2020-2021学年云南文山高三上数学月考试卷

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文档介绍

2020-2021学年云南文山高三上数学月考试卷

‎2020-2021学年云南文山高三上数学月考试卷 一、选择题 ‎ ‎ ‎1. 已知集合A={x|x−3‎x−5‎≤0}‎,集合B={x|4‎x‎¯‎乙,s甲‎2‎‎<‎s乙‎2‎ C.x‎¯‎甲‎<‎x‎¯‎乙,s甲‎2‎‎>‎s乙‎2‎ D.x‎¯‎甲‎>‎x‎¯‎乙,s甲‎2‎‎>‎s乙‎2‎  ‎ ‎ ‎ ‎7. 若AB是以O为圆心,半径为‎1‎的圆的直径,C为圆外一点,且OC=2‎,则CA‎→‎‎⋅CB‎→‎=‎‎(‎        ‎)‎ ‎ A.‎‎3‎ B.‎‎−3‎ C.‎‎0‎ D.不确定,随着直径AB的变化而变化 ‎ ‎ ‎8. 已知圆M的方程为x‎2‎‎+y‎2‎−6x−8y=0‎,过点P‎0,4‎的直线l与圆M相交的所有弦中,弦长最短的弦为AC,弦长最长的弦为BD,则四边形ABCD的面积为(        ) ‎ A.‎30‎ B.‎40‎ C.‎60‎ D.‎‎80‎ ‎ ‎ ‎9. 正四面体ABCD的俯视图为边长为‎1‎的正方形,则正四面体ABCD的外接球的表面积为(        ) ‎ A.‎3‎π‎2‎ B.‎3π‎2‎ C.‎3π D.‎‎12π ‎ ‎ ‎10. 已知fx=sinxcos‎2‎x,下列结论中错误的是(        ) ‎ A.fx既是奇函数也是周期函数 B.fx的最大值为‎3‎‎3‎ C.fx的图象关于直线x=‎π‎2‎对称 D.fx的图象关于点π,0‎中心对称 ‎ ‎ ‎11. 已知抛物线C:‎ y‎2‎‎=2pxp>0‎,F为C的焦点,过焦点F且倾斜角为α的直线l与C交于A,B两点,则下面结论不正确的是‎(‎        ‎)‎ ‎ A.以A,B为直径的圆与抛物线C的准线相切 B.‎‎1‎‎|AF|‎‎+‎1‎‎|BF|‎=‎‎2‎p C.过点A,B分别作抛物线C的切线,则两切线互相垂直 D.记原点为O,则S‎△AOB‎=‎p‎2‎sinα ‎ ‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 ‎12. 下列四个命题:①ln2>‎‎1‎‎2‎,②ln2>‎‎2‎e,③log‎0.2‎‎0.4+log‎2‎0.4=log‎0.2‎0.4⋅log‎2‎0.4‎,④log‎13‎‎70,b>0‎,且a+b=M,证明:a‎2‎a+1‎‎+b‎2‎b+1‎≥1‎.‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 参考答案与试题解析 ‎2020-2021学年云南文山高三上数学月考试卷 一、选择题 ‎1.‎ ‎【答案】‎ D ‎【考点】‎ 交集及其运算 ‎【解析】‎ ‎ ‎ ‎【解答】‎ 解:由题意知, A=‎‎3,5‎,B=‎‎4,6‎, 所以A∩B=‎‎4,5‎. 故选D.‎ ‎2.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 复数及其指数形式、三角形式 ‎【解析】‎ ‎ ‎ ‎【解答】‎ 解:由题意得,isinθ=0‎,cosθ=−1‎, 当θ=π时,eiπ‎+1‎‎=cos π+isin π+1=0‎. 故选C.‎ ‎3.‎ ‎【答案】‎ A ‎【考点】‎ 两角和与差的正弦公式 诱导公式 ‎【解析】‎ 无 ‎【解答】‎ 解:原式‎=cos ‎45‎‎∘‎cos ‎15‎‎∘‎+sin ‎45‎‎∘‎sin ‎‎15‎‎∘‎ ‎=cos‎45‎‎∘‎‎−‎‎15‎‎∘‎=cos ‎30‎‎∘‎=‎‎3‎‎2‎. 故选A.‎ ‎4.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 双曲线的渐近线 抛物线的性质 ‎【解析】‎ ‎ ‎ ‎【解答】‎ 解:由题意知,双曲线的右焦点为F‎7‎‎,0‎, 双曲线的渐近线方程为y=±‎3‎‎2‎x,即‎±‎3‎x−2y‎=0‎, 所以点F‎7‎‎,0‎到渐近线的距离d=‎|±‎3‎×‎7‎−0|‎‎3+4‎=‎‎3‎. 故选C.‎ ‎5.‎ ‎【答案】‎ B ‎【考点】‎ 数列的应用 等差数列的通项公式 ‎【解析】‎ ‎   ‎ ‎【解答】‎ 解:由题意可知,九个儿子的年龄可以看成是 以老大的年龄a‎1‎为首项,公差为‎−3‎的等差数列, ∴ ‎9a‎1‎+‎9×8‎‎2‎×‎−3‎=207‎, 解得:a‎1‎‎=35‎, ∴ 老大的年龄是‎35‎岁. 故选B.‎ ‎6.‎ ‎【答案】‎ A ‎【考点】‎ 极差、方差与标准差 众数、中位数、平均数 ‎【解析】‎ ‎ ‎ ‎【解答】‎ 解:由茎叶图可知,甲年级的分数主要集中在‎70‎多分, 而且比较集中,而乙主要集中在‎80‎分以上,但是比较分散. 故选A.‎ ‎7.‎ ‎【答案】‎ A ‎【考点】‎ 平面向量数量积的运算 ‎【解析】‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 ‎   ‎ ‎【解答】‎ 解:如图,  CA‎→‎‎⋅CB‎→‎=‎CO‎→‎‎+‎OA‎→‎CO‎→‎‎+‎OB‎→‎ ‎=‎CO‎→‎‎+‎OA‎→‎CO‎→‎‎−‎OA‎→‎ ‎=CO‎→‎‎2‎−‎OA‎→‎‎2‎ ‎=|CO‎→‎‎|‎‎2‎−|OA‎→‎‎|‎‎2‎=3‎. 故选A.‎ ‎8.‎ ‎【答案】‎ B ‎【考点】‎ 直线与圆的位置关系 ‎【解析】‎ ‎ ‎ ‎【解答】‎ 解:圆M的标准方程为x−3‎‎2‎‎+y−4‎‎2‎=25‎, 即圆是以M‎3,4‎为圆心,‎5‎为半径的圆, 且由‎0−3‎‎2‎‎+‎‎4−4‎‎2‎‎=9<25‎, 即点P‎0,4‎在圆内,则最短的弦是以P‎0,4‎为中点的弦, 所以‎25=(AC‎2‎‎)‎‎2‎+9‎, 所以AC=8‎, 过P‎0,4‎最长的弦BD为直径, 所以BD=10‎,且AC⊥BD, 故而SABCD‎=‎1‎‎2‎×AC×BD=40‎. 故选B.‎ ‎9.‎ ‎【答案】‎ C ‎【考点】‎ 由三视图求外接球问题 球的表面积和体积 ‎【解析】‎ ‎   ‎ ‎【解答】‎ 解:如图, 正四面体ABCD可以看成是边长为‎1‎的正方体的六个面的对角线组成的, ∴ 正四面体ABCD的外接球的直径为正方体的对角线的长, 即直径‎=‎1‎‎2‎‎+‎1‎‎2‎+‎‎1‎‎2‎=‎‎3‎, ∴ 正四面体ABCD的外接球的半径为‎3‎‎2‎, ∴ 正四面体ABCD的外接球的表面积S=4π×(‎3‎‎2‎‎)‎‎2‎=3π. 故选C.‎ ‎10.‎ ‎【答案】‎ B ‎【考点】‎ 利用导数研究函数的最值 周期函数 三角函数的最值 正弦函数的对称性 函数奇偶性的判断 ‎【解析】‎ 无 ‎【解答】‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 解:由fx=sin xcos‎2‎ x, 所以f‎−x=sin‎−xcos‎2‎‎−x‎=−sin xcos‎2‎ x=−fx, 所以fx是奇函数.  f‎2π+x=sin‎2π+xcos‎2‎‎2π+x‎=sinxcos‎2‎x=fx, 所以fx又是周期函数. fπ−x=sinπ−xcos‎2‎π−x‎=sinxcos‎2‎x=fx, 所以fx关于直线x=‎π‎2‎对称. f‎2π−x=sin‎2π−xcos‎2‎‎2π−x ‎=−sinxcos‎2‎x=−fx, 所以fx关于点π,0‎对称, 即选项A,C,D正确. 令t=sinx,则f(t)=t(1−t‎2‎)=t−‎t‎3‎,t∈(−1,1)‎, f‎′‎‎(t)=1−3‎t‎2‎, 当‎−‎3‎‎3‎0,f(t)‎单调递增, 当‎−1lne=1‎, ∴ ln2>‎‎1‎‎2‎,故①正确; ln2>‎2‎e⇔ln2‎‎2‎>‎lnee, 设函数y=‎lnxx,则y‎′‎‎=‎‎1−lnxx‎2‎. ∵ 当x∈‎‎0,e时, y‎′‎‎>0‎, ∴ y在‎0,e上单调递增. ∵ 当x∈‎e,+∞‎时,y‎′‎‎<0‎, ∴ y在e,+∞‎上单调递减, ∴ 当x=e时,y取到最大值为‎1‎e, ∴ ln2‎‎2‎‎<‎lnee,故②错误; 令a=log‎0.2‎0.4‎,b=log‎2‎0.4‎, ∴ ‎1‎a‎+‎1‎b=log‎0.4‎0.2+log‎0.4‎2=log‎0.4‎0.4=1‎, ∴ a+bab‎=‎1‎b+‎‎1‎a, ∴ a+b=ab,即log‎0.2‎‎0.4+log‎2‎0.4=log‎0.2‎0.4⋅log‎2‎0.4‎,故③正确; ∵ ‎7‎‎4‎‎=2401>2197=‎‎13‎‎3‎, ∴ log‎13‎‎7>‎‎3‎‎4‎. ∵ ‎13‎‎4‎‎=28561<29791=‎‎31‎‎3‎, ∴ log‎31‎‎13<‎‎3‎‎4‎,故④错误. 综上,真命题为①③. 故选B.‎ 二、填空题 ‎【答案】‎ ‎2‎‎3‎ ‎【考点】‎ 求线性目标函数的最值 简单线性规划 ‎【解析】‎ 无 ‎【解答】‎ 解:约束条件所表示的线性区域如图所示, 由yx‎=‎y−0‎x−0‎,即区域中的点与原点O的斜率, 所以OA的斜率即为yx的最大值, 又由点A的坐标为‎3,2‎,则yx的最大值为‎2‎‎3‎. 故答案为:‎2‎‎3‎.‎ ‎【答案】‎ ‎−160‎ ‎【考点】‎ 二项展开式的特定项与特定系数 二项式系数的性质 ‎【解析】‎ 无 ‎【解答】‎ 解:由x−‎n‎3xn展开式的二项式系数为‎2‎n,即‎2‎n‎=64‎, 所以n=6‎,则二项式为x−‎‎2‎x‎6‎, 故展开式中的通项为Tr+1‎‎=Cnrxr‎−‎‎2‎x‎6−r=(−2‎‎)‎‎6−rCnrx‎2r−6‎, 令‎2r−6=0‎,得r=3‎, 故展开式中的常数项为‎(−2‎)‎‎3‎C‎6‎‎3‎=−160‎. 故答案为:‎−160‎.‎ ‎【答案】‎ ‎3+‎‎6‎ ‎【考点】‎ 异面直线及其所成的角 多面体和旋转体表面上的最短距离问题 棱柱的结构特征 ‎【解析】‎ ‎ ‎ ‎【解答】‎ 解:如图甲, ‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 ‎ 将等边‎△ACD‎′‎沿CD‎′‎向后旋转到与面A‎′‎BCD‎′‎共面, 得到等边‎△A‎1‎CD‎′‎, 则AP+BP的最小值即为图乙中线段A‎1‎B的长, 取A‎′‎B的中点I, 由题意知:等边‎△ACD‎′‎的边长为‎2‎, A‎′‎BCD‎′‎是BC=1‎,A‎′‎B=‎‎2‎的矩形, 所以A‎1‎B=BI‎2‎+‎A‎1‎I‎2‎=‎(‎2‎‎2‎‎)‎‎2‎+(1+‎‎6‎‎2‎‎)‎‎2‎=‎‎3+‎‎6‎. 故答案为:‎3+‎‎6‎.‎ ‎【答案】‎ ‎7‎‎3‎ ‎【考点】‎ 基本不等式在最值问题中的应用 余弦定理 ‎【解析】‎ 无 ‎【解答】‎ 解:由题意知, AB‎→‎‎⋅AC‎→‎=bccosA=‎‎1‎‎2‎b‎2‎‎+c‎2‎−‎a‎2‎, 同理, BA‎→‎‎⋅BC‎→‎=‎‎1‎‎2‎a‎2‎‎+c‎2‎−‎b‎2‎,CA‎→‎‎⋅CB‎→‎=‎‎1‎‎2‎a‎2‎‎+b‎2‎−‎c‎2‎, 故由已知, b‎2‎‎+c‎2‎−a‎2‎+2a‎2‎‎+c‎2‎−‎b‎2‎=3‎a‎2‎‎+b‎2‎−‎c‎2‎, 即a‎2‎‎+2b‎2‎=3‎c‎2‎, 由cos C=‎a‎2‎‎+b‎2‎−‎c‎2‎‎2ab ‎=‎a‎2‎‎+b‎2‎−‎‎1‎‎3‎a‎2‎‎+2‎b‎2‎‎2ab ‎=a‎3b+b‎6a≥2a‎3b‎⋅‎b‎6a=‎‎2‎‎3‎, 所以sinC=‎1−cos‎2‎C≤‎‎7‎‎3‎, 当且仅当a:b:c=‎3‎:‎6‎:‎‎5‎时取等号, 所以sin C的最大值是‎7‎‎3‎. 故答案为:‎7‎‎3‎.‎ 三、解答题 ‎【答案】‎ 解:‎(1)‎根据题意,填写列联表如下; ‎ 更擅长理科 ‎ 其他 合计 男生 ‎22‎ ‎33‎ ‎55‎ 女生 ‎9‎ ‎36‎ ‎45‎ 合计 ‎31‎ ‎69‎ ‎100‎ 根据表中数据,计算K‎2‎‎=‎100×‎‎(22×36−9×33)‎‎2‎‎31×69×55×45‎=‎100×11×3‎‎31×23‎≈4.628>3.841‎, ∴ 有‎95%‎的把握认为文理科偏向与性别有关.‎ ‎(2)‎依题意得,‎5‎个人中‎2‎人更擅长理科,‎3‎人不更擅长理科, ∴ X的可能取值为‎0‎,‎1‎,‎2‎; 计算P(X=0)=C‎2‎‎0‎C‎3‎‎2‎C‎5‎‎2‎=‎‎3‎‎10‎, P(X=1)=C‎2‎‎1‎C‎3‎‎1‎C‎5‎‎2‎=‎‎3‎‎5‎, P(X=2)=C‎2‎‎2‎C‎3‎‎0‎C‎5‎‎2‎=‎‎1‎‎10‎; ∴ X的分布列为: ‎ X ‎0‎ ‎1‎ ‎3‎ P ‎3‎‎10‎ ‎3‎‎5‎ ‎1‎‎10‎ 数学期望为:E(X)=0×‎3‎‎10‎+1×‎3‎‎5‎+2×‎1‎‎10‎=‎‎4‎‎5‎.‎ ‎【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 独立性检验 ‎【解析】‎ ‎(‎Ⅰ‎)‎根据题意,填写列联表,计算观测值,对照临界值得出结论; ‎(‎Ⅱ‎)‎根据分层抽样原理,依题意知X的可能取值,计算对应的概率值, 写出分布列,计算数学期望值.‎ ‎【解答】‎ 解:‎(1)‎根据题意,填写列联表如下; ‎ 更擅长理科 其他 合计 男生 ‎22‎ ‎33‎ ‎55‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 女生 ‎9‎ ‎36‎ ‎45‎ 合计 ‎31‎ ‎69‎ ‎100‎ 根据表中数据,计算K‎2‎‎=‎100×‎‎(22×36−9×33)‎‎2‎‎31×69×55×45‎=‎100×11×3‎‎31×23‎≈4.628>3.841‎, ∴ 有‎95%‎的把握认为文理科偏向与性别有关.‎ ‎(2)‎依题意得,‎5‎个人中‎2‎人更擅长理科,‎3‎人不更擅长理科, ∴ X的可能取值为‎0‎,‎1‎,‎2‎; 计算P(X=0)=C‎2‎‎0‎C‎3‎‎2‎C‎5‎‎2‎=‎‎3‎‎10‎, P(X=1)=C‎2‎‎1‎C‎3‎‎1‎C‎5‎‎2‎=‎‎3‎‎5‎, P(X=2)=C‎2‎‎2‎C‎3‎‎0‎C‎5‎‎2‎=‎‎1‎‎10‎; ∴ X的分布列为: ‎ X ‎0‎ ‎1‎ ‎3‎ P ‎3‎‎10‎ ‎3‎‎5‎ ‎1‎‎10‎ 数学期望为:E(X)=0×‎3‎‎10‎+1×‎3‎‎5‎+2×‎1‎‎10‎=‎‎4‎‎5‎.‎ ‎【答案】‎ ‎(1)‎证明:由等腰梯形AB=2CD=2AD=4‎‎3‎,则‎∠ABC=‎‎60‎‎∘‎, 又AB=2BC, 所以AC⊥BC①. 又PC=BC=2‎‎3‎,PB=2‎‎6‎, 则CB‎2‎+CP‎2‎=PB‎2‎, 所以BC⊥CP②. 又AC∩CP=C③, 由①②③知,BC⊥‎平面APC. 又BC⊂‎平面ABC, 所以平面APC⊥‎平面ABC.‎ ‎(2)‎解:如图,取AB的中点E,连接DE,CE,AC, 则AECD为菱形,且‎∠DAE=‎‎60‎‎∘‎, 则AC⊥DE,记垂足为O, 由‎(1)‎知,平面APC⊥‎平面ABC, 又PO⊥AC, 所以PO⊥‎平面ABC, 同理, EO⊥‎平面APC, 所以OA,OE,OP两两垂直. 如图,建立分别以OA,OE,OP为x,y,z轴的空间直角坐标系, 则AC=6‎, DO=‎‎3‎, 所以A‎3,0,0‎,B‎−3,2‎3‎,0‎,C‎−3,0,0‎,P‎0,0,‎‎3‎, 所以BP‎→‎‎=‎‎3,−2‎3‎,‎‎3‎,BA‎→‎‎=‎‎6,−2‎3‎,0‎, BC‎→‎‎=‎‎0,−2‎3‎,0‎, 设平面ABP的法向量为n‎→‎‎1‎‎=‎x‎1‎‎,y‎1‎,‎z‎1‎, 所以BA‎→‎‎⋅n‎1‎‎→‎=0,‎BP‎→‎‎⋅n‎1‎‎→‎=0,‎即‎6x‎1‎−2‎3‎y‎1‎=0,‎‎3x‎1‎−2‎3‎y‎1‎+‎3‎z‎1‎=0,‎ 令y‎1‎‎=‎‎3‎,得x‎1‎‎=1,‎z‎1‎‎=‎3‎,‎ 所以平面ABP的一个法向量为n‎1‎‎→‎‎=‎‎1,‎3‎,‎‎3‎; 设平面CBP的法向量为n‎2‎‎→‎‎=‎x‎2‎‎,y‎2‎,‎z‎2‎, 所以BC‎→‎‎⋅n‎2‎‎→‎=0,‎BP‎→‎‎⋅n‎2‎‎→‎=0,‎即‎−2‎3‎y‎2‎=0,‎‎3x‎2‎−2‎3‎y‎2‎+‎3‎z‎2‎=0,‎ 令z‎2‎‎=‎‎3‎,得x‎2‎‎=−1,‎y‎2‎‎=0,‎ 所以平面CBP的一个法向量为n‎2‎‎→‎‎=‎−1,0,‎‎3‎;‎ 令二面角A−PB−C为θ, 由题意知θ为钝角, 所以cosθ=−‎‎|n‎1‎‎→‎⋅n‎2‎‎→‎|‎‎|n‎1‎‎→‎||n‎2‎‎→‎|‎‎=−‎2‎‎2×‎‎7‎=−‎‎7‎‎7‎, 所以二面角A−PB−C的余弦值为‎−‎‎7‎‎7‎.‎ ‎【考点】‎ 用空间向量求平面间的夹角 平面与平面垂直的判定 ‎【解析】‎ ‎ ‎ 无 ‎【解答】‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 ‎(1)‎证明:由等腰梯形AB=2CD=2AD=4‎‎3‎,则‎∠ABC=‎‎60‎‎∘‎, 又AB=2BC, 所以AC⊥BC①. 又PC=BC=2‎‎3‎,PB=2‎‎6‎, 则CB‎2‎+CP‎2‎=PB‎2‎, 所以BC⊥CP②. 又AC∩CP=C③, 由①②③知,BC⊥‎平面APC. 又BC⊂‎平面ABC, 所以平面APC⊥‎平面ABC.‎ ‎(2)‎解:如图,取AB的中点E,连接DE,CE,AC, 则AECD为菱形,且‎∠DAE=‎‎60‎‎∘‎, 则AC⊥DE,记垂足为O, 由‎(1)‎知,平面APC⊥‎平面ABC, 又PO⊥AC, 所以PO⊥‎平面ABC, 同理, EO⊥‎平面APC, 所以OA,OE,OP两两垂直. 如图,建立分别以OA,OE,OP为x,y,z轴的空间直角坐标系, 则AC=6‎, DO=‎‎3‎, 所以A‎3,0,0‎,B‎−3,2‎3‎,0‎,C‎−3,0,0‎,P‎0,0,‎‎3‎, 所以BP‎→‎‎=‎‎3,−2‎3‎,‎‎3‎,BA‎→‎‎=‎‎6,−2‎3‎,0‎, BC‎→‎‎=‎‎0,−2‎3‎,0‎, 设平面ABP的法向量为n‎→‎‎1‎‎=‎x‎1‎‎,y‎1‎,‎z‎1‎, 所以BA‎→‎‎⋅n‎1‎‎→‎=0,‎BP‎→‎‎⋅n‎1‎‎→‎=0,‎即‎6x‎1‎−2‎3‎y‎1‎=0,‎‎3x‎1‎−2‎3‎y‎1‎+‎3‎z‎1‎=0,‎ 令y‎1‎‎=‎‎3‎,得x‎1‎‎=1,‎z‎1‎‎=‎3‎,‎ 所以平面ABP的一个法向量为n‎1‎‎→‎‎=‎‎1,‎3‎,‎‎3‎; 设平面CBP的法向量为n‎2‎‎→‎‎=‎x‎2‎‎,y‎2‎,‎z‎2‎, 所以BC‎→‎‎⋅n‎2‎‎→‎=0,‎BP‎→‎‎⋅n‎2‎‎→‎=0,‎即‎−2‎3‎y‎2‎=0,‎‎3x‎2‎−2‎3‎y‎2‎+‎3‎z‎2‎=0,‎ 令z‎2‎‎=‎‎3‎,得x‎2‎‎=−1,‎y‎2‎‎=0,‎ 所以平面CBP的一个法向量为n‎2‎‎→‎‎=‎−1,0,‎‎3‎;‎ 令二面角A−PB−C为θ, 由题意知θ为钝角, 所以cosθ=−‎‎|n‎1‎‎→‎⋅n‎2‎‎→‎|‎‎|n‎1‎‎→‎||n‎2‎‎→‎|‎‎=−‎2‎‎2×‎‎7‎=−‎‎7‎‎7‎, 所以二面角A−PB−C的余弦值为‎−‎‎7‎‎7‎.‎ ‎【答案】‎ ‎(1)‎解:由a‎1‎‎=1‎,a‎2‎‎=3‎, 所以a‎3‎‎=a‎1‎a‎2‎‎+1‎a‎1‎‎+‎a‎2‎+(2+2)=5‎,a‎4‎‎=a‎2‎a‎3‎‎+1‎a‎2‎‎+‎a‎3‎+(3+2)=7‎. 猜想:an‎=2n−1‎, 证明:当n=2‎时,由a‎1‎‎=1‎,a‎2‎‎=3‎,故成立; 假设n=k(k≥2)‎时成立,即ak‎=2k−1‎, 所以ak+1‎‎=‎akak−1‎‎+1‎ak‎+‎ak−1‎‎+(k+2)=‎‎2k+1=2(k+1)−1‎, 即当n=k+1‎时成立, 综上所述,an‎=2n−1‎.‎ ‎(2)‎证明:由‎(1)‎知,‎4‎‎(an+1‎‎)‎‎2‎‎=‎‎1‎n‎2‎, 所以‎4‎‎(a‎1‎+1‎‎)‎‎2‎‎+‎‎4‎‎(a‎2‎+1‎‎)‎‎2‎‎+…+‎‎4‎‎(an+1‎‎)‎‎2‎ ‎=‎‎1‎‎1‎‎2‎‎+‎‎1‎‎2‎‎2‎‎+…+‎‎1‎n‎2‎‎<‎‎1‎‎+‎‎1‎‎2‎‎2‎‎−1‎‎+‎‎1‎‎3‎‎2‎‎−1‎‎+…+‎‎1‎n‎2‎‎−1‎ ‎=1+‎‎1‎‎1×3‎‎+‎‎1‎‎2×4‎‎+…+‎‎1‎‎(n−1)×(n+1)‎ ‎=1+‎‎1‎‎2‎‎(1−‎1‎‎3‎+‎1‎‎2‎−‎1‎‎4‎+‎1‎‎3‎−‎1‎‎5‎+…‎‎+‎‎1‎n−2‎‎−‎‎1‎n‎+‎‎1‎n−1‎‎−‎1‎n+1‎)‎ ‎=1+‎‎1‎‎2‎‎1+‎1‎‎2‎−‎1‎n−‎‎1‎n+1‎ ‎<1+‎1‎‎2‎+‎1‎‎2‎×‎1‎‎2‎=‎‎7‎‎4‎,证毕.‎ ‎【考点】‎ 数列与不等式的综合 数列的求和 数列递推式 数学归纳法 ‎【解析】‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【解答】‎ ‎(1)‎解:由a‎1‎‎=1‎,a‎2‎‎=3‎, 所以a‎3‎‎=a‎1‎a‎2‎‎+1‎a‎1‎‎+‎a‎2‎+(2+2)=5‎,a‎4‎‎=a‎2‎a‎3‎‎+1‎a‎2‎‎+‎a‎3‎+(3+2)=7‎. 猜想:an‎=2n−1‎, 证明:当n=2‎时,由a‎1‎‎=1‎,a‎2‎‎=3‎,故成立; 假设n=k(k≥2)‎时成立,即ak‎=2k−1‎, 所以ak+1‎‎=‎akak−1‎‎+1‎ak‎+‎ak−1‎‎+(k+2)=‎‎2k+1=2(k+1)−1‎, 即当n=k+1‎时成立, 综上所述,an‎=2n−1‎.‎ ‎(2)‎证明:由‎(1)‎知,‎4‎‎(an+1‎‎)‎‎2‎‎=‎‎1‎n‎2‎, 所以‎4‎‎(a‎1‎+1‎‎)‎‎2‎‎+‎‎4‎‎(a‎2‎+1‎‎)‎‎2‎‎+…+‎‎4‎‎(an+1‎‎)‎‎2‎ ‎=‎‎1‎‎1‎‎2‎‎+‎‎1‎‎2‎‎2‎‎+…+‎‎1‎n‎2‎‎<‎‎1‎‎+‎‎1‎‎2‎‎2‎‎−1‎‎+‎‎1‎‎3‎‎2‎‎−1‎‎+…+‎‎1‎n‎2‎‎−1‎ ‎=1+‎‎1‎‎1×3‎‎+‎‎1‎‎2×4‎‎+…+‎‎1‎‎(n−1)×(n+1)‎ ‎=1+‎‎1‎‎2‎‎(1−‎1‎‎3‎+‎1‎‎2‎−‎1‎‎4‎+‎1‎‎3‎−‎1‎‎5‎+…‎‎+‎‎1‎n−2‎‎−‎‎1‎n‎+‎‎1‎n−1‎‎−‎1‎n+1‎)‎ ‎=1+‎‎1‎‎2‎‎1+‎1‎‎2‎−‎1‎n−‎‎1‎n+1‎ ‎<1+‎1‎‎2‎+‎1‎‎2‎×‎1‎‎2‎=‎‎7‎‎4‎,证毕.‎ ‎【答案】‎ 解:‎(1)‎由题意知,k‎1‎‎=yx+2‎(x≠−2)‎,k‎2‎‎=yx−2‎(x≠2)‎. ∵ k‎1‎‎⋅‎k‎2‎‎=−‎‎3‎‎4‎, ∴ yx+2‎‎⋅‎yx−2‎‎=−‎3‎‎4‎(x≠±2)‎, 整理得,x‎2‎‎4‎‎+y‎2‎‎3‎=1(x≠±2)‎, ∴ 点Px,y的轨迹C的方程为x‎2‎‎4‎‎+y‎2‎‎3‎=1(x≠±2)‎.‎ ‎(2)‎假设在x轴上存在点Qx‎0‎‎,0‎,使得QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎为定值. 当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x−1)(k≠0)‎, 联立方程x‎2‎‎4‎‎+y‎2‎‎3‎=1,‎y=k(x−1),‎ 消去y得‎(3+4k‎2‎)x‎2‎−8k‎2‎x+4k‎2‎−12=0‎, 令Ax‎1‎‎,‎y‎1‎,Bx‎2‎‎,‎y‎2‎, 则x‎1‎‎+x‎2‎=‎‎8‎k‎2‎‎3+4‎k‎2‎,x‎1‎‎⋅x‎2‎=‎‎4k‎2‎−12‎‎3+4‎k‎2‎, ∵ QA‎→‎‎=(x‎1‎−x‎0‎,y‎1‎)‎,QB‎→‎‎=(x‎2‎−x‎0‎,y‎2‎)‎, ∴ QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎‎=(x‎1‎−x‎0‎)(x‎2‎−x‎0‎)+‎y‎1‎y‎2‎ ‎=(x‎1‎−x‎0‎)(x‎2‎−x‎0‎)+k‎2‎(x‎1‎−1)(x‎2‎−1)‎ ‎=(1+k‎2‎)x‎1‎x‎2‎−(x‎0‎+k‎2‎)(x‎1‎+x‎2‎)+k‎2‎+‎x‎0‎‎2‎ ‎=‎−(5+8x‎0‎)k‎2‎−12‎‎3+4‎k‎2‎+‎x‎0‎‎2‎. 将x‎0‎看成常数,要使得上式为定值, 需满足‎5+8x‎0‎=16‎,即x‎0‎‎=‎‎11‎‎8‎, 此时QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎‎=−‎‎135‎‎64‎. 当直线l的斜率不存在时, 可得A‎1,‎‎3‎‎2‎,B‎1,−‎‎3‎‎2‎,Q‎11‎‎8‎‎,0‎, ∴ QA‎→‎‎=‎‎−‎3‎‎8‎,‎‎3‎‎2‎,QB‎→‎‎=‎‎−‎3‎‎8‎,−‎‎3‎‎2‎, ∴ QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎‎=−‎‎135‎‎64‎. 综上所述,存在点Q‎11‎‎8‎‎,0‎,使得QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎为定值.‎ ‎【考点】‎ 圆锥曲线中的定点与定值问题 与直线有关的动点轨迹方程 ‎【解析】‎ ‎   ‎ ‎   ‎ ‎【解答】‎ 解:‎(1)‎由题意知,k‎1‎‎=yx+2‎(x≠−2)‎,k‎2‎‎=yx−2‎(x≠2)‎. ∵ k‎1‎‎⋅‎k‎2‎‎=−‎‎3‎‎4‎, ∴ yx+2‎‎⋅‎yx−2‎‎=−‎3‎‎4‎(x≠±2)‎, 整理得,x‎2‎‎4‎‎+y‎2‎‎3‎=1(x≠±2)‎, ∴ 点Px,y的轨迹C的方程为x‎2‎‎4‎‎+y‎2‎‎3‎=1(x≠±2)‎.‎ ‎(2)‎假设在x轴上存在点Qx‎0‎‎,0‎,使得QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎为定值. 当直线l的斜率存在时,设直线l的方程为y=k(x−1)(k≠0)‎, 联立方程x‎2‎‎4‎‎+y‎2‎‎3‎=1,‎y=k(x−1),‎ 消去y得‎(3+4k‎2‎)x‎2‎−8k‎2‎x+4k‎2‎−12=0‎, 令Ax‎1‎‎,‎y‎1‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 ‎,Bx‎2‎‎,‎y‎2‎, 则x‎1‎‎+x‎2‎=‎‎8‎k‎2‎‎3+4‎k‎2‎,x‎1‎‎⋅x‎2‎=‎‎4k‎2‎−12‎‎3+4‎k‎2‎, ∵ QA‎→‎‎=(x‎1‎−x‎0‎,y‎1‎)‎,QB‎→‎‎=(x‎2‎−x‎0‎,y‎2‎)‎, ∴ QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎‎=(x‎1‎−x‎0‎)(x‎2‎−x‎0‎)+‎y‎1‎y‎2‎ ‎=(x‎1‎−x‎0‎)(x‎2‎−x‎0‎)+k‎2‎(x‎1‎−1)(x‎2‎−1)‎ ‎=(1+k‎2‎)x‎1‎x‎2‎−(x‎0‎+k‎2‎)(x‎1‎+x‎2‎)+k‎2‎+‎x‎0‎‎2‎ ‎=‎−(5+8x‎0‎)k‎2‎−12‎‎3+4‎k‎2‎+‎x‎0‎‎2‎. 将x‎0‎看成常数,要使得上式为定值, 需满足‎5+8x‎0‎=16‎,即x‎0‎‎=‎‎11‎‎8‎, 此时QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎‎=−‎‎135‎‎64‎. 当直线l的斜率不存在时, 可得A‎1,‎‎3‎‎2‎,B‎1,−‎‎3‎‎2‎,Q‎11‎‎8‎‎,0‎, ∴ QA‎→‎‎=‎‎−‎3‎‎8‎,‎‎3‎‎2‎,QB‎→‎‎=‎‎−‎3‎‎8‎,−‎‎3‎‎2‎, ∴ QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎‎=−‎‎135‎‎64‎. 综上所述,存在点Q‎11‎‎8‎‎,0‎,使得QA‎→‎‎⋅‎QB‎→‎为定值.‎ ‎【答案】‎ 解:‎(1)‎由题意知,h(x)=xex−e(x+lnx)‎,x∈(0,+∞)‎, 所以,h‎′‎‎(x)=(x+1)ex−e‎1+‎‎1‎x=(x+1)‎ex‎−‎ex, 所以,当x∈(0,1)‎,h‎′‎‎(x)<0‎, 即h(x)‎在‎(0,1)‎上单调递减, 当x∈(1,+∞)‎,h‎′‎‎(x)>0‎, 即h(x)‎在‎(1,+∞)‎上单调递增, 故h(x)≥h(1)=0‎, 所以h(x)‎的最小值为‎0‎.‎ ‎(2)‎原不等式等价于xex−(x+lnx)≥(b−2)x+1‎, 即xex+x−lnx−1≥bx在x∈(0,+∞)‎上恒成立, 等价于xex+x−lnx−1‎x‎≥b,在x∈(0,+∞)‎上恒成立, 令t(x)=‎xex+x−lnx−1‎x,x∈(0,+∞)‎, 所以t‎′‎‎(x)=‎x‎2‎ex‎+lnxx‎2‎, 令φ(x)=x‎2‎ex+lnx,则φ(x)‎为‎(0,+∞)‎上的增函数, 又当x→0‎时,φ(x)→−∞‎,φ(1)=e>0‎, 所以φ(x)‎在‎(0,1)‎存在唯一的零点x‎0‎,即x‎0‎‎2‎ex‎0‎‎+lnx‎0‎=0‎, 由x‎0‎‎2‎ex‎0‎‎+lnx‎0‎=0⇔x‎0‎ex‎0‎=−lnx‎0‎x‎0‎=‎ln‎1‎x‎0‎eln‎1‎x‎0‎, 又有y=xex在‎(0,+∞)‎上单调递增, 所以x‎0‎‎=ln‎1‎x‎0‎=−lnx‎0‎,ex‎0‎‎=‎‎1‎x‎0‎, 所以‎[t(x)‎]‎min=t(x‎0‎)=x‎0‎ex‎0‎‎+x‎0‎−lnx‎0‎−1‎x‎0‎=2‎, 所以b≤2‎.‎ ‎【考点】‎ 利用导数研究函数的最值 利用导数研究不等式恒成立问题 ‎【解析】‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎【解答】‎ 解:‎(1)‎由题意知,h(x)=xex−e(x+lnx)‎,x∈(0,+∞)‎, 所以,h‎′‎‎(x)=(x+1)ex−e‎1+‎‎1‎x=(x+1)‎ex‎−‎ex, 所以,当x∈(0,1)‎,h‎′‎‎(x)<0‎, 即h(x)‎在‎(0,1)‎上单调递减, 当x∈(1,+∞)‎,h‎′‎‎(x)>0‎, 即h(x)‎在‎(1,+∞)‎上单调递增, 故h(x)≥h(1)=0‎, 所以h(x)‎的最小值为‎0‎.‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 ‎(2)‎原不等式等价于xex−(x+lnx)≥(b−2)x+1‎, 即xex+x−lnx−1≥bx在x∈(0,+∞)‎上恒成立, 等价于xex+x−lnx−1‎x‎≥b,在x∈(0,+∞)‎上恒成立, 令t(x)=‎xex+x−lnx−1‎x,x∈(0,+∞)‎, 所以t‎′‎‎(x)=‎x‎2‎ex‎+lnxx‎2‎, 令φ(x)=x‎2‎ex+lnx,则φ(x)‎为‎(0,+∞)‎上的增函数, 又当x→0‎时,φ(x)→−∞‎,φ(1)=e>0‎, 所以φ(x)‎在‎(0,1)‎存在唯一的零点x‎0‎,即x‎0‎‎2‎ex‎0‎‎+lnx‎0‎=0‎, 由x‎0‎‎2‎ex‎0‎‎+lnx‎0‎=0⇔x‎0‎ex‎0‎=−lnx‎0‎x‎0‎=‎ln‎1‎x‎0‎eln‎1‎x‎0‎, 又有y=xex在‎(0,+∞)‎上单调递增, 所以x‎0‎‎=ln‎1‎x‎0‎=−lnx‎0‎,ex‎0‎‎=‎‎1‎x‎0‎, 所以‎[t(x)‎]‎min=t(x‎0‎)=x‎0‎ex‎0‎‎+x‎0‎−lnx‎0‎−1‎x‎0‎=2‎, 所以b≤2‎.‎ ‎【答案】‎ 解:‎(1)‎由ρ‎2‎‎=x‎2‎+‎y‎2‎, 所以曲线C的直角坐标方程为x‎2‎‎+y‎2‎=4‎, 由x=−2−t,‎y=3‎3‎+‎3‎t,‎ (t为参数), 消去t得直线l的直角坐标方程为‎3‎x+y−‎3‎=0‎.‎ ‎(2)‎由题意知,关于点P‎−2,3‎‎3‎的直线l的参数方程为 x=−2−t‎2‎,‎y=3‎3‎+‎3‎‎2‎t (t为参数), 代入曲线C的直角坐标方程得t‎2‎‎+11t+27=0‎, 又Δ=121−108=13>0‎, 所以方程有两个不同的解t‎1‎,t‎2‎, 又t‎1‎‎+t‎2‎=−11<0‎,t‎1‎‎⋅t‎2‎=27>0‎, 所以t‎1‎‎<0‎,t‎2‎‎<0‎, 有t‎1‎,t‎2‎的几何意义可知, ‎1‎‎|PA|‎‎+‎1‎‎|PB|‎=‎1‎‎|t‎1‎|‎+‎1‎‎|t‎2‎|‎=−‎1‎t‎1‎‎+‎‎1‎t‎2‎=−t‎1‎‎+‎t‎2‎t‎1‎t‎2‎=‎‎11‎‎27‎.‎ ‎【考点】‎ 圆的极坐标方程与直角坐标方程的互化 参数方程的优越性 参数方程与普通方程的互化 ‎【解析】‎ 无 无 ‎【解答】‎ 解:‎(1)‎由ρ‎2‎‎=x‎2‎+‎y‎2‎, 所以曲线C的直角坐标方程为x‎2‎‎+y‎2‎=4‎, 由x=−2−t,‎y=3‎3‎+‎3‎t,‎ (t为参数), 消去t得直线l的直角坐标方程为‎3‎x+y−‎3‎=0‎.‎ ‎(2)‎由题意知,关于点P‎−2,3‎‎3‎的直线l的参数方程为 x=−2−t‎2‎,‎y=3‎3‎+‎3‎‎2‎t (t为参数), 代入曲线C的直角坐标方程得t‎2‎‎+11t+27=0‎, 又Δ=121−108=13>0‎, 所以方程有两个不同的解t‎1‎,t‎2‎, 又t‎1‎‎+t‎2‎=−11<0‎,t‎1‎‎⋅t‎2‎=27>0‎, 所以t‎1‎‎<0‎,t‎2‎‎<0‎, 有t‎1‎,t‎2‎的几何意义可知, ‎1‎‎|PA|‎‎+‎1‎‎|PB|‎=‎1‎‎|t‎1‎|‎+‎1‎‎|t‎2‎|‎=−‎1‎t‎1‎‎+‎‎1‎t‎2‎=−t‎1‎‎+‎t‎2‎t‎1‎t‎2‎=‎‎11‎‎27‎.‎ ‎【答案】‎ ‎(1)‎解:由绝对值三角不等式可知: f(x)=|x−1|+2|x−3|‎ ‎≥|x−1|+|3−x|‎ ‎≥|x−1+3−x|‎‎=2‎, 当且仅当x=3‎时,两个不等式同时取等号, 所以f(x)‎的最小值M=2‎.‎ ‎(2)‎证明:由‎(1)‎知,a+b=2‎,则‎(a+1)+(b+1)=4‎, 所以‎(a+1−1‎‎)‎‎2‎a+1‎‎+‎‎(b+1−1‎‎)‎‎2‎b+1‎ ‎=(a+1)−2+‎1‎a+1‎+(b+1)−2+‎‎1‎b+1‎ ‎=‎‎1‎a+1‎‎+‎‎1‎b+1‎‎(a+1+b+1)‎‎4‎ ‎≥‎‎1‎a+1‎‎⋅a+1‎+‎1‎b+1‎⋅‎b+1‎‎2‎‎4‎‎=1‎, 当且仅当a=b=1‎时,不等式取等号, 所以a‎2‎a+1‎‎+b‎2‎b+1‎≥1‎.‎ ‎【考点】‎ 不等式恒成立问题 绝对值三角不等式 基本不等式 ‎【解析】‎ ‎   ‎ ‎   ‎ ‎【解答】‎ ‎(1)‎解:由绝对值三角不等式可知: f(x)=|x−1|+2|x−3|‎ ‎≥|x−1|+|3−x|‎ ‎≥|x−1+3−x|‎‎=2‎, 当且仅当x=3‎时,两个不等式同时取等号, 所以f(x)‎的最小值M=2‎.‎ ‎(2)‎证明:由‎(1)‎知,a+b=2‎,则‎(a+1)+(b+1)=4‎, 所以‎(a+1−1‎‎)‎‎2‎a+1‎‎+‎‎(b+1−1‎‎)‎‎2‎b+1‎ ‎=(a+1)−2+‎1‎a+1‎+(b+1)−2+‎‎1‎b+1‎ ‎=‎‎1‎a+1‎‎+‎‎1‎b+1‎‎(a+1+b+1)‎‎4‎ ‎≥‎‎1‎a+1‎‎⋅a+1‎+‎1‎b+1‎⋅‎b+1‎‎2‎‎4‎‎=1‎, 当且仅当a=b=1‎时,不等式取等号, 所以a‎2‎a+1‎‎+b‎2‎b+1‎≥1‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页 ‎.‎ 第25页 共28页 ◎ 第26页 共28页
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