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江苏省盐城市2020届高三第三次模拟考试(6月) 数学
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2020届高三模拟考试试卷
数 学
(满分160分,考试时间120分钟)
2020.6
参考公式:
锥体体积公式:V=Sh,其中S为锥体的底面积,h为高.
一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.
1. 若集合A={x|x≤m},B={x|x≥-1},且A∩B={m},则实数m的值为________.
2. 已知i为虚数单位,复数z满足z(3+i)=10,则|z|的值为________.
3. 从数字0,1,2中任取两个不同的数字构成一个两位数,则所得的两位数大于10的概率为________.
4. 如图所示,一家面包销售店根据以往某种面包的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图,图中小矩形从左向右所对应的区间依次为[0,50),[50,100),[100,150),[150,200),[200,250].若一个月以30天计算,估计这家面包店一个月内这种面包的日销售量少于100个的天数为________天.
5. 执行如图所示的流程图,输出k的值为________.
6. 若双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线为y=±2x,则其离心率的值为________.
7. 若三棱柱ABCA1B1C1的体积为12,点P为棱AA1上一点,则四棱锥PBCC1B1的体积为________.
8. “ω=2”是“函数f(x)=sin(ωx+)的图象关于点(,0)对称”的__________条件.(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”或“既不充分也不必要”)
9. 在△ABC中,C=B+,AB=AC,则tan B的值为________.
10. 若数列{an}的前n项和为Sn,an=2n-1+(-1)n(2n-1),则2a100-S100的值为________.
11. 若集合P={(x,y)|x2+y2-4x=0},Q={(x,y)|≥},则P∩Q表示的曲线的长度为________.
12. 若函数f(x)=的图象上存在关于原点对称的相异两点,则实数m的最大值是________.
13. 在△ABC中,AB=10,AC=15,∠A的平分线与边BC的交点为D,点E为边BC的中点.若·=90,则 ·的值是________.
14. 若实数x,y满足4x2+4xy+7y2=1,则7x2-4xy+4y2的最小值是________.
二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 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)
若函数f(x)=Msin(ωx+φ)(M>0,ω>0,0<φ<π)的最小值是-2,最小正周期是2π,且图象经过点N(,1).
(1) 求f(x)的解析式;
(2) 在△ABC中,若f(A)=,f(B)=,求cos C的值.
16. (本小题满分14分)
如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD是菱形,PC⊥BC,点E是PC的中点,且平面PBC⊥平面ABCD.求证:
(1) PA∥平面BDE;
(2) 平面PAC⊥平面BDE.
17. (本小题满分14分)
如图,在一旅游区内原有两条互相垂直且相交于点O的道路l1,l2,一自然景观的边界近似为圆形,其半径约为1千米,景观的中心C到l1,l2的距离相等,点C到点O的距离约为10千米.现拟新建四条游览道路方便游客参观,具体方案:在线段OC上取一点P,新建一条道路OP,并过点P新建两条与圆C相切的道路PM,PN(M,N为切点),同时过点P新建一条与OP垂直的道路AB(A,B分别在l1,l2上).为促进沿途旅游经济,新建道路长度之和越大越好,求新建道路长度之和的最大值.(所有道路宽度忽略不计)
18. (本小题满分16分)
如图,在平面直角坐标系中,椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长为2,F1,F2分别是椭圆C的左、右焦点,过点F2的动直线与椭圆交于点P,Q,过点F2与PQ垂直的直线与椭圆C交于A,B两点.当直线AB过原点时,PF1=3PF2.
(1) 求椭圆C的标准方程;
(2) 若点H(3,0),记直线PH,QH,AH,BH的斜率依次为k1,k2,k3,k4.
① 若k1+k2=,求直线PQ的斜率;
② 求(k1+k2)(k3+k4)的最小值.
19. (本小题满分16分)
如果存在常数k使得无穷数列{an}满足amn=kaman恒成立,则称{an}为P(k)数列.
(1) 若数列{an}是P(1)数列,a6=1,a12=3,求a3;
(2) 若等差数列{bn}是P(2)数列,求{bn}的通项公式;
(3) 是否存在P(k)数列{cn},使得c2 020,c2 021,C2 022,…是等比数列?若存在,请求出所有满足条件的数列{cn};若不存在,请说明理由.
20. (本小题满分16分)
设函数f(x)=-3ln x+x3+ax2-2ax.
(1) 当a=0时,求函数f(x)的单调递增区间;
(2) 若函数f(x)在x=1时取极大值,求实数a的取值范围;
(3) 设函数f(x)的零点个数为m,试求m的最大值.
2020届高三模拟考试试卷
数学附加题(满分40分,考试时间30分钟)
21. 【选做题】 在A,B,C三小题中只能选做两题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.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42:矩阵与变换)
已知矩阵A=.若矩阵A属于特征值3的一个特征向量为α=,求该矩阵属于另一个特征值的特征向量.
B. (选修44:坐标系与参数方程)
在极坐标系中,已知直线l:ρcos θ+2ρsin θ=m(m为实数),曲线C:ρ=2cos θ+4sin θ,当直线l被曲线C截得的弦长取最大值时,求实数m的值.
C. (选修45:不等式选讲)
已知实数x,y,z满足x+y+2z=1,求x2+y2+z2的最小值.
【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. 如图,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点P(2,0)作直线l与抛物线交于A,B两点,当直线l与x轴垂直时AB的长为4.
(1) 求抛物线的方程;
(2) 若△APF与△BPO的面积相等,求直线l的方程.
23. 若有穷数列{an}共有k项(k≥2),且a1=1,=,当1≤r≤k-1时恒成立.设Tk=a1+a2+…+ak.
(1) 求T2,T3;
(2) 求Tk.
2020届高三模拟考试试卷(盐城)
数学参考答案及评分标准
1. -1 2. 3. 4. 12 5. 4 6. 7. 8 8. 充分不必要 9. 2 10. 299 11.
12. 1+e2 13. 14.
15. 解:(1) 因为f(x)的最小值是-2,所以M=2.(2分)
因为f(x)的最小正周期是2π,所以ω=1.(4分)
又由f(x)的图象经过点N(,1),可得f()=1,sin(+φ)=,
所以φ+=2kπ+或φ+=2kπ+,k∈Z.
又0<φ<π,所以φ=,故f(x)=2sin(x+),即f(x)=2cos x.(6分)
(2) 由(1)知f(x)=2cos x.
又f(A)=,f(B)=,
故2cos A=,2cos B=,即cos A=,cos B=.
因为在△ABC中,A,B∈(0,π),
所以sin A===,sin B===,(10分)
所以cos C=cos[π-(A+B)]=-cos(A+B)
=-(cos Acos B-sin Asin B)=-(×-×)=.(14分)
16. 证明:(1) 设AC∩BD=O,连结OE,
因为底面ABCD是菱形,故O为BD中点.
因为点E是PC的中点,所以AP∥OE. (2分)
因为OE⊂平面BDE,AP⊄平面BDE,所以AP∥平面BDE.(6分)
(2) 因为平面PBC⊥平面ABCD,PC⊥BC,平面PBC∩平面ABCD=BC,PC⊂平面PBC,
所以PC⊥平面ABCD.(9分)
又BD⊂平面ABCD,所以PC⊥BD.
因为四边形ABCD是菱形,所以AC⊥BD.
又PC⊥BD,AC∩PC=C,AC⊂平面PAC,PC⊂平面PAC,
所以BD⊥平面PAC. (12分)
又BD⊂平面BDE,所以平面PAC⊥平面BDE.(14分)
17. 解:连结CM,设∠PCM=θ,则PC=,PM=PN=tan θ,
OP=OC-PC=10-,AB=2OP=20-.
设新建的道路长度之和为f(θ),则f(θ)=PM+PN+AB+OP=2tan θ-+30.(6分)
由1
设cos θ0=,θ0∈(0,),则θ∈(0,θ0],sin θ0=,f′(θ)=.
令f′(θ)=0得sin θ=.(10分)
设sin θ1=,θ1∈(0,θ0],则θ,f′(θ),f(θ)的情况如下表:
θ
(0,θ1)
θ1
(θ1,θ0]
f′(θ)
+
0
-
f(θ)
极大
由表可知当θ=θ1时f(θ)有最大值,
此时sin θ=,cos θ=,tan θ=,f(θ)=30-.(13分)
答:新建道路长度之和的最大值为30-千米.(14分)
注:定义域扩展为(0,),求出最值后验证也可.
18. 解:(1) 因为椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长为2,所以b=1.
当直线AB过原点时,PQ⊥x轴,所以△PF1F2为直角三角形.
由定义知PF1+PF2=2a,而PF1=3PF2,故PF1=a,PF2=a.
由PF=PF+F1F得a2=a2+4c2=a2+4(a2-1),化简得a2=2,
故椭圆的方程为+y2=1. (4分)
(2) ① 设直线PQ:y=k(x-1),代入到椭圆方程得(1+2k2)x2-4k2x+(2k2-2)=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=, (6分)
所以k1+k2=+=,
化简可得k1+k2==,(10分)
解得k=1或k=,即为直线PQ的斜率.(12分)
② 当这两条直线中有一条与坐标轴垂直时,(k1+k2)(k3+k4)=0.
当两条直线与坐标轴都不垂直时,
由①知k1+k2=,同理可得k3+k4=,(14分)
故(k1+k2)(k3+k4)==≥=-,
当且仅当k2=,即k=±1时取等号.
综上,(k1+k2)(k3+k4)的最小值为-.(16分)
19. 解:(1) 由数列{an}是P(1)数列得a6=a2a3=1,a12=a2a6=3,可得a3=.(2分)
(2) 由{bn}是P(2)数列知bmn=2bmbn恒成立,取m=1得bn=2b1bn恒成立.
当b1=0,bn=0时满足题意,此时bn=0.
当b1≠0时,由b1=2b,可得b1=,取m=n=2得b4=2b.
设公差为d,则+3d=2(+d)2,解得d=0或d=.
综上,bn=0或bn=或bn=,经检验均合题意.(8分)
(3) (解法1)假设存在满足条件的P(k)数列{cn},不妨设该等比数列c2 020,c2 021,c2 022,…的公比为q,
则有c2 020×2 020=kc2 020·c2 020⇒c2 020·q2 020×2 020-2 020=kc2 020·c2 020,可得q2 020×2 020-2 020=kc2 020 ①,
c2 020×2 021=kc2 020·c2 021⇒c2 020·q2 020×2 021-2 020=kc2 020·c2 020·q,可得q2 020×2 021-2 021=kc2 020 ②.
综合①②可得q=1,(10分)
故c2 020×2 020=c2 020,代入c2 020×2 020=kc2 020·c2 020得c2 020=,则当n≥2 020时cn=.(12分)
又c2 020=kc1·c2 020⇒c1=.
当1
由cni=cn×ni-1=kcn×cni-1=kcn×cn×ni-2=k2(cn)2×cni-2=…=ki-1(cn)i.
而cni=,所以=ki-1(cn)i,(cn)i=()i,cn=.
综上,满足条件的P(k)数列{cn}有无穷多个,其通项公式为cn=.(16分)
(解法2)同解法1得,当n≥2 020时cn=.
当1
(解法3)假设存在满足条件的P(k)数列{cn},显然{cn}的所有项及k均不为零,c1=,
不妨设该等比数列c2 020,c2 021,c2 022,…的公比为q,
当1≤n≤2 018时,cn×2 020=kcnc2 020,c(n+1)×2 020=kcn+1c2 020,
两式相除可得==q2 020,
故当1≤n≤2 019时,{cn}也为等比数列,(10分)
故cn=c1×q2 020(n-1)=×q2 020(n-1),则c2=×q2 020,c4=×q6 060.
由c4=k(c2)2得q2 020=1,且当1≤n≤2 019时cn=,(12分)
则c2 020=kc2c1 010=k××=,c2 025=kc5c405=k××=,所以=1=q5,所以q=1,
故当n≥2 020时cn=.
综上,满足条件的P(k)数列{cn}有无穷多个,其通项公式为cn=.(16分)
20. 解:(1) 当a=0时,f(x)=-3ln x+x3,所以f′(x)=+3x2=3(),(1分)
由f′(x)=0得x=1,当x∈(0,1)时,f′(x)<0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,
所以函数f(x)的单调增区间为(1,+∞).(3分)
(2) 由题意得f′(x)=+3x2+2ax-2a=[x2+(+1)x+1].
令g(x)=x2+(+1)x+1(x>0),则f′(x)=g(x).
当+1≥0,即a≥-时,g(x)>0恒成立,得f(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增,所以x=1是函数f(x)的极小值点;
当Δ=(+1)2-4<0,即-0恒成立,f(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增,所以x=1是函数f(x)的极小值点;
当Δ=(+1)2-4=0,即a=-或a=时,易得f(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增,所以x=1是函数f(x)的极小值点;(6分)
当Δ=(+1)2-4>0时,解得a<-或a>(舍去),
当a<-时,设g(x)的两个零点为x1,x2,所以x1x2=1,不妨设0
又g(1)=+3<0,所以0
当x∈(0,x1)时,f′(x)<0;当x∈(x1,1)时,f′(x)>0;当x∈(1,x2)时,f′(x)<0;
当x∈(x2,+∞)时,f′(x)>0;
所以f(x)在(0,x1)上递减,在(x1,1)上递增,在(1,x2)上递减,在(x2,+∞)上递增;
所以x=1是函数f(x)极大值点.
综上所述a<-.(10分)
(3) ① 由(2)知当a≥-时,函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,故函数f(x)至多有两个零点,欲使f(x)有两个零点,需f(1)=1-a<0,得a>1,
此时f(x)=-3ln x+x3+ax2-2ax>-3ln x-2ax,f()>3ln a-2,
当a>e时,f()>0,此时函数f(x)在(0,1)上恰有1个零点;(12分)
又当x>2时,f(x)=-3ln x+x3+ax(x-2)>-3ln x+x3.
由(1)知φ(x)=-3ln x+x3在(1,+∞)上单调递增,
所以f(e)>-3+e3>0,故此时函数f(x)在(1,+∞)上恰有1个零点;
由此可知当a>e时,函数f(x)有两个零点.(14分)
② 当a<-时,由(2)知f(x)在(0,x1)上递减,在(x1,1)上递增,在(1,x2)上递减,在(x2,+∞)上递增;
而00,
此时函数f(x)也至多有两个零点.
综上①②所述,函数f(x)的零点个数m的最大值为2.(16分)
2020届高三模拟考试试卷(盐城)
数学附加题参考答案及评分标准
21. A. 解:由题意知Aα==3,所以即(4分)
所以矩阵A的特征多项式f(λ)==(λ-1)2-4.
由f(λ)=0,解得λ=3或λ=-1.(8分)
当λ=-1时,令x=1,则y=-1,
所以矩阵A的另一个特征值为-1,对应的一个特征向量为.(10分)
B. 解:由题意知直线l的直角坐标方程为x+2y-m=0.(2分)
又曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ+4sin θ,即ρ2=2ρcos θ+4ρsin θ,
所以曲线C的直角坐标方程为x2+y2-2x-4y=0,
所以曲线C是圆心为(1,2)的圆,(8分)
当直线l被曲线C截得的弦长最大时,得1+2×2-m=0,解得m=5.(10分)
C. 解:由柯西不等式有(12+12+22)(x2+y2+z2)≥(x+y+2z)2=1,(6分)
所以x2+y2+z2≥(当且仅当==,即x=y=,z=时取等号),(8分)
所以x2+y2+z2的最小值是.(10分)
22. 解:(1) 当直线l与x轴垂直时AB的长为4,又P(2,0),取A(2,2),(1分)
所以(2)2=2p·2,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.(2分)
(2) 由题意知S△APF=·FP·|yA|=|yA|,S△BPO=·OP·|yB|=|yB|.
因为S△APF=S△BPO,所以|yA|=2|yB|.(4分)
当kAB=0时,直线AB与抛物线不存在两个交点,所以kAB≠0,
故设直线AB的方程为x=my+2,代入抛物线方程得y2-4my-8=0,
所以yA+yB=4m,yAyB=-8.(6分)
当yA>0,yB<0时,yA=-2yB,-2y=-8,所以yB=-2,xB==1,
所以kPB=2,直线AB的方程为2x-y-4=0.(8分)
当yA<0,yB>0时,同理可得直线AB的方程为2x+y-4=0.
综上所述,直线AB的方程为2x±y-4=0.(10分)
23. 解:(1) 当k=2时,r=1,由==-1,得a2=-1,T2=0.(1分)
当k=3时,r=1或2,由==-2,得a2=-2.
由==-,得a3=,T3=.(3分)
(2) 因为=,由累乘法得··…·=··…·,
所以ar+1=(-2)r··…·=(-2)r,(5分)
所以ar+1=C(-2)r+1.(6分)
当r=0时,a1=1也适合ar+1=C(-2)r+1,
所以Tk=[C(-2)1+C(-2)2+…+C(-2)k],(8分)
即Tk=[C(-2)0+C(-2)1+C(-2)2+…+C(-2)k-1],
所以Tk=[(1-2)k-1]=[1-(-1)k].(10分)
2020届高三模拟考试试卷
数 学
(满分160分,考试时间120分钟)
2020.6
参考公式:
锥体体积公式:V=Sh,其中S为锥体的底面积,h为高.
一、 填空题:本大题共14小题,每小题5分,共70分.
1. 若集合A={x|x≤m},B={x|x≥-1},且A∩B={m},则实数m的值为________.
2. 已知i为虚数单位,复数z满足z(3+i)=10,则|z|的值为________.
3. 从数字0,1,2中任取两个不同的数字构成一个两位数,则所得的两位数大于10的概率为________.
4. 如图所示,一家面包销售店根据以往某种面包的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图,图中小矩形从左向右所对应的区间依次为[0,50),[50,100),[100,150),[150,200),[200,250].若一个月以30天计算,估计这家面包店一个月内这种面包的日销售量少于100个的天数为________天.
5. 执行如图所示的流程图,输出k的值为________.
6. 若双曲线-=1(a>0,b>0)的渐近线为y=±2x,则其离心率的值为________.
7. 若三棱柱ABCA1B1C1的体积为12,点P为棱AA1上一点,则四棱锥PBCC1B1的体积为________.
8. “ω=2”是“函数f(x)=sin(ωx+)的图象关于点(,0)对称”的__________条件.(选填“充分不必要”“必要不充分”“充要”或“既不充分也不必要”)
9. 在△ABC中,C=B+,AB=AC,则tan B的值为________.
10. 若数列{an}的前n项和为Sn,an=2n-1+(-1)n(2n-1),则2a100-S100的值为________.
11. 若集合P={(x,y)|x2+y2-4x=0},Q={(x,y)|≥},则P∩Q表示的曲线的长度为________.
12. 若函数f(x)=的图象上存在关于原点对称的相异两点,则实数m的最大值是________.
13. 在△ABC中,AB=10,AC=15,∠A的平分线与边BC的交点为D,点E为边BC的中点.若·=90,则 ·的值是________.
14. 若实数x,y满足4x2+4xy+7y2=1,则7x2-4xy+4y2的最小值是________.
二、 解答题:本大题共6小题,共90分. 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)
若函数f(x)=Msin(ωx+φ)(M>0,ω>0,0<φ<π)的最小值是-2,最小正周期是2π,且图象经过点N(,1).
(1) 求f(x)的解析式;
(2) 在△ABC中,若f(A)=,f(B)=,求cos C的值.
16. (本小题满分14分)
如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD是菱形,PC⊥BC,点E是PC的中点,且平面PBC⊥平面ABCD.求证:
(1) PA∥平面BDE;
(2) 平面PAC⊥平面BDE.
17. (本小题满分14分)
如图,在一旅游区内原有两条互相垂直且相交于点O的道路l1,l2,一自然景观的边界近似为圆形,其半径约为1千米,景观的中心C到l1,l2的距离相等,点C到点O的距离约为10千米.现拟新建四条游览道路方便游客参观,具体方案:在线段OC上取一点P,新建一条道路OP,并过点P新建两条与圆C相切的道路PM,PN(M,N为切点),同时过点P新建一条与OP垂直的道路AB(A,B分别在l1,l2上).为促进沿途旅游经济,新建道路长度之和越大越好,求新建道路长度之和的最大值.(所有道路宽度忽略不计)
18. (本小题满分16分)
如图,在平面直角坐标系中,椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长为2,F1,F2分别是椭圆C的左、右焦点,过点F2的动直线与椭圆交于点P,Q,过点F2与PQ垂直的直线与椭圆C交于A,B两点.当直线AB过原点时,PF1=3PF2.
(1) 求椭圆C的标准方程;
(2) 若点H(3,0),记直线PH,QH,AH,BH的斜率依次为k1,k2,k3,k4.
① 若k1+k2=,求直线PQ的斜率;
② 求(k1+k2)(k3+k4)的最小值.
19. (本小题满分16分)
如果存在常数k使得无穷数列{an}满足amn=kaman恒成立,则称{an}为P(k)数列.
(1) 若数列{an}是P(1)数列,a6=1,a12=3,求a3;
(2) 若等差数列{bn}是P(2)数列,求{bn}的通项公式;
(3) 是否存在P(k)数列{cn},使得c2 020,c2 021,C2 022,…是等比数列?若存在,请求出所有满足条件的数列{cn};若不存在,请说明理由.
20. (本小题满分16分)
设函数f(x)=-3ln x+x3+ax2-2ax.
(1) 当a=0时,求函数f(x)的单调递增区间;
(2) 若函数f(x)在x=1时取极大值,求实数a的取值范围;
(3) 设函数f(x)的零点个数为m,试求m的最大值.
2020届高三模拟考试试卷
数学附加题(满分40分,考试时间30分钟)
21. 【选做题】 在A,B,C三小题中只能选做两题,每小题10分,共20分.若多做,则按作答的前两题计分.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42:矩阵与变换)
已知矩阵A=.若矩阵A属于特征值3的一个特征向量为α=,求该矩阵属于另一个特征值的特征向量.
B. (选修44:坐标系与参数方程)
在极坐标系中,已知直线l:ρcos θ+2ρsin θ=m(m为实数),曲线C:ρ=2cos θ+4sin θ,当直线l被曲线C截得的弦长取最大值时,求实数m的值.
C. (选修45:不等式选讲)
已知实数x,y,z满足x+y+2z=1,求x2+y2+z2的最小值.
【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. 如图,抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点为F,过点P(2,0)作直线l与抛物线交于A,B两点,当直线l与x轴垂直时AB的长为4.
(1) 求抛物线的方程;
(2) 若△APF与△BPO的面积相等,求直线l的方程.
23. 若有穷数列{an}共有k项(k≥2),且a1=1,=,当1≤r≤k-1时恒成立.设Tk=a1+a2+…+ak.
(1) 求T2,T3;
(2) 求Tk.
2020届高三模拟考试试卷(盐城)
数学参考答案及评分标准
1. -1 2. 3. 4. 12 5. 4 6. 7. 8 8. 充分不必要 9. 2 10. 299 11.
12. 1+e2 13. 14.
15. 解:(1) 因为f(x)的最小值是-2,所以M=2.(2分)
因为f(x)的最小正周期是2π,所以ω=1.(4分)
又由f(x)的图象经过点N(,1),可得f()=1,sin(+φ)=,
所以φ+=2kπ+或φ+=2kπ+,k∈Z.
又0<φ<π,所以φ=,故f(x)=2sin(x+),即f(x)=2cos x.(6分)
(2) 由(1)知f(x)=2cos x.
又f(A)=,f(B)=,
故2cos A=,2cos B=,即cos A=,cos B=.
因为在△ABC中,A,B∈(0,π),
所以sin A===,sin B===,(10分)
所以cos C=cos[π-(A+B)]=-cos(A+B)
=-(cos Acos B-sin Asin B)=-(×-×)=.(14分)
16. 证明:(1) 设AC∩BD=O,连结OE,
因为底面ABCD是菱形,故O为BD中点.
因为点E是PC的中点,所以AP∥OE. (2分)
因为OE⊂平面BDE,AP⊄平面BDE,所以AP∥平面BDE.(6分)
(2) 因为平面PBC⊥平面ABCD,PC⊥BC,平面PBC∩平面ABCD=BC,PC⊂平面PBC,
所以PC⊥平面ABCD.(9分)
又BD⊂平面ABCD,所以PC⊥BD.
因为四边形ABCD是菱形,所以AC⊥BD.
又PC⊥BD,AC∩PC=C,AC⊂平面PAC,PC⊂平面PAC,
所以BD⊥平面PAC. (12分)
又BD⊂平面BDE,所以平面PAC⊥平面BDE.(14分)
17. 解:连结CM,设∠PCM=θ,则PC=,PM=PN=tan θ,
OP=OC-PC=10-,AB=2OP=20-.
设新建的道路长度之和为f(θ),则f(θ)=PM+PN+AB+OP=2tan θ-+30.(6分)
由1
令f′(θ)=0得sin θ=.(10分)
设sin θ1=,θ1∈(0,θ0],则θ,f′(θ),f(θ)的情况如下表:
θ
(0,θ1)
θ1
(θ1,θ0]
f′(θ)
+
0
-
f(θ)
极大
由表可知当θ=θ1时f(θ)有最大值,
此时sin θ=,cos θ=,tan θ=,f(θ)=30-.(13分)
答:新建道路长度之和的最大值为30-千米.(14分)
注:定义域扩展为(0,),求出最值后验证也可.
18. 解:(1) 因为椭圆C:+=1(a>b>0)的短轴长为2,所以b=1.
当直线AB过原点时,PQ⊥x轴,所以△PF1F2为直角三角形.
由定义知PF1+PF2=2a,而PF1=3PF2,故PF1=a,PF2=a.
由PF=PF+F1F得a2=a2+4c2=a2+4(a2-1),化简得a2=2,
故椭圆的方程为+y2=1. (4分)
(2) ① 设直线PQ:y=k(x-1),代入到椭圆方程得(1+2k2)x2-4k2x+(2k2-2)=0.
设P(x1,y1),Q(x2,y2),则x1+x2=,x1x2=, (6分)
所以k1+k2=+=,
化简可得k1+k2==,(10分)
解得k=1或k=,即为直线PQ的斜率.(12分)
② 当这两条直线中有一条与坐标轴垂直时,(k1+k2)(k3+k4)=0.
当两条直线与坐标轴都不垂直时,
由①知k1+k2=,同理可得k3+k4=,(14分)
故(k1+k2)(k3+k4)==≥=-,
当且仅当k2=,即k=±1时取等号.
综上,(k1+k2)(k3+k4)的最小值为-.(16分)
19. 解:(1) 由数列{an}是P(1)数列得a6=a2a3=1,a12=a2a6=3,可得a3=.(2分)
(2) 由{bn}是P(2)数列知bmn=2bmbn恒成立,取m=1得bn=2b1bn恒成立.
当b1=0,bn=0时满足题意,此时bn=0.
当b1≠0时,由b1=2b,可得b1=,取m=n=2得b4=2b.
设公差为d,则+3d=2(+d)2,解得d=0或d=.
综上,bn=0或bn=或bn=,经检验均合题意.(8分)
(3) (解法1)假设存在满足条件的P(k)数列{cn},不妨设该等比数列c2 020,c2 021,c2 022,…的公比为q,
则有c2 020×2 020=kc2 020·c2 020⇒c2 020·q2 020×2 020-2 020=kc2 020·c2 020,可得q2 020×2 020-2 020=kc2 020 ①,
c2 020×2 021=kc2 020·c2 021⇒c2 020·q2 020×2 021-2 020=kc2 020·c2 020·q,可得q2 020×2 021-2 021=kc2 020 ②.
综合①②可得q=1,(10分)
故c2 020×2 020=c2 020,代入c2 020×2 020=kc2 020·c2 020得c2 020=,则当n≥2 020时cn=.(12分)
又c2 020=kc1·c2 020⇒c1=.
当1
而cni=,所以=ki-1(cn)i,(cn)i=()i,cn=.
综上,满足条件的P(k)数列{cn}有无穷多个,其通项公式为cn=.(16分)
(解法2)同解法1得,当n≥2 020时cn=.
当1
不妨设该等比数列c2 020,c2 021,c2 022,…的公比为q,
当1≤n≤2 018时,cn×2 020=kcnc2 020,c(n+1)×2 020=kcn+1c2 020,
两式相除可得==q2 020,
故当1≤n≤2 019时,{cn}也为等比数列,(10分)
故cn=c1×q2 020(n-1)=×q2 020(n-1),则c2=×q2 020,c4=×q6 060.
由c4=k(c2)2得q2 020=1,且当1≤n≤2 019时cn=,(12分)
则c2 020=kc2c1 010=k××=,c2 025=kc5c405=k××=,所以=1=q5,所以q=1,
故当n≥2 020时cn=.
综上,满足条件的P(k)数列{cn}有无穷多个,其通项公式为cn=.(16分)
20. 解:(1) 当a=0时,f(x)=-3ln x+x3,所以f′(x)=+3x2=3(),(1分)
由f′(x)=0得x=1,当x∈(0,1)时,f′(x)<0;当x∈(1,+∞)时,f′(x)>0,
所以函数f(x)的单调增区间为(1,+∞).(3分)
(2) 由题意得f′(x)=+3x2+2ax-2a=[x2+(+1)x+1].
令g(x)=x2+(+1)x+1(x>0),则f′(x)=g(x).
当+1≥0,即a≥-时,g(x)>0恒成立,得f(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增,所以x=1是函数f(x)的极小值点;
当Δ=(+1)2-4<0,即-0恒成立,f(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增,所以x=1是函数f(x)的极小值点;
当Δ=(+1)2-4=0,即a=-或a=时,易得f(x)在(0,1)上递减,在(1,+∞)上递增,所以x=1是函数f(x)的极小值点;(6分)
当Δ=(+1)2-4>0时,解得a<-或a>(舍去),
当a<-时,设g(x)的两个零点为x1,x2,所以x1x2=1,不妨设0
当x∈(x2,+∞)时,f′(x)>0;
所以f(x)在(0,x1)上递减,在(x1,1)上递增,在(1,x2)上递减,在(x2,+∞)上递增;
所以x=1是函数f(x)极大值点.
综上所述a<-.(10分)
(3) ① 由(2)知当a≥-时,函数f(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,故函数f(x)至多有两个零点,欲使f(x)有两个零点,需f(1)=1-a<0,得a>1,
此时f(x)=-3ln x+x3+ax2-2ax>-3ln x-2ax,f()>3ln a-2,
当a>e时,f()>0,此时函数f(x)在(0,1)上恰有1个零点;(12分)
又当x>2时,f(x)=-3ln x+x3+ax(x-2)>-3ln x+x3.
由(1)知φ(x)=-3ln x+x3在(1,+∞)上单调递增,
所以f(e)>-3+e3>0,故此时函数f(x)在(1,+∞)上恰有1个零点;
由此可知当a>e时,函数f(x)有两个零点.(14分)
② 当a<-时,由(2)知f(x)在(0,x1)上递减,在(x1,1)上递增,在(1,x2)上递减,在(x2,+∞)上递增;
而0
此时函数f(x)也至多有两个零点.
综上①②所述,函数f(x)的零点个数m的最大值为2.(16分)
2020届高三模拟考试试卷(盐城)
数学附加题参考答案及评分标准
21. A. 解:由题意知Aα==3,所以即(4分)
所以矩阵A的特征多项式f(λ)==(λ-1)2-4.
由f(λ)=0,解得λ=3或λ=-1.(8分)
当λ=-1时,令x=1,则y=-1,
所以矩阵A的另一个特征值为-1,对应的一个特征向量为.(10分)
B. 解:由题意知直线l的直角坐标方程为x+2y-m=0.(2分)
又曲线C的极坐标方程为ρ=2cos θ+4sin θ,即ρ2=2ρcos θ+4ρsin θ,
所以曲线C的直角坐标方程为x2+y2-2x-4y=0,
所以曲线C是圆心为(1,2)的圆,(8分)
当直线l被曲线C截得的弦长最大时,得1+2×2-m=0,解得m=5.(10分)
C. 解:由柯西不等式有(12+12+22)(x2+y2+z2)≥(x+y+2z)2=1,(6分)
所以x2+y2+z2≥(当且仅当==,即x=y=,z=时取等号),(8分)
所以x2+y2+z2的最小值是.(10分)
22. 解:(1) 当直线l与x轴垂直时AB的长为4,又P(2,0),取A(2,2),(1分)
所以(2)2=2p·2,解得p=2,所以抛物线的方程为y2=4x.(2分)
(2) 由题意知S△APF=·FP·|yA|=|yA|,S△BPO=·OP·|yB|=|yB|.
因为S△APF=S△BPO,所以|yA|=2|yB|.(4分)
当kAB=0时,直线AB与抛物线不存在两个交点,所以kAB≠0,
故设直线AB的方程为x=my+2,代入抛物线方程得y2-4my-8=0,
所以yA+yB=4m,yAyB=-8.(6分)
当yA>0,yB<0时,yA=-2yB,-2y=-8,所以yB=-2,xB==1,
所以kPB=2,直线AB的方程为2x-y-4=0.(8分)
当yA<0,yB>0时,同理可得直线AB的方程为2x+y-4=0.
综上所述,直线AB的方程为2x±y-4=0.(10分)
23. 解:(1) 当k=2时,r=1,由==-1,得a2=-1,T2=0.(1分)
当k=3时,r=1或2,由==-2,得a2=-2.
由==-,得a3=,T3=.(3分)
(2) 因为=,由累乘法得··…·=··…·,
所以ar+1=(-2)r··…·=(-2)r,(5分)
所以ar+1=C(-2)r+1.(6分)
当r=0时,a1=1也适合ar+1=C(-2)r+1,
所以Tk=[C(-2)1+C(-2)2+…+C(-2)k],(8分)
即Tk=[C(-2)0+C(-2)1+C(-2)2+…+C(-2)k-1],
所以Tk=[(1-2)k-1]=[1-(-1)k].(10分)
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