内容正文:
大题仿真卷03(A组+B组+C组)
(模式:5道解答题 满分:75分 限时:75分钟)
1.(14分)记内角,,的对边分别为,,,已知是的中点,且.
(1)若的面积为,,求;
(2)若,当最大时,求,的值.
【答案】(1);(2).
【详解】(1)方法1:在中,因为为中点,,,
则,解得,
在中,,由余弦定理得,
即,解得,则,
,
所以;
方法2:在中,因为为中点,,,
则,解得,
在中,由余弦定理得,
即,解得,有,则,
,过作于,于是,,
所以;
(2)在中,由余弦定理得,
在中,由余弦定理得,
因为, ,,
即,,
所以,因为,所以,
在中,由余弦定理可得,
由基本不等式可得,
当且仅当,即时,等号成立,所以,
因为函数在上单调递减,
所以当时,角最大,此时,
因为,所以.
2.(15分)如图,已知四棱锥的底面是边长为2的菱形,平面,是的中点,是的中点.
(1)求证:平面;
(2)若平面平面,求证:;
(3)在(2)的条件下,且平面与平面的夹角余弦值为,求四棱锥的体积.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析(3)
【详解】(1)取的中点,连接,
在中,且,又,,
所以,,所以四边形是平行四边形,
所以. 又平面,平面,
所以平面.
(2)过点作的垂线,垂足为,
因为平面平面,平面平面,,平面,
所以平面PMC,又平面,所以.
因为平面,平面,所以.
因为,平面,平面,
所以平面.又平面,所以.
(3)设,过点作,以点为坐标原点,为坐标轴建立空间直角坐标系,
因为,为的中点,所以,
设,,所以,
,
平面的法向量,
取;
同理设平面的法向量,
取;
设平面与平面的夹角为,
所以,,
.
3.(15分)已知椭圆的离心率,且经过点,为坐标原点,斜率不为0的直线与椭圆交于两点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)证明:点到直线的距离是定值;
(3)求的取值范围.
【答案】(1)(2)证明见解析
(3)
【详解】(1)由,可得 ①,
椭圆经过点,可得,解得,代入①,可得,
故椭圆的方程为.
(2)依题意,可设直线的方程为,,
由,消去,整理得,
可得,
设,则,
因,则
,
去分母得,
化简得.
则点到直线的距离为,为定值.
(3)因,
故,
由得,代入上式,整理得,
设,则,且代入上式,
可得,
设,则,且,
所以,
故的取值范围是.
4.(15分)已知数列满足,且.
(1)证明:为等比数列;
(2)设,证明:;
(3)设,且数列的前项和为,证明:.
【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析(3)证明见解析
【详解】(1)因为数列满足,且,可得,
由,得,可得,
由,得,可得,,
以此类推可知,对任意的,且,所以,
所以,可得,
所以数列为等比数列,首项为,公比为.
(2)由(1)可得,所以,故,
易知数列是各项均为正数的单调递减数列,
因为,所以,
当时,,
当时,,所以,
所以,对任意的,,
综上所述,.
(3)因为,
所以,
令①,
可得②,
①②得,
所以,故,故对任意的,.
5.(16分)已知函数.
(1)设,求的零点并判断的单调性;
(2)若,且,证明:
(i);
(ii).
【答案】(1)的零点为0;在上单调递减,在上单调递增.(2)证明见解析
【详解】(1)由函数,得.
所以.
因为恒成立,且在上单调递增.
因为,所以在上有唯一零点.
所以的零点为0.
所以,当时,;当时,.
所以在上单调递减,在上单调递增.
(2)由(1)知,在上单调递减,在上单调递增.
所以在处取得极小值,即最小值,最小值为.
若,且,则.
.
令,则.
所以是增函数,所以.
由(1)知,所以,所以,即.
因为在上单调递增,所以,即.
(ii)设,则
令,则.
令,则.
所以在上单调递增,即在上单调递增.
所以,所以在上单调递增.
所以.
所以,当时,恒成立,即.
即.
两边同乘以,得.
因为,所以,
所以,
即.
因为,所以,所以,即.
所以,.
因此,得证.
1.(14分)已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且.
(1)求A;
(2)设D为边AB上一点,且,若,的周长为,求的面积.
【答案】(1)(2)
【详解】(1)由正弦定理得,
∵,∴,∴,∴,
∵,∴,∴.
(2)由题意知,,
由余弦定理得,
即,
联立得,代入得,
所以
∴,,
∴.
2.(15分)在三棱锥中,平面BCD,M是AD的中点,P是BM的中点,点Q在棱AC上,且.
(1)求证:;
(2)若是边长为2的等边三角形,且三棱锥的体积为,求平面与平面夹角的余弦值.
【答案】(1)证明见解析;(2).
【详解】(1)如图,分别在线段上取点,使,,连接,
因为分别是的中点,,,
在中,,,所以,
所以,所以四边形为平行四边形,所以,
因为平面,平面,所以,即.
(2)设,因为三棱锥的体积为,平面,
所以,即,所以,
取CD的中点,连接BO,则.
过点作,则平面BCD,
以为原点,分别以所在直线为轴建立空间直角坐标系,
则,,,,,
设平面的法向量为,则,
所以平面的一个法向量可取为,而平面的法向量为,
设平面与平面的夹角为,,
所以平面与平面的夹角的余弦值为.
3.(15分)已知椭圆的右焦点为,且椭圆C过点.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2)若直线l与椭圆C交于A,B两点,直线交线段于点Q,且,证明:直线l过定点.
(3)在(2)的条件下,求的最大值.
【答案】(1)(2)证明见解析(3)
【详解】(1)由题可知,,所以,又点在C上,
所以,解得.
所以椭圆C的标准方程为;
(2)因为,
所以,所以,
显然直线l的斜率存在且不为0.设直线l的方程为,
且.
由得,
所以,①
所以,
整理得,
将①式代入得,化简得,
所以直线l的方程为,直线l过定点
(3)由(2)得,
由,解得,
且,②
所以,
代入②式得,令,
所以,
所以当,即时,.
4.(15分)已知数列的首项,且满足
(1)求证:为等比数列;
(2)设,记的前项和,求满足的最小正整数.
【答案】(1)证明见解析(2)10
【详解】(1),
是以1为首项,为公比的等比数列;
(2)由(1)得,即,
所以,
所以,
因为,
所以为递增数列,又.
所以满足的最小正整数为10.
5.(16分)已知函数.
(1)若是在上的增函数,求实数的取值范围.
(2)若,,是的两个零点,为的一个极值点.
①设,证明:在上单调递增.
②求证:.
【答案】(1)(2)①证明见解析;②证明见解析
【详解】(1),,
则在上恒成立,
即在上恒成立,
由对勾函数性质可知,函数在单调递减,
则,故;
(2)①,,则,
令,则,
则在上单调递增,
又,,
则存在使得,
当时,,单调递减,
当时,,单调递增,
故有极小值点,且,
则
,
由,则,当时,,
在上恒成立,
故在上单调递增;
②由,,
故,又,故,
又,
则存在,,使得;
则,故,,
由在上单调递增,,
则,即,
又,故,
又在上单调递增,故,即有.
1.(14分)在中,角的对边分别为,满足,点是上的一动点,且.
(1)求角的大小;
(2)若为边上的高,且,求的面积;
(3)若为的角平分线,求的最小值.
【答案】(1)(2)(3)
【详解】(1)由,由正弦定理得,
,
,
,
,
.
(2)因为,即,
又,所以,
由余弦定理得,
化简可得,解得,
所以的面积.
(3)因为为的角平分线,且,
因为,
所以,
所以,又,可得,
所以,当且仅当时,等号成立,
所以
,
当且仅当且,即时取等号,
又当时,,符合题意,
故的最小值为12.
2.(15分)如图,在四棱锥中,,,,为的中点,,,点在线段上.
(1)证明:平面;
(2)已知四点均在球的球面上.
(i)证明:三点共线;
(ii)若直线与平面所成角的正弦值为,求.
【答案】(1)证明见解析(2)(i)证明见解析;(ii).
【详解】(1)如图,连接,因为,为的中点,
所以,又,故,
所以,
又,,则,故,
又,,平面,平面,
所以平面,平面,所以,
又,,平面,平面,
所以平面,
(2)(i)法一:如图,以为原点,,,分别为轴的正方向,建立空间直角坐标系,
则,,,,,,设,
由得,,
解得,,所以点的坐标为,则,故,
又为,的公共点,故三点共线,
法二:不妨记为的中点,为的中点,连接,则,
由(1)平面,所以平面,
由,可知,
易知直线上任一点到三点的距离相等,故,
同理由,知过点且垂直于平面的直线上任一点到三点的距离相等,故,
由,所以点即为点,于是三点共线,
(ii)如图,连接,不妨设,
则,,,
设平面的法向量为,则,
即,取,可得,,
所以为平面的一个法向量,
设直线与平面所成的角为,,
所以,
由已知,所以,解得或(舍去),
故.
3.(15分)已知双曲线的右焦点为.
(1)求双曲线的渐近线方程;
(2)已知,点在双曲线上且不与坐标轴垂直,若为直角三角形,求的面积;
(3)过点的动直线交双曲线C于两点,过点分别作直线的垂线,垂足分别为与(不同于点),连接,这两条直线相交于点,问点是否为定点,若是,请求出点的坐标,若不是,请说明理由.
【答案】(1)(2)或(3)存在,
【详解】(1)双曲线的渐近线方程为.
(2)①当时,横坐标代入双曲线方程可得,
则;
②当时,设,∴,
则,
解得,则.
(3)①当斜率不存在时,
,∴;
②当斜率存在时,设为,则直线的方程为,
设,∴,
联立方程,可得,
由题可知①,
同理②,
①②式可得:
,
∴,
∴,
∴,
∴,
则为定点.
4.(15分)已知数列满足,且.
(1)若,且,求的通项及前项和;
(2)若,,则能否为等比数列?若能,求;若不能,说明理由.
【答案】(1),.(2)能,.
【详解】(1)由及,
得,
所以数列是公比为的等比数列,且,
所以,.
(2)因为,若是等比数列,则,
所以,即,
因为,,所以,
下面证明时是等比数列:
由已知是公比为的等比数列,
所以,
所以时
,
当也满足上式,所以,
,又,故数列可以是首项为1,公比为的等比数列,此时.
5.(16分)已知.
(1)当时,证明:对于任意,均有;
(2)①若是R上的增函数,证明:;
②证明:当时,函数在上有唯一的极值点和唯一的零点,且.
【答案】(1)证明见解析(2)① 证明见解析;②证明见解析
【详解】(1)当时,,定义域为.
所以.
当时,;当时,,
所以在上递减,在上递增.
所以在处取得最小值,最小值为.
进而对任意,均有.
(2)①由,得.
因为是R上的增函数,所以在R上恒成立.
设,则.
若,则恒成立,所以在上单调递增,即在上单调递增.
因为,所以当时,;当时,.
所以在上递减,在上递增.不合题意.
若.令,则.
当时,.
设,则,所以在上递减,
存在,与是R上增函数矛盾;
当时,则,设,则.
所以在上递增,,与是R上增函数矛盾;
当时,由(1)知,所以满足要求,
综上所述,.
②由,得.
设,由①知:
当时,在上单调递减,在上单调递增.
因为,所以在恒成立,即方程在上无解.
由(1)知恒成立.
设,则,即.
所以,
因为,所以,,
所以方程在区间上存在唯一解,记为.
因为在上递增,所以方程在上存在唯一解.
综上所述,方程在上存在唯一解,且当时,;当时,.
所以函数在上单调递减,在上单调递增.
所以函数在上存在唯一极值点.
因为,且在上递减,所以在恒成立,
所以函数在上无零点,且.
由,得.
,设,
则,
所以是增函数,因为,所以,
又,所以在上存在零点,
因为在上递增,所以函数在有唯一的零点.
综上所述,函数在有唯一的零点,且.
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大题仿真卷03(A组+B组+C组)
(模式:5道解答题 满分:75分 限时:75分钟)
1.(14分)记内角,,的对边分别为,,,已知是的中点,且.
(1)若的面积为,,求;
(2)若,当最大时,求,的值.
2.(15分)如图,已知四棱锥的底面是边长为2的菱形,平面,是的中点,是的中点.
(1)求证:平面;
(2)若平面平面,求证:;
(3)在(2)的条件下,且平面与平面的夹角余弦值为,求四棱锥的体积.
3.(15分)已知椭圆的离心率,且经过点,为坐标原点,斜率不为0的直线与椭圆交于两点,.
(1)求椭圆的方程;
(2)证明:点到直线的距离是定值;
(3)求的取值范围.
4.(15分)已知数列满足,且.
(1)证明:为等比数列;
(2)设,证明:;
(3)设,且数列的前项和为,证明:.
5.(16分)已知函数.
(1)设,求的零点并判断的单调性;
(2)若,且,证明:
(i);
(ii).
1.(14分)已知a,b,c分别为三个内角A,B,C的对边,且.
(1)求A;
(2)设D为边AB上一点,且,若,的周长为,求的面积.
2.(15分)在三棱锥中,平面BCD,M是AD的中点,P是BM的中点,点Q在棱AC上,且.
(1)求证:;
(2)若是边长为2的等边三角形,且三棱锥的体积为,求平面与平面夹角的余弦值.
3.(15分)已知椭圆的右焦点为,且椭圆C过点.
(1)求椭圆C的标准方程.
(2)若直线l与椭圆C交于A,B两点,直线交线段于点Q,且,证明:直线l过定点.
(3)在(2)的条件下,求的最大值.
4.(15分)已知数列的首项,且满足
(1)求证:为等比数列;
(2)设,记的前项和,求满足的最小正整数.
5.(16分)已知函数.
(1)若是在上的增函数,求实数的取值范围.
(2)若,,是的两个零点,为的一个极值点.
①设,证明:在上单调递增.
②求证:.
1.(14分)在中,角的对边分别为,满足,点是上的一动点,且.
(1)求角的大小;
(2)若为边上的高,且,求的面积;
(3)若为的角平分线,求的最小值.
2.(15分)如图,在四棱锥中,,,,为的中点,,,点在线段上.
(1)证明:平面;
(2)已知四点均在球的球面上.
(i)证明:三点共线;
(ii)若直线与平面所成角的正弦值为,求.
3.(15分)已知双曲线的右焦点为.
(1)求双曲线的渐近线方程;
(2)已知,点在双曲线上且不与坐标轴垂直,若为直角三角形,求的面积;
(3)过点的动直线交双曲线C于两点,过点分别作直线的垂线,垂足分别为与(不同于点),连接,这两条直线相交于点,问点是否为定点,若是,请求出点的坐标,若不是,请说明理由.
4.(15分)已知数列满足,且.
(1)若,且,求的通项及前项和;
(2)若,,则能否为等比数列?若能,求;若不能,说明理由.
5.(16分)已知.
(1)当时,证明:对于任意,均有;
(2)①若是R上的增函数,证明:;
②证明:当时,函数在上有唯一的极值点和唯一的零点,且.
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