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- 2021-06-20 发布
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【2020年高考数学预测题】北京市高考数学试卷(理科)3【附详细答案和解析_可编辑】
真水无香陈 tougao33
学校:__________ 班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________
一、 选择题 (本题共计 8 小题 ,每题 6 分 ,共计48分 , )
1. 已知i是虚数单位,则|1+ii1-i|=( )
A.1 B.2 C.12 D.22
2. 意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一列数:1,1,2,3,5,8,13,…,其中从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和,人们把这样的一列数所组成的数列{an}称为“斐波那契数列”,下面是一个根据“斐波那契数列”设计的程序框图,则输出n的值为( )
A.8 B.9 C.10 D.11
3. 直线θ=α和直线ρsin(θ-α)=1的位置关系是( )
A.垂直 B.平行 C.相交但不垂直 D.重合
4. 如图,设椭圆的右顶点为A,右焦点为F,B为椭圆在第二象限上的点,直线BO交椭圆于C点,若直线BF平分线段AC于M,则椭圆的离心率是( )
A.12 B.23 C.13 D.14
5. 若x,y满足约束条件 y≤x,x+y≤1,y≥-1, 则2x+y的最小值为( )
A.-3 B.0 C.32 D.3
6. 若lgx=a,lgy=b,则lgx-lgy102的值为( )
A.12a-2b-2 B.12a-2b+1 C.12a-2b-1 D.12a-2b+2
7. 在△OAB中,已知|OB→|=2,|BA→|=1,∠AOB=45∘,点P满足OP→=λOA→+μOB→(λ,µ∈R),其中2λ+µ=3满足,则|OP→|的最小值为( )
A.355 B.255 C.63 D.62
8. 定义函数y=f(x),x∈D,若存在常数C,对任意的x1∈D,存在唯一的x2∈D,使得f(x1)+f(x2)2=C,则称函数f(x)在D上的均值为C.已知f(x)=lgx,x∈[10, 100],则函数f(x)=lgx在x∈[10, 100]上的均值为( ).
A.32 B.34 C.710 D.10
二、 填空题 (本题共计 4 小题 ,每题 5 分 ,共计20分 , )
9. 如图,已知点A为单位圆上一点,∠xOA=π4将点A沿逆时针方向旋转角α到点B(35, 45),则sin2α=
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________
10. 若数列an满足a1=13,1an+1-1an=5(n∈N*),则a30=________.
11. 如图所示,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=22,则下列结论中错误的是________.
①AC⊥BE;
②EF // 平面ABCD;
③三棱锥A-BEF的体积为定值;
④异面直线AE,BF所成的角为定值.
12. 已知f(x)=-sinπ2x,-2≤x≤0,|lnx|,x>0,若关于x的方程f(x)=k有四个实根x1,x2,x3,x4,则这四根之和x1+x2+x3+x4的取值范围是________.
三、 解答题 (本题共计 6 小题 ,每题 13 分 ,共计78分 , )
13. 在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知a=7,b=3,7sinB+sinA=23.
(1)求角A的大小;
(2)求边长c.
14. 如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是菱形,且∠ABC=120∘.点E是棱PC的中点,平面ABE与棱PD交于点F.
(1)求证:AB//EF;
(2)若PA=PD=AD=2,且平面PAD⊥平面ABCD,求平面PAF与平面AFE所成的锐二面角的余弦值.
15. 为了回馈顾客,某商场在元旦期间举行购物抽奖活动,举办方设置了甲、乙两种抽奖方案,方案甲的中奖率为35,中奖可以获得3分;方案乙的中奖率为34,中奖可以获得2分;未中奖则不得分,每人有且只有一次抽奖机会,每次抽奖中奖与否互不影响,抽奖结束后凭分数兑换奖品.
(1)若小明选择方案甲抽奖,小红选择方案乙抽奖,记他们的累计得分为X,求X≥3的概率;
(2)若小明、小红两人都选择方案甲或都选择方案乙进行抽奖,分别求两种方案下小明、小红累计得分的分布列,并指出为了累计得分较大,两种方案下他们选择何种方案较好,并给出理由?
16. 已知抛物线C:x2=2py(p>0),焦点为F,准线与y轴交于点E.若点P在C上,横坐标为2,且满足:|PE|=2|PF|.
(1)求抛物线C的方程;
(2)若直线PE交x轴于点Q,过点Q做直线l,与抛物线C有两个交点M,N(其中,点M在第一象限).若QM→=λMN→,当λ∈(1, 2)时,求S△OMPS△ONP的取值范围.
17. 已知函数fx=lnx+axex,a∈R.
(1)若函数y=fx在x=x0ln2100,
退出循环,输出n的值为10.
故选C.
3.【答案】
B
【解答】
解:∵ 直线方程θ=α和直线方程ρsin(θ-α)=1,
把θ=α代入得ρsin0=0≠1,
∴ 两直线没有交点,∴ 两直线平行.
故选B.
4.【答案】
C
【解答】
解:如图,连接OM,
设椭圆方程为x2a2+y2b2=1(a>b>0),其右顶点为A,右焦点为F,B为椭圆E在第二象限上的点,直线BO交椭圆E于点C,直线BF平分线段AC于M,
∴ OM为△ABC的中位线,
∴ △OFM∼△AFB,且|OF||FA|=12,
∴ ca-c=12,
解得椭圆的离心率为e=ca=13.
故选C.
5.【答案】
A
【解答】
解:x,y满足的约束条件表示为如图所示阴影区域:
所以2x+y在点A处取得最小值,
因为A点坐标为(-1,-1),
所以2x+y的最小值为-2-1=-3.
故选A.
6.【答案】
D
【解答】
解:∵ lgx=a,lgy=b,
∴ lgx-lgy102=12lgx-2lgy10
=12lgx-2lgy-1
=12lgx-2lgy+2
=12a-2b+2,
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故选D.
7.【答案】
A
【解答】
因为|OB→|=2,|BA→|=1,∠AOB=45∘,所以OB→=OA→+AB→,
所以OP→=λOA→+μOB→=λOA→+μ(OA→+AB→)=(λ+μ)OA→+μAB→,
则|OP→|2=(λ+μ)2+μ2=(3-λ)2+(3-2λ)2=5λ2-18λ+18,
所以当λ=95时,|OP→|2取最小值95,
则|OP→|的最小值为355,
8.【答案】
A
【解答】
解:根据定义,函数y=f(x),x∈D,若存在常数C,对任意的x1∈D,存在唯一的x2∈D,使得f(x1)+f(x2)2=C,则称函数f(x)在D上的均值为C.
令x1⋅x2=10×100=1000
当x1∈【10,100】时,选定x2=1000x1∈【10,100】
可得:C=lg(x1x2)2=32
故选A.
二、 填空题 (本题共计 4 小题 ,每题 5 分 ,共计20分 )
9.【答案】
725
【解答】
由题意可得,cos(π4+α)=35,sin(π4+α)=45,α∈(0, π4).
∴ cos(π2+2α)=2cos2(π4+α)-1=2×925-1=-725,即-sin2α=-725,sin2α=725,
10.【答案】
1148
【解答】
解:已知a1=13,1an+1-1an=5(n∈N*) ,
所以数列{1an}是首项为113=3,公差为5的等差数列,
所以1a30=3+29×5=148 .
故a30=1148.
故答案为:1148.
11.【答案】
④
【解答】
解:∵ AC⊥平面BB1D1D,又BE⊂平面BB1D1D,
∴ AC⊥BE.故①正确.
∵ B1D1 // 平面ABCD,又E,F在直线D1B1上运动,
∴ EF // 平面ABCD.故②正确.
③中由于点B到直线B1D1的距离不变,故△BEF的面积为定值.
又点A到平面BEF的距离为22,故VA-BEF为定值.③正确.
由图得:
当点E在D1处,F为D1B1的中点时,异面直线AE,BF所成的角是∠OD1A,
当E在上底面的中心时,F在B1的位置,异面直线AE,BF所成的角是∠OEA,
显然两个角不相等,④不正确.
故答案为:④.
12.【答案】
(0,e+1e-2)
【解答】
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解:作f(x)=-sinπ2x,-2≤x≤0,|lnx|,x>0图象,如图,
结合图象可知,
当00,
∴ g(k)在(0,1)上单调递增,
∵ g(0)=0,g(1)=e+1e-2,
∴ g(k)∈(0,e+1e-2).
故答案为:(0,e+1e-2).
三、 解答题 (本题共计 6 小题 ,每题 13 分 ,共计78分 )
13.【答案】
由正弦定理可得,asinA=bsinB,即7sinA=3sinB,
所以7sinB=3sinA,
因为,7sinB+sinA=23.
所以sinA=32且A锐角,故角A=13π,
由余弦定理可得,a2=b2+c2-2bccosA,
所以7=9+c2-2×3×c×12,
即c2-3c+2=0,
解可得c=1或c=2,
当c=1时,cosB=a2+c2-b22ac=-714<0可得B为钝角,与已知矛盾;
当c=2时,cosB=a2+c2-b22ac=714>0可得B为锐角,符合题意,
故c=2
【解答】
由正弦定理可得,asinA=bsinB,即7sinA=3sinB,
所以7sinB=3sinA,
因为,7sinB+sinA=23.
所以sinA=32且A锐角,故角A=13π,
由余弦定理可得,a2=b2+c2-2bccosA,
所以7=9+c2-2×3×c×12,
即c2-3c+2=0,
解可得c=1或c=2,
当c=1时,cosB=a2+c2-b22ac=-714<0可得B为钝角,与已知矛盾;
当c=2时,cosB=a2+c2-b22ac=714>0可得B为锐角,符合题意,
故c=2
14.【答案】
(1)证明:∵ 底面ABCD是菱形,
∴ AB//CD.
∵ AB⊄平面PCD,CD⊂平面PCD,
∴ AB//平面PCD.
∵ A,B,E,F四点共面,
且平面ABEF∩平面PCD=EF,
∴ AB//EF.
(2)解:取AD的中点G,连结PG,GB.
∵ PA=PD,
∴ PG⊥AD.
∵ 平面PAD⊥平面ABCD,
且平面PAD∩平面ABCD=AD,
∴ PG⊥平面ABCD.
∵ GB⊂平面ABCD,
∴ PG⊥GB.
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在菱形ABCD中,
∵ AB=AD,∠DAB=60∘,G是AD的中点,
∴ AD⊥GB.
如图,建立空间直角坐标系G-xyz,
∵ PA=PD=AD=2,
∴ G(0,0,0),A(1,0,0),B(0,3,0),C(-2,3,0),D(-1,0,0),P(0,0,3).
∵ AB//CD//EF,点E是棱PC的中点,
∴ F是棱PD的中点,
∴ E-1,32,32,F-12,0,32,
∴ AF→=-32,0,32,EF→=12,-32,0.
设平面AFE的法向量为n→=(x,y,z),
则n→⋅AF→=0,n→⋅EF→=0,
即-32x+32z=0,12x-32y=0,
解得z=3x,y=33x.
不妨令x=3,
则平面AFE的一个法向量为n→=(3,3,33).
∵ BG⊥平面PAD,
∴ GB→=(0,3,0)是平面PAF的一个法向量.
∵ cos⟨n→,GB→⟩=n→⋅GB→|n→|⋅|GB→|=339×3=1313,
∴ 平面PAF与平面AFE所成的锐二面角的余弦值为1313.
【解答】
(1)证明:∵ 底面ABCD是菱形,
∴ AB//CD.
∵ AB⊄平面PCD,CD⊂平面PCD,
∴ AB//平面PCD.
∵ A,B,E,F四点共面,
且平面ABEF∩平面PCD=EF,
∴ AB//EF.
(2)解:取AD的中点G,连结PG,GB.
∵ PA=PD,
∴ PG⊥AD.
∵ 平面PAD⊥平面ABCD,
且平面PAD∩平面ABCD=AD,
∴ PG⊥平面ABCD.
∵ GB⊂平面ABCD,
∴ PG⊥GB.
在菱形ABCD中,
∵ AB=AD,∠DAB=60∘,G是AD的中点,
∴ AD⊥GB.
如图,建立空间直角坐标系G-xyz,
∵ PA=PD=AD=2,
∴ G(0,0,0),A(1,0,0),B(0,3,0),C(-2,3,0),D(-1,0,0),P(0,0,3).
∵ AB//CD//EF,点E是棱PC的中点,
∴ F是棱PD的中点,
∴ E-1,32,32,F-12,0,32,
∴ AF→=-32,0,32,EF→=12,-32,0.
设平面AFE的法向量为n→=(x,y,z),
则n→⋅AF→=0,n→⋅EF→=0,
即-32x+32z=0,12x-32y=0,
解得z=3x,y=33x.
不妨令x=3,
则平面AFE的一个法向量为n→=(3,3,33).
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∵ BG⊥平面PAD,
∴ GB→=(0,3,0)是平面PAF的一个法向量.
∵ cos⟨n→,GB→⟩=n→⋅GB→|n→|⋅|GB→|=339×3=1313,
∴ 平面PAF与平面AFE所成的锐二面角的余弦值为1313.
15.【答案】
解:(1)由已知得小明中奖的概率为35,小红中奖的概率为34,且两人中奖与否互不影响,
记“这两人的累计得分X≥3”的事件为A,则事件A包含“X=3”、“X=5”2个互斥的事件,
∴ X≥3的概率P(X≥3)=P(X=3)+P(X=5)=35×14+35×34=35.
(2)设小明、小红都选择方案甲所获得的累计得分为X1,则X1的所有可能的取值为0,3,6,
则X1的分布列为:
X1
0
3
6
P
425
1225
925
E(X1)=0×425+3×1225+6×925=185.
都选择方案乙所获得的累计得分为X2,则X2的所有可能取值为0,2,4,
则X2的分布列为:
X2
0
2
4
P
116
616
916
E(X2)=0×116+2×616+4×916=3,
∵ E(X1)>E(X2),∴ 他们都选择方案甲进行抽奖时,累计得分的数学期望较大.
【解答】
解:(1)由已知得小明中奖的概率为35,小红中奖的概率为34,且两人中奖与否互不影响,
记“这两人的累计得分X≥3”的事件为A,则事件A包含“X=3”、“X=5”2个互斥的事件,
∴ X≥3的概率P(X≥3)=P(X=3)+P(X=5)=35×14+35×34=35.
(2)设小明、小红都选择方案甲所获得的累计得分为X1,则X1的所有可能的取值为0,3,6,
则X1的分布列为:
X1
0
3
6
P
425
1225
925
E(X1)=0×425+3×1225+6×925=185.
都选择方案乙所获得的累计得分为X2,则X2的所有可能取值为0,2,4,
则X2的分布列为:
X2
0
2
4
P
116
616
916
E(X2)=0×116+2×616+4×916=3,
∵ E(X1)>E(X2),∴ 他们都选择方案甲进行抽奖时,累计得分的数学期望较大.
16.【答案】
由已知可得F(0, p2),E(0, -p2),P(2, 2p).
∵ |PE|=2|PF|,∴ 4+(2p+p2)2=2⋅4+(2p-p2)2.
∵ p>0,∴ p=2.
∴ 抛物线C的方程为x2=4y.
由(1)得P(2, 1),E(0, -1),易求得Q(1, 0).
由题意得,直线的斜率存在且不为0,
可设直线l的方程为x=my+1,
联立方程组x=my+1x2=4y
整理得m2y2+(2m-4)y+1=0,△=16-16m>0,m<1.
设M(x1, y1),N(x2, y2),
∴ y1+y2=4-2mm2,y1y2=1m2.
∴ y1+y2y1y2=4-2m,1y1+1y2=4-2m.
∵ QM→=λMN→,∴
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y1=λ(y2-y1),y1y2=λλ+1,
∵ λ∈(1, 2),∴ y1y2=λ1+λ∈(12,23),
设△OMP在OP边上的高为hM,△ONP在OP边上的高为hN,
S△OMPS△ONP=12OP⋅hM12OP⋅hN=hMhN=|x1-2y1||x2-2y2|=|(m-2)y1+1||(m-2)y2+1|=|(1y1+1y2)y1-2||(1y1+1y2)y2-2|
=|y1y2|=y1y2∈(12,23)
∴ S△OMPS△ONP的取值范围是(12, 23).
【解答】
由已知可得F(0, p2),E(0, -p2),P(2, 2p).
∵ |PE|=2|PF|,∴ 4+(2p+p2)2=2⋅4+(2p-p2)2.
∵ p>0,∴ p=2.
∴ 抛物线C的方程为x2=4y.
由(1)得P(2, 1),E(0, -1),易求得Q(1, 0).
由题意得,直线的斜率存在且不为0,
可设直线l的方程为x=my+1,
联立方程组x=my+1x2=4y
整理得m2y2+(2m-4)y+1=0,△=16-16m>0,m<1.
设M(x1, y1),N(x2, y2),
∴ y1+y2=4-2mm2,y1y2=1m2.
∴ y1+y2y1y2=4-2m,1y1+1y2=4-2m.
∵ QM→=λMN→,∴ y1=λ(y2-y1),y1y2=λλ+1,
∵ λ∈(1, 2),∴ y1y2=λ1+λ∈(12,23),
设△OMP在OP边上的高为hM,△ONP在OP边上的高为hN,
S△OMPS△ONP=12OP⋅hM12OP⋅hN=hMhN=|x1-2y1||x2-2y2|=|(m-2)y1+1||(m-2)y2+1|=|(1y1+1y2)y1-2||(1y1+1y2)y2-2|
=|y1y2|=y1y2∈(12,23)
∴ S△OMPS△ONP的取值范围是(12, 23).
17.【答案】
(1)证明:f'(x)=1x+a-(lnx+ax)ex.
∵ 函数y=f(x)在x=x0处取得极值1,
∴ f'(x0)=1x0+a-(lnx0+ax0)ex0=0,且f(x0)=lnx0+ax0ex0=1,
∴ 1x0+a=lnx0+ax0=ex0,
∴ a=ex0-1x0,
令r(x)=ex-1x(x>0),则r'(x)=ex+1x2>0,
∴ r(x)为增函数,
∵ 00,
∴ h'(x)>0,
∴ h(x)在(0,+∞)上单调递增,且h(1)=e>0,h12=e4-ln2<0.
∴ h(x)有唯一零点x1,且120,g'(x)>0,g(x)单调递增.
∴ g(x)min=g(x1).
∴ a≤ex1-lnx1x1-1x1.
由h(x1)=0整理得x1ex1=-lnx1x1,
∵ 120.
令k(x)=xex(x>0),则方程x1ex1=-lnx1x1等价于k(x1)=k(-lnx1),
而
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k'(x)=(x+1)ex在(0,+∞)上恒大于零,
∴ k(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵ k(x1)=k(-lnx1),
∴ x1=-lnx1,
∴ ex1=1x1,
∴ g(x1)=ex1-lnx1x1-1x1=1x1-(-x1)x1-1x1=1.
∴ a≤1.
∴ 实数a的取值范围为(-∞,1].
【解答】
(1)证明:f'(x)=1x+a-(lnx+ax)ex.
∵ 函数y=f(x)在x=x0处取得极值1,
∴ f'(x0)=1x0+a-(lnx0+ax0)ex0=0,且f(x0)=lnx0+ax0ex0=1,
∴ 1x0+a=lnx0+ax0=ex0,
∴ a=ex0-1x0,
令r(x)=ex-1x(x>0),则r'(x)=ex+1x2>0,
∴ r(x)为增函数,
∵ 00,
∴ h'(x)>0,
∴ h(x)在(0,+∞)上单调递增,且h(1)=e>0,h12=e4-ln2<0.
∴ h(x)有唯一零点x1,且120,g'(x)>0,g(x)单调递增.
∴ g(x)min=g(x1).
∴ a≤ex1-lnx1x1-1x1.
由h(x1)=0整理得x1ex1=-lnx1x1,
∵ 120.
令k(x)=xex(x>0),则方程x1ex1=-lnx1x1等价于k(x1)=k(-lnx1),
而k'(x)=(x+1)ex在(0,+∞)上恒大于零,
∴ k(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵ k(x1)=k(-lnx1),
∴ x1=-lnx1,
∴ ex1=1x1,
∴ g(x1)=ex1-lnx1x1-1x1=1x1-(-x1)x1-1x1=1.
∴ a≤1.
∴ 实数a的取值范围为(-∞,1].
18.【答案】
(1)设第n年的投入资金和收入金额分别为an万元,bn万元,
依题意得,当投入的资金不低于20万元,即an≥20,an=12an+1bn=bn+1+80,n≥2,
此时{an}是首项为1000,公比为12的等比数列,
{bn}是首项为40,公差为80的等差数列,
所以an=1000×(12)n-1,bn=80n-40,
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令an<20,得2n-1>50,解得n≥7
所以an=1000×(12)n-1,1≤n≤620,n≥7 ,bn=80n-40,1≤n≤6440,n≥7
(2)Sn=n[40+(80n-40)]2-1000×[1-(12)n]1-12=2000×(12)n+40n2-2000,
所以Sn-Sn-1=-2000×(12)n+80n-40,n≥2,
因为f(x)=-2000×(12)x+80x-40为增函数,f(3)<0,f(4)<0,
所以当2≤n≤3时,Sn+1>Sn,当4≤n≤6时,Sn+1<Sn,
又因为S1<0,S6=-528.75<0,
所以1≤n≤6,Sn<0,即前6年未盈利,
当n≥7,Sn=S6+(b7-a7)+(b8-a8)+...+(bn-an)=-528.75+420(n-6),
令Sn>0,得n≥8
综上,预计公司从第8年起开始盈利.
【解答】
(1)设第n年的投入资金和收入金额分别为an万元,bn万元,
依题意得,当投入的资金不低于20万元,即an≥20,an=12an+1bn=bn+1+80,n≥2,
此时{an}是首项为1000,公比为12的等比数列,
{bn}是首项为40,公差为80的等差数列,
所以an=1000×(12)n-1,bn=80n-40,
令an<20,得2n-1>50,解得n≥7
所以an=1000×(12)n-1,1≤n≤620,n≥7 ,bn=80n-40,1≤n≤6440,n≥7
(2)Sn=n[40+(80n-40)]2-1000×[1-(12)n]1-12=2000×(12)n+40n2-2000,
所以Sn-Sn-1=-2000×(12)n+80n-40,n≥2,
因为f(x)=-2000×(12)x+80x-40为增函数,f(3)<0,f(4)<0,
所以当2≤n≤3时,Sn+1>Sn,当4≤n≤6时,Sn+1<Sn,
又因为S1<0,S6=-528.75<0,
所以1≤n≤6,Sn<0,即前6年未盈利,
当n≥7,Sn=S6+(b7-a7)+(b8-a8)+...+(bn-an)=-528.75+420(n-6),
令Sn>0,得n≥8
综上,预计公司从第8年起开始盈利.
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