
一、选择题:本大题共8小题,每题5分,共40分2021年一般高等学校招生全国统一考试(浙江卷)数学(理科)
1.(5分)(2021•浙江)已知集合P={x|x2﹣2x≥0},Q={x|1<x≤2},那么(∁RP)∩Q=( )
| A. | [0,1) | B. | (0,2] | C. | (1,2) | D. | [1,2] |
2.(5分)(2021•浙江)某几何体的三视图如下图(单位:cm),那么该几何体的体积是( )
| A. | 8cm3 | B. | 12cm3 | C. | D. |
3.(5分)(2021•浙江)已知{an}是等差数列,公差d不为零,前n项和是Sn,假设a3,a4,a8成等比数列,那么( )
| A. | a1d>0,dS4>0 | B. | a1d<0,dS4<0 | C. | a1d>0,dS4<0 | D. | a1d<0,dS4>0 |
4.(5分)(2021•浙江)命题“∀n∈N*,f(n)∈N*且f(n)≤n”的否定形式是( )
| A. | ∀n∈N*,f(n)∉N*且f(n)>n | B. | ∀n∈N*,f(n)∉N*或f(n)>n | |
| C. | ∃n0∈N*,f(n0)∉N*且f(n0)>n0 | D. | ∃n0∈N*,f(n0)∉N*或f(n0)>n0 |
5.(5分)(2021•浙江)如图,设抛物线y2=4x的核心为F,不通过核心的直线上有三个不同的点A,B,C,其中点A,B在抛物线上,点C在y轴上,那么△BCF与△ACF的面积之比是( )
| A. | B. | C. | D. |
6.(5分)(2021•浙江)设A,B是有限集,概念:d(A,B)=card(A∪B)﹣card(A∩B),其中card(A)表示有限集A中的元素个数( )
命题①:对任意有限集A,B,“A≠B”是“d(A,B)>0”的充分必要条件;
命题②:对任意有限集A,B,C,d(A,C)≤d(A,B)+d(B,C)
| A. | 命题①和命题②都成立 | B. | 命题①和命题②都不成立 | |
| C. | 命题①成立,命题②不成立 | D. | 命题①不成立,命题②成立 |
7.(5分)(2021•浙江)存在函数f(x)知足,对任意x∈R都有( )
| A. | f(sin2x)=sinx | B. | f(sin2x)=x2+x | C. | f(x2+1)=|x+1| | D. | f(x2+2x)=|x+1| |
8.(5分)(2021•浙江)如图,已知△ABC,D是AB的中点,沿直线CD将△ACD折成△A′CD,所成二面角A′﹣CD﹣B的平面角为α,那么( )
| A. | ∠A′DB≤α | B. | ∠A′DB≥α | C. | ∠A′CB≤α | D. | ∠A′CB≥α |
二、填空题:本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分.
9.(6分)(2021•浙江)双曲线=1的焦距是 ,渐近线方程是 .
10.(6分)(2021•浙江)已知函数f(x)=,那么f(f(﹣3))= ,f(x)的最小值是 .
11.(6分)(2021•浙江)函数f(x)=sin2x+sinxcosx+1的最小正周期是 ,单调递减区间是 .
12.(4分)(2021•浙江)假设a=log43,那么2a+2﹣a= .
13.(4分)(2021•浙江)如图,三棱锥A﹣BCD中,AB=AC=BD=CD=3,AD=BC=2,点M,N别离是AD,BC的中点,那么异面直线AN,CM所成的角的余弦值是 .
14.(4分)(2021•浙江)假设实数x,y知足x2+y2≤1,那么|2x+y﹣2|+|6﹣x﹣3y|的最小值是 .
15.(6分)(2021•浙江)已知是空间单位向量,假设空间向量知足,且关于任意x,y∈R,那么x0= ,y0= ,|= .
三、解答题:本大题共5小题,共74分.解许诺写出文字说明、证明进程或演算步骤.
16.(14分)(2021•浙江)在△ABC中,内角A,B,C所对的边别离为a,b,c,已知A=,b2﹣a2=c2.
(1)求tanC的值;
(2)假设△ABC的面积为3,求b的值.
17.(15分)(2021•浙江)如图,在三棱柱ABC﹣A1B1C1中,∠BAC=90°,AB=AC=2,A1A=4,A1在底面ABC的射影为BC的中点,D是B1C1的中点.
(1)证明:A1D⊥平面A1BC;
(2)求二面角A1﹣BD﹣B1的平面角的余弦值.
18.(15分)(2021•浙江)已知函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R),记M(a,b)是|f(x)|在区间[﹣1,1]上的最大值.
(1)证明:当|a|≥2时,M(a,b)≥2;
(2)当a,b知足M(a,b)≤2时,求|a|+|b|的最大值.
19.(15分)(2021•浙江)已知椭圆上两个不同的点A,B关于直线y=mx+对称.
(1)求实数m的取值范围;
(2)求△AOB面积的最大值(O为坐标原点).
20.(15分)(2021•浙江)已知数列{an}知足a1=且an+1=an﹣an2(n∈N*)
(1)证明:1≤≤2(n∈N*);
(2)设数列{an2}的前n项和为Sn,证明(n∈N*).
2021年浙江省高考数学试卷(理科)
参与试题解析
一、选择题:本大题共8小题,每题5分,共40分2021年一般高等学校招生全国统一考试(浙江卷)数学(理科)
1.(5分)
| 考点: | 交、并、补集的混合运算. |
| 专题: | 集合. |
| 分析: | 求出P中不等式的解集确定出P,求出P补集与Q的交集即可. |
| 解答: | 解:由P中不等式变形得:x(x﹣2)≥0, 解得:x≤0或x≥2,即P=(﹣∞,0]∪[2,+∞), ∴∁RP=(0,2), ∵Q=(1,2], ∴(∁RP)∩Q=(1,2), 故选:C. |
| 点评: | 此题考查了交、并、补集的混合运算,熟练掌握运算法则是解本题的关键. |
| 考点: | 由三视图求面积、体积. |
| 专题: | 空间位置关系与距离. |
| 分析: | 判断几何体的形状,利用三视图的数据,求几何体的体积即可. |
| 解答: | 解:由三视图可知几何体是下部为棱长为2的正方体,上部是底面为边长2的正方形奥为2的正四棱锥, 所求几何体的体积为:23+×2×2×2=. 故选:C. |
| 点评: | 本题考查三视图与直观图的关系的判断,几何体的体积的求法,考查计算能力. |
3.(5分)
| 考点: | 等差数列与等比数列的综合. |
| 专题: | 等差数列与等比数列. |
| 分析: | 由a3,a4,a8成等比数列,得到首项和公差的关系,即可判断a1d和dS4的符号. |
| 解答: | 解:设等差数列{an}的首项为a1,则a3=a1+2d,a4=a1+3d,a8=a1+7d, 由a3,a4,a8成等比数列,得,整理得:. ∵d≠0,∴, ∴, =<0. 故选:B. |
| 点评: | 本题考查了等差数列和等比数列的性质,考查了等差数列的前n项和,是基础题. |
| 考点: | 命题的否定. |
| 专题: | 简易逻辑. |
| 分析: | 根据全称命题的否定是特称命题即可得到结论. |
| 解答: | 解:命题为全称命题, 则命题的否定为:∃n0∈N*,f(n0)∉N*或f(n0)>n0, 故选:D. |
| 点评: | 本题主要考查含有量词的命题的否定,比较基础. |
5.(5分)
| 考点: | 直线与圆锥曲线的关系. |
| 专题: | 圆锥曲线的定义、性质与方程. |
| 分析: | 根据抛物线的定义,将三角形的面积关系转化为的关系进行求解即可. |
| 解答: | 解:如图所示,抛物线的准线DE的方程为x=﹣1, 过A,B分别作AE⊥DE于E,交y轴于N,BD⊥DE于E,交y轴于M, 由抛物线的定义知BF=BD,AF=AE, 则|BM|=|BD|﹣1=|BF|﹣1, |AN|=|AE|﹣1=|AF|﹣1, 则===, 故选:A |
| 点评: | 本题主要考查三角形的面积关系,利用抛物线的定义进行转化是解决本题的关键. |
6.(5分)
| 考点: | 复合命题的真假. |
| 专题: | 集合;简易逻辑. |
| 分析: | 命题①根据充要条件分充分性和必要性判断即可, ③借助新定义,根据集合的运算,判断即可. |
| 解答: | 解:命题①:对任意有限集A,B,若“A≠B”,则A∪B≠A∩B,则card(A∪B)>card(A∩B),故“d(A,B)>0”成立, 若d(A,B)>0”,则card(A∪B)>card(A∩B),则A∪B≠A∩B,故A≠B成立,故命题①成立, 命题②,d(A,B)=card(A∪B)﹣card(A∩B),d(B,C)=card(B∪C)﹣card(B∩C), ∴d(A,B)+d(B,C)=card(A∪B)﹣card(A∩B)+card(B∪C)﹣card(B∩C)=[card(A∪B)+card(B∪C)]﹣[card(A∩B)+card(B∩C)] ≥card(A∪C)﹣card(A∩C)=d(A,C),故命题②成立, 故选:A |
| 点评: | 本题考查了,元素和集合的关系,以及逻辑关系,分清集合之间的关系与各集合元素个数之间的关系,注意本题对充要条件的考查.集合的元素个数,体现两个集合的关系,但仅凭借元素个数不能判断集合间的关系,属于基础题. |
7.(5分)
| 考点: | 函数解析式的求解及常用方法. |
| 专题: | 函数的性质及应用. |
| 分析: | 利用x取特殊值,通过函数的定义判断正误即可. |
| 解答: | 解:A.取x=0,则sin2x=0,∴f(0)=0; 取x=,则sin2x=0,∴f(0)=1; ∴f(0)=0,和1,不符合函数的定义; ∴不存在函数f(x),对任意x∈R都有f(sin2x)=sinx; B.取x=0,则f(0)=0; 取x=π,则f(0)=π2+π; ∴f(0)有两个值,不符合函数的定义; ∴该选项错误; C.取x=1,则f(2)=2,取x=﹣1,则f(2)=0; 这样f(2)有两个值,不符合函数的定义; ∴该选项错误; |
| D.令|x+1|=t,t≥0,则f(t2﹣1)=t; 令t2﹣1=x,则t=; ∴; 即存在函数f(x)=,对任意x∈R,都有f(x2+2x)=|x+1|; ∴该选项正确. 故选:D. | |
| 点评: | 本题考查函数的定义的应用,基本知识的考查,但是思考问题解决问题的方法比较难. |
8.(5分)
| 考点: | 二面角的平面角及求法. |
| 专题: | 创新题型;空间角. |
| 分析: | 解:画出图形,分AC=BC,AC≠BC两种情况讨论即可. |
| 解答: | 解:①当AC=BC时,∠A′DB=α; ②当AC≠BC时,如图,点A′投影在AE上, α=∠A′OE,连结AA′, 易得∠ADA′<∠AOA′, ∴∠A′DB>∠A′OE,即∠A′DB>α 综上所述,∠A′DB≥α, 故选:B. |
| 点评: | 本题考查空间角的大小比较,注意解题方法的积累,属于中档题. |
二、填空题:本大题共7小题,多空题每题6分,单空题每题4分,共36分.
9.(6分)
| 考点: | 双曲线的简单性质. |
| 专题: | 计算题;圆锥曲线的定义、性质与方程. |
| 分析: | 确定双曲线中的几何量,即可求出焦距、渐近线方程. |
| 解答: | 解:双曲线=1中,a=,b=1,c=, ∴焦距是2c=2,渐近线方程是y=±x. 故答案为:2;y=±x. |
| 点评: | 本题考查双曲线的方程与性质,考查学生的计算能力,比较基础. |
| 考点: | 函数的值. |
| 专题: | 计算题;函数的性质及应用. |
| 分析: | 根据已知函数可先求f(﹣3)=1,然后代入可求f(f(﹣3));由于x≥1时,f(x)=,当x<1时,f(x)=lg(x2+1),分别求出每段函数的取值范围,即可求解 |
| 解答: | 解:∵f(x)=, ∴f(﹣3)=lg10=1, 则f(f(﹣3))=f(1)=0, 当x≥1时,f(x)=,即最小值, 当x<1时,x2+1≥1,(x)=lg(x2+1)≥0最小值0, 故f(x)的最小值是. 故答案为:0;. |
| 点评: | 本题主要考查了分段函数的函数值的求解,属于基础试题. |
| 考点: | 两角和与差的正弦函数;三角函数的周期性及其求法;正弦函数的单调性. |
| 专题: | 三角函数的求值. |
| 分析: | 由三角函数公式化简可得f(x)=sin(2x﹣)+,易得最小正周期,解不等式2kπ+≤2x﹣≤2kπ+可得函数的单调递减区间. |
| 解答: | 解:化简可得f(x)=sin2x+sinxcosx+1 =(1﹣cos2x)+sin2x+1 =sin(2x﹣)+, ∴原函数的最小正周期为T==π, 由2kπ+≤2x﹣≤2kπ+可得kπ+≤x≤kπ+, ∴函数的单调递减区间为[kπ+,kπ+](k∈Z) 故答案为:π;[kπ+,kπ+](k∈Z) |
| 点评: | 本题考查三角函数的化简,涉及三角函数的周期性和单调性,属基础题. |
| 考点: | 对数的运算性质. |
| 专题: | 函数的性质及应用. |
| 分析: | 直接把a代入2a+2﹣a,然后利用对数的运算性质得答案. |
| 解答: | 解:∵a=log43,可知4a=3, 即2a=, 所以2a+2﹣a=+=. 故答案为:. |
| 点评: | 本题考查对数的运算性质,是基础的计算题. |
| 考点: | 异面直线及其所成的角. |
| 专题: | 空间角. |
| 分析: | 连结ND,取ND 的中点为:E,连结ME说明异面直线AN,CM所成的角就是∠EMC通过解三角形,求解即可. |
| 解答: | 解:连结ND,取ND 的中点为:E,连结ME,则ME∥AN,异面直线AN,CM所成的角就是∠EMC, ∵AN=2, ∴ME==EN,MC=2, 又∵EN⊥NC,∴EC==, ∴cos∠EMC===. 故答案为:. |
| 点评: | 本题考查异面直线所成角的求法,考查空间想象能力以及计算能力. |
| 考点: | 函数的最值及其几何意义. |
| 专题: | 不等式的解法及应用;直线与圆. |
| 分析: | 根据所给x,y的范围,可得|6﹣x﹣3y|=6﹣x﹣3y,再讨论直线2x+y﹣2=0将圆x2+y2=1分成两部分,分别去绝对值,运用线性规划的知识,平移即可得到最小值. |
| 解答: | 解:由x2+y2≤1,可得6﹣x﹣3y>0,即|6﹣x﹣3y|=6﹣x﹣3y, 如图直线2x+y﹣2=0将圆x2+y2=1分成两部分, 在直线的上方(含直线),即有2x+y﹣2≥0,即|2+y﹣2|=2x+y﹣2, 此时|2x+y﹣2|+|6﹣x﹣3y|=(2x+y﹣2)+(6﹣x﹣3y)=x﹣2y+4, 利用线性规划可得在A(,)处取得最小值3; 在直线的下方(含直线),即有2x+y﹣2≤0, 即|2+y﹣2|=﹣(2x+y﹣2), 此时|2x+y﹣2|+|6﹣x﹣3y|=﹣(2x+y﹣2)+(6﹣x﹣3y)=8﹣3x﹣4y, 利用线性规划可得在A(,)处取得最小值3. 综上可得,当x=,y=时,|2x+y﹣2|+|6﹣x﹣3y|的最小值为3. 故答案为:3. |
| 点评: | 本题考查直线和圆的位置关系,主要考查二元函数在可行域内取得最值的方法,属于中档题. |
| 考点: | 空间向量的数量积运算;平面向量数量积的运算. |
| 专题: | 创新题型;空间向量及应用. |
| 分析: | 由题意和数量积的运算可得<•>=,不妨设=(,0),=(1,0,0),由已知可解=(,t),可得|﹣(|2=(x+)2+(y﹣2)2+t2,由题意可得当x=x0=1,y=y0=2时,(x+)2+(y﹣2)2+t2取最小值1,由模长公式可得|. |
| 解答: | 解:∵•=||||cos<•>=cos<•>=, ∴<•>=,不妨设=(,0),=(1,0,0),=(m,n,t), 则由题意可知=m+n=2,=m=,解得m=,n=,∴=(,t), ∵﹣()=(﹣x﹣y,t), ∴|﹣(|2=(﹣x﹣y)2+()2+t2 =x2+xy+y2﹣4x﹣5y+t2+7=(x+)2+(y﹣2)2+t2, 由题意当x=x0=1,y=y0=2时,(x+)2+(y﹣2)2+t2取最小值1, 此时t2=1,故|==2 故答案为:1;2;2 |
| 点评: | 本题考查空间向量的数量积,涉及向量的模长公式,属中档题. |
三、解答题:本大题共5小题,共74分.解许诺写出文字说明、证明进程或演算步骤.
16.(14分)
| 考点: | 余弦定理. |
| 专题: | 解三角形. |
| 分析: | (1)由余弦定理可得:,已知b2﹣a2=c2.可得,a=.利用余弦定理可得cosC.可得sinC=,即可得出tanC=. (2)由=×=3,可得c,即可得出b. |
| 解答: | 解:(1)∵A=,∴由余弦定理可得:,∴b2﹣a2=bc﹣c2, 又b2﹣a2=c2.∴bc﹣c2=c2.∴b=c.可得, ∴a2=b2﹣=,即a=. ∴cosC===. ∵C∈(0,π), ∴sinC==. ∴tanC==2. |
| (2)∵=×=3, 解得c=2. ∴=3. | |
| 点评: | 本题考查了正弦定理余弦定理、同角三角形基本关系式、三角形面积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题. |
| 考点: | 二面角的平面角及求法;直线与平面垂直的判定. |
| 专题: | 空间位置关系与距离;空间角. |
| 分析: | (1)以BC中点O为坐标原点,以OB、OA、OA1所在直线分别为x、y、z轴建系,通过•=•=0及线面垂直的判定定理即得结论; (2)所求值即为平面A1BD的法向量与平面B1BD的法向量的夹角的余弦值的绝对值的相反数,计算即可. |
| 解答: | (1)证明:如图,以BC中点O为坐标原点,以OB、OA、OA1所在直线分别为x、y、z轴建系. 则BC=AC=2,A1O==, 易知A1(0,0,),B(,0,0),C(﹣,0,0), A(0,0),D(0,﹣,),B1(,﹣,), =(0,﹣,0),=(﹣,﹣,), =(﹣,0,0),=(﹣2,0,0),=(0,0,), ∵•=0,∴A1D⊥OA1, 又∵•=0,∴A1D⊥BC, 又∵OA1∩BC=O,∴A1D⊥平面A1BC; (2)解:设平面A1BD的法向量为=(x,y,z), 由,得, 取z=1,得=(,0,1), 设平面B1BD的法向量为=(x,y,z), 由,得, 取z=1,得=(0,1), |
| ∴cos<,>===, 又∵该二面角为钝角, ∴二面角A1﹣BD﹣B1的平面角的余弦值为﹣. | |
| 点评: | 本题考查空间中线面垂直的判定定理,考查求二面角的三角函数值,注意解题方法的积累,属于中档题. |
18.(15分)
| 考点: | 二次函数在闭区间上的最值. |
| 专题: | 函数的性质及应用. |
| 分析: | (1)明确二次函数的对称轴,区间的端点值,由a的范围明确函数的单调性,结合已知以及三角不等式变形所求得到证明; (2)讨论a=b=0以及分析M(a,b)≤2得到﹣3≤a+b≤1且﹣3≤b﹣a≤1,进一步求出|a|+|b|的求值. |
| 解答: | 解:(1)由已知可得f(1)=1+a+b,f(﹣1)=1﹣a+b,对称轴为x=﹣, 因为|a|≥2,所以或≥1, 所以函数f(x)在[﹣1,1]上单调, 所以M(a,b)=max{|f(1),|f(﹣1)|}=max{|1+a+b|,|1﹣a+b|}, 所以M(a,b)≥(|1+a+b|+|1﹣a+b|)≥|(1+a+b)﹣(1﹣a+b)|≥|2a|≥2; (2)当a=b=0时,|a|+|b|=0又|a|+|b|≥0,所以0为最小值,符合题意; 又对任意x∈[﹣1,1].有﹣2≤x2+ax+b≤2得到﹣3≤a+b≤1且﹣3≤b﹣a≤1,易知|a|+|b|=max{|a﹣b|,|a+b|}=3,在b=﹣1,a=2时符合题意, |
| 所以|a|+|b|的最大值为3. | |
| 点评: | 本题考查了二次函数闭区间上的最值求法;解答本题的关键是正确理解M(a,b)是|f(x)|在区间[﹣1,1]上的最大值,以及利用三角不等式变形. |
19.(15分)
| 考点: | 直线与圆锥曲线的关系. |
| 专题: | 创新题型;圆锥曲线中的最值与范围问题. |
| 分析: | (1)由题意,可设直线AB的方程为x=﹣my+n,代入椭圆方程可得(m2+2)y2﹣2mny+n2﹣2=0,设A(x1,y1),B(x2,y2).可得△>0,设线段AB的中点P(x0,y0),利用中点坐标公式及其根与系数的可得P,代入直线y=mx+,可得,代入△>0,即可解出. (2)直线AB与x轴交点横坐标为n,可得S△OAB=,再利用均值不等式即可得出. |
| 解答: | 解:(1)由题意,可设直线AB的方程为x=﹣my+n,代入椭圆方程,可得(m2+2)y2﹣2mny+n2﹣2=0, 设A(x1,y1),B(x2,y2).由题意,△=4m2n2﹣4(m2+2)(n2﹣2)=8(m2﹣n2+2)>0, 设线段AB的中点P(x0,y0),则.x0=﹣m×+n=, 由于点P在直线y=mx+上,∴=+, ∴,代入△>0,可得3m4+4m2﹣4>0, 解得m2,∴或m. (2)直线AB与x轴交点纵坐标为n, ∴S△OAB==|n|•=, 由均值不等式可得:n2(m2﹣n2+2)=, ∴S△AOB=,当且仅当n2=m2﹣n2+2,即2n2=m2+2,又∵,解得m=, 当且仅当m=时,S△AOB取得最大值为. |
| 点评: | 本题考查了椭圆的定义标准方程及其性质、直线与椭圆相交问题转化为方程联立可得根与系数的关系、中点坐标公式、线段垂直平分线的性质、三角形面积计算公式、弦长公式、均值不等式的性质,考查了推理能力与计算能力,属于难题. |
| 考点: | 数列的求和;数列与不等式的综合. |
| 专题: | 创新题型;点列、递归数列与数学归纳法. |
| 分析: | (1)通过题意易得0<an≤(n∈N*),利用an﹣an+1=可得≥1,利用==≤2,即得结论; (2)通过=an﹣an+1累加得Sn=﹣an+1,利用数学归纳法可证明≥an≥(n≥2),从而≥≥,化简即得结论. |
| 解答: | 证明:(1)由题意可知:0<an≤(n∈N*), 又∵a2=a1﹣=,∴==2, 又∵an﹣an+1=,∴an>an+1,∴≥1, ∴==≤2, ∴1≤≤2(n∈N*); (2)由已知,=an﹣an+1,=an﹣1﹣an,…,=a1﹣a2, 累加,得Sn=++…+=a1﹣an+1=﹣an+1, 易知当n=1时,要证式子显然成立; 当n≥2时,=. 下面证明:≥an≥(n≥2). 易知当n=2时成立,假设当n=k时也成立,则ak+1=﹣+, |
| 由二次函数单调性知:an+1≥﹣+=≥, an+1≤﹣+=≤, ∴≤≤,即当n=k+1时仍然成立, 故对n≥2,均有≥an≥, ∴=≥≥=, 即(n∈N*). | |
| 点评: | 本题是一道数列与不等式的综合题,考查数学归纳法,对表达式的灵活变形是解决本题的关键,注意解题方法的积累,属于难题. |
