九师联盟2020-2021学年高三上学期12月联考(新高考)数学试题 含答案
2021届百校联盟高三教育教学质量监测考试12月全国卷(新高考)数学试题(解析版)

2021届百校联盟高三教育教学质量监测考试12月全国卷(新高考)数学试题一、单选题1.设i 是虚数单位,若复数221z i i=++,则z =( )A .12B .1CD .2【答案】C【分析】根据复数除法运算法则,分子分母同乘以共轭复数,计算出复数z ,再代入模长公式计算即可.【详解】()222122212111i z i i i i i i i-=+=+=-+=++-,故z = 故选:C.2.设集合{}24A x x =-<<,{}260B x x x =+-<,则A B =( )A .{}22x x -<< B .{}32x x -<< C .{}23x x -<< D .{}24x x <<【答案】A【分析】利用一元二次不等式的解法化简集合B ,再由交集的定义求解即可. 【详解】因为{}24A x x =-<<,{}{}26032B x x x x x =+-<=-<<,所以{}22A B x x ⋂=-<<, 故选:A. 3.曲线1axy x =-在点()2,2a 处的切线方程为30x y b -+=,则( ). A .3a =,12b =- B .3a =-,0b = C .3a =,0b = D .3a =-,12b =-【答案】D【分析】根据导数几何意义求出函数在2x =处的导数就是其切线斜率即可求出a ,将点代入直线方程求出b .【详解】解:由题意得()()()22111a x axay x x --'==---,所以()2221x ay a ==-=--',因为直线30x y b -+=的斜率为3, 所以3a -=,故3a =-,故切点为()2,6-,代入切线方程为30x y b -+=得12b =-. 故选:D.【点睛】若已知曲线()y f x =过点00(,)P x y ,求曲线过点P 的切线方程的方法 (1)当点00(,)P x y 是切点时,切线方程为000()()y y f x x x '-=⋅-. (2)当点00(,)P x y 不是切点时,可分以下几步完成: 第一步:设出切点坐标11(,())P x f x ';第二步:写出过点11(,())P x f x '的切线方程111()()()y f x f x x x '-=⋅-; 第三步:将点P 的坐标00(,)x y 代入切线方程求出1x ;第四步:将1x 的值代入方程111()()()y f x f x x x '-=⋅-可得过点00(,)P x y 的切线方程. 4.意大利数学家斐波那契(约1170~1250),以兔子繁殖为例,引入“兔子数列”:即1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233….在实际生活中,很多花朵(如梅花,飞燕草,万寿菊等)的瓣数恰是斐波那契数列中的数,斐波那契数列在现代物理及化学等领域也有着广泛的应用.已知斐波那契数列{}n a 满足:121a a ==,()21n n n a a a n *++=+∈N ,若3579551k a a a a a a ++++++=,则k =( ).A .2020B .2021C .59D .60【答案】D【分析】根据题意234456,a a a a a a +=+=⋅⋅⋅,将所求化简即可得答案. 【详解】依题意,3579591a a a a a ++++++2357959a a a a a a ++++++=457959a a a a a ++++=+67959585960a a a a a a a ++++==+==,则60k =.故选:D5.已知A ,B 为单位圆22:1O x y +=上的两点,且满足3AB =,点P 为圆O 上一动点,则AP PB ⋅的取值范围是( ). A .33,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ B .31,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ C .13,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ D .11,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦ 【答案】B【分析】根据题意 ()()AP PB OP OA OB OP ⋅=-⋅-,化简整理可得()12AP PB OP OA OB ⋅=⋅+-,设AB 的中点为M ,OM 与OP 的夹角为θ,利用数量积公式,结合θ的范围,即可求得答案.【详解】如图,圆的半径为1,且3AB =,易得120AOB ∠=︒.由题意知()()AP PB OP OA OB OP ⋅=-⋅-2OP OB OP OA OB OA OP =⋅--⋅+⋅111cos120OP OB OA OP =⋅--⨯⨯︒+⋅()12OP OA OB =⋅+-.设AB 的中点为M ,则2OA OB OM +=,且12OM =,设OM 与OP 的夹角为θ, 则1122cos 22AP PB OM OP OM OP θ⋅=⋅-=- 11121cos cos 222θθ=⨯⨯⨯-=-.又因为[]0,πθ∈,所以AP PB ⋅的范围为31,22⎡⎤-⎢⎥⎣⎦. 故选:B6.已知双曲线()222:10x C y a a-=>的右焦点为F ,O 为坐标原点,以F 为圆心,OF 为半径的圆与双曲线C 的一条渐近线相交于O ,A 两点,若OAF △的面积等于2,则双曲线C 的离心率为( ).A .2B .2C .52D .5【答案】C【分析】设D 为OA 中点,则DF OA ⊥,取渐近线1y x a=,则可求DF 的长,根据1tan DF AOF OD a∠==,结合题意,可求得a 的值,代入公式即可求得答案. 【详解】设D 为OA 中点,则DF OA ⊥,如图所示:渐近线方程为1y x a =±,不妨取1y x a=,(),0F c .其中2221c a =+, 则2211DF a==+,因为D 为AO 中点.因为1tan DF AOF OD a∠==, 所以OD a =,2AO a =. 则12122OAF S a =⨯⨯=△.解得2a =, 所以离心率52c e a ==. 故选:C7.如图是隋唐天坛,古叫圜丘,它位于唐长安城明德门遗址东约950米,即今西安市雁塔区陕西师范大学以南.天坛初建于隋而废弃于唐末,比北京明清天坛早1000多年,是隋唐王朝近三百年里的皇家祭天之处.某数学兴趣小组为了测得天坛的直径,在天坛外围测得60AB =米,60BC =米,40CD =米,60ABC ∠=︒,120BCD ∠=︒,据此可以估计天坛的最下面一层的直径AD 大约为( ).(结果精确到1米) 2 1.414≈3 1.732≈5 2.236≈7 2.646≈)A .39米B .43米C .49米D .53米【答案】D【分析】求出AC ,在CDA 中,用余弦定理即可求得AD . 【详解】在ACB △中,60AB =,60BC =,60ABC ∠=︒, 所以60AC =,在CDA 中,2222cos60AD AC CD AC CD =+-⋅⋅︒22160402604028002=+-⨯⨯⨯=, 所以20753AD =≈(米). 故选:D【点睛】解三角形应用题的一般步骤:(1)阅读理解题意,弄清问题的实际背景,明确已知与未知,理清量与量之间的关系. (2)根据题意画出示意图,将实际问题抽象成解三角形问题的模型. (3)根据题意选择正弦定理或余弦定理求解.(4)将三角形问题还原为实际问题,注意实际问题中的有关单位问题、近似计算的要求等. 8.已知关于x 的方程0xxk e e x ⋅-=恰好有3个不相等的实数根,则实数k 的取值范围为( ).A .21e ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭B .234e ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭C .11,1e ⎛⎫+ ⎪⎝⎭D .21,12e e ⎛⎫+ ⎪ ⎪⎝⎭【答案】D【分析】转化为函数()x f x =的图象与直线1y k =-有3个交点,利用导数得到函数()f x 的单调性,作出函数的图象,根据图象列式可得结果. 【详解】因为关于x 的方程0xxk e e x ⋅-=恰好有3个不相等的实数根,即1x k -=恰好有3个不相等的实数根,设()()xx f x x e=∈R ,则函数()y f x =的图象与直线1y k =-有3个交点,当0x ≥时,()xx f x e =,故()()211222x xxx e xe x xf x xe e --'==,当102x ≤<时,()0f x '>,当12x >时,()0f x '<, 所以函数()f x 在1[0,)2上单调递增,在1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上单调递减,且()00f =,1222e f e ⎛⎫=⎪⎝⎭, 当0x <时,()x xf x e-=,故()()2112202x xx x e xe x x xe e f x '-----==-<-,函数()f x 在(,0)-∞上单调递减,函数()f x 的图象如图:由图可知,12012e k f ⎛⎫<-<=⎪⎝⎭, 所以211e k <<+. 故选:D【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法: (1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围; (2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画出函数的图象,利用数形结合的方法求解.二、多选题 9.设函数()1122x x f x --=+,则( ).A .()f x 在()0,∞+上单调递增B .()f x 的最小值是2C .()f x 的图象关于直线1x =对称D .()f x 的图象关于点()1,0对称【答案】BC【分析】先根据()()2f x f x =-可判断C 正确,AD 错误,再根据基本不等式即可判断B 正确.【详解】解:对A ,D ,C ,()1122x x f x --=+, ()()()()21121122222x x x x f x f x ------+-=+==∴,即()()2f x f x =-,即()f x 的图象关于直线1x =对称,故C 正确, 函数()f x 的图象关于直线1x =对称,故AD 错误; 对B ,1120,20x x -->>,()11222x x f x --=+≥=∴,当且仅当“1122x x --=”,即“1x =”时取等号,故B 正确. 故选:BC.10.设数列{}n a 的前n 项和为n S ,且11n n a S n +=+-,则下列结论正确的是( ). A .若11a =,则数列{}n S n +为等比数列 B .若11a =,则数列{}1n a +为等比数列 C .若11a =-,则数列{}n S n +为等差数列 D .若11a =-,则数列{}1n a +为等差数列【答案】ACD【分析】由n a 与n S 的关系可推出()112n n S n S n +++=+,若11a =则1120S +=≠,由112n n S n S n+++=+可证明{}n S n +为等比数列;由A 求出数列{}n S 的通项公式从而可由1n n n a S S -=-求得{}n a 的通项公式;若11a =-则110S +=,可推出0n S n +=判断C 选项;此时由1n n n a S S -=-可推出10n a +=,即可判断D 选项. 【详解】因为111n n n n a S S S n ++=-=+-即121n n S S n +=+-,所以()112n n S n S n +++=+.若11a =,则1120S +=≠,所以11222n n n n S n S nS n S n++++==++.故数列{}n S n +是以2为首项,2为公比的等比数列,故A 正确;由A 知2n n S n +=,则2nn S n =-,当2n ≥时,1121n n n n a S S --=-=-,由11a =,21a =,33a =可得112a +=,212a +=,314a +=,即32211111a a a a ++≠++,故B 错误; 若11a =-,则110S +=,所以由()112n n S n S n +++=+,得0n S n +=, 此时数列{}n S n +为等差数列,故C 正确;由C 知n S n =-,则当2n ≥时,()1[1]1n n n a S S n n -=-=----=-, 所以1n a =-,10n a +=,此时数列{}1n a +为等差数列,故D 正确. 故选:ACD11.甲、乙、丙三位同学进行乒乓球比赛,设每场比赛双方获胜的概率都为12,约定赛制如下:累计负两场者被淘汰;比赛前抽签决定首先比赛的两人,另一人轮空;每场比赛的胜者与轮空者进行下一场比赛,负者下一场轮空,直至有一人被淘汰;当一人被淘汰后,剩余的两人继续比赛,直至其中一人被淘汰,另一人最终获胜,比赛结束.经抽签,甲、乙首先比赛,丙轮空.则下列说法正确的是( ). A .最少进行3场比赛 B .第三场比赛甲轮空的概率为14C .乙最终获胜的概率为932D .丙最终获胜的概率716【答案】BCD【分析】根据题意,依次分析选项,结合相互对立事件的概率计算公式,即可求解. 【详解】根据赛制,至少需要进行四场比赛,至多需要进行五场比赛,故A 错; 第三场比赛甲轮空,即第三场是乙和丙比赛,则第二场甲一定参赛了,说明第一场甲赢了,第二场是甲和丙比赛,甲输了,所以第三场比赛甲轮空的概率为111224P =⨯=,故B 正确;记事件A 为甲输,事件B 为乙输,事件C 为丙输,记事件M :甲赢,记事件N :丙赢,则甲赢的基本事件包括:BCBC ,ABCBC ,ACBCB ,BABCC ,BACBC ,BCACB ,BCABC ,BCBAC ,所以甲赢的概率为()4511972232P M ⎛⎫⎛⎫=+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.由对称性可知,乙赢的概率和甲赢的概率相等, 所以丙赢的概率为()97123216P N =-⨯=. 故选:BCD【点睛】利用相互独立事件求复杂事件概率的解题思路: 1、将待求复杂事件转化为几个彼此互斥简单事件的和;2、将彼此互斥简单的事件中的简单事件,转化为几个已知概率的相互独立事件的积事件;3、代入概率的计算公式进行运算.12.如图,在等边三角形ABC 中,2AB =,点D ,E 分别是AC ,AB 的中点,以DE 为折痕把ADE 折起,使点A 到达点A '的位置(A '∉平面BCDE ),则在ADE 翻转过程中,下列说法正确的是( ).A .四棱锥A BCDE '-的体积的最大值是98B .当二面角A DE B '--为直二面角时,102A B '=C .一定存在某个位置,使平面A BC '⊥平面BCDED .平面A ED '⊥平面BCDE 时,四棱锥A BCDE '-外接球的表面积为13π3【答案】BD【分析】对A ,平面A ED '⊥平面BCDE 3公式计算;对B ,取ED 的中点M ,利用勾股定理即可计算;对C ,根据图像的特点,可知翻折的时候不会出现平面A BC '⊥平面BCDE 的情况;对D ,设球的半径,根据勾股定理列方程求解.【详解】在翻折过程中,平面A ED '⊥平面BCDE 时,四棱锥A BCDE '-体积最大,1313333323428BCDE V S =⋅⋅=⋅⋅=,故A 错误.对于B ,当二面角A DE B '--为直二面角时,取ED 的中点M ,如图所示,可得A M '⊥平面BCDE ,则2222371022A B A M BM ⎛⎫⎛⎫''=+=+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,故B 正确.对于C ,在翻折过程中,点A '在底面BCDE 的射影不可能在交线BC 上, 因此不满足平面A BC '⊥平面BCDE ,因此C 不正确. 对于D ,平面A ED '⊥平面BCDE 时,设外接球球心为O ,如图,易知BC 中点H 即为四边形BCDE 的外接圆的圆心, 设球的半径为R ,OH d =,则有22233d R ⎫-+=⎪⎪⎝⎭⎝⎭,221d R +=,解得21312R =, 所以外接球的表面积为213π4π3S R ==,故D 正确. 故选:BD.【点睛】关于立体几何的问题的判断,需要注意结合几何体的图分析,一般涉及二面角的问题的求解,一种是采用定义的方法,分别在两个平面内找与交线垂直的线,围成的角即为二面角的平面角,再采用勾股定理或者余弦定理求解角;另一种是利用空间向量的方法,计算平面的法向量,再代入数量积的公式计算.三、填空题13.已知函数()2log ,01,02xx x f x x >⎧⎪=⎨⎛⎫≤ ⎪⎪⎝⎭⎩,且()()10f a f +-=,则实数a =______.【答案】14【分析】先求()12f -=,得()2f a =-,结合解析式可得0a >,()2log 2f a a ==-,从而得解.【详解】因为()12f -=,()20f a +=, 所以()2f a =-,由()2log ,01,02xx x f x x >⎧⎪=⎨⎛⎫≤ ⎪⎪⎝⎭⎩,知0x ≤时,()120xf x ⎛⎫= ⎪⎭>⎝,所以0a >,()2log 2f a a ==-,解得14a =. 故答案为:14. 14.已知圆()22:11E x y +=-的圆心与抛物线()2:20C y px p =>的焦点F 重合,过点F 的直线l 与抛物线C 交于A ,B 两点,与圆E 交于M ,N 两点(其中A 点和M 点在第一象限),则AM BN ⋅=______. 【答案】1【分析】由题意,求得抛物线方程为24y x =,设直线:1l x ty =+,联立方程组,求得124y y =-,结合抛物线的定义求得1AM x =,2BN x =,根据()2221212124416y y y y BN M x A x ⋅==⋅=,即可求解. 【详解】由题意,圆()22:11E x y +=-的圆心坐标为(1,0),可得12p=,即2p =, 所以抛物线方程为24y x =,设()11,A x y ,()22,B x y ,直线:1l x ty =+,代入抛物线方程,得2440y ty --=,所以124y y =-,因为圆E 的圆心为抛物线焦点F ,根据抛物线的定义知,1AF x =+,21BF x =+,故1AM x =,2BN x =,所以()2221212124416y y y y BN M x A x ⋅==⋅=, 因为124y y =-,所以1AM BN ⋅=. 故答案为:1.【点睛】与抛物线的焦点有关问题的解题策略:1、与抛物线的焦点有关的问题,一般情况下都与抛物线的定义有关:“看到准线想焦点,看到焦点想准线”,这是解决与过抛物线焦点的弦有关问题的重要途径;2、特别提醒:主要灵活运用抛物线上一点(,)P x y 到焦点F 的距离:2PF px =+或2PF p y =+. 15.如图,点C 在以AB 为直径的圆周上运动(C 点与A ,B 不重合),P 是平面ABC 外一点,且PA ⊥平面ABC ,2PA AB ==,过C 点分别作直线AB ,PB 的垂线,垂足分别为M ,N ,则三棱锥B CMN -体积的最大值为______.255【分析】根据垂直关系得出111332BMN V S CM BN MN CM =⋅=⨯⨯⋅⋅△,设BN x =,则可得()(56212620x x V x -=<<,再利用导数可求出最值.【详解】因为PA ⊥平面ABC ,CM ⊂平面ABC ,所以PA CM ⊥, 又CM AB ⊥,PAAB A =,所以CM ⊥平面PAB ,因为PB ⊂平面PAB ,所以CM PB ⊥,又因为CN PB ⊥,CM CN C ⋂=,所以PB ⊥平面CMN , 又MN ⊂平面CMN ,所以PB MN ⊥, 三棱锥B CMN -体积111332BMN V S CM BN MN CM =⋅=⨯⨯⋅⋅△,由2PA AB ==,可知PAB △为等腰直角三角形,设BN x =,则MN x =,BM =,在直角三角形ABC 中,又CM AB ⊥,所以2CM AM BM =⋅,因为2AB =,所以2AM =,所以CM =故111326V BN MN CM x =⨯⨯⋅⋅=16x ==0x =<<,令56u x =-,则()45466x x x u ='-=,令0u '=,则x =当06x <<时,0u '>;当6x <<0u '<,故当6x =56u x =-取最大值,此时V 也取最大值,最大值为2max16V =⎝⎭125125618618=⨯=⨯=.. 【点睛】本题考查立体几何中的体积问题,解题的关键是证明垂直关系,得出11320V BN MN CM x =⨯⨯=⋅⋅<<,利用导数求出最值.四、双空题16.已知函数()sin 2sin f x x x =⋅,则()f x 的最小正周期为______;()f x 的最大值为______.【答案】π【分析】由正弦函数性质先确定()f x 的一个周期是π,然后证明π是最小正周期,在(0,)π上利用导数确定函数的单调性,结合(0)()0f f π==可得最小正周期,从而可得最大值.【详解】由题()sin 2sin f x x x =⋅,则()()()()πsin 2πsin πsin 2sin f x x x x x f x +=+⋅+=⋅-=⎡⎤⎣⎦, 从而π是函数的周期,当0πx ≤≤,()sin 2sin f x x x =⋅,则()6sin cos cos f x x x x ⎛'=+- ⎝⎭⎝⎭,设0παβ<<<,且cos α=,cos β=,则当0x α<<时,()0f x '>,()f x 单调递增, 当x αβ<<时,()0f x '<,()f x 单调递减, 当πx β<<时,()0f x '>,()f x 单调递增,又()()π00f f ==,所以函数的最小值正周期是π,最大值为()9f α=.故答案为:π. 【点睛】关键点点睛:本题考查求函数的最小正周期.方法是由部分函数的性质确定函数的一个周期,然后证明此周期是最小正周期即可,证明时可在一个周期内确定函数的性质,如单调性,以排除此区间内的周期性.从而得最小正周期.五、解答题17.在①2cos 3B =-;②7a =;③3b =,这三个条件中任选两个,补充在下面问题中,使问题中的三角形存在,并求ABC 的面积.问题:在ABC 中,a ,b ,c 是角A ,B ,C 所对的边,已知()sin sin sin B C A C -=-,补充的条件______和______.【答案】答案见解析.【分析】利用三角函数恒等变换的应用化简已知等式,结合sin 0C ≠,可得1cos 2A =,结合A 的范围可求π3A =,若补充的条件中有①,则21cos 32B =-<-且(0,)B π∈,可得23B π>,推出A B π+>,矛盾;可得只能补充的条件为②③,利用余弦定理解得c的值,进而根据三角形的面积公式即可求解. 【详解】在ABC 中,πA B C ++=, 那么由()sin sin sin B C A C -=-, 可得()()sin sin sin A C C A C +-=-,sin cos cos sin sin sin cos cos sin A C A C C A C A C +-=-,∴2cos sin sin 0A C C =≠,∴1cos 2A =, ∴在ABC 中,π3A =. 补充的条件为②③时,三角形存在, 补充的条件为①②或①③时,三角形不存在, 理由如下:若补充的条件中有①,因为21cos 32B =-<-,且()0,πB ∈,所以2π3B >. 所以πA B +>,矛盾.所以ABC 不能补充的条件①,只能补充的条件为②③, 因为2222cos a b c bc A =+-,所以222173232c c =+-⨯⨯⨯,解得8c =,或5c =-(舍).所以ABC 的面积1sin 2S bc A ==. 【点睛】关键点点睛:利用三角恒等变形推出π3A =,结合此条件可排除选择①是解决此问题的关键所在,选②③后利用余弦定理求边c ,根据三角形面积公式即可求解.18.已知数列{}n a 是等差数列,23a =且2372a a =.(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若10a >,设数列{}n b 满足231232222n n n b b b b a ++++=,n *∈N ,求数列{}n b 的前n 项和.【答案】(1)1n a n =+或()31n a n =-;(2)3122n n T =-. 【分析】(1)设等差数列的基本量1,a d ,根据条件建立方程组解出,可求解通项公式 (2)由数列{}2nn b ⋅的前n 项和为1n +,可先求出{}2nn b ⋅的通项公式(注意分类讨论),再求出n b ,再求出{}n b 的前n 项和. 【详解】(1)∵23a =,∴13a d +=, ①∵2372a a =,∴()()211226a d a d +=+, ②由①②得:112d a =⎧⎨=⎩或130d a =⎧⎨=⎩,当112d a =⎧⎨=⎩时,1n a n =+. 当130d a =⎧⎨=⎩时,()31n a n =-.所以数列{}n a 的通项公式为1n a n =+或()31n a n =-. (2)∵10a >,∴1n a n =+,2312322221n n b b b b n ++++=+, ①()231123122222n n b b b b n n --++++=≥, ②①-②得:21nn b =,2n ≥, 得12n nb =,2n ≥, 1n =时,11b =不满足上式,所以1,11,22n nn b n =⎧⎪=⎨≥⎪⎩, 所以2n ≥时,12231111222n n nT b b b =+++=++++211113122112212n n -⎛⎫- ⎪⎝⎭=+=--,当1n =时,11T =满足上式,所以3122n nT =-. 【点睛】1、利用基本量,根据通项公式和求和公式,列出方程组,虽有一定量的运算,但思路简洁,目标明确;2、给出n S 与n a 的递推关系,求n a ,常用思路是:一是利用1n n n a S S -=-转化为n a 的递推关系,再求其通项公式;二是转化为n S 的递推关系,先求出n S 与n 之间的关系,再求n a .19.如图,四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 为菱形,160ABC A AC ∠=∠=︒,1AC BA ⊥.(1)证明:11A A A C =;(2)若二面角1A AC B --为直二面角,求直线BD 与平面1A BC 所成角的正弦值. 【答案】(1)证明见解析;(2)55. 【分析】(1)设BD 交AC 于点O ,连接1A O ,证明1A O 是AC 中垂线即可得出结论; (2)建立空间直角坐标系,求出平面1A BC 的法向量,利用线面夹角公式sin n BD n BDθ⋅=代值计算即可.【详解】(1)设BD 交AC 于点O ,连接1A O ,因为底面ABCD 为菱形,所以AC BD ⊥,且O 为AC 及BD 的中点. 因为1AC BA ⊥,1BDBA B =,所以AC ⊥平面1A BO .因为1AO ⊂平面1A BO ,所以1A O AC ⊥, 又AO CO =,所以11A A A C =. (2)因为1A O AC ⊥,BO AC ⊥,所以1A OB ∠即为二面角1A AC B --的平面角,因为二面角1A AC B --为直二面角,所以1A O OB ⊥, 从而OB ,OC ,1OA 两两垂直,如图,以O 为原点,OB ,OC ,1OA 所在直线分别为x 轴,y 轴,z 轴,建立如图所示的坐标系,因为底面ABCD 为菱形,11A A A C =,160ABC A AC ∠=∠=︒, 所以ABC 和1A AC 均为等边三角形, 设2AB =,则)3,0,0B,()0,1,0C ,(13A ,()3,0,0D -.()3,1,0BC =-,(13,0,3BA =-,()23,0,0BD =-,设平面1A BC 的法向量为(),,n x y z =,可得100n BC n BA ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即30330x y x z ⎧+=⎪⎨=⎪⎩,不妨令1x =,则3y =1z =,可取()1,3,1n =,设直线BD 与平面1A BC 所成角为θ, 则235sin 523n BD n BDθ-⋅===⋅ 所以直线BD 与平面1A BC 5. 【点睛】利用向量求直线与平面所成的角有两个思路:(1)分别求出斜线和它在平面内的射影直线的方向向量,转化为求两个方向向量的夹角(或其补角).(2)通过平面的法向量来求.若直线l 与平面α的夹角为θ,直线l 的方向向量l 与平面α的法向量n 的夹角为β,则2πθβ=-或2πθβ=-,故有sin cos l n l nθβ⋅==⋅.20.设椭圆()22122:10x y C a b a b+=>>的左顶点A 在抛物线22:8C y x =的准线上,F是椭圆1C 的右焦点,且椭圆1C 的焦距为2,过点F 且斜率不为0的直线l 与椭圆1C 交于D ,E 两点,直线AD 和AE 分别与直线4x =交于点M ,N . (1)求椭圆1C 的方程;(2)22MF NF +是否存在最小值,若存在,求出最小值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)22143x y +=;(2)存在,36. 【分析】(1)求出抛物线的准线方程为2x =-,求得(2,0)A -,求得2a =,利用焦距求出c ,即可求得椭圆的方程;(2)设()()()004,,4,,,M m N n D x y ,直线4x =与x 轴交点为()4,0P ,写出AM 的方程,联立方程组,利用根与系数的关系及判别式,求出D 得坐标,然后推出直线FD 的斜率,FD FE k k ,利用数量积为0,转化为222MF NFMN +=,即可求解.【详解】(1)由题意,抛物线22:8C y x =的准线为2x =-,椭圆左顶点A 在抛物线22:8C y x =的准线上,所以()2,0A -,2a =,椭圆1C 的焦距为2,所以22c =,所以1c =,所以2223b a c =-=,所以椭圆1C 的方程为22143x y +=.(2)22MF NF +存在最小值为36,理由如下:设()4,M m ,()4,N n ,()00,D x y ,直线4x =与x 轴交点为()4,0P ,易知0m ≠,0n ≠,直线AM 的方程为()26my x =+, 联立得()2226143m y x x y ⎧=+⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,整理得()()222227441080m x m x m +++-=,则()()()2222442741080mm m ∆=-+->成立,由2024108227m x m --=+,解得20254227m x m-=+, 所以()002182627m my x m =+=+,所以22254218,2727m m D m m ⎛⎫- ⎪++⎝⎭,当3m =时,22542127m m-=+,即DE x ⊥轴, 由椭圆的对称性可得3n =,即3MP FP NP ===, 又因为3PF =,90MPF NPF ∠=∠=︒,所以45MFP NFP ∠=∠=︒,90MFN ∠=︒,此时22236MF NFMN +==,当3m ≠时,3n ≠,直线FD 的斜率2222180********27FDmmm k m m m -+==---+, 同理269FE nk n=-, 因为DE 过点F ,所以226699m nm n =--,所以9mn =-,()3,FM m =,()3,FN n =,90FM FN mn ⋅=+=所以90MFN ∠=︒,222MF NFMN +=,3m ≠且3n ≠,所以6MN MP NP m n =+=+>==,22236MF NF MN +=>,综上可知,22MF NF +的最小值为36. 【点睛】解答圆锥曲线的定点、定值问题的策略:1、参数法:参数解决定点问题的思路:①引进动点的坐标或动直线中的参数表示变化量,即确定题目中核心变量(通常为变量k );②利用条件找到k 过定点的曲线0(),F x y =之间的关系,得到关于k 与,x y 的等式,再研究变化量与参数何时没有关系,得出定点的坐标;2、由特殊到一般发:由特殊到一般法求解定点问题时,常根据动点或动直线的特殊情况探索出定点,再证明该定点与变量无关.该网络公司每销售一件“小型会议”,“中型会议”,“大型会议”产品,可以获得的销售利润分别为150,350,550(单位:元).(1)根据统计结果估计该网络公司每销售一件网络会议产品获得的平均销售利润; (2)该公司为了解月广告费用x (单位:万元)对月销售量y (单位:百件)的影响,对近5个月的月广告费用i x 和月销售量()1,2,3,4,5i y i =数据做了初步处理,发现k y a x =⋅可以作为月销售量y (百件)关于月广告费用x (万元)的回归方程,同时得到如下一些统计量的值.表中ln i i u x =,ln i i v y =,5115i i u u ==∑,5115i i v v ==∑.(ⅰ)建立y 关于x 的回归方程;(取 4.15964e =)(ⅱ)结合(ⅰ)的结果及所求的回归方程估计该公司应投入多少广告费,才能使得该产品月收益达到最大?(收益=销售利润-广告费用)参考公式:对于一组数据()11,u v ,()22,u v ,…,(),n n u v ,其回归直线v u αβ=+的斜率和截距的最小二乘估计分别为()()()121ˆniii ni i u u v v u u β==--=-∑∑,ˆˆav u β=-. 【答案】(1)400元;(2)(ⅰ)1464y x =;(ⅱ)256万元.【分析】(1)根据题意,写出每销售一件网络会议产品的销售利润的分布列,计算期望;(2)对函数取对,换元以后代入最小二乘法计算回归方程;(3)根据收益=销售利润-广告费用,列出函数关系式,换元以后求导,判断函数的单调性,即可得函数的最大值.【详解】(1)设每销售一件网络会议产品的销售利润为ξ元, 则ξ的所有可能取值为150,350,550, 三类产品的频率分别为0.15,0.45,0.4,所以()1500.15P ξ==,()3500.45P ξ==,()5500.4P ξ==, 所以随机变量ξ的分布列为:所以()1500.153500.455500.4400E ξ=⨯+⨯+⨯=, 故每销售一件网络会议产品的销售利润估计值为400元.(2)(ⅰ)由b y a x =⋅得,()ln ln ln ln by a xa b x =⋅=+,令ln u x =,ln y υ=,ln c a =,则c bu υ=+,由表中数据可得,()()()515210.41ˆ0.251.64iii ii u u bu u υυ==--===-∑∑, 则24.8716.30ˆˆ0.25 4.15955cbu υ=-=-⨯=, 所以,ˆ 4.1590.25u υ=+,即()144.159ˆln 4.1590.25ln ln y x e x =+=⋅, 因为 4.15964e =,所以14ˆ64y x =, 故所求的回归方程为1464y x =.(ⅱ)设月收益为z 万元,则()14256z E y x x x ξ=⋅-=-,设14t x =,()4256f t t t =-,则()()332564464f t t t '=-=-,当()0,4t ∈时,()0f t '>,()f t 在()0,4单调递增, 当()4t ,∈+∞时,()0f t '<,()f t 在()4,+∞单调递减,所以当4t =,即256x =时,z 有最大值为768,即该公司投入256万元广告费,能使得该产品每月的收益达到最大768万元. 【点睛】关于概率统计类的解答题,一是考查随机变量及其分布,正态分布问题,一般需要列分布列求解期望,需要注意题目是属于超几何分布问题还是二项分布问题;二是考查回归分析,利用最小二乘法求解回归方程,如果是非线性的情况需要换元变为线性的情况求解;三是考查样本估计总体,频率分布直方图,需要计算中位数、平均数和方差等数字特征;四是考查独立性检验问题,建立22⨯列联表,代入公式计算卡方比较大小判断.22.已知函数()()2ln 2xf x e x ax a =--∈R 在点11,22f⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭处的切线与y 轴垂直.(1)求实数a 的值;(2)()1f x kx ≥+对一切0x >恒成立,求实数k 的取值范围. 【答案】(1)22a e =-;(2)(],0-∞. 【分析】(1)求出导数,由题可知102f ⎛⎫=⎪⎭'⎝,即可求出a ; (2)可知2121f k⎛⎫≥+ ⎪⎝⎭,可得0k ≤,再利用导数求出()f x 的最小值112f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,即可判断.【详解】(1)()212xf x ea x'=--, ()f x 在12x =的切线斜率为12202f e a ⎛⎫=--= ⎪'⎝⎭,解得22a e =-. (2)由(1)知,()()2ln 222xf x e x e x =---,由()1f x kx ≥+对一切0x >恒成立,故有2121f k⎛⎫≥+⎪⎝⎭, 又112f ⎛⎫= ⎪⎝⎭,故112k +≤,从而0k ≤,由()()2ln 222xf x ex e x =---,则()21222xf x ee x '=--+,()2214xf x e x''=+, 由()f x ''在()0,∞+上恒大于零,()f x '在()0,∞+上单调递增, 又102f ⎛⎫=⎪⎭'⎝,故102x <<时,()0f x '<,()f x 单调递减; 12x >时,()0f x '>,()f x 单调递增,故()f x 有最小值112f ⎛⎫= ⎪⎝⎭, 而当0k ≤时,112k x +≤恒成立,即()12f x kx ≥+恒成立, 故实数k 的取值范围为(],0-∞.【点睛】本题考查不等式的恒成立问题,解题的关键是利用导数求出函数()f x 的最小值,结合不等式恒成立得解.。
2020届九师联盟高三12月质量检测数学(文)试题(解析版)

2020届九师联盟高三12月质量检测试题数学(文)一、单选题1.已知复数(2)(1)z i i =--(i 为虚数单位),则||z =( ) A .10 B .11C .23D .14【答案】A【解析】利用复数的乘法运算以及复数的模求法公式即可求解. 【详解】由(2)(1)13z i i i =--=-, 则()22||1310z =+-=, 故选:A . 【点睛】本题考查了复数的乘法运算、复数模的求法,属于基础题.2.已知集合={-1,0,1,2,3,4,5}U ,={0,1,2}A ,={2,3,4}B ,则()U C A B =U ( ) A .{-1,0,5} B .{-1,5} C .{-1,0} D .{5}【答案】B【解析】利用集合的交并补运算即可求解. 【详解】由={0,1,2,3,4}A B U ,则()={-1,5}U C A B U , 故选:B. 【点睛】本题考查了集合的基本运算,属于基础题.3.函数()2sin f x x x =在区间[],ππ-上的图象大致为( )A .B .C .D .【答案】A【解析】根据函数奇偶性可排除,C D ,由02f π⎛⎫> ⎪⎝⎭可排除B ,从而得到正确结果. 【详解】()()()22sin sin f x x x x x f x -=-=-=-Q()f x ∴为奇函数,图象关于原点对称,可排除,C D ;又22sin 02424f ππππ⎛⎫==> ⎪⎝⎭,可排除B ,则A 正确. 故选:A 【点睛】本题考查函数图象的识别,通常采用排除法来进行判断;排除的依据通常为:奇偶性、特殊位置的符号、单调性. 4.已知51log 83a =,51log 814b =,0.013c =,则,,a b c 的大小关系为( ) A .b c a << B .b a c <<C .a c b <<D .a b c <<【答案】D【解析】利用指数对数的运算性质以及对数函数的单调性即可判断出大小关系. 【详解】由5log 21a =<,5log 31b =<,1c >, 又55log 2log 3<,所以a b c <<, 故选:D . 【点睛】本题考查了指数、对数的运算性质以及对数函数的单调性,需熟记对数的运算性质,属于基础题.5.河南省新郑市望京楼遗址位于新郑市新村镇杜村和孟家沟村以西及周边区域,北距郑州市35公里,遗址发现于20世纪60年代,当地群众平整土地时曾出土过一批青铜器和玉器等贵重文物.望京楼商代城址保存较为完整,城址平面近方形,东城墙长约590米、北城墙长约602米、南城墙长约630米、西城墙长约560米,城墙宽度为10米~20米,则下列数据中可作为整个城址的面积较为准确的估算值的是( ) A .24万平方米 B .25万平方米C .37万平方米D .45万平方米【答案】C【解析】由城址近方形可计算出方形边长的近似值,进而得到估算面积. 【详解】5906026305602382+++=Q 米且城址平面近方形∴城址面积约为2238235.464⎛⎫≈ ⎪⎝⎭万平方米选项中与35.46最接近的数据为37万平方米 故选:C 【点睛】本题考查根据数据计算估算值的问题,关键是能够计算出方形边长的近似值,属于基础题.6.已知向量()1,2a =-r ,()0,1b =r ,若向量xa b -r r 与a b +rr 垂直,则实数x 的值为( ) A .57B .37C .17-D .27-【答案】B【解析】利用坐标表示出xa b -r r 与a b +r r ,由垂直关系知()()0xa b a b -⋅+=r r r r ,由数量积的坐标运算构造方程求得结果. 【详解】由题意得:(),21xa b x x -=--r r ,()1,3a b +=-rrxa b -r r Q 与a b+r r 垂直 ()()630xa b a b x x ∴-⋅+=+-=r r r r ,解得:37x = 故选:B 【点睛】本题考查根据平面向量垂直关系的坐标表示,关键是明确两向量垂直等价于两向量的数量积等于零.7.某零售商店为了检查货架上的150瓶饮料是否过了保质期,将这些饮料编号为1,2,…,150,从这些饮料中用系统抽样方法抽取30瓶饮料进行保质期检查.若饮料编号被抽到81号,这下面4个饮料编号中抽不到的编号是( ) A .6 B .41C .126D .135【答案】D【解析】根据系统抽样的步骤可判断编号的个位数字是1或6都能被抽到,结合选项即可得出答案. 【详解】由150305÷=知分30组,每组5个编号,因为抽到的编号中有编号81,由系统抽样的特点知,编号的个位数字是1或6都能被抽到,其他特征的编号则抽不到, 故选:D . 【点睛】本题主要考查了系统抽样法,需掌握系统抽样的步骤,属于基础题.8.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左焦点为F ,点F 到双曲线C 的一条渐近线的距离为5(c =),则双曲线C 的渐近线方程为( )A .12y x =±B .13y x =±C .y =D .y =【答案】A【解析】首先求出双曲线的渐近线方程,再由点到直线的距离得c =,然后求出b a即可求出渐近线方程. 【详解】点F 的坐标为(,0)c -,双曲线的一条渐近线方程为0bx ay -=,5=,得c =, 则12b a ===,所以双曲线的渐近线方程为12y x =±, 故选:A . 【点睛】本题主要考查了双曲线的几何性质、点到直线的距离公式,属于基础题. 9.在ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,若222sin sin tan sin sin sin B CA B C A=+-,则A =( )A .3π B .4π C .6π或56π D .3π或23π 【答案】C【解析】由正弦定理角化边可得222tan bcA b c a =+-,再由余弦定理以及切化弦可得1sin 2A =,结合三角形的内角取值范围即可得出选项. 【详解】由正弦定理,得222tan bcA b c a=+-, 又2222cos b c a bc A +-=,所以sin cos 2cos A bcA bc A=, 所以1sin 2A =,因为(0,)A π∈,所以6A π=或56π,故选:C . 【点睛】本题主要考查正余弦定理解三角形,需熟记定理内容,属于基础题. 10.若tan 22θ=,则sin 2cos2θθ+=( )A .45-B .2725-C .65-D .3125-【答案】D【解析】利用正切的半角公式以及正余的二倍角公式化简即可求解. 【详解】由22tan442tan 1431tan 2θθθ===---, 则2222222sin cos cos sin sin 2cos 22sin cos cos sin cos sin θθθθθθθθθθθθ+-+=+-=+222tan 1tan 1tan θθθ+-=+=81613139162519-+-=-+,故选:D . 【点睛】本题主要考查三角恒等变换化简求值问题,需熟记半角公式以及二倍角公式,属于基础题.11.已知三棱锥P ABC -的侧棱,,PA PB PC 与底面ABC 所成的角均为60o ,且4AC =,3BC =,5AB =,则三棱锥P ABC -的四个面中,面积最大的面的面积为( ) A .6 B .9C .253D .12【答案】C【解析】过点P 作PH ⊥平面ABC ,垂足为H ,根据线面角以及三角形的边长证出点H 为斜边AB 的中点,然后再根据三角形的面积公式求出侧面和底面即可得到最大值.【详解】过点P 作PH ⊥平面ABC ,垂足为H , 因为60PAH PBH PCH ∠=∠=∠=o , 可得PAH PBH PCH ∆≅∆≅∆, 得AH BH CH ==,PA PB PC ==, 又4AC =,3BC =,5AB =,所以ABC ∆为直角三角形,故点H 为斜边AB 的中点,如图, 所以52HA HB HC ===, 5PA PB PC ===,4AC =,3BC =,5AB =,所以=221ACP S ∆391BCP S ∆,1=34=62ABC S ∆⨯⨯,13253=552ABP S ∆⨯⨯, 253故选:C . 【点睛】本题主要考查了立体几何中线面角的定义,考查了学生的空间想象能力以及推理能力,属于中档题.12.在平面直角坐标系xOy 中,已知,A B 为圆22:()(2)4C x m y -+-=上两个动点,且||AB =,若直线:2l y x =-上存在唯一的一个点P ,使得OC PA PB =+u u u r u u u r u u u r,则实数m 的值为( )A 1或1B .1-或1-C 1或1+D .1或1-【答案】B【解析】取AB 的中点Q ,连接CQ ,可得CQ AB ⊥,从而可求得点Q 在圆22(x m)(y 2)1-+-=上,由2OC PA PB PQ =+=u u u r u u u r u u u r u u u r,设点P 的坐标为(t,2t)-,点Q的坐标为(,)x y ,由向量的坐标运算求出点Q ,再代入点Q 的方程可225(4m)t 04m t +-+=从而根据题意0∆=即可求解. 【详解】取AB 的中点Q ,连接CQ ,有CQ AB ⊥,||1CQ ===,故点Q 在圆22(x m)(y 2)1-+-=上, 由2OC PA PB PQ =+=u u u r u u u r u u u r u u u r,设点P 的坐标为(t,2t)-,点Q 的坐标为(,)x y , 有(m,2)2(x t,y 2)t =-+,可得2mx t =+,12y t =-, 有22(t m)(12t 2)12m +-+--=,得22(t )(2t 1)12m-++=, 整理为225(4m)t 04m t +-+=,因为直线:2l y x =-上存在唯一的一个点P , 则22(4)50m m ∆=--=,得1m =-+1m =--故选:B . 【点睛】本题主要考查平面解析几何中直线与圆的位置关系、考查了向量的坐标运算,综合性比较强,属于中档题.二、填空题13.在各项均为正数的等比数列{}n a 中,若79a =,则343638310log log log log a a a a +++=__________.【答案】8【解析】利用对数的运算性质以及等比数列的性质即可求解. 【详解】343638310346810log log log log log ()a a a a a a a a +++=437373log 4log 4log 98a a ====故答案为:8 【点睛】本题主要考查了对数的运算性质以及等比数列的性质,需熟记性质,属于基础题. 14.已知函数()()21xf x x e =+,则曲线()y f x =在点()()0,0f 处的切线方程为__________.【答案】310x y -+=【解析】利用导函数求得()0f '即为切线斜率,由原函数求得()0f ,由直线点斜式方程整理得到结果. 【详解】由题意得:()()()22123xxxf x e x e x e '=++=+()03f '∴=,又()01f =()y f x ∴=在()()0,0f 处的切线方程为:()130y x -=-,即310x y -+=故答案为:310x y -+= 【点睛】本题考查曲线在某一点处的切线方程的求解问题,是对导数的几何意义的应用,属于基础题.15.函数()2sin()sin()2sin cos 66f x x x x x ππ=-++在区间[0,]2π上的值域为__________.【答案】11[,22-+ 【解析】利用两角和与差的公式以及二倍角公式把函数()f x 化为()1x )24f x π=-,再由三角函数的单调性即可求出值域. 【详解】由11(x)cosx)sin 2x 22f =-++ 22312(sin x cos x)sin 2x 44=-+2231sin cos sin 222x x x =-+ 11cos 2sin 22x x =--+1x )24π=-当[0,]2x π∈时, 2[,]444x ππ3π-∈-,则sin(2)[42x π-∈-,所以11(x)[,22f ∈-.故答案为:11[,22-【点睛】本题主要考查两角和与差的展开式、二倍角的正余弦公式以及正弦函数的性质,需熟记并灵活运用公式,属于基础题.16.在平面直角坐标系xOy 中,已知点A 为椭圆2222:1(0)x y C a b a b +=>>的左顶点,点P 为椭圆C 上任一点,直线AP 与直线:l x a =相交于点Q ,若2OP OQ a =u u u r u u u rg ,则椭圆C 的离心率为__________.【答案】2【解析】设出点P 的坐标为(,)m n ,求出直线AP 的方程,从而求出点Q 的坐标为2(,)ana m a+, 利用向量数量积的坐标运算化简,结合点P 在椭圆上代入椭圆方程,两式联立可得222a b=, 从而可求离心率. 【详解】设点P 的坐标为(,)m n ,则22221m n a b+=,点A 的坐标为(,0)a -,点O 的坐标为(0,0), 直线AP 的斜率为nm a+, 可得直线AP 的方程为()ny x a m a=++, 可得点Q 的坐标为2(,)ana m a+, 由222an OP OQ am a m a•=+=+u u u r u u u r ,得2222m n a +=,又由22221m n a b +=,得22222a m n a b +=,则222a b=,所以椭圆C的离心率2c e a a ====.【点睛】本题考查了椭圆的集合性质以及直线与椭圆的位置关系、向量数量积的坐标运算,综合性比较强,属于中档题.三、解答题17.某高级中学为调查学生选科情况,从高一学生中随机抽取40名男生和20名女生进行调查,得到如下列联表:(1)分别估计男生中选择理科、女生中选择文科的概率; (2)能否有99.9%的把握认为学生选择理科或文科与性别有关?参考公式:22()()()()()n ad bc k a b c d a c b d -=++++,其中n a b c d =+++.【答案】(1)78,34;(2)能 【解析】(1)根据列联表即可求解. (2)由独立性检验以及列联表即可求解. 【详解】(1)男生选择学习理科的概率为357408=, 女生选择学习文科的概率为153204=. (2)由2260(351555)37523.43810.8284020402016K ⨯⨯-⨯==≈>⨯⨯⨯,故能有99.9%的把握认为学生选择学习理科或文科与性别有关. 【点睛】本题考查了独立性检验,需理解独立性检验中2k 的意义,属于基础题. 18.在等差数列{}n a 中,13536a a a ++=,1257a =. (1)求数列{}n a 的通项公式; (2)设数列{}n a 的前n 项和n S ,令245n n S b n+=,求数列{}n b 中的最小项是第几项,并求出该项.【答案】(1)5n 3n a =-*()n N ∈;(2)3,29【解析】(1)利用等差数列的通项公式即可求解. (2)由等差数列的前n 和公式以及基本不等式即可求解. 【详解】(1)设数列{}n a 的公差为d ,因为1353336a a a a ++==,所以312a =, 所以123571251239a a d --===-,13212102a a d =-=-=,所以25(n 1)5n 3n a =+-=-,所以数列{}n a 的通向公式为5n 3n a =-*()n N ∈.(2) 由(1)得2(253)522n n n n nS +--==, 所以2545995()110129n n n b n n n n n-+==+-≥⨯-=(当且仅当3n =时取等号),故数列{}n b 中的最小项是第3项,该项的值为29. 【点睛】本题主要考查等差数列的通项公式、前n 和公式以及基本不等式求最值,属于基础题. 19.如图,在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D -中,点E 为棱AB 的中点.(1)证明:1//A B 平面1D CE ; (2)求点1A 到平面1D CE 的距离. 【答案】(1)证明见解析;(2)23【解析】(1)首先证出1//A B CD ,由线面平行的判断定理即可证出.(2)由(1)有1//A B 平面1D CE ,则点1A 到平面1D CE 的距离和点B 到平面1D CE 的距离相等,利用11B ECD D BEC V V --=即可求解.【详解】(1)证明:在正方体1111ABCD A B C D -中, 11A D BC P, ∴四边形11A BCD 为平行四边形, ∴11//A B CD , ∵1CD ⊂平面1D CE ,1A B ⊄平面1D CE , ∴1//A B 平面1D CE .(2)由(1)有1//A B 平面1D CE ,则点1A 到平面1D CE 的距离和点B 到平面1D CE 的距离相等, 设点1A 到平面1D CE 的距离为h , 则1112122323D BCE V -=⨯⨯⨯⨯=,在11Rt CC D ∆中, 1CD ==在Rt CEB ∆中, CE ==在1Rt DED ∆中, 13ED ==,在1CED ∆中,1cos 10ECD ∠==,1sin ECD ∠==,则113210BCD S ∆==,1133B ECD V h h -=⨯=,由11B ECD D BEC V V --=,得23h =, 故点1A 到平面1D CE 的距离为23.【点睛】本题主要考查线面平行的判定定理以及等体积法求点到面的距离,考查了学生的空间想象能力和推理能力,属于中档题. 20.已知函数()sin cos f x x x x x =+-. (1)证明:函数()f x 在区间[0,]2π上单调递减;(2)若对任意[0,]2x π∈,()f x ax ≥恒成立,求实数a 的取值范围. 【答案】(1)证明见解析;(2(,0]-∞【解析】(1)求函数()sin cos f x x x x x =+-的导函数,导函数()f x '在[0,]2π上小于零即可得证.(2)分类讨论,由()02f π=,由题意()22f a ππ≥,分析可得0a ≤;当0a >时,令()sin cos h x x x x x ax =+--,研究函数()h x 的单调性,证明()min 0h x ≥是否成立即可. 【详解】(1)证明:由题意,得'()sin cos sin 1cos 1f x x x x x x x =+--=-, ①当01x ≤≤时, c o s 1x ≤,可得cos 1x x ≤, ②当12x π<≤时,令()cos 1g x x x =-((1,]2x π∈),'()cos sin g x x x x =-,由(1,]2x π∈,有cos sin sin x x x x <<,得)'(0g x <,故此时函数()g x 单调递减,有()cos110g x <-<,由①②知,当[0,]2x π∈时, '()0f x ≤,故函数()f x 在区间[0,]2π上单调递减.(2)由()02f π=,又由题意有()22f a ππ≥,得0a ≤,由函数()f x 在区间[0,]2π上单调递减,可得()()02f x f π≥=, 而当[0,]2x π∈,0a ≤时, 0ax ≤,显然有()f x ax ≥,当0a >时,令()sin cos h x x x x x ax =+--,则'()cos 1h x x x a =--, 由(1)知当[0,]2x π∈时,cos 10x x -≤,所以当0a >时,'()0h x <, ∴()h x 在[0,]2π上单调递减,又(0)10h =>,()022h a ππ=-<,所以0(0,)2x π∃∈, 使0()0h x =,所以当0(,]2x x π∈时,()0h x <与题意不符,故实数a 的取值范围为(,0]-∞. 【点睛】本题考查了导函数在研究函数中的应用,考查了逻辑推理能力,属于中档题. 21.已知抛物线2:M y x =的焦点为F .(1)过点(1,0)A 的直线l 与抛物线M 相交于,B C 两点,若11||||4BF CF +=,求直线l 的方程;(2)点,P Q 是抛物线M 上的两点,点,P Q 的纵坐标分别为1,2,分别过点,P Q 作倾斜角互补的两条直线交抛物线M 于另外不同两点,D E ,求直线DE 的斜率. 【答案】(1) 220x y ±-=;(2) 13-【解析】(1)设直线l 的方程为1x my =+,将直线与抛物线联立消去x ,根据韦达定理可得B C y y m +=,1B C y y =-,再由抛物线定义可得||||B C BF CF x x p +=++即可求解.(2)求出点P 的坐标为(1,1),点Q 的坐标为(4,2),分类讨论①当两条直线的倾斜角都为90o 时,②当两条直线的倾斜角都不为90o 时,设直线PD 的方程与设直线QE 的方程,分别将直线与抛物线联立,利用韦达定理,整理化简即可求出直线DE 的斜率. 【详解】(1)设直线l 的方程为1x my =+,点,B C 的坐标分别为(,)B B x y ,(,)C C x y ,联立方程21y x x my ⎧=⎨=+⎩,消去x 整理为210y my --=,则B C y y m +=,1B C y y =-,所以2()22B C B C x x m y y m +=++=+,由抛物线定义可得1||4B BF x =+,1||4C CF x =+,所以21511||||224B C BF CF x x m +=++=+=,解得:12m =±,故直线l 的方程为112x y =±+,即220x y ±-=. (2)由题意知,点P 的坐标为(1,1),点Q 的坐标为(4,2),①当两条直线的倾斜角都为90o 时,点D 的坐标为(1,1)-,点E 的坐标为(4,2)- 此时直线DE 的斜率为2(1)1413---=--,②当两条直线的倾斜角都不为90o 时,设点D 的坐标为211(,)y y ,点E 的坐标为222(,)y y ,此时直线DE 的斜率为212221211y y y y y y -=-+, 设直线PD 的方程为1(x 1)y k -=-,联立方程21(1)y k x y x -=-⎧⎨=⎩消去x 整理为210ky y k -+-=,则111ky k -⨯=,得11k y k-=, 设直线QE 的方程为2(4)y k x -=--,联立方程22(4)y k x y x-=--⎧⎨=⎩消去x 整理为2(42)0ky y k +-+=,则2422k y k +⨯=-,得221k y k+=-, 所以121213k k y y k k-++=-=-,可得21113y y =-+,故直线DE 的斜率为13-, 综上,可得直线DE 的斜率为13-. 【点睛】本题主要考查焦点弦公式、直线与抛物线的位置关系,分类讨论的思想,考查了学生的计算能力,难度较大,属于难题.22.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为cos 2sin x y θθ=⎧⎨=⎩(θ为参数),直线l的参数方程为21x a ty t=+⎧⎨=+⎩(t 为参数).(1)若1a =,直线l 与曲线C 相交于,A B 两点,求||AB ; (2)若3a =-,求曲线C 上的点到直线l 的距离的最小值. 【答案】(12【解析】(1)将曲线C 的参数方程化为直角坐标方程,代入直线l 的参数方程整理可求得12,t t ,由此可得,A B 坐标,利用两点间距离公式可求得结果;(2)根据曲线C 的参数方程可设其上点坐标为()cos ,2sin αα,将直线l 化为普通方程,利用点到直线距离公式可将问题化为三角函数最值求解问题,由此求得结果. 【详解】(1)由参数方程可得曲线C 的直角坐标方程为:2214y x +=当1a =时,直线l 的参数方程为121x ty t=+⎧⎨=+⎩(t 为参数)设点,A B 对应的参数分别为12,t t代入曲线C 的直角坐标方程后整理得:2171810t t ++= 解得:11t =-,2117t =-设()11,A x y ,()22,B x y ,则1111121x t y t =+⎧⎨=+⎩,2222121x t y t =+⎧⎨=+⎩AB ∴==()211117t ⎛⎫=-=---= ⎪⎝⎭(2)设曲线C 上的点的坐标为()cos ,2sin αα 当3a =-时,直线l 的直角坐标方程为:250x y -+=∴曲线C 上的点到直线l 的距离d ==≥=(当且仅当()cos 1αϕ+=-时取等号)∴曲线C 上的点到直线l5-【点睛】本题考查参数方程问题中的弦长求解和点到直线距离的求解问题;求解点到直线距离的最值的关键是能够将问题转化为三角函数最值的求解问题;本题易错点是在直线参数方程为非标准形式的时候,错误的应用直线参数方程中参数的几何意义,造成弦长求解错误.23.已知,,a b c 为正数,且满足3a b c abc ++=.证明: (1)3ab bc ca ++≥; (2)2221113++≥a b c. 【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析【解析】(1)利用基本不等式可构造不等式求得1abc ≥,由ab bc ca ++≥可证得结论;(2)利用基本不等式可求得22211111122a b c ab bc ca ⎛⎫⎛⎫++≥++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,由1113ab bc ca++=可证得结论. 【详解】(1)由a b c ++≥(当且仅当a b c ==时取等号)3abc ∴≥1abc ≥(当且仅当1a b c ===时取等号)又ab bc ca ++≥1abc ≥3ab bc ca ∴++≥(当且仅当1a b c ===时取等号)(2)由22121a b ab+?(当且仅当a b =时取等号);22112b c bc +≥(当且仅当b c =时取等号);22112c a ca+≥(当且仅当c a =时取等号) 三式相加得:22211111122ab c ab bc ca ⎛⎫⎛⎫++≥++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭222111111a b c ab bc ca ∴++≥++ 又11133a b c abc ab bc ca abc abc++++=== 2221113a b c∴++≥(当且仅当1a b c ===时取等号) 【点睛】本题考查利用基本不等式证明不等式的问题,关键是灵活利用基本不等式配凑出所证结论所需的形式,属于常考题型.。
高三数学12月联考答案页

2020—2021学年度上学期高三12月份联考
数学答案页
姓名:
班级:
第Ⅰ卷选择题(60分)
一、单选题:本题共8小题,每小题5分,共40分
1 2 3 44
5 6 7 8
二、多选题:本题共4小题,每小题5分,共20分
9 10
11 12
第Ⅱ卷非选择题(90分)
三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13. . 14. .
15. . 16. , .
四、解答题:本题共6小题,共70分.
17.(本题10分)
我选择的序号是: .
A B C D
贴条形码区
考生禁填:
缺考标记违纪标记
以上标志由监考人员用2B铅笔涂写
请在各题目的答题区域作答,超出限定区域的答案无效
18.(本题12分)
请在各题目的答题区域作答,超出限定区域的答案无效请在各题目的答题区域作答,超出限定区域的答案无效
请在各题目的答题区域作答,超出限定区域的答案无效请在各题目的答题区域作答,超出限定区域的答案无效
19.(本题12分)
A B C D A B C D A B C D A B C D
A B C D A B C D A B C D
A B C D A B C D
A B C D A B C D。
2020-2021学年山东省中学联盟高三(上)大联考数学试卷(12月份)(附答案详解)

2020-2021学年山东省中学联盟高三(上)大联考数学试卷(12月份)一、单选题(本大题共8小题,共24.0分)1. 若集合A ={−3,−1,1,3},B ={x|x 2−x −6≤0},则A ∩B =( )A. {−3,−1,1}B. {−1,1,3}C. {−3}D. {3}2. 已知i 是虚数单位,则(1+√3i2i)2在复平面内对应的点位于( )A. 第一象限B. 第二象限C. 第三象限D. 第四象限3. 已知向量a ⃗ =(2,3,−4),b ⃗ =(−3,x ,y)分别是平面α,β的法向量,若α//β,则( ) A. x =92,y =6 B. x =−92,y =6 C. x =−92,y =−6D. x =92,y =−64. 已知圆C :x 2+y 2+4x −2y −4=0关于直线l :x −2ay +4=0对称,则原点O到直线l 的距离为( )A. 4√3737B. 1C. 4√55D. √555. “∀x ∈[−2,1],x 2−2a ≤0”为真命题的一个充分不必要条件是( )A. a ≥0B. a ≥1C. a ≥2D. a ≥36. 设p =ln2,q =lg3,则( )A. p −q >pq >p +qB. p −q >p +q >pqC. p +q >pq >p −qD. p +q >p −q >pq7. 已知实数x ,y 满足x +1x +9y +1y =17,其中x >0,y >0,则1x +1y 的最小值为( )A. 116B. 1C. 2D. 168. 正三角形ABC 的内切圆圆心为Q ,点P 为圆Q 上任意一点.若QP ⃗⃗⃗⃗⃗ =m QC ⃗⃗⃗⃗⃗ +n QA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则m +n 的取值范围( )A. [−1,1]B. [−12,12]C. [−√22,√22] D. [−√2,√2]二、多选题(本大题共4小题,共12.0分)9. 函数f(x)=sin 2x +√3sinxcosx +1的图象的一个最值点为( )A. (π3,32)B. (5π6,12)C. (5π6,52)D. (4π3,52)10. 设F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2−y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,点P 是双曲线上任意一点,若双曲线的渐近线方程为√3x ±y =0,焦距为4√2,则下列说法正确的是( )A. 实轴长√2B. 双曲线的离心率为2C. 双曲线的焦点到渐近线的距离为√6D. 存在点P ,使得|F 2P|=111. 已知函数f(x)是定义在R 上的偶函数,满足f(x −1)=f(x +1),当x ∈[0,1]时,f(x)=x.设函数g(x)=f(x)−kx −k ,下列结论成立的是( )A. 函数f(x)的一个周期为2B. f(43)=−23C. 当实数k >−1时,函数g(x)在区间[1,2]上为单调递减函数D. 在区间[−1,3]内,若函数g(x)有4个零点,则实数k 的取值范围是(0,14]12. 棱长为1的正方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,P 是正方形ADD 1A 1(含边界)上的动点,若PB 1与A 1C 垂直,下列结论成立的是( )A. PB 1//平面BC 1DB. 动点P 一定在线段AD 1上C. |PB 1|∈[1,√2]D. PB 1与平面BC 1所成角的正弦值可以是√32三、单空题(本大题共4小题,共12.0分)13. 与棱长为√2的正方体所有棱都相切的球的体积为______ . 14. 近两年,中国移动推动5G 和4G 技术共享、资源共享、覆盖协同、业务协同,充分利用原4G 线路传输资源,并高效建设5G 基站.如图,南北方向的公路l ,城市A 地(看作一点)在公路正东√3km 处,城市B 地(看作一点)在A 北偏东60°方向2km 处,原有移动4G 线路PQ 曲线上任意一点满足到公路l 和到城市A 地距离相等.现要在线路PQ 上一处M 建一座5G 基站,则这座5G 基站到城市A ,B 两地的总距离最短时为______ km .15. 已知数列{1(2n−1)(2n+3)}的前n 项和为T n ,若对任意的n ∈N ∗,不等式6T n <a 2−a 恒成立,则实数a 的取值范围是______ .16. 已知函数f(x)=sin(ωx −π6)(ω>0)在[0,π]有且仅有3个零点,则函数f(x)在[0,π]上存在______ 个极小值点,实数ω的取值范围是______ . 四、解答题(本大题共6小题,共72.0分)17. 在△ABC 中,内角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,且b =5,cosB =35.(1)求△ABC 的面积的最大值; (2)若√2csin B+C 2=asinC ,求△ABC 的周长.18. 已知数列{a n }的前n 项和是A n ,数列{b n }的前n 项和是B n ,若A 3=14,a n+1=2a n ,n ∈N ∗.再从三个条件:①B n =−n 2+21n ;②B n+1+2=B n +b n ,b 1=20;③b n =22−2log 2a n ,中任选一组作为已知条件,完成下面问题的解答. (1)求数列{b n }的通项公式;(2)定义:a ∗b ={a,a ≤bb,a >b .记c n =a n ∗b n ,求数列{c n }的前100项的和T 100.19. 某工厂有一批材料被预定制作“阳马”(中国古代算数中的一种几何体,是底面为长方形,两个三角侧面与底面垂直的四棱锥体),材料是由底面为ABCD 的正四棱柱被截面AEFG 所截而得到的几何体,每一块材料制作一个“阳马”.材料的尺寸如图所示,BE =1,DG =4,AB =2.(1)求通过此材料制作成的“阳马”中,最长的棱的长度;(2)求平面AEFG与底面ABCD所夹锐角的余弦值.20.某地方舱医院的建设中,为了使得内部环境更加温馨,在儿童病区采用了如图所示的一个窗户(该图为轴对称图形),其中上半部分曲线AOD拟从以下两种曲线中选择一种:曲线E1是一段余弦曲线,在如图所示的平面直角坐标系中,其解析式为y=cosx−1,此时记窗户的最高点O到BC边的距离为ℎ1(t);曲线E2是一段抛物线,其焦点到准线的距离为98,此时记窗户的最高点O到BC边的距离为ℎ2(t);窗户的下半部分中,AB,BC,CD是矩形ABCD的三条边,由总长度为6米的材料弯折而成,记BC边的长度为2t米(1≤t≤32).(1)分别求函数ℎ1(t)、ℎ2(t)的表达式;(2)为了使得点O到BC边的距离最大,窗户的上半部分应选择曲线E1还是曲线E2?请说明理由,并求出此时矩形部分的BC边长度应设计成多少米.21.已知椭圆E:x2a2+y2b2=1(a>b>0)过点P(−1,√32),短轴的一个端点到焦点的距离为2.(1)求椭圆E的方程;(2)定义k PQ为P,Q两点所在直线的斜率,若四边形ABCD为椭圆的内接四边形,且AC,BD相交于原点O,且k AC=14kBD,试判断k AB与k BC的和是否为定值.若为定值,求出此定值;若不为定值,请说明理由.22.函数m(x)=alnx+x2.(1)当a≠0时,若函数m(x)恰有一个零点,求实数a的取值范围;(2)设函数f(x)=−x2m′(x)+lnx+2x3,a∈R.(ⅰ)若曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=2x+n,求实数a,m的值;(ⅰ)对于曲线y=f(x)上的两个不同的点M=(x1,f(x1)),N=(x2,f(x2)),记直线)<k.MN的斜率为k,若;的导函数为f′(x),证明:f′(x1+x22答案和解析1.【答案】B【解析】解:因为集合B={x|x2−x−6≤0}={x|−2≤x≤3},又集合A={−3,−1,1,3},所以A∩B={−1,1,2}.故选:B.先利用一元二次不等式的解法求出集合B,然后由集合交集的定义求解即可.本题考查了集合交集定义的理解和应用,一元二次不等式的解法,考查了运算能力,属于基础题.2.【答案】D【解析】解:因为(1+√3i2i )2=(1+√3i)2(2i)2=−2+2√3i−2=1−√3i,所以(1+√3i2i)2在复平面内对应的点的坐标为(1,−√3),位于第四象限.故选:D.先利用复数乘法的运算法则将复数化为代数形式,然后利用复数的几何意义进行分析求解即可.本题考查了复数乘法运算法则的运用,复数几何意义的应用,考查了运算能力,属于基础题.3.【答案】B【解析】解:向量a⃗=(2,3,−4),b⃗ =(−3,x,y)分别是平面α,β的法向量,∵α//β,∴a⃗//b⃗ ,∴−32=x3=y−4,解得x=−92,y=6.故选:B.由α//β,得a⃗//b⃗ ,利用向量平行的性质能求出x,y.本题考查实数值的求法,考查向量平行的性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.4.【答案】C【解析】解:圆C 的标准方程为(x +2)2+(y −1)2=9,则圆心C(−2,1), 因为圆C 关于直线l :x −2ay +4=0对称,则圆心C(−2,1)在直线l 上,则有−2−2a +4=0,解得a =1, 故直线l 的方程为x −2y +4=0, 所以原点O 到直线l 的距离为d =√12+(−2)2=4√55. 故选:C .先求出圆C 的标准方程,从而得到点C 的坐标,利用圆的对称性,可知点C 在直线l 上,从而求出a 的值,得到直线l 的方程,由点到直线的距离公式求解即可. 本题考查了圆的一般方程与标准方程的互化,圆关于直线对称性问题,点到直线距离公式的运用,考查了逻辑推理能力与运算能力,属于基础题.5.【答案】D【解析】解:由题意可知2a ≥x 2在[−2,1]上恒成立. 由函数y =x 2图象可知在[−2,1]上y 的最大值是4,∴2a ≥4, ∴a ≥2. 故选:D .解出a 的取值集合,从选项中找其真子集可解决此题.本题考查充分不必要条件的意义、函数思想,考查数学运算能力,属于基础题.6.【答案】D【解析】解:因为1<2<e ,所以ln1<ln2<lne ,即0<p <1, 而1<3<10,所以lg1<lg3<lg10,即0<q <1, 所以p +q >p −q ,故A ,B 错误,因为0<lg3<lg1012=12,0<lne 12=12<ln2,所以p >12,0<q <12,因为p−q pq =1q −1p >0,所以p −q >pq ,故选项C 错误,综上可得,p +q >p −q >pq ,故选项D 正确. 故选:D .利用对数函数的单调性求出0<p <1,0<q <1,从而判断选项A ,B ;再将p ,q 与特殊值0,12比较,即可判断选项C ,D .本题考查了函数值大小的比较,主要考查了利用对数的单调性将函数值与特殊值进行比较,考查了逻辑推理能力与转化化归能力,属于中档题.7.【答案】B【解析】解:设a =1x +1y ,b =x +9y ,则a +b =17, ∵ab =(1x+1y )(x +9y)=9y x+x y+10≥2√9+10=16,当且仅当9y x=xy时取等号,∴ab ≥16,又∵a +b =17,∴a(17−a)≥16,即a 2−17a +16≤0,解得1≤a ≤16, ∴1≤1x +1y ≤16,∴1x +1y 的最小值为1. 故选:B .设a =1x +1y ,b =x +9y ,得到a +b =17,再利用基本不等式求出ab ≥16,转化为a 的一元二次不等式即可求解.本题考查了基本不等式的性质、一元二次不等式的解法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.8.【答案】A【解析】解:根据题意,设圆Q 的半径为r ,则|OC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|QA ⃗⃗⃗⃗⃗ |=2r ,|QP ⃗⃗⃗⃗⃗ |=r ,又由QP ⃗⃗⃗⃗⃗ =m QC ⃗⃗⃗⃗⃗ +n QA ⃗⃗⃗⃗⃗ ,则QP⃗⃗⃗⃗⃗ 2=(m QC ⃗⃗⃗⃗⃗ +n QA ⃗⃗⃗⃗⃗ )2=m 2QC ⃗⃗⃗⃗⃗ 2+n 2QA ⃗⃗⃗⃗⃗ 2+2mn QA ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅QC ⃗⃗⃗⃗⃗ , 变形可得:(m +n)2−3mn =14, 又由mn ≤(m+n)24,则有(m +n)2≤1,解可得:−1≤m +n ≤1,即m +n 的取值范围为[−1,1]; 故选:A .根据题意,设圆Q 的半径为r ,则|OC ⃗⃗⃗⃗⃗ |=|QA ⃗⃗⃗⃗⃗ |=2r ,|QP ⃗⃗⃗⃗⃗ |=r ,由向量数量积的运算性质可得QP ⃗⃗⃗⃗⃗ 2=(m QC ⃗⃗⃗⃗⃗ +n QA ⃗⃗⃗⃗⃗ )2=m 2QC ⃗⃗⃗⃗⃗ 2+n 2QA ⃗⃗⃗⃗⃗ 2+2mn QA ⃗⃗⃗⃗⃗ ⋅QC ⃗⃗⃗⃗⃗ ,变形可得:(m +n)2−3mn =14,结合基本不等式的性质,变形分析可得(m +n)2≤1,解可得答案. 本题考查向量数量积的计算,涉及正三角形的性质和基本不等式的性质和应用,属于中档题.9.【答案】BD【解析】解:f(x)=sin 2x +√3sinxcosx +1=1−cos2x 2+√32sin2x =√32sin2x −12cos2x +12=sin(2x −π6)+32,当sin(2x −π6)=1,即2x −π6=π2+2kπ,k ∈Z ,即x =π3+kπ,k ∈Z 时,f(x)取得最大值52,当sin(2x −π6)=−1,即2x −π6=−π2+2kπ,k ∈Z ,即x =−π6+kπ,k ∈Z 时,f(x)取得最大值12,故选项A ,C 错误,选项B ,D 正确. 故选:BD .先利用二倍角公式以及辅助角公式化简f(x)的解析式,然后利用正弦函数的最值以及整体代换,求出f(x)的最值情况,对照选项判断即可.本题考查了三角函数最值问题的求解,涉及了二倍角公式以及辅助角公式的运用,正弦函数性质的运用,考查了逻辑推理能力与化简运算能力,属于基础题.10.【答案】BC【解析】解:F 1,F 2是双曲线C :x 2a 2−y 2b 2=1(a >0,b >0)的左、右焦点,点P 是双曲线上任意一点,双曲线的渐近线方程为√3x ±y =0,焦距为4√2,可得2c =4√2,即c =2√2,ba =√3,8=a 2+b 2,解得a =√2,b =√6, 所以实轴长为2√2,A 不正确;双曲线的离心率为:2√2√2=2,所以B 正确;双曲线的焦点到渐近线的距离为b =√6,所以C 正确; c −a =2√2−√2=√2>1,所以D 不正确. 故选:BC .利用双曲线的渐近线方程以及焦距,求解a ,b ,c ,然后判断选项的正误即可. 本题考查双曲线的简单性质的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.11.【答案】ACD【解析】解:对于A ,因为函数f(x)是定义在R 上的偶函数,满足f(x −1)=f(x +1), 令x −1=t ,则x =t +1,所以f(t)=f(t +1+1)=f(t +2),所以对于任意的x ∈R ,f(x +2)=f(x), 则函数f(x)的周期为2,故选项A 正确; 对于B ,当x ∈[0,1]时,f(x)=x ,所以f(43)=f(−23+2)=f(−23)=f(23)=23,故选项B 错误; 对于C ,设x ∈[1,2],则2−x ∈[0,1],所以f(2−x)=2−x ,因为f(2−x)=f(−x +2)=f(−x)=f(x), 所以f(x)=2−x ,x ∈[1,2], 因为函数g(x)=f(x)−kx −k ,所以当x ∈[1,2]时,g(x)=2−x −kx −k =−(k +1)x −k +2, 当k >−1时,k +1>0,所以−(k +1)<0, 所以g(x)在[1,2]上为单调递减函数,故选项C 正确; 对于D ,因为g(x)=f(x)−kx −k ,所以函数g(x)在[−1,3]内的零点个数等价于函数f(x)的图象与直线y =kx +k =k(x +1)在[−1,3]内交点的个数, 作出两条函数图象如图所示,在区间[−1,3]内,因为函数g(x)由4个零点,则实数k 的取值范围为0<k ≤1−03−(−1)=14,即k ∈(0,14],故选项D 正确. 故选:ACD .利用偶函数的性质以及周期函数的定义判断选项A ;利用周期性,将f(43)转化为f(23),再利用已知的解析式求解,即可判断选项B ;求出f(x)在x ∈[1,2]上的解析式,从而得到g(x)在x ∈[1,2]上的解析式,由解析式即可确定函数g(x)的单调性,从而判断选项C ;将函数的零点问题转化为两个图象的交点问题,利用数形结合法进行分析求解,即可判断选项D .本题考查了函数性质的综合应用,涉及了函数的周期性、奇偶性、单调性的应用,函数解析式的求解,函数零点的应用,综合性强,对学生的能力要求较高,属于中档题.12.【答案】AB【解析】解:作出图形如图所示,对于B ,在正方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,CD ⊥平面ADD 1A 1,AD 1⊂平面ADD 1A 1,所以AD 1⊥CD ,因为AD 1⊥A 1D ,且CD ∩A 1D =D ,A 1D ,CD ⊂平面A 1CD ,所以AD 1⊥平面A 1CD ,因为A 1C ⊂平面A 1CD ,所以A 1C ⊥AD 1,同理可证A 1C ⊥AB 1,因为AB 1∩AD 1=A ,AB 1,AD 1⊂平面AB 1D 1,所以A 1C ⊥平面AB 1D 1,因为P 是正方形ADD 1A 1(含边界)上的动点,若PB 1与A 1C 垂直,则PB 1⊂平面AB 1D 1,因为平面AB 1D 1∩平面ADD 1A 1=AD 1, 所以P ∈线段AD 1,故选项B 正确;对于A ,因为在正方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,AB//CD//C 1D 1,且AB =CD =C 1D 1, 所以四边形ABC 1D 1是平行四边形,故AD 1//BC 1,又AD 1⊄平面BC 1D ,BC 1⊂平面BC 1D ,所以AD 1//平面BC 1D , 同理可证AB 1//平面BC 1D ,又AB 1∩AD 1=A ,AB 1⊂平面AB 1D 1,AD 1⊂平面AB 1D 1,所以平面AB 1D 1//平面BC 1D ,又B 1P ⊂平面AB 1D 1,故B 1P//平面BC 1D 1,故选项A 正确;对于C,正方体ABCD−A1B1C1D1的棱长为1,所以AB1=B1D1=AD1=√2,故△AB1D1是边长为√2的正三角形,所以|PB1|∈[(√2),故|PB1|∈[√62,√2],故选项C错误;对于D,在在正方体ABCD−A1B1C1D1中,平面ADD1A1//平面BCC1B1,所以PB1与平面BCC1B1(即平面BC1)所成的角等于PB1与平面ADD1A1所成的角,连结A1P,因为A1B1⊥平面ADD1A1,所以∠B1PA1就是PB1与平面ADD1A1所成的角,因为√22≤A1P≤1,所以在Rt△B1A1中,B1P=√A1B12+A1P2=√1+A1P2∈[√62,√2],所以sin∠B1PA=|A1B1||B1P|=1|B1P|∈[√22,√63],因为√32>√63,所以PB1与平面BC1所成角的正弦值不可能是√32,故选项D错误.故选:AB.利用线面平行的判定定理以及面面平行的判定定理和性质定理即可判断选项A;利用平面的基本定理判断选项B;利用△AB1D1是边长为√2的正三角形,求解|PB1|的范围,即可判断选项C;利用线面角的定义找到对应的角,然后由边角关系求解,即可判断选项D.本题以命题的真假判断为载体考查了立体几何知识的综合应用,涉及了线面位置关系,点与直线位置关系,线面角等知识的应用,考查了逻辑推理能力与运算能力,属于中档题.13.【答案】4π3【解析】解:正方体的棱相切的球的直径是正方体的面对角线的长为:2,故R=1,所以该球的体积为43πR3=4π3.故答案为:4π3.正方体的棱相切的球的直径是正方体的面对角线的长,即可求出该球的体积.本题是基础题,考查球的体积,确定与正方体的棱相切球的半径,是解决本题的关键.14.【答案】2√3【解析】解:建立如图所示的坐标系:直线l 方程为:x =−√32,A(√32,0),B(3√32,0), 弧线PQ 的方程为,y 2=2√3x ,由抛物线的定义可知点M 到点A 的距离与到直线l 的距离相等, 故当直线BN 垂直直线l 且与曲线PQ 相交于点M 时MB +MA 的值最小, 此时最小值为2√3, 故答案为:2√3.利用题中的条件,建立直角坐标系,转化成抛物线的问题,进而可以解决.本题考查了抛物线的定义,学生的逻辑推理能力,学生的数学运算能力,属于基础题.15.【答案】(−∞,−1]∪[2,+∞)【解析】解:由1(2n−1)(2n+3)=14(12n−1−12n+3),可得T n =14(1−15+13−17+15−19+...+12n−3−12n+1+12n−1−12n+3) =14(1+13−12n+1−12n+3)=13−14(12n+1+12n+3)<13, 任意的n ∈N ∗,不等式6T n <a 2−a 恒成立, 可得a 2−a ≥6×13, 解得a ≥2或a ≤−1,则a 的取值范围是(−∞,−1]∪[2,+∞). 故答案为:(−∞,−1]∪[2,+∞).由1(2n−1)(2n+3)=14(12n−1−12n+3),运用数列的裂项相消求和可得T n ,由不等式的性质可得T n <13,由不等式恒成立思想,结合二次不等式的解法,可得所求范围.本题考查数列的裂项相消求和和不等式恒成立问题解法,考查转化思想和运算能力,属于中档题.16.【答案】1 [13π6,19π6)【解析】解:当x ∈[0,π]时,ωx −π6∈[−π6,ωπ−π6],由于函数f(x)在[0,π]上有且仅有3个零点,则2π≤ωπ−π6<3π, ∴136≤ω<196,∴ω的取值范围为[13π6,19π6).令t =ωx −π6,则2π≤t <3π,作出函数y =sint 在区间[−π6,ωπ−π6]上的图象如图所示,∴函数f(x)在[0,π]上有且仅有1个极小值点. 故答案为:1,[13π6,19π6).由x ∈[0,π]可得,ωx −π6∈[−π6,ωπ−π6],根据题意可得2π≤ωπ−π6<3π,令t =ωx −π6,作出函数y =sint 的图象,利用数形结合即可.本题考查了正弦型函数求解零点的个数问题,涉及到换元法,属于中档题.17.【答案】解:(1)因为cosB =35,所以sinB =45,由余弦定理知,b 2=a 2+c 2−2accosB ,即25=a 2+c 2−65ac ≥2ac −65ac , 当且仅当a =c 时取等号, 故ac ≤1254,所以S =12acsinB ≤12×1254×45=252,所以△ABC的面积的最大值为252;(2)因为√2csin B+C2=asinC,由正弦定理得√2sinC⋅sinπ−A2=sinA⋅sinC,因为sinC≠0,所以√2sinπ−A2=sinA,即√2cos A2=sin A2⋅cos A2,又cos A2≠0,故sin A2=√22,则A=90°,又因为sinB=45=ba,所以a=254,则c=a⋅cosB=254⋅35=154,故周长为a+b+c=254+5+154=15.【解析】(1)由同角三角函数关系求出sin B,由余弦定理以及基本不等式求出ac的最大值,利用三角形的面积公式求解即可得到答案;(2)利用正弦定理将已知的等式边化角,再利用三角恒等变换进行化简,求出角A,利用边角关系求出a,c,即可得到△ABC的周长.本题考查了解三角形问题,主要考查了正弦定理和余弦定理的应用,基本不等式求最值的应用,三角恒等变换以及三角形面积公式的运用,考查了逻辑推理能力与化简运算能力,属于中档题.18.【答案】解:(1)由已知得,{a n}为等比数列,公比为q=2,则a1+2a1+22a1=14∴a1=2∴a n=2n选择①当n=1时,b1=B1=20,当n≥2时,b n=B n−B n−1=22−2n,∴b n=22−2n.选择②B n+1−B n=b n−2,即b n+1=b n−2,所以{b n}是首项为20,公差−2的等差数列,∴b n=22−2n.选择③b n=22−2log22n=22−2n.(2)由(1)知:c n=a n∗b n={2n,1≤n≤322−2n,n≥4(n∈N∗)所以,T 100=a 1+a 2+a 3+b 4+b 5+b 6+⋅⋅⋅+b 100=a 1(1−q 3)1−q+97(b 4+b 100)2=2(1−23)1−2+97(14−178)2=24−2−7954=−7940.【解析】(1)由已知得,{a n }为等比数列,公比为q =2,求出通项公式, 选择①,利用b n =B n −B n−1求解通项公式即可.选择②B n+1−B n =b n −2,推出{b n }是首项为20,公差−2的等差数列,求解通项公式. 选择③,利用已知条件化简求解即可.(2)利用新定义,化简通项公式,求解数列的和即可.本题考查数列的递推关系式的应用,数列求和的方法,考查转化思想以及计算能力,是中档题.19.【答案】解:(1)以C 为原点,CD ,CB ,CF 所在直线分别为x 轴,y 轴,建立如图所示的空间直角坐标系O −xyz .设点F(0,0,ℎ),且有A(2,2,0),G(2,0,4),E(0,2,1),因为几何体是由底面为ABCD 的正四棱柱被截面AEFG 所截而得到的, 所以平面ADG//平面BCFE ,又平面ADG ∩平面AEFG =AG ,平面BCFE ∩平面AEFG =EF , 所以AG//EF ,同理AE//GF ,所以四边形AEFG 是平行四边形. 所以AG ⃗⃗⃗⃗⃗ =EF ⃗⃗⃗⃗⃗ ,即(0,−2,4)=(0,−2,ℎ−1),得ℎ=5 易知制作成的阳马F −ABCD 中,最长的棱长为FA , 所以|FA ⃗⃗⃗⃗⃗ |=√4+4+25=√33, 所以FA 的长为√33.(2)根据题意可取平面ABCD 的一个法向量为m ⃗⃗⃗ =(0,0,1). 由(1)知,AG⃗⃗⃗⃗⃗ =(0,−2,4),AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =(−2,0,1) 设平面AEFG 的法向量为n⃗ =(x,y ,z), 则由{n ⃗ ⋅AE ⃗⃗⃗⃗⃗ =0n ⃗ ⋅AG ⃗⃗⃗⃗⃗ =0,得{−2y +4z =0−2x +z =0,即{y =2z x =z 2 令z =2,所以n⃗ =(1,4,2),所以cos〈m ⃗⃗⃗ ,n ⃗ 〉=m ⃗⃗⃗ ⋅n ⃗⃗|m ⃗⃗⃗ |⋅|n ⃗⃗ |=1×√1+16+4=√21=2√2121, 所以平面AEFG 与底面ABCD 所夹锐角的余弦值为2√2121.【解析】(1)以C 为原点,CD ,CB ,CF 所在直线分别为x 轴,y 轴,建立如图所示的空间直角坐标系O −xyz.判断四边形AEFG 是平行四边形.说明制作成的阳马F −ABCD 中,最长的棱长为FA ,利用空间向量的距离公式求解即可.(2)求出平面ABCD 的一个法向量,平面AEFG 的法向量,利用空间向量的数量积求解平面AEFG 与底面ABCD 所夹锐角的余弦值即可.本题考空间点、线、面距离的求法,二面角的平面角的求法,考查空间想象能力,转化思想以及计算能力,是中档题.20.【答案】解:(1)曲线E 1解析式为y =cosx −1,所以点D 的坐标为(t,cost −1),点O 到AD 的距离为1−cost ,而AB =DC =3−t ,则ℎ1(t)=(3−t)+(1−cost)=−t −cost +4,(1≤t ≤32), 关于曲线E 2,可知抛物线的方程为x 2=−94y .所以点D 的坐标为(t,−49t 2),点O 到AD 的距离为49t 2, 又AB =DC =3−t ,可得ℎ2(t)=49t 2−t +3(1≤t ≤32). (2)因为ℎ′(t)=−1+sint <0, 所以ℎ1(t)在[1,32]上单调递减,所以当t =1时,ℎ1(t)取得最大值为3−cos1. 又ℎ2(t)=49t 2−t +2(1≤t ≤32)二次函数开口向上,在[1,98]上单调递减,在[98,32]上单调递增, 当t =32时,ℎ2(t)取得最大值为52经比较,cos1>cos π3=12,所以3−cos1<3−12=52 所以,选用曲线E 2,满足点O 到BC 边的距离最大, 此时2t =3,即矩形部分的BC 边长度设计成3米.【解析】(1)利用题中的条件易解出ℎ1(t),ℎ2(t),即可解出; (2)由(1)知分别对两个函数进行求导,解出最值,即可解决.本题考查了函数模型的实际应用,学生的数学运算能力,属于基础题.21.【答案】解:(1)因为椭圆x 2a 2+y 2b 2=1(a >b >0)过点P(−1,√32),所以1a 2+34b 2=1, 又由题意知,短轴的一个端点到焦点的距离为2,即a =2, 联立方程{1a 2+34b 2=1a =2.解得a 2=4,b 2=1,所以椭圆E 的方程为x 24+y 2=1.(2)k AB +k BC =0.理由如下:设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2), 联立{y =kx +m x 2+4y 2=4,得(1+4k 2)x 2+8kmx +4(m 2−1)=0, ∴△=(8km)2−4(4k 2+1)×4(m 2−1)=16(4k 2−m 2+1)≥0,{x 1+x 2=−8km1+4k 2x 1x 2=4(m 2−1)1+4k 2, 因为k AC =14k BD,所以k OA k OB =14,所以4y 1y 2=x 1x 2,又y 1y 2=(kx 1+m)(kx 2+m)=k 2x 1x 2+km(x 1+x 2)+m 2, ∴(4k 2−1)x 1x 2+4km(x 1+x 2)+4m 2=0. ∴(4k 2−1)4(m 2−1)1+4k 2+4km −8km1+4k 2+4m 2=0.整理得4k 2=1,∴k =±12, ∵A ,B ,C ,D 可以轮换,∴AB ,BC 的斜率一个是12,另一个就是−12, ∴k AB +k BC =0.【解析】(1)利用椭圆过点P(−1,√32),结合短轴的一个端点到焦点的距离为2,求解a ,b ,即可得到椭圆方程.(2)设直线AB 的方程为y =kx +m ,A(x 1,y 1),B(x 2,y 2),联立直线与椭圆方程,利用韦达定理,转化求解直线的斜率,推出结果即可.本题考查椭圆方程的求法,直线与椭圆的位置关系的应用,考查分析问题解决问题的能力,是中档题.22.【答案】解:(1)函数m(x)=alnx +x 2(a ≠0)的定义域为(0,+∞),∴m′(x)=ax +2x =2x 2+a x,①当a >0时,m′(x)>0,所以m(x)在(0,+∞)上单调递增, 取x 0=e −1a ,则(e −1a )=−1+(e −1a )2<0,因为m(1)=1,所以m(x 0)m(1)<0,此时函数m(x)有一个零点, ②当a <0时,令m′(x)=0,解得x =√−a2,当0<x <√−a2时,m′(x)<0,所以m(x)在(0,√−a2)m′(x)<0上单调递减,当x >√−a2时,m′(x)>0,所以m(x)在(√−a2,+∞)上单调递增,要使函数m(x)有一个零点,则m(√−a 2)=aln √−a 2−a2=0,即ln(−a2)=1,解得:a =−2e ,综上,若函数m(x)恰有一个零点,则a =−2e 或a >0. (2)(ⅰ)∵f(x)=lnx −2a ,∴f′(x)=1x −a ,∵曲线y =f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y =2x +m , ∴{f′(1)=1−a =2f(1)=−a =2×1+m ,解得:{a =−1m =−1; (ⅰ)证明:f(x 1)−f(x 2)=lnx 1−lnx 2+a(x 2−x 1), k =f(x 1)−f(x 2)x 1−x 2=lnx 1−lnx 2+a(x 2−x 1)x 1−x 2=lnx 1−lnx 2x 1−x 2−a ,又f′(x)=1x −a =1−ax x,f′(x 1+x 22)=2x 1+x 2−a ,f′(x 1+x 22)−k =2x1+x 2−lnx 1−lnx 2x 1−x 2=1x1−x 2[2(x 1−x 2)x 1+x 2−ln x 1x 2]=1x1−x 2[2(x 1x 2−1)x 1x 2+1−ln x1x 2],不妨设0<x 2<x 1,t =x 1x 2,则t >1,即2(x 1x 2−1)x 1x 2+1−ln x 1x 2=2(t−1)t+1−lnt .令ℎ(t)=2(t−1)t+1−lnt(t >1),则ℎ′(t)=−(t−1)2(1+t)2t <0,因此ℎ(t)在(1,+∞)上单调递减,所以ℎ(t)<ℎ(1)=0, 又0<x 2<x 1,所以x 1−x 2>0,所以f′(x 1+x 22)−k <0,即f′(x 1+x 22)<k .【解析】(1)求出函数的导数,通过讨论a 的范围,求出函数的单调区间,结合函数的单调性确定a 的范围即可;(2)(i)结合切线方程得到关于a ,m 的方程组,解出即可; (ii)表示出k ,不妨设0<x 2<x 1,t =x 1x 2,则t >1,得到2(x 1x 2−1)x 1x 2+1−ln x 1x 2=2(t−1)t+1−lnt.令ℎ(t)=2(t−1)−lnt(t>1),求出函数ℎ(t)的导数,结合函数的单调性证明即可.t+1本题考查了切线方程问题,考查函数的单调性,最值问题,考查导数的应用以及不等式的证明,考查转化思想,分类讨论思想,是难题.。
2024届河南省九师联盟大联考高三上学期12月月考数学试题及答案

高三数学一、选择题:本题共8小题,每小题5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. 设集合{}2log 0A x x =<,{}220B x x x =--≤,则BA =ð( )A. (,2)-∞B. (1,0]-C. (1,2)-D. [1,0][1,2]- 2. 已知复数11i z =-,2i z a =+,若12z z ⋅为纯虚数,则实数a 的值为( )A. 2- B. 2C. 1- D. 13. 函数()cos exx x f x =的图象大致为( )B.A.D.C.4. 已知,αβ是空间两个不同的平面,,m n 是空间两条不同的直线,则下列说法正确的是( )A. 若//m α,//n β,且//m n ,则//αβB. 若//m α,//n β,且m n ⊥,则αβ⊥C. 若m α⊥,//n β,且m n ⊥,则αβ⊥D. 若m α⊥,n β⊥,且m n ⊥,则αβ⊥5. 已知角θ的始边为x 轴非负半轴,终边经过点,将角θ的终边顺时针旋转π3后得到角β,则tan β=( )A.B. C. D. 6. 已知抛物线2:2(0)E y px p =>的焦点为F ,准线为l ,过E 上的一点A 作l 的垂线,垂足为B ,若3AB OF =(O 为坐标原点),且ABF △的面积为,则E 的方程为( )A. 24y x =B. 2y =C. 28y x =D. 2y =7.一个轴截面是边长为的正三角形的圆锥型封闭容器内放入一个半径为1的小球1O 后,再放入一个球2O ,则球2O 的表面积与容器表面积之比的最大值为( )A481B.127C.D.8. 已知函数()f x 的定义域为3π3π,44⎛⎫-⎪⎝⎭,且()sin 2,sin cos sin ,sin cos x x x f x x x x<⎧=⎨≥⎩,若关于x 的方程()f x a =有4个不同实根1234,,,x x x x ()1234x x x x <<<,则()12341sin2x x x x f x +++的取值范围是( )A. 12⎛ ⎝B. 12⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭C.D. (二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9. 近年来,乡村游成为中国国民旅游的热点,下面图1,2,3,4分别为2023年中国乡村旅游消费者年龄、性别、月收入及一次乡村旅游花费金额的有关数据分析,根据该图,下列结论错误的是( )A. 2023年中国乡村旅游消费者中年龄在19~50岁之间的男性占比超过13B. 2023年中国乡村旅游消费者中月收入不高于1万元的占比超过70%C. 2023年中国乡村旅游消费者中一次乡村旅游花费4个范围占比的中位数为30.6%D. 2023年中国乡村旅游消费者一次乡村旅游花费的平均数估计值高于650元(同一花费区间内的数据用其中间值作代表).10. 若矩形ABCD 的所有顶点都在椭圆222:1(0)2x y E a a +=>上,且AB =,AC =,点P 是E 上与,,,A B C D 不重合的动点,则( )A. E 的长轴长为4B. 存在点P ,使得12PA PC ⋅=-C. 直线,PA PB 的斜率之积恒为12-D. 直线,PA PC 的斜率之积恒为12-11. 已知正数,,x y z 满足5915x y z ==,则( )A. 220xz yz xy +-= B. 5915x y z<< C. 22xy z < D. 9216x y z+<12. 在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,点P 满足1CP CD CC λμ=+,其中[0,1]λ∈,[0,1]μ∈,则下列说法正确的是( )A. 若12μ=,则P 点轨迹所在直线与平面1ACD 平行B. 若1λμ+=,则1A C BP⊥C. 若λμ=D. 若BP 与平面11CC D D 所成角的大小为π4,则λμ的最大值为12三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13. 已知函数2()3f x x x =-,则曲线()y f x =在点(1,2)-处的切线方程为______.14. ()52221x y y ---的展开式中22x y 的系数为______.(用数字作答)15. 求作一个立方体,使其体积等于已知立方体体积的2倍,这就是历史上有名的立方倍积问题.1837年法国数学家闻脱兹尔证明了立方倍积问题不能只用直尺与圆规作图来完成,不过人们发现,跳出直尺与圆规作图的框框,可以找到不同的作图方法.如图是柏拉图(公元前427—公元前347年)的方法:假设已知立方体的边长为a ,作两条互相垂直的直线,相交于点O ,在一条直线上截取OA a =,在另一条直线上截取2=OB a ,在直线,OB OA 上分别取点,C D ,使90ACD BDC ∠=∠=︒(只要移动两个直角尺,使一个直角尺的边缘通过点A ,另一个直角尺的边缘通过点B ,并使两直角尺的另一边重合,则两直角尺的直角顶点即为,C D ),则线段OC 即为所求立方体的一边.以直线OA 、OC 分别为x 轴、y 轴建立直角坐标系,若圆E 经过点,,A C D ,则圆E 的方程为______.16. 已知数列{}n a 满足12π3n n a a +=+,集合{}*sin N n S a n =∈,若S 恰有4个子集,则S =______.四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17. 记n S 为数列{}n a 的前n 项和,若13a =,21(1)(21)2n n n a n S ++++=.(1)求n S ;(2)若21(21)n nb n n S =-,求数列{}n b 的前n 项和n T .18. 已知ABC 内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,A 为锐角,ABC 的面积为S ,()2224bS a b c a =+-.(1)判断ABC 的形状,并说明理由;(2)如图,若π4ABC ∠=,BC =,O 为ABC 内一点,且1OC =,3π4AOC ∠=,求OB 的长.19. 如图,在三棱柱111ABC A B C -中,116A A A C ==,11A C =1A BC ⊥平面11AAC C .(1)求证:1BC CC ⊥;(2)若11A B A C ⊥,三棱锥1A ABC -的体积为18,点D 在棱AC 上,且12AD DC =,求平面11A DB与的平面ABC夹角的余弦值.20. 2023年5月28日我国具有完全自主知识产权的国产大飞机C919开启全球首次商业载客飞行,C919飞机的研制,聚集了我国数十万科研人员的心血,其中A B C D E F、、、、、等高校为C919大飞机做出了重要贡献,如A高校参与了气动总体、结构强度、航电、飞控和液压等设计,参加人数如下表:项目气动总体结构强度航电飞控液压参与人数55343B高校有8位教师参加了相关设计论证,具体如下表:(1)某科普博主准备从A B C D E F、、、、、共6所高校中随机选3所高校介绍其为C919大飞机做出的贡献,连续3天,每天发布一篇博文,每篇博文介绍一所高校(3天将选中的3所高校全部介绍完),求C D、被选到,且C在第2天被介绍的概率;(2)若从A高校参与设计的20人中随机选3人,在选到航电设计人员的条件下,求选到气动总体设计人员的概率;(3)若从B高校参与6个论证项目中随机选取3个,记这3个论证项目中B高校参与教师人数为X,求X的分布列与期望.21. 已知双曲线Γ:()222210,0x ya ba b-=>>,1A,2A为Γ的左、右顶点,P为Γ上一点,1PA的斜率与2PA的斜率之积为14.过点()3,0A且不垂直于x轴的直线l与Γ交于M,N两点.(1)求Γ的方程;(2)若点E,F为直线3x=上关于x轴对称的不重合两点,证明:直线ME,NF的交点在定直线上.的22 已知函数21()(21)2ln (R)2f x ax a x x a =-++∈.(1)若()f x 有唯一极值,求a 的取值范围;(2)当0a ≤时,若12()()f x f x =,12x x ≠,求证:124x x <..高三数学一、选择题:本题共8小题,每小题5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. 设集合{}2log 0A x x =<,{}220B x x x =--≤,则BA =ð( )A. (,2)-∞B. (1,0]-C. (1,2)-D. [1,0][1,2]- 【答案】D 【解析】【分析】解对数不等式、一元二次不等式求集合,再应用补运算求集合.【详解】由题设{|01}A x x =<<,{|(1)(2)0}{|12}B x x x x x =+-≤=-≤≤,所以[1,0][1,2]B A =- ð故选:D2. 已知复数11i z =-,2i z a =+,若12z z ⋅为纯虚数,则实数a 的值为( )A. 2- B. 2C. 1- D. 1【答案】C 【解析】【分析】应用复数乘法及纯虚数定义列方程求参数.【详解】12i (1i i)11)()(z a a a z ++-+-⋅==为纯虚数,所以10110a a a +=⎧⇒=-⎨-≠⎩.故选:C 3. 函数()cos exx xf x =的图象大致为( ) B.A. D.C..【答案】B 【解析】【分析】根据给定的函数,利用奇偶性可排除两个选项,再利用当π(0,)2x ∈时,函数值的正负即可判断作答.【详解】函数()cos e x x x f x =的定义域为R ,()()()cos cos e ex xx x x xf x f x ----==-=-,即函数()f x 是奇函数,排除CD ;当π(0,2x ∈时,()cos 0exx x f x =>,即当π(0,2x ∈时,函数()f x 的图象在x 轴的上方,显然A 不满足,B 满足.故选:B4. 已知,αβ是空间两个不同的平面,,m n 是空间两条不同的直线,则下列说法正确的是( )A. 若//m α,//n β,且//m n ,则//αβB. 若//m α,//n β,且m n ⊥,则αβ⊥C. 若m α⊥,//n β,且m n ⊥,则αβ⊥D. 若m α⊥,n β⊥,且m n ⊥,则αβ⊥【答案】D 【解析】【分析】利用空间线面、面面平行、垂直的判定定理和性质定理分别分析各个选项可得解.【详解】对于A ,若//m α,//n β,且//m n ,则,αβ可能相交或平行,故A 错误;对于B ,若//m α,//n β,且m n ⊥,则,αβ可能相交或平行,故B 错误;对于C ,若m α⊥,//n β,且m n ⊥,则,αβ可能相交或平行,故C 错误;对于D ,若m α⊥,m n ⊥,则n 在平面α内或//n α,又n β⊥,所以αβ⊥,故D 正确.故选:D.5. 已知角θ始边为x轴非负半轴,终边经过点,将角θ的终边顺时针旋转π3后得到角β,则tan β=( )的A.B.C.D. 【答案】B 【解析】【分析】由三角函数的定义可得tan θ=,依题意得π3βθ=-,结合两角差的正切公式运算求值.【详解】因角θ的终边经过点,由三角函数的定义可得tan θ=,又依题意得π3βθ=-,所以tan tanπ3tan =tan 31tan tan 3πθβθπθ-⎛⎫-== ⎪⎝⎭+⋅,故选:B.6. 已知抛物线2:2(0)E y px p =>的焦点为F ,准线为l ,过E 上的一点A 作l 的垂线,垂足为B ,若3AB OF =(O 为坐标原点),且ABF △的面积为,则E 的方程为( )A. 24y x =B. 2y =C. 28y x=D. 2y =【答案】C 【解析】【分析】表达出AB 和点A 坐标,利用ABF △的面积求出p ,即可得出E 的方程.【详解】由题意,在抛物线2:2(0)E y px p =>中,3AB OF =,焦点,02p F ⎛⎫⎪⎝⎭,准线:2p l x =-∴2p OF =,32AB p =,则(),A p∴113222ABFA S AB y =⋅=⋅ ,解得:4p =∴E 的方程为:28y x =.故选:C.7.一个轴截面是边长为的正三角形的圆锥型封闭容器内放入一个半径为1的小球1O 后,再放入一个球2O ,则球2O 的表面积与容器表面积之比的最大值为( )A.481B.127C.D.【答案】A 【解析】【分析】由题设易知放入一个半径为1的小球1O 后,圆锥轴截面中小球1O 的截面圆为内切圆,要使比值最大,球2O 的半径2r 最大,利用内切圆性质求2r ,进而求球体、圆锥表面积,即可得比值.【详解】由边长为1113r =⨯=,即轴截面是边长为1,所以放入一个半径为1的小球1O 后,再放一个球2O ,如下图,要使球2O 的表面积与容器表面积之比的最大,即球2O 的半径2r 最大,所以只需球2O 与球1O 、圆锥都相切,其轴截面如上图,此时21112)33r r =⨯=,所以球2O 的表面积为224π4π9r =,圆锥表面积为13π9π2+⨯=,所以球2O 的表面积与容器表面积之比的最大值为481.故选:A8. 已知函数()f x 的定义域为3π3π,44⎛⎫-⎪⎝⎭,且()sin 2,sin cos sin ,sin cos x x x f x x x x <⎧=⎨≥⎩,若关于x 的方程()f x a =有4个不同实根1234,,,x x x x ()1234x x x x <<<,则()12341sin 2x x x x f x +++的取值范围是( )A. 12⎛⎝ B. 12⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭C. D. (【答案】A 【解析】【分析】利用辅助角公式得πsin cos 4x x x -=-,讨论其符号求x 范围,进而写出()f x 解析式并画出草图,数形结合得1234π,π2x x x x +=-+=1()1f x <<,即可得答案.【详解】由πsin cos )4x x x -=-,若sin cos x x <,则πsin()04x -<,可得()()π21π21π,4k x k k +<-<+∈Z ,所以5π9π2π2π,44k x k k +<<+∈Z ,若sin cos x x ≥,则πsin(04x -≥,可得()π2π21π,4k x k k ≤-≤+∈Z ,所以π5π2π2π,44k x k k +≤≤+∈Z ,所以3ππsin 2,44()π3πsin ,44x x f x x x ⎧-<<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩,其函数图象如下图,要使()f x a =有4个不同实根1234,,,x x x x ()1234x x x x <<<1a <<,由图知:1234π,π2x x x x +=-+=,故1234π24x x x x +++=1()1f x <<,所以()12341sin 2x x x x f x +++的范围为12⎛ ⎝.故选:A【点睛】关键点点睛:利用三角恒等变换研究正弦型函数性质,并画出()f x 的图象为关键.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.9. 近年来,乡村游成为中国国民旅游的热点,下面图1,2,3,4分别为2023年中国乡村旅游消费者年龄、性别、月收入及一次乡村旅游花费金额的有关数据分析,根据该图,下列结论错误的是( )A. 2023年中国乡村旅游消费者中年龄在19~50岁之间的男性占比超过13B. 2023年中国乡村旅游消费者中月收入不高于1万元的占比超过70%C. 2023年中国乡村旅游消费者中一次乡村旅游花费4个范围占比的中位数为30.6%D. 2023年中国乡村旅游消费者一次乡村旅游花费的平均数估计值高于650元(同一花费区间内的数据用其中间值作代表)【答案】BC 【解析】【分析】由图1和图2可判断A 选项,由图3可判断B 选项,由图4可判断C 、D 选项【详解】由图1和图2可知,2023年中国乡村旅游消费者中年龄在19~50岁之间的男性占比为97.6%37.2%36.3%⨯≈,故A 正确;由图3可知,2023年中国乡村旅游消费者中月收入不高于1万元的占比为60%,故B 错误;由图4可知,2023年中国乡村旅游消费者中一次乡村旅游花费4个范围占比的中位数为23.7%30.6%27.15%2+=,故C 错误;由图4可知,2023年中国乡村旅游消费者一次乡村旅游花费的平均数估计值为150 3.9%45041.8%75030.6%105023.7%672.3⨯+⨯+⨯+⨯=,故D 正确.故选:BC10. 若矩形ABCD 的所有顶点都在椭圆222:1(0)2x y E a a +=>上,且AB =,AC =,点P 是E 上与,,,A B C D 不重合的动点,则( )A. E 的长轴长为B.4存在点P ,使得12PA PC ⋅=-C. 直线,PA PB 的斜率之积恒为12- D. 直线,PA PC 的斜率之积恒为12-【答案】ABD 【解析】【分析】对A ,根据椭圆的对称性结合AB =可判断椭圆焦点在x 轴上,由此求得,,,A B C D 坐标,代入椭圆方程求得2a =,得解;对B 、D ,设点(),P x y 代入运算可判断得解;对C ,举反例可判断.【详解】因为矩形ABCD 的顶点都在椭圆上,根据椭圆的对称性可得,A C 关于原点对称,,B D 关于原点对称,由22212x y a +=,AB =,可得22a >,即椭圆焦点在x 轴上,如图所示,又AC =2BC ∴=,易得)A ,()B ,()1C -,)1D-.对于A ,将点)A代入椭圆方程可得22112a +=,解得2a =,椭圆的方程为22142x y +=,所以椭圆的长轴长为4,故A 正确;对于B ,设点(),P x y ,且2224x y +=,x ≠,则),1PA x y =-- ,(),1PC x y =--,所以)()()()2221131PA PC x x y y x y y ⋅=--+---=+-=- ,又y ≤≤,即当y =时,12PA PC ⋅=- ,故B 正确;对于C ,当点P 是左顶点时,()2,0P -,则PA k =,PB k =所以12PA PB k k ⋅==,故C 错误;对于D ,设点(),P x y ,且2224x y +=,x ≠则PA k =,PC k =,所以22221112222PA PC y y k k x y --⋅===---,故D 正确.故选:ABD.11. 已知正数,,x y z 满足5915x y z ==,则( )A. 220xz yz xy +-= B. 5915x y z<< C. 22xy z < D. 9216x y z+<【答案】AB 【解析】【分析】设15915,x y z t t ==>=,求出,,x y z ,利用对数的运算及换底公式计算判断A ;利用作商法计算判断B ;利用作差法计算判断CD.【详解】依题意,设15915,x y z t t ==>=,则log 5log 9log 151t t t x y z ===,11,,log 5log 9t t x y z ===对于A ,22592log 5log 92log 15)lo 0122(g 122)5(t t t t x x z yz xy xyz xyz z yz y x ⨯++-=+--===,A 正确;对于B ,9555log 95log 999log 5t t x y ==,而51046993933381()15555125==⨯<<,即有955log 91<,则59x y <,又5393log 1593log 151555log 9t t y y z z ===,33571551251932439==<⨯,即有539log 151<,则915y z <,所以5915x y z <<,B 正确;对于C ,由选项A 知,1220y x z +-=,得22xyz x y=+,则2222222(2)8(2)22(02(2)(2)xy x y xy xy x y xy z xy xy x y x y x y +---=-=⋅=>+++,C错误;对于D ,232()(2)32(32)092921692222x y x y xy x y xy x y x y x yx x z y y +-++---==>++=++,因此9216x y z +>,D 错误.故选:AB12. 在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,点P 满足1CP CD CC λμ=+,其中[0,1]λ∈,[0,1]μ∈,则下列说法正确的是( )A. 若12μ=,则P 点轨迹所在直线与平面1ACD 平行B. 若1λμ+=,则1A C BP⊥C. 若λμ=,则1DP A P +的最小值为D. 若BP 与平面11CC D D 所成角的大小为π4,则λμ的最大值为12【答案】ABD 【解析】【分析】A 、B 、C 根据条件确定P 点轨迹,结合线面平行判定、线面垂直的判定及性质、平面上两点距离最短判断;D 由条件得P 在线段 1C D上运动,令π[0,]2DCP θ∠=∈,则cos ,sin λθμθ==,结合三角恒等变换及正弦型函数性质求最值判断.【详解】A :若,E F 11,CC DD 中点,当12μ=时P 在线段EF 上运动,而//EF CD ,EF ⊄面1ACD ,CD ⊂面1ACD ,则//EF 面1ACD ,A 对;B :由1λμ+=,则P 在线段1C D 上运动;在正方体中易知11B C BC ⊥,且11A B ⊥面11BCC B ,1BC ⊂面11BCC B ,则11A B ⊥1BC ,1111B C A B B = ,111,B C A B ⊂面11A B C ,则1BC ⊥面11A B C ,1AC ⊂面11A B C ,为所以1BC ⊥1AC ,同理可证BD ⊥1AC ,又1BC BD B = ,1,BC BD ⊂面1BC D ,所以1A C ⊥面1BC D ,BP ⊂面1BC D ,则1A C BP ⊥,B 对;C :若λμ=,则P 在线段1CD 上运动;将面1CDD 翻折至与面11BCD A 共面,如下图,111111,135DD A D DD A ==∠=︒,所以1,,D P A 共线时1DP A P +的最小值为1DA ==,C 错;D :若BP 与平面11CC D D 所成角的大小为π4,连接1,BC BD ,又BC ⊥面11CDD C ,结合正方体性质1π4CC B CDB ∠=∠=,要使线面角CPB ∠恒为π4,只需P 在面11CDD C 中以C 为圆心,1CC 为半径的圆弧 1C D上运动;如上图,令π[0,]2DCP θ∠=∈,则cos ,sin λθμθ==,所以11sin cos sin 222λμθθθ==≤,当且仅当π4θ=时取等号,所以λμ的最大值为12,D 对.故选:ABD【点睛】关键点点睛:根据条件确定P 点运动轨迹为关键.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13. 已知函数2()3f x x x =-,则曲线()y f x =在点(1,2)-处的切线方程为______.【答案】10x y ++=【解析】【分析】应用导数几何意义求切线方程即可.【详解】由题设()23f x x '=-,则(1)1f '=-,故点(1,2)-处的切线方程为2(1)y x +=--,所以10x y ++=.故答案为:10x y ++=14. ()52221x y y ---的展开式中22x y 的系数为______.(用数字作答)【答案】140【解析】【分析】要产生22x y 可能是1个2x ,1个2y -,3个1-或1个2x ,2个2y -,2个1-,分别进行计算求解即可.【详解】()52221x y y ---的展开式中要产生22x y 可能是1个2x ,1个2y -,3个1-或1个2x ,2个2y -,2个1-,故展开式中含22x y 项为()()()()32212123122222543542C C C 1C C 2C 1140x yx y x y --+--=,即展开式中22x y 的系数为140.故答案为:140.15. 求作一个立方体,使其体积等于已知立方体体积的2倍,这就是历史上有名的立方倍积问题.1837年法国数学家闻脱兹尔证明了立方倍积问题不能只用直尺与圆规作图来完成,不过人们发现,跳出直尺与圆规作图的框框,可以找到不同的作图方法.如图是柏拉图(公元前427—公元前347年)的方法:假设已知立方体的边长为a ,作两条互相垂直的直线,相交于点O ,在一条直线上截取OA a =,在另一条直线上截取2=OB a ,在直线,OB OA 上分别取点,C D ,使90ACD BDC ∠=∠=︒(只要移动两个直角尺,使一个直角尺的边缘通过点A ,另一个直角尺的边缘通过点B ,并使两直角尺的另一边重合,则两直角尺的直角顶点即为,C D ),则线段OC 即为所求立方体的一边.以直线OA 、OC 分别为x 轴、y 轴建立直角坐标系,若圆E 经过点,,A C D ,则圆E 的方程为______.【答案】222()x y -+=【解析】【分析】根据题设有22OC OA ODOD OC OB ⎧=⋅⎪⎨=⋅⎪⎩求OC 、OD ,再求出E 坐标和圆的半径,进而写出圆的方程.【详解】由题设,222OC OA OD a OD OD OC OB a OC⎧=⋅=⎪⎨=⋅=⎪⎩,则432OC a OC OC =⇒=,所以OD =,由=90ACD ∠︒,要使圆E 经过点,,A C D ,则圆心E 为AD 中点,所以,0)Ea ,故圆E的方程为222()x y +=.故答案为:222()x y +=16. 已知数列{}n a 满足12π3n n a a +=+,集合{}*sin N n S a n =∈,若S 恰有4个子集,则S =______.【答案】1{1,}2-或1{,1}2-【解析】【分析】根据题设sin n a 有且仅有2个对应值,结合等差数列定义得12π2π33n a a n =-+,*N n ∈,根据正弦型函数周期性,只需研究123sin sin ,sin a a a ,是否相等,应用分类讨论求对应集合S .【详解】由S 恰有4个子集,故集合S 共有2个元素,即sin n a 有且仅有2个对应值,由12π3n n a a +-=,即{}n a 是公差为2π3的等差数列,则12π2π33n a a n =-+,*N n ∈,所以n a 的最小正周期为3T =,则角n a 必与123,,a a a 中的一个终边相同,所以S 中有且仅有123sin sin ,sin a a a ,且必有两个相等,若123sin sin sin a a a =≠,则11sin sin )2π3(a a +=1π03a +=,所以1πππ,Z 32a k k +=+∈,则1ππ,Z 6a k k =+∈,故121sin sin 2a a ==±,当121sin sin 2a a ==时,不妨取1π6,则25π6a =,33π2a =,此时1{1,}2S =-满足;当121sin sin 2a a ==-时,不妨取15π6a =-,则2π6a =-,3π2a =,此时1{,1}2S =-满足;若132sin sin sin a a a =≠,则11sin sin )4π3(a a +=1π)06a +=,所以1ππ,Z 6a k k +=∈,则1ππ,Z 6a k k =-∈,故131sin sin 2a a ==±,当131sin sin 2a a ==时,不妨取15π6a =,则23π2a =,313π6a =,此时1{1,}2S =-满足;当131sin sin 2a a ==-时,不妨取1π6a =-,则2π2a =,37π6a =,此时1{,1}2S =-满足;若231sin sin sin a a a =≠,则22sin sin )2π3(a a +=2π)06a +=,所以2ππ,Z 6a k k +=∈,则2ππ,Z 6a k k =-∈,故231sin sin 2a a ==±,当231sin sin 2a a ==时,不妨取25π6a =,则2π6a =,33π2a =,此时1{1,}2S =-满足;当231sin sin 2a a ==-时,不妨取2π6a =-,则15π6a =-,3π2a =,此时1{,1}2S =-满足;综上,1{1,}2S =-或1{,1}2-.故答案为:1{1,}2-或1{,1}2-【点睛】关键点点睛:利用集合子集个数得sin n a 有且仅有2个对应值,根据等差数列定义、正弦型函数的周期性,转化为研究123sin sin ,sin a a a ,且必有两个相等为关键.四、解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17. 记n S 为数列{}n a 的前n 项和,若13a =,21(1)(21)2n n n a n S ++++=.(1)求n S ;(2)若21(21)n nb n n S =-,求数列{}n b 的前n 项和n T .【答案】(1)221n n S n+=; (2)21nn +.【解析】【分析】(1)由题设及,n n a S 关系得221(1)2n n n S n S +-+=,构造新数列并结合等差数列定义写出通项公式,进而可得n S ;(2)应用裂项相消法求前n 项和.【小问1详解】由题设21(1)(21)2()n n n n S S n S ++++-=,则221(1)2n n n S n S +-+=,又12113S a ⨯==,故2{}n n S 是首项为3,公差为2的等差数列,所以232(1)21n n S n n =+-=+,则221n n S n +=.【小问2详解】由(1)得1111()(21)(21)22121n b n n n n ==--+-+,所以11111111(1)(1)2335212122121n n T n n n n =-+-++-=-=-+++ .18. 已知ABC 的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,A 为锐角,ABC 的面积为S ,()2224bS a b c a =+-.(1)判断ABC 的形状,并说明理由;(2)如图,若π4ABC ∠=,BC =,O 为ABC 内一点,且1OC =,3π4AOC ∠=,求OB 的长.【答案】(1)直角三角形或钝角三角形 (2)2【解析】【分析】(1)利用面积公式及余弦定理代入化简,然后利用正弦定理边化角可得答案;(2)由(1)的结果得到ABC 为等腰直角三角形,然后解AOC ,可得ACO ∠,进而可得BCO ∠,再解BOC 即可求出OB 的长.【小问1详解】()2224bS a b c a =+-Q ,14sin 2cos 2b bc A a bc A ∴⋅=⋅,即sin cos b A a A =,再由正弦定理边化角得sin sin sin cos B A A A =,sin 0A ≠ ,sin cos B A ∴=,又A 锐角,sin sin 2πB A ⎛⎫∴=- ⎪⎝⎭,2πB A ∴=-或2πB A π+-=,2πB A ∴+=或π2B A =+,ABC ∴ 为直角三角形或钝角三角形;【小问2详解】由(1)的结果以及4ABC π∠=,可得4BAC ABC π∠=∠=,ABC ∴为等腰直角三角形,又BC =,AC BC ∴==,为在AOC 中,则215cos 2AO AOC AO +-∠==,解得AO =,负值舍去,又sin sin AO AC ACO AOC=∠∠,sin sin AO AOCACO AC∠∴∠===πcos cos sin 2BCO ACO ACO ⎛⎫∴∠=-∠=∠= ⎪⎝⎭在BOC中,2222cos 1524BO OC BC OC BC BCO =+-⋅⋅∠=+-=,2BO ∴=.19. 如图,在三棱柱111ABC A B C -中,116A A A C ==,11A C =1A BC ⊥平面11AAC C .(1)求证:1BC CC ⊥;(2)若11A B A C ⊥,三棱锥1A ABC -的体积为18,点D 在棱AC 上,且12AD DC =,求平面11A DB 与平面ABC 夹角的余弦值.【答案】(1)证明见解析 (2【解析】【分析】(1)通过11⊥A A AC 以及平面1A BC ⊥平面11AAC C ,利用面面垂直的性质得1A A ⊥面1A BC ,进而利用三棱柱的性质可得1BC CC ⊥;(2)先利用体积求出1BA ,在利用111,,A B AC A A 两两垂直建立空间直角坐标系,利用向量法可求面面角.【小问1详解】116A A AC ==,11A C =,22221111A A A C A C AC ∴+==,即1A AC △为直角三角形,11A A AC ∴⊥,又 平面1A BC ⊥平面11AAC C ,平面1A BC ⋂平面111AA C C A C =,1A A ⊂平面11AAC C1A A \^面1A BC ,又BC ⊂面1A BC ,1A A BC \^,又11A A CC ∥,1BC CC ∴⊥;【小问2详解】由(1)得1A A ⊥面1A BC ,又11A B A C ⊥,故111,,A B AC A A 两两垂直,则11111116618332A ABC AA C V S BA BA -=⋅=⨯⨯⨯⨯= ,得13BA =,如图建立空间直角坐标系,则()()()()()()110,0,0,6,0,0,0,3,0,0,0,6,6,3,0,4,0,2A A B C B D -,设面11A DB 的法向量为(),,n x y z =,且()()1114,0,2,6,3,0A D A B ==- ,111420630n A D x z n A B x y ⎧⋅=+=⎪∴⎨⋅=-+=⎪⎩ ,取2y =得()1,2,2n =- ,设面ABC 的法向量为()000,,m x y z =,且()()6,3,0,6,0,6AB AC =-=- ,0000630660m AB x y m AC x z ⎧⋅=-+=⎪∴⎨⋅=-+=⎪⎩ ,取01x =得()1,2,1m =,cos ,n m n m n m ⋅∴===,即平面11A DB 与平面ABC20. 2023年5月28日我国具有完全自主知识产权的国产大飞机C919开启全球首次商业载客飞行,C919飞机的研制,聚集了我国数十万科研人员的心血,其中A B C D E F、、、、、等高校为C919大飞机做出了重要贡献,如A高校参与了气动总体、结构强度、航电、飞控和液压等设计,参加人数如下表:项目气动总体结构强度航电飞控液压参与人数55343B高校有8位教师参加了相关设计论证,具体如下表:(1)某科普博主准备从A B C D E F、、、、、共6所高校中随机选3所高校介绍其为C919大飞机做出的贡献,连续3天,每天发布一篇博文,每篇博文介绍一所高校(3天将选中的3所高校全部介绍完),求C D、被选到,且C在第2天被介绍的概率;(2)若从A高校参与设计的20人中随机选3人,在选到航电设计人员的条件下,求选到气动总体设计人员的概率;(3)若从B高校参与的6个论证项目中随机选取3个,记这3个论证项目中B高校参与教师人数为X,求X的分布列与期望.【答案】(1)115;(2)4592; (3)X 的分布列为X345P153515()1313454555E X =⨯+⨯+⨯=.【解析】【分析】(1)C 、D 均被选到,且C 在第2天被介绍有1124C A 种情况,再由古典概型的概率公式即可求得结果;(2)从A 高校参与设计的20人中随机选3人,选到航电设计人员,从对立事件求其概率;选到气动总体设计人员的情况,也从对立事件求其概率,再结合条件事件的概率公式()()()P BC P C B P B =即可求得结果;(3)6个论证项目中,其中有4个项目B 高校参与教师人数为1人;有2个项目B 高校参与教师人数为2人,由分析可知,3,4,5X =,进而写出X 的分布列,求出()E X .【小问1详解】C 、D 均被选到,且C 在第2天被介绍记为事件A ,()112436C A 1A 15P A ∴==.【小问2详解】从A 高校参与设计的20人中随机选3人,选到航电设计人员记为事件B ,从A 高校参与设计的20人中随机选3人,选到气动总体设计人员记为事件C ,()332017320C C 460C 1140P B -∴==,()()()332112321123203312312551251212320C C C C C C C C C C C C 225C 1140P BC ⎡⎤-++++++⎣⎦==,()()()4592P BC P C B P B ∴==,所以在选到航电设计人员的条件下,求选到气动总体设计人员的概率为4592.【小问3详解】由题意知,3,4,5X =,()3436C 13C 5P X ∴===;()214236C C 34C 5P X ===;()124236C C 15C 5P X ===.X ∴的分布列为X345P153515()1313454555E X ∴=⨯+⨯+⨯=.21. 已知双曲线Γ:()222210,0x y a ba b -=>>,1A ,2A 为Γ的左、右顶点,P 为Γ上一点,1PA 的斜率与2PA 的斜率之积为14.过点()3,0A 且不垂直于x 轴的直线l 与Γ交于M ,N 两点.(1)求Γ的方程;(2)若点E ,F 为直线3x =上关于x 轴对称的不重合两点,证明:直线ME ,NF 的交点在定直线上.【答案】(1)2214x y -=;(2)详见解析.【解析】【分析】(1)由题可知()()12,0,,0A a A a -,根据条件列出方程组,进而即得;(2)设直线MN 的方程为3,0x ty t =+≠,联立双曲线方程求得1212,y y y y +,再由直线ME 和NF的方程,求得交点的横坐标,即可求解.【小问1详解】由题意得()()12,0,,0A a A a -,又P 为Γ上一点,1PA 的斜率与2PA 的斜率之积为14,所以22731414a b ⎧-=⎪=,解得224,1a b ==,所以双曲线Γ的标准方程为2214x y -=;【小问2详解】设直线MN 的方程为3,0x ty t =+≠,由22314x ty x y =+⎧⎪⎨-=⎪⎩,可得()224650t y ty -++=,则240t -≠,()()2262040t t ∆=-->,设()11,M x y ,()22,N x y ,()3,E m ,()3,F m -,0m ≠,所以12122265,44t y y y y t t +=-=--, 直线ME l :()1133y m y m x x --=--,NF l :()2233y my m x x ++=--,联立两方程,可得:()()()()()2122121212112264233335334tmy y y m y m y m y m t m x x x x t x x ty ty ty y t m -+⎛⎫⎛⎫+-+--=--=--=-=- ⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭-,解得43x =,当直线MN 与x 轴重合时,则()()2,0,2,0M N -,ME l :()25y m x =+,NF l :()2y m x =--,联立可得43x =,综上,直线ME 与NF 的交点在定直线43x =上.22. 已知函数21()(21)2ln (R)2f x ax a x x a =-++∈.(1)若()f x 有唯一极值,求a 的取值范围;(2)当0a ≤时,若12()()f x f x =,12x x ≠,求证:124x x <.【答案】(1)0a ≤; (2)证明见解析.【解析】【分析】(1)求出函数()f x 的导数,分析极值点情况即可得解.(2)由(1)信息可设1202x x <<<,再构造函数,探讨函数的单调性推理即得.的【小问1详解】函数21()(21)2ln 2f x ax a x x =-++的定义域为(0,)+∞,求导得2(1)(2)()(21)ax x f x ax a x x--'=-++=,当0a >时,若12a =,()0f x '≥,函数()f x 在(0,)+∞上单调递增,无极值点,不符合题意;若102a <<,当02x <<或1x a >时,()0f x '>,当12x a<<时,()0f x '<,即函数()f x 在1(0,2),(,)a+∞上单调递增,在1(2,)a 上单调递减,函数()f x 有两个极值点,不符合题意;若12a >,当10x a<<或2x >时,()0f x '>,当12x a <<时,()0f x '<,即函数()f x 在1(0,),(2,)a+∞上单调递增,在1(,2)a 上单调递减,函数()f x 有两个极值点,不符合题意;当0a ≤时,当02x <<时,()0f x '>,当2x >时,()0f x '<,即函数()f x 在(0,2)上单调递增,在(2,)+∞上单调递减,2是函数()f x 的极大值点,且是唯一极值点,所以a 的取值范围是0a ≤.【小问2详解】当0a ≤时,函数()f x 在(0,2)上单调递增,在(2,)+∞上单调递减,由12()()f x f x =,12x x ≠,不妨令1202x x <<<,要证124x x <,只证124x x <,即证()124f x f x ⎛⎫< ⎪⎝⎭,就证()2240f x f x ⎛⎫-< ⎪⎝⎭,令4()()(),2g x f x f x x =->,求导得244()()()()g x f x f x x '''=-⋅-22)442(1)(2)(1)(2(2)4(4)(1)4)(2a ax x x x a ax x x x x x x x x=----+-=---+⋅2222282(2)[(24)](1x x a x x a x x x ax x x x x ----++-=-+=⋅223(2)[(1)3]0x a x a x x-++-=<,于是函数()g x 在(2,)+∞上单调递减,()(2)0g x g <=,而22x >,则2()0g x <,即222244()()0()(f x f f x f x x -<⇔<,又12()()f x f x =,因此124()()f x f x <,显然12402,02x x <<<<,又函数()f x 在(0,2)上单调递增,则有124x x <,所以124x x <.【点睛】思路点睛:涉及函数的双零点问题,不管待证的是两个变量的不等式,还是导函数的值的不等式,都是把双变量的等式或不等式转化为一元变量问题求解,途径都是构造一元函数.。
安徽省2020-2021学年高三上学期12月大联考数学(文)试题 含答案

2020—2021学年高三年级考试卷文科数学满分:150分 考试时间:120分钟注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内.2. 选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清晰.3. 请按照题序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域的答案无效...........;在草稿纸....、试题..卷上的答题无效........ 4. 保持答题卡卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀.5. 考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.一、选择题:共12小题,每小题5分,满分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.1. 已知集合11M xx ⎧⎫=>⎨⎬⎩⎭,(){}2log 1N x x a =-<,M N ⊆,则a 的取值范围是( ) A. ()1,0- B. ()0,1C. []1,0-D. []0,1 2. 31log 4a =,1413b ⎛⎫= ⎪⎝⎭,143c =,则a ,b ,c 的大小关系是( ) A. a b c << B. c a b << C. a c b << D. c b a <<3. 命题p :0a b ⋅<,则,a b 为钝角;q :()tan 4f x x π⎛⎫=+⎪⎝⎭图象的一个对称中心是,04π⎛⎫ ⎪⎝⎭,则以下真命题是( )A. p q ∧B. p q ⌝∧C. p q ∧⌝D. p q ⌝∧⌝ 4. 函数1sin ()lg ,cos 22x f x x x ππ+⎛⎫⎛⎫=∈- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象大致是( ) A. B. C. D.5. 函数ln y x ax =+的图象与直线21y x =-相切,则a =( )A. -1B. 1C. -2D. 26. 已知等差数列{}n a 满足:10a >,35S a =,1a ,2a ,42a +成等比数列,则12222n a a a ++⋅⋅⋅+=( ) A. ()2413n - B. ()1413n -C. 41n -D. 44n -7. 某几何体三视图如图,则该几何体的最长棱与最短棱长度之和为( )A. B. 5C. 2D. 2+8. 函数()3sin 4cos f x x x =+在区间[]0,π上的对称轴为x ϕ=,则cos ϕ=( )A. -1B. 0C. 35 D. 459. 如图,正方体1111ABCD A B C D -中,M 为11C D 中点,则BM 与AC 所成角的余弦值为()A. 14 B. 4C. 16 D. 6。
2021届河南省九师联盟高三上学期12月联考数学(理)试卷参考答案

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河南省九师联盟2021年高三文科数学联考试题【含答案】

小王与小张二人参加某射击比赛,二人在选拔赛的五次测试的得分情况如图所示。
设小王A.27B.48 8.在△ABC 中,角A c =2b ,sin 2A -3sin 2B A. B. ππA. B. C. 5332310.已知函数f(x)=log 2(1+4x )C.函数f(x)是奇函数D.函数f(x)是偶函数11.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的体积为16,点P 在面A 1B 1C 1D 1上,且A 1,C 到P 的2距离分别为2,2,则直线CP 与平面BDD 1B 1所成角的正切值为3A. B. C. D.2233121312.设函数f(x)=|sinx +cosx|+|sinx -cosx|,则下列结论错误的是A.函数f(x)为偶函数B.函数f(x)的图象关于直线x =对称2πC.函数f(x)的最小值为D.函数f(x)的单调递增区间为[-+kπ,kπ](k ∈Z)24π二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.设向量a =(-3,1),b =(m ,-4),且a ⊥(a -2b),则实数m =。
14.函数f(x)=(x -3)e x 的图象在点(0,f(0))处的切线方程为。
15.在区间[-8,4]上任取一个数x ,则事件“sin ≤”发生的概率为 。
4xπ2216.已知长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的体积为32,AA 1=2,则当长方体55ABCD -A 1B 1C 1D 1的表面积最小时,该长方体外接球的体积为 。
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)在数列{a n }中,a 1=1,当n ≥2时,a n =a 1+a 2+a 3+…+a n -1。
121311n -(1)求{a n }的通项公式;(2)若b n =,求数列{b n }的前n 项和S n 。
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九师联盟2020-2021学年高三上学期12月联考数学试题一、选择题: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.设集合{}21A x x =≤,{}20B x x =−<<,则A B ⋃=( ). A .[)1,0−B .(]2,1−C .(]1,0−D .[]2,1−2.已知i 是虚数单位,则2ii−=( ). A .12i +B .12i −C .12i −−D .12i −+3.甲、乙两人下棋,和棋的概率为50%,甲不输的概率为90%,则乙不输的概率为( ). A .60%B .50%C .40%D .30%4.92x x ⎛⎫− ⎪⎝⎭的展开式中常数项为( ).A .84−B .672−C .84D .6725.国防部新闻发言人在9月24日举行的例行记者会上指出:“台湾是中国不可分割的一部分,解放军在台海地区组织实兵演练,展现的是捍卫国家主权和领土完整的决心和能力”.如图为我空军战机在海面上空绕台巡航.已知海面上的大气压强是760mmHg ,大气压强p (单位:mmHg )和高度h (单位:m )之间的关系为760hkp e −=(e 是自然对数的底数,k 是常数).根据实验知500m 高空处的大气压强是700mmHg ,则我战机在1000m 高空处的大气压强约是( ).(结果保留整数)A .645mmHgB .646mmHgC .647mmHgD .648mmHg6.如图,在平行四边形ABCD 中,E ,F 分别是BC ,CD 的中点,已知5AE =,2AF =,则AC BD ⋅=( ).A .6−B .4−C .10−D .7−7.在公差为1的等差数列{}n a 中,已知1a t =,1nn n a b a =+,若对任意的正整数n ,9n b b ≤恒成立,则实数t 的取值范围是( ). A .19,92⎛⎫−− ⎪⎝⎭B .()9,8−−C .1910,2⎛⎫−−⎪⎝⎭D .()10,9−−8.已知()f x x x =,对任意的x ∈R ,()()2430f ax f x +−≥恒成立,则实数a 的最小值是( ). A .12B .13C .16D .18二、选择题:在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求. 9.下列命题为真命题的是( ). A .若a b >,则122a b −>B .若0a b >>,则lg 1lg ab> C .若0a >,0b >,则2abab a b ≥+ D .若a b >,则22ac bc > 10.将函数()f x 的图象向左平移π6个单位长度,再将所得函数图象上的所有点的横坐标变为原来的32倍,得到函数()()()sin 0,0,πg x A x A ωϕωϕ=+>><的图象.已知函数()g x 的部分图象如图所示,则下列关于函数()f x 的说法正确的是( ). A .()f x 的最小正周期为π3B .()f x 在区间ππ,93⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递减C .()f x 的图象关于直线π9x =对称D .()f x 的图象关于点π,09⎛⎫⎪⎝⎭成中心对称 11.已知双曲线()222:10x C y a a−=>,若圆()2221x y −+=与双曲线C 的渐近线相切,则( ).A .双曲线C 的实轴长为6B .双曲线C 的离心率233e =C .点P 为双曲线C 上任意一点,若点P 到C 的两条渐近线的距离分别为1d ,2d ,则2134d d =D .直线1y k x m =+与C 交于A ,B 两点,点D 为弦AB 的中点,若OD (O 为坐标原点)的斜率为2k ,则1213k k =12.《九章算术》是我国古代数学名著,它在几何学中的研究比西方早一千多年,在《九章算术》中,将底面为直角三角形,且侧棱垂直于底面的三棱柱称为堑堵;阳马指底面为矩形,一侧棱垂直于底面的四棱锥;鳖臑指四个面均为直角三角形的四面体.如图,在堑堵111ABC A B C −中,AB AC ⊥,12C C BC ==,则下列说法正确的是( ). A .四棱锥11B A ACC −为阳马 B .三棱锥1C ABC −为鳖臑C .当三棱锥1C ABC −的体积最大时,2AC =D .记四棱锥11B A ACC −的体积为1V ,三棱锥1C ABC −的体积为2V ,则123V V = 三、填空题: 13.若π1sin 63x ⎛⎫−=− ⎪⎝⎭,则πsin 26x ⎛⎫+= ⎪⎝⎭______. 14.已知F 为抛物线2:C y x =的焦点,点A ,B 在抛物线上,且分别位于x 轴的上、下两侧,若BFO△的面积是12(O 为坐标原点),且12OA OB ⋅=,则直线AB 的斜率是______. 15.经纬度是经度与纬度的合称,它们组成一个坐标系统,称为地理坐标系统,它是一种利用三度空间的球面来定义地球上的空间的球面坐标系统,能够标示地球上的任何一个位置.经度是个二面角,是两个经线平面(经线与地轴所成的半平面)的夹角,某一点的经度,就是该点所在的经线平面与本初子午线平面间的夹角.纬度是个线面角,某一点的纬度是指该点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角.城市A 位置东经120°,北纬48°,城市B 位置为东经120°,北纬18°,若地球的半径为R ,则过A ,B 两点和地心的平面截球所得的截面圆的劣弧AB 的长为______.16.若函数()2xf x e x =−图象在点()()00,x f x 处的切线方程为y kx b =+,则k b −的最小值为______.四、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.17.在①222sin sin sin sin sin A C B A C +−=,②π1sin cos 62B B ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,③cos cos 2cos c A a C b B ⋅+⋅=⋅这三个条件中任选一个,补充在下面问题中,并给出解答.问题:在ABC △中,角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,sin 2sin A C =,2b =,且______.求ABC △的面积.18.已知数列{}n a 满足()()112323122n n a a a na n n +*++++=−⋅+∈N .(1)求数列{}n a 的通项公式;(2)若log 2n n a b =,则在数列{}n b 中是否存在连续的两项,使得它们与后面的某一项依原来顺序构成等差数列?若存在,请将这样的两项都探究出来;若不存在,请说明理由.19.电子邮件是一种用电子手段提供信息交换的通信方式,是互联网应用最广的服务.通过网络的电子邮件系统,用户可以以非常低廉的价格(不管发送到哪里,都只需负担网费)、非常快速的方式(几秒钟之内可以发送到世界上任何指定的目的地),与世界上任何一个角落的网络用户联系.我们在用电子邮件时发现了一个有趣的现象,中国人的邮箱名称里含有数字的比较多,而外国人邮箱名称里含有数字的比较少.为了研究邮箱名称里含有数字是否与国籍有关,随机调取40个邮箱名称,其中中国人的20个,外国人的20个,在20个中国人的邮箱名称中有15个含数字,在20个外国人的邮箱名称中有5个含数字. (1)根据以上数据填写22⨯列联表:(2)能否有99%的把握认为“邮箱名称里含有数字与国籍有关”?(3)用样本估计总体,将频率视为概率.在中国人邮箱名称里和外国人邮箱名称里各随机调取6个邮箱名称,记“6个中国人邮箱名称里恰有3个含数字”的概率为1P ,“6个外国人邮箱名称里恰有3个含数字”的概率为2P ,试比较1P 与2P 的大小. 附:临界值参考表与参考公式(()()()()()22n ad bc K a b c d a c b d −=++++,其中n a b c d =+++)20.在四棱锥P ABCD −中,底面ABCD 为矩形,PA AD ⊥,平面PAD ⊥平面ABCD ,2AB =,3PA AD ==.点E 在线段PC 上(端点除外),平面ABE 交PD 于点F .(1)求证:四边形ABEF 为直角梯形; (2)若322AF =,求直线PC 与平面ABEF 所成角的正弦值. 21.已知椭圆()2222:10x y E a b a b+=>>的左、右焦点分别为()11,0F −,()21,0F ,过1F 且斜率为24的直线与椭圆的一个交点在x 轴上的射影恰好为2F . (1)求椭圆E 的方程;(2)如图,下顶点为A ,过点()0,2B 作一条与y 轴不重合的直线,该直线交椭圆E 于C ,D 两点,直线AD ,AC 分别交x 轴于点H ,G .求证:ABG △与AOH △的面积之积为定值,并求出该定值.22.已知函数()()()111ln f x x a x x a =−+−−⎡⎤⎣⎦∈R . (1)当0a ≥时,求函数()f x 的极小值;(2)当0a <时,若1x =是函数()f x 的极大值点,求a 的取值范围.九师联盟2020-2021学年高三上学期12月联考数学试题参考答案1.B【解析】因为集合{}11A x x =−≤≤,{}20B x x =−<<, 所以{}21A B x x ⋃=−<≤.故选B .2.C 【解析】()()()2i i 2i 12i i i i −−−==−−⨯−,故选C . 3.A【解析】设A ={甲获胜},B ={甲不输},C ={甲乙和棋} , 则A ,C 互斥,且B A C =+, 则()()()()P B P A C P A P C =+=+,即()()()40P A P B P C =−=%,乙获胜的概率为10%, 则乙不输的概率为60%.故选A . 4.B【解析】()932919922r rrr r r r T CC x x −−+⎛⎫=⋅−=− ⎪⎝⎭, 令930r −=,得3r =,所以常数项为()3938842672C ⨯⨯=−−=−.故选B .5.A【解析】当500h =时,700p =,即5003538ke −=, 所以1000m 高空处的大气压强约为()22100050035122507607607606453819k k p e e−−⎛⎫===⨯=≈ ⎪⎝⎭.故选A .6.B【解析】设AD a =,AB b =, 则12AF a b =+,12AE a b =+. 两式相加、相减易得()23a b AF AE +=+,()2a b AF AE −=−, 则()()()()223AC BD a b a b AF AE AF AE ⋅=+⋅−=+⋅−()22443AF AE =−=−.故选B . 7.D【解析】由题意知1n a n t =+−,所以111n n t b n t n t+−==−++, 所以点(),n n b 在函数()11f x x t=−+的图象上; 由9n b b ≤知,9b 为数列{}n b 的最大项, 所以910t <−<,所以109t −<<−.故选D . 8.C【解析】因为()22,0,0x x f x x x x x ⎧−<⎪==⎨≥⎪⎩,所以()f x 为奇函数,且在(),−∞+∞上单调递增, 所以()()()24326f ax f x f x ≥−−=−, 所以226ax x ≥−,所以问题转化为“对任意的x ∈R ,2260ax x −+≥恒成立”.当0a =时显然不成立,则0a ≠时,()2240a a >⎧⎪⎨−−⨯⨯≤⎪⎩,解得16a ≥.故选C . 9.AC【解析】对于A ,因为a b >,所以0a b −>,所以1212a b−>>,故A 正确; 对于B ,10a =,110b =,lg 1lg a b>不成立; 对于C ,因为0a >,0b >,所以a b +≥2aba b=≥+,故C 正确; 对于D ,当0c =时不成立.故选AC . 10.BC【解析】由图象可得2A =,πT =,π212g ⎛⎫−= ⎪⎝⎭, 所以2ω=,()ππ2π62k k ϕ−+=+∈Z , 所以()2π2π3k k ϕ=+∈Z ,由πϕ<,即2π3ϕ=,得()2π2sin 23g x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,将()g x 的图象上的所有点的横坐标变为原来的23倍, 再向右平移π6个单位长度得到函数()f x 的图象,即()π2sin 36f x x =+⎛⎫ ⎪⎝⎭,所以()f x 的最小正周期为2π3, 当π9x =时,()f x 取最大值,所以()f x 的图象关于π9x =对称, 当ππ,93x ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦时,ππ7π3,626x ⎡⎤+∈⎢⎥⎣⎦, 所以()π2sin 36f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭单调递减.故选BC . 11.BCD【解析】由题意知C 的渐近线方程为0x ay ±=,1=,解得a =所以半焦距2c =,所以3e ==,故A 错误,B 正确;设()00,P x y,所以1d =2d =,所以2200123344x y d d −===,故C 正确; 设()11,A x y ,()22,B x y ,由点差法易得1213k k =,故D 正确. 故选BCD . 12.ABC【解析】堑堵111ABC A B C −为直三棱柱,其中侧棱1A A ⊥平面ABC ,11A ACC 为矩形,AB AC ⊥, 则四棱锥11B A ACC −为阳马;三棱锥1C ABC −中,1C C ⊥平面ABC ,BA ⊥平面1ACC ,则三棱锥1C ABC −的四个面均为直角三角形, 所以三棱锥1C ABC −为鳖臑;三棱锥1C ABC −的体积最大时,由于高12C C =,则ABC △的面积最大, 而2BC =,所以224AB AC +=,所以2222AB AC AB AC +⋅≤=,当且仅当AB AC ==即当AC =ABC △面积取得最大值,三棱锥1C ABC −的体积最大;1113V AC CC AB =⨯⨯⨯,211132B AB AC CC =⨯⨯⨯⨯,则122V V =.故选ABC .13.79【解析】2πππππ7sin 2sin 2cos 212sin 662669x x x x ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=−+=−=−−= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦. 14.13−【解析】设()11,A x y ,()22,B x y .由抛物线2y x =得1,04F ⎛⎫⎪⎝⎭, 而()2111242BFO S y =⨯⨯−=△,得24y =−,则216x =, 由12121116412OA OB x x y y x y ⋅=+=−=,则1143x y −=,又211y x =,结合10y >,解得11y =,11x =,所以直线AB 的斜率是13−. 15.π6R 【解析】设球心为O ,由题意知劣弧所对的圆心角π4818306AOB ∠=︒−︒=︒=, 所以弧长为π6R . 16.12e−−【解析】切点为()000,2xx e x −,()2xf x e '=−,所以()002xf e x '=−,则()f x 图象在()()00,x f x 处的切线的斜率为02x k e =−,则所求切线的方程为()()0022xx x y e x x e=−−+−,即()00002xx xy e x e x e =−−+,则02x k e =−,000x x x b e e =−+, 则002x b e x −=−.对于函数2xy xe =−,()1xy ex '=+,当1x <−时,0y '<;当1x >−时,0y '>;所以函数2xy xe =−在1x =−取得极小值,亦即最小值,则k b −的最小值为12e−−. 17.解:若选择条件①,由正弦定理,得222a c b ac +−=.由余弦定理知2221cos 222a cb ac B ac ac +−===.由0πB <<,得π3B =, 由sin 2sin A C =及正弦定理,得2a c =,将2a c =和2b =代入222a c b ac +−=,解得243c =c , 所以233c =,4323a c ==, 所以114323323sin 22S ac B +== 311cos cos 22B B B +=+, 311cos 22B B −=,所以π1sin 62B ⎛⎫−= ⎪⎝⎭.由0πB <<,得π3B =, 由余弦定理,得222a c b ac +−=. 由sin 2sin A C =及正弦定理,得2a c =,将2a c =和2b =代入222a c b ac +−=,解得243c =,所以3c =,23a c ==,所以11sin 22S ac B ===. 若选择条件③,由正弦定理,得sin cos sin cos 2sin cos C A A C B B ⋅+⋅=, 所以()sin 2sin cos A C B B +=.由πA C B +=−,得sin 2sin cos B B B =, 由sin 0B ≠,解得1cos 2B =. 由0πB <<,得π3B =, 由余弦定理,得222a c b ac +−=. 由sin 2sin A C =及正弦定理,得2a c =,将2a c =和2b =代入222a c b ac +−=,解得243c =,所以3c =,23a c ==,所以11sin 223323S ac B ==⨯⨯=. 18.解:(1)由题意,得()112323122n n a a a na n +++++=−⋅+,当2n ≥时,()()1231231222n n a a a n a n −++++−=−⋅+, 两式相减,得()()11222n n n na n n +=−⋅−−⋅,即2n n a =.当1n =时,12a =,也满足上式, 所以数列{}n a 的通项公式2n n a =. (2)22111log 2log log 2n n a n n b a n====, 法一:11b =,212b =,显然不适合, 212b =,313b =适合,即212b =,313b =,616b =构成公差为16−的等差数列;313b =,414b =适合,即313b =,414b =,616b =构成公差为112−的等差数列;当4n ≥时,假设n b ,1n b +,()2n k b k +≥成等差数列, 则12n n n k b b b ++=+, 即12211122121n k n n n b b b n n n n n n ++−=−=−==++++−, 而当4n ≥时,21n *∉−N ,所以n k b +不是数列{}n b 中的项, 所以当4n ≥时,不存在连续两项,使之与数列后面某一项依原顺序成等差数列. 综上,2b ,3b 和3b ,4b 适合条件. 法二:11b =,212b =,显然不适合; 当2n ≥时,设n b ,1n b +,()2n k b k +≥成等差数列, 则12n n n k b b b ++=+,即2111n n n k =+++, 解得221k n =+−. 当2n =时,4k =,则212b =,313b =,616b =构成公差为16−的等差数列;当3n =时,3k =,则313b =,414b =,616b =构成公差为112−的等差数列;当4n ≥时,21n *∉−N ,则k *∉N ,所以n k b +不是数列{}n b 中的项, 所以当4n ≥时,不存在连续两项,使之与数列后面某一项依原顺序成等差数列. 综上,2b ,3b 和3b ,4b 适合条件. 19.解:(1)填写22⨯列联表如下:(2)()()()()()()2224015155510.000 6.63520202020n ad bc K a b c d a c b d −⨯−⨯===>++++⨯⨯⨯.因为根据临界值表可知,所以有99%的把握认为“邮箱名称里含有数字与国籍有关”. (3)用样本估计总体,将频率视为概率,根据(1)中22⨯列联表, 中国人邮箱名称里含数字的概率为153204=,外国人邮箱名称里含数字的概率为51204=. 设“6个中国人邮箱名称里含数字”的人数为随机变量ξ, “6个外国人邮箱名称里含数字”的人数为随机变量η, 根据题意,得36,4B ξ⎛⎫~ ⎪⎝⎭,16,4B η⎛⎫~ ⎪⎝⎭, 则3633333166333114444P C C −⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=−= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,3633333266111314444P C C −⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=−= ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭,所以12P P =.20.(1)证明:因为//AB CD ,AB ⊂平面ABEF ,CD ⊄平面ABEF , 所以//CD 平面ABEF .又CD ⊂平面PCD ,平面ABEF ⋂平面PCD EF =, 所以//CD EF .又EF CD AB <=,所以四边形ABEF 为梯形.因为AB AD ⊥,平面PAD ⊥平面ABCD ,平面PAD ⋂平面ABCD AD =,AB ⊂平面ABCD . 所以AB ⊥平面PAD ,又AF ⊂平面PAD ,所以AB AF ⊥, 所以四边形ABEF 为直角梯形.(2)解:法一在直角三角形PAD 中,PD =2AF =,则2PD AF =, 所以F 为PD 的中点,又//CD EF ,所以E 为PC 的中点. 因为PA AD ⊥,又由(1)知,AB ⊥平面PAD ,所以AB ,AD ,AP 两两垂直.以A 为原点,分别以AB ,AD ,AP 的方向为x 轴,y 轴,z 轴的正方向, 建立空间直角坐标系A xyz −,则()0,0,0A ,()2,0,0B ,()2,3,0C ,()0,0,3P , 从而331,,22E ⎛⎫⎪⎝⎭,所以331,,22BE ⎛⎫=− ⎪⎝⎭,()2,0,0AB =,()2,3,3PC =−. 设平面ABEF 的法向量为(),,m a b c =,则00m AB m BE ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩,即2033022a abc =⎧⎪⎨−++=⎪⎩, 取1b =,则()0,1,1m =−.设直线PC 与平面ABEF 所成的角为θ, 则6311sin cos ,222PC m PC m PC mθ⋅====⨯ 故直线PC 与平面ABEF 311 法二:因为PA AD ⊥,3PA AD ==,所以32PD = 因为32AF =2PD AF =, 所以F 为PD 的中点,所以AF PD ⊥. 由(1)知AB ⊥平面PAD ,又PD ⊂平面PAD ,所以AB PD ⊥, 又AF AB A ⋂=,所以PD ⊥平面ABEF , 所以直线PC 与平面ABEF 所成的角就是PEF ∠,又因为//EF CD ,所以PEF PCD ∠=∠. 又//AB CD ,所以CD PD ⊥,所以sin11PDPCDPC∠====,故直线PC与平面ABEF所成角的正弦值为11.21.解:(1)过()11,0F−且斜率为4的直线方程为)14y x=+,令1x=,则2y=,由题意可得222211112a ba b⎧−=⎪⎨+=⎪⎩,解得22a=,21b=,所以椭圆E的方程为2212xy+=.(2)由题意知,直线BC的斜率存在,设直线BC的方程为2y kx=+,设()11,D x y,()22,C x y,将2y kx=+代入2212xy+=,得()2212860k x kx+++=,所以122812kx xk−+=+,122612x xk=+,由216240k=−>∆,232k>,所以()121224412y y k x xk+=++=+,()()()2212121212242222412ky y kx kx k x x k x xk−=++=+++=+,直线AD的方程为1111yy xx+=−,令0y=,解得111xxy=+,则11,01xHy⎛⎫⎪+⎝⎭,同理可得22,01xGy⎛⎫⎪+⎝⎭,所以121211132121ABG AOH x x S S y y ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯++△△ ()()12121212123341141x x x x y y y y y y ==+++++ 222222633636112442441244249211212k k k k k k +==⨯=⨯=−+++−++++. 所以ABG △与AOH △的面积之积为定值,该定值为12. 22.解:(1)函数()f x 的定义域为(0,)+∞,()11ln a f x a a x x+'=++−. 设()11ln a g x a a x x +=++−,则()2211a a ax a g x x x x+++'=+=. 当0a ≥时,()0g x '>,则()g x 在()0,+∞上为增函数,且()10g =, 当01x <<时,()0g x <,即()0f x '<; 当1x >时,()0g x >,即()0f x '>,所以()f x 在()0,1上单调递减,在()1,+∞上单调递增, 所以1x =是()f x 的极小值点,且()f x 的极小值为()10f =.(2)当0a <时,由(1)知()2211a a x ax a a g x x x +⎛⎫+ ⎪++⎝⎭'==.(ⅰ)当10a a+≥,即1a ≤−时,()0g x '<, 则()g x 在()0,+∞上为减函数,又()10g =. 当01x <<时,()0g x >,即()0f x '>; 当1x >时,()0g x <,即()0f x '<,所以()f x 在()0,1上为增函数,在()1,+∞上为减函数, 所以1x =是()f x 的极大值点,满足题意. (ⅱ)当10a a +<时,令()0g x '=得1a x a+=−,①当101a a +<−<,即112a −<<−时,取1,a x a +⎛⎫∈−+∞ ⎪⎝⎭, 得()0g x '<,则()g x 在1,a a +⎛⎫−+∞ ⎪⎝⎭上为减函数,当11a x a+−<<时,()()10g x g >=,即()0f x '>; 当1x >时,()()10g x g <=,即()0f x '<, 所以()f x 在1,1a a +⎛⎫−⎪⎝⎭上为增函数,在()1,+∞上为减函数, 所以1x =是()f x 的极大值点,满足题意. ②当11a a +−=,即12a =−时,()212x g x x−'=−, 当01x <<时,()0g x '>;当1x >时,()0g x '<, 所以()g x 在()0,1上为增丽数,在()1,+∞上为减函数, 所以()()()10f x g x g '=≤=,从而()f x 在()0,+∞上为减函数,此时()f x 无极大值. ③当11a a +−>-,即102a >>−时, 取11,a x a +⎛⎫∈− ⎪⎝⎭,得()0g x '>,则()g x 在11,a a +⎛⎫− ⎪⎝⎭上为增函数, 当11a x a+<<−时,()()10g x g >=,即()0f x '>, 这与“()f x 在1x =处有极大值”矛盾, 此时不满足题意. 综上.所求实数a 的取值范围是1,2⎛⎫−∞−⎪⎝⎭. (说明:若学生由题易知()10f '=,根据()10f ''<转化求解,这不是充要条件.没有运用数学语言和数学符号进行代数推理,可扣23的分。