河北省衡水中学2019-2020学年度高三年级下学期一调考试数学理科(含答案解析)
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2019-2020
学年高三第二学期一调数学试卷(理科)
一、选择题
1
.已知全集
U
=
R
,集合
A
=
{
y
|
y
=
x
2
+
2
,
x
∈
R}
,集合
B
=
{
x<
br>|
y
=
lg
(
x
﹣
1
)
}
,则阴影部分
所示集合为( )
A
.
[1
,
2]
2
.已知复数
B
.(
1
,
2
)
C
.(
1
,
2]
D
.
[1
,
2
)
,则复数(
a
∈
R
,
i
为虚数单位),若复数
z
的共轭复数的虚
部为
z
在复平面内对应的点位于( )
A
.第一象限
3
.若
a
=π
﹣
2
,
b
=
a
a
,
A
.
c
>
b
>
a
4
.函数
B
.第二象限
C
.第三象限
D
.第四象限
,则
a
,
b
,
c
的大小关系为( )
B
.
b
>
c
>
a
C
.
b
>
a
>
c
D
.
a
>
b
>
c
(其中
e
为自然对数的底数)图象的大致形状是( )
A
.
B
.
C
.
D
.
5
.吸烟有害健康,小明为了帮助爸爸戒烟,在爸爸包里放一
个小盒子,里面随机摆放三支
香烟和三支跟香烟外形完全一样的“戒烟口香糖”,并且和爸爸约定,每次
想吸烟时,
从盒子里任取一支,若取到口香糖则吃一支口香糖,不吸烟;若取到香烟,则吸一支烟,不吃口香糖,假设每次香烟和口香糖被取到的可能性相同,则“口香糖吃完时还剩
2
支香烟”的概率为( )
A
.
B
.
C
.
D
.
6
.已知△
ABC
外接圆的圆心为
O
,若
AB
=
3
,
AC<
br>=
5
,则的值是( )
A
.
2
7
.给出下列五个命题:
B
.
4
C
.
8
D
.
16
①若
p
∨
q
为真命题
,则
p
∧
q
为真命题;
②命题“∀
x
>
0
,有
e
x
≥
1
”的否定为“∃
x
0
≤
0
,有<
1
”;
”;
③“平面向量与的夹角为钝角”的充分不必要条件是“
④在锐角△
ABC
中,必有sin
A
+sin
B
>
cos
A
+cosB
;
⑤
{
a
n
}
为等差数列,若<
br>a
m
+
a
n
=
a
p
+
a<
br>q
(
m
,
n
,
p
,
q
∈<
br>N
*
),则
m
+
n
=
p
+
q
其中正确命题的个数为( )
A
.
1
B
.
2
C
.
3
D
.
4
8
.已知定义在(
0
,
+
∞)上的函数
f
(
x
),恒为正数的
f
(
x
)符合
f
(
x
)<
f
′(
x
)<
2
f
(
x
),则
A
.(
e
,
2
e
)
的取值范围为( )
B
.
C
.(
e
,
e
3
)
D
.
9
.已知点
A
(
0
,2
),抛物线
C
:
y
2
=
4
x
的焦点为
F
,射线
FA
与抛物线
C
相交于点
M<
br>,
与其准线相交于点
N
,则
|
FM
|
:|
MN
|
=( )
A
.
2
:10
.定义
项的“均倒数”为
A
.
B
.
1
:
2
C
.
1
:
D
.
1
:
3
为
n
个正数
p
1
,
p
2
,…
p
n
的“均倒数”.若
已知数列
{
a
n
}
的前
n
,又
B
.
,则
C
.
D
.
=( )
11
.对于任意的实数
x
∈
[1
,
e<
br>]
,总存在三个不同的实数
y
∈
[
﹣
1
,<
br>5]
,使得
y
2
xe
1
﹣
y
﹣ax
﹣
lnx
=
0
成立,则实数
a
的取值范围
是( )
A
.(
C
.(
0
,
]
]
B
.
[
D
.
[
)
)
12
.如图,在正方体
ABCD
﹣
A
1
B
1
C
1
D
1
中,
A
1
H
⊥平面
AB
1
D
1
,垂足为
H,给出下面结论:
①直线
A
1
H
与该正方体各棱所成角相等;<
br>
②直线
A
1
H
与该正方体各面所成角相等;
③过直线
A
1
H
的平面截该正方体所得截面为平行四边形;
④垂直于直线
A
1
H
的平面截该正方体,所得截面可能为五边形,<
br>
其中正确结论的序号为( )
A
.①③
B
.②④
C
.①②④
D
.①②③
二、填空题(共
4
小题,每小题
5
分,满分
20
分)
13.有一个底面圆的半径为
1
,高为
2
的圆柱,点
O
1<
br>,
O
2
分别为这个圆柱上底面和下底面
的圆心,在这个圆柱内随机取一
点
P
,则点
P
到点
O
1
,
O
2<
br>的距离都大于
1
的概率
为
.
1
4
.在数列
{
a
n
}
中,若函数
f
(x
)=
sin2
x
+2
n
﹣
2
n2
,则
a
n
=
.
15<
br>.秦九韶是我国南宋著名数学家,在他的著作数书九章》中有已知三边求三角形面积的
方法:“以
小斜幂并大斜幂减中斜幂余半之,自乘于上以小斜幂乘大斜幂减上,余四约
之为实一为从隅,开平方得积
”如果把以上这段文字写成公式就是
,共中
a
、
b
、
c是△
ABC
的内角
A
,
B
,
C
的对边
.若
sin
C
=
2sin
A
cos
B
,且
b
2
,
2
,
c
2
成等差数列,则△
ABC
面积
S
的最大值为
16.过曲线的左焦点
F
1
作曲线的切线,
cos2
x
的最
大值是
a
1
,且
a
n
=(
a
n
+
1
﹣
a
n
﹣
2
)
设切点为
M
,延
长
F
1
M
交曲线
的焦点,若
于点
N
,其中
C
1
,
C
3
有一个共同
,则曲线
C
1
的离心率为
.
三、解答题:(共
5
小题,共
70
分,解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤.)
17<
br>.如图,在△
ABC
中,内角
A
,
B
,
C<
br>的对边分别为
a
,
b
,
c
,已知
c
=
4
,
b
=
2
,
2
c
cosC
=
b
,
D
,
E
分别为线段
BC上的点,且
BD
=
CD
,∠
BAE
=∠
CAE
.
(
1
)求线段
AD
的长;
(
2
)求△
ADE
的面积.
<
br>18
.如图,在四棱锥
P
﹣
ABCD
中,底面
ABC
D
是边长为
2
的菱形,∠
DAB
=
60
°,∠ADP
=
90
°,平面
ADP
⊥平面
ABCD
,点
F
为棱
PD
的中点.
(Ⅰ)在棱
AB
上是否存在一点
E
,使得
AF
∥平面
PCE
,并说明理由
;
(Ⅱ)当二面角
D
﹣
FC
﹣
B
的余弦
值为时,求直线
PB
与平面
ABCD
所成的角.
19
.如图,
A
为椭圆
两点,
C
是
AB
的中点.
的左顶点,过
A
的直线交抛物线
y
2
=
2
px
(
p
>
0
)于
B
、
C
(
1
)求证:点
C
的横坐标是定值,并求出该定值;
(
2
)若直线
m
过
C
点,且倾斜角和直线的倾斜角
互补,交椭圆于
M
、
N
两点,求
p
的
值,使得△<
br>BMN
的面积最大.
20
.某共享单车经营企业欲向甲市
投放单车,为制定适宜的经营策略,该企业首先在已投
放单车的乙市进行单车使用情况调查.调查过程分
随机问卷、整理分析及开座谈会三个
阶段.在随机问卷阶段,
A
,
B
两个调查小组分赴全市不同区域发放问卷并及时收回;在
整理分析阶段,两个调查小组从所获取的有效问
卷中,针对
15
至
45
岁的人群,按比例
随机抽取了
300
份,进行了数据统计,具体情况如表:
组别
年龄
[15
,
25
)
[25
,
35
)
[35
,
45
)
A
组统计结果
经常使用单车
27
人
23
人
20
人
偶尔使用单车
13
人
17
人
20
人
B
组统计结果
经常使用单车
偶尔使用单车
40
人
35
人
35
人
20
人
25
人
25
人
(
1
)先用分
层抽样的方法从上述
300
人中按“年龄是否达到
35
岁”抽出一个容量为<
br>60
人的样本,再用分层抽样的方法将“年龄达到
35
岁”的被抽个体数分配到
“经常使用单
车”和“偶尔使用单车”中去.
①求这
60
人中“年
龄达到
35
岁且偶尔使用单车”的人数;
②为听取对发展共享单车的建议,
调查组专门组织所抽取的“年龄达到
35
岁且偶尔使
用单车”的人员召开座谈会,会后
共有
3
份礼品赠送给其中
3
人,每人
1
份(其余人员
仅赠送骑行优惠券).已知参加座谈会的人员中有且只有
4
人来自
A
组,求
A
组这
4
人
中得到礼品的人数
X
的分布列和数学期
望;
(
2
)从统计数据可直观得出“是否经常使用共享单车与年龄(记作<
br>m
岁)有关”的结
论.在用独立性检验的方法说明该结论成立时,为使犯错误的概率尽可
能小,年龄
m
应
取
25
还是
35
?请通过比较K
2
的观测值的大小加以说明.
参考公式:
K
2=,其中
n
=
a
+
b
+
c
+
d
.
21
.已知函数
f
(
x
)=
e
x
﹣
ax
2
﹣
bx
﹣
1
,其
中
a
,
b
∈
R
,
e
=
2.718
28
…为自然对数的底数.
(
1
)设
g
(
x
)是函数
f
(
x
)的导函数,求函数
g
(x
)在区间
[0
,
1]
上的最小值;
(2
)若
f
(
1
)=
0
,函数
f
(
x
)在区间(
0
,
1
)内有零点,求
a
的取值范围.
(二)选考题,满分共
10
分,请考生在
22.2
3
题中任选一题作答,如果多做,则按所做的
第一题计分.答时用
2B
铅笔在
答题卡上把所选题目的题号涂黑
[
选修
4-4
:坐标系与参数方
程<
br>]
22
.在平面直角坐标系
xOy
中,直线
l1
过原点且倾斜角为α(
0
).以坐标原点
O
为极点,
x
轴正半轴为极轴建立坐标系,曲线
C
1
的极坐标方程为ρ=
2co
s
θ.在平面直
角坐标系
xOy
中,曲线
C
2
与曲
线
C
1
关于直线
y
=
x
对称.
(Ⅰ)求曲线
C
2
的极坐标方程;
(Ⅱ)若直线
l
2
过原点且倾斜角为,设直线
l
1
与曲线
C
1<
br>相交于
O
,
A
两点,直
线
l
2
与曲线
C
2
相交于
O
,
B
两点,当α变
化时,求△
AOB
面积的最大值.
[
选修
4--
5
:不等式选讲
]
23
.已知函数
f
(
x
)=
|
ax
+1|+|2
x
﹣
1|
.<
br>
(
1
)当
a
=
1
时,求不等式
f
(
x
)>
3
的解集;
(
2
)若
0
<
a
<
2
,且对任意
x
∈
R<
br>,恒成立,求
a
的最小值.
参考答案
一、选择题(共
12
小题,每题
5
分,
共
60
分,下列每小题所给选项只有一项符合题意,
请将正确答案的序号填涂在答题卡
上)
1
.已知全集
U
=
R
,集合
A=
{
y
|
y
=
x
2
+2
,<
br>x
∈
R}
,集合
B
=
{
x
|
y
=
lg
(
x
﹣
1
)
}
,则阴
影部分
所示集合为( )
A
.
[1
,
2]
B
.(
1
,
2
)
C
.(
1
,
2]
D
.
[1
,
2
)
解:集合<
br>A
=
{
y
|
y
=
x
2
+2
,
x
∈
R}
=
[2
,
+
∞),集
合
B
=
{
x
|
y
=
lg
(
x
﹣
1
)
}
=(
1
,
+
∞),
图形阴影部分为∁
U
A
∩
B
=(
1
,2
),
故选:
B
.
2
.已知复数
(
a
∈
R
,
i
为虚数单位),若复数
z
的
共轭复数的虚部为,则复数
z
在复平面内对应的点位于( )
A
.第一象限
解:∵
∴的虚部为﹣
由﹣
=
,
B
.第二象限
C
.第三象限
,
D
.第四象限
=﹣,得
a
=
2
.
∴复数
z
在复平面内对应的点的坐标为(,),位于第一象限.
故选:
A
.
3
.若
a
=π
﹣<
br>2
,
b
=
a
a
,
A
.
c<
br>>
b
>
a
,则
a
,
b
,
c
的大小关系为( )
B
.
b
>
c
>
a
C
.
b
>
a
>
c
D
.
a
>
b
>
c
解:由题意
0
<
a
<
1
,
故
a
<
a
a
,
故
a
a
>,即
b
>
c
,
而
c
=
故选:
B
.
4
.函数
>
a
=π
2
,
﹣
(其中
e
为自然对数的底数)图象的大致形状是( )
A
.
B
.
C
.
D
.
解:
f
(
x
)=(﹣
1<
br>)
cos
x
=
cos
x
,
f(﹣
x
)=
cos
(﹣
x
)=
cos
x
=﹣
f
(
x
).
∴
f
(x
)为奇函数,图象关于原点对称,排除
A
,
C
;
<
br>当
0
<
x
<时,
e
x
>
1
,
cos
x
>
0
,
∴
f
(
x
)=
故选:
B
.
cos
x
<
0
,
5
.吸烟有害健康,小
明为了帮助爸爸戒烟,在爸爸包里放一个小盒子,里面随机摆放三支
香烟和三支跟香烟外形完全一样的“
戒烟口香糖”,并且和爸爸约定,每次想吸烟时,
从盒子里任取一支,若取到口香糖则吃一支口香糖,不
吸烟;若取到香烟,则吸一支烟,
不吃口香糖,假设每次香烟和口香糖被取到的可能性相同,则“口香糖
吃完时还剩
2
支
香烟”的概率为( )
A
.
B
.
C
.
D
.
解
:在爸爸包里放一个小盒子,里面随机摆放三支香烟和三支跟香烟外形完全一样的“戒
烟口香糖”,
每次想吸烟时,从盒子里任取一支,若取到口香糖则吃一支口香糖,不吸烟;
若取到香烟,则吸一支烟,不吃口香糖,假设每次香烟和口香糖被取到的可能性相同,
则“口香糖吃完时还剩
2
支香烟”的概率为:
P
=
故选:
D
.
6
.已知△
A
BC
外接圆的圆心为
O
,若
AB
=
3
,
A
C
=
5
,则
A
.
2
B
.
4
C
.
8
的值是(
)
D
.
16
=.
解:如图,取AC
中点
D
,
AB
中点
E
,并连接
O
D
,
OE
,则:
OD
⊥
AC
,
OE
⊥
AB
;
∴
∴
=
=
=
8
.
故选:
C
.
7
.给出下列五个命题:
①若
p
∨
q
为真命题,则
p
∧
q
为真命题
;
②命题“∀
x
>
0
,有
e
x
≥
1
”的否定为“∃
x
0
≤
0
,有<
1<
br>”;
”;
,
;
③“平面向量与的夹角为钝角”的充分不必要条件是“
④在锐角△
ABC
中,
必有
sin
A
+sin
B
>
cos
A
+c
os
B
;
⑤
{
a
n
}
为等差数
列,若
a
m
+
a
n
=
a
p
+a
q
(
m
,
n
,
p
,
q∈
N
*
),则
m
+
n
=
p
+
q
其中正确命题的个数为( )
A
.
1
B
.
2
C
.
3
D
.
4
解:①若
p
∨
q
为真命
题的条件是
p
、
q
至少有一个是真命题,而
p
∧
q
为真命题的条件
为
p
、
q
两个都是真命题,所以
当
p
、
q
一个真一个假时,
p
∧
q
为假命
题,所以①不正确;
②命题“∀
x
>
0
,有
e
x
≥
1
”的否定为“∃
x
0
>
0
,有
③“平面向量与的夹角为钝角”⇒“
角可能为平角.
<
1
”;因此
②不正确;
”;反之不成立,平
面向量与的夹
∴“平面向量与的夹角为钝角”的必要不充分条件是“
④因为在锐角三角形中,∴
π>
A
+
B
>
所以有
sin
A
>
sin
(
,有>
A
>
”;因此不正确.
﹣
B
>
0
,
﹣
B
)=
cos
B
,即
sin
A
>
cos
B
,同理
sin
B
>
cos
A
,
故
si
n
A
+sin
B
>
cos
A
+cos
B<
br>,所以
④正确;
⑤若等差数列
{
a
n<
br>}
为常数列,则
m
+
n
=
p
+
q<
br>不一定成立,∴命题不正确.
综上可得:只有④正确.
故选:
A
.
8
.已知定义在(
0
,+
∞)上的函数
f
(
x
),恒为正数的
f
(<
br>x
)符合
f
(
x
)<
f
′(
x)<
2
f
(
x
),则
A
.(
e
,
2
e
)
解:令
g
(
x
)=
的取值范围为( )
B
.
C
.(
e
,
e
3
)
D
.
,
x
∈(
0
,
+
∞),
∵∀<
br>x
∈(
0
,
+
∞),
f
(
x
)<
f
′(
x
),
∴
g
′(
x
)==>
0
,
∴<
br>g
(
x
)=
∴
g
(
1
)=
∴
在区间(
0
,
+
∞)上单调递增,
<=
g
(
2
),
<①;
,
x
∈(
0
,
+
∞),
再令<
br>h
(
x
)=
∵∀
x
∈(
0
,
+
∞),
f
′(
x
)<
2
f
(
x
)恒成立,
∴
h
′(
x
)==<
0
,
∴函
数
h
(
x
)在
x
∈(
0
,
+∞)上单调递减,
∴
h
(
1
)=∴>
>
②,
<
=
h
(
2
),
综上①②可得:
故选:
D
.
<.
9<
br>.已知点
A
(
0
,
2
),抛物线
C
:
y
2
=
4
x
的焦点为
F
,射线
FA
与抛物线
C
相交于点
M
,
与其准线相交于点
N
,则
|
FM
|
:
|
MN
|
=(
)
A
.
2
:
B
.
1
:
2
C
.
1
:
D
.
1
:
3
解:∵抛物线
C
:
y
2
=
4
x
的焦点为
F
(
1,
0
),点
A
坐标为(
0
,
2
),<
br>
∴抛物线的准线方程为
l
:
x
=﹣
1
,直
线
AF
的斜率为
k
=﹣
2
,
过
M
作
MP
⊥
l
于
P
,根据抛物线物定义得
|
FM
|
=
|
PM
|
,
∵Rt
△
MPN
中,
tan
∠
NMP
=﹣
k
=
2
,
∴=
2
,可得
|
P
N
|
=
2|
PM
|
,
=
|
PM
|
,
.
得
|
MN
|
=
因此可得
|
FM
|
:
|
MN
|
=
|
PM
|
:
|
MN<
br>|
=
1
:
故选:
C
.
10
.定义
项的“均倒数”为
A
.
为
n
个正数
p
1
,
p
2
,…
p
n的“均倒数”.若已知数列
{
a
n
}
的前
n
,
又
B
.
,则
C
.
D
.
=( )
解:由已知得
∴
a
1
+
a
2
+
…
+
a
n
=
n
(
2
n
+1
)=
S
n
,
当
n
≥
2
时,
a
n<
br>=
S
n
﹣
S
n
﹣
1
=
4<
br>n
﹣
1
,验证知当
n
=
1
时也成立,
∴
a
n
=
4
n
﹣
1
,
∴
∴
∴
=.
,
=
+
(
+
…
+
)()=
1
﹣
故选:
C
.
11
.对于任意的实数
x
∈
[1
,
e
]
,总存在三个不同的实数
y
∈
[
﹣
1
,
5]
,使得
y
2
xe
1
﹣
y<
br>﹣
ax
﹣
lnx
=
0
成立,则实数
a
的取值范围是( )
A
.(
C
.(
0
,
]
]
B
.
[
D
.
[
)
)
解:
y
2
xe
1
﹣
y
﹣
ax
﹣
lnx
=
0
可化为:,
设<
br>g
(
y
)=(﹣
1
≤
y
≤
5
),
则
g
′(
y
)=,
即函数g
(
y
)在(﹣
1
,
0
),(
2,
5
)为减函数,在(
0
,
2
)为增函数,
又
g
(﹣
1
)=
e
2
,
g
(
2
)=,
g
(
5
)=
设
f
(
x
)=
a
+
f
′(
x
)=
(x
∈
[1
,
e
]
),
,
,
即函数
f
(
x
)在
[1
,<
br>e
]
为增函数,
所以
a
≤
f
(<
br>x
)≤
a
,
对于任意的实数
x
∈
[1
,
e
]
,总存在三个不同的实数
y
∈
[
﹣
1
,
5]
,使得
y
2
xe
1
﹣
y
﹣
ax
﹣
lnx
=
0
成立,
即对于任意的实数
x
∈
[1
,
e
]
,总存在三个不同的实数
y
∈
[
﹣
1
,
5]
,使得
立,
即
a
+
∈
[
,
)对于任意的实数
x
∈
[1
,
e
]
恒成立,
成
即,
即
故选:
B
.
,
12
.如图,在正方体
ABCD
﹣
A
1
B
1
C
1
D
1
中,
A
1
H
⊥平面
AB
1
D
1
,垂足为
H,给出下面结论:
①直线
A
1
H
与该正方体各棱所成角相等;<
br>
②直线
A
1
H
与该正方体各面所成角相等;
③过直线
A
1
H
的平面截该正方体所得截面为平行四边形;
④垂直于直线
A
1
H
的平面截该正方体,所得截面可能为五边形,<
br>
其中正确结论的序号为( )
A
.①③
B
.②④
C
.①②④
D
.①②③
解:如图,在正方体
ABCD
﹣
A<
br>1
B
1
C
1
D
1
中,
A
1
H
⊥平面
AB
1
D
1
,垂足为
H
,
连接
A
1
C
,可得
A
1
C<
br>⊥
AB
1
,
A
1
C
⊥
AD
1
,即有
A
1
C
⊥平面
AB
1
D
1
,
直线
A
1
H
与直线
A
1<
br>C
重合,
直线
A
1
H
与该正方体各棱所成
角相等,均为
arctan
直线
A
1
H
与该正方体各面所成
角相等,均为
arctan
,故①正确;
,故②正确;
过直线
A
1
H
的平面截该正方体所得截面为
A
1
A
CC
1
为平行四边形,故③正确;
垂直于直线
A
1
H
的平面与平面
AB
1
D
1
平行,截该正方体,
所得截面为三角形或六边形,不可能为五边形.故④错误.
故选:
D
.
二、填空题(共
4
小题,
每小题
5
分,满分
20
分)
13
.有一个底面圆
的半径为
1
,高为
2
的圆柱,点
O
1
,
O
2
分别为这个圆柱上底面和下底面
O
2
的距离都大于
1的概率为 的圆心,在这个圆柱内随机取一点
P
,则点
P
到点
O
1
,
.
解:∵到点
O
1
的距离等于<
br>1
的点构成一个半个球面,到点
O
2
的距离等于
1
的
点构成一
个半个球面,两个半球构成一个整球,如图,
点
P
到点<
br>O
1
,
O
2
的距离都大于
1
的概率为:
P
===
1
﹣=;
故答案为:
14
.在数列
{
a
n
}
中,若函数
f(
x
)=
sin2
x
+2
n
﹣
2n
2
,则
a
n
=
2
n
2
+
n
.
解:
f
(
x
)=
sin2
x
+2
当
2
x
+
φ=
2
k
π
+
cos2
x
的最大值是
a
1
,且
a
n
=(
a
n
+1﹣
a
n
﹣
2
)
cos2
x
=
3sin
(
2
x
+
φ),
,
k
∈
Z
,
f
(
x
)取得最大值
3
,
∴
a
1
=
3
.
a
n
=(
a
n
+1
﹣
a
n
﹣
2
)
n
﹣
2
n
2
,
∴
na
n
+1<
br>=(
n
+1
)
a
n
+2
n
2
+2
n
,
∴
a
n
=
n
[3+2
(
n
﹣
1
)
]
=
2
n
2
+
n
,
﹣=
2
,
故答案为:
2
n
2
+
n
.
15
.秦九韶是我国南宋著名数学家,在他的著作数书九章》中有已知三边求三角形面积的方法:“以小斜幂并大斜幂减中斜幂余半之,自乘于上以小斜幂乘大斜幂减上,余四约
之为实一为从
隅,开平方得积”如果把以上这段文字写成公式就是
,共中
a
、
b
、
c
是△
ABC
的内角
A
,
B
,
C
的对边.若
sin
C
=
2sin
A
cos
B
,且
b
2
,
2
,
c
2
成等差数
列,则△
ABC
面积
S
的最大值为
解:
sin
C
=
2sin
A
cos
B
,∴
c
=
2
a
cos
B
.
因此
c
=
2
a
•,
∵
b
2
,
2
,
c
2
成等差数列∴
b
2
+
c
2
=
4
,
即有a
2
=
b
2
=
4
﹣
c
2,
因此
S
===
,
当
c
2
=即
c
=时,
S
取得最大值×
,
=,
即△
ABC
面积
S
的最大值为
故答案为:.
16
.过曲线的左焦点
F
1
作曲线的切线,
设切点为
M
,延长
F
1
M
交曲线
的焦点,若,则曲线
C
1
的离心率为
于点
N
,其中
C
1
,
C
3
有一个共同
.
解:设双曲线的右焦点为
F
,
则
F
的坐标为(
c
,
0
),
∵曲线C
1
与
C
3
有一个共同的焦点,∴
y
2
=
4
cx
,
∵,∴=,
则
M
为
F
1
N
的中点,
∵O
为
F
1
F
的中点,
M
为
F
1
N
的中点,∴
OM
为△
NF
1
F
的中位
线,
∴
OM
∥
PF
,
∵
|
OM
|
=
a
,∴
|
NF
|<
br>=
2
a
又
NF
⊥
NF
1
,
|
F
1
F
|
=
2
c
,∴
|NF
1
|
=
2
b
,
设
N<
br>(
x
,
y
),则由抛物线的定义可得
x
+
c
=
2
a
,
∴
x
=
2
a
﹣
c
过点
F
1
作
x
轴的垂线,点
N
到该垂线的距离为
2
a<
br>.
由勾股定理
y
2
+4
a
2<
br>=
4
b
2
,即
4
c
(
2
a
﹣
c
)
+4
a
2
=
4
(
c
2
﹣
a
2
),
得
e
2
﹣
e
﹣
1
=
0
,
∴
e
=
故答案为:
.
.
<
br>三、解答题:(共
5
小题,共
70
分,解答应写出文字说明,证明过程
或演算步骤.)
17
.如图,在△
ABC
中,内角
A,
B
,
C
的对边分别为
a
,
b
,c
,已知
c
=
4
,
b
=
2
,
2
c
cos
C
=
b
,
D
,
E
分别为线段
BC
上的点,且
BD
=
CD
,∠<
br>BAE
=∠
CAE
.
(
1
)求线段
AD
的长;
(
2
)求△
ADE
的面积.
解:(<
br>1
)根据题意,
b
=
2
,
c
=
4<
br>,
2
c
cos
C
=
b
,则
cos<
br>C
=
又由
cos
C
===,
=;
解可得
a
=
4
,
即
BC
=
4
,则
CD
=
2
,
在△
ACD
中,
由余弦定理得:
AD
2
=
AC
2
+
CD
2
﹣
2
AC
•<
br>CD
cos
C
=
6
,
则
AD
=;
(
2
)根据题意,
AE
平分∠
BAC
,
则==,
变形可得:
CE
=
BC
=,
cos
C
=,则
sin
C
==,
﹣×
2
××=.
S
△
ADE
=
S
△
ACD
﹣
S
△
ACE
=×
2
×
2
×
18
.如图,在四棱锥
P
﹣
ABCD
中,底
面
ABCD
是边长为
2
的菱形,∠
DAB
=
60<
br>°,∠
ADP
=
90
°,平面
ADP
⊥平面
ABCD
,点
F
为棱
PD
的中点.
(Ⅰ)在棱<
br>AB
上是否存在一点
E
,使得
AF
∥平面
PCE,并说明理由;
(Ⅱ)当二面角
D
﹣
FC
﹣
B
的余弦值为时,求直线
PB
与平面
ABCD
所成的角.
解:(Ⅰ)在棱
AB
上存在点
E
,使得
AF∥平面
PCE
,点
E
为棱
AB
的中点.
理由如下:取
PC
的中点
Q
,连结
EQ
、
FQ
,
由题意,
FQ
∥
DC
且
FQ
=
CD
,
AE
∥
CD
且
AE
=
CD
,
<
br>故
AE
∥
FQ
且
AE
=
FQ
.
所以,四边形
AEQF
为平行四边形
.3
分
所以,
AF
∥
EQ
,又
EQ
⊂平面
PEC
,
AF
α平面
PEC
,
所以,
AF
∥平面
PEC
.5
分
(Ⅱ)
由题意知△
ABD
为正三角形,所以
ED
⊥
AB
,亦即ED
⊥
CD
,
又∠
ADP
=
90
°,所以
PD
⊥
AD
,且平面
ADP
⊥平面
ABCD
,
平面
ADP
∩平面
ABCD
=
AD
,
<
br>所以
PD
⊥平面
ABCD
,故以
D
为坐标原点建立如
图空间直角坐标系,
7
分
设
FD
=
a
,
则由题意知
D
(
0
,
0
,
0
),
F
(
0
,
0
,
a
),
C
(
0
,
2
,
0
),
B
(
=(
0<
br>,
2
,﹣
a
),=(),
,
1
,
0
),
设平面
FBC
的法向量为=(
x
,
y
,
z
),
则由,令
x
=
1
,则
y
=,
z
=,
所以取=(
1
,,),平面
DFC
的法向量=(
1
,
0
,
0<
br>),
,
l
因为二面角
D
﹣
FC
﹣
B
的余弦值为
所以由题意:
|cos
<>
|
==
=,解得
a
=
.10
分
由于
PD
⊥平面
ABCD
,所以
PB
在平面
ABCD
内的射影为
B
D
,
所以∠
PBD
为直线
PB
与平面
A
BCD
所成的角,
由题意知在
Rt
△
PBD
中,
tan
∠
PBD
==
a
=,从而∠
PBD
=
60
°,
所以直线
PB
与平面
ABCD
所成的角为
60
°
.12
分
19
.
如图,
A
为椭圆
两点,
C
是
AB
的中点.
的左顶点,过
A
的直线交抛物线
y
2
=
2
px
(
p
>
0
)于
B
、
C
(1
)求证:点
C
的横坐标是定值,并求出该定值;
(
2
)若直线
m
过
C
点,且倾斜角和直线的倾斜角互补,交椭圆于M
、
N
两点,求
p
的
值,使得△
BMN
的面积最大.
解:(
1
)由题意可知
A
(﹣
2
,
0
),设
B
(
x
1<
br>,
y
1
),
C
(
x
2
,
y
2
),
∵过
A
的直线
l
交抛物线于两点
,∴直线
l
的斜率存在且不为
0
,设
l
:
x
=
my
﹣
2
,
联立方程,消去
x
得,
y
2
﹣
2
pmy
+4
p
=
0,
∴
y
1
+
y
2
=
2pm
,
y
1
y
2
=
4
p
,<
br>
∵点
C
是
AB
的中点,∴
y
1
=
2
y
2
,∴
∴
4
p
=
∴
x
2
=
my
2
﹣
2
=
,∴
,,<
br>
,∴
2
pm
2
=
9
,
﹣
2
=
1
,
∴点
C
的横坐标为定值
1
;
(
2
)直线
m
的倾斜角和直线
l
的倾斜角互补,所以直线
m
的
斜率和直线
l
的斜率互为相
反数,
又点
C
(1
,),所以设直线
m
的方程为:
x
=﹣
m
(
y
﹣)
+1
,即
x
=﹣
my
+4
,
设
M
(
x
1
,
y
2
),
N
(
x
2
,
y
2
),
联立方
程,消去
x
得,(
m
2
+2
)
y
2
﹣
8
my
+12
=
0
,
∴△=(8
m
)
2
﹣
48
(
m
2
+2
)=
16
m
2
﹣
96
>
0
,解得
m
2
>
6
,
∴
∴
|
MN
|
=
,,
==
4
,
∵点
C
是
AB
的中点
,∴
S
△
BMN
=
S
△
AMN
,
设点
A
(﹣
2
,
0
)到直线
MN
的距离为
d
,则
d
==,
∴
S<
br>△
BMN
=
S
△
AMN
==
4
×=
12
令
t
=
m
2
﹣
6
,
∴
S
△
BMN
=
12
,
=12
≤
12
=,当且仅当
t
=,
即
t
=
8
,
m
2
=
14
时,等号成立,
∴
2
p
×
14
=
9
,∴
p
=
.
20
.某共享单车经营企业欲向甲市投放单车,为制定适宜的经营策略,该企业首
先在已投
放单车的乙市进行单车使用情况调查.调查过程分随机问卷、整理分析及开座谈会三个
阶段.在随机问卷阶段,
A
,
B
两个调查小组分赴全市不同区域发放问卷并及
时收回;在
整理分析阶段,两个调查小组从所获取的有效问卷中,针对
15
至
45
岁的人群,按比例
随机抽取了
300
份,进行了数据统计,具体情况如表
:
组别
年龄
[15
,
25
)
[25
,
35
)
[35
,
45
)
A
组统计结果
经常使用单车
27
人
23
人
20
人
偶尔使用单车
13
人
17
人
20
人
B
组统计结果
经常使用单车
偶尔使用单车
40
人
35
人
35
人
20
人
25
人
25
人
(
1
)先用分
层抽样的方法从上述
300
人中按“年龄是否达到
35
岁”抽出一个容量为<
br>60
人的样本,再用分层抽样的方法将“年龄达到
35
岁”的被抽个体数分配到
“经常使用单
车”和“偶尔使用单车”中去.
①求这
60
人中“年
龄达到
35
岁且偶尔使用单车”的人数;
②为听取对发展共享单车的建议,
调查组专门组织所抽取的“年龄达到
35
岁且偶尔使
用单车”的人员召开座谈会,会后
共有
3
份礼品赠送给其中
3
人,每人
1
份(其余人员
仅赠送骑行优惠券).已知参加座谈会的人员中有且只有
4
人来自
A
组,求
A
组这
4
人
中得到礼品的人数
X
的分布列和数学期
望;
(
2
)从统计数据可直观得出“是否经常使用共享单车
与年龄(记作
m
岁)有关”的结
论.在用独立性检验的方法说明该结论成立时,为使犯
错误的概率尽可能小,年龄
m
应
取
25
还是
35
?
请通过比较
K
2
的观测值的大小加以说明.
参考公式:
K
2
=
解:(
1
)①由分层抽样性质得:
从
300
人中抽取
60
人,其中“年龄达到
35
岁“的人数为:100
×
”年龄达到
35
岁”中偶而使用单车的人数为:=
9<
br>人.
=
20
人,
,其中
n
=<
br>a
+
b
+
c
+
d
.
②<
br>A
组这
4
人中得到礼品的人数
X
的可能取值为
0,
1
,
2
,
3
,
P
(
X
=
0
)==,
P
(
X
=
1
)==,
P
(
X
=
2
)==,
P
(
X
=
3
)==,
∴
X
的分布列为:
X
P
∴
E
(
X
)=
0
1
=.
2
3
(
2
)按“年龄是否达到
35
岁”对数据进行整理,得到如下列联表:
未达到
35
岁
达到
35
岁
合计
m
=
35
时,
K
2
的观测值:
k
1
===.
经常使用单车
125
55
180
偶尔使用单车
75
45
120
合计
200
100
300
m
=
25
时,按“年龄是否达到
25
岁”对数据进行整理,得到如下列联表:
未达到
25
岁
达到
25
岁
合计
m
=
25
时,
K
2
的观测值:
k
2
=
k
2
>
k
1
,
欲使犯错误的概率尽量小,需取
m
=
25
.
21
.已知函数
f
(
x
)=
e
x
﹣
a
x
2
﹣
bx
﹣
1
,其中
a
,
b<
br>∈
R
,
e
=
2.71828
…为自然对数的底数.<
br>
(
1
)设
g
(
x
)是函数
f(
x
)的导函数,求函数
g
(
x
)在区间
[0
,
1]
上的最小值;
(
2
)若
f
(
1
)=
0
,函数
f
(
x
)在区间(<
br>0
,
1
)内有零点,求
a
的取值范围.
解
:∵
f
(
x
)=
e
x
﹣
ax
2<
br>﹣
bx
﹣
1
,∴
g
(
x
)=
f
′(
x
)=
e
x
﹣
2
ax
﹣
b
,
又
g
′(
x
)=
e
x
﹣
2
a
,
x
∈
[0
,
1]<
br>,∴
1
≤
e
x
≤
e
,
∴
①当时,则
2
a
≤
1
,
g
′(
x
)=
e
x
﹣
2
a
≥
0
,
=,
经常使用单车
67
113
180
偶尔使用单车
33
87
120
合计
100
200
300
∴函数
g
(
x
)在区间
[0
,
1]
上单调递增,
g
(
x
)
min
=
g
(
0
)=<
br>1
﹣
b
;
②当,则
1
<
2
a
<
e
,
∴当
0
<
x
<
ln
(
2
a
)
时,
g
′(
x
)=
e
x
﹣
2
a<
br><
0
,当
ln
(
2
a
)<
x
<
1
时,
g
′(
x
)=
e
x
﹣
2
a
>
0
,
∴函数
g
(
x
)在区间
[0
,
ln
(
2
a
)
]
上单调递减,在区间
[
ln
(
2
a
),
1]
上单调递增,
g
(
x
)
min
=
g
[
ln
(
2
a
)
]
=
2
a
﹣
2
aln
(
2
a
)﹣
b<
br>;
③当时,则
2
a
≥
e
,
g′(
x
)=
e
x
﹣
2
a
≤
0
,
∴函数
g
(
x
)在区间
[0
,
1]
上单调递减,
g
(
x
)
min
=<
br>g
(
1
)=
e
﹣
2
a
﹣
b
,
综上:函数
g
(
x
)在区间
[0,
1]
上的最小值为
;
(
2
)由
f
(
1
)=
0
,⇒
e
﹣
a<
br>﹣
b
﹣
1
=
0
⇒
b
=
e<
br>﹣
a
﹣
1
,又
f
(
0
)=
0
,
若函数
f
(
x
)在区间(
0
,
1
)内有零点,则函数
f
(
x
)在区间(
0<
br>,
1
)内至少有三个单
调区间,
由(
1
)
知当
a
≤或
a
≥时,函数
g
(
x
)在区间
[0
,
1]
上单调,不可能满足“函数
f
(
x)在区间(
0
,
1
)内至少有三个单调区间”这一要求.
若
令
h
(
x
)=
则
<
)上单调递增,在区间(
=
,
e
)上单调递减,
<
0
,即
g
min
(
x
)<
0
恒成立,
,则
g
min
(
x
)=
2
a
﹣
2
aln
(
2
a
)﹣
b
=
3
a
﹣
2
aln
(
2
a
)﹣
e
+1
(
1
<
x
<
e
)
=,∴.由>
0
⇒
x
∴
h
(
x
)在区间(
1<
br>,
=
∴函数
f
(
x
)在区间(
0
,
1
)内至少有三个单调区间⇔⇒
,
又,所以
e
﹣
2
<
a
<
1
,
综上得:
e﹣
2
<
a
<
1
.
另解:由
g
(
0
)>
0
,
g
(
1
)>0
解出
e
﹣
2
<
a
<
1
,
再证明此时
f
(
x
)
min
<
0
由于
f
(
x
)最小时,
f
'
(
x
)=
g
(
x
)=
e
x
﹣
2
ax
﹣
b
=
0
,
故有
e
x
=
2
ax
+
b
且
f
(
1
)=0
知
e
﹣
1
=
a
+
b
,
则
f
(
x
)
min
=
2
a
x
+
b
﹣
ax
2
﹣(
e
﹣
1﹣
a
)
x
﹣
1
=﹣
ax
2
+
(
3
a
+1
﹣
e
)
x
+
e
﹣
a
﹣
2
,
开口向下,最大值(
5<
br>a
2
﹣(
2
e
+2
)
a
+
e
2
﹣
2
e
),分母为正,
只需看分子正负,分
子<
5
﹣(
2
e
+2
)
+
e
2<
br>﹣
2
e
(
a
=
1
时取最大)=
e<
br>2
﹣
4
e
+3
<
0
,
故
f
(
x
)
min
<
0
,
故
e
﹣
2
<
a
<
1
.
(
二)选考题,满分共
10
分,请考生在
22.23
题中任选一题作答,如果多
做,则按所做的
第一题计分.答时用
2B
铅笔在答题卡上把所选题目的题号涂黑
[
选修
4-4
:坐标系与参数方
程
]
22.在平面直角坐标系
xOy
中,直线
l
1
过原点且倾斜角为α(
0
).以坐标原点
O
为极点,
x
轴正半轴为
极轴建立坐标系,曲线
C
1
的极坐标方程为ρ=
2cos
θ.在平面
直
角坐标系
xOy
中,曲线
C
2
与曲线
C
1
关于直线
y
=
x
对称.
(Ⅰ)求曲线
C
2
的极坐标方程;
(Ⅱ)若直线
l
2
过原点且倾斜角为,设直线
l
1
与曲线
C
1<
br>相交于
O
,
A
两点,直
线
l
2
与曲
线
C
2
相交于
O
,
B
两点,当α变化时,求△AOB
面积的最大值.
解:(Ⅰ)由题可知,
C
1
的
直角坐标方程为:
x
2
+
y
2
﹣
2
x=
0
,
设曲线
C
2
上任意一点(
x
,
y
)关于直线
y
=
x
对称点为(
x0
,
y
0
),
∴,
又∵,即x
2
+
y
2
﹣
2
y
=
0,
∴曲线
C
2
的极坐标方程为:ρ=
2sin
θ;
(Ⅱ)直线
l
1
的极坐标方程为:θ=α,直线
l
2
的极坐标方程为:.
设
A
(ρ
1
,θ
1
),B
(ρ
2
,θ
2
).
∴,解得ρ
1
=
2cos
α,
,解得.
∴
=.
∵
0
≤α<,∴<.
当,即时,
sin
()=
1
,
S
△
AOB
取得最大值为:.
[
选修
4
--5
:不等式选讲
]
23
.已知函数
f
(x
)=
|
ax
+1|+|2
x
﹣
1|
.
(
1
)当
a
=
1
时,求不等式
f
(
x
)>
3
的解集;
(
2
)若
0
<
a
<
2
,且对任意
x
∈
R
,恒成立,求
a
的最小值.
=
解:(
1
)当
a
=
1
时,
f
(
x
)=
|
x
+1|+|2
x
﹣
1|
,
即;
解法一:作函数
f
(
x
)=
|
x
+1|+|2
x
﹣
1|
的图象,它与直线
y<
br>=
3
的交点为
A
(﹣
1
,
3
),<
br>B
(
1
,
3
),
如图所示;
<
br>所以,
f
(
x
)>
3
的解集为(﹣∞,﹣
1
)∪(
1
,
+
∞);
解法二:原不等式
f
(
x
)>
3
等价于
解得:
x
<﹣
1
或无解或
x
>
1
,
所以,
f
(
x
)>
3
的解集为(﹣∞,﹣
1
)∪(
1,
+
∞);
(
2
)由
0
<
a
<
2
,得﹣<,
a
+2
>
0
,且
a
﹣
2
<
0
;
或或,
所以
f
(
x
)=
|
ax
+1|+|2
x
﹣
1|
=,
所以函数
f
(
x
)在
上单调递增;
所以
当
上单调递减,在上单调递减,在
时,
f
(
x
)取得最小值
,且
恒成立,所以
;
;
因为对∀
x
∈
R
,
又因为
a
>
0
,所以
a
2<
br>+2
a
﹣
3
≥
0
,解得
a
≥
1
(
a
≤﹣
3
不合题意),
所以
a
的最小值为
1
.