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2020年4月普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)(二)数学试题
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2020年普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)(二)
数学
注意事项:
1. 本试卷共160分,考试时间150分钟.
2. 答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名写在密封线内.
一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.请把答案填写在答题卡相应位置上.
1. 已知复数z=a+bi(a,b∈R),若(z+)(z-)=8i,则ab的值为________.
2. 已知集合M={y|y=2-x+1,x∈R},N=,则M∩N=________.
3. 某人打同一款游戏通关的时间分别为x,9,10,11,9(单位:min),已知这组数据的平均数为10,则方差为________.
4. 某马戏团有大猩猩2只,猴子3只,现从中任选3只去外地参加表演,则大猩猩和猴子都被选中的概率为________.
(第5题)
5. 根据如图所示的伪代码,可知输出的S的值为________.
6. 已知等差数列{an}满足a5=2,a11=11,则a-a=________.
7. 函数f(x)=的定义域为________.
8. 设向量a,b满足|a|=|b|=1,a·b=-,则|a+2b|=________.
9. 已知F1,F2是双曲线-=1(0
10. 已知P(s,t)在函数f(x)=的图象上运动,则+的最小值为________.
11. 对任意的θ∈,不等式+≥|2x-1|恒成立,则实数x的取值范围是________.
12.用扇形铁皮卷成一个圆锥筒(假设扇形半径可变化),已知扇形面积为定值S,要使卷成的圆锥筒体积最大,则该扇形的半径R为________.
13. 设当x≥0时,f(x)=若函数y=f(|x|)-m有4个不同的零点,则实数m的取值范围是________.
14. 在△ABC中,D为BC边上的一点,且AD平分△ABC的面积,若90°>∠BAD≥90°-C,AC>AB,则∠BAC的取值范围为________.
二、 解答题:本大题共6小题,共90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. (本小题满分14分)已知向量a=(sin x,cos x),x∈[-π,π].
(1) 已知b=(1,-),若a,b所成的角为,求x的值;
(2) 已知c=(,-1),记f(x)=(a+c)·(a-2c),求f(x)的值域.
16. (本小题满分14分)如图,在平行四边形ABCD中,已知直线BC⊥平面ABE,F为CE的中点.
(1) 求证:直线AE∥平面BDF;
(2) 若∠AEB=90°,求证:平面BDF⊥平面BCE.
(第16题)
17. (本小题满分14分)如图,正方体ABCDA1B1C1D1是一个棱长为2的空心蔬菜大棚, 由8个钢结构(地面没有)组合搭建而成的,四个侧面及顶上均被可采光的薄膜覆盖.已知E为柱AA1上一点(不在点A,A1处),EA=t.菜农需要在地面正方形ABCD内画出一条曲线l将菜地分隔为两个不同的区域来种植不同品种的蔬菜以加强管理,现已知点P为地面正方形ABCD内的曲线l上任意一点,设α,β分别为在P点观测E和D1的仰角.
(1) 若α=β,请说明曲线l是何种曲线,为什么?
(2) 若E为柱AA1的中点,且α<β时,请求出点P所在区域的面积.
(第17题)
18. (本小题满分16分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的长轴端点分别为A1,A2,椭圆C的离心率为e=,两条准线之间的距离为9.
(1) 求椭圆C的标准方程;
(2) 设P是曲线C上的一点,∠PA1A2=α∈,过A2作A2R⊥A1P于点R,设A2R与曲线C交于点Q,连接PQ,求直线PQ的斜率的取值范围.
19. (本小题满分16分)设f(x)=aex-a,g(x)=ax-x2(a为与自变量x无关的正实数).
(1) 证明:函数f(x)与g(x)的图象存在一个公共的定点,且在公共定点处有一条公切线;
(2) 是否存在实数k,使得-ln x-1>对任意的x∈恒成立?若存在,求出k的取值范围,否则请说明理由.
20. (本小题满分16分)若对任意的n∈N*,存在一个常数M,使得an≤M成立,则称M为an的一个上界;若对任意的n∈N*,an+1≤成立,则称数列{an}为“凹数列”.
(1) ①求证:任意一个正项等比数列{bn}为“凹数列”;
②构造一个正项“凹数列”{cn},但数列{cn}不是等比数列,并给出证明;
(2) 设无穷正项数列{an}的前n项和为Sn,若1为Sn的一个上界(n∈N*),且数列{an}为“凹数列”,
求证:0≤an-an+1≤(n∈N*).
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2020年普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)(二)
数学Ⅱ(附加题)注意事项:
1. 附加题供选修物理的考生使用.
2. 本试卷共40分,考试时间30分钟.
3. 答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名写在密封线内.
21. 【选做题】本题包括A、B、C共3小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
A. 选修4-2:矩阵与变换(本小题满分10分)
已知T变换将曲线C1:+y2=1变换为单位圆x2+y2=1,S变换将曲线C2:-=1变换为双曲线x2-y2=1,求ST对应的矩阵.
B. 选修4-4:坐标系与参数方程(本小题满分10分)
在极坐标系中,已知直线ρ=与圆O:ρ=8sin θ相交于A,B两点,求△OAB的面积.
C. 选修4-5:不等式选讲(本小题满分10分)
已知实数x,y,z 为正实数,求证:>.
【必做题】第22,23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
22. (本小题满分10分)设P,Q为抛物线C:y2=4x上的两点,点P,Q的纵坐标之和为4.
(1) 求直线PQ的倾斜角;
(2) 已知M是抛物线C上的动点,过M作垂直于x轴的直线,与直线y=x交于点A,点B满足=2,连接OB(其中O为原点)交抛物线C于点N,试问:直线MN是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
23. (本小题满分10分)设a,b∈R,a≠0,a+b≥0,数列{cr}的通项公式为cr=(an-rbr)(1≤r≤n+1),n∈N*.令{cr}的各项之和为Sn+1,fn(a,b)=.
(1) 计算:f1(a,b),f2(a,b),f3(a,b),验证不等式fn(a,b)≥n对n=1,2,3成立;
(2) 证明不等式:fn(a,b)≥n,并给出等号成立的充要条件.
2020年普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)(二)
数学Ⅰ参考答案及评分标准
1. 2
2. {y|y>1}
3. 0.8
4.
5. 55
6. 36
7.
8.
9.
10.
11. [-4,5]
12.·
13.
14. [90°,180°)
15. 【解答】 (1) 因为向量a=(sin x,cos x),b=(1,-),a,b所成的角为,
所以a·b=sin x-cos x=··cos ,(2分)
所以2sin =1,所以sin =.(4分)
因为x∈[-π,π],所以x-∈,
所以x-=-或x-=,(6分)
所以x=-或x=.(7分)
(2) f(x)=(a+c)·(a-2c)=a2-a·c-2c2=(sin x)2+(cos x)2-(sin x-cos x)-2[()2+(-1)2]=-7-(sin x-cos x)=-7-2sin ,(9分)
因为x∈[-π,π],所以x-∈,(11分)
所以-1≤sin ≤1,(13分)
所以f(x)的值域为[-9,-5].(14分)
16. 【解答】(1) 如图,连接AC,设AC∩BD=G,连接FG.
由四边形ABCD为平行四边形,得G是AC的中点.
又因为F是CE的中点,所以在△ACE中,FG∥AE.
因为AE平面BDF,FG平面BDF,所以AE∥平面BDF.(7分)
(第16题)
(2) 因为∠AEB=90°,所以AE⊥BE.
又因为直线BC⊥平面ABE,AE平面ABE,所以AE⊥BC.
又BC∩BE=B,BC,BE平面BCE,
所以直线AE⊥平面BCE.
由(1) 知,FG∥AE,所以直线FG⊥平面BCE.
因为直线FG平面BDF,所以平面BDF⊥平面BCE.(14分)
17. 【解答】 (1) 如图(1),连接PA,PD,则∠EPA=α,∠D1PD=β.
(第17题(1))
因为α=β,所以tan α=tan β,(2分)
所以=,所以=,所以PD=·PA,(3分)
令=λ>1,则PD=λPA.(4分)
如图(2),建立平面直角坐标系,
(第17题(2))
则A(0,0),D(0,2),设P(x,y),则=λ,(5分)
化简得x2+=,
所以P点的轨迹,即曲线l是在正方形ABCD内的一段圆弧.(7分)
(2) 由(1)知当E为柱AA1的中点时,t=1,所以λ=2,
(1)中圆的方程为x2+=,(8分)
因为α<β,所以tan α
所以<,所以<,所以PD<2PA,(10分)
所以点P在圆弧x2+=外,(12分)
所以点P所在区域的面积为4-[π-××]=.(14分)
18. 【解答】 (1) 由椭圆C的离心率为e=,两条准线之间的距离为9,得(2分)
令c=2k,a=3k(k>0),则b=k,
代入=9,得k=1,
所以a=3,b=,所以椭圆C的标准方程为+=1.(4分)
(2) 设直线A1P的斜率是k,则k∈[1,],(6分)
设P,Q的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),
则直线A1P的方程是y=k(x+3),
由消去y,得
(9k2+5)x2+54k2x+9(9k2-5)=0,(8分)
解得(10分)
同理,得(12分)
所以kPQ===(k-),(15分)
因为g(k)=k-在[1,]上单调递增,
所以kPQ∈.(16分)
19. 【解答】 (1) 因为f(0)=ae0-a=0,g(0)=0,所以f(x)=aex-a,g(x)=ax-x2的图象存在一个公共的定点O(0,0).(2分)
因为f′(x)=aex,g′(x)=a-2x,所以f′(0)=a,g′(0)=a,所以在定点O(0,0)处有一条公切线,为直线y=ax.(4分)
(2) 假设存在实数k,使得-ln x-1>对任意的x∈恒成立,
即存在实数k,使得k
令h(x)=ex-x ln x-x,x∈,
则h′(x)=ex-ln x-2,x∈,(6分)
令m(x)=ex-ln x-2,x∈,
则m′(x)=ex-=,x∈,(8分)
令y=xex-1,则y′=ex(1+x)>0在x∈(,+∞)上恒成立,
所以y=xex-1在x∈上单调递增.(10分)
因为e-1=<0,1·e1-1>0,
所以存在唯一实数x0∈,使得x0ex0-1=0,即m′(x0)=0,且x0=e-x0,
所以h′(x)在x0处取得最小值h′(x0)=ex0-ln x0-2=ex0-ln e-x0-2=ex0+x0-2>e+-2=-=->0,(12分)
所以h(x)在x∈上单调递增,
所以h(x)>h=+.(14分)
因为k
所以存在k∈,使得-ln x-1>对任意的x∈恒成立.(16分)
20. 【解答】 (1) ①设正项等比数列{bn}的公比为q,则bn+1-=bnq-=-bn·≤0,
所以正项等比数列{bn}为“凹数列”.(2分)
②设cn=dn+en,其中{dn},{en}分别为两个正项等比数列,公比分别为q1,q2,且q1≠q2,
显然cn>0(n∈N*),
cn+1-=(dn+1+en+1)-=+(en+1-)=+=-[dn·+en·]≤0,
所以正项数列{cn}为“凹数列”.(4分)
下面证明:正项数列{cn}不是等比数列.
若{cn}是等比数列,则(dn+1+en+1)2=(dn+en)·(dn+2+en+2)(n∈N*),
所以d+e+2dn+1en+1=dndn+2+enen+2+dnen+2+dn+2en(n∈N*),
因为数列{dn},{en}分别为两个正项等比数列,
所以d=dndn+2,e=enen+2,
所以2dn+1en+1=dnen+2+dn+2en,
所以2dnenq1q2=dnenq+dnenq,
因为dnen≠0,所以2q1q2=q+q,
所以(q2-q1)2=0,所以q2=q1,与q1≠q2矛盾,
所以数列{cn}不是等比数列.(6分)
(2) 若存在一个常数k∈N*,使得a1≥a2≥a3≥…≥ak,但ak
将an+1≤(n∈N*)中的n换成k,得ak+1≤,进一步得ak+1-ak≤ak+2-ak+1.
由不等式的传递性得,ak+1
同理可得,ak+2
所以ak
所以数列{an}从a1项到ak项递减,从ak项开始向后递增,
所以a1+a2+…+ak-1+ak+ak+1+…+an>nak.(10分)
因为正常数k是固定的,且ak>0,
所以当n足够大时,必有a1+a2+…+an>1(n>k),
与题设a1+a2+…+an≤1矛盾,
所以{an}不可能从某一项开始递增,
所以an-an+1≥0(n∈N*).(12分)
令bk=ak-ak+1(k∈N*),ak=bk+ak+1(k∈N*),
由ak+1-ak≤ak+2-ak+1,得bk≥bk+1,bk≥0(k∈N*),
所以1≥a1+a2+a3+…+an=(b1+a2)+a2+a3+…+an=b1+2a2+a3+…+an
=b1+2(b2+a3)+a3+…+an
=b1+2b2+3a3+…+an
=…
=b1+2b2+…+(n-1)bn-1+nan
=b1+2b2+…+(n-1)bn-1+n(bn+an+1)
=b1+2b2+…+(n-1)bn-1+nbn+nan+1
≥b1+2b2+…+(n-1)bn-1+nbn
≥bn+2bn+…+(n-1)bn+nbn
=[1+2+…+(n-1)+n]bn=bn,
所以bn≤对一切n∈N*成立.
综上,对一切n∈N*,0≤an-an+1≤成立.(16分)
2020年普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)(二)
数学Ⅱ(附加题)参考答案及评分标准
21. A. 【解答】 因为T变换将曲线C1:+y2=1变换为单位圆x2+y2=1,
所以所以T变换对应的矩阵为M=.(3分)
因为S变换将曲线C2:-=1变换为等轴双曲线x2-y2=1,
所以所以T变换对应的矩阵为N=,(6分)
所以变换ST对应的矩阵为NM==.(10分)
B. 【解答】 以极点为坐标原点,极轴为x轴,建立平面直角坐标系,
将直线ρ=化为普通方程得ρcos θcos +ρsin θsin =,
即x+y-2=0,(3分)
将圆O:ρ=8sin θ化为普通方程得x2+y2-8y=0,
即x2+(y-4)2=16.(6分)
因为圆心O(0,4)到直线x+y-2=0的距离为d==,
所以AB=2=2=2,(9分)
所以△OAB的面积为AB·d=×2×=2.(10分)
C. 【解答】 因为实数x,y,z 为正实数,所以++≥3=3·①,(3分)
++≥3·=3·②,(6分)
所以≥3··3·,(9分)
因为①②中的等号不同时成立,
所以>.(10分)
22. 【解答】 (1) 设P,Q(s≠t),
因为P与Q的纵坐标之和为4,所以s+t=4.
又直线PQ的倾斜角不等于,所以直线PQ的斜率为==1,(3分)
所以直线PQ的倾斜角为.(4分)
(2) 设M(x1,y1)(y1≠0,4),则A(x1,x1),
因为=2,所以点A是BM的中点,即B(x1,2x1-y1),所以直线OB:y=x.
因为x1=,所以直线OB:y=x.(6分)
设N(x2,y2),由可得y=,所以y2=,(8分)
所以kMN=====,
所以直线MN:y=(x-x1)+y1=+y1=x+2,
所以直线MN恒过定点(0,2).(10分)
23. 【解答】 (1) 因为fn(a,b)===,
所以f1(a,b)=≥,(1分)
因为f2(a,b)-2=-2=≥0,所以f2(a,b)≥2,(2分)
因为f3(a,b)-3=-3=,a+b≥0,
所以f3(a,b)-3=≥0,即f3(a,b)≥3.(3分)
(2) 当a=b时,fn(a,b)==an=n,所以fn(a,b)≥n成立.(4分)
当a≠b时,由等比数列的求和公式得,fn(a,b)=,
因为an+1=n+1=Cn+1-i·i,
bn+1=n+1=(-1)iC·n+1-ii,(5分)
fn(a,b)==[C·n+Cn-23+C·n-45+…]
=[Cn+Cn-2·2+Cn-44+…]
=[Cn+Cn-22+Cn-44+…](*),(7分)
因为a+b≥0,
所以(*)≥=n,
当且仅当n=1或a+b=0时取等号.(9分)
综上,a,b∈R,a≠0,a+b≥0,n∈N*,fn(a,b)≥n成立,
当且仅当n=1或a=b或a+b=0时取等号.(10分)
2020年普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)(二)
数学
注意事项:
1. 本试卷共160分,考试时间150分钟.
2. 答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名写在密封线内.
一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.请把答案填写在答题卡相应位置上.
1. 已知复数z=a+bi(a,b∈R),若(z+)(z-)=8i,则ab的值为________.
2. 已知集合M={y|y=2-x+1,x∈R},N=,则M∩N=________.
3. 某人打同一款游戏通关的时间分别为x,9,10,11,9(单位:min),已知这组数据的平均数为10,则方差为________.
4. 某马戏团有大猩猩2只,猴子3只,现从中任选3只去外地参加表演,则大猩猩和猴子都被选中的概率为________.
(第5题)
5. 根据如图所示的伪代码,可知输出的S的值为________.
6. 已知等差数列{an}满足a5=2,a11=11,则a-a=________.
7. 函数f(x)=的定义域为________.
8. 设向量a,b满足|a|=|b|=1,a·b=-,则|a+2b|=________.
9. 已知F1,F2是双曲线-=1(0
11. 对任意的θ∈,不等式+≥|2x-1|恒成立,则实数x的取值范围是________.
12.用扇形铁皮卷成一个圆锥筒(假设扇形半径可变化),已知扇形面积为定值S,要使卷成的圆锥筒体积最大,则该扇形的半径R为________.
13. 设当x≥0时,f(x)=若函数y=f(|x|)-m有4个不同的零点,则实数m的取值范围是________.
14. 在△ABC中,D为BC边上的一点,且AD平分△ABC的面积,若90°>∠BAD≥90°-C,AC>AB,则∠BAC的取值范围为________.
二、 解答题:本大题共6小题,共90分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
15. (本小题满分14分)已知向量a=(sin x,cos x),x∈[-π,π].
(1) 已知b=(1,-),若a,b所成的角为,求x的值;
(2) 已知c=(,-1),记f(x)=(a+c)·(a-2c),求f(x)的值域.
16. (本小题满分14分)如图,在平行四边形ABCD中,已知直线BC⊥平面ABE,F为CE的中点.
(1) 求证:直线AE∥平面BDF;
(2) 若∠AEB=90°,求证:平面BDF⊥平面BCE.
(第16题)
17. (本小题满分14分)如图,正方体ABCDA1B1C1D1是一个棱长为2的空心蔬菜大棚, 由8个钢结构(地面没有)组合搭建而成的,四个侧面及顶上均被可采光的薄膜覆盖.已知E为柱AA1上一点(不在点A,A1处),EA=t.菜农需要在地面正方形ABCD内画出一条曲线l将菜地分隔为两个不同的区域来种植不同品种的蔬菜以加强管理,现已知点P为地面正方形ABCD内的曲线l上任意一点,设α,β分别为在P点观测E和D1的仰角.
(1) 若α=β,请说明曲线l是何种曲线,为什么?
(2) 若E为柱AA1的中点,且α<β时,请求出点P所在区域的面积.
(第17题)
18. (本小题满分16分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的长轴端点分别为A1,A2,椭圆C的离心率为e=,两条准线之间的距离为9.
(1) 求椭圆C的标准方程;
(2) 设P是曲线C上的一点,∠PA1A2=α∈,过A2作A2R⊥A1P于点R,设A2R与曲线C交于点Q,连接PQ,求直线PQ的斜率的取值范围.
19. (本小题满分16分)设f(x)=aex-a,g(x)=ax-x2(a为与自变量x无关的正实数).
(1) 证明:函数f(x)与g(x)的图象存在一个公共的定点,且在公共定点处有一条公切线;
(2) 是否存在实数k,使得-ln x-1>对任意的x∈恒成立?若存在,求出k的取值范围,否则请说明理由.
20. (本小题满分16分)若对任意的n∈N*,存在一个常数M,使得an≤M成立,则称M为an的一个上界;若对任意的n∈N*,an+1≤成立,则称数列{an}为“凹数列”.
(1) ①求证:任意一个正项等比数列{bn}为“凹数列”;
②构造一个正项“凹数列”{cn},但数列{cn}不是等比数列,并给出证明;
(2) 设无穷正项数列{an}的前n项和为Sn,若1为Sn的一个上界(n∈N*),且数列{an}为“凹数列”,
求证:0≤an-an+1≤(n∈N*).
绝密★启用前
2020年普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)(二)
数学Ⅱ(附加题)注意事项:
1. 附加题供选修物理的考生使用.
2. 本试卷共40分,考试时间30分钟.
3. 答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名写在密封线内.
21. 【选做题】本题包括A、B、C共3小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答.若多做,则按作答的前两小题评分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
A. 选修4-2:矩阵与变换(本小题满分10分)
已知T变换将曲线C1:+y2=1变换为单位圆x2+y2=1,S变换将曲线C2:-=1变换为双曲线x2-y2=1,求ST对应的矩阵.
B. 选修4-4:坐标系与参数方程(本小题满分10分)
在极坐标系中,已知直线ρ=与圆O:ρ=8sin θ相交于A,B两点,求△OAB的面积.
C. 选修4-5:不等式选讲(本小题满分10分)
已知实数x,y,z 为正实数,求证:>.
【必做题】第22,23题,每小题10分,共20分.解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
22. (本小题满分10分)设P,Q为抛物线C:y2=4x上的两点,点P,Q的纵坐标之和为4.
(1) 求直线PQ的倾斜角;
(2) 已知M是抛物线C上的动点,过M作垂直于x轴的直线,与直线y=x交于点A,点B满足=2,连接OB(其中O为原点)交抛物线C于点N,试问:直线MN是否过定点?若是,求出定点坐标;若不是,请说明理由.
23. (本小题满分10分)设a,b∈R,a≠0,a+b≥0,数列{cr}的通项公式为cr=(an-rbr)(1≤r≤n+1),n∈N*.令{cr}的各项之和为Sn+1,fn(a,b)=.
(1) 计算:f1(a,b),f2(a,b),f3(a,b),验证不等式fn(a,b)≥n对n=1,2,3成立;
(2) 证明不等式:fn(a,b)≥n,并给出等号成立的充要条件.
2020年普通高等学校招生全国统一考试(江苏模拟卷)(二)
数学Ⅰ参考答案及评分标准
1. 2
2. {y|y>1}
3. 0.8
4.
5. 55
6. 36
7.
8.
9.
10.
11. [-4,5]
12.·
13.
14. [90°,180°)
15. 【解答】 (1) 因为向量a=(sin x,cos x),b=(1,-),a,b所成的角为,
所以a·b=sin x-cos x=··cos ,(2分)
所以2sin =1,所以sin =.(4分)
因为x∈[-π,π],所以x-∈,
所以x-=-或x-=,(6分)
所以x=-或x=.(7分)
(2) f(x)=(a+c)·(a-2c)=a2-a·c-2c2=(sin x)2+(cos x)2-(sin x-cos x)-2[()2+(-1)2]=-7-(sin x-cos x)=-7-2sin ,(9分)
因为x∈[-π,π],所以x-∈,(11分)
所以-1≤sin ≤1,(13分)
所以f(x)的值域为[-9,-5].(14分)
16. 【解答】(1) 如图,连接AC,设AC∩BD=G,连接FG.
由四边形ABCD为平行四边形,得G是AC的中点.
又因为F是CE的中点,所以在△ACE中,FG∥AE.
因为AE平面BDF,FG平面BDF,所以AE∥平面BDF.(7分)
(第16题)
(2) 因为∠AEB=90°,所以AE⊥BE.
又因为直线BC⊥平面ABE,AE平面ABE,所以AE⊥BC.
又BC∩BE=B,BC,BE平面BCE,
所以直线AE⊥平面BCE.
由(1) 知,FG∥AE,所以直线FG⊥平面BCE.
因为直线FG平面BDF,所以平面BDF⊥平面BCE.(14分)
17. 【解答】 (1) 如图(1),连接PA,PD,则∠EPA=α,∠D1PD=β.
(第17题(1))
因为α=β,所以tan α=tan β,(2分)
所以=,所以=,所以PD=·PA,(3分)
令=λ>1,则PD=λPA.(4分)
如图(2),建立平面直角坐标系,
(第17题(2))
则A(0,0),D(0,2),设P(x,y),则=λ,(5分)
化简得x2+=,
所以P点的轨迹,即曲线l是在正方形ABCD内的一段圆弧.(7分)
(2) 由(1)知当E为柱AA1的中点时,t=1,所以λ=2,
(1)中圆的方程为x2+=,(8分)
因为α<β,所以tan α
所以点P在圆弧x2+=外,(12分)
所以点P所在区域的面积为4-[π-××]=.(14分)
18. 【解答】 (1) 由椭圆C的离心率为e=,两条准线之间的距离为9,得(2分)
令c=2k,a=3k(k>0),则b=k,
代入=9,得k=1,
所以a=3,b=,所以椭圆C的标准方程为+=1.(4分)
(2) 设直线A1P的斜率是k,则k∈[1,],(6分)
设P,Q的坐标分别是(x1,y1),(x2,y2),
则直线A1P的方程是y=k(x+3),
由消去y,得
(9k2+5)x2+54k2x+9(9k2-5)=0,(8分)
解得(10分)
同理,得(12分)
所以kPQ===(k-),(15分)
因为g(k)=k-在[1,]上单调递增,
所以kPQ∈.(16分)
19. 【解答】 (1) 因为f(0)=ae0-a=0,g(0)=0,所以f(x)=aex-a,g(x)=ax-x2的图象存在一个公共的定点O(0,0).(2分)
因为f′(x)=aex,g′(x)=a-2x,所以f′(0)=a,g′(0)=a,所以在定点O(0,0)处有一条公切线,为直线y=ax.(4分)
(2) 假设存在实数k,使得-ln x-1>对任意的x∈恒成立,
即存在实数k,使得k
则h′(x)=ex-ln x-2,x∈,(6分)
令m(x)=ex-ln x-2,x∈,
则m′(x)=ex-=,x∈,(8分)
令y=xex-1,则y′=ex(1+x)>0在x∈(,+∞)上恒成立,
所以y=xex-1在x∈上单调递增.(10分)
因为e-1=<0,1·e1-1>0,
所以存在唯一实数x0∈,使得x0ex0-1=0,即m′(x0)=0,且x0=e-x0,
所以h′(x)在x0处取得最小值h′(x0)=ex0-ln x0-2=ex0-ln e-x0-2=ex0+x0-2>e+-2=-=->0,(12分)
所以h(x)在x∈上单调递增,
所以h(x)>h=+.(14分)
因为k
20. 【解答】 (1) ①设正项等比数列{bn}的公比为q,则bn+1-=bnq-=-bn·≤0,
所以正项等比数列{bn}为“凹数列”.(2分)
②设cn=dn+en,其中{dn},{en}分别为两个正项等比数列,公比分别为q1,q2,且q1≠q2,
显然cn>0(n∈N*),
cn+1-=(dn+1+en+1)-=+(en+1-)=+=-[dn·+en·]≤0,
所以正项数列{cn}为“凹数列”.(4分)
下面证明:正项数列{cn}不是等比数列.
若{cn}是等比数列,则(dn+1+en+1)2=(dn+en)·(dn+2+en+2)(n∈N*),
所以d+e+2dn+1en+1=dndn+2+enen+2+dnen+2+dn+2en(n∈N*),
因为数列{dn},{en}分别为两个正项等比数列,
所以d=dndn+2,e=enen+2,
所以2dn+1en+1=dnen+2+dn+2en,
所以2dnenq1q2=dnenq+dnenq,
因为dnen≠0,所以2q1q2=q+q,
所以(q2-q1)2=0,所以q2=q1,与q1≠q2矛盾,
所以数列{cn}不是等比数列.(6分)
(2) 若存在一个常数k∈N*,使得a1≥a2≥a3≥…≥ak,但ak
由不等式的传递性得,ak+1
所以a1+a2+…+ak-1+ak+ak+1+…+an>nak.(10分)
因为正常数k是固定的,且ak>0,
所以当n足够大时,必有a1+a2+…+an>1(n>k),
与题设a1+a2+…+an≤1矛盾,
所以{an}不可能从某一项开始递增,
所以an-an+1≥0(n∈N*).(12分)
令bk=ak-ak+1(k∈N*),ak=bk+ak+1(k∈N*),
由ak+1-ak≤ak+2-ak+1,得bk≥bk+1,bk≥0(k∈N*),
所以1≥a1+a2+a3+…+an=(b1+a2)+a2+a3+…+an=b1+2a2+a3+…+an
=b1+2(b2+a3)+a3+…+an
=b1+2b2+3a3+…+an
=…
=b1+2b2+…+(n-1)bn-1+nan
=b1+2b2+…+(n-1)bn-1+n(bn+an+1)
=b1+2b2+…+(n-1)bn-1+nbn+nan+1
≥b1+2b2+…+(n-1)bn-1+nbn
≥bn+2bn+…+(n-1)bn+nbn
=[1+2+…+(n-1)+n]bn=bn,
所以bn≤对一切n∈N*成立.
综上,对一切n∈N*,0≤an-an+1≤成立.(16分)
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数学Ⅱ(附加题)参考答案及评分标准
21. A. 【解答】 因为T变换将曲线C1:+y2=1变换为单位圆x2+y2=1,
所以所以T变换对应的矩阵为M=.(3分)
因为S变换将曲线C2:-=1变换为等轴双曲线x2-y2=1,
所以所以T变换对应的矩阵为N=,(6分)
所以变换ST对应的矩阵为NM==.(10分)
B. 【解答】 以极点为坐标原点,极轴为x轴,建立平面直角坐标系,
将直线ρ=化为普通方程得ρcos θcos +ρsin θsin =,
即x+y-2=0,(3分)
将圆O:ρ=8sin θ化为普通方程得x2+y2-8y=0,
即x2+(y-4)2=16.(6分)
因为圆心O(0,4)到直线x+y-2=0的距离为d==,
所以AB=2=2=2,(9分)
所以△OAB的面积为AB·d=×2×=2.(10分)
C. 【解答】 因为实数x,y,z 为正实数,所以++≥3=3·①,(3分)
++≥3·=3·②,(6分)
所以≥3··3·,(9分)
因为①②中的等号不同时成立,
所以>.(10分)
22. 【解答】 (1) 设P,Q(s≠t),
因为P与Q的纵坐标之和为4,所以s+t=4.
又直线PQ的倾斜角不等于,所以直线PQ的斜率为==1,(3分)
所以直线PQ的倾斜角为.(4分)
(2) 设M(x1,y1)(y1≠0,4),则A(x1,x1),
因为=2,所以点A是BM的中点,即B(x1,2x1-y1),所以直线OB:y=x.
因为x1=,所以直线OB:y=x.(6分)
设N(x2,y2),由可得y=,所以y2=,(8分)
所以kMN=====,
所以直线MN:y=(x-x1)+y1=+y1=x+2,
所以直线MN恒过定点(0,2).(10分)
23. 【解答】 (1) 因为fn(a,b)===,
所以f1(a,b)=≥,(1分)
因为f2(a,b)-2=-2=≥0,所以f2(a,b)≥2,(2分)
因为f3(a,b)-3=-3=,a+b≥0,
所以f3(a,b)-3=≥0,即f3(a,b)≥3.(3分)
(2) 当a=b时,fn(a,b)==an=n,所以fn(a,b)≥n成立.(4分)
当a≠b时,由等比数列的求和公式得,fn(a,b)=,
因为an+1=n+1=Cn+1-i·i,
bn+1=n+1=(-1)iC·n+1-ii,(5分)
fn(a,b)==[C·n+Cn-23+C·n-45+…]
=[Cn+Cn-2·2+Cn-44+…]
=[Cn+Cn-22+Cn-44+…](*),(7分)
因为a+b≥0,
所以(*)≥=n,
当且仅当n=1或a+b=0时取等号.(9分)
综上,a,b∈R,a≠0,a+b≥0,n∈N*,fn(a,b)≥n成立,
当且仅当n=1或a=b或a+b=0时取等号.(10分)
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