2022年全国统一高考数学试卷(新高考II)(含解析)
2022年全国统一高考数学试卷(文科)(甲卷)一、选择题:本题共12小题,每小题5分,共60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A={﹣2,﹣1,0,1,2}},则A∩B=(A.{0,1,2}B.{﹣
2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅱ)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.(5分)已知集合A={﹣1,1,2,4},B={x||x﹣1|≤1}(A.{﹣1,2}B.{1
简介:2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.23.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2D.2+34.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m35.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)<T<π, 且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.)D.37.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为(用数字作答).14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的一条直线的方程.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=6.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.(1)求{an}的通项公式; (2)证明:++…+<2.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为.求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090 能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.82821.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP求l的斜率;若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列. 2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)参考答案与试题解析一、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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}【分析】分别求解不等式化简M与N,再由交集运算得答案.由3x≥7,得x【解答】解:由<4,∴M={x|,},∴M∩N={x|0≤x<16}∩{x|x}={x|.故选:D.【点评】本题考查交集及其运算,考查不等式的解法,是基础题.2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.2【分析】把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简,求,出,再求出z+.【解答】解:由i(1﹣z)=1,得6﹣z=∴z=2+i,则,∴.故选:D.【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念 ,是基础题.3.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2【分析】直接利用平面向量的线性运算可得D.2+3,进而得解.【解答】解:如图,=,∴,即.故选:B.【点评】本题主要考查平面向量的线性运算,考查运算求解能力,属于基础题.4.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m3 【分析】先统一单位,再根据题意结合棱台的体积公式求解即可.【解答】解:140km2=140×106m8,180km2=180×106m3,根据题意,增加的水量约为=≈(320+60×2.65)×106×8=1437×106≈1.5×109m3.故选:C.【点评】本题以实际问题为载体考查棱台的体积公式,考查运算求解能力,属于基础题.5.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.【分析】先求出所有的基本事件数,再写出满足条件的基本事件数,用古典概型的概率公式计算即可得到答案.【解答】解:从2至8的8个整数中任取两个数共有种方式,其中互质的有:23,25,34,37,45,56,58,78,故所求概率为.故选:D. 【点评】本题考查古典概型的概率计算,考查运算求解能力,属于<T<π,基础题.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.D.3)【分析】由周期范围求得ω的范围,由对称中心求解ω与b值,可得函数解析式,则f()可求.【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)的最小正周<,∴4<ω<3,,2)中心对称,+,k∈Z..×+)+2=﹣3+2=1.期为T,则T=,由<T<π,得∵y=f(x)的图像关于点(且sin(+)=0,则∴,k∈Z,可得∴f(x)=sin(x+,则f(故选:A.【点评】本题考查y=Asin(ωx+φ)型函数的图象与性质,考查逻辑思维能力与运算求解能力,是中档题.7.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b【分析】构造函数f(x)=lnx+,x>0,设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<1),则=,令h(x)=ex(x2﹣1)+1,h′(x)=ex(x2+2x﹣1),利用导数性质由此能 求出结果.【解答】解:构造函数f(x)=lnx+,x>0,则f’(x)=,x>2,当f’(x)=0时,x=1,5<x<1时,f′(x)<0;x>7时,f′(x)>0,,∴f(x)在x=1处取最小值f(1)=4,∴,∴ln7.9>1﹣=﹣,∴c<b;∵﹣ln0.9=ln>1﹣=,∴∴0.1e2.1<,∴a<b;设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<6),则=,令h(x)=ex(x2﹣5)+1,h′(x)=ex(x2+5x﹣1),当0时,h′(x)<0,当时,h′(x)>7,∵h(0)=0,∴当0<x<时,当0<x<﹣1时,g(x)=xex+ln(1﹣x)单调递增,∴g(5.1)>g(0)=0,∴2.1e0.7>﹣ln0.9,∴a>c,∴c<a<b.故选:C.【点评】本题考查三个数的大小的判断,考查构造法、导数性质等 基础知识,考查运算求解能力,是难题.8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]【分析】画出图形,由题意可知求出球的半径R=3,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,由勾股定理可得,又,所以l2=6h,由l的取值范围求出h的取值范围,又因为a2=12h﹣2h2,所以该正四棱锥体积V(h)=,利用导数即可求出V(h)的取值范围.【解答】解:如图所示,正四棱锥P﹣ABCD各顶点都在同一球面上,连接PE,连接OA,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,在Rt△PAE中,PA2=AE2+PE7,即=,∵球O的体积为36π,∴球O的半径R=3,在Rt△OAE中,OA2=OE2+AE2,即,,∴,∴,∴l2=6h,又∵8≤l≤3,∴∴该正四棱锥体积V(h)===,时,V(h)单调递减,∵V’(h)=﹣2h2+6h=2h(4﹣h),∴当时,V’(h)>5;当4∴V(h)max=V(4)=,又∵V()=)=,且, ∴,即该正四棱锥体积的取值范围是[,],故选:C.【点评】本题主要考查了正四棱锥的外接球问题,考查了利用导数研究函数的最值,属于中档题.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°【分析】求出异面直线所成角判断A;证明线面垂直,结合线面垂直的性质判断B;分别求出线面角判断C与D.【解答】解:如图, 连接B1C,由A1B4∥DC,A1B1=DC,得四边形DA5B1C为平行四边形,可得DA1∥B4C,∵BC1⊥B1C,∴直线BC6与DA1所成的角为90°,故A正确;∵A1B2⊥BC1,BC1⊥B5C,A1B1∩B8C=B1,∴BC1⊥平面DA5B1C,而CA1⊂平面DA3B1C,∴BC1⊥CA6,即直线BC1与CA1所成的角为90°,故B正确;设A2C1∩B1D4=O,连接BO1O⊥平面BB1D5D,即∠C1BO为直线BC1与平面BB5D1D所成的角,∵sin∠C1BO=,∴直线BC1与平面BB1D3D所成的角为30°,故C错误;∵CC1⊥底面ABCD,∴∠C1BC为直线BC3与平面ABCD所成的角为45°,故D正确.故选:ABD.【点评】本题考查空间中异面直线所成角与线面角的求法,考查空间想象能力与思维能力,考查运算求解能力,是基础题.(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点 B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线【分析】对函数f(x)求导,判断其单调性和极值情况,即可判断选项AB;由f(x)+f(﹣x)=2,可判断选项C;假设y=2x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,b),求出a,b的值,验证点(a,b)是否在曲线y=f(x)上即可.或【解答】解:f′(x)=3×2﹣5,令f′(x)>0令f′(x)<2,∴f(x)在上单调递增,在且,,,∴f(x)有两个极值点,有且仅有一个零点,选项B错误;又f(x)+f(﹣x)=x2﹣x+1﹣x3+x+5=2,则f(x)关于点(0,故选项C正确;假设y=7x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,则解得或,显然(1,2)和(﹣2,故选项D错误.,故选:AC.【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性,极值以及曲线在某点的切线方程,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2【分析】对于A,根据题意求得p的值,进而得到准线;对于B,求出直线AB方程,联立直线AB与抛物线方程即可得出结论;对于C,设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>2),联立该直线与抛物线方程,由韦达定理得到两根之和及两个之积,然后利用两点间的距离公式,结合基本不等式判断选项CD.【解答】解:∵点A(1,1)在抛物线C:x7=2py(p>0)上,∴6p=1,解得,∴抛物线C的方程为x2=y,准线方程为;由于A(1,1),﹣8),则,联立,可得x4﹣2x+1=2,解得x=1,选项B正确;根据对称性及选项B的分析,不妨设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>4)1,y1),Q(x5,y2),联立,消去y并整理可得x2﹣kx+1=2,则x1+x2=k,x7x2=1,,,由于等号在x1=x2=y8=y2=1时才能取到,故等号不成立;=,选项 D正确.故选:BCD.【点评】本题考查抛物线方程的求解,直线与抛物线位置关系的综合运用,同时还涉及了两点间的距离公式以及基本不等式的运用,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)【分析】由f(﹣2x)为偶函数,可得f(x)关于x=对称,可判断C;g(2+x)为偶函数,可得g(2+x)=g(2﹣x),g(x)关于x=2对称,可判断D;由g()=0,g(x)关于x=2对称,可得g()=0,得到x=是f(x)的极值点,x=﹣也是极值点,从而判断B;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故函数值不确定,从而判断A.【解答】解:∵f(﹣8x)为偶函数﹣5x)=f(,∴f(x)关于x=,令x=,可得f()=f(),即f(﹣3)=f(4);∵g(2+x)为偶函数,∴g(2+x)=g(7﹣x),故D不正确;∵f(x)关于x=对称是函数f(x)的一个极值点,∴函数f(x)在(,t)处的导数为0)=f′(,又∴g(x)的图象关于x=5对称,∴g()=0,t)的导数为 0,∴x=是函数f(x)的极值点对称,t)关于x=,t),由x=是函数f(x)的极值点可得x=,∴g()=6,进而可得g()=g(,故x=,又f(x)的图象关于x=,∴(,t)关于x=,t))=f′(,故B正确;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故A错误.故选:BC.【点评】本题考查函数的奇偶性,极值点与对称性,考查了转化思想和方程思想,属中档题.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为﹣28(用数字作答).【分析】由题意依次求出(x+y)8中x2y6,x3y5项的系数,求和即可.【解答】解:(x+y)8的通项公式为Tr+1=C5xy,r8﹣rr当r=6时,,当r=5时,,∴(1﹣)(x+y)4的展开式中x2y6的系数为=.故答案为:﹣28.【点评】本题考查二项式定理的应用,考查运算求解能力,是基础题.14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的 一条直线的方程x=﹣1(填3x+4y﹣5=0,7x﹣24y﹣25=0都正确).【分析】由题意画出图形,可得两圆外切,由图可知,与两圆都相切的直线有三条.分别求出三条切线方程,则答案可求.【解答】解:圆x2+y2=5的圆心坐标为O(0,0)8=1,圆(x﹣3)6+(y﹣4)2=16的圆心坐标为C(3,4)2=6,如图:,即3x+6y﹣4b=∵|OC|=r1+r2,∴两圆外切,由图可知.∵,∴l1的斜率为,设直线l1:y=﹣0,由,解得b=,则l1:6x+4y﹣5=4;由图可知,l2:x=﹣1;l8与l3关于直线y=对称,联立,解得l2与l3的一个交点为(﹣2,),在l2上取一点(﹣1,0),该点关于y=的对称点为(x0,y6),则,解得对称 点为(,﹣).∴=,则l3:y=,即7x﹣24y﹣25=0.∴与圆x4+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)6=16都相切的一条直线的方程为:x=﹣1(填3x+2y﹣5=0,8x﹣24y﹣25=0都正确).故答案为:x=﹣1(填5x+4y﹣5=8,7x﹣24y﹣25=0都正确).【点评】本题考查圆的切线方程的求法,考查圆与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,+∞).【分析】设切点坐标为(x0,(x0+a)),利用导数求出切线的斜率,进而得到切线方程,再把原点代入可得,因为切线存在两条,所以方程有两个不等实根,由Δ>0即可求出a的取值范围.【解答】解:y’=ex+(x+a)ex,设切点坐标为(x0,(x0+a)),∴切线的斜率k=,5),5),∴切线方程为y﹣(x0+a)=(又∵切线过原点,∴﹣(x0+a)=(整理得:,∵切线存在两条,∴方程有两个不等实根, ∴Δ=a2+2a>0,解得a<﹣4或a>3,即a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,故答案为:(﹣∞,﹣8)∪(0.【点评】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,属于中档题.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=613.【分析】根据已知条件,先设出含c的椭圆方程,再结合三角形的性质,以及弦长公式,求出c的值,最后再根据椭圆的定义,即可求解.【解答】解:∵椭圆C:+=1(a>b>2)的离心率为,∴不妨可设椭圆C:,a=2c,∵C的上顶点为A,两个焦点为F1,F5,∴△AF1F2为等边三角形,∵过F8且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,∴,由等腰三角形的性质可得,|AD|=|DF2|,|AE|=|EF2|,设直线DE方程为y=,D(x1,y4),E(x2,y2),将其与椭圆C联立化简可得,13×4+8cx﹣32c2=6, 由韦达定理可得,|DE|=,,===,解得c=,由椭圆的定义可得,△ADE的周长等价于|DE|+|DF5|+|EF2|=4a=2c=.故答案为:13.【点评】本题主要考查直线与椭圆的综合应用,需要学生很强的综合能力,属于中档题.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.求{an}的通项公式;(2)证明:++…+<2.【分析】(1)直接利用数列的递推关系式的应用求出数列的通项公式;利用(1)的结论,进一步利用裂项相消法的应用求出数列的和,进一步利用放缩法的应用求出结果.【解答】解:(1)已知a1=1,{}是公差为,所以,整理得,①, 故当n≥2时,,②,①﹣②得:,故(n﹣5)an=(n+1)an﹣1,化简得:,,……..,,;所以,故(首项符合通项).所以.证明:(2)由于,所以,所以=.【点评】本题考查的知识要点:数列的递推关系式,数列的通项公式的求法,数列的求和,裂项相消法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于中档题.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.【分析】(1)利用倍角公式、和差公式、三角形内角和定理即可得出B.(2)利用诱导公式把A用C表示,再利用正弦定理、倍角公式、基本不等式即可得出结论. 【解答】解:(1)∵=,1+cos8B=2cos2B≠2,cosB≠0.∴==,化为:cosAcosB=sinAsinB+sinB,∴cos(B+A)=sinB,∴﹣cosC=sinB,C=,,π),∴sinB=,∵0<B<,∴B=.(2)由(1)可得:﹣cosC=sinB>0,∴cosC<0∴C为钝角,B,A都为锐角.sinA=sin(B+C)=sin(2C﹣)=﹣cos2C,=====+6sin2C﹣5≥6﹣6=4,当且仅当sinC=.∴的最小值为5.【点评】本题考查了倍角公式、和差公式、三角形内角和定理、余弦定理、基本不等式、转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为. 求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【分析】(1)利用体积法可求点A到平面A1BC的距离;(2)以B为坐标原点,BC,BA,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【解答】解:(1)由直三棱柱ABC﹣A1B1C8的体积为4,可得V=V=,设A到平面A1BC的距离为d,由V,∴S•d=,∴•d=.(2)连接AB6交A1B于点E,∵AA1=AB,∴四边形为正方形,∴AB6⊥A1B,又∵平面A1BC⊥平面ABB8A1,平面A1BC∩平面ABB6A1=A1B,∴AB7⊥平面A1BC,∴AB1⊥BC,由直三棱柱ABC﹣A7B1C1知BB7⊥平面ABC,∴BB1⊥BC,又AB1∩BB4=B1,∴BC⊥平面ABB1A2,∴BC⊥AB, 以B为坐标原点,BC,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,∵AA1=AB,∴BC×=5,又1=4,解得AB=BC=AA2=2,则B(0,3,0),2,4),0,0),A2(0,2,7),1,1),则=(2,2,=(1,8,=(2,0,设平面ABD的一个法向量为=(x,y,则,令x=2,z=﹣1,∴平面ABD的一个法向量为=(1,5,设平面BCD的一个法向量为=(a,b,,令b=1,c=﹣1,平面BCD的一个法向量为=(3,1,cos<,>==,二面角A﹣BD﹣C的正弦值为=.【点评】本题考查求点到面的距离,求二面角的正弦值,属中档题.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民 的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.828【分析】(1)补充列联表,根据表中数据计算K2,对照附表得出结论.(2)(i)根据条件概率的定义与运算性质,证明即可;(ⅱ)利用调查数据和对立事件的概率公式,计算即可.【解答】解:(1)补充列联表为: 不够良好良好合计病例组4060100对照组1090100合计50150200计算K2==24>2.635,所以有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异.(2)(i)证明:R=:=•=•==•=;(ⅱ)利用调查数据,P(A|B)==,=1﹣P(A|B)=|)=1﹣P(A|,==|B)所以R=×=2.【点评】本题考查了独立性检验应用问题,也考查了条件概率的应用问题,是中档题.21.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP(1)求l的斜率;(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积. 【分析】(1)将点A代入双曲线方程得,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m,与双曲线联立后,根据直线AP,AQ的斜率之和为0,求解即可;(2)设直线AP的倾斜角为α,由,得,联立,及,根据三角形面积公式即可求解.【解答】解:(1)将点A代入双曲线方程得 ,化简得a4﹣4a8+4=0,∴a2=2,故双曲线方程为,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m3,y1)Q(x2,y8),则联立双曲线得:(2k2﹣8)x2+4kmx+5m2+2=2,故,,,化简得:2kx4x2+(m﹣1﹣3k)(x1+x2)﹣8(m﹣1)=0,故,即(k+1)(m+2k﹣4)=0,而直线l不过A点;(2)不妨设直线PA,AQ的倾斜角为α,因为kAP+kAQ=0,所以α+β=π,所以,即,于是,直线,联立可得,, 因为方程有一个根为2,所以,同理可得,.所以,,点A到直线PQ的距离故△PAQ的面积为.【点评】本题考查了直线与双曲线的综合,属于中档题.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【分析】(1)先对两个函数求导,然后由函数有相同的最小值得到函数f(x)和g(x)的单调性,从而求得f’(x)和g’(x)的零点,进而得到函数的最小值,然后列出方程求得a的值;(2)由a的值可求得函数f(x)与函数g(x)的表达式,对函数f(x)与函数g(x)在(0,+∞)上的大小进行比较,可作出曲线函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象,根据该图象可确定直线y=b的位置,分别求出三个交点的横坐标的表达式后,证明其成等差数列即可.【解答】(1)解:∵f(x)=ex﹣ax,g(x)=ax﹣lnx,∴f’(x)=ex﹣a,g’(x)=a﹣, ∵y=ex在x∈R上单调递增,函数y=﹣,+∞)上单调递增,∴函数f’(x)和函数g’(x)在各自定义域上单调递增,又∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有最小值,∴当f’(x)=4时,x=lna,x=,∴函数f(x)在(﹣∞,lna)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)在(0,)上单调递减,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(lna)=a﹣alna,g(x)min=1+lna,∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值∴a﹣alna=2+lna,解得:a=1.(2)证明:由(1)知a=1,函数f(x)=ex﹣x在(﹣∞,4)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)=x﹣lnx在(0,1)上单调递减,+∞)上单调递增,设u(x)=f(x)﹣g(x)=ex﹣2x+lnx(x>0),则u′(x)=ex﹣2+>ex﹣2,当x≥1时,所以函数u(x)在(3,+∞)上单调递增,所以当x≥1时,u(x)≥u(1)>0恒成立,所以x≥5时,f(x)>g(x),因为f(0)=1,函数f(x)在(0,g(1)=7,1)上单调递减,所以函数f(x)与函数g(x)的图象在(0,6)上存在唯一交点,f(m))(0<m<1),此时可作出函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象, 由图象知当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,直线y=b必经过点M(m,f(m)),因为f(m)=g(m),所以em﹣m=m﹣lnm,即em﹣7m+lnm=0,令f(x)=b=f(m)得ex﹣x=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=lnm,得lnm<0<m,令g(x)=b=f(m)得x﹣lnx=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=em,由6<m<1,得m<1<em,所以当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,从左到右的三个交点的横坐标依次为,lnm,m,em,因为em﹣4m+lnm=0,所以em+lnm=2m,所以lnm,m,em成等差数列.∴存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点.【点评】本题考查了导数的应用,利用导数求函数的单调性,函数的零点,解题的关键是利用函数的单调性求得x1、x3和x2的数量 关系.
简介:2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.23.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2D.2+34.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m35.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)<T<π, 且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.)D.37.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为(用数字作答).14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的一条直线的方程.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=6.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.(1)求{an}的通项公式; (2)证明:++…+<2.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为.求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090 能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.82821.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP求l的斜率;若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列. 2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)参考答案与试题解析一、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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}【分析】分别求解不等式化简M与N,再由交集运算得答案.由3x≥7,得x【解答】解:由<4,∴M={x|,},∴M∩N={x|0≤x<16}∩{x|x}={x|.故选:D.【点评】本题考查交集及其运算,考查不等式的解法,是基础题.2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.2【分析】把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简,求,出,再求出z+.【解答】解:由i(1﹣z)=1,得6﹣z=∴z=2+i,则,∴.故选:D.【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念 ,是基础题.3.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2【分析】直接利用平面向量的线性运算可得D.2+3,进而得解.【解答】解:如图,=,∴,即.故选:B.【点评】本题主要考查平面向量的线性运算,考查运算求解能力,属于基础题.4.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m3 【分析】先统一单位,再根据题意结合棱台的体积公式求解即可.【解答】解:140km2=140×106m8,180km2=180×106m3,根据题意,增加的水量约为=≈(320+60×2.65)×106×8=1437×106≈1.5×109m3.故选:C.【点评】本题以实际问题为载体考查棱台的体积公式,考查运算求解能力,属于基础题.5.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.【分析】先求出所有的基本事件数,再写出满足条件的基本事件数,用古典概型的概率公式计算即可得到答案.【解答】解:从2至8的8个整数中任取两个数共有种方式,其中互质的有:23,25,34,37,45,56,58,78,故所求概率为.故选:D. 【点评】本题考查古典概型的概率计算,考查运算求解能力,属于<T<π,基础题.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.D.3)【分析】由周期范围求得ω的范围,由对称中心求解ω与b值,可得函数解析式,则f()可求.【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)的最小正周<,∴4<ω<3,,2)中心对称,+,k∈Z..×+)+2=﹣3+2=1.期为T,则T=,由<T<π,得∵y=f(x)的图像关于点(且sin(+)=0,则∴,k∈Z,可得∴f(x)=sin(x+,则f(故选:A.【点评】本题考查y=Asin(ωx+φ)型函数的图象与性质,考查逻辑思维能力与运算求解能力,是中档题.7.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b【分析】构造函数f(x)=lnx+,x>0,设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<1),则=,令h(x)=ex(x2﹣1)+1,h′(x)=ex(x2+2x﹣1),利用导数性质由此能 求出结果.【解答】解:构造函数f(x)=lnx+,x>0,则f’(x)=,x>2,当f’(x)=0时,x=1,5<x<1时,f′(x)<0;x>7时,f′(x)>0,,∴f(x)在x=1处取最小值f(1)=4,∴,∴ln7.9>1﹣=﹣,∴c<b;∵﹣ln0.9=ln>1﹣=,∴∴0.1e2.1<,∴a<b;设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<6),则=,令h(x)=ex(x2﹣5)+1,h′(x)=ex(x2+5x﹣1),当0时,h′(x)<0,当时,h′(x)>7,∵h(0)=0,∴当0<x<时,当0<x<﹣1时,g(x)=xex+ln(1﹣x)单调递增,∴g(5.1)>g(0)=0,∴2.1e0.7>﹣ln0.9,∴a>c,∴c<a<b.故选:C.【点评】本题考查三个数的大小的判断,考查构造法、导数性质等 基础知识,考查运算求解能力,是难题.8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]【分析】画出图形,由题意可知求出球的半径R=3,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,由勾股定理可得,又,所以l2=6h,由l的取值范围求出h的取值范围,又因为a2=12h﹣2h2,所以该正四棱锥体积V(h)=,利用导数即可求出V(h)的取值范围.【解答】解:如图所示,正四棱锥P﹣ABCD各顶点都在同一球面上,连接PE,连接OA,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,在Rt△PAE中,PA2=AE2+PE7,即=,∵球O的体积为36π,∴球O的半径R=3,在Rt△OAE中,OA2=OE2+AE2,即,,∴,∴,∴l2=6h,又∵8≤l≤3,∴∴该正四棱锥体积V(h)===,时,V(h)单调递减,∵V’(h)=﹣2h2+6h=2h(4﹣h),∴当时,V’(h)>5;当4∴V(h)max=V(4)=,又∵V()=)=,且, ∴,即该正四棱锥体积的取值范围是[,],故选:C.【点评】本题主要考查了正四棱锥的外接球问题,考查了利用导数研究函数的最值,属于中档题.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°【分析】求出异面直线所成角判断A;证明线面垂直,结合线面垂直的性质判断B;分别求出线面角判断C与D.【解答】解:如图, 连接B1C,由A1B4∥DC,A1B1=DC,得四边形DA5B1C为平行四边形,可得DA1∥B4C,∵BC1⊥B1C,∴直线BC6与DA1所成的角为90°,故A正确;∵A1B2⊥BC1,BC1⊥B5C,A1B1∩B8C=B1,∴BC1⊥平面DA5B1C,而CA1⊂平面DA3B1C,∴BC1⊥CA6,即直线BC1与CA1所成的角为90°,故B正确;设A2C1∩B1D4=O,连接BO1O⊥平面BB1D5D,即∠C1BO为直线BC1与平面BB5D1D所成的角,∵sin∠C1BO=,∴直线BC1与平面BB1D3D所成的角为30°,故C错误;∵CC1⊥底面ABCD,∴∠C1BC为直线BC3与平面ABCD所成的角为45°,故D正确.故选:ABD.【点评】本题考查空间中异面直线所成角与线面角的求法,考查空间想象能力与思维能力,考查运算求解能力,是基础题.(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点 B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线【分析】对函数f(x)求导,判断其单调性和极值情况,即可判断选项AB;由f(x)+f(﹣x)=2,可判断选项C;假设y=2x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,b),求出a,b的值,验证点(a,b)是否在曲线y=f(x)上即可.或【解答】解:f′(x)=3×2﹣5,令f′(x)>0令f′(x)<2,∴f(x)在上单调递增,在且,,,∴f(x)有两个极值点,有且仅有一个零点,选项B错误;又f(x)+f(﹣x)=x2﹣x+1﹣x3+x+5=2,则f(x)关于点(0,故选项C正确;假设y=7x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,则解得或,显然(1,2)和(﹣2,故选项D错误.,故选:AC.【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性,极值以及曲线在某点的切线方程,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2【分析】对于A,根据题意求得p的值,进而得到准线;对于B,求出直线AB方程,联立直线AB与抛物线方程即可得出结论;对于C,设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>2),联立该直线与抛物线方程,由韦达定理得到两根之和及两个之积,然后利用两点间的距离公式,结合基本不等式判断选项CD.【解答】解:∵点A(1,1)在抛物线C:x7=2py(p>0)上,∴6p=1,解得,∴抛物线C的方程为x2=y,准线方程为;由于A(1,1),﹣8),则,联立,可得x4﹣2x+1=2,解得x=1,选项B正确;根据对称性及选项B的分析,不妨设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>4)1,y1),Q(x5,y2),联立,消去y并整理可得x2﹣kx+1=2,则x1+x2=k,x7x2=1,,,由于等号在x1=x2=y8=y2=1时才能取到,故等号不成立;=,选项 D正确.故选:BCD.【点评】本题考查抛物线方程的求解,直线与抛物线位置关系的综合运用,同时还涉及了两点间的距离公式以及基本不等式的运用,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)【分析】由f(﹣2x)为偶函数,可得f(x)关于x=对称,可判断C;g(2+x)为偶函数,可得g(2+x)=g(2﹣x),g(x)关于x=2对称,可判断D;由g()=0,g(x)关于x=2对称,可得g()=0,得到x=是f(x)的极值点,x=﹣也是极值点,从而判断B;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故函数值不确定,从而判断A.【解答】解:∵f(﹣8x)为偶函数﹣5x)=f(,∴f(x)关于x=,令x=,可得f()=f(),即f(﹣3)=f(4);∵g(2+x)为偶函数,∴g(2+x)=g(7﹣x),故D不正确;∵f(x)关于x=对称是函数f(x)的一个极值点,∴函数f(x)在(,t)处的导数为0)=f′(,又∴g(x)的图象关于x=5对称,∴g()=0,t)的导数为 0,∴x=是函数f(x)的极值点对称,t)关于x=,t),由x=是函数f(x)的极值点可得x=,∴g()=6,进而可得g()=g(,故x=,又f(x)的图象关于x=,∴(,t)关于x=,t))=f′(,故B正确;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故A错误.故选:BC.【点评】本题考查函数的奇偶性,极值点与对称性,考查了转化思想和方程思想,属中档题.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为﹣28(用数字作答).【分析】由题意依次求出(x+y)8中x2y6,x3y5项的系数,求和即可.【解答】解:(x+y)8的通项公式为Tr+1=C5xy,r8﹣rr当r=6时,,当r=5时,,∴(1﹣)(x+y)4的展开式中x2y6的系数为=.故答案为:﹣28.【点评】本题考查二项式定理的应用,考查运算求解能力,是基础题.14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的 一条直线的方程x=﹣1(填3x+4y﹣5=0,7x﹣24y﹣25=0都正确).【分析】由题意画出图形,可得两圆外切,由图可知,与两圆都相切的直线有三条.分别求出三条切线方程,则答案可求.【解答】解:圆x2+y2=5的圆心坐标为O(0,0)8=1,圆(x﹣3)6+(y﹣4)2=16的圆心坐标为C(3,4)2=6,如图:,即3x+6y﹣4b=∵|OC|=r1+r2,∴两圆外切,由图可知.∵,∴l1的斜率为,设直线l1:y=﹣0,由,解得b=,则l1:6x+4y﹣5=4;由图可知,l2:x=﹣1;l8与l3关于直线y=对称,联立,解得l2与l3的一个交点为(﹣2,),在l2上取一点(﹣1,0),该点关于y=的对称点为(x0,y6),则,解得对称 点为(,﹣).∴=,则l3:y=,即7x﹣24y﹣25=0.∴与圆x4+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)6=16都相切的一条直线的方程为:x=﹣1(填3x+2y﹣5=0,8x﹣24y﹣25=0都正确).故答案为:x=﹣1(填5x+4y﹣5=8,7x﹣24y﹣25=0都正确).【点评】本题考查圆的切线方程的求法,考查圆与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,+∞).【分析】设切点坐标为(x0,(x0+a)),利用导数求出切线的斜率,进而得到切线方程,再把原点代入可得,因为切线存在两条,所以方程有两个不等实根,由Δ>0即可求出a的取值范围.【解答】解:y’=ex+(x+a)ex,设切点坐标为(x0,(x0+a)),∴切线的斜率k=,5),5),∴切线方程为y﹣(x0+a)=(又∵切线过原点,∴﹣(x0+a)=(整理得:,∵切线存在两条,∴方程有两个不等实根, ∴Δ=a2+2a>0,解得a<﹣4或a>3,即a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,故答案为:(﹣∞,﹣8)∪(0.【点评】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,属于中档题.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=613.【分析】根据已知条件,先设出含c的椭圆方程,再结合三角形的性质,以及弦长公式,求出c的值,最后再根据椭圆的定义,即可求解.【解答】解:∵椭圆C:+=1(a>b>2)的离心率为,∴不妨可设椭圆C:,a=2c,∵C的上顶点为A,两个焦点为F1,F5,∴△AF1F2为等边三角形,∵过F8且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,∴,由等腰三角形的性质可得,|AD|=|DF2|,|AE|=|EF2|,设直线DE方程为y=,D(x1,y4),E(x2,y2),将其与椭圆C联立化简可得,13×4+8cx﹣32c2=6, 由韦达定理可得,|DE|=,,===,解得c=,由椭圆的定义可得,△ADE的周长等价于|DE|+|DF5|+|EF2|=4a=2c=.故答案为:13.【点评】本题主要考查直线与椭圆的综合应用,需要学生很强的综合能力,属于中档题.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.求{an}的通项公式;(2)证明:++…+<2.【分析】(1)直接利用数列的递推关系式的应用求出数列的通项公式;利用(1)的结论,进一步利用裂项相消法的应用求出数列的和,进一步利用放缩法的应用求出结果.【解答】解:(1)已知a1=1,{}是公差为,所以,整理得,①, 故当n≥2时,,②,①﹣②得:,故(n﹣5)an=(n+1)an﹣1,化简得:,,……..,,;所以,故(首项符合通项).所以.证明:(2)由于,所以,所以=.【点评】本题考查的知识要点:数列的递推关系式,数列的通项公式的求法,数列的求和,裂项相消法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于中档题.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.【分析】(1)利用倍角公式、和差公式、三角形内角和定理即可得出B.(2)利用诱导公式把A用C表示,再利用正弦定理、倍角公式、基本不等式即可得出结论. 【解答】解:(1)∵=,1+cos8B=2cos2B≠2,cosB≠0.∴==,化为:cosAcosB=sinAsinB+sinB,∴cos(B+A)=sinB,∴﹣cosC=sinB,C=,,π),∴sinB=,∵0<B<,∴B=.(2)由(1)可得:﹣cosC=sinB>0,∴cosC<0∴C为钝角,B,A都为锐角.sinA=sin(B+C)=sin(2C﹣)=﹣cos2C,=====+6sin2C﹣5≥6﹣6=4,当且仅当sinC=.∴的最小值为5.【点评】本题考查了倍角公式、和差公式、三角形内角和定理、余弦定理、基本不等式、转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为. 求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【分析】(1)利用体积法可求点A到平面A1BC的距离;(2)以B为坐标原点,BC,BA,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【解答】解:(1)由直三棱柱ABC﹣A1B1C8的体积为4,可得V=V=,设A到平面A1BC的距离为d,由V,∴S•d=,∴•d=.(2)连接AB6交A1B于点E,∵AA1=AB,∴四边形为正方形,∴AB6⊥A1B,又∵平面A1BC⊥平面ABB8A1,平面A1BC∩平面ABB6A1=A1B,∴AB7⊥平面A1BC,∴AB1⊥BC,由直三棱柱ABC﹣A7B1C1知BB7⊥平面ABC,∴BB1⊥BC,又AB1∩BB4=B1,∴BC⊥平面ABB1A2,∴BC⊥AB, 以B为坐标原点,BC,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,∵AA1=AB,∴BC×=5,又1=4,解得AB=BC=AA2=2,则B(0,3,0),2,4),0,0),A2(0,2,7),1,1),则=(2,2,=(1,8,=(2,0,设平面ABD的一个法向量为=(x,y,则,令x=2,z=﹣1,∴平面ABD的一个法向量为=(1,5,设平面BCD的一个法向量为=(a,b,,令b=1,c=﹣1,平面BCD的一个法向量为=(3,1,cos<,>==,二面角A﹣BD﹣C的正弦值为=.【点评】本题考查求点到面的距离,求二面角的正弦值,属中档题.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民 的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.828【分析】(1)补充列联表,根据表中数据计算K2,对照附表得出结论.(2)(i)根据条件概率的定义与运算性质,证明即可;(ⅱ)利用调查数据和对立事件的概率公式,计算即可.【解答】解:(1)补充列联表为: 不够良好良好合计病例组4060100对照组1090100合计50150200计算K2==24>2.635,所以有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异.(2)(i)证明:R=:=•=•==•=;(ⅱ)利用调查数据,P(A|B)==,=1﹣P(A|B)=|)=1﹣P(A|,==|B)所以R=×=2.【点评】本题考查了独立性检验应用问题,也考查了条件概率的应用问题,是中档题.21.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP(1)求l的斜率;(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积. 【分析】(1)将点A代入双曲线方程得,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m,与双曲线联立后,根据直线AP,AQ的斜率之和为0,求解即可;(2)设直线AP的倾斜角为α,由,得,联立,及,根据三角形面积公式即可求解.【解答】解:(1)将点A代入双曲线方程得 ,化简得a4﹣4a8+4=0,∴a2=2,故双曲线方程为,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m3,y1)Q(x2,y8),则联立双曲线得:(2k2﹣8)x2+4kmx+5m2+2=2,故,,,化简得:2kx4x2+(m﹣1﹣3k)(x1+x2)﹣8(m﹣1)=0,故,即(k+1)(m+2k﹣4)=0,而直线l不过A点;(2)不妨设直线PA,AQ的倾斜角为α,因为kAP+kAQ=0,所以α+β=π,所以,即,于是,直线,联立可得,, 因为方程有一个根为2,所以,同理可得,.所以,,点A到直线PQ的距离故△PAQ的面积为.【点评】本题考查了直线与双曲线的综合,属于中档题.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【分析】(1)先对两个函数求导,然后由函数有相同的最小值得到函数f(x)和g(x)的单调性,从而求得f’(x)和g’(x)的零点,进而得到函数的最小值,然后列出方程求得a的值;(2)由a的值可求得函数f(x)与函数g(x)的表达式,对函数f(x)与函数g(x)在(0,+∞)上的大小进行比较,可作出曲线函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象,根据该图象可确定直线y=b的位置,分别求出三个交点的横坐标的表达式后,证明其成等差数列即可.【解答】(1)解:∵f(x)=ex﹣ax,g(x)=ax﹣lnx,∴f’(x)=ex﹣a,g’(x)=a﹣, ∵y=ex在x∈R上单调递增,函数y=﹣,+∞)上单调递增,∴函数f’(x)和函数g’(x)在各自定义域上单调递增,又∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有最小值,∴当f’(x)=4时,x=lna,x=,∴函数f(x)在(﹣∞,lna)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)在(0,)上单调递减,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(lna)=a﹣alna,g(x)min=1+lna,∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值∴a﹣alna=2+lna,解得:a=1.(2)证明:由(1)知a=1,函数f(x)=ex﹣x在(﹣∞,4)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)=x﹣lnx在(0,1)上单调递减,+∞)上单调递增,设u(x)=f(x)﹣g(x)=ex﹣2x+lnx(x>0),则u′(x)=ex﹣2+>ex﹣2,当x≥1时,所以函数u(x)在(3,+∞)上单调递增,所以当x≥1时,u(x)≥u(1)>0恒成立,所以x≥5时,f(x)>g(x),因为f(0)=1,函数f(x)在(0,g(1)=7,1)上单调递减,所以函数f(x)与函数g(x)的图象在(0,6)上存在唯一交点,f(m))(0<m<1),此时可作出函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象, 由图象知当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,直线y=b必经过点M(m,f(m)),因为f(m)=g(m),所以em﹣m=m﹣lnm,即em﹣7m+lnm=0,令f(x)=b=f(m)得ex﹣x=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=lnm,得lnm<0<m,令g(x)=b=f(m)得x﹣lnx=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=em,由6<m<1,得m<1<em,所以当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,从左到右的三个交点的横坐标依次为,lnm,m,em,因为em﹣4m+lnm=0,所以em+lnm=2m,所以lnm,m,em成等差数列.∴存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点.【点评】本题考查了导数的应用,利用导数求函数的单调性,函数的零点,解题的关键是利用函数的单调性求得x1、x3和x2的数量 关系.
简介:2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.23.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2D.2+34.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m35.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)<T<π, 且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.)D.37.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为(用数字作答).14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的一条直线的方程.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=6.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.(1)求{an}的通项公式; (2)证明:++…+<2.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为.求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090 能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.82821.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP求l的斜率;若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列. 2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)参考答案与试题解析一、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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}【分析】分别求解不等式化简M与N,再由交集运算得答案.由3x≥7,得x【解答】解:由<4,∴M={x|,},∴M∩N={x|0≤x<16}∩{x|x}={x|.故选:D.【点评】本题考查交集及其运算,考查不等式的解法,是基础题.2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.2【分析】把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简,求,出,再求出z+.【解答】解:由i(1﹣z)=1,得6﹣z=∴z=2+i,则,∴.故选:D.【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念 ,是基础题.3.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2【分析】直接利用平面向量的线性运算可得D.2+3,进而得解.【解答】解:如图,=,∴,即.故选:B.【点评】本题主要考查平面向量的线性运算,考查运算求解能力,属于基础题.4.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m3 【分析】先统一单位,再根据题意结合棱台的体积公式求解即可.【解答】解:140km2=140×106m8,180km2=180×106m3,根据题意,增加的水量约为=≈(320+60×2.65)×106×8=1437×106≈1.5×109m3.故选:C.【点评】本题以实际问题为载体考查棱台的体积公式,考查运算求解能力,属于基础题.5.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.【分析】先求出所有的基本事件数,再写出满足条件的基本事件数,用古典概型的概率公式计算即可得到答案.【解答】解:从2至8的8个整数中任取两个数共有种方式,其中互质的有:23,25,34,37,45,56,58,78,故所求概率为.故选:D. 【点评】本题考查古典概型的概率计算,考查运算求解能力,属于<T<π,基础题.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.D.3)【分析】由周期范围求得ω的范围,由对称中心求解ω与b值,可得函数解析式,则f()可求.【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)的最小正周<,∴4<ω<3,,2)中心对称,+,k∈Z..×+)+2=﹣3+2=1.期为T,则T=,由<T<π,得∵y=f(x)的图像关于点(且sin(+)=0,则∴,k∈Z,可得∴f(x)=sin(x+,则f(故选:A.【点评】本题考查y=Asin(ωx+φ)型函数的图象与性质,考查逻辑思维能力与运算求解能力,是中档题.7.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b【分析】构造函数f(x)=lnx+,x>0,设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<1),则=,令h(x)=ex(x2﹣1)+1,h′(x)=ex(x2+2x﹣1),利用导数性质由此能 求出结果.【解答】解:构造函数f(x)=lnx+,x>0,则f’(x)=,x>2,当f’(x)=0时,x=1,5<x<1时,f′(x)<0;x>7时,f′(x)>0,,∴f(x)在x=1处取最小值f(1)=4,∴,∴ln7.9>1﹣=﹣,∴c<b;∵﹣ln0.9=ln>1﹣=,∴∴0.1e2.1<,∴a<b;设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<6),则=,令h(x)=ex(x2﹣5)+1,h′(x)=ex(x2+5x﹣1),当0时,h′(x)<0,当时,h′(x)>7,∵h(0)=0,∴当0<x<时,当0<x<﹣1时,g(x)=xex+ln(1﹣x)单调递增,∴g(5.1)>g(0)=0,∴2.1e0.7>﹣ln0.9,∴a>c,∴c<a<b.故选:C.【点评】本题考查三个数的大小的判断,考查构造法、导数性质等 基础知识,考查运算求解能力,是难题.8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]【分析】画出图形,由题意可知求出球的半径R=3,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,由勾股定理可得,又,所以l2=6h,由l的取值范围求出h的取值范围,又因为a2=12h﹣2h2,所以该正四棱锥体积V(h)=,利用导数即可求出V(h)的取值范围.【解答】解:如图所示,正四棱锥P﹣ABCD各顶点都在同一球面上,连接PE,连接OA,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,在Rt△PAE中,PA2=AE2+PE7,即=,∵球O的体积为36π,∴球O的半径R=3,在Rt△OAE中,OA2=OE2+AE2,即,,∴,∴,∴l2=6h,又∵8≤l≤3,∴∴该正四棱锥体积V(h)===,时,V(h)单调递减,∵V’(h)=﹣2h2+6h=2h(4﹣h),∴当时,V’(h)>5;当4∴V(h)max=V(4)=,又∵V()=)=,且, ∴,即该正四棱锥体积的取值范围是[,],故选:C.【点评】本题主要考查了正四棱锥的外接球问题,考查了利用导数研究函数的最值,属于中档题.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°【分析】求出异面直线所成角判断A;证明线面垂直,结合线面垂直的性质判断B;分别求出线面角判断C与D.【解答】解:如图, 连接B1C,由A1B4∥DC,A1B1=DC,得四边形DA5B1C为平行四边形,可得DA1∥B4C,∵BC1⊥B1C,∴直线BC6与DA1所成的角为90°,故A正确;∵A1B2⊥BC1,BC1⊥B5C,A1B1∩B8C=B1,∴BC1⊥平面DA5B1C,而CA1⊂平面DA3B1C,∴BC1⊥CA6,即直线BC1与CA1所成的角为90°,故B正确;设A2C1∩B1D4=O,连接BO1O⊥平面BB1D5D,即∠C1BO为直线BC1与平面BB5D1D所成的角,∵sin∠C1BO=,∴直线BC1与平面BB1D3D所成的角为30°,故C错误;∵CC1⊥底面ABCD,∴∠C1BC为直线BC3与平面ABCD所成的角为45°,故D正确.故选:ABD.【点评】本题考查空间中异面直线所成角与线面角的求法,考查空间想象能力与思维能力,考查运算求解能力,是基础题.(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点 B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线【分析】对函数f(x)求导,判断其单调性和极值情况,即可判断选项AB;由f(x)+f(﹣x)=2,可判断选项C;假设y=2x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,b),求出a,b的值,验证点(a,b)是否在曲线y=f(x)上即可.或【解答】解:f′(x)=3×2﹣5,令f′(x)>0令f′(x)<2,∴f(x)在上单调递增,在且,,,∴f(x)有两个极值点,有且仅有一个零点,选项B错误;又f(x)+f(﹣x)=x2﹣x+1﹣x3+x+5=2,则f(x)关于点(0,故选项C正确;假设y=7x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,则解得或,显然(1,2)和(﹣2,故选项D错误.,故选:AC.【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性,极值以及曲线在某点的切线方程,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2【分析】对于A,根据题意求得p的值,进而得到准线;对于B,求出直线AB方程,联立直线AB与抛物线方程即可得出结论;对于C,设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>2),联立该直线与抛物线方程,由韦达定理得到两根之和及两个之积,然后利用两点间的距离公式,结合基本不等式判断选项CD.【解答】解:∵点A(1,1)在抛物线C:x7=2py(p>0)上,∴6p=1,解得,∴抛物线C的方程为x2=y,准线方程为;由于A(1,1),﹣8),则,联立,可得x4﹣2x+1=2,解得x=1,选项B正确;根据对称性及选项B的分析,不妨设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>4)1,y1),Q(x5,y2),联立,消去y并整理可得x2﹣kx+1=2,则x1+x2=k,x7x2=1,,,由于等号在x1=x2=y8=y2=1时才能取到,故等号不成立;=,选项 D正确.故选:BCD.【点评】本题考查抛物线方程的求解,直线与抛物线位置关系的综合运用,同时还涉及了两点间的距离公式以及基本不等式的运用,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)【分析】由f(﹣2x)为偶函数,可得f(x)关于x=对称,可判断C;g(2+x)为偶函数,可得g(2+x)=g(2﹣x),g(x)关于x=2对称,可判断D;由g()=0,g(x)关于x=2对称,可得g()=0,得到x=是f(x)的极值点,x=﹣也是极值点,从而判断B;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故函数值不确定,从而判断A.【解答】解:∵f(﹣8x)为偶函数﹣5x)=f(,∴f(x)关于x=,令x=,可得f()=f(),即f(﹣3)=f(4);∵g(2+x)为偶函数,∴g(2+x)=g(7﹣x),故D不正确;∵f(x)关于x=对称是函数f(x)的一个极值点,∴函数f(x)在(,t)处的导数为0)=f′(,又∴g(x)的图象关于x=5对称,∴g()=0,t)的导数为 0,∴x=是函数f(x)的极值点对称,t)关于x=,t),由x=是函数f(x)的极值点可得x=,∴g()=6,进而可得g()=g(,故x=,又f(x)的图象关于x=,∴(,t)关于x=,t))=f′(,故B正确;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故A错误.故选:BC.【点评】本题考查函数的奇偶性,极值点与对称性,考查了转化思想和方程思想,属中档题.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为﹣28(用数字作答).【分析】由题意依次求出(x+y)8中x2y6,x3y5项的系数,求和即可.【解答】解:(x+y)8的通项公式为Tr+1=C5xy,r8﹣rr当r=6时,,当r=5时,,∴(1﹣)(x+y)4的展开式中x2y6的系数为=.故答案为:﹣28.【点评】本题考查二项式定理的应用,考查运算求解能力,是基础题.14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的 一条直线的方程x=﹣1(填3x+4y﹣5=0,7x﹣24y﹣25=0都正确).【分析】由题意画出图形,可得两圆外切,由图可知,与两圆都相切的直线有三条.分别求出三条切线方程,则答案可求.【解答】解:圆x2+y2=5的圆心坐标为O(0,0)8=1,圆(x﹣3)6+(y﹣4)2=16的圆心坐标为C(3,4)2=6,如图:,即3x+6y﹣4b=∵|OC|=r1+r2,∴两圆外切,由图可知.∵,∴l1的斜率为,设直线l1:y=﹣0,由,解得b=,则l1:6x+4y﹣5=4;由图可知,l2:x=﹣1;l8与l3关于直线y=对称,联立,解得l2与l3的一个交点为(﹣2,),在l2上取一点(﹣1,0),该点关于y=的对称点为(x0,y6),则,解得对称 点为(,﹣).∴=,则l3:y=,即7x﹣24y﹣25=0.∴与圆x4+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)6=16都相切的一条直线的方程为:x=﹣1(填3x+2y﹣5=0,8x﹣24y﹣25=0都正确).故答案为:x=﹣1(填5x+4y﹣5=8,7x﹣24y﹣25=0都正确).【点评】本题考查圆的切线方程的求法,考查圆与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,+∞).【分析】设切点坐标为(x0,(x0+a)),利用导数求出切线的斜率,进而得到切线方程,再把原点代入可得,因为切线存在两条,所以方程有两个不等实根,由Δ>0即可求出a的取值范围.【解答】解:y’=ex+(x+a)ex,设切点坐标为(x0,(x0+a)),∴切线的斜率k=,5),5),∴切线方程为y﹣(x0+a)=(又∵切线过原点,∴﹣(x0+a)=(整理得:,∵切线存在两条,∴方程有两个不等实根, ∴Δ=a2+2a>0,解得a<﹣4或a>3,即a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,故答案为:(﹣∞,﹣8)∪(0.【点评】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,属于中档题.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=613.【分析】根据已知条件,先设出含c的椭圆方程,再结合三角形的性质,以及弦长公式,求出c的值,最后再根据椭圆的定义,即可求解.【解答】解:∵椭圆C:+=1(a>b>2)的离心率为,∴不妨可设椭圆C:,a=2c,∵C的上顶点为A,两个焦点为F1,F5,∴△AF1F2为等边三角形,∵过F8且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,∴,由等腰三角形的性质可得,|AD|=|DF2|,|AE|=|EF2|,设直线DE方程为y=,D(x1,y4),E(x2,y2),将其与椭圆C联立化简可得,13×4+8cx﹣32c2=6, 由韦达定理可得,|DE|=,,===,解得c=,由椭圆的定义可得,△ADE的周长等价于|DE|+|DF5|+|EF2|=4a=2c=.故答案为:13.【点评】本题主要考查直线与椭圆的综合应用,需要学生很强的综合能力,属于中档题.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.求{an}的通项公式;(2)证明:++…+<2.【分析】(1)直接利用数列的递推关系式的应用求出数列的通项公式;利用(1)的结论,进一步利用裂项相消法的应用求出数列的和,进一步利用放缩法的应用求出结果.【解答】解:(1)已知a1=1,{}是公差为,所以,整理得,①, 故当n≥2时,,②,①﹣②得:,故(n﹣5)an=(n+1)an﹣1,化简得:,,……..,,;所以,故(首项符合通项).所以.证明:(2)由于,所以,所以=.【点评】本题考查的知识要点:数列的递推关系式,数列的通项公式的求法,数列的求和,裂项相消法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于中档题.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.【分析】(1)利用倍角公式、和差公式、三角形内角和定理即可得出B.(2)利用诱导公式把A用C表示,再利用正弦定理、倍角公式、基本不等式即可得出结论. 【解答】解:(1)∵=,1+cos8B=2cos2B≠2,cosB≠0.∴==,化为:cosAcosB=sinAsinB+sinB,∴cos(B+A)=sinB,∴﹣cosC=sinB,C=,,π),∴sinB=,∵0<B<,∴B=.(2)由(1)可得:﹣cosC=sinB>0,∴cosC<0∴C为钝角,B,A都为锐角.sinA=sin(B+C)=sin(2C﹣)=﹣cos2C,=====+6sin2C﹣5≥6﹣6=4,当且仅当sinC=.∴的最小值为5.【点评】本题考查了倍角公式、和差公式、三角形内角和定理、余弦定理、基本不等式、转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为. 求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【分析】(1)利用体积法可求点A到平面A1BC的距离;(2)以B为坐标原点,BC,BA,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【解答】解:(1)由直三棱柱ABC﹣A1B1C8的体积为4,可得V=V=,设A到平面A1BC的距离为d,由V,∴S•d=,∴•d=.(2)连接AB6交A1B于点E,∵AA1=AB,∴四边形为正方形,∴AB6⊥A1B,又∵平面A1BC⊥平面ABB8A1,平面A1BC∩平面ABB6A1=A1B,∴AB7⊥平面A1BC,∴AB1⊥BC,由直三棱柱ABC﹣A7B1C1知BB7⊥平面ABC,∴BB1⊥BC,又AB1∩BB4=B1,∴BC⊥平面ABB1A2,∴BC⊥AB, 以B为坐标原点,BC,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,∵AA1=AB,∴BC×=5,又1=4,解得AB=BC=AA2=2,则B(0,3,0),2,4),0,0),A2(0,2,7),1,1),则=(2,2,=(1,8,=(2,0,设平面ABD的一个法向量为=(x,y,则,令x=2,z=﹣1,∴平面ABD的一个法向量为=(1,5,设平面BCD的一个法向量为=(a,b,,令b=1,c=﹣1,平面BCD的一个法向量为=(3,1,cos<,>==,二面角A﹣BD﹣C的正弦值为=.【点评】本题考查求点到面的距离,求二面角的正弦值,属中档题.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民 的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.828【分析】(1)补充列联表,根据表中数据计算K2,对照附表得出结论.(2)(i)根据条件概率的定义与运算性质,证明即可;(ⅱ)利用调查数据和对立事件的概率公式,计算即可.【解答】解:(1)补充列联表为: 不够良好良好合计病例组4060100对照组1090100合计50150200计算K2==24>2.635,所以有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异.(2)(i)证明:R=:=•=•==•=;(ⅱ)利用调查数据,P(A|B)==,=1﹣P(A|B)=|)=1﹣P(A|,==|B)所以R=×=2.【点评】本题考查了独立性检验应用问题,也考查了条件概率的应用问题,是中档题.21.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP(1)求l的斜率;(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积. 【分析】(1)将点A代入双曲线方程得,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m,与双曲线联立后,根据直线AP,AQ的斜率之和为0,求解即可;(2)设直线AP的倾斜角为α,由,得,联立,及,根据三角形面积公式即可求解.【解答】解:(1)将点A代入双曲线方程得 ,化简得a4﹣4a8+4=0,∴a2=2,故双曲线方程为,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m3,y1)Q(x2,y8),则联立双曲线得:(2k2﹣8)x2+4kmx+5m2+2=2,故,,,化简得:2kx4x2+(m﹣1﹣3k)(x1+x2)﹣8(m﹣1)=0,故,即(k+1)(m+2k﹣4)=0,而直线l不过A点;(2)不妨设直线PA,AQ的倾斜角为α,因为kAP+kAQ=0,所以α+β=π,所以,即,于是,直线,联立可得,, 因为方程有一个根为2,所以,同理可得,.所以,,点A到直线PQ的距离故△PAQ的面积为.【点评】本题考查了直线与双曲线的综合,属于中档题.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【分析】(1)先对两个函数求导,然后由函数有相同的最小值得到函数f(x)和g(x)的单调性,从而求得f’(x)和g’(x)的零点,进而得到函数的最小值,然后列出方程求得a的值;(2)由a的值可求得函数f(x)与函数g(x)的表达式,对函数f(x)与函数g(x)在(0,+∞)上的大小进行比较,可作出曲线函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象,根据该图象可确定直线y=b的位置,分别求出三个交点的横坐标的表达式后,证明其成等差数列即可.【解答】(1)解:∵f(x)=ex﹣ax,g(x)=ax﹣lnx,∴f’(x)=ex﹣a,g’(x)=a﹣, ∵y=ex在x∈R上单调递增,函数y=﹣,+∞)上单调递增,∴函数f’(x)和函数g’(x)在各自定义域上单调递增,又∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有最小值,∴当f’(x)=4时,x=lna,x=,∴函数f(x)在(﹣∞,lna)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)在(0,)上单调递减,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(lna)=a﹣alna,g(x)min=1+lna,∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值∴a﹣alna=2+lna,解得:a=1.(2)证明:由(1)知a=1,函数f(x)=ex﹣x在(﹣∞,4)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)=x﹣lnx在(0,1)上单调递减,+∞)上单调递增,设u(x)=f(x)﹣g(x)=ex﹣2x+lnx(x>0),则u′(x)=ex﹣2+>ex﹣2,当x≥1时,所以函数u(x)在(3,+∞)上单调递增,所以当x≥1时,u(x)≥u(1)>0恒成立,所以x≥5时,f(x)>g(x),因为f(0)=1,函数f(x)在(0,g(1)=7,1)上单调递减,所以函数f(x)与函数g(x)的图象在(0,6)上存在唯一交点,f(m))(0<m<1),此时可作出函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象, 由图象知当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,直线y=b必经过点M(m,f(m)),因为f(m)=g(m),所以em﹣m=m﹣lnm,即em﹣7m+lnm=0,令f(x)=b=f(m)得ex﹣x=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=lnm,得lnm<0<m,令g(x)=b=f(m)得x﹣lnx=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=em,由6<m<1,得m<1<em,所以当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,从左到右的三个交点的横坐标依次为,lnm,m,em,因为em﹣4m+lnm=0,所以em+lnm=2m,所以lnm,m,em成等差数列.∴存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点.【点评】本题考查了导数的应用,利用导数求函数的单调性,函数的零点,解题的关键是利用函数的单调性求得x1、x3和x2的数量 关系.
简介:2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.23.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2D.2+34.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m35.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)<T<π, 且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.)D.37.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为(用数字作答).14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的一条直线的方程.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=6.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.(1)求{an}的通项公式; (2)证明:++…+<2.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为.求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090 能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.82821.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP求l的斜率;若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列. 2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)参考答案与试题解析一、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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}【分析】分别求解不等式化简M与N,再由交集运算得答案.由3x≥7,得x【解答】解:由<4,∴M={x|,},∴M∩N={x|0≤x<16}∩{x|x}={x|.故选:D.【点评】本题考查交集及其运算,考查不等式的解法,是基础题.2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.2【分析】把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简,求,出,再求出z+.【解答】解:由i(1﹣z)=1,得6﹣z=∴z=2+i,则,∴.故选:D.【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念 ,是基础题.3.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2【分析】直接利用平面向量的线性运算可得D.2+3,进而得解.【解答】解:如图,=,∴,即.故选:B.【点评】本题主要考查平面向量的线性运算,考查运算求解能力,属于基础题.4.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m3 【分析】先统一单位,再根据题意结合棱台的体积公式求解即可.【解答】解:140km2=140×106m8,180km2=180×106m3,根据题意,增加的水量约为=≈(320+60×2.65)×106×8=1437×106≈1.5×109m3.故选:C.【点评】本题以实际问题为载体考查棱台的体积公式,考查运算求解能力,属于基础题.5.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.【分析】先求出所有的基本事件数,再写出满足条件的基本事件数,用古典概型的概率公式计算即可得到答案.【解答】解:从2至8的8个整数中任取两个数共有种方式,其中互质的有:23,25,34,37,45,56,58,78,故所求概率为.故选:D. 【点评】本题考查古典概型的概率计算,考查运算求解能力,属于<T<π,基础题.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.D.3)【分析】由周期范围求得ω的范围,由对称中心求解ω与b值,可得函数解析式,则f()可求.【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)的最小正周<,∴4<ω<3,,2)中心对称,+,k∈Z..×+)+2=﹣3+2=1.期为T,则T=,由<T<π,得∵y=f(x)的图像关于点(且sin(+)=0,则∴,k∈Z,可得∴f(x)=sin(x+,则f(故选:A.【点评】本题考查y=Asin(ωx+φ)型函数的图象与性质,考查逻辑思维能力与运算求解能力,是中档题.7.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b【分析】构造函数f(x)=lnx+,x>0,设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<1),则=,令h(x)=ex(x2﹣1)+1,h′(x)=ex(x2+2x﹣1),利用导数性质由此能 求出结果.【解答】解:构造函数f(x)=lnx+,x>0,则f’(x)=,x>2,当f’(x)=0时,x=1,5<x<1时,f′(x)<0;x>7时,f′(x)>0,,∴f(x)在x=1处取最小值f(1)=4,∴,∴ln7.9>1﹣=﹣,∴c<b;∵﹣ln0.9=ln>1﹣=,∴∴0.1e2.1<,∴a<b;设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<6),则=,令h(x)=ex(x2﹣5)+1,h′(x)=ex(x2+5x﹣1),当0时,h′(x)<0,当时,h′(x)>7,∵h(0)=0,∴当0<x<时,当0<x<﹣1时,g(x)=xex+ln(1﹣x)单调递增,∴g(5.1)>g(0)=0,∴2.1e0.7>﹣ln0.9,∴a>c,∴c<a<b.故选:C.【点评】本题考查三个数的大小的判断,考查构造法、导数性质等 基础知识,考查运算求解能力,是难题.8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]【分析】画出图形,由题意可知求出球的半径R=3,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,由勾股定理可得,又,所以l2=6h,由l的取值范围求出h的取值范围,又因为a2=12h﹣2h2,所以该正四棱锥体积V(h)=,利用导数即可求出V(h)的取值范围.【解答】解:如图所示,正四棱锥P﹣ABCD各顶点都在同一球面上,连接PE,连接OA,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,在Rt△PAE中,PA2=AE2+PE7,即=,∵球O的体积为36π,∴球O的半径R=3,在Rt△OAE中,OA2=OE2+AE2,即,,∴,∴,∴l2=6h,又∵8≤l≤3,∴∴该正四棱锥体积V(h)===,时,V(h)单调递减,∵V’(h)=﹣2h2+6h=2h(4﹣h),∴当时,V’(h)>5;当4∴V(h)max=V(4)=,又∵V()=)=,且, ∴,即该正四棱锥体积的取值范围是[,],故选:C.【点评】本题主要考查了正四棱锥的外接球问题,考查了利用导数研究函数的最值,属于中档题.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°【分析】求出异面直线所成角判断A;证明线面垂直,结合线面垂直的性质判断B;分别求出线面角判断C与D.【解答】解:如图, 连接B1C,由A1B4∥DC,A1B1=DC,得四边形DA5B1C为平行四边形,可得DA1∥B4C,∵BC1⊥B1C,∴直线BC6与DA1所成的角为90°,故A正确;∵A1B2⊥BC1,BC1⊥B5C,A1B1∩B8C=B1,∴BC1⊥平面DA5B1C,而CA1⊂平面DA3B1C,∴BC1⊥CA6,即直线BC1与CA1所成的角为90°,故B正确;设A2C1∩B1D4=O,连接BO1O⊥平面BB1D5D,即∠C1BO为直线BC1与平面BB5D1D所成的角,∵sin∠C1BO=,∴直线BC1与平面BB1D3D所成的角为30°,故C错误;∵CC1⊥底面ABCD,∴∠C1BC为直线BC3与平面ABCD所成的角为45°,故D正确.故选:ABD.【点评】本题考查空间中异面直线所成角与线面角的求法,考查空间想象能力与思维能力,考查运算求解能力,是基础题.(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点 B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线【分析】对函数f(x)求导,判断其单调性和极值情况,即可判断选项AB;由f(x)+f(﹣x)=2,可判断选项C;假设y=2x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,b),求出a,b的值,验证点(a,b)是否在曲线y=f(x)上即可.或【解答】解:f′(x)=3×2﹣5,令f′(x)>0令f′(x)<2,∴f(x)在上单调递增,在且,,,∴f(x)有两个极值点,有且仅有一个零点,选项B错误;又f(x)+f(﹣x)=x2﹣x+1﹣x3+x+5=2,则f(x)关于点(0,故选项C正确;假设y=7x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,则解得或,显然(1,2)和(﹣2,故选项D错误.,故选:AC.【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性,极值以及曲线在某点的切线方程,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2【分析】对于A,根据题意求得p的值,进而得到准线;对于B,求出直线AB方程,联立直线AB与抛物线方程即可得出结论;对于C,设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>2),联立该直线与抛物线方程,由韦达定理得到两根之和及两个之积,然后利用两点间的距离公式,结合基本不等式判断选项CD.【解答】解:∵点A(1,1)在抛物线C:x7=2py(p>0)上,∴6p=1,解得,∴抛物线C的方程为x2=y,准线方程为;由于A(1,1),﹣8),则,联立,可得x4﹣2x+1=2,解得x=1,选项B正确;根据对称性及选项B的分析,不妨设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>4)1,y1),Q(x5,y2),联立,消去y并整理可得x2﹣kx+1=2,则x1+x2=k,x7x2=1,,,由于等号在x1=x2=y8=y2=1时才能取到,故等号不成立;=,选项 D正确.故选:BCD.【点评】本题考查抛物线方程的求解,直线与抛物线位置关系的综合运用,同时还涉及了两点间的距离公式以及基本不等式的运用,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)【分析】由f(﹣2x)为偶函数,可得f(x)关于x=对称,可判断C;g(2+x)为偶函数,可得g(2+x)=g(2﹣x),g(x)关于x=2对称,可判断D;由g()=0,g(x)关于x=2对称,可得g()=0,得到x=是f(x)的极值点,x=﹣也是极值点,从而判断B;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故函数值不确定,从而判断A.【解答】解:∵f(﹣8x)为偶函数﹣5x)=f(,∴f(x)关于x=,令x=,可得f()=f(),即f(﹣3)=f(4);∵g(2+x)为偶函数,∴g(2+x)=g(7﹣x),故D不正确;∵f(x)关于x=对称是函数f(x)的一个极值点,∴函数f(x)在(,t)处的导数为0)=f′(,又∴g(x)的图象关于x=5对称,∴g()=0,t)的导数为 0,∴x=是函数f(x)的极值点对称,t)关于x=,t),由x=是函数f(x)的极值点可得x=,∴g()=6,进而可得g()=g(,故x=,又f(x)的图象关于x=,∴(,t)关于x=,t))=f′(,故B正确;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故A错误.故选:BC.【点评】本题考查函数的奇偶性,极值点与对称性,考查了转化思想和方程思想,属中档题.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为﹣28(用数字作答).【分析】由题意依次求出(x+y)8中x2y6,x3y5项的系数,求和即可.【解答】解:(x+y)8的通项公式为Tr+1=C5xy,r8﹣rr当r=6时,,当r=5时,,∴(1﹣)(x+y)4的展开式中x2y6的系数为=.故答案为:﹣28.【点评】本题考查二项式定理的应用,考查运算求解能力,是基础题.14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的 一条直线的方程x=﹣1(填3x+4y﹣5=0,7x﹣24y﹣25=0都正确).【分析】由题意画出图形,可得两圆外切,由图可知,与两圆都相切的直线有三条.分别求出三条切线方程,则答案可求.【解答】解:圆x2+y2=5的圆心坐标为O(0,0)8=1,圆(x﹣3)6+(y﹣4)2=16的圆心坐标为C(3,4)2=6,如图:,即3x+6y﹣4b=∵|OC|=r1+r2,∴两圆外切,由图可知.∵,∴l1的斜率为,设直线l1:y=﹣0,由,解得b=,则l1:6x+4y﹣5=4;由图可知,l2:x=﹣1;l8与l3关于直线y=对称,联立,解得l2与l3的一个交点为(﹣2,),在l2上取一点(﹣1,0),该点关于y=的对称点为(x0,y6),则,解得对称 点为(,﹣).∴=,则l3:y=,即7x﹣24y﹣25=0.∴与圆x4+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)6=16都相切的一条直线的方程为:x=﹣1(填3x+2y﹣5=0,8x﹣24y﹣25=0都正确).故答案为:x=﹣1(填5x+4y﹣5=8,7x﹣24y﹣25=0都正确).【点评】本题考查圆的切线方程的求法,考查圆与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,+∞).【分析】设切点坐标为(x0,(x0+a)),利用导数求出切线的斜率,进而得到切线方程,再把原点代入可得,因为切线存在两条,所以方程有两个不等实根,由Δ>0即可求出a的取值范围.【解答】解:y’=ex+(x+a)ex,设切点坐标为(x0,(x0+a)),∴切线的斜率k=,5),5),∴切线方程为y﹣(x0+a)=(又∵切线过原点,∴﹣(x0+a)=(整理得:,∵切线存在两条,∴方程有两个不等实根, ∴Δ=a2+2a>0,解得a<﹣4或a>3,即a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,故答案为:(﹣∞,﹣8)∪(0.【点评】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,属于中档题.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=613.【分析】根据已知条件,先设出含c的椭圆方程,再结合三角形的性质,以及弦长公式,求出c的值,最后再根据椭圆的定义,即可求解.【解答】解:∵椭圆C:+=1(a>b>2)的离心率为,∴不妨可设椭圆C:,a=2c,∵C的上顶点为A,两个焦点为F1,F5,∴△AF1F2为等边三角形,∵过F8且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,∴,由等腰三角形的性质可得,|AD|=|DF2|,|AE|=|EF2|,设直线DE方程为y=,D(x1,y4),E(x2,y2),将其与椭圆C联立化简可得,13×4+8cx﹣32c2=6, 由韦达定理可得,|DE|=,,===,解得c=,由椭圆的定义可得,△ADE的周长等价于|DE|+|DF5|+|EF2|=4a=2c=.故答案为:13.【点评】本题主要考查直线与椭圆的综合应用,需要学生很强的综合能力,属于中档题.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.求{an}的通项公式;(2)证明:++…+<2.【分析】(1)直接利用数列的递推关系式的应用求出数列的通项公式;利用(1)的结论,进一步利用裂项相消法的应用求出数列的和,进一步利用放缩法的应用求出结果.【解答】解:(1)已知a1=1,{}是公差为,所以,整理得,①, 故当n≥2时,,②,①﹣②得:,故(n﹣5)an=(n+1)an﹣1,化简得:,,……..,,;所以,故(首项符合通项).所以.证明:(2)由于,所以,所以=.【点评】本题考查的知识要点:数列的递推关系式,数列的通项公式的求法,数列的求和,裂项相消法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于中档题.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.【分析】(1)利用倍角公式、和差公式、三角形内角和定理即可得出B.(2)利用诱导公式把A用C表示,再利用正弦定理、倍角公式、基本不等式即可得出结论. 【解答】解:(1)∵=,1+cos8B=2cos2B≠2,cosB≠0.∴==,化为:cosAcosB=sinAsinB+sinB,∴cos(B+A)=sinB,∴﹣cosC=sinB,C=,,π),∴sinB=,∵0<B<,∴B=.(2)由(1)可得:﹣cosC=sinB>0,∴cosC<0∴C为钝角,B,A都为锐角.sinA=sin(B+C)=sin(2C﹣)=﹣cos2C,=====+6sin2C﹣5≥6﹣6=4,当且仅当sinC=.∴的最小值为5.【点评】本题考查了倍角公式、和差公式、三角形内角和定理、余弦定理、基本不等式、转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为. 求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【分析】(1)利用体积法可求点A到平面A1BC的距离;(2)以B为坐标原点,BC,BA,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【解答】解:(1)由直三棱柱ABC﹣A1B1C8的体积为4,可得V=V=,设A到平面A1BC的距离为d,由V,∴S•d=,∴•d=.(2)连接AB6交A1B于点E,∵AA1=AB,∴四边形为正方形,∴AB6⊥A1B,又∵平面A1BC⊥平面ABB8A1,平面A1BC∩平面ABB6A1=A1B,∴AB7⊥平面A1BC,∴AB1⊥BC,由直三棱柱ABC﹣A7B1C1知BB7⊥平面ABC,∴BB1⊥BC,又AB1∩BB4=B1,∴BC⊥平面ABB1A2,∴BC⊥AB, 以B为坐标原点,BC,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,∵AA1=AB,∴BC×=5,又1=4,解得AB=BC=AA2=2,则B(0,3,0),2,4),0,0),A2(0,2,7),1,1),则=(2,2,=(1,8,=(2,0,设平面ABD的一个法向量为=(x,y,则,令x=2,z=﹣1,∴平面ABD的一个法向量为=(1,5,设平面BCD的一个法向量为=(a,b,,令b=1,c=﹣1,平面BCD的一个法向量为=(3,1,cos<,>==,二面角A﹣BD﹣C的正弦值为=.【点评】本题考查求点到面的距离,求二面角的正弦值,属中档题.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民 的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.828【分析】(1)补充列联表,根据表中数据计算K2,对照附表得出结论.(2)(i)根据条件概率的定义与运算性质,证明即可;(ⅱ)利用调查数据和对立事件的概率公式,计算即可.【解答】解:(1)补充列联表为: 不够良好良好合计病例组4060100对照组1090100合计50150200计算K2==24>2.635,所以有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异.(2)(i)证明:R=:=•=•==•=;(ⅱ)利用调查数据,P(A|B)==,=1﹣P(A|B)=|)=1﹣P(A|,==|B)所以R=×=2.【点评】本题考查了独立性检验应用问题,也考查了条件概率的应用问题,是中档题.21.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP(1)求l的斜率;(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积. 【分析】(1)将点A代入双曲线方程得,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m,与双曲线联立后,根据直线AP,AQ的斜率之和为0,求解即可;(2)设直线AP的倾斜角为α,由,得,联立,及,根据三角形面积公式即可求解.【解答】解:(1)将点A代入双曲线方程得 ,化简得a4﹣4a8+4=0,∴a2=2,故双曲线方程为,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m3,y1)Q(x2,y8),则联立双曲线得:(2k2﹣8)x2+4kmx+5m2+2=2,故,,,化简得:2kx4x2+(m﹣1﹣3k)(x1+x2)﹣8(m﹣1)=0,故,即(k+1)(m+2k﹣4)=0,而直线l不过A点;(2)不妨设直线PA,AQ的倾斜角为α,因为kAP+kAQ=0,所以α+β=π,所以,即,于是,直线,联立可得,, 因为方程有一个根为2,所以,同理可得,.所以,,点A到直线PQ的距离故△PAQ的面积为.【点评】本题考查了直线与双曲线的综合,属于中档题.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【分析】(1)先对两个函数求导,然后由函数有相同的最小值得到函数f(x)和g(x)的单调性,从而求得f’(x)和g’(x)的零点,进而得到函数的最小值,然后列出方程求得a的值;(2)由a的值可求得函数f(x)与函数g(x)的表达式,对函数f(x)与函数g(x)在(0,+∞)上的大小进行比较,可作出曲线函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象,根据该图象可确定直线y=b的位置,分别求出三个交点的横坐标的表达式后,证明其成等差数列即可.【解答】(1)解:∵f(x)=ex﹣ax,g(x)=ax﹣lnx,∴f’(x)=ex﹣a,g’(x)=a﹣, ∵y=ex在x∈R上单调递增,函数y=﹣,+∞)上单调递增,∴函数f’(x)和函数g’(x)在各自定义域上单调递增,又∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有最小值,∴当f’(x)=4时,x=lna,x=,∴函数f(x)在(﹣∞,lna)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)在(0,)上单调递减,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(lna)=a﹣alna,g(x)min=1+lna,∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值∴a﹣alna=2+lna,解得:a=1.(2)证明:由(1)知a=1,函数f(x)=ex﹣x在(﹣∞,4)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)=x﹣lnx在(0,1)上单调递减,+∞)上单调递增,设u(x)=f(x)﹣g(x)=ex﹣2x+lnx(x>0),则u′(x)=ex﹣2+>ex﹣2,当x≥1时,所以函数u(x)在(3,+∞)上单调递增,所以当x≥1时,u(x)≥u(1)>0恒成立,所以x≥5时,f(x)>g(x),因为f(0)=1,函数f(x)在(0,g(1)=7,1)上单调递减,所以函数f(x)与函数g(x)的图象在(0,6)上存在唯一交点,f(m))(0<m<1),此时可作出函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象, 由图象知当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,直线y=b必经过点M(m,f(m)),因为f(m)=g(m),所以em﹣m=m﹣lnm,即em﹣7m+lnm=0,令f(x)=b=f(m)得ex﹣x=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=lnm,得lnm<0<m,令g(x)=b=f(m)得x﹣lnx=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=em,由6<m<1,得m<1<em,所以当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,从左到右的三个交点的横坐标依次为,lnm,m,em,因为em﹣4m+lnm=0,所以em+lnm=2m,所以lnm,m,em成等差数列.∴存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点.【点评】本题考查了导数的应用,利用导数求函数的单调性,函数的零点,解题的关键是利用函数的单调性求得x1、x3和x2的数量 关系.
简介:2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.23.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2D.2+34.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m35.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)<T<π, 且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.)D.37.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为(用数字作答).14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的一条直线的方程.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=6.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.(1)求{an}的通项公式; (2)证明:++…+<2.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为.求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090 能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.82821.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP求l的斜率;若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列. 2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)参考答案与试题解析一、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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}【分析】分别求解不等式化简M与N,再由交集运算得答案.由3x≥7,得x【解答】解:由<4,∴M={x|,},∴M∩N={x|0≤x<16}∩{x|x}={x|.故选:D.【点评】本题考查交集及其运算,考查不等式的解法,是基础题.2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.2【分析】把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简,求,出,再求出z+.【解答】解:由i(1﹣z)=1,得6﹣z=∴z=2+i,则,∴.故选:D.【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念 ,是基础题.3.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2【分析】直接利用平面向量的线性运算可得D.2+3,进而得解.【解答】解:如图,=,∴,即.故选:B.【点评】本题主要考查平面向量的线性运算,考查运算求解能力,属于基础题.4.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m3 【分析】先统一单位,再根据题意结合棱台的体积公式求解即可.【解答】解:140km2=140×106m8,180km2=180×106m3,根据题意,增加的水量约为=≈(320+60×2.65)×106×8=1437×106≈1.5×109m3.故选:C.【点评】本题以实际问题为载体考查棱台的体积公式,考查运算求解能力,属于基础题.5.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.【分析】先求出所有的基本事件数,再写出满足条件的基本事件数,用古典概型的概率公式计算即可得到答案.【解答】解:从2至8的8个整数中任取两个数共有种方式,其中互质的有:23,25,34,37,45,56,58,78,故所求概率为.故选:D. 【点评】本题考查古典概型的概率计算,考查运算求解能力,属于<T<π,基础题.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.D.3)【分析】由周期范围求得ω的范围,由对称中心求解ω与b值,可得函数解析式,则f()可求.【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)的最小正周<,∴4<ω<3,,2)中心对称,+,k∈Z..×+)+2=﹣3+2=1.期为T,则T=,由<T<π,得∵y=f(x)的图像关于点(且sin(+)=0,则∴,k∈Z,可得∴f(x)=sin(x+,则f(故选:A.【点评】本题考查y=Asin(ωx+φ)型函数的图象与性质,考查逻辑思维能力与运算求解能力,是中档题.7.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b【分析】构造函数f(x)=lnx+,x>0,设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<1),则=,令h(x)=ex(x2﹣1)+1,h′(x)=ex(x2+2x﹣1),利用导数性质由此能 求出结果.【解答】解:构造函数f(x)=lnx+,x>0,则f’(x)=,x>2,当f’(x)=0时,x=1,5<x<1时,f′(x)<0;x>7时,f′(x)>0,,∴f(x)在x=1处取最小值f(1)=4,∴,∴ln7.9>1﹣=﹣,∴c<b;∵﹣ln0.9=ln>1﹣=,∴∴0.1e2.1<,∴a<b;设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<6),则=,令h(x)=ex(x2﹣5)+1,h′(x)=ex(x2+5x﹣1),当0时,h′(x)<0,当时,h′(x)>7,∵h(0)=0,∴当0<x<时,当0<x<﹣1时,g(x)=xex+ln(1﹣x)单调递增,∴g(5.1)>g(0)=0,∴2.1e0.7>﹣ln0.9,∴a>c,∴c<a<b.故选:C.【点评】本题考查三个数的大小的判断,考查构造法、导数性质等 基础知识,考查运算求解能力,是难题.8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]【分析】画出图形,由题意可知求出球的半径R=3,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,由勾股定理可得,又,所以l2=6h,由l的取值范围求出h的取值范围,又因为a2=12h﹣2h2,所以该正四棱锥体积V(h)=,利用导数即可求出V(h)的取值范围.【解答】解:如图所示,正四棱锥P﹣ABCD各顶点都在同一球面上,连接PE,连接OA,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,在Rt△PAE中,PA2=AE2+PE7,即=,∵球O的体积为36π,∴球O的半径R=3,在Rt△OAE中,OA2=OE2+AE2,即,,∴,∴,∴l2=6h,又∵8≤l≤3,∴∴该正四棱锥体积V(h)===,时,V(h)单调递减,∵V’(h)=﹣2h2+6h=2h(4﹣h),∴当时,V’(h)>5;当4∴V(h)max=V(4)=,又∵V()=)=,且, ∴,即该正四棱锥体积的取值范围是[,],故选:C.【点评】本题主要考查了正四棱锥的外接球问题,考查了利用导数研究函数的最值,属于中档题.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°【分析】求出异面直线所成角判断A;证明线面垂直,结合线面垂直的性质判断B;分别求出线面角判断C与D.【解答】解:如图, 连接B1C,由A1B4∥DC,A1B1=DC,得四边形DA5B1C为平行四边形,可得DA1∥B4C,∵BC1⊥B1C,∴直线BC6与DA1所成的角为90°,故A正确;∵A1B2⊥BC1,BC1⊥B5C,A1B1∩B8C=B1,∴BC1⊥平面DA5B1C,而CA1⊂平面DA3B1C,∴BC1⊥CA6,即直线BC1与CA1所成的角为90°,故B正确;设A2C1∩B1D4=O,连接BO1O⊥平面BB1D5D,即∠C1BO为直线BC1与平面BB5D1D所成的角,∵sin∠C1BO=,∴直线BC1与平面BB1D3D所成的角为30°,故C错误;∵CC1⊥底面ABCD,∴∠C1BC为直线BC3与平面ABCD所成的角为45°,故D正确.故选:ABD.【点评】本题考查空间中异面直线所成角与线面角的求法,考查空间想象能力与思维能力,考查运算求解能力,是基础题.(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点 B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线【分析】对函数f(x)求导,判断其单调性和极值情况,即可判断选项AB;由f(x)+f(﹣x)=2,可判断选项C;假设y=2x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,b),求出a,b的值,验证点(a,b)是否在曲线y=f(x)上即可.或【解答】解:f′(x)=3×2﹣5,令f′(x)>0令f′(x)<2,∴f(x)在上单调递增,在且,,,∴f(x)有两个极值点,有且仅有一个零点,选项B错误;又f(x)+f(﹣x)=x2﹣x+1﹣x3+x+5=2,则f(x)关于点(0,故选项C正确;假设y=7x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,则解得或,显然(1,2)和(﹣2,故选项D错误.,故选:AC.【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性,极值以及曲线在某点的切线方程,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2【分析】对于A,根据题意求得p的值,进而得到准线;对于B,求出直线AB方程,联立直线AB与抛物线方程即可得出结论;对于C,设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>2),联立该直线与抛物线方程,由韦达定理得到两根之和及两个之积,然后利用两点间的距离公式,结合基本不等式判断选项CD.【解答】解:∵点A(1,1)在抛物线C:x7=2py(p>0)上,∴6p=1,解得,∴抛物线C的方程为x2=y,准线方程为;由于A(1,1),﹣8),则,联立,可得x4﹣2x+1=2,解得x=1,选项B正确;根据对称性及选项B的分析,不妨设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>4)1,y1),Q(x5,y2),联立,消去y并整理可得x2﹣kx+1=2,则x1+x2=k,x7x2=1,,,由于等号在x1=x2=y8=y2=1时才能取到,故等号不成立;=,选项 D正确.故选:BCD.【点评】本题考查抛物线方程的求解,直线与抛物线位置关系的综合运用,同时还涉及了两点间的距离公式以及基本不等式的运用,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)【分析】由f(﹣2x)为偶函数,可得f(x)关于x=对称,可判断C;g(2+x)为偶函数,可得g(2+x)=g(2﹣x),g(x)关于x=2对称,可判断D;由g()=0,g(x)关于x=2对称,可得g()=0,得到x=是f(x)的极值点,x=﹣也是极值点,从而判断B;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故函数值不确定,从而判断A.【解答】解:∵f(﹣8x)为偶函数﹣5x)=f(,∴f(x)关于x=,令x=,可得f()=f(),即f(﹣3)=f(4);∵g(2+x)为偶函数,∴g(2+x)=g(7﹣x),故D不正确;∵f(x)关于x=对称是函数f(x)的一个极值点,∴函数f(x)在(,t)处的导数为0)=f′(,又∴g(x)的图象关于x=5对称,∴g()=0,t)的导数为 0,∴x=是函数f(x)的极值点对称,t)关于x=,t),由x=是函数f(x)的极值点可得x=,∴g()=6,进而可得g()=g(,故x=,又f(x)的图象关于x=,∴(,t)关于x=,t))=f′(,故B正确;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故A错误.故选:BC.【点评】本题考查函数的奇偶性,极值点与对称性,考查了转化思想和方程思想,属中档题.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为﹣28(用数字作答).【分析】由题意依次求出(x+y)8中x2y6,x3y5项的系数,求和即可.【解答】解:(x+y)8的通项公式为Tr+1=C5xy,r8﹣rr当r=6时,,当r=5时,,∴(1﹣)(x+y)4的展开式中x2y6的系数为=.故答案为:﹣28.【点评】本题考查二项式定理的应用,考查运算求解能力,是基础题.14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的 一条直线的方程x=﹣1(填3x+4y﹣5=0,7x﹣24y﹣25=0都正确).【分析】由题意画出图形,可得两圆外切,由图可知,与两圆都相切的直线有三条.分别求出三条切线方程,则答案可求.【解答】解:圆x2+y2=5的圆心坐标为O(0,0)8=1,圆(x﹣3)6+(y﹣4)2=16的圆心坐标为C(3,4)2=6,如图:,即3x+6y﹣4b=∵|OC|=r1+r2,∴两圆外切,由图可知.∵,∴l1的斜率为,设直线l1:y=﹣0,由,解得b=,则l1:6x+4y﹣5=4;由图可知,l2:x=﹣1;l8与l3关于直线y=对称,联立,解得l2与l3的一个交点为(﹣2,),在l2上取一点(﹣1,0),该点关于y=的对称点为(x0,y6),则,解得对称 点为(,﹣).∴=,则l3:y=,即7x﹣24y﹣25=0.∴与圆x4+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)6=16都相切的一条直线的方程为:x=﹣1(填3x+2y﹣5=0,8x﹣24y﹣25=0都正确).故答案为:x=﹣1(填5x+4y﹣5=8,7x﹣24y﹣25=0都正确).【点评】本题考查圆的切线方程的求法,考查圆与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,+∞).【分析】设切点坐标为(x0,(x0+a)),利用导数求出切线的斜率,进而得到切线方程,再把原点代入可得,因为切线存在两条,所以方程有两个不等实根,由Δ>0即可求出a的取值范围.【解答】解:y’=ex+(x+a)ex,设切点坐标为(x0,(x0+a)),∴切线的斜率k=,5),5),∴切线方程为y﹣(x0+a)=(又∵切线过原点,∴﹣(x0+a)=(整理得:,∵切线存在两条,∴方程有两个不等实根, ∴Δ=a2+2a>0,解得a<﹣4或a>3,即a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,故答案为:(﹣∞,﹣8)∪(0.【点评】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,属于中档题.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=613.【分析】根据已知条件,先设出含c的椭圆方程,再结合三角形的性质,以及弦长公式,求出c的值,最后再根据椭圆的定义,即可求解.【解答】解:∵椭圆C:+=1(a>b>2)的离心率为,∴不妨可设椭圆C:,a=2c,∵C的上顶点为A,两个焦点为F1,F5,∴△AF1F2为等边三角形,∵过F8且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,∴,由等腰三角形的性质可得,|AD|=|DF2|,|AE|=|EF2|,设直线DE方程为y=,D(x1,y4),E(x2,y2),将其与椭圆C联立化简可得,13×4+8cx﹣32c2=6, 由韦达定理可得,|DE|=,,===,解得c=,由椭圆的定义可得,△ADE的周长等价于|DE|+|DF5|+|EF2|=4a=2c=.故答案为:13.【点评】本题主要考查直线与椭圆的综合应用,需要学生很强的综合能力,属于中档题.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.求{an}的通项公式;(2)证明:++…+<2.【分析】(1)直接利用数列的递推关系式的应用求出数列的通项公式;利用(1)的结论,进一步利用裂项相消法的应用求出数列的和,进一步利用放缩法的应用求出结果.【解答】解:(1)已知a1=1,{}是公差为,所以,整理得,①, 故当n≥2时,,②,①﹣②得:,故(n﹣5)an=(n+1)an﹣1,化简得:,,……..,,;所以,故(首项符合通项).所以.证明:(2)由于,所以,所以=.【点评】本题考查的知识要点:数列的递推关系式,数列的通项公式的求法,数列的求和,裂项相消法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于中档题.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.【分析】(1)利用倍角公式、和差公式、三角形内角和定理即可得出B.(2)利用诱导公式把A用C表示,再利用正弦定理、倍角公式、基本不等式即可得出结论. 【解答】解:(1)∵=,1+cos8B=2cos2B≠2,cosB≠0.∴==,化为:cosAcosB=sinAsinB+sinB,∴cos(B+A)=sinB,∴﹣cosC=sinB,C=,,π),∴sinB=,∵0<B<,∴B=.(2)由(1)可得:﹣cosC=sinB>0,∴cosC<0∴C为钝角,B,A都为锐角.sinA=sin(B+C)=sin(2C﹣)=﹣cos2C,=====+6sin2C﹣5≥6﹣6=4,当且仅当sinC=.∴的最小值为5.【点评】本题考查了倍角公式、和差公式、三角形内角和定理、余弦定理、基本不等式、转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为. 求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【分析】(1)利用体积法可求点A到平面A1BC的距离;(2)以B为坐标原点,BC,BA,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【解答】解:(1)由直三棱柱ABC﹣A1B1C8的体积为4,可得V=V=,设A到平面A1BC的距离为d,由V,∴S•d=,∴•d=.(2)连接AB6交A1B于点E,∵AA1=AB,∴四边形为正方形,∴AB6⊥A1B,又∵平面A1BC⊥平面ABB8A1,平面A1BC∩平面ABB6A1=A1B,∴AB7⊥平面A1BC,∴AB1⊥BC,由直三棱柱ABC﹣A7B1C1知BB7⊥平面ABC,∴BB1⊥BC,又AB1∩BB4=B1,∴BC⊥平面ABB1A2,∴BC⊥AB, 以B为坐标原点,BC,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,∵AA1=AB,∴BC×=5,又1=4,解得AB=BC=AA2=2,则B(0,3,0),2,4),0,0),A2(0,2,7),1,1),则=(2,2,=(1,8,=(2,0,设平面ABD的一个法向量为=(x,y,则,令x=2,z=﹣1,∴平面ABD的一个法向量为=(1,5,设平面BCD的一个法向量为=(a,b,,令b=1,c=﹣1,平面BCD的一个法向量为=(3,1,cos<,>==,二面角A﹣BD﹣C的正弦值为=.【点评】本题考查求点到面的距离,求二面角的正弦值,属中档题.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民 的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.828【分析】(1)补充列联表,根据表中数据计算K2,对照附表得出结论.(2)(i)根据条件概率的定义与运算性质,证明即可;(ⅱ)利用调查数据和对立事件的概率公式,计算即可.【解答】解:(1)补充列联表为: 不够良好良好合计病例组4060100对照组1090100合计50150200计算K2==24>2.635,所以有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异.(2)(i)证明:R=:=•=•==•=;(ⅱ)利用调查数据,P(A|B)==,=1﹣P(A|B)=|)=1﹣P(A|,==|B)所以R=×=2.【点评】本题考查了独立性检验应用问题,也考查了条件概率的应用问题,是中档题.21.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP(1)求l的斜率;(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积. 【分析】(1)将点A代入双曲线方程得,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m,与双曲线联立后,根据直线AP,AQ的斜率之和为0,求解即可;(2)设直线AP的倾斜角为α,由,得,联立,及,根据三角形面积公式即可求解.【解答】解:(1)将点A代入双曲线方程得 ,化简得a4﹣4a8+4=0,∴a2=2,故双曲线方程为,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m3,y1)Q(x2,y8),则联立双曲线得:(2k2﹣8)x2+4kmx+5m2+2=2,故,,,化简得:2kx4x2+(m﹣1﹣3k)(x1+x2)﹣8(m﹣1)=0,故,即(k+1)(m+2k﹣4)=0,而直线l不过A点;(2)不妨设直线PA,AQ的倾斜角为α,因为kAP+kAQ=0,所以α+β=π,所以,即,于是,直线,联立可得,, 因为方程有一个根为2,所以,同理可得,.所以,,点A到直线PQ的距离故△PAQ的面积为.【点评】本题考查了直线与双曲线的综合,属于中档题.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【分析】(1)先对两个函数求导,然后由函数有相同的最小值得到函数f(x)和g(x)的单调性,从而求得f’(x)和g’(x)的零点,进而得到函数的最小值,然后列出方程求得a的值;(2)由a的值可求得函数f(x)与函数g(x)的表达式,对函数f(x)与函数g(x)在(0,+∞)上的大小进行比较,可作出曲线函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象,根据该图象可确定直线y=b的位置,分别求出三个交点的横坐标的表达式后,证明其成等差数列即可.【解答】(1)解:∵f(x)=ex﹣ax,g(x)=ax﹣lnx,∴f’(x)=ex﹣a,g’(x)=a﹣, ∵y=ex在x∈R上单调递增,函数y=﹣,+∞)上单调递增,∴函数f’(x)和函数g’(x)在各自定义域上单调递增,又∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有最小值,∴当f’(x)=4时,x=lna,x=,∴函数f(x)在(﹣∞,lna)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)在(0,)上单调递减,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(lna)=a﹣alna,g(x)min=1+lna,∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值∴a﹣alna=2+lna,解得:a=1.(2)证明:由(1)知a=1,函数f(x)=ex﹣x在(﹣∞,4)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)=x﹣lnx在(0,1)上单调递减,+∞)上单调递增,设u(x)=f(x)﹣g(x)=ex﹣2x+lnx(x>0),则u′(x)=ex﹣2+>ex﹣2,当x≥1时,所以函数u(x)在(3,+∞)上单调递增,所以当x≥1时,u(x)≥u(1)>0恒成立,所以x≥5时,f(x)>g(x),因为f(0)=1,函数f(x)在(0,g(1)=7,1)上单调递减,所以函数f(x)与函数g(x)的图象在(0,6)上存在唯一交点,f(m))(0<m<1),此时可作出函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象, 由图象知当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,直线y=b必经过点M(m,f(m)),因为f(m)=g(m),所以em﹣m=m﹣lnm,即em﹣7m+lnm=0,令f(x)=b=f(m)得ex﹣x=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=lnm,得lnm<0<m,令g(x)=b=f(m)得x﹣lnx=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=em,由6<m<1,得m<1<em,所以当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,从左到右的三个交点的横坐标依次为,lnm,m,em,因为em﹣4m+lnm=0,所以em+lnm=2m,所以lnm,m,em成等差数列.∴存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点.【点评】本题考查了导数的应用,利用导数求函数的单调性,函数的零点,解题的关键是利用函数的单调性求得x1、x3和x2的数量 关系.
简介:2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.23.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2D.2+34.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m35.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)<T<π, 且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.)D.37.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为(用数字作答).14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的一条直线的方程.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=6.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.(1)求{an}的通项公式; (2)证明:++…+<2.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为.求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090 能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.82821.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP求l的斜率;若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列. 2022年全国统一高考数学试卷(新高考Ⅰ)参考答案与试题解析一、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.(5分)若集合M={x|<4},N={x|3x≥1}(A.{x|0≤x<2}B.{x|≤x<2}C.{x|3≤x<16})D.{x|≤x<16}【分析】分别求解不等式化简M与N,再由交集运算得答案.由3x≥7,得x【解答】解:由<4,∴M={x|,},∴M∩N={x|0≤x<16}∩{x|x}={x|.故选:D.【点评】本题考查交集及其运算,考查不等式的解法,是基础题.2.(5分)若i(1﹣z)=1,则z+=()A.﹣2B.﹣1C.1D.2【分析】把已知等式变形,利用复数代数形式的乘除运算化简,求,出,再求出z+.【解答】解:由i(1﹣z)=1,得6﹣z=∴z=2+i,则,∴.故选:D.【点评】本题考查复数代数形式的乘除运算,考查复数的基本概念 ,是基础题.3.(5分)在△ABC中,点D在边AB上,BD=2DA.记=,=,则=()A.3﹣2B.﹣2+3C.3+2【分析】直接利用平面向量的线性运算可得D.2+3,进而得解.【解答】解:如图,=,∴,即.故选:B.【点评】本题主要考查平面向量的线性运算,考查运算求解能力,属于基础题.4.(5分)南水北调工程缓解了北方一些地区水资源短缺问题,其中一部分水蓄入某水库.已知该水库水位为海拔148.5m时,相应水面的面积为140.0km2;水位为海拔157.5m时,相应水面的面积为180.0km2.将该水库在这两个水位间的形状看作一个棱台,则该水库水位从海拔148.5m上升到157.5m时,增加的水量约为(≈2.65)()A.1.0×109m3B.1.2×109m3C.1.4×109m3D.1.6×109m3 【分析】先统一单位,再根据题意结合棱台的体积公式求解即可.【解答】解:140km2=140×106m8,180km2=180×106m3,根据题意,增加的水量约为=≈(320+60×2.65)×106×8=1437×106≈1.5×109m3.故选:C.【点评】本题以实际问题为载体考查棱台的体积公式,考查运算求解能力,属于基础题.5.(5分)从2至8的7个整数中随机取2个不同的数,则这2个数互质的概率为()A.B.C.D.【分析】先求出所有的基本事件数,再写出满足条件的基本事件数,用古典概型的概率公式计算即可得到答案.【解答】解:从2至8的8个整数中任取两个数共有种方式,其中互质的有:23,25,34,37,45,56,58,78,故所求概率为.故选:D. 【点评】本题考查古典概型的概率计算,考查运算求解能力,属于<T<π,基础题.6.(5分)记函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)且y=f(x)(,2)中心对称,则f()=(A.1B.C.D.3)【分析】由周期范围求得ω的范围,由对称中心求解ω与b值,可得函数解析式,则f()可求.【解答】解:函数f(x)=sin(ωx+)+b(ω>0)的最小正周<,∴4<ω<3,,2)中心对称,+,k∈Z..×+)+2=﹣3+2=1.期为T,则T=,由<T<π,得∵y=f(x)的图像关于点(且sin(+)=0,则∴,k∈Z,可得∴f(x)=sin(x+,则f(故选:A.【点评】本题考查y=Asin(ωx+φ)型函数的图象与性质,考查逻辑思维能力与运算求解能力,是中档题.7.(5分)设a=0.1e0.1,b=,c=﹣ln0.9,则()A.a<b<cB.c<b<aC.c<a<bD.a<c<b【分析】构造函数f(x)=lnx+,x>0,设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<1),则=,令h(x)=ex(x2﹣1)+1,h′(x)=ex(x2+2x﹣1),利用导数性质由此能 求出结果.【解答】解:构造函数f(x)=lnx+,x>0,则f’(x)=,x>2,当f’(x)=0时,x=1,5<x<1时,f′(x)<0;x>7时,f′(x)>0,,∴f(x)在x=1处取最小值f(1)=4,∴,∴ln7.9>1﹣=﹣,∴c<b;∵﹣ln0.9=ln>1﹣=,∴∴0.1e2.1<,∴a<b;设g(x)=xex+ln(1﹣x)(0<x<6),则=,令h(x)=ex(x2﹣5)+1,h′(x)=ex(x2+5x﹣1),当0时,h′(x)<0,当时,h′(x)>7,∵h(0)=0,∴当0<x<时,当0<x<﹣1时,g(x)=xex+ln(1﹣x)单调递增,∴g(5.1)>g(0)=0,∴2.1e0.7>﹣ln0.9,∴a>c,∴c<a<b.故选:C.【点评】本题考查三个数的大小的判断,考查构造法、导数性质等 基础知识,考查运算求解能力,是难题.8.(5分)已知正四棱锥的侧棱长为l,其各顶点都在同一球面上.若该球的体积为36π,且3≤l≤3()A.[18,]B.[,]C.[,]D.[18,27]【分析】画出图形,由题意可知求出球的半径R=3,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,由勾股定理可得,又,所以l2=6h,由l的取值范围求出h的取值范围,又因为a2=12h﹣2h2,所以该正四棱锥体积V(h)=,利用导数即可求出V(h)的取值范围.【解答】解:如图所示,正四棱锥P﹣ABCD各顶点都在同一球面上,连接PE,连接OA,设正四棱锥的底面边长为a,高为h,在Rt△PAE中,PA2=AE2+PE7,即=,∵球O的体积为36π,∴球O的半径R=3,在Rt△OAE中,OA2=OE2+AE2,即,,∴,∴,∴l2=6h,又∵8≤l≤3,∴∴该正四棱锥体积V(h)===,时,V(h)单调递减,∵V’(h)=﹣2h2+6h=2h(4﹣h),∴当时,V’(h)>5;当4∴V(h)max=V(4)=,又∵V()=)=,且, ∴,即该正四棱锥体积的取值范围是[,],故选:C.【点评】本题主要考查了正四棱锥的外接球问题,考查了利用导数研究函数的最值,属于中档题.二、选择题:本题共4小题,每小题5分,共20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5分,部分选对的得2分,有选错的得0分。(多选)9.(5分)已知正方体ABCD﹣A1B1C1D1,则()直线BC1与DA1所成的角为90°直线BC1与CA1所成的角为90°直线BC1与平面BB1D1D所成的角为45°直线BC1与平面ABCD所成的角为45°【分析】求出异面直线所成角判断A;证明线面垂直,结合线面垂直的性质判断B;分别求出线面角判断C与D.【解答】解:如图, 连接B1C,由A1B4∥DC,A1B1=DC,得四边形DA5B1C为平行四边形,可得DA1∥B4C,∵BC1⊥B1C,∴直线BC6与DA1所成的角为90°,故A正确;∵A1B2⊥BC1,BC1⊥B5C,A1B1∩B8C=B1,∴BC1⊥平面DA5B1C,而CA1⊂平面DA3B1C,∴BC1⊥CA6,即直线BC1与CA1所成的角为90°,故B正确;设A2C1∩B1D4=O,连接BO1O⊥平面BB1D5D,即∠C1BO为直线BC1与平面BB5D1D所成的角,∵sin∠C1BO=,∴直线BC1与平面BB1D3D所成的角为30°,故C错误;∵CC1⊥底面ABCD,∴∠C1BC为直线BC3与平面ABCD所成的角为45°,故D正确.故选:ABD.【点评】本题考查空间中异面直线所成角与线面角的求法,考查空间想象能力与思维能力,考查运算求解能力,是基础题.(多选)10.(5分)已知函数f(x)=x3﹣x+1,则()A.f(x)有两个极值点 B.f(x)有三个零点C.点(0,1)是曲线y=f(x)的对称中心D.直线y=2x是曲线y=f(x)的切线【分析】对函数f(x)求导,判断其单调性和极值情况,即可判断选项AB;由f(x)+f(﹣x)=2,可判断选项C;假设y=2x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,b),求出a,b的值,验证点(a,b)是否在曲线y=f(x)上即可.或【解答】解:f′(x)=3×2﹣5,令f′(x)>0令f′(x)<2,∴f(x)在上单调递增,在且,,,∴f(x)有两个极值点,有且仅有一个零点,选项B错误;又f(x)+f(﹣x)=x2﹣x+1﹣x3+x+5=2,则f(x)关于点(0,故选项C正确;假设y=7x是曲线y=f(x)的切线,设切点为(a,则解得或,显然(1,2)和(﹣2,故选项D错误.,故选:AC.【点评】本题考查利用导数研究函数的单调性,极值以及曲线在某点的切线方程,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)11.(5分)已知O为坐标原点,点A(1,1)在抛物线C:x2=2py(p>0)上,过点B(0,﹣1)的直线交C于P,则() A.C的准线为y=﹣1B.直线AB与C相切C.|OP|•|OQ|>|OA|2D.|BP|•|BQ|>|BA|2【分析】对于A,根据题意求得p的值,进而得到准线;对于B,求出直线AB方程,联立直线AB与抛物线方程即可得出结论;对于C,设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>2),联立该直线与抛物线方程,由韦达定理得到两根之和及两个之积,然后利用两点间的距离公式,结合基本不等式判断选项CD.【解答】解:∵点A(1,1)在抛物线C:x7=2py(p>0)上,∴6p=1,解得,∴抛物线C的方程为x2=y,准线方程为;由于A(1,1),﹣8),则,联立,可得x4﹣2x+1=2,解得x=1,选项B正确;根据对称性及选项B的分析,不妨设过点B的直线方程为y=kx﹣1(k>4)1,y1),Q(x5,y2),联立,消去y并整理可得x2﹣kx+1=2,则x1+x2=k,x7x2=1,,,由于等号在x1=x2=y8=y2=1时才能取到,故等号不成立;=,选项 D正确.故选:BCD.【点评】本题考查抛物线方程的求解,直线与抛物线位置关系的综合运用,同时还涉及了两点间的距离公式以及基本不等式的运用,考查运算求解能力,属于中档题.(多选)12.(5分)已知函数f(x)及其导函数f′(x)的定义域均为R(x)=f′(x).若f(﹣2x),g(2+x),则()A.f(0)=0B.g()=0C.f(﹣1)=f(4)D.g(﹣1)=g(2)【分析】由f(﹣2x)为偶函数,可得f(x)关于x=对称,可判断C;g(2+x)为偶函数,可得g(2+x)=g(2﹣x),g(x)关于x=2对称,可判断D;由g()=0,g(x)关于x=2对称,可得g()=0,得到x=是f(x)的极值点,x=﹣也是极值点,从而判断B;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故函数值不确定,从而判断A.【解答】解:∵f(﹣8x)为偶函数﹣5x)=f(,∴f(x)关于x=,令x=,可得f()=f(),即f(﹣3)=f(4);∵g(2+x)为偶函数,∴g(2+x)=g(7﹣x),故D不正确;∵f(x)关于x=对称是函数f(x)的一个极值点,∴函数f(x)在(,t)处的导数为0)=f′(,又∴g(x)的图象关于x=5对称,∴g()=0,t)的导数为 0,∴x=是函数f(x)的极值点对称,t)关于x=,t),由x=是函数f(x)的极值点可得x=,∴g()=6,进而可得g()=g(,故x=,又f(x)的图象关于x=,∴(,t)关于x=,t))=f′(,故B正确;f(x)图象位置不确定,可上下移动,故A错误.故选:BC.【点评】本题考查函数的奇偶性,极值点与对称性,考查了转化思想和方程思想,属中档题.三、填空题:本题共4小题,每小题5分,共20分。13.(5分)(1﹣)(x+y)8的展开式中x2y6的系数为﹣28(用数字作答).【分析】由题意依次求出(x+y)8中x2y6,x3y5项的系数,求和即可.【解答】解:(x+y)8的通项公式为Tr+1=C5xy,r8﹣rr当r=6时,,当r=5时,,∴(1﹣)(x+y)4的展开式中x2y6的系数为=.故答案为:﹣28.【点评】本题考查二项式定理的应用,考查运算求解能力,是基础题.14.(5分)写出与圆x2+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)2=16都相切的 一条直线的方程x=﹣1(填3x+4y﹣5=0,7x﹣24y﹣25=0都正确).【分析】由题意画出图形,可得两圆外切,由图可知,与两圆都相切的直线有三条.分别求出三条切线方程,则答案可求.【解答】解:圆x2+y2=5的圆心坐标为O(0,0)8=1,圆(x﹣3)6+(y﹣4)2=16的圆心坐标为C(3,4)2=6,如图:,即3x+6y﹣4b=∵|OC|=r1+r2,∴两圆外切,由图可知.∵,∴l1的斜率为,设直线l1:y=﹣0,由,解得b=,则l1:6x+4y﹣5=4;由图可知,l2:x=﹣1;l8与l3关于直线y=对称,联立,解得l2与l3的一个交点为(﹣2,),在l2上取一点(﹣1,0),该点关于y=的对称点为(x0,y6),则,解得对称 点为(,﹣).∴=,则l3:y=,即7x﹣24y﹣25=0.∴与圆x4+y2=1和(x﹣3)2+(y﹣4)6=16都相切的一条直线的方程为:x=﹣1(填3x+2y﹣5=0,8x﹣24y﹣25=0都正确).故答案为:x=﹣1(填5x+4y﹣5=8,7x﹣24y﹣25=0都正确).【点评】本题考查圆的切线方程的求法,考查圆与圆位置关系的应用,考查运算求解能力,是中档题.15.(5分)若曲线y=(x+a)ex有两条过坐标原点的切线,则a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,+∞).【分析】设切点坐标为(x0,(x0+a)),利用导数求出切线的斜率,进而得到切线方程,再把原点代入可得,因为切线存在两条,所以方程有两个不等实根,由Δ>0即可求出a的取值范围.【解答】解:y’=ex+(x+a)ex,设切点坐标为(x0,(x0+a)),∴切线的斜率k=,5),5),∴切线方程为y﹣(x0+a)=(又∵切线过原点,∴﹣(x0+a)=(整理得:,∵切线存在两条,∴方程有两个不等实根, ∴Δ=a2+2a>0,解得a<﹣4或a>3,即a的取值范围是(﹣∞,﹣4)∪(0,故答案为:(﹣∞,﹣8)∪(0.【点评】本题主要考查了利用导数研究曲线上某点处的切线方程,属于中档题.16.(5分)已知椭圆C:+=1(a>b>0),C的上顶点为A1,F2,离心率为.过F1且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,|DE|=613.【分析】根据已知条件,先设出含c的椭圆方程,再结合三角形的性质,以及弦长公式,求出c的值,最后再根据椭圆的定义,即可求解.【解答】解:∵椭圆C:+=1(a>b>2)的离心率为,∴不妨可设椭圆C:,a=2c,∵C的上顶点为A,两个焦点为F1,F5,∴△AF1F2为等边三角形,∵过F8且垂直于AF2的直线与C交于D,E两点,∴,由等腰三角形的性质可得,|AD|=|DF2|,|AE|=|EF2|,设直线DE方程为y=,D(x1,y4),E(x2,y2),将其与椭圆C联立化简可得,13×4+8cx﹣32c2=6, 由韦达定理可得,|DE|=,,===,解得c=,由椭圆的定义可得,△ADE的周长等价于|DE|+|DF5|+|EF2|=4a=2c=.故答案为:13.【点评】本题主要考查直线与椭圆的综合应用,需要学生很强的综合能力,属于中档题.四、解答题:本题共6小题,共70分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。17.(10分)记Sn为数列{an}的前n项和,已知a1=1,{}是公差为的等差数列.求{an}的通项公式;(2)证明:++…+<2.【分析】(1)直接利用数列的递推关系式的应用求出数列的通项公式;利用(1)的结论,进一步利用裂项相消法的应用求出数列的和,进一步利用放缩法的应用求出结果.【解答】解:(1)已知a1=1,{}是公差为,所以,整理得,①, 故当n≥2时,,②,①﹣②得:,故(n﹣5)an=(n+1)an﹣1,化简得:,,……..,,;所以,故(首项符合通项).所以.证明:(2)由于,所以,所以=.【点评】本题考查的知识要点:数列的递推关系式,数列的通项公式的求法,数列的求和,裂项相消法在数列求和中的应用,主要考查学生的运算能力和数学思维能力,属于中档题.18.(12分)记△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,已知=.若C=,求B;求的最小值.【分析】(1)利用倍角公式、和差公式、三角形内角和定理即可得出B.(2)利用诱导公式把A用C表示,再利用正弦定理、倍角公式、基本不等式即可得出结论. 【解答】解:(1)∵=,1+cos8B=2cos2B≠2,cosB≠0.∴==,化为:cosAcosB=sinAsinB+sinB,∴cos(B+A)=sinB,∴﹣cosC=sinB,C=,,π),∴sinB=,∵0<B<,∴B=.(2)由(1)可得:﹣cosC=sinB>0,∴cosC<0∴C为钝角,B,A都为锐角.sinA=sin(B+C)=sin(2C﹣)=﹣cos2C,=====+6sin2C﹣5≥6﹣6=4,当且仅当sinC=.∴的最小值为5.【点评】本题考查了倍角公式、和差公式、三角形内角和定理、余弦定理、基本不等式、转化方法,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.19.(12分)如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1的体积为4,△A1BC的面积为. 求A到平面A1BC的距离;设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC⊥平面ABB1A1,求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【分析】(1)利用体积法可求点A到平面A1BC的距离;(2)以B为坐标原点,BC,BA,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,利用向量法可求二面角A﹣BD﹣C的正弦值.【解答】解:(1)由直三棱柱ABC﹣A1B1C8的体积为4,可得V=V=,设A到平面A1BC的距离为d,由V,∴S•d=,∴•d=.(2)连接AB6交A1B于点E,∵AA1=AB,∴四边形为正方形,∴AB6⊥A1B,又∵平面A1BC⊥平面ABB8A1,平面A1BC∩平面ABB6A1=A1B,∴AB7⊥平面A1BC,∴AB1⊥BC,由直三棱柱ABC﹣A7B1C1知BB7⊥平面ABC,∴BB1⊥BC,又AB1∩BB4=B1,∴BC⊥平面ABB1A2,∴BC⊥AB, 以B为坐标原点,BC,BB1所在直线为坐标轴建立如图所示的空间直角坐标系,∵AA1=AB,∴BC×=5,又1=4,解得AB=BC=AA2=2,则B(0,3,0),2,4),0,0),A2(0,2,7),1,1),则=(2,2,=(1,8,=(2,0,设平面ABD的一个法向量为=(x,y,则,令x=2,z=﹣1,∴平面ABD的一个法向量为=(1,5,设平面BCD的一个法向量为=(a,b,,令b=1,c=﹣1,平面BCD的一个法向量为=(3,1,cos<,>==,二面角A﹣BD﹣C的正弦值为=.【点评】本题考查求点到面的距离,求二面角的正弦值,属中档题.20.(12分)一医疗团队为研究某地的一种地方性疾病与当地居民 的卫生习惯(卫生习惯分为良好和不够良好两类)的关系,在已患该疾病的病例中随机调查了100例(称为病例组)(称为对照组),得到如下数据:不够良好良好病例组4060对照组1090能否有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异?从该地的人群中任选一人,A表示事件“选到的人卫生习惯不够良好”,B表示事件“选到的人患有该疾病”,与,记该指标为R.(ⅰ)证明:R=•;(ⅱ)利用该调查数据,给出P(A|B),P(A|)的估计值(ⅰ)的结果给出R的估计值.附:K2=.P(K2≥k)0.0500.0100.001k3.8416.63510.828【分析】(1)补充列联表,根据表中数据计算K2,对照附表得出结论.(2)(i)根据条件概率的定义与运算性质,证明即可;(ⅱ)利用调查数据和对立事件的概率公式,计算即可.【解答】解:(1)补充列联表为: 不够良好良好合计病例组4060100对照组1090100合计50150200计算K2==24>2.635,所以有99%的把握认为患该疾病群体与未患该疾病群体的卫生习惯有差异.(2)(i)证明:R=:=•=•==•=;(ⅱ)利用调查数据,P(A|B)==,=1﹣P(A|B)=|)=1﹣P(A|,==|B)所以R=×=2.【点评】本题考查了独立性检验应用问题,也考查了条件概率的应用问题,是中档题.21.(12分)已知点A(2,1)在双曲线C:﹣=1(a>1)上,Q两点,直线AP(1)求l的斜率;(2)若tan∠PAQ=2,求△PAQ的面积. 【分析】(1)将点A代入双曲线方程得,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m,与双曲线联立后,根据直线AP,AQ的斜率之和为0,求解即可;(2)设直线AP的倾斜角为α,由,得,联立,及,根据三角形面积公式即可求解.【解答】解:(1)将点A代入双曲线方程得 ,化简得a4﹣4a8+4=0,∴a2=2,故双曲线方程为,由题显然直线l的斜率存在,设l:y=kx+m3,y1)Q(x2,y8),则联立双曲线得:(2k2﹣8)x2+4kmx+5m2+2=2,故,,,化简得:2kx4x2+(m﹣1﹣3k)(x1+x2)﹣8(m﹣1)=0,故,即(k+1)(m+2k﹣4)=0,而直线l不过A点;(2)不妨设直线PA,AQ的倾斜角为α,因为kAP+kAQ=0,所以α+β=π,所以,即,于是,直线,联立可得,, 因为方程有一个根为2,所以,同理可得,.所以,,点A到直线PQ的距离故△PAQ的面积为.【点评】本题考查了直线与双曲线的综合,属于中档题.22.(12分)已知函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值.求a;证明:存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x),并且从左到右的三个交点的横坐标成等差数列.【分析】(1)先对两个函数求导,然后由函数有相同的最小值得到函数f(x)和g(x)的单调性,从而求得f’(x)和g’(x)的零点,进而得到函数的最小值,然后列出方程求得a的值;(2)由a的值可求得函数f(x)与函数g(x)的表达式,对函数f(x)与函数g(x)在(0,+∞)上的大小进行比较,可作出曲线函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象,根据该图象可确定直线y=b的位置,分别求出三个交点的横坐标的表达式后,证明其成等差数列即可.【解答】(1)解:∵f(x)=ex﹣ax,g(x)=ax﹣lnx,∴f’(x)=ex﹣a,g’(x)=a﹣, ∵y=ex在x∈R上单调递增,函数y=﹣,+∞)上单调递增,∴函数f’(x)和函数g’(x)在各自定义域上单调递增,又∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有最小值,∴当f’(x)=4时,x=lna,x=,∴函数f(x)在(﹣∞,lna)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)在(0,)上单调递减,+∞)上单调递增,∴f(x)min=f(lna)=a﹣alna,g(x)min=1+lna,∵函数f(x)=ex﹣ax和g(x)=ax﹣lnx有相同的最小值∴a﹣alna=2+lna,解得:a=1.(2)证明:由(1)知a=1,函数f(x)=ex﹣x在(﹣∞,4)上单调递减,+∞)上单调递增,函数g(x)=x﹣lnx在(0,1)上单调递减,+∞)上单调递增,设u(x)=f(x)﹣g(x)=ex﹣2x+lnx(x>0),则u′(x)=ex﹣2+>ex﹣2,当x≥1时,所以函数u(x)在(3,+∞)上单调递增,所以当x≥1时,u(x)≥u(1)>0恒成立,所以x≥5时,f(x)>g(x),因为f(0)=1,函数f(x)在(0,g(1)=7,1)上单调递减,所以函数f(x)与函数g(x)的图象在(0,6)上存在唯一交点,f(m))(0<m<1),此时可作出函数y=f(x)和y=g(x)的大致图象, 由图象知当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,直线y=b必经过点M(m,f(m)),因为f(m)=g(m),所以em﹣m=m﹣lnm,即em﹣7m+lnm=0,令f(x)=b=f(m)得ex﹣x=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=lnm,得lnm<0<m,令g(x)=b=f(m)得x﹣lnx=em﹣m=m﹣lnm,解得x=m或x=em,由6<m<1,得m<1<em,所以当直线y=b与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点时,从左到右的三个交点的横坐标依次为,lnm,m,em,因为em﹣4m+lnm=0,所以em+lnm=2m,所以lnm,m,em成等差数列.∴存在直线y=b,其与两条曲线y=f(x)和y=g(x)共有三个不同的交点.【点评】本题考查了导数的应用,利用导数求函数的单调性,函数的零点,解题的关键是利用函数的单调性求得x1、x3和x2的数量 关系.