blog85,得8b5,结合5584可得出b4,由clog138,得13c8,结合13485,5可得出c4,综合可得出a、b、c的大小关系.
5解】由题意可2【详知a、2b、2c0,1,alog53lg3lg81lg3lg8lg3lg8lg241,ab;
2blog85lg5lg5lg522lg5lg25由blog85,得8b5,由5584,得85b84,5b4,可得b4;
54.
5由clog138,得13c8,由13485,得134135c,5c4,可得c综上所述,abc.
故选:A.
【点睛】本题考查对数式大小比较,涉及基本不等式、对数式与指数式的互化以及指数函数单调性的应用,考查推理能力,属于中等题.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分.
xy0,
,则z=3x+2y的最大值为_________.
13.若x,y满足约束条件2xy0,x1,【答案】7
【解析】
- 8 - 【分析】
作出可行域,利用截距的几何意义解决.
【详解】不等式组所表示的可行域如图
z3xz,易知截距越大,则z越大,
2223x3xz经过A点时截距最大,此时z最大, 平移直线y,当y222因为z3x2y,所以y由y2xx1,得,A(1,2),
x1y2所以zmax31227
故答案为:7.
【点晴】本题主要考查简单线性规划的应用,涉及到求线性目标函数的最大值,考查学生数形结合的思想,是一道容易题.
214.(x2)6的展开式中常数项是__________(用数字作答).
x【答案】240
【解析】
【分析】
2写出x2二项式展开通项,即可求得常数项.
x6
- 9 - 【详解】22
xx6其二项式展开通项:
Tr1Cxr626r2
xrrC6x122r(2)rxr
C6r(2)rx123r
当123r0,解得r4
24422x的展开式中常数项是:C62C6161516240.
x故答案为:240.
【点睛】本题考查二项式定理,利用通项公式求二项展开式中的指定项,解题关键是掌握6abnrnrr的展开通项公式Tr1Cnab,考查了分析能力和计算能力,属于基础题.
15.已知圆锥的底面半径为1,母线长为3,则该圆锥内半径最大的球的体积为_________.
【答案】【解析】
【分析】
将原问题转化为求解圆锥内切球的问题,然后结合截面确定其半径即可确定体积的值.
【详解】易知半径最大球为圆锥的内切球,球与圆锥内切时的轴截面如图所示,
其中BC2,ABAC3,且点M为BC边上的中点,
设内切圆的圆心为O,
2
3
- 10 - 由于AM321222,故S△ABC设内切圆半径为r,则:
122222,
2111S△ABCS△AOBS△BOCS△AOCABrBCrACr
2221332r22,
2解得:r422,其体积:Vr3.
2332.
3故答案为:【点睛】与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图,如球内切于正方体,切点为正方体各个面的中心,正方体的棱长等于球的直径;球外接于正方体,正方体的顶点均在球面上,正方体的体对角线长等于球的直径.
16.关于函数f(x)=sinx1有如下四个命题:
sinx①f(x)的图像关于y轴对称.
②f(x)的图像关于原点对称.
③f(x)的图像关于直线x=④f(x)的最小值为2.
其中所有真命题的序号是__________.
【答案】②③
【解析】
【分析】
利用特殊值法可判断命题①的正误;利用函数奇偶性的定义可判断命题②的正误;利用对称性的定义可判断命题③的正误;取x0可判断命题④的正误.综合可得出结论.
【详解】对于命题①,f对称.
251512f2,,则622622ff,
66所以,函数fx的图象不关于y轴对称,命题①错误;
对于命题②,函数fx的定义域为xxk,kZ,定义域关于原点对称,
- 11 - fxsinx111sinxsinxfx,
sinxsinxsinx所以,函数fx的图象关于原点对称,命题②正确;
对于命题③,11fxsinxcosxcosx,
22sinx2fxfx,
2211fxsinxcosxcosx,则22sinx2所以,函数fx的图象关于直线x2对称,命题③正确;
对于命题④,当x0时,sinx0,则fxsinx命题④错误.
故答案为:②③.
102,
sinx【点睛】本题考查正弦型函数的奇偶性、对称性以及最值的求解,考查推理能力与计算能力,属于中等题.
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.设数列{an}满足a1=3,an13an4n.
(1)计算a2,a3,猜想{an}的通项公式并加以证明;
(2)求数列{2nan}的前n项和Sn.
n1【答案】(1)a25,a37,an2n1,证明见解析;(2)Sn(2n1)22.
【解析】
【分析】
(1)利用递推公式得出a2,a3,猜想得出an的通项公式,利用数学归纳法证明即可;
(2)由错位相减法求解即可.
【详解】(1)由题意可得a23a14945,a33a281587,
- 12 - 由数列an的前三项可猜想数列an是以3为首项,2为公差的等差数列,即an2n1,
证明如下:
当n1时,a13成立;
假设nk时,ak2k1成立.
那么nk1时,ak13ak4k3(2k1)4k2k32(k1)1也成立.
则对任意的nN*,都有an2n1成立;
(2)由(1)可知,an2(2n1)2
nnSn325227232Sn322523724(2n1)2n1(2n1)2n,①
(2n1)2n(2n1)2n1,②
3由①②得:Sn622222n(2n1)2n1
n1622212n112n1(2n1)2n1(12n)22,
即Sn(2n1)22.
【点睛】本题主要考查了求等差数列的通项公式以及利用错位相减法求数列的和,属于中档题.
18.某学生兴趣小组随机调查了某市100天中每天的空气质量等级和当天到某公园锻炼的人次,整理数据得到下表(单位:天):
锻炼人次
[0,200]
空气质量等级
1(优)
2(良)
3(轻度污染)
4(中度污染)
2
5
6
7
16
10
7
2
25
12
8
0
(200,400] (400,600]
- 13 - (1)分别估计该市一天的空气质量等级为1,2,3,4的概率;
(2)求一天中到该公园锻炼的平均人次的估计值(同一组中的数据用该组区间的中点值为代表);
(3)若某天的空气质量等级为1或2,则称这天“空气质量好”;若某天的空气质量等级为32列联表,并根据列联表,判或4,则称这天“空气质量不好”.根据所给数据,完成下面的2×断是否有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市当天的空气质量有关?
空气质量好
空气质量不好
人次≤400
人次>400
n(adbc)2附:K,
(ab)(cd)(ac)(bd)2P(K2≥k)
k
0.050
3.841
0.010
6.635
0.001
10.828
【答案】(1)该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率分别为0.43、0.27、0.21、(2)350;(3)有,理由见解析.
0.09;【解析】
【分析】
(1)根据频数分布表可计算出该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率;
(2)利用每组的中点值乘以频数,相加后除以100可得结果;
(3)根据表格中的数据完善22列联表,计算出K2的观测值,再结合临界值表可得结论.
【详解】(1)由频数分布表可知,该市一天的空气质量等级为1的概率为216250.43,100等级为2的概率为510126780.27,等级为3的概率为0.21,等级为4的概率100100
- 14 - 为7200.09;
100(2)由频数分布表可知,一天中到该公园锻炼的人次的平均数为100203003550045350
100(3)22列联表如下:
空气质量不好
空气质量好
人次400 人次400
33
22
37
8
1003383722K25.8203.841,
55457030因此,有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市当天的空气质量有关.
【点睛】本题考查利用频数分布表计算频率和平均数,同时也考查了独立性检验的应用,考查数据处理能力,属于基础题.
19.如图,在长方体ABCDA1B1C1D1中,点E,F分别在棱DD1,BB1上,且2DEED1,BF2FB1.
2
(1)证明:点C1在平面AEF内;
(2)若AB2,AD1,AA13,求二面角AEFA1的正弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2)42.
7- 15 -
【解析】
【分析】
(1)连接C1E、C1F,证明出四边形AEC1F为平行四边形,进而可证得点C1在平面AEF内;
(2)以点C1为坐标原点,C1D1、C1B1、C1C所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系C1xyz,利用空间向量法可计算出二面角AEFA1的余弦值,进而可求得二面角AEFA1的正弦值.
【详解】(1)在棱CC1上取点G,使得C1G1CG,连接DG、FG、C1E、C1F,
2
在长方体ABCDA1B1C1D1中,AD//BC且ADBC,BB1//CC1且BB1CC1,
122C1GCG,BF2FB1,CGCC1BB1BF且CGBF,
233所以,四边形BCGF为平行四边形,则AF//DG且AFDG,
同理可证四边形DEC1G为平行四边形,C1E//DG且C1EDG,
C1E//AF且C1EAF,则四边形AEC1F为平行四边形,
因此,点C1在平面AEF内;
(2)以点C1为坐标原点,C1D1、C1B1、C1C所在直线分别为x、y、z轴建立如下图所示
- 16 - 的空间直角坐标系C1xyz,
,0、E2,0,2、F0,1,1, 则A2,1,3、A12,1AE0,1,1,AF2,0,2,A1E0,1,2,A1F2,0,1,
设平面AEF的法向量为mx1,y1,z1,
y1z10mAE0由,得取z11,得x1y11,则m1,1,1,
2x12z10mAF0设平面A1EF的法向量为nx2,y2,z2,
y22z20nA1E0由,得,取z22,得x21,y24,则n1,4,2,
2x2z20nA1F0
cosm,nmnmn37,
7321742.
,sin1cos277设二面角AEFA1的平面角为,则cos因此,二面角AEFA1的正弦值为42.
7【点睛】本题考查点在平面的证明,同时也考查了利用空间向量法求解二面角角,考查推理能力与计算能力,属于中等题.
- 17 - x2y21521(0m5)的离心率为20.已知椭圆C:,A,B分别为C的左、右顶点.
25m4(1)求C的方程;
(2)若点P在C上,点Q在直线x6上,且|BP||BQ|,BPBQ,求APQ的面积.
5x216y2【答案】(1)(2).
1;22525【解析】
【分析】
x2y21(0m5),可得a5,bm,根据离心率公式,结合已知,即可(1)因为C:25m2求得答案;
(2)点P在C上,点Q在直线x6上,且|BP||BQ|,BPBQ,过点P作x轴垂线,交点为M,设x6与x轴交点为N,可得△PMB△BNQ,可求得P点坐标,求出直线AQ的直线方程,根据点到直线距离公式和两点距离公式,即可求得APQ的面积.
【详解】(1)x2y2C:1(0m5)
25m2a5,bm,
c15bm根据离心率e11,
a4a5解得m2255或m(舍),
44x2y21C的方程为:2552,
4x216y2即1;
2525(2)点P在C上,点Q在直线x6上,且|BP||BQ|,BPBQ,
过点P作x轴垂线,交点为M,设x6与x轴交点为N
根据题意画出图形,如图
- 18 - |BP||BQ|,BPBQ,PMBQNB90,
又PBMQBN90,BQNQBN90,
PBMBQN,
根据三角形全等条件“AAS”,
可得:△PMB△BNQ,
x216y21,
2525B(5,0),
PMBN651,
设P点为(xP,yP),
x216y2可得P点纵坐标为yP1,将其代入1,
2525xP216可得:1,
2525解得:xP3或xP3,
P点为(3,1)或(3,1),
①当P点为(3,1)时,
故MB532,
△PMB△BNQ,
- 19 - |MB||NQ|2,
可得:Q点为(6,2),
画出图象,如图
A(5,0),Q(6,2),
可求得直线AQ的直线方程为:2x11y100,
根据点到直线距离公式可得P到直线AQ的距离为:d23111102211251255,
5根据两点间距离公式可得:AQ6522055,
2APQ面积为:15555;
252②当P点(3,1)时,
故MB5+38,
△PMB△BNQ,
|MB||NQ|8,
可得:Q点为(6,8),
画出图象,如图
- 20 - A(5,0),Q(6,8),
可求得直线AQ的直线方程为:8x11y400,
根据点到直线距离公式可得P到直线AQ的距离为:d83111408211251855,
185根据两点间距离公式可得:AQ65280185,
2155,
APQ面积为:18521852综上所述,APQ面积为:5.
2【点睛】本题主要考查了求椭圆标准方程和求三角形面积问题,解题关键是掌握椭圆的离心率定义和数形结合求三角形面积,考查了分析能力和计算能力,属于中档题.
21.设函数f(x)x3bxc,曲线yf(x)在点((1)求b.
(2)若f(x)有一个绝对值不大于1的零点,证明:f(x)所有零点的绝对值都不大于1.
【答案】(1)b【解析】
【分析】
(1)利用导数的几何意义得到f()0,解方程即可;
(2)由(1)可得f(x)3x\'2\'11,f())处的切线与y轴垂直.
223;(2)证明见解析
412113112(x)(x),易知f(x)在(,)上单调递减,在4222211(,),(,)上单调递增,且22
- 21 - 111111f(1)c,f()c,f()c,f(1)c,采用反证法,推出矛盾即可.
424244【详解】(1)因为f(x)3xb,
\'211由题意,f()0,即3b0
22\'2则b3;
433xc,
4311f\'(x)3x23(x)(x),
4221111\'\'令f(x)0,得x或x;令f(x)0,得x,
22221111所以f(x)在(,)上单调递减,在(,),(,)上单调递增,
2222111111且f(1)c,f()c,f()c,f(1)c,
424244(2)由(1)可得f(x)x若f(x)所有零点中存在一个绝对值大于1的零点x0,则f(1)0或f(1)0,
11或c.
441111111当c时,f(1)c0,f()c0,f()c0,f(1)c0,
4242444即c又f(4c)64c3cc4c(116c)0,
由零点存在性定理知f(x)在(4c,1)上存在唯一一个零点x0,
即f(x)在(,1)上存在唯一一个零点,在(1,)上不存在零点,
此时f(x)不存在绝对值不大于1的零点,与题设矛盾;
当c321111111时,f(1)c0,f()c0,f()c0,f(1)c0,
424244432又f(4c)64c3cc4c(116c)0,
由零点存在性定理知f(x)在(1,4c)上存在唯一一个零点x0,
即f(x)(1,)上存在唯一一个零点,在(,1)上不存在零点,
此时f(x)不存在绝对值不大于1的零点,与题设矛盾;
综上,f(x)所有零点的绝对值都不大于1.
【点晴】本题主要考查利用导数研究函数的零点,涉及到导数的几何意义,反证法,考查学
- 22 - 生逻辑推理能力,是一道有一定难度的题.
(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.
[选修4—4:坐标系与参数方程](10分)
x2tt222.在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为(t为参数且t≠1),C与坐标轴2y23tt交于A、B两点.
(1)求|AB|;
(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求直线AB的极坐标方程.
【答案】(1)410(2)3cossin120
【解析】
【分析】
(1)由参数方程得出A,B的坐标,最后由两点间距离公式,即可得出AB的值;
(2)由A,B的坐标得出直线AB的直角坐标方程,再化为极坐标方程即可.
【详解】(1)令x0,则t2t20,解得t2或t1(舍),则y26412,即A(0,12).
令y0,则t23t20,解得t2或t1(舍),则x2244,即B(4,0)
AB(04)2(120)2410;
(2)由(1)可知kAB1203,
0(4)则直线AB的方程为y3(x4),即3xy120.
由xcos,ysin可得,直线AB的极坐标方程为3cossin120.
【点睛】本题主要考查了利用参数方程求点的坐标以及直角坐标方程化极坐标方程,属于中档题.
[选修4—5:不等式选讲](10分)
23.设a,b,cR,a+b+c=0,abc=1.
- 23 - (1)证明:ab+bc+ca<0;
(2)用max{a,b,c}表示a,b,c中的最大值,证明:max{a,b,c}≥34.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)由(abc)abc2ab2ac2bc0结合不等式的性质,即可得出证明;
(2)不妨设max{a,b,c}a,由题意得出a0,b,c0,由2222bca3a2abc【详解】(1)2b2c22bc,结合基本不等式,即可得出证明.
bc(abc)2a2b2c22ab2ac2bc0,
abbcca1222abc.
21222abc0;
2a,b,c均不为0,则a2b2c20,abbcca(2)不妨设max{a,b,c}a,
由abc0,abc1可知,a0,b0,c0,
2221bcbc2bc2bc2bc32abc,a,aaa4.
bcbcbcbc当且仅当bc时,取等号,
a34,即max{a,b,c}34.
【点睛】本题主要考查了不等式的基本性质以及基本不等式的应用,属于中档题.
- 24 -
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