2021届河北衡水中学新高考原创预测试卷(一)理科数学
2021届河北衡水密卷新高考原创预测试卷(五)理科数学

2021届河北衡水密卷新高考原创预测试卷(五)理科数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.如果复数12aii-+(a R∈,i为虚数单位)的实部与虚部相等,则a的值为()A. 1B. -1C. 3D. -3 【答案】D【解析】【分析】由复数的除法运算化简得到实部和虚部,令其相等即可得解.【详解】()()()()()1221212225ai i a a i aii i i----+-==++-,由题意知:21255a a-+=-,解得3a =-. 故选D.【点睛】本题主要考查了复数的除法运算及实部和虚部的定义,属于基础题. 2.若{0,1,2}A =,{|2,}aB x x a A ==∈,则A B =( )A. {0,1,2}B. {0,1,2,3}C. {0,1,2,4}D. {1,2,4}【答案】C 【解析】 【分析】先求出集合B ,再求并集即可.【详解】由{}0,1,2A =,得{}{}|2,1,2,4aB x x a A ==∈=.{}0,1,2,4A B ⋃=.故选C.【点睛】本题主要考查了集合的描述法及并集的运算,属于基础题.3.向量(2,)a t =,(1,3)b =-,若a ,b 的夹角为钝角,则t 的范围是( ) A. 23t <B. 23t >C. 23t <且6t ≠- D. 6t <-【答案】C 【解析】 【分析】若a ,b 的夹角为钝角,则0a b <且不反向共线,进而利用坐标运算即可得解. 【详解】若a ,b 的夹角为钝角,则0a b <且不反向共线,230a b t =-+<,得23t <. 向量()2,a t =,()1,3b =-共线时,23t ⨯=-,得6t =-.此时2a b =-. 所以23t <且6t ≠-. 故选C.【点睛】本题主要考查了利用数量积研究向量的夹角,当为钝角时,数量积为0,容易忽视反向共线时,属于易错题.4.《掷铁饼者》 取材于希腊的现实生活中的体育竞技活动,刻画的是一名强健的男子在掷铁饼过程中最具有表现力的瞬间.现在把掷铁饼者张开的双臂近似看成一张拉满弦的“弓”,掷铁饼者的手臂长约为4π米,肩宽约为8π米,“弓”所在圆的半径约为1.25米,你估测一下掷铁饼者双手之间的距离约为( ) (参考数据:2 1.414,3 1.732≈≈)A. 1.012米B. 1.768米C. 2.043米D. 2.945米【答案】B 【解析】 【分析】由题分析出“弓”所在弧长,结合弧长公式得出这段弧所对圆心角,双手之间距离即是这段弧所对弦长.【详解】由题:“弓”所在弧长54488l ππππ=++=,其所对圆心角58524ππα==,两手之间距离2 1.25 1.768d =≈.故选:B【点睛】此题考查扇形的圆心角和半径与弧长关系的基本计算,关键在于读懂题目,提取有效信息.5. 有6名男医生、5名女医生,从中选出2名男医生、1名女医生组成一个医疗小组,则不同的选法共有 A. 60种 B. 70种C. 75种D. 150种【答案】C 【解析】 试题分析:因,故应选C .考点:排列数组合数公式及运用.6.已知某个几何体的三视图如图,根据图中标出的尺寸,可得这个几何体的表面积是( )A. 162+B. 122226++C. 1822+D.1622+【答案】B 【解析】 【分析】如图所示,还原几何体,证明CD CP ⊥,计算表面积得到答案.【详解】还原几何体,如图所示:连接AC简单计算得到AC CD ==4=AD ,故AC CD ⊥,PA ⊥平面ABCD ,故PA CD ⊥.故CD CP ⊥,PC =表面积为:()111112422242222222S =⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯12=+故选:B【点睛】本题考查了三视图,表面积的计算,还原几何体是解题的关键. 7.下列函数中,最小正周期为π,且图象关于直线3x π=对称的函数是( )A. 2sin 23y x π⎛⎫=+⎪⎝⎭B. 2sin 26y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭ C 2sin 23x y π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ D. 2sin 23y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭【答案】B 【解析】 【分析】首先选项C 中函数2sin 23x y π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的周期为2412T ππ==,故排除C,将3x π=,代入A,B,D求得函数值,而函数sin()y A x B ωϕ=++在对称轴处取最值,即可求出结果.【详解】先选项C 中函数2sin 23x y π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的周期为2412T ππ==,故排除C,将3x π=,代入A,B,D求得函数值为0,,而函数sin()y A x B ωϕ=++在对称轴处取最值. 故选:B .【点睛】本题考查三角函数的周期性、对称性,难度较易.8.我国古代名著《庄子·天下篇》中有一句名言“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,其意思为:一尺的木棍,每天截取一半,永远都截不完.现将该木棍依此规律截取,如图所示的程序框图的功能就是计算截取20天后所剩木棍的长度(单位:尺),则①②③处可分别填入的是( )A. 20i <,1S S i=-,2i i = B. 20i ≤,1S S i=-,2i i = C. 20i <,2SS =,1i i =+ D. 20i ≤,2SS =,1i i =+ 【答案】D 【解析】 【分析】先由第一天剩余的情况确定循环体,再由结束条件确定循环条件即可.【详解】根据题意可知,第一天12S =,所以满足2S S =,不满足1S S i=-,故排除AB ,由框图可知,计算第二十天的剩余时,有2SS =,且21i =,所以循环条件应该是20i ≤.故选D.【点睛】本题考查了程序框图的实际应用问题,把握好循环体与循环条件是解决此题的关键,属于中档题.9.已知α是第二象限角,且3sin()5πα+=-,则tan2α的值为( ) A.45B. 237-C. 247-D. 249-【答案】C 【解析】 【分析】根据诱导公式得sin α,进而由同角三角函数的关系及角所在象限得tan α,再利用正切的二倍角公式可得解.【详解】由()3sin 5πα+=-,得3sin 5α=. 因为α是第二象限角,所以4cos 5α=-.34sin tan cos ααα==-.232tan 242tan291tan 7116ααα-===---. 故选C.【点睛】本题主要考查了同角三角函数的关系及正切的二倍角公式,属于基础题.10.已知抛物线24x y =焦点为F ,经过F 的直线交抛物线于11(,)A x y ,22(,)B x y ,点A ,B 在抛物线准线上的射影分别为1A ,1B ,以下四个结论:①124x x =-,②121AB y y =++,③112A FB π∠=,④AB 的中点到抛物线的准线的距离的最小值为2.其中正确的个数为( )A. 1B. 2C. 3D. 4【答案】C 【解析】 【分析】设直线AB 为1y kx =+与抛物线联立,由韦达定理可判断①,由抛物线定义可判断②,由0FA FB ⋅=可判断③,由梯形的中位线定理及韦达定理可判断④.【详解】物线24x y =焦点为(0,1)F ,易知直线AB 的斜率存在, 设直线AB 为1y kx =+.由214y kx x y=+⎧⎨=⎩,得2440x kx --=. 则12124,4x x k x x +==-,①正确;1212||||||112AB AF BF y y y y =+=+++=++,②不正确;1212(,2),(,2),40,FA x FB x FA FB x x FA FB =-=-∴⋅=+=∴⊥ ,112A FB π∠=,③正确;AB 的中点到抛物线的准线的距离21112121111(||||)(2)(112)(44)22222d AA BB y y kx kx k =+=++=++++=+≥ .当0k =时取得最小值2. ④正确. 故选C.【点睛】本题主要考查了直线与抛物线的位置关系,考查了设而不求的思想,转化与化归的能力,属于中档题.11.己知函数()ln 1f x x x kx =-+在区间1,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上恰有一个零点,则实数k 的取值范围是( )A. {|1k k =或1}k e >-B. 1{|11k k e≤≤+或1}k e >- C. 1{|11k k e e +<≤-或1}k e >- D. 1{|11k k e e+<≤-或1}k = 【答案】D 【解析】 【分析】构造函数()1ln g x x x=+,利用导数得出其单调性,将零点问题,转化为函数的交点问题,即可得出答案.【详解】解:令ln 10x x kx -+=,则1ln k x x =+;.令()1ln g x x x=+;()22111x g x x x x -'=-=; ∴当1,1x e ⎡⎫∈⎪⎢⎣⎭时,0g x ,()g x 单调递减;当[]1,x e ∈时,0g x ,()g x 单调递增;∴当1x =时,有()min 1g x =,又∵11g e e ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,()11g e e =+,∴()1g e g e ⎛⎫< ⎪⎝⎭∵()f x 在1,e e ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上只有一个零点,∴()g x k =只有一个解;∴1k =或111k e e +<≤-.【点睛】本题主要考查了已知函数的零点个数求参数范围,属于中档题.12.在ABC ∆中,AB AC ==ABC ∆所在平面内存在一点P 使得22233PB PC PA +==,则ABC ∆面积的最大值为( )【答案】B 【解析】 【分析】以BC 的中点为坐标原点,建立直角坐标系,写出,,A B C 三点的坐标,利用两点间距离公式,以及圆与圆的位置关系,解不等式,得出a 的范围,再由三角形的面积公式以及二次函数的性质,即可得出ABC ∆面积的最大值.【详解】以BC 的中点为坐标原点,BC 所在直线为x 轴,建立直角坐标系设(),0B a -,(),0C a ,()0a >,则(A设(),P x y ,由22233PB PC PA +==得()()(22222233x a y x a y x y ⎡⎤+++-+=+=⎢⎥⎣⎦即22232x y a +=-,(221x y +=即点P 既在()0,0(为圆心,1为半径的圆上可得11≤,由两边平方化简可得22316a ≤则ABC ∆的面积为122S a =⋅==由22316a ≤,可得22316a =,S 取得最大值,且. 故选:B.【点睛】本题主要考查了两点间距离公式的应用以及由圆与圆的位置关系求参数范围,属于中档题.二、填空题(本题共4小题,每小题5分,共20分) 13.(x +y )(2x -y )5的展开式中x 3y 3的系数为________. 【答案】40 【解析】 【分析】先求出5(2)x y -的展开式的通项,再求出43,T T 即得解. 【详解】设5(2)x y -的展开式的通项为555155(2)()(1)2r rr r r r r r r T C x y C x y ---+=-=-,令r=3,则32323454=40T C x y x y =--, 令r=2,则23232358=80T C x y x y =,所以展开式中含x 3y 3的项为233233(40)(80)40x x y y x y x y ⋅-+⋅=. 所以x 3y 3的系数为40. 故答案为:40【点睛】本题主要考查二项式定理求指定项的系数,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平.14.在锐角三角形ABC 中,a ,b ,c 分别为角A 、B 、C 所对32sin a c A =,7c =ABC ∆33+a b 的值为__________. 【答案】5 【解析】 【分析】由正弦定理边化角可得3C π=,由面积公式和余弦定理列方程可得+a b .【详解】由32sin a c A=,结合正弦定理可得33sin 2sin sin ,sin 0,sin A C A A C =≠∴=. 在锐角三角形ABC 中,可得3C π=.所以ABC ∆的面积1333sin 242S ab C ab ===,解得6ab =. 由余弦定理可得222222cos ()3()187c a b ab C a b ab a b =+-=+-=+-=, 解得5a b +=. 故答案为5.【点睛】本题主要考查了正余弦定理及三角形面积公式的应用,重点考查了计算能力,属于基础题.15.如图所示,有三根针和套在一根针上的n 个金属片,按下列规则,把金属片从一根针上全部移到另一根针上.(1)每次只能移动一个金属片;(2)在每次移动过程中,每根针上较大的金属片不能放在较小的金属片上面.将n 个金属片从1号针移到3号针最少需要移动的次数记为()f n ,则()f n =__________.【答案】2n-1; 【解析】【详解】设h (n )是把n 个盘子从1柱移到3柱过程中移动盘子之最少次数 n=1时,h (1)=1;n=2时,小盘→2柱,大盘→3柱,小柱从2柱→3柱,完成,即h (2)=3=22-1;n=3时,小盘→3柱,中盘→2柱,小柱从3柱→2柱,[用h (2)种方法把中、小两盘移到2柱,大盘3柱;再用h (2)种方法把中、小两盘从2柱3柱,完成], h (3)=h (2)×h(2)+1=3×2+1=7=23-1,h (4)=h (3)×h(3)+1=7×2+1=15=24-1, …以此类推,h (n )=h (n-1)×h(n-1)+1=2n-1, 故答案为:2n -1.16.一个四面体的顶点在空间直角坐标系O xyz -中的坐标分别是A,B ,(0,1,0)C,D ,则该四面体的外接球的体积为__________.【答案】92π 【解析】 【分析】. 【详解】采用补体法,由空间点坐标可知,该四面体的四个顶点在一个长方体上,该长方体3=,所以球半径为32,体积为34932r ππ=. 【点睛】本题主要考查了四面体外接球的常用求法:补体法,通过补体得到长方体的外接球从而得解,属于基础题.三、解答题(本大题共6小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤) (一)必考题:共60分. 17.设数列{}n a 满足1123n n a a +=+,14a = (1)求证:数列{}3n a -是等比数列; (2)求数列{}n a 的前n 项和n T .【答案】(1)证明见解析;(2)313123nn T n ⎛⎫⎛⎫=+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭.【解析】 【分析】(1)计算得到13133n n a a +-=-,得到证明.(2)计算1133n n a -⎛⎫=+⎪⎝⎭,利用分组求和法计算得到答案.【详解】(1)1123n n a a +=+,14a =,故11123133333313n n n n n n a a a a a a +-===---+-- 故{}3n a -是首项为1,公比为13的等比数列. (2) 1133n n a -⎛⎫-= ⎪⎝⎭故1133n n a -⎛⎫=+ ⎪⎝⎭故0111111133(3133313)nn n T n n -⎛⎫- ⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎝⎭=++++=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭-313123n n ⎛⎫⎛⎫=+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ 【点睛】本题考查了等比数列的证明,分组求和法,意在考查学生对于数列方法,公式的综合应用.18.某市对全市高二学生的期末数学测试成绩统计显示,全市10000名学生的数学成绩服从正态分布()2100,15N .现从甲校高二年级数学成绩在100分以上(含100分)的共200份试卷中用系统抽样的方法抽取了20份试卷进行分析(试卷编号为001,002,…,200),成绩统计如下:注:表中试卷编123420029n n n n n <<<<<<.(1)写出表中试卷得分为144分的试卷编号(写出具体数据即可);(2)该市又用系统抽样的方法从乙校中抽取了20份试卷,将甲乙两校这40份试卷的得分制作成如图所示的茎叶图,在这40份试卷中,从成绩在140分以上(含140分)的学生中任意抽取3人,这3人中数学成绩在全市排名前15名的人数记为X,求随机变量X的分布列和期望.附:若()2,X Nμσ,则()68.3%P Xμσμσ-<<+=,()2295.5%P Xμσμσ-<<+=,()3399.7%P Xμσμσ-<<+=【答案】(1)180;(2)详见解析.【解析】【分析】(1)根据等距抽样的定义直接得到答案;(2)根据正态分布得到全市排名前15名的成绩全部在146分以上,(含146分),根据茎叶图,得出ξ的取值及其相应概率,即可得出随机变量X的分布列和期望.【详解】(1)因为200份试卷中用系统抽样中等距抽样的方法抽取了20份试卷,所以相邻两份试卷编号相差为1,所以试卷得分为144分的试卷编号180.(2)∵150.001510000=,根据正态分布可知:()7414699.7%P X<<=,∴()199.7%1460.00152P X-≥==,即全市排名前15名的成绩全部在146分以上,(含146分)根据茎叶图可知这40人中成绩在146分以上含146分的有3人,而成绩在140分以上含140分的有8人,∴ξ的取值为0,1,2,3()3538528CPCξ===,()21533815128C CPCξ⋅===()12533815256C CPCξ⋅===,()1253381356C CPCξ⋅===∴ξ的分布列为ξ0 1 2 3P528 1528 1556 156因此()51515190123282856568E ξ=⨯+⨯+⨯+⨯=. 【点睛】本题主要考查了系统抽样,正态分布,分布列以及期望,属于中档题.19.如图,四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是边长为2的正方形,侧面PAB ⊥底面ABCD ,E 为PC 上的点,且BE ⊥平面APC(1)求证:平面PAD ⊥平面PBC ;(2)当三棱锥P ABC -体积最大时,求二面角B AC P --的余弦值. 【答案】(1)见证明;(2)33. 【解析】 【分析】(1)通过侧面PAB ⊥底面ABCD ,可以证明出BC ⊥面PAB ,这样可以证明出⊥AP BC ,再利用BE ⊥平面APC ,可以证明出AP BE ⊥,这样利用线面垂直的判定定理可以证明出AP ⊥面PBC ,最后利用面面垂直的判定定理可以证明出平面PAD ⊥平面PBC ;(2)利用三棱锥体积公式可得111323P ABC C APB V V PA PB BC PA PB --==⨯⨯⨯⨯=⨯⨯, 利用基本不等式可以求出三棱锥P ABC -体积最大值,此时可以求出,PA PB 的长度,以点O为坐标原点,以OP ,OB 和OF 分别作为x 轴,y 轴和z 轴,建立空间直角坐标系O xyz -.求出相应点的坐标,求出面PAC 的一个法向量,面ABC 的一个法向量,利用空间向量数量积的运算公式,可以求出二面角B AC P --的余弦值.【详解】(1)证明:∵侧面PAB ⊥底面ABCD ,侧面PAB ⋂底面ABCD AB =,四边形ABCD 为正方形,∴BC AB ⊥,面ABCD ,∴BC ⊥面PAB , 又AP ⊂面PAB , ∴⊥AP BC ,BE ⊥平面APC ,AP ⊂面PAC ,∴AP BE ⊥,BC BE B =,,BC BE ⊂平面PBC ,∴AP ⊥面PBC ,AP ⊂面PAD ,∴平面PAD ⊥平面PBC . (2)111323P ABC C APB V V PA PB BC PA PB --==⨯⨯⨯⨯=⨯⨯, 求三棱锥P ABC -体积的最大值,只需求PA PB ⨯的最大值. 令,PA x PB y ==,由(1)知,PA PB ⊥, ∴224x y +=,而221123323P ABCx y V xy -+=≤⨯=, 当且仅当2x y ==,即2PA PB ==时,P ABC V -的最大值为23. 如图所示,分别取线段AB ,CD 中点O ,F ,连接OP ,OF ,以点O 为坐标原点,以OP ,OB 和OF 分别作为x 轴,y 轴和z 轴,建立空间直角坐标系O xyz -.由已知(0,1,0),(0,1,2),(1,0,0)A C P -,所以(1,1,0),(0,2,2)AP AC ==, 令(,,)n x y z =为面PAC 的一个法向量,则有0220x y y z +=⎧⎨+=⎩,∴(1,1,1)n =-易知(1,0,0)m =为面ABC 的一个法向量, 二面角B AC P --的平面角为θ,θ为锐角 则13cos 3n m n m θ⋅===⋅.【点睛】本题考查了证明面面垂直,考查了三棱锥的体积公式、基本不等式的应用,以及利用空间向量的数量积求二面角余弦值的问题.20.已知点A ,B 的坐标分别为()2,0-,()2,0,三角形ABM 的两条边AM ,BM 所在直线的斜率之积是34-. (I )求点M 的轨迹方程:(II )设直线AM 方程为()20x my m =-≠,直线l 方程为2x =,直线AM 交l 于P 点,点P ,Q 关于x 轴对称,直线MQ 与x 轴相交于点D .若APD ∆面积为m 的值.【答案】(1)221(2)43x y x +=≠±(2)3m =±【解析】 【分析】(1)本题可以先将点M 的坐标设出,然后写出直线AM 的斜率与直线BM 的斜率,最后根据AM 、BM 所在直线的斜率之积是34-即可列出算式并通过计算得出结果;(2)首先可以联立直线AM 的方程与直线l 的方程,得出点P Q 、两点的坐标,然后联立直线AM 的方程与点M 的轨迹方程得出M 点坐标并写出直线MQ 的方程,最后求出D 点坐标并根据三角形面积公式计算出m 的值.【详解】(1)设点M 的坐标为(),x y ,因为点A B 、的坐标分别为()20-,、()20,, 所以直线AM 的斜率()22AM y k x x =≠-+,直线BM 的斜率()22BM yk x x =≠-, 由题目可知3224y y x x ⋅=-+-,化简得点M 的轨迹方程()221243x y x +=≠±; (2)直线AM 的方程为()20x my m =-≠,与直线l 的方程2x =联立,可得点42,P m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,故42,Q m ⎛⎫- ⎪⎝⎭.将2x my =-与22143x y +=联立,消去x ,整理得()2234120m y my +-=,解得0y =,或21234my m =+,根据题目可知点2226812,3434m m M m m ⎛⎫- ⎪++⎝⎭, 由42,Q m ⎛⎫- ⎪⎝⎭可得直线MQ 的方程为()2221246842203434m m x y m m m m ⎛⎫-⎛⎫⎛⎫+---+= ⎪ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 令0y =,解得226432m x m -=+,故2264032m D m ⎛⎫- ⎪+⎝⎭,,所以2222641223232m m AD m m -=+=++,APD ∆的面积为22224112423232m m m m m ⨯⨯=++ 又因为APD∆的面积为,故22432m m =+整理得2320m m -+=,解得3m =3m =±.【点睛】本题考查轨迹方程以及直线相交的综合应用问题,处理问题的关键是能够通过“AM 、BM 所在直线的斜率之积是34-”列出等式以及使用m 表示出M Q D 、、三点的坐标,然后根据三角形面积公式得出算式,即可顺利解决问题,计算量较大,是难题. 21.己知函数()2xf x e ax =+,()3ln g x ax x ax e x =+-,a R ∈.(1)求函数()f x 的零点个数;(2)若()()f x g x >对任意()0,x ∈+∞恒成立,求a 的取值范围. 【答案】(1)见解析;(2)()3,a e ∈-+∞. 【解析】 【分析】(1)分离参数,利用导数得出()2xe t x x=的单调性,结合图象,即可得出函数()f x 的零点个数;(2)构造函数3()ln h t t a t e a =++-,t e ≥,分类讨论a 的值,利用导数得出其单调性以及最值,即可得出a 的取值范围.【详解】解:(1)由题意,可知()01f =,∴0x =不是()f x 的零点当0x ≠时,令()20xf x e ax =+=,整理得,2x e a x-=令()2xe t x x =,0x ≠.则()()42x x x e t x x-'=. ()02t x x '>⇒>或0x <;()002t x x '<⇒<<∴函数()t x 在,0上单调递增,在()0,2上单调递减,在2,上单调递增即在2x =处取得极小值()224e t =.∵x →-∞,0t →;0x →,t →+∞;x →+∞,t →+∞ ∴函数()t x 大致图象如下图所示:结合图形可知:①当0a -≤,即0a ≥时,2xe a -=无解,即20x e ax +=无解,此时()f x 没有零点,②当204e a <-<,即204e a <<时,20x e ax +=有1个解,此时()f x 有1个零点,③当24e a -=,即24e a =-时,20x e ax +=有2个解,此时()f x 有2个零点,④当24e a ->,即24e a <-时,20x e ax +=有3个解,此时()f x 有3个零点,综上所述,当0a ≥时,没有零点;当204e a -<<时,有1个零点;当24e a =-时,有2个零点;当24e a <-时,有3个零点.(2)()()()32ln 0xf xg x e e x a x x x x -=++-->在()0,x ∈+∞上恒成立∴()33ln 1ln 10x x x e e e a x e e a x x x x ⎛⎫++- ++⎝-=⎪⎭->在()0,x ∈+∞上恒成立 令x e t x =,2(1)x x e t x '-=01t x '>⇒>;001t x '<⇒<<,即函数xe t x =在区间0,1上单调递减,在区间1,上单调递增,则t e令3()ln h t t a t e a =++-,t e ≥,()1a t a t h t t'+=+= 当a e ≥-时,()0h t ',则函数()h t 在区间[),e +∞上单调递增即33()()ln 0h t h e e a e e a e e =++-=+>恒成立当a e <-时,()0h t t a '>⇒>-;()0h t e t a '<⇒<- 则函数()h t 在区间[),e a -上单调递减,在区间(,)a -+∞上单调递增3()()ln()20h t h a a a e a ∴-=-+->在区间[),e +∞上恒成立令3()ln()2d a a a e a =-+-,()ln()10d a a '=--> ()d a ∴在区间(,)e -∞-上单调递增()33333ln 20d e e e e e -=-++=3ln()20a a e a -+->,解得()3,a e e ∈-- 综上,()3,a e ∈-+∞【点睛】本题主要考查了利用导数求函数零点的个数以及研究不等式的恒成立问题,属于中档题.(二)选考题:共10分.请考生在第22、23两题中任选一题作答.注意:只能做所选定的题目.如果多做,则按所做的第一个题目计分.22.在直角坐标系中,以原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知曲线C 的极坐标方程为2sin 2cos a ρθθ=(0a >),直线l的参数方程为242x y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-+⎪⎩(t 为参数). (1)写出曲线C 的直角坐标方程和直线l 的普通方程; (2)己知点()2,4P --,直线l 与曲线C 交于M ,N 两点,若PM ,MN ,PN 成等比数列,求a 的值.【答案】(1)曲线C 的直角坐标方程为22y ax (0a >),直线l 的普通方程为20x y --=;(2)1.【解析】【分析】 (1)利用极坐标化直角坐标,参数方程化普通方程的方法化简即可;(2)直线l 的参数方程与曲线C 的直角坐标方程联立,利用参数的几何意义,进行求解即可.【详解】解:(1)把cos sin x y ρθρθ=⎧⎨=⎩代入2sin 2cos a ρθθ=中,得到曲线C 的直角坐标方程为22y ax (0a >)224x t y ⎧=-+⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩消掉参数,得到直线l 的普通方程为20x y --= (2)直线l 的参数方程与曲线C的直角坐标方程联立,得)()24840t a t a -+++=()840a a ∆=+>,点M ,N 分别对应参数1t ,2t 恰为上述方程的两实根则)124t t a +=+,()1284t t a =+, 由PM ,MN ,PN 成等比数列得21212t t t t -=,即()21212124t t t t t t +-=,代入得)()()()2448484a a a +-⨯+=+,解得1a =或4a =-,∵0a >∴1a =.【点睛】本题主要考查了极坐标化直角坐标,参数方程化普通方程,直线参数方程参数的几何意义的应用,属于中档题.23.已知函数1(1)f x m x x =---+.(1)当5m =时,求不等式()2f x >的解集;(2)若二次函数223y x x =++与函数()y f x =的图象恒有公共点,求实数m 的取值范围.【答案】(Ⅰ)4,03⎛⎫-⎪⎝⎭;(Ⅱ)4m ≥ 【解析】 试题分析:(1)当m=5时,把要解的不等式等价转化为与之等价的三个不等式组,求出每个不等式组的解集,再取并集,即得所求.(2)由二次函数y=x 2+2x+3=(x+1)2+2在x=﹣1取得最小值2,f (x )在x=﹣1处取得最大值m ﹣2,故有m ﹣2≥2,由此求得m 的范围.试题解析: (1)当5m =时,()()()()521311521x x f x x x x ⎧+<-⎪=-≤≤⎨⎪->⎩,由()2f x >得不等式的解集为3322x x ⎧⎫-<<⎨⎬⎩⎭. (2)由二次函数()222312y x x x =++=++,知函数在1x =-取得最小值2,因为()()()()2121121m x x f x m x m x x ⎧+<-⎪=--≤≤⎨⎪->⎩,在1x =-处取得最大值2m -,所以要是二次函数223y x x =++与函数()y f x =的图象恒有公共点.只需22m -≥,即4m ≥.。
2021届河北衡水密卷新高三原创预测试卷(一)文科数学

2021届河北衡水密卷新高三原创预测试卷(一)文科数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、选择题1.已知{}1{||42x x A x y B x +===<,则A B =( )A. (0,1)B. (0,1]C. RD. ∅【答案】D 【解析】 【分析】根据二次根式有意义条件及指数不等式,可解得集合A 与集合B,再由集合交集运算即可得解.【详解】对于集合{{}||1A x y x x ===≥对于集合{}{}{}121|42|22|1x x xx B x x x x ++=<=<=<所以{}{}|1|1AB x x x x ≥<=∅=故选:D【点睛】本题考查了指数不等式的解法与二次根式有意义的条件,交集的简单运算,属于基础题. 2.复数(23)i i -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【答案】A 【解析】 【分析】将复数根据乘法运算化简即可得在复平面内的坐标,即可判断所在象限. 【详解】由复数的乘法运算,化简可得()2233232i i i i i -=-+=+则在复平面内对应点的坐标为()3,2 所以对应的点在第一象限 故选:A【点睛】本题考查了复数的乘法运算,复数的几何意义,属于基础题. 3.函数2x y xe x =+的图象在点(0,0)处的切线方程为( ) A. 21y x =-- B. 21y x =- C. 3y x = D. 3y x =-【答案】C 【解析】 【分析】先根据函数求得导函数,再根据切点的横坐标求得切线的斜率,即可由点斜式求得切线方程.【详解】函数2xy xe x =+则'2x xy e xe =++所以切线的斜率023k e =+= 由点斜式可得3y x = 故选:C【点睛】本题考查了导数的几何意义,过曲线上一点切线方程的求法,属于基础题.4.已知ABC ∆外接圆半径为1,圆心为O ,若20OA AB AC ++=,则ABC ∆面积的最大值为( )A. 2B.32C.D. 1【答案】D 【解析】 【分析】根据向量的线性运算,可判断出BC 为圆的直径.结合勾股定理及不等式即可求得面积的最大值.【详解】根据向量的减法运算,化简20OA AB AC ++=可得20OA OB OA OA OC -+-+=,则0OBOC +=即O 为BC的中点.又因为O 为ABC ∆外接圆圆心,该外接圆的半径为1.所以2BC = 由圆的性质可知, 90BAC ∠= 设,AB a AC b == 则224a b +=由不等式性质可知2242a b ab =+≥, 则2ab ≤当且仅当a b ==所以112122ABCS ab ∆即ABC ∆面积的最大值为1 故选:D【点睛】本题考查了向量的线性运算,不等式性质的应用,属于基础题.5.设点Q 为10220323x y x y x y +-≥⎧⎪-+≥⎨⎪-≤⎩,所表示的平面区域内的动点,若在上述区域内满足22x y +最小时所对应的点为P ,则OP 与OQ (O 为坐标原点)的夹角的取值范围为( ) A. [0,]4πB. [0,]3πC. [0,]2πD. 3[,]24ππ【答案】A【分析】根据不等式组,可画出可行域.根据距离的最小值,可判断出P 点位置.再由几何性质即可求得夹角的取值范围.【详解】根据所给不等式组,画出可行域如下图所示:满足22xy +最小时所对应的点为P ,即可行域内的P 到原点距离的平方最小当OP 与直线10x y +-=垂直时,交点即为P 点. 设直线10x y +-=与x 轴交于点B ,与y 轴交于点A由直线10x y +-=的斜率与倾斜角可知,45ABO BAO ∠=∠= 由OP 与直线10x y +-=垂直所以当Q 与A 或B 重合时, OP 与OQ 的夹角取得最大值;当Q 与P 重合时, OP 与OQ 的夹角取得最小值即OP 与OQ 的夹角的取值范围为[0,]4π故选:A【点睛】本题考查了线性规划的简单应用,距离型最值的求法,平面几何性质的应用,属于基础题.6.已知递增等差数列{}n a 中,122a a =-,则3a 的( ) A. 最大值为4- B. 最小值为4C. 最小值为4-D. 最大值为4或4- 【答案】B【分析】根据等差数列的通项公式可用1a 表示出d .由数列单调递增可得10a <.用1a 表示出3a ,结合基本不等式即可求得最值. 【详解】因为122a a =-由等差数列通项公式,设公差为d ,可得()112a a d +=- 变形可得112d a a =--因为数列{}n a 为递增数列,所以1120d a a =--> 即10a <而由等差数列通项公式可知312a a d =+()11111242a a a a a ⎛⎫⎛⎫=+--=-+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭由10a ->,140a >-结合基本不等式可得 ()31144a a a ⎛⎫=-+-≥= ⎪⎝⎭当且仅当12a =-时取得等号 所以3a 的最小值为4 故选:B【点睛】本题考查了等差数列通项公式与单调性的应用,基本不等式在求最值中的用法,属于中档题.7.如图为一个抛物线形拱桥,当水面经过抛物线的焦点时,水面的宽度为36m ,则此时欲经过桥洞的一艘宽12m 的货船,其船体两侧的货物距离水面的最大高度应不超过( )A. 6mB. 6.5mC. 7.5mD. 8m【答案】D 【解析】 【分析】根据题意,抽象出抛物线的几何模型.根据抛物线的通经性质求得抛物线方程,即可求得当宽为12m 时的纵坐标,进而求得水面到顶部的距离.【详解】根据题意,画出抛物线如下图所示:设宽度为36m 时与抛物线的交点分别为,A B .当宽度为12m 时与抛物线的交点为,C D . 当水面经过抛物线的焦点时,宽度为36m由抛物线性质可知236p =,则抛物线方程为236x y =- 则()18,9A -当宽度为12m 时,设()6,C a代入抛物线方程可得2636a =-,解得1a =-所以直线AB 与直线CD 的距离为()()198h =---= 即船体两侧的货物距离水面的最大高度应不超过8m 故选:D【点睛】本题考查了抛物线在实际问题中的应用,抛物线几何性质的应用,属于基础题.8.用若干个体积为1的正方体搭成一个几何体,其正视图、侧视图都是如图所示的图形,则这个几何体的最小体积为()A. 5B. 6C. 7D. 8【答案】A【解析】【分析】根据题意,当体积最小时,结合三视图还原空间几何体,即可求解.【详解】根据题意,当几何体体积最小时,空间几何图如下图所示:所以几何体的最小体积为5故选:A【点睛】本题考查了三视图还原空间几何体的应用,对空间想象能力要求较高,属于中档题.9.函数131()2xf x x=-的零点所在的区间为()A.1(0,)4B.11(,)43C.11(,)32D.1(,1)2【答案】C【解析】【分析】先判断出函数的单调性,结合零点存在定理即可判断出零点所在区间.【详解】函数131()2xf x x =- 所以函数在R 上单调递增 因为1113331311111033322f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-< ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭1113321211111022222f ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-=-> ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭所以函数零点在11,32⎛⎫⎪⎝⎭故选:C【点睛】本题考查了根据零点存在定理判断零点所在区间,注意需判断函数的单调性,说明零点的唯一性,属于基础题.10.下列说法不正确...的是( ) A. “p q ∧为真”是“p q ∨为真”的充分不必要条件;B. 若数据123,,,,n x x x x ⋯的平均数为1,则1232,22,,2,n x x x x ⋯的平均数为2;C. 在区间[]0,π上随机取一个数x ,则事件“sin cos x x +≥”发生的概率为12D. 设从总体中抽取的样本为()()()1122,,,,,,n n x y x y x y 若记样本横、纵坐标的平均数分别为1111,nni i i i x x y y n n ====∑∑,则回归直线ˆybx a =+必过点(,)x y 【答案】C 【解析】 【分析】A .“p q ∧为真”可知p ,q 为真命题,可得“p q ∨为真”,反之不成立,即可判断出正误;B . 根据平均数公式即可判断;C .由题意得x 的范围,再利用几何概率计算公式即可判断出正误;D .根据回归直线的性质即可判断.【详解】A .“p q ∧为真”可知p ,q 为真命题,可得“p q ∨为真”反之“p q ∨为真”可知p 真或q 真,但p q ∧不一定为真,“p q ∧为真”是“p q ∨为真”的充分不必要条件,故A 正确;B .由题意知121nx x x n+++=,则()121222222n nx x x x x x nn++++++==,故B 正确;C .在区间[]0,π上随机取一个数x ,由sin cos 42x x x π⎛⎫+=+≥⎪⎝⎭, 得sin 42x π⎛⎫+≥ ⎪⎝⎭,解得5,1212x ππ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦, 事件“sin cos x x +≥”发生的概率为:5112123πππ-= ,故C 不正确; D .根据回归直线的性质可知,回归直线必过中心点(,)x y ,故D 正确.故选:C .【点睛】本题主要考查的是充分不必要条件的判断,平均数的计算,几何概型的概率计算,以及回归方程的应用,是基础题.11.若直线y kx =与函数()x f x e =和()ln g x x a =+的图象都相切,则a =( ) A. 3 B. 2 C. 1 D. 0【答案】B 【解析】 【分析】通过直线y kx =与函数()xf x e =相切求出k ,再根据线y kx =与函数()lng x x a =+相切,即可求出a 【详解】直线y kx =与函数()xf x e =相切,设切点为()00,x x e,又()xf x e '=,所以000x x e kx k e ⎧=⎨=⎩解得01k ex =⎧⎨=⎩, 即直线y kx =为y ex =,又直线y ex =与()ln g x x a =+相切,设切点为()11,ln x x a +,()1g x x'=, 11e x ∴=,则11x e =,切点为11,ln a e e ⎛⎫+ ⎪⎝⎭,将切点代入y ex =得,1ln 1a e∴+=,解得2a =.故选:B .【点睛】本题主要考查的是导数的几何意义,考查学生的逻辑思维能力、运算能力,是中档题.12.如图,在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,P 、Q 是面对角线11A C 上两个不同的动点. ①,,P Q BP DQ ∃⊥;②,,,P Q BP DQ ∃与1B C 所成的角均为60︒;③若1||2PQ =,则四面体BDPQ 的体积为定值.则上述三个命题中假命题的个数为( )A. 0B. 1C. 2D. 3【答案】A 【解析】 【分析】令P 与1A 重合,Q 与1C 重合,即可判断①和②,根据平面OBD 将四面体BDPQ 可分成两个底面均为平面OBD ,高之和为PQ 的棱锥,可判断③.【详解】①当P 与1A 重合,Q 与1C 重合时,易知BP DQ ⊥,故①正确;②当P 与1A 重合,Q 与1C 重合时,由题意可知111,B CA B CD 均是等边三角形,111,B CD AB C ∠∠均为60︒,且111,B CD AB C ∠∠为异面直线BP 与1B C ,DQ 与1B C 所成角的平面角,故②正确;③设平面1111D C B A 两条对角线交点为O ,则易得PQ ⊥平面OBD ,平面OBD 将四面体BDPQ 可分成两个底面均为平面OBD ,高之和为PQ 的棱锥,故四面体BDPQ 的体积一定是定值,故③正确.故假命题有0个.故选:A .【点睛】本题主要考查的是立体几何的综合应用,异面直线所成角的问题,四面体的体积求法,考查学生的空间想象能力,是中档题.二、填空题13.设抛掷一枚骰子得到的点数为m ,则方程210x mx ++=无实数根的概率为__________. 【答案】16【解析】【分析】根据方程210x mx ++=无实数根得出m 的值,即可得出概率. 【详解】方程210x mx ++=无实数根,0∴∆<,即240m -<,解得22m -<<,又{}1,2,3,4,5,6m ∈,1m ∴=,抛掷一枚骰子得到的点数为m ,则方程210x mx ++=无实数根的概率为16. 故答案为:16. 【点睛】本题主要考查的是一元二次方程有实根的条件,古典概型的概率公式的应用,是基础题.14.如图,某地一天从614~时的温度变化曲线近似满足函数()y Asin x b ωϕ=++0,0,0()A ωϕπ>><<,则该函数的表达式为________.【答案】()8310204y sin x ππ=++,[6x ∈,14] 【解析】【分析】 通过函数的图象,求出A ,b ,求出函数的周期,推出ω,利用函数经过(10,20)求出ϕ,得到函数的解析式.【详解】解:由题意以及函数的图象可知,10A =,20b =,2(146)16T =-=,所以28T ωππ==, 由函数经过(10,20)所以2010sin(10)208πϕ=⨯++,又0ϕπ<<,所以34πϕ=, 所以函数的解析式:310sin()2084y x ππ=++,[6x ∈,14]. 故答案为:310sin()2084y x ππ=++,[6x ∈,14]. 【点睛】通过函数的图象求出函数的解析式,是三角函数常考题型,注意图象经过的特殊点,注意函数解析式的范围容易出错遗漏,属于基础题.15.已知圆2222210x x y my m -+-+-=,当圆的面积最小时,直线1y x =+被圆截得的弦长为__________. 2【解析】【分析】化圆的一般方程为标准方程,求出圆面积最小时的圆心和半径,再根据半弦和圆心到直线的距离以及半径之间满足勾股定理即可求得弦长.【详解】圆2222210x x y my m -+-+-=即()()()222111x y m m -+-=-+, 故当当圆的面积最小时,1m =,此时圆方程()()22111x y -+-=,圆心为()1,1半径为1r =,圆心到直线1y x =+2=, 直线1y x =+被圆截得的弦长为=.【点睛】本题考查圆的面积、直线与圆的位置关系.由圆的方程求出面积最小时的圆,以及弦长的求法,利用半弦和圆心到直线的距离以及半径之间满足勾股定理,是基础题.16.已知数列{}n a 中,11a =,其前n 项和为n S ,且满足213(2)n n S S n n -+=≥,则2n a =__________.【答案】64n +【解析】【分析】根据213(2)n n S S n n -+=≥,及11a =算出2a ,同时构造等比数列,求出2n ≥时的n a ,即可得到2n a . 【详解】213(2)n n S S n n -+=≥①,12112,1S S a ∴+==,可得12212a a +=,210a ∴=,()2131n n S S n ++=+②,②—①得163n n a a n ++=+,变形为:()()1313n n a n a n +-+=--,即()13113n n a n a n+-+=--,又216213a a -=-≠--, 则当2n ≥时数列{}3n a n -是以4为首项,1-为公比的等比数列,()2341n n a n --=-即()2341n n a n -=+-,22n ≥,()()222324164n n a n n -∴=⨯+⨯-=+.故答案为:64n +.【点睛】本题主要考查的是数列通项的求法,构造数列求通项方法的应用,考查学生的分析问题解决问题的能力以及计算能力,是中档题. 三、解答题17.已知ABC ∆的三个内角A ,B ,C 所对的边分别为,,a b c ,设(sin ,1cos )m B B =-,(2,0)n =.(1)若23B π=,求m 与n 的夹角θ; (2)若||1,m b ==ABC ∆周长的最大值. 【答案】(1)3πθ=(2)【解析】 【分析】(1)将23B π=代入可求得m .根据平面向量数量积的坐标运算求得m n ⋅,由数量积的定义即可求得cos θ,进而得夹角θ.(2)根据||1m =及向量模的坐标表示,可求得B .再由余弦定理可得22()4a c b +=.结合基本不等式即可求得a c +的最大值,即可求得周长的最大值;或由正弦定理,用角表示出a c +,结合辅助角公式及角的取值范围,即可求得a c +的取值范围,进而求得周长的最大值. 【详解】(1)23B π=,所以332m ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭, 因为(2,0)n =, 20m n ⋅=⨯=∴ , 又||2m ⎛== ||2n =,31cos 2||||23m n m n θ⋅==⋅∴, 3πθ∴=,(2)因为||1m =,即2||sin 1m B ===, 所以3B π=,方法1.由余弦定理,得2222cos b a c ac B =+-.2222()()3()324a c a c a c ac a c ++⎛⎫=+-≥+-⋅= ⎪⎝⎭, 即2()34a c +≥,即a c +≤(当且仅当a c =时取等号)所以ABC ∆周长的最大值为方法2.由正弦定理可知,2sin sin sin a c b A C B ===, 2sin ,2sin a A c C ==∴,23A C π+=,所以22sin 2sin 3sin 36a c A A A A A ππ⎛⎫⎛⎫+=+-==+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 又203A π<<,5666A πππ<+<, 1sin ,162A π⎛⎫⎛⎤∴+∈ ⎪ ⎥⎝⎭⎝⎦,a c +∈∴,所以当3A π=时,a c +取最大值所以ABC ∆周长的最大值为【点睛】本题考查了平面向量数量积的定义,正弦定理与余弦定理在解三角形中的应用,三角形周长的表示方法,基本不等式与正弦函数的图像与性质应用,属于基础题.18.已知数列{},{}n n a b 满足{}1,2n n n n a a b b +-=+为等比数列,且12a =,24a =,310a =. (1)求n b ;(2)求n a . 【答案】(1)122n n b +=-;(2)122n n a n +=-【解析】【分析】(1)根据题意可求得数列{}2n b +的首项和公比,利用等比数列通项公式可得数列{}2n b +的通项公式,即可得到n b ;(2)由n b 利用累加法得到2n ≥时的n a ,验证1n =时成立,即可得到n a .【详解】解:(1)由1,n n n a a b +-=且1232,4,10a a a ===得:1212b a a =-=,2326b a a =-=所以124b +=,228b +=又因为数列{2}n b +为等比数列,所以可知其首项为4,公比为2.故112422n n n b -++=⋅=,所以122n n b +=-.(2)由1n n n a a b +-=,122n 2)n n n a a -∴-=-≥(.∴ 11222n n n a a ----=-,则22322n n n a a ----=-,,22122a a -=-,累加得232(222)2(1)n n a n -=+++--,23(2222)22n n a n ∴=++++-+12(21)222221n n n n +-=-+=--. 又12a =满足上式∴122.n n a n +=-【点睛】本题主要考查是等比数列通项公式的应用,基本量的计算,以及利用累加法求通项,利用累加法时最后要注意验证1n =时是否成立,考查学生的计算能力,是中档题. 19.如图,几何体ABCDFE 中,ABC ∆,DFE ∆均为边长为2的正三角形,且平面//ABC 平面DFE ,四边形BCED 为正方形.(1)若平面BCED ⊥平面ABC ,求几何体ABCDFE 的体积;(2)证明:平面//ADE 平面BCF .【答案】(183;(2)证明见解析 【解析】【分析】(1)根据题意证出FG ⊥平面BCED ,故所求的几何体的体积等于三棱锥F BCED -的体积的2倍,运算求得结果;(2)先证明AO 和FG 平行且相等,可得四边形AOFG 为平行四边形,可得AG OF ,再证DE BC ∥,利用平面和平面平行的判定定理,证得平面ADE ∥平面BCF .【详解】(1)取BC 的中点O ,ED 的中点G ,连接,,,AO OF FG AG .因为AO BC ⊥,且平面BCED ⊥平面ABC ,所以AO ⊥平面BCED ,同理FG ⊥平面BCED ,又因为3AO FG ==所以1834323ABCDFE V =⨯⨯⨯=. (2)证明:设平面AGF 平面ABC AP =,AP BC P =因为平面ABC ∥平面DFE ,所以AP FG ,因为FG ED ⊥,ED BC ∥,所以⊥AP BC ,即P 与O 重合,所以FG AO =所以四边形AOFG 为平行四边形,所以AG OF ,AG ⊂平面ADE ,OF ⊄平面ADE ,OF 平面ADE ,又DE BC ∥同理可得BC ∥平面ADE ,OF BC O ⋂=,,OF BC ⊂平面BCF ,所以平面ADE ∥平面BCF ;【点睛】本题主要考查平面和平面平行的判定定理的应用,用分割法求柱体、锥体的体积,考查学生的空间想象能力,以及逻辑推理能力,属于中档题.20.设椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的一个焦点为2,0),四条直线x a =±,y b =±所围成的区域面积为(1)求C 的方程;(2)设过(0,3)D 的直线l 与C 交于不同的两点,A B ,若以弦AB 为直径的圆恰好经过原点O ,求直线l 的方程.【答案】(1)2213x y +=;(2)3y =+ 【解析】【分析】(1)由题意知c 、面积以及222a c b -=列出方程组,即可求出C 的方程;(2)根据题意设出直线方程,与椭圆联立,利用韦达定理,且OA OB ⊥根据向量数量积列出关系式,求出斜率,即可得直线l 的方程.【详解】(1)依题意得22222223,2..c a b ab a b a b c ⎧=⎪⎧=⎪=⇒⎨⎨-=⎩⎪-=⎪⎩, 解得223,1a b ==, ∴椭圆C 的方程为2213x y +=. (2)易知直线l 的斜率存在,并设直线方程为3y kx =+,将其代入2213x y +=, 化简得22(13)18240k x kx +++=,设()11,A x y 、()22,B x y , 22(18)96(13)0k k ∴∆=-⨯+>283k ⇒>, 且1212221824,1313k x x x x k k+=-=++, 依题意可知OA OB ⊥,0OA OB ∴⋅=,即12120x x y y +=⇒ 1212(3)(3)0x x kx kx +++=21212(1)3()90k x x k x x ∴++++=将1212221824,1313k x x x x k k+=-=++代入上式得 222224(1)54901313k k k k+-+=++ 化简得2333k =,所以11k =± 故所求的直线方程为113y x =±+.【点睛】本小题主要考查椭圆的标准方程和几何性质、直线的方程、平面向量等基础知识,考查用代数方法研究圆锥曲线的性质及数形结合的思想,考查综合分析与运算能力.综合性强,是中档题.21.根据有关资料预测,某市下月1—14日的空气质量指数趋势如下图所示.,根据已知折线图,解答下面的问题:(1)求污染指数的众数及前五天污染指数的平均值;(保留整数)(2)为了更好发挥空气质量监测服务人民的目的,监测部门在发布空气质量指数的同时,也给出了出行建议,比如空气污染指数大于150时需要戴口罩,超过200时建议减少外出活动等等.如果某人事先没有注意到空气质量预报,而在1—12号这12天中随机选定一天,欲在接下来的两天中(不含选定当天)进行外出活动.求其外出活动的两天期间.①恰好都遭遇重度及以上污染天气的概率;②至少有一天能避开重度及以上污染天气的概率.附:空气质量等级参考表:AQI (0,50] (50,100] (100,150] (150,200] (200,250] (250,500]【答案】(1)众数为157,平均值为194;(2)①14;②34【解析】【分析】(1)根据折线图可知知道众数,利用平均数计算公式可以算出平均值;(2)①根据折线图,12天中只有1日、11日、12日3天满足题意,根据古典概型概率公式即可得;②法一从事件的对立面入手结合①即可得;法二分两种情况(i)连续两天都避开重度及以上污染;(ii)恰有一天有重度及以上污染,求出概率,在求和即可.【详解】(1)众数为157,共出现3次.前五天污染指数平均值为214+275+243+157+80969=19455≈,(2)①在2月1日—12日这12天中,只有在1日、11日、12日3天时,其接下来的两天才会遭遇重度及以上污染天气,故:所求的概率为31124 P==②法1:由①知,“此人外出期间其接下来的两天期间都避不开重度及以上污染”,对应的到达日期为:1日、11日、12日.所以所求的概率为131=44 P=-法2:根据题意,事件“此人接下来的两天至少有1天能避开空气重度及以上污染”,包括两种情况:(i)连续两天都避开重度及以上污染;由折线图易知,在3日、4日、7日、8日、9日时,其接下来的两天都能避开重度及以上污染天气此时,所求的概率为512P=,(ii)恰有一天有重度及以上污染由折线图易知,在2日、5日、6日、10日时,其接下来的两天恰有一天能避开重度及以上污染天气 此时,所求的概率为41=123P =故所求的概率为1533124P =+=. 【点睛】本题主要考查的是众数,平均数的计算,以及古典概型的概率计算,同时考查学生对折线图的理解和应用,考查学生的分析问题解决问题的能力,是基础题.22.已知函数()f x 满足:①定义为R ;②2()2()9x x f x f x e e+-=+-. (1)求()f x 的解析式;(2)若12,[1,1]x x ∀∈-;均有()()21122(2)61x a x x f x -+-+-成立,求a 的取值范围; (3)设2(),(0)()21,(0)f x xg x x x x >⎧=⎨--+≤⎩,试求方程[()]10g g x -=的解.【答案】(1)()3x f x e =-(2)[3,7]-(3)3-,(1-+、ln3,ln(3ln 4)+、1- 【解析】【分析】(1)利用构造方程组法即可求得()f x 的解析式;(2)根据不等式,构造函数2()(2)6x x a x ϕ=-+-+与()()()13x F x x e =--.根据不等式恒成立可知满足min max ()()x F x ϕ≥.求得(),F x '()F x ''.通过判断()F x ''的符号可判断()F x '的单调性,由其单调性可得()0min F x '>,进而可知()F x 为单调递增函数,即可求得max ()F x .再根据min max ()()x F x ϕ≥及二次函数性质,可得a 的取值范围;(3)根据()g x 的解析式,画出函数图像.并令()T g x =,则方程变为()1g T =.解得T 的值.即可知()2g x =-、()0g x =及()ln 4g x =.结合函数图像及解析式,即可求得对应方程的解.【详解】(1)2()2()9x x f x f x e e +-=+-,…① 所以2()2()9x x f x f x e e ---+=+-即1()2()29x x f x f x e e-+=+-…② 由①②联立解得:()3x f x e =-.(2)设2()(2)6x x a x ϕ=-+-+,()()()1333x x x F x x e e xe x =--=+--,依题意知:当11x -≤≤时,min max ()()x F x ϕ≥ ()()33x x x x F x e e xe xe '+=-+=-+又()(1)0x F x x e ''=-+<在(1,1)-上恒成立,所以()F x '在[1,1]-上单调递减()(1)30min F x F e ∴'='=->()F x ∴在[1,1]-上单调递增,max ()(1)0F x F ∴==(1)70(1)30a a ϕϕ-=-≥⎧∴⎨=+≥⎩, 解得:37a -≤≤实数a 的取值范围为[3,7]-.(3)()g x 的图象如图所示:令()T g x =,则()1g T =1232,0,ln 4T T T ∴=-==当()2g x =-时有1个解3-,当()0g x =时有2个解:(12)-+、ln3,当()ln 4g x =时有3个解:ln(3ln 4)+、12(1ln 2)--.g g x-=的解分别为:故方程[()]10+、1-3-,(1-+、ln3,ln(3ln4)【点睛】本题考查了构造方程组法求函数解析式,二次求导的方法判断函数的单调性与最值,在定区间上恒成立问题的解法,换元法解复合函数与方程的应用,综合性强,属于难题.。
2021届河北衡水密卷新高考原创预测试卷(二十九)理科数学

2021届河北衡水密卷新高考原创预测试卷(二十九)理科数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
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4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合{}23100A x x x =--<,集合{}16B x x =-≤<,则A B 等于( )A. {}15x x -<< B. {}15x x -≤< C. {}26x x -<< D. {}25x x -<<【答案】B 【解析】 【分析】求出A 中不等式的解集确定出集合A ,之后求得AB .【详解】由{}()(){}{}2310025025A x x x x x x x x =--<=+-<=-<<,所以{}15A B x x ⋂=-≤<, 故选:B.【点睛】该题考查的是有关集合的运算的问题,涉及到的知识点有一元二次不等式的解法,集合的运算,属于基础题目. 2.复数21iz i=-(i 为虚数单位),则z 等于( ) A. 3 B. 22 C. 2 D. 2【答案】D 【解析】 【分析】利用复数代数形式的乘除运算化简z ,从而求得z ,然后直接利用复数模的公式求解. 【详解】()()()()21211111i i i z i i i i i i +===+=-+--+, 所以1z i =--,2z =, 故选:D.【点睛】该题考查的是有关复数的问题,涉及到的知识点有复数的乘除运算,复数的共轭复数,复数的模,属于基础题目. 3.函数()1ln 1y x x=-+的图象大致为( ) A. B.C. D.【答案】A 【解析】【分析】确定函数在定义域内的单调性,计算1x =时的函数值可排除三个选项.【详解】0x >时,函数为减函数,排除B ,10x -<<时,函数也是减函数,排除D ,又1x =时,1ln 20y =->,排除C ,只有A 可满足. 故选:A.【点睛】本题考查由函数解析式选择函数图象,可通过解析式研究函数的性质,如奇偶性、单调性、对称性等等排除,可通过特殊的函数值,函数值的正负,函数值的变化趋势排除,最后剩下的一个即为正确选项. 4.已知,,,m n l αβαβαβ⊥⊂⊂=,则“m⊥n”是“m⊥l ”的A. 充分不必要条件B. 必要不充分条件C. 充要条件D. 既不充分也不必要条件 【答案】B 【解析】 【分析】构造长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1,令平面α为面ADD 1A 1,底面ABCD 为β,然后再在这两个面中根据题意恰当的选取直线为m ,n 即可进行判断.【详解】如图,取长方体ABCD ﹣A 1B 1C 1D 1,令平面α为面ADD 1A 1,底面ABCD 为β,直线AD =直线l .若令AD 1=m ,AB =n ,则m ⊥n ,但m 不垂直于l若m ⊥l ,由平面ABCD ⊥平面11ADD A 可知,直线m 垂直于平面β,所以m 垂直于平面β内的任意一条直线n∴m ⊥n 是m ⊥l 的必要不充分条件.故选B .【点睛】本题考点有两个:①考查了充分必要条件的判断,在确定好大前提的条件下,从m ⊥n ⇒m ⊥l ?和m ⊥l ⇒m ⊥n ?两方面进行判断;②是空间的垂直关系,一般利用长方体为载体进行分析. 5.设1tan 2α=,4cos()((0,))5πββπ+=-∈,则tan 2()αβ-的值为( )A. 724-B. 524-C. 524D. 724【答案】D 【解析】 【分析】利用倍角公式求得tan2α的值,利用诱导公式求得cos β的值,利用同角三角函数关系式求得sin β的值,进而求得tan β的值,最后利用正切差角公式求得结果.【详解】1tan 2α=,22tan 4tan21tan 3ααα==-,()4cos cos 5πββ+=-=-,()(0,βπ∈,4cos 5β∴=,3sin 5β=,3tan 4β=,()43tan2tan 734tan 2431tan2tan 24134αβαβαβ---===++⨯,故选:D.【点睛】该题考查的是有关三角函数求值问题,涉及到的知识点有诱导公式,正切倍角公式,同角三角函数关系式,正切差角公式,属于基础题目. 6.在平行四边形ABCD 中,113,2,,D,32AB AD AP AB AQ A ====若CP C 12,Q ⋅=则ADC ∠=( )A.56πB.34π C.23π D.2π 【答案】C 【解析】由23CP CB BP AD AB =+=--,12CQ CD DQ AB AD =+=--,利用平面向量的数量积运算,先求得,3BAD π∠=利用平行四边形的性质可得结果.【详解】如图所示,平行四边形ABCD 中, 3,2AB AD ==,11,32AP AB AQ AD ==, 23CP CB BP AD AB ∴=+=--,12CQ CD DQ AB AD =+=--,因为12CP CQ ⋅=,所以2132CP CQ AD AB AB AD ⎛⎫⎛⎫⋅=--⋅-- ⎪⎪⎝⎭⎝⎭22214323AB AD AB AD =++⋅222143232cos 12323BAD =⨯+⨯+⨯⨯⨯∠=, 1cos 2BAD ∠=,,3BAD π∴∠= 所以233ADC πππ∠=-=,故选C. 【点睛】本题主要考查向量的几何运算以及平面向量数量积的运算法则,属于中档题. 向量的运算有两种方法:(1)平行四边形法则(平行四边形的对角线分别是两向量的和与差);(2)三角形法则(两箭头间向量是差,箭头与箭尾间向量是和).7.已知函数2()(2)g x f x x =+为奇函数,且(2)3f =,则(2)f -=( )A. 2B. 5C. 1D. 3【答案】B 【解析】由函数2()(2)g x f x x =+为奇函数,则有(1)(1)0(2)1(2)10g g f f -+=⇒-+++=,代入已知即可求得.【详解】(1)(1)0(2)1(2)10(2)5g g f f f -+=⇒-+++=⇒-=-. 故选:B .【点睛】本题考查奇偶性在抽象函数中的应用,考查学生分析问题的能力,难度较易.8.()6321x x ⎫-⎪⎭的展开式中的常数项为( ) A. -60 B. 240C. -80D. 180【答案】D 【解析】 【分析】求()6321x x ⎫-⎪⎭的展开式中的常数项,可转化为求62x ⎫⎪⎭展开式中的常数项和31x 项,再求和即可得出答案.【详解】由题意,62x ⎫⎪⎭中常数项为2426260C x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,62x ⎫⎪⎭中31x项为4246321240C x x ⎛⎫= ⎪⎝⎭,所以()6321x x ⎫-⎪⎭的展开式中的常数项为:3x ⨯31240160180x -⨯=. 故选:D【点睛】本题主要考查二项式定理的应用和二项式展开式的通项公式,考查学生计算能力,属于基础题.9.已知函数()f x 满足:当[)2,2x ∈-时,()()22,20log ,02x x x f x x x ⎧+-≤≤=⎨<<⎩,且对任意x ∈R ,都有()()4f x f x +=,则()2019f =( )A. 0B. 1C. -1D. 2log 3【答案】C 【解析】 【分析】由题意可知()()20191f f =-,代入函数表达式即可得解. 【详解】由()()4f x f x +=可知函数()f x 是周期为4的函数,∴()()()()20191450511121f f f =-+⨯=-=-⨯-+=-.故选:C.【点睛】本题考查了分段函数和函数周期的应用,属于基础题.10.已知四棱锥P ABCD -中,PA ⊥平面ABCD ,底面ABCD 是边长为2的正方形,PA =E 为PC 的中点,则异面直线BE 与PD 所成角的余弦值为( )A.C.D.5【答案】B 【解析】 【分析】由题意建立空间直角坐标系,表示出各点坐标后,利用cos ,BE PD BE PD BE PD⋅=⋅即可得解.【详解】PA ⊥平面ABCD ,底面ABCD 是边长为2的正方形,∴如图建立空间直角坐标系,由题意:()0,0,0A ,()2,0,0B ,()2,2,0C ,(P ,()0,2,0D,E 为PC 的中点,∴1,1,2E ⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭. ∴BE ⎛=-⎝⎭,(0,2,PD =,∴1cos ,3913BE PD BE PD BE PD-⋅===-⋅,∴异面直线BE 与PD 所成角的余弦值为cos ,BE PD 即为13.故选:B.【点睛】本题考查了空间向量的应用,考查了空间想象能力,属于基础题. 11.已知函数()2cos (0)3f x x πωω⎛⎫=-> ⎪⎝⎭在,32ππ⎡⎤-⎢⎥⎣⎦上单调递增,则ω的取值范围( ) A. 2,23⎡⎤⎢⎥⎣⎦B. 20,3⎛⎤ ⎥⎝⎦C. 2,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦D. (0,2]【答案】B 【解析】 【分析】 由ππ32x -≤≤,可得πππ333ππ32x ωωω--≤--≤,结合cos y x =在[π,0]-上单调递增,易得ππ,[π,0]33ππ32ωω⎡⎤--⊆-⎢⎥⎣⎦-,即可求出ω的范围.【详解】由ππ32x -≤≤,可得πππ333ππ32x ωωω--≤--≤, 0x =时,π(0)2cos 3f ⎛⎫=-⎪⎝⎭,而ππ,320⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦, 又cos y x =在[π,0]-上单调递增,且π[π,0]3--∈,所以ππ,[π,0]33ππ32ωω⎡⎤--⊆-⎢⎥⎣⎦-,则πππ33ππ0230ωωω⎧--≥-⎪⎪⎪-≤⎨⎪>⎪⎪⎩,即2230ωωω≤⎧⎪⎪≤⎨⎪>⎪⎩,故203ω<≤.故选:B.【点睛】本题考查了三角函数的单调性的应用,考查了学生的逻辑推理能力,属于基础题.12.已知双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>,点()00,P x y 是直线40bx ay a -+=上任意一点,若圆()()22001x x y y -+-=与双曲线C 的右支没有公共点,则双曲线的离心率取值范围是( ). A. (]1,2 B. (]1,4 C. [)2,+∞ D. [)4,+∞ 【答案】B 【解析】 【分析】先求出双曲线的渐近线方程,可得则直线bx ay 2a 0-+=与直线bx ay 0-=的距离d ,根据圆()()2200x x y y 1-+-=与双曲线C 的右支没有公共点,可得d 1≥,解得即可.【详解】由题意,双曲线2222x y C :1(a 0,b 0)a b-=>>的一条渐近线方程为b y x a =,即bx ay 0-=,∵()00P x ,y 是直线bx ay 4a 0-+=上任意一点, 则直线bx ay 4a 0-+=与直线bx ay 0-=的距离4ad c==, ∵圆()()2200x x y y 1-+-=与双曲线C 的右支没有公共点,则d 1≥, ∴41a c ≥,即4ce a=≤,又1e > 故e 的取值范围为(]1,4,故选:B .【点睛】本题主要考查了直线和双曲线的位置关系,以及两平行线间的距离公式,其中解答中根据圆与双曲线C 的右支没有公共点得出d 1≥是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.13.若实数x ,y 满足约束条件32020440x y x y x y --≥⎧⎪+-≤⎨⎪++≥⎩,则2z x y =+的最大值为________.【答案】3 【解析】 【分析】作出可行域,可得当直线2z x y =+经过点(1,1)A 时,z 取得最大值,求解即可.【详解】作出可行域(如下图阴影部分),联立32020x y x y --=⎧⎨+-=⎩,可求得点()1,1A ,当直线2z x y =+经过点(1,1)A 时,max 1213z =+⨯=. 故答案为:3.【点睛】本题考查线性规划,考查数形结合的数学思想,属于基础题. 14.记等差数列{}n a 和{}n b 的前n 项和分别为n S 和n T ,若357n n S n T n +=+,则77a b =______.【答案】115【解析】 【分析】结合等差数列的前n 项和公式,可得()()771377113111331313132132a ab b b a a T b S ===++,求解即可. 【详解】由题意,()11313713132a a S a +==,()11313713132b b b T +==,因为357n n S n T n +=+,所以7713771313313511131375a a Sb b T ⨯+====+. 故答案为:115. 【点睛】本题考查了等差数列的前n 项和公式及等差中项的应用,考查了学生的计算求解能力,属于基础题.15.函数32()sin 3cos ,32f x x x x ππ⎛⎫⎡⎤=+∈- ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭的值域为_________.【答案】⎤⎥⎣⎦【解析】 【分析】利用换元法,得到()32g t t 3t 3,t 2⎡⎤=-+∈-⎢⎥⎣⎦,利用导数求得函数()g t 的单调性和最值,即可得到函数的值域,得到答案.【详解】由题意,可得()3232ππf x sin x 3cos x sin x 3sin x 3,x ,,32⎡⎤=+=-+∈-⎢⎥⎣⎦, 令t sinx =,t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦,即()32g t t 3t 3=-+,t ⎡⎤∈⎢⎥⎣⎦则()()2g't 3t 6t 3t t 2=-=-,当t 0<<时,()g't 0>,当0t 1<<时,()g't 0>,即()y g t =在2⎡⎤-⎢⎥⎣⎦为增函数,在[]0,1为减函数,又g ⎛= ⎝⎭()g 03=,()g 11=,故函数的值域为:⎤⎥⎣⎦.【点睛】本题主要考查了三角函数的最值,以及利用导数研究函数的单调性与最值,其中解答中合理利用换元法得到函数()g t ,再利用导数求解函数的单调性与最值是解答的关键,着重考查了推理与预算能力,属于基础题.16.等腰直角三角形ABC 内有一点P ,1PA =,PB =2PC =,90A ∠=,则ABC∆面积为______. 【答案】52【解析】 【分析】利用余弦定理计算()cos ,cos 90PAB PAB ∠-∠,然后根据平方关系以及三角形面积公式,可得结果.【详解】设AB AC x == 由题可知:222cos 2PA AB PB PAB PA AB+-∠=⋅ ()222cos 90sin 2PA AC PC PAB PAB PA AC+--∠==∠⋅由22sin cos 1PAB PAB ∠+∠=,1PA =,PB =2PC =所以22222222112122x x x x ⎡⎤+-⎡⎤+-⎢⎥+=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎣⎦化简可得:42650x x -+= 则25x =或21x =,即x =1x =由AB PA >,所以x =所以1522ABC S AB AC ∆=⋅⋅= 故答案为:52【点睛】本题主要考查余弦定理解三角形,仔细观察,细心计算,属基础题.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. 17.在ABC 中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,且22ccosB a b =+. (1)求角C 的大小; (2)若函数()2sin 2cos 2()6f x x m x m R π⎛⎫=++∈ ⎪⎝⎭图象的一条对称轴方程为2Cx =且625f α⎛⎫= ⎪⎝⎭,求(2)cos C α+的值. 【答案】(1)23C π=(2)7225cosC α+=-() 【解析】 【分析】(1)由已知利用三角函数恒等变换的应用,正弦定理可求1cosC 2=-,即可求C 的值. (2)利用三角函数恒等变换的应用,可得()()f x m 1cos2x =++,根据题意,得到()2πf 0f 3⎛⎫=⎪⎝⎭,解得m 2=-,得到函数的解析式,进而求得πsin α6⎛⎫- ⎪⎝⎭的值,利用三角函数恒等变换的应用可求()cos 2αC +的值.【详解】(1)由题意,根据正弦定理,可得2sinCcosB 2sinA sinB =+,又由()A B C π=-+,所以 ()sin sin sin cos cos sin A B C B C B C =+=+, 可得2sinCcosB 2sinBcosC 2cosBsinC sinB =++,即2sinBcosC sinB 0+=, 又因为()0,B π∈,则sin 0B >, 可得1cosC 2=-,∵()0,C π∈,∴2πC 3=. (2)由(1)可得()()f x 2sin 2x 1mcos2x 2sin2xcos 2cos2xsin mcos2x =++=++()3sin2x m 1cos2x =++,所以函数()f x 的图象的一条对称轴方程为πx 3=, ∴()2πf 0f 3⎛⎫=⎪⎝⎭,得()4π4πm 13sin m 1cos 33+=++,即m 2=-, ∴()πf x 3sin2x cos2x 2sin 2x 6⎛⎫=-=-⎪⎝⎭, 又απ6f 2sin α265⎛⎫⎛⎫=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,∴π3sin α65⎛⎫-= ⎪⎝⎭,∴()22ππππ7cos 2αC cos 2αcos 2α-cos2α2sin α1336625⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+=-=--=--=- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭. 【点睛】本题主要考查了三角函数恒等变换的应用,正弦定理在解三角形中的综合应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题.18.在多面体ABCDEF 中,四边形ABCD 是正方形,CF ⊥平面ABCD ,CFDE ,22AB CF DE ===,G 为BF 的中点.(1)求证:CG AF ⊥;(2)求平面BCF 与平面AEF 所成角的正弦值.【答案】(1)证明见解析(2)30【解析】 【分析】(1)首先证明CG AB ⊥,CG BF ⊥,AB BF B =,∴CG ⊥平面ABF .即可得到AF ⊂平面ABF ,CG AF ⊥.(2)以D 为坐标原点,DA ,DC ,DE 所在的直线分别为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系,分别求出平面AEF 和平面BCF 的法向量,带入公式求解即可. 【详解】(1)∵CF ⊥平面ABCD ,AB平面ABCD ,∴CF AB ⊥.又∵四边形ABCD 是正方形,∴AB BC ⊥. ∵BCCF C =,∴AB ⊥平面BCF .∵CG ⊂平面BCF ,∴CG AB ⊥.又∵2BC CF ==,G 为BF 的中点,∴CG BF ⊥. ∵ABBF B =,∴CG ⊥平面ABF .∵AF ⊂平面ABF ,∴CG AF ⊥. (2)∵CF ⊥平面ABCD ,CFDE ,∴DE ⊥平面ABCD .以D 为坐标原点,DA ,DC ,DE 所在的直线分别为x 轴、y 轴、z 轴建立空间直角坐标系.如图所示:则()0,0,0D ,()2,0,0A ,()0,2,0C ,()0,0,1E ()0,2,2F . ∴()2,0,1AE =-,()0,2,1EF =,()0,2,0DC =. 设(),,n x y z =为平面AEF 的法向量,则·0·0n AE n EF ⎧=⎨=⎩,得2020x z y z -+=⎧⎨+=⎩,令1x =,则()1,1,2n =-.由题意知()0,2,0DC =为平面BCF 的一个法向量,∴()cos ,||||6n DC n DC n DC ===∴平面BCF 与平面AEF 6=.【点睛】本题第一问考查线线垂直,先证线面垂直时解题关键,第二问考查二面角,建立空间直角坐标系是解题关键,属于中档题.19.阿尔法狗(AlphaGo)是第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜围棋世界冠军的人工智能程序,由谷歌(Google)公司的团队开发.其主要工作原理是“深度学习”.2017 年5 月,在中国乌镇围棋峰会上,它与排名世界第一的世界围棋冠军柯洁对战,以3 比0 的总比分获胜.围棋界公认阿尔法围棋的棋力已经超过人类职业围棋顶尖水平.为了激发广大中学生对人工智能的兴趣,某市教育局组织了一次全市中学生“人工智能”软件设计竞赛,从参加比赛的学生中随机抽取了30 名学生,并把他们的比赛成绩按五个等级进行了统计,得到如下数据表:(1)根据上面的统计数据,试估计从本市参加比赛的学生中任意抽取一人,其成绩等级为“A 或B ”的 概率;(2)根据(I)的结论,若从该地区参加比赛的学生(参赛人数很多)中任选3 人,记X 表示抽到成绩等级为“ A 或B ”的学生人数,求X 的分布列及其数学期望 EX ;(3)从这30 名学生中,随机选取2 人,求“这两个人的成绩之差大于1分”的概率. 【答案】(1)13;(2)见解析;(3)3487【解析】分析:(Ⅰ)根据统计数据,利用古典概型及其概率的计算公式,即可求解其成绩等级为“A 或B ”的概率;(Ⅱ)由题意,得到随机变量X 可取0,1,2,3,且服从二项分布,求得相应的概率,列出分 (Ⅲ)设从30名学生中,随机选取2人,记两个人的成绩分别为,m n ,得到基本事件的总数为230C ,不妨设m n >,分类讨论即可求解所求的额概率.详解:(1)根据统计数据可知,从本地区参加比赛的30名中学生中任意抽取一人,其成绩等级为“A 或B ”的概率为:46130303+=, 即从本地区参加比赛的学生中任意抽取一人,其成绩等级为“A 或B ”的概率为:13. (2)由题意知随机变量X 可取0,1,2,3,则1~3,3X B ⎛⎫ ⎪⎝⎭.()()343120,1,2,333k kP x k C k -⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,所以X 的分布列为:则()1313E x =⨯=,所求期望值为1 (3)设事件M :从这30 名学生中,随机选取2人,这两个人的成绩之差大于1分. 设从这30 名学生中,随机选取2人,记两个人的成绩分别为,m n , 则基本事件的总数为220C ,不妨设m n >,当5m =时,3,2,1n =,基本事件的个数为()211141073C C C C ++; 当4m =时,2,1n =,基本事件的个数为()111673C C C +; 当3m = 时,1m =,基本事件的个数为11103C C ;()3487P M =点睛:本题主要考查古典概型的概率公式和二项分布概率计算公式、随机变量的分布列和数学期望,解答本题,首先要准确确定所研究对象的基本事件空间、基本事件个数,再利用二项何分布的概率公式,求得概率,得到分布列和求得数学期望,本题属中等难度的题目,计算量不是很大,能很好的考查考生数学应用意识、基本运算求解能力等.20.设函数()()1xf x lnxg x xe x ==--,.(1)若关于x 的方程()f x x m =+在区间[]1,3上有解,求m 的取值范围; (2)当0x >时,()()g x a f x -≥恒成立,求实数a 的取值范围.【答案】(1)[]33,1ln --(2)(0]∞-,【解析】 【分析】(1)令()()0h x lnx x x =->,求出函数的对数,根据函数的单调性求出函数()h x 的值域,从而求出m 的范围即可;(2)当0x >时,()()g x f x a -恒成立,令()()()1x F x g x f x xe lnx x =-=---,(0)x >,根据函数的单调性求出()F x 的最小值,从而求出a 的范围. 【详解】解析:(1)方程()f x x m =+,即为ln .x x m -= 令()()0h x lnx x x =->, 则()11'10xh x x x-=-=≤在[]1,3x ∈恒成立, 故()h x 在[]1,3上单调递减.()()11,333h h ln =-=-,∴当[]1,3x ∈时,()[]33,1h x ln ∈-- m ∴的取值范围是[]33,1ln --(2)依题意,当0x >时,()()g x f x a -≥恒成立.令()()()()10xF x g x f x x e lnx x x =-=⋅--->,则()()()()11'111x x x F x x e x e x x+=+⋅--=⋅⋅- 令()1xG x x e =⋅-,则当0x >时,()()'10x G x x e =+>,∴函数()G x 在(0)+∞,上单调递增,()010G =-<,()110G e =->,()G x ∴存在唯一的零点()0,1c ∈,且当()0,x c ∈时,()0G x <,当,()x c ∈+∞时,()0G x >, 则当()0,x c ∈时,()F'0x <,当,()x c ∈+∞时,()'0F x >,()F x ∴在()0,c 上单调递减,在(,)c +∞上单调递增,从而()()1xF x F c ce lnc c ≥=---.由()0G c =得10,1c c ce ce -==,两边取对数得0lnc c +=,()0F c ∴=, ()()0F x F c ∴≥=,0a ∴≤,即实数a 的取值范围是(],0∞-【点睛】本题考查了函数的单调性、最值问题,考查导数的应用以及函数恒成立问题,考查分类讨论思想,转化思想,属于中档题.21.已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的左、右焦点分别为1F ,2F 是椭圆上一动点(与左、右顶点不重合)已知12PF F △12.(1)求椭圆C 的方程;(2)过2F 的直线l 交椭圆C 于,A B 两点,过A 作x 轴的垂线交椭圆C 与另一点Q (Q 不与,A B 重合).设ABQ △的外心为G ,求证2||AB GF 为定值.【答案】(1)22143x y +=(2)见解析【解析】 【分析】(1)当12PF F △面积最大时,r 最大,即P 点位于椭圆短轴顶点时3r =,即可得到b 的值,再利用离心率求得,a c ,即可得答案;(2)由题意知,直线AB 的斜率存在,且不为0,设直线AB 为1x my =+,代入椭圆方程得()2234690my my ++-=.设()()1122,,,A x y B x y ,利用弦长公式求得||AB ,利用AB 的垂直平分线方程求得G 的坐标,两个都用m 表示,代入2||AB GF 中,即可得答案.【详解】(1)由题意知:12c a =,∴2222,a c b a c ==-,∴b =. 设12PF F △的内切圆半径为r , 则()12121211(22)()22PF F SPF PF F F r a c r a c r =++⋅=+⋅=+⋅, 故当12PF F △面积最大时,r 最大,即P点位于椭圆短轴顶点时r =所以()3a c bc +=,把2,a c b ==代入,解得:2,a b ==, 所以椭圆方程为22143x y +=.(2)由题意知,直线AB 的斜率存在,且不为0,设直线AB 为1x my =+, 代入椭圆方程得()2234690m y my ++-=. 设()()1122,,,A x y B x y ,则12122269,3434m y y y y m m --+==++, 所以AB 的中点坐标为2243,3434m m m -⎛⎫ ⎪++⎝⎭,所以()2122121||3434m AB y m m +===++. 因为G 是ABQ △的外心,所以G 是线段AB 的垂直平分线与线段AQ 的垂直平分线的交点,AB 的垂直平分线方程为22343434m y m x m m ⎛⎫+=-- ⎪++⎝⎭, 令0y =,得2134x m =+,即21,034G m ⎛⎫⎪+⎝⎭,所以222213313434m GF m m +=-=++所以()22222121||1234433334m AB m m GF m ++===++,所以2||AB GF 为定值,定值为4. 【点睛】本题考查椭圆方程的求解、离心率、直线与椭圆位置关系中的定值问题,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力,求解时注意将问题转化为关于变量m 的表达式,进而求证得到定值. 22.在直角坐标系xOy 中,曲线C的参数方程为21,2x s y ⎧=⎪⎨⎪=⎩(s 为参数),以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线l 的极坐标方程为cos 2sin 90ρθρθ++=.(1)求C 和l 的直角坐标方程;(2)设P 为曲线C 上的动点,求点P 到直线l 的距离的最小值.【答案】(1)24y x =,290x y ++=(2【解析】【分析】(1)直接利用消参法可得曲线C 的直角坐标方程;将cos ,sin x y ρθρθ==代入l 的极坐标方程得l 的直角坐标方程;(2)设212P s ⎛⎫⎪⎝⎭,利用点到直线的距离公式,结合二次函数的性质求最值,即可得答案.【详解】(1)C 的直角坐标方程为:24y x =,将cos ,sin x y ρθρθ==代入l 的极坐标方程得l 的直角坐标方程为:290x y ++=.(2)设212P s ⎛⎫ ⎪⎝⎭, 则点P 到直线l的距离21|9s d ++==,当22s =-时,距离最小,最小值为55d ==. 【点睛】本题考查极坐标方程、参数方程、普通方程的互化、点到直线的距离公式,考查逻辑推理能力和运算求解能力,求解时注意点的参数设法.23.已知函数()22f x x a x a =+++-,其中a R ∈.(1)若()25f -≤,求实数a 的取值范围;(2)记()1中的a 的最大值为M ,若正实数,,m n p 满足2m n p M ++=,求11m n n p +++的最小值.【答案】(1)7,13a ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦(2)4【解析】【分析】(1)利用分段函数表示出()2f -,再分类讨论计算可得;(2)由(1)可知1M =,再利用基本不等式计算可得;【详解】解:(1)由条件知()32,02222,1032,1a a f a a a a a a +>⎧⎪-=++=+-≤≤⎨⎪--<-⎩,则函数图象如下所示:又()25f -≤,3250a a +≤⎧∴⎨>⎩或2510a a +≤⎧⎨-≤≤⎩或3251a a --≤⎧⎨<-⎩解得7,13a ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦(2)由(1)知,1M =,21m n p ∴++= 于是()1111m n n p m n n p m n n p ⎛⎫+=++++ ⎪++++⎝⎭242n p m n m n n p ++=++++≥+=, 当且仅当n p m n m n n p++=++时取等号, 故11m n n p+++的最小值为4. 【点睛】本题考查绝对值不等式的解法,基本不等式的应用,属于中档题.。
2021届河北衡水中学新高考原创预测试卷(十七)数学

2021届河北衡水中学新高考原创预测试卷(十七)数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
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4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
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写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
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7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
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9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.已知集合{}|23A x x =-≤≤,函数()1f x ln x =-()的定义域为集合B ,则AB =( )A. []2,1-B. [)2,1-C. []1,3D. (]1,3【答案】B 【解析】 【分析】求出集合B ,再利用交集运算得解 【详解】由10x ->得:1x <,所以集合(),1B =-∞,又{}|23A x x =-≤≤所以[)2,1A B =-.故选B【点睛】本题主要考查了集合的交集运算,属于基础题.2.若复数12,z z 在复平面内的对应点关于虚轴对称,11z i =+,则12z z =( ) A. i B. i -C. 1D. 1-【答案】B 【解析】 【分析】利用已知求得21z i =-+,再利用复数的乘法、除法运算计算即可得解. 【详解】11z i =+,复数12,z z 在复平面内的对应点关于虚轴对称,∴21z i =-+, ∴12z z =()()()()12111211i i i i i i i i ---===--+-+--++ 故选:B【点睛】本题主要考查了复数的对称关系,还考查了复数的除法、乘法运算,属于基础题. 3.已知等差数列{a n }的前5项和为15,a 6=6,则a 2019=( ) A. 2017 B. 2018C. 2019D. 2020【答案】C 【解析】 【分析】根据已知得到关于1,a d 的方程组,解方程组即得解,再利用等差数列的通项求a 2019.【详解】由题得11154515,1256a d a d a d ⨯⎧+⨯=⎪∴==⎨⎪+=⎩, 所以20191201812019a =+⨯=. 故选C【点睛】本题主要考查等差数列的通项和前n 项和公式的应用,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.4.已知命题p:∀x∈R,x2>0,则p⌝是()A. ∀x∈R,x2<0B. ∃x∈R,x2<0C. ∀x∈R,x2≤0D. ∃x∈R,x2≤0【答案】D【解析】【分析】直接利用全称命题的否定解答.【详解】因为命题p:∀x∈R,x2>0,所以p⌝:∃x∈R,x2≤0故选D【点睛】本题主要考查全称命题的否定,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.5.七巧板是一种古老的中国传统智力玩具,是由七块板组成的.而这七块板可拼成许多图形,例如:三角形、不规则多边形、各种人物、动物、建筑物等,清陆以湉《冷庐杂识》写道:近又有七巧图,其式五,其数七,其变化之式多至千余.在18世纪,七巧板流传到了国外,至今英国剑桥大学的图书馆里还珍藏着一部《七巧新谱》.若用七巧板拼成一只雄鸡,在雄鸡平面图形上随机取一点,则恰好取自雄鸡鸡尾(阴影部分)的概率为()A. 14B.17C.18D.116【答案】C【解析】【分析】设包含7块板的正方形边长为4,其面积为16,计算雄鸡的鸡尾面积为2,利用几何概型概率计算公式得解.【详解】设包含7块板的正方形边长为4,其面积为4416⨯=则雄鸡的鸡尾面积为标号为6的板块,其面积为212S=⨯=所以在雄鸡平面图形上随机取一点,则恰好取自雄鸡鸡尾(阴影部分)的概率为21168p==. 故选C.【点睛】本题主要考查了几何概型概率计算,考查观察能力,属于基础题.6.已知某几何体的俯视图是如图所示的边长为l的正方形,正视图与侧视图都是边长为1的正三角形,则此几何体的体积是()A3B.33C.32D.13【答案】A【解析】【分析】根据几何体的三视图,得出该几何体是底面为正方形的正四棱锥,结合图中数据求出它的体积.【详解】解:根据几何体的三视图,得;该几何体是底面边长为1正方形,斜高为1四棱锥,且四棱锥的高为2131()2-=的正四棱锥.∴它的体积为213313V=⨯⨯=.故选:A.【点睛】本题考查了利用空间几何体的三视图求体积的问题,也考查了空间想象能力的应用问题,属于基础题.7.如图所示的函数图象,对应的函数解析式可能是()A. 221x y x =-- B. 2sin y x x = C. ln x y x=D.()22x y x x e -=【答案】D 【解析】 【分析】对B 选项的对称性判断可排除B. 对C 选项的定义域来看可排除C ,对A 选项中,2x =-时,计算得0y <,可排除A ,问题得解. 【详解】2sin y x x =为偶函数,其图象关于y 轴对称,∴排除B. 函数ln xy x=的定义域为{}011x x x <或,∴排除C . 对于221x y x =--,当2x =-时,()222210y -=---<,∴排除A故选D【点睛】本题主要考查了函数的对称性、定义域、函数值的判断与计算,考查分析能力,属于中档题. 8.函数sin 26y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭的图象可由函数32cos 2y x x =-的图象( ) A. 向右平移3π个单位,再将所得图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变得到 B. 向右平移6π个单位,再将所得图象上所有点的纵坐标伸长到原来的2倍,横坐标不变得到 C. 向左平移3π个单位,再将所得图象上所有点的纵坐标缩短到原来的12,横坐标不变得到 D. 向左平移6π个单位,再将所得图象上所有点的纵坐标缩短到原来的12,横坐标不变得到 【答案】D 【解析】 【分析】合并3sin2cos2y x x =-得:2sin 26y x π⎛⎫=-⎪⎝⎭,利用平移、伸缩知识即可判断选项. 【详解】由3sin2cos2y x x =-得:2sin 26y x π⎛⎫=- ⎪⎝⎭将它的图象向左平移6π个单位, 可得函数2sin 22sin 2666y x x πππ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+-=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭的图象, 再将上述图象上所有点的纵坐标缩短到原来的12,横坐标不变得到:sin 26y x π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭图象.故选D【点睛】本题主要考查了三角函数图象的平移、伸缩变换,考查了两角差的正弦公式,属于中档题.9.在边长为1的等边三角形ABC 中,点P 是边AB 上一点,且.2BP PA =,则CP CB ⋅=( ) A.13B.12C.23D. 1【答案】C 【解析】 【分析】利用向量的加减法及数乘运算用,CA CB 表示CP ,再利用数量积的定义得解. 【详解】依据已知作出图形如下:()11213333CP CA AP CA AB CA CB CA CA CB =+=+=+-=+.所以221213333CP CB CA CB CB CA CB CB ⎛⎫+=+⎪⎝⎭⋅=⋅⋅221211cos 13333π=⨯⨯⨯+⨯= 故选C【点睛】本题主要考查了向量的加减法及数乘运算,还考查了数量积的定义,考查转化能力,属于中档题.10.一个各面均为直角三角形的四面体有三条棱长为2,则该四面体外接球的表面积为( ) A. 6π B. 12πC. 32πD. 48π【答案】B 【解析】 【分析】先作出几何图形,确定四个直角和边长,再找到外接球的球心和半径,再计算外接球的表面积.【详解】由题得几何体原图如图所示,其中SA ⊥平面ABC,BC ⊥平面SAB,SA=AB=BC=2, 所以223SC =设SC 中点为O,则在直角三角形SAC 中,3,在直角三角形SBC 中,OB=12SC =所以所以点O .所以四面体外接球的表面积为4=12ππ. 故选B【点睛】本题主要考查四面体的外接球的表面积的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理的能力.11.已知P 为双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b-=>>上一点,12F F ,为双曲线C 的左、右焦点,若112PF F F =,且直线2PF 与以C 的实轴为直径的圆相切,则C 的渐近线方程为( ) A. 43y x =±B. 34yx C. 35y x =±D. 53y x =±【答案】A 【解析】 【分析】依据题意作出图象,由双曲线定义可得1122PF F F c ==,又直线PF 2与以C 的实轴为直径的圆相切,可得2MF b =,对2OF M ∠在两个三角形中分别用余弦定理及余弦定义列方程,即可求得2b a c =+,联立222c a b =+,即可求得43b a =,问题得解. 【详解】依据题意作出图象,如下:则1122PF F F c ==,OM a =, 又直线PF 2与以C 的实轴为直径的圆相切, 所以2OM PF ⊥, 所以222MF c a b =-=由双曲线定义可得:212PF PF a -=,所以222PFc a =+, 所以()()()()22222222cos 2222c a c c b OF M c c a c ++-∠==⨯⨯+整理得:2b a c =+,即:2b a c -= 将2c b a =-代入222c a b =+,整理得:43b a =, 所以C 的渐近线方程为43b y x x a =±=± 故选A【点睛】本题主要考查了双曲线的定义及圆的曲线性质,还考查了三角函数定义及余弦定理,考查计算能力及方程思想,属于难题. 12.已知函数f (x )=2x -1,()2cos 2,0?2,0a x x g x x a x +≥⎧=⎨+<⎩(a ∈R ),若对任意x 1∈[1,+∞),总存在x 2∈R ,使f (x 1)=g (x 2),则实数a 的取值范围是()A. 1,2⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭B. 2,3⎛⎫+∞ ⎪⎝⎭C. []1,1,22⎛⎫-∞ ⎪⎝⎭D.371,,224⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦【答案】C 【解析】 【分析】对a 分a=0,a <0和a >0讨论,a >0时分两种情况讨论,比较两个函数的值域的关系,即得实数a 的取值范围.【详解】当a =0时,函数f (x )=2x -1的值域为[1,+∞),函数()g x 的值域为[0,++∞),满足题意.当a <0时,y =22(0)x a x +<的值域为(2a ,+∞), y =()cos 20a x x +≥的值域为[a +2,-a +2],因为a +2-2a =2-a >0,所以a +2>2a , 所以此时函数g (x )的值域为(2a ,+∞), 由题得2a <1,即a <12,即a <0. 当a >0时,y =22(0)x a x +<的值域为(2a ,+∞),y =()cos 20a x x +≥的值域为[-a +2,a +2], 当a ≥23时,-a +2≤2a ,由题得21,1222a a a a-+≤⎧∴≤≤⎨+≥⎩. 当0<a <23时,-a +2>2a ,由题得2a <1,所以a <12.所以0<a <12. 综合得a 的范围为a <12或1≤a ≤2,故选C .【点睛】本题主要考查函数的图象和性质,考查指数函数和三角函数的图象和性质,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.13.焦点在x 轴上,短轴长等于16,离心率等于35的椭圆的标准方程为________. 【答案】22110064x y +=【解析】 【分析】由短轴长等于16可得8b =,联立离心率及222a b c =+即可求得2100a =,问题得解. 【详解】由题可得:216b =,解得:8b =又22235c e a a b c ⎧==⎪⎨⎪=+⎩,解得:2100a =所以所求椭圆的标准方程为22110064x y +=.【点睛】本题主要考查了椭圆的简单性质,考查计算能力,属于基础题.14.若x ,y 满足约束条件02636x y x y ≤+≤⎧⎨≤-≤⎩,则2z x y =-的最大值为______.【答案】10 【解析】 【分析】作出不等式组02636x y x y ≤+≤⎧⎨≤-≤⎩表示的平面区域,利用线性规划知识求解.【详解】作出不等式组02636x y x y ≤+≤⎧⎨≤-≤⎩表示的平面区域如下:作出直线:l 20x y -=,当直线l 往下平移时,2z x y =-变大, 当直线l 经过点()2,4A -时,()max 22410z =-⨯-=【点睛】本题主要考查了利用线性规划求目标函数的最值知识,考查作图及计算能力,属于基础题.15.设数列{}n a 满足123232n n a a a na ⋅⋅⋅⋅=,则n a =__________.【答案】2n【解析】【分析】求得数列的首项,再将n换为1n-,相除可得所求通项公式;【详解】解:{}n a满足123232n n a a a na⋅⋅⋅⋅=(*)n N∈可得1n=时,12a=,2n时,11212(1)2n n a a n a--⋅⋯-=,又123232n n a a a na⋅⋅⋅⋅=(*)n N∈相除可得2n na=,即2n a n=,上式对1n=也成立,则{}n a的通项公式为2n a n=;故答案为:2n【点睛】本题考查数列的通项公式的求法,注意运用下标变换相除法,属于中档题.16.如图,边长为1的正方形ABCD,其中边DA在x轴上,点D与坐标原点重合,若正方形沿x 轴正向滚动,先以A为中心顺时针旋转,当B落在x轴上时,再以B为中心顺时针旋转,如此继续,当正方形ABCD的某个顶点落在x轴上时,则以该顶点为中心顺时针旋转.设顶点C (x,y)滚动时形成的曲线为y=f(x),则f(2019)=________.【答案】0【解析】【分析】由题可得:()f x是周期为4的函数,将()2019f化为()3f,问题得解.【详解】由题可得:()f x是周期为4的函数,所以()()()2019450433f f f=⨯+=.由题可得:当3x=时,点C恰好在x轴上,所以()30f=,所以()20190f=.【点睛】本题主要考查了函数的周期性及转化能力,属于中档题.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.如图,在平面四边形ABCD中,42AB=,22BC=,4AC=.(1)求cos BAC∠;(2)若45D∠=︒,90BAD∠=︒,求CD.【答案】(152;(2)CD=5【解析】【分析】(1)直接利用余弦定理求cos∠BAC;(2)先求出sin∠DAC=528,再利用正弦定理求CD.【详解】(1)在△AB C中,由余弦定理得:222cos2AB AC BCBACAB AC+-∠=⋅522442==⨯⨯.(2)因为∠DAC=90°-∠BAC,所以52所以在△ACD中由正弦定理得:sin sin45CD ACDAC=∠︒522=,所以CD=5.【点睛】本题主要考查正弦定理余弦定理解三角形,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.18.如图,四棱锥M -ABCD 中,MB⊥平面ABCD ,四边形ABCD 是矩形,AB =MB ,E 、F 分别为MA 、MC 的中点.(1)求证:平面BEF⊥平面MAD ;(2)若223BC AB ==,求三棱锥E -ABF 的体积.【答案】(1)见解析;(2)34【解析】 【分析】(1)先证明BE⊥平面MAD ,再证平面BEF⊥平面MAD ;(2)利用体积变换E ABF F ABE V V --=求三棱锥E -ABF 的体积.【详解】(1)因为MB⊥平面ABCD ,所以MB⊥AD, 又因为四边形ABCD 是矩形,所以AD⊥AB, 因为AB∩MB=B ,所以AD⊥平面MAB , 因为BE ⊂平面MAB ,所以AD⊥BE, 又因为AB =MB ,E 为MA 中点, 所以BE⊥MA,因为MA∩AD=A , 所以BE⊥平面MAD , 又因为BE ⊂平面BEF , 所以平面BEF⊥平面MAD .(2)因为AD∥BC,所以BC⊥面MAB ,又因为F 为MC 的中点,所以F 到面MAB 的距离132h BC ==, 又因为MB⊥平面ABCD ,AB =MB =3,E 为MA 的中点, 所以1113332224ABESABM ==⨯⨯⨯=, 所以113333344E ABF F ABE ABEV V S h --==⋅=⨯⨯=.【点睛】本题主要考查空间几何元素垂直关系的证明,考查空间几何体体积的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和空间想象分析转化能力.19.某公司甲、乙两个班组分别试生产同一种规格的产品,已知此种产品的质量指标检测分数不小于70时,该产品为合格品,否则为次品,现随机抽取两个班组生产的此种产品各100件进行检测,其结果如下表:质量指标检测分数[50,60)[60,70)[70,80)[80,90)[90,100]甲班组生产的产品件数71840296乙班组生产的产品件数 81240328(1)根据表中数据,估计甲、乙两个班组生产该种产品各自的不合格率;(2)根据以上数据,完成下面的2×2列联表,并判断是否有95%的把握认为该种产品的质量与生产产品的班组有关?(3)若按合格与不合格的比例,从甲班组生产的产品中抽取4件产品,从乙班组生产的产品中抽取5件产品,记事件A:从上面4件甲班组生产的产品中随机抽取2件,且都是合格品;事件B:从上面5件乙班组生产的产品中随机抽取2件,一件是合格品,一件是次品,试估计这两个事件哪一种情况发生的可能性大.附:()()()()()22n ad bcKa b c d a c b d-=++++【答案】(1)甲:25%,乙:20%;(2)没有95%的把握认为此种产品的产品质量与生产产品的班组有关;(3)事件A发生的可能性大一些【解析】【分析】(1)直接计算甲班组和乙班组产品的不合格率;(2)利用独立性检验求得没有95%的把握认为此种产品的产品质量与生产产品的班组有关;(3)利用古典概型的概率公式求出P(A)和P(B),再比较大小即得解.【详解】(1)根据表中数据,甲班组生产该产品的不合格率为71825% 100+=,乙班组生产该产品的不合格率为81220% 100+=;(2)列联表如下:合格品 75 80 155 次品 25 20 45 合计 100100200()22200752080250.717 3.84110010015545K ⨯⨯-⨯=≈<⨯⨯⨯.所以,没有95%的把握认为此种产品的产品质量与生产产品的班组有关.(3)由题意,若按合格与不合格的比例,则抽取了4件甲班组产品,5件乙班组产品,其中甲、乙班组抽取的产品中均含有1件次品,设这4件甲班组产品分别为A 1,A 2,A 3,D ,其中A 1,A 2,A 3代表合格品,D 代表次品,从中随机抽取2件,则所有可能的情况为A 1A 2,A 1A 3,A 1D ,A 2A 3,A 2D ,A 3D 共6种,A 事件包含3种,故()12P A =;设这5件乙班组产品分别为B 1,B 2,B 3,B 4,E ,其中B 1,B 2,B 3,B 4代表合格品,E 代表次品,从中随机抽取2件,则所有可能的情况为B 1B 2,B 1B 3,B 1B 4,B 1E ,B 2B 3,B 2B 4,B 2E ,B 3B 4,B 3E ,B 4E 共10种,B 事件包含4种,故()25P B =; 因为P (A )>P (B ),所以,事件A 发生的可能性大一些.【点睛】本题主要考查独立性检验和古典概型的概率的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.20.已知抛物线2:4C x y =的焦点为F ,直线:()0y kx b k =+≠交抛物线C 于,A B 两点,()4,0,3AF BF M +=.(1)若AB 的中点为T ,直线MT 的斜率为'k,证明: (2)求ABM ∆面积的最大值. 【答案】(1)证明见解析;(2)9. 【解析】 【分析】 (1)联立24y kx bx y =+⎧⎨=⎩求出AB 的中点坐标为T (2k ,1),再计算得k·k '=-1.(2)先求出点M 到直线l距离d =,再求出AB =,再求出ABMS=,最后构造函数利用导数求面积的最大值得解.【详解】(1)证明:联立24y kx b x y=+⎧⎨=⎩,消去y 得,x 2-4kx -4b =0,△=16k 2+16b >0,即k 2+b >0, 设A (x 1,y 1),B (x 2,y 2),由韦达定理得x 1+x 2=4k ,x 1x 2=-4b , 因为|AF|+|BF|=4,由抛物线定义得y 1+1+y 2+1=4,得y 1+y 2=2, 所以AB 的中点坐标为T (2k ,1), 所以311'02k k k-==--,所以k·k '=-1.(2)由(1)得|x 1-x 2|2=(x 1+x 2)2-4x 1x 2=16(k 2+b ),12AB x=-=设点M 到直线l 距离为d,则d =而由(1)知,y 1+y 2=kx 1+b +kx 2+b =k (x 1+x 2)+2b =4k 2+2b =2, 即2k 2+b =1,即b =1-2k 2,由△=16k 2+16b >0,得0<k 2<1,所以1122ABMSAB d =⨯⨯=⨯=令t =k 2,0<t <1,设f (t )=(1+t )2(1-t )=1+t -t 2-t 3,0<t <1, ()f t '=1-2t -3t 2=(t +1)(-3t +1),103t <<时,()f t '>0,f (t )为增函数; 113t <<时,()f t '<0,f (t )为减函数; 所以当13t =,()max 3227f t =,所以,S △ABM 的最大值为9. 【点睛】本题主要考查抛物线的简单几何性质和斜率的计算,考查直线和抛物线的位置关系和定值问题,考查抛物线中的最值问题,考查利用导数研究函数的最值,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理计算能力.21.已知函数f (x )=xe x -alnx (无理数e =2.718…). (1)若f (x )在(0,1)单调递减,求实数a 的取值范围;(2)当a =-1时,设g (x )=x (f (x )-xe x)-x 3+x 2-b ,若函数g (x )存在零点,求实数b 的最大值. 【答案】(1)a≥2e;(2)0 【解析】 【分析】(1)由题得()'f x ≤0,即a≥(x 2+x )e x在(0,1)上恒成立,再构造函数求函数的最大值即得解;(2)问题等价于方程b =xlnx -x 3+x 2在(0,+∞)上有解,先证lnx≤x-1(x >0),再求得b 的最大值为0.【详解】(1)()()2'xx x x x e a a f x xe e x x+-=+-=, 由题意:()'f x ≤0,x∈(0,1)恒成立,即(x 2+x )e x -a≤0, 也就是a≥(x 2+x )e x 在(0,1)上恒成立, 设h (x )=(x 2+x )e x,则()h x '=e x (2x +1)+(x 2+x )e x =e x (x 2+3x +1), 当x∈(0,1)时,x 2+3x +1>0,故()h x ')>0,h (x )在(0,1)单调递增,h (x )<h (1)=2e ,因此a≥2e.(2)当a =-1时,f (x )=xe x+lnx ,g (x )=xlnx -x 3+x 2-b , 由题意:问题等价于方程b =xlnx -x 3+x 2在(0,+∞)上有解, 先证:lnx≤x-1(x >0),事实上:设y =lnx -x +1,则1'1y x=-, 令110x-=,x =1,x∈(0,1)时,y'>0函数递增,x∈(1,+∞)时,y'<0函数递减, y max =y |x =1=0,即y≤0,也就是lnx≤x-1.由此:k (x )=xlnx -x 3+x 2≤x(x -1)-x 3+x 2=2x 2-x -x 3=-x (x 2-2x +1)≤0, 故当x =1时,k (1)=0,所以b 的最大值为0.【点睛】本题主要考查利用导数研究不等式的恒成立问题和零点问题,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.(二)选考题:共10分.请考生在第22、23题中任选一题作答. 选修4-4:坐标系与参数方程22.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为sin x y αα⎧=⎪⎨=⎪⎩(α为参数),在以坐标原点O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,点M 的极坐标为34π⎛⎫⎪⎝⎭,直线l 的极坐标方程为sin 04ρθπ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭. (1)求直线l 的直角坐标方程与曲线C 的普通方程;(2)若N 是曲线C 上的动点,P 为线段MN 的中点,求点P 到直线l 的距离的最大值.【答案】(1)40x y --=,2213x y +=;(2)2. 【解析】 【分析】(1)直接利用极坐标方程、参数方程和普通方程互化的公式求直线l 的直角坐标方程与曲线C 的普通方程;(2)设N α,sinα),α∈[0,2π).先求出点P 到直线l 的距离d =再求最大值.【详解】(1)因为直线l 的极坐标方程为πsin 04ρθ⎛⎫-+= ⎪⎝⎭, 即ρsinθ-ρcosθ+4=0.由x =ρcosθ,y =ρsinθ,可得直线l 的直角坐标方程为x -y -4=0.将曲线C 的参数方程x y sin αα⎧=⎪⎨=⎪⎩消去参数a , 得曲线C 的普通方程为2213x y +=.(2)设N α,sinα),α∈[0,2π).点M 的极坐标(,3π4),化为直角坐标为(-2,2).则11,sin 12P αα⎫-+⎪⎪⎝⎭.所以点P 到直线l 的距离2d ==≤,所以当5π6α=时,点M 到直线l 的距离的最大值为2. 【点睛】本题主要考查参数方程、极坐标方程和普通方程的互化,考查三角函数的图像和性质,考查点到直线的距离的最值的计算,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平和分析推理能力.选修4-5:不等式选讲23.已知函数()2f x ax =-,不等式()4f x ≤的解集为{}26x x -≤≤.(1)求实数a 的值;(2)设()()()3g x f x f x =++,若存在x ∈R ,使()2g x tx -≤成立,求实数t 的取值范围.【答案】(1)1;(2)1t ≤-,或12t ≥. 【解析】【分析】(1)解()4f x ≤的解集与已知解集相等可列方程解得;(2)问题转化为()y g x =的图象有一部分在直线2y tx =+的下方,作出图象,根据斜率可得.【详解】(1)由24ax -≤得424ax -≤-≤,即26ax -≤≤,当0a >时,26x a a -≤≤,所以2266a a⎧-=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,解得1a =; 当0a <时, 62x a a ≤≤-,所以2662a a⎧-=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩,无解, 所以实数a 的值为1;(2)由已知()()()312g x f x f x x x =++=++-=21,13,1221,2x x x x x -+≤-⎧⎪-<<⎨⎪-≥⎩,不等式()2g x tx -≤,即()2g x tx ≤+,由题意知()y g x =的图象有一部分在直线2y tx =+的下方,作出对应图象:由图可知,当0t <时,EM t k ≤,当0t >时,FM t k ≥,又因为1EM k =;12FM k =, 所以1t ≤-,或12t ≥. 【点睛】本题考查绝对值不等式的解法,考查不等式与函数之间的关系,考查转化思想和运算能力,属于中档题.。
2021届河北衡水密卷新高三原创预测试卷(二十二)理科数学

2021届河北衡水密卷新高三原创预测试卷(二十二)理科数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
第I 卷(选择题,共60分)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{}2430A x x x =-+<,B={}230x x ->,则AB = ( )(A )33,2⎛⎫--⎪⎝⎭ (B )33,2⎛⎫- ⎪⎝⎭ (C )31,2⎛⎫ ⎪⎝⎭(D )3,32⎛⎫⎪⎝⎭2、下列命题中为假命题的是( )A .00,lg 0x R x ∃∈=B .000,sin cos 3x R x x ∃∈+=C .2,12x R x x ∀∈+≥D .,20x x R ∀∈>3.已知角()02παα≤<终边上一点的坐标为7π7πsin ,cos 66⎛⎫ ⎪⎝⎭,则α=( ).A .5π6B .7π6C .4π3D .5π34. 设()f x 是定义在[]2,3b b -+上的偶函数,且在[]2,0b -上为增函数,则()()13f x f -≥的解集为( )A . []3,3-B . []2,4-C . []1,5-D . []0,6 5.把函数sin(2)6y x π=-的图象向左平移6π个单位后,所得函数图象的一条对称轴为( )A .0x =B .2x π=C. 6x π=D .12x π=-6.已知函数()2)3f x x =+,则1(lg 2)(lg )2f f +=( ) A. 0 B. 3- C. 3 D. 6 7.设1cos 2sin 2()sin()4sin()2x xf x a x x ππ++=+++的最大值为3,则常数a =( )A.1B.1或5-C. 2-或4D.8.已知函数()f x 是定义在R 上的函数,且对任意x R ∈都有(2)(2)4(2)f x f x f +=-+,若函数(1)y f x =+的图像关于点(1,0)-对称,且(1)3f =,则(2015)f =( ) A. 6 B. 3 C. 0 D. 3- 9.已知A 是函数()sin(2018)cos(2018)63f x x x ππ=++-的最大值,若存在实数12,x x 使得对任意实数x 总有12()()()f x f x f x ≤≤成立,则12A x x -的最小值为( ) A .2018πB .1009πC .21009π D .4036π10.已知函数()sin()f x A x ωϕ=+(00)2A πωϕ>,>,<,其图象相邻两条对称轴之间的距离为2π且()f x 的图象关于点,012π⎛⎫- ⎪⎝⎭对称,则下列判断正确的是( )A . 要得到函数()f x 的图象,只需将2y x =的图象向右平移6π个单位 B . 函数()f x 的图象关于直线512x π=对称C . 当,66x ππ⎡⎤∈-⎢⎥⎣⎦时,函数()f x 的最小值为 -2 D . 函数()f x 在,63ππ⎡⎤⎢⎥⎣⎦上单调递增 11.已知43sin()sin 35παα++=-,且02πα-<<,则2cos()3πα+=( ) A .45-B . 45C . 35-D . 3512.已知0a >,命题:p 函数2()lg(23)f x ax x =++的值域为R ,命题:q 函数()ag x x x=+在区间(1,)+∞内单调递增.若p q ⌝∧是真命题,则实数a 的取值范围是( )A .B .C .D .第II 卷(非选择题,共90分)二、填空题:本大题共4小题,每小题5分。
2021届河北衡水密卷新高考原创预测试卷(十三)数学

2021届河北衡水密卷新高考原创预测试卷(十三)数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
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不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
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9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、选择题1.已知复数13i,2i(i z a z =-=+为虚数单位),若12z z 是纯虚数,则实数a =( ) A .32- B .32C .3-D .32.已知集合{}2230,A x x x x Z =--≤∈∣,集合{0}B x x =>∣,则集合A B ⋂的子集个数为( )A .2B .4C .6D .83.已知向量(2,3)=-a ,(3,)x =b ,若//a b ,则实数x =( ) A .2- B .2C .92-D .924.设2log 3a =,13log 2b =,20.4c =,则,,a b c 的大小关系是( )A .a b c >>B .b a c >>C .a c b >>D .c a b >>5.将函数sin 2y x =的图象向左平移π6个单位长度后得到曲线1C ,再将1C 上所有点的横坐标伸长到原来的2倍得到曲线2C ,则2C 的解析式为( ) A .πsin 3y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭B .πsin 6y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭C .πsin 3y x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭D .πsin 43y x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭6.远古时期,人们通过在绳子上打结来记录数量,即“结绳计数”,就是现在我们熟悉的“进位制”,下图所示的是一位母亲记录的孩子自出生后的天数,在从右向左依次排列的不同绳子上打结,满五进一,根据图示可知,孩子已经出生的天数是( )A .27B .42C .55D .2107.设公比为3的等比数列{}n a 前n 项和为n S ,且313S =,则567a a a ++=( )A .3B .9C .27D .818.某几何体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图都是上底为1,下底为2,高为1的直角梯形,俯视图为四分之一个圆,则该几何体的体积为( )A .π3 B .2π3 C .π D .4π39.已知函数π()24f x x ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭,1()()f x f x '=,21()()f x f x '=,32()()f x f x '=,…,依此类推,2020π4f ⎛⎫= ⎪⎝⎭( )A B . C .0 D .10.正方体1111ABCD A B C D -的棱长为2,E 是棱11B C 的中点,则平面1AD E 截该正方体所得的截面面积为( )A. B . C .4 D .9211.给出下列命题,其中真命题为( ) ① 用数学归纳法证明不等式111112(2,)23422n n n n N --+++⋯+>≥∈时,当1(2,)n k k k N =+≥∈时,不等式左边应在(2,)n k k k N =≥∈的基础上加上12k; ② 若命题2000:,220p x R x x ∃∈-+<,则2:,220p x R x x -∀∈-+≥; ③ 若,0,4a b b a b >>+=,则112ab ≥; ④ 随机变量()2~,X N μσ,若(2)(0)P X P X >=<,则1μ=.A .①②④B .①④C .②④D .②③ 12.已知,a b R ∈,则222()12b a b a ⎛⎫-+-- ⎪⎝⎭的最小值为( )A B .18C D .1413.已知数列{}n a 的前n 项和为n S ,1123,2n n a a n a -+=+=,则11S =_________. 二、填空题14.已知双曲线2222:1(0,0)x y E a b a b-=>>的离心率为2,则双曲线的渐近线方程为_________.15.2020年初,我国突发新冠肺炎疫情.面对突发灾难,举国上下一心,继解放军医疗队于除夕夜飞抵武汉,各省医疗队也陆续增援,纷纷投身疫情防控与病人救治之中.为分担“逆行者”的后顾之忧,某大学生志愿者团队开展“爱心辅导”活动,为抗疫前线工作者子女在线辅导功课.现安排甲、乙、丙三名志愿者为某学生辅导数学、物理、化学、生物四门学科,每名志愿者至少辅导一门学科,每门学科由一名志愿者辅导,共有_________种辅导方案. 16.设'()f x 是奇函数()()f x x R ∈的导数,当0x >时,()()ln 0f x f x x x '+⋅<,则不等式(1)()0x f x ->的解集为__________.三、解答题17.ABC △的内角,,A B C 的对边分别为,,a b c .满足22cos c a b A =+.(1)求B ;(2)若5,3a c b +==,求ABC △的面积.18.为抑制房价过快上涨和过度炒作,各地政府响应中央号召,因地制宜出台了系列房价调控政策.某市拟定出台“房产限购的年龄政策”.为了解人们对“房产限购年龄政策”的态度,在年龄为2060岁的人群中随机调查100人,调查数据的频率分布直方图和支持“房产限购”的人数与年龄的统计结果如图所示:年龄 [)20,28[)28,36[)36,44[)44,52[)52,60支持的人数155152817(1)由以上统计数据填22⨯列联表,并判断能否在犯错误的概率不超过0.05的前提下认为以44岁为分界点的不同人群对“房产限购年龄政策”的支持度有差异?44岁以下44岁及44岁以上总计 支持 不支持 总计(2)若以44岁为分界点,从不支持“房产限购”的人中按分层抽样的方法抽取8人参加政策听证会,现从这8人中随机抽2人.记抽到44岁以上的人数为X ,求随机变量X 的分布列及数学期望.参考公式:22()()()()()n ad bc K a b c d a c b d -=++++.()20P K k ≥0.100 0.050 0.010 0.001 0k2.7063.8416.63510.82819.如图①,在平面五边形ABCDE 中,ABCD 是梯形,//AD BC ,222AD BC ==3AB 90ABC ∠=︒,ADE △是等边三角形.现将ADE △沿AD 折起,连接EB ,EC 得如图②的几何体.(1)若点M 是ED 的中点,求证://CM 平面ABE ;(2)若3EC =,在棱EB 上是否存在点F ,使得二面角E AD F --22在,求EFEB的值;若不存在,请说明理由.20.已知抛物线2:2(0)C y px p =>的焦点F 是椭圆22143x y +=的一个焦点.(1) 求抛物线C 的方程;(2) 设,,P M N 为抛物线C 上的不同三点,点()1,2P ,且PM PN ⊥.求证: 直线MN 过定点.21.已知函数2()ln ()f x x ax a R =-∈.(1) 当1a =时,求证:当1x ≥时,()1f x ≤-; (2) 若函数()f x 有两个零点,求a 的值.22.在直角坐标系xOy 中,直线l 的参数方程为1cos (1sin x t t y t αα=+⎧⎨=+⎩为参数,0πα≤<),以O 为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C 的极坐标方程为(1cos2)8cos ρθθ-=. (1) 求曲线C 的直角坐标方程及直线l 在x 轴正半轴及y 轴正半轴截距相等时的直角坐标方程; (2) 若π3α=,设直线l 与曲线C 交于不同的两点,A B ,点(1,1)P ,求11PA PB - 的值. 23.已知函数()(0,0)f x x a x b a b =-++>>,. (1) 当1,3a b ==时,求不等式()6f x <的解集;(2) 若()f x 的最小值为2,求证:11111a b +≥++.答案1.答案:A解析:2.答案:D解析:3.答案:C解析:因为//a b,由两个向量平行的条件得290x--=,故92 x=-故答案为:9 2 -4.答案:C 解析:5.答案:A解析:将函数sin2y x=的图象向左平移π6,可得函数ππsin2sin263y x x⎛⎫⎛⎫=+=+⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭的图象;然后把所有图象上各点的横坐标伸长到原来的2倍,所得图象的解析式πsin3y x⎛⎫=+⎪⎝⎭,故选:A.6.答案:B解析:21015352542⨯+⨯++= 7.答案:C解析:8.答案:A解析:9.答案:A解析:10.答案:D解析:11.答案:C解析:12.答案:B解析: 13.答案:77 解析:14.答案:y =解析:∴双曲线22221(0,0)x y a b a b-=>>的右焦点为()4,0F ,可得22216a b c +==, 又∵双曲线的离心率为2,∴2c a =,得122a c ==,从而得出b =∴双曲线的渐近线方程为by x a=±,即y =.故答案为:y = 15.答案:36解析:根据题意,要求甲、乙、丙3名志愿者每名志愿者至少辅导1门学科,每门学科由1名志愿者辅导,则必有1人辅导2门学科;则有23436636C A =⨯=种情况, 16.答案:()0,1 解析:A .17.答案:解:(1)由题知2sin sin 2sin cos C AB A =+, 则2sin()sin 2sin cos A B A B A +=+,则2sin cos sin A B A =,在ABC ∆中,sin 0A ≠,所以1cos 2B =,则π3B =(2)由余弦定理得2222cos b a c ac B =+-, 从而得2229()3a c ac a c ac =+-=+-,又5a c +=,所以163ac =,所以ABC △ 解析:18.答案:解:(1)由统计数据填22⨯列联表如下:计算观测值20100(3554515)25 6.25 3.841505080204k ⨯⨯-⨯===>⨯⨯⨯,所以在犯错误的概率不超过0.05的前提下认为以44岁为分界点的不同人群对“房产限购年龄政策”的支持度有差异; ..(2)由题意可知抽取的这8人中,44岁以下的有6人,44岁以上的有2人, 根据题意,X 的可能取值是0,1,2,..计算()262815028C P X C ===,()116228317C C P X C ⋅===,()22281228CP X C ===,. 可得随机变量X 的分布列为: 故数学期望为15311012287282E X =⨯+⨯+⨯=(). 解析:19.答案:(1)取EA 中点N ,连接MN ,BN ,则MN 是EAD △的中位线,//,MN AD ∴且1.2MN AD = //,BCAD 且1,2BC AD =∴四边形BCMN 是平行四边形//.CM BN ∴, CM ⊄又平面,ABE BN ⊂平面,//ABE CM ∴平面.ABE(2)取AD 中点O ,连接,OC OE ,易得OE AD ⊥,OC AD ⊥. 在COE ∆中,由已知3,CE OC AB OE ====222,.OC OE CE OC OE +=∴⊥以O 为原点,分别以射线,,OC OA OE 为,,x y z 轴正半轴建立如图所示空间直角坐标系,则(0,A B D E 则(3,2,6),(0,2,6),(0,EB AE AD =-=-=-假设在棱EB 上存在点F 满足题意,设(01)EF EB λλ=≤≤,则(EF λ=,(3,)AF AE EF =+=. 设平面ADF 的一个法向量为(,,)m x y z =,则0,0,m AF m AD ⎧⋅=⎪⎨⋅=⎪⎩即)0,0,x y z ++=-=⎪⎩ 令1z =,得平面ADF 的一个法向量(m =又平面EAD 的一个法向量(1,0,0)n =,由已知cos ,mn=,1=+, 整理得23210λλ+-=,解得1(1)3λλ==-舍去,∴在棱EB 上存在点F ,使得二面角E AD F --,且13EF EB=解析:20.答案:(1)依题意,1,22p p ==,所以2:4C y x =.(2)设直线MN 的方程为x my n =+,与抛物线联立得2440y my n --=, 设1122(,),(,)M x y N x y ,由PM PN ⊥得1122(1,2)(1,2)0x y x y --⋅--= 化简得2264850n n m m ---+=, 解得25n m =+或21n m =-+(舍) 所以直线MN 过定点(5,2)- 解析:21.答案:(1)当1a =时,()()2ln 2ln 1h x x x x f x x x x-'=-==则()221x h x x x -+'=-=,由于2y x =-+在()1,+∞上单调递减,存在唯一零点2x =知()h x :知()1,x ∈+∞时,()()()22ln 210h x h ≤=-<,即()0f x '<恒成立 知()f x 为()1,+∞上的减函数,即()()11f x f ≤=-,证毕;(2)等价于2ln x a x =有两个零点,设函数()2ln x g x x=.()()22ln ln 0x x g x x -'=≥,解得()ln 2ln 0x x -≤,即0ln 2x ≤≤知()g x :当0x →时,()g x →+∞;极小值为()10g =;极大值为()224g e e=;()g x 在()2,e +∞上单调递减,由于()0g x >,当x →+∞时,()0g x →,故()g x 在()2,e +∞上的值域为240,e ⎛⎫⎪⎝⎭综上,()g x a =有两个零点,有24a e =,即当24a e =时,()f x 有两个零点 解析: 22.答案:解析:(1)由(1cos2)8cos ρθθ-=得2sin 4cos ρθθ=,所以22sin 4cos ρθρθ=, 由cos ,sin x y ρθρθ==,得曲线C 的直角坐标方程为24y x = 当直线l 在x 轴正半轴及y 轴正半轴截距相等时,tan 1α=-, 由1cos ,1sin x t y t αα=+⎧⎨=+⎩得1tan 11y x α-==--,所以2x y +=,即此时直线l 的直角坐标方程为20x y +-=(2)当π3α=时,直线l的参数方程为112,1x t y ⎧=+⎪⎪⎨⎪=+⎪⎩(t 为参数)将直线l 的参数方程带入24y x =,得211412t ⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,232)304t t +-=,12124(243t t t t +==-,故1212121111||||t t PA PB t t t t +-=-==23.答案:(1)依题意136x x -++<,解集为(4,2)-(2)()()()f x x a x b x a x b a b a b =-++≥--+=--=+,所以2a b += 11111111(11)()(2)111411411b a a b a b a b a b +++=++++=++≥++++++。
2021届河北衡水中学新高三原创预测试卷(三)理科数学
2021届河北衡水中学新高三原创预测试卷(三)理科数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
第Ⅰ卷(选择题共60分)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.若复数z满足,则|z|=()A.B.3C.5D.252.设集合,N={x|≥4},则M∩N()A.B.C.[2,3]D.[2,3)3.在等比数列{a n}中,,,则()A.6B.7C.8D.154.已知角的始边与轴非负半轴重合,终边过点,则的值为()A. B. C. D.5. 某三棱锥的三视图如图所示,已知它的体积为,则图中的值为()A.2B.C. 1D.6.我国著名数学家华罗庚曾说:“数缺形时少直观,形缺数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休.”在数学的学习和研究中,常用函数的图象来研究函数的性质,也常用函数的解析式来琢磨函数图象的特征.如函数的图像大致是()A.B.C.D.7.在梯形中,,若,则AE BC的值为()A. B. C. D.08.设,则()A. B.C. D.9.关于函数有下述四个结论:①的图象关于轴对称;②在有3个零点;③的最小值为;④在区间单调递减.其中所有正确结论的编号是( ) A .①② B .①③C .①④D .③④10.已知双曲线()2222100x y a b a b-=>>,的左、右焦点分别为,,过作圆的切线,交双曲线右支于点,若,则双曲线的渐近线斜率为( )A .B .C .D .11.2019年11月18日国际射联步手枪世界杯总决赛在莆田市综合体育馆开幕,这是国际射联步手枪世界杯总决赛时隔10年再度走进中国。
2021届河北衡水密卷新高三原创预测试卷(二十一)理科数学
2021届河北衡水密卷新高三原创预测试卷(二十一)理科数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
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如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
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7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
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9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.若复数Z 满足(2)5i z +=,则在复平面内与复数Z 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2. 已知集合{}{}24log 1,e x A x x B x -=<=≤1 则AB =A (),2-∞ B.(],2-∞ C.()0,2 D.(]0,2 3.“θ为第一或第四象限角”是“cos 0θ>”的A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充要条件D.既不充分也不必要条件 4. 在等差数列{}n a 中,若12336a a a ++=,11121384a a a ++=,则59a a += A .30B .35C .40D .455.若nxx )13-(的展开式中各项系数之和为64,则展开式的常数项为 A .540- B .162- C .162 D .5406.函数21()ln ||1f x x x =+-的图像大致是A B C D 7.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为BC 的中点,F 为DE 的中点, 若AF x AB y AD =+则,x y 是A.3144,B.2133,C.1324,D.2132,8. 双曲线2222:1(0,0)x y C a b a b -=>>的渐近线与圆051222=+-+x y x 相切,则双曲线C的离心率为 A.25 B.2 C.5 D.2179.生活中人们常用“通五经贯六艺”形容一个人才识技艺过人,这里的“六艺”其实源于中国周朝的贵族教育体系,具体包括“礼、乐、射、御、书、数”. 为弘扬中国传统文化,某校在周末学生业余兴趣活动中开展了“六艺”知识讲座,每艺安排一节,连排六节,则满足“数”必须排在前两节,“礼”和“乐”必须相邻安排的概率为 A.710B.760C.2760D.476010.点A ,B ,C 在球O 表面上,2AB ,4BC ,60ABC ∠=,若球心O 到截面ABC 的距离为22,则该球的体积为A .32π3B .86πC .36πD .323π11.已知O 为坐标原点,抛物线22C y px =:上一点A 到焦点F 的距离为4,若点M 为抛物线C 准线上的动点,给出以下命题: ①当MAF △为正三角形时,p 的值为2; ②存在M 点,使得0MF MA -=; ③若3MF FA =,则p 等于3;④OM MA +的最小值为p 等于4或12.其中正确的是A .①③④B .②③C .①③D .②③④12.已知实数b a ,满足2)3()2(22=-++b a ,则对任意的正实数x ,22()(ln )x a x b -+-的最小值为A.23B.8C.22D.18 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.13.x x f x-2e )(1+=的图像在1=x 处的切线方程为 .14.已知实数,x y 满足约束条件404x y x y x +⎧⎪-⎨⎪⎩≥≥≤为 .15.在锐角ABC ∆中,角,,A B C 的对边分别为,,a b c ,ABC ∆的面积为S ,若2224S b c a =+-,b =,22cos cos 20B B +=,则ABC ∆的面积S 为 . 16.已知等边ABC ∆的边长为2,过点A 的直线l 与过BC 的平面α交于点D ,将平面α绕BC 转动(不与平面ABC 重合),且三条直线AC AB l ,,与平面α所成的角始终相等. 当三棱锥BCD A -体积最大时,直线l 与平面α所成角的正弦值为 .三、解答题:本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明或演算步骤. 17. (本小题满分10分)已知函数()f x m n =⋅,向量()cos sin ,m x x x =+,()sin cos ,cos n x x x =-,在锐.角.ABC ∆中内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c ,且()1f A =. (1)求角A 的大小;(2)求π12f B ⎛⎫- ⎪⎝⎭的取值范围.18.(本小题满分12分) 如图,四棱锥SABCD 满足SA ⊥平面ABCD ,底面ABCD 是正方形,AC 与BD 交于点O ,4SA AB ,侧棱SC 上有一点E 满足3SE EC .(1)证明:OE ⊥平面SDB ; (2)求二面角E BD C 的余弦值.19. (本小题满分12分) 已知数列{}n a 中11a =且1211n n a a a a ++++=-. 数列{}n b 中11b =且1(1,)1n n nb b n n N n *-=>∈-. (1)求数列{}n a 和{}n b 的通项公式;(2)设n n n c a b =⋅,求数列{}n c 的前n 项和为n T ,并求使得21(5)6n T m m -≥恒成立的最大正整数m 的值.20.(本小题满分12分)某省在高考改革试点方案中规定:从2017年秋季高中入学的新生开始,不分文理科;2020年开始,高考总成绩由语数外三门统考科目和物理、化学等六门选考科目构成.将每门选考科目的考生原始成绩从高到低划分为A 、B +、B 、C +、C 、D +、D 、E 共8个等级. 参照正态分布原则,确定各等级人数所占比例分别为3%、7%、16%、24%、24%、16%、7%、3%.选考科目成绩计入考生总成绩时,将A 至E 等级内的考生原始成绩,依照等比例转换法则,分别转换到[91,100]、[81,90]、[71,80]、[61,70]、[51,60]、[41,50]、[31,40]、[21,30]八个分数区间,得到考生的等级成绩.某校高一年级共2000人,为给高一学生合理选科提供依据,对六个选考科目进行测试,其中物理考试原始成绩基本服从正态分布2(60,13)N .(1)求物理原始成绩在区间(47,86)的人数;(2)按高考改革方案,若从全省考生中随机抽取3人,记X 表示这3人中等级成绩在区间[61,80]的人数,求X 的分布列和数学期望.附:若随机变量()2~,Nξμσ,则()0.682P μσξμσ-<<+=,(22)0.954P μσξμσ-<<+=,(33)0.997P μσξμσ-<<+=.21. (本小题满分12分)已知椭圆()2222:10y x C a b a b +=>>的离心率为2,且椭圆上一点到两个焦点的距离之和为(1)求椭圆C 的方程;(2)过点1,03S ⎛⎫- ⎪⎝⎭的动直线l 交椭圆C 于A 、B 两点,试问:在x 轴上是否存在一个定点T ,使得无论直线l 如何转动,以AB 为直径的圆恒过点T ?若存在,求出点T 的坐标;若不存在,请说明理由.22. (本小题满分12分)已知函数()2ln f x ax bx x =+-.(1)当2a =-时,函数()f x 在()0,+∞上是减函数,求b 的取值范围;(2)若方程()0f x =的两个根分别为()1212,x x x x <,求证:1202x x f +⎛⎫'> ⎪⎝⎭.答案一、选择题:DDACA ACCBD C B二、填空题:13.210x y-+=三、解答题:17.解:(1)由题意,()(cos sin)(sin cos)cosf x m n x x x x x x=⋅=+-+22sin cos cosx x x x=-+12cos222cos22sin(2)26x x x x xπ⎫=-=-=-⎪⎪⎝⎭,()2sin(2)16f A Aπ=-=,又A为锐角,∴6Aπ=.………………5分(2)由(1)56B Cπ+=,又,B C均为锐角,所以23Bππ<<,33322Bπππ<-<,3sin 216B π⎛⎫<+≤ ⎪⎝⎭,∴2sin 2123f B B ππ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭3,2]∈.………………10分18.解析:(1)法一:如图,在平面SBC 内,过点E 作//EM CB 交SB 于点M ,则有3SM MB =,连OM ,取SB 的中点F ,连接DF .,SA ABCD ⊥因为面,SA DB DB AC SAAC A ⊥⊥=所以,又, , ,DB SAC ⊥所以,面OE SAC ⊂面,所以OE DB ⊥…………2分又因为,SA BC AB BC SAAB A ⊥⊥=, 所以,,BC SAB ⊥面,SB SAB ⊂面所以,BC SB ⊥又//EM CB ,所以,EM SB ⊥易知SDB ∆为等边三角形,则DF SB ⊥,由3SM MB =得M 为BF 的中点,在DFB ∆中,O 为DB 的中点,则有//OM DF ,从而有OM SB ⊥ 因为,,OMEM M OM EM OEM =⊂面所以,SB OEM ⊥面………………4分又OE OEM ⊂面,所以,OE SB ⊥ 因为,,BDSB B BD SB SDB =⊂面所以,OE SDB ⊥面………………6分法二:以A 为坐标原点,,,AB AD AS 所在直线分别为,,x y z 轴建系如图:则(0,0,4),(4,4,0),(4,0,0),(0,4,0)(2,2,0)S C B D O ,,由4(3,3,1)SC EC E =,得……2分(1,1,1)OE =,(4,4,0),(4,0,4)DB SB =-=-440,OE DB =-=440,OE SB =-= ,OE DB OE SB ⊥⊥………………4分,,,,OE DB OE SB SB DB SDB SBDB B ⊥⊥⊂=面所以,OE SDB ⊥面………………6分(2)易得平面1(0,0,1)BDC n =法向量………………8分设平面2(,,)BDE n x y z =法向量,(4,4,0),(1,3,1)DB BE =-=-由22n DB n BE ⎧⊥⎪⎨⊥⎪⎩得,22=0=0n DB n BE ⎧⋅⎪⎨⋅⎪⎩即44030x y x y z -=⎧⎨-++=⎩取2(1,1,2)n =-………………10分则12cos ,3n n <>==,所以,锐二面角E BD C --的余弦值为3………………12分19.解:(1)因为1211n n a a a a ++++=-,当2n ≥时,1211n n a a a a -+++=-,两式相减得12(2)n n a a n +=≥;当1n =时, 2112a a =+=,所以212a a =;所以数列{}n a 是首项为1,公比为2的等比数列,则12n n a -=.………………3分数列{}n b 中,11b =,满足1(1,)1n n nb b n n N n *-=>∈-. 即11n n b n b n -=-,1212n n b n b n ---=-,2323n n b n b n ---=-,⋅⋅⋅ , 3232b b =,1221b b = 等式左右两边分别相乘可得11n b nb =,而11b =,所以n b n =.………………6分(2)n n n c a b =⋅,由(1)可得12n n c n -=⋅,数列{}n c 的前n 项和为n T则()()123211223222122n n n n T n n n ---=+⨯+⨯+⋅⋅⋅-⨯+-⨯+⨯()()12321212223222122n n n n T n n n --=⨯+⨯+⨯+⋅⋅⋅-⨯+-⨯+⨯两式相减可得123211222222n n n n T n ---=++++⋅⋅⋅+-⨯212n n n T n -=--⨯, 所以()121n n T n =-⨯+因为()121n n T n =-⨯+为递增数列,所以()11211nn T n T =-⨯+≥=………………9分故21(5)6n T m m ≥-只需211(5)6m m ≥-,变形可得()()160m m +-≤ 所以16m -≤≤,即最大正整数m 值为6………………12分20.解:(1)因为物理原始成绩()260,13N ξ~, 所以(4786)(4760)(6086)P P P ξξξ<<=<<+≤<11(60136013)(6021360213)22P P ξξ=-<<++-⨯≤<+⨯ 0.6820.95422=+0.818=. ………………3分 所以物理原始成绩在(47,86)的人数为20000.8181636⨯=(人).……5分 (2)由题意得,随机抽取1人,其成绩在区间[61,80]内的概率为25.……6分 所以随机抽取三人,则X 的所有可能取值为0,1,2,3,且23,5X B ⎛⎫~ ⎪⎝⎭, 所以()332705125P X ⎛⎫=== ⎪⎝⎭,()2132354155125P X C ⎛⎫==⋅⋅=⎪⎝⎭, ()2232336255125P X C ⎛⎫==⋅⋅= ⎪⎝⎭,()32835125P X ⎛⎫===⎪⎝⎭.……………9分 所以的分布列为………10分 因为2(3,)5XB ,所以数学期望()26355E X =⨯=. ……………12分21. 解:(1)由椭圆定义可得2a =,则a =又椭圆C 的离心率为c e a ==,1c ∴=,则1b ==, 因此,椭圆C 的标准方程为2212y x +=;……………4分(2)当直线l 不与x 轴重合时,可设直线l 的方程为13x my =-,设点()11,A x y 、()22,B x y ,设点T 的坐标为(),0t ,联立221312x my y x ⎧=-⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,消去x 并整理得()2218912160m y my +--=,()()22214464189144940m m m ∆=++=+>恒成立,由韦达定理得122212418963m m y y m m +==++,12216189y y m =-+,……………6分 由于以AB 为直径的圆恒过点T ,则TA TB ⊥,111,3TA my t y ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,221,3TB my t y ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭,()()2212121************TA TB my t my t y y m y y m t y y t ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅=----+=+-++++ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭……………8分()()222222116112122016113018933189m m t m t m t t m m ⎛⎫-+-+⨯ ⎪++⎛⎫⎛⎫⎝⎭=++=+-= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭,…………10分由于点T 为定点,则t 为定值,所以122016189t +=,解得1t =, 此时2416039TA TB ⎛⎫⋅=-= ⎪⎝⎭,合乎题意;当直线l 与x 轴重合时,则AB 为椭圆的短轴,此时,点T 与点A 或点B 重合,合乎题意. 综上所述,直线l 恒过定点()1,0T .…………12分 22.解:(1)()f x 在()0,+∞上递减,()140f x b x'∴=-+-≤对()0,x ∈+∞恒成立. 即14b x x≤+对()0,x ∈+∞恒成立,所以只需min 14b x x ⎛⎫≤+ ⎪⎝⎭.0x >,144x x∴+≥, 当且仅当12x =时取“=”,4b ∴≤.…………5分 (2)由已知,得()()2111122222ln 0ln 0f x ax bx x f x ax bx x ⎧=+-=⎪⎨=+-=⎪⎩, ∴21112222ln ln x ax bx x ax bx ⎧=+⎨=+⎩两式相减, 得()()()()()112121212122ln x a x x x x b x x x x a x x b x =+-+-=-++⎡⎤⎣⎦. 由()12f x ax b x '=+-知()12121222x x f a x x b x x +⎛⎫'=++- ⎪+⎝⎭…………7分 ()11221111122121221212222121211ln ln ln 1x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x ⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪-⎡⎤⎝⎭⎢⎥=-=-=-⎢⎥⎢⎥-+-+-⎣⎦+⎢⎥⎢⎥⎣⎦,…………9分 设()120,1x t x =∈,则()()1211222121ln ln 11x t x x g t t x x t x ⎛⎫- ⎪-⎝⎭-==-++ ()()()()222114011t g t t t t t -'∴=-=>++. ∴()g t 在()0,1上递增,()()10g t g ∴<=. 120x x -<,12111221222111ln 1x x x x x x x x x x ⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥∴-=⎢⎥--+⎢⎥⎢⎥⎣⎦()0g t >. 即1202x x f +⎛⎫'> ⎪⎝⎭.…………12分。
2021届河北衡水金卷新高考原创预测试卷(十七)理科数学
2021届河北衡水金卷新高考原创预测试卷(十七)理科数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、单选题1. 函数()312xf x x ⎛⎫=- ⎪⎝⎭的零点所在区间为( ) A. ()1,0- B. 10,2⎛⎫ ⎪⎝⎭C. 1,12⎛⎫ ⎪⎝⎭D. ()1,2【答案】C 【解析】 【分析】根据零点存在原理求出每个区间端点的函数值即可选出正确答案.【详解】311(1)(1)()302f --=--=-<,301(0)0()102f =-=-<,13211112()()()022282f =-=-<,31111(1)1()10222f =-=-=>, 321115(2)2()80222f =-=-=>,由()1102f f ⎛⎫⋅< ⎪⎝⎭. 故选:C【点睛】本题考查了零点存在原理,考查了数学运算能力.2. 垃圾分类是一种新时尚,沈阳市为推进这项工作的实施,开展了“垃圾分类进小区”的评比活动.现对沈阳市甲、乙两个小区进行评比,从中各随机选出20户家庭进行评比打分,每户成绩满分为100分.评分后得到如下茎叶图.通过茎叶图比较甲、乙两个小区得分的平均值及方差大小( )A. x x <甲乙,22s s <甲乙 B. x x >甲乙,22s s <甲乙 C. x x <甲乙,22s s >甲乙D. x x >甲乙,22s s >甲乙【答案】C 【解析】 【分析】根据茎叶图数据分布,比较最小值与最大值以及中间数值可以确定平均值大小,根据数据分布集中情况确定方差大小,即可选择.【详解】因为甲的最大值比乙小,甲的最小值比乙小,甲的中间数值没乙的中间数值大,所以x x <甲乙;因为甲数据没有乙的数据集中,所以22s s >甲乙.故选:C【点睛】本题考查根据茎叶图判断平均值与方差大小,考查基本分析判断能力,属基础题.3. 已知复数z 在复平面中对应的点(,)x y 满足22(1)1x y -+=,则|(22)|z i -+的最大值是( )12+D. 2【答案】B 【解析】 【分析】|(22)|z i -+转化为圆22(1)1x y -+=上的点(,)x y 与点()2,2的距离,利用圆心到直线的距离可得答案.【详解】解:|(22)|z i -+的几何意义为圆22(1)1x y -+=上的点(,)x y 与点()2,2的距离,则max |(22)|1z i -+=.故选:B.【点睛】本题考查复数的几何意义,考查圆上一点到定点的距离最值问题,是基础题. 4. 已知正项等比数列{}n a 中,354a a =,且467,1,a a a +成等差数列,则该数列公比q 为( ) A.14B.12C. 2D. 4【答案】C 【解析】 【分析】结合等差中项的性质,将已知条件转化为1,a q 的形式,由此求得q 的值.【详解】由于467,1,a a a +成等差数列,所以()64721a a a +=+,所以()64735214a a a a a ⎧+=+⎨=⎩,即()5361112411214a q a q a q a q a q ⎧+=+⎪⎨⋅=⎪⎩,解得11,24a q ==.故选:C【点睛】本小题主要考查等比数列基本量的计算,考查等差中项的性质,属于基础题.5. 已知方程222213x y m n m n-=+-表示双曲线,且该双曲线两焦点间的距离为4,则n 的取值A. (–1,3)B. (–1,3)C. (0,3)D. (0,3)【答案】A 【解析】 由题意知:双曲线的焦点在x轴上,所以2324m n mn ++-=,解得21m=,因为方程21231xnyn+--=表示双曲线,所以{1030n n +>->,解得{13n n >-<,所以n 的取值范围是(1,3)-,故选A .【考点】双曲线的性质【名师点睛】双曲线知识一般作为客观题出现,主要考查双曲线的几何性质,属于基础题.注意双曲线的焦距是2c 而不是c,这一点易出错.6. 在如图所示的正方形中随机投掷10000个点,则落入阴影部分(曲线C 为正态分布(2,4)N -的密度曲线)的点的个数的估计值为( )(附:()2~,X Nμσ则()0.6827P X μσμσ-<≤+=,(22)0.9545P X μσμσ-<≤+=.)A. 906B. 340C. 2718D. 3413【答案】B 【解析】由正态分布曲线的特点,数形结合可得落入阴影部分的概率,乘以10000可得答案. 【详解】解:∵()2~,4X N -, ∴阴影部分的面积11(02)[(62)(40)](0.95450.6827) 0.135922S P X P x P x =≤≤=-≤≤--≤≤=-=,则在正方形中随机投一点,该点落在阴影内的概率为0.13594P =,∴落入阴影部分的点的个数的估计值为0.135910000339.753404⨯=≈. 故选:B.【点睛】本题考查正态分布曲线的特点,数形结合是解决问题的关键,属基础题.7. 设函数()f x 在R 上可导,其导函数为()f x ',若函数()f x 在1x =处取得极大值,则函数()y xf x =-'的图象可能是( )A. B.C. D.【答案】B 【解析】 【分析】由题意首先确定导函数的符号,然后结合题意确定函数在区间()()(),0,0,1,1,-∞+∞和0,1x x ==处函数的特征即可确定函数图像.【详解】函数()f x 在R 上可导,其导函数为()f x ',且函数()f x 在1x =处取得极大值,∴当1x >时,()0f x '<;当1x =时,()0f x '=;当1x <时,()0f x '>.0x ∴<时,()0y xf x '=->,01x <<时,()0y xf x '=-<,当0x=或1x=时,()0y xf x'=-=;当1x>时,()0xf x'->.故选:B【点睛】根据函数取得极大值,判断导函数在极值点附近左侧为正,右侧为负,由正负情况讨论图像可能成立的选项,是判断图像问题常见方法,有一定难度.8. 若x,y满足约束条件40,20,20,x yxx y-+≥⎧⎪-≤⎨⎪+-≥⎩且z ax y=+的最大值为26a+,则a的取值范围是()A. [1,)-+∞ B. (,1]-∞- C. (1,)-+∞ D. (,1)-∞-【答案】A【解析】【分析】画出约束条件的可行域,利用目标函数的最值,判断a的范围即可.【详解】作出约束条件表示的可行域,如图所示.因为z ax y=+的最大值为26a+,所以z ax y=+在点(2,6)A处取得最大值,则1a-≤,即1a≥-.故选:A【点睛】本题主要考查线性规划的应用,利用z的几何意义,通过数形结合是解决本题的关键.9. 已知实数0x>,0y>,则“224x y+≤”是“1xy≤”的()A. 充要条件B. 必要不充分条件C. 充分不必要条件D. 既不充分也不必要条件【答案】C【解析】分析】利用基本不等式和充分,必要条件的判断方法判断.【详解】22x y +≥且224x y+≤ ,422x y ∴≤⇒+≤ ,等号成立的条件是x y =,又x y +≥,0,0x y >>21xy ∴≤⇒≤ ,等号成立的条件是x y =,2241x y xy ∴+≤⇒≤,反过来,当12,3x y ==时,此时1xy ≤,但224x y +> ,不成立, ∴ “224x y +≤”是“1xy ≤”的充分不必要条件.故选:C【点睛】本题考查基本不等式和充分非必要条件的判断,属于基础题型.10. 如果将函数y x x =+的图象向右平移02πθθ⎛⎫<<⎪⎝⎭个单位得到函数3sin cos (0)y x a x a =+<的图象,则tan θ的值为( )A. 2B.12C.13D. 3【答案】A 【解析】 【分析】先根据左右平移不改变最值求得a ,再根据平移规律列θ等量关系,最后根据两角差正切公式解得结果.2101a a a ==<∴=-因为)4y x x x π==+,向右平移θ个单位得到)cos()sin sin()cos 444y x x x πππθθθ=-+=--,而3sin cos 3sin cos y x a x x x =+=-,cos()sin()144ππθθ-=-=-,即1tan()43πθ-=- 从而11()3)]tan ta 211()3n[(44ππθθ--+-==-=-故选:A【点睛】本题考查三角函数图象变换以及两角差正切公式,考查综合分析求解能力,属中档题.11. 过抛物线()2:20E x py p =>的焦点F 作两条互相垂直的弦AB ,CD ,设P 为抛物线上的一动点,(1,2)Q ,若111||||4AB CD +=,则||||PF PQ +的最小值是( ) A. 1 B. 2C. 3D. 4【答案】C 【解析】 【分析】设直线AB 的方程为2p y kx =+,代入22x py =得:2220x pkx p --=,由根与系数的关系得2A B x x pk +=,2A B x x p =-,从而得到()2||21AB p k =+,同理可得21||2(1)CD p k=+,再利用111||||4AB CD +=求得p 的值,当Q ,P ,M 三点共线时,即可得答案. 【详解】根据题意,可知抛物线的焦点为(0,)2p,则直线AB 的斜率存在且不为0, 设直线AB 的方程为2p y kx =+,代入22x py =得:2220x pkx p --=. 由根与系数的关系得2A B x x pk +=,2A B x x p =-,所以()2||21AB p k=+.又直线CD 的方程为12p y x k =-+,同理21||2(1)CD p k=+, 所以221111111||||2(1)242(1)AB C p k p kD p +=+==++,所以24p =.故24x y =.过点P 作PM 垂直于准线,M 为垂足, 则由抛物线的定义可得||||PF PM =.所以||||||||||3PF PQ PM PQ MQ +=+≥=,当Q ,P ,M 三点共线时,等号成立. 故选:C.【点睛】本题考查直线与抛物线的位置关系、焦半径公式的应用,考查函数与方程思想、转化与化归思想,考查逻辑推理能力和运算求解能力,求解时注意取最值的条件. 12. 如图,矩形ABCD 中,2,AB AD E =为边AB 的中点,将ADE ∆直线DE 翻转成1(A DE A ∆∉平面ABCD ),若,M O 分别为线段1,A C DE 的中点,则在ADE ∆翻转过程中,下列说法错误的是( )A. 与平面1A DE 垂直的直线必与直线MB 垂直B. 异面直线BM 与1A E 所成角是定值C. 一定存在某个位置,使DE MO ⊥D. 三棱锥1A ADE -外接球半径与棱AD 的长之比为定值 【答案】C 【解析】【详解】取DC 中点N ,连MN,NB,则1/?/,//MN A D NB DE , 所以平面/?/MNB 平面1A DE ,即/?/MB 平面1A DE ,A 正确; 取1A D 的中点为F,连接MF,EF ,则平面BEFM 是平行四边形, 所以1A EF ∠为异面直线BM 与1A E 所成角,故B 正确;A 关于直线DE 对称点N ,则DE ⊥平面1A AN ,即过O 与DE 垂直的直线在平面1A AN 上,故C 错误;三棱锥1A ADE-外接球的半径为2AD,故D正确.故选C.二、填空题13. 已知单位向量a与向量()1,2b=方向相同,则向量a的坐标是______.【答案】5555⎛⎫⎪⎪⎝⎭【解析】【分析】设向量(),a x y=,由条件列方程组求解.【详解】设向量(),a x y=,则2212x yx y⎧+=⎨=⎩,解得525xy⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩或525xy⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,由于向量a与向量b 方向相同,所以525,55a⎛=⎝⎭.故答案为:5555⎛⎫⎪⎪⎝⎭【点睛】本题考查向量数量积的坐标表示,意在考查基本公式和计算,属于基础题型.14. 已知等差数列{}n a的前n项和为n S,且1310a a+=,972S=.数列{}n b中,12b=,12n nb b+=-.则72020a b=________.【答案】10-【解析】【分析】先根据条件解得等差数列{}n a 公差与首项,即得7a ;再根据12n n b b +=-解得{}n b 通项公式,即得2020b ,最后求积得结果. 【详解】设等差数列{}n a 公差为d ,则由1310a a +=,972S =得112210,93672a d a d +=+=,1714,1610a d a a d ∴==∴=+= 112222n n n n n n b b b b b b ++++=-∴=-∴=因为12b =,所以1222020211b b b b =-⇒=-∴=-7202010a b ∴=-故答案为:10-【点睛】本题考查等差数列通项公式以及由递推关系求通项公式,考查基本分析求解能力,属基础题.15. 若35()(2)x y x y a +-+的展开式中各项系数的和为256,则该展开式中含字母x 且x 的次数为1的项的系数为___________. 【答案】0 【解析】 【分析】取1x y ==,计算得到1a =,再利用二项式定理计算系数得到答案.【详解】取1x y ==,则35()(2)x y x y a +-+的展开式中各项系数的和为:()5321256a ⨯+=.故1a =,则()()3355()(2)21x y x y x y x y a +-+=+-+,()3x y +的展开式:313m m m m T C x y -+=;()521x y -+的展开式:()()51521nnnn T C x y -+=-+取2,5m n ==得到:()5225351C xy C y ⋅-+,取1y =得到系数为0; 取3,4m n ==得到:()43343521C y C x y ⋅⋅-+,取1y =得到系数为0;综上所述:该展开式中含字母x 且x 的次数为1的项的系数为0。
2021届河北衡水金卷新高考原创预测试卷(二十一)理科数学
2021届河北衡水金卷新高考原创预测试卷(二十一)理科数学★祝考试顺利★注意事项:1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
用2B 铅笔将答题卡上试卷类型A 后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。
如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。
不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B 铅笔涂黑。
答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
第Ⅰ卷(选择题)一、单选题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.设集合{0,1}M =,{|01}N x x =<≤,则M N ⋃=( ) A. [0,1] B. (0,1]C. [0,1)D. (,1]-∞【答案】A 【解析】 【分析】利用并集的定义求解即可.【详解】∵集合{0,1}M =,集合{|01}N x x =<≤,∴{|01}M N x x ⋃=≤≤,即M N ⋃=[0,1].故选A【点睛】本题考查了并集的定义与计算问题,属于基础题. 2.命题:p x ∀∈R ,220x x ->的否定为( ). A. x ∀∈R ,220x x -≤ B. x ∀∈R ,220x x -< C. x ∃∈R ,220x x -> D. x ∃∈R ,220x x -≤【答案】D 【解析】 命题p 的否定,将“x ∀∈R ”变成“x ∃∈R ”,将“220x x ->” 变成“220x x -≤”. 故选D .点睛:(1)对全称(存在性)命题进行否定的两步操作:①找到命题所含的量词,没有量词的要结合命题的含义加上量词,再进行否定;②对原命题的结论进行否定.(2)判定全称命题“,()x M p x ∀∈”是真命题,需要对集合M 中的每个元素x ,证明()p x 成立;要判定一个全称命题是假命题,只要举出集合M 中的一个特殊值0x ,使0()p x 不成立即可.要判断存在性命题是真命题,只要在限定集合内至少能找到一个0x x =,使0()p x 成立即可,否则就是假命题.3.若复数34sin cos 55z i θθ⎛⎫=-+- ⎪⎝⎭是纯虚数,则tan()θ-π的值为( ) A. 34±B.43C. 34-D. 43-【答案】C 【解析】 【分析】根据所给的虚数是一个纯虚数,得到虚数的实部等于0,而虚部不等于0,得到角的正弦和余弦值,根据同角三角函数之间的关系,得到结果. 【详解】若复数34sin (cos )55z i θθ=-+-是纯虚数, 则3sin 05θ-=且4cos 05θ-≠, 所以3sin 5θ=,4cos 5θ=-,所以3tan 4θ=-,故tan()θ-π=3tan 4θ=-.故选C .【点睛】本题主要考查了复数的基本概念,属于基础题.纯虚数是一个易错概念,不能只关注实部为零的要求,而忽略了虚部不能为零的限制,属于易错题.4.已知变量,x y 满足 202300x y x y x -≤⎧⎪-+≥⎨⎪≥⎩,则 4log (24)z x y =++的最大值为( )A.23B. 1C.32D. 2【答案】C 【解析】 【分析】先根据约束条件画出可行域,欲求4log (24)z x y =++得最大值,即要求24z x y =++取最大值,再结合图象,即可求解.【详解】由题意,作出约束条件所表示的可行域, 如图所示,又设124z x y =++,结合图象,可得经过点A 时,此时z 取得最大值,又由20230x y x y -=⎧⎨-+=⎩,解得(1,2)A ,此时1z 的最大值21248z =⨯++=,所以4log (24)z x y =++的最大值为43log 82z ==,故选C .【点睛】本题主要考查了简单的线性规划问题的应用,以及对数的应用,其中解答中根据约束条件画出可行域,结合图象求出1z 的最大值,进而求解z 得最大值是解答的关键,着重考查了推理与运算能力,属于基础题.5.设0a >,0b >,2是lg 4a与lg 2b的等差中项,则21a b+的最小值为( ) A. 2 B. 3 C. 4D. 9【答案】D 【解析】∵lg 2lg4a与lg2b的等差中项, ∴2lg 4lg 2a b =+, 即2lg 2lg 42lg 2aba b+=⋅=,∴21a b +=.所以212122()(2)55249b a a b a b a b a b+=++=++≥+= 当且仅当22b a a b =即13a b ==时取等号, ∴21a b+的最小值为9. 6.《中国好歌曲》的五位评委给一位歌手给出的评分分别是:118x =,219x =,320x =,421x =,522x =,现将这五个数据依次输入如图程序框进行计算,则输出的S 值及其统计意义分别是( )A. 2S =,即5个数据的方差为2B. 2S =,即5个数据的标准差为2C. 10S =,即5个数据的方差为10D. 10S =,即5个数据的标准差为10【答案】A 【解析】 【分析】算法的功能是求()()()22212202020i S x x x =-+-+⋯+-的值,根据条件确定跳出循环的i 值,计算输出S 的值.【详解】由程序框图知:算法的功能是求()()()22212202020i S x x x =-+-+⋯+-的值, ∵跳出循环的i 值为5,∴输出S = ()()()2221[1820192020205⨯-+-+- ()()2221202220]+-+-=()14101425⨯++++=.故选A. 【点睛】本题考查了循环结构的程序框图,根据框图的流程判断算法的功能是关键,属于基础题.7.十九世纪末,法国学者贝特朗在研究几何概型时提出了“贝特朗悖论”,即“在一个圆内任意选一条弦,这条弦的弦长长于这个圆的内接等边三角形边长的概率是多少?”贝特朗用“随机半径”、“随机端点”、“随机中点”三个合理的求解方法,但结果都不相同.该悖论的矛头直击概率概念本身,强烈地刺激了概率论基础的严格化.已知“随机端点”的方法如下:设A 为圆O 上一个定点,在圆周上随机取一点B ,连接AB ,所得弦长AB 大于圆O 的内接等边三角形边长的概率.则由“随机端点”求法所求得的概率为( ) A.15B.14C.13D.12【答案】C 【解析】 【分析】由题意画出图形,求出满足条件的B的位置,再由测度比是弧长比得答案.【详解】解:设“弦AB的长超过圆内接正三角形边长”为事件M,以点A为一顶点,在圆中作一圆内接正三角形ACD,则要满足题意点B只能落在劣弧CD上,又圆内接正三角形ACD恰好将圆周3等分,故1()3P M=故选C.【点睛】本题考查几何概型的意义,关键是要找出满足条件弦AB的长度超过圆内接正三角形边长的图形测度,再代入几何概型计算公式求解,是基础题.8.椭圆221169x y+=的两个焦点为1F,2F,过2F的直线交椭圆于A、B两点,若6AB=,则11AF BF+的值为()A. 10B. 8C. 16D. 12【答案】A【解析】【分析】由椭圆的定义可得:12122AF AF BF BF a+=+=,即可得出.【详解】由椭圆的定义可得:121228AF AF BF BF a+=+==,()()1122221616610AF BF a AF a BF AB∴+=-+-=-=-=,故选A.【点睛】本题考查了椭圆的定义及其标准方程,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.9.如图是一个几何体的三视图,根据图中的数据(单位:cm),可知此几何体的体积是()A. 324cmB.364cm 3C. 3(62522)cm ++D. 3(248582)cm ++【答案】B 【解析】由三视图可知,该几何体是如下图所示的四棱锥,故体积为16444433⨯⨯⨯=3cm .故选B.10.已知函数()sin f x x =,将()f x 的图象上的所有点的横坐标缩短到原来的12,纵坐标扩大为原来的3倍,再把图象上所有的点向上平移1个单位长度,得到函数()y g x =的图象,则函数()g x 的周期可以为( ) A.2π B. πC.32π D. 2π【答案】B 【解析】【分析】先利用三角函数图象变换规律得出函数()y g x =的解析式,然后由绝对值变换可得出函数()y g x =的最小正周期.【详解】()sin f x x =,将函数()y f x =的图象上的所有点的横坐示缩短到原来的12,可得到函数sin 2y x =的图象,再将所得函数图象上所有点的纵坐标扩大为原来的3倍,得到函数3sin 2y x =的图象,再把所得图象向上平移1个単位长度,得到()3sin 21g x x =+,由绝对值变换可知,函数()y g x =的最小正周期为22T ππ==,故选B. 【点睛】本题考查三角函数变换,同时也考查三角函数周期的求解,解题的关键就是根据图象变换的每一步写出所得函数的解析式,考查推理能力,属于中等题.11.过曲线22122:1(0,0)x y C a b a b-=>>的左焦点1F 作曲线2222:C x y a +=的切线,设切点为,M 延长1F M 交曲线23:2(0)C y px p =>于点,N 其中13,C C 有一个共同的焦点,若10,MF MN +=则曲线1C 的离心率为( ).【答案】A 【解析】 【分析】设双曲线的右焦点的坐标为()2,0F c ,利用O 为12F F 的中点,M 为1F N 的中点,可得OM 为12NF F 的中位线,从而可求1NF ,再设()x,y N ,过点1F 作x 轴的垂线,由勾股定理得出关于,a c 的关系式,最后即可求得离心率.【详解】设双曲线的右焦点为2F ,则2F 的坐标为(),0c .因为曲线1C 与3C 有一个共同的焦点,所以曲线3C 的方程为24y cx =.因为10MF MN +=, 所以1MF MN NM =-=, 所以M 为1F N 的中点, 因为O 为12F F 的中点, 所以OM 为12NF F 的中位线,所以OM ∥2NF .因为|OM |=a ,所以22NF a =. 又21NF NF ⊥,122F F c =, 所以()()221222NF c a b =-=.设N (x ,y ),则由抛物线的定义可得2x c a +=, 所以2x a c =-.过点F 1作x 轴的垂线,点N 到该垂线的距离为2a , 在1RtF PN 中,由勾股定理得22211||+||||F P PN F N =,即22244y a b +=,所以2224(2)44()c a c a c a -+=-, 整理得210e e --=,解得51e +=. 故选A .【点睛】解答本题时注意以下几点:(1)求双曲线的离心率时,可根据题中给出的条件得到关于,,a b c 的关系式,再结合222a b c +=得到,a c 间的关系或关于离心率e 的方程(或不等式),由此可得离心率的取值(或范围).(2)本题中涉及的知识较多,解题时注意将题中给出的关系进行转化,同时要注意圆锥曲线定义在解题中的应用.12.函数()f x 满足()()1,,2x e f x f x x x ⎡⎫=+∈+∞⎢⎣'⎪⎭, ()1f e =-,若存在[]2,1a ∈-,使得31232f a a e m ⎛⎫-≤--- ⎪⎝⎭成立,则m 的取值( ) A. 2,13⎡⎤⎢⎥⎣⎦B. 2,3⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭C. [)1,+∞D. 12,23⎡⎤⎢⎥⎣⎦【答案】A 【解析】由题意设()()xf xg x e=,则()()1()x f x f x g x e x -'='=,所以()ln g x x c =+(c 为常数).∵()1f e =-,∴(1)(1)1f g c e==-=,∴()()(1ln )x x f x g x e e x =⋅=-+, ∴1()(ln 1)xf x e x x =+-'.令1()ln 1h x x x =+-,则22111()x h x x x x-=-=,故当112x <<时,()0,()h x h x '<单调递减;当1x >时,()0,()h x h x '>单调递增.∴()(1)0h x h ≥=,从而当1,2x ⎡⎫∈+∞⎪⎢⎣⎭时,()0f x '≥,∴()f x 在区间1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上单调递增.设[]3()32,2,1a a a e a ϕ=---∈-,则2()333(1)(1)a a a a ϕ'=-=+-,故()a ϕ在(2,1)--上单调递增,在(1,1)-上单调递减,所以max ()(1)a e ϕϕ=-=-. ∴不等式31232f a a e m ⎛⎫-≤--- ⎪⎝⎭等价于12(1)f e f m ⎛⎫-≤-= ⎪⎝⎭,∴1211122m m ⎧-≤⎪⎪⎨⎪-≥⎪⎩,解得213m ≤≤,故m 的取值范围为2[,1]3.选A .点睛:本题考查用函数的单调性解不等式,在解答过程中首先要根据含有导函数的条件构造函数()()x f x g x e =,并进一步求得函数()f x 的解析式,从而得到函数()f x 在区间1,2⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭上的单调性.然后再根据条件中的能成立将原不等式转化为12(1)f f m ⎛⎫-≤ ⎪⎝⎭,最后根据函数的单调性将函数不等式化为一般不等式求解即可.第Ⅱ卷(非选择题)二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.13.()55111x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭的展开式中的x 项的系数等于____________ . 【答案】10. 【解析】 【分析】由()()525551111x x x x⎛⎫=⎪⎭-+- ⎝,于是求x 项的系数转化为()521x -展开式中6x 的系数,然后利用二项式定理求出即可. 【详解】()()()5555255111111x x x x xx x --⎛⎫=⋅=⎛⎫+-+ ⎪⎝⎪⎝⎭⎭,要求()55111x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭的展开式中的x 项的系数,转化为求()521x -展开式中6x 的系数, ()521x-展开式的通项为()()()521025511kkkk k k C xC x --⋅⋅-=⋅-⋅,令1026k -=,得2k =,因此,()55111x x ⎛⎫+- ⎪⎝⎭的展开式中的x 项的系数为()225110C ⋅-=,故答案为:10.【点睛】本题考查二项展开式中指定项的系数,本题将二项式进行了化简,将问题进行了转化,简化了计算,考查化归与转化数学思想,考查计算能力,属于中等题. 14.在直角三角形ABC 中,2C π=,3AC =,对于平面ABC 内的任一点M ,平面ABC 内总有一点D 使得32MD MB MA =+,则CD CA =_________. 【答案】6 【解析】【分析】由32MD MB MA =+可知D 为线段AB 上的点且BD =2AD ,将CD 用CA ,CB 表示后代入相乘即可.【详解】对平面ABC 内的任一点M ,平面ABC 内总有一点D 使得32MD MB MA =+, 即1233MD MB MA +=,所以D 为线段AB 上的点且BD =2AD所以2122220||9633333CD CA CB CA CA CA CA CA ⎛⎫⋅=+⋅=+⋅==⨯= ⎪⎝⎭, 故答案为6.【点睛】本题考查平面向量基本定理的应用,考查平面向量数量积的性质及其运算,属基础题. 15.四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为矩形,4=AD ,2AB =,且8SA SD +=,当该四棱锥的体积最大时,其外接球的表面积为_________.【答案】763π 【解析】 【分析】由题意知四棱锥的体积最大时,平面SAD ⊥平面ABCD 且SAD ∆为等边三角形,画出图形,设球心O 到平面ABCD 的距离为x ,可得225(23)1x x +=+,进而得到球的半径,即可求解. 【详解】由题意知当S 到平面ABCD 的距离最大时,四棱锥的体积最大,此时满足平面SAD ⊥平面ABCD ,且SAD ∆为等边三角形,边长为4,则S 到AD 的距离23S 到平面ABCD 的距离,设球心O 到平面ABCD 的距离OE=x,则由OD=OS 得225(23)1x x +=+, 解得3x =21953R x =+=27643S R ππ==故答案为763π【点睛】本题考查四棱锥的外接球问题,关键在于确定球心和半径,考查学生的空间想象能力和计算能力,属于基础题. 16.已知函数2()cos2x f x x π=,数列{}n a 中,()*()(1)n a f n f n n N =++∈,则数列{}n a 的前100项之和100S =____. 【答案】10200 【解析】 因为()2πxf x x cos2=,所以 ()()n a f n f n 1=++=22+1cos++1cos 22n n n n ππ()() 2224-34-34-24-3cos +4-2cos =-(42)22n n n a n n n ππ=-()()()()同理可得:22242414(42),(4),(4)n n n a n a n a n --=--=-=-2243424142(42)2(4)8(41)n n n n a a a a n n n ---∴+++=--+=- , ∴ {}n a 的前100项之和()100S 8379910200=++⋯+=.故答案为10200 .点睛:本题中由条件()()n a f n f n 1=++=22+1cos++1cos 22n n n n ππ()() ,由余弦函数的值可将n 分成四种情况,即将数列分成四个一组求和即可.三、解答题:本大题共6小题,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.第14-18题为必做题,每个考生都必须作答.第19(1)/19(2)题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共60分17.在ABC ∆中,角A ,B ,C 所对的边分别为a ,b ,c ,()sin 2cos cos 02B C B C π⎛⎫+++= ⎪⎝⎭,(1)求证:B C =; (2)若3cos 5A =,ABC ∆的外接圆面积为254π,求ABC ∆的周长.【答案】(1)见证明;(2) 4. 【解析】 【分析】(1)由()sin 2cos cos 02B C B C π⎛⎫+++=⎪⎝⎭,利用诱导公式、两角和与差的正弦公式化简可得sin()0B C -=,从而可得结论;(2)利用圆的面积公式可求得三角形外接圆半径52R =,利用同角三角函数的关系与正弦定理可得2sin 4a R A ==,结合(1),利用余弦定理列方程求得b c ==.【详解】(1)∵sin()2cos cos 02B C B C π⎛⎫+++= ⎪⎝⎭,∴sin()2sin cos 0B C B C +-=,∴sin cos cos sin 2sin cos 0B C B C B C +-=, ∴cos sin sin cos 0B C B C -=, ∴sin()0B C -=. ∴在ABC ∆中,B C =,(2)设ABC ∆的外接圆半径为R ,由已知得2254R ππ=,∴52R =,∵3cos 5A =,0A π<<,∴4sin 5A =,∴2sin 4a R A ==, ∵B C =,∴b c =,由2222cos a b c bc A =+-⋅得2261625b b =-,解得b =∴4a b c ++=,∴ABC ∆的周长为4.【点睛】本题主要考查余弦定理、正弦定理及特殊角的三角函数,属于中档题.对余弦定理一定要熟记两种形式:(1)2222cosa b c bc A=+-;(2)222cos2b c aAbc+-=,同时还要熟练掌握运用两种形式的条件.另外,在解与三角形、三角函数有关的问题时,还需要记住30,45,60o o o等特殊角的三角函数值,以便在解题中直接应用.18.某工厂的检验员为了检测生产线上生产零件的情况,从产品中随机抽取了80个进行测量,根据所测量的数据画出频率分布直方图如下:如果:尺寸数据在[)63.0,64.5内的零件为合格品,频率作为概率.(1)从产品中随机抽取4件,合格品的个数为ξ,求ξ的分布列与期望:(2)为了提高产品合格率,现提出A,B两种不同的改进方案进行试验,若按A方案进行试验后,随机抽取15件产品,不合格个数的期望是2:若按B方案试验后,抽取25件产品,不合格个数的期望是4,你会选择哪个改进方案?【答案】(1)详见解析(2)应选择方案A,详见解析【解析】【分析】(1) 先由频率分布直方图,可以推出产品为合格品的概率,再求出随机变量ξ的分布列及期望;(2) A方案随机抽取产品与B方案随机抽取产品都为相互独立事件,服从二项分布,由不合格个数的期望分别求出不合格的概率即可得出较好的方案.【详解】(1)由直方图可知抽出产品为合格品的率为()0.750.650.20.50.8++⨯= 即推出产品为合格品的概率为45, 从产品中随机抽取4件.合格品的个数ξ的所有可能取值为0,1,2,3,4, 且()4110()5625P ξ===,()13441161()55625P C ξ==⨯=,()222441962()()55625P C ξ==⨯=,()334412563()55625P C ξ==⨯=,()442564()5625P ξ===.所以ξ的分布判为ξ的数学期望416455E ξ=⨯=.(2)A 方案随机抽取产品不合格的概率是a ,随机抽取15件产品,不合格个数()15,X B a : 按B 方案随机抽取产品不合格的概率是b ,随机抽取25件产品,不合格个数()25,Y B b依题意()152E X a ==,()254E Y b ==,解得215a =,425b = 因为241525<, 所以应选择方案A .【点睛】本题考查了频率分布直方图,随机变量的分布列与期望及二项分布,重点考查了运算能力,属中档题.19.如图,四边形ABCD 是边长为2的菱形,且60ABC ︒∠=,BM ⊥平面ABCD ,BM DN ,2BM DN =,点E 是线段MN 上任意一点.(1)证明:平面EAC ⊥平面BMND ; (2)若AEC ∠的最大值是23π,求三棱锥M NAC -的体积. 【答案】(1)见证明;(2) M NAC 35V 10-= 【解析】 【分析】(1)推导出AC ⊥BM ,AC ⊥BD ,得AC ⊥平面BMND ,从而可得到证明;(2)由AE =CE 和余弦定理可知,当AE 最短即AE ⊥MN ,CE ⊥MN 时∠AEC 最大,取MN 中点H ,连接H 与AC 、BD 的交点O ,知OH ⊥平面ABCD ,分别以直线OA ,OB ,OH 为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,设ND a =,利用二面角A MN C --的平面角为23π,可求出a,然后利用V M ﹣NAC =V M ﹣EAC +V N ﹣EAC 可得结果.【详解】(1)因为BM ⊥平面ABCD ,则AC BM ⊥. 又四边形ABCD 是菱形,则AC BD ⊥,又BDBM B =,所以AC ⊥平面BMND ,因为AC 在平面EAC 内, 所以平面EAC ⊥平面BMND .(2)设AC 与BD 的交点为O ,连结EO . 因为AC ⊥平面BMND ,则AC OE ⊥,又O 为AC 的中点,则AE CE =,由余弦定理得222222cos 12AEAE AC AEC AE -∠==-,()AEC 0,π∠∈.当AE 最短时∠AEC 最大,此时AE MN ⊥,CE MN ⊥,23AEC π∠=,因为AC=2,233AE =,OE=33. 取MN 的中点H ,分别以直线OA ,OB ,OH 为x 轴,y 轴,z 轴建立空间直角坐标系,设ND a =,则点()A 1,0,0,()N 0,3,a - ()M 3,2a ,()1,3,a AN =--,()3,2a AM =-.设平面AMN 的法向量(),,n x y z =,则00AN n AM n ⎧⋅=⎨⋅=⎩,即30320x az x y az ⎧-+=⎪⎨-++=⎪⎩ ,取1z =,则3a 3a ,2n ⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭, 同理求得平面CMN 的法向量33,2a a m ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭. 因为23AEC π∠=是二面角 A MN C --的平面角,则 22229314361cos cos ,9321436a a AEC m n a a -++∠=〈〉==++,解得15a =或6a = 由图可知3,故6a 2= (舍去),1510a =, 因为223915MN a BD 1220=+=+=23AE =2121433S AE sin 2323EAC π∆==⨯=, 则M NAC 11391535V 3331010M EAC N EAC AEC V V S MN ---∆=+=⋅=⨯=. 【点睛】本题考查面面垂直的证明,考查几何体体积的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.20.已知椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>,其右焦点F 与抛物线243y x =的焦点重合,过F 且垂直于抛物线对称轴的直线与椭圆交于M 、N 两点,与抛物线交于C 、D 两点.||43||CD MN = (1)求椭圆的方程;(2)若直线l 与(1)中椭圆相交于A ,B 两点, 直线OA , l ,OB 的斜率分别为1k ,k ,2k (其中k 0>),且1k ,k ,2k 成等比数列;设OAB 的面积为S , 以OA 、OB 为直径的圆的面积分别为1S , 2S , 求12S S S+的取值范围. 【答案】(1) 2214x y += (2) 5π[)4+∞, 【解析】 【分析】(1)由题意可得22||b MN a=,43CD =,即得22a b =,结合223a b -=可得椭圆方程;(2)设直线的方程为()()1122,,,,y kx m A x y B x y =+,将直线方程与椭圆方程联立,写出韦达定理,由1k ,k ,2k 成等比数列,可解得k 值,然后分别求出S,1,2S S ,写出12S S S+的表达式,利用基本不等式可得取值范围. 【详解】(1)由抛物线方程得()3,0F,椭圆方程为22221(0)x y a b a b+=>>,过F 垂直于抛物线对称轴的直线与椭圆交于M,N 两点,可得22||b MN a=,与抛物线交于C,D 两点可得43CD =, 243432CD a b MN a ==⇒= , 223a b -=,∴ 21a b =⎧⎨=⎩, 所以椭圆方程为2214x y += .(2)设直线的方程为()()1122,,,,y kx m A x y B x y =+,由2214y kx m x y =+⎧⎪⎨+=⎪⎩可得()()222148410k x kmx m +++-= ,由韦达定理:()()221222122161408144114k m kmx x k m x x k ⎧⎪∆=+->⎪⎪+=-⎨+⎪⎪-⎪=+⎩, ∵1k ,k ,2k 构成等比数列,1222112y x k x k k y =⋅=()()1212kx m kx m x x ++=, 即()2120km x x m ++=由韦达定理代入化简得:214k =,∵ 0k >,12k =. 此时()21620m∆=->,即()2,2m ∈-.又由A O B 、、三点不共线得0m ≠,从而()()2,00,2m ∈-⋃. 故2122111221m S AB d k x x k=⋅=+-⋅+()2212121422x x x x m m m =+-⋅=-⋅∵22221212144x x y y +=+=,122x x m +=-,21222x x m ⋅=-,则()222222121122123324444S S x y x y x x ππ⎛⎫+=⋅+++=⋅++ ⎪⎝⎭()212123521624x x x x πππ⎡⎤=⋅+-+=⎣⎦为定值. ()122225515444222S S S m m m mπππ+=⋅=-+-⋅,当且仅当222m m -=即1m =±时等号成立.综上:12S S S +的取值范围是5π4⎡⎫+∞⎪⎢⎣⎭,. 【点睛】本题考查椭圆标准方程的求法,考查直线与椭圆位置关系的应用,考查韦达定理,弦长公式以及基本不等式的应用,属于中档题.21.设函数()ln(1)f x a x =+,()1xg x e =-,其中R α∈, 2.718e =…为自然对数的底数.(1)当0x ≥时,()()f x g x ≤恒成立,求a 的取值范围;(2)求证:1095200010001791< (参考数据:ln1.10.095≈) 【答案】(1)(,1]-∞ (2)见解析 【解析】【试题分析】(1)先构造函数()()()()()1ln 10xH x g x f x e a x x =-=--+≥,再对其求导得到()()01xaH x e x x =-≥+'然后分1a ≤和1a >两种情形分类讨论进行分析求解: (2)借助(1)的结论,当1a =时,()1ln 1xe x >++对0x >恒成立, 再令110x =,得到11010951ln1.1 1.0951000e >+≈>即10951000>; 又由(Ⅰ)知,当1a >时,则()H x 在[)00x ,递减,在()0x +∞,递增,则()()000H x H <=,即()001ln 10xe a x --+<,又()00H x '=,即001x a ex =+,令11011110a e =>,即0110x =,则110120001 1.1ln1.11791e <≈-,故有1095200010001791<<. 解:(Ⅰ)令()()()()()1ln 10xH x g x f x e a x x =-=--+≥,则()()01xaH x e x x =-≥+' ①若1a ≤,则11x ae x ≤≤+,()0H x '≥,()H x 在[)0,+∞递增,()()00H x H ≥=, 即()()f xg x ≤在 [)0,+∞恒成立,满足,所以1a ≤; ②若1a >,()1xaH x e x =-+'在[)0,+∞递增,()()01H x H a ''≥=-且10a -< 且x →+∞时,()H x '→+∞,则()00x ,∃∈+∞使()00H x '=, 则()H x 在[)00x ,递减,在()0x +∞,递增, 所以当()00x x ∈,时()()00H x H <=,即当()00x x ∈,时,()()f x g x > , 不满足题意,舍去;综合①,②知a 的取值范围为(],1-∞. (Ⅱ)由(Ⅰ)知,当1a =时,()1ln 1xe x >++对0x >恒成立,令110x =,则11010951ln1.1 1.0951000e >+≈> 即10951000>;由(Ⅰ)知,当1a >时,则()H x 在[)00x ,递减,在()0x +∞,递增, 则()()000H x H <=,即()001ln 10x e a x --+<,又()00H x '=,即001xae x =+, 令11011110a e =>,即0110x =,则110120001 1.1ln1.11791e <≈-,故有1095200010001791<<. 点睛:解答本题的第一问时,先构造函数()()()()()1ln 10xH x g x f x e a x x =-=--+≥,再对其求导得到()()01xaH x e x x =-≥+'然后分1a ≤和1a >两种情形分类讨论进行分析求解;证明本题的第二问时,充分借助(1)的结论及当1a =时,()1ln 1xe x >++对0x >恒成立,令110x =,得到11010951ln1.1 1.0951000e >+≈> 即10951000>; 进而由(Ⅰ)知,当1a >时,则()H x 在[)00x ,递减,在()0x +∞,递增,则()()000H x H <=,即()001ln 10x e a x --+<,又()00H x '=,即001x a ex =+,令11011110a e =>,即0110x =,则110120001 1.1ln1.11791e <≈-,故有1095200010001791<<.从而使得问题巧妙获证. (二)选考题:共10分.请考生在22,23题中任选一题作答.如果多做,则按所做的第一题计分.选修4-4:坐标系与参数方程22.在平面直角坐标系xOy 中,曲线C 的参数方程为cos 1sin x y ϕϕ=⎧⎨=+⎩(其中ϕ为参数).以O 为极点,x 轴的非负半轴为极轴建立极坐标系. (1)求曲线C 的极坐标方程; (2)设直线l 的极坐标方程是sin()23πρθ+=,射线OM :6πθ=与曲线C 的交点为P ,与直线l 的交点为Q ,求线段PQ 的长. 【答案】(1)2sin ρθ=;(2)1. 【解析】【详解】试题分析:(1)先将参数方程转化为普通方程,再将普通方程转化为极坐标方程(2)利用极坐标计算出线段长解析:(1))圆C 的普通方程为()2211x y +-=,又cos ,sin x y ρθρθ== 所以圆的极坐标方程为(2)把6πθ=代入圆的极坐标方程可得1P ρ=;把6πθ=代入直线l 极坐标方程可得2Q ρ=,1p Q PQ ρρ∴=-=选修4-5:不等式选讲 23.已知函数1()||||f x x m x m=++-,其中0m >. (1)当1m =时,解不等式()4f x ≤;(2)若a R ∈且0a ≠,证明:1()()4f a f a-+≥.【答案】(1)[]22-,;(2)证明见解析. 【解析】 试题分析:(1)零点分段求解不等式可得()4f x ≤的解集是[]2,2-;(2)利用绝对值三角不等式和不等式的性质即可证得()14f a f a ⎛⎫-+≥ ⎪⎝⎭. 试题解析:(1)当1m =时,由()11f x x x =++-,由()4f x ≤,得114x x ++-≤1114x x <-⎧⇔⎨--+≤⎩或11114x x x -≤≤⎧⎨+-+≤⎩,或1114x x x >⎧⎨++-≤⎩,21x ⇔-≤<-或1x x -≤≤或12x <≤,[]2,2x ∈-.(2)证明:()11111f a f a m a m a m a a m ⎛⎫-+=-++--+++-⎪⎝⎭, ()1121411112a m m a a a f a f a a a m a m a ⎫-+++≥+≥⎪⎪⎛⎫⇒-+≥⎬ ⎪⎝⎭⎪--+-≥+≥⎪⎭. 点睛:绝对值不等式的解法法一:利用绝对值不等式的几何意义求解,体现了数形结合的思想; 法二:利用“零点分段法”求解,体现了分类讨论的思想;法三:通过构造函数,利用函数的图象求解,体现了函数与方程的思想.。
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(2)∵ ,且当 时, 恒成立.
∴ 恒成立.
令 ,即 .
∵ ,
∴ 在 上单调递减;在 上单调递增,
∴ .
∴ .
6.命题 :“ ,不等式 成立”;命题 :“函数 的
单调递增区间是 ”,则下列复合命题是真命题的是( )
A. B. C. D.
7.函数y= 的图像可能是()
8.若函数 为奇函数,则曲线 在点 处的
切线方程为( )
A. B. C. D.
9.已知函数 ,则不等式 的解集为()
A. (-2,1)B. (-1,2)C.(-∞,-1)∪(2,+ ∞)D. (-∞,-2)∪(1,+ ∞)
10.已知函数 在R上单调递减,则实数a的取值范围是()
A. B. C. D.
11. ,对于 ,均有 ,则实数a的取值
范围是()
A. B. C. D.
12.已知函数 , ,若 成立,则 的最小值为()
A. B. C. D.
二、填空题:本大题共4个小题,每小题5分,共20分.
13.已知函数 则 __________.
(2)若函数 在 上的最小值为1,求a的值;
(3)若存在 ,使得 ,求a的取值范围.
22.已知函数 ,其中 .
(1)讨论函数 的单调性;
(2)当 时,若 恒成立,求实数b的范围.
答案:
17.解:A={x|-1≤x≤3},B={x|m-2≤x≤m+2}.
(1)∵A∩B=[1,3],∴ 得m=3.
(2)∁RB={x|x<m-2或x>m+2}.
6、填空题和解答题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域的答案一律无效。如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
7、选考题的作答:先把所选题目的题号在答题卡上指定的位置用2B铅笔涂黑。答案用0.5毫米黑色签字笔写在答题卡上对应的答题区域内,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选修题答题区域的答案一律无效。
8、保持答题卡卡面清洁,不折叠,不破损,不得使用涂改液、胶带纸、修正带等。
9、考试结束后,请将本试题卷、答题卡、草稿纸一并依序排列上交。
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共60分.
1.设集合 , ,则 =()
A.(-1,1)B. [-1,0]C. [-1,0)D.(-∞,0]
2.函数 的定义域是().
A. B. C. D.
3.已知命题 : , ,则 为()
A. , B. ,
C. , D. ,
4.已知a、b都是实数,那么“ ”是“ ”的()
A.充分不必要条件B.必要不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件
5.已知a=21.3,b=40.7,c=log38,则a,b,c的大小关系为()
A. B. C. D.
19.已知命题 : , .
(1)若p为真命题,求实数t的取值范围;
(2)命题q: , ,当 为真命题且 为假命题时,
求实数t的取值范围.
20.已知函数 .
(1)若 ,求a的值.
(2)判断函数f(x)的奇偶性,并证明你的结论.
(3)求不等式 的解集.
21.已知函数 , .
(1)若方程 的两个实根 , 满足 ,求a的取值范围;
当 ,即 , 的最小值为 ,解得 或 ,都不满足 ,舍去.
综上, .
(3)因为存在 ,使得 ,所以函数 在 的最大值大于0,
根据次函数的性质, 在 的最大值为 或 ,
故 或 ,即 或 ,解得 .
22、(1)∵ ,定义域为 .
∴ , .
令 ,则 , .
①当 时,令 ,则 ;令 ,则 .
∴ 在 上单调递增;在 上单调递减.
∵A⊆∁RB,∴m-2>3或m+2<-1.
∴m>5或m<-3.
21.(1)因为 的图象是开口向上的抛物线,且方程 有两个实根 , 满足 ,
所以 ,即 ,解得 .
(2)令 , 时, ,
则函数 在 上的最小值为1,
二次函数 开口向上,对称轴为 ,
若 ,即 , 在 上单调递增,最小值为 ,解得 ,成立;
若 ,即 , 在 上单调递减,最小值为 ,显然无解,不成立;
14.已知集合 ,则 的子集个数为.
15.若函数 是定义在区间 上的偶函数,则此函数的值域是.
16.已知函数 ,
①当 时, 有最大值;②对于任意的 ,函数 是 上的增函数;
③对于任意的 ,函数 一定存在最小值;④对于任意的 ,都有 .
其中正确结论的序号是_________.(写出所有正确结论的序号)
2021届河北衡水中学新高考原创预测试卷(一)
理科数学
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注意事项:
1、考试范围:高考范围。
2、试题卷启封下发后,如果试题卷有缺页、漏印、重印、损坏或者个别字句印刷模糊不清等情况,应当立马报告监考老师,否则一切后果自负。
3、答题卡启封下发后,如果发现答题卡上出现字迹模糊、行列歪斜或缺印等现象,应当马上报告监考老师,否则一切后果自负。
4、答题前,请先将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写在试题卷和答题卡上的相应位置,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。用2B铅笔将答题卡上试卷类型A后的方框涂黑。
5、选择题的作答:每个小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非选择题答题区域的答案一律无效。
②当 时,令 ,则 ;令 ,则 或 .
∴ 在 , 上单调递减;在 上单调递增.
③当 时,令 ,则 在 上单调递减.
④当 时,令 ,则 ;令 ,则 或 .
∴ 在 , 上单调递减;在 上单调递增.
综上所述,①当 时, 在 上单调递增;在 上单调递减.
②当 时, 在 , 上单调递减;在 上单调递增.
③当 时, 在 上单调递减.
三、解答题:本大题共6题,17题10分,其它每题12分,共70分.
17.已知集合A={x|x2-2x-3≤0,x∈R},B={x|m-2≤x≤m+2}.
(1)若A∩B=[1,3],求实数m的值;
(2)若A⊆∁RB,求实数m的取值范围.
18.已知
(1)当 时,判断 是 的什么条件;
(2)若 是 的必要不充分条件,求实数 的取值范围.