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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.在每小题给出的四个选项中,只
有一项是符合题目要求的)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C A D D C B C
【解析】
1.A[2,3],B[2,),则 B(,2),所以( B)A[2,2),故选B.
R R
ab a2 b2 1
2.由 ≤ a2 b2≥2,则A错;2ab 22a2,a(0,2)2ab ,4 ,则B
2 2 4
ab 2 a b ab
错;log alog blog ab≤log 0,C正确; ≤ 1 a b
2 2 2 2 2 2 2
≤2,则D错,故选C.
π 5π π 5π π 5π π π 2 3 2 1
3.由 A , C ,得 Bπ ,又 sin sin
3 12 3 12 4 12 4 6 2 2 2 2
6 2
2
6 2 b c bsinC 4
, b 2 ,由正弦定理得 ,所以 c
4 sinB sinC sinB 2
2
6 2
,故选A.
2
4.A:m∥n,m∥,则n∥或n,所以 A 错误;B:如图 1,
在正三棱柱中,当m,n,nm时,与不垂直,
所以 B 错误;C:,,则,相交或平行,所以 C 错
图1
误;D:m//n,m,则n,又//,故n,所以D正确,故选D.
a a 2 1 a 2 1 a 2
5.方法1:由分布列得E(X)1 ,则D(X)1 1 1 a 1 2
3 3 3 3 3 3
1 2 3 2 1
a ,则当a在(1,2)内增大时,D(X)先减小后增大,故选 D.方法 2:
3 9 2 6
数学参考答案·第1页(共9页)1 a2 4 a 2 2a2 6a6 2 3 2 3
D(X)E(X2)E2(X) 1 a ,故选D.
3 3 3 3 9 9 2 4
1 1 1 1 2024
6.a 2025,a ,a a ,则数列{a }是周期数列,
2 1a 3 1a 2024 4 1a 2025 1 n
1 2 3
周期为3,且aa a 1,则T (1)674 aa 2024,故选C.
1 2 3 2024 1 2
7.因为圆C:x2 y2 2x0的圆心C(1,0),半径r 1,由题意可得,P,A,C,B四点共圆
π
且线段AB被PC垂直且平分,设ACP0
,则AB2sin,因为线段AB长
2
3 π π π 1
度的最小值为 3,所以sin≥ ,又0 ,所以 ≤ ,0cos≤ ,又
2 2 3 2 2
1 |m2m| 2 5
|CP| ,所以|CP|2,即 2,又m0,所以m ,故选B.
cos 1m2 5
3π 2kπ π 2kπ
cosx,x ,
4 4
8.由题意知 f(x) ,kZ,函数 f(x)的单调递增区间为
sinx,x π 2kπ , 5π 2kπ
4 4
3π 2kπ 2kπ π 2kπ π 2kπ π π 3π 2kπ 2kπ
, , , ,kZ ,则 , , 或
4 4 2 4 3 4
3π 2kπ π
≤
π π π 2kπ π 2kπ 4 4
, , ,kZ , 由 , 解 得
4 3 4 2 2kπ ≥ π
3
3
38k≤≤6k,kZ ,由38k≤6kk≤ ,而0,故k 1,此时5≤≤6;由
2
π 2kπ π
≤
4 4 3 3 1
,解得18k≤≤ 6k,kZ,由18k≤ 6kk≤ ,而0,故
π 2kπ π 2 2 4
≥
2 3
3 3
k 0,即1≤≤ ,综上, 1, ∪[5,6],故选C.
2 2
数学参考答案·第2页(共9页)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 ACD BCD
【解析】
9.A选项,复数z12i,则z 12i,故z 12i在复平面内对应的点为(1,2),位于第一
象限,A 正确;B 选项,设复数z 1,z i,满足|z z ||z z | 2,但z z i,B
1 2 1 2 1 2 1 2
错误;对于 C,zC,设 zx yi ,由于|z|1,则 x2 y2 1,∴ x2 y2 1,故
|z2| (x2)2 y2 (x2)2 1x2 4x5 ,由 x2 y2 1 ,得 1≤x≤1 ,则
4x5≥1,故当x1时,|z2|的最小值为1,C正确;对于D,43i是关于x的方程
x2 pxq0(p,qR) 的 根 , 则 43i 为 另 一 个 根 , 由 韦 达 定 理 ,
43i+(4+3i)8p p8,D正确,故选ACD.
10.如图 2,分别取棱BB ,BC ,CD ,DD 的中点M,N,P,Q,
1 1 1 1 1 1
根据条件 AC 平面EFG,可得平面 EFG即为平面EMNPQF ,
1
于是点G的轨迹即为线段NP,对于 A,当点G为棱CD 的中点
1 1
P时,连接AD ,则EG//AD ,又EG平面ADD A ,AD 平
1 1 1 1 1
面ADD A ,所以EG//平面ADD A ,故A正确;对于B,平面EFG
1 1 1 1
图2
截正方体所得截面为正六边形EFQPNM ,其边长为EF 2 ,所以正六边形的面积为
1
6 2 2sin603 3,故B错误;对于C,连接AC ,与NP的交点即为点G,
2 1 1
此时AG3GC ,于是3满足,C正确;对于D,因为CE 5,点C到平面EFG的
1 1
1 3 15
距离等于 AC 3,所以直线CE 与平面EFG所成角的正弦值为 ,D 正确,
2 1 5 5
故选ACD.
11. f(x)4x3 2axa , f(x)12x2 2a ,当 a0 时, f(x)0 , f(x) 单增,又
f(3 a)3a2a3 a 0 ,f(0)a0,∴ f(x)在 (3 a,0) 内存在唯一零点,记为x ,
0
数学参考答案·第3页(共9页)则 f(x)在(,x )上单减,在(x,)上单增,f(x )既是极小值又是最小值;当a0时,
0 0 0
a a a a
f(x)在, 和 ,上单增,在 , 上单减, f(0)a0,
6 6 6 6
a 4 a a 4 a
f a1 , f a1 ,根据 f(x)4x3 2axa的图
6 3 6 6 3 6
象分析,无论哪种情况,f(x)都不存在恰好两个变号零点的情况,故 f(x)不可能恰好有
两个极值点,A 选项错误;对于 B 选项,若 f(x) 恰有三个极值点,只需要
a0
a 27
f 0 a ,B 选项正确;对于 C 选项,注意 f(0)1,当a0时,
6 8
a
f 0
6
f(0)a0,故x0处于单调递增区间,故x0左侧总有 f(x)的极小值 f(x )1,此
0
时命题成立,当 a0 时, f(0)a0 ,故 x0 处于单调递减区间,故极小值
a
f f(0)1,命题也成立,故总存在实数x使得 f(x)1,C 选项正确;对于 D
6
选项,当a1时, f(x)的图象如图3,显然没有对称轴,D选项正确,故选BCD.
图3
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
题号 12 13 14
33
答案 (,2)(3,) 3
3
数学参考答案·第4页(共9页)【解析】
12. f(x)为单调递增函数,故 f(x2 2x) f(6x) x2 2x6x,解得 x(,2)
(3,).
2 1 1 1
13.因为DC 2BD AD AB AC AP AB AC.又因为AM xAB,AN yAC ,
3 3 3 6
1 1 1 1
所以AP AM AN ,因为M,P,N 三点共线,故 12yx6xy,因为
3x 6y 3x 6y
△AMN 与△ABC的面积比为1:2,可得2yx6xy3.
14 . 由 AB AF 2AE , 可 知 点 E 为 线 段 BF 的 中 点 , 由
1 1
EAEBEAEF EA(EBEF)EAFB0EAFB,
1 1 1 1
所以AE为△ABF 的中垂线,则有|AF ||AB|,ABF AFB.
1 1 1 1
如 图 4 所 示 : 由 双 曲 线 的 定 义 可 得
图4
2a|AF ||AF ||AB||AF ||BF | , 所 以 , |BF ||BF |2a4a . 又
1 2 2 2 1 2
7 7
cosFAF cosFABcos(π2ABF)cos(2ABF),所以 12cos2ABF
9 1 2 1 1 1 9 1
1
cosABF .在 △FF B中,由余弦定理可得 |FF |2|BF |2 |BF |2 2|BF |
1 3 1 2 1 2 1 2 1
1 44a2 44 2 33
|BF |cosABF 16a2 4a2 24a2a ,所以,2c a2 a,因此
2 1 3 3 3 3
c 33
该双曲线的离心率为e .
a 3
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)
解:(1) f(x)ex a,
当a≤0时,f(x)0,函数 f(x)在
R
上单调递增, ……………………………(3分)
当a0时, 在(,lna)上 f(x)0, f(x)单调递减;
在(lna,)上 f(x)0, f(x)单调递增. ……………………………………(6分)
数学参考答案·第5页(共9页)y 2x
0 0
(2)设切点为P(x,y ),则 y ex0 ax 1ex0(x 1)10,…………………(9分)
0 0 0 0 0
2ex0 a
显然x 0为方程的根, ……………………………………(10分)
0
又令h(x)ex(x1)1,h(x)xex,故h(x)在x0处取最小值h(0)0,
故方程ex0(x 1)10只有x 0这一个根, ……………………………………(12分)
0 0
故a1. ……………………………………(13分)
16.(本小题满分15分)
解:(1)当n6时,一共有20种可能,其中能够构成三角形有:{2,3,4},{2,4,5},
{2,5,6},{3,4,5},{3,4,6},{3,5,6},{4,5,6},一共7个. ……………(6分)
(2)设x,y,20为满足题意的三角形的边长,不妨设x<y<20,则x+y>20.
当n20时,若y≤10,不能构成三角形,
若y11,x10,
若y12,x9,10,11,
…
若y19,x2,3,…,18,
所以一共有81个,
又因为在整数1,2,,20中任取三个不同的数的总的方法数为C3 1140,
20
27
故所求的概率为 . ……………………………………(15分)
380
17.(本小题满分15分)
(1)证明:由题可知四边形ABCD为矩形,
过点E在平面APD内作EF//AP交棱AD于点F ,连接CF,
因为PE 2ED,所以AF 2FD,
AB 3 3 DF
又AD3 3,所以DF 3,于是 .
AD 3 3 3 CD
又BADFDC 90,所以△ABD∽△DFC,所以ADBDCF ,
数学参考答案·第6页(共9页)因为ADBBDC 90,于是DCF BDC 90,所以CF BD,
因为PA平面 ABCD,EF//AP,所以EF 平面 ABCD,
于是EF BD,又EFCF F ,且EF 、CF 平面CEF,
所以 BD平面 CEF,
又因为 CE平面 CEF,因此 CEBD.
…………………………………………(6分)
(2)解:以点A为原点,分别以AB,AD,AP所在直线为x轴,
图5
y轴,z轴建立空间直角坐标系,如图5所示.
设P(0,0,3a),则B(3,0,0), C(3,3 3,0) , E(0,2 3,a) ,
所以 BC (0,3 3,0) , BP(3,0,3a) , CE (3, 3,a) ,
mBC 0 3 3y0
设平面BPC 的法向量为 m(x,y,z) ,则 ,即 ,取 m(a,0,1) ,
mBP0 3x3az0
mCE 2a
于是cosm,CE .
|m||CE| a2 1 a2 12
1 5
设CE 与平面BPC 所成角为,因为tan ,所以sin ,
2 5
2a 5
则sin|cosm,CE| ,
a2 1 a2 12 5
化简整理得a4 7a2 120,解得a 3或2,
所以棱AP的长为3 3或
6
. ……………………………………(15分)
18.(本小题满分17分)
(1)解:易知 p4,抛物线C:y2 8x, ……………………………………(1分)
t2 t2 2 1 3
设点P ,t ,tR,则|PB|2 2 (t8)2 t4 t2 16t68.
8 8 64 2
……………………………………………………(3分)
1 3 1 1
记 f(t) t4 t2 16t68(tR),则 f(t) t3 3t16 (t4)(t2 4t64).
64 2 16 16
……………………………………………………(5分)
数学参考答案·第7页(共9页)因为t2 4t64(t2)2 600,所以令 f(t)0,解得t 4.
因为 f(t)在(,4)单调递减,在(4,)单调递增. ……………………………(6分)
所以 f(t)的最小值为 f(4)32,故|PB|的最小值为4 2.…………………………(7分)
4 t 8t
(2)解:依题意可知tanOAB ,tanOAP , …………………(8分)
3 t2 t2 64
8
8
由PABOABOAP(t 0)或者PABOABOAP(t0)【或者倒角公式】得:
4 25
k
k k 3 AP 3 16
tanPAB AB AP . ………………………………(9分)
1k k 4 4 3
AB AP 1 k k
3 AP AP 4
t 8t
①当t 0时,k tanOAP 0,
AP t2 t2 64
8
8
25
3 16 4
则tanPAB ; ……………………………………(10分)
4 3 3
k
AP 4
t 8t 8 1 1
②当t 0时,k
AP
tanOAP
t2
t2 64
64
≤
2
,所以k
AP
0,
2
,
8 t
8 t
25
3 16 1 4
则tanPAB 4 3 2 , 3 ; ……………………………………(12分)
k
AP 4
8t 8 1 1
③当t0时,k AP tanOAP t2 64 64 ≥ 2 ,所以k AP 2 ,0 ,
t
t
25
3 16 4 11
则tanPAB
4
3
3
,
2
.
k
AP 4
1 11
综上,tanPAB的取值范围是 , . ……………………………………(14分)
2 2
1
(3)证明:由(2)知tanPAO≤ ≤tanPAB, …………………………………(16分)
2
π
且PAO
0,
,所以PAB≥PAO. ……………………………………(17分)
2
数学参考答案·第8页(共9页)19.(本小题满分17分)
证明:(1)取m1,则(n1)S (n1)(S S ),即2S (n1)a (n1)a ,递推,
n1 n 1 n n1 1
当n≥2时,2S (n2)a na ,两式相减整理得:na (n1)a a,(n≥2),又:
n1 n 1 n n1 1
(n1)a (n2)a a,(n≥3) ,两式相减整理可得: a a 2a,(n≥3) ,由
n1 n 1 n1 n1 n
2S (n1)a (n1)a ,当n2时,2S a 3a,即2a a a ,
n n1 1 2 3 1 2 3 1
所以对任意的n≥2,nN*,都有a a 2a ,
n1 n1 n
所以a 是等差数列,由a 2024,可得:
n 1012
2024a d 1 d 2
a 1011d 2024d 1N* 或 .
1 1011 a 1013 a 2
1 1
∴a n1012或a 2n,nN*. ………………………………………………(8分)
n n
(2)由于d 1,∴a 2n,设“G数列”的公比为q,且q1.
n
①由题意,只需证存在q对k≤5且kN*,2qk1≤2k≤2qk 成立,
lnx 1lnx
即(k1)lnq≤lnk≤klnq成立,设 f(x) ,x0 f(x) ,
x x2
令 f(x)00xe,所以 f(x)在(0,e)上单增,(e,)上单减,
ln2 ln3 lnx ln3
又∵ ,∴ f(x) ≤ ,
2 3 x 3
所以q 33,使得lnk≤klnq对任意k≤5且kN*成立. ……………………(12分)
经检验,对任意k≤5且kN*,(33)k1≤k 均成立,
所以对任意k≤5且kN*,存在“G数列”b ,使得b ≤a ≤b 成立;
n k k k1
………………………………………………………………(14分)
②由①知,若c≤a≤c 成立,则qt1≤t≤qt成立,当k≥6时,取t3q2≤3≤q3,
t t t1
q3≥3 q15≥243
取t6q5≤6≤q6,由 q不存在,
q5≤6 q15≤216
所以当k≥6且kN*时,不存在“G数列”c ,使得c≤a≤c 对任意正整数t≤k
n t t t1
成立. …………………………………………………(17分)
数学参考答案·第9页(共9页)