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- 2021-05-14 发布
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2020年广东省广州市天河区高考数学一模试卷(理科)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,满分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. 已知集合A={x|x2−x−6<0},集合B={x|x−1>0},则(∁RA)∩B=( )
A.(1, 3)
B.(1, 3]
C.[3, +∞)
D.(3, +∞)
2. 设复数z满足(z+2i)⋅i=3−4i,则复数z在复平面内对应的点位于( )
A.第一象限
B.第二象限
C.第三象限
D.第四象限
3. 设等差数列{an}的前n项和为Sn,若a2+a8=15−a5,则S9等于( )
A.18
B.36
C.45
D.60
4. 已知m,n是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A.若m // α,n // α,则m // n
B.若α⊥γ,β⊥γ,则α // β
C.若m // α,n // α,且m⊂β,n⊂β,则α // β
D.若m⊥α,n⊥β,且α⊥β,则m⊥n
5. (x2+2)(1x2−1)5的展开式的常数项是( )
A.−3
B.−2
C.2
D.3
6. 已知x1=1n12,x2=e−12,x3满足e−x3=lnx3,则下列各选项正确的是( )
A.x11,使f(x)+x<1−xx成立,求整数a的最小值.
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程]
在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为x=cosα+3sinα,y=sinα−3cosα (α为参数),坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,取相同长度单位建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρcos(θ+π6)=2.
(1)求曲线C和直线l的直角坐标方程;
(2)直线l与y轴的交点为P,经过点P的动直线m与曲线C交于A,B两点,证明:|PA|⋅|PB|为定值.
[选修4-5:不等式选讲](10分)
已知函数f(x)=|x−1|+|2x+m|(m∈R).
(1)若m=2时,解不等式f(x)≤3;
(2)若关于x的不等式f(x)≤|2x−3|在x∈[0, 1]上有解,求实数m的取值范围.
试卷第20页,总20页
参考答案与试题解析
2020年广东省广州市天河区高考数学一模试卷(理科)
一、选择题:本大题共12小题,每小题5分,满分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.
【答案】
C
【考点】
交、并、补集的混合运算
【解析】
先确定A,再求出∁RA,而后可求(∁RA)∩B.
【解答】
A={x|−20,所以0<x2=e−12,<e0=1;
x3满足e−x3=lnx3,
所以x3>0,所以e−x30,
所以lnx3>0=ln1,
又因为y=
试卷第20页,总20页
lnx为(0, +∞)的增函数,
所以x3>1,
综上:x10,且x1≠x2),化为4(x1+x2)=(k+4k)x1x2,因此x1+x216k+4k对k∈[1, +∞)都成立,令g(k)=k+4k,k∈[1, +∞),利用导数研究其单调性极值与最值即可得出.
【解答】
试卷第20页,总20页
函数f(x)=(k+4k)lnx+4−x2x,导数f′(x)=(k+4k)⋅1x−4x2−(1)
由题意可得f′(x1)=f′(x2)(x1,x2>0,且x1≠x2).
即有k+4kx1−4x12−1=k+4kx2−4x22−1,
化为4(x1+x2)=(k+4k)x1x2,
而x1x2<(x1+x22)2,
∴ 4(x1+x2)<(k+4k)(x1+x22)2,
化为x1+x216k+4k对k∈[1, +∞)都成立,
令g(k)=k+4k,k∈[1, +∞),
由k+4k≥2k⋅4k=4,当且仅当k=2取得等号,
∴ 16k+4k≤4,
∴ x1+x2>4,即x1+x2的取值范围是(4, +∞).
故选:B.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,满分20分.
【答案】
2n−1
【考点】
数列递推式
【解析】
根据已知条件写出数列的前几项,分析规律,并归纳出数列的通项公式即可.
【解答】
解:∵ 数列{an}满足a1=1,
an=1+a1+...+an−1 (n∈N*, n≥2),
则a1=1=20,
a2=2=21,
a3=4=22,
a4=8=23,…
由此可得当n≥1时,an=2n−1.
故答案为:2n−1.
【答案】
2
【考点】
三角函数的恒等变换及化简求值
【解析】
f(x)解析式提取,利用两角和与差的正弦公式化为一个角的正弦函数,由x=θ时函数f(x)取得最大值,得到θ的取值,后代入正切公式中计算求值.
【解答】
f(x)=sinx+3cosx=2sin(x+π3);
∵ 当x=θ时,函数f(x)取得最大值
∴ θ+π3=π2+2kπ,k∈z;
∴ θ=π6+2kπ,k∈z;
∴ tan(θ+π4)=tan(π6+2kπ+π4)=tan(π4+π6)=1+331−33=2+3.
【答案】
15
【考点】
利用导数研究函数的极值
【解析】
根据函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极小值10得f′(1)=0,f(1)=10即可求出a−b的值.
【解答】
当a=−3,b=3时,
f′(x)=3x2−6x+3=3(x−1)2,
此时x=1不是极小值点.
∴
试卷第20页,总20页
a=4,b=−11,
∴ a−b=15.
故答案:15.
【答案】
20π3
【考点】
球的体积和表面积
【解析】
如图所示,取BC的中点D,连接SD,AD.设E为△ABC的中心,F为△SBC的中心,O为三棱锥S−ABC外接球的球心.连接OE,OF,OA.四边形OEDF为正方形.可得OA为棱锥S−ABC外接球的半径.利用勾股定理及其球的表面积计算公式即可得出.
【解答】
如图所示,
取BC的中点D,连接SD,AD.
设E为△ABC的中心,F为△SBC的中心,
O为三棱锥S−ABC外接球的球心.
连接OE,OF,OA.四边形OEDF为正方形.
则OA为棱锥S−ABC外接球的半径..
∴ OA=OE2+AE2=(33)2+(233)2=53.
∴ 三棱锥S−ABC外接球的表面积=4π×53=20π3.
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,每个试题学生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。
【答案】
∵ cos2A+sin(3π2−A)+1=0.
∴ cos2A−cosA+1=0,可得:2cos2A−cosA=0,解得:cosA=12,或cosA=0,
∵ △ABC为锐角三角形,
∴ cosA=12,
∴ 可得:A=π3.
∵ S△ABC=12bcsinA=12bc⋅32=33,可得:bc=12,
又b=3,可得:c=4,
在△ABC中,由余弦定理可知,a2=b2+c2−2bccosA=16+9−2×3×4×12=25−12=13,
∴ a=13,
在△ABC中,由正弦定理可知:asinA=csinC,可得:sinC=c⋅sinAa=4×3213=23913.
【考点】
余弦定理
【解析】
试卷第20页,总20页
(1)利用三角函数恒等变换的应用化简已知等式可得cosA的值,结合A的范围,可求A的值.
(2)利用三角形的面积公式可求bc的值,从而解得c的值,由余弦定理可求a的值,由正弦定理可求sinC的值.
【解答】
∵ cos2A+sin(3π2−A)+1=0.
∴ cos2A−cosA+1=0,可得:2cos2A−cosA=0,解得:cosA=12,或cosA=0,
∵ △ABC为锐角三角形,
∴ cosA=12,
∴ 可得:A=π3.
∵ S△ABC=12bcsinA=12bc⋅32=33,可得:bc=12,
又b=3,可得:c=4,
在△ABC中,由余弦定理可知,a2=b2+c2−2bccosA=16+9−2×3×4×12=25−12=13,
∴ a=13,
在△ABC中,由正弦定理可知:asinA=csinC,可得:sinC=c⋅sinAa=4×3213=23913.
【答案】
a32+2a2a6+a3a7=25,
可得a32+2a3a5+a52=(a3+a5)2=25,
由a4=2,即a1q3=2,①,由0
0,an>0, 可得a3+a5=5,即a1q2+a1q4=5,② 由①②解得q=12(2舍去),a1=16, 则an=16⋅(12)n−1=25−n; bn=log2an=log225−n=5−n, 可得Sn=12n(4+5−n)=9n−n22, Snn=9−n2, 则S11+S22+⋯+Snn=4+72+⋯+9−n2 =12n(4+9−n2)=17n−n24=−14(n−172)2+28916, 可得n=8或9时,S11+S22+⋯+Snn取最大值18. 则n的值为8或9. 【考点】 数列的求和 【解析】 (1)由条件判断an>0,再由等比数列的性质和通项公式,解方程可得首项和公比,进而得到所求通项公式; 试卷第20页,总20页 (2)求得bn=log2an=log225−n=5−n,可得Sn=9n−n22,Snn=9−n2,再由等差数列的求和公式和配方法,可得所求最大值时的n的值. 【解答】 a32+2a2a6+a3a7=25, 可得a32+2a3a5+a52=(a3+a5)2=25, 由a4=2,即a1q3=2,①,由00,an>0, 可得a3+a5=5,即a1q2+a1q4=5,② 由①②解得q=12(2舍去),a1=16, 则an=16⋅(12)n−1=25−n; bn=log2an=log225−n=5−n, 可得Sn=12n(4+5−n)=9n−n22, Snn=9−n2, 则S11+S22+⋯+Snn=4+72+⋯+9−n2 =12n(4+9−n2)=17n−n24=−14(n−172)2+28916, 可得n=8或9时,S11+S22+⋯+Snn取最大值18. 则n的值为8或9. 【答案】 如图,取BC中点G,连接FG,OG, 因为FB=FC, 所以FG⊥BC, 又因为平面FBC⊥平面ABCD,平面FBC∩平面ABCD=BC,FG⊂平面FBC, 所以FG⊥平面ABCD, O,G分别为BD,BC中点, 所以OG // AB,OG=12AB 因为EF=233=12AB,EF // AB, 所以四边形EFGO为平行四边形, 所以OE // FG, 所以OE⊥平面ABCD. 试卷第20页,总20页 如图,以AC所在直线为x轴,BD所在直线为y轴,OE所在直线为z轴建立空间坐标系, 显然二面角Q−BC−A为锐二面角,设该二面角为θ, 向量n→=(0, 0, 1)是平面ABC的法向量,设平面QBC的法向量v→=(x, y, 1), 由题意可知FG=OE=BFsin60∘=2, 所以C(−2, 0, 0),B(0, 233, 0),E(0, 0, 2),Q(1, 0, 1) 所以BQ→=(1, −233, 1),CQ→=(3, 0, 1), 则v→⋅BQ→=0v→⋅CQ→=0 ,即x−233y+1=03x+1=0 , 所以v→=(−13, 33, 1), 所以cosθ=|n→⋅v→||n→||v→|=11×133=31313. 【考点】 直线与平面垂直 二面角的平面角及求法 【解析】 (1)取BC中点G,连接FG,OG,证明FG⊥平面ABCD,FG // OE,则OE⊥平面ABCD; (2)以AC所在直线为x轴,BD所在直线为y轴,OE所在直线为z轴建立空间坐标系,分别求出平面ABC,平面QBC的法向量,将二面角Q−BC−A转化为两个法向量夹角余弦值的问题. 【解答】 如图,取BC中点G,连接FG,OG, 因为FB=FC, 所以FG⊥BC, 又因为平面FBC⊥平面ABCD,平面FBC∩平面ABCD=BC,FG⊂平面FBC, 所以FG⊥平面ABCD, O,G分别为BD,BC中点, 所以OG // AB,OG=12AB 因为EF=233=12AB,EF // AB, 所以四边形EFGO为平行四边形, 所以OE // FG, 所以OE⊥平面ABCD. 试卷第20页,总20页 如图,以AC所在直线为x轴,BD所在直线为y轴,OE所在直线为z轴建立空间坐标系, 显然二面角Q−BC−A为锐二面角,设该二面角为θ, 向量n→=(0, 0, 1)是平面ABC的法向量,设平面QBC的法向量v→=(x, y, 1), 由题意可知FG=OE=BFsin60∘=2, 所以C(−2, 0, 0),B(0, 233, 0),E(0, 0, 2),Q(1, 0, 1) 所以BQ→=(1, −233, 1),CQ→=(3, 0, 1), 则v→⋅BQ→=0v→⋅CQ→=0 ,即x−233y+1=03x+1=0 , 所以v→=(−13, 33, 1), 所以cosθ=|n→⋅v→||n→||v→|=11×133=31313. 【答案】 由正态分布可知,抽取的一片瓷砖的质量在(u−3σ, u+3σ)之内的概率为0.9974, 则这10片质量全都在(u−3σ, u+3σ)之内(即没有废品)的概率为0.997410≈0.9743; 则这10片中至少有1片是废品的概率为1−0.9743=0.0257;——– (ⅰ)由已知数据,用这个样本的频率分布估计总体分布,将频率视为概率, 得该厂生产的一片正品瓷砖为“优等”、“一级”、“合格”的概率分别为0.7、0.2、0.1; 则ξ的可能取值为15,14,12.5,13,11.5,10元;——– 计算P(ξ=15)=0.7×0.7=0.49, P(ξ=14)=0.7×0.2×2=0.28, P(ξ=12.5)=0.7×0.1×2=0.14, P(ξ=13)=0.2×0.2=0.04, P(ξ=11.5)=0.2×0.1×2=0.04, P(ξ=10)=0.1×0.1=0.01, 得到ξ的分布列如下: ξ 15 14 13 12.5 11.5 10 P 0.49 0.28 0.04 0.14 0.04 0.01 ————- 数学期望为 E(ξ)=15×0.49+14×0.28+13×0.04+12.5×0.14+11.5×0.04+10×0.01 =7.35+3.92+0.52+1.75+0.46+0.1 =14.1(元);——— (ⅱ)设乙陶瓷厂5片该规格的正品瓷砖中有n片“优等”品,则有5−n片“一级”品, 由已知7.5n+6.5(5−n)≥36,解得n≥3.5,则n取4或5; 故所求的概率为 P=C54×0.84×0.2+0.85 =0.4096+0.32768 =0.73728.———————– 【考点】 正态分布密度曲线 【解析】 试卷第20页,总20页 (Ⅰ)由正态分布的概率公式求值即可; (Ⅱ)(ⅰ)根据题意知ξ的可能取值,计算所求的概率值,写出分布列,计算数学期望值; (ⅱ)根据题意求出“优等”品与“一级”品数,再计算所求的概率值. 【解答】 由正态分布可知,抽取的一片瓷砖的质量在(u−3σ, u+3σ)之内的概率为0.9974, 则这10片质量全都在(u−3σ, u+3σ)之内(即没有废品)的概率为0.997410≈0.9743; 则这10片中至少有1片是废品的概率为1−0.9743=0.0257;——– (ⅰ)由已知数据,用这个样本的频率分布估计总体分布,将频率视为概率, 得该厂生产的一片正品瓷砖为“优等”、“一级”、“合格”的概率分别为0.7、0.2、0.1; 则ξ的可能取值为15,14,12.5,13,11.5,10元;——– 计算P(ξ=15)=0.7×0.7=0.49, P(ξ=14)=0.7×0.2×2=0.28, P(ξ=12.5)=0.7×0.1×2=0.14, P(ξ=13)=0.2×0.2=0.04, P(ξ=11.5)=0.2×0.1×2=0.04, P(ξ=10)=0.1×0.1=0.01, 得到ξ的分布列如下: ξ 15 14 13 12.5 11.5 10 P 0.49 0.28 0.04 0.14 0.04 0.01 ————- 数学期望为 E(ξ)=15×0.49+14×0.28+13×0.04+12.5×0.14+11.5×0.04+10×0.01 =7.35+3.92+0.52+1.75+0.46+0.1 =14.1(元);——— (ⅱ)设乙陶瓷厂5片该规格的正品瓷砖中有n片“优等”品,则有5−n片“一级”品, 由已知7.5n+6.5(5−n)≥36,解得n≥3.5,则n取4或5; 故所求的概率为 P=C54×0.84×0.2+0.85 =0.4096+0.32768 =0.73728.———————– 【答案】 解:1由题意可知,x>0,f′(x)=1x−ax2−1=−x2+x−ax2, 方程−x2+x−a=0对应的Δ=1−4a, ①当Δ=1−4a≤0,即a≥14时, 当x∈(0, +∞)时,f′(x)≤0, ∴ f(x)在(0, +∞)上单调递减; ②当00,函数f(x)单调递增, 在(0,1−1−4a2),(1+1−4a2,+∞)上f′(x)<0,函数f(x)单调递减; ③当a≤0时,1−1−4a2<0,1+1−4a2>0, 此时当x∈(0,1+1−4a2),f′(x)>0,f(x)单调递增, 当x∈(1+1−4a2,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减; 综上:当a≤0时,f(x)在(0,1+1−4a2)上单调递增, 在(1+1−4a2,+∞)上单调递减; 当0xlnx+2x−1, 即存在x>1,使a>xlnx+2x−1x−1成立. 设g(x)=xlnx+2x−1x−1,x>1, 则g′(x)=x−lnx−2(x−1)2, 设h(x)=x−lnx−2, 则h′(x)=1−1x=x−1x>0,∴ h(x)在(1, +∞)上单调递增. 又h(3)=3−ln3−2=1−ln3<0,h(4)=4−ln4−2=2−2ln2>0, 根据零点存在性定理,可知h(x)在(1, +∞)上有唯一零点, 设该零点为x0,则x0∈(3, 4),且h(x0)=x0−lnx0−2=0,即x0−2=lnx0, ∴ g(x)min=x0lnx0+2x0−1x0−1=x0+1, 由题意可知a>x0+1,又x0∈(3, 4),a∈Z, ∴ 整数a的最小值为5. 【考点】 利用导数研究函数的最值 利用导数研究函数的单调性 【解析】 (1)求出函数的导数,结合二次函数的性质通过讨论a的范围判断函数的单调性即可; (2)问题转化为存在x>1,使axlnx+2x−1x−1成立.设g(x)=xlnx+2x−1x−1,x>1,根据函数的单调性求出a的最小值即可. 【解答】 解:1由题意可知,x>0,f′(x)=1x−ax2−1=−x2+x−ax2, 方程−x2+x−a=0对应的Δ=1−4a, ①当Δ=1−4a≤0,即a≥14时, 当x∈(0, +∞)时,f′(x)≤0, ∴ f(x)在(0, +∞)上单调递减; ②当00,函数f(x) 试卷第20页,总20页 单调递增, 在(0,1−1−4a2),(1+1−4a2,+∞)上f′(x)<0,函数f(x)单调递减; ③当a≤0时,1−1−4a2<0,1+1−4a2>0, 此时当x∈(0,1+1−4a2),f′(x)>0,f(x)单调递增, 当x∈(1+1−4a2,+∞)时,f′(x)<0,f(x)单调递减; 综上:当a≤0时,f(x)在(0,1+1−4a2)上单调递增, 在(1+1−4a2,+∞)上单调递减; 当0xlnx+2x−1, 即存在x>1,使a>xlnx+2x−1x−1成立. 设g(x)=xlnx+2x−1x−1,x>1, 则g′(x)=x−lnx−2(x−1)2, 设h(x)=x−lnx−2, 则h′(x)=1−1x=x−1x>0,∴ h(x)在(1, +∞)上单调递增. 又h(3)=3−ln3−2=1−ln3<0,h(4)=4−ln4−2=2−2ln2>0, 根据零点存在性定理,可知h(x)在(1, +∞)上有唯一零点, 设该零点为x0,则x0∈(3, 4),且h(x0)=x0−lnx0−2=0,即x0−2=lnx0, ∴ g(x)min=x0lnx0+2x0−1x0−1=x0+1, 由题意可知a>x0+1,又x0∈(3, 4),a∈Z, ∴ 整数a的最小值为5. (二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程] 【答案】 解:(1)由x2+y2=(cosα+3sinα)2+(sinα−3cosα)2=4, 得曲线C:x2+y2=4. 直线l的极坐标方程展开为32ρcosθ−12ρsinθ=2, 故l的直角坐标方程为3x−y−4=0 试卷第20页,总20页 . (2)由(1)得直线l为:3x−y−4=0, 令x=0,则P的坐标为(0, −4), 设过点P的直线方程为x=tcosα,y=−4+tsinα (t为参数) 代入C:x2+y2=4得t2−8tsinα+12=0, 设A,B对应的参数为t1,t2, 所以|PA|⋅|PB|=|t1t2|=12为定值. 【考点】 圆的极坐标方程与直角坐标方程的互化 圆的极坐标方程 直线的极坐标方程与直角坐标方程的互化 【解析】 (1)由x2+y2=(cosα+3sinα)2+(sinα−3cosα)2=4可得曲线C的直角坐标方程;根据互化公式可得直线l的直角坐标方程; (2)根据参数t的几何意义可得. 【解答】 解:(1)由x2+y2=(cosα+3sinα)2+(sinα−3cosα)2=4, 得曲线C:x2+y2=4. 直线l的极坐标方程展开为32ρcosθ−12ρsinθ=2, 故l的直角坐标方程为3x−y−4=0. (2)由(1)得直线l为:3x−y−4=0, 令x=0,则P的坐标为(0, −4), 设过点P的直线方程为x=tcosα,y=−4+tsinα (t为参数) 代入C:x2+y2=4得t2−8tsinα+12=0, 设A,B对应的参数为t1,t2, 所以|PA|⋅|PB|=|t1t2|=12为定值. [选修4-5:不等式选讲](10分) 【答案】 若m=2时,|x−1|+|2x+2|≤3, 当x≤−1时,原不等式可化为−x+1−2x−2≤3解得x≥−43,所以−43≤x≤−1, 当−1