2020年高考数学真题试卷(浙江卷)
一、选择题:本大题共10小题,每小题4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.(2020·浙江)已知集合P={x|1<x<4},Q={x|2<x<3},则P∩Q=( )
A.{x|1<x≤2} B.{x|2<x<3}
C.{x|3≤x<4} D.{x|1<x<4}
【答案】B
【知识点】交集及其运算
【解析】【解答】解:集合P={x|1<x<4},Q={x|2<x<3},
则P∩Q={x|2<x<3}.
故答案为:B.
【分析】直接利用交集的运算法则求解即可.
2.(2020·浙江)已知a∈R,若a﹣1+(a﹣2)i(i为虚数单位)是实数,则a=( )
A.1 B.﹣1 C.2 D.﹣2
【答案】C
【知识点】复数在复平面中的表示
【解析】【解答】解:a∈R,若a﹣1+(a﹣2)i(i为虚数单位)是实数,
可得a﹣2=0,解得a=2.
故答案为:C.
【分析】利用复数的虚部为0,求解即可.
3.(2020·浙江)若实数x,y满足约束条件 ,则z=x+2y的取值范围是( )
A.(﹣∞,4] B.[4,+∞)
C.[5,+∞) D.(﹣∞,+∞)
【答案】B
【知识点】简单线性规划的应用
【解析】【解答】解:画出实数x,y满足约束条件 所示的平面区域,如图:
将目标函数变形为﹣ x+ =y,
则z表示直线在y轴上截距,截距越大,z越大,
当目标函数过点A(2,1)时,截距最小为z=2+2=4,随着目标函数向上移动截距越来越大,
故目标函数z=2x+y的取值范围是[4,+∞).
故答案为:B.
【分析】作出不等式组表示的平面区域;作出目标函数对应的直线;结合图象判断目标函数z=x+2y的取值范围.
4.(2020·浙江)函数y=xcosx+sinx在区间[﹣π,+π]的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】函数的奇偶性;函数的值
【解析】【解答】解:y=f(x)=xcosx+sinx,
则f(﹣x)=﹣xcosx﹣sinx=﹣f(x),
∴f(x)为奇函数,函数图象关于原点对称,故排除B,D,
当x=π时,y=f(π)=πcosπ+sinπ=﹣π<0,故排除B,
故答案为:A.
【分析】先判断函数的奇偶性,再判断函数值的特点.
5.(2020·浙江)某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积(单位:cm3)是( )
A. B. C.3 D.6
【答案】A
【知识点】组合几何体的面积、体积问题;由三视图还原实物图
【解析】【解答】解:由题意可知几何体的直观图如图,
下部是直三棱柱,底面是斜边长为2的等腰直角三角形,棱锥的高为2,上部是一个三棱锥,一个侧面与底面等腰直角三角形垂直,棱锥的高为1,
所以几何体的体积为: = .
故答案为:A.
【分析】画出几何体的直观图,利用三视图的数据求解几何体的体积即可.
6.(2020·浙江)已知空间中不过同一点的三条直线m,n,l,则“m,n,l在同一平面”是“m,n,l两两相交”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:空间中不过同一点的三条直线m,n,l,若m,n,l在同一平面,则m,n,l相交或m,n,l有两个平行,另一直线与之相交,或三条直线两两平行.
故m,n,l在同一平面”是“m,n,l两两相交”的必要不充分条件,
故答案为:B.
【分析】由m,n,l在同一平面,则m,n,l相交或m,n,l有两个平行,另一直线与之相交,或三条直线两两平行,根据充分条件,必要条件的定义即可判断.
7.(2020·浙江)已知等差数列{an}的前n项和Sn,公差d≠0, ≤1.记b1=S2,bn+1=S2n+2﹣S2n,n∈N*,下列等式不可能成立的是( )
A.2a4=a2+a6 B.2b4=b2+b6 C.a42=a2a8 D.b42=b2b8
【答案】D
【知识点】等差数列的通项公式;数列的递推公式
【解析】【解答】解:在等差数列{an}中,an=a1+ ( n-1 ) d,
∴a2=a1+d,a4=a1+3d,a8=a1+7d,bn+1=S2n+2-S2n,
∴b2=S4-S2=a3+a4,b4=S8-S6=a7+a8,b6=S12-S10=a11+a12,b8=S16-S14=a15+a16,
A.2a4=a2+a6,根据等差数列的性质可得A正确,
B.若2b4=b2+b6,则2 ( a7+a8)=a3+a4+a11+a12=( a3+a12)+( a4+a11 ),成立,B正确,
C.若a42=a2a8,则 ( a1+3d ) 2= ( a1+d ) ( a1+7d ) ,
即a12+6a1d+9d2=a12+8a1d+7d2,得a1d=d2,
∵d≠0,∴a=d,符合 ≤1,C正确;
D.若b42=b2b8,则( a7+a8 ) 2= ( a3+a4 ) ( a15+a16 ),
即4a12+52a1d+169d2=4a12+68a1d+145d2,得16a1d=24d2,
∵d≠0,∴2a1=3d,不符合 ≤1,D错误;
故答案为:D.
【分析】由已知利用等差数列的通项公式判断A与C;由数列递推式分别求得b2,b4,b6,b8,分析B,D成立时是否满足公差d≠0, ≤1判断B与D.
8.(2020·浙江)已知点O(0,0),A(﹣2,0),B(2,0).设点P满足|PA|﹣|PB|=2,且P为函数y=3 图象上的点,则|OP|=( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】平面内两点间距离公式的应用;轨迹方程
【解析】【解答】解:点O (0,0),A(﹣2,0),B (2,0).设点P满足|PA|﹣|PB|=2,
可知P的轨迹是双曲线 的右支上的点,
P为函数y=3 图象上的点,即 在第一象限的点,
联立两个方程,解得P( , ),
所以|OP|= = .
故答案为:D.
【分析】求出P满足的轨迹方程,求出P的坐标,即可求解|OP|.
9.(2020·浙江)已知a,b∈R且ab≠0,若(x﹣a)(x﹣b)(x﹣2a﹣b)≥0在x≥0上恒成立,则( )
A.a<0 B.a>0 C.b<0 D.b>0
【答案】C
【知识点】函数恒成立问题;函数的零点与方程根的关系
【解析】【解答】解:设f(x)=(x﹣a)(x﹣b)(x﹣2a﹣b),可得f(x)的图象与x轴有三个交点,
即f(x)有三个零点a,b,2a+b且f(0)=﹣ab(2a+b),
由题意知,f(0)≥0恒成立,则ab(2a+b)≤0,a<0,b<0,
可得2a+b<0,ab(2a+b)≤0恒成立,排除B,D;
我们考虑零点重合的情况,即中间和右边的零点重合,左边的零点在负半轴上.
则有a=b或a=2a+b或b=b+2a三种情况,此时a=b<0显然成立;
若b=b+2a,则a=0不成立;
若a=2a+b,即a+b=0,可得b<0,a>0且a和2a+b都在正半轴上,符合题意,
综上b<0恒成立.
故答案为:C.
【分析】设f(x)=(x﹣a)(x﹣b)(x﹣2a﹣b),求得f(x)的零点,根据f(0)≥0恒成立,讨论a,b的符号,结合三次函数的图象,即可得到结论.
10.(2020·浙江)设集合S,T,S N*,T N*,S,T中至少有两个元素,且S,T满足:
①对于任意x,y∈S,若x≠y,都有xy∈T;②对于任意x,y∈T,若x<y,则 ∈S;下列命题正确的是( )
A.若S有4个元素,则S∪T有7个元素
B.若S有4个元素,则S∪T有6个元素
C.若S有3个元素,则S∪T有4个元素
D.若S有3个元素,则S∪T有5个元素
【答案】A
【知识点】元素与集合的关系
【解析】【解答】解:取:S={1,2,4},则T={2,4,8},S∪T={1,2,4,8},4个元素,排除D.
S={2,4,8},则T={8,16,32},S∪T={2,4,8,16,32},5个元素,排除C;
S={2,4,8,16}则T={8,16,32,64,128},S∪T={2,4,8,16,32,64,128},7个元素,排除B;
故答案为:A.
【分析】利用特殊集合排除选项,推出结果即可.
二、填空题:本大题共7小题,共36分。多空题每小题6分;单空题每小题4分。
11.(2020·浙江)已知数列{an}满足an= ,则S3= .
【答案】10
【知识点】数列的求和
【解析】【解答】解:数列{an}满足an= ,
可得a1=1,a2=3,a3=6,
所以S3=1+3+6=10.
故答案为:10.
【分析】求出数列的前3项,然后求解即可.
12.(2020·浙江)设 (1+2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a4= ;a1+a2+a3= .
【答案】80;130
【知识点】二项式系数的性质
【解析】【解答】解:(1+2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a4= =80.
a1+a2+a3= =130.
故答案为:80;130.
【分析】直接利用二项式定理的通项公式,求解即可.
13.(2020·浙江)已知tanθ=2,则cos2θ= ;tan(θ﹣ )= .
【答案】﹣ ;
【知识点】两角和与差的正切公式;二倍角的余弦公式;同角三角函数间的基本关系
【解析】【解答】解:tanθ=2,
则cos2θ= = = =﹣ .
tan(θ﹣ )= = = .
故答案为:﹣ ;
【分析】利用二倍角公式以及同角三角函数基本关系式求解第一问,利用两角和与差的三角函数转化求解第二问.
14.(2020·浙江)已知圆锥展开图的侧面积为2π,且为半圆,则底面半径为 .
【答案】1
【知识点】棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积;扇形的弧长与面积
【解析】【解答】解:∵圆锥侧面展开图是半圆,面积为2π,
设圆锥的母线长为a,则 a2π=2π,∴a=2,
∴侧面展开扇形的弧长为2π,
设圆锥的底面半径OC=r,则2πr=2π,解得r=1.
故答案为:1.
【分析】利用圆锥的侧面积,求出母线长,求解底面圆的周长,然后求解底面半径.
15.(2020·浙江)设直线l:y=kx+b(k>0),圆C1:x2+y2=1,C2:(x﹣4)2+y2=1,若直线l与C1,C2都相切,则k= ;b= .
【答案】;﹣
【知识点】平面内点到直线的距离公式;直线和圆的方程的应用
【解析】【解答】由条件得C1(0,0),r1=1,C2(4,0),r2=1,
因为直线l与C1,C2都相切,
故有d1= =1,d2= =1,
则有 = ,故可得b2=(4k+b)2,整理得k(2k+b)=0,
因为k>0,所以2k+b=0,即b=﹣2k,
代入d1= =1,解得k= ,则b=﹣ ,
故答案为: ;﹣ .
【分析】根据直线l与两圆都相切,分别列出方程d1= =1,d2= =1,解得即可.
16.(2020·浙江)一个盒子里有1个红1个绿2个黄四个相同的球,每次拿一个,不放回,拿出红球即停,设拿出黄球的个数为ξ,则P(ξ=0)= ;E(ξ)= .
【答案】;1
【知识点】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
【解析】【解答】由题意知,随机变量ξ的可能取值为0,1,2;
计算P(ξ=0)= + = ;
P(ξ=1)= + = ;
P(ξ=2)= + = ;
所以E(ξ)=0× +1× +2× =1.
故答案为: ,1.
【分析】由题意知随机变量ξ的可能取值为0,1,2;分别计算P(ξ=0)、P(ξ=1)和P(ξ=2),再求E(ξ)的值.
17.(2020·浙江)设 , 为单位向量,满足|2 ﹣ |≤ , = + , =3 + ,设 , 的夹角为θ,则cos2θ的最小值为 .
【答案】
【知识点】数量积表示两个向量的夹角
【解析】【解答】解:设 、 的夹角为α,由 , 为单位向量,满足|2 ﹣ |≤ ,
所以4 ﹣4 +=4 ﹣4cosα+1≤2,
解得cosα≥ ;
又 = + , =3 + ,且 , 的夹角为θ,
所以 =3 +4 + =4+4cosα,
= +2 + =2+2cosα,
=9 +6 + =10+6cosα;
则cos2θ= = = = ﹣ ,
所以cosα= 时,cos2θ取得最小值为 ﹣ = .
故答案为: .
【分析】设 、 的夹角为α,由题意求出cosα≥ ;再求 , 的夹角θ的余弦值cos2θ的最小值即可.
三、解答题:本大题共5小题,共74分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
18.(2020·浙江)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且2bsinA= a.
(Ⅰ)求角B;
(Ⅱ)求cosA+cosB+cosC的取值范围.
【答案】解:(Ⅰ)∵2bsinA= a,
∴2sinBsinA= sinA,
∵sinA≠0,
∴sinB= ,
∵ <B< ,
∴B= ,
(Ⅱ)∵△ABC为锐角三角形,B= ,
∴C= ﹣A,
∴cosA+cosB+cosC=cosA+cos( ﹣A)+cos =cosA﹣ cosA+ sinA+ = cosA+ sinA+ =sin(A+ )+ ,
△ABC为锐角三角形,0<A< ,0<C< ,
解得 <A< ,
∴ <A+ < ,
∴ <sin(A+ )≤1,
∴ + <sin(A+ )+1≤ ,
∴cosA+cosB+cosC的取值范围为( , ].
【知识点】两角和与差的余弦公式;正弦函数的性质;正弦定理
【解析】【分析】(Ⅰ)根据正弦定理可得sinB= ,结合角的范围,即可求出,(Ⅱ)根据两角和差的余弦公式,以及利用正弦函数的性质即可求出.
19.(2020·浙江)如图,三棱台DEF﹣ABC中,面ADFC⊥面ABC,∠ACB=∠ACD=45°,DC=2BC.
(Ⅰ)证明:EF⊥DB;
(Ⅱ)求DF与面DBC所成角的正弦值.
【答案】解:(Ⅰ)证明:作DH⊥AC,且交AC于点H,
∵面ADFC⊥面ABC,DH 面ADFC,∴DH⊥BC,
∴在Rt△DHC中,CH=CD cos45°= CD,
∵DC=2BC,∴CH= CD= 2BC= BC,
∴ = ,即△BHC是直角三角形,且∠HBC=90°,
∴HB⊥BC,∴BC⊥面DHB,∵BD 面DHB,∴BC⊥BD,
∵在三棱台DEF﹣ABC中,EF∥BC,∴EF⊥DB.
(Ⅱ)设BC=1,则BH=1,HC= ,
在Rt△DHC中,DH= ,DC=2,
在Rt△DHB中,DB= = = ,
作HG⊥BD于G,∵BC⊥HG,∴HG⊥面BCD,∵GC 面BCD,
∴HG⊥GC,∴△HGC是直角三角形,且∠HGC=90°,
设DF与面DBC所成角为θ,则θ即为CH与面DBC的夹角,
且sinθ=sin∠HCG= = ,
∵在Rt△DHB中,DH HB=BD HG,
∴HG= = = ,
∴sinθ= = = .
【知识点】直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质;平面与平面垂直的性质;直线与平面所成的角
【解析】【分析】(Ⅰ)题根据已知条件,作DH⊥AC,根据面面垂直,可得DH⊥BC,进一步根据直角三角形的知识可判断出△BHC是直角三角形,且∠HBC=90°,则HB⊥BC,从而可证出BC⊥面DHB,最后根据棱台的定义有EF∥BC,根据平行线的性质可得EF⊥DB;(Ⅱ)题先可设BC=1,根据解直角三角形可得BH=1,HC= ,DH= ,DC=2,DB= ,然后找到CH与面DBC的夹角即为∠HCG,根据棱台的特点可知DF与面DBC所成角与CH与面DBC的夹角相等,通过计算∠HCG的正弦值,即可得到DF与面DBC所成角的正弦值.
20.(2020·浙江)已知数列{an},{bn},{cn}中,a1=b1=c1=1,cn+1=an+1﹣an,cn+1= cn(n∈N*).
(Ⅰ)若数列{bn}为等比数列,且公比q>0,且b1+b2=6b3,求q与an的通项公式;
(Ⅱ)若数列{bn}为等差数列,且公差d>0,证明:c1+c2+…+cn<1+ .
【答案】(Ⅰ)解:由题意,b2=q,b3=q2,
∵b1+b2=6b3,∴1+q=6q2,
整理,得6q2﹣q﹣1=0,
解得q=﹣ (舍去),或q= ,
∴cn+1= cn= cn= cn= cn=4 cn,
∴数列{cn}是以1为首项,4为公比的等比数列,
∴cn=1 4n﹣1=4n﹣1,n∈N*.
∴an+1﹣an=cn+1=4n,
则a1=1,
a2﹣a1=41,
a3﹣a2=42,
……
an﹣an﹣1=4n﹣1,
各项相加,可得
an=1+41+42+…+4n﹣1= = .
(Ⅱ)证明:依题意,由cn+1= cn(n∈N*),可得
bn+2 cn+1=bn cn,
两边同时乘以bn+1,可得
bn+1bn+2cn+1=bnbn+1cn,
∵b1b2c1=b2=1+d,
∴数列{bnbn+1cn}是一个常数列,且此常数为1+d,
bnbn+1cn=1+d,
∴cn= = =(1+ ) =(1+ )( ﹣ ),
∴c1+c2+…+cn
=(1+ )( ﹣ )+(1+ )( ﹣ )+…+(1+ )( ﹣ )
=(1+ )( ﹣ + ﹣ +…+ ﹣ )
=(1+ )( ﹣ )
=(1+ )(1﹣ )
<1+ ,
∴c1+c2+…+cn<1+ ,故得证.
【知识点】等比数列概念与表示;等比数列的通项公式;数列的递推公式;反证法与放缩法
【解析】【分析】本题第(Ⅰ)题先根据等比数列的通项公式将b2=q,b3=q2代入b1+b2=6b3,计算出公比q的值,然后根据等比数列的定义化简cn+1= cn可得cn+1=4cn,则可发现数列{cn}是以1为首项,4为公比的等比数列,从而可得数列{cn}的通项公式,然后将通项公式代入cn+1=an+1﹣an,可得an+1﹣an=cn+1=4n,再根据此递推公式的特点运用累加法可计算出数列{an}的通项公式;第(Ⅱ)题通过将已知关系式cn+1= cn不断进行转化可构造出数列{bnbn+1cn},且可得到数列{bnbn+1cn}是一个常数列,且此常数为1+d,从而可得bnbn+1cn=1+d,再计算得到cn= ,根据等差数列的特点进行转化进行裂项,在求和时相消,最后运用放缩法即可证明不等式成立.
21.(2020·浙江)如图,已知椭圆C1: +y2=1,抛物线C2:y2=2px(p>0),点A是椭圆C1与抛物线C2的交点,过点A的直线l交椭圆C1于点B,交抛物线C2于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若p= ,求抛物线C2的焦点坐标;
(Ⅱ)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值.
【答案】解:(Ⅰ)p= ,则 = ,则抛物线C2的焦点坐标( ,0),
(Ⅱ)直线l与x轴垂直时,此时点M与点A或点B重合,不满足题意,
设直线l的方程为y=kx+t,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
由 ,消y可得(2k2+1)x2+4kty+2t2﹣2=0,
∴△=16k2t2﹣4(2k2+1)(2t2﹣2)≥0,即t2<1+2k2,
∴x1+x2=﹣ ,∴x0= (x1+x2)=﹣ ,
∴y0=kx0+t= ,∴M(﹣ , ),
∵点M在抛物线C2上,∴y2=2px,
∴p= = = ,
联立 ,解得x1= ,y1= ,
代入椭圆方程可得 + =1,解得t2=
∴p2= =
= ≤ = ,
∴p≤ ,当且仅当1=2k2,即k2= ,t2= 时等号成立,
故p的最大值为 .
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用;抛物线的定义;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(Ⅰ)直接由抛物线的定义求出焦点坐标即可;(Ⅱ)设直线方程y=kx+t,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),由 ,根据韦达定理定理求出M(﹣ , ),可得p,再由 ,求出点A的坐标,代入椭圆方程可得t2= ,化简整理得p2= ,利用基本不等式即可求出p的最大值.
22.(2020·浙江)已知1<a≤2,函数f(x)=ex﹣x﹣a,其中e=2.71828…为自然对数的底数.
(Ⅰ)证明:函数y=f(x)在 (0,+∞)上有唯一零点;
(Ⅱ)记x0为函数y=f(x)在 (0,+∞)上的零点,证明:
(ⅰ) ≤x0≤ ;
(ⅱ)x0f( )≥(e﹣1)(a﹣1)a.
【答案】证明:(Ⅰ)∵f(x)=ex﹣x﹣a=0(x>0),∴f′(x)=ex﹣1>0恒成立,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵1<a≤2,∴f(2)=e2﹣2﹣a≥e2﹣4>0,又f(0)=1﹣a<0,
∴函数y=f(x)在 (0,+∞)上有唯一零点.
(Ⅱ)(i)∵f(x)单调增,1<a≤2,设x0的最大值为t,则ct=2+t,
∴f(1)=c﹣1﹣2<0,则t>1,
右边:由于x≥0时,ex≥1+x+ ,且 ﹣x0﹣a=0,
则a≥1+ ,∴ .
左边:要证明 ≥a﹣1= ,只需证明 ,
记h(x)=ex﹣1﹣x﹣x2(0≤x≤t),则h′(x)=ex﹣1﹣2x,
h“(x)=ex﹣2,∴h′(x)在(0,ln2)上单调减,在(ln2,+∞)上单调增,
∴h′(x)=ex﹣1﹣2x≤max{h′(0),h′(t)}=0,
∴h(x)在0≤x≤t时单调减,h(x)=ex﹣1﹣x﹣x2≤h(0)=0,
∴ ≤x0≤ .
(ii)要证明x0f(e )≥(e﹣1)(a﹣1)a,只需证x0f(x0+a)≥(e﹣1)(a﹣1)a,
只需证 ﹣ ≥(e﹣1)a ,
∵ex≥1+x+ ,∴只需证1+ ( )2﹣a≥(e﹣1)a ,
只需证 ﹣2(e﹣2)a ≥0,即证 ﹣ ≥2(e﹣2),
∵ = + ∈(2,+∞),
∴ ≥ = ,
∴x0f(e )≥(e﹣1)(a﹣1)a.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;分析法的思考过程、特点及应用
【解析】【分析】(Ⅰ)推导出x>0时,f′(x)=ex﹣1>0恒成立,f(0)=<0,f(2)>0,由此能证明函数y=f(x)在 (0,+∞)上有唯一零点.(Ⅱ)(i)由f(x)单调增,1<a≤2,设x0的最大值为t,则ct=2+t,f(1)=c﹣1﹣2<0,则t>1,推导出 .要证明 ≥a﹣1= ,只需证明 ,记h(x)=ex﹣1﹣x﹣x2(0≤x≤t),则h′(x)=ex﹣1﹣2x,利用导数性质能证明 ≤x0≤ .(ii)要证明x0f(e )≥(e﹣1)(a﹣1)a,只需证明x0f(x0+a)≥(e﹣1)(a﹣1)a,只需证 ﹣ ≥2(e﹣2),由此能证明x0f(e )≥(e﹣1)(a﹣1)a.
1 / 12020年高考数学真题试卷(浙江卷)
一、选择题:本大题共10小题,每小题4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.(2020·浙江)已知集合P={x|1<x<4},Q={x|2<x<3},则P∩Q=( )
A.{x|1<x≤2} B.{x|2<x<3}
C.{x|3≤x<4} D.{x|1<x<4}
2.(2020·浙江)已知a∈R,若a﹣1+(a﹣2)i(i为虚数单位)是实数,则a=( )
A.1 B.﹣1 C.2 D.﹣2
3.(2020·浙江)若实数x,y满足约束条件 ,则z=x+2y的取值范围是( )
A.(﹣∞,4] B.[4,+∞)
C.[5,+∞) D.(﹣∞,+∞)
4.(2020·浙江)函数y=xcosx+sinx在区间[﹣π,+π]的图象大致为( )
A. B.
C. D.
5.(2020·浙江)某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则该几何体的体积(单位:cm3)是( )
A. B. C.3 D.6
6.(2020·浙江)已知空间中不过同一点的三条直线m,n,l,则“m,n,l在同一平面”是“m,n,l两两相交”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件
7.(2020·浙江)已知等差数列{an}的前n项和Sn,公差d≠0, ≤1.记b1=S2,bn+1=S2n+2﹣S2n,n∈N*,下列等式不可能成立的是( )
A.2a4=a2+a6 B.2b4=b2+b6 C.a42=a2a8 D.b42=b2b8
8.(2020·浙江)已知点O(0,0),A(﹣2,0),B(2,0).设点P满足|PA|﹣|PB|=2,且P为函数y=3 图象上的点,则|OP|=( )
A. B. C. D.
9.(2020·浙江)已知a,b∈R且ab≠0,若(x﹣a)(x﹣b)(x﹣2a﹣b)≥0在x≥0上恒成立,则( )
A.a<0 B.a>0 C.b<0 D.b>0
10.(2020·浙江)设集合S,T,S N*,T N*,S,T中至少有两个元素,且S,T满足:
①对于任意x,y∈S,若x≠y,都有xy∈T;②对于任意x,y∈T,若x<y,则 ∈S;下列命题正确的是( )
A.若S有4个元素,则S∪T有7个元素
B.若S有4个元素,则S∪T有6个元素
C.若S有3个元素,则S∪T有4个元素
D.若S有3个元素,则S∪T有5个元素
二、填空题:本大题共7小题,共36分。多空题每小题6分;单空题每小题4分。
11.(2020·浙江)已知数列{an}满足an= ,则S3= .
12.(2020·浙江)设 (1+2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a4= ;a1+a2+a3= .
13.(2020·浙江)已知tanθ=2,则cos2θ= ;tan(θ﹣ )= .
14.(2020·浙江)已知圆锥展开图的侧面积为2π,且为半圆,则底面半径为 .
15.(2020·浙江)设直线l:y=kx+b(k>0),圆C1:x2+y2=1,C2:(x﹣4)2+y2=1,若直线l与C1,C2都相切,则k= ;b= .
16.(2020·浙江)一个盒子里有1个红1个绿2个黄四个相同的球,每次拿一个,不放回,拿出红球即停,设拿出黄球的个数为ξ,则P(ξ=0)= ;E(ξ)= .
17.(2020·浙江)设 , 为单位向量,满足|2 ﹣ |≤ , = + , =3 + ,设 , 的夹角为θ,则cos2θ的最小值为 .
三、解答题:本大题共5小题,共74分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
18.(2020·浙江)在锐角△ABC中,角A,B,C的对边分别为a,b,c,且2bsinA= a.
(Ⅰ)求角B;
(Ⅱ)求cosA+cosB+cosC的取值范围.
19.(2020·浙江)如图,三棱台DEF﹣ABC中,面ADFC⊥面ABC,∠ACB=∠ACD=45°,DC=2BC.
(Ⅰ)证明:EF⊥DB;
(Ⅱ)求DF与面DBC所成角的正弦值.
20.(2020·浙江)已知数列{an},{bn},{cn}中,a1=b1=c1=1,cn+1=an+1﹣an,cn+1= cn(n∈N*).
(Ⅰ)若数列{bn}为等比数列,且公比q>0,且b1+b2=6b3,求q与an的通项公式;
(Ⅱ)若数列{bn}为等差数列,且公差d>0,证明:c1+c2+…+cn<1+ .
21.(2020·浙江)如图,已知椭圆C1: +y2=1,抛物线C2:y2=2px(p>0),点A是椭圆C1与抛物线C2的交点,过点A的直线l交椭圆C1于点B,交抛物线C2于M(B,M不同于A).
(Ⅰ)若p= ,求抛物线C2的焦点坐标;
(Ⅱ)若存在不过原点的直线l使M为线段AB的中点,求p的最大值.
22.(2020·浙江)已知1<a≤2,函数f(x)=ex﹣x﹣a,其中e=2.71828…为自然对数的底数.
(Ⅰ)证明:函数y=f(x)在 (0,+∞)上有唯一零点;
(Ⅱ)记x0为函数y=f(x)在 (0,+∞)上的零点,证明:
(ⅰ) ≤x0≤ ;
(ⅱ)x0f( )≥(e﹣1)(a﹣1)a.
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】交集及其运算
【解析】【解答】解:集合P={x|1<x<4},Q={x|2<x<3},
则P∩Q={x|2<x<3}.
故答案为:B.
【分析】直接利用交集的运算法则求解即可.
2.【答案】C
【知识点】复数在复平面中的表示
【解析】【解答】解:a∈R,若a﹣1+(a﹣2)i(i为虚数单位)是实数,
可得a﹣2=0,解得a=2.
故答案为:C.
【分析】利用复数的虚部为0,求解即可.
3.【答案】B
【知识点】简单线性规划的应用
【解析】【解答】解:画出实数x,y满足约束条件 所示的平面区域,如图:
将目标函数变形为﹣ x+ =y,
则z表示直线在y轴上截距,截距越大,z越大,
当目标函数过点A(2,1)时,截距最小为z=2+2=4,随着目标函数向上移动截距越来越大,
故目标函数z=2x+y的取值范围是[4,+∞).
故答案为:B.
【分析】作出不等式组表示的平面区域;作出目标函数对应的直线;结合图象判断目标函数z=x+2y的取值范围.
4.【答案】A
【知识点】函数的奇偶性;函数的值
【解析】【解答】解:y=f(x)=xcosx+sinx,
则f(﹣x)=﹣xcosx﹣sinx=﹣f(x),
∴f(x)为奇函数,函数图象关于原点对称,故排除B,D,
当x=π时,y=f(π)=πcosπ+sinπ=﹣π<0,故排除B,
故答案为:A.
【分析】先判断函数的奇偶性,再判断函数值的特点.
5.【答案】A
【知识点】组合几何体的面积、体积问题;由三视图还原实物图
【解析】【解答】解:由题意可知几何体的直观图如图,
下部是直三棱柱,底面是斜边长为2的等腰直角三角形,棱锥的高为2,上部是一个三棱锥,一个侧面与底面等腰直角三角形垂直,棱锥的高为1,
所以几何体的体积为: = .
故答案为:A.
【分析】画出几何体的直观图,利用三视图的数据求解几何体的体积即可.
6.【答案】B
【知识点】必要条件、充分条件与充要条件的判断
【解析】【解答】解:空间中不过同一点的三条直线m,n,l,若m,n,l在同一平面,则m,n,l相交或m,n,l有两个平行,另一直线与之相交,或三条直线两两平行.
故m,n,l在同一平面”是“m,n,l两两相交”的必要不充分条件,
故答案为:B.
【分析】由m,n,l在同一平面,则m,n,l相交或m,n,l有两个平行,另一直线与之相交,或三条直线两两平行,根据充分条件,必要条件的定义即可判断.
7.【答案】D
【知识点】等差数列的通项公式;数列的递推公式
【解析】【解答】解:在等差数列{an}中,an=a1+ ( n-1 ) d,
∴a2=a1+d,a4=a1+3d,a8=a1+7d,bn+1=S2n+2-S2n,
∴b2=S4-S2=a3+a4,b4=S8-S6=a7+a8,b6=S12-S10=a11+a12,b8=S16-S14=a15+a16,
A.2a4=a2+a6,根据等差数列的性质可得A正确,
B.若2b4=b2+b6,则2 ( a7+a8)=a3+a4+a11+a12=( a3+a12)+( a4+a11 ),成立,B正确,
C.若a42=a2a8,则 ( a1+3d ) 2= ( a1+d ) ( a1+7d ) ,
即a12+6a1d+9d2=a12+8a1d+7d2,得a1d=d2,
∵d≠0,∴a=d,符合 ≤1,C正确;
D.若b42=b2b8,则( a7+a8 ) 2= ( a3+a4 ) ( a15+a16 ),
即4a12+52a1d+169d2=4a12+68a1d+145d2,得16a1d=24d2,
∵d≠0,∴2a1=3d,不符合 ≤1,D错误;
故答案为:D.
【分析】由已知利用等差数列的通项公式判断A与C;由数列递推式分别求得b2,b4,b6,b8,分析B,D成立时是否满足公差d≠0, ≤1判断B与D.
8.【答案】D
【知识点】平面内两点间距离公式的应用;轨迹方程
【解析】【解答】解:点O (0,0),A(﹣2,0),B (2,0).设点P满足|PA|﹣|PB|=2,
可知P的轨迹是双曲线 的右支上的点,
P为函数y=3 图象上的点,即 在第一象限的点,
联立两个方程,解得P( , ),
所以|OP|= = .
故答案为:D.
【分析】求出P满足的轨迹方程,求出P的坐标,即可求解|OP|.
9.【答案】C
【知识点】函数恒成立问题;函数的零点与方程根的关系
【解析】【解答】解:设f(x)=(x﹣a)(x﹣b)(x﹣2a﹣b),可得f(x)的图象与x轴有三个交点,
即f(x)有三个零点a,b,2a+b且f(0)=﹣ab(2a+b),
由题意知,f(0)≥0恒成立,则ab(2a+b)≤0,a<0,b<0,
可得2a+b<0,ab(2a+b)≤0恒成立,排除B,D;
我们考虑零点重合的情况,即中间和右边的零点重合,左边的零点在负半轴上.
则有a=b或a=2a+b或b=b+2a三种情况,此时a=b<0显然成立;
若b=b+2a,则a=0不成立;
若a=2a+b,即a+b=0,可得b<0,a>0且a和2a+b都在正半轴上,符合题意,
综上b<0恒成立.
故答案为:C.
【分析】设f(x)=(x﹣a)(x﹣b)(x﹣2a﹣b),求得f(x)的零点,根据f(0)≥0恒成立,讨论a,b的符号,结合三次函数的图象,即可得到结论.
10.【答案】A
【知识点】元素与集合的关系
【解析】【解答】解:取:S={1,2,4},则T={2,4,8},S∪T={1,2,4,8},4个元素,排除D.
S={2,4,8},则T={8,16,32},S∪T={2,4,8,16,32},5个元素,排除C;
S={2,4,8,16}则T={8,16,32,64,128},S∪T={2,4,8,16,32,64,128},7个元素,排除B;
故答案为:A.
【分析】利用特殊集合排除选项,推出结果即可.
11.【答案】10
【知识点】数列的求和
【解析】【解答】解:数列{an}满足an= ,
可得a1=1,a2=3,a3=6,
所以S3=1+3+6=10.
故答案为:10.
【分析】求出数列的前3项,然后求解即可.
12.【答案】80;130
【知识点】二项式系数的性质
【解析】【解答】解:(1+2x)5=a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5,则a4= =80.
a1+a2+a3= =130.
故答案为:80;130.
【分析】直接利用二项式定理的通项公式,求解即可.
13.【答案】﹣ ;
【知识点】两角和与差的正切公式;二倍角的余弦公式;同角三角函数间的基本关系
【解析】【解答】解:tanθ=2,
则cos2θ= = = =﹣ .
tan(θ﹣ )= = = .
故答案为:﹣ ;
【分析】利用二倍角公式以及同角三角函数基本关系式求解第一问,利用两角和与差的三角函数转化求解第二问.
14.【答案】1
【知识点】棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积;扇形的弧长与面积
【解析】【解答】解:∵圆锥侧面展开图是半圆,面积为2π,
设圆锥的母线长为a,则 a2π=2π,∴a=2,
∴侧面展开扇形的弧长为2π,
设圆锥的底面半径OC=r,则2πr=2π,解得r=1.
故答案为:1.
【分析】利用圆锥的侧面积,求出母线长,求解底面圆的周长,然后求解底面半径.
15.【答案】;﹣
【知识点】平面内点到直线的距离公式;直线和圆的方程的应用
【解析】【解答】由条件得C1(0,0),r1=1,C2(4,0),r2=1,
因为直线l与C1,C2都相切,
故有d1= =1,d2= =1,
则有 = ,故可得b2=(4k+b)2,整理得k(2k+b)=0,
因为k>0,所以2k+b=0,即b=﹣2k,
代入d1= =1,解得k= ,则b=﹣ ,
故答案为: ;﹣ .
【分析】根据直线l与两圆都相切,分别列出方程d1= =1,d2= =1,解得即可.
16.【答案】;1
【知识点】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
【解析】【解答】由题意知,随机变量ξ的可能取值为0,1,2;
计算P(ξ=0)= + = ;
P(ξ=1)= + = ;
P(ξ=2)= + = ;
所以E(ξ)=0× +1× +2× =1.
故答案为: ,1.
【分析】由题意知随机变量ξ的可能取值为0,1,2;分别计算P(ξ=0)、P(ξ=1)和P(ξ=2),再求E(ξ)的值.
17.【答案】
【知识点】数量积表示两个向量的夹角
【解析】【解答】解:设 、 的夹角为α,由 , 为单位向量,满足|2 ﹣ |≤ ,
所以4 ﹣4 +=4 ﹣4cosα+1≤2,
解得cosα≥ ;
又 = + , =3 + ,且 , 的夹角为θ,
所以 =3 +4 + =4+4cosα,
= +2 + =2+2cosα,
=9 +6 + =10+6cosα;
则cos2θ= = = = ﹣ ,
所以cosα= 时,cos2θ取得最小值为 ﹣ = .
故答案为: .
【分析】设 、 的夹角为α,由题意求出cosα≥ ;再求 , 的夹角θ的余弦值cos2θ的最小值即可.
18.【答案】解:(Ⅰ)∵2bsinA= a,
∴2sinBsinA= sinA,
∵sinA≠0,
∴sinB= ,
∵ <B< ,
∴B= ,
(Ⅱ)∵△ABC为锐角三角形,B= ,
∴C= ﹣A,
∴cosA+cosB+cosC=cosA+cos( ﹣A)+cos =cosA﹣ cosA+ sinA+ = cosA+ sinA+ =sin(A+ )+ ,
△ABC为锐角三角形,0<A< ,0<C< ,
解得 <A< ,
∴ <A+ < ,
∴ <sin(A+ )≤1,
∴ + <sin(A+ )+1≤ ,
∴cosA+cosB+cosC的取值范围为( , ].
【知识点】两角和与差的余弦公式;正弦函数的性质;正弦定理
【解析】【分析】(Ⅰ)根据正弦定理可得sinB= ,结合角的范围,即可求出,(Ⅱ)根据两角和差的余弦公式,以及利用正弦函数的性质即可求出.
19.【答案】解:(Ⅰ)证明:作DH⊥AC,且交AC于点H,
∵面ADFC⊥面ABC,DH 面ADFC,∴DH⊥BC,
∴在Rt△DHC中,CH=CD cos45°= CD,
∵DC=2BC,∴CH= CD= 2BC= BC,
∴ = ,即△BHC是直角三角形,且∠HBC=90°,
∴HB⊥BC,∴BC⊥面DHB,∵BD 面DHB,∴BC⊥BD,
∵在三棱台DEF﹣ABC中,EF∥BC,∴EF⊥DB.
(Ⅱ)设BC=1,则BH=1,HC= ,
在Rt△DHC中,DH= ,DC=2,
在Rt△DHB中,DB= = = ,
作HG⊥BD于G,∵BC⊥HG,∴HG⊥面BCD,∵GC 面BCD,
∴HG⊥GC,∴△HGC是直角三角形,且∠HGC=90°,
设DF与面DBC所成角为θ,则θ即为CH与面DBC的夹角,
且sinθ=sin∠HCG= = ,
∵在Rt△DHB中,DH HB=BD HG,
∴HG= = = ,
∴sinθ= = = .
【知识点】直线与平面垂直的判定;直线与平面垂直的性质;平面与平面垂直的性质;直线与平面所成的角
【解析】【分析】(Ⅰ)题根据已知条件,作DH⊥AC,根据面面垂直,可得DH⊥BC,进一步根据直角三角形的知识可判断出△BHC是直角三角形,且∠HBC=90°,则HB⊥BC,从而可证出BC⊥面DHB,最后根据棱台的定义有EF∥BC,根据平行线的性质可得EF⊥DB;(Ⅱ)题先可设BC=1,根据解直角三角形可得BH=1,HC= ,DH= ,DC=2,DB= ,然后找到CH与面DBC的夹角即为∠HCG,根据棱台的特点可知DF与面DBC所成角与CH与面DBC的夹角相等,通过计算∠HCG的正弦值,即可得到DF与面DBC所成角的正弦值.
20.【答案】(Ⅰ)解:由题意,b2=q,b3=q2,
∵b1+b2=6b3,∴1+q=6q2,
整理,得6q2﹣q﹣1=0,
解得q=﹣ (舍去),或q= ,
∴cn+1= cn= cn= cn= cn=4 cn,
∴数列{cn}是以1为首项,4为公比的等比数列,
∴cn=1 4n﹣1=4n﹣1,n∈N*.
∴an+1﹣an=cn+1=4n,
则a1=1,
a2﹣a1=41,
a3﹣a2=42,
……
an﹣an﹣1=4n﹣1,
各项相加,可得
an=1+41+42+…+4n﹣1= = .
(Ⅱ)证明:依题意,由cn+1= cn(n∈N*),可得
bn+2 cn+1=bn cn,
两边同时乘以bn+1,可得
bn+1bn+2cn+1=bnbn+1cn,
∵b1b2c1=b2=1+d,
∴数列{bnbn+1cn}是一个常数列,且此常数为1+d,
bnbn+1cn=1+d,
∴cn= = =(1+ ) =(1+ )( ﹣ ),
∴c1+c2+…+cn
=(1+ )( ﹣ )+(1+ )( ﹣ )+…+(1+ )( ﹣ )
=(1+ )( ﹣ + ﹣ +…+ ﹣ )
=(1+ )( ﹣ )
=(1+ )(1﹣ )
<1+ ,
∴c1+c2+…+cn<1+ ,故得证.
【知识点】等比数列概念与表示;等比数列的通项公式;数列的递推公式;反证法与放缩法
【解析】【分析】本题第(Ⅰ)题先根据等比数列的通项公式将b2=q,b3=q2代入b1+b2=6b3,计算出公比q的值,然后根据等比数列的定义化简cn+1= cn可得cn+1=4cn,则可发现数列{cn}是以1为首项,4为公比的等比数列,从而可得数列{cn}的通项公式,然后将通项公式代入cn+1=an+1﹣an,可得an+1﹣an=cn+1=4n,再根据此递推公式的特点运用累加法可计算出数列{an}的通项公式;第(Ⅱ)题通过将已知关系式cn+1= cn不断进行转化可构造出数列{bnbn+1cn},且可得到数列{bnbn+1cn}是一个常数列,且此常数为1+d,从而可得bnbn+1cn=1+d,再计算得到cn= ,根据等差数列的特点进行转化进行裂项,在求和时相消,最后运用放缩法即可证明不等式成立.
21.【答案】解:(Ⅰ)p= ,则 = ,则抛物线C2的焦点坐标( ,0),
(Ⅱ)直线l与x轴垂直时,此时点M与点A或点B重合,不满足题意,
设直线l的方程为y=kx+t,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),
由 ,消y可得(2k2+1)x2+4kty+2t2﹣2=0,
∴△=16k2t2﹣4(2k2+1)(2t2﹣2)≥0,即t2<1+2k2,
∴x1+x2=﹣ ,∴x0= (x1+x2)=﹣ ,
∴y0=kx0+t= ,∴M(﹣ , ),
∵点M在抛物线C2上,∴y2=2px,
∴p= = = ,
联立 ,解得x1= ,y1= ,
代入椭圆方程可得 + =1,解得t2=
∴p2= =
= ≤ = ,
∴p≤ ,当且仅当1=2k2,即k2= ,t2= 时等号成立,
故p的最大值为 .
【知识点】基本不等式在最值问题中的应用;抛物线的定义;直线与圆锥曲线的综合问题
【解析】【分析】(Ⅰ)直接由抛物线的定义求出焦点坐标即可;(Ⅱ)设直线方程y=kx+t,A(x1,y1),B(x2,y2),M(x0,y0),由 ,根据韦达定理定理求出M(﹣ , ),可得p,再由 ,求出点A的坐标,代入椭圆方程可得t2= ,化简整理得p2= ,利用基本不等式即可求出p的最大值.
22.【答案】证明:(Ⅰ)∵f(x)=ex﹣x﹣a=0(x>0),∴f′(x)=ex﹣1>0恒成立,
∴f(x)在(0,+∞)上单调递增,
∵1<a≤2,∴f(2)=e2﹣2﹣a≥e2﹣4>0,又f(0)=1﹣a<0,
∴函数y=f(x)在 (0,+∞)上有唯一零点.
(Ⅱ)(i)∵f(x)单调增,1<a≤2,设x0的最大值为t,则ct=2+t,
∴f(1)=c﹣1﹣2<0,则t>1,
右边:由于x≥0时,ex≥1+x+ ,且 ﹣x0﹣a=0,
则a≥1+ ,∴ .
左边:要证明 ≥a﹣1= ,只需证明 ,
记h(x)=ex﹣1﹣x﹣x2(0≤x≤t),则h′(x)=ex﹣1﹣2x,
h“(x)=ex﹣2,∴h′(x)在(0,ln2)上单调减,在(ln2,+∞)上单调增,
∴h′(x)=ex﹣1﹣2x≤max{h′(0),h′(t)}=0,
∴h(x)在0≤x≤t时单调减,h(x)=ex﹣1﹣x﹣x2≤h(0)=0,
∴ ≤x0≤ .
(ii)要证明x0f(e )≥(e﹣1)(a﹣1)a,只需证x0f(x0+a)≥(e﹣1)(a﹣1)a,
只需证 ﹣ ≥(e﹣1)a ,
∵ex≥1+x+ ,∴只需证1+ ( )2﹣a≥(e﹣1)a ,
只需证 ﹣2(e﹣2)a ≥0,即证 ﹣ ≥2(e﹣2),
∵ = + ∈(2,+∞),
∴ ≥ = ,
∴x0f(e )≥(e﹣1)(a﹣1)a.
【知识点】利用导数研究函数的单调性;分析法的思考过程、特点及应用
【解析】【分析】(Ⅰ)推导出x>0时,f′(x)=ex﹣1>0恒成立,f(0)=<0,f(2)>0,由此能证明函数y=f(x)在 (0,+∞)上有唯一零点.(Ⅱ)(i)由f(x)单调增,1<a≤2,设x0的最大值为t,则ct=2+t,f(1)=c﹣1﹣2<0,则t>1,推导出 .要证明 ≥a﹣1= ,只需证明 ,记h(x)=ex﹣1﹣x﹣x2(0≤x≤t),则h′(x)=ex﹣1﹣2x,利用导数性质能证明 ≤x0≤ .(ii)要证明x0f(e )≥(e﹣1)(a﹣1)a,只需证明x0f(x0+a)≥(e﹣1)(a﹣1)a,只需证 ﹣ ≥2(e﹣2),由此能证明x0f(e )≥(e﹣1)(a﹣1)a.
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