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- 2021-06-17 发布
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【2020年高考数学预测题】上海市高考数学试卷(文科)4【附详细答案和解析_可编辑】
学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________
一、 选择题 (本题共计 4 小题 ,每题 4 分 ,共计16分 , )
1. 已知复数z,“z+z¯=0”是“z为纯虚数”的( )
A.充分非必要条件 B.必要非充分条件
C.充要条件 D.既非充分也不必要条件
2. 不等式x+5(x-1)2≥2的解集是( )
A.[-3,12] B.[-12,3]
C.[12,1)∪(1,3] D.[-12,1)∪(1,3]
3. 已知角α的终边过点(3, -4),则sin(α+π4)=( )
A.-1010 B.-7210 C.7210 D.-210
4. 设f (x)为可导函数,且满足limx→0f(1)-f(1-x)2x=-1,则曲线y=f(x)在点(1, f(1))处的切线的斜率是( )
A.2 B.-1 C.12 D.-2
二、 填空题 (本题共计 14 小题 ,每题 4 分 ,共计56分 , )
5. 若实数ω>0,若函数f(x)=cos(ωx)+sin(ωx)的最小正周期为π,则ω=________.
6. 设全集U={x|x<5,x∈N*},集合A={1,2},B={2,4},则∁U(A∪B)=________.
7. 已知复数z满足(3+i)z=10i(其中i为虚数单位),则复数z的共轭复数是________.
8. 若函数f(x)=x12,则f(x)的反函数f-1(x)的定义域是________.
9. 若线性方程组的增广矩阵为23c101c2解为x=3y=5 ,则c1-c2=________.
10. 如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=1,BC=2,BB1=3, ∠ABC=90∘,点D为侧棱BB1上的动点.当AD+DC1最小时,三棱锥D-ABC1的体积为________.
11. 如图所示,点F是抛物线y2=8x的焦点,点A,B分别在抛物线y2=8x及圆(x-2)2+y2=16的实线部分上运动,且AB总是平行于x轴,则△FAB的周长的取值范围是________.
12. 若a=log23,则2a+2-a=________.
13. 已知x,y满足约束条件x-y+4≥0,x≤2,x+y+k≥0,且z=x+3y的最小值为2,则常数k=________.
14. 五名三中学生中午打篮球,将校服放在篮球架旁边,打完球回教室时由于时间太紧,只有两名同学拿对自己衣服的不同情况有________种.(具体数字作答)
15. 已知(ax+b)6的展开式中x4项的系数与x5项的系数分别为135与-18,则(ax+b)6展开式所有项系数之和为________.
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16. 已知双曲线C过点23,-1,且与双曲线x212-y26=1有相同的渐近线,则双曲线C的标准方程为________.
17. 已知平面向量a→,b→,c→满足a→⊥b→,且{|a→|, |b→|, |c→|}={1, 2, 3},则|a→+b→+c→|的最大值是________.
18. 已知函数f(x)=sin(2x+φ) (其中φ是实数),若f(x)≤|f(π12)|对x∈R恒成立,且f(π2)>f(0),则f(x)的单调递减区间是________.
三、 解答题 (本题共计 5 小题 ,每题 15 分 ,共计75分 , )
19. 在空间四边形ABCD中,已知AD=1,BC=3,且AD⊥BC,对角线BD=132,AC=32,求AC和BD所成的角.
20. 已知函数 f(x)=lnx-ax2-(2-a)x.
(1)讨论函数 f(x)的单调性;
(2)记函数g(x)=lnxx+ax2+(1-a)x+a-1,当a≤2-1e时,证明:对任意的 x∈(0,+∞),都有f(x)+g(x)<0.
21. 已知函数f(x)=x+ax,(a>0)有如下性质:该函数在(0,a]上是减函数,在(a,+∞)上是增函数.
(1)若a=4,求f(x)在区间[1, 3]上的最大值与最小值;
(2)若x∈[1, 3]时,不等式f(x)≥2恒成立,求a的取值范围.
22. 已知椭圆C:x216+y24=1 ,直线l:y=12x+t(t>0)与椭圆C交于A,B两点( AB→为从左向右方向),使△OAB的面积最大,O为坐标原点.
(1)求直线l的方程及A,B的坐标;
(2)若椭圆上的两点D,E(不与顶点重合,且A,B,D,E构成顺时针方向或逆时针方向)满足DE//AB,点E关于x轴的对称点是点F,求证: BF//AD.
23. 已知{an}是由正数组成的数列,其前n项和Sn与an之间满足an+12=2Sn+14(n∈N*).
(1)求{an}的通项an;
(2)设bn=(12)nan,求数列{bn}的前n项和Tn.
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参考答案与试题解析
【2020年高考数学预测题】上海市高考数学试卷(文科)4【附详细答案和解析_可编辑】
一、 选择题 (本题共计 4 小题 ,每题 4 分 ,共计16分 )
1.【答案】
B
【解答】
解:对于复数z,若z+z¯=0,z不一定为纯虚数,反之,若z为纯虚数,则z+z¯=0.
∴ “z+z¯=0”是“z为纯虚数”的必要非充分条件.
故选:B.
2.【答案】
D
【解答】
解:由不等式x+5(x-1)2≥2得x+5(x-1)2-2≥0,
变形得-2x2+5x+3(x-1)2≥0,
即(x+12)(x-3)≤0,x-1≠0,
解得 [-12,1)∪(1,3].
故选D.
3.【答案】
D
【解答】
解:∵ 角α的终边经过点(3, -4),则sinα=-45,cosα=35,
∴ sin(α+π4)=sinαcosπ4+cosαsinπ4
=-45×22+35×22
=-210.
故选D.
4.【答案】
D
【解答】
解:∵ limx→0f(1)-f(1-x)2x=-1,
∴ 12limx→0f(1)-f(1-x)x=-1
∴ limx→0f(1)-f(1-x)x=-2
∴ f'(1)=-2
即曲线y=f (x)在点(1, f(1))处的切线的斜率是-2,
故选D.
二、 填空题 (本题共计 14 小题 ,每题 4 分 ,共计56分 )
5.【答案】
2
【解答】
实数ω>0,若函数f(x)=cos(ωx)+sin(ωx)sin(ωx)的最小正周期为π,
∴ π,∴ ω=2,
6.【答案】
{3}
【解答】
解:A∪B={1,2,4},
∁U(A∪B)={3}.
故答案为:{3}.
7.【答案】
1-3i
【解答】
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解:∵ (3+i)z=10i,
∴ (3-i)(3+i)z=10i(3-i),
∴ 10z=10(3i+1),
化为z=1+3i,
则复数z的共轭复数是1-3i.
故答案为:1-3i.
8.【答案】
[0, +∞)
【解答】
解:∵ 函数f(x)=x12≥0,则f(x)的反函数f-1(x)的定义域是[0, +∞).
故答案为:[0, +∞).
9.【答案】
16
【解答】
解:由题意知x=3y=5 ,是方程组2x+3y=c1y=c2 的解,
即c1=6+15=21,c2=5,
则c1-c2=21-5=16,
故答案为:16.
10.【答案】
13
【解答】
解:三棱柱ABC-A1B1C1展开矩形ACC1A1,如图,
连接AC1交BB1于D,此时AD+DC1最小,
∵ AB=1,BC=2,BB1=3,∠ABC=90∘,
点D为侧棱BB1上的动点,
∴ 当AD+DC1最小时,BD=1,
此时三棱锥D-ABC1的体积:
VD-ABC1=VC1-ABD
=13×S△ABD×B1C1
=13×12×AB×BD×B1C1
=13×12×1×1×2
=13.
故答案为:13.
11.【答案】
【解答】
此题暂无解答
12.【答案】
103
【解答】
解:∵ a=log23,
∴ 2a+2-a=2log23+2-log23
=3+13=103.
故答案为:103.
13.【答案】
-2
【解答】
解:作出不等式组x-y+4≥0,x≤2,x+y+k≥0所表示的平面区域,如图中阴影部分所示.由z=x+3y得y=-13x+z3,结合图形知当直线y=-13x+z3过点A时,z最小,解x=2,x+y+k=0,得得A(2,-2-k),此时zmin=2+3(-2-k)=2,解得k=-2.
故答案为:-2.
14.【答案】
20
【解答】
解:根据题意,分2步进行分析:
①、先从五名学生中任取2人,作为拿对自己衣服的同学,有C52=10种情况;
②、剩余的3人,都没有拿对自己衣服,
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假设这3人为A、B、C,则A有2种取法,B、C只有一种取法,
则剩余3人都没有拿对自己衣服的情况有2种;
故5人中只有两名同学拿对自己衣服的不同情况有10×2=20种;
故答案为:20.
15.【答案】
64
【解答】
(ax+b)6的展开式中x4项的系数与x5项的系数分别为135与-18,
∴ ∁64⋅a4⋅b2=135①,
∁65⋅a5⋅b=-18②;
由①、②组成方程组15a4b2=1356a5b=-18 ,
解得a=1,b=-3或a=-1、b=3;
∴ 令x=1,求得(ax+b)6展开式中所有项系数之和为26=64.
16.【答案】
x210-y25=1
【解答】
解:与x212-y26=1有共同渐近线方程可设为:x212-y26=λ(λ≠0),
代入(23,-1),
解得λ=56,
∴ 双曲线方程为x210-y25=1.
故答案为:x210-y25=1.
17.【答案】
3+5
【解答】
解:分别以a→,b→所在的直线为x,y轴建立直角坐标系,
①当{|a→|, |b→|}={1, 2},|c→|=3,则a→+b→=(1,2),
设c→=(x,y),则x2+y2=9,
∴ a→+b→+c→=(1+x, 2+y),
∴ |a→+b→+c→|=(x+1)2+(y+2)2的最大值,
其几何意义是圆x2+y2=9上点(x, y)与定点(-1, -2)的距离的最大值为
3+(0+2)2+(0+1)2=3+5;
②当{|a→|, |b→|}={1, 3},|c→|=2,
则a→+b→=(1,3),
设c→=(x, y),则x2+y2=4,
∴ a→+b→+c→=(1+x, 3+y),
∴ |a→+b→+c→|=(x+1)2+(y+3)2的最大值,
其几何意义是圆x2+y2=4上点(x, y)与定点(-1, -3)的距离的最大值为
2+(0+1)2+(0+3)2=2+10,
③当{|a→|, |b→|}={2, 3},|c→|=1,则a→+b→=(2,3),
设c→=(x,y),则x2+y2=1,
∴ a→+b→+c→=(2+x, 3+y),
∴ |a→+b→+c→|=(x+2)2+(y+3)2的最大值,其几何意义是圆x2+y2=1
上点(x, y)与定点(-2, -3)的距离的最大值为1+(0+2)2+(0+3)2=1+13,
∵ 1+13<3+5,2+10<3+5,
故|a→+b→+c→|的最大值为3+5.
故答案为:3+5.
18.【答案】
[kπ-5π12, kπ+π12],k∈Z
【解答】
由题意,f(x)≤|f(π12)|对x∈R恒成立,可得x=π12时函数f(x)的对称轴.
即π6+φ=π2+kπ,可得φ=kπ+π3.k∈Z
令k=1,可得φ=4π3,那么f(π2)=sin(π+4π3)=sinπ3>f(0)=sin(4π3),
故得f(x)的其中一个解析式为:f(x)=sin(2x+4π3).
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令π2+2kπ≤2x+4π3≤3π2+2kπ,
得:kπ-5π12≤x≤kπ+π12,
∴ f(x)的单调递减区间是[kπ-5π12, kπ+π12],k∈Z,
三、 解答题 (本题共计 5 小题 ,每题 15 分 ,共计75分 )
19.【答案】
90∘
【解答】
AB、CD、AD的中点E、G、F,连接EF、FG、GE,则∠EFG或其补角为异面直线BD、AC所成的角,且EF=12BD=134,FG=12AC=34,再取AC的中点H,则EH//BC,HG//AD,
∵ AD⊥BC,∴ EH⊥HG,
∴ EG2=EH2+HG2=1.
在△EFG中,EG2=EF2+FG2=1,
∴ ∠EFG=90∘,∴ AC与BD所成的角为90∘.
20.【答案】
解:(1)由题设知,f'(x)=1x-2ax-(2-a)
=-2ax2+(2-a)x-1x(x>0),
当a≥0时,f'(x)=-(2x-1)(ax+1)x,
由于x>0 ,所以当 x∈(0,12) 时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x∈(12,+∞),f'(x)<0,f(x)单调递减.
当a<0 时,f'(x)=-2a(x-12)(x+1a)x,
①当12>-1a,即a<-2时,由于 x>0 ,
可知当x∈(-1a,12)时f'(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(0,-1a) 或x∈(12,+∞) 时,f'(x)>0,f(x) 单调递增.
②当a=-2时,f'(x)=4(x-12)2x≥0,x∈(0,+∞),f(x)单调递增;
③当12<-1a,即-20,
可知当x∈(12,-1a) 时,f'(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(0,12)或 x∈(-1a,+∞),f'(x)>0,f(x)单调递增.
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(2)设F(x)=f(x)+g(x) ,由题设
F(x)=lnx-ax2-(2-a)x+lnxx+ax2+(1-a)x+a-1
=lnx-x+lnxx+a-1,
当a≤2-1e时,要证F(x)<0 在(0,+∞)上恒成立,
可只需证lnx-x<-lnxx-a+1在(0,+∞)上恒成立,
令h(x)=lnx-x,φ(x)=-lnxx-a+1,
因为h'(x)=1x-1 ,易得h(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减,
故h(x)≤h(1)=-1,
由φ(x)=-lnxx-a+1得φ'(x)=-1-lnxx2=lnx-1x2(x>0),
当0e时,φ'(x)>0,
所以φ(x)在(0,e)上递减,在(e,+∞)上递增,
所以φ(x)≥φ(e)=-1e+1-a
又a≤2-1e,∴ -1e+1-a≥-1,
即h(x)max≤φ(x)min,但等号不可取,
所以lnx-x<-lnxx-a+1在(0,+∞)上恒成立,
故当a≤2-1e 时,对任意的x∈(0,+∞),f(x)+g(x)<0恒成立.
【解答】
解:(1)由题设知,f'(x)=1x-2ax-(2-a)
=-2ax2+(2-a)x-1x(x>0),
当a≥0时,f'(x)=-(2x-1)(ax+1)x,
由于x>0 ,所以当 x∈(0,12) 时,f'(x)>0,f(x)单调递增;
当x∈(12,+∞),f'(x)<0,f(x)单调递减.
当a<0 时,f'(x)=-2a(x-12)(x+1a)x,
①当12>-1a,即a<-2时,由于 x>0 ,
可知当x∈(-1a,12)时f'(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(0,-1a) 或x∈(12,+∞) 时,f'(x)>0,f(x) 单调递增.
②当a=-2时,f'(x)=4(x-12)2x≥0,x∈(0,+∞),f(x)单调递增;
③当12<-1a,即-20,
可知当x∈(12,-1a) 时,f'(x)<0,f(x)单调递减;
当x∈(0,12)或 x∈(-1a,+∞),f'(x)>0,f(x)单调递增.
(2)设F(x)=f(x)+g(x) ,由题设
F(x)=lnx-ax2-(2-a)x+lnxx+ax2+(1-a)x+a-1
=lnx-x+lnxx+a-1,
当a≤2-1e时,要证F(x)<0 在(0,+∞)上恒成立,
可只需证lnx-x<-lnxx-a+1在(0,+∞)上恒成立,
令h(x)=lnx-x,φ(x)=-lnxx-a+1,
因为h'(x)=1x-1 ,易得h(x)在(0,1)上递增,在(1,+∞)上递减,
故h(x)≤h(1)=-1,
由φ(x)=-lnxx-a+1得φ'(x)=-1-lnxx2=lnx-1x2(x>0),
当0e时,φ'(x)>0,
所以φ(x)在(0,e)上递减,在(e,+∞)上递增,
所以φ(x)≥φ(e)=-1e+1-a
又a≤2-1e,∴ -1e+1-a≥-1,
即h(x)max≤φ(x)min,但等号不可取,
所以lnx-x<-lnxx-a+1在(0,+∞)上恒成立,
故当a≤2-1e 时,对任意的x∈(0,+∞),f(x)+g(x)<0恒成立.
21.【答案】
解:(1)a=4时,f(x)=x+4x,
则f(x)在[1, 2]上单调递减,在[2, 3]上单调递增,
fmin(x)=f(2)=4,
fmax(x)=max {f(1), f(3)}=133;
(2)①若00,
x1+x2=-2t,x1x2=2t2-8,
|AB|=1+14|x1-x2|
=52(x1+x2)2-4x1x2
=5232-4t2,
点O到l的距离d=t52=2t5,
∴ S△OAB=12d⋅|AB|
=t5⋅5232-4t2
=t8-t2,
S△OAB2=t2(8-t2)
=-t4+8t2
=-(t2-4)2+16≤16,
∴ S△OABmax=4
此时t2=4,即t=2,
∴ l:y=12x+2,x1+x2=-4,x1x2=0,
∴ x1=-4,x2=0,A(-4,0),B(0,2).
(2)证明:∵ DE//AB,
∴ 设直线DE为l2:y=12x+m,D(x3,y3),E(x4,y4),
∴ F(x4,-y4),
kAD=y3x3+4,kBF=-y4-2x4.
证BF//AD,即证kAD=kBF,
即y3x3+4=-y4-2x4,
即y3x4=-(y4+2)(x3+4),
即x3x4+m(x3+x4)+2(x3+x4)+8+4m=0.①
x216+y24=1y=12x+m⇔2x2+4mx+4m2-16=0,
Δ>0.
代入①式得2m2-8+m(-2m)+2(-2m)+8+4m=0.
∴ 原式得证即BF//AD.
【解答】
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(1)解:设A(x1,y1),B(x2,y2),
x216+y24=1,y=12x+t,⇔2x2+4tx+4t2-16=0.
Δ>0,
x1+x2=-2t,x1x2=2t2-8,
|AB|=1+14|x1-x2|
=52(x1+x2)2-4x1x2
=5232-4t2,
点O到l的距离d=t52=2t5,
∴ S△OAB=12d⋅|AB|
=t5⋅5232-4t2
=t8-t2,
S△OAB2=t2(8-t2)
=-t4+8t2
=-(t2-4)2+16≤16,
∴ S△OABmax=4
此时t2=4,即t=2,
∴ l:y=12x+2,x1+x2=-4,x1x2=0,
∴ x1=-4,x2=0,A(-4,0),B(0,2).
(2)证明:∵ DE//AB,
∴ 设直线DE为l2:y=12x+m,D(x3,y3),E(x4,y4),
∴ F(x4,-y4),
kAD=y3x3+4,kBF=-y4-2x4.
证BF//AD,即证kAD=kBF,
即y3x3+4=-y4-2x4,
即y3x4=-(y4+2)(x3+4),
即x3x4+m(x3+x4)+2(x3+x4)+8+4m=0.①
x216+y24=1y=12x+m⇔2x2+4mx+4m2-16=0,
Δ>0.
代入①式得2m2-8+m(-2m)+2(-2m)+8+4m=0.
∴ 原式得证即BF//AD.
23.【答案】
解:(1)∵ an+12=2Sn+14(且n∈N*),
两边平方化为Sn=12(an2+an).
∴ a1=12(a12+a1),
∵ a1>0,解得a1=1.
当n≥2时,Sn-1=12(an-12+an-1),
∴ an=Sn-Sn-1=12(an2+an)-12(an-12+an-1),
化为(an+an-1)(an-an-1-1)=0,
∵ an+an-1>0,∴ an-an-1=1,
∴ 数列{an}为公差是1的等差数列,
∴ an=1+(n-1)×1=n.
(2)bn=(12)n⋅an=n2n,
∴ 数列{bn}的前n项和Tn=12+222+323+...+n2n,
∴ 12Tn=122+223+...+n-12n+n2n+1,
∴ 12Tn=Tn-12Tn=12+122+123+...+12n-n2n+1,
∴ Tn=1+12+122+...+12n-1-n2n
=1-12n1-12-n2n
=2-2+n2n
=2n+1-n-22n.
【解答】
解:(1)∵ an+12=2Sn+14(且n∈N*),
两边平方化为Sn=12(an2+an).
∴ a1=12(a12+a1),
∵ a1>0,解得a1=1.
当n≥2时,Sn-1=12(an-12+an-1),
∴ an=Sn-Sn-1=12(an2+an)-12(an-12+an-1),
化为(an+an-1)(an-an-1-1)=0,
∵ an+an-1>0,∴ an-an-1=1,
∴ 数列{an}为公差是1的等差数列,
∴ an=1+(n-1)×1=n.
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(2)bn=(12)n⋅an=n2n,
∴ 数列{bn}的前n项和Tn=12+222+323+...+n2n,
∴ 12Tn=122+223+...+n-12n+n2n+1,
∴ 12Tn=Tn-12Tn=12+122+123+...+12n-n2n+1,
∴ Tn=1+12+122+...+12n-1-n2n
=1-12n1-12-n2n
=2-2+n2n
=2n+1-n-22n.
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