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合肥六中 2020 届高三最后一卷
数学(理)参考答案(附解析和评分细则)
第Ⅰ卷(选择题 每题 5 分 共 60 分)
一、选择题:本题共 12 小题,每小题 5 分,共 60 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B C B D A A A C B B D A
1. },6|{},30|{ == xxBxxA }6|{ = xxBA ,选 B
2. iziz +−=−−= 1,1 ,选 C
3. 10,1,0 cba ,选 B
4. 16
2
4)( 41 =+ aa ,得 74 =a ,选 D
5.
3
3232
2
1
3
1,3,5 ==== VABPB ,选 A
6. )
42
sin()
2
(
2
1sin
2
sin −=−=→= xxyxy ,选 A
7. )(xfy = 为奇函数, )1,0(x 时, 0)( xf ,选 A
8. 设圆心为 M, 20)4(3684)6()6( 22222 +−=+−=+−=+−= xxxxxyxPM
当 4=x 时, 52min =PM , 152min −=PQ ,选 C
9. 根据空间点线面的位置关系,选 B
10.
16
9
44
3
3
2
4
1
4 =ACC ,选 B
11. )
2
1( −= xmxe x ,结合图像设切点为 ),( 00 yx ,则 0
00
xexy = ,
)
2
1( 00 −= xmy , )1()(,)( ' +== xexfxexf xx , mxex =+ )1( 0
0 ,联立方程解得: 10 =x , em 2= ,
选 D
12. 新数列 }{ nb 为周期数列:1,1,2,3,1,0,1,1,2,3,1,0,…,
201920202020344233 ,....., bbcbbcbbc −=−=−= ,
120202202021202021 ... bbbbbbccc +=−++=+++
34463362020 === + bbb , 4... 120202202021202021 =+=−++=+++ bbbbbbccc ,选 A
第2页,共 8 页
第Ⅱ卷 (非选择题 共 90 分)
二、填空题:本题共 4 小题,每小题 5 分,共 20 分。
13. 10
2
− 14. 2 15. 30 10 3+ 16. 2 10
13. )1,3( −=c , b 在上的投影为:
2
10
10
5
||
−=−=
c
cb
14. 2
55
52
5
51
1)1()(
r
r
rrrr
r x
a
C
ax
xCT
−
−
+ == ,取 1,3 == rr ,得 ,11 1
53
3
5 a
C
a
C = 2=a
15.在 BCD 中, 1012045 === CDBCDBDC ,, ,由正弦定理得:
26
220
15sin
45sin10
−
==
BC ,在 ABC 中, 310303
26
22060tan +=
−
== BCAB
16.在 21FAF 中, ,4,8 21 == MFMF 由角平分线性质得 2
2
1
2
1 ==
MF
MF
AF
AF ,
设 ,,2 21 xAFxAF == 由双曲线定义得: ,6=x ,6,12 21 == AFAF 在 21 AMFAMF 和 中,
mAM = ,由余弦定理得: 0
42
64
82
128 222222
=
−++
−+
m
m
m
m ,解得: 102=m
三、解答题:本大题共 6 小题,共 70 分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(本小题满分 12 分)
在 ABC 中, 1cos
3
A = ,sin 2 cosBC= .
(1)求 tan B 的值;
(2)若 ABC 的面积为 2 ,求 ABC 的周长.
解:(1) 2 220 sin 1 cos
3
A A A = − =
………………………1 分
1 2 2sin 2 cos 2 cos( ) 2( cos sin )
33
B C A B B B= = − + = − −
sin 2 cos tan 2B B B = = ………………………5 分
(2) 63tan 2,0 sin ,cos
33
B B B B= = =
sin 3sin 2 cos cos
32
BB C C= = =
6sin
3
C=
………………………8 分
不妨设 A B C、 、 所对的边分别为 a b c、 、 ,
则 : : sin : sin : sin 2 : 3 : 3a b c A B C==.
第3页,共 8 页
令 2ax= ,则 3b c x== ,
又 1 sin 2 1
2ABCS bc A x = = = ………………………11 分
2 2 3ABC +的周长为 . ………………………12 分
18.某超市在节日期间进行有奖促销,凡在该超市购物满500 元的顾客,可以获得一次抽奖机
会,有两种方案.方案一:在抽奖的盒子中有除颜色外完全相同的 2 个黑球,3个白球,顾客
一次性摸出 2 个球,规定摸到 2 个黑球奖励50 元,1个黑球奖励 20 元,没有摸到黑球奖励15
元.方案二: 在抽奖的盒子中有除颜色外完全相同的 2 个黑球,3个白球,顾客不放回地每次
摸出一个球,直到将所有黑球摸出则停止摸奖,规定 2 次摸出所有黑球奖励50 元,3次摸出
所有黑球奖励 30 元, 4 次摸出所有黑球奖励 20 元,5次摸出所有黑球奖励10 元.
(1)记 X 为1名顾客选择方案一时摸出黑球的个数,求随机变量 X 的数学期望;
(2)若你为一名要摸奖的顾客,请问你选择哪种方案进行抽奖,说明理由.
解:(1)易知 X 符合超几何分布, ~ (2,2,5)XH ,故 22( ) 0.8
5
EX ==.
另解:
2
2
2
5
1( 2)
10
CPX
C
= = = ,
11
23
2
5
63( 1)
10 5
CCPX
C
= = = = ,
02
23
2
5
3( 0)
10
CCPX
C
= = = ,
1 3 3( ) 2 1 0 0.8
10 5 10
EX = + + = ………………………4 分
(2)方案一:记 为1名顾客选择方案一进行摸奖获得的奖金数额,则 可取50 ,20 ,15 .
2
2
2
5
1( 50)
10
CPX
C
= = = ,
11
23
2
5
63( 20)
10 5
CCPX
C
= = = = ,
02
23
2
5
3( 15)
10
CCPX
C
= = = ,
1 3 3( ) 50 20 15 21.5
10 5 10
EX = + + = . ………………………7 分
方案二:记 为1名顾客选择方案二进行摸奖获得的奖金数额,则 可取50 ,30 ,20 ,10 .
2
2
2
5
1( 50)
10
AP
A
= = = ,
112
2 3 2
3
5
1( 30)
5
C C AP
A
= = = ,
1 2 3
2 3 3
4
5
3( 20)
10
C C AP
A
= = = ,
14
24
5
5
2( 10)
5
CAP
A
= = = . ………………………10 分
1 1 3 2( ) 50 30 20 10 21
10 5 10 5
E = + + + = . ………………………11 分
因此,我会选择方案一进行摸奖. ………………………12 分
19.在四棱锥 P ABCD− 中,平面 PAD ⊥ 平面 ABCD ,平面 PCD ⊥ 平面 ABCD .
(1)证明: PD ⊥ 平面 ABCD ;
(2)若 E 为 PC 的中点, DE PC⊥ ,四边形 ABCD 为菱形且 60BAD=,求二面角
D BE C−−的余弦值.
解:(1)过 B 作 BF CD⊥ 于 F ,过 B 作 BG AD⊥ 于G .
平面 PCD ⊥ 平面 ABCD ,平面 PCD 平面 =ABCD CD , BF 平面 ABCD , BF CD⊥
BF⊥平面 PCD BF PD⊥ .
同理可得 BG PD⊥ ,又 BG BF B= , PD ⊥ 平面 ABCD .………………………4 分
第4页,共 8 页
(2)以 DC 所在方向为 y 轴,DP 所在方向为 z 轴建立如图所示空间直角坐标系,
PD ⊥ 平面 ABCD , PD CD⊥ ,
又 DE PC⊥ ,E 为 PC 的中点, PD DC= ………………………5 分
不妨假设 2PD = ,则 (0,0,0)D , ( 3,1,0)B , (0,1,1)E , (0,2,0)C .
可知 ( 3,0,1)BE =− , ( 3,0,1)DB = , ( 3,1,0)BC =− . ………………………7 分
设 ( , , )m x y z= 为平面 BDE 的法向量,
则 0
0
m BE
m DB
=
=
即 30
30
xz
xy
− + =
+=
,令 1x = ,得 3y =− , 3z =
可知平面 BDE 的一个法向量 (1, 3, 3)m =− ,
同理可得平面 BEC 的一个法向量 (1, 3, 3)n =
1cos ,
7
mnmn
mn
= = , ………………………11 分
又二面角 D BE C−−为钝角,
二面角 D BE C−−的余弦值为 1
7
− . ………………………12 分
20.已知椭圆C :
22
221( 0)xy ab
ab
+ = 的离心率为 1
2
,过焦点且垂直于长轴的弦长为3.
(1)求椭圆 C 的方程;
(2)过点(1,0) 的直线 l 交椭圆C 于 A , B 两点,在 x 轴上是否存在定点 P ,使得 PA PB 为
定值?若存在,求出点 P 的坐标和 PA PB 的值;若不存在,请说明理由.
解(1)∵椭圆C 的离心率为 1
2
,∴ 1
2
c
a
= ,
2
2
3
4
b
a
=
∵过焦点且垂直于长轴的弦长为3,
22 3b
a
=,解得
2
2
4
3
a
b
= =
∴椭圆C 的方程为
22
1
43
xy+=. ………………………4 分
(2)假设存在.设 ( ),0Pt , ( )11,A x y , ( )22,B x y ,
当直线 l 与 x 轴不重合时,设 l 的方程: 1x my=+.
第5页,共 8 页
由 2 2
1
43
1
y
x my
x
=+ +=
得 ( )223 4 6 9 0m y my+ + − = ,
易知 0 ,且 12 2
6
34
myy
m
+ = −
+
, 12 2
9
34
yy
m
=−
+
; ………………………6 分
1 2 1 2 1 21 1 ( ) 2x x my my m y y+ = + + + = + + , 2
1 2 1 2 1 2 1 2( 1)( 1) ( ) 1x x my my m y y m y y= + + = + + + ,
1 1 2 2
2
1 2 1 2 1 2
22
1 2 1 2
2
2
2
( , ) ( , )
( )
( 1) ( )( ) 2 1
(6 15) 9 2 1
34
PA PB x t y x t y
x x t x x t y y
m y y m mt y y t t
tm tt
m
= − −
= − + + +
= + + − + + − +
−−= + − +
+
………………………8 分
当 6 15 9
34
t −−= ,即 11
8
t = 时,
PA PA 的值与 m 无关,此时 135
64
PA PB = − . ………………………10 分
当直线 l 与 x 轴重合且 11
8
t = 时,
11 11 1352,0 2,0
8 8 64
PA PB = − + = −
. ………………………11 分
∴存在点 011,
8
P
,使得 PA PB 为定值 135
64
− . ………………………12 分
21.(本小题满分 12 分)
已知函数 2( ) ln( 1)f x a x x= + − .
(1)讨论 ()fx的单调性;
(2)当 0x 时, 2 1 ( )xe x f x− − 恒成立.求 a 的取值范围.
解:(1) ()fx的定义域为 ( )1, + ,
2
' 2 2 1( ) 2
11
a x xf x x
xx
− − += − =
++
, ………………………1 分
令 2( ) 2 2 1g x x x= − − + ,则 48a = + 且 ' ()fx与 ()gx的符号相同.
①当 0 即 1
2
a − 时, ( ) 0gx ,此时 ' ( ) 0fx ; ………………………2 分
②当 0 即 1
2
a − 时,令 ( ) 0gx= 得 1
1 1 2
2
ax − − += , 2
1 1 2
2
ax − + += ,
易知 2 1x − ………………………3 分
a 当 1 1x − 即 0a 时,当 ( )21,xx− 时, ( ) 0gx ,此时 ' ( ) 0fx ;
第6页,共 8 页
当 ( )2 ,xx + 时, ( ) 0gx ,此时 ' ( ) 0fx ; ………………………4 分
b 当 1 1x − 即 1 0
2
a− 时,当 ( ) ( )121, ,x x x − + 时, ( ) 0gx ,此时 ' ( ) 0fx ;
当 ( )12,x x x 时, ( ) 0gx ,此时 ' ( ) 0fx ;
综上,当 1
2
a − 时, ()fx的单减区间为 ( )1, + ,无单增区间;
当 0a 时, ()fx的单减区间为 1 1 2 ,
2
a− + + +
,单增区间为 1 1 21,
2
a− + +−
;
当 1 0
2
a− 时, ()fx的单减区间为 1 1 21,
2
a− − +−
和 1 1 2 ,
2
a− + + +
,单增区间为
1 1 2 1 1 2,
22
aa− − + − + +
. ………………………5 分
(2) 2 1 ( )xe x f x− − 即 1 ln( 1) 0xe a x− − + ;
令 ( ) 1 ln( 1)xh x e a x= − − + ,则 (0) 0h = , ' ()
1
x ah x e
x
=−
+
; ………………………6 分
当 0a 时, ' ( ) 0hx ,
此时 ()hx 在 )0,+ 上单增, ( ) (0) 0h x h=,符合题意; ………………………7 分
当 01a时,由 xye= 和
1
ay
x
=−
+
都是增函数可知 ' ()hx也为增函数,
故 ''( ) (0) 1 0h x h a = − ,
此时 ()hx 在 )0,+ 上单增, ( ) (0) 0h x h=,符合题意; ………………………9 分
当 1a 时,同理 ' ()hx也为增函数,
' (0) 1 0ha= − ,当 x → + 时, ' ( ) 0hx ,
' ()hx 在 )0,+ 上有唯一零点,不妨假设为 0x ,
当 )00,xx 时, ' ( ) 0hx ,此时 ()hx 单减,
当 0(0, )xx 时, ( ) (0) 0h x h=,不合题意. ………………………11 分
综上所述, a 的取值范围为 ( ,1− . ………………………12 分
第7页,共 8 页
请考生在第 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.
22.在直角坐标坐标系 xOy 中,曲线C 的参数方程为
221
21
xt
yt
=−
=−
( t 为参数),以直角坐标系
的原点O 为极点,以 x 轴的正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l 的极坐标方程为
(2sin cos ) m −=.
(1)求曲线C 的普通方程;
(2)若 l 与曲线C 有且仅有一个公共点,且 l 与坐标轴交于 ,AB两点,求以 AB 为直径的圆
的直角坐标方程.
解:(1)由 21yt=−,得 1
2
yt += , 2212 1 2( ) 1
2
yxt += − = − ,即 2( 1) 2( 1)yx+ = + ,
故曲线C 的普通方程为 . ………………………5
(2)由 ,得 2y x m−= ,联立
2( 1) 2( 1)
2
yx
y x m
+ = +
−=
得 2 2 2 1 0y y m− + − = ,
因为l 与曲线C 有且仅有一个公共点,所以 4 4(2 1) 0m = − − = , 1m = ,
所以l 的方程为 21yx−=,不妨假设 1(0, )
2
A ,则 ( 1,0)B − ,线段 AB 的中点为 11( , )
24
− .
所以 5
2
AB = ,故以 为直径的圆的直角坐标方程为
2 2 21 1 5 5( ) ( ) ( )
2 4 4 16
xy+ + − = = . ………………………10 分
23.已知 ( ) 1 2f x x x a= − + + .
(1)当 1a = 时,求不等式 ( ) 3fx 的解集;
(2)若函数 ()fx的最小值为 3,求实数 a 的值.
解:(1)当 1a = 时, ( ) 1 2 1f x x x= − + + ,
当 1
2
x − 时, ( ) 3f x x=− ,此时解 ( ) 3fx 得 1x − ;
当 1 1
2
x− 时, ( ) 2f x x=+,此时解 ( ) 3fx 得无解;
当 1x 时, ( ) 3f x x= ,此时解 ( ) 3fx 得 1x .
综上,不等式 ( ) 3fx 的解集为 | 1 1x x x − 或 . ………………………5 分
第8页,共 8 页
(2)
( ) 1 2
1 2
2
1
22
1 ( ( 1)( ) 0 )
2 2 2
1 ( )
22
f x x x a
axx
aax x x
a a ax x x
aax
= − + +
= − + +
= − + + + +
+ + + − +
+ = −
当且仅当 时等号成立
当且仅当 时等号成立
可以知道
2
ax =−当 时 , ()fx有最小值 1
2
a+ ,
由 13
2
a+=得 84a =− 或 . ………………………10 分
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