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- 2021-06-16 发布
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太原五中 2019-2020 学年度第二学期 4 月模拟考试(一)
数学试题(文)
(2020.4)
一、选择题(本大题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分,每小题有且只有一个正确选项)
1. 已知集合 { | 0}A x x , | || 2 xB y y ,则 AB ð ( )
A. { | 0}x x B. { | 0 1}x x C. { |1 2}x x D.
{ | 0 1}x x
【答案】B
【解析】
【分析】
首先求出集合 B ,再根据补集的定义计算可得;
【详解】解:因为 | || 2 { | 1}xB y y y y
, { | 0}A x x ,所以 { |0 1}AB x x ð ,
故选:B.
【点睛】本题考查集合的运算,属于基础题.
2. 若 4 3z i ,则 z
z
( )
A. 1 B. 1 C. 4 3
5 5 i D. 4 3
5 5 i
【答案】D
【解析】
【分析】
根据共轭复数与模长的求解计算即可.
【详解】由题意可得 2 24 3 5z ,且 4 3z i ,
4 3 4 3
5 5 5
z i iz
.
故选:D
【点睛】本题主要考查了共轭复数与模长的概念与计算,属于基础题.
3. 已知非零向量 m n
、满足 4n m
| | | || ,且 2m m n
( ),则 m n
、的夹角为
- 2 -
A.
3
B.
2
C. 2
3
D. 5
6
【答案】C
【解析】
【分析】
运用向量的数量积的定义和性质:向量的平方即为模的平方,计算向量夹角,结合其范围,
即可得到.
【详解】∵ 2m m n
ur ur r
,∴ 2 0m m n
ur ur r
,即 2
2 0m m n ,
又∵ 4n m ,∴ 2
2 4 cos , 0m m m m n ,解得 1cos , 2m n ,
结合 0 ,m n ,所以 2, 3m n ,故选 C.
【点睛】本题考查平面向量的数量积的定义和性质:向量的平方即为模的平方,考查运算能
力,属于基础题.
4. 若 3tan 4
,则 2cos 2sin 2 ( )
A. 64
25
B. 48
25
C. 1 D. 16
25
【答案】A
【解析】
试 题 分 析 : 由 3tan 4
, 得 3 4sin ,cos5 5
或 3 4sin ,cos5 5
, 所 以
2 16 12 64cos 2sin 2 425 25 25
,故选 A.
【考点】同角三角函数间的基本关系,倍角公式.
【方法点拨】三角函数求值:①“给角求值”将非特殊角向特殊角转化,通过相消或相约消
去非特殊角,进而求出三角函数值;②“给值求值”关键是目标明确,建立已知和所求之间
的联系.
5. 已知双曲线
2
2: 12
xC y 的左右焦点为 1F , 2F ,点 M 为双曲线C 上任意一点,则
1 2MF MF 的最小值为( )
A. 1 B. 2 C. 2 D. 3
【答案】A
- 3 -
【解析】
【分析】
根 据 双 曲 线 的 定 义 , 设 点 M 在 双 曲 线 C 右 支 上 , 则 1 2| | 2 2 2MF MF a , 设
2| | ( 3 2)MF x x
,再根据二次函数的性质计算可得;
【详解】解:由题意知, 1( 3,0)F , 2 ( 3,0)F ,不妨设点 M 在双曲线 C 右支上,则
1 2| | 2 2 2MF MF a , 设 2| | ( 3 2)MF x x
, 所 以
2
1 2 ( 2 2) 2 2MF MF x x x ,所以当 3 2x 时, 1 2MF MF 的值最小,
最小为 1,故选:A.
【点睛】本题考查双曲线的定义的应用,二次函数的性质,考查转化思想,属于基础题.
6. 以下四个命题中,真命题的个数是( )
① 若 2a b ,则 a ,b 中至少有一个不小于1;
② 是 的充要条件;
③ ;
④ 函数 ( 1)y f x 是奇函数,则 ( )y f x 的图像关于 (1,0) 对称.
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】D
【解析】
【分析】
利用逆否命题的真假判断①的正误;由 a b 可得 0a b ,反之不成立,取 0a
即可判断;
利用全称命题直接判断③的正误即可;利用函数的奇偶性以及对称性说明④的正误.
【详解】解:对于①,逆否命题为: a ,b 都小于 1,则 2a b 是真命题
所以原命题是真命题
对于②, a b 0a b ,反之不成立,取 0a
,不能说 a b ,所以②是假命题;
对于③, [0x , ) , 3 0x x
;显然是真命题;
对于④,函数 ( 1)y f x 是奇函数,函数的对称中心为 (0,0) ,则 ( )y f x 的图象是
- 4 -
( 1)y f x 的图象向右平移 1 个单位得到的,所以 ( )y f x 关于 (1,0) 对称.是真命题;
故选: D .
【点睛】本题考查命题的真假的判断与应用,考查向量的数量积与垂直的关系,函数的对称
性,充要条件,是基础题.
7. 执行如图所示的程序框图.则输出的所有点 ,x y ( )
A. 都在函数 1y x 的图象上 B. 都在函数 2y x 的图象上
C. 都在函数 2xy 的图象上 D. 都在函数 12xy 的图象上
【答案】C
【解析】
【分析】
列出循环的每一步,根据输出的点 ,x y 的坐标可判断出点 ,x y 符合哪一个函数的解析式.
【详解】开始: 1x , 2y ,进行循环:
输出 1,2 , 2x , 4y ,
输出 2,4 , 3x , 8y ,
输出 3,8 , 4x , 16y ,
输出 4,16 , 5x , 32y ,因为 5 4x ,退出循环,
- 5 -
则输出的所有点 1,2 、 2,4 、 3,8 、 4,16 都在函数 2xy 的图象上.
故选:C.
【点睛】本题主要考查了直到型循环结构,根据流程图计算运行结果是算法这一模块的重要
题型,处理的步骤一般为:分析流程图,从流程图中即要分析出计算的类型,又要分析出参
与计算的数据建立数学模型,根据第一步分析的结果,选择恰当的数学模型解模.
8. 已知函数 ( )f x 满足: ( )f x x 且 ( ) 2 ,xf x x R .( )
A. 若 ( )f a b ,则 a b B. 若 ( ) 2bf a ,则 a b
C. 若 ( )f a b ,则 a b D. 若 ( ) 2bf a ,则 a b
【答案】B
【解析】
【详解】可设 2 ( 0)( ) {
2 ( 0)
x
x
xf x
x
,则 f(x)满足题意.
易知 (1) 2 5 =5,f 但 1>−5,排除 A.
(2) 4 |3|=3f , 但 2<3,排除 C.
( 2) 4 2 =2 2 1,f ,但 排除 D.
故选 B.
9. 函数 logax xf x x
( 0 1a )的图象大致形状是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
- 6 -
【分析】
确定函数是奇函数,图象关于原点对称,x>0 时,f(x)=logax(0<a<1)是单调减函数,
即可得出结论.
【详解】由题意,f(﹣x)=﹣f(x),所以函数是奇函数,图象关于原点对称,排除 B、D;
x>0 时,f(x)=logax(0<a<1)是单调减函数,排除 A.
故选 C.
【点睛】本题考查函数的图象,考查函数的奇偶性、单调性,正确分析函数的性质是关键.
10. 已知数列 na 是等比数列,数列 nb 是等差数列,若 1 6 11 3 3a a a ,
1 6 11 7b b b ,则 3 9
4 8
tan 1
b b
a a
的值是( )
A. 1 B. 2
2
C. 2
2
D. 3
【答案】D
【解析】
【分析】
由等差数列和等比数列的性质求出 3 9b b , 4 81 a a 的值,代入 3 9
4 8
tan 1
b b
a a
得答案.
【 详 解 】 在 等 差 数 列 nb 中 , 由 1 6 11 7b b b , 得 63 7b , 6
7
3b ,
3 9 6
142 3b b b ,
在等比数列 na 中,由 1 6 11 3 3a a a ,得 3
6 3 3a , 6 3a ,
22
4 8 61 1 1 3 2a a a ,
则 3 9
4 8
14
73tan tan tan tan 31 2 3 3
b b
a a
.
故选:D.
【点睛】本题考查等差数列与等比数列的综合应用,考查等差数列与等比数列的性质,训练
了三角函数值的求法,是中档题.
11. 抛物线 2: 2C x y 的焦点为 F ,点 M 是抛物线C 上的点,O 为坐标原点,若 MOF△ 的
- 7 -
外接圆与抛物线C 的准线相切,则该圆面积为( )
A.
4
B.
2
C. 9
16
D. 3
4
【答案】C
【解析】
【分析】
依题意可得 MOF 的外接圆的圆心 P 一定在抛物线上,且圆心 P 在 OF 的垂直平分线上,所
以| | 2
pOF ,从而求出外接圆的半径以及圆的面积;
【详解】解:因为 MOF△ 的外接圆与抛物线C 的准线相切,所以 MOF△ 的外接圆的圆心 P
到准线的距离等于圆的半径| |PF ,则 MOF 的外接圆的圆心 P 一定在抛物线上.又因为圆心
P 在 OF 的垂直平分线上,| | 2
pOF , 3| | 4 2 4
p p pMF ,则此外接圆的半径 3 3
4 4
pr ,
故此外接圆的面积 2 9
16S r ,故选:C.
【点睛】本题考查抛物线的简单几何性质,直线与圆的位置关系,属于中档题.
12. 如图,网格纸上小正方形的边长为 1,粗线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表
面积为( )
A. 14 B. 10 4 2 C. 21 4 22
D.
21 3 4 22
【答案】D
【解析】
- 8 -
【详解】还原三视图如下:
其表面积为
1 1 1 1 3 21 32 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 4 22 2 2 2 4 2
故选 D
二、填空题(本大题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分,把答案填在题中的横线上)
13. 若样本数据 1x 、 2x 、 、 10x 的平均数为10,则数据 14 3x 、 24 3x 、 、 104 3x ,
的平均数为_____.
【答案】 37
【解析】
【分析】
利用平均数公式可求得结果.
【详解】因为样本数据 1x 、 2x 、 、 10x 的平均数为10,则 1 2 10 1010
x x x ,
所以数据 14 3x 、 24 3x 、 、 104 3x 的平均数为
1 2 101 2 10 4 304 3 4 3 4 3 4 100 30 3710 10 10
x x xx x x ,
故答案为:37 .
【点睛】本题考查平均数的计算,考查计算能力,属于基础题.
14. 已知 x , y 满足约束条件
0
2
0
x y
x y
y
,若 z ax y ( 0)a 的最大值为 4 ,则
a __________.
【答案】 2
- 9 -
【解析】
【分析】
画出可行域,当直线 y ax z 的截距最大时,z ax y 取得最大值,若 1 0a ,则
目标函数在 A 点取得最大值,若 1a ,则目标函数在 B 点取得最大值,分别求解即可得到
答案.
【详解】画出 x , y 满足的可行域(见下图阴影部分),
目标函数可化为 y ax z ,
若 1 0a ,则目标函数在 A 点取得最大值,
解方程 0
2
x y
x y
,得 11A , ,则 4 1a ,解得 3a ,不满足题意;
若 1a ,则目标函数在 B 点取得最大值,
解方程 2
0
x y
y
,得 2 0B , ,则 4 2 0a ,解得 2a ,满足题意.
故答案为 2.
【点睛】本题考查了目标函数含参的线性规划问题,属于中档题.
15. 函数 sin 3f x x
的图象向右平移
3
个单位后与原函数的图象关于 x 轴对称,则
的最小正值是_____.
【答案】 3
【解析】
【分析】
求出图象变换后的函数解析式,结合所得函数图象关于 x 轴对称,可得出关于 的等式,即
- 10 -
可求得 的最小正值.
【详解】函数 sin 3f x x
的图象向右平移
3
个单位后与原函数的图象关于 x 轴对
称,
则平移后函数的解析式为 sin sin3 3 3y x x
,
2 13 k , k Z ,
当 1k 时, 取得最小正值,此时
3
,因此, 的最小正值为 3 .
故答案为:3 .
【点睛】本题主要考查三角函数的图象变换以及函数图象的对称性,考查推理能力,属于中
等题.
16. 已知 xf x x e , 2g x f x tf x t R 若满足 1g x 的 x 有四个,则t
的取值范围为_____.
【答案】
2 1, e
e
【解析】
【分析】
满足 1g x 的 x 有 4 个,等价于方程 2 1 0f x tf x 有 4 个根,设 xh x xe ,利
用导数得到函数 y h x 的单调性和极值,画出函数 y h x 的大致图象,再利用函数图象
的变换得到函数 y f x 的大致图象,要使方程 2 1 0f x tf x 有 4 个根,则方程
2 1 0m tm 应有两个不等的实根,根据图象得出这两根的范围,设 2 1m m tm ,
再利用二次函数根的分布列出不等式,即可解出t 的取值范围.
【详解】满足 1g x 的 x 有 4 个,方程 2 1 0f x tf x 有 4 个根,
设 xh x xe ,则 1 xh x x e ,令 0h x ,得 1x .
当 , 1x 时, 0h x ,函数 y h x 单调递减;
当 1,x 时, 0h x ,函数 y h x 单调递增, min
11h x h e
,
- 11 -
画出函数 xh x xe 的大致图象,如图所示:
xf x xe h x ,
保留函数 y h x 的 x 轴上方的图象,把 x 轴下方的图象关于 x 轴翻折到 x 轴上方,
即可得到函数 xf x xe 的图象如下图所示:
令 m f x ,则 2 1 0m tm ,
所以要使方程 2 1 0f x tf x 有 4 个根,
则方程 2 1 0m tm 应有两个不等的实根,又由于两根之积为 1,所以一个根在 10, e
内,
一个根在 1 ,e
内,
设 2 1m m tm ,因为 0 1 0 ,则只需
21 1 1 0t
e e e
,解得:
- 12 -
2 1et e
,
因此,实数t 的取值范围是
2 1, e
e
.
故答案为:
2 1, e
e
.
【点睛】本题主要考查了函数的零点与方程的根的关系,以及利用导数研究函数的单调性和
极值,考查了二次函数的图象和性质,是中档题.
三、解答题(本大题 5 小题,共 60 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17. 已知数列 na 是等比数列, 2 4a , 3 2a 是 2a 和 4a 的等差中项.
(1)求数列 na 的通项公式;
(2)设 22log 1n nb a ,求数列 n na b 的前 n 项和 nT .
【答案】(1) 2n
na ;(2) 16 2 3 2n
nT n .
【解析】
【分析】
(1)等比数列 na 中, 2 4a , 3 2a 是 2a 和 4a 的等差中项,由等比数列的公比表示出已
知条件,解方程即可求得公比,代入等比数列的通项公式即可求得结果;
(2)把(1)中求得的结果代入 22log 1n nb a ,求出 nb ,利用错位相减法求出 nT .
【详解】(1)设数列 na 的公比为 q,
因为 2 4a ,所以 3 4a q , 2
4 4a q .
因为 3 2a 是 2a 和 4a 的等差中项,所以 3 2 42 2a a a .
即 22 4 2 4 4q q ,化简得 2 2 0q q .
因为公比 0q ,所以 2q = .
所以 2 2
2 4 2 2n n n
na a q n N ;
(2)因为 2n
na ,所以 22log 1 2 1n nb a n ,所以 2 1 2n
n na b n .
- 13 -
则 2 3 11 2 3 2 5 2 2 3 2 2 1 2n n
nT n n ,①,
2 3 4 12 1 2 3 2 5 2 2 3 2 2 1 2n n
nT n n ,②,
① ②得,
2 3 12 2 2 2 2 2 2 2 1 2n n
nT n
1
1 14 1 2
2 2 2 1 2 6 2 3 21 2
n
n nn n
,
所以 16 2 3 2n
nT n .
【点睛】本题考查等比数列通项公式的求解,考查了等差、等比中项的概念的应用,以及错
位相减法,考查运算能力,属中档题.
18. 如图,四棱柱 1 1 1 1ABCD A B C D 中, 1AA 平面 ABCD,四边形 ABCD 为平行四边形,
3CA CD , 120BCD .
(1)若 AC BD O ,求证: 1B O//平面 1 1AC D ;
(2)若 2CD ,且三棱锥 1A CDC 的体积为 2 2 ,求 1C D .
【答案】(1)见解析;(2) 1 10C D
【解析】
【分析】
(1)连接 1 1B D 交 1 1AC 于点 1O ,连接 1DO ,根据四边形 ABCD 为平行四边形,可得 1B O// 1DO ,
然后根据线面平行的判定定理,可得结果.
(2)利用正弦定理,可得 1sin 2CAD ,进一步可得 AC CD ,然后根据 1A CDCV ,可得
- 14 -
1CC ,最后利用勾股定理,可得结果.
【详解】(1)连接 1 1B D 交 1 1AC 于点 1O ,连接 1DO .
如图
由四棱柱的性质可知 1 1B D // BD ,
且 1 1B D BD ,则 1 1B O // DO .
∵四边形 ABCD 为平行四边形,∴ 1
2DO BD .
同理 1 1 1 1
1
2B O B D ,∴ 1 1DO B O ,
∴四边形 1 1DOB O 为平行四边形,∴ 1B O // 1DO .
又 1DO 平面 1 1AC D , 1B O 平面 1 1AC D,
∴ 1B O //平面 1 1AC D.
(2)∵ 120BCD ,∴ 60ADC .
又 3CA CD ,∴ 2 3CA .
由正弦定理可得
sin sin
CA CD
ADC CAD
,
解得 1sin 2CAD ,
∵ 0 120CAD ,∴ 30 CAD ,
∴ 90ACD ∠ ,即 AC CD .
- 15 -
又 1AA 平面 ABCD,即 1CC 平面 ABCD,
∴ 1CC ,CD,CA 两两垂直.
∴
1 1 1
1 1 2 3 2 23 2 3A CDCV CD CC CA CC ,
∴ 1 6CC ,∴ 2 2
1 1 10C D CC CD .
【点睛】本题考查线面平行的判定以及线面垂直的判定,还考查了锥体体积公式,掌握线线、
线面、面面之间的位置关系,考验分析能力,属中档题.
19. 2019 年下半年以来,各地区陆续出台了“垃圾分类”的相关管理条例,实行“垃圾分类”
能最大限度地减少垃圾处置量,实现垃圾资源利用,改善生存环境质量.某部门在某小区年龄
处于区间[25,45) 内的人中随机抽取 x 人进行了“垃圾分类”相关知识掌握和实施情况的调
查,并把达到“垃圾分类”标准的人称为“环保族”,得到图各年龄段人数的频率分布直方
图和表中统计数据.
(1)求 , ,x y z 的值;
(2)根据频率分布直方图,估计这 x 人年龄的平均值(同一组数据用该组区间的中点值代替,
结果保留整数);
(3)从年龄段在[25,35) 的“环保族”中采用分层抽样的方法抽取 9 人进行专访,并在这 9
人中选取 2 人作为记录员,求选取的 2 名记录员中至少有一人年龄在区间[30,35) 中的概率.
组数 分组 “环保族”人数 占本组频率
第一组 [20,25) 45 0.75
第二组 [25,30) 25 y
- 16 -
第三组 [30,35) z 0.5
第四组 [35,40) 3 0.2
第五组 [40,45] 3 0.1
【答案】(1) 200x , 0.625y , 6z ;(2)31;(3) 13
18
.
【解析】
【分析】
(1)根据频率分布直方图和表中统计数据计算可得;
(2)根据频率分布直方图计算出平均数即可;
(3)根据古典概型的概率计算公式计算可得;
【详解】解:(1)对于第一组,人数为 45 600.75
,占总人数 0.06 5 0.3 ,故总人数
60 2000.3x 人,所以 200x , 0.03 5 200 0.2 6z , 25 0.6250.04 5 200y
.
(2)设这 x 人年龄的平均值为 m ,所以
22.5 0.3 27.5 0.2 32.5 0.2 37.5 0.15 42.5 0.15 30.75 31m .
(3)易知采用分层抽样法抽取的 9 人中,在[25,30) 内的有 5 人,在[30,35) 内的有 4 人,选
取 2 名记录员的可能情况共有1 2 3 8 36 种,均在[30,35) 内的有1 2 3 6 种,
恰有一个在[30,35) 内的有 4 5 20 种,故所求概率 6 20 13
36 18P .
【点睛】本题考查频率分布直方图的应用,古典概型的概率计算问题,属于中档题.
20. 已知过原点的动直线l 与圆 1C : 2 2 6 5 0x y x 相交于不同的两点 , .
(1)求圆 1C 的圆心坐标;
(2)求线段 的中点 的轨迹 C 的方程;
- 17 -
(3)是否存在实数 k ,使得直线 L: 4y k x 与曲线 C 只有一个交点?若存在,求出 k 的
取值范围;若不存在,说明理由.
【答案】(1) 3,0 ;(2)
2
23 9 5 32 4 3x y x
;(3)存在, 2 5 2 5
7 7k 或
3
4k .
【解析】
【分析】
(1)通过将圆 1C 的一般式方程化为标准方程即得结论;(2)设当直线l 的方程为 y=kx,通过
联立直线l 与圆 1C 的方程,利用根的判别式大于 0、韦达定理、中点坐标公式及参数方程与普
通方程的相互转化,计算即得结论;(3)通过联立直线l 与圆 1C 的方程,利用根的判别式△=0
及轨迹C 的端点与点(4,0)决定的直线斜率,即得结论
【详解】(1)由 2 2 6 5 0x y x 得 2 23 4x y ,
∴ 圆 1C 的圆心坐标为 3,0 ;
(2)设 ,M x y ,则
∵ 点 M 为弦 AB 中点即 1C M AB ,
∴ 1
1 C M ABk k 即 13
y y
x x
,
∴ 线段 AB 的中点 M 的轨迹的方程为
2
23 9 5 32 4 3x y x
;
- 18 -
(3)由(2)知点 M 的轨迹是以 3 ,02C
为圆心 3
2r 为半径的部分圆弧 EF (如下图所示,
不包括两端点),且 5 2 5,3 3E
, 5 2 5,3 3F
,又直线 L : 4y k x 过定点 4,0D ,
当直线 L 与圆 L 相切时,由
2 2
3 4 02 3
21
k
k
得 3
4k ,又
20 3 2
3
5
75
5
4
DE DFk k
,结合上图可知当 3 3 2 5 2 5, ,4 4 7 7k
时,
直线 L : 4y k x 与曲线 L 只有一个交点.
考点:1.轨迹方程;2.直线与圆相交的位置关系;3.圆的方程
21. 已知函数 lnf x x x , 24 0g x x mx m ,函数 f x 在点 1x 处的切线与
函数 y g x 相切.
(1)求函数 g x 的值域;
(2)求证: f x g x .
【答案】(1) 1 ,4
;(2)证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)利用导数求出曲线 y f x 在点 1x 处的切线方程,与函数 y g x 的解析式联立,
- 19 -
由 0 可求得 m 的值,然后利用二次函数的基本性质可求得函数 y g x 的值域;
(2)要证明 f x g x ,即证 24 2 lnx x x x ,即证 24 4 lnx x x x ,求出函数
24 4x x x 的最小值,并利用导数求出函数 lnh x x x 的最大值,由此可得出结论.
【详解】(1)切点 1,1P , lnf x x x ,则 1 1f x x
, 1 2f .
所以,函数 y f x 在点 1x 处的切线方程为 1 2 1y x ,即 2 1y x .
函数 y f x 在点 1x 处的切线与函数 y g x 相切.
联立
24
2 1
y x mx
y x
,化为 24 2 1 0x m x ,
22 16 6 2 0m m m , 0m ,解得 2m .
2
2 1 1 14 2 4 4 4 4g x x x x
,所以,函数 y g x 的值域为 1 ,4
;
(2)要证 f x g x ,即证 24 2 lnx x x x ,即证 24 4 lnx x x x .
设 24 4x x x , lnh x x x ,则函数 y h x 的定义域为 0, .
min
1 12x
, 1 11 xh x x x
.
当 0 1x 时, 0h x ,此时,函数 y h x 单调递增;
当 1x 时, 0h x ,此时,函数 y h x 单调递减.
所以,函数 y h x 的最大值为 max 1 1h x h .
所以, min maxx h x ,但是函数 y x 的最小值和函数 y h x 的最大值不在同一
处取得,
因此, f x g x .
【点睛】本题考查了利用导数求函数的切线方程,二次函数值域的求解,同时也考查了函数
不等式的证明,考查推理能力与计算能力,属于难题.
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.
选修 4-4:坐标系与参数方程
- 20 -
22. 已知曲线 C 的极坐标方程是ρsin2θ-8cosθ=0.以极点为平面直角坐标系的原点,极轴
为 x 轴的正半轴,建立平面直角坐标系 xOy.在直角坐标系中,倾斜角为α的直线 l 过点 P(2,
0).
(1)写出曲线 C 的直角坐标方程和直线 l 的参数方程;
(2)设点 Q 与点 G 的极坐标分别为 32, 2
,(2,π),若直线 l 经过点 Q 32, 2
,且与曲线
C 相交于 A,B 两点,求△GAB 的面积.
【答案】(1) y2=8x, 2 cos ,
sin
x t
y t
(t 为参数).(2) 16 2 .
【解析】
【分析】
(1)曲线 C 可化为ρ2sin2θ-8ρcosθ=0,即得其直角坐标方程,根据已知写出直线 l 的
参数方程;(2)先求出直线 l 的参数方程为
22 ,2
2
2
x t
y t
,将 l 的参数方程代入曲线 C 的直
角坐标方程得到 t2-8 2 t-32=0,利用韦达定理和直线参数方程t 的几何意义求出|AB|=16,
再求点 G 到直线 l 的距离,即得△GAB 的面积.
【详解】(1)曲线 C 可化为ρ2sin2θ-8ρcosθ=0,
其直角坐标方程为 y2=8x,直线 l 的参数方程为 2 cos ,
sin
x t
y t
(t 为参数).
(2)将点 32, 2Q
的极坐标化为直角坐标得(0,-2),易知直线 l 的倾斜角α= π
4
,
所以直线 l 的参数方程为
22 ,2
2
2
x t
y t
(t 为参数).
将 l 的参数方程代入曲线 C 的直角坐标方程,得
2
2 28 22 2t t
,
整理得 t2-8 2 t-32=0,Δ=(8 2 )2+4×32=255>0,
- 21 -
设 t1,t2 为方程为 t2-8 2 t-32=0 的两个根,则 t1+t2=8 2 ,t1·t2=-32,
所以 2
1 2 1 2 1 2| | 4 256 16AB t t t t t t .
由极坐标与直角坐标互化公式得点 G 的直角坐标为(-2,0),易求点 G 到直线 l 的距离
2| | sin 45 4 2 22d PG ,所以 1 1 12 2 2 16 22 2GABS d AB .
【点睛】本题主要考查极坐标与直角坐标方程的互化,考查直线参数方程的写法,考查直线
参数方程 t 的几何意义,意在考查学生对这些知识的理解掌握水平,属于中档题.
选修 4-5:不等式选讲
23. (1)若 a 、b 均为正数,且 1a b .证明: 1 11 1 9a b
;
(2)若不等式 3 2x x a 的解集为 1x x ,求实数 a 的值.
【答案】(1)证明见解析;(2) 3a .
【解析】
【分析】
(1)将 1a b 代入可得 1 11 1 1 1 1 1b a
a b a b
,由三元均值不等式,即
可得证;
(2)先由方程 3 2x x a 的根为 1x 求出 a 的值,然后代入不等式,解不等式验证
即可,进而可得出实数 a 的值.
【详解】(1) a 、b 均为正数,且 1a b ,
3 31 11 1 1 1 1 1 1 1 3 3 9a b b a b a b a
a b a b a b a b
,
当且仅当 1
2a b 时,等号成立,
因此, 1 11 1 9a b
;
(2)由题意可知方程 3 2x x a 的根为 1x ,则 4 1 2a ,解得 1a 或 3 .
①当 1a 时,原不等式为 3 1 2x x .
- 22 -
当 3x 时,由 3 1 3 1 2 2x x x x ,此时 x ;
当 3 1x 时,由 3 1 3 1 2 4 2x x x x x ,得 1x ,此时 x ;
当 1x 时,由 3 1 3 1 2x x x x ,此时 1x .
所以,不等式 3 1 2x x 的解集为 1x x ,不合乎题意;
②当 3a 时,原不等式为 3 3 2x x .
当 3x 时,由 3 3 3 3 6 2x x x x ,此时 x ;
当 3 3x 时,由 3 3 3 3 2 2x x x x x ,解得 1x ,此时1 3x ;
当 3x 时,由 3 3 3 3 6 2x x x x ,此时 3x .
所以,不等式 3 3 2x x 的解集为 1x x ,合乎题意.
综上所述, 3a .
【点睛】本题考查不等式的证明,绝对值不等式的解法,考查推理能力与运算求解能力,属
于中档题.
- 23 -
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