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2020届全国高考冲刺高考仿真模拟卷(六) 数学(文)(解析版)
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2020届全国高考冲刺高考仿真模拟卷(六) 数学(文)(解析版)
一、选择题:本题共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.(2019·张家口模拟)已知实数a,b满足(a+bi)(2+i)=3-5i(其中i为虚数单位),则复数z=b-ai的共轭复数为( )
A.-+i B.--i
C.+i D.-i
答案 A
解析 依题意,a+bi===,故a=,b=-,故z=b-ai=--i,故复数z的共轭复数为=-+i,故选A.
2.已知集合A={(x,y)|x2=4y},B={(x,y)|y=x},则A∩B的真子集的个数为( )
A.1 B.3
C.5 D.7
答案 B
解析 依题意,在同一平面直角坐标系中分别作出x2=4y与y=x的图象,观察可知,它们有2个交点,即A∩B有2个元素,故A∩B的真子集的个数为3,故选B.
3.已知命题p:“∀a>b,|a|>|b|”,命题q:“∃x0<0,2 x0>0”,则下列为真命题的是( )
A.p∧q B.(綈p)∧(綈q)
C.p∨q D.p∨(綈q)
答案 C
解析 对于命题p,当a=0,b=-1时,0>-1,
但是|a|=0,|b|=1,|a|<|b|,所以命题p是假命题.
对于命题q,∃x0<0,2x0>0,如x0=-1,2-1=>0.
所以命题q是真命题,所以p∨q为真命题.
4.“a=”是“直线l1:ax+a2y+2=0与直线l2:(a-1)x+y+1=0垂直”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 C
解析 “直线l1:ax+a2y+2=0与直线l2:(a-1)x+y+1=0垂直”等价于-·(1-a)=-1,即a=.
5.执行如图所示的程序框图,则输出的T=( )
A.8 B.6 C.7 D.9
答案 B
解析 由题意,得T=1×log24×log46×…×log6264=××…×==6,故选B.
6.(2019·全国卷Ⅱ)若x1=,x2=是函数f(x)=sinωx(ω>0)两个相邻的极值点,则ω=( )
A.2 B. C.1 D.
答案 A
解析 由题意及函数y=sinωx的图象与性质可知,
T=-,∴T=π,∴=π,∴ω=2.故选A.
7.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,且经过点(2,2),则双曲线的实轴长为( )
A. B.1 C.2 D.
答案 C
解析 由题意双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,即=⇒c2=3a2.
又由c2=a2+b2,即b2=2a2,
所以双曲线的方程为-=1,
又因为双曲线过点(2,2),代入双曲线的方程,得
-=1,解得a=,所以双曲线的实轴长为2a=2.
8.若x,y满足则x2+y2的最大值为( )
A.5 B.11.6 C.17 D.25
答案 C
解析 作出不等式组所表示的可行域如下图所示,则x2+y2的最大值在点B(1,4)处取得,故x2+y2的最大值为17.
9.设函数f(x)=|lg x|,若存在实数0 A.M>N>Q B.M>Q>N
C.N>Q>M D.N>M>Q
答案 B
解析 ∵f(a)=f(b),∴|lg a|=|lg b|,∴lg a+lg b=0,即ab=1,∵2==<=,∴N=log22<-2,又>=,∴>>2,∴M=log2>-2,又Q=ln =-2,∴M>Q>N.
10.正三棱柱ABC-A1B1C1中,各棱长均为2,M为AA1中点,N为BC的中点,则在棱柱的表面上从点M到点N的最短距离是( )
A. B.4+ C.2+ D.
答案 D
解析 (1)从侧面到N,如图1,沿棱柱的侧棱AA1剪开,并展开,则MN===.
(2)从底面到N点,沿棱柱的AC,BC剪开、展开,如图2.
则MN=
= = ,
∵ <,∴MNmin= .
11.(2018·全国卷Ⅱ)已知F1,F2是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 依题意易知|PF2|=|F1F2|=2c,且P在第一象限内,由∠F1F2P=120°可得P点的坐标为(2c,c).又因为kAP=,即=,
所以a=4c,e=,故选D.
12.函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x-1)为偶函数,当x∈[0,1]时,f(x)=x,若函数g(x)=f(x)-x-b恰有一个零点,则实数b的取值范围是( )
A.,k∈Z
B.,k∈Z
C.,k∈Z
D.,k∈Z
答案 D
解析 ∵f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x-1)为偶函数,∴f(-x-1)=f(x-1)=-f(x+1),
即f(x)=-f(x+2),
则f(x+4)=-f(x+2)=f(x),即函数f(x)的周期是4,∵f(x-1)为偶函数,∴f(x-1)关于x=0对称,
则f(x)关于x=-1对称,同时也关于x=1对称.
若x∈[-1,0],则-x∈[0,1],
此时f(-x)==-f(x),则f(x)=-,x∈[-1,0];
若x∈[-2,-1],x+2∈[0,1],
则f(x)=-f(x+2)=-,x∈[-2,-1];
若x∈[1,2],x-2∈[-1,0],
则f(x)=-f(x-2)==,x∈[1,2].
作出函数f(x)的图象如图:
由函数g(x)=f(x)-x-b=0得f(x)=x+b,
由图象知当x∈[-1,0]时,由-=x+b,平方得x2+(2b+1)x+b2=0,
由判别式Δ1=(2b+1)2-4b2=0得4b+1=0,得b=-,此时f(x)与y=x+b的图象有两个交点,
当x∈[4,5],x-4∈[0,1],则f(x)=f(x-4)=,
由=x+b,平方得x2+(2b-1)x+4+b2=0,
由判别式Δ2=(2b-1)2-16-4b2=0得4b=-15,
得b=-,
此时f(x)与y=x+b的图象有两个交点,
则要使此时f(x)与y=x+b的图象恰有一个交点,则在[0,4]内,b满足- 即实数b的取值范围是4n- 即4(n-1)+ 令k=n-1,则4k+ ∴D正确.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.平面向量a与b的夹角为45°,a=(1,-1),|b|=1,则|a+2b|=________.
答案
解析 由题意,得a·b=|a||b|cos45°=×1×=1,所以|a+2b|2=a2+4a·b+4b2=2+4×1+4×1=10,所以|a+2b|=.
14.已知函数f(x)=ax-log2(2x+1)(a∈R)为偶函数,则a=________.
答案
解析 由f(x)=f(-x),得ax-log2(2x+1)=-ax-log2(2-x+1),2ax=log2(2x+1)-log2(2-x+1)=log2=x,由于x的任意性,∴a=.
15.如图,为测量竖直旗杆CD的高度,在旗杆底部C所在水平地面上选取相距4 m的两点A,B,且AB所在直线为东西方向,在A处测得旗杆底部C在西偏北20°的方向上,旗杆顶部D的仰角为60°;在B处测得旗杆底部C在东偏北10°方向上,旗杆顶部D的仰角为45°,则旗杆CD的高度为________m.
答案 12
解析 设CD=x,
在Rt△BCD中,∠CBD=45°,∴BC=x,
在Rt△ACD中,∠CAD=60°,∴AC==,
在△ABC中,∠CAB=20°,∠CBA=10°,AB=4,
∴∠ACB=180°-20°-10°=150°,
由余弦定理可得AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos150°,
即(4)2=x2+x2+2··x·=x2,
解得x=12.即旗杆CD的高度为12 m.
16.(2019·安徽师大附中期中)如图,已知正方形ABCD的边长为2,点E为AB的中点.以A为圆心,AE为半径,作弧交AD于点F.若P为劣弧上的动点,则·的最小值为________.
答案 5-2
解析 如图,以A为坐标原点,边AB,AD所在直线分别为x轴、y轴建立平面直角坐标系,
则A(0,0),C(2,2),D(0,2),设P(cosθ,sinθ),θ∈,则·=(2-cosθ,2-sinθ)·(-cosθ,2-sinθ)=(2-cosθ)·(-cosθ)+(2-sinθ)2=5-2(cosθ+2sinθ)=5-2sin(θ+φ),tanφ=,当sin(θ+φ)=1时,·取得最小值5-2.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.
(一)必考题:共60分.
17.(本小题满分12分)已知等比数列{an}中,an>0,a1=,-=,n∈N*.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=(-1)n·(log2an)2,求数列{bn}的前2n项和T2n.
解 (1)设等比数列{an}的公比为q,则q>0,
因为-=,所以-=,
因为q>0,解得q=2,
所以an=×2n-1=2n-7,n∈N*.4分
(2)bn=(-1)n·(log2an)2=(-1)n·(log22n-7)2=(-1)n·(n-7)2,
设cn=n-7,则bn=(-1)n·(cn)2,6分
T2n=b1+b2+b3+b4+…+b2n-1+b2n=-(c1)2+(c2)2+[-(c3)2]+(c4)2+…+[-(c2n-1)2]+(c2n)2=(-c1+c2)(c1+c2)+(-c3+c4)(c3+c4)+…+(-c2n-1+c2n)(c2n-1+c2n)=c1+c2+c3+c4+…+c2n-1+c2n==n(2n-13)=2n2-13n.12分
18.(2019·福建模拟)(本小题满分12分)如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为等腰梯形,AB∥CD,其中点D在以AB为直径的圆上,SD=,SC=,AB=2AD=4,平面SCD⊥平面ABCD.
(1)证明:SD⊥平面ABCD;
(2)设点P是线段SB(不含端点)上一动点,当三棱锥P-SAC的体积为1时,求异面直线AD与CP所成角的余弦值.
解 (1)证明:连接BD,因为点D在以AB为直径的圆上,所以∠ADB=90°,因为AB=2AD=4,所以∠ABD=30°,∠DAB=60°,所以BD=AB·cos∠ABD=4×cos30°=2.2分
因为四边形ABCD为等腰梯形,AB∥CD,所以CD=AB-2AD·cos60°=4-2×2×=2.
又因为SD=,SC=,
所以SD2+CD2=SC2,即SD⊥CD. 4分
又因为平面SCD⊥平面ABCD,平面SCD∩平面ABCD=CD,所以SD⊥平面ABCD.5分
(2)由(1),得VS-ABC=S△ABC·SD=·AC·BC·SD=2,设BP=λBS,则VP-ABC=S△ABC·λSD=2λ,所以VP-SAC=VS-ABC-VP-ABC=2-2λ=1,解得λ=,7分
即点P是线段SB的中点,取AB的中点为M,连接CM,则由(1)及题设条件得AM∥CD,且AM=CD=2,
所以四边形AMCD为平行四边形,从而CM∥AD,且CM=AD=2,
所以∠PCM(或其补角)为异面直线AD与CP所成的角,8分
因为SA==,所以PM=,
因为SB==,
所以cos∠PBC==,
所以CP2=PB2+BC2-2PB·BC·cos∠PBC=,
所以cos∠PCM==,
即异面直线AD与CP所成角的余弦值为. 12分
19.(2019·山东烟台5月适应性练习二)(本小题满分12分)混凝土具有原材料丰富、抗压强度高、耐久性好等特点,是目前使用量最大的土木建筑材料.抗压强度是混凝土质量控制的重要技术参数,也是实际工程对混凝土要求的基本指标.为了解某型号某批次混凝土的抗压强度(单位:MPa)随龄期(单位:天)的发展规律,质检部门在标准试验条件下记录了10组混凝土试件在龄期xi(i=1,2,…,10)分别为2,3,4,5,7,9,12,14,17,21时的抗压强度yi的值,并对数据作了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.
(xi-)2
(wi-)2
(xi-)·
(yi-)
(wi-)·
(yi-)
9.4
29.7
2
366
5.5
439.2
55
表中wi=ln xi,=wi.
(1)根据散点图判断y=a+bx与y=c+dln x哪一个适宜作为抗压强度y关于龄期x的回归方程类型?选择其中的一个模型,并根据表中数据,建立y关于x的回归方程;
(2)工程中常把龄期为28天的混凝土试件的抗压强度f28视作混凝土抗压强度标准值.已知该型号混凝土设置的最低抗压强度标准值为40 MPa.
①试预测该批次混凝土是否达标?
②由于抗压强度标准值需要较长时间才能评定,早期预测在工程质量控制中具有重要的意义.经验表明,该型号混凝土第7天的抗压强度f7与第28天的抗压强度f28具有线性相关关系f28=1.2f7+7,试估计在早期质量控制中,龄期为7天的混凝土试件需达到的抗压强度.
附:=,=- ,参考数据:ln 2≈0.69,ln 7≈1.95.
解 (1)由散点图可以判断,y=c+dln x适宜作为抗压强度y关于龄期x的回归方程类型.
令w=ln x,先建立y关于w的线性回归方程.
由于===10,3分
=- =29.7-10×2=9.7,所以y关于w的线性回归方程为=9.7+10w,
因此y关于x的线性回归方程为=9.7+10ln x.6分
(2)①由(1)知,当龄期为28天,即x=28时,
抗压强度y的预测值=9.7+10ln 28=9.7+10×(2ln 2+ln 7)≈43.8分
因为43>40,所以预测该批次混凝土达标.9分
②令f28=1.2f7+7≥40,得f7≥27.5.
所以估计龄期为7天的混凝土试件需达到的抗压强度为27.5 MPa.12分
20.(2019·江西南昌一模)(本小题满分12分)已知函数f(x)=ex(ln x-ax+a+b),a,b∈R,直线y=x是曲线y=f(x)在x=1处的切线(e为自然对数的底数).
(1)求a,b的值;
(2)是否存在k∈Z,使得y=f(x)在(k,k+1)上有唯一零点.若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
解 (1)f′(x)=ex,由已知,
有即
解得a=1,b=.4分
(2)由(1),知f(x)=ex,
则f′(x)=ex,
令g(x)=ln x-x++,
则g′(x)=-<0恒成立,6分
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,又因为g(1)=>0,g(2)=ln 2-1<0,
所以存在唯一的x0∈(1,2),使得g(x0)=0,且当x∈(0,x0)时,g(x)>0,即f′(x)>0,
当x∈(x0,+∞)时,g(x)<0,即f′(x)<0.
所以f(x)在(0,x0)上单调递增,在(x0,+∞)上单调递减.9分
又因为当x→0时,f(x)<0,f(1)=>0,f(2)=e2>0,f(e)=ee<0,
所以存在k=0或2,使得y=f(x)在(k,k+1)上有唯一零点.12分
21.(2019·湖南长沙统一检测)(本小题满分12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,A为椭圆C上一点,AF2⊥F1F2,且|AF2|=.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为A1,A2,过A1,A2分别作x轴的垂线l1,l2,椭圆C的一条切线l:y=kx+m与l1,l2交于M,N两点,求证:∠MF1N的定值.
解 (1)由AF2⊥F1F2,|AF2|=,得=.又e==,a2=b2+c2,解得a2=9,b2=8,
故所求椭圆C的标准方程为+=1.4分
(2)证明:由题意可知,l1的方程为x=-3,l2的方程为x=3,
直线l与直线l1,l2联立可得M(-3,-3k+m),N(3,3k+m),6分
所以=(-2,-3k+m),=(4,3k+m).
所以·=-8+m2-9k2.
联立得(9k2+8)x2+18kmx+9m2-72=0.8分
因为直线l与椭圆C相切,所以Δ=(18km)2-4(9k2+8)(9m2-72)=0,化简,得m2=9k2+8.10分
所以·=-8+m2-9k2=0,所以⊥,故∠MF1N为定值.12分
(二)选考题:共10分.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.
22.(2018·全国卷Ⅱ)(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程
在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为
(θ为参数),直线l的参数方程为(t为参数).
(1)求C和l的直角坐标方程;
(2)若曲线C截直线l所得线段的中点坐标为(1,2),求l的斜率.
解 (1)曲线C的参数方程为
∴曲线C的直角坐标方程为+=1.3分
∵直线l的参数方程为
∴当cosα≠0时,y-2=(x-1)tanα,
得直线l的直角坐标方程为y=(x-1)tanα+2;
当cosα=0时,直线l的直角坐标方程为x=1.5分
(2)将与曲线C:4x2+y2=16联立可得,
4(1+tcosα)2+(2+tsinα)2=16.
化简得,(4cos2α+sin2α)t2+(8cosα+4sinα)t-8=0.
∴t1+t2=-.7分
∵曲线C截直线l所得线段的中点(1,2)在C内,
∴t1+t2=0,∴8cosα+4sinα=0,tanα=-2,
∴直线l的斜率为-2.10分
23.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲
已知f(x)=|x+1|-|ax-1|.
(1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若x∈(0,1)时不等式f(x)>x成立,求a的取值范围.
解 (1)当a=1时,f(x)=|x+1|-|x-1|,
所以f(x)=
∴当x>1时,f(x)=2>1恒成立;
当-1≤x≤1时,f(x)=2x>1,x>,
∴
当x<-1时,f(x)=-2>1不成立;
综上所述,f(x)>1的解集为.5分
(2)当x∈(0,1)时,
f(x)=x+1-|ax-1|>x,
即|ax-1|<1,所以-1
∴0
∴即0
所以a的取值范围是(0,2].10分
一、选择题:本题共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.(2019·张家口模拟)已知实数a,b满足(a+bi)(2+i)=3-5i(其中i为虚数单位),则复数z=b-ai的共轭复数为( )
A.-+i B.--i
C.+i D.-i
答案 A
解析 依题意,a+bi===,故a=,b=-,故z=b-ai=--i,故复数z的共轭复数为=-+i,故选A.
2.已知集合A={(x,y)|x2=4y},B={(x,y)|y=x},则A∩B的真子集的个数为( )
A.1 B.3
C.5 D.7
答案 B
解析 依题意,在同一平面直角坐标系中分别作出x2=4y与y=x的图象,观察可知,它们有2个交点,即A∩B有2个元素,故A∩B的真子集的个数为3,故选B.
3.已知命题p:“∀a>b,|a|>|b|”,命题q:“∃x0<0,2 x0>0”,则下列为真命题的是( )
A.p∧q B.(綈p)∧(綈q)
C.p∨q D.p∨(綈q)
答案 C
解析 对于命题p,当a=0,b=-1时,0>-1,
但是|a|=0,|b|=1,|a|<|b|,所以命题p是假命题.
对于命题q,∃x0<0,2x0>0,如x0=-1,2-1=>0.
所以命题q是真命题,所以p∨q为真命题.
4.“a=”是“直线l1:ax+a2y+2=0与直线l2:(a-1)x+y+1=0垂直”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充要条件
D.既不充分也不必要条件
答案 C
解析 “直线l1:ax+a2y+2=0与直线l2:(a-1)x+y+1=0垂直”等价于-·(1-a)=-1,即a=.
5.执行如图所示的程序框图,则输出的T=( )
A.8 B.6 C.7 D.9
答案 B
解析 由题意,得T=1×log24×log46×…×log6264=××…×==6,故选B.
6.(2019·全国卷Ⅱ)若x1=,x2=是函数f(x)=sinωx(ω>0)两个相邻的极值点,则ω=( )
A.2 B. C.1 D.
答案 A
解析 由题意及函数y=sinωx的图象与性质可知,
T=-,∴T=π,∴=π,∴ω=2.故选A.
7.已知双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,且经过点(2,2),则双曲线的实轴长为( )
A. B.1 C.2 D.
答案 C
解析 由题意双曲线C:-=1(a>0,b>0)的离心率为,即=⇒c2=3a2.
又由c2=a2+b2,即b2=2a2,
所以双曲线的方程为-=1,
又因为双曲线过点(2,2),代入双曲线的方程,得
-=1,解得a=,所以双曲线的实轴长为2a=2.
8.若x,y满足则x2+y2的最大值为( )
A.5 B.11.6 C.17 D.25
答案 C
解析 作出不等式组所表示的可行域如下图所示,则x2+y2的最大值在点B(1,4)处取得,故x2+y2的最大值为17.
9.设函数f(x)=|lg x|,若存在实数0 A.M>N>Q B.M>Q>N
C.N>Q>M D.N>M>Q
答案 B
解析 ∵f(a)=f(b),∴|lg a|=|lg b|,∴lg a+lg b=0,即ab=1,∵2==<=,∴N=log22<-2,又>=,∴>>2,∴M=log2>-2,又Q=ln =-2,∴M>Q>N.
10.正三棱柱ABC-A1B1C1中,各棱长均为2,M为AA1中点,N为BC的中点,则在棱柱的表面上从点M到点N的最短距离是( )
A. B.4+ C.2+ D.
答案 D
解析 (1)从侧面到N,如图1,沿棱柱的侧棱AA1剪开,并展开,则MN===.
(2)从底面到N点,沿棱柱的AC,BC剪开、展开,如图2.
则MN=
= = ,
∵ <,∴MNmin= .
11.(2018·全国卷Ⅱ)已知F1,F2是椭圆C:+=1(a>b>0)的左、右焦点,A是C的左顶点,点P在过A且斜率为的直线上,△PF1F2为等腰三角形,∠F1F2P=120°,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
答案 D
解析 依题意易知|PF2|=|F1F2|=2c,且P在第一象限内,由∠F1F2P=120°可得P点的坐标为(2c,c).又因为kAP=,即=,
所以a=4c,e=,故选D.
12.函数f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x-1)为偶函数,当x∈[0,1]时,f(x)=x,若函数g(x)=f(x)-x-b恰有一个零点,则实数b的取值范围是( )
A.,k∈Z
B.,k∈Z
C.,k∈Z
D.,k∈Z
答案 D
解析 ∵f(x)是定义在R上的奇函数,且f(x-1)为偶函数,∴f(-x-1)=f(x-1)=-f(x+1),
即f(x)=-f(x+2),
则f(x+4)=-f(x+2)=f(x),即函数f(x)的周期是4,∵f(x-1)为偶函数,∴f(x-1)关于x=0对称,
则f(x)关于x=-1对称,同时也关于x=1对称.
若x∈[-1,0],则-x∈[0,1],
此时f(-x)==-f(x),则f(x)=-,x∈[-1,0];
若x∈[-2,-1],x+2∈[0,1],
则f(x)=-f(x+2)=-,x∈[-2,-1];
若x∈[1,2],x-2∈[-1,0],
则f(x)=-f(x-2)==,x∈[1,2].
作出函数f(x)的图象如图:
由函数g(x)=f(x)-x-b=0得f(x)=x+b,
由图象知当x∈[-1,0]时,由-=x+b,平方得x2+(2b+1)x+b2=0,
由判别式Δ1=(2b+1)2-4b2=0得4b+1=0,得b=-,此时f(x)与y=x+b的图象有两个交点,
当x∈[4,5],x-4∈[0,1],则f(x)=f(x-4)=,
由=x+b,平方得x2+(2b-1)x+4+b2=0,
由判别式Δ2=(2b-1)2-16-4b2=0得4b=-15,
得b=-,
此时f(x)与y=x+b的图象有两个交点,
则要使此时f(x)与y=x+b的图象恰有一个交点,则在[0,4]内,b满足- 即实数b的取值范围是4n- 即4(n-1)+ 令k=n-1,则4k+ ∴D正确.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
13.平面向量a与b的夹角为45°,a=(1,-1),|b|=1,则|a+2b|=________.
答案
解析 由题意,得a·b=|a||b|cos45°=×1×=1,所以|a+2b|2=a2+4a·b+4b2=2+4×1+4×1=10,所以|a+2b|=.
14.已知函数f(x)=ax-log2(2x+1)(a∈R)为偶函数,则a=________.
答案
解析 由f(x)=f(-x),得ax-log2(2x+1)=-ax-log2(2-x+1),2ax=log2(2x+1)-log2(2-x+1)=log2=x,由于x的任意性,∴a=.
15.如图,为测量竖直旗杆CD的高度,在旗杆底部C所在水平地面上选取相距4 m的两点A,B,且AB所在直线为东西方向,在A处测得旗杆底部C在西偏北20°的方向上,旗杆顶部D的仰角为60°;在B处测得旗杆底部C在东偏北10°方向上,旗杆顶部D的仰角为45°,则旗杆CD的高度为________m.
答案 12
解析 设CD=x,
在Rt△BCD中,∠CBD=45°,∴BC=x,
在Rt△ACD中,∠CAD=60°,∴AC==,
在△ABC中,∠CAB=20°,∠CBA=10°,AB=4,
∴∠ACB=180°-20°-10°=150°,
由余弦定理可得AB2=AC2+BC2-2AC·BC·cos150°,
即(4)2=x2+x2+2··x·=x2,
解得x=12.即旗杆CD的高度为12 m.
16.(2019·安徽师大附中期中)如图,已知正方形ABCD的边长为2,点E为AB的中点.以A为圆心,AE为半径,作弧交AD于点F.若P为劣弧上的动点,则·的最小值为________.
答案 5-2
解析 如图,以A为坐标原点,边AB,AD所在直线分别为x轴、y轴建立平面直角坐标系,
则A(0,0),C(2,2),D(0,2),设P(cosθ,sinθ),θ∈,则·=(2-cosθ,2-sinθ)·(-cosθ,2-sinθ)=(2-cosθ)·(-cosθ)+(2-sinθ)2=5-2(cosθ+2sinθ)=5-2sin(θ+φ),tanφ=,当sin(θ+φ)=1时,·取得最小值5-2.
三、解答题:共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答.第22、23题为选考题,考生根据要求作答.
(一)必考题:共60分.
17.(本小题满分12分)已知等比数列{an}中,an>0,a1=,-=,n∈N*.
(1)求{an}的通项公式;
(2)设bn=(-1)n·(log2an)2,求数列{bn}的前2n项和T2n.
解 (1)设等比数列{an}的公比为q,则q>0,
因为-=,所以-=,
因为q>0,解得q=2,
所以an=×2n-1=2n-7,n∈N*.4分
(2)bn=(-1)n·(log2an)2=(-1)n·(log22n-7)2=(-1)n·(n-7)2,
设cn=n-7,则bn=(-1)n·(cn)2,6分
T2n=b1+b2+b3+b4+…+b2n-1+b2n=-(c1)2+(c2)2+[-(c3)2]+(c4)2+…+[-(c2n-1)2]+(c2n)2=(-c1+c2)(c1+c2)+(-c3+c4)(c3+c4)+…+(-c2n-1+c2n)(c2n-1+c2n)=c1+c2+c3+c4+…+c2n-1+c2n==n(2n-13)=2n2-13n.12分
18.(2019·福建模拟)(本小题满分12分)如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD为等腰梯形,AB∥CD,其中点D在以AB为直径的圆上,SD=,SC=,AB=2AD=4,平面SCD⊥平面ABCD.
(1)证明:SD⊥平面ABCD;
(2)设点P是线段SB(不含端点)上一动点,当三棱锥P-SAC的体积为1时,求异面直线AD与CP所成角的余弦值.
解 (1)证明:连接BD,因为点D在以AB为直径的圆上,所以∠ADB=90°,因为AB=2AD=4,所以∠ABD=30°,∠DAB=60°,所以BD=AB·cos∠ABD=4×cos30°=2.2分
因为四边形ABCD为等腰梯形,AB∥CD,所以CD=AB-2AD·cos60°=4-2×2×=2.
又因为SD=,SC=,
所以SD2+CD2=SC2,即SD⊥CD. 4分
又因为平面SCD⊥平面ABCD,平面SCD∩平面ABCD=CD,所以SD⊥平面ABCD.5分
(2)由(1),得VS-ABC=S△ABC·SD=·AC·BC·SD=2,设BP=λBS,则VP-ABC=S△ABC·λSD=2λ,所以VP-SAC=VS-ABC-VP-ABC=2-2λ=1,解得λ=,7分
即点P是线段SB的中点,取AB的中点为M,连接CM,则由(1)及题设条件得AM∥CD,且AM=CD=2,
所以四边形AMCD为平行四边形,从而CM∥AD,且CM=AD=2,
所以∠PCM(或其补角)为异面直线AD与CP所成的角,8分
因为SA==,所以PM=,
因为SB==,
所以cos∠PBC==,
所以CP2=PB2+BC2-2PB·BC·cos∠PBC=,
所以cos∠PCM==,
即异面直线AD与CP所成角的余弦值为. 12分
19.(2019·山东烟台5月适应性练习二)(本小题满分12分)混凝土具有原材料丰富、抗压强度高、耐久性好等特点,是目前使用量最大的土木建筑材料.抗压强度是混凝土质量控制的重要技术参数,也是实际工程对混凝土要求的基本指标.为了解某型号某批次混凝土的抗压强度(单位:MPa)随龄期(单位:天)的发展规律,质检部门在标准试验条件下记录了10组混凝土试件在龄期xi(i=1,2,…,10)分别为2,3,4,5,7,9,12,14,17,21时的抗压强度yi的值,并对数据作了初步处理,得到下面的散点图及一些统计量的值.
(xi-)2
(wi-)2
(xi-)·
(yi-)
(wi-)·
(yi-)
9.4
29.7
2
366
5.5
439.2
55
表中wi=ln xi,=wi.
(1)根据散点图判断y=a+bx与y=c+dln x哪一个适宜作为抗压强度y关于龄期x的回归方程类型?选择其中的一个模型,并根据表中数据,建立y关于x的回归方程;
(2)工程中常把龄期为28天的混凝土试件的抗压强度f28视作混凝土抗压强度标准值.已知该型号混凝土设置的最低抗压强度标准值为40 MPa.
①试预测该批次混凝土是否达标?
②由于抗压强度标准值需要较长时间才能评定,早期预测在工程质量控制中具有重要的意义.经验表明,该型号混凝土第7天的抗压强度f7与第28天的抗压强度f28具有线性相关关系f28=1.2f7+7,试估计在早期质量控制中,龄期为7天的混凝土试件需达到的抗压强度.
附:=,=- ,参考数据:ln 2≈0.69,ln 7≈1.95.
解 (1)由散点图可以判断,y=c+dln x适宜作为抗压强度y关于龄期x的回归方程类型.
令w=ln x,先建立y关于w的线性回归方程.
由于===10,3分
=- =29.7-10×2=9.7,所以y关于w的线性回归方程为=9.7+10w,
因此y关于x的线性回归方程为=9.7+10ln x.6分
(2)①由(1)知,当龄期为28天,即x=28时,
抗压强度y的预测值=9.7+10ln 28=9.7+10×(2ln 2+ln 7)≈43.8分
因为43>40,所以预测该批次混凝土达标.9分
②令f28=1.2f7+7≥40,得f7≥27.5.
所以估计龄期为7天的混凝土试件需达到的抗压强度为27.5 MPa.12分
20.(2019·江西南昌一模)(本小题满分12分)已知函数f(x)=ex(ln x-ax+a+b),a,b∈R,直线y=x是曲线y=f(x)在x=1处的切线(e为自然对数的底数).
(1)求a,b的值;
(2)是否存在k∈Z,使得y=f(x)在(k,k+1)上有唯一零点.若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.
解 (1)f′(x)=ex,由已知,
有即
解得a=1,b=.4分
(2)由(1),知f(x)=ex,
则f′(x)=ex,
令g(x)=ln x-x++,
则g′(x)=-<0恒成立,6分
所以g(x)在(0,+∞)上单调递减,又因为g(1)=>0,g(2)=ln 2-1<0,
所以存在唯一的x0∈(1,2),使得g(x0)=0,且当x∈(0,x0)时,g(x)>0,即f′(x)>0,
当x∈(x0,+∞)时,g(x)<0,即f′(x)<0.
所以f(x)在(0,x0)上单调递增,在(x0,+∞)上单调递减.9分
又因为当x→0时,f(x)<0,f(1)=>0,f(2)=e2>0,f(e)=ee<0,
所以存在k=0或2,使得y=f(x)在(k,k+1)上有唯一零点.12分
21.(2019·湖南长沙统一检测)(本小题满分12分)已知椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率为,左、右焦点分别为F1,F2,A为椭圆C上一点,AF2⊥F1F2,且|AF2|=.
(1)求椭圆C的方程;
(2)设椭圆C的左、右顶点分别为A1,A2,过A1,A2分别作x轴的垂线l1,l2,椭圆C的一条切线l:y=kx+m与l1,l2交于M,N两点,求证:∠MF1N的定值.
解 (1)由AF2⊥F1F2,|AF2|=,得=.又e==,a2=b2+c2,解得a2=9,b2=8,
故所求椭圆C的标准方程为+=1.4分
(2)证明:由题意可知,l1的方程为x=-3,l2的方程为x=3,
直线l与直线l1,l2联立可得M(-3,-3k+m),N(3,3k+m),6分
所以=(-2,-3k+m),=(4,3k+m).
所以·=-8+m2-9k2.
联立得(9k2+8)x2+18kmx+9m2-72=0.8分
因为直线l与椭圆C相切,所以Δ=(18km)2-4(9k2+8)(9m2-72)=0,化简,得m2=9k2+8.10分
所以·=-8+m2-9k2=0,所以⊥,故∠MF1N为定值.12分
(二)选考题:共10分.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.
22.(2018·全国卷Ⅱ)(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程
在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为
(θ为参数),直线l的参数方程为(t为参数).
(1)求C和l的直角坐标方程;
(2)若曲线C截直线l所得线段的中点坐标为(1,2),求l的斜率.
解 (1)曲线C的参数方程为
∴曲线C的直角坐标方程为+=1.3分
∵直线l的参数方程为
∴当cosα≠0时,y-2=(x-1)tanα,
得直线l的直角坐标方程为y=(x-1)tanα+2;
当cosα=0时,直线l的直角坐标方程为x=1.5分
(2)将与曲线C:4x2+y2=16联立可得,
4(1+tcosα)2+(2+tsinα)2=16.
化简得,(4cos2α+sin2α)t2+(8cosα+4sinα)t-8=0.
∴t1+t2=-.7分
∵曲线C截直线l所得线段的中点(1,2)在C内,
∴t1+t2=0,∴8cosα+4sinα=0,tanα=-2,
∴直线l的斜率为-2.10分
23.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲
已知f(x)=|x+1|-|ax-1|.
(1)当a=1时,求不等式f(x)>1的解集;
(2)若x∈(0,1)时不等式f(x)>x成立,求a的取值范围.
解 (1)当a=1时,f(x)=|x+1|-|x-1|,
所以f(x)=
∴当x>1时,f(x)=2>1恒成立;
当-1≤x≤1时,f(x)=2x>1,x>,
∴
综上所述,f(x)>1的解集为.5分
(2)当x∈(0,1)时,
f(x)=x+1-|ax-1|>x,
即|ax-1|<1,所以-1
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