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2017年四川省成都市九校联考高考数学四模试卷(理科)
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.设集合A={x|x2﹣2x﹣3<0},B={x|y=ln(2﹣x)},则A∩B=( )
A.{x|﹣1<x<3} B.{x|﹣1<x<2} C.{x|﹣3<x<2} D.{x|1<x<2}
2.已知,则复数z+5的实部与虚部的和为( )
A.10 B.﹣10 C.0 D.﹣5
3.如图程序框图所示的算法来自于《九章算术》,若输入a的值为16,b的值为24,则执行该程序框图的结果为( )
A.6 B.7 C.8 D.9
4.广告投入对商品的销售额有较大影响.某电商对连续5个年度的广告费和销售额进行统计,得到统计数据如表(单位:万元):
广告费x
2
3
4
5
6
销售额y
29
41
50
59
71
由表可得到回归方程为=10.2x+,据此模型,预测广告费为10万元时的销售额约为( )
A.101.2 B.108.8 C.111.2 D.118.2
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5.设a=20.3,b=0.32,c=logx(x2+0.3)(x>1),则a,b,c的大小关系是( )
A.a<b<c B.b<a<c C.c<b<a D.b<c<a
6.哈市某公司有五个不同部门,现有4名在校大学生来该公司实习,要求安排到该公司的两个部门,且每部门安排两名,则不同的安排方案种数为( )
A.40 B.60 C.120 D.240
7.如图为某几何体的三视图,则该几何体的外接球的表面积为( )
A. B.27π C.27π D.
8.设等差数列{an}满足3a8=5a15,且,Sn为其前n项和,则数列{Sn}的最大项为( )
A. B.S24 C.S25 D.S26
9.已知变量x,y满足约束条件若目标函数z=ax+by(a>0,b>0)的最小值为2,则+的最小值为( )
A.2+ B.5+2 C.8+ D.2
10.已知函数f(x)=Asin(2x+φ)﹣(A>0,0<φ<)的图象在y轴上的截距为1,且关于直线x=对称,若对于任意的x∈[0,],都有m2﹣3m≤f(x),则实数m的取值范围为( )
A.[1,] B.[1,2] C.[,2] D.[,]
11.如图所示点F是抛物线y2=8x的焦点,点A、B分别在抛物线y2=8x及圆x2+y2﹣4x﹣12=0的实线部分上运动,且AB总是平行于x轴,则△
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FAB的周长的取值范围是( )
A.(6,10) B.(8,12) C.[6,8] D.[8,12]
12.若关于x的方程(x﹣2)2ex+ae﹣x=2a|x﹣2|(e为自然对数的底数)有且仅有6个不等的实数解,则实数a的取值范围是( )
A.(,+∞) B.(e,+∞) C.(1,e) D.(1,)
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.
13.已知n=(2x+1)dx,则(﹣n的展开式中x2的系数为 .
14.设直线l过双曲线C的一个焦点,且与C的一条对称轴垂直,l与C交于A,B两点,|AB|为C的实轴长的2倍,则C的离心率为 .
15.在直角三角形△ABC中,,,对平面内的任意一点M,平面内有一点D使得,则= .
16.设Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=2,对任意p、q∈N*,都有ap+q=ap+aq,则f(n)=(n∈N*)的最小值为 .
三、解答题:本大题共5小题,前5题每题12分,选考题10分,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17.如图,在△ABC中,点P在BC边上,∠PAC=60°,PC=2,AP+AC=4.
(Ⅰ) 求∠ACP;
(Ⅱ) 若△APB的面积是,求sin∠BAP.
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18.学校为了了解高三学生每天自主学习中国古典文学的时间,随机抽取了高三男生和女生各50名进行问卷调查,其中每天自主学习中国古典文学的时间超过3小时的学生称为“古文迷”,否则为“非古文迷”,调查结果如表:
古文迷
非古文迷
合计
男生
26
24
50
女生
30
20
50
合计
56
44
100
(Ⅰ)根据表中数据能否判断有60%的把握认为“古文迷”与性别有关?
(Ⅱ)现从调查的女生中按分层抽样的方法抽出5人进行调查,求所抽取的5人中“古文迷”和“非古文迷”的人数;
(Ⅲ)现从(Ⅱ)中所抽取的5人中再随机抽取3人进行调查,记这3人中“古文迷”的人数为ξ,求随机变量ξ的分布列与数学期望.
参考公式:K2=,其中n=a+b+c+d.
参考数据:
P(K2≥k0)
0.50
0.40
0.25
0.05
0.025
0.010
k0
0.455
0.708
1.321
3.841
5.024
6.635
19.如图1,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,BD⊥DC,点E是BC边的中点,将△ABD沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,连接AE,AC,DE,得到如图2所示的几何体.
(Ⅰ)求证:AB⊥平面ADC;
(Ⅱ)若AD=1,AB=,求二面角B﹣AD﹣E的大小.
20.在平面直角坐标系中,直线不过原点,且与椭圆有两个不同的公共点A,B.
(Ⅰ)求实数m取值所组成的集合M;
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(Ⅱ)是否存在定点P使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补.若存在,求出所有定点P的坐标;若不存在,请说明理由.
21.已知函数f(x)=lnx+.
(Ⅰ) 若函数f(x)有零点,求实数a的取值范围;
(Ⅱ) 证明:当a≥,b>1时,f(lnb)>.
请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分,解答时请写清题号.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C:(a为参数),在以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立的极坐标系中,直线l的极坐标方程为.
(1)求圆C的普通方程和直线l的直角坐标方程;
(2)过点M(﹣1,0)且与直线l平行的直线l1交C于A,B两点,求点M到A,B两点的距离之积.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|x+a﹣1|+|x﹣2a|.
(Ⅰ) 若f(1)<3,求实数a的取值范围;
(Ⅱ) 若a≥1,x∈R,求证:f(x)≥2.
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2017年四川省成都市九校联考高考数学四模试卷(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.设集合A={x|x2﹣2x﹣3<0},B={x|y=ln(2﹣x)},则A∩B=( )
A.{x|﹣1<x<3} B.{x|﹣1<x<2} C.{x|﹣3<x<2} D.{x|1<x<2}
【考点】1E:交集及其运算.
【分析】解不等式求出集合A,求函数定义域得出B,再根据定义写出A∩B.
【解答】解:集合A={x|x2﹣2x﹣3<0}={x|﹣1<x<3},
B={x|y=ln(2﹣x)}={x|2﹣x>0}={x|x<2},
则A∩B={x|﹣1<x<2}.
故选:B.
2.已知,则复数z+5的实部与虚部的和为( )
A.10 B.﹣10 C.0 D.﹣5
【考点】A5:复数代数形式的乘除运算.
【分析】利用复数的运算法则、实部与虚部的定义、共轭复数的定义即可得出.
【解答】解:,∴=(1+2i)(2+i)=5i,可得z=﹣5i
则复数z+5=5﹣5i的实部与虚部的和为:5﹣5=0.
故选:C.
3.如图程序框图所示的算法来自于《九章算术》,若输入a的值为16,b的值为24,则执行该程序框图的结果为( )
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A.6 B.7 C.8 D.9
【考点】EF:程序框图.
【分析】模拟程序的运行,根据程序流程,依次判断写出a,b的值,可得当a=b=8时,不满足条件a≠b,输出a的值为8,即可得解.
【解答】解:模拟程序的运行,可得
a=16,b=24
满足条件a≠b,不满足条件a>b,b=24﹣16=8,
满足条件a≠b,满足条件a>b,a=16﹣8=8,
不满足条件a≠b,输出a的值为8.
故选:C.
4.广告投入对商品的销售额有较大影响.某电商对连续5个年度的广告费和销售额进行统计,得到统计数据如表(单位:万元):
广告费x
2
3
4
5
6
销售额y
29
41
50
59
71
由表可得到回归方程为=10.2x+,据此模型,预测广告费为10万元时的销售额约为( )
A.101.2 B.108.8 C.111.2 D.118.2
【考点】BK:线性回归方程.
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【分析】求出数据中心,代入回归方程求出,再将x=10代入回归方程得出答案.
【解答】解:由题意, =4, =50.
∴50=4×10.2+,解得=9.2.∴回归方程为=10.2x+9.2.
∴当x=10时, =10.2×10+9.2=111.2.
故选:C.
5.设a=20.3,b=0.32,c=logx(x2+0.3)(x>1),则a,b,c的大小关系是( )
A.a<b<c B.b<a<c C.c<b<a D.b<c<a
【考点】4C:指数函数单调性的应用.
【分析】利用指数函数y=ax和对数函数的单调性,比较大小
【解答】解:∵a=20.3<21=2且a=20.3>20=1,
∴1<a<2,
又∵b=0.32<0.30=1,
∵x>1,∴c=logx(x2+0.3)>logxx2=2,
∴c>a>b.
故选B
6.哈市某公司有五个不同部门,现有4名在校大学生来该公司实习,要求安排到该公司的两个部门,且每部门安排两名,则不同的安排方案种数为( )
A.40 B.60 C.120 D.240
【考点】D8:排列、组合的实际应用.
【分析】本题是一个计数问题,由题意可知,可分两步完成计数,先对四名大学生分组,分法有种,然后再排到5个部门的两个部门中,排列方法有A52,计算此两数的乘积即可得到不同的安排方案种数,再选出正确选项
【解答】解:此问题可分为两步求解,第一步将四名大学生分为两组,由于分法为2,2,考虑到重复一半,故分组方案应为种,
第二步将此两组大学生分到5个部门中的两个部门中,不同的安排方式有A52,
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故不同的安排方案有A52=60种,
故选:B.
7.如图为某几何体的三视图,则该几何体的外接球的表面积为( )
A. B.27π C.27π D.
【考点】L!:由三视图求面积、体积.
【分析】由已知中的三视图,可得该几何体是以俯视图为底面的四棱锥,其外接球等同于棱长为3的正方体的外接球,从而求得答案.
【解答】解:由已知中的三视图,可得该几何体是以俯视图为底面的四棱锥,
其底面是边长为3的正方形,且高为3,
其外接球等同于棱长为3的正方体的外接球,
所以外接球半径R满足:2R==,
所以外接球的表面积为S=4πR2=27π.
故选:B.
8.设等差数列{an}满足3a8=5a15,且,Sn为其前n项和,则数列{Sn}的最大项为( )
A. B.S24 C.S25 D.S26
【考点】85:等差数列的前n项和.
【分析】设等差数列{an}的公差为d,由3a8=5a15
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,利用通项公式化为2a1+49d=0,由,可得d<0,Sn=na1+d=(n﹣25)2﹣d.利用二次函数的单调性即可得出.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,∵3a8=5a15,∴3(a1+7d)=5(a1+14d),化为2a1+49d=0,
∵,∴d<0,∴等差数列{an}单调递减,
Sn=na1+d=+d=(n﹣25)2﹣d.
∴当n=25时,数列{Sn}取得最大值,
故选:C.
9.已知变量x,y满足约束条件若目标函数z=ax+by(a>0,b>0)的最小值为2,则+的最小值为( )
A.2+ B.5+2 C.8+ D.2
【考点】7C:简单线性规划.
【分析】画出可行域,利用目标函数去最小值得到a,b的等式,利用基本不等式求解+的最小值.
【解答】解:约束条件对应的 区域如图:目标函数z=ax+by(a>0,b>0)经过C时取最小值为2,
所以a+b=2,
则+=(+)(a+b)=(4+)
≥2+=2+;
当且仅当a=b,并且a+b=2时等号成立;
故选A.
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10.已知函数f(x)=Asin(2x+φ)﹣(A>0,0<φ<)的图象在y轴上的截距为1,且关于直线x=对称,若对于任意的x∈[0,],都有m2﹣3m≤f(x),则实数m的取值范围为( )
A.[1,] B.[1,2] C.[,2] D.[,]
【考点】H2:正弦函数的图象.
【分析】利用函数y=Asin(ωx+φ)+B的图象和性质,正弦函数的定义域和值域,求得实数m的取值范围.
【解答】解:∵函数f(x)=Asin(2x+φ)﹣(A>0,0<φ<)的图象在y轴上的截距为1,
∴Asinφ﹣=1,即Asinφ=.
∵函数f(x)=Asin(2x+φ)﹣的图象关于直线x=对称,∴2•+φ=kπ+,k∈Z,∴φ=,
∴A•sin=,∴A=,∴f(x)=sin(2x+)﹣.
对于任意的x∈[0,],都有m2﹣3m≤f(x),
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∵2x+∈[,],sin(2x+)∈[﹣,1], sin(2x+)∈[﹣,],f(x)∈[﹣2,﹣1],
∴m2﹣3m≤﹣2,求得1≤m≤2,
故选:B.
11.如图所示点F是抛物线y2=8x的焦点,点A、B分别在抛物线y2=8x及圆x2+y2﹣4x﹣12=0的实线部分上运动,且AB总是平行于x轴,则△FAB的周长的取值范围是( )
A.(6,10) B.(8,12) C.[6,8] D.[8,12]
【考点】K8:抛物线的简单性质.
【分析】由抛物线定义可得|AF|=xA+2,从而△FAB的周长=|AF|+|AB|+|BF|=xA+2+(xB﹣xA)+4=6+xB,确定B点横坐标的范围,即可得到结论.
【解答】解:抛物线的准线l:x=﹣2,焦点F(2,0),
由抛物线定义可得|AF|=xA+2,
圆(x﹣2)2+y2=16的圆心为(2,0),半径为4,
∴△FAB的周长=|AF|+|AB|+|BF|=xA+2+(xB﹣xA)+4=6+xB,
由抛物线y2=8x及圆(x﹣2)2+y2=16可得交点的横坐标为2,
∴xB∈(2,6)
∴6+xB∈(8,12)
故选B.
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12.若关于x的方程(x﹣2)2ex+ae﹣x=2a|x﹣2|(e为自然对数的底数)有且仅有6个不等的实数解,则实数a的取值范围是( )
A.(,+∞) B.(e,+∞) C.(1,e) D.(1,)
【考点】54:根的存在性及根的个数判断.
【分析】令g(x)=|x﹣2|ex,则方程有6解等价于g2(x)﹣2ag(x)+a=0有6解,判断g(x)的单调性得出g(x)=t的根的分布情况,得出方程t2﹣2at+a=0的根的分布情况,利用二次函数的性质列不等式组解出a的范围.
【解答】解:∵(x﹣2)2ex+ae﹣x=2a|x﹣2|,
∴(x﹣2)2e2x﹣2a|x﹣2|ex+a=0,
令g(x)=|x﹣2|ex=,则g′(x)=,
∴当x≥2或x<1时,g′(x)>0,当1<x<2时,g′(x)<0,
∴g(x)在(﹣∞,1)上单调递增,在(1,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,
∴当x=1时,g(x)取得极大值t(1)=e,
又x→﹣∞时,g(x)→0,g(2)=0,x→+∞时,g(x)→+∞,
作出g(x)的函数图象如图所示:
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令g(x)=t,
由图象可知:当0<t<e时,方程g(x)=t<有3解;当t=0或t>e时,方程g(x)=t有1解;
当t=e时,方程g(x)=t有2解;当t<0时,方程g(x)=t无解.
∵方程(x﹣2)2e2x﹣2a|x﹣2|ex+a=0有6解,
即g2(x)﹣2ag(x)+a=0有6解,
∴关于t的方程t2﹣2at+a=0在(0,e)上有2解,
∴,解得1<a<.
故选D.
二、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.把答案填在题中的横线上.
13.已知n=(2x+1)dx,则(﹣n的展开式中x2的系数为 ﹣18 .
【考点】DB:二项式系数的性质.
【分析】利用定积分先求出n=6,再利用二项式定理通项公式求出Tr+1=,由此能求出(﹣n的展开式中x2的系数.
【解答】解:n=(2x+1)dx=(x2+x)|=6,
∴(﹣n=(﹣6,
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Tr+1==(36﹣r)(﹣1)r,
令=2,得r=5,
∴(﹣n的展开式中x2的系数为:(36﹣5)(﹣1)5=﹣18.
故答案为:﹣18.
14.设直线l过双曲线C的一个焦点,且与C的一条对称轴垂直,l与C交于A,B两点,|AB|为C的实轴长的2倍,则C的离心率为 .
【考点】KC:双曲线的简单性质.
【分析】设双曲线方程,由题意可得丨AB丨==2×2a,求得b2=2a2,根据双曲线的离心率公式e==,即可求得C的离心率.
【解答】解:设双曲线方程:(a>0,b>0),
由题意可知,将x=c代入,解得:y=±,
则丨AB丨=,
由丨AB丨=2×2a,
则b2=2a2,
∴双曲线离心率e===,
故答案为:.
15.在直角三角形△ABC中,,,对平面内的任意一点M,平面内有一点D使得,则= 6 .
【考点】9V:向量在几何中的应用.
【分析】
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据题意,可分别以边CB,CA所在直线为x轴,y轴,建立一平面直角坐标系,得到A(0,3),并设M(x,y),D(x′,y′),B(b,0),这样根据条件即可得到,即得到,进行数量积的坐标运算即可求出的值.
【解答】解:根据题意,分别以CB,CA为x,y轴,建立如图所示平面直角坐标系,则:
A(0,3),设M(x,y),B(b,0),D(x′,y′);
∴由得:
3(x′﹣x,y′﹣y)=(b﹣x,﹣y)+2(﹣x,3﹣y);
∴;
∴;
∴.
故答案为:6.
16.设Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=2,对任意p、q∈N*,都有ap+q=ap+aq,则f(n)=(n∈N*)的最小值为 .
【考点】8E:数列的求和.
【分析】对任意p、q∈N*,都有ap+q=ap+aq,令p=n,q=1,可得an+1=an+a1,则﹣an=2,利用等差数列的求和公式可得Sn.f(n)===n+1+﹣1,令g(x)=x+(x≥1),利用导数研究函数的单调性极值与最值即可得出.
【解答】解:∵对任意p、q∈N*,都有ap+q=ap+aq,令p=n,q=1,可得an+1=an+a1,则﹣an=2,
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∴数列{an}是等差数列,公差为2.
∴Sn=2n+=n+n2.
则f(n)===n+1+﹣1,
令g(x)=x+(x≥1),则g′(x)=1﹣=,可得x∈[1,时,函数g(x)单调递减;x∈时,函数g(x)单调递增.
又f(7)=14+,f(8)=14+.
∴f(7)<f(8).
∴f(n)=(n∈N*)的最小值为.
故答案为:.
三、解答题:本大题共5小题,前5题每题12分,选考题10分,共70分.解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤.
17.如图,在△ABC中,点P在BC边上,∠PAC=60°,PC=2,AP+AC=4.
(Ⅰ) 求∠ACP;
(Ⅱ) 若△APB的面积是,求sin∠BAP.
【考点】HR:余弦定理;HP:正弦定理.
【分析】(Ⅰ) 在△APC中,由余弦定理得AP2﹣4AP+4=0,解得AP=2,可得△APC是等边三角形,即可得解.
(Ⅱ) 法1:由已知可求∠APB=120°.利用三角形面积公式可求PB=3.进而利用余弦定理可求AB,在△APB中,由正弦定理可求sin∠BAP=的值.
法2:作AD⊥BC,垂足为D,可求:,利用三角形面积公式可求PB,进而可求BD,AB,利用三角函数的定义可求
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,.利用两角差的正弦函数公式可求sin∠BAP=sin(∠BAD﹣30°)的值.
【解答】(本题满分为12分)
解:(Ⅰ) 在△APC中,因为∠PAC=60°,PC=2,AP+AC=4,
由余弦定理得PC2=AP2+AC2﹣2•AP•AC•cos∠PAC,…
所以22=AP2+(4﹣AP)2﹣2•AP•(4﹣AP)•cos60°,
整理得AP2﹣4AP+4=0,…
解得AP=2.…
所以AC=2.…
所以△APC是等边三角形.…
所以∠ACP=60°.…
(Ⅱ) 法1:由于∠APB是△APC的外角,所以∠APB=120°.…
因为△APB的面积是,所以.…
所以PB=3.…
在△APB中,AB2=AP2+PB2﹣2•AP•PB•cos∠APB=22+32﹣2×2×3×cos120°=19,
所以.…
在△APB中,由正弦定理得,…
所以sin∠BAP==.…
法2:作AD⊥BC,垂足为D,
因为△APC是边长为2的等边三角形,
所以.…
因为△APB的面积是,所以.…
所以PB=3.…
所以BD=4.
在Rt△ADB中,,…
所以,.
所以sin∠BAP=sin(∠BAD﹣30°)=sin∠BADcos30°﹣cos∠BADsin30°…
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==.…
18.学校为了了解高三学生每天自主学习中国古典文学的时间,随机抽取了高三男生和女生各50名进行问卷调查,其中每天自主学习中国古典文学的时间超过3小时的学生称为“古文迷”,否则为“非古文迷”,调查结果如表:
古文迷
非古文迷
合计
男生
26
24
50
女生
30
20
50
合计
56
44
100
(Ⅰ)根据表中数据能否判断有60%的把握认为“古文迷”与性别有关?
(Ⅱ)现从调查的女生中按分层抽样的方法抽出5人进行调查,求所抽取的5人中“古文迷”和“非古文迷”的人数;
(Ⅲ)现从(Ⅱ)中所抽取的5人中再随机抽取3人进行调查,记这3人中“古文迷”的人数为ξ,求随机变量ξ的分布列与数学期望.
参考公式:K2=,其中n=a+b+c+d.
参考数据:
P(K2≥k0)
0.50
0.40
0.25
0.05
0.025
0.010
k0
0.455
0.708
1.321
3.841
5.024
6.635
【考点】BK:线性回归方程.
【分析】(Ⅰ)求出K2,与临界值比较,即可得出结论;
(Ⅱ)调查的50名女生中“古文迷”有30人,“非古文迷”有20人,按分层抽样的方法抽出5人,即可得出结论;
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(Ⅲ)ξ的所有取值为1,2,3.求出相应的概率,即可求随机变量ξ的分布列与数学期望.
【解答】解:(Ⅰ)由列联表得K2=≈0.6494<0.708,
所以没有60%的把握认为“古文迷”与性别有关.…
(Ⅱ)调查的50名女生中“古文迷”有30人,“非古文迷”有20人,按分层抽样的方法抽出5人,则“古文迷”的人数为=3人,“非古文迷”有=2人.
即抽取的5人中“古文迷”和“非古文迷”的人数分别为3人和2人…
(Ⅲ)因为ξ为所抽取的3人中“古文迷”的人数,所以ξ的所有取值为1,2,3.
P(ξ=1)==,P(ξ=2)==,P(ξ=3)==.…
所以随机变量ξ的分布列为
ξ
1
2
3
P
于是Eξ=1×+2×+3×=.…
19.如图1,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,BD⊥DC,点E是BC边的中点,将△ABD沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,连接AE,AC,DE,得到如图2所示的几何体.
(Ⅰ)求证:AB⊥平面ADC;
(Ⅱ)若AD=1,AB=,求二面角B﹣AD﹣E的大小.
【考点】MT:二面角的平面角及求法;LW:直线与平面垂直的判定.
【分析】(Ⅰ) 只需证明DC⊥AB,由AD⊥AB,DC∩AD=D,得AB⊥平面ADC
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(Ⅱ) 易得∴,建立空间直角坐标D﹣xyz,则D(0,0,0),B(,0,0),C(0,,0),E(,,0),A(),
求出平面DAB的法向量,平面ADE的法向量,由cos,求得二面角B﹣AD﹣E的大小为600.
【解答】解:(Ⅰ)证明:因为平面ABD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD,
又DB⊥DC,所以DC⊥平面ABD…
因为AB⊂平面ABD,所以DC⊥AB…
又AD⊥AB,DC∩AD=D,所以AB⊥平面ADC.…
(Ⅱ)∵AB=,AD=1.∴DB=
依题意△ABD∽△BDC,
所以,即.∴ …
如图所示,建立空间直角坐标D﹣xyz,则D(0,0,0),B(,0,0),C(0,,0),
E(,,0),A(),
,).…
由(Ⅰ)知平面DAB的法向量.…
设平面ADE的法向量
由,令x=,可取).…
所以cos=﹣.…
由图可知二面角B﹣AD﹣E的平面角为锐角,
所以二面角B﹣AD﹣E的大小为600.…
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20.在平面直角坐标系中,直线不过原点,且与椭圆有两个不同的公共点A,B.
(Ⅰ)求实数m取值所组成的集合M;
(Ⅱ)是否存在定点P使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补.若存在,求出所有定点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【考点】KL:直线与椭圆的位置关系.
【分析】(1)由直线不过原点,知m≠0,将与联立,得:,由此利用根的判别式,能求出实数m的范围组成的集合M.
(2)假设存在定点P(x0,y0)使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补,则kPA+kPB=0,令,得:,由此利用韦达定理能求出所有定点P的坐标.
【解答】解:(1)因为直线不过原点,所以m≠0,
将与联立,消去y得:,
因为直线与椭圆有两个不同的公共点A,B,
所以△=8m2﹣16(m2﹣4)>0,解得,
所以实数m的范围组成的集合M是;
(2)假设存在定点P(x0,y0)使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补,
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即kPA+kPB=0,令,
所以,
整理得:,
由(1)知x1,x2是的两个根,
所以,
代入(*)化简得,
由题意解得或
所以定点P的坐标为或,
经检验,满足题意,
所以存在定点P使得任意的m∈M,都有直线PA,PB的倾斜角互补,
坐标为或.
21.已知函数f(x)=lnx+.
(Ⅰ) 若函数f(x)有零点,求实数a的取值范围;
(Ⅱ) 证明:当a≥,b>1时,f(lnb)>.
【考点】6E:利用导数求闭区间上函数的最值;6B:利用导数研究函数的单调性.
【分析】(Ⅰ)法一:求出函数f(x)的导数,得到函数的单调区间,求出f(x)的最小值,从而求出a的范围即可;
法二:求出a=﹣xlnx,令g(x)=﹣xlnx,根据函数的单调性求出g(x)的最大值,从而求出a的范围即可;
(Ⅱ)令h(x)=xlnx+a,通过讨论a的范围,根据函数的单调性证明即可.
【解答】解:(Ⅰ)法1:函数的定义域为(0,+∞).
由,得.…
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因为a>0,则x∈(0,a)时,f'(x)<0;x∈(a,+∞)时,f'(x)>0.
所以函数f(x)在(0,a)上单调递减,在(a,+∞)上单调递增.…
当x=a时,[f(x)]min=lna+1.…
当lna+1≤0,即0<a≤时,又f(1)=ln1+a=a>0,则函数f(x)有零点.…
所以实数a的取值范围为.…
法2:函数的定义域为(0,+∞).
由,得a=﹣xlnx.…
令g(x)=﹣xlnx,则g'(x)=﹣(lnx+1).
当时,g'(x)>0; 当时,g'(x)<0.
所以函数g(x)在上单调递增,在上单调递减.…
故时,函数g(x)取得最大值.…
因而函数有零点,则.…
所以实数a的取值范围为.…
(Ⅱ)证明:令h(x)=xlnx+a,则h'(x)=lnx+1.
当时,h'(x)<0;当时,h'(x)>0.
所以函数h(x)在上单调递减,在上单调递增.
当时,.…
于是,当a≥时,.①…
令φ(x)=xe﹣x,则φ'(x)=e﹣x﹣xe﹣x=e﹣x(1﹣x).
当0<x<1时,f'(x)>0;当x>1时,f'(x)<0.
所以函数φ(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减.
当x=1时,.…
于是,当x>0时,.②…
显然,不等式①、②中的等号不能同时成立.
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故当x>0,时,xlnx+a>xe﹣x.…
因为b>1,所以lnb>0.
所以lnb•ln(lnb)+a>lnb•e﹣lnb.…
所以,即.…
请考生在第22、23题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题记分,解答时请写清题号.[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C:(a为参数),在以原点O为极点,x轴的非负半轴为极轴建立的极坐标系中,直线l的极坐标方程为.
(1)求圆C的普通方程和直线l的直角坐标方程;
(2)过点M(﹣1,0)且与直线l平行的直线l1交C于A,B两点,求点M到A,B两点的距离之积.
【考点】Q4:简单曲线的极坐标方程;QH:参数方程化成普通方程.
【分析】(1)利用三种方程的转化方法,求圆C的普通方程和直线l的直角坐标方程;
(2)利用参数的几何意义,即可求点M到A,B两点的距离之积.
【解答】解:(1)曲线C:(a为参数),化为普通方程为:,
由,得ρcosθ﹣ρsinθ=﹣2,所以直线l的直角坐标方程为x﹣y+2=0.
(2)直线l1的参数方程为(t为参数),代入,化简得:,得t1t2=﹣1,∴|MA|•|MB|=|t1t2|=1.
[选修4-5:不等式选讲]
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23.已知函数f(x)=|x+a﹣1|+|x﹣2a|.
(Ⅰ) 若f(1)<3,求实数a的取值范围;
(Ⅱ) 若a≥1,x∈R,求证:f(x)≥2.
【考点】R5:绝对值不等式的解法;R4:绝对值三角不等式.
【分析】(Ⅰ)通过讨论a的范围得到关于a的不等式,解出取并集即可;(Ⅱ)基本基本不等式的性质证明即可.
【解答】解:(Ⅰ) 因为f(1)<3,所以|a|+|1﹣2a|<3.
①当a≤0时,得﹣a+(1﹣2a)<3,
解得,所以;
②当时,得a+(1﹣2a)<3,
解得a>﹣2,所以;
③当时,得a﹣(1﹣2a)<3,
解得,所以;
综上所述,实数a的取值范围是.
(Ⅱ) 因为a≥1,x∈R,
所以f(x)=|x+a﹣1|+|x﹣2a|≥|(x+a﹣1)﹣(x﹣2a)|=|3a﹣1|=3a﹣1≥2.
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2017年5月22日
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