3.全国高考乙卷?理科

2022-05-30 10:48:04
数理天地(高中版) 2022年17期
关键词:材积棋手切线

一、选择题

1.设全集U={1,2,3,4,5},集合M满足瘙綂UM={1,3},则()

(A)2∈M.(B)3∈M.(C)4M.(D)5M.

2.已知z=1-2i,且z+a·+b=0,其中a,b为实数,则()

(A)a=1,b=-2.(B)a=-1,b=2.

(C)a=1,b=2.(D)a=-1,b=-2.

3.已知向量a,b满足|a|=1,|b|=3,|a-2b|=3,则a·b=()

(A)-2.(B)-1.(C)1.(D)2.

4.嫦娥二号卫星在完成探月任务后,继续进行深空探测,成为我国第一颗环绕太阳飞行的人造卫星.为研究嫦娥二号绕日周期与地球绕日周期的比值,用到数列{bn}:b1=1+1a1,b2=1+1a1+1a2,b3=1+1a1+1a2+1a3,…,以此类推,其中ak∈N*(k=1,2,…),则()

(A)b1

(C)b6

5.设F为抛物线C:y2=4x的焦点,点A在C上,点B(3,0),若|AF|=|BF|,则|AB|=()

(A)2.(B)22.(C)3.(D)32.

6.执行如图1所示的程序框图,输出的

20.(1)由题意知

f(-1)=-1-(-1)=0,

f′(x)=3x2-1,f′(-1)=3-1=2,

则y=f(x)在点(-1,0)处的切线方程为

y=2(x+1),

即y=2x+2.

设该切线与g(x)切于点(x2,g(x2)),

g′(x)=2x,

则g′(x2)=2x2=2,

解得x2=1,

则g(1)=1+a=2+2,

解得a=3.

(2)f′(x)=3x2-1,

则y=f(x)在点(x1,f(x1))处的切线方程为

y-(x31-x1)=(3x21-1)(x-x1),

整理得y=(3x21-1)x-2x31.

设該切线与g(x)切于点(x2,g(x2)),

g′(x)=2x,

则g′(x2)=2x2,

切线方程为

y-(x22+a)=2x2(x-x2),

整理得y=2x2x-x22+a,

则3x21-1=2x2,-2x31=-x22+a,

整理得a=x22-2x31=3x212-122-2x31

=94x41-2x31-32x21+14.

令h(x)=94x4-2x3-32x2+14,

则h′(x)=9x3-6x2-3x=3x(3x+1)(x-1).

令h′(x)>0,解得-131.

令h′(x)<0,解得x<-13或0

则x变化时,h′(x),h(x)的变化情况如下:

x-∞,-13-13-13,00(0,1)1(1,+∞)h′(x)-0+0-0+h(x)52714-1

则h(x)的值域为[-1,+∞),

故a的取值范围为[-1,+∞).

21.同理科第20题.

22.同理科第22题.

23.同理科第23题.

n=()

(A)3.(B)4.

(C)5.(D)6.

7.在正方体ABCD|A1B1C1D1中,E,F分别为AB,BC的中点,则()

(A)平面B1EF⊥平面BDD1.

(B)平面B1EF⊥平面A1BD.

(C)平面B1EF∥平面A1AC.

(D)平面B1EF∥平面A1C1D.

8.已知等比数列{an}的前3项和为168,a2-a5=42,则a6=()

(A)14.(B)12.(C)6.(D)3.

9.已知球O的半径为1,四棱锥的顶点为O,底面的四个顶点均在球O的球面上,则当该四棱锥的体积最大时,其高为()

(A)13.(B)12.(C)33.(D)22.

10.某棋手与甲、乙、丙三位棋手各比赛一盘,各盘比赛结果相互独立.已知该棋手与甲、乙、丙比赛获胜的概率分别为p1,p2,p3,且p3>p2>p1>0.记该棋手连胜两盘的概率为p,则()

(A)p与该棋手和甲、乙、丙的比赛次序无关.

(B)该棋手在第二盘与甲比赛,p最大.

(C)该棋手在第二盘与乙比赛,p最大.

(D)该棋手在第二盘与丙比赛,p最大.

11.双曲线C的两个焦点F1,F2,以C的实轴为直径的圆记为D,过F1作D的切线与C交于M,N两点,且cos∠F1NF2=35,则C的离心率为()

(A)52.(B)32.(C)132.(D)172.

12.已知函数f(x),g(x)的定义域为R,且f(x)+g(2-x)=5,g(x)-f(x-4)=7.若y=g(x)的图象关于直线x=2对称,g(2)=4,则∑22k=1f(k)=()

(A)-21.(B)-22.(C)-23.(D)-24.

二、填空题

13.从甲、乙等5名同学中随机选3名参加社区服务工作,则甲、乙都入选的概率为.

14.过四点(0,0),(4,0),(-1,1),(4,2)中的三点的一个圆的方程为.

15.记函数f(x)=cos(ωx+φ)(ω>0,0<φ<π)的最小正周期为T,若f(T)=32,x=π9為f(x)的零点,则ω的最小值为.

16.已知x=x1和x=x2分别是函数f(x)=2ax-ex2(a>0且a≠1)的极小值和极大值点.若x1

三、解答题

17.记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A).

(1)证明:2a2=b2+c2;

(2)若a=5,cosA=2531,求△ABC的周长.

18.如图2,四面体ABCD中,AD⊥CD,AD=CD,∠ADB=∠BDC,E为AC中点.

(1)证明:平面BED⊥平面ACD;

(2)设AB=BD=2,∠ACB=60°,点F在BD上,当△AFC的面积最小时,求CF与平面ABD所成角的正弦值.

19.某地经过多年的环境治理,已将荒山改造成了绿水青山,为估计一林区某种树木的总材积量,随机选取了10棵这种树木,测量每棵树的根部横截面积(单位:m2)和材积量(单位:m3),得到如下数据:

样本号i12345678910总和根部横截面积xi00400600400800800500500700700606材积量yi02504002205405103403604604204039

并计算得∑10i=1x2i=0038,

∑10i=1y2i=16158,∑10i=1xiyi=02474.

(1)估计该林区这种树木平均一棵的根部横截面积与平均一棵的材积量;

(2)求该林区这种树木的根部横截面积与材积量的样本相关系数(精确到001);

(3)现测量了该林区所有这种树木的根部横截面积,并得到所有这种树木的根部横截面积总和为186m2.已知树木的材积量与其根部横截面积近似成正比,利用以上数据给出该林区这种树木的总材积量的估计值.

附:相关系数r=∑ni=1(xi-)(yi-)∑ni=1(xi-)2∑ni=1(yi-)2,

1896≈1377.

20.已知椭圆E的中心为坐标原点,对称轴为x轴,y轴,且过A(0,-2),B32,-1两点.

(1)求E的方程;

(2)设过点P(1,-2)的直线交E于M,N两点,过M且平行于x的直线与线段AB交于点T,点H满足MT=TH,证明:直线HN过定点.

21.已知函数f(x)=ln(1+x)+axe-x.

(1)当a=1时,求曲线f(x)在点(0,f(0))处的切线方程;

(2)若f(x)在区间(-1,0),(0,+∞)各恰有一个零点,求a的取值范围.

22.(选修4-4:坐标系与参数方程)

在直角坐标系xOy中,曲线C的方程为x=3cos2ty=2sint(t为参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,已知直线l的极坐标方程为ρsinθ+π3+m=0.

(1)写出l的直线坐标方程;

(2)若l与C有公共点,求m的取值范围.

23.(选修4-5:不等式选讲)

已知a,b,c都是正数,且a32+b32+c32=1.

(1)证明:abc≤19;

(2)证明:ab+c+ba+c+ca+b≤12abc.

参考答案

题号123456789答案AACDBBADC

题号101112131516答案DCD31030,1e

14.(x-2)2+(y-3)2=13,

或(x-2)2+(y-1)2=5,

或x-432+y-732=659,

或x-852+(y-1)2=16925.

17.(1)sinCsin(A-B)=sinBsin(C-A),

可化为sinCsinAcosB-sinCcosAsinB

=sinBsinCcosA-sinBcosCsinA,

由正弦定理可得

accosB-bccosA=bccosA-abcosC,

即accosB=2bccosA-abcosC.

由余弦定理可得

ac·a2+c2-b22ac

=2bc·b2+c2-a22bc-ab·a2+b2-c22ab,

即a2+c2-b22=(b2+c2-a2)-a2+b2-c22,

所以2a2=b2+c2.

(2)由(1)可知b2+c2=2a2=50,

cosA=b2+c2-a22bc=50-252bc=2531,

所以2bc=31,

又b2+c2+2bc=(b+c)2=81,

所以b+c=9,

所以a+b+c=14,

故△ABC的周长为14.

18.(1)因为AD=CD,∠ADB=∠BDC,

且BD为公共边,

所以△ADB≌△BDC,AB=BC.

又E为AC中点,且AD=CD,

所以DE⊥AC,

同理BE⊥AC.

又DE∩BE=E,且均含于平面BED,

所以AC⊥平面BED.

又AC平面ACD,

所以平面BED⊥平面ACD.

(2)在△ABC中,

AB=2,∠ACB=60°,AB=BC,

所以AC=2,BE=3.

在△ACD中,

AD⊥CD,AD=CD,AC=2,E為AC中点,

所以DE⊥AC,DE=1.

又BD=2,

所以DE2+BE2=BD2,

即DE⊥BE,

所以AC、ED、EB两两互相垂直.

由点F在BD上且△ADB≌△BDC,

所以AF=FC.

由E为AC中点,

所以EF⊥AC.

当△AFC的面积最小时,EF⊥BD.

在Rt△DEB中,

BE=3,DE=1,

所以EF=32,BF=32.

如图3,以点E为坐标原点,直线AC、EB、ED分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,

则C(-1,0,0),A(1,0,0),

B(0,3,0),D(0,0,1),

F0,34,34,BD=(0,-3,1),

AD=(-1,0,1),BC=(-1,-3,0).

因为CF=BF-BC=34BD-BC

=1,34,34.

设平面ABD的法向量为m=(x,y,z),

可得BD·m=0,AD·m=0.

设y=1,所以m=(3,1,3).

设m与CF所成的角为α,CF与平面ABD所成角的为θ,所以

sinθ=|cosα|=m·CF|m|·|CF|=437,

所以CF与平面ABD所成角的正弦值为437.

19.(1)设这种树木平均一棵的根部横截面积为,平均一个的材积量为,则

=0610=006,=3910=039.

(2)r=∑ni=1xiyi-n∑ni=1x2i-n2∑ni=1y2i-n2

=02474-10×006×039(0038-10×006)2×(16158-10×039)2

=001340002×00948=00134001×1896

=00134001377=097.

(3)设从根部面积总和为X,总材积量为Y,则

XY=,

故Y=3906×186=1209(m3).

20.(1)设E的方程为x2a2+y2b2=1,

将A(0,-2),B32,-1两点代入得

4b2=1,94a2+1b2=1,

解得a2=3,b2=4,

故E的方程为x23+y24=1.

(2)由A(0,-2),B32,-1可得

直线AB:y=23x-2.

①若过P(1,-2)的直线的斜率不存在,直线为x=1,

代入x23+y24=1,可得

M1,263,N1,-263,

将y=263代入AB:y=23x-2,可得

T=6+3,263,

由MT=TH,得H26+5,263,

易求得此时直线HN:y=2-263x-2.

过点(0,-2).

②若过P(1,-2)的直线的斜率存在.

设kx-y-(k+2)=0,

M(x1,y1),N(x2,y2),

联立kx-y-(k+2)=0,x23+y24=1,得

(3k2+4)x2-6k(2+k)x+3k(k+4)=0,

故x1+x2=6k(2+k)3k2+4,x1x2=3k(4+k)3k2+4,

y1+y2=-8k(2+k)3k2+4,y1y2=4(4+4k-2k2)3k2+4,

且x1y2+x2y1=-24k3k2+4,(*)

联立y=y1,y=23x-2,得

T3y12+3,y1,H(3y1+6-x1,y1),

可求得HN:y-y2=y1-y23y1+6-x1-x2(x-x2),

将(0,-2)代入整理得

2(x1+x2)-6(y1+y2)+x1y2+

x2y1-3y1y2-12=0,

将(*)式代入得

24k+12k2+96+48k-24k-48-48k+

24k2-36k2-48=0,显然成立.

综上,知直线HN过定点(0,-2).

21.(1)f(x)的定义域为(-1,+∞).

当a=1时,f(x)=ln(1+x)+xex,f(0)=0,

所以切点为(0,0),

f′(x)=11+x+1-xex,f′(0)=2,

所以切线斜率为2,

所以曲线y=f(x)在点(0,f(0))处的切线方程为

y=2x.

(2)f(x)=ln(1+x)+axex,

f′(x)=11+x+a(1-x)ex=ex+a(1-x2)(1+x)ex.

设g(x)=ex+a(1-x2).

①若a>0,当x∈(-1,0)时,

g(x)=ex+a(1-x2)>0,

即f′(x)>0,

所以f(x)在(-1,0)上单调递增,

f(x)

故f(x)在(-1,0)上没有零点,不合题意;

②若-1

g′(x)=ex-2ax>0,

所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,

所以g(x)>g(0)=1+a>0,

即f′(x)>0,

所以f(x)在(0,+∞)上单调递增,

f(x)>f(0)=0,

故f(x)在(0,+∞)上没有零点,不合题意;

③若a<1.

(i)当x∈(0,+∞)时,

g′(x)=ex-2ax>0,

所以g(x)在(0,+∞)上单调递增,

g(0)=1+a<0,g(1)=e>0,

所以存在m∈(0,1)使得g(m)=0,即f′(m)=0.

當x∈(0,m),f′(x)<0,f(x)单调递减;

当x∈(m,+∞),f′(x)>0,f(x)单调递增,

所以当x∈(0,m)时,f(x)

当x→+∞时,f(x)→+∞,

所以f(x)在(m,+∞)上有唯一零点.

又(0,m)没有零点,

即f(x)在(0,+∞)上有唯一零点.

(ii)当x∈(-1,0)时,

g(x)=ex+a(1-x2).

设h(x)=g′(x)=ex-2ax,

h′(x)=ex-2a>0,

所以g′(x)在(-1,0)上单调递增,

g′(-1)=1e+2a<0,g′(0)=1>0,

所以存在n∈(-1,0),使得g′(n)=0.

当x∈(-1,n)时,g′(x)<0,g(x)单调递减;

当x∈(n,0)时,g′(x)>0,g(x)单调递增,

g(x)

又g(-1)=1e>0,

所以存在t∈(-1,n),使得g(t)=0,即f′(t)=0.

当x∈(-1,t)时,f(x)单调递增;

当x∈(t,0)时,f(x)单调递减,

即x→-1时,f(x)→-∞,

而f(0)=0,所以当x∈(t,0)时,f(x)>0,

所以f(x)在(-1,t)上有唯一零点,(t,0)上无零点,

即f(x)在(-1,0)上有唯一零点,

所以a<-1符合题意,

所以若f(x)在区间(-1,0),(0,+∞)各恰有一个零点,

故a的取值范围为(-∞,-1).

22.(1)由ρsinθ+π3+m=0,得

ρsinθcosπ3+cosθsinπ3+m=0,

即ρ12sinθ+32cosθ+m=0,

12y+32x+m=0,

故l的方程为3x+y+2m=0.

(2)由x=3cos2t,得

x=3(1-2sin2t)=31-2y22

=3-32y2,

联立x=3-32y2,3x+y+2m=0,得

3y2-2y-4m-6=0,

即3y2-2y-6=4m(-2≤y≤2),

解得-193≤4m≤10,-1912≤m≤52,

故m的范围是-1912≤m≤52.

23.(1)因为a>0,b>0,c>0,

所以a32>0,b32>0,c32>0,

a32+b32+c323≥3a32·b32·c32,

即(abc)12≤13,

故abc≤19,

当且仅当a32=b32=c32,即a=b=c=319时等号成立.

(2)因为a>0,b>0,c>0,

所以b+c≥2bc,

a+c≥2ac,a+b≥2ab,

ab+c≤a2bc=a322abc,

ba+c≤b2ac=b322abc,

ca+b≤c2ab=c322abc,

ab+c+ba+c+ca+b

≤a322abc+b322abc+c322abc

=12abc,

当且仅当a=b=c时等号成立.

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