文档内容
2020年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅲ)
一、选择题(共12小题).
1.已知集合A={1,2,3,5,7,11},B={x|3<x<15},则A∩B中元素的个数为
( )
A.2 B.3 C.4 D.5
2.若 (1+i)=1﹣i,则z=( )
A.1﹣i B.1+i C.﹣i D.i
3.设一组样本数据x ,x ,…,x 的方差为0.01,则数据10x ,10x ,…,10x 的方差为
1 2 n 1 2 n
( )
A.0.01 B.0.1 C.1 D.10
4.Logistic模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立
了某地区新冠肺炎累计确诊病例数I(t)(t的单位:天)的Logistic模型:I(t)=
,其中K为最大确诊病例数.当I(t*)=0.95K时,标志着已初步遏
制疫情,则t*约为( )(ln19≈3)
A.60 B.63 C.66 D.69
5.已知sin +sin( )=1,则sin( )=( )
θ
A. B. C. D.
6.在平面内,A,B是两个定点,C是动点.若 =1,则点C的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆 C.抛物线 D.直线
7.设 O 为坐标原点,直线 x=2 与抛物线 C:y2=2px(p>0)交于 D,E 两点,若
OD⊥OE,则C的焦点坐标为( )
A.( ,0) B.( ,0) C.(1,0) D.(2,0)
8.点(0,﹣1)到直线y=k(x+1)距离的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
9.如图为某几何体的三视图,则该几何体的表面积是( )A.6+4 B.4+4 C.6+2 D.4+2
10.设a=log 2,b=log 3,c= ,则( )
3 5
A.a<c<b B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
11.在△ABC中,cosC═ ,AC=4,BC=3,则tanB=( )
A. B.2 C.4 D.8
12.已知函数f(x)=sinx+ ,则( )
A.f(x)的最小值为2
B.f(x)的图象关于y轴对称
C.f(x)的图象关于直线x= 对称
π
D.f(x)的图象关于直线x= 对称
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.若x,y满足约束条件 则z=3x+2y的最大值为 .
14.设双曲线C: ﹣ =1(a>0,b>0)的一条渐近线为y= x,则C的离心率为
.
15.设函数f(x)= ,若f′(1)= ,则a= .
16.已知圆锥的底面半径为1,母线长为3,则该圆锥内半径最大的球的体积为 .
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,
每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。
17.设等比数列{a }满足a+a=4,a﹣a=8.
n 1 2 3 1
(1)求{a }的通项公式;
n
(2)记S 为数列{log a }的前n项和.若S +S ═S ,求m.
n 3 n m m+1 m+3
18.某学生兴趣小组随机调查了某市100天中每天的空气质量等级和当天到某公园锻炼的
人次,整理数据得到下表(单位:天):
锻炼人次 [0,200] (200,400] (400,600]
空气质量等级
1(优) 2 16 25
2(良) 5 10 12
3(轻度污染) 6 7 8
4(中度污染) 7 2 0
(1)分别估计该市一天的空气质量等级为1,2,3,4的概率;
(2)求一天中到该公园锻炼的平均人次的估计值(同一组中的数据用该组区间的中点
值为代表);
(3)若某天的空气质量等级为1或2,则称这天“空气质量好”;若某天的空气质量等
级为3或4,则称这天“空气质量不好”.根据所给数据,完成下面的2×2列联表,并
根据列联表,判断是否有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市当天的空气
质量有关?
人次≤400 人次>400
空气质量好
空气质量不好
附:K2=
P(K2≥k) 0.050 0.010 0.001
k 3.841 6.635 10.828
19.如图,在长方体 ABCD﹣A B C D 中,点E,F分别在棱DD ,BB 上,且2DE=
1 1 1 1 1 1
ED,BF=2FB .证明:
1 1
(1)当AB=BC时,EF⊥AC;
(2)点C 在平面AEF内.
120.已知函数f(x)=x3﹣kx+k2.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有三个零点,求k的取值范围.
21.已知椭圆C: + =1(0<m<5)的离心率为 ,A,B分别为C的左、右顶
点.
(1)求C的方程;
(2)若点P在C上,点Q在直线x=6上,且|BP|=|BQ|,BP⊥BQ,求△APQ的面积.
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的
第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为 (t为参数且t≠1),C与
坐标轴交于A,B两点.
(1)求|AB|;
(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线AB的极坐标方程.
[选修4-5:不等式选讲]
23.设a,b,c R,a+b+c=0,abc=1.
(1)证明:∈ab+bc+ca<0;
(2)用max{a,b,c}表示a,b,c的最大值,证明:max{a,b,c}≥ .参考答案
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60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。
1.已知集合A={1,2,3,5,7,11},B={x|3<x<15},则A∩B中元素的个数为
( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】求出集合A,B,由此能求出A∩B,进而能求出A∩B中元素的个数.
解:∵集合A={1,2,3,5,7,11},B={x|3<x<15),
∴A∩B={5,7,11},
∴A∩B中元素的个数为3.
故选:B.
2.若 (1+i)=1﹣i,则z=( )
A.1﹣i B.1+i C.﹣i D.i
【分析】把已知等式变形,再由复数代数形式的乘除运算化简,然后利用共轭复数的概
念得答案.
解:由 (1+i)=1﹣i,得 ,
∴z=i.
故选:D.
3.设一组样本数据x ,x ,…,x 的方差为0.01,则数据10x ,10x ,…,10x 的方差为
1 2 n 1 2 n
( )
A.0.01 B.0.1 C.1 D.10
【分析】根据任何一组数据同时扩大几倍方差将变为平方倍增长,求出新数据的方差即
可.
解:∵样本数据x,x,…,x 的方差为0.01,
1 2 n
∴根据任何一组数据同时扩大几倍方差将变为平方倍增长,
∴数据10x,10x,…,10x 的方差为:100×0.01=1,
1 2 n
故选:C.
4.Logistic模型是常用数学模型之一,可应用于流行病学领域.有学者根据公布数据建立了某地区新冠肺炎累计确诊病例数I(t)(t的单位:天)的Logistic模型:I(t)=
,其中K为最大确诊病例数.当I(t*)=0.95K时,标志着已初步遏
制疫情,则t*约为( )(ln19≈3)
A.60 B.63 C.66 D.69
【分析】根据所给材料的公式列出方程 =0.95K,解出t即可.
解:由已知可得 =0.95K,解得e﹣0.23(t﹣53)= ,
两边取对数有﹣0.23(t﹣53)=﹣ln19,
解得t≈66,
故选:C.
5.已知sin +sin( )=1,则sin( )=( )
θ
A. B. C. D.
【分析】利用两角和差的三角公式,进行转化,利用辅助角公式进行化简即可.
解:∵sin +sin( )=1,
θ
∴sin + sin + cos =1,
θ θ θ
即 sin + cos =1,
θ θ
得 ( cos + sin )=1,
θ θ
即 sin( )=1,
得sin( )=
故选:B.
6.在平面内,A,B是两个定点,C是动点.若 =1,则点C的轨迹为( )
A.圆 B.椭圆 C.抛物线 D.直线
【分析】设出A、B、C的坐标,利用已知条件,转化求解C的轨迹方程,推出结果即
可.解:在平面内,A,B是两个定点,C是动点,
不妨设A(﹣a,0),B(a,0),设C(x,y),
因为 =1,
所以(x+a,y)•(x﹣a,y)=1,
解得x2+y2=a2+1,
所以点C的轨迹为圆.
故选:A.
7.设 O 为坐标原点,直线 x=2 与抛物线 C:y2=2px(p>0)交于 D,E 两点,若
OD⊥OE,则C的焦点坐标为( )
A.( ,0) B.( ,0) C.(1,0) D.(2,0)
【分析】利用已知条件转化求解E、D坐标,通过k •k =﹣1,求解抛物线方程,即
OD OE
可得到抛物线的焦点坐标.
解:将x=2代入抛物线y2=2px,可得y=±2 ,OD⊥OE,可得k •k =﹣1,
OD OE
即 ,解得p=1,
所以抛物线方程为:y2=2x,它的焦点坐标( ,0).
故选:B.
8.点(0,﹣1)到直线y=k(x+1)距离的最大值为( )
A.1 B. C. D.2
【分析】直接代入点到直线的距离公式,结合基本不等式即可求解结论.
解:因为点(0,﹣1)到直线y=k(x+1)距离d= = =
;
∵要求距离的最大值,故需k>0;
可得d≤ = ;当k=1时等号成立;
故选:B.
9.如图为某几何体的三视图,则该几何体的表面积是( )A.6+4 B.4+4 C.6+2 D.4+2
【分析】先由三视图画出几何体的直观图,利用三视图的数据,利用三棱锥的表面积公
式计算即可.
解:由三视图可知几何体的直观图如图:几何体是正方体的一个角,
PA=AB=AC=2,PA、AB、AC两两垂直,
故PB=BC=PC=2 ,
几何体的表面积为:3× =6+2
故选:C.
10.设a=log 2,b=log 3,c= ,则( )
3 5
A.a<c<b B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
【分析】利用指数函数、对数函数的单调性直接求解.
解:∵a=log 2= < = ,
3
b=log 3= > = ,
5
c= ,
∴a<c<b.故选:A.
11.在△ABC中,cosC═ ,AC=4,BC=3,则tanB=( )
A. B.2 C.4 D.8
【分析】由已知利用同角三角函数基本关系式可求tanC的值,利用余弦定理可求AB的
值,可得A=C,利用三角形的内角和定理可求B= ﹣2C,利用诱导公式,二倍角的正
切函数公式即可求解tanB的值. π
解:∵cosC═ ,AC=4,BC=3,
∴tanC= = ,
∴AB= = =3,可得A=C,
∴B= ﹣2C,
π
则tanB=tan( ﹣2C)=﹣tan2C= = =4 .
π
故选:C.
12.已知函数f(x)=sinx+ ,则( )
A.f(x)的最小值为2
B.f(x)的图象关于y轴对称
C.f(x)的图象关于直线x= 对称
π
D.f(x)的图象关于直线x= 对称
【分析】设sinx=t,则y=f(x)=t+ ,t [﹣1,1],由双勾函数的图象和性质可得,
∈
y≥2或y≤﹣2,故可判断A;根据奇偶性定义可以判断B正误;根据对称性的定义可以
判断C,D的正误.
解:由sinx≠0可得函数的定义域为{x|x≠k ,k Z},故定义域关于原点对称;
π ∈
设sinx=t,则y=f(x)=t+ ,t [﹣1,1],由双勾函数的图象和性质得,y≥2或y≤
∈
﹣2,故A错误;又有f(﹣x)=sin(﹣x)+ =﹣(sinx+ )=﹣f(x),故f(x)是奇
函数,且定义域关于原点对称,故图象关于原点中心对称;故B错误;
f( +x)=sin( +x)+ =﹣sinx﹣ ;f( ﹣x)=sin( ﹣x)+
π π π π
=sinx+ ,故f( +x)≠f( ﹣x),f(x)的图象不关于直线x=
π π π
对称,C错误;
又f( +x)=sin( +x)+ =cosx+ ;f( ﹣x)=sin( ﹣
x)+ =cosx+ ,故f( +x)=f( ﹣x),定义域为{x|x≠k ,
π
k Z},f(x)的图象关于直线x= 对称;D正确;
∈
故选:D.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.若x,y满足约束条件 则z=3x+2y的最大值为 7 .
【分析】先根据约束条件画出可行域,再利用几何意义求最值,z=3x+2y表示直线在y
轴上的截距的一半,只需求出可行域内直线在y轴上的截距最大值即可.
解:先根据约束条件画出可行域,由 解得A(1,2),
如图,当直线z=3x+2y过点A(1,2)时,目标函数在y轴上的截距取得最大值时,此
时z取得最大值,
即当x=1,y=2时,z =3×1+2×2=7.
max
故答案为:7.14.设双曲线C: ﹣ =1(a>0,b>0)的一条渐近线为y= x,则C的离心率为
.
【分析】由双曲线的方程求出渐近线的方程,再由题意求出 a,b的关系,再由离心率
的公式及a,b,c之间的关系求出双曲线的离心率.
解:由双曲线的方程可得渐近线的方程为:y=± x,
由题意可得 = ,所以离心率e= = = ,
故答案为: .
15.设函数f(x)= ,若f′(1)= ,则a= 1 .
【分析】先求出函数的导数,再根据f′(1)= ,求得a的值.
解:∵函数f(x)= ,∴f′(x)= ,
若f′(1)= = ,∴ = ,则a=1,
故答案为:1.
16.已知圆锥的底面半径为 1,母线长为3,则该圆锥内半径最大的球的体积为
π
.
【分析】由条件易知该圆锥内半径最大的球为该圆锥的内接球,作图,数形结合即可
解:当球为该圆锥内切球时,半径最大,如图:BS=3,BC=1,则圆锥高SC= = =2 ,
设内切球与圆锥相切与点D,半径为r,则△SOD∽△SCB,
故有 = ,即 ,解得r= ,
所以该球的体积为 r3= .
π π
故答案为: .
π
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,
每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共
60分。
17.设等比数列{a }满足a+a=4,a﹣a=8.
n 1 2 3 1
(1)求{a }的通项公式;
n
(2)记S 为数列{log a }的前n项和.若S +S ═S ,求m.
n 3 n m m+1 m+3
【分析】(1)设其公比为q,则由已知可得 ,解得a =1,q=3,可求
1
其通项公式.
(2)由(1)可得log a =n﹣1,是一个以0为首项,1为公差的等差数列,可求S =
3 n n
,由已知可得 + = ,进而解得m的值.解:(1)设公比为q,则由 ,
可得a=1,q=3,
1
所以a =3n﹣1.
n
(2)由(1)有log a =n﹣1,是一个以0为首项,1为公差的等差数列,
3 n
所以S = ,
n
所以 + = ,m2﹣5m﹣6=0,
解得m=6,或m=﹣1(舍去),
所以m=6.
18.某学生兴趣小组随机调查了某市100天中每天的空气质量等级和当天到某公园锻炼的
人次,整理数据得到下表(单位:天):
锻炼人次 [0,200] (200,400] (400,600]
空气质量等级
1(优) 2 16 25
2(良) 5 10 12
3(轻度污染) 6 7 8
4(中度污染) 7 2 0
(1)分别估计该市一天的空气质量等级为1,2,3,4的概率;
(2)求一天中到该公园锻炼的平均人次的估计值(同一组中的数据用该组区间的中点
值为代表);
(3)若某天的空气质量等级为1或2,则称这天“空气质量好”;若某天的空气质量等
级为3或4,则称这天“空气质量不好”.根据所给数据,完成下面的2×2列联表,并
根据列联表,判断是否有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市当天的空气
质量有关?
人次≤400 人次>400
空气质量好
空气质量不好
附:K2=
P(K2≥k) 0.050 0.010 0.001k 3.841 6.635 10.828
【分析】(1)用频率估计概率,从而得到估计该市一天的空气质量等级为1,2,3,4
的概率;
(2)采用频率分布直方图估计样本平均值的方法可得得答案;
(3)由公式 计算k的值,从而查表即可,
解:(1)该市一天的空气质量等级为1的概率为: = ;
该市一天的空气质量等级为2的概率为: = ;
该市一天的空气质量等级为3的概率为: = ;
该市一天的空气质量等级为4的概率为: = ;
(2)由题意可得:一天中到该公园锻炼的平均人次的估计值为: =
100×0.20+300×0.35+500×0.45=350;
(3)根据所给数据,可得下面的2×2列联表,
人次≤400 人次>400 总计
空气质量好 33 37 70
空气质量不好 22 8 30
总计 55 45 100
由表中数据可得:K2= = ≈5.802
>3.841,
所以有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市当天的空气质量有关.
19.如图,在长方体 ABCD﹣A B C D 中,点E,F分别在棱DD ,BB 上,且2DE=
1 1 1 1 1 1
ED,BF=2FB .证明:
1 1
(1)当AB=BC时,EF⊥AC;
(2)点C 在平面AEF内.
1【分析】(1)因为 ABCD﹣A B C D 是长方体,且 AB=BC,可得 AC⊥平面
1 1 1 1
BB DD,因为EF 平面BB DD,所以EF⊥AC.
1 1 1 1
(2)取AA
1
上靠近⊂A
1
的三等分点M,连接DM,C
1
F,MF.根据已知条件可得四边形
AEDM 为平行四边形,得 DM∥AE,再推得四边形 C DMF 为平行四边形,所以
1 1 1 1
DM∥C F,根据直线平行的性质可得AE∥C F,所以A,E,F,C 四点共面,即点C
1 1 1 1 1
在平面AEF内.
解:(1)因为 ABCD﹣A B C D 是长方体,所以 BB ⊥平面 ABCD,而 AC 平面
1 1 1 1 1
ABCD,所以AC⊥BB , ⊂
1
因为ABCD﹣A B C D 是长方体,且AB=BC,所以ABCD是正方形,所以AC⊥BD,
1 1 1 1
又BD∩BB =B.
1
所以 AC⊥平面 BB DD,又因为点 E,F 分别在棱 DD ,BB 上,所以 EF 平面
1 1 1 1
BB DD, ⊂
1 1
所以EF⊥AC.
(2)取AA 上靠近A 的三等分点M,连接DM,C F,MF.
1 1 1 1
因为点E在DD ,且2DE=ED,所以ED∥AM,且ED=AM,
1 1
所以四边形AEDM为平行四边形,所以DM∥AE,且DM=AE,
1 1 1
又因为F在BB 上,且BF=2FB ,所以 A M∥FB ,且A M=FB ,
1 1 1 1 1 1
所以A B FM为平行四边形,
1 1
所以FM∥A B ,FM=A B ,即FM∥C D,FM=C D,
1 1 1 1 1 1 1 1
所以C DMF为平行四边形,
1 1
所以DM∥C F,
1 1
所以AE∥C F,所以A,E,F,C 四点共面.
1 1所以点C 在平面AEF内.
1
20.已知函数f(x)=x3﹣kx+k2.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)若f(x)有三个零点,求k的取值范围.
【分析】(1)求出函数的导数,通过讨论k的范围,求出函数的单调区间即可;
(2)根据函数的单调性,求出函数的极值,得到关于k的不等式组,解出即可.
解:(1)f(x)=x3﹣kx+k2.f′(x)=3x2﹣k,
k≤0时,f′(x)≥0,f(x)在R递增,
k>0时,令f′(x)>0,解得:x> 或x<﹣ ,
令f′(x)<0,解得:﹣ <x< ,
∴f(x)在(﹣∞,﹣ )递增,在(﹣ , )递减,在( ,+∞)递增,
综上,k≤0时,f(x)在R递增,
k>0时,f(x)在(﹣∞,﹣ )递增,在(﹣ , )递减,在( ,+∞)递
增;
(2)由(1)得:k>0,f(x) =f( ),f(x) =f(﹣ ),
极小值 极大值
若f(x)有三个零点,只需 ,解得:0<k< ,
故a (0, ).
∈
21.已知椭圆C: + =1(0<m<5)的离心率为 ,A,B分别为C的左、右顶
点.
(1)求C的方程;
(2)若点P在C上,点Q在直线x=6上,且|BP|=|BQ|,BP⊥BQ,求△APQ的面积.
【分析】(1)根据e= ,a2=25,b2=m2,代入计算m2的值,求出C的方程即可;
(2)设出P,Q的坐标,得到关于s,t,n的方程组,求出AP(8,1),AQ(11,
2),从而求出△APQ的面积.
解:(1)由e= 得e2=1﹣ ,即 =1﹣ ,∴m2= ,
故C的方程是: + =1;
(2)由(1)A(﹣5,0),设P(s,t),点Q(6,n),
根据对称性,只需考虑n>0的情况,
此时﹣5<s<5,0<t≤ ,
∵|BP|=|BQ|,∴有(s﹣5)2+t2=n2+1 ,
又∵BP⊥BQ,∴s﹣5+nt=0 , ①
②
又 + =1 ,
③
联立 得 或 ,
①②③当 时,AP(8,1),AQ(11,2),
∴S = = |8×2﹣11×1|= ,
△APQ
同理可得当 时,S = ,
△APQ
综上,△APQ的面积是 .
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的
第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为 (t为参数且t≠1),C与
坐标轴交于A,B两点.
(1)求|AB|;
(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线AB的极坐标方程.
【分析】(1)可令x=0,求得t,对应的y;再令y=0,求得t,对应的x;再由两点的
距离公式可得所求值;
(2)运用直线的截距式方程可得直线AB的方程,再由由x= cos ,y= sin ,可得所
求极坐标方程. ρ θ ρ θ
解:(1)当x=0时,可得t=﹣2(1舍去),代入y=2﹣3t+t2,可得y=2+6+4=12,
当y=0时,可得t=2(1舍去),代入x=2﹣t﹣t2,可得x=2﹣2﹣4=﹣4,
所以曲线C与坐标轴的交点为(﹣4,0),(0,12),
则|AB|= =4 ;
(2)由(1)可得直线AB过点(0,12),(﹣4,0),
可得AB的方程为 ﹣ =1,
即为3x﹣y+12=0,
由x= cos ,y= sin ,
可得直ρ线AθB的极ρ坐标θ方程为3 cos ﹣ sin +12=0.
[选修4-5:不等式选讲] ρ θ ρ θ23.设a,b,c R,a+b+c=0,abc=1.
(1)证明:∈ab+bc+ca<0;
(2)用max{a,b,c}表示a,b,c的最大值,证明:max{a,b,c}≥ .
【分析】(1)将a+b+c=0平方之后,化简得到2ab+2ac+2bc=﹣(a2+b2+c2)<0,即
可得证;
(2)利用反证法,假设a≤b<0<c< ,结合条件推出矛盾.
【解答】证明:(1)∵a+b+c=0,∴(a+b+c)2=0,
∴a2+b2+c2+2ab+2ac+2bc=0,
∴2ab+2ac+2bc=﹣(a2+b2+c2),
∵abc=1,∴a,b,c均不为0,
∴2ab+2ac+2bc=﹣(a2+b2+c2)<0,
∴ab+ac+bc<0;
(2)不妨设a≤b<0<c< ,则ab= > ,
∵a+b+c=0,∴﹣a﹣b=c< ,
而﹣a﹣b≥2 > = = = ,与假设矛盾,
故max{a,b,c}≥ .