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高考 22 题逐题特训答案精析
小题满分练 1
1.D 2.D 3.D 4.C 5.B
6.C [因为sin=,
所以(cos α-sin α)=.
所以cos α-sin α=,
所以1-2sin αcos α=,
得sin αcos α=,
因为cos α+sin α==,
所以====.]
7.B [设P在渐近线y=-x上,F(-c,0),
则直线FP的方程为y=(x+c),
由得
即P,由FP=2FQ,
得Q,
因为Q在双曲线上,
所以-=1,
化简得c2=2a2,e==.]
8.A [由题意得函数的定义域为R.
f(-x)=-x(e-x-ex)+x2=x(ex-e-x)+x2=f(x),所以函数f(x)是偶函数.
当x>0时,f′(x)=ex-+xex+xe-x+2x,
因为x>0,所以f′(x)>0,所以函数f(x)在(0,+∞)上单调递增,
因为函数f(x)是偶函数,所以函数f(x)在(-∞,0)上单调递减.
则由已知f(x)|y|>|x|,(*)
可知x,y同号,故A正确,B错误;
对于C,当x=-1,y=-2时,x+y=-3,满足(*)式,此时x+y<0,故C错误;
对于D,当x=1,y=2时,x+y=3满足(*)式,此时x+y>0,故D错误.]
9.AC10.BCD [∵sin 1∈(0,1),
∴log (sin 1)<0,2sin 1>1,
2
∴log (sin 1)<2sin 1,故A不正确;
2
∵0<2<1, >1,
∴2< ,故B正确;
要判断-<-2,
即判定+2<+,
即判定(+2)2<(+)2,
即11+4<11+2,即4<2,即28<30成立,故C正确;
∵log 3=1+log ,
4 4
log 5=1+log ,
6 6
∵log 0,
得kπ-0.
设线段MN的中点为G,
知G点坐标为,
因为|BM|=|BN|,所以直线BG垂直平分线段MN,所以直线BG的方程为y=-x+b,且经
过点G,
可得=+b,
解得m=.
因为b2+1-m2>0,
所以b2+1-2>0,
解得00时,g′(x)≤0,
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,所以g(x)f(x),故选项C错误;
1 2
对于选项D,因为函数f(x)=在(0,π)上单调递减,
所以函数f(x)=在上也单调递减,
所以f(x)=>f =在上恒成立,
即<在上恒成立,即m的最大值为,故选项D正确.]
13.6 14.
15.(答案不唯一,只要满足α=π-(k∈Z)即可)
解析 ∵+
=
==2,
∴sin=sin,
∴2α++2α+=(2k+1)π(k∈Z),
解得α=-(k∈Z),
当k=0时,α=,
∴使得等式成立的一个α的值为(答案不唯一).
16.
解析 如图,设中空圆柱的底面半径为r,圆柱的高为2+h(00,当h∈时,V′<0,
则当h=时,V取得最大值为,
又毛坯的体积为π×12×2+×13=,
∴该模具体积的最小值为-=.
小题满分练 3
1.D 2.D 3.D 4.C 5.B 6.A
7.B
8.C [如图所示,在等腰梯形ABCD中,由BC=2AD=2AB=2CD=4,
过A作AM⊥BC,垂足为M,可得BM=1,
在Rt△ABM中,
可得cos∠ABM==,
可得∠ABM=60°,
即∠ABC=∠DCB=60°,
取BC的中点E,连接EA,ED,
可得EA=EB=EC=ED=2,所以梯形ABCD内接于以E为圆心,
半径r=2的圆,
设四棱锥P-ABCD外接球的球心为O,连接OA,OE,过O作OF∥AE交PA于点F,连接
OP
易知OE⊥平面ABCD,又因为PA⊥平面ABCD,所以OEAF为矩形,F为AP中点,PA=
2,所以OE=PA=1,设四棱锥P-ABCD外接球半径为R,所以R===.]
9.BC
10.ABD [由图知,函数的周期T满足T=-=,
解得T=2π,∴ω===1,
将点代入函数f(x)的解析式,得1=cos,
解得φ=-+2kπ,k∈Z,
∵-π<φ<0,
∴φ=-,f(x)=cos.
对于A,将函数f(x)的图象向左平移个单位长度后得到g(x)=cos=sin x,
此时g(x)=sin x为奇函数,故A正确;
对于B,当x=-时,f =cos=-1,
所以直线x=-是f(x)图象的一条对称轴,故B正确;
对于C,f(x)=cos的单调递增区间满足-π+2kπ≤x-≤2kπ,k∈Z,
即单调递增区间为,k∈Z,
当k=1时,单调递增区间为,
当k=2时,单调递增区间为,
所以f(x)在区间上单调递减,故C错误;
对于D,当x=时,f =cos=cos =0,故D正确.]11.BC [对于A选项,2==e2-1=,则=,
所以双曲线C的渐近线方程为y=±x=±x,A错误;
对于B选项,由题意可得-c+=0,
可得c=,a==2,b=a=1,
所以双曲线C的方程为-y2=1,B正确;
对于C选项,设点P(x,y),
0 0
则-y=1,可得x=4+4y,
易知点A(-2,0),B(2,0),
所以kk=·===,C正确;
1 2
对于D选项,由题意可知x>2,y>0,
0 0
则k=>0,k=>0,且k≠k,
1 2 1 2
所以k+k>2=1,D错误.]
1 2
12.ABD [对于A,因为f(x+1)为偶函数,
所以满足f(-x+1)=f(x+1),
又f(x)是奇函数,
则f(-x+1)=f[-(x-1)]=-f(x-1),
所以f(x+1)=-f(x-1),
用x+1替换x可得f(x+2)=-f(x),
再用x+2替换x,
可得f(x+4)=-f(x+2)=f(x),故A正确;
对于B,由已知f(x)是奇函数,
当x∈[-1,0]时,f(x)=-x2,
又f(x+1)为偶函数,则可知f(x)的图象关于直线x=1对称,因此可知f(x)在[-1,3]上的值域
为[-1,1],又由A选项可知f(x)是周期为4的函数,故B正确;
对于C,结合A,B选项可知,f(x)在[-3+4k,-1+4k](k∈Z)上单调递减,故C错误;
对于D,因为f(x)是奇函数,且满足f(x+4)=f(x),因此f(x)的图象关于点(4+2k,0),k∈Z
中心对称,故D正确.]
13.11 14.360
15.3
解析 如图,可知∠BAD+∠BCD=180°,由诱导公式知
sin∠BAD=sin∠BCD,
又sin∠CBD∶sin∠BDC∶sin∠BAD=1∶1∶,
故sin∠CBD∶sin∠BDC∶sin∠BCD=1∶1∶,
在△BCD中,由正弦定理得
CD∶BC∶BD=1∶1∶,
故∠BCD=120°,∠BAD=60°,
设CD=k,BC=k,BD=k,则由托勒密定理可知CB·AD+CD·AB=AC·BD,
即k·AD+k·AB=k·4,
即AD+AB=4,
又S =AB·AD·sin∠BAD=AB·AD≤·2=3,
△ABD
当且仅当AB=AD时取等号.
故△ABD面积的最大值为3.
16.[4,+∞)
解析 对任意正实数x,y,不等式(3x-y)(ln y-ln x+2)≤ax恒成立,即对任意正实数x,
y,
不等式≤a恒成立.设t=(t>0),
令f(t)=(3-t)(ln t+2),
则f′(t)=-(ln t+2)+=-ln t+-3,
由y=-ln t和y=-3在(0,+∞)上单调递减,
可知f′(t)在(0,+∞)上单调递减,
又f′(1)=0,当t>1时,f′(t)f′(1)=0,
所以f(t)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,所以f(t)在t=1处取得极大值,且为最
大值,即f(1)=4,则a≥4,即实数a的取值范围是[4,+∞).
小题满分练 4
1.D 2.A 3.B 4.C5.C [对于A选项,甲同学周课外体育运动时长的样本中位数为=7.4,A选项结论正确;
对于B选项,乙同学课外体育运动时长的样本平均数为
×(6.3+7.4+7.6+8.1+8.2+8.2+8.5+8.6+8.6+8.6+8.6+9.0+9.2+9.3+9.8+10.1)=
8.506 25>8,B选项结论正确;
对于C选项,甲同学周课外体育运动时长大于8的概率的估计值=0.375<0.4,C选项结论错
误;
对于D选项,乙同学周课外体育运动时长大于8的概率的估计值=0.812 5>0.6,D选项结论
正确.]
6.C [在△ABD中,由正弦定理得=,
所以sin∠ADB===,
因为B=,
所以∠ADB=,∠BAD=,
所以∠BAC=,∠ACB=,
sin =sin
=sin cos -cos sin
=,
在△ABC中,由正弦定理得,=,
所以AC====+1.]
7.D [设切点为(x,x-x),f′(x)=3x2-1,所以切线斜率为3x-1,
0 0
所以切线方程为y-(x-x)=(3x-1)(x-x),
0 0
将(2,m)代入方程得m-(x-x)=(3x-1)(2-x),
0 0
即2x-6x+2+m=0,
由题设知该方程有3个不等实根.
令u(x)=2x3-6x2+2+m,
u′(x)=6x2-12x=6x(x-2),
当x<0时,u′(x)>0,
当02时,u′(x)>0,
所以u(x)在(-∞,0)上单调递增,在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,所以u(x)在
x=0时取得极大值u(0)=2+m,
在x=2时取得极小值u(2)=2×8-6×4+2+m=m-6,
由三次函数图象知
解得-21,所以e2=16,即e=4.
设P(x,y),
1 1
由题知,Q(-x,-y),
0 0
因为|MO|=|MF|,
所以k =-k ,即k=-k ,
QM MP 1 MP
所以k·k=-k ·k=-·=-.
1 2 MP 2
又因为⇒(x-x)-(y-y)=0,
所以===e2-1=15,所以k·k=-15.
1 2
小题满分练 5
1.B 2.B 3.D 4.C 5.D 6.B
7.D [根据题意,数列{a}是首项为a,公差为1的等差数列,
n
所以a=n+a-1,
n
由于数列{b}满足b==+1,
n n
所以≥对任意的n∈N*都成立,
故数列{a}单调递增,且满足a<0,a>0,
n 5 6
所以
解得-5b>c>0,
所以<,<0,
所以>,
所以A错误;
对于B,因为a>b>c>0,
所以c(a-b)>0,a(a+c)>0,
所以-===>0,
所以<,所以B正确;
对于C,因为a>b>c>0,
所以a-c>0,b-c>0,
所以ab+c2-(ac+bc)=a(b-c)-c(b-c)=(a-c)(b-c)>0,
所以ab+c2>ac+bc,所以C正确;
对于D,因为a>0,b>0,
所以(a+b)=2++≥2+2=4,
当且仅当=,即a=b时取等号,
因为a>b,所以取不到等号,
所以(a+b)的最小值不为4,所以D错误.]
11.AD [以点D为原点,建立如图所示的空间直角坐标系,设正方体的棱长为 2,则
D(0,0,0),
M(1,0,2),C(0,2,0),N(2,1,0),A(2,0,0).
所以MC=(-1,2,-2),DN=(2,1,0),MC·DN=-2+2=0,
所以MC⊥DN,故A正确;
因为MC=(-1,2,-2),MN=(1,1,-2),
设平面MNC的法向量为n=(x,y,z),
所以由MC·n=0,MN·n=0,
可得
所以可取n=(2,4,3),
因为AC=(-2,2,0),AC·n=-4+8=4≠0,又A1C1=AC,
所以AC 不与平面MNC平行,故B错误;
1 1
因为DM=(1,0,2),NC=(-2,1,0),
所以cos〈DM,NC〉==-,所以异面直线MD与NC所成角的余弦值为,故C错误;
连接CN,在DC 上取靠近D 的四等分点Q,连接MQ,则MQ∥CN,
1 1 1
连接CQ,在AA 上取靠近A 的三等分点P,连接NP,则NP∥CQ,连接MP,
1 1
所以平面MNC截正方体所得的截面是五边形CQMPN,故D正确.]
12.AD [f(x)=sin ωx-cos ωx=2sin(ω>0),则函数f(x)的大致图象如图所示,
当x=0时,y=2sin=-1,
因为ω>0,所以当x>0时,f(x)在y轴右侧第一个最大值区间内单调递增,因为 f(x)在[0,π]
上有且仅有3个零点,所以π的位置在C与D之间(包括C,不包括D),
令f(x)=2sin=0,
则ωx-=kπ,k∈Z,
得x=,k∈Z,
所以y轴右侧第一个零点的横坐标为,周期T=,
所以+T≤π<+T,
即+≤π<+·,
解得≤ω<,
所以D正确;
在区间(0,π)上,函数f(x)可以取到最大值和最小值,所以在(0,π)上存在x ,x ,满足f(x)
1 2 1
-f(x)=4,所以A正确;
2
由图象可得,f(x)在(0,π)上不一定有2个最大值点,所以B错误;
当00,
则g′(x)=,
当00,g(x)单调递增;
当x>e时,g′(x)<0,g(x)单调递减,所以g(x) =g(e)=,因为不等式a≥恒成立,
max
所以a≥.
即a的最小值是.]
9.AC
10.ABC [因为OP绕原点O旋转-30°,30°,60°到OP1,OP2,OP3,
所以OP1与OP3的夹角为90°,
故OP1·OP3=0,A选项正确;
由题意知,△OPP ≌△OPP ,
1 2
所以PP=PP,即|PP1|=|PP2|,故B正确;
1 2
因为〈OP,OP3〉=60°,
〈OP1,OP2〉=60°,
|OP|=|OP3|=|OP1|=|OP2|,
所以由数量积的定义知OP·OP3=OP1·OP2,
故C正确;
若点P 的坐标为,
1
则|OP1|=≠|OP|=,故D不正确.]
11.BD [因为f(x)是奇函数,f(x+1)是偶函数,
所以函数f(x)的图象关于点(0,0)中心对称,
且关于直线x=1轴对称,则f(x)的周期为4,
当x∈(0,1]时,f(x)=2|x-2|-3=1-2x,
则函数f(x)在(0,1)上单调递减,
根据对称性可得f(x)在(1,2)上单调递增,再结合周期性可得f(x)在(-3,-2)上单调递增,故
A错误;
f(x)在上小于0,根据对称性可得f(x)在上小于0,故B正确;
f(x)的图象关于直线x=1轴对称,
所以f =f =0,f(2)=f(0)=0,
所以f(x)不可能在[1,2]上单调递增,故C错误;
f(x)的图象关于直线x=1轴对称,
又f(x)是奇函数,
所以f(x)的图象关于直线x=-1轴对称,
因为f(x)的周期为4,所以f(x)关于直线x=3对称,故D正确.]
12.AC [令∠AFC=α,∠BFD=β,
∵|AC|=|AF|,∴∠ACF=α,∠CAF=π-2α,∵|BF|=|BD|,
∴∠BDF=β,∠DBF=π-2β.
又∵π-2α+π-2β=π,
∴α+β=,
∴∠CFD=90°,A正确;
设AB:x=my+1,
令A(x,y),B(x,y),
1 1 2 2
由
消去x可得y2-4my-4=0,
则y+y=4m,yy=-4.
1 2 1 2
∵AF=2FB,
∴y=-2y,
1 2
∴y=-2,y=,m=-,此时k=-2,
1 2
或y=2,y=-,m=,
1 2
此时k=2,
即k=±2,B错误;
|AB|=x+1+x+1=x+x+2=my+my+4=,
1 2 1 2 1 2
O到AB的距离d==,
∴S =××=,
△AOB
C正确;
令m=,则AB:x=y+1,
此时A(2,2),B,
M,
C(-1,2),D(-1,-),
|DM|=,
|CM|=,
|CD|=3,
CM2+DM2≠CD2,
∴△CDM不是等腰直角三角形,D错误.]13.3+2 14.-
15.48
解析 设该图形中各层的六边形边长从内向外依次为a ,a ,a ,a ,成等差数列,设公差
1 2 3 4
为d,
由题意得6(a+a+a+a)=156,
1 2 3 4
即a+a+a+a=26,
1 2 3 4
所以2a+3d=13,①
1
因为阴影部分的面积
S=6××(a-a)=,
所以2ad+d2=11,②
1
联立①②解得
或(不符合题意,舍去),
故a=a+3d=8,
4 1
所以最外层六边形的周长为48.
16.(0,2] 4
解析 设O为A,B,C,D所在球面的球心,
∴OA=OC=2.
∵AB=CD=2,
且E,F分别是AB,CD的中点,
∴OE⊥AB,OF⊥CD,
且AE=CF=,
∴OE=OF=1,
则E,F均是以O为球心,1为半径的球面上的点,
若以EF为直径作球,
则0,所以b>b,
1 3
同理可得b>b,b>b,…,于是可得b>b>b>b>…,故A不正确;
3 5 5 7 1 3 5 7
当n取偶数时,由已知b=1+,
2
b=1+,
4
因为>,所以b,所以b>b,
1 2
同理可得b>b,b>b,b>b,
3 4 5 6 7 8
又b>b,所以b>b,故B不正确;故选D.
3 7 3 8
方法二 (特殊值法)不妨取α=1(k=1,2,…),
k
则b=1+=2,
1
b=1+=1+=1+=,
2
b=1+=1+=1+=,
3
所以b=1+=1+=,
4
b=1+=1+=,
5
b=1+=1+=,
6
b=1+=1+=,
7
b=1+=1+=.
8
逐一判断选项可知选D.]
6.B [∵2是4a与4b的等比中项,
∴4a·4b=22,∴a+b=1.
∵=,
+=(a+b)
=5++≥5+2=9,
当且仅当a=,b=时取等号,∴≤,
∴的最大值为.]
7.B [因为f(x)===·,
f′(x)=·,
令f′(x)>0,易知f(x)在(0,e)上单调递增,在(e,+∞)上单调递减,而f(2)=f(4),故可得
f(3)>f(2)>f(8)>f(10).则效率最高的是三进制.]
8.D [∵A,D,P三点共线,
∴可设PA=λPD(λ>0),
∵PA=mPB+PC,
∴λPD=mPB+PC,
即PD=PB+PC,当m≠0且m≠时,B,D,C三点共线,
∴+=1,即λ=,
∵AP=9,∴AD=3,
∵AB=4,AC=3,∠BAC=90°,
∴BC=5,
设CD=x,∠CDA=θ,
则BD=5-x,∠BDA=π-θ.
∴根据余弦定理可得
cos θ==,
cos(π-θ)==,
∵cos θ+cos(π-θ)=0,
∴+=0,
解得x=,
∴CD的长度为;
当m=0时,PA=PC,C,D重合,此时CD的长度为0;
当m=时,PA=PB,
即PB=PB+BA,
B,D重合,此时PA=12,不符合题意,舍去.]
9.ABD [如图,连接 AD ,在正方形 AADD 中,AD⊥DA ,因为 AD∥BC ,所以
1 1 1 1 1 1 1
BC ⊥DA,所以直线BC 与DA 所成的角为90°,故A正确;
1 1 1 1在正方体ABCD-ABC D 中,CD⊥平面BCC B ,又BC ⊂平面BCC B ,所以CD⊥BC .连
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
接 BC,则 BC⊥BC .因为 CD∩BC=C,CD,BC⊂平面 DCB A ,所以 BC ⊥平面
1 1 1 1 1 1 1 1
DCB A ,又CA ⊂平面DCB A ,所以BC ⊥CA ,所以直线BC 与CA 所成的角为90°,故B
1 1 1 1 1 1 1 1 1
正确;
连接AC ,交BD 于点O,则易得OC ⊥平面BBDD,连接OB.因为OB⊂平面BBDD,
1 1 1 1 1 1 1 1 1
所以OC ⊥OB,∠OBC 为直线BC 与平面BBDD所成的角.设正方体的棱长为a,则易得
1 1 1 1 1
BC =a,OC =,所以在Rt△BOC 中,OC =BC ,所以∠OBC =30°,故C错误;
1 1 1 1 1 1
因为C C⊥平面ABCD,所以∠CBC 为直线BC 与平面ABCD所成的角,易得∠CBC =45°,
1 1 1 1
故D正确.故选ABD.]
10.AD [A选项,若k=0,则数列{a}是常数列,所以分母为0,所以k不可能为0,故A
n
正确;
B选项,当等差数列是常数列时,分母等于0,不成立,故B错误;
C选项,当等比数列是常数列时,分母等于0,不成立,故C错误;
D选项,因为a=a·bn+c(a≠0,b≠0,1),
n
所以=
==b,为常数,是等差比数列,故D正确.]
11.ABD [由已知可得a=2,b=,
所以c=,△FPF 的周长为2a+2c=4+2,故A正确;
1 2
因为b=c,所以以FF 为直径的圆与椭圆C相切于上、下顶点,
1 2
所以θ≤90°,故B正确;
设△FPF 的边FF 上的高为h,
1 2 1 2
则S=×2×h=h=,
所以h=1<=b,由椭圆的对称性可知,点P共有4个,故C错误;
因为△PFF 为钝角三角形,所以△PFF 中有一个角大于90°,
1 2 1 2
由选项B知∠FPF 不可能为钝角,
1 2
所以∠PFF 或∠PFF 为钝角,
2 1 1 2
当∠PFF=90°时,
2 1
将x=代入+=1得y=±1,
此时△FPF 的面积为S=×2×1=,
1 2所以若△FPF 是钝角三角形,则其面积S∈(0,),故D正确.]
1 2
12.ACD [因为OP绕原点O旋转-30°,30°,60°到OP1,OP2,OP3,
所以OP1与OP3的夹角为90°,
故OP1·OP3=0,A选项正确;
由题意知,△OPP ≌△OPP ,
1 2
所以PP=PP,即|PP1|=|PP2|,故B正确;
1 2
因为〈OP,OP3〉=60°,
〈OP1,OP2〉=60°,
|OP|=|OP3|=|OP1|=|OP2|,
所以由数量积的定义知OP·OP3=OP1·OP2,
故C正确;
若点P 的坐标为,
1
则|OP1|=≠|OP|=,故D不正确.]
13. 14.7 15.8 18
16.∪
解析 f(x)=cos+
sin=cos=sin ωx,
由“互补函数”的定义得,存在x,
1
x∈[π,2π](x≠x),
2 1 2
f(x)+f(x)=2,
1 2
所以令t=ωx,则函数y=sin t在区间[ωπ,2ωπ]上至少存在两个极大值点,则ωπ≥2π,得
ω≥2.
当2T=2×≤π,即ω≥4时,显然符合题意;
当2≤ω<4时,分以下两种情况讨论,
当ωπ≤,即ω≤时,
2ωπ≥,即ω≥,所以≤ω≤;
当<ωπ<4π,即<ω<4时,
2ωπ≥,即ω≥,所以≤ω<4.
综上,ω的取值范围为∪.
小题满分练 8
1.D 2.C 3.C 4.C 5.B
6.A [由x2+y2+4y=0,得x2+(y+2)2=4,则圆心为C(0,-2),半径为2,
由CA·CB=0,得CA⊥CB,即圆心C到直线x-y+m=0的距离为2×=,即=,即m=0或
m=-4.]
7.B [联立且M在第一象限,
可得M,
而A(-a,0),A(a,0),
1 2
所以|MA |2=2+2
1
=2a2,
|MA |2=2+2
2
=2a2,
由题意知,∠AMA =∠PMA=90°,故△MPA 是等腰直角三角形,
1 2 2 2
所以∠MA P=45°,而∠PAM的内角平分线与y轴平行,
2 2
所以∠MA A=22.5°,
1 2
又tan 45°==1,
可得tan 22.5°=-1,
则tan2∠MA A=2
1 2
==(-1)2,
可得=3-2,所以e=.]
8.A [因为b=cos =1-2sin2,
所以b-a=1-2sin2-=-2sin2=2×.
令f(x)=x-sin x,
则f′(x)=1-cos x≥0,
所以函数f(x)在R上单调递增,
所以当x>0时,f(x)>f(0)=0,
即有x>sin x(x>0)成立,
所以>sin ,得>sin2,
所以b>a.
因为==4tan ,
所以令g(x)=tan x-x,
则g′(x)=-1=≥0,
所以函数g(x)在定义域内单调递增,
所以当x>0时,g(x)>g(0)=0,
即有tan x>x(x>0)成立,所以tan >,即4tan >1,
所以>1,又b>0,所以c>b.
综上c>b>a.故选A.]
9.BC
10.ACD [如图,M,G,H,I,J分别是棱BC,CC ,C D ,DA ,AA的中点,易证E
1 1 1 1 1 1
与M,G,H,I,J共面,由EM∥AC,AC⊂平面ACD ,EM⊄平面ACD ,得EM∥平面
1 1
ACD ,同理 EJ∥平面 ACD ,而 EM,EJ 是平面 EMGHIJ 内的相交直线,则得平面
1 1
EMGHIJ∥平面ACD ,若EF∥平面ACD ,则F∈平面EMGHIJ,观察各选项,A,C,D
1 1
满足.]
11.ACD [对于A选项,
因为f(x+2π)=|sin(x+2π)|sin(x+2π)=|sin x|sin x=f(x),所以2π是函数f(x)的一个周期,A
正确;
对于B选项,
因为f(-x)=|sin(-x)|sin(-x)=-|sin x|sin x=-f(x),
则y=f(x)的图象关于原点对称,B错误;
对于C选项,当x∈[2kπ,2kπ+π],k∈Z时,
f(x)=sin2x=∈[0,1];
当x∈[2kπ+π,2kπ+2π],k∈Z时,
f(x)=-sin2x=∈[-1,0].故函数f(x)的值域为[-1,1],C正确;
对于D选项,
当x∈时,2x∈(-4π,-3π),
因为f(x)=sin2x=,
所以f(x)在上单调递增,D正确.]
12.BCD [对于A,
设三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),
易知y=f″(x)是一次函数,∴任何三次函数都只有一个对称中心,故A不正确;
对于B,由f(x)=x3-3x2-3x+5,
得f′(x)=3x2-6x-3,
f″(x)=6x-6,由6x-6=0,得x=1,∴函数f(x)的对称中心为(1,0),
又由x=,k∈Z,得x=k,k∈Z,
∴f(x)的对称中心是函数y=tan x的一个对称中心,故B正确;
对于C,设三次函数h(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0),
所以h′(x)=3ax2+2bx+c,h″(x)=6ax+2b,
联立
得3ac-b2=0,
即当3ac-b2=0时,存在三次函数h(x),方程h′(x)=0有实数解x ,且点(x ,h(x))为函数
0 0 0
y=h(x)的对称中心,故C正确;
对于D,∵g(x)=x3-x2-,
∴g′(x)=x2-x,g″(x)=2x-1,
令g″(x)=2x-1=0,得x=,
∵g=×3-×2-=-,
∴函数g(x)=x3-x2-的对称中心是,
∴g(x)+g(1-x)=-1,
设T=g+g+g+…+g,
∴2T=++…+=-2 022,
∴g+g+g+…+g=-1 011,故D正确.]
13.8.5 14.3 024 15.2
16.
解析 tan∠APB=tan∠ADB ==.
1 1
由正方体ABCD-ABC D 知AB⊥平面ABCD ,
1 1 1 1 1 1 1
又点P满足AP⊥AB,
1 1
所以点P在平面ABCD 内运动,
1 1
如图,连接AB,交AB 于点O,连接PO.
1 1
由对称性知,∠APO=∠BPO,所以
1
tan∠APB==,
1
解得tan∠APO=,
所以PO==,所以点P的轨迹围成的封闭图形是以点O为圆心,为半径的圆,
所以面积S=π×2=.
大题保分练 1
1.解 ∵3sin(A+B)=csin ,a=3,
∴asin(A+B)=csin ,
由正弦定理知sin Asin(A+B)=sin Csin ,
又A+B+C=π,
∴sin Asin C=sin Csin
=sin Csin=sin Ccos ,
又sin C≠0,∴sin A=cos ,
即2sin cos =cos ,
而cos ≠0,∴sin =,
又A∈(0,π),故=,
即A=.
选①:b=,a=3,
由正弦定理得=,
即=,
解得sin B=,又b0,不符合题意;
当n为奇数时,n=-n,
可得n≥=3,可得n≤3.
因此,n的最大值为3.
3.解 (1)设A,B两校所抽取的人数分别为x,y,
由已知可得
解得故A,B两校所抽取的人数分别为45,55.
(2)由频率分布直方图可知,学生做作业的平均时长的估计值为
0.5×(1.25×0.1+1.75×0.3+2.25×0.4+2.75×0.6+3.25×0.3+3.75×0.2+4.25×0.1)=
2.675(小时).
由0.5×(0.1+0.2+0.3)=0.3,可知有30%的学生做作业时长超过3小时.
综上,估计该区学生做作业时间的平均时长为 2.675小时,该区有30%的学生做作业时长超
过3小时.
(3)由(2)可知,有30%×100=30(人)做作业时间超过3小时.
故填写列联表如下(单位:人):
做作业时间超过3小时 做作业时间不超过3小时 合计
A校 20 25 45
B校 10 45 55
合计 30 70 100
零假设为H:做作业时间超过3小时与学校无关.
0
根据列联表中的数据,经计算得到
χ2=≈8.13>6.635=x ,
0.010
所以依据小概率值α=0.010的独立性检验,我们推断H 不成立,即认为做作业时间超过3
0
小时与学校有关.4.(1)证明 连接AC交BD于点N,连接MN,由△BNC∽△DNA知
==,又=,
所以=,
所以PA∥MN,
又PA⊄平面BDM,MN⊂平面BDM,所以PA∥平面BDM.
(2)解 作PO⊥AB于点O,
因为平面ABP⊥平面ABCD,平面ABP∩平面ABCD=AB,PO⊂平面ABP,所以PO⊥平面
ABCD,
以O为坐标原点,建立空间直角坐标系,如图,
设AB=a,
则M,B,
C,D,
所以BC=(0,1,0),BD=(-a,2,0),BM=,
设平面BCM的法向量为m=(x,y,z),
1 1 1
则
即
令x=1,得m=,
1
设平面BDM的法向量为
n=(x,y,z),
2 2 2
则
即
令x=1,得n=,
2
设平面BCM与平面BDM的夹角为θ,则tan θ=,cos θ=,
所以|cos〈m,n〉|==,
解得a=2,
所以V =××2×=.
P-ABCD大题保分练 2
1.解 (1)在△ABC中,由正弦定理知,
===2R,
∵acos C+ccos A=1,
∴2R(sin Acos C+cos Asin C)=1,
即2Rsin B=1,∴b=2Rsin B=1.
(2)在△ABC中,由余弦定理得
cos B==,
∴a2+c2=ac+1≥2ac(当且仅当a=c时取“=”),
∴(2-)ac≤1,∴ac≤2+,
又∵S =acsin B=ac,
△ABC
∴S ≤,
△ABC
即△ABC面积的最大值为.
2.解 (1)若比赛结束,乙得4分,则比赛结果是甲以2∶1获胜,故前两局比赛,甲胜一场,
败一场,最后一局比赛,甲胜.
则比赛结束,乙得4分的概率为
C×××=.
(2)若甲连胜两局结束比赛,甲得6分,其概率为2=;
若甲连败两局结束比赛,甲得2分,
其概率为2=;
若甲以2∶1结束比赛,甲得6分,
其概率为C×××=;
若乙以2∶1结束比赛,甲得4分,
其概率为C×××=,
故X的分布列为
X 2 4 6
P
E(X)=2×+4×+6×=.
3.解 (1)∵{a}是等差数列,a=1,且前4项和为28,∴S=4×1+×d=28,解得d=4,
n 1 4
∴a=1+4(n-1)=4n-3.
n
∵2S=3b-3λ,
n n∴当n≥2时,2S =3b -3λ,
n-1 n-1
两式相减得2b=3b-3b (n≥2),
n n n-1
即b=3b (n≥2),
n n-1
又2b=3b-3λ,∴b=3λ.
1 1 1
∴当λ=0时,数列{b}的通项公式为b=0,不是等比数列;
n n
当λ≠0时,数列{b}是首项为3λ,公比为3的等比数列,且b=λ3n.
n n
(2)由(1)知b=3n,
n
则b=81,b=243,
4 5
∵a =4×30-3=117,
30
∴b0,∴a -a=2,
n+1 n n+1 n
∴{a}是首项为1,公差为2的等差数列,∴a=2n-1.
n n
∵2S+1=3b,①
n n
∴当n≥2时,2S +1=3b ,②
n-1 n-1
由①-②整理得b=3b ,
n n-1
当n=1时,2S+1=3b,则b=1,
1 1 1
∵b=1≠0,∴b ≠0,∴=3,
1 n-1
∴数列{b}是首项为1,公比为3的等比数列,故b=3n-1.
n n
(2)依题意知,新数列{c}中,b 前面(含b )共有(1+2+3+…+k)+(k+1)=项.
n k+1 k+1
由≤50(k∈N*)得k≤8,
∴新数列{c}中含有数列{b}的前9项:b ,b ,…,b ,含有数列{a}的前41项:a ,a ,
n n 1 2 9 n 1 2
a,…,a ,
3 41
∴T =+=11 522.
50
大题保分练 4
1.解 (1)∵4a=3S+2,①
n n
∴当n=1时,4a=3a+2,即a=2,
1 1 1
当n≥2时,4a =3S +2.②
n-1 n-1
由①-②得4a-4a =3a,即a=4a ,
n n-1 n n n-1
∴数列{a}是以2为首项,4为公比的等比数列.
n
∴a=2×4n-1.
n(2)由(1)知log a=log (2×4n-1)=log 22n-1=2n-1,
2 n 2 2
∴b=a+log a=2×4n-1+2n-1,
n n 2 n
∴T=+=+n2.
n
2.解 (1)在△BCD中,由正弦定理知,=,
所以BD·sin∠CBD=CD·sin∠BCD,
因为∠BCD=135°,
BD=CD=,
所以sin∠CBD=.
(2)在△BCD中,∠BCD=135°,则∠CBD为锐角,
因为sin∠CBD=,
所以cos∠CBD=,
在梯形ABCD中,AB∥CD,∠BCD=135°,
则∠CBA=45°,
所以sin∠ABD=sin=,
显然∠ABD为锐角,
所以cos∠ABD=,
因为S =AB·BD·sin∠ABD=4,
△ABD
所以AB=4,
所以AD2=AB2+BD2-2AB·BD·cos∠ABD=10,
所以AD=.
3.(1)证明 如图,连接MN,AB,BC ,∵四边形ABBA 为平行四边形,又∠AAB=60°,
1 1 1 1 1
AA=AB=4,
1
∴△AAB为等边三角形,则△ABB为等边三角形,
1 1 1
∵N为AB 的中点,
1 1
∴BN⊥AB,BN=2,
1 1
∵底面ABC是等腰直角三角形,AB=BC=4,
∴AC=2,AC =AC=2,
1 1
∵M,N分别是棱BC ,AB 的中点,∴MN=AC =,
1 1 1 1 1 1
∵CC =4,BC=2,
1
cos∠BCC =,
1
∴BC =
1
==4,
∴△BCC 为等腰三角形,则△BBC 为等腰三角形,
1 1 1又M是棱BC 的中点,
1 1
∴BM==,
∴BM2=BN2+MN2,
∴BN⊥MN,
又AB,MN⊂平面ABC ,
1 1 1 1 1
AB∩MN=N,
1 1
∴BN⊥平面ABC .
1 1 1
(2)解 取AB的中点O,连接AO,则AO∥BN,
1 1
由(1)知AO⊥平面ABC,CO⊥AB,
1
如图,以点O为原点,OC,OB,OA 所在的直线分别为x,y,z轴建立如图所示的空间直
1
角坐标系,则O(0,0,0),A(0,-2,0),B(0,2,0),C(2,0,0),B(0,4,2),C (2,2,2),
1 1
M(1,3,2),
CB=(-2,2,0),BB1=(0,2,2),AM=(1,5,2),
设平面BBC C的法向量为n=(x,y,z),则
1 1
∴
取x=1,则y=1,z=-,
故n=,设直线AM与平面BBC C所成角为θ,
1 1
则sin θ=|cos〈AM,n〉|=
===,
∴直线AM与平面BBC C所成角的正弦值为.
1 1
4.解 (1)由题意知2b=4,c=4,
则b=2,a2=b2+c2=20,
∴椭圆C的方程为+=1.
(2)易知直线l的斜率存在,
设直线l的方程为y=kx+1.联立消去y得(1+5k2)x2+10kx-15=0,
则Δ=400k2+60>0.
设A(x,y),B(x,y),
1 1 2 2
则x+x=-,
1 2
∵|OP|=|OQ|,
∴2+2=2+2,
即(x-x)(x+x)=-k(x-x)[k(x+x)+4].
1 2 1 2 1 2 1 2
∵x≠x,
1 2
∴x+x+k2(x+x)+4k=0,
1 2 1 2
∴--+4k=0,
解得k=0,k=,k=-,
1 2 3
∴满足条件的直线l的方程为y=1,y=x+1和y=-x+1.
压轴题突破练 1
1.(1)解 由题意得c=2.①
因为双曲线的渐近线方程为y=±x=±x,
所以=.②
又c2=a2+b2,③
所以联立①②③得a=1,b=,
所以双曲线C的方程为x2-=1.
(2)证明 由题意知直线PQ的斜率存在且不为0,设直线PQ的方程为y=kx+t(k≠0),
将直线PQ的方程代入C的方程,
整理得(3-k2)x2-2ktx-t2-3=0,
则x+x=,xx=->0,
1 2 1 2
所以3-k2<0,
所以x-x==.
1 2
设点M的坐标为(x ,y ),
M M
则
两式相减,得y-y=2x -(x+x),
1 2 M 1 2
又y-y=(kx+t)-(kx+t)=k(x-x),
1 2 1 2 1 2
所以2x =k(x-x)+(x+x),
M 1 2 1 2
解得x =;
M两式相加,得2y -(y+y)=(x-x),
M 1 2 1 2
又y+y=(kx+t)+(kx+t)=k(x+x)+2t,
1 2 1 2 1 2
所以2y =k(x+x)+(x-x)+2t,
M 1 2 1 2
解得y ==x .
M M
因此,点M的轨迹为直线y=x,其中k为直线PQ的斜率.
若选择①②作为条件证明③成立:
因为PQ∥AB,
所以直线AB的方程为y=k(x-2),
设A(x ,y ),B(x ,y ),
A A B B
不妨令点A在直线y=x上,
则由
解得x =,y =,
A A
同理可得x =,y =-,
B B
所以x +x =,y +y =.
A B A B
点M的坐标满足
得x ==,y ==,
M M
故M为AB的中点,
即|MA|=|MB|,即③成立.
若选择①③作为条件证明②成立:
当直线AB的斜率不存在时,点M即为点F(2,0),此时M不在直线y=x上,矛盾;
当直线AB的斜率存在时,易知直线AB的斜率不为0,
设直线AB的方程为y=m(x-2)(m≠0),
A(x ,y ),B(x ,y ),
A A B B
不妨令点A在直线y=x上,
则由
解得x =,y =,
A A
同理可得x =,y =-.
B B
因为M在AB上,且|MA|=|MB|,
所以x ==,y ==,
M M
又点M在直线y=x上,
所以=·,
解得k=m,因此PQ∥AB,即②成立.
若选择②③作为条件证明①成立:因为PQ∥AB,
所以直线AB的方程为y=k(x-2),
设A(x ,y ),B(x ,y ),
A A B B
不妨令点A在直线y=x上,
则由
解得x =,y =,
A A
同理可得x =,y =-.
B B
设AB的中点为C(x ,y ),
C C
则x ==,y ==.
C C
因为|MA|=|MB|,
所以M在AB的垂直平分线上,即点M在直线y-y =-(x-x ),
C C
即y-=-上,
与y=x联立,得x ==x ,y ==y ,
M C M C
即点M恰为AB的中点,
故点M在AB上,即①成立.
2.(1)解 由题设知f′(x)=ex,
则h(x)=1+mln x+(x>0),
所以h′(x)=-=,
当x>1时,h′(x)>0,
则h(x)在区间(1,+∞)上单调递增;
当0<x<1时,h′(x)<0,
则h(x)在区间(0,1)上单调递减,
所以h(x) =h(1)=1+m≥,
min
解得m≥,
所以m的取值范围为.
(2)证明 令g(x)=f′(x),
则g′(x)=ex
=ex,
令t(x)=1+mln x+-(x>0),
则t′(x)=-+==>0恒成立,
所以t(x)在(0,+∞)上单调递增.
又t(1)=1+m>0,t=1-mln 2≤1-ln 2<0,所以存在x∈,使得t(x)=0,
2 2
当x∈(0,x)时,t′(x)<0,
2即g′(x)<0,则f′(x)在(0,x)上单调递减;
2
当x∈(x,+∞)时,t′(x)>0,
2
即g′(x)>0,则f′(x)在(x,+∞)上单调递增,
2
所以f′(x)在x=x 处取得极小值,
2
即x=x,所以t(x)=0,
1 2 1
即1+mln x+-=0,x∈,
1 1
所以1+mln x=-=<0,
1
令s(x)=1+mln x,则s(x)在(0,+∞)上单调递增,且s(x)<0,
1
因为f(x)的零点为x,
0
则1+mln x=0,即s(x)=0,
0 0
所以s(x)<s(x),所以x>x.
1 0 0 1
压轴题突破练 2
1.解 (1)f′(x)=ex-1-a,
①当a≤0时,f′(x)>0,f(x)在(-∞,+∞)上单调递增;
②当a>0时,
令f′(x)=ex-1-a=0,x=1+ln a,
当x∈(-∞,1+ln a)时,
f′(x)<0,f(x)在(-∞,1+ln a)上单调递减;
当x∈(1+ln a,+∞)时,
f′(x)>0,f(x)在(1+ln a,+∞)上单调递增.
(2)由f(x)-x2≥,
得ex-1≥x2+ax+=2,
对于任意x≥0恒成立,
因此
记h(x)=
由h′(x)= 得x=1+2ln 2,
当x∈[0,1+2ln 2]时,h′(x)<0,h(x)单调递减,
当x∈[1+2ln 2,+∞)时,h′(x)>0,h(x)单调递增,所以h(x) =1-2ln 2,
min
因此a≤2-4ln 2;
记t(x)=
易知t(x)单调递减,
所以t(x) =t(0)=
max
所以a≥
综上,实数a的取值范围为
2.证明 (1)显然直线PA的斜率存在,设直线PA的方程为y-1=k(x-1),
联立
消去y得(3k2-1)x2-6k(k-1)x+3(k-1)2+3=0,
则Δ=36k2(k-1)2-4(3k2-1)×3(k2-2k+2)=0,
化简得k2+k-1=0.
因为方程有两个相等实根,故切点A的横坐标
x=-=,
1
得y=,则=3k,
1
故直线PA的方程为y=(x-x)+y,
1 1
则yy=-+y,即-yy=1.
1 1
(2)由(1)同理可得l :-yy=1,
PB 2
又l 与l 均过点P(1,1),
PA PB
所以-y=1,-y=1.
1 2
故l :-y=1,F(-2,0),
AB
FP·FA=(3,1)·(x+2,y)=3x+6+y,
1 1 1 1
FP·FB=(3,1)·(x+2,y)=3x+6+y,
2 2 2 2
又因为x<0,x>0,
1 2
所以x≤-,x≥,
1 2
则cos〈FP,FA〉
=
==-,
cos〈FP,FB〉
===,
故cos〈FP,FA〉=-cos〈FP,FB〉,
故∠AFP+∠BFP=π.
压轴题突破练 3
1.解 (1)甲参加“四人赛”时,每局比赛获得第三名的概率为1-=,依题意,X所有可
能的取值为5,4,3,2,
P(X=5)=×=,
P(X=4)=×+×+×=,
P(X=3)=×+×+×=,
P(X=2)=×=,
所以X的分布列为
X 5 4 3 2
P
所以E(X)=5×+4×+3×+2×=.
(2)依题意,P=,P= ,
1 2
“进到n+1阶”的情况包括:第一种情况是进到n阶后下一轮未获得5个积分,其概率为
P;第二种情况是进到n-1阶后下一轮获得5个积分,其概率为P ,两种情况互斥,
n n-1
所以P =P+P (n≥2,n∈N*),
n+1 n n-1
则P -P=P+P -P=-(P-P ),
n+1 n n n-1 n n n-1
所以=-(n≥2,n∈N*),
又P-P=,
2 1
所以数列{P -P}是首项为,公比为-的等比数列,
n+1 n
所以P -P=×n-1,
n+1 n
故P =P+(P-P)+…+(P -P )+(P -P )
12 1 2 1 11 10 12 11
=++×+…+×10
=+×
=+,
即P =+.
12
2.解 (1)由题意可得
解得p=2.故抛物线E的方程为y2=4x.
(2)由题意知,直线l的斜率一定存在且不为0,设直线l的方程为x=ty+1,t≠0,F(1,0)
设A(x,y),B(x,y),C(x,y),
1 1 2 2 3 3
由
消去x得y2-4ty-4=0.
所以y+y=4t,yy=-4.
1 2 1 2
由AC垂直于l可知,直线AC的方程为y-y=-t(x-x),
1 1
由
消去x得ty2+4y-4tx -4y=0.
1 1
所以y+y=-,yy=.
1 3 1 3
所以|AC|=
=
=
=
=·|ty +2|
1
=·(ty +2).
1
同理可得|BD|=·(ty +2),
2
所以|AC|+|BD|
=·[t(y+y)+4]
1 2
=(t2+1)=8,
令f(x)=,x>0,
则f′(x)=,x>0,
所以当x∈(0,2)时,f′(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(2,+∞)时,f′(x)>0,f(x)单调递增.
所以当x=2时,f(x)取得最小值,即当t=±时,|AC|+|BD|取得最小值,最小值为12.