文档内容
0,-π<φ<π),在 - ,
12 12
π
上单调递增,且x= 为它的一条对称轴,
12
π
,0
3
π
是它的一个对称中心,当x∈ 0,
2
时,f(x)的最小值为 ( )
3 1
A. - B. - C. 1 D. 0
2 2
x2 y2
9. 双曲线 - =1(a>0,b>0)的左、右焦点分别为F ,F,以右焦点F 为焦点的抛物线y2=2px(p
a2 b2 1 2 2
>0)与双曲线交于另一象限点为P,若PF 1 +PF 2 =3F 1 F 2 ,则双曲线的离心率e= ( )
2+1 5+1
A. 2 B. 5 C. D.
2 2
二、填空题:本大题共6个小题,每小题5分,共30分.
3+i
10. 已知i是虚数单位,则
i
= .
11. 在x-1 6的展开式中,x3项的系数为 .
12. l :x-y+6=0,与x轴交于点A,与y轴交于点B,与(x+1)2+(y-3)2=r2交于C、D两点,|AB|=
1
3|CD|,则r= .
13. 小桐操场跑圈,一周2次,一次5圈或6圈.第一次跑5圈或6圈的概率均为0.5,若第一次跑5圈,则第
二次跑5圈的概率为0.4,6圈的概率为0.6;若第一次跑6圈,则第二次跑5圈的概率为0.6,4圈的
概率为0.4.小桐一周跑11圈的概率为 ;若一周至少跑11圈为动量达标,则连续跑4周,记合
格周数为X,则期望E(x)=
1
14. △ABC中,D为AB边中点,CE= CD,AB=a,AC=b,则AE= (用a,b表示),若|AE|=
3
5,AE⊥CB,则AE⋅CD=
15. 若a,b∈R,对∀x∈[-2,2],均有(2a+b)x2+bx-a-1≤0恒成立,则2a+b的最小值为
三、解答题:本大题共5小题,共75分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
16. 在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c.已知asinB= 3bcosA,c-2b=1,a= 7.
(1)求A的值;
(2)求c的值;
(3)求sin(A+2B)的值.
数学试题 第 2 页 共 15 页17. 正方体ABCD-ABCD 的棱长为4,E、F分别为AD ,CB 中点,CG=3GC.
1 1 1 1 1 1 1 1 1
(1)求证:GF⊥平面FBE;
(2)求平面FBE与平面EBG夹角的余弦值;
(3)求三棱锥D-FBE的体积.
x2 y2
18. 已知椭圆 + =1a>b>0
a2 b2
的左焦点为F,右顶点为A,P为x=a上一点,且直线PF的斜率为
1 3 1
,△PFA的面积为 ,离心率为 .
3 2 2
(1)求椭圆的方程;
(2)过点P的直线与椭圆有唯一交点B(异于点A),求证:PF平分∠AFB.
数学试题 第 3 页 共 15 页19. 已知数列a
n
等差数列,b
n
是等比数列,a =b =2,a =b +1,a =b .
1 1 2 2 3 3
(1)求a
n
,b
n
的通项公式;
(2)∀n∈N*,I∈0,1 ,有T =pab +p a b +...+p a b +p a b |p ,p ,...,p ,p ∈I
n 1 1 1 2 2 2 n-1 n-1 n-1 n n n 1 2 n-1 n
,
(i)求证:对任意实数t∈T,均有t0,x2-1<0,此时fx
x
=
>0,fx
1-x2
x
=
<0,
x2-1
由图可知当x∈0,1 时,fx <0,故C不符合,D符合.
故选:D
4. C
【分析】根据线面平行的定义可判断A的正误,根据空间中垂直关系的转化可判断BCD的正误.
对于A,若m⎳α,n⊂α,则m,n可平行或异面,故A错误;
对于B,若m⊥α,m⊥β,则α⎳β,故B错误;
对于C,两条平行线有一条垂直于一个平面,则另一个必定垂直这个平面,
现m⎳a,m⊥β,故a⊥β,故C正确;
对于D,m⊂α,α⊥β,则m与β可平行或相交或m⊂β,故D错误;
故选:C.
5. B
【分析】根据正态分布以及相关系数的概念直接判断即可.
对于A,根据正态分布对称性可知,PX≤μ-σ =PX≥μ+σ ,A说法正确;
对于B,根据正态分布对称性可知,PX<1 =PY<2 =0.5,B说法错误;
对于C和D,相关系数r 越接近0,相关性越弱,越接近1,相关性越强,故C和D说法正确.
故选:B
6. C
【分析】先由题设结合a =S -S 求出数列a
n n n-1 n
的通项公式,再结合数列a
n
各项正负情况即可求
解.
因为S =-n2+8n,
n
数学试题 第 5 页 共 15 页所以当n=1时,a =S =-12+8×1=7,
1 1
当n≥2时,a n =S n -S n-1 =-n2+8n - -n-1 2+8n-1 =-2n+9,
经检验,a =7满足上式,
1
所以a n =-2n+9n∈N* ,令a =-2n+9≥0⇒n≤4,a =-2n+9≤0⇒n≥5, n n
设数列 a n 的前n项和为T, n
则数列 a n 的前4项和为T =S =-42+8×4=16 4 4
数列 a n 的前12项和为
T 2n =a 1 +a 2 +⋯+a 12 =a +a +a +a -a -a -⋯-a 1 2 3 4 5 6 12
=2S 4 -S 12 =2×16--122+8×12 =80.
故选:C
7. B
【分析】利用指数函数与幂函数的单调性结合零点存在性定理计算即可.
由指数函数、幂函数的单调性可知:y=0.3x在R上单调递减,y= x在0,+∞ 单调递增,
所以fx =0.3x- x在定义域上单调递减,
显然f0 =1>0,f0.3 =0.30.3-0.30.5>0,f0.5 =0.30.5-0.50.5<0,
所以根据零点存在性定理可知fx 的零点位于0.3,0.5 .
故选:B
8. A
【分析】利用正弦函数的对称性得出ω=4n+2,根据单调性得出0<ω≤2,从而确定ω,结合对称轴与对
称中心再求出φ,得出函数解析式,利用整体思想及正弦函数的性质即可得解.
设fx
π π
ω+φ= +2kπ
12 2
最小正周期为T,根据题意有 ,m,k∈Z
π
ω+φ=mπ
3
,
π π 2n+1
由正弦函数的对称性可知 - =
3 12
T
n∈Z
4
,
π 2nπ+π
即 = ,∴ω=4n+2,
4 2ω
又fx
5π π
在 - ,
12 12
T π 5π
上单调递增,则 ≥ --
2 12 12
π π
,∴ ≥ ⇒0<ω≤2,
ω 2
π
φ= +2kπ
3
∴ω=2,则 ,
2π
φ=mπ-
3
∵φ∈-π,π
π
,∴k=0,m=1时,φ= ,∴fx
3
π
=sin2x+
3
,
π
当x∈ 0,
2
π π 4π
时,2x+ ∈ ,
3 3 3
,
由正弦函数的单调性可知fx
4π 3
=sin =- .
min 3 2
故选:A
9. A
【分析】利用抛物线与双曲线的定义与性质得出 PF 1 =3c+a
PF 2 =3c-a=PA
,根据勾股定理从而确定P的坐标,
利用点在双曲线上构造齐次方程计算即可.
p
根据题意可设F ,0 2 2 ,双曲线的半焦距为c,Px 0 ,y 0 ,则p=2c,
数学试题 第 6 页 共 15 页过F 作x轴的垂线l,过P作l的垂线,垂足为A,显然直线AF 为抛物线的准线,
1 1
则PA =PF 2 ,
由双曲线的定义及已知条件可知 PF 1 -PF 2 =2a
PF 1 +PF 2
,则 PF 1
=6c
=3c+a
PF 2 =3c-a=PA
,
由勾股定理可知AF 1 2=y2 0 =PF 1 2-PA 2=12ac,
x2 y2 9a2 12ac
易知y2=4cx ,∴x =3a,即 0 - 0 = - =1,
0 0 0 a2 b2 a2 c2-a2
整理得2c2-3ac-2a2=0=2c+a c-2a ,∴c=2a,即离心率为2.
故选:
10. 10
3+i
【分析】先由复数除法运算化简 ,再由复数模长公式即可计算求解.
i
3+i
先由题得 =-i3+i
i
3+i
=1-3i,所以
i
= 12+-3 2= 10.
故答案为: 10
11.-20
【分析】根据二项式定理相关知识直接计算即可.
x-1 6展开式的通项公式为T r+1 =C 6 rx6-r⋅-1 r,
当r=3时,T 4 =C 6 3x3⋅-1 3=-20x3,
即x-1 6展开式中x3的系数为-20.
故答案为:-20
12.2
【分析】先根据两点间距离公式得出|AB|=6 2,再计算出圆心到直线的距离d,根据弦长公式|CD|=
2 r2-d2列等式求解即可.
因为直线l 1 :x-y+6=0与x轴交于A-6,0 ,与y轴交于B0,6 ,所以|AB|= 62+62=6 2,所以
CD =2 2,
圆(x+1)2+y-3
|-1-3+6|
2=r2的半径为r,圆心(-1,3)到直线l :x-y+6=0的距离为d= = 1 2
2,
故CD =2 r2-d2=2 r2- 2 2=2 2,解得r=2;
故答案为:2.
数学试题 第 7 页 共 15 页13. ①. 0.6 ②. 3.2
【分析】先根据全概率公式计算求解空一,再求出概率根据二项分布数学期望公式计算求解.
设小桐一周跑11圈为事件A,设第一次跑5圈为事件B,设第二次跑5圈为事件C,
则PA =PB
PC|B
+PB
PC|B =0.5×0.6+0.5×0.6=0.6;
若至少跑11圈为运动量达标为事件D,PD =PA
+PB
PC|B =0.6+0.5×0.4=0.8,
所以X∼B4,0.8 ,EX =4×0.8=3.2;
故答案为:0.6;3.2
1 2
14. ①. a+ b; ②. -15
6 3
【分析】根据向量的线性运算求解即可空一,应用数量积运算律计算求解空二.
如图,
1 1
因为CE= CD,所以AE-AC= AD-AC
3 3
1 2
,所以AE= AD+ AC.
3 3
1 2 1 2
因为D为线段AB的中点,所以AE= AB+ AC= a+ b;
6 3 6 3
又因为AE =5,AE⊥CB,所以A E 2 = 1 a + 2 b
6 3
2 1 2 4 = a2+ a⋅b+ b2=25,
36 9 9
1 2
AE⋅CB= a+ b
6 3
⋅a-b
1 1 2
= a2+ a⋅b- b2=0,所以a2+3a⋅b=4b2
6 2 3
所以a2+4a⋅b=180,
1 2
所以AE⋅CD= a+ b
6 3
1
⋅-b+ a
2
1 1 2 1
= a2+ a⋅b- b2= a2+2a⋅b-8b2
12 6 3 12
1
= a2+2a⋅b-2a2-6a⋅b2
12
1
= -a2-4a⋅b2
12
=-15.
1 2
故答案为: a+ b;-15.
6 3
15.-4
1
【分析】先设t=2a+b,根据不等式的形式,为了消a可以取x=- ,得到t≥-4,验证t=-4时,a,b是
2
否可以取到,进而判断该最小值是否可取即可得到答案.
设t=2a+b,原题转化为求t的最小值,
数学试题 第 8 页 共 15 页原不等式可化为对任意的-2≤x≤2,tx2+t-2a x-a-1≤0,
1 1 1
不妨代入x=- ,得 t- t-2a
2 4 2
-a-1≤0,得t≥-4,
当t=-4时,原不等式可化为-4x2+-4-2a x-a-1≤0,
1
即- 2x+ a+1
2
2 1
+ a2≤0,
4
观察可知,当a=0时,-2x+1
1
2≤0对-2≤x≤2一定成立,当且仅当x=- 取等号,
2
此时,a=0,b=-4,说明t=-4时,a,b均可取到,满足题意,
故t=2a+b的最小值为-4.
故答案为:-4
π
16.(1)
3
(2)3
4 3
(3)
7
【分析】(1)由正弦定理化边为角再化简可求;
(2)由余弦定理,结合(1)结论与已知代入可得关于b的方程,求解可得b,进而求得c;
(3)利用正弦定理先求B,再由二倍角公式分别求sin2B,cos2B,由两角和的正弦可得.
【小问1详解】
a b
已知asinB= 3bcosA,由正弦定理 = ,
sinA sinB
得asinB=bsinA= 3bcosA,显然cosA≠0,
得tanA= 3,由0b,则B为锐角,
a 14
5 5 3
故cosB= 7,故sin2B=2sinBcosB= ,
14 14
21
且cos2B=1-2sin2B=1-2×
14
2 11
= ;
14
3 11 1 5 3 4 3
故sin(A+2B)=sinAcos2B+cosAsin2B= × + × = .
2 14 2 14 7
17.(1)证明见解析
4
(2)
5
数学试题 第 9 页 共 15 页32
(3)
3
【分析】(1)法一、利用正方形的性质先证明FG⊥BF,再结合正方体的性质得出EF⊥平面BCC B ,利
1 1
用线面垂直的性质与判定定理证明即可;法二、建立空间直角坐标系,利用空间向量证明线面垂直即可;
(2)利用空间向量计算面面夹角即可;
(3)利用空间向量计算点面距离,再利用锥体的体积公式计算即可.
小问1详解】
法一、在正方形BCCB 中,
1 1
CG 1 FB
由条件易知tan∠CFG= 1 = = 1 =tan∠BBF,所以∠CFG=∠BBF,
1 CF 2 BB 1 1 1
1 1
π
则∠BFB+∠BBF= =∠CFG+∠BFB,
1 1 2 1 1
故∠BFG=π-∠C 1 FG+∠B 1 FB
π
= ,即FG⊥BF, 2
在正方体中,易知DC ⊥平面BCCB ,且EF⎳DC ,
1 1 1 1 1 1
所以EF⊥平面BCCB ,
1 1
又FG平面BCCB ,∴EF⊥FG,
1 1
∵EF∩BF=F,EF、BF⊂平面BEF,∴GF⊥平面BEF;
法二、如图以D为中心建立空间直角坐标系,
则B4,4,0 ,E2,0,4 ,F2,4,4 ,G0,4,3 ,
所以EF=0,4,0
,EB=2,4,-4
,FG=-2,0,-1 ,
设m=a,b,c 是平面BEF的一个法向量,
m⋅EF=4b=0
则 ,令a=2,则b=0,c=1,所以m=2,0,1
m⋅EB=2a+4b-4c=0
,
易知FG=-m,则FG也是平面BEF的一个法向量,∴GF⊥平面BEF;
【小问2详解】
同上法二建立的空间直角坐标系,
所以EG=-2,4,-1
,BG=-4,0,3 ,
由(1)知FG是平面BEF的一个法向量,
设平面BEG的一个法向量为n=x,y,z
n⋅EG=-2x+4y-z=0
,所以 ,
n⋅BG=-4x+3z=0
令x=6,则z=8,y=5,即n=6,5,8 ,
设平面BEF与平面BEG的夹角为α,
则cosα= cosFG,n
FG⋅n
=
FG ⋅n
20 4
= = ; 5× 125 5
【小问3详解】
由(1)知EF⊥平面BCCB ,FB⊂平面BCCB ,∴EF⊥FB,
1 1 1 1
1 1
易知S = EF⋅BF= ×4× 42+22=4 5,
△BEF 2 2
又DE=2,0,4
DE⋅FG
,则D到平面BEF的距离为d=
FG
8
= ,
5
数学试题 第 10 页 共 15 页1 1 8 32
由棱锥的体积公式知:V = d×S = × ×4 5= .
D-BEF 3 △BEF 3 5 3
x2 y2
18.(1) + =1
4 3
(2)证明见解析
【分析】(1)根据题意,利用椭圆的离心率得到a=2c,再由直线PF的斜率得到m=c,从而利用三角形
的面积公式得到关于c的方程,解之即可得解;
(2)联立直线与椭圆方程,利用其位置关系求得k,进而得到直线PB的方程与点B的坐标,法一:利用向
量的夹角公式即可得证;法二:利用两直线的夹角公式即可得证;法三利用正切的倍角公式即可得证;法
四:利用角平分线的性质与点线距离公式即可得证.
【小问1详解】
x2 y2
依题意,设椭圆 + =1(a>b>0)的半焦距为c,
a2 b2
c 1
则左焦点F(-c,0),右顶点A(a,0),离心率e= = ,即a=2c,
a 2
因为P为x=a上一点,设P(a,m),
1 m-0 1 m 1
又直线PF的斜率为 ,则 = ,即 = ,
3 a-(-c) 3 a+c 3
m 1
所以 = ,解得m=c,则P(a,c),即P(2c,c),
2c+c 3
3
因为△PFA的面积为 ,|AF|=a-(-c)=a+c=3c,高为|m|=c,
2
1
所以S = AF
△PFA 2
m
1 3
= ×3c×c= ,解得c=1,
2 2
则a=2c=2,b2=a2-c2=3,
x2 y2
所以椭圆的方程为 + =1.
4 3
.
【小问2详解】
由(1)可知P(2,1),F(-1,0),A(2,0),
数学试题 第 11 页 共 15 页易知直线PB的斜率存在,设其方程为y=kx+m,则1=2k+m,即m=1-2k,
y=kx+m
联立x2 y2 ,消去y得,(3+4k2)x2+8kmx+4m2-12=0,
+ =1
4 3
因为直线与椭圆有唯一交点,所以Δ=8k⋅m 2-4(3+4k2)⋅(4m2-12)=0,
即4k2-m2+3=0,则4k2-1-2k
1
2+3=0,解得k=- ,则m=2,
2
1
所以直线PB 方程为y=- x+2,
2
1
y=-
2
x+2
x=1
3
联立 x2 y2 ,解得 y= 3 ,则B1, 2
+ =1 2
4 3
,
以下分别用四种方法证明结论:
3
法一:则FB=2,
2
,FP=3,1
,FA=3,0 ,
FB⋅FP
所以cos∠BFP=
FB
⋅FP
3
2×3+ ×1
2
=
3 22+
2
3 10
= ,
2 10 ⋅ 32+12
FA⋅FP
cos∠PFA=
FA
⋅FP
3×3+1×0 3 10
= = ,
3 32+12 10
π
则cos∠BFP=cos∠PFA,又∠BFP,∠PFA∈0,
2
,
所以∠BFP=∠PFA,即PF平分∠AFB.
3
-0
2 3 1-0 1
法二:所以k = = ,k = = ,k =0,
FB 1-(-1) 4 PF 2-(-1) 3 AF
3 1
- 4 3
由两直线夹角公式,得tan∠BFP=
1 3
1+ ×
3 4
1
1 3 -0
= ,tan∠PFA=
3 1+0
1
= ,
3
π
则tan∠BFP=tan∠PFA,又∠BFP,∠PFA∈0,
2
,
所以∠BFP=∠PFA,即PF平分∠AFB.
1 3
法三:则tan∠PFA=k = ,tan∠BFP=k = ,
PF 3 FB 4
1
2×
2tan∠PFA 3
故tan2∠PFA= =
1-tan2∠PFA 1
1-
3
3
= =tan∠BFP,
2 4
π
又∠BFP,∠PFA∈0,
2
,
所以∠BFP=∠PFA,即PF平分∠AFB.
3
-0
2 3
法四:则k = = ,
FB 1-(-1) 4
3
所以直线FB的方程为y= x+1
4
,即3x-4y+3=0,
3×2-4×1+3
则点P到直线FB的距离为d=
32+-4
=1,
2
又点P到直线FA的距离也为1,
数学试题 第 12 页 共 15 页所以PF平分∠AFB.
19.(1)a =3n-1,b =2n;
n n
(2)(i)证明见解析;(ii)2n-1⋅ 8+3n-4 2n+1
【分析】(1)设数列a n 的公差为d,数列b n 公比为qq≠0 ,由题设列出关于d和qq≠0 的方程求解,
再结合等差和等比数列通项公式即可得解;
(2)(i)由题意结合(1)求出a b 和pab +p a b +...+p a b +p a b 的最大值,再作差比较两
n+1 n+1 1 1 1 2 2 2 n-1 n-1 n-1 n n n
者大小即可证明;
(ii)法一:根据p ,p ,...,p ,p 中全为1、一个为0其余为1、2个为0其余为、⋯、全为0几个情况将
1 2 n-1 n
T 中的所有元素分系列,并求出各系列中元素的和,最后将所有系列所得的和加起来即可得解;
n
法二:根据T 元素的特征得到T 中的所有元素的和中各项ab i∈1,2,...,n n n i i 出现的次数均为2n-1次
即可求解.
【小问1详解】
设数列a n 的公差为d,数列b n 公比为qq≠0 ,
2+d=2q+1 d=3
则由题得 ⇒ ,
2+2d=2q2 q=2
所以a n =2+3n-1 =3n-1,b =2×2n-1=2n; n
【小问2详解】
(i)证明:由(1)p n a n b n =3n-1 2np n =0或p n a n b n =3n-1 2n>0,a n+1 b n+1 =3n+2 2n+1,
当p n a n b n =3n-1 2n>0时,
设S n =p 1 a 1 b 1 +p 2 a 2 b 2 +...+p n-1 a n-1 b n-1 +p n a n b n =2×2+5×22+...+3n-4 2n-1+3n-1 2n,
所以2S n =2×22+5×23+...+3n-4 2n+3n-1 2n+1,
所以-S n =4+3×22+23+...+2n -3n-1
221-2n-1
2n+1=4+3×
-3n-1 1-2 2n+1=-8+
4-3n 2n+1,
所以S n =8+3n-4 2n+1,为T 中的最大元素, n
此时a n+1 b n+1 -S n =3n+2 2n+1- 8+3n-4 2n+1 =6⋅2n+1-8>0恒成立,
所以对∀t∈T,均有t0,
2lnx
则f(x)=1- ,则f(1)=1,且f(1)=1,
x
则切点(1,1),且切线的斜率为1,
故函数f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为y=x;
【小问2详解】
(i)令f(x)=ax-(lnx)2=0,x>0,
(lnx)2
得a= ,
x
lnx
设g(x)=
2
,x>0,
x
2lnx
⋅x-lnx x
则g(x)=
2 lnx(2-lnx)
= ,
x2 x2
4
由g(x)=0解得x=1或e2,其中g(1)=0,g(e2)= ;
e2
当0