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文档介绍
山东省高考数学试卷 理科 解析
2016年山东省高考数学试卷(理科) 一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分,每小题给出四个选项,只有一个选项符合题目要求. 1.(5分)(2016•山东)若复数z满足2z+=3﹣2i,其中i为虚数单位,则z=( ) A.1+2i B.1﹣2i C.﹣1+2i D.﹣1﹣2i 2.(5分)(2016•山东)设集合A={y|y=2x,x∈R},B={x|x2﹣1<0},则A∪B=( ) A.(﹣1,1) B.(0,1) C.(﹣1,+∞) D.(0,+∞) 3.(5分)(2016•山东)某高校调查了200名学生每周的自习时间(单位:小时),制成了如图所示的频率分布直方图,其中自习时间的范围是[17.5,30],样本数据分组为[17.5,20),[20,22.5),[22.5,25),[25,27.5),[27.5,30].根据直方图,这200名学生中每周的自习时间不少于22.5小时的人数是( ) A.56 B.60 C.120 D.140 4.(5分)(2016•山东)若变量x,y满足,则x2+y2的最大值是( ) A.4 B.9 C.10 D.12 5.(5分)(2016•山东)一个由半球和四棱锥组成的几何体,其三视图如图所示.则该几何体的体积为( ) A.+π B.+π C.+π D.1+π 6.(5分)(2016•山东)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内.则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 7.(5分)(2016•山东)函数f(x)=(sinx+cosx)(cosx﹣sinx)的最小正周期是( ) A. B.π C. D.2π 8.(5分)(2016•山东)已知非零向量,满足4||=3||,cos<,>=.若⊥(t+),则实数t的值为( ) A.4 B.﹣4 C. D.﹣ 9.(5分)(2016•山东)已知函数f(x)的定义域为R.当x<0时,f(x)=x3﹣1;当﹣1≤x≤1时,f(﹣x)=﹣f(x);当x>时,f(x+)=f(x﹣).则f(6)=( ) A.﹣2 B.﹣1 C.0 D.2 10.(5分)(2016•山东)若函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y=f(x)具有T性质.下列函数中具有T性质的是( ) A.y=sinx B.y=lnx C.y=ex D.y=x3 二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. 11.(5分)(2016•山东)执行如图的程序框图,若输入的a,b的值分别为0和9,则输出的i的值为 . 12.(5分)(2016•山东)若(ax2+)5的展开式中x5的系数是﹣80,则实数a= . 13.(5分)(2016•山东)已知双曲线E:﹣=1(a>0,b>0),若矩形ABCD的四个顶点在E上,AB,CD的中点为E的两个焦点,且2|AB|=3|BC|,则E的离心率是 . 14.(5分)(2016•山东)在[﹣1,1]上随机地取一个数k,则事件“直线y=kx与圆(x﹣5)2+y2=9相交”发生的概率为 . 15.(5分)(2016•山东)已知函数f(x)=,其中m>0,若存在实数b,使得关于x的方程f(x)=b有三个不同的根,则m的取值范围是 . 三、解答题,:本大题共6小题,共75分. 16.(12分)(2016•山东)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2(tanA+tanB)=+. (Ⅰ)证明:a+b=2c; (Ⅱ)求cosC的最小值. 17.(12分)(2016•山东)在如图所示的圆台中,AC是下底面圆O的直径,EF是上底面圆O′的直径,FB是圆台的一条母线. (I)已知G,H分别为EC,FB的中点,求证:GH∥平面ABC; (Ⅱ)已知EF=FB=AC=2,AB=BC,求二面角F﹣BC﹣A的余弦值. 18.(12分)(2016•山东)已知数列{an}的前n项和Sn=3n2+8n,{bn}是等差数列,且an=bn+bn+1. (Ⅰ)求数列{bn}的通项公式; (Ⅱ)令cn=,求数列{cn}的前n项和Tn. 19.(12分)(2016•山东)甲、乙两人组成“星队”参加猜成语活动,每轮活动由甲、乙各猜一个成语,在一轮活动中,如果两人都猜对,则“星队”得3分;如果只有一个人猜对,则“星队”得1分;如果两人都没猜对,则“星队”得0分.已知甲每轮猜对的概率是,乙每轮猜对的概率是;每轮活动中甲、乙猜对与否互不影响.各轮结果亦互不影响.假设“星队”参加两轮活动,求: (I)“星队”至少猜对3个成语的概率; (II)“星队”两轮得分之和为X的分布列和数学期望EX. 20.(13分)(2016•山东)已知f(x)=a(x﹣lnx)+,a∈R. (I)讨论f(x)的单调性; (II)当a=1时,证明f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立. 21.(14分)(2016•山东)平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是,抛物线E:x2=2y的焦点F是C的一个顶点. (I)求椭圆C的方程; (Ⅱ)设P是E上的动点,且位于第一象限,E在点P处的切线l与C交与不同的两点A,B,线段AB的中点为D,直线OD与过P且垂直于x轴的直线交于点M. (i)求证:点M在定直线上; (ii)直线l与y轴交于点G,记△PFG的面积为S1,△PDM的面积为S2,求的最大值及取得最大值时点P的坐标. 2016年山东省高考数学试卷(理科) 参考答案与试题解析 一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分,每小题给出四个选项,只有一个选项符合题目要求. 1.(5分)(2016•山东)若复数z满足2z+=3﹣2i,其中i为虚数单位,则z=( ) A.1+2i B.1﹣2i C.﹣1+2i D.﹣1﹣2i 【考点】复数代数形式的乘除运算.菁优网版权所有 【专题】计算题;规律型;转化思想;数系的扩充和复数. 【分析】设出复数z,通过复数方程求解即可. 【解答】解:复数z满足2z+=3﹣2i, 设z=a+bi, 可得:2a+2bi+a﹣bi=3﹣2i. 解得a=1,b=﹣2. z=1﹣2i. 故选:B. 【点评】本题考查复数的代数形式混合运算,考查计算能力. 2.(5分)(2016•山东)设集合A={y|y=2x,x∈R},B={x|x2﹣1<0},则A∪B=( ) A.(﹣1,1) B.(0,1) C.(﹣1,+∞) D.(0,+∞) 【考点】并集及其运算.菁优网版权所有 【专题】计算题;集合思想;数学模型法;集合. 【分析】求解指数函数的值域化简A,求解一元二次不等式化简B,再由并集运算得答案. 【解答】解:∵A={y|y=2x,x∈R}=(0,+∞), B={x|x2﹣1<0}=(﹣1,1), ∴A∪B=(0,+∞)∪(﹣1,1)=(﹣1,+∞). 故选:C. 【点评】本题考查并集及其运算,考查了指数函数的值域,考查一元二次不等式的解法,是基础题. 3.(5分)(2016•山东)某高校调查了200名学生每周的自习时间(单位:小时),制成了如图所示的频率分布直方图,其中自习时间的范围是[17.5,30],样本数据分组为[17.5,20),[20,22.5),[22.5,25),[25,27.5),[27.5,30].根据直方图,这200名学生中每周的自习时间不少于22.5小时的人数是( ) A.56 B.60 C.120 D.140 【考点】频率分布直方图.菁优网版权所有 【专题】计算题;图表型;概率与统计. 【分析】根据已知中的频率分布直方图,先计算出自习时间不少于22.5小时的频率,进而可得自习时间不少于22.5小时的频数. 【解答】解:自习时间不少于22.5小时的频率为:(0.16+0.08+0.04)×2.5=0.7, 故自习时间不少于22.5小时的频率为:0.7×200=140, 故选:D 【点评】本题考查的知识点是频率分布直方图,难度不大,属于基础题目. 4.(5分)(2016•山东)若变量x,y满足,则x2+y2的最大值是( ) A.4 B.9 C.10 D.12 【考点】简单线性规划.菁优网版权所有 【专题】计算题;对应思想;数形结合法;不等式. 【分析】由约束条件作出可行域,然后结合x2+y2的几何意义,即可行域内的动点与原点距离的平方求得x2+y2的最大值. 【解答】解:由约束条件作出可行域如图, ∵A(0,﹣3),C(0,2), ∴|OA|>|OC|, 联立,解得B(3,﹣1). ∵, ∴x2+y2的最大值是10. 故选:C. 【点评】本题考查简单的线性规划,考查了数形结合的解题思想方法和数学转化思想方法,是中档题. 5.(5分)(2016•山东)一个由半球和四棱锥组成的几何体,其三视图如图所示.则该几何体的体积为( ) A.+π B.+π C.+π D.1+π 【考点】由三视图求面积、体积.菁优网版权所有 【专题】计算题;空间位置关系与距离;立体几何. 【分析】由已知中的三视图可得:该几何体上部是一个半球,下部是一个四棱锥,进而可得答案. 【解答】解:由已知中的三视图可得:该几何体上部是一个半球,下部是一个四棱锥, 半球的直径为棱锥的底面对角线, 由棱锥的底底面棱长为1,可得2R=. 故R=,故半球的体积为:=π, 棱锥的底面面积为:1,高为1, 故棱锥的体积V=, 故组合体的体积为:+π, 故选:C 【点评】本题考查的知识点是由三视图,求体积和表面积,根据已知的三视图,判断几何体的形状是解答的关键. 6.(5分)(2016•山东)已知直线a,b分别在两个不同的平面α,β内.则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的( ) A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件 【考点】必要条件、充分条件与充要条件的判断.菁优网版权所有 【专题】探究型;空间位置关系与距离;简易逻辑. 【分析】根据空间直线与直线,平面与平面位置关系的几何特征,结合充要条件的定义,可得答案. 【解答】解:当“直线a和直线b相交”时,“平面α和平面β相交”成立, 当“平面α和平面β相交”时,“直线a和直线b相交”不一定成立, 故“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件, 故选:A 【点评】本题考查的知识点是充要条件,空间直线与平面的位置关系,难度不大,属于基础题. 7.(5分)(2016•山东)函数f(x)=(sinx+cosx)(cosx﹣sinx)的最小正周期是( ) A. B.π C. D.2π 【考点】三角函数中的恒等变换应用;三角函数的周期性及其求法.菁优网版权所有 【专题】计算题;转化思想;转化法;三角函数的图像与性质. 【分析】利用和差角及二倍角公式,化简函数的解析式,进而可得函数的周期. 【解答】解:数f(x)=(sinx+cosx)(cosx﹣sinx)=2sin(x+)•2cos(x+)=2sin(2x+), ∴T=π, 故选:B 【点评】本题考查的知识点是和差角及二倍角公式,三角函数的周期,难度中档. 8.(5分)(2016•山东)已知非零向量,满足4||=3||,cos<,>=.若⊥(t+),则实数t的值为( ) A.4 B.﹣4 C. D.﹣ 【考点】平面向量数量积的运算.菁优网版权所有 【专题】计算题;转化思想;平面向量及应用. 【分析】若⊥(t+),则•(t+)=0,进而可得实数t的值. 【解答】解:∵4||=3||,cos<,>=,⊥(t+), ∴•(t+)=t•+2=t||•||•+||2=()||2=0, 解得:t=﹣4, 故选:B. 【点评】本题考查的知识点是平面向量数量积的运算,向量垂直的充要条件,难度不大,属于基础题. 9.(5分)(2016•山东)已知函数f(x)的定义域为R.当x<0时,f(x)=x3﹣1;当﹣1≤x≤1时,f(﹣x)=﹣f(x);当x>时,f(x+)=f(x﹣).则f(6)=( ) A.﹣2 B.﹣1 C.0 D.2 【考点】抽象函数及其应用.菁优网版权所有 【专题】综合题;转化思想;综合法;函数的性质及应用. 【分析】求得函数的周期为1,再利用当﹣1≤x≤1时,f(﹣x)=﹣f(x),得到f(1)=﹣f(﹣1),当x<0时,f(x)=x3﹣1,得到f(﹣1)=﹣2,即可得出结论. 【解答】解:∵当x>时,f(x+)=f(x﹣), ∴当x>时,f(x+1)=f(x),即周期为1. ∴f(6)=f(1), ∵当﹣1≤x≤1时,f(﹣x)=﹣f(x), ∴f(1)=﹣f(﹣1), ∵当x<0时,f(x)=x3﹣1, ∴f(﹣1)=﹣2, ∴f(1)=﹣f(﹣1)=2, ∴f(6)=2. 故选:D. 【点评】本题考查函数值的计算,考查函数的周期性,考查学生的计算能力,属于中档题. 10.(5分)(2016•山东)若函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则称y=f(x)具有T性质.下列函数中具有T性质的是( ) A.y=sinx B.y=lnx C.y=ex D.y=x3 【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.菁优网版权所有 【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用;导数的概念及应用. 【分析】若函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,则函数y=f(x)的导函数上存在两点,使这点的导函数值乘积为﹣1,进而可得答案. 【解答】解:函数y=f(x)的图象上存在两点,使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直, 则函数y=f(x)的导函数上存在两点,使这点的导函数值乘积为﹣1, 当y=sinx时,y′=cosx,满足条件; 当y=lnx时,y′=>0恒成立,不满足条件; 当y=ex时,y′=ex>0恒成立,不满足条件; 当y=x3时,y′=3x2>0恒成立,不满足条件; 故选:A 【点评】本题考查的知识点是利用导数研究曲线上某点切线方程,转化思想,难度中档. 二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分. 11.(5分)(2016•山东)执行如图的程序框图,若输入的a,b的值分别为0和9,则输出的i的值为 3 . 【考点】程序框图.菁优网版权所有 【专题】计算题;操作型;算法和程序框图. 【分析】根据已知的程序框图可得,该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量i的值,模拟程序的运行过程,可得答案. 【解答】解:∵输入的a,b的值分别为0和9,i=1. 第一次执行循环体后:a=1,b=8,不满足条件a<b,故i=2; 第二次执行循环体后:a=3,b=6,不满足条件a<b,故i=3; 第三次执行循环体后:a=6,b=3,满足条件a<b, 故输出的i值为:3, 故答案为:3 【点评】本题考查的知识点是程序框图,当循环次数不多,或有规律可循时,可采用模拟程序法进行解答. 12.(5分)(2016•山东)若(ax2+)5的展开式中x5的系数是﹣80,则实数a= ﹣2 . 【考点】二项式系数的性质.菁优网版权所有 【专题】二项式定理. 【分析】利用二项展开式的通项公式Tr+1=(ax2)5﹣r,化简可得求的x5的系数. 【解答】解:(ax2+)5的展开式的通项公式Tr+1=(ax2)5﹣r=a5﹣r, 令10﹣=5,解得r=2. ∵(ax2+)5的展开式中x5的系数是﹣80 ∴a3=﹣80, 得a=﹣2. 【点评】考查了利用二项式定理的性质求二项式展开式的系数,属常规题型. 13.(5分)(2016•山东)已知双曲线E:﹣=1(a>0,b>0),若矩形ABCD的四个顶点在E上,AB,CD的中点为E的两个焦点,且2|AB|=3|BC|,则E的离心率是 2 . 【考点】双曲线的简单性质.菁优网版权所有 【专题】方程思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程. 【分析】可令x=c,代入双曲线的方程,求得y=±,再由题意设出A,B,C,D的坐标,由2|AB|=3|BC|,可得a,b,c的方程,运用离心率公式计算即可得到所求值. 【解答】解:令x=c,代入双曲线的方程可得y=±b=±, 由题意可设A(﹣c,),B(﹣c,﹣),C(c,﹣),D(c,), 由2|AB|=3|BC|,可得 2•=3•2c,即为2b2=3ac, 由b2=c2﹣a2,e=,可得2e2﹣3e﹣2=0, 解得e=2(负的舍去). 故答案为:2. 【点评】本题考查双曲线的离心率的求法,注意运用方程的思想,正确设出A,B,C,D的坐标是解题的关键,考查运算能力,属于中档题. 14.(5分)(2016•山东)在[﹣1,1]上随机地取一个数k,则事件“直线y=kx与圆(x﹣5)2+y2=9相交”发生的概率为 . 【考点】几何概型.菁优网版权所有 【专题】计算题;转化思想;综合法;概率与统计. 【分析】利用圆心到直线的距离小于半径可得到直线与圆相交,可求出满足条件的k,最后根据几何概型的概率公式可求出所求. 【解答】解:圆(x﹣5)2+y2=9的圆心为(5,0),半径为3. 圆心到直线y=kx的距离为, 要使直线y=kx与圆(x﹣5)2+y2=9相交,则<3,解得﹣<k<. ∴在区间[﹣1,1]上随机取一个数k,使直线y=kx与圆(x﹣5)2+y2=9相交相交的概率为=. 故答案为:. 【点评】本题主要考查了几何概型的概率,以及直线与圆相交的性质,解题的关键弄清概率类型,同时考查了计算能力,属于基础题. 15.(5分)(2016•山东)已知函数f(x)=,其中m>0,若存在实数b,使得关于x的方程f(x)=b有三个不同的根,则m的取值范围是 (3,+∞) . 【考点】根的存在性及根的个数判断.菁优网版权所有 【专题】转化思想;数形结合法;函数的性质及应用. 【分析】作出函数f(x)=的图象,依题意,可得4m﹣m2<m(m>0),解之即可. 【解答】解:当m>0时,函数f(x)=的图象如下: ∵x>m时,f(x)=x2﹣2mx+4m=(x﹣m)2+4m﹣m2>4m﹣m2, ∴y要使得关于x的方程f(x)=b有三个不同的根, 必须4m﹣m2<m(m>0), 即m2>3m(m>0), 解得m>3, ∴m的取值范围是(3,+∞), 故答案为:(3,+∞). 【点评】本题考查根的存在性及根的个数判断,数形结合思想的运用是关键,分析得到4m﹣m2<m是难点,属于中档题. 三、解答题,:本大题共6小题,共75分. 16.(12分)(2016•山东)在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2(tanA+tanB)=+. (Ⅰ)证明:a+b=2c; (Ⅱ)求cosC的最小值. 【考点】三角函数中的恒等变换应用;正弦定理;余弦定理.菁优网版权所有 【专题】计算题;证明题;综合法;解三角形. 【分析】(Ⅰ)由切化弦公式,带入并整理可得2(sinAcosB+cosAsinB)=sinA+cosB,这样根据两角和的正弦公式即可得到sinA+sinB=2sinC,从而根据正弦定理便可得出a+b=2c; (Ⅱ)根据a+b=2c,两边平方便可得出a2+b2+2ab=4c2,从而得出a2+b2=4c2﹣2ab,并由不等式a2+b2≥2ab得出c2≥ab,也就得到了,这样由余弦定理便可得出,从而得出cosC的范围,进而便可得出cosC的最小值. 【解答】解:(Ⅰ)证明:由得: ; ∴两边同乘以cosAcosB得,2(sinAcosB+cosAsinB)=sinA+sinB; ∴2sin(A+B)=sinA+sinB; 即sinA+sinB=2sinC(1); 根据正弦定理,; ∴,带入(1)得:; ∴a+b=2c; (Ⅱ)a+b=2c; ∴(a+b)2=a2+b2+2ab=4c2; ∴a2+b2=4c2﹣2ab,且4c2≥4ab,当且仅当a=b时取等号; 又a,b>0; ∴; ∴由余弦定理,=; ∴cosC的最小值为. 【点评】考查切化弦公式,两角和的正弦公式,三角形的内角和为π,以及三角函数的诱导公式,正余弦定理,不等式a2+b2≥2ab的应用,不等式的性质. 17.(12分)(2016•山东)在如图所示的圆台中,AC是下底面圆O的直径,EF是上底面圆O′的直径,FB是圆台的一条母线. (I)已知G,H分别为EC,FB的中点,求证:GH∥平面ABC; (Ⅱ)已知EF=FB=AC=2,AB=BC,求二面角F﹣BC﹣A的余弦值. 【考点】二面角的平面角及求法;直线与平面平行的判定.菁优网版权所有 【专题】证明题;转化思想;向量法;空间位置关系与距离;空间角. 【分析】(Ⅰ)取FC中点Q,连结GQ、QH,推导出平面GQH∥平面ABC,由此能证明GH∥平面ABC. (Ⅱ)由AB=BC,知BO⊥AC,以O为原点,OA为x轴,OB为y轴,OO′为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出二面角F﹣BC﹣A的余弦值. 【解答】证明:(Ⅰ)取FC中点Q,连结GQ、QH, ∵G、H为EC、FB的中点, ∴GQ,QH∥, 又∵EFBO,∴GQBO, ∴平面GQH∥平面ABC, ∵GH⊂面GQH,∴GH∥平面ABC. 解:(Ⅱ)∵AB=BC,∴BO⊥AC, 又∵OO′⊥面ABC, ∴以O为原点,OA为x轴,OB为y轴,OO′为z轴,建立空间直角坐标系, 则A(,0,0),C(﹣2,0,0),B(0,2,0),O′(0,0,3),F(0,,3), =(﹣2,﹣,﹣3),=(2,2,0), 由题意可知面ABC的法向量为=(0,0,3), 设=(x0,y0,z0)为面FCB的法向量, 则,即, 取x0=1,则=(1,﹣1,﹣), ∴cos<,>==﹣. ∵二面角F﹣BC﹣A的平面角是锐角, ∴二面角F﹣BC﹣A的余弦值为. 【点评】本题考查线面平行的证明,考查二面角的余弦值的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用. 18.(12分)(2016•山东)已知数列{an}的前n项和Sn=3n2+8n,{bn}是等差数列,且an=bn+bn+1. (Ⅰ)求数列{bn}的通项公式; (Ⅱ)令cn=,求数列{cn}的前n项和Tn. 【考点】数列的求和;数列递推式.菁优网版权所有 【专题】综合题;转化思想;综合法;等差数列与等比数列. 【分析】(Ⅰ)求出数列{an}的通项公式,再求数列{bn}的通项公式; (Ⅱ)求出数列{cn}的通项,利用错位相减法求数列{cn}的前n项和Tn. 【解答】解:(Ⅰ)Sn=3n2+8n, ∴n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=6n+5, n=1时,a1=S1=11,∴an=6n+5; ∵an=bn+bn+1, ∴an﹣1=bn﹣1+bn, ∴an﹣an﹣1=bn+1﹣bn﹣1. ∴2d=6, ∴d=3, ∵a1=b1+b2, ∴11=2b1+3, ∴b1=4, ∴bn=4+3(n﹣1)=3n+1; (Ⅱ)cn===6(n+1)•2n, ∴Tn=6[2•2+3•22+…+(n+1)•2n]①, ∴2Tn=6[2•22+3•23+…+n•2n+(n+1)•2n+1]②, ①﹣②可得﹣Tn=6[2•2+22+23+…+2n﹣(n+1)•2n+1]=12+6×﹣6(n+1)•2n+1=(﹣6n)•2n+1=﹣3n•2n+2, ∴Tn=3n•2n+2. 【点评】本题考查数列的通项与求和,着重考查等差数列的通项与错位相减法的运用,考查分析与运算能力,属于中档题. 19.(12分)(2016•山东)甲、乙两人组成“星队”参加猜成语活动,每轮活动由甲、乙各猜一个成语,在一轮活动中,如果两人都猜对,则“星队”得3分;如果只有一个人猜对,则“星队”得1分;如果两人都没猜对,则“星队”得0分.已知甲每轮猜对的概率是,乙每轮猜对的概率是;每轮活动中甲、乙猜对与否互不影响.各轮结果亦互不影响.假设“星队”参加两轮活动,求: (I)“星队”至少猜对3个成语的概率; (II)“星队”两轮得分之和为X的分布列和数学期望EX. 【考点】离散型随机变量的期望与方差;列举法计算基本事件数及事件发生的概率;离散型随机变量及其分布列.菁优网版权所有 【专题】计算题;分类讨论;分类法;概率与统计. 【分析】(I)“星队”至少猜对3个成语包含“甲猜对1个,乙猜对2个”,“甲猜对2个,乙猜对1个”,“甲猜对2个,乙猜对2个”三个基本事件,进而可得答案; (II)由已知可得:“星队”两轮得分之和为X可能为:0,1,2,3,4,6,进而得到X的分布列和数学期望. 【解答】解:(I)“星队”至少猜对3个成语包含“甲猜对1个,乙猜对2个”,“甲猜对2个,乙猜对1个”,“甲猜对2个,乙猜对2个”三个基本事件, 故概率P=++=++=, (II)“星队”两轮得分之和为X可能为:0,1,2,3,4,6, 则P(X=0)==, P(X=1)=2×[+]=, P(X=2)=+++=, P(X=3)=2×=, P(X=4)=2×[+]= P(X=6)== 故X的分布列如下图所示: X 0 1 2 3 4 6 P ∴数学期望EX=0×+1×+2×+3×+4×+6×== 【点评】本题考查离散型随机变量的分布列和数学期望,属中档题. 20.(13分)(2016•山东)已知f(x)=a(x﹣lnx)+,a∈R. (I)讨论f(x)的单调性; (II)当a=1时,证明f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立. 【考点】利用导数求闭区间上函数的最值;利用导数研究函数的单调性.菁优网版权所有 【专题】综合题;函数思想;综合法;导数的概念及应用. 【分析】(Ⅰ)求出原函数的导函数,然后对a分类分析导函数的符号,由导函数的符号确定原函数的单调性; (Ⅱ)构造函数F(x)=f(x)﹣f′(x),令g(x)=x﹣lnx,h(x)=.则F(x)=f(x)﹣f′(x)=g(x)+h(x),利用导数分别求g(x)与h(x)的最小值得到F(x)>恒成立.由此可得f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立. 【解答】(Ⅰ)解:由f(x)=a(x﹣lnx)+, 得f′(x)=a(1﹣)+ ==(x>0). 若a≤0,则ax2﹣2<0恒成立, ∴当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)为增函数, 当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)为减函数; 当a>0,若0<a<2,当x∈(0,1)和(,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数, 当x∈(1,)时,f′(x)<0,f(x)为减函数; 若a=2,f′(x)≥0恒成立,f(x)在(0,+∞)上为增函数; 若a>2,当x∈(0,)和(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数, 当x∈(,1)时,f′(x)<0,f(x)为减函数; (Ⅱ)解:∵a=1, 令F(x)=f(x)﹣f′(x)=x﹣lnx﹣1=x﹣lnx+. 令g(x)=x﹣lnx,h(x)=. 则F(x)=f(x)﹣f′(x)=g(x)+h(x), 由,可得g(x)≥g(1)=1,当且仅当x=1时取等号; 又,设φ(x)=﹣3x2﹣2x+6,则φ(x)在[1,2]上单调递减, 且φ(1)=1,φ(2)=﹣10, ∴在[1,2]上存在x0,使得x∈(1,x0) 时φ(x0)>0,x∈(x0,2)时,φ(x0)<0, ∴函数φ(x)在(1,x0)上单调递增;在(x0,2)上单调递减, 由于h(1)=1,h(2)=,因此h(x)≥h(2)=,当且仅当x=2取等号, ∴f(x)﹣f′(x)=g(x)+h(x)>g(1)+h(2)=, ∴F(x)>恒成立. 即f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立. 【点评】本题考查利用导数加以函数的单调性,考查了利用导数求函数的最值,考查了分类讨论的数学思想方法和数学转化思想方法,是压轴题. 21.(14分)(2016•山东)平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是,抛物线E:x2=2y的焦点F是C的一个顶点. (I)求椭圆C的方程; (Ⅱ)设P是E上的动点,且位于第一象限,E在点P处的切线l与C交与不同的两点A,B,线段AB的中点为D,直线OD与过P且垂直于x轴的直线交于点M. (i)求证:点M在定直线上; (ii)直线l与y轴交于点G,记△PFG的面积为S1,△PDM的面积为S2,求的最大值及取得最大值时点P的坐标. 【考点】椭圆的简单性质.菁优网版权所有 【专题】方程思想;分析法;直线与圆;圆锥曲线的定义、性质与方程. 【分析】(I)运用椭圆的离心率公式和抛物线的焦点坐标,以及椭圆的a,b,c的关系,解得a,b,进而得到椭圆的方程; (Ⅱ)(i)设P(x0,y0),运用导数求得切线的斜率和方程,代入椭圆方程,运用韦达定理,可得中点D的坐标,求得OD的方程,再令x=x0,可得y=﹣.进而得到定直线; (ii)由直线l的方程为y=x0x﹣y0,令x=0,可得G(0,﹣y0),运用三角形的面积公式,可得S1=|FG|•|x0|=x0•(+y0),S2=|PM|•|x0﹣|,化简整理,再1+2x02=t(t≥1),整理可得t的二次方程,进而得到最大值及此时P的坐标. 【解答】解:(I)由题意可得e==,抛物线E:x2=2y的焦点F为(0,), 即有b=,a2﹣c2=, 解得a=1,c=, 可得椭圆的方程为x2+4y2=1; (Ⅱ)(i)证明:设P(x0,y0),可得x02=2y0, 由y=x2的导数为y′=x,即有切线的斜率为x0, 则切线的方程为y﹣y0=x0(x﹣x0), 可化为y=x0x﹣y0,代入椭圆方程, 可得(1+4x02)x2﹣8x0y0x+4y02﹣1=0, 设A(x1,y1),B(x2,y2), 可得x1+x2=,即有中点D(,﹣), 直线OD的方程为y=﹣x,可令x=x0,可得y=﹣. 即有点M在定直线y=﹣上; (ii)直线l的方程为y=x0x﹣y0,令x=0,可得G(0,﹣y0), 则S1=|FG|•|x0|=x0•(+y0)=x0(1+x02); S2=|PM|•|x0﹣|=(y0+)•=x0•, 则=, 令1+2x02=t(t≥1),则== ==2+﹣=﹣(﹣)2+, 则当t=2,即x0=时,取得最大值, 此时点P的坐标为(,). 【点评】本题考查椭圆的方程的求法,注意运用椭圆的离心率和抛物线的焦点坐标,考查直线和抛物线斜的条件,以及直线方程的运用,考查三角形的面积的计算,以及化简整理的运算能力,属于难题. 参与本试卷答题和审题的老师有:qiss;sxs123;翔宇老师;546278733@qq.com;于东;双曲线;wfy814;wkl197822;zlzhan(排名不分先后) 菁优网 2016年6月13日查看更多