内容正文:
【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考数学模拟卷(广东专用)
黄金卷01·参考答案
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
第I卷(选择题)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1
2
3
4
5
6
7
8
C
B
D
D
B
C
D
A
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.。
9
10
11
BC
ACD
ACD
第II卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12. 13. 44 14.
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及验算步骤。
15.(13分)
【详解】(1)由已知,得, …………….(1分)
又函数在点处的切线斜率为,
即,
解得; …………….(5分)
(2)由(1)得,, …………….(6分)
则恒成立,
即在上单调递增, …………….(8分)
又,
即函数为奇函数, …………….(10分)
由,可知,
即,解得,
即不等式的解集为. …………….(13分)
16.(15分)
【详解】(1)因是正方形,则,因,故. …………….(2分)
由,则.因,则平面, …………….(4分)
又平面,故平面平面. …………….(5分)
(2)
如图,取的中点,连接,易得,因,
故即二面角的平面角,即, …………….(7分)
易得,取中点,连接,过点作,交于,
因,故得正三角形,则,
由(1)得平面平面,且平面平面,平面,
故得平面. …………….(9分)
因此可分别以为轴的正方向建立空间直角坐标系.
则, …………….(10分)
依题意,设,,
则,
因,设平面的法向量为,
则,故可取. …………….(12分)
设直线与平面所成的角为,
则,解得或, …………….(14分)
因,故,即,
故当点是的一个四等分点(靠近点)时,直
线与平面所成角的正弦值为,此时 …………….(15分)
17.(15分)
【详解】(1)甲每轮游戏的积分可能为0分、1分、2分,记其每轮积分为0分、1分、2分的概率分别为,
则, …………….(2分)
经过4轮游戏,甲的累计积分为4分的所有可能情况如下:4轮中甲掷2轮,且每轮积分均为2分;
4轮中甲掷3轮,每轮积分分别为2,1,1;甲掷4轮,每轮积分均为1分,
所以经过4轮游戏,甲的累计积分为4分的概率.
…………….(4分)
(2)(i)记“累计积分之和为”为事件“累计积分之和为”为事件“累计积分之和为”为事件,
于是, …………….(6分)
则, …………….(7分)
又,
所以是首项为公比为的等比数列. …………….(9分)
(ii)由(i)得,当时,, …………….(10分)
累加得,
因此, …………….(12分)
当为奇数时,单调递增,且,
当且为偶数时,单调递减,且,
则当时,最大,所以甲选择6分对自己最有利. …………….(15分)
18.(17分)
【详解】(1)由题意得,准线方程为, …………….(1分)
设,则,解得, …………….(2分)
故,不妨设,
,
解得,的方程为; …………….(4分)
(2)(ⅰ),准线方程为,
设直线,与联立得,
设,则, …………….(6分)
直线,当时,,故,
同理可得,
则,,…………….(8分)
故
,
故,,证毕; …………….(10分)
(ⅱ)四点共圆,理由如下:
由题意得,
,
则,则线段的中点坐标为,
故直线的垂直平分线方程为, …………….(12分)
令得,故,
则,,,
由焦半径公式可得,
因为
则,
故, …………….(15分)
又,故∽,∽,
故,
由于,故,
即,
从而四点共圆. …………….(17分)
19.(17分)
【详解】(1)对于集合A:因为,所以集合A不是规范数集; …………….(1分)
对于集合B:因为,
又,,,,,,
所以B相伴数集,即,故集合B是规范数集. …………….(3分)
(2)不妨设集合S中的元素为,即,
因为S为规范数集,则,
则,且,使得, …………….(5分)
当时,
则 ,
当且仅当且时,等号成立; …………….(6分)
当时,
则 ,
当且仅当且时,等号成立; …………….(8分)
当时,
则,
当且仅当时,等号成立;
综上所述:. …………….(10分)
(3)法一:
不妨设,
因为S为规范数集,则,
则,且,使得,
当时,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则范数,
当且仅当时,等号成立,
又 ,
当且仅当时,等号成立,
故,即范数的最小值;…………….(12分)
当时,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,则,
则范数 ,
当且仅当时,等号成立,
又 ,
当且仅当时,等号成立,
故,即范数的最小值;…………….(14分)
当,使得,且,
当,即,即时,
则当时,
可得,
当且仅当时,等号成立,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则范数
;
对于,其开口向上,对称轴为,
所以,
所以范数的最小值为; …………….(15分)
当,即,即时,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则范数
;
对于,其开口向上,对称轴为,
所以,
所以范数;
综上所述:范数的最小值. …………….(17分)
法二:
不妨设,
因为S为规范数集,则,
则,且,使得, …………….(12分)
所以对于,同样有,则,
由(2)的证明过程与结论可得,,当且仅当时,等号成立,
即,,……, …………….(14分)
所以范数
,
当且仅当时,等号成立,
所以范数的最小值. …………….(17分)
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【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考数学模拟卷(广东专用)
黄金卷01
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
第I卷(选择题)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的.
1.已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
2.已知一组数据:2,5,7,,10的平均数为6,则该组数据的第60百分位数为( )
A.7 B.6.5 C.6 D.5.5
3.已知双曲线的焦距为4,则的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
4.已知等差数列的前项和为,若,,则( )
A. B.5 C. D.
5.在第33届夏季奥运会期间,中国中央电视台体育频道在某比赛日安排甲、乙、丙、丁4个人参加当天A,B,C三个比赛场地的现场报道,且每个场地至少安排一人,甲不在A场地的不同安排方法数为( )
A.32 B.24 C.18 D.12
6.已知是圆上的两个动点,且,点是线段的中点,则的最大值为( )
A.12 B. C.6 D.
7.已知,则( )
A. B. C.1 D.
8.“四二一广场”是重庆第一中学校的文化地标(如图1),广场中心的建筑形似火炬宛若花开,三朵“花瓣”都是拓扑学中的莫比乌斯带(如图2).将莫比乌斯带投影到平面上,会得到无穷大符号“∞”.在平面直角坐标系中,设线段AB长度为2a(),坐标原点O为AB中点且点A,B均在x轴上,若动点P满足,那么点P的轨迹称为双纽线,其形状也是无穷大符号“∞”(如图3).若,点P在第一象限且,则( )
A. B. C. D.2
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分.
9.已知函数的图象相邻两个对称中心之间的距离为,则( )
A. B.的最小正周期为
C.的图象的一条渐近线为直线 D.的增区间为
10.正八面体是一种正多面体,也是一种正轴体,由8个正三角形面组成,每个面均为正三角形.如图,正八面体的棱长为10,M为棱FC上一点,且,则( )
A.平面平面 B.该正八面体外接球的表面积为
C.二面角的余弦值为 D.异面直线与所成角的余弦值为
11.定义域为的连续函数,对任意,且不恒为0,则下列说法正确的是( )
A.为偶函数 B.
C.若,则 D.若0为的极小值点,则的最小值为2
第II卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.设全集,集合,且,则实数的取值范围是 .
13.已知,则 .
14.已知,则的最小值为 .
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及验算步骤。
15.(13分)
已知,曲线在点处的切线斜率为.
(1)求的值;
(2)求不等式的解集.
16.(15分)
如图,在三棱柱中,,,侧面是正方形,为的中点,二面角的大小是.
(1)求证:平面平面;
(2)线段上是否存在一个点,使直线与平面所成角的正弦值为.若存在,求出的长;若不存在,请说明理由.
17.(15分)
甲、乙两名同学玩掷骰子积分游戏,规则如下:每人的初始积分均为0分,掷1枚骰子1次为一轮,在每轮游戏中,从甲、乙两人中随机选一人掷骰子,且两人被选中的概率均为当骰子朝上的点数不小于3时,掷骰子的人积2分,否则此人积1分,未掷骰子的人本轮积0分,然后进行下一轮游戏.已知每轮掷骰子的结果相互独立.
(1)求经过4轮游戏,甲的累计积分为4分的概率
(2)经商议,甲、乙决定修改游戏规则,具体如下:甲、乙轮流掷骰子,谁掷谁积分,第一次由甲掷.当骰子朝上的点数不小于3时,积2分,否则积1分.甲、乙分别在5~25分之间选一个整数分数(含5分和25分),且两人所选的分数不同,当两人累计积分之和首先等于其中一人所选分数时,此人赢得游戏.记两人累计积分之和为的概率为
(i)证明:为等比数列.
(ⅱ)甲选哪个分数对自己最有利?请说明理由
18.(17分)
已知抛物线的焦点为,准线为为坐标原点,是上一点,且到的距离为的面积为.
(1)求的方程;
(2)已知过点且不与坐标轴垂直的直线与交于两点.
(ⅰ)设直线分别与交于点,证明:;
(ⅱ)设与轴的交点为,线段的垂直平分线与轴交于点,则四点是否在同一个圆上?并说明理由.
19.(17分)
给定整数,由元实数集合定义其相伴数集,如果,则称集合S为一个元规范数集,并定义S的范数为其中所有元素绝对值之和.
(1)判断、哪个是规范数集,并说明理由;
(2)任取一个元规范数集S,记、分别为其中最小数与最大数,求证:;
(3)当遍历所有2023元规范数集时,求范数的最小值.
注:、分别表示数集中的最小数与最大数.
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【赢在高考·黄金8卷】备战2025年高考数学模拟卷(广东专用)
黄金卷01
(考试时间:120分钟 试卷满分:150分)
第I卷(选择题)
一、选择题:本题共8小题,每小题5分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1.已知复数满足,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】利用复数的除法化简得出复数,利用复数的模长公式可求得的值.
【详解】因为,则,所以,,
所以,.
故选:C.
2.已知一组数据:2,5,7,,10的平均数为6,则该组数据的第60百分位数为( )
A.7 B.6.5 C.6 D.5.5
【答案】B
【分析】先根据平均数求的值,然后将数据从小到大排列,根据百分位数的概念求值.
【详解】因为 .
所以数据为:2,5,6,7,10.
又因为,所以这组数据的第60百分位数为:.
故选:B
3.已知双曲线的焦距为4,则的渐近线方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据双曲线的性质,即可解题.
【详解】由题意可知,所以,所以双曲线的渐近线方程为.
故选:D.
4.已知等差数列的前项和为,若,,则( )
A. B.5 C. D.
【答案】D
【分析】根据等差数列性质可得,结合等差数列通项公式列式求,代入等差数列求和公式即可.
【详解】设等差数列的公差为d,
因为,可得,
且,则,解得,
所以.
故选:D.
5.在第33届夏季奥运会期间,中国中央电视台体育频道在某比赛日安排甲、乙、丙、丁4个人参加当天A,B,C三个比赛场地的现场报道,且每个场地至少安排一人,甲不在A场地的不同安排方法数为( )
A.32 B.24 C.18 D.12
【答案】B
【分析】按照A场地安排人数分类讨论,结合分类加法原理,利用排列组合知识求解即可.
【详解】按照A场地安排人数,可以分以下两类:
第一类,A场地安排1人,共种安排方法,
第二类,A场地安排2人,共种安排方法,
由分类加法计数原理得,共有(种)不同安排方法.
故选:B
6.已知是圆上的两个动点,且,点是线段的中点,则的最大值为( )
A.12 B. C.6 D.
【答案】C
【分析】先根据题意求出的轨迹方程为,设到直线的距离为,由此可得,将问题转化为求圆上的点到直线距离的最大值,先求圆心到直线的距离再加半径即可求解.
【详解】根据已知有,圆心,半径,因为弦,
所以圆心到所在直线的距离,
又因为为的中点,所以有,
所以的轨迹为圆心为,半径为的圆,
的轨迹方程为;
令直线为,则到直线的距离为,
则,即,所以当最大时,
也取得最大值,
由此可将问题转化为求圆上的点到直线距离的最大值的倍,
设圆心到直线的距离为,则,所以,
所以的最大值为6.
故选:C
7.已知,则( )
A. B. C.1 D.
【答案】D
【分析】由三角恒等变换结合角的范围得,再由三角恒等变换结合商数关系即可求解.
【详解】,
所以,即,即,
由题意,所以解得满足题意,
故.
故选:D.
【点睛】关键点点睛:关键在于求得,进一步将所求式子化成关于的式子即可顺利求解.
8.“四二一广场”是重庆第一中学校的文化地标(如图1),广场中心的建筑形似火炬宛若花开,三朵“花瓣”都是拓扑学中的莫比乌斯带(如图2).将莫比乌斯带投影到平面上,会得到无穷大符号“∞”.在平面直角坐标系中,设线段AB长度为2a(),坐标原点O为AB中点且点A,B均在x轴上,若动点P满足,那么点P的轨迹称为双纽线,其形状也是无穷大符号“∞”(如图3).若,点P在第一象限且,则( )
A. B. C. D.2
【答案】A
【分析】设,根据双纽线的定义求出点的轨迹方程,设,则,代入方程求出,再在中,利用余弦定理求出,即可得解.
【详解】,设,
由双纽线的定义得,
即,
化简得,
显然,设,则,
代入方程,得,
所以,
由余弦定理得,
所以,
所以.
故选:A.
【点睛】方法点睛:求动点的轨迹方程有如下几种方法:
(1)直译法:直接将条件翻译成等式,整理化简后即得动点的轨迹方程;
(2)定义法:如果能确定动点的轨迹满足某种已知曲线的定义,则可利用曲线的定义写出方程;
(3)相关点法:用动点的坐标、表示相关点的坐标、,然后代入点的坐标所满足的曲线方程,整理化简可得出动点的轨迹方程;
(4)参数法:当动点坐标、之间的直接关系难以找到时,往往先寻找、与某一参数得到方程,即为动点的轨迹方程;
(5)交轨法:将两动曲线方程中的参数消去,得到不含参数的方程,即为两动曲线交点的轨迹方程.
二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,部分选对的得部分分,有选错的得0分。
9.已知函数的图象相邻两个对称中心之间的距离为,则( )
A.
B.的最小正周期为
C.的图象的一条渐近线为直线
D.的增区间为
【答案】BC
【分析】利用正切型函数的对称性和周期性可判断AB选项;利用正切型函数的渐近线可判断C选项;利用正切型函数的单调性可判断D选项.
【详解】对于AB选项,因为函数的图象相邻两个对称中心之间的距离为,
则该函数的最小正周期为,所以,,A错B对;
对于C选项,,当时,,
所以,的图象的一条渐近线为直线,C对;
对于D选项,由,
可得,
所以,的增区间为,D错.
故选:BC.
10.正八面体是一种正多面体,也是一种正轴体,由8个正三角形面组成,每个面均为正三角形.如图,正八面体的棱长为10,M为棱FC上一点,且,则( )
A.平面平面
B.该正八面体外接球的表面积为
C.二面角的余弦值为
D.异面直线与所成角的余弦值为
【答案】ACD
【分析】应用线面平行结合面面平行判定定理判断A,再根据正八面体的性质结合外接球表面积公式计算判断B,应用二面角定义找到即二面角的平面角再结合余弦定理求解判断C,根据线线平行得出异面直线所成角为再余弦定理计算即可判断D.
【详解】由正八面体的性质可得平面,不在平面内,所以平面,
又因为,平面,不在平面内,所以平面,
又,平面,所以平面平面,A正确.
连接,.设与交于点O,则即该正八面体外接球的半径.
因为,所以该正八面体外接球的表面积为,B错误.
取AD的中点N,连接易得,则即二面角的平面角.
因为正八面体的棱长为10,所以,,,
所以,C正确.
因为,所以即异面直线AE与BM所成的角.
因为,所以.因为,
所以,则,D正确.
故选:ACD.
11.定义域为的连续函数,对任意,且不恒为0,则下列说法正确的是( )
A.为偶函数
B.
C.若,则
D.若0为的极小值点,则的最小值为2
【答案】ACD
【分析】令,先求,再令,结合奇偶性定义判断A,令,结合换元法判断B,令,结合,先求出的周期为4,算出即可判断C,利用极小值定义求出的最小值判断D.
【详解】对于选项A,令,有,解得或,
若,只令,有,则恒为0,
所以,所以,
只令,有,因为,
所以,即,
所以, 所以为偶函数,故选项A正确;
对于选项B,令,有,
令,所以,故,故选项B错误;
对于选项C,若,令,有,
所以,所以,
所以,所以,
所以的周期为4,
因为,,
所以,,,
所以,
所以,故选项C正确;
对于选项D,由选项A可知,
因为为偶函数,所以只需求解的的取值范围,
因为0为的极小值点,所以存在,使时,,
由选项B可知,,
所以,
若,则,则有,
与时,矛盾,
故,所以,解得或,
由上述过程同理可证不成立,所以,
所以当时,,又因为为偶函数,
所以当时,的最小值为,故选项D正确.
故选:ACD.
【点睛】关键点点晴:本题的关键在于选项D,利用极值的定义知存在,使时,,再利用选项B中结论,
再分和两种情况,即可求解.
第II卷(非选择题)
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共15分。
12.设全集,集合,且,则实数的取值范围是 .
【答案】
【分析】根据集合的运算结果,结合数轴进行计算即可得解.
【详解】,
又,
,
.
故答案为:.
13.已知,则 .
【答案】44
【分析】将转换成,利用二项式定理运算求解.
【详解】因为,
所以上面展开式中含有项为,
所以.
故答案为:44.
14.已知,则的最小值为 .
【答案】
【分析】令,,通过指数式与对数式互化用表示出,再借助基本不等式进行求解即可.
【详解】令,,则,,
,
令,,则,当且仅当,即时等号成立,
,即.
故答案为: .
【点睛】关键点点睛:在应用基本不等式求最值时,要把握不等式成立的三个条件,就是“一正——各项均为正;二定——积或和为定值;三相等——等号能否取得”,若忽略了某个条件,就会出现错误.
四、解答题:本题共5小题,共77分,解答应写出必要的文字说明、证明过程及验算步骤。
15.(13分)
已知,曲线在点处的切线斜率为.
(1)求的值;
(2)求不等式的解集.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)求导,根据导数的几何意义可得参数值;
(2)根据导数判断函数单调性,再结合函数的奇偶性解不等式即可.
【详解】(1)由已知,得,
又函数在点处的切线斜率为,
即,
解得;
(2)由(1)得,,
则恒成立,
即在上单调递增,
又,
即函数为奇函数,
由,可知,
即,解得,
即不等式的解集为.
16.(15分)
如图,在三棱柱中,,,侧面是正方形,为的中点,二面角的大小是.
(1)求证:平面平面;
(2)线段上是否存在一个点,使直线与平面所成角的正弦值为.若存在,求出的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)存在,
【分析】(1)先证明,得平面,即得平面平面;
(2)先由题意取中点,证明平面,建系,求出相关点和向量的坐标,依题设,计算出平面的法向量,利用空间向量的夹角公式列出方程,求解即得.
【详解】(1)因是正方形,则,因,故.
由,则.因,则平面,
又平面,故平面平面.
(2)
如图,取的中点,连接,易得,因,
故即二面角的平面角,即,
易得,取中点,连接,过点作,交于,
因,故得正三角形,则,
由(1)得平面平面,且平面平面,平面,
故得平面.
因此可分别以为轴的正方向建立空间直角坐标系.
则,
依题意,设,,
则,
因,设平面的法向量为,
则,故可取.
设直线与平面所成的角为,
则,解得或,
因,故,即,
故当点是的一个四等分点(靠近点)时,直线与平面所成角的正弦值为,此时
17.(15分)
甲、乙两名同学玩掷骰子积分游戏,规则如下:每人的初始积分均为0分,掷1枚骰子1次为一轮,在每轮游戏中,从甲、乙两人中随机选一人掷骰子,且两人被选中的概率均为当骰子朝上的点数不小于3时,掷骰子的人积2分,否则此人积1分,未掷骰子的人本轮积0分,然后进行下一轮游戏.已知每轮掷骰子的结果相互独立.
(1)求经过4轮游戏,甲的累计积分为4分的概率
(2)经商议,甲、乙决定修改游戏规则,具体如下:甲、乙轮流掷骰子,谁掷谁积分,第一次由甲掷.当骰子朝上的点数不小于3时,积2分,否则积1分.甲、乙分别在5~25分之间选一个整数分数(含5分和25分),且两人所选的分数不同,当两人累计积分之和首先等于其中一人所选分数时,此人赢得游戏.记两人累计积分之和为的概率为
(i)证明:为等比数列.
(ⅱ)甲选哪个分数对自己最有利?请说明理由
【答案】(1);
(2)(i)证明见解析;(ⅱ)甲选择6分对自己最有利,理由见解析.
【分析】(1)求出甲每轮积分为0,1,2分的概率,再将所求概率的事件分拆成彼此互斥事件的和,利用概率的加法、乘法公式列式计算即得.
(2)(i)根据给定条件,利用条件概率、全概率公式列式,再利用等比数列定义推理即得;(ⅱ)利用累加法求出,借助数列单调性求出最大值即可判断得解.
【详解】(1)甲每轮游戏的积分可能为0分、1分、2分,记其每轮积分为0分、1分、2分的概率分别为,
则,
经过4轮游戏,甲的累计积分为4分的所有可能情况如下:4轮中甲掷2轮,且每轮积分均为2分;
4轮中甲掷3轮,每轮积分分别为2,1,1;甲掷4轮,每轮积分均为1分,
所以经过4轮游戏,甲的累计积分为4分的概率.
(2)(i)记“累计积分之和为”为事件“累计积分之和为”为事件“累计积分之和为”为事件,
于是,
则,又,
所以是首项为公比为的等比数列.
(ii)由(i)得,当时,,
累加得,
因此,当为奇数时,单调递增,且,
当且为偶数时,单调递减,且,
则当时,最大,所以甲选择6分对自己最有利.
【点睛】关键点点睛:利用概率加法公式及乘法公式求概率,把要求概率的事件分拆成两两互斥事件的和,相互独立事件的积是解题的关键.
18.(17分)
已知抛物线的焦点为,准线为为坐标原点,是上一点,且到的距离为的面积为.
(1)求的方程;
(2)已知过点且不与坐标轴垂直的直线与交于两点.
(ⅰ)设直线分别与交于点,证明:;
(ⅱ)设与轴的交点为,线段的垂直平分线与轴交于点,则四点是否在同一个圆上?并说明理由.
【答案】(1)
(2)(ⅰ)证明过程见解析;
(ⅱ)四点共圆,理由见解析
【分析】(1)求出焦点和准线,设,由焦半径公式得到方程,求出,从而得到,由三角形面积得到方程,求出,求出答案;
(2)(ⅰ)设直线,与联立,得到两根之和,两根之积,表达出直线,求出,同理得到,计算出,得到答案;
(ⅱ)求出直线的垂直平分线方程,得到,故,,,再由焦半径公式得到,故,从而得到三角形相似,得到对角互补,得到四点共圆.
【详解】(1)由题意得,准线方程为,
设,则,解得,
故,不妨设,
,
解得,的方程为;
(2)(ⅰ),准线方程为,
设直线,与联立得,
设,则,
直线,当时,,故,
同理可得,
则,,
故
,
故,,证毕;
(ⅱ)四点共圆,理由如下:
由题意得,
,
则,则线段的中点坐标为,
故直线的垂直平分线方程为,
令得,故,
则,,,
由焦半径公式可得,
因为
则,
故,
又,故∽,∽,
故,
由于,故,
即,
从而四点共圆.
【点睛】方法点睛:定值问题常见方法:(1)从特殊入手,求出定值,再证明这个值与变量无关;
(2)直接推理计算,并在计算推理的过程中消去变量,从而得到定值.
19.(17分)
给定整数,由元实数集合定义其相伴数集,如果,则称集合S为一个元规范数集,并定义S的范数为其中所有元素绝对值之和.
(1)判断、哪个是规范数集,并说明理由;
(2)任取一个元规范数集S,记、分别为其中最小数与最大数,求证:;
(3)当遍历所有2023元规范数集时,求范数的最小值.
注:、分别表示数集中的最小数与最大数.
【答案】(1)集合A不是规范数集;集合B是规范数集;
(2)证明见详解;
(3).
【分析】(1)根据元规范数集的定义,只需判断集合中的元素两两相减的差的绝对值,是否都大于等于1即可;
(2)利用元规范数集的定义,得到,从而分类讨论、与三种情况,结合去绝对值的方法即可证明;
(3)法一:当时,证得,从而得到;当时,证得,从而得到;当时,分类讨论与两种情况,推得,由此得解;
法二:利用规范数集的性质与(2)中结论即可得解.
【详解】(1)对于集合A:因为,所以集合A不是规范数集;
对于集合B:因为,
又,,,,,,
所以B相伴数集,即,故集合B是规范数集.
(2)不妨设集合S中的元素为,即,
因为S为规范数集,则,则,且,使得,
当时,
则 ,
当且仅当且时,等号成立;
当时,
则 ,
当且仅当且时,等号成立;
当时,
则,
当且仅当时,等号成立;
综上所述:.
(3)法一:
不妨设,
因为S为规范数集,则,则,且,使得,
当时,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则范数,
当且仅当时,等号成立,
又 ,
当且仅当时,等号成立,
故,即范数的最小值;
当时,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,则,
则范数 ,
当且仅当时,等号成立,
又 ,
当且仅当时,等号成立,
故,即范数的最小值;
当,使得,且,
当,即,即时,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则范数
;
对于,其开口向上,对称轴为,
所以,
所以范数的最小值为;
当,即,即时,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则当时,可得,
当且仅当时,等号成立,
则范数
;
对于,其开口向上,对称轴为,
所以,
所以范数;
综上所述:范数的最小值.
法二:
不妨设,
因为S为规范数集,则,则,且,使得,
所以对于,同样有,则,
由(2)的证明过程与结论可得,,当且仅当时,等号成立,
即,,……,
所以范数
,
当且仅当时,等号成立,
所以范数的最小值.
【点睛】关键点睛:本题解决的关键是理解元规范数集的定义,得到,再将集合中的元素进行从小到大排列,利用分类与整合的思想进行讨论分析,从而得解.
试卷第2页,共22页
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