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参考答案:
1.B
【分析】利用指数函数以及对数函数的单调性求得集合M,N,根据集合的并集运算即可得
答案.
【详解】解2x 4得x2,解log x1得0 x3,
3
故得M x x2 ,N x 0 x3 ,
故M N x x0 ,
故选:B.
2.D
【分析】根据复数的四则运算和几何意义求解即可.
【详解】因为z2izi4,所以(1i)z42i,
42i 21i2i
z 1 3i,
1i 1i1i
有 z 1132 10,故A不正确;
复数z在复平面内所对应的点为(1,3),位于第一象限,故B错误;
复数z的共轭复数为z13i,故C错误;
z1 2023
因为
i2023 i,故D正确,
3
故选:D.
3.D
【分析】先求出非零向量a,b的夹角余弦值,再利用向量数量积的运算律和定义处理
a3b 2ab ,即可得到答案.
1
【详解】解析 设a,b的夹角为,由tan2 6得cos .
5
2 2 2 2
因为 a3b 2ab ,所以 a3b 2ab 2a 5ab3b 2a a b 3b 0,
2
a a a a
3
得2 30,解得 1或 (舍去).
b 2 b b b 2
故选:D.4.C
1
【分析】结合题干条件以及余弦的二倍角公式得到cossin ,进而结合两角和的正弦
3
公式即可求出结果.
cos2 cos2sin2 cossincossin 1
【详解】因为 cos sin ,
sincos sincos sincos 3
3 3 3 2 2 1 2
所以sin sincos cossin cossin ,
4 4 4 2 2 3 6
故选:C.
5.B
【分析】根据流程图模拟计算后可求输出的值.
1
【详解】第一次判断后,S ,k 1,k 4,
2
1 1 2
第二次判断后,S ,k 2,k 4,
2 6 3
2 1 3
第三次判断后,S ,k 3,k 4,
3 12 4
3 1 4
第四次判断后,S ,k 4,k 4不成立,故终止循环,
4 20 5
故选:B.
6.A
【分析】根据不等式组画出可行域,再分析各选项即可.
【详解】作出满足题设约束条件的可行域,即如图ABC内部(含边界)
易得B(3,2)
作直线l :x4y0,把直线l 向上平移,z减小,当l 过点B(3,2)时,zx4y取得最小值,
1 1 1
故A正确;作直线l :4xy0,把直线l 向上平移,z减小,当l 过点B(3,2)时,z 4x y取得最大
2 2 2
值,故B错误;
作直线l :x4y0,把直线l 向上平移,z增加,当l 过点B(3,2)时,zx4y 取得最大
3 3 3
值,故C错误;
作直线l :4x y0,把直线l 向上平移,z增加,当l 过点B(3,2)时,z4x y取得最大
4 4 4
值,故D错误.
故选:A.
7.B
【分析】先利用分组与分配的求法求得5名航天员共有30种不同的安排方案,再利用分类
加法计数原理求得甲、乙两人在同一个舱内有6种不同的安排方案,从而利用间接法即可得
解.
【详解】依题意,先从5名航天员中安排1人到“梦天实验舱”,则有C1 5种安排方案,
5
C2C2 61
再将剩下的4人分成两组,每组2人,则有 4 2 3种安排方案,
A2 2
2
接着将这两组分配到“天和核心舱”与“问天实验舱”,有A2 2种安排方案,
2
所以这5名航天员的安排方案共有53230种,
其中甲、乙两人同在“天和核心舱”内的安排方案有C2C1 3种,同在“问天实验舱”内的安排
3 1
方案有C2C1 3种,
3 1
即甲、乙两人在同一个舱内做实验的安排方案有336种,
所以甲、乙两人不在同一个舱内做实验的安排方案有30624种.
故选:B.
8.D
【分析】由双曲线方程,把离心率表示出来,再利用基本不等式求最小.,
t24 t21 t24 t21 t2 1 5
【详解】易知e2 ,e2 ,则ee 2 ,
1 4 2 t2 1 2 4t2 4 t2 4
t2 1 5 1 5 9 t2 1
由基本不等式,ee 2 2 ,当且仅当 ,即t 2 时等号成立,
1 2 4 t2 4 4 4 4 4 t23
故ee 的最小值为 .
1 2 2
故选:D.
9.C
1 2 1
【分析】计算出PAPBPC ,PAB ,验证得到PAPBPAB,
3 36 18
PAPCPAC,故AB错误;
利用条件概率公式求出P C∣A ,P B∣A ,得到D错误,C正确.
【详解】先将甲、乙、丙、丁4名医务工作者分为3组,1组2人,2组1人,则有C2种选
4
择,
再将分好的3组人员与参加登记、接种、留观3项工作全排列,故共有C2A3 36种基本事
4 3
件,
若甲与另外一人,共同参加登记这项工作,则只需将乙、丙、丁与登记、接种、留观3项工
作全排列即可,此时由A3种选择,
3
若甲单独参加登记这项工作,则先将剩余的乙、丙、丁分为两组,再和接种、留观2项工作
全排列,有C2A2种选择,
3 2
12 1
故事件A包含的基本事件数为:A3C2A2 12,则PA ,
3 3 2 36 3
1
同理PBPC ,
3
2 1
事件AB包含的基本事件数为:A2 2,则PAB ,
2 36 18
事件AC包含两种情况,一是甲单独参加登记这项工作,乙单独参加接种这项工作,则剩余
的两人参加留观工作,此时由C2种选择,
2
二是甲乙两人,有1人不是单独参加工作,此时有C1C1种选择,
2 2
5
故事件AC包含的基本事件数为:C2 C1C1 5,则PAC
2 2 2 36
1
∵PAPB PAB,故A错误;
9
1
∵PAPC PAC,故B错误;
9PCA
5
∵P C∣A ,故D错误;
PA 12
PAB
1
∵P B∣A ,故C正确.
PA 6
故选:C.
10.D
【分析】根据正余弦定理即可结合选项逐一求解.
π π 5π 2π
【详解】由于B ,故当ABC是等腰三角形时,A 或A 或A ;
6 6 12 3
π π
当A 时,ABC是等腰三角形,所以ABC是等腰三角形是A 的必要不充分条件,
6 6
所以选项A不正确;
2 3 2 3
AB AC ,sinC π 2π π
当 AB2 3 时, ,即 sinC π 2 ,所以C 或C ,则A
sinC sinB sin 3 3 2
6
π π 2π π
或A ;当A 时,C ,根据正弦定理可得 AB2 3 ,所以 AB2 3 是A 的
6 6 3 6
必要不充分条件,所以选项B不正确;
4 2
BC AC π π
当BC 4时, ,即sinA π ,解得sinA1,A ,所以BC 4不是A
sinA sinB sin 2 6
6
的充分条件,所以选项C不正确;
π 1
当A 时,S 3;当S 3时,即 BCBAsinB 3,BCBA4 3,根据
6 ABC ABC 2
余弦定理BC2BA22BCBAcosB4,解得BC2BA2 16,BCBA,BC2,BA2 3,
π π
则A ,所以S 3,BCBA是A 的充要条件,
6 ABC 6
故选:D.
11.B
2ax22x1
【分析】求出函数的导数 fx ,令g(x)2ax22x1,讨论a的取值范围,
x
结合 f xlnxax22x在0,1上存在极大值点,结合二次函数性质列出相应不等式,即
可求得答案.
【详解】由题意 f xlnxax2 2x,x0可得 fx 1 2ax2 2ax22x1 ,
x x
令g(x)2ax22x1,则g(0)1 ,当a0时,g(x)2x10,x 1 ,当0 x 1 时, f ¢( x )>0, f x递增,
2 2
1 1
当x 时, fx0, f x递减,函数 f x在x 时取极大值,符合题意;
2 2
1
当a0时,g(x)图象对称轴为x 0,
2a
此时要使函数 f xlnxax22x在0,1上存在极大值点,需满足g(1)0,
1 1
即2a10,a ,则0a ,
2 2
1
此时x 1,g(x)在0,1上递减,存在x ,使得g(x )0,
2a 0 0
则当0xx 时,f ¢( x )>0,f x递增,当x x1时,fx0,f x递减,函数 f x
0 0
在xx 时取极大值,符合题意;
0
1
当a<0时,g(x)图象开口向下,对称轴为x 0,
2a
此时要使函数 f xlnxax22x在0,1上存在极大值点,需满足g(1)0,
1
即2a10,a ,则a<0,同上同理可说明此时符合题意,
2
1
综合上述,可知a的取值范围为, ,
2
故选:B
12.D
【分析】对于A,设Px,y ,表示出|PM |,|PN|,即可判断A;对于B,由题目可得,
0 0
M,N两点在以OP为直径的圆上,故可判断B;对于C,由双曲线的对称性可知
PF PF |PO|2 c2, 由|PO|2a2,故可判断C;对于D,利用双曲线的对称性,不妨设
1 2
直线FN垂直一条渐近线,垂足为N;直线FM 垂直另一条渐近线且交双曲线于点P,易知
1 2
直线FN与直线FM 的交点始终落在y轴上,可判断D.
1 2
【详解】设Px,y ,点Px,y 到渐近线y b x的距离为 PM bx 0 ay 0 ,
0 0 0 0 a 2b2
bx ay b2x2 a2y2
同理|PN| 0 0 ,则 PM PN 0 0 ,
a2b2 a2b2x2 y2
∵ 0 0 1,即b2x2 a2y2 a2b2 ,
a2 b2 0 0
a2b2
∴ PM PN (定值),故A正确;
a2b2
∵OMPONP90,∴△OMP和△ONP均为直角三角形,M,N两点在以OP为直径
的圆上,故B正确;
2
由双曲线的对称性可知PF PF POOF POOF |PO |2OF |PO |2c 2 ,其中
1 2 1 1 1
c2 a2 b2,
∵|PO|2a2∴PF PF a2c2 b2成立,故C正确;
1 2
如图利用双曲线的对称性,不妨设直线FN垂直一条渐近线,垂足为N;直线FM 垂直另一
1 2
条渐近线且交双曲线于点P,易知直线FN与直线FM 的交点始终落在y轴上,故D不正确.
1 2
故选:D.
13.100
6
1
【分析】求出 2 x 的通项公式T 1r 26rCrx3r,令3r0和1,求解对应常
r1 6
x
数项即可.6
1
【详解】 2 x 展开式的通项为T 1r 26rCrx3r,令3r0,得r3,令
r1 6
x
6
1
3r1,得r 4,故1x 2 x 展开式的常数项是8C3 6 4C 6 4 100.
x
14.
12
【分析】先化简 f x的解析式,再由平移得出gx的解析式,由gx为偶函数,所以
2 k,kZ,从而可得出答案.
6
1cos2x
【详解】由函数 f x2cos2xcos2x 2 cos2xcos sin2xsin
3 2 3 3
3 3
cos2x sin2x1 3cos 2x
1
2 2 6
把函数 f x的图象向右平移个单位长度,得到函数gx 3cos 2x 1
6
即gx 3cos2x2
1的图象.
6
k
因为gx为偶函数,所以2 k,kZ,解得 ,kZ,
6 2 12
当k 0时,取得最小正值,最小正值为 .
12
故答案为:
12
15.9
S ,n1
【分析】根据a 1 求出数列{a }的通项,再根据等比数列的前n项和公式求
n S S ,n2 n
n n1
S
出 2n ,从而可得出答案.
S
n
【详解】解:由2a S 3,得2a S 3(n2),
n1 n n n1
两式相减得2a 2a a 0n2,
n1 n n
1
则a a n 2,
n1 2 n
3 1
当n1时,2a a 3,所以a a ,
2 1 2 4 2 13 1
所以数列{a }是以 为首项 为公比的等比数列,
n 2 2
3 1
1
2 2n 1 1
则S n 1 3 1 2n ,S 2n 3 1 22n ,
1
2
1
31
S 22n 1
故 2n 1 ,
S 1 2n
n 31
2n
34 S 16 34 1 16
由 2n ,得 1 ,
33 S 15 33 2n 15
n
所以152n 33,所以n4或5,
即所有n的和为459.
故答案为:9.
2 7
16.
3
【分析】以C为原点建立空间直角坐标系Cxyz,可设G0,a,4,求出平面AEF的法向量,
再根据AGm0求出a,即可得出答案.
【详解】解:如图,以C为原点建立空间直角坐标系Cxyz,
则A 3,1,0 ,A 3,1,4 ,E0,2,2,F 3 , 1 ,4 ,
1 2 2
由题可设G0,a,4,
3 1
则AE 3,1,2 ,AF , ,4,AG 3,a1,4 ,
2 2
设平面AEF的法向量mx,y,z,
3xy2z 0
9 3
则
3 1
,可取m 3, , ,
x y4z 0 5 5
2 2
9 12 4
由AGm3 a1 0 ,得a ,
5 5 3
1
则AG 3, ,0 ,
1 3 2 1 2 2 7
AG 3 .
1 3 3
3
17.(1)
5
27
(2)
13
【分析】(1)根据正弦定理边化角即可;
(2)利用余弦定理结合已知得ABACBABC 13b242b36,利用二次函数求得最小
值.
【详解】(1)解:a3,且a3b6,
a3b2a,
a3b,
由正弦定理可知sinA3sinB,
ABCπ,
sinAsin πBC
sin(BC),
π
即sinB 3sinB ,
3
π π
sinBcos cosBsin 3sinB ,
3 3
3 5
整理得 cosB sinB,
2 2
3
tanB ;
5
(2)解: ABACBABC bccosAaccosB,
b2c2a2 a2c2b2
由余弦定理可知ABACBABC c2,
2 2
c2 a2b22abcosCa2b2ab,且a3b6,
ABACBABC(63b)2b2(63b)b13b242b36,
21
当b 时,
13
21 2 21 27
ABACBABC的最小值为13 42 36 .
13 13 13
18.(1)分布列见解析;期望为5
3 2n3
(2)P P P 1
1 2 n 2 3n1
【分析】(1)三人的得分情况分别为:三人都得1分,三人中1人得1分其余2人得2分,
三人中有2人得1分1人得2分,三人都得2分,根据以上情况计算各得分的概率可得分布
列;
(2)由n人的合计得分恰为n+1分,则其中有且只有1人既能赢取冰墩墩挂件又能赢取雪
容融挂件,可得P,由错位相减法求得{P}的前n项的和.
n n
【详解】(1)X的取值为3,4,5,6
3 2
1 1 2 1 2
所以PX 3 ,PX 4C1 ,
3 27 3 3 3 9
2 3
2 1 4 2 8
PX 5C2 ,PX 6 .
3 3 3 9 3 27
所以X的分布列为:
X 3 4 5 6
1 2 4 8
P
27 9 9 27
1 2 4 8
所以EX3 4 5 6 5 ;
27 9 9 27
(2)因为这n人的合计得分恰为n+1分,则其中有且只有1人既能赢取冰墩墩挂件又能赢
取雪容融挂件,
n1
2 1 2n
所以P C1 ,
n n 3 3 3n2 4 6 2n
设S P P P ,
n 1 2 n 3 32 33 3n
1 2 4 6 2n
S ,
3 n 32 33 34 3n1
1 1
1
2 2 2 2 2 2n 3 3n 2n 2n 3
两式相减得 S · 2 1 ,
3 n 3 32 33 3n 3n1 1 3n1 3n1
1
3
3 2n3
所以S P P P P 1 ,
n 1 2 3 n 2 3n1
3 2n3
所以P P P 1 ;
1 2 n 2 3n1
19.(1)存在,理由见解析
3
(2)
4
【分析】(1)取BC 的中点F,连接EF,DF ,易得DF//AE,DF AE ,则四边形DFEA
1 1
是平行四边形,从而AD∥EF,再利用线面平行的判定定理证明;
(2)根据四边形ABBA 是矩形,结合平面AACC 平面ABBA ,得到AB 面AACC ,
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
由V V V ,得到AB 6,再由AAC60,得到AE AC ,然后以A为
BA1DC1 AA1DC1 DA1AC1 1 1 1 1 1
坐标原点建立空间直角坐标系,求得平面CDC的一个法向量为mx,y,z,易知平面ACD
1 1 1
r mn
的一个法向量n1,0,0,由cos m,n 求解.
m n
【详解】(1)解:存在,当E为AC的中点时,AD∥平面BCE,理由如下:
1 1
如图所示:
取BC 的中点F,连接EF,DF ,
1 1
∵DF是△ABC 的中位线,
1 1 11 1
∴DF// AC,DF AC ,
2 1 1 2 1 1
1 1
又AE// AC,AE AC ,
2 1 1 2 1 1
∴DF//AE,DF AE ,
∴四边形DFEA是平行四边形 ,
∴AD∥EF,
又AD面BCE ,EF 面BCE ,
1 1 1 1
∴AD∥平面BCE.
1 1
(2)∵四边形ABBA 是矩形,
1 1
∴AB AA,AB∥AB,
1 1 1 1 1
又∵平面AACC 平面ABBA ,
1 1 1 1
∴AB 面AACC ,
1 1 1 1
1 1 3
∵V V V S AB AB 3,
BA1DC1 AA1DC1 DA1AC1 3 △AA1C1 2 1 1 6 1 1
∴AB 6 ,
1 1
∵侧面ACC A 是菱形,AAC60,
1 1 1
∴△AAC 是正三角形 ,
1
∵E是AC的中点,
∴AE AC ,
1
以A为坐标原点建立如图所示的空间直角坐标系,
1则A0,0,0,C 0,2,0,D0,0,3,C( 3,1,0),
1 1
则CD0,2,3,CC 3,1,0 ,
1 1
设平面CDC的一个法向量为mx,y,z,
1
mCD0 2y3z0
由 1 ,得 ,
mCC 0 3xy0
1
2
令x1,则y 3,z 3,
3
2
∴m1, 3, 3 ,
3
r
又平面ACD的一个法向量n1,0,0,
1 1
3
∴cos m,n ,
4
3
∴平面ACD与平面CCD的夹角的余弦值是 .
1 1 1
4
x2
20.(1) y2 1
3
(2)3
3
【分析】(1)由题意得2c4,再将P
2,
代入双曲线方程,结合c2 a2b2可求出a2,b2,
3
从而可求出双曲线方程,
(2)设直线l 方程为yk(x2),A(x,y ),B(x ,y ) ,将直线方入双曲线方程化简后利用
1 1 1 1 2 2
根与系数的关系,结合中点坐标公式可表示点M 的坐标,再利用k k 1表示出点N 的坐
1 2
标,再表示出直线MN的方程,可求得直线MN过定点E(3,0),从而可求得答案.
【详解】(1)由题意得2c4,得c=2,
所以a2b2 4,
3
因为点P2, 在双曲线上,
3
4 1
所以 =1,
a2 3b2
解得a2 3,b2 1,x2
所以双曲线方程为 y2 1,
3
(2)F(2,0),设直线l 方程为yk(x2),A(x,y ),B(x ,y ) ,
1 1 1 1 2 2
y=k (x+2)
1
由x2 ,得(13k2)x212k2x12k230
y2=1 1 1 1
3
12k2 12k23
则x x 1 , xx 1 ,
1 2 13k2 1 2 13k2
1 1
x x 6k 2
所以 1 2 1 ,
2 13k2
1
6k2 2k
所以AB的中点M 1 , 1 ,
13k2 13k2
1 1
因为k k 1,
1 2
1 6 2k
所以用 代换k ,得N , 1 ,
k 1 k23 k23
1 1 1
6k2 6
当 1 ,即k 1时,直线MN的方程为x3,过点E(3,0),
13k2 13k2 1
1 1
2k 2k
1 1
13k2 k23 2k
当k 1时,k 1 1 1 ,
1 MN 6k2 6 3(k21)
1 1
13k2 k23
1 1
2k 2k 6k2
直线MN的方程为y 1 1 x 1 ,
13k2 3(k21) 13k2
1 1 1
3(k21) 6k2
令y=0,得x 1 1 3,
13k2 13k2
1 1
所以直线MN也过定点E(3,0),
1
y y OE
所以 S OMN 2 N M OE 3
S 1 FE
FMN y y FE
2 M N
21.(1)答案见解析
(2)
1,【分析】(1)分a1,0a1,a0讨论求解即可;
(2)由题意可知关于x的方程ex etlnxt有两个不同的实根,进而xex etlnxlnxt,
令gxxexx0,要使gxglnxt有两个不同的实根,则需xlnxt有两个不同
的实根.令hxxlnxt,利用导数法研究hxxlnxt的零点即可
【详解】(1)因为 f xaex1ax,
所以 fxaex1a.
当a1时, f
¢(
x
)>0恒成立,
所以 f x在R上单调递增;
1a
当0a1时,令 fx0,得xln ,
a
由 f ¢( x )>0解得xln
1a
,由 fx0解得xln
1a
,
a a
1a 1a
所以 f x在,ln 上单调递减,在ln ,上单调递增;
a a
当a0时, fx0恒成立,
所以 f x在R上单调递减.
综上可知:当a1时, f x在R上单调递增;
1a 1a
当0a1时, f x在,ln 上单调递减,在ln ,上单调递增;
a a
当a0时, f x在R上单调递减.
(2)当a1时, f xex,则y f xetlnxtexetlnxt,
所以关于x的方程exetlnxt0有两个不同的实根,
即关于x的方程ex etlnxt有两个不同的实根.
因为x>0,
所以xex etlnxlnxt.
令gxxexx0,则gxx1ex0,
所以gx在0,上单调递增.要使gxglnxt有两个不同的实根,则需xlnxt有两个不同的实根.
1 x1
令hxxlnxt,则h(x)1 .
x x
当x0,1时,hx0,hx单调递减,
当x1,时,hx0,hx单调递增,
所以hx h11t.当t<1时,hx0,hx没有零点;
min
当t=1时,hx0,当且仅当x=1时,等号成立,hx只有一个零点;
当t>1时,h11t0,h et et 0,h et et 2t.
令(t)et 2t(t1),则(t)et2e20 ,即t在1,上单调递增,
所以(t)(1)e20,即h
et
0.
所以hx在0,1上有一个零点,在1,上有一个零点,符合条件.
综上,实数t的取值范围是1,.
【点睛】方法点睛:已知函数有零点(方程有根)求参数值(取值范围)常用的方法:
(1)直接法:直接求解方程得到方程的根,再通过解不等式确定参数范围;
(2)分离参数法:先将参数分离,转化成求函数的值域问题加以解决;
(3)数形结合法:先对解析式变形,进而构造两个函数,然后在同一平面直角坐标系中画
出函数的图象,利用数形结合的方法求解
22.(1)答案见详解;
(2) 2.
【分析】(1)消去,即可求得C 的普通方程为x22 y2 4,轨迹为圆,又0π,
1
方程为x22 y2 4 ( 0#y 2 ),可知轨迹为上半圆及其与x轴的两个交点;
π π
(2)根据(1)可求得C
1
的极坐标方程为
1
4cos,
0,
2
,代入
4
,可求得
OP 2 2.将C 的参数方程化为普通方程后,可求得极坐标方程 cos sin6,代
2 2 2
π
入 ,可求得 OQ 3 2,进而求出线段PQ的长.
4x22cos x22cos
【详解】(1)由已知 可得, ,则
y2sin y2sin
x22 y2 2cos22sin2 4,
又0π,所以0sin1,则0 y2.
所以C 的普通方程为x22 y2 4 ( 0#y 2 ),轨迹为以2,0为圆心,2为半径的圆的上
1
半圆以及其与x轴的两个交点0,0,4,0
.
π
(2)由曲线C 1 :x22y2 4 ( 0#y 2 )化为极坐标方程: 1 4cos, 0, 2 .
π π
把 代入可得 4cos 2 2,所以 OP 2 2.
4 1 4
2
x1 t
2
C 的参数方程为 (t为参数),消去参数t可得x y6,
2
2
y5 t
2
π π π
可得极坐标方程为 cos sin6,把 代入方程可得 cos sin 2 6,
2 2 4 2 4 2 4 2
所以 3 2,所以OQ 3 2.
2
又O,P,Q三点共线,且有 PQ OQ OP 3 2 2 2 2 .
23.(1)M 6
(2)36
【分析】(1)利用绝对值不等式得 x1 x2 x1x2 3,所以 x1 x2 t3
有解只需 t3 3即可;
(2)利用均值不等式求解即可.
【详解】(1)因为 x1 x2 x1x2 3,当且仅当x2等号成立
所以 x1 x2的最大值为3.
因为不等式 f x t3有解,所以t3 3,解得0t6,
所以实数t的最大值M 6.
(2)由(1)知,abc12 3,因为ab2c2≥4abc2 (当且仅当ab时,等号成立),
4abc2 2ab2abc2 33 2ab 2ab c2 3 34 abc 23 34 1 2 3 2 36 ,
当且仅当2abc2,即ab 6,c2 3时,等号成立,
所以ab2c2的最小值为36.