2017年河北省邯郸市成安一中高考数学保温金卷(理科)
一、选择题
1.全集U={1,2,3},M={x|x2﹣3x+2=0},则 UM等于( )
A.{1} B.{1,2} C.{2} D.{3}
【答案】D
【知识点】补集及其运算
【解析】【解答】解:由集合M中的方程解得:x=1或x=2,即M={1,2},
∵全集U={1,2,3},
∴ UM={3}.
故选D
【分析】求出集合M中方程的解确定出M,根据全集U求出M的补集即可.
2.(2017·成安模拟)已知复数 为纯虚数,那么实数a的值为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【答案】B
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:∵ = 为纯虚数.
∴a=0.
故选:B.
【分析】利用复数代数形式的乘除运算化简,再由实部为0且虚部不为0求得a值.
3.(2017·成安模拟)已知 ,则cos(60°﹣α)的值为( )
A. B. C. D.﹣
【答案】C
【知识点】诱导公式
【解析】【解答】解:cos(60°﹣α)=sin[90°﹣(60°﹣α)]=sin(30°+α)= ,
故选 C.
【分析】利用诱导公式把要求的式子化为sin(30°+α),利用条件求得结果.
4.(2017·成安模拟)甲乙二人争夺一场围棋比赛的冠军,若比赛为“三局两胜”制,甲在每局比赛中获胜的概率均为 ,且各局比赛结果相互独立,则在甲获得冠军的情况下,比赛进行了三局的概率为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】条件概率与独立事件
【解析】【解答】解:由题意,甲获得冠军的概率为 × + × + × = ,
其中比赛进行了3局的概率为 × + × = ,
∴所求概率为 = ,
故选B.
【分析】求出甲获得冠军的概率、比赛进行了3局的概率,即可得出结论.
5.(2017·成安模拟)已知F为双曲线 的一个焦点,则点F到C的一条渐近线的距离为( )
A. B.3 C. D.6
【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:双曲线 的a= ,b= ,c= ,
则可设F( ,0),
设双曲线的一条渐近线方程为y=x,
则F到渐近线的距离为d= = ,
故选A.
【分析】求出双曲线的a,b,c,可设F( ,0),设双曲线的一条渐近线方程,运用点到直线的距离公式计算即可得到.
6.(2017·成安模拟)一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为( )
A. B.26 C.80 D.
【答案】D
【知识点】由三视图求面积、体积
【解析】【解答】解:由三视图可得几何体的直观图如图所示,
连接AC,且AP=2、BE=4,底面ABCD是边长为4的正方形,
BE∥AP,AP⊥平面ABCD,
所以VC﹣ABEP= =16,
VP﹣ACD= = ,
所以几何体的体积V=16+ = ,
故选D.
【分析】由三视图画出几何体的直观图,并求出线段的长度、判断出线面的位置关系,由分割法和椎体的体积公式求出此几何体的体积.
7.(2017·成安模拟)函数y= 的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】函数的图象
【解析】【解答】解:令f(x)= ,则f(﹣x)= = =﹣f(x),
∴f(x)是奇函数,图象关于原点对称,排除B;
当x>0时,f(x)= ,f′(x)= ,
∴存在x0∈(0,+∞)使得f(x0)=0,
∴f(x)在(0,+∞)上先增后减,排除A,D;
故选C.
【分析】判断函数的奇偶性与单调性,从而得出函数图象.
8.(2017·成安模拟)设a=0.64.2,b=70.6,c=log0.67,则a,b,c的大小关系是( )
A.c<b<a B.c<a<b C.a<c<b D.a<b<c
【答案】B
【知识点】利用不等式的性质比较大小
【解析】【解答】解:由于a=0.64.2 ∈(0,1),b=70.6 >70=1,c=log0.67<log0.61=0,
故有 c<a<b,
故选B.
【分析】根据a=0.64.2 ∈(0,1),b=70.6 >70=1,c=log0.67<log0.61=0,从而得到a,b,c的大小关系.
9.(2017·成安模拟)执行如图所示的程序框图,输出的结果是( )
A.13 B.11 C.9 D.7
【答案】C
【知识点】程序框图
【解析】【解答】解:执行程序框图,有
S=2+lg >1,i=3
S=2+lg +lg >1,i=5
S=2+lg +lg +lg >1,i=7
S=2+lg +lg +lg +lg >1,i=9
S=2+lg +lg +lg +lg +lg <1,
退出循环,输出i的值为9.
故选C.
【分析】执行程序框图,依次写出每次循环得到的S,i的值,满足条件S<1,退出循环,输出i的值.
10.(2017·成安模拟)已知抛物线C:y2=4x的焦点是F,过点F的直线与抛物线C相交于P、Q两点,且点Q在第一象限,若 ,则直线PQ的斜率是( )
A. B.1 C. D.
【答案】D
【知识点】抛物线的应用
【解析】【解答】解:过点P,Q分别作抛物线的准线l:x=﹣1的垂线,垂足分别是P1、Q1,
由抛物线的|Q1Q|=|QF|定义可知,|P1P|=|FP|,
设|PF|=k(k>0), ,则|FQ|=3k,又过点P作PR⊥Q1Q于点R,
则在直角△PRQ中,|RQ|=2k,|PQ|=4k,所以∠ ,
所以直线QP的倾斜角为 ,
所以直线PQ的斜率是 ,
故选:D.
【分析】过点P,Q分别作抛物线的准线l:x=﹣1的垂线,垂足分别是P1、Q1,由抛物线的|Q1Q|=|QF|定义可知,|P1P|=|FP|,设|PF|=k(k>0),则|FQ|=3k,在直角△PRQ中求解直线PQ的倾斜角然后求解斜率.
11.已知三棱柱ABC﹣A1B1C1的侧棱与底面垂直,体积为 ,底面的边长都为 ,若P为底面A1B1C1的中心,则PA与平面ABC所成角的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】直线与平面所成的角
【解析】【解答】解:如图所示,
∵AA1⊥底面A1B1C1,∴∠APA1为PA与平面A1B1C1所成角,
∵平面ABC∥平面A1B1C1,∴∠APA1为PA与平面ABC所成角.
∵ = .
∴V三棱柱ABC﹣A1B1C1= AA1,解得AA1= .
又P为底面正三角形A1B1C1的中心,∴A1P=1,
在Rt△AA1P中,tan∠APA1= = ,
∴∠APA1=60°.
故选B.
【分析】利用三棱柱ABC﹣A1B1C1的侧棱与底面垂直和线面角的定义可知,∠APA1为PA与平面A1B1C1所成角.利用三棱锥的体积计算公式可得AA1,再利用正三角形的性质可得A1P,在Rt△AA1P中,利用tan∠APA1= ,可得结论.
12.已知函数f(x)=sin(ωx+ )(ω>0),f(x)在区间(0,2]上只有一个最大值1和一个最小值﹣1,则实数ω的取值范围为( )
A.[ , ) B.[ ,π)
C.[ , ) D.[ , ]
【答案】A
【知识点】正弦函数的图象
【解析】【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+ )(ω>0),
当x∈(0,2]时, <ωx+ ≤2ω+ ;
又函数f(x)在区间(0,2]上只有一个最大值1和一个最小值﹣1,
∴ ≤2ω+ < ,
解得 ≤ω< ,
∴实数ω的取值范围是[ , ).
故选:A.
【分析】根据函数f(x)的解析式,利用x的取值范围与三角函数图象与性质,列出不等式求出ω的取值范围.
二、填空题
13.(2017·成安模拟)已知向量 =(3,1), =(1,3), =(k,7),若( )∥ ,则k= .
【答案】5
【知识点】共线(平行)向量
【解析】【解答】解:由题意可得 =(3﹣k,﹣6),
∵( )∥ ,
∴(3﹣k,﹣6)=λ(1,3),
∴3﹣k=λ,﹣6=3λ,解得 k=5,
故答案为 5.
【分析】由题意可得 =(3﹣k,﹣6),由( )∥ ,可得(3﹣k,﹣6)=λ(1,3),解出 k 值.
14. 的展开式的常数项为 .
【答案】88
【知识点】二项式系数的性质
【解析】【解答】解: 的展开式的通项公式为Tr+1=C5r (x+ )r (﹣2)5﹣r,
(x+ )r展开式的通项公式为Tk+1=Crk x
当r﹣ k=0时,得到k= r,
当r=0时,k=0,此时C50 (x+ )0 (﹣2)5=﹣32,
当r=3时,k=2,此时常数项为=C53 (﹣2)2,C32=120,
的展开式的常数项为120﹣32=88,
故答案为:88.
【分析】令r=0,3,即可求出展开式的常数项
15.(2017·湘潭模拟)已知点M(1,m)(m>1),若点N(x,y)在不等式组 表示的平面区域内,且 (O为
坐标原点)的最大值为2,则m= .
【答案】
【知识点】简单线性规划
【解析】【解答】解: ,令x+my=z,
作出不等式组 表示的可行域,由
解得A( , ),
当m≥0时,目标函数在A处取得最大值2.
分析知当 时,zmax=2.
所以 ,解之得 或 (舍去),
所以 .
故答案为: .
【分析】利用向量的数量积化简表达式,得到目标函数,画出可行域,利用最优解求解即可.
16.(2017·成安模拟)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且b2+c2﹣a2=bc, , ,则b+c的取值范围是 .
【答案】( , )
【知识点】平面向量的数量积运算;余弦定理
【解析】【解答】解:△ABC中,∵b2+c2﹣a2=bc,∴cosA= = ,∴A= ,B+C= .
∵ ,∴∠B为钝角.
∵ ,由正弦定理可得 =1= = ,
∴b+c=sinB+sinC=sinB+sin( ﹣B)=sinB+ cosB+ sinB
= sinB+ cosB= sin(B+ ),
∵B∈( , ),∴B+ ∈( , ),∴sin(B+ )∈( , ),
∴b+c 的范围为 ,
故答案为:( , ).
【分析】利用b2+c2﹣a2=bc,代入到余弦定理中求得cosA的值,进而求得A,再利用正弦定理求得b、c,利用两角和差的正弦公式化简b+c的解析式,结合正弦函数的定义域和值域,求得b+c 的范围.
三、解答题
17.(2017·成安模拟)已知函数f(x)= ,数列{an}是首项等于1且公比等于f(1)的等比数列;数列{bn}首项b1= ,满足递推关系bn+1=f(bn).
(Ⅰ)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设cn= ,求数列{cn}的前n项和Tn.
【答案】解:(Ⅰ)函数f(x)= ,
则:f(1)=
由于:数列{an}是首项等于1且公比等于f(1)的等比数列,
所以:
数列{bn}首项b1= ,满足递推关系bn+1=f(bn).
则:
整理得:
所以:{ }是以 为首项,3为公差的等差数列.
解得:
(Ⅱ)
则:Tn=c1+c2+…+cn= n﹣1①
= n②
则:①﹣②得:
所以:
【知识点】数列的求和;数列的递推公式
【解析】【分析】(Ⅰ)直接根据已知条件求出数列的通项公式.(Ⅱ)利用上步的结论,使用乘公比错位相减法求出结果.
18.(2017·成安模拟)某超市从2017年1月甲、乙两种酸奶的日销售量(单位:箱)的数据中分别随机抽取100个,并按[0,10],(10,20],(20,30],(30,40],(40,50]分组,得到频率分布直方图如下:
假设甲、乙两种酸奶独立销售且日销售量相互独立.
(Ⅰ)写出频率分布直方图(甲)中的a值;记甲种酸奶与乙种酸奶日销售量(单位:箱)的方差分别为S12与S22,试比较S12与S22的大小(只需写出结论);
(Ⅱ)估计在未来的某一天里,甲、乙两种酸奶的销售量恰有一个高于20箱且另一个不高于20箱的概率;
(Ⅲ)设X表示在未来3天内甲种酸奶的日销售量不高于20箱的天数,以日销售量落入各组的频率作为概率,求X的分布列和数学期望.
【答案】解:(Ⅰ)由各小矩形面积和为1,
得(0.010+a+0.020+0.025+0.030)×10=1,
解得a=0.015,
由频率分布直方图可看出,甲的销售量比较分散,而乙较为集中,主要集中在20﹣30箱,
故s12>s22.
(Ⅱ)设事件A:在未来的某一天里,甲种酸奶的销售量不高于20箱;
事件B:在未来的某一天里,乙种酸奶的销售量不高于20箱;
事件C:在未来的某一天里,甲、乙两种酸奶的销售量恰好一个高于20箱且另一个不高于20箱.
则P(A)=0.20+0.10=0.3,P(B)=0.10+0.20=0.3.
∴P(C)=P( )P(B)+P(A)P( )=0.42.
(Ⅲ)由题意可知X的所有可能取值为0,1,2,3,X~B(3,0.3)P(X=k)= ,
∴P(X=0)=0.343,P(X=1)=0.441,P(X=2)=0.189,P(X=3)=0.027,
∴X的分布列为:
X 0 1 2 3
P 0.343 0.441 0.189 0.027
E(X)=3×0.3=0.9
【知识点】频率分布直方图;离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差
【解析】【分析】(Ⅰ)利用频率分布直方图的性质即可得出.(Ⅱ)设事件A:在未来的某一天里,甲种酸奶的销售量不高于20箱;事件B:在未来的某一天里,乙种酸奶的销售量不高于20箱;事件C:在未来的某一天里,甲、乙两种酸奶的销售量恰好一个高于20箱且另一个不高于20箱.求出P(A),P(B),P(C).(Ⅲ)X的可能取值为0,1,2,3,利用二项分布列的性质求出概率,得到分布列,然后求解期望.
19.(2017·成安模拟)如图所示,四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是边长为1的菱形,∠BCD=60°,E是CD的中点,PA⊥底面ABCD,PA= .
(Ⅰ)证明:平面PBE⊥平面PAB;
(Ⅱ)求二面角A﹣BE﹣P的大小.
【答案】证明:(Ⅰ)如图所示,连接BD,由ABCD是菱形且∠BCD=60°知,
△BCD是等边三角形.因为E是CD的中点,所以BE⊥CD,又AB∥CD,所以BE⊥AB,
又因为PA⊥平面ABCD,BE 平面ABCD,
所以PA⊥BE,而PA∩AB=A,因此 BE⊥平面PAB.
又BE 平面PBE,所以平面PBE⊥平面PAB.
解:(Ⅱ)由(I)知,BE⊥平面PAB,PB 平面PAB,所以PB⊥BE.
又AB⊥BE,所以∠PBA是二面角A﹣BE﹣P的平面角.
在Rt△PAB中, ..
故二面角A﹣BE﹣P的大小为60°.
【知识点】平面与平面垂直的判定;与二面角有关的立体几何综合题
【解析】【分析】(I)连接BD,由已知中四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是边长为1的菱形,∠BCD=60°,E是CD的中点,PA⊥底面ABCD,我们可得BE⊥AB,PA⊥BE,由线面垂直的判定定理可得BE⊥平面PAB,再由面面平行的判定定理可得平面PBE⊥平面PAB;(II)由(I)知,BE⊥平面PAB,进而PB⊥BE,可得∠PBA是二面角A﹣BE﹣P的平面角.解Rt△PAB即可得到二面角A﹣BE﹣P的大小.
20.(2017·成安模拟)曲线C1上任意一点M满足|MF1|+|MF2|=4,其中F1(﹣ ,0),F2( ,0)抛物线C2的焦点是直线y=x﹣1与x轴的交点,顶点为原点O.
(1)求C1,C2的标准方程;
(2)请问是否存在直线l满足条件:①过C2的焦点F;②与C1交于不同两点M,N,且满足 ⊥ ?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
【答案】(1)解:∵曲线C1上任意一点M满足|MF1|+|MF2|=4,其中F1(﹣ ,0),F2( ,0),
∴曲线C1是以F1(﹣ ,0),F2( ,0)为焦点,以4为实轴的椭圆,
∴a=2,c= ,∴b2=4﹣3=1,
∴曲线C1的方程为 .
∵抛物线C2的焦点是直线y=x﹣1与x轴的交点,顶点为原点O,
∴抛物线C2的焦点是F(1,0)
∴抛物线C2的标准方程为:y2=4x.
(2)解:假设存在存在直线直线l满足条件:①过C2的焦点F;②与C1交于不同两点M,N,且满足 ⊥ ,
当直线l的斜率k不存在时,直线l的方程为x=0,不满足条件;
当直线l的斜率k存在时,设直线l的方程为y=k(x﹣1),
由 ,得(4k2+1)x2﹣8k2x+4k2﹣4=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则 , ,
=k2[x1x2﹣(x1+x2)+1],
∵ ⊥ ,∴ =x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2﹣k2(x1+x2)+k2
= ﹣ +k2=0,
解得k=2或k=﹣2,
∴直线l满足条件,且l的方程为y=2x﹣2或y=﹣2x+2
【知识点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(1)由已知得曲线C1是以F1(﹣ ,0),F2( ,0)为焦点,以4为实轴的椭圆,抛物线C2的焦点是F(1,0),顶点为原点O.由此能求出求C1,C2的标准方程.(2)设直线l的方程为y=k(x﹣1),由 ,得(4k2+1)x2﹣8k2x+4k2﹣4=0,由此利用韦达定理结合向量垂直数量积为0的性质能求出直线l的方程.
21.(2017·成安模拟)设函数f(x)=ex(x2﹣x+1)
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若当x∈[﹣1,1]时,不等式f(x)>m恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】(1)解:函数f(x)的定义域为(﹣∞,+∞),
f′(x)=ex (x2﹣x+1)+ex (2x﹣1)=ex (x2+x).
由x2+x=0得x=﹣1,x=0,又ex>0,
∴若x<﹣1,则f′(x)>0;若﹣1<x<0,则f′(x)<0;若x>0,则f′(x)>0.
∴f(x)的增区间为(﹣∞,﹣1)和(0,﹢∞),减区间为(﹣1,0)
(2)解:由(1)知f(x)在[﹣1,1]上的最小值为f(0),
∴[f(x)]min=f(0)=1,∴当m<1时,不等式f(x)>m恒成立.
即实数m的取值范围是(﹣∞,1).
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】(1)求出函数的定义域,函数的导数,利用导函数的符号,求解函数的单调区间.(2)利用(1)的结果,直接求解函数的最值即可.
22.(2017·成安模拟)在极坐标系中,O为极点,已知圆C的圆心为 ,半径r=1,点P在圆C上运动.
(Ⅰ)求圆C的极坐标方程;
(Ⅱ)在直角坐标系(与极坐标系取相同的长度单位,且以极点O为原点,以极轴为x轴正半轴)中,若Q为线段OP的中点,求点Q轨迹的直角坐标方程.
【答案】解:(Ⅰ)设点P的极坐标为(ρ,θ),
由余弦定理得 ,
即 ,∴圆C的极坐标方程为 .
(Ⅱ)在直角坐标系中,圆心 ,
圆C的方程为 .
设Q(x,y),则P(2x,2y),
由点P在圆C上得 ,即 ,
故点Q轨迹的直角坐标方程为
【知识点】简单曲线的极坐标方程
【解析】【分析】(I)利用余弦定理即可得出.(II)在直角坐标系中,圆心 ,可得圆C的方程,设Q(x,y),则P(2x,2y),代入圆的方程即可得出.
2017年河北省邯郸市成安一中高考数学保温金卷(理科)
一、选择题
1.全集U={1,2,3},M={x|x2﹣3x+2=0},则 UM等于( )
A.{1} B.{1,2} C.{2} D.{3}
2.(2017·成安模拟)已知复数 为纯虚数,那么实数a的值为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
3.(2017·成安模拟)已知 ,则cos(60°﹣α)的值为( )
A. B. C. D.﹣
4.(2017·成安模拟)甲乙二人争夺一场围棋比赛的冠军,若比赛为“三局两胜”制,甲在每局比赛中获胜的概率均为 ,且各局比赛结果相互独立,则在甲获得冠军的情况下,比赛进行了三局的概率为( )
A. B. C. D.
5.(2017·成安模拟)已知F为双曲线 的一个焦点,则点F到C的一条渐近线的距离为( )
A. B.3 C. D.6
6.(2017·成安模拟)一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为( )
A. B.26 C.80 D.
7.(2017·成安模拟)函数y= 的图象大致是( )
A. B.
C. D.
8.(2017·成安模拟)设a=0.64.2,b=70.6,c=log0.67,则a,b,c的大小关系是( )
A.c<b<a B.c<a<b C.a<c<b D.a<b<c
9.(2017·成安模拟)执行如图所示的程序框图,输出的结果是( )
A.13 B.11 C.9 D.7
10.(2017·成安模拟)已知抛物线C:y2=4x的焦点是F,过点F的直线与抛物线C相交于P、Q两点,且点Q在第一象限,若 ,则直线PQ的斜率是( )
A. B.1 C. D.
11.已知三棱柱ABC﹣A1B1C1的侧棱与底面垂直,体积为 ,底面的边长都为 ,若P为底面A1B1C1的中心,则PA与平面ABC所成角的大小为( )
A. B. C. D.
12.已知函数f(x)=sin(ωx+ )(ω>0),f(x)在区间(0,2]上只有一个最大值1和一个最小值﹣1,则实数ω的取值范围为( )
A.[ , ) B.[ ,π)
C.[ , ) D.[ , ]
二、填空题
13.(2017·成安模拟)已知向量 =(3,1), =(1,3), =(k,7),若( )∥ ,则k= .
14. 的展开式的常数项为 .
15.(2017·湘潭模拟)已知点M(1,m)(m>1),若点N(x,y)在不等式组 表示的平面区域内,且 (O为
坐标原点)的最大值为2,则m= .
16.(2017·成安模拟)在△ABC中,a,b,c分别为内角A,B,C的对边,且b2+c2﹣a2=bc, , ,则b+c的取值范围是 .
三、解答题
17.(2017·成安模拟)已知函数f(x)= ,数列{an}是首项等于1且公比等于f(1)的等比数列;数列{bn}首项b1= ,满足递推关系bn+1=f(bn).
(Ⅰ)求数列{an}和{bn}的通项公式;
(Ⅱ)设cn= ,求数列{cn}的前n项和Tn.
18.(2017·成安模拟)某超市从2017年1月甲、乙两种酸奶的日销售量(单位:箱)的数据中分别随机抽取100个,并按[0,10],(10,20],(20,30],(30,40],(40,50]分组,得到频率分布直方图如下:
假设甲、乙两种酸奶独立销售且日销售量相互独立.
(Ⅰ)写出频率分布直方图(甲)中的a值;记甲种酸奶与乙种酸奶日销售量(单位:箱)的方差分别为S12与S22,试比较S12与S22的大小(只需写出结论);
(Ⅱ)估计在未来的某一天里,甲、乙两种酸奶的销售量恰有一个高于20箱且另一个不高于20箱的概率;
(Ⅲ)设X表示在未来3天内甲种酸奶的日销售量不高于20箱的天数,以日销售量落入各组的频率作为概率,求X的分布列和数学期望.
19.(2017·成安模拟)如图所示,四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是边长为1的菱形,∠BCD=60°,E是CD的中点,PA⊥底面ABCD,PA= .
(Ⅰ)证明:平面PBE⊥平面PAB;
(Ⅱ)求二面角A﹣BE﹣P的大小.
20.(2017·成安模拟)曲线C1上任意一点M满足|MF1|+|MF2|=4,其中F1(﹣ ,0),F2( ,0)抛物线C2的焦点是直线y=x﹣1与x轴的交点,顶点为原点O.
(1)求C1,C2的标准方程;
(2)请问是否存在直线l满足条件:①过C2的焦点F;②与C1交于不同两点M,N,且满足 ⊥ ?若存在,求出直线l的方程;若不存在,说明理由.
21.(2017·成安模拟)设函数f(x)=ex(x2﹣x+1)
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若当x∈[﹣1,1]时,不等式f(x)>m恒成立,求实数m的取值范围.
22.(2017·成安模拟)在极坐标系中,O为极点,已知圆C的圆心为 ,半径r=1,点P在圆C上运动.
(Ⅰ)求圆C的极坐标方程;
(Ⅱ)在直角坐标系(与极坐标系取相同的长度单位,且以极点O为原点,以极轴为x轴正半轴)中,若Q为线段OP的中点,求点Q轨迹的直角坐标方程.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】补集及其运算
【解析】【解答】解:由集合M中的方程解得:x=1或x=2,即M={1,2},
∵全集U={1,2,3},
∴ UM={3}.
故选D
【分析】求出集合M中方程的解确定出M,根据全集U求出M的补集即可.
2.【答案】B
【知识点】复数代数形式的乘除运算
【解析】【解答】解:∵ = 为纯虚数.
∴a=0.
故选:B.
【分析】利用复数代数形式的乘除运算化简,再由实部为0且虚部不为0求得a值.
3.【答案】C
【知识点】诱导公式
【解析】【解答】解:cos(60°﹣α)=sin[90°﹣(60°﹣α)]=sin(30°+α)= ,
故选 C.
【分析】利用诱导公式把要求的式子化为sin(30°+α),利用条件求得结果.
4.【答案】B
【知识点】条件概率与独立事件
【解析】【解答】解:由题意,甲获得冠军的概率为 × + × + × = ,
其中比赛进行了3局的概率为 × + × = ,
∴所求概率为 = ,
故选B.
【分析】求出甲获得冠军的概率、比赛进行了3局的概率,即可得出结论.
5.【答案】A
【知识点】双曲线的简单性质
【解析】【解答】解:双曲线 的a= ,b= ,c= ,
则可设F( ,0),
设双曲线的一条渐近线方程为y=x,
则F到渐近线的距离为d= = ,
故选A.
【分析】求出双曲线的a,b,c,可设F( ,0),设双曲线的一条渐近线方程,运用点到直线的距离公式计算即可得到.
6.【答案】D
【知识点】由三视图求面积、体积
【解析】【解答】解:由三视图可得几何体的直观图如图所示,
连接AC,且AP=2、BE=4,底面ABCD是边长为4的正方形,
BE∥AP,AP⊥平面ABCD,
所以VC﹣ABEP= =16,
VP﹣ACD= = ,
所以几何体的体积V=16+ = ,
故选D.
【分析】由三视图画出几何体的直观图,并求出线段的长度、判断出线面的位置关系,由分割法和椎体的体积公式求出此几何体的体积.
7.【答案】C
【知识点】函数的图象
【解析】【解答】解:令f(x)= ,则f(﹣x)= = =﹣f(x),
∴f(x)是奇函数,图象关于原点对称,排除B;
当x>0时,f(x)= ,f′(x)= ,
∴存在x0∈(0,+∞)使得f(x0)=0,
∴f(x)在(0,+∞)上先增后减,排除A,D;
故选C.
【分析】判断函数的奇偶性与单调性,从而得出函数图象.
8.【答案】B
【知识点】利用不等式的性质比较大小
【解析】【解答】解:由于a=0.64.2 ∈(0,1),b=70.6 >70=1,c=log0.67<log0.61=0,
故有 c<a<b,
故选B.
【分析】根据a=0.64.2 ∈(0,1),b=70.6 >70=1,c=log0.67<log0.61=0,从而得到a,b,c的大小关系.
9.【答案】C
【知识点】程序框图
【解析】【解答】解:执行程序框图,有
S=2+lg >1,i=3
S=2+lg +lg >1,i=5
S=2+lg +lg +lg >1,i=7
S=2+lg +lg +lg +lg >1,i=9
S=2+lg +lg +lg +lg +lg <1,
退出循环,输出i的值为9.
故选C.
【分析】执行程序框图,依次写出每次循环得到的S,i的值,满足条件S<1,退出循环,输出i的值.
10.【答案】D
【知识点】抛物线的应用
【解析】【解答】解:过点P,Q分别作抛物线的准线l:x=﹣1的垂线,垂足分别是P1、Q1,
由抛物线的|Q1Q|=|QF|定义可知,|P1P|=|FP|,
设|PF|=k(k>0), ,则|FQ|=3k,又过点P作PR⊥Q1Q于点R,
则在直角△PRQ中,|RQ|=2k,|PQ|=4k,所以∠ ,
所以直线QP的倾斜角为 ,
所以直线PQ的斜率是 ,
故选:D.
【分析】过点P,Q分别作抛物线的准线l:x=﹣1的垂线,垂足分别是P1、Q1,由抛物线的|Q1Q|=|QF|定义可知,|P1P|=|FP|,设|PF|=k(k>0),则|FQ|=3k,在直角△PRQ中求解直线PQ的倾斜角然后求解斜率.
11.【答案】B
【知识点】直线与平面所成的角
【解析】【解答】解:如图所示,
∵AA1⊥底面A1B1C1,∴∠APA1为PA与平面A1B1C1所成角,
∵平面ABC∥平面A1B1C1,∴∠APA1为PA与平面ABC所成角.
∵ = .
∴V三棱柱ABC﹣A1B1C1= AA1,解得AA1= .
又P为底面正三角形A1B1C1的中心,∴A1P=1,
在Rt△AA1P中,tan∠APA1= = ,
∴∠APA1=60°.
故选B.
【分析】利用三棱柱ABC﹣A1B1C1的侧棱与底面垂直和线面角的定义可知,∠APA1为PA与平面A1B1C1所成角.利用三棱锥的体积计算公式可得AA1,再利用正三角形的性质可得A1P,在Rt△AA1P中,利用tan∠APA1= ,可得结论.
12.【答案】A
【知识点】正弦函数的图象
【解析】【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+ )(ω>0),
当x∈(0,2]时, <ωx+ ≤2ω+ ;
又函数f(x)在区间(0,2]上只有一个最大值1和一个最小值﹣1,
∴ ≤2ω+ < ,
解得 ≤ω< ,
∴实数ω的取值范围是[ , ).
故选:A.
【分析】根据函数f(x)的解析式,利用x的取值范围与三角函数图象与性质,列出不等式求出ω的取值范围.
13.【答案】5
【知识点】共线(平行)向量
【解析】【解答】解:由题意可得 =(3﹣k,﹣6),
∵( )∥ ,
∴(3﹣k,﹣6)=λ(1,3),
∴3﹣k=λ,﹣6=3λ,解得 k=5,
故答案为 5.
【分析】由题意可得 =(3﹣k,﹣6),由( )∥ ,可得(3﹣k,﹣6)=λ(1,3),解出 k 值.
14.【答案】88
【知识点】二项式系数的性质
【解析】【解答】解: 的展开式的通项公式为Tr+1=C5r (x+ )r (﹣2)5﹣r,
(x+ )r展开式的通项公式为Tk+1=Crk x
当r﹣ k=0时,得到k= r,
当r=0时,k=0,此时C50 (x+ )0 (﹣2)5=﹣32,
当r=3时,k=2,此时常数项为=C53 (﹣2)2,C32=120,
的展开式的常数项为120﹣32=88,
故答案为:88.
【分析】令r=0,3,即可求出展开式的常数项
15.【答案】
【知识点】简单线性规划
【解析】【解答】解: ,令x+my=z,
作出不等式组 表示的可行域,由
解得A( , ),
当m≥0时,目标函数在A处取得最大值2.
分析知当 时,zmax=2.
所以 ,解之得 或 (舍去),
所以 .
故答案为: .
【分析】利用向量的数量积化简表达式,得到目标函数,画出可行域,利用最优解求解即可.
16.【答案】( , )
【知识点】平面向量的数量积运算;余弦定理
【解析】【解答】解:△ABC中,∵b2+c2﹣a2=bc,∴cosA= = ,∴A= ,B+C= .
∵ ,∴∠B为钝角.
∵ ,由正弦定理可得 =1= = ,
∴b+c=sinB+sinC=sinB+sin( ﹣B)=sinB+ cosB+ sinB
= sinB+ cosB= sin(B+ ),
∵B∈( , ),∴B+ ∈( , ),∴sin(B+ )∈( , ),
∴b+c 的范围为 ,
故答案为:( , ).
【分析】利用b2+c2﹣a2=bc,代入到余弦定理中求得cosA的值,进而求得A,再利用正弦定理求得b、c,利用两角和差的正弦公式化简b+c的解析式,结合正弦函数的定义域和值域,求得b+c 的范围.
17.【答案】解:(Ⅰ)函数f(x)= ,
则:f(1)=
由于:数列{an}是首项等于1且公比等于f(1)的等比数列,
所以:
数列{bn}首项b1= ,满足递推关系bn+1=f(bn).
则:
整理得:
所以:{ }是以 为首项,3为公差的等差数列.
解得:
(Ⅱ)
则:Tn=c1+c2+…+cn= n﹣1①
= n②
则:①﹣②得:
所以:
【知识点】数列的求和;数列的递推公式
【解析】【分析】(Ⅰ)直接根据已知条件求出数列的通项公式.(Ⅱ)利用上步的结论,使用乘公比错位相减法求出结果.
18.【答案】解:(Ⅰ)由各小矩形面积和为1,
得(0.010+a+0.020+0.025+0.030)×10=1,
解得a=0.015,
由频率分布直方图可看出,甲的销售量比较分散,而乙较为集中,主要集中在20﹣30箱,
故s12>s22.
(Ⅱ)设事件A:在未来的某一天里,甲种酸奶的销售量不高于20箱;
事件B:在未来的某一天里,乙种酸奶的销售量不高于20箱;
事件C:在未来的某一天里,甲、乙两种酸奶的销售量恰好一个高于20箱且另一个不高于20箱.
则P(A)=0.20+0.10=0.3,P(B)=0.10+0.20=0.3.
∴P(C)=P( )P(B)+P(A)P( )=0.42.
(Ⅲ)由题意可知X的所有可能取值为0,1,2,3,X~B(3,0.3)P(X=k)= ,
∴P(X=0)=0.343,P(X=1)=0.441,P(X=2)=0.189,P(X=3)=0.027,
∴X的分布列为:
X 0 1 2 3
P 0.343 0.441 0.189 0.027
E(X)=3×0.3=0.9
【知识点】频率分布直方图;离散型随机变量及其分布列;离散型随机变量的期望与方差
【解析】【分析】(Ⅰ)利用频率分布直方图的性质即可得出.(Ⅱ)设事件A:在未来的某一天里,甲种酸奶的销售量不高于20箱;事件B:在未来的某一天里,乙种酸奶的销售量不高于20箱;事件C:在未来的某一天里,甲、乙两种酸奶的销售量恰好一个高于20箱且另一个不高于20箱.求出P(A),P(B),P(C).(Ⅲ)X的可能取值为0,1,2,3,利用二项分布列的性质求出概率,得到分布列,然后求解期望.
19.【答案】证明:(Ⅰ)如图所示,连接BD,由ABCD是菱形且∠BCD=60°知,
△BCD是等边三角形.因为E是CD的中点,所以BE⊥CD,又AB∥CD,所以BE⊥AB,
又因为PA⊥平面ABCD,BE 平面ABCD,
所以PA⊥BE,而PA∩AB=A,因此 BE⊥平面PAB.
又BE 平面PBE,所以平面PBE⊥平面PAB.
解:(Ⅱ)由(I)知,BE⊥平面PAB,PB 平面PAB,所以PB⊥BE.
又AB⊥BE,所以∠PBA是二面角A﹣BE﹣P的平面角.
在Rt△PAB中, ..
故二面角A﹣BE﹣P的大小为60°.
【知识点】平面与平面垂直的判定;与二面角有关的立体几何综合题
【解析】【分析】(I)连接BD,由已知中四棱锥P﹣ABCD的底面ABCD是边长为1的菱形,∠BCD=60°,E是CD的中点,PA⊥底面ABCD,我们可得BE⊥AB,PA⊥BE,由线面垂直的判定定理可得BE⊥平面PAB,再由面面平行的判定定理可得平面PBE⊥平面PAB;(II)由(I)知,BE⊥平面PAB,进而PB⊥BE,可得∠PBA是二面角A﹣BE﹣P的平面角.解Rt△PAB即可得到二面角A﹣BE﹣P的大小.
20.【答案】(1)解:∵曲线C1上任意一点M满足|MF1|+|MF2|=4,其中F1(﹣ ,0),F2( ,0),
∴曲线C1是以F1(﹣ ,0),F2( ,0)为焦点,以4为实轴的椭圆,
∴a=2,c= ,∴b2=4﹣3=1,
∴曲线C1的方程为 .
∵抛物线C2的焦点是直线y=x﹣1与x轴的交点,顶点为原点O,
∴抛物线C2的焦点是F(1,0)
∴抛物线C2的标准方程为:y2=4x.
(2)解:假设存在存在直线直线l满足条件:①过C2的焦点F;②与C1交于不同两点M,N,且满足 ⊥ ,
当直线l的斜率k不存在时,直线l的方程为x=0,不满足条件;
当直线l的斜率k存在时,设直线l的方程为y=k(x﹣1),
由 ,得(4k2+1)x2﹣8k2x+4k2﹣4=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),则 , ,
=k2[x1x2﹣(x1+x2)+1],
∵ ⊥ ,∴ =x1x2+y1y2=(1+k2)x1x2﹣k2(x1+x2)+k2
= ﹣ +k2=0,
解得k=2或k=﹣2,
∴直线l满足条件,且l的方程为y=2x﹣2或y=﹣2x+2
【知识点】直线与圆锥曲线的关系
【解析】【分析】(1)由已知得曲线C1是以F1(﹣ ,0),F2( ,0)为焦点,以4为实轴的椭圆,抛物线C2的焦点是F(1,0),顶点为原点O.由此能求出求C1,C2的标准方程.(2)设直线l的方程为y=k(x﹣1),由 ,得(4k2+1)x2﹣8k2x+4k2﹣4=0,由此利用韦达定理结合向量垂直数量积为0的性质能求出直线l的方程.
21.【答案】(1)解:函数f(x)的定义域为(﹣∞,+∞),
f′(x)=ex (x2﹣x+1)+ex (2x﹣1)=ex (x2+x).
由x2+x=0得x=﹣1,x=0,又ex>0,
∴若x<﹣1,则f′(x)>0;若﹣1<x<0,则f′(x)<0;若x>0,则f′(x)>0.
∴f(x)的增区间为(﹣∞,﹣1)和(0,﹢∞),减区间为(﹣1,0)
(2)解:由(1)知f(x)在[﹣1,1]上的最小值为f(0),
∴[f(x)]min=f(0)=1,∴当m<1时,不等式f(x)>m恒成立.
即实数m的取值范围是(﹣∞,1).
【知识点】利用导数研究函数的单调性;利用导数研究函数最大(小)值
【解析】【分析】(1)求出函数的定义域,函数的导数,利用导函数的符号,求解函数的单调区间.(2)利用(1)的结果,直接求解函数的最值即可.
22.【答案】解:(Ⅰ)设点P的极坐标为(ρ,θ),
由余弦定理得 ,
即 ,∴圆C的极坐标方程为 .
(Ⅱ)在直角坐标系中,圆心 ,
圆C的方程为 .
设Q(x,y),则P(2x,2y),
由点P在圆C上得 ,即 ,
故点Q轨迹的直角坐标方程为
【知识点】简单曲线的极坐标方程
【解析】【分析】(I)利用余弦定理即可得出.(II)在直角坐标系中,圆心 ,可得圆C的方程,设Q(x,y),则P(2x,2y),代入圆的方程即可得出.