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1、綜合仿真練(四)
1.如圖,四棱錐PABCD中, 底面ABCD為菱形,且PA⊥底面ABCD,PA=AC,E是PA的中點,F(xiàn)是PC的中點.
(1)求證:PC∥平面BDE;
(2)求證:AF⊥平面BDE.
證明:(1)連結(jié)OE,因為O為菱形ABCD對角線的交點,
所以O為AC的中點.
又因為E為PA的中點,
所以OE∥PC.
又因為OE?平面BDE,PC?平面BDE,所以PC∥平面BDE.
(2)因為PA=AC,△PAC是等腰三角形,
又F是PC的中點,所以AF⊥PC.
又OE∥PC,所以AF⊥OE.
又因為PA⊥底面ABCD,BD?平面ABCD,
所以PA⊥BD.
又
2、因為AC,BD是菱形ABCD的對角線,
所以AC⊥BD.
因為PA∩AC=A,所以BD⊥平面PAC,
因為AF?平面PAC,所以AF⊥BD.
因為OE∩BD=O,所以AF⊥平面BDE.
2.在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,且cos A=,tan (B-A)=.
(1)求tan B的值;
(2)若c=13,求△ABC的面積.
解:(1)在△ABC中,由cos A=,知sin A==,
所以tan A==,
所以tan B=tan [(B-A)+A]===3.
(2)在△ABC中,由tan B=3,知B是銳角,所以sin B=,cos B=,
則sin
3、C=sin(A+B)=sin Acos B+cos Asin B=+=.
由正弦定理=,得b===15,
所以△ABC的面積S=bcsin A=1513=78.
3.已知橢圓M:+=1(a>b>0)的左、右頂點分別為A,B,一個焦點為F(-1,0),點F到相應準線的距離為3.經(jīng)過點F的直線l與橢圓M交于C,D兩點.
(1)求橢圓M的方程;
(2)記△ABD與△ABC的面積分別為S1和S2,求|S1-S2|的最大值.
解:(1)由焦點F(-1,0)知c=1,又-c=3,
所以a2=4,從而b2=a2-c2=3.
所以橢圓M的方程為+=1.
(2)若直線l的斜率不存在,則直線l的
4、方程為x=-1,此時S1=S2,|S1-S2|=0;
若直線l的斜率存在,可設直線l的方程為y=k(x+1),k≠0,C(x1,y1),D(x2,y2).
聯(lián)立消去y,得(3+4k2)x2+8k2x+4k2-12=0,
所以x1+x2=.
此時|S1-S2|=AB||y1|-|y2||=2|y1+y2|
=2|k(x1+1)+k(x2+1)|=2|k||(x1+x2)+2|
=2|k|=2|k|=.
因為k≠0,所以|S1-S2|=≤==,
當且僅當=4|k|,即k=時取等號.
所以|S1-S2|的最大值為.
4.如圖,矩形ABCD是一個歷史文物展覽廳的俯視圖,點E在AB上
5、,在梯形BCDE區(qū)域內(nèi)部展示文物,DE是玻璃幕墻,游客只能在△ADE區(qū)域內(nèi)參觀.在AE上點P處安裝一可旋轉(zhuǎn)的監(jiān)控攝像頭,∠MPN為監(jiān)控角,其中M,N在線段DE(含端點)上,且點M在點N的右下方.經(jīng)測量得知:AD=6米,AE=6米,AP=2米,∠MPN=.記∠EPM=θ(弧度),監(jiān)控攝像頭的可視區(qū)域△PMN的面積為S平方米.
(1)求S關于θ的函數(shù)關系式,并寫出θ的取值范圍;
(2)求S的最小值.
解:(1)法一:在△PME中,∠EPM=θ,PE=AE-AP=4米,∠PEM=,∠PME=-θ,
由正弦定理得=,
所以PM===,
在△PNE中,
由正弦定理得=,
所以PN===
6、,
所以△PMN的面積S=PMPNsin∠MPN==
==,
當M與E重合時,θ=0;
當N與D重合時,tan∠APD=3,
即∠APD=,θ=-,
所以0≤θ≤-.
綜上可得,S=,θ∈.
法二:在△PME中,∠EPM=θ,PE=AE-AP=4米,∠PEM=,∠PME=-θ,
由正弦定理得=,
所以ME===,
在△PNE中,由正弦定理得=,
所以NE==
=,
所以MN=NE-ME=,
又點P到DE的距離為d=4sin=2,
所以△PMN的面積S=MNd
==
==,
當M與E重合時,θ=0;當N與D重合時,
tan∠APD=3,即∠APD=
7、,θ=-,
所以0≤θ≤-.
綜上可得,S=,θ∈.
(2)當2θ+=,即θ=∈時,S取得最小值為=8(-1).
所以可視區(qū)域△PMN面積的最小值為8(-1)平方米.
5.(2019常州模擬)已知函數(shù)f(x)=,g(x)=x2-2x.
(1)求f(x)在點P(1,f(1))處的切線方程;
(2)若關于x的不等式f2(x)+tf(x)>0有且僅有三個整數(shù)解,求實數(shù)t的取值范圍;
(3)若h(x)=g(x)+4xf(x)存在兩個正實數(shù)x1,x2滿足h(x1)+h(x2)-xx=0,
求證:x1+x2≥3.
解:(1)f(x)=,f(1)=0,所以P點坐標為(1,0);
8、又f′(x)=,f′(1)=1,則切線方程為y-0=x-1,
所以函數(shù)f(x)在點P(1,f(1))處的切線方程為x-y-1=0.
(2)f′(x)=(x>0)
x
(0,e)
e
(e,+∞)
f′(x)
正
0
負
f(x)
單調(diào)增
極大值
單調(diào)減
由f2(x)+tf(x)>0, 得f(x)[f(x)+t]>0;
①t>0時,f(x)>0或f(x)<-t,滿足條件的整數(shù)解有無數(shù)個,舍;
②t=0時,f(x)≠0,得x>0且x≠1,滿足條件的整數(shù)解有無數(shù)個,舍;
③t<0時,f(x)<0或f(x)>-t,當f(x)<0時,無整數(shù)解;
當f(x)>-t
9、時,不等式有且僅有三個整數(shù)解,又f(3)=,f(2)=f(4)=,f(5)=
因為f(x)在(0,e)遞增,在(e,+∞)遞減;所以f(5)≤-t0),
則φ′(t)=2t+2-=(t>0),
當t∈(0,1)時,φ′
10、(t)<0,所以函數(shù)φ(t)=t2+2t-4ln t(t>0)在(0,1)上單調(diào)遞減;
當t∈(1,+∞)時,φ′(t)>0,所以函數(shù)φ(t)=t2+2t-4ln t(t>0)在(1,+∞)上單調(diào)遞增.
所以函數(shù)φ(t)=t2+2t-4ln t(t>0)在t=1時,取得最小值,最小值為3.
因為存在兩個正實數(shù)x1,x2,滿足h(x1)+h(x2)-xx=0,所以(x1+x2)2-2(x1+x2)≥3,
即(x1+x2)2-2(x1+x2)-3≥0,所以x1+x2≥3或x1+x2≤-1.
因為x1,x2為正實數(shù),所以x1+x2≥3.
6.(2019啟東中學模擬)若數(shù)列{an}中的項都
11、滿足a2n-1=a2n
12、{b2n-1}是以b1=1為首項9為公比的等比數(shù)列,
∴b2n-1=b19n-1=32n-2,∴b2 015=32 014,∵數(shù)列{bn}是“階梯數(shù)列”,∴b2 016=b2 015=32 014.
(2)證明:由數(shù)列{cn}是“階梯數(shù)列”得c2n-1=c2n,故S2n-1-S2n-2=S2n-S2n-1,
∴{Sn}中存在連續(xù)三項S2n-2,S2n-1,S2n(n≥2)成等差數(shù)列;(注:給出具體三項也可)
假設{Sn}中存在連續(xù)四項Sk,Sk+1,Sk+2,Sk+3,成等差數(shù)列,
則Sk+1-Sk=Sk+2-Sk+1=Sk+3-Sk+2,即ck+1=ck+2=ck+3,
當k=
13、2m-1,m∈N*時,c2m=c2m+1=c2m+2 ,①
當k=2m,m∈N*時,c2m+1=c2m+2=c2m+3 ,②
由數(shù)列{cn}是“階梯數(shù)列”得c2m