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一、选择题(每题5分,共60分)
1.设集合A={x∈Rx 1≥2},集合{-2,-1,0,1,2},则A∩B=().
A.{2}B.{1,2}
C.{0,1,2}D.{-1,0,1,2}
2.在复平面内,复数21-i-i3对应的点位于().
A.第一象限B.第二象限
C.第三象限D.第四象限
第3题图3.阅读程序框图,如果输出的函数值在区间[14,12]内,则输入的实数x的取值范围是().
A.(-∞,-2]
B.[-2,-1]
C.[-1,2]
D.[2, ∞)
4.若不等式组x≥0,
x 3y≥4,
3x y≤4,所表示的平面区域被直线y=kx 43分为面积相等的两部分,则k=().
A.73B.37C.43D.34
5.在样本的频率分布直方图中,共有11个小长方形,若中间一个小长方形的面积等于其它10个小长方形的面积和的14,且样本容量为160,则中间一组的频数为().
A.32B.02C.40D.025
6.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a1=1,公差d=2,Sn 2-Sn=36,则n=().
A.5B.6C.7D.8
7.6个人站成一排,其中甲、乙必须站在两端,且丙、丁相邻,则不同站法的种数为().
A.12B.18C.24D.36
8.若直线x=1 t
y=a-t(t为参数)被圆x=2 2cosα
y=2 2sinα(α为参数)所截得的弦长为22,则a=().
A.1或5B.-1或5
C.1或-5D.-1或-5
9.若0 A.充分而不必要条件
B.必要而不充分条件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要条件
10.如图所示,边长为1的正方形ABCD的顶点A,D分别在x轴、y轴正半轴上移动,则OB·OC的最大值是().
A.2B.1 2C.πD.4
第10题图第11题图11.如图所示,正方体ABCD—A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=22,则下列结论中错误的是().
A.AC⊥BEB.EF∥平面ABCD
C.三棱锥A—BEF的体积为定值
D.异面直线AE,BF所成的角为定值
12.对任意实数a,b定义运算“⊙”:a⊙b=b,a-b≥1,
a,a-b<1,设f(x)=(x2-1)⊙(4 x) k,若函数f(x)的图象与x轴恰有三个公共点,则k的取值范围是().
A.(-2,1)B.[0,1]
C.[-2,0)D.[-2,1)
二、填空题(每题4分,共16分;最后一题每空2分)
第13题图13.若一个底面是正三角形的三棱柱的正视图如图所示,则其表面积的最小值为.
14.若过抛物线y2=4x的焦点F的直线与该抛物线交于A,B两点,且AF=2,则BF=.
15.设A={(a,c)|0 16.在棱长为1的正方体ABCD—A1B1C1D1中,点P是正方体棱上一点(不包括棱的端点),PA PC1=m.
①若m=2,则满足条件的点P的个数为;
②若满足PA PC1=m的点P的个数为6,则m的取值范围是.
三、解答题(前5题每题12分,最后1题14分)
17.在锐角△ABC中,a=2bsinA.
(1)求B的大小;
(2)求cosA sinC.
第18题图18.“你低碳了吗?”这是某市为倡导建设资源节约型社会而发布的公益广告里的一句话.活动组织者为了解这则广告的宣传效果,随机抽取了100名年龄段在[10,20),[20,30),…,[50,60)的市民进行问卷调查,由此得到样本的频率分布直方图如图所示.
(1)求随机抽取的市民中年龄段在[30,40)的人数;
(2)从不小于40岁的人中按年龄段分层抽样的方法随机抽取8人,求[50,60)年龄段抽取的人数;
(3)从按(2)中方式得到的8人中再抽取3人作为本次活动的获奖者,记X为年龄在[50,60)年龄段的人数,求X的分布列及数学期望.
第19题图19.如图,四棱锥E—ABCD中,平面EAD⊥平面ABCD,DC∥AB,BC⊥CD,EA⊥ED,且AB=4,BC=CD=EA=ED=2.
(1)求证:BD⊥平面ADE;
(2)求直线BE和平面CDE所成角的正弦值;
(3)在线段CE上是否存在一点F使得平面BDF⊥平面CDE,请说明理由.
20.已知函数f(x)=2alnx-x2 1.
(1)若a>0,求函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值;
(2)若f(x)≤0(x≥1)恒成立,求a的最大值.
21.已知椭圆x2a2 y2b2=1的一个焦点为F(2,0),且离心率为63.
(1)求椭圆方程;
(2)斜率为k的直线l过点F,且与椭圆交于A,B两点,P为直线x=3上的一点,若△ABP为等边三角形,求直线l的方程. 22.(1)设数列{an}由a1=5,a2=23,an 2=5an 1-an(n∈N*)确定.
①求证an 1-5-212an是等比数列;
②求数列{an}的通项公式.
(2)若把无理数5 2122015写成小数,求其个位数字及十分位、百分位、千分位上的数字.
参考答案
1-12:BABAADCABACD
13.6 2314215.1 2ln2416.6,(3,5)
17.(1)由a=2bsinA及正弦定理得sinA=2sinBsinA,所以sinB=12.再由△ABC为锐角三角形得B=π6.
(2)cosA sinC=cosA sin(π-π6-A)=cosA sin(π6 A)=cosA 12cosA 32sinA=3sin(A π3).
由△ABC为锐角三角形知A的取值范围是π3,π2,进而可得cosA sinC的取值范围为32,32.
18.(1)1-10×(0.020 0.025 0.015 0.005)=0.35,100×0.35=35,即随机抽取的市民中年龄段在[30,40)的人数为35.
(2)100×0.15=15,100×0.05=5,所以5×820=2,即抽取的8人中[50,60)年龄段抽取的人数为2.
(3)X的所有可能取值为0,1,2.
P(X=0)=C36C38=514;P(X=1)=C12C26C38=1528;P(X=2)=C22C16C38=328.所以X的分布列为
X012P5141528328得X的数学期望为E(X)=0·514 1·1528 2·328=34.
19.(1)由BC⊥CD,BC=CD=2,可得BD=22.由EA⊥ED,且EA=ED=2,可得AD=22.
又AB=4,所以BD⊥AD.
又平面EAD⊥平面ABCD,平面ADE∩平面ABCD=AD,BD平面ABCD,所以BD⊥平面ADE.
(2)如图建立空间直角坐标系D—xyz.
得D(0,0,0),B(0,22,0),C(-2,2,0),E(2,0,2),所以BE=(2,-22,2),DE=(2,0,2),DC=(-2,2,0).
可求得平面CDE的一个法向量是n=(1,1,-1).
设直线BE与平面CDE所成的角为α,得
sinα=|cos|=|BE·n||BE|·|n|=|2-22-2|23·3=23.
即直线BE和平面CDE所成角的正弦值为23.
(3)设CF=λCE,λ∈[0,1],得DC=(-2,2,0),CE=(22,-2,2),DB=(0,22,0),所以DF=DC CF=DC λCE=2(2λ-1,-λ 1,λ).
設平面BEF一个法向量是m,可求得m=(1,0,-2λ-1λ).若平面BEF⊥平面CDE,则m·n=0,即1 2λ-1λ=0,λ=13,λ∈[0,1].所以在线段CE上存在一点F使得平面BEF⊥平面CDE.
20.(1)f′(x)=2ax-2x=-2(x2-a)x,x>0.
①当a≤1,即0 所以函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值为f(1)=0.
②当a>1,即a>1时,x在[1, ∞)上变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表
x1(1,a)a(a, ∞)f′(x) 0-f(x)0↗alna-a 1↘所以函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值为f(a)=alna-a 1.
综上所述:当01时,函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值为f(a)=alna-a 1.
(2)当a≤0时,可证函数f(x)是减函数,所以函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值为f(1)=0,即a≤0满足题设.
当0 当a>1时,由于f(x)在区间[1,a]上是增函数,所以f(a)>f(1)=0,即在区间[1, ∞)上存在x=a使得f(x)>0.
综上所述,a的最大值为1.
21.(1)依题意有c=2,ca=63,可得a2=6,b2=2.所以所求椭圆的方程为x26 y22=1.
(2)直线l的方程为y=k(x-2).联立方程组y=k(x-2),
x26 y22=1.消去y并整理得(3k2 1)x2-12k2x 12k2-6=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),得x1 x2=12k23k2 1,x1x2=12k2-63k2 1,所以|AB|=1 k2|x1-x2|=26(k2 1)3k2 1.
设AB的中点为M(x0,y0),得x0=6k23k2 1,y0=-2k3k2 1.得直线MP的斜率为-1k,又xP=3,所以MP=1 1k2·x0-xP=k2 1k2·3(k2 1)(3k2 1).当△ABP为正三角形时,|MP|=32|AB|,即k2 1k2·3(k2 1)(3k2 1)=32·26(k2 1)3k2 1.解得k=±1.即直线l的方程为x-y-2=0,或x y-2=0.
22.(1)①对于任意的实数x(x≠5),有
an 2-xan 1=(5-x)an 1-15-xan,
令x=15-x,得x=5±212.所以,当x=5±212时,有an 2-xan 1=(5-x)(an 1-xan),进而可得{an 1-xan}是首项为23-5x、公比为5-x的等比数列,得欲证成立.
②由以上解答,得
an 1-5-212an=21 52125 212n-1=215 212n
an 1-5 212an=21-52125-212n-1=-215-212n
解这个关于an 1、an的方程组,得
an=5 212n 5-212n
(2)因为数列an由a1=5,a2=23,an 2=5an 1-an(n∈N*)确定,所以由数学归纳法可证数列an是递增数列且各项均是正整数.
又因为0<5-212<1,所以a2015是大于5 2122015的最小整数,即a2015=5 2122015 1(这里[a]表示实数a的整数部分)5 2122015的个位数字即5 2122015也即a2015-1被10除所得的余数.由于数列{an}由a1=5,a2=23,an 2=5an 1-an(n∈N*)确定,得{an}的各项被10除所得的余数依次是5,3,0,7,5,8,5,7,0,3,5,2,5,3,…
所以该数列是以12为周期的周期数列,又2015被12除所得的余数是11(因为2016是12的倍数),所以a2015被10除所得的余数即a11被10除所得的余数5,得5 2122015的个位数字是5-1=4.
因为0<5-212<14,所以0<5-2122015<142015<11000,0.999<1-5-2122015<1,即1-5-2122015=0.999….
又a2015=5 2122015 5-2122015是正整数,所以5 2122015=(a2015-1) 1-5-2122015=(a2015-1) 0.999…,即5 2122015的个位数字是4,十分位、百分位、千分位上的数字均是9.
1.设集合A={x∈Rx 1≥2},集合{-2,-1,0,1,2},则A∩B=().
A.{2}B.{1,2}
C.{0,1,2}D.{-1,0,1,2}
2.在复平面内,复数21-i-i3对应的点位于().
A.第一象限B.第二象限
C.第三象限D.第四象限
第3题图3.阅读程序框图,如果输出的函数值在区间[14,12]内,则输入的实数x的取值范围是().
A.(-∞,-2]
B.[-2,-1]
C.[-1,2]
D.[2, ∞)
4.若不等式组x≥0,
x 3y≥4,
3x y≤4,所表示的平面区域被直线y=kx 43分为面积相等的两部分,则k=().
A.73B.37C.43D.34
5.在样本的频率分布直方图中,共有11个小长方形,若中间一个小长方形的面积等于其它10个小长方形的面积和的14,且样本容量为160,则中间一组的频数为().
A.32B.02C.40D.025
6.设Sn为等差数列{an}的前n项和,若a1=1,公差d=2,Sn 2-Sn=36,则n=().
A.5B.6C.7D.8
7.6个人站成一排,其中甲、乙必须站在两端,且丙、丁相邻,则不同站法的种数为().
A.12B.18C.24D.36
8.若直线x=1 t
y=a-t(t为参数)被圆x=2 2cosα
y=2 2sinα(α为参数)所截得的弦长为22,则a=().
A.1或5B.-1或5
C.1或-5D.-1或-5
9.若0
B.必要而不充分条件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要条件
10.如图所示,边长为1的正方形ABCD的顶点A,D分别在x轴、y轴正半轴上移动,则OB·OC的最大值是().
A.2B.1 2C.πD.4
第10题图第11题图11.如图所示,正方体ABCD—A1B1C1D1的棱长为1,线段B1D1上有两个动点E,F,且EF=22,则下列结论中错误的是().
A.AC⊥BEB.EF∥平面ABCD
C.三棱锥A—BEF的体积为定值
D.异面直线AE,BF所成的角为定值
12.对任意实数a,b定义运算“⊙”:a⊙b=b,a-b≥1,
a,a-b<1,设f(x)=(x2-1)⊙(4 x) k,若函数f(x)的图象与x轴恰有三个公共点,则k的取值范围是().
A.(-2,1)B.[0,1]
C.[-2,0)D.[-2,1)
二、填空题(每题4分,共16分;最后一题每空2分)
第13题图13.若一个底面是正三角形的三棱柱的正视图如图所示,则其表面积的最小值为.
14.若过抛物线y2=4x的焦点F的直线与该抛物线交于A,B两点,且AF=2,则BF=.
15.设A={(a,c)|0 16.在棱长为1的正方体ABCD—A1B1C1D1中,点P是正方体棱上一点(不包括棱的端点),PA PC1=m.
①若m=2,则满足条件的点P的个数为;
②若满足PA PC1=m的点P的个数为6,则m的取值范围是.
三、解答题(前5题每题12分,最后1题14分)
17.在锐角△ABC中,a=2bsinA.
(1)求B的大小;
(2)求cosA sinC.
第18题图18.“你低碳了吗?”这是某市为倡导建设资源节约型社会而发布的公益广告里的一句话.活动组织者为了解这则广告的宣传效果,随机抽取了100名年龄段在[10,20),[20,30),…,[50,60)的市民进行问卷调查,由此得到样本的频率分布直方图如图所示.
(1)求随机抽取的市民中年龄段在[30,40)的人数;
(2)从不小于40岁的人中按年龄段分层抽样的方法随机抽取8人,求[50,60)年龄段抽取的人数;
(3)从按(2)中方式得到的8人中再抽取3人作为本次活动的获奖者,记X为年龄在[50,60)年龄段的人数,求X的分布列及数学期望.
第19题图19.如图,四棱锥E—ABCD中,平面EAD⊥平面ABCD,DC∥AB,BC⊥CD,EA⊥ED,且AB=4,BC=CD=EA=ED=2.
(1)求证:BD⊥平面ADE;
(2)求直线BE和平面CDE所成角的正弦值;
(3)在线段CE上是否存在一点F使得平面BDF⊥平面CDE,请说明理由.
20.已知函数f(x)=2alnx-x2 1.
(1)若a>0,求函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值;
(2)若f(x)≤0(x≥1)恒成立,求a的最大值.
21.已知椭圆x2a2 y2b2=1的一个焦点为F(2,0),且离心率为63.
(1)求椭圆方程;
(2)斜率为k的直线l过点F,且与椭圆交于A,B两点,P为直线x=3上的一点,若△ABP为等边三角形,求直线l的方程. 22.(1)设数列{an}由a1=5,a2=23,an 2=5an 1-an(n∈N*)确定.
①求证an 1-5-212an是等比数列;
②求数列{an}的通项公式.
(2)若把无理数5 2122015写成小数,求其个位数字及十分位、百分位、千分位上的数字.
参考答案
1-12:BABAADCABACD
13.6 2314215.1 2ln2416.6,(3,5)
17.(1)由a=2bsinA及正弦定理得sinA=2sinBsinA,所以sinB=12.再由△ABC为锐角三角形得B=π6.
(2)cosA sinC=cosA sin(π-π6-A)=cosA sin(π6 A)=cosA 12cosA 32sinA=3sin(A π3).
由△ABC为锐角三角形知A的取值范围是π3,π2,进而可得cosA sinC的取值范围为32,32.
18.(1)1-10×(0.020 0.025 0.015 0.005)=0.35,100×0.35=35,即随机抽取的市民中年龄段在[30,40)的人数为35.
(2)100×0.15=15,100×0.05=5,所以5×820=2,即抽取的8人中[50,60)年龄段抽取的人数为2.
(3)X的所有可能取值为0,1,2.
P(X=0)=C36C38=514;P(X=1)=C12C26C38=1528;P(X=2)=C22C16C38=328.所以X的分布列为
X012P5141528328得X的数学期望为E(X)=0·514 1·1528 2·328=34.
19.(1)由BC⊥CD,BC=CD=2,可得BD=22.由EA⊥ED,且EA=ED=2,可得AD=22.
又AB=4,所以BD⊥AD.
又平面EAD⊥平面ABCD,平面ADE∩平面ABCD=AD,BD平面ABCD,所以BD⊥平面ADE.
(2)如图建立空间直角坐标系D—xyz.
得D(0,0,0),B(0,22,0),C(-2,2,0),E(2,0,2),所以BE=(2,-22,2),DE=(2,0,2),DC=(-2,2,0).
可求得平面CDE的一个法向量是n=(1,1,-1).
设直线BE与平面CDE所成的角为α,得
sinα=|cos
即直线BE和平面CDE所成角的正弦值为23.
(3)设CF=λCE,λ∈[0,1],得DC=(-2,2,0),CE=(22,-2,2),DB=(0,22,0),所以DF=DC CF=DC λCE=2(2λ-1,-λ 1,λ).
設平面BEF一个法向量是m,可求得m=(1,0,-2λ-1λ).若平面BEF⊥平面CDE,则m·n=0,即1 2λ-1λ=0,λ=13,λ∈[0,1].所以在线段CE上存在一点F使得平面BEF⊥平面CDE.
20.(1)f′(x)=2ax-2x=-2(x2-a)x,x>0.
①当a≤1,即0 所以函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值为f(1)=0.
②当a>1,即a>1时,x在[1, ∞)上变化时,f′(x),f(x)的变化情况如下表
x1(1,a)a(a, ∞)f′(x) 0-f(x)0↗alna-a 1↘所以函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值为f(a)=alna-a 1.
综上所述:当01时,函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值为f(a)=alna-a 1.
(2)当a≤0时,可证函数f(x)是减函数,所以函数f(x)在区间[1, ∞)上的最大值为f(1)=0,即a≤0满足题设.
当0 当a>1时,由于f(x)在区间[1,a]上是增函数,所以f(a)>f(1)=0,即在区间[1, ∞)上存在x=a使得f(x)>0.
综上所述,a的最大值为1.
21.(1)依题意有c=2,ca=63,可得a2=6,b2=2.所以所求椭圆的方程为x26 y22=1.
(2)直线l的方程为y=k(x-2).联立方程组y=k(x-2),
x26 y22=1.消去y并整理得(3k2 1)x2-12k2x 12k2-6=0.设A(x1,y1),B(x2,y2),得x1 x2=12k23k2 1,x1x2=12k2-63k2 1,所以|AB|=1 k2|x1-x2|=26(k2 1)3k2 1.
设AB的中点为M(x0,y0),得x0=6k23k2 1,y0=-2k3k2 1.得直线MP的斜率为-1k,又xP=3,所以MP=1 1k2·x0-xP=k2 1k2·3(k2 1)(3k2 1).当△ABP为正三角形时,|MP|=32|AB|,即k2 1k2·3(k2 1)(3k2 1)=32·26(k2 1)3k2 1.解得k=±1.即直线l的方程为x-y-2=0,或x y-2=0.
22.(1)①对于任意的实数x(x≠5),有
an 2-xan 1=(5-x)an 1-15-xan,
令x=15-x,得x=5±212.所以,当x=5±212时,有an 2-xan 1=(5-x)(an 1-xan),进而可得{an 1-xan}是首项为23-5x、公比为5-x的等比数列,得欲证成立.
②由以上解答,得
an 1-5-212an=21 52125 212n-1=215 212n
an 1-5 212an=21-52125-212n-1=-215-212n
解这个关于an 1、an的方程组,得
an=5 212n 5-212n
(2)因为数列an由a1=5,a2=23,an 2=5an 1-an(n∈N*)确定,所以由数学归纳法可证数列an是递增数列且各项均是正整数.
又因为0<5-212<1,所以a2015是大于5 2122015的最小整数,即a2015=5 2122015 1(这里[a]表示实数a的整数部分)5 2122015的个位数字即5 2122015也即a2015-1被10除所得的余数.由于数列{an}由a1=5,a2=23,an 2=5an 1-an(n∈N*)确定,得{an}的各项被10除所得的余数依次是5,3,0,7,5,8,5,7,0,3,5,2,5,3,…
所以该数列是以12为周期的周期数列,又2015被12除所得的余数是11(因为2016是12的倍数),所以a2015被10除所得的余数即a11被10除所得的余数5,得5 2122015的个位数字是5-1=4.
因为0<5-212<14,所以0<5-2122015<142015<11000,0.999<1-5-2122015<1,即1-5-2122015=0.999….
又a2015=5 2122015 5-2122015是正整数,所以5 2122015=(a2015-1) 1-5-2122015=(a2015-1) 0.999…,即5 2122015的个位数字是4,十分位、百分位、千分位上的数字均是9.