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数学参考答案及赋分标准
一、选择题::
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A B D C C A D B
1.【答案】A【解析】lg2lg5lg101,选项A正确.
2.【答案】B【解析】A{xZ|x2 x 60}{xZ|(x 3)(x 2)0}{1,0,1,2},
故 A{3,2,3},选项B正确.
U
3.【答案】D【解析】设z x yi,则z x yi,从而2yi2i,x2 y2 5,即x2 4,y1,
从而z z 2x 4,选项D正确.
1
4.【答案】C【解析】所求圆锥侧面积S 2π122π,C正确.
2
5. 【答案】C【解析】 A是必要条件,举例如下:若函数f(x)sinx ,显然有对于任意xD ,
f(x)2,但f(x)的最大值不是2;B显然错误;C正确,D是充要条件.
π π π π
6.【答案】A【解析】C,D是周期函数,A,B不是周期函数,当x( , )时,|2x|2x( , ),
6 4 3 2
选项A正确.
4x 1 4x 1 1 1
7.【答案】D【解析】因为f(x) (2x 2x),所以f(x)f(x),
2xx2 2x 2x2 2x2
M
因此M m 0,即 1.
m
a 1 1 2 1 1 1
8.【答案】B【解析】因为 n1 ,即 1,故 12( 1), 12n1,
a 2a a a a a a
n n n1 n n1 n n
n 1
所以 2n n11000,解得n 9,选B.
a
i1 i
二、选择题:
题号 9 10 11
答案 AC BCD ABD
1 1
9.【答案】AC【解析】因为ab(ab)( )4,等号成立当且仅当a b2,
a b
1 1
所以ab的最小值为4,选项A正确;令a b2,满足 1,但此时ab4,
a b
所以ab的最大值不是2,选项B错误;
1 1 b2 a2 b a
因为a2 b2 (a2 b2)( )2 2 + (2 + )8,等号成立当且仅当a b2,
a b a2 b2 a b
a2 b2 ab
(或 4a2 b2 8)即a2 b2的最小值为8,故选项C正确;
2 2
1 1 1 1
a2 b2 a b 1 1 1 1 1 1 1
因为 ,所以 ,等号成立当且仅当a b2,即 的最小值为 ,
2 2 2 a2 b2 2 a2 b2 2
因而选项D错误.
10.【答案】BCD【解析略】画图即知.11.【答案】ABD【解析】由a2 b2 bc以及正弦定理知sin2Asin2B sinBsinC ,
易证sin2Asin2B sin(AB)sin(AB)(正弦平方差公式),
又sin(AB)sinC 0,故sin(AB)sinB 0,可得A2B,选项A正确;
由余弦定理知a2 b2 c2 2bccosA,代入a2 b2 bc得c2 2bccosAbc,
即cb2bcosA,选项B正确;
π π
若a 3,b1,由a2 b2 bc得c2,C ,从而ACD BCD ,
2 4
1 1 1
由S S S ,得 absin90 bCDsin45 aCDsin45,
△ABC △ADC △ADB
2 2 2
sinACB sinACD sinBCD
(该面积法可证张角定理: )
CD BC AC
2 6
从而 3 CD CD,即 6 CD 3CD ,
2 2
3 2 6
解得 6 CD 3CD ,选项C错误;
2
(另解:如图,已知A60,B 30, C
x E
3( 31)
因为x 3x 3,解得x ,
2 2x 3x
x
6( 31) 3 2 6
所以CD 2x 故.C错误) A D B
2 2
a sinA
由上A2BsinAsin2B 2sinBcosB 2cosB
b sinB
c 1
因为a2 b2 bc,两边同除以ab,所以 2cosB ,
a 2cosB
π
A2B ,
因为△ABC为锐角三角形,故 2 所以 π B π ,cosB( 2 , 3 )
π 6 4 2 2
AB ,
2
c 1 2 2 3
由函数单调性知 2cosB ( , ),选项D正确.
a 2cosB 2 3
【备注】倍角三角形(存在正整数k,使得三角形一内角是另一个内角的k倍)有着非常多的性质,本
题刻画的是k=2时倍角三角形的性质:
A2B a 2bcosB a2 b2 bc c b2bcosA
可以证明,点C的轨迹是双曲线的一支.
x2 y2
【参考试题】:(2021年八省联考节选)双曲线C : 1(a 0,b0)左顶点为A,右焦点为F,
a2 b2
离心率为2,动点B在C上且在第一象限,证明:BFA2BAF .
三、填空题:
12.【答案】3
π π
【解析】f(x)sin(2x )2cos(2x )
3 6
π π π π
sin2xcos cos2xsin 2cos2xcos 2sin2xsin
3 3 6 63 3 3 π
sin2x cos2x 3sin(2x )
2 2 3
故最大值为3.
π π π π π π
注: f(x)sin(2x )2cos(2x )sin(2x )2cos(2x ) 3sin(2x ).
3 6 3 3 2 3
13.【答案】(2,1)
ab
【解析】所求投影向量为 b b(2,1)
|b|2
2 3
14.【答案】
27
【解析】将四面体如图放置在长方体中,设AD BC x,OAa,OB b,OD c,
显然0x 2
12 x2 12 x2
a2 , D
1
a2 b2 12, 2 2 C
12 12 x2 2x2
又a2 c2 x2, 从而b2 , x c 1 x
1
2 2
b2 c2 12, 12 x2 12 x2 a O 1 b B
c2 , A
2 2
可得0t x2 2,
1 1 t2(2t)
而V abc ,
四面体ABCD 3 6 2
记g(t)t2(2t),则g'(t)2t(2t)t2 3t2 4t
4 2 3 4 32
所以当t ,即x 时, g(t)取最大值g( ) ,
3 3 3 27
1 16 2 3
故V 的最大值为 .
四面体ABCD 6 27 27
四、解答题
1 1
15.(1)若m x 1,则f(x) ,f(x )1,f '(x) ,
0 x 0 x2
所以切线AB的方程为y1(x 1),即yx 2, ………………………3分
m m
(2)依题意,f(x ) ,f '(x)
0 x x2
0
m m m 2m
所以切线AB的方程为y (x x ),即y x ,…………6分
x x 2 0 x 2 x
0 0 0 0
2m 2m
令x 0,得y ,即点B的坐标为(0, ),
x x
0 0
令y0,得x 2x ,即点A的坐标为(2x ,0), ………………………………9分
0 0
2m
02x 0
因为 0 x , x m ,
2 0 0
2 x
0
m
所以AB中点坐标为(x , ),即P是AB的中点. ……………………………11分
0 x
01 1 2m
(3)有(2)知△OAB的面积S |OA||OB| 2x 2m,
2 2 0 x
0
故△OAB的面积为定值,且该定值为2m. ……………………………………13分
注:本题通过导数研究反比例函数的性质,刻画了一般双曲线的性质:
x2 y2
过双曲线 1上任意一点P(x ,y )作该双曲线的切线,与双曲线的渐近线分别交于点A,B,则:
a2 b2 0 0
(1)P是AB的中点;
(2)△OAB的面积为定值ab.
π
16.(1)依题意,C为DE的中点,因此点C的坐标为( ,0),
3
π π π T π
所以|BC | ( ) ,即 ,从而2; …………………………3分
3 6 2 2 2
π π
( )
3 6 π
且BC 的中点F的横坐标为 ,
2 12
1 π
故曲线y f(x)的对称轴方程为x kπ (kZ); …………………………6分
2 12
π π 7π
又2 (此为点F关于C对称的点的横坐标),
3 12 12
π 7π
所以函数f(x)的单调递减区间为[kπ ,kπ ],其中kZ.……………9分
12 12
π π
(2)①由题意,f( )0,故2( )kπ(kZ),
6 6
π
因为0π,解得 . ……………………………………………………12分
3
3 π 3
又f(0) ,所以Asin ,解得A1,
2 3 2
1 1 π 3 3π
显然,△BCD的面积 |BC ||OD| .…………………15分
2 2 2 2 8
17.(1)记BE中点为O,依题意,
(方法一)如解答图1,因为四边形ABCE 为正方形,
所以OA OAOB OC OE ,OA BE ,而平面ABE 平面BCDE ,
1 1 1
故OA 平面BCDE ,……………………………………………………………3分
1
因而OA OC ,从而AC AE ,故CE AF,
1 1 1 1
又△CDE 是等边三角形,所以DF CE ,即CE 平面ADF,
1
从而平面CDE 平面ADF. ……………………………………………………6分
1
z
A 1 A 1 A
1
O O O
B E B E B E y
F F F
C D C D x C D
解答图1 解答图2 解答图3
(方法二)因为△CDE 是等边三角形,F为CE中点,所以DF CE ,又四边形ABCE 为正方形,所以BC CE ,因而DF ∥BC ,
又O为中点,所以OF ∥BC ,
即O,F,D 三点共线,平面ADF即平面AOD,(如解答图2)………………3分
1 1
而平面ABE 平面BCDE ,且OA BE ,
1 1
故OA 平面BCDE ,从而OA CE,
1 1
由CE BC ,知CE OD ,从而CE 平面AOD,即CE 平面ADF,
1 1
所以平面CDE 平面ADF. ……………………………………………………6分
1
(2)(方法一)由(1)知,OA,OB,OC 两两垂直,如解答图3建立空间直角坐标系.
1
不妨设OA OB OC 1,则A(0,0,1),B(0,1,0),C(1,0,0),E(0,1,0),
1 1
n BA 0,
设平面ABC 的法向量为n =(x,y,z),则 1
1
1 1 n BC 0,
1
yz 0,
即 取x 1,得n =(1,1,1), ……………………………………10分
x y 0, 1
由(1)知,即CE 平面ADF,
1
即平面ADF的法向量为n =CE (1,1,0),
1 2
11 6
所以cosn ,n ,
1 2 3 2 3
3
即平面ADF与平面ABC 所成锐二面角为,则sin . ………………15分
1 1 3
(方法二)用平面AOF 替代平面ADF计算,数据简单(过程略).
1 1
(方法三)设平面ADF与平面ABC 所成锐二面角的平面角为,
1 1
由(1)证法二知,为平面AOF 与平面ABC 所成锐二面角的平面角,OF ∥BC ,
1 1
取BC中点H,
l
易证AH BC ,AOBC ,………………… 8分 A
1 1 1
记平面ADF 平面ABC l ,(如解答图4)
1 1
可证l ∥OF ∥BC ,…………………………10分
从而A 1 H l,A 1 O l, B O E
即HAO , ………………………………12分
H
1 F
不妨设OH 1,则OH 2,AH 3, C
1 D
3 解答图4
因此sinHAO .
1 3
3
记平面ADF与平面ABC 所成锐二面角为,则sin . …………………15分
1 1 3
n
18.(1)依题意,a 0,a 3 S 2即a 3 a 3 a 3 (a a a )2,
n i n 1 2 n 1 2 n
i1
当n 1时,a 3 a 2,可得a 1,
1 1 1
当n 2时,a 3 a 3 (a a )2,即1a 3 (1a )2,
1 2 1 2 2 2
从而a 3 a 2 2a ,解得a 1或a 2,…………………………………3分
2 2 2 2 2
当n 3时,a 3 a 3 a 3 (a a a )2,
1 2 3 1 2 3
若a 1,则a 3 a 2,解得a 1,…………………………………………5分
2 3 3 3
若a 2,则9a 3 (3a )2,
2 3 3从而a 3 a 2 6a ,解得a 2或a 3,
3 3 2 3 3
综上,(a ,a ,a )(1,1,1)或(1,2,2)或(1,2,3). …………………………7分
1 2 3
n
(2)因为a 3 S 2,即a 3 a 3 a 3 S 2,
i n 1 2 n n
i1
所以a 3 a 3 a 3 S 2(n 2)
1 2 n1 n1
两式相减得,a 3 S 2 S 2 (S S )(S S )
n n n1 n n1 n n1
所以a 2 S S ,……………………………………………………………10分
n n n1
从而a 2 S S (n 3)
n1 n1 n2
相减得a 2 a 2 a a ,即a a 1(n 3),
n n1 n n1 n n1
又a 1,由(1)知a 2,即a a 1,
1 2 2 1
从而{a }是公差为1首项为1的等差数列,所以a n
n n
n(n1)
从而S . ……………………………………………………………13分
n 2
(3)由(2)a 2 a 2 a a ,所以(a a )(a a 1)0,
n n1 n n1 n n1 n n1
故a a ,或a a 1, ……………………………………………15分
n n1 n n1
所以存在数列{a },使得a 2025,
n 2026
n,1n2025,
其中{a }可以为a ………………………………………17分
n n a
n1
,n2026.
注:(3)满足题意的数列{a }的通项公式不唯一.
n
f(x) π
19.(1)因为函数f(x), 均为偶函数,所以只需证明x(0, )结论成立即可.
cosx 2
f(x)
此时f(x)1 等价于sinx x tanx . ……………………………………2分
cosx
π
令g(x)x sinx ,则g'(x)1cosx 0 (0x ),
2
π
所以函数g(x)在(0, )上递增,所以g(x)g(0)0,x sinx 成立;………4分
2
π 1
令(x)x tanx ,x(0, ),则'(x)1 0,
2 cos2x
π
所以函数(x)在(0, )上单调递减,所以g(x)g(0)0,x tanx成立,
2
综上,结论成立! …………………………………………………………………6分
(2)依题意,F(x)x2f '(x)xcosx sinx,所以F'(x)xsinx,
因此当0x π时,F'(x)0,F(x)F(0)0,F(x)没有零点,
当πx 2π时,F'(x)0,函数F(x)单调递增,
3π
又F(π)π0,F( )1>0 F(x)有唯一零点, ………………………………9分
2
当2πx 3π时,F'(x)0,函数F(x)单调递减,
5π
因为F(2π)2π>0,F( )10 F(x)有唯一零点,
2
当3πx 4π时,F'(x)0,函数F(x)单调递增,7π
而F(3π)3π0,F( )1>0 F(x)有唯一零点,
2
因此函数F(x)在区间(0,4π)上有3个零点. …………………………………12分
xcosx sinx
(3)f '(x) 0即F(x)0,由(2)知
x2
当0x π时,F(x)没有零点,即f(x)没有极值点,
3π 5π 7π
且x (π, ),x (2π, ),x (3π, ),
1 2 2 2 3 2
sinx
因为F(x)0即f(x) cosx ,
x
所以f(x )f(x )f(x )cosx cosx cosx , ……………………………14分
1 2 3 1 2 3
显然有cosx 0,cosx 0,cosx 0,,下证cosx cosx 0
1 2 3 1 2
xcosx sinx
因为f '(x) 0x tanx
x2
5π
因为x x ,即tanx tanx ,从而tan(x π)tanx ,故2πx πx ,
1 2 1 2 1 2 1 2 2
5π
因为函数y cosx 在(2π, )内单调递减,
2
所以cos(x π)cosx 0,
1 2
从而cosx cosx cos(x π)cosx 0,即cosx cosx 0,
1 2 1 2 1 2
综上,cosx cosx cosx 0,
1 2 3
即f(x )f(x )f(x )0. ……………………………………………………17分
1 2 3
注:由上述证明易证cosx cosx 0,从而可证cosx cosx cosx 0
2k1 2k 1 2 n
(以上解法仅供参考,其它正确解法参考以上标准赋分)