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参考答案及评分标准
2024.9
一、单项选择题:
1-4:CADD 5-8:BCAB
二、多项选择题:
9.BC 10.ABD 11.BD
三、填空题:
3 3
12.66 13. 14.(1)5,8,11,14(2分,不完整不得分);(2)1047(3分)
2
四、解答题:
15.解:(1)由a S 2,则当n2时a S 2
n1 n n n1
两式相减得a a a ,所以a 2a (n2)…………3分
n1 n n n1 n
将a 2代入a S 2得,a 42a ,…………5分
1 n1 n 2 1
所以对于nN,a 2a ,故{a }是首项为2,公比为2的等比数列,……6分
n1 n n
所以a 2n…………7分
n
(2)b log a2 112n11…………8分
n 2 n
B b b b n(n10)n2 10n……9分
n 1 2 n
因为当n5时b 0,当n6时b 0
n n
所以当n5时,T b b b B 10nn2…………10分
n 1 2 n n
当n6时,T b b b b b b B 2B n2 10n50……12分
n 1 2 5 6 7 n n 5
10nn2,n5
故T …………13分
n n2 10n50,n6
16.解:(1)因为BC 平面ABB A ,AE 平面ABB A ,所以AE BC,又AE AB
1 1 1 1 1
且 ABBC B ,所以 AE 平面 ABC ,故 AE AC ,同理, AF AC ,
1 1 1 1
1AE,AF 平面AEF ,AEAF A,所以AC 平面AEF ……6分
1
(2)以A为原点,AB,AD,AA 所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,
1
则A(0,0,2),B(1,0,0),C(1,1,0),D(0,1,0),
1
在平面ABD中,BD (1,1,0),AB (1,0,2)
1 1
x y 0
设平面ABD的一个法向量为n(x,y,z),则 ,可取n(2,2,1)
1 x2z 0
由(1)知,平面AEF 的一个法向量为AC (1,1,2)…………13分
1
2 6
设平面AEF 与平面ABD的夹角为,则cos|cosn,AC |
1 1 9 6 9
6
故所求的夹角的余弦值为 …………15分
9
1 9
1
a2 4b2
17.解:(1)联立 …………3分
c2 a2 b2 1
a2 a2 4
x2 y2
得a2 4,b2 3,故所求方程为C: 1………………5分
4 3
(2)①当l斜率为0时,|FA |3|FB|或|FB|3|FA |,不符合题意…………6分
②当当l斜率不为0时设l:xmy1,设A(x ,y ),B(x ,y ),
1 1 2 2
xmy1
联立x2 y2 …………7分
1
4 3
消去x得(3m2 4)y2 6my90…………9分
6m 9
y y ,y y , 144(m2 1)0…………10分
1 2 3m2 4 1 2 3m2 4
2 5
由|FA |2|FB|得y 2y ,代入以上两式消去y ,y 得m ……13分
1 2 1 2
5
2 5
故l:x y1,化为一般方程为 5x2y 5 0…………15分
5
218.解:(1)设A=“两个粒子通过2号门后仍然恰有1个上旋状态1个下旋状态”.
事件A发生即通过2号门时,两个粒子都不改变或都改变旋转状态,
5
故P(A) p2 (1 p)2 …………3分
8
1 3
解得 p 或 ………………………4分
4 4
(2)由题知X 0,1,2,
X 2时分3类情形,①两个粒子通过1号门后均处上旋状态,通过2号门后均不改变
状态;②两个粒子通过1号门后一个上旋状态一个下旋状态,通过2号门后上旋状态粒子不
改变状态,下旋状态粒子改变状态;③两个粒子通过1号门后两个均为下旋状态,通过2
号门后均改变状态,
1 1 1 1
所以P(X 2) p2 p(1 p) (1 p)2 ,…………6分
4 2 4 4
1 1 1 1
同理P(X 1) C1p(1 p) p2 (1 p)2 C1p(1 p) ,………8分
4 2 2 4 2 2
1
P(X 0)1P(X 1)P(X 2) ,…………9分
4
所以所求的分布列为
X 0 1 2
1 1 1
P
4 2 4
1 1 1
所以所求数学期望E(X)0 1 2 1…………10分
4 2 4
(3)设A “两个粒子通过1号门后处于上旋状态粒子个数为i个”,i 0,1,2,B “两个
i
粒子通过2号门后处于上旋状态的粒子个数为2个”,
1 1 1 1
则P(A ) P(A )( )2 ,P(A)C1( )2 ,…………12分
0 2 2 4 1 2 2 2
1 2 4
P(B A ) ,P(B A) ,P(B A ) ,…………14分
0 9 1 9 2 9
2 1 1 1 2 1 4 1
则P(B) P(A)P(B A) ,(或由(2)得)……15分
i i 4 9 2 9 4 9 4
i0
1 4
故P(A B) P(A 2 B) P(A 2 )P(B A 2 ) 4 9 4 . …………17分
2 P(B) P(B) 1 9
4
1 (x1)2
19.解:(1)当b1时,g(x)2lnxx (x0) ,则g(x) 0……2分
x x2
所以g(x)的减区间为(0,),无增区间.…………3分
(2) f(x) x1(x1)lnxax1,记h(x)(x1)lnxax1,
31 1 1 x1
则h(x)lnx1 a,进而有h(x) 0(x1)…………4分
x x x2 x2
所以h(x)在(1,)递增.…………5分
根据h(1)1a及h(1)2a可以确定讨论的边界.
①当a1时,对任意的x1,h(x)h(1)2a 0.h(x)在(1,)上单调递增,
h(x)h(1)1a0,故有(x1)lnxax1,满足题意.…………6分
②当1a2时,对任意的x1,有h(x)h(1)2a0.所以h(x)在(1,)上单调
递增,h(1)1a0,h(1)0,h(ea)1a0.
所以存在唯一的x (1,ea)使hx 0,当x(1,x )时,h(x)0,不满足题意.……8分
0 0 0
1
③当a2时,h(x)在(1,)上单调递增,h(1)0,h(ea)1 0.
ea
所以存在唯一的x (1,ea)使hx 0,当x(1,x)时,h(x)0.
1 1 1
所以h(x)在1,x 上单调递减,h(x)h(1)0,不满足题意.
1
综上,a1.…………9分
3x2 3 (x1)4
(3)(ⅰ)记F(x)lnx ,则F(x) 0,
x2 4x1 x(x2 4x1)2
所以F(x)在(0,)上单调递增,而F(1)0,
3x2 3
于是,当x1时,F(x)0,lnx
x2 4x1
3x2 3
当0 x1时,F(x)0,lnx …………12分
x2 4x1
4(x1) x1 2(x1) x1 x1
(ⅱ)当b2a2时,原不等式即 x32ln ln 1.
lnx 2 lnx 2 2
3x2 3 x1 x2 4x1
由于当x1时,lnx ,x10,所以 ,
x2 4x1 lnx 3(x1)
3x2 3 x1 x2 4x1
当0 x1时,lnx , x10 , 也成立.
x2 4x1 lnx 3(x1)
x1 x2 4x1
所以 对任意的x0, x1恒成立.…………13分
lnx 3(x1)
x1 x2 4x1 t 1 t4 t 1 t1 t4 t 1
在 中取x t ,则有 ,也即 ,
lnx 3(x1) ln t 3( t 1) lnt 6
42(x1) x4 x 1
所以 (a)…………14分
lnx 3
x1 x1 x4 x 1
记函数G(x)ln 1 ,
2 2 3
1 2 1 x x 4x7 x 4 (x x 4x3 x)(4 x 4)
G(x)
x1 3 x 6 6 x(x1) 6 x(x1)
x( x 1)( x 3)4( x 1) ( x 1)(x3 x 4)
6 x(x1) 6 x(x1)
3 7
由于x3 x 4( x )2 0,x(x1)0,所以只需考虑 x 1的符号,
2 4
易知G(x)在(0,1)上单调递减,在(1,)上单调递增,G(x)G(1)0.
x4 x 1 x1 x1
所以 ln 1(b)…………16分
3 2 2
2(x1) x4 x 1 x1 x1
由(a)(b)得 ln 1,
lnx 3 2 2
x1 2x
故4f(x)g( ) .…………17分
2 x1
5