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2020年普通高等学校招生全国统一考试·全国Ⅲ卷
理科数学答案解析
一、选择题 1.【答案】C
y≥x*
【解析】采用列举法列举出AB中元素的即可.由题意,AB中的元素满足,且x,yN,
xy86,3,4,故A7,2,5,4,由xy8≥2x,得x≤4,所以满足xy8的有1,
4.故选:C.
【考点】集合的交集运算,交集定义的理解 2.【答案】D
【解析】利用复数的除法运算求出z即可.因为z
B中元素的个数为
113i13i,所以复数z1的13i13i13i101013i
虚部为
3
.故选:D. 10
【考点】复数的除法运算,复数的虚部的定义 3.【答案】B
【解析】计算出四个选项中对应数据的平均数和方差,由此可得出标准差最大的一组. 对于A选项,该组数据的平均数为xA140.1230.42.5,
2
方差为sA12.50.122.50.432.50.442.50.10.65;
2
2
2
2
对于B选项,该组数据的平均数为xB140.4230.12.5,
2方差为sB12.50.422.50.132.50.142.50.41.85;
2
2
2
2
对于C选项,该组数据的平均数为xC140.2230.32.5,
2方差为sC12.50.222.50.332.50.342.50.21.05;
2
2
2
2
对于D选项,该组数据的平均数为xD140.3230.22.5,
2方差为sD12.50.322.50.232.50.242.50.31.45.
2
2
2
2
因此,B选项这一组的标准差最大.故选:B. 【考点】标准差的大小比较,方差公式的应用 4.【答案】C
【解析】将tt代入函数It
K1e0.23t53
结合It0.95K求得t即可得解.
It
K1e0.23t53
,所
1 / 28
以It
30.95K,则0.23t*530.23t53ln19≈3t≈53≈66.,所以,,解得0.23t53e190.231e
K
故选:C.
【考点】对数的运算,指数与对数的互化 5.【答案】B
【解析】根据题中所给的条件ODOE,结合抛物线的对称性,可知DOxEOx
4
,从而可以确定
出点D的坐标,代入方程求得p的值,进而求得其焦点坐标,得到结果.因为直线x2与抛物线
y22pxp>0交于E,D两点,且ODOE,根据抛物线的对称性可以确定DOxEOx
4
,所以
1
D2,2,代入抛物线方程44p,求得p1,所以其焦点坐标为,0,故选:B.
2
【考点】圆锥曲线,直线与抛物线的交点,抛物线的对称性,点在抛物线上的条件,抛物线的焦点坐标 6.【答案】D
ab的值.【解析】计算出aab、ab的值,利用平面向量数量积可计算出cosa,
a5,b6,
aabaab5619.abab6,
2
2
ab
2
a2abb2526367,
22
ab因此,cosa,
aab
aab
1919
.故选:D. 5735
【考点】平面向量夹角余弦值的计算,平面向量数量积的计算,向量模的计算 7.【答案】A
AB2BC2AC2
【解析】根据已知条件结合余弦定理求得AB,再根据cosB,即可求得答案.
2ABBC
在
2
△ABC中,cosC,AC4,BC3.根据余弦定理:AB2AC2BC22ACBCcosC,
32AB2BC2AC2991612
AB43243,可得AB9,即AB3.由cosB,
32ABBC2339
2
2
2
故cosB
1
.故选:A. 9
【考点】余弦定理解三角形
2 / 28
8.【答案】C
【解析】根据三视图特征,在正方体中截取出符合题意的立体图形,求出每个面的面积,即可求得其表面积.根据三视图特征,在正方体中截取出符合题意的立体图形
根据立体图形可得:S△ABCS△ADCS△CDB
1
222,根据勾股定理可得:ABADDB22, 2
△ADB是边长为22的等边三角形,根据三角形面积公式可得: S△ADB
11
ABADsin602222
2
3
23,该几何体的表面积是:3223623. 2
故选:C.
【考点】根据三视图求立体图形的表面积,根据三视图画出立体图形 9.【答案】D
【解析】利用两角和的正切公式,结合换元法,解一元二次方程,即可得出答案.
2tantan7,
4
2tan
故选:D.
tan11t
7,7,令ttan,t1,则2t整理得t24t40,解得t2,即tan2.
1tan1t
【考点】利用两角和的正切公式化简求值 10.【答案】D
【解析】根据导数的几何意义设出直线l的方程,再由直线与圆相切的性质,即可得出答案.设直线l在曲线
yx上的切点为x0,x0,则x0>0,函数yx
线l的方程为yx0
导数为y
12x
,则直线l的斜率k
1
,设直2x0
1
xx0,即x2x0yx00,由于直线l与圆x2y21相切,则2x05
x014x0
112
,两边平方并整理得5x04x010,解得x01,x0(舍),则直线l的方程为55
x2y10,即y
11
x.故选:D. 22
3 / 28
【考点】导数的几何意义的应用,直线与圆的位置的应用 11.【答案】A
【解析】根据双曲线的定义,三角形面积公式,勾股定理,结合离心率公式,即可得出答案.
c
5,a
c5a,根据双曲线的定义可得PF1PF22a,S△PF1F2
F1PF2P,PF1PF22c,PF1PF2
2
2
2
1
PF1PF24,即PF1PF28, 2
2
2PF1PF24c2,即a25a240,解得
a1,故选:A.
【考点】双曲线的性质以及定义的应用,勾股定理,三角形面积公式的应用 12.【答案】A
1,利用作商法以及基本不等式可得出a、b的大小关系,由blog85,【解析】由题意可得a、b、c0,
得8b5,结合55<84可得出b<,由clog138,得13c8,结合134<85,可得出c>,综合可得出a、
4545
1, b、c的大小关系.由题意可知a、b、c0,
alog53lg3lg81
<
blog85lg5lg5lg52lg3lg8lg3lg8lg24a<b;由blog85,得8b5,<1,
22lg5lg25
2
22
5b<4,5c>4,由55<84,得85b<84,可得b<;由clog138,得13c8,由134<85,得134<135c,
4
5
可得c>.综上所述,a<b<c.故选:A.
【考点】对数式的大小比较,基本不等式、对数式与指数式的互化,指数函数单调性的应用 二、填空题 13.【答案】7
【解析】作出可行域,利用截距的几何意义解决.不等式组所表示的可行域如图.因为z3x2y,所以
45
y
3xzz3x3xz
,易知截距越大,则z越大,平移直线y,当y经过A点时截距最大,此时222222
y2xx1z最大,由2,所以zmax31227.故答案为:7. ,得,A1,
y2x1
4 / 28
【考点】简单线性规划的应用,求线性目标函数的最大值 14.【答案】240
2
【解析】写出x2二项式展开通项,即可求得常数项.
xTr1C6rx
26r
6
22
x其二项式展开通项:
x
6
6
2rr2
当123r0,解得r4,C6rx122r2xrC6r2x123r,x2的展开
xx
r
442
式中常数项是:C62C6161516240.故答案为:240.
【考点】二项式定理,利用通项公式求二项展开式中的指定项 15.【答案】
2 3
【解析】与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图,如球内切于正方体,切点为正方体各个面的中心,正方体的棱长等于球的直径;球外接于正方体,正方体的顶点均在球面上,正方体的体对角线长等于球的直径.将原问题转化为求解圆锥内切球的问题,然后结合截面确定其半径即可确定体积的值.易知半径最大球为圆锥的内切球,球与圆锥内切时的轴截面如图所示,其中BC2,ABAC3,且点M为BC边上的中点,设内切圆的圆心为O,
由于AM321222,故S△ABC
1
22222,设内切圆半径为r,则: 2
5 / 28
1111
S△ABCS△AOBS△BOCS△AOCABrBCrACr332r22,解得:
2222r
2422
,其体积:Vr3.故答案为:. 2333
16.【答案】②③
【解析】利用特殊值法可判断命题①的正误;利用函数奇偶性的定义可判断命题②的正误;利用对称性的定义可判断命题③的正误;取<x<0可判断命题④的正误.综合可得出结论.对于命题①,
51
f2,f
26215
2,则622
f6f,所以,函数fx的图象不关于y轴对称,6
命题①错误;对于命题②,函数fx的定义域为xxk,kZ,定义域关于原点对称,
fxsinx
111
sinxsinxfx,所以,函数fx的图象关于原点
sinxsinxsinx
11
fxsinxcosx
cosx, 22sinx
2
对称,命题②正确;对于命题③,
11
fxsinxcosx
cosx,则22sinx
2
关于直线x
fx2
fx,所以,函数fx的图象2
2
对称,命题③正确;对于命题④,当<x<0时,sinx<0,fxsinx
1
<0<2,sinx
命题④错误.故答案为:②③.
【考点】正弦型函数的奇偶性、对称性,最值的求解 三、解答题
17.【答案】(1)a25,a37,an2n1,当n1时,a13成立;假设nk时,ak2k1成立.那么nk1时,ak13ak4k32k14k2k32k11也成立.则对任意的nN*,都有
an2n1成立.
n1
(2)Sn2n122
【解析】(1)利用递推公式得出a2,a3,猜想得出an的通项公式,利用数学归纳法证明即可.由题意可得a23a14945,a33a281587,由数列an的前三项可猜想数列an是以3为首项,2为公差的等差数列,即an2n1,证明如下:当n1时,a13成立;假设nk时,ak2k1成立.那么nk1时,ak13ak4k32k14k2k32k11也成立.则对任意的nN*,都有
an2n1成立;
6 / 28
nn
(2)由错位相减法求解即可.由(1)可知,an22n12,
Sn325227232Sn322523724
2n12n12n12n,①
2n12n2n12n1,②,由①②得:
Sn622223
n1
即Sn2n122.
2n2n12n162
2212n112
2n12n112n2n12,
【考点】求等差数列的通项公式,利用错位相减法求数列的和
18.【答案】(1)该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率分别为0.43、0.27、0.21、0.09 (2)350
(3)有,22列联表如下:
空气质量不好 空气质量好
人次≤400 人次>400
33 37
22
8
K2
100338372255457030
2
≈5.820>3.841,因此,有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市
当天的空气质量有关.
【解析】(1)根据频数分布表可计算出该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率.由频数分布表可知,该市一天的空气质量等级为1的概率为
2162551012
0.43,等级为2的概率为0.27,等级
100100
为3的概率为
720678
0.09. 0.21,等级为4的概率为
100100
(2)利用每组的中点值乘以频数,相加后除以100可得结果.由频数分布表可知,一天中到该公园锻炼的人次的平均数为
100203003550045
350.
100
(3)根据表格中的数据完善22列联表,计算出K2的观测值,再结合临界值表可得结论.22列联表如下:
空气质量不好 空气质量好
人次≤400 人次>400
33 37
22
7 / 28
8
K2
100338372255457030
2
≈5.820>3.841,因此,有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市
当天的空气质量有关.
【考点】利用频数分布表计算频率和平均数,独立性检验的应用
19.【答案】(1)在棱CC1上取点G,使得C1GCG,连接DG、FG、C1E、C1F,
1
2
长方体ABCDA1B1C1D1中,AD∥BC且ADBC,BB1∥CC1且BB1CC1,
1C1GCG
2
BF2FB1,CGCC1
232
BB1BF且CGBF,所以,四边形BCGF3
平行四边形,则AF∥DG
且AFDG,同理可证四边形DEC1G为平行四边形,C1E∥DG且C1EDG,C1E∥AF且
C1EAF,则四边形AEC1F为平行四边形,因此,点C1在平面AEF内. (2)
42 7
【解析】(1)连接C1E、C1F,证明出四边形AEC1F为平行四边形,进而可证得点C1在平面AEF内.在棱CC1上取点G,使得C1GCG,连接DG、FG、C1E、C1F,
1
2
8 / 28
长方体ABCDA1B1C1D1中,AD∥BC且ADBC,BB1∥CC1且BB1CC1,
1C1GCG
2
BF2FB1,CGCC1
232
BB1BF且CGBF,所以,四边形BCGF3
平行四边形,则AF∥DG
且AFDG,同理可证四边形DEC1G为平行四边形,C1E∥DG且C1EDG,C1E∥AF且
C1EAF,则四边形AEC1F为平行四边形,因此,点C1在平面AEF内;
(2)以点C1为坐标原点,C1D1、C1B1、C1C所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系
C1xyz,利用空间向量法可计算出二面角AEFA1的余弦值,进而可求得二面角AEFA1的正弦值.以点C1为坐标原点,C1D1、C1B1、C1C所在直线分别为x、y、z轴建立如下图所示的空间直角坐标
1,3、A12,1,0、E2,0,2、F0,11,,AE0,系C1xyz,则A2,1,1,AF2,0,2,
mAE0
,设平面的法向量为,由,得AEFA1E0,1,2,A1F2,01,mx,y,z111
mAF0y1z10
取z11,得x1y11,则m11,,1,设平面A1EF的法向量为nx2,y2,z2,
2x2z011
y22z20nA1E0由,得,取z22,得x21,y24,则n1,4,2,
2xz022nA1F0
cosm,n
mnmn
3321
7
AEFA1的平面角为,则cos7,,设二面角77
sin1cos2
4242
.因此,二面角AEFA1的正弦值为. 77
9 / 28
【考点】点在平面的证明,利用空间向量法求解二面角
x216y2
20.【答案】(1)1
2525
(2)
5
2
x2y2
【解析】(1)因为C:210<m<5,可得a5,bm,根据离心率公式,结合已知,即可求得答
25m
案.
x2y2c15bm
, C:210<m<5,a5,bm,根据离心率e11
25maa54
22
55x2y2x216y2
1,即解得m或m(舍),C的方程为:1. 2552252544
4
(2)点P在C上,点Q在直线x6上,且BPBQ,BPBQ,过点P作x轴垂线,交点为M,设
x6与x轴交点为N,可得△PMB△BNQ,可求得P点坐标,求出直线AQ的直线方程,根据点到直
线距离公式和两点距离公式,即可求得△APQ的面积.点P在C上,点Q在直线x6上,且
BPBQ,BPBQ,过点P作x轴垂线,交点为M,设x6与x轴交点为N.根据题意画出图形,
如图
BPBQ,BPBQ,PMBQNB90,又PBMQBN90,BQNQBN90,
x216y2
1, 2525
PBMBQN,根据三角形全等条件“AAS”,可得:△PMB△BNQ,
x216y2
PMBN651,B5,0,设P点为xP,yP,可得P点纵坐标为yP1,将其代入1,
2525xP216
1, 1或3,可得:1,解得:xP3或xP3,P点为3,
2525
2,画 1时,故MB532,△PMB△BNQ,MBNQ2,可得:Q点为6,①当P点为3,
出图象,如图
10 / 28
A5,0,Q6,2,可求得直线AQ的直线方程为:2x11y100,根据点到直线距离公式可得P到
直线AQ的距离为:d
2311110
22112
2
5125
5
,根据两点间距离公式可得: 5
155
1时,故55;②当P点为3,
252
AQ
6520
2
55,△APQ面积为:
MB5+38,△PMB△BNQ,MBNQ8,可得:Q点为6,8,画出图象,如图
A5,0,Q6,8,可求得直线AQ的直线方程为:8x11y400,根据点到直线距离公式可得P
到直线AQ的距离为:d
8311140
811
2
2
5185
5185
,根据两点间距离公式可得:
AQ5
. 2
6580
22
155
185,△APQ面积为:185,综上所述,△APQ面积为:
21852
【考点】椭圆标准方程,三角形面积,椭圆的离心率定义,数形结合求三角形面积 21.【答案】(1)b
3
4
311312
xc,fx3x3xx,令fx>0,得x>或
42242
(2)由(1)可得fxx3
1111111
,,上单x<;令fx<0,得<x<,所以fx在,上单调递减,在,
2222222
11 / 28
调递增,且f1c
1,411
fc,
42111
fc,f1c,若fx所有零点中存在一个
442
绝对值大于1的零点x0,则f1>0或f1<0,即c>或c<
14111
.当c>时,f1c>0,
444
11
fc>0,
42111
fc>0,f1c>0,又f4c64c33cc4c116c2<0,
442
1上存在唯一一个零点x0,即fx在,1上存在唯一一个零由零点存在性定理知fx在4c,
上不存在零点,此时fx不存在绝对值不大于1的零点,与题设矛盾;当c<点,在1,
1
时,4
1
f1c<0,
411
fc<0,
42111
fc<0,f1c<0,又
442
f4c64c33cc4c116c2>0,由零点存在性定理知fx在1,4c上存在唯一一个零点x,
0上存在唯一一个零点,在,1上不存在零点,此时fx不存在绝对值不大于1的零即fx在1,
点,与题设矛盾;综上,fx所有零点的绝对值都不大于1.
12
【解析】(1)利用导数的几何意义得到f0,解方程即可.因为fx3xb,由题意,
2
311
f0,即3b,则; b0
242
2
(2)由(1)可得fx3x
2
311111
2xx,易知fx在,上单调递减,在,,422222
11
fc,
42
111
fc,f1c,采用反证法,
442
11
,f1c上单调递增,且,
42
推出矛盾即可.由(1)可得fxx3
31132
xc,fx3x3xx,令fx>0,得
4224
1111111
,x>或x<;令fx<0,得<x<,所以fx在,上单调递减,在,2222222
11
上单调递增,且f1c,,
4211
fc,
42111
fc,f1c,若fx所有
442
零点中存在一个绝对值大于1的零点x0,则f1>0或f1<0,即c>或c<
1411
.当c>时,
44
1
f1c>0,
411
fc>0,
42111
fc>0,f1c>0,又
442
12 / 28
f4c64c33cc4c116c2<0,由零点存在性定理知fx在4c,1上存在唯一一个零点上不存在零点,此时fx不存在绝对值不大1上存在唯一一个零点,在1,x0,即fx在,
于1的零点,与题设矛盾;当c<
11
时,f1c<0,
4411
fc<0,
4211
fc<0,
42
132
4c上存f1c<0,又f4c64c3cc4c116c>0,由零点存在性定理知fx在1,
4上存在唯一一个零点,在,1上不存在零点,此时fx不存在在唯一一个零点x0,即fx在1,
绝对值不大于1的零点,与题设矛盾;综上,fx所有零点的绝对值都不大于1. 【考点】利用导数研究函数的零点,导数的几何意义,反证法 22.【答案】(1)410 (2)3cossin120
【解析】(1)由参数方程得出A,B的坐标,最后由两点间距离公式,即可得出AB的值.令x0,则
12.令y0,则t23t20,解得,则y26412,即A0,t2t20,解得t2或t1(舍)
0.AB,则x2244,即B4,t2或t1(舍)
04120
22
410.
120
3,
04
(2)由A,B的坐标得出直线AB的直角坐标方程,再化为极坐标方程即可.由(1)可知kAB
则直线AB的方程为y3x4,即3xy120.由xcos,ysin可得,直线AB的极坐标方程为3cossin120.
【考点】利用参数方程求点的坐标,直角坐标方程化极坐标方程 23.【答案】(1)
abc
2
a2b2c22ab2ac2bc0,abbcca
12
ab2c2<0. 2
12
ab2c2. 2
a,b,c均不为0,则a2b2c2>0,abbcca
(2)不妨设maxa,b,ca,由abc0,abc1可知,a>0,b<0,c<0,
2
abc,
bc1b2c22bc2bc2bc32
≥4.当且仅当bc时,取等号,a≥34,即 a,aaa
bcbcbcbc
maxa,b,c
3
4.
2
【解析】(1)由abca2b2c22ab2ac2bc0结合不等式的性质,即可得出证明.
abc
2
abbccaa2b2c22ab2ac2bc0,
12
ab2c2.2
a,b,c均不为0,
13 / 28
则a2b2c2>0,abbcca
12
ab2c2<0. 2
3
2
(2)不妨设maxa,b,ca,由题意得出a>0,b,c<0,由aa
bca
bc
2
b2c22bc
,结
bc
合基本不等式,即可得出证明.不妨设maxa,b,ca,由abc0,abc1可知,a>0,b<0,c<0,
bc1b2c22bc2bc2bc32
≥4.当且仅当bc时,取等号,,aaaabc,a
2
bc
bca≥34,即maxa,b,c
3
4.
【考点】不等式的基本性质,基本不等式的应用
bcbc14 / 28
2020年普通高等学校招生全国统一考试·全国Ⅲ卷
理科数学答案解析
一、选择题 1.【答案】C
y≥x*
【解析】采用列举法列举出AB中元素的即可.由题意,AB中的元素满足,且x,yN,
xy86,3,4,故A7,2,5,4,由xy8≥2x,得x≤4,所以满足xy8的有1,
4.故选:C.
【考点】集合的交集运算,交集定义的理解 2.【答案】D
【解析】利用复数的除法运算求出z即可.因为z
B中元素的个数为
113i13i,所以复数z1的13i13i13i101013i
虚部为
3
.故选:D. 10
【考点】复数的除法运算,复数的虚部的定义 3.【答案】B
【解析】计算出四个选项中对应数据的平均数和方差,由此可得出标准差最大的一组. 对于A选项,该组数据的平均数为xA140.1230.42.5,
2
方差为sA12.50.122.50.432.50.442.50.10.65;
2
2
2
2
对于B选项,该组数据的平均数为xB140.4230.12.5,
2方差为sB12.50.422.50.132.50.142.50.41.85;
2
2
2
2
对于C选项,该组数据的平均数为xC140.2230.32.5,
2方差为sC12.50.222.50.332.50.342.50.21.05;
2
2
2
2
对于D选项,该组数据的平均数为xD140.3230.22.5,
2方差为sD12.50.322.50.232.50.242.50.31.45.
2
2
2
2
因此,B选项这一组的标准差最大.故选:B. 【考点】标准差的大小比较,方差公式的应用 4.【答案】C
【解析】将tt代入函数It
K1e0.23t53
结合It0.95K求得t即可得解.
It
K1e0.23t53
,所
15 / 28
以It
30.95K,则0.23t*530.23t53ln19≈3t≈53≈66.,所以,,解得0.23t53e190.231e
K
故选:C.
【考点】对数的运算,指数与对数的互化 5.【答案】B
【解析】根据题中所给的条件ODOE,结合抛物线的对称性,可知DOxEOx
4
,从而可以确定
出点D的坐标,代入方程求得p的值,进而求得其焦点坐标,得到结果.因为直线x2与抛物线
y22pxp>0交于E,D两点,且ODOE,根据抛物线的对称性可以确定DOxEOx
4
,所以
1
D2,2,代入抛物线方程44p,求得p1,所以其焦点坐标为,0,故选:B.
2
【考点】圆锥曲线,直线与抛物线的交点,抛物线的对称性,点在抛物线上的条件,抛物线的焦点坐标 6.【答案】D
ab的值.【解析】计算出aab、ab的值,利用平面向量数量积可计算出cosa,
a5,b6,
aabaab5619.abab6,
2
2
ab
2
a2abb2526367,
22
ab因此,cosa,
aab
aab
1919
.故选:D. 5735
【考点】平面向量夹角余弦值的计算,平面向量数量积的计算,向量模的计算 7.【答案】A
AB2BC2AC2
【解析】根据已知条件结合余弦定理求得AB,再根据cosB,即可求得答案.
2ABBC
在
2
△ABC中,cosC,AC4,BC3.根据余弦定理:AB2AC2BC22ACBCcosC,
32AB2BC2AC2991612
AB43243,可得AB9,即AB3.由cosB,
32ABBC2339
2
2
2
故cosB
1
.故选:A. 9
【考点】余弦定理解三角形
16 / 28
8.【答案】C
【解析】根据三视图特征,在正方体中截取出符合题意的立体图形,求出每个面的面积,即可求得其表面积.根据三视图特征,在正方体中截取出符合题意的立体图形
根据立体图形可得:S△ABCS△ADCS△CDB
1
222,根据勾股定理可得:ABADDB22, 2
△ADB是边长为22的等边三角形,根据三角形面积公式可得: S△ADB
11
ABADsin602222
2
3
23,该几何体的表面积是:3223623. 2
故选:C.
【考点】根据三视图求立体图形的表面积,根据三视图画出立体图形 9.【答案】D
【解析】利用两角和的正切公式,结合换元法,解一元二次方程,即可得出答案.
2tantan7,
4
2tan
故选:D.
tan11t
7,7,令ttan,t1,则2t整理得t24t40,解得t2,即tan2.
1tan1t
【考点】利用两角和的正切公式化简求值 10.【答案】D
【解析】根据导数的几何意义设出直线l的方程,再由直线与圆相切的性质,即可得出答案.设直线l在曲线
yx上的切点为x0,x0,则x0>0,函数yx
线l的方程为yx0
导数为y
12x
,则直线l的斜率k
1
,设直2x0
1
xx0,即x2x0yx00,由于直线l与圆x2y21相切,则2x05
x014x0
112
,两边平方并整理得5x04x010,解得x01,x0(舍),则直线l的方程为55
x2y10,即y
11
x.故选:D. 22
17 / 28
【考点】导数的几何意义的应用,直线与圆的位置的应用 11.【答案】A
【解析】根据双曲线的定义,三角形面积公式,勾股定理,结合离心率公式,即可得出答案.
c
5,a
c5a,根据双曲线的定义可得PF1PF22a,S△PF1F2
F1PF2P,PF1PF22c,PF1PF2
2
2
2
1
PF1PF24,即PF1PF28, 2
2
2PF1PF24c2,即a25a240,解得
a1,故选:A.
【考点】双曲线的性质以及定义的应用,勾股定理,三角形面积公式的应用 12.【答案】A
1,利用作商法以及基本不等式可得出a、b的大小关系,由blog85,【解析】由题意可得a、b、c0,
得8b5,结合55<84可得出b<,由clog138,得13c8,结合134<85,可得出c>,综合可得出a、
4545
1, b、c的大小关系.由题意可知a、b、c0,
alog53lg3lg81
<
blog85lg5lg5lg52lg3lg8lg3lg8lg24a<b;由blog85,得8b5,<1,
22lg5lg25
2
22
5b<4,5c>4,由55<84,得85b<84,可得b<;由clog138,得13c8,由134<85,得134<135c,
4
5
可得c>.综上所述,a<b<c.故选:A.
【考点】对数式的大小比较,基本不等式、对数式与指数式的互化,指数函数单调性的应用 二、填空题 13.【答案】7
【解析】作出可行域,利用截距的几何意义解决.不等式组所表示的可行域如图.因为z3x2y,所以
45
y
3xzz3x3xz
,易知截距越大,则z越大,平移直线y,当y经过A点时截距最大,此时222222
y2xx1z最大,由2,所以zmax31227.故答案为:7. ,得,A1,
y2x1
18 / 28
【考点】简单线性规划的应用,求线性目标函数的最大值 14.【答案】240
2
【解析】写出x2二项式展开通项,即可求得常数项.
xTr1C6rx
26r
6
22
x其二项式展开通项:
x
6
6
2rr2
当123r0,解得r4,C6rx122r2xrC6r2x123r,x2的展开
xx
r
442
式中常数项是:C62C6161516240.故答案为:240.
【考点】二项式定理,利用通项公式求二项展开式中的指定项 15.【答案】
2 3
【解析】与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图,如球内切于正方体,切点为正方体各个面的中心,正方体的棱长等于球的直径;球外接于正方体,正方体的顶点均在球面上,正方体的体对角线长等于球的直径.将原问题转化为求解圆锥内切球的问题,然后结合截面确定其半径即可确定体积的值.易知半径最大球为圆锥的内切球,球与圆锥内切时的轴截面如图所示,其中BC2,ABAC3,且点M为BC边上的中点,设内切圆的圆心为O,
由于AM321222,故S△ABC
1
22222,设内切圆半径为r,则: 2
19 / 28
1111
S△ABCS△AOBS△BOCS△AOCABrBCrACr332r22,解得:
2222r
2422
,其体积:Vr3.故答案为:. 2333
16.【答案】②③
【解析】利用特殊值法可判断命题①的正误;利用函数奇偶性的定义可判断命题②的正误;利用对称性的定义可判断命题③的正误;取<x<0可判断命题④的正误.综合可得出结论.对于命题①,
51
f2,f
26215
2,则622
f6f,所以,函数fx的图象不关于y轴对称,6
命题①错误;对于命题②,函数fx的定义域为xxk,kZ,定义域关于原点对称,
fxsinx
111
sinxsinxfx,所以,函数fx的图象关于原点
sinxsinxsinx
11
fxsinxcosx
cosx, 22sinx
2
对称,命题②正确;对于命题③,
11
fxsinxcosx
cosx,则22sinx
2
关于直线x
fx2
fx,所以,函数fx的图象2
2
对称,命题③正确;对于命题④,当<x<0时,sinx<0,fxsinx
1
<0<2,sinx
命题④错误.故答案为:②③.
【考点】正弦型函数的奇偶性、对称性,最值的求解 三、解答题
17.【答案】(1)a25,a37,an2n1,当n1时,a13成立;假设nk时,ak2k1成立.那么nk1时,ak13ak4k32k14k2k32k11也成立.则对任意的nN*,都有
an2n1成立.
n1
(2)Sn2n122
【解析】(1)利用递推公式得出a2,a3,猜想得出an的通项公式,利用数学归纳法证明即可.由题意可得a23a14945,a33a281587,由数列an的前三项可猜想数列an是以3为首项,2为公差的等差数列,即an2n1,证明如下:当n1时,a13成立;假设nk时,ak2k1成立.那么nk1时,ak13ak4k32k14k2k32k11也成立.则对任意的nN*,都有
an2n1成立;
20 / 28
nn
(2)由错位相减法求解即可.由(1)可知,an22n12,
Sn325227232Sn322523724
2n12n12n12n,①
2n12n2n12n1,②,由①②得:
Sn622223
n1
即Sn2n122.
2n2n12n162
2212n112
2n12n112n2n12,
【考点】求等差数列的通项公式,利用错位相减法求数列的和
18.【答案】(1)该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率分别为0.43、0.27、0.21、0.09 (2)350
(3)有,22列联表如下:
空气质量不好 空气质量好
人次≤400 人次>400
33 37
22
8
K2
100338372255457030
2
≈5.820>3.841,因此,有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市
当天的空气质量有关.
【解析】(1)根据频数分布表可计算出该市一天的空气质量等级分别为1、2、3、4的概率.由频数分布表可知,该市一天的空气质量等级为1的概率为
2162551012
0.43,等级为2的概率为0.27,等级
100100
为3的概率为
720678
0.09. 0.21,等级为4的概率为
100100
(2)利用每组的中点值乘以频数,相加后除以100可得结果.由频数分布表可知,一天中到该公园锻炼的人次的平均数为
100203003550045
350.
100
(3)根据表格中的数据完善22列联表,计算出K2的观测值,再结合临界值表可得结论.22列联表如下:
空气质量不好 空气质量好
人次≤400 人次>400
33 37
22
21 / 28
8
K2
100338372255457030
2
≈5.820>3.841,因此,有95%的把握认为一天中到该公园锻炼的人次与该市
当天的空气质量有关.
【考点】利用频数分布表计算频率和平均数,独立性检验的应用
19.【答案】(1)在棱CC1上取点G,使得C1GCG,连接DG、FG、C1E、C1F,
1
2
长方体ABCDA1B1C1D1中,AD∥BC且ADBC,BB1∥CC1且BB1CC1,
1C1GCG
2
BF2FB1,CGCC1
232
BB1BF且CGBF,所以,四边形BCGF3
平行四边形,则AF∥DG
且AFDG,同理可证四边形DEC1G为平行四边形,C1E∥DG且C1EDG,C1E∥AF且
C1EAF,则四边形AEC1F为平行四边形,因此,点C1在平面AEF内. (2)
42 7
【解析】(1)连接C1E、C1F,证明出四边形AEC1F为平行四边形,进而可证得点C1在平面AEF内.在棱CC1上取点G,使得C1GCG,连接DG、FG、C1E、C1F,
1
2
22 / 28
长方体ABCDA1B1C1D1中,AD∥BC且ADBC,BB1∥CC1且BB1CC1,
1C1GCG
2
BF2FB1,CGCC1
232
BB1BF且CGBF,所以,四边形BCGF3
平行四边形,则AF∥DG
且AFDG,同理可证四边形DEC1G为平行四边形,C1E∥DG且C1EDG,C1E∥AF且
C1EAF,则四边形AEC1F为平行四边形,因此,点C1在平面AEF内;
(2)以点C1为坐标原点,C1D1、C1B1、C1C所在直线分别为x、y、z轴建立空间直角坐标系
C1xyz,利用空间向量法可计算出二面角AEFA1的余弦值,进而可求得二面角AEFA1的正弦值.以点C1为坐标原点,C1D1、C1B1、C1C所在直线分别为x、y、z轴建立如下图所示的空间直角坐标
1,3、A12,1,0、E2,0,2、F0,11,,AE0,系C1xyz,则A2,1,1,AF2,0,2,
mAE0
,设平面的法向量为,由,得AEFA1E0,1,2,A1F2,01,mx,y,z111
mAF0y1z10
取z11,得x1y11,则m11,,1,设平面A1EF的法向量为nx2,y2,z2,
2x2z011
y22z20nA1E0由,得,取z22,得x21,y24,则n1,4,2,
2xz022nA1F0
cosm,n
mnmn
3321
7
AEFA1的平面角为,则cos7,,设二面角77
sin1cos2
4242
.因此,二面角AEFA1的正弦值为. 77
23 / 28
【考点】点在平面的证明,利用空间向量法求解二面角
x216y2
20.【答案】(1)1
2525
(2)
5
2
x2y2
【解析】(1)因为C:210<m<5,可得a5,bm,根据离心率公式,结合已知,即可求得答
25m
案.
x2y2c15bm
, C:210<m<5,a5,bm,根据离心率e11
25maa54
22
55x2y2x216y2
1,即解得m或m(舍),C的方程为:1. 2552252544
4
(2)点P在C上,点Q在直线x6上,且BPBQ,BPBQ,过点P作x轴垂线,交点为M,设
x6与x轴交点为N,可得△PMB△BNQ,可求得P点坐标,求出直线AQ的直线方程,根据点到直
线距离公式和两点距离公式,即可求得△APQ的面积.点P在C上,点Q在直线x6上,且
BPBQ,BPBQ,过点P作x轴垂线,交点为M,设x6与x轴交点为N.根据题意画出图形,
如图
BPBQ,BPBQ,PMBQNB90,又PBMQBN90,BQNQBN90,
x216y2
1, 2525
PBMBQN,根据三角形全等条件“AAS”,可得:△PMB△BNQ,
x216y2
PMBN651,B5,0,设P点为xP,yP,可得P点纵坐标为yP1,将其代入1,
2525xP216
1, 1或3,可得:1,解得:xP3或xP3,P点为3,
2525
2,画 1时,故MB532,△PMB△BNQ,MBNQ2,可得:Q点为6,①当P点为3,
出图象,如图
24 / 28
A5,0,Q6,2,可求得直线AQ的直线方程为:2x11y100,根据点到直线距离公式可得P到
直线AQ的距离为:d
2311110
22112
2
5125
5
,根据两点间距离公式可得: 5
155
1时,故55;②当P点为3,
252
AQ
6520
2
55,△APQ面积为:
MB5+38,△PMB△BNQ,MBNQ8,可得:Q点为6,8,画出图象,如图
A5,0,Q6,8,可求得直线AQ的直线方程为:8x11y400,根据点到直线距离公式可得P
到直线AQ的距离为:d
8311140
811
2
2
5185
5185
,根据两点间距离公式可得:
AQ5
. 2
6580
22
155
185,△APQ面积为:185,综上所述,△APQ面积为:
21852
【考点】椭圆标准方程,三角形面积,椭圆的离心率定义,数形结合求三角形面积 21.【答案】(1)b
3
4
311312
xc,fx3x3xx,令fx>0,得x>或
42242
(2)由(1)可得fxx3
1111111
,,上单x<;令fx<0,得<x<,所以fx在,上单调递减,在,
2222222
25 / 28
调递增,且f1c
1,411
fc,
42111
fc,f1c,若fx所有零点中存在一个
442
绝对值大于1的零点x0,则f1>0或f1<0,即c>或c<
14111
.当c>时,f1c>0,
444
11
fc>0,
42111
fc>0,f1c>0,又f4c64c33cc4c116c2<0,
442
1上存在唯一一个零点x0,即fx在,1上存在唯一一个零由零点存在性定理知fx在4c,
上不存在零点,此时fx不存在绝对值不大于1的零点,与题设矛盾;当c<点,在1,
1
时,4
1
f1c<0,
411
fc<0,
42111
fc<0,f1c<0,又
442
f4c64c33cc4c116c2>0,由零点存在性定理知fx在1,4c上存在唯一一个零点x,
0上存在唯一一个零点,在,1上不存在零点,此时fx不存在绝对值不大于1的零即fx在1,
点,与题设矛盾;综上,fx所有零点的绝对值都不大于1.
12
【解析】(1)利用导数的几何意义得到f0,解方程即可.因为fx3xb,由题意,
2
311
f0,即3b,则; b0
242
2
(2)由(1)可得fx3x
2
311111
2xx,易知fx在,上单调递减,在,,422222
11
fc,
42
111
fc,f1c,采用反证法,
442
11
,f1c上单调递增,且,
42
推出矛盾即可.由(1)可得fxx3
31132
xc,fx3x3xx,令fx>0,得
4224
1111111
,x>或x<;令fx<0,得<x<,所以fx在,上单调递减,在,2222222
11
上单调递增,且f1c,,
4211
fc,
42111
fc,f1c,若fx所有
442
零点中存在一个绝对值大于1的零点x0,则f1>0或f1<0,即c>或c<
1411
.当c>时,
44
1
f1c>0,
411
fc>0,
42111
fc>0,f1c>0,又
442
26 / 28
f4c64c33cc4c116c2<0,由零点存在性定理知fx在4c,1上存在唯一一个零点上不存在零点,此时fx不存在绝对值不大1上存在唯一一个零点,在1,x0,即fx在,
于1的零点,与题设矛盾;当c<
11
时,f1c<0,
4411
fc<0,
4211
fc<0,
42
132
4c上存f1c<0,又f4c64c3cc4c116c>0,由零点存在性定理知fx在1,
4上存在唯一一个零点,在,1上不存在零点,此时fx不存在在唯一一个零点x0,即fx在1,
绝对值不大于1的零点,与题设矛盾;综上,fx所有零点的绝对值都不大于1. 【考点】利用导数研究函数的零点,导数的几何意义,反证法 22.【答案】(1)410 (2)3cossin120
【解析】(1)由参数方程得出A,B的坐标,最后由两点间距离公式,即可得出AB的值.令x0,则
12.令y0,则t23t20,解得,则y26412,即A0,t2t20,解得t2或t1(舍)
0.AB,则x2244,即B4,t2或t1(舍)
04120
22
410.
120
3,
04
(2)由A,B的坐标得出直线AB的直角坐标方程,再化为极坐标方程即可.由(1)可知kAB
则直线AB的方程为y3x4,即3xy120.由xcos,ysin可得,直线AB的极坐标方程为3cossin120.
【考点】利用参数方程求点的坐标,直角坐标方程化极坐标方程 23.【答案】(1)
abc
2
a2b2c22ab2ac2bc0,abbcca
12
ab2c2<0. 2
12
ab2c2. 2
a,b,c均不为0,则a2b2c2>0,abbcca
(2)不妨设maxa,b,ca,由abc0,abc1可知,a>0,b<0,c<0,
2
abc,
bc1b2c22bc2bc2bc32
≥4.当且仅当bc时,取等号,a≥34,即 a,aaa
bcbcbcbc
maxa,b,c
3
4.
2
【解析】(1)由abca2b2c22ab2ac2bc0结合不等式的性质,即可得出证明.
abc
2
abbccaa2b2c22ab2ac2bc0,
12
ab2c2.2
a,b,c均不为0,
27 / 28
则a2b2c2>0,abbcca
12
ab2c2<0. 2
3
2
(2)不妨设maxa,b,ca,由题意得出a>0,b,c<0,由aa
bca
bc
2
b2c22bc
,结
bc
合基本不等式,即可得出证明.不妨设maxa,b,ca,由abc0,abc1可知,a>0,b<0,c<0,
bc1b2c22bc2bc2bc32
≥4.当且仅当bc时,取等号,,aaaabc,a
2
bc
bca≥34,即maxa,b,c
3
4.
【考点】不等式的基本性质,基本不等式的应用
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