2022年北京市海淀区高考数学二模试卷
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一、选择题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
1.(4分)已知集合A={x|x<0或x>1},则∁RA=( )
A.{x|0<x<1} B.{x|0≤x<1} C.{x|0<x≤1} D.{x|0≤x≤1}
2.(4分)在(1﹣2x)3的展开式中,x的系数为( )
A.﹣2 B.2 C.﹣6 D.6
3.(4分)已知双曲线C:的渐近线经过点(1,2),则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
4.(4分)已知x,y∈R,且x+y>0,则( )
A.+>0 B.x3+y3>0 C.lg(x+y)>0 D.sin(x+y)>0
5.(4分)若f(x)=是奇函数,则( )
A.a=1,b=﹣1 B.a=﹣1,b=1 C.a=1,b=1 D.a=﹣1,b=﹣1
6.(4分)已知F为抛物线y2=4x的焦点,点Pn(xn,yn)(n=1,2,3,⋯)在抛物线上.若|Pn+1F|﹣|PnF|=1,则( )
A.{xn}是等差数列 B.{xn}是等比数列
C.{yn}是等差数列 D.{yn}是等比数列
7.(4分)已知向量=(1,0),=(﹣1,).若<,>=<,>,则可能是( )
A. B. C. D.
8.(4分)设函数f(x)的定义域为R,则“f(x)是R上的增函数”是“任意a>0,y=f(x+a)﹣f(x)无零点”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
9.(4分)从物理学知识可知,图中弹簧振子中的小球相对平衡位置的位移y与时间t(单位:s)的关系符合函数y=Asin(ωt+φ)(|ω|<100).从某一时刻开始,用相机的连拍功能给弹簧振子连拍了20张照片.已知连拍的间隔为0.01s,将照片按拍照的时间先后顺序编号,发现仅有第5张、第13张、第17张照片与第1张照片是完全一样的,请写出小球正好处于平衡位置的所有照片的编号为( )
A.9,15 B.6,18 C.4,11,18 D.6,12,18
10.(4分)在正方体ABCD﹣A'B'C'D'中,E为棱DC上的动点,F为线段B'E的中点.给出下列四个结论:
①B'E⊥AD';
②直线D'F与平面ABB'A'的夹角不变;
③点F到直线AB的距离不变;
④点F到A,D,D',A'四点的距离相等.
其中,所有正确结论的序号为( )
A.②③ B.③④ C.①③④ D.①②④
二、填空题共5小题,每小题5分,共25分。
11.(5分)已知a,b均为实数.若b+i=i(a+i),则a+b= .
12.(5分)不等式的解集为 .
13.(5分)已知圆:C:x2+y2+2x=0,则圆C的半径为 ;若直线y=kx被圆C截得的弦长为1,则k= .
14.(5分)已知f(x)=sinx+cosx的图象向右平移a(a>0)个单位后得到g(x)的图象,则函数g(x)的最大值为 ;若f(x)+g(x)的值域为{0},则a的最小值为 .
15.(5分)在现实世界,很多信息的传播演化是相互影响的.选用正实数数列{an},{bn}分别表示两组信息的传输链上每个节点处的信息强度,数列模型:an+1=2an+bn,bn+1=an+2bn(n=1,2,⋯),描述了这两组信息在互相影响之下的传播演化过程.若两组信息的初始信息强度满足a1>b1,则在该模型中,关于两组信息,给出如下结论:
①∀n∈N*,an>bn;
②∀n∈N*,an+1>an,bn+1>bn;
③∃k∈N*,使得当n>k时,总有|;
④∃k∈N*,使得当n>k时,总有|.
其中,所有正确结论的序号是 .
三、解答题共6小题,共85分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。
16.(14分)如图,已知四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,PA⊥底面ABCD,PA=2,点E是PC的中点.
(Ⅰ)求证:DC∥平面ABE;
(Ⅱ)求DC到平面ABE的距离.
17.(13分)在△ABC中,7a=6bcosB.
(Ⅰ)若sinA=,求∠B的值;
(Ⅱ)若c=8,从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,使△ABC存在.求△ABC的面积.
条件①:sinA=;
条件②:sinB=.
18.(14分)PMI值是国际上通行的宏观经济监测指标之一,能够反映经济的变化趋势.如图是国家统计局发布的某年12个月的制造业和非制造业PMI值趋势图.将每连续3个月的PMI值作为一个观测组,对国家经济活动进行监测和预测.
(Ⅰ)现从制造业的10个观测组中任取一组,
(ⅰ)求组内三个PMI值至少有一个低于50.0的概率;
(ⅱ)若当月的PMI值大于上一个月的PMI值,则称该月的经济向好.设X表示抽取的观测组中经济向好的月份的个数(由已有数据知1月份的PMI值低于去年12月份的PMI值),求X的分布列与数学期望;
(Ⅱ)用bj(j=1,2,…,12)表示第j月非制造业所对应的PMI值,表示非制造业12个月PMI值的平均数,请直接写出|bj﹣|取得最大值所对应的月份.
19.(14分)椭圆M:+=1(a>b>0)的左顶点为A(﹣2,0),离心率为.
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)已知经过点(0,)的直线l交椭圆M于B,C两点,D是直线x=﹣4上一点.若四边形ABCD为平行四边形,求直线l的方程.
20.(15分)已知函数f(x)=ln+.
(Ⅰ)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(﹣1,f(﹣1))处的切线方程;
(Ⅱ)当a=﹣时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)当x<0时,f(x)≥恒成立,求a的取值范围.
21.(15分)已知有限数列{an}共M项(M≥4),其任意连续三项均为某等腰三角形的三边长,且这些等腰三角形两两均不全等.将数列{an}的各项和记为S.
(Ⅰ)若an∈{1,2}(n=1,2,⋯,M),直接写出M、S的值;
(Ⅱ)若an∈{1,2,3}(n=1,2,⋯,M),求M的最大值;
(Ⅲ)若an∈N+(n=1,2,…,M),M=16,求S的最小值.
2022年北京市海淀区高考数学二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题列出的四个选项中,选出符合题目要求的一项。
1.(4分)已知集合A={x|x<0或x>1},则∁RA=( )
A.{x|0<x<1} B.{x|0≤x<1} C.{x|0<x≤1} D.{x|0≤x≤1}
【分析】利用补集定义不等式性质直接求解.
【解答】解:集合A={x|x<0或x>1},
则∁RA={x|0≤x≤1}.
故选:D.
【点评】本题考查补集的求法,考查补集定义、不等式性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
2.(4分)在(1﹣2x)3的展开式中,x的系数为( )
A.﹣2 B.2 C.﹣6 D.6
【分析】求出展开式中含x的项,由此即可求解.
【解答】解:展开式中含x的项为C=﹣6x,
所以x的系数为﹣6,
故选:C.
【点评】本题考查了二项式定理的应用,考查了学生的运算求解能力,属于基础题.
3.(4分)已知双曲线C:的渐近线经过点(1,2),则双曲线的离心率为( )
A. B. C.2 D.
【分析】利用双曲线渐近线经过的点,得到a、b关系,然后求解离心率即可.
【解答】解:双曲线C:的渐近线经过点(1,2),
可得b=2a,
所以双曲线的离心率e===.
故选:D.
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,离心率的求法,是基础题.
4.(4分)已知x,y∈R,且x+y>0,则( )
A.+>0 B.x3+y3>0 C.lg(x+y)>0 D.sin(x+y)>0
【分析】利用不等式的性质和通过举反例进行排除即可得到.
【解答】解:对于A,当x=10,y=﹣1时,x+y>0,但=﹣<0,故A错误;
对于B,x,y∈R,且x+y>0,x3+y3=(x+y)(x2﹣xy+y2)=(x+y)[(x﹣)2+]>0,故B正确;
对于C,当x+y=0.1>0时,lg(x+y)<0,故C错误;
对于D,当x+y=>0时,sin(x+y)=sin=﹣1<0,故D错误;
故选:B.
【点评】本题考查了不等式的性质,是基础题.
5.(4分)若f(x)=是奇函数,则( )
A.a=1,b=﹣1 B.a=﹣1,b=1 C.a=1,b=1 D.a=﹣1,b=﹣1
【分析】利用奇函数的定义计算即可.
【解答】解:因为f(x)=是奇函数,
当x<0时,﹣x>0,
所以f(﹣x)=﹣bx﹣1,
即﹣f(x)=﹣bx﹣1,
所以f(x)=bx+1,
又因为当x<0时,f(x)=x+a,
所以x+a=bx+1,
所以a=1,b=1.
故选:C.
【点评】本题考查了奇函数的定义及性质,属于基础题.
6.(4分)已知F为抛物线y2=4x的焦点,点Pn(xn,yn)(n=1,2,3,⋯)在抛物线上.若|Pn+1F|﹣|PnF|=1,则( )
A.{xn}是等差数列 B.{xn}是等比数列
C.{yn}是等差数列 D.{yn}是等比数列
【分析】由抛物线的性质可得|PnF|=xn+1,从而可得xn+1﹣xn=1,yn+12﹣yn2=4(xn+1﹣xn)=4,可得答案.
【解答】解:∵点Pn(xn,yn)(n=1,2,3,⋯)在抛物线上.
∴|PnF|=xn+1,由|Pn+1F|﹣|PnF|=1,可得xn+1+1﹣(xn+1)=1,
∴xn+1﹣xn=1,
∴{xn}是等差数列,故A正确,B错误;
yn+12﹣yn2=4(xn+1﹣xn)=4,∴{yn2}是等差数列,故CD错误;
故选:A.
【点评】本题考查抛物线的性质,属中档题.
7.(4分)已知向量=(1,0),=(﹣1,).若<,>=<,>,则可能是( )
A. B. C. D.
【分析】根据题意,依次分析选项的是否满足cos<,>=cos<,>,即可得答案.
【解答】解:根据题意,依次分析选项:
对于A,=2﹣=(3,﹣),则cos<,>==,cos<,>==﹣,有cos<,>≠cos<,>,<,>≠<,>,不符合题意;
对于B,=+=(0,),则cos<,>==0,cos<,>==,有cos<,>≠cos<,>,<,>≠<,>,不符合题意;
对于C,=2+=(1,),则cos<,>==,cos<,>==,有cos<,>=cos<,>,必有<,>=<,>,符合题意;
对于D,=+=(﹣1,),则cos<,>==,cos<,>==,有cos<,>≠cos<,>,<,>≠<,>,不符合题意;
故选:C.
【点评】本题考查向量数量积的计算,涉及向量夹角的计算,属于基础题.
8.(4分)设函数f(x)的定义域为R,则“f(x)是R上的增函数”是“任意a>0,y=f(x+a)﹣f(x)无零点”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】由函数的零点及其方程根的关系结合充分必要条件的判定得答案.
【解答】解:若f(x)是R上的增函数,则a>0时,f(x+a)>f(x)成立,
即y=f(x+a)﹣f(x)>0,任意a>0,y=f(x+a)﹣f(x)无零点,充分性成立.
若任意a>0,y=f(x+a)﹣f(x)无零点,则函数f(x)不一定为增函数,
反之对于任意a>0,f(x+a)<f(x),即y=f(x+a)﹣f(x)<0,满足y=f(x+a)﹣f(x)无零点,但f(x)为R上的减函数,必要性不成立.
即“f(x)是R上的增函数”是“任意a>0,y=f(x+a)﹣f(x)无零点”的充分而不必要条件,
故选:A.
【点评】本题考查函数零点的判定及其应用,考查充分必要条件的判定,是基础题.
9.(4分)从物理学知识可知,图中弹簧振子中的小球相对平衡位置的位移y与时间t(单位:s)的关系符合函数y=Asin(ωt+φ)(|ω|<100).从某一时刻开始,用相机的连拍功能给弹簧振子连拍了20张照片.已知连拍的间隔为0.01s,将照片按拍照的时间先后顺序编号,发现仅有第5张、第13张、第17张照片与第1张照片是完全一样的,请写出小球正好处于平衡位置的所有照片的编号为( )
A.9,15 B.6,18 C.4,11,18 D.6,12,18
【分析】求得函数的周期,可得ω,推得当t=0.09s时,y取得最值,求得φ,再令y=0,可得所求结论.
【解答】解:由题意可得13﹣1=12,17﹣5=12,
则T=12×0.01=0.12,
所以ω==,
又==9,可得当t=0.09s时,y取得最值.
代入y=Asin(ωt+φ),可得sin(×0.09+φ)=±1,
解得φ=kπ,k∈Z,
所以y=Asin(t+kπ),k∈Z,
令y=0,可得t+kπ=mπ,k∈Z,
则t=0,0.06,0.12,0.18,....
所以小球正好处于平衡位置的所有照片的编号为6,12,18.
故选:D.
【点评】本题考查正弦函数的解析式的求法,考查方程思想和运算能力,属于基础题.
10.(4分)在正方体ABCD﹣A'B'C'D'中,E为棱DC上的动点,F为线段B'E的中点.给出下列四个结论:
①B'E⊥AD';
②直线D'F与平面ABB'A'的夹角不变;
③点F到直线AB的距离不变;
④点F到A,D,D',A'四点的距离相等.
其中,所有正确结论的序号为( )
A.②③ B.③④ C.①③④ D.①②④
【分析】以D为坐标原点,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出结果.
【解答】解:以D为坐标原点,建立空间直角坐标系,如图,
设正方体ABCD﹣A'B'C'D'中棱长为2,设DE=a(0≤a≤2,
则E(0,a,0),B′(2,2,2),A( 2,0,0),D′(0,0,2),F(1,,1),B( 2,2,0),D(0,0,0),A′(2,0,2),
对于①,=(﹣2,a﹣2,﹣2),=(﹣2,0,2),=4+0+4=0,∴B'E⊥AD',故①正确;
对于②,=(1,),平面ABB'A'的法向量=(1,0,0),
设直线D'F与平面ABB'A'的夹角为θ,
则sinθ==,∵0≤a≤2,∴θ不是定值,故②错误;
对于③,=(﹣1,,1),=(0,2,0),
点F到直线AB的距离d=||•=•=,
∴点F到直线AB的距离不变,故③正确;
对于④,|AF|==,
|DF|==,
|D′F|==,
|A′F|==,
∴点F到A,D,D',A'四点的距离相等,故④正确.
故选:C.
【点评】本题考查命题题真假的判断,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
二、填空题共5小题,每小题5分,共25分。
11.(5分)已知a,b均为实数.若b+i=i(a+i),则a+b= 0 .
【分析】由复数相等的条件求得a与b的值,则答案可求.
【解答】解:由b+i=i(a+i)=﹣1+ai,得b=﹣1,a=1,
∴a+b=0.
故答案为:0.
【点评】本题考查复数相等的条件,是基础题.
12.(5分)不等式的解集为 (﹣∞,0) .
【分析】利用指数函数的单调性求解即可.
【解答】解:∵,
∴>,
∴x<0,
∴不等式的解集为(﹣∞,0),
故答案为:(﹣∞,0).
【点评】本题主要考查指数不等式的解法,属于基础题.
13.(5分)已知圆:C:x2+y2+2x=0,则圆C的半径为 1 ;若直线y=kx被圆C截得的弦长为1,则k= ± .
【分析】把圆的方程化为标准方程可求半径,利用圆中的弦长,半径,圆心距可求k的值.
【解答】解:由x2+y2+2x=0,得(x+1)2+y2=1,
所以圆心C(﹣1,0),半径r=1,
圆心C到直线y=kx的距离为d=,
又直线y=kx被圆C截得的弦长为1,
∴()2+()2=1,解得k=±.
故答案为:1;±.
【点评】本题考查圆的方程与直线与圆位置关系,属基础题.
14.(5分)已知f(x)=sinx+cosx的图象向右平移a(a>0)个单位后得到g(x)的图象,则函数g(x)的最大值为 ;若f(x)+g(x)的值域为{0},则a的最小值为 π .
【分析】f(x)=sinx+cosx=sin(x+),其图像向右平移a(a>0)个单位后得到g(x)=sin(x﹣a+),可确定其最大值;
f(x)+g(x)=sin(x+)+sin(x﹣a+),其值域为{0},可知f(x)+g(x)=0,则可确定a的最小值.
【解答】解:f(x)=sinx+cosx=sin(x+),其图像向右平移a(a>0)个单位后得到g(x)=sin(x﹣a+),可知其最大值为;
f(x)+g(x)=sin(x+)+sin(x﹣a+),其值域为{0},可知f(x)+g(x)=0,所以sin(x﹣a+)=﹣sin(x+),则可得a的最小值为π.
故答案为:;π.
【点评】本题考查三角恒等变换、诱导公式及平移变换,考查数学运算能力及直观想象能力,属于基础题.
15.(5分)在现实世界,很多信息的传播演化是相互影响的.选用正实数数列{an},{bn}分别表示两组信息的传输链上每个节点处的信息强度,数列模型:an+1=2an+bn,bn+1=an+2bn(n=1,2,⋯),描述了这两组信息在互相影响之下的传播演化过程.若两组信息的初始信息强度满足a1>b1,则在该模型中,关于两组信息,给出如下结论:
①∀n∈N*,an>bn;
②∀n∈N*,an+1>an,bn+1>bn;
③∃k∈N*,使得当n>k时,总有|;
④∃k∈N*,使得当n>k时,总有|.
其中,所有正确结论的序号是 ①②③ .
【分析】由an+1﹣bn+1=an﹣bn,得an﹣bn=a1﹣b1>0即可判断①;an+1﹣an=an+bn,bn+1﹣bn=an+bn,可判断②;|﹣1|=||,可得n→+∞时,→0,可判断③;|﹣2|=|1﹣|,当n→+∞时,1﹣→1,可判断④.
【解答】解:因为an+1=2an+bn,bn+1=an+2bn(n=1,2,⋯),两式作差得an+1﹣bn+1=2an+bn﹣an+2bn=an﹣bn,
故{an﹣bn}为常数列,即an﹣bn=a1﹣b1>0,故∀n∈N*,an>bn;故①正确;
因为an+1﹣an=an+bn,bn+1﹣bn=an+bn,又数列{an},{bn}为正实数数列,
故an+bn>0,故an+1>an,bn+1>bn>0,故②正确;
由上可知|﹣1|=||=||,因为a1﹣b1为常数,{bn}为单调递增数列,
故当n→+∞时,→0,又10﹣10>0,故∃k∈N*,使得当n>k时,总有|;故③正确;
|﹣2|=||=||,又an﹣bn=a1﹣b1>0,故|﹣2|=||=||=||=|1﹣|,
因为a1﹣b1为常数,{an}为单调递增数列,故当n→+∞时,→0,1﹣→1,故④错误.
故答案为:①②③.
【点评】本题主要考查了利用数列的递推公式推得数列中的项的特征,解题中还要注意函数知识在求解问题中的重要性,属难题.
三、解答题共6小题,共85分。解答应写出文字说明、演算步骤或证明过程。
16.(14分)如图,已知四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,PA⊥底面ABCD,PA=2,点E是PC的中点.
(Ⅰ)求证:DC∥平面ABE;
(Ⅱ)求DC到平面ABE的距离.
【分析】(I)利用线线平行证明线面平行即可;
(II)取BC的中点M,连接AC,可证AM⊥AD,以A为原点,AM,AD,AP为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量示求点C到平面ABE的距离即可求DC到平面ABE的距离.
【解答】(I)证明:∵底面ABCD是边长为2的菱形,
∴CD∥AB,∵AB⊂平面ABE,CD⊄平面ABE,
∴DC∥平面ABE;
(II)解:取BC的中点M,连接AC,
∵底面ABCD是边长为2的菱形,∠ABC=60°,
△ACB是正三角形,所以AM⊥CB,∴AM⊥AD,
以A为原点,AM,AD,AP为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,
则A(0,0,0),B(,﹣1,0),C(,1,0),P(0,0,2),E(,,1)
∴=(,﹣1,0),=(,,1)
设平面ABE的一个法向量为=(x,y,z),
则,令x=,则y=3,z=﹣3,
所以面ABE的一个法向量为=(,3,﹣3),
又=(,1,0),
所以C到平面ABE的距离为==.
∴DC到平面ABE的距离为.
【点评】本题考查线面平行的证明,以及线到面的距离的求法,属中档题.
17.(13分)在△ABC中,7a=6bcosB.
(Ⅰ)若sinA=,求∠B的值;
(Ⅱ)若c=8,从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,使△ABC存在.求△ABC的面积.
条件①:sinA=;
条件②:sinB=.
【分析】(Ⅰ)直接利用正弦定理边化角,结合二倍角公式即可求解.
(Ⅱ)若选条件①:由正弦定理以及二倍角公式化简可得sin2B=>1,可得△ABC不存在;
若选条件②:由题意可得cosB=>0,进而利用同角三角函数基本关系式可求cosB,利用余弦定理可求a的值,进而根据三角形的面积公式即可求解.
【解答】解:(Ⅰ)由正弦定理可得7sinA=6sinBcosB=3sin2B,
又sinA=,
可得sin2B=1,
因为B∈(0,π),
所以2B=,即B=.
(Ⅱ)若选条件①:由正弦定理可得7sinA=6sinBcosB=3sin2B,
又sinA=,
所以sin2B=>1,此时△ABC不存在;
若选条件②:由cosB=>0,
又sinB=,可得cosB==,可得7a=3b,
由余弦定理b2=a2+c2﹣2accosB,可得()2=a2+64﹣8a,解得a=3或a=﹣(舍去),
所以△ABC的面积S=acsinB=6.
【点评】本题考查了正弦定理,二倍角公式,同角三角函数基本关系式,余弦定理以及三角形的面积公式在解三角形中的综合应用,考查了计算能力和转化思想,属于中档题.
18.(14分)PMI值是国际上通行的宏观经济监测指标之一,能够反映经济的变化趋势.如图是国家统计局发布的某年12个月的制造业和非制造业PMI值趋势图.将每连续3个月的PMI值作为一个观测组,对国家经济活动进行监测和预测.
(Ⅰ)现从制造业的10个观测组中任取一组,
(ⅰ)求组内三个PMI值至少有一个低于50.0的概率;
(ⅱ)若当月的PMI值大于上一个月的PMI值,则称该月的经济向好.设X表示抽取的观测组中经济向好的月份的个数(由已有数据知1月份的PMI值低于去年12月份的PMI值),求X的分布列与数学期望;
(Ⅱ)用bj(j=1,2,…,12)表示第j月非制造业所对应的PMI值,表示非制造业12个月PMI值的平均数,请直接写出|bj﹣|取得最大值所对应的月份.
【分析】(Ⅰ)(i)根据已知条件写出基本事件的个数,再利用古典概型的计算公式即可求解;
(ii)根据已知条件写出随机变量X的取值求出对应的概率,进而得出分布列,根据分布列及数学期望的公式即可求解;
(Ⅱ)根据已知条件求出,结合某年12个月的非制造业PMI值趋势图即可求解.
【解答】解:(Ⅰ)(i)从制造业的10个观测组中任取一组的基本事件有:
(51.3,50.6,51.9),(50.6,51.9,51.1),(51.9,51.1,51),(51.1,51,50.9),(51,50.9,50.4),
(50.9,50.4,50.1),(50.4,50.1,49.6),(50.1,49.6,49.2),(49.6,49.2,50.1),(49.2,50.1,50.3),共有10个,
设“组内三个PMI值至少有一个低于50.0”为事件A,则事件A包含的结果有:
(50.4,50.1,49.6),(50.1,49.6,49.2),(49.6,49.2,50.1),(49.2,50.1,50.3)共4个,
由古典概型的计算公式,得;
(ii)X的可能取值为0,1,2,
,
X的分布列为:
X
0
1
2
P
所以随机变量X的数学期望;
(Ⅱ)8月份,理由如下:
由某年12个月的非制造业PMI值趋势图中的数据,得
,
根据某年12个月的非制造业PMI值趋势图,可知
当j=8时,取得最大值为.
【点评】本题考查了离散型随机变量的分布列与期望,属于中档题.
19.(14分)椭圆M:+=1(a>b>0)的左顶点为A(﹣2,0),离心率为.
(Ⅰ)求椭圆M的方程;
(Ⅱ)已知经过点(0,)的直线l交椭圆M于B,C两点,D是直线x=﹣4上一点.若四边形ABCD为平行四边形,求直线l的方程.
【分析】(Ⅰ)由左顶点及离心率的值,可得a,c的值,进而求出b的值,求出椭圆的方程;
(Ⅱ)设D的坐标,可得直线AD的斜率及|AD|的值,由四边形为平行四边形可得直线AD,BC的斜率相等,由直线BC过点(0,),可得直线BC的方程,与椭圆的方程联立,求出两根之和及两根之积,进而求出弦长|BC|的值,由|AD|=|BC|可得参数的值,当直线BC的斜率为0时,可得直线BC的方程,与椭圆联立,求出B,C的坐标,进而求出直线AB的斜率及弦长|AB|的值,由四边形ABCD为平行四边形,可得AD∥BC,可得D(﹣4,0),可得直线CD的斜率及|CD|的长,符合平行四边形的性质,求出直线BC的方程.
【解答】解:(Ⅰ)因为左顶点为A(﹣2,0),则a=2,离心率为,即e==,
所以c=,b2=a2﹣c2=1,
所以椭圆的方程为:+y2=1;
(Ⅱ)设D(﹣4,t),B(x1,y1),C(x2,y2),
又A(﹣2,0),由四边形ABCD为平行四边形,所以直线AD∥BC,
kBC=kAD==﹣,所以直线BC的方程为:y=﹣x+,
联立,整理可得:(1+t2)x2﹣2x﹣1=0,
Δ>0显然成立,且x1+x2=,x1x2=﹣,
则|BC|=•=•,而|AD|=,
所以=•,解得:t=±,
所以直线l的方程为:y=±x+.
当直线BC的斜率为0时,则直线BC的方程为y=,代入椭圆+y2=1中,可得x=±1,
B(1,),C(﹣1,),则直线AB的斜率为k==,且|AB|==,
也为四边形ABCD为平行四边形,所以可得AD∥BC,即D(﹣4,0),可得直线CD的斜率==kAB
即D(﹣4,0),则|CD|===|AB|,所以四边形ABCD也为平行四边形,
综上所述直线BC的方程为:y=±x+或y=.
【点评】本题考查求椭圆的方程及直线与椭圆的综合应用,平行四边形的性质的应用,属于中档题.
20.(15分)已知函数f(x)=ln+.
(Ⅰ)当a=0时,求曲线y=f(x)在点(﹣1,f(﹣1))处的切线方程;
(Ⅱ)当a=﹣时,求函数f(x)的单调区间;
(Ⅲ)当x<0时,f(x)≥恒成立,求a的取值范围.
【分析】(Ⅰ)直接计算f(﹣1),求导计算f′(﹣1),写出切线方程即可;
(Ⅱ)直接求导确定导数的正负,写出单调区间即可;
(Ⅲ)先根据必要性得到f(﹣1)=﹣a,再证明当a时,f(x)=ln+≥ln﹣,结合(Ⅱ)中单调性证得f(x)≥,即满足充分性,即可求解.
【解答】解:(Ⅰ)∵f(x)=ln+(x<1且x≠0),
∴f'(x)=﹣×﹣=﹣,
当a=0时,f'(x)=,f′(﹣1)=﹣,
f(x)=ln,f(﹣1)=0,
故曲线y=f(x)在点(﹣1,f(﹣1))处的切线方程为y=﹣(x+1),即x+2y+1=0;
(Ⅱ)易得定义域为(﹣∞,0)∪(0,1),
当a=﹣时,f′(x)=+=,
令f′(x)=0,得x=或x=﹣1,
当x<﹣1或<x<1时,f′(x)<0,f(x)单调递减;当﹣1<x<0或0<x<时,f′(x)>0,f(x)单调递增;
故f(x)的单增区间为(﹣1,0),(0,);单减区间为(﹣∞,﹣1),(,1);
(Ⅲ)“f(﹣1)=﹣a,即a”是“当x<0时,f(x)≥恒成立”的必要条件.
当a,x<0时,f(x)=ln+≥ln﹣,
令g(x)=ln﹣,
由(Ⅱ)知,g(x)在(﹣∞,﹣1)单调递减,在(﹣1,0)单调递增,
故g(x)≥g(﹣1)=,
即f(x)≥g(x),
所以a的取值范围是(﹣∞,﹣].
【点评】本题考查了导数的几何意义、利用导数研究函数的单调性及最值,属于中档题.
21.(15分)已知有限数列{an}共M项(M≥4),其任意连续三项均为某等腰三角形的三边长,且这些等腰三角形两两均不全等.将数列{an}的各项和记为S.
(Ⅰ)若an∈{1,2}(n=1,2,⋯,M),直接写出M、S的值;
(Ⅱ)若an∈{1,2,3}(n=1,2,⋯,M),求M的最大值;
(Ⅲ)若an∈N+(n=1,2,…,M),M=16,求S的最小值.
【分析】(Ⅰ)直接列举出数列{an},即可求得M,S;
(Ⅱ)先构造数列使M=8,再说明不同的等腰三角形只有6个,故M≤6+2=8,即可求得M的最大值;
(Ⅲ)先构造数列使S=50,再设T为数列的每一组连续三项的和的和,得3S=T+2a1+2a16+a2+a15,列举出不同的等腰三角形,使T和2a1+2a16+a2+a15最小,进而得到S≥50,即可求解.
【解答】解:(Ⅰ)边长为1或2的等腰三角形只有1,1,1;1,2,2;2,2,2,
若前三项为1,1,1,则该数列只有3项,不合题意,
若前三项为1,2,2,该数列只有4项,该数列只能为1,2,2,2,
若前三项为2,2,2,该数列只有4项,该数列只能为2,2,2,1,
综上:M=4,S=7;
(Ⅱ)①构造数列:1,2,2,2,3,3,3,1,此时M=8;
②当存在连续三项为1,1,1时,本题中有两条边为1,1的等腰三角形仅有1,1,1,即数列只有3项,与M≥4矛盾,舍去;
③当不存在连续三项为1,1,1时,连续三项(不考虑这三项的顺序)共以下6种可能:
1,2,2;1,3,3;2,2,2;2,2,3;2,3,3;3,3,3;
又相邻的4项组成的2个等腰三角形中间2项是共用的,则总的项数为不同的等腰三角形的个数加上首尾2项,所以M≤6+2=8,
④由①②③,M的最大值为8;
(Ⅲ)①构造数列:1,2,2,2,3,3,3,4,4,4,5,5,5,3,3,1,此时S=50;
②设T为数列的每一组连续三项的和的和,则T=(a1+a2+a3)+(a2+a3+a4)+⋯+(a13+a14+a15)+(a14+a15+a16)
=3(a1+a2+⋯+a15+a16)﹣2a1﹣a2﹣a15﹣2a16,即3S=T+2a1+2a16+a2+a15;
③连续三项(不考虑这三项的顺序)及这三项的和(标注在下面的括号内)有以下可能:
[2,2,1(5)];2,2,2(6);2,2,3(7);
[3,3,1(7)];3,3,2(8);3,3,3(9);⋯;3,3,5(1l);
[4,4,1(9);4,4,2(10)];4,4,3(11);⋯;4,4,7(15);
[5,5,1(11);5,5,2(12)];5,5,3(13);⋯;5,5,9(19);
[6,6,1(13);6,6,2(14);6,6,3(15)];⋯;6,6,11(23);
其中带[]的连续三项不能同时满足和前一项、后一项构成3个等腰三角形,故必为数列的首三项或尾三项,
故其对应的三角形在14个三角形中至多出现两个;
④由③,要使最小,则使T和2a1+2a16+a2+a15最小,在画横线的连续三项中取和最小的2组,
在没带[]的连续三项中取合最小的12组,同时令a1=1,a16=1,a2=2,a15=3,
则T≥(5+7)+(6+7+8+9+10+11+11+12+13+13+14+14)=140,
2a1+2a16+a2+a15≥2×1+2×1+2+3=9,又由(2),3S≥140+9=149,
所以S≥50;
⑤由①④,S的最小值为50.
【点评】本题考查了数列与函数的综合应用,属于难题.
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