2021届河南省洛阳市高考数学第二次考试试卷(理科)(含答案)
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这是一份2021届河南省洛阳市高考数学第二次考试试卷(理科)(含答案),共20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年河南省洛阳市高考数学第二次考试试卷(理科)
一、选择题(共12小题).
1.已知集合M={x|﹣4<x<2},N={x|<0},则M∪N=( )
A.{x|﹣4<x<3} B.{x|﹣4<x<﹣2} C.{x|﹣2<x<2} D.{x|2<x<3}
2.若复数z满足(3+4i)z=|4﹣3i|,则z的虚部为( )
A. B.﹣4 C.﹣ D.4
3.已知平面α,直线m,n满足m⊄α,n⊂α,则“m∥α”是“m∥n”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
4.设x,y满足,则(x+1)2+y2的取值范围是( )
A.[0,10] B.[1,10] C.[1,17] D.[0,17]
5.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x>0时,f(x)=lnx+x,则a=f(﹣2),b=f(log29),c=f()的大小关系为( )
A.a>b>c B.a>c>b C.b>c>a D.b>a>c
6.(x﹣y)8的展开式中,x2y6项的系数是( )
A.28 B.﹣28 C.56 D.﹣56
7.已知双曲线C:的焦点F到渐近线的距离与顶点A到渐近线的距离之比为3:1,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
8.已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0)的最小正周期为π,则该函数的图象( )
A.关于点(,0)对称 B.关于直线x=对称
C.关于点(,0)对称 D.关于直线x=对称
9.已知点A是抛物线C:x2=2py(p>0)上一点,O为坐标原点,若以点M(0,8)为圆心,|OA|的长为半径的圆交抛物线C于A,B两点,且△ABO为等边三角形,则p的值是( )
A. B.2 C.6 D.
10.《易•系辞上》有“河出图,洛出书“之说,河图、洛书是中华文化,阴阳术数之源,其中河图的排列结构是一、六在后,二、七在前,三、八在左,四、九在右,五、十背中.如图,白圈为阳数,黑点为阴数.若从这10个数中任取3个数,则这3个数中至少有2个阳数且能构成等差数列的概率为( )
A. B. C. D.
11.四棱锥P﹣ABCD的三视图如图所示,四棱锥P﹣ABCD的五个顶点都在一个球面上,E、F分别是棱AB、CD的中点,直线EF被球面所截得的线段长为,则该球表面积为( )
A.12π B.24π C.36π D.48π
12.已知△ABC的三边分别为a,b,c,若满足a2+b2+2c2=8,则△ABC面积的最大值为( )
A. B. C. D.
二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题卡上)
13.函数f(x)=cos2x﹣2cosx的最大值为 .
14.若非零向量f(x)满足||=||,且,则与的夹角为 .
15.若曲线y=lnx在点(1,0)的切线与曲线g(x)=x2+mx+也相切,则m= .
16.在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,M、N、P、Q分别是AB、AA1、C1D1、CC1的中点,给出以下四个结论:①AC1⊥MN; ②AC1∥平面MNPQ; ③AC1与PM相交; ④NC1与PM异面.其中正确结论的序号是 .
三、解答题(本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,首项a1=1,且S1,S2,S4成等比数列.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若数列{an}是单调数列,数列{bn}满足log2bn=﹣,记数列{anbn}的前n项和为Tn,求证:Tn<3.
18.如图,在平面五边形ABCDE中,AB∥CE,且AE=2,∠AEC=60°,CD=ED=,cos∠EDC=,将△CDE沿CE折起,使点D到P的位置,且AP=,得到如图2所示的四棱锥P﹣ABCE.
(1)求证:AP⊥平面ABCE;
(2)求平面PAB与平面PCE所成锐二面角的大小.
19.某厂生产不同规格的一种产品,根据检测标准,其合格产品的质量y(g)与尺寸x(mm)之间近似满足关系式y=c•xb(b,c为大于0的常数).按照某项指标测定,当产品质量与尺寸的比在区间(,)≈(0.302,0.388)内时为优等品.现随机抽取6件合格产品,测得数据如下:
尺寸x(mm)
38
48
58
68
78
88
质量y(g)
16.8
18.8
20.7
22.4
24
25.5
质量与尺寸的比
0.442
0.392
0.357
0.329
0.308
0.290
(1)现从抽取的6件合格产品中再任选3件,记ξ为取到优等品的件数,试求随机变量ξ的期望;
(2)根据测得数据作了初步处理,得相关统计量的值如表:
(lnxi•lnyi)
(lnxi)
(lnyi)
(lnxi)2
75.3
24.6
18.3
101.4
(ⅰ)根据所给统计量,求y关于x的回归方程;
(ⅱ)已知优等品的收益z(单位:千元)与x,y的关系为z=2y﹣0.32x,则当优等品的尺寸x为何值时,收益z的预报值最大?
附:对于样本(vi,ui)(i=1,2,…,n),其回归直线u=b•v+a的斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:==,=﹣,e≈2.7182.
20.已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,点E,F分别为其下顶点和右焦点,坐标原点为O,且△EOF的面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线l,使得l与椭圆C相交于A,B两点,且点F恰为△EAB的垂心?若存在,求直线l的方程,若不存在,请说明理由.
21.已知函数f(x)=+.
(1)若x≥1时,f(x)≥,求实数m的取值范围;
(2)求证:[lnk+1n(k+1)]>(n∈N*).
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,则按所做的第题计分.作答时,用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号后的方框涂黑.[选修4-4:极坐标与参数方程]
22.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数).经过伸缩变换φ:后,曲线C1变为曲线C2.
(1)求曲线C1和曲线C2的普通方程;
(2)已知点P是曲线C2上的任意一点,曲线C1与x轴和y轴正半轴的交点分别为A,B,试求△PAB面积的最大值和此时点P的坐标.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+2|﹣|x+a|.
(1)当a=1时,画出y=f(x)的图象;
(2)若关于x的不等式f(x)≥3a有解,求a的取值范围.
参考答案
一、选择题(共12小题).
1.已知集合M={x|﹣4<x<2},N={x|<0},则M∪N=( )
A.{x|﹣4<x<3} B.{x|﹣4<x<﹣2} C.{x|﹣2<x<2} D.{x|2<x<3}
解:∵M={x|﹣4<x<2},N={x|<0}={x|﹣2<x<3},
∴M∪N={x|﹣4<x<3},
故选:A.
2.若复数z满足(3+4i)z=|4﹣3i|,则z的虚部为( )
A. B.﹣4 C.﹣ D.4
解:由(3+4i)z=|4﹣3i|,得z=,
∴z的虚部为﹣.
故选:C.
3.已知平面α,直线m,n满足m⊄α,n⊂α,则“m∥α”是“m∥n”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
解:因为m⊄α,n⊂α,当m∥α时,m与n不一定平行,即充分性不成立;
当m∥n时,满足线面平行的判定定理,m∥α成立,即必要性成立;
所以“m∥α”是“m∥n”的必要不充分条件.
故选:B.
4.设x,y满足,则(x+1)2+y2的取值范围是( )
A.[0,10] B.[1,10] C.[1,17] D.[0,17]
解:由约束条件作出可行域如图,
联立,解得A(3,﹣1),
(x+1)2+y2的几何意义为可行域内动点与定点P(﹣1,0)距离的平方,
由图可知,可行域内动点与定点P(﹣1,0)距离的最小值且为1,
最大值为|PA|=,
∴(x+1)2+y2的取值范围是[1,17].
故选:C.
5.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x>0时,f(x)=lnx+x,则a=f(﹣2),b=f(log29),c=f()的大小关系为( )
A.a>b>c B.a>c>b C.b>c>a D.b>a>c
解:根据题意,函数f(x)是定义在R上的偶函数,则a=f(﹣2)=f(2)=f(),
当x>0时,f(x)=lnx+x,其导数为f′(x)=+1,则f(x)在(0,+∞)上为增函数,
又由0<<<3=log28<log29,则f()<f(2)<f(log29),
故有b>a>c,
故选:D.
6.(x﹣y)8的展开式中,x2y6项的系数是( )
A.28 B.﹣28 C.56 D.﹣56
解:(x﹣y)8的展开式中,通项公式为 Tr+1=•(﹣1)r••x6﹣r•yr,
令r=6,可得x2y6项的系数是•2=56,
故选:C.
7.已知双曲线C:的焦点F到渐近线的距离与顶点A到渐近线的距离之比为3:1,则双曲线C的渐近线方程为( )
A. B. C. D.
解:设顶点A(a,0)焦点F(c,0),其中一条渐近线的方程为:bx+ay=0,
设A到渐近线的距离为d==,
焦点F到渐近线的距离为d'==b,
由题意可得b:=3:1即=3,所以9a2=c2=a2+b2,可得b2=8a2,
所以渐近线的方程为:y=x=x,
故选:A.
8.已知函数f(x)=sinωx+cosωx(ω>0)的最小正周期为π,则该函数的图象( )
A.关于点(,0)对称 B.关于直线x=对称
C.关于点(,0)对称 D.关于直线x=对称
解:∵函数f(x)=sinωx+cosωx=sin(ωx+)(ω>0)的最小正周期为=π,∴ω=2,
∴f(x)=sin(2x+).
令x=,求得f(x)=sin≠0,且f(x)不是最值,故A、D错误;
令x=,求得f(x)=,为最大值,故函数f(x)的图象关于直线x=对称,故B正确,C错误;
故选:B.
9.已知点A是抛物线C:x2=2py(p>0)上一点,O为坐标原点,若以点M(0,8)为圆心,|OA|的长为半径的圆交抛物线C于A,B两点,且△ABO为等边三角形,则p的值是( )
A. B.2 C.6 D.
解:由题意,|MA|=|OA|,∴A的纵坐标为4,
∵△ABO为等边三角形,
∴A的横坐标为,
∵点A是抛物线C:x2=2py(p>0)上一点,
∴,
∴p=.
故选:D.
10.《易•系辞上》有“河出图,洛出书“之说,河图、洛书是中华文化,阴阳术数之源,其中河图的排列结构是一、六在后,二、七在前,三、八在左,四、九在右,五、十背中.如图,白圈为阳数,黑点为阴数.若从这10个数中任取3个数,则这3个数中至少有2个阳数且能构成等差数列的概率为( )
A. B. C. D.
解:河图的排列结构是一、六在后,二、七在前,三、八在左,四、九在右,五、十背中.如图,
白圈为阳数,黑点为阴数.
若从这10个数中任取3个数,基本事件总数n==120,
这3个数中至少有2个阳数且能构成等差数列包含的基本事件有10个,分别为:
(1,3,5),(3,5,7),(5,7,9),(1,5,9),(1,2,3),(1,4,7),(3,4,5),(3,6,9),(5,6,7),(7,8,9),
则这3个数中至少有2个阳数且能构成等差数列的概率为p=.
故选:C.
11.四棱锥P﹣ABCD的三视图如图所示,四棱锥P﹣ABCD的五个顶点都在一个球面上,E、F分别是棱AB、CD的中点,直线EF被球面所截得的线段长为,则该球表面积为( )
A.12π B.24π C.36π D.48π
解:将三视图还原为直观图如右图,可得四棱锥P﹣ABCD的五个顶点位于同一个正方体的顶点处,
且与该正方体内接于同一个球.且该正方体的棱长为a
设外接球的球心为O,则O也是正方体的中心,设EF中点为G,连接OG,OA,AG
根据题意,直线EF被球面所截得的线段长为2,即正方体面对角线长也是2,
∴得AG==a,所以正方体棱长a=2
∴Rt△OGA中,OG=a=1,AO=,
即外接球半径R=,得外接球表面积为4πR2=12π.
故选:A.
12.已知△ABC的三边分别为a,b,c,若满足a2+b2+2c2=8,则△ABC面积的最大值为( )
A. B. C. D.
解:由三角形面积公式可得:S=absinC,
可得:S2=a2b2(1﹣cos2C)=a2b2[1﹣()2],
∵a2+b2+2c2=8,
∴a2+b2=8﹣2c2,可得:a2+b2=8﹣2c2≥2ab,解得:ab≤4﹣c2,当且仅当a=b时等号成立,
∴S2=a2b2[1﹣()2]
=a2b2[1﹣()2]
=a2b2﹣
≤(4﹣c2)2﹣
=﹣+c2
=﹣(c2﹣)2,当且仅当a=b时等号成立,
∴当c2=时,﹣+c2取得最大值,S的最大值为.
故选:B.
二、填空题(每题5分,满分20分,将答案填在答题卡上)
13.函数f(x)=cos2x﹣2cosx的最大值为 3 .
解:函数f(x)=cos2x﹣2cosx=2cos2x﹣2cosx﹣1=,
当cosx=﹣1时,函数f(x)取得最大值,
,
故答案为:3.
14.若非零向量f(x)满足||=||,且,则与的夹角为 .
解:根据条件,=;
∴;
∴;
∴与的夹角为.
故答案为:.
15.若曲线y=lnx在点(1,0)的切线与曲线g(x)=x2+mx+也相切,则m= ﹣2或4 .
解:y=lnx的导数为y′=,
可得曲线y=lnx在点(1,0)的切线斜率为1,切线的方程为y=x﹣1,
联立,可得x2+(2m﹣2)x+9=0,
由切线与曲线g(x)=x2+mx+也相切,
可得△=(2m﹣2)2﹣4×9=0,
解得m=4或﹣2.
故答案为:﹣2或4.
16.在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,M、N、P、Q分别是AB、AA1、C1D1、CC1的中点,给出以下四个结论:①AC1⊥MN; ②AC1∥平面MNPQ; ③AC1与PM相交; ④NC1与PM异面.其中正确结论的序号是 ①③④ .
解:在正方体ABCD﹣A1B1C1D1中,∴A1D⊥AD1,
∵CD⊥面AA1D1D,AD1⊂面AA1D1D,
∴CD⊥AD1,
∴AD1⊥面A1CD,∴A1C⊥AD1
∵M,N分别是AA1,A1D1的中点,∴AD1∥MN,即A1C⊥MN,故①正确;
由于M、N、P、Q分别是AB、AA1、C1D1、CC1的中点,
则AC1与PM相交,故②不正确,③正确;
∵N∉面ACC1A1,而M,P,C∈面ACC1A1,∴NC与PM异面,故④正确;
故答案为:①③④.
三、解答题(本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.已知等差数列{an}的前n项和为Sn,首项a1=1,且S1,S2,S4成等比数列.
(1)求{an}的通项公式;
(2)若数列{an}是单调数列,数列{bn}满足log2bn=﹣,记数列{anbn}的前n项和为Tn,求证:Tn<3.
【解答】(1)解:设等差数列{an}的公差为d,
∵a1=1,且S1,S2,S4成等比数列,
∴S22=S1S4,即(2+d)2=4+,即d2﹣2d=0,解得:d=0或2,
∴an=1或an=1+2(n﹣1)=2n﹣1,即an=1或an=2n﹣1;
(2)证明:∵数列{an}是单调数列,
∴an=2n﹣1,Sn==n2,
又log2bn=﹣=﹣n,
∴bn=2﹣n,anbn=,
∴Tn=+++…+,
又Tn=++…++,
两式相减得:Tn=+2(++…+)﹣=+﹣,
整理得:Tn=3﹣,
∴Tn<3.
18.如图,在平面五边形ABCDE中,AB∥CE,且AE=2,∠AEC=60°,CD=ED=,cos∠EDC=,将△CDE沿CE折起,使点D到P的位置,且AP=,得到如图2所示的四棱锥P﹣ABCE.
(1)求证:AP⊥平面ABCE;
(2)求平面PAB与平面PCE所成锐二面角的大小.
【解答】(1)证明:在△CDE中,因为CD=ED=,cos∠EDC=,
由余弦定理可得=,
连结AC,因为AE=CE=2,∠AEC=60°,所以AC=2,
又因为AP=,故在△PAE中,AP2+AE2=PE2,
所以AP⊥AE,同理可证AP⊥AC,因为AC∩AE=A,AE,AC⊂平面ABCE,
所以AP⊥平面ABCE;
(2)解:以A为坐标原点,AB,AP所在直线为x轴,z轴建立空间直角坐标系如图所示,
则,
平面PAB的一个法向量为,
设平面PCE的法向量为,
因为,
所以,即,
令y=1,则z=1,故,
所以,
故平面PAB与平面PCE所成锐二面角的大小为45°.
19.某厂生产不同规格的一种产品,根据检测标准,其合格产品的质量y(g)与尺寸x(mm)之间近似满足关系式y=c•xb(b,c为大于0的常数).按照某项指标测定,当产品质量与尺寸的比在区间(,)≈(0.302,0.388)内时为优等品.现随机抽取6件合格产品,测得数据如下:
尺寸x(mm)
38
48
58
68
78
88
质量y(g)
16.8
18.8
20.7
22.4
24
25.5
质量与尺寸的比
0.442
0.392
0.357
0.329
0.308
0.290
(1)现从抽取的6件合格产品中再任选3件,记ξ为取到优等品的件数,试求随机变量ξ的期望;
(2)根据测得数据作了初步处理,得相关统计量的值如表:
(lnxi•lnyi)
(lnxi)
(lnyi)
(lnxi)2
75.3
24.6
18.3
101.4
(ⅰ)根据所给统计量,求y关于x的回归方程;
(ⅱ)已知优等品的收益z(单位:千元)与x,y的关系为z=2y﹣0.32x,则当优等品的尺寸x为何值时,收益z的预报值最大?
附:对于样本(vi,ui)(i=1,2,…,n),其回归直线u=b•v+a的斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:==,=﹣,e≈2.7182.
解:(1)由表可知,抽取的6件合格产品中有3件优等品,
∴ξ的所有可能取值为0,1,2,3,
P(ξ=0)==,P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,P(ξ=3)==,
∴随机变量ξ的期望为E(ξ)=0×+1×+2×+3×=.
(2)(ⅰ)∵y=c•xb,∴lny=lnc+blnx,
∵(lnxi)=24.6,(lnyi)=18.3,
∴=(lnxi)=4.1,=(lnyi)=3.05,
∴===0.5,
=﹣=3.05﹣0.5×4.1=1,
∴lny=1+0.5lnx,
故y关于x的回归方程为=ex0.5.
(ⅱ)由(i)知,=ex0.5,
∴=2﹣0.32x=2ex0.5﹣0.32x=﹣0.32(﹣)2+,
当=,即x=≈72时,取得最大值,
故当优等品的尺寸x为72mm时,收益z的预报值最大.
20.已知椭圆C:=1(a>b>0)的离心率为,点E,F分别为其下顶点和右焦点,坐标原点为O,且△EOF的面积为.
(1)求椭圆C的方程;
(2)是否存在直线l,使得l与椭圆C相交于A,B两点,且点F恰为△EAB的垂心?若存在,求直线l的方程,若不存在,请说明理由.
解:(1)由题可知,
解得,
所以椭圆C的方程为+=1.
(2)假设满足条件的直线l存在,由E(0,﹣2),F(,0),
所以kEF=,
因为点F为△EAB的垂心,
所以AB⊥EF,
所以kAB=﹣,
设直线l的方程为y=﹣x+t,代入+=1,
得7x2﹣6tx+6(t2﹣4)=0,(*),
△=(﹣6t)2﹣4×7×6(t2﹣4)=﹣96t2+672>0,即﹣<t<,
记A(x1,y1),B(x2,y2),
则,
由AF⊥BE,得•=﹣1,
所以y1y2+2y1+x1x2﹣x2=0,
将y1=﹣x1+t,y2=﹣x2+t代入上式,
得3x1x2﹣(t+2)(x1+x2)+(2t2+4t)=0,
所以3•﹣(t+2)•+(2t2+4t)=0,
所以5t2+t﹣18=0,
解得t=(t=﹣2舍去),
代入(*)满足△>0,
所以直线l的方程为y=﹣x+.
21.已知函数f(x)=+.
(1)若x≥1时,f(x)≥,求实数m的取值范围;
(2)求证:[lnk+1n(k+1)]>(n∈N*).
解:(1)不等式f(x)≥,即为m≤,
记g(x)=,故g′(x)==,
令h(x)=x﹣lnx,则h′(x)=1﹣,
∵x≥1,∴h′(x)≥0,h(x)在[1,+∞)单调递增,
故h(x)min=h(1)=1>0,故g′(x)>0,
故g(x)在[1,+∞)上单调递增,
故g(x)min=g(1)=2,故m≤2;
(2)由(1)知:f(x)≥恒成立,
即lnx≥=1﹣>1﹣,
令x=n(n+1),则ln[n(n+1)]>1﹣,
故ln(1×2)>1﹣,ln(2×3)>1﹣,
ln(3×4)>1﹣,…,ln[n(n+1)]>1﹣,
累加得:[lnk+1n(k+1)]>n﹣2(1﹣)>n﹣2+=,
故[lnk+1n(k+1)]>(n∈N*).
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,则按所做的第题计分.作答时,用2B铅笔在答题卡上把所选题目对应的题号后的方框涂黑.[选修4-4:极坐标与参数方程]
22.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数).经过伸缩变换φ:后,曲线C1变为曲线C2.
(1)求曲线C1和曲线C2的普通方程;
(2)已知点P是曲线C2上的任意一点,曲线C1与x轴和y轴正半轴的交点分别为A,B,试求△PAB面积的最大值和此时点P的坐标.
解:(1)由题设知:曲线C1的参数方程为,
由①2+②2得:x2+y2=4,
经过伸缩变换φ:后,曲线C1变为曲线C2,
所以,
整理得,即:.
(2)曲线C1与x轴和y轴正半轴的交点分别为A,B,即x2+y2=4与x轴的正半轴的交点坐标为A(2,0),与y轴的正半轴交点的坐标为B(0,2),
所以直线AB的方程为x+y﹣2=0.
所以:直线AB的斜率为﹣1,
直线AB的垂直平分线的斜率为k=1,
点A和B的中点为(),即(1,1).
所以l的方程为y=x,
所以,解得,
故P(),
点P()到直线的距离d=,
所以.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+2|﹣|x+a|.
(1)当a=1时,画出y=f(x)的图象;
(2)若关于x的不等式f(x)≥3a有解,求a的取值范围.
解:(1)a=1时,f(x)=|x+2|﹣|x+1|=,
其图像为:
(2)若关于x的不等式f(x)≥3a有解,即f(x)max≥3a,
∵f(x)=|x+2|﹣|x+a|≤|x+2﹣x﹣a|=|2﹣a|,
∴|2﹣a|≥3a,∴2﹣a≥3a或2﹣a≤﹣3a,
故a≤或a≤﹣1,故a≤,
故a的取值范围是(﹣∞,].
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