2020-2021学年山东省潍坊市高三(上)期中考试数学试卷人教B版
展开1. 已知集合A=x|−2≤x<4,B=x|−5
2. “a>1”是“a−1a−2<0”的( )
A.充分不必要条件B.必要不充分条件
C.充要条件D.既不充分也不必要条件
3. 已知变量x,y之间的一组数据如表:
若y关于x的线性回归方程为y=0.7x+a,则a=( )
A.0.1B.0.2
4. 已知a,b为不同直线,α,β为不同平面,则下列结论正确的是( )
A.若a⊥α,b⊥a,则b//α
B.若a,b⊂α,a//β,b//β,则α//β
C.若a//α,b⊥β,a//b,则α⊥β
D.若α∩β=b,a⊂α,a⊥b,则α⊥β
5. 高一某班有5名同学报名参加学校组织的三个不同社区服务小组,每个小组至多可接收该班2名同学,每名同学只能报一个小组,则报名方案有( )
A.15种B.90种C.120种D.180种
6. 已知α∈π2,π, tanα=−3,则sinα−π4等于( )
A.55B.255C.35D.35
7. 随着科学技术的发展,放射性同位素技术已经广泛应用于医学、航天等众多领域,并取得了显著经济效益.假设某放射性同位素的衰变过程中,其含量N(单位:贝克)与时间t(单位:天)满足函数关系Pt=P02−t30,其中P0为t=0时该放射性同位素的含量.已知t=15时,该放射性同位素的瞬时变化率为−32ln210,则该放射性同位素含量为4.5贝克时衰变所需时间为( )
A.20天B.30天C.45天D.60天
8. 定义运算⊗:①对∀m∈R,m⊗0=0⊗m=m;
②对∀m,n,p∈R,(m⊗n)⊗p=p⊗(mn)+m⊗p+n⊗p.
若f(x)=ex−1⊗e1−x,则有( )
A.函数y=fx的图象关于x=1对称B.函数fx在R上单调递增
C.函数fx的最小值为2D.f223>f232
二、多选题
中国的华为公司是全球领先的ICT(信息与通信)基础设施和智能终端提供商,其致力于把数字世界带给每个人,每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界.其中华为的5G智能手机是全世界很多年轻人非常喜欢的品牌.为了研究某城市甲、乙两个华为5G智能手机专卖店的销售状况,统计了2020年4月到9月甲、乙两店每月的营业额(单位:万元),得到如下的折线图,则下列说法正确的是( )
A.根据甲店的营业额折线图可知,该店月营业额的平均值在31,32内
B.根据乙店的营业额折线图可知,该店月营业额总体呈上升趋势
C.根据甲、乙两店的营业额折线图可知乙店的月营业额极差比甲店小
D.根据甲、乙两店的营业额折线图可知7、8、9月份的总营业额甲店比乙店少
若非零实数x,y满足x>y,则以下判断正确的是( )
A.1x<1yB.x3>y3C.12x>12yD.lnx−y+1>0
已知函数fx=csωx+φω>0,0<φ<π2的最小正周期为π,其图象的一条对称轴为x=5π12,则( )
A.φ=π3
B.函数y=fx的图象可由y=sin2x的图象向左平移π3个单位长度得到
C.函数fx在0,π2上的值域为−1,32
D.函数fx在区间−π,−π2上单调递减
已知函数fx=2−4|x−12|, 0≤x≤1afx−1, x>1,’其中a∈R,下列关于函数fx的判断正确的为( )
A.当a=2时,f32=4
B.当|a|<1时,函数fx的值域−2,2
C.当a=2且x∈n−1,nn∈N∗时,fx=2n−12−4|x−2n−12|
D.当a>0时,不等式fx≤2ax−12在[0,+∞)上恒成立
三、填空题
(x2+2x)5的展开式中x4的系数为________.
若一直角三角形的面积为50,则该直角三角形的斜边的最小值为________.
已知fx是定义在R上的奇函数,满足f1−x=f1+x.若f1=1,则f1+f2+f3+⋯ +f2021=________.
已知菱形ABCD边长为3,∠BAD=60∘,E为对角线AC上一点,AC=6AE,将△ABD沿BD翻折到△A′BD的位置,E记为E′且二面角A′−BD−C的大小为120∘,则三棱锥A′−BCD的外接球的半径为________;过E′作平面α与该外接球相交,所得截面面积的最小值为________.
四、解答题
已知正三棱柱ABC−A1B1C1的底面边长为2,点E,F分别为棱CC1与A1B1的中点.
(1)求证:直线EF//平面A1BC;
(2)若该正三棱柱的体积为26,求直线EF与平面ABC所成角的余弦值.
在①csinB=bsinA+B2,②csB=217,③bcsC+csinB=a这三个条件中任选一个,补充在下面问题中的横线处,并完成解答.(注:如果选择多个条件分别解答,按第一个解答计分)
问题:△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,A=π3,D是边AB上一点,AD=5,CD=7,且________,试判断AD和DB的大小关系.
已知函数fx=x3−3x2+3bx+c在x=0处取得极大值1.
(1)求函数y=fx的图象在x=1 处切线的方程;
(2)若函数fx在t,t+2上不单调,求实数t的取值范围.
四棱锥P−ABCD中,底面ABCD为直角梯形,CD//AB,∠ABC=90∘,AB=2BC=2CD=4,侧面PAD⊥面ABCD,PA=PD=2.
(1)求证:BD⊥PA;
(2)已知平面PAD与平面PBC的交线为l,在l上是否存在点N,使二面角P−DC−N的余弦值为13?若存在,请确定N点位置,若不存在,请说明理由.
2020年10月16日,是第40个世界粮食日.中国工程院院士袁隆平海水稻团队迎来了海水稻的测产收割,其中宁夏石嘴山海水稻示范种植基地 YC−801测产,亩产超过648.5公斤,通过推广种植海水稻,实现亿亩荒滩变粮仓,大大提高了当地居民收入.某企业引进一条先进食品生产线,以海水稻为原料进行深加工,发明了一种新产品,若该产品的质量指标值为mm∈70,100,其质量指标等级划分如下表:
为了解该产品的经济效益并及时调整生产线,该企业先进行试生产.现从试生产的产品中随机抽取了1000件,将其质量指标值m的数据作为样本,绘制如下频率分布直方图:
(1)若将频率作为概率,从该产品中随机抽取3件产品,记“抽出的产品中至少有1件不是废品”为事件A,求事件A发生的概率;
(2)若从质量指标值m≥85的样本中利用分层抽样的方法抽取7件产品,然后从这7件产品中任取3件产品,求质量指标值m∈[90,95)的件数X的分布列及数学期望;
(3)若每件产品的质量指标值m与利润y(单位:元)的关系如下表1
ln2≈0.7,ln5≈1.6).
已知函数fx=xex−alnx+x.
(1)当a>0时,求fx的最小值;
(2)若对任意x>0恒有不等式fx≥1成立.
①求实数a的值;
②证明:x2ex>x+2lnx+2sinx.
参考答案与试题解析
2020-2021学年山东省潍坊市高三(上)期中考试数学试卷
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
交集及其运算
【解析】
直接利用交集运算求解即可.
【解答】
解:∵ 集合A=x|−2≤x<4,B=x|−5
故选C.
2.
【答案】
B
【考点】
必要条件、充分条件与充要条件的判断
一元二次不等式的解法
【解析】
由a|11,结合充分必要条件进行判定即可求解.
【解答】
解:由a−1a−2<0可得,1∵ a|11,
∴ “a>1”是“a−1a−2<0”的必要不充分条件.
故选B.
3.
【答案】
C
【考点】
求解线性回归方程
【解析】
先计算平均数,利用线性回归方程恒过样本中心点,即可得到结论.
【解答】
解:由题意,x¯=3+4+5+64=4.5,
y¯=2.5+3+4+4.54=3.5,
代入线性回归方程为y=0.7x+a,可得3.5=0.7×4.5+a,
∴ a=0.35.
故选C.
4.
【答案】
C
【考点】
空间中直线与平面之间的位置关系
空间中平面与平面之间的位置关系
【解析】
直接利用线面关系,借助判定定理判定即可.
【解答】
解:a,b为不同直线,α,β为不同平面,
A,若a⊥α,b⊥a,则b//α或b⊂α,故A错误;
B,若a,b⊂α,a//β,b//β,则a//b,则α//β或α与β相交,故B错误;
C,若b⊥β,a//b,则a⊥β,又a//α,则易得α⊥β,故C正确;
D,若α∩β=b,a⊂α,a⊥b,则α与β相交,但不一定垂直,故D错误.
故选C.
5.
【答案】
B
【考点】
排列、组合及简单计数问题
【解析】
首先将5个人,按要求分层3组,再全排即可.
【解答】
解:有题意可知:5个人分成3组的人数分别为:2,2,1,
故报名方案有C52⋅C322⋅A33=90(种).
故选B.
6.
【答案】
B
【考点】
两角和与差的正弦公式
同角三角函数间的基本关系
【解析】
先求出sinα=31010,csα=−1010,将sinα−π4展开,代入即可得到答案.
【解答】
解:由题意可得:tanα=sinαcsα=−3,sin2α+cs2α=1,
又α∈π2,π,
可得sinα=31010,csα=−1010,
∴ sinα−π4=sinαcsπ4−csαsinπ4=255.
故选B.
7.
【答案】
D
【考点】
导数的运算
函数的求值
【解析】
求导,得到得P0=18,进而求出Pt=18×2−t30,令Pt=18×2−t30=4.5,求解即可.
【解答】
解:由题意可得:P′t=−P030⋅ln2⋅2−t30,
当t=15时,P′15=−P030⋅ln2⋅2−12=−32ln210,
解得P0=18,
∴ Pt=18×2−t30,
令Pt=18×2−t30=4.5,
解得t=60,
∴ 该放射性同位素含量为4.5贝克时衰变所需时间为60天.
故选D.
8.
【答案】
A
【考点】
函数新定义问题
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究函数的最值
【解析】
先得到fx=ex−1+e1−x+1,然后利用函数的图象与性质、导数、基本不等式即可得解.
【解答】
解:A,fx=ex−1⊗e1−x
=(ex−1⊗e1−x)⊗0
=0⊗(ex−1⋅e1−x)+ex−1⊗0+e1−x⊗0
=e0+ex−1+e1−x
=ex−1+e1−x+1 ,
f1−x=e−x+ex+1,
f1+x=e−x+ex+1,
所以f1−x=f1+x,
所以fx的图象关于直线x=1对称,A项正确;
B,f′x=ex−1−e1−x,
令f′(x)=0,则x=1,
当x>1时,f′x>0,当x<1时,f′x<0,
所以fx在−∞,1上单调递减,在1,+∞上单调递增,B项错误;
C,fxmin=f(1)=3,C项错误;
D,因为fx在1,+∞上单调递增,1<223<232,
所以f223
二、多选题
【答案】
A,B,D
【考点】
众数、中位数、平均数
极差、方差与标准差
【解析】
利用平均数,极差的概念得解,逐项分析.
【解答】
解:对于A,14+21+26+30+52+476≈31.67∈31,32,故A正确;
对于B,由图像可得B正确;
对于C,甲店的极差52−14=38,乙店的极差53−7=46,故C错误;
对于D,甲店7,8,9月份的总营业额30+52+47=129,乙店7,8,9月份的总营业额33+44+53=130,故D正确.
故选ABD.
【答案】
B,D
【考点】
不等式性质的应用
【解析】
利用特值法,比差法,指数函数的性质,对数函数的性质逐项分析得解.
【解答】
解:对于A,当x=2,y=−1时,12>−1,故A错误;
对于B,x3−y3=x−yx2+xy+y2
=x−yx+12y2+34y2>0,故B正确;
对于C,指数函数y=12x在R上单调递减,x>y,
所以12x<12y,故C错误;
对于D,由x>y,得x−y+1>1,
所以lnx−y+1>0,故D正确.
故选BD.
【答案】
B,C
【考点】
函数y=Asin(ωx+φ)的图象变换
函数y=Asin(ωx+φ)的性质
正弦函数的对称性
余弦函数的单调性
余弦函数的定义域和值域
【解析】
由题设T=π=2πω,得ω=2,得cs2×5π12+φ=±1,解得φ=kπ−5π6,k∈Z,
由0<φ<π2,得φ=π6.故A错误.所以y=cs2x+π6,
对于B,y=sin2x向左平移π3得y=sin2x+π3=sin2x+2π3=sin2x+π2+π6=cs2x+π6,故B正确.
对于C,当x∈0,π2,2x+π6∈π6,7π6,此时f(x)∈−1,32,故C正确.
对于D,令2kπ≤2x+π6≤2kπ+π,k∈Z,解得kπ−π12≤x≤kπ+512π,k∈Z,对k赋值,得D错
【解答】
解:A,由题设T=π=2πω,得ω=2,
图象的对称轴为x=5π12,得cs2×5π12+φ=±1,解得φ=kπ−5π6,k∈Z,
由0<φ<π2,得φ=π6,故A错误;
B,由上述解答可得f(x)=cs2x+π6,
y=sin2x向左平移π3得y=sin2x+π3
=sin2x+2π3=sin2x+π2+π6
=cs2x+π6,故B正确;
C,当x∈0,π2时,2x+π6∈π6,7π6,此时f(x)∈−1,32,故C正确;
D,令2kπ≤2x+π6≤2kπ+π,k∈Z,
解得kπ−π12≤x≤kπ+512π,k∈Z,此时函数f(x)单调递减,
对k赋值,可得当x∈(−7π12,−π2)时,f(x)单调递增,故D错误.
故选BC.
【答案】
A,C
【考点】
分段函数的应用
函数恒成立问题
利用导数研究函数的单调性
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:A选项,当a=2时,f32=2f12=4,A正确;
B选项,当0x∈(n−1,n],fx∈0,2an−1,
所以此时fx的值域为0,2,
当a=0时,当x∈0,1时,fx∈0,2,x∈1,+∞,fx=0,
所以此时fx的值域为0,2,
当−1当x∈(n−1,n],n为奇数时,fx∈0,2an−1,
当n为偶数时,fx∈2an−1,0,
所以此时fx的值域为2a,2
综上所述,fx的值域不可能是−2,2,B不正确;
C选项,当a=2时,x∈n−1,nn∈N∗时,
所以x−n+1∈0,1,
fx=2fx−1=22fx−2
=⋯=2n−1fx−n−1
=2n−12−4|x−2n−12|,C正确;
D选项,当a>0时,x∈n−1,nn∈N∗,
fx=an−12−4|x−2n−12|,
令gx=2ax−12,当a=1时, gx=2,fx∈0,2满足题意.
当a>0且a≠1时,令ℎx=gx−fx,
当x∈n−1,nn∈N∗时,
ℎx=gx−fx
=2ax−12−an−12−4|x−2n−12|,
当x∈n−1,n−12时,
ℎ′x=2ax−12lna−4an−1,
ℎn−1=2an−32>0,
当x∈n−12,n−1时,
ℎ′x=2ax−12lna+4an−1,
ℎn=2an−12>0,
当x=n−12时, ℎx=0,
所以当a>1时,ℎ′n−12=2an−1lna−4an−1≤0,解得1当0综上:若fx≤2ax−12在[0,+∞)上恒成立,需满足e−2≤a≤e2,D不正确.
故选AC.
三、填空题
【答案】
40
【考点】
二项式定理的应用
二项展开式的特定项与特定系数
【解析】
由二项式定理得(x2+2x)5的展开式的通项为:Tr+1=C5r(x2)5−r(2x)r=2rC5rx10−3r,由10−3r=4,解得r=2,由此能求出(x2+2x)5的展开式中x4的系数.
【解答】
解:由二项式定理得(x2+2x)5的展开式的通项为:
Tr+1=C5r(x2)5−r(2x)r=2rC5rx10−3r,
由10−3r=4,解得r=2,
∴ (x2+2x)5的展开式中x4的系数为22C52=40.
故答案为:40.
【答案】
102
【考点】
基本不等式在最值问题中的应用
【解析】
由已知结合三角形的面积公式及基本不等式即可直接求解.
【解答】
解:设直角三角形的直角边分别为a,b,斜边长为c,
则12ab=50,ab=100 a>0,b>0,
∴ c2=a2+b2≥2ab=200,
当且仅当a=b=10时取等号,
∴ 该直角三角形的斜边的最小值c=200=102.
故答案为:102.
【答案】
1
【考点】
奇函数
函数的求值
函数的周期性
【解析】
利用函数的奇偶性与周期,f(0)=0,f(1)=1,f(2)=f(1−1)=0,f(3)=f(1−2)=−f(1)=−1,可得解.
【解答】
解:由题设函数为定义在R上的奇函数,则f(−x)=−f(x),f(0)=0,
由f(1−x)=f(1+x),得f(−x)=f(2+x),
所以得f(x+2)=−f(x),f(x+4)=f(x),得f(x)周期为4,
所以f(2)=f(0)=0,f(3)=f(1−2)=f(−1)=−f(1)=−1,
f(4)=f(0)=0,
所以f(1)+f(2)+f(3)+f(4)=0,
2021÷4=505⋯⋯1,
所以f(1)+f(2)+f(3)+...+f(2021)=f(1)=1.
故答案为:1.
【答案】
212,9π4
【考点】
球内接多面体
球的表面积和体积
二面角的平面角及求法
【解析】
利用条件首先求出三棱锥的外接球半径,再判断截面最小,并求最小值面积.
【解答】
解:因为四边形ABCD是菱形,∠BAD=60∘,
所以△CBD和△ABD是等边三角形,
取M为△CBD的外接圆圆心,N为△A′BD的外接圆圆心,AC与BD相交于Q,
由几何体的对称性可知,三棱锥A′−BCD的外接球球心O在平面A′MC上,连结OM,ON,OQ,OA′,OE′,
则OM⊥平面CBD,ON⊥平面A′BD,
在等边△A′BD中,BD=3,
QN=13A′Q=32,A′N=23A′Q=3,
在Rt△OQN中,∠OQN=60∘,
则ON=QN⋅tan60∘=32,
在Rt△ONA′中,
外接球半径R=A′O=ON2+A′N2=94+3=212,
当平面α与OE′垂直时,截面面积最小,
在Rt△OQE′中,E′N=13AQ=QN=32,ON=32,
所以OE′=ON2+E′N2=94+34=3,
则截面半径r=R2−E′O2=214−3=32,
所以截面面积为S=πr2=94π.
故答案为:212;9π4.
四、解答题
【答案】
(1)证明:如图,取BB1中点D,连接ED,FD,
平行四边形BCC1B1中,E为CC1中点,D为BB1中点,
所以ED//CB,
△B1BA1中,F为A1B1中点,D为BB,中点,
所以FD//A1B,
因为ED,FD⊂平面EFD,ED∩FD=D,
所以平面EFD//平面A1BC.
又EF⊂平面EFD,所以EF//平面A1BC.
(2)解:设AA1=ℎ,VABC−A1B1C1=S△ABC⋅ℎ=3ℎ,
所以3ℎ=26,即ℎ=22.
因为平面ABC//平面A1B1C1,
所以EF与平面ABC所成的角即直线EF与平面A1B1C1所成的角,
因为CC1⊥平面A1B1C1,
所以EF在平面A1B1C1上的射影为C1F,
所以∠EFC1即为直线EF与平面A1B1C1所成的角,
因为EC1=2,FC1=3,所以EF=5,
所以cs∠EFC1=35=155,
即直线EF与平面ABC所成角的余弦值为155 .
【考点】
空间中直线与平面之间的位置关系
直线与平面所成的角
【解析】
【解答】
(1)证明:如图,取BB1中点D,连接ED,FD,
平行四边形BCC1B1中,E为CC1中点,D为BB1中点,
所以ED//CB,
△B1BA1中,F为A1B1中点,D为BB,中点,
所以FD//A1B,
因为ED,FD⊂平面EFD,ED∩FD=D,
所以平面EFD//平面A1BC.
又EF⊂平面EFD,所以EF//平面A1BC.
(2)解:设AA1=ℎ,VABC−A1B1C1=S△ABC⋅ℎ=3ℎ,
所以3ℎ=26,即ℎ=22.
因为平面ABC//平面A1B1C1,
所以EF与平面ABC所成的角即直线EF与平面A1B1C1所成的角,
因为CC1⊥平面A1B1C1,
所以EF在平面A1B1C1上的射影为C1F,
所以∠EFC1即为直线EF与平面A1B1C1所成的角,
因为EC1=2,FC1=3,所以EF=5,
所以cs∠EFC1=35=155,
即直线EF与平面ABC所成角的余弦值为155 .
【答案】
解:设AC=x,在△ACD中由余弦定理可得:
49=x2+25−2⋅x⋅5⋅csπ3,
即x2−5x−24=0,
解得x=8或x=−3(舍去),
所以AC=8.
方案一:选择条件①
由正弦定理得sinCsinB=sinBsinA+B2,
因为B∈(0,π),
所以sinB≠0,所以sinC=sinA+B2,
又因为A+B=π−C,
所以sinC=2sinC2csC2=csC2.
因为C∈0,π,
所以C2∈0,π2,所以csC2≠0.
所以sinC2=12,
即C2=π6,C=π3.
又A=π3,所以△ABC是等边三角形,
所以AB=8,所以DB=3,故AD>DB.
方案二:选择条件②
由csB=217,得sinB=277.
因为A+B+C=π,
所以sinC=sinA+B=sinAcsB+csAsinB
=32×217+12×277=5714,
在△ABC中,由正弦定理得ABsinC=ACsinB,
即AB5714=8277,
解得AB=10,
又AD=5,故AD=DB.
方案三:选择条件③
因为bcsC+csinB=a,
由正弦定理得sinBcsC+sinCsinB=sinA,
因为A+B+C=π,
所以sinBcsC+sinCsinB=sinB+C
=sinBcsC+sinCcsB,
所以sinCsinB=sinCcsB,
又因为sinC≠0,所以sinB=csB,
又因为B∈0,π,故B=π4,
所以∠ACB=5π12,
在△ABC中,由正弦定理得ABsinC=ACsinB,
即AB6+24=822,
解得AB=43+1>10,
又因为AD=5,
所以AD
正弦定理
二倍角的正弦公式
余弦定理
两角和与差的正弦公式
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:设AC=x,在△ACD中由余弦定理可得:
49=x2+25−2⋅x⋅5⋅csπ3,
即x2−5x−24=0,
解得x=8或x=−3(舍去),
所以AC=8.
方案一:选择条件①
由正弦定理得sinCsinB=sinBsinA+B2,
因为B∈(0,π),
所以sinB≠0,所以sinC=sinA+B2,
又因为A+B=π−C,
所以sinC=2sinC2csC2=csC2.
因为C∈0,π,
所以C2∈0,π2,所以csC2≠0.
所以sinC2=12,
即C2=π6,C=π3.
又A=π3,所以△ABC是等边三角形,
所以AB=8,所以DB=3,故AD>DB.
方案二:选择条件②
由csB=217,得sinB=277.
因为A+B+C=π,
所以sinC=sinA+B=sinAcsB+csAsinB
=32×217+12×277=5714,
在△ABC中,由正弦定理得ABsinC=ACsinB,
即AB5714=8277,
解得AB=10,
又AD=5,故AD=DB.
方案三:选择条件③
因为bcsC+csinB=a,
由正弦定理得sinBcsC+sinCsinB=sinA,
因为A+B+C=π,
所以sinBcsC+sinCsinB=sinB+C
=sinBcsC+sinCcsB,
所以sinCsinB=sinCcsB,
又因为sinC≠0,所以sinB=csB,
又因为B∈0,π,故B=π4,
所以∠ACB=5π12,
在△ABC中,由正弦定理得ABsinC=ACsinB,
即AB6+24=822,
解得AB=43+1>10,
又因为AD=5,
所以AD
解:(1)因为f′x=3x2−6x+3b,
由题意可得f′(0)=0,f(0)=1,
解得b=0,c=1,
所以fx=x3−3x2+1;
又f1=−1,f′1=−3,
所以函数y=fx图象在x=1处切线的方程为y−−1=−3x−1 ,
即3x+y−2=0.
(2)因为f′(x)=3x2−6x,令3x2−6x=0,得x=0或x=2.
当x<0时,f′x>0,函数fx为增函数,
当0
因为函数fx在t,t+2上不单调,
所以t<0
利用导数研究曲线上某点切线方程
利用导数研究函数的单调性
【解析】
【解答】
解:(1)因为f′x=3x2−6x+3b,
由题意可得f′(0)=0,f(0)=1,
解得b=0,c=1,
所以fx=x3−3x2+1;
又f1=−1,f′1=−3,
所以函数y=fx图象在x=1处切线的方程为y−−1=−3x−1 ,
即3x+y−2=0.
(2)因为f′(x)=3x2−6x,令3x2−6x=0,得x=0或x=2.
当x<0时,f′x>0,函数fx为增函数,
当0
因为函数fx在t,t+2上不单调,
所以t<0
(1)证明:连接BD,BD=CD2+CB2=22,AD=22,
所以BD2+AD2=AB2,所以AD⊥BD,
因为平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,BD⊂平面ABCD,
所以BD⊥平面PAD,
因为PA⊂平面PAD,
所以BD⊥PA.
(2)解:延长AD,BC相交于点M,连接PM,
因为M∈平面PAD,M∈平面PBC,所以M∈l,
又P∈l,所以PM即为交线l,
取AB中点Q,连接DQ,则DQ⊥DC,
过D在平面PAD内作AD的垂线DH,则DH⊥平面ABCD,
以DQ,DC,DH所在直线为x轴,y轴,z轴建立如图所示空间直角坐标系,
则P(1,−1,2),C(0,2,0),M(−2,2,0),D(0,0,0),
所以DP→=(1,−1,2),DC→=0,2,0,
设平面PDC的法向量为m→=x,y,z,
则m→⋅DC→=0,m→⋅DP→=0,
所以y=0,x+2z=0,取m→=−2,0,1,
设Nx1,y1,z1,PN→=λPM→,
则x1−1,y1+1,z1−2=λ−3,3,−2,
所以x1=1−3λ,y1=−1+3λ,z1=2−2λ,
DN→=(1−3λ,−1+3λ,2−2λ),DC→=0,2,0,
设平面NDC的法向量为n→=x2,y2,z2,
则n→⋅DC→=0,n→⋅DN→=0,
所以y2=0,1−3λx2+2−2λz2=0,
取n→=(2−2λ,0,3λ−1),
所以|cs
=|(−2)×2(1−λ)+3λ−1|3⋅2(1−λ)2+(3λ−1)2=13,
所以8λ2−10λ+3=0,
所以λ=12,λ=34,
经检验λ=34时,不合题意,舍去,
所以存在N,N为PM中点.
【考点】
直线与平面垂直的判定
两条直线垂直的判定
用空间向量求平面间的夹角
【解析】
【解答】
(1)证明:连接BD,BD=CD2+CB2=22,AD=22,
所以BD2+AD2=AB2,所以AD⊥BD,
因为平面PAD⊥平面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,BD⊂平面ABCD,
所以BD⊥平面PAD,
因为PA⊂平面PAD,
所以BD⊥PA.
(2)解:延长AD,BC相交于点M,连接PM,
因为M∈平面PAD,M∈平面PBC,所以M∈l,
又P∈l,所以PM即为交线l,
取AB中点Q,连接DQ,则DQ⊥DC,
过D在平面PAD内作AD的垂线DH,则DH⊥平面ABCD,
以DQ,DC,DH所在直线为x轴,y轴,z轴建立如图所示空间直角坐标系,
则P(1,−1,2),C(0,2,0),M(−2,2,0),D(0,0,0),
所以DP→=(1,−1,2),DC→=0,2,0,
设平面PDC的法向量为m→=x,y,z,
则m→⋅DC→=0,m→⋅DP→=0,
所以y=0,x+2z=0,取m→=−2,0,1,
设Nx1,y1,z1,PN→=λPM→,
则x1−1,y1+1,z1−2=λ−3,3,−2,
所以x1=1−3λ,y1=−1+3λ,z1=2−2λ,
DN→=(1−3λ,−1+3λ,2−2λ),DC→=0,2,0,
设平面NDC的法向量为n→=x2,y2,z2,
则n→⋅DC→=0,n→⋅DN→=0,
所以y2=0,1−3λx2+2−2λz2=0,
取n→=(2−2λ,0,3λ−1),
所以|cs
=|(−2)×2(1−λ)+3λ−1|3⋅2(1−λ)2+(3λ−1)2=13,
所以8λ2−10λ+3=0,
所以λ=12,λ=34,
经检验λ=34时,不合题意,舍去,
所以存在N,N为PM中点.
【答案】
解:(1)设事件A的概率为P(A),则由频率分布直方图可得,
1件产品为废品的概率为P=(0.04+0.02)×5=0.3,
则P(A)=1−C33(0.3)3=1−0.027=0.973.
(2)由频率分布直方图可知,质量指标值大于或等于85的产品中,
m∈[85,90)的频率为0.08×5=0.4;
m∈[90,95)的频率为0.04×5=0.2;
m∈[95,100)的频率为0.02×5=0.1,
故利用分层抽样抽取的7件产品中,m∈[85,90)的有4件,m∈[90,95)的有2件,m∈[95,100]的有1件,
从这7件产品中任取3件产品,质量指标值m∈[90.95)的件数X的所有可能取值为0,1,2,
P(X=0)=C53C73=27,P(X=1)=C21C52C73=47,P(X=2)=C22C51C73=17,
所以X的分布列为:
所以E(X)=0×27+1×47+2×17=67.
(3)由频率分布直方图可得该产品的质量指标值m与利润y(元)的关系如下表所示(1
故当t∈(1,ln5)时,y′>0,函数y=2.5t−0.5et单调递增;
当t∈(ln5,4)时,y′<0,函数y=2.5t−0.5et单调递减,
所以当t=ln5时,y取得最大值,为2.5×ln5−0.5eln5≈1.5,
所以生产该产品能够盈利,当t=ln5≈1.6时,每件产品的利润取得最大值1.5元.
【考点】
简单随机抽样
离散型随机变量及其分布列
离散型随机变量的期望与方差
根据实际问题选择函数类型
利用导数研究函数的单调性
【解析】
【解答】
解:(1)设事件A的概率为P(A),则由频率分布直方图可得,
1件产品为废品的概率为P=(0.04+0.02)×5=0.3,
则P(A)=1−C33(0.3)3=1−0.027=0.973.
(2)由频率分布直方图可知,质量指标值大于或等于85的产品中,
m∈[85,90)的频率为0.08×5=0.4;
m∈[90,95)的频率为0.04×5=0.2;
m∈[95,100)的频率为0.02×5=0.1,
故利用分层抽样抽取的7件产品中,m∈[85,90)的有4件,m∈[90,95)的有2件,m∈[95,100]的有1件,
从这7件产品中任取3件产品,质量指标值m∈[90.95)的件数X的所有可能取值为0,1,2,
P(X=0)=C53C73=27,P(X=1)=C21C52C73=47,P(X=2)=C22C51C73=17,
所以X的分布列为:
所以E(X)=0×27+1×47+2×17=67.
(3)由频率分布直方图可得该产品的质量指标值m与利润y(元)的关系如下表所示(1
故当t∈(1,ln5)时,y′>0,函数y=2.5t−0.5et单调递增;
当t∈(ln5,4)时,y′<0,函数y=2.5t−0.5et单调递减,
所以当t=ln5时,y取得最大值,为2.5×ln5−0.5eln5≈1.5,
所以生产该产品能够盈利,当t=ln5≈1.6时,每件产品的利润取得最大值1.5元.
【答案】
解:(1)方法①:fx的定义域为(0,+∞),
由题意f′(x)=(x+1)(ex−ax)=(x+1)(xex−ax),
令xex−a=0,得a=xex,
令g(x)=xex,
g′x=ex+xex=(x+1)ex>0,
所以gx在x∈0,+∞上为增函数,且g0=0,
所以a=xex有唯一实根,
即f′x=0有唯一实根,设为x0,
即a=x0ex0,
所以fx在(0,x0)上为减函数,在x0,+∞上为增函数,
所以fxmin=fx0=x0ex0−alnx0+x0=a−alna .
方法②:fx=xex−alnx+x=elnx+x−a(lnx+x)(x>0),
设t=lnx+x,则t∈R.
记φ(t)=et−at(t∈R),
故f(x)最小值即为φ(t)最小值,
φ′(t)=et−a(a>0),
当t∈−∞,lna时,φ′(t)<0,φ′(t)单调递减,
当t∈lna,+∞时,φ′(t)>0,φ′(t)单调递增,
所以f(x)min=φ(lna)=elna−alna=a−alna,
所以f(x)的最小值为a−alna.
(2)①当a≤0时,fx单调递增,fx值域为R,不符合题意,
当a>0时,由(1)可知fminx=a−alna,
设φa=a−alnaa>0,
所以φ′a=−lna.
当a∈0,1时,φ′a>0,φ(a)单调递增,
当a∈(1,+∞) 时,φ′a<0,φa单调递减,
所以φ(a)max=φ1=1,即a−alna≤1 ,
由已知,fx≥1恒成立,
所以a−alna≥1,
所以a−alna=1,所以a=1 .
②由①可知xex−lnx−x≥1,
因此只需证:x2+x>2lnx+2sinx,
又因为lnx≤x−1,
只需证x2+x>2x−2+2sinx,
即x2−x+2>2sinx,
当x>1时,x2−x+2>2≥2sinx结论成立,
当x∈(0,1]时,设g(x)=x2−x+2−2sinx,
g′x=2x−1−2csx,
当x∈(0,1]时,g′(x)显然单调递增,
g′(x)≤g′(1)=1−2cs1<0,故g(x)单调递减,
g(x)≥g1=2−2sin1>0,即x2−x+2>2sinx.
综上,结论成立.
【考点】
利用导数研究函数的单调性
利用导数研究函数的最值
函数恒成立问题
【解析】
【解答】
解:(1)方法①:fx的定义域为(0,+∞),
由题意f′(x)=(x+1)(ex−ax)=(x+1)(xex−ax),
令xex−a=0,得a=xex,
令g(x)=xex,
g′x=ex+xex=(x+1)ex>0,
所以gx在x∈0,+∞上为增函数,且g0=0,
所以a=xex有唯一实根,
即f′x=0有唯一实根,设为x0,
即a=x0ex0,
所以fx在(0,x0)上为减函数,在x0,+∞上为增函数,
所以fxmin=fx0=x0ex0−alnx0+x0=a−alna .
方法②:fx=xex−alnx+x=elnx+x−a(lnx+x)(x>0),
设t=lnx+x,则t∈R.
记φ(t)=et−at(t∈R),
故f(x)最小值即为φ(t)最小值,
φ′(t)=et−a(a>0),
当t∈−∞,lna时,φ′(t)<0,φ′(t)单调递减,
当t∈lna,+∞时,φ′(t)>0,φ′(t)单调递增,
所以f(x)min=φ(lna)=elna−alna=a−alna,
所以f(x)的最小值为a−alna.
(2)①当a≤0时,fx单调递增,fx值域为R,不符合题意,
当a>0时,由(1)可知fminx=a−alna,
设φa=a−alnaa>0,
所以φ′a=−lna.
当a∈0,1时,φ′a>0,φ(a)单调递增,
当a∈(1,+∞) 时,φ′a<0,φa单调递减,
所以φ(a)max=φ1=1,即a−alna≤1 ,
由已知,fx≥1恒成立,
所以a−alna≥1,
所以a−alna=1,所以a=1 .
②由①可知xex−lnx−x≥1,
因此只需证:x2+x>2lnx+2sinx,
又因为lnx≤x−1,
只需证x2+x>2x−2+2sinx,
即x2−x+2>2sinx,
当x>1时,x2−x+2>2≥2sinx结论成立,
当x∈(0,1]时,设g(x)=x2−x+2−2sinx,
g′x=2x−1−2csx,
当x∈(0,1]时,g′(x)显然单调递增,
g′(x)≤g′(1)=1−2cs1<0,故g(x)单调递减,
g(x)≥g1=2−2sin1>0,即x2−x+2>2sinx.
综上,结论成立.质量指标值m
[70,75)
[75,80)
[80,85)
[85,90)
90,100
质量指标等级
良好
优秀
良好
合格
废品
质量指标值m
[70,75)
[75,80)
[80,85)
[85,90)
90,100
利润y(元)
6t
8t
4t
2t
−53et
S
0
1
2
P
27
47
17
质量指标值m
[70,75)
[75,80)
[80,85)
[85,90)
[90,100)
利润y
6t
8t
4t
2t
−53et
P
0.05
0.1
0.15
0.4
0.3
S
0
1
2
P
27
47
17
质量指标值m
[70,75)
[75,80)
[80,85)
[85,90)
[90,100)
利润y
6t
8t
4t
2t
−53et
P
0.05
0.1
0.15
0.4
0.3
2020-2021学年山东省潍坊市高三(上)期末数学试卷人教A版: 这是一份2020-2021学年山东省潍坊市高三(上)期末数学试卷人教A版,共6页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
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2020-2021学年山东省潍坊市高三(下)二模数学试卷人教B版: 这是一份2020-2021学年山东省潍坊市高三(下)二模数学试卷人教B版,共14页。试卷主要包含了选择题,多选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。