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文档介绍
2014年江西省高考数学试卷(文科)
2014年江西省高考数学试卷(文科) 一、选择题:本大题共10小题,每小题5分,共50分.在没小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 1.(5分)若复数z满足z(1+i)=2i(i为虚数单位),则|z|=( ) A.1 B.2 C. D. 2.(5分)设全集为R,集合A={x|x2﹣9<0},B={x|﹣1<x≤5},则A∩(∁RB)=( ) A.(﹣3,0) B.(﹣3,﹣1) C.(﹣3,﹣1] D.(﹣3,3) 3.(5分)掷两颗均匀的骰子,则点数之和为5的概率等于( ) A. B. C. D. 4.(5分)已知函数f(x)=(a∈R),若f[f(﹣1)]=1,则a=( ) A. B. C.1 D.2 5.(5分)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若3a=2b,则的值为( ) A.﹣ B. C.1 D. 6.(5分)下列叙述中正确的是( ) A.若a,b,c∈R,则“ax2+bx+c≥0”的充分条件是“b2﹣4ac≤0” B.若a,b,c∈R,则“ab2>cb2”的充要条件是“a>c” C.命题“对任意x∈R,有x2≥0”的否定是“存在x∈R,有x2≥0” D.l是一条直线,α,β是两个不同的平面,若l⊥α,l⊥β,则α∥β 7.(5分)某人研究中学生的性别与成绩、视力、智商、阅读量这4个变量的关系,随机抽查了52名中学生,得到统计数据如表1至表4,则与性别有关联的可能性最大的变量是( ) 表1 成绩 性别 不及格 及格 总计 男 6 14 20 女 10 22 32 总计 16 36 52 表2 视力 性别 好 差 总计 男 4 16 20 女 12 20 32 总计 16 36 52 表3 智商 性别 偏高 正常 总计 男 8 12 20 女 8 24 32 总计 16 36 52 表4 阅读量 性别 丰富 不丰富 总计 男 14 6 20 女 2 30 32 总计 16 36 52 A.成绩 B.视力 C.智商 D.阅读量 8.(5分)阅读如图程序框图,运行相应的程序,则程序运行后输出的结果为( ) A.7 B.9 C.10 D.11 9.(5分)过双曲线C:﹣=1的右顶点做x轴的垂线,与C的一条渐近线相交于点A,若以C的右焦点为圆心、半径为4的圆经过A,O两点(O为坐标原点),则双曲线C的方程为( ) A.﹣=1 B.﹣=1 C.﹣=1 D.﹣=1 10.(5分)在同一直角坐标系中,函数y=ax2﹣x+与y=a2x3﹣2ax2+x+a(a∈R)的图象不可能的是( ) A. B. C. D. 二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分 11.(5分)若曲线y=xlnx上点P处的切线平行与直线2x﹣y+1=0,则点P的坐标是 . 12.(5分)已知单位向量与的夹角为α,且cosα=,若向量=3﹣2,则||= . 13.(5分)在等差数列{an}中,a1=7,公差为d,前n项和为Sn,当且仅当n=8时Sn取得最大值,则d的取值范围为 . 14.(5分)设椭圆C:+=1(a>b>0)的左右焦点为F1,F2,过F2作x轴的垂线与C相交于A,B两点,F1B与y轴相交于点D,若AD⊥F1B,则椭圆C的离心率等于 . 15.(5分)x,y∈R,若|x|+|y|+|x﹣1|+|y﹣1|≤2,则x+y的取值范围为 . 三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 16.(12分)已知函数f(x)=(a+2cos2x)cos(2x+θ)为奇函数,且f()=0,其中a∈R,θ∈(0,π). (1)求a,θ的值; (2)若f()=﹣,α∈(,π),求sin(α+)的值. 17.(12分)已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N*. (1)求数列{an}的通项公式; (2)证明:对任意的n>1,都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列. 18.(12分)已知函数f(x)=(4x2+4ax+a2),其中a<0. (1)当a=﹣4时,求f(x)的单调递增区间; (2)若f(x)在区间[1,4]上的最小值为8,求a的值. 19.(12分)如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1⊥BC,A1B⊥BB1, (1)求证:A1C⊥CC1; (2)若AB=2,AC=,BC=,问AA1为何值时,三棱柱ABC﹣A1B1C1体积最大,并求此最大值. 20.(13分)如图,已知抛物线C:x2=4y,过点M(0,2)任作一直线与C相交于A,B两点,过点B作y轴的平行线与直线AO相交于点D(O为坐标原点). (1)证明:动点D在定直线上; (2)作C的任意一条切线l(不含x轴),与直线y=2相交于点N1,与(1)中的定直线相交于点N2,证明:|MN2|2﹣|MN1|2为定值,并求此定值. 21.(14分)将连续正整数1,2,…,n(n∈N*)从小到大排列构成一个数,F(n)为这个数的位数(如n=12时,此数为123456789101112,共15个数字,F(12)=15),现从这个数中随机取一个数字,p(n)为恰好取到0的概率. (1)求p(100); (2)当n≤2014时,求F(n)的表达式; (3)令g(n)为这个数中数字0的个数,f(n)为这个数中数字9的个数,h(n)=f(n)﹣g(n),S={n|h(n)=1,n≤100,n∈N*},求当n∈S时p(n)的最大值. 2014年江西省高考数学试卷(文科) 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.在没小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的 1.(5分)若复数z满足z(1+i)=2i(i为虚数单位),则|z|=( ) A.1 B.2 C. D. 【分析】由条件利用两个复数代数形式的乘除法法则、虚数单位i的幂运算性质,求出z,可得|z|. 【解答】解:∵复数z满足z(1+i)=2i(i为虚数单位),∴z===1+i, ∴|z|==, 故选:C. 【点评】本题主要考查两个复数代数形式的乘除法,虚数单位i的幂运算性质,求复数的模,属于基础题. 2.(5分)设全集为R,集合A={x|x2﹣9<0},B={x|﹣1<x≤5},则A∩(∁RB)=( ) A.(﹣3,0) B.(﹣3,﹣1) C.(﹣3,﹣1] D.(﹣3,3) 【分析】根据补集的定义求得∁RB,再根据两个集合的交集的定义,求得A∩(∁RB). 【解答】解:∵集合A={x|x2﹣9<0}={x|﹣3<x<3},B={x|﹣1<x≤5},∴∁RB={x|x≤﹣1,或 x>5}, 则A∩(∁RB)={x|﹣3<x≤﹣1}, 故选:C. 【点评】 本题主要考查集合的表示方法、集合的补集,两个集合的交集的定义和求法,属于基础题. 3.(5分)掷两颗均匀的骰子,则点数之和为5的概率等于( ) A. B. C. D. 【分析】本题是一个求概率的问题,考查事件“抛掷两颗骰子,所得两颗骰子的点数之和为5”这是一个古典概率模型,求出所有的基本事件数N与事件“抛掷两颗骰子,所得两颗骰子的点数之和为5”包含的基本事件数n,再由公式求出概率得到答案 【解答】解:抛掷两颗骰子所出现的不同结果数是6×6=36 事件“抛掷两颗骰子,所得两颗骰子的点数之和为5”所包含的基本事件有(1,4),(2,3),(3,2),(4,1)共四种 故事件“抛掷两颗骰子,所得两颗骰子的点数之和为5”的概率是=, 故选:B. 【点评】本题是一个古典概率模型问题,解题的关键是理解事件“抛掷两颗骰子,所得两颗骰子的点数之和为5”,由列举法计算出事件所包含的基本事件数,判断出概率模型,理解求解公式是本题的重点,正确求出事件“抛掷两颗骰子,所得两颗骰子的点数之和为5”所包含的基本事件数是本题的难点. 4.(5分)已知函数f(x)=(a∈R),若f[f(﹣1)]=1,则a=( ) A. B. C.1 D.2 【分析】根据条件代入计算即可. 【解答】解:∵f[f(﹣1)]=1, ∴f[f(﹣1)]=f(2﹣(﹣1))=f(2)=a•22=4a=1 ∴. 故选:A. 【点评】本题主要考查了求函数值的问题,关键是分清需要代入到那一个解析式中,属于基础题. 5.(5分)在△ABC中,内角A,B,C所对的边分别是a,b,c,若3a=2b,则的值为( ) A.﹣ B. C.1 D. 【分析】根据正弦定理,将条件进行化简即可得到结论. 【解答】解:∵3a=2b,∴b=, 根据正弦定理可得===, 故选:D. 【点评】本题主要考查正弦定理的应用,比较基础. 6.(5分)下列叙述中正确的是( ) A.若a,b,c∈R,则“ax2+bx+c≥0”的充分条件是“b2﹣4ac≤0” B.若a,b,c∈R,则“ab2>cb2”的充要条件是“a>c” C.命题“对任意x∈R,有x2≥0”的否定是“存在x∈R,有x2≥0” D.l是一条直线,α,β是两个不同的平面,若l⊥α,l⊥β,则α∥β 【分析】本题先用不等式的知识对选项A、B中命题的条件进行等价分析,得出它们的充要条件,再判断相应命题的真假;对选项以中的命题否定加以研究,判断其真假,在考虑全称量词的同时,要否定命题的结论;对选项D利用立体几何的位置关系,得出命题的真假,可知本题的正确答案. 【解答】解:A、若a,b,c∈R,当“ax2+bx+c≥0”对于任意的x恒成立时,则有: ①当a=0时,要使ax2+bx+c≥0恒成立,需要b=0,c≥0,此时b2﹣4ac=0,符合b2﹣4ac≤0; ②当a≠0时,要使ax2+bx+c≥0恒成立,必须a>0且b2﹣4ac≤0. ∴若a,b,c∈R,“ax2+bx+c≥0”是“b2﹣4ac≤0”充分不必要条件,“b2﹣4ac≤0”是“ax2+bx+c≥0”的必要条件,但不是充分条件,即必要不充分条件.故A错误; B、当ab2>cb2时,b2≠0,且a>c, ∴“ab2>cb2”是“a>c”的充分条件. 反之,当a>c时,若b=0,则ab2=cb2,不等式ab2>cb2不成立. ∴“a>c”是“ab2>cb2”的必要不充分条件.故B错误; C、结论要否定,注意考虑到全称量词“任意”, 命题“对任意x∈R,有x2≥0”的否定应该是“存在x∈R,有x2<0”.故C错误; D、命题“l是一条直线,α,β是两个不同的平面,若l⊥α,l⊥β,则α∥β.”是两个平面平行的一个判定定理.故D正确. 故选:D. 【点评】本题考查了命题、充要条件的知识,考查到了不等式、立体几何知识,有一定容量,总体难度不大,属于基础题. 7.(5分)某人研究中学生的性别与成绩、视力、智商、阅读量这4个变量的关系,随机抽查了52名中学生,得到统计数据如表1至表4,则与性别有关联的可能性最大的变量是( ) 表1 成绩 性别 不及格 及格 总计 男 6 14 20 女 10 22 32 总计 16 36 52 表2 视力 性别 好 差 总计 男 4 16 20 女 12 20 32 总计 16 36 52 表3 智商 性别 偏高 正常 总计 男 8 12 20 女 8 24 32 总计 16 36 52 表4 阅读量 性别 丰富 不丰富 总计 男 14 6 20 女 2 30 32 总计 16 36 52 A.成绩 B.视力 C.智商 D.阅读量 【分析】根据表中数据,利用公式,求出X2,即可得出结论. 【解答】解:表1:X2=≈0.009; 表2:X2=≈1.769; 表3:X2=≈1.3; 表4:X2=≈23.48, ∴阅读量与性别有关联的可能性最大, 故选:D. 【点评】本题考查独立性检验的应用,考查学生的计算能力,属于中档题. 8.(5分)阅读如图程序框图,运行相应的程序,则程序运行后输出的结果为( ) A.7 B.9 C.10 D.11 【分析】模拟程序的运行,由程序框图得出该算法的功能以及S>1时,终止循环;再根据S的值求出终止循环时的i值即可. 【解答】解:模拟执行程序,可得 i=1,S=0 S=lg3, 不满足条件1<S,执行循环体,i=3,S=lg3+lg=lg5, 不满足条件1<S,执行循环体,i=5,S=lg5+lg=lg7, 不满足条件1<S,执行循环体,i=7,S=lg5+lg=lg9, 不满足条件1<S,执行循环体,i=9,S=lg9+lg=lg11, 满足条件1<S,跳出循环,输出i的值为9. 故选:B. 【点评】本题考查了循环结构的程序框图,根据框图的流程判断算法的功能是解题的关键,属于基础题. 9.(5分)过双曲线C:﹣=1的右顶点做x轴的垂线,与C的一条渐近线相交于点A,若以C的右焦点为圆心、半径为4的圆经过A,O两点(O为坐标原点),则双曲线C的方程为( ) A.﹣=1 B.﹣=1 C.﹣=1 D.﹣=1 【分析】由题意,c=4,双曲线的一条渐近线方程为y=,求出A的坐标,利用右焦点F(4,0),|FA|=4,可求a,b,即可得出双曲线的方程. 【解答】解:由题意,c=4,双曲线的一条渐近线方程为y=, 令x=a,则y=b,即A(a,b), ∵右焦点F(4,0),|FA|=4, ∴(a﹣4)2+b2=16, ∵a2+b2=16, ∴a=2,b=2, ∴双曲线C的方程为﹣=1. 故选:A. 【点评】本题考查双曲线的方程与性质,考查学生的计算能力,属于基础题. 10.(5分)在同一直角坐标系中,函数y=ax2﹣x+与y=a2x3﹣2ax2+x+a(a∈R)的图象不可能的是( ) A. B. C. D. 【分析】讨论a的值,当a=0时,知D可能,当a≠0时,求出函数ax2﹣x+的对称轴x=,利用求导函数求出函数y=a2x3﹣2ax2+x+a的极值点为x=与x=,比较对称轴与两极值点之间的关系,知对称轴介于两极值点之间,从而得到不符合题意的选项. 【解答】解:当a=0时,函数y=ax2﹣x+的图象是第二,四象限的角平分线, 而函数y=a2x3﹣2ax2+x+a的图象是第一,三象限的角平分线,故D符合要求; 当a≠0时,函数y=ax2﹣x+图象的对称轴方程为直线x=, 由y=a2x3﹣2ax2+x+a可得:y′=3a2x2﹣4ax+1, 令y′=0,则x1=,x2=, 即x1=和x2=为函数y=a2x3﹣2ax2+x+a的两个极值点, 对称轴x=介于x1=和x2=两个极值点之间, 故A、C符合要求,B不符合, 故选:B. 【点评】本题考查的知识点是函数的图象,其中熟练掌握二次函数的图象和性质,三次函数的极值点等知识点是解答的关键. 二、填空题:本大题共5小题,每小题5分,共25分 11.(5分)若曲线y=xlnx上点P处的切线平行与直线2x﹣y+1=0,则点P的坐标是 (e,e) . 【分析】求出函数的导数,根据导数的几何意义,结合直线平行的性质即可得到结论. 【解答】解:函数的定义域为(0,+∞), 函数的导数为f′(x)=lnx+x=1+lnx, 直线2x﹣y+1=0的斜率k=2, ∵曲线y=xlnx上点P处的切线平行与直线2x﹣y+1=0, ∴f′(x)=1+lnx=2, 即lnx=1,解得x=e,此时y=elne=e, 故点P的坐标是(e,e), 故答案为:(e,e). 【点评】本题主要考查导数的几何意义,以及直线平行的性质,要求熟练掌握导数的几何意义. 12.(5分)已知单位向量与的夹角为α,且cosα=,若向量=3﹣2,则||= 3 . 【分析】由条件利用两个向量的数量积的定义求出的值,从而得到||的值. 【解答】解:=9=9, ∴||=3, 故答案为:3. 【点评】本题主要考查两个向量的数量积的定义,求向量的模的方法,属于基础题. 13.(5分)在等差数列{an}中,a1=7,公差为d,前n项和为Sn,当且仅当n=8时Sn取得最大值,则d的取值范围为 (﹣1,﹣) . 【分析】根据题意当且仅当n=8时Sn取得最大值,得到S7<S8,S9<S8,联立得不等式方程组,求解得d的取值范围. 【解答】解:∵Sn =7n+,当且仅当n=8时Sn取得最大值, ∴,即,解得:, 综上:d的取值范围为(﹣1,﹣). 【点评】本题主要考查等差数列的前n项和公式,解不等式方程组,属于中档题. 14.(5分)设椭圆C:+=1(a>b>0)的左右焦点为F1,F2,过F2作x轴的垂线与C相交于A,B两点,F1B与y轴相交于点D,若AD⊥F1B,则椭圆C的离心率等于 . 【分析】根据条件分别求出A,B,D的坐标,利用AD⊥F1B,建立方程关系即可得到结论. 【解答】解:连接AF1,∵OD∥AB,O为F1F2的中点, ∴D为BF1的中点, 又AD⊥BF1,∴|AF1|=|AB|. ∴|AF1|=2|AF2|. 设|AF2|=n,则|AF1|=2n,|F1F2|=n, ∴e=====. 【点评】本题主要考查椭圆离心率的求解,根据条件求出对应点的坐标,利用直线垂直与斜率之间的关系是解决本题的关键,运算量较大.为了方便,可以先确定一个参数的值. 15.(5分)x,y∈R,若|x|+|y|+|x﹣1|+|y﹣1|≤2,则x+y的取值范围为 [0,2] . 【分析】根据绝对值的意义,|x|+|y|+|x﹣1|+|y﹣1|的最小值为2,再根据条件可得只有|x|+|y|+|x﹣1|+|y﹣1|=2,此时,0≤x≤1,0≤y≤1,从而求得x+y的范围. 【解答】解:根据绝对值的意义可得|x|+|x﹣1|表示数轴上的x对应点到0、1对应点的距离之和,其最小值为1; |y|+|y﹣1|表示数轴上的y对应点到0、1对应点的距离之和,其最小值为1; 故|x|+|y|+|x﹣1|+|y﹣1|的最小值为2. 再根据|x|+|y|+|x﹣1|+|y﹣1|≤2,可得 只有|x|+|y|+|x﹣1|+|y﹣1|=2, 此时,0≤x≤1,0≤y≤1,∴0≤x+y≤2, 故答案为:[0,2]. 【点评】本题主要考查绝对值的意义,绝对值不等式的解法,属于中档题. 三、解答题:本大题共6小题,共75分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 16.(12分)已知函数f(x)=(a+2cos2x)cos(2x+θ)为奇函数,且f()=0,其中a∈R,θ∈(0,π). (1)求a,θ的值; (2)若f()=﹣,α∈(,π),求sin(α+)的值. 【分析】(1)把x=代入函数解析式可求得a的值,进而根据函数为奇函数推断出f(0)=0,进而求得cosθ,则θ的值可得. (2)利用f()=﹣和函数的解析式可求得sin,进而求得cos,进而利用二倍角公式分别求得sinα,cosα,最后利用两角和与差的正弦公式求得答案. 【解答】解:(1)f()=﹣(a+1)sinθ=0, ∵θ∈(0,π). ∴sinθ≠0, ∴a+1=0,即a=﹣1 ∵f(x)为奇函数, ∴f(0)=(a+2)cosθ=0, ∴cosθ=0,θ=. (2)由(1)知f(x)=(﹣1+2cos2x)cos(2x+)=cos2x•(﹣sin2x)=﹣, ∴f()=﹣sinα=﹣, ∴sinα=, ∵α∈(,π), ∴cosα==﹣, ∴sin(α+)=sinαcos+cosαsin=. 【点评】本题主要考查了同角三角函数关系,三角函数恒等变换的应用,函数奇偶性问题.综合运用了所学知识解决问题的能力. 17.(12分)已知数列{an}的前n项和Sn=,n∈N*. (1)求数列{an}的通项公式; (2)证明:对任意的n>1,都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列. 【分析】(1)利用“当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1;当n=1时,a1=S1”即可得出; (2)对任意的n>1,假设都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列.利用等比数列的定义可得,即(3n﹣2)2=1×(3m﹣2),解出m为正整数即可. 【解答】(1)解:∵Sn=,n∈N*. ∴当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=﹣=3n﹣2,(*) 当n=1时,a1=S1==1. 因此当n=1时,(*)也成立. ∴数列{an}的通项公式an=3n﹣2. (2)证明:对任意的n>1,假设都存在m∈N*,使得a1,an,am成等比数列. 则, ∴(3n﹣2)2=1×(3m﹣2), 化为m=3n2﹣4n+2, ∵n>1, ∴m=3n2﹣4n+2=>1, 因此对任意的n>1,都存在m=3n2﹣4n+2∈N*,使得a1,an,am成等比数列. 【点评】本题考查了递推式的意义、等差数列与等比数列的通项公式、二次函数的单调性等基础知识与基本技能方法,考查了恒成立问题的等价转化方法,考查了反证法,考查了推理能力和计算能力,属于难题. 18.(12分)已知函数f(x)=(4x2+4ax+a2),其中a<0. (1)当a=﹣4时,求f(x)的单调递增区间; (2)若f(x)在区间[1,4]上的最小值为8,求a的值. 【分析】(1)当a=﹣4时,先求导,在根据导数求出f(x)的单调递增区间; (2)利用导数判断函数的单调性,从而得出函数在闭区间上的最小值,即得到参数的一个方程,从而求出参数的值. 【解答】解;(1)当a=﹣4时,f(x)=(4x2+4ax+a2), ∴f(x)=(4x2﹣16x+16), ∴f′(x)=(8x﹣16)+(4x2﹣16x+16)=2()=, ∵f′(x)>0,x≥0, ∴5x2﹣12x+4>0, 解得,0≤x<,或x>2, ∴当a=﹣4时,f(x)的单调递增区间为[0,)和(2,+∞); (2)∵f(x)=(4x2+4ax+a2), ∴; 令f′(x)=0.解得, 当f′(x)>0时,x∈(0,)或,此时f(x)单调递增, 当f′(x)<0时,x∈(),此时f(x)单调递减, ①当≥4,即a≤﹣40,f(x)在区间[1,4]为增函数,由f(1)=8,解得a=﹣2,不符合舍去 ②当﹣≤1,即﹣2≤a<0时,f(x)在区间[1,4]为增函数,由f(1)=8,解得a=﹣2,不符合舍去 ③当﹣≤1,≥4即﹣10≤a≤﹣8时,f(x)在区间[1,4]为减函数,由f(4)=8,解得a=﹣10, ④当,即﹣40<a<﹣10时,由f(1)=8或f(4)=8,解得,a=﹣2,或a=﹣6,a=﹣10,不符合舍去, ⑤当,即﹣8<a<﹣2时,由f()=8,无解. 综上所述,a=﹣10. 【点评】本题考查的是导数知识,重点是利用导数判断函数的单调性,难点是分类讨论.对学生的能力要求较高,属于难题 19.(12分)如图,三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AA1⊥BC,A1B⊥BB1, (1)求证:A1C⊥CC1; (2)若AB=2,AC=,BC=,问AA1为何值时,三棱柱ABC﹣A1B1C1体积最大,并求此最大值. 【分析】(1)通过证明直线CC1与平面BA1C垂直,即可证明A1C⊥CC1; (2)作AO⊥BC 于O,连结A1O,说明∠AA1O=90°,设A1A=h,求出A1O的表达式,以及三棱柱ABC﹣A1B1C1体积V的表达式,利用二次函数的最值,求最大值. 【解答】解:(1)∵三棱柱ABC﹣A1B1C1中, ∴A1A∥CC1∥BB1, ∵AA1⊥BC,∴CC1⊥BC, ∵A1B⊥BB1,∴A1B⊥CC1, ∵BC∩BA1=B, ∴CC1⊥平面BA1C,A1C⊂平面BA1C ∴A1C⊥CC1; (2)作AO⊥BC于O,连结A1O,由(1)可知∠AA1O=90°,∵AB=2,AC=,BC= ,∴AB⊥AC, ∴AO=, 设A1A=h,A1O==, ∴三棱柱ABC﹣A1B1C1体积V===, 当h2=,即h=时,即AA1=时棱柱的体积最大, 最大值为:. 【点评】本题考查空间直线与平面垂直的判定与应用,几何体的体积的最值的求法,考查转化思想以及空间想象能力. 20.(13分)如图,已知抛物线C:x2=4y,过点M(0,2)任作一直线与C相交于A,B两点,过点B作y轴的平行线与直线AO相交于点D(O为坐标原点). (1)证明:动点D在定直线上; (2)作C的任意一条切线l(不含x轴),与直线y=2相交于点N1,与(1)中的定直线相交于点N2,证明:|MN2|2﹣|MN1|2为定值,并求此定值. 【分析】(1)设AB的方程为y=kx+2,代入x2=4y,整理得x2 ﹣4kx﹣8=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),则有:x1x2=﹣8,由直线AO的方程y=x与BD的方程x=x2联立即可求得交点D的坐标为,利用x1x2=﹣8,即可求得D点在定直线y=﹣2(x≠0)上; (2)依题设,切线l的斜率存在且不等于0,设切线l的方程为y=ax+b(a≠0),代入x2=4y,由△=0化简整理得b=﹣a2,故切线l的方程可写成y=ax﹣a2.分别令y=2、y=﹣2得N1、N2的坐标为N1(+a,2)、N2(﹣+a,﹣2),从而可证|MN2|2﹣|MN1|2为定值8. 【解答】(1)证明:依题意,可设AB的方程为y=kx+2,代入x2=4y,得x2=4(kx+2),即x2﹣4kx﹣8=0, 设A(x1,y1),B(x2,y2),则有:x1x2=﹣8, 直线AO的方程为y=x;BD的方程为x=x2. 解得交点D的坐标为. 注意到x1x2=﹣8及=4y1,则有y===﹣2, 因此D点在定直线y=﹣2(x≠0)上. (2)证明:依题设,切线l的斜率存在且不等于0,设切线l的方程为y=ax+b(a≠0),代入x2=4y得x2=4(ax+b),即x2﹣4ax﹣4b=0, 由△=0得(4a)2+16b=0,化简整理得b=﹣a2. 故切线l的方程可写成y=ax﹣a2. 分别令y=2、y=﹣2得N1、N2的坐标为N1(+a,2)、N2(﹣+a,﹣2), 则|MN2|2﹣|MN1|2=+42﹣=8, 即|MN2|2﹣|MN1|2为定值8. 【点评】本题考查抛物线的方程与性质、直线与圆锥曲线的位置关系等基础知识,考查抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力,考查特殊与一般思想、数形结合思想、函数与方程思想,属于难题. 21.(14分)将连续正整数1,2,…,n(n∈N*)从小到大排列构成一个数,F(n)为这个数的位数(如n=12时,此数为123456789101112,共15个数字,F(12)=15),现从这个数中随机取一个数字,p(n)为恰好取到0的概率. (1)求p(100); (2)当n≤2014时,求F(n)的表达式; (3)令g(n)为这个数中数字0的个数,f(n)为这个数中数字9的个数,h(n)=f(n)﹣g(n),S={n|h(n)=1,n≤100,n∈N*},求当n∈S时p(n)的最大值. 【分析】(1)根据题意,首先分析n=100时,这个数的位数,进而可得其中0的个数,有等可能事件的概率公式,计算可得答案; (2)分1≤n≤9,10≤n≤99,100≤n≤999,1000≤n≤2014,四种情况讨论这个数的组成情况,综合即可得F(n); (3)根据题意,分情况求出当n∈S时p(n)的表达式,比较其最大值的大小,即可得答案. 【解答】解:(1)当n=100时,F(100)=9+90×2+ 3=192,即这个数中共有192个数字, 其中数字0的个数为11, 则恰好取到0的概率为P(100)=; (2)当1≤n≤9时,这个数有1位数组成,F(n)=n, 当10≤n≤99时,这个数有9个1位数组成,n﹣9个两位数组成,则F(n)=2n﹣9, 当100≤n≤999时,这个数有9个1位数组成,90个两位数组成,n﹣99个三位数组成,F(n)=3n﹣108, 当1000≤n≤2014时,这个数有9个1位数组成,90个两位数组成,900个三位数组成,n﹣999个四位数组成,F(n)=4n﹣1107, F(n)=; (3)当n=b(1≤b≤9,b∈N*)时,g(n)=0, 当n=10k+b(1≤k≤9,0≤b≤9,k∈N*,b∈N*)时,g(n)=k: 当n=100时,g(n)=11, 即g(n)=,同理有f(n)=, 由h(n)=f(n)﹣g(n)=1,可知n=9、19、29、39、49、59、69、79、89、90, 所以当n≤100时,S={9,19、29,39,49,59,69,79,89,90}; 当n=9时,P(9)=0, 当n=90时,P(90)==, 当n=10k+9(1≤k≤8,k∈N*)时,p(n)===, 由y=关于k单调递增,故当n=10k+9(1≤k≤8,k∈N* )时,P(n)的最大值为P(89)=, 又<,所以当n∈S时,P(n)的最大值为. 【点评】本题考查合情推理的应用,关键在于正确理解题意,进而分析推理. 查看更多