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高考数学试卷(理科解析)

2021-05-07 来源:乌哈旅游
山东省高考数学试卷(理科)

一、选择题:本大题共

10小题,每小题5分,共50分,每小题给出四个选项,

.

则z=(

D.﹣1﹣2i

只有一个选项符合题目要求

1.若复数z满足2z+=3﹣2i,其中i为虚数单位,A.1+2i B.1﹣2i C.﹣1+2i 解:复数z满足2z+=3﹣2i,设z=a+bi,

可得:2a+2bi+a﹣bi=3﹣2i.解得a=1, b=﹣2.z=1﹣2i.故选:B.2.设集合A={y|y=2A.(﹣1, 1)

2

x

, x∈R}, B={x|x2﹣1<0},则A∪B=(

B.(0, 1)C.(﹣1, +∞) D.(0, +∞)

解:∵A={y|y=2x, x∈R}=(0, +∞),

B={x|x﹣1<0}=(﹣1, 1),

∴A∪B=(0, +∞)∪(﹣1, 1)=(﹣1, +∞).故选:C.

3.某高校调查了200名学生每周的自习时间(单位:小时),制成了如图所示的频率分布直方图,30].根据直方图,

其中自习时间的范围是

[17.5, 30],

样本数据分组为[17.5, 20), [20, 22.5), [22.5, 25), [25, 27.5), [27.5,

这200名学生中每周的自习时间不少于

22.5小时的人数是(

A.56 B.60 C.120 D.140

解:自习时间不少于22.5小时的频率为:(故自习时间不少于故选:D

22.5小时的频率为:

0.16+0.08+0.04)×2.5=0.7,

0.7×200=140,

4.若变量x, y满足

,则x+y的最大值是(

22

A.4 B.9 C.10 D.12

第1页(共12页)

解:由约束条件作出可行域如图,

∵A(0,﹣3), C(0, 2),∴|OA|>|OC|,联立

,解得B(3,﹣1).

∴x2+y2的最大值是10.故选:C.

5.一个由半球和四棱锥组成的几何体,

其三视图如图所示.则该几何体的体积为()

A.+πB.+πC.+πD.1+π

下部是一个四棱锥,

解:由已知中的三视图可得:该几何体上部是一个半球,半球的直径为棱锥的底面对角线,由棱锥的底底面棱长为

1,可得2R=

第2页(共12页)

故R=,故半球的体积为:

1,高为1,,

+

π,

=π,

棱锥的底面面积为:故棱锥的体积V=故组合体的体积为:故选:C

6.已知直线a, b分别在两个不同的平面A.充分不必要条件

B.必要不充分条件

α,

β内.则“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的(

C.充要条件 D.既不充分也不必要条件

解:当“直线a和直线b相交”时,“平面α和平面β相交”成立,当“平面α和平面β相交”时,“直线a和直线b相交”不一定成立,故“直线a和直线b相交”是“平面α和平面β相交”的充分不必要条件,故选:A

7.函数f(x)=(A.

B.π

sinx+cosx)(C.

D.2π

cosx﹣sinx)=2sin(x+

)?2cos(x+

)=2sin(2x

cosx﹣sinx)的最小正周期是(

解:数f(x)=(+

),

sinx+cosx)(

∴T=π,故选:B 8.已知非零向量则实数t的值为()A.4

B.﹣4 C.

2

,满足4||=3||, cos<,>=.若⊥(t+),

D.﹣>=,

2

解:∵4||=3||, cos<∴?(t+)=t?+解得:t=﹣4,故选:B.

⊥(t+),

)||=0,

2

=t||?||?+||=(

x≤1时,9.已知函数f(x)的定义域为R.当x<0时, f(x)=x﹣1;当﹣1≤f(﹣x)=﹣f(x);当x>时, f(x+)=f(x﹣).则f(6)=()A.﹣2 B.﹣1 C.0

D.2

3

解:∵当x>时, f(x+)=f(x﹣),

第3页(共

12页)

∴当x>时, f(x+1)=f(x),即周期为1.∴f(6)=f(1),

∵当﹣1≤x≤1时, f(﹣x)=﹣f(x),∴f(1)=﹣f(﹣1),∵当x<0时, f(x)=x3﹣1,∴f(﹣1)=﹣2,∴f(1)=﹣f(﹣1)=2,∴f(6)=2.故选:D.

10.若函数y=f(x)的图象上存在两点,则称y=f(x)具有T性质.下列函数中具有A.y=sinx

B.y=lnx

C.y=e

x

使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,T性质的是(

3

D.y=x

解:函数y=f(x)的图象上存在两点,则函数y=f(x)的导函数上存在两点,当y=sinx时,y′=cosx,满足条件;当y=lnx时,y′=>0恒成立,

x

x

使得函数的图象在这两点处的切线互相垂直,使这点的导函数值乘积为﹣

1,

不满足条件;

当y=e时,y′=e>0恒成立,不满足条件;当y=x3时,y′=3x2>0恒成立,不满足条件;故选:A

二、填空题:本大题共

5小题,每小题5分,共25分.

若输入的a,b的值分别为0和9,则输出的i的值为

11.执行如图的程序框图,

解:∵输入的a,b的值分别为0和9,i=1.第一次执行循环体后:第二次执行循环体后:第三次执行循环体后:故输出的i值为:3,

第4页(共

a=1,b=8,不满足条件a<b,故i=2;a=3,b=6,不满足条件a<b,故i=3;a=6,b=3,满足条件a<b,

12页)

故答案为:3 12.若(ax+

2

)的展开式中x的系数是﹣80,则实数a=

55

解:(ax+

2

)的展开式的通项公式

5

Tr+1=(ax)

25﹣r

=a

5﹣r

令10﹣∵(ax+∴

2

=5,解得r=2.

)的展开式中x的系数是﹣80

5

5

a3=﹣80,

得a=﹣2.

13.已知双曲线E:

=1(a>0,b>0),若矩形ABCD的四个顶点在E上,AB,且2|AB|=3|BC|,则E的离心率是

y=±b

CD的中点为E的两个焦点,

解:令x=c,代入双曲线的方程可得

由题意可设A(﹣c,由2|AB|=3|BC|,可得2?

2

),B(﹣c,﹣),C(c,﹣),D(c,),

=3?2c,即为2b=3ac,

2

2

2

2

由b=c﹣a,e=,可得2e﹣3e﹣2=0,解得e=2(负的舍去).故答案为:2.

14.在[﹣1,1]上随机地取一个数

2

2

2

k,

2

则事件“直线y=kx与圆(x﹣5)+y=9相交”发生的概率为解:圆(x﹣5)+y=9的圆心为(5,0),半径为3.

第5页(共12页)

圆心到直线y=kx的距离为,

要使直线y=kx与圆(x﹣5)2+y2=9相交,则

<3,解得﹣<k<.

∴在区间[﹣1,1]上随机取一个数k,

2

2

使直线y=kx与圆(x﹣5)+y=9相交相交的概率为故答案为:

=.

15.已知函数f(x)=

使得关于x的方程f(x)=b有三个不同的根,解:当m>0时,函数f(x)=

,其中m>0,若存在实数b,则m的取值范围是

的图象如下:

∵x>m时,f(x)=x2﹣2mx+4m=(x﹣m)2+4m﹣m2>4m﹣m2,∴y要使得关于x的方程f(x)=b有三个不同的根,必须4m﹣m<m(m>0),即m>3m(m>0),解得m>3,

∴m的取值范围是(3,+∞),故答案为:(3,+∞).

2

2

三、解答题,:本大题共6小题,共75分.

16.在△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知2(tanA+tanB)=(Ⅰ)证明:a+b=2c;

第6页(共

+.

12页)

(Ⅱ)求cosC的最小值.解:(Ⅰ)证明:由

∴两边同乘以cosAcosB得,2(sinAcosB+cosAsinB)=sinA+sinB;∴2sin(A+B)=sinA+sinB;即sinA+sinB=2sinC(1);根据正弦定理,∴

∴a+b=2c;(Ⅱ)a+b=2c;

∴(a+b)=a+b+2ab=4c;

2222∴a+b=4c﹣2ab,且4c≥4ab,当且仅当a=b时取等号;又a,b>0;∴

2

2

2

2

得:

,带入(1)得:

∴由余弦定理,=;

∴cosC的最小值为.

AC是下底面圆O的直径,EF是上底面圆O′的直径,

求证:GH∥平面ABC;

17.在如图所示的圆台中,FB是圆台的一条母线.

(I)已知G,H分别为EC,FB的中点,(Ⅱ)已知EF=FB=

AC=2

AB=BC,求二面角F﹣BC﹣A的余弦值.

证明:(Ⅰ)取FC中点Q,连结GQ、QH,∵G、H为EC、FB的中点,∴GQ又∵EF

,QH∥BO,∴GQ

,BO,

∴平面GQH∥平面ABC,

第7页(共

12页)

∵GH?面GQH,∴GH∥平面ABC.解:(Ⅱ)∵AB=BC,∴BO⊥AC,又∵OO′⊥面ABC,

∴以O为原点,OA为x轴,OB为y轴,OO′为z轴,建立空间直角坐标系,则A(F(0,=(﹣2

,0,0),C(﹣2,3),,﹣

,﹣3),

=(2

,2

,0),

,0,0),B(0,2

,0),O′(0,0,3),

由题意可知面ABC的法向量为=(0,0,3),

设=(x0,y0,z0)为面FCB的法向量,

则,即,

取x0=1,则=(1,﹣1,﹣

),

∴cos<,>===﹣.

∵二面角F﹣BC﹣A的平面角是锐角,∴二面角F﹣BC﹣A的余弦值为

18.已知数列{an}的前n项和Sn=3n+8n,{bn}是等差数列,(Ⅰ)求数列{bn}的通项公式;(Ⅱ)令cn=

解:(Ⅰ)Sn=3n+8n,

第8页(共

2

2

且an=bn+bn+1.

,求数列{cn}的前n项和Tn.

12页)

∴n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=6n+5,n=1时,a1=S1=11,∴an=6n+5;∵an=bn+bn+1,∴an﹣1=bn﹣1+bn,∴an﹣an﹣1=bn+1﹣bn﹣1.∴2d=6,∴d=3,∵a1=b1+b2,∴11=2b1+3,∴b1=4,

∴bn=4+3(n﹣1)=3n+1;(Ⅱ)cn=

2

=

n

n

=6(n+1)?2,

∴Tn=6[2?2+3?2+…+(n+1)?2]①,∴2Tn=6[2?2+3?2+…+n?2+(n+1)?2

2

3

n

2

3

n

n+1

]②,

n+1

①﹣②可得﹣Tn=6[2?2+2+2+…+2﹣(n+1)?2=(﹣6n)?2

n+1

]=12+6×﹣6(n+1)?2

n+1

=﹣3n?2

n+2

∴Tn=3n?2n+2.

19.甲、乙两人组成“星队”参加猜成语活动,每轮活动由甲、乙各猜一个成语,在一轮活动中,如果两人都猜对,则“星队”得3分;如果只有一个人猜对,则“星队”得1分;如果两人都没猜对,乙每轮猜对的概率是

则“星队”得0分.已知甲每轮猜对的概率是

;每轮活动中甲、乙猜对与否互不影响.各轮结果亦互不影响.假

求:

EX.

设“星队”参加两轮活动,

(I)“星队”至少猜对3个成语的概率;

(II)“星队”两轮得分之和为X的分布列和数学期望

解:(I)“星队”至少猜对3个成语包含“甲猜对1个,乙猜对2个”,“甲猜对2个,乙猜对1个”,“甲猜对2个,乙猜对2个”三个基本事件,故概率P=

+

+

=++=,

(II)“星队”两轮得分之和为X可能为:0,1,2,3,4,6,则P(X=0)=P(X=1)=2×[

=

+

第9页(共

]=

12页)

P(X=2)=

+

P(X=3)=2×P(X=4)=2×[

+

+

=

=

]=

+

P(X=6)=

故X的分布列如下图所示:X P

0

1

=

2 3 4 6

∴数学期望EX=0×+1×+2×+3×+4×+6×==

21.平面直角坐标系xOy中,椭圆C:+=1(a>b>0)的离心率是,

抛物线E:x2=2y的焦点F是C的一个顶点.(I)求椭圆C的方程;(Ⅱ)设P是E上的动点,

且位于第一象限,

E在点P处的切线l与C交与不同的两点A,B,

线段AB的中点为D,直线OD与过P且垂直于x轴的直线交于点M.(i)求证:点M在定直线上;

(ii)直线l与y轴交于点G,记△PFG的面积为S1,△PDM的面积为S2,求

的最大值及取得最大值时点

P的坐标.

解:(I)由题意可得e==即有b=,a﹣c=,解得a=1,c=可得椭圆的方程为

x+4y=1;

2

2

2

2

,抛物线E:x=2y的焦点F为(0,

2

),

第10页(共12页)

(Ⅱ)(i)证明:设P(x0,y0),可得x0=2y0,由y=x的导数为y′=x,即有切线的斜率为则切线的方程为y﹣y0=x0(x﹣x0),可化为y=x0x﹣y0,代入椭圆方程,可得(1+4x0)x﹣8x0y0x+4y0﹣1=0,设A(x1,y1),B(x2,y2),可得x1+x2=

,即有中点D(

,﹣

),

2

2

2

2

2

x0,

直线OD的方程为y=﹣即有点M在定直线y=﹣

x,可令x=x0,可得y=﹣.上;

(ii)直线l的方程为y=x0x﹣y0,令x=0,可得G(0,﹣y0),则S1=|FG|?|x0|=x0?(+y0)=x0(1+x0);

2

S2=|PM|?|x0﹣|=(y0+)?=x0?,

则=,

令1+2x0=t(t≥1),则

2

==

==2+﹣=﹣(﹣)+,

2

则当t=2,即x0=

时,取得最大值,

此时点P的坐标为(,).

20.已知f(x)=a(x﹣lnx)+(I)讨论f(x)的单调性;

,a∈R.

(II)当a=1时,证明f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立.

第11页(共

12页)

(Ⅰ)解:由f(x)=a(x﹣lnx)+,

得f′(x)=a(1﹣)+

==(x>0).

若a≤0,则ax2﹣2<0恒成立,

∴当x∈(0,1)时,f′(x)>0,f(x)为增函数,当x∈(1,+∞)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;当a>0,若0<a<2,当x∈(0,1)和(当x∈(1,

,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数,

)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;

若a=2,f′(x)≥0恒成立,f(x)在(0,+∞)上为增函数;若a>2,当x∈(0,当x∈(

)和(1,+∞)时,f′(x)>0,f(x)为增函数,

,1)时,f′(x)<0,f(x)为减函数;

(Ⅱ)解:∵a=1,

令F(x)=f(x)﹣f′(x)=x﹣lnx∵e>1+x,∴x>ln(1+x),

∴ex﹣1>x,则x﹣1>lnx,∴F(x)>

=

x

﹣1=x﹣lnx+.

令φ(x)=2]).

,则φ′(x)=(x∈[1,

∴φ(x)在[1,2]上为减函数,∴F(x)>

恒成立.

则,

即f(x)>f′(x)+对于任意的x∈[1,2]成立.

第12页(共12页)

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