2022-2023学年广东省广州六中、二中、广雅、省实、执信五校联考高一(下)期末数学试卷
展开1.(5分)已知复数z=1-2i1+i(i是虚数单位),则z对应的点在( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
2.(5分)已知平面向量a→与b→为单位向量,它们的夹角为π3,则|2a→+b→|=( )
A.2B.3C.5D.7
3.(5分)已知函数f(x)=1x,x>0x+2,x≤0,则方程f(x)﹣3|x|=0的解的个数是( )
A.0B.1C.2D.3
4.(5分)函数y=sin(x+π3)sin(x+π2)的最小正周期是( )
A.π4B.π2C.πD.2π
5.(5分)下列不等式恒成立的是( )
A.ba+ab≥2B.ab≥(a+b2)2
C.a+b≥2|ab|D.a2+b2≥﹣2ab
6.(5分)已知a,b是两条不重合的直线,α,β,γ是三个不重合的平面,则下列命题正确的是( )
A.若a∥α,β∥α,则a∥βB.若α⊥β,a⊥β,则a∥α
C.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βD.若a∥α,b⊥α,则a⊥b
7.(5分)北斗三号全球卫星导航系统是我国航天事业的重要成果.在卫星导航系统中,地球静止同步卫星的轨道位于地球赤道所在平面,轨道高度(轨道高度是指卫星到地球表面的距离)为h.将地球看作是一个球心为O,半径为r的球,其上点A的纬度是指OA与赤道平面所成角的度数.如果地球表面上某一观测点与该卫星在同一条子午线(经线)所在的平面,且在该观测点能直接观测到该卫星.若该观测点的纬度值为a,观测该卫星的仰角为β,则下列关系一定成立的是( )
A.r+hcsβ=rcs(α+β)B.hcsβ=rcs(α+β)
C.r+hsinβ=rsin(α+β)D.hsinβ=rsin(α+β)
8.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的边长为2,M是BB1的中点,点P在正方体内部或表面上,且MP∥平面AB1D1,则动点P的轨迹所形成的区域面积是( )
A.3B.23C.33D.43
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.请把正确选项在答题卡中的相应位置涂黑.
(多选)9.(5分)已知某地区某周7天每天的最高气温分别为23,25,13,10,13,12,19(单位℃).则( )
A.该组数据的平均数为1157
B.该组数据的中位数为13
C.该组数据的第70百分位数为16
D.该组数据的极差为15
(多选)10.(5分)把函数f(x)=sinx的图象向左平移π3个单位长度,再把横坐标变为原来的12倍(纵坐标不变)得到函数g(x)的图象,下列关于函数g(x)的说法正确的是( )
A.最小正周期为π
B.在区间[-π3,π6]上的最大值为32
C.图象的一个对称中心为(-π3,0)
D.图象的一条对称轴为直线x=π12
(多选)11.(5分)在锐角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a2=b(b+c),则下列结论正确的有( )
A.A=2B
B.B的取值范围为(0,π4)
C.ab的取值范围为(2,3)
D.1tanB-1tanA+2sinA的取值范围为(533,6)
(多选)12.(5分)如图是一个正方体的侧面展开图,A,C,E,F是顶点,B,D是所在棱的中点,则在这个正方体中,下列结论正确的是( )
A.BF与AE异面
B.BF∥平面ACD
C.平面CDF⊥平面ABD
D.DE与平面ABD所成的角的正弦值是23
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分,请把答案填在答题卡的相应位置上.
13.(5分)已知树人中学高一年级总共有学生n人,其中男生550人,按男生、女生进行分层,并按比例分配抽取n10名学生参加湿地保护知识竞赛,已知参赛学生中男生比女生多10人,则n= .
14.(5分)在直角三角形ABC中,已知AC=2,BC=23,∠C=90°,以AC为旋转轴将△ABC旋转一周,AB、BC边形成的面所围成的旋转体是一个圆锥,则经过该圆锥任意两条母线的截面三角形的面积的最大值为 .
15.(5分)已知正四棱台的上、下底面边长分别是1和2,所有顶点都在球O的球面上,若球O的表面积为8π,则此正四棱台的侧棱长为 .
16.(5分)如图是正八边形ABCDEFGH,其中O是该正八边形的中心,P是正八边形ABCDEFGH八条边上的动点.若OA=2,则该八边形的面积为 ,OP→⋅AB→的最小值为 .
四、解答题:本大题共6小题,第17题10分,18、19、20、21、22题各12分,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.必须把解答过程写在答题卡相应题号指定的区域内,超出指定区域的答案无效
17.(10分)已知函数f(x)=sin(﹣2x)+cs(﹣2x),x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调递减区间;
(2)求函数f(x)在[0,π2]上的最小值及相应自变量的值.
18.(12分)5月11日是世界防治肥胖日.我国超过一半的成年人属于超重或肥胖,6~17岁的儿童青少年肥胖率接近20%,肥胖已成为严重危害我国居民健康的公共卫生问题.目前,国际上常用身体质量指数(BdyMassIndex,缩写BMI)来衡量人体胖瘦程度以及是否健康.我国成人的BMI数值标准为:BMI<18.5为偏瘦;18.5≤BMI<24为正常;24≤BMI<28为偏胖;BMI≥28为肥胖.为了解某公司员工的身体肥胖情况,研究人员从公司员工体检数据中,采用比例分配的分层随机抽样方法抽取了60名男员工、40名女员工的身高和体重数据,通过计算得到男女员工的BMI值并将女员工的BMI值绘制成如图所示的频率分布直方图:
(1)求图中a的值,并估计样本中女员工BMI值的70%分位数;
(2)已知样本中男员工BMI值的平均数为22,试估计该公司员工BMI值的平均数.
19.(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且满足2bcsC=2a﹣c.
(1)求角B;
(2)如图,若△ABC外接圆半径为263,D为AC的中点,且BD=2,求△ABC的周长.
20.(12分)近年来,我国在航天领域取得了巨大成就,得益于我国先进的运载火箭技术.据了解,在不考虑空气阻力和地球引力的理想状态下,可以用公式v=v0lnMm计算火箭的最大速度v(单位:m/s).其中v0(单位m/s)是喷流相对速度,m(单位:kg)是火箭(除推进剂外)的质量,M(单位:kg)是推进剂与火箭质量的总和,Mm称为“总质比”,已知A型火箭的喷流相对速度为2000m/s.
参考数据:ln230≈5.4,1.648<e0.5<1.649.
(1)当总质比为230时,利用给出的参考数据求A型火箭的最大速度;
(2)经过材料更新和技术改进后,A型火箭的喷流相对速度提高到了原来的1.5倍,总质比变为原来的13,若要使火箭的最大速度增加500m/s,记此时在材料更新和技术改进前的总质比为T,求不小于T的最小整数?
21.(12分)如图,已知四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD为梯形,AB∥CD,PA=PD=PB,BC=CD=1,AB=2,∠BCD=π3,直线PA与底面ABCD所成角为π4.
(1)若E为PD上一点且PE=2ED,证明:PB∥平面ACE;
(2)求二面角P﹣AD﹣B的余弦值.
22.(12分)设a为正数,函数f(x)=ax2+bx+c满足f(0)=1且f(x)=f(2a-x).
(1)若f(1)=1,求f(x);
(2)设g(x)=lg2(x﹣2x+2),若对任意实数t,总存在x1,x2∈[t﹣1,t+1],使得f(x1)﹣f(x2)≥g(x3)﹣g(x4)对所有x3,x4∈[14,4]都成立,求a的取值范围.
2022-2023学年广东省广州六中、二中、广雅、省实、执信五校联考高一(下)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题:本大题共8小题,每小题5分,共40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,请把正确选项在答题卡中的相应位置涂黑.
1.(5分)已知复数z=1-2i1+i(i是虚数单位),则z对应的点在( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
【解答】解:因为z=1-2i1+i=(1-2i)(1-i)(1+i)(1-i)=-1-3i2=-12-32i,则z=-12+32i,
因此,z对应的点(-12,32)在第二象限.
故选:B.
2.(5分)已知平面向量a→与b→为单位向量,它们的夹角为π3,则|2a→+b→|=( )
A.2B.3C.5D.7
【解答】解:∵a→⋅b→=|a→|⋅|b→|cs<a→,b→>=csπ3=12,
∴|2a→+b→|=|2a→+b→|2=4|a→|2+4a→⋅b→+|b→|2=4+2+1=7.
故选:D.
3.(5分)已知函数f(x)=1x,x>0x+2,x≤0,则方程f(x)﹣3|x|=0的解的个数是( )
A.0B.1C.2D.3
【解答】解:令f(x)﹣3|x|=0,得f(x)=3|x|,
则方程f(x)﹣3|x|=0的解的个数即函数y=f(x)与函数y=3|x|的图象的交点的个数.
作出函数y=f(x)与函数y=3|x|的图象,可知两个函数图象的交点的个数为2,
故方程的解的个数为2个.
故选:C.
4.(5分)函数y=sin(x+π3)sin(x+π2)的最小正周期是( )
A.π4B.π2C.πD.2π
【解答】解:∵函数y=sin(x+π3)sin(x+π2)=(12sinx+32csx)•csx=12sinxcsx+32cs2x
=14sin2x+32•1+cs2x2=12sin(2x+π3)+34,
∴函数的最小正周期是 2π2=π,
故选:C.
5.(5分)下列不等式恒成立的是( )
A.ba+ab≥2B.ab≥(a+b2)2
C.a+b≥2|ab|D.a2+b2≥﹣2ab
【解答】解:对于A:a,b异号是显然不成立,∴A不正确;
对于B:a,b异号是显然不成立,∴B不正确;
对于C:a,b均小于0时,显然不成立,∴C不正确;
对于D:∵(a+b)2≥0 (a,b∈R),∴a2+b2≥﹣2ab (a,b∈R),∴D正确;
故选:D.
6.(5分)已知a,b是两条不重合的直线,α,β,γ是三个不重合的平面,则下列命题正确的是( )
A.若a∥α,β∥α,则a∥βB.若α⊥β,a⊥β,则a∥α
C.若α⊥γ,β⊥γ,则α∥βD.若a∥α,b⊥α,则a⊥b
【解答】解:对于A:若a∥α,β∥α,则a∥β或a⊂β,故A错误;
对于B:若α⊥β,a⊥β,则a∥α或a⊂α,故B错误;
对于C:若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β或α与β相交;故C错误;
对于D:若a∥α,则过a作平面δ,δ∩α=m,则a∥m,由b⊥α,则b⊥m,则a⊥b,故D正确.
故选:D.
7.(5分)北斗三号全球卫星导航系统是我国航天事业的重要成果.在卫星导航系统中,地球静止同步卫星的轨道位于地球赤道所在平面,轨道高度(轨道高度是指卫星到地球表面的距离)为h.将地球看作是一个球心为O,半径为r的球,其上点A的纬度是指OA与赤道平面所成角的度数.如果地球表面上某一观测点与该卫星在同一条子午线(经线)所在的平面,且在该观测点能直接观测到该卫星.若该观测点的纬度值为a,观测该卫星的仰角为β,则下列关系一定成立的是( )
A.r+hcsβ=rcs(α+β)B.hcsβ=rcs(α+β)
C.r+hsinβ=rsin(α+β)D.hsinβ=rsin(α+β)
【解答】解:如图所示,∠B=π2-α-β,
由正弦定理可得OAsinB=OBsin∠OAB,
即rsin(π2-α-β)=r+hsin(π2+β),
化简得rcs(α+β)=r+hcsβ,
故选:A.
8.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1的边长为2,M是BB1的中点,点P在正方体内部或表面上,且MP∥平面AB1D1,则动点P的轨迹所形成的区域面积是( )
A.3B.23C.33D.43
【解答】解:如图所示,E,F,G,H,N分别为B1C1,C1D1,DD1,DA,AB的中点,
则EF∥B1D1∥NH,MN∥B1A∥FG,
∴平面MEFGHN∥平面AB1D1,
∴动点P的轨迹是六边形MEFGHN及其内部.
∵正方体ABCD﹣A1B1C1D1的边长为2,
∴EF=FG=GH=HN=NM=ME=2,
即六边形EFGHNM是边长为2的正六边形,
则其面积S=6×12×2×2×32=33.
故选:C.
二、多项选择题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得5分,有选错的得0分,部分选对的得2分.请把正确选项在答题卡中的相应位置涂黑.
(多选)9.(5分)已知某地区某周7天每天的最高气温分别为23,25,13,10,13,12,19(单位℃).则( )
A.该组数据的平均数为1157
B.该组数据的中位数为13
C.该组数据的第70百分位数为16
D.该组数据的极差为15
【解答】解:将23,25,13,10,13,12,19从小到大排列为10,12,13,13,19,23,25,
对于A,该组数据的中位数为23+25+13+10+13+12+197=1157,故A正确;
对于B,该组数据的中位数为13,故B正确;
对于C,由7×70%=4.9,则该组数据的第70百分位数为从小到大排列的第5个数,是19,故C错误;
对于D,该组数据的极差为25﹣10=15,故D 正确.
故选:ABD.
(多选)10.(5分)把函数f(x)=sinx的图象向左平移π3个单位长度,再把横坐标变为原来的12倍(纵坐标不变)得到函数g(x)的图象,下列关于函数g(x)的说法正确的是( )
A.最小正周期为π
B.在区间[-π3,π6]上的最大值为32
C.图象的一个对称中心为(-π3,0)
D.图象的一条对称轴为直线x=π12
【解答】解:f(x)=sinx的图象向左平移π3个单位长度,再把横坐标变为原来的12倍(纵坐标不变)得到函数g(x)=sin(2x+π3)的图象;
所以函数的最小正周期为π,
当x=π12时,函数取得最大值1.
故选:AD.
(多选)11.(5分)在锐角△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,且a2=b(b+c),则下列结论正确的有( )
A.A=2B
B.B的取值范围为(0,π4)
C.ab的取值范围为(2,3)
D.1tanB-1tanA+2sinA的取值范围为(533,6)
【解答】解:因为a2=b(b+c),又由余弦定理a2=b2+c2﹣2bccsA,
即b(b+c)=b2+c2﹣2bccsA,
所以bc=c2﹣2bccsA,所以b=c﹣2bcsA,即c﹣b=2bcsA,
由正弦定理可得sinC﹣sinB=2sinBcsA,
又sinC=sin(A+B)=sinAcsB+csAsinB,
∴sinAcsB+csAsinB﹣sinB=2sinBcsA,即sinAcsB﹣sinB=sinBcsA,
∴sinAcsB﹣csAsinB=sin(A﹣B)=sinB,
∵A,B,C为锐角,
∴A﹣B=B,即A=2B,故选项A正确;
∵0<2B<π20<π-3B<π2,∴π6<B<π4,π3<A<π2,故选项B错误;
∵ab=sinAsinB=2sinBcsBsinB=2csB∈(2,3),故选项C正确;
∵1tanB-1tanA+2sinA=sin(A-B)sinBsinA+2sinA=sin(2B-B)sinBsinA+2sinA=1sinA+2sinA,
又π3<A<π2,∴32<sinA<1,
令t=sinA(32<t<1),则f(t)=1t+2t(32<t<1),
由对勾函数性质可知,f(t)=1t+2t在t∈(32,1)上单调递增,
又f(32)=132+2×32=533,f(1)=11+2×1=3,
∴1tanB-1tanA+2sinA=1sinA+2sinA∈(533,3),故选项D错误.
故选:AC.
(多选)12.(5分)如图是一个正方体的侧面展开图,A,C,E,F是顶点,B,D是所在棱的中点,则在这个正方体中,下列结论正确的是( )
A.BF与AE异面
B.BF∥平面ACD
C.平面CDF⊥平面ABD
D.DE与平面ABD所成的角的正弦值是23
【解答】解:由展开图还原正方体如下图所示,其中B,D分别为NP,AM中点,
对于A,∵AE∩平面EFPN=E,BF⊂平面EFPN,E∉BF,
∴AE与BF为异面直线,A正确;
对于B,连接BD,DG,
∵B,D分别为AM,NP中点,∴BD∥AP,BD=AP,
又AP∥FG,AP=FG,∴BD∥FG,BD=FG,∴四边形BDGF为平行四边形,
∴BF∥DG,又BF⊄平面ACD,DG⊂平面ACD,∴BF∥平面ACD,B正确;
对于C,假设平面CDF⊥平面ABD成立,
∵AG⊥平面ABD,AG⊄平面ABD,∴AG∥平面CDF,
∵AG⊂平面AGCM,平面AGCM∩平面CDF=CD,∴AG∥CD,显然不成立,
∴假设错误,平面CDF与平面ABD不垂直,C错误;
对于D,连接DN,
直线DE与平面ABD所成角即为直线DE与平面AMNP所成角,
∵EN⊥平面AMNP,∴∠EDN即为直线DE与平面AMNP所成角,
设正方体棱长为2,
∵DE=EN2+DN2=EN2+MN2+(12AM)2=4+4+1=3,
∴sin∠EDN=NEDE=23,即直线DE与平面ABD所成角的正弦值为23,D正确.
故选:ABD.
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分,请把答案填在答题卡的相应位置上.
13.(5分)已知树人中学高一年级总共有学生n人,其中男生550人,按男生、女生进行分层,并按比例分配抽取n10名学生参加湿地保护知识竞赛,已知参赛学生中男生比女生多10人,则n= 1000 .
【解答】解:树人中学高一年级总共有学生n人,其中男生550人,按男生、女生进行分层,
并按比例分配抽取n10名学生参加湿地保护知识竞赛,
已知参赛学生中男生比女生多10人,
按比例分配抽取n10名学生参加湿地保护知识竞赛,
则参赛学生中男生人数为550×110=55人,
参赛学生中女生人数为55﹣10=45人,
∴n=(55+45)×10=1000.
故答案为:1000.
14.(5分)在直角三角形ABC中,已知AC=2,BC=23,∠C=90°,以AC为旋转轴将△ABC旋转一周,AB、BC边形成的面所围成的旋转体是一个圆锥,则经过该圆锥任意两条母线的截面三角形的面积的最大值为 8 .
【解答】解:如图,圆锥任意两条母线为AB,AD,则截面为等腰△ABD,
∴截面面积为S△ABD=12×AB×AD×sin∠BAD,
由图可知当截面为圆锥轴截面时,∠BAD最大,最大为120°,
∴∠BAD∈(0°,120°),∴sin∠BAD最大值为1,
∵AB=AD=AC2+BC2=4+12=4为定值,
∴当sin∠BAD最大时截面面积最大,
∴截面面积最大为12×42×1=8.
故答案为:8.
15.(5分)已知正四棱台的上、下底面边长分别是1和2,所有顶点都在球O的球面上,若球O的表面积为8π,则此正四棱台的侧棱长为 2 .
【解答】解:设上下底面互相平行的两对角线分别为DC,AB,则由球O的表面积为8π,可得球O的半径R=2,
又正四棱台的上下底面边长分别是1和2,故DC=2,AB=22,
所以球O的球心正好在AB中点,故OA=OB=OC=OD=2,所以△ODC是正三角形,故∠ODC=∠DOC=60°,所以△ODA是正三角形,
故此正四棱台的侧棱长AD=OA=2.
故答案为:2.
16.(5分)如图是正八边形ABCDEFGH,其中O是该正八边形的中心,P是正八边形ABCDEFGH八条边上的动点.若OA=2,则该八边形的面积为 82 ,OP→⋅AB→的最小值为 ﹣22 .
【解答】解:在正八边形ABCDEFGH中,
OB=OA=2,∠AOB=π4
所以正八边形ABCDEFGH的面积为8S△AOB=8×12×2×2sinπ4=82;
因为AB2=OA2+OB2-2OA⋅OBcsπ4=8-42,
所以AB=8-42,又cs3π4=2cs23π8-1=-22,所以cs3π8=2-22,
所以OA→⋅AB→=2×8-42×cs(π-3π8)=22-4,因为OP→⋅AB→=(OA→+AP→)⋅AB→=OA→⋅AB→+AP→⋅AB→,
因为OP→⋅AB→=(OA→+AP→)⋅AB→=OOA→⋅AB→+AP→⋅AB→,又OA→⋅AB→为定值,所以OP→⋅AB→取最小值时,即AP→⋅AB→取最小值,
又设〈AP→,AB→〉=θ,
所以AP→⋅AB→=|AB→|⋅|AP→|csθ,所以AP→⋅AB→取最小值时,即|AP→|csθ取最小值,
又|AP→|csθ表示向量AP→在向量AB→上的投影,故|AP→|csθ取最小值时,
点P不可能在路径BCDE上(在此路径上θ为锐角),所以点P在路径EFGHAB上,
延长BA与GH,延长线交于M点,
则AMH为等腰直角三角形,且MA=MH=22-2,
所以BM=22-2+8-42,
所以当点P在GH上时,向量AP1→在向量AB→上的投影最小,即|AP→|csθ最小,
即|AP→|csθ=-|AM→|=-22-2,
所以(AP→⋅AB→)min=8-42×(-22-2)=4-42,
所以(OP→⋅AB→)min=22-4+4-42=-22.
故答案为:82;-22.
四、解答题:本大题共6小题,第17题10分,18、19、20、21、22题各12分,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.必须把解答过程写在答题卡相应题号指定的区域内,超出指定区域的答案无效
17.(10分)已知函数f(x)=sin(﹣2x)+cs(﹣2x),x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期和单调递减区间;
(2)求函数f(x)在[0,π2]上的最小值及相应自变量的值.
【解答】解:(1)因为f(x)=cs2x-sin2x=2cs(2x+π4),
由题意得:T=2π|ω|-2π2=π,即最小正周期为π;
由2kπ⩽2x+π4⩽π+2kπ,k∈Z,
解得:-π8+kπ⩽x⩽3π8+kπ,k∈Z,
故函数f(x)的单调递减区间为[-π8+kπ,3π8+kπ](k∈Z);
(2)由x∈[0,π2]得2x+π4∈[π4,5π4],
∴cs(2x+π4)∈[-1,22],
∴f(x)在区间[0,π2]上的最小值为-2,
当cs(2x+π4)=-1,即2x+π4=π,所以x=3π8时f(x)min=-2.
18.(12分)5月11日是世界防治肥胖日.我国超过一半的成年人属于超重或肥胖,6~17岁的儿童青少年肥胖率接近20%,肥胖已成为严重危害我国居民健康的公共卫生问题.目前,国际上常用身体质量指数(BdyMassIndex,缩写BMI)来衡量人体胖瘦程度以及是否健康.我国成人的BMI数值标准为:BMI<18.5为偏瘦;18.5≤BMI<24为正常;24≤BMI<28为偏胖;BMI≥28为肥胖.为了解某公司员工的身体肥胖情况,研究人员从公司员工体检数据中,采用比例分配的分层随机抽样方法抽取了60名男员工、40名女员工的身高和体重数据,通过计算得到男女员工的BMI值并将女员工的BMI值绘制成如图所示的频率分布直方图:
(1)求图中a的值,并估计样本中女员工BMI值的70%分位数;
(2)已知样本中男员工BMI值的平均数为22,试估计该公司员工BMI值的平均数.
【解答】解:(1)由题意,2×(0.08+0.13+a+0.06+0.07+0.02+0.01+0.03)=1,
解得a=0.10,
因为2×(0.08+0.13+0.10)=0.62<0.7,2×(0.08+0.13+0.10+0.06)=0.74>0.7,
故70%分位数在[22,24)之间,
设为x,则0.62+0.06×(x﹣22)=0.7,
解得x=703.
故估计样本中女员工BMI值的中位数为703;
(2)由题意,样本中女员工BMI值的平均数为:
2×(17×0.08+19×0.13+21×0.10+23×0.06+25×0.07+27×0.02+29×0.01+31×0.03)=21.64,
故估计该公司员工BMI值的平均数x=1100×(22×60+21.64×40)=21.856.
19.(12分)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别是a,b,c,且满足2bcsC=2a﹣c.
(1)求角B;
(2)如图,若△ABC外接圆半径为263,D为AC的中点,且BD=2,求△ABC的周长.
【解答】解:(1)因为2bcsC=2a﹣c,由余弦定理可得2b•a2+b2-c22ab=2a﹣c,
整理可得:a2+c2﹣b2=ac,再由余弦定理可得a2+c2﹣b2=2accsB,
可得csB=12,B∈(0,π),
可得B=π3;
(2)设△ABC外接圆半径为263,设外接圆的半径为r,由正弦定理可得:bsinB=2r,
由(1)可得AC=b=2×263×32=22,
D为AC的中点,可得AD=CD=12AC=2,
在△ABC中,由余弦定理可得csB=a2+c2-b22ac=12,
可得a2+c2﹣b2=ac,可得(a+c)2=b2+3ac=8+3ac,①
而BD=2,
在△ADC中,由余弦定理可得cs∠ADC=AD2+BD2-AB22AD⋅BD=2+4-AB22×2×2=6-AB242,
在△BCD中,由余弦定理可得cs∠BDC=DC2+BD2-BC22DC⋅BD=2+4-BC22×2×2=6-BC242,
又因为∠ADC,∠BDC互为补角,所以cs∠ADC+cs∠BDC=0,
所以6﹣AB2+6﹣BC2=0,
即a2+c2=12,所以(a+c)2=12+2ac②,
由①②可得a+c=25,
所以△ABC的周长为a+b+c=25+22.
20.(12分)近年来,我国在航天领域取得了巨大成就,得益于我国先进的运载火箭技术.据了解,在不考虑空气阻力和地球引力的理想状态下,可以用公式v=v0lnMm计算火箭的最大速度v(单位:m/s).其中v0(单位m/s)是喷流相对速度,m(单位:kg)是火箭(除推进剂外)的质量,M(单位:kg)是推进剂与火箭质量的总和,Mm称为“总质比”,已知A型火箭的喷流相对速度为2000m/s.
参考数据:ln230≈5.4,1.648<e0.5<1.649.
(1)当总质比为230时,利用给出的参考数据求A型火箭的最大速度;
(2)经过材料更新和技术改进后,A型火箭的喷流相对速度提高到了原来的1.5倍,总质比变为原来的13,若要使火箭的最大速度增加500m/s,记此时在材料更新和技术改进前的总质比为T,求不小于T的最小整数?
【解答】解:(1)v=v0lnMm=2000×ln230≈2000×5.4=10800m/s;
(2)v1=v0lnMm=2000lnMm.v2=32v0lnM3m=3000lnM3m,
要使火箭的最大速度增加500m/s,
则v2-v1=3000lnM3m-2000lnMm=500,
即:6lnM3m-4lnMm=1,
∴ln(M3m)6-ln(Mm)4=2lnM27m=1,
即M27m=e12,∴Mm=27e12,
∵1.648<e0.5<1.649.∴Mm=27e12∈(44.5,44.52).
不小于T的最小整数为45.
21.(12分)如图,已知四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD为梯形,AB∥CD,PA=PD=PB,BC=CD=1,AB=2,∠BCD=π3,直线PA与底面ABCD所成角为π4.
(1)若E为PD上一点且PE=2ED,证明:PB∥平面ACE;
(2)求二面角P﹣AD﹣B的余弦值.
【解答】解:(1)证明:连接AC,BD,设AC∩BD=M,
因为AB∥CD,CD=1,AB=2,
所以DMBM=12,
又因为PE=2ED,
所以DEPE=12,
所以EM∥PB,
又因为EM⊂平面ACE,PB⊄平面ACE,
所以PB∥平面ACE;
(2)过P作PF⊥AB于点F,则PF⊥底面ABCD,过F作FO⊥AD于点O,连接PO,
因为PA=PD,所以DF=AF,
又因为OF⊥AD,
所以O是AD中点,
∵BC=CD=1,∠BCD=π3,
∴△BCD是等边三角形.
∴∠ABD=60°,
又AB=2,BD=1,
∴AD=AB2+BD2-2AB⋅BD⋅cs60°=3,
∴AD2+BD2=AB2,
∴AD⊥BD,
∴OF∥BD,
∵O是AD中点,
∴F是AB的中点,
∴PO⊥AD,OF⊥AD,
∴∠FOP为二面角P﹣AD﹣B的平面角,
在△POF中,PO=(2)2-(32)2=52,OF=12BD=12,
PF=PA2-(AB2)2=2-1=1,
所以cs∠FOP=(52)2+(12)2-122×52×12=55.
所以二面角P﹣AD﹣B的余弦值为55.
22.(12分)设a为正数,函数f(x)=ax2+bx+c满足f(0)=1且f(x)=f(2a-x).
(1)若f(1)=1,求f(x);
(2)设g(x)=lg2(x﹣2x+2),若对任意实数t,总存在x1,x2∈[t﹣1,t+1],使得f(x1)﹣f(x2)≥g(x3)﹣g(x4)对所有x3,x4∈[14,4]都成立,求a的取值范围.
【解答】解:(1)函数f(x)=ax2+bx+c满足f(0)=1且f(x)=f(2a-x),
可得c=1且-b2a=1a,即b=﹣2,
又f(1)=1,可得a+b+c=1,解得a=2,
则f(x)=2x2﹣2x+1;
(2)g(x)=lg2(x﹣2x+2)=lg2[(x-1)2+1],
当x∈[14,4]可得g(x)的最小值为g(1)=0,最大值为g(4)=1,
g(x3)﹣g(x4)的最大值为1﹣0=1,
所以对任意的实数t,总存在x1,x2∈[t﹣1,t+1],使得f(x1)﹣f(x2)≥1.
设f(x)=ax2﹣2x+1在[t﹣1,t+1]上最大值为M(t),最小值为m(t),
f(x)的对称轴为直线x=1a,
令h(t)=M(t)﹣m(t),则对任意的实数t,h(t)≥1.
①当1a≤t﹣1时,f(x)在[t﹣1,t+1]上递增,可得M(t)=f(t+1),m(t)=f(t﹣1),
则h(t)=M(t)﹣m(t)=4at﹣4,此时h(t)≥4a(1a+1)﹣4=4a≥1,∴a≥14;
②当t﹣1<1a≤t时,M(t)=f(t+1),m(t)=f(1a)=1-1a,
h(t)=M(t)﹣m(t)≥f(1a+1)﹣(1-1a)=a(1a+1)2﹣2(1+1a)+1﹣(1-1a)=a≥1,
∴a≥1.
③当t<1a<t+1时,M(t)=f(t﹣1),m(t)=f(1a)=1-1a,
h(t)=M(t)﹣m(t)≥f(1a-1)﹣( 1-1a)=a(1a-1)2﹣2(1a-1)+1﹣(1-1a)=a≥1,∴a≥1;
④当1a≥t+1时,f(x)在[t﹣1,t+1]递减,可得M(t)=f(t﹣1),m(t)=f(t+1),
则h(t)=M(t)﹣m(t)=﹣4at+4,
此时h(t)≥﹣4a(1a-1)+4=4a≥1,∴a≥14,
综上,a的取值范围是[1,+∞).
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