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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 C A C B B D B B
【解析】
1.由于x2 4x30,解得1x3,又因为AB且B{x|1xa},所以a≥3,故选C.
2.因为“a∥b,所以2x2 18,解得x3,所以“x3”是“a∥b”的充分不必要条件,
故选A.
3.因为S 15a 60,所以a 4,所以a a 2a 8,故选C.
15 8 8 3 13 8
4.按照3原则可知:488≤5003,解得:≤4,所以的最大值为4,故选B.
5.第一种情况:当丙为第一名时,有A3 6种;第二种情况:当丁为第一名时,有A3 6种;
3 3
第三种情况:当戊为第一名时,有A3A2 12种,所以共有:661224种,故选B.
3 2
1 1
6.设直线l与曲线yln(xa)的切点为P(x,y ),由y[ln(xa)] ,则 1,
0 0 xa x a
0
则x 1a,y 0,即切点为P(1a,0) ,所以直线 l 为 yx1a .又直线 l 与圆
0 0
|1a|
x2 y2 2都相切,则有 2,解得a3或a1,故选D.
2
1
7.设二面角PEF C的平面角为,则coscos60 . 因为PC⊥平面ABC,过点P
2
作截面分别交 AC,BC 于点 E,F,所以△PEF 在平面 EFC 上的投影为△CEF ,所以
S 1 1
△CEF cos ,即S 2S .设CE x,CF y ,则S xy,过点 P 作
S 2 △PEF △CEF △CEF 2
△PEF
PC
PM⊥EF 于点 M ,连接 CM ,则∠PMC60 ,所以 tan60 3 ,所以
CM
2 3 2 3 2 3
CM ,在△CEF 中,由等面积得:xyEFCM x2 y2 ≥ 2xy,解
3 3 3
8 8 4
得:xy≥ ,当且仅当x y时,等号成立,所以xy的最小值为 ,所以(S ) ,
3 3 △CEF min 3
8
所以(S ) 2(S ) ,故选B.
△PEF min △CEF min 3
数学参考答案·第1页(共10页)8.如图 1,设双曲线 C 的右焦点为 F ,连接 PF,MF,NF ,∵OFM OMF ,
∴|OM ||OF||OF|,∴MFMF.又 O 为 MN 的中点,∴四边形MFNF为矩形.设
|NF|x,则|NP|4x,|PF|3x,∴|NF|2ax,|PF|2a3x.
∵|PN|2 |NF|2 |PF|2,∴(4x)2 (2ax)2 (2a3x)2,解得:
xa . 又 |NF|2 |NF|2|FF|2 , ∴a2 (3a)2 (2c)2 , 即
c 10
10a2 4c2,所以双曲线C的离心率e ,故选B.
a 2
图1
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 ACD BCD BC
【解析】
9.选项 A:因为z 和z 互为共轭复数,所以z z ,故 A 正确;选项 B:由韦达定理得:
1 2 1 2
z z 2,故B错误;选项C:因为z 和z 互为共轭复数,所以z z |z |2,故C正确;
1 2 1 2 1 2 1
选项 D:由韦达定理得:z z 2,z z 3,则(z z )2 (z z )2 4z z 8,所以
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
|z z |2 2 ,故D正确,故选ACD.
1 2
1
10 .选项 A:若 A 与 B 互相独立,则 P(AB)P(A)P(B) ,所 以 P(AB)
4
1 1 1 3
P(A)P(B)P(AB) 1 , 故 A 错 误 ; 选 项 B : 因 为
2 2 4 4
1 1
P(AB)P(A)P(B|A) ,所以P(B|A) P(B),所以A与B互相独立,故B正确;
4 2
选项 C:因为 A与 B 互斥,所以 P(AB)0 .又因为 P(A)P(AB)P(AB) ,所以
1 P(AB) P(AB)
P(AB)P(A) ,故 C 正确;选项 D:因为 P(A|B)P(A|B)
2 P(B) P(B)
1 1 1
2(P(AB)P(AB))1,所以P(AB) P(AB) 0,所以A与B互斥,故D正确,
2 2 2
故选BCD.
x2y 2
11.由1x2 4y2 2xy(x2y)2 6xy,得:(x2y)2 16xy≤13
,所以有:
2
(x2y)2≤4 ,即2≤x2y≤2,当且仅当 x2y1时,左边等号成立;当且仅当
数学参考答案·第2页(共10页)x2 4y2
x2y1时,右边等号成立,故A错误,B正确;又因为x2 4y2 12xy≤1 ,
2
所以有x2 4y2≤2,当且仅当x2y1或x2y1时,等号成立,故C正确;又因为
x2 4y2 2
x2 4y2 12xy≥1 , 所 以 有 x2 4y2≥ , 当 且 仅 当
2 3
3 3 3 3
x ,2y 或x ,2y 时,等号成立,故D错误,故选BC.
3 3 3 3
【注】本题也可以通过三角换元进行求解.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
题号 12 13 14
5π 3
答案 8或9 4;
3 2
【解析】
12.由题可知:击中目标的次数X ~ B(14,0.6),因为(n1)p(141)0.69,所以由二项
分布的性质可知:最有可能击中目标8次或9次.
【参照人教A版选择性必修3学生用书第82页】
【注】也可直接通过比较概率大小而求值.
π π π
13.因为 f(x)的一个对称中心为 ,0 ,所以有2 kπ,k Z,即 kπ,k Z
6 6 1 1 3 1 1
π 2π π π
①.又因为 f(x)在 0, 3 上单增,所以有 , 3 2 2k 2 π, 2 2k 2 π ,k 2 Z,
π
≥ 2k π,
2 2 π π
即 得到 2k π≤≤ 2k π,k Z②.又因为0,所以结
2π π 2 2 6 2 2
≤ 2k π,
3 2 2
5π
合①②知:的最小值为 .
3
14.延长 AF 交抛物线 E 于点 D,连接 CD,过点 A 作AH⊥x轴于点 H,由抛物线的性质结
论可知:直线 CA 与 CD 关于 x 轴对称. 又因为 BF 为∠AFC的角平分线,所以
∠AFB∠CFB∠CFD60 , 所 以 ∠AFH 60 , 由 焦 半 径 公 式 得 :
p 2
|AF| 4 ;则 AH 2 3,FH 2 .又因为 F(1,0) ,所以
1cos∠AFH 1cos60
数学参考答案·第3页(共10页)2 30 3
A(3,2 3)或 A(3,2 3). 又因为C(1,0) ,所以直线 l 的斜率k 或
3(1) 2
2 30 3 3
k ,所以直线l的斜率为 .
3(1) 2 2
【注】直接设直线l的方程为xmy1,与抛物线E:y2 4x联立方程,利用韦达定理以
及角平分线性质,也可以求解.
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:如图2,取BC的中点E,连接BE,AE,则AE⊥BC.
1
又因为ABCABC 为正三棱柱,所以平面ABC⊥平面BBCC .
1 1 1 1 1
又因为BC平面ABC平面BBCC ,所以AE⊥平面BBCC .
1 1 1 1
又因为BC 平面BBCC ,所以AE⊥BC .…………………………………………(2分)
1 1 1 1
又因为AB2,BB 2,
1
BE 2 BB 2
所以tan∠EBB ,tan∠BCB 1 ,
1 BB 2 1 1 BC 2
1 1 1
所以tan∠EBBtan∠BCB,所以∠EBB∠BCB.
1 1 1 1 1 1
又因为∠BCB∠BBC 90,
1 1 1 1 图2
所以BE⊥BC . ………………………………………………………………………(5分)
1 1
又因为AEBEE,所以BC ⊥平面ABE,
1 1 1
所以AB ⊥BC . ………………………………………………………………………(6分)
1 1
(2)解:过点D作DF⊥BC 于点F,
由(1)知:AE⊥平面BBCC ,所以DF⊥平面BBCC .
1 1 1 1
又因为D为边AC的中点,所以AE2DF.
3
因为AB2且△ABC为正三角形,所以AE 3,所以DF .
2
1
又因为S 2 2 2,
△BCC1 2
1 1 3 6
所以V S DF 2 .……………………………………(9分)
DBCC1 3 △BCC1 3 2 6
(3)解:过点F作FG⊥BC 于点G,连接DG,
1
因为DF⊥平面BBCC 且FG⊥BC ,
1 1 1
数学参考答案·第4页(共10页)所以∠DGF 即为二面角DBC C的平面角.……………………………………(10分)
1
GF 3 3
又因为sin∠FBG 且BF ,
BF 3 2
3 DF
所以GF ,所以tan∠DGF 1.…………………………………………(12分)
2 GF
π
又因为∠DGF 为锐角,所以∠DGF ,
4
π
即二面角DBC C的大小为 .……………………………………………………(13分)
1 4
16.(本小题满分15分)
解:(1)如下表:
疾病
药物 合计
未患病 患病
未服用 50 40 90
服用 75 35 110
合计 125 75 200
………………………………………………………………………………………(3分)
(2)零假设为H :药物与患病独立,即药物对疾病没有效果.
0
根据列联表中的数据,经计算得到:
200(50354075)2
2 3.3672.706 x ,…………………………………(5分)
1257590110 0.1
所以依据0.1的独立性检验,我们可以推断H 不成立,即认为药物对预防疾病有效,
0
该推断犯错误的概率不超过0.1.………………………………………………………(7分)
5 4
结论解释:未服用药物中未患病和患病的频率分别为 和 ,服用药物中未患病和患病的
9 9
15 7
频率分别为 和 ,根据频率稳定于概率的原理,可以推断服用药物不患病的概率更
22 22
大.【参照人教A版选择性必修3教师用书第176页】
………………………………………………………………………………………(9分)
(3)按分层抽样的方法从未患病动物中抽取10只,则未服用药物的动物有4只,服用药
物的动物有6只,所以X的可能取值为0,1,2,3,4,…………………………(11分)
数学参考答案·第5页(共10页)C4 15 C3C1 80 C2C2 90
则P(X 0) 6 ,P(X 1) 6 4 ,P(X 2) 6 4 ,
C4 210 C4 210 C4 210
10 10 10
C1C3 24 C4 1
P(X 3) 6 4 ,P(X 4) 4 ,
C4 210 C4 210
10 10
所以X的分布列如下:
X 0 1 2 3 4
15 80 90 24 1
P
210 210 210 210 210
……………………………………………………………………………………(14分)
15 80 90 24 1
则E(X)0 1 2 3 4 1.6.……………………(15分)
210 210 210 210 210
17.(本小题满分15分)
3sinC
解:(1)由正弦定理得: sinBtanAcosB,
sinA
3sinC sinB sinA
所以 ,………………………………………………………(2分)
sinAcosB cosB cosA
3sinC sinA sinB sinAcosBcosAsinB sin(AB) sinC
所以 ,
sinAcosB cosA cosB cosAcosB cosAcosB cosAcosB
sinA
化简得: 3,所以tanA 3.………………………………………………(5分)
cosA
π
又因为A(0,π),所以A .………………………………………………………(6分)
3
a b c 2 6
(2)由正弦定理得: 4 2,
sinA sinB sinC π
sin
3
所以b4 2sinB,c4 2sinC,………………………………………………………(8分)
1 2π
所以S
△ABC
2
bcsinA8 3sinBsinC 8 3sinBsin
3
B
2π 2π 2π
4 3 cos cos2B 4 3cos2B 2 3.
3 3 3
……………………………………………………………………………………(11分)
数学参考答案·第6页(共10页) π π
0B , 0B ,
2 2
又因为△ABC为锐角三角形,所以 所以
2π π π 2π
0 B , B ,
3 2 6 3
π π 2π π π
所以B , ,所以2B , ,………………………………………(13分)
6 2 3 3 3
2π 1
所以cos2B ,1
,
3 2
2π
所以S △ABC 4 3cos 2B 3 2 3(4 3,6 3].…………………………………(15分)
【另注】第(2)问也可以用几何意义说明:
π
由于A 且a2 6,
3
所以点A的轨迹为△ABC外接圆O的一部分,即弦BC所对的优弧.
当AO⊥BC时,此时△ABC的面积最大为6 3;
当AB⊥BC或AC⊥BC时,此时△ABC的面积最小为4 3;
由于△ABC为锐角三角形,所以取不到最小值;
因此S (4 3,6 3]. 也可根据实际情况酌情给分.
△ABC
18.(本小题满分17分)
c 1
,
a 2
3 2
12 2 a2,
(1)解:由题可知: 1,解得
a2 b2 b 3,
a2 b2 c2,
x2 y2
所以C的方程为 1.
4 3
………………………………………………………………………………………(4分)
(2)(ⅰ)证明:①当直线l的斜率为0时,则不妨设P(2,0),Q(2,0),
3 3
2 2
所以k k 1为定值.…………………………………………………(5分)
1 2 12 12
数学参考答案·第7页(共10页)②当直线l的斜率不为0时,设直线l:xmy4(m0),P(x,y ),Q(x,y ),
1 1 2 2
xmy4,
联立直线l与椭圆C的方程:
3x2 4y2 12,
消掉x得:3(my4)2 4y2 12,
化简得:(3m2 4)y2 24my360,
24m
y y ,
1 2 3m2 4
当0时,由韦达定理得: ……………………………………(7分)
36
y y ,
1 2 3m2 4
3
所以my y (y y ),
1 2 2 1 2
3 3 3 3
y y y (x 1)y (x 1)
1 2 2 2 1 2 2 2 2 1
所以k k
1 2 x 1 x 1 (x 1)(x 1)
1 2 1 2
3 3 3
y (my 3)y (my 3) 2my y 3 m(y y )9
1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 2
(my 3)(my 3) m2y y 3m(y y )9
1 2 1 2 1 2
3 3
3(y y )3 m(y y )9 m(y y )9
1 2 2 1 2 2 1 2
1为定值,
3 3
m(y y )3m(y y )9 m(y y )9
2 1 2 1 2 2 1 2
综上:k k 1为定值.……………………………………………………………(11分)
1 2
x x,
N 1
(ⅱ)证明:设线段PM的中点为N(x ,y ),M(x,y ),易得 y y
N N 1 M y 1 M ,
N 2
……………………………………………………………………………………(12分)
3 3
由题可得:直线AQ的方程为yk (x1) ,则y k (x 1) ,
2 2 M 2 1 2
3
直线AP的方程为yk (x1) ,
1 2
3
则y k (x 1) ,…………………………………………………………………(13分)
1 1 1 2
y y 1 3 3 1 3
所以y 1 M k (x 1) k (x 1) (k k )(x 1) .
N 2 2 1 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2
……………………………………………………………………………………(15分)
数学参考答案·第8页(共10页)y y 1 3 1
由(ⅰ)知:k k 1,所以y 1 M (x 1) x 2.
1 2 N 2 2 1 2 2 N
1
又因为直线AT 的方程为y x2,所以点N(x ,y )在直线AT上,
2 N N
即直线AT过线段PM的中点.…………………………………………………………(17分)
19.(本小题满分17分)
证明:(1)令 f(x)xsinx(x0),则 f(x)1cosx≥0,
所以 f(x)在(0,)上单增,所以 f(x) f(0)0,即xsinx.
………………………………………………………………………………………(2分)
x3 x2
再令g(x)x sinx(x0), 则g(x)1 cosx且g(0)0,
6 2
再求导得:g(x)xsinx0,
所以g(x)在(0,)上单减,所以g(x)g(0)0,
x3
所以g(x)在(0,)上单减,所以g(x)g(0)0,即x sinx.
6
x3
综上:当x0时,x sinxx成立,证毕.……………………………………(5分)
6
sina
(2)(ⅰ)由于a a n ,所以(n1)a (n1)a sina ,
n1 n n1 n1 n n
所以(n1)a na a sina .………………………………………………………(7分)
n1 n n n
由(1)知:当a 0时,a sina 0,
n n n
所以(n1)a na a sina 0,所以{na }为递增数列,证毕.
n1 n n n n
………………………………………………………………………………………(8分)
3a 1 3a2 1 a 1 1 a
(ⅱ)要证na 1 ,即证 1 1 1 .
n 3a2 na 3a a 3 a na 3
1 n 1 1 1 n
………………………………………………………………………………………(9分)
a3
由(1)知:当a 0时,a sina n ,
n n n 6
a3
所以(n1)a na a sina n ,………………………………………………(10分)
n1 n n n 6
a3 1 1 a2
即有(n1)a na n ,所以 n ,
n1 n 6 na (n1)a 6n(n1)a
n n1 n1
数学参考答案·第9页(共10页)1 1 a2
所以 n .…………………………………………………(12分)
na (n1)a 6n(n1)a
n n1 n1
又因为0a 3,所以sina 0,
1 1
sina
所以a a 1 a 3,归纳易得:数列{a }为递减数列.
2 1 2 1 n
……………………………………………………………………………………(13分)
又因为数列{na }为递增数列,
n
1 1 a2 a2 a
所以 n n 1 ,
na (n1)a 6n(n1)a 6n(na ) 6n2
n n1 n1 n
1 1 1 1 1 1 1 1 a 1 1 1
所以 1 .
a na a 2a 2a 3a (n1)a na 6 12 22 n2
1 n 1 2 2 3 n1 n
……………………………………………………………………………………(15分)
1 1 1 1
又因为 (n≥2),
n2 n(n1) n1 n
1 1 1 1 1 1 1
所以 11 2 2,
12 22 n2 2 n1 n n
1 1 a 1 1 1 a 3a
所以 1 1 ,即na 1 ,证毕.
a na 6 12 22 n2 3 n 3a2
1 n 1
……………………………………………………………………………………(17分)
数学参考答案·第10页(共10页)