四川省高考数学模拟试卷与解析(理科)
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这是一份四川省高考数学模拟试卷与解析(理科),共25页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
四川省高考数学模拟试卷(理科)
一、选择题:本大题共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.设全集U=R,集合A={x|x2﹣2x﹣3<0},B={x|x﹣1≥0},则图中阴影部分所表示的集合为( )
A.{x|x≤﹣1或x≥3} B.{x|x<1或x≥3} C.{x|x≤1} D.{x|x≤﹣1}
2.已知等差数列{an}的前项和为Sn,且S5=30,则a3=( )
A.6 B.7 C.8 D.9
3.已知i为虚数单位,若复数z=a2﹣1+(1+a)i(其中a∈R)为纯虚数,则=( )
A. B. C. D.
4.一个几何体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图相同,其上部分是半圆,下部分是边长为2的正方形;俯视图是边长为2的正方形及其外接圆.则该几何体的体积为( )
A. B. C. D.
5.双曲线E:﹣=1(a>0,b>0)的一个焦点F到E的渐近线的距离为,则E的离心率是( )
A. B. C.2 D.3
6.将编号为1,2,3,4,5,6的六个小球放入编号为1,2,3,4,5,6的六个盒子,每个盒子放一个小球,若有且只有三个盒子的编号与放入的小球编号相同,则不同的放法总数是( )
A.40 B.60 C.80 D.100
7.已知MOD函数是一个求余函数,记MOD(m,n)表示m除以n的余数,例如MOD(8,3)=2.如图是某个算法的程序框图,若输入m的值为48时,则输出i的值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
8.已知函数,其中ω>0.若对x∈R恒成立,则ω的最小值为( )
A.2 B.4 C.10 D.16
9.已知0<c<1,a>b>1,下列不等式成立的是( )
A.ca>cb B. C.bac>abc D.logac>logbc
10.正方形ABCD与等边三角形BCE有公共边BC,若∠ABE=120°,则BE与平面ABCD所成角的大小为( )
A. B. C. D.
11.过抛物线y2=4x的焦点F作互相垂直的弦AC,BD,则点A,B,C,D所构成四边形的面积的最小值为( )
A.16 B.32 C.48 D.64
12.如图,在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,AB∥DC,AB=2,AD=DC=1,图中圆弧所在圆的圆心为点C,半径为,且点P在图中阴影部分(包括边界)运动.若=x+y,其中x,y∈R,则4x﹣y的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.二项式的展开式中,常数项是 .
14.已知随机变量X服从正态分布N(2,σ2),且P(0≤X≤2)=0.3,则P(X>4)= .
15.我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有蒲(水生植物名)生一日,长三尺;莞(植物名,俗称水葱、席子草)生一日,长一尺.蒲生日自半,莞生日自倍.问几何日而长等?”意思是:今有蒲生长1日,长为3尺;莞生长1日,长为1尺.蒲的生长逐日减半,莞的生长逐日增加1倍.若蒲、莞长度相等,则所需的时间约为 日.(结果保留一位小数,参考数据:lg2≈0.30,lg3≈0.48)
16.已知函数f(x)=(x﹣2)ex﹣+kx(k是常数,e是自然对数的底数,e=2.71828…)在区间(0,2)内存在两个极值点,则实数k的取值范围是 .
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(12分)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin2.
(Ⅰ) 求角A的大小;
(Ⅱ) 若b+c=2,求a的取值范围.
18.(12分)共享单车是指由企业在校园、公交站点、商业区、公共服务区等场所提供的自行车单车共享服务,由于其依托“互联网+”,符合“低碳出行”的理念,已越来越多地引起了人们的关注.某部门为了对该城市共享单车加强监管,随机选取了100人就该城市共享单车的推行情况进行问卷调查,并将问卷中的这100人根据其满意度评分值(百分制)按照[50,60),[60,70),…,[90,100]分成5组,制成如图所示频率分直方图.
(Ⅰ) 求图中x的值;
(Ⅱ) 已知满意度评分值在[90,100]内的男生数与女生数的比为2:1,若在满意度评分值为[90,100]的人中随机抽取4人进行座谈,设其中的女生人数为随机变量X,求X的分布列和数学期望.
19.(12分)如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,底面△ABC是等边三角形,侧面AA1B1B为正方形,且AA1⊥平面ABC,D为线段AB上的一点.
(Ⅰ) 若BC1∥平面A1CD,确定D的位置,并说明理由;
(Ⅱ) 在(Ⅰ)的条件下,求二面角A1D﹣C﹣BC1的余弦值.
20.(12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆Ω:的离心率为,直线l:y=2上的点和椭圆Ω上的点的距离的最小值为1.
(Ⅰ) 求椭圆Ω的方程;
(Ⅱ) 已知椭圆Ω的上顶点为A,点B,C是Ω上的不同于A的两点,且点B,C关于原点对称,直线AB,AC分别交直线l于点E,F.记直线AC与AB的斜率分别为k1,k2
①求证:k1•k2为定值;
②求△CEF的面积的最小值.
21.(12分)已知函数f(x)=ln(x+1)+ax,其中a∈R.
(Ⅰ) 当a=﹣1时,求证:f(x)≤0;
(Ⅱ) 对任意x2≥ex1>0,存在x∈(﹣1,+∞),使成立,求a的取值范围.(其中e是自然对数的底数,e=2.71828…)
请考生在22,23题中任选一题作答,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](共1小题,满分10分)
22.(10分)已知在平面直角坐标系中,曲线C1的参数方程是(θ为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程是ρ=2sinθ.
(Ⅰ) 求曲线C1与C2交点的平面直角坐标;
(Ⅱ) 点A,B分别在曲线C1,C2上,当|AB|最大时,求△OAB的面积(O为坐标原点).
[选修4-5:不等式选讲](共1小题,满分0分)
23.已知函数f(x)=|x+1|.
(Ⅰ) 解不等式f(x+8)≥10﹣f(x);
(Ⅱ) 若|x|>1,|y|<1,求证:f(y)<|x|•f().
四川省高考数学模拟试卷(理科)试题解析
一、选择题:本大题共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.设全集U=R,集合A={x|x2﹣2x﹣3<0},B={x|x﹣1≥0},则图中阴影部分所表示的集合为( )
A.{x|x≤﹣1或x≥3} B.{x|x<1或x≥3} C.{x|x≤1} D.{x|x≤﹣1}
【考点】Venn图表达集合的关系及运算.
【分析】由阴影部分表示的集合为∁U(A∪B),然后根据集合的运算即可.
【解答】解:由图象可知阴影部分对应的集合为∁U(A∪B),
由x2﹣2x﹣3<0得﹣1<x<3,
即A=(﹣1,3),
∵B={x|x≥1},
∴A∪B=(﹣1,+∞),
则∁U(A∪B)=(﹣∞,﹣1],
故选D.
【点评】本题主要考查集合的基本运算,利用Venn图确定集合的关系是解决本题的关键.
2.已知等差数列{an}的前项和为Sn,且S5=30,则a3=( )
A.6 B.7 C.8 D.9
【考点】等差数列的前n项和.
【分析】利用等差数列的前n项和公式及其性质即可得出.
【解答】解:由等差数列的前n项和公式及其性质可得:S5=30==5a3,
解得a3=6.
故选:A.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式与求和公式及其性质,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
3.已知i为虚数单位,若复数z=a2﹣1+(1+a)i(其中a∈R)为纯虚数,则=( )
A. B. C. D.
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】由已知求得a值,代入,再由复数代数形式的乘除运算化简得答案.
【解答】解:∵z=a2﹣1+(1+a)i为纯虚数,
∴,解得:a=1.
∴z=2i,
则==.
故选:B.
【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查了复数的基本概念,是基础题.
4.一个几何体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图相同,其上部分是半圆,下部分是边长为2的正方形;俯视图是边长为2的正方形及其外接圆.则该几何体的体积为( )
A. B. C. D.
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】首先由几何体还原几何体,是下面是底面为正方体,上面是半径为的半球,由此计算体积.
【解答】解:由几何体的三视图得到几何体为组合体,下面是底面为正方体,上面是半径为的半球,
所以几何体的体积为2×2×2+=8+
故选C.
【点评】本题考查了组合体的三视图以及体积的计算;关键是明确几何体的形状,由体积公式计算.
5.双曲线E:﹣=1(a>0,b>0)的一个焦点F到E的渐近线的距离为,则E的离心率是( )
A. B. C.2 D.3
【考点】双曲线的简单性质.
【分析】根据题意,求出双曲线的焦点坐标以及渐近线方程,由点到直线的距离公式计算可得焦点F到渐近线ay﹣bx=0的距离为b,结合题意可得b=,由双曲线的几何性质可得c==2a,进而由双曲线离心率公式计算可得答案.
【解答】解:根据题意,双曲线E:﹣=1的焦点在x轴上,则其渐近线方程为y=±x,即ay±bx=0,
设F(c,0),F到渐近线ay﹣bx=0的距离d===b,
又由双曲线E:﹣=1的一个焦点F到E的渐近线的距离为,
则b=,
c==2a,
故双曲线的离心率e==2;
故选:C.
【点评】本题考查双曲线的几何性质,注意“双曲线的焦点到其渐近线的距离为b”.
6.将编号为1,2,3,4,5,6的六个小球放入编号为1,2,3,4,5,6的六个盒子,每个盒子放一个小球,若有且只有三个盒子的编号与放入的小球编号相同,则不同的放法总数是( )
A.40 B.60 C.80 D.100
【考点】排列、组合的实际应用.
【分析】根据题意,分2步进行分析:①、在六个盒子中任选3个,放入与其编号相同的小球,由组合数公式可得放法数目,②、假设剩下的3个盒子的编号为4、5、6,依次分析4、5、6号小球的放法数目即可;进而由分步计数原理计算可得答案.
【解答】解:根据题意,有且只有三个盒子的编号与放入的小球编号相同,
在六个盒子中任选3个,放入与其编号相同的小球,有C63=20种选法,
剩下的3个盒子的编号与放入的小球编号不相同,假设这3个盒子的编号为4、5、6,
则4号小球可以放进5、6号盒子,有2种选法,
剩下的2个小球放进剩下的2个盒子,有1种情况,
则不同的放法总数是20×2×1=40;
故选:A.
【点评】本题考查排列、组合的综合应用,关键是编号与放入的小球编号不相同的情况数目的分析.
7.已知MOD函数是一个求余函数,记MOD(m,n)表示m除以n的余数,例如MOD(8,3)=2.如图是某个算法的程序框图,若输入m的值为48时,则输出i的值为( )
A.7 B.8 C.9 D.10
【考点】程序框图.
【分析】模拟执行程序框图,根据题意,依次计算MOD(m,n)的值,由题意∈N*,从而得解.
【解答】解:模拟执行程序框图,可得:
n=2,i=0,m=48,
满足条件n≤48,满足条件MOD(48,2)=0,i=1,n=3,
满足条件n≤48,满足条件MOD(48,3)=0,i=2,n=4,
满足条件n≤48,满足条件MOD(48,4)=0,i=3,n=5,
满足条件n≤48,不满足条件MOD(48,5)=0,n=6,
…
∵∈N*,可得:2,3,4,6,8,12,16,24,48,
∴共要循环9次,故i=9.
故选:C.
【点评】本题主要考查了循环结构的程序框图,依次正确写出每次循环得到的MOD(m,n)的值是解题的关键.
8.已知函数,其中ω>0.若对x∈R恒成立,则ω的最小值为( )
A.2 B.4 C.10 D.16
【考点】正弦函数的图象.
【分析】由题意根据正弦函数的最大值,正弦函数的图象的对称性,可得ω•+=2kπ+,k∈Z,由此求得ω的最小值.
【解答】解:∵函数,其中ω>0.若对x∈R恒成立,
∴ω•+=2kπ+,k∈Z,即ω=24k+4,故ω的最小值为4,
故选:B.
【点评】本题主要考查正弦函数的最大值,正弦函数的图象的对称性,属于基础题.
9.已知0<c<1,a>b>1,下列不等式成立的是( )
A.ca>cb B. C.bac>abc D.logac>logbc
【考点】命题的真假判断与应用;不等式的基本性质.
【分析】根据指数函数,对数函数,幂函数的单调性,结合不等式的基本性质,逐一分析四个答案的真假,可得结论.
【解答】解:∵0<c<1,a>b>1,
故ca<cb,故A不成立;
故ac>bc,ab﹣bc>ab﹣ac,即b(a﹣c)>a(b﹣c),即,故B不成立;
ac﹣1>bc﹣1,ab>0,故bac<abc,故C不成立;
logca<logcb<0,故logac>logbc,故D成立,
故选:D.
【点评】本题以命题的真假判断与应用为载体,考查了不等式的基本性质,指数函数,对数函数,幂函数的单调性,难度中档.
10.正方形ABCD与等边三角形BCE有公共边BC,若∠ABE=120°,则BE与平面ABCD所成角的大小为( )
A. B. C. D.
【考点】直线与平面所成的角.
【分析】如图所示,EO⊥平面ABCD,OF⊥AB,EF⊥AB,则∠EBO为BE与平面ABCD所成角,设EB=2a,求出EO=a,即可求出BE与平面ABCD所成角.
【解答】解:如图所示,EO⊥平面ABCD,OF⊥AB,EF⊥AB,
则∠EBO为BE与平面ABCD所成角,
设EB=2a,则EF=a,OF=a,
∴EO=a,
∴sin∠EBO=,
∵0<∠EBO<,
∴∠EBO=.
故选C.
【点评】本题考查线面角,考查学生的计算能力,正确作出线面角是关键.
11.过抛物线y2=4x的焦点F作互相垂直的弦AC,BD,则点A,B,C,D所构成四边形的面积的最小值为( )
A.16 B.32 C.48 D.64
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】设直线AB的方程为y=k(x﹣1),由,消去y得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,由弦长公式得|AB|,以﹣换k得|CD|,故所求面积为S=|AB||CD|=8(+2)即可求最值.
【解答】解:设直线AB的斜率为k(k≠0),则直线CD的斜率为﹣,
直线AB的方程为y=k(x﹣1),
由,消去y得k2x2﹣(2k2+4)x+k2=0,
,
由弦长公式得|AB|==×=,
以﹣换k得|CD|=4k2+4,
∵AB、CD互相垂直
故所求面积为S=|AB||CD|=8(+2)≥8(2)≥32(当k2=1时取等号),
即面积的最小值为32.故选:B
【点评】题考查抛物线方程的求法,考查四边形面积的最小值的求法,考查弦长的表达式的求法,解题时要认真审题,注意弦长公式的灵活运用,属于中档题.
12.如图,在直角梯形ABCD中,AB⊥AD,AB∥DC,AB=2,AD=DC=1,图中圆弧所在圆的圆心为点C,半径为,且点P在图中阴影部分(包括边界)运动.若=x+y,其中x,y∈R,则4x﹣y的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【考点】向量的线性运算性质及几何意义.
【分析】建立直角坐标系,写出点的坐标与圆的方程;
设出点P的坐标,求出三个向量坐标,将P的坐标代入圆的方程求出4x﹣y的取值范围.
【解答】解:以A为坐标原点,AB为x轴,DA为y轴建立平面直角坐标系则
A(0,0),D(0,1),C(1,1),B(2,0)
直线BD的方程为x+2y﹣2=0,C到BD的距离d=;
∴以点C为圆心,以为半径的圆方程为(x﹣1)2+(y﹣1)2=,
设P(m,n)则=(m,n),=(2,0),=(﹣1,1);
∴(m,n)=(2x﹣y,y)
∴m=2x﹣y,n=y,
∵P在圆内或圆上
∴(2x﹣y﹣1)2+(y﹣1)2≤,
设4x﹣y=t,则y=4x﹣t,代入上式整理得
80x2﹣(48t+32)x+8t2+7≤0,
设f(x)=80x2﹣(48t+32)x+8t2+7,x∈[,],
则,
解得2≤t≤3+,
∴4x﹣y的取值范围是[2,3+].
故选:B.
【点评】本题考查了直线与圆的应用问题,也考查了数形结合应用问题,是综合题.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.二项式的展开式中,常数项是 28 .
【考点】二项式系数的性质.
【分析】利用通项公式即可得出.
【解答】解:通项公式Tr+1=x8﹣r=(﹣1)r,
令8﹣=0,解得r=6.
∴常数项==28.
故答案为:28.
【点评】本题考查了二项式定理的应用,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
14.已知随机变量X服从正态分布N(2,σ2),且P(0≤X≤2)=0.3,则P(X>4)= 0.2 .
【考点】正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义.
【分析】根据随机变量X服从正态分布,可知正态曲线的对称轴,利用对称性,即可求得P(X>4).
【解答】解:∵随机变量X服从正态分布N(2,o2),
∴正态曲线的对称轴是x=2
∵P(0≤X≤2)=0.3,
∴P(X>4)=0.5﹣0.3=0.2,
故答案为0.2.
【点评】本题主要考查正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义、函数图象对称性的应用等基础知识,属于基础题.
15.我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有蒲(水生植物名)生一日,长三尺;莞(植物名,俗称水葱、席子草)生一日,长一尺.蒲生日自半,莞生日自倍.问几何日而长等?”意思是:今有蒲生长1日,长为3尺;莞生长1日,长为1尺.蒲的生长逐日减半,莞的生长逐日增加1倍.若蒲、莞长度相等,则所需的时间约为 2.6 日.(结果保留一位小数,参考数据:lg2≈0.30,lg3≈0.48)
【考点】数列的应用.
【分析】设蒲(水生植物名)的长度组成等比数列{an},其a1=3,公比为,其前n项和为An.莞(植物名)的长度组成等比数列{bn},其b1=1,公比为2,其前n项和为Bn.利用等比数列的前n项和公式及其对数的运算性质即可得出.
【解答】解:设蒲(水生植物名)的长度组成等比数列{an},其a1=3,公比为,其前n项和为An.
莞(植物名)的长度组成等比数列{bn},其b1=1,公比为2,
其前n项和为Bn.则An=,Bn=,
由题意可得: =,化为:2n+=7,
解得2n=6,2n=1(舍去).
∴n==1+≈2.6.
∴估计2.6日蒲、莞长度相等,
故答案为:2.6.
【点评】本题考查了等比数列的通项公式与求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
16.已知函数f(x)=(x﹣2)ex﹣+kx(k是常数,e是自然对数的底数,e=2.71828…)在区间(0,2)内存在两个极值点,则实数k的取值范围是 (1,e)∪(e,e2) .
【考点】利用导数研究函数的极值.
【分析】求出函数的导数,问题转化为k=ex在(0,2)的交点问题,求出k的范围即可.
【解答】解:f′(x)=(x﹣1)ex﹣k(x﹣1)=(x﹣1)(ex﹣k),
若f(x)在(0,2)内存在两个极值点,
则f′(x)=0在(0,2)有2个解,
令f′(x)=0,解得:x=1或k=ex,
而y=ex(0<x<2)的值域是(1,e2),
故k∈(1,e)∪(e,e2),
故答案为:(1,e)∪(e,e2).
【点评】本题考查了函数的单调性问题,考查导数的应用以及转化思想,是一道中档题.
三、解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(12分)(2017•资阳模拟)在△ABC中,内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sin2.
(Ⅰ) 求角A的大小;
(Ⅱ) 若b+c=2,求a的取值范围.
【考点】余弦定理;正弦定理.
【分析】(Ⅰ)由已知利用三角函数恒等变换的应用化简可得,由0<B+C<π,可求,进而可求A的值.
(Ⅱ)根据余弦定理,得a2=(b﹣1)2+3,又b+c=2,可求范围0<b<2,进而可求a的取值范围.
【解答】(本小题满分12分)
解:(Ⅰ)由已知得,(2分)
化简得,
整理得,即,(4分)
由于0<B+C<π,则,
所以.(6分)
(Ⅱ)根据余弦定理,得(8分)
=b2+c2+bc
=b2+(2﹣b)2+b(2﹣b)
=b2﹣2b+4
=(b﹣1)2+3.(10分)
又由b+c=2,知0<b<2,可得3≤a2<4,
所以a的取值范围是.(12分)
【点评】本题主要考查了三角函数恒等变换的应用,余弦定理在解三角形中的应用,考查了转化思想和计算能力,属于中档题.
18.(12分)(2017•资阳模拟)共享单车是指由企业在校园、公交站点、商业区、公共服务区等场所提供的自行车单车共享服务,由于其依托“互联网+”,符合“低碳出行”的理念,已越来越多地引起了人们的关注.某部门为了对该城市共享单车加强监管,随机选取了100人就该城市共享单车的推行情况进行问卷调查,并将问卷中的这100人根据其满意度评分值(百分制)按照[50,60),[60,70),…,[90,100]分成5组,制成如图所示频率分直方图.
(Ⅰ) 求图中x的值;
(Ⅱ) 已知满意度评分值在[90,100]内的男生数与女生数的比为2:1,若在满意度评分值为[90,100]的人中随机抽取4人进行座谈,设其中的女生人数为随机变量X,求X的分布列和数学期望.
【考点】离散型随机变量的期望与方差;频率分布直方图;离散型随机变量及其分布列.
【分析】(I)利用频率分布直方图的性质即可得出.
(II)利用超几何分布列的概率与数学期望计算公式即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)由(0.005+0.021+0.035+0.030+x)×10=1,解得x=0.009.(4分)
(Ⅱ)满意度评分值在[90,100]内有100×0.009×10=9人,
其中男生6人,女生3人.
则X的值可以为0,1,2,3.,,,.(9分)
则X分布列如下:
X
0
1
2
3
P
(10分)
所以X的期望.(12分)
【点评】本题考查了频率分布直方图的性质、超几何分布列的概率与数学期望计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
19.(12分)(2017•资阳模拟)如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,底面△ABC是等边三角形,侧面AA1B1B为正方形,且AA1⊥平面ABC,D为线段AB上的一点.
(Ⅰ) 若BC1∥平面A1CD,确定D的位置,并说明理由;
(Ⅱ) 在(Ⅰ)的条件下,求二面角A1D﹣C﹣BC1的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.
【分析】(Ⅰ)D为AB的中点,理由如下:连接AC1,交A1C于点E,可知E为AC1的中点,连接DE,利用线面平行的性质定理、三角形中平行线的性质即可得出.
(Ⅱ)不妨设AB=2,分别取BC,B1C1的中点O,O1,连接AO,OO1,可知OB,OO1,OA两两互相垂直,建立如图的空间直角坐标系O﹣xyz.利用线面垂直的性质定理、向量垂直与数量积的关系可得:平面A1CD的法向量,又平面BCC1的一个法向量=(0,0,1),利用向量夹角公式即可得出.
【解答】解:(Ⅰ)D为AB的中点,理由如下:
连接AC1,交A1C于点E,可知E为AC1的中点,连接DE,
因为BC1∥平面A1CD,
平面ABC1∩平面A1CD=DE,
所以BC1∥DE,
故D为AB的中点.(4分)
(Ⅱ)不妨设AB=2,分别取BC,B1C1的中点O,O1,连接AO,OO1,可知OB,OO1,OA两两互相垂直,建立如图的空间直角坐标系O﹣xyz.
知,
则,,
设面A1CD的法向量m=(x,y,z),
由得
令x=1,得A1CD的一个法向量为,
又平面BCC1的一个法向量n=(0,0,1),
设二面角A1D﹣C﹣BC1的平面角为α,
则.
即该二面角的余弦值为.(12分)
【点评】本题考查了线面垂直与平行的判定与性质定理、向量垂直与数量积的关系、平面法向量的应用、向量夹角公式、三角形中位线定理,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
20.(12分)(2017•资阳模拟)如图,在平面直角坐标系xOy中,椭圆Ω:的离心率为,直线l:y=2上的点和椭圆Ω上的点的距离的最小值为1.
(Ⅰ) 求椭圆Ω的方程;
(Ⅱ) 已知椭圆Ω的上顶点为A,点B,C是Ω上的不同于A的两点,且点B,C关于原点对称,直线AB,AC分别交直线l于点E,F.记直线AC与AB的斜率分别为k1,k2
①求证:k1•k2为定值;
②求△CEF的面积的最小值.
【考点】直线与椭圆的位置关系.
【分析】(Ⅰ)由题知b=1,由,b=1,联立解出即可得出.
(Ⅱ)①证法一:设B(x0,y0)(y0>0),则,因为点B,C关于原点对称,则C(﹣x0,﹣y0),利用斜率计算公式即可得出.
证法二:直线AC的方程为y=k1x+1,与椭圆方程联立可得坐标,即可得出.
②直线AC的方程为y=k1x+1,直线AB的方程为y=k2x+1,不妨设k1>0,则k2<0,令y=2,得,可得△CEF的面积.
【解答】解:(Ⅰ)由题知b=1,由,
所以a2=2,b2=1.
故椭圆的方程为. (3分)
(Ⅱ)①证法一:设B(x0,y0)(y0>0),则,
因为点B,C关于原点对称,则C(﹣x0,﹣y0),
所以.(6分)
证法二:直线AC的方程为y=k1x+1,
由得,
解得,同理,
因为B,O,C三点共线,则由,
整理得(k1+k2)(2k1k2+1)=0,
所以.(6分)
②直线AC的方程为y=k1x+1,直线AB的方程为y=k2x+1,不妨设k1>0,则k2<0,
令y=2,得,
而,
所以,△CEF的面积=
=.(8分)
由得,
则S△CEF=,当且仅当取得等号,
所以△CEF的面积的最小值为.(12分)
【点评】本题考查了椭圆的标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题、一元二次方程的根与系数的关系、项斜率计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
21.(12分)(2017•资阳模拟)已知函数f(x)=ln(x+1)+ax,其中a∈R.
(Ⅰ) 当a=﹣1时,求证:f(x)≤0;
(Ⅱ) 对任意x2≥ex1>0,存在x∈(﹣1,+∞),使成立,求a的取值范围.(其中e是自然对数的底数,e=2.71828…)
【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(Ⅰ)求出函数的导数,通过讨论a的范围,求出函数的单调区间,从而证明结论即可;
(Ⅱ)令,问题转化为,设,根据函数的单调性证明即可.
【解答】解:(Ⅰ)证明:当 a=﹣1时,f(x)=ln(x+1)﹣x(x>﹣1),
则,令f'(x)=0,得x=0.
当﹣1<x<0时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x>0时,f'(x)<0,f(x)单调递减.
故当x=0时,函数f(x)取得极大值,也为最大值,
所以f(x)max=f(0)=0,
所以,f(x)≤0,得证.
(Ⅱ)不等式,
即为.
而
=.
令.故对任意t≥e,存在x∈(﹣1,+∞),使恒成立,
所以,
设,则,
设u(t)=t﹣1﹣lnt,知对于t≥e恒成立,
则u(t)=t﹣1﹣lnt为[e,+∞)上的增函数,
于是u(t)=t﹣1﹣lnt≥u(e)=e﹣2>0,
即对于t≥e恒成立,
所以为[e,+∞)上的增函数,
所以;
设p(x)=﹣f(x)﹣a,即p(x)=﹣ln(x+1)﹣ax﹣a,
当a≥0时,p(x)为(0,+∞)上的减函数,
且其值域为R,可知符合题意.
当a<0时,,由p'(x)=0可得,
由p'(x)>0得,则p(x)在上为增函数,
由p'(x)<0得,则p(x)在上为减函数,
所以.
从而由,解得,
综上所述,a的取值范围是.
【点评】本题考查了函数的单调性、最值问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,转化思想,是一道综合题.
请考生在22,23题中任选一题作答,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](共1小题,满分10分)
22.(10分)(2017•资阳模拟)已知在平面直角坐标系中,曲线C1的参数方程是(θ为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程是ρ=2sinθ.
(Ⅰ) 求曲线C1与C2交点的平面直角坐标;
(Ⅱ) 点A,B分别在曲线C1,C2上,当|AB|最大时,求△OAB的面积(O为坐标原点).
【考点】参数方程化成普通方程;简单曲线的极坐标方程.
【分析】(Ⅰ)由消去θ化为普通方程,由ρ=2sinθ,得ρ2=2ρsinθ,得x2+y2=2y,联立求出交点的直角坐标,化为极坐标得答案;
(Ⅱ) 由平面几何知识可知,A,C1,C2,B依次排列且共线时|AB|最大,求出|AB|及O到AB的距离代入三角形的面积公式得答案.
【解答】解:(Ⅰ)由得
则曲线C1的普通方程为(x+1)2+y2=1.
又由ρ=2sinθ,得ρ2=2ρsinθ,得x2+y2=2y.
把两式作差得,y=﹣x,代入x2+y2=2y,
可得交点坐标为为(0,0),(﹣1,1).
(Ⅱ) 由平面几何知识可知,
当A,C1,C2,B依次排列且共线时,|AB|最大,此时,
直线AB的方程为x﹣y+1=0,则O到AB的距离为,
所以△OAB的面积为.(10分)
【点评】本题考查了参数方程化普通方程,极坐标与直角坐标的互化,考查学生的计算能力,是中档题.
[选修4-5:不等式选讲](共1小题,满分0分)
23.(2017•资阳模拟)已知函数f(x)=|x+1|.
(Ⅰ) 解不等式f(x+8)≥10﹣f(x);
(Ⅱ) 若|x|>1,|y|<1,求证:f(y)<|x|•f().
【考点】绝对值三角不等式;绝对值不等式的解法.
【分析】(Ⅰ) 分类讨论,解不等式f(x+8)≥10﹣f(x);
(Ⅱ)利用分析法证明不等式.
【解答】(Ⅰ)解:原不等式即为|x+9|≥10﹣|x+1|.
当x<﹣9时,则﹣x﹣9≥10+x+1,解得x≤﹣10;
当﹣9≤x≤﹣1时,则x+9≥10+x+1,此时不成立;
当x>﹣1时,则x+9≥10﹣x﹣1,解得x≥0.
所以原不等式的解集为{x|x≤﹣10或x≥0}.
(Ⅱ)证明:要证,即,只需证明.
则有==
==.
因为|x|2>1,|y|2<1,则=,
所以,原不等式得证.(10分)
【点评】本题考查不等式的解法,考查不等式的证明,考查分析法的运用,属于中档题.
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