2021年云南省红河州高考数学第三次复习统一检测试卷(文科)
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这是一份2021年云南省红河州高考数学第三次复习统一检测试卷(文科),共25页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2021年云南省红河州高考数学第三次复习统一检测试卷(文科)
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.(5分)已知集合A={x|x2﹣2x﹣3<0,x∈N*},B={﹣1,0,1,2},则A∩B=( )
A.{﹣1,0,1,2} B.{0,1,2} C.{1,2} D.{1,2,3}
2.(5分)已知复数,i为虚数单位,是z的共轭复数,则=( )
A. B. C. D.
3.(5分)已知,则=( )
A. B.﹣ C. D.﹣
4.(5分)随着我国人民生活水平日益提高,餐饮消费在国民经济活动中的比重逐步加大.某机构统计了2014年至2020年(1月至11月)我国餐饮业销售收入的情况,得到下面的条形图,则下面说法中不正确的是( )
A.2014年至2019年,我国餐饮业销售收入逐年增加
B.2019年我国餐饮业销售收入较2018年的增量超过4000亿元,同比增长接近10%
C.2020年受新冠肺炎疫情影响,我国餐饮业销售收入有所下滑
D.近年来,我国餐饮业销售收入同比增长率有上升趋势
5.(5分)下列说法中,正确的个数为( )
①若,是非零向量,则“>0”是“与的夹角为锐角”的充要条件;
②命题“在△ABC中,若sinA>sinB,则A>B”的逆否命题为真命题;
③已知命题p:,则它的否定是¬p:∀x∉R,x2+x+2>0.
A.0 B.1 C.2 D.3
6.(5分)在三棱锥P﹣ABC中,已知PA,PB,PC两两垂直,且PA=1,PB=2,PC=3,则三棱锥P﹣ABC的外接球的表面积为( )
A.13π B.14π C.56π D.64π
7.(5分)函数f(x)=•cosx的图象大致是( )
A. B.
C. D.
8.(5分)如图所示,网格中小正方形的边长均为1,△ABC的三个顶点均在小正方形的顶点处,则△ABC外接圆的面积为( )
A. B. C. D.
9.(5分)已知55>3,a=log23,b=log35,c=,则( )
A.a>b>c B.c>a>b C.a>c>b D.b>c>a
10.(5分)已知实数x,y满足约束条件|x±y|≤2,若在该区域内随机取一点P(x,y),则该点落在所表示的曲线与x轴围成的图形内部的概率为( )
A. B. C. D.
11.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=4n2+n(n∈N*).若数列{bn}满足bn=,则++…+=( )
A. B. C. D.
12.(5分)已知函数f(x)是R的奇函数,且满足f(x+1)=f(x﹣1),当x∈(0,1],f(x)=lnx,则下列关于函数f(x)叙述正确的是( )
A.函数f(x)的最小正周期为1
B.函数f(x)在(0,2021)内单调递增
C.函数f(x)相邻两个对称中心的距离为2
D.函数y=f(x)+lnx在区间(0,2021)内有1011个零点
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)若△ABC是边长为1的等边三角形,则= .
14.(5分)函数在(﹣π,π)上的零点之和为 .
15.(5分)已知双曲线,过下焦点F作斜率为2的直线与双曲线的一条渐近线相交于点A,且A在第一象限,若|OA|=|OF|(O为坐标原点),则双曲线C的离心率为 .
16.(5分)丹麦数学家琴生是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别是在函数的凹凸性与不等式方面留下了很多宝贵的成果.定义:函数f(x)在(a,b)上的导函数为f'(x),f'(x)在(a,b)上的导函数为f''(x),若在(a,b)上f''(x)<0恒成立,则称函数f(x)是(a,b)上的“严格凸函数”,称区间(a,b)为函数f(x)的“严格凸区间”.则下列正确命题的序号为 .
①函数f(x)=﹣x3+3x2+2在(1,+∞)上为“严格凸函数”;
②函数的“严格凸区间”为;
③函数在(1,4)为“严格凸函数”,则m的取值范围为[e﹣1,+∞).
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。第题为必考题,每个试题考生都必须作答.第、题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共分.
17.(12分)已知公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn,且S3=9,a1,a2,a5成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足,求数列{bn﹣an}的前n项和Tn.
18.(12分)某市从2020年5月1日开始,若电子警察抓拍到机动车不礼让行人的情况后,交警部门将会对不礼让行人的驾驶员进行扣3分,罚款200元的处罚,并在媒体上曝光.但作为交通重要参与者的行人,闯红灯通行却频有发生,带来了较大的交通安全隐患和机动车通畅率降低点情况.交警部门在某十字路口根据以往的监测数据,得到行人闯红灯的概率为0.2,并从穿越该路口的行人中随机抽取了200人进行调查,对是否存在闯红灯的情况进行统计,得到2×2列联表如下:
45岁以下
45岁以上
合计
闯红灯人数
25
未闯红灯人数
85
合计
200
近期,为了整顿“行人闯红灯”这一不文明的违法行为,交警部门在该十字路口试行了对闯红灯的行人进行5元以上,50元以下的经济处罚.在试行经济处罚一段时间后,交警部门再次对穿越该路口的行人中随机抽取了200人进行调查,对是否存在闯红灯的情况进行统计,得到2×2列联表如下:
45岁以下
45岁以上
合计
闯红灯人数
5
15
20
未闯红灯人数
95
85
180
合计
100
100
200
将统计数据所得频率视为概率,完成下列问题:
(1)将2×2列联表填写完整(不需要写出填写过程),并根据表中数据分析,在试行对闯红灯的行人进行经济处罚前,是否有90%的把握认为闯红灯行为与年龄有关;
(2)在试行对闯红灯的行人进行经济处罚后,闯红灯现象是否有明显改善,请说明理由;
(3)结合调查结果,请你对“如何治理行人闯红灯现象”提出合理的建议(至少提出两条建议).
参考公式:,其中n=a+b+c+d.
参考数据:
P(K2≥k0)
0.25
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
k0
1.132
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
19.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,四边形ABCD为直角梯形,AB∥CD,AB⊥BC,AB=BC=2CD=4,PA=2,PB=2,E为BC的中点,且PE⊥BD.
(1)证明:PA⊥平面ABCD;
(2)线段PB上是否存在一点M,使得三棱锥A﹣DEM的体积为?若存在,试确定点M的位置;若不存在,请说明理由.
20.(12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线经过椭圆的一个焦点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过椭圆的右顶点且斜率为k1,k2的两条直线分别交抛物线C于点A,B,M,N,点P,Q分别是线段AB,MN的中点,若k1+k2=2,求抛物线C的焦点F到直线PQ的距离的最大值.
21.(12分)函数f(x)=x3+(1+a)x2+ax+c(a∈R).
(1)求证:f(x)有且仅有两个极值点;
(2)设f(x)的两个极值点分别为x1,x2,且满足|x2﹣x1|=,若函数f(x)有三个零点,求实数c的取值范围.
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题记分。[选修:坐标系与参数方程]
22.(10分)已知在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数),以坐标原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ2+2ρsinθ﹣3=0,点P的极坐标是(4,).
(1)求直线l的极坐标方程及点P到直线l的距离;
(2)若直线l与曲线C交于A,B两点,求△PAB的面积.
[选修4-5:不等式选讲](10分)
23.已知f(x)=|x+a|•x+|x﹣2|•(x+a)(a∈R).
(1)当a=1时,求不等式f(x)≥0的解集;
(2)当x∈(﹣∞,﹣1)时,恒有f(x)<0,求实数a的取值范围.
2021年云南省红河州高考数学第三次复习统一检测试卷(文科)
参考答案与试题解析
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.(5分)已知集合A={x|x2﹣2x﹣3<0,x∈N*},B={﹣1,0,1,2},则A∩B=( )
A.{﹣1,0,1,2} B.{0,1,2} C.{1,2} D.{1,2,3}
【分析】先利用一元二次不等式的解法求出集合A,再由集合交集的定义求解即可.
【解答】解:因为集合A={x|x2﹣2x﹣3<0,x∈N*}={x|﹣1<x<3,x∈N*}={1,2},
又B={﹣1,0,1,2},
则A∩B={1,2}.
故选:C.
2.(5分)已知复数,i为虚数单位,是z的共轭复数,则=( )
A. B. C. D.
【分析】根据已知条件,结合共轭复数的概念,以及复数代数形式的乘法运算,即可求解.
【解答】解:∵=,
∴.
故选:B.
3.(5分)已知,则=( )
A. B.﹣ C. D.﹣
【分析】把看成一个整体,表示;再结合诱导公式,二倍角公式求解.
【解答】解:因为,
所以=.
故选:A.
4.(5分)随着我国人民生活水平日益提高,餐饮消费在国民经济活动中的比重逐步加大.某机构统计了2014年至2020年(1月至11月)我国餐饮业销售收入的情况,得到下面的条形图,则下面说法中不正确的是( )
A.2014年至2019年,我国餐饮业销售收入逐年增加
B.2019年我国餐饮业销售收入较2018年的增量超过4000亿元,同比增长接近10%
C.2020年受新冠肺炎疫情影响,我国餐饮业销售收入有所下滑
D.近年来,我国餐饮业销售收入同比增长率有上升趋势
【分析】根据条形图的数据,依次判断,即可求解.
【解答】解:对于A选项,从条形图可得,2014年至2019年,我国餐饮业销售收入逐年增加,故A选项正确,
对于B选项,2018年和2019年我国餐饮业销售收入分别为42715.9亿元和46720.7亿元,
2019年较2018年增量为46720.7﹣42715.9=4004.8亿元,
从折线图可以看成,同比增长接近10%(实际增长为9.38%),故B选项正确,
对于C选项,从条形图可得,2020年我国餐饮业销售收入有所下滑,故C选项正确,
对于D选项,从折线图可得,我国餐饮业销售收入同比增长率有上升趋势,故D选项错误.
故选:D.
5.(5分)下列说法中,正确的个数为( )
①若,是非零向量,则“>0”是“与的夹角为锐角”的充要条件;
②命题“在△ABC中,若sinA>sinB,则A>B”的逆否命题为真命题;
③已知命题p:,则它的否定是¬p:∀x∉R,x2+x+2>0.
A.0 B.1 C.2 D.3
【分析】①利用平面向量的数量积和夹角的应用判断,②利用正弦定理,以及大边对大角判断,③用含有特称量词的命题的否定判断,即可求解.
【解答】解:对于①,∵,是非零向量,当两向量同向时,依然可以得到,故①错误,
对于②,在△ABC中,由sinA>sinB,可得a>b,即A>B,逆否命题与原命题真假性相同,故②正确,
对于③,命题p:,则它的否定是¬p:∀x∈R,x2+x+2>0,故③错误.
故选:B.
6.(5分)在三棱锥P﹣ABC中,已知PA,PB,PC两两垂直,且PA=1,PB=2,PC=3,则三棱锥P﹣ABC的外接球的表面积为( )
A.13π B.14π C.56π D.64π
【分析】由题意把三棱锥P﹣ABC放置在一个长方体中,求出长方体的外接球的表面积,即为三棱锥P﹣ABC的外接球的表面积.
【解答】解:把三棱锥P﹣ABC放置在一个长方体中,如图:
则长方体的外接球即三棱锥的外接球,
其外接球的半径为R=.
∴三棱锥P﹣ABC的外接球的表面积为4π×.
故选:B.
7.(5分)函数f(x)=•cosx的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】判断函数的奇偶性,排除选项,利用特殊点的位置判断即可.
【解答】解:函数f(x)=•cosx,可知:f(﹣x)=•cosx=﹣•cosx=﹣f(x),函数是奇函数.
排除A、B,当x∈(0,)时,f(x)>0,排除D,
故选:C.
8.(5分)如图所示,网格中小正方形的边长均为1,△ABC的三个顶点均在小正方形的顶点处,则△ABC外接圆的面积为( )
A. B. C. D.
【分析】直接利用正弦定理余弦定理及圆的面积公式的应用求出结果.
【解答】解:如图所示:|AB|=,,|BC|=3;
利用余弦定理:cosC=,
所以sinC=,
故2R=,解得R=,
所以.
故选:C.
9.(5分)已知55>3,a=log23,b=log35,c=,则( )
A.a>b>c B.c>a>b C.a>c>b D.b>c>a
【分析】根据即可得出a>c,再根据即可得出a,b,c的大小关系.
【解答】解:∵55>3,
∴,,
又,,
∴a>b>c.
故选:A.
10.(5分)已知实数x,y满足约束条件|x±y|≤2,若在该区域内随机取一点P(x,y),则该点落在所表示的曲线与x轴围成的图形内部的概率为( )
A. B. C. D.
【分析】根据题意,分析不等式组|x±y|≤2对应的平面区域以及曲线与x轴围成的图形的面积,由几何概型公式计算可得答案.
【解答】解:根据题意,|x±y|≤2,即,其对应的平面区域为正方形ABCD,
其面积S=(2)×(2)=8,
,变形可得x2+y2=1,(y≥0),该曲线与x轴围成的图形为半圆,
其面积S1=×π×12=,
故该点落在所表示的曲线与x轴围成的图形内部的概率P==;
故选:D.
11.(5分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn=4n2+n(n∈N*).若数列{bn}满足bn=,则++…+=( )
A. B. C. D.
【分析】由已知递推式可得Sn﹣1=4(n﹣1)2+n﹣1,利用作差法求得an,再验证首项,代入bn=,然后利用裂项相消法求和.
【解答】解:由Sn=4n2+n,得Sn﹣1=4(n﹣1)2+n﹣1(n≥2),
可得an=Sn﹣Sn﹣1=8n﹣3(n≥2),
当n=1时,a1=S1=5适合上式,则an=8n﹣3.
∴bn==,
故,
∴++…+==.
故选:D.
12.(5分)已知函数f(x)是R的奇函数,且满足f(x+1)=f(x﹣1),当x∈(0,1],f(x)=lnx,则下列关于函数f(x)叙述正确的是( )
A.函数f(x)的最小正周期为1
B.函数f(x)在(0,2021)内单调递增
C.函数f(x)相邻两个对称中心的距离为2
D.函数y=f(x)+lnx在区间(0,2021)内有1011个零点
【分析】利用奇函数f(x)满足f(x+1)=f(x﹣1),对该函数的周期性、对称性及单调性进行分析,即可判断正误.
【解答】解:因为奇函数f(x)满足f(x+1)=f(x﹣l),所以f(1+x)=﹣f(1﹣x)
所以f(x+2)=f[(x+1)+1]=f[(x+1)﹣1]=f(x),故周期为2;
由奇函数f(x)满足f(x+1)=f(x﹣l),还可得f(1+x)=﹣f(1﹣x),即函数的图象关于点(1,0)对称,可得f(x)的大致图象如下:
故A、B错
可得函数f(x)的图象关于点(k,0)(k∈Z)对称,故相邻两个对称中心的距离为1,故C错误;y=f(x)的图象与y=﹣lnx的图象在每个(2k,2k+2)区间内都有1个交点,所以在(0,2021)内有1011个交点,故函数y=f(x)+lnx在区间(0,2021)内有1011个零点,故D正确;
故选:D.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.(5分)若△ABC是边长为1的等边三角形,则= .
【分析】直接利用向量的数量积公式化简求解即可.
【解答】解:△ABC是边长为1的等边三角形,则==.
故答案为:﹣.
14.(5分)函数在(﹣π,π)上的零点之和为 ﹣ .
【分析】令=0,得sin(2x﹣)=,依题意知2x﹣∈(﹣,),从而可求得x=,或﹣,或,或﹣,求和可得答案.
【解答】解:令=0,得sin(2x﹣)=,
x∈(﹣π,π)⇒2x﹣∈(﹣,),
则2x﹣=,或﹣2π,或,或﹣2π,
解得x=,或﹣,或,或﹣,
所以函数在(﹣π,π)上的零点之和为+(﹣)++(﹣)=﹣,
故答案为:﹣.
15.(5分)已知双曲线,过下焦点F作斜率为2的直线与双曲线的一条渐近线相交于点A,且A在第一象限,若|OA|=|OF|(O为坐标原点),则双曲线C的离心率为 .
【分析】设直线AF的方程与双曲线的渐近线方程联立,求出点A的坐标,再由|OA|=|OF|=c,列式化简,可得a与c的关系,即可得到答案.
【解答】解:设直线AF的方程为y=2x﹣c,双曲线C的渐近线方程为,
联立方程组,解得,
则,
因为|OA|=|OF|=c,
则,
化简可得a2+b2=(2b﹣a)2,
整理可得4a=3b,
所以16a2=9c2﹣9a2,即25a2=9c2,
所以,
则e=.
故答案为:.
16.(5分)丹麦数学家琴生是19世纪对数学分析做出卓越贡献的巨人,特别是在函数的凹凸性与不等式方面留下了很多宝贵的成果.定义:函数f(x)在(a,b)上的导函数为f'(x),f'(x)在(a,b)上的导函数为f''(x),若在(a,b)上f''(x)<0恒成立,则称函数f(x)是(a,b)上的“严格凸函数”,称区间(a,b)为函数f(x)的“严格凸区间”.则下列正确命题的序号为 ①② .
①函数f(x)=﹣x3+3x2+2在(1,+∞)上为“严格凸函数”;
②函数的“严格凸区间”为;
③函数在(1,4)为“严格凸函数”,则m的取值范围为[e﹣1,+∞).
【分析】根据所给定义逐一进行判断即可.
【解答】解:对①:f'(x)=﹣3x²+6x,f''(x)=﹣6x+6,f''(x)<0在(1,+∞)上恒成立,所以函数f(x)在(1,+∞)上为“严格凸函数”,故①正确;
对②:f'(x)=,f''(x)=,f''(x)<0即2lnx﹣3<0,解得x∈(0,),所以函数f(x)的“严格凸区间”为(0,),故②正确;
对③:f'(x)=ex﹣lnx﹣1﹣mx,f''(x)=ex﹣﹣m,f''(x)<0,即ex﹣﹣m<0在(1,4)上恒成立,即m>ex﹣,设g(x)=ex﹣,则g(x)在(1,4)上单调递增,
所以g(x)<,即m≥,所以③错误;
故答案为:①②.
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。第题为必考题,每个试题考生都必须作答.第、题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题:共分.
17.(12分)已知公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn,且S3=9,a1,a2,a5成等比数列.
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)若数列{bn}满足,求数列{bn﹣an}的前n项和Tn.
【分析】(1)设公差为d,d不为0,由等比数列的中项性质和等差数列的通项公式、求和公式,解方程可得首项和公差,进而得到an;
(2)求得bn﹣an=4n﹣(2n﹣1),由数列的分组求和,结合等差数列和等比数列的求和公式,计算可得所求和.
【解答】解:(1)设公差为d,d不为0,
由S3=9,可得3a1+3d=9,即a1+d=3,
由a1,a2,a5成等比数列,可得a22=a1a5,
即(a1+d)2=a1(a1+4d),即有d=2a1,
可得a1=1,d=2,
所以an=1+2(n﹣1)=2n﹣1;
(2)=4n,
bn﹣an=4n﹣(2n﹣1),
前n项和Tn=(4+16+...+4n)﹣(1+3+5+...+2n﹣1)
=﹣n(1+2n﹣1)
=﹣n2.
18.(12分)某市从2020年5月1日开始,若电子警察抓拍到机动车不礼让行人的情况后,交警部门将会对不礼让行人的驾驶员进行扣3分,罚款200元的处罚,并在媒体上曝光.但作为交通重要参与者的行人,闯红灯通行却频有发生,带来了较大的交通安全隐患和机动车通畅率降低点情况.交警部门在某十字路口根据以往的监测数据,得到行人闯红灯的概率为0.2,并从穿越该路口的行人中随机抽取了200人进行调查,对是否存在闯红灯的情况进行统计,得到2×2列联表如下:
45岁以下
45岁以上
合计
闯红灯人数
25
未闯红灯人数
85
合计
200
近期,为了整顿“行人闯红灯”这一不文明的违法行为,交警部门在该十字路口试行了对闯红灯的行人进行5元以上,50元以下的经济处罚.在试行经济处罚一段时间后,交警部门再次对穿越该路口的行人中随机抽取了200人进行调查,对是否存在闯红灯的情况进行统计,得到2×2列联表如下:
45岁以下
45岁以上
合计
闯红灯人数
5
15
20
未闯红灯人数
95
85
180
合计
100
100
200
将统计数据所得频率视为概率,完成下列问题:
(1)将2×2列联表填写完整(不需要写出填写过程),并根据表中数据分析,在试行对闯红灯的行人进行经济处罚前,是否有90%的把握认为闯红灯行为与年龄有关;
(2)在试行对闯红灯的行人进行经济处罚后,闯红灯现象是否有明显改善,请说明理由;
(3)结合调查结果,请你对“如何治理行人闯红灯现象”提出合理的建议(至少提出两条建议).
参考公式:,其中n=a+b+c+d.
参考数据:
P(K2≥k0)
0.25
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
0.005
0.001
k0
1.132
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
7.879
10.828
【分析】(1)根据已知条件,结合独立性检验公式,即可求解.
(2)对比试行对闯红灯的行人进行经济处罚前后,行人闯红灯的概率,即可得出结论.
(3)结合(1),(2)的结论,可分别提出针对45岁以上人群开展“道路安全”宣传教育,以及在法律允许范围内进行适当的经济处罚.
【解答】解:(1)∵行人闯红灯的概率为0.2,
∴行人闯红灯的人数为0.2×200=40,
2×2列联表如下:
45岁以下
45岁以上
合计
闯红灯人数
15
25
40
未闯红灯人数
85
75
160
合计
100
100
200
∵,
∴有90%的把握认为闯红灯行为与年龄有关.
(2)在试行对闯红灯的行人进行经济处罚后,行人闯红灯的概率为,
而在试行对闯红灯的行人进行经济处罚前,行人闯红灯的概率为0.2,
故在试行对闯红灯的行人进行经济处罚后,闯红灯现象有明显改善.
(3)①根据调查数据显示,行人闯红灯与年龄有明显关系,故可以针对45岁以上人群开展“道路安全”宣传教育.
②由于在试行对闯红灯的行人进行经济处罚,可以明显降低行人闯红灯的概率,故可以在法律允许范围内进行适当的经济处罚.
19.(12分)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,四边形ABCD为直角梯形,AB∥CD,AB⊥BC,AB=BC=2CD=4,PA=2,PB=2,E为BC的中点,且PE⊥BD.
(1)证明:PA⊥平面ABCD;
(2)线段PB上是否存在一点M,使得三棱锥A﹣DEM的体积为?若存在,试确定点M的位置;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)连接AE,且AE与BD的交点为O,利用三角形全等以及平面几何知识,证明BD⊥AE,结合BD⊥PE,即可证明BD⊥平面PAE,从而得到BD⊥PA,再利用勾股定理可得PA⊥AB,由线面垂直的判定定理证明PA⊥平面ABCD即可;
(2)过点M作MH⊥AB于点H,取AB的中点为G,连接DG,利用边角关系求解所需线段的长度,求出△ADE的面积,证明MH⊥平面ADE,则线段MH的长即为三棱锥M﹣ADE的高,利用等体积法VA﹣DEM=VM﹣ADE,求解MH,即可得到答案.
【解答】(1)证明:如图,连接AE,且AE与BD的交点为F,
因为AB=BC,BE=BC=1=CD,∠ABE=∠BCD=90°,
所以△ABE≌△BCD,
故∠BAE=∠CBD,
因为∠ABD+∠CBD=90°,
则∠ABD+∠BAE=90°,
故∠AFB=90°,即BD⊥AE,
又BD⊥PE,且PE∩AE=E,PE,AE⊂平面PAE,
所以BD⊥平面PAE,
因为PA⊂平面PAE,则BD⊥PA,
在△PAB中,PA2+AB2=PB2,则PA⊥AB,
又BD∩AB=BA,BD,AB⊂平面ABCD,
故PA⊥平面ABCD;
(2)解:线段PB上存在一点M,点M为靠近点B的三等分点,使得三棱锥A﹣DEM的体积为.
证明如下:
如图,过点M作MH⊥AB于点H,取AB的中点为G,连接DG,
因为直角梯形ABCD中,有AB∥CD,AB⊥BC,且AB=BC=4,CD=2,
所以DG⊥AB且DG=BC=4,AG=2,
则AD=,
因为DE=且AE=,
故=,
由(1)可知,PA⊥平面ABCD,AB⊂平面ABCD,
所以PA⊥AB,
因为MH⊥AB,且MH,PA,AB⊂平面PAB,
所以MH∥PA,
则MH⊥平面ABCD,即MH⊥平面ADE,
所以线段MH的长即为三棱锥M﹣ADE的高,
由等体积法VA﹣DEM=VM﹣ADE=,
解得,
所以,
故线段PB上存在一点M,点M为靠近点B的三等分点,使得三棱锥A﹣DEM的体积为.
20.(12分)已知抛物线C:y2=2px(p>0)的准线经过椭圆的一个焦点.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过椭圆的右顶点且斜率为k1,k2的两条直线分别交抛物线C于点A,B,M,N,点P,Q分别是线段AB,MN的中点,若k1+k2=2,求抛物线C的焦点F到直线PQ的距离的最大值.
【分析】(1)先求出椭圆的焦点坐标,由抛物线的准线经过焦点求解即可;
(2)设直线AB的方程,与抛物线联立,利用韦达定理求出点P的坐标,同理求出点Q的坐标,从而求出直线PQ的方程,即可得到答案.
【解答】解:(1)因为椭圆的焦点坐标为,
抛物线C的准线方程为,
所以,解得p=1,
故抛物线C的方程为y2=2x;
(2)设直线AB的方程为y=k1(x﹣1),设A(x1,y1),B(x2,y2),
联立,可得,
则,
且,,
故,
同理可得,
则直线PQ的方程为,
即==,
故直线PQ经过定点D(1,),
所以焦点F到直线PQ的距离的最大值为|DF|=.
21.(12分)函数f(x)=x3+(1+a)x2+ax+c(a∈R).
(1)求证:f(x)有且仅有两个极值点;
(2)设f(x)的两个极值点分别为x1,x2,且满足|x2﹣x1|=,若函数f(x)有三个零点,求实数c的取值范围.
【分析】(1)证明方程f′(x)=0有两个变号的根即可.
(2)利用韦达定理可得条件|x2﹣x1|=,求出a=0或a=1,再进行分类讨论,根据三次函数的图象特征得到不等式组,进而求得c的取值范围.
【解答】解:(1)证明:由题意可得f′(x)=3x2+2(1+a)x+a,
令f′(x)=0,得方程3x2+2(1+a)+a=0,
△=4(1+a)2﹣12a=4(a2﹣a+1)>0,恒成立,
所以f′(x)=0有两个根,
不妨设为x1,x2,且x1<x2,
所以当x∈(﹣∞,x1),f′(x)>0,f(x)单调递增,
当x∈(x1,x2),f′(x)<0,f(x)单调递减,
当x∈(x2,+∞),f′(x)>0,f(x)单调递增,
所以f(x)有两个极值点.
(2)由(1)得f(x)的极值点分别为x1,x2,
则x1,x2是方程3x2+2(1+a)+a=0的两个根,
所以x1+x2=﹣(1+a),x1x2=,
因为|x2﹣x1|=,
所以|x2﹣x1|2=(x2+x1)2﹣4x1x2=(a+a)2﹣=,
解得a=0或a=1,
①当a=0时,f(x)=x3+x2+c,
f′(x)=3x2+2x=x(3x+2),
令f′(x)=0,得x1=﹣,x2=0,
所以f(x)在(﹣∞,﹣)单调递增,在(﹣,0)上单调递减,在(0,+∞)上单调递增,
所以f(x)的极大值为f(﹣),极小值为f(0),
要使得函数f(x)有三个零点,只需,解得c∈(﹣,0).
②当a=1时,f(x)=x3+2x2+x+c,
f′(x)=3x2+4x+1=(x+1)(3x+1),
令f′(x)=0,得x1=﹣1,x2=﹣,
所以f(x)在(﹣∞,﹣1)上单调递增,在(﹣1,﹣)上单调递减,在(﹣,+∞)上单调递增,
所以f(x)的极大值为f(﹣1),极小值为f(﹣),
要使得函数f(x)有三个零点,只需,解得c∈(0,),
综上所述,当a=0时,c∈(﹣,0),
当a=1时,c∈(0,).
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题记分。[选修:坐标系与参数方程]
22.(10分)已知在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为(t为参数),以坐标原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ2+2ρsinθ﹣3=0,点P的极坐标是(4,).
(1)求直线l的极坐标方程及点P到直线l的距离;
(2)若直线l与曲线C交于A,B两点,求△PAB的面积.
【分析】(1)由,消去t得到y=,再利用x=ρcosθ,y=ρsinθ,求得极坐标方程,然后利用直线的极坐标方程求点(4,)到直线l的距离即可;
(2)将曲线C的极坐标方程和直线的极坐标方程联立,得到,求出|AB|,再求出△PAB的面积.
【解答】解:(1)由,消去t得到y=,
则,所以tan,
所以直线l的极坐标方程为,
所以点(4,)到直线l的距离为d=4sin()=2.
(2)由,得,
设A(),B(),则,ρ1ρ2=﹣3,
所以|AB|=|ρ1﹣ρ2|=,
所以△PAB的面积S=.
[选修4-5:不等式选讲](10分)
23.已知f(x)=|x+a|•x+|x﹣2|•(x+a)(a∈R).
(1)当a=1时,求不等式f(x)≥0的解集;
(2)当x∈(﹣∞,﹣1)时,恒有f(x)<0,求实数a的取值范围.
【分析】(1)把a=1代入f(x),利用零点分段法去掉绝对值,分段求出不等式的解集,再求并集即可;
(2)x∈(﹣∞,﹣1)时,x﹣2<0,分情况讨论a≤1和a>1时|x+a|的正负,去掉绝对值,代入f(x)判断f(x)<0是否恒成立,从而求出a的取值范围.
【解答】解:(1)a=1时,f(x)=|x+1|•x+|x﹣2|•(x+1)=;
不等式f(x)≥0等价于,或,或;
解得x≥2或﹣1≤x<2或∅,
所以不等式f(x)≥0的解集为{x|x≥﹣1};
(2)当x∈(﹣∞,﹣1)时,x﹣2<0,
f(x)=|x+a|•x+(2﹣x)•(x+a)=|x+a|•x+(2﹣a)x﹣x2+2a,且f(﹣a)=0;
当a≤1时,x+a<0,f(x)=﹣(x+a)•x+(2﹣a)x﹣x2+2a=﹣2x2+(2﹣2a)x+2a=2(﹣x+1)(x+a),
由f(x)<0,得出2(﹣x+1)(x+a)<0,
因为﹣x+1>0,且x+a<0,所以f(x)<0恒成立;
当a>1时,f(x)=,
若﹣a≤x<﹣1,且x+a>0时,则f(x)<0不恒成立,不满足题意;
综上知,f(x)<0恒成立时实数a的取值范围是a≤1.
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