
参与试题解析
一、选择题, 共10小题, 每小题5分, 共50分
1.(5分)(2020•湖南)已知=1+i(i为虚数单位), 则复数z=( )
| A. | 1+i | B. | 1﹣i | C. | ﹣1+i | D. | ﹣1﹣i |
| 考点: | 复数代数形式的乘除运算.菁优网版权所有 |
| 专题: | 数系的扩充和复数. |
| 分析: | 由条件利用两个复数代数形式的乘除法法则, 求得z的值. |
| 解答: | 解:∵已知=1+i(i为虚数单位), ∴z===﹣1﹣i, 故选:D. |
| 点评: | 本题主要考查两个复数代数形式的乘除法法则的应用, 属于基础题. |
2.(5分)(2020•湖南)设A、B是两个集合, 则“A∩B=A”是“A⊆B”的( )
| A. | 充分不必要条件 | B. | 必要不充分条件 | |
| C. | 充要条件 | D. | 既不充分也不必要条件 |
| 考点: | 必要条件、充分条件与充要条件的判断.菁优网版权所有 |
| 专题: | 集合;简易逻辑. |
| 分析: | 直接利用两个集合的交集, 判断两个集合的关系, 判断充要条件即可. |
| 解答: | 解:A、B是两个集合, 则“A∩B=A”可得“A⊆B”, “A⊆B”, 可得“A∩B=A”. 所以A、B是两个集合, 则“A∩B=A”是“A⊆B”的充要条件. 故选:C. |
| 点评: | 本题考查充要条件的判断与应用, 集合的交集的求法, 基本知识的应用. |
3.(5分)(2020•湖南)执行如图所示的程序框图, 如果输入n=3, 则输出的S=( )
| A. | B. | C. | D. |
| 考点: | 程序框图.菁优网版权所有 |
| 分析: | 列出循环过程中S与i的数值, 满足判断框的条件即可结束循环. |
| 解答: | 解:判断前i=1, n=3, s=0, 第1次循环, S=, i=2, 第2次循环, S=, i=3, 第3次循环, S=, i=4, 此时, i>n, 满足判断框的条件, 结束循环, 输出结果:S=== 故选:B |
| 点评: | 本题考查循环框图的应用, 注意判断框的条件的应用, 考查计算能力 |
4.(5分)(2020•湖南)若变量x、y满足约束条件, 则z=3x﹣y的最小值为( )
| A. | ﹣7 | B. | ﹣1 | C. | 1 | D. | 2 |
| 考点: | 简单线性规划.菁优网版权所有 |
| 专题: | 不等式的解法及应用. |
| 分析: | 由约束条件作出可行域, 由图得到最优解, 求出最优解的坐标, 数形结合得答案. |
| 解答: | 解:由约束条件作出可行域如图, 由图可知, 最优解为A, 联立, 解得C(0, ﹣1).由解得A(﹣2, 1), 由, 解得B(1, 1) ∴z=3x﹣y的最小值为3×(﹣2)﹣1=﹣7. 故选:A. |
| 点评: | 本题考查了简单的线性规划, 考查了数形结合的解题思想方法, 是中档题.易错点是图形中的B点. |
5.(5分)(2020•湖南)设函数f(x)=ln(1+x)﹣ln(1﹣x), 则f(x)是( )
| A. | 奇函数, 且在(0, 1)上是增函数 | B. | 奇函数, 且在(0, 1)上是减函数 | |
| C. | 偶函数, 且在(0, 1)上是增函数 | D. | 偶函数, 且在(0, 1)上是减函数 |
| 考点: | 利用导数研究函数的单调性.菁优网版权所有 |
| 专题: | 导数的综合应用. |
| 分析: | 求出好的定义域, 判断函数的奇偶性, 以及函数的单调性推出结果即可. |
| 解答: | 解:函数f(x)=ln(1+x)﹣ln(1﹣x), 函数的定义域为(﹣1, 1), 函数f(﹣x)=ln(1﹣x)﹣ln(1+x)=﹣[ln(1+x)﹣ln(1﹣x)]=﹣f(x), 所以函数是奇函数. 排除C, D, 正确结果在A, B, 只需判断特殊值的大小, 即可推出选项, x=0时, f(0)=0; x=时, f()=ln(1+)﹣ln(1﹣)=ln3>1, 显然f(0)<f(), 函数是增函数, 所以B错误, A正确. 故选:A. |
| 点评: | 本题考查函数的奇偶性以及函数的单调性的判断与应用, 考查计算能力. |
6.(5分)(2020•湖南)已知(﹣)5的展开式中含x的项的系数为30, 则a=( )
| A. | B. | ﹣ | C. | 6 | D. | ﹣6 |
| 考点: | 二项式定理的应用.菁优网版权所有 |
| 专题: | 二项式定理. |
| 分析: | 根据所给的二项式, 利用二项展开式的通项公式写出第r+1项, 整理成最简形式, 令x的指数为求得r, 再代入系数求出结果. |
| 解答: | 解:根据所给的二项式写出展开式的通项, Tr+1==; 展开式中含x的项的系数为30, ∴, ∴r=1, 并且, 解得a=﹣6. 故选:D. |
| 点评: | 本题考查二项式定理的应用, 本题解题的关键是正确写出二项展开式的通项, 在这种题目中通项是解决二项展开式的特定项问题的工具. |
7.(5分)(2020•湖南)在如图所示的正方形中随机投掷10000个点, 则落入阴影部分(曲线C为正态分布N(0, 1)的密度曲线)的点的个数的估计值为( )
附“若X﹣N=(μ, a2), 则
P(μ﹣σ<X≤μ+σ)=0.6826.
p(μ﹣2σ<X≤μ+2σ)=0.9544.
| A. | 2386 | B. | 2718 | C. | 3413 | D. | 4772 |
| 考点: | 正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义.菁优网版权所有 |
| 专题: | 计算题;概率与统计. |
| 分析: | 求出P(0<X≤1)=×0.6826=0.3413, 即可得出结论. |
| 解答: | 解:由题意P(0<X≤1)=×0.6826=0.3413, ∴落入阴影部分点的个数的估计值为10000×0.3413=3413, 故选:C. |
| 点评: | 本题考查正态分布曲线的特点及曲线所表示的意义, 考查正态分布中两个量μ和σ的应用, 考查曲线的对称性, 属于基础题. |
8.(5分)(2020•湖南)已知A, B, C在圆x2+y2=1上运动, 且AB⊥BC, 若点P的坐标为(2, 0), 则||的最大值为( )
| A. | 6 | B. | 7 | C. | 8 | D. | 9 |
| 考点: | 圆的切线方程.菁优网版权所有 |
| 专题: | 计算题;直线与圆. |
| 分析: | 由题意, AC为直径, 所以||=|2+|=|4+|.B为(﹣1, 0)时, |4+|≤7, 即可得出结论. |
| 解答: | 解:由题意, AC为直径, 所以||=|2+|=|4+|. 所以B为(﹣1, 0)时, |4+|≤7. 所以||的最大值为7. 故选:B. |
| 点评: | 本题考查向量知识的运用, 考查学生分析解决问题的能力, 比较基础. |
9.(5分)(2020•湖南)将函数f(x)=sin2x的图象向右平移φ(0<φ<)个单位后得到函数g(x)的图象.若对满足|f(x1)﹣g(x2)|=2的x1、x2, 有|x1﹣x2|min=, 则φ=( )
| A. | B. | C. | D. |
| 考点: | 函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.菁优网版权所有 |
| 专题: | 三角函数的图像与性质. |
| 分析: | 利用三角函数的最值, 求出自变量x1, x2的值, 然后判断选项即可. |
| 解答: | 解:因为将函数f(x)=sin2x的周期为π, 函数的图象向右平移φ(0<φ<)个单位后得到函数g(x)的图象.若对满足|f(x1)﹣g(x2)|=2的可知, 两个函数的最大值与最小值的差为2, 有|x1﹣x2|min=, 不妨x1=, x2=, 即g(x)在x2=, 取得最小值, sin(2×﹣2φ)=﹣1, 此时φ=, 不合题意, x1=, x2=, 即g(x)在x2=, 取得最大值, sin(2×﹣2φ)=1, 此时φ=, 满足题意. 故选:D. |
| 点评: | 本题考查三角函数的图象平移, 函数的最值以及函数的周期的应用, 考查分析问题解决问题的能力, 是好题, 题目新颖.有一定难度, 选择题, 可以回代验证的方法快速解答. |
10.(5分)(2020•湖南) 某工件的三视图如图所示.现将该工件通过切削, 加工成一个体积尽可能大的长方体新工件, 并使新工件的一个面落在原工件的一个面内, 则原工件材料的利用率为(材料利用率=)( )
| A. | B. | C. | D. |
| 考点: | 简单空间图形的三视图.菁优网版权所有 |
| 专题: | 创新题型;空间位置关系与距离;概率与统计. |
| 分析: | 根据三视图可判断其为圆锥, 底面半径为1, 高为2, 求解体积. 利用几何体的性质得出此长方体底面边长为n的正方形, 高为x, 利用轴截面的图形可判断得出n=(1﹣), 0<x<2, 求解体积式子, 利用导数求解即可, 最后利用几何概率求解即. |
| 解答: | 解:根据三视图可判断其为圆锥, ∵底面半径为1, 高为2, ∴V=×2= ∵加工成一个体积尽可能大的长方体新工件, ∴此长方体底面边长为n的正方形, 高为x, ∴根据轴截面图得出:=, 解得;n=(1﹣), 0<x<2, ∴长方体的体积Ω=2(1﹣)2x, Ω′=x2﹣4x+2, ∵, Ω′=x2﹣4x+2=0, x=, x=2, ∴可判断(0, )单调递增, (, 2)单调递减, Ω最大值=2(1﹣)2×=, ∴原工件材料的利用率为=×=, 故选:A |
| 点评: | 本题很是新颖, 知识点融合的很好, 把立体几何, 导数, 概率都相应的考查了, 综合性强, 属于难题. |
二、填空题, 共5小题, 每小题5分, 共25分
11.(5分)(2020•湖南)(x﹣1)dx= 0 .
| 考点: | 定积分.菁优网版权所有 |
| 专题: | 导数的概念及应用. |
| 分析: | 求出被积函数的原函数, 代入上限和下限求值. |
| 解答: | 解:(x﹣1)dx=(﹣x)|=0; 故答案为:0. |
| 点评: | 本题考查了定积分的计算;关键是求出被积函数的原函数. |
12.(5分)(2020•湖南)在一次马拉松比赛中, 35名运动员的成绩(单位:分钟)的茎叶图如图所示.若将运动员成绩由好到差编号为1﹣35号, 再用系统抽样方法从中抽取7人, 则其中成绩在区间[139, 151]上的运动员人数是 4 .
| 考点: | 茎叶图.菁优网版权所有 |
| 专题: | 概率与统计. |
| 分析: | 根据茎叶图中的数据, 结合系统抽样方法的特征, 即可求出正确的结论. |
| 解答: | 解:根据茎叶图中的数据, 得; 成绩在区间[139, 151]上的运动员人数是20, 用系统抽样方法从35人中抽取7人, 成绩在区间[139, 151]上的运动员应抽取 7×=4(人). 故答案为:4. |
| 点评: | 本题考查了茎叶图的应用问题, 也考查了系统抽样方法的应用问题, 是基础题目. |
13.(5分)(2020•湖南)设F是双曲线C:﹣=1的一个焦点.若C上存在点P, 使线段PF的中点恰为其虚轴的一个端点, 则C的离心率为 .
| 考点: | 双曲线的简单性质.菁优网版权所有 |
| 专题: | 圆锥曲线的定义、性质与方程. |
| 分析: | 设F(c, 0), P(m, n), (m<0), 设PF的中点为M(0, b), 即有m=﹣c, n=2b, 将中点M的坐标代入双曲线方程, 结合离心率公式, 计算即可得到. |
| 解答: | 解:设F(c, 0), P(m, n), (m<0), 设PF的中点为M(0, b), 即有m=﹣c, n=2b, 将点(﹣c, 2b)代入双曲线方程可得, ﹣=1, 可得e2==5, 解得e=. 故答案为:. |
| 点评: | 本题考查双曲线的方程和性质, 主要考查双曲线的离心率的求法, 同时考查中点坐标公式的运用, 属于中档题. |
14.(5分)(2020•湖南)设Sn为等比数列{an}的前n项和, 若a1=1, 且3S1, 2S2, S3成等差数列, 则an= 3n﹣1 .
| 考点: | 等差数列与等比数列的综合.菁优网版权所有 |
| 专题: | 等差数列与等比数列. |
| 分析: | 利用已知条件列出方程求出公比, 然后求解等比数列的通项公式. |
| 解答: | 解:设等比数列的公比为q, Sn为等比数列{an}的前n项和, 若a1=1, 且3S1, 2S2, S3成等差数列, 可得4S2=S3+3S1, a1=1, 即4(1+q)=1+q+q2+3, q=3. ∴an=3n﹣1. 故答案为:3n﹣1. |
| 点评: | 本题考查等差数列以及等比数列的应用, 基本知识的考查. |
15.(5分)(2020•湖南)已知函数f(x)=若存在实数b, 使函数g(x)=f(x)﹣b有两个零点, 则a的取值范围是 {a|a<0或a>1} .
| 考点: | 函数的零点.菁优网版权所有 |
| 专题: | 计算题;创新题型;函数的性质及应用. |
| 分析: | 由g(x)=f(x)﹣b有两个零点可得f(x)=b有两个零点, 即y=f(x)与y=b的图象有两个交点, 则函数在定义域内不能是单调函数, 结合函数图象可求a的范围 |
| 解答: | 解:∵g(x)=f(x)﹣b有两个零点, ∴f(x)=b有两个零点, 即y=f(x)与y=b的图象有两个交点, 由x3=x2可得, x=0或x=1 ①当a>1时, 函数f(x)的图象如图所示, 此时存在b, 满足题意, 故a>1满足题意 ②当a=1时, 由于函数f(x)在定义域R上单调递增, 故不符合题意 ③当0<a<1时, 函数f(x)单调递增, 故不符合题意 ④a=0时, f(x)单调递增, 故不符合题意 ⑤当a<0时, 函数y=f(x)的图象如图所示, 此时存在b使得, y=f(x)与y=b有两个交点 综上可得, a<0或a>1 故答案为:{a|a<0或a>1} |
| 点评: | 本题考察了函数的零点问题, 渗透了转化思想, 数形结合、分类讨论的数学思想. |
三、简答题, 共1小题, 共75分, 16、17、18为选修题, 任选两小题作答, 如果全做, 则按前两题计分选修4-1:几何证明选讲
16.(6分)(2020•湖南)如图, 在⊙O中, 相较于点E的两弦AB, CD的中点分别是M, N, 直线MO与直线CD相较于点F, 证明:
(1)∠MEN+∠NOM=180°
(2)FE•FN=FM•FO.
| 考点: | 相似三角形的判定.菁优网版权所有 |
| 专题: | 选作题;推理和证明. |
| 分析: | (1)证明O, M, E, N四点共圆, 即可证明∠MEN+∠NOM=180° (2)证明△FEM∽△FON, 即可证明FE•FN=FM•FO. |
| 解答: | 证明:(1)∵N为CD的中点, ∴ON⊥CD, ∵M为AB的中点, ∴OM⊥AB, 在四边形OMEN中, ∴∠OME+∠ONE=90°+90°=180°, ∴O, M, E, N四点共圆, ∴∠MEN+∠NOM=180° (2)在△FEM与△FON中, ∠F=∠F, ∠FME=∠FNO=90°, ∴△FEM∽△FON, ∴= ∴FE•FN=FM•FO. |
| 点评: | 本题考查垂径定理, 考查三角形相似的判定与应用, 考查学生分析解决问题的能力, 比较基础. |
选修4-4:坐标系与方程
17.(6分)(2020•湖南)已知直线l:(t为参数).以坐标原点为极点, x轴的正半轴为极轴建立极坐标系, 曲线C的坐标方程为ρ=2cosθ.
(1)将曲线C的极坐标方程化为直坐标方程;
(2)设点M的直角坐标为(5, ), 直线l与曲线C的交点为A, B, 求|MA|•|MB|的值.
| 考点: | 参数方程化成普通方程;简单曲线的极坐标方程.菁优网版权所有 |
| 专题: | 选作题;坐标系和参数方程. |
| 分析: | (1)曲线的极坐标方程即ρ2=2ρcosθ, 根据极坐标和直角坐标的互化公式得x2+y2=2x, 即得它的直角坐标方程; (2)直线l的方程化为普通方程, 利用切割线定理可得结论. |
| 解答: | 解:(1)∵ρ=2cosθ, ∴ρ2=2ρcosθ, ∴x2+y2=2x, 故它的直角坐标方程为(x﹣1)2+y2=1; (2)直线l:(t为参数), 普通方程为, (5, )在直线l上, 过点M作圆的切线, 切点为T, 则|MT|2=(5﹣1)2+3﹣1=18, 由切割线定理, 可得|MT|2=|MA|•|MB|=18. |
| 点评: | 本题主要考查把极坐标方程化为直角坐标方程的方法, 属于基础题. |
选修4-5:不等式选讲
18.(2020•湖南)设a>0, b>0, 且a+b=+.证明:
(ⅰ)a+b≥2;
(ⅱ)a2+a<2与b2+b<2不可能同时成立.
| 考点: | 不等式的证明.菁优网版权所有 |
| 专题: | 不等式的解法及应用. |
| 分析: | (ⅰ)由a>0, b>0, 结合条件可得ab=1, 再由基本不等式, 即可得证; (ⅱ)运用反证法证明.假设a2+a<2与b2+b<2可能同时成立.结合条件a>0, b>0, 以及二次不等式的解法, 可得0<a<1, 且0<b<1, 这与ab=1矛盾, 即可得证. |
| 解答: | 证明:(ⅰ)由a>0, b>0, 则a+b=+=, 由于a+b>0, 则ab=1, 即有a+b≥2=2, 当且仅当a=b取得等号. 则a+b≥2; (ⅱ)假设a2+a<2与b2+b<2可能同时成立. 由a2+a<2及a>0, 可得0<a<1, 由b2+b<2及b>0, 可得0<b<1, 这与ab=1矛盾. a2+a<2与b2+b<2不可能同时成立. |
| 点评: | 本题考查不等式的证明, 主要考查基本不等式的运用和反证法证明不等式的方法, 属于中档题. |
19.(2020•湖南)设△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c, a=btanA, 且B为钝角.
(Ⅰ)证明:B﹣A=;
(Ⅱ)求sinA+sinC的取值范围.
| 考点: | 正弦定理.菁优网版权所有 |
| 专题: | 解三角形. |
| 分析: | (Ⅰ)由题意和正弦定理可得sinB=cosA, 由角的范围和诱导公式可得; (Ⅱ)由题意可得A∈(0, ), 可得0<sinA<, 化简可得sinA+sinC=﹣2(sinA﹣)2+, 由二次函数区间的最值可得. |
| 解答: | 解:(Ⅰ)由a=btanA和正弦定理可得==, ∴sinB=cosA, 即sinB=sin(+A) 又B为钝角, ∴+A∈(, π), ∴B=+A, ∴B﹣A=; (Ⅱ)由(Ⅰ)知C=π﹣(A+B)=π﹣(A++A)=﹣2A>0, ∴A∈(0, ), ∴sinA+sinC=sinA+sin(﹣2A) =sinA+cos2A=sinA+1﹣2sin2A =﹣2(sinA﹣)2+, ∵A∈(0, ), ∴0<sinA<, ∴由二次函数可知<﹣2(sinA﹣)2+≤ ∴sinA+sinC的取值范围为(, ] |
| 点评: | 本题考查正弦定理和三角函数公式的应用, 涉及二次函数区间的最值, 属基础题. |
20.(2020•湖南)某商场举行有奖促销活动, 顾客购买一定金额商品后即可抽奖, 每次抽奖都从装有4个红球、6个白球的甲箱和装有5个红球、5个白球的乙箱中, 各随机摸出1个球, 在摸出的2个球中, 若都是红球, 则获一等奖, 若只有1个红球, 则获二等奖;若没有红球, 则不获奖.
(1)求顾客抽奖1次能获奖的概率;
(2)若某顾客有3次抽奖机会, 记该顾客在3次抽奖中获一等奖的次数为X, 求X的分布列和数学期望.
| 考点: | 离散型随机变量的期望与方差;离散型随机变量及其分布列.菁优网版权所有 | ||||
| 专题: | 概率与统计. | ||||
| 分析: | (1)记事件A1={从甲箱中摸出一个球是红球}, 事件A2={从乙箱中摸出一个球是红球}, 事件B1={顾客抽奖1次获一等奖}, 事件A2={顾客抽奖1次获二等奖}, 事件C={顾客抽奖1次能获奖}, 利用A1, A2相互, , 互斥, B1, B2互斥, 然后求出所求概率即可. (2)顾客抽奖1次可视为3次重复试验, 判断X~B.求出概率, 得到X的分布列, 然后求解期望. | ||||
| 解答: | 解:(1)记事件A1={从甲箱中摸出一个球是红球}, 事件A2={从乙箱中摸出一个球是红球}, 事件B1={顾客抽奖1次获一等奖}, 事件A2={顾客抽奖1次获二等奖}, 事件C={顾客抽奖1次能获奖}, 由题意A1, A2相互, , 互斥, B1, B2互斥, 且B1=A1A2, B2=+, C=B1+B2, 因为P(A1)=, P(A2)=, 所以, P(B1)=P(A1)P(A2)==, P(B2)=P()+P()=+==, 故所求概率为:P(C)=P(B1+B2)=P(B1)+P(B2)=. (2)顾客抽奖1次可视为3次重复试验, 由(1)可知, 顾客抽奖1次获一等奖的概率为:所以.X~B.于是, P(X=0)==, P(X=1)==, P(X=2)==, P(X=3)==. 故X的分布列为: X | 0 | 1 | 2 | 3 |
| P |
| E(X)=3×=. | |
| 点评: | 期望是概率论和数理统计的重要概念之一, 是反映随机变量取值分布的特征数, 学习期望将为今后学习概率统计知识做铺垫, 它在市场预测, 经济统计, 风险与决策等领域有着广泛的应用, 为今后学习数学及相关学科产生深远的影响. |
21.(2020•湖南)如图, 已知四棱台ABCD﹣A1B1C1D1的上、下底面分别是边长为3和6的正方形, AA1=6, 且AA1⊥底面ABCD, 点P、Q分别在棱DD1、BC上.
(1)若P是DD1的中点, 证明:AB1⊥PQ;
(2)若PQ∥平面ABB1A1, 二面角P﹣QD﹣A的余弦值为, 求四面体ADPQ的体积.
| 考点: | 二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的性质.菁优网版权所有 |
| 专题: | 空间位置关系与距离;空间角;空间向量及应用. |
| 分析: | (1)首先以A为原点, AB, AD, AA1所在直线分别为x, y, z轴, 建立空间直角坐标系, 求出一些点的坐标, Q在棱BC上, 从而可设Q(6, y1, 0), 只需求即可; (2)设P(0, y2, z2), 根据P在棱DD1上, 从而由即可得到z2=12﹣2y2, 从而表示点P坐标为P(0, y2, 12﹣2y2).由PQ∥平面ABB1A1便知道与平面ABB1A1的法向量垂直, 从而得出y1=y2, 从而Q点坐标变成Q(6, y2, 0), 设平面PQD的法向量为, 根据即可表示, 平面AQD的一个法向量为, 从而由即可求出y2, 从而得出P点坐标, 从而求出三棱锥P﹣AQD的高, 而四面体ADPQ的体积等于三棱锥P﹣AQD的体积, 从而求出四面体的体积. |
| 解答: | 解:根据已知条件知AB, AD, AA1三直线两两垂直, 所以分别以这三直线为x, y, z轴, 建立如图所示空间直角坐标系, 则: A(0, 0, 0), B(6, 0, 0), D(0, 6, 0), A1(0, 0, 6), B1(3, 0, 6), D1(0, 3, 6); Q在棱BC上, 设Q(6, y1, 0), 0≤y1≤6; ∴(1)证明:若P是DD1的中点, 则P; ∴, ; ∴; ∴; ∴AB1⊥PQ; (2)设P(0, y2, z2), y2, z2∈[0, 6], P在棱DD1上; ∴, 0≤λ≤1; ∴(0, y2﹣6, z2)=λ(0, ﹣3, 6); ∴; ∴z2=12﹣2y2; ∴P(0, y2, 12﹣2y2); ∴; 平面ABB1A1的一个法向量为; ∵PQ∥平面ABB1A1; ∴=6(y1﹣y2)=0; ∴y1=y2; ∴Q(6, y2, 0); 设平面PQD的法向量为, 则: ; ∴, 取z=1, 则; 又平面AQD的一个法向量为; 又二面角P﹣QD﹣A的余弦值为; ∴; 解得y2=4, 或y2=8(舍去); ∴P(0, 4, 4); ∴三棱锥P﹣ADQ的高为4, 且; ∴V四面体ADPQ=V三棱锥P﹣ADQ=. |
| 点评: | 考查建立空间直角坐标系, 利用空间向量解决异面直线垂直及线面角问题的方法, 共线向量基本定理, 直线和平面平行时, 直线和平面法向量的关系, 平面法向量的概念, 以及两平面法向量的夹角和平面二面角大小的关系, 三棱锥的体积公式. |
22.(13分)(2020•湖南)已知抛物线C1:x2=4y的焦点F也是椭圆C2:+=1(a>b>0)的一个焦点.C1与C2的公共弦长为2.
(Ⅰ)求C2的方程;
(Ⅱ)过点F的直线l与C1相交于A、B两点, 与C2相交于C、D两点, 且与同向.
(ⅰ)若|AC|=|BD|, 求直线l的斜率;
(ⅱ)设C1在点A处的切线与x轴的交点为M, 证明:直线l绕点F旋转时, △MFD总是钝角三角形.
| 考点: | 直线与圆锥曲线的关系;椭圆的标准方程.菁优网版权所有 |
| 专题: | 创新题型;圆锥曲线中的最值与范围问题. |
| 分析: | (Ⅰ)根据两个曲线的焦点相同, 得到a2﹣b2=1, 再根据C1与C2的公共弦长为2, 得到=1, 解得即可求出; (Ⅱ)设出点的坐标, (ⅰ)根据向量的关系, 得到(x1+x2)2﹣4x1x2=(x3+x4)2﹣4x3x4, 设直线l的方程, 分别与C1, C2构成方程组, 利用韦达定理, 分别代入得到关于k的方程, 解得即可; (ⅱ)根据导数的几何意义得到C1在点A处的切线方程, 求出点M的坐标, 利用向量的乘积∠AFM是锐角, 问题得以证明. |
| 解答: | 解:(Ⅰ)抛物线C1:x2=4y的焦点F的坐标为(0, 1), 因为F也是椭圆C2的一个焦点, ∴a2﹣b2=1, ①, 又C1与C2的公共弦长为2, C1与C2的都关于y轴对称, 且C1的方程为x2=4y, 由此易知C1与C2的公共点的坐标为(±, ), 所以=1, ②, 联立①②得a2=9, b2=8, 故C2的方程为+=1. (Ⅱ)设A(x1, y1), B(x2, y2), C(x3, y3), A(x4, y4), (ⅰ)因为与同向, 且|AC|=|BD|, 所以=, 从而x3﹣x1=x4﹣x2, 即x1﹣x2=x3﹣x4, 于是 (x1+x2)2﹣4x1x2=(x3+x4)2﹣4x3x4, ③ 设直线的斜率为k, 则l的方程为y=kx+1, 由, 得x2﹣4kx﹣4=0, 而x1, x2是这个方程的两根, 所以x1+x2=4k, x1x2=﹣4, ④ 由, 得(9+8k2)x2+16kx﹣=0, 而x3, x4是这个方程的两根, 所以x3+x4=, x3x4=﹣, ⑤ 将④⑤代入③, 得16(k2+1)=+, 即16(k2+1)=, 所以(9+8k2)2=16×9, 解得k=±. (ⅱ)由x2=4y得y′=x, 所以C1在点A处的切线方程为y﹣y1=x1(x﹣x1), 即y=x1x﹣x12, 令y=0, 得x=x1, M(x1, 0), 所以=(x1, ﹣1), 而=(x1, y1﹣1), 于是•=x12﹣y1+1=x12+1>0, 因此∠AFM是锐角, 从而∠MFD=180°﹣∠AFM是钝角, 故直线l绕点F旋转时, △MFD总是钝角三角形. |
| 点评: | 本题考查了圆锥曲线的和直线的位置与关系, 关键是联立方程, 构造方程, 利用韦达定理, 以及向量的关系, 得到关于k的方程, 计算量大, 属于难题. |
23.(13分)(2020•湖南)已知a>0, 函数f(x)=eaxsinx(x∈[0, +∞]).记xn为f(x)的从小到大的第n(n∈N*)个极值点.证明:
(Ⅰ)数列{f(xn)}是等比数列;
(Ⅱ)若a≥, 则对一切n∈N*, xn<|f(xn)|恒成立.
| 考点: | 利用导数研究函数的极值;导数在最大值、最小值问题中的应用.菁优网版权所有 |
| 专题: | 创新题型;导数的综合应用;等差数列与等比数列;不等式的解法及应用. |
| 分析: | (Ⅰ)求出导数, 运用两角和的正弦公式化简, 求出导数为0的根, 讨论根附近的导数的符号相反, 即可得到极值点, 求得极值, 运用等比数列的定义即可得证; (Ⅱ)由sinφ=, 可得对一切n∈N*, xn<|f(xn)|恒成立.即为nπ﹣φ<ea(nπ﹣φ)恒成立⇔<, ①设g(t)=(t>0), 求出导数, 求得最小值, 由恒成立思想即可得证. |
| 解答: | 证明:(Ⅰ)f′(x)=eax(asinx+cosx)=•eaxsin(x+φ), tanφ=, 0<φ<, 令f′(x)=0, 由x≥0, x+φ=mπ, 即x=mπ﹣φ, m∈N*, 对k∈N, 若(2k+1)π<x+φ<(2k+2)π, 即(2k+1)π﹣φ<x<(2k+2)π﹣φ, 则f′(x)<0, 因此在((m﹣1)π, mπ﹣φ)和(mπ﹣φ, mπ)上f′(x)符号总相反. 于是当x=nπ﹣φ, n∈N*, f(x)取得极值, 所以xn=nπ﹣φ, n∈N*, 此时f(xn)=ea(nπ﹣φ)sin(nπ﹣φ)=(﹣1)n+1ea(nπ﹣φ)sinφ, 易知f(xn)≠0, 而==﹣eaπ是常数, 故数列{f(xn)}是首项为f(x1)=ea(π﹣φ)sinφ, 公比为﹣eaπ的等比数列; (Ⅱ)由sinφ=, 可得对一切n∈N*, xn<|f(xn)|恒成立. 即为nπ﹣φ<ea(nπ﹣φ)恒成立⇔<, ① 设g(t)=(t>0), g′(t)=, 当0<t<1时, g′(t)<0, g(t)递减, 当t>1时, g′(t)>0, g(t)递增. t=1时, g(t)取得最小值, 且为e. 因此要使①恒成立, 只需<g(1)=e, 只需a>, 当a=, tanφ==, 且0<φ<, 可得<φ<, 于是π﹣φ<<, 且当n≥2时, nπ﹣φ≥2π﹣φ>>, 因此对n∈N*, axn=≠1, 即有g(axn)>g(1)=e=, 故①亦恒成立. 综上可得, 若a≥, 则对一切n∈N*, xn<|f(xn)|恒成立. |
| 点评: | 本题考查导数的运用:求极值和单调区间, 主要考查三角函数的导数和求值, 同时考查等比数列的定义和通项公式的运用, 考查不等式恒成立问题的证明, 属于难题. |
2020年湖南省高考数学试卷(理科)
一、选择题, 共10小题, 每小题5分, 共50分
1.(5分)(2020•湖南)已知=1+i(i为虚数单位), 则复数z=( )
| A. | 1+i | B. | 1﹣i | C. | ﹣1+i | D. | ﹣1﹣i |
2.(5分)(2020•湖南)设A、B是两个集合, 则“A∩B=A”是“A⊆B”的( )
| A. | 充分不必要条件 | B. | 必要不充分条件 | |
| C. | 充要条件 | D. | 既不充分也不必要条件 |
3.(5分)(2020•湖南)执行如图所示的程序框图, 如果输入n=3, 则输出的S=( )
| A. | B. | C. | D. |
4.(5分)(2020•湖南)若变量x、y满足约束条件, 则z=3x﹣y的最小值为( )
| A. | ﹣7 | B. | ﹣1 | C. | 1 | D. | 2 |
5.(5分)(2020•湖南)设函数f(x)=ln(1+x)﹣ln(1﹣x), 则f(x)是( )
| A. | 奇函数, 且在(0, 1)上是增函数 | B. | 奇函数, 且在(0, 1)上是减函数 | |
| C. | 偶函数, 且在(0, 1)上是增函数 | D. | 偶函数, 且在(0, 1)上是减函数 |
6.(5分)(2020•湖南)已知(﹣)5的展开式中含x的项的系数为30, 则a=( )
| A. | B. | ﹣ | C. | 6 | D. | ﹣6 |
7.(5分)(2020•湖南)在如图所示的正方形中随机投掷10000个点, 则落入阴影部分(曲线C为正态分布N(0, 1)的密度曲线)的点的个数的估计值为( )
附“若X﹣N=(μ, a2), 则
P(μ﹣σ<X≤μ+σ)=0.6826.
p(μ﹣2σ<X≤μ+2σ)=0.9544.
| A. | 2386 | B. | 2718 | C. | 3413 | D. | 4772 |
8.(5分)(2020•湖南)已知A, B, C在圆x2+y2=1上运动, 且AB⊥BC, 若点P的坐标为(2, 0), 则||的最大值为( )
| A. | 6 | B. | 7 | C. | 8 | D. | 9 |
9.(5分)(2020•湖南)将函数f(x)=sin2x的图象向右平移φ(0<φ<)个单位后得到函数g(x)的图象.若对满足|f(x1)﹣g(x2)|=2的x1、x2, 有|x1﹣x2|min=, 则φ=( )
| A. | B. | C. | D. |
10.(5分)(2020•湖南) 某工件的三视图如图所示.现将该工件通过切削, 加工成一个体积尽可能大的长方体新工件, 并使新工件的一个面落在原工件的一个面内, 则原工件材料的利用率为(材料利用率=)( )
| A. | B. | C. | D. |
二、填空题, 共5小题, 每小题5分, 共25分
11.(5分)(2020•湖南)(x﹣1)dx= .
12.(5分)(2020•湖南)在一次马拉松比赛中, 35名运动员的成绩(单位:分钟)的茎叶图如图所示.若将运动员成绩由好到差编号为1﹣35号, 再用系统抽样方法从中抽取7人, 则其中成绩在区间[139, 151]上的运动员人数是 .
13.(5分)(2020•湖南)设F是双曲线C:﹣=1的一个焦点.若C上存在点P, 使线段PF的中点恰为其虚轴的一个端点, 则C的离心率为 .
14.(5分)(2020•湖南)设Sn为等比数列{an}的前n项和, 若a1=1, 且3S1, 2S2, S3成等差数列, 则an= .
15.(5分)(2020•湖南)已知函数f(x)=若存在实数b, 使函数g(x)=f(x)﹣b有两个零点, 则a的取值范围是 .
三、简答题, 共1小题, 共75分, 16、17、18为选修题, 任选两小题作答, 如果全做, 则按前两题计分选修4-1:几何证明选讲
16.(6分)(2020•湖南)如图, 在⊙O中, 相较于点E的两弦AB, CD的中点分别是M, N, 直线MO与直线CD相较于点F, 证明:
(1)∠MEN+∠NOM=180°
(2)FE•FN=FM•FO.
选修4-4:坐标系与方程
17.(6分)(2020•湖南)已知直线l:(t为参数).以坐标原点为极点, x轴的正半轴为极轴建立极坐标系, 曲线C的坐标方程为ρ=2cosθ.
(1)将曲线C的极坐标方程化为直坐标方程;
(2)设点M的直角坐标为(5, ), 直线l与曲线C的交点为A, B, 求|MA|•|MB|的值.
选修4-5:不等式选讲
18.(2020•湖南)设a>0, b>0, 且a+b=+.证明:
(ⅰ)a+b≥2;
(ⅱ)a2+a<2与b2+b<2不可能同时成立.
19.(2020•湖南)设△ABC的内角A、B、C的对边分别为a、b、c, a=btanA, 且B为钝角.
(Ⅰ)证明:B﹣A=;
(Ⅱ)求sinA+sinC的取值范围.
20.(2020•湖南)某商场举行有奖促销活动, 顾客购买一定金额商品后即可抽奖, 每次抽奖都从装有4个红球、6个白球的甲箱和装有5个红球、5个白球的乙箱中, 各随机摸出1个球, 在摸出的2个球中, 若都是红球, 则获一等奖, 若只有1个红球, 则获二等奖;若没有红球, 则不获奖.
(1)求顾客抽奖1次能获奖的概率;
(2)若某顾客有3次抽奖机会, 记该顾客在3次抽奖中获一等奖的次数为X, 求X的分布列和数学期望.
22.(13分)(2020•湖南)已知抛物线C1:x2=4y的焦点F也是椭圆C2:+=1(a>b>0)的一个焦点.C1与C2的公共弦长为2.
(Ⅰ)求C2的方程;
(Ⅱ)过点F的直线l与C1相交于A、B两点, 与C2相交于C、D两点, 且与同向.
(ⅰ)若|AC|=|BD|, 求直线l的斜率;
(ⅱ)设C1在点A处的切线与x轴的交点为M, 证明:直线l绕点F旋转时, △MFD总是钝角三角形.
23.(13分)(2020•湖南)已知a>0, 函数f(x)=eaxsinx(x∈[0, +∞]).记xn为f(x)的从小到大的第n(n∈N*)个极值点.证明:
(Ⅰ)数列{f(xn)}是等比数列;
(Ⅱ)若a≥, 则对一切n∈N*, xn<|f(xn)|恒成立.
21.(2020•湖南)如图, 已知四棱台ABCD﹣A1B1C1D1的上、下底面分别是边长为3和6的正方形, AA1=6, 且AA1⊥底面ABCD, 点P、Q分别在棱DD1、BC上.
(1)若P是DD1的中点, 证明:AB1⊥PQ;
(2)若PQ∥平面ABB1A1, 二面角P﹣QD﹣A的余弦值为, 求四面体ADPQ的体积.
