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上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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2021 年普通高等学校招生全国统一考试
上海 数学试卷
(考试时间120分钟,满分150分)
2021.6
一、填空题(本大题共有12题,第1~6题每题4分,第7~12题每题5分,满分54分)
1.已知z 1i,z 23i,z z .
1 2 1 2
2.已知A x 2x1 ,B1,0,1 ,则AB ________.
3.若x2 y2 2x4y 0,则圆心坐标为________.
D C
4.如图,正方形ABCD的边长为3,求ABAC ________.
3
5.已知 f(x) 2,则 f 11________.
x
6.若代数式 xa 5 的展开式中,x2的系数为80,则a________. A B
x3
7.已知2xy20,z x y,则z的最大值为___________.
3x y80
8.已知等比数列a 3,b a ,a 的各项和为9,则数列b 的各项和为________.
1 n 2n n n
9.在圆柱中,底面圆半径为1,高为2,上底面圆的直径为AB,C是底面圆弧上的一个动点,
绕着底面圆周转,则ABC的面积的范围________.
10.已知花博会有四个不同场馆A、B、C、D ,甲、乙两人每人选2个去参观,问两人他们
恰有一个馆相同的概率为________.
11.已知抛物线: y2 2pxp 0 ,焦点为 F ,若 A、B在抛物线上且在第一象限,
AF 2, BF 4, AB 3,求直线AB的斜率为________.
12.已知a N*(i 1,2,9),对任意的kN(2k 8),a a 1或a a 1中有
i k k1 k k1
且仅有一个成立,且a 6,a 9,则a a 的最小值为________.
1 9 1 9上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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二、选择题(本大题共有4题,每题5分,满分20分)
13.下列函数中,既是奇函数且在定义域内是减函数的是( )
A. y 3x B. y x3 C. y 3x D. y log x
3
x3t4t3
14.已知参数方程
,t1,1
,则下列曲线方程符合该方程的是( )
y 2t 1t2
15.已知 f x3sinx2 ,对 于任 意的 x 0, ,都 存在 x 0, ,使 得
2 2 1 2
f x +2f x 2成立,则下列选项可行的是( )
1 2
3 4 6 7
A. B. C. D.
5 5 5 5
16.已知两两不同的x ,y ,x ,y ,x ,y 满足x y x y x y ,且
1 1 2 2 3 3 1 1 2 2 3 3
x y ,x y ,x y ,若x y x y 2x y 0,则下列不等式中恒成立的是( )
1 1 2 2 3 3 1 1 3 3 2 2
A. 2x x x B. 2x x x C. x 2 x x D. x 2 x x
2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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三、解答题(本大题共有5题,满分76分)【解答下列各题必须写出必要的步骤】
17.如图,在长方体ABCDABC D 中,AB BC 2,AA 3
1 1 1 1 1
(1)若P是AD 上一点,求三棱锥PADC的体积;
1 1
(2)求直线AB 与平面ACC A 的夹角大小.(结果用反三角函数值表示)
1 1 1
18.在△ABC中,内角A、B、C 所对边分别为a、b、c,已知a 3,b2c
2
(1)若A ,求△ABC的面积;
3
(2)若2sinBsinC 1,求△ABC的周长.
19.“十四五”期间,上海市将全力推进“五个新城建设”,更好服务长三角一体化发展国家战略.
已知某建设投资企业2021年第一季度(一年共4个季度)的营业额为1.1亿元,预计以后每
个季度的营业额比前一个季度增加0.05亿元,已知该企业2021年第一季度的毛利润为
0.16亿元,预计以后每个季度的毛利润比前一季度增长4%.
(1)求该企业自2021年起的前20个季度的总营业额;
(2)请问该企业自2021年起哪一年哪一季度利润首次超过该季度营业额的18%?上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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20.已知椭圆:
x2
y2 1,F,F 是其左右交点,直线l过点Pm,0
m 2
交 于
1 2
2
A,B两点,且A在线段BP上,且A,B都在轴上方
(1)若B为椭圆的上顶点,且 BF PF ,求m的值;
1 1
1 4 15
(2)若FAF A ,且原点O到直线l的距离为 ,求直线l的方程;
1 2 3 15
(3)对任意点,是否存在唯一直线,使得FA//F B成立?若存在,求出直线的斜率;若
1 2
不存在,请说明理由.
21.已知函数 f x 的定义域为 R ,若对任意的 x ,x R ,满足 x x S 时总有
1 2 2 1
f x f x S 成立,则称函数 f(x)是S 关联.
2 1
(1)判断函数 f(x)2x1是否在 0, 关联?是 0,1 关联嘛?若是,请证明;若不是,
请说明吗理由;
(2)若函数 f(x)是 3 关关联,当 f(x)在x 0,3 时, f(x) x2 2x ,求解不等式组:
2 f(x)3;
(3)证明: f(x)是 1 关联的,且是在 0, 关联的,当且仅当“ f(x)在 1,2 是关联”上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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2021 年普通高等学校招生全国统一考试
上海 数学试卷
(考试时间120分钟,满分150分)
2021.6
一、填空题(本大题共有12题,第1~6题每题4分,第7~12题每题5分,满分54分)
1.已知z 1i,z 23i,z z .
1 2 1 2
【答案】34i
由题易得,z z 34i
1 2
2.已知A x 2x1 ,B1,0,1 ,则AB ________.
【答案】
1,0
由已知得,AB 1,0
3.若x2 y2 2x4y 0,则圆心坐标为________.
【答案】(1,2)
圆的方程为:x12 y22 5
所以圆心坐标为(1,2)
4.如图,正方形ABCD的边长为3,求ABAC ________. D C
【答案】9
由已知得,
A B
2
ABAC AB ABBC AB 9上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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3
5.已知 f(x) 2,则 f 11________.
x
【答案】3
3
令 f(x) 21,解得x 1
x
所以 f 113
6.若代数式 xa 5 的展开式中,x2的系数为80,则a________.
【答案】2
通项公式为:T Crx5r ar
r1 5
因为x2的系数为80,所以令5r 2,即r 3
所有C3a3 80,解得a2
5
x3
7.已知2xy20,z x y,则z的最大值为___________.
3x y80
【答案】4
画出可行域易得最优解为
3,1
所以z的最大值为4
8.已知等比数列a 3,b a ,a 的各项和为9,则数列b 的各项和为________.
1 n 2n n n
18
【答案】
5
因为a 的各项和为9,a 3
n 1
a 2 4 n1
所以 1 9,解得q ,所以b a 2
1q 3 n 2n 9
b 2 18
S 1
即数列的各项和为 1q2 4 5
1
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9.在圆柱中,底面圆半径为1,高为2,上底面圆的直径为AB,C是底面圆弧上的一个动点,
绕着底面圆周转,则ABC的面积的范围________.
【答案】[2, 5]
1
当点C在E点影时,面积最小S ABh 2;
2
1
当点C在底面圆弧EF的中点时,面积最大S ABh 5,
2
由于变化的连续性及任意性,因此ABC面积的取值范围为 [2, 5]
10.已知花博会有四个不同场馆A、B、C、D ,甲、乙两人每人选2个去参观,问两人他们
恰有一个馆相同的概率为________.
2
【答案】
3
【法一:直接法】甲、乙各选2个去参观:C2C2种,
4 4
其中两人恰有一个馆相同:C1C1C1种,
4 3 2
C1C1C1 2
所以P 4 3 2
C2C2 3
4 4
【法二:间接法】总共情况为:C2C2种;都不相同的情况为:C2种;
4 4 4
两个馆相同的情况为C2种;
4
C2 C2 2
所以P 1 4 4
C2C2 C2C2 3
4 4 4 4上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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11.已知抛物线: y2 2pxp 0 ,焦点为 F ,若 A、B在抛物线上且在第一象限,
AF 2, BF 4, AB 3,求直线AB的斜率为________.
5
【答案】
2
p p
【法一】由已知得,x 2 ,x 4 ,
A 2 B 2
由弦长公式得: AB 1k2 x x 3
A B
因为A、B在抛物线上且在第一象限
5 5
即k2 (k 0),k
4 2
【法二】如图,根据抛物线定义:在RtABH 中,
5
所以k tan tanABH
2
12.已知a N*(i 1,2,9),对任意的kN(2k 8),a a 1或a a 1中有
i k k1 k k1
且仅有一个成立,且a 6,a 9,则a a 的最小值为________.
1 9 1 9
【答案】31
1 1 1 1
【法一】①a a 1a a ,a a ,a a ,a a ,a
2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9
此时最小值为67121212931
1 1 1 1
②a a 1,a ,a a ,a a ,a a ,a a
3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9
此时最小值为61212128932
则a a 的最小值为31
1 9
【法二】因为a a 1 a a 1有且仅有一个成立,
k k1 k k1上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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所以数列中的项两两一组互相关联
①a a 1 7, a a 1,a a 1,a a 1,
2 1 3 4 5 6 7 8
a a ... a 25 2(a a a ),
1 2 9 3 5 7
当a a a 1时,a a ... a 最小31
3 5 7 1 2 9
②a a 1,a a 1,a a 1,a a 1 8
2 3 4 5 6 7 8 9
a a ... a 26 2(a a a ),
1 2 9 2 4 6
当a a a 1时,a a ... a 最小32,则a a 的最小值为31
2 4 6 1 2 9 1 9
二、选择题(本大题共有4题,每题5分,满分20分)
13.下列函数中,既是奇函数且在定义域内是减函数的是( )
A. y 3x B. y x3 C. y 3x D. y log x
3
【答案】A
由题易知,只有y 3x既是奇函数又是偶函数,故选A
x3t4t3
14.已知参数方程
,t1,1
,则下列曲线方程符合该方程的是( )
y 2t 1t2
【答案】B
令 y 0t 1,0,1,
易得函数恒过定点 0,0,1,0,1,0 ,结合选项易得B
15.已知 f x3sinx2 ,对 于任 意的 x 0, ,都 存在 x 0, ,使 得
2 2 1 2 上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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f x +2f x 2成立,则下列选项可行的是( )
1 2
3 4 6 7
A. B. C. D.
5 5 5 5
【答案】D
【法一】因为 f
x
[2,5],所以[2,1]2f
x
,
1 2
1
即 1, f x
2 2
1
令t x , ,则 f(t)3sint2,即 1, 3sint2
2 2 2
1
即 1, sint,t的区间长度为 ,故选D
2 2
【法二】将选项代入,按计算器易得
16.已知两两不同的x ,y ,x ,y ,x ,y 满足x y x y x y ,且
1 1 2 2 3 3 1 1 2 2 3 3
x y ,x y ,x y ,若x y x y 2x y 0,则下列不等式中恒成立的是( )
1 1 2 2 3 3 1 1 3 3 2 2
A. 2x x x B. 2x x x C. x 2 x x D. x 2 x x
2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 3
【法一】设x sa , y sa,a 0,类似定义
1 1
x sb,y sb,x sc,y sc,b,c0,则已知条件可以按以下方式写出:
2 2 3 3
a2c22b2,s2b20,ac2bx x 2x ,ac22 a2c2 4b2,
1 3 2
剩下的选项找反例即可,故选A.
【法二】设x sa , y sa,a0,类似定义x sb,y sb,x sc,y sc,
1 1 2 2 3 3
b,c0,则已知条件可以按以下方式写出:a2c22b2,s2b20,
ac2b x x 2x , ac2 2 a2c2 4b2 。
1 3 2
x 2;y 6
1 1
令 ,对x ,y 分三种不同情况依次讨论
3 3
x 4 6;y 4 6
2 2上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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x 3;y 52x 82 6 325,排除B;
3 3 2
x 2 228 6 236,排除D;
2
x 1;y 7 x 2 228 6 122,排除C;故选A
3 3 2
【法三:群友清序老师提供】不妨设x y x y x y 2,
1 1 2 2 3 3
所以x y x y 2x y 化为x 2x x 2x 2x 2x ,
1 1 3 3 2 2 1 1 3 3 2 2
设u x(2x),又因为x y ,x y ,x y ,所以x ,x ,x 1.
1 1 2 2 3 3 1 2 3
由图可知,
易知2x x x 恒成立,
2 1 3
【法四:群友欧阳老师提供】设x sa , y sa,a 0,
1 1
类似定义x sb,y sb,b0,x sc,y sc ,c0,
2 2 3 3
那么条件就可以写为a2 c2 2b2,s2 b2 0,我们有不等式
(ac)2 2 a2 c2 (ac)2 2 a2 c2 4b2
由于a,b,c 0,开方得到ac 2b x x 2x
1 3 2上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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所以A恒成立,B恒错误,选A.
C选项是x2 x x ,D选项是x2 x x ,
2 1 3 2 1 3
实际上我们取x 4,y 5,x 2,y 7,x 1,y 8
1 1 2 2 3 3
就x2 x x ,C,D同时排除了.事实上C,D选项中的大于或小于或等于都是会发生的.
2 1 3
【法五:特殊值法】取4.5/2.7/1.8即可上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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三、解答题(本大题共有5题,满分76分)【解答下列各题必须写出必要的步骤】
17.如图,在长方体ABCDABC D 中,AB BC 2,AA 3
1 1 1 1 1
(1)若P是AD 上一点,求三棱锥PADC的体积;
1 1
(2)求直线AB 与平面ACC A 的夹角大小.(结果用反三角函数值表示)
1 1 1
(1)因为点P是AD 上一点,且平面AD AD 平面ABCD,
1 1 1 1
所以长方体的高,即为三棱柱PADC 的高h3,
1
又由于底面是直角三角形ADC ,所以底面面积为a 222,
2
1 1
所以V 232 2
PADC
2 3
(2)以为建立空间直角坐标系易得,
A2,0,0,C0,2,0,A2,0,3,B2,2,3
所以AA (0,0,3),AC (2,2,0),AB (0,2,3)
1 1
AA n0 z 0
设平面ACC A 的法向量n (x,y,z),则 1
1 1 ACn0 2x2y 0
令x1,则n (1,1,0),设AB与平面ACC
1
A
1
所成角为,
0,
2
26
则sin cos AB,n
13
26
所以AB 与平面ACC A 的夹角大小arcsin .
1 1 1
13上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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18.在△ABC中,内角A、B、C 所对边分别为a、b、c,已知a 3,b2c
2
(1)若A ,求△ABC的面积;
3
(2)若2sinBsinC 1,求△ABC的周长.
b2 c2 a2 1 (2c)2 c2 9 1
(1)由已知得,cosA
2bc 2 2xcc 2
9 1 1 3 9 3
c2 ,S bcsinA 2c2
5 2 2 2 14
(2)b2csinB 2sinC 4sinCsinC 1
1 2 2 2 5
sinC ,cosC ,sinB ,cosB
3 3 3 3
4 2 5
所以sin Asin(BC)
9
a c a sinC 4 2 5
因为 ,所以C
sin A sinC sin A 3
C abca3c 3 4 2 5
ABC
19.“十四五”期间,上海市将全力推进“五个新城建设”,更好服务长三角一体化发展国家战略.
已知某建设投资企业2021年第一季度(一年共4个季度)的营业额为1.1亿元,预计以后每
个季度的营业额比前一个季度增加0.05亿元,已知该企业2021年第一季度的毛利润为
0.16亿元,预计以后每个季度的毛利润比前一季度增长4%.
(1)求该企业自2021年起的前20个季度的总营业额;
(2)请问该企业自2021年起哪一年哪一季度利润首次超过该季度营业额的18%?
(1)设a 为第n季度的营业额,b 为利润,
n n
由题意得,a 的首项为1.1亿元,公差为0.05亿元
n上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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2019
所以2021到2025年,20季度营业收入总额为:S 20a d 31.5(亿元)
20 1 2
(2)由已知得,a a (n1)d 1.10.5(n1)
n 1
由已知的, b 的首项为0.16亿元,公比为1.04
n
即b b qn1 0.161.04n1
n 1
所以a 18%b ,利用计算器991可得,n 26
n n min
所以2027年第二季度该公司的利润首次超过该季度营业收入的18%
20.已知椭圆:
x2
y2 1,F,F 是其左右交点,直线l过点Pm,0
m 2
交 于
1 2
2
A,B两点,且A在线段BP上,且A,B都在轴上方
(1)若B为椭圆的上顶点,且 BF PF ,求m的值;
1 1
1 4 15
(2)若FAF A ,且原点O到直线l的距离为 ,求直线l的方程;
1 2 3 15
(3)对任意点,是否存在唯一直线,使得FA//F B成立?若存在,求出直线的斜率;若
1 2
不存在,请说明理由.
(1)因为B是上顶点,则|BF |a 2,则|PF |1m 2,故m 1 2
1 1
2 2
(2)F AF A (AOOF )(AOOF ) AO OF
1 2 1 1 1
x 2 x 2 1 6 6
x 2 y 2 1 x2 1 A 1 A ,得x ,y
A A 2 2 3 A 3 A 3
6
| (k1)|
设l y 6 k(x 6 ),则d 3 4 15 ,解得k3
AB 3 3 1k2 15
4
l :y 3x 6
AB 3
(3)设A(x ,y ),B(x ,y ),直线l:x hym
1 1 2 2上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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y 1m m1 m1
若FA//F B,则 2 ,y y
1 2 y 1m m1 2 m1 1
1
xhym
联立直线与椭圆得x2 h22 y22mhym220.
y2 1
2
2mh m2 2
即 y y , y y
1 2 h2 2 1 2 h2 2
m1 2mh m1 m22
所以1 y , y2
m1 1 h22 m1 1 h22
h(2n1) m1 h2(m1)2 m22
代入 y ,
1 h2 2 m1 h2 2 2 h22
所以 m2 1 h2 m2 2 h2 2 ,m2h2 h2 m2h2 2h2 2m2 4
h0
1
h2 2m2 4h 2m2 4k
,即证
2m2 4
即对于任意m 2,使得FA//F B的直线有且仅有一条
1 2
21.已知函数 f x 的定义域为 R ,若对任意的 x ,x R ,满足 x x S 时总有
1 2 2 1
f x f x S 成立,则称函数 f(x)是S 关联.
2 1
(1)判断函数 f(x)2x1是否在 0, 关联?是 0,1 关联嘛?若是,请证明;若不是,
请说明吗理由;
(2)若函数 f(x)是 3 关关联,当 f(x)在x 0,3 时, f(x) x2 2x ,求解不等式组:
2 f(x)3;
(3)证明: f(x)是 1 关联的,且是在 0, 关联的,当且仅当“ f(x)在 1,2 是关联”
【法一】(1) 0, 是, 0,1 不是上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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(2) f (x) x x2 3x是以3为周期的函数,
然后就是要在[2 x,3 x]里面,可以看出只有
[0,3),[3,6)两个周期中可以找到解。
答案是[1 3,5]
(3)充分性:
f (x1) f (x)1,且 f(x)递增,所以对
于x1 y x2
f (x)1 f (x1) f (y) f (x2) f (x)2成立。
必要性: f (x1) f (x)1, f (x2) f (x1)1, f (x2) f (x) 2
可以得到 f (x1) f (x)1
故对x y x1,我们对x,y1用[1,2]关联的条件得到 f (x)1 f (y1) f (y)1
于是 f (x) f (y).对于正整数n,xn y xn1
则有 f (y) f (yn)n f (x)n f (x).也成立。
【法二】(1)①设x x 0, ,x x 1且为 0, ,
1 2 1 2
f(x ) f(x )2x 12x 1 =2(x x )2且满足 0, ,
1 2 1 2 1 2
故 f(x)2x1是 0, 关联的.
②设x x 0,1 , f(x ) f(x )2x 12x 1=2(x x ) 0,2 ,故
1 2 1 2 1 2 1 2
f(x)2x1不是 0,1 关联的.
(2)因为 f(x)是 3 关联的,所以当任意的xR 时, f(x3) f(x)3,
又 x 0,3 时, f(x) x2 2x,
函数图像如下图:上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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易知,a1 3,∴原不等式的解为 a,5 即为 1 3,5 .
(3)证明: f(x)是 1 关联,可知对任意的xR 有 f(x1) f(x)1,
x x 0
f(x)是 0, 关联,可知对任意的x ,x 0, 有 1 2 ,为不减函数;
1 2 f(x ) f(x )0
1 2
可以设g(x) f(xx) f(x)
,
当x 1时,g(1) f(x1) f(x)1,
当x 2时,g(2) f(x2) f(x) f(x1)1 f(x)2,
因为当x确定时,g(x)是关于x的不减函数,
所以x 1,2 ,g x 1,2
有 f(x)是 1,2 关联.
②当 f(x)是 1,2 关联,有x 1,2 ,
∴g(x) f(xx) f(x) 1,2 ,
当g(1) f(x1) f(x) 1,2 ,g(2) f(x2) f(x) 1,2 时,
假设g(1)>1,有 f(x1) f(x)>1.上海最大个人家教平台---【嘉惠家教】
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f(x2) f(x)>f(x1)1 f(x)2,
又∵g(2) f(x2) f(x) 1,2 ,矛盾.
故只有g(1)1,易得g(2)2.
利用 f(x1) f(x)1 得 f(x)是 1 关联,
,
依次可得g(n)n,nZ
,
即当x n,n1 ,有g(x) n,n1 ,
当在n时,x 0,
,g
x 0,
.