参考答案:
1.B
【详解】抛物线C:x2 =4y,∴p=2,
根据抛物线的定义,得焦点F 到准线l的距离为p=2.
故选:B.
2.C
3−i (3−i)(1−2i) 1 7 1 7
【详解】因为z= ,所以z= = − i,所以 z = ( )2+(− )2 = 2,故选C.
1+2i (1+2i)(1−2i) 5 5 5 5
3.D
π π π π
【详解】因为y=2sin3x=2sin3x− +
,所以把函数y=2sin3x+ 图象上的所有点向右平移 个
15 5 5 15
单位长度即可得到函数y=2sin3x的图象.
故选:D.
4.C
a +aq+aq2+aq3 =15,
【详解】设正数的等比数列{an}的公比为q,则 1 1 1 1 ,
aq4 =3aq2+4a
1 1 1
a =1,
解得 1 ,∴a =aq2 =4,故选C.
q=2 3 1
5.B
【详解】解:由题知线段AB中点为(3,0), AB = 4+4 =2 2,
所以,以线段AB为直径的圆的圆心为(3,0),半径为 2,其方程为(x−3)2+y2 =2
故选:B
6.A
【详解】设圆O 半径为r,球的半径为R,依题意,
1
得πr2 =4π,∴r=2,ABC为等边三角形,
由正弦定理可得AB=2rsin60°=2 3,
∴OO = AB=2 3,根据球的截面性质OO ⊥平面ABC,
1 1
∴OO ⊥O A,R=OA= OO2+O A2 = OO2+r2 =4,
1 1 1 1 1
∴球O的表面积S =4πR2 =64π.
学科网(北京)股份有限公司故选:A
7.B
1
【详解】因为 f(x) 为偶函数,则 f(1)= f(−1),∴(1+a)ln =(−1+a)ln3,解得a=0,
3
2x−1 1 1
当a=0时, f (x)=xln ,(2x−1)(2x+1)>0,解得x> 或x<− ,
2x+1 2 2
1 1
则其定义域为x x 或x<− ,关于原点对称.
2 2
2(−x)−1 2x+1 2x−1 −1 2x−1
f (−x)=(−x)ln =(−x)ln =(−x)ln =xln = f (x),
2(−x)+1 2x−1 2x+1 2x+1
故此时 f (x)为偶函数.
故选:B.
8.B
【详解】如图所示, 作EO⊥CD于O,连接ON,过M 作MF ⊥OD于F.
连BF,平面CDE⊥平面ABCD.
EO⊥CD,EO⊂平面CDE,∴EO⊥平面ABCD,MF ⊥平面ABCD,
∴∆MFB与∆EON均为直角三角形.设正方形边长为2,易知EO= 3, ON =1 EN =2,
3 5
MF = ,BF = ,∴BM = 7.∴BM ≠EN,故选B.
2 2
9.BCD
学科网(北京)股份有限公司【详解】对于A:0.1×2=0.2<0.5,(0.1+0.2)×2=0.6>0.5,
0.5−0.2
所以骑车时间的中位数在[ 20,22)这一组,为20+ ×2=21.5分钟,故A错误;
0.4
20+22
对于B:骑车时间的众数的估计值是 =21分钟,故B正确;
2
对于C:(0.025+0.050+0.075)×2=0.3<0.4,(0.025+0.050+0.075+0.100)×2=0.5>0.4,所以坐公交车
0.4−0.3
时间的40%分位数的估计值在[18,20)这一组,为18+ ×2=19分钟,故C正确;
0.2
对于D:坐公交车时间的平均数的估计值为:
2×(0.025×13+0.050×15+0.075×17+0.100×19+0.100×21
+0.075×23+0.050×25+0.025×27)=20,
骑车时间的平均数的估计值为:
2×(0.10×19+0.20×21+0.15×23+0.05×25)=21.6,
则坐公交车时间的平均数的估计值小于骑车时间的平均数的估计值,故D正确.
故选:BCD.
10.BCD
【详解】设等差数列的首项为a ,公差为d,
1
a =−3
S =10a +45d =0 1
所以 10 1 ,解得 2 ,
S 15 =15a 1 +105d =25 d = 3
2 2n 11 (a +a )n 1 10
所以a =−3+(n−1)× = − ,S = 1 n = n2− n,
n 3 3 3 n 2 3 3
10 11 1
对于A:a = − =− ≠0,故错误;
5 3 3 3
1 10 1 25
对于B:S = n2− n= (n−5)2− ,
n 3 3 3 3
25
由二次函数的性质可知(S ) =S =− ,故正确;
n min 5 3
1 10
对于C:令 n2− n<0,解得0<n<10,所以n的最大值为9,故正确;
3 3
S 1 10 S 1
对于D:因为 n = n− ,所以 n是首项为−3,公差为 的等差数列,
n 3 3 n 3
S 10×9 1
所以 n的前10项和为10×(−3)+ × =−15,故正确;
n 2 3
故选:BCD.
11.BD
学科网(北京)股份有限公司π π
【详解】A.当A= ,B= ,此时cosA<cosB,故A错误;
2 4
a
B.由正弦定理 =2R可知2R=8,R=4,B正确;
sinA
C.因为a=2bcosC,所以sinA=2sinBcosC,即sin(B+C)=2sinBcosC,
整理可得sinBcosC−cosBsinC =0,即sin(B−C)=0,
因为B,C为三角形的内角,所以B=C,即ABC为等腰三角形,C错误;
2π 1 1 3 3 3
因为b=1,c=3,A= ,所以S = bcsinA= ×1×3× = ,D正确.
3 ABC 2 2 2 4
故选:BD
12.AD
x2 y2
【详解】设椭圆C上下顶点为D,E,由题知椭圆C: + =1中,a=5,b=3,c=4,
25 9
所以,F (−4,0),F (4,0),A(−5,0),B(5,0),D(0,3)E(0,−3),
1 2
对于A选项,由于DF =(−4,−3),DF (4,−3),DF ⋅DF =−16+9=−7<0,
1 2 1 2
π
所以∠FPF 的最大角为钝角,故存在P使得∠FPF = ,故A正确;
1 2 1 2 2
对于B选项,记 PF =m, PF =n,则m+n=10,
1 2
m2+n2−64 (m+n)2−2mn−64 36−2mn 18
由余弦定理:cos∠FPF = = = = −1
1 2 2mn 2mn 2mn mn
18 7
≥ −1=−
m+n 2 25,
2
当且仅当 PF = PF 时取“=”,B不正确;
1 2
对于C选项,设P(x,y)(x≠±5),A(−5,0),B(5,0),
x2 y2 y y
则 + =1,k = ,k = ,
25 9 PA x+5 PB x−5
学科网(北京)股份有限公司 x2
91−
于是 y y y2 25 9 ,故C错误.
k ⋅k = ⋅ = = =−
PA PB x+5 x−5 x2−25 x2−25 25
对于D选项,由于PF ⊥PF ,故 m+n=10 ⇒mn= 1 (m+n)2− ( m2+n2)=18,
1 2 m2+n2 =64 2
1
所以S = mn=9,D正确;
F1PF2
2
故选:AD.
3
13.
5
( )
【详解】因为a−λb=(1,3)−λ(3,4)=(1−3λ,3−4λ),所以由 a−λb ⊥b可得,
3
3(1−3λ)+4(3−4λ)=0,解得λ= .
5
3
故答案为: .
5
14.2 2
1 3
【详解】由题意,S = acsinB= ac= 3,
ABC 2 4
所以ac=4,a2+c2 =12,
1
所以b2 =a2+c2−2accosB=12−2×4× =8,解得b=2 2(负值舍去).
2
故答案为:2 2.
15.4
3 b 3 b2 3
【详解】由渐近线方程 3x+my=0化简得y=− x,即 = ,同时平方得 = ,又双曲线中
m a m a2 m2
3 1
a2 =m,b2 =1,故 = ,解得m=3,m=0(舍去),c2 =a2+b2 =3+1=4⇒c=2,故焦距2c=4.
m2 m
故答案为:4.
16.2
【详解】如图,将三棱锥S−ABC转化为正三棱柱SMNABC,
设ABC的外接圆圆心为O ,半径为r,
1
AB 3
2r= = =2 3
则 sin∠ACB 3 ,可得r= 3,
2
1
设三棱锥S−ABC的外接球球心为O,连接OA,OO ,则OA=2,OO = SA,
1 1 2
学科网(北京)股份有限公司1
因为OA2 =OO2+OA2,即4=3+ SA2,解得SA=2.
1 1 4
故答案为:2.
17.(1)a =−2n+10;
n
(2)1≤n≤10(n∈N∗).
【详解】(1)设等差数列{a }的首项为a ,公差为d,
n 1
9×8
9a + d =−(a +4d)
根据题意有 1 2 1 ,
a +2d =4
1
a =8
解答 1 ,所以a =8+(n−1)×(−2)=−2n+10,
d =−2 n
所以等差数列{a }的通项公式为a =−2n+10;
n n
(2)由条件S =−a ,得9a =−a ,即a =0,
9 5 5 5 5
因为a >0,所以d <0,并且有a =a +4d =0,所以有a =−4d,
1 5 1 1
n(n−1)
由S ≥a 得na + d ≥a +(n−1)d,整理得(n2−9n)d ≥(2n−10)d,
n n 1 2 1
因为d <0,所以有n2−9n≤2n−10,即n2−11n+10≤0,
解得1≤n≤10,
所以n的取值范围是:1≤n≤10(n∈N∗)
18.(1)证明见解析
4 10
(2) (3)
5 10
【详解】(1)证明:在直三棱柱ABCABC 中,AA ⊥平面ABC ,且AC ⊥ AB,则AC ⊥ AB
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
学科网(北京)股份有限公司以点A为坐标原点,AA、AB 、AC 所在直线分别为x、y、z轴建立如下图所示的空间直角坐标系,
1 1 1 1 1 1
则A(2,0,0)、B(2,2,0)、C(2,0,2)、A(0,0,0)、B (0,2,0)、C (0,0,2)、D(0,1,0)、E(1,0,0)、F 1, 1 ,1 ,
1 1 1 2
1
则EF =0, ,1,
2
易知平面ABC的一个法向量为m=(1,0,0),则EF⋅m=0,故EF ⊥m,
EF ⊄平面ABC,故EF//平面ABC.
(2)解:CC =(2,0,0),CD=(0,1,−2),EB=(1,2,0),
1 1
u⋅CC =2x =0
设平面CCD的法向量为u=(x,y ,z ),则 1 1 ,
1 1 1 1 u⋅CD= y −2z =0
1 1 1
EB⋅u 4
取y =2,可得u=(0,2,1),cos<EB,u>= = .
1 EB ⋅u 5
4
因此,直线BE与平面CCD夹角的正弦值为 .
1 5
(3)解:AC =(2,0,2),AD=(0,1,0),
1 1
v⋅AC =2x +2z =0
设平面ACD的法向量为v=(x ,y ,z ),则 1 2 2 ,
1 2 2 2 v⋅AD= y =0
1 2
u⋅v 1 10
取x =1,可得v=(1,0,−1),则cos<u,v>= =− =− ,
2 u ⋅v 5× 2 10
10
因此,平面ACD与平面CCD夹角的余弦值为 .
1 1
10
19.(1) a=0.35,b=0.10;(2) 4.05,6.
【详解】(1)由题得a+0.20+0.15=0.70,解得a=0.35,由0.05+b+0.15=1−P(C)=1−0.70,解得b=0.10.
(2)由甲离子的直方图可得,甲离子残留百分比的平均值为
学科网(北京)股份有限公司0.15×2+0.20×3+0.30×4+0.20×5+0.10×6+0.05×7=4.05,
乙离子残留百分比的平均值为0.05×3+0.10×4+0.15×5+0.35×6+0.20×7+0.15×8=6
π
20.(1) ; (2)4 2−5.
6
cosA sin2B 2sinBcosB sinB
【详解】(1)因为 = = = ,即
1+sinA 1+cos2B 2cos2B cosB
1
sinB=cosAcosB−sinAsinB=cos(A+B)=−cosC = ,
2
π π
而0<B< ,所以B= ;
2 6
π π
(2)由(1)知,sinB=−cosC >0,所以 <C<π,0<B< ,
2 2
π
而sinB=−cosC =sinC− ,
2
π π π π 3π
所以C = +B,即有A= −2B,所以B∈0, ,C∈ ,
2 2 4 2 4
a2+b2 sin2 A+sin2B cos22B+1−cos2B
所以 = =
c2 sin2C cos2B
=
( 2cos2B−1 )2 +1−cos2B
=4cos2B+ 2 −5≥2 8−5=4 2−5 .
cos2B cos2B
2 a2 + b2
当且仅当cos2B= 时取等号,所以 的最小值为4 2−5.
2 c2
21.(1)a =2n;
n
1
(2)T =1− ;证明见解析.
n (n+1)2
4n+1−4
【详解】(1)若选择条件①:因为2a +22a +23a +⋅⋅⋅+2na = ,
1 2 3 n 3
4n−4
当n≥2时,2a +22a +23a +⋅⋅⋅+2n−1a = ,
1 2 3 n−1 3
4n+1−4 4n−4
两式相减得2na = − =4n,
n 3 3
所以当n≥2时a =2n,当n=1时符合,
n
∴a =2n;
n
若选择条件②:因为S =2a −2,
n n
当n≥2时S =2a −2,
n−1 n−1
学科网(北京)股份有限公司两式相减得a =2a ,a =2≠0,
n n−1 1
∴{a }是首项为2,公比为2的等比数列,
n
∴a =2n;
n
若选择条件③:∵S −2S =2,
n+1 n
∴n≥2时,S −2S =2,
n n−1
两式相减得a =2a ,
n+1 n
当n=1时,S −2S =2,可得a =4,a =2a ,
2 1 2 2 1
∴n∈N*时a =2a 成立,
n+1 n
∴{a }是首项为2,公比为2的等比数列,
n
∴a =2n;
n
(2)由(1)可知b =nlog a =nlog 2n+1 =n(n+1),
n 2 n+1 2
2n+1 2n+1 1 1
则 = = − ,
b2 n2(n+1)2 n2 (n+1)2
n
1 1 1 1 1 1
所以T =1− + − ++ − =1− ,
n 22 22 32 n2 (n+1)2 (n+1)2
2n+1 2n+1
因为 = >0,
b2 n2(n+1)2
n
2n+1
所以 各项均为正数,
b2
n
3 1 3
所以T ≥T = ,又因为T =1− <1,所以 ≤T <1.
n 1 4 n (n+1)2 4 n
x2 7
22.(1) +y2 =1 (2) −1,
2 2
c 2
=
a 2 b=1
1 x2
【详解】(1)解:由题意可列方程组 b×2c=1,解得 c=1 ,所以椭圆方程为: +y2 =1.
2 2
a2−b2 =c2 a= 2
2 2 2
(2)解:①当过F 的直线与x轴垂直时,此时M(1, ),N(1,− ),F(−1,0),则FM =(2, ),
2 2 2 1 1 2
学科网(北京)股份有限公司 2 1 7
FM =(2,− ) ∴FM⋅FM =4− = .
2 2 1 2 2 2
②当过F 的直线不与x轴垂直时,可设M(x,y),N(x ,y ),直线方程为y=k(x−1)
2 1 1 2 2
y=k(x−1)
联立x2 得:(1+2k2)x2−4k2x+2k2−2=0.
+y2 =1
2
4k2 2k2 −2
所以x +x = ,xx =
1 2 1+2k2 1 2 1+2k2
∴FM⋅FN =(x +1,y )⋅(x +1,y )
1 1 1 1 2 2
=(x +1)(x +1)+y y =(x +1)(x +1)+k2(x −1)(x −1) =xx +(x +x )+1+k2xx +k2−k2(x +x )
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
=(1+k2)xx +(1−k2)(x +x )+1+k2
1 2 1 2
将韦达定理代入上式得:
(1+k2)(2k2−2)+4k2(1−k2)+(1+k2)(1+2k2)
∴FM⋅FN =
1 1 1+2k2
2k2−2+2k4−2k2+4k2−4k4+1+2k2+k2+2k4
=
1+2k2
7k2−1 7 × ( 2k2+1 ) − 9
= 2 2
1+2k2 =
1+2k2
7 9 9 9
= − .2+4k2 ≥2,∴− ∈
− ,0,
2 4k2+2 2+4k2 2
7 9 7
∴ − ∈
−1, ,
2 4k2+2 2
7
FM⋅FN∈ −1,
由①②可知 1 1 2 .
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