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大题规范练(一)
(满分70分,押题冲刺,70分钟拿到主观题高分)
解答题:解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
1.(本小题满分12分)△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2sin 2Ccos C-sin 3C=(1-cos C).
(1)求角C;
(2)若c=2,且sin C+sin(B-A)=2sin 2A,求△ABC的面积.
解:(1)由2sin 2Ccos C-sin 3C=(1-cos C),
得sin 2Ccos C-cos 2Csin C=-cos C,
化简得sin C=-cos C,
即sin C+cos C=,所以sin=,
又C为△ABC的内角,
所以C+=,故C=.
(2)由已知可得,sin(A+B)+sin(B-A)=2sin 2A,
可得sin Bcos A=2sin Acos A.
所以cos A=0或sin B=2sin A.
当cos A=0时,A=,则b=,S△ABC=·b·c=××2=.
当sin B=2sin A时,由正弦定理得b=2a.
由cos C===,得a2=,
所以S△ABC=·b·a·sin C=·2a·a·=a2=.
综上可知,S△ABC=.
2.(本小题满分12分)河南省第十二届人民代表大会常务委员会第二十一次会议通过的《河南省人口与计划生育条例修正案》全面开放二孩政策.为了解人们对于河南省新颁布的“生育二孩放开”政策的热度,现在某市进行调查,对[5,65]岁的人群随机抽取了n人,得到如下统计表和各年龄段抽取人数的频率分布直方图:
分组
支持“生育二孩放开” 政策的人数
占本组的频率
[5,15)
4
0.8
[15,25)
5
p
[25,35)
12
0.8
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[35,45)
8
0.8
[45,55)
2
0.4
[55,65]
1
0.2
(1)求n,p的值;
(2)根据以上统计数据填下面2×2列联表,并根据列联表的独立性检验,判断能否有99%的把握认为以45岁为分界点的不同人群对“生育二孩放开”政策的支持度有关系?
年龄不低于45岁的人数
年龄低于45岁的人数
合计
支持
不支持
合计
参考数据:
P(K2≥k)
0.050
0.010
0.001
k
3.841
6.635
10.828
K2=,n=a+b+c+d
解:(1)从[5,15)岁这一年龄段中抽取的人数为=5,频率为0.010×10=0.1,
∴n==50.由题可知,第二组的频率为0.2,
∴第二组的人数为50×0.2=10,则p==0.5.
(2)2×2列联表如下:
年龄不低于45岁的人数
年龄低于45岁的人数
合计
支持
3
29
32
不支持
7
11
18
合计
10
40
50
K2=≈6.27<6.635,
∴没有99%的把握认为以45岁为分界点的不同人群对“生育二孩放开”政策的支持度有差异.
3.(本小题满分12分)如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,A1A⊥平面ABC,∠BAC=60°,A1A=4,AB=AC=2.F为棱AA1上的动点,D是BC1上的点且BD=DC1.
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(1)若DF∥平面ABC,求的值;
(2)是否存在点F,使得四面体ABFC1的体积为?若存在,求的值;若不存在,说明理由.
解:(1)如图,设BC的中点为E,连接AE,ED,
∵D是BC1上的点且BD=DC1,
∴DE∥CC1且DE=CC1,∵AF∥CC1,∴DE∥AF,
∵DF∥平面ABC,∴DF∥AE,∴四边形AEDF为平行四边形,
∴AF=DE,∵AA1=CC1,∴AF=AA1,∴的值为1.
(2)设AF=t(0<t<4),∵在直三棱柱ABCA1B1C1中,A1A⊥平面ABC,∠BAC=60°,AB=AC=2,∴点B到平面ACC1A1的距离为,
连接AC1,则S△AFC1=t,∴VABFC1=VBAFC1=×S△AFC1×=t=,∴t=,
∴存在点F,使得四面体ABFC1的体积为,且的值为.
4.(本小题满分12分)已知中心在原点,左焦点为F1(-1,0)的椭圆C的左顶点为A,上顶点为B,F1到直线AB的距离为|OB|.
(1)求椭圆C的方程;
(2)若椭圆C1:+=1(m>n>0),椭圆C2=+=λ(λ>0且λ≠1),则称椭圆C2是椭圆C1的λ倍相似椭圆.已知C2是椭圆C的3倍相似椭圆,若椭圆C的任意一条切线l交椭圆C2于M,N两点,求弦长|MN|的取值范围.
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解:(1)设椭圆C的方程为+=1(a>b>0),则A(-a,0),B(0,b),∴直线AB的方程为+=1,整理得-bx+ay-ab=0,
∴F1(-1,0)到直线AB的距离d==b,
整理得a2+b2=7(a-1)2,
又b2=a2-c2,故a=2,b=,
故椭圆C的方程为+=1.
(2)由(1)知,椭圆C的3倍相似椭圆C2的方程为+=1,
①若切线l垂直于x轴,则其方程为x=±2,易求得|MN|=2.
②若切线l不垂直于x轴,可设其方程为y=kx+d,
将y=kx+d代入椭圆C的方程中,
整理得(3+4k2)x2+8kdx+4d2-12=0,
∵直线l与椭圆C相切,
∴Δ=(8kd)2-4(3+4k2)(4d2-12)=48(4k2+3-d2)=0,即d2=4k2+3.
记M,N两点的坐标分别为(x1,y1),(x2,y2),
将y=kx+d代入椭圆C2的方程,得
(3+4k2)x2+8kdx+4d2-36=0,
x1+x2=-,x1x2=,
∴|x1-x2|==把d2=4k2+3代入得|x1-x2|=,
∴|MN|=·|x1-x2|=4 =
2 .
∵3+4k2≥3,∴1<1+≤,
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即2<2 ≤4.
综上,弦长|MN|的取值范围为[2,4].
5.(本小题满分12分)已知函数f(x)=a(x2-1)-ln x.
(1)若f(x)在x=2处取得极小值,求a的值;
(2)若f(x)≥0在[1,+∞)上恒成立,求a的取值范围.
解:(1)f(x)的定义域为(0,+∞),
f′(x)=2ax-,
∵f(x)在x=2处取得极小值,∴f′(2)=0,a=.
经验证,x=2是f(x)的极小值点,故a=.
(2)f′(x)=2ax-,
①当a≤0时,f′(x)<0,∴f(x)在[1,+∞)上单调递减,
∴当x>1时,f(x)<f(1)=0,这与f(x)≥0矛盾.
②当a>0时,令f′(x)>0,得x>;令f′(x)<0,得0<x<.
(ⅰ)若>1,即0<a<,当x∈时,f′(x)<0,
∴f(x)在上单调递减,
∴f(x)<f(1)=0,与f(x)≥0矛盾.
(ⅱ)若≤1,即a≥,当x∈[1,+∞)时,f′(x)≥0,∴f(x)在[1,+∞)上单调递增,
∴f(x)≥f(1)=0,满足题意.
综上,a≥.
请考生在第6、7题中任选一题作答,如果多做,则按所做的第一题计分.
6.(本小题满分10分)选修4-4:坐标系与参数方程
在平面直角坐标系xOy中,已知曲线C:(a为参数),直线l:x-y-6=0.
(1)在曲线C上求一点P,使点P到直线l的距离最大,并求出最大值;
(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两点之间的距离之积.
解:(1)设点P(cos a,sin a),则点P到直线l的距离d==
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,
∴当sin=-1时,dmax=4,
此时,cos a=-,sin a=,P点坐标为.
(2)曲线C的普通方程为+y2=1,即x2+3y2=3,由题意知,直线l1的参数方程为(t为参数),代入x2+3y2=3中化简得,
2t2-t-2=0,得t1t2=-1,
由参数的几何意义得|MA|·|MB|=|t1t2|=1.
7.(本小题满分10分)选修4-5:不等式选讲
已知函数f(x)=|2x-1|+|2x-3|.
(1)解不等式f(x)≤5;
(2)若不等式m2-m<f(x)对任意x∈R都成立,求实数m的取值范围.
解:(1)∵f(x)=
∴原不等式等价于或或,解得-≤x<或≤x≤或≤x≤,
∴不等式f(x)≤5的解集为.
(2)∵f(x)=|2x-1|+|2x-3|≥|2x-1-(2x-3)|=2,
∴m2-m<f(x)min=2,即m2-m-2<0,
∴-1<m<2.
故m的取值范围是(-1,2).
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