2016年北京市海淀区高考数学二模试卷(理科)含答案解析
我的理想作文-弟子规全文及解释
2016
年北京市海淀区高考数学二模试卷(理科)
<
br>一、选择题(共
8
小题,每小题
5
分,满分
40
分)
1
.已知全集
U=R
,
M=
{
x
|
x
≤
1
},
P=
{
x
|
x<
br>≥
2
},则∁
U
(
M
∪
P
)
=
( )
A
.{
x
|
1
<
x
<
2
}
B
.{
x
|
x
≥
1
}
C
.{
x
|
x
≤
2
}
D
.{<
br>x
|
x
≤
1
或
x
≥
2
}<
br>
2
.数列{
a
n
}的首项
a
1
=
2
,且(
n
+
1
)
a
n
=na
n
+1
,则
a
3
的值为( )
A
.
5
B
.
6 C
.
7 D
.
8
3
.若点P
(
2
,
4
)在直线
l
:
A
.
3 B
.
2 C
.
1 D
.﹣
1
(
t
为参数)上,则
a
的值为( )
4
.在△
ABC
中,
cosA=
,
cosB=
,则
sin
(
A
﹣
B
)
=
( )
A
.﹣
B
.
C
.﹣
D
.
5
.在(
x
+
a
)
5
(其中
a<
br>≠
0
)的展开式中,
x
2
的系数与
x
3的系数相同,则
a
的值为( )
A
.﹣
2
B
.﹣
1 C
.
1 D
.
2
6
.函数<
br>f
(
x
)
=lnx
﹣
x
+
1
的零点个数是( )
A
.
1 B
.
2
C
.
3 D
.
4
7
.
AB=8
,
BC=4
,
CD=4
,如图,在等腰梯形
ABCD
中,点
P
在线段
AD
上运动,则|+|
的取值范围是( )
A
.[
6
,
4
+
4
]
B
.[
4
,
8
]
C
.[
4
,
8
]
D
.[
6
,
12
]
8
.直线
l
:
ax
+
y
﹣
1=0
与
x
,y
轴的交点分别为
A
,
B
,直线
l
与圆
O
:
x
2
+
y
2
=1
的交点为
C
,
D
,给出下面三个结论:
①
∀
a
≥
1
,
S
△
AOB
=
;
②
∃
a
≥
1
,|
AB
|<|
CD
|;
③∃
a
≥
1
,
S
△
COD
<.
其中,所有正确结论的序号是( )
A
.
①②
B
.
②③
C
.
①③
D
.
①②③
二、填空题(共
6
小题
,每小题
5
分,满分
30
分)
9
.已知
=1
﹣
i
,其中
i
为虚数单位,
a
∈
R<
br>,则
a=
.
10
.某校为了解全校高中学生五
一小长假参加实践活动的情况,抽查了
100
名学生,统计他
们假期参加实践活动的实
践,绘成的频率分布直方图如图所示,这
100
名学生中参加实践活
动时间在
6
﹣
10
小时内的人数为 .
11
.如图,
A
,
B
,
C
是⊙
O
上的三点,点
D
是劣弧的中点,过点
B
的切线交弦
CD
的
延
长线于点
E
.若∠
BAC=80
°
,则∠
BED
=
.
12
.若点
P
(
a
,
b
)在不等式组所表示的平面区域内,则原点
O
到直线
a
x
+
by
﹣
1=0
的距离的取值范围是 .
<
br>13
.已知点
A
(,),
B
(,
1
),C
(,
0
),若这三个点中有且仅有两个点在函
数
f
(
x
)
=sin
ω
x
的图象上,则正数
ω
的
最小值为 .
14
.正方体
ABCD
﹣
A1
B
1
C
1
D
1
的棱长为
1
,点
P
,
Q
,
R
分别是棱
A
1
A
,
A
1
B
1
,
A
1
D
1
的中
点,以△
PQR
为底面作正三棱柱.若此三棱柱另一底面的三个顶点也都
在该正方体的表面
上,则这个正三棱柱的高
h=
.
三、解答题(共
6
小题,满分
80
分)
15.已知函数
f
(
x
)
=
﹣
2sinx
﹣
cos2x
.
(
1
)比较
f
(),
f
()的大小;
(
2
)求函数
f
(
x
)的最大值.
16
.某空调专卖店试销
A
、
B
、
C
三种新型
空调,销售情况如表所示:
第二周
第四周
第一周
第三周
第五周
A
型数量(台)
11 10 15 A
4
A
5
B
型数量(台)
10 12 13
B
4
B
5
C
型数量(台)
15 8 12 C
4
C
5
(
1
)求
A
型空调前三周的平均周销售量;
(<
br>2
)根据
C
型空调前三周的销售情况,预估
C
型空调五周的平
均周销售量为
10
台,当
C
型空调周销售量的方差最小时,求
C4
,
C
5
的值;
(注:方差
s
2
=
[
x
1
﹣)
2
+(
x
)
2
+
…
+(
x
n
﹣)
2
],其中为
x
1
,
x
2
,
…
,
x
n
的平
均数)
(3
)为跟踪调查空调的使用情况,根据销售记录,从第二周和第三周售出的空调中分别随
机
抽取一台,求抽取的两台空调中
A
型空调台数
X
的分布列及数学期望.
17
.如图,等腰梯形
ABCD
中,
AB
∥
C
D
,
DE
⊥
AB
于
E
,
CF
⊥<
br>AB
于
F
,且
AE=BF=EF=2
,
DE=CF=
2
.将△
AED
和△
BFC
分别沿
DE
,
CF
折起,使
A
,
B
两点重合,记为点
M
,得到<
br>一个四棱锥
M
﹣
CDEF
,点
G
,
N
,
H
分别是
MC
,
MD
,
EF
的中点.
(
1
)求证:
GH
∥平面
DEM
;
(
2
)求证:
EM
⊥
CN
;
(
3
)求直线
GH
与平面
NFC
所成角的大小.
18
.已知函数
f
(
x
)
=e
x
(
x
2
+
ax
+
a
).
(
1
)当
a=1
时,求函数
f
(
x
)
的单调区间;
(
2
)若关于
x
的不等式
f
(
x
)≤
e
a
在[
a
,+
∞
)
上有解,求实数
a
的取值范围;
(
3
)若曲线
y
=f
(
x
)存在两条互相垂直的切线,求实数
a
的取值范围.(只需
直接写出结
果)
19
.已知点
A
(
x
1
,
y
1
),
D
(
x
2
,
y
2
)(其中
x
1
<
x
2
)是曲线
y
2
=4x
(
y
≥
0
)上的两点,
A<
br>,
D
两点在
x
轴上的射影分别为点
B
,
C<
br>,且|
BC
|
=2
.
(Ⅰ)当点
B
的坐标为(
1
,
0
)时,求直线
AD
的斜率;
(Ⅱ)记△
OAD
的面积为
S
1
,梯形
ABCD<
br>的面积为
S
2
,求证:<.
20
.已知集合
Ω
n
=
{
X
|
X=
(
x
1,
x
2
,
…
,
x
i
,
…,
x
n
),
x
i
∈{
0
,
1
},
i=1
,
2
,
…
,
n
},其
中
n
≥
3
.∀
X=
{
x
1
,x
2
,
…
,
x
i
,
…
,x
n
}∈
Ω
n
,称
x
i
为
X
的第
i
个坐标分量.若
S
⊆
Ω
n
,且满足
如下两条性质:
①
S
中元素个数不少于
4
个;
②
∀X
,
Y
,
Z
∈
S
,存在
m
∈
{
1
,
2
,
…
,
n
},使得
X<
br>,
Y
,
Z
的第
m
个坐标分量是
1
;
则称
S
为
Ω
n
的一个好子集.
(
1
)
S=
{
X
,
Y
,
Z,
W
}为
Ω
3
的一个好子集,且
X=
(
1
,
1
,
0
),
Y=
(
1
,<
br>0
,
1
),写出
Z
,
W
;
(
2
)若
S
为
Ω
n
的一个好子集,求证:
S
中元素个数不超过
2
n
﹣
1
;
(<
br>3
)若
S
为
Ω
n
的一个好子集,且
S
中恰有
2
n
﹣
1
个元素,求证:一定存在唯一一个
k∈{
1
,
2
,
…
,
n
},使得
S
中所有元素的第
k
个坐标分量都是
1
.
2016
年北京市海淀区高考数学二模试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题(共
8
小题
,每小题
5
分,满分
40
分)
1
.已知全集U=R
,
M=
{
x
|
x
≤
1
},
P=
{
x
|
x
≥
2
},则∁
U
(
M
∪
P
)
=
( )
A<
br>.{
x
|
1
<
x
<
2
}
B
.{
x
|
x
≥
1
}
C
.{
x
|
x
≤
2
}
D
.{<
br>x
|
x
≤
1
或
x
≥
2
}<
br>
【考点】交、并、补集的混合运算.
【分析】求出
M
∪
P
,从而求出其补集即可.
【
解答】解:
M=
{
x
|
x
≤
1
},
P=
{
x
|
x
≥
2
},
∴<
br>M
∪
P=
{
x
|
x
≤
1
或
x
≥
2
},
∁
U
(
M
∪
P
)
=
{
x
|
1
<
x
<
2
},
故选:
A
.
<
br>2
.数列{
a
n
}的首项
a
1
=2
,且(
n
+
1
)
a
n
=na
n+1
,则
a
3
的值为( )
A
.
5
B
.
6 C
.
7 D
.
8
【考点】数列递推式.
【分析】由题意可得
a
n+1
=a
n
,分别代值计算即可.
【解答】解:数列{
a
n
}的首项
a
1
=2
,且(
n
+
1
)a
n
=na
n+1
,
∴
a
n+1
=a
n
,
∴
a2
=a
1
=2
×
2=4
,
∴
a
3
=
×
a
2
=
×
4=6
,<
br>
故选:
B
.
3
.若点P
(
2
,
4
)在直线
l
:(
t
为参数)上,则
a
的值为(
A
.
3 B
.
2
C
.
1 D
.﹣
1
【考点】参数方程化成普通方程.
【分析】由题意可得:,解得
a
即可得出.
【解答】解:∵,解得
a=
﹣
1
.
故选:
D
.
4
.在△
AB
C
中,
cosA=
,
cosB=
,则
sin
(A
﹣
B
)
=
( )
A
.﹣
B
.
C
.﹣
D
.
)
【考点】两角和与差的正弦函数.
【分析】根
据同角三角函数得到
sinA
,
sinB
的值;然后将其代入两角和与差的正
弦函数中
求值即可.
【解答】解:∵
0
<
A
<<
br>π
,
0
<
B
<
π
,
cosA=,
cosB=
,
∴
sinA=
,
sinB=
,
∴
sin
(
A
﹣
B
)
=sinAcosB
﹣
cos
AsinB=
×﹣×
=
.
故选:
B
.
5
.在(
x
+
a
)
5
(其中
a
≠
0
)的展开式中,
x
2
的系数与x
3
的系数相同,则
a
的值为( )
A
.﹣
2 B
.﹣
1 C
.
1
D
.
2
【考点】二项式系数的性质.
【分析】通过二项式定理,
写出(
x
+
a
)
5
(其中
a
≠
0
)的展开式中通项
T
k+1
=
用
x
2
的系
数与
x
3
的系数相同可得到关于
a
的方程,进而计算可得结论.
【解答】解:在(
x
+
a
)
5
(其中
a
≠
0
)的展开式中,通项
T
k+1
=
∵
x
2
的系数与
x
3
的系数相同,
∴
a
3
=a
2
,
x
5
﹣
k
a
k
,
x
5
﹣
k
a
k
,利
又∵
a
≠
0
,
∴
a=1
,
故选:
C
.
6
.函数
f
(
x
)
=lnx
﹣
x
+
1
的零点个数是( )
A
.
1 B
.
2 C
.
3
D
.
4
【考点】函数零点的判定定理.
【分析】利用导数求出函数的最大值,即可判断出零点的个数.
【解答】解:
f
′
(
x
)
=
﹣
1=
,∴当
x=1
时,函数
f
(
x
)取得最大值,
f
(
1
)
=0
﹣
1
+
1=0
,
因此函数f
(
x
)有且仅有一个零点
1
.
故选:
A
.
7
.
AB=8
,
BC=4
,
CD=4
,如图,在等腰梯形
ABCD
中,点
P
在线段
AD
上运动,则|
的取值范围是( )
+|
A
.[
6
,
4
+
4C.[
4
]
B
.[
4
,
8
]
【考点】平面向量数量积的运算.
,
8
]
D
.[
6
,
12
]
【分析】可过
D
作
AB
的垂线,且垂足为
E
,这样可分别以
EB
,
ED
为
x
轴,
y
轴,建立平
面直角坐标
系,根据条件即可求出
A
,
B
,
D
的坐标,从而可以得出直
线
AD
的方程为
,从而可设,且﹣
2
≤
x
≤
0
,从而可以求出向量的
坐标,从而得出
2
,
0
]上的值
域,即得出
,而配方即可求出函数
y=16
(
x
2
+
2x
+
4
)在[﹣
的取值范围,从而得出的取值范围.
【解答】解:如图,过
D
作
AB
的垂线,垂足为
E
,分别以
EB
,
ED
为
x
,
y
轴,建立平面
直角坐标系;
根据条件可得,
AE=2
,
EB=6
,<
br>DE=
;
∴;
∴直线
AD
方程为:;
∴设,(﹣
2
≤
x
≤
0
);
∴
∴
∴
=16
(
x
2
+
2x
+4
)
=16
(
x
+
1
)
2
+
48
;
∵﹣
2
≤
x
≤
0
;
∴
48
≤
16
(
x
+
1
)
2
+48
≤
64
;
即
∴
∴的范围为
故选:
C
.
;
;
.
,
;
;
8
.直线
l
:
ax
+y
﹣
1=0
与
x
,
y
轴的交点分别为
A
,
B
,直线
l
与圆
O
:
x
2<
br>+
y
2
=1
的交点为
C
,
D
,给出
下面三个结论:
①
∀
a
≥
1
,<
br>S
△
AOB
=
;
②
∃
a
≥
1
,|
AB
|<|
CD
|;
③
∃
a
≥
1
,
S
△
COD
<.
其中,所有正确结论的序号是( )
A
.
①②
B
.
②③
C
.
①③
D
.
①②③
【考点】直线与圆的位置关系.
【分析】<
br>①
当
a
≥
1
时,分别可得直线的截距,由三角形的面积公式易
得结论
①
正确;
②
③
由三角形的面积公式可得
S
△
COD
=sin
∠
AOC
≤,当
a
≥
1<
br>时,反证法可得结论
②
错误;
可得结论
③
正确.
①
当
a
≥
1
时,【解答】解:把
x=0
代入直线方程可得
y=a
,把
y=0
代入直线方程可得
x=
,
∴
S
△
AOB
=
×
a
×
=
,故结论
①
正确;
②
当
a
≥
1
时,|
AB
|
=
,故|
AB
|
2=a
2
+,
直线
l
可化为
a
2x
+
y
﹣
a=0
,圆心
O
到
l
的距离
d=
==
,故|
CD
|
2
=4
(
1
﹣
d
2
)
=4
[
1
﹣(a
2
+)],
假设|
AB
|<|
CD
|,则|
AB
|
2
<|
CD
|
2
,即<
br>a
2
+
整理可得(
a
2
+)
2
﹣<
br>4
(
a
2
+
<
4
(
1
﹣)
,
)+
4
<
0
,即(
a
2
+﹣
2
)
2
<
0
,
显然矛盾,故结论
②
错误;
S
△
COD
=
|
OA
||
OC
|
sin
∠
AOC=s
in
∠
AOC
≤,
故∃
a
≥
1
,使得
S
△
COD
<,结论
③
正确.
故选:
C
.
二、填空题(共
6小题,每小题
5
分,满分
30
分)
9
.已知
=1
﹣
i
,其中
i
为虚数单位,
a
∈R
,则
a=
1
.
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】根据复数的代数运算性质,求出
a
的值即可.
【解答】解:∵
∴
a
+
i=
=1
﹣
i
,
∴
a=
﹣
i=
﹣
i=1
.
故答案为:
1
.
10
.某校为了解
全校高中学生五一小长假参加实践活动的情况,抽查了
100
名学生,统计他
们假期参
加实践活动的实践,绘成的频率分布直方图如图所示,这
100
名学生中参加实践活
动
时间在
6
﹣
10
小时内的人数为
58
.
【考点】频率分布直方图.
【分析】利用频率分布直方图中,频率等于纵
坐标乘以组距,求出在
6
﹣
10
小时外的频率;
利用频率和为
1
,求出在
6
﹣
10
小时内的频率;利用频数等于频率乘以样本容
量,求出这
100
名同学中学习时间在
6
﹣
10
小时内的同
学的人数.
【解答】解:由频率分布直方图知:(
0.04
+
0.
12
+
a
+
b
+
0.05
)×
2=1,
∴
a
+
b=0.29
,
∴参加
实践活动时间在
6
﹣
10
小时内的频率为
0.29
×
2=0.58
,
∴这
100
名学生中参加实践活动时间在
6
﹣
10
小时内的人数为
100
×
0.58=58
.
故答案为:
58
11
.如图,
A
,
B
,
C
是⊙
O
上的三点,点
D是劣弧的中点,过点
B
的切线交弦
CD
的延
长线于点
E
.若∠
BAC=80
°
,则∠
BED=
60
°
.
【考点】与圆有关的比例线段.
【分析】由弦切角定理可得∠
EBC=
∠
A
,再由圆的圆周角定理,
可得∠
BCE=
∠
A
,在△
BCE
中,运用三角形的内角和
定理,计算即可得到所求值.
【解答】解:由
BE
为圆的切线,由弦切角定理可得
∠
EBC=
∠
A=80
°
,
由
D
是劣弧的中点,可得∠
BCE=
∠
A=40
°
,
在△
BCE
中,∠
BEC=180
°
﹣∠
EBC<
br>﹣∠
BCE
=180
°
﹣
80
°
﹣
40
°
=60
°
.
故答案为:
60
°
.
12
.若点
P
(
a
,
b
)在不等式组所表示的平
面区域内,则原点
O
到直线
ax
+
by
﹣
1=0<
br>的距离的取值范围是
[
,
1]
.
【考点】简单线性规划.
【分析】由约束条件作出可行域,由点到直线的距离公式求
出原点
O
到直线
ax
+
by
﹣
1=0
的<
br>距离为,结合的几何意义得答案.
【解答】解:由约束条件作出可行域如图,
原点
O
到直线
ax
+
by
﹣
1
=0
的距离为,
由图可知的最小值为|
OA
|
=1
,最大值为|
OB
|
=2
,
∴原点
O
到直线
ax
+
by
﹣
1=0
的距离的取值范围是[,
1
].
故答案为:[,
1
].
13
.已知点
A
(,),
B
(,
1
),<
br>C
(,
0
),若这三个点中有且仅有两个点在函
数
f
(
x
)
=sin
ω
x
的图象上,则正数
ω
的最小值为
4
.
【考点】正弦函数的图象.
【分析
】由条件利用正弦函数的图象特征,分类讨论,求得每种情况下正数
ω
的最小值,
从而
得出结论.
【解答】解:
①
若只有
A
、
B
两点在函数
f
(
x
)
=sin
ω
x
的图
象上,
则有
sin
(
ω•
)
=
,
sin
(
ω•
)
=1
,
sin
ω•
≠<
br>0
,
则,
即,求得
ω
无解.
②
若只有点
A
(则有
sin
(
ω•
)
=
,),
C
(<
br>,
sin
(
ω•
,
0
)在函数
f
(
x
)
=sin
(
ω
x
)的图象上,
)
=0
,
sin
(
ω•
)≠
1
,
故有,
即,求得
ω
的最小值为
4
.
③
若只有点
B
(
则有
sin
ω•
≠
,
1
)、
C
(
,
sin
ω
,
0
)在函数
f
(
x
)
=sin
ω
x
的图象上,
=0
,
=1
,
sin
ω
故有,即
,
求得
ω
的最小正值为
10
,
综上可得,
ω
的最小正值为
4
,
故答案为:
4
.
14
.正方体
ABCD
﹣
A
1
B
1
C
1D
1
的棱长为
1
,点
P
,
Q
,
R
分别是棱
A
1
A
,
A
1
B
1
,
A
1
D
1
的中
点,以△
PQR
为底面作正三棱柱.若此三棱柱另一底面的三个顶点也都在该正方体的表面
上,则这个正三棱柱的高h=
.
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积.
【分析】分别取过
C
点的三条面对角线的中点,则此三点为棱柱的另一个底面的三个顶点,利用中位线定理证明.于是三棱柱的高为正方体体对角线的一半.
【解答】解:连结A
1
C
,
AC
,
B
1
C
,<
br>D
1
C
,分别取
AC
,
B
1
C,
D
1
C
的中点
E
,
F
,
G
,连结
EF
,
EG
,
FG
.
由
中位线定理可得
PEA
1
C
,
QFA
1
C
,
RGA
1
C
.
又
A
1
C⊥平面
PQR
,∴三棱柱
PQR
﹣
EFG
是正三棱柱.
∴三棱柱的高
h=PE=A
1
C=
故答案为.
.
三、解答题(共
6
小题,满分
80
分)
15.已知函数
f
(
x
)
=
﹣
2sinx
﹣
cos2x
.
(
1
)比较
f
(),
f
()的大小;
(
2
)求函数
f
(
x
)的最大值.
【考点】三角函数中的恒等变换应用.
【分析】(
1
)将
f
(),
f
()求出大小后比较即可.
(
2
)将
f
(
x
)化简,由此得到最大值.
【解答】解:(
1
)
f
(
f
(
∵﹣
∴
f
()
=
﹣,
>﹣,
)>
f
(),
)
=
﹣,
(<
br>2
)∵
f
(
x
)
=
﹣
2sinx<
br>﹣
cos2x
.
=
﹣
2sinx<
br>﹣
1
+
2sin
2
x
,
=2
(
sinx
﹣)
2
﹣,
∴函数
f
(
x
)的最大值为
3
.
16
.某空调专卖店试销
A
、
B
、<
br>C
三种新型空调,销售情况如表所示:
第二周
第四周
第一周
第三周
第五周
A
型数量(台)
11 10 15
A
4
A
5
B
型数量(台)
10 12 13 B
4
B
5
C
型数量(台)
15 8 12 C
4
C
5
(
1
)求
A
型空调前三周的平均周销售量;
(<
br>2
)根据
C
型空调前三周的销售情况,预估
C
型空调五周的平
均周销售量为
10
台,当
C
型空调周销售量的方差最小时,求
C4
,
C
5
的值;
(注:方差
s
2
=
[
x
1
﹣)
2
+(
x
)
2
+
…
+(
x
n﹣)
2
],其中为
x
1
,
x
2
,…
,
x
n
的平
均数)
(
3
)为跟踪调查空调的使用情况,根据销售记录,从第二周和第三周售出的空调中分别随
机抽取一台,求抽
取的两台空调中
A
型空调台数
X
的分布列及数学期望.
【考点】极差、方差与标准差.
【分析】(
1
)根据平均数公式计算即可,
(
2
)根据方差的定义可得
S
2
=
[
2
(
c
4
﹣)+],根据二次函数性质求出
c
4
=7
或
c
4
=8
时,
S
2
取得最小值,
(
3
)依题意,随机变量
的可能取值为
0
,
1
,
2
,求出
P
,列出分布表,求出数学期望.
【解答】解:(
1
)
A
型空调前三周的平均周销售量
=(
11
+
10
+
15
)
=12
台,<
br>
(
2
)因为
C
型空调平均周销量为
10
台
,
所以
c
4
+
c
5
=10
×<
br>15
﹣
15
﹣
8
﹣
12=15
,
又
S
2
=
[(
15
﹣
10
)<
br>2
+(
8
﹣
10
)
2
+(
12﹣
10
)
2
+(
c
4
﹣
10
)
2
+(
c
5
﹣
10
)
2
],<
br>
化简得到
S
2
=
[
2
(
c
4
﹣)+],
因为
c
4
∈
N
,
所以
c
4
=7
或
c
4
=8
时,
S
2
取
得最小值,
此时
C
5
=8
或
C
5
=7
,
(
3
)依题意,随机变量
的可能取值为
0
,
1
,
2
,
P
(
X=0
)
=
P
(
X=1
)
=
P
(
X=2
)
=
×
×
×
=
+
,
×
=
,
=
,
随机变量的
X
的分布列,
X 0 1 2
P
+
1
×+
2
×
=
.
随机变量的期望
E
(
X
)
=0
×
17
.如图,等腰梯形
ABCD
中,
AB
∥CD
,
DE
⊥
AB
于
E
,
CF
⊥
AB
于
F
,且
AE=BF=EF=2
,
DE=
CF=2
.将△
AED
和△
BFC
分别沿
DE
,<
br>CF
折起,使
A
,
B
两点重合,记为点
M
,
得到
一个四棱锥
M
﹣
CDEF
,点
G
,
N
,
H
分别是
MC
,
MD
,
EF
的
中点.
(
1
)求证:
GH
∥平面
DEM
;
(
2
)求证:
EM
⊥
CN
;
(
3
)求直线
GH
与平面
NFC
所成角的大小.
【考点】直线与平面所成的角;直线与平面平行的判定.
【分析】(1
)连结
NG
,
EN
,则可证四边形
ENGH
是平行四边形,于是
GH
∥
EN
,于是
GH
∥平面
DEM
;
(
2
)取
CD
的中点
P
,连结
PH
,则可证明
PH
⊥平面
MEF
,以
H
为原点建立坐标系,求出
=0
得出
EM
⊥
CN
;<
br>
和的坐标,通过计算
(
3
)求出和平面
NFC
的法
向量,则直线
GH
与平面
NFC
所成角的正弦值为|
cos
<
>|,从而得出所求线面角的大小.
【解答】证明:(
1
)连结
NG
,
EN
,
∵
N
,
G
分别是
MD
,
MC
的中
点,∴
NG
∥
CD
,
NG=CD
.
∵<
br>H
是
EF
的中点,
EF
∥
CD
,
E
F=CD
,∴
EH
∥
CD
,
EH=CD
,
∴
NG
∥
EH
,
NG=EH
,
∴四边形
ENGH
是平行四边形,
∴
GH
∥EN
,又
GH
⊄平面
DEM
,
EN
⊂平面DEM
,
∴
GH
∥平面
DEM
.
(
2
)∵
ME=EF=MF
,∴△
MEF
是等边三
角形,
∴
MH
⊥
EF
,
取
C
D
的中点
P
,连结
PH
,则
PH
∥
DE<
br>,
∵
DE
⊥
ME
,
DE
⊥
EF
,
ME
∩
EF=E
,
∴
DE
⊥平面
MEF
,
∴
PH
⊥平面
MEF
.
以
H
为原点,以
HM
,
HF
,
HP
为坐标轴建立空
间直角坐标系,如图所示:
则
E
(
0
,﹣
1,
0
),
M
(
∴
∴
=
(
=<
br>,
1
,
0
),
,
0
,
0
)
,
C
(
0
,
1
,
2
),
N
(
=
(﹣,,
1
).
,﹣,
1
).
+
1
×+
0
×
1=0
.
∴.
∴
EM
⊥
NC
.
(3
)
F
(
0
,
1
,
0
),<
br>H
(
0
,
0
,
0
),
G
(
∴
=
(,,
1
),
=
(
0
,0
,
2
),
,,
1
),
=
(﹣,,
1
),
设平面
NFC
的法向
量为
=
(
x
,
y
,
z
),则
令<
br>y=1
得
=
(
∴
cos
<
,
1,
0
),
>
==
.
,即.
∴直线
GH
与平面
NFC
所成角的正弦值
为
∴直线
GH
与平面
NFC
所成角为.
,
18
.已知函数
f
(
x
)
=e
x
(
x
2
+
ax
+
a
).
(
1
)当
a=1
时,求函数
f
(
x
)的单调区间;
(
2
)若关于<
br>x
的不等式
f
(
x
)≤
e
a
在[<
br>a
,+
∞
)上有解,求实数
a
的取值范围;
(
3
)若曲线
y=f
(
x
)存在两条互相垂直的切线,求
实数
a
的取值范围.(只需直接写出结
果)
【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】
(
1
)当
a=1
时,
f
(
x
)
=
e
x
(
x
2
+
x
+
1
),求出其
导数,利用导数即可解出单调区间;
(
2
)若关于
x
的不
等式
f
(
x
)≤
e
a
在[
a
,+
∞
)上有解,即
x
2
+
ax
+
a
≤
e
a
﹣
x
,在[
a
,+
∞
)上
有解,构造两个函数
r
(
x
)
=x
2
+<
br>ax
+
a
,
t
(
x
)
=e
a
﹣
x
,研究两个函数的在[
a
,+
∞
)上的单调
性,即可转化出关于
a
的不等式,从而求得
a
的范围;
<
br>(
3
)由
f
(
x
)的导数
f
′(
x
)
=e
x
(
x
+
2
)(
x
+
a
),当
a
≠﹣
2
时,函数
y=f
′
(
x
)的图象与
x
轴有两个交点,故
f<
br>(
x
)图象上存在两条互相垂直的切线.
【解答】解
:(
1
)当
a=1
时,
f
(
x
)
=e
x
(
x
2
+
x
+
1
),
则
f
′
(
x
)
=e
x
(<
br>x
2
+
3x
+
2
),
令
f
′
(
x
)>
0
得
x
>﹣
1或
x
<﹣
2
;令
f
′
(
x
)
<
0
得﹣
2
<
x
<﹣
1
.
∴函数
f
(
x
)的单调增区间(﹣
∞
,﹣
2<
br>)与(﹣
1
,+
∞
),单调递减区间是(﹣
2
,﹣<
br>1
);
(
2
)
f
(
x
)
≤
e
a
,即
e
x
(
x
2
+
ax
+
a
)≤
e
a
,可变为
x
2
+
ax
+
a
≤
e
a
﹣
x
,
令
r
(
x
)
=x
2
+
ax
+
a
,
t
(
x
)
=e
a
﹣
x
,
当
a
>
0
时,在[
a<
br>,+
∞
)上,由于
r
(
x
)的对称轴为负,
故
r
(
x
)在[
a
,+
∞
)上增
,
t
(
x
)在[
a
,+
∞
)上减,
欲使
x
2
+
ax
+
a
≤
e<
br>a
﹣
x
有解,
则只须
r
(
a)≤
t
(
a
),即
2a
2
+
a
≤
1
,
解得﹣
1
≤
a
≤,故
0
<
a
≤;
当
a
≤
0
时,在[
a
,+
∞
)上,由于
r
(
x
)的对称轴为
正,
故
r
(
x
)在[
a
,+
∞
)上先减后增,
t
(
x
)在[
a
,+
∞<
br>)上减,
欲使
x
2
+
ax
+
a<
br>≤
e
a
﹣
x
有解,只须
r
(﹣)≤
t
(﹣),
即﹣+
a
≤
e
,
+
a
≤
e
显然成立.
当
a
≤<
br>0
时,﹣
综上知,
a
≤即为符合条件的实数
a
的取值
范围;
(
3
)
a
的取值范围是{
a
|<
br>a
≠
2
,
a
∈
R
}.
19
.已知点
A
(
x
1
,
y<
br>1
),
D
(
x
2
,
y
2
)
(其中
x
1
<
x
2
)是曲线
y
2
=4x
(
y
≥
0
)上的两点,
A
,
D两点在
x
轴上的射影分别为点
B
,
C
,且|
B
C
|
=2
.
(Ⅰ)当点
B
的坐标为(
1
,
0
)时,求直线
AD
的斜率;
(Ⅱ)记△OAD
的面积为
S
1
,梯形
ABCD
的面积为
S
2
,求证:<.
【考点】抛物线的简单性质.
【分析
】(Ⅰ)由
B
的坐标,可得
A
的坐标,又|
BC
|
=2
,可得
D
的坐标(
3
,
2
),运用
直
线的斜率公式,即可得到所求值;
Mm
)(Ⅱ)法一:设直线
AD
的方程为
y=kx
+
m
.(
0
,,运用三角形的面积公式可
得
S
1
=
|
m
|,
将直线方程和抛物线的方程联立
,运用判别式大于
0
和韦达定理,以及梯形的面积公式可得
S
2
,进
而得到所求范围;
法二:设直线
AD
的方程为
y=kx
+
m
,代入抛物线的方程,运用韦达定理和弦长公式,点到
直线的距离公式可得三角形的
面积
S
1
=
|
m
|,梯形的面积公式可得
S
2
,进而得到所求范围.
【解答】解:(Ⅰ)由
B
(
1
,
0
),可得
A
(
1
,
y
1),
代入
y
2
=4x
,得到
y
1<
br>=2
,
又|
BC
|
=2
,则
x<
br>2
﹣
x
1
=2
,可得
x
2
=3,
代入
y
2
=4x
,得到
y
2=2
,
则;
(Ⅱ)证法一:设直线
AD
的方程为
y=kx
+
m
.
M
(
0,
m
),
则
,得
k
2
x
2
+(
2km
﹣
4
)
x
+
m
2=0
,
.
由
所以,
又
又注意到,所以
k
>
0
,
m
>
0
,
,
所以
==
,
因为△
=16﹣
16km
>
0
,所以
0
<
km
<<
br>1
,
所以.
证法二:设直线
AD
的方程
为
y=kx
+
m
.
由,得
k
2
x
2
+(
2km
﹣
4
)
x
+
m<
br>2
=0
,
所以,
,
点
O
到直线
AD
的距离为,
所以
又
又注意到
,
,
,所以
k
>
0
,
m
>
0
,
所以,
因为△
=16
﹣
16km
>
0
,所以
0
<
km
<
1
,
所以.
20
.已知集合
Ω
n
=
{
X
|
X=
(
x
1
,
x2
,
…
,
x
i
,
…
,
xn
),
x
i
∈{
0
,
1
},
i=1
,
2
,
…
,
n
},其中
n
≥
3
.∀
X=
{
x
1
,
x
2,
…
,
x
i
,
…
,
x
n}∈
Ω
n
,称
x
i
为
X
的第
i
个坐标分量.若
S
⊆
Ω
n
,且满足
如下两条性质
:
①
S
中元素个数不少于
4
个;
②<
br>∀
X
,
Y
,
Z
∈
S
,存在
m
∈{
1
,
2
,
…
,
n
},使得
X
,
Y
,
Z
的第
m
个坐标分量是
1
;
则称
S
为
Ω
n
的一个好子集.
(
1
)
S=
{
X
,
Y
,
Z
,W
}为
Ω
3
的一个好子集,且
X=
(
1
,
1
,
0
),
Y=
(
1
,
0<
br>,
1
),写出
Z
,
W
;
(
2
)若
S
为
Ω
n
的一个好子集,求证:
S
中元素个数不超过
2
n
﹣
1
;
(
3<
br>)若
S
为
Ω
n
的一个好子集,且
S
中恰有<
br>2
n
﹣
1
个元素,求证:一定存在唯一一个
k
∈{<
br>1
,
2
,
…
,
n
},使得
S
中所有元素的第
k
个坐标分量都是
1
.
【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】(
1
)根据好子集的定
义直接写出
Z
,
W
,
(
2
)若
S
为
Ω
n
的一个好子集,考虑元素
X
′
=
(
1
﹣
x
1
,
1
﹣
x
2
,
…
,
1
﹣
x
i
,
…
,
1
﹣
x
n
),进行
判断证明即可.
(
3
)根据好子集的定义,证明存在性和唯一性即可得到结论.
【
解答】解:(Ⅰ)
Z=
(
1
,
0
,
0
),
W=
(
1
,
1
,
1
),
…
2
分
(Ⅱ)对于
X
⊆
Ω
,考虑元素
X
′
=
(
1
﹣
x
1
,
1
﹣
x
2
,
…
,
1
﹣
x
i
,
…
,
1
﹣
x
n
),
显然
X
′
∈
Ω
n
,∀
X
,
Y
,X
′
,对于任意的
i
∈{
1
,
2
,<
br>…
,
n
},
x
i
,
y
i
,
1
﹣
x
i
不可能都为
1
,
可得
X
,
X
′
不可能都在好子集
S
中
…
4
分
又因为取定
X
,则
X
′
一定存在
且唯一,而且
X
≠
X
′
,
且由
X
的定义知道,∀
X
,
Y
∈
Ω
,
X
′=Y
′
⇔
X=Y
…
6
分
这样,集合
S
中元素的个数一定小于或等于集合
Ω
n
中元素个数的一半,
而集合
Ω
n
中元素个数为
2
n
,所以
S
中元素个数不超过
2
n
﹣
1
;
…
8分
(Ⅲ)∀
X=
{
x
1
,
x
2
,
…
,
x
i
,
…
,
x
n
},.∀
Y=
{
y
1
,
y
2
,
…
,
y
i
,
…
,
y
n
}∈
Ω
n
,
定义元素
X
,
Y
的
乘积为:
XY=
{
x
1
y
1
,
x
2
y
2
,
…
,
x
i
y
i
,
…
,
x
n
y
n
},显然
XY
∈
Ω
n
,.
我们证明:
“
对任意的X=
{
x
1
,
x
2
,
…
,<
br>x
i
,
…
,
x
n
}∈
S
,
都有
XY
∈
S
.
”
假设存在
X
,
Y
∈
S
,使得
XY
∉
S,
则由(Ⅱ)知,(
XY
)
′
=
{
1
﹣
x
1
y
1
,
1
﹣
x
2
y
2
,
…
,
1
﹣
x
i
y
i
,
…
1
﹣
x
n
﹣
1
y
n
﹣
1
,
1
﹣
x
n
y
n
}∈
S
,
此时,对于任意的
k
∈{
1
,
2
,
…
n
},
x
k
,
y
k
,
1
﹣
x
k
y
k
不可能同时
为
1
,矛盾,
所以
XS
∈
S
.
因为
S
中只有
2
n
﹣
1
个元素,我们记<
br>Z=
{
z
1
,
z
2
,
…
,
z
i
,
…
,
z
n
}为
S
中所有元素的乘积,
根据上面的结论,我们知道
=
{
z
1
,
z
2
,
…
,
z
i
,
…
,
z
n
}∈
S
,
显然这个元素的坐标分
量不能都为
0
,不妨设
z
k
=1
,
根据
Z
的定义,可以知道
S
中所有元素的
k
坐标
分量都为
1
…
11
分
下面再证明
k
的唯一性:
若还有
z
t
=
1
,即
S
中所有元素的
t
坐标分量都为
1
,
所以此时集合
S
中元素个数至多为
2
n
﹣
2<
br>个,矛盾.
所以结论成立
…
13
分
2016
年
9
月
3
日