一、单选题 1. 设i为虚数单位,
A.充分不必要条件 C.充要条件
,“复数m(m-1)+i是纯虚数”是“m=1”的( )
B.必要不充分条件
D.既不充分又不必要条件
,b2,则向量a在b方向上的投影为( ) 2.若向量a与b满足aba,且a1A.3 B.2
13 C.1 D. 233.已知集合A={x∈R|x-x-2<0},B={x∈Z|x=2t+1,t∈A},则A∩B等于( )
A.{-1,0,1} B.{-1,0} C.{0,1} D.{0}
4.在锐角ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若
cosBcosC23sinA,bc3sinCcosB3sinB2,则a+c的取值范围( )
(A.
3333(,3] C. [,3] D. [,3] ,3] B. 2222523455. 若1xa0a1xa2xa3xa4xa5x,则a0a1a2a3a4a5( )
A. 0 B. 1 C. 32 D. 1
2xy06.若实数x,y满足yx且z2xy的最小值为3,则实数b的值为( )
yxbA.1
B.2 C.
9 4D.
5 2log2(2-x),0≤x<k,
7.已知函数f(x)=3
x-3x2+3,k≤x≤a,
a的取值范围是( )
3A.,1+3 2
若存在实数k,使得函数f(x)的值域为[-1,1],则实数
B.[2,1+3] C.[1,3] D.[2,3]
a12a2......2n1an8.对于数列an,定义Hn为an的“优值”,现已知某数列的“优值”Hn=2n,
n记数列an的前n项和为Sn,则
S2019=( ) 2019A.2022 B.1011 C.2020 D.1010
二、多选题 本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求,全对得5分,选对但不全得2.5分,有选错的得0分。
9.设A,B是抛物线yx2上的两点,O是坐标原点,若OAOB,则以下结论恒成立的结论是( ) A. |OA||OB|2 B.直线AB过定点(1,0) C. O到直线AB的距离不大于1. D.(-1,2)在抛物线上
10.气象意义上从春季入夏季的标志为:“连续5天的日平均温度均不低于22C”.现有甲、乙、丙三地
连续5天的日平均温度的记录数据(记录数据都是正整数):
①甲地:5个数据的中位数为24,众数为22; ②乙地:5个数据的中位数为27,总体均值为24;
③丙地:5个数据中有一个数据是32,总体均值为26,总体方差为10.8. 则肯定进入夏季的地区有( ) A.①②③
B.②
C.③
D.①
,且
11.信息熵是信息论中的一个重要概念.设随机变量X所有可能的取值为
,定义X的信息熵
A. 若n=1,则H(X)=0 B. 若n=2,则H(X)随着C. 若
的增大而增大
,则H(X)随着n的增大而增大
,且
.( )
D. 若n=2m,随机变量Y所有可能的取值为≤H(Y)
,则H(X)
12.若存在m,使得f(x) ≥m对任意x ∈ D恒成立,则函数f(x)在D 上有下界,其中m为函数f(x)的一个下界;
若存在M,使得f(x)≤M对任意x ∈ D恒成立,则函数f(x)在D上有上界,其中M为函数f(x)的一个上界.如果一个函数既有上界又有下界,那么称该函数有界.下列四个结论中所有正确结论的编号为
A.1不是函数f(x)x1(x0)的一个下界; xB.函数f(x)= xlnx有下界,无上界;
exC.函数f(x)2有上界,无下界;
xD.函数f(x)sinx有界. x21
三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分.
13.已知函数f(x)sin(2x3)(xR,0)图像的相邻两条对称轴之间的距离为
,则2 .
1x1(1x0)14.已知函数f(x), 则f(x)dx的值为
211x(0x1)x2y215.已知双曲线21(a0,b0),过x轴上点P的直线与双曲线的右支交于M,N两点
2ab(M在第一象限),直线MO交双曲线左支于点Q(O为坐标原点),连接QN.若∠MPO=120°,∠MNQ=150°,则该双曲线的渐近线方程为______ .
16.某几何体的三视图如图所示,主视图是直角三角形,侧视图是等腰三角形,俯视图是边长为32的等边三角形,若该几何体的外接球的体积为36,则该几何体的体积为__________.
四、简答题(综合题) 本大题共70分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 17.设△ABC的内角A、B、C的对边长分别为a、b、c,设S为△ABC的面积,
满足(Ⅰ)求B; (Ⅱ)若
,设
.
,,求函数的解析式和最大值.
18.已知等比数列an的前n项和为Sn,满足S42a42,S32a32. (Ⅰ)求an的通项公式;
b177-2n(Ⅱ)记bnlog2an-1an,数列n的前n项和为Tn,求使Tn成立的正整数n的最小值.
a60n
19.如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD为边长为2的菱形,DAB60,ADP90,面
ADP面ABCD,点F为棱PD的中点.
(1)在棱AB上是否存在一点E,使得AF∥面PCE,并说明理由; (2)当二面角DFCB的余弦值为
20.为了引导居民合理用水,某市决定全面实施阶梯水价.阶梯水价原则上以住宅(一套住宅为一户)的月用水量为基准定价,具体划分标准如表: 阶梯级别 月用水量范围(单位:立方米) 第一阶梯水量 第二阶梯水量 第三阶梯水量 2时,求直线PB与平面ABCD所成的角. 4[0,10) [10,15) [15,) 从本市随机抽取了10户家庭,统计了同一月份的月用水量,得到如图茎叶图:
(1)现要在这10户家庭中任意选取3家,求取到第二阶梯水量的户数X的分布列与数学期望; (2)用抽到的10户家庭作为样本估计全市的居民用水情况,从全市依次随机抽取10户,若抽到k户月用水量为一阶的可能性最大,求k的值.
x2y21(a0)的右焦点,点M(m,0)、N(0,n)分别是x轴、y轴上的动点,21.已知点F是椭圆21a且满足MNNF0.若点P满足OM2ONPO. (Ⅰ)求点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设过点F任作一直线与点P的轨迹交于A、B两点,直线OA、OB与直线xa分别交于点S、
T(O为坐标原点),试判断以线段ST为直径的圆是否经过点F?请说明理由.
22.已知函数f(x)a(x1),g(x)(ax1)ex,aR
(Ⅰ)若直线yf(x)与曲线yg(x)相切于点P(x0,y0),证明:0x01; (Ⅱ)若不等式f(x)g(x)有且仅有两个整数解,求a的取值范围.
答案解析
二、单选题 本大题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合
题目要求。 1. 设i为虚数单位,A.充分不必要条件 C.充要条件 【答案】B
,“复数m(m-1)+i是纯虚数”是“m=1”的( )
B.必要不充分条件
D.既不充分又不必要条件
解:复数m(m-1)+i是纯虚数,则m=0或m=1,
所以“复数m(m-1)+i是纯虚数”不是“m=1”的充分条件;
当m=1时,复数为i,是纯虚数,“复数m(m-1)+i是纯虚数”是“m=1”的必要条件, 所以“复数m(m-1)+i是纯虚数”是“m=1”的必要不充分条件.故选B.
,b2,则向量a在b方向上的投影为( ) 2.若向量a与b满足aba,且a1A.3 B.【答案】B
【解析】利用向量垂直的充要条件有: aba=a+ab=0,ab1,向量a在b方向上的投影为
13 C.1 D. 232ab1.
2b2
3.已知集合A={x∈R|x-x-2<0},B={x∈Z|x=2t+1,t∈A},则A∩B等于( ) A.{-1,0,1} B.{-1,0} C.{0,1} D.{0} 【答案】 C
【解析】 A={x∈R|x-x-2<0}={x|-1<x<2}, 则x=2t+1∈(-1,5),所以B={0,1,2,3,4}, 所以A∩B={0,1},故选C.
2
4.在锐角ABC中,角A、B、C的对边分别为a、b、c,若
cosBcosC23sinA,bc3sinCcosB3sinB2,则a+c的取值范围( ) (A.
3333(,3] C. [,3] D. [,3] ,3] B. 2222【答案】B 【解析】由题意
cosBcosC23sinA可得: bc3sinC
,
,
0C2A,0A,A 32262,
6A25,3A6233sin(A)3 326故答案选B
23455. 若1xa0a1xa2xa3xa4xa5x,则a0a1a2a3a4a5( )
A. 0 B. 1 C. 32 D. 1 【答案】A
rr【解析】由二项展开式的通项公式Tr1C5(x)rC5(1)rxr,可知a1,a3,a5都小于0,则
a0a1a2a3a4a5a0+a1+a2+a3+a4+a5,在原二项展开式中令x1,可得
a0+a1+a2+a3+a4+a5=0.故选A
2xy06.若实数x,y满足yx且z2xy的最小值为3,则实数b的值为( )
yxbA.1 【答案】C
【解析】画出可行域,
B.2 C.
9 4D.
5 2
9yxbb2bb2b当目标函数z2xy过点B时取得最小值,由得B,,则23,解得b.
334332xy0故选C
log2(2-x),0≤x<k,
7.已知函数f(x)=3
x-3x2+3,k≤x≤a,
a的取值范围是( ) 3A.,1+3 2【答案】 B
若存在实数k,使得函数f(x)的值域为[-1,1],则实数
B.[2,1+3] C.[1,3] D.[2,3]
【解析】由于y=log2(2-x)在[0,k)上是单调递减函数, 当x=0时,y=1,
33当x=时,y=-1,所以0<k≤.
22
令g(x)=x-3x+3,则g′(x)=3x-6x=0, 解得x=0或x=2,当x=2时,函数取得极小值-1,
当x-3x+3=1时,解得x1=1,x2=1+3,x3=1-3<0(舍), 所以2≤a≤1+3,故选B.
3
23
2
2
a12a2......2n1an8.对于数列an,定义Hn为an的“优值”,现已知某数列的“优值”Hn=2n,
n记数列an的前n项和为Sn,则
S2019=( ) 2019A.2022 B.1011 C.2020 D.1010 【答案】B
a12a2......2n1ann=2,得a12a2......2n1an=n2n……①, 【解析】由Hnna12a2......2n2an-1=(n-1)2n-1……②,
①-②得2n1an=n2n-(n1)2n1=(n1)2n1,即an=n1,Sn=n(n3),所以 2S2019=1011.故选B. 2019
二、多选题 本大题共4小题,每小题5分,共20分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求,全对得5分,选对但不全得2.5分,有选错的得0分。
9.设A,B是抛物线yx2上的两点,O是坐标原点,若OAOB,则以下结论恒成立的结论是( ) B. |OA||OB|2 B.直线AB过定点(1,0) C. O到直线AB的距离不大于1. D.(-1,2)在抛物线上 【解析】设
A(x1,x12),B(x2,x22),OAOB=x1x2(1x1x2)=0x21,x1的斜
|OA||OB|x12(1x12)1112(1)1x12,A1222x1x1x1正确;直线AB
11x22x12=x2x1=x1 方程为y-x12=(x1)(x-x1),过定点(0,1),B错误;原点到直线AB:
x1x1x2x111(x1)x-y+1=0的距离d=≤1,C正确.故选:ABC. 12x1(x1)1x110.气象意义上从春季入夏季的标志为:“连续5天的日平均温度均不低于22C”.现有甲、乙、丙三地
连续5天的日平均温度的记录数据(记录数据都是正整数): ①甲地:5个数据的中位数为24,众数为22; ②乙地:5个数据的中位数为27,总体均值为24;
③丙地:5个数据中有一个数据是32,总体均值为26,总体方差为10.8. 则肯定进入夏季的地区有( ) A.①②③ 【答案】CD
【解析】 由统计知识,①甲地:5个数据的中位数为24,众数为22,可知①符合题意;而②乙地:5个数据的中位数为27,总体均值为24,有可能某一天的气温低于22℃,所以不符合题意;③丙地:5个数据中有一个数据是32,总体均值为26,总体方差为10.8.若有某一天的气温低于22℃,则总体方差就大于10.8,所以满足题意,故选CD.
11.信息熵是信息论中的一个重要概念.设随机变量X所有可能的取值为
,定义X的信息熵
A. 若n=1,则H(X)=0
.( )
,且
B.②
C.③
D.①
B. 若n=2,则H(X)随着C. 若
的增大而增大
,则H(X)随着n的增大而增大
,且
,则H(X)
D. 若n=2m,随机变量Y所有可能的取值为≤H(Y) 【答案】 AC 【解析】 对于A选项,求得计算出正确性.
【详解】对于A选项,若对于B选项,若
,则
,则,
,所以,所以 ,
,由此判断出A选项的正确性.对于B选项,利用特殊值进行排除.对于C选项,
,由此判断出D选项的
,由此判断出C选项的正确性.对于D选项,计算出
,所以A选项正确.
当时,,
当时,,
两者相等,所以B选项错误. 对于C选项,若
,则
,
则随着的增大而增大,所以C选项正确.
,随机变量
的所有可能的取值为
,且
对于D选项,若(
).
.
.
由于,所以,所以,
所以,
所以故选:AC
,所以D选项错误.
【点睛】本小题主要考查对新定义“信息熵”的理解和运用,考查分析、思考和解决问题的能力,属于难题.
12.若存在m,使得f(x) ≥m对任意x ∈ D恒成立,则函数f(x)在D 上有下界,其中m为函数f(x)的一个下界;
若存在M,使得f(x)≤M对任意x ∈ D恒成立,则函数f(x)在D上有上界,其中M为函数f(x)的一个上界.如果一个函数既有上界又有下界,那么称该函数有界.下列四个结论中所有正确结论的编号为
A.1不是函数f(x)x1(x0)的一个下界; xB.函数f(x)= xlnx有下界,无上界;
exC.函数f(x)2有上界,无下界;
xD.函数f(x)【答案】ABD
sinx有界. x21三、填空题:本大题共4小题,每小题5分,共20分. 13.已知函数f(x)sin(2x3)(xR,0)图像的相邻两条对称轴之间的距离为
,则2 . 【答案】1 【解析】由
T2,T得1. 2221x1(1x0)14.已知函数f(x), 则f(x)dx的值为
211x(0x1)【答案】
1 24【解析】
1-1f(x)dx(x1)dx1010111x2dx(x2x)|0 12424x2y215.已知双曲线21(a0,b0),过x轴上点P的直线与双曲线的右支交于M,N两点
2ab(M在第一象限),直线MO交双曲线左支于点Q(O为坐标原点),连接QN.若∠MPO=120°,∠MNQ=150°,则该双曲线的渐近线方程为______ . 【答案】
yx
b2=,
2a【解析】由题意可知:M,Q关于原点对称,∴kMN • kQN
∵kMN=3,k
QN
=
b23yx. ,∴,渐近线方程为1a2316.某几何体的三视图如图所示,主视图是直角三角形,侧视图是等腰三角形,俯视图是边长为32的等边三角形,若该几何体的外接球的体积为36,则该几何体的体积为__________.
【答案】9 【解析】
根据几何体的三视图,得出该几何体如图所示,由该几何体的外接球的体积为36,即R=36,
433R3,则球心O到底面等边ABC的中心O的距离OOR2(332)23,可得三棱锥的3高h2OO23,故三棱锥的体积V13(32)2239.即答案为9. 34
五、简答题(综合题) 本大题共70分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。 17.设△ABC的内角A、B、C的对边长分别为a、b、c,设S为△ABC的面积, 满足(Ⅰ)求B; (Ⅱ)若
.
,设,
(
,求函数
),
的解析式和最大值. .
【答案】(Ⅰ);(Ⅱ)【解析】
试题分析:(1)由已知及三角形面积公式和余弦定理得由正弦定理得
,
,最大值为
试题解析:
(1)由已知及三角形面积公式和余弦定理得
,又
所以
,△ABC的内角和
,
所以
当
,即
时,取得最大值
,又
得
.
,化简后可得,所以
;(2)
(2)由(1)知由正弦定理,知
考点:解三角形.
18.已知等比数列an的前n项和为Sn,满足S42a42,S32a32. (Ⅰ)求an的通项公式;
b177-2n(Ⅱ)记bnlog2an-1an,数列n的前n项和为Tn,求使Tn成立的正整数n的最小值.
a60n【解析】(Ⅰ)设an的公比为q,由S4S3a4得,2a42a3a4,所以
a4a32, 所以
q2. …………………2分
又因为S3 所以an2a32, 所以a12a14a18a12, 所以a12.
2n. ………5分
(Ⅱ)由(Ⅰ)知bnlog2(an-1an)log2(2n12n)2n1,所以
bn2n1=n,…6分 an2Tn=1352n111352n32n123.......+n ,则Tn=234......+n+n+1 1222222222211111112n1112n132n+3Tn-Tn=Tn=+(123.......n-1)-n1(1n-1)n1=-n1 22222222222222n+3所以Tn=3-n,………………………………………..10分
2由Tn=3-2n+3177-2n2n+3177-2n2n3,得,即2n60,则n6, 3-=nn26026060所以n的最小值是6…………………………………………..12分
19.如图,在四棱锥PABCD中,底面ABCD为边长为2的菱形,DAB60,ADP90,面
ADP面ABCD,点F为棱PD的中点.
(1)在棱AB上是否存在一点E,使得AF∥面PCE,并说明理由; (2)当二面角DFCB的余弦值为
【解析】(1)在棱AB上存在点E,使得AF∥面PCE,点E为棱AB的中点. 理由如下:取PC的中点Q,连结EQ、FQ, 由题意,FQ∥DC且FQ2时,求直线PB与平面ABCD所成的角. 41CD, 21AE∥CD且AECD,
2故AE∥FQ且AEFQ.
所以,四边形AEQF为平行四边形.…………3分
所以,AF∥EQ,又EQ平面PEC,AF平面PEC, 所以,AF∥平面PEC.…………5分
(2)由题意知△ABD为正三角形,所以EDAB,亦即EDCD, 又ADP90,所以PDAD,且面ADP面ABCD,面ADP面ABCDAD,
所以PD面ABCD,故以D为坐标原点建立如图空间坐标系,…………7分 设FDa,则由题意知D0,0,0,F0,0,a,C0,2,0,B3,1,0,
FC0,2,a,CB3,1,0,
设平面FBC的法向量为mx,y,z,
232yaz0mFC0 ,令x1,则y3,z则由, 得a3xy0mCB0所以取m1,3,23,显然可取平面DFC的法向量n1,0,0, a11312a2,所以a3.…………10分
由题意:
2cosm,n4由于PD面ABCD,所以PB在平面ABCD内的射影为BD, 所以PBD为直线PB与平面ABCD所成的角, 易知在Rt△PBD中tanPBDPDa3,从而PBD60, BD所以直线PB与平面ABCD所成的角为60.…………12分
20.为了引导居民合理用水,某市决定全面实施阶梯水价.阶梯水价原则上以住宅(一套住宅为一户)的月用水量为基准定价,具体划分标准如表: 阶梯级别 月用水量范围(单位:立方米) 第一阶梯水量 第二阶梯水量 第三阶梯水量 [0,10) [10,15) [15,) 从本市随机抽取了10户家庭,统计了同一月份的月用水量,得到如图茎叶图:
(1)现要在这10户家庭中任意选取3家,求取到第二阶梯水量的户数X的分布列与数学期望; (2)用抽到的10户家庭作为样本估计全市的居民用水情况,从全市依次随机抽取10户,若抽到k户月用水量为一阶的可能性最大,求k的值.
【解析】(1)由茎叶图可知抽取的10户中用水量为一阶的有3户,二阶的有5户,三阶的有2户.第二阶段水量的户数X的可能取值为0,1,2,3,
0312C5C5C5C15P(X0)3,P(X1)35,
C1012C1012130C52C5C5C51P(X2)3,P(X3)35,…………4分
C1012C1012所以X的分布列为
X P 0 1 2 3 1 125 125 121 12X的数学期望E(X)0
15513123.…………6分 1212121223), 10(2)设Y为从全市抽取的10户中用水量为一阶的家庭户数,依题意得Y~B(10,k37PXkC101010k10k, k0,1,2,3,10………9分
k19kk3k710k37k1C10C1010101010由,
k10kk111k7k37k13CC1010101010102333*k解得, 又kN,所以当k3时概率最大. 1010即从全市依次随机抽取10户,抽到3户月用水量为一阶的可能性最大. ………12分
x22y1(a0)的右焦点,点M(m,0)、N(0,n)分别是x轴、y轴上的动点,21.已知点F是椭圆21a且满足MNNF0.若点P满足OM2ONPO. (Ⅰ)求点P的轨迹C的方程;
(Ⅱ)设过点F任作一直线与点P的轨迹交于A、B两点,直线OA、OB与直线xa分别交于点S、
T(O为坐标原点),试判断以线段ST为直径的圆是否经过点F?请说明理由.
x2y21(a0)右焦点F的坐标为(a,0), ………(1分) 【解析】(Ⅰ) 椭圆21aNF(a,n).MN(m,n),
由MNNF0,得n2am0. ………… (3分)
设点P的坐标为(x,y),由OM2ONPO,有(m,0)2(0,n)(x,y),
mx,22y代入nam0,得y4ax. n.2即点P的轨迹C的方程为y24ax ……… (5分)
y12y22,y1)、B(,y2), (Ⅱ)解法一:设直线AB的方程为xtya,A(4a4a则lOA:y4a4ax,lOB:yx. ………… (6分) y1y24ayx,4a24a2
y1,得S(a,由), 同理得T(a,). ………… (8分)
yy12xa
4a24a216a42. ……(9分) FS(2a,),FT(2a,),则FSFT4ay1y2y1y2xtya,22由2,得y4aty4a0,y1y24a2. ……… (10分) y4ax16a4则FSFT4a4a24a20. 2(4a)2因此,以线段ST为直径的圆经过点
F. ……… (12分)
解法二:①当ABx时, A(a,2a)、B(a,2a),则lOA:y2x, lOB:y2x. 由y2x, 得点S的坐标为S(a,2a),则FS(2a,2a).
xay2x,由 得点T的坐标为T(a,2a),则FT(2a,2a). xaFSFT(2a)(2a)(2a)2a0. …………… (7分)
yy②当AB不垂直x轴时,设直线AB的方程为yk(xa)(k0),A(1,y1)、B(2,y2),同解法
4a4a2216a4一,得FSFT4a. … (8分)
y1y22由yk(xa),2y4ax,得ky24ay4ka20,y1y24a2. …………(9分)
16a4则FSFT4a4a24a20. ………… (11分) 2(4a)2因此,以线段ST为直径的圆经过点F ………… (12分)
22.已知函数f(x)a(x1),g(x)(ax1)ex,aR
(Ⅰ)若直线yf(x)与曲线yg(x)相切于点P(x0,y0),证明:0x01;(Ⅱ)若不等式f(x)g(x)有且仅有两个整数解,求a的取值范围. 【解析】(Ⅰ)g(x)(axa1)ex,
由导数的几何意义可知,(ax0a1)ex0a ①……………1分
又直线yf(x)的图像过定点(1,0),因此(ax01)ex0x1a,
0即(ax01)ex0a(x01) ②……………2分 联立①②消去a有ex0x020.……………3分
设(x)exx2,则(x)ex10,所以h(x)在R上单调递增. 而(0)10,(1)ex10,(0)(1)0, 由函数零点存在性定理知 0x01. ……………5分 (Ⅱ)由f(x)g(x)得a(xx1ex)1, 令h(x)xx1x2exx2ex,则h(x)1exex……………6分
由(Ⅰ)知(x)exx2在R上单调递增,
且x(,x0)时,(x0)0;在x(x0,),(x0)0 故h(x)在(,x0)上单调递减,在(x0,)上单调递增.
h(x)minx01x0ex0x01h(x0)x0x0. x0eex0ex0x01x021x00……………8分 易证ex1,h(x0)ex0ex当x0时,h(x)h(0)10;当x1时,h(x)h(1)1. (1)若a0,则ah(x)01,
此时ah(x)1有无穷多个整数解,不合题意;……………9分
11,因为h(x)在,0上单调递减,在1,上单调递增, a1所以xZ,h(x)minh(0),h(1)1,
a1所以h(x)无整数解,不合题意;……………10分
a1111(3)若0a1,即1,此时h(0)h(1)1,故0,1是h(x)的两个整数解,又h(x)只
aaaa(2)若a1,即
1h(1)a有两个整数解,因此,
1h(2)ae2e2解得a2,所以a2,1……………12分
2e12e1
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