文档内容
2020年普通高等学校招生全国统一考试
理科数学
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、座位号填写在答题卡上.本试卷满分
150分.
2.作答时,将答案写在答题卡上.写在本试卷上无效.
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回.
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60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.
1.已知集合U={−2,−1,0,1,2,3},A={−1,0,1},B={1,2},则ð (AÈB)=( )
U
A. {−2,3} B. {−2,2,3} C. {−2,−1,0,3} D.
{−2,−1,0,2,3}
【答案】A
【解析】
【分析】
首先进行并集运算,然后计算补集即可.
【详解】由题意可得:AÈB=-1,0,1,2 ,则ð U A U B=-2,3 .
故选:A.
【点睛】本题主要考查并集、补集的定义与应用,属于基础题.
2.若α为第四象限角,则( )
A. cos2α>0 B. cos2α<0 C. sin2α>0 D. sin2α<0
【答案】D
【解析】
【分析】
由题意结合二倍角公式确定所给的选项是否正确即可.
p æ pö
【详解】当a=- 时,cos2a=cos ç - ÷ >0,选项B错误;
6 è 3ø
第1页 | 共25页p æ 2pö
当a=- 时,cos2a=cos ç - ÷ <0,选项A错误;
3 è 3 ø
由a在第四象限可得:sina<0,cosa>0,则sin2a=2sinacosa<0,选项C错误,选
项D正确;
故选:D.
【点睛】本题主要考查三角函数的符号,二倍角公式,特殊角的三角函数值等知识,意在考
查学生的转化能力和计算求解能力.
3.在新冠肺炎疫情防控期间,某超市开通网上销售业务,每天能完成1200份订单的配货,由
于订单量大幅增加,导致订单积压.为解决困难,许多志愿者踊跃报名参加配货工作.已知该
超市某日积压500份订单未配货,预计第二天的新订单超过1600份的概率为0.05,志愿者每人
每天能完成50份订单的配货,为使第二天完成积压订单及当日订单的配货的概率不小于0.95
,则至少需要志愿者( )
A. 10名 B. 18名 C. 24名 D. 32名
【答案】B
【解析】
【分析】
算出第二天订单数,除以志愿者每天能完成的订单配货数即可.
【详解】由题意,第二天新增订单数为500+1600-1200=900,
900
故需要志愿者 =18名.
50
故选:B
【点晴】本题主要考查函数模型的简单应用,属于基础题.
4.北京天坛的圜丘坛为古代祭天的场所,分上、中、下三层,上层中心有一块圆形石板(称为
天心石),环绕天心石砌9块扇面形石板构成第一环,向外每环依次增加9块,下一层的第一环
比上一层的最后一环多9块,向外每环依次也增加9块,已知每层环数相同,且下层比中层多
729块,则三层共有扇面形石板(不含天心石)( )
第2页 | 共25页A. 3699块 B. 3474块 C. 3402块 D. 3339块
【答案】C
【解析】
【分析】
第n环天石心块数为a ,第一层共有n环,则{a }是以9为首项,9为公差的等差数列,
n n
设S 为{a }的前n项和,由题意可得S -S = S -S +729,解方程即可得到n,进一步
n n 3n 2n 2n n
得到S .
3n
【详解】设第n环天石心块数为a ,第一层共有n环,
n
则{a }是以9为首项,9为公差的等差数列,a =9+(n-1)´9=9n,
n n
设S 为{a }的前n项和,则第一层、第二层、第三层的块数分
n n
别为S ,S -S ,S -S ,因为下层比中层多729块,
n 2n n 3n 2n
所以S -S = S -S +729,
3n 2n 2n n
3n(9+27n) 2n(9+18n) 2n(9+18n) n(9+9n)
即 - = - +729
2 2 2 2
即9n2 =729,解得n=9,
27(9+9´27)
所以S = S = =3402.
3n 27 2
故选:C
【点晴】本题主要考查等差数列前n项和有关的计算问题,考查学生数学运算能力,是一道
容易题.
5.若过点(2,1)的圆与两坐标轴都相切,则圆心到直线2x- y-3=0的距离为( )
第3页 | 共25页5 2 5 3 5 4 5
A. B. C. D.
5 5 5 5
【答案】B
【解析】
【分析】
由题意可知圆心在第一象限,设圆心的坐标为 a,a,a >0,可得圆的半径为a,写出圆的
标准方程,利用点 2,1 在圆上,求得实数a的值,利用点到直线的距离公式可求出圆心到
直线2x- y-3=0的距离.
【详解】由于圆上的点
2,1
在第一象限,若圆心不在第一象限,
则圆与至少与一条坐标轴相交,不合乎题意,所以圆心必在第一象限,
设圆心的坐标为 a,a ,则圆的半径为a,
圆的标准方程为x-a2 +y-a2 =a2.
由题意可得2-a2 +1-a2 =a2,
可得a2 -6a+5=0,解得a=1或a =5,
所以圆心的坐标为
1,1
或
5,5
,
-2 2 5
圆心到直线2x- y-3=0的距离均为d = = ;
5 5
2 5
所以,圆心到直线2x- y-3=0的距离为 .
5
故选:B.
【点睛】本题考查圆心到直线距离的计算,求出圆的方程是解题的关键,考查计算能力,属
于中等题.
6.数列{a
n
}中,a
1
=2,a
m+n
=a
m
a
n
,若a
k+1
+a
k+2
+
L
+a
k+10
=215 -25,则k =( )
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】C
【解析】
【分析】
第4页 | 共25页取m=1,可得出数列
a
是等比数列,求得数列
a
的通项公式,利用等比数列求和公式
n n
可得出关于k的等式,由kÎN*可求得k的值.
a
【详解】在等式a =a a 中,令m=1,可得a =a a =2a ,\ n+1 =2,
m+n m n n+1 n 1 n a
n
所以,数列 a 是以2为首项,以2为公比的等比数列,则a =2´2n-1 =2n,
n n
a × 1-210 2k+1× 1-210
\a +a + +a = k+1 = =2k+1 210 -1 =25 210 -1 ,
k+1 k+2 L k+10 1-2 1-2
\2k+1 =25,则k+1=5,解得k =4.
故选:C.
【点睛】本题考查利用等比数列求和求参数的值,解答的关键就是求出数列的通项公式,考
查计算能力,属于中等题.
7.如图是一个多面体的三视图,这个多面体某条棱的一个端点在正视图中对应的点为M ,在
俯视图中对应的点为N ,则该端点在侧视图中对应的点为( )
A. E B. F C. G D. H
【答案】A
【解析】
【分析】
根据三视图,画出多面体立体图形,即可求得M 点在侧视图中对应的点.
【详解】根据三视图,画出多面体立体图形,
第5页 | 共25页图中标出了根据三视图M 点所在位置,
可知在侧视图中所对应的点为E
故选:A
【点睛】本题主要考查了根据三视图判断点的位置,解题关键是掌握三视图的基础知识和根
据三视图能还原立体图形的方法,考查了分析能力和空间想象,属于基础题.
x2 y2
8.设O为坐标原点,直线x=a与双曲线C: - =1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于
a2 b2
D,E两点,若 ODE的面积为8,则C的焦距的最小值为( )
V
A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
【答案】B
【解析】
【分析】
x2 y2 b
因为C: - =1(a>0,b>0),可得双曲线的渐近线方程是y =± x,与直线x=a联立方
a2 b2 a
程求得D,E两点坐标,即可求得|ED|,根据 ODE的面积为8,可得ab值,根据
V
2c=2 a2 +b2 ,结合均值不等式,即可求得答案.
x2 y2
【详解】 QC: - =1(a>0,b>0)
a2 b2
b
\双曲线的渐近线方程是y =± x
a
x2 y2
Q 直线x=a与双曲线C: - =1(a>0,b>0)的两条渐近线分别交于D,E两点
a2 b2
不妨设D为在第一象限,E在第四象限
第6页 | 共25页ìx=a
ï ìx=a
联立í b ,解得í
ï
y = x îy =b
î a
故D(a,b)
ìx=a
ï ìx=a
联立í b ,解得í
ï
y =- x îy =-b
î a
故E(a,-b)
\|ED|=2b
1
\ ODE面积为:S = a´2b=ab=8
V △ODE 2
x2 y2
Q 双曲线C: - =1(a>0,b>0)
a2 b2
\其焦距为2c=2 a2 +b2 ³2 2ab =2 16 =8
当且仅当a =b=2 2 取等号
\C的焦距的最小值:8
故选:B.
【点睛】本题主要考查了求双曲线焦距的最值问题,解题关键是掌握双曲线渐近线的定义和
均值不等式求最值方法,在使用均值不等式求最值时,要检验等号是否成立,考查了分析能
力和计算能力,属于中档题.
9.设函数 f(x)=ln|2x+1|-ln|2x-1|,则f(x)( )
1 1 1
A. 是偶函数,且在( ,+¥)单调递增 B. 是奇函数,且在(- , )单调递减
2 2 2
1 1
C. 是偶函数,且在(-¥,- )单调递增 D. 是奇函数,且在(-¥,- )单调递减
2 2
【答案】D
【解析】
【分析】
æ 1 1ö
根据奇偶性的定义可判断出 f x 为奇函数,排除AC;当xÎ ç - , ÷时,利用函数单调性
è 2 2ø
第7页 | 共25页æ 1ö
的性质可判断出 f x 单调递增,排除B;当xÎ ç -¥,- ÷时,利用复合函数单调性可判断
è 2ø
出 f x 单调递减,从而得到结果.
ì 1ü
【详解】由 f x=ln 2x+1-ln 2x-1得 f x 定义域为íx x¹± ý,关于坐标原点对称
î 2þ
,
又 f -x=ln1-2x -ln -2x-1 =ln 2x-1-ln 2x+1 =-f x ,
\ f x 为定义域上的奇函数,可排除AC;
æ 1 1ö
当xÎ ç - , ÷时, f x=ln2x+1-ln1-2x ,
è 2 2ø
æ 1 1ö æ 1 1ö
Qy=ln2x+1 在ç - , ÷上单调递增,y =ln1-2x 在ç - , ÷上单调递减,
è 2 2ø è 2 2ø
æ 1 1ö
\ f x 在ç - , ÷上单调递增,排除B;
è 2 2ø
æ 1ö 2x+1 æ 2 ö
当xÎ ç -¥,- ÷时, f x=ln-2x-1-ln1-2x=ln =ln ç 1+ ÷,
è 2ø 2x-1 è 2x-1ø
2 æ 1ö
Q
m=1+ 在ç -¥,- ÷上单调递减, f m=lnm在定义域内单调递增,
2x-1 è 2ø
æ 1ö
根据复合函数单调性可知: f x 在ç -¥,- ÷上单调递减,D正确.
è 2ø
故选:D.
【点睛】本题考查函数奇偶性和单调性的判断;判断奇偶性的方法是在定义域关于原点对称
的前提下,根据 f -x 与 f x 的关系得到结论;判断单调性的关键是能够根据自变量的范
围化简函数,根据单调性的性质和复合函数“同增异减”性得到结论.
9 3
10.已知△ABC是面积为 的等边三角形,且其顶点都在球O的球面上.若球O的表面积为16
4
π,则O到平面ABC的距离为( )
3 3
A. 3 B. C. 1 D.
2 2
第8页 | 共25页【答案】C
【解析】
【分析】
根据球O的表面积和 ABC 的面积可求得球O的半径R和 ABC 外接圆半径r,由球的
V V
性质可知所求距离d = R2 -r2 .
【详解】设球O的半径为R,则4pR2 =16p,解得:R=2.
设 ABC 外接圆半径为r,边长为a,
V
9 3
ABC是面积为 的等边三角形,
QV
4
1 3 9 3 2 a2 2 9
\ a2´ = ,解得:a =3,\r = ´ a2 - = ´ 9- = 3,
2 2 4 3 4 3 4
\球心O到平面ABC的距离d = R2 -r2 = 4-3 =1.
故选:C.
【点睛】本题考查球的相关问题的求解,涉及到球的表面积公式和三角形面积公式的应用;
解题关键是明确球的性质,即球心和三角形外接圆圆心的连线必垂直于三角形所在平面.
11.若2x -2y <3-x -3-y,则( )
A. ln(y-x+1)>0 B. ln(y-x+1)<0 C. ln|x- y|>0 D.
ln|x- y|<0
【答案】A
【解析】
【分析】
将不等式变为2x -3-x <2y -3-y,根据 f t=2t -3-t的单调性知x< y,以此去判断各个
选项中真数与1的大小关系,进而得到结果.
【详解】由2x -2y <3-x -3-y得:2x -3-x <2y -3-y,
令 f t=2t -3-t,
y =2x为R上的增函数,y =3-x为R上的减函数,\ f t 为R上的增函数,
Q
\x< y,
第9页 | 共25页Qy-x>0,\y-x+1>1,\lny-x+1>0,则A正确,B错误;
Q x-y 与1的大小不确定,故CD无法确定.
故选:A.
【点睛】本题考查对数式的大小的判断问题,解题关键是能够通过构造函数的方式,利用函
数的单调性得到x,y的大小关系,考查了转化与化归的数学思想.
12.0-
1周期序列在通信技术中有着重要应用.若序列a
1
a
2L
a
nL
满足a
i
Î{0,1}(i=1,2,
L
),且存在正
整数m,使得a
i+m
=a
i
(i=1,2,
L
)成立,则称其为0-
1周期序列,并称满足a
i+m
=a
i
(i=1,2,
L
)的最小正整数m为这个序列的周期.对于周期为m的
0-
1 m
1序列a
1
a
2L
a
nL
,C(k)=
m
åa
i
a
i+k
(k =1,2,
L
,m-1)是描述其性质的重要指标,下列周期为
i=1
1
5的0-1序列中,满足C(k)£ (k =1,2,3,4)的序列是( )
5
A 11010 B. 11011 C. 10001 D. 11001
L L L L
【答案】C
【解析】
【详解】由a =a 知,序列a 的周期为m,由已知,m=5,
i+m i i
1 5
C(k)= åaa ,k =1,2,3,4
5 i i+k
i=1
对于选项A,
1 5 1 1 1 1
C(1)= åaa = (aa +a a +a a +a a +a a )= (1+0+0+0+0)= £
5 i i+1 5 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 5 5 5
i=1
1 5 1 1 2
C(2)= åaa = (aa +a a +a a +a a +a a )= (0+1+0+1+0)= ,不满足
5 i i+2 5 1 3 2 4 3 5 4 6 5 7 5 5
i=1
;
对于选项B,
1 5 1 1 3
C(1)= åaa = (aa +a a +a a +a a +a a )= (1+0+0+1+1)= ,不满足;
5 i i+1 5 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 5 5
i=1
对于选项D,
第10页 | 共25页1 5 1 1 2
C(1)= åaa = (aa +a a +a a +a a +a a )= (1+0+0+0+1)= ,不满足
5 i i+1 5 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 5 5
i=1
;
故选:C
【点晴】本题考查数列的新定义问题,涉及到周期数列,考查学生对新定义的理解能力以及
数学运算能力,是一道中档题.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知单位向量a,b的夹角为45°,ka–b与a垂直,则k=__________.
2
【答案】
2
【解析】
【分析】
首先求得向量的数量积,然后结合向量垂直的充分必要条件即可求得实数k的值.
® ® 2
【详解】由题意可得:a×b =1´1´cos45o = ,
2
æ ® ®ö ®
由向量垂直的充分必要条件可得:çka-b÷×a =0,
è ø
®2 ® ® 2 2
即:k´a -a×b =k- =0,解得:k = .
2 2
2
故答案为: .
2
【点睛】本题主要考查平面向量的数量积定义与运算法则,向量垂直的充分必要条件等知识
,意在考查学生的转化能力和计算求解能力.
14.4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至少安排1名
同学,则不同的安排方法共有__________种.
【答案】36
【解析】
【分析】
根据题意,采用捆绑法,先取2名同学看作一组,现在可看成是3组同学分配到3个小区,即
可求得答案.
第11页 | 共25页【详解】 Q4名同学到3个小区参加垃圾分类宣传活动,每名同学只去1个小区,每个小区至
少安排1名同学
\先取2名同学看作一组,选法有:C2 =6
4
现在可看成是3组同学分配到3个小区,分法有:A3 =6
3
根据分步乘法原理,可得不同的安排方法6´6=36种
故答案为:36.
【点睛】本题主要考查了计数原理的实际应用,解题关键是掌握分步乘法原理和捆绑法的使
用,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.
15.设复数z ,z 满足|z|=|z |=2,z +z = 3+i,则|z -z |=__________.
1 2 1 2 1 2 1 2
【答案】2 3
【解析】
【分析】
令z =2cosq+2sinq×i,z =2cosa+2sina×i,根据复数的相等可求得
1 2
1
cosqcosa+sinqsina=- ,代入复数模长的公式中即可得到结果.
2
【详解】Q z
1
= z
2
=2,可设z
1
=2cosq+2sinq×i,z
2
=2cosa+2sina×i,
\z +z =2cosq+cosa+2sinq+sina×i = 3+i,
1 2
ì ï2cosq+cosa= 3
\í ,两式平方作和得:42+2cosqcosa+2sinqsina=4,
ïî
2sinq+sina=1
1
化简得:cosqcosa+sinqsina=-
2
\ z -z = 2cosq-cosa+2sinq-sina×i
1 2
= 4cosq-cosa2 +4sinq-sina2 = 8-8cosqcosa+sinqsina
= 8+4 =2 3
故答案为:2 3.
【点睛】本题考查复数模长的求解,涉及到复数相等的应用;关键是能够采用假设的方式,
第12页 | 共25页将问题转化为三角函数的运算问题.
16.设有下列四个命题:
p :两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内.
1
p :过空间中任意三点有且仅有一个平面.
2
p :若空间两条直线不相交,则这两条直线平行.
3
p :若直线lÌ平面α,直线m⊥平面α,则m⊥l.
4
则下述命题中所有真命题的序号是__________.
① p Ù p ② p Ù p ③Øp Ú p ④Øp ÚØp
1 4 1 2 2 3 3 4
【答案】①③④
【解析】
【分析】
利用两交线直线确定一个平面可判断命题 p 的真假;利用三点共线可判断命题 p 的真假;
1 2
利用异面直线可判断命题 p 的真假,利用线面垂直的定义可判断命题 p 的真假.再利用复合
3 4
命题的真假可得出结论.
【详解】对于命题 p ,可设l 与l 相交,这两条直线确定的平面为a;
1 1 2
若l 与l 相交,则交点A在平面a内,
3 1
同理,l 与l 的交点B也在平面a内,
3 2
所以,ABÌa,即l Ìa,命题 p 为真命题;
3 1
对于命题 p ,若三点共线,则过这三个点的平面有无数个,
2
命题 p 为假命题;
2
对于命题 p ,空间中两条直线相交、平行或异面,
3
命题 p 为假命题;
3
第13页 | 共25页对于命题 p ,若直线m^平面a,
4
则m垂直于平面a内所有直线,
直线l Ì平面a,\直线m^直线l,
Q
命题 p 为真命题.
4
综上可知, p Ù p 为真命题, p Ù p 为假命题,
1 4 1 2
Øp Ú p 为真命题,Øp ÚØp 为真命题.
2 3 3 4
故答案为:①③④.
【点睛】本题考查复合命题的真假,同时也考查了空间中线面关系有关命题真假的判断,考
查推理能力,属于中等题.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为
必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.
(一)必考题:共60分.
17.V ABC 中,sin2A-sin2B-sin2C=sinBsinC.
(1)求A;
(2)若BC=3,求 ABC 周长的最大值.
V
2p
【答案】(1) ;(2)3+2 3.
3
【解析】
【分析】
(1)利用正弦定理角化边,配凑出cosA的形式,进而求得A;
(2)利用余弦定理可得到AC+ AB2 -AC×AB=9,利用基本不等式可求得AC+ AB的
最大值,进而得到结果.
【详解】(1)由正弦定理可得:BC2 -AC2 -AB2 = AC×AB,
AC2 + AB2 -BC2 1
\cosA= =- ,
2AC×AB 2
2p
Q AÎ0,p ,\A= .
3
(2)由余弦定理得:BC2 = AC2 + AB2 -2AC×ABcosA= AC2 + AB2 + AC×AB=9,
第14页 | 共25页即AC+ AB2 -AC×AB=9.
2
æ AC+ ABö
AC×AB£ (当且仅当AC = AB时取等号),
Q ç ÷
è 2 ø
2
æ AC+ ABö 3
\9=AC+ AB2 -AC×AB³AC+ AB2 - = AC+ AB2,
ç ÷
è 2 ø 4
解得:AC+ AB£2 3(当且仅当AC = AB时取等号),
\ ABC 周长L= AC+ AB+BC £3+2 3,\ ABC 周长的最大值为3+2 3.
V V
【点睛】本题考查解三角形的相关知识,涉及到正弦定理角化边的应用、余弦定理的应用、
三角形周长最大值的求解问题;求解周长最大值的关键是能够在余弦定理构造的等式中,结
合基本不等式构造不等关系求得最值.
18.某沙漠地区经过治理,生态系统得到很大改善,野生动物数量有所增加.为调查该地区某
种野生动物的数量,将其分成面积相近的200个地块,从这些地块中用简单随机抽样的方法
抽取20个作为样区,调查得到样本数据(x,y)(i=1,2,…,20),其中x和y分别表示第i个样
i i i i
20
区的植物覆盖面积(单位:公顷)和这种野生动物的数量,并计算得 åx =60,
i
i=1
20 20 20 20
åy =1200, å(x -x)2 =80, å(y - y)2 =9000, å(x -x() y - y)=800.
i i i i i
i=1 i=1 i=1 i=1
(1)求该地区这种野生动物数量的估计值(这种野生动物数量的估计值等于样区这种野生
动物数量的平均数乘以地块数);
(2)求样本(x,y)(i=1,2,…,20)的相关系数(精确到0.01);
i i
(3)根据现有统计资料,各地块间植物覆盖面积差异很大.为提高样本的代表性以获得该地
区这种野生动物数量更准确的估计,请给出一种你认为更合理的抽样方法,并说明理由.
n
å(x -x() y - y)
i i
i=1
附:相关系数r= , 2 =1.414.
n n
å(x -x)2å(y - y)2
i i
i=1 i=1
【答案】(1)12000;(2)0.94;(3)详见解析
【解析】
【分析】
第15页 | 共25页(1)利用野生动物数量的估计值等于样区野生动物平均数乘以地块数,代入数据即可;
20
å(x -x)(y - y)
i i
(2)利用公式r = i=1 计算即可;
20 20
å(x -x)2å(y - y)2
i i
i=1 i=1
(3)各地块间植物覆盖面积差异较大,为提高样本数据的代表性,应采用分层抽样.
1 20 1
【详解】(1)样区野生动物平均数为 åy = ´1200=60,
20 i 20
i=1
地块数为200,该地区这种野生动物的估计值为200´60=12000
(2)样本(x ,y )的相关系数为
i i
20
å(x -x)(y - y)
i i 800 2 2
r = i=1 = = »0.94
20 20 80´9000 3
å(x -x)2å(y - y)2
i i
i=1 i=1
(3)
由于各地块间植物覆盖面积差异较大,为提高样本数据的代表性,应采用分层抽样
先将植物覆盖面积按优中差分成三层,
在各层内按比例抽取样本,
在每层内用简单随机抽样法抽取样本即可.
【点晴】本题主要考查平均数的估计值、相关系数的计算以及抽样方法的选取,考查学生数
学运算能力,是一道容易题.
x2 y2
19.已知椭圆C : + =1(a>b>0)的右焦点F与抛物线C 的焦点重合,C 的中心与C 的顶
1 2 1 2
a2 b2
4
点重合.过F且与x轴垂直的直线交C 于A,B两点,交C 于C,D两点,且|CD|= |AB|.
1 2
3
(1)求C 的离心率;
1
(2)设M是C 与C 的公共点,若|MF|=5,求C 与C 的标准方程.
1 2 1 2
1 x2 y2
【答案】(1) ;(2)C : + =1,C : y2 =12x.
2 1 36 27 2
【解析】
【分析】
第16页 | 共25页4
(1)求出 AB 、 CD ,利用 CD = AB 可得出关于a、c的齐次等式,可解得椭圆C 的
3 1
离心率的值;
x2 y2
(2)由(1)可得出C 的方程为 + =1,联立曲线C 与C 的方程,求出点M 的坐
1 4c2 3c2 1 2
标,利用抛物线的定义结合 MF =5可求得c的值,进而可得出C 与C 的标准方程.
1 2
【详解】(1)Q Fc,0 ,AB^ x轴且与椭圆C
1
相交于A、B两点,
则直线AB的方程为x=c,
ìx=c
ï ìx=c
ïx2 y2 ï 2b2
联立í + =1,解得í b2 ,则 AB = ,
ï a2 b2 ï y =± a
î a
ïa2 =b2 +c2
î
ìx=c
抛物线C 的方程为y2 =4cx,联立í ,
2 îy2 =4cx
ìx=c
解得í ,\CD =4c,
îy =±2c
4 8b2
Q
CD = AB ,即4c= ,2b2 =3ac,
3 3a
即2c2 +3ac-2a2 =0,即2e2 +3e-2=0,
1 1
Q00)
V
可得:ON = AP,NP= AO= AB=6m
Q O为△A 1 B 1 C 1 的中心,且△A 1 B 1 C 1 边长为6m
1
\ON = ´6´sin60°= 3m
3
故:ON = AP = 3m
Q EF//BC
AP EP
\ =
AM BM
第20页 | 共25页3 EP
\ =
3 3 3
解得:EP=m
在BC 截取BQ= EP=m,故QN =2m
1 1 1
BQ= EP且BQ//EP
Q 1 1
\四边形BQPE是平行四边形,
1
\BE//PQ
1
由(1)BC ^平面AAMN
1 1 1
故ÐQPN 为BE与平面AAMN所成角
1 1
在Rt△QPN ,根据勾股定理可得:PQ= QN2 +PN2 = 2m2 +6m2 =2 10m
QN 2m 10
\sinÐQPN = = =
PQ 2 10m 10
10
\直线BE与平面AAMN所成角的正弦值: .
1 1
10
【点睛】本题主要考查了证明线线平行和面面垂直,及其线面角,解题关键是掌握面面垂直
转为求证线面垂直的证法和线面角的定义,考查了分析能力和空间想象能力,属于难题.
21.已知函数f(x)=sin2xsin2x.
(1)讨论f(x)在区间(0,π)的单调性;
3 3
(2)证明: f(x) £ ;
8
3n
(3)设n∈N*,证明:sin2xsin22xsin24x…sin22nx≤ .
4n
æ pö æp 2pö
【答案】(1)当xÎ ç 0, ÷时, f 'x>0, f x 单调递增,当xÎ ç , ÷时,
è 3ø è 3 3 ø
æ2p ö
f 'x<0, f x 单调递减,当xÎ ç ,p ÷时, f 'x>0, f x 单调递增.(2)证明见解
è 3 ø
析;(3)证明见解析.
【解析】
第21页 | 共25页【分析】
(1)首先求得导函数的解析式,然后由导函数的零点确定其在各个区间上的符号,最后确定原
函数的单调性即可;
(2)首先确定函数的周期性,然后结合(1)中的结论确定函数在一个周期内的最大值和最小值即
可证得题中的不等式;
(3)对所给的不等式左侧进行恒等变形可得
2
f x=ésinx sin2 xsin2x sin22xsin4x sin22n-1xsin2nx sin22nxù3,然后结合(2
ë L û
)的结论和三角函数的有界性进行放缩即可证得题中的不等式.
【详解】(1)由函数的解析式可得: f x=2sin3 xcosx,则:
f 'x=2 3sin2 xcos2 x-sin4 x =2sin2 x 3cos2 x-sin2 x
=2sin2 x 4cos2 x-1 =2sin2 x2cosx+12cosx-1 ,
p 2p
f 'x=0在xÎ0,p 上的根为:x = ,x = ,
1 3 2 3
æ pö
当xÎ ç 0, ÷时, f 'x>0, f x 单调递增,
è 3ø
æp 2pö
当xÎ ç , ÷时, f 'x<0, f x 单调递减,
è 3 3 ø
æ2p ö
当xÎ ç ,p ÷时, f 'x>0, f x 单调递增.
è 3 ø
(2)注意到 f x+p=sin2x+psiné ë 2x+pù û =sin2 xsin2x= f x ,
故函数 f x 是周期为p的函数,
结合(1)的结论,计算可得: f 0= f p=0,
2 2
æpö æ 3ö 3 3 3 æ2pö æ 3ö æ 3ö 3 3
f ç ÷ =ç ç ÷ ÷ ´ = , f ç ÷ =ç ç ÷ ÷ ´ç ç - ÷ ÷ =- ,
è 3ø è 2 ø 2 8 è 3 ø è 2 ø è 2 ø 8
3 3 3 3
据此可得:éf xù = ,éf xù =- ,
ë û ë û
max 8 min 8
3 3
即 f x £ .
8
第22页 | 共25页(3)结合(2)的结论有:
sin2 xsin22xsin24x sin22nx
L
2
=ésin3 xsin32xsin34x sin32nxù3
ë L û
2
=ésinx sin2 xsin2x sin22xsin4x sin22n-1xsin2nx sin22nxù3
ë L û
2
é 3 3 3 3 3 3 ù3
£êsinx´ ´ ´
L
´ ´sin22nxú
8 8 8
ë û
2
é
æ3 3ö
nù3
æ3ö
n
£êç ÷ ú = ç ÷ .
ê ç è 8 ÷ ø ú è4ø
ë û
【点睛】导数是研究函数的单调性、极值(最值)最有效的工具,而函数是高中数学中重要的
知识点,对导数的应用的考查主要从以下几个角度进行:
(1)考查导数的几何意义,往往与解析几何、微积分相联系.
(2)利用导数求函数的单调区间,判断单调性;已知单调性,求参数.
(3)利用导数求函数的最值(极值),解决生活中的优化问题. (4)考查数形结合思想的应用.
(二)选考题:共10分.请考生在第22、23题中任选一题作答.并用2B铅笔将所选
题号涂黑,多涂、错涂、漏涂均不给分.如果多做,则按所做的第一题计分.
[选修4—4:坐标系与参数方程]
ì 1
x=t+ ,
ìx=4cos2q, ï ï t
22.已知曲线C ,C 的参数方程分别为C :í (θ为参数),C :í (t为
1 2 1 îy =4sin2q 2
ï
1
y =t-
ïî t
参数).
(1)将C ,C 的参数方程化为普通方程;
1 2
(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.设C ,C 的交点为P,求圆心在极
1 2
轴上,且经过极点和P的圆的极坐标方程.
17
【答案】(1)C :x+ y =4;C :x2 - y2 =4;(2)r= cosq.
1 2 5
【解析】
【分析】
(1)分别消去参数q和t即可得到所求普通方程;
第23页 | 共25页(2)两方程联立求得点P,求得所求圆的直角坐标方程后,根据直角坐标与极坐标的互化
即可得到所求极坐标方程.
【详解】(1)由cos2q+sin2q=1得C 的普通方程为:x+ y =4;
1
ì 1 ì 1
x=t+ x2 =t2 + +2
ï ï
ï t ï t2
由í 得:í ,两式作差可得C 的普通方程为:x2 - y2 =4.
1 1 2
ï y =t- ï y2 =t2 + -2
ïî t ïî t2
ì 5
x=
ìx+ y =4 ï ï 2 æ5 3ö
(2)由í 得:í ,即P ç , ÷;
îx2 - y2 =4
ï
3 è2 2ø
y =
ïî 2
设所求圆圆心的直角坐标为 a,0 ,其中a >0,
æ 5ö 2 æ 3ö 2 17 17
则 a- + 0- =a2,解得:a = ,\所求圆的半径r = ,
ç ÷ ç ÷
è 2ø è 2ø 10 10
æ 17ö 2 æ17ö 2 17
\所求圆的直角坐标方程为: x- + y2 = ,即x2 + y2 = x,
ç ÷ ç ÷
è 10ø è10ø 5
17
\所求圆的极坐标方程为r= cosq.
5
【点睛】本题考查极坐标与参数方程的综合应用问题,涉及到参数方程化普通方程、直角坐
标方程化极坐标方程等知识,属于常考题型.
[选修4—5:不等式选讲]
23.已知函数 f(x)= x-a2 +|x-2a+1|.
(1)当a=2时,求不等式 f(x)…4的解集;
(2)若 f(x)…4,求a的取值范围.
ì 3 11ü
【答案】(1)íx x£ 或x³ ý;(2) -¥,-1 U 3,+¥ .
î 2 2 þ
【解析】
【分析】
(1)分别在x£3、3< x<4和x³4三种情况下解不等式求得结果;
第24页 | 共25页(2)利用绝对值三角不等式可得到 f
x³a-12
,由此构造不等式求得结果.
【详解】(1)当a=2时, f x= x-4 + x-3 .
3
当x£3时, f x=4-x+3-x=7-2x³4,解得:x≤ ;
2
当3< x<4时, f x=4-x+x-3=1³4,无解;
11
当x³4时, f x=x-4+x-3=2x-7³4,解得:x³ ;
2
ì 3 11ü
综上所述: f x³4的解集为íx x£ 或x³ ý.
î 2 2 þ
(2) f x= x-a2 + x-2a+1 ³ x-a2 -x-2a+1 = -a2 +2a-1 =a-12 (当且
仅当2a-1£ x£a2时取等号),
\a-12
³4,解得:a£-1或a³3,
\a的取值范围为 -¥,-1 U 3,+¥ .
【点睛】本题考查绝对值不等式的求解、利用绝对值三角不等式求解最值的问题,属于常考
题型.
第25页 | 共25页