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广西桂林市崇左市贺州市2020届高三下学期高考模拟数学(理)试题
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2020年高考(理科)数学模拟试卷
一、选择题(共12小题).
1.i是虚数单位,复数z=1﹣i在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.已知随机变量X服从正态分布N(1,4),P(X>2)=0.3,P(X<0)=( )
A.0.2 B.0.3 C.0.7 D.0.8
3.已知集合A={x|x<1},B={x|ex<1},则( )
A.A∩B={x|x<1} B.A∪B={x|x<e}
C.A∪B={x|x<1} D.A∩B={x|0<x<1}
4.已知α满足sinα=,那么值为( )
A. B. C. D.
5.设平面α与平面β相交于直线m,直线a在平面α内,直线b在平面β内,且b⊥m,则“α⊥β”是“a⊥b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
6.函数的值域为( )
A. B. C.[0,1] D.
7.在区间[﹣1,1]上随机取一个数k,使直线y=k(x+3)与圆x2+y2=1相交的概率为( )
A. B. C. D.
8.很多关于整数规律的猜想都通俗易懂,吸引了大量的数学家和数学爱好者,有些猜想已经被数学家证明,如“费马大定理”,但大多猜想还未被证明,如“哥德巴赫猜想”、“角谷猜想”.“角谷猜想”的内容是:对于每一个正整数,如果它是奇数,则将它乘以3再加1;如果它是偶数,则将它除以2;如此循环,最终都能够得到1.如图为研究“角谷猜想”的一个程序框图.若输入n的值为10,则输出i的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
9.设m=ln2,n=lg2,则( )
A.m﹣n>mn>m+n B.m﹣n>m+n>mn C.m+n>mn>m﹣n D.m+n>m﹣n>mn
10.过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( )
A. B.2 C.2 D.3
11.在一个数列中,如果∀n∈N*,都有anan+1an+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+…+a2020=( )
A.4711 B.4712 C.4713 D.4715
12.已知函数f(x)=lnx,g(x)=(2m+3)x+n,若∀x∈(0,+∞)总有f(x)≤g(x)恒成立,记(2m+3)n的最小值为F(m,n),则F(m,n)的最大值为( )
A.1 B. C. D.
二、填空题:共4小题,每小题5分.
13.已知向量=(2,﹣6),=(3,m),若|+|=|﹣|,则m= .
14.某校为了解学生学习的情况,采用分层抽样的方法从高一2400人、高二2000人、高三n人中,抽取90人进行问卷调查.已知高一被抽取的人数为36,那么高三被抽取的人数为 .
15.点P在双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右支上,其左、右焦点分别为F1,F2,直线PF1与以坐标原点O为圆心、a为半径的圆相切于点A,线段PF1的垂直平分线恰好过点F2,则该双曲线的渐近线的斜率为 .
16.某校13名学生参加军事冬令营活动,活动期间各自扮演一名角色进行分组游戏,角色按级别从小到大共9种,分别为士兵、排长、连长、营长、团长、旅长、师长、军长和司令.游戏分组有两种方式,可以2人一组或者3人一组.如果2人一组,则必须角色相同;如果3人一组,则3人角色相同或者3人为级别连续的3个不同角色.已知这13名学生扮演的角色有3名士兵和3名司令,其余角色各1人,现在新加入1名学生,将这14名学生分成5组进行游戏,则新加入的学生可以扮演的角色的种数为 .
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.某学生为了测试煤气灶烧水如何节省煤气的问题设计了一个实验,并获得了煤气开关旋钮旋转的弧度数x与烧开一壶水所用时间y的一组数据,且作了一定的数据处理(如表),得到了散点图(如图).
1.47
20.6
0.78
2.35
0.81
﹣19.3
16.2
表中.
(1)根据散点图判断,y=a+bx与哪一个更适宜作烧水时间y关于开关旋钮旋转的弧度数x的回归方程类型?(不必说明理由)
(2)根据判断结果和表中数据,建立y关于x的回归方程;
(3)若旋转的弧度数x与单位时间内煤气输出量t成正比,那么x为多少时,烧开一壶水最省煤气?
附:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3),…,(un,vn),其回归直线v=α+βu的斜率和截距的最小二乘估计分别为.
18.△ABC中的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若b=4c,B=2C
(Ⅰ)求cosB
(Ⅱ)若c=5,点D为边BC上一点,且BD=6,求△ADC的面积
19.底面ABCD为菱形的直四棱柱,被一平面截取后得到如图所示的几何体.若DA=DH=DB=4,AE=CG=3.
(1)求证:EG⊥DF;
(2)求二面角A﹣HF﹣C的正弦值.
20.已知椭圆,与x轴负半轴交于A(﹣2,0),离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l:y=kx+m与椭圆C交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,连接AM,AN并延长交直线x=4于E(x3,y3),F(x4,y4)两点,若,求证:直线MN恒过定点,并求出定点坐标.
21.设函数.
(1)若恒成立,求整数k的最大值;
(2)求证:(1+1×2)•(1+2×3)…[1+n×(n+1)]>e2n﹣3.
请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.已知曲线C1的参数方程为(θ为参数),以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin2θ=4cosθ.
(1)求C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
(2)若过点F(1,0)的直线l与C1交于A,B两点,与C2交于M,N两点,求的取值范围.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知f(x)=|x﹣1|+1,.
(1)解不等式f(x)≤2x+3;
(2)若方程F(x)=a有三个解,求实数a的取值范围.
参考答案
一、选择题:共12小题,每小题5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.i是虚数单位,复数z=1﹣i在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】由已知求得z的坐标得答案.
解:复数z=1﹣i在复平面上对应的点的坐标为(1,﹣1),位于第四象限.
故选:D.
2.已知随机变量X服从正态分布N(1,4),P(X>2)=0.3,P(X<0)=( )
A.0.2 B.0.3 C.0.7 D.0.8
【分析】由已知求得正态分布曲线的对称轴方程,再由已知结合对称性求解.
解:∵随机变量X服从正态分布N(1,4),
∴正态分布曲线的对称轴为X=1,μ=2,
又P(X>2)=0.3,P(X<0)=P(X>2)=0.3,
故选:B.
3.已知集合A={x|x<1},B={x|ex<1},则( )
A.A∩B={x|x<1} B.A∪B={x|x<e} C.A∪B={x|x<1} D.A∩B={x|0<x<1}
【分析】可以求出集合B,然后进行交集和并集的运算即可.
解:∵A={x|x<1},B={x|x<0},
∴A∩B={x|x<0},A∪B={x|x<1}.
故选:C.
4.已知α满足sinα=,那么值为( )
A. B. C. D.
【分析】利用两角和差的三角公式、二倍角公式,求得要求式子的值.
解:∵sinα=,那么=(cosα﹣sinα)•(cosα+sinα)
=﹣•sin2α=cos2α=(1﹣2sin2α)=(1﹣2×)=,
故选:C.
5.设平面α与平面β相交于直线m,直线a在平面α内,直线b在平面β内,且b⊥m,则“α⊥β”是“a⊥b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】根据充分条件和必要条件的定义结合面面垂直的性质即可得到结论.
解:∵b⊥m,∴当α⊥β,则由面面垂直的性质可得a⊥b成立,
若a⊥b,则α⊥β不一定成立,
故“α⊥β”是“a⊥b”的充分不必要条件,
故选:A.
6.函数的值域为( )
A. B. C.[0,1] D.
【分析】由0≤x≤,可得≤2x+≤,利用正弦函数的单调性即可得出.
解:∵0≤x≤,∴≤2x+≤,
∴y=sin(2x+)∈.
故选:A.
7.在区间[﹣1,1]上随机取一个数k,使直线y=k(x+3)与圆x2+y2=1相交的概率为( )
A. B. C. D.
【分析】利用圆心到直线的距离小于半径可得到直线与圆相交,可求出满足条件的k,最后根据几何概型的概率公式可求出所求.
解:圆x2+y2=1的圆心为(0,0)
圆心到直线y=k(x+3)的距离为
要使直线y=k(x+3)与圆x2+y2=1相交,则<1,解得﹣<k<.
∴在区间[﹣1,1]上随机取一个数k,使y=k(x+3)与圆x2+y2=1相交的概率为=.
故选:C.
8.很多关于整数规律的猜想都通俗易懂,吸引了大量的数学家和数学爱好者,有些猜想已经被数学家证明,如“费马大定理”,但大多猜想还未被证明,如“哥德巴赫猜想”、“角谷猜想”.“角谷猜想”的内容是:对于每一个正整数,如果它是奇数,则将它乘以3再加1;如果它是偶数,则将它除以2;如此循环,最终都能够得到1.如图为研究“角谷猜想”的一个程序框图.若输入n的值为10,则输出i的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【分析】由已知中的程序语句可知:该程序的功能是利用循环结构计算n的值并输出变量i的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.
解:模拟程序的运行,可得
i=0
n=10
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=5,i=1
不满足条件n=1,不满足条件n是偶数,n=16,i=2
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=8,i=3
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=4,i=4
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=2,i=5
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=1,i=6
此时,满足条件n=1,退出循环,输出i的值为6.
故选:B.
9.设m=ln2,n=lg2,则( )
A.m﹣n>mn>m+n B.m﹣n>m+n>mn C.m+n>mn>m﹣n D.m+n>m﹣n>mn
【分析】利用倒数,作差法,判断即可.
解:∵0<m<1,0<n<1,m>n,
=,
故m﹣n>mn,
所以,故m+n>mn,
由m+n>m﹣n
故m+n>m﹣n>mn,
故选:D.
10.过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( )
A. B.2 C.2 D.3
【分析】利用已知条件求出M的坐标,求出N的坐标,利用点到直线的距离公式求解即可.
解:抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),且斜率为的直线:y=(x﹣1),
过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l
可知:,解得M(3,2).
可得N(﹣1,2),NF的方程为:y=﹣(x﹣1),即,
则M到直线NF的距离为:=2.
故选:C.
11.在一个数列中,如果∀n∈N*,都有anan+1an+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+…+a2020=( )
A.4711 B.4712 C.4713 D.4715
【分析】anan+1an+2=k(k为常数),且a1=1,a2=2,公积为8,可得anan+1an+2=8,a1=1,a2=2,可得其周期性,进而得出数列的和.
解:anan+1an+2=k(k为常数),且a1=1,a2=2,公积为8,
∴anan+1an+2=8,a1=1,a2=2,
∴1×2a3=8,解得a3=4,
∴2×4a4=8,a4=1,
同理可得:a5=2,a6=4.
∴an+3=an.
则a1+a2+…+a2020=a1+(1+2+4)×673=4712.
故选:B.
12.已知函数f(x)=lnx,g(x)=(2m+3)x+n,若∀x∈(0,+∞)总有f(x)≤g(x)恒成立,记(2m+3)n的最小值为F(m,n),则F(m,n)的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【分析】由题意可得lnx﹣(2m+3)x﹣n≤0在x∈(0,+∞)恒成立,设h(x)=lnx﹣(2m+3)x﹣n,只要h(x)的最大值不大于0.求出h(x)的导数和单调区间,讨论2m+3的符号,可得最小值f(m,n),再令t=2m+3(t>0),可令k(t)=t(﹣lnt﹣1),求出导数和单调区间,可得极大值,且为最大值.
解:若对任意的x∈(0,+∞),总有f(x)≤g(x)恒成立,
即为lnx﹣(2m+3)x﹣n≤0在x∈(0,+∞)恒成立,
设h(x)=lnx﹣(2m+3)x﹣n,则h(x)的最大值不大于0.
由h′(x)=﹣(2m+3),
若2m+3≤0,h′(x)>0,h(x)在(0,+∞)递增,h(x)无最大值;
若2m+3>0,则当x>时,h′(x)<0,h(x)在(,+∞)递减;
当0<x<时,h′(x)>0,h(x)在(0,)递增.
可得x=处h(x)取得最大值,且为﹣ln(2m+3)﹣1﹣n,
则﹣ln(2m+3)﹣1﹣n≤0,可得n≥﹣ln(2m+3)﹣1,
(2m+3)n≥(2m+3)[﹣ln(2m+3)﹣1],
可得f(m,n)=(2m+3)[﹣ln(2m+3)﹣1],
令t=2m+3(t>0),可令k(t)=t(﹣lnt﹣1),
k′(t)=﹣lnt﹣1﹣1=﹣lnt﹣2,
当t>时,k′(t)<0,k(t)在(,+∞)递减;
当0<t<时,k′(t)>0,k(t)在(0,)递增.
可得t=处h(t)取得极大值,且为最大值(﹣ln﹣1)=.
则f(m,n)最大值为.
故选:C.
二、填空题:共4小题,每小题5分.
13.已知向量=(2,﹣6),=(3,m),若|+|=|﹣|,则m= 1 .
【分析】由题意可得•=0,再利用两个向量垂直的性质,两个向量的数量积公式,求出m的值.
解:∵向量,,若,则•=0,
即 2×3﹣6m=0,则m=1,
故答案为:1.
14.某校为了解学生学习的情况,采用分层抽样的方法从高一2400人、高二2000人、高三n人中,抽取90人进行问卷调查.已知高一被抽取的人数为36,那么高三被抽取的人数为 24 .
【分析】根据分层抽样的定义,建立比例关系即可.
解:高二年级抽取的人数为:2000×=30人,则高三被抽取的人数90﹣36﹣30=24,
故答案为:24.
15.点P在双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右支上,其左、右焦点分别为F1,F2,直线PF1与以坐标原点O为圆心、a为半径的圆相切于点A,线段PF1的垂直平分线恰好过点F2,则该双曲线的渐近线的斜率为 ± .
【分析】运用线段的垂直平分线的性质定理可得|PF2|=|F1F2|=2c,设PF1的中点为M,由中位线定理可得|MF2|=2a,再由勾股定理和双曲线的定义可得4b﹣2c=2a,结合a,b,c的关系,可得a,b的关系,即可得到双曲线的渐近线的斜率.
解:由线段PF1的垂直平分线恰好过点F2,
可得|PF2|=|F1F2|=2c,
由直线PF1与以坐标原点O为圆心、a为半径的圆相切于点A,
可得|OA|=a,
设PF1的中点为M,由中位线定理可得|MF2|=2a,
在直角三角形PMF2中,可得|PM|==2b,
即有|PF1|=4b,
由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=2a,
即4b﹣2c=2a,即2b=a+c,
即有4b2=(a+c)2,
即4(c2﹣a2)=(a+c)2,
可得a=c,b=c,
即有双曲线的渐近线方程y=±x,
该双曲线的渐近线的斜率为±.
故答案为:±.
16.某校13名学生参加军事冬令营活动,活动期间各自扮演一名角色进行分组游戏,角色按级别从小到大共9种,分别为士兵、排长、连长、营长、团长、旅长、师长、军长和司令.游戏分组有两种方式,可以2人一组或者3人一组.如果2人一组,则必须角色相同;如果3人一组,则3人角色相同或者3人为级别连续的3个不同角色.已知这13名学生扮演的角色有3名士兵和3名司令,其余角色各1人,现在新加入1名学生,将这14名学生分成5组进行游戏,则新加入的学生可以扮演的角色的种数为 9 .
【分析】根据题意,分析可得14名学生分成5组,则一定是4个3人组和1个2人组;据此分类讨论新加入学生可以扮演的角色,将其数目相加即可得答案.
解:根据题意:14名学生分成5组,则一定是4个3人组和1个2人组;
①若新加入的学生是土兵,则可以将这14个人分组如下:3名士兵;士兵、排长、连长各1名;营长、团长、旅长各1名;师长、军长、司令各1名;2名司令;所以新加入的学生可以是士兵,由对称性可知加入的学生也可以是司令;
②若新加入的学生是排长,则可以将这14个人分组下:3名士兵;连长、营长、団长各1名;旅长、师长、军长各1名;3名司令;2名排长;所以新加入的学生可以是排长,由对称性可知加入的学生也可以是军长;
③若新加入的学生是连长,则可以将这14个人分组如下:2名士兵;士兵、排长、连长1名;连长、营长、团长各1名;旅长、师长、军长各1名;3名司令;所以新加入的学生可以是连长;由对称性可知加入的学生也可以是师长;
④若新加入的学生是营长,则可以将这14个人分组如下:3名士兵;排长、连长、营长1名;营长、团长、旅长各1名;师长、军长、司令答1名;2名司令;所以新加入的学生可以是营长,由对称性可知加入的学生也可以是旅长;
⑤若新加入的学生是团长,则可以将这14个人分组如下:3名士兵;排长、连长、营长各1名;旅长、师长、军长各1名;3名司令;2名团长;所以新加入的学生可以是团长;
综上所述:新加入学生可以扮演9种角色;
故答案为:9
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.某学生为了测试煤气灶烧水如何节省煤气的问题设计了一个实验,并获得了煤气开关旋钮旋转的弧度数x与烧开一壶水所用时间y的一组数据,且作了一定的数据处理(如表),得到了散点图(如图).
1.47
20.6
0.78
2.35
0.81
﹣19.3
16.2
表中.
(1)根据散点图判断,y=a+bx与哪一个更适宜作烧水时间y关于开关旋钮旋转的弧度数x的回归方程类型?(不必说明理由)
(2)根据判断结果和表中数据,建立y关于x的回归方程;
(3)若旋转的弧度数x与单位时间内煤气输出量t成正比,那么x为多少时,烧开一壶水最省煤气?
附:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3),…,(un,vn),其回归直线v=α+βu的斜率和截距的最小二乘估计分别为.
【分析】(1)根据散点图是否按直线型分布作答;
(2)根据回归系数公式得出y关于ω的线性回归方程,再得出y关于x的回归方程;
(3)利用基本不等式得出煤气用量的最小值及其成立的条件.
解:(1)更适宜作烧水时间y关于开关旋钮旋转的弧度数x的回归方程类型.…(1分)
(2)由公式可得:,…
,…
所以所求回归方程为.…
(3)设t=kx,则煤气用量,…
当且仅当时取“=”,即x=2时,煤气用量最小.…
答:x为2时,烧开一壶水最省煤气. …
18.△ABC中的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若b=4c,B=2C
(Ⅰ)求cosB
(Ⅱ)若c=5,点D为边BC上一点,且BD=6,求△ADC的面积
【分析】(Ⅰ)利用已知条件和三角函数关系式的恒等变换,求出相应的结果.
(Ⅱ)利用上步的结论和余弦定理及三角形的面积公式求出结果.
解:(Ⅰ)由题意B=2C,
则sinB=sin2C=2sinCcosC
又,
所以…
所以…
(Ⅱ)因为c=5,,
所以…
由余弦定理得,b2=a2+c2﹣2accosB,
则,
化简得,a2﹣6a﹣55=0,
解得a=11,或a=﹣5(舍去),…
由BD=6得,CD=5,
由,
得…
所以△ADC的面积…
19.底面ABCD为菱形的直四棱柱,被一平面截取后得到如图所示的几何体.若DA=DH=DB=4,AE=CG=3.
(1)求证:EG⊥DF;
(2)求二面角A﹣HF﹣C的正弦值.
【分析】(1)连接AC,证明EG∥AC.推出EG⊥BD,EG⊥BF,证明EG⊥平面BDHF,然后证明EG⊥DF.
(2)OA,OB,OP两两垂直,如图,建立空间直角坐标系O﹣xyz,OP=3,DH=4,求出平面AFH的法向量,平面CFH的一个法向量利用空间向量的数量积求解二面角的正弦函数值即可.
【解答】(1)证明:连接AC,由可知四边形AEGC为平行四边形,所以EG∥AC.
由题意易知AC⊥BD,AC⊥BF,所以EG⊥BD,EG⊥BF,
因为BD∩BF=B,所以EG⊥平面BDHF,
又DF⊂平面BDHF,所以EG⊥DF.
(2)解:设AC∩BD=O,EG∩HF=P,
由已知可得:平面ADHE∥平面BCGF,
所以EH∥FG,同理可得:EF∥HG,
所以四边形EFGH为平行四边形,
所以P为EG的中点,O为AC的中点,
所以,从而OP⊥平面ABCD,
又OA⊥OB,所以OA,OB,OP两两垂直,如图,建立空间直角坐标系O﹣xyz,OP=3,DH=4,由平面几何知识,得BF=2.
则,,F(0,2,2),H(0,﹣2,4),
所以,,.
设平面AFH的法向量为,
由,可得,
令y=1,则z=2,,所以.
同理,平面CFH的一个法向量为.
设平面AFH与平面CFH所成角为θ,
则,所以.
20.已知椭圆,与x轴负半轴交于A(﹣2,0),离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l:y=kx+m与椭圆C交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,连接AM,AN并延长交直线x=4于E(x3,y3),F(x4,y4)两点,若,求证:直线MN恒过定点,并求出定点坐标.
【分析】(1)利用已知条件求出a、c,得到b,即可求椭圆C的方程;
(2)法1:,通过韦达定理,结合kAM=kAE推出y=kx+m=k(x﹣1),说明直线MN恒过定点(1,0).
法2:设直线AM的方程为:x=t1y﹣2,通过求出同理,得到直线系方程说明直线过定点(1,0).
解:(1)由题有a=2,.∴c=1,∴b2=a2﹣c2=3.
∴椭圆方程为.
(2)法1:,
△=64k2m2﹣4(3+4k2)(4m2﹣12)>0⇒m2<12k2+9,
,.
又kAM=kAE
∴同理
又
∴
⇒4(y1+y2)=x1y2+x2y1
⇒4(kx1+m+kx2+m)=x1(kx2+m)+x2(kx1+m)
⇒(4k﹣m)(x1+x2)﹣2kx1x2+8m=0,
.
∴m=﹣k,此时满足m2<12k2+9
∴y=kx+m=k(x﹣1)∴直线MN恒过定点(1,0).
法2:设直线AM的方程为:x=t1y﹣2
则,
∴y=0或,
∴同理,,
当x3=4时,由x3=t1y3﹣2有.
∴同理,
又,
∴,,
当t1+t2≠0时,t1t2=﹣4,
∴直线MN的方程为
,
∴直线MN恒过定点(1,0)当t1+t2=0时,此时也过定点(1,0)
综上直线MN恒过定点(1,0).
21.设函数.
(1)若恒成立,求整数k的最大值;
(2)求证:(1+1×2)•(1+2×3)…[1+n×(n+1)]>e2n﹣3.
【分析】(1)根据题意可得k<,令h(x)=,求导得h′(x)=,令g(x)=x﹣1﹣ln(x+1),求导得g′(x)>0对∀x>0恒成立,函数y=g(x)在(0,+∞)上单调递增,因为g(0)=﹣1<0,g(1)<0,g(2)<0,g(3)>0,所以存在x0∈(2,3)使得g(x0)=0,即x0﹣1=ln(x0+1),当x>x0时,有g(x)>g(x0)=0,h′(x)>0,所以函数y=h(x)在(x0,+∞)上单调递增,当x<x0时,有g(x)<g(x0)=0,h′(x)<0,所以函数y=h(x)在(0,x0)上单调递减,所以h(x)min=h(x0)===x0+1∈(3,4),所以k≤3,进而可得出结论.
(2))由(1)可得ln(x+1)>=2﹣>2﹣,令x=n(n+1),(n∈N*),则ln[1+n(n+1)]>2﹣=2﹣3(),所以ln(1+1×2)>2﹣3(1﹣),ln(1+2×3)>2﹣3(﹣),…ln[1+n(n+1)]>2﹣3(﹣),上述等式全部相加得ln[(1+1×2)(1+2×3)…(1+n(n+1))>2n﹣3,因此[(1+1×2)(1+2×3)…(1+n(n+1))>e2n﹣3.
解:(1)由f(x)=>得k<,
令h(x)=,
h′(x)=,
令g(x)=x﹣1﹣ln(x+1),
所以g′(x)=1﹣>0对∀x>0恒成立,
所以函数y=g(x)在(0,+∞)上单调递增,
因为g(0)=﹣1<0,g(1)<0,g(2)<0,g(3)>0,
故存在x0∈(2,3)使得g(x0)=0,即x0﹣1=ln(x0+1),
从而当x>x0时,有g(x)>g(x0)=0,h′(x)>0,所以函数y=h(x)在(x0,+∞)上单调递增,
当x<x0时,有g(x)<g(x0)=0,h′(x)<0,所以函数y=h(x)在(0,x0)上单调递减,
所以h(x)min=h(x0)===x0+1∈(3,4),
所以k≤3,因此整数k的最大值为3.
(2)由(1)知恒成立,
所以ln(x+1)>=2﹣>2﹣,
令x=n(n+1),(n∈N*)
则ln[1+n(n+1)]>2﹣=2﹣3(),
所以ln(1+1×2)>2﹣3(1﹣),ln(1+2×3)>2﹣3(﹣),…ln[1+n(n+1)]>2﹣3(﹣),
上述等式全部相加得ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+…+ln[1+n(n+1)]>2n﹣3(1﹣)>2n﹣3,
所以ln[(1+1×2)(1+2×3)…(1+n(n+1))>2n﹣3,
因此[(1+1×2)(1+2×3)…(1+n(n+1))>e2n﹣3.
请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.已知曲线C1的参数方程为(θ为参数),以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin2θ=4cosθ.
(1)求C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
(2)若过点F(1,0)的直线l与C1交于A,B两点,与C2交于M,N两点,求的取值范围.
【分析】(1)直接利用参数方程和极坐标方程与直角坐标方程进行转化.
(2)直接建立方程组利用根和系数的关系求出结果.
解:(1)曲线C1的普通方程为,曲线C2的直角坐标方程为y2=4x;
(2)设直线l的参数方程为(t为参数)
又直线l与曲线C2:y2=4x存在两个交点,因此sinα≠0.
联立直线l与曲线C1:,
可得(1+sin2α)t2+2tcosα﹣1=0,
则:,
联立直线l与曲线C2:y2=4x可得t2sin2α﹣4tcosα﹣4=0,
则,
即.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知f(x)=|x﹣1|+1,.
(1)解不等式f(x)≤2x+3;
(2)若方程F(x)=a有三个解,求实数a的取值范围.
【分析】(1)由f(x)=|x﹣1|+1为分段函数,可分段讨论①当x≥1时,②当x<1时,求不等式的解集,
(2)方程F(x)=a有三个解等价于直线y=a与函数y=F(x)的图象有三个公共点,先画出y=F(x)的图象,再画直线y=a观察图象即可
解:(1)f(x)=|x﹣1|+1=,
①当x≥1时,解不等式x≤2x+3得:x≥1,
②当x<1时,解不等式﹣x+2≤2x+3得:﹣≤x<1,
综合①②得:
不等式f(x)≤2x+3的解集为:[﹣,+∞)
(2),即.
作出函数F(x)的图象如图所示,
当直线y=a与函数y=F(x)的图象有三个公共点时,方程F(x)=a有三个解,所以1<a<3.
所以实数a的取值范围是(1,3).
一、选择题(共12小题).
1.i是虚数单位,复数z=1﹣i在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
2.已知随机变量X服从正态分布N(1,4),P(X>2)=0.3,P(X<0)=( )
A.0.2 B.0.3 C.0.7 D.0.8
3.已知集合A={x|x<1},B={x|ex<1},则( )
A.A∩B={x|x<1} B.A∪B={x|x<e}
C.A∪B={x|x<1} D.A∩B={x|0<x<1}
4.已知α满足sinα=,那么值为( )
A. B. C. D.
5.设平面α与平面β相交于直线m,直线a在平面α内,直线b在平面β内,且b⊥m,则“α⊥β”是“a⊥b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
6.函数的值域为( )
A. B. C.[0,1] D.
7.在区间[﹣1,1]上随机取一个数k,使直线y=k(x+3)与圆x2+y2=1相交的概率为( )
A. B. C. D.
8.很多关于整数规律的猜想都通俗易懂,吸引了大量的数学家和数学爱好者,有些猜想已经被数学家证明,如“费马大定理”,但大多猜想还未被证明,如“哥德巴赫猜想”、“角谷猜想”.“角谷猜想”的内容是:对于每一个正整数,如果它是奇数,则将它乘以3再加1;如果它是偶数,则将它除以2;如此循环,最终都能够得到1.如图为研究“角谷猜想”的一个程序框图.若输入n的值为10,则输出i的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
9.设m=ln2,n=lg2,则( )
A.m﹣n>mn>m+n B.m﹣n>m+n>mn C.m+n>mn>m﹣n D.m+n>m﹣n>mn
10.过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( )
A. B.2 C.2 D.3
11.在一个数列中,如果∀n∈N*,都有anan+1an+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+…+a2020=( )
A.4711 B.4712 C.4713 D.4715
12.已知函数f(x)=lnx,g(x)=(2m+3)x+n,若∀x∈(0,+∞)总有f(x)≤g(x)恒成立,记(2m+3)n的最小值为F(m,n),则F(m,n)的最大值为( )
A.1 B. C. D.
二、填空题:共4小题,每小题5分.
13.已知向量=(2,﹣6),=(3,m),若|+|=|﹣|,则m= .
14.某校为了解学生学习的情况,采用分层抽样的方法从高一2400人、高二2000人、高三n人中,抽取90人进行问卷调查.已知高一被抽取的人数为36,那么高三被抽取的人数为 .
15.点P在双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右支上,其左、右焦点分别为F1,F2,直线PF1与以坐标原点O为圆心、a为半径的圆相切于点A,线段PF1的垂直平分线恰好过点F2,则该双曲线的渐近线的斜率为 .
16.某校13名学生参加军事冬令营活动,活动期间各自扮演一名角色进行分组游戏,角色按级别从小到大共9种,分别为士兵、排长、连长、营长、团长、旅长、师长、军长和司令.游戏分组有两种方式,可以2人一组或者3人一组.如果2人一组,则必须角色相同;如果3人一组,则3人角色相同或者3人为级别连续的3个不同角色.已知这13名学生扮演的角色有3名士兵和3名司令,其余角色各1人,现在新加入1名学生,将这14名学生分成5组进行游戏,则新加入的学生可以扮演的角色的种数为 .
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.某学生为了测试煤气灶烧水如何节省煤气的问题设计了一个实验,并获得了煤气开关旋钮旋转的弧度数x与烧开一壶水所用时间y的一组数据,且作了一定的数据处理(如表),得到了散点图(如图).
1.47
20.6
0.78
2.35
0.81
﹣19.3
16.2
表中.
(1)根据散点图判断,y=a+bx与哪一个更适宜作烧水时间y关于开关旋钮旋转的弧度数x的回归方程类型?(不必说明理由)
(2)根据判断结果和表中数据,建立y关于x的回归方程;
(3)若旋转的弧度数x与单位时间内煤气输出量t成正比,那么x为多少时,烧开一壶水最省煤气?
附:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3),…,(un,vn),其回归直线v=α+βu的斜率和截距的最小二乘估计分别为.
18.△ABC中的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若b=4c,B=2C
(Ⅰ)求cosB
(Ⅱ)若c=5,点D为边BC上一点,且BD=6,求△ADC的面积
19.底面ABCD为菱形的直四棱柱,被一平面截取后得到如图所示的几何体.若DA=DH=DB=4,AE=CG=3.
(1)求证:EG⊥DF;
(2)求二面角A﹣HF﹣C的正弦值.
20.已知椭圆,与x轴负半轴交于A(﹣2,0),离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l:y=kx+m与椭圆C交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,连接AM,AN并延长交直线x=4于E(x3,y3),F(x4,y4)两点,若,求证:直线MN恒过定点,并求出定点坐标.
21.设函数.
(1)若恒成立,求整数k的最大值;
(2)求证:(1+1×2)•(1+2×3)…[1+n×(n+1)]>e2n﹣3.
请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.已知曲线C1的参数方程为(θ为参数),以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin2θ=4cosθ.
(1)求C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
(2)若过点F(1,0)的直线l与C1交于A,B两点,与C2交于M,N两点,求的取值范围.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知f(x)=|x﹣1|+1,.
(1)解不等式f(x)≤2x+3;
(2)若方程F(x)=a有三个解,求实数a的取值范围.
参考答案
一、选择题:共12小题,每小题5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.i是虚数单位,复数z=1﹣i在复平面上对应的点位于( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】由已知求得z的坐标得答案.
解:复数z=1﹣i在复平面上对应的点的坐标为(1,﹣1),位于第四象限.
故选:D.
2.已知随机变量X服从正态分布N(1,4),P(X>2)=0.3,P(X<0)=( )
A.0.2 B.0.3 C.0.7 D.0.8
【分析】由已知求得正态分布曲线的对称轴方程,再由已知结合对称性求解.
解:∵随机变量X服从正态分布N(1,4),
∴正态分布曲线的对称轴为X=1,μ=2,
又P(X>2)=0.3,P(X<0)=P(X>2)=0.3,
故选:B.
3.已知集合A={x|x<1},B={x|ex<1},则( )
A.A∩B={x|x<1} B.A∪B={x|x<e} C.A∪B={x|x<1} D.A∩B={x|0<x<1}
【分析】可以求出集合B,然后进行交集和并集的运算即可.
解:∵A={x|x<1},B={x|x<0},
∴A∩B={x|x<0},A∪B={x|x<1}.
故选:C.
4.已知α满足sinα=,那么值为( )
A. B. C. D.
【分析】利用两角和差的三角公式、二倍角公式,求得要求式子的值.
解:∵sinα=,那么=(cosα﹣sinα)•(cosα+sinα)
=﹣•sin2α=cos2α=(1﹣2sin2α)=(1﹣2×)=,
故选:C.
5.设平面α与平面β相交于直线m,直线a在平面α内,直线b在平面β内,且b⊥m,则“α⊥β”是“a⊥b”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【分析】根据充分条件和必要条件的定义结合面面垂直的性质即可得到结论.
解:∵b⊥m,∴当α⊥β,则由面面垂直的性质可得a⊥b成立,
若a⊥b,则α⊥β不一定成立,
故“α⊥β”是“a⊥b”的充分不必要条件,
故选:A.
6.函数的值域为( )
A. B. C.[0,1] D.
【分析】由0≤x≤,可得≤2x+≤,利用正弦函数的单调性即可得出.
解:∵0≤x≤,∴≤2x+≤,
∴y=sin(2x+)∈.
故选:A.
7.在区间[﹣1,1]上随机取一个数k,使直线y=k(x+3)与圆x2+y2=1相交的概率为( )
A. B. C. D.
【分析】利用圆心到直线的距离小于半径可得到直线与圆相交,可求出满足条件的k,最后根据几何概型的概率公式可求出所求.
解:圆x2+y2=1的圆心为(0,0)
圆心到直线y=k(x+3)的距离为
要使直线y=k(x+3)与圆x2+y2=1相交,则<1,解得﹣<k<.
∴在区间[﹣1,1]上随机取一个数k,使y=k(x+3)与圆x2+y2=1相交的概率为=.
故选:C.
8.很多关于整数规律的猜想都通俗易懂,吸引了大量的数学家和数学爱好者,有些猜想已经被数学家证明,如“费马大定理”,但大多猜想还未被证明,如“哥德巴赫猜想”、“角谷猜想”.“角谷猜想”的内容是:对于每一个正整数,如果它是奇数,则将它乘以3再加1;如果它是偶数,则将它除以2;如此循环,最终都能够得到1.如图为研究“角谷猜想”的一个程序框图.若输入n的值为10,则输出i的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【分析】由已知中的程序语句可知:该程序的功能是利用循环结构计算n的值并输出变量i的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.
解:模拟程序的运行,可得
i=0
n=10
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=5,i=1
不满足条件n=1,不满足条件n是偶数,n=16,i=2
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=8,i=3
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=4,i=4
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=2,i=5
不满足条件n=1,满足条件n是偶数,n=1,i=6
此时,满足条件n=1,退出循环,输出i的值为6.
故选:B.
9.设m=ln2,n=lg2,则( )
A.m﹣n>mn>m+n B.m﹣n>m+n>mn C.m+n>mn>m﹣n D.m+n>m﹣n>mn
【分析】利用倒数,作差法,判断即可.
解:∵0<m<1,0<n<1,m>n,
=,
故m﹣n>mn,
所以,故m+n>mn,
由m+n>m﹣n
故m+n>m﹣n>mn,
故选:D.
10.过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l为C的准线,点N在l上,且MN⊥l,则M到直线NF的距离为( )
A. B.2 C.2 D.3
【分析】利用已知条件求出M的坐标,求出N的坐标,利用点到直线的距离公式求解即可.
解:抛物线C:y2=4x的焦点F(1,0),且斜率为的直线:y=(x﹣1),
过抛物线C:y2=4x的焦点F,且斜率为的直线交C于点M(M在x轴上方),l
可知:,解得M(3,2).
可得N(﹣1,2),NF的方程为:y=﹣(x﹣1),即,
则M到直线NF的距离为:=2.
故选:C.
11.在一个数列中,如果∀n∈N*,都有anan+1an+2=k(k为常数),那么这个数列叫做等积数列,k叫做这个数列的公积.已知数列{an}是等积数列,且a1=1,a2=2,公积为8,则a1+a2+…+a2020=( )
A.4711 B.4712 C.4713 D.4715
【分析】anan+1an+2=k(k为常数),且a1=1,a2=2,公积为8,可得anan+1an+2=8,a1=1,a2=2,可得其周期性,进而得出数列的和.
解:anan+1an+2=k(k为常数),且a1=1,a2=2,公积为8,
∴anan+1an+2=8,a1=1,a2=2,
∴1×2a3=8,解得a3=4,
∴2×4a4=8,a4=1,
同理可得:a5=2,a6=4.
∴an+3=an.
则a1+a2+…+a2020=a1+(1+2+4)×673=4712.
故选:B.
12.已知函数f(x)=lnx,g(x)=(2m+3)x+n,若∀x∈(0,+∞)总有f(x)≤g(x)恒成立,记(2m+3)n的最小值为F(m,n),则F(m,n)的最大值为( )
A.1 B. C. D.
【分析】由题意可得lnx﹣(2m+3)x﹣n≤0在x∈(0,+∞)恒成立,设h(x)=lnx﹣(2m+3)x﹣n,只要h(x)的最大值不大于0.求出h(x)的导数和单调区间,讨论2m+3的符号,可得最小值f(m,n),再令t=2m+3(t>0),可令k(t)=t(﹣lnt﹣1),求出导数和单调区间,可得极大值,且为最大值.
解:若对任意的x∈(0,+∞),总有f(x)≤g(x)恒成立,
即为lnx﹣(2m+3)x﹣n≤0在x∈(0,+∞)恒成立,
设h(x)=lnx﹣(2m+3)x﹣n,则h(x)的最大值不大于0.
由h′(x)=﹣(2m+3),
若2m+3≤0,h′(x)>0,h(x)在(0,+∞)递增,h(x)无最大值;
若2m+3>0,则当x>时,h′(x)<0,h(x)在(,+∞)递减;
当0<x<时,h′(x)>0,h(x)在(0,)递增.
可得x=处h(x)取得最大值,且为﹣ln(2m+3)﹣1﹣n,
则﹣ln(2m+3)﹣1﹣n≤0,可得n≥﹣ln(2m+3)﹣1,
(2m+3)n≥(2m+3)[﹣ln(2m+3)﹣1],
可得f(m,n)=(2m+3)[﹣ln(2m+3)﹣1],
令t=2m+3(t>0),可令k(t)=t(﹣lnt﹣1),
k′(t)=﹣lnt﹣1﹣1=﹣lnt﹣2,
当t>时,k′(t)<0,k(t)在(,+∞)递减;
当0<t<时,k′(t)>0,k(t)在(0,)递增.
可得t=处h(t)取得极大值,且为最大值(﹣ln﹣1)=.
则f(m,n)最大值为.
故选:C.
二、填空题:共4小题,每小题5分.
13.已知向量=(2,﹣6),=(3,m),若|+|=|﹣|,则m= 1 .
【分析】由题意可得•=0,再利用两个向量垂直的性质,两个向量的数量积公式,求出m的值.
解:∵向量,,若,则•=0,
即 2×3﹣6m=0,则m=1,
故答案为:1.
14.某校为了解学生学习的情况,采用分层抽样的方法从高一2400人、高二2000人、高三n人中,抽取90人进行问卷调查.已知高一被抽取的人数为36,那么高三被抽取的人数为 24 .
【分析】根据分层抽样的定义,建立比例关系即可.
解:高二年级抽取的人数为:2000×=30人,则高三被抽取的人数90﹣36﹣30=24,
故答案为:24.
15.点P在双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右支上,其左、右焦点分别为F1,F2,直线PF1与以坐标原点O为圆心、a为半径的圆相切于点A,线段PF1的垂直平分线恰好过点F2,则该双曲线的渐近线的斜率为 ± .
【分析】运用线段的垂直平分线的性质定理可得|PF2|=|F1F2|=2c,设PF1的中点为M,由中位线定理可得|MF2|=2a,再由勾股定理和双曲线的定义可得4b﹣2c=2a,结合a,b,c的关系,可得a,b的关系,即可得到双曲线的渐近线的斜率.
解:由线段PF1的垂直平分线恰好过点F2,
可得|PF2|=|F1F2|=2c,
由直线PF1与以坐标原点O为圆心、a为半径的圆相切于点A,
可得|OA|=a,
设PF1的中点为M,由中位线定理可得|MF2|=2a,
在直角三角形PMF2中,可得|PM|==2b,
即有|PF1|=4b,
由双曲线的定义可得|PF1|﹣|PF2|=2a,
即4b﹣2c=2a,即2b=a+c,
即有4b2=(a+c)2,
即4(c2﹣a2)=(a+c)2,
可得a=c,b=c,
即有双曲线的渐近线方程y=±x,
该双曲线的渐近线的斜率为±.
故答案为:±.
16.某校13名学生参加军事冬令营活动,活动期间各自扮演一名角色进行分组游戏,角色按级别从小到大共9种,分别为士兵、排长、连长、营长、团长、旅长、师长、军长和司令.游戏分组有两种方式,可以2人一组或者3人一组.如果2人一组,则必须角色相同;如果3人一组,则3人角色相同或者3人为级别连续的3个不同角色.已知这13名学生扮演的角色有3名士兵和3名司令,其余角色各1人,现在新加入1名学生,将这14名学生分成5组进行游戏,则新加入的学生可以扮演的角色的种数为 9 .
【分析】根据题意,分析可得14名学生分成5组,则一定是4个3人组和1个2人组;据此分类讨论新加入学生可以扮演的角色,将其数目相加即可得答案.
解:根据题意:14名学生分成5组,则一定是4个3人组和1个2人组;
①若新加入的学生是土兵,则可以将这14个人分组如下:3名士兵;士兵、排长、连长各1名;营长、团长、旅长各1名;师长、军长、司令各1名;2名司令;所以新加入的学生可以是士兵,由对称性可知加入的学生也可以是司令;
②若新加入的学生是排长,则可以将这14个人分组下:3名士兵;连长、营长、団长各1名;旅长、师长、军长各1名;3名司令;2名排长;所以新加入的学生可以是排长,由对称性可知加入的学生也可以是军长;
③若新加入的学生是连长,则可以将这14个人分组如下:2名士兵;士兵、排长、连长1名;连长、营长、团长各1名;旅长、师长、军长各1名;3名司令;所以新加入的学生可以是连长;由对称性可知加入的学生也可以是师长;
④若新加入的学生是营长,则可以将这14个人分组如下:3名士兵;排长、连长、营长1名;营长、团长、旅长各1名;师长、军长、司令答1名;2名司令;所以新加入的学生可以是营长,由对称性可知加入的学生也可以是旅长;
⑤若新加入的学生是团长,则可以将这14个人分组如下:3名士兵;排长、连长、营长各1名;旅长、师长、军长各1名;3名司令;2名团长;所以新加入的学生可以是团长;
综上所述:新加入学生可以扮演9种角色;
故答案为:9
三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.
17.某学生为了测试煤气灶烧水如何节省煤气的问题设计了一个实验,并获得了煤气开关旋钮旋转的弧度数x与烧开一壶水所用时间y的一组数据,且作了一定的数据处理(如表),得到了散点图(如图).
1.47
20.6
0.78
2.35
0.81
﹣19.3
16.2
表中.
(1)根据散点图判断,y=a+bx与哪一个更适宜作烧水时间y关于开关旋钮旋转的弧度数x的回归方程类型?(不必说明理由)
(2)根据判断结果和表中数据,建立y关于x的回归方程;
(3)若旋转的弧度数x与单位时间内煤气输出量t成正比,那么x为多少时,烧开一壶水最省煤气?
附:对于一组数据(u1,v1),(u2,v2),(u3,v3),…,(un,vn),其回归直线v=α+βu的斜率和截距的最小二乘估计分别为.
【分析】(1)根据散点图是否按直线型分布作答;
(2)根据回归系数公式得出y关于ω的线性回归方程,再得出y关于x的回归方程;
(3)利用基本不等式得出煤气用量的最小值及其成立的条件.
解:(1)更适宜作烧水时间y关于开关旋钮旋转的弧度数x的回归方程类型.…(1分)
(2)由公式可得:,…
,…
所以所求回归方程为.…
(3)设t=kx,则煤气用量,…
当且仅当时取“=”,即x=2时,煤气用量最小.…
答:x为2时,烧开一壶水最省煤气. …
18.△ABC中的内角A,B,C的对边分别是a,b,c,若b=4c,B=2C
(Ⅰ)求cosB
(Ⅱ)若c=5,点D为边BC上一点,且BD=6,求△ADC的面积
【分析】(Ⅰ)利用已知条件和三角函数关系式的恒等变换,求出相应的结果.
(Ⅱ)利用上步的结论和余弦定理及三角形的面积公式求出结果.
解:(Ⅰ)由题意B=2C,
则sinB=sin2C=2sinCcosC
又,
所以…
所以…
(Ⅱ)因为c=5,,
所以…
由余弦定理得,b2=a2+c2﹣2accosB,
则,
化简得,a2﹣6a﹣55=0,
解得a=11,或a=﹣5(舍去),…
由BD=6得,CD=5,
由,
得…
所以△ADC的面积…
19.底面ABCD为菱形的直四棱柱,被一平面截取后得到如图所示的几何体.若DA=DH=DB=4,AE=CG=3.
(1)求证:EG⊥DF;
(2)求二面角A﹣HF﹣C的正弦值.
【分析】(1)连接AC,证明EG∥AC.推出EG⊥BD,EG⊥BF,证明EG⊥平面BDHF,然后证明EG⊥DF.
(2)OA,OB,OP两两垂直,如图,建立空间直角坐标系O﹣xyz,OP=3,DH=4,求出平面AFH的法向量,平面CFH的一个法向量利用空间向量的数量积求解二面角的正弦函数值即可.
【解答】(1)证明:连接AC,由可知四边形AEGC为平行四边形,所以EG∥AC.
由题意易知AC⊥BD,AC⊥BF,所以EG⊥BD,EG⊥BF,
因为BD∩BF=B,所以EG⊥平面BDHF,
又DF⊂平面BDHF,所以EG⊥DF.
(2)解:设AC∩BD=O,EG∩HF=P,
由已知可得:平面ADHE∥平面BCGF,
所以EH∥FG,同理可得:EF∥HG,
所以四边形EFGH为平行四边形,
所以P为EG的中点,O为AC的中点,
所以,从而OP⊥平面ABCD,
又OA⊥OB,所以OA,OB,OP两两垂直,如图,建立空间直角坐标系O﹣xyz,OP=3,DH=4,由平面几何知识,得BF=2.
则,,F(0,2,2),H(0,﹣2,4),
所以,,.
设平面AFH的法向量为,
由,可得,
令y=1,则z=2,,所以.
同理,平面CFH的一个法向量为.
设平面AFH与平面CFH所成角为θ,
则,所以.
20.已知椭圆,与x轴负半轴交于A(﹣2,0),离心率.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设直线l:y=kx+m与椭圆C交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,连接AM,AN并延长交直线x=4于E(x3,y3),F(x4,y4)两点,若,求证:直线MN恒过定点,并求出定点坐标.
【分析】(1)利用已知条件求出a、c,得到b,即可求椭圆C的方程;
(2)法1:,通过韦达定理,结合kAM=kAE推出y=kx+m=k(x﹣1),说明直线MN恒过定点(1,0).
法2:设直线AM的方程为:x=t1y﹣2,通过求出同理,得到直线系方程说明直线过定点(1,0).
解:(1)由题有a=2,.∴c=1,∴b2=a2﹣c2=3.
∴椭圆方程为.
(2)法1:,
△=64k2m2﹣4(3+4k2)(4m2﹣12)>0⇒m2<12k2+9,
,.
又kAM=kAE
∴同理
又
∴
⇒4(y1+y2)=x1y2+x2y1
⇒4(kx1+m+kx2+m)=x1(kx2+m)+x2(kx1+m)
⇒(4k﹣m)(x1+x2)﹣2kx1x2+8m=0,
.
∴m=﹣k,此时满足m2<12k2+9
∴y=kx+m=k(x﹣1)∴直线MN恒过定点(1,0).
法2:设直线AM的方程为:x=t1y﹣2
则,
∴y=0或,
∴同理,,
当x3=4时,由x3=t1y3﹣2有.
∴同理,
又,
∴,,
当t1+t2≠0时,t1t2=﹣4,
∴直线MN的方程为
,
∴直线MN恒过定点(1,0)当t1+t2=0时,此时也过定点(1,0)
综上直线MN恒过定点(1,0).
21.设函数.
(1)若恒成立,求整数k的最大值;
(2)求证:(1+1×2)•(1+2×3)…[1+n×(n+1)]>e2n﹣3.
【分析】(1)根据题意可得k<,令h(x)=,求导得h′(x)=,令g(x)=x﹣1﹣ln(x+1),求导得g′(x)>0对∀x>0恒成立,函数y=g(x)在(0,+∞)上单调递增,因为g(0)=﹣1<0,g(1)<0,g(2)<0,g(3)>0,所以存在x0∈(2,3)使得g(x0)=0,即x0﹣1=ln(x0+1),当x>x0时,有g(x)>g(x0)=0,h′(x)>0,所以函数y=h(x)在(x0,+∞)上单调递增,当x<x0时,有g(x)<g(x0)=0,h′(x)<0,所以函数y=h(x)在(0,x0)上单调递减,所以h(x)min=h(x0)===x0+1∈(3,4),所以k≤3,进而可得出结论.
(2))由(1)可得ln(x+1)>=2﹣>2﹣,令x=n(n+1),(n∈N*),则ln[1+n(n+1)]>2﹣=2﹣3(),所以ln(1+1×2)>2﹣3(1﹣),ln(1+2×3)>2﹣3(﹣),…ln[1+n(n+1)]>2﹣3(﹣),上述等式全部相加得ln[(1+1×2)(1+2×3)…(1+n(n+1))>2n﹣3,因此[(1+1×2)(1+2×3)…(1+n(n+1))>e2n﹣3.
解:(1)由f(x)=>得k<,
令h(x)=,
h′(x)=,
令g(x)=x﹣1﹣ln(x+1),
所以g′(x)=1﹣>0对∀x>0恒成立,
所以函数y=g(x)在(0,+∞)上单调递增,
因为g(0)=﹣1<0,g(1)<0,g(2)<0,g(3)>0,
故存在x0∈(2,3)使得g(x0)=0,即x0﹣1=ln(x0+1),
从而当x>x0时,有g(x)>g(x0)=0,h′(x)>0,所以函数y=h(x)在(x0,+∞)上单调递增,
当x<x0时,有g(x)<g(x0)=0,h′(x)<0,所以函数y=h(x)在(0,x0)上单调递减,
所以h(x)min=h(x0)===x0+1∈(3,4),
所以k≤3,因此整数k的最大值为3.
(2)由(1)知恒成立,
所以ln(x+1)>=2﹣>2﹣,
令x=n(n+1),(n∈N*)
则ln[1+n(n+1)]>2﹣=2﹣3(),
所以ln(1+1×2)>2﹣3(1﹣),ln(1+2×3)>2﹣3(﹣),…ln[1+n(n+1)]>2﹣3(﹣),
上述等式全部相加得ln(1+1×2)+ln(1+2×3)+…+ln[1+n(n+1)]>2n﹣3(1﹣)>2n﹣3,
所以ln[(1+1×2)(1+2×3)…(1+n(n+1))>2n﹣3,
因此[(1+1×2)(1+2×3)…(1+n(n+1))>e2n﹣3.
请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,作答时请写清题号.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.已知曲线C1的参数方程为(θ为参数),以直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin2θ=4cosθ.
(1)求C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
(2)若过点F(1,0)的直线l与C1交于A,B两点,与C2交于M,N两点,求的取值范围.
【分析】(1)直接利用参数方程和极坐标方程与直角坐标方程进行转化.
(2)直接建立方程组利用根和系数的关系求出结果.
解:(1)曲线C1的普通方程为,曲线C2的直角坐标方程为y2=4x;
(2)设直线l的参数方程为(t为参数)
又直线l与曲线C2:y2=4x存在两个交点,因此sinα≠0.
联立直线l与曲线C1:,
可得(1+sin2α)t2+2tcosα﹣1=0,
则:,
联立直线l与曲线C2:y2=4x可得t2sin2α﹣4tcosα﹣4=0,
则,
即.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知f(x)=|x﹣1|+1,.
(1)解不等式f(x)≤2x+3;
(2)若方程F(x)=a有三个解,求实数a的取值范围.
【分析】(1)由f(x)=|x﹣1|+1为分段函数,可分段讨论①当x≥1时,②当x<1时,求不等式的解集,
(2)方程F(x)=a有三个解等价于直线y=a与函数y=F(x)的图象有三个公共点,先画出y=F(x)的图象,再画直线y=a观察图象即可
解:(1)f(x)=|x﹣1|+1=,
①当x≥1时,解不等式x≤2x+3得:x≥1,
②当x<1时,解不等式﹣x+2≤2x+3得:﹣≤x<1,
综合①②得:
不等式f(x)≤2x+3的解集为:[﹣,+∞)
(2),即.
作出函数F(x)的图象如图所示,
当直线y=a与函数y=F(x)的图象有三个公共点时,方程F(x)=a有三个解,所以1<a<3.
所以实数a的取值范围是(1,3).
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