内容正文:
高考预测卷(一)
本试卷共19题,满分150分.考试用时120分钟.
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
符合题目要求的.
1.已知2z=7-3i
,则z= ( )
A.-729+
3
29i B.-
7
29-
3
29i
C.729-
3
29i D.
7
29+
3
29i
2.若命题p:∀x>0,log2x-3x+1<0,则p
为 ( )
A.∀x>0,log2x-3x+1≥0
B.∃x≤0,log2x-3x+1≤0
C.∃x>0,log2x-3x+1≥0
D.∀x≤0,log2x-3x+1≥0
3.已知集合A={x|x2+8x+16=0},B={x
∈Z|x2+6x+5≤0},则满足A⊆Q⊆B 的
集合Q 的个数为 ( )
A.16 B.15 C.10 D.8
4.已知向量a=(1,m),b=(m+6,2),a⊥b,
则cos<a,a-b>= ( )
A.- 55 B.-
1
5 C.
5
5 D.
1
5
5.在数列 an 中,a1=33,对任意的n∈N*,有
n
n+1an+1=an-2n
,则当an 取得最大值时,
n= ( )
A.8 B.9 C.10 D.11
6.函数f(x)=18-5x2x-x2
(0<x<2)的最小值为
( )
A.252 B.12
C.9 D.3+2 2
7.已知过抛物线C:y2=2x的焦点F 的直线l
交C 于不同的两点P,Q,PF→·QF→=-2,则
直线l的方程为 ( )
A.2x-2y-1=0或2x+2y-1=0
B.2x-y-1=0或2x+2y-1=0
C.2x+2y-1=0或2x+y-1=0
D.2x+y-1=0或2x-y-1=0
8.在四棱锥 P-ABCD 中,已知∠ABC=π2
,
∠APD=π4
,平面PAD⊥平面ABCD,AD
⊥平面PCD,BC=PA+AB=2,则四棱锥
P-ABCD 外接球的表面积的最小值为
( )
A.8π3 B.4π C.
16π
3 D.8π
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.已知随机变量X~N(8,4),若P(X≥12)
=12-t
,P(k<X<12)=t,则 ( )
A.k=8
B.D(3X-2)=12
C.若2X+Y=8,则E(Y)=-8
D.函数f(x)=P(X≤x)在(8,+∞)上单
调递减
10.在平面直角坐标系中,已知点A(-5,0),
B(1,0),动点P 满足|PA|=2|PB|,且P
的轨迹记为曲线Γ,直线l:x+ky+2k-1
=0与Γ相交于M,N 两点,则下列说法正
确的是 ( )
A.曲线Γ的方程为x2+(y-3)2=16
B.当k=-1时,|MN|取得最大值8
—392—
班级: 姓名:
C.|MN|的最小值为2 2
D.若点Q(-1,0),则当P 是Γ 上异于点
Q 的动点时,∠APQ=∠BPQ
11.已知函数f(x)=2x3-(3a+6)x2+6(a+
1)x-3a-1,则 ( )
A.若a=-1,则直线y=12x-18为曲线
f(x)的一条切线
B.若a>1,则函数f(x)有三个零点
C.曲线y= f(x)-5 不可能是轴对称
图形
D.若曲线f(x)的对称中心为(2,f(2)),
则a=2
三、填空题:本题共3小题,每小题5分,共
15分.
12.已知函数f(x)=tanωx(ω>0)的单调递
增区间为 kπ
4-
π
8
,kπ
4+
π
8 (k∈Z),则函数
g(x)=2sin 2ωx+π3 的最小正周期为
.
13.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,当
x≥0时,f(x)=
3x2,0≤x≤1
31-x+2,x>1 ,若方程
f(x)-a=0(a∈R)有且仅有4个不同的
实数根,则a的取值范围是 .
14.如图,已知双
曲线C:x
2
a2
-
y2
b2
=1(a>0,
b>0)的 左、
右 焦 点 分 别
为F1,F2,离心率e=
13
2
,第一象限内的
点P 为C 上的点,且cos∠F1PF2=
3
5
,
PF1 交C的渐近线y=-
b
ax
于点A,则直
线AF2 的斜率为 .
四、解答题:本题共5小题,共77分.解答应写
出文字说明、证明过程或演算步骤.
15.(13分)在①AC 边上的中线长为3 102
,
②延长 AB 至 点 E,使 得 BE=AB,且
△AEC的面积为15,这两个条件中任选一
个,补充在下面问题中,并作答.
已知△ABC的内角A,B,C 所对的边分别
为a,b,c,2a= 5b,tanA=3.
(1)判断△ABC的形状;
(2)若 ,求b.
注:如果选择两个条件分别解答,按第一个
解答计分.
—492—
高考预测卷
16.(15分)已知椭圆C:x
2
a2
+y
2
b2
=1(a>b>0)
的一个短轴端点与一个长轴端点的距离为
4,点P(3,1)在C 上,直线x-y+k=0与
C相交于A,B 两点.
(1)求实数k的取值范围;
(2)当k=2时,设 M,N 为C 上的两个动
点,求四边形AMBN 面积的最大值.
17.(15分)如图,在几何体ABCDEFG 中,四
边形 ABGF 与四边形ADEF 均为矩形,
AB⊥BC,BC∥AD,BC=2AB=2AD=4.
(1)求证:GF⊥AE;
(2)设 AC 与 BD 相 交 于 点 P,若 平 面
ADEF与平面ECG 所成二面角的正弦值
为 30
6
,求点P 到平面ECG 的距离.
—592—
班级: 姓名:
18.(17分)已知函数f(x)=2a+14 e
2x-ex+x
+2(a∈R).
(1)若f(x)是定义域上的增函数,求a的
取值范围;
(2)当a=-12
时,证明:x2f(lnx)<4ex-2;
(3)若函数f(x)有两个极值点x1,x2(x1<
x2),证明:a<
f(x1)-f(x2)
ex1-ex2
.
19.(17分)错排问题最早由伯努利与欧拉系
统研究,历史上称为伯努利-欧拉的装错
信封问题.现在定义错排数F(n,m)为将
a1,a2,a3,…,an 共n 个元素排列在b1,b2,
b3,…,bn 共n 个位置上,其中有m 个元素
不在其对应位置上的情况数(ak 的对应位
置为bk,k∈N*,k≤n).容易得到,F(1,1)
=0,F(2,2)=1,F(3,3)=2,规定F(0,0)
=1.
(1)计算F(4,4),F(5,5).
(2)记dn=
F(n+1,n+1)
F(n,n)+F(n-1,n-1)
,{dn}
的前n项和为Sn,证明:Sn=
n(n+1)
2
(n∈
N*).
(3)定义错排概率 P(n,m)为随机将a1,
a2,a3,…,an 共n 个元素排列在b1,b2,b3,
…,bn 共n 个位置上,其中恰有m 个元素
不在其对应位置上的概率,证明:P(n,m)
= 1(n-m)!
·∑
m
i=0
(-1)i
i! .
—692—
高考预测卷
的点相对更加集中,所以相关性较强,所以r3接近于1,r4
接近于-1,上方两图的点相对分散一些,所以相关性较
弱,所以r1和r2 比较接近0,由此可得r4<r2<0<r1<
r3.故选B.
10.B ∵χ2=8.133∈(7.879,10.828),∴有99.5%把握认
为与性别有关,故选B.
11.ABD 在经验回归方程ŷ=-0.02x+̂a1 中,-0.02<
0,故可知成对样本数据(xi,yi)负相关,故A正确;
由题意知x=2000,y=9.7,
由样本点的中心在经验回归直线上,得9.7=-0.02×
2000+̂a1,解得â1=49.7,故B正确:
由题图得ûi 比̂ei 更集中,所以σ22<σ21,故C错误;
由题图1的残差平方和较题图2的残差平方和大可知,
处理后拟合效果更好,决定系数变大,故D正确.
故选ABD.
12.C 依题意,知密钥s=4+1+6+8+4+76 =5
,则加密后
的新数据依次为9,6,1,3,9,2,将加密后的新数据按从
小到大的顺序排列为1,2,3,6,9,9,由6×60%=3.6,得
加密后的新数据的第60百分位数为6.故选C.
13.答案:450
解析:因为高一、高二、高三抽取的人数恰好组成一个以
2
3
为公比的等比数列,
设从高二年级抽取的学生人数为x人,
则从高二、高三年级抽取的人数分别为3
2x
,2
3x
,
由题意可得3
2x+x+
2
3x=190
,解得x=60,32x=90
,
设我校高一年级的学生人数为 N,再根据 N950=
90
190
,求
得N=450.
14.解:(1)依题意可得2×2列联表为
不合格品件数 合格品件数 合计
升级前 20 80 100
升级后 10 90 100
合计 30 170 200
零假设为 H0:产品合格与设备升级没有关联.由列联表
可计算得到χ2=
200×(90×20-80×10)2
170×30×100×100 ≈3.922>
2.706=x0.1,
依据小概率值α=0.1的独立性检验,我们可以推断 H0
不成立,因此可以认为产品合格与设备升级有关联.该
推断犯错误的概率不超过0.1.
(2)(ⅰ)根据题意,知设备升级后的优质品率为0.4.
可以认为从生产线中抽出的10件产品是不是优质品相
互独立,则X~B(10,0.4),P(X≤1)=C010×0.610+C110
×0.4×0.69=0.610+4×0.69≈0.006+4×0.0101≈
0.046.所以P(X≤1)≈0.046.
(ⅱ)如果设备运转正常,一天内抽取的10件产品中,优
质品件数少于2个的概率只有0.046,发生的概率很小,
因此一旦发生这种情况,就有理由认为设备运转异常,
需对设备进行检修,可见上述规定是合理的.
15.解:(1)质点运动3次后停在原点右侧的情况有4种,分
别是3次向右:1次不动、2次向右;2次向右、1次向左;2
次不动、1次向右,
所以质点运动3次后停在原点右侧的概率P= 12
3
+
C23 12
2 1
6+C
2
3 12
2
× 1-12-16 +C13 12 16
2
=1324.
(2)①质点运动5次后停在原点右侧的情况有4种,分别
是5次向右;第1次向右、后4次有3次向右1次向左;
前2次向右、后3次有1次向右2次向左;第1次向右、
第2次向左、第3次向右、后2次有1次向右1次向左,
所以质点运动5次后停在原点右侧的概率P=q5+q·
C34q3(1-q)+q2·C13q(1-q)2+q·(1-q)·q·C12q(1
-q)=q5+4q4(1-q)+3q3(1-q)2+2q3(1-q)2=q3
(2q2-6q+5).
②第一轮游戏结束进入第二轮游戏的情况有2种,分别
是3次向右;2次向右,1次向左,
其概率为x3+C23x2(1-x)=x2(3-2x),
X 的所有可能取值为0,1,3,
易知X 的期望E(X)仅与X=1,3的概率有关,
因为P(X=1)=x2(3-2x)·[C23(a-x)2·(x+1-
a)]=3x2(3-2x)(a-x)2(x+1-a),
P(X=3)=x2(3-2x)(a-x)3,
所以最终得分X 的期望E(X)=3x2(3-2x)(a-x)2(x
+1-a)+3x2(3-2x)(a-x)3=3x2(3-2x)(a-x)2.
因为0<q<1,所以
0<x<1,
0<a-x<1, 即 0<x<1,a-1<x<a, 所以
当0<a≤1时,0<x<a;当1<a<2时,a-1<x<1,
由题意知f(x)=3x2(3-2x)(a-x)2,
求导得f'(x)=-6x(x-a)[5x2-(6+3a)x+3a],
记g(x)=5x2-(6+3a)x+3a,
(ⅰ)当0<a≤1时,0<x<a,
因为g(0)=3a>0,g(a)=5a2-(6+3a)a+3a=a(2a-
3)<0,g(2)=8-3a>0,
所以由零点存在定理,知存在x1∈(0,a),使得g(x1)=
0;存在x2∈(a,2),使得g(x2)=0,
当0<x<x1时,f'(x)>0;当x1<x<a时,f'(x)<0,
所以f(x)在(0,x1)上单调递增,在(x1,a)上单调递减,
所以x1是f(x)的极大值点,
所以0<a≤1,
(ⅱ)当1<a<2时,a-1<x<1,
因为g(0)=3a>0,g(1)=-1<0,g(2)=8-3a>0,
所以由零点存在定理,知存在x3∈(0,1),使得g(x3)=
0;存在x4∈(1,2),使得g(x4)=0,
若要使得f(x)在(a-1,1)上存在极大值点,
则g(a-1)=5(a-1)2-(6+3a)(a-1)+3a=2a2-
10a+11>0,
解得a<5- 32
或a>5+ 32
,
因为1<a<2,所以1<a<5- 32 .
综上所述,a的取值范围为 0,5- 32 .
高考预测卷(一)
1.D 复数的四则运算 由题意,得z= 27-3i=
2(7+3i)
(7-3i)(7+3i)
=729+
3
29i
,故选D.
2.C 全称量词命题的否定 命题p:∀x>0,log2x-3x+1
<0的否定为p:∃x>0,log2x-3x+1≥0,故选C.
—293—
3.A 一元二次方程、不等式+集合间的关系+集合的子集
个数 易 知 A= x|x2+8x+16=0 = {-4},B=
x∈Z|x2+6x+5≤0 ={x∈Z|-5≤x≤-1}={-5,
-4,-3,-2,-1},由题意可得{-4}⊆Q⊆{-5,-4,
-3,-2,-1},则集合 Q 中必有元素-4,可能有元素
-5,-3,-2,-1,故满足条件的集合Q 的个数即集合
{-5,-3,-2,-1}的子集个数,有24=16(个),故选A.
4.C 向量垂直的坐标运算+向量的夹角公式 因为a⊥b,
所以a·b=m+6+2m=0,所以m=-2,则a=(1,-2),
b=(4,2),所以a-b=(-3,-4),所以|a-b|=5,a·
(a-b)=|a|2-a·b=5,故cos<a,a-b>= a
·(a-b)
|a|·|a-b|
= 5
5×5
= 55
,故选C.
5.B 等差数列+最值 由 nn+1an+1=an-2n
,得an+1
n+1=
an
n
-2,即
an+1
n+1-
an
n =-2
,所以数列 an
n 是首项为a11=33,
公差为-2的等差数列,
所以
an
n =33+
(n-1)×(-2)=35-2n,则an=-2n2+
35n.易知二次函数y=-2x2+35x 的图象开口向下,对
称轴为直线x=354
,所以当n=9时,an 取得最大值,故
选B.
6.A 利用导数研究函数的单调性、最值+基本不等式
解法一:因为0<x<2,所 以2-x>0,所 以 f(x)=
18-5x
x(2-x)=
9(2-x)+4x
x(2-x) =
9
x+
4
2-x=
1
2
9
x+
4
2-x [x
+ (2 - x )] = 12 13+
9(2-x)
x +
4x
2-x ≥
1
2 13+2
9(2-x)
x
· 4x
2-x =252,当 且 仅 当9(2-x)x =
4x
2-x
,即x=65
时,等号成立,所以函数f(x)的最小值为
25
2
,故选A.
解法二 由题意知f'(x)=-5
(2x-x2)-(2-2x)(18-5x)
(2x-x2)2
=-5x
2+36x-36
(2x-x2)2
=-
(x-6)(5x-6)
(2x-x2)2
,所以当0<x<65
时,f'(x)<0,f(x)单调递减,当65<x<2
时,f'(x)>0,
f(x)单调递增,故f(x)的最小值为f 65 =18-612
5-
36
25
=
25
2
,故选A.
7.A 抛物线的方程、几何性质+直线与抛物线的位置关系
+向量的数量积+直线方程
解法一:第一步:讨论当l⊥x轴时的情况
由题意知F 12
,0 ,当l⊥x轴时,易知|PF|=|QF|=1,
故PF→·QF→=-1,不符合题意.
第二步:当直线l的斜率存在时设出直线方程,与抛物线
方程联立,得根与系数的关系
当直 线l 的 斜 率 存 在 时,可 设 直 线l 的 方 程 为y=
k x-12 (k≠0),
代入y2=2x,得k2x2-(k2+2)x+k
2
4=0.
设P(x1,y1),
Q(x2,y2),由根与系数的关系可得
x1+x2=1+
2
k2
x1x2=
1
4
.
第三步:根据PF→·QF→=-2求直线l的斜率
PF→= 12-x1
,-y1 ,QF→= 12-x2,-y2 ,则PF→·
QF→= 12-x1 12-x2 +y1y2=-2,所以14-12(x1
+x2)+x1x2-2 x1x2=-2,所以
1
4-
1
2 1+
2
k2 +14
-2× 14=-2
,解得k=±1,
第四步:写出直线l的方程
所以直线l的方程为2x-2y-1=0或2x+2y-1=0,故
选A.
解法二 第一步:讨论当l⊥x轴时的情况
由题意知F 12
,0 ,当l⊥x轴时,易知|PF|=|QF|=1,
故PF→·QF→=-1,不符合题意.
第二步:当直线l的斜率存在时设出直线方程,与抛物线
方程联立,得根与系数的关系
当直线l的斜率存在时,可设直线l的方程为y=k(x-
1
2
)(k≠0),
代入y2=2x,得k2x2-(k2+2)x+k
2
4=0.
设P(x1,y1),
Q(x2,y2),由根与系数的关系可得
x1+x2=1+
2
k2
x1x2=
1
4
.
第三步:根据PF→·QF→=-2求直线l的斜率
由PF→·QF→=|PF→|·|QF→|cosπ=-2,得|PF→|·|QF→|
=2,即|PF|·|QF|=2.由抛物线的定义得|PF|=x1+
1
2
,|QF|= x2 +
1
2
,所 以|PF|·|QF|=
x1+
1
2 (x2+12 =x1x2+12(x1+x2)+14=2,所
以1
4+
1
2 1+
2
k2 +14=2,解得k=±1.
第四步:写出直线l的方程
所以直线l的方程为2x-2y-1=0或2x+2y-1=0,故
选A.
解法三 设直线l的倾斜角为α,由PF→·QF→=|PF→|·
|QF→|cosπ=-2,得|PF→|·|QF→|=2,即|PF|·|QF|=
2,所以 11-cosα
· 1
1+cosα=
1
1-cos2α
=2,所以cosα=
± 22
,所以tanα=±1,又直线l过点F 12
,0 ,所以直
线l的方程为2x-2y-1=0或2x+2y-1=0,故选A.
8.C 线面位置关系+几何体的外接球的表面积+最值
第一步:确定四边形ABCD 的外接圆的圆心
连接AC,如图,因为AD⊥平面PCD,所以AD⊥CD,则
∠ABC=∠ADC=π2
,所以四边形ABCD 的外接圆的圆
心为AC 的中点,设为O1.
第二步:作辅助线,利用勾股定理求出球半径和PA 长度
之间的关系
—393—
因为AD⊥平面PCD,所以AD⊥PD,又平面PAD⊥平
面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,所以PD⊥平
面ABCD,取PA 的中点O2,则O2为△PAD 的外接圆圆
心.设四棱锥P-ABCD 的外接球球心为O,半径为R,连
接OO1,OO2,OB,O1B,则OO1⊥平面ABCD,所以OO1
∥PD.取AD 的中点G,连接O1G,O2G,则O2G∥PD,所
以OO1∥O2G,又OO2⊥平面PAD,所以四边形OO1GO2
为矩形.
设PA=x(0<x<2),则由∠APD=π4
,得 PD= 2x2
,
O2G=OO1=
1
2PD=
2x
4
,O1B=
1
2AC=
1
2 BC
2+AB2
= 4+
(2-x)2
2
,则在Rt△OO1B 中,由勾股定理,得R2
=OB2=OO21+O1B2=
3x2-8x+16
8 .
第三步:借助函数知识求球半径的最小值,即可得球表面
积的最小值
当x=43
时,Rmin=
2 3
3
,所以四棱锥P-ABCD 外接球
的表面积的最小值Smin=4πR2min=
16π
3
,故选C.
9.AC 正态分布的期望、方差+正态曲线的对称性+函数
的单调性 由随机变量X~N(8,4),知E(X)=8,D(X)
=4.
P(X>k)=P(k<X<12)+P(X≥12)=12
,得k=8,所
以A正确.
D(3X-2)=32D(X)=36,所以B错误.
由2X+Y=8,得Y=8-2X,所以E(Y)=E(8-2X)=8
-2E(X)=8-2×8=-8,所以C正确.
因为随机变量X~N(8,4),结合正态曲线易得函数f(x)
=P(X≤x)在(8,+∞)上单调递增,所以D错误.
10.BD 动点的轨迹+圆的方程+直线与圆的位置关系
设P(x,y),由|PA|=2|PB|,得 (x+5)2+y2=
2 (x-1)2+y2,两边同时平方并整理,得(x-3)2+y2
=16,故A错误.
当k= -1时,直 线l 的 方 程 为x-y-3=0,又 圆
(x-3)2+y2=16的圆心为C(3,0),半径为4,所以直线
l过圆C 的圆心(3,0),所以当k=-1时,|MN|取得最
大值8,故B正确.
x+ky+2k-1=0,即x+k(y+2)-1=0,故直线l始终
过点E(1,-2),易知点 E(1,-2)在圆C 内部,则 当
E(1,-2)是线段 MN 的中点时|MN|最小,连接CE,则
|CE|= (3-1)2+(0+2)2=2 2,所以|MN|的最小值
为2 42-(2 2)2=4 2,故C错误.当A,B,P 三点共
线时,∠APQ=∠BPQ=0,满足题意.
当A,B,P 三点不共线时,|PA|=2|PB|,则|PA||PB|=2
,
|AQ|=4,|BQ|=2,则|AQ||BQ|=2
,所以|PA|
|PB|=
|AQ|
|BQ|=
2,故PQ 平分∠APB,
所以∠APQ=∠BPQ,故D正确.
11.ABD 导数的几何意义+函数的零点+函数图象的对
称性 当a=-1时,f(x)=2x3-3x2+2,f'(x)=6x2
-6x,令6x2-6x=12,解得x=2或x=-1.当x=2
时,f(2)=16-12+2=6,曲线f(x)在点(2,6)处的切
线方程为y-6=12(x-2),即y=12x-18,故A正确.
f'(x)=6x2-2(3a+6)x+6(a+1)=6(x-a-1)(x-1),
由于a>1,故当x∈(-∞,1)∪(a+1,+∞)时,f'(x)
>0,故f(x)在(-∞,1),(a+1,+∞)上单调递增,当
x∈(1,a+1)时,f'(x)<0,f(x)在(1,a+1)上单调递
减,则f(x)在x=1处取得极大值,在x=a+1处取得
极小值,因为f(1)=1>0,f(a+1)=1-a3<0,所以
f(1)·f(a+1)<0,故f(x)在(1,a+1)上有一个零点,
又f(0)=-3a-1<0,f(2a+1)=4a3+1>0,则f(0)·
f(1)<0,f(a+1)f(2a+1)<0,则f(x)在(0,1),(a+
1,2a+1)上各有一个零点,于是当a>1时,f(x)有三个
零点,故B正确.
由于y=|f(x)-5|的图象由函数y=f(x)-5在x轴及
其上方的图象保留,并将其在x轴下方的图象翻折到x
轴上方得到,因此可以考虑当y=f(x)-5为奇函数时,
曲线y=|f(x)-5|是轴对称图形.
令g(x)=f(x)-5,则g(x)=2x3-(3a+6)x2+6(a+
1)x-3a-6,令g(-x)+g(x)=0,得-2x3-(3a+6)
x2-6(a+1)x-3a-6+2x3-(3a+6)x2+6(a+1)x-
3a-6=0,整理,得(a+2)(x2+1)=0,所以a+2=0,
解得a=-2,则当a=-2时,曲线y=|f(x)-5|是轴
对称图形,所以C错误.
f(2)=3-3a,若存在a,使得(2,3-3a)为f(x)图象的
对称中心,则f(x)+f(4-x)=6-6a.又f(x)+f(4-
x)=2x3-(3a+6)x2+6(a+1)x-3a-1+2(4-x)3-
(3a+6)(4-x)2+6(a+1)(4-x)-3a-1=(12-6a)
x2+(24a-48)x+54-30a,于是6-6a=(12-6a)x2+
(24a-48)x+54-30a,则
12-6a=0
24a-48=0
54-30a=6-6a ,解得a=2,
故D正确.
12.π4
正切型函数的单调性+正弦型函数的周期性
通解 令kπ-π2<ωx<kπ+
π
2
,k∈Z,得kπω-
π
2ω<x<
kπ
ω+
π
2ω
,k∈Z,又f(x)的单调递增区间为 kπ4-π8,kπ4
+π8 (k∈Z),所以ω=4,于是g(x)=2sin 8x+π3 ,
其最小正周期T=2π8=
π
4.
优解 由 题 意 知 f(x)的 最 小 正 周 期 T1=
π
8 -
-π8 =π4,则ω=πT1=4,于是g(x)=2sin 8x+π3 ,
其最小正周期T=2π8=
π
4.
13.(2,3) 函数的奇偶性+函数的图象+方程的根 第一
步:分析当x≥0时f(x)的图象
当0≤x≤1时,f(x)=3x2,其图象为二次函数图象的一
部分;当x>1时,f(x)=31-x+2= 13
x-1
+2,其图
—493—
象是由函数y= 13
x
的图象先向右平移1个单位长
度,再向上平移2个单位长度得到的图象的一部分.
第二步:结合f(x)的奇偶性作出函数f(x)的图象
又函数f(x)是定义在 R上的偶函数,故其图象关于y
轴对称,作出函数f(x)的图象,如图所示.
第三步:数形结合求a的取值范围
因为f(x)-a=0有且仅有4个不同的实数根,所以函
数y=f(x)与y=a的图象有4个交点,根据图象可知
2<a<3,故a的取值范围是(2,3).
14.-617
双曲线的定义、方程、几何性质+直线的斜率
第一步:将|PF1|·|PF2|用c表示出来由cos∠F1PF2
=35
,得sin∠F1PF2=
4
5.
由题意得e= 132
,则a=
2
13
c,b= 3
13
c.设|PF1|=m,|PF2|=n,在△F1PF2
中,由 余 弦 定 理 可 知cos ∠F1PF2=
m2+n2-4c2
2mn =
(m-n)2+2mn-4c2
2mn =
4a2-4c2
2mn +1=
3
5
,整理得 mn=
45
13c
2.
第二步:根据△F1PF2 的面积建立方 程,求 得 点 P 的
坐标
设P(x0,y0),x0>0,y0>0,则 S△F1PF2 =
1
2mnsin
∠F1PF2=
1
2×2c×y0
,整理得y0=
2
5mn
c =
18
13c
,
代入双曲线方程得x0=
14
13c
,即P 1413c
,18
13c ,
第三步:求直线PF1的方程,与渐近线方程联立求得点
A 的坐标,即可得解
又F1(-c,0),则kPF1=
18
13c-0
14
13c+c
=23
,故直线PF1 的方
程为y=23
(x+c).又y=-bax=-
3
2x
,两直线方程
联立,解得
x=-413c
y=613c
,故A -
4
13c
,6
13c .又F2(c,0),
所以kAF2 =
6
13c-0
-413c-c
=- 617
,即 直 线 AF2 的 斜 率 为
-617.
15.正、余弦定理+同角三角函数的基本关系+三角形的
面积
解析:解法一:(1)在△ABC 中,由tanA=3,得cosA
= 1010 .
因为 2a= 5b,所以可设a=5m,b= 10m(m>0).
在△ABC中,由余弦定理知a2=b2+c2-2bccosA,即
25m2=10m2+c2-2c× 10m× 1010
,
得c=5m,所以a=c,
所以△ABC为等腰三角形.
(2)方案一:选条件①.
由 2a= 5b,得a= 102 b
,则由(1)得c= 102 b.
设AC的中点为D,连接BD,则BD=3 102 .
在△ABD
中,由余弦定理知BD2=AB2+AD2-2AB·ADcosA,
即45
2=
5
2b
2+ b2
2
-2× 102 b×
b
2×
10
10
,
解得b= 10.
方案二:选条件②.
在△ABC 中,由cosA= 1010
,得sinA=3 1010 .
所以
S△AEC=2S△ABC =bcsinA= 10m×5m×
3 10
10 =
15m2=15,
得m=1,
所以b= 10.
解法二 (1)在△ABC 中,由tanA=3,得sinA=
3 10
10
,cosA= 1010 .
由 2a= 5b及正弦定理,得 2sinA= 5sinB,
故sinB= 2sinA
5
=35
,故cosB=45
,
故sinC=sin(A+B)=sinAcosB+cosAsinB=
3 10
10 =sinA
,所以a=c,
所以△ABC为等腰三角形.
(2)方案一:选条件①.
设AC的中点为D,连接BD,则BD=3 102
,
因为a=c,
所以BD⊥AC.
故tanA=BDAD=
3 10
2
b
2
=3,
解得b= 10.
方案二:选条件②.
由 2a= 5b,可设a=5m,b= 10m(m>0),
又sinA=3 1010
,
—593—
所以S△AEC=2S△ABC=bcsinA= 10m×5m×
3 10
10
=15m2=15,
解得m=1,
所以b= 10.
16.椭圆的方程、几何性质+直线与椭圆的位置关系+四边
形面积的最值
解:(1)第一步:求a2,b2的值,得椭圆的方程
由题意,得
a2+b2=16
9
a2
+1
b2
=1 ,得a2=12,b2=4,
所以椭圆C的方程为x
2
12+
y2
4=1.
第二步:联立方程,根据直线与椭圆的位置关系得实数k
的取值范围
由
x-y+k=0
x2+3y2=12 ,得4x2+6kx+3k2-12=0,
故Δ=36k2-16(3k2-12)>0,得16-k2>0,
解得-4<k<4,故实数k的取值范围为(-4,4).
(2)第一步:求得A,B 的坐标,进而得|AB|
当k=2时,直线AB 的方程为x-y+2=0,
由
x-y+2=0
x2+3y2=12 ,得x2+3x=0,
解得x1=-3,x2=0,
不妨令A(-3,-1),B(0,2),则|AB|=3 2.
第二 步:分 析 点 M,N 与 直 线 AB 的 位 置 关 系,及
△NAB,△MAB 面积取最大值的条件
由题设可得 M,N 位于直线AB 的两侧,
不妨设N 在直线AB 的上方,M 在直线AB 的下方.
当过N 的直线与直线AB 平行且与椭圆相切时,N 到直
线AB 的距离最大,即△NAB 的面积最大,
当过M 的直线与直线AB 平行且与椭圆相切时,M 到直
线AB 的距离最大,即△MAB 的面积最大.
第三步:求四边形AMBN 面积的最大值
设与AB 平行且与椭圆相切的直线方程为x-y+m=
0,由(1)可得m=±4.
当m=4时,切点的横坐标为-6m8=-3
,
切点坐标为(-3,1),在直线AB 上方,
点(-3,1)到直线AB 的距离为|-3-1+2|
2
= 2;
当m=-4时,切点的横坐标为-6m8=3
,
切点坐标为(3,-1),在直线AB 下方,
点(3,-1)到直线AB 的距离为|3+1+2|
2
=3 2.
当 M,N 的 坐 标 分 别 为(3,-1),(-3,1)时,四 边 形
AMBN 的面积取得最大值.
又|AB|=3 2,故四边形AMBN 面积的最大值为12×
(3 2+ 2)×3 2=12.
17.线线垂直+二面角+点到平面的距离
解:(1)第一步:利用线面垂直的判定定理证明GF⊥平
面ADEF
因为四边形ABGF 为矩形,所以AF⊥AB,GF∥AB,GF
⊥AF.
因为AB⊥BC,BC∥AD,所以AB⊥AD.
因为GF∥AB,所以GF⊥AD.
又AF∩AD=A,AF,AD⊂平面ADEF,所以GF⊥平面
ADEF.
第二步:利用线面垂直的定义证明GF⊥AE
因为AE⊂平面ADEF,所以GF⊥AE.
(2)第一步:建立空间直角坐标系,求相关点和向量的坐标
因为四边形ADEF 为矩形,所以AF⊥AD,
结合(1)知,AB,AD,AF 两两垂直,
故以A 为坐标原点,直线AB,AD,AF 分别为x,y,z轴
建立如图所示的空间直角坐标系,
设AF=h(h>0),则A(0,0,0),B(2,0,0),G(2,0,h),
C(2,4,0),E(0,2,h),D(0,2,0),
所以AB→=(2,0,0),CG→=(0,-4,h),CE→=(-2,-2,
h),BC→=(0,4,0),BD→=(-2,2,0).
第二步:分别求平面ECG、平面ADEF 的法向量
设平面ECG 的法向量为n=(x,y,z),
则
n·CG→=-4y+hz=0
n·CE→=-2x-2y+hz=0 ,
令z=4,则x=y=h,所以n=(h,h,4).
由(1)知AB→=(2,0,0)为平面ADEF 的一个法向量.
第三步:根据平面与平面所成二面角的正弦值求AF的长
设平面ADEF 与平面ECG 所成二面角的大小为θ,则
sinθ= 306
,
故|cosθ|=|cos<AB→,n>|=|AB
→·n|
|AB→||n|
= 2h
2× 2h2+16
=
6
6
,得h=2.
解法一:第四步:利用向量法求解
所以n=(2,2,4),因为BD→·n=-2×2+2×2+0×4=
0,所以BD→⊥n.
因为BD⊄平面ECG,所以BD∥平面ECG.
因为点P 在线段BD 上,所以点P 到平面ECG 的距离
等于点B 到平面ECG 的距离.
点B 到平面ECG 的距离d=|BC
→·n|
|n| =
8
2 6
=2 63
,
故点P 到平面ECG 的距离为2 63 .
解法二 第四步:利用等体积法求解
因为四边形ABGF 与四边形ADEF 为矩形,所以BG∥
AF∥DE,BG=AF=DE,
所以四边形BDEG 是平行四边形,所以BD∥GE.
—693—
又BD⊄平 面 ECG,GE⊂平 面 ECG,所 以 BD∥平
面ECG,
所以点P 到平面ECG 的距离等于点D 到平面ECG 的
距离.
易 知 CD = AB2+(BC-AD)2 = 2 2,GE =
GF2+EF2=2 2,
CE= CD2+DE2=2 3,CG= BC2+BG2=2 5,BD
= AB2+AD2=2 2.
因为CE2+GE2=CG2,所以CE⊥GE,
所以S△ECG=
1
2
·CE·GE=2 6.
易知BD⊥CD,BD⊥DE,又CD∩DE=D,所以BD⊥
平面CDE,则GE⊥平面CDE.
连接DG,设点D 到平面ECG 的距离为d,则VD-ECG=
VG-CDE,即
1
3S△ECG
·d=13S△CDE
·2 2,
易知S△CDE=
1
2×2 2×2=2 2
,所以d=2 63
,
故点P 到平面ECG 的距离为2 63 .
18.利用导数研究函数的单调性、极值+不等式的证明
解:(1)解法一:第 一 步:将 问 题 转 化 为 不 等 式 恒 成 立
问题
由题意知函数f(x)的定义域为R,
f'(x)=2a+12 e
2x-ex+1≥0在R上恒成立,即a≥ 1
ex
-1
e2x
-12
在R上恒成立.
第二步:利用二次函数的图象与性质求解
又1
ex
-1
e2x
-12=-
1
ex
-12
2
-14≤-
1
4
,当且仅当
x=ln2时,等号成立,
所以a≥ -14
,即实数a的取值范围是 -14
,+∞ .
解法二 第一步:将问题转化为不等式恒成立问题
由题意知函数f(x)的定义域为R,
f'(x)= a+12 e2x-ex+1≥0在R上恒成立,
第二步:利用整体思想求解
则
a+12>0
1-4a+12 ≤0
,
解得a≥ -14
,即实数a的取值范围是 -14
,+∞ .
(2)第一步:转化要证的不等式
当a=-12
时,f(x)=-ex+x+2,f(lnx)=lnx-x+
2,所以要证x2f(lnx)<4ex-2,即证f(lnx)<4e
x-2
x2
,即
证lnx-x+2<4e
x-2
x2
.
第二步:构造函数,证明lnx-x+2≤1
令h(x)=lnx-x+2(x>0),则h'(x)=1x-1=
1-x
x
,
当0<x<1时,h'(x)>0,当x>1时,h'(x)<0,
所以h(x)在(0,1)上单调递增,在(1,+∞)上单调递减,
所以h(x)≤h(1)=1,当且仅当x=1时,等号成立.
第三步:构造函数,证明4e
x-2
x2
≥1
令g(x)=4e
x-2
x2
(x>0),
则g'(x)=4
(x2-2x)ex-2
x4
=4
(x-2)ex-2
x3
,
当0<x<2时,g'(x)<0,当x>2时,g'(x)>0,
所以g(x)在(0,2)上单调递减,在(2,+∞)上单调递增,
所以g(x)≥g(2)=1,当且仅当x=2时,等号成立,
第四步:证明要证的不等式
所以h(x)≤1≤g(x),
又等号不同时成立,
所以lnx-x+2<4e
x-2
x2
,即x2f(lnx)<4ex-2.
(3)第一步:求出a的大致范围
f'(x)=2a+12 e
2x-ex+1=
(2a+1)e2x-2ex+2
2 .
由题意知x1,x2(x1<x2)是方程(2a+1)e2x-2ex+2=
0的两个不同的根.
设t=ex(t>0),则方程(2a+1)t2-2t+2=0有两个不
同的正实数根t1,t2,
所以
4-8(2a+1)>0
2a+1>0 ,
解得-12<a<-
1
4.
第二步:化简f(x1)-f(x2)
t1+t2=
2
2a+1
t1t2=
2
2a+1
,则
ex1+ex2= 22a+1
ex1ex2= 22a+1
,
所以 f(x1)-f(x2)=
2a+1
4 e
2x1 -ex1 +x1 -
2a+1
4 e
2x2-ex2+x2 =2a+14 (e2x1 -e2x2)-(ex1 -
ex2)+x1-x2=
2a+1
4
(ex1+ex2)(ex1 -ex2)-(ex1 -
ex2)+x1-x2=
1
2
(ex1-ex2)-(ex1-ex2)+x1-x2=
-12
(ex1-ex2)+x1-x2.
第三步:将要证的不等式进行转化
由ex1+ex2= 22a+1
,得a+12=
1
ex1+ex2
,
所以要证a<f
(x1)-f(x2)
ex1-ex2
,
即证a<
-12
(ex1-ex2)+x1-x2
ex1-ex2
,
即证 a+12 (ex1-ex2)>x1-x2,
即证e
x1-ex2
ex1+ex2
>x1-x2,即证
ex1
ex2
-1
ex1
ex2
+1
>x1-x2,
即证e
x1-x2-1
ex1-x2+1
>x1-x2.
—793—
第四步:换元,构造函数进行证明
令k=x1-x2(k<0),即证
ek-1
ek+1
>k.
令m(k)=k-e
k-1
ek+1
(k<0),
则m'(k)=1- 2e
k
(ek+1)2
= e
2k+1
(ek+1)2
>0,
所以m(k)在(-∞,0)上单调递增,
所以m(k)<0-e
0-1
e0+1
=0,即k<e
k-1
ek+1
,
所以不等式a<f
(x1)-f(x2)
ex1-ex2
成立.
19.新定义问题+排列与组合+概率+数列递推关系
解析:(1)a1可以排在b2,b3,b4上,有C13种排法.不妨设
a1排在b2上,接下来讨论a2.
当a2排在b1上时,剩下两个元素a3,a4 的排法有F(2,
2)=1(种).
当a2不排在b1上时,可以排在b3,b4 上,有C12 种情况.
若a2排在b3上,剩下两个元素a3,a4只有1种排法.
所以F(4,4)=C13(1+C12×1)=9.
a1可以排在b2,b3,b4,b5上,有C14种情况.
不妨设a1排在b2上,接下来讨论a2,
①当a2排在b1上时,剩下三个元素a3,a4,a5 分别不排
在b3,b4,b5上,则a3,a4,a5 的不同排法有F(3,3)=2
(种).
②当a2不排在b1上时,可以排在b3,b4,b5 上,有C13 种
排法.
若a2排在b3上,接下来讨论a3.
(ⅰ)当a3 排在b1 上时,剩下两个元素a4,a5 的排法有
F(2,2)=1(种);
(ⅱ)当a3 不排在b1 上时,可以排在b4,b5 上,有C12 种
排法,剩下两个元素a4,a5只有1种排法.
故F(5,5)=C14[2+C13(1+C12×1)]=44.
(2)第一步:得到 dn 的通项,转化要证明的等式
当n=1时,S1=d1=
F(2,2)
F(1,1)+F(0,0)=
1
0+1=1
,满足
Sn=
n(n+1)
2 .
当n≥2时,要证明Sn=
n(n+1)
2
,只需证明dn=Sn-
Sn-1=n,
所以只需证明n= F
(n+1,n+1)
F(n,n)+F(n-1,n-1)
,n≥2.
第二步:根据(1)的提示,寻找递推关系
当n=2时, F
(3,3)
F(2,2)+F(1,1)=
2
1+0=2
,成立.
回到定义,当n≥3时,对于F(n,n),不妨从a1 开始排
列,设a1排在bk(2≤k≤n)上,有n-1种排法.接下来讨
论ak,
①当ak 排在b1 上时,剩下a2,a3,…,ak-1,ak+1,…,an
共n-2个元素分别不在b2,b3,…,bk-1,bk+1,…,bn 上,
共有F(n-2,n-2)种排法.
②当ak 不排在b1上时,
因为a2,a3,…,ak-1,ak+1,…,an 分别不在b2,b3,…,
bk-1,bk+1,…,bn 上,
所以a2,a3,…,ak-1,ak,ak+1,…,an 共n-1个元素分
别不在b2,b3,…,bk-1,b1,bk+1,…,bn 上,共有F(n-1,
n-1)种排法.
所以F(n,n)=(n-1)[F(n-1,n-1)+F(n-2,n-2)]
(n≥3).
所以F(n+1,n+1)=n[F(n,n)+F(n-1,n-1)],
n≥2,
即n= F
(n+1,n+1)
F(n,n)+F(n-1,n-1)
,n≥2.
第三步:得结论
综上,Sn=
n(n+1)
2
(n∈N*)成立.
(3)第一步:由定义得到P(n,m)与F(n,m)之间的关系
根据定义,P(n,m)=F
(n,m)
Ann
=F
(n,m)
n! .
第二步:寻找F(n,m)与F(m,m)的关系
先从n个元素中选出m 个元素,再对它们进行排列,并
使它们均不排在对应位置上,
所以F(n,m)=CmnF(m,m).
所以P(n,m)= F
(m,m)
m! (n-m)!.
第三步:变形并求F(m,m)的表达式
不妨记F(m,m)=Dm,
则Dm=(m-1)(Dm-1+Dm-2),且D0=1,D1=0,m≥
2,得Dm+2=(m+1)(Dm+1+Dm),
则Dm+2-(m+2)Dm+1=-[Dm+1-(m+1)Dm],
故 Dm+1-(m+1)Dm 是等比数列,且公比为-1,
又D2-2D1=1,所以 Dm+1-(m+1)Dm=(-1)m-1
=(-1)m+1
变形得
Dm+1
(m+1)!-
Dm
m!=
(-1)m+1
(m+1)!
,
则当m≥2时,
Dm
m!-
Dm-1
(m-1)!=
(-1)m
m!
,…,D3
3!-
D2
2!=
(-1)3
3!
,D2
2!-
D1
1!=
(-1)2
2!
,
累加得
Dm
m!=∑
m
i=2
(-1)i
i! =∑
m
i=0
(-1)i
i!
,
经检验D0,D1也符合上式,
所以F(m,m)=Dm=m! ∑
m
i=0
(-1)i
i!
,
第四步:得结论
所以P(n,m)= F
(m,m)
m! (n-m)!=
1
(n-m)!∑
m
i=0
(-1)i
i! .
高考预测卷(二)
1.C 集合的补运算 由题知U={x|1≤x<7,x∈N}=
{1,2,3,4,5,6},则由∁UA={2,5,6}得A={1,3,4}.故
选C.
2.B 复数的四则运算+共轭复数的定义+复数的几何意
义 因为z=2+4ii =4-2i
,所以z=4+2i,所以z在复平
面内对应点的坐标为(4,2),故选B.
3.A 向量垂直+平面向量的数量积、模 因为a⊥b,所以
a·b=0,所以(a+ 3b)·b=a·b+ 3b2= 3|b|2=
4 3,所以|b|=2.
4.C 抛物线的定义、标准方程、几何性
质 解法一:连接 AF,由抛物线定义
可得|AF|=|AB|,因为|AB|=|BF|
=4,所以△AFB 是边长为4的等边三
角形.如图,设l与x 轴的交点为D,又
AB∥DF,所 以 ∠BFD = ∠ABF=
60°,所以p=|DF|=|BF|cos60°=2.
故选C.
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