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2_高考一二三轮复习_数学_2027年高考数学专项复习更新中_2008年-2026年数学高考真题-G427_2021年高考_2021新高考1卷数学

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2021年普通高等学校招生全国统一考试
数学
本试卷共4页,22小题,满分150分.考试用时120分钟.
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名.考生号.考场号和座位号填写在答题卡上.用2B铅笔将试卷
类型(A)填涂在答题卡相应位置上.将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”.
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑
:如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.答案不能答在试卷上.
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相
应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写
再写
再写
再写
再写
再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液.不按
以上要求作答无效.
4.考生必须保持答题卡的整洁.考试结束后,将试卷和答题卡一并交回.
一.选择题:本题共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.
1. 设集合


2
4
A
x
x



,


2,3,4,5
B 
,则A
B 

(    )
A. 
2
B. 

2,3
C. 

3,4
D. 

2,3,4
【. 案】B
【解析】
【分析】利用交集的定义可求A
B

.
【详解】由题设有


2,3
A
B


,
故选:B .
2. 已知
2
i
z 
,则
i
z z 
(    )
A. 6
2i

B. 4
2i

C. 6
2i

D. 4
2i

【答案】C
【解析】
【分析】利用复数的乘法和共轭复数的定义可求得结果.
【详解】因为
2
z
i

,故
2
z
i

,故



2
2
2
6
2
z z
i
i
i
i






故选:C.
3. 已知圆锥的底面半径为2 ,其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥的母线长为(    )
A. 2
B. 2 2
C. 4
D. 4 2
【答案】B
   
【解析】
【分析】设圆锥的母线长为l ,根据圆锥底面圆的周长等于扇形的弧长可求得l 的值,即为所求.
【详解】设圆锥的母线长为l ,由于圆锥底面圆的周长等于扇形的弧长,则
2
2
l




,解得
2 2
l 
.
故选:B.
4. 下列区间中,函数

7sin
6
f
x
x








单调递增的区间是(    )
A. 
0, 2







B. 
,
2
π π






C. 
3
, 2








D. 
3 ,2
2








【答案】A
【解析】
【分析】解不等式


2
2
2
6
2
k
x
k
k
Z











,利用赋值法可得出结论.
【详解】因为函数
sin
y
x

的单调递增区间为


2
2
,2
2
k
k
k
Z













,
对于函数

7sin
6
f
x
x








,由


2
2
2
6
2
k
x
k
k
Z











,
解得


2
2
2
3
3
k
x
k
k
Z









,
取
0
k 
,可得函数
f x 的一个单调递增区间为
2
,
3
3








,
则
2
0,
,
2
3
3















,
2
,
,
2
3
3
















,A选项满足条件,B不满足条件;
取
1
k 
,可得函数
f x 的一个单调递增区间为
5
8
,
3
3







,
3
2
,
,
2
3
3
















且
3
5
8
,
,
2
3
3
















,
3
5
8
,2
,
2
3
3
















,CD选项均不满足条件.
故选:A.
【点睛】方法点睛:求较为复杂的三角函数的单调区间时,首先化简成


sin
y
A
ωx
φ


形式,再求


sin
y
A
ωx
φ


的单调区间,只需把
x



看作一个整体代入
sin
y
x

的相应单调区间内即可,注意
要先把化为正数.
5. 已知
1F ,
2
F 是椭圆C :
2
2
1
9
4
x
y


的两个焦点,点M 在C 上,则
1
2
MF
MF

的最大值为(    )
A. 13
B. 12
C. 9
D. 6
【答案】C
【解析】
   
【分析】本题通过利用椭圆定义得到
1
2
2
6
MF
MF
a



,借助基本不等式
2
1
2
1
2
2
MF
MF
MF
MF







即可得到答案.
【详解】由题,
2
2
9,
4
a
b


,则
1
2
2
6
MF
MF
a



,
所以
2
1
2
1
2
9
2
MF
MF
MF
MF










(当且仅当
1
2
3
MF
MF


时,等号成立).
故选:C.
【点睛】本题关键在于正确理解能够想到求最值的方法,即通过基本不等式放缩得到.
6. 若tan
2
,则


sin
1 sin 2
sin
cos







(    )
A. 
6
5

B. 
2
5

C. 
2
5
D. 
6
5
【答案】C
【解析】
【分析】将式子进行齐次化处理,代入tan
2

即可得到结果.
【详解】将式子进行齐次化处理得:






2
2
sin
sin
cos
2sin
cos
sin
1 sin 2
sin
sin
cos
sin
cos
sin
cos
























2
2
2
2
sin
sin
cos
tan
tan
4
2
2
sin
cos
1
tan
1 4
5


















.
故选:C.
【点睛】易错点睛:本题如果利用tan
2
,求出sin ,cos

的值,可能还需要分象限讨论其正负,通
过齐次化处理,可以避开了这一讨论.
7. 若过点

,a b 可以作曲线
ex
y 
的两条切线,则(    )
A. eb
a

B. ea
b

C. 0
eb
a


D. 0
ea
b


【答案】D
【解析】
【分析】根据导数几何意义求得切线方程,再构造函数,利用导数研究函数图象,结合图形确定结果
【详解】在曲线
x
y
e

上任取一点

,
t
P t e
,对函数
x
y
e

求导得
ex
y
,
所以,曲线
x
y
e

在点P 处的切线方程为


t
t
y
e
e
x
t



,即


1
t
t
y
e x
t e



,
由题意可知,点

,a b 在直线


1
t
t
y
e x
t e



上,可得




1
1
t
t
t
b
ae
t e
a
t e





,
   
令

1
t
f t
a
t e


,则


t
f
t
a
t e



.
当t
a

时,

0
f
t


,此时函数
f t 单调递增,
当t
a

时,

0
f
t


,此时函数
f t 单调递减,
所以,

max
a
f t
f a
e


,
由题意可知,直线y
b

与曲线

y
f t

的图象有两个交点,则
max
a
b
f t
e


,
当
1
t
a

时,
0
f t 
,当
1
t
a

时,
0
f t 
,作出函数
f t 的图象如下图所示:
由图可知,当0
a
b
e


时,直线y
b

与曲线

y
f t

的图象有两个交点.
故选:D.
【点睛】数形结合是解决数学问题常用且有效的方法
8. 有6个相同的球,分别标有数字1,2,3,4,5,6,从中有放回的随机取两次,每次取1个球,甲表示
事件“第一次取出的球的数字是1”,乙表示事件“第二次取出的球的数字是2”,丙表示事件“两次取出的球
的数字之和是8”,丁表示事件“两次取出的球的数字之和是7”,则(    )
A. 甲与丙相互独立
B. 甲与丁相互独立
C. 乙与丙相互独立
D. 丙与丁相互独立
【答案】B
【解析】
【分析】根据独立事件概率关系逐一判断
【详解】
1
1
5
6
1
( )
(
)
(
)
(
)
6
6
36
36
6
P
P
P
P





甲
,
乙
,
丙
,
丁
,
 ,
   
1
(
)
0
( ) (
)
(
)
( ) (
)
36
P
P
P
P
P
P




甲丙
甲
丙,
甲丁
甲
丁,
1
(
)
(
) (
)
(
)
0
(
) (
)
36
P
P
P
P
P
P




乙丙
乙
丙,
丙丁
丁
丙,
故选:B
【点睛】判断事件
,
A B 是否独立,先计算对应概率,再判断
( ) ( )
(
)
P A P B
P AB

是否成立
二.选择题:本题共4小题,每小题5分,共20分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要
求.全部选对的得5分,部分选对的得2分,有选错的得0分.
9. 有一组样本数据
1x ,
2x ,…,
nx ,由这组数据得到新样本数据
1y ,
2y ,…,
ny ,其中
i
i
y
x
c


(
1,2,
, ),
i
n c


为非零常数,则(    )
A. 两组样本数据的样本平均数相同
B. 两组样本数据的样本中位数相同
C. 两组样本数据的样本标准差相同
D. 两组样数据的样本极差相同
【答案】CD
【解析】
【分析】A、C利用两组数据的线性关系有
( )
( )
E y
E x
c


、
( )
( )
D y
D x

,即可判断正误;根据中位数
、极差的定义,结合已知线性关系可判断B、D的正误.
【详解】A:
( )
(
)
( )
E y
E x
c
E x
c




且
0
c 
,故平均数不相同,错误;
B:若第一组中位数为
ix ,则第二组的中位数为
i
i
y
x
c


,显然不相同,错误;
C:
( )
( )
( )
( )
D y
D x
D c
D x



,故方差相同,正确;
D:由极差的定义知:若第一组的极差为
max
min
x
x

,则第二组的极差为
max
min
max
min
max
min
(
)
(
)
y
y
x
c
x
c
x
x







,故极差相同,正确;
故选:CD
10. 已知O 为坐标原点,点

1 cos ,sin
P

,


2 cos
, sin
P



,






3 cos
,sin
P






,


1,0
A
,则(    )
A
. 
1
2
OP
OP



B. 
1
2
AP
AP



C. 
3
1
2
OA OP
OP OP





D. 
1
2
3
OA OP
OP OP





【答案】AC
【解析】
【分析】A、B写出
1
OP

,
2
OP

、
1
AP

,
2
AP

的坐标,利用坐标公式求模,即可判断正误;C、D根据向量
   
的坐标,应用向量数量积的坐标表示及两角和差公式化简,即可判断正误.
【详解】A:
1
(cos
,sin
)
OP




,
2
(cos
, sin
)
OP





,所以
2
2
1
|
|
cos
sin
1
OP






,
2
2
2
|
|
(cos
)
( sin
)
1
OP






,故
1
2
|
| |
|
OP
OP



,正确;
B:
1
(cos
1,sin
)
AP





,
2
(cos
1, sin
)
AP






,所以
2
2
2
2
2
1
|
|
(cos
1)
sin
cos
2cos
1 sin
2(1 cos
)
4sin
2 | sin
|
2
2
AP



















,同理
2
2
2
|
|
(cos
1)
sin
2 | sin
|
2
AP








,故
1
2
|
|,|
|
AP
AP


不一定相等,错误;
C:由题意得:
3
1 cos(
)
0 sin(
)
cos(
)
OA OP














,
1
2
cos
cos
sin
( sin
)
cos(
)
OP OP














,正确;
D:由题意得:
1
1 cos
0 sin
cos
OA OP








,
2
3
cos
cos(
)
( sin
) sin(
)
OP OP














2
2
cos
cos
sin
sin
cos
sin
sin
cos
cos
sin














cos
cos2
sin
sin 2
cos(
2 )










,错误;
故选:AC
11. 已知点P 在圆



2
2
5
5
16
x
y




上,点

4,0
A
、

0,2
B
,则(    )
A. 点P 到直线AB 的距离小于10
B. 点P 到直线AB 的距离大于2
C. 当
PBA

最小时,
3 2
PB 
D. 当
PBA

最大时,
3 2
PB 
【答案】ACD
【解析】
【分析】计算出圆心到直线AB 的距离,可得出点P 到直线AB 的距离的取值范围,可判断AB选项的正
误;分析可知,当
PBA

最大或最小时,PB 与圆M 相切,利用勾股定理可判断CD选项的正误.
【详解】圆



2
2
5
5
16
x
y




的圆心为


5,5
M
,半径为4 ,
直线AB 的方程为
1
4
2
x
y


,即
2
4
0
x
y



,
圆心M 到直线AB 的距离为
2
2
5
2 5
4
11
11 5
4
5
5
1
2





,
所以,点P 到直线AB 的距离的最小值为
11 5
4
2
5


,最大值为
11 5
4
10
5


,A选项正确,B选项错
误;
   
如下图所示:
当
PBA

最大或最小时,PB 与圆M 相切,连接MP 、BM ,可知PM
PB

,




2
2
0
5
2
5
34
BM 




,
4
MP 
,由勾股定理可得
2
2
3 2
BP
BM
MP



,CD选
项正确.
故选:ACD.
【点睛】结论点睛:若直线l 与半径为r
的
圆C 相离,圆心C 到直线l 的距离为d ,则圆C 上一点P 到直
线l 的距离的取值范围是

,
d
r d
r


.
12. 在正三棱柱
1
1
1
ABC
A B C

中,
1
1
AB
AA


,点P 满足
1
BP
BC
BB







,其中


0,1

,


0,1

,则(    )
A. 当
1
时,
1
AB P
△
的周长为定值
B. 当
1

时,三棱锥
1
P
A BC

的体积为定值
C. 当
1
2

时,有且仅有一个点P ,使得
1A P
BP

D. 当
1
2

时,有且仅有一个点P ,使得
1A B 平面
1
AB P
【答案】BD
【解析】
【分析】对于A,由于等价向量关系,联系到一个三角形内,进而确定点的坐标;
对于B,将P 点的运动轨迹考虑到一个三角形内,确定路线,进而考虑体积是否为定值;
对于C,考虑借助向量
的
平移将P 点轨迹确定,进而考虑建立合适的直角坐标系来求解P 点的个数;
对于D,考虑借助向量的平移将P 点轨迹确定,进而考虑建立合适的直角坐标系来求解P 点的个数.
   
【详解】
易知,点P 在矩形
1
1
BCC B 内部(含边界).
对于A,当
1
时,
1
1
=
BP
BC
BB
BC
CC









,即此时P线段
1
CC ,
1
AB P
△
周长不是定值,故A
错误;
对于B,当
1
时,
1
1
1
1
=
BP
BC
BB
BB
B C









,故此时P 点轨迹为线段
1
1
B C ,而
1
1//
B C
BC ,
1
1//
B C
平面
1A BC ,则有P 到平面
1A BC 的距离为定值,所以其体积为定值,故B正确.
对于C,当
1
2

时,
1
1
2
BP
BC
BB






,取BC ,
1
1
B C 中点分别为Q ,H ,则BP
BQ
QH






,所
以P 点轨迹为线段QH ,不妨建系解决,建立空间直角坐标系如图,
1
3 ,0,1
2
A 






,

0,0
P

,
,
1
0,
,0
2
B




,则
1
3 ,0,
1
2
A P












,
1
0,
,
2
BP










,

1
0


,所以
0

或
1

.故
,
H Q 均满足,故C错误;
对于D,当
1
2

时,
1
1
2
BP
BC
BB






,取
1
BB ,
1
CC 中点为
,
M N .BP
BM
MN






,所以P 点
轨迹为线段MN .设
0
1
0,
,
2
P
y





,因为
3 0,0
2
A







,
,所以
0
3
1
,
,
2
2
AP
y










,
1
3 1
,
, 1
2
2
A B











,所以
0
0
3
1
1
1
0
4
2
2
2
y
y





,此时P 与N 重合,故D正确.
故选:BD.
【点睛】本题主要考查向量的等价替换,关键之处在于所求点的坐标放在三角形内.
三.填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13. 已知函数


3
2
2
x
x
x
a
f x




是偶函数,则a ______.
   
【答案】1
【解析】
【分析】利用偶函数的定义可求参数a 的值.
【详解】因为


3
2
2
x
x
x
a
f x




,故



3
2
2
x
x
f
x
x
a





,
因为
f x 为偶函数,故


f
x
f x


,
时



3
3
2
2
2
2
x
x
x
x
x
a
x
a







,整理得到


1
2 +2
=0
x
x
a


,
故
1
a ,
故答案为:1
14. 已知O 为坐标原点,抛物线C :
2
2
y
px

(
0
p 
)的焦点为F ,P 为C 上一点,PF 与x 轴垂直,
Q 为x 轴上一点,且PQ
OP

,若
6
FQ 
,则C 的准线方程为______.
【答案】
3
2
x 
【解析】
【分析】先用坐标表示P
Q
,
,再根据向量垂直坐标表示列方程,解得p ,即得结果.
【详解】不妨设
(
, )
(6
,0),
(6,
)
2
2
p
p
P
p
Q
PQ
p





因为PQ
OP

,所以
2
6
0
0
3
2
p
p
p
p





C 的准线方程为
3
2
x 
故答案为:
3
2
x 
【点睛】利用向量数量积处理垂直关系是本题关键.
15. 函数
2
1
2ln
f x
x
x


的最小值为______.
【答案】1
【解析】
【分析】由解析式知
( )
f x 定义域为(0,
)
,讨论
1
0
2
x


、
1
1
2
x


、
1
x 
,并结合导数研究的单调
性,即可求
( )
f x 最小值.
【详解】由题设知:
( ) | 2
1| 2ln
f x
x
x



定义域为(0,
)
,
∴当
1
0
2
x


时,
( )
1 2
2ln
f x
x
x


,此时
( )
f x 单调递减;
当
1
1
2
x


时,
( )
2
1 2ln
f x
x
x


,有
2
( )
2
0
f
x
x




,此时
( )
f x 单调递减;
当
1
x 
时,
( )
2
1 2ln
f x
x
x


,有
2
( )
2
0
f
x
x




,此时
( )
f x 单调递增;
   
又
( )
f x 在各分段的界点处连续,
∴综上有:0
1
x


时,
( )
f x 单调递减,
1
x 时,
( )
f x 单调递增;
∴
( )
(1)
1
f x
f


故答案为:1.
16. 某校学生在研究民间剪纸艺术时,发现剪纸时经常会沿纸的某条对称轴把纸对折,规格为
20dm 12dm

的长方形纸,对折1次共可以得到10dm 12dm

,20dm 6dm

两种规格的图形,它们的面
积之和
2
1
240dm
S 
,对折2次共可以得到5dm 12dm

,10dm 6dm

,20dm 3dm

三种规格的图形,
它们的面积之和
2
2
180dm
S 
,以此类推,则对折4次共可以得到不同规格图形的种数为______;如果对
折n 次,那么
1
n
k
k
S



______
2
dm .
【答案】    (1). 5    (2). 


4
15 3
720
2n
n



【解析】
【分析】(1)按对折列举即可;(2)根据规律可得
n
S ,再根据错位相减法得结果.
【详解】(1)对折4 次可得到如下规格:
5
12
4 dm
dm

,
5
6
2 dm
dm

,5
3
dm
dm

,
3
10
2
dm
dm

,
3
20
4
dm
dm

,共5 种;
(2)由题意可得
1
2 120
S 

,
2
3 60
S 
,
3
4 30
S 

,
4
5 15
S 
,,


1
120
1
2
n
n
n
S



,
设


0
1
2
1
120
1
120 2
120 3
120 4
2
2
2
2n
n
S











,
则


1
2
1
120
1
1
120 2
120 3
120
2
2
2
2
2
n
n
n
n
S










,
两式作差得




1
2
1
1
60 1
120
1
120
1
1
1
1
1
2
240 120
240
1
2
2
2
2
2
2
1
2
n
n
n
n
n
n
S
































1
120
1
120
3
120
360
360
2
2
2
n
n
n
n
n








,
因此,




4
240
3
15
3
720
720
2
2
n
n
n
n
S







.
故答案为:5 ;


4
15
3
720
2n
n



.
【点睛】方法点睛:数列求和
的
常用方法:
(1)对于等差等比数列,利用公式法可直接求解;
   
(2)对于

n
n
a b
结构,其中
na
是等差数列,
nb
是等比数列,用错位相减法求和;
(3)对于

n
n
a
b

结构,利用分组求和法;
(4)对于
1
1
n
n
a a 





结构,其中
na
是等差数列,公差为

0
d d 
,则
1
1
1
1
1
1
n
n
n
n
a a
d
a
a









,利用裂
项相消法求和.
四.解答题:本题共6小题,共70分.解答应写出
写出
写出
写出
写出
写出文字说明.证明过程或演算步骤.
17. 已知数列
na
满足
1
1
a 
,
1
1,
,
2,
.
n
n
n
a
n
a
a
n






为奇数
为偶数
(1)记
2
n
n
b
a

,写出
1b ,
2b ,并求数列
nb
的通项公式;
(2)求
na
的前20项和.
【答案】(1)
1
2
2,
5
b
b


;(2)300 .
【解析】
【分析】(1)根据题设中的递推关系可得
1
3
n
n
b
b


,从而可求
nb
的通项.
(2)根据题设中的递推关系可得
na
的前20 项和为
20
S
可化为


20
1
2
9
10
2
10
S
b
b
b
b







,利用
(1)的结果可求
20
S
.
【详解】(1)由题设可得
1
2
1
2
4
3
2
1
2,
1
2 1
5
b
a
a
b
a
a
a








又
2
2
2
1
1
k
k
a
a



,
2
1
2
2
k
k
a
a


,
故
2
2
2
3
k
k
a
a


即
1
3
n
n
b
b

即
1
3
n
n
b
b


所以
nb
为等差数列,故


2
1
3
3
1
nb
n
n




.
(2)设
na
的前20 项和为
20
S
,则
20
1
2
3
20
S
a
a
a
a






,
因为
1
2
3
4
19
20
1,
1,
,
1
a
a
a
a
a
a







,
所以


20
2
4
18
20
2
10
S
a
a
a
a









1
2
9
10
9 10
2
10
2
10 2
3
10
300
2
b
b
b
b




















.
【点睛】方法点睛:对于数列的交叉递推关系,我们一般利用已知的关系得到奇数项的递推关系或偶数项
的递推关系,再结合已知数列的通项公式、求和公式等来求解问题.
18. 某学校组织“一带一路”知识竞赛,有A,B两类问题,每位参加比赛的同学先在两类问题中选择一类并
从中随机抽取一个问题回答,若回答错误则该同学比赛结束:若回答正确则从另一类问题中再随机抽取一
个问题回答,无论回答正确与否,该同学比赛结束.A类问题中的每个问题回答正确得20分,否则得0分:B
类问题中的每个问题回答正确得80分,否则得0分,己知小明能正确回答A类问题的概率为0.8,能正确回
   
答B类问题的概率为0.6,且能正确回答问题的概率与回答次序无关.
(1)若小明先回答A类问题,记X 为小明的累计得分,求X 的分布列;
(2)为使累计得分的期望最大,小明应选择先回答哪类问题?并说明理由.
【答案】(1)见解析;(2)B 类.
【解析】
【分析】(1)通过题意分析出小明累计得分X 的所有可能取值,逐一求概率列分布列即可.(2)与(1
)类似,找出先回答B 类问题的数学期望,比较两个期望的大小即可.
【详解】(1)由题可知,X 的所有可能取值为0 ,20 ,100.


0
1 0.8
0.2
P X 


;




20
0.8 1 0.6
0.32
P X 



;


100
0.8 0.6
0.48
P X 



.
所以X 的分布列为
(2)由(1)知,
0 0.2
20 0.32 100 0.48
54.4
E X 






.
若小明先回答B 问题,记Y 为小明的累计得分,则Y 的所有可能取值为0 ,80 ,100 .


0
1 0.6
0.4
P Y 


;




80
0.6 1 0.8
0.12
P Y 



;


100
0.8 0.6
0.48
P X 



.
所以
0 0.4
80 0.12 100 0.48
57.6
E Y 






.
因为54.4
57.6

,所以小明应选择先回答B 类问题.
19. 记
ABC

是内角A ,B ,C 的对边分别为a ,b ,c .已知
2
b
ac

,点D 在边AC 上,
sin
sin
BD
ABC
a
C


.
(1)证明:BD
b

;
(2)若
2
AD
DC

,求cos
ABC

.
【答案】(1)证明见解析;(2)
7
cos
12
ABC


.
【解析】
【分析】(1)根据正弦定理的边角关系有
ac
BD
b

,结合已知即可证结论.
   
(2)由题设
2
,
,
3
3
b
b
BD
b AD
DC



,应用余弦定理求cos
ADB

、cos
CDB

,又
ADB
CDB




,可得
4
2
2
2
11
2
3
b
b
a
a


,结合已知及余弦定理即可求cos
ABC

.
【详解】
(1)由题设,
sin
sin
a
C
BD
ABC


,由正弦定理知:sin
sin
c
b
C
ABC


,即
sin
sin
C
c
ABC
b


,
∴
ac
BD
b

,又
2
b
ac

,
∴BD
b

,得证.
(2)由题意知:
2
,
,
3
3
b
b
BD
b AD
DC



,
∴
2
2
2
2
2
2
4
13
9
9
cos
2
4
2
3
3
b
b
b
c
c
ADB
b
b
b







,同理
2
2
2
2
2
2
10
9
9
cos
2
2
3
3
b
b
b
a
a
CDB
b
b
b







,
∵ADB
CDB




,
∴
2
2
2
2
2
2
13
10
9
9
4
2
3
3
b
b
c
a
b
b



,整理得
2
2
2
11
2
3
b
a
c


,又
2
b
ac

,
∴
4
2
2
2
11
2
3
b
b
a
a


,整理得
4
2
2
4
6
11
3
0
a
a b
b



,解得
2
2
1
3
a
b 
或
2
2
3
2
a
b 
,
由余弦定理知:
2
2
2
2
2
4
cos
2
3
2
a
c
b
a
ABC
ac
b






,
当
2
2
1
3
a
b 
时,
7
cos
1
6
ABC



不合题意;当
2
2
3
2
a
b 
时,
7
cos
12
ABC


;
综上,
7
cos
12
ABC


.
【点睛】关键点点睛:第二问,根据余弦定理及ADB
CDB




得到, ,
a b c 的数量关系,结合已知条
件及余弦定理求cos
ABC

.
20. 如图,在三棱锥A
BCD

中,平面ABD 平面BCD ,AB
AD

,O 为BD的中点.
   
(1)证明:OA
CD

;
(2)若OCD

是边长为1的等边三角形,点E 在棱AD 上,
2
DE
EA

,且二面角E
BC
D


的大小为
45,求三棱锥A
BCD

的体积.
【答案】(1)详见解析(2) 
3
6
【解析】
【分析】(1)根据面面垂直性质定理得AO⊥平面BCD,即可证得结果;
(2)先作出二面角平面角,再求得高,最后根据体积公式得结果.
【详解】(1)因为AB=AD,O为BD中点,所以AO⊥BD
因为平面ABD平面BCD =BD ,平面ABD⊥平面BCD,AO 平面ABD,
因此AO⊥平面BCD,
因为CD 平面BCD,所以AO⊥CD
(2)作EF⊥BD于F, 作FM⊥BC于M,连FM
因为AO⊥平面BCD,所以AO⊥BD, AO⊥CD
所以EF⊥BD, EF⊥CD, BD
CD
D


,因此EF⊥平面BCD,即EF⊥BC
因为FM⊥BC,FM
EF
F


,所以BC⊥平面EFM,即BC⊥MF
则
EMF

为二面角E-BC-D的平面角, 
4
EMF



因为BO
OD

, OCD

为正三角形,所以OCD

为直角三角形
因为
2
BE
ED

,
1
1
1
2
(1
)
2
2
3
3
FM
BF





从而EF=FM=
2
1
3
AO


AO 

平面BCD,
   
所以
1
1
1
3
1
1
3
3
3
2
6
BCD
V
AO S






【点睛】二面角的求法:一是定义法,二是三垂线定理法,三是垂面法,四是投影法.
21. 在平面直角坐标系xOy 中,已知点

1
17,0
F 
、

2
1
2
17,0
2
F
MF
MF


,点M 的轨迹为C .
(1)求C 的方程;
(2)设点T 在直线
1
2
x 
上,过T 的两条直线分别交C 于A 、B 两点和P ,Q两点,且
TA TB
TP TQ



,求直线AB 的斜率与直线PQ 的斜率之和.
【答案】(1)


2
2
1
1
16
y
x
x



;(2)0 .
【解析】
【分析】(1)利用双曲线的定义可知轨迹C 是以点
1F 、
2
F 为左、右焦点双曲线的右支,求出a 、b 的值
,即可得出轨迹C 的方程;
(2)设点
1 ,
2
T
t





,设直线AB 的方程为
1
1
2
y
t
k
x







,设点

1
1
,
A x y
、

2
2
,
B x
y
,联立直线AB
与曲线C 的方程,列出韦达定理,求出TA TB

的表达式,设直线PQ 的斜率为
2k ,同理可得出
TP TQ

的表达式,由TA TB
TP TQ



化简可得
1
2
k
k

的值.
【详解】因为
1
2
1
2
2
2 17
MF
MF
F F




,
所以,轨迹C 是以点
1F 、
2
F 为左、右焦点的双曲线的右支,
设轨迹C 的方程为


2
2
2
2
1
0,
0
x
y
a
b
a
b




,则2
2
a 
,可得
1
a ,
2
17
4
b
a



,
所以,轨迹C 的方程为


2
2
1
1
16
y
x
x



;
(2)设点
1 ,
2
T
t





,若过点T 的直线的斜率不存在,此时该直线与曲线C 无公共点,
不妨直线AB 的方程为
1
1
2
y
t
k
x







,即
1
1
1
2
y
k x
t
k


,
   
联立
1
1
2
2
1
2
16
16
y
k x
t
k
x
y








,消去y 并整理可得



2
2
2
1
1
1
1
1
16
2
16
0
2
k
x
k
t
k
x
t
k













,
设点

1
1
,
A x y
、

2
2
,
B x
y
,则
1
1
2
x 
且
2
1
2
x 
.
由韦达定理可得
2
1
1
1
2
2
1
2
16
k
k t
x
x
k




,
2
1
1
2
2
1
1
16
2
16
t
k
x x
k










,
所以,







2
2
1
2
2
1
2
1
1
2
1
1
2
2
1
12 1
1
1
1
1
1
2
2
2
4
16
t
k
x
x
TA TB
k
x
x
k
x x
k























,
设直线PQ 的斜率为
2k ,同理可得



2
2
2
2
2
12 1
16
t
k
TP TQ
k





,
因为TA TB
TP TQ



,即





2
2
2
2
1
2
2
2
1
2
12 1
12 1
16
16
t
k
t
k
k
k







,整理可得
2
2
1
2
k
k

,
即


1
2
1
2
0
k
k
k
k



,显然
1
2
0
k
k


,故
1
2
0
k
k


.
因此,直线AB 与直线PQ的斜率之和为0 .
【点睛】方法点睛:求定值问题常见的方法有两种:
(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理、计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
22. 已知函数


1 ln
f x
x
x


.
(1)讨论
f x 的单调性;
(2)设a ,b 为两个不相等的正数,且ln
ln
b
a
a
b
a
b



,证明:
1
1
2
e
a
b



.
【答案】(1)
f x 的递增区间为

0,1 ,递减区间为

1,+;(2)证明见解析.
【解析】
【分析】(1)求出函数的导数,判断其符号可得函数的单调区间;
(2)设
1
2
1
1
,
x
x
a
b


,原不等式等价于
1
2
2
x
x
e



,前者可构建新函数,利用极值点偏移可证,后
者可设
2
1
x
tx

,从而把
1
2
x
x
e


转化为


1 ln
1
ln
0
t
t
t
t




在

1,上的恒成立问题,利用导数
可证明该结论成立.
【详解】(1)函数的定义域为

0, 

,
又
1 ln
1
ln
f
x
x
x



,
当


0,1
x
时,

0
f
x


,当


1,+
x
时,

0
f
x


,
   
故
f x 的递增区间为

0,1 ,递减区间为

1,+.
(2)因为ln
ln
b
a
a
b
a
b



,故



ln
1
ln +1
b
a
a
b


,即
ln
1
ln +1
a
b
a
b

,
故
1
1
f
f
a
b












,
设
1
2
1
1
,
x
x
a
b


,由(1)可知不妨设
1
2
0
1,
1
x
x



.
因为


0,1
x
时,


1 ln
0
f x
x
x



,


,
x
e

时,


1 ln
0
f x
x
x



,
故
2
1
x
e


.
先证:
1
2
2
x
x


,
若
2
2
x 
,
1
2
2
x
x


必成立.
若
2
2
x 
, 要证:
1
2
2
x
x


,即证
1
2
2
x
x


,而
2
0
2
1
x



,
故即证


1
2
2
f x
f
x


,即证:


2
2
2
f x
f
x


,其中
2
1
2
x


.
设



2
,1
2
g x
f x
f
x
x





,
则






2
ln
ln 2
g
x
f
x
f
x
x
x











ln
2
x
x





,
因为1
2
x


,故


0
2
1
x
x


,故


ln
2
0
x
x



,
所以

0
g
x


,故
g x 在

1,2 为增函数,所以

1
0
g x
g


,
故


2
f x
f
x


,即


2
2
2
f x
f
x


成立,所以
1
2
2
x
x


成立,
综上,
1
2
2
x
x


成立.
设
2
1
x
tx

,则
1
t ,
结合
ln
1
ln +1
a
b
a
b

,
1
2
1
1
,
x
x
a
b


可得:



1
1
2
2
1 ln
1 ln
x
x
x
x



,
即:


1
1
1 ln
1 ln
ln
x
t
t
x




,故
1
1
ln
ln
1
t
t
t
x
t



,
要证:
1
2
x
x
e


,即证
1
1
t
x
e


,即证


1
ln
1
ln
1
t
x


,
即证:

1
ln
ln
1
1
1
t
t
t
t
t





,即证:


1 ln
1
ln
0
t
t
t
t




,
令


1 ln
1
ln ,
1
S t
t
t
t
t t





,
则



1
1
2
ln
1
1 ln
ln 1
1
1
t
S t
t
t
t
t
t

















,
先证明一个不等式:


ln
1
x
x


.
   
设


ln
1
u x
x
x



,则
1
1
1
1
x
u
x
x
x






,
当1
0
x


时,
0
u
x


;当
0
x 
时,
0
u
x


,
故
u x 在

1,0

上为增函数,在

0,+上为减函数,故

max
0
0
u x
u


,
故

ln
1
x
x


成立
由上述不等式可得当
1
t 时,
1
1
2
ln 1
1
t
t
t










,故
0
S t


恒成立,
故
S t 在

1,上为减函数,故

1
0
S t
S


,
故


1 ln
1
ln
0
t
t
t
t




成立,即
1
2
x
x
e


成立.
综上所述,
1
1
2
e
a
b



.
【点睛】方法点睛:极值点偏移问题,一般利用通过原函数的单调性,把与自变量有关的不等式问题转化
与原函数的函数值有关的不等式问题,也可以引入第三个变量,把不等式的问题转化为与新引入变量有关
的不等式问题.