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2016年江苏省南京市、盐城市高考数学二模试卷
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分.不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)
1.(5分)设集合A={x|﹣2<x<0},B={x|﹣1<x<1},则A∪B= .
2.(5分)若复数z=(1+mi)(2﹣i)(i是虚数单位)是纯虚数,则实数m的值为 .
3.(5分)将一骰子连续抛掷两次,至少有一次向上的点数为1的概率是 .
4.(5分)如图所示,一家面包销售店根据以往某种面包的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图.若一个月以30天计算,估计这家面包店一个月内日销售量不少于150个的天数为 .
5.(5分)执行如图所示的流程图,则输出的k的值为 .
6.(5分)设公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn.若S3=a22,且S1,S2,S4成等比数列,则a10等于 .
7.(5分)如图,正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=4,AA1=6.若E,F分别是棱BB1,CC1上的点,则三棱锥A﹣A1EF的体积是 .
8.(5分)已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的最小正周期为π,且它的图象过点(﹣,﹣),则φ的值为 .
9.(5分)已知f(x)=,不等式f(x)≥﹣1的解集是 .
10.(5分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,双曲线﹣=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别与抛物线交于A、B两点(A,B异于坐标原点).若直线AB恰好过点F,则双曲线的渐近线方程是 .
11.(5分)在△ABC中,A=120°,AB=4.若点D在边BC上,且=2,AD=,则AC的长为 .
12.(5分)已知圆O:x2+y2=1,圆M:(x﹣a)2+(y﹣a+4)2=1.若圆M上存在点P,过点P作圆O的两条切线,切点为A,B,使得∠APB=60°,则实数a的取值范围为 .
13.(5分)已知函数f(x)=ax2+x﹣b(a,b均为正数),不等式f(x)≥0的解集记为P,集合Q={x|﹣2﹣t<x<﹣2+t},若对于任意正数t,P∩Q≠∅,则﹣的最大值是 .
14.(5分)若存在两个正实数x、y,使得等式x+a(y﹣2ex)(lny﹣lnx)=0成立,其中e为自然对数的底数,则实数a的取值范围为 .
二、解答题(本大题共6小题,计90分).解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内)
15.(14分)已知α为锐角,cos(α+)=.
(1)求tan(α+)的值;
(2)求sin(2α+)的值.
16.(14分)如图,在三棱锥P﹣ABC中,平面PAB⊥平面ABC,PA⊥PB,M,N分别为AB,PA的中点.
(1)求证:PB∥平面MNC;
(2)若AC=BC,求证:PA⊥平面MNC.
17.(14分)如图,某城市有一块半径为1(单位:百米)的圆形景观,圆心为C,有两条与圆形景观相切且互相垂直的道路.最初规划在拐角处(图中阴影部分)只有一块绿化地,后来有众多市民建议在绿化地上建一条小路,便于市民快捷地往返两条道路.规划部门采纳了此建议,决定在绿化地中增建一条与圆C相切的小道AB.问:A,B两点应选在何处可使得小道AB最短?
18.(16分)在平面直角坐标系xOy中,点C在椭圆M:+=1(a>b>0)上,若点A(﹣a,0),B(0,),且=.
(1)求椭圆M的离心率;
(2)设椭圆M的焦距为4,P,Q是椭圆M上不同的两点.线段PQ的垂直平分线为直线l,且直线l不与y轴重合.
①若点P(﹣3,0),直线l过点(0,﹣),求直线l的方程;
②若直线l过点(0,﹣1),且与x轴的交点为D.求D点横坐标的取值范围.
19.(16分)对于函数f(x),在给定区间[a,b]内任取n+1(n≥2,n∈N*)个数x0,x1,x2,…,xn,使得
a=x0<x1<x2<…<xn﹣1<xn=b,记S=|f(xi+1)﹣f(xi)|.若存在与n及xi(i≤n,i∈N)均无关的正数A,使得S≤A恒成立,则称f(x)在区间[a,b]上具有性质V.
(1)若函数f(x)=﹣2x+1,给定区间为[﹣1,1],求S的值;
(2)若函数f(x)=,给定区间为[0,2],求S的最大值;
(3)对于给定的实数k,求证:函数f(x)=klnx﹣x2 在区间[1,e]上具有性质V.
20.(16分)已知数列{an}的前n项和为Sn,且对任意正整数n都有an=(﹣1)nSn+pn(p为常数,p≠0).
(1)求p的值;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)设集合An={a2n﹣1,a2n},且bn,cn∈An,记数列{nbn},{ncn}的前n项和分别为Pn,Qn,若b1≠c1,求证:对任意n∈N,Pn≠Qn.
三、数学附加题【选做题】在以下四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷纸指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.[选修4-1:几何证明选讲]
21.(10分)如图:在Rt∠ABC中,AB=BC,以AB为直径的⊙O交AC于点D,过D作DE⊥BC,垂足为E,连接AE交⊙O于点F,求证:BE•CE=EF•EA.
[选修4-2:矩阵与变换]
22.(10分)已知a,b是实数,如果矩阵A=所对应的变换T把点(2,3)变成点(3,4).
(1)求a,b的值.
(2)若矩阵A的逆矩阵为B,求B2.
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.在平面直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.直线l的极坐标方程为ρsin(﹣θ)=,椭圆C的参数方程为(t为参数).
(1)求直线l的直角坐标方程与椭圆C的普通方程;
(2)若直线l与椭圆C交于A,B两点,求线段AB的长.
[选修4-5:不等式选讲]
24.解不等式:|x﹣2|+x|x+2|>2.
[必做题]第25题、第26题,每题10分,共计20分.请在答卷卡指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
25.(10分)甲、乙两人投篮命中的概率为别为与,各自相互独立,现两人做投篮游戏,共比赛3局,每局每人各投一球.
(1)求比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个的概率;
(2)设ξ表示比赛结束后,甲、乙两人进球数的差的绝对值,求ξ的概率分布和数学期望E(ξ).
26.(10分)设(1﹣x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,n∈N*,n≥2.
(1)设n=11,求|a6|+|a7|+|a8|+|a9|+|a10|+|a11|的值;
(2)设bk=ak+1(k∈N,k≤n﹣1),Sm=b0+b1+b2+…+bm(m∈N,m≤n﹣1),求||的值.
2016年江苏省南京市、盐城市高考数学二模试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本大题共14小题,每小题5分,计70分.不需写出解答过程,请把答案写在答题纸的指定位置上)
1.(5分)(2016•连云港模拟)设集合A={x|﹣2<x<0},B={x|﹣1<x<1},则A∪B= {x|﹣2<x<1} .
【考点】并集及其运算.菁优网版权所有
【专题】计算题;集合思想;定义法;集合.
【分析】由A与B,求出两集合的并集即可.
【解答】解:∵集合A={x|﹣2<x<0},B={x|﹣1<x<1},
∴A∪B={x|﹣2<x<1}.
故答案为:{x|﹣2<x<1}.
2.(5分)(2016•连云港模拟)若复数z=(1+mi)(2﹣i)(i是虚数单位)是纯虚数,则实数m的值为 ﹣2 .
【考点】复数的基本概念.菁优网版权所有
【专题】计算题;对应思想;定义法;数系的扩充和复数.
【分析】根据纯虚数的概念,确定复数的实部和虚部满足的条件即可.
【解答】解:z=(1+mi)(2﹣i)=2+m+(m﹣1)i,
∵复数z=(1+mi)(2﹣i)(i是虚数单位)是纯虚数,
∴2+m=0,
即m=﹣2,
故答案为:﹣2.
3.(5分)(2016•连云港模拟)将一骰子连续抛掷两次,至少有一次向上的点数为1的概率是 .
【考点】古典概型及其概率计算公式.菁优网版权所有
【专题】计算题;整体思想;定义法;概率与统计.
【分析】本题是一个等可能事件的概率,将一颗骰子掷两次,共有6×6种结果,满足条件的事件是至少出现一次1点向上的结果有5+5+1种结果,得到概率.
【解答】解:由题意知本题是一个等可能事件的概率,
∵将一颗骰子掷两次,共有6×6=36种结果,
满足条件的事件是至少出现一次1点向上的结果有5+5+1=11种结果,
∴至少出现一次点数1的概率是,
故答案为:.
4.(5分)(2016•连云港模拟)如图所示,一家面包销售店根据以往某种面包的销售记录,绘制了日销售量的频率分布直方图.若一个月以30天计算,估计这家面包店一个月内日销售量不少于150个的天数为 9 .
【考点】用样本的频率分布估计总体分布.菁优网版权所有
【专题】对应思想;数形结合法;概率与统计.
【分析】根据频率分布直方图,求出对应的频率与频数即可.
【解答】解:根据频率分布直方图,得:
日销售量不少于150个的频率为(0.004+0.002)×50=0.3,
则估计这家面包店一个月内日销售量不少于150个的天数为:30×0.3=9.
故答案为:9.
5.(5分)(2016•连云港模拟)执行如图所示的流程图,则输出的k的值为 5 .
【考点】循环结构.菁优网版权所有
【专题】计算题;图表型;对应思想;试验法;算法和程序框图.
【分析】模拟执行程序,依次写出每次循环得到的S,k的值,当S=27时满足条件S>16,退出循环,输出k的值为5.
【解答】解:由题意,执行程序框图,可得
k=1,S=1,
S=3,k=2
不满足条件S>16,S=8,k=3
不满足条件S>16,S=16,k=4
不满足条件S>16,S=27,k=5
满足条件S>16,退出循环,输出k的值为5.
故答案为:5.
6.(5分)(2016•连云港模拟)设公差不为0的等差数列{an}的前n项和为Sn.若S3=a22,且S1,S2,S4成等比数列,则a10等于 19 .
【考点】等差数列与等比数列的综合.菁优网版权所有
【专题】方程思想;分析法;等差数列与等比数列.
【分析】设等差数列{an}的公差为d(d≠0),由等比数列的中项的性质,运用等差数列的求和公式,可得d=2a1,再由S3=a22,运用等差数列的通项公式和求和公式,解方程可得首项和公差,进而得到所求值.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d(d≠0),
由S1,S2,S4成等比数列,可得:
S22=S1S4,即有(2a1+d)2=a1(4a1+6d),
可得d=2a1,
由S3=a22,可得3a1+3d=(a1+d)2,
即有9a1=9a12,
解得a1=1,d=2,
即有a10=a1+9d=1+9×2=19.
故答案为:19.
7.(5分)(2016•连云港模拟)如图,正三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AB=4,AA1=6.若E,F分别是棱BB1,CC1上的点,则三棱锥A﹣A1EF的体积是 8 .
【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积.菁优网版权所有
【专题】数形结合;数形结合法;立体几何.
【分析】用三棱柱的体积减去三棱锥A1﹣EFC1B1和三棱锥A﹣BCFE的体积.
【解答】解:取BC中点D,连结AD,则AD⊥BC,
∵平面ABC⊥平面BCC1B1,平面ABC∩平面BCC1B1=BC,AD⊂平面ABC,
∴AD⊥平面BCC1B1.
∵△ABC是等边三角形,AB=4,
∴AD=2.
∵AA1∥平面BCC1B1,E,F是BB1,CC1的中点,
∴VA﹣BCFE=V===8,
∴V=V﹣2VA﹣BCFE=﹣2×=8.
故答案为:8
8.(5分)(2016•连云港模拟)已知函数f(x)=2sin(ωx+φ)(ω>0,|φ|<)的最小正周期为π,且它的图象过点(﹣,﹣),则φ的值为 ﹣ .
【考点】由y=Asin(ωx+φ)的部分图象确定其解析式.菁优网版权所有
【专题】计算题;数形结合;数形结合法;三角函数的图像与性质.
【分析】根据最小正周期为π,利用周期公式即可求出ω的值,利用图象经过点(﹣,﹣),结合其范围即可求出φ的值.
【解答】解:依题意可得:=π,解得:ω=2,…(2分)
又图象过点(﹣,﹣),
故2sin[2×(﹣)+φ]=﹣,解得:sin(φ﹣)=﹣,…(3分)
因为|φ|<,
所以φ=﹣.…(5分)
故答案为:﹣.
9.(5分)(2016•连云港模拟)已知f(x)=,不等式f(x)≥﹣1的解集是 {x|﹣4≤x≤2} .
【考点】一元二次不等式的解法.菁优网版权所有
【专题】不等式的解法及应用.
【分析】由不等式f(x)≥﹣1可得 ①,或②.分别求出①、②的解集,再取并集,即得所求.
【解答】解:∵已知f(x)=,故由不等式f(x)≥﹣1可得 ①,或②.
解①可得﹣4<x≤0,解②可得 0<x≤2.
综上可得,不等式的解集为 {x|﹣4≤x≤2},
故答案为 {x|﹣4≤x≤2}.
10.(5分)(2016•连云港模拟)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,双曲线﹣=1(a>0,b>0)的两条渐近线分别与抛物线交于A、B两点(A,B异于坐标原点).若直线AB恰好过点F,则双曲线的渐近线方程是 y=±2x .
【考点】抛物线的简单性质.菁优网版权所有
【专题】方程思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】求得抛物线的焦点,双曲线的渐近线方程,代入抛物线的方程可得A,B,再由A,B,F共线,可得=,即有b=2a,进而得到双曲线的渐近线方程.
【解答】解:抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F(,0),
双曲线﹣=1(a>0,b>0)的渐近线方程为y=±x,
代入抛物线的方程,可得A(,),B(,﹣),
由A,B,F三点共线,可得:
=,即有b=2a,
则双曲线的渐近线方程为y=±2x.
故答案为:y=±2x.
11.(5分)(2016•连云港模拟)在△ABC中,A=120°,AB=4.若点D在边BC上,且=2,AD=,则AC的长为 3 .
【考点】解三角形;向量在几何中的应用.菁优网版权所有
【专题】转化思想;向量法;综合法;解三角形.
【分析】画出图形,结合图形,利用=2,得出﹣=2(﹣),再利用平面向量的数量积求出||即可
【解答】解:如图所示:
△ABC中,∠BAC=120°,AB=4,点D在边BC上,=2,
∴=﹣,=﹣,
∴﹣=2(﹣),
∴3=2+,
两边平方得92=42+4•+2,
又AD=,
∴9×()2=42+4×||×4×cos120°+42,
化简得||2﹣2||﹣3=0,
解得||=3或||=﹣1(不合题意舍去),
故答案为:3.
12.(5分)(2016•连云港模拟)已知圆O:x2+y2=1,圆M:(x﹣a)2+(y﹣a+4)2=1.若圆M上存在点P,过点P作圆O的两条切线,切点为A,B,使得∠APB=60°,则实数a的取值范围为 [] .
【考点】圆的切线方程.菁优网版权所有
【专题】计算题;转化思想;数形结合法;直线与圆.
【分析】由题意画出图形,利用两点间的距离关系求出OP的距离,再由题意得到关于a的不等式求得答案.
【解答】解:如图,
圆O的半径为1,圆M上存在点P,过点P作圆O的两条切线,切点为A,B,使得∠APB=60°,
则∠APO=30°,在Rt△PAO中,PO=2,
又圆M的半径等于1,圆心坐标M(a,a﹣4),
∴|PO|min=|MO|﹣1,|PO|max=|MO|+1,
∵,
∴由,解得:2.
故答案为:[].
13.(5分)(2016•盐城模拟)已知函数f(x)=ax2+x﹣b(a,b均为正数),不等式f(x)≥0的解集记为P,集合Q={x|﹣2﹣t<x<﹣2+t},若对于任意正数t,P∩Q≠∅,则﹣的最大值是 .
【考点】其他不等式的解法.菁优网版权所有
【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用.
【分析】根据不等式解集对应的关系,得到﹣2∈P,然后利用基本不等式进行求解即可.
【解答】解:∵不等式f(x)≥0的解集记为P,集合Q={x|﹣2﹣t<x<﹣2+t},若对于任意正数t,P∩Q≠∅,
∴﹣2∈P,即f(﹣2)≥0,
则4a﹣2﹣b≥0,
即1≤2a﹣,又由题意知,﹣的最大值必是正数,
则﹣=(﹣)×1=(﹣)×(2a﹣)≤2﹣﹣+=﹣2=﹣2=,
即﹣的最大值是,
故答案为:
14.(5分)(2016•连云港模拟)若存在两个正实数x、y,使得等式x+a(y﹣2ex)(lny﹣lnx)=0成立,其中e为自然对数的底数,则实数a的取值范围为 a<0或a≥ .
【考点】函数恒成立问题.菁优网版权所有
【专题】转化思想;换元法;函数的性质及应用;导数的综合应用.
【分析】根据函数与方程的关系将方程进行转化,利用换元法转化为方程有解,构造函数求函数的导数,利用函数极值和单调性的关系进行求解即可.
【解答】解:由x+a(y﹣2ex)(lny﹣lnx)=0得x+a(y﹣2ex)ln=0,
即1+a(﹣2e)ln=0,
即设t=,则t>0,
则条件等价为1+a(t﹣2e)lnt=0,
即(t﹣2e)lnt=有解,
设g(t)=(t﹣2e)lnt,
g′(t)=lnt+1﹣为增函数,
∵g′(e)=lne+1﹣=1+1﹣2=0,
∴当t>e时,g′(t)>0,
当0<t<e时,g′(t)<0,
即当t=e时,函数g(t)取得极小值,为g(e)=(e﹣2e)lne=﹣e,
即g(t)≥g(e)=﹣e,
若(t﹣2e)lnt=有解,
则≥﹣e,即≤e,
则a<0或a≥,
故答案为:a<0或a≥.
二、解答题(本大题共6小题,计90分).解答应写出必要的文字说明,证明过程或演算步骤,请把答案写在答题纸的指定区域内)
15.(14分)(2016•连云港模拟)已知α为锐角,cos(α+)=.
(1)求tan(α+)的值;
(2)求sin(2α+)的值.
【考点】两角和与差的正切函数;二倍角的正弦.菁优网版权所有
【专题】转化思想;定义法;三角函数的求值.
【分析】(1)利用同角的三角函数的关系式进行求解.
(2)利用两角和差的正弦公式进行转化求解.
【解答】解(1)∵α为锐角,
∴0<x<,
∴<α+<,
∵cos(α+)=.
∴sin(α+)==
则tan(α+)==2;
(2)∵cos2(α+)=2cos2(α+)﹣1=2×()2﹣1=﹣,
∴cos(2α+)=﹣sin2α=﹣,
∴sin2α=,
∵<α+<,cos(α+)=.
∴<α+<,
即0<α<,则0<2α<,则cos2α=,
则sin(2α+)=sin2αcos+cos2αsin=×+×=.
16.(14分)(2016•连云港模拟)如图,在三棱锥P﹣ABC中,平面PAB⊥平面ABC,PA⊥PB,M,N分别为AB,PA的中点.
(1)求证:PB∥平面MNC;
(2)若AC=BC,求证:PA⊥平面MNC.
【考点】直线与平面垂直的判定;直线与平面平行的判定.菁优网版权所有
【专题】数形结合;数形结合法;空间位置关系与距离.
【分析】(1)根据中位线定理可得MN∥PB,故而PB∥平面MNC.
(2)由三线合一可得CM⊥AB,再有面面垂直得出CM⊥平面PAB,故CM⊥PA,由AP⊥PB,MN∥PB可得PA⊥MN,故而PA⊥平面MNC.
【解答】证明:(1)∵M,N分别为AB,PA的中点,
∴MN∥PB,又MN⊂平面MNC,PB⊄平面MNC,
∴PB∥平面MNC.
(2)∵AC=BC,M是AB中点,
∴CM⊥AB,
又∵平面PAB⊥平面ABC,平面PAB∩平面ABC=AB,CM⊂平面ABC,
∴CM⊥平面PAB,∵AP⊂平面PAB,
∴AP⊥CM.
∵PA⊥PB,MN∥PB,
∴PA⊥MN,
又MN⊂平面MNC,CM⊂平面MNC,MN∩CM=M,
∴PA⊥平面MNC.
17.(14分)(2016•连云港模拟)如图,某城市有一块半径为1(单位:百米)的圆形景观,圆心为C,有两条与圆形景观相切且互相垂直的道路.最初规划在拐角处(图中阴影部分)只有一块绿化地,后来有众多市民建议在绿化地上建一条小路,便于市民快捷地往返两条道路.规划部门采纳了此建议,决定在绿化地中增建一条与圆C相切的小道AB.问:A,B两点应选在何处可使得小道AB最短?
【考点】基本不等式在最值问题中的应用;在实际问题中建立三角函数模型.菁优网版权所有
【专题】函数思想;数学模型法;不等式的解法及应用;直线与圆.
【分析】分别由两条道路所在直线建立直角坐标系xOy.设A(a,0),B(0,b)(0<a<1,0<b<
1),求得直线AB的方程和圆的方程,运用直线和圆相切的条件:d=r,求得a,b的关系,再由两点的距离公式和基本不等式,解不等式可得AB的最小值,及此时A,B的位置.
【解答】解:如图,分别由两条道路所在直线建立直角坐标系xOy.
设A(a,0),B(0,b)(0<a<1,0<b<1),
则直线AB方程为+=1,即bx+ay﹣ab=0.
因为AB与圆C:(x﹣1)2+(y﹣1)2=1相切,所以=1,
化简得ab﹣2(a+b)+2=0,即ab=2(a+b)﹣2,
因此AB===
=,
因为0<a<1,0<b<1,所以0<a+b<2,
于是AB=2﹣(a+b).
又ab=2(a+b)﹣2≤()2,
解得0<a+b≤4﹣2,或a+b≥4+2,
因为0<a+b<2,所以0<a+b≤4﹣2,
所以AB=2﹣(a+b)≥2﹣(4﹣2)=2﹣2,
当且仅当a=b=2﹣时取等号,
所以AB最小值为2﹣2,此时a=b=2﹣.
答:当A,B两点离道路的交点都为2﹣(百米)时,小道AB最短.
18.(16分)(2016•连云港模拟)在平面直角坐标系xOy中,点C在椭圆M:+=1(a>b>0)上,若点A(﹣a,0),B(0,),且=.
(1)求椭圆M的离心率;
(2)设椭圆M的焦距为4,P,Q是椭圆M上不同的两点.线段PQ的垂直平分线为直线l,且直线l不与y轴重合.
①若点P(﹣3,0),直线l过点(0,﹣),求直线l的方程;
②若直线l过点(0,﹣1),且与x轴的交点为D.求D点横坐标的取值范围.
【考点】椭圆的简单性质.菁优网版权所有
【专题】方程思想;分析法;直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】(1)设C(m,n),由向量共线的坐标表示,可得C的坐标,代入椭圆方程,可得a,b的关系,再由离心率公式计算即可得到所求值;
(2)①由题意可得c=2,a=3,b==,可得椭圆方程,设直线PQ的方程为y=k(x+3),代入椭圆方程,运用韦达定理和中点坐标公式,再由两直线垂直的条件:斜率之积为﹣1,解方程可得k,进而得到所求直线方程;
②设直线PQ的方程为y=kx+m,代入椭圆方程可得,运用韦达定理和中点坐标公式,再由两直线垂直的条件,求得4m=5+9k2,再由中点在椭圆内,可得k的范围,再由直线l的方程可得D的横坐标的范围.
【解答】解:(1)设C(m,n),由=,
可得(a,a)=(m,n﹣),
可得m=a,n=a,即C(a,a),
即有+=1,即为b2=a2,
c2=a2﹣b2=a2,
则e==;
(2)①由题意可得c=2,a=3,b==,
即有椭圆方程为+=1,
设直线PQ的方程为y=k(x+3),
代入椭圆方程可得(5+9k2)x2+54k2x+81k2﹣45=0,
x1+x2=﹣,PQ的中点H为(﹣,),
由题意可得直线l的斜率为=﹣,
解得k=1或,
即有直线l的方程为y=﹣x﹣或y=﹣x﹣;
②设直线PQ的方程为y=kx+m,
代入椭圆方程可得,(5+9k2)x2+18kmx+9m2﹣45=0,
可得x1+x2=﹣,
即有PQ的中点为(﹣,),
由题意可得直线l的斜率为=﹣,
化简可得4m=5+9k2,中点坐标即为(﹣,),
由中点在椭圆内,可得+<1,
解得﹣<k<,
由直线l的方程为y=﹣x﹣1,
可得D的横坐标为﹣k,可得范围是(﹣,0)∪(0,).
19.(16分)(2016•连云港模拟)对于函数f(x),在给定区间[a,b]内任取n+1(n≥2,n∈N*)个数x0,x1,x2,…,xn,使得
a=x0<x1<x2<…<xn﹣1<xn=b,记S=|f(xi+1)﹣f(xi)|.若存在与n及xi(i≤n,i∈N)均无关的正数A,使得S≤A恒成立,则称f(x)在区间[a,b]上具有性质V.
(1)若函数f(x)=﹣2x+1,给定区间为[﹣1,1],求S的值;
(2)若函数f(x)=,给定区间为[0,2],求S的最大值;
(3)对于给定的实数k,求证:函数f(x)=klnx﹣x2 在区间[1,e]上具有性质V.
【考点】利用导数求闭区间上函数的最值.菁优网版权所有
【专题】综合题;新定义;转化思想;综合法;导数的综合应用.
【分析】(1)推导出[f(xi+1)﹣f(xi)]=f(xi)﹣f(xi+1),从而S=|f(xi+1)﹣f(xi)|=f(x0)﹣f(xn)=f(﹣1)﹣f(1),由此能求出S的值.
(2)由=0,得x=1,由导数性质得f(x)在x=1时,取极大值.设xm≤1<xm+1,m∈N,m≤n﹣1,由此能求出S=的最大值.
(3),x∈[1,e],根据当k≥e2,k≤1和1<k<e2三种情况进行分类讨论,利用导数性质能证明对于给定的实数k,函数f(x)=klnk﹣在[1,e]上具有性质V.
【解答】解:(1)∵函数f(x)=﹣2x+1在区间[﹣1,1]为减函数,
∴f(xi+1)<f(xi),∴[f(xi+1)﹣f(xi)]=f(xi)﹣f(xi+1),
S=|f(xi+1)﹣f(xi)|=[f(x0)﹣f(x1)]+[f(x1)﹣f(x2)]+…+[f(xn﹣1)﹣f(xn)]
=f(x0)﹣f(xn)
=f(﹣1)﹣f(1)=4.
(2)由=0,得x=1,
当x<1时,f′(x)>0,∴f(x)在(﹣∞,1)为增函数,
当x>1时,f′(x)<0,∴f(x)在(1,+∞)为减函数,
∴f(x)在x=1时,取极大值.
设xm≤1<xm+1,m∈N,m≤n﹣1,
则S=
=|f(x1)﹣f(0)|+…+|f(xm)﹣f(xm﹣1)|+|f(xm+1)﹣f(xm)|+|f(xm+2)﹣f(xm+1)|+…|f(2)﹣f(xn﹣1)|
=[f(x1)﹣f(0)]+…+[f(xm)﹣f(xm﹣1)]+|f(xm+1)﹣f(xm)|+|f(xm+1)﹣f(xm+2)|+…+[f(xn﹣1)﹣f(2)]
=[f(xm)﹣f(0)]+|f(xm+1)﹣f(xm)|+[f(xm+1)﹣f(2)],
∵|f(xm+1)﹣f(xm)|≤[f(1)﹣f(xm)]+[f(1)﹣f(xm+1)],当xm=1时取等号,
∴S≤f(xm)﹣f(0)+f(1)﹣f(xm+1)+f(1)﹣f(xm+1)+f(xm+1)﹣f(2)
=2f(1)﹣f(0)﹣f(2)=.
∴S的最大值为.
证明:(3),x∈[1,e],
①当k≥e2时,k﹣x2≥0恒成立,即f′(x)≥0恒成立,∴f(x)在[1,e]上为增函数,
∴S==[f(x1)﹣f(x0)]+[f(x2)﹣f(x1)]+…+[f(xn)﹣f(xn﹣1)]
=f(xn)﹣f(x0)=f(e)﹣f(1)=k+.
∴存在正数A=k+,都有S≤A,
∴f(x)在[1,e]上具有性质V.
②当k≤1时,k﹣x2≤0恒成立,即f′(x)≤0恒成立,∴f(x)在[1,e]上为减函数,
∴S=|f(xi+1)﹣f(xi)|=[f(x0)﹣f(x1)]+[f(x1)﹣f(x2)]+…+[f(xn﹣1)﹣f(xn)]
=f(x0)﹣f(xn)=f(1)﹣f(e)=.
∴存在正数A=,都有S≤A,
∴f(x)在[1,e]上具有性质V.
③当1<k<e2时,由f′(x)=0,得x=,由f′(x)>0,得1;
由f′(x)<0,得<x≤e,∴f(x)在[1,)上为增函数,在[,e]上为减函数,
设xm≤<xm+1,m∈N,m≤n﹣1,
则S=|f(xi+1)﹣f(xi)|
=|f(xi)﹣f(x0)|+…+|f(xm)﹣f(xm﹣1)|+|f(xm+1)﹣f(xm)||+|f(xm+2)﹣f(xm+1)|+…+|f(xn)﹣f(xn﹣1)|
=f(x1)﹣f(x0)+…+f(xm)﹣f(xm﹣1)+|f(xm+1)﹣f(xm)|+f(xm+1)﹣f(xm+2)+…+f(xn﹣1)﹣f(xn)
=f(xm)﹣f(x0)+f(xm+1)﹣f(xn)+f()﹣f(xm+1)+f()﹣f(xm)
=2f()﹣f(x0)﹣f(xn)
=klnk﹣k﹣[﹣]
=klnk﹣2k+,
∴存在正数A=klnk﹣2k+,都有S≤A,
∴f(x)在[1,e]上具有性质V.
综上,对于给定的实数k,函数f(x)=klnk﹣在[1,e]上具有性质V.
20.(16分)(2016•连云港模拟)已知数列{an}的前n项和为Sn,且对任意正整数n都有an=(﹣1)nSn+pn(p为常数,p≠0).
(1)求p的值;
(2)求数列{an}的通项公式;
(3)设集合An={a2n﹣1,a2n},且bn,cn∈An,记数列{nbn},{ncn}的前n项和分别为Pn,Qn,若b1≠c1,求证:对任意n∈N,Pn≠Qn.
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【专题】分类讨论;分析法;等差数列与等比数列.
【分析】(1)令n=1,n=2,可得p的方程,由p不为0,可得p的值;
(2)讨论n为偶数,或奇数,将n换为n﹣1,两式相加可得所求通项公式;
(3)求得An={a2n﹣1,a2n}={﹣()n,()n},讨论bn,cn的情况,运用错位相减法求和,即可得证.
【解答】(1)解:由题意可得n=1时,a1=(﹣1)S1+p=﹣a1+p,
可得p=2a1;
n=2时,a2=S2+p2=a1+a2+p2,可得+p2=0,
解得p=﹣;
(2)解:当n为偶数时,an=Sn+(﹣)n,
可得an﹣1=﹣Sn﹣1+(﹣)n﹣1,
两式相加可得,an+an﹣1=an﹣(﹣)n,
即an﹣1=﹣(﹣)n,
可得,当n为奇数时,an=﹣(﹣)n+1;
当n为奇数时,an=﹣Sn+(﹣)n,
可得an﹣1=Sn﹣1+(﹣)n﹣1,
两式相加可得,an+an﹣1=﹣an﹣(﹣)n,
即为2an+an﹣1=﹣(﹣)n,
即有﹣2•(﹣)n+1+an﹣1=﹣(﹣)n,
化简可得an﹣1=﹣2•(﹣)n,
即有当n为偶数时,an=(﹣)n;
则an=;
(3)证明:由(2)可得An={a2n﹣1,a2n}={﹣()n,()n},
数列{nbn},{ncn}的前n项和分别为Pn,Qn,若b1≠c1,
即有nbn=﹣n()n,ncn=n()n,
即有前n项和为Qn=1•+2•+3•+…+n()n,
Qn=1•+2•+3•+…+n()n+1,
相减可得,Qn=+++…+()n﹣n()n+1,
=﹣n()n+1,
可得Qn=﹣•,Pn=﹣+•,
即有Pn≠Qn.
由于An中相邻两项的和为0,b1≠c1,
则Pn≠Qn.
三、数学附加题【选做题】在以下四小题中只能选做2题,每小题10分,共计20分.请在答卷纸指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.[选修4-1:几何证明选讲]
21.(10分)(2016•江苏模拟)如图:在Rt∠ABC中,AB=BC,以AB为直径的⊙O交AC于点D,过D作DE⊥BC,垂足为E,连接AE交⊙O于点F,求证:BE•CE=EF•EA.
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【分析】欲证明BE•CE=EF•EA.在圆中线段利用由切割线定理得EB2=EF•FA,进而利用四边形BODE中的线段,证得BE=CE即可.
【解答】证明:因为Rt△ABC中,∠ABC=90°
所以OB⊥CB
所以CB为⊙O的切线(2分)
所以EB2=EF•FA(5分)
连接OD,因为AB=BC
所以∠BAC=45°
所以∠BOD=90°
在四边形BODE中,∠BOD=∠OBE=∠BED=90°
所以BODE为矩形(7分)
所以
即BE=CE.
所以BE•CE=EF•EA.(10分)
[选修4-2:矩阵与变换]
22.(10分)(2016•盐城模拟)已知a,b是实数,如果矩阵A=所对应的变换T把点(2,3)变成点(3,4).
(1)求a,b的值.
(2)若矩阵A的逆矩阵为B,求B2.
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【专题】计算题;转化思想;定义法;矩阵和变换.
【分析】(1)由题意,得=得6+3a=3,2b﹣6=4,解得即可,
(2)求出矩阵A的逆矩阵为B,问题得以解决.
【解答】解:(1)由题意,得=得6+3a=3,2b﹣6=4,
所以a=﹣1,b=5.
(2)由(1),得矩阵A=所由矩阵的逆矩阵公式得B=
B2=
[选修4-4:坐标系与参数方程]
23.(2016•盐城模拟)在平面直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.直线l的极坐标方程为ρsin(﹣θ)=,椭圆C的参数方程为(t为参数).
(1)求直线l的直角坐标方程与椭圆C的普通方程;
(2)若直线l与椭圆C交于A,B两点,求线段AB的长.
【考点】椭圆的参数方程;简单曲线的极坐标方程.菁优网版权所有
【专题】方程思想;综合法;坐标系和参数方程.
【分析】(1)由极坐标方程和普通方程的关系可得直线的方程为x﹣y﹣=0,消去参数t可得椭圆的普通方程为+=1;
(2)由(1)联立直线和椭圆方程可解的A(0,﹣),B(,),由两点间的距离公式可得.
【解答】解:(1)由ρsin(﹣θ)=可得ρ(cosθ﹣sinθ)=,
∴ρcosθ﹣ρsinθ=,即x﹣y=,
变形可得直线直线l的直角坐标方程为x﹣y﹣=0;
∵椭圆C的参数方程为,
∴cost=,sint=,
由cos2t+sin2t=1可得()2+()2=1,
整理可得椭圆C的普通方程为+=1;
(2)由(1)联立直线和椭圆方程,
消去y并整理可得5x2﹣8x=0,解得x1=0,x2=,
∴A(0,﹣),B(,)
∴线段AB的长为=
[选修4-5:不等式选讲]
24.(2016•盐城模拟)解不等式:|x﹣2|+x|x+2|>2.
【考点】绝对值不等式的解法.菁优网版权所有
【专题】转化思想;分类法;不等式的解法及应用.
【分析】分当x≤﹣2时、当﹣2<x<2时、当x≥2时三种情况,分别求得不等式的解集,再取并集,即得所求.
【解答】解:对于|x﹣2|+x|x+2|>2,
当x≤﹣2时,不等式化为(2﹣x)+x(﹣x﹣2)>2,解得﹣3<x≤﹣2;
当﹣2<x<2时,不等式化为(2﹣x)+x(x+2)>2,解得﹣2<x<﹣1或0<x<2;
当x≥2时,不等式化为(x﹣2)+x(x+2)>2,解得x≥2;
所以原不等式的解集为{x|﹣3<x<﹣1或x>0}.
[必做题]第25题、第26题,每题10分,共计20分.请在答卷卡指定区域内作答.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
25.(10分)(2016•江苏模拟)甲、乙两人投篮命中的概率为别为与,各自相互独立,现两人做投篮游戏,共比赛3局,每局每人各投一球.
(1)求比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个的概率;
(2)设ξ表示比赛结束后,甲、乙两人进球数的差的绝对值,求ξ的概率分布和数学期望E(ξ).
【考点】随机事件;离散型随机变量及其分布列.菁优网版权所有
【专题】计算题;转化思想;综合法;概率与统计.
【分析】(1)比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个,有以下几种情况:甲进1球,乙进0球;甲进2球,乙进1球;甲进3球,乙进2球.由此能求出比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个的概率.
(2)由已知得ξ的可能取值为0,1,2,3,分别求出相应的概率,由此能求出ξ的分布列和Eξ.
【解答】解:(1)比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个,有以下几种情况:
甲进1球,乙进0球;甲进2球,乙进1球;甲进3球,乙进2球.
比赛结束后甲的进球数比乙的进球数多1个的概率:
p=++=.
(2)由已知得ξ的可能取值为0,1,2,3,
P(ξ=0)=+++==,
P(ξ=1)=+++=,
P(ξ=3)==,
P(ξ=2)=1﹣P(ξ=0)﹣P(ξ=1)﹣P(ξ=3)=1﹣=,
∴ξ的分布列为:
ξ
0
1
2
3
P
Eξ==1.
26.(10分)(2016•盐城模拟)设(1﹣x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,n∈N*,n≥2.
(1)设n=11,求|a6|+|a7|+|a8|+|a9|+|a10|+|a11|的值;
(2)设bk=ak+1(k∈N,k≤n﹣1),Sm=b0+b1+b2+…+bm(m∈N,m≤n﹣1),求||的值.
【考点】数列与函数的综合;二项式定理的应用.菁优网版权所有
【专题】转化思想;分析法;等差数列与等比数列;二项式定理.
【分析】(1)由二项式定理可得ak=(﹣1)k•,再由二项式系数的性质,可得所求和为210;
(2)由组合数的阶乘公式可得bk=(﹣1)k+1•,再由组合数的性质,可得当1≤k≤n﹣1时,bk=(﹣1)k+1•=(﹣1)k+1•(+)=(﹣1)k﹣1•﹣(﹣1)k•,讨论m=0和1≤m≤n﹣1时,计算化简即可得到所求值.
【解答】解:(1)由二项式定理可得ak=(﹣1)k•,
当n=11时,|a6|+|a7|+|a8|+|a9|+|a10|+|a11|=++…+
=(++…++)=210=1024;
(2)bk=ak+1=(﹣1)k+1•=(﹣1)k+1•,
当1≤k≤n﹣1时,bk=(﹣1)k+1•=(﹣1)k+1•(+)
=(﹣1)k+1•+(﹣1)k+1•=(﹣1)k﹣1•﹣(﹣1)k•,
当m=0时,||=||=1;
当1≤m≤n﹣1时,Sm=b0+b1+b2+…+bm=﹣1+[(﹣1)k﹣1•﹣(﹣1)k•]
=﹣1+1﹣(﹣1)m=﹣(﹣1)m,
即有||=1.
综上可得,||=1.
参与本试卷答题和审题的老师有:whgcn;742048;w3239003;双曲线;zhczcb;caoqz;刘老师;sxs123;maths;zlzhan;yhx01248;lincy(排名不分先后)
菁优网
2016年11月9日