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- 2021-06-30 发布
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2016 年山西省太原市高考一模试卷数学文
一、选择题:本大题共 12 个小题,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.已知全集 U={1,2,3,4,5},集合 M={3,4,5},N={1,2,5},则集合{1,2}可以表示
为( )
A.M∩N
B.(CUM)∩N
C.M∩(CUN)
D.(CUM)∩(CUN)
解析:根据元素之间的关系进行求解即可.
∵M={3,4,5},N={1,2,5},
∴M∩N={5},(CUM)∩N={1,2},
M∩(CUN)={3,4},
(CUM)∩(CUN)=∅.
答案:B
2.i 是虚数单位,复数 53
4
i
i
( )
A.1-i
B.-1+i
C.1+i
D.-1-i
解析:进行复数的除法运算,分子和分母同乘以分母的共轭复数,约分化简,得到结果.
5 3 45 3 17 17 14 4 4 17
iiiiii i i
.
答案:C.
3.如图是某样本数据的茎叶图,则该样本的中位数、众数、极差分别是( )
A.32 34 32
B.33 45 35
C.34 45 32
D.33 36 35
解析:根据中位数,众数以及极差的概念以及茎叶图中的数据,求出相应的数据即可.
从茎叶图中知共 16 个数据,按照从小到大排序后中间的两个数据为 32、34,
所以这组数据的中位数为 33;
45 出现的次数最多,所以这组数据的众数为 45;
最大值是 47,最小值是 12,故极差是:35.
答案:B.
4.若双曲线
22
221xy
ab = 的离心率为 3 ,则其渐近线方程为(
A.y=±2x
B.y=± 2 x
C.y=± 1
2
x
D.y=± 2
2
x
解析:由双曲线的离心率 ,可知 c= a,
又 a2+b2=c2,所以 b= a,
所以双曲线的渐近线方程为: 2byxx a .
答案:B.
5.对于下列四个命题
p1:
00
0
110 23()
xx
x
, , < ;
p2: 1010
23
001()xlogxlogx,, > ;
p3: 1
2
()10 2
x
x log x
, , < ;
p4: 1
3
110 32()
x
xlog x
, , < .
其中的真命题是( )
A.p1,p3
B.p1,p4
C p2,p3
D.p2,p4
解析:根据指数函数和对数函数的图象和性质即可判断.
对于下列四个命题
p1:
00
0
110 23()
xx
x
, , < ;根据指数函数的性质可知 p1 错误,
p2: 1010
23
001()xlogxlogx,, > ;根据对数函数的单调性可知 p2 正确,
p3: 1
2
()10 2
x
x log x
, , < ;当 x=1 时,就不正确,故 p3 错误,
p4: 1
3
110 32()
x
xlogx
, , < .根据指数函数和对数函数的性质可知,p4 正确.
答案:B.
6.执行如图所示的程序框图,若输出的 25
24S= ,则判断框内填入的条件可以是( )
A.k≥7
B.k>7
C.k≤8
D.k<8
解析:模拟执行程序框图,可得:
S=0,k=0
满足条件,k=2,S 1
2
满足条件,k=4,S 11
24
满足条件,k=6,S 1 1 1
2 4 6
满足条件,k=8,S= 111125
246824 .
由题意,此时应不满足条件,退出循环,输出 S 的值为 25
24
.
结合选项可得判断框内填入的条件可以是:k<8.
答案:D.
7.已知函数 f(x)=2sin(2x+φ)(|φ|<π2)图象过点(0,3),则 f(x)图象的一个对称中心
是( )
A.(
3
,0)
B.(
6
,0)
C.(
6
,0)
D.(
12
,0)
解析:∵函数 f(x)=2sin(2x+φ)(|φ|<
2
)的图象过点(0, 3 ),
∴ 3 =2sinφ,由(|φ|< ),可得:φ=
3
,
∴f(x)=2sin(2x+
3
),
∴由五点作图法令 2x+ =0,可解得:x= ,
则 f(x)的图象的一个对称中心是( ,0).
答案:B.
8.各项均为正数的等比数列{an}的前 n 项和为 Sn,若 Sn=2,S3n=14,则 S4n 等于( )
A.80
B.30
C.26
D.16
解析:利用等比数列的求和公式,整体思维,即可求得结论.
设各项均为正数的等比数列{an}的公比等于 q,
∵Sn=2,S3n=14,∴q≠1
∴ 3
11 1
11
21422111
nn
naqaq aqqqq
, ,解得 , .
∴ 41
4 12 116301
n
n
aSqq
( ) ( ) .
答案:B.
9.某空间几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积为( )
A.10
B.15
C.20
D.30
解析:由已知中的三视图可得该几何体是一个以俯视图为底面的三棱柱,切去一个同底等高
的三棱锥所得的几何体,
∵底面面积 S= 1
2
×4×3=6,
高 h=5,
故组合体的体积 122033VShShSh .
答案:C
10.已知满足
2 2 0
2 4 0
3 3 0
xy
xy
xy
的实数 x、y 所表示的平面区域为 M、若函数 y=k(x+1)+1 的图
象经过区域 M,则实数 k 的取值范围是( )
A.[3,5]
B.[-1,1]
C.[-1,3]
D.[ 1
2 ,1]
解析:作出可行域,如图.
因为函数 y=k(x+1)+1 的图象是过点 A(-1,1),且斜率为 k 的直线 l,由图知,当直线 l 过
点 M(0,2)时,k 取最大值 1,当直线 l 过点 NB(1,0)时,k 取最小值 1
2 ,
故 k∈[ 1
2 ,1].
答案:D.
11.已知三棱锥 S-ABC,满足 SA⊥SB,SB⊥SC,SC⊥SA,且 SA=SB=SC,若该三棱锥外接球的
半径为 3 ,Q 是外接球上一动点,则点 Q 到平面 ABC 的距离的最大值为( )
A.3
B.2
C. 3
3
D. 43
3
解析:∵三棱锥 S-ABC 中,SA⊥SB,SB⊥SC,SC⊥SA,且 SA=SB=SC,
∴三棱锥的外接球即为以 SA,SB,SC 为长宽高的正方体的外接球,
∵该三棱锥外接球的半径为 ,
∴正方体的体对角线长为 2 ,
∴球心到平面 ABC 的距离为 1 2 3 3
23 3,
∴点 Q 到平面 ABC 的距离的最大值为 33 3
3
4
3 .
答案:D.
12.已知函数 f(x)= 1
2
x2+2ax,g(x)=3a2lnx+b,设两曲线 y=f(x),y=g(x)有公共点,且在该
点处的切线相同,则 a∈(0,+∞)时,实数 b 的最大值是( )
A.
2
33
2 e
B. 613
6 e
C. 61
6 e
D.
2
37
2 e
解析:设曲线 y=f(x)与 y=g(x)在公共点(x0,y0)处的切线相同,
因为 f′(x)=x+2a,g′(x)
23a
x ,且 f′(x0)=g′(x0),
所以
2
0
0
32 axax ,化简得 x0
2+2ax0-3a2=0,
解得 x0=a 或-3a,又 x0>0,且 a>0,则 x0=a,
因为 f(x0)=g(x0),所以 1
2
x0
2+2ax0=3a2lnx0+b,
则 b(a)= 5
2
a2-3a2lna(a>0),
所以 b′(a)=5a-3(2alna+a)=2a-6alna=2a(1-3lna),
由 b′(a)=0 得,a=
1
3e ,
所以当 0<a< 时,b′(a)>0;当 a> 时,b′(a)<0,
即 b(a)在(0,
1
3e )上单调递增,b(a)在( ,+∞)上单调递减,
所以当 a=
1
3e 时,实数 b 的取到极大值也是最大值
12
333
2b e e
.
答案:A.
二、填空题(每题 5 分,满分 20 分,将答案填在答题纸上)
13.若函数
2
1
2
,0
,0
f x log x x
log x x
= >
< ,若 f(a)>f(-a),则实数 a 的取值范围是 .
解析:对 a 进行分类讨论:
当 a>0 时-a<0 则由 f(a)>f(-a)可得 log2a> 1
2
l o g a =-log2a
∴log2a>0,
∴a>1.
②当 a<0 时-a>0 则由 f(a)>f(-a)可得 >log2(-a)
∴log2(-a)<0
∴0<-a<1
∴-1<a<0
综上 a 的取值范围为(-1,0)∪(1,+∞).
答案:(-1,0)∪(1,+∞)
14.已知圆 C:(x-1)2+(y-2)2=2,若等边△PAB 的一边 AB 为圆 C 的一条弦,则|PC|的最大值
为 .
解析:由圆 C:(x-1)2+(y-2)2=2,
∴圆心坐标 C(1,2),半径 r= 2 .
∵等边△PAB 的一边 AB 为圆 C 的一条弦,
∴|PC|的最大值为直径 2 2 .
答案:2 2 .
15.已知非零向量 a ,b 的夹角为 60°,且 ab =1,则 ab 的最大值是 .
解析:∵非零向量 , 的夹角为 60°,且 =1,
∴ 22
21a b a b = ,即 22
2 60 1a b a b cos= ,
则 22
12ababab= ,
∴ ab≤1,当且仅当 1ab时取等号.
∴ 2222
226021ababa baba b cosa b ,
∴1< 2 ab+1≤3,
∴13ab< .
∴ ab 的最大值是 3 .
答案: 3 .
16.已知数列{an}满足:an-(-1)nan-1=n(n≥2),记 Sn 为{an}的前 n 项和,则 S40= .
解析:∵an-(-1)nan-1=n(n≥2),
∴当 n=2k 时,即 a2k-a2k-1=2k,①
当 n=2k-1 时,即 a2k-1+a2k-2=2k-1,②
当 n=2k+1 时,即 a2k+1+a2k=2k+1,③
①+②a2k+a2k-2=4k-1,
③-①a2k+1+a2k-1=1,
S40=(a1+a3+a5+…+a39)+(a2+a4+a6+a8+…+a40)=1×10+(7+15+23+…)=10+7×10+ 10101
2
×8
=440.
答案:440.
三、解答题(本大题共 5 小题,共 70 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.已知 a,b,c 分别为锐角△ABC 内角 A,B,C 的对边,且 3 a=2csinA.
(Ⅰ)求角 C.
解析:(Ⅰ)由正弦定理化简已知等式可得 sinA=2sinCsinA,结合 A 锐角,sinA>0,可
得 sinC= 3
2
,又 C 为锐角,即可得解 C 的值.
答案:(Ⅰ)∵ a=2csinA,
∴正弦定理得 sinA=2sinCsinA,
∵A 锐角,∴sinA>0,
∴sinC= 3
2
,
又∵C 为锐角,
∴C=
3
.
(Ⅱ)若 c= 7 ,且△ABC 的面积为 33
2
,求 a+b 的值.
解析:(Ⅱ)由余弦定理及已知可得 7=a2+b2-ab,又由△ABC 的面积公式可得 ab=6,即可得解
a+b 的值.
答案:(Ⅱ)∵三角形 ABC 中,由余弦定理得 c2=a2+b2-2abcosC,即 7=a2+b2-ab,
又∵由△ABC 的面积得 11
22
333
22SabsinCab .即 ab=6,
∴(a+b)2=a2+b2+2ab=25,
∵由于 a+b 为正,
∴a+b=5.
18.某工厂对一批共 50 件的机器零件进行分类检测,其重量(克)统计如下:
规定重量在 82 克及以下的为甲型,重量在 85 克及以上的为乙型,已知该批零件有甲型 2
件.
(Ⅰ)从该批零件中任选 1 件,若选出的零件重量在[95,100]内的概率为 0.26,求 m 的值.
解析:(Ⅰ)根据题设条件,先求出 n 的值,进而即可能求出 m.
答案:(Ⅰ)∵从该批零件中任选 1 件,选出的零件重量在[95,100]内的概率为 0.26,
∴n=50×0.26=13,
∴m=50-5-12-13=20.
(Ⅱ)从重量在[80,85)的 5 件零件中,任选 2 件,求其中恰有 1 件为甲型的概率.
解析:(Ⅱ)重量在[80,85)的 5 件零件中,甲型 2 件,乙型 3 件,任选 2 件,先求出基本事
件总数,再求出其中恰有 1 件为甲型包含的基本事件个数,由此能求出恰有 1 件为甲型的概
率.
答案:(Ⅱ)∵重量在[80,85)的 5 件零件中,甲型 2 件,乙型 3 件,
从重量在[80,85)的 5 件零件中,任选 2 件,基本事件总数 2
5 10nC,
其中恰有 1 件为甲型包含的基本事件个数 11
23 6m C C,
∴其中恰有 1 件为甲型的概率 0.6mp n .
19.如图,已知四棱锥的侧棱 PD⊥底面 ABCD,且底面 ABCD 是直角梯形,AD⊥CD,AB∥CD,
AB=AD= 1
2
CD=2,点 M 在侧棱上.
(Ⅰ)求证:BC⊥平面 BDP.
解析:(Ⅰ)证明 BD⊥BC,PD⊥BC,即可证明 BC⊥平面 BDP.
答案:(Ⅰ)由已知可算得 BD=BC=2 2 ,∴BD2+BC2=16=DC2,
故 BD⊥BC,
又 PD⊥平面 ABCD,BC 平面 ABCD,故 PD⊥BC,
又 BD∩PD=D,所以 BC⊥平面 BDP.
(Ⅱ)若侧棱 PC 与底面 ABCD 所成角的正切值为 1
2
,点 M 为侧棱 PC 的中点,求异面直线 BM
与 PA 所成角的余弦值.
解析:(Ⅱ)取 PD 中点为 N,并连结 AN,MN,则∠PAN 即异面直线 BM 与 PA 所成角,在△PAN
中,利用余弦定理,即可求出异面直线 BM 与 PA 所成角的余弦值.
答案:(Ⅱ)如图,取 PD 中点为 N,并连结 AN,MN,BM∥AN,
则∠PAN 即异面直线 BM 与 PA 所成角;
又 PA⊥底面 ABCD,∴∠PCD 即为 PC 与底面 ABCD 所成角,
即 tan∠PCD= 1
2
,∴PD= 1
2
CD=2,即 PN= 1
2
PD=1,
又 AN= 5 ,PA=2 2 ,则在△PAN 中,cos∠PAN=
222 310
210
APANPN
APAN
= ,
即异面直线 BM 与 PA 所成角的余弦值为 3 1 0
10
.
20.已知椭圆 M:
22
2 13
xy
a (a>0)的一个焦点为 F(-1,0),左右顶点分别为 A,B.经过点
F 的直线 l 与椭圆 M 交于 C,D 两点.
(Ⅰ)求椭圆方程.
解析:(Ⅰ)由焦点 F 坐标可求 c 值,根据 a,b,c 的平方关系可求得 a 值.
答案:(Ⅰ)因为 F(-1,0)为椭圆的焦点,所以 c=1,又 b2=3,
所以 a2=4,所以椭圆方程为
22
143
xy.
(Ⅱ)当直线 l 的倾斜角为 45°时,求线段 CD 的长.
解析:(Ⅱ)写出直线方程,与椭圆方程联立消掉 y 得关于 x 的一元二次方程,利用韦达定理
及弦长公式即可求得|CD|.
答案:(Ⅱ)因为直线的倾斜角为 45°,所以直线的斜率为 1,
所以直线方程为 y=x+1,和椭圆方程联立得到
22
143
1
xy
yx
=
=
,消掉 y,得到 7x2+8x-8=0,
所以△=288,x1+x2= 8
7 ,x1x2= ,
所以 22
12121 2
241472CDkxxxxx x .
(Ⅲ)记△ABD 与△ABC 的面积分别为 S1 和 S2,求|S1-S2|的最大值.
解析:(Ⅲ)当直线 l 不存在斜率时可得,|S1-S2|=0;当直线 l 斜率存在(显然 k≠0)时,设
直线方程为 y=k(x+1)(k≠0),与椭圆方程联立消 y 可得 x 的方程,根据韦达定理可用 k 表
示 x1+x2,x1x2,|S1-S2|可转化为关于 x1,x2 的式子,进而变为关于 k 的表达式,再用基本不
等式即可求得其最大值.
答案:(Ⅲ)当直线 l 无斜率时,直线方程为 x=-1,
此时 D(-1, 3
2
),C(-1, 3
2 ),△ABD,△ABC 面积相等,|S1-S2|=0,
当直线 l 斜率存在(显然 k≠0)时,设直线方程为 y=k(x+1)(k≠0),
设 C(x1,y1),D(x2,y2),
和椭圆方程联立得到
22
143
1
xy
y k x
=
=
,消掉 y 得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0,
显然△>0,方程有根,且 x1+x2=
2
2
8
34
k
k
,x1x2=
2
2
4 12
34
k
k
,
此时|S1-S2|=2||y1|-|y2||=2|y1+y2|=2|k(x2+1)+k(x1+1)|=2|k(x2+x1)+2k|
2
12 121212 3334 32124 24
k
k k kk k
,(k=±32 时等号成立)
所以|S1-S2|的最大值为 3 .
21.已知函数 f(x)=2lnx-x2+ax(a∈R).
(Ⅰ)若函数 f(x)的图象在 x=2 处切线的斜率为-1,且不等式 f(x)≥2x+m 在[ 1
e
,e]上有解,
求实数 m 的取值范围.
解析:(Ⅰ)通过求导得到函数 f(x)的图象在 x=2 处切线的斜率,由此求得 a=2,得到函数解
析式,然后利用分离变量法得到 m≤2lnx-x2,利用导数求出 g(x)=2lnx-x2 在[ ,e]上的最
大值得答案.
答案:(Ⅰ)由 2 2fxxa x = ,
得切线的斜率 k=f'(2)=a-3=-1,∴a=2,
故 f(x)=2lnx-x2+2x,
由 f(x)≥2x+m,得 m≤2lnx-x2,
∵不等式 f(x)≥2x+m 在[ ,e]上有解,∴m≤(2lnx-x2)max .
令 g(x)=2lnx-x2,则 2112 2 xxg xx xx
= = ,
∵x∈[ ,e],故 g′(x)=0 时,x=1.
当 1
e
<x<1 时,g'(x)>0;当 1<x<e 时,g'(x)<0.
故 g(x)在 x=1 处取得最大值 g(1)=-1,
∴m≤-1.
(Ⅱ)若函数 f(x)的图象与 x 轴有两个不同的交点 A(x1,0),B(x2,0),且 0<x1<x2,求证:
12 02
xxf
< (其中 f′(x)是 f(x)的导函数).
解析:(Ⅱ)由 f(x)的图象与 x 轴交于两个不同的点 A(x1,0),B(x2,0),可得方程 2lnx-x2+ax=0
的两个根为 x1,x2,把两根代入方程后作差得到 12
12
12
2 lnxlnxaxx xx
= ,求得 f′
( 12
2
xx ),然后令 1
2
xt x
= 换元,再通过构造函数,利用导数求出所构造出函数的最大值小
于等于 0 得答案.
答案:(Ⅱ)∵f(x)的图象与 x 轴交于两个不同的点 A(x1,0),B(x2,0),
∴方程 2lnx-x2+ax=0 的两个根为 x1,x2,
则
2
111
2
222
20
20
lnxxax
lnxxax
=
=
,两式相减得 ,
又 f(x)=2lnx-x2+ax, 2 2f x x ax = ,则
1212
12
121212
244
2
lnxlnxxxfxxa xxxxxx
= = ,
要证 12
1212
24 0lnxlnx
xxxx
< ,
即证明 21 1
122
2 0xx xlnxxx
< , ,
∵0<x1<x2,∴0<t<1,
即证明 21 01
tu tlnt t
= < 在 0<t<1 上恒成立,
∵
2
222
21 2 11 1 14
111
tttut ttttt t
= = = ,
又 0<t<1,∴u'(t)>0,
∴u(t)在(0,1)上是增函数,则 u(t)<u(1)=0,从而知 21 1
122
2 0xx xlnxxx
< .
故 12
1212
24 0lnxlnx
xxxx
< ,即 12 02
xxf
< 成立.
请考生在 22、23、24 三题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.[选修 4-1:
几何证明选讲]
22.如图,在△ABC 中,CD 是∠ACB 的角平分线,△ADC 的外接圆交 BC 于点 E,AB=2AC
(Ⅰ)求证:BE=2AD.
解析:(Ⅰ)连接 DE,证明△DBE∽△CBA,利用 AB=2AC,结合角平分线性质,即可证明 BE=2AD.
答案:(Ⅰ)连接 DE,
∵ACED 是圆内接四边形,
∴∠BDE=∠BCA,
又∠DBE=∠CBA,∴△DBE∽△CBA,即有 BEDE
BACA
= ,
又∵AB=2AC,∴BE=2DE,
∵CD 是∠ACB 的平分线,∴AD=DE,
∴BE=2AD.
(Ⅱ)当 AC=3,EC=6 时,求 AD 的长.
解析:(Ⅱ)根据割线定理得 BD·BA=BE·BC,从而可求 AD 的长.
答案:(Ⅱ)由条件知 AB=2AC=6,设 AD=t,
则 BE=2t,BC=2t+6,
根据割线定理得 BD·BA=BE·BC,
即(6-t)×6=2t·(2t+6),即 2t2+9t-18=0,
解得 t= 3
2
或-6(舍去),则 AD= 3
2
.
[选修 4-4:坐标系与参数方程]
23.在平面直角坐标系 xoy 中,以 O 为极点,x 轴的正半轴为极轴的极坐标系中,直线 l 的
极坐标方程为θ=
4
,曲线 C 的参数方程为 2x c os
y sin
=
=
.
(Ⅰ)写出直线 l 与曲线 C 的直角坐标方程.
解析:(Ⅰ)利用极坐标与直角坐标方程的互化,直接写出直线 l 的普通方程,消去参数可得
曲线 C 的直角坐标方程.
答案:(Ⅰ)直线 l 的极坐标方程为θ= ,所以直线斜率为 1,直线 l:y=x;
曲线 C 的参数方程为 .消去参数θ,
可得曲线 C:
2
2 12
x y = .
(Ⅱ)过点 M 平行于直线 l1 的直线与曲线 C 交于 A、B 两点,若|MA|·|MB|= 8
3
,求点 M 轨迹
的直角坐标方程.
解析:(Ⅱ)设点 M(x0,y0)以及平行于直线 l1 的直线参数方程,直线 l1 与曲线 C 联立方程组,
通过|MA|·|MB|= ,即可求点 M 轨迹的直角坐标方程.通过两个交点推出轨迹方程的范围.
答案:(Ⅱ)设点 M(x0,y0)及过点 M 的直线为 l1:
0
0
2
2
2
2
txx
tyy
=
=
由直线 l1 与曲线 C 相交可得:
2
22
0000223 222 02
t txtyxy = ,
|MA|·|MB|=
22
00228
3 3
2
xy= ,即:x0
2+2y0
2=6,
x2+2y2=6 表示一椭圆
取 y=x+m 代入 得:3x2+4mx+2m2-2=0
由△≥0 得 33m
故点 M 的轨迹是椭圆 x2+2y2=6 夹在平行直线 3yx= 之间的两段弧.
[选修 4-5:不等式选讲]
24.已知函数 f(x)=|2x-a|+|2x+3|,g(x)=|x-1|+2.
(Ⅰ)解不等式|g(x)|<5.
解析:(Ⅰ)利用||x-1|+2|<5,转化为-7<|x-1|<3,然后求解不等式即可.
答案:(Ⅰ)由||x-1|+2|<5,得-5<|x-1|+2<5
∴-7<|x-1|<3,
得不等式的解为-2<x<4.
(Ⅱ)若对任意 x1∈R,都有 x2∈R,使得 f(x1)=g(x2)成立,求实数 a 的取值范围.
解析:(Ⅱ)利用条件说明{y|y=f(x)} {y|y=g(x)},通过函数的最值,列出不等式求解即
可.
答案:(Ⅱ)因为任意 x1∈R,都有 x2∈R,使得 f(x1)=g(x2)成立,
所以{y|y=f(x)} {y|y=g(x)},
又 f(x)=|2x-a|+|2x+3|≥|(2x-a)-(2x+3)|=|a+3|,
g(x)=|x-1|+2≥2,所以|a+3|≥2,解得 a≥-1 或 a≤-5,
所以实数 a 的取值范围为 a≥-1 或 a≤-5.
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