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- 2021-06-16 发布
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大庆铁人中学 2017 级高三学年考前模拟训练
数学试题(文)
一、选择题
1. 若全集 {1,2,3,4,5,6 {1,3,4} {2,3,4}, }U M N , , 则集合( ) ( )U UC M C NÈ 等于
( )
A. {5,6} B. {1,5,6} C. {2,5,6} D. {1 2 5 6},,,
【答案】D
【解析】
【分析】
根据补集、并集的定义计算即可;
【详解】解:因为 {1,2,3,4,5,6 {1,3,4} {2,3,4}, }U M N , ,
所以 2,5,6UC M , 1,5,6UC N
所以 1,2,5,6UUC NM C
故选:D
【点睛】本题考查集合的运算,属于基础题.
2. 已知单位向量 a
、b
满足 a b ,则 a a b
( )
A. 0 B. 1
2
C. 1 D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】
本题首先可以通过题意得出 1a b
r r
以及 0a b ,然后通过 2
a a b a a b 即可得
出结果.
【详解】因为单位向量 a
、b
满足 a b ,
所以 1a b
r r
, 0a b ,
所以 22
1a a b a a b a a b
,
故选:C.
- 2 -
【点睛】本题考查单位向量以及向量垂直的相关性质,若向量 a b ,则 0a b ,考查计算
能力,体现了基础性,是简单题.
3. 欧拉公式 cos sinie i ,把自然对数的底数 e,虚数单位 i,三角函数 cos 和sin
联系在一起,被誉为“数学的天桥”,若复数 z 满足 ( ) 1ie z i i 则 | z | =( )
A. 5 B. 2 C. 2 2 D. 3
【答案】A
【解析】
【分析】
由新定义将 ie 化为复数的代数形式,然后由复数的除法运算求出 z 后再求模.
【详解】由欧拉公式 cos sinie i 有: cos sin 1ie i .
由 ( ) 1ie z i i ,即 ( 1 ) 1z i i
所以 11 1iz ii
,即 2z i
所以 2 22 1 5z
故选:A
【点睛】本题考查复数的新定义,考查复数的除法运算和求复数的模,解题关键是由新定义
化 ie 为代数形式,然后求解.属于中档题.
4. 某中学从甲、乙两个班中各选出 7 名学生参加数学竞赛,他们取得的成绩(满分 100 分)
的茎叶图如图所示,其中甲班学生成绩的众数是 83,乙班学生成绩的平均数是 86,则 x y 的
值为( )
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
【答案】B
【解析】
- 3 -
【分析】
对甲组数据进行分析,得出 x 的值,利用平均数求出 y 的值,解答即可.
【详解】由茎叶图可知,茎为 8 时,甲班学生成绩对应数据只能是 83,80+x,85,因为甲班
学生成绩众数是 83,所以 83 出现的次数最多,可知 x=3.
由茎叶图可知乙班学生的总分为 76+81+82+80+y+91+91+96=597+y,
又乙班学生的平均分是 86,
总分等于 86×7=602.所以 597+y=602,解得 y=5,
可得 x+y=8.
故选 B.
【点睛】本题主要考查统计中的众数与平均数的概念.解题时分别对甲组数据和乙组数据进
行分析,分别得出 x,y 的值,进而得到 x+y 的值.
5. 等比数列{an}中,a5、a7 是函数 f(x)=x2﹣4x+3 的两个零点,则 a3•a9 等于( )
A. ﹣3 B. 3 C. ﹣4 D. 4
【答案】B
【解析】
【分析】
根据根与系数关系关系列方程,结合等比数列的性质求得 3 9a a 的值.
【详解】∵a5、a7 是函数 f(x)=x2﹣4x+3 的两个零点,∴a5、a7 是方程 x2﹣4x+3=0 的两个
根,
∴a5•a7=3,由等比数列的性质可得:a3•a9=a5•a7=3.
故选:B
【点睛】本小题主要考查等比数列的性质,考查根与系数关系,属于基础题.
6. 从 2 名男同学和 3 名女同学中任选 2 人参加社区服务,则选中的 2 人都是女同学的概率为
A. 0.6 B. 0.5 C. 0.4 D. 0.3
【答案】D
【解析】
分析:分别求出事件“2 名男同学和 3 名女同学中任选 2 人参加社区服务”的总可能及事件
“选中的 2 人都是女同学”的总可能,代入概率公式可求得概率.
详解:设 2 名男同学为 1 2,A A ,3 名女同学为 1 2 3, ,B B B ,
- 4 -
从以上 5 名同学中任选 2 人总共有
1 2 1 1 1 2 1 3 2 1 2 2 2 3 1 2 1 3 2 3, , , , , , , , ,A A A B A B A B A B A B A B B B B B B B 共 10 种可能,
选中的 2 人都是女同学的情况共有 1 2 1 3 2 3, ,B B B B B B 共三种可能
则选中的 2 人都是女同学的概率为 3 0.310P ,
故选 D.
点睛:应用古典概型求某事件的步骤:第一步,判断本试验的结果是否为等可能事件,
设出事件 A ;第二步,分别求出基本事件的总数 n 与所求事件 A 中所包含的基本事件个
数 m ;第三步,利用公式 ( ) mP A n
求出事件 A 的概率.
7. 我国古代数学名著《九章算术》中“开立圆术”曰:置积尺数,以十六乘之,九而一,所
得开立方除之,即立圆径。“开立圆术”相当给出了一个已知球的体积 V,求这个球的直径 d
的近似公式,即 3 16
9d V .随着人们对圆周率π值的认知越来越精确,还总结出了其他类似
的近似公式.若取 3.14 ,试判断下列近似公式中最精确的一个是( )
A. 3 2d V B. 3 16
9d V
C. 3 20
11d V D. 3 21
11d V
【答案】D
【解析】
【分析】
利用球体的体积公式得
3 3
34 4
3 3 2 6
d dV R
,得出 d 的表达式,再将 的近似值
代入可得出 d 的最精确的表达式.
【详解】由球体的体积公式得
3 3
34 4
3 3 2 6
d dV R
, 3 6Vd , 6 1.9108 ,
16 1.77789
, 21 1.909111
, 20 1.818211
, 21
11
与 6
最为接近.
故选:D
【点睛】本题考查球体的体积公式,解题的关键在于理解题中定义,考查学生分析问题和理
- 5 -
解问题的能力.
8. 已知 ,a b 是两条直线, , 是两个平面,则 a b
r r 的一个充分条件是( )
A. a , b / / , B. a ,b , / /
C. a ,b , / / D. a , b / / ,
【答案】C
【解析】
【分析】
在 A 中,a 与 b 可以成任意角;在 B 中 a 与 b 是平行的;在 C 中,可得b ,从而得到 a b
r r ;
在 D 中,可得 a 与 b 可以成任意角,从而得到正确结果.
【详解】由 a,b 是两条不同的直线, , 是两个不同的平面,
在 A 中, a ,b / / , ,因为b 的方向不确定,则 a 与 b 可以成任意角,故 A 错
误;
在 B 中, a ,b , / / ,根据对应的性质可知,可知 a 与 b 是平行的,故 B 错误;
在 C 中,由 a ,b , / / ,可知 b ,由线面垂直的性质可知 a b
r r ,故 C 正确;
在 D 中, a , b / / , ,可得 a 与 b 可以成任意角,故 D 错误.
故选:C.
【点睛】该题考查线线垂直的充分条件的判断,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系
等基础知识,在解题的过程中,注意结合图形去判断,属于中档题目.
9. 若直线 2 2( 0, 0)mx ny m n 被圆 2 2 2 4 1 0x y x y 截得弦长为 4,则
4 1
m n
的最小值是( )
A. 9 B. 4 C. 1
2
D. 1
4
【答案】A
【解析】
【分析】
圆方程配方后求出圆心坐标和半径,知圆心在已知直线上,代入圆心坐标得 ,m n 满足的关系,
- 6 -
用“1”的代换结合基本不等式求得 4 1
m n
的最小值.
【详解】圆标准方程为 2 2( 1) ( 2) 4x y ,圆心为 ( 1,2)C ,半径为 2r = ,
直线被圆截得弦长为 4,则圆心在直线上,∴ 2 2 2m n , 1m n ,
又 0, 0m n ,
∴ 4 1 4 1 4( )( ) 5 n mm nm n m n m n
45 2 9n m
m n
,当且仅当 4n m
m n
,即
2 1,3 3m n 时等号成立.
∴ 4 1
m n
的最小值是 9.
故选 A.
【点睛】本题考查用基本不等式求最值,解题时需根据直线与圆的位置关系求得 ,m n 的关系
1m n ,然后用“1”的代换法把 4 1
m n
凑配出可用基本不等式的形式,从而可求得最值.
10. 已知函数 21 cos4f x x x , f x 是函数 f x 的导函数,则 f x 的图象大致是
( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
首先求得导函数解析式,根据导函数的奇偶性可排除 ,B D ,再根据 02f
,可排除C ,
从而得到结果.
- 7 -
【详解】由题意得: 1 sin2f x x x
1 sin2f x x x f x f x 为奇函数,图象关于原点对称
可排除 ,B D
又当
2x 时, 1 02 4f
,可排除C
本题正确选项: A
【点睛】此题考查函数图象的识别,考查对函数基础知识的把握程度以及数形结合的思维能
力,关键是能够利用奇偶性和特殊位置的符号来排除错误选项,属于中档题.
11. 双曲线
2 2
2: 19
x yC b
的左、右焦点分别为 1F 、 2 ,F P 在双曲线 C 上,且 1 2PF F 是等腰
三角形,其周长为 22,则双曲线 C 的离心率为( )
A. 8
9
B. 8
3
C. 14
9
D. 14
3
【答案】C
【解析】
【分析】
由题意画出图形,分类由三角形周长列式求得b ,进一步求得 c ,则双曲线的离心率可求.
【详解】如图,由
2 2
2 19
x y
b
,得 2 2 9c b , 2 9c b .
设 1| |PF m , 2| |PF n ,
由题意, 6m n ,
- 8 -
若 22 2 9n c b ,
26 6 2 9m n b ,
则 22 6 6 9 22m n c b ,解得 b ;
若 22 2 9m c b ,
26 2 9 6n m b .
则 22 6 9 6 22m n c b ,解得 2 115
9b .
2 2 2 115 1969 9 9c a b , 14
3c .
14
143
3 9
ce a
.
【点睛】本题考查了双曲线的简单性质,考查了运算求解能力和推理论证能力,属于中档题.
12. 众所周知的“太极图”,其形状如对称的阴阳两鱼互抱在一起,因此被称为“阴阳鱼太
极图”.如图是放在平面直角坐标系中的“太极图”的一个示意图,整个图形是一个圆面,
其中黑色区域在 y 轴右侧部分的边界为一个半圆.给出以下命题:
①在太极图中随机取一点,此点取自黑色部分的概率是 1
2
;
②当 3
2a 时,直线 2y ax a 与白色部分有公共点;
③黑色阴影部分中一点 ,x y ,则 x y 的最大值为 2;
④设点 2,P b ,点Q 在此太极图上,使得 45OPQ ,b 的范围是 2 2 , .
其中所有正确结论的序号是( )
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ①④
【答案】D
- 9 -
【解析】
【分析】
根据几何概型概率计算,判断①的正确性;
根据直线 3 32y x 和圆 22 1 1x y 的位置关系,判断②的正确性;
根据线性规划的知识求得 x y 的最大值,由此判断③的正确性;
将 45OPQ 转化为过 P 的两条切线所成的角大于等于 90 ,由此求得 OP 的取值范围,进
而求得b 的取值范围,从而判断出④的正确性.
【详解】对于①,将 y 轴右侧黑色阴影部分补到左侧,即可知黑色阴影区域占圆的面积的一
半,
根据几何概型的计算公式,所以在太极图中随机取一点,
此点取自黑色阴影部分的概率是 1
2
,①正确;
对于②,当 3
2a 时,直线 3 32 2 2 32 2y ax a a x x x ,
过点 2,0 , 0, 3 ,所以直线 2y ax a 与白色部分在第 I 和第 IV 象限部分没有
公共点.圆 22 1 1x y 的圆心为 0, 1 ,半径为1,圆心 0, 1 到直线
3 32y x ,即直线 3 2 6 0x y 的距离为 2 2
4 4 1
133 2
,
所以直线 2y ax a 与白色部分在第 III 象限的部分没有公共点.
综上所述,直线 y=ax+2a 与白色部分没有公共点,②错误;
对于③,设 l:z=x+y,由线性规划知识可知,当直线 l 与圆 x2+(y﹣1)2=1 相切时,
z 最大,由
1
1
2
z
解得 z 2 1 ( 1 2z 舍去),③错误;
对于④,要使得∠OPQ=45°,即需要过点 P 的两条切线所成角大于等于90 ,
所以 2 2sin 45 2OP
,即 OP≤2 2 ,于是 22+b2≤8,解得 2 2b ≤ ≤ ,④正确.
故选:D
【点睛】本小题主要考查直线和圆的位置关系,考查几何概型概率计算,属于中档题.
二、填空题
- 10 -
13. 求值: 3 3
1log 15 log 252
_________.
【答案】1
【解析】
【分析】
根据对数运算,化简即可得解.
【详解】由对数运算,化简可得
3 3
1log 15 log 252
1
2
3 3=log 15 log 25
3 3=log 15 log 5
3=log 3=1
故答案为:1
【点睛】本题考查了对数的基本运算,属于基础题.
14. 在正方体 1 1 1 1ABCD A B C D 中, E 为棱 1CC 的中点,则异面直线 AE 与CD 所成角的正
切值为______
【答案】 5
2
【解析】
【分析】
直接利用异面直线所成的角的求法及解三角形的知识即可求出结果.
【详解】如图所示:
在正方体体 1 1 1 1ABCD A B C D 中,连接 BE ,
- 11 -
所以异面直线 AE 与 CD 所成角,即为直线 AE 和 AB 所成的角或其补角.
设正方体的棱长为 2 ,由于 AB 平面 BCE ,
所以 ABE 为直角三角形.
所以 2 22 1 5BE ,
所以 5
2
BEtan BAE AB
.
故答案为 5
2
【点睛】本题主要考查异面直线所成的角的求法,涉及转化思想及运算求解能力,属于基础
题型.
15. 已知数列 na 的各项均为正数,其前 n 项和 nS 满足 2 *4 2n n nS a a n N ,设
11 n
n n nb a a , nT 为数列 nb 的前 n 项和,则 20T ______.
【答案】880
【解析】
【分析】
令 1n 求出 1a 的值,令 2n ,由 24 2n n nS a a 得 2
1 1 14 2n n nS a a ,两式作差可推导出
数列 na 为等差数列,确定该数列的首项和公差,利用等差数列的通项公式可求得数列 na
的通项公式,然后计算出 2 1 2n nb b ,利用等差数列求和公式可求得 20T 的值.
【详解】由于正项数列 na 的前 n 项和为 nS ,且 24 2n n nS a a .
当 1n 时, 2
1 1 1 14 4 2a S a a ,得 2
1 12 0a a , 1 0a ,解得 1 2a ;
当 2n 时,由 24 2n n nS a a 得 2
1 1 14 2n n nS a a ,
两式作差得 2 2
1 14 2 2n n n n na a a a a ,可得 2 2
1 12 2 0n n n na a a a ,
1 1 2 0n n n na a a a ,
对任意的 n N , 0na ,则 1 0n na a , 1 2n na a ,
所以,数列 na 是以 2 为首项,以 2 为公差的等差数列, 2 2 1 2na n n .
- 12 -
11 1 4 1n n
n n nb a a n n ,
2 1 2 4 2 1 2 4 2 2 1 16n nb b n n n n n ,
所以, 20T 可视为数列 2 1 2n nb b 的前10项和,因此,
20
10 16 16 10 8802T
.
故答案为:880 .
【点睛】本题考查利用 nS 与 na 之间的关系求通项,同时也考查了并项求和法,考查计算能力,
属于中等题.
16. 下列说法正确的是:
①在做回归分析时,残差图中残差点分布的带状区域的宽度越窄表示回归效果越差;
②回归分析模型中,残差平方和越小,说明模型的拟合效果越好;
③在回归直线方程 0.1 10y x 中,当解释变量每增加 1 个单位时,预报变量 y 平均增加 0.1
个单位
④若 1sin 2
, 1sin 3
,则 tan 5tan
;
⑤已知正方体 1 1 1 1ABCD A B C D , P 为底面 ABCD 内一动点, P 到平面 1 1AA D D 的距离与到
直线 1CC 的距离相等,则 P 点的轨迹是抛物线的一部分.
正确的序号是:______.
【答案】②③④⑤
【解析】
【分析】
根据回归分析概念及回归系数的含义,可判定①不正确;②是正确的;③是正确的;由三角
恒等变换的公式,可判定④是正确的;根据正方体结构特征和抛物线的定义以⑤是正确的.
【详解】对于①中,在做回归分析时,由残差图中残差点分布的带状区域的宽度越窄表示回
归效果越好,所以①不正确;
对于②中,回归分析模型中,残差平方和越小,说明模型的拟合效果越好是正确的,所以②
是正确的;
对于③中,在回归直线方程 0.1 10y x 中,当解释变量每增加 1 个单位时,预报变量 y 平
- 13 -
均增加 0.1 个单位,所以③是正确的.
对于④中,若 1sin 2
, 1sin 3
,
可得 1sin cos cos sin 2
, 1sin cos cos sin 3
,
解得 5 1sin cos ,cos sin12 12
,所以 tan sin cos 5tan cos sin
,所以④是正确的;
⑤在正方体 1 1 1 1ABCD A B C D ,则 PC 是点 P 到直线 1CC 的距离,过 P 作 PE 垂直于直线
AD ,则 PE 到平面 1 1AA D D 的距离为 PE ,
因为 P 到平面 1 1AA D D 的距离到直线 1CC 的距离,所以 PC PE ,
根据抛物线的定义,可得点 P 的轨迹是抛物线的一部分,所以⑤是正确的.
故答案为:②③④⑤.
【点睛】本题主要考查了命题的真假判定,其中解答中涉及到回归直线分析,以及三角函数
的恒等变换,以及抛物线的定义等知识点的综合应用,涉及到的知识点较多,着重考查分析
问题和解答问题的能力,属于中档试题.
三、解答题
17. 如图,在四边形 ABCD 中, AB AD ,_________,DC=2,在下面给出的三个条件中任选
一个,补充在上面的问题中,并加以解答.(选出一种可行的方案解答,若选出多个方案分别
解答,则按第一个解答记分)① 23 4 ,sin 3AB BC ACB ;② tan 36BAC
;
③ 2 cos 2 3BC ACB AC AB .
- 14 -
(1)求 DAC 的大小;
(2)求△ADC 面积的最大值.
【答案】(1)
3
;(2) 3 .
【解析】
【分析】
(1)若选①,利用正弦定理得出
6BAC ,再结合
2BAD ,即可得出 DAC ;
若选②,由 tan 36BAC
,得出
6BAC ,再结合
2BAD ,即可得出
DAC ;
若选③,利用正弦定理的边化角公式化简得出得出
6BAC ,再结合
2BAD ,即可
得出 DAC ;
(2)由余弦定理结合基本不等式得出 4AC AD ,最后由三角形的面积公式得出△ADC 面
积的最大值.
【详解】(1)解:若选①在 ABC ,由正弦定理可得:
sin sin
AB BC
ACB BAC
又 23 4 ,sin 3AB BC ACB ,可得: 1sin ,2 6BAC BAC
又 AB AD ,
2BAD ,
3DAC
(2)在 ACD△ 中, =2DC ,由余弦定理可得:
2 2 24DC AC AD AC AD AC AD
即 4AC AD
1 1 3sin 4 32 2 2ADCS AC AD DAC △
当且仅当 AC AD 时取“=”
若选择②
- 15 -
(1)由 tan 36BAC
可得:
6BAC
又 AB AD , ,2 3BAD DAC
(2)在 ACD△ 中, 2DC ,由余弦定理可得:
2 2 24DC AC AD AC AD AC AD
即 4AC AD
1 1 3sin 4 32 2 2ADCS AC AD DAC △
当且仅当 AC AD 时取“=”.
若选③(1) 2 cos 2 3BC ACB AC AB ,由正弦定理得:
2sin cos 2sin 3sinBAC ACB ABC ACB
2sin cos 2sin 3sinBAC ACB ACB BAC ACB
2sin cos 2sin cos 2cos sin 3sinBAC ACB ACB BAC ACB BAC ACB
即 2sin cos 3sinACB BAC ACB
sin 0ACB
3cos 2BAC
0,BAC
6BAC
又 AB AD ,所以 ,2 3BAD DAC ;
(2)在 ACD△ 中, 2DC ,由余弦定理可得:
2 2 24DC AC AD AC AD AC AD
即 4AC AD
1 1 3sin 4 32 2 2ADCS AC AD DAC △
- 16 -
当且仅当 AC AD 时取“=”
【点睛】本题主要考查了正弦定理,余弦定理,三角形面积公式的应用,涉及了基本不等式
的应用,属于中档题.
18. 如图,三棱锥 P ABC 中,底面△ ABC 是边长为 2 的正三角形, 2PA , PA 底面
ABC ,点 ,E F 分别为 AC , PC 的中点.
(1)求证:平面 BEF 平面 PAC ;
(2)在线段 PB 上是否存在点G ,使得三棱锥 B AEG 体积为 3
6
?若存在,确定点G 的位
置;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析.(2)存在,G 为 PB 中点.
【解析】
【分析】
(1)由 PA 底面 ABC 推出 PA BE ,结合 BE AC 可推出 BE 平面 PAC ,线面垂直
推出面面垂直;(2)过 G 作GH AB ,由面面垂直的性质证明GH 平面 ABC,再利用等体
积法由 3
6B AEG G ABEV V 即可求得 GH ,根据线面垂直的性质及中位线的性质即可求得
点 G 的位置.
【详解】(1)因为 PA 底面 ABC , BE 底面 ABC ,所以 PA BE ,
因为△ ABC 是等边三角形且 E 为 AC 的中点,所以 BE AC ,
又 PA AC A , PA 平面 PAC, AC 平面 PAC,
所以 BE 平面 PAC ,
因为 BE 平面 BEF ,所以平面 BEF 平面 PAC ;
(2)过 G 作GH AB ,
- 17 -
PA 平面 ABC, PA 平面 PAB,平面 PAB 平面 ABC
又 平面 PAB平面 ABC=AB, GH 平面 ABC,
3
6B AEG G ABEV V , 1 3
3 6ABEGH S V ,
1 3 32 =2 2 2ABES , 1GH ,
PA 平面 ABC,GH 平面 ABC, //PA GH ,
1
2GH PA , G 为 PB 中点.
【点睛】本题考查面面垂直的判定及性质、线面垂直的性质、等体积法求点到平面的距离,
属于中档题.
19. 某科研课题组通过一款手机 APP 软件,调查了某市 1000 名跑步爱好者平均每周的跑步量
(简称“周跑量”),得到如下的频数分布表
周跑
量
(km/
周)
10 15, 15 20, 20 25, 25 30, 30 35, 35 40, 40 45, 45 50, 50 55,
人数 100 120 130 180 220 150 60 30 10
(1)在答题卡上补全该市 1000 名跑步爱好者周跑量的频率分布直方图:
- 18 -
注:请先用铅笔画,确定后再用黑色水笔描黑
(2)根据以上图表数据计算得样本的平均数为 28.5km ,试求样本的中位数(保留一位小数),
并用平均数、中位数等数字特征估计该市跑步爱好者周跑量的分布特点
(3)根据跑步爱好者的周跑量,将跑步爱好者分成以下三类,不同类别的跑者购买的装备的
价格不一样,如下表:
周跑量 小于 20 公里 20 公里到 40 公里 不小于 40 公里
类别 休闲跑者 核心跑者 精英跑者
装备价格(单位:元) 2500 4000 4500
根据以上数据,估计该市每位跑步爱好者购买装备,平均需要花费多少元?
【答案】(1)见解析;(2) 中位数为 29.2,分布特点见解析; (3)3720 元
【解析】
【分析】
(1)根据频数和频率之间的关系计算,即可得到答案;
(2)根据频率分布直方图利用中位数两边频率相等,列方程求出中位数的值,进而得出结论;
(3)根据频率分布直方图求出休闲跑者,核心跑者,精英跑者分别人数,进而求出平均值.
【详解】(1)补全该市 1000 名跑步爱好者周跑量的频率分布直方图,如下:
- 19 -
(2)中位数的估计值:
由5 0.02 5 0.024 5 0.026 0.35 0.5 , 0.35 5 0.036 0.53 0.5
所以中位数位于区间 25 30, 中,
设中位数为 x ,则 0.35 25 0.036 0.5x ,
解得 29.2x ,因为 28.5 29.2 ,
所以估计该市跑步爱好者多数人的周跑量多于样本的平均数.
(3)依题意可知,休闲跑者共有 5 0.02 5 0.024 1000 220 人,
核心跑者 5 0.026 5 0.036 5 0.044 5 0.030 1000 680 人,
精英跑者1000 220 680 100 人,
所以该市每位跑步爱好者购买装备,平均需要 220 2500 680 4000 100 4500 37201000
元.
【点睛】本题主要考查了平均数、中位数的求法,以及频率分布直方图的性质等相应知识的
综合应用,着重考查了化简能力,推理计算能力,以及数形结合思想的应用,属于基础题.
20. 已知函数 ( ) sinxf x e x ,其中 x R , 2.71828e 为自然对数的底数.
(Ⅰ)求函数 ( )f x 的单调区间;
(Ⅱ)当 [0, ]2x 时, ( )f x kx ,求实数 k 的取值范围.
【答案】(1)单调递增区间: 3(2 ,2 )4 4k k ,单调递减区间: 3 7(2 ,2 )4 4k k ,
- 20 -
k Z ;(2) ( ,1] .
【解析】
试 题 分 析 :( Ⅰ ) '( ) (sin cos )xf x e x x , 令 sin cos 2 sin( )4y x x x , 当
3(2 ,2 )4 4x k k , '( ) 0f x , ( )f x 单增, 3 7(2 ,2 )4 4x k k , '( ) 0f x ,
( )f x 单 减 ; ( Ⅱ ) 令 ( ) ( ) sinxg x f x kx e x kx , 即 ( ) 0g x 恒 成 立 , 而
'( ) (sin cos )xg x e x x k ,利用导数的性质和零点存在定理,即可求出结果.
试题解析:(Ⅰ) '( ) sin cos (sin cos )x x xf x e x e x e x x ,
令 sin cos 2 sin( )4y x x x ,
当 3(2 ,2 )4 4x k k , '( ) 0f x , ( )f x 单增,
3 7(2 ,2 )4 4x k k , '( ) 0f x , ( )f x 单减;
(Ⅱ)令 ( ) ( ) sinxg x f x kx e x kx ,
即 ( ) 0g x 恒成立,而 '( ) (sin cos )xg x e x x k ,
令 ( ) (sin cos ) '( ) (sin cos ) (cos sin ) 2 cosx x x xh x e x x h x e x x e x x e x ,
∵ [0, ]2x , '( ) 0 ( )h x h x 在[0, ]2
上单调递增, 21 ( )h x e
,
当 1k 时, '( ) 0g x , ( )g x 在[0, ]2
上单调递增, ( ) (0) 0g x g ,符合题意;
当 2k e
时, '( ) 0 ( )g x g x 在[0, ]2
上单调递减, ( ) (0) 0g x g ,与题意不合;
当 21 k e
时, ( )g x 为一个单调递增的函数,而 '(0) 1 0g k , 2'( ) 02g e k
,
由零点存在性定理,必存在一个零点 0x ,使得 0'( ) 0g x ,
当 0[0, )x x 时, '( ) 0g x ,从而 ( )g x 在 0[0, )x x 上单调递减,
从而 ( ) (0) 0g x g ,与题意不合,综上所述: k 的取值范围为 ( ,1] .
考点:1.导数在函数单调性中的应用;2.函数的零点存在定理.
21. 已知抛物线 2: 2C y x ,过点 2,0 的直线l 交C 于 A , B 两点,圆 M 是以线段 AB 为
- 21 -
直径的圆.
(1)证明:坐标原点O 在圆 M 上;
(2)设圆 M 过点 4, 2P ,求直线l 与圆 M 的方程.
【答案】(1)证明见解析;(2)当 1m 时,直线 l 的方程为 2 0x y ,圆 M 的方程为
2 23 1 10x y .当 1
2m 时,直线 l 的方程为 2 4 0x y ,圆 M 的方程为
2 29 1 85
4 2 16x y
.
【解析】
【分析】
(1 ) 设 : 2l x my , 1 1,A x y , 2 2,B x y , 与抛 物 线 方程 联 立可 得 1 2 4y y ,
2
1 2
1 2 44
y yx x ,可证OA的斜率与OB 的斜率之积为 1 2
1 2
4 14
y y
x x
,即可得证明结
论.
(2)因为圆 M 的直径为 AB ,且过点 4, 2P ,由圆的性质得出
⃑
0AP BP ,结合(1)
中的韦达定理,代数化简求得 m 的值,因此得出直线 l 的方程和圆 M 的方程.
【详解】解:(1)证明:设 1 1,A x y , 2 2,B x y , : 2l x my ,
由 2
2
2
x my
y x
,可得 2 2 4 0y my ,则 1 2 4y y .
又
2
1
1 2
yx ,
2
2
2 2
yx ,故 2
1 2
1 2 44
y yx x .
因此OA的斜率与 OB 的斜率之积为 1 2
1 2
4 14
y y
x x
,
所以OA OB ,故坐标原点 O 在圆 M 上.
(2)由(1)可得 1 2 2y y m ,
2
1 2 1 2 4 2 4x x m y y m ,
故圆心 M 的坐标为 2 2,m m ,圆 M 的半径 22 22r m m .
- 22 -
由于圆 M 过点 4, 2P ,因此 0AP BP ,
故 1 2 1 24 4 2 2 0x x y y ,
即 1 2 1 2 1 2 1 24 2 20 0x x x x y y y y ,
由(1)可知 1 2 4y y , 1 2 4x x ,
所以 22 1 0m m ,解得 1m ,或 1
2m .
当 1m 时,直线l 的方程为 2 0x y ,圆心 M 的坐标为 3,1 ,
圆 M 的半径为 10 ,圆 M 的方程为 2 23 1 10x y .
当 1
2m 时,直线 l 的方程为 2 4 0x y ,圆心 M 的坐标为 9 1,4 2
,
圆 M 的半径为 85
4
,圆 M 的方程为
2 29 1 85
4 2 16x y
.
【点睛】本题主要考查直线与抛物线的位置关系,联立方程并写出韦达定理,求圆的方程,
还结合运用圆的性质和向量垂直,以及直线方程和圆的标准方程,属于中档题.
22.
在直角坐标系 xOy 中,直线 l1 的参数方程为 2+ ,
,
x t
y kt
(t 为参数),直线 l2 的参数方程为
2 ,
,
x m
mmy k
( 为参数).设 l1 与 l2 的交点为 P,当 k 变化时,P 的轨迹为曲线 C.
(1)写出 C 的普通方程;
(2)以坐标原点为极点,x 轴正半轴为极轴建立极坐标系,设 3 : cos sin 2 0l ,M
为 l3 与 C 的交点,求 M 的极径.
【答案】(1) 2 2 4 0x y y (2) 5
【解析】
( 1 ) 消 去 参 数 t 得 1l 的 普 通 方 程 1 : 2l y k x ; 消 去 参 数 m 得 l2 的 普 通 方 程
2
1: 2l y xk
.
- 23 -
设 ,P x y ,由题设得
2
1 2
y k x
y xk
,消去 k 得 2 2 4 0x y y .
所以 C 的普通方程为 2 2 4 0x y y .
(2)C的极坐标方程为 2 2 2cos sin 4 0 2π, π .
联立
2 2 2cos sin 4,
cos sin 2 0
得 cos sin 2 cos sin .
故 1tan 3
,
从而 2 29 1cos ,sin10 10
.
代入 2 2 2cos sin 4 得 2 5 ,
所以交点 M 的极径为 5 .
【名师点睛】本题考查了极坐标方程的求法及应用,重点考查了转化与化归能力.遇到求曲线
交点、距离、线段长等几何问题时,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后
求解,或者直接利用极坐标的几何意义求解.要结合题目本身特点,确定选择何种方程.
23. 选修 4-5 不等式选讲
设 a b c d, ,, 均为正数,且 a b c d ,证明:
(Ⅰ)若 ab cd ,则 a b c d ;
(Ⅱ) a b c d 是 a b c d 的充要条件.
【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)详见解析.
【解析】
(Ⅰ)因为 2( ) 2a b a b ab , 2( ) 2c d c d cd ,由题设 a b c d ,
ab cd ,得 2 2( ) ( )a b c d .因此 a b c d .
(Ⅱ)(ⅰ)若 a b c d ,则 2 2( ) ( )a b c d .即 2 2( ) 4 ( ) 4a b ab c d cd .因
为 a b c d ,所以 ab cd ,由(Ⅰ)得 a b c d .
(ⅱ)若 a b c d ,则 2 2( ) ( )a b c d ,即
- 24 -
2a b ab 2c d cd .因为 a b c d ,所以 ab cd ,于是
2 2( ) ( ) 4a b a b ab 2( ) 4c d cd 2( )c d .因此 a b c d ,综上,
a b c d 是 a b c d 的充要条件.
考点:推理证明.
- 25 -
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