13、題,每小題5分,共20分.在每小題給出的選項中,有
多項符合題目要求.全部選對的得5分,部分選對的得2分,有選錯的得0分.
9.(2021?廣東高三月考)若甲組樣本數(shù)據(jù)為,與 x“(數(shù)據(jù)各不相同)的平均數(shù)為2,
方差為4,乙組樣本數(shù)據(jù)3占+。,3x2+a, 3x”+a的平均數(shù)為4,則下列說法正確的是
()
A.a的值為-2 B.乙組樣本數(shù)據(jù)的方差為36
C.兩組樣本數(shù)據(jù)的樣本中位數(shù)一定相同D.兩組樣本數(shù)據(jù)的樣本極差不同
【答案】ABD
【解析】由題意可知:3x2+a=4,故。=一2,故A正確;乙組樣本數(shù)據(jù)方差為9x4=36,故B正確:
設(shè)甲組樣本數(shù)據(jù)的中位數(shù)為占,則乙組樣本數(shù)
14、據(jù)的中位數(shù)為3七一2,所以兩組樣本數(shù)據(jù)的樣本中位數(shù)不一定相同,故C錯誤;甲組數(shù)據(jù)的極差為,則甲組數(shù)據(jù)的極差為(3人皿—2)—(3X.-2)=3(%—x*),所以兩組樣本數(shù)據(jù)的樣本極差不同,故D正確;故
選:ABD
10 .數(shù)學(xué)家歐拉于1765年在其著作《三角形中的幾何學(xué)》首次指出:“ABC的外心0,重心G,垂心”,依次位于同一條直線上,且重心到外心的距離是重心到垂心距離的一半,該直線被稱為歐拉線.若AB=4,AC=2,則下列各式正確的是( )
A.2GO+GH=0B.AGBC=4 C.AOBC=-6 D.OH=OA+OB+OC【答案】ACD【分析】根據(jù)歐拉線定理可判斷A;利用向量的加、減
15、運算可判斷B;利用向量的數(shù)量積可判斷C;利用向量的加法運算以及歐拉線定理可判斷D.
【詳解】A,由題意可得詼=-J而',即2防+兩=。,故A正確;
—?2——?2(1―?1
B,
2
2
所以而?前
故B錯誤;
由G是AABC的面心可得AG=-AM= +-
C,過aABC的外心。分別作48,AC的垂線,垂足為RE,如圖,
易知D,E分別是AB,AC的中點,則正?配=而?(/一前)=亞?尼-布?福
=|回pW|cosNOAE-1正口福|cosNOAO=|荏口恁卜|和||麗|=g|園2-g|西2=一6,故C正確:
D,因為G是aABC的重心,所以而+說+覺=6,
故方
16、+而+反=(而+詼)+(而+甫)+(旃+玄)=3前+礪+而+反=3旃,
山歐拉線定理可得0萬=306.所以麗=麗+而+玄,故D正確.故選:ACD
11 .已知點A是圓C:(x+l)?+y2=l上的動點,O為坐標原點,蘇1而,且|方|=|而I,。,
A,B三點順時針排列,下列選項正確的是( )
A.點B的軌跡方程為(x-l)2+(y-l)2=2 B.|C8|的最大距離為i+&
C.麗的最大值為&+1 D.乎?。的最大值為2
【答案】BD
【詳解】如圖,過。點作。。"AB,且=AB
% r£y
IlJ 5
則點 C(-1,O),設(shè)點人(天,%),設(shè) NxOA = a,則 ZxO
17、£) = ( % = osina ,
所以,xd =?cos^a-y^ = asina = y0, yD =asin^a-y
因為0豆=04+彷=(/+ %,%—為0),設(shè)點B(x,y), uj
z-y,設(shè)|OA| = a ,所以,x() =acosa ,
| = -。cos a = -xot 即點 £>(%,一%),
x — y
.得廣%+ %,解得“2 , ly = %-x0 v -x+ v
因為點A在圓(X+l)2+y2=l上,所以(為+l)2+y:=l,
將’°,代入方程5+if+y:=i可得(字+1]+(晝J=i'
整理可得(x+lf+(y-l)2=2,所以
18、A是錯的,所以C8的最大距離為1+&,8是對的,
設(shè)NC40=<9,0°46490°,
CACB^CA(^A+AB)=CA+CAAB=\+\CA\\AB\cos((iQf'-0)
=1+|0人悶116=1+2<;。$必出。=1+4112。42,所以麗.麗的最大值為2,。是對的.故選:
BD
10.在棱長為1的正方體A8cO-ABCQ中,點E,尸分別足通=義而,BF=pBC,其中;i=[0,l], 則( )
A.當〃=1時,三棱錐A-B盧尸的體積為定值B.當/=;時,點A,8到平面REF的距離相等
C.當〃=g時,存在;I使得_L平面4E尸 D.當時,A.F1C.E
【答案】AB
19、D
【解析】由V%-氏EF=〃一用£€=%—'81£即可判斷A;當2=g時,點E是A8的中點可判斷B;建立空間直角坐標系,計算西.肝/0可判斷C;設(shè)AE=,〃,求出所需各點坐標,計算卡?印=0可判斷D,進而可得正確選項.
【詳解】對于A:當〃=1時,BF=BC.此時點尸位于點C處,三棱錐以則后=以叫火
=V
yC-\ByE,
s“A4£=gxA耳xM=gX1X1=g為定值,點C到面A4E的距離為C8=I是定值,
所以三棱錐A-B\EC的體積為定值,即三棱錐A-8/尸的體積為定值,故選項A正確;對于B:當a=;時,點E是A8的中點,所以點A.B到平面4E尸的距離相等,故選項B
20、正確;
對于C:當〃=;時,點F是BC的中點,建立如圖所示空間直角坐標系,則8(1,1,0),
D,(0,0,1),B,(1,1,1),
可得B瓦=(—1,7,0),所=(一;,0,一”,所以
西即=(-;卜(-l)+0x(T)+0x(_l)=;#0,
所以BD、>.jB,F不垂宜,所以不存在4使得BD、±平面B.EF,故選項C不正確:
對于D:設(shè)AE=/n,則磯1,機0),F(1-/m,1,0),A。,。/),C,(0,1,1)所以和=(tm,1,T),
因為平?平=T"+m—l+l=0,所以AFJ_GE,故選項D正確;故選:ABD.
三、填空題:本題共4小題,每小題5分,共
21、20分.
13 .已知函數(shù)/(x)=x3+sinx+l,若/(a)=2,則/(—“)=.
【答案】0
【分析】本題苜先可根據(jù)/(。)=2得出/+sina=1,然后根據(jù)/(-a)=-?3-sina+1即可得出結(jié)果.
【詳解】因為/(。)=2,所以/+sina+l=2,o'+sina=1-
則/(一a)=(—a),+sin(-a)+l=-a3-sina+l=-l+l=0,故答案為:0.
14 .函數(shù)/(x)=-2x—|lnx|+2的最大值為.
【答案】l-ln2
【分析】由題去絕對值分情況討論,分別求導(dǎo)求最值,即可求得最大值.
【詳解】由題知當時,f(x)=-2x-}nx+2,二
22、/'(x)=-2-l<0,/*)在口,+8)為減X
函數(shù),
1-2x+l
/Wmax=/a)=0."'lOvxvl時,/(x)=-2x+lnx+2, /(x)=-2+-=^—,
XX
.?.當xe(O,;)時,r(x)>0,當xw(g,l)時,r(x)<0,,/(x)a=/(g)=l-ln2,
綜上可知,/(x)a=lTn2.故答案為:1—小2.
15.如圖,以AB為直徑的圓有一內(nèi)接梯形ABC。,且A8〃CD.若雙曲線C1以A,B為焦點,且過C,。兩點,則當梯形的周長最大時,雙曲線的離心率為.
【答案】73+1
【分析】連接AC,設(shè)N8AC=〃,將梯形的周長表示成關(guān)于。的
23、函數(shù),求出當,=30。時,/有最大值,即可得到答案:
【詳解】連接AC,設(shè)NBAC=6,\AB\=2R,c=R,
作CELA8于點E,則18cl=2Rsin。,|EBHBC\cos(900-0)=2/?sin26>,所以|CD|=2/?-4/?sin26>,
梯形的周長/=|AB|+2|BC|+|8|=2R+4/?sine+2/?-4Rsin2e=TK(sine-:)+5R.
當sin6?=;,即6=30。時,/有最大值5R,這時,18cl=R,|AC|=>/J/?,
a=-(\AC\-\BC\)=^~^R.e=-=y/3+\.故答案為:6+1
2 2a
16.九連環(huán)是中國的一種
24、古老智力游戲,它環(huán)環(huán)相扣,趣味無窮.長期以來,這個益智游戲是數(shù)學(xué)家及現(xiàn)代電子計算機專家們用于教學(xué)研究的課題和例子.中國的末代皇帝溥儀(1906-1967)也曾有一個精美的由九個翡翠型相連的銀制的九連環(huán)(如圖).現(xiàn)假設(shè)有〃個圓環(huán),用%表示按某種規(guī)則解下〃個圓環(huán)所需的最小移動次數(shù).已知數(shù)列加“}滿足下列條件;4=1,
%=2,an=an_2+2"~'[n>3,neN"),記{a“}的前項和為S“,則:(1)%=;(2)
銀和翠玉制九連環(huán)著(1644-1911)
【答案】341
2,02-154
3
【分析】分〃為偶數(shù)和“為奇數(shù)兩種情況,由題中條件,利用桶加法,由等比數(shù)列的求和公
25、式,求出數(shù)列的通項,即可求出與:再由分組求和的方法,即可求出,0c.
【詳解】(1)當〃為偶數(shù)時,
a?=an_2+2"'=an4+2,,'|+2"-3=a?^+2"-1+2"3+2"-=…=%+2,"''+2"-3+2,,-5+---+23
2(1-2",)1, 、
=+2"-3+2"-5+…+23+2=-1_-L=1(2"+,-2);
1-22 3、 '
當〃為奇數(shù)時,
a=a,,+2"-1=a,+2"^+2"-=+2"T+2"力+2"<=…=《+2"一+2""+2"f+…+2?nn—Z ”一4 n—o I
=2"-,+2?3+2"-5+---+22+l= =g(2"+,-
26、l)/.a,=1(29+,-1)=341
(2)SgHq+qd 1~陽)+(%+a4d 1~4oo)
=^[(22-1)+(24-I)+--+(2ioo-1)]+1[(23-2)+(25-2)+---+(2ioi-2)]
=;(22+23+2,+25+…+2hio+2m)+;(-15O)=^^^.故答案為:341;2-~154.
【點睛】求解本題的關(guān)鍵在于根據(jù)題中條件,討論〃為奇數(shù)和〃為偶數(shù)兩種情況,利用疊加法(累加法)求出數(shù)列的通項即可;在求數(shù)列的和時,可利用分組求和的方法求解.
四、解答題:本題共6小題,共70分.解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟.
17.在①一三=一[;
27、②,L=£,這兩個條件中任選一個,補充在下面問題中并作答.cosAcosBtanAtanB
已知在銳角ZUBC中,角A,B,C的對邊分別為小b,c,.(I)判斷A48C的
形狀;(2)在(1)的條件下,若cosA=立,b=10,A。為BC邊上的中線,求AO的長.
5
【答案】(I)選①,上二=」■大由正弦定理理嗎■=列且,即tanA=tanB,又AB是cosAcosB cosAcosB
?:角形48c內(nèi)角,所以A=B,/VIBC是等腰三角形;
選②,——=——,由正弦定理得"n"=si"B,所以sinAcosA=sin3cos3,
tanAtanB tanAtanB
sin2A
28、=sin2B,又A8是銳角三角形內(nèi)角,所以2A=28或2A+2B=;r,
yr
所以A=8或A+3=],所以△48C是等腰二角形或直角二角形;
(2)選①,A = 3,則々=。=10,
BD = 5,
AB = 2/?cos A =
2xl0x
△AB£)中,山余弦定理得:AD2=AB2+BD2-2AB-BDcosB
⑴解:
由題意得
⑵解:
由(1)得"=
當〃為偶數(shù)時,
=(4>/5)3+52-2x4^x5x—=65.A。=??;
選②,A=8時同選①得AO=庖,
A+B=2時,cosA- >則sin4= ,tanA=2,所以5C=2AC=20,
29、CD=10.
2 5 5
所以AD=〃C2+c£>2=io垃■
18.已知等差數(shù)列{4}為遞增數(shù)列,且P(%14),Q(q,14)都在y=x+”的圖像上.
(1)求數(shù)列{??}的通項公式和前“項和s?(2)設(shè)"=申々,求數(shù)列{"}的前〃項和T”,且(<工,求2取值范圍.
【答案】(1)4=2〃+1,S?=n2+2n;(2)7;,=-1+(-1)"-i-;(-2,+co).n+\
【分析】(1)由已知建立方程組,求得的=5,4=9,再利用等差數(shù)列的通項公式和求和公
式可求得答案;
(2)山(1)得2=(-1)"('+一1],分〃為金數(shù),〃為偶數(shù)兩種情況,分別求得■,再將
\nn
30、+\)
不等式等價于2>(-1)"-(〃+1),令cLeiy,-e+i),由數(shù)列的單調(diào)性可求得答案.
45
即%,4是方程x+'=14的兩個根,
x
即生,包是方程(x-5)(x-9)=0的兩個根,
又數(shù)列{%}為遞增數(shù)列,解得々=5,%=9,
所以等差數(shù)列{4}的公差4=與咚=瀉=2,所以4=5-2=3,4—2 4—2
所以4,=3+2(〃-1)=2”+1,s“=3〃+2x^^=〃2+2":
(T)Z(T)"(2〃+l)-(i)"f31)
n(n+l)+ \nn+1)
所以7;=-
J 1J
由,即得2>(T)"-(〃+l),令c.=(-l)"-(〃+l),
31、
當“為奇數(shù)時,c?=-2-n,艮q>q>C5>…,
當”為偶數(shù)時,c?=-n,且。2>弓2>…,
又C|=-3,c2=-2>-3,所以4>一2,故義取值范圍為(一2,+8).
19.綠水青山就是金山銀山,生態(tài)環(huán)境日益受大家重視.2021年廣州市某公司為了動員職工積極參加植樹造林,在3月12日植樹節(jié)期間開展植樹有獎活動,設(shè)有甲、乙兩個摸獎箱,每位植樹者植樹每滿15棵獲得一次甲箱內(nèi)摸獎機會,植樹每滿25棵獲得一次乙箱內(nèi)摸獎機會.每箱內(nèi)各有10個球(這些球除顏色外全相同),甲箱內(nèi)有紅、黃、黑三種顏色的球,其中4個紅球、b個黃球、5個黑球(a,beN*),乙箱內(nèi)有4個紅球和6個黃球.每次摸出
32、一個球后放回原箱,摸得紅球獎100元,黃球獎50元,摸得黑球則沒有獎金.(1)經(jīng)統(tǒng)計,每人的植樹棵數(shù)X服從正態(tài)分布N(20,25),現(xiàn)有100位植樹者,請估計植樹的棵數(shù)X在區(qū)間(15,25)內(nèi)的人數(shù)(結(jié)果四舍五入取整數(shù));(2)某人植樹50棵,有兩種摸獎方法:方法一:三次甲箱內(nèi)摸獎機會;方法二:兩次乙箱內(nèi)摸獎機會;請問:這位植樹者選哪一種方法所得獎金的期望值較大?
附參考數(shù)據(jù):若 則P(〃—b
33、進而求得植樹在(15,25)內(nèi)的人數(shù).
(2)由題設(shè)。+匕=5,確定甲箱摸獎的概率,注意參數(shù)的取值范圍求期望值的最值,再由乙箱摸獎的概率求期望值,比較它們的大小.
【詳解】(I)由題設(shè),〃=20,cr=5,而P(15
34、=50)=K,P(X=100)=—,則E(X)=0x1+50x2+100x巴=5%+i0a=25+5a,
10 2 10 10
.??三次摸獎的期望為3E(X)=75+15a,而??赡苋≈禐閧1,2,3,4},即3E(X)4135.
兩次乙箱內(nèi)摸獎,所得獎金可能值為X={100,150,200},
3 9 23 12 2 4
P(X=100)=C"(-)2=—,P(X=150)=C*(-)(-)=—,P(X=200)=C:(—)2=一,
?5 25 255 25 -5 25
9 12 4
此時,期望獎金為6(X)=100x毛+150x王+200x天=140元.
綜上,3E(X
35、)<135
36、已知得,B、F=2BF,△BC/s^BEF,所以BE=;,
由A8、BC的長都為3,AC的長為36,得NABC=120。,所以NAB£=60。,
在三角形ABE中,山余弦定理,^AE=yjAB2+BE2-2AB-BEcos60°=—.所以AB2=A£+B£,所以AELBE,即A£J_CE,又ABC-A4G是直三棱柱,故C£_L平面ABC,
又AEu平面A8C,所以CC1,4E,因為CEcCG=C,所以平面BCG4,
又4Eu平面AC7,所以平面ACtF,平面8CC再;
(2)以E為坐標原點,EC,£4所在直線分別為x軸、>軸平行于即的“線為二軸建立空間直角坐標系,
設(shè)平面EAC,的
37、法向量為乃= (p,g,r),
- ~TA 36
n - EA = 1=U,
2 即
—— 9
n - EC、= — /? + 3r = 0,
q = 0、
3p + 2r = 0,
不妨設(shè)
>?=(-2,0,3),
由(i)得 dm,。,。
西=(0,0,3),
,n宜?…?4日、j-/ 、,4?BA=—xd y=0,14r,—x+y/iv=0,...
設(shè)四的'法M;jL=(.rW),則41 2 2叫_"不妨設(shè)
用麗=3z=0, Z=0'
In,-nlJ39
設(shè)平面AC/與平面M8由所成銳二面角為。,則cos0=1L1-1=詈,同.同1
38、3
所以平面AG尸與平面mb產(chǎn)所成銳二面角的余弦值為叵.
13
21 .設(shè)點廠(L0),動圓經(jīng)過點F且和直線x=-l相切,記動圓的圓心P的軌跡為曲線E.
(1)求曲線£的方程;(2)過點尸的直線交曲線E于A,8兩點,另一條與直線AB平行的直線交x軸于點例,交y軸于點N,若&?鉆是以點N為直角頂點的等腰直角三角形,求點M的橫坐標.
【答案】(I)y2=4x⑵二3(1及)
2
【分析】(I)根據(jù)拋物線的定義可得拋物線方程;
(2)可設(shè)直線AB的方程為x=,”.v+l,聯(lián)立拋物線方程,得到中點C坐標以及|AB|,再根據(jù)條件可知NC 從而求得點N坐標,利用|NC|=g|A8|,結(jié)合直線
39、MN的方程
即可求得結(jié)果.
⑴由題意,點P到點尸的距離等于到直線x=-l的距離,
所以點尸的軌跡是以*1,0)為焦點,立線x=-l為準線的拋物線,P=2,故曲線E的方程是V=4x.
⑵顯然,直線A8不與x軸重合,設(shè)直線A8的方程為x=my+l,町E聯(lián)立得:/-4wy-4=0設(shè)4(3,%),5(工2,%),則/'+1-14"則。;>=2四,"?)’!,:”+[=2n+1,
JM=T 2 2
即AB中點C坐標為(2〃5+1,2〃。,|AB|=(x+l)+(w+l)=m(y+%)+4=4m2+4山題意ANAB是以點N為直角頂點的等腰直角三角形,故NCIAB.過C與AB垂直的直線,其方程為
40、y=-m(X-2m2-1)+2小,令X=o,得y=2加+3m,故點N坐標為(0,2m3+3時,又|NC|=,|AB|=2機?+2,故Vl+w2(2m2+l)=2m2+2.
令Ji獲則,(2/-1)=2/,由d1,解得r=上手,即J1+,=112^,解得/=*又直線MN的方程為y='x+2加+3,〃,令y=0,得到點M橫坐標為
m
-4□2-3(1+6)xM=—2m—3m= .
22.已知函數(shù)/(x)=?+lnx.⑴討論f(x)的單調(diào)性;(2)若/(司)=/5)=2(%*x.),證明:a2<為/
41、x),再討論了'(x)>0或/'(x)<0即可作答.(2)由⑴求出ae(O,e),把所證不等式分成兩部分分別作等價變形,構(gòu)造函數(shù),利用導(dǎo)數(shù)探討函數(shù)的單調(diào)性推理作答.
(1)函數(shù)/(x)=9+lnx的定義域為(0,+8),求導(dǎo)得:/(引=耳,
當時,/'(x)>0恒成立,則”X)在(0,+8)上單調(diào)遞增,當a>0時,f'(x)<0的解集為(O,a),/'(x)>0的解集為(a,+oo),
即/(X)的單調(diào)增區(qū)間為(。,+8),單調(diào)減區(qū)間為(0,。),
所以,當“40時,"X)在(0,+8)上單調(diào)遞增,
當a>0時,/(x)在(a,4w)上單調(diào)遞增,在(Om)I:單調(diào)遞減.
(2)因為
42、/(玉)=/(2)=2(々/w),由(I)知,?>0>且/(Hmin=/(4)=lna+l<2,解得ae(O,e),
設(shè)占<4,則。<為<。<》2,要證須七>/,即證毛>£->。,即證/(%)>/(十),
即證/(X1)>/j幺],設(shè)g(x)=/(x)-/(—)=21nx+----21na,xe(O,a),
則g[(x)=2_=」=([a)<0,即g(x)在(0,a)上單調(diào)遞減,有g(shù)(x)>g(a)=0,xx2aax2
即"x)>f[[J(xe(O,a)),則卜戈立,因此為%>/成立,
要證x^cae,即證。<%<曰,即證/(、2)<_/'(]],即證即證
2<--lnx(+lna+l,X1e(0,a),而一+ln*=2。。=%(2-Inx。,即證1。,即伊(力在(0,e)卜.單調(diào)遞增,則有。<0(x)<°(e)=e,即”(x)vO"(x)在(0,e)上單調(diào)遞減,而(0,a)q(0,e),當口?0,〃)時,
ft(x)>/z(a)>/i(e)=l,則當xe(Om)時,M2+ln(2-lnx)成立,故有工也〈優(yōu)成立,所以,
a~