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文檔簡介
PAGE1參考公式·樣本數(shù)據(jù)x1,x2,…,xn的方差s2=eq\f(1,n)eq\i\su(i=1,n,)(xi-x)2,其中x=eq\f(1,n)eq\i\su(i=1,n,x)i.柱體的體積V=Sh,其中S是柱體的底面積,h是柱體的高.錐體的體積V=eq\f(1,3)Sh,其中S是錐體的底面積,h是錐體的高.數(shù)學Ⅰ試題一、填空題(本大題共14小題,每小題5分,共70分.請把答案填寫在題中橫線上)1.(2019·江蘇高考)已知集合A={-1,0,1,6},B={x|x>0,x∈R},則A∩B=________.解析:因為A={-1,0,1,6},B={x|x>0,x∈R},故A∩B={1,6}.答案:{1,6}2.(2019·江蘇高考)已知復數(shù)(a+2i)(1+i)的實部為0,其中i為虛數(shù)單位,則實數(shù)a的值是________.解析:(a+2i)(1+i)=a-2+(a+2)i,因為其實部為0,故a=2.答案:23.(2019·江蘇高考)如圖是一個算法流程圖,則輸出的S的值是________.解析:第一次循環(huán),S=eq\f(1,2),x=2;第二次循環(huán),S=eq\f(1,2)+eq\f(2,2)=eq\f(3,2),x=3;第三次循環(huán),S=eq\f(3,2)+eq\f(3,2)=3,x=4;第四次循環(huán),S=3+eq\f(4,2)=5,滿足x≥4,結束循環(huán).故輸出的S的值是5.答案:54.(2019·江蘇高考)函數(shù)y=eq\r(7+6x-x2)的定義域是________.解析:要使函數(shù)有意義,需7+6x-x2≥0,即x2-6x-7≤0,即(x+1)(x-7)≤0,解得-1≤x≤7.故所求函數(shù)的定義域為[-1,7].答案:[-1,7]5.(2019·江蘇高考)已知一組數(shù)據(jù)6,7,8,8,9,10,則該組數(shù)據(jù)的方差是________.解析:這組數(shù)據(jù)的平均數(shù)為eq\f(6+7+8+8+9+10,6)=8,故方差為s2=eq\f(1,6)×[(6-8)2+(7-8)2+(8-8)2+(8-8)2+(9-8)2+(10-8)2]=eq\f(5,3).答案:eq\f(5,3)6.(2019·江蘇高考)從3名男同學和2名女同學中任選2名同學參加志愿者服務,則選出的2名同學中至少有1名女同學的概率是________.解析:eq\a\vs4\al(法一:)設3名男同學分別為A,B,C,2名女同學分別為a,b,則所有等可能事件分別為AB,AC,Aa,Ab,BC,Ba,Bb,Ca,Cb,ab,共10個,選出的2名同學中至少有1名女同學包含的基本事件分別為Aa,Ab,Ba,Bb,Ca,Cb,ab,共7個,故所求概率為eq\f(7,10).eq\a\vs4\al(法二:)同法一,得所有等可能事件共10個,選出的2名同學中沒有女同學包含的基本事件分別為AB,AC,BC,共3個,故所求概率為1-eq\f(3,10)=eq\f(7,10).答案:eq\f(7,10)7.(2019·江蘇高考)在平面直角坐標系xOy中,若雙曲線x2-eq\f(y2,b2)=1(b>0)經過點(3,4),則該雙曲線的漸近線方程是________.解析:因為雙曲線x2-eq\f(y2,b2)=1(b>0)經過點(3,4),所以9-eq\f(16,b2)=1(b>0),解得b=eq\r(2),即雙曲線方程為x2-eq\f(y2,2)=1,其漸近線方程為y=±eq\r(2)x.答案:y=±eq\r(2)x8.(2019·江蘇高考)已知數(shù)列{an}(n∈N*)是等差數(shù)列,Sn是其前n項和.若a2a5+a8=0,S9=27,則S8的值是________.解析:eq\a\vs4\al(法一:)由S9=27?eq\f(9(a1+a9),2)=27?a1+a9=6?2a5=6?2a1+8d=6且a5=3.又a2a5+a8=0?2a1+5d=0,解得a1=-5,d=2.故S8=8a1+eq\f(8×(8-1),2)d=16.eq\a\vs4\al(法二:)同法一得a5=3.又a2a5+a8=0?3a2+a8=0?2a2+2a5=0?a2=-3.∴d=eq\f(a5-a2,3)=2,a1=a2-d=-5.故S8=8a1+eq\f(8×(8-1),2)d=16.答案:169.(2019·江蘇高考)如圖,長方體ABCD-A1B1C1D1的體積是120,E為CC1的中點,則三棱錐E-BCD的體積是________.解析:設長方體中BC=a,CD=b,CC1=c,則abc=120,∴VE-BCD=eq\f(1,3)×eq\f(1,2)ab×eq\f(1,2)c=eq\f(1,12)abc=10.答案:1010.(2019·江蘇高考)在平面直角坐標系xOy中,P是曲線y=x+eq\f(4,x)(x>0)上的一個動點,則點P到直線x+y=0的距離的最小值是________.解析:eq\a\vs4\al(法一:)由題意可設Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0,x0+\f(4,x0)))(x0>0),則點P到直線x+y=0的距離d=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(x0+x0+\f(4,x0))),\r(2))=eq\f(\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(2x0+\f(4,x0))),\r(2))≥eq\f(2\r(2x0·\f(4,x0)),\r(2))=4,當且僅當2x0=eq\f(4,x0),即x0=eq\r(2)時取等號.故所求最小值是4.eq\a\vs4\al(法二:)設Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x0,\f(4,x0)+x0))(x0>0),則曲線在點P處的切線的斜率為k=1-eq\f(4,xeq\o\al(2,0)).令1-eq\f(4,xeq\o\al(2,0))=-1,結合x0>0得x0=eq\r(2),∴P(eq\r(2),3eq\r(2)),曲線y=x+eq\f(4,x)(x>0)上的點P到直線x+y=0的最短距離即為此時點P到直線x+y=0的距離,故dmin=eq\f(|\r(2)+3\r(2)|,\r(2))=4.答案:411.(2019·江蘇高考)在平面直角坐標系xOy中,點A在曲線y=lnx上,且該曲線在點A處的切線經過點(-e,-1)(e為自然對數(shù)的底數(shù)),則點A的坐標是________.解析:設A(m,n),則曲線y=lnx在點A處的切線方程為y-n=eq\f(1,m)(x-m).又切線過點(-e,-1),所以有n+1=eq\f(1,m)(m+e).再由n=lnm,解得m=e,n=1.故點A的坐標為(e,1).答案:(e,1)12.(2019·江蘇高考)如圖,在△ABC中,D是BC的中點,E在邊AB上,BE=2EA,AD與CE交于點O.若eq\o(AB,\s\up7(→))·eq\o(AC,\s\up7(→))=6eq\o(AO,\s\up7(→))·eq\o(EC,\s\up7(→)),則eq\f(AB,AC)的值是________.解析:eq\a\vs4\al(法一:)如圖①,過點D作DF∥CE交AB于點F,由D是BC的中點,可知F為BE的中點.又BE=2EA,則知EF=EA,從而可得AO=OD,則有eq\o(AO,\s\up7(→))=eq\f(1,2)eq\o(AD,\s\up7(→))=eq\f(1,4)(eq\o(AB,\s\up7(→))+eq\o(AC,\s\up7(→))),eq\o(EC,\s\up6(→))=eq\o(AC,\s\up7(→))-eq\o(AE,\s\up7(→))=eq\o(AC,\s\up7(→))-eq\f(1,3)eq\o(AB,\s\up7(→)),所以6eq\o(AO,\s\up7(→))·eq\o(EC,\s\up6(→))=eq\f(3,2)(eq\o(AB,\s\up7(→))+eq\o(AC,\s\up7(→)))·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(eq\o(AC,\s\up7(→))-\f(1,3)eq\o(AB,\s\up7(→))))=eq\f(3,2)eq\o(AC,\s\up7(→))2-eq\f(1,2)eq\o(AB,\s\up7(→))2+eq\o(AB,\s\up7(→))·eq\o(AC,\s\up7(→))=eq\o(AB,\s\up7(→))·eq\o(AC,\s\up7(→)),整理可得eq\o(AB,\s\up7(→))2=3eq\o(AC,\s\up7(→))2,所以eq\f(AB,AC)=eq\r(3).eq\a\vs4\al(法二:)以點A為坐標原點,AB所在直線為x軸建立平面直角坐標系,如圖②所示.設E(1,0),C(a,b),則B(3,0),Deq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+3,2),\f(b,2))).eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(lAD:y=\f(b,a+3)x,,lCE:y=\f(b,a-1)(x-1)))?Oeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+3,4),\f(b,4))).∵eq\o(AB,\s\up7(→))·eq\o(AC,\s\up7(→))=6eq\o(AO,\s\up7(→))·eq\o(EC,\s\up7(→)),∴(3,0)·(a,b)=6eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(a+3,4),\f(b,4)))·(a-1,b),即3a=6eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f((a+3)(a-1),4)+\f(b2,4))),∴a2+b2=3,∴AC=eq\r(3).∴eq\f(AB,AC)=eq\f(3,\r(3))=eq\r(3).答案:eq\r(3)13.(2019·江蘇高考)已知eq\f(tanα,tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4))))=-eq\f(2,3),則sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,4)))的值是______.解析:eq\a\vs4\al(法一:)由eq\f(tanα,tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4))))=eq\f(tanα,\f(tanα+1,1-tanα))=eq\f(tanα(1-tanα),tanα+1)=-eq\f(2,3),解得tanα=2或-eq\f(1,3).sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,4)))=eq\f(\r(2),2)(sin2α+cos2α)=eq\f(\r(2),2)(2sinαcosα+2cos2α-1)=eq\r(2)(sinαcosα+cos2α)-eq\f(\r(2),2)=eq\r(2)·eq\f(sinαcosα+cos2α,sin2α+cos2α)-eq\f(\r(2),2)=eq\r(2)·eq\f(tanα+1,tan2α+1)-eq\f(\r(2),2),將tanα=2和-eq\f(1,3)分別代入得sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,4)))=eq\f(\r(2),10).eq\a\vs4\al(法二:)∵eq\f(tanα,tan\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4))))=eq\f(sinαcos\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4))),cosαsin\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4))))=-eq\f(2,3),∴sinαcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))=-eq\f(2,3)cosαsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4))).①又sineq\f(π,4)=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))-α))=sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))cosα-coseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))sinα=eq\f(\r(2),2),②由①②,解得sinαcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))=-eq\f(\r(2),5),cosαsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))=eq\f(3\r(2),10).∴sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2α+\f(π,4)))=sineq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(α+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))))=sinαcoseq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))+cosαsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(α+\f(π,4)))=-eq\f(\r(2),5)+eq\f(3\r(2),10)=eq\f(\r(2),10).答案:eq\f(\r(2),10)14.(2019·江蘇高考)設f(x),g(x)是定義在R上的兩個周期函數(shù),f(x)的周期為4,g(x)的周期為2,且f(x)是奇函數(shù).當x∈(0,2]時,f(x)=eq\r(1-(x-1)2),g(x)=eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(k(x+2),0<x≤1,,-\f(1,2),1<x≤2,))其中k>0.若在區(qū)間(0,9]上,關于x的方程f(x)=g(x)有8個不同的實數(shù)根,則k的取值范圍是________.解析:當x∈(0,2]時,y=f(x)=eq\r(1-(x-1)2)?(x-1)2+y2=1(y≥0),結合f(x)是周期為4的奇函數(shù),可作出f(x)在(0,9]上的圖象如圖所示.∵當x∈(1,2]時,g(x)=-eq\f(1,2),又g(x)的周期為2,∴當x∈(3,4]∪(5,6]∪(7,8]時,g(x)=-eq\f(1,2).由圖可知,當x∈(1,2]∪(3,4]∪(5,6]∪(7,8]時,f(x)與g(x)的圖象有2個交點,∴當x∈(0,1]∪(2,3]∪(4,5]∪(6,7]∪(8,9]時,f(x)與g(x)的圖象有6個交點.又當x∈(0,1]時,y=g(x)=k(x+2)(k>0)恒過定點A(-2,0),由圖可知,當x∈(2,3]∪(6,7]時,f(x)與g(x)的圖象無交點,∴當x∈(0,1]∪(4,5]∪(8,9]時,f(x)與g(x)的圖象有6個交點.由f(x)與g(x)的周期性可知,當x∈(0,1]時,f(x)與g(x)的圖象有2個交點.當y=k(x+2)與圓弧(x-1)2+y2=1(0<x≤1)相切時,d=eq\f(|3k|,\r(k2+1))=1?k2=eq\f(1,8)(k>0)?k=eq\f(\r(2),4).當y=k(x+2)過點A(-2,0)與B(1,1)時,k=eq\f(1,3).∴eq\f(1,3)≤k<eq\f(\r(2),4).答案:eq\b\lc\[\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),\f(\r(2),4)))二、解答題(解答應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)15.(2019·江蘇高考)(本小題滿分14分)在△ABC中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c.(1)若a=3c,b=eq\r(2),cosB=eq\f(2,3),求c的值;(2)若eq\f(sinA,a)=eq\f(cosB,2b),求sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B+\f(π,2)))的值.解:(1)因為a=3c,b=eq\r(2),cosB=eq\f(2,3),由余弦定理,得cosB=eq\f(a2+c2-b2,2ac),即eq\f(2,3)=eq\f((3c)2+c2-(\r(2))2,2×3c×c),解得c2=eq\f(1,3).所以c=eq\f(\r(3),3).(2)因為eq\f(sinA,a)=eq\f(cosB,2b),由正弦定理eq\f(a,sinA)=eq\f(b,sinB),得eq\f(cosB,2b)=eq\f(sinB,b),所以cosB=2sinB.從而cos2B=(2sinB)2,即cos2B=4(1-cos2B),故cos2B=eq\f(4,5).因為sinB>0,所以cosB=2sinB>0,從而cosB=eq\f(2\r(5),5).因此sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(B+\f(π,2)))=cosB=eq\f(2\r(5),5).16.(2019·江蘇高考)(本小題滿分14分)如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,D,E分別為BC,AC的中點,AB=BC.求證:(1)A1B1∥平面DEC1;(2)BE⊥C1E.證明:(1)因為D,E分別為BC,AC的中點,所以ED∥AB.在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB∥A1B1,所以A1B1∥ED.又因為ED?平面DEC1,A1B1?平面DEC1,所以A1B1∥平面DEC1.(2)因為AB=BC,E為AC的中點,所以BE⊥AC.因為三棱柱ABC-A1B1C1是直棱柱,所以C1C⊥平面ABC.又因為BE?平面ABC,所以C1C⊥BE.因為C1C?平面A1ACC1,AC?平面A1ACC1,C1C∩AC=C,所以BE⊥平面A1ACC1.因為C1E?平面A1ACC1,所以BE⊥C1E.17.(2019·江蘇高考)(本小題滿分14分)如圖,在平面直角坐標系xOy中,橢圓C:eq\f(x2,a2)+eq\f(y2,b2)=1(a>b>0)的焦點為F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0).過F2作x軸的垂線l,在x軸的上方,l與圓F2:(x-1)2+y2=4a2交于點A,與橢圓C交于點D.連接AF1并延長交圓F2于點B,連接BF2交橢圓C于點E,連接DF1.已知DF1=eq\f(5,2).(1)求橢圓C的標準方程;(2)求點E的坐標.解:(1)設橢圓C的焦距為2c.因為F1(-1,0),F(xiàn)2(1,0),所以F1F2=2,c=1.又因為DF1=eq\f(5,2),AF2⊥x軸,所以DF2=eq\r(DFeq\o\al(2,1)-F1Feq\o\al(2,2))=eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(5,2)))\s\up12(2)-22)=eq\f(3,2).因此2a=DF1+DF2=4,從而a=2.由b2=a2-c2,得b2=3.因此橢圓C的標準方程為eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1.(2)eq\a\vs4\al(法一:)由(1)知,橢圓C:eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1,a=2.因為AF2⊥x軸,所以點A的橫坐標為1.將x=1代入圓F2的方程(x-1)2+y2=16,解得y=±4.因為點A在x軸上方,所以A(1,4).又F1(-1,0),所以直線AF1:y=2x+2.由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=2x+2,,(x-1)2+y2=16,))得5x2+6x-11=0,解得x=1或x=-eq\f(11,5).將x=-eq\f(11,5)代入y=2x+2,解得y=-eq\f(12,5).因此Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-\f(11,5),-\f(12,5))).又F2(1,0),所以直線BF2:y=eq\f(3,4)(x-1).由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(y=\f(3,4)(x-1),,\f(x2,4)+\f(y2,3)=1,))得7x2-6x-13=0,解得x=-1或x=eq\f(13,7).又因為E是線段BF2與橢圓的交點,所以x=-1.將x=-1代入y=eq\f(3,4)(x-1),得y=-eq\f(3,2).因此Eeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,-\f(3,2))).eq\a\vs4\al(法二:)由(1)知,橢圓C:eq\f(x2,4)+eq\f(y2,3)=1.如圖,連接EF1.因為BF2=2a,EF1+EF2=2a,所以EF1=EB,從而∠BF1E=∠B.因為F2A=F2B,所以∠A=∠B.所以∠A=∠BF1E,從而EF1∥F2A.因為AF2⊥x軸,所以EF1⊥x軸.因為F1(-1,0),由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x=-1,,\f(x2,4)+\f(y2,3)=1,))得y=±eq\f(3,2).又因為E是線段BF2與橢圓的交點,所以y=-eq\f(3,2).因此Eeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(-1,-\f(3,2))).18.(2019·江蘇高考)(本小題滿分16分)如圖,一個湖的邊界是圓心為O的圓,湖的一側有一條直線型公路l,湖上有橋AB(AB是圓O的直徑).規(guī)劃在公路l上選兩個點P,Q,并修建兩段直線型道路PB,QA,規(guī)劃要求:線段PB,QA上的所有點到點O的距離均不小于圓O的半徑.已知點A,B到直線l的距離分別為AC和BD(C,D為垂足),測得AB=10,AC=6,BD=12(單位:百米).(1)若道路PB與橋AB垂直,求道路PB的長;(2)在規(guī)劃要求下,P和Q中能否有一個點選在D處?并說明理由;(3)在規(guī)劃要求下,若道路PB和QA的長度均為d(單位:百米),求當d最小時,P,Q兩點間的距離.解:eq\a\vs4\al(法一:)(1)如圖①,過A作AE⊥BD,垂足為E.由已知條件得,四邊形ACDE為矩形,DE=BE=AC=6,AE=CD=8.因為PB⊥AB,所以cos∠PBD=sin∠ABE=eq\f(8,10)=eq\f(4,5).所以PB=eq\f(BD,cos∠PBD)=eq\f(12,\f(4,5))=15.因此道路PB的長為15(百米).(2)均不能.理由如下:①若P在D處,由(1)可得E在圓上,則線段BE上的點(除B,E)到點O的距離均小于圓O的半徑,所以P選在D處不滿足規(guī)劃要求.②若Q在D處,連接AD,由(1)知AD=eq\r(AE2+ED2)=10,從而cos∠BAD=eq\f(AD2+AB2-BD2,2AD·AB)=eq\f(7,25)>0,所以∠BAD為銳角.所以線段AD上存在點到點O的距離小于圓O的半徑.因此Q選在D處也不滿足規(guī)劃要求.綜上,P和Q均不能選在D處.(3)先討論點P的位置.當∠OBP<90°時,線段PB上存在點到點O的距離小于圓O的半徑,點P不符合規(guī)劃要求;當∠OBP≥90°時,對線段PB上任意一點F,OF≥OB,即線段PB上所有點到點O的距離均不小于圓O的半徑,點P符合規(guī)劃要求.當∠OBP=90°時,設P1為l上一點,且P1B⊥AB,由(1)知,P1B=15,此時P1D=P1Bsin∠P1BD=P1Bcos∠EBA=15×eq\f(3,5)=9;當∠OBP>90°時,在△PP1B中,PB>P1B=15.由上可知,d≥15.再討論點Q的位置.由(2)知,要使得QA≥15,點Q只有位于點C的右側,才能符合規(guī)劃要求.當QA=15時,CQ=eq\r(AQ2-AC2)=eq\r(152-62)=3eq\r(21).此時,線段QA上所有點到點O的距離均不小于圓O的半徑.綜上,當PB⊥AB,點Q位于點C右側,且CQ=3eq\r(21)時,d最小,此時P,Q兩點間的距離PQ=PD+CD+CQ=17+3eq\r(21).因此,d最小時,P,Q兩點間的距離為17+3eq\r(21)(百米).eq\a\vs4\al(法二:)(1)如圖②,過O作OH⊥l,垂足為H.以O為坐標原點,直線OH為y軸,建立平面直角坐標系.因為BD=12,AC=6,所以OH=9,直線l的方程為y=9,點A,B的縱坐標分別為3,-3.因為AB為圓O的直徑,AB=10,所以圓O的方程為x2+y2=25.從而A(4,3),B(-4,-3),直線AB的斜率為eq\f(3,4).因為PB⊥AB,所以直線PB的斜率為-eq\f(4,3),直線PB的方程為y=-eq\f(4,3)x-eq\f(25,3).所以P(-13,9),PB=eq\r((-13+4)2+(9+3)2)=15.因此道路PB的長為15(百米).(2)均不能.理由如下:①若P在D處,取線段BD上一點E(-4,0),則EO=4<5,所以P選在D處不滿足規(guī)劃要求.②若Q在D處,連接AD,由(1)知D(-4,9),又A(4,3),所以線段AD:y=-eq\f(3,4)x+6(-4≤x≤4).在線段AD上取點Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3,\f(15,4))),因為OM=eq\r(32+\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(15,4)))\s\up12(2))<eq\r(32+42)=5,所以線段AD上存在點到點O的距離小于圓O的半徑.因此Q選在D處也不滿足規(guī)劃要求.綜上,P和Q均不能選在D處.(3)先討論點P的位置.當∠OBP<90°時,線段PB上存在點到點O的距離小于圓O的半徑,點P不符合規(guī)劃要求;當∠OBP≥90°時,對線段PB上任意一點F,OF≥OB,即線段PB上所有點到點O的距離均不小于圓O的半徑,點P符合規(guī)劃要求.當∠OBP=90°時,設P1為l上一點,且P1B⊥AB,由(1)知,P1B=15,此時P1(-13,9);當∠OBP>90°時,在△PP1B中,PB>P1B=15.由上可知,d≥15.再討論點Q的位置.由(2)知,要使得QA≥15,點Q只有位于點C的右側,才能符合規(guī)劃要求.當QA=15時,設Q(a,9),由AQ=eq\r((a-4)2+(9-3)2)=15(a>4),得a=4+3eq\r(21),所以Q(4+3eq\r(21),9).此時,線段QA上所有點到點O的距離均不小于圓O的半徑.綜上,當P(-13,9),Q(4+3eq\r(21),9)時,d最小,此時P,Q兩點間的距離PQ=4+3eq\r(21)-(-13)=17+3eq\r(21).因此,d最小時,P,Q兩點間的距離為17+3eq\r(21)(百米).19.(2019·江蘇高考)(本小題滿分16分)設函數(shù)f(x)=(x-a)(x-b)(x-c),a,b,c∈R,f′(x)為f(x)的導函數(shù).(1)若a=b=c,f(4)=8,求a的值;(2)若a≠b,b=c,且f(x)和f′(x)的零點均在集合{-3,1,3}中,求f(x)的極小值;(3)若a=0,0<b≤1,c=1,且f(x)的極大值為M,求證:M≤eq\f(4,27).解:(1)因為a=b=c,所以f(x)=(x-a)(x-b)(x-c)=(x-a)3.因為f(4)=8,所以(4-a)3=8,解得a=2.(2)因為b=c,所以f(x)=(x-a)(x-b)2=x3-(a+2b)x2+b(2a+b)x-ab2,從而f′(x)=3(x-b)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(2a+b,3))).令f′(x)=0,得x=b或x=eq\f(2a+b,3).因為a,b,eq\f(2a+b,3)都在集合{-3,1,3}中,且a≠b,所以eq\f(2a+b,3)=1,a=3,b=-3.此時,f(x)=(x-3)(x+3)2,f′(x)=3(x+3)(x-1).令f′(x)=0,得x=-3或x=1.列表如下:x(-∞,-3)-3(-3,1)1(1,+∞)f′(x)+0-0+f(x)極大值極小值所以f(x)的極小值為f(1)=(1-3)(1+3)2=-32.(3)證明:因為a=0,c=1,所以f(x)=x(x-b)(x-1)=x3-(b+1)x2+bx,f′(x)=3x2-2(b+1)x+b.因為0<b≤1,所以Δ=4(b+1)2-12b=(2b-1)2+3>0,則f′(x)有2個不同的零點,設為x1,x2(x1<x2).由f′(x)=0,得x1=eq\f(b+1-\r(b2-b+1),3),x2=eq\f(b+1+\r(b2-b+1),3).列表如下:x(-∞,x1)x1(x1,x2)x2(x2,+∞)f′(x)+0-0+f(x)極大值極小值所以f(x)的極大值M=f(x1).eq\a\vs4\al(法一:)M=f(x1)=xeq\o\al(3,1)-(b+1)xeq\o\al(2,1)+bx1=[3xeq\o\al(2,1)-2(b+1)x1+b]eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(x1,3)-\f(b+1,9)))-eq\f(2(b2-b+1),9)x1+eq\f(b(b+1),9)=eq\f(-2(b2-b+1)(b+1),27)+eq\f(b(b+1),9)+eq\f(2,27)(eq\r(b2-b+1))3=eq\f(b(b+1),27)-eq\f(2(b-1)2(b+1),27)+eq\f(2,27)(eq\r(b(b-1)+1))3≤eq\f(b(b+1),27)+eq\f(2,27)≤eq\f(4,27).因此M≤eq\f(4,27).eq\a\vs4\al(法二:)因為0<b≤1,所以x1∈(0,1).當x∈(0,1)時,f(x)=x(x-b)(x-1)≤x(x-1)2.令g(x)=x(x-1)2,x∈(0,1),則g′(x)=3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x-\f(1,3)))(x-1).令g′(x)=0,得x=eq\f(1,3).列表如下:xeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(0,\f(1,3)))eq\f(1,3)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3),1))g′(x)+0-g(x)極大值所以當x=eq\f(1,3)時,g(x)取得極大值,且是最大值,故g(x)max=geq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,3)))=eq\f(4,27).所以當x∈(0,1)時,f(x)≤g(x)≤eq\f(4,27).因此M≤eq\f(4,27).20.(2019·江蘇高考)(本小題滿分16分)定義首項為1且公比為正數(shù)的等比數(shù)列為“M-數(shù)列”.(1)已知等比數(shù)列{an}(n∈N*)滿足:a2a4=a5,a3-4a2+4a1=0,求證:數(shù)列{an}為“M-數(shù)列”;(2)已知數(shù)列{bn}(n∈N*)滿足:b1=1,eq\f(1,Sn)=eq\f(2,bn)-eq\f(2,bn+1),其中Sn為數(shù)列{bn}的前n項和.①求數(shù)列{bn}的通項公式;②設m為正整數(shù).若存在“M-數(shù)列”{cn}(n∈N*),對任意正整數(shù)k,當k≤m時,都有ck≤bk≤ck+1成立,求m的最大值.解:(1)證明:設等比數(shù)列{an}的公比為q,所以a1≠0,q≠0.由eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a2a4=a5,,a3-4a2+4a1=0,))得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(aeq\o\al(2,1)q4=a1q4,,a1q2-4a1q+4a1=0,))解得eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a1=1,,q=2.))因此數(shù)列{an}為“M-數(shù)列”.(2)①因為eq\f(1,Sn)=eq\f(2,bn)-eq\f(2,bn+1),所以bn≠0.由b1=1,S1=b1,得eq\f(1,1)=eq\f(2,1)-eq\f(2,b2),則b2=2.由eq\f(1,Sn)=eq\f(2,bn)-eq\f(2,bn+1),得Sn=eq\f(bnbn+1,2(bn+1-bn)).當n≥2時,由bn=Sn-Sn-1,得bn=eq\f(bnbn+1,2(bn+1-bn))-eq\f(bn-1bn,2(bn-bn-1)),整理得bn+1+bn-1=2bn.所以數(shù)列{bn}是首項和公差均為1的等差數(shù)列.因此,數(shù)列{bn}的通項公式為bn=n(n∈N*).②由①知,bk=k,k∈N*.因為數(shù)列{cn}為“M-數(shù)列”,設公比為q,所以c1=1,q>0.因為ck≤bk≤ck+1,所以qk-1≤k≤qk,其中k=1,2,3,…,m(m∈N*).當k=1時,有q≥1;當k=2,3,…,m時,有eq\f(lnk,k)≤lnq≤eq\f(lnk,k-1).設f(x)=eq\f(lnx,x)(x>1),則f′(x)=eq\f(1-lnx,x2).令f′(x)=0,得x=e.列表如下:x(1,e)e(e,+∞)f′(x)+0-f(x)極大值因為eq\f(ln2,2)=eq\f(ln8,6)<eq\f(ln9,6)=eq\f(ln3,3),所以f(k)max=f(3)=eq\f(ln3,3).取q=eq\r(3,3),當k=1,2,3,4,5時,eq\f(lnk,k)≤lnq,即k≤qk,經檢驗知qk-1≤k也成立.因此所求m的最大值不小于5.若m≥6,分別取k=3,6,得3≤q3,且q5≤6,從而q15≥243,且q15≤216,所以q不存在.因此所求m的最大值小于6.綜上,所求m的最大值為5.數(shù)學Ⅱ(附加題)21.(2019·江蘇高考)[選做題](本題包括A,B,C三小題,請選定其中兩小題,并在相應的答題區(qū)域內作答.若多做,則按作答的前兩小題評分.解答時應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)A.(本小題滿分10分)[選修4-2:矩陣與變換]已知矩陣A=eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(3,1,2,2))).(1)求A2;(2)求矩陣A的特征值.B.(本小題滿分10分)[選修4-4:坐標系與參數(shù)方程]在極坐標系中,已知兩點Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3,\f(π,4))),Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2),\f(π,2))),直線l的方程為ρsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ+\f(π,4)))=3.(1)求A,B兩點間的距離;(2)求點B到直線l的距離.C.(本小題滿分10分)[選修4-5:不等式選講]設x∈R,解不等式|x|+|2x-1|>2.解:A.(1)因為A=eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(3,1,2,2))),所以A2=eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(3,1,2,2)))eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(3,1,2,2)))=eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(3×3+1×2,3×1+1×2,2×3+2×2,2×1+2×2)))=eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\a\vs4\ac\hs10\co2(11,5,10,6))).(2)矩陣A的特征多項式為f(λ)=eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(λ-3-1,-2λ-2))=λ2-5λ+4.令f(λ)=0,解得A的特征值λ1=1,λ2=4.B.(1)設極點為O.在△OAB中,Aeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3,\f(π,4))),Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2),\f(π,2))),由余弦定理,得AB=eq\r(32+(\r(2))2-2×3×\r(2)×cos\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,2)-\f(π,4))))=eq\r(5).(2)因為直線l的方程為ρsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(θ+\f(π,4)))=3,所以直線l過點eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(3\r(2),\f(π,2))),傾斜角為eq\f(3π,4).又Beq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(2),\f(π,2))),所以點B到直線l的距離為(3eq\r(2)-eq\r(2))×sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3π,4)-\f(π,2)))=2.C.解:當x<0時,原不等式可化為-x+1-2x>2,解得x<-eq\f(1,3);當0≤x≤eq\f(1,2)時,原不等式可化為x+1-2x>2,即x<-1,無解;當x>eq\f(1,2)時,原不等式可化為x+2x-1>2,解得x>1.綜上,原不等式的解集為eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(x|x<-\f(1,3)或x>1)).[必做題](第22題、第23題,每題10分,共計20分.解答時應寫出文字說明、證明過程或演算步驟)22.(2019·江蘇高考)(本小題滿分10分)設(1+x)n=a0+a1x+a2x2+…+anxn,n≥4,n∈N*.已知aeq\o\al(2,3)=2a2a4.(1)求n的值;(2)設(1+eq\r(3))n=a+beq\r(3),其中a,b∈N*,求a2-3b2的值.解:(1)因為(1+x)n=Ceq\o\al(0,n)+Ceq\o\al(1,n)x+Ceq\o\al(2,n)x2+…+Ceq\o\al(n,n)xn,n≥4,n∈N*,所以a2=Ceq\o\al(2,n)=eq\f(n(n-1),2),a3=Ceq\o\al(3,n)=eq\f(n(n-1)(n-2),6),a4=Ceq\o\al(4,n)=eq\f(n(n-1)(n-2)(n-3),24).因為aeq\o\al(2,3)=2a2a4,所以eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(n(n-1)(n-2),6)))eq\s\up12(2)=2×eq\f(n(n-1),2)×eq\f(n(n-1)(n-2)(n-3),24).解得n=5.(2)由(1)知,n=5.(1+eq\r(3))n=(1+eq\r(3))5=Ceq\o\al(0,5)+Ceq\o\al(1,5)eq\r(3)+Ceq\o\al(2,5)(eq\r(3))2+Ceq\o\al(3,5)(eq\r(3))3+Ceq\o\al(4,5)(eq\r(3))4+Ceq\o\al(5,5)(eq\r(3))5=a+beq\r(3).eq\a\vs4\al(法一:)因為a,b∈N*,所以a=Ceq\o\al(0,5)+3Ceq\o\al(2,5)+9Ceq\o\al(4,5)=76,b=Ceq\o\al(1,5)+3Ceq\o\al(3,5)+9Ceq\o\al(5,5)=44,從而a2-3b2=762-3×442=-32.eq\a\vs4\al(法二:)(1-eq\r(3))5=Ceq\o\al(0,5)+Ceq\o\al(1,5)(-eq\r(3))+Ceq\o\al(2,5)(-eq\r(3))2+Ceq\o\al(3,5)(-eq\r(3))3+Ceq\o\al(4,5)(-eq\r(3))4+Ceq\o\al(5,5)(-eq\r(3))5=Ceq\o\al(0,5)-Ceq\o\al(1,5)eq\r(3)+Ceq\o\al(2,5)(eq\r(3))2-Ceq\o\al(3,5)(eq\r(3))3+Ceq\o\al(4,5)(eq\r(3))4-Ceq\o\al(5,5)(eq\r(3))5.因為a,b∈N*,所以(1-eq\r(3))5=a-beq\r(3).因此a2-3b2=(a+beq\r(3))(a-beq\r(3))=(1+eq\r(3))5×(1-eq\r(3))5=(-2)5=-32.23.(2019·江蘇高考)(本小題滿分10分)在平面直角坐標系xOy中,設點集An={(0,0),(1,0),(2,0),…,(n,0)},Bn={(0,1),(n,1)},Cn={(0,2),(1,2),(2,2),…,(n,2)},n∈N*.令Mn=An∪Bn∪Cn.從集合Mn中任取兩個不同的點,用隨機變量X表示它們之間的距離.(1)當n=1時,求X的概率分布;(2)對給定的正整數(shù)n(n≥3),求概率P(X≤n)(用n表示).解:(1)當n=1時,X的所有可能取值是1,eq\r(2),2,eq\r(5).X的概率分布為P(X=1)=eq\f(7,Ceq\o\al(2,6))=eq\f(7,15),P(X=eq\r(2))=eq\f(4,Ceq\o\al(2,6))=eq\f(4,15),P(X=2)=eq\f(2,Ceq\o\al(2,6))=eq\f(2,15),P(X=eq\r(5))=eq\f(2,Ceq\o\al(2,6))=eq\f(2,15).(2)設A(a,b)和B(c,d)是從Mn中取出的兩個點.因為P(X≤n)=1-P(X>n),所以僅需考慮X>n的情況.①若b=d,則AB≤n,不存在X>n的取法;②若b=0,d=1,則AB=eq\r((a-c)2+1)≤eq\r(n2+1),所以X>n當且僅當AB=eq\r(n2+1),此時a=0,c=n或a=n,c=0,有2種取法;③若b=0,d=2,則AB=eq\r((a-c)2+4)≤eq\r(n2+4).因為當n≥3時,eq\r((n-1)2+4)≤n,所以X>n當且僅當AB=eq\r(n2+4),此時a=0,c=n或a=n,c=0,有2種取法;④若b=1,d=2,則AB=eq\r((a-c)2+1)≤eq\r(n2+1),所以X>n當且僅當AB=eq\r(n2+1),此時a=0,c=n或a=n,c=0,有2種取法.綜上,當X>n時,X的所有可能取值是eq\r(n2+1)和eq\r(n2+4),且P(X=eq\r(n2+1))=eq\f(4,Ceq\o\al(2,2n+4)),P(X=eq\r(n2+4))=eq\f(2,Ceq\o\al(2,2n+4)).因此,P(X≤n)=1-P(X=eq\r(n2+1))-P(X=eq\r(n2+4))=1-eq\f(6,Ceq\o\al(2,2n+4)).前沿熱點——新高考數(shù)學考情分析2024年新高考真題(含考情分析)及高考最新動向實時更新請掃碼獲取縱觀近年來新高考數(shù)學試題,試題貫徹落實了高考改革的總體要求,實施“德智體美勞”全面發(fā)展的教育方針,聚焦核心素養(yǎng),突出關鍵能力考查,落實立德樹人根本任務,充分發(fā)揮考試的引導作用.試題突出數(shù)學本質、重視理性思維、堅持素養(yǎng)導向、能力為重的命題原則.通過設計真實問題情境,體現(xiàn)數(shù)學的應用價值;穩(wěn)步推進改革,科學把握必備知識與關鍵能力的關系,體現(xiàn)了對基礎性、綜合性、應用性和創(chuàng)新性的高考考查要求.一、突出主干知識、筑牢能力基礎以2023年新高考Ⅰ、Ⅱ卷為例,對各試題所考查的主干知識分析如下:題型題號各試題所考查的知識點分布及考查角度2023年新高考Ⅰ卷2023年新高考Ⅱ卷單選題1集合的交集運算復數(shù)的乘法及幾何意義2復數(shù)運算、共軛復數(shù)由集合間的關系求參數(shù)3向量垂直、數(shù)量積運算分層隨機抽樣、計數(shù)原理4由函數(shù)的單調性求參數(shù)由函數(shù)的奇偶性求參數(shù)5橢圓的離心率問題由直線與橢圓的位置關系求參數(shù)6圓的切線問題由函數(shù)的單調性求參數(shù)7等差數(shù)列充要條件的判定半角公式8三角函數(shù)中和、差、倍角公式的應用等比數(shù)列的概念、前n項和及性質多選題9樣本數(shù)字特征圓錐的體積、側面積和截面面積10以實際問題為背景考查對數(shù)大小比較直線與拋物線的位置關系、拋物線的概念及性質11抽象函數(shù)的函數(shù)性質函數(shù)的極值及應用12以正方體內嵌入某幾何體考查對稱性、空間位置關系獨立事件的概率、二項分布模型填空題13計數(shù)原理向量的數(shù)量積、模14四棱臺的體積四棱臺的體積15三角函數(shù)中由零點個數(shù)求ω范圍直線與圓的位置關系16雙曲線幾何性質、平面向量三角函數(shù)的圖象與性質解答題17正弦定理、三角恒等變換正、余弦定理、三角恒等變換18線線平行的證明及由二面角求線段長度等差數(shù)列、數(shù)列的奇偶項問題19利用導數(shù)判斷函數(shù)的單調性、證明不等式統(tǒng)計圖表、概率統(tǒng)計與函數(shù)交匯問題20等差數(shù)列的概念、性質及前n項和空間線面位置關系、二面角的正弦值21概率與數(shù)列的交匯問題直線與雙曲線的位置關系、定直線問題22以拋物線為背景,考查不等式及函數(shù)的最值以三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)為載體,考查導數(shù)的應用從上表可以看出,試題所考查知識范圍及思想方法90%以上都源于教材主干知識,由此在一輪復習備考中更應重視必備知識的系統(tǒng)梳理、基本能力的逐點夯實.二、注重試題情境創(chuàng)設、牢記育人宗旨1.關注社會熱點2023年新高考Ⅰ卷第10題以當今社會熱點“噪聲污染問題”為背景命制試題,目的是引導學生關注社會、關注民生,用所學知識解決生活實踐情境下的實際問題.(多選)(2023·新高考Ⅰ卷)噪聲污染問題越來越受到重視.用聲壓級來度量聲音的強弱,定義聲壓級Lp=20×lgpp0,其中常數(shù)p0(p0>0)是聽覺下限閾值,p是實際聲壓.聲源與聲源的距離/m聲壓級/dB燃油汽車1060~90混合動力汽車1050~60電動汽車1040已知在距離燃油汽車、混合動力汽車、電動汽車10m處測得實際聲壓分別為p1,p2,p3,則()A.p1≥p2 B.p2>10p3C.p3=100p0 D.p1≤100p22.弘揚優(yōu)秀傳統(tǒng)文化2022年新高考Ⅱ卷第3題以中國古代建筑中的舉架結構為背景命制出以等差數(shù)列為考查點的試題,此類試題不但能考查學生的閱讀理解能力、直觀想象能力及知識運用能力,而且還能以優(yōu)秀傳統(tǒng)文化精髓陶冶情操.(2022·新高考Ⅱ卷)圖①是中國古代建筑中的舉架結構,AA',BB',CC',DD'是桁,相鄰桁的水平距離稱為步,垂直距離稱為舉.圖②是某古代建筑屋頂截面的示意圖,其中DD1,CC1,BB1,AA1是舉,OD1,DC1,CB1,BA1是相等的步,相鄰桁的舉步之比分別為DD1OD1=0.5,CC1DC1=k1,BB1CB1=k2,AA1BA1=k3.已知k1,A.0.75 B.0.8C.0.85 D.0.93.展示現(xiàn)代科學技術水平2021年新高考Ⅱ卷第4題以我國航天事業(yè)的重要成果北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)為試題情境命制立體幾何問題,在考查學生的空間想象能力和閱讀理解、數(shù)學建模等素養(yǎng)的同時,引導學生關注我國社會現(xiàn)實與經濟、科技進步與發(fā)展,增強民族自豪感與自信心.(2021·新高考Ⅱ卷)北斗三號全球衛(wèi)
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