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数学参考答案
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D C B D B D A
【解析】
1 1
1.因为 |x|0x1,|x|11x1,故“ |x|”是“|x|1”的充分不必要条件,
x x
故选A.
2.过点P(1,0)可以作3条直线与抛物线C:x2 y有且仅有1个公共点,故选D.
3.因为 z(1i)(a2i)(a2)(2a)i ,所以它在复平面内对应的点为(a2,2a);
(a2)(2a)40,故点(a2,2a)不可能在第三象限,故选C.
πr2 4π, r2,
4.设圆锥的底面半径为 r ,母线为 l ,则 解得 故圆锥的高
πl 2πr, l 4,
1 1 8 3
h l2 r2 2 3,故此圆锥的体积V S h 4π2 3 π,故选B.
3 底 3 3
π 2π a2 c2 b2
5.由钝角△ABC中的最大角为B , ;故由余弦定理:cosB
2 3 2ac
c2 40 1
,0,解得c(5,2 10),故选D.
6c 2
y1 y(1)
6. ,可以看作圆(x2)2 (y1)2 2上的动点P(x,y)与定点Q(0,1)连线的
x x
y(1) x y1 y1
斜率;数形结合可知 k [1,1], 1 [0,2],故选B.
x PQ x x
7.由x0知 f(x)xx elnxx exlnx,x(0,);令g(x)xlnx,x0,则g(x)1lnx,
1 1 1 1
令g(x)0,解得x ,当0x 时,g(x)0,g(x)在0, 上单调递减;当x
e e e e
1
时,g(x)0,g(x)在 ,上单调递增; f(x)由函数yeu与ug(x)复合而成,而
e
数学参考答案·第1页(共10页) 1 1
yeu在(,)上单调递增;故 f(x)在0, 上单调递减,在 ,上单调递增;
e e
1 1
所以 f(x) f e e,故选D.
min e
π
8.记 OAa,OBb,OC c ,则 a,bAOB,ac,bcACB ;由题意:
3
1 ab 1
|ab|2|a|2 |b|2 2ab22ab1,故ab ,故cosa,b ,故
2 |a||b| 2
2π
a,bAOB ;且 |ab|2|a|2 |b|2 2ab22ab3 ,故 |ab| 3 ,即
3
|AB| 3;故AOBACBπ;|c||OC|取最大值时,O,C两点应该在直线AB的两
侧,故O,A,B,C四点共圆,则|c||OC|的最大值即为圆的直径;在△ABC中,由正弦
|AB|
定理:|c| 2R 2,故选A.
max π
sin
3
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项
是符合题目要求的,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
题号 9 10 11
答案 ABC ABD BCD
【解析】
π π
9.对于 A: f(x)2sinx ,g(x)2sinx ,正确;对于 B: f(x)ex,g(x)
3 4
2ex eln2 ex exln2,正确;对于C: f(x)lnx,g(x)ln(2x)lnxln2,正确;对于
D:f(x)ln|x|的定义域为(,0)(0,),而g(x)ln(|x|1)的定义域为(,),
所以无论怎么平移两函数,图象都不可能重合,错误,故选ABC.
10.由a0,b0,知ab2b14a0,故a14;aba142b0,故b7;故ab21,
142b 16
故 A 正确;由 aba2b14 知 a(b1)142b ,故 a 2 ,故
b1 b1
16
a6 b1 8 1 2 1 1 1 2 ,故当b3,a2时, a6 取
16 8 16 1 b1
b1 b1 b1 b1 b1 4
得 最 小 值 1 , 故 B 正 确 ; 由 aba2b14 , 知 (a2)(b1)16 , 故
数学参考答案·第2页(共10页)(a2)4(b1)≥2 4(a2)(b1) 16,故a4b≥10,当且仅当a6,b1时取等号;
1 1 1 1 1 1
故a4b的最小值为10,故C错误; ≥2 2 ,
a2 b1 a2 b1 (a2)(b1) 2
1 1 1
当且仅当a2,b3时取等号;故 的最小值为 ,故D正确,故选ABD.
a2 b1 2
11.对于A:202510245122561286432811210 129 128 127 1
26 125 024 123 022 0211(11111101001) ,故 A 错误;对于 B:
2
na 26 a 25 a 21a 20,其中a 1,a,a,,a 中有且只有 2 个 1,
0 1 5 6 0 1 2 6
有C2 15种可能;所以所有二进制数(a aa a ) 对应的十进制数的和中,26出现
6 0 1 2 6 2
C2 15 次, 25,24,,21,20 均出现 C1 5 次,所以对应的十进制数的和为
6 5
C1(25 24 2120)C226 1275,故B正确;对于C:na 2k a 2k1+a
5 6 0 1 2
k
2k2 a 21a 20,则S(n)a ;2n1a 2k1a 2k a 2k1
k1 k i 0 1 2
i0
k
a 22 a 211,故S(2n1)a 1S(n)1;16n4a 2k4 a 2k3
k1 k i 0 1
i0
k
a 2k2 a 25 a 24 22 , 故 S(16n4)a 1S(n)1 , 故
2 k1 k i
i0
S(2n1)S(16n4) ,故 C 正确;对于 D: 22025,22025 1,22025 2,,22026 1 共
22026 22025 22025个数中所有的数转换为二进制后,总位数都为2026,且最高位都为1;
而除最高位之外的剩余 2025 位中,每一位都是 0 或者 1;设其中的数x,转换为二进制
后有k个0(0≤k≤2025), f(x)2k;在这22025个数中,转换为二进制后有k个0的数共
2025
有Ck 个,故 f(22025) f(22025 1) f(22025 2) f(22026 1)2k Ck (12)2025
2025 2025
k0
32025,故D正确,故选BCD.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
题号 12 13 14
20 11 1
答案 0, [1,)
29 2 2
数学参考答案·第3页(共10页)【解析】
π π π
2sin cos 2tan
π π 4 4 4 20
12.cos2sin2 sin 2 .
2 4 sin2 π cos2 π 1tan2 π 29
4 4 4
13.将m,3m(mR)以外的数据从小到大排列:1,5,5,6,7,11,21,27;因为1075%7.5,
故第75百分位数为第8位数,即:从小到大的第8位数是12;显然m03mm,故
3m12m4,故将所有数据从小到大排列:1,4,5,5,6,7,11,12,21,27 ;因为
56 11
1040%4,故第40百分位数为 .
2 2
1
14.令 y f(af(x)) y f(t),taf(x);令 f(t)0得t1,故af(x)1 f(x) (显然
a
1 1
a0);即:f(x) 的所有解的乘积为1;数形结合:f(x) 的解可看作函数y f(x)
a a
1 2x 1,x≤0,
的图象与直线y 的交点的横坐标;结合 f(x) 的图象可知:当a0时:
a |lnx|,x0
1
函数y f(x)≥0的图象与直线y 0没有交点;当a0时:函数y f(x)|lnx|(x0)
a
1 1
的图象与直线y 有 2 个交点,即 f(x) 当x0时有 2 个解x,x (x x ),且满足
a a 1 2 1 2
|lnx ||lnx |lnx lnx lnx lnx lnxx 0 , 故 xx 1 ; 又
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
1
y f(x)2x 1(x≤0)单调递增,且 f(x)2x 1(x≤0)(1,2],故 (0,1](2,),
a
1
故a0,
[1,).
2
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分13分)
(1)证明:由四边形ABCD为正方形知AB∥CD;
又QA AB,故QACD;
又PD∥QA,故PDCD;
又平面PCD平面ABCD,平面PCD平面ABCDCD,
所以PD平面ABCD.…………………………………………………………………(5分)
数学参考答案·第4页(共10页)(2)解:由(1)知PD平面ABCD且DADC,故DA,DC,DP互相垂直;
以D为原点,DA,DC,DP所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系;
不妨设QA1,则PDDC 2,则B(2,2,0),C(0,2,0),P(0,0,2),Q(2,0,1),
故PB(2,2,2),PC (0,2,2),PQ(2,0,1);
………………………………………………………(6分)
设平面PBQ的法向量是m(x,y,z ),
1 1 1
mPB2x 2y 2z 0,
则 1 1 1 取x 1,可得m(1,1,2);
mPQ2x z 0, 1
1 1
………………………………………………………(8分)
设平面PBC 的法向量是n(x,y,z ),
2 2 2
nPB2x 2y 2z 0,
则 2 2 2 取y 1,可得n(0,1,1);……………………(10分)
nPC2y 2z 0, 2
2 2
记平面PBC 与平面PBQ所成锐二面角为,
|mn| 3 3 π
则cos|cosm,n| ,故 ;
|m||n| 6 2 2 6
π
故平面PBC 与平面PBQ所成锐二面角的大小为 .………………………………(13分)
6
16.(本小题满分15分)
xa a
lnx 1 lnx
(1)解: x x ,
f(x) (a0)
(xa)2 (xa)2
1a 1
故 f(1) (a0);………………………………………………………(2分)
(1a)2 1a
f(1)0,
lnx 1 1
故函数 f(x) (a0)的图象在x1处的切线斜率为 ,即 f(1) ;
xa 2 2
………………………………………………………………………………………(4分)
1 1
由a0知 f(1) ,解得a1.………………………………………………(6分)
1a 2
数学参考答案·第5页(共10页)1
lnx 1 lnx
(2)证明:由(1)知 f(x) ,定义域x(0,), x ;
f(x)
x1
(x1)2
………………………………………………………………………………………(8分)
1
令g(x)1 lnx,则g(x)在(0,)上单调递减;
x
1
由g(1)20,g(e2) 10知存在x (1,e2),使得g(x )0;
e2 0 0
当x(0,x )时,g(x)0 f(x)0, f(x)单调递增;
0
当x(x,)时,g(x)0 f(x)0, f(x)单调递减;
0
故x 即为 f(x)的极大值点;……………………………………………………………(11分)
0
1 1
由g(x )0,知1 lnx 0lnx 1 ,
0 x 0 0 x
0 0
1
1
故 lnx x 1 ,
f(x ) 0 0
0 x 1 x 1 x
0 0 0
故x f(x )1,结论成立.……………………………………………………………(15分)
0 0
17.(本小题满分15分)
解:(1)若按某指定顺序参加活动,这三位同学各自能闯关成功的概率依次为 p,p,p ,
1 2 3
1 1 2
其中 p,p,p 是 , , 的一个排列;………………………………………………(2分)
1 2 3 4 3 3
则“挑战胜利”的概率P p p p (1 p )p (1 p )p p p p p p p p 2p p p
1 2 1 2 3 1 2 3 1 2 1 3 2 3 1 2 3
1 1 1 2 1 2 1 1 2 13
2 ,
4 3 3 3 4 3 4 3 3 36
故改变三个人先后参加活动的顺序,“挑战胜利”的概率不会发生变化.
………………………………………………………………………………………(6分)
(2)若按某指定顺序参加活动,这三位同学各自能闯关成功的概率依次为 p,p,p ,
1 2 3
1 1 2
其中 p,p,p 是 , , 的一个排列;
1 2 3 4 3 3
记活动用时为随机变量t(单位:分钟),
则P(t 2) p p (1 p )(1 p )2p p (p p )1,
1 2 1 2 1 2 1 2
P(t 3)1P(t 2)(p p )2p p ;
1 2 1 2
数学参考答案·第6页(共10页)故数学期望E(t)2P(t 2)3P(t3)4p p 2(p p )23(p p )6p p
1 2 1 2 1 2 1 2
(p p )2p p 2;…………………………………………………………………(9分)
1 2 1 2
1 1 2 1 2 23
当 p 时,E(t) 2 2 ;
3 4 3 3 3 3 9
1 1 2 1 2 31
当 p 时,E(t) 2 2 ;
3 3 4 3 4 3 12
2 1 1 1 1 29
当 p 时,E(t) 2 2 ;
3 3 4 3 4 3 12
29 23 31
由 知:甲、乙同学应该先参加前两次闯关活动.
12 9 12
……………………………………………………………………………………(15分)
18.(本小题满分17分)
x x y y
解:(1)点差法:设A(x,y ),B(x,y ),则x 1 2,y 1 2 ;
1 1 2 2 E 2 E 2
x2 x2
由A、B两点在椭圆上: 1 y2 1①, 2 y2 1②;
a2 1 a2 2
………………………………………………………………………………………(2分)
(x x )(x x )
用①−②得: 1 2 1 2 (y y )(y y )0,
a2 1 2 1 2
(y y )(y y ) 2y (y y ) y (y y ) 1 1
即: 1 2 1 2 E 1 2 E 1 2 k k a2 3,
(x x )(x x ) 2x (x x ) x (x x ) OE AB a2 3
1 2 1 2 E 1 2 E 1 2
x2
故椭圆C的方程为 y2 1.………………………………………………………(4分)
3
ykxt,
(2)(i)联立x2 得(3k2 1)x2 6ktx3t2 30;
y2 1,
3
设A(x,y ),B(x,y ),
1 1 2 2
6kt 2t
由韦达定理:x x ,所以y y .
1 2 3k2 1 1 2 3k2 1
x x 3kt
由于E为线段AB的中点,因此x 1 2 ;
E 2 3k2 1
………………………………………………………………………………………(6分)
数学参考答案·第7页(共10页)若射线OE与椭圆C、直线x3分别交于G,D两点,
1
知x 0且射线OE的方程为y x(x≥0),
G 3k
3k
将其代入椭圆C的方程,解得x ,x 3;
G D
3k2 1
由|OD|,|OG|,|OE|成等比数列知|OG|2|OD||OE|,故x2 x x ,
G D E
2
3k 3kt 9k2 9kt
故 3 k t;
3k2 1 3k2 1 3k2 1 3k2 1
因此,直线l的方程为yk(x1),所以直线l恒过定点N(1,0);
………………………………………………………………………………………(9分)
故当直线l MN k 1时,点M(0,1)到直线l距离的最大值d |MN| 2.
max
……………………………………………………………………………………(10分)
3k 1
(ii)由(i)得G , ,
3k2 1 3k2 1
3k 1
由直线BG与x轴垂直知B , ,
3k2 1 3k2 1
代入yk(x1)整理得3k2 1k 3k2 1,
故3k2 10且6k4 7k2 10,
1
解得k2 (舍去)或k2 1,所以k 1,
6
3 1 3 1
此时B ,
,G ,
关于x轴对称;…………………………………………(13分)
2 2 2 2
此时直线l:yx1,故A(0,1);
由于△ABG的外接圆的圆心在x轴上,可设△ABG的外接圆的圆心为(d,0),
3 2 1 1
因此d2 1d ,解得d ,
2 4 2
5
故△ABG的外接圆的半径为r d2 1 ,
2
1 2 5
所以△ABG的外接圆方程为 x y2 .……………………………………(17分)
2 4
数学参考答案·第8页(共10页)19.(本小题满分17分)
(1)证明:因为数列{a }同时满足P(2),P(3)性质,
n
所以当n2时,a a a a a4 (),
n2 n1 n1 n2 n
当n3时,a a a a a a a6 (),………………………………(2分)
n3 n2 n1 n1 n2 n3 n
当n3时,由()得:a a a a a4 (),a a a a a4 (),
n3 n2 n n1 n1 n1 n n2 n3 n1
a4 a4
将(),()式代入()式得: n1 a a n1 a6,
a a n1 n1 a a n
n n1 n1 n
所以a4 a4 a8,
n1 n1 n
又因为a 0,所以a a a2;
n n1 n1 n
取n4,得a a a2;
3 5 4
所以当n≥3时,数列{a }为等比数列.………………………………………………(4分)
n
a a a
设q 4 5 n ,
a a a
3 4 n1
a
将n4代入()式得a a a a a4,所以a 3 ;
2 3 5 6 4 2 q
a
将n3代入()式得a a a a a4,所以a 3 ;
1 2 4 5 3 1 q2
所以对任意的nN,数列{a }为等比数列.…………………………………………(6分)
n
(2)解:①因为a 1,a 3,所以q3,所以a 3n1(nN),
1 2 n
………………………………………………………………………………………(7分)
1(13n) 3n 1
S .…………………………………………………………………(8分)
n 13 2
当3k11≤i≤3k 1时,b b 2k,所以{b}为等差数列,
i i1 i
3k1 (23k11)(23k12)
得到: b (23k11)(k2k) 2k 4k 32k2 k,
i 2
i3k11
……………………………………………………………………………………(9分)
3n1 n n 4 n
所以T b b b b b i(4k 32k2 k) (k 9k),
n 1 2 3 2Sn i 9
i1 i1 k1 k1
……………………………………………………………………………………(10分)
数学参考答案·第9页(共10页)4
所以T [19292 (n1)9n1n9n],
n 9
4
所以9T [192 293 (n1)9n n9n1],
n 9
4 1 1
两式相减得:8T (9192 9n n9n1) 4n9n ,
n 9 2 2
(8n1)9n 1
所以T .………………………………………………………………(12分)
n 16
n 8i1 9
② ,……………………………………………………(13分)
16T (3i1)(8i1)1 40
i1 i
3n1 3n4 3n1 24n5
理由如下:令c ,c c 0,
n 9n n1 n 9n1 9n 9n1
4
所以数列{c }单调递减,所以c ≤ ,
n n 9
n 8i1 n 1 n 1 n 1
所以 16T (8i1)(3i1)1 9i (3i1) 3i1 9i (1c)
i1 i i1 i1 9i 1 i1 i
9i
1 n
11
≤
n 1
n 1
1
1
9
9
1
1
9
.
4 5 9i1 5 1 40 9n 40
i1 9i 1 i1 1
9 9
……………………………………………………………………………………(17分)
数学参考答案·第10页(共10页)