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文档介绍
全国统一高考数学试卷新课标Ⅲ理科广西贵州云南
2016年全国统一高考数学试卷(新课标Ⅲ)(理科) 一、选择题:本大题共12小题,每小题5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.(5分)设集合S={x|(x﹣2)(x﹣3)≥0},T={x|x>0},则S∩T=( ) A.[2,3] B.(﹣∞,2]∪[3,+∞) C.[3,+∞) D.(0,2]∪[3,+∞) 2.(5分)若z=1+2i,则=( ) A.1 B.﹣1 C.i D.﹣i 3.(5分)已知向量=(,),=(,),则∠ABC=( ) A.30° B.45° C.60° D.120° 4.(5分)某旅游城市为向游客介绍本地的气温情况,绘制了一年中各月平均最高气温和平均最低气温的雷达图,图中A点表示十月的平均最高气温约为15℃,B点表示四月的平均最低气温约为5℃,下面叙述不正确的是( ) A.各月的平均最低气温都在0℃以上 B.七月的平均温差比一月的平均温差大 C.三月和十一月的平均最高气温基本相同 D.平均最高气温高于20℃的月份有5个 5.(5分)若tanα=,则cos2α+2sin2α=( ) A. B. C.1 D. 6.(5分)已知a=2,b=3,c=25,则( ) A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b 7.(5分)执行如图程序框图,如果输入的a=4,b=6,那么输出的n=( ) A.3 B.4 C.5 D.6 8.(5分)在△ABC中,B=,BC边上的高等于BC,则cosA=( ) A. B. C.﹣ D.﹣ 9.(5分)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表面积为( ) A.18+36 B.54+18 C.90 D.81 10.(5分)在封闭的直三棱柱ABC﹣A1B1C1内有一个体积为V的球,若AB⊥BC,AB=6,BC=8,AA1=3,则V的最大值是( ) A.4π B. C.6π D. 11.(5分)已知O为坐标原点,F是椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左,右顶点.P为C上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( ) A. B. C. D. 12.(5分)定义“规范01数列”{an}如下:{an}共有2m项,其中m项为0,m项为1,且对任意k≤2m,a1,a2,…,ak中0的个数不少于1的个数,若m=4,则不同的“规范01数列”共有( ) A.18个 B.16个 C.14个 D.12个 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分. 13.(5分)(2015•新课标II)若x,y满足约束条件,则z=x+y的最大值为 . 14.(5分)函数y=sinx﹣cosx的图象可由函数y=sinx+cosx的图象至少向右平移 个单位长度得到. 15.(5分)已知f(x)为偶函数,当x<0时,f(x)=ln(﹣x)+3x,则曲线y=f(x)在点(1,﹣3)处的切线方程是 . 16.(5分)已知直线l:mx+y+3m﹣=0与圆x2+y2=12交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,若|AB|=2,则|CD|= . 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 17.(12分)已知数列{an}的前n项和Sn=1+λan,其中λ≠0. (1)证明{an}是等比数列,并求其通项公式; (2)若S5=,求λ. 18.(12分)如图是我国2008年至2014年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨)的折线图. 注:年份代码1﹣7分别对应年份2008﹣2014. (1)由折线图看出,可用线性回归模型拟合y与t的关系,请用相关系数加以证明; (2)建立y关于t的回归方程(系数精确到0.01),预测2016年我国生活垃圾无害化处理量. 附注: 参考数据:yi=9.32,tiyi=40.17,=0.55,≈2.646. 参考公式:r=, 回归方程=+t中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为: =,=﹣. 19.(12分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M为线段AD上一点,AM=2MD,N为PC的中点. (1)证明:MN∥平面PAB; (2)求直线AN与平面PMN所成角的正弦值. 20.(12分)已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C于A,B两点,交C的准线于P,Q两点. (Ⅰ)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明AR∥FQ; (Ⅱ)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程. 21.(12分)设函数f(x)=acos2x+(a﹣1)(cosx+1),其中a>0,记f(x)的最大值为A. (Ⅰ)求f′(x); (Ⅱ)求A; (Ⅲ)证明:|f′(x)|≤2A. 请考生在第22-24题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-1:几何证明选讲] 22.(10分)如图,⊙O中的中点为P,弦PC,PD分别交AB于E,F两点. (1)若∠PFB=2∠PCD,求∠PCD的大小; (2)若EC的垂直平分线与FD的垂直平分线交于点G,证明:OG⊥CD. [选修4-4:坐标系与参数方程] 23.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数),以坐标原点为极点,以x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+)=2. (1)写出C1的普通方程和C2的直角坐标方程; (2)设点P在C1上,点Q在C2上,求|PQ|的最小值及此时P的直角坐标. [选修4-5:不等式选讲] 24.已知函数f(x)=|2x﹣a|+a. (1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集; (2)设函数g(x)=|2x﹣1|,当x∈R时,f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围. 2016年全国统一高考数学试卷(新课标Ⅲ)(理科) 参考答案与试题解析 一、选择题:本大题共12小题,每小题5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.(5分)设集合S={x|(x﹣2)(x﹣3)≥0},T={x|x>0},则S∩T=( ) A.[2,3] B.(﹣∞,2]∪[3,+∞) C.[3,+∞) D.(0,2]∪[3,+∞) 【考点】交集及其运算.菁优网版权所有 【专题】集合思想;定义法;集合. 【分析】求出S中不等式的解集确定出S,找出S与T的交集即可. 【解答】解:由S中不等式解得:x≤2或x≥3,即S=(﹣∞,2]∪[3,+∞), ∵T=(0,+∞), ∴S∩T=(0,2]∪[3,+∞), 故选:D. 【点评】此题考查了交集及其运算,熟练掌握交集的定义是解本题的关键. 2.(5分)若z=1+2i,则=( ) A.1 B.﹣1 C.i D.﹣i 【考点】复数代数形式的乘除运算.菁优网版权所有 【专题】计算题;规律型;转化思想;数系的扩充和复数. 【分析】利用复数的乘法运算法则,化简求解即可. 【解答】解:z=1+2i,则===i. 故选:C. 【点评】本题考查复数的代数形式混合运算,考查计算能力. 3.(5分)已知向量=(,),=(,),则∠ABC=( ) A.30° B.45° C.60° D.120° 【考点】数量积表示两个向量的夹角.菁优网版权所有 【专题】计算题;向量法;综合法;平面向量及应用. 【分析】根据向量的坐标便可求出,及的值,从而根据向量夹角余弦公式即可求出cos∠ABC的值,根据∠ABC的范围便可得出∠ABC的值. 【解答】解:,; ∴; 又0≤∠ABC≤180°; ∴∠ABC=30°. 故选A. 【点评】考查向量数量积的坐标运算,根据向量坐标求向量长度的方法,以及向量夹角的余弦公式,向量夹角的范围,已知三角函数值求角. 4.(5分)某旅游城市为向游客介绍本地的气温情况,绘制了一年中各月平均最高气温和平均最低气温的雷达图,图中A点表示十月的平均最高气温约为15℃,B点表示四月的平均最低气温约为5℃,下面叙述不正确的是( ) A.各月的平均最低气温都在0℃以上 B.七月的平均温差比一月的平均温差大 C.三月和十一月的平均最高气温基本相同 D.平均最高气温高于20℃的月份有5个 【考点】进行简单的合情推理.菁优网版权所有 【专题】数形结合;数学模型法;推理和证明. 【分析】根据平均最高气温和平均最低气温的雷达图进行推理判断即可. 【解答】解:A.由雷达图知各月的平均最低气温都在0℃以上,正确 B.七月的平均温差大约在10°左右,一月的平均温差在5°左右,故七月的平均温差比一月的平均温差大,正确 C.三月和十一月的平均最高气温基本相同,都为10°,正确 D.平均最高气温高于20℃的月份有7,8两个月,故D错误, 故选:D 【点评】本题主要考查推理和证明的应用,根据平均最高气温和平均最低气温的雷达图,利用图象法进行判断是解决本题的关键. 5.(5分)若tanα=,则cos2α+2sin2α=( ) A. B. C.1 D. 【考点】三角函数的化简求值.菁优网版权所有 【专题】计算题;转化思想;转化法;三角函数的求值. 【分析】将所求的关系式的分母“1”化为(cos2α+sin2α),再将“弦”化“切”即可得到答案. 【解答】解:∵tanα=, ∴cos2α+2sin2α====. 故选:A. 【点评】本题考查三角函数的化简求值,“弦”化“切”是关键,是基础题. 6.(5分)已知a=2,b=3,c=25,则( ) A.b<a<c B.a<b<c C.b<c<a D.c<a<b 【考点】对数函数图象与性质的综合应用;指数函数的单调性与特殊点;幂函数的实际应用.菁优网版权所有 【专题】转化思想;转化法;函数的性质及应用. 【分析】b=4=,c=25=,结合幂函数的单调性,可比较a,b,c,进而得到答案. 【解答】解:∵a=2=, b=3, c=25=, 综上可得:b<a<c, 故选A 【点评】本题考查的知识点是指数函数的单调性,幂函数的单调性,是函数图象和性质的综合应用,难度中档. 7.(5分)执行如图程序框图,如果输入的a=4,b=6,那么输出的n=( ) A.3 B.4 C.5 D.6 【考点】程序框图.菁优网版权所有 【专题】计算题;图表型;试验法;算法和程序框图. 【分析】模拟执行程序,根据赋值语句的功能依次写出每次循环得到的a,b,s,n的值,当s=20时满足条件s>16,退出循环,输出n的值为4. 【解答】解:模拟执行程序,可得 a=4,b=6,n=0,s=0 执行循环体,a=2,b=4,a=6,s=6,n=1 不满足条件s>16,执行循环体,a=﹣2,b=6,a=4,s=10,n=2 不满足条件s>16,执行循环体,a=2,b=4,a=6,s=16,n=3 不满足条件s>16,执行循环体,a=﹣2,b=6,a=4,s=20,n=4 满足条件s>16,退出循环,输出n的值为4. 故选:B. 【点评】本题主要考查了循环结构的程序框图的应用,正确依次写出每次循环得到的a,b,s的值是解题的关键,属于基础题. 8.(5分)在△ABC中,B=,BC边上的高等于BC,则cosA=( ) A. B. C.﹣ D.﹣ 【考点】三角形中的几何计算.菁优网版权所有 【专题】转化思想;数形结合法;解三角形. 【分析】作出图形,令∠DAC=θ,依题意,可求得cosθ===,sinθ=,利用两角和的余弦即可求得答案. 【解答】解:设△ABC中角A、B、C、对应的边分别为a、b、c,AD⊥BC于D,令∠DAC=θ, ∵在△ABC中,B=,BC边上的高AD=h=BC=a, ∴BD=AD=a,CD=a, 在Rt△ADC中,cosθ===,故sinθ=, ∴cosA=cos(+θ)=coscosθ﹣sinsinθ=×﹣×=﹣. 故选:C. 【点评】本题考查解三角形中,作出图形,令∠DAC=θ,利用两角和的余弦求cosA是关键,也是亮点,属于中档题. 9.(5分)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表面积为( ) A.18+36 B.54+18 C.90 D.81 【考点】由三视图求面积、体积.菁优网版权所有 【专题】计算题;空间位置关系与距离;立体几何. 【分析】由已知中的三视图可得:该几何体是一个以俯视图为底面的四棱柱,进而得到答案. 【解答】解:由已知中的三视图可得:该几何体是一个以俯视图为底面的四棱柱, 其底面面积为:3×6=18, 前后侧面的面积为:3×6×2=36, 左右侧面的面积为:3××2=18, 故棱柱的表面积为:18+36+9=54+18. 故选:B. 【点评】本题考查的知识点是由三视图,求体积和表面积,根据已知的三视图,判断几何体的形状是解答的关键. 10.(5分)在封闭的直三棱柱ABC﹣A1B1C1内有一个体积为V的球,若AB⊥BC,AB=6,BC=8,AA1=3,则V的最大值是( ) A.4π B. C.6π D. 【考点】棱柱、棱锥、棱台的体积.菁优网版权所有 【专题】计算题;空间位置关系与距离;立体几何. 【分析】根据已知可得直三棱柱ABC﹣A1B1C1的内切球半径为,代入球的体积公式,可得答案. 【解答】解:∵AB⊥BC,AB=6,BC=8, ∴AC=10. 故三角形ABC的内切圆半径r==2, 又由AA1=3, 故直三棱柱ABC﹣A1B1C1的内切球半径为, 此时V的最大值=, 故选:B 【点评】本题考查的知识点是棱柱的几何特征,根据已知求出球的半径,是解答的关键. 11.(5分)已知O为坐标原点,F是椭圆C:+=1(a>b>0)的左焦点,A,B分别为C的左,右顶点.P为C上一点,且PF⊥x轴,过点A的直线l与线段PF交于点M,与y轴交于点E.若直线BM经过OE的中点,则C的离心率为( ) A. B. C. D. 【考点】椭圆的简单性质.菁优网版权所有 【专题】方程思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程. 【分析】由题意可得F,A,B的坐标,设出直线AE的方程为y=k(x+a),分别令x=﹣c,x=0,可得M,E的坐标,再由中点坐标公式可得H的坐标,运用三点共线的条件:斜率相等,结合离心率公式,即可得到所求值. 【解答】解:由题意可设F(﹣c,0),A(﹣a,0),B(a,0), 令x=﹣c,代入椭圆方程可得y=±b=±, 可得P(﹣c,), 设直线AE的方程为y=k(x+a), 令x=﹣c,可得M(﹣c,k(a﹣c)),令x=0,可得E(0,ka), 设OE的中点为H,可得H(0,), 由B,H,M三点共线,可得kBH=kBM, 即为=, 化简可得=,即为a=3c, 可得e==. 故选:A. 【点评】本题考查椭圆的离心率的求法,注意运用椭圆的方程和性质,以及直线方程的运用和三点共线的条件:斜率相等,考查化简整理的运算能力,属于中档题. 12.(5分)定义“规范01数列”{an}如下:{an}共有2m项,其中m项为0,m项为1,且对任意k≤2m,a1,a2,…,ak中0的个数不少于1的个数,若m=4,则不同的“规范01数列”共有( ) A.18个 B.16个 C.14个 D.12个 【考点】数列的应用.菁优网版权所有 【专题】压轴题;新定义;对应思想;试验法. 【分析】由新定义可得,“规范01数列”有偶数项2m项,且所含0与1的个数相等,首项为0,末项为1,当m=4时,数列中有四个0和四个1,然后一一列举得答案. 【解答】解:由题意可知,“规范01数列”有偶数项2m项,且所含0与1的个数相等,首项为0,末项为1,若m=4,说明数列有8项,满足条件的数列有: 0,0,0,0,1,1,1,1; 0,0,0,1,0,1,1,1; 0,0,0,1,1,0,1,1; 0,0,0,1,1,1,0,1; 0,0,1,0,0,1,1,1; 0,0,1,0,1,0,1,1; 0,0,1,0,1,1,0,1; 0,0,1,1,0,1,0,1; 0,0,1,1,0,0,1,1; 0,1,0,0,0,1,1,1; 0,1,0,0,1,0,1,1; 0,1,0,0,1,1,0,1; 0,1,0,1,0,0,1,1; 0,1,0,1,0,1,0,1.共14个. 故选:C. 【点评】本题是新定义题,考查数列的应用,关键是对题意的理解,枚举时做到不重不漏,是压轴题. 二、填空题:本大题共4小题,每小题5分. 13.(5分)(2015•新课标II)若x,y满足约束条件,则z=x+y的最大值为 . 【考点】简单线性规划.菁优网版权所有 【专题】不等式的解法及应用. 【分析】首先画出平面区域,然后将目标函数变形为直线的斜截式,求在y轴的截距最大值. 【解答】解:不等式组表示的平面区域如图阴影部分,当直线经过D点时,z最大, 由得D(1,), 所以z=x+y的最大值为1+; 故答案为:. 【点评】本题考查了简单线性规划;一般步骤是:①画出平面区域;②分析目标函数,确定求最值的条件. 14.(5分)函数y=sinx﹣cosx的图象可由函数y=sinx+cosx的图象至少向右平移 个单位长度得到. 【考点】函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换.菁优网版权所有 【专题】函数思想;转化法;三角函数的图像与性质. 【分析】令f(x)=sinx+cosx=2in(x+),则f(x﹣φ)=2in(x+﹣φ),依题意可得2in(x+﹣φ)=2in(x﹣),由﹣φ=2kπ﹣(k∈Z),可得答案. 【解答】解:∵y=f(x)=sinx+cosx=2in(x+),y=sinx﹣cosx=2in(x﹣), ∴f(x﹣φ)=2in(x+﹣φ)(φ>0), 令2in(x+﹣φ)=2in(x﹣), 则﹣φ=2kπ﹣(k∈Z), 即φ=﹣2kπ(k∈Z), 当k=0时,正数φmin=, 故答案为:. 【点评】本题考查函数y=sinx的图象变换得到y=Asin(ωx+φ)(A>0,ω>0)的图象,得到﹣φ=2kπ﹣(k∈Z)是关键,也是难点,属于中档题. 15.(5分)已知f(x)为偶函数,当x<0时,f(x)=ln(﹣x)+3x,则曲线y=f(x)在点(1,﹣3)处的切线方程是 2x+y+1=0 . 【考点】利用导数研究曲线上某点切线方程.菁优网版权所有 【专题】方程思想;函数的性质及应用;导数的概念及应用. 【分析】由偶函数的定义,可得f(﹣x)=f(x),即有x>0时,f(x)=lnx﹣3x,求出导数,求得切线的斜率,由点斜式方程可得切线的方程. 【解答】解:f(x)为偶函数,可得f(﹣x)=f(x), 当x<0时,f(x)=ln(﹣x)+3x,即有 x>0时,f(x)=lnx﹣3x,f′(x)=﹣3, 可得f(1)=ln1﹣3=﹣3,f′(1)=1﹣3=﹣2, 则曲线y=f(x)在点(1,﹣3)处的切线方程为y﹣(﹣3)=﹣2(x﹣1), 即为2x+y+1=0. 故答案为:2x+y+1=0. 【点评】本题考查导数的运用:求切线的方程,同时考查函数的奇偶性的定义和运用,考查运算能力,属于中档题. 16.(5分)已知直线l:mx+y+3m﹣=0与圆x2+y2=12交于A,B两点,过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点,若|AB|=2,则|CD|= 4 . 【考点】直线与圆相交的性质.菁优网版权所有 【专题】计算题;转化思想;综合法;直线与圆. 【分析】先求出m,可得直线l的倾斜角为30°,再利用三角函数求出|CD|即可. 【解答】解:由题意,|AB|=2,∴圆心到直线的距离d=3, ∴=3, ∴m=﹣ ∴直线l的倾斜角为30°, ∵过A,B分别作l的垂线与x轴交于C,D两点, ∴|CD|==4. 故答案为:4. 【点评】本题考查直线与圆的位置关系,考查弦长的计算,考查学生的计算能力,比较基础. 三、解答题:解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤. 17.(12分)已知数列{an}的前n项和Sn=1+λan,其中λ≠0. (1)证明{an}是等比数列,并求其通项公式; (2)若S5=,求λ. 【考点】数列递推式;等比关系的确定.菁优网版权所有 【专题】方程思想;转化法;等差数列与等比数列. 【分析】(1)根据数列通项公式与前n项和公式之间的关系进行递推,结合等比数列的定义进行证明求解即可. (2)根据条件建立方程关系进行求解就可. 【解答】解:(1)∵Sn=1+λan,λ≠0. ∴an≠0. 当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=1+λan﹣1﹣λan﹣1=λan﹣λan﹣1, 即(λ﹣1)an=λan﹣1, ∵λ≠0,an≠0.∴λ﹣1≠0.即λ≠1, 即=,(n≥2), ∴{an}是等比数列,公比q=, 当n=1时,S1=1+λa1=a1, 即a1=, ∴an=•()n﹣1. (2)若S5=, 则若S5=1+λ(•()4=, 即()5=﹣1=﹣, 则=﹣,得λ=﹣1. 【点评】本题主要考查数列递推关系的应用,根据n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1的关系进行递推是解决本题的关键.考查学生的运算和推理能力. 18.(12分)如图是我国2008年至2014年生活垃圾无害化处理量(单位:亿吨)的折线图. 注:年份代码1﹣7分别对应年份2008﹣2014. (1)由折线图看出,可用线性回归模型拟合y与t的关系,请用相关系数加以证明; (2)建立y关于t的回归方程(系数精确到0.01),预测2016年我国生活垃圾无害化处理量. 附注: 参考数据:yi=9.32,tiyi=40.17,=0.55,≈2.646. 参考公式:r=, 回归方程=+t中斜率和截距的最小二乘估计公式分别为: =,=﹣. 【考点】线性回归方程.菁优网版权所有 【专题】计算题;转化思想;概率与统计. 【分析】(1)由折线图看出,y与t之间存在较强的正相关关系,将已知数据代入相关系数方程,可得答案; (2)根据已知中的数据,求出回归系数,可得回归方程,2016年对应的t值为9,代入可预测2016年我国生活垃圾无害化处理量. 【解答】解:(1)由折线图看出,y与t之间存在较强的正相关关系,理由如下: ∵r==≈≈≈0.996, ∵0.996>0.75, 故y与t之间存在较强的正相关关系; (2)==≈≈0.10, =﹣≈1.331﹣0.10×4≈0.93, ∴y关于t的回归方程=0.103+0.93, 2016年对应的t值为9, 故=0.10×9+0.93=1.83, 预测2016年我国生活垃圾无害化处理量为1.83亿吨. 【点评】本题考查的知识点是线性回归方程,回归分析,计算量比较大,计算时要细心. 19.(12分)如图,四棱锥P﹣ABCD中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M为线段AD上一点,AM=2MD,N为PC的中点. (1)证明:MN∥平面PAB; (2)求直线AN与平面PMN所成角的正弦值. 【考点】直线与平面所成的角;直线与平面平行的判定.菁优网版权所有 【专题】综合题;转化思想;数形结合法;空间位置关系与距离;空间角. 【分析】(1)法一、取PB中点G,连接AG,NG,由三角形的中位线定理可得NG∥BC,且NG=,再由已知得AM∥BC,且AM=BC,得到NG∥AM,且NG=AM,说明四边形AMNG为平行四边形,可得NM∥AG,由线面平行的判定得到MN∥平面PAB; 法二、证明MN∥平面PAB,转化为证明平面NEM∥平面PAB,在△PAC中,过N作NE⊥AC,垂足为E,连接ME,由已知PA⊥底面ABCD,可得PA∥NE,通过求解直角三角形得到ME∥AB,由面面平行的判定可得平面NEM∥平面PAB,则结论得证; (2)连接CM,证得CM⊥AD,进一步得到平面PNM⊥平面PAD,在平面PAD内,过A作AF⊥PM,交PM于F,连接NF,则∠ANF为直线AN与平面PMN所成角.然后求解直角三角形可得直线AN与平面PMN所成角的正弦值. 【解答】(1)证明:法一、如图,取PB中点G,连接AG,NG, ∵N为PC的中点, ∴NG∥BC,且NG=, 又AM=,BC=4,且AD∥BC, ∴AM∥BC,且AM=BC, 则NG∥AM,且NG=AM, ∴四边形AMNG为平行四边形,则NM∥AG, ∵AG⊂平面PAB,NM⊄平面PAB, ∴MN∥平面PAB; 法二、 在△PAC中,过N作NE⊥AC,垂足为E,连接ME, 在△ABC中,由已知AB=AC=3,BC=4,得cos∠ACB=, ∵AD∥BC, ∴cos,则sin∠EAM=, 在△EAM中, ∵AM=,AE=, 由余弦定理得:EM==, ∴cos∠AEM=, 而在△ABC中,cos∠BAC=, ∴cos∠AEM=cos∠BAC,即∠AEM=∠BAC, ∴AB∥EM,则EM∥平面PAB. 由PA⊥底面ABCD,得PA⊥AC,又NE⊥AC, ∴NE∥PA,则NE∥平面PAB. ∵NE∩EM=E, ∴平面NEM∥平面PAB,则MN∥平面PAB; (2)解:在△AMC中,由AM=2,AC=3,cos∠MAC=,得CM2=AC2+AM2﹣2AC•AM•cos∠MAC=. ∴AM2+MC2=AC2,则AM⊥MC, ∵PA⊥底面ABCD,PA⊂平面PAD, ∴平面ABCD⊥平面PAD,且平面ABCD∩平面PAD=AD, ∴CM⊥平面PAD,则平面PNM⊥平面PAD. 在平面PAD内,过A作AF⊥PM,交PM于F,连接NF,则∠ANF为直线AN与平面PMN所成角. 在Rt△PAC中,由N是PC的中点,得AN==, 在Rt△PAM中,由PA•AM=PM•AF,得AF=, ∴sin. ∴直线AN与平面PMN所成角的正弦值为. 【点评】本题考查直线与平面平行的判定,考查直线与平面所成角的求法,考查数学转化思想方法,考查了空间想象能力和计算能力,是中档题. 20.(12分)已知抛物线C:y2=2x的焦点为F,平行于x轴的两条直线l1,l2分别交C于A,B两点,交C的准线于P,Q两点. (Ⅰ)若F在线段AB上,R是PQ的中点,证明AR∥FQ; (Ⅱ)若△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求AB中点的轨迹方程. 【考点】抛物线的简单性质;轨迹方程.菁优网版权所有 【专题】综合题;转化思想;综合法;圆锥曲线的定义、性质与方程. 【分析】(Ⅰ)连接RF,PF,利用等角的余角相等,证明∠PRA=∠PRF,即可证明AR∥FQ; (Ⅱ)利用△PQF的面积是△ABF的面积的两倍,求出N的坐标,利用点差法求AB中点的轨迹方程. 【解答】(Ⅰ)证明:连接RF,PF, 由AP=AF,BQ=BF及AP∥BQ,得∠AFP+∠BFQ=180°, ∴∠PFQ=90°, ∵R是PQ的中点, ∴RF=RP=RQ, ∴△PAR≌△FAR, ∴∠PAR=∠FAR,∠PRA=∠FRA, ∵∠BQF+∠BFQ=180°﹣∠QBF=∠PAF=2∠PAR, ∴∠FQB=∠PAR, ∴∠PRA=∠PRF, ∴AR∥FQ. (Ⅱ)设A(x1,y1),B(x2,y2), F(,0),准线为 x=﹣, S△PQF=|PQ|=|y1﹣y2|, 设直线AB与x轴交点为N, ∴S△ABF=|FN||y1﹣y2|, ∵△PQF的面积是△ABF的面积的两倍, ∴2|FN|=1,∴xN=1,即N(1,0). 设AB中点为M(x,y),由得=2(x1﹣x2), 又=, ∴=,即y2=x﹣1. ∴AB中点轨迹方程为y2=x﹣1. 【点评】本题考查抛物线的方程与性质,考查轨迹方程,考查学生的计算能力,属于中档题. 21.(12分)设函数f(x)=acos2x+(a﹣1)(cosx+1),其中a>0,记f(x)的最大值为A. (Ⅰ)求f′(x); (Ⅱ)求A; (Ⅲ)证明:|f′(x)|≤2A. 【考点】利用导数研究函数的单调性.菁优网版权所有 【专题】分类讨论;转化思想;换元法;函数的性质及应用;导数的综合应用;三角函数的求值. 【分析】(Ⅰ)根据复合函数的导数公式进行求解即可求f′(x); (Ⅱ)讨论a的取值,利用分类讨论的数学,结合换元法,以及一元二次函数的最值的性质进行求解; (Ⅲ)由(I),结合绝对值不等式的性质即可证明:|f′(x)|≤2A. 【解答】(I)解:f′(x)=﹣2asin2x﹣(a﹣1)sinx. (II)当a≥1时,|f(x)|=|acos2x+(a﹣1)(cosx+1)|≤a+2(a﹣1)=3a﹣2=f(0),因此A=3a﹣2. 当0<a<1时,f(x)等价为f(x)=acos2x+(a﹣1)(cosx+1)=2acos2x+(a﹣1)cosx﹣1, 令g(t)=2at2+(a﹣1)t﹣1, 则A是|g(t)|在[﹣1,1]上的最大值,g(﹣1)=a,g(1)=3a﹣2, 且当t=时,g(t)取得极小值,极小值为g()=﹣﹣1=﹣, 令﹣1<<1,得a<(舍)或a>.因此A=3a﹣2 g(﹣1)=a,g(1)=3a+2,a<3a+2,∴t=1时,g(t)取得最大值,g(1)=3a+2,即f(x)的最大值为3a+2. 综上可得:t=1时,g(t)取得最大值,g(1)=3a+2,即f(x)的最大值为3a+2. ∴A=3a+2. ①当0<a≤时,g(t)在(﹣1,1)内无极值点,|g(﹣1)|=a,|g(1)|=2﹣3a,|g(﹣1)|<|g(1)|, ∴A=2﹣3a, ②当<a<1时,由g(﹣1)﹣g(1)=2(1﹣a)>0,得g(﹣1)>g(1)>g(), 又|g()﹣g(﹣1)|=>0, ∴A=|g()|=, 综上,A=. (III)证明:由(I)可得:|f′(x)|=|﹣2asin2x﹣(a﹣1)sinx|≤2a+|a﹣1|, 当0<a≤时,|f′(x)|≤1+a≤2﹣4a<2(2﹣3a)=2A, 当<a<1时,A==++≥1, ∴|f′(x)|≤1+a≤2A, 当a≥1时,|f′(x)|≤3a﹣1≤6a﹣4=2A, 综上:|f′(x)|≤2A. 【点评】本题主要考查函数的导数以及函数最值的应用,求函数的导数,利用函数单调性和导数的关系,以及换元法,转化法转化法转化为一元二次函数是解决本题的关键.综合性较强,难度较大. 请考生在第22-24题中任选一题做答,如果多做,则按所做的第一题计分.[选修4-1:几何证明选讲] 22.(10分)如图,⊙O中的中点为P,弦PC,PD分别交AB于E,F两点. (1)若∠PFB=2∠PCD,求∠PCD的大小; (2)若EC的垂直平分线与FD的垂直平分线交于点G,证明:OG⊥CD. 【考点】与圆有关的比例线段.菁优网版权所有 【专题】转化思想;综合法;推理和证明. 【分析】(1)连接PA,PB,BC,设∠PEB=∠1,∠PCB=∠2,∠ABC=∠3,∠PBA=∠4,∠PAB=∠5,运用圆的性质和四点共圆的判断,可得E,C,D,F共圆,再由圆内接四边形的性质,即可得到所求∠PCD的度数; (2)运用圆的定义和E,C,D,F共圆,可得G为圆心,G在CD的中垂线上,即可得证. 【解答】(1)解:连接PA,PB,BC, 设∠PEB=∠1,∠PCB=∠2,∠ABC=∠3, ∠PBA=∠4,∠PAB=∠5, 由⊙O中的中点为P,可得∠4=∠5, 在△EBC中,∠1=∠2+∠3, 又∠D=∠3+∠4,∠2=∠5, 即有∠2=∠4,则∠D=∠1, 则四点E,C,D,F共圆, 可得∠EFD+∠PCD=180°, 由∠PFB=∠EFD=2∠PCD, 即有3∠PCD=180°, 可得∠PCD=60°; (2)证明:由C,D,E,F共圆, 由EC的垂直平分线与FD的垂直平分线交于点G 可得G为圆心,即有GC=GD, 则G在CD的中垂线,又CD为圆G的弦, 则OG⊥CD. 【点评】本题考查圆内接四边形的性质和四点共圆的判断,以及圆的垂径定理的运用,考查推理能力,属于中档题. [选修4-4:坐标系与参数方程] 23.在直角坐标系xOy中,曲线C1的参数方程为(α为参数),以坐标原点为极点,以x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+)=2. (1)写出C1的普通方程和C2的直角坐标方程; (2)设点P在C1上,点Q在C2上,求|PQ|的最小值及此时P的直角坐标. 【考点】简单曲线的极坐标方程;参数方程化成普通方程.菁优网版权所有 【专题】方程思想;分析法;圆锥曲线的定义、性质与方程;坐标系和参数方程. 【分析】(1)运用两边平方和同角的平方关系,即可得到C1的普通方程,运用x=ρcosθ,y=ρsinθ,以及两角和的正弦公式,化简可得C2的直角坐标方程; (2)由题意可得当直线x+y﹣4=0的平行线与椭圆相切时,|PQ|取得最值.设与直线x+y﹣4=0平行的直线方程为x+y+t=0,代入椭圆方程,运用判别式为0,求得t,再由平行线的距离公式,可得|PQ|的最小值,解方程可得P的直角坐标. 【解答】解:(1)曲线C1的参数方程为(α为参数), 移项后两边平方可得+y2=cos2α+sin2α=1, 即有椭圆C1:+y2=1; 曲线C2的极坐标方程为ρsin(θ+)=2, 即有ρ(sinθ+cosθ)=2, 由x=ρcosθ,y=ρsinθ,可得x+y﹣4=0, 即有C2的直角坐标方程为直线x+y﹣4=0; (2)由题意可得当直线x+y﹣4=0的平行线与椭圆相切时, |PQ|取得最值. 设与直线x+y﹣4=0平行的直线方程为x+y+t=0, 联立可得4x2+6tx+3t2﹣3=0, 由直线与椭圆相切,可得△=36t2﹣16(3t2﹣3)=0, 解得t=±2, 显然t=﹣2时,|PQ|取得最小值, 即有|PQ|==, 此时4x2﹣12x+9=0,解得x=, 即为P(,). 【点评】本题考查参数方程和普通方程的互化、极坐标和直角坐标的互化,同时考查直线与椭圆的位置关系,主要是相切,考查化简整理的运算能力,属于中档题. [选修4-5:不等式选讲] 24.已知函数f(x)=|2x﹣a|+a. (1)当a=2时,求不等式f(x)≤6的解集; (2)设函数g(x)=|2x﹣1|,当x∈R时,f(x)+g(x)≥3,求a的取值范围. 【考点】绝对值不等式的解法.菁优网版权所有 【专题】计算题;转化思想;综合法;不等式的解法及应用. 【分析】(1)当a=2时,由已知得|2x﹣2|+2≤6,由此能求出不等式f(x)≤6的解集. (2)由f(x)+g(x)=|2x﹣1|+|2x﹣a|+a≥3,得|x﹣|+|x﹣|≥,由此能求出a的取值范围. 【解答】解:(1)当a=2时,f(x)=|2x﹣2|+2, ∵f(x)≤6,∴|2x﹣2|+2≤6, |2x﹣2|≤4,|x﹣1|≤2, ∴﹣2≤x﹣1≤2, 解得﹣1≤x≤3, ∴不等式f(x)≤6的解集为{x|﹣1≤x≤3}. (2)∵g(x)=|2x﹣1|, ∴f(x)+g(x)=|2x﹣1|+|2x﹣a|+a≥3, 2|x﹣|+2|x﹣|+a≥3, |x﹣|+|x﹣|≥, 当a≥3时,成立, 当a<3时,|a﹣1|≥>0, ∴(a﹣1)2≥(3﹣a)2, 解得2≤a<3, ∴a的取值范围是[2,+∞). 【点评】本题考查含绝对值不等式的解法,考查实数的取值范围的求法,是中档题,解题时要认真审题,注意不等式性质的合理运用. 查看更多