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- 2021-06-16 发布
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- 1 -
江西省红色七校 2020 届高三第二次联考数学(理科)试题
(分宜中学、会昌中学、莲花中学、南城一中、永新中学、瑞金一中、遂川中学)
一、选择题:本大题共 12 小题,每小题 5 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.复数 1z i ( i是虚数单位),则 z的模为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】
根据模长的定义求得结果.
【详解】 2 21 1 1 2z i
本题正确选项:C
【点睛】本题考查复数模长的求解,属于基础题.
2.已知全集U R,集合 { 1,0,1,2,3}A , { | 2}B x x
,则 UA B ð ( )
A. { 1,0,1} B. { 1,0,1,2} C. { | 2}x x D.
{ | 1 2}x x
【答案】A
【解析】
【分析】
根据补集定义求得 UC B,再利用交集定义求得结果.
【详解】 2UC B x x 1,0,1UA C B
本题正确选项: A
【点睛】本题考查集合运算中的交集和补集运算问题,属于基础题.
3.命题“ R , sin 0 ”的否定是( )
A. R , sin 0 B. R , sin 0
C. R ,sin 0 D. R , sin 0
【答案】B
【解析】
- 2 -
【分析】
根据特称量词的否定得到结果.
【详解】根据命题否定的定义可得结果为: R , sin 0
本题正确选项: B
【点睛】本题考查含量词的命题的否定问题,属于基础题.
4.下列函数中,既是奇函数又在 , 上单调递增的是( )
A. siny x B. y x
C. 3y x D. 2ln 1y x x
【答案】D
【解析】
【分析】
结合初等函数的奇偶性和单调性可排除 , ,A B C选项;再根据奇偶性定义和复合函数单调性的
判断方法可证得D正确.
【详解】 sin x不是单调递增函数,可知 A错误;
x x ,则函数 y x 为偶函数,可知 B错误;
3y x 在 , 上单调递减,可知C错误;
2 2
2
1ln 1 ln ln 1
1
x x x x
x x
,则 2ln 1y x x 为奇函数;
当 0x 时, 2 1x x 单调递增,由复合函数单调性可知 2ln 1y x x 在 0, 上
单调递增,根据奇函数对称性,可知在 , 上单调递增,则D正确.
本题正确选项:D
【点睛】本题考察函数奇偶性和单调性的判断,属于基础题.
5.已知等比数列 na 的前 n项和为 nS , 4 2S S=2 ,则数列 na 的公比 q ( )
A. -1 B. 1 C. 1 D. 2
【答案】C
【解析】
【分析】
- 3 -
分别在 1q 和 1q 列出 4S 和 2S ,构造方程求得结果.
【详解】当 1q 时, 4 1 1 24 2 2 2S a a S ,满足题意
当 1q 时,由 4 2S S=2 得:
4 2
1 11 2 1
1 1
a q a q
q q
,即 21 2q ,解得: 1q
综上所述: 1q
本题正确选项:C
【点睛】本题考查等比数列基本量的求解问题,易错点是忽略 1q 的情况造成求解错误.
6.过椭圆
2 2
1
25 16
x y
的中心任作一直线交椭圆于 P ,Q两点, F 是椭圆的一个焦点,则
PFQ△ 的周长的最小值为( )
A. 12 B. 14 C. 16 D. 18
【答案】D
【解析】
【分析】
记椭圆的另一个焦点为 1F ,则 1QF PF ,由 1 + 2PF PF a , PQ 2b ,即可求出 PQF
周长的最小值.
【详解】如图所示,记椭圆的另一个焦点为 1F ,
则根据椭圆的对称性知道: 1QF PF , 2PQ PO ,
设 ( cos , sin )P a b ,则
2 2 2 2 2 2 2 2 2= cos + sin =( ) cos +PO a b a b b ,
又因为 2 2 0a b , 2cos 0 ,
所以
2 2PO b ,即 PO b , 2 2PQ PO b .
- 4 -
所以 PQF 的周长为
1 2 2 2 10 8 18QF PF PQ PF PF PQ a PQ a b
故选:D
【点睛】本题考查椭圆内焦点三角形的周长的最值问题,熟练掌握椭圆的第一定义是解本题的
关键,属于基础题.
7.把标号为 1,2,3,4的四个小球分别放入标号为 1,2,3,4 的四个盒子中,每个盒子只
放一个小球,则 1 号球不放入 1 号盒子的方法共有( )
A. 18 种 B. 9 种 C. 6 种 D. 3 种
【答案】A
【解析】
【分析】
先确定 1 号盒子的选择情况,再确定 2、3、4 号盒子的选择情况,根据分步计数原理即可求
解.
【详解】由于 1 号球不放入 1 号盒子,则 1 号盒子有 2、3、4 号球三种选择,还剩余三个球
可以任意放入 2、3、4 号盒子中,则 2 号盒子有三种选择,3 号盒子还剩两种选择,4 号盒子
只有一种选择,根据分步计数原理可得 1 号球不放入 1 号盒子的方法有
1 1 1
3 3 2 1 18C C C 种.
故答案选 A.
【点睛】本题考查排列组合问题,对于特殊对象优先考虑原则即可求解,属于基础题.
8.为检测某药品服用后的多长时间开始有药物反应,现随机抽取服用了该药品的 1000 人,其
服用后开始有药物反应的时间(分钟)与人数的数据绘成的频率分布直方图如图所示.若将直
方图中分组区间的中点值设为解释变量 x(分钟),这个区间上的人数为 y(人),易见两变量
x, y线性相关,那么一定在其线性回归直线上的点为( )
- 5 -
A. 1.5,0.10 B. 2.5,0.25 C. 2.5,250 D. 3,300
【答案】C
【解析】
【分析】
写出四个区间中点的横纵坐标,从而可求出 2.5x , 250y ,进而可选出正确答案.
【详解】解:由频率分布直方图可知,第一个区间中点坐标, 1 11.0, 0.10 1000 100x y ,
第二个区间中点坐标, 2 22.0, 0.21 1000 210x y ,
第三个区间中点坐标, 3 33.0, 0.30 1000 300x y ,
第四个区间中点坐标, 4 44.0, 0.39 1000 390x y ,
则 1 2 3 4
1 2.5
4
x x x x x , 1 2 3 4
1 250
4
y y y y y ,
则一定在其线性回归直线上的点为 ,x y 2.5,250 .
故选:C.
【点睛】本题考查了频率分布直方图,考查了线性回归直线方程的性质.本题的关键是利用线
性回归直线方程的性质,即点 ,x y 一定在方程上.
9.单位正方体 1 1 1ABCD ABC O 在空间直角坐标系中的位置如图所示,动点 , , 0M a a ,
0, ,1N b ,其中0 1a ,0 1b ,设由M ,N ,O三点确定的平面截该正方体的截面
为E,那么( )
- 6 -
A. 对任意点M ,存在点 N 使截面E为三角形
B. 对任意点M ,存在点 N 使截面E为正方形
C. 对任意点M 和N ,截面 E都为梯形
D. 对任意点 N ,存在点M 使得截面 E为矩形
【答案】A
【解析】
【分析】
由题意可得:动点 , , 0M a a 且0 1a ,即动点在线段 1OB(除端点O)上的动点, 0, ,1N b
且0 1b ,即动点 N 在线段DC上的动点,M ,N ,O三点确定的平面截该正方体的截
面为 E都过直线 1OB ,可以通过特殊点即端点来判断即可.
【详解】由题意可得:动点 , , 0M a a 且0 1a ,
即动点M 在线段 1OB (除端点O)上的动点,
0, ,1N b 且0 1b ,
即动点N 在线段DC上的动点,
所以任意点 M,由M , N ,O三点确定的平面截该正方体的截面为 E都过直线 1OB ,
当点 N 与C重合时,截面 E为三角形,因此 A选项正确;
当点 N 与D重合时,截面 E为矩形,
当点 N 不与端点C、D重合时,截面 E为等腰梯形,
所以 ,B C选项错误;
只有当点 N 与D重合时,截面 E为矩形,所以D选项错误;
故选:A
【点睛】本题考查了用不同的平面去截正方体所得到的截面,考查了学生的空间想象能力,
- 7 -
属于一般题.
10.设 4log 3a , 5log 2b , 8log 5c ,则( )
A. a b c B. b c a
C. b a c D. c a b
【答案】B
【解析】
【分析】
由 4
lg 27log 3
lg64
a , 8
lg 25log 5
lg64
c 比较 a 、c的大小,利用中间量
1
2
比较b、c,从
而得解.
【详解】 27
4 64
lg 27log 3 log
lg 64
a ,
25
8 64
lg 25log 5 log
lg 64
c ,
3 5
4 8log log ,即 a c ,
2 5 ,5 8 ,
5 8
8 8
1log log
2
c 2 5
5 5
1log log
2
b ,
5 2
8 5log log ,即c b ,
3 5 2
4 8 5log log log ,即 a c b .
故答案选 B.
【点睛】本题主要考查了对数函数单调比较大小,解题关键是找到合适的中间变量进行大小
比较,有一定难度.
11.已知 F 是双曲线
2 2
: 2 2- 1x yE
a b
( 0, 0)a b 的左焦点,过点 F 且倾斜角为 30°的直线与
曲线 E的两条渐近线依次交于 A,B两点,若 A是线段 FB的中点,且C是线段 AB的中点,
则直线OC的斜率为( )
A. 3 B. 3 C. 3 3 D. 3 3
【答案】D
【解析】
- 8 -
【分析】
联立直线和渐近线方程求得 ,A B纵坐标,根据 2B Ay y 可得 ,a b之间的关系,从而可用 a表
示出 ,A B坐标,利用中点坐标公式得到C,从而求得斜率.
【详解】由题意知,双曲线渐近线为:
by x
a
设直线方程为: 3
3
y x c
由
3
3
y x c
by x
a
得: 3
A
cy a
b
;同理可得: 3
B
cy a
b
A 是 FB中点 2B Ay y 3b a 2 2 2c a b a
3
2Ay a , 3By a
1
2Ax a , Bx a
2 4
A B
C
x x ax
,
3 3
2 4
A B
C
y yy a
3 3C
OC
C
yk
x
本题正确选项:D
【点睛】本题考查双曲线几何性质的应用,关键是能够通过中点的关系得到关于交点纵坐标
之间的关系,从而求解出 , ,a b c之间的关系.
12.函数 1 1( ) sinx xf x e e a x ( xR ,e是自然对数的底数, 0a )存在唯一的零
点,则实数 a 的取值范围为( )
A.
20,
B.
20,
C. (0,2] D. (0,2)
【答案】A
【解析】
【分析】
函数 1 1( ) sin (x xf x e e a x x R ,e是自然对数的底数, 0)a 存在唯一的零点等价于函
- 9 -
数 ( ) sinx a x 与函数 1 1( ) x xg x e e 只有唯一一个交点,由 1 0 , 1 0g ,可
得函数 ( ) sinx a x 与函数 1 1( ) x xg x e e 唯一交点为 (1,0), ( )g x 的单调,根据单调
性得到 ( )x 与 ( )g x 的大致图象,从图形上可得要使函数 ( ) sinx a x 与函数
1 1( ) x xg x e e 只有唯一一个交点,则 1 1g
,即可解得实数 a的取值范围.
【详解】解:函数 1 1( ) sin (x xf x e e a x x R ,e是自然对数的底数, 0)a 存在唯一的
零点等价于:
函数 ( ) sinx a x 与函数 1 1( ) x xg x e e 只有唯一一个交点,
1 0 , 1 0g ,
函数 ( ) sinx a x 与函数 1 1( ) x xg x e e 唯一交点为 (1,0),
又 1 1( ) x xg x e e ,且 1 0xe , 1 0xe ,
1 1( ) x xg x e e 在R上恒小于零,即 1 1( ) x xg x e e 在R上为单调递减函数,
又 ( ) sinx a x ( 0)a 是最小正周期为 2,最大值为 a的正弦函数,
可得函数 ( ) sinx a x 与函数 1 1( ) x xg x e e 的大致图象如图:
要使函数 ( ) sinx a x 与函数 1 1( ) x xg x e e 只有唯一一个交点,则 1 1g
,
1 cosa a , 1 1 1 11 2g e e ,
2a
,解得
2a
,
又 0a ,
实数 a的范围为
20,
.
故选: A.
- 10 -
【点睛】本题主要考查了零点问题,以及函数单调性,解题的关键是把唯一零点转化为两个
函数的交点问题,通过图象进行分析研究,属于难题.
二、填空题:本大题共 4 小题,每小题 5 分.
13.在 ABC 中, 2 2 2sin sin sin sin sinA B C B C ,则角 A的大小为____.
【答案】
3
【解析】
【分析】
根据正弦定理化简角的关系式,从而凑出 cos A的形式,进而求得结果.
【详解】由正弦定理得: 2 2 2a b c bc ,即 2 2 2b c a bc
则
2 2 2 1cos
2 2
b c aA
bc
0,A
3
A
本题正确结果:
3
【点睛】本题考查利用正弦定理和余弦定理解三角形问题,属于基础题.
14.已知函数 ( )y f x 是定义域为R 的偶函数,且 ( )f x 在[0, ) 上单调递增,则不等式
(2 1) ( 2)f x f x 的解集为____.
【答案】 , 1 1, U
【解析】
【分析】
利用偶函数关于 y 轴对称,又由 ( )f x 在[0, ) 上单调递增,将不等式 (2 1) ( 2)f x f x
- 11 -
转化为 2 1 2x x ,即可解得 (2 1) ( 2)f x f x 的解集.
【详解】 函数 ( )y f x 是定义域为R 的偶函数,
(2 1) ( 2)f x f x 可转化为 ( 2 1) ( 2 )f x f x ,
又 ( )f x 在[0, ) 上单调递增,
(2 1) ( 2) 2 1 2f x f x x x ,两边平方解得: ( , 1) (1, )x ,
故 (2 1) ( 2)f x f x 的解集为 ( , 1) (1, )x .
【点睛】本题主要考查函数奇偶性与单调性的综合运用,根据函数奇偶性和单调之间的关系
将不等式进行转化是解决本题的关键.
15.已知各项都为正数的数列 na ,其前n项和为 nS ,若 24 1n nS a ,则 na ____.
【答案】 2 1n
【解析】
【分析】
利用 1 1n n na S S 得到递推关系式,整理可知 1 2n na a ,符合等差数列定义,利用
21 14 1S a 求出 1a 后,根据等差数列通项公式求得结果.
【详解】由题意得: 21 14 1n nS a
则 2 2
1 1 14 4 4 1 1n n n n nS S a a a
即 2 2
1 1 1 12n n n n n n n na a a a a a a a
na 各项均为正数,即 1 0n na a 1 2n na a
由 21 14 1S a 得: 1 1a
数列 na 是以1为首项, 2为公差的等差数列
1 1 2 2 1na n n
本题正确结果:2 1n
【点睛】本题考查数列通项公式的求解,关键是能够利用 1 1n n na S S 证明出数列为等差数
列,进而根据等差数列的通项公式求得结果.
- 12 -
16. A,B为单位圆(圆心为O)上的点,O到弦 AB的距离为
3
2
,C是劣弧 AB(包含端
点)上一动点,若OC OA OB
( , )R ,则 的取值范围为___.
【答案】
2 31,
3
.
【解析】
【分析】
建立如图所示的平面直角坐标系,其中 AB 与 y轴垂直,故C的坐标可以用 , 表示为
3( ),
2 2
,由C在单位圆上可得 的取值范围.
【详解】如图以圆心O为坐标原点建立直角坐标系,设 A,B两点在 x 轴上方且线段 AB 与
y轴垂直,
A, B为单位圆(圆心为O)上的点,O到弦 AB的距离为
3
2
,
所以点
1 3,
2 2
A
,点
1 3,
2 2
B
,
故
1 3,
2 2
OA
,
1 3,
2 2
OB
,即
3,
2 2
OA
,
3,
2 2
OB
,
所以
3( ),
2 2
OC OA OB
,
又 C是劣弧 AB(包含端点)上一动点, 设点C坐标为 ( , )x y ,
- 13 -
故
1 1
2 2
3 1
2
x
y
,
因为
3( ), ( , )
2 2
OC OA OB x y
,
所以
3 3( ) 1
2 2
,解得:
2 31
3
,
故 的取值范围为
2 31,
3
.
【点睛】本题考查向量的线性运算中的最值问题,可根据图形的的特点建立合适的平面直角
坐标系,把向量的最值问题转化为函数的最值问题.
三、解答题:本大题共 6 个大题,共 70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.已知函数
2 1( ) 3 sin cos cos
2
f x x x x ( 0) , 1x , 2x 是函数 ( )f x 的零点,
且 2 1x x 的最小值为
2
.
(Ⅰ)求的值;
(Ⅱ)设 , 0,
2
,若
1 3
2 3 5
f
,
1 5 5
2 12 13
f
,求 cos( ) 的值.
【答案】(Ⅰ) 1 (Ⅱ) 56cos
65
【解析】
【分析】
(Ⅰ)利用二倍角公式和辅助角公式整理出 sin 2
6
f x x
,根据周期求得;(Ⅱ)根
据 f x 解析式可求解出 cos ,sin ;再利用同角三角函数关系求出 sin ,cos ;代入
两角和差余弦公式求得结果.
【详解】(Ⅰ) 2 1 3 1 cos 2 13 sin cos cos sin 2
2 2 2 2
xf x x x x x
3 1sin 2 cos 2 sin 2
2 2 6
x x x
- 14 -
2 1x x 的最小值为
2
2 2
T
,即
2
2
T
1
(Ⅱ)由(Ⅰ)知: sin 2
6
f x x
1 2 3sin sin cos
2 3 3 6 2 5
f
1 5 5 5sin sin sin
2 12 6 6 13
f
5sin
13
又 , 0,
2
4sin
5
,
12cos
13
3 12 4 5 56cos cos cos sin sin
5 13 5 13 65
【点睛】本题考查三角函数解析式的求解及应用问题,关键是考查学生对于二倍角公式、辅
助角公式、同角三角函数关系以及两角和差公式的掌握情况,考查学生的运算能力,属于常
规题型.
18.某厂包装白糖的生产线,正常情况下生产出来的白糖质量服从正态分布 2500,5N (单位:
g).
(Ⅰ)求正常情况下,任意抽取一包白糖,质量小于 485g的概率约为多少?
(Ⅱ)该生产线上的检测员某天随机抽取了两包白糖,称得其质量均小于 485g,检测员根据
抽检结果,判断出该生产线出现异常,要求立即停产检修,检测员的判断是否合理?请说明
理巾.
附: 2~ ,X N ,则 ( ) 0.6826P X , ( 2 2 ) 0.9544P X ,
( 3 3 ) 0.9974P X .
【答案】(Ⅰ)0.0013 (Ⅱ)见解析
【解析】
【分析】
(Ⅰ)由正常情况下生产出来的白糖质量服从正态分布 2500,5N (单位: g ),要求得正
常情况下,任意抽取一包白糖,质量小于 485g的概率,化为 ( 3 , 3 ) 的形式,然后
- 15 -
求解即可;
(Ⅱ)由(Ⅰ)可知正常情况下,任意抽取一包白糖,质量小于 485g的概率为 0.0013,可求
得随机抽取两包检查,质量都小于 485g的概率几乎为零,即可判定检测员的判断是合理的.
【详解】解:(Ⅰ)设正常情况下,该生产线上包装出来的白糖质量为 Xg,由题意可知
( , )X N 2500 5 .
由于 485 500 3 5,所以根据正态分布的对称性与“3 原则”可知
( ) ( ( ) . .P X P X
1 1485 1 500 3 5 500 3 5 0 0026 0 0013
2 2
.
(Ⅱ)检测员的判断是合理的.
因为如果生产线不出现异常的话,由(Ⅰ)可知,随机抽取两包检查,质量都小于 485g的概
率约为 . . . . 60 0013 0 0013 0 00000169 1 69 10 ,几乎为零,但这样的事件竟然发生了,所
以有理由认为生产线出现异常,检测员的判断是合理的.
【点睛】本题主要考查了正态分布中3 原则,考查基本分析应用的能力,属于基础题.
19.如图,直三棱柱 1 1 1ABC ABC 中, AC BC , 1AA AB ,D为 1BB 的中点.
(I)若 E为 1AB 上的一点,且DE与直线CD垂直,求
1
1
EB
AB 的值;
(Ⅱ)在(I)的条件下,设异面直线 1AB 与CD所成的角为 45°,求直线DE与平面 1 1ABC
成角的正弦值.
【答案】(Ⅰ)见证明;(Ⅱ)
2 5
5
【解析】
【分析】
- 16 -
(Ⅰ)取 AB中点M ,连接CM MD, ,证明DE CMD ,即可说明 1DE AB ,由底面
为正方形,可求得
EB
AB
1
1
1
4 ;
(Ⅱ)以M 为坐标原点,分别以 , ,MA MO MC 为 x 轴、y轴、z 轴,建立空间直角坐标系,
求得各点的坐标,以及平面 1 1ABC 的法向量为n
,根据线面所成角的正弦值的公式即可求解.
【详解】(Ⅰ)证明:取 AB中点M ,连接CM MD, ,有 //MD AB1 ,
因为 AC BC ,所以CM AB ,
又因为三棱柱 1 1 1ABC ABC 为直三棱柱,
所以 ABC ABB A 1 1平面 平面 ,
又因为 =ABC ABB A AB1 1平面 平面 ,
所以CM ABB A 1 1平面 ,
又因为 1 1DE ABB A平面
所以CM DE
又因为 ,DE CD CD MD D ,CD平面CMD ,CM 平面CMD ,
所以DE CMD平面 ,又因为MD 平面CMD ,
所以DE MD ,
因为 //MD AB1,
所以 1DE AB ,
连接 1AB ,设 1 1A B AB O ,因为 1 1ABB A 为正方形,
- 17 -
所以 1 1A B AB ,又因为 , ,DE AAB B AB AAB B 平面 平面1 1 1 1 1
所以 1/ /DE AB ,
又因为D为 1BB 的中点,
所以 E为 1OB 的中点,
所以
EB
AB
1
1
1
4 .
(Ⅱ)
如图以M 为坐标原点,分别以 , ,MA MO MC 为 x轴、y 轴、z 轴,建立空间直角坐标系,
设 2AB a ,由(Ⅰ)可知 CDM 45,
所以 AB a1 2 2 ,
所以DM CM a 2 ,
所以 ( , , ), ( , , ), ( , , ), ( , , ), ( , , )A a B a a C a a D a a E a a 1 1
1 30 0 2 0 0 2 2 0 0
2 2
,
所以 ( , , ), ( , , ), ( , , )AB a a BC a a DE a a
1 1 1
1 12 2 0 0 2 0
2 2
,
设平面 1 1ABC 的法向量为 x, y, zn
,
则
1
1
1
0
,
0
AB n
BC n
即
2 2 0
,
2 0
x y
x z
则 n
的一组解为 ( 2, 2, 1)n
.
所以
cos , .DEDE
DE
2 2 5
52 5
2
nn
n
所以直线DE与平面 1 1ABC 成角的正弦值为
2 5
5
.
- 18 -
【点睛】本题主要考查线面垂直的证明、中位线定理以及利用空间向量求线面角的正弦值,
考查了学生空间想象能力和计算能力,属于中档题.
20.已知抛物线 2: 2C x py ( 0)p ,其焦点到准线的距离为 2,直线 l与抛物线C交于 A,
B两点,过 A, B分别作抛物线C的切线 1l , 2l , 1l 与 2l 交于点M .
(Ⅰ)求 p的值;
(Ⅱ)若 1 2l l ,求 MAB△ 面积的最小值.
【答案】(Ⅰ) 2p (Ⅱ) 最小值 4.
【解析】
【分析】
(Ⅰ)根据抛物线的性质即可得到结果;(Ⅱ)由直线垂直可构造出斜率关系,得到 1 2 4x x ,
通过直线与抛物线方程联立,根据根与系数关系求得m;联立两切线方程,可用 k表示出M ,
代入点到直线距离公式,从而得到关于面积的函数关系式,求得所求最值.
【详解】(Ⅰ)由题意知,抛物线焦点为: 0,
2
p
,准线方程为:
2
py
焦点到准线的距离为2,即 2p .
(Ⅱ)抛物线的方程为 2 4x y ,即
21
4
y x ,所以
1
2
y x
设 1 1,A x y , 2 2,B x y ,
2
1 1
1 1:
4 2
x xl y x x
2
2 2
2 2:
4 2
x xl y x x
由于 1 2l l ,所以 1 2 1
2 2
x x
,即 1 2 4x x
设直线 l方程为 y kx m ,与抛物线方程联立,得
2 4
y kx m
x y
所以 2 4 4 0x kx m
216 16 0k m , 1 2 1 24 , 4 4x x k x x m ,所以 1m
即 : 1l y kx
- 19 -
联立方程
2
1 1
2
2 2
2 4
2 4
x xy x
x xy x
得:
2
1
x k
y
,即: 2 , 1M k
M 点到直线 l的距离
2
2 2
2 12 1 1
1 1
kk k
d
k k
22 2
1 2 1 21 4 4 1AB k x x x x k
所以
2 3
2 2 2
2
2 11 4 1 4 1 4
2 1
k
S k k
k
当 0k 时, MAB 面积取得最小值 4
【点睛】本题考查抛物线的性质的应用、抛物线中三角形面积最值的求解,关键是能够将所
求面积表示为关于斜率的函数关系式,从而利用函数最值的求解方法求出最值.
21.已知 1x 是函数
2( ) ln
2
xf x ax x x 的极值点.
(Ⅰ)求实数 a的值;
(Ⅱ)求证:函数 ( )f x 存在唯一的极小值点 0x ,且 0
7
16
0 f x .
(参考数据: ln 2 0.69 , 4516e 7 ,其中 e为自然对数的底数)
【答案】(Ⅰ)
1
4
a (Ⅱ)见证明
【解析】
【分析】
(Ⅰ)根据 '(1) 0f ,求得实数 a的值,通过导数验证函数单调,可知时
1
4
a 极值点为 1x ,
满足题意;
(Ⅱ)由(Ⅰ) 函数 ( )f x 的极小点值位于 (2, ) ,此时 ( )g x 的零点位于 ,x ( )0
7 4
2
,且此 0x
为 ( )f x 的极小点值点,代入 ( )g x , ( )f x 中,化简即可得到 ( )f x 关于 0x 的二次函数,求解二
次函数在区间 ,( )
7 4
2
上的值域即可证明结论.
【详解】解:(Ⅰ)因为 '( ) lnf x ax x
12
2
,且 1x 是极值点,
- 20 -
所以 '( )f a
11 2 0
2
,所以
1
4
a .
此时 '( ) lnxf x x
1
2 2
,设 ( ) '( )g x f x ,则 '( ) xg x
x x
1 1 2
2 2
.
则当0 2x 时, '( ) ( )g x g x ,0 为减函数.
又 (1) ( ) lng g ,
10 2 2 0
2
,
所以在0 1x 时, ( ) 0g x , ( )f x 为增函数;1 2x 时, ( ) 0g x , ( )f x 为减函
数.所以 1x 为 ( )f x 的极大值点,符合题意.
(Ⅱ)当 2x 时, '( ) 0g x , ( )g x 为增函数,且 ( ) lng
34 2 2 0
2
, (2) 0g
所以存在 ,x x ( ),0 02 4 0g 当 02 x x 时, ( ) 0g x , ( )f x 为减函数; 0x x 时,
( ) 0g x , ( )f x 为增函数,所以函数 ( )f x 存在唯一的极小值点 0x .
又 ( ) lng
7 5 7
2 4 2
,已知 e 5 416 7 ,可得 ( ) lne 5 47 75 4
2 2
,
所以 ( )g
7 0
2
,所以 x 0
7 4
2
,
且满足 lnx x 0
0
1 0
2 2
.
所以 ( ) ln ( )x x xf x x x x ,
2 2
0 0 0
0 0 0 0
70
4 2 4 16
.
其中 0( ) 0f x 也可以用如下方式证明:
( ) ln ( ln )x xf x x x x x x 21 1
4 2 4 2
,设 ( ) lnxh x x
1
4 2
,
则 '( ) xh x
x x
1 1 4
4 4
.
则当0 4x 时, '( ) 0h x , ( )h x 为减函数;当 4x 时, '( ) 0h x , ( )h x 为增函数.
所以 ( ) ( ) lnh x h
34 2 2 0
2
所以在 ( ) 0f x ,所以 0( ) 0f x
【点睛】本题考查利用函数极值与导数关系的综合应用问题,解决本题的关键是能够利用零
点存在定理确定零点处理问题,从而可将证明问题转化为某一个区间内二次函数值域问题的
求解,考查了学生基本计算能力以及转化与划归思想,属于难题.
四、选做题
- 21 -
请考生在 22、23 两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.
【选修 4-4:坐标系与参数方程】
22.选修 4-4:坐标系与参数方程
在平面直角坐标系 xOy中,直线 1l 过原点且倾斜角为 0
2
.以坐标原点O为极点,x
轴正半轴为极轴建立坐标系,曲线 2C 的极坐标方程为 2cos .在平面直角坐标系 xOy中,
曲线 2C 与曲线 1C 关于直线 y x 对称.
(Ⅰ)求曲线 2C 的极坐标方程;
(Ⅱ)若直线 2l 过原点且倾斜角为
3
,设直线 1l 与曲线 1C 相交于O, A两点,直线 2l 与
曲线 2C 相交于O, B两点,当 变化时,求 AOB 面积的最大值.
【答案】(Ⅰ) 2sin (Ⅱ)
3 3
2 4
【解析】
【分析】
(Ⅰ)法一:将 1C 化为直角坐标方程,根据对称关系用 2C 上的点表示出 1C 上点的坐标,代入 1C
方程得到 2C 的直角坐标方程,再化为极坐标方程;法二:将 y x 化为极坐标方程,根据对
称关系将 1C 上的点用 2C 上的点坐标表示出来,代入 1C 极坐标方程即可得到结果;(Ⅱ)利用 1l
和 2l 的极坐标方程与 1 2,C C 的极坐标方程经 ,A B坐标用 表示,将所求面积表示为与 有关
的三角函数解析式,通过三角函数值域求解方法求出所求最值.
【详解】(Ⅰ)法一:由题可知, 1C 的直角坐标方程为: 2 2 2 0x y x ,
设曲线 2C 上任意一点 ,x y 关于直线 y x 对称点为 0 0,x y ,
所以
0
0
x y
y x
又因为
2 2
0 0 02 0x y x ,即 2 2 2 0x y y ,
所以曲线 2C 的极坐标方程为: 2sin
- 22 -
法二:由题可知, y x 的极坐标方程为:
4
R ,
设曲线 2C 上一点 , 关于
4
R 的对称点为 0 0, ,
所以
0
0
2 4
又因为 0 02cos ,即 2cos 2sin
2
,
所以曲线 2C 的极坐标方程为: 2sin
(Ⅱ)直线 1l 的极坐标方程为: ,直线 2l 的极坐标方程为:
3
设 1 1,A , ,B 2 2
所以
2cos
解得 1 2cos , 3
2sin
解得 2 2sin
3
1 2
1 1 3sin 3 cos sin 3 cos sin cos
2 3 3 2 2AOBS
3 1 3 3 3 3sin2 cos2 sin 2
2 2 2 2 2 3 2
因为:0
2
,所以
42
3 3 3
当2
3 2
即
12
时, sin 2 1
3
, AOBS 取得最大值为:
3 3
2 4
【点睛】本题考查轨迹方程的求解、三角形面积最值问题的求解,涉及到三角函数的化简、
求值问题.求解面积的关键是能够明确极坐标中 的几何意义,从而将问题转化为三角函数最
值的求解.
【选修 4-5:不等式选讲】
23.选修 4-5:不等式选讲
已知函数 1f x x x a .
(Ⅰ)当 1a 时,求不等式 2f x x 的解集;
- 23 -
(Ⅱ)当不等式 1f x 的解集为 R时,求实数 a的取值范围.
【答案】(Ⅰ) ( ,1) (Ⅱ) 0a 或 2a
【解析】
【分析】
(Ⅰ)根据 x的范围得到分段函数 f x 的解析式,从而分别在三段区间上求解不等式,取并集
得到所求解集;(Ⅱ)由绝对值三角不等式得到 f x 的最小值,则最小值大于1,得到不等式,
解不等式求得结果.
【详解】(Ⅰ) 1a 时,
2 , 1
2, 1 1
2 , 1
x x
f x x
x x
当 1x 时, 2 2x x ,即 0x 1x
当 1 1x 时, 2 2x ,即 1x 1 1x
当 1x 时, 2 2x x ,无解
综上, 2f x x 的解集为 ,1
(Ⅱ) 1 1f x x x a a
当 1a ,即 1a 时, 1a x 时等号成立;当 1a ,即 1a 时, 1 x a 时
等号成立
所以 f x 的最小值为 1a
即 1 1a
0a 或 2a
【点睛】本题考查含绝对值不等式的求解、绝对值三角不等式的应用问题,属于常规题型.
- 24 -
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