭⎬⎫12n ,求数列{a n }的通项公式;(2) 若a n =n +k -3(k >0),且{a n }的“L 数列”为递增数列,求k 的取值范围;(3) 若a n =1+p n -1,其中p >1,记{a n }的“L 数列”的前n 项和为S n ,试判断是否存在等差数列{c n },对任意n ∈N *,都有c n <S n <c n +1成立,并证明你的结论.2020届高三模拟考试试卷(十九)数学附加题(满分40分,考试时间30分钟)21. 【选做题】 在A ,B ,C 三小题中只能选做两题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.A. (选修42:矩阵与变换)已知矩阵A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0,a ∈R .若点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,-2).(1) 求矩阵A ;(2) 求点Q(0,3)经过矩阵A 的2次变换后对应点Q′的坐标.B. (选修44:坐标系与参数方程)在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为⎩⎪⎨⎪⎧x =1+cos θ,y =sin θ(θ为参数),直线l 的参数方程为⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t (t 为参数),求曲线C 上的点到直线l 的距离的最大值.C. (选修45:不等式选讲)已知a ,b 为非负实数,求证:a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).【必做题】第22,23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.22. 如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,AB⊥AC,AB=3,AC=4,B1C⊥AC1.(1) 求AA1的长;(2) 试判断在侧棱BB1上是否存在点P,使得直线PC与平面AA1C1C所成角和二面角BA1CA的大小相等,并说明理由.23. 口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球2n+1(n∈N*)次.若取出白球的累计次数达到n+1时,则终止取球且获奖,其他情况均不获奖.记获奖概率为P n.(1) 求P1;(2) 求证:P n+1<P n.2020届高三模拟考试试卷(十九)(南京)数学参考答案及评分标准1. {x|1<x <4}2. 23. 604. 105. 236. 37. 2n +1-2 8. 62 9. 83 10. [2,4]11. 6 12. [-2,+∞) 13. -94 14. 3815. 证明:(1) 取PC 的中点G ,连结DG ,FG.在△PBC 中,因为点F ,G 分别为PB ,PC 的中点,所以GF ∥BC ,GF =12BC.因为底面ABCD 为矩形,且点E 为AD 的中点, 所以DE ∥BC ,DE =12BC ,(2分)所以GF ∥DE ,GF =DE ,所以四边形DEFG 为平行四边形, 所以EF ∥DG.(4分)因为EF ⊄平面PCD ,DG ⊂平面PCD , 所以EF ∥平面PCD.(6分)(2) 因为底面ABCD 为矩形,所以CD ⊥AD.因为平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ∩平面ABCD =AD ,CD ⊂平面ABCD , 所以CD ⊥平面PAD.(10分)因为PA ⊂平面PAD ,所以CD ⊥PA.(12分)因为PA ⊥PD ,PD ⊂平面PCD ,CD ⊂平面PCD ,PD ∩CD =D ,所以PA ⊥平面PCD. 因为PA ⊂平面PAB ,所以平面PAB ⊥平面PCD.(14分)16. 解:(1) 因为向量m =(cos x ,sin x),n =(cos x ,-sin x), 所以 f(x)=m·n +12=cos 2x -sin 2x +12=cos 2x +12.(2分)因为f(x 2)=1,所以cos x +12=1,即cos x =12.因为x ∈(0,π),所以x =π3,(4分)所以tan(x +π4)=tan(π3+π4)=tan π3+tan π41-tan π3·tanπ4=-2- 3.(6分)(2) 若f(α)=-110,则cos 2α+12=-110,即cos 2α=-35.因为α∈(π2,3π4),所以2α∈(π,3π2),所以sin 2α=-1-cos 22α=-45.(8分)因为sin β=7210,β∈(0,π2),所以cos β=1-sin 2β=210,(10分)所以cos (2α+β)=cos 2αcos β-sin 2αsin β=(-35)×210-(-45)×7210=22.(12分)因为2α∈(π,3π2),β∈(0,π2),所以2α+β∈(π,2π),所以2α+β的值为7π4.(14分)17. 解:如图,以O 为原点,正东方向为x 轴,正北方向为y 轴,建立直角坐标系xOy. 因为OB =2013,tan ∠AOB =23,OA =100,所以点B(60,40),且A(100,0).(2分)(1) 设快艇立即出发经过t 小时后两船相遇于点C , 则OC =105(t +2),AC =50t. 因为OA =100,cos ∠AOD =55, 所以AC 2=OA 2+OC 2-2OA·OC·cos ∠AOD , 即(50t)2=1002+[105(t +2)]2-2×100×105(t +2)×55. 化简得t 2=4,解得t 1=2,t 2=-2(舍去),(4分) 所以OC =40 5. 因为cos ∠AOD =55,所以sin ∠AOD =255,所以C(40,80), 所以直线AC 的方程为y =-43(x -100),即4x +3y -400=0.(6分)因为圆心B 到直线AC 的距离d =|4×60+3×40-400|42+32=8,而圆B 的半径r =85,所以d <r ,此时直线AC 与圆B 相交,所以快艇有触礁的危险. 答:若快艇立即出发有触礁的危险.(8分)(2) 设快艇所走的直线AE 与圆B 相切,且与科考船相遇于点E. 设直线AE 的方程为y =k(x -100),即kx -y -100k =0.因为直线AE 与圆B 相切,所以圆心B 到直线AC 的距离d =|60k -40-100k|12+k 2=85,即2k 2+5k +2=0,解得k =-2或k =-12.(10分)由(1)可知k =-12舍去.因为cos ∠AOD =55,所以tan ∠AOD =2,所以直线OD 的方程为y =2x. 由⎩⎪⎨⎪⎧y =2x ,y =-2(x -100),解得⎩⎪⎨⎪⎧x =50,y =100,所以E(50,100), 所以AE =505,OE =505,(12分)此时两船的时间差为505105-50550=5-5,所以x ≥5-5-2=3- 5.答:x 的最小值为(3-5)小时.(14分)18. 解:(1) 因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点(-2,0)和(1,32),所以a =2,1a 2+34b 2=1,解得b 2=1,所以椭圆C 的方程为x 24+y 2=1.(2分)(2) 因为B 为左顶点,所以B (-2,0).因为四边形AMBO 为平行四边形,所以AM ∥BO ,且AM =BO =2.(4分) 设点M(x 0,y 0),则A(x 0+2,y 0).因为点M ,A 在椭圆C 上,所以⎩⎨⎧x 204+y 20=1,(x 0+2)24+y 2=1,解得⎩⎪⎨⎪⎧x 0=-1,y 0=±32,所以M(-1,±32).(6分) (3) 因为直线AB 的斜率存在,所以设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2).由⎩⎪⎨⎪⎧y =kx +m ,x 24+y 2=1,消去y ,得(4k 2+1)x 2+8kmx +4m 2-4=0, 则有x 1+x 2=-8km 1+4k 2,x 1x 2=4m 2-41+4k 2.(8分)因为平行四边形AMBO ,所以OM →=OA →+OB →=(x 1+x 2,y 1+y 2).因为x 1+x 2=-8km 1+4k 2,所以y 1+y 2=k(x 1+x 2)+2m =k·-8km 1+4k 2+2m =2m1+4k 2, 所以M(-8km 1+4k 2,2m1+4k 2).(10分) 因为点M 在椭圆C 上,所以将点M 的坐标代入椭圆C 的方程, 化简得4m 2=4k 2+1 ①.(12分)因为A ,M ,B ,O 四点共圆,所以平行四边形AMBO 是矩形,且OA ⊥OB , 所以OA →·OB →=x 1x 2+y 1y 2=0.因为y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2=m 2-4k 21+4k 2,所以x 1x 2+y 1y 2=4m 2-41+4k 2+m 2-4k 21+4k 2=0,化简得5m 2=4k 2+4 ②.(14分) 由①②解得k 2=114,m 2=3,此时Δ>0,因此k =±112.所以所求直线AB 的斜率为±112.(16分) 19. (1) 解:当a =1时,f(x)=e xx 2-x +1,所以函数f(x)的定义域为R ,f ′(x)=e x (x -1)(x -2)(x 2-x +1)2.令f′(x)<0,解得1<x <2,所以函数f(x)的单调减区间为(1,2).(2分)(2) 解:由函数f(x)的定义域为R ,得x 2-ax +a ≠0恒成立, 所以a 2-4a <0,解得0<a <4.(4分)(解法1)由f(x)=e xx 2-ax +a ,得f′(x)=e x (x -a )(x -2)(x 2-ax +a )2.①当a =2时,f(2)=f(a),不符题意.②当0<a <2时,因为当a <x <2时,f ′(x)<0,所以f(x)在(a ,2)上单调递减, 所以f(a)>f(2),不符题意.(6分) ③当2<a <4时,因为当2<x <a 时,f ′(x)<0,所以f(x)在(2,a)上单调递减, 所以f(a)<f(2),满足题意.综上,a 的取值范围是(2,4).(8分)(解法2)由f(2)>f(a),得e 24-a >e aa .因为0<a <4,所以不等式可化为e 2>e aa(4-a). 设函数g(x)=e xx (4-x)-e 2,0<x <4.(6分)因为g′(x)=e x ·-(x -2)2x 2≤0恒成立,所以g(x)在(0,4)上单调递减.因为g(2)=0,所以g(x)<0的解集为(2,4). 所以a 的取值范围是(2,4).(8分) (3) 证明:设切点为(x 0,f(x 0)),则f′(x 0)=ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2, 所以切线的方程为y -ex 0x 20-ax 0+a =ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2×(x -x 0). 由0-ex 0x 20-ax 0+a =ex 0(x 0-2)(x 0-a )(x 20-ax 0+a )2×(0-x 0), 化简得x 30-(a +3)x 20+3ax 0-a =0.(10分) 设h(x)=x 3-(a +3)x 2+3ax -a ,a ∈(2,4),则只要证明函数h(x)有且仅有三个不同的零点.由(2)可知a ∈(2,4)时,函数h(x)的定义域为R ,h ′(x)=3x 2-2(a +3)x +3a. 因为Δ=4(a +3)2-36a =4(a -32)2+27>0恒成立,所以h′(x)=0有两不相等的实数根x 1和x 2,不妨设x 1<x 2. 列表如下:因为a ∈(2,4),所以h(0)=-a <0,h(1)=a -2>0,h(2)=a -4<0,h(5)=50-11a >0, 所以h(0)h(1)<0,h(1)h(2)<0,h(2)h(5)<0.因为函数的图象不间断,所以函数h(x)在(0,1),(1,2),(2,5)上分别至少有一个零点. 综上所述,函数h(x)有且仅有三个零点.(16分)20. 解: (1) 因为{a n }的“L 数列”为{12n },所以a n a n +1=12n ,n ∈N *,即a n +1a n=2n ,所以n ≥2时,a n =a n a n -1·a n -1a n -2·…·a 2a 1·a 1=2n -1·2n -2·…·2·1=2(n-1)+(n -2)+…+1=2n (n -1)2.又a 1=1符合上式,所以{a n }的通项公式为a n =2n (n -1)2,n ∈N *.(2分)(2) 因为a n =n +k -3(k >0),且n ≥2,n ∈N *时,a n ≠0,所以k ≠1. (解法1)设b n =a n a n +1,n ∈N *,所以b n =n +k -3(n +1)+k -3=1-1n +k -2. 因为{b n }为递增数列,所以b n +1-b n >0对n ∈N *恒成立,即1n +k -2-1n +k -1>0对n ∈N *恒成立.(4分) 因为1n +k -2-1n +k -1=1(n +k -2)(n +k -1),所以1n +k -2-1n +k -1>0等价于(n +k -2)(n +k -1)>0.当0<k <1时,因为n =1时,(n +k -2)(n +k -1)<0,不符合题意.(6分) 当k >1时,n +k -1>n +k -2>0,所以(n +k -2)(n +k -1)>0. 综上,k 的取值范围是(1,+∞). (8分)(解法2)令f(x)=1-1x +k -2,所以f(x)在区间(-∞,2-k)和区间(2-k ,+∞)上单调递增.当0<k <1时,f(1)=1-1k -1>1,f(2)=1-1k <1,所以b 2<b 1,不符合题意.(6分)当k >1时,因为2-k <1,所以f(x)在[1,+∞)上单调递增,所以{b n }单调递增,符合题意.综上,k 的取值范围是(1,+∞).(8分)(3) 存在满足条件的等差数列{c n },证明如下:因为a k a k +1=1+p k -11+p k =1p +1-1p 1+p k,k ∈N *,(10分)所以S n =n p +(1-1p )·(11+p +11+p 2+…+11+p n -1+11+p n). 因为p >1,所以1-1p >0,所以n p <S n <n p +(1-1p )·(1p +1p 2+…+1p n -1+1p n ),即n p <S n <n p +1p ·[1-(1p )n ].(14分) 因为1p ·[1-(1p )n ]<1p ,所以np <S n <n +1p.设c n =np ,则c n +1-c n =n +1p -n p =1p ,且c n <S n <c n +1,所以存在等差数列{c n }满足题意. (16分)2020届高三模拟考试试卷(南京) 数学附加题参考答案及评分标准21. A. 解:(1) ⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1a 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤11=⎣⎢⎡⎦⎥⎤0a .(2分)因为点P(1,1)在矩阵A 的变换下得到点P′(0,-2),所以a =-2,所以A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤1-1-2 0.(4分)(2) 因为A =⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0,所以A 2=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 1-1-2 0=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3-1-2 2,(6分)所以A 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤ 3-1-2 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤03=⎣⎢⎡⎦⎥⎤-3 6,所以点Q′的坐标为(-3,6).(10分)B. 解:由直线l 的参数方程⎩⎨⎧x =3t ,y =1+t(t 为参数),得直线l 的方程为x -3y +3=0.(2分)曲线C 上的点到直线l 的距离d =|1+cos θ-3sin θ+3|2(4分)=⎪⎪⎪⎪2cos (θ+π3)+1+32.(6分)当θ+π3=2k π,即θ=-π3+2k π(k ∈Z )时,(8分)曲线C 上的点到直线l 的距离取最大值3+32.(10分)C. 证明:因为a ,b 为非负实数,所以a 3+b 3-ab(a 2+b 2)=a 2a(a -b)+b 2b(b -a) =(a -b)[(a)5-(b)5].(4分)若a ≥b 时,a ≥b ,从而(a)5≥(b)5, 得(a -b)·[(a)5-(b)5]≥0.(6分)若a <b 时,a <b ,从而(a)5<(b)5, 得(a -b)·[(a)5-(b)5]>0.(8分) 综上,a 3+b 3≥ab(a 2+b 2).(10分)22. 解:(1) 因为三棱柱ABCA 1B 1C 1为直三棱柱,所以AA 1⊥平面ABC , 所以AA 1⊥AB ,AA 1⊥AC.又AB ⊥AC ,所以以{AB →,AC →,AA 1→}为正交基底建立如图所示的空间直角坐标系Axyz. 设AA 1=t(t >0),又AB =3,AC =4,则A(0,0,0),C 1(0,4,t),B 1(3,0,t),C(0,4,0), 所以AC 1→=(0,4,t),B 1C →=(-3,4,-t).(2分)因为B 1C ⊥AC 1,所以B 1C →·AC 1→=0,即16-t 2=0,解得t =4, 所以AA 1的长为4.(4分)(2) 由(1)知B(3,0,0),C(0,4,0),A 1(0,0,4), 所以A 1C →=(0,4,-4),BC →=(-3,4,0). 设n =(x ,y ,z)为平面A 1CB 的法向量,则n ·A 1C →=0,n ·BC →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧4y -4z =0,-3x +4y =0.取y =3,解得z =3,x =4,所以n =(4,3,3)为平面A 1CB 的一个法向量. 因为AB ⊥平面AA 1C 1C ,所以AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量, 则cos 〈n ,AB →〉=AB →·n |AB →|·|n |=123×42+32+32=434,(6分) 所以sin 〈n ,AB →〉=317.设P(3,0,m),其中0≤m ≤4,则CP →=(3,-4,m). 因为AB →=(3,0,0)为平面A 1CA 的一个法向量,所以cos 〈CP →,AB →〉=AB →·CP →|AB →|·|CP →|=93·32+(-4)2+m 2=3m 2+25, 所以直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角的正弦值为3m 2+25.(8分)因为直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等,所以3m 2+25=317,此时方程无解, 所以侧棱BB 1上不存在点P ,使得直线PC 与平面AA 1C 1C 所成角和二面角BA 1CA 的大小相等 .(10分)23. (1) 解:根据题意,每次取出的球是白球的概率为25,取出的球是黑球的概率为35,所以P 1=25×25+C 12×(25)2×35=425+24125=44125.(2分) (2) 证明:累计取出白球次数是n +1的情况有:前n 次取出n 次白球,第n +1次取出的是白球,概率为C n n ×(25)n +1; 前n +1次取出n 次白球,第n +2次取出的是白球,概率为C n n +1×(25)n +1×35;(4分) ……前2n -1 次取出n 次白球,第2n 次取出的是白球,概率为C n2n -1×(25)n +1×(35)n -1; 前2n 次取出n 次白球,第2n +1次取出的是白球,概率为C n 2n×(25)n +1×(35)n ; 则P n =C n n ×(25)n +1+C n n +1×(25)n +1×35+…+C n 2n -1×(25)n +1×(35)n -1+C n 2n ×(25)n +1×(35)n =(25)n +1×[C n n +C n n +1×35+…+C n2n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n] =(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n],(6分) 因此P n +1-P n =(25)n +2×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -(25)n +1×[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n×(35)n ] =(25)n +1×{25×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n]} =(25)n +1×{(1-35)×[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n]} =(25)n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1]-[C 0n +1×35+C 1n +2×(35)2+…+C n2n +1×(35)n +1+C n +12n +2×(35)n +2] -[C 0n +C 1n +1×35+…+C n -12n -1×(35)n -1+C n 2n ×(35)n]}(8分) =(25)n +1×{[C 0n +1+C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n +12n +2×(35)n +1] -[C 0n +C 1n +2×35+…+C n 2n +1×(35)n +C n2n +1×(35)n +1+C n +12n +2×(35)n +2]}, 则P n +1-P n =(25)n +1×[C n +12n +2×(35)n +1-C n 2n +1×(35)n +1-C n +12n +2×(35)n +2] =(25)n +1×(35)n +1×(C n +12n +2-C n2n +1-35C n +12n +2) =(25)n +1×(35)n +1×(C n +12n +1-35C n +12n +2). 因为C n +12n +1-35C n +12n +2=C n +12n +1-35(C n +12n +1+C n 2n +1)=25C n +12n +1-35C n 2n +1=-15C n 2n +1, 所以P n +1-P n =(25)n +1×(35)n +1×(-15)×C n 2n +1<0, 因此P n +1<P n .(10分)。

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F E D
S 0
For i From 1 To 4 S S+i End For Print S
+ 2 f (-x ), x > 0,
南京市
届高三年级第三次模拟考试
一、填空题:本大题共 14
分,共计 分.请把答案填写在答题卡相应位置上.
.已知集合 A = {x |2 < x < 4}, B {x |1 < x < 3}, 则 ▲ .
2. 若 z = a
+ i (i 是虚数单位)是实数,则实数 a 的值为 ▲.
1 i
3. 某校共有教师 300 人,男学生 1200 人,女学生 1000 人,现用分层抽样从所有师生中抽取一个容量为 125 的样本,则从男学生中抽取的人数为 ▲ .
4. 如图是一个算法的伪代码,其输出的结果为 ▲ .
5. 将甲、乙、丙三人随机排成 一行,则甲、乙两人相邻的概率为 ▲ .
6
. 已知函数 f (x ) = 2sin (ωx + φ) (其中 ω > 0, - π < φ ≤ π )的部分图
2
2
象如图所示,则 f (π ) 的值为 ▲
.
7. 已知数列 {a n } 为等比数列.若 a 1 = 2,且 a 1, a 2, a 3 - 2 成等差数列,则 {a n } 的前 n 项和为 ▲ . 8
. 在平面直角坐标系 x O y 中,已知双曲线 x 2 - y 2 = ( > , > )
a 2
b 2 1 a 0 b 0 的右焦点为 F .若以 F 为圆心 , a 为半径的圆交该双曲线的一条斯近线于 A , B 两点, 且 AB = 2 b 则该双曲线的离心率为 ▲ .
9. 若正方体 ABCD - A 1B 1C 1D 1 的棱长为 2, 则三棱锥 A - B 1CD 1 的体积为 ▲ .
10. 已知函数 f ( x ) =
x + 2, x ≤ 0
g ( x ) = f ( x - 2 ). 若 g ( x - 1 ) ≥ 1 , 则实数 x 的取值范围为
▲ .
11. 在平面直角坐标系 xOy 中, A , B 是圆 O : x 2 + y 2
= 2 上两个动点,且 OA ⊥ OB .若 A , B 两点到直线 l : 3x + 4y - 10 = 0 的距离分别为 d 1 , d 2, 则 d 1 + d 2 的最大值为 ▲ .
12. 若对任意 a ∈ [e , + ∞) (e 为自然对数的底数),不等式 x ≤ e ax + b 对任意 x ∈ R 恒成立,则实数 b
的取值范围为 ▲
.
13. 已知点 P 在边长为 4 的等边三角形 ABC 内,满足 AP = λAB +μAC , 且 2λ + 3μ = 1, 延长 AP 交边
BC 于点 D . 若 BD = 2DC ,则 PA ∙ PB 的值为 ▲ .
14. 在 △ A BC 中, ∠ A = π , D 是 BC 的中点.若 A D ≤ 2
BC , 则 sin B sin C 的最大值为 ▲
.
3
2 二、解答题:本大题共 6 小题,共计 90 分.请在答题卡指定区域内 P
作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 15.(本小题满分 14 分)
如图,在四棱锥 P - ABCD 中 , 底面 ABCD 为矩形 , 平面 PAD ⊥ 平 面 ABCD , PA ⏊ PD , E , F 分别为 AD , PB 的中点 . C
求证 : (1) EF // 平面 PCD ; (2)平面 PAB ⏊ 平面 PCD .
A
B
y

2
3 O
2
π 3
x
-2

B
16.(本小题满分 14 分)
已知向量 m = (cos x , sin x ), n = (cos x , - sin x ),函数 f (x ) = m ∙ + 1
.
2 (1)若 f ) = 1, x ∈ (0, π), t an (x + π
) 的值;
2 4
(2)若 f (a ) = - 1 , a ∈ π , 3π , sin β = 7 2 , β ∈ (0, π
),求 2α + β 的值.
10 2 4 10 2
17.(本小题满分 14 分)
如图 , 港口 A 在港口 O 的正东 100 海里处,在北偏东方向有条直线航道 OD ,航道和正东方向之间
有一片以 B 为圆心,半径为 8 5 海里的圆形暗 礁群 ( 在这片海域行船有触礁危险 ),其中 OB =
20 13 海里 , t a n ∠ A O B = 2 , c o s ∠ A OD = 3 5 5 现一艘科考船以 10 5 海里 / 小时的速度从 O 出发
沿 OD 方向行驶,经过 2 个小时后,一艘快艇以 50 海里 / 小时的速度准备从港口 A 出发 , 并沿直线方向行驶与科考船恰好相遇 .
(1) 若快艇立即出发,判断快艇是否有触礁的危险 , 并说明理由 ; (2) 在无触礁危险的情况下,若快艇再等 x 小时出发 , 求 x 的最小
值 .
18.(本小题满分 16 分)
x 2
O
y 2
A

3 如图,在平面直角坐标系 x O y 中,椭圆 C : a 2 + b 2 = 1(a > b > 0) 经过点 (-2, 0) 和 (1,
C 上三点 A , M , B 与原点 O 构成一个平行四边形
AMBO .
(1) 求椭圆 C 的方程;
(2) 若点 B 是椭圆 C 左顶点,求点 M 的坐标;
(3) 若 A , M , B , O 四点共圆,求直线 AB 的斜率.
),椭圆 2
y
M
A
B
O
x
e
n
2n
19.(本小题满分 16 分)
x 已知函数 f (x ) = x 2 - ax + a
(a ∈ R 为自然对数的底数.
(1) 若 a = 1,求函数 f (x ) 的单调减区间;
(2)
若函数 f (x ) 的定义域为R (a ),求 a 的取值范围;
(3) 证明:对任意 a ∈ (2, 4),曲线 y = f (x ) 上有且仅有三个不同的点,在这三点处的切线经过坐标
原点.
20.(本小满分 16 分)
若数列 a n 满足 n ≥ 2, 时, a ≠ 0, 则称数列
a n
a n + 1
(n ∈ N
a n
的“L 数列”.
(1)若 a 1 = 1,且 a n 的“L 数列”为 1 ,求数列 a n 的通项公式;
(2)若 a n = n + k - 3(k > 0),且 a n 的“L 数列”为递增数列,求 k 的取值范围;
(3)若 a n = 1 + p n - 1,其中 p > 1,记 a n
的“L 数列”的前 n 项和为 S n ,试判断是否存在等差数列 c n ,对任意 n ∈ N ,都有 c n < S n < c n + 1 成立,并证明你的结论.
y = sin θ
数学Ⅱ(附加题)
21.【选做题】本题包括 A 、B 、C 三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. A.[选修
2:矩阵与变换 (本小题满分 10 分)
a ∈ R
1) 在矩阵 A 的变换下得到点 P (0, -2).
1)求矩阵
(2)求点 Q (0, 3) 经过矩阵 A
次变换后对应点 Q
的坐标.
B.[选修
4:坐标系与参数方程 (本小题满分 10 分)
线 C 的参数方程为 x 1 + c o s θ,
(θ 为参数),直线 l 的参数方程

x = y = 1 +
为参数),求曲线 C 上的点到直线 l 的距离的最大值.
C .[选修
:不等式选讲 10 分)
非负实数,求证: a 3 + b 3 ≥ ab (a 2 + b 2).
A 1 A
【必做题】第 22 题、第 23 题,每题 10 分,共计 20 分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤. 22.(本小题满分 10 分)
如图,在直三棱柱中 ABC - A 1B 1C 1, AB ⏊ AC , AB = 3, AC = 4, B 1C ⏊ AC 1.
(1) 求 AA 1 的长;
(2) 试判断在侧棱 BB 1 上是否存在点 P ,使得直线 PC 与平面 AA 1C 1C 所成角和二面角 B - A 1C -
A 的大小相等,并说明理由.
B 1
C 1
P
B
C
23.(本小题满分 10 分)
口袋中有大小、形状、质地相同的两个白球和三个黑球.现有一抽奖游戏规则如下:抽奖者每次有放回的从口袋中随机取出一个球,最多取球 2n + 1(n ∈ N 次.若取出白球的累计次数达到 n + 1 时,则终止取球且获奖,其它情况均不获奖.记获奖概率为 P n .
(1) 求 P 1;
(2) 证明: P n + 1
< P n .。

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