天津市高考數(shù)學(xué)一??荚嚲?/h1>
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天津市高考數(shù)學(xué)一??荚嚲?/p>
天津市的高考正在緊張的復(fù)習(xí)當(dāng)中,數(shù)學(xué)往年的一??荚嚲硎呛芎玫膹?fù)習(xí)資料,大家要利用好一模試卷。下面由學(xué)習(xí)啦小編為大家提供關(guān)于天津市高考數(shù)學(xué)一??荚嚲?,希望對大家有幫助!
天津市高考數(shù)學(xué)一模考試卷選擇題
1.集合A={x|x>0},B={﹣2,﹣1,1,2},則(∁RA)∩B=( )
A.(0,+∞) B.{﹣2,﹣1,1,2} C.{﹣2,﹣1} D.{1,2}
2.已知x,y滿足約束條件 ,則z=3x+y的取值范圍為( )
A.[6,10] B.(6,10] C.(﹣2,10] D.[﹣2,10)
3.如圖所示的程序框圖,輸出S的值是( )
A.30 B.10 C.15 D.21
4.某幾何體的三視圖如圖所示(單位:cm),則該幾何體的側(cè)面PAB的面積是( )
A. B.2 C.1 D.
5.α,β表示不重合的兩個平面,m,l表示不重合的兩條直線.若α∩β=m,l⊄α,l⊄β,則“l∥m”是“l∥α且l∥β”的( )
A.充分且不必要條件 B.必要且不充分條件
C.充要條件 D.既不充分也不必要條件
6.已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點F與雙曲 的右焦點重合,拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點為K,點A在拋物線上且 ,則A點的橫坐標(biāo)為( )
A. B.3 C. D.4
7.已知△ABC是邊長為1的等邊三角形,點D、E分別是邊AB、BC的中點,連接DE并延長到點F,使得DE=2EF,則 • 的值為( )
A.﹣ B. C. D.
8.已知函數(shù)f(x)= ,若有三個不同的實數(shù)a,b,c,使得f(a)=f(b)=f(c),則a+b+c的取值范圍為( )
A.(2π,2017π) B.(2π,2018π) C.( , ) D.(π,2017π)
天津市高考數(shù)學(xué)一??荚嚲矸沁x擇題
二、填空題(本大題共6小題,每小題5分,共30分)
9.設(shè)i為虛數(shù)單位,則復(fù)數(shù) = .
10.在(2x2﹣ )5的二項展開式中,x的系數(shù)為 .
11.已知△ABC的三內(nèi)角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且sinA=2sinC,b2=ac,則cosB= .
12.已知曲C的極坐標(biāo)方程ρ=2sinθ,設(shè)直線L的參數(shù)方程 ,(t為參數(shù))設(shè)直線L與x軸的交點M,N是曲線C上一動點,求|MN|的最大值 .
13.已知下列命題:
①命題:∀x∈(0,2),3x>x3的否定是:∃x∈(0,2),3x≤x3;
②若f(x)=2x﹣2﹣x,則∀x∈R,f(﹣x)=﹣f(x);
?、廴鬴(x)=x+ ,則∃x0∈(0,+∞),f(x0)=1;
?、艿炔顢?shù)列{an}的前n項和為Sn,若a4=3,則S7=21;
?、菰凇鰽BC中,若A>B,則sinA>sinB.
其中真命題是 .(只填寫序號)
14.定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:f(2)=1,且對于任意的x∈R,都有f′(x)< ,則不等式f(log2x)> 的解集為 .
三、解答題(本大題共6小題,共80分)
15.(13分)已知函數(shù)
(Ⅰ)求函數(shù)f(x)的最小正周期與單調(diào)遞減區(qū)間;
(Ⅱ)求函數(shù)f(x)在區(qū)間 上的最大值和最小值.
16.(13分)為振興旅游業(yè),四川省2009年面向國內(nèi)發(fā)行總量為2000萬張的熊貓優(yōu)惠卡,向省外人士發(fā)行的是熊貓金卡(簡稱金卡),向省內(nèi)人士發(fā)行的是熊貓銀卡(簡稱銀卡).某旅游公司組織了一個有36名游客的旅游團(tuán)到四川名勝旅游,其中 是省外游客,其余是省內(nèi)游客.在省外游客中有 持金卡,在省內(nèi)游客中有 持銀卡.
(Ⅰ)在該團(tuán)中隨機采訪3名游客,求恰有1人持金卡且持銀卡者少于2人的概率;
(Ⅱ)在該團(tuán)的省內(nèi)游客中隨機采訪3名游客,設(shè)其中持銀卡人數(shù)為隨機變量ξ,求ξ的分布列及數(shù)學(xué)期望Eξ.
17.(13分)在如圖所示的幾何體中,四邊形ABCD為正方形,PA⊥平面ABCD,PA∥BE,AB=PA=4,BE=2.
(Ⅰ)求證:CE∥平面PAD;
(Ⅱ)求PD與平面PCE所成角的正弦值;
(Ⅲ)在棱AB上是否存在一點F,使得平面DEF⊥平面PCE?如果存在,求 的值;如果不存在,說明理由.
18.(13分)已知等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,公比q>0,S2=2a2﹣2,S3=a4﹣2.
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項公式;
(Ⅱ)設(shè)bn= ,Tn為{bn}的前n項和,求T2n.
19.(14分)已知函數(shù)f(x)=x﹣ ﹣2lnx,a∈R.
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)若函數(shù)f(x)有兩個極值點x1,x2,且x1
(3)在(2)的條件下,證明:f(x2)
20.(14分)已知橢圓E: (a>b>0)的離心率 ,且點 在橢圓E上.
(Ⅰ)求橢圓E的方程;
(Ⅱ)直線l與橢圓E交于A、B兩點,且線段AB的垂直平分線經(jīng)過點 .求△AOB(O為坐標(biāo)原點)面積的最大值.
天津市高考數(shù)學(xué)一模考試卷答案
一、選擇題
1.集合A={x|x>0},B={﹣2,﹣1,1,2},則(∁RA)∩B=( )
A.(0,+∞) B.{﹣2,﹣1,1,2} C.{﹣2,﹣1} D.{1,2}
【考點】交、并、補集的混合運算.
【分析】根據(jù)補集和交集的定義,寫出運算結(jié)果即可.
【解答】解:集合A={x|x>0},B={﹣2,﹣1,1,2},
則∁RA={x|x≤0},
所以(∁RA)∩B={﹣2,﹣1}.
故選:C.
【點評】本題考查了交集和補集的定義與運算問題,是基礎(chǔ)題.
2.已知x,y滿足約束條件 ,則z=3x+y的取值范圍為( )
A.[6,10] B.(6,10] C.(﹣2,10] D.[﹣2,10)
【考點】簡單線性規(guī)劃.
【分析】由約束條件作出可行域,化目標(biāo)函數(shù)為直線方程的斜截式,數(shù)形結(jié)合得到最優(yōu)解,聯(lián)立方程組求得最優(yōu)解的坐標(biāo),代入目標(biāo)函數(shù)得答案.
【解答】解:由約束條件 作出可行域如圖,
化目標(biāo)函數(shù)為y=﹣3x+z,
由圖可知,當(dāng)直線y=﹣3x+z過A時,z取最大值,
由 ,得A(4,﹣2),此時zmax=3×4﹣2=10;
當(dāng)直線y=﹣3x+z過點B時,由 ,解得B(0,﹣2),故z>3×0﹣2=﹣2.
綜上,z=3x+y的取值范圍為(﹣2,10].
故選:C.
【點評】本題考查簡單的線性規(guī)劃,考查了數(shù)形結(jié)合的解題思想方法,是中檔題.
3.如圖所示的程序框圖,輸出S的值是( )
A.30 B.10 C.15 D.21
【考點】程序框圖.
【分析】由已知中的程序框圖,可得該程序的功能是利用循環(huán)計算并輸出滿足條件的S值,模擬程序的運行過程,可得答案.
【解答】解:當(dāng)S=1時,滿足進(jìn)入循環(huán)的條件,執(zhí)行循環(huán)體后S=3,t=3
當(dāng)S=3時,滿足進(jìn)入循環(huán)的條件,執(zhí)行循環(huán)體后S=6,t=4
當(dāng)S=6時,滿足進(jìn)入循環(huán)的條件,執(zhí)行循環(huán)體后S=10,t=5
當(dāng)S=15時,不滿足進(jìn)入循環(huán)的條件,
故輸出的S值為15
故選C.
【點評】本題考查的知識點是程序框圖,在寫程序的運行結(jié)果時,我們常使用模擬循環(huán)的辦法,但程序的循環(huán)體中變量比較多時,要用表格法對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理.
4.某幾何體的三視圖如圖所示(單位:cm),則該幾何體的側(cè)面PAB的面積是( )
A. B.2 C.1 D.
【考點】由三視圖求面積、體積.
【分析】如圖所示,該幾何體為三棱錐,其中底面ABC為等邊三角形,側(cè)棱PC⊥底面ABC.取AB的中點D,連接CD,PD,可得CD⊥AB,PD⊥AB.
【解答】解:如圖所示,該幾何體為三棱錐,其中底面ABC為等邊三角形,側(cè)棱PC⊥底面ABC.
取AB的中點D,連接CD,PD,
則CD⊥AB,PD⊥AB,
CD= ,PD= = = .
∴S△PAB= = .
故選:A.
【點評】本題考查了三棱錐的三視圖、三角形面積計算公式、空間位置關(guān)系,考查了推理能力與計算能力,屬于中檔題.
5.α,β表示不重合的兩個平面,m,l表示不重合的兩條直線.若α∩β=m,l⊄α,l⊄β,則“l∥m”是“l∥α且l∥β”的( )
A.充分且不必要條件 B.必要且不充分條件
C.充要條件 D.既不充分也不必要條件
【考點】必要條件、充分條件與充要條件的判斷.
【分析】根據(jù)充分條件和必要條件的定義結(jié)合線面平行的性質(zhì)進(jìn)行判斷即可.
【解答】解:充分性:∵α∩β=m,∴m⊂α,m⊂β,
∵l∥m,l⊄α,l⊄β,
∴l∥α,l∥β,
必要性:過l作平面γ交β于直線n,
∵l∥β,
∴l∥n,
若n與m重合,則l∥m,
若n與m不重合,則n⊄α,
∵l∥α,∴n∥α,
∵n⊂β,α∩β=m,
∴n∥m,
故l∥m,
故“l∥m”是“l∥α且l∥β”的充要條件,
故選:C
【點評】本題主要考查充分條件和必要條件的判定,根據(jù)空間直線和平面平行的位置關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵.
6.已知拋物線y2=2px(p>0)的焦點F與雙曲 的右焦點重合,拋物線的準(zhǔn)線與x軸的交點為K,點A在拋物線上且 ,則A點的橫坐標(biāo)為( )
A. B.3 C. D.4
【考點】圓錐曲線的共同特征.
【分析】根據(jù)雙曲線 得出其右焦點坐標(biāo),可知拋物線的焦點坐標(biāo),從而得到拋物線的方程和準(zhǔn)線方程,進(jìn)而可求得K的坐標(biāo),設(shè)A(x0,y0),過A點向準(zhǔn)線作垂線AB,則B(﹣3,y0),根據(jù)|AK|= |AF|及AF=AB=x0﹣(﹣3)=x0+3,進(jìn)而可求得A點坐標(biāo).
【解答】解:∵雙曲線 ,其右焦點坐標(biāo)為(3,0).
∴拋物線C:y2=12x,準(zhǔn)線為x=﹣3,
∴K(﹣3,0)
設(shè)A(x0,y0),過A點向準(zhǔn)線作垂線AB,則B(﹣3,y0)
∵|AK|= |AF|,又AF=AB=x0﹣(﹣3)=x0+3,
∴由BK2=AK2﹣AB2得BK2=AB2,從而y02=(x0+3)2,即12x0=(x0+3)2,
解得x0=3.
故選B.
【點評】本題主要考查了拋物線的簡單性質(zhì).考查了學(xué)生對拋物線基礎(chǔ)知識的熟練掌握.
7.已知△ABC是邊長為1的等邊三角形,點D、E分別是邊AB、BC的中點,連接DE并延長到點F,使得DE=2EF,則 • 的值為( )
A.﹣ B. C. D.
【考點】平面向量數(shù)量積的運算.
【分析】由題意畫出圖形,把 、 都用 表示,然后代入數(shù)量積公式得答案.
【解答】解:如圖,
∵D、E分別是邊AB、BC的中點,且DE=2EF,
∴ • = =
= =
= = =
= .
故選:B.
【點評】本題考查平面向量的數(shù)量積運算,考查向量加減法的三角形法則,是中檔題.
8.已知函數(shù)f(x)= ,若有三個不同的實數(shù)a,b,c,使得f(a)=f(b)=f(c),則a+b+c的取值范圍為( )
A.(2π,2017π) B.(2π,2018π) C.( , ) D.(π,2017π)
【考點】根的存在性及根的個數(shù)判斷.
【分析】作出y=f(x)的函數(shù)圖象,根據(jù)函數(shù)的對稱性可得a+b=π,求出c的范圍即可得出答案.
【解答】解:當(dāng)x∈[0,π]時,f(x)=cos(x﹣ )=sinx,
∴f(x)在[0,π]上關(guān)于x= 對稱,且fmax(x)=1,
又當(dāng)x∈(π,+∞)時,f(x)=log2017 是增函數(shù),
作出y=f(x)的函數(shù)圖象如圖所示:
令log2017 =1得x=2017π,
∵f(a)=f(b)=f(c),
∴a+b=π,c∈(π,2017π),
∴a+b+c=π+c∈(2π,2018π).
故選:B.
【點評】本題考查了函數(shù)零點與函數(shù)圖象的關(guān)系,屬于中檔題.
二、填空題(本大題共6小題,每小題5分,共30分)
9.設(shè)i為虛數(shù)單位,則復(fù)數(shù) = ﹣4﹣3i .
【考點】復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘除運算.
【分析】直接由復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘除運算化簡復(fù)數(shù) 得答案.
【解答】解: = ,
故答案為:﹣4﹣3i.
【點評】本題考查了復(fù)數(shù)代數(shù)形式的乘除運算,考查了復(fù)數(shù)的基本概念,是基礎(chǔ)題.
10.在(2x2﹣ )5的二項展開式中,x的系數(shù)為 ﹣ .
【考點】二項式系數(shù)的性質(zhì).
【分析】根據(jù)二項式展開式的通項公式,即可求出x的系數(shù)是什么.
【解答】解:∵二項式(2x﹣ )5展開式的通項公式是
Tr+1= •(2x2)5﹣r• =(﹣1)r• •25﹣r• •x10﹣3r,
令10﹣3r=1,解得r=3;
∴T3+1=(﹣1)3• •22• •x;
∴x的系數(shù)是﹣ •22• =﹣ .
故答案為:﹣ .
【點評】本題考查了二項式展開式的通項公式的應(yīng)用問題,是基礎(chǔ)性題目.
11.已知△ABC的三內(nèi)角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且sinA=2sinC,b2=ac,則cosB= .
【考點】余弦定理;正弦定理.
【分析】由正弦定理與sinA=2sinC,可解得a=2c,將這些代入由余弦定理得出的關(guān)于cosB的方程即可求出.
【解答】解:在△ABC中,∵sinA=2sinC,
∴由正弦定理得a=2c,
由余弦定理得b2=a2+c2﹣2accosB,
將b2=ac及a=2c代入上式解得:cosB= = = .
故答案為: .
【點評】本題主要考查正弦定理與余弦定理,屬于運用定理建立所求量的方程通過解方程來求值的題目,訓(xùn)練目標(biāo)是靈活運用公式求值,屬于基礎(chǔ)題.
12.已知曲C的極坐標(biāo)方程ρ=2sinθ,設(shè)直線L的參數(shù)方程 ,(t為參數(shù))設(shè)直線L與x軸的交點M,N是曲線C上一動點,求|MN|的最大值 .
【考點】簡單曲線的極坐標(biāo)方程;直線的參數(shù)方程.
【分析】首先將曲線C化成普通方程,得出它是以P(0,1)為圓心半徑為1的圓,然后將直線L化成普通方程,得出它與x軸的交點M的坐標(biāo),最后用兩個點之間的距離公式得出PM的距離,從而得出曲C上一動點N到M的最大距離.
【解答】解:∵曲線C的極坐標(biāo)方程ρ=2sinθ,化成普通方程:
x2+y2﹣2y=0,即x2+(y﹣1)2=1
∴曲線C表示以點P(0,1)為圓心,半徑為1的圓
∵直L的參數(shù)方程是:
∴直L的普通方程是:4x+3y﹣8=0
∴可得L與x軸的交點M坐標(biāo)為(2,0)
∴
由此可得曲C上一動點N到M的最大距離等于
故答案為:
【點評】本題考查了簡單的曲線的極坐標(biāo)方程和參數(shù)方程化為普通方程、以及圓上動點到圓外一個定點的距離最值的知識點,屬于中檔題.
13.已知下列命題:
?、倜}:∀x∈(0,2),3x>x3的否定是:∃x∈(0,2),3x≤x3;
?、谌鬴(x)=2x﹣2﹣x,則∀x∈R,f(﹣x)=﹣f(x);
?、廴鬴(x)=x+ ,則∃x0∈(0,+∞),f(x0)=1;
?、艿炔顢?shù)列{an}的前n項和為Sn,若a4=3,則S7=21;
⑤在△ABC中,若A>B,則sinA>sinB.
其中真命題是?、佗冖堍荨?(只填寫序號)
【考點】命題的真假判斷與應(yīng)用.
【分析】①,根據(jù)含有量詞的命題的否定形式判定;
②,若f(x)=2x﹣2﹣x,則∀x∈R,f(﹣x)=﹣f(x),;
?、?,對于函數(shù)f(x)=x+ ,當(dāng)且僅當(dāng)x=1時,f(x)=1;
?、?, ,;
?、荩鬉>B,則a>b,⇒2RsinA>2RsinB⇒sinA>sinB,.
【解答】解:對于①,命題:∀x∈(0,2),3x>x3的否定是:∃x∈(0,2),3x≤x3,正確;
對于②,若f(x)=2x﹣2﹣x,則∀x∈R,f(﹣x)=﹣f(x),正確;
對于③,對于函數(shù)f(x)=x+ ,當(dāng)且僅當(dāng)x=0時,f(x)=1,故錯;
對于④,等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,若a4=3, ,故正確;
對于⑤,在△ABC中,若A>B,則a>b⇒2RsinA>2RsinB⇒sinA>sinB,故正確.
故答案為:①②④⑤
【點評】本題考查了命題真假的判定,涉及到了函數(shù)、數(shù)列等基礎(chǔ)知識,屬于中檔題.
14.定義在R上的函數(shù)f(x)滿足:f(2)=1,且對于任意的x∈R,都有f′(x)< ,則不等式f(log2x)> 的解集為 {x丨0
【考點】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性;指、對數(shù)不等式的解法.
【分析】構(gòu)造輔助函數(shù),求導(dǎo),由題意可知F(x)=f(x)﹣ x在R單調(diào)遞減,原不等式轉(zhuǎn)化成F(log2x)>F(2),(x>0),根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性即可求得不等式的解集.
【解答】解:設(shè)F(x)=f(x)﹣ x,求導(dǎo)F′(x)=f′(x)﹣ <0,則F(x)在R單調(diào)遞減,
由f(log2x)> ,即f(log2x)﹣ •log2x> ,
由f(2)﹣ ×2= ,
∴F(log2x)>F(2),(x>0),
則log2x<2,解得:0
∴不等式的解集為:{x丨0
故答案為::{x丨0
故答案為:{x丨0
【點評】本題考查導(dǎo)數(shù)的綜合應(yīng)用,考查利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的單調(diào)性,考查轉(zhuǎn)化思想,屬于中檔題.
三、解答題(本大題共6小題,共80分)
15.(13分)(2017•紅橋區(qū)一模)已知函數(shù)
(Ⅰ)求函數(shù)f(x)的最小正周期與單調(diào)遞減區(qū)間;
(Ⅱ)求函數(shù)f(x)在區(qū)間 上的最大值和最小值.
【考點】三角函數(shù)中的恒等變換應(yīng)用;正弦函數(shù)的圖象.
【分析】(Ⅰ)由三角函數(shù)化簡可得f(x)=2sin(2x+ )+3,由周期公式可得,解不等式2kπ+ ≤2x+ ≤2kπ+ 可得單調(diào)遞減區(qū)間;
(Ⅱ)由x∈ 結(jié)合三角函數(shù)的性質(zhì)逐步計算可得2sin(2x+ )+3∈[2,5],可得最值.
【解答】解:(Ⅰ)化簡可得
= •2sinxcosx+2cos2x+2
= sin2x+cos2x+1+2
=2sin(2x+ )+3,
∴函數(shù)f(x)的最小正周期T= =π,
由2kπ+ ≤2x+ ≤2kπ+ 可得kπ+ ≤x≤kπ+
∴函數(shù)的單調(diào)遞減區(qū)間為[kπ+ ,kπ+ ](k∈Z);
(Ⅱ)∵x∈ ,∴2x+ ∈[ , ],
∴sin(2x+ )∈[ ,1],
∴2sin(2x+ )∈[﹣1,2],
∴2sin(2x+ )+3∈[2,5],
∴函數(shù)的最大值和最小值分別為5,2.
【點評】本題考查三角函數(shù)恒等變換,涉及三角函數(shù)的周期性和單調(diào)性及最值,屬中檔題.
16.(13分)(2017•紅橋區(qū)一模)為振興旅游業(yè),四川省2009年面向國內(nèi)發(fā)行總量為2000萬張的熊貓優(yōu)惠卡,向省外人士發(fā)行的是熊貓金卡(簡稱金卡),向省內(nèi)人士發(fā)行的是熊貓銀卡(簡稱銀卡).某旅游公司組織了一個有36名游客的旅游團(tuán)到四川名勝旅游,其中 是省外游客,其余是省內(nèi)游客.在省外游客中有 持金卡,在省內(nèi)游客中有 持銀卡.
(Ⅰ)在該團(tuán)中隨機采訪3名游客,求恰有1人持金卡且持銀卡者少于2人的概率;
(Ⅱ)在該團(tuán)的省內(nèi)游客中隨機采訪3名游客,設(shè)其中持銀卡人數(shù)為隨機變量ξ,求ξ的分布列及數(shù)學(xué)期望Eξ.
【考點】離散型隨機變量的期望與方差;等可能事件的概率.
【分析】(Ⅰ)由題意得,境外游客有27人,其中9人持金卡;境內(nèi)游客有9人,其中6人持銀卡.記出事件,表示出事件的概率,根據(jù)互斥事件的概率公式,得到結(jié)論.
(Ⅱ)ξ的可能取值為0,1,2,3,分別求出其對應(yīng)的概率,能得到ξ的分布列和數(shù)學(xué)期望Eξ.
【解答】解:(Ⅰ)由題意得,省外游客有27人,其中9人持金卡;省內(nèi)游客有9人,其中6人持銀卡.設(shè)事件B為“采訪該團(tuán)3人中,恰有1人持金卡且持銀卡者少于2人”,
事件A1為“采訪該團(tuán)3人中,1人持金卡,0人持銀卡”,
事件A2為“采訪該團(tuán)3人中,1人持金卡,1人持銀卡”.
P(B)=P(A1)+P(A2)
= +
= = .
所以在該團(tuán)中隨機采訪3人,恰有1人持金卡且持銀卡者少于2人的概率是 .…(6分)
(Ⅱ)ξ的可能取值為0,1,2,3,
,
,
,
,
所以ξ的分布列為
ξ 0 1 2 3
P
所以 .…(12分)
【點評】本題考查離散型隨機變量的分布列和數(shù)學(xué)期望,考查運用概率知識解決實際問題的能力,注意滿足獨立重復(fù)試驗的條件,解題過程中判斷概率的類型是難點也是重點,這種題目高考必考,應(yīng)注意解題的格式.
17.(13分)(2017•紅橋區(qū)一模)在如圖所示的幾何體中,四邊形ABCD為正方形,PA⊥平面ABCD,PA∥BE,AB=PA=4,BE=2.
(Ⅰ)求證:CE∥平面PAD;
(Ⅱ)求PD與平面PCE所成角的正弦值;
(Ⅲ)在棱AB上是否存在一點F,使得平面DEF⊥平面PCE?如果存在,求 的值;如果不存在,說明理由.
【考點】點、線、面間的距離計算;直線與平面平行的判定;直線與平面所成的角.
【分析】(Ⅰ)設(shè)PA中點為G,連結(jié)EG,DG,可證四邊形BEGA為平行四邊形,又正方形ABCD,可證四邊形CDGE為平行四邊形,得CE∥DG,由DG⊂平面PAD,CE⊄平面PAD,即證明CE∥平面PAD.
(Ⅱ)如圖建立空間坐標(biāo)系,設(shè)平面PCE的一個法向量為 =(x,y,z),由 ,令x=1,則可得 =(1,1,2),設(shè)PD與平面PCE所成角為a,由向量的夾角公式即可得解.
(Ⅲ)設(shè)平面DEF的一個法向量為 =(x,y,z),由 ,可得 ,由 • =0,可解a,然后求得 的值.
【解答】(本小題共14分)
解:(Ⅰ)設(shè)PA中點為G,連結(jié)EG,DG.
因為PA∥BE,且PA=4,BE=2,
所以BE∥AG且BE=AG,
所以四邊形BEGA為平行四邊形.
所以EG∥AB,且EG=AB.
因為正方形ABCD,所以CD∥AB,CD=AB,
所以EG∥CD,且EG=CD.
所以四邊形CDGE為平行四邊形.
所以CE∥DG.
因為DG⊂平面PAD,CE⊄平面PAD,
所以CE∥平面PAD. …(4分)
(Ⅱ)如圖建立空間坐標(biāo)系,則B(4,0,0),C(4,4,0),
E(4,0,2),P(0,0,4),D(0,4,0),
所以 =(4,4,﹣4), =(4,0,﹣2), =(0,4,﹣4).
設(shè)平面PCE的一個法向量為 =(x,y,z),
所以 ,可得 .
令x=1,則 ,所以 =(1,1,2).
設(shè)PD與平面PCE所成角為a,
則sinα=|cos< , >|=| =| |= ..
所以PD與平面PCE所成角的正弦值是 . …(9分)
(Ⅲ)依題意,可設(shè)F(a,0,0),則 , =(4,﹣4,2).
設(shè)平面DEF的一個法向量為 =(x,y,z),
則 .
令x=2,則 ,
所以 =(2, ,a﹣4).
因為平面DEF⊥平面PCE,
所以 • =0,即2+ +2a﹣8=0,
所以a= <4,點 .
所以 . …(14分)
【點評】本題主要考查了直線與平面平行的判定,直線與平面所成的角,點、線、面間的距離計算,考查了空間想象能力和轉(zhuǎn)化思想,屬于中檔題.
18.(13分)(2017•紅橋區(qū)一模)已知等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,公比q>0,S2=2a2﹣2,S3=a4﹣2.
(Ⅰ)求數(shù)列{an}的通項公式;
(Ⅱ)設(shè)bn= ,Tn為{bn}的前n項和,求T2n.
【考點】數(shù)列的求和;數(shù)列遞推式.
【分析】(I)等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,公比q>0,S2=2a2﹣2,S3=a4﹣2.可得a3=a4﹣2a2,a2q=a2(q2﹣2),解得q.進(jìn)而得出a1,可得an.
(II)n為奇數(shù)時,bn= = = .n為偶數(shù)時,bn= .分組求和,利用“裂項求和”方法可得奇數(shù)項之和;利用“錯位相減法”與等比數(shù)列的求和公式可得偶數(shù)項之和.
【解答】解:(I)∵等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,公比q>0,S2=2a2﹣2,S3=a4﹣2.
∴a3=a4﹣2a2,可得a2q=a2(q2﹣2),
∴q2﹣q﹣2=0,解得q=2.∴a1+a2=2a2﹣2,即a1=a2﹣2=2a1﹣2,解得a1=2.
∴an=2n.
(II)n為奇數(shù)時,bn= = = .
n為偶數(shù)時,bn= .
∴T2n= + +…+ + +…+
= + +…+
= + +…+ .
設(shè)A= +…+ ,
則 A= +…+ + ,
∴ A= +…+ ﹣ = ﹣ ,
∴A= ﹣ .
∴T2n= + ﹣ .
【點評】本題考查了“錯位相減法”、等差數(shù)列與等比數(shù)列的通項公式及其求和公式、分類討論方法、“裂項求和”方法,考查了推理能力與計算能力,屬于中檔題.
19.(14分)(2017•紅橋區(qū)一模)已知函數(shù)f(x)=x﹣ ﹣2lnx,a∈R.
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)若函數(shù)f(x)有兩個極值點x1,x2,且x1
(3)在(2)的條件下,證明:f(x2)
【考點】利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性;利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的極值.
【分析】(1)求出函數(shù)的定義域為(0,+∞),函數(shù)的導(dǎo)數(shù),令f′(x)=0,①當(dāng)△≤0,②當(dāng)△>0,a<1時,若a≤0,若a>0,分別判斷導(dǎo)函數(shù)的符號,得到函數(shù)的單調(diào)性.當(dāng)0
(2)求出函數(shù)f(x)有兩個極值點x1,x2,等價于方程x2﹣2x+a=0在(0,+∞),直接推出結(jié)果.
求解即可.
【解答】(本小題滿分14分)
(1)解:函數(shù) 的定義域為(0,+∞), ,…(1分)
令f′(x)=0,得x2﹣2x+a=0,其判別式△=4﹣4a,
①當(dāng)△≤0,即a≥1時,x2﹣2x+a≥0,f′(x)≥0,此時,f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增;…(2分)
?、诋?dāng)△>0,即a<1時,方程x2﹣2x+a=0的兩根為 , ,…(3分)
若a≤0,則x1≤0,則x∈(0,x2)時,f′(x)<0,x∈(x2,+∞)時,f′(x)>0,
此時,f(x)在(0,x2)上單調(diào)遞減,在(x2,+∞)上單調(diào)遞增;…(4分)
若a>0,則x1>0,則x∈(0,x1)時,f′(x)>0,x∈(x1,x2)時,f′(x)<0,x∈(x2,+∞)時,f′(x)>0,
此時,f(x)在(0,x1)上單調(diào)遞增,在(x1,x2)上單調(diào)遞減,在(x2,+∞)上單調(diào)遞增.…
綜上所述,當(dāng)a≤0時,函數(shù)f(x)在(0,x2)上單調(diào)遞減,在(x2,+∞)上單調(diào)遞增;
當(dāng)a≥1時,函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增.…(6分)
(2)解:由(1)可知,函數(shù)f(x)有兩個極值點x1,x2,等價于方程x2﹣2x+a=0在(0,+∞)有
令g(t)=t﹣2lnt﹣1,1
則 ,…(10分)
由于1
故g(t)
∴f(x2)﹣x2+1=g(x2)<0.…(13分)
∴f(x2)
【點評】本題考查函數(shù)的導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用,函數(shù)的極值以及函數(shù)的單調(diào)性的應(yīng)用,考查分析問題解決問題的能力,轉(zhuǎn)化思想的應(yīng)用.
20.(14分)(2017•紅橋區(qū)一模)已知橢圓E: (a>b>0)的離心率 ,且點 在橢圓E上.
(Ⅰ)求橢圓E的方程;
(Ⅱ)直線l與橢圓E交于A、B兩點,且線段AB的垂直平分線經(jīng)過點 .求△AOB(O為坐標(biāo)原點)面積的最大值.
【考點】橢圓的簡單性質(zhì).
【分析】(Ⅰ)運用離心率公式和點滿足橢圓方程,解方程可得a,b,進(jìn)而得到橢圓方程;
(Ⅱ)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),討論直線AB的斜率為0和不為0,聯(lián)立直線方程和橢圓方程,運用韋達(dá)定理和弦長公式,結(jié)合基本不等式和二次函數(shù)的最值的求法,可得面積的最大值.
【解答】解:(Ⅰ)由已知,e= = ,a2﹣b2=c2,
∵點 在橢圓上,
∴ ,解得a=2,b=1.
∴橢圓方程為 ;
(Ⅱ)設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2),
∵AB的垂直平分線過點 ,∴AB的斜率k存在.
當(dāng)直線AB的斜率k=0時,x1=﹣x2,y1=y2,
∴S△AOB= •2|x|•|y|=|x|•
= ≤ • =1,
當(dāng)且僅當(dāng)x12=4﹣x12,取得等號,
∴ 時,(S△AOB)max=1;
當(dāng)直線AB的斜率k≠0時,設(shè)l:y=kx+m(m≠0).
消去y得:(1+4k2)x2+8kmx+4m2﹣4=0,
由△>0可得4k2+1>m2①,
x1+x2=﹣ ,x1x2= ,可得 ,
,
∴AB的中點為 ,
由直線的垂直關(guān)系有 ,化簡得1+4k2=﹣6m②
由①②得﹣6m>m2,解得﹣6
又O(0,0)到直線y=kx+m的距離為 ,
,
= ,
∵﹣6
由m=﹣3,∴1+4k2=18,解得 ;
即 時,(S△AOB)max=1;
綜上:(S△AOB)max=1.
【點評】本題考查橢圓的方程的求法,注意運用離心率公式和點滿足橢圓方程,考查三角形的面積的最值的求法,注意運用聯(lián)立直線方程和橢圓方程,運用韋達(dá)定理和弦長公式,以及基本不等式,考查化簡整理的運算能力,屬于中檔題.
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