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广东省茂名市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M={x|x2﹣x﹣2≤0},N={y|y=2x},则M∩N=( )
A.(0,2] B.(0,2) C.[0,2] D.[2,+∞)
2.设i为虚数单位,复数(2﹣i)z=1+i,则z的共轭复数在复平面中对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
3.如图,函数f(x)=Asin(2x+φ)(A>0,|φ|<)的图象过点(0,),则f(x)的图象的一个对称中心是( )
A.(﹣,0) B.(﹣,0) C.(,0) D.(,0)
4.设命题p:若定义域为R的函数f(x)不是偶函数,则∀x∈R,f(﹣x)≠f(x).命题q:f(x)=x|x|在(﹣∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上是增函数.则下列判断错误的是( )
A.p为假 B.¬q为真 C.p∨q为真 D.p∧q为假
5.我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤,问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金箠,长五尺,一头粗,一头细,在粗的一端截下1尺,重4斤;在细的一端截下1尺,重2斤;问依次每一尺各重多少斤?”根据上题的已知条件,若金箠由粗到细是均匀变化的,问第二尺与第四尺的重量之和为( )
A.6 斤 B.9 斤 C.9.5斤 D.12 斤
6.已知定义域为R的偶函数f(x)在(﹣∞,0]上是减函数,且f(1)=2,则不等式f(log2x)>2的解集为( )
A.(2,+∞) B. C. D.
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7.执行如图的程序框图,若输出的结果是,则输入的a为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
8.一个几何体的三视图如图所示,其表面积为6π+π,则该几何体的体积为( )
A.4π B.2π C.π D.3π
9.学校计划利用周五下午第一、二、三节课举办语文、数学、英语、理综4科的专题讲座,每科一节课,每节至少有一科,且数学、理综不安排在同一节,则不同的安排方法共有( )
A.6种 B.24种 C.30种 D.36种
10.过球O表面上一点A引三条长度相等的弦AB、AC、AD,且两两夹角都为60°,若球半径为R,则弦AB的长度为( )
A. B. C.R D.
11.过双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右焦点F2(c,0)作圆x2+y2=a2
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的切线,切点为M,延长F2M交抛物线y2=﹣4cx于点P,其中O为坐标原点,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
12.已知f(x)=|xex|,又g(x)=f2(x)﹣tf(x)(t∈R),若满足g(x)=﹣1的x有四个,则t的取值范围是( )
A. B. C. D.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在答题纸上.
13.如图为某工厂工人生产能力频率分布直方图,则估计此工厂工人生产能力的平均值为
14.已知,则二项式展开式中的常数项是 .
15.若圆x2+y2﹣x+my﹣4=0关于直线x﹣y=0对称,动点P(a,b)在不等式组表示的平面区域内部及边界上运动,则的取值范围是 .
16.已知数列{an}是各项均不为零的等差数列,Sn为其前n项和,且(n∈N*).若不等式对任意n∈N*恒成立,则实数λ的取值范围是 .
三、解答题:本大题共5小题,共70分.其中17至21题为必做题,22、23题为选做题.解答过程应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
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17.(12分)已知函f(x)=sin(2x﹣)﹣cos2x.
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期、最大值及取得最大值时x的集合;
(Ⅱ)设△ABC内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若,b=1,,且a>b,求角B和角C.
18.(12分)调查表明:甲种农作物的长势与海拔高度、土壤酸碱度、空气湿度的指标有极强的相关性,现将这三项的指标分别记为x,y,z,并对它们进行量化:0表示不合格,1表示临界合格,2表示合格,再用综合指标ω=x+y+z的值评定这种农作物的长势等级,若ω≥4,则长势为一级;若2≤ω≤3,则长势为二级;若0≤ω≤1,则长势为三级,为了了解目前这种农作物长势情况,研究人员随机抽取10块种植地,得到如表中结果:
种植地编号
A1
A2
A3
A4
A5
(x,y,z)
(1,1,2)
(2,1,1)
(2,2,2)
(0,0,1)
(1,2,1)
种植地编号
A6
A7
A8
A9
A10
(x,y,z)
(1,1,2)
(1,1,1)
(1,2,2)
(1,2,1)
(1,1,1)
(Ⅰ)在这10块该农作物的种植地中任取两块地,求这两块地的空气湿度的指标z相同的概率;
(Ⅱ)从长势等级是一级的种植地中任取一块地,其综合指标为A,从长势等级不是一级的种植地中任取一块地,其综合指标为B,记随机变量X=A﹣B,求X的分布列及其数学期望.
19.(12分)如图1,在边长为的正方形ABCD中,E、O分别为 AD、BC的中点,沿 EO将矩形ABOE折起使得∠BOC=120°,如图2所示,点G 在BC上,BG=2GC,M、N分别为AB、EG中点.
(Ⅰ)求证:MN∥平面OBC;
(Ⅱ)求二面角 G﹣ME﹣B的余弦值.
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20.(12分)设x,y∈R,向量分别为直角坐标平面内x,y轴正方向上的单位向量,若向量,,且.
(Ⅰ)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设椭圆,P为曲线C上一点,过点P作曲线C的切线y=kx+m交椭圆E于A、B两点,试证:△OAB的面积为定值.
21.(12分)已知函数f(x)=x3﹣x+2.
(Ⅰ)求函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)令g(x)=+lnx,若函数y=g(x)在(e,+∞)内有极值,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,对任意t∈(1,+∞),s∈(0,1),求证:.
请考生在第22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,[选修4-4:坐标系与参数方程](共1小题,满分10分)
22.(10分)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数).在以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线.
(Ⅰ)写出曲线C1,C2的普通方程;
(Ⅱ)过曲线C1的左焦点且倾斜角为的直线l交曲线C2于A,B两点,求|AB|.
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[选修4-5:不等式选讲](共1小题,满分0分)
23.已知函数f(x)=|2x﹣a|+|2x+3|,g(x)=|x﹣1|+2.
(Ⅰ)若a=1,解不等式f(x)<6;
(Ⅱ)若对任意x1∈R,都有x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,求实数a的取值范围.
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2017年广东省茂名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M={x|x2﹣x﹣2≤0},N={y|y=2x},则M∩N=( )
A.(0,2] B.(0,2) C.[0,2] D.[2,+∞)
【考点】交集及其运算.
【分析】由一元二次不等式的解法、指数函数的值域求出集合M、N,由交集的运算求出答案.
【解答】解:依题意得,M={x|x2﹣x﹣2≤0}={x|﹣1≤x≤2}=[﹣1,2],
且N={y|y=2x}={y|y>0}=(0,+∞),
∴M∩N=(0,2],
故选:A.
【点评】本题考查交集及其运算,一元二次不等式的解法,以及指数函数的值域,属于基础题.
2.设i为虚数单位,复数(2﹣i)z=1+i,则z的共轭复数在复平面中对应的点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【考点】复数代数形式的乘除运算.
【分析】利用复数的运算法则、共轭复数的定义、几何意义即可得出.
【解答】解:复数(2﹣i)z=1+i,
∴(2+i)(2﹣i)z=(2+i)(1+i),
∴z=
则z的共轭复数=﹣i在复平面中对应的点在第四象限.
故选:D.
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【点评】本题考查了复数的运算法则、共轭复数的定义、几何意义,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
3.如图,函数f(x)=Asin(2x+φ)(A>0,|φ|<)的图象过点(0,),则f(x)的图象的一个对称中心是( )
A.(﹣,0) B.(﹣,0) C.(,0) D.(,0)
【考点】正弦函数的图象.
【分析】由函数图象可知A=2,由图象过点(0,),可得sinφ=,由|φ|<,可解得φ,由2x+=kπ,k∈Z可解得f(x)的图象的对称中心是:(,0),k∈Z,对比选项即可得解.
【解答】解:由函数图象可知:A=2,由于图象过点(0,),
可得:2sinφ=,即sinφ=,由于|φ|<,
解得:φ=,
即有:f(x)=2sin(2x+).
由2x+=kπ,k∈Z可解得:x=,k∈Z,
故f(x)的图象的对称中心是:(,0),k∈Z
当k=0时,f(x)的图象的对称中心是:(,0),
故选:B.
【点评】本题主要考查由函数y=Asin(ωx+φ )的部分图象求函数的解析式,正弦函数的对称性,属于中档题.
4.设命题p:若定义域为R的函数f(x)不是偶函数,则∀x∈R,f(﹣x)≠
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f(x).命题q:f(x)=x|x|在(﹣∞,0)上是减函数,在(0,+∞)上是增函数.则下列判断错误的是( )
A.p为假 B.¬q为真 C.p∨q为真 D.p∧q为假
【考点】复合命题的真假.
【分析】分别判断出p,q的真假,从而判断出复合命题的真假即可.
【解答】解:函数f(x)不是偶函数,仍然可∃x,使f(﹣x)=f(x),故p为假;
f(x)=x|x|=在R上都是增函数,q为假;
故 p∨q为假,
故选:C.
【点评】本题考查了复合命题的真假,判断函数的单调性.是一道基础题.
5.我国古代数学著作《九章算术》有如下问题:“今有金箠,长五尺,斩本一尺,重四斤,斩末一尺,重二斤,问次一尺各重几何?”意思是:“现有一根金箠,长五尺,一头粗,一头细,在粗的一端截下1尺,重4斤;在细的一端截下1尺,重2斤;问依次每一尺各重多少斤?”根据上题的已知条件,若金箠由粗到细是均匀变化的,问第二尺与第四尺的重量之和为( )
A.6 斤 B.9 斤 C.9.5斤 D.12 斤
【考点】等差数列的通项公式.
【分析】依题意,金箠由粗到细各尺构成一个等差数列,设首项a1=4,则a5=2,由此利用等差数列性质能求出结果.
【解答】解:依题意,金箠由粗到细各尺构成一个等差数列,
设首项a1=4,则a5=2,
由等差数列性质得a2+a4=a1+a5=6,
所以第二尺与第四尺的重量之和为6斤.
故选:A.
【点评】本题考查等差数列在生产生活中的实际应用,是基础题,解题时要认真审题,注意等差数列的性质的合理运用.
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6.已知定义域为R的偶函数f(x)在(﹣∞,0]上是减函数,且f(1)=2,则不等式f(log2x)>2的解集为( )
A.(2,+∞) B. C. D.
【考点】奇偶性与单调性的综合.
【分析】根据题意,结合函数的奇偶性、单调性分析可得f(log2x)>2⇔|log2x|>1;化简可得log2x>1或log2x<﹣1,解可得x的取值范围,即可得答案.
【解答】解:f(x)是R的偶函数,在(﹣∞,0]上是减函数,所以f(x)在[0,+∞)上是增函数,
所以f(log2x)>2=f(1)⇔f(|log2x|)>f(1)⇔|log2x|>1;
即log2x>1或log2x<﹣1;
解可得x>2或.
故选:B.
【点评】本题考查函数奇偶性与单调性的综合应用,关键是通过对函数奇偶性、单调性的分析,得到关于x的方程.
7.执行如图的程序框图,若输出的结果是,则输入的a为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【考点】程序框图.
【分析】算法的功能是求S=++…+
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的值,根据输出的S值,确定跳出循环的n值,从而得判断框内的条件.
【解答】解:由程序框图知:算法的功能是求S=++…+的值,
∵S==1﹣=.∴n=5,
∴跳出循环的n值为5,
∴判断框的条件为n<5.即a=5.
故选:C.
【点评】本题考查了循环结构的程序框图,根据框图的流程判断算法的功能是解答本题的关键.
8.一个几何体的三视图如图所示,其表面积为6π+π,则该几何体的体积为( )
A.4π B.2π C.π D.3π
【考点】由三视图求面积、体积.
【分析】由三视图可知:该几何体从左到右由三部分组成,分别为三棱锥、圆柱、半球.表面积为6π+π=+2πr×2r+2πr2,解得r.再利用体积计算公式即可得出.
【解答】解:由三视图可知:该几何体从左到右由三部分组成,分别为三棱锥、圆柱、半球.
表面积为6π+π=+2πr×2r+2πr2,解得r=1.
∴该几何体的体积V=r2×r+πr2×2r+=3π.
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故选:D.
【点评】本题考查了圆柱、圆球、三棱锥的三视图、体积与表面积计算公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
9.学校计划利用周五下午第一、二、三节课举办语文、数学、英语、理综4科的专题讲座,每科一节课,每节至少有一科,且数学、理综不安排在同一节,则不同的安排方法共有( )
A.6种 B.24种 C.30种 D.36种
【考点】排列、组合的实际应用.
【分析】先从4个中任选2个看作整体,然后做3个元素的全排列,从中排除数学、理综安排在同一节的情形,可得结论.
【解答】解:由于每科一节课,每节至少有一科,必有两科在同一节,先从4科中任选2科看作一个整体,然后做3个元素的全排列,共种方法,再从中排除数学、理综安排在同一节的情形,共种方法,故总的方法种数为﹣=36﹣6=30.
故选:C.
【点评】本题考查排列组合及简单的计数问题,采用间接法是解决问题的关键,属中档题.
10.过球O表面上一点A引三条长度相等的弦AB、AC、AD,且两两夹角都为60°,若球半径为R,则弦AB的长度为( )
A. B. C.R D.
【考点】点、线、面间的距离计算.
【分析】由题意画出图形,可知A﹣BCD是正四面体,设AB=a,结合球心为正四面体的中心通过求解直角三角形得答案.
【解答】解:由条件可知A﹣BCD是正四面体,如图:
A、B、C、D为球上四点,则球心O在正四面体中心,设AB=a,
则过点B、C、D的截面圆半径,
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正四面体A﹣BCD的高,则截面BCD与球心的距离,
∴,解得.
故选:A.
【点评】本题考查空间中点、线、面间的距离计算,考查空间想象能力和思维能力,是中档题.
11.过双曲线﹣=1(a>0,b>0)的右焦点F2(c,0)作圆x2+y2=a2的切线,切点为M,延长F2M交抛物线y2=﹣4cx于点P,其中O为坐标原点,若,则双曲线的离心率为( )
A. B. C. D.
【考点】圆锥曲线的综合;双曲线的简单性质.
【分析】说明M是F2P的中点.设抛物线的焦点为F1,则F1为(﹣c,0),也是双曲线的焦点.画出图形,连接PF1,OM,说明OM为△PF2F1的中位线.通过PF2⊥PF1,可得|PF2|=,设P(x,y),推出 c﹣x=2a,利用双曲线定义结合勾股定理得 y2+4a2=4b2,然后求解离心率即可.
【解答】解:如图9,∵,∴M是F2P的中点.
设抛物线的焦点为F1,则F1为(﹣c,0),也是双曲线的焦点.
连接PF1,OM.∵O、M分别是F1F2和PF2的中点,∴OM为
△PF2F1的中位线.∵OM=a,∴|PF1|=2 a.∵OM⊥PF2,
∴PF2⊥PF1,于是可得|PF2|=,设P(x,y),则 c﹣x=2a,
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于是有x=c﹣2a,y2=﹣4c(c﹣2 a),过点F2作x轴的垂线,点P到该垂线的距离为2a.
由勾股定理得 y2+4a2=4b2,即﹣4c(c﹣2a)+4 a2=4(c2﹣a2),
变形可得c2﹣a2=ac,两边同除以a2
有 e2﹣e﹣1=0,所以e=,负值已经舍去.
故选:D.
【点评】本题考查双曲线的简单性质的应用,向量以及圆与双曲线的位置关系的综合应用,考查转化思想以及计算能力.
12.已知f(x)=|xex|,又g(x)=f2(x)﹣tf(x)(t∈R),若满足g(x)=﹣1的x有四个,则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;根的存在性及根的个数判断.
【分析】令y=xex,则y'=(1+x)ex,求出极值点,判断函数的单调性,作出y=xex图象,利用图象变换得f(x)=|xex|图象,令f(x)=m,则关于m方程h(m)=m2﹣tm+1=0两根分别在,满足g(x)=﹣1的x有4个,列出不等式求解即可.
【解答】解:令y=xex,则y'=(1+x)ex,由y'=0,得x=﹣1,
当x∈(﹣∞,﹣1)时,y'<0,函数y单调递减,
当x∈(﹣1,+∞)时,y'>0,函
数y单调递增.作出y=xex图象,
利用图象变换得f(x)=|xex|图象(如图10),
令f(x)=m,则关于m方程h(m)=m2﹣tm+1=0
两根分别在时(如图11),
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满足g(x)=﹣1的x有4个,由,
解得.
故选:B.
【点评】本题考查函数的导数的应用,函数的单调性以及函数的极值,函数的图象的变换,函数零点个数,考查函数与方程的综合应用,数形结合思想以及转化思想的应用.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分,把答案填在答题纸上.
13.如图为某工厂工人生产能力频率分布直方图,则估计此工厂工人生产能力的平均值为 133.8
【考点】频率分布直方图.
【分析】由频率分布直方图求出x=0.024,由此能估计工人生产能力的平均数.
【解答】解:由频率分布直方图得 (0.008+0.02+0.048+x)×10=1,
解得x=0.024.
估计工人生产能力的平均数为:
=115×0.008×10+125×0.020×10+135×0.048×10+145×0.024×10=133.8.
故答案为:133.8.
【点评】
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本题考查平均数的求法,是基础题,解题时要认真审题,注意频率分布直方图的性质的合理运用.
14.已知,则二项式展开式中的常数项是 240 .
【考点】二项式定理的应用;定积分.
【分析】利用定积分求出a,写出展开式的通项公式,令x的指数为0,即可得出结论.
【解答】解: =sinx=2,则二项式=展开式的通项公式为,
令,求得r=4,所以二项式展开式中的常数项是×24=240.
故答案为:240.
【点评】本题考查定积分知识的运用,考查二项式定理,考查学生的计算能力,属于中档题.
15.若圆x2+y2﹣x+my﹣4=0关于直线x﹣y=0对称,动点P(a,b)在不等式组表示的平面区域内部及边界上运动,则的取值范围是 (﹣∞,﹣2]∪[2,+∞) .
【考点】简单线性规划.
【分析】由已知列式求得m值,代入约束条件,作出可行域,结合的几何意义,即区域OAB内点P(a,b)与点Q(1,2)连线的斜率求解.
【解答】解:∵圆x2+y2﹣x+my﹣4=0关于直线x﹣y=0对称,
∴圆心在直在线x﹣y=0上,则,
约束条件表示的平面区域如图:
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表示区域OAB内点P(a,b)与点Q(1,2)连线的斜率.
∵,,
∴的取值范围是(﹣∞,﹣2]∪[2,+∞).
故答案为:(﹣∞,﹣2]∪[2,+∞).
【点评】本题考查简单的线性规划,考查数形结合的解题思想方法和数学转化思想方法,是中档题.
16.已知数列{an}是各项均不为零的等差数列,Sn为其前n项和,且(n∈N*).若不等式对任意n∈N*恒成立,则实数λ的取值范围是 [﹣3,0] .
【考点】数列与函数的综合.
【分析】利用已知条件,结合等差数列的性质,,得到an=2n﹣1,n∈N*,然后①当n为奇数时,利用函数的单调性以及最值求解λ≥﹣3,②当n为偶数时,分离变量,通过函数的单调性以及最值求解 λ≤0,然后推出实数λ的取值范围.
【解答】解:,
⇒an=2n﹣1,n∈N*⇒
①当n为奇数时,,
是关于n(n∈N*)的增函数.
所以n=1时f(n)最小值为f(1)=2﹣2+3=3,这时﹣λ≤3,λ≥﹣3,
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②当n为偶数时,恒成立,
n为偶数时,是增函数,当n=2时,g(n)最小值为g(2)=4+1﹣5=0,
这时 λ≤0综上①、②实数λ的取值范围是[﹣3,0].
故答案为:[﹣3,0].
【点评】本题考查数列的应用,数列的递推关系式以及数列的函数的特征,考查函数的单调性以及最值的求法,考查分析问题解决问题的能力.
三、解答题:本大题共5小题,共70分.其中17至21题为必做题,22、23题为选做题.解答过程应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(12分)(2017•茂名一模)已知函f(x)=sin(2x﹣)﹣cos2x.
(Ⅰ)求函数f(x)的最小正周期、最大值及取得最大值时x的集合;
(Ⅱ)设△ABC内角A、B、C的对边分别为a、b、c,若,b=1,,且a>b,求角B和角C.
【考点】余弦定理;两角和与差的正弦函数.
【分析】(I)根据两角差的正弦公式、特殊角的三角函数值化简解析式,由三角函数的周期公式函数f(x)的最小正周期,由正弦函数的最值求出最大值及取得最大值时x的集合;
(II)由(Ⅰ)化简,由B的范围和特殊角的三角函数值求出B,由条件和正弦定理列出方程求出sinC,由C的范围和特殊角的三角函数值求出C,并结合条件验证边角关系.
【解答】解:(Ⅰ)由题意得,f(x)=sin2xcos﹣cos2xsin﹣cos2x…(1分)
=…(2分)
∴函数f(x)的最小正周期为…(3分)
当,即时,
f(x)取最大值为,…(4分)
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这时x的集合为…
(Ⅱ)由(I)知,,
∴,…(6分)
∵0<B<π,∴…(7分)
∴,…(8分)
,
∴由正弦定理得,则,…(9分)
∵C为三角形的内角,∴…(10分)
;…(11分)
,
由a>b得A>B,则舍去,
∴…(12分)
【点评】此题考查了两角和与差的正弦、余弦函数公式,正弦定理,正弦函数的最值,以及特殊角的三角函数值,熟练掌握定理及公式是解本题的关键,注意内角的范围和边角关系.
18.(12分)(2017•茂名一模)调查表明:甲种农作物的长势与海拔高度、土壤酸碱度、空气湿度的指标有极强的相关性,现将这三项的指标分别记为x,y,z,并对它们进行量化:0表示不合格,1表示临界合格,2表示合格,再用综合指标ω=x+y+z的值评定这种农作物的长势等级,若ω≥4,则长势为一级;若2≤ω≤3,则长势为二级;若0≤ω≤1,则长势为三级,为了了解目前这种农作物长势情况,研究人员随机抽取10块种植地,得到如表中结果:
种植地编号
A1
A2
A3
A4
A5
(x,y,z)
(1,1,2)
(2,1,1)
(2,2,2)
(0,0,1)
(1,2,1)
A6
A7
A8
A9
A10
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种植地编号
(x,y,z)
(1,1,2)
(1,1,1)
(1,2,2)
(1,2,1)
(1,1,1)
(Ⅰ)在这10块该农作物的种植地中任取两块地,求这两块地的空气湿度的指标z相同的概率;
(Ⅱ)从长势等级是一级的种植地中任取一块地,其综合指标为A,从长势等级不是一级的种植地中任取一块地,其综合指标为B,记随机变量X=A﹣B,求X的分布列及其数学期望.
【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.
【分析】(Ⅰ)由表可知:空气湿度指标为1的有A2,A4,A5,A7,A9,A10,空气湿度指标为2的有A1,A3,A6,A8,求出这10块种植地中任取两块地,基本事件总数n,这两块地的空气温度的指标z相同包含的基本事件个数,然后求解概率.
(Ⅱ)随机变量X=A﹣B的所有可能取值为1,2,3,4,5,求出概率得到分布列,然后求解期望即可.
【解答】解:(Ⅰ)由表可知:空气湿度指标为1的有A2,A4,A5,A7,A9,A10…(1分)
空气湿度指标为2的有A1,A3,A6,A8,…(2分)
在这10块种植地中任取两块地,基本事件总数n=…(3分)
这两块地的空气温度的指标z相同包含的基本事件个数…
∴这两地的空气温度的指标z相同的概率…(6分)
(Ⅱ)由题意得10块种植地的综合指标如下表:
编号
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
综合指标
4
4
6
1
4
4
3
5
4
3
其中长势等级是一级(ω≥4)有A1,A2,A3,A5,A6,A8,A9,共7个,
长势等级不是一级(ω<4)的有A4,A7,A10,共3个,…(7分)
随机变量X=A﹣B的所有可能取值为1,2,3,4,5,…(8分)
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w=4的有A1,A2,A5,A6,A9共5块地,w=3的有A7,A10共2块地,这时有X=4﹣3=1
所以,…(9分)
同理, ,…(10分)
∴X的分布列为:
X
1
2
3
4
5
P
…(11分)
…(12分)
【点评】本题考查离散性随机变量的分布列的求法,概率的求法,考查转化思想以及计算能力.
19.(12分)(2017•茂名一模)如图1,在边长为的正方形ABCD中,E、O分别为 AD、BC的中点,沿 EO将矩形ABOE折起使得∠BOC=120°,如图2所示,点G 在BC上,BG=2GC,M、N分别为AB、EG中点.
(Ⅰ)求证:MN∥平面OBC;
(Ⅱ)求二面角 G﹣ME﹣B的余弦值.
【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.
【分析】(Ⅰ)法一:取OG中点F,连结BF、FN,证明MN∥BF,然后证明MN∥
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平面OBC.法二:延长EM、OB交于点Q,连结GQ,证明M为EQ中点,推出MN∥QG,然后证明MN∥平面OBC.
(Ⅱ)法一:证明OG⊥OB,推出OE⊥平面OBC,证明OE⊥OG,然后推出OG⊥QE,说明∠OMG为二面角G﹣ME﹣B的平面角,Rt△MOG中,求解即可.
法二:建立空间直角坐标系O﹣xyz,求出面BOE的一个法向量,平面MGE的法向量,利用空间向量的数量积求解即可.
【解答】(Ⅰ)证明:法一如图13取OG中点F,连结BF、FN,
则中位线FN∥OE且FN=OE,
又BM∥OE且BM=OE …(1分)
所以FN∥BM且FN=BM,所以四边形BFNM是平行四边形,所以MN∥BF,…(2分)
又MN⊄平面OBC,BF⊂平面OBC,所以MN∥平面OBC.…(4分)
法二:如图14,延长EM、OB交于点Q,连结GQ,
因为BM∥OE且BM=OE,所以,
M为EQ中点,…(1分)
所以中位线MN∥QG …(2分)
又MN⊄平面OBC,QG⊂面OBC,所以MN∥平面OBC.…(4分)
(Ⅱ)解:法一如图14,因为OB=OC=,∠BOC=120°,
所以,…
又BG=2GC.所以,,
∴OB2+OG2=BG2,∴∠BOG=90°,OG⊥OB,…(6分)
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又∵OE⊥OB,OE⊥OC,OB∩OC=O,
∴OE⊥平面OBC,OG⊂面OBC,
∴OE⊥OG…(7分)
又OB∩OE=O,所以OG⊥平面OBE,QE⊂面OBE OG⊥QE,…(8分)
又M为EQ中点,所以OQ=OE=,所以OM⊥QE,OM∩OG=O,
所以QE⊥平面OMG,QE⊥MG,∠OMG为二面角G﹣ME﹣B的平面角.…(9分)
所以Rt△MOG中,,,…(11分),∴二面角 G﹣ME﹣B的余弦值为…(12分)
法二:如图15,∵OB=OC=,∠BOC=120°,
∴,…
又BG=2GC,∴,,
∴OB2+OG2=BG2,
∴∠BOG=90°,OG⊥OB,…(6分)
又∵OE⊥OB,OE⊥OC,OB∩OC=O,
∴OE⊥平面OBC,OG⊂面OBC,
∴OE⊥OG…(7分)
又OB∩OE=O,所以OG⊥平面OBE,OE⊂面OBE,∴OG⊥OE…(8分)
建立如图所示的空间直角坐标系O﹣xyz,则M(,G(0,1,0),E(,,…(9分)
而是平面BOE的一个法向量,…(11分)
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设平面MGE的法向量为,
则,
令 z=1,则,
面MGE的一个法向量为,…(10分)
所以
所以,二面角 G﹣ME﹣B的余弦值为…(12分)
【点评】本题考查直线与平面平行于垂直的判定定理的应用,二面角的平面角的求法,考查空间想象能力以及计算能力.
20.(12分)(2017•茂名一模)设x,y∈R,向量分别为直角坐标平面内x,y轴正方向上的单位向量,若向量,,且.
(Ⅰ)求点M(x,y)的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设椭圆,P为曲线C上一点,过点P作曲线C的切线y=kx+m交椭圆E于A、B两点,试证:△OAB的面积为定值.
【考点】圆锥曲线的定值问题;圆锥曲线的轨迹问题;直线与椭圆的位置关系.
【分析】(Ⅰ)通过,得到,说明点M(x,y)到两个定点F1(,0),F2(,0)的距离之和为4,推出点M的轨迹C是以F1、F2为焦点的椭圆,然后求解即可.
(Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2),将y=kx+m代入椭圆E的方程,消去x可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣16=0
显然直线与椭圆C的切点在椭圆E内,利用判别式以及韦达定理求解三角形的面积,转化求解即可.
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【解答】(Ⅰ)解:∵,,且,
∴
∴点M(x,y)到两个定点F1(,0),F2(,0)的距离之和为4…(2分)
∴点M的轨迹C是以F1、F2为焦点的椭圆,
设所求椭圆的标准方程为,
a=2∴b2=a2﹣c2=1…(3分)
其方程为…(4分)
(Ⅱ)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),
将y=kx+m代入椭圆E的方程,消去x可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣16=0
显然直线与椭圆C的切点在椭圆E内,
∴△>0,由韦达定理可得:,.…
所以…(6分)
因为直线y=kx+m与y轴交点的坐标为(0,m),
所以△OAB的面积…(7分)
=…(8分)
设
将y=kx+m代入椭圆C的方程,可得(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0…(10分)
由△=0,可得m2=1+4k2即t=1,…(11分)
又因为,
故为定值.…(12分)
【点评】
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本题考查椭圆的标准方程的求法,直线与椭圆的位置关系的综合应用,定值问题的处理方法,设而不求的应用,考查分析问题解决问题的能力.
21.(12分)(2017•茂名一模)已知函数f(x)=x3﹣x+2.
(Ⅰ)求函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(Ⅱ)令g(x)=+lnx,若函数y=g(x)在(e,+∞)内有极值,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,对任意t∈(1,+∞),s∈(0,1),求证:.
【考点】利用导数研究函数的极值;利用导数研究曲线上某点切线方程.
【分析】(Ⅰ)求出切点坐标,求出导数,得到切线的斜率,然后求解函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程.
(Ⅱ)化简g(x)的表达式,求出定义域,求出导函数,构造函数h(x)=x2﹣(a+2)x+1,要使y=g(x)在(e,+∞)上有极值,转化为 h(x)=x2﹣(a+2)x+1=0有两个不同的实根x1,x2,利用判别式推出a的范围,判断两个根的范围,然后求解a 的范围.
(Ⅲ)转化已知条件为∀t∈(1,+∞),都有g(t)≥g(x2),通过函数的单调性以及最值,推出=,构造函数,利用导数以及单调性求解即可.
【解答】(Ⅰ)解:∵f(1)=13﹣1+2×1=2.…(1分)
…(2分)
∴函数y=f(x)在点(1,f(1))处的切线方程为:
y﹣2=3(x﹣1),即3x﹣y﹣1=0. …(3分)
(Ⅱ)解:
定义域为(0,1)∪(1,+∞)∴
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…(4分)
设h(x)=x2﹣(a+2)x+1,要使y=g(x)在(e,+∞)上有极值,
则 h(x)=x2﹣(a+2)x+1=0有两个不同的实根x1,x2,
∴△=(a+2)2﹣4>0∴a>0或a<﹣4①…
而且一根在区间(e,+∞)上,不妨设x2>e,又因为x1•x2=1,∴,
又h(0)=1,
∴
联立①②可得:…(6分)
(Ⅲ)证明:由(Ⅱ)知,当x∈(1,x2),g'(x)<0,∴g(x)单调递减,
x∈(x2+∞)时,g'(x)>0,g(x)单调递增
∴g(x)在(1,+∞)上有最小值g(x2)即∀t∈(1,+∞),都有g(t)≥g(x2)…(7分)
又当x∈(0,x1),g'(x)>0∴g(x)单调递增,当x∈(x1,1),g'(x)<0,∴g(x)单调递减,
∴g(x)在(0,1)上有最大值g(x1)即对∀s∈(0,1),都有g(s)≤g(x1)…(8分)
又∵x1+x2=2+a,x1x2=1,x1∈(0,),x2∈(e,+∞),
∴=
=…(10分)
,
∴,
∴k(x)在(e,+∞)上单调递增,∴…(11分)
∴…(12分)
【点评】本题考查函数的导数,函数的单调性以及函数的最值,构造法的应用,考查函数的最值以及单调性的关系,考查转化思想以及计算能力.
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请考生在第22、23两题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分,[选修4-4:坐标系与参数方程](共1小题,满分10分)
22.(10分)(2017•茂名一模)在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数).在以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴的极坐标系中,曲线.
(Ⅰ)写出曲线C1,C2的普通方程;
(Ⅱ)过曲线C1的左焦点且倾斜角为的直线l交曲线C2于A,B两点,求|AB|.
【考点】简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程.
【分析】(Ⅰ)消去参数及利亚极坐标与直角坐标互化方法,写出曲线C1,C2的普通方程;
(Ⅱ)直线l的参数方程为:(t为参数),将其代入曲线C2整理可得:,利用参数的几何运用求|AB|.
【解答】解:(Ⅰ)…(1分)
即C1的普通方程为.…(3分)
∵ρ2=x2+y2,x=ρcosθ,y=ρsinθ,C2可化为 x2+y2+4x﹣2y+4=0,…(3分)
即(x+2)2+(y﹣1)2=1.…(4分)
(Ⅱ)曲线C1左焦点为(﹣4,0),…
直线l的倾斜角为,.…(6分)
所以直线l的参数方程为:(t为参数),…(7分)
将其代入曲线C2整理可得:,…(8分)
所以△=.
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设A,B对应的参数分别为t1,t2,则.…(9分)
所以.…(10分)
【点评】本题考查参数方程的运用,考查参数方程、极坐标方程、普通方程的转化,考查学生的计算能力,属于中档题.
[选修4-5:不等式选讲](共1小题,满分0分)
23.(2017•茂名一模)已知函数f(x)=|2x﹣a|+|2x+3|,g(x)=|x﹣1|+2.
(Ⅰ)若a=1,解不等式f(x)<6;
(Ⅱ)若对任意x1∈R,都有x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,求实数a的取值范围.
【考点】绝对值不等式的解法.
【分析】(Ⅰ)通过讨论x的范围,得到关于x的不等式组,解出即可;
(Ⅱ)问题转化为{y|y=f(x)}⊆{y|y=g(x)},分别求出f(x),g(x)的最小值,得到关于a的不等式,解出即可.
【解答】解:(Ⅰ)当a=1时,f(x)<6,即|2x﹣1|+|2x+3|<6,
即或或,
∴或或,
∴﹣2<x<1,
所以不等式f(x)<6的解集为{x|﹣2<x<1}.
(Ⅱ)对任意x1∈R,都有x2∈R,使得f(x1)=g(x2)成立,
则有{y|y=f(x)}⊆{y|y=g(x)},
又f(x)=|2x﹣a|+|2x+3|≥|(2x﹣a)﹣(2x+3)|=|a+3|
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