2022年高三二??荚嚁?shù)學(xué)(理)試題解析版 含解析(I)
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1、2022年高三二??荚嚁?shù)學(xué)(理)試題解析版 含解析(I) 一、填空題(本大題共14小題,每小題4分,滿分56分,只需將結(jié)果寫在答題紙上) 1.(4分)(xx?崇明縣二模)計(jì)算= i?。? 考點(diǎn): 復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘除運(yùn)算. 專題: 計(jì)算題. 分析: 利用復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算法則把分子、分母分別乘以分母的共軛復(fù)數(shù)1﹣2i即可得出. 解答: 解:===i. 故答案為i. 點(diǎn)評: 熟練掌握復(fù)數(shù)的除法運(yùn)算法則、共軛復(fù)數(shù)的定義是解題的關(guān)鍵. 2.(4分)(xx?崇明縣二模)已知函數(shù)的定義域?yàn)镸,函數(shù)g(x)=2x的值域?yàn)镹,則M∩N=?。?,1)?。? 考點(diǎn): 交集及其
2、運(yùn)算. 專題: 函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用. 分析: 先求出f(x)定義域M和g(x)的值域N,再進(jìn)行交集運(yùn)算. 解答: 解:對于f(x),要滿足1﹣x>0,即,x<1,故M={x|x<1} 對于g(x),由于g(x)=2x>0,故N={y|y>0}={x|x>0}, 所以,M∩N={x|x<1}∩{x|x>0}=(0,1). 故答案為:(0,1). 點(diǎn)評: 本題考查求函數(shù)的定義域和值域,求兩個(gè)集合的交集的方法,化簡M和N是解題的關(guān)鍵. 3.(4分)(xx?崇明縣二模)已知正方體ABCD﹣A1B1C1D1的棱長是3,點(diǎn)M、N分別是棱AB、AA1的中點(diǎn),則異面直線MN與BC1
3、所成的角是 ?。? 考點(diǎn): 異面直線及其所成的角. 專題: 計(jì)算題. 分析: 先通過平移將兩條異面直線平移到同一個(gè)起點(diǎn)B,得到的銳角或直角∠A1BC1就是異面直線所成的角,在三角形A1BC1是等邊三角形則∠A1BC1為,從而求出異面直線MN與BC1所成的角. 解答: 解:如圖,連接A1B,A1C1, MN∥A1B,則∠A1BC1為直線MN與BC1所成的角 棱長為3,則A1B=A1C1=BC1=3, ∴三角形A1BC1為等邊三角形則∠A1BC1為 從而異面直線MN與BC1所成的角是 故答案為. 點(diǎn)評: 本小題主要考查異面直線所成的角,考查空間想象能力、運(yùn)算能力
4、和推理論證能力,解題本題的關(guān)鍵尋找異面直線所成角,易錯(cuò)在計(jì)算. 4.(4分)(xx?崇明縣二模)若拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)與雙曲線x2﹣y2=2的右焦點(diǎn)重合,則p的值為 4 . 考點(diǎn): 雙曲線的簡單性質(zhì);拋物線的簡單性質(zhì). 專題: 計(jì)算題. 分析: 將雙曲線化成標(biāo)準(zhǔn)方程,求得a2=b2=2的值,從而得到雙曲線的右焦點(diǎn)為F(2,0),該點(diǎn)也是拋物線的焦點(diǎn),可得=2,所以p的值為4. 解答: 解:∵雙曲線x2﹣y2=2的標(biāo)準(zhǔn)形式為: ∴a2=b2=2,可得c==2,雙曲線的右焦點(diǎn)為F(2,0) ∵拋物線y2=2px(p>0)的焦點(diǎn)與雙曲線x2﹣y2=2的右
5、焦點(diǎn)重合, ∴=2,可得p=4 故答案為:4 點(diǎn)評: 本題給出拋物線與雙曲線右焦點(diǎn)重合,求拋物線的焦參數(shù)的值,著重考查了雙曲線的標(biāo)準(zhǔn)方程和拋物線簡單幾何性質(zhì)等知識點(diǎn),屬于基礎(chǔ)題. 5.(4分)(xx?崇明縣二模)已知數(shù)列{an}是無窮等比數(shù)列,其前n項(xiàng)和是Sn,若a2+a3=2,a3+a4=1,則的值為 . 考點(diǎn): 數(shù)列的極限;等比數(shù)列的前n項(xiàng)和. 專題: 等差數(shù)列與等比數(shù)列. 分析: 利用當(dāng)?shù)缺葦?shù)列{an}的公比q滿足0<|q|<1時(shí),則,即可得出. 解答: 解:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,∵a2+a3=2,a3+a4=1, ∴,解得, ∴. ∵
6、, ∴==. 故答案為. 點(diǎn)評: 熟練掌握:滿足0<|q|<1時(shí),則,是解題的關(guān)鍵. 6.(4分)(xx?崇明縣二模)圓錐的側(cè)面展開圖為扇形,若其弧長為2πcm,半徑為cm,則該圓錐的體積為 cm3. 考點(diǎn): 棱柱、棱錐、棱臺的體積. 專題: 計(jì)算題. 分析: 由已知中,圓錐的側(cè)面展開圖為扇形,若其弧長為2πcm,半徑為cm,我們易求出圓錐的底面周長及母線長,進(jìn)而求出圓錐的底面半徑及高,代入圓錐體積公式,即可得到答案. 解答: 解:∵圓錐的側(cè)面展開圖的弧長為2πcm,半徑為cm, 故圓錐的底面周長為2πcm,母線長為cm, 則圓錐的底面半徑為1,高為1
7、 則圓錐的體積V== 故答案為: 點(diǎn)評: 本題考查的知識點(diǎn)是圓錐的體積公式,及圓錐的側(cè)面展開圖,其中根據(jù)已知求出圓錐的底面半徑及高,是解答本題的關(guān)鍵. 7.(4分)(xx?崇明縣二模)閱讀程序框圖,為使輸出的數(shù)據(jù)為31,則①處應(yīng)填的自然數(shù)為 5?。? 考點(diǎn): 循環(huán)結(jié)構(gòu). 專題: 圖表型. 分析: 分析程序中各變量、各語句的作用,再根據(jù)流程圖所示的順序,可知:該程序的作用是利用循環(huán)求S的值,我們用表格列出程序運(yùn)行過程中各變量的值的變化情況,不難給出答案. 解答: 解:程序在運(yùn)行過程中各變量的值如下表示: S i 是否繼續(xù)循環(huán) 循環(huán)
8、前 1 1/ 第一圈3 2 是 第二圈7 3 是 第三圈15 4 是 第四圈31 5 否 故最后當(dāng)i<5時(shí)退出, 故答案為:5. 點(diǎn)評: 根據(jù)流程圖(或偽代碼)寫程序的運(yùn)行結(jié)果,是算法這一模塊最重要的題型,其處理方法是:①分析流程圖(或偽代碼),從流程圖(或偽代碼)中既要分析出計(jì)算的類型,又要分析出參與計(jì)算的數(shù)據(jù)(如果參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)比較多,也可使用表格對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析管理)?②建立數(shù)學(xué)模型,根據(jù)第一步分析的結(jié)果,選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型③解模. 8.(4分)(xx?崇明縣二模)已知函數(shù)(a為常數(shù),a∈R),且是方程f(x)=
9、0的解.當(dāng)x∈[0,π]時(shí),函數(shù)f(x)值域?yàn)椤 。? 考點(diǎn): 兩角和與差的正弦函數(shù);二倍角的余弦. 專題: 計(jì)算題;三角函數(shù)的圖像與性質(zhì). 分析: 利用是方程f(x)=0的解.求出a,然后通過二倍角的余弦函數(shù)兩角和的正弦函數(shù)化簡函數(shù)表達(dá)式,然后求解函數(shù)的值域. 解答: 解:因?yàn)槭欠匠蘤(x)=0的解. 所以0=sin+a,所以=﹣2, =sinx﹣cosx﹣1=sin(x﹣)﹣1, x∈[0,π],所以, sin(x﹣), sin(x﹣)﹣1∈[﹣2,]. 故答案為:[﹣2,]. 點(diǎn)評: 本題考查二倍角的余弦函數(shù),兩角和的正弦函數(shù)的應(yīng)用,三角函數(shù)值域的求法,
10、考查計(jì)算能力. 9.(4分)(xx?揭陽一模)若二項(xiàng)式的展開式中,第4項(xiàng)與第7項(xiàng)的二項(xiàng)式系數(shù)相等,則展開式中x6的系數(shù)為 9 .(用數(shù)字作答) 考點(diǎn): 二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì). 專題: 計(jì)算題. 分析: 由題意可得,,可求n,然后寫出展開式的通項(xiàng),令x的次方為6求出r,即可求解 解答: 解:由題意可得,,解得n=9 ∵的展開式的通項(xiàng)為= 令9﹣=6,解得r=2 此時(shí)的系數(shù)為=9 故答案為:9 點(diǎn)評: 本題主要考查了二項(xiàng)式系數(shù)的性質(zhì)及二項(xiàng)展開式的通項(xiàng)的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是熟練掌握基本公式 10.(4分)(xx?崇明縣二模)已知a,b為正實(shí)數(shù),函數(shù)f(x)=
11、ax3+bx+2x在[0,1]上的最大值為4,則f(x)在[﹣1,0]上的最小值為 ﹣ . 考點(diǎn): 利用導(dǎo)數(shù)求閉區(qū)間上函數(shù)的最值. 專題: 計(jì)算題. 分析: 由a,b為正實(shí)數(shù),知函數(shù)f(x)=ax3+bx+2x是增函數(shù),故f(x)在[0,1]上的最大值f(1)=a+b+2=4,所以a+b=2.由此能求出f(x)在[﹣1,0]上的最小值. 解答: 解:∵a,b為正實(shí)數(shù),函數(shù)f(x)=ax3+bx+2x, ∴f(x)在R上是增函數(shù), ∴f(x)在[0,1]上的最大值f(1)=a+b+2=4, ∴a+b=2. ∴f(x)在[﹣1,0]上的最小值f(﹣1)=﹣(a+b)+2
12、﹣1=﹣2+=﹣. ∴f(x)在[﹣1,0]上的最小值是﹣. 故答案為:﹣. 點(diǎn)評: 本題考查函數(shù)的單調(diào)性的應(yīng)用,解題時(shí)要認(rèn)真審題,仔細(xì)解答,注意挖掘題設(shè)中的隱含條件,合理地進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化. 11.(4分)(xx?崇明縣二模)在極坐標(biāo)系中,直線過點(diǎn)(1,0)且與直線(ρ∈R)垂直,則直線的極坐標(biāo)方程為 ?。? 考點(diǎn): 簡單曲線的極坐標(biāo)方程. 專題: 計(jì)算題. 分析: 先將直線極坐標(biāo)方程(ρ∈R)化成直角坐標(biāo)方程,再利用直角坐標(biāo)方程進(jìn)行求解過點(diǎn)(1,0)且與直線(ρ∈R)垂直的直線方程,最后再化成極坐標(biāo)方程即可. 解答: 解:由題意可知直線(ρ∈R)的直角坐標(biāo)方程
13、為:x﹣y=0, 過點(diǎn)(1,0)且與直線x﹣y=0垂直的直線方程為:y=﹣(x﹣1), 即所求直線普通方程為x+y﹣1=0, 則其極坐標(biāo)方程為. 故答案為:. 點(diǎn)評: 本題考查點(diǎn)的極坐標(biāo)和直角坐標(biāo)的互化,利用直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)間的關(guān)系,即利用ρcosθ=x,ρsinθ=y,ρ2=x2+y2,進(jìn)行代換即得. 12.(4分)(xx?崇明縣二模)設(shè)函數(shù) ,函數(shù)y=f[f(x)]﹣1的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為 2?。? 考點(diǎn): 函數(shù)的零點(diǎn);根的存在性及根的個(gè)數(shù)判斷. 分析: 根據(jù)函數(shù) ,根據(jù)指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的性質(zhì),我們可以分類討論,化簡函數(shù)函數(shù)y=f[f(x)]﹣1的解析式,進(jìn)而構(gòu)造方
14、程求出函數(shù)的零點(diǎn),得到答案. 解答: 解:∵函數(shù) , 當(dāng)x≤0時(shí) y=f[f(x)]﹣1=f(2x)﹣1=﹣1=x﹣1 令y=f[f(x)]﹣1=0,x=1(舍去) 當(dāng)0<x≤1時(shí) y=f[f(x)]﹣1=f(log2x)﹣1=﹣1=x﹣1 令y=f[f(x)]﹣1=0,x=1 當(dāng)x>1時(shí) y=f[f(x)]﹣1=f(log2x)﹣1=log2(log2x)﹣1 令y=f[f(x)]﹣1=0,log2(log2x)=1 則log2x=2,x=4 故函數(shù)y=f[f(x)]﹣1的零點(diǎn)個(gè)數(shù)為2個(gè) 故答案為:2 點(diǎn)評: 本題考查的知識點(diǎn)是函數(shù)的零點(diǎn),根的存在性及根的個(gè)數(shù)
15、判斷,其中根據(jù)指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)的圖象和性質(zhì),化簡函數(shù)的解析式是解答的關(guān)鍵. 13.(4分)(xx?崇明縣二模)已知O為△ABC的外心,AB=4,AC=2,∠BAC為鈍角,M是邊BC的中點(diǎn),則的值等于 5 . 考點(diǎn): 平面向量數(shù)量積的運(yùn)算. 專題: 計(jì)算題;平面向量及應(yīng)用. 分析: 過點(diǎn)O分別作OE⊥AB于E,OF⊥AC于F,可得E、F分別是AB、AC的中點(diǎn).根據(jù)Rt△AOE中余弦的定義,算出==8,同理得==2.再由M是BC邊的中點(diǎn),可得==(8+2)=5. 解答: 解:過點(diǎn)O分別作OE⊥AB于E,OF⊥AC于F,則E、F分別是AB、AC的中點(diǎn) 可得Rt△AEO
16、中,cos∠OAE== ∴=?==8, 同理可得==2 ∵M(jìn)是BC邊的中點(diǎn),可得, ∴==(+)==5 故答案為:5 點(diǎn)評: 本題將△ABC放在它的外接圓O中,求中線AM對應(yīng)的向量與的數(shù)量積之值,著重考查了平面向量的數(shù)量積的運(yùn)算性質(zhì)和三角形外接圓等知識,屬于中檔題. 14.(4分)(xx?梅州一模)設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)镈,若存在非零實(shí)數(shù)l使得對于任意x∈M(M?D),有x+l∈D,且f(x+l)≥f(x),則稱f(x)為M上的l高調(diào)函數(shù).如果定義域?yàn)镽的函數(shù)f(x)是奇函數(shù),當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=|x﹣a2|﹣a2,且f(x)為R上的8高調(diào)函數(shù),那么實(shí)數(shù)a的取值范
17、圍是 ?。? 考點(diǎn): 奇偶性與單調(diào)性的綜合. 專題: 新定義. 分析: 定義域?yàn)镽的函數(shù)f(x)是奇函數(shù),當(dāng)x≥0時(shí),f(x)=|x﹣a2|﹣a2,畫出函數(shù)f(x)的圖象,可得8≥3a2﹣(﹣a2),從而可得結(jié)論. 解答: 解:當(dāng)x≥a2時(shí)f(x)=x﹣2a2,當(dāng)0≤x<a2時(shí)f(x)=﹣x,再根據(jù)奇函數(shù)圖象關(guān)于原點(diǎn)對稱可作出f(x)的圖象,如下圖所示: 由f(x)為R上的8高調(diào)函數(shù),知f(x+8)≥f(x)恒成立, 由圖象得8≥3a2﹣(﹣a2),即a2≤2,解得﹣a≤. 點(diǎn)評: 本題考查基本初等函數(shù)的性質(zhì),考查學(xué)生的閱讀能力,應(yīng)用知識分析解決問題的能力,考查數(shù)
18、形結(jié)合的能力,是一個(gè)新定義問題,注意對于條件中所給的一個(gè)新的概念,要注意理解. 二、選擇題(本大題共4小題,滿分20分,每小題給出四個(gè)選項(xiàng),其中有且只有一個(gè)結(jié)論是正確的,選對并將答題紙對應(yīng)題號上的字母涂黑得5分,否則一律得零分) 15.(5分)(xx?崇明縣二模)已知函數(shù)f(x)=(cos2xcosx+sin2xsinx)sinx,x∈R,則f(x)是( ?。? A. 最小正周期為π的奇函數(shù) B. 最小正周期為π的偶函數(shù) C. 最小正周期為的奇函數(shù) D. 最小正周期為的偶函數(shù) 考點(diǎn): 三角函數(shù)中的恒等變換應(yīng)用;三角函數(shù)的周期性及其求法;正弦函數(shù)的奇偶
19、性. 專題: 計(jì)算題. 分析: 先對函數(shù)化簡可得f(x)=(cos2xcosx+sin2xsinx)sinx=cos2xcosxsinx+sin2xsin2x=,由周期公式可求T,再檢驗(yàn)f(﹣x)與f(x)的關(guān)系即可判斷奇偶性 解答: 解:∵f(x)=(cos2xcosx+sin2xsinx)sinx=cos2xcosxsinx+sin2xsin2x =sin2xcos2x+ =+ = 由周期公式可得T=π,且f(﹣x)=sin(﹣2x)=﹣sin2x,即函數(shù)f(x)為奇函數(shù) 故選A 點(diǎn)評: 本題主要考查了二倍角公式在三角函數(shù)化簡中的應(yīng)用及三角函數(shù)的周期性和奇偶性的判
20、斷,屬于基礎(chǔ)試題 16.(5分)(xx?崇明縣二模)不等式成立的充分不必要條件是( ?。? A. ﹣1<x<0或x>1 B. x<﹣1或0<x<1 C. x>﹣1 D. x>1 考點(diǎn): 其他不等式的解法;必要條件、充分條件與充要條件的判斷. 專題: 計(jì)算題. 分析: 先求出不等式的解集,即使不等式成立的充要條件,使其成立的充分不必要條件x的取值集合應(yīng)為A的真子集. 解答: 解:不等式可以化為,等價(jià)于下面的兩個(gè)不等式組: ①或② 解得①或② ∴﹣1<x<0,或x>1. ∴不等式的解集為A={x|﹣1<x<0,或x>1}. 使其成立的充分
21、不必要條件x的取值集合應(yīng)為A的真子集. 只有D符合. 故選D. 點(diǎn)評: 本題考查了充要條件的判定,關(guān)鍵是分式不等式的解法.本題先考察命題p與命題q所表示的范圍,再根據(jù)“誰大誰必要,誰小誰充分”的原則,判斷出了命題p與命題q的關(guān)系. 17.(5分)(xx?崇明縣二模)學(xué)校為了解學(xué)生在課外讀物方面的支出情況,抽取了n個(gè)同學(xué)進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果顯示這些同學(xué)的支出都在[10,50)(單 位:元),其中支出在[30,50)(單位:元)的同學(xué)有67人,其頻率分布直方圖如右圖所示,則n的值為( ?。? A. 100 B. 120 C. 130 D. 390 考點(diǎn):
22、頻率分布直方圖. 專題: 計(jì)算題;概率與統(tǒng)計(jì). 分析: 根據(jù)小矩形的面積之和,算出位于10~30的2組數(shù)的頻率之和為0.33,從而得到位于30~50的數(shù)據(jù)的頻率之和為1﹣0.33=0.67,再由頻率計(jì)算公式即可算出樣本容量n的值. 解答: 解:∵位于10~20、20~30的小矩形的面積分別為 S1=0.01×10=0.1,S2=0.023×10=0.23, ∴位于10~20、20~30的據(jù)的頻率分別為0.1、0.23 可得位于10~30的前3組數(shù)的頻率之和為0.1+0.23=0.33 由此可得位于30~50數(shù)據(jù)的頻率之和為1﹣0.33=0.67 ∵支出在[30,50)的同
23、學(xué)有67人,即位于30~50的頻數(shù)為67, ∴根據(jù)頻率計(jì)算公式,可得=0.67,解之得n=100 故選:A 點(diǎn)評: 本題給出頻率分布直方圖,在已知某小組的頻率情況下求該數(shù)據(jù)中的樣本容量n的值,著重考查了頻率分布直方圖的理解和頻率計(jì)算公式等知識,屬于基礎(chǔ)題. 18.(5分)(xx?崇明縣二模)一個(gè)籃球運(yùn)動(dòng)員投籃一次得3分的概率為a,得2分的概率為b,不得分的概率為c(a,b,c∈(0,1)),已知他投籃一次得分的均值為2,的最小值為( ) A. B. C. D. 考點(diǎn): 基本不等式在最值問題中的應(yīng)用;離散型隨機(jī)變量的期望與方差. 專題:
24、 計(jì)算題;數(shù)形結(jié)合. 分析: 依題意可求得3a+2b的值,進(jìn)而利用=1把轉(zhuǎn)化為()×展開后利用基本不等式求得問題的答案. 解答: 解:由題意得3a+2b=2, =()× = 故選D 點(diǎn)評: 本題主要考查了基本不等式的應(yīng)用.解題的關(guān)鍵是構(gòu)造出+的形式. 三、解答題(本大題共5小題,滿分74分.解答下列各題并寫出必要的過程,并將解題過程清楚地寫在答題紙上) 19.(13分)(xx?崇明縣二模)如圖,在△ABC中,∠C=45°,D為BC中點(diǎn),BC=2.記銳角∠ADB=α.且滿足cos2α=. (1)求cosα; (2)求BC邊上高的值. 考點(diǎn): 正弦定
25、理;二倍角的余弦. 專題: 計(jì)算題;解三角形. 分析: (1)由二倍角公式cos2α=2cos2α﹣1,可求cosα (2)方法一、由可求sinα,而∠CAD=∠ADB﹣∠C=α﹣45°,利用sin∠CAD=sin()=sin,代入可求sin∠CAD,最后再 由正弦定理,可求AD,從而可由h=ADsin∠ADB求解 方法二、作BC 邊上的高為AH,在直角△ADH中,由(1)可得,設(shè)出AD,則可表示DH,AH,結(jié)合△AHC為等腰直角三角形,可得CD+DH=AH,代入可求 解答: 解:(1)∵cos2α=2cos2α﹣1=, ∴, ∵, ∴cosα=.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣
26、(5分) (2)方法一、由(1)得=, ∵∠CAD=∠ADB﹣∠C=α﹣45°, ∴sin∠CAD=sin()=sin ==,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(9分) 在△ACD中,由正弦定理得:, ∴AD==,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(11分) 則高h(yuǎn)=ADsin∠ADB==4.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分) 方法二、如圖,作BC 邊上的高為AH 在直角△△ADH中,由(1)可得=, 則不妨設(shè)AD=5m則DH=3m,AH=4m﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分) 注意到C=45°,則△AHC為等腰直角三角形,所以CD+DH=AH, 則
27、1+3m=4m﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分) 所以m=1,即AH=4﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分) 點(diǎn)評: 本題主要考查了同角平方關(guān)系、和差角公式及正弦定理在求解三角形中的應(yīng)用,解題的關(guān)鍵是熟練應(yīng)用基本公式 20.(15分)(xx?崇明縣二模)如圖:已知四棱錐P﹣ABCD,底面是邊長為3的正方形ABCD,PA⊥面ABCD,點(diǎn)M是CD的中點(diǎn),點(diǎn)N是PB的中點(diǎn),連接AM、AN、MN. (1)求證:AB⊥MN; (2)若MN=5,求二面角N﹣AM﹣B的余弦值. 考點(diǎn): 用空間向量求平面間的夾角;直線與平面垂直的性質(zhì). 專題: 空間向量
28、及應(yīng)用. 分析: (1)四棱錐P﹣ABCD的底面是邊長為3的正方形ABCD,且PA⊥面ABCD,由此得到AD,AB,AP兩兩互相垂直,分別以AD、AB、AP為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè)出AP長度,則可得到圖中各點(diǎn)坐標(biāo),求出向量,由它們的數(shù)量積等于0證得AB⊥MN; (2)利用MN=5,求出AP的長度,分別求出平面AMB和平面AMN的一個(gè)法向量,利用兩個(gè)平面的法向量所成的角求二面角N﹣AM﹣B的余弦值. 解答: (1)證明:因?yàn)榈酌媸沁呴L為3的正方形,PA⊥面ABCD, 所以AP⊥AD⊥AB.如圖, 分別以AD、AB、AP為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標(biāo)系,設(shè)PA=t
29、 則 得,. ∴=0,所以AB⊥MN; (2)解:由,得, 解得t=8,即PA=8. 取平面AMB的一個(gè)法向量為 設(shè)平面AMN的法向量,又, 由得:,取y=﹣2,得x=1,z=. 所以平面AMN的一個(gè)法向量是, 設(shè)二面角N﹣AM﹣B為α,則=. 所以二面角N﹣AM﹣B的余弦值為. 點(diǎn)評: 本題考查了直線與平面垂直的性質(zhì),考查了利用空間向量求二面角的大小,利用空間向量求二面角的大小時(shí),關(guān)鍵是分清兩個(gè)平面的法向量所成的角與二面角的關(guān)系,此題是中檔題. 21.(15分)(xx?崇明縣二模)某工廠生產(chǎn)一種儀器的元件,由于受生產(chǎn)能力和技術(shù)水平等因素的限制,會(huì)產(chǎn)生較多
30、次品,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知道,次品數(shù)p(萬件)與日產(chǎn)量x(萬件)之間滿足關(guān)系:.已知每生產(chǎn)l萬件合格的元件可以盈利20萬元,但每產(chǎn)生l萬件次品將虧損10萬元.(實(shí)際利潤=合格產(chǎn)品的盈利﹣生產(chǎn)次品的虧損) (1)試將該工廠每天生產(chǎn)這種元件所獲得的實(shí)際利潤T(萬元) 表示為日產(chǎn)量x(萬件)的函數(shù); (2)當(dāng)工廠將這種儀器的元件的日產(chǎn)量x(萬件) 定為多少時(shí)獲得的利潤最大,最大利潤為多少? 考點(diǎn): 函數(shù)模型的選擇與應(yīng)用. 專題: 函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用. 分析: (1)根據(jù)題目條件寫出在x的不同范圍內(nèi)的合格的元件間數(shù),然后由實(shí)際利潤=合格產(chǎn)品的盈利﹣生產(chǎn)次品的虧損將生產(chǎn)這種元件所獲得的實(shí)際利潤T
31、(萬元) 表示為日產(chǎn)量x(萬件)的函數(shù); (2)分別利用配方法和函數(shù)的單調(diào)性求函數(shù)在連段內(nèi)的最值,最后取兩段的最大之中的最大者. 解答: 解:(1)當(dāng)1≤x<4時(shí),合格的元件數(shù)為(萬件), 利潤(萬元); 當(dāng)x≥4時(shí),合格的元件數(shù)為(萬件), 利潤(萬元), 綜上,該工廠每天生產(chǎn)這種元件所獲得的利潤為. (2)當(dāng)1≤x<4時(shí),T=20x﹣5x2=﹣5(x﹣2)2+20 ∴當(dāng)x=2(萬件)時(shí),利潤T的最大值20(萬元); 當(dāng)x≥4時(shí), 令,則, 當(dāng)x∈[4,+∞)時(shí),y′>0,所以在[4,+∞)上是單調(diào)遞增, 所以函數(shù)T(x)在[4,+∞)上是減函數(shù), 則當(dāng)x=4時(shí),
32、利潤T的最大值0. 綜上所述,當(dāng)日產(chǎn)量定為2(萬件)時(shí),工廠可獲得最大利潤20萬元. 答:當(dāng)工廠將這種儀器的元件的日產(chǎn)量x(萬件) 定為2(萬件)時(shí)獲得的利潤最大,最大利潤為20萬元. 點(diǎn)評: 本題考查了函數(shù)模型的選擇及應(yīng)用,考查了配方法及利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的最值,注意分段函數(shù)的最值要分段求,此題是中檔題. 22.(15分)(xx?崇明縣二模)已知橢圓C的方程為(a>0),其焦點(diǎn)在x軸上,點(diǎn)Q為橢圓上一點(diǎn). (1)求該橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程; (2)設(shè)動(dòng)點(diǎn)P(x0,y0)滿足,其中M、N是橢圓C上的點(diǎn),直線OM與ON的斜率之積為,求證:為定值; (3)在(2)的條件下探
33、究:是否存在兩個(gè)定點(diǎn)A,B,使得|PA|+|PB|為定值?若存在,給出證明;若不存在,請說明理由. 考點(diǎn): 直線與圓錐曲線的關(guān)系;平面向量的基本定理及其意義;直線的斜率;橢圓的標(biāo)準(zhǔn)方程. 專題: 綜合題;圓錐曲線的定義、性質(zhì)與方程. 分析: (1)把點(diǎn)Q坐標(biāo)代入橢圓方程即可求得a2; (2)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2),由直線OM與ON的斜率之積為,可得M、N坐標(biāo)間的關(guān)系式,由,,從而可化為M、N坐標(biāo)的表達(dá)式,再由M、N是橢圓C上的點(diǎn)即可求得為定值; (3)由(2)知,動(dòng)點(diǎn)P(x0,y0)滿足,從而可判斷點(diǎn)P軌跡是橢圓,其焦點(diǎn)即為定點(diǎn)A、B; 解答: 解:(1)
34、因?yàn)辄c(diǎn)為橢圓上一點(diǎn), 所以,解得a2=4, 所以橢圓方程為; (2)設(shè)M(x1,y1),N(x2,y2), 又,化簡得x1x2+2y1y2=0, 又M、N是橢圓C上的點(diǎn),所以,,即,, 由,, 所以 = =4+4×4+4(x1x2+2y1y2) =20(定值); (3)由(2)知,動(dòng)點(diǎn)P(x0,y0)滿足,即, 所以點(diǎn)P的軌跡是以為焦點(diǎn)的橢圓. 故存在點(diǎn)A()、B(),使得|PA|+|PB|=(定值). 點(diǎn)評: 本題考查直線與圓錐曲線的位置關(guān)系、橢圓方程的求解及平面向量基本定理,考查學(xué)生對問
35、題的理解分析能力及解決問題的能力,具有一定綜合性. 23.(16分)(xx?崇明縣二模)設(shè)數(shù)列{an}、{bn}的各項(xiàng)都是正數(shù),Sn為數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且對任意n∈N*,都有,b1=e,,cn=an+1?lnbn(常數(shù)λ>0,lnbn是以為底數(shù)的自然對數(shù),e=2.71828…) (1)求數(shù)列{an}、{bn}的通項(xiàng)公式; (2)用反證法證明:當(dāng)λ=4時(shí),數(shù)列{cn}中的任何三項(xiàng)都不可能成等比數(shù)列; (3)設(shè)數(shù)列{cn}的前n項(xiàng)和為Tn,試問:是否存在常數(shù)M,對一切n∈N*,(1﹣λ)Tn+λcn≥M恒成立?若存在,求出M的取值范圍;若不存在,請證明你的結(jié)論. 考點(diǎn):
36、 反證法與放縮法;數(shù)列與不等式的綜合. 專題: 點(diǎn)列、遞歸數(shù)列與數(shù)學(xué)歸納法. 分析: (1)由條件 ①,求得a1=1.當(dāng)n≥2時(shí),有 ②,由①﹣②可得數(shù)列{an}是公差等于2的等差數(shù)列,從而求得an=2n﹣1.再由,且bn>0,可得lnbn=lnb1×λn﹣1=λn﹣1,從而求得 bn=. (2)當(dāng)λ=4時(shí),假設(shè)第m項(xiàng)、第n項(xiàng)、第k項(xiàng)成等比數(shù)列,則有 (2n+1)2?42n﹣2=(2m+1)4m﹣1?(2k+1)4k﹣1,即 m2+k2+mk+m+k=0,顯然,這樣的正整數(shù)m、k不存在,故數(shù)列{cn}中的任何三項(xiàng)都不可能成等比數(shù)列. (3)用錯(cuò)位相減法求得(1﹣λ)Tn=3+
37、2λ(1+λ+λ2+…+λn﹣2)﹣(2n+1)λn,①當(dāng)λ=1時(shí),求出M的取值范圍.②當(dāng)λ≠1時(shí),再求出M的取值范圍,綜合可得結(jié)論. 解答: 解:(1)∵因?yàn)閍n>0, ①,當(dāng)n=1時(shí),a12=4S1﹣2a1﹣1,解得a1=1. 當(dāng)n≥2時(shí),有 ②, 由①﹣②得,(an+an﹣1)(an﹣an﹣1)=2(an+an﹣1),故有 an﹣an﹣1=2(n≥2),即數(shù)列{an}是公差等于2的等差數(shù)列, 所以an=a1+(n﹣1)d=1+(n﹣1)×2=2n﹣1. 又因?yàn)?,且bn>0,兩邊同時(shí)取自然對數(shù)得 lnbn+1=λlnbn, 由此可知數(shù)列{lnbn}是以lnb1=lne=
38、1為首項(xiàng),以λ為公比的等比數(shù)列, 所以lnbn=lnb1×λn﹣1=λn﹣1,所以,bn=eλn﹣1. (2)當(dāng)λ=4時(shí),由(1)知,cn =an+1?lnbn =(2n+1)?λn﹣1=(2n+1)?4n﹣1. 假設(shè)第m項(xiàng)、第n項(xiàng)、第k項(xiàng)成等比數(shù)列,則有 (2n+1)2?42n﹣2=(2m+1)4m﹣1?(2k+1)4k﹣1, 即 (2n+1)2?42n﹣2=(2m+1)(2k+1)?4m+k﹣2,∴, ∴(m+k+1)2=(2m+1)(2k+1),即 m2+k2+mk+m+k=0,顯然,這樣的正整數(shù)m、k不存在,故數(shù)列{cn}中的任何三項(xiàng)都不可能成等比數(shù)列. (3)解:∵cn=
39、an+1?lnbn =(2n+1)?λn﹣1, ∴Tn=3×λ0+5×λ1+7×λ2+…+(2n﹣1)×λn﹣2+(2n+1)×λn﹣1…③. ∴λ×Tn=3×λ1+5×λ2+7×λ3+…+(2n﹣1)×λn﹣1+(2n+1)×λn…④. 由③﹣④得﹣3Tn=3+2×4+2×42+…+2×4n﹣1﹣(2n+1)×4n=3+2×﹣(2n+1)4n=, 所以,(1﹣λ)Tn=3+2λ(1+λ+λ2+…+λn﹣2)﹣(2n+1)λn. ①當(dāng)λ=1時(shí),(1﹣λ)Tn+λcn=(2n+1)(n∈N*)在N*上為單調(diào)遞增函數(shù),所以對于任意常數(shù)M∈(﹣∞,3],(1﹣λ)Tn+λcn=(2n+1)≥M恒成立. ②當(dāng)λ≠1時(shí),. 記g(n)=g(n+1)﹣g(n)=2λn>0, 所以,數(shù)列g(shù)(n)為增函數(shù). 所以當(dāng)λ≠1時(shí),g(n)=≥g(1)=3.…(7分) 所以,所以對于任意常數(shù)M∈(﹣∞,3],(1﹣λ)Tn+λcn≥M恒成立. …(8分) 點(diǎn)評: 本題主要考查數(shù)列求和問題,用反證法和放縮法證明不等式,函數(shù)的恒成立問題,屬于難題.
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