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数学参考答案
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40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)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B D D C B C B D
【解析】
1.因为共有10个数据,所以第一四分位数是
数学参考答案·第1页(共9页)
1 0
1
4
2 .5 ,所以第一四分位数是第3个数,故
选B.
2.因为点A(4,4)在抛物线 C 上,所以 p2,F(1,0),则|AF|5,故选D.
3.由题可得 A C A B B C ( a 2 b ) ( 3 a 5 b ) 4 a 7 b C D ,又线段AC与线段CD有公共
点C,所以 A , C , D 三点共线,故选D.
4(a a )
4.S 1 4 16,a a a a 8,a 3,d a a 2,a a 5d 13,故选C.
4 2 1 4 2 3 2 3 2 7 2
5.对于A,面面平行的判定定理要求m,n相交,若 m ∥ n ,则 , 可能相交,故A错误;
对于B,过m作平面交于a,则m∥a,过m作平面交于 b ,则m∥b,故 b ∥ a , 又
a,又 b 平面,所以a∥,而 l,a,故 a ∥ ,l 故 m ∥ l ,故B正确;对
于C,若 m , ,则m或m∥, 故C错误;对于D,若 l m l , , ,
如果 m 或m,则不能判断 m ,故 D 错误,故选B.
6.分为两类,第一类:只有一个班去区域甲,在3,4,5三个班级中任选一个,剩下的四个
班级去三个区域,方法种数为: C 13 C 24 A 33 1 0 8 ;第二类:有两个班去区域甲,在 3,4,5
三个班级中任选两个,剩下的三个班级去三个区域,方法种数为:C2A3 18,两类相加得
3 3
126种方法,故选C.
7. f ( T ) s in 2
2 π
s in
1
2
,且 0
π
2
π π π
,所以 .ysinx sin2x
6 2 2
cosxcos2xcosx(2cos2x1)2cos2xcosx1,且1≤cosx≤1,当 c o s x
1
4
时,
取得最大值;当cosx1时,取得最小值为2,故选B.
8.对于 A,因为函数 f ( x ) 的定义域为 N * ,且满足 f ( x ) f ( y ) f ( x y ) x y 1 , f(1)2,
取x y1,得 f(1) f(1) f(2)11,则 f(2)4,取x y2,得 f(2) f(2) f(4)41,则
数学参考答案·第2页(共9页)
f ( 4 ) 1 1 ,故 A 错误;对于 B,取 y 1 ,得 f ( x ) f (1 ) f ( x 1 ) x 1 ,则
f(x1) f(x)x1,所以 f ( n ) f ( n 1 ) n , f ( n 1 ) f ( n 2 ) n 1 , , f ( 2 ) f (1 )
2
(n1) (n2) n2 n2
,以上各式相加得 f(n) f(1) ,所以
2 2
f ( n )
n 2 n
2
2
,经检
验, f (1 ) 2 也满足上式,所以 f ( x )
x 2 x
2
2
, x N *, 令 f ( x ) x ,得 x 2 x 2 0 ,
此方程无解,故 B 错误;对于 CD,由B知, f ( x )
x 2 x
2
2
, x N * ,由此函数的性质
得,故C错误, D 正确,故选D.
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有
多个选项是符合题目要求的,全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分)
题号 9 10 11
答案 BD ABD AC
【解析】
9.对于A:由 ta n
1
5
2
5 12
,且为第三象限,则sin ,cos ,故角的终边与单
13 13
位圆的交点为
1
1
2
3
,
5
1 3
,A错误;对于B和D:因为角的终边与角的终边关于 y 轴
对称,即为第四象限,则 s in
5
1 3
c o s
1
1
2
3
, ,所以 s in c o s
7
1 3
,D正确,且
ta n
1
5
2
,B 正确;对于 C:由于角的终边与角的终边关于 y 轴对称,所以
π 2 k π ( k ) Z ,故C错误,综上所述,故选BD.
10.对于 A:|z | 2正确;
1
z
z
1
2
2
2
c o s
7 π
4
π
4
i s in
7 π
4
π
4
2
2
( i )
2
2
i ,故 B
7π 7π
正确;对于C:因为z 1i 2cos isin ,所以
1 4 4
z 61 2
6
c o s
4 2
4
π
i s in
4 2
4
π
7π π 5π 7π π 5π
23i8i,故C错误;对于D:z 1 z 2 z 3 2 2 2 cos 4 4 6 isin 4 4 6
3 1
4 2 i2 62 2i,故D正确,故选ABD.
2 2
11.A.设
数学参考答案·第3页(共9页)
M ( x ,0 y
0
) ,双曲线的渐近线方程为 y 3 x ,设 M ( x ,0 y
0
) 到直线 y 3 x 的距离为
d
1
3 x
02
y
0 , 设 M ( x ,0 y
0
) 到 直 线 y 3 x
3x y
的 距 离 为 d 0 0 , 则
2 2
3x2 y2 9
dd 0 0 ,故A选项是正确的;B.因为直线l与双曲线的右支交于两点,根据图
1 2 4 4
象与双曲线的性质,可知直线l的斜率的取值范围为(, 3) ( 3,),故B选项是错
π 2π
误的;C.设直线l的倾斜角为,因为渐近线的倾斜角分别为 , ,所以
3 3
π
3
2 π
3
,
.设
△MFF, △NFF 的内切圆的圆心分别为 I,I ,△MFF 的内切圆 I 与各边切于
1 2 1 2 1 2 1 2 1
D , G , H ,△NFF 的内切圆
1 2
I
2
与 l 切于 E ,设 G ( m , 0 ) ,根据圆的切线性质与双曲线的定
义可知 G ( 3 , 0 ,) 所以 I 在直线
1
x 3 上,同理可得 I 也在直线
2
x 3 上,且
| G F
2
| c a 3 . 由几何关系可得 F
1
F
2
I
1
π
2
F
1
F
2
I
2 2
, ,所以r r |I I ||GI |
1 2 1 2 1
| G I
2
| | G F
2
| ta n
π
2
| G F
2
| ta n
2
3 ta n
2
ta n
3
2
.
因 为
π
3
2 π
3
,
, 所 以
2
π
6
π
3
,
,所以 ta n
2 3
3
3
,
3
,令ttan , 3 ,由对勾函数性质可知
2 3
y t
1
t
在
3
3
, 1
上单调递减,在(1, 3)上单调递增,所以 y
1
1
1
, 3
3
3
,所以
y
2 ,
4
3
3
,所以r r [2 3,4),故 C 选项正确;D.由双曲线的焦半径公式可知
1 2
|MF |ex a,|MF |ex a,则
1 0 2 0
| M F
1
|| M F
2
| e 2 x 20 a 2 4 x 20 3 ,根据x 3,x2 3,
0 0
所以 | M F
1
|| M F
2
| e 2 x 20 a 2 4 x 20 3 9 ,故D选项是错误的,故选AC.
三、填空题(本大题共3小题,每小题5分,共15分)
题号 12 13 14
答案 { 3 , 2 , 1 }
8
2
0
4 3
9 5 105
10
【解析】
12.当a2时,B{1},BA;当a2时, B { 1 , a 1 } ,由 B A ,可得a3或
a1.综上所述,实数 a 的取值集合为{3,2,1}.13.五次中四次向右,一次向左,
数学参考答案·第4页(共9页)
C 45
2
3
4
1
3
8 0
2 4 3
.
14.如图 1,设球心为 O ,外接球的半径为R,△ABC内切圆圆
心为 O
1
,则S、O、O 三点共线,连接
1
O C 、 O C1 , 在 △ S C O
1
中,由勾股定理得SO 5,在
1
△ O O C1 中,由勾股定理得:
OO2 OC2 OC2,即
1 1
( 5 R ) 2 2 2 R 2, 解得 R
9
1 0
5
.
1
设内切圆的半径为r,则有S rC ,解得
△ABC 2 △ABC
r 1 . 由
Q 是 △ABC 内 切 圆 上 一 点 , 则 O Q1 1 , 在 R △t O O Q1 中 , 由 勾 股 定 理 得
OO2 OQ2 OQ2,解得
1 1
O Q
1
1
0
0
5
,
9 5 105 9 5 105
|PQ|≤|OP||OQ| ,
10 10 10
当且仅当 P 、 O 、 Q 三点共线且O在 P 、 Q 之间时等号成立.
四、解答题(共77分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15.(本小题满分13分)
解:(1)在 △ A B C 的内角 A , B , C 中,有 3 a s in B b s in 2 A ,
由正弦定理及二倍角公式得 3 s in A s in B 2 s in B s in A c o s A ,
………………………………………………………………………………………(3分)
又A,B(0,π),…………………………………………………………………………(4分)
∴ s in A s in B 0 .…………………………………………………………………………(5分)
∴ c o s A
2
3
,即 A
π
6
.………………………………………………………………(6分)
(2)由(1)及正弦定理得
s
a
in A
2 R 2 3 ,
………………………………………………………………………………………(7分)
∴ a 3 , …………………………………………………………………………………(8分)
3
∴bc .………………………………………………………………………………(9分)
4
由余弦定理得 3
2
b 2 c 2 2
4
3
2
3
b 2 c 2
3
4
,
图1
……………………………………………………………………………………(12分)
3 15
∴b2 c2 3 . …………………………………………………………………(13分)
4 416.(本小题满分15分)
解:(1)因为骰子朝上点数为奇数、偶数的概率各为
数学参考答案·第5页(共9页)
1
2
,
所以估计回答问题1和问题2的居民各有600人.……………………………………(2分)
由题意,出生月份在6~8月的比例为
1
4
2
0
0
0
0
1
3
,
从而回答“是”的居民中回答问题1的应为200人,…………………………………(4分)
所以回答“是”的居民中回答问题2的为620200420(人),
………………………………………………………………………………………(6分)
故估计该社区居民对该项政策落实感到满意的比例为
4
6
2
0
0
0
1
7
0
.
………………………………………………………………………………………(7分)
(2)由(1)知,该社区居民对该项政策落实感到满意的比例为 P
1
7
0
,
设事件 A 表示居民回答“是”,事件 B 表示居民所抛骰子是偶数点朝上.
回答“是”的概率为 P ( A )
1
6
2
2
0
0
0
3
6
1
0
.
………………………………………………………………………………………(9分)
1 7
回答“是”且点数是偶数的概率为P(AB) P .
2 20
………………………………………………………………………………………(12分)
因此,所求条件概率为 P ( B | A )
P
P
( A
(
B
A )
)
7
2 0
3 1
6 0
2
3
1
1
,
故已知学生回答“是”的条件下,他所抛骰子是偶数点朝上的概率约为
2
3
1
1
.
……………………………………………………………………………………(15分)
17.(本小题满分15分)
(1)证明:作POAD,垂足为O,连接OC.
在 R △t P A O 中,由 ta n P A D 2 , P A 5 ,
解得PO2,AO1.……………………………………………………………………(2分)
∵ B C A O 1 , A O ∥ B C ,
∴四边形ABCO是平行四边形,
∴OC AB1,则
数学参考答案·第6页(共9页)
O C 2 O P 2 P C 2
P O C 9 0 , 即 P O O C . …………………………………………………………(4分)
∵ A D O C O ,
∴PO平面ABCD. ……………………………………………………………………(5分)
∵PO平面PAD,
∴ 平 面 P A D 平 面 A B C D .
…………………………………………………………………………………(6分)
(2)解: ∵ O C ∥ A B , A B A D , ∴ C O A D . ·………………………………………(7分)
如图2,以O为坐标原点,以 O C , O D , O P 的方向分别为
x轴、y轴、z轴的正方向,建立如图所示的空间直角坐
标系 O x y z ,设 O D a ( a 0 ) ,
∴ A ( 0 , 1 , 0 ,) B (1 , 1 , 0 ,) C (1 , 0 , 0 ,)
D ( 0 , a , 0 ,) P ( 0 , 0 , 2 ,)
∴ A B (1 , 0 , 0 ,) A P ( 0 , 1 , 2 ,) C D ( 1 , a , 0 ,) C P ( 1 , 0 , 2 ) ,
………………………………………………………………………………………(8分)
设平面 P A B 、 平面 P C D 的法向量分别为m(x,y,z ),n(x,y,z ),
1 1 1 2 2 2
由
m
m
A
A
B
P
x
y
1
1
0
2
,
z
1
0 ,
取 y
1
2 , 得 m ( 0 , 2 , 1 ) .
………………………………………………………………………………………(10分)
n CDx ay 0,
由 2 2 取x 2a,得n(2a,2,a).
2
n CPx 2z 0,
2 2
………………………………………………………………………………………(12分)
因为平面PAB与平面 P C D 所成二面角的正弦值为
2
3
9
0
,则其余弦值的绝对值为
1
3 0
,
所以 | c o s m , n |
|
|
m
m
|
n
| n
|
|
5
| 4
5
a
a 2
|
4
1
3 0
,
解得a2 48a920,a2或46.……………………………………………………(14分)
当a46时, A D 4 7 ,此时 A P D 为钝角,不符合题意;
当a2时,AD3,此时 A P D
图2
为锐角,符合题意,
故AD3. ………………………………………………………………………………(15分)18.(本小题满分17分)
(1)解:由题得
数学参考答案·第7页(共9页)
f ( x ) 2 (1 x c o s x ,) ………………………………………………(1分)
当 x ( , 0 ) 时,1xcosx0,所以 f ( x ) 0 , f ( x ) 在 ( , 0 ) 上单调递增;
当 x [ 0 , ) 时,令 h ( x ) f ( x ) ,
则 h ( x ) 2 s in x 2 ≤ 0 , …………………………………………………………………(3分)
则 f(x)在[0,)上单调递减, f(x)≤f(0)0,所以 f(x)在[0,)上单调递减.
所以 f ( x )
m ax
f ( 0 ) 2 ,所以 f ( x ) 的最大值为−2.
……………………………………………………………………………………(5分)
(2)解:由 f ( x ≤) 2 e x x 2 2 (1 a ) x 4 ,整理得 s in x a x e x 1 ≥ 0 ,
当 x 0 时, s in x a x e x 1 ≥0恒成立,符合题意;………………………………(6分)
令g(x)sinxaxex 1,则g(x)cosxex a,
令 t ( x ) g ( x ) ,则 t ( x ) e x s in x ,
当x0时, e x 1 , t ( x ) 0 ,所以 g ( x ) 在 ( 0 , ) 上单调递增,
所以 g ( x ) g ( 0 ) 2 a .
①当 a ≤ 2 时,g(x)2a≥0,所以 g ( x ) 在 ( 0 , ) 上单调递增,
所以 g ( x ) g ( 0 ) 0 ,符合题意;………………………………………………………(8分)
②当 a 2 时, g ( 0 ) 2 a 0 , g ( ln ( 2 a ) ) 2 c o s ( ln ( 2 a ) ) 0 ,
所以存在x (0,ln(2a)),使得
0
g ( x
0
) 0 ,当0xx 时,g(x)g(x )0,
0 0
所以 g ( x ) 在 ( 0 , x
0
) 上单调递减,则当 0 x x
0
时, g(x)g(0)0 ,不符合题
意.………………………………………………………………………………………(10分)
综上,实数a的取值范围是(,2]. ………………………………………………(11分)
(3)证明:由(1)知,当x0时, s in x x
1
2
x 2
1
,取x ,k 1,2,3, n,nN,
k2
有 s in
1
k 2
1
k 2
2
1
k 4
2 k
2
2
k
4
1
k 2
2
k
k
2
4
1
≥
k
2 k
2
4
2
1
k 2
2 k (
1
k 1 )
1
2
1
k
k
1
1
,
……………………………………………………………………………………(13分)
1 1 1 1 11 1
故sin 1 ,sin ,………………………………………………(15分)
12 2 2 22 22 3n 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 n
所以sin sin sin sin sin ,
k2 12 22 32 n2 21 2 2 3 n n1 2(n1)
k1
即
数学参考答案·第8页(共9页)
k
n
1
s in
1
k 2
2 ( n
n
1 )
. …………………………………………………………………(17分)
19.(本小题满分17分)
(1)解:设椭圆C的焦距为2c,则 F
1
( c , 0 ,) P ( x ,0 y
0
)
cx
,则 0 0,
2
x
0
c ,
从而 P F
2
x 轴,且 | y
0
|
b
a
2
, S
△ F P1 F 2
1
2
2 c
b
a
2
b 2
a
c
3
2
.
又离心率 e
c
a
1
2
以及 a 2 b 2 c 2 ,所以 a 2 4 , b 2 3 , c 2 1 ,
所以椭圆C的方程为:
x
4
2
y
3
2
1 . ……………………………………………………(4分)
(2)(ⅰ)证明:当直线PQ的斜率为0 时,由题知 P ( 2 , 0 ,) Q ( 2 , 0 ) ,
因为 A
1 ,
3
2
, B
1 ,
3
2
,所以 A P : y
1
2
( x 2 ,) B Q : y
3
2
( x 2 ) .
由AP和BQ方程联立解得交点M(4,3);……………………………………………(6分)
当直线PQ的斜率不为0时,设直线PQ的方程为 x m y 1 .
xmy1,
由x2 y2 有
1,
4 3
( 3 m 2 4 ) y 2 6 m y 9 0 ,
因为直线过椭圆内一定点,所以直线与椭圆恒有交点.
设 P ( x ,1 y
1
,) Q ( x ,2 y
2
) ,则直线 A P : y
3
2
y
1
x
1
3
21
( x 1 ) y
3
2
y
1
m
y
3
2
1
( x 1 ) ①,
同理 B Q : y
3
2
y
2
m
y
2
3
2
( x 1 ) ②,………………………………………………………(8分)
3 3
y y
2 2 1 2
②-①得3 (x1),化简得3x1,
my my
2 1
x 4 .
综上可知,直线 A P 、 B Q 的交点在定直线 x 4 上.
………………………………………………………………………………………(10分)(ⅱ)证明:由(ⅰ)知,设直线PQ的方程为
数学参考答案·第9页(共9页)
x m y 1 , P ( x ,1 y
1
,) Q ( x ,2 y
2
,)
则 y
1
y
2
3
m
6
2
m
4
, y
1
y
2
3 m
2
9
4
.
因为点M(4,t),且 k
M P
、 k
M F
、2 k
M Q
成等比数列,所以 k
M P
k
M Q
k 2M
F 2
,
k
M P
k
M Q
( m
( y
1
y
1
t
3
)
)
(
(
y
m
2y
2
t
)
3 )
m
y y
1 2
2 y y
1 2
t (
3
y
m
1
( y
y
2
1
)
y
2
t
)
2
9
k 2M
F 2
t
4
0
1
2
2 t
9
,
化简得mt3. …………………………………………………………………………(14分)
(法一)设点M到直线PQ的距离为d,则 d
| 4
m
m
2
t
1
1 |
| m
m
t
2
3 |
1
0 ,
所以M、P、Q三点共线.……………………………………………………………(17分)
(法二)直线PM的斜率 k
M P
y
1
x
1
t
4
m
y
1y
1
t
3
,因为 m t 3 ,
所以 k
M P
m
y
1y
1
t
3
y
m
1
y
1
3
m
3
1
m
m
m
y
y
1
1
3
3
1
m
k
P Q
,
所以M、 P、Q三点共线.……………………………………………………………(17分)
(法三)向量 M P ( x
1
4 , y
1
t ) ( m y
1
3 , y
1
t ) ,
M Q ( x
2
4 , y
2
t ) ( m y
2
3 , y
2
t ,)
( m y
1
3 ) ( y
2
t ) m y
1
y
2
m ty
1
3 y
2
3 t m y
1
y
2
3 ( y
1
y
2
) 3 ,t
( m y
2
3 ) ( y
1
t ) m y
1
y
2
m ty
2
3 y
1
3 t m y
1
y
2
3 ( y
1
y
2
) 3 ,t
所以MP∥MQ,又两个向量有公共点M,所以M、P、Q三点共线.
……………………………………………………………………………………(17分)