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文档介绍
【数学】2020届一轮复习苏教版高频考点练透学案
必备七 高频考点练透 高频考点一 集合运算 1.(2018扬州高三第三次调研)已知集合A={-1,0,3,5},B={x|x-2>0},则A∩B= . 2.(2018南京高三年级第三次模拟)集合A={x|x2+x-6=0},B={x|x2-4=0},则A∪B= . 3.(2018南通高三第二次调研)已知集合U={-1,0,1,2,3},A={-1,0,2},则∁UA= . 4.(2018江苏南通中学高三考前冲刺练习)已知集合A={0,4},B={3,2m}.若A∪B={0,3,4},则实数m的值为 . 高频考点二 复数 1.(2018苏锡常镇四市高三教学情况调研(二))若复数z满足(1+i)z=2(i是虚数单位),则z的虚部为 . 2.(2018扬州高三第三次调研)已知(1+3i)(a+bi)=10i,其中i为虚数单位,a,b∈R,则ab的值为 . 3.(2018江苏徐州模拟)已知复数z=(1-2i)2(i为虚数单位),则z的模为 . 4.(2018扬州高三考前调研)在复平面内,复数z=1-i2i(i为虚数单位)对应的点位于第 象限. 高频考点三 统计 1.(2018江苏盐城中学高三数学阶段性检测)一支田径队有男运动员28人,女运动员21人,现按性别用分层抽样的方法,从中抽取14位运动员进行健康检查,则男运动员应抽取 人. 2.(2018淮海中学高三数学3月高考模拟)有100件产品编号从00到99,用系统抽样方法从中抽取5件产品进行检验,分组后每组按照相同的间隔抽取产品,若第5组抽取的产品编号为91,则第2组抽取的产品编号为 . 3.(2018徐州铜山高三年级第三次模拟考试)甲在某周五天的时间内,每天加工零件的个数用茎叶图表示如下图(左边一列的数字表示零件个数的十位数,右边的数字表示零件个数的个位数),则该组数据的方差s2的值为 . 1 8 7 2 2 1 2 4.(2018扬州高三考前调研测试)为了了解一批产品的长度(单位:毫米)情况,现抽取容量为400的样本进行检测,下图是检测结果的频率分布直方图,根据产品标准,单件产品长度在区间[25,30)的为一等品,在区间[20,25)和[30,35)的为二等品,其余均为三等品,则样本中三等品的件数为 . 高频考点四 概率 1.(2018江苏南京模拟)已知A,B,C三人分别在连续三天中值班,每人值班一天,那么A与B在相邻两天值班的概率为 . 2.(2018南通高三第二次调研)在长为12cm的线段AB上任取一点C,以线段AC,BC为邻边作矩形,则该矩形的面积大于32cm2的概率为 . 3.(2018扬州高三第三次调研)袋中有若干只红、黄、蓝三种颜色的球,这些球除颜色外完全相同.现从中随机摸出1只球,若摸出的球不是红球的概率为0.8,不是黄球的概率为0.5,则摸出的球为蓝色的概率为 . 4.(2018苏锡常镇四市高三教学情况调研(二))欧阳修在《卖油翁》中写到:“(翁)乃取一葫芦置于地,以钱覆其口,徐以杓酌油沥之,自钱孔入,而钱不湿”,可见卖油翁的技艺之高超,若铜钱直径4厘米,中间有边长为1厘米的正方形小孔,随机向铜钱上滴一滴油(油滴大小忽略不计),则油恰好落入孔中的概率是 . 高频考点五 算法 1.如图所示的流程图的运行结果是 . 2.(2018徐州高三模拟)运行如图所示的伪代码,其结果为 . S←0 ForIFrom1To9 S←S+I EndFor PrintS 3.(2018苏锡常镇四市高三教学情况调研(二))如图是一个算法流程图,若输入值x∈[0,2],则输出S的取值范围是 . 4.执行如图所示的伪代码,输出的结果是 . S←1 I←2 While S≤100 I←I+2 S←S×I EndWhile Print I 高频考点六 空间几何体的体积与表面积 1.(2018江苏南京高三联考)已知一个圆锥的母线长为2,侧面展开图是半圆,则该圆锥的体积为 . 2.已知直三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长都为2,点P,Q分别为棱CC1,BC的中点,则四面体A1-B1PQ的体积为 . 3.直三棱柱ABC-A1B1C1中,已知AB⊥BC,AB=3,BC=4,AA1=5,若三棱柱的所有顶点都在同一球面上,则该球的表面积为 . 高频考点七 空间平行与垂直 1.给出下列命题: (1)若两个平面平行,则其中一个平面内的直线一定平行于另一个平面; (2)若两个平面平行,则垂直于其中一个平面的直线一定垂直于另一个平面; (3)若两个平面垂直,则垂直于其中一个平面的直线一定平行于另一个平面; (4)若两个平面垂直,则其中一个平面内的直线一定垂直于另一个平面. 则其中所有真命题的序号为 . 2.已知平面α,β,γ和直线l,m,且l⊥m,α⊥γ,α∩γ=m,β∩γ=l,给出下列四个结论:①β⊥γ;②l⊥α;③m⊥β;④α⊥β.其中正确的序号是 . 3.(2018江苏南京高三联考)在三棱锥P-ABC中,D,E分别为AB,AC的中点,且PA=PB,∠PDC为锐角. (1)证明:BC∥平面PDE; (2)若平面PCD⊥平面ABC,证明:AB⊥PC. 高频考点八 基本初等函数的图象与性质 1.(2018江苏如东高级中学期中)已知函数f(x)=ln(1+x2),则满足不等式f(2x-1)1)成等差数列?若存在,求出所有满足条件的m,n;若不存在,请说明理由. 高频考点二十三 实际应用题 1.(2018江苏海安高级中学阶段检测(三))一块圆柱形木料的底面半径为12cm,高为32cm,要将这块木料加工成一只毛笔筒,在木料一端正中间掏去一个小圆柱,使小圆柱与原木料同轴,并且掏取的圆柱体积是原木料体积的三分之一,设小圆柱底面半径为rcm,高为hcm,要求笔筒底面的厚度超过2cm. (1)求r与h的关系,并指出r的取值范围; (2)笔筒成形后进行后续加工,要求笔筒上底圆环面、桶内侧面、外表侧面都喷上油漆,其中上底圆环面、外表侧面喷漆费用均为a(元/cm2),桶内侧面喷漆费用为2a(元/cm2),而桶内底面铺贴金属薄片,其费用是7a(元/cm2)(其中a为正常数). ①将笔筒的后续加工费用y(元)表示为r(cm)的函数; ②求出当r取何值时,笔筒的后续加工费用y最小,并求出y的最小值. 2.已知美国苹果公司生产某款iPhone手机的年固定成本为40万美元,每生产1万台还需另投入16万美元.设苹果公司一年内共生产该款iPhone手机x万台并全部销售完,每万台的销售收入为R(x)万美元,且R(x)=400-6x,040. (1)写出年利润W(万元)关于年产量x(万台)的函数解析式; (2)当年产量为多少万台时,苹果公司在该款手机的生产中所获得的利润最大?并求出最大利润. 3.如图,某广场中间有一块边长为2百米的菱形绿化区ABCD,其中图形BMN是半径为1百米的扇形,∠ABC=2π3.管理部门欲在该地从M到D修建小路:在MN上选一点P(异于M、N两点),过点P修建与BC平行的小路PQ.问:点P选择在何处,才能使得修建的小路MP与PQ及QD的总长度最小?并说明理由. 高频考点二十四 矩阵及其变换(理科专用) 1.(2018苏州学业阳光指标调研)选修4-2:矩阵与变换 已知M=1 22 1,β=17,求M4β. 2.(2018江苏南京模拟)已知矩阵A=2 00 1,B=1 -12 5,求矩阵A-1B. 高频考点二十五 坐标系与参数方程(理科专用) 1.(2018南京、盐城高三第二次模拟)在平面直角坐标系中,直线l的参数方程为x=t,y=3t+2(t为参数),圆C的参数方程为x=acosθ,y=asinθ(a>0,θ为参数),点P是圆C上的任意一点,若点P到直线l距离的最大值为3,求a的值. 2.(2018苏州学业阳光指标调研)选修4-4:坐标系与参数方程 在平面直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为x=1+t,y=t-3(t为参数),以原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ=2cosθsin2θ,若直线l与曲线C相交于A,B两点,求△AOB的面积. 高频考点二十六 不等式选讲(理科专用) 1.(2017南京、盐城、连云港高三第二次模拟)设a≠b,求证:a4+6a2b2+b4>4ab(a2+b2). 2.(2018江苏高考预测卷四) 已知函数f(x)=|x+1|,-2≤x≤2,3-|x|,x<-2或x>2. (1)求函数f(x)的值域; (2)若关于x的方程f(x)-a=0(a<0)有两个不相等的实数根,求a+1a的最大值. 高频考点二十七 求空间角(理科专用) 1.(2018江苏南京调研)如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AB⊥AD,AD∥BC,AP=AB=AD=1. (1)若直线PB与CD所成角的大小为π3,求BC的长; (2)求二面角B-PD-A的余弦值. 2.(2017南京、盐城、连云港高三第二次模拟)如图,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面四边形ABCD为菱形,A1A=AB=2,∠ABC=π3,E,F分别是BC,A1C的中点. (1)求异面直线EF,AD所成角的余弦值; (2)点M在线段A1D上,A1MA1D=λ,若CM∥平面AEF,求实数λ的值. 高频考点二十八 随机变量及其分布(理科专用) 1.(2018江苏南通海安高级中学高三阶段检测)在1,2,3,…,9这9个自然数中,任取3个不同的数. (1)求这3个数中至少有1个数是偶数的概率; (2)求这3个数的和为18的概率; (3)设ξ为这3个数中两数相邻的组数(例如:若取出的数为1,2,3,则有两组相邻的数1,2和2,3,此时ξ的值是2).求随机变量ξ的分布列及其数学期望E(ξ). 2.(2018南京、盐城高三第二次模拟)甲、乙两人站在P点处分别向A,B,C三个目标进行射击,每人向三个目标各射击一次,每人每次射击每个目标均相互独立,且两人各自击中A,B,C的概率分别都为12,13,14. (1)设X表示甲击中目标的个数,求随机变量X的分布列和数学期望; (2)求甲、乙两人共击中目标数为2的概率. 高频考点二十九 数学归纳法(理科专用) 1.(2018常州教育学会学业水平检测)记(x+1)·x+12·…·x+1n(n≥2且n∈N*)的展开式中含x项的系数为Sn,含x2项的系数为Tn. (1)求Sn; (2)若TnSn=an2+bn+c对n=2,3,4成立,求实数a,b,c的值; (3)对(2)中的实数a,b,c,用数学归纳法证明:对任意n≥2且n∈N*,TnSn=an2+bn+c都成立. 2.(2018苏州学业阳光指标调研)在正整数集上定义函数y=f(n),满足f(n)[f(n+1)+1]=2[2-f(n+1)],且f(1)=2. (1)求证:f(3)-f(2)=910; (2)是否存在实数a,b,使f(n)=1a-32n-b+1对任意正整数n恒成立?并证明你的结论. 高频考点三十 抛物线(理科专用) 1.已知抛物线y2=4x的焦点为F,直线l过点M(4,0). (1)若点F到直线l的距离为3,求直线l的斜率; (2)设A,B为抛物线上两点,且AB不与x轴垂直,若线段AB的垂直平分线恰过点M,求证:线段AB中点的横坐标为定值. 2.(2018江苏海安高级中学阶段检测(三))如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线l:x-y-4=0,抛物线C:y2=2px(p>0). (1)若直线l过抛物线C的焦点,求抛物线C的方程; (2)已知抛物线C上存在关于直线l对称的相异两点P和Q. ①求证:线段PQ的中点坐标为(4-p,-p); ②求p的取值范围. 答案精解精析 高频考点一 集合运算 1.答案 {3,5} 解析 由交集定义可得A∩B={3,5}. 2.答案 {-3,-2,2} 解析 集合A={2,-3},B={2,-2},则A∪B={-3,-2,2}. 3.答案 {1,3} 解析 由补集定义可得∁UA={1,3}. 4.答案 2 解析 因为2m>0,则由并集定义可得2m=4,m=2. 高频考点二 复数 1.答案 -1 解析 复数z=21+i=1-i的虚部是-1. 2.答案 3 解析 复数a+bi=10i1+3i=i(1-3i)=3+i,则a=3,b=1,ab=3. 3.答案 5 解析 复数z=(1-2i)2=-3-4i,则|z|=5. 4.答案 三 解析 复数z=1-i2i=(1-i)(-i)2=-12-12i对应的点-12,-12位于第三象限. 高频考点三 统计 1.答案 8 解析 男运动员应抽取2828+21×14=8人. 2.答案 31 解析 将100件产品分成5组,每组20件,则抽取的样本编号是以20为公差的等差数列,第5组抽取的产品编号为91,则第2组抽取的产品编号为91-20×3=31. 3.答案 225 解析 由茎叶图可得这组数据的平均数是18+17+22+21+225=20,则方差s2=4+9+4+1+45=225. 4.答案 100 解析 由频率分布直方图可得一等品的频率是0.0625×5=0.3125,二等品的频率是(0.05+0.0375)×5=0.4375,则三等品的频率是1-(0.3125+0.4375)=0.25,又样本容量是400,所以样本中三等品的件数为0.25×400=100. 高频考点四 概率 1.答案 23 解析 A,B,C三人分别在连续三天中值班,每人值班一天,有(ABC)、(ACB)、(BAC)、(BCA)、(CAB)、(CBA),共6种,其中A与B在相邻两天值班的结果有4种,故所求概率为46=23. 2.答案 13 解析 设AC=xcm,x∈(0,12),则由题意得x(12-x)>32,解得4 2满足,继续运行,第2次,S=24,a=2,条件a>2不满足,结束运行,故输出的S=24. 2.答案 45 解析 该伪代码运行9次,则S=1+2+3+……+9=9×(1+9)2=45. 3.答案 [0,1] 解析 由流程图可得S=1,0≤x<1,2x-x2,1≤x≤2,结合函数图象得S∈[0,1]. 4.答案 8 解析 该算法运行3次,第1次,I=4,S=4;第2次,I=6,S=24;第3次,I=8,S=192,运行结束,故输出的I=8. 高频考点六 空间几何体的体积与表面积 1.答案 33π 解析 设圆锥底面圆半径为r,则2π=2πr,r=1,则圆锥的高h=22-12=3,则该圆锥的体积V=13πr2h=33π. 2.答案 32 解析 S△B1PQ=S正方形BCC1B1-S△BB1Q-S△B1C1P-S△PCQ=2×2-12×2×1-12×2×1-12×1×1=32, 当△B1PQ作为三棱锥的底面时,三棱锥的高是边长为2的等边三角形A1B1C1的边B1C1上的高,h=3,四面体A1-B1PQ的体积为V=13×32×3=32. 3.答案 50π 解析 如图,ABC-A1B1C1是直三棱柱,∴A1A⊥AC,又三棱柱的所有顶点都在同一球面上,∴A1C是球的直径,∴R=A1C2.∵AB⊥BC,∴AC=32+42=5,∴A1C2=52+52=50,故该球的表面积为S=4πR2=4πA1C22=πA1C2=50π. 高频考点七 空间平行与垂直 1.答案 (1)(2) 解析 (1)因为两个平面平行,所以两个平面没有公共点,即其中一个平面的直线与另一个平面也没有公共点.由直线与平面平行的判定定理可得直线与该平面平行,所以(1)正确.(2)因为该直线与其中一个平面垂直,那么该直线必与其中两条相交直线垂直,又两个平面平行,故另一个平面也必定存在两条相交直线与该直线垂直,所以该直线与另一个平面也垂直.故(2)正确.(3)错,反例:该直线可以在另一个平面内.(4)错,反例:其中一个平面内也存在直线与另一个平面平行.综上,(1)(2)为真命题. 2.答案 ②④ 解析 如图,∵β∩γ=l,∴l⊂γ,由α⊥γ,α∩γ=m,且l⊥m,得l⊥α,故②正确;由β∩γ=l,得l⊂β,由l⊥α,得α⊥β,故④正确;而①③条件不充分,不能判断. 3.证明 (1)因为D,E分别为AB,AC的中点,所以DE∥BC. 又DE⊂平面PDE,BC⊄平面PDE, 所以BC∥平面PDE. (2)过点P作PO⊥CD,垂足为O. 因为平面PCD⊥平面ABC,PO⊂平面PCD,平面PCD∩平面ABC=CD, 所以PO⊥平面ABC. 又因为AB⊂平面ABC,所以AB⊥PO. 因为PA=PB,D为AB的中点,所以AB⊥PD. 又∠PDC为锐角,一定有PO∩PD=P,PO,PD⊂平面PCD,所以AB⊥平面PCD. 又PC⊂平面PCD,所以AB⊥PC. 高频考点八 基本初等函数的图象与性质 1.答案 (-1,2) 解析 函数f(x)是偶函数,且在[0,+∞)内单调递增,则f(2x-1) 2时,f(x)=logax+5≥6恒成立,所以a>1,loga2≥1=logaa,故10,f(1)=m2-3m<0或f(0)=1-m<0,f(1)=m2-3m>0,解得0 3. 高频考点九 函数与方程 1.答案 (-4,-2) 解析 令f(x)=7x2-(m+13)x-m-2,则f(0)=-m-2>0,f(1)=-8-2m<0,f(2)=-3m>0,解得-4 0,所以f(x)在(0,1)上有唯一零点,故k=0. 3.答案 2 解析 在同一直角坐标系中作出函数y=12x,y=|lnx|的图象(图略),可知两函数图象有2个交点,故原方程有两解. 4.答案 (-2,0) 解析 函数g(x)=f(x)-m(m∈R)有三个不同的零点x1,x2,x3,且x1 g12=-2,所以实数a的取值范围是a≥-2. 2.答案 y=x+6 解析 f'(x)=[x2+(2-a)x+1]ex(a∈N), 设g(x)=x2+(2-a)x+1, 因为函数f(x)在区间(1,3)只有1个极值点, 所以函数f'(x)在区间(1,3)只有1个零点,则有g(1)·g(3)<0,解得41时,f'(0)=1-a<0,f'π4=eπ4π4+1>0, 所以存在α∈0,π4,使得f'(α)=0,且在(0,α)内,f'(x)<0, 所以f(x)在(0,α)上为减函数,所以f(x) 1时,不符合题意. 综上所述,a的取值范围是(-∞,1]. (3)不存在实数a,使得函数f(x)在区间0,π2上有两个零点. 理由:由(2)知,当a≤1时,f(x)在0,π2上是增函数,且f(0)=0,故函数f(x)在区间0,π2上无零点. 当a>1时,f'(x)=ex(x+1)-acos2x, 令g(x)=ex(x+1)-acos2x,g'(x)=ex(x+2)+2asin2x, 当x∈0,π2时,恒有g'(x)>0,所以g(x)在0,π2上是增函数. 由g(0)=1-a<0,gπ2=eπ2π2+1+a>0, 故g(x)在0,π2上存在唯一的零点x0,即方程f'(x)=0在0,π2上存在唯一解x0, 且当x∈(0,x0)时,f'(x)<0,当x∈x0,π2时,f'(x)>0, 即函数f(x)在(0,x0)上单调递减,在x0,π2上单调递增, 当x∈(0,x0)时,f(x) 0, 所以f(x)在x0,π2上有唯一零点, 所以,当a>1时,f(x)在0,π2上有一个零点. 综上所述,不存在实数a,使得函数f(x)在区间0,π2上有两个零点. 4.解析 (1)解法一:函数f(x)的定义域为{x|x>0}. f'(x)=1+lnx,g'(x)=ax+1. ①当m=e时,f'(e)=2,g'(e)=ae+1. 因为l1⊥l2,所以f'(e)·g'(e)=-1,即2(ae+1)=-1. 解得a=-32e. ②因为l1∥l2,则f'(m)=g'(m)在(0,+∞)上有解,即lnm-am=0在(0,+∞)上有解. 设F(x)=lnx-ax,x>0,则F'(x)=1x-a=1-axx. 当a≤0时,F'(x)>0恒成立,则函数F(x)在(0,+∞)上为增函数. (i)当a<0时,取x=ea,F(ea)=a-aea=a(1-ea)<0. 取x=e,F(e)=1-ae>0,所以F(x)在(0,+∞)上存在零点. (ii)当a=0时,F(x)=lnx存在零点x=1,满足题意. (iii)当a>0时,令F'(x)=0,则x=1a,则F(x)在0,1a上为增函数,在1a,+∞上为减函数. 所以F(x)的最大值为F1a=ln1a-1≥0,解得00}. f'(x)=1+lnx,g'(x)=ax+1. 则f'(m)=1+lnm,g'(m)=am+1. 因为l1∥l2,则f'(m)=g'(m)在(0,+∞)上有解,即lnm=am在(0,+∞)上有解. 因为m>0,所以a=lnmm. 令F(x)=lnxx(x>0),则F'(x)=1-lnxx2,令F'(x)=0,解得x=e. 当x∈(0,e)时,F'(x)>0,F(x)为增函数; 当x∈(e,+∞)时,F'(x)<0,F(x)为减函数. 所以F(x)max=F(e)=1e. 所以,a的最大值是1e. (2)h(x)=xlnx-a2x2-x+a(x>0), h'(x)=lnx-ax. 因为x1,x2是h(x)在其定义域内的两个不同的极值点, 所以x1,x2是方程lnx-ax=0的两个不等实根, 故lnx1=ax1,lnx2=ax2. 两式作差得a=lnx1-lnx2x1-x2. 由λlnx2-λ>1-lnx1,得1+λ 0,0 1+λx1+λx2⇔lnx1-lnx2x1-x2>1+λx1+λx2⇔lnx1x2<(1+λ)(x1-x2)x1+λx2. 令t=x1x2,则t∈(0,1). 由题意得,lnt<(1+λ)(t-1)t+λ在t∈(0,1)上恒成立. 令φ(t)=lnt-(1+λ)(t-1)t+λ,t∈(0,1), 则φ'(t)=1t-(1+t)2(t+λ)2=(t-1)(t-λ2)t(t+λ)2. ①当λ2≥1,即λ≥1时,∀t∈(0,1),φ'(t)>0,所以φ(t)在(0,1)上单调递增, 又φ(1)=0,则φ(t)<0在(0,1)上恒成立. ②当λ2<1,即0<λ<1时, 若t∈(0,λ2),则φ'(t)>0,φ(t)在(0,λ2)上为增函数; 若t∈(λ2,1),则φ'(t)<0,φ(t)在(λ2,1)上为减函数. 又φ(1)=0,所以φ(t)不恒小于0,不符合题意. 综上,λ∈[1,+∞). 高频考点十一 解不等式 1.答案 -3 解析 易知A=(-1,3),B=(-3,2), ∴A∩B=(-1,2),则-1+2=-a,-2=b, ∴a=-1,b=-2,∴a+b=-3. 2.答案 (-3,2) 解析 函数f(x)在R上单调递增,则不等式f(6-x2)>f(x)等价于6-x2>x,解得-3 0,则1b+4a=1,所以a+b=(a+b)1b+4a=5+ab+4ba≥5+2ab·4ba=9,当且仅当ab=4ba,a=2b=6时取等号,故a+b的最小值是9. 2.答案 1,43 解析 因为a,b是正实数,且1a+1b=1,则a+b=ab≥2ab,ab≥4.又由1a+b+1c=1得1ab+1c=1,c=abab-1=1+1ab-1∈1,43. 3.答案 (-∞,2] 解析 函数f(x)=|x-a|+9x(a∈R),∵x∈(0,+∞), ∴当x>a时,f(x)=x+9x-a≥29x·x-a≥4,当且仅当x=3时取等号,即6-a≥4,可得a≤2. 当x0, 则由cosπ4-α=22(cosα+sinα)=22(cosα+sinα)·(cosα-sinα)可得cosα-sinα=14,两边平方可得1-sin2α=116,解得sin2α=1516. 3.答案 -15 解析 因为sin(α+β)sin(α-β)=tanα+tanβtanα-tanβ,且sin(α+β)=23,tanαtanβ=713, 所以sin(α-β)=sin(α+β)×tanα-tanβtanα+tanβ=-15. 4.解析 (1)由α∈π2,π,tanα=-2,得sinα=255,cosα=-55, sinπ4+α=sinπ4cosα+cosπ4sinα=11010. (2)sin2α=2sinαcosα=-45,cos2α=cos2α-sin2α=-35, cos2π3-2α=cos2π3cos2α+sin2π3sin2α=3-4310. 高频考点十六 解三角形 1.答案 26 解析 由∠B=2∠A得sinB=sin(2A)=2sinAcosA,由正弦定理和余弦定理可得b=2a·b2+c2-a22bc.又a=3,c=5,代入解得b=26. 2.答案 4 解析 因为acosB-bcosA=35c,所以sinAcosB-sinBcosA=35sinC=35sin(A+B),化简得sinAcosB=4sinBcosA,所以tanAtanB=sinAcosBsinBcosA=4. 3.解析 (1)由正弦定理及asinA-csinC=(a-b)sinB可得a2+b2=c2+ab, 又由余弦定理c2=a2+b2-2abcosC,得cosC=12,所以C=π3. (2)由正弦定理及c+bcosA=a(4cosA+cosB)可得sinC+sinBcosA=4sinAcosA+sinAcosB,从而有sinBcosA=2sinAcosA, 当A=π2时,b=2,S△ABC=23; 当A≠π2时,b=2a,a=2,b=4,S△ABC=12absinC=23. 综上,△ABC的面积是23. 4.解析 (1)在△ABC中,因为a=1,b=23,B-A=π6, 由正弦定理得,1sinA=23sinA+π6, 于是23sinA=sinAcosπ6+cosAsinπ6,即33sinA=cosA, 又sin2A+cos2A=1,所以sinA=714. (2)由(1)知,cosA=32114, 则sin2A=2sinAcosA=3314,cos2A=1-2sin2A=1314, 在△ABC中,因为A+B+C=π,B-A=π6,所以C=5π6-2A. 则sinC=sin5π6-2A=sin5π6cos2A-cos5π6sin2A=12×1314+32×3314=1114. 由正弦定理得,c=asinCsinA=1177. 高频考点十七 平面向量 1.答案 45 解析 因为AB=AN+NB=AN+CN=AN+(CA+AN)=2AN+CM+MA=2AN-14AB-AM,所以AB=85AN-45AM,所以λ+μ=45. 2.答案 74 解析 由题意可得4OA+5OB=-6OC(1),设△ABC外接圆的半径为R,则由(1)知C为锐角,两边平方得16R2+25R2+40R2cos∠AOB=36R2,则cos∠AOB=-18,即cos2C=-18,则2cos2C-1=-18,cosC>0,则cosC=74. 3.答案 -38 解析 由题意可得12·2PM+12·PN=34×22,PM+PN=3,且∠MPN=120°,则PM·PN=PM·PNcos120°=-12PM·PN≥-12×PM+PN22=-38,当且仅当PM=PN=32时,取等号,故PM·PN的最小值是-38. 4.解析 (1)a+b=(sinx-1,3cosx+1). 因为(a+b)∥c,所以sinx-1=3cosx+1, 则sinx-3cosx=2, 可得212sinx-32cosx=2, 故sinx-π3=1. 因为x∈[0,π],所以x-π3∈-π3,2π3, 故x-π3=π2,解得x=5π6. (2)因为a·b=12,所以-sinx+3cosx=12,即sinx-3cosx=-12, 可得212sinx-32cosx=-12, 故sinx-π3=-14. 因为x+π6-x-π3=π2, 所以sinx+π6=sinπ2+x-π3=cosx-π3. 由x∈[0,π],可得x-π3∈-π3,2π3, 又sinx-π3=-14<0,则x-π3∈-π3,0, 故可得cosx-π3>0. 因为sin2x-π3+cos2x-π3=1, 所以cosx-π3=1--142=154, 所以sinx+π6=154. 高频考点十八 直线与圆 1.答案 -3 解析 圆x2+y2-2y+m=0,即x2+(y-1)2=1-m,由直线3x-4y-6=0与圆相切可得d=|-4-6|32+42=2=1-m,得m=-3. 2.答案 -43,+∞ 解析 由题意可得点Q是AP的中点,O是AB的中点,OQ=1,则BP=2,则点O到直线l:kx-y-3k+1=0的距离|-3k+1|k2+1≤3,解得k≥-43. 3.答案 -4 解析 由题意可得直线l1,l2与圆相交的四点构成正方形,则圆心(1,2)到直线l1,l2的距离|a-1|2=22×5,a=1±5,同理b=1±5,a≠b,则ab=(1+5)(1-5)=-4. 4.解析 (1)圆C:(x+1)2+(y-2)2=5-a,则圆心C(-1,2),r=5-a(a<5). 根据题意得CM=2<5-a⇒a<3. 因为CM⊥AB⇒kCM·kAB=-1,kCM=-1⇒kAB=1, 所以直线l的方程为x-y+1=0. (2)与直线l平行且距离为2的直线为l1:x-y+3=0过圆心,有两个交点, l2:x-y-1=0与圆相交⇒22<5-a⇒a<-3,即实数a的取值范围为(-∞,-3). (3)设P(x,y),PM=3PN⇒x2+(y+5)2=12. 根据题意得两个圆相交,则|5-a-23|<52<5-a+23⇒-57-2061,得e=5+12. 2.答案 14 解析 因为抛物线方程为x2=1ay,所以其焦点坐标为0,14a,则有14a=1,即a=14. 3.答案 0,12 解析 由题意,得圆C1,C2的圆心分别为(-c,0)和(c,0),半径均为c,满足题意得圆与椭圆的临界位置关系如图所示,则知要使圆C1,C2都在椭圆内,则需满足不等式2c≤a,所以离心率0 b>0),易得F1F2=26,AF2-AF1=4,AF2+AF1=2a,AF22+AF12=F1F22,解得a=22,C=6, 所以椭圆F的离心率e=ca=622=32. 3.解析 (1)设直线m与x轴的交点是Q,依题意知FQ≥FA, 即a2c-c≥a+c,a2c≥a+2c,ac≥1+2ca,1e≥1+2e,2e2+e-1≤0,得0 0,则4a4+6a5=2a3,4a3q+6a3q2=2a3,解得q=13(舍负),则a3=13a2=3a22,a2=19,a1=13,a3=127,则S3=13+19+127=1327. 高频考点二十二 等差、等比数列的综合运用 1.答案 634 解析 由a1=4a3a4=4a12q5,得a1q5=14,即a6=14.又a6+34a4=2a5,所以a6+34×a6q2=2a6q,则4q2-8q+3=0,又0 0,从而数列{dn}为递增数列, 所以当n=1时,dn取最小值d1=0,于是a≤0. (3)不存在. 理由:假设存在正整数m,n,使b1,am,bn(n>1)成等差数列,则b1+bn=2am, 即1+n2=2m, 若n为偶数,则1+n2为奇数,而2m为偶数,上式不成立. 若n为奇数,设n=2k-1(k∈N*),则1+n2=1+(2k-1)2=4k2-4k+2=2m, 于是2k2-2k+1=2m-1,即2(k2-k)+1=2m-1, 当m=1时,k=1,此时n=2k-1=1与n>1矛盾; 当m≥2时,上式左边为奇数,右边为偶数,显然不成立. 综上所述,满足条件的m,n不存在. 高频考点二十三 实际应用题 1.解析 (1)据题意,πr2h=13(π×122×32),所以h=32×48r2, 因为32-h>2,所以h<30,即32×48r2<30,解得r>1655, 又040时,W=xR(x)-(16x+40)=-40000x-16x+7360, ∴W=-6x2+384x-40,0 40. (2)当0 40时,W=-40000x-16x+7360≤-240000x·16x+7360, 当且仅当40000x=16x,即x=50时,W取最大值,Wmax=5760, ∵6104>5760, ∴当x=32时,W取最大值,为6104. 则当年产量为32万台时,利润最大,为6104万美元. 3.解析 连接BP,过P作PP1⊥BC,垂足为P1,过Q作QQ1⊥BC,垂足为Q1. 设∠PBP1=θ0<θ<2π3,则lMP=2π3-θ, 若0<θ<π2,则在Rt△PBP1中,PP1=sinθ,BP1=cosθ, 若θ=π2,则PP1=1,BP1=0, 若π2<θ<2π3,则PP1=sinθ, BP1=cos(π-θ)=-cosθ, ∴PQ=2-cosθ-33sinθ, 在Rt△QCQ1中,QQ1=PP1=sinθ,CQ1=33sinθ, 则CQ=233sinθ,故DQ=2-233sinθ, 设MP、PQ、QD的总长度为f(θ)百米,则 f(θ)=2π3-θ+4-cosθ-3sinθ0<θ<2π3, f'(θ)=sinθ-3cosθ-1=2sinθ-π3-1, 令f'(θ)=0,得θ=π2, 当0<θ<π2时,f'(θ)<0,f(θ)单调递减; 当π2<θ<2π3时,f'(θ)>0,f(θ)单调递增. 所以当θ=π2时,f(θ)取最小值, 即当BP⊥BC时,MP、PQ、QD的总长度最小. 高频考点二十四 矩阵及其变换(理科专用) 1.解析 矩阵M的特征多项式为f(λ)=λ-1 -2-2 λ-1=λ2-2λ-3. 令f(λ)=0,解得λ1=3,λ2=-1, 所以属于特征值λ1=3的一个特征向量为α1=11,属于特征值λ2=-1的一个特征向量为α2=1-1. 令β=mα1+nα2,即17=m11+n1-1,所以m+n=1,m-n=7, 解得m=4,n=-3. 所以M4β=M4(4α1-3α2)=4(M4α1)-3(M4α2) =4(λ14α1)-3(λ24α2)=4×3411-3×(-1)41-1=321327. 2.解析 设矩阵A的逆矩阵A-1=a bc d, 则AA-12 00 1a bc d=1 00 1, 即2a 2bc d=1 00 1,故a=12,b=0,c=0,d=1,从而矩阵A的逆矩阵A-1=12 00 1. 所以A-1B=12 00 11 -12 5 =12 -122 5. 高频考点二十五 坐标系与参数方程(理科专用) 1.解析 因为直线l的参数方程为x=t,y=3t+2(t为参数), 所以直线l的普通方程为y=3x+2. 又因为圆C的参数方程为x=acosθ,y=asinθ(a>0,θ为参数), 所以圆C的普通方程为x2+y2=a2. 所以圆C的圆心到直线l的距离为|2|(3)2+12=1, 所以1+a=3,解得a=2. 2.解析 由曲线C的极坐标方程是ρ=2cosθsin2θ,得ρ2sin2θ=2ρcosθ,即y2=2x, 所以曲线C的直角坐标方程是y2=2x. 由直线l的参数方程为x=1+t,y=t-3(t为参数),得x-y-4=0, 所以直线l的普通方程为x-y-4=0. 将直线l的参数方程代入曲线C的直角坐标方程得t2-8t+7=0, 设A,B两点对应的参数分别为t1,t2, 所以t1+t2=8,t1t2=7, 所以AB=2|t1-t2|=2(t1+t2)2-4t1t2=2×82-4×7=62, 因为原点到直线x-y-4=0的距离d=|-4|2=22, 所以△AOB的面积为12·AB·d=12×62×22=12. 高频考点二十六 不等式选讲(理科专用) 1.证明 a4+6a2b2+b4-4ab(a2+b2)=(a2+b2)2-4ab(a2+b2)+4a2b2=(a2+b2-2ab)2=(a-b)4. 因为a≠b,所以(a-b)4>0, 所以a4+6a2b2+b4>4ab(a2+b2). 2.解析 (1)当-2≤x<-1时,f(x)=-x-1,则f(x)∈(0,1]; 当-1≤x≤2时,f(x)=x+1,则f(x)∈[0,3]; 当x<-2或x>2时,f(x)∈(-∞,1), 综上,f(x)的值域为(-∞,3]. (2)因为a<0, 所以-a>0,所以-a+-1a≥2,当且仅当a=-1时,等号成立. 所以a+1a的最大值为-2. 高频考点二十七 求空间角(理科专用) 1.解析 以A为坐标原点,AB,AD,AP为x,y,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系A-xyz. 则A(0,0,0),B(1,0,0),D(0,1,0),P(0,0,1). (1)设C(1,y,0), 则PB=(1,0,-1),CD=(-1,1-y,0). 因为直线PB与CD所成角的大小为π3, 所以|cos |=PB·CD|PB|·|CD|=12, 即12×1+(1-y)2=12,解得y=2或y=0(舍), 所以C(1,2,0),所以BC=(0,2,0),所以BC的长为2. (2)设平面BPD的法向量为n1=(x,y,z). 因为BP=(-1,0,-1),PD=(0,1,-1), 则BP·n1=0,PD·n1=0,即-x+z=0,y-z=0. 令x=1,则y=1,z=1,所以n1=(1,1,1). 因为平面PDA的一个法向量为n2=(1,0,0), 所以cos =n1·n2|n1||n2|=33, 所以二面角B-PD-A的余弦值为33. 2.解析 (1)因为四棱柱ABCD-A1B1C1D1为直四棱柱,所以A1A⊥平面ABCD. 又AE⊂平面ABCD,AD⊂平面ABCD,所以A1A⊥AE,A1A⊥AD. 在菱形ABCD中,∠ABC=π3,连接AC,则△ABC是等边三角形. 因为E是BC的中点,所以BC⊥AE. 因为BC∥AD,所以AE⊥AD. 以A为坐标原点,AE,AD,AA1为x,y,z轴建立空间直角坐标系,如图. 则A(0,0,0),C(3,1,0),D(0,2,0),A1(0,0,2),E(3,0,0),F3,12,1. (1)AD=(0,2,0),EF=0,12,1,所以AD·EF=1. 从而cos =AD·EF|AD|·|EF|=55. 故异面直线EF,AD所成角的余弦值为55. (2)设M(x,y,z),由于点M在线段A1D上, 则A1M=λA1D,即(x,y,z-2)=λ(0,2,-2), 则M(0,2λ,2-2λ),所以CM=(-3,2λ-1,2-2λ). 设平面AEF的法向量为n=(x0,y0,z0). 因为AE=(3,0,0),AF=3,12,1, 所以n·AE=0,n·AF=0,得x0=0,3x0+12y0+z0=0. 令y0=2,则z0=-1, 所以平面AEF的一个法向量为n=(0,2,-1). 由于CM∥平面AEF,则n·CM=0, 即2(2λ-1)-(2-2λ)=0,解得λ=23. 高频考点二十八 随机变量及其分布(理科专用) 1.解析 (1)记“这3个数中至少有一个数是偶数”为事件A, 则P(A)=C41C52+C42C51+C43C50C93=3742. (2)记“这3个数的和为18”为事件B, 考虑三个数由大到小排列后的中间数只有可能为5,6,7,8,分别为459,567,468,369,279,378,189七种情况,所以P(B)=7C93=112. (3)随机变量ξ的可能取值为0,1,2. P(ξ=0)=512, P(ξ=1)=12, P(ξ=2)=112. 所以随机变量ξ的分布列为 ξ 0 1 2 P 512 12 112 所以ξ的数学期望E(ξ)=0×512+1×12+2×112=23. 2.解析 (1)随机变量X的所有可能取值为0,1,2,3. P(X=0)=1-12×1-13×1-14=14, P(X=1)=12×1-13×1-14+1-12×13×1-14+1-12×1-13×14=1124, P(X=2)=1-12×13×14+12×1-13×14+12×13×1-14=14, P(X=3)=12×13×14=124. 所以随机变量X的分布列为 X 0 1 2 3 P 14 1124 14 124 所以X的数学期望E(X)=0×14+1×1124+2×14+3×124=1312. (2)设Y表示乙击中目标的个数, 由(1)易知,P(Y=0)=14,P(Y=1)=1124,P(Y=2)=14, 则P(X=0,Y=2)=14×14=116, P(X=1,Y=1)=1124×1124=121576, P(X=2,Y=0)=14×14=116. 所以P(X+Y=2)=P(X=0,Y=2)+P(X=1,Y=1)+P(X=2,Y=0)=116+121576+116=193576. 所以甲、乙两人共击中目标数为2的概率为193576. 高频考点二十九 数学归纳法(理科专用) 1.解析 (1)Sn=1+2+…+nn!=n+12(n-1)!. (2)T2S2=23,T3S3=116,T4S4=72, 则23=4a+2b+c,116=9a+3b+c,72=16a+4b+c, 解得a=14, b=-112,c=-16. (3)证明:①当n=2时,由(2)知等式成立; ②假设n=k(k∈N*,且k≥2)时,等式成立, 即TkSk=14k2-112k-16, 当n=k+1时, 由(x+1)·x+12·…·x+1k·x+1k+1 =(x+1)·x+12·…·x+1k·x+1k+1 =1k!+Skx+Tkx2+…x+1k+1, 知Tk+1=Sk+1k+1Tk =k+12(k-1)!1+1k+114k2-112k-16, 所以Tk+1Sk+1=k+12(k-1)!1+1k+114k2-112k-16k+1+12k! =kk+2k+1+3k2-k-212=k(3k+5)12, 又14(k+1)2-112(k+1)-16=k(3k+5)12,等式也成立, 综上可得,对任意n≥2且n∈N*,都有TnSn=an2+bn+c成立. 2.解析 (1)证明:f(n)[f(n+1)+1]=2[2-f(n+1)], 整理得f(n+1)=4-f(n)f(n)+2, 将f(1)=2,代入得f(2)=4-22+2=12,f(3)=4-1212+2=75, 所以f(3)-f(2)=75-12=910. (2)存在. 证明:由f(1)=2,f(2)=12,可得a=-45,b=15. 下面用数学归纳法证明:存在实数a=-45,b=15, 使f(n)=1-45-32n-15+1成立. ①当n=1时,显然成立. ②当n=k时,假设存在a=-45,b=15,使f(k)=1-45-32k-15+1成立, 那么,当n=k+1时, f(k+1)=4-f(k)f(k)+2 =4-1-45-32k-15+11-45-32k-15+1+2 =125-32k+85125-32k-25=1+165-32k-15=1-45-32k+1-15+1, 即当n=k+1时,存在a=-45,b=15,使f(k+1)=1-45-32k+1-15+1成立. 由①②可知,存在实数a=-45,b=15,使f(n)=1a-32n-b+1对任意正整数n恒成立. 高频考点三十 抛物线(理科专用) 1.解析 (1)易知直线l不与x轴垂直,设直线l的方程为y=k(x-4), 因为抛物线的焦点坐标F(1,0), 点F到直线l的距离为3,所以|-3k|-12+k2=3, 解得k=±22,所以直线l的斜率为±22. (2)证明:设A(x1,y1),B(x2,y2),线段AB的中点坐标为N(x0,y0), 则直线MN的斜率为y0x0-4,则直线AB的斜率为4-x0y0, 故直线AB的方程为y-y0=4-x0y0(x-x0), 联立y-y0=4-x0y0(x-x0),y2=4x, 消去x,得1-x04y2-y0y+y02+x0(x0-4)=0, 所以y1+y2=4y04-x0, 因为N为AB的中点,所以y1+y22=y0,即2y04-x0=y0, 所以x0=2,即线段AB的中点的横坐标为定值2. 2.解析 (1)抛物线C:y2=2px(p>0)的焦点坐标为p2,0, 由点p2,0在直线l:x-y-4=0上,得p2-0-4=0,即p=8, 所以抛物线C的方程为y2=16x. (2)设P(x1,y1),Q(x2,y2),线段PQ的中点M(x0,y0). 因为点P和Q关于直线l对称,所以直线l垂直平分线段PQ, 于是PQ的方程可设为y=-x+b. ①证明:由y2=2px,y=-x+b得y2+2py-2pb=0(*), 因为P和Q是抛物线C上相异两点,所以y1≠y2, 从而Δ=(2p)2-4×(-2pb)>0,化简得p+2b>0,方程(*)的两根为-p±p2+2pb,从而y0=y1+y22=-p. 因为M(x0,y0)在直线l上,所以x0=4-p, 所以M(4-p,-p), 所以线段PQ的中点坐标为(4-p,-p). ②因为M(4-p,-p)在直线y=-x+b上,所以-p=-(4-p)+b,即b=4-2p. 由①知p+2b>0,于是p+2(4-2p)>0,解得p<83, 又p>0, 所以0
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