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- 2021-05-13 发布
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2019年黑龙江省哈尔滨三中高考数学一模试卷(理科)(内考)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在题目给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求.
1.(5分)已知全集U=R,集合A={﹣2,﹣1,0,1,2},B={x|x2≥4},则如图中阴影部分所表示的集合为( )
A.{﹣2,﹣1,0,1} B.{0} C.{﹣1,0} D.{﹣1,0,1}
2.(5分)若复数z=,则|z|=( )
A.8 B.2 C.2 D.
3.(5分)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为( )
A. B. C.2 D.
4.(5分)已知a=,b=,c=,则( )
A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
5.(5分)已知数列{an}的前n项和Sn=2+λan,且a1=1,则S5=( )
A.27 B. C. D.31
6.(5分)设随机变量ξ~B(2,p),η~B(4,p),若,则P(η≥2)的值为( )
A. B. C. D.
7.(5分)已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的右焦点F2到渐近线的距离为4,且在双曲线C上到F2的距离为2的点有且仅有1个,则这个点到双曲线C的左焦点F1的距离为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
8.(5分)甲、乙等5人排一排照相,要求甲、乙2人相邻但不排在两端,那么不同的排法共有( )
A.36种 B.24种 C.18种 D.12种
9.(5分)阅读如图所示的程序框图,若运行相应的程序输出的结果为0,则判断框中的条件不可能是( )
A.n≤2014 B.n≤2015 C.n≤2016 D.n≤2018
10.(5分)若的展开式中含有常数项,且n的最小值为a,则=( )
A.36π B. C. D.25π
11.(5分)已知x2+y2=4,在这两个实数x,y之间插入三个实数,使这五个数构成等差数列,那么这个等差数列后三项和的最大值为( )
A. B. C. D.
12.(5分)函数,方程[f(x)]2﹣(m+1)f(x)+1﹣m=0有4个不相等实根,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡的相应位置
13.(5分)已知向量=(2,﹣4),=(﹣3,﹣4),则向量与夹角的余弦值为 .
14.(5分)设x,y满足约束条件,则z=x﹣y的最大值是 .
15.(5分)学校艺术节对同一类的A,B,C,D四项参赛作品,只评一项一等奖,在评奖揭晓前,甲、乙、丙、丁四位同学对这四项参赛作品预测如下:
甲说:“A作品获得一等奖”; 乙说:“C作品获得一等奖”
丙说:“B,D两项作品未获得一等奖”丁说:“是A或D作品获得一等奖”
若这四位同学中只有两位说的话是对的,则获得一等奖的作品是 .
16.(5分)在四面体ABCD中,AB=AD=2,∠BAD=60°,∠BCD=90°,二面角A﹣BD﹣C的大小为150°,则四面体ABCD外接球的半径为 .
三、解答题:本大题共5小题,满分60分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.
17.(12分)在△ABC,,BC=2.
(1)若AC=3,求AB的长;
(2)若点D在边AB上,AD=DC,DE⊥AC,E为垂足,,求角A的值.
18.(12分)某市为了鼓励市民节约用电,实行“阶梯式”电价,将该市每户居民的月用电量划分为三档,月用电量不超过200度的部分按0.5元/度收费,超过200度但不超过400度的部分按0.8元/度收费,超过400度的部分按1.0元/度收费.
(1)求某户居民用电费用y(单位:元)关于月用电量x(单位:度)的函数解析式;
(2)为了了解居民的用电情况,通过抽样,获得了今年1月份100户居民每户的用电量,统计分析后得到如图所示的频率分布直方图,若这100户居民中,今年1月份用电费用不超过260元的占80%,求a,b的值;
(3)在满足(2)的条件下,若以这100户居民用电量的频率代替该月全市居民用户用电量的概率,且同组中的数据用该组区间的中点值代替,记Y为该居民用户1月份的用电费用,求Y的分布列和数学期望.
19.(12分)如图所示,在四棱台ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1⊥底面ABCD,四边形ABCD为菱形,∠BAD=120°,AB=AA1=2A1B1=2.
(Ⅰ)若M为CD中点,求证:AM⊥平面AA1B1B;
(Ⅱ)求直线DD1与平面A1BD所成角的正弦值.
20.(12分)在平面直角坐标系xOy中,与点M(﹣2,3)关于直线2x﹣y+2=0对称的点N位于抛物线C:x2=2py(p>0)上.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点N作两条倾斜角互补的直线交抛物线C于A,B两点(非N点),若AB过焦点F,求的值.
21.(12分)已知函数f(x)=(x2+x)lnx+2x3+(1﹣a)x2﹣(a+1)x+b(a,b∈R).
(1)当a=0,b=0时,求f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若f(x)≥0恒成立,求b﹣2a的最小值
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.答题时用2B铅笔在答题卡上把所选的题号涂黑.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.(10分)已知曲线C1:x+y=和C2:(φ为参数),以原点O为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,且两种坐标系中取相同的长度单位.
(1)把曲线C1、C2的方程化为极坐标方程
(2)设C1与x轴、y轴交于M,N两点,且线段MN的中点为P.若射线OP与C1、C2交于P、Q两点,求P,Q两点间的距离.
[选修4-5:不等式选讲]
23.设a,b,c>0,且ab+bc+ca=1,
求证:(1)a+b+c≥;
(2)++≥(++)
2019年黑龙江省哈尔滨三中高考数学一模试卷(理科)(内考)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,共60分.在题目给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求.
1.(5分)已知全集U=R,集合A={﹣2,﹣1,0,1,2},B={x|x2≥4},则如图中阴影部分所表示的集合为( )
A.{﹣2,﹣1,0,1} B.{0} C.{﹣1,0} D.{﹣1,0,1}
【考点】1J:Venn图表达集合的关系及运算.菁优网版权所有
【专题】35:转化思想;4O:定义法;5J:集合.
【分析】由图象可知阴影部分对应的集合为A∩(∁UB),然后根据集合的基本运算求解即可
【解答】解:由Venn图可知阴影部分对应的集合为A∩(∁UB),
∵B={x|x2≥4}={x|x≥2或x≤﹣2},A={﹣2,﹣1,0,1,2},
∴∁UB={x|﹣2<x<2},
即A∩(∁UB)={﹣1,0,1}
故选:D.
【点评】本题主要考查集合的基本运算,利用图象先确定集合关系是解决本题的关键,比较基础.
2.(5分)若复数z=,则|z|=( )
A.8 B.2 C.2 D.
【考点】A8:复数的模.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;29:规律型;34:方程思想;5N:数系的扩充和复数.
【分析】直接利用复数的模的运算法则化简求解即可.
【解答】解:复数z=,则|z|===.
故选:D.
【点评】本题考查复数的模的求法,复数的基本运算,是基础题.
3.(5分)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为( )
A. B. C.2 D.
【考点】L!:由三视图求面积、体积.菁优网版权所有
【专题】31:数形结合;44:数形结合法;5F:空间位置关系与距离.
【分析】根据三视图判断三棱锥的底面形状和高,代入体积公式计算即可.
【解答】解:由主视图和侧视图可知棱锥的高h=2,
结合侧视图和俯视图可知三棱锥的底面ABC为直角三角形,BC=1,AB=2,AB⊥BC,
∴三棱锥的体积V==,
故选:A.
【点评】本题考查了棱锥的结构特征与三视图,体积计算,属于中档题.
4.(5分)已知a=,b=,c=,则( )
A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b
【考点】4Y:幂函数的单调性、奇偶性及其应用.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;4R:转化法;51:函数的性质及应用.
【分析】利用指数函数的单调性即可比较大小.
【解答】解:由a==
b==
根据指数函数的单调性,∴a>b.
a==,c=,
∴a<c,
可得:b<a<c.
故选:A.
【点评】本题考查了指数函数的单调性的运用和化简能力.属于基础题.
5.(5分)已知数列{an}的前n项和Sn=2+λan,且a1=1,则S5=( )
A.27 B. C. D.31
【考点】85:等差数列的前n项和.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;49:综合法;54:等差数列与等比数列.
【分析】Sn=2+λan,且a1=1,可得1=a1=S1=2+λ,解得λ=﹣1.n≥2时,Sn=2﹣an=2﹣(Sn﹣Sn﹣1),化为:Sn﹣2=(Sn﹣1﹣2),S1﹣2=﹣1,利用等比数列的通项公式即可得出.
【解答】解:Sn=2+λan,且a1=1,
∴1=a1=S1=2+λ,解得λ=﹣1.
∴n≥2时,Sn=2﹣an=2﹣(Sn﹣Sn﹣1),
化为:Sn﹣2=(Sn﹣1﹣2),S1﹣2=﹣1,
∴Sn﹣2=﹣,即Sn=2﹣,
则S5=2﹣=,
故选:C.
【点评】本题考查了等比数列的通项公式与求和公式、数列递推关系,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
6.(5分)设随机变量ξ~B(2,p),η~B(4,p),若,则P(η≥2)的值为( )
A. B. C. D.
【考点】CN:二项分布与n次独立重复试验的模型.菁优网版权所有
【专题】11:计算题.
【分析】根据随机变量ξ~B(2,p),,写出概率的表示式,求出其中P的值,把求得的P的值代入η~B(4,p),求出概率.
【解答】解:∵随机变量ξ~B(2,p),,
∴1﹣p0•(1﹣p)2=,
∴P=,
∴η~B(4,),
∴P(η≥2)=++=,
故选:B.
【点评】本题考查二项分布及独立重复试验的模型,本题解题的关键是首先根据条件求出题目中要用的P的值,在根据二项分布的概率公式 得到结果.
7.(5分)已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的右焦点F2到渐近线的距离为4,且在双曲线C上到F2的距离为2的点有且仅有1个,则这个点到双曲线C的左焦点F1的距离为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【考点】KC:双曲线的性质.菁优网版权所有
【专题】35:转化思想;49:综合法;5D:圆锥曲线的定义、性质与方程.
【分析】设渐近线为,可得,即b=4.又c﹣a=2.即(c﹣a)2=4=b,⇒(c﹣a)4=b2=(c﹣a)(c+a),c+a=(c﹣a)3=8.
即可得到这个点到双曲线C的左焦点F1的距离为c+a=8,
【解答】解:设渐近线为,
∵右焦点F2到渐近线的距离为4,∴,即b=4.
∵双曲线C上到F2的距离为2的点有且仅有1个,这个点是右顶点,∴c﹣a=2.
∴(c﹣a)2=4=b,⇒(c﹣a)4=b2=(c﹣a)(c+a),
∴c+a=(c﹣a)3=8.
则这个点到双曲线C的左焦点F1的距离为c+a=8,
故选:D.
【点评】本题考查了双曲线的性质,转化思想,属于中档题.
8.(5分)甲、乙等5人排一排照相,要求甲、乙2人相邻但不排在两端,那么不同的排法共有( )
A.36种 B.24种 C.18种 D.12种
【考点】D9:排列、组合及简单计数问题.菁优网版权所有
【专题】5I:概率与统计.
【分析】先甲、乙捆绑,安排中间位置,再将其余3人排其它3个位置,利用乘法原理,即可得到结论.
【解答】解:由题意,甲、乙捆绑,安排中间位置,共有=4种排法,其余3人排其它3个位置,共有=6种排法
利用乘法原理,可得不同的排法有4×6=24种排法
故选:B.
【点评】本题考查排列、组合知识,考查乘法原理的运用,考查学生的计算能力,属于基础题.
9.(5分)阅读如图所示的程序框图,若运行相应的程序输出的结果为0,则判断框中的条件不可能是( )
A.n≤2014 B.n≤2015 C.n≤2016 D.n≤2018
【考点】EF:程序框图.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;27:图表型;4B:试验法;5K:算法和程序框图.
【分析】模拟执行程序框图,依次写出每次循环得到的s,n的值,观察可知,s的值以3为周期循环出现,可得判断条件为n≤2014?时,s=符号题意.
【解答】解:模拟执行程序,可得前6步的执行结果如下:
s=0,n=1;
满足条件,执行循环体,s=,n=2;
满足条件,执行循环体,s=0,n=3;
满足条件,执行循环体,s=0,n=4;
满足条件,执行循环体,s=,n=5;
满足条件,执行循环体,s=0,n=6
…
观察可知,s的值以3为周期循环出现,当n的值除以3余1时,可得对应的s的值为,
由于:2014=671×3+1
所以:判断条件为n≤2014?时,s=符合题意.
故选:A.
【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s,n的值是解题的关键,属于基础题.
10.(5分)若的展开式中含有常数项,且n的最小值为a,则=( )
A.36π B. C. D.25π
【考点】DA:二项式定理.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;53:导数的综合应用;5P:二项式定理.
【分析】利用二项式定理的通项公式可得n的最小值,再利用微积分基本定理及其定积分几何意义即可得出.
【解答】解:的展开式的通项为,
因为展开式中含有常数项,所以,即为整数,
故n的最小值为5.∴a=5.
所以=dx==.
故选:C.
【点评】本题考查了二项式定理的通项公式、微积分基本定理及其定积分几何意义,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
11.(5分)已知x2+y2=4,在这两个实数x,y之间插入三个实数,使这五个数构成等差数列,那么这个等差数列后三项和的最大值为( )
A. B. C. D.
【考点】8K:数列与不等式的综合.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;34:方程思想;35:转化思想;54:等差数列与等比数列.
【分析】根据题意,设插入的三个数为a、b、c,即构成等差数列的五个数分别为x,a,b,c,y,由等差数列的性质可得b、c的值,分析可得这个等差数列后三项和为b+c+y=3b=,进而设x=2cosα,y=2sinα,则b+c+y=(x+3y)=(cosα+3sinα),利用三角函数性质能求出这个等差数列后三项和的最大值.
【解答】解:根据题意,设插入的三个数为a、b、c,即构成等差数列的五个数分别为x,a,b,c,y,
则有x+y=a+c=2b,
则b=,c===,
则这个等差数列后三项和为b+c+y=3b=,
又由x2+y2=4,设x=2cosα,y=2sinα,则b+c+y=(x+3y)=(cosα+3sinα)=sin(α+φ)≤,
即这个等差数列后三项和的最大值为;
故选:D.
【点评】本题考查等差数列的后三项的最大值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意等价转化思想的合理运用
12.(5分)函数,方程[f(x)]2﹣(m+1)f(x)+1﹣m=0有4个不相等实根,则m的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【考点】53:函数的零点与方程根的关系;57:函数与方程的综合运用;6D:利用导数研究函数的极值.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;31:数形结合;49:综合法;51:函数的性质及应用;53:导数的综合应用.
【分析】利用函数的导数,求出函数的极值,利用函数的图象以及极值,判断m的范围即可.求得f(x)的导数,可得单调区间和极值,作出f(x)的图象,设t=f(x),关于x的方程[f(x)]2﹣(m+1)f(x)+1﹣m=0,解得t,再由图象可得m的不等式,解不等式即可得到所求范围.
【解答】解:函数是连续函数,x=0时,y=0.x>0时,函数的导数为f′(x)=,
当0<x<1时,f′(x)>0,f(x)递增;
当x>1时,f′(x)<0,f(x)递减,
可得f(x)在x=1处取得极大值,f(x)∈(0,]
x<0时,f′(x)=﹣<0,函数是减函数,
作出y=f(x)的图象,
设t=f(x),
关于x的方程[f(x)]2﹣(m+1)f(x)+1﹣m=0即为t2﹣(m+1)t+1﹣m=0,
有1个大于实根,一个根在(0,);
由题意可得:
解得m∈.
故选:C.
【点评】本题考查方程的根的个数问题解法,考查数形结合思想方法,以及导数的运用:求单调区间和极值,考查运算能力,属于中档题.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在答题卡的相应位置
13.(5分)已知向量=(2,﹣4),=(﹣3,﹣4),则向量与夹角的余弦值为 .
【考点】9O:平面向量数量积的性质及其运算.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;34:方程思想;35:转化思想;5A:平面向量及应用.
【分析】根据题意,设向量与夹角为θ,由向量的坐标计算公式可得||、||以及•
的值,由向量数量积的坐标计算公式cosθ=,计算可得答案.
【解答】解:根据题意,设向量与夹角为θ,
向量,,
则||=2,||=5,且•=2×(﹣3)+(﹣4)×(﹣4)=10,
cosθ===,
故答案为:.
【点评】本题考查向量的夹角的计算,涉及向量数量积的计算,关键是掌握向量数量积的坐标计算公式.
14.(5分)设x,y满足约束条件,则z=x﹣y的最大值是 2 .
【考点】7C:简单线性规划.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;31:数形结合;35:转化思想;49:综合法;5T:不等式.
【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用目标函数的几何意义,利用直线平移进行求解即可.
【解答】解:作出不等式组对应的平面区域如图:
由z=x﹣y得y=x﹣z,
平移直线y=x﹣z,由图象直线当直线y=x﹣z经过B(2,0)时,
直线y=x﹣z的截距最小,此时z最大为z=2﹣0=2,
即z=x﹣y的最大值是2,
故答案为:2.
【点评】本题主要考查线性规划的应用,利用目标函数的几何意义,结合数形结合是解决本题的关键.
15.(5分)学校艺术节对同一类的A,B,C,D四项参赛作品,只评一项一等奖,在评奖揭晓前,甲、乙、丙、丁四位同学对这四项参赛作品预测如下:
甲说:“A作品获得一等奖”; 乙说:“C作品获得一等奖”
丙说:“B,D两项作品未获得一等奖”丁说:“是A或D作品获得一等奖”
若这四位同学中只有两位说的话是对的,则获得一等奖的作品是 C .
【考点】F4:进行简单的合情推理.菁优网版权所有
【专题】38:对应思想;4R:转化法;5M:推理和证明.
【分析】根据题意,依次假设参赛的作品为A、B、C、D,判断甲、乙、丙、丁的说法的正确性,即可判断.
【解答】解:根据题意,A,B,C,D作品进行评奖,只评一项一等奖,
假设参赛的作品A为一等奖,则甲、丙,丁的说法都正确,乙错误,不符合题意;
假设参赛的作品B为一等奖,则甲、乙、丙、丁的说法都错误,不符合题意;
假设参赛的作品C为一等奖,则乙,丙的说法正确,甲、丁的说法错误,符合题意;
假设参赛的作品D为一等奖,则甲、乙,丙的说法都错误,丁的说法正确,不符合题意;
故获得参赛的作品C为一等奖;
故答案为:C.
【点评】本题考查了合情推理的问题,注意“这四位同学中有两位说的话是对的”的这一条件.验证法的应用.
16.(5分)在四面体ABCD中,AB=AD=2,∠BAD=60°,∠BCD=90°,二面角A﹣BD﹣C的大小为150°,则四面体ABCD外接球的半径为 .
【考点】LG:球的体积和表面积;LW:直线与平面垂直;MJ:二面角的平面角及求法.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;31:数形结合;35:转化思想;49:综合法;5F:空间位置关系与距离;5G:空间角.
【分析】利用已知条件画出图形,判断球心的位置,转化求解球的半径即可.
【解答】解:在四面体ABCD中,AB=AD=2,∠BAD=60°,∠BCD=90°,二面角A﹣BD﹣C的大小为150°,四面体ABCD外接球,如图:
则△BCD在求出一个小圆上,BD的中点为圆心N,△ABD是正三角形,也在球的一个小圆上,圆心为M,作OM⊥平面ABD,ON⊥平面BCD,O为球心,二面角A﹣BD﹣C的大小为150°,作NP⊥BD,
则∠ANP=150°,可得∠ONM=60°,MN=,则ON=,BN=1,
外接球的半径为:=.
故答案为:.
【点评】本题考查球的内接体,二面角的平面角的应用,球与平面相交的性质的应用,考查空间想象能力以及计算能力.
三、解答题:本大题共5小题,满分60分.解答须写出文字说明、证明过程和演算步骤.
17.(12分)在△ABC,,BC=2.
(1)若AC=3,求AB的长;
(2)若点D在边AB上,AD=DC,DE⊥AC,E为垂足,,求角A的值.
【考点】HP:正弦定理;HR:余弦定理.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;35:转化思想;58:解三角形.
【分析】(1)设AB=x,通过AC2=AB2+BC2﹣2AB•BCcosB,求解即可.
(2)在△BCD中,由正弦定理可得:,转化求解A即可.
【解答】解:(1)设AB=x,则由余弦定理有:AC2=AB2+BC2﹣2AB•BCcosB,
即32=22+x2﹣2x•2cos60°,
解得:,
所以;
(2)因为,所以.
在△BCD中,由正弦定理可得:,
因为∠BDC=2∠A,所以.
所以,所以.
【点评】本题考查正弦定理以及余弦定理的应用,三角形的解法,考查计算能力.
18.(12分)某市为了鼓励市民节约用电,实行“阶梯式”电价,将该市每户居民的月用电量划分为三档,月用电量不超过200度的部分按0.5元/度收费,超过200度但不超过400度的部分按0.8元/度收费,超过400度的部分按1.0元/度收费.
(1)求某户居民用电费用y(单位:元)关于月用电量x(单位:度)的函数解析式;
(2)为了了解居民的用电情况,通过抽样,获得了今年1月份100户居民每户的用电量,统计分析后得到如图所示的频率分布直方图,若这100户居民中,今年1月份用电费用不超过260元的占80%,求a,b的值;
(3)在满足(2)的条件下,若以这100户居民用电量的频率代替该月全市居民用户用电量的概率,且同组中的数据用该组区间的中点值代替,记Y
为该居民用户1月份的用电费用,求Y的分布列和数学期望.
【考点】B8:频率分布直方图;CG:离散型随机变量及其分布列;CH:离散型随机变量的期望与方差.菁优网版权所有
【专题】31:数形结合;32:分类讨论;34:方程思想;35:转化思想;5I:概率与统计.
【分析】(1)利用分段函数的性质即可得出.
(2)利用(1),结合频率分布直方图的性质即可得出.
(3)由题意可知X可取50,150,250,350,450,550.结合频率分布直方图的性质即可得出.
【解答】解:(1)当0≤x≤200时,y=0.5x;
当200<x≤400时,y=0.5×200+0.8×(x﹣200)=0.8x﹣60,
当x>400时,y=0.5×200+0.8×200+1.0×(x﹣400)=x﹣140,
所以y与x之间的函数解析式为:y=.
(2)由(1)可知:当y=260时,x=400,则P(x≤400)=0.80,
结合频率分布直方图可知:0.1+2×100b+0.3=0.8,100a+0.05=0.2,
∴a=0.0015,b=0.0020.
(3)由题意可知X可取50,150,250,350,450,550.
当x=50时,y=0.5×50=25,∴P(y=25)=0.1,
当x=150时,y=0.5×150=75,∴P(y=75)=0.2,
当x=250时,y=0.5×200+0.8×50=140,∴P(y=140)=0.3,
当x=350时,y=0.5×200+0.8×150=220,∴P(y=220)=0.2,
当x=450时,y=0.5×200+0.8×200+1.0×50=310,∴P(y=310)=0.15,
当x=550时,y=0.5×200×0.8×200+1.0×150=410,∴P(y=410)=0.05.
故Y的概率分布列为:
Y
25
75
140
220
310
410
P
0.1
0.2
0.3
0.2
0.15
0.05
所以随机变量Y的数学期望
EY=25×0.1+75×0.2+140×0.3+220×0.2+310×0.15+410×0.05=170.5.
【点评】本题考查了分段函数的性质、频率分布直方图的性质、随机变量的分布列及其数学期望,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
19.(12分)如图所示,在四棱台ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1⊥底面ABCD,四边形ABCD为菱形,∠BAD=120°,AB=AA1=2A1B1=2.
(Ⅰ)若M为CD中点,求证:AM⊥平面AA1B1B;
(Ⅱ)求直线DD1与平面A1BD所成角的正弦值.
【考点】LW:直线与平面垂直;MI:直线与平面所成的角.菁优网版权所有
【专题】14:证明题;31:数形结合;41:向量法;5F:空间位置关系与距离.
【分析】(Ⅰ)推导出AM⊥CD,AM⊥AB,AM⊥AA1,由此能证明AM⊥平面AA1B1B
(Ⅱ)分别以AB,AM,AA1为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系A﹣xyz,利用向量法能求出直线DD1与平面A1BD所成角θ的正弦值.
【解答】证明:(Ⅰ)∵四边形为菱形,∠BAD=120°,连结AC,
∴△ACD为等边三角形,
又∵M为CD中点,∴AM⊥CD,
由CD∥AB得,∴AM⊥AB,
∵AA1⊥底面ABCD,AM⊂底面ABCD,∴AM⊥AA1,
又∵AB∩AA1=A,∴AM⊥平面AA1B1B
解:(Ⅱ)∵四边形ABCD为菱形,∠BAD=120°,AB=AA1=2A1B1=2,
∴DM=1,,∠AMD=∠BAM=90°,
又∵AA1⊥底面ABCD,设M为CD中点,
分别以AB,AM,AA1为x轴、y轴、z轴,建立如图所示的空间直角坐标系A﹣xyz,
则A1(0,0,2)、B(2,0,0)、、,
∴,,,
设平面A1BD的一个法向量,
则有,令x=1,则,
∴直线DD1与平面A1BD所成角θ的正弦值:
.
【点评】本题考查线面垂直的证明,考查线面角的正弦值的求法,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)在平面直角坐标系xOy中,与点M(﹣2,3)关于直线2x﹣y+2=0对称的点N位于抛物线C:x2=2py(p>0)上.
(1)求抛物线C的方程;
(2)过点N作两条倾斜角互补的直线交抛物线C于A,B两点(非N点),若AB过焦点F,求的值.
【考点】KN:直线与抛物线的综合.菁优网版权所有
【专题】15:综合题;38:对应思想;4R:转化法;5E:圆锥曲线中的最值与范围问题.
【分析】(1)设N(m,n),则,解之得N(2,1),即可得到;
(2)设显然直线NA的斜率是存在的,设直线NA的方程y﹣1=k(x﹣2),设直线NB的方程y﹣1=﹣k(x﹣2),设A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程消元,得x2﹣4kx+8k﹣4=0,运用韦达定理,求出A,B的坐标,再根据直线的斜率,再由两点的距离公式,化简整理,即可求出
【解答】解:(1)设N(m,n),则,解之得N(2,1),
代入x2=2py得p=2,
所以抛物线C的方程为x2=4y.
(2)显然直线NA的斜率是存在的,设直线NA的方程y﹣1=k(x﹣2),
设直线NB的方程y﹣1=﹣k(x﹣2),
设A(x1,y1),B(x2,y2),联立方程消元,得x2﹣4kx+8k﹣4=0,
所以2+x1=4k,∴x1=4k﹣2,
所以y1=4k(k﹣1)+1,
故A(4k﹣2,4k(k﹣1)+1),
同理,B(﹣4k﹣2,4k(k+1)+1),
所以kAB==﹣1
若<1,因为cos45°=,
所以==3﹣2,
若>1,
同理可求==3+2
【点评】本题考查椭圆的方程和性质,同时考查直线方程和椭圆方程联立,运用韦达定理,以及斜率公式运用,考查了运算求解能力和转化与化归能力,属于中档题
21.(12分)已知函数f(x)=(x2+x)lnx+2x3+(1﹣a)x2﹣(a+1)x+b(a,b∈R).
(1)当a=0,b=0时,求f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)若f(x)≥0恒成立,求b﹣2a的最小值
【考点】6E:利用导数研究函数的最值;6H:利用导数研究曲线上某点切线方程.菁优网版权所有
【专题】34:方程思想;48:分析法;53:导数的综合应用.
【分析】(1)求得f(x)的解析式,以及导数,可得切线的斜率和切点,由点斜式方程可得切线方程;
(2)f′(x)=(2x+1)(lnx+3x﹣a),设x0为h(x)=lnx+3x﹣a的零点,得出a,b关于x0的表达式及f(x)的单调性,从而得出b﹣2a关于x0的函数,根据x0的范围再计算函数的最小值.
【解答】解:(1)f(x)=(x2+x)lnx+2x3+x2﹣x
的导数为f′(x)=(2x+1)lnx+(x2+x)•+6x2+2x﹣1
=(2x+1)(lnx+3x),
可得切线的斜率为9,切点为(1,2),
则切线方程为y﹣2=9(x﹣1),即y=9x﹣7;
(2)f′(x)=(2x+1)lnx+(x2+x)•+6x2+2(1﹣a)x﹣a﹣1=(2x+1)(lnx+3x﹣a),
令h(x)=lnx+3x﹣a,则h(x)在(0,+∞)上单调递增,
又x→0时,h(x)→﹣∞,当x→+∞时,h(x)→+∞,
∴存在唯一一个x0∈(0,+∞),使得h(x0)=0,即a=3x0+lnx0.
当0<x<x0时,f′(x)<0,当x>x0时,f′(x)>0,
∴f(x)在(0,x0)上单调递减,在(x0,+∞)上单调递增.
∴fmin(x)=f(x0)=(x02+x0)lnx0+2x03+(1﹣a)x02﹣(a+1)x0+b
=(x02+x0)lnx0+2x03+(1﹣3x0﹣lnx0)x02﹣(3x0+lnx0+1)x0+b
=﹣x03﹣2x02﹣x0+b.
∵f(x)≥0恒成立,
∴﹣x03﹣2x02﹣x0+b≥0,即b≥x03+2x02+x0.
∴b﹣2a≥x03+2x02+x0﹣2a=x03+2x02+x0﹣6x0﹣2lnx0=x03+2x02﹣5x0﹣2lnx0,
设φ(x)=x3+2x2﹣5x﹣2lnx,x∈(0,+∞),
则φ′(x)=3x2+4x﹣5﹣=3x(x﹣1)+=,
∴当0<x<1时,φ′(x)<0,当x>1时,φ′(x)>0,
∴φ(x)在(0,1)上单调递减,在(1,+∞)上单调递增,
∴φ(x)≥φ(1)=﹣2.
∴当x0=1时,即a=3x0+lnx0=3,b=x03+2x02+x0=4时,b﹣2a取得最小值﹣2.
【点评】本题考查运用导数球曲线切线方程和函数单调性,函数最值的计算,属于难题.
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.答题时用2B铅笔在答题卡上把所选的题号涂黑.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.(10分)已知曲线C1:x+y=和C2:(φ为参数),以原点O为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,且两种坐标系中取相同的长度单位.
(1)把曲线C1、C2的方程化为极坐标方程
(2)设C1与x轴、y轴交于M,N两点,且线段MN的中点为P.若射线OP与C1、C2交于P、Q两点,求P,Q两点间的距离.
【考点】Q4:简单曲线的极坐标方程;QH:参数方程化成普通方程.菁优网版权所有
【专题】11:计算题;35:转化思想;49:综合法;5S:坐标系和参数方程.
【分析】(1)利用x=ρcosθ,y=ρsinθ,将普通方程化为极坐标方程即可;
(2)求出M,N,P的坐标,得到射线的极坐标方程,分别代入C1、C2得到,P,Q的极坐标,求距离即可.
【解答】解:(1)线C1:x+y=和C2:(φ为参数),以原点O为极点,x 轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,因为x=ρcosθ,y=ρsinθ,
所以C1:,即,所以;
C2的普通方程为,所以其极坐标方程为,即.
(2)由题意M(,0),N(0,1),所以P(),所以射线OP的极坐标方程为:,
把代入C1得到ρ1=1,P(1,);
把代入C2得到ρ2=2,Q(2,),
所以|PQ|=|ρ2﹣ρ1|=1,即P,Q两点间的距离为1.
【点评】本题考查了普通方程、极坐标方程以及参数方程之间的互化,理解自变量的关系是关键.
[选修4-5:不等式选讲]
23.设a,b,c>0,且ab+bc+ca=1,
求证:(1)a+b+c≥;
(2)++≥(++)
【考点】7F:基本不等式及其应用.菁优网版权所有
【专题】38:对应思想;4R:转化法;5T:不等式.
【分析】(1)运用分析法证明.要证a+b+c≥,结合条件,两边平方,可得a2+b2+c2≥1,运用重要不等式,累加即可得证.
(2)问题转化为证明a+b+c≤1,根据基本不等式的性质证明即可.
【解答】证明:(1)运用分析法证明.
要证a+b+c≥,
即证(a+b+c)2≥3,
由a,b,c均为正实数,且ab+bc+ca=1,
即有a2+b2+c2+2(ab+bc+ca)≥3,
即为a2+b2+c2≥1,①
由a2+b2≥2ab,b2+c2≥2bc,a2+c2≥2ac,
相加可得a2+b2+c2≥zb+bc+ca=1,
则①成立.
综上可得,原不等式成立.
(2)∵++=,
而由(1)a+b+c≥,
∴≥(++),
故只需≥++,
即a+b+c≤1,
即:a+b+c≤ab+bc+ac,
而a=•≤,b≤,c≤,
∴a+b+c≤ab+bc+ac=1成立,
(当且仅当a=b=c=时).
【点评】本题考查了基本不等式的证明,考查转化思想,是一道中档题.
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