2019年东北三省三校(辽宁省实验中学、东北师大附中、哈师大附中)高考数学三模试卷(理科)
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。在每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)设集合A={x∈Z|x2≤1},B={﹣1,0,1,2},则A∩B=( )
A.{﹣1,1} B.{0} C.{﹣1,0,1} D.[﹣1,1]
2.(5分)命题“∀x∈R,x3﹣x2+1≤0”的否定是( )
A.∃x∈R,x3﹣x2+1≥0 B.∃x∈R,x3﹣x2+1>0
C.∃x∈R,x3﹣x2+1≤O D.∀x∈R,x3﹣x2+1>0
3.(5分)已知向量,的夹角为60°,||=2,||=4,则(﹣)=( )
A.﹣16 B.﹣13 C.﹣12 D.﹣10
4.(5分)已知双曲线C:﹣=1(a>0,b>0)的离心率为2,则C的渐近线方程为( )
A.y=±x B.y=±x C.y=±2x D.y=±x
5.(5分)等比数列{an}的各项均为正数,a1=1,a1+a2+a3=7,则a3+a4+a5=( )
A.14 B.21 C.28 D.63
6.(5分)某面粉供应商所供应的某种袋装面粉质量服从正态分布N(10,0.12)(单位:kg),现抽取500袋样本,X表示抽取的面粉质量在(10,10.2)kg的袋数,则X的数学期望约为( )
附若Z~N(μ,σ2),则P(μ﹣σ<Z≤μ+σ)≈0.6827,P(μ﹣2σ<Z≤μ+2σ)≈0.9545
A.171 B.239 C.341 D.477
7.(5分)在复平面内,复数z=a+bi(a∈R,b∈R)对应向量(O为坐标原点),设||=r,以射线Ox为始边,OZ为终边旋转的角为θ,则z=r(cosθ+isinθ),法国数学家棣莫弗发现棣莫弗定理:z1=r1(cosθ1+isinθ1),z2=r2(cosθ2+isinθ2),则z1z2=r1r2[cos(θ1+θ2)+isin(θ1+θ2)],由棣莫弗定理导出了复数乘方公式:[r(cosθ+isinθ)]n=rn(cosnθ+isinnθ),则()5=( )
A. B. C. D.
8.(5分)运行程序框图,如果输入某个正数n后,输出的s∈(20,50),那么n的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
9.(5分)已知四面体ABCD中,平面ABD⊥平面BCD,△ABD为边长2的等边三角形,BD=DC,BD⊥CD,则异面直线AC与BD所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
10.(5分)一项针对都市熟男(三线以上城市30~50岁男性)消费水平的调查显示,对于最近一年内是否购买过以下七类高价商品,全体被调查者,以及其中包括的1980年及以后出生(80后)被调查者、1980年以前出生(80前)被调查者回答“是”的比例分别如下:
全体被调查者 | 80后被调查者 | 80前被调查者 | |
电子产品 | 56.9% | 66.0% | 48.5% |
服装 | 23.0% | 24.9% | 21.2% |
手表 | 14.3% | 19.4% | 9.7% |
运动、户外用品 | 10.4% | 11.1% | 9.7% |
珠宝首饰 | 8.6% | 10.8% | 6.5% |
箱包 | 8.1% | 11.3% | 5.1% |
个护与化妆品 | 6.6% | 6.0% | 7.2% |
以上皆无 | 25.3% | 17.9% | 32.1% |
根据表格中数据判断,以下分析错误的是( )
A.都市熟男购买比例最高的高价商品是电子产品
B.从整体上看,80后购买高价商品的意愿高于80前
C.80前超过三成一年内从未购买过表格中七类高价商品
D.被调查的都市熟男中80后人数与80前人数的比例大约为2:1
11.(5分)椭圆+y2=1上存在两点A,B关于直线4x﹣2y﹣3=0对称,若O为坐标原点,则||=( )
A.1 B. C. D.
12.(5分)如图,直角梯形ABCD,AB∥CD,∠ABC=90°,CD=2,AB=BC=1,E是边CD中点,△ADE沿AE翻折成四棱锥D′﹣ABCE,则点C到平面ABD′距离的最大值为( )
A. B. C. D.1
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.(5分)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S4=24,a8=17,则S8= .
14.(5分)函数y=sin(ωx+)(ω∈N*)的一条对称轴为x=,则ω的最小值为 .
15.(5分)若函数f(x)=在(﹣∞,+∞)上单调递增,则m的取值范围是 .
16.(5分)已知f(x)=+b,g(x)=f2(x)﹣1,其中a≠0,c>0,则下列判断正确的是 .(写出所有正确结论的序号)
①f(x)关于点(0,b)成中心对称
②f(x)在(0,+∞)上单调递增
③存在M>0,使|f(x)|≤M
④若g(x)有零点,则b=0
⑤g(x)=0的解集可能为{1,﹣1,2,﹣2}
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。
17.(12分)在△ABC中,2sinA•sinB(1﹣tan•tanB)=tanA•tanB.
(Ⅰ)求∠C的大小;
(Ⅱ)求sinA﹣cosB的取值范围.
18.(12分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,△ACD是边长为2的等边三角形,且AB=BC=,PA=2,点M是棱PC上的动点.
(Ⅰ)求证:平面PAC⊥平面PBD;
(Ⅱ)当线段MB最小时,求直线MB与平面PBD所成角的正弦值.
19.(12分)现代社会,“鼠标手”已成为常见病.一次实验中,10名实验对象进行160分钟的连续鼠标点击游戏,每位实验对象完成的游戏关卡一样,鼠标点击频率平均为180次/分钟,实验研究人员测试了实验对象使用鼠标前后的握力变化,前臂表面肌电频率(sEMG)等指标.
(Ⅰ)10名实验对象实验前、后握力(单位:N)测试结果如下:
实验前:346,357,358,360,362,362,364,372,373,376
实验后:313,321,322,324,330,332,334,343,350,361
完成茎叶图,并计算实验后握力平均值比实验前握力的平均值下降了多少N?
(Ⅱ)实验过程中测得时间t(分)与10名实验对象前臂表面肌电频率(sEMG)的中位数y(Hz)的九组对应数据(t,y)为(0,87),(20,84),(40,86),(60,79),(80,78),(100,78)(120,76),(140,77),(160,75)建立y关于时间t的线性回归方程;
(Ⅲ)若肌肉肌电水平显著下降,提示肌肉明显进入疲劳状态,根据(Ⅱ)中9组数据分析,使用鼠标多少分钟就该进行休息了?
参考数据:(ti)(yi)=﹣1800
参考公式:回归方程=t+中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为:=,=.
20.(12分)抛物线x2=4y的焦点为F,准线为l,若A为抛物线上第一象限的一动点,过F作AF的垂线交准线l于点B,交抛物线于M,N两点.
(Ⅰ)求证:直线AB与抛物线相切;
(Ⅱ)若点A满足AM⊥AN,求此时点A的坐标.
21.(12分)已知函数f(x)=(2﹣x)ek(x﹣1)﹣x(k∈R,e为自然对数的底数)
(Ⅰ)若f(x)在R上单调递减,求k的最大值;
(Ⅱ)当x∈(1,2)时,证明:ln>2(x﹣).
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.(10分)已知曲线C的参数方程为(θ为参数),A(2,0),P为曲线C上的一动点.
(Ⅰ)求动点P对应的参数从变动到时,线段AP所扫过的图形面积;
(Ⅱ)若直线AP与曲线C的另一个交点为Q,是否存在点P,使得P为线段AQ的中点?若存在,求出点P坐标;若不存在,说明理由.
[选修4-5:不等式选讲]
23.已知函数f(x)=|3x+2|.
(Ⅰ)解不等式f(x)<4﹣|x﹣1|;
(Ⅱ)已知m>0,n>0,m+n=1,若对任意的x∈R,m>0,n>0不等式|x﹣a|﹣f(x)≤(a>0)恒成立,求正数a的取值范围.
2019年东北三省三校(辽宁省实验中学、东北师大附中、哈师大附中)高考数学三模试卷(理科)
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.【分析】利用交集定义直接求解.
【解答】解:∵集合A={x∈Z|x2≤1}={﹣1,0,1},
B={﹣1,0,1,2},
∴A∩B={﹣1,0,1}.
故选:C.
【点评】本题考查交集的求法,考查交集定义、不等式性质等基础知识,考查运算求解能力,是基础题.
2.【分析】将量词否定,结论否定,可得结论.
【解答】解:将量词否定,结论否定,可得∃x∈R,x3﹣x2+1>0
故选:B.
【点评】本题考查命题的否定,考查学生分析解决问题的能力,属于基础题.
3.【分析】直接利用向量的数量积的运算法则化简求解即可.
【解答】解:向量,的夹角为60°,||=2,||=4,
则(﹣)===﹣12.
故选:C.
【点评】本题考查向量的数量积的应用,考查计算能力.
4.【分析】根据题意,由双曲线的离心率e=2可得c=2a,由双曲线的几何性质可得b==a,即=,由双曲线的渐近线方程可得答案.
【解答】解:根据题意,双曲线的方程为:﹣=1,
其焦点在x轴上,其渐近线方程为y=±x,
又由其离心率e==2,则c=2a,
则b==a,即=,
则其渐近线方程y=±x;
故选:B.
【点评】本题考查双曲线的几何性质,注意由双曲线的标准方程分析焦点的位置,确定双曲线的渐近线方程.
5.【分析】利用等比数列的通项公式即可得出.
【解答】解:设等比数列{an}的公比为q>0,∵a1=1,a1+a2+a3=7,
∴1+q+q2=7,解得q=2.
则a3+a4+a5=q2+q3+q4=4+8+16=28.
故选:C.
【点评】本题考查了等比数列的通项公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
6.【分析】先根据正态分布求得质量在(10,10.2)kg的袋数的概率,再根据袋数Y服从二项分布可得.
【解答】解:∵P(μ﹣2σ<Z≤μ+2σ)≈0.9545,且μ=10,σ=0.1,
∴P(9.8<X<10.2)≈0.9545,∴P(10<X<10.2)==0.47725,
则面粉质量在(10,10.2)kg的袋数Y服从二项分布,即Y~B(500,0.47752),
则E(Y)=500×0.47752≈239.
故选:B.
【点评】本题考查了离散型随机变量的期望与方差,属中档题.
7.【分析】()5=,再利用棣莫弗定理即可得出.
【解答】解:()5==+i=﹣i.
故选:A.
【点评】本题考查了棣莫弗定理的应用,考查了推理能力与计算能力,属于基础题.
8.【分析】由已知中的程序语句可知:该程序的功能是利用循环结构计算并输出变量S的值,模拟程序的运行过程,分析循环中各变量值的变化情况,可得答案.
【解答】解:由题意,模拟程序的运行,可得
s=0,k=1
第1次执行循环体,s=1,k=2
第2次执行循环体,s=4,k=3
第3次执行循环体,s=13,k=4
第4次执行循环体,s=40,k=5
第5次执行循环体,s=121,k=6
由上可知,若要输出的s∈(20,50),那么n的值为4,即k=5>4时,退出循环得解.
故选:B.
【点评】本题考查了程序框图的应用问题,解题时应模拟程序框图的运行过程,以便得出正确的结论,是基础题.
9.【分析】以D为原点,DC为x轴,DB为y轴,过D作平面BDC的垂线为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出异面直线AC与BD所成角的余弦值.
【解答】解:四面体ABCD中,平面ABD⊥平面BCD,△ABD为边长2的等边三角形,BD=DC,BD⊥CD,
以D为原点,DC为x轴,DB为y轴,过D作平面BDC的垂线为z轴,建立空间直角坐标系,
A(0,1,),C(2,0,0),B(0,2,0),D(0,0,0),
=(2,﹣1,﹣),=(0,﹣2,0),
设异面直线AC与BD所成角为θ,
则cosθ===.
∴异面直线AC与BD所成角的余弦值为.
故选:A.
【点评】本题考查异面直线所成角的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,考查数形结合思想,是中档题.
10.【分析】根据表中的数据逐项进行分析可得.
【解答】解:对于选项A,从表中的数据可得都是熟男购买电子产品的比例为56.9%,为最高值,所以A正确;
对于选项B,从表中后两列的数据可以看出,前6项的比例均是80后得意愿高于80前的意愿,所以B正确;
对于选项C,从表中的最后一列可看出,80前一年内从未购买过表格中7类高价商品的比例为32.1%,约为3成,所以C正确;
对于选项D,根据表中数据不能得到被调查者的都是熟男中800后人数与80前人数的比例,所以D不正确.
故选:D.
【点评】本题考查了进行简单的合情推理,属中档题.
11.【分析】将A,B坐标代入椭圆方程,利用作差法,求得直线AB的斜率,由直线AB的斜率为﹣,代入求得AB中点M(x0,y0),求出点M的坐标,再根据向量的模计算即可.
【解答】解:∵椭圆+y2=1上,焦点在x轴上,
设椭圆上两点A(x1,y1)、B(x2,y2)关于直线4x﹣2y﹣3=0对称,
AB中点为M(x0,y0),直线AB的斜率为﹣,
则x12+4y12=4,①
x22+4y22=4,②
①﹣②得:(x1+x2)(x1﹣x2)+4(y1+y2)(y1﹣y2)=0,
由中点坐标公式可知:x1+x2=2x0,y1+y2=2y0,
即 2x0•(x1﹣x2)+4•2y0•(y1﹣y2)=0,
∴=﹣=﹣,
∴2y0=x0,代入直线方程4x﹣2y﹣3=0,得x0=1,y0=,
∴x1+x2=2,y1+y2=1,
∴=(x1+x2,y1+y2)=(2,1)
∴||==,
故选:C.
【点评】本题考查作差法求弦的直线方程的斜率,点与椭圆的位置关系,考查计算能力,属于中档题.
12.【分析】当D′E⊥CE时,点C到平面ABD′距离取最大值,以E为原点,EC为x轴,EA为y轴,ED′为z轴,建立空间直角坐标系,利用向量法能求出点C到平面ABD′距离的最大值.
【解答】解:直角梯形ABCD,AB∥CD,∠ABC=90°,CD=2,AB=BC=1,
E是边CD中点,△ADE沿AE翻折成四棱锥D′﹣ABCE,
当D′E⊥CE时,点C到平面ABD′距离取最大值,
∵D′E⊥AE,CE∩AE=E,∴D′E⊥平面ABCE,
以E为原点,EC为x轴,EA为y轴,ED′为z轴,建立空间直角坐标系,
则A(0,1,0),C(1,0,0),D′(0,0,1),B(1,1,0),
=(1,0,0),=(1,﹣1,0),=(0,﹣1,1),
设平面ABD′的法向量=(x,y,z),
则,取y=1,得=(0,1,1),
∴点C到平面ABD′距离的最大值为:
d===.
故选:B.
【点评】本题考查点到平面的距离的最大值的求法,考查空间中线线、线面、面面间的位置关系等基础知识,考查运算求解能力,是中档题.
二、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。
13.【分析】利用等差数列的通项公式与求和公式即可得出.
【解答】解:设等差数列{an}的公差为d,∵S4=24,a8=17,
∴4a1+d=24,a1+7d=17,
解得a1=3,d=2,
则S8==80.
故答案为:80.
【点评】本题考查了等差数列的通项公式与求和公式,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.
14.【分析】直接利用正弦型函数的性质的应用求出结果.
【解答】解:函数y=sin(ωx+)(ω∈N*)的一条对称轴为x=,
故:(k∈Z),
解得:ω=6k+2(k∈Z),
由于:ω∈N*,
当k=0时,ω的最小值为2.
故答案为:2
【点评】本题考查的知识要点:三角函数中正弦型函数性质的应用,主要考察学生的运算能力和转换能力,属于基础题型.
15.【分析】由指数函数的单调性和定义,可得m>0且1+20≥0+m﹣1,解不等式可得所求范围.
【解答】解:函数f(x)=在(﹣∞,+∞)上单调递增,
由x≥0时,f(x)=1+2x递增,
可得x<0时,f(x)也递增,即有m>0,
且1+20≥0+m﹣1,即m≤3,
综上可得0<m≤3.
故答案为:0<m≤3.
【点评】本题考查分段函数的单调性,注意运用指数函数的单调性和定义法,考查运算能力,属于基础题.
16.【分析】对于①根据y=是定义域R上的奇函数,f(x)是由y=向上平移b个单位得到,故①正确;对于②,求导后讨论f(x)的单调性即可得到结论;对于③结合②的结论,|f(x)|≤max{f(﹣),},故③正确;对于④,由g(x)有零点,得b═,b不一定为0,所以④错误;对于⑤举出实例即可.
【解答】解:对于①,函数y=是定义域R上的奇函数,图象关于原点(0,0)对称,
所以函数f(x)=+b的图象关于点(0,b)对称,①正确;
对于②,x>0时,f'(x)==,当﹣时,f'(x)>0,当x或x时,f'(x)<0,所以f(x)在[﹣,]上单调递增,在(﹣∞,﹣)和(,+∞)上单调递减.所以②错;
对于③,由②知,函数f(x)在(﹣∞,﹣)上单调递减,在[﹣,]上单调递增,在(,+∞)上单调递减.当x→∞时y=→0,所以当x→∞时,f(x)→b,所以|f(x)|≤max{f(﹣),},所以存在存在M>0,使|f(x)|≤M;
对于④若g(x)有零点,只需|f(x)|=1,即b=,b不一定为0,④错误;
对于⑤,当a=﹣20,b=9,c=1时,g(x)=0的解集为{1,﹣1,2,﹣2}.故⑤正确;
故填:①③⑤.
【点评】本题考查了函数的奇偶性、函数的单调性、函数的最值、函数的零点等.属于难题.
三、解答题:共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。第17~21题为必考题,每个试题考生都必须作答。第22、23题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共60分。
17.【分析】(Ⅰ)△ABC中,由题意利用三角恒等变换求得cos(A+B)=,可得A+B=,可得∠C的大小.
(Ⅱ)化简sinA﹣cosB为sin(A﹣),再利用正弦函数的定义域和值域,求得它的取值范围.
【解答】解:(Ⅰ)∵在△ABC中,2sinA•sinB(1﹣tan•tanB)=tanA•tanB,
∴两边同时乘以cosAcosB,可得2sinA•sinB(cosAcosB﹣sinAsinB)=sinA•sinB,
∴2cosAcosB﹣2sinAsinB=1,即2cos(A+B)=1,即cos(A+B)=,∴A+B=,∴C=.
(Ⅱ)sinA﹣cosB=sinA﹣cos(﹣A)=sinA﹣cosA﹣sinA=sinA﹣cosA=sin(A﹣),
∵A∈(0,),∴A﹣∈(﹣,),∴sin(A﹣)∈(﹣,),
sinA﹣cosB的取值范围为(﹣,).
【点评】本题主要考查三角恒等变换,根据三角函数的值求角,正弦函数的定义域和值域,属于中档题.
18.【分析】(I)取AC中点O,可证O在直线BD上,得出BD⊥AC,BD⊥PA,于是BD⊥平面PAC,得出平面PAC⊥平面PBD;
(II)取PC中点E,证明OE⊥平面ABCD,以O为原点建立空间坐标系,求出||最短时对应的坐标,求出平面PBD的法向量,计算平面法向量与的夹角的余弦值即可得出结论.
【解答】解:(Ⅰ)证明:∵PA⊥底面ABCD,∴PA⊥BD,
取AC中点O,连接OB,OD,则AC⊥OB,AC⊥OD,∴点O,B,D共线,即AC⊥BD,
又∵PA∩AC=A,∴BD⊥平面PAC.
∵BD⊂平面PBD,∴平面PAC⊥平面PBD.
(Ⅱ)解:取CP中点E,连接OE,OE∥PA,∴OE⊥底面ABCD,
∴OC,OD,OE两两垂直,
以O为原点如图建立空间直角坐标系O﹣xyz,
则B(0,﹣1,0),C(1,0,0),D(0,,0),P(﹣1,0,2),
∴=(0,+1,0),=(﹣1,1,2),
设平面PBD的法向量为=(x,y,z),则,即,
令z=1可得平面PBD的一个法向量=(2,0,1),
设=λ(0≤λ≤1),则=+=(1﹣2λ,1,2λ),
∴||==,
∴当λ=时,||取得最小值,此时=(,1,),
设直线MB与平面PBD所成角为θ,则sinθ=|cos<,>|==,
∴直线MB与平面PBD所成角的正弦值为.
【点评】本题考查了面面垂直的判定,考查空间向量与线面角的计算,属于中档题.
19.【分析】(Ⅰ)根据题意填写茎叶图,计算平均值、,求出﹣ 的值;
(II)计算平均值,求出回归系数、,写出y关于t的线性回归方程;
(III)根据题意知40分钟到60分钟y的下降幅度最大,说明60分钟时肌肉已经进入疲劳状态,该休息了.
【解答】解:(Ⅰ)根据题意填写茎叶图如下;
计算=×(346+357+358+360+362+362+364+372+373+376)=363,
=×(313+321+322+324+330+332+334+343+350+361)=333,
﹣=363﹣333=30(N),
所以实验前后握力的平均值下降了30N;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分)
(II)=80,=80,(ti﹣)(yi﹣)=﹣1800,
=(0﹣80)2+(20﹣80)2+(40﹣80)2+(60﹣80)2+(80﹣80)2+(100﹣80)2+(120﹣80)2+(140﹣80)2+(160﹣80)2=24000;
回归系数为===﹣0.075,
==80﹣(﹣0.075)×80=86,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(9分)
y关于时间t的线性回归方程为:=﹣0.075t+86;﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分)
(III)九组数据中40分钟到60分钟y的下降幅度最大,提示60分钟时肌肉已经进入疲劳状态,
所以使用鼠标60分钟就该休息了.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)
【点评】本题考查了利用茎叶图求平均数的应用问题,也考查了线性回归方程的应用问题,是中档题.
20.【分析】(I)设A(x0,y0),(x0>0,y0>0),分别求出直线AF的斜率,可得直线BF的方程,求出点B的坐标,根据直线核对斜率公式和导数的几何意义已即可证明.
(Ⅱ)分别设M(x1,y1),N(x2,y2),求出直线AM,AN的斜率,根据直线的垂直可得x1x2+x0(x1+x2)+x02=﹣16,再根据韦达定理,即可求出点A的坐标.
【解答】解:(I)设A(x0,y0),(x0>0,y0>0),F(0,1),
∴直线AF的斜率为,
由已知直线BF斜率存在,直线BF的方程为y=x+1,
令y=﹣1,x=,
∴B(,﹣1),
直线AB的斜率为==,由y=知,y′|=,
∴直线AB与抛物线相切.
(II)A(x0,y0),M(x1,y1),N(x2,y2),
直线AM的斜率为==,
直线AN的斜率为=,
∵AM⊥AN,
∴•=﹣1,
∴x1x2+x0(x1+x2)+x02=﹣16,
∴,
∴x2﹣x﹣4=0,
∴x1+x2=,x1x2=﹣4
∴x02+x0﹣4=﹣16,
∴y02﹣2y0﹣3=0
∵y0>0,
∴y0=3,
又x0>0,
∴x0=2,
∴存在A(2,3),使得AM⊥AN.
【点评】本题考查抛物线的性质,直线的斜率公式,导数的几何意义,考查了运算求解能力,转化与化归能力,属于中档题.
21.【分析】(I)推导出f′(x)=ek(x﹣1)[k(2﹣x)﹣1]﹣1≤0恒成立,从而﹣kx+2k﹣1≤对于∀x∈R恒成立,设g(x)=,则g(x)≥0对于∀x∈R恒成立.推导出k≤2.当k=2时,,g′(1)=0,利用导数性质推导出g(x)≥0恒成立,由此能求出k的最大值.
(II)当k=2时,f(x)=(2﹣x)•e2(x﹣1)﹣x单调递减,且f(1)=0,当x∈(1,2)时,(2﹣x)•e2(x﹣1)<x,从而ln(2﹣x)+2(x﹣1)<lnx,2(x﹣1)<ln,再证明:﹣,由此能证明ln>2(x﹣)成立.
【解答】解:(I)∵函数f(x)=(2﹣x)ek(x﹣1)﹣x(k∈R,e为自然对数的底数),
∴f′(x)=ek(x﹣1)[k(2﹣x)﹣1]﹣1≤0恒成立,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(2分)
即﹣kx+2k﹣1≤对于∀x∈R恒成立,
设g(x)=,则g(x)≥0对于∀x∈R恒成立.
则g(1)=2﹣k≥0,∴k≤2.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(4分)
当k=2时,,g′(1)=0,
x∈(1,+∞),g′(x)>0,g(x)单调递增,
x∈(﹣∞,1),g′(x)<0,g(x)单调递减,
g(x)min=g(1)=0,即g(x)≥0恒成立,
故k的最大值为2.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(6分)
证明:(II)当k=2时,f(x)=(2﹣x)•e2(x﹣1)﹣x单调递减,且f(1)=0,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(7分)
当x∈(1,2)时,f(x)<f(1),即(2﹣x)•e2(x﹣1)<x,
ln(2﹣x)+2(x﹣1)<lnx,2(x﹣1)<ln,①﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(9分)
下面证明:﹣,②
令H(x)=ln(2x﹣1)﹣(﹣),则H′(x)=≥0,
∴H(x)单调递增,H(x)>H(1)=0,故②成立,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(11分)
由①+②得ln>2(x﹣)成立.﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(12分)
【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性极值与最值、等价转化方法、方程与不等式的解法,考查换元法的应用,考查了推理能力与计算能力,属于难题.
(二)选考题:共10分。请考生在第22、23题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。[选修4-4:坐标系与参数方程]
22.【分析】(Ⅰ)设θ=时对应的点为M,θ=时对应的点为N,线段AP扫过的面积=S△AMN+S弓形=S△OMN+S弓形=S扇形OMN=×12×=;
(Ⅱ)根据中点公式求得中点坐标代入曲线C的方程可得.
【解答】解:(I)设θ=时对应的点为M,θ=时对应的点为N,
线段AP扫过的面积=S△AMN+S弓形=S△OMN+S弓形=S扇形OMN=×12×=﹣﹣﹣﹣(4分)
(II)设P(cosθ,sinθ),A(2,0)
∵P为线段AQ的中点,∴Q(2cosθ﹣2,2sinθ)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(6分)
∵Q在曲线C上,曲线C的直角坐标方程为x2+y2=1
∴(2cosθ﹣2)2+(2sinθ)2=1
∴8cosθ=7,cosθ=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(8分)
P(,±)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣(10分)
【点评】本题考查了参数方程化成普通方程,属中档题.
[选修4-5:不等式选讲]
23.【分析】(Ⅰ)把要解的不等式等价转化为与之等价的三个不等式组,求出每个不等式组的解集,再取并集,即得所求.
(Ⅱ)由条件利用基本不等式求得+≥4,结合题意可得|x﹣a|﹣|3x+2|≤4恒成立.令g(x)=|x﹣a|﹣|3x+2|,利用单调性求得它的最大值,再由此最大值小于或等于4,求得a的范围.
【解答】解:(Ⅰ)不等式f(x)<4﹣|x﹣1|,即|3x+2|+|x﹣1|<4,
∴①,或②,或 ③.
解①求得﹣<x<﹣,解②求得﹣≤x<,解③求得x∈∅.
综上可得,不等式的解集为(﹣,).
(Ⅱ)已知m+n=1(m,n>0),∴+=(m+n)(+)=2++≥2+2=4,当且仅当m=n=时,取等号.
再根据|x﹣a|﹣f(x)≤+(a>0)恒成立,可得|x﹣a|﹣f(x)≤4,即|x﹣a|﹣|3x+2|≤4.
设g(x)=|x﹣a|﹣|3x+2|=,故函数g(x)的最大值为g(﹣)=+a,
再由+a≤4,求得 0<a≤.
【点评】本题主要考查绝对值不等式的解法,函数的恒成立问题,基本不等式的应用,体现了转化、分类讨论的数学思想,属于中档题.
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