1
湖北省2019年元月高考模拟调研考试理科数学
评分标准
一.选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
D C A A A C C A B D B D
二、填空题:
13. .5 ; 14 :10 ; 15: 3 ; 16:(1,+∞)
三、解答题:
17【解析】(1)对于数列{an},
4 2 9
11
11
1 1 1
()
2( ) 5n n n
a q a q
a q a q a q
(a1q≠0,n∈N*)
即 1
1
2 2
aq
q
或 ……………………………………………………………………………………2 分
注意到{an}为递增数列
则 1 2
2
a
q
∴an=2n…………………………………………………………………………………………3 分
对于数列{bn},由 bnbn+1=4Sn-1 得 bn-1bn=4Sn-1-1
相减得 bn(bn+1-bn-1)=4bn
又∵bn≠0
∴bn+1-bn-1=4 为定值
∴数列{b2n-1}和{b2n}都是以4为公差的等差数列…………………………………………5 分
又∵b1=1
∴在 bnbn+1=4Sn-1 中令 n=1 得 b2=3
∴b2n-1=1+(n-1)×4=2(2n-1)-1,b2n=3+(n-1)×4=2(2n)-1
∴an=2n,bn=2n-1………………………………………………………………………………7 分
(2)由(1)得 Tn=1×2+3×22+5×23+…+(2n-1)×2n
∴2Tn= 1×22+3×23+…+(2n-3)×2n+(2n-1)×2n+1
∴Tn=-1×2-2×22-2×23-…-2×2n+(2n-1)×2n+1
=-2-
312 (1 2 )
12
n
+(2n-1)×2n+1………不论对错,会用错位相减法就给 2 分…………9 分
=(2n-3)×2n+1+6……………………………………………………………………………12 分
2
18【解析】(1)∵在底面ABCD中,AD∥BC,AD⊥CD
且BC=2AD=2CD=2 2
∴AB=AC=2,BC=2
∴AB⊥AC…………………………………………………………………………………1 分
又∵AB⊥PC,AC∩PC=C,AC 平面PAC,PC 平面PAC
∴AB⊥平面PAC…………………………………………………………………………3 分
又∵PA 平面PAC
∴AB⊥PA
∵PA=AC=2,PC=2
∴PA⊥AC…………………………………………………………………………………4 分
又∵PA⊥AB,AB∩AC=A,AB 平面ABCD,AC 平面ABCD
∴PA⊥平面ABCD…………………………………………………………………………5 分
(2)方法一:在线段AD 上取点N,使AN=2ND
则MN∥PA
又由(1)得 PA⊥平面ABCD
∴MN⊥平面ABCD
又∵AC 平面ABCD
∴MN⊥AC…………………………………………6 分
作NO⊥AC于O
又∵MN∩NO=N,MN 平面MNO,NO 平面MNO
∴AC⊥平面MNO
又∵MO 平面MNO
∴AC⊥MO
又∵AC⊥NO
∴∠MON是二面角M—AC—D的一个平面角…………………………………………8 分
设 PM
PD
=x
则MN=(1-x)AP=2-2x,ON= 2
2
AN= xAD=x
这样,二面角M—AC—D的大小为60°
即 tan∠MON= MN
ON
= 22x
x
=tan60°= 3
即 =x=4-2
∴满足要求的点M存在,且 =4-2 ………………………………………………12 分
方法二:取BC的中点E,则AE、AD、AP三条直线两两垂直
∴可以分别以直线AE、AD、AP为 x、y、z 轴建立空间直角坐标系…………………6 分 3
且由(Ⅰ)知 AP =(0,0,2)是平面ACD的一个法向量…………………………………7 分
设 PM
PD
=x∈(0,1)
则MN=(1-x)AP=2-2x,AN=xAD= 2 x
∴ AM =(0, x,2-2x), AC =( , ,0)
设 AQ =(a,b,c)是平面ACM的一个法向量
则 2 (2 2 ) 0
2 2 0
AQ AM xb x c
AQ AC a b
∴ 2
22
ab
xcbx
令 b=2x-2,则 =(-2x+2,2x-2, x),它背向二面角…………………………9 分
又∵平面ACD的法向量 =(0,0,2),它指向二面角
这样,二面角M—AC—D的大小为60°
即 cos< , >=
| | | |
AP AQ
AP AQ
=
2 2 2
22
2 ( 2 2 ) (2 2 ) ( 2 )
x
x x x
=cos60°= 1
2
即 x=4-2 3
∴满足要求的点M存在,且 =4-2 ………………………………………………12 分
19【解析】(1)由题得如下的列联表
有兴趣 无兴趣
男生 50 10 60
女生 25 15 40
总计 75 25 100
…………………………………………………………………………………………………1 分
∴k=K2=
2()
( )( )( )( )
n ad bc
a b c d a c b d
=
2100(50 15 25 10)
60 40 75 25
≈5.556<6.635………3 分
∴没有…………………………………………………………………………………………4 分
(2)记事件 Ai=从这6名学生中随机抽取的3人中恰好有 i 人有兴趣,i=0,1,2,3
则A2+A3=从这6名学生中随机抽取的3人中至少有2人有兴趣 4
且A2 与 A3 互斥…………………………………………………………………………………6 分
∴所求概率P=P(A2+A3)=P(A2)+P(A3)=
21
33
3
6
CC
C
+
30
33
3
6
CC
C
= 10
20
= 1
2
……………7 分
(3)由题意,可知ξ 所有可能取值有 0,1,2,3…………………………………………………8 分
22
34
22
55
9( 0) 50
CCP ξ CC
1 1 2 2 1
2 3 4 3 4
22
55
12( 1) 25
C C C C CP ξ CC
2 2 1 1 1
2 4 3 2 4
22
55
3( 2) 10
C C C C CP ξ CC
21
24
22
55
1( 3) 25
CCP ξ CC ………………………………………………………………………10 分
所以ξ 的分布列是
ξ 0 1 2 3
P 9
50 24
50 15
50 2
50
…………………………………………………………………………………………………11 分
∴E(ξ )=0× +1× +2× +3× = 6
5
……………………………………………12 分
20【解析】(1)由题得 2
2 2 2
1
1
22
212
2
c
bc
b ca
a b c
(a>b>0,a>c>0)
解得
2
1
1
a
b
c
∴椭圆Γ 的方程为
2
2
x +y2=1…………………………………………………………………3 分
(2)方法一:由题知直线 m 的斜率存在 5
∴可设 m:y=kx+t
由 222 2 0
y kx t
xy
消去 y 得(2k2+1)x2+4ktx+(2t2-2)=0……………………………………4 分
∵直线 m 与椭圆有且只有一个公共点
∴Δ =(4kt)2-4(2k2+1)(2t2-2)=0
即 t2=2k2+1………………………………………………………………………………………6 分
∵直 ml:y=kx+t 与直线 x=1交于M
∴M(1,k+t)……………………………………………………………………………………8 分
同理 N(2,2k+t)…………………………………………………………………………………9 分
∴ ||
||
MF
NF =
22
22
(1 1) ( 0)
(2 1) (2 0)
kt
kt
=
22
22
2
1 (4 4 )
k kt t
k kt t
= 2
2
为定值……………………12 分
方法二:设切点为P(x0,y0)(y0≠0)
则 m: 0
2
xx+y0y=1……………………………………………………………………………5 分
令 x=1 得 y= 0
0
2
2
x
y
即 M(1, )…………………………………………………………7 分
令 x=2 得 y= 0
0
1 x
y
即 N(2, )……………………………………………………………8 分
∴ ||
||
MF
NF =
220
0
220
0
2(1 1) ( 0)2
1(2 1) ( 0)
x
y
x
y
=
2
0
22
00
(2 )
4(1 ) 4
x
xy
=
2
0
2
2 0
0
(2 )
4(1 ) 4(1 )2
x
xx
= 为定值
…………………………………………………………………………………………………12 分
21.【解析】(1)
解法一 :由题得 xxaaxxaxf 2ln2)1(ln)(' (x>0)………………………1 分
∴f'' (x)= a
x
-2=-
2( )2
ax
x
(x>0)
1°当 a<0 时, (x>0)是减函数
且 f'(
2
ae )=aln -2 =2(1- )>0
f'(1)=-2<0
∴此时 f'(x)有且只有一个零点………………………………………………………………2 分
2°当 0a 时, 0)(' xf ,此时 f'(x)没有零点………………………………………………3 分 6
3°当 a>0 时
x (0, 2
a ) ( ,+∞)
f'' (x) + 0 -
f'(x) ↗ 极大值 ↘
∴[f'(x)]max=f'( )=a(ln -1)
(i)若 0<a<2e
则[f'(x)]max=a(ln -1)<0
此时,函数 f'(x)没有零点……………………………………………………………………4 分
(ii)若 a=2e
则[f'(x)]max=a(ln -1)=0
此时,函数 f'(x)有且只有 =e 一个零点……………………………………………………5 分
(iii)若 a>2e
则[f'(x)]max=a(ln -1)>0
且 f'(1)=-2<0,下面证明存在 t∈( ,+∞)使 f'(t)a+1>
下面证明 f'(ea)=alnea-2ea=a2-2ea<0,
证明:设 g(x)=x2-2ex
则 g'(x)=2x-2ex,g'' (x)=2(1-ex)
∴g'' (x)=2(1-ex)在[0,+∞)上恒负
∴g'(x)=2(x-ex)在[0,+∞)上是减函数
∴在[0,+∞)上,恒有 g'(x)=2(x-ex)
≤g'(0)=-2<0
∴g(x)=x2-2ex 在[0,+∞)上是减函数
∴f'(ea)=alnea-2ea=a2-2ea=g(a)<g(0)=-2<0,得证
或②取 t= 2a 2
2 aa
下面证明 f'(a2)=alna2-2a2=2a(lna-a)<0,
证明:设 g(x)=lnx-x(x>1)
则 g'(x)= 1
x
-1<0(x>1)
∴g(x)在(1,+∞)上是减函数
∴f'(a2)=2a(lna-a)=2ag(a)
<2ag(1)=-2a<0,得证 7
(说明 1:此处的自变量 ea、a2 和 1°中的选点
2
ae 用来判断 g(x)的正负,这里给出两个不同自变
量取值,就是例证自变量取值都不是唯一的,其它的取值只要讲明了道理,都给全分)
∴此时,函数 f'(x)有且只有两个个零点
综上,函数 )(' xf 的零点个数=
0 0 2
1 0 2
22
ae
a a e
ae
或 ……………………………………6 分
解法二 由题得 xxaaxxaxf 2ln2)1(ln)(' (x>0) …………………………1 分
1°当 0a 时, 0)(' xf ,此时没有零点…………………………………………………3 分
2°当 0a 时
导函数 )(' xf 的零点个数等于函数
ay 1 与函数
x
xy 2
ln 图象的交点个数
设
x
xxg 2
ln)(
则 2
'
2
ln1)( x
xxg (x>0)
当 ex 0 时, 0)(' xg ;当 x>e 时, ' ()gx<0
∴ )(xg 在 ),0( e 上单调递增,在 ),( e 上单调递减
∴[g(x)]max=g(e)= 1
2e
又∵当 x→0+时,g(x)→-∞,当 x→+∞时,g(x)→0(即
0
lim ( )
x
gx
=-∞, lim ( )
x
gx
=0)
………………………………………………用极限说明,给全分(否则扣 1 分)
∴图象如图
∴当 01 a
即 0a 时,有 1 个交点;当
ea 2
110 即 ea 2 时,有 2 个交点;当
ea 2
11 即
ea 2 时,有 1 个交点;当
ea 2
11 即 ea 20 时,没有交点.
综上,函数 的零点个数= ……………………………………6 分
(说明 2 :关于(1)的两个解法
解法一 推理论证严谨,说理充分。选取特定自变量判断函数值正负的方法对考生数学构造能8
力提出较高要求。这是近年来高考试题的解答趋势。
解法二 是流行的一个常规解法,其本质是借助函数变化趋势和图形几何直观。基于现阶段高
中学生的实际,这个解法也给了满分。需要说明的是这个解法不严谨,也可能被扣分的)
(2)设 h(x)=f(x)- )(' xf -2=( 22ln 1) ( ln 2 ) 2ax x x ax a a x x
xaaxaxxax ln1)2(ln 22 (x≥1)
∴h'(x)=(alnx+ax· 1
x )-2x-(a-2)-a· =alnx-2x+2- a
x (x>1)
∴h'' (x)=a· -2+ 2
a
x =a( + 2
1
x )-2(x>1)
1°题设成立的一个必要条件是 0)1()1( aah 即 10 a ……………………………9 分
2°当 时
x∈(1,+∞),h'' (x)=a( + )-2