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安徽省宿州市2017年高考数学一模试卷(理科)(解析版)
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共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<1},B=x|2x>,则A∩B=( )
A. B. C. D.
2.复数z满足(1+i)z=2﹣3i,则复数z的虚部是( )
A. B. C. D.
3.向量,满足||=1,||=2, •(+)=0,则在方向上的投影为( )
A. B. C.0 D.
4.如图程序框图的算法思路源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”.执行该程序框图,若输入a,b的值分别为84,48,则输出的a的值为( )
A.8 B.12 C.24 D.36
5.函数的图象大致为( )
A. B.
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C. D.
6.已知不等式组表示的平面区域为D,点集T={(x0,y0)|x0,y0∈Z,(x0,y0)是z=x+y在D上取得最大值或最小值的点},则T中的点的纵坐标之和为( )
A.10 B.11 C.15 D.16
7.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( )
A.45 B. C. D.60
8.将函数的图象向左平移个单位,再向下平移4个单位,得到函数g(x)的图象,则函数f(x)的图象与函数g(x)的图象( )
A.关于点(﹣2,0)对称 B.关于点(0,﹣2)对称
C.关于直线x=﹣2对称 D.关于直线x=0对称
9.已知的展开式中x与x3的项的系数之比为1:4,则a4+b4的最小值为( )
A.16 B.12 C.8 D.4
10.以下四个命题中,正确命题的个数是( )
①命题“若x=y,则sinx=siny”的逆否命题是真命题;
②已知α,β是不同的平面,m,n是不同的直线,m∥α,n∥β,α⊥β,则m⊥n;
③直线l1:2ax+y+1=0,l2:x+2ay+2=0,l1∥l2的充要条件是;
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④.
A.1 B.2 C.3 D.4
11.在△ABC中,AB=5,AC=12,BC=13,一只小蚂蚁从△ABC的内切圆的圆心处开始随机爬行,当蚂蚁(在三角形内部)与△ABC各边距离不低于1个单位时其行动是安全的,则这只小蚂蚁在△ABC内任意行动时安全的概率是( )
A. B. C. D.
12.函数f(x)在R上的导函数为f'(x),对于任意的实数x,都有f'(x)+2017<4034x,若f(t+1)<f(﹣t)+4034t+2017,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题已知函数,则= .
14.在三棱锥A﹣BCD中,侧棱AB,AC,AD两两垂直,△ABC、△ACD、△ABD的面积分别为、、,则三棱锥A﹣BCD的外接球的体积为 .
15.已知点G是△ABC的重心,内角A、B、C所对的边长分别为a、b、c,且,则角B的大小是 .
16.直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,与抛物线C交于A、B两点,与其准线交于点D,若|AF|=6,,则p= .
三、解答题(本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.(12分)数列{an}的前n项和Sn满足,且a1,a2+6,a3成等差数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
18.(12分)如图所示,四边形AMNC为等腰梯形,△
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ABC为直角三角形,平面AMNC与平面ABC垂直,AB=BC,AM=CN,点O、D、E分别是AC、MN、AB的中点.过点E作平行于平面AMNC的截面分别交BD、BC于点F、G,H是FG的中点.
(Ⅰ)证明:OB⊥EH;
(Ⅱ)若直线BH与平面EFG所成的角的正弦值为,求二面角D﹣AC﹣H的余弦值.
19.(12分)某综艺节目为增强娱乐性,要求现场嘉宾与其场外好友连线互动.凡是拒绝表演节目的好友均无连线好友的机会;凡是选择表演节目的好友均需连线未参加过此活动的3个好友参与此活动,以此下去.
(Ⅰ)假设每个人选择表演与否是等可能的,且互不影响,则某人选择表演后,其连线的3个好友中不少于2个好友选择表演节目的概率是多少?
(Ⅱ)为调查“选择表演者”与其性别是否有关,采取随机抽样得到如表:
选择表演
拒绝表演
合计
男
50
10
60
女
10
10
20
合计
60
20
80
①根据表中数据,是否有99%的把握认为“表演节目”与好友的性别有关?
②将此样本的频率视为总体的概率,随机调查3名男性好友,设X为3个人中选择表演的人数,求X的分布列和期望.
附:K2=;
P(K2≥k0)
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
k0
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
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20.(12分)已知椭圆,焦距为2,离心率e为.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)过点作圆的切线,切点分别为M、N,直线MN与x轴交于点F,过点F的直线l交椭圆C于A、B两点,点F关于y轴的对称点为G,求△ABG的面积的最大值.
21.(12分)设函数.
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若函数f(x)存在极值,对于任意的0<x1<x2,存在正实数x0,使得f(x1)﹣f(x2)=f'(x0)•(x1﹣x2),试判断x1+x2与2x0的大小关系并给出证明.
请考生在22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.(10分)在直角坐标系xOy中,曲线(t为参数,t∈R),曲线(θ为参数,θ∈[0,2π]).
(Ⅰ)以O为极点,x轴正半轴为极轴,取相同的长度单位建立极坐标系,求曲线C2的极坐标方程;
(Ⅱ)若曲线C1与曲线C2相交于点A、B,求|AB|.
[选修4-5:不等式选讲]
23.设函数f(x)=|x﹣2|+|x﹣a|,x∈R.
(Ⅰ)求证:当a=﹣1时,不等式lnf(x)>1成立;
(Ⅱ)关于x的不等式f(x)≥a在R上恒成立,求实数a的最大值.
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2017年安徽省宿州市高考数学一模试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共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<1},B=x|2x>,则A∩B=( )
A. B. C. D.
【考点】交集及其运算.
【分析】先分别求出集合A和B,由此能求出A∩B.
【解答】解:∵集合A={x|x2<1}={x|﹣1<x<1},
B={x|2x>}={x|x>},
∴A∩B={x|}=(,1).
故选:C.
【点评】本题考查交集的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意交集定义的合理运用.
2.复数z满足(1+i)z=2﹣3i,则复数z的虚部是( )
A. B. C. D.
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】利用复数的运算法则、虚部的定义即可得出.
【解答】解:(1+i)z=2﹣3i,∴(1﹣i)(1+i)z=(2﹣3i)(1﹣i),∴z=﹣﹣i,
则复数z的虚部是﹣.
故选:C.
【点评】本题考查了复数的运算法则、虚部的定义,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
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3.向量,满足||=1,||=2, •(+)=0,则在方向上的投影为( )
A. B. C.0 D.
【考点】平面向量数量积的运算.
【分析】根据平面向量数量积的运算公式求出、夹角的余弦值,再根据向量投影的定义写出运算结果.
【解答】解:向量,满足||=1,||=2, •(+)=0,
∴+•=12+1×2×cosθ=0,θ为、的夹角;
∴cosθ=﹣;
∴在方向上的投影为||cosθ=1×(﹣)=﹣.
故选:B.
【点评】本题考查了平面向量数量积和向量投影的定义与应用问题,是基础题目.
4.如图程序框图的算法思路源于我国古代数学名著《九章算术》中的“更相减损术”.执行该程序框图,若输入a,b的值分别为84,48,则输出的a的值为( )
A.8 B.12 C.24 D.36
【考点】程序框图.
【分析】由循环结构的特点,先判断,再执行,分别计算出当前的a,b的值,即可得到结论.
【解答】解:由a=84,b=48,满足a>b,
则a变为84﹣48=36,
由b>a,则b变为48﹣36=12,
由a>b,则,a=36﹣12=24,
由a>b,则,a=24﹣12=12,
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由a=b=12,
则输出的a=12.
故选:B.
【点评】本题考查算法和程序框图,主要考查循环结构的理解和运用,以及赋值语句的运用,属于基础题.
5.函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【考点】利用导数研究函数的极值;函数的图象;利用导数研究函数的单调性.
【分析】求出函数的导数,求出极值点以及函数的极值的符号,判断选项即可.
【解答】解:函数,可得f′(x)=2x(),令f′(x)=0,可得x=0或x=,
函数由3个极值点,排除C,D;
当x=时,f()=2(1﹣ln2)>0,排除B,
故选:A.
【点评】本题考查函数的导数的应用,函数的极值点的求法,函数的图象的判断,是中档题.
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6.已知不等式组表示的平面区域为D,点集T={(x0,y0)|x0,y0∈Z,(x0,y0)是z=x+y在D上取得最大值或最小值的点},则T中的点的纵坐标之和为( )
A.10 B.11 C.15 D.16
【考点】简单线性规划.
【分析】作出不等式组对应的平面区域,利用z的几何意义求出对应的最值点,结合直线的性质进行判断即可.
【解答】解:如图,作出不等式组对应的平面区域如图,
则使z=x+y取得最小值的点仅有一个(0,1),
使z=x+y取得最大值的点有无数个,
但属于集合T的只有6个,(0,5),(1,4),(2,3),(3,2),(4,1),(5,0),
T中的点的纵坐标之和为:1+5+4+3+2+1=16.
故选:D.
【点评】本题主要考查线性规划的应用以及直线条数的确定,利用数形结合求出最优解是解决本题的关键.本题非常容易做错,抽象符号容量大,能否解读含义显得非常重要了,属中档题.
7.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( )
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A.45 B. C. D.60
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】由已知中的三视图,可知该几何体是一个以边长为3,和4的直角三角形为底面的三棱柱,切去了一个边长为3,和4的直角三角形为底面,高是3的三棱锥,累加各个面的面积可得,几何体的表面积.
【解答】解:由已知中的三视图,可知该几何体是一个以边长为3,和4的直角三角形为底面的三棱柱,切去了一个边长为3,和4的直角三角形为底面,高是3的三棱锥.(如图)ABC﹣D是切去的三棱锥
可得:矩形ABB′A′的面积为:5×3=15,
梯形ADC′A′的面积为: =,
梯形BDC′B′的面积为:,
底面ABC的面积为:,
三角形ABD是直角三角形:其面积为:,
∴该几何体的表面积为:.
故选A
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【点评】本题考查的知识点是由三视图求表面积,解决本题的关键是得到该几何体的形状.
8.将函数的图象向左平移个单位,再向下平移4个单位,得到函数g(x)的图象,则函数f(x)的图象与函数g(x)的图象( )
A.关于点(﹣2,0)对称 B.关于点(0,﹣2)对称
C.关于直线x=﹣2对称 D.关于直线x=0对称
【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.
【分析】根据三角函数的平移变换求出g(x),通过图象的对称中点坐标可得判断.
【解答】解:函数
令(k∈Z),
解得x=
∴对称中心坐标是(,0)
函数的图象向左平移个单位,再向下平移4个单位,可得g(x)=3sin(3x+)﹣4
令3x+=kπ(k∈Z),
解得x=
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∴对称中心坐标是(,﹣4)
对称中心不相同,故C,D选项不对.
两个函数对称的纵坐标为﹣2,故A不对.
故选B.
【点评】本题主要考查了三角函数的图象的平移变换后的对称性的判断.利用对称中心或对称轴即可判断.
9.已知的展开式中x与x3的项的系数之比为1:4,则a4+b4的最小值为( )
A.16 B.12 C.8 D.4
【考点】二项式系数的性质.
【分析】直接利用的展开式中x与x3的项的系数之比为1:4,得到ab关系,然后利用基本不等式求解最小值即可.
【解答】解:∵的展开式中x与x3的项的系数之比为1:4,
∴(+):(4a2+4b2)=1:4,
∴|ab|=2,
∴a4+b4≥2|a2b2|=8.
故选:C.
【点评】本题考查二项式定理的应用,基本不等式的应用,考查计算能力.
10.以下四个命题中,正确命题的个数是( )
①命题“若x=y,则sinx=siny”的逆否命题是真命题;
②已知α,β是不同的平面,m,n是不同的直线,m∥α,n∥β,α⊥β,则m⊥n;
③直线l1:2ax+y+1=0,l2:x+2ay+2=0,l1∥l2的充要条件是;
④.
A.1 B.2 C.3 D.4
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【考点】命题的真假判断与应用.
【分析】①,命题“若x=y,则sinx=siny”为真命题,其的逆否命题与原命题同真假;
②,已知α,β是不同的平面,m,n是不同的直线,m∥α,n∥β,α⊥β,则m、n不一定垂直;
③,当l1∥l2时a=±;
④,由微积分的基本定义可判定;
【解答】解:对于①,命题“若x=y,则sinx=siny”为真命题,其的逆否命题与原命题同真假,故正确;
对于②,已知α,β是不同的平面,m,n是不同的直线,m∥α,n∥β,α⊥β,则m、n不一定垂直,故错;
对于③,当l1∥l2时a=±,故错;
对于④,由微积分的基本定义知.正确;
故选:B
【点评】本题考查了命题真假的判定,属于基础题.
11.在△ABC中,AB=5,AC=12,BC=13,一只小蚂蚁从△ABC的内切圆的圆心处开始随机爬行,当蚂蚁(在三角形内部)与△ABC各边距离不低于1个单位时其行动是安全的,则这只小蚂蚁在△ABC内任意行动时安全的概率是( )
A. B. C. D.
【考点】几何概型.
【分析】由题意,与△ABC各边距离等于1个单位,组成的图形△A′B′C′与△ABC相似,内切圆半径为1,求出△A′B′C′与△ABC的面积比为1:4,即可求出这只小蚂蚁在△ABC内任意行动时安全的概率.
【解答】解:由题意,与△ABC各边距离等于1个单位,组成的图形△A′B′C′与△ABC相似,内切圆半径为1,
设△ABC内切圆的半径为r,则,∴r=2,
∴△A′B′C′与△ABC的相似比为1:2,
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∴△A′B′C′与△ABC的面积比为1:4,
∴这只小蚂蚁在△ABC内任意行动时安全的概率是,
故选A
【点评】本题考查几何概型,考查面积为测度,属于中档题.
12.函数f(x)在R上的导函数为f'(x),对于任意的实数x,都有f'(x)+2017<4034x,若f(t+1)<f(﹣t)+4034t+2017,则实数t的取值范围是( )
A. B. C. D.
【考点】利用导数研究函数的单调性.
【分析】构造函数g(x)=f(x)﹣2017x2+2017x,根据函数的单调性得到g(t+1)<g(﹣t),得到关于t的不等式,求出t的范围即可.
【解答】解:设g(x)=f(x)﹣2017x2+2017x,
则g′(x)=f′(x)﹣4034x+2017<0,
故g(x)在R递减,
而g(t+1)﹣g(﹣t)=f(t+1)﹣f(﹣t)﹣4034t﹣2017<0,
即g(t+1)<g(﹣t),
故t+1>﹣t,解得:t>﹣,
故选:A.
【点评】本题考查了函数的单调性问题,考查导数的应用,是一道中档题.
二、填空题(2017•宿州一模)已知函数,则= 1 .
【考点】函数的值.
【分析】由函数的解析式、特殊角的三角函数值先求出的值,再求出的值.
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【解答】解:由题意知,,
则===1,
所以f(1)==1,即=1,
故答案为:1.
【点评】本题考查分段函数的函数值,对于多层函数值应从内到外依次求值,注意自变量的范围,属于基础题.
14.在三棱锥A﹣BCD中,侧棱AB,AC,AD两两垂直,△ABC、△ACD、△ABD的面积分别为、、,则三棱锥A﹣BCD的外接球的体积为 8π .
【考点】球的体积和表面积.
【分析】利用三棱锥侧棱AB、AC、AD两两垂直,补成长方体,两者的外接球是同一个,长方体的对角线就是球的直径,求出长方体的三度,从而求出对角线长,即可求解外接球的体积.
【解答】解:三棱锥A﹣BCD中,侧棱AB、AC、AD两两垂直,补成长方体,两者的外接球是同一个,长方体的对角线就是球的直径,
设长方体的三度为a,b,c,则由题意得:ab=4,ac=4,bc=4,
解得:a=2,b=2,c=2,
所以球的直径为: =2
所以球的半径为,
所以三棱锥A﹣BCD的外接球的体积为=8π
故答案为:8π.
【点评】本题考查几何体的外接球的体积,三棱锥转化为长方体,两者的外接球是同一个,以及长方体的对角线就是球的直径是解题的关键所在.
15.已知点G是△ABC的重心,内角A、B、C所对的边长分别为a、b、c,且,则角B的大小是 .
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【考点】平面向量的基本定理及其意义.
【分析】点G是△ABC的重心,可得:,由题意,可得a=5,b=7,c=8,根据余弦定理可得角B的大小.
【解答】解:由题意:点G是△ABC的重心,可得:,
∵,
∴可得a=5,b=7,c=8,
由余弦定理可得:cosB=,
∵0<B<π,
∴B=.
故答案为
【点评】本题考查重心的性质,是基础题,解题时要认真审题.
16.直线l过抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点F,与抛物线C交于A、B两点,与其准线交于点D,若|AF|=6,,则p= 3 .
【考点】抛物线的简单性质.
【分析】过A,B,F向准线作垂线,利用抛物线的定义得出直线AB的斜率,计算|AD|可得F为AD的中点,利用中位线定理得出p的值.
【解答】解:过A,B,F作准线的垂线,垂足分别为A′,B′,F′,
则|AA′|=|AF|=6,|BB′|=|BF|,|FF′|=p.
∵,∴|DB|=2|BF|=2|BB′|,
∴直线l的斜率为,
∴|AD|=2|AA′|=12,∴F是AD的中点.
∴|FF′|=|AA′|=3,即p=3.
故答案为:3.
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【点评】本题考查了抛物线的定义与性质,直线与抛物线的位置关系,属于中档题.
三、解答题(本大题共5小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.(12分)(2017•宿州一模)数列{an}的前n项和Sn满足,且a1,a2+6,a3成等差数列.
(Ⅰ)求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=,求数列{bn}的前n项和Tn.
【考点】数列的求和;数列递推式.
【分析】(Ⅰ)由,再写一式,两式相减,可得an=an﹣an﹣1,即an=3an﹣1.由a1,a2+6,a3成等差数列,得2(a2+6)=a1+a3,解得a1=3,即可求数列{an}的通项公式;
(Ⅱ)设bn=,确定通项,利用裂项法求数列{bn}的前n项和Tn.
【解答】解:(Ⅰ)由,再写一式,两式相减,可得an=an﹣an﹣1,即an=3an﹣1.
由a1,a2+6,a3成等差数列,得2(a2+6)=a1+a3,解得a1=3.
故数列{an}是以3为首项,3为公比的等比数列,所以an=3n.
(Ⅱ)an+1=3n+1,Sn=,则Sn+1=.
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bn==(﹣),
所以数列{bn}的前n项和Tn= [(﹣)+(﹣)+…+(﹣)]=(﹣).
【点评】本题考查的知识要点:利用递推关系式求数列的通项公式,利用裂项相消法求数列的和.
18.(12分)(2017•宿州一模)如图所示,四边形AMNC为等腰梯形,△ABC为直角三角形,平面AMNC与平面ABC垂直,AB=BC,AM=CN,点O、D、E分别是AC、MN、AB的中点.过点E作平行于平面AMNC的截面分别交BD、BC于点F、G,H是FG的中点.
(Ⅰ)证明:OB⊥EH;
(Ⅱ)若直线BH与平面EFG所成的角的正弦值为,求二面角D﹣AC﹣H的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;空间中直线与直线之间的位置关系.
【分析】(Ⅰ)由题意知等腰梯形AMNC与直角△ABC所成二面角的平面角为∠BOC,则∠BOC=. 得OB⊥平面AMNC.又平面AMNC∥平面EFG,则OB⊥平面EFG即可.
(Ⅱ)以O为原点,分别以,,为x轴、y轴、z轴的正方向,建立空间直角坐标系,如图所示.
设OA=a,OB=b,则O(0,0,0),A(a,0,0),B(0,a,0),D(0,0,b),C(﹣a,0,0).利用向量法求解.
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【解答】解:(Ⅰ)证明:因为点O、D分别是等腰梯形AMNC两底AC、MN的中点,所以OD⊥OC.又AB=BC,
则OB⊥AC.于是等腰梯形AMNC与直角△ABC所成二面角的平面角为∠BOC,则∠BOC=.即OB⊥OD,得OB⊥平面AMNC.
又平面AMNC∥平面EFG,则OB⊥平面EFG.
因为EG⊂平面EFG,所以OB⊥EH.
(Ⅱ)以O为原点,分别以,,为x轴、y轴、z轴
的正方向,建立空间直角坐标系,如图所示.
设OA=a,OB=b,则O(0,0,0),A(a,0,0),B(0,a,0),D(0,0,b),C(﹣a,0,0).
所以E(,F(0,),G(﹣,H(﹣),有,平面EFG的一个法向量为.
设直线BH与平面EFG所成的角为α,则sinα=|cos<|=,得a=b.
设平面HAC的法向量为,由,取y=1,得,
所以cos<>=,
因为二面角D﹣AC﹣H为锐二面角,所以二面角D﹣AC﹣H的余弦值为.
【点评】
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本题考查了空间线线、线面位置关系,即向量法求空间角,属于中档题.
19.(12分)(2017•宿州一模)某综艺节目为增强娱乐性,要求现场嘉宾与其场外好友连线互动.凡是拒绝表演节目的好友均无连线好友的机会;凡是选择表演节目的好友均需连线未参加过此活动的3个好友参与此活动,以此下去.
(Ⅰ)假设每个人选择表演与否是等可能的,且互不影响,则某人选择表演后,其连线的3个好友中不少于2个好友选择表演节目的概率是多少?
(Ⅱ)为调查“选择表演者”与其性别是否有关,采取随机抽样得到如表:
选择表演
拒绝表演
合计
男
50
10
60
女
10
10
20
合计
60
20
80
①根据表中数据,是否有99%的把握认为“表演节目”与好友的性别有关?
②将此样本的频率视为总体的概率,随机调查3名男性好友,设X为3个人中选择表演的人数,求X的分布列和期望.
附:K2=;
P(K2≥k0)
0.15
0.10
0.05
0.025
0.010
k0
2.072
2.706
3.841
5.024
6.635
【考点】独立性检验的应用;列举法计算基本事件数及事件发生的概率.
【分析】(Ⅰ)利用列举法,确定基本事件的个数,即可求出概率;
(Ⅱ)①根据2×2列联表,得到K2=≈8.9>6.635,即可得出结论;
②由题意,每名男性选择表演的概率为,则X~B(3,),可得X的分布列和期望.
【解答】解:(Ⅰ)这3位好友选择表演分别记为A,B,C,则,,分别表示这3位好友拒绝表演.这3位好友参与该活动的可能结果为{A,B,C},{,B,C},{A,,C},{A,B, },{,,C},{A,, },{,B,
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},{,, }共有8种.其中3位好友不少于3位好友选择表演的可能结果有4种.根据古典概型公式,所求概率为P==;
(Ⅱ)①根据2×2列联表,得到K2=≈8.9>6.635,所以有99%的把握认为“表演节目”与好友的性别有关.
②由题意,每名男性选择表演的概率为,则X~B(3,),
所以随机变量X的概率分布列为:
X
0
1
2
3
P
故随机变量X的期望为EX=3×=.
【点评】本题考查概率的计算,考查X的分布列和期望,考查独立性检验知识的运用,属于中档题.
20.(12分)(2017•宿州一模)已知椭圆,焦距为2,离心率e为.
(Ⅰ)求椭圆C的标准方程;
(Ⅱ)过点作圆的切线,切点分别为M、N,直线MN与x轴交于点F,过点F的直线l交椭圆C于A、B两点,点F关于y轴的对称点为G,求△ABG的面积的最大值.
【考点】直线与椭圆的位置关系.
【分析】(Ⅰ)由椭圆的焦距为2,离心率e为.求出a,b,由此能求出椭圆的标准方程.
(Ⅱ)由题意,得O、M、P、n四点共圆,该圆的方程为(x﹣)2+(y﹣)2=,圆O的方程为x2+y2=,直线MN的方程为x+2y﹣1=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则|GF||y1﹣y2|=|y1﹣y2|,从而S△ABG最大,|y1﹣y2|
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就最大.可设直线l的方程为x=my+1,由,得(3m2+4)y2+6my﹣9=0,由此利用根的判别式、韦达定理、弦长公式,能求出△ABG的面积的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)∵椭圆,焦距为2,离心率e为.
∴由题意,2c=2,解得c=1,
由e=,解得a=2.∴b=.
∴椭圆的标准方程为=1.
(Ⅱ)由题意,得O、M、P、n四点共圆,
该圆的方程为(x﹣)2+(y﹣)2=,
又圆O的方程为x2+y2=,
∴直线MN的方程为x+2y﹣1=0,令y=0,得x=1,
即点F的坐标为(1,0),则点F关于y轴的对称点为G(﹣1,0).
设A(x1,y1),B(x2,y2),则|GF||y1﹣y2|=|y1﹣y2|,
∴S△ABG最大,|y1﹣y2|就最大.
由题意知,直线l的斜率不为零,可设直线l的方程为x=my+1,
由,得(3m2+4)y2+6my﹣9=0,
∴,.
又∵直线l与椭圆C交于不同的两点,
∴△>0,即(6m)2+36(3m2+4)>0,m∈R,
则S△GAB=|GF||y1﹣y2|=|y1﹣y2|==,
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令t=,则t≥1,S△GAB===.
令f(t)=t+,则函数f(t)在[,+∞)上单调递增,即当t≥1时,f(t)在[1,+∞)上单调递增,
∴f(t)≥f(1)=,∴S△GAB≤3.
故△ABG的面积的最大值为3.
【点评】本题考查椭圆方程的求法,考查三角形面积的最大值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意椭圆、直线方程、根的判别式、韦达定理、弦长公式等知识点的合理运用.
21.(12分)(2017•宿州一模)设函数.
(Ⅰ)讨论f(x)的单调性;
(Ⅱ)若函数f(x)存在极值,对于任意的0<x1<x2,存在正实数x0,使得f(x1)﹣f(x2)=f'(x0)•(x1﹣x2),试判断x1+x2与2x0的大小关系并给出证明.
【考点】利用导数研究函数的单调性;利用导数求闭区间上函数的最值.
【分析】(Ⅰ)求出函数的导数,通过讨论a的范围求出函数的单调区间即可;
(Ⅱ)分别计算f′(x0)和f′(),作差得到f′(x0)﹣f′()=,设t=,则t>1,得到关于t的函数,根据函数的单调性判断即可.
【解答】解:(Ⅰ)f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=﹣ax+(4﹣a)=﹣,
当a≤0时,则f′(x)>0,所以f(x)在(0,+∞)上单调递增.
当a>0时,则由f′(x)=0得,x=,x=﹣1(舍去);
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当x∈(0,)时,f′(x)>0,当x∈(,+∞)时,f′(x)<0;
所以f(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减;
综上所述,当a≤0时,f(x)在(0,+∞)上单调递增.
当a>0时,f(x)在(0,)上单调递增,在(,+∞)上单调递减.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当a>0时,f(x)存在极值.
f(x1)﹣f(x2)=4(lnx1﹣lnx2)﹣a(x1+x2)(x1﹣x2)+(4﹣a)(x1﹣x2),
由题设得f′(x0)==﹣a(x1+x2)+(4﹣a),
又f′()=﹣a•+4﹣a,
所以f′(x0)﹣f′()=,
设t=,则t>1,则=lnt﹣(t>1),
令g(t)=lnt﹣(t>1),则g′(t)=>0,
所以g(t)在(1,+∞)上单调递增,
所以g(t)>g(1)=0,故>0,
又因为x2﹣x1>0,因此f′(x0)﹣f′()>0,即f′()<f′(x0),
又由f′(x)﹣ax+(4﹣a)知f′(x)在(0,+∞)上单调递减,
所以>x0,即x1+x2>2x0.
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【点评】本题考查了函数的单调性问题,考查导数的应用以及分类讨论思想,考查计算能力,是一道综合题.
请考生在22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.(10分)(2017•宿州一模)在直角坐标系xOy中,曲线(t为参数,t∈R),曲线(θ为参数,θ∈[0,2π]).
(Ⅰ)以O为极点,x轴正半轴为极轴,取相同的长度单位建立极坐标系,求曲线C2的极坐标方程;
(Ⅱ)若曲线C1与曲线C2相交于点A、B,求|AB|.
【考点】参数方程化成普通方程.
【分析】(Ⅰ)消去参数后得到其普通方程,把x=ρcosθ,y=ρsinθ代入可得曲线C2的极坐标方程;
(Ⅱ)法一:利用弦长公式直接求解,利用参数的几何意义求解.法二、运用直线的参数方程求解.
【解答】解(Ⅰ)由消去参数后得到其普通方程为x2﹣4x+y2=0,
把x=ρcosθ,y=ρsinθ代入可得ρ=4cosθ.
∴曲线C2的极坐标方程为ρ=4cosθ.
(Ⅱ)由消去参数后得到其普通方程为x+y﹣3=0,
由曲线C2可知:以(2,0)为圆心,以2为半径的圆.
那么:圆心到直线C1的距离为,
∴弦长.
解法2:把代入x2﹣4x+y2=0得8t2﹣12t+1=0,
则有:,,
则,
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根据直线方程的参数几何意义知.
【点评】本题考查了直角坐标方程与极坐标、参数方程之间的转换,考查了参数方程的几何意义.属于中档题.
[选修4-5:不等式选讲]
23.(2017•宿州一模)设函数f(x)=|x﹣2|+|x﹣a|,x∈R.
(Ⅰ)求证:当a=﹣1时,不等式lnf(x)>1成立;
(Ⅱ)关于x的不等式f(x)≥a在R上恒成立,求实数a的最大值.
【考点】绝对值不等式的解法;绝对值三角不等式.
【分析】(Ⅰ)通过讨论x的范围,得到f(x)的分段函数的形式,求出f(x)的最小值,从而证出结论即可;
(Ⅱ)求出f(x)的最小值,得到关于a的不等式,解出即可.
【解答】解:(Ⅰ)证明:当a=﹣1时,
,
故f(x)的最小值为3,
则lnf(x)的最小值为ln3>lne=1,
所以lnf(x)>1成立.
(Ⅱ)由绝对值不等式可得:
f(x)=|x﹣2|+|x﹣a|≥|(x﹣2)﹣(x﹣a)|=|a﹣2|,
再由不等式f(x)≥a在R上恒成立,
可得|a﹣2|≥a,解得a≤1,
故a的最大值为1.
【点评】本题考查了求分段函数的最值问题,考查绝对值的性质,是一道中档题.
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