2021年北京市延庆区高考数学一模试卷
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一、选择题:本大题共10小题,每小题4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.(4分)已知全集U={﹣1,0,1,2,3},集合A={0,1,2},B={﹣1,0,1},则(∁UA)∪B=( )
A.{﹣1} B.{0,1} C.{﹣1,2,3} D.{﹣1,0,1,3}
2.(4分)已知{an}为无穷等比数列,且公比0<q<1,记Sn为{an}的前n项和,则下面结论正确的是( )
A.a3<a2 B.a1×a2>0
C.{an}是递减数列 D.Sn存在最小值
3.(4分)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过点F的直线l交抛物线C于A,B两点,若|AB|=8,则线段AB的中点M的横坐标为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
4.(4分)设x∈R,则“x2﹣5x+6<0”是“|x﹣2|<1”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
5.(4分)某四棱锥的三视图如图所示,其中正(主)视图是等腰直角三角形,侧(左)视图是直角三角形,俯视图是直角梯形,则该四棱锥的体积是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
6.(4分)在平面直角坐标系xOy中,直线l的方程为y=k(x+1)+3,以点(1,1)为圆心且与直线l相切的所有圆中,半径最大的圆的半径为( )
A.2 B. C.4 D.8
7.(4分)已知定义在R上的幂函数f(x)=xm(m为实数)过点A(2,8),记a=f(log0.53),b=f(log25),c=f(m),则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.a<c<b C.c<a<b D.c<b<a
8.(4分)设D为△ABC所在平面内一点,,则( )
A. B.
C. D.
9.(4分)已知函数则不等式f(x)﹣2x>0的解集是( )
A.(﹣1,0)∪(0,1) B.(﹣1,1)
C.(0,1) D.(﹣1,+∞)
10.(4分)酒驾是严重危害交通安全的违法行为.根据规定:驾驶员的100mL血液中酒精含量为[0,20)mg,不构成饮酒驾车行为(不违法),达到[20,80)mg的即为酒后驾车,80mg及以上为醉酒驾车.某驾驶员喝了一定量的酒后,其血液中的酒精含量上升到了1.6mg/mL,若在停止喝酒后,他血液中酒精含量每小时减少20%,要想不构成酒驾行为,那么他至少经过( )(参考数据:0.84=0.41,)
A.4小时 B.6小时 C.8小时 D.10小时
二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。
11.(5分)若复数z=(1﹣2i)(a+i)(i为虚数单位)是纯虚数,则a= .
12.(5分)已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线过点(2,),则双曲线的离心率为 .
13.(5分)在二项式的展开式中,系数为有理数的项的个数是 .
14.(5分)已知△ABC的面积为2,AB=2,∠B=,则= .
15.(5分)同学们,你们是否注意到:自然下垂的铁链;空旷的田野上,两根电线杆之间的电线;峡谷的上空,横跨深涧的观光索道的钢索.这些现象中都有相似的曲线形态.事实上,这些曲线在数学上常常被称为悬链线.悬链线的相关理论在工程、航海、光学等方面有广泛的应用.在恰当的坐标系中,这类函数的表达式可以为f(x)=aex+be﹣x(其中a,b是非零常数,无理数e=2.71828…),对于函数f(x)以下结论正确的是 .
①如果a=b,那么函数f(x)为奇函数;
②如果ab<0,那么f(x)为单调函数;
③如果ab>0,那么函数f(x)没有零点;
④如果ab=1,那么函数f(x)的最小值为2.
三、解答题:本大题共6小题,共85分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
16.(13分)已知函数(a>0),再从条件①,条件②中选择一个作为已知,求:
(Ⅰ)a的值;
(Ⅱ)将f(x)的图象向右平移个单位得到g(x)的图象,求函数g(x)的单调增区间.
条件①:f(x)的最大值为2;
条件②:.
17.(14分)如图,四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的底面ABCD是边长为2的正方形,侧面ADD1A1为矩形,且侧面ADD1A1⊥底面ABCD,AA1=4,E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.
(Ⅰ)求证:MN∥平面C1DE;
(Ⅱ)求二面角D﹣C1E﹣B1的余弦值.
18.(14分)2022年第24届冬季奥林匹克运动会,简称“北京张家口冬奥会”,将在2022年02月04日~2022年02月20日在北京市和张家口市联合举行,这是中国历史上第一次举办冬季奥运会,北京将承办所有冰上项目,延庆和张家口将承办所有的雪上项目.如表是截取了2月5日和2月6日两天的赛程表:
2022年北京冬奥会赛程表(第七版,发布自2020年11月)
2022年
2月
北京赛区
延庆赛区
张家口赛区
开闭幕式
冰壶
冰球
速度
滑冰
短道
速滑
花
样
滑
冰
高
山
滑
雪
有舵雪橇
钢架雪车
无舵雪橇
跳台滑雪
北欧两项
越野滑雪
单板滑雪
冬季两项
自由式
滑雪
当
日
决
赛
数
5(六)
*
*
1
1
*
1
1
*
1
1
6
6(日)
*
*
1
*
1
1
1
1
1
1
7
说明:“*”代表当日有不是决赛的比赛;数字代表当日有相应数量的决赛.
(Ⅰ)(ⅰ)若在这两天每天随机观看一个比赛项目,求恰好看到冰壶和冰球的概率;
(ⅱ)若在这两天每天随机观看一场决赛,求两场决赛恰好在同一赛区的概率;
(Ⅱ)若在2月6日(星期日)的所有决赛中观看三场,记X为赛区的个数,求X的分布列及期望E(X).
19.(15分)已知函数f(x)=﹣lnx+2x﹣2.
(Ⅰ)求曲线y=f(x)的斜率等于1的切线方程;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值;
(Ⅲ)设g(x)=x2f(x)﹣2f(x),判断函数g(x)的零点个数,并说明理由.
20.(15分)已知椭圆经过点,离心率.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设AB是经过椭圆右焦点F的一条弦(不经过点P且A在B的上方),直线AB与直线x=2相交于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为k1,k2,k3,将k1、k2、k3如何排列能构成一个等差数列,证明你的结论.
21.(14分)若无穷数列{an}满足:∃m∈N*,对于∀n≥n0(n0∈N*),都有=q(其中q为常数),则称{an}具有性质“Q(m,n0,q)”.
(Ⅰ)若{an}具有性质“Q(3,2,2)”,且a2=a4=2,a6+a7+a8=18,求a3;
(Ⅱ)若无穷数列{bn}是等差数列,无穷数列{cn}是公比为的等比数列,b3=c3=4,b1+c1=c2,an=bn+cn,判断{an}是否具有性质“Q(2,1,2)”,并说明理由;
(Ⅲ)设{an}既具有性质“Q(i,1,q1)”,又具有性质“Q(j,1,q2)”,其中i,j∈N*,i<j,求证:{an}具有性质“”.
2021年北京市延庆区高考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共10小题,每小题4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.(4分)已知全集U={﹣1,0,1,2,3},集合A={0,1,2},B={﹣1,0,1},则(∁UA)∪B=( )
A.{﹣1} B.{0,1} C.{﹣1,2,3} D.{﹣1,0,1,3}
【分析】进行补集、并集的运算即可.
【解答】解:∵U={﹣1,0,1,2,3},A={0,1,2},B={﹣1,0,1},
∴∁UA={﹣1,3},(∁UA)∪B={﹣1,0,1,3}.
故选:D.
【点评】本题考查了列举法的定义,并集和补集的运算,考查了计算能力,属于基础题.
2.(4分)已知{an}为无穷等比数列,且公比0<q<1,记Sn为{an}的前n项和,则下面结论正确的是( )
A.a3<a2 B.a1×a2>0
C.{an}是递减数列 D.Sn存在最小值
【分析】利用反例:数列{an}以﹣2为首项,以为公比的等比数列,分别检验各选项即可判断.
【解答】解:例如数列{an}以﹣2为首项,以为公比的等比数列,
a2=﹣1,a3=,A,C,D显然错误;
a1•a2=>0一定成立,B正确;
故选:B.
【点评】本题主要考查了等比数列的性质,属于基础题.
3.(4分)已知F为抛物线C:y2=4x的焦点,过点F的直线l交抛物线C于A,B两点,若|AB|=8,则线段AB的中点M的横坐标为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】根据题意,作出抛物线的简图,求出抛物线的焦点坐标以及准线方程,分析可得MN为直角梯形ABDC中位线,由抛物线的定义分析可得答案.
【解答】解:如图,抛物线y2=4x的焦点为F(1,0),准线为x=﹣1,即x+1=0.
分别过A,B作准线的垂线,垂足为C,D,
则有|AB|=|AF|+|BF|=|AC|+|BD|=8.
过AB的中点M作准线的垂线,垂足为N,
则MN为直角梯形ABDC中位线,
则|MN|=(|AC|+|BD|)=4,所以M的横坐标为:3.
故选:B.
【点评】本题考查抛物线的几何性质以及抛物线的定义,注意利用抛物线的定义进行转化分析,是中档题.
4.(4分)设x∈R,则“x2﹣5x+6<0”是“|x﹣2|<1”的( )
A.充分而不必要条件 B.必要而不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】利用不等式的解法分别化简“x2﹣5x+6<0”是“|x﹣2|<1”,进而判断出关系.
【解答】解:由x2﹣5x+6<0,解得2<x<3;
由|x﹣2|<1,化为:﹣1<x﹣2<1,解得:1<x<3.
由2<x<3⇒1<x<3,反之不成立.
∴“x2﹣5x+6<0”是“|x﹣2|<1”的充分而不必要条件,
故选:A.
【点评】本题考查了不等式的解法、简易逻辑的判定方法,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
5.(4分)某四棱锥的三视图如图所示,其中正(主)视图是等腰直角三角形,侧(左)视图是直角三角形,俯视图是直角梯形,则该四棱锥的体积是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】由三视图还原原几何体,该几何体为四棱锥,底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,AB⊥AD,PA⊥底面ABCD,且PA=AD=2,AB=BC=1,再由棱锥体积公式求解.
【解答】解:由三视图还原原几何体如图,
该几何体为四棱锥,底面ABCD为直角梯形,AD∥BC,AB⊥AD,
PA⊥底面ABCD,且PA=AD=2,AB=BC=1,
则该几何体的体积为V=.
故选:A.
【点评】本题考查由三视图求面积、体积,关键是由三视图还原原几何体,是中档题.
6.(4分)在平面直角坐标系xOy中,直线l的方程为y=k(x+1)+3,以点(1,1)为圆心且与直线l相切的所有圆中,半径最大的圆的半径为( )
A.2 B. C.4 D.8
【分析】由直线方程求得直线所过定点坐标,再由两点间的距离公式得答案.
【解答】解:直线y=k(x+1)+3过定点P(﹣1,3),
已知点的坐标为M(1,1),
则以点M(1,1)为圆心且与直线l相切的所有圆中,
半径最大的圆的半径为r=|PM|=.
故选:B.
【点评】本题考查直线与圆的位置关系,正确理解题意是关键,是基础题.
7.(4分)已知定义在R上的幂函数f(x)=xm(m为实数)过点A(2,8),记a=f(log0.53),b=f(log25),c=f(m),则a,b,c的大小关系为( )
A.a<b<c B.a<c<b C.c<a<b D.c<b<a
【分析】求出函数f(x)的解析式,根据函数的单调性求出a,b,c的大小关系即可.
【解答】解:将A(2,8)代入f(x),得:2m=8,解得:m=3,
故f(x)=x3,f′(x)=3x2≥0,f(x)在R单调递增,
而log0.53<0,2<log25<3,m=3,
故a<b<c,故选:A.
【点评】本题考查了幂函数的定义,考查函数的单调性问题,考查函数值的大小比较,是基础题.
8.(4分)设D为△ABC所在平面内一点,,则( )
A. B.
C. D.
【分析】根据向量的加法法则进行求解转化即可.
【解答】解:由题意可知,D为△ABC所在平面内的一点,如图所示,
则有①,
②,
因为,代入①中可得③,
由②③可得,.
故选:B.
【点评】本题考查了平面向量加法法则的基本运算,考查了逻辑推理能力与化简运算能力,属于基础题.
9.(4分)已知函数则不等式f(x)﹣2x>0的解集是( )
A.(﹣1,0)∪(0,1) B.(﹣1,1)
C.(0,1) D.(﹣1,+∞)
【分析】分别画出函数y=f(x)与y=2x的图象,由图象可得答案.
【解答】解:分别画出函数y=f(x)与y=2x的图象,如图所示,
由图象可得不等式f(x)﹣2x>0的解集是(﹣1,0)∪(0,1)
故选:A.
【点评】本题考查了分段函数以及函数图象的画法,考查了不等式的解集,属于基础题.
10.(4分)酒驾是严重危害交通安全的违法行为.根据规定:驾驶员的100mL血液中酒精含量为[0,20)mg,不构成饮酒驾车行为(不违法),达到[20,80)mg的即为酒后驾车,80mg及以上为醉酒驾车.某驾驶员喝了一定量的酒后,其血液中的酒精含量上升到了1.6mg/mL,若在停止喝酒后,他血液中酒精含量每小时减少20%,要想不构成酒驾行为,那么他至少经过( )(参考数据:0.84=0.41,)
A.4小时 B.6小时 C.8小时 D.10小时
【分析】利用题中的条件,列出血液中酒精含量与酒后时间的关系式,再利用指数不等式,即可解出.
【解答】解:设酒后经过x小时后就不构成酒驾,
∴160×(1﹣20%)x<20,
∴0.8x<0.125,
∴x≥10,
故选:D.
【点评】本题考查了函数的实际应用,指数不等式的解法,学生的数学运算能力,属于基础题.
二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。
11.(5分)若复数z=(1﹣2i)(a+i)(i为虚数单位)是纯虚数,则a= ﹣2 .
【分析】先利用复数的乘法运算化简z,然后由纯虚数的定义求解即可.
【解答】解:因为z=(1﹣2i)(a+i)=(a+2)+(1﹣2a)i是纯虚数,
所以a+2=0且1﹣2a≠0,
解得a=﹣2.
故答案为:﹣2.
【点评】本题考查了复数的运算,以及复数的基本概念的运用,考查了化简运算能力,属于基础题.
12.(5分)已知双曲线﹣=1(a>0,b>0)的一条渐近线过点(2,),则双曲线的离心率为 .
【分析】求得双曲线的渐近线方程,由题意可得渐近线的斜率,再由离心率公式,计算可得所求值.
【解答】解:双曲线﹣=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,
由一条渐近线过点(2,),可得=,
则e====.
故答案为:.
【点评】本题考查双曲线的方程和性质,考查方程思想和运算能力,是一道基础题.
13.(5分)在二项式的展开式中,系数为有理数的项的个数是 4 .
【分析】写出通项公式,根据7﹣k为偶数求出k的值,再求出系数为有理数的项的个数.
【解答】解:二项式的展开式的通项公式为C7k()7﹣kxk,
当7﹣k为偶数时,此时系数为有理数,
则k=7,k=5,k=3,k=1,
故系数为有理数的项的个数是4个,
故答案为:4.
【点评】本题考查了二项式定理的展开式,考查了运算求解能力,属于基础题.
14.(5分)已知△ABC的面积为2,AB=2,∠B=,则= .
【分析】由已知利用三角形的面积公式可求BC的值,进而根据余弦定理可求AC的值,根据正弦定理即可求解的值.
【解答】解:因为△ABC的面积为2=AB•BC•sinB,AB=2,∠B=,
所以2=,可得BC=4,
所以由余弦定理可得AC===2,
所以===.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了三角形的面积公式,余弦定理,正弦定理在解三角形中的综合应用,考查了计算能力和转化思想,属于基础题.
15.(5分)同学们,你们是否注意到:自然下垂的铁链;空旷的田野上,两根电线杆之间的电线;峡谷的上空,横跨深涧的观光索道的钢索.这些现象中都有相似的曲线形态.事实上,这些曲线在数学上常常被称为悬链线.悬链线的相关理论在工程、航海、光学等方面有广泛的应用.在恰当的坐标系中,这类函数的表达式可以为f(x)=aex+be﹣x(其中a,b是非零常数,无理数e=2.71828…),对于函数f(x)以下结论正确的是 ②③ .
①如果a=b,那么函数f(x)为奇函数;
②如果ab<0,那么f(x)为单调函数;
③如果ab>0,那么函数f(x)没有零点;
④如果ab=1,那么函数f(x)的最小值为2.
【分析】①根据奇偶性定义可得f(x)为偶函数;
②由指数函数单调性对此题进行分析可知f(x)为单调函数;
③由ex>0,e﹣x>0可知f(x)没有零点;
④当a<0且b<0时f(x)有最大值.
【解答】解:当a=b时f(x)=aex+be﹣x=a(ex+e﹣x),函数f(x)定义为R且f(﹣x)=a(ex+e﹣x)=f(x),∴函数f(x)为偶函数.∴①错误;
∵y=ex是增函数且y>0,y=e﹣x是减函数且y>0.∴当a>0、b<0时函数f(x)为增函数,当a<0、b>0时函数f(x)为减函数,∴②正确;
∵ab>0,∴a、b同正或同负,又∵ex>0且e﹣x>0,∴f(x)一定不为零,∴函数f(x)没有零点;∴③正确;
当a=b=﹣1时,f(x)=﹣(ex+e﹣x)≤﹣2=﹣2,有最大值﹣2,∴④错误;
故答案为:②③.
【点评】本题考查函数的奇偶性、单调性、函数零点、函数最值、基本不等式、分类讨论思想、运算及推理能力,属于中档题.
三、解答题:本大题共6小题,共85分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
16.(13分)已知函数(a>0),再从条件①,条件②中选择一个作为已知,求:
(Ⅰ)a的值;
(Ⅱ)将f(x)的图象向右平移个单位得到g(x)的图象,求函数g(x)的单调增区间.
条件①:f(x)的最大值为2;
条件②:.
【分析】(Ⅰ)选①②时,直接利用正弦型函数的性质的应用求出函数的关系式,进一步求出a的值;
(Ⅱ)利用函数的图象的平移变换和整体思想的应用求出函数的单调区间.
【解答】解:(Ⅰ)选择①:因为,
所以,其中,
所以,又因为a>0,
所以a=1.
选择②:,
所以a=1.
(①不写不扣分,②每个值计算正确各给一分)
(Ⅱ)因为.
所以,
则,k∈Z,
整理得,k∈Z,
所以函数g(x)的单调增区间为.
【点评】本题考查的知识要点:三角函数关系式的变换,正弦型函数的性质的应用,函数的图象的平移变换和伸缩变换的应用,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于基础题.
17.(14分)如图,四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1的底面ABCD是边长为2的正方形,侧面ADD1A1为矩形,且侧面ADD1A1⊥底面ABCD,AA1=4,E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.
(Ⅰ)求证:MN∥平面C1DE;
(Ⅱ)求二面角D﹣C1E﹣B1的余弦值.
【分析】(Ⅰ)连结B1C,ME,利用中位线定理可证明四边形MNDE为平行四边形,从而得到MN∥ED,由线面平行的判定定理证明即可;
(Ⅱ)建立合适的空间直角坐标系,求出所需点的坐标和向量的坐标,利用待定系数法求出平面的法向量,然后由向量的夹角公式求解即可.
【解答】(Ⅰ)证明:连结B1C,ME,因为M,E分别为BB1,BC的中点,
所以ME∥B1C,且,
又因为N为A1D的中点,所以,
由题设知A1B1∥DC且A1B1=DC,可得B1C∥A1D且B1C=A1D,
故ME∥ND且ME=ND,因此四边形MNDE为平行四边形,
所以MN∥ED,
又MN⊄平面C1DE,ED⊂平面C1DE,
所以MN∥平面C1DE;
(Ⅱ)因为底面ABCD是正方形,所以CD⊥AD,
又因为侧面ADD1A1⊥底面ABCD,且侧面ADD1A1∩底面ABCD=AD,CD⊂平面ABCD,
所以CD⊥平面ADD1A1,又DD1⊂平面ADD1A1,
所以CD⊥DD1,又因为侧面ADD1A1为矩形,所以AD⊥DD1,
以点D为坐标原点建立空间直角坐标系D﹣xyz如图所示,
其中D(0,0,0),C1(0,2,4),E(1,2,0),C(0,2,0),
所以,,
因为CD⊥平面ADD1A1,所以DC⊥平面BCC1B1,
故为平面C1EB1的一个法向量,
设为平面DC1E面的法向量,
则,即,
令y=﹣2,可得,
所以,
因为二面角D﹣C1E﹣B1的平面角是钝角,
所以二面角D﹣C1E﹣B1的余弦值.
【点评】本题考查了立体几何的综合应用,涉及了线面平行的判定定理的应用,在求解有关空间角问题的时候,一般会建立合适的空间直角坐标系,将空间角问题转化为空间向量问题进行研究,属于中档题.
18.(14分)2022年第24届冬季奥林匹克运动会,简称“北京张家口冬奥会”,将在2022年02月04日~2022年02月20日在北京市和张家口市联合举行,这是中国历史上第一次举办冬季奥运会,北京将承办所有冰上项目,延庆和张家口将承办所有的雪上项目.如表是截取了2月5日和2月6日两天的赛程表:
2022年北京冬奥会赛程表(第七版,发布自2020年11月)
2022年
2月
北京赛区
延庆赛区
张家口赛区
开闭幕式
冰壶
冰球
速度
滑冰
短道
速滑
花
样
滑
冰
高
山
滑
雪
有舵雪橇
钢架雪车
无舵雪橇
跳台滑雪
北欧两项
越野滑雪
单板滑雪
冬季两项
自由式
滑雪
当
日
决
赛
数
5(六)
*
*
1
1
*
1
1
*
1
1
6
6(日)
*
*
1
*
1
1
1
1
1
1
7
说明:“*”代表当日有不是决赛的比赛;数字代表当日有相应数量的决赛.
(Ⅰ)(ⅰ)若在这两天每天随机观看一个比赛项目,求恰好看到冰壶和冰球的概率;
(ⅱ)若在这两天每天随机观看一场决赛,求两场决赛恰好在同一赛区的概率;
(Ⅱ)若在2月6日(星期日)的所有决赛中观看三场,记X为赛区的个数,求X的分布列及期望E(X).
【分析】(Ⅰ)(i) 记“在这两天每天随机观看一个项目,恰好看到冰壶冰球”为事件A,利用古典概型能求出恰好看到冰壶和冰球的概率.
(ii) 记“在这两天每天随机观看一场决赛,两场决赛恰好在同一赛区”为事件B,利用古典概型能求出两场决赛恰好在同一赛区的概率.
(Ⅱ)随机变量X的所有可能取值为1,2,3,分别求出相应的概率,由此能求出随机变量X的分布列和数学期望.
【解答】解:(Ⅰ)(i) 记“在这两天每天随机观看一个项目,恰好看到冰壶冰球”为事件A.
由表可知,在这两天每天随机观看一个项目,共有10×10=100种不同方法,
其中恰好看到冰壶冰球,共有2种不同方法.
所以,恰好看到冰壶和冰球的概率P(A)=.
(ii) 记“在这两天每天随机观看一场决赛,两场决赛恰好在同一赛区”为事件B.
由表可知,在这两天每天随机观看一场决赛共有6×7=42种不同方法,
其中两场决赛恰好在北京赛区共有2种不同方法,在张家口赛区共有4×4=16.
所以P(B)=.
(Ⅱ)随机变量X的所有可能取值为1,2,3.
根据题意,,
,
.
随机变量X的分布列是:
X
1
2
3
P
数学期望.
【点评】本题考查概率、离散型随机事件的分布列、数学期望的运算,考查古典概型、排列组合等基础知识,考查运算求解能力等数学核心素养,是中档题.
19.(15分)已知函数f(x)=﹣lnx+2x﹣2.
(Ⅰ)求曲线y=f(x)的斜率等于1的切线方程;
(Ⅱ)求函数f(x)的极值;
(Ⅲ)设g(x)=x2f(x)﹣2f(x),判断函数g(x)的零点个数,并说明理由.
【分析】(Ⅰ)设切点为(x0,y0),利用切点处的导数等于1求得切点坐标,即可求得切线方程;
(Ⅱ)利用导数研究函数的单调性,进一步分析极值;
(Ⅲ)由(Ⅱ)知,f(x)在上单调递减,在上单调递增,结合>0,f()<0,可得存在唯一,使得f(x0)=0,再由f(1)=0,g()=0且三个零点互不相同,可得函数g(x)有三个零点.
【解答】解:(Ⅰ)设切点为(x0,y0),∵,
∴,x0=1,y0=﹣ln1+2﹣2=0,
∴切线方程为y﹣0=1×(x﹣1),即y=x﹣1;
(Ⅱ)f(x)的定义域为(0,+∞).
令f'(x)=0,即,,
令f'(x)>0,得,令f'(x)<0,得,
故f(x)在上单调递减,在上单调递增,
∴f(x)存在极小值,无极大值;
(Ⅲ)函数g(x)=x2f(x)﹣2f(x)=(x2﹣2)f(x)有三个零点,理由如下:
由(Ⅱ)知,f(x)在上单调递减,在上单调递增,
且,,
∴存在唯一,使得f(x0)=0,
又∵f(1)=0+2﹣2=0,,
且三个零点互不相同,∴函数g(x)有三个零点.
【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,训练了利用导数求函数的极值与最值,考查函数零点的判定,考查逻辑推理能力及运算求解能力,属难题.
20.(15分)已知椭圆经过点,离心率.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)设AB是经过椭圆右焦点F的一条弦(不经过点P且A在B的上方),直线AB与直线x=2相交于点M,记PA,PB,PM的斜率分别为k1,k2,k3,将k1、k2、k3如何排列能构成一个等差数列,证明你的结论.
【分析】(Ⅰ)由椭圆C经过点,离心率,列方程组,解得a,b,c,即可得出答案.
(Ⅱ)椭圆右焦点坐标F(1,0),设A(x1,y1),B(x2,y2),直线AB的方程为y=k(x﹣1),联立椭圆的方程,结合韦达定理可得x1+x2,x1x2
通过直线的方程得点M坐标M(2,k),写出k1,k2,k3,发现k1+k2=2k3,即可得出答案.
【解答】解:(Ⅰ)由点在椭圆上得,①,
②,
由 ①②得c2=1,a2=2,b2=1,
故椭圆C的标准方程为.
(Ⅱ)k1、k3、k2或k2、k3、k1能构成一个等差数列,
证明:椭圆右焦点坐标F(1,0),显然直线AB斜率存在,
设AB的斜率为k,则直线AB的方程为y=k(x﹣1)③,
代入椭圆方程,
整理得(2k2+1)x2﹣4k2x+2(k2﹣1)=0,易知Δ>0,
设A(x1,y1),B(x2,y2),
则有④,
在方程③中,令x=2,得M(2,k),
所以k1=,k2=,k3==k﹣,
因为k1+k2=+=
=⑤,
将④代入⑤得k1+k2=,
而,
所以k1+k2=2k3,
即k3为k1、k2的等差中项,
所以k1、k3、k2或k2、k3、k1为等差数列.
【点评】本题考查椭圆的方程,直线与椭圆的位置关系,解题中需要一定的计算能力,属于中档题.
21.(14分)若无穷数列{an}满足:∃m∈N*,对于∀n≥n0(n0∈N*),都有=q(其中q为常数),则称{an}具有性质“Q(m,n0,q)”.
(Ⅰ)若{an}具有性质“Q(3,2,2)”,且a2=a4=2,a6+a7+a8=18,求a3;
(Ⅱ)若无穷数列{bn}是等差数列,无穷数列{cn}是公比为的等比数列,b3=c3=4,b1+c1=c2,an=bn+cn,判断{an}是否具有性质“Q(2,1,2)”,并说明理由;
(Ⅲ)设{an}既具有性质“Q(i,1,q1)”,又具有性质“Q(j,1,q2)”,其中i,j∈N*,i<j,求证:{an}具有性质“”.
【分析】(Ⅰ)由题意可得任意的n≥2,都有,即可求解.
(Ⅱ)由题意可得{bn}的公差,以及通项公式,同时可得{cn}的公比和通项公式,进而得到an,由新定义,即可判断.
(Ⅲ)由题意可得对任意n≥1,,,根据题意整理即可得证.
【解答】解:(Ⅰ)因为{an}具有性质“Q(3,2,2)”,所以,n≥2.
由a2=2,得a5=4,a8=8,由a4=2,得a7=4,
因为a6+a7+a8=18,所以a6=6,即a3=3.
(Ⅱ){an}不具有性质“Q(2,1,2)”
由等比数列{cn}的公比为,由 c3=4,得c1=16,故,
设等差数列{bn}的公差为d,由 c2=8,b1+c1=c2,
得b1=﹣8,由b3=4,所以d=6,故bn=6n﹣14,
所以.若{an}具有性质“Q(2,1,2)”,则,n≥1.
因为a4=12,,所以,故{an}不具有性质“Q(2,1,2)”,
(Ⅲ)证明:因为{an}具有性质“Q(i,1,q1)”,所以,n≥1.①
因为{an}具有性质“Q(j,1,q2)”,所以,n≥1.②
因为i,j∈N*,i<j,所以由①得;由②,得,
所以,即,
由①②,得,n≥1,
所以,n≥i+1,
所以{an}具有性质“”.
【点评】本题考查数列的新定义的理解和运用,以及等差数列和等比数列的定义和通项公式,考查化简运算求解能力,以及推理能力,属于难题.
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