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2022高考真题分类汇编数学
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1.解析:选D.由集合并集的定义,得A∪B={1,2,4,6},故选D.
2.解析:选A.由题意知M∩N={2,4},故选A.
3.解析:选A.因为集合B= eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(x|0≤xN0时,an=dn+a1-d>0,即d> eq \f(d-a1,n)对任意的n>N0,n∈N*均成立,由于n→+∞时, eq \f(d-a1,n)→0,且d≠0,所以d>0,{an}为递增数列,必要性成立.故选C.
11.解析:由题意知A∩B=(1,2).
答案:(1,2)
专题二 基本初等函数、导数及其应用
1.解析:选C.函数f(x)的定义域为R,f(-x)= eq \f(1,1+2-x)= eq \f(2x,1+2x),所以f(-x)+f(x)= eq \f(2x,1+2x)+ eq \f(1,1+2x)=1,故选C.
2.解析:选C.选项A中函数的定义域为(-∞,0)∪(0,+∞),选项B中函数的定义域为(0,+∞),选项C中函数的定义域为R,选项D中函数的定义域为[0,+∞),故选C.
3.解析:选A.方法一:(特殊值法)取x=1,则y= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(3-\f(1,3)))cs 1= eq \f(8,3)cs 1>0;取x=-1,则y= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3)-3))cs (-1)=- eq \f(8,3)cs 10,排除C.故选A.
4.解析:选C.由2a=5两边取以2为底的对数,得a=lg25.又b=lg83= eq \f(lg23,lg28)= eq \f(1,3)lg23,所以a-3b=lg25-lg23=lg2 eq \f(5,3)= eq \f(lg4\f(5,3),lg42)=2lg4 eq \f(5,3)=lg4 eq \f(25,9),所以4a-3b=4lg4 eq \f(25,9)= eq \f(25,9),故选C.
5.解析:选A.对于选项B,当x=1时,y=0,与图象不符,故排除B;对于选项D,当x=3时,y= eq \f(1,5)sin 3>0,与图象不符,故排除D;对于选项C,当x>0时,y= eq \f(2x cs x,x2+1)≤ eq \f(2x cs x,2x)=cs x≤1,与图象在y轴右侧最高点大于1不符,所以排除C.故选A.
6.解析:选B.由题意知,f(1)=a ln 1+b=b=-2.求导得f′(x)= eq \f(a,x)- eq \f(b,x2)(x>0),因为f(x)的定义域为(0,+∞),所以易得f′(1)=a-b=0,所以a=-2,所以f′(2)= eq \f(a,2)- eq \f(b,4)=- eq \f(1,2).故选B.
7.解析:选D.对于A选项,当T=220,P=1 026,即lg P=lg 1 026>lg 103=3时,根据图象可知,二氧化碳处于固态;对于B选项,当T=270,P=128,即lg P=lg 128∈(lg 102,lg 103),即lg P∈(2,3)时,根据图象可知,二氧化碳处于液态;对于C选项,当T=300,P=9 987,即lg P=lg 9 987 eq \f((lg 10)2-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(lg 9+lg 11,2)))\s\up12(2),lg 9·lg 10)= eq \f(1-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(lg 99,2)))\s\up12(2),lg 9)>0,所以a>0.b=8lg910-9=8lg eq \\al(\s\up1(10),\s\d1(9))-8lg89,因为lg910-lg89= eq \f(lg 10,lg 9)- eq \f(lg 9,lg 8)= eq \f(lg 10·lg 8-(lg 9)2,lg 9·lg 8)< eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(lg 10+lg 8,2)))\s\up12(2)-(lg 9)2,lg 9·lg 8)= eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(lg 80,2)))\s\up12(2)-\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(lg 81,2)))\s\up12(2),lg 9·lg 8)b.故选A.
9.解析:选AC.因为f(x)=x3-x+1,所以f′ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))=3x2-1,令f′(x)=3x2-1=0,得x=± eq \f(\r(3),3).由f′(x)=3x2-1>0得x> eq \f(\r(3),3)或xsin x(x>0)成立,所以 eq \f(1,8)>sin eq \f(1,8),得 eq \f(1,64)>sin2 eq \f(1,8),所以b>a.因为 eq \f(c,b)= eq \f(4sin\f(1,4),cs \f(1,4))=4tan eq \f(1,4),所以令g(x)=tan x-x,则g′(x)= eq \f(cs2x+sin2x,cs2x)-1= eq \f(1-cs2x,cs2x)≥0,所以函数g(x)在定义域内单调递增,所以当x>0时,g(x)>g(0)=0,即有tanx>x(x>0)成立,所以tan eq \f(1,4)> eq \f(1,4),即4 tan eq \f(1,4)>1,所以 eq \f(c,b)>1(b>0),即c>b.综上c>b>a.
13.解析:选A.因为f(1)=1,所以在f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x+y))+f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x-y))=f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x))f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(y))中,令y=1,得f(x+1)+f(x-1)=f(x)f(1),所以f(x+1)+f(x-1)=f(x) ①,所以f(x+2)+f(x)=f(x+1) ②.由①②相加,得f(x+2)+f(x-1)=0,故f(x+3)+f(x)=0,所以f(x+3)=-f(x),所以f(x+6)=-f(x+3)=f(x),所以函数f(x)的一个周期为6.在f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y)中,令x=1,y=0,得f(x)+f(x)=f(x)f(0),所以f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0))=2.令x=1,y=1,得f(2)+f(0)=f(1)f(1),所以f(2)=-1.由f(x+3)=-f(x),得f(3)=-f(0)=-2,f(4)=-f(1)=-1,f(5)=-f(2)=1,f(6)=-f(3)=2,所以f(1)+f(2)+…+f(6)=1-1-2-1+1+2=0,根据函数的周期性知, eq \i\su(k=1,22,f)(k)=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=1-1-2-1=-3,故选A.
14.解析:选BC.通解(转化法):因为f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)-2x))为偶函数,所以f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)-2x))=f eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3,2)+2x)),所以函数f(x)的图象关于直线x= eq \f(3,2)对称,f( eq \f(3,2)-2× eq \f(5,4))=f( eq \f(3,2)+2× eq \f(5,4)),即f(-1)=f(4),所以C正确;因为g(2+x)为偶函数,所以g(2+x)=g(2-x),函数g(x)的图象关于直线x=2对称,因为g(x)=f′(x),所以函数g(x)的图象关于点( eq \f(3,2),0)对称,所以g(x)的周期T=4×(2- eq \f(3,2))=2,因为f(-1)=f(4),所以f′(-1)=-f′(4),即g(-1)=-g(4)=-g(2),所以D不正确;因为f( eq \f(3,2)-2)=f( eq \f(3,2)+2),即f(- eq \f(1,2))=f( eq \f(7,2)),所以f′(- eq \f(1,2))=-f′( eq \f(7,2)),所以g(- eq \f(1,2))=-g( eq \f(7,2))=-g(2×2- eq \f(1,2))=-g(- eq \f(1,2)),所以g(- eq \f(1,2))=0,所以B正确;不妨取f(x)=1(x∈R),经验证满足题意,但f(0)=1,所以选项A不正确.综上,选BC.
光速解(特例法):因为f( eq \f(3,2)-2x),g(2+x)均为偶函数,所以函数f(x)的图象关于直线x= eq \f(3,2)对称,函数g(x)的图象关于直线x=2对称.取符合题意的一个函数f(x)=1(x∈R),则f(0)=1,排除A;取符合题意的一个函数f(x)=sin πx,则f′(x)=πcs πx,即g(x)=πcs πx,所以g(-1)=πcs (-π)=-π,g(2)=πcs 2π=π,所以g(-1)≠g(2),排除D.故选BC.
15.解析:选C.设u(x)=xex(01时,h′(x)0,|[f(x+t)-f(x)]-[f(x)-f(x-t)]|=|f(x+t)-f(x)|-|f(x)-f(x-t)|恒成立.
因为t>0,所以当x0时,f(x+t)-f(x)≥f(x)-f(x-t)>0.
任取x2>x1,令t=x2-x1,存在k∈N*,使x2-kt0,
同理可得f(x2-(k-1)t)-f(x2-kt)>0.
依此类推, f(x2)-f(x2-t)>0,
即f(x2)-f(x1)>0,即f(x2)>f(x1).
所以f(x)在R上单调递增.
33.解:(1)因为f(x)= eq \f(e,2x)+ln x(x>0),
所以f′(x)=- eq \f(e,2x2)+ eq \f(1,x)= eq \f(2x-e,2x2)(x>0).
令f′(x) eq \f(e,2),
所以f(x)的单调递减区间为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0,\f(e,2))),单调递增区间为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,2),+∞)).
(2)因为曲线y=f(x)上不同的三点(x1,f(x1)),(x2,f(x2)),(x3,f(x3))处的切线都经过点(a,b),所以x1,x2,x3是方程f(x)-b=f′(x)(x-a),即ln x+ eq \f(a+e,x)- eq \f(ea,2x2)-b-1=0的三个不同的实数解.
①令g(x)=ln x+ eq \f(a+e,x)- eq \f(ea,2x2)-b-1,
则g′(x)= eq \f(1,x)- eq \f(a+e,x2)+ eq \f(ea,x3)= eq \f((x-e)(x-a),x3)(x>0),
当a>e时,令g′(x)>0,得0f(e)= eq \f(3,2),故原不等式右边成立.故命题得证.
②当01),则H′(x)= eq \f(x-\f(1,x)-2ln x,(x-1)2)(x>1).
令h(x)=x- eq \f(1,x)-2ln x(x>1),则h′(x)= eq \f((x-1)2,x2)>0在(1,+∞)上恒成立,
所以h(x)=x- eq \f(1,x)-2ln x(x>1)在(1,+∞)上单调递增,
所以h(x)>1- eq \f(1,1)-2ln 1=0,所以H′(x)= eq \f(x-\f(1,x)-2ln x,(x-1)2)>0在(1,+∞)上恒成立,
所以H(x)= eq \f(x+1,x-1)·ln x(x>1)在(1,+∞)上单调递增.
又 eq \f(t1,t3)> eq \f(e,a)>1,所以 eq \f(\f(t1,t3)+1,\f(t1,t3)-1)·ln eq \f(t1,t3)> eq \f(\f(e,a)+1,\f(e,a)-1)·ln eq \f(e,a),
而 eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(12\f(e,a)-1))\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)-1))\s\up12(2),72\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)))\s\up12(3))+2< eq \f(12\f(e,a)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)-1))\s\up12(2),72\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)))\s\up12(3))+2= eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)-1))\s\up12(2),6\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)))\s\up12(2))+2,
所以要证 eq \f(2,e)+ eq \f(e-a,6e2)< eq \f(1,x1)+ eq \f(1,x3)< eq \f(2,a)- eq \f(e-a,6e2),只需证 eq \f(\f(e,a)+1,\f(e,a)-1)·
ln eq \f(e,a)> eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)-1))\s\up12(2),6\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)))\s\up12(2))+2,
即证ln eq \f(e,a)-2 eq \f(\f(e,a)-1,\f(e,a)+1)- eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)-1))\s\up12(3),6\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)))\s\up12(2)\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)+1)))>0.
令M(x)=ln x-2 eq \f(x-1,x+1)- eq \f((x-1)3,6x2(x+1))(x>1),
则M′(x)= eq \f(1,x)- eq \f(4,(x+1)2)- eq \f((x-1)2(2x+1),3x3(x+1)2)=
eq \f((x-1)3(3x+1),3x3(x+1)2)>0在(1,+∞)上恒成立,
所以M(x)在(1,+∞)上单调递增,
所以M eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(e,a)))>ln 1-2× eq \f(1-1,1+1)- eq \f((1-1)3,6×12×(1+1))=0,
所以当00),分别令y=0,x=0,得点M(m,0),N(0,n).设A(x1,y1),B(x2,y2).
由题意知线段AB与线段MN有相同的中点,所以 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\f(x1+x2,2)=\f(m+0,2),\f(y1+y2,2)=\f(0+n,2))),即 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x1+x2=m,y1+y2=n)).因为kAB=kMN,所以 eq \f(y1-y2,x1-x2)= eq \f(0-n,m-0)=- eq \f(n,m).将A(x1,y1),B(x2,y2)代入椭圆方程,得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(\f(x eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)),6)+\f(y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)),3)=1,\f(x eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)),6)+\f(y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)),3)=1)),相减得 eq \f((x1+x2)(x1-x2),6)+ eq \f((y1+y2)(y1-y2),3)=0,由题意知x1+x2≠0,x1≠x2,所以 eq \f(y1+y2,x1+x2)· eq \f(y1-y2,x1-x2)=- eq \f(1,2),即 eq \f(n,m)·(- eq \f(n,m))=- eq \f(1,2),整理得m2=2n2 ①.又|MN|=2 eq \r(3),所以由勾股定理,得m2+n2=12 ②,由①②并结合m>0,n>0,得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m=2\r(2),n=2)),所以直线l的方程为 eq \f(x,2\r(2))+ eq \f(y,2)=1,即x+ eq \r(2)y-2 eq \r(2)=0.
优解:设直线l的方程为 eq \f(x,m)+ eq \f(y,n)=1(m>0,n>0),分别令y=0,x=0,得点M(m,0),N(0,n).由题意知线段AB与线段MN有相同的中点,设为Q,则Q( eq \f(m,2), eq \f(n,2)),则kAB= eq \f(0-n,m-0)=- eq \f(n,m),kOQ= eq \f(\f(n,2),\f(m,2))= eq \f(n,m).由椭圆中点弦的性质知,kAB·kOQ=- eq \f(b2,a2)=- eq \f(1,2),即(- eq \f(n,m))· eq \f(n,m)=- eq \f(1,2),以下同通解.
答案:x+ eq \r(2)y-2 eq \r(2)=0
17.解析:结合题意作出图形如图所示,由题意知,过左焦点F(-c,0)且斜率为 eq \f(b,4a)的直线的方程为y= eq \f(b,4a)(x+c),由 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=\f(b,4a)(x+c),,y=\f(b,a)x))解得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=\f(c,3),,y=\f(bc,3a),))
所以B eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(c,3),\f(bc,3a))).因为|FB|=3|FA|,所以 eq \(FB,\s\up6(→))=3 eq \(FA,\s\up6(→)),即 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4c,3),\f(bc,3a)))=3(x1+c,y1),得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x1=-\f(5c,9),,y1=\f(bc,9a),))
所以A eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5c,9),\f(bc,9a))),将 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5c,9),\f(bc,9a)))代入双曲线方程 eq \f(x2,a2)- eq \f(y2,b2)=1,可得 eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(5c,9)))\s\up12(2),a2)- eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(bc,9a)))\s\up12(2),b2)=1,结合离心率e= eq \f(c,a)得e2= eq \f(81,24),又e>1,所以双曲线的离心率为 eq \f(3\r(6),4).
答案: eq \f(3\r(6),4)
18.解析:设O是坐标原点,点P3与点P2关于x轴对称,如图,则P3(x2,-y2),OP1―→·OP3―→=x1x2-y1y2>0,即OP1―→·OP3―→>0恒成立,所以∠P1OP3恒为锐角,所以∠MON≤90°,所以双曲线Γ的其中一条渐近线y= eq \f(1,a)x的斜率 eq \f(1,a)≤1,又a>0,所以a≥1,即a的取值范围是[1,+∞).
答案:[1,+∞)
19.解:(1)将点A的坐标代入双曲线方程得 eq \f(4,a2)- eq \f(1,a2-1)=1,化简得a4-4a2+4=0,得a2=2,故双曲线C的方程为 eq \f(x2,2)-y2=1.
由题易知直线l的斜率存在,设直线l的方程为y=kx+b,P eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x1,y1)),Q eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(x2,y2)),
联立直线l与双曲线C的方程并整理得(2k2-1)x2+4kbx+2b2+2=0,
故x1+x2=- eq \f(4kb,2k2-1),x1x2= eq \f(2b2+2,2k2-1),kAP+kAQ= eq \f(y1-1,x1-2)+ eq \f(y2-1,x2-2)= eq \f(kx1+b-1,x1-2)+ eq \f(kx2+b-1,x2-2)=0,
化简得2kx1x2+(b-1-2k)(x1+x2)-4(b-1)=0,
故 eq \f(2k(2b2+2),2k2-1)+(b-1-2k)(- eq \f(4kb,2k2-1))-4(b-1)=0,
整理得(k+1)(b+2k-1)=0,
又直线l不过点A,即b+2k-1≠0,故k=-1.
(2)不妨设直线PA的倾斜角为θ(00,
所以x1+x2=- eq \f(6km,3k2+4),x1x2= eq \f(3m2-12,3k2+4).
过M且平行于x轴的直线的方程为y=y1,
与直线AB的方程联立,得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y=y1,,y=\f(2,3)x-2,))得xT= eq \f(3(y1+2),2),
所以T eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(3(y1+2),2),y1)).
因为 eq \(MT,\s\up6(→))= eq \(TH,\s\up6(→)),所以H(3y1+6-x1,y1),
lHN:y-y2= eq \f(y1-y2,3y1+6-x1-x2)(x-x2),
即y= eq \f(y1-y2,3y1+6-x1-x2)x+y2- eq \f(y1-y2,3y1+6-x1-x2)·x2.
令x=0,得y=y2- eq \f((y1-y2)x2,3y1+6-x1-x2)
= eq \f(-(x1y2+x2y1)+3y1y2+6y2,-(x1+x2)+6+3y1)
= eq \f(-(x1y2+x2y1)+3y1y2+6y2,-(x1+x2)+6+3(y1+y2)-3y2).
因为y1y2=(kx1+m)(kx2+m)=k2x1x2+mk(x1+x2)+m2= eq \f(-12k2+4m2,3k2+4),
y1+y2=(kx1+m)+(kx2+m)=k(x1+x2)+2m= eq \f(8m,3k2+4),
x1y2+x2y1=x1(kx2+m)+x2(kx1+m)=2kx1x2+m(x1+x2)= eq \f(-24k,3k2+4),
所以-(x1y2+x2y1)+3y1y2= eq \f(24k,3k2+4)+ eq \f(-36k2+12m2,3k2+4)
= eq \f(-36k2+12m2+24k,3k2+4)= eq \f(-24(k2-3k-2),3k2+4),
-(x1+x2)+6+3(y1+y2)= eq \f(6km,3k2+4)+6+ eq \f(24m,3k2+4)
= eq \f(6km+18k2+24+24m,3k2+4)= eq \f(12(k2-3k-2),3k2+4),
所以y= eq \f(\f(-24(k2-3k-2),3k2+4)+6y2,\f(12(k2-3k-2),3k2+4)-3y2)=-2,
所以直线HN过定点(0,-2).
综上,直线HN过定点(0,-2).
21.解:(1)当MD⊥x轴时,有|MF|= eq \f(p,2)+p=3,得p=2,
所以抛物线C的方程为y2=4x.
(2)如图,根据(1)知F(1,0),D(2,0).
当MN⊥x轴时,易得α=β= eq \f(π,2),此时α-β=0.
当MN的斜率存在时,设M(x1,y1),N(x2,y2),A(x3,y3),B(x4,y4),
则直线MN的方程为y-y1= eq \f(y1-y2,x1-x2)(x-x1),
即y-y1= eq \f(y1-y2,\f(y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)),4)-\f(y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)),4))(x-x1)= eq \f(4,y1+y2)(x-x1),
即y(y1+y2)-y1(y1+y2)=4(x-x1),
所以直线MN的方程为y(y1+y2)-y1y2=4x.
同理可得,直线AM的方程为y(y3+y1)-y3y1=4x,直线BN的方程为y(y4+y2)-y4y2=4x,直线AB的方程为y(y4+y3)-y4y3=4x.
因为F(1,0)在MN上,所以y1y2=-4.
因为D(2,0)在AM,BN上,所以y3y1=-8,y4y2=-8,
所以y3=- eq \f(8,y1),y4=- eq \f(8,y2).
所以y3+y4=- eq \f(8,y1)- eq \f(8,y2)=- eq \f(8(y1+y2),y1y2)=- eq \f(8(y1+y2),-4)=2(y1+y2),
y3y4= eq \f(64,y1y2)= eq \f(64,-4)=-16,
所以直线AB的方程y(y4+y3)-y4y3=4x可化为(y1+y2)y+8=2x,
所以tan α= eq \f(4,y2+y1),tan β= eq \f(2,y2+y1),
所以tan (α-β)= eq \f(\f(2,y2+y1),1+\f(8,(y2+y1)2))= eq \f(2(y2+y1),(y2+y1)2+8)
=2× eq \f(1,(y2+y1)+\f(8,y2+y1))
当y2+y10得k0,所以3-k20,P丙-P乙=2p1(p3-p2)>0,所以P丙最大,故选D.
8.解析:从甲、乙等5名同学中随机选3名,有C eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(5))种情况,其中甲、乙都入选有C eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(3))种情况,所以甲、乙都入选的概率P= eq \f(C eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(3)),C eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(5)))= eq \f(3,10).
答案: eq \f(3,10)
9.解析:若四位数的千位数字为1,则均比2 134小,若四位数的千位数字为2,则2 134最小,其他数都比2 134大,故比2 134大的四位数的个数为A eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(4))-A eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(3))-1=17.
答案:17
10.解析:从正方体的8个顶点中任选4个,取法有C eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(8))=70(种).其中4个点共面有以下两种情况:
(1)所取的4个点为正方体同一个面上的4个顶点,如图1,有6种取法;
(2)所取的4个点为正方体同一个对角面上的4个顶点,如图2,也有6种取法.
所以所取的4个点在同一个平面的概率P= eq \f(12,70)= eq \f(6,35).
答案: eq \f(6,35)
11.解析:(x+y)8展开式的通项Tr+1=C eq \\al(\s\up1(r),\s\d1(8))x8-ryr,r=0,1,…,7,8.令r=6,得T6+1=C eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(8))x2y6,令r=5,得T5+1=C eq \\al(\s\up1(5),\s\d1(8))x3y5,所以(1- eq \f(y,x))(x+y)8的展开式中x2y6的系数为C eq \\al(\s\up1(6),\s\d1(8))-C eq \\al(\s\up1(5),\s\d1(8))=-28.
答案:-28
12.解析:因为X~N eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(2,σ2)),所以P eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(X>2))=0.5,所以P(X>2.5)=P(X>2)-P(22.706,
所以有90%的把握认为甲、乙两城之间的长途客车是否准点与客车所属公司有关.
17.解:(1)K2= eq \f(200×(40×90-60×10)2,50×150×100×100)=24>6.635,
所以有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异.
(2)①R= eq \f(\f(P(B|A),P(\(B,\s\up6(-))|A)),\f(P(B|\(A,\s\up6(-))),P(\(B,\s\up6(-))|\(A,\s\up6(-)))))= eq \f(P(B|A)·P(\(B,\s\up6(-))|\(A,\s\up6(-))),P(\(B,\s\up6(-))|A)·P(B|\(A,\s\up6(-)))),
由题意知,证明 eq \f(P(B|A)·P(\(B,\s\up6(-))|\(A,\s\up6(-))),P(\(B,\s\up6(-))|A)·P(B|\(A,\s\up6(-))))= eq \f(P(A|B)·P(\(A,\s\up6(-))|\(B,\s\up6(-))),P(\(A,\s\up6(-))|B)·P(A|\(B,\s\up6(-))))即可,
左边= eq \f(\f(P(AB),P(A))·\f(P(\(A,\s\up6(-))\(B,\s\up6(-))),P(\(A,\s\up6(-)))),\f(P(A\(B,\s\up6(-))),P(A))·\f(P(\(A,\s\up6(-))B),P(\(A,\s\up6(-)))))= eq \f(P(AB)·P(\(A,\s\up6(-))\(B,\s\up6(-))),P(A\(B,\s\up6(-)))·P(\(A,\s\up6(-))B))
右边= eq \f(\f(P(AB),P(B))·\f(P(\(A,\s\up6(-))\(B,\s\up6(-))),P(\(B,\s\up6(-)))),\f(P(\(A,\s\up6(-))B),P(B))·\f(P(A\(B,\s\up6(-))),P(\(B,\s\up6(-)))))= eq \f(P(AB)·P(\(A,\s\up6(-))\(B,\s\up6(-))),P(\(A,\s\up6(-))B)·P(A\(B,\s\up6(-))))
左边=右边,故R= eq \f(P(A|B),P(\(A,\s\up6(-))|B))· eq \f(P(\(A,\s\up6(-))|\(B,\s\up6(-))),P(A|\(B,\s\up6(-)))).
②由调查数据可知P(A|B)= eq \f(40,100)= eq \f(2,5),P(A| eq \(B,\s\up6(-)))= eq \f(10,100)= eq \f(1,10),
且P( eq \(A,\s\up6(-))|B)=1-P(A|B)= eq \f(3,5),
P( eq \(A,\s\up6(-))| eq \(B,\s\up6(-)))=1-P(A| eq \(B,\s\up6(-)))= eq \f(9,10),
所以R= eq \f(\f(2,5),\f(3,5))× eq \f(\f(9,10),\f(1,10))=6.
18.解:(1)设甲学校获得冠军的事件为A,则甲学校必须获胜2场或者3场.
P(A)=0.5×0.4×0.8+(1-0.5)×0.4×0.8+0.5×(1-0.4)×0.8+0.5×0.4×(1-0.8)=0.6.
故甲学校获得冠军的概率为0.6.
(2)X的取值可以为0,10,20,30.
P(X=0)=0.5×0.4×0.8=0.16,
P(X=10)=(1-0.5)×0.4×0.8+0.5×(1-0.4)×0.8+0.5×0.4×(1-0.8)=0.44,
P(X=20)=(1-0.5)×(1-0.4)×0.8+0.5×(1-0.4)×(1-0.8)+(1-0.5)×0.4×(1-0.8)=0.34,
P(X=30)=(1-0.5)×(1-0.4)×(1-0.8)=0.06.
所以X的分布列为
所以E(X)=0×0.16+10×0.44+20×0.34+30×0.06=13.
19.解:(1)设甲在校运动会铅球比赛中获得优秀奖为事件A.
因为比赛成绩达到9.50 m以上(含9.50 m)的同学将获得优秀奖,甲以往的比赛成绩中达到9.50 m以上(含9.50 m)的有9.80 m,9.70 m,9.55 m,9.54 m,共4个,
所以甲在校运动会铅球比赛中获得优秀奖的概率P(A)=0.4.
(2)X的所有可能取值为0,1,2,3.
由(1)知,甲在校运动会铅球比赛中获得优秀奖的概率
P(A)=0.4.
设乙、丙在校运动会铅球比赛中获得优秀奖分别为事件B,C,则P(B)=0.5,P(C)=0.5.
P(X=0)=(1-0.4)×(1-0.5)×(1-0.5)=0.15,
P(X=1)=0.4×(1-0.5)×(1-0.5)+(1-0.4)×0.5×(1-0.5)+(1-0.4)×(1-0.5)×0.5=0.4,
P(X=2)=0.4×0.5×(1-0.5)+0.4×(1-0.5)×0.5+(1-0.4)×0.5×0.5=0.35,
P(X=3)=0.4×0.5×0.5=0.1,
所以EX=0×0.15+1×0.4+2×0.35+3×0.1=1.4.
(3)在校运动会铅球比赛中,按以往比赛成绩的平均数、方差来看,甲获得冠军的概率估计值最大;按以往比赛的最好成绩来看,丙获得冠军的概率估计值最大.
20.解:(1)估计该林区这种树木平均一棵的根部横截面积
eq \(x,\s\up6(-))= eq \f(\(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1))xi,10)= eq \f(0.6,10)=0.06,
估计该林区这种树木平均一棵的材积量
eq \(y,\s\up6(-))= eq \f(\(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1))yi,10)= eq \f(3.9,10)=0.39.
(2) eq \(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1)) (xi- eq \(x,\s\up6(-)))(yi- eq \(y,\s\up6(-)))= eq \(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1))xiyi-10 eq \(x,\s\up6(-)) eq \(y,\s\up6(-))=0.013 4,
eq \(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1)) (xi- eq \(x,\s\up6(-)))2= eq \(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1))x eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(i))-10( eq \(x,\s\up6(-)))2=0.002,
eq \(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1)) (yi- eq \(y,\s\up6(-)))2= eq \(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1))y eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(i))-10( eq \(y,\s\up6(-)))2=0.094 8,
所以 eq \r(\(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1))(xi-\(x,\s\up6(-)))2\(∑,\s\up6(10),\s\d9(i=1))(yi-\(y,\s\up6(-)))2)= eq \r(0.002×0.094 8)
= eq \r(0.000 1×1.896)≈0.01×1.377=0.013 77,
所以样本相关系数r= eq \f(\i\su(i=1,10, )(xi-\(x,\s\up6(-)))(yi-\(y,\s\up6(-))),\r(\i\su(i=1,10, )(xi-\(x,\s\up6(-)))2\i\su(i=1,10, )(yi-\(y,\s\up6(-)))2))≈ eq \f(0.013 4,0.013 77)≈0.97.
(3)设该林区这种树木的总材积量的估计值为Y m3,由题意可知,该种树木的材积量与其根部横截面积近似成正比,所以 eq \f(3.9,0.6)= eq \f(Y,186),
所以Y= eq \f(186×3.9,0.6)=1 209,即该林区这种树木的总材积量的估计值为1 209 m3.
专题十 选考部分
1.解:(1)直线l的极坐标方程为ρsin eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(θ+\f(π,3)))+m=0,即ρsin θ+ eq \r(3)ρcs θ+2m=0,根据 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=ρcs θ,,y=ρsin θ,))得l的直角坐标方程为 eq \r(3)x+y+2m=0.
(2)曲线C的参数方程为 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=\r(3)cs 2t,y=2sin t))(t为参数),将sin t= eq \f(y,2)代入x= eq \r(3)cs 2t= eq \r(3)(1-2sin2t),得曲线C的普通方程为y2=- eq \f(2\r(3),3)x+2(-2≤y≤2).
联立直线l与曲线C的方程,得 eq \r(3)x+y+2m=0,
y2=- eq \f(2\r(3),3)x+2(-2≤y≤2),消去x并整理得3y2-2y-6-4m=0(-2≤y≤2).
方法一:若直线l与曲线C有公共点,则Δ=(-2)2-4×3×(-6-4m)≥0,且3×(-2)2-2×(-2)-6-4m≥0,
所以- eq \f(19,12)≤m≤ eq \f(5,2).
方法二:所以4m=3y2-2y-6(-2≤y≤2),因为3y2-2y-6=3 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(y2-\f(2,3)y))-6=3 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(y-\f(1,3))) eq \s\up12(2)- eq \f(19,3),所以当-2≤y≤2时,- eq \f(19,3)≤3y2-2y-6≤10,即- eq \f(19,3)≤4m≤10,则- eq \f(19,12)≤m≤ eq \f(5,2).
2.解:(1)根据C1的参数方程,消去参数t可得x= eq \f(2+y2,6)⇒y2=6x-2(y≥0),
所以曲线C1的普通方程为y2=6x-2(y≥0).
(2)曲线C3的极坐标方程可化为2ρcs θ-ρsin θ=0,
所以普通方程为y=2x.
根据C2的参数方程,消去参数s可得x=- eq \f(2+y2,6)⇒y2=-6x-2(y≤0).
根据 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y2=-6x-2(y≤0),y=2x)),得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=-\f(1,2),y=-1))或 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=-1,y=-2)),
所以C3与C2交点的直角坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2),-1)),(-1,-2).
根据 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(y2=6x-2(y≥0),y=2x)),得 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=\f(1,2),y=1))或 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x=1,y=2)),
所以C3与C1交点的直角坐标为 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2),1)),(1,2).
3.解:(1)因为a,b,c都是正数,1=a eq \s\up6( eq \f(3,2))+b eq \s\up6( eq \f(3,2))+c eq \s\up6( eq \f(3,2))≥3 eq \r(3,a eq \s\up6(\f(3,2))·b eq \s\up6(\f(3,2))·c eq \s\up6(\f(3,2)))=3 eq \r(abc),
所以abc≤ eq \f(1,9),
当且仅当a=b=c= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3))) eq \s\up6(\f(2,3))时等号成立.
(2)由基本不等式得b+c≥2 eq \r(bc),所以 eq \f(a,b+c)≤ eq \f(a,2\r(bc)),
同理得 eq \f(b,a+c)≤ eq \f(b,2\r(ac)), eq \f(c,a+b)≤ eq \f(c,2\r(ab)).
利用不等式的性质得
eq \f(a,b+c)+ eq \f(b,a+c)+ eq \f(c,a+b)≤ eq \f(a,2\r(bc))+ eq \f(b,2\r(ac))+ eq \f(c,2\r(ab))
= eq \f(a\s\up6(\f(3,2)),2\r(abc))+ eq \f(b\s\up6(\f(3,2)),2\r(abc))+ eq \f(c\s\up6(\f(3,2)),2\r(abc))= eq \f(a\s\up6(\f(3,2))+b\s\up6(\f(3,2))+c\s\up6(\f(3,2)),2\r(abc))= eq \f(1,2\r(abc)),
当且仅当a=b=c= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,3))) eq \s\up6(\f(2,3))时等号成立.
4.解:(1)方法一(平方转化基本不等式证明):因为a2+b2+4c2=3,
所以(a+b+2c)2=a2+b2+4c2+2(ab+2bc+2ac)≤3+(a2+b2)+[b2+(2c)2]+[a2+(2c)2],当且仅当a=b=2c=1时取等号,
所以(a+b+2c)2≤3+2[a2+b2+(2c)2]=9.
又a,b,c均为正数,所以a+b+2c≤3.
方法二(柯西不等式证明):因为a2+b2+4c2=3,所以根据柯西不等式有3×3=(a2+b2+4c2)(12+12+12)≥(a+b+2c)2,当且仅当a=b=2c=1时取等号.
又a,b,c均为正数,所以a+b+2c≤3.
方法三(权方和不等式证明):根据权方和不等式可得 eq \f((a+b+2c)2,(1+1+1)1)≤ eq \f(a2,1)+ eq \f(b2,1)+ eq \f(4c2,1)=3(当且仅当a=b=2c=1时取等号),所以(a+b+2c)2≤9.
又a,b,c均为正数,所以a+b+2c≤3.
(2)因为b=2c,所以根据(1)有0
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