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2020届四川省成都市石室中学高考一诊试卷数学(理科)(解析版)
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2020年四川省成都市石室中学高考一诊试卷
数学(理科)
题号
一
二
三
总分
得分
一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)
1. 已知集合A={x∈N|x>1},B={x|x<5},则A∩B=( )
A. {x|1<x<5} B. {x|x>1}
C. {2,3,4} D. {1,2,3,4,5}
2. 已知复数z满足iz=1+i,则z的共轭复数=( )
A. 1+i B. 1-i C. D. -1-i
3. 若等边△ABC的边长为4,则•=( )
A. 8 B. -8 C. D. -8
4. 在(2x-1)(x-y)6的展开式中x3y3的系数为( )
A. 50 B. 20 C. 15 D. -20
5. 若等比数列{an}满足:a1=1,a5=4a3,a1+a2+a3=7,则该数列的公比为( )
A. -2 B. 2 C. ±2 D.
6. 若实数a,b满足|a|>|b|,则( )
A. ea>eb
B. sina>sinb
C.
D.
7. 在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=4,AB=2,点E,F分别为棱BB1,CC1上两点,且BE=BB1,CF=CC1,则( )
A. D1E≠AF,且直线D1E,AF异面 B. D1E≠AF,且直线D1E,AF相交
C. D1E=AF,且直线D1E,AF异面 D. D1E=AF,且直线D1E,AF相交
8. 设函数,若f(x)在点(3,f(3))的切线与x轴平行,且在区间[m-1,m+1]上单调递减,则实数m的取值范围是( )
A. m≤2 B. m≥4 C. 1<m≤2 D. 0<m≤3
9. 国际羽毛球比赛规则从2006年5月开始,正式决定实行21分的比赛规则和每球得分制,并且每次得分者发球,所有单项的每局获胜分至少是21分,最高不超过30分,即先到21分的获胜一方赢得该局比赛,如果双方比分为20:20时,获胜的一方需超过对方2分才算取胜,直至双方比分打成29:29时,那么先到第30分的一方获胜.在一局比赛中,甲发球赢球的概率为,甲接发球赢球的概率为,则在比分为20:20,且甲发球的情况下,甲以23:21赢下比赛的概率为( )
A. B. C. D.
10. 函数f(x)=的图象大致为( )
A. B.
C. D.
11. 设圆C:x2+y2-2x-3=0,若等边△PAB的一边AB为圆C的一条弦,则线段PC长度的最大值为( )
A. B. 2 C. 4 D.
12. 设函数f(x)=cos|2x|+|sinx|,下述四个结论:
①f(x)是偶函数;②f(x)的最小正周期为π;
③f(x)的最小值为0;④f(x)在[0,2π]上有3个零点.
其中所有正确结论的编号是( )
A. ①② B. ①②③ C. ①③④ D. ②③④
二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13. 若等差数列{an}满足:a1=1,a2+a3=5,则an=______.
14. 今年由于猪肉涨价太多,更多市民选择购买鸡肉、鸭肉、鱼肉等其它肉类.某天在市场中随机抽出100名市民调查,其中不买猪肉的人有30位,买了肉的人有90位,买猪肉且买其它肉的人共30位,则这一天该市只买猪肉的人数与全市人数的比值的估计值为______.
15. 已知双曲线C:x2-=1的左,右焦点分别为F1,F2,过F1的直线l分别与两条渐进线交于A,B两点,若•=0,=λ,则λ=______.
16. 若函数f(x)=恰有2个零点,则实数a的取值范围是______.
三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)
17. 某汽车美容公司为吸引顾客,推出优惠活动:对首次消费的顾客,按200元/次收费,并注册成为会员,对会员逐次消费给予相应优惠,标准如表:
消费次第
第1次
第2次
第3次
第4次
≥5次
收费比例
1
0.95
0.90
0.85
0.80
该公司从注册的会员中,随机抽取了100位进行统计,得到统计数据如表:
消费次第
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
频数
60
20
10
5
5
假设汽车美容一次,公司成本为150元,根据所给数据,解答下列问题:
(1)估计该公司一位会员至少消费两次的概率;
(2)某会员仅消费两次,求这两次消费中,公司获得的平均利润;
(3)以事件发生的频率作为相应事件发生的概率,设该公司为一位会员服务的平均利润为X元,求X的分布列和数学期望E(X).
18. △ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设.
(Ⅰ)求sinB;
(Ⅱ)若△ABC的周长为8,求△ABC的面积的取值范围.
19. 如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为2的菱形,且∠ADC=60°,,.
(Ⅰ)证明:平面CDD1⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求二面角D1-AD-C的余弦值.
20. 设椭圆,过点A(2,1)的直线AP,AQ分别交C于不同的两点P,Q,直线PQ恒过点B(4,0).
(Ⅰ)证明:直线AP,AQ的斜率之和为定值;
(Ⅱ)直线AP,AQ分别与x轴相交于M,N两点,在x轴上是否存在定点G,使得|GM|•|GN|为定值?若存在,求出点G的坐标,若不存在,请说明理由.
21. 设函数,,.
(Ⅰ)证明:f(x)≤0;
(Ⅱ)当时,不等式恒成立,求m的取值范围.
22. 在直角坐标系xOy中,直线l:(t为参数)与曲线C:(m为参数)相交于不同的两点A,B.
(Ⅰ)当α=时,求直线l与曲线C的普通方程;
(Ⅱ)若|MA||MB|=2||MA|-|MB||,其中M(,0),求直线l的倾斜角.
23. 已知函数f(x)=|x+1|+|ax-1|.
(Ⅰ)当a=1时,求不等式f(x)≤4的解集;
(Ⅱ)当x≥1时,不等式f(x)≤3x+b成立,证明:a+b≥0.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:∵集合A={x∈N|x>1},B={x|x<5},
∴A∩B={x∈N|1<x<5}={2,3,4}.
故选:C.
利用交集定义直接求解.
本题考查交集的求法,考查交集定义等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
2.【答案】A
【解析】解:由iz=1+i,
得,
∴.
故选:A.
把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.
本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念,是基础题.
3.【答案】A
【解析】解:如图,
根据题意,,
∴=.
故选:A.
根据题意进行数量积的计算即可.
本题考查了向量数量积的计算公式,向量夹角的定义,考查了计算能力,属于基础题.
4.【答案】B
【解析】解:(x-y)6的通项为,
故(2x-1)(x-y)6的展开式中x3y3的系数为.
故选:B.
先求得(x-y)6的通项,进而求出展开式中x3y3的系数.
本题考查利用二项式定理求指定项的系数,属于基础题.
5.【答案】B
【解析】解:设等比数列{an}的公比为q,∵a1=1,a5=4a3,
∴q2=4,解得q=±2.
当q=2时,成立;
当q=-2时,a1+a2+a3=1-2+(-2)2=3≠7,不成立,舍去.
∴q=2.
故选:B.
利用等比数列的通项公式即可得出.
本题考查了等比数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
6.【答案】C
【解析】解:对于A,∵e-2<e1,∴A错误;
对于B:,∴B错误;
对于C:为偶函数,且当x∈(0,+∞)时,单调递增,故C正确;
对于D,反例a=2,b=-1,可得=<0,=>0,
.所以D不正确,
故选:C.
利用反例判断A、B、D不正确,函数的单调性以及函数的极限判断C的正误即可.
本题考查没听到真假的判断与应用,考查指数函数三角函数,以及函数奇偶性、单调性的应用,是基本知识的考查.
7.【答案】A
【解析】解:∵,
如图,取点M为BC的中点,则AD1∥MF,
故AEFD1共面,点E在面AEFD1面外,
故直线D1E,AF异面.
故选:A.
作图,通过计算可知D1E≠AF,取点M为BC的中点,则AEFD1共面,显然点E不在面AEFD1内,由此直线D1E,AF异面.
本题主要考查异面直线的判定及空间中线段的距离求解,属于基础题.
8.【答案】C
【解析】解:,∴a=1,
因为x>0,所以当0<x<3时,f′(x)<0,即f(x)在(0,3]上递减,
所以,∴1<m≤2.
故选:C.
求出导函数,利用切线的斜率,求出a,判断函数的单调性,列出不等式组求解即可.
本题考查函数的导数的应用,切线方程以及函数的单调性的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
9.【答案】B
【解析】解:根据题意,两人后4局的比赛输赢情况只能为:①输赢赢赢,②赢输赢赢,
故P=+=,
故选:B.
根据题意,后4局输赢情况只能为:①输赢赢赢②赢输赢赢,根据相互独立事件的概率乘法计算即可.
本题考查了相互独立事件的概率乘法,考查了分步乘法原理,主要考查分析解决问题的能力,属于中档题.
10.【答案】D
【解析】解:根据题意,函数f(x)=,有ex-1-x≠0,则有x≠1,即函数的定义域为{x|x≠1},
设t=ex-1-x,其导数t′=ex-1-1,
易得在区间(-∞,1)上,t′<0,t=ex-1-x为减函数,在区间(1,+∞)上,t′>0,t=ex-1-x为增函数,
则t=ex-1-x有最小值tx=1=e0-1=0,则有t≥0,
对于f(x)=,必有f(x)>0,
则函数f(x)的定义域为{x|x≠1}且f(x)>0,
分析选项可得意D符合;
故选:D.
根据题意,先分析函数的定义域,进而设t=ex-1-x,求出其导数,分析t的最小值,分析可得f(x)>0,据此分析选项即可得答案.
本题考查函数的图象分析,注意分析函数值的符号,属于基础题.
11.【答案】C
【解析】解:化圆C:x2+y2-2x-3=0为(x-1)2+y2=4,
连接AC,BC,设∠CAB=θ(0<θ<),连接PC与AB交于点D,
∵AC=BC,△PAB是等边三角形,∴D是AB的中点,得PC⊥AB,
在圆C:(x-1)2+y2=4中,圆C的半径为2,|AB|=4cosθ,|CD|=2sinθ,
∴在等边△PAB中,|PD|=|AB|=,
∴|PC|=|CD|+|PD|==≤4.
故选:C.
化圆的一般方程为标准方程,画出图形,设∠CAB=θ(0<θ<),连接PC与AB交于点D,把|PD|、|CD|用含有θ的代数式表示,再由三角函数求最值.
本题考查直线与圆位置关系的应用,考查数形结合的解题思想方法,训练了利用三角函数求最值,是中档题.
12.【答案】B
【解析】解:因为函数f(x)定义域为R,而且f(-x)=cos|2x|+|sinx|=f(x),所以f(x)是偶函数,①正确;
因为函数y=cos|2x|的最小正周期为π,y=|sinx|的最小正周期为π,所以f(x)的最小正周期为π,②正确;
f(x)=cos|2x|+|sinx|=cos2x+|sinx|=1-2sin2x+|sinx|=-2(|sinx|-)2+,而|sinx|∈[0,1],所以当|sinx|=1
时,f(x)的最小值为0,③正确;由上可知f(x)=0可得1-2sin2x+|sinx|=0,解得|sinx|=1或|sinx|=-(舍去)
因此在[0,2π]上只有x=或x=,所以④不正确.
故选:B.
根据函数相关知识对各选项逐个判断,即可得出其真假.
本题主要考查命题的真假判断,涉及三角函数的有关性质的应用,属于中档题.
13.【答案】n
【解析】解:设等差数列{an}的公差为d,∵a1=1,a2+a3=5,
∴2+3d=5,解得d=1.
则an=1+n-1=n.
故答案为:n.
利用等差数列的通项公式即可得出.
本题考查了等差数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
14.【答案】0.4
【解析】解:不买猪肉的30人,不买肉的10人,故买了猪肉的70人,猪肉和其它肉都买的30人,故只有买猪肉的40人,所以答案为0.4.
故答案为:0.4.
根据题意,利用集合思想,得到只有买猪肉的40人,即可算出答案.
本题主要考查集合元素关系的求解,根据条件建立方程是解决本题的关键.
15.【答案】1
【解析】解:双曲线C:x2-=1的左,右焦点分别为F1,F2,BO=c=OF2,
双曲线C:x2-=1的渐近线y=x,∴∠BOF2=60°,∴△BF2O为等边三角形,故∠BF2O=60°,
所以F2B∥OA,∴A为F1B的中点,即λ=1.
故答案为:1.
通过双曲线的渐近线的斜率,判断三角形的形状,然后转化求解λ的值即可.
本题考查双曲线的简单性质的应用,是基本知识的考查,是基础题.
16.【答案】[,1)∪{2}∪[e,+∞)
【解析】解:当a≤0时,不满足题意,
当0<a<2时,要使函数函数f(x)恰有2个零点,即⇒,
当a=2时,满足题意,
当a>2时,a2>2a>4,要使函数函数f(x)恰有2个零点,即e-a≤0.所以a≥e,
综上所述:实数a的取值范围是[,1)∪{2}∪[e,+∞).
故答案为:[,1)∪{2}∪[e,+∞).
分四种情况讨论当a≤0时,当0<a<2时,当a=2时,当a>2时,图象使得符合函数f(x)有两个零点.
本题考查了分段函数的问题,以及函数的零点问题,培养了学生的转化能力和运算能力以及分类能力,属于中档题.
17.【答案】解:(1)100位会员中,至少消费两次的会员有40人,
∴估计一位会员至少消费两次的概率为.
(2)该会员第一次消费时,公司获得利润为200-150=50(元),
第2次消费时,公司获得利润为200×0.95-150=40(元),
∴公司这两次服务的平均利润为(元).
(3)由(2)知,一位会员消费次数可能为1次,2次,3次,4次,5次,当会员仅消费1次时,利润为50元,当会员仅消费2次时,平均利润为45元,当会员仅消费3次时,平均利润为40元,当会员仅消费4次时,平均利润为35元,当会员仅消费5次时,平均利润为30元,
故X的所有可能取值为50,45,40,35,30,X的分布列为:
X
50
45
40
35
30
P
0.6
0.2
0.1
0.05
0.05
X数学期望为E(X)=50×0.6+45×0.2+40×0.1+35×0.05+30×0.05=46.25(元).
【解析】(1)100位会员中,至少消费两次的会员有40人,即可得出估计一位会员至少消费两次的概率.
(2)该会员第一次消费时,公司获得利润为200-150=50(元),第2次消费时,公司获得利润为200×0.95-150=40(元),即可得出公司这两次服务的平均利润.
(3)由(2)知,一位会员消费次数可能为1次,2次,3次,4次,5次,当会员仅消费1次时,利润为50元,当会员仅消费2次时,平均利润为45元,当会员仅消费3次时,平均利润为40元,当会员仅消费4次时,平均利润为35元,当会员仅消费5次时,平均利润为30元,故X的所有可能取值为50,45,40,35,30,即可得出X的分布列.
本题考查了频率与概率的关系、随机变量的分布列及其数学期望,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
18.【答案】解:(1)∵且sin(A+C)=sinB
∴,又∵∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)由题意知:a+b+c=8,故b=8-(a+c)
∴,
∴∴,
,
∴∴,
或(舍),即
∴(当a=c时等号成立)
综上,△ABC的面积的取值范围为.
【解析】(1)直接利用三角函数关系式的变换的应用和倍角公式的应用求出结果.
(2)利用余弦定理和不等式的应用和三角形的面积公式的应用求出结果.
本题考查的知识要点:三角函数关系式的变换,正弦定理余弦定理和三角形面积公式的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题.
19.【答案】(1)证明:令CD的中点为O,连接OA,OD1,AC,
∵,
∴D1O⊥DC且
又∵底面ABCD为边长为2的菱形,且∠ADC=60°,
∴AO=,
又∵,
∴,∴D1O⊥OA,
又∵OA,DC⊆平面ABCD,OA∩DC=O,
又∵D1O⊆平面CDD1,
∴平面CDD1⊥平面ABCD.
(2)过O作直线OH⊥AD于H,连接D1H,
∵D1O⊥平面ABCD,
∴D1O⊥AD,∴AD⊥平面OHD1,
∴AD⊥HD1,
∴∠D1HO为二面角D1-AD-C所成的平面角,
又∵OD=1,∠ODA=60°,
∴,∴,
∴.
【解析】(1)令CD的中点为O,连接OA,OD1,AC,证明D1O⊥DC,D1O⊥OA,然后证明平面CDD1⊥平面ABCD.
(2)过O作直线OH⊥AD于H,连接D1H,说明∠D1HO为二面角D1-AD-C所成的平面角,通过求解三角形,求解即可.
本题考查平面与平面垂直的判断定理的应用,二面角的平面角的求法,考查空间想象能力以及计算能力,是中档题.
20.【答案】解:(Ⅰ)证明:设P(x1,y1),Q(x2,y2),
直线PQ、AP、AQ的斜率分别为k,k1,k2,
由得(1+4k2)x2-32k2x+64k2-8=0,
△>0,可得:,,,
=
=;
(Ⅱ)设M(x3,0),N(x4,0),
由y-1=k1(x-2),令y=0,得x3=2-,即M(2-,0),
同理,即N(2-,0),
设x轴上存在定点G(x0,0),
=|(x0-2)2+(x0-2)()+|=,
要使|GM|•|GN|为定值,即x0-2=1,x0=3,
故x轴上存在定点G(3,0)使|GM|•|GN|为定值,该定值为1.
【解析】(Ⅰ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),联立直线y=k(x-4)和椭圆方程,运用韦达定理,直线PQ、AP、AQ的斜率分别为k,k1,k2,运用直线的斜率公式,化简整理即可得到得证;
(Ⅱ)设M(x3,0),N(x4,0),由y-1=k1(x-2),令y=0,求得M的坐标,同理可得N的坐标,再由两点的距离公式,化简整理可得所求乘积.
本题考查椭圆的方程和运用,注意联立直线方程和椭圆方程,运用韦达定理,考查直线的斜率公式,以及存在性问题的解法,考查化简运算能力,属于中档题.
21.【答案】解:(Ⅰ)f′(x)=-cosx在x∈[0,]上单调递增,f′(x)∈[-1,],
所以存在唯一x0∈(0,),f′(x0)=0.当x∈(0,x0),f′(x)<0,f(x)递减;当x∈(x0,),f′(x)>0,f(x)递增.
所以f(x)max=max=0,∴f(x)≤0,0≤x≤;
(Ⅱ)g′(x)=-sinx+m(x-),g″(x)=-cosx+m,
当m≥0时,g′(x)≤0,则g(x)在[0,]上单调递减,所以g(x)min=g()=,满足题意.
当-<m<0时,g″(x)在x上单调递增.g''(0)=+m>0,
所以存在唯一x1∈(0,),g″(x1)=0.
当x∈(0,x1),g″(x)<0,则g′(x)递减;当x∈(x1,),g″(x)>0,则g′(x)递增.
而g′(0)=-m>0,g′()=0,所以存在唯一x2,g′(x2)=0,
当x∈(0,x2),g′(x)>0,则g(x)递增;x,g′(x)<0,则g(x)递减.
要使g(x)≥恒成立,即,解得m≥,所以≤m<0,
当m≤-时,g″(x)≤0,当x∈[0,],g′(x)递减,又,g′(x)≥0,
所以g(x)在递增.则g(x)≤g()=与题意矛盾.
综上:m的取值范围为[,+∞).
【解析】(Ⅰ)利用f(x)的导数可先判断出其单调区间,比较可求出函数的最大值,即可证;
(Ⅱ)对g(x)二次求导判断出m≥0时,可求出g(x)min=g()=,当-<m<0时,与题意矛盾,综合可求出m的取值范围.
本题考查利用导数求函数单调区间,求函数最值问题,还涉及函数恒成立问题,属于中档题.
22.【答案】解:(Ⅰ)当α=时,直线l:(t为参数)化为,
消去参数t,可得直线l的普通方程为y=x-;
由曲线C:(m为参数),消去参数m,可得曲线C的普通方程为y2=2x;
(Ⅱ)将直线l:(t为参数)代入y2=2x,
得.
,.
由|MA||MB|=2||MA|-|MB||,得|t1t2|=2|t1+t2|,
即,解得|cosα|=.
∴直线l的倾斜角为或.
【解析】(Ⅰ)当α=时,直线l:(t为参数)化为,消去参数t,可得直线l的普通方程;直接把曲线C的参数方程消去参数m,可得曲线C的普通方程;
(Ⅱ)将直线l:(t为参数)代入y2=2x,化为关于t的一元二次方程,利用根与系数的关系结合已知等式列式求得|cosα|=,则直线l的倾斜角可求.
本题考查参数方程化普通方程,关键是直线参数方程中参数t的几何意义的应用,是中档题.
23.【答案】(Ⅰ)解:当a=1时,f(x)=|x+1|+|x-1|=.
∵f(x)≤4,∴或-1≤x≤1或,
∴1<x≤2或-1≤x≤1或-2≤x<-1,∴-2≤x≤2,
∴不等式的解集为{x|-2≤x≤2}.
(Ⅱ)证明:当x≥1时,不等式f(x)≤3x+b成立,
则x+1+|ax-1|≤3x+b,
∴|ax-1|≤2x+b-1,
∴-2x-b+1≤ax-1≤2x+b-1,
∴,
∵x≥1,∴,
∴,∴a+b≥0.
【解析】(Ⅰ)将a=1代入f(x)中,然后将f(x)写出分段函数的形式,再根据f(x)≤4分别解不等式即可;
(Ⅱ)根据当x≥1时,不等式f(x)≤3x+b成立,可得|ax-1|≤2x+b-1,然后解不等式,进一步得到a+b≥0.
本题考查了绝对值不等式的解法和利用综合法证明不等式,考查了分类讨论思想和转化思想,属中档题.
数学(理科)
题号
一
二
三
总分
得分
一、选择题(本大题共12小题,共60.0分)
1. 已知集合A={x∈N|x>1},B={x|x<5},则A∩B=( )
A. {x|1<x<5} B. {x|x>1}
C. {2,3,4} D. {1,2,3,4,5}
2. 已知复数z满足iz=1+i,则z的共轭复数=( )
A. 1+i B. 1-i C. D. -1-i
3. 若等边△ABC的边长为4,则•=( )
A. 8 B. -8 C. D. -8
4. 在(2x-1)(x-y)6的展开式中x3y3的系数为( )
A. 50 B. 20 C. 15 D. -20
5. 若等比数列{an}满足:a1=1,a5=4a3,a1+a2+a3=7,则该数列的公比为( )
A. -2 B. 2 C. ±2 D.
6. 若实数a,b满足|a|>|b|,则( )
A. ea>eb
B. sina>sinb
C.
D.
7. 在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AA1=4,AB=2,点E,F分别为棱BB1,CC1上两点,且BE=BB1,CF=CC1,则( )
A. D1E≠AF,且直线D1E,AF异面 B. D1E≠AF,且直线D1E,AF相交
C. D1E=AF,且直线D1E,AF异面 D. D1E=AF,且直线D1E,AF相交
8. 设函数,若f(x)在点(3,f(3))的切线与x轴平行,且在区间[m-1,m+1]上单调递减,则实数m的取值范围是( )
A. m≤2 B. m≥4 C. 1<m≤2 D. 0<m≤3
9. 国际羽毛球比赛规则从2006年5月开始,正式决定实行21分的比赛规则和每球得分制,并且每次得分者发球,所有单项的每局获胜分至少是21分,最高不超过30分,即先到21分的获胜一方赢得该局比赛,如果双方比分为20:20时,获胜的一方需超过对方2分才算取胜,直至双方比分打成29:29时,那么先到第30分的一方获胜.在一局比赛中,甲发球赢球的概率为,甲接发球赢球的概率为,则在比分为20:20,且甲发球的情况下,甲以23:21赢下比赛的概率为( )
A. B. C. D.
10. 函数f(x)=的图象大致为( )
A. B.
C. D.
11. 设圆C:x2+y2-2x-3=0,若等边△PAB的一边AB为圆C的一条弦,则线段PC长度的最大值为( )
A. B. 2 C. 4 D.
12. 设函数f(x)=cos|2x|+|sinx|,下述四个结论:
①f(x)是偶函数;②f(x)的最小正周期为π;
③f(x)的最小值为0;④f(x)在[0,2π]上有3个零点.
其中所有正确结论的编号是( )
A. ①② B. ①②③ C. ①③④ D. ②③④
二、填空题(本大题共4小题,共20.0分)
13. 若等差数列{an}满足:a1=1,a2+a3=5,则an=______.
14. 今年由于猪肉涨价太多,更多市民选择购买鸡肉、鸭肉、鱼肉等其它肉类.某天在市场中随机抽出100名市民调查,其中不买猪肉的人有30位,买了肉的人有90位,买猪肉且买其它肉的人共30位,则这一天该市只买猪肉的人数与全市人数的比值的估计值为______.
15. 已知双曲线C:x2-=1的左,右焦点分别为F1,F2,过F1的直线l分别与两条渐进线交于A,B两点,若•=0,=λ,则λ=______.
16. 若函数f(x)=恰有2个零点,则实数a的取值范围是______.
三、解答题(本大题共7小题,共82.0分)
17. 某汽车美容公司为吸引顾客,推出优惠活动:对首次消费的顾客,按200元/次收费,并注册成为会员,对会员逐次消费给予相应优惠,标准如表:
消费次第
第1次
第2次
第3次
第4次
≥5次
收费比例
1
0.95
0.90
0.85
0.80
该公司从注册的会员中,随机抽取了100位进行统计,得到统计数据如表:
消费次第
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
频数
60
20
10
5
5
假设汽车美容一次,公司成本为150元,根据所给数据,解答下列问题:
(1)估计该公司一位会员至少消费两次的概率;
(2)某会员仅消费两次,求这两次消费中,公司获得的平均利润;
(3)以事件发生的频率作为相应事件发生的概率,设该公司为一位会员服务的平均利润为X元,求X的分布列和数学期望E(X).
18. △ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设.
(Ⅰ)求sinB;
(Ⅱ)若△ABC的周长为8,求△ABC的面积的取值范围.
19. 如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为2的菱形,且∠ADC=60°,,.
(Ⅰ)证明:平面CDD1⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求二面角D1-AD-C的余弦值.
20. 设椭圆,过点A(2,1)的直线AP,AQ分别交C于不同的两点P,Q,直线PQ恒过点B(4,0).
(Ⅰ)证明:直线AP,AQ的斜率之和为定值;
(Ⅱ)直线AP,AQ分别与x轴相交于M,N两点,在x轴上是否存在定点G,使得|GM|•|GN|为定值?若存在,求出点G的坐标,若不存在,请说明理由.
21. 设函数,,.
(Ⅰ)证明:f(x)≤0;
(Ⅱ)当时,不等式恒成立,求m的取值范围.
22. 在直角坐标系xOy中,直线l:(t为参数)与曲线C:(m为参数)相交于不同的两点A,B.
(Ⅰ)当α=时,求直线l与曲线C的普通方程;
(Ⅱ)若|MA||MB|=2||MA|-|MB||,其中M(,0),求直线l的倾斜角.
23. 已知函数f(x)=|x+1|+|ax-1|.
(Ⅰ)当a=1时,求不等式f(x)≤4的解集;
(Ⅱ)当x≥1时,不等式f(x)≤3x+b成立,证明:a+b≥0.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:∵集合A={x∈N|x>1},B={x|x<5},
∴A∩B={x∈N|1<x<5}={2,3,4}.
故选:C.
利用交集定义直接求解.
本题考查交集的求法,考查交集定义等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
2.【答案】A
【解析】解:由iz=1+i,
得,
∴.
故选:A.
把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.
本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念,是基础题.
3.【答案】A
【解析】解:如图,
根据题意,,
∴=.
故选:A.
根据题意进行数量积的计算即可.
本题考查了向量数量积的计算公式,向量夹角的定义,考查了计算能力,属于基础题.
4.【答案】B
【解析】解:(x-y)6的通项为,
故(2x-1)(x-y)6的展开式中x3y3的系数为.
故选:B.
先求得(x-y)6的通项,进而求出展开式中x3y3的系数.
本题考查利用二项式定理求指定项的系数,属于基础题.
5.【答案】B
【解析】解:设等比数列{an}的公比为q,∵a1=1,a5=4a3,
∴q2=4,解得q=±2.
当q=2时,成立;
当q=-2时,a1+a2+a3=1-2+(-2)2=3≠7,不成立,舍去.
∴q=2.
故选:B.
利用等比数列的通项公式即可得出.
本题考查了等比数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
6.【答案】C
【解析】解:对于A,∵e-2<e1,∴A错误;
对于B:,∴B错误;
对于C:为偶函数,且当x∈(0,+∞)时,单调递增,故C正确;
对于D,反例a=2,b=-1,可得=<0,=>0,
.所以D不正确,
故选:C.
利用反例判断A、B、D不正确,函数的单调性以及函数的极限判断C的正误即可.
本题考查没听到真假的判断与应用,考查指数函数三角函数,以及函数奇偶性、单调性的应用,是基本知识的考查.
7.【答案】A
【解析】解:∵,
如图,取点M为BC的中点,则AD1∥MF,
故AEFD1共面,点E在面AEFD1面外,
故直线D1E,AF异面.
故选:A.
作图,通过计算可知D1E≠AF,取点M为BC的中点,则AEFD1共面,显然点E不在面AEFD1内,由此直线D1E,AF异面.
本题主要考查异面直线的判定及空间中线段的距离求解,属于基础题.
8.【答案】C
【解析】解:,∴a=1,
因为x>0,所以当0<x<3时,f′(x)<0,即f(x)在(0,3]上递减,
所以,∴1<m≤2.
故选:C.
求出导函数,利用切线的斜率,求出a,判断函数的单调性,列出不等式组求解即可.
本题考查函数的导数的应用,切线方程以及函数的单调性的应用,考查转化思想以及计算能力,是中档题.
9.【答案】B
【解析】解:根据题意,两人后4局的比赛输赢情况只能为:①输赢赢赢,②赢输赢赢,
故P=+=,
故选:B.
根据题意,后4局输赢情况只能为:①输赢赢赢②赢输赢赢,根据相互独立事件的概率乘法计算即可.
本题考查了相互独立事件的概率乘法,考查了分步乘法原理,主要考查分析解决问题的能力,属于中档题.
10.【答案】D
【解析】解:根据题意,函数f(x)=,有ex-1-x≠0,则有x≠1,即函数的定义域为{x|x≠1},
设t=ex-1-x,其导数t′=ex-1-1,
易得在区间(-∞,1)上,t′<0,t=ex-1-x为减函数,在区间(1,+∞)上,t′>0,t=ex-1-x为增函数,
则t=ex-1-x有最小值tx=1=e0-1=0,则有t≥0,
对于f(x)=,必有f(x)>0,
则函数f(x)的定义域为{x|x≠1}且f(x)>0,
分析选项可得意D符合;
故选:D.
根据题意,先分析函数的定义域,进而设t=ex-1-x,求出其导数,分析t的最小值,分析可得f(x)>0,据此分析选项即可得答案.
本题考查函数的图象分析,注意分析函数值的符号,属于基础题.
11.【答案】C
【解析】解:化圆C:x2+y2-2x-3=0为(x-1)2+y2=4,
连接AC,BC,设∠CAB=θ(0<θ<),连接PC与AB交于点D,
∵AC=BC,△PAB是等边三角形,∴D是AB的中点,得PC⊥AB,
在圆C:(x-1)2+y2=4中,圆C的半径为2,|AB|=4cosθ,|CD|=2sinθ,
∴在等边△PAB中,|PD|=|AB|=,
∴|PC|=|CD|+|PD|==≤4.
故选:C.
化圆的一般方程为标准方程,画出图形,设∠CAB=θ(0<θ<),连接PC与AB交于点D,把|PD|、|CD|用含有θ的代数式表示,再由三角函数求最值.
本题考查直线与圆位置关系的应用,考查数形结合的解题思想方法,训练了利用三角函数求最值,是中档题.
12.【答案】B
【解析】解:因为函数f(x)定义域为R,而且f(-x)=cos|2x|+|sinx|=f(x),所以f(x)是偶函数,①正确;
因为函数y=cos|2x|的最小正周期为π,y=|sinx|的最小正周期为π,所以f(x)的最小正周期为π,②正确;
f(x)=cos|2x|+|sinx|=cos2x+|sinx|=1-2sin2x+|sinx|=-2(|sinx|-)2+,而|sinx|∈[0,1],所以当|sinx|=1
时,f(x)的最小值为0,③正确;由上可知f(x)=0可得1-2sin2x+|sinx|=0,解得|sinx|=1或|sinx|=-(舍去)
因此在[0,2π]上只有x=或x=,所以④不正确.
故选:B.
根据函数相关知识对各选项逐个判断,即可得出其真假.
本题主要考查命题的真假判断,涉及三角函数的有关性质的应用,属于中档题.
13.【答案】n
【解析】解:设等差数列{an}的公差为d,∵a1=1,a2+a3=5,
∴2+3d=5,解得d=1.
则an=1+n-1=n.
故答案为:n.
利用等差数列的通项公式即可得出.
本题考查了等差数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
14.【答案】0.4
【解析】解:不买猪肉的30人,不买肉的10人,故买了猪肉的70人,猪肉和其它肉都买的30人,故只有买猪肉的40人,所以答案为0.4.
故答案为:0.4.
根据题意,利用集合思想,得到只有买猪肉的40人,即可算出答案.
本题主要考查集合元素关系的求解,根据条件建立方程是解决本题的关键.
15.【答案】1
【解析】解:双曲线C:x2-=1的左,右焦点分别为F1,F2,BO=c=OF2,
双曲线C:x2-=1的渐近线y=x,∴∠BOF2=60°,∴△BF2O为等边三角形,故∠BF2O=60°,
所以F2B∥OA,∴A为F1B的中点,即λ=1.
故答案为:1.
通过双曲线的渐近线的斜率,判断三角形的形状,然后转化求解λ的值即可.
本题考查双曲线的简单性质的应用,是基本知识的考查,是基础题.
16.【答案】[,1)∪{2}∪[e,+∞)
【解析】解:当a≤0时,不满足题意,
当0<a<2时,要使函数函数f(x)恰有2个零点,即⇒,
当a=2时,满足题意,
当a>2时,a2>2a>4,要使函数函数f(x)恰有2个零点,即e-a≤0.所以a≥e,
综上所述:实数a的取值范围是[,1)∪{2}∪[e,+∞).
故答案为:[,1)∪{2}∪[e,+∞).
分四种情况讨论当a≤0时,当0<a<2时,当a=2时,当a>2时,图象使得符合函数f(x)有两个零点.
本题考查了分段函数的问题,以及函数的零点问题,培养了学生的转化能力和运算能力以及分类能力,属于中档题.
17.【答案】解:(1)100位会员中,至少消费两次的会员有40人,
∴估计一位会员至少消费两次的概率为.
(2)该会员第一次消费时,公司获得利润为200-150=50(元),
第2次消费时,公司获得利润为200×0.95-150=40(元),
∴公司这两次服务的平均利润为(元).
(3)由(2)知,一位会员消费次数可能为1次,2次,3次,4次,5次,当会员仅消费1次时,利润为50元,当会员仅消费2次时,平均利润为45元,当会员仅消费3次时,平均利润为40元,当会员仅消费4次时,平均利润为35元,当会员仅消费5次时,平均利润为30元,
故X的所有可能取值为50,45,40,35,30,X的分布列为:
X
50
45
40
35
30
P
0.6
0.2
0.1
0.05
0.05
X数学期望为E(X)=50×0.6+45×0.2+40×0.1+35×0.05+30×0.05=46.25(元).
【解析】(1)100位会员中,至少消费两次的会员有40人,即可得出估计一位会员至少消费两次的概率.
(2)该会员第一次消费时,公司获得利润为200-150=50(元),第2次消费时,公司获得利润为200×0.95-150=40(元),即可得出公司这两次服务的平均利润.
(3)由(2)知,一位会员消费次数可能为1次,2次,3次,4次,5次,当会员仅消费1次时,利润为50元,当会员仅消费2次时,平均利润为45元,当会员仅消费3次时,平均利润为40元,当会员仅消费4次时,平均利润为35元,当会员仅消费5次时,平均利润为30元,故X的所有可能取值为50,45,40,35,30,即可得出X的分布列.
本题考查了频率与概率的关系、随机变量的分布列及其数学期望,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
18.【答案】解:(1)∵且sin(A+C)=sinB
∴,又∵∴,
∴,
∴,
∴,
∴.
(2)由题意知:a+b+c=8,故b=8-(a+c)
∴,
∴∴,
,
∴∴,
或(舍),即
∴(当a=c时等号成立)
综上,△ABC的面积的取值范围为.
【解析】(1)直接利用三角函数关系式的变换的应用和倍角公式的应用求出结果.
(2)利用余弦定理和不等式的应用和三角形的面积公式的应用求出结果.
本题考查的知识要点:三角函数关系式的变换,正弦定理余弦定理和三角形面积公式的应用,主要考查学生的运算能力和转换能力及思维能力,属于基础题.
19.【答案】(1)证明:令CD的中点为O,连接OA,OD1,AC,
∵,
∴D1O⊥DC且
又∵底面ABCD为边长为2的菱形,且∠ADC=60°,
∴AO=,
又∵,
∴,∴D1O⊥OA,
又∵OA,DC⊆平面ABCD,OA∩DC=O,
又∵D1O⊆平面CDD1,
∴平面CDD1⊥平面ABCD.
(2)过O作直线OH⊥AD于H,连接D1H,
∵D1O⊥平面ABCD,
∴D1O⊥AD,∴AD⊥平面OHD1,
∴AD⊥HD1,
∴∠D1HO为二面角D1-AD-C所成的平面角,
又∵OD=1,∠ODA=60°,
∴,∴,
∴.
【解析】(1)令CD的中点为O,连接OA,OD1,AC,证明D1O⊥DC,D1O⊥OA,然后证明平面CDD1⊥平面ABCD.
(2)过O作直线OH⊥AD于H,连接D1H,说明∠D1HO为二面角D1-AD-C所成的平面角,通过求解三角形,求解即可.
本题考查平面与平面垂直的判断定理的应用,二面角的平面角的求法,考查空间想象能力以及计算能力,是中档题.
20.【答案】解:(Ⅰ)证明:设P(x1,y1),Q(x2,y2),
直线PQ、AP、AQ的斜率分别为k,k1,k2,
由得(1+4k2)x2-32k2x+64k2-8=0,
△>0,可得:,,,
=
=;
(Ⅱ)设M(x3,0),N(x4,0),
由y-1=k1(x-2),令y=0,得x3=2-,即M(2-,0),
同理,即N(2-,0),
设x轴上存在定点G(x0,0),
=|(x0-2)2+(x0-2)()+|=,
要使|GM|•|GN|为定值,即x0-2=1,x0=3,
故x轴上存在定点G(3,0)使|GM|•|GN|为定值,该定值为1.
【解析】(Ⅰ)设P(x1,y1),Q(x2,y2),联立直线y=k(x-4)和椭圆方程,运用韦达定理,直线PQ、AP、AQ的斜率分别为k,k1,k2,运用直线的斜率公式,化简整理即可得到得证;
(Ⅱ)设M(x3,0),N(x4,0),由y-1=k1(x-2),令y=0,求得M的坐标,同理可得N的坐标,再由两点的距离公式,化简整理可得所求乘积.
本题考查椭圆的方程和运用,注意联立直线方程和椭圆方程,运用韦达定理,考查直线的斜率公式,以及存在性问题的解法,考查化简运算能力,属于中档题.
21.【答案】解:(Ⅰ)f′(x)=-cosx在x∈[0,]上单调递增,f′(x)∈[-1,],
所以存在唯一x0∈(0,),f′(x0)=0.当x∈(0,x0),f′(x)<0,f(x)递减;当x∈(x0,),f′(x)>0,f(x)递增.
所以f(x)max=max=0,∴f(x)≤0,0≤x≤;
(Ⅱ)g′(x)=-sinx+m(x-),g″(x)=-cosx+m,
当m≥0时,g′(x)≤0,则g(x)在[0,]上单调递减,所以g(x)min=g()=,满足题意.
当-<m<0时,g″(x)在x上单调递增.g''(0)=+m>0,
所以存在唯一x1∈(0,),g″(x1)=0.
当x∈(0,x1),g″(x)<0,则g′(x)递减;当x∈(x1,),g″(x)>0,则g′(x)递增.
而g′(0)=-m>0,g′()=0,所以存在唯一x2,g′(x2)=0,
当x∈(0,x2),g′(x)>0,则g(x)递增;x,g′(x)<0,则g(x)递减.
要使g(x)≥恒成立,即,解得m≥,所以≤m<0,
当m≤-时,g″(x)≤0,当x∈[0,],g′(x)递减,又,g′(x)≥0,
所以g(x)在递增.则g(x)≤g()=与题意矛盾.
综上:m的取值范围为[,+∞).
【解析】(Ⅰ)利用f(x)的导数可先判断出其单调区间,比较可求出函数的最大值,即可证;
(Ⅱ)对g(x)二次求导判断出m≥0时,可求出g(x)min=g()=,当-<m<0时,与题意矛盾,综合可求出m的取值范围.
本题考查利用导数求函数单调区间,求函数最值问题,还涉及函数恒成立问题,属于中档题.
22.【答案】解:(Ⅰ)当α=时,直线l:(t为参数)化为,
消去参数t,可得直线l的普通方程为y=x-;
由曲线C:(m为参数),消去参数m,可得曲线C的普通方程为y2=2x;
(Ⅱ)将直线l:(t为参数)代入y2=2x,
得.
,.
由|MA||MB|=2||MA|-|MB||,得|t1t2|=2|t1+t2|,
即,解得|cosα|=.
∴直线l的倾斜角为或.
【解析】(Ⅰ)当α=时,直线l:(t为参数)化为,消去参数t,可得直线l的普通方程;直接把曲线C的参数方程消去参数m,可得曲线C的普通方程;
(Ⅱ)将直线l:(t为参数)代入y2=2x,化为关于t的一元二次方程,利用根与系数的关系结合已知等式列式求得|cosα|=,则直线l的倾斜角可求.
本题考查参数方程化普通方程,关键是直线参数方程中参数t的几何意义的应用,是中档题.
23.【答案】(Ⅰ)解:当a=1时,f(x)=|x+1|+|x-1|=.
∵f(x)≤4,∴或-1≤x≤1或,
∴1<x≤2或-1≤x≤1或-2≤x<-1,∴-2≤x≤2,
∴不等式的解集为{x|-2≤x≤2}.
(Ⅱ)证明:当x≥1时,不等式f(x)≤3x+b成立,
则x+1+|ax-1|≤3x+b,
∴|ax-1|≤2x+b-1,
∴-2x-b+1≤ax-1≤2x+b-1,
∴,
∵x≥1,∴,
∴,∴a+b≥0.
【解析】(Ⅰ)将a=1代入f(x)中,然后将f(x)写出分段函数的形式,再根据f(x)≤4分别解不等式即可;
(Ⅱ)根据当x≥1时,不等式f(x)≤3x+b成立,可得|ax-1|≤2x+b-1,然后解不等式,进一步得到a+b≥0.
本题考查了绝对值不等式的解法和利用综合法证明不等式,考查了分类讨论思想和转化思想,属中档题.
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