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- 2021-06-24 发布
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2016年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅲ)
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(5分)设集合A={0,2,4,6,8,10},B={4,8},则∁AB=( )
A.{4,8} B.{0,2,6} C.{0,2,6,10} D.{0,2,4,6,8,10}
2.(5分)若z=4+3i,则=( )
A.1 B.﹣1 C.+i D.﹣i
3.(5分)已知向量=(,),=(,),则∠ABC=( )
A.30° B.45° C.60° D.120°
4.(5分)某旅游城市为向游客介绍本地的气温情况,绘制了一年中各月平均最高气温和平均最低气温的雷达图,图中A点表示十月的平均最高气温约为15℃,B点表示四月的平均最低气温约为5℃,下面叙述不正确的是( )
A.各月的平均最低气温都在0℃以上
B.七月的平均温差比一月的平均温差大
C.三月和十一月的平均最高气温基本相同
D.平均最高气温高于20℃的月份有5个
5.(5分)小敏打开计算机时,忘记了开机密码的前两位,只记得第一位是M,I,N中的一个字母,第二位是1,2,3,4,5中的一个数字,则小敏输入一次密码能够成功开机的概率是( )
A. B. C. D.
6.(5分)若tanθ=,则cos2θ=( )
A. B. C. D.
7.(5分)已知a=,b=,c=,则( )
A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
8.(5分)执行如图程序框图,如果输入的a=4,b=6,那么输出的n=( )
A.3 B.4 C.5 D.6
9.(5分)在△ABC中,B=,BC边上的高等于BC,则sinA=( )
A. B. C. D.
10.(5分)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表面积为( )
A.18+36 B.54+18 C.90 D.81
11.(5分)在封闭的直三棱柱ABC﹣A1B1C1内有一个体积为V的球,若AB⊥BC,AB=6,BC=8,AA1=3,则V的最大值是( )
A.4π B. C.6π D.
12.(5分)已知O为坐标原点,F是椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左,右顶点.P为C上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.(5分)设x,y满足约束条件,则z=2x+3y﹣5的最小值为 .
14.(5分)函数y=sinx﹣cosx的图象可由函数y=2sinx的图象至少向右平移 个单位长度得到.
15.(5分)已知直线l:x﹣y+6=0与圆x2+y2=12交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点.则|CD|= .
16.(5分)已知f(x)为偶函数,当x≤0时,f(x)=e﹣x﹣1﹣x,则曲线y=f(x)在点(1,2)处的切线方程是 .
三、解答题(共5小题,满分60分)
17.(12分)已知各项都为正数的数列{an}满足a1=1,an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0.
(1)求a2,a3;
(2)求{an}的通项公式.
18.(12分)如图是我国2008年至2014年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨)的折线图.
注:年份代码1﹣7分别对应年份2008﹣2014.
(Ⅰ)由折线图看出,可用线性回归模型拟合y与t的关系,请用相关系数加以证明;
(Ⅱ)建立y关于t的回归方程(系数精确到0.01),预测2016年我国生活垃圾无害化处理量.
附注:
参考数据:yi=9.32,tiyi=40.17,=0.55,≈2.646.
参考公式:相关系数r=,
回归方程=+t中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:
=,=﹣.
19.(12分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M为线段AD上一点,AM=2MD,N为PC的中点.
(Ⅰ)证明MN∥平面PAB;
(Ⅱ)求四面体N﹣BCM的体积.
20.(12分)已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C于A,B两点,交C的准线于P,Q两点.
(Ⅰ)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明AR∥FQ;
(Ⅱ)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程.
21.(12分)设函数f(x)=lnx﹣x+1.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)证明当x∈(1,+∞)时,1<<x;
(3)设c>1,证明当x∈(0,1)时,1+(c﹣1)x>cx.
请考生在第22-24题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题计分.[
选修4-1:几何证明选讲]
22.(10分)如图,⊙O中的中点为P,弦PC,PD分别交AB于E,F两点.
(1)若∠PFB=2∠PCD,求∠PCD的大小;
(2)若EC的垂直平分线与FD的垂直平分线交于点G,证明:OG⊥CD.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数),以坐标原点为极点,以x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+)=2.
(1)写出C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
(2)设点P在C1上,点Q在C2上,求|PQ|的最小值及此时P的直角坐标.
[选修4-5:不等式选讲]
24.已知函数f(x)=|2x﹣a|+a.
(1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;
(2)设函数g(x)=|2x﹣1|,当x∈R时,f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围.
2016年全国统一高考数学试卷(文科)(新课标Ⅲ)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题5分,满分60分)
1.(5分)设集合A={0,2,4,6,8,10},B={4,8},则∁AB=( )
A.{4,8} B.{0,2,6} C.{0,2,6,10} D.{0,2,4,6,8,10}
【分析】根据全集A求出B的补集即可.
【解答】解:集合A={0,2,4,6,8,10},B={4,8},则∁AB={0,2,6,10}.
故选:C.
【点评】本题考查集合的基本运算,是基础题.
2.(5分)若z=4+3i,则=( )
A.1 B.﹣1 C.+i D.﹣i
【分析】利用复数的除法以及复数的模化简求解即可.
【解答】解:z=4+3i,则===﹣i.
故选:D.
【点评】本题考查复数的代数形式混合运算,考查计算能力.
3.(5分)已知向量=(,),=(,),则∠ABC=( )
A.30° B.45° C.60° D.120°
【分析】根据向量的坐标便可求出,及的值,从而根据向量夹角余弦公式即可求出cos∠ABC的值,根据∠ABC的范围便可得出∠ABC的值.
【解答】解:,;
∴;
又0°≤∠ABC≤180°;
∴∠ABC=30°.
故选:A.
【点评】考查向量数量积的坐标运算,根据向量坐标求向量长度的方法,以及向量夹角的余弦公式,向量夹角的范围,已知三角函数值求角.
4.(5分)某旅游城市为向游客介绍本地的气温情况,绘制了一年中各月平均最高气温和平均最低气温的雷达图,图中A点表示十月的平均最高气温约为15℃,B点表示四月的平均最低气温约为5℃,下面叙述不正确的是( )
A.各月的平均最低气温都在0℃以上
B.七月的平均温差比一月的平均温差大
C.三月和十一月的平均最高气温基本相同
D.平均最高气温高于20℃的月份有5个
【分析】根据平均最高气温和平均最低气温的雷达图进行推理判断即可.
【解答】解:A.由雷达图知各月的平均最低气温都在0℃以上,正确
B.七月的平均温差大约在10°左右,一月的平均温差在5°左右,故七月的平均温差比一月的平均温差大,正确
C.三月和十一月的平均最高气温基本相同,都为10°,正确
D.平均最高气温高于20℃的月份有7,8两个月,故D错误,
故选:D.
【点评】本题主要考查推理和证明的应用,根据平均最高气温和平均最低气温的雷达图,利用图象法进行判断是解决本题的关键.
5.(5分)小敏打开计算机时,忘记了开机密码的前两位,只记得第一位是M,I,N中的一个字母,第二位是1,2,3,4,5中的一个数字,则小敏输入一次密码能够成功开机的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】列举出从M,I,N中任取一个字母,再从1,2,3,4,5中任取一个数字的基本事件数,然后由随机事件发生的概率得答案.
【解答】解:从M,I,N中任取一个字母,再从1,2,3,4,5中任取一个数字,取法总数为:
(M,1),(M,2),(M,3),(M,4),(M,5),(I,1),(I,2),(I,3),(I,4),(I,5),(N,1),(N,2),(N,3),(N,4),(N,5)共15种.
其中只有一个是小敏的密码前两位.
由随机事件发生的概率可得,小敏输入一次密码能够成功开机的概率是.
故选:C.
【点评】本题考查随机事件发生的概率,关键是列举基本事件总数时不重不漏,是基础题.
6.(5分)若tanθ=,则cos2θ=( )
A. B. C. D.
【分析】原式利用二倍角的余弦函数公式变形,再利用同角三角函数间的基本关系化简,将tanθ的值代入计算即可求出值.
【解答】解:∵tanθ=,
∴cos2θ=2cos2θ﹣1=﹣1=﹣1=.
故选:D.
【点评】此题考查了二倍角的余弦函数公式,以及同角三角函数间的基本关系,熟练掌握公式是解本题的关键.
7.(5分)已知a=,b=,c=,则( )
A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
【分析】b==,c==,结合幂函数的单调性,可比较a,b,c,进而得到答案.
【解答】解:∵a==,
b=,
c==,
综上可得:b<a<c,
故选:A.
【点评】本题考查的知识点是指数函数的单调性,幂函数的单调性,是函数图象和性质的综合应用,难度中档.
8.(5分)执行如图程序框图,如果输入的a=4,b=6,那么输出的n=( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】模拟执行程序,根据赋值语句的功能依次写出每次循环得到的a,b,s,n的值,当s=20时满足条件s>16,退出循环,输出n的值为4.
【解答】解:模拟执行程序,可得
a=4,b=6,n=0,s=0
执行循环体,a=2,b=4,a=6,s=6,n=1
不满足条件s>16,执行循环体,a=﹣2,b=6,a=4,s=10,n=2
不满足条件s>16,执行循环体,a=2,b=4,a=6,s=16,n=3
不满足条件s>16,执行循环体,a=﹣2,b=6,a=4,s=20,n=4
满足条件s>16,退出循环,输出n的值为4.
故选:B.
【点评】本题主要考查了循环结构的程序框图的应用,正确依次写出每次循环得到的a,b,s的值是解题的关键,属于基础题.
9.(5分)在△ABC中,B=,BC边上的高等于BC,则sinA=( )
A. B. C. D.
【分析】由已知,结合勾股定理和余弦定理,求出AB,AC,再由三角形面积公式,可得sinA.
【解答】解:∵在△ABC中,B=,BC边上的高等于BC,
∴AB=BC,
由余弦定理得:AC===BC,
故BC•BC=AB•AC•sinA=•BC•BC•sinA,
∴sinA=,
故选:D.
【点评】本题考查的知识点是三角形中的几何计算,熟练掌握正弦定理和余弦定理,是解答的关键.
10.(5分)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表面积为( )
A.18+36 B.54+18 C.90 D.81
【分析】由已知中的三视图可得:该几何体是一个以主视图为底面的直四棱柱,进而得到答案.
【解答】解:由已知中的三视图可得:该几何体是一个以主视图为底面的直四棱柱,
其底面面积为:3×6=18,
侧面的面积为:(3×3+3×)×2=18+18,
故棱柱的表面积为:18×2+18+18=54+18.
故选:B.
【点评】本题考查的知识点是由三视图,求体积和表面积,根据已知的三视图,判断几何体的形状是解答的关键.
11.(5分)在封闭的直三棱柱ABC﹣A1B1C1内有一个体积为V的球,若AB⊥BC,AB=6,BC=8,AA1=3,则V的最大值是( )
A.4π B. C.6π D.
【分析】根据已知可得直三棱柱ABC﹣A1B1C1的内切球半径为,代入球的体积公式,可得答案.
【解答】解:∵AB⊥BC,AB=6,BC=8,
∴AC=10.
故三角形ABC的内切圆半径r==2,
又由AA1=3,
故直三棱柱ABC﹣A1B1C1的内切球半径为,
此时V的最大值=,
故选:B.
【点评】本题考查的知识点是棱柱的几何特征,根据已知求出球的半径,是解答的关键.
12.(5分)已知O为坐标原点,F是椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左,右顶点.P为C上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( )
A. B. C. D.
【分析】由题意可得F,A,B的坐标,设出直线AE的方程为y=k(x+a),分别令x=﹣c,x=0,可得M,E的坐标,再由中点坐标公式可得H的坐标,运用三点共线的条件:斜率相等,结合离心率公式,即可得到所求值.
【解答】解:由题意可设F(﹣c,0),A(﹣a,0),B(a,0),
设直线AE的方程为y=k(x+a),
令x=﹣c,可得M(﹣c,k(a﹣c)),令x=0,可得E(0,ka),
设OE的中点为H,可得H(0,),
由B,H,M三点共线,可得kBH=kBM,
即为=,
化简可得=,即为a=3c,
可得e==.
故选:A.
【点评】本题考查椭圆的离心率的求法,注意运用椭圆的方程和性质,以及直线方程的运用和三点共线的条件:斜率相等,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
二、填空题(共4小题,每小题5分,满分20分)
13.(5分)设x,y满足约束条件,则z=2x+3y﹣5的最小值为 ﹣10 .
【分析】
由约束条件作出可行域,化目标函数为直线方程的斜截式,数形结合得到最优解,联立方程组求得最优解的坐标,代入目标函数得答案.
【解答】解:由约束条件作出可行域如图,
联立,解得,即A(﹣1,﹣1).
化目标函数z=2x+3y﹣5为.
由图可知,当直线过A时,直线在y轴上的截距最小,z有最小值为2×(﹣1)+3×(﹣1)﹣5=﹣10.
故答案为:﹣10.
【点评】本题考查简单的线性规划,考查了数形结合的解题思想方法,是中档题.
14.(5分)函数y=sinx﹣cosx的图象可由函数y=2sinx的图象至少向右平移 个单位长度得到.
【分析】令f(x)=2sinx,则f(x﹣φ)=2in(x﹣φ),依题意可得2sin(x﹣φ)=2sin(x﹣),由﹣φ=2kπ﹣(k∈Z),可得答案.
【解答】解:∵y=sinx﹣cosx=2sin(x﹣),
令f(x)=2sinx,
则f(x﹣φ)=2in(x﹣φ)(φ>0),
依题意可得2sin(x﹣φ)=2sin(x﹣),
故﹣φ=2kπ﹣(k∈Z),
即φ=﹣2kπ+(k∈Z),
当k=0时,正数φmin=,
故答案为:.
【点评】本题考查函数y=sinx的图象变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象,得到﹣φ=2kπ﹣(k∈Z)是关键,属于中档题.
15.(5分)已知直线l:x﹣y+6=0与圆x2+y2=12交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点.则|CD|= 4 .
【分析】先求出|AB|,再利用三角函数求出|CD|即可.
【解答】解:由题意,圆心到直线的距离d==3,
∴|AB|=2=2,
∵直线l:x﹣y+6=0
∴直线l的倾斜角为30°,
∵过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,
∴|CD|==4.
故答案为:4.
【点评】本题考查直线与圆的位置关系,考查弦长的计算,考查学生的计算能力,比较基础.
16.(5分)已知f(x)为偶函数,当x≤0时,f(x)=e﹣x﹣1﹣x,则曲线y=f(x)在点(1,2)处的切线方程是 y=2x .
【分析】由已知函数的奇偶性结合x≤0时的解析式求出x>0时的解析式,求出导函数,得到f′(1),然后代入直线方程的点斜式得答案.
【解答】解:已知f(x)为偶函数,当x≤0时,f(x)=e﹣x﹣1﹣x,
设x>0,则﹣x<0,
∴f(x)=f(﹣x)=ex﹣1+x,
则f′(x)=ex﹣1+1,
f′(1)=e0+1=2.
∴曲线y=f(x)在点(1,2)处的切线方程是y﹣2=2(x﹣1).
即y=2x.
故答案为:y=2x.
【点评】本题考查利用导数研究过曲线上某点处的切线方程,考查了函数解析式的求解及常用方法,是中档题.
三、解答题(共5小题,满分60分)
17.(12分)已知各项都为正数的数列{an}满足a1=1,an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0.
(1)求a2,a3;
(2)求{an}的通项公式.
【分析】(1)根据题意,由数列的递推公式,令n=1可得a12﹣(2a2﹣1)a1﹣2a2=0,将a1=1代入可得a2的值,进而令n=2可得a22﹣(2a3﹣1)a2﹣2a3=0,将a2=代入计算可得a3的值,即可得答案;
(2)根据题意,将an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0变形可得(an﹣2an+1)(an+an+1)=0,进而分析可得an=2an+1或an=﹣an+1,结合数列各项为正可得an=2an+1,结合等比数列的性质可得{an}是首项为a1=1,公比为的等比数列,由等比数列的通项公式计算可得答案.
【解答】解:(1)根据题意,an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0,
当n=1时,有a12﹣(2a2﹣1)a1﹣2a2=0,
而a1=1,则有1﹣(2a2﹣1)﹣2a2=0,解可得a2=,
当n=2时,有a22﹣(2a3﹣1)a2﹣2a3=0,
又由a2=,解可得a3=,
故a2=,a3=;
(2)根据题意,an2﹣(2an+1﹣1)an﹣2an+1=0,
变形可得(an﹣2an+1)(an+1)=0,
即有an=2an+1或an=﹣1,
又由数列{an}各项都为正数,
则有an=2an+1,
故数列{an}是首项为a1=1,公比为的等比数列,
则an=1×()n﹣1=()n﹣1,
故an=()n﹣1.
【点评】本题考查数列的递推公式,关键是转化思路,分析得到an与an+1的关系.
18.(12分)如图是我国2008年至2014年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨)的折线图.
注:年份代码1﹣7分别对应年份2008﹣2014.
(Ⅰ)由折线图看出,可用线性回归模型拟合y与t的关系,请用相关系数加以证明;
(Ⅱ)建立y关于t的回归方程(系数精确到0.01),预测2016年我国生活垃圾无害化处理量.
附注:
参考数据:yi=9.32,tiyi=40.17,=0.55,≈2.646.
参考公式:相关系数r=,
回归方程=+t中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:
=,=﹣.
【分析】(1)由折线图看出,y与t之间存在较强的正相关关系,将已知数据代入相关系数方程,可得答案;
(2)根据已知中的数据,求出回归系数,可得回归方程,2016年对应的t值为9,代入可预测2016年我国生活垃圾无害化处理量.
【解答】解:(1)由折线图看出,y与t之间存在较强的正相关关系,理由如下:
∵r==≈≈≈0.993,
∵0.993>0.75,
故y与t之间存在较强的正相关关系;
(2)==≈≈0.103,
=﹣≈1.331﹣0.103×4≈0.92,
∴y关于t的回归方程=0.10t+0.92,
2016年对应的t值为9,
故=0.10×9+0.92=1.82,
预测2016年我国生活垃圾无害化处理量为1.82亿吨.
【点评】本题考查的知识点是线性回归方程,回归分析,计算量比较大,计算时要细心.
19.(12分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M为线段AD上一点,AM=2MD,N为PC的中点.
(Ⅰ)证明MN∥平面PAB;
(Ⅱ)求四面体N﹣BCM的体积.
【分析】(Ⅰ)取BC中点E,连结EN,EM,得NE是△PBC的中位线,推导出四边形ABEM是平行四边形,由此能证明MN∥平面PAB.
(Ⅱ)取AC中点F,连结NF,NF是△PAC的中位线,推导出NF⊥面ABCD,延长BC至G,使得CG=AM,连结GM,则四边形AGCM是平行四边形,由此能求出四面体N﹣BCM的体积.
【解答】证明:(Ⅰ)取BC中点E,连结EN,EM,
∵N为PC的中点,∴NE是△PBC的中位线
∴NE∥PB,
又∵AD∥BC,∴BE∥AD,
∵AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M为线段AD上一点,AM=2MD,
∴BE=BC=AM=2,
∴四边形ABEM是平行四边形,
∴EM∥AB,∴平面NEM∥平面PAB,
∵MN⊂平面NEM,∴MN∥平面PAB.
解:(Ⅱ)取AC中点F,连结NF,
∵NF是△PAC的中位线,
∴NF∥PA,NF==2,
又∵PA⊥面ABCD,∴NF⊥面ABCD,
如图,延长BC至G,使得CG=AM,连结GM,
∵AMCG,∴四边形AGCM是平行四边形,
∴AC=MG=3,
又∵ME=3,EC=CG=2,
∴△MEG的高h=,
∴S△BCM===2,
∴四面体N﹣BCM的体积VN﹣BCM===.
【点评】本题考查线面平行的证明,考查四面体的体积的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意空间思维能力的培养.
20.(12分)已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2
分别交C于A,B两点,交C的准线于P,Q两点.
(Ⅰ)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明AR∥FQ;
(Ⅱ)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程.
【分析】(Ⅰ)连接RF,PF,利用等角的余角相等,证明∠PRA=∠PQF,即可证明AR∥FQ;
(Ⅱ)利用△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求出N的坐标,利用点差法求AB中点的轨迹方程.
【解答】(Ⅰ)证明:连接RF,PF,
由AP=AF,BQ=BF及AP∥BQ,得∠AFP+∠BFQ=90°,
∴∠PFQ=90°,
∵R是PQ的中点,
∴RF=RP=RQ,
∴△PAR≌△FAR,
∴∠PAR=∠FAR,∠PRA=∠FRA,
∵∠BQF+∠BFQ=180°﹣∠QBF=∠PAF=2∠PAR,
∴∠FQB=∠PAR,
∴∠PRA=∠PQF,
∴AR∥FQ.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),
F(,0),准线为 x=﹣,
S△PQF=|PQ|=|y1﹣y2|,
设直线AB与x轴交点为N,
∴S△ABF=|FN||y1﹣y2|,
∵△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,
∴2|FN|=1,∴xN=1,即N(1,0).
设AB中点为M(x,y),由得=2(x1﹣x2),
又=,
∴=,即y2=x﹣1.
∴AB中点轨迹方程为y2=x﹣1.
【点评】本题考查抛物线的方程与性质,考查轨迹方程,考查学生的计算能力,属于中档题.
21.(12分)设函数f(x)=lnx﹣x+1.
(1)讨论f(x)的单调性;
(2)证明当x∈(1,+∞)时,1<<x;
(3)设c>1,证明当x∈(0,1)时,1+(c﹣1)x>cx.
【分析】(1)求出导数,由导数大于0,可得增区间;导数小于0,可得减区间,注意函数的定义域;
(2)由题意可得即证lnx<x﹣1<xlnx.运用(1)的单调性可得lnx<x﹣1,设F(x)=xlnx﹣x+1,x>1,求出单调性,即可得到x﹣1<xlnx成立;
(3)设G(x)=1+(c﹣1)x﹣cx,求G(x)的二次导数,判断G′(x)的单调性,进而证明原不等式.
【解答】解:(1)函数f(x)=lnx﹣x+1的导数为f′(x)=﹣1,
由f′(x)>0,可得0<x<1;由f′(x)<0,可得x>1.
即有f(x)的增区间为(0,1);减区间为(1,+∞);
(2)证明:当x∈(1,+∞)时,1<<x,即为lnx<x﹣1<xlnx.
由(1)可得f(x)=lnx﹣x+1在(1,+∞)递减,
可得f(x)<f(1)=0,即有lnx<x﹣1;
设F(x)=xlnx﹣x+1,x>1,F′(x)=1+lnx﹣1=lnx,
当x>1时,F′(x)>0,可得F(x)递增,即有F(x)>F(1)=0,
即有xlnx>x﹣1,则原不等式成立;
(3)证明:设G(x)=1+(c﹣1)x﹣cx,
则需要证明:当x∈(0,1)时,G(x)>0(c>1);
G′(x)=c﹣1﹣cxlnc,G′′(x)=﹣(lnc)2cx<0,
∴G′(x)在(0,1)单调递减,而G′(0)=c﹣1﹣lnc,G′(1)=c﹣1﹣clnc,
由(1)中f(x)的单调性,可得G′(0)=c﹣1﹣lnc>0,由(2)可得G′(1)=c﹣1﹣clnc=c(1﹣lnc)﹣1<0,
∴∃t∈(0,1),使得G′(t)=0,即x∈(0,t)时,G′(x)>0,x∈(t,1)时,G′(x)<0;
即G(x)在(0,t)递增,在(t,1)递减;
又因为:G(0)=G(1)=0,
∴x∈(0,1)时G(x)>0成立,不等式得证;
即c>1,当x∈(0,1)时,1+(c﹣1)x>cx.
【点评】本题考查导数的运用:求单调区间和极值、最值,考查不等式的证明,注意运用构造函数法,求出导数判断单调性,考查推理和运算能力,属于中档题.
请考生在第22-24题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-1:几何证明选讲]
22.(10分)如图,⊙O中的中点为P,弦PC,PD分别交AB于E,F两点.
(1)若∠PFB=2∠PCD,求∠PCD的大小;
(2)若EC的垂直平分线与FD的垂直平分线交于点G,证明:OG⊥CD.
【分析】(1)连接PA,PB,BC,设∠PEB=∠1,∠PCB=∠2,∠ABC=∠3,∠PBA=∠4,∠PAB=∠5,运用圆的性质和四点共圆的判断,可得E,C,D,F共圆,再由圆内接四边形的性质,即可得到所求∠PCD的度数;
(2)运用圆的定义和E,C,D,F共圆,可得G为圆心,G在CD的中垂线上,即可得证.
【解答】(1)解:连接PB,BC,
设∠PEB=∠1,∠PCB=∠2,∠ABC=∠3,
∠PBA=∠4,∠PAB=∠5,
由⊙O中的中点为P,可得∠4=∠5,
在△EBC中,∠1=∠2+∠3,
又∠D=∠3+∠4,∠2=∠5,
即有∠2=∠4,则∠D=∠1,
则四点E,C,D,F共圆,
可得∠EFD+∠PCD=180°,
由∠PFB=∠EFD=2∠PCD,
即有3∠PCD=180°,
可得∠PCD=60°;
(2)证明:由C,D,E,F共圆,
由EC的垂直平分线与FD的垂直平分线交于点G
可得G为圆心,即有GC=GD,
则G在CD的中垂线,又CD为圆G的弦,
则OG⊥CD.
【点评】本题考查圆内接四边形的性质和四点共圆的判断,以及圆的垂径定理的运用,考查推理能力,属于中档题.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数),以坐标原点为极点,以x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+)=2.
(1)写出C1的普通方程和C2的直角坐标方程;
(2)设点P在C1上,点Q在C2上,求|PQ|的最小值及此时P的直角坐标.
【分析】(1)运用两边平方和同角的平方关系,即可得到C1的普通方程,运用x=ρcosθ,y=ρsinθ,以及两角和的正弦公式,化简可得C2的直角坐标方程;
(2)由题意可得当直线x+y﹣4=0的平行线与椭圆相切时,|PQ|取得最值.设与直线x+y﹣4=0平行的直线方程为x+y+t=0,代入椭圆方程,运用判别式为0,求得t,再由平行线的距离公式,可得|PQ|的最小值,解方程可得P的直角坐标.
另外:设P(cosα,sinα),由点到直线的距离公式,结合辅助角公式和正弦函数的值域,即可得到所求最小值和P的坐标.
【解答】解:(1)曲线C1的参数方程为(α为参数),
移项后两边平方可得+y2=cos2α+sin2α=1,
即有椭圆C1:+y2=1;
曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+)=2,
即有ρ(sinθ+cosθ)=2,
由x=ρcosθ,y=ρsinθ,可得x+y﹣4=0,
即有C2的直角坐标方程为直线x+y﹣4=0;
(2)由题意可得当直线x+y﹣4=0的平行线与椭圆相切时,
|PQ|取得最值.
设与直线x+y﹣4=0平行的直线方程为x+y+t=0,
联立可得4x2+6tx+3t2﹣3=0,
由直线与椭圆相切,可得△=36t2﹣16(3t2﹣3)=0,
解得t=±2,
显然t=﹣2时,|PQ|取得最小值,
即有|PQ|==,
此时4x2﹣12x+9=0,解得x=,
即为P(,).
另解:设P(cosα,sinα),
由P到直线的距离为d=
=,
当sin(α+)=1时,|PQ|的最小值为,
此时可取α=,即有P(,).
【点评】本题考查参数方程和普通方程的互化、极坐标和直角坐标的互化,同时考查直线与椭圆的位置关系,主要是相切,考查化简整理的运算能力,属于中档题.
[选修4-5:不等式选讲]
24.已知函数f(x)=|2x﹣a|+a.
(1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集;
(2)设函数g(x)=|2x﹣1|,当x∈R时,f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围.
【分析】(1)当a=2时,由已知得|2x﹣2|+2≤6,由此能求出不等式f(x)≤6的解集.
(2)由f(x)+g(x)=|2x﹣1|+|2x﹣a|+a≥3,得|x﹣|+|x﹣|≥,由此能求出a的取值范围.
【解答】解:(1)当a=2时,f(x)=|2x﹣2|+2,
∵f(x)≤6,∴|2x﹣2|+2≤6,
|2x﹣2|≤4,|x﹣1|≤2,
∴﹣2≤x﹣1≤2,
解得﹣1≤x≤3,
∴不等式f(x)≤6的解集为{x|﹣1≤x≤3}.
(2)∵g(x)=|2x﹣1|,
∴f(x)+g(x)=|2x﹣1|+|2x﹣a|+a≥3,
2|x﹣|+2|x﹣|+a≥3,
|x﹣|+|x﹣|≥,
当a≥3时,成立,
当a<3时,|x﹣|+|x﹣|≥|a﹣1|≥>0,
∴(a﹣1)2≥(3﹣a)2,
解得2≤a<3,
∴a的取值范围是[2,+∞).
【点评】
本题考查含绝对值不等式的解法,考查实数的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意不等式性质的合理运用.
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